JP2004045976A - Electronic paper and controller therefor - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子ペーパーおよびその制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、電子ペーパーは新しい技術であり、日常使われている紙と電子ディスプレイの良さを兼ね備えている。この電子ペーパーは、米国MITやE−Ink社のマイクロカプセル電気泳動型、米国ゼロックス社や3M社のツイストボール型、東海大学や大日本印刷の2色性染料/液晶型、液晶/有機感光体複合膜型、トナー型などが研究開発されている。その多くの方式がフィルム面に対し垂直方向の電荷パターンにより映像を形成する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
電子ペーパーは現在の紙に替わる表示デバイスとして期待されているが、各メーカのモックアップなど発表されているものについては、携帯機器への組み込みや制御機器と一体化した電子ペーパーなどが目立ち、その薄さによるメリットを生かしきれていない。
【0004】
通常の紙のように重ねて使用することが想定されていないため、同時に複数枚を取り扱うことができないという問題がある。また、画像表示制御機器と画像表示部分を切り離して使用されることが難しいという問題がある。
【0005】
本発明は、上記事情を考慮してなされたものであって、複数枚重ねても、画像や文字をそれぞれに書き込むことができる電子ペーパーおよびその制御装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明による電子ペーパーは、複数のロウ電極と、前記複数のロウ電極と交差するように配置された複数のカラム電極と、前記ロウ電極と前記カラム電極との交差点毎に設けられ、対応するロウ電極とカラム電極の電荷パターンに基づいて画像を表示する画素と、を有する画像表示部と、前記複数のロウ電極に対して表側と裏側にそれぞれ設けられた複数のロウセレクタ電極と、前記複数のカラム電極に対して表側と裏側にそれぞれ設けられた複数のカラムセレクタ電極と、表側と裏側の対応する位置にそれぞれ設けられた第1乃至第N+1(N≧2)のページセレクタ電極と、第1のページイネーブル信号に基づいて、前記ロウ電極と対応するロウセレクタ電極との接続および前記カラム電極と対応するカラムセレクタ電極との接続を同時にONまたはOFFする第1のページイネーブル回路と、を備え、kを1以上でN以下の整数としたとき、前記表側の第i(i=1,・・・,N−k+1)のページセレクタ電極は前記裏側の第i+kのページセレクタ電極と電気的に接続され、前記表側の第i(i=N−k+2,・・・,N+1)のページセレクタ電極は前記裏側の第i−N+k−1のページセレクタ電極と電気的に接続され、前記表側の第Nのページセレクタ電極から前記第1のページイネーブル信号が出力され、前記電極のそれぞれは、複数枚が重ねて綴じられたときにある電子ペーパーの裏側の各電極がこの裏側に対向する前記電子ペーパーと異なる電子ペーパーの表側の対応する電極と電気的に接続されるように配置されていることを特徴とする。
【0007】
なお、前記kは2以上の整数であり、前記表側および裏側のそれぞれに前記画像表示部が設けられ、前記第1のページイネーブル回路は、前記第1のページイネーブル信号に基づいて、前記表側の画像表示部の前記ロウ電極と対応するロウセレクタ電極との接続および前記表側の画像表示部の前記カラム電極と対応するカラムセレクタ電極との接続を同時にONまたはOFFし、前記表側の第N+1−kのページセレクタ電極の電位レベルを第2のページイネーブル信号とし、この第2のページイネーブル信号に基づいて、前記裏側の画像表示部の前記ロウ電極と対応するロウセレクタ電極との接続および前記裏側の画像表示部の前記カラム電極と対応するカラムセレクタ電極との接続を同時にONまたはOFFする第2のページイネーブル回路を更に備えるように構成しても良い。
【0008】
なお、前記画素のそれぞれに対して設けられ、ドレインが駆動電源に接続され、ソースが対応する画素のロウ電極に接続され、ゲートが前記第1および第2のページイネーブル回路を介して対応するロウセレクタ電極に接続される選択トランジスタを備えているように構成しても良い。
【0009】
本発明による電子ペーパー制御装置は、上記いずれかの電子ペーパーを綴じ込むことの可能な一対のバインダを有し、それぞれのバインダは、前記電子ペーパーの各電極が設けられた位置に対応する位置に電極が設けられて、これらの電極はそれぞれ、前記電子ペーパーを綴じたときに、前記バインダに接触する電子ペーパーの対応する電極と電気的に接続されることを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
【0011】
(第1実施形態)
一般に、電子ペーパーは、仕様用途により、電子ペーパー1枚につき画像表示部が1ページのもの、すなわち画像が表側にしか表示できないものと、1枚につき画像表示部が2ページのもの、すなわち画像が表側と裏側に表示できるものがある。
【0012】
本発明の第1実施形態による電子ペーパーは、画像が表側にしか表示できない、すなわち電子ペーパー1枚に画像表示部が1ページのものである。図6に本実施形態の電子ペーパーの外観を示す。図6(a)に電子ペーパーの表面、図6(b)に電子ペーパーの裏面を示し、これで1枚の電子ペーパーを構成する。表面を例に説明すると、左端は電極部と駆動部が置かれる部分であり、ページを固定するための綴じ穴などによりバインダにてフォルダに固定される部分である。ここでバインダの電極と電気的にも接続される。右側は画像表示部であり、ここに映像や文字が表示される。分かりやすいように図6の左上を拡大したのが図7である。
【0013】
画像表示部には、複数のロウ電極(図示せず)と、これらのロウ電極に交差するように配置された複数のカラム電極(図示せず)と、上記ロウ電極とカラム電極との交差点の、上記ロウ電極とカラム電極との間に設けられた画素(図示せず)とを備えている。マイクロカプセル電気泳動型の画素の構成を図5に示す。この図5に示す画素は、マイクロカプセルインクからなり、このマイクロカプセルインクはカプセル内に青色液体と、マイナスに帯電された白色粒子とを備えている。したがって、ロウ電極(図5では上側の電極)の電位がマイナスでカラム電極(図5では下側の電極)の電位がプラスであると、カプセル内の白色粒子はカラム電極に引っ張られるため、下側に白色粒子、上側に青色液体が位置することなる。また、ロウ電極の電位がプラスでカラム電極の電位がマイナスであると、カプセル内では上側に白色粒子、下側に青色液体が位置し、これにより、画素に情報が書き込まれた状態となる。
