説明

情報表示装置

【課題】鮮明さを向上させたカラー画像を表示可能な情報表示装置を提供する。
【解決手段】対向する一対の電極部間に、電界が与えられることによって何れかの電極部に向けて移動する表示媒体を有する層と、前記表示媒体を駆動する電圧を前記一対の電極部に印加する制御部と、前記表示媒体を有する層上に積層配置された白色表示領域Wを含むカラーフィルタ90と、を備えた情報表示装置であって、前記制御部は、前記カラー画像を表現する任意のカラーデータを、前記複数の所定カラーデータと黒色、白色、並びに、黒色及び白色の中間色とを含むカラーデータに変更し、前記白色表示領域Wに表示される色の階調は、パネルの透過率と、前記白色表示媒体の反射率と、前記任意のカラーデータとに基づいて決定される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、本発明は、電気的に駆動可能な表示媒体を用いた情報表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、情報が表示される情報表示領域を有する透明な表面基板と、前記表面基板に対向する裏面基板との間に、隔壁により互いに隔離された空間(セル)を形成し、電気的に駆動可能な白色又は黒色に着色された表示媒体(例えば、電子粉流体(登録商標)などの帯電性粒子を含んだ複数の粒子群)をセル内に1種類以上封入した情報表示装置が知られている。このような情報表示装置では、表面基板側に形成された電極と、裏面基板側に形成された電極とに電圧を印加することによって、白色又は黒色に着色された表示媒体を表面基板側或いは裏面基板側に移動させることにより画像を含む情報を表示する。
【0003】
また、このような情報表示装置において、三原色カラーを有するカラーフィルタを用いて、カラー画像を表示する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。しかし、このような情報表示装置は、バックライトを備えていないため、観測者にカラー画像が全体的に暗く表示されるような印象を与える。
【0004】
そこで、このような情報表示装置では、明るさを補うことを目的として、例えば、1つの画素を三原色カラーが形成される領域と無色透明な領域の4領域から構成し、白色又は黒色に着色された表示媒体によって、無色透明な領域において反射される反射光を調整することにより、カラー画像の明るさを修正している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2007−171650号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、上述した情報表示装置では、本来、三原色カラーで表されるカラー画像を無色透明領域に表示される白黒の階調を含む4色で表示している。そのため、白色又は黒色に着色された表示媒体によって調整される階調が三原色カラーに対して過大な場合には、カラー画像の再現性が損なわれ、過少な場合には、表示されるカラー画像の明るさが不十分になることがあった。このように、上述した情報表示装置には、依然として改善の余地が残されていた。
【0007】
そこで、本発明は、カラー画像の再現性と明るさとを両立させることにより、鮮明さを向上させたカラー画像を表示可能な情報表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上述した課題を解決するため、本発明の特徴は、少なくとも一方が透明な一対の電極部と、前記一対の電極部と対応して設けられ、少なくとも一方が透明な一対の基板と、前記一対の電極部の間に封入され、電界が与えられることによって何れかの電極部に向けて移動する表示媒体と、前記表示媒体を駆動する電圧を前記一対の電極部に印加する制御部と、前記カラー画像を表示するために用いられるカラーフィルタと、を備え、前記一対の基板のうち、透明な基板側に設けられ、カラー画像の表示に必要な複数の所定カラーが表示される領域Cと、黒色、白色、及び黒色と白色の中間色が表示される領域Wとを有する情報表示装置であって、前記制御部は、前記カラー画像を表現する任意のカラーデータを、前記複数の所定カラーデータと黒色、白色、並びに、黒色及び白色の中間色とを含むカラーデータに変更し、前記情報表示装置には、前記透明な基板と、前記透明な電極部と、前記カラーフィルタとを含むパネルが形成され、前記表示媒体は、白色の白色表示媒体を含んでおり、前記領域Wに表示される色の階調は、前記パネルの透過率と、前記白色表示媒体の反射率と、前記任意のカラーデータとに基づいて決定されることを要旨とする。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、鮮明さを向上させたカラー画像を表示可能な情報表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】図1は、本発明の実施形態に係る情報表示装置10の概略斜視図である。