【0014】
図8に、本実施形態の電子ペーパーの使用形態と、表示画像を変更するためのコントローラとバッテリを含むフォルダを備えた電子ペーパー制御装置の一具体例を示す。また、フォルダには電子ペーパーを綴じ込むためのバインダが設けられている。そして、バインダには電子ペーパーを綴じ込んだときに、電子ペーパーの電極部の電極と対応する位置に電極が設けられた構成となっている。
【0015】
本実施形態による電子ペーパーの構成を図1に示す。この実施形態の電子ペーパーにおいては、画素表示部には、複数のロウ電極2と、これらのロウ電極2と交差するように配置されたカラム電極4と、ロウ電極2とカラム電極4との交差点の、ロウ電極2とカラム電極4との間に設けられたマイクロカプセル電気泳動型の画素6とを備えている。同じロウの画素は同一のロウ電極に接続され、同じカラムの画素は同一のカラム電極に接続された構成となっている。なお、本実施形態では単純マトリクス型の電子ペーパーである。
【0016】
また、本実施形態の電子ペーパーにおいては、ページ表側の端部に、ページオーバーフロー電極11と、ページセレクタ電極131〜13N+1と、ロウセレクタ電極151・・・と、カラムセレクタ電極171・・・とが設けられ、上記ページ表側の端部に対応するページ裏側の位置に、ページオーバーフロー電極21と、ページセレクタ電極231〜23N+1と、ロウセレクタ電極251・・・と、カラムセレクタ電極271・・・とがそれぞれ設けられている。なお、Nはフォルダに一度に綴じることのできる電子ペーパーの最大枚数を示している。また、上記電極は、複数枚重ねたときに異なる電子ペーパーの同じ列の電極が互いに接触し、電気的に接続されるように配置された構成となっている。
【0017】
ページ裏側のページオーバーフロー電極21はページ表側のページオーバーフロー電極11と電気的に接続されるとともに、電子ペーパー内に設けられたページオーバーフロー検出回路30に接続された構成となっている。なお、ページオーバーフロー検出回路30は、ドレインがページオーバーフロー電極21に接続され、ゲートがページ裏側のページセレクタ電極231に接続され、ソースが接地電源に接続されたNチャネルMOSトランジスタ31から構成されている。また、ページオーバーフロー電極11には抵抗を介して駆動電源が印加されている。
【0018】
ページ表側のページセレクタ電極13i(i=1,・・・,N)は、ページ裏側のページセレクタ電極23i+1に電気的に接続され、ページ表側のページセレクタ電極13N+1はページ裏側のページセレクタ電極231に接続された構成となっている。表側のページセレクタ電極13N、すなわち裏側のページセレクタ電極23N+1から、本実施形態の電子ペーパーに情報を書き込むときに用いられるページイネーブル信号が出力され、ページイネーブル回路40に送られる。ページイネーブル回路40は、複数のロウ電極2に対応して設けられたNチャネルMOSトランジスタ411,・・・と、複数のカラム電極4に対応して設けられたNチャネルMOSトランジスタ431,・・・とを備えている。トランジスタ41i(i=1,・・・)は、ドレインがロウセレクタ電極25iに接続され、ソースが対応するロウ電極2に接続され、ゲートに上記ページイネーブル信号を受ける構成となっている。また、トランジスタ43i(i=1,・・・)は、ドレインが裏側のカラムセレクタ電極27iに接続され、ソースが対応するカラム電極4に接続され、ゲートに上記ページイネーブル信号を受ける構成となっている。
【0019】
ページ表側のロウセレクタ電極15i(i=1,・・・)はページ裏側のロウセレクタ電極25iに接続され、ページ表側のカラムセレクタ電極17iはページ裏側のカラムセレクタ電極27iに接続された構成となっている。また、各ロウセレクタ電極15i(i=1,・・・)は、図8に示す電子ペーパーの制御装置のコントローラに設けられたロウセレクタ回路110に接続され、カラムセレクタ電極17i(i=1,・・・)は、図8に示す電子ペーパーの制御装置のコントローラに設けられたカラムセレクタ回路120に接続された構成となっている。
【0020】
ロウセレクタ回路110は、各ロウセレクタ電極15i(i=1,・・・)毎に設けられ、PチャネルMOSトランジスタ111、113と、NチャネルMOSトランジスタ114,115と、インバータ112とを備えている。MOSトランジスタ111,113,114,115は縦続接続され、トランジスタ111のソースは駆動電源に接続され、トランジスタ115のソースは接地電源に接続された構成となっている。トランジスタ111,115のゲートには、このロウセレクタに接続された画素に書き込まれるロウデータ/Row Dataが入力され、トランジスタ114のゲートには、対応するロウ電極をイネーブルにする信号Row Enableが入力され、トランジスタ113のゲートにはインバータ112を介して信号Row Enableが入力される構成となっている。
【0021】
カラムセレクタ回路120は、各カラムセレクタ電極17i(i=1,・・・)毎に設けられ、PチャネルMOSトランジスタ121、123と、NチャネルMOSトランジスタ124,125と、インバータ122とを備えている。MOSトランジスタ121,123,124,125は縦続接続され、トランジスタ121のソースは駆動電源に接続され、トランジスタ125のソースは接地電源に接続された構成となっている。トランジスタ121,125のゲートには、このカラムセレクタ回路120に接続された画素に書き込まれるカラムデータColumn Dataが入力され、トランジスタ124のゲートには、対応するカラム電極をイネーブルにする信号Column Enableが入力され、トランジスタ123のゲートにはインバータ122を介して信号Column Enableが入力される構成となっている。
【0022】
本実施形態において、ページセレクタ電極をページ表とページ裏で1つずらして接続したが、これは1つに限定されず所定の数だけずらしても良い。
【0023】
次に、本実施形態の電子ペーパーの動作を説明する。一般的な電子ペーパーと同様に、ロウセレクタ回路とカラムセレクタ回路により特定の画素を選択し、それに正負の電荷をかけることにより白と青を切り換える。これを全画素分繰り返して画像を形成する。
【0024】
図8に示す電子ペーパーの制御装置を構成するフォルダに電子ペーパーを複数枚セットし、バインダで綴じたときの合計枚数を調べる方法を、図2を参照して説明する。図2では、フォルダに一度に綴じることのできる電子ペーパーの最大枚数を10枚とした場合の例である。この図2においては、ページセレクタ電極は表側及び裏側にそれぞれ11個あり、分かりやすいように、図2中では電気的に接続されている電極には同じ番号が与えられている。すなわち、図2では、電極にD1〜D11の番号が与えられている。電子ペーパー制御装置のコントローラによって、1ページ目の表側のページセレクタ電極D1の電位レベルをHigh、表側の他のページセレクタ電極D2〜D11の電位レベルをLowにした場合、最終ページの電子ペーパーの裏側の(合計枚数+1)番目のページセレクタ電極の電位レベルがHighとなる。例えば、バインダに7枚の電子ペーパーが綴じ込まれた場合には、7枚目の電子ペーパーの裏側の上から8(=7+1)番目の電極D1の電位レベルがHighとなる。なお、電位レベルがHighの状態となっている電極は図2中では斜線で示している。
【0025】
バインダには、電子ペーパーの電極が設けられた位置と対応する位置に電極が設けられた構成となっているので、最終ページの電子ペーパーの裏側のどのページセレクタ電極の電位レベルがHighになっているかを検出することができる。これにより、電子ペーパーの裏側の、電位レベルがHighとなるページセレクタ電極の位置で、バインダに綴じられた電子ペーパーの枚数を、電子ペーパー制御装置のコントローラに認識させることが出来る。
【0026】
次に、本実施形態においては、電子ペーパーのページセレクタ電極数によって規定される最大枚数(既定枚数)を超えた枚数の電子ペーパーをバインダに綴じた場合、既定枚数以上の電子ペーパーの動作は保証されない。このため、既定枚数以上の電子ペーパーを綴じた場合にはコントローラにそれを認識できるようになっている。これを、図3を参照して説明する。
【0027】
1枚目の表側のページセレクタ電極D1の電位レベルをHigh、他のページセレクタ電極の電位レベルをLowにした場合、既定枚数以内なら前述のように全枚数がわかるようになっているが、既定枚数を越えた場合はページオーバーフロー電極11,21の電位レベルがLowになるようになっている。例えば、図3において既定枚数は10枚だが、11枚以上の電子ペーパーをバインダに綴じた場合は、枚数確認時に11枚目の電子ペーパーの裏側の1番目のページセレクタ電極D1(図1においては電極231)の電位レベルがHighになる。これにより、図1に示すトランジスタ31がONし、ページオーバーフロー電極21、11の電位レベルがLowになる。コントローラは電子ペーパーをバインダで綴じた時に、電子ペーパー枚数確認とページオーバーフロー確認を行う必要がある。
【0028】
次に、書き込みページの選択法を、図4を参照して説明する。書き込むページを選択するには該当するページセレクタ電極をHighにする必要がある。例えば、3ページ目(本実施形態においては3枚目)の電子ペーパーに画像を書き込む場合には、フォルダに内蔵される画像書き込み用のコントローラで、「(全ページ数)−(書き込みページ番号)+1」で算出されるページセレクタ電極の電位レベルをHighにすることにより、そのページのみ書き込みを行うことが出来る。例えば図4に示すように、6ページ目を書き換え対象にする場合、(全ページ数)−(書き込みページ番号)+1= 10−6+1 =5となり、5番目のページセレクタ電極の電位レベルをHighにする。すると6枚目の電子ペーパーの裏の11番目のページセレクタ電極D5(図1においてはページセレクタ電極23N+1)の電位レベルがHighになる。図1に示すようにこの電極23N+1はページイネーブル信号を発生するようになっており、6ページ目の電子ペーパーにロウ、カラムのデータが書き込まれる。同様に複数のページに書き込みを行いたい場合は、該当するページセレクタ電極の電位レベルをHighにすればよい。全てのページセレクタ電極の電位レベルをHighにすれば、全ページに同時に同じ内容を書き込むことが出来る。
【0029】
以上説明したように、同じ電子ペーパーを複数枚重ねて使用し、書き換えを希望するページのみ画像を書き込む、または選択された複数のページの電子ペーパーに画像を一度に書き込むことが可能となる。書き込み後はフォルダから外して、印刷された紙のように扱える。更に本実施形態の電子ペーパーはどのページもそれぞれ回路的に全く同じであるため、フォルダ内のページの入れ替え、追加、抜き取りも自由である。
【0030】
(第2実施形態)
上記第1実施形態の電子ペーパーは、画素表示部が単純マトリクス型であったが、アクティブマトリクス型であっても良い。このアクティブマトリクス型の場合を本発明の第2実施形態として説明する。
【0031】
本発明の第2実施形態による電子ペーパーの構成を図9に示す。この第2実施形態の電子ペーパーは、画素表示部がアクティブマトリクス型であって、図1に示す第1実施形態の電子ペーパーに、各画素に対応して設けられるNチャネルMOSFETからなる選択トランジスタ8と、電源用電極14、24とを新たに設けた構成となっている。電源用電極14は電子ペーパーの表側に、電源用電極24は裏側に設けられて共通に接続され、更に駆動電源に接続された構成となっている。選択トランジスタ8は、ドレインが各画素6のロウ電極2に接続され、ソースが電源用電極24に接続され、ゲートが上記画素のロウを選択するためのトランジスタ41i(i=1,・・・)のソースに接続された構成となっている。
【0032】
この第2実施形態の電子ペーパーも第1実施形態の場合と同様の効果を得ることができる。すなわち、同じ電子ペーパーを複数枚重ねて使用し、書き換えを希望するページのみ画像を書き込む、または選択された複数のページの電子ペーパーに画像を一度に書き込むことが可能となる。書き込み後はフォルダから外して、印刷された紙のように扱える。更に本実施形態の電子ペーパーはどのページもそれぞれ回路的に全く同じであるため、フォルダ内のページの入れ替え、追加、抜き取りも自由である。
【0033】
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態による電子ペーパーを、図10乃至図13を参照して説明する。この第3実施形態の電子ペーパーは、電子ペーパー1枚につき画像表示部が2ページの電子ペーパー、すなわち表面および裏面の両面に画像表示が可能な電子ペーパーであって、その構成を図10に示す。