【図2】図2は、画像表示パネル100の拡大平面図である。
【図3】図3(a)及び図3(b)は、図2のA−A断面図である。
【図4】図4は、本発明の実施形態に係る画像表示パネル100の駆動に関連するハードウェアのブロック構成図である。
【図5】図5は、本発明の実施形態に係る情報表示装置10の論理ブロック構成図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
本発明に係る情報表示装置10の実施形態について、図面を参照しながら説明する。以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。従って具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれ得る。
【0012】
(1)情報表示装置10の概略説明
図1は、本実施形態に係る情報表示装置10の概略斜視図である。図1に示すように、情報表示装置10は、画像表示パネル100と筐体200とを有する。画像表示パネル100は、情報表示装置10に読み込まれた画像データに基づいて画像を表示する。筐体200は、画像表示パネル100及び画像表示パネル100を駆動する電源やプリント回路基板(PCB)などを収容する。筐体200の側部には、メモリカードのスロット及びUSBインタフェース(不図示)などが設けられてもよい。
【0013】
画像表示パネル100は、表示媒体移動型であり、具体的には、例えば、白色と黒色の電子粉流体(登録商標)が用いられる。画像表示パネル100のサイズは、特に限定されないが、本実施形態では、8インチ〜15インチ程度であるものとして以下説明する。
【0014】
(2)画像表示パネル100の構造
以下において、画像表示パネル100の概略構成について、図面を参照しながら説明する。図2は、画像表示パネル100の拡大平面図である。図3(a)及び図3(b)は、図2のA−A断面図である。図3(a)は、白色表示媒体80Wが情報表示面側(図中の「目」のマークを参照)に位置している状態を示す。図3(b)黒色表示媒体80Bが情報表示面側に位置している状態を示す。
【0015】
図2、図3(a)及び図3(b)に示すように、画像表示パネル100は、表面基板20a、裏面基板20b、平坦化層30、表面電極40a、裏面電極40b、カラーフィルタ90及び隔壁50を有する。
【0016】
一対の表面基板20a及び裏面基板20bのうち、表面基板20aは、情報表示面側に形成される。表面基板20aは透明な基板である。表面基板20aは、可視光の透過率が高く、かつ耐熱性のよいものが好ましい。裏面基板20bは、表面基板20aと対向する。本実施形態では、裏面基板20bも透明な基板である。裏面基板20bは必ずしも透明でなくてもよく、一方の基板(表面基板20a)が透明であればよい。
【0017】
表面基板20a及び裏面基板20bは、一対の電極部(表面電極40a,裏面電極40b)に対応して設けられる。具体的には、表面基板20a及び裏面基板20bは、表面電極40a,裏面電極40bよりも外側にそれぞれ設けられる。
【0018】
平坦化層30は、表面基板20aと表面電極40aとの間に形成される。平坦化層30は、表面基板20aを覆っている。すなわち、平坦化層30は、表面基板上に形成される。平坦化層30は、表面基板20aを部分的に覆っていてもよい。カラーフィルタ90が表面基板20a上に形成されている場合は、平坦化層30は、表面基板20aを部分的に覆っている。平坦化層30の表面電極40a側の表面は、平らに形成される。平坦化層30は、透明である。表面基板20aの表面電極40a側には、カラーフィルタ90が形成されている。カラーフィルタ90には、赤フィルタ90R、緑フィルタ90G、青フィルタ90Bとが含まれる。
【0019】