【0034】
本実施形態の電子ペーパーは、図1に示す第1実施形態の電子ペーパーにおいて、ページオーバーフロー検出回路30の代わりにページオーバーフロー検出回路30Aを設けるとともに、もう一つのページイネーブル回路(図示せず)を設け、更に表側のページセレクタ用電極と裏側のページセレクタ用電極との接続を変えた構成となっている。表側のページセレクタ電極13i(i=1,・・・,N−1)は、裏側のページセレクタ電極23i+2に接続され、表側のページセレクタ電極13Nは裏側のページセレクタ電極231に接続され、表側のページセレクタ電極13N+1は裏側のページセレクタ電極232に接続された構成となっている。なお、Nは、フォルダに一度に綴じることのできる電子ペーパーの最大ページ数(既定ページ数)である。また、表側のページセレクタ電極13Nから第1のページイネーブル信号が第1のページイネーブル回路40に送られ、裏側のページセレクタ電極23N+1から第2のページイネーブル信号が第2のページイネーブル回路(図示せず)に送られる構成となっている。なお、第2のページイネーブル回路は第1のページイネーブル回路40と同じ構成となっている。第1のページイネーブル回路40は第1のページイネーブル信号の電位レベルがHighの場合に、構成要素であるトランジスタ411,・・・とトランジスタ431,・・・をONし、表側の画像表示部に画像データを書き込むことを可能にし、第2のページイネーブル回路は第2のページイネーブル信号の電位レベルがHighの場合に、図示しない構成要素であるトランジスタをONし、裏側の画像表示部に画像データを書き込むことを可能にする。
【0035】
ページオーバーフロー検出回路30Aは、ソースが接地電源に接続され、ドレインがページオーバーフロー電極21に接続され、ゲートがページセレクタ電極232に接続されたNチャネルMOSトランジスタ32を有する構成となっている。
【0036】
次に、本実施形態の電子ペーパーの作用を、図11乃至図13を参照して説明する。
【0037】
まず、フォルダに電子ペーパーをセットし、バインダで綴じたときの合計ページ数を調べる方法を、図11を参照して説明する。図11は、バインダに綴じ込むことのできる最大ページ数を10ページとした場合の例を示している。電子ペーパー1枚に画像表示部が2ページあるため、この例では電子ペーパーは5枚となっている。また、第1実施形態の場合と同様に、電気的に接続されている電極には同じ番号が与えられている。すなわち、図11では、電極にD1〜D11の番号が与えられている。今、バインダに綴じ込まれている電子ペーパーのページ数が既定ページ数以下のときを考える。電子ペーパー制御装置のコントローラによって、1枚目電子ペーパーの表側のページセレクタ電極D1の電位レベルをHigh、表側の他のページセレクタ電極D2〜D11の電位レベルをLowにした場合、最終の電子ペーパーの裏側の(合計ページ数+1)番目のページセレクタ電極の電位レベルのみHighとなる。これにより、第1実施形態の場合と同様に、電位レベルがHighとなるページセレクタ電極の位置で、バインダに綴じられた電子ペーパーのページ数をコントローラに認識させることができる。
【0038】
既定ページ数を超えるページとなるように電子ペーパーを綴じた場合にはコントローラにそれが認識できるようになっている。これを図12を参照して説明する。1枚目の電子ペーパーの表側(第1ページ)のページセレクタ電極D1の電位レベルをHigh、他のページセレクタ電極をLowにした場合、既定ページ数以内なら前述のように全ページ数がわかるようになっているが、既定ページ数を越えた場合はページオーバーフロー電極21の電位レベルがLowになるようになっている。例えば、図12において既定ページ数は10ページだが、11ページ以上バインダに綴じた場合は、ページ数確認時に11ページ目の裏、つまり12ページの2番目のページセレクタ電極D1(図10では232)の電位レベルがHighになり、ページオーバーフロー電極21の電位レベルがLowになる。
【0039】
次に、書き込みページの選択法を、図13を参照して説明する。書き込むページを選択するには該当するページセレクタ電極の電位レベルをHighにする必要がある。フォルダに内蔵される画像書き込み用のコントローラで、「(全ページ数)−(書き込みページ番号)+1」で算出されるページセレクタ電極の電位レベルをHighにすることにより、そのページのみ書き込みを行うことができる。例えば、図15に示すように、第5ページと第6ページを同じ内容で書き換え対象にする場合、「(全ページ数)−(書き込みページ番号)+1」の計算で6と5になり、第1ページの5番目と6番目のページセレクタ電極D5、D6の電位レベルをHighにする。すると第5ページと第6ページの電極D5、D6から出力されるページイネーブル信号のレベルがHighとなり、第5ページと第6ページにロウ、カラムのデータが書き込まれる(図13参照)。
【0040】
以上説明したように、本実施形態の電子ペーパーも第1実施形態と同様の効果を得ることができる。すなわち、同じ電子ペーパーを複数枚重ねて使用し、書き換えを希望するページのみ画像を書き込む、または選択された複数のページの電子ペーパーに画像を一度に書き込むことが可能となる。書き込み後はフォルダから外して、印刷された紙のように扱える。更に本実施形態の電子ペーパーはどのページもそれぞれ回路的に全く同じであるため、フォルダ内のページの入れ替え、追加、抜き取りも自由である。
【0041】
画像や文字情報の書き込み時には専用のフォルダに綴じて、閲覧時には各ページを自由に取り外して使用することも可能である。取り外したページはフォルダに綴じると、その順番でページが自動的に決まるため、ユーザは電子ペーパーの順番を気にせずに使用することができる。
【0042】
(第4実施形態)
上記第3実施形態の電子ペーパーは、画像表示部が単純マトリクス型であったが、アクティブマトリクス型であっても良い。アクティブマトリクス型の場合を本発明の第4実施形態として説明する。
【0043】
本発明の第4実施形態による電子ペーパーの構成を図14に示す。この第4実施形態の電子ペーパーは、画素表示部がアクティブマトリクス型であって、図11に示す第3実施形態の電子ペーパーに、各画素に対応して設けられるNチャネルMOSFETからなる選択トランジスタ8と、電源用電極14、24とを新たに設けた構成となっている。電源用電極14は、電子ペーパーの表側に電源用電極24は裏側に設けられて共通に接続され、更に駆動電源に接続された構成となっている。選択トランジスタ8は、ドレインが各画素6のロウ電極2に接続され、ソースが電源用電極24に接続され、ゲートが上記画素のロウを選択するためのトランジスタ41i(i=1,・・・)のソースに接続された構成となっている。
【0044】
この第4実施形態の電子ペーパーも第3実施形態の場合と同様の効果を得ることができる。すなわち、同じ電子ペーパーを複数枚重ねて使用し、書き換えを希望するページのみ画像を書き込む、または選択された複数のページの電子ペーパーに画像を一度に書き込むことが可能となる。書き込み後はフォルダから外して、印刷された紙のように扱える。更に本実施形態の電子ペーパーはどのページもそれぞれ回路的に全く同じであるため、フォルダ内のページの入れ替え、追加、抜き取りも自由である。
【0045】
なお、上記第1乃至第4実施形態においては、画素6はマイクロカプセル電気泳動型であったが、ツイストボール型、2色性染料/液晶型、液晶/有機感光体複合膜型、トナー型などであっても良く、フィルム面に対し垂直方向の電荷パターンにより映像を形成するものであれば良いことは云うまでもない。
【0046】
【発明の効果】
以上、述べたように、本発明によれば、複数枚重ねても、画像や文字をそれぞれに書き込むことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態による電子ペーパーの構成を示す図。
【図2】第1実施形態の電子ペーパーを電子ペーパー制御装置のバインダに綴じたときの合計枚数を調べる方法を説明する図。
【図3】第1実施形態の電子ペーパーを電子ペーパー制御装置のバインダに規定枚数を超えて綴じたことを検出する方法を説明する図。
【図4】第1実施形態の電子ペーパーを電子ペーパー制御装置のバインダに複数枚綴じたときの書き込みページの選択方法を説明する図。
【図5】電子ペーパーの画素の一具体例を示す図。
【図6】本発明による電子ペーパー制御装置の一具体例を示す図。
【図7】電子ペーパー制御装置の一部分を拡大した図。
【図8】電子ペーパーを綴じ込んだときの電子ペーパー制御装置の構成を示す斜視図。
【図9】本発明の第2実施形態による電子ペーパーの構成を示す図。
【図10】本発明の第3実施形態による電子ペーパーの構成を示す図。
【図11】第3実施形態の電子ペーパーを電子ペーパー制御装置のバインダに綴じたときの合計枚数を調べる方法を説明する図。
【図12】第3実施形態の電子ペーパーを電子ペーパー制御装置のバインダに規定枚数を超えて綴じたことを検出する方法を説明する図。
【図13】第3実施形態の電子ペーパーを電子ペーパー制御装置のバインダに複数枚綴じたときの書き込みページの選択方法を説明する図。
【図14】本発明の第4実施形態による電子ペーパーの構成を示す図。
【符号の説明】
2 ロウ電極
4 カラム電極
6 画素
8 選択トランジスタ
11,21 ページオーバーフロー電極
13i,23i (i=1,・・・,N+1) ページセレクタ電極
15i,25i (i=1,・・・) ロウセレクタ電極
17i,27i (i=1,・・・) カラムセレクタ電極
30 ページオーバーフロー検出回路
31 NチャネルMOSトランジスタ
40 ページイネーブル回路
41i(i=1,・・・) NチャネルMOSトランジスタ
43i(i=1,・・・) NチャネルMOSトランジスタ
110 ロウセレクタ回路
120 カラムセレクタ回路[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to electronic paper and a control device thereof.
[0002]
[Prior art]
Generally, electronic paper is a new technology, and combines the advantages of paper and electronic displays that are used every day. This electronic paper is a microcapsule electrophoresis type of MIT or E-Ink in the United States, a twist ball type of Xerox or 3M of the United States, a dichroic dye / liquid crystal type of Tokai University or Dai Nippon Printing, a liquid crystal / organic photoreceptor. Research and development have been made on composite film types, toner types, and the like. Many of these systems form an image with a charge pattern perpendicular to the film plane.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Electronic paper is expected to be a display device that replaces the current paper.However, mock-ups announced by various manufacturers, such as electronic paper integrated into portable devices and integrated with control devices, are prominent. The benefits of thinness have not been fully exploited.
[0004]
Since it is not assumed that the sheets are used repeatedly like ordinary paper, there is a problem that a plurality of sheets cannot be handled at the same time. Further, there is a problem that it is difficult to use the image display control device separately from the image display control device.