図2(a)に示されるように、画像表示パネル100は、表面基板20a側に設けられる領域Cと領域Wとを有する。領域Cは、カラー画像の表示に必要な複数の所定カラーが表示される。本実施形態において、所定カラーとは、RGBで表示される赤、緑及び青である。これらのカラーは、カラーフィルタ90により表示される。従って、カラーフィルタ90は、カラー画像を表示するために用いられる。本実施形態においては、カラーフィルタ90は、赤フィルタ90R、緑フィルタ90G、青フィルタ90Bからなる。
【0020】
領域Wは、黒色、白色、及び黒色と白色の中間色が表示される。情報表示装置10は、領域Wを有することによって、明るさを補っている。
【0021】
図2(a)に示されるように、表面基板20a側からの平面視において、赤フィルタ90R、緑フィルタ90G、青フィルタ90Bは規則性を持って配列されている。具体的には、赤フィルタ90R、緑フィルタ90G、青フィルタ90Bは、平面視において格子状に形成された隔壁50に囲まれた領域に配置されている。隔壁50に囲まれた領域において、図2の紙面において、左上に赤フィルタ90Rが配置され、右上に緑フィルタ90Gが配置され、左下に青フィルタ90Bが配置されている。右下の領域には、カラーフィルタ90が配置されない。従って、白色表示媒体80W及び黒色表示媒体80Bの色が、観察者に直接視認される。
【0022】
図3(a)に示されるように、白色表示媒体80Wが表面基板20a側の青フィルタ90Bに対応する位置にある場合、観察者には青色が表示されていると視認される。その他の色についても同様である。カラーフィルタ90が配置されていない領域Wでは、観察者には白色が表示されていると視認される。
【0023】
図3(b)に示されるように、黒色表示媒体80Bが表面基板20a側の青フィルタ90Bに対応する位置にある場合、観察者には黒色が表示されていると視認される。その他の色についても同様である。カラーフィルタ90が配置されていない領域Wでは、観察者には黒色が表示されていると視認される。
【0024】
表面基板20aの表面電極40a側の表面には、カラーフィルタ90が形成されている。更に、カラーフィルタ90の表面電極40a側の表面には、平坦化層30が形成されている。そのため、表面電極40aと裏面電極40bとの間隔が一定に保たれる。平坦化層30を形成することによって、表面電極40aと裏面電極40bとの間隔を一定に保つことができ、表示媒体80の応答性を均一にできる。カラーフィルタ90は、例えば、表面基板20a上にカラーフィルタレジストを塗布することによって形成される。
【0025】
表面電極40aは、表面基板20a側に形成される透明な電極である。表面電極40aは、平坦化層30上に形成されている。裏面電極40bは、裏面基板20b側に形成される電極である。裏面電極40bは裏面基板20b上に形成されている。表面電極40a及び裏面電極40bは、細長い帯状の電極であり、互いに直交するように配設、つまり、マトリックス状に配設されており、画像表示パネル100では、パッシブマトリックス駆動方式が用いられる。
【0026】
具体的には、表面電極40aは、画像表示パネル100の長さ方向(X方向)に沿って複数配設される。一方、裏面電極40bは、画像表示パネル100の幅方向(Y方向)に沿って複数配設される。本実施形態において、表面電極40aは、所定方向に配設された第1電極を構成し、裏面電極40bは、所定方向と直交する方向に配設された第2電極を構成する。表面電極40aと裏面電極40bとが交差するそれぞれの部分が、画素に対応する。
【0027】
隔壁50は、表面基板20aと裏面基板20bとの間に形成される。隔壁50は、白色表示媒体80W及び黒色表示媒体80Bが封入される空間Sを仕切る。隔壁50は、表面基板20aと裏面基板20bとの間の空間を確保するために設けられる。空間Sには、白色表示媒体80W及び黒色表示媒体80Bの他に、気体(例えば、空気)が封入されている。隔壁50は、表面基板20a側からの視点において格子状に形成される。格子状とは、所定の空間が形成されるように、周期的に配置されていればよい。なお、本実施形態において、空間Sには、気体が封入されているが、空間Sは、真空であっても良い。
【0028】
図3(a)及び図3(b)に示されるように、隔壁50の表面側端部は、平坦化層30に接合されている。隔壁50の裏面側端部は、接着層55を挟んで裏面電極40bと接合されている。図示されていないが、隔壁50の表面側端部は、表面電極40aに接合されているところもある。隔壁50の裏面側端部は、接着層55を挟んで裏面基板20bと接合されているところもある。
【0029】
接着層55は、隔壁50上に形成される。接着層55の一面は、隔壁50と接している。一面に対向する接着層55の他面は、平坦化層30、表面電極40a、裏面電極40b又は裏面基板20bと接している。隔壁50と接着層55を介して表面基板20aと裏面基板20bとが固定される。接着層55は、裏面基板20b側に形成されている。接着剤としては、例えば、エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤が用いられる。
【0030】
なお、上述した表面基板20a、裏面基板20b、表面電極40a、裏面電極40b及び隔壁50としては、特開2008−158509号公報などに記載されている材料を適宜用いることができる。また、平坦化層30としては、例えば、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂等の透明な高分子を用いることができる。
【0031】
また、画像表示パネル100は、有色層60及び散乱層70を有する。有色層60は、裏面基板20bの外側に形成される。裏面基板20bの外側とは、表面基板20a側とは反対側をいう。有色層60は、裏面基板20bの外側の表面上に形成されている。なお、有色層60は、表面基板20a側からの視点において、隔壁50と対応する部分に形成されていてもよい。有色層60は、形成されていなくても良い。有色層60は、例えば、スクリーン印刷法、シートを貼り合わせる貼付法を用いて形成される。有色層としては、例えば、顔料が配合されたPET(ホ゜リエチレンテレフタレート)フィルムが用いられる。
【0032】
散乱層70は、表面基板20aの外側に形成されている。表面基板20aの外側とは、裏面基板20b側とは反対側をいう。散乱層70は、表面基板20a上に形成されている。散乱層70は、光を散乱する。散乱層70は、光を散乱すれば、散乱方法は問わない。例えば、散乱層70の表面に凹凸を有することにより、光を散乱させる。散乱層70には、例えば、市販の散乱シートを用いることができる。
【0033】
本実施形態においては、表示媒体80は、白色表示媒体80W及び黒色表示媒体80Bからなる。白色表示媒体80W及び黒色表示媒体80Bは、表面電極40aと裏面電極40bとの間に封入される。例えば、負帯電性白色粒子を含んだ粒子群である白色表示媒体80W及び、正帯電性黒色粒子を含んだ粒子群である黒色表示媒体80Bは、表面電極40a及び裏面電極40bを介して電界が与えられることによって何れかの電極に向けて移動する。つまり、白色表示媒体80W及び黒色表示媒体80Bは、それぞれ異なる極性の帯電性を有し、電気的に駆動可能である。具体的には、表面電極40aと裏面電極40bとに電圧を印加する(電界が与えられる)ことによって、白色表示媒体80W及び黒色表示媒体80Bは、表面電極40aと裏面電極40bの何れかの電極に向けて移動する。
【0034】
本実施形態では、表面電極40aに正の電圧を印加すると、白色表示媒体80Wが表面電極40a側に移動し、黒色表示媒体80Bが裏面電極40b側に移動する。一方、表面電極40aに負の電圧を印加すると、黒色表示媒体80Bが表面電極40a側に移動し、白色表示媒体80Wが裏面電極40b側に移動する。
【0035】
本実施形態では、白色表示媒体80Wは、例えば、以下に示す製法や材料によって製造される。まず、ポリメチルペンテンポリマー(TPX-R18;三井化学社製)100重量部と、着色剤として二酸化チタン(タイペークCR-90:石原産業社製)100重量部と、負帯電の荷電制御剤としてフェノール系縮合物(ボントロンE89:オリエント化学製)5重量部とを2軸混練機により溶融混練する。得られた溶融混練物をジェットミル(ラボジェットミルIDS-LJ型:日本ニューマチック(株)製)で細かく粉砕する。この粉砕物を分級機(MDS-2:日本ニュ−マチック工業)を用いて分級し、溶融球状化装置(MR-10:日本ニュ−マチック工業)を用いて溶融球状化して、負帯電性の白色粒子群(白色表示媒体80W)を得ることができる。
【0036】