[0005]
The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and has as its object to provide an electronic paper capable of writing an image or a character on each of them even when a plurality of sheets are stacked, and a control device therefor.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The electronic paper according to the present invention is provided with a plurality of row electrodes, a plurality of column electrodes arranged so as to intersect the plurality of row electrodes, and at each intersection of the row electrode and the column electrode, a corresponding row. An image display unit having a pixel for displaying an image based on the charge pattern of the electrode and the column electrode, a plurality of row selector electrodes provided on the front side and the back side with respect to the plurality of row electrodes, and the plurality of rows, respectively. A plurality of column selector electrodes provided on the front side and the back side with respect to the column electrode; first to N + 1 (N ≧ 2) page selector electrodes provided at corresponding positions on the front side and the back side; , The connection between the row electrode and the corresponding row selector electrode and the connection between the column electrode and the corresponding column selector electrode are simultaneously performed. A first page enable circuit for turning on or off, and when k is an integer from 1 to N, the i-th (i = 1,..., N−k + 1) page selector electrode on the front side Are electrically connected to the (i + k) th page selector electrode on the back side, and the i-th (i = N−k + 2,..., N + 1) page selector electrode on the front side is connected to the (i−N + k−1) th page selector electrode on the back side. The first page enable signal is output from the N-th page selector electrode on the front side, which is electrically connected to a page selector electrode, and each of the electrodes is an electronic paper when a plurality of sheets are stapled together. Are arranged so as to be electrically connected to corresponding electrodes on the front side of electronic paper different from the electronic paper facing the back side.
[0007]
Note that the k is an integer of 2 or more, and the image display unit is provided on each of the front side and the back side, and the first page enable circuit is configured to output the image data on the front side based on the first page enable signal. The connection between the row electrode of the image display unit and the corresponding row selector electrode and the connection between the column electrode of the image display unit on the front side and the corresponding column selector electrode are simultaneously turned on or off, and the N + 1-kth on the front side is turned on. The potential level of the page selector electrode is used as a second page enable signal. Based on the second page enable signal, the connection between the row electrode of the rear image display unit and the corresponding row selector electrode and the connection of the rear Second page enable for simultaneously turning on or off the connection between the column electrode of the image display unit and the corresponding column selector electrode It may be configured to further include a road.
[0008]
A drain is provided for each of the pixels, a drain is connected to a driving power supply, a source is connected to a row electrode of the corresponding pixel, and a gate is connected to the corresponding row via the first and second page enable circuits. You may comprise so that it may have the selection transistor connected to a selector electrode.
[0009]
The electronic paper control device according to the present invention includes a pair of binders capable of binding any one of the electronic papers, and each of the binders is located at a position corresponding to a position where each electrode of the electronic paper is provided. Electrodes are provided, and each of these electrodes is electrically connected to a corresponding electrode of the electronic paper that contacts the binder when the electronic paper is bound.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
[0011]
(1st Embodiment)
In general, electronic paper has an image display section of one page per electronic paper, that is, an image that can be displayed only on the front side, and an image display section of two pages per sheet, that is, an image that has an image depending on the specification application. Some items can be displayed on the front and back sides.
[0012]
In the electronic paper according to the first embodiment of the present invention, an image can be displayed only on the front side, that is, one electronic paper has an image display unit of one page. FIG. 6 shows the appearance of the electronic paper of the present embodiment. FIG. 6A shows the front surface of the electronic paper, and FIG. 6B shows the back surface of the electronic paper, which constitutes one electronic paper. Taking the surface as an example, the left end is a portion where the electrode unit and the driving unit are placed, and is a portion fixed to a folder by a binder with a binding hole for fixing a page. Here, it is also electrically connected to the electrode of the binder. The right side is an image display section, on which images and characters are displayed. FIG. 7 is an enlarged view of the upper left of FIG. 6 for easy understanding.
[0013]
The image display unit includes a plurality of row electrodes (not shown), a plurality of column electrodes (not shown) arranged to intersect these row electrodes, and an intersection of the row electrodes and the column electrodes. And a pixel (not shown) provided between the row electrode and the column electrode. FIG. 5 shows a configuration of a microcapsule electrophoretic pixel. The pixel shown in FIG. 5 is made of microcapsule ink, and this microcapsule ink has a blue liquid and negatively charged white particles in a capsule. Therefore, if the potential of the row electrode (the upper electrode in FIG. 5) is negative and the potential of the column electrode (the lower electrode in FIG. 5) is positive, the white particles in the capsule are pulled by the column electrode, and The white particles are located on the side and the blue liquid is located on the upper side. When the potential of the row electrode is positive and the potential of the column electrode is negative, white particles are located on the upper side and blue liquid is located on the lower side in the capsule, whereby a state is obtained in which information is written to the pixel.
[0014]
FIG. 8 shows a usage example of the electronic paper according to the present embodiment, and a specific example of an electronic paper control device including a controller for changing a display image and a folder including a battery. The folder is provided with a binder for binding electronic paper. When the electronic paper is bound in the binder, the electrode is provided at a position corresponding to the electrode of the electrode portion of the electronic paper.
[0015]
FIG. 1 shows the configuration of the electronic paper according to the present embodiment. In the electronic paper of this embodiment, the pixel display section includes a plurality of
[0016]
Further, in the electronic paper of the present embodiment, the
[0017]
The
[0018]
[0019]
[0020]
The
[0021]
The
[0022]
In the present embodiment, the page selector electrodes are connected by being shifted by one at the front and back of the page, but this is not limited to one and may be shifted by a predetermined number.
[0023]
Next, the operation of the electronic paper of the present embodiment will be described. As in general electronic paper, a specific pixel is selected by a row selector circuit and a column selector circuit, and white and blue are switched by applying positive and negative charges to the specific pixel. This is repeated for all pixels to form an image.
[0024]
A method of setting a plurality of electronic papers in a folder constituting the electronic paper control device shown in FIG. 8 and checking the total number of sheets bound with a binder will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows an example in which the maximum number of electronic papers that can be bound in a folder at one time is ten. In FIG. 2, there are eleven page selector electrodes on each of the front side and the back side, and for simplicity, in FIG. 2, the electrically connected electrodes are given the same numbers. That is, in FIG. 2, the electrodes are assigned numbers D1 to D11. When the potential level of the page selector electrode D1 on the front side of the first page is set to High and the potential levels of the other page selector electrodes D2 to D11 on the front side are set to Low by the controller of the electronic paper control device, the back side of the electronic paper on the last page. The potential level of the (total number of pages + 1) -th page selector electrode becomes High. For example, when seven electronic papers are bound in the binder, the potential level of the eighth (= 7 + 1) -th electrode D1 from the top on the back side of the seventh electronic paper becomes High. The electrodes whose potential level is High are indicated by oblique lines in FIG.