また、黒色表示媒体80Bは、例えば、以下に示す製法や材料によって製造される。まず、メチルメタクリレートモノマー(関東化学試薬)60重量部、及び、1分子中に重合反応基を複数持つ多官能性モノマーとしてエチレングリコールジメタクリレート(和光純薬試薬)40重量部(約25mol%)に、正帯電の荷電制御剤としてニグロシン化合物(ボントロンN07:オリエント化学製)3重量部、及び、黒色顔料として、カーボンブラック(スペシャルブラック:デグッサ製)5重量部をサンドミルにより分散させる。分散させた液に、(アクリル系及びメタクリル系)樹脂−炭化水素系樹脂ブロックコポリマー(モディパーF600:日本油脂製)5重量部を溶解させる。その後、さらに2重量部のラウリルパーオキサイド(パーロイルL:日本油脂製)を溶解させる。その液を、界面活性剤(ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム(ラテムルE−118B:花王製))を0.5%添加した精製水に懸濁させる。懸濁液をろ過し、得られた粒子を乾燥させる。得られた乾燥物をジェットミル(ラボジェットミルIDS-LJ型:日本ニューマチック(株)製)で細かく粉砕する。この粉砕物を分級機(MDS-2:日本ニュ−マチック工業)を用いて分級することによって、黒色粒子群(黒色表示媒体80B)を得ることができる。
【0037】
図3(a)及び図3(b)に示されるように、画像表示パネル100には、表面基板20aと、表面電極40aと、カラーフィルタ90とを含むパネル110が形成されている。パネル110は、平坦化層30及び散乱層70を含んでいても良い。パネル110は、表面基板20a側から白色表示媒体80Wまでの間にある部材によって構成される。画像表示パネル100には、必要な構成要素である表面基板20aと、表面電極40aとは、パネル110の必要な構成要素となる。
【0038】
(3)情報表示装置のブロック構成
図4は、画像表示パネル100の駆動に関連するハードウェアのブロック構成図である。図5は、情報表示装置10の論理ブロック構成図である。
【0039】
(3.1)ハードウェア構成
図4に示すように、情報表示装置10は、画像表示パネル100の駆動に関連するハードウェアとして、電源部210、PCB220、DC−DCコンバータ221、コンデンサ223A〜223D、コネクタ225A,225B及びTCP230を備える。
【0040】
電源部210は、バッテリ、またはAC電源と交直電圧変換器とによって構成される。PCB220(プリント回路基板)には、DC−DCコンバータ221、コンデンサ223A〜223D、コネクタ225A,225Bが搭載される。
【0041】
DC−DCコンバータ221は、電源部210から供給された電源を用いて、画像表示パネル100を駆動する複数の直流電圧を生成する。具体的には、DC−DCコンバータ221は、高電圧(HV)及び3種類の中間電圧(MV1,MV2,MV3)を生成する。なお、これらの電圧は以下の関係を満たす。
【0042】
MV1=HV−MHV
MV2=MHV−MLV
MV3=MLV ここで、HV>MHV>MLV>0
【0043】
TCP230(テープキャリアパッケージ)は、画像表示パネル100に取り付けられている。TCP230は、画像表示パネル100を駆動するドライバIC170(図4において不図示、図5参照)を実装し、コネクタ225A,225Bと接続される。
【0044】
コンデンサ223A〜223Dは、ノイズ除去及び電源の安定化のために設けられる。コンデンサは、コネクタ毎に挿入され、PCB220上において可能な限りコネクタ225A,225Bに近い位置に挿入される。具体的には、コンデンサ223A,223Bは、コネクタ225Aの電源ライン(HV、MHV,MLV)とGNDとの間に挿入される。コンデンサ223C,223Dは、コネクタ225Bの電源ライン(HV、MHV,MLV)とGNDとの間に挿入される。
【0045】
(3.2)論理ブロック構成
図5に示すように、情報表示装置10は、画像表示モジュール300、CPU400及び共通プラットフォーム500に区分することができる。
【0046】
画像表示モジュール300は、表面電極40a及び裏面電極40bに電圧を印加することによって白色表示媒体80W及び黒色表示媒体80Bを駆動する。本実施形態において、画像表示モジュール300は制御部を構成する。
【0047】