[0025]
Since the binder has a configuration in which the electrode is provided at a position corresponding to the position where the electrode of the electronic paper is provided, the potential level of any page selector electrode on the back side of the electronic paper of the last page becomes High. Can be detected. This allows the controller of the electronic paper control device to recognize the number of electronic papers bound to the binder at the position of the page selector electrode on the back side of the electronic paper where the potential level becomes High.
[0026]
Next, in the present embodiment, when the number of electronic papers exceeding the maximum number (predetermined number) specified by the number of page selector electrodes of the electronic paper is bound to the binder, the operation of the electronic paper of the predetermined number or more is guaranteed. Not done. For this reason, when a predetermined number or more of electronic papers are bound, the controller can recognize the binding. This will be described with reference to FIG.
[0027]
When the potential level of the first page selector electrode D1 on the front side is set to High and the potential levels of the other page selector electrodes are set to Low, the total number can be known as described above if the number is within the predetermined number. When the number exceeds the number, the potential levels of the
[0028]
Next, a method of selecting a write page will be described with reference to FIG. To select a page to be written, it is necessary to set the corresponding page selector electrode to High. For example, when writing an image on the third page (third page in the present embodiment) of the electronic paper, an image writing controller built in the folder uses “(total number of pages) − (written page number)”. By setting the potential level of the page selector electrode calculated as “+1” to High, writing can be performed only on the page. For example, as shown in FIG. 4, when the sixth page is to be rewritten, (the total number of pages) − (the number of write pages) + 1 = 10−6 + 1 = 5, and the potential level of the fifth page selector electrode is set to High. I do. Then, the eleventh page selector electrode D5 on the back of the sixth electronic paper (in FIG. 1, the
[0029]
As described above, it is possible to use a plurality of the same electronic papers and write an image only on a page desired to be rewritten, or write an image on the selected plurality of pages of electronic paper at a time. After writing, it can be removed from the folder and handled like printed paper. Furthermore, since the electronic paper of the present embodiment has exactly the same circuit in each page, the pages in the folder can be freely replaced, added, or extracted.
[0030]
(2nd Embodiment)
In the electronic paper of the first embodiment, the pixel display unit is a simple matrix type, but may be an active matrix type. The case of the active matrix type will be described as a second embodiment of the present invention.
[0031]
FIG. 9 shows the configuration of the electronic paper according to the second embodiment of the present invention. The electronic paper according to the second embodiment has a pixel display portion of an active matrix type, and a
[0032]
The electronic paper of the second embodiment can also obtain the same effects as those of the first embodiment. That is, it is possible to use a plurality of the same electronic papers and to write an image only on the page desired to be rewritten, or to write the image on the electronic paper of a plurality of selected pages at a time. After writing, it can be removed from the folder and handled like printed paper. Furthermore, since the electronic paper of the present embodiment has exactly the same circuit in each page, the pages in the folder can be freely replaced, added, or extracted.
[0033]
(Third embodiment)
Next, an electronic paper according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The electronic paper according to the third embodiment is an electronic paper having an image display unit of two pages per electronic paper, that is, an electronic paper capable of displaying images on both the front surface and the back surface. FIG. .
[0034]
The electronic paper of this embodiment is different from the electronic paper of the first embodiment shown in FIG. 1 in that a page
[0035]
The page
[0036]
Next, the operation of the electronic paper according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
[0037]
First, a method of checking the total number of pages when electronic paper is set in a folder and bound with a binder will be described with reference to FIG. FIG. 11 shows an example in which the maximum number of pages that can be bound in the binder is 10 pages. Since the electronic paper has two pages of the image display unit, the number of the electronic paper is five in this example. As in the case of the first embodiment, the electrodes that are electrically connected are given the same numbers. That is, in FIG. 11, the numbers D1 to D11 are given to the electrodes. Now, consider a case where the number of pages of electronic paper bound in the binder is equal to or less than a predetermined number of pages. When the potential level of the page selector electrode D1 on the front side of the first electronic paper is set to High and the potential levels of the other page selector electrodes D2 to D11 on the front side are set to Low by the controller of the electronic paper control apparatus, Only the potential level of the (total number of pages + 1) page selector electrode on the back side becomes High. Thus, as in the first embodiment, the controller can recognize the number of pages of the electronic paper bound to the binder at the position of the page selector electrode at which the potential level becomes High.
[0038]
When the electronic paper is bound so that the number of pages exceeds the predetermined number of pages, the controller can recognize it. This will be described with reference to FIG. When the potential level of the page selector electrode D1 on the front side (first page) of the first electronic paper is set to High and the other page selector electrodes are set to Low, if the number of pages is within the predetermined number of pages, the total number of pages can be determined as described above. However, when the number of pages exceeds a predetermined number, the potential level of the
[0039]
Next, a method of selecting a write page will be described with reference to FIG. To select a page to be written, it is necessary to set the potential level of the corresponding page selector electrode to High. An image writing controller built in the folder, by setting the potential level of the page selector electrode calculated by “(total number of pages) − (writing page number) +1” to High, thereby writing only the page. Can be. For example, as shown in FIG. 15, when the fifth page and the sixth page are to be rewritten with the same content, the calculation of “(total number of pages) − (write page number) +1” results in 6 and 5, and The potential levels of the fifth and sixth page selector electrodes D5 and D6 of one page are set to High. Then, the level of the page enable signal output from the electrodes D5 and D6 of the fifth page and the sixth page becomes High, and the data of the row and the column are written in the fifth page and the sixth page (see FIG. 13).
[0040]
As described above, the electronic paper of the present embodiment can also obtain the same effects as those of the first embodiment. That is, it is possible to use a plurality of the same electronic papers and to write an image only on the page desired to be rewritten, or to write the image on the electronic paper of a plurality of selected pages at a time. After writing, it can be removed from the folder and handled like printed paper. Furthermore, since the electronic paper of the present embodiment has exactly the same circuit in each page, the pages in the folder can be freely replaced, added, or extracted.