画像表示モジュール300は、白色表示媒体80W及び黒色表示媒体80Bを駆動するために必要なデバイスによって構成される。また、画像表示モジュール300は、カラー画像を表現する任意のカラーデータを、複数の所定カラーデータと黒色、白色、並びに、黒色及び白色の中間色とを含むカラーデータに変更するために必要なデバイスによって構成される。具体的には、画像表示モジュール300は、画像表示パネル100、ロジックコントローラ150、高圧電源160、ドライバIC170によって構成される。
【0048】
ロジックコントローラ150は、CPU400からの制御に基づいてドライバIC170を制御する。ロジックコントローラ150は、画像表示パネル100に適切な画像を表示させるために必要な処理が記憶されたチップによって構成される。
【0049】
高圧電源160は、DC−DCコンバータ221(図4参照)によって生成された複数の電圧をドライバIC170に供給する。
【0050】
ドライバIC170は、画像表示パネル100を駆動するICによって構成される。ドライバIC170は、ロジックコントローラ150からの制御に基づいて、高圧電源160から供給された複数の電圧のうち何れかの電圧を選択し、当該電圧値のパルスを出力する。
【0051】
なお、画像表示モジュール300にタッチペンなどの位置検出部を設けても良い。
【0052】
CPU400上では、ユーザアプリケーション、画像処理アプリケーション及びシステムアプリケーション(例えば、外部との通信アプリケーション)が動作する。また、CPU400上では、オペレーティングシステム(例えば、Linux)及びオペレーティングシステムに対応した各種のデバイスドライバが動作する。CPU400としては、1チップのマイコンなどを用いることができる。
【0053】
共通プラットフォーム500は、画像表示モジュール300及びCPU400上で動作するオペレーティングシステム及びデバイスドライバによって構成される。また、情報表示装置10は、各種メモリ(SDカードなど)へのアクセス機能、USBインタフェース及びBluetoothを搭載することもできる。
【0054】
(4)データ変換
(4.1)一般式
本実施形態において、ロジックコントローラ150は、カラー画像を表現する任意のカラーデータ(以下、RGBデータと適宜略す)を、複数の所定カラーデータと黒色、白色、並びに、黒色及び白色の中間色とを含むカラーデータ(以下、RGBWデータと適宜略す)に変更する。RGBデータは、表現するカラー画像の赤の階調(R)のデータと、表現するカラー画像の緑の階調(G)のデータと、表現するカラー画像の青の階調(B)のデータとを含んでいる。 CPU400は、カラー画像を表現する任意のカラーデータ(RGBデータ)をロジックコントローラ150へ送る。ロジックコントローラ150は、送られたRGBデータをRGBWデータへ変換する。RGBデータには、Wのデータは含まれていないため、ロジックコントローラ150は、Wのデータ、すなわち、領域Wに表示される色の階調を決定する必要がある。 本発明において、領域Wに表示される色の階調は、パネル110の透過率と、白色表示媒体80Wの反射率と、RGBデータとに基づいて決定される。本発明に係る情報表示装置10では、バックライト等の発光装置が組み込まれていない。このため、画像表示パネル100に表示された画像は、太陽光や室内蛍光灯などの外部光によって照らされることによって、観察者は視認することができる。すなわち、外部光の光がパネル110を透過し、透過した光が白色表示媒体80Wによって反射され、反射した光が再びパネル110を透過し、その透過光を観察者が感知する必要がある。
【0055】
パネル110の透過率によって、入射した光の強度は、減少する。また、白色表示媒体80Wの反射率によっても、パネル110と透過してきた光の強度は、減少する。光の強度が減少した分、観察者は暗く感じるため、それを補う領域Wに表示される色の階調をパネル110の透過率及び白色表示媒体80Wの反射率に基づいて決定している。さらに、光の強度の減少量をそのまま補うと、カラー画像の色再現性が損なわれる。従って、RGBデータに基づいて、領域Wに表示される色の階調を決定する。これによって、カラー画像の色再現性が損なわれずに済む。具体的には、Rの階調、Gの階調、Bの階調に基づいて、Wを決定する。
【0056】
従って、本発明では、領域Wに表示される色の階調Wは、以下の式(1)によって、決定される。
【0057】
W=g(t、h、rgb)・・・式(1)
【0058】