[0041]
When writing images or character information, the pages can be bound in a dedicated folder, and when viewed, each page can be freely removed and used. When the removed pages are bound in a folder, the pages are automatically determined in that order, so that the user can use the electronic paper without worrying about the order.
[0042]
(Fourth embodiment)
In the electronic paper of the third embodiment, the image display unit is a simple matrix type, but may be an active matrix type. An active matrix type will be described as a fourth embodiment of the present invention.
[0043]
FIG. 14 shows the configuration of the electronic paper according to the fourth embodiment of the present invention. The electronic paper according to the fourth embodiment has a pixel display unit of an active matrix type, and is provided in the electronic paper according to the third embodiment shown in FIG. And
[0044]
The electronic paper of the fourth embodiment can also obtain the same effects as those of the third embodiment. That is, it is possible to use a plurality of the same electronic papers and to write an image only on the page desired to be rewritten, or to write the image on the electronic paper of a plurality of selected pages at a time. After writing, it can be removed from the folder and handled like printed paper. Furthermore, since the electronic paper of the present embodiment has exactly the same circuit in each page, the pages in the folder can be freely replaced, added, or extracted.
[0045]
In the first to fourth embodiments, the
[0046]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, even when a plurality of sheets are overlapped, an image or a character can be written to each.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing a configuration of an electronic paper according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view for explaining a method of checking a total number of sheets of electronic paper according to the first embodiment when the electronic paper is bound to a binder of the electronic paper control device.
FIG. 3 is an exemplary view for explaining a method of detecting that the electronic paper of the first embodiment is bound to a binder of the electronic paper control device in excess of a predetermined number.
FIG. 4 is an exemplary view for explaining a method of selecting a writing page when a plurality of electronic papers of the first embodiment are bound to a binder of the electronic paper control device.
FIG. 5 illustrates a specific example of a pixel of electronic paper.
FIG. 6 is a diagram showing a specific example of an electronic paper control device according to the present invention.
FIG. 7 is an enlarged view of a part of the electronic paper control device.
FIG. 8 is a perspective view showing the configuration of the electronic paper control device when the electronic paper is bound.
FIG. 9 is a view showing a configuration of electronic paper according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram showing a configuration of an electronic paper according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 11 is an exemplary view for explaining a method of checking the total number of sheets of electronic paper according to the third embodiment when the electronic paper is bound to a binder of the electronic paper control device.
FIG. 12 is a view for explaining a method of detecting that the electronic paper of the third embodiment has been bound to a binder of the electronic paper control device in excess of a predetermined number.
FIG. 13 is a view for explaining a method of selecting a writing page when a plurality of electronic papers of the third embodiment are bound to a binder of the electronic paper control device.
FIG. 14 is a view showing a configuration of electronic paper according to a fourth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
2 Row electrode
4 Column electrode
6 pixels
8 Selection transistor
11, 21 Page overflow electrode
Thirteen i , 23 i (I = 1,..., N + 1) Page selector electrode
Fifteen i , 25 i (I = 1,...) Row selector electrode
17 i , 27 i (I = 1, ...) Column selector electrode
30 Page overflow detection circuit
31 N-channel MOS transistor
40 page enable circuit
41 i (I = 1,...) N-channel MOS transistor
43 i (I = 1,...) N-channel MOS transistor
110 Row Selector Circuit
120 column selector circuit
Claims (7)
前記複数のロウ電極に対して表側と裏側にそれぞれ設けられた複数のロウセレクタ電極と、
前記複数のカラム電極に対して表側と裏側にそれぞれ設けられた複数のカラムセレクタ電極と、
表側と裏側の対応する位置にそれぞれ設けられた第1乃至第N+1(N≧2)のページセレクタ電極と、
第1のページイネーブル信号に基づいて、前記ロウ電極と対応するロウセレクタ電極との接続および前記カラム電極と対応するカラムセレクタ電極との接続を同時にONまたはOFFする第1のページイネーブル回路と、
を備え、kを1以上でN以下の整数としたとき、前記表側の第i(i=1,・・・,N−k+1)のページセレクタ電極は前記裏側の第i+kのページセレクタ電極と電気的に接続され、前記表側の第i(i=N−k+2,・・・,N+1)のページセレクタ電極は前記裏側の第i−N+k−1のページセレクタ電極と電気的に接続され、前記表側の第Nのページセレクタ電極から前記第1のページイネーブル信号が出力され、前記電極のそれぞれは、複数枚が重ねて綴じられたときにある電子ペーパーの裏側の各電極がこの裏側に対向する前記電子ペーパーと異なる電子ペーパーの表側の対応する電極と電気的に接続されるように配置されていることを特徴とする電子ペーパー。A plurality of row electrodes, a plurality of column electrodes arranged so as to intersect with the plurality of row electrodes, and a charge pattern of the corresponding row electrode and column electrode provided at each intersection of the row electrode and the column electrode. An image display unit having a pixel that displays an image based on
A plurality of row selector electrodes respectively provided on the front side and the back side for the plurality of row electrodes,
A plurality of column selector electrodes respectively provided on the front side and the back side for the plurality of column electrodes,
First to (N + 1) th (N ≧ 2) page selector electrodes provided at corresponding positions on the front side and the back side, respectively;
A first page enable circuit for simultaneously turning on or off the connection between the row electrode and the corresponding row selector electrode and the connection between the column electrode and the corresponding column selector electrode based on a first page enable signal;
When k is an integer of 1 or more and N or less, the i-th (i = 1,..., N−k + 1) page selector electrode on the front side is electrically connected to the (i + k) -th page selector electrode on the back side. The i-th (i = N−k + 2,..., N + 1) page selector electrode on the front side is electrically connected to the (i−N + k−1) -th page selector electrode on the back side. The first page enable signal is output from the Nth page selector electrode of the electronic paper, and each of the electrodes is such that each electrode on the back side of an electronic paper when a plurality of sheets are stapled is opposed to this back side. Electronic paper characterized by being arranged so as to be electrically connected to a corresponding electrode on the front side of electronic paper different from electronic paper.
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