ここで、tは、パネル110の透過率であり、hは、白色表示媒体80Wの反射率であり、rgbは、RGBデータの各R,G,Bの階調である。これらの関数によって、Wは、決定される。
【0059】
式(1)によって、ロジックコントローラ150は、送られたRGBデータをRGBWデータへ変換する。すなわち、ロジックコントローラ150は、各画素に対応する領域Cに表示される色の階調と領域Wに表示される色の階調とを決定する。この決定された色の階調によって、ドライバIC170は、高圧電源160から供給された複数の電圧のうち何れかの電圧を選択し、当該電圧値のパルスを出力する。すなわち、任意のデータの各画素に対応する領域C及び領域Wに、RGBWに変換された色の階調となるように、ドライバIC170は、電圧値のパルスを出力する。これによって、画像表示パネル100にカラー画像が表示される。
【0060】
(4.2)具体例
式(1)の関数について、具体例を挙げて説明する。式(1)の関数は、例えば、以下の式(2)で表すことができる。
【0061】
W=g(t、h、rgb)=lR+mG+nB・・・式(2)
【0062】
ここで、l、m、nは、t、hをパラメータとする関数である。rgb及びR,G,Bは、Rの階調、Gの階調、Bの階調である。これによって、Wを含めたRGBWが決定される。
【0063】
加法混色の原理に基づいて、三原色の混合量によって色を表す体系であるXYZ表色系がある。このXYZ表色系は、反射による物体色の三刺激値X,Y,Zによって色を表現する。このうちのYに基づいて、l、m、nが決定することができる。Xは、赤の色みだけをもち、明るさをもたないように役割が持たされている。Yは、緑の色みと、明るさをもつように役割が持たされている。Zは、青の色みだけをもち、明るさをもたないように役割が持たされている。このうち、Yのみ明るさを示す役割を有するため、Yに基づいて領域Wに表示される色の階調を決定することによって、減少した光の強度をより反映させることができる。
【0064】
物体色の三刺激値X,Y,Zを求める式は、以下のように表される。
【0065】
【数1】

…(3)

…(4)

…(5)
ここで、λは、波長(単位nm)である。∫は、λ=380からλ780まで(可視光線の波長範囲、nm)の定積分である。kは、以下の式(6)で表される。
【0066】
【数2】

…(6)
S(λ)は、色の表示に用いる標準の光の分光分布である。S(λ)は、JIS Z8720で規定されている。
【0067】
【数3】

…(7)


…(8)


…(9)
式(7)から式(9)は、XYZ表色系における等色関数である。式(7)から式(9)は、各波長における赤み、緑み、青みと感じる度合いを表すものである。式(7)から式(9)は、JIS Z8701 付表1で各波長ごとの値が規定されている。R(λ)は、分光立体角反射率である。
【0068】
本実施形態において、領域Cの透過率と領域Wの透過率とは異なる。さらに、領域Cの中でも、各カラーフィルタ90の透過率によって、Yの値は、異なってくる。従って、これらのYの値に基づいて領域Wに表示される色の階調を決定することによって、減少した光の強度をより反映させることができる。
【0069】
具体的には、以下の式(10)で各カラーフィルタ90の反射率が考慮されたYが求められる。
【0070】
【数4】

…(10)
(λ)には、tとhとの関数が当てはめられる。パネル110は、基板20a側からの入射光及び白色表示媒体80Wからの反射光が2回通過することから、関数f(λ)は、以下の式(11)で表すことができる。
【0071】
(λ)=t×h…式(11)
【0072】
これらを用いて、式(2)は、具体的には、以下の式(12)で表される。
W={Y/(Y+Y+Y)}R+{Y/(Y+Y+Y)}G+{Y/(Y+Y+Y)}B…式(12)
【0073】
ここで、Rは、表現される画素に対応するカラーデータの赤の階調であり、Gは、表現される画素に対応するカラーデータの緑の階調であり、Bは、表現される画素に対応するカラーデータの青の階調である。R,G,BのYの重みを式(12)を用いて、ロジックコントローラ150は、送られたRGBデータをRGBWデータへ変換する。
【0074】
なお、パネル110の透過率とは、パネル110は、表面基板20a側から白色表示媒体80Wまでの間にある部材によって構成されるため、これらの部材の透過率を表す。具体的には、領域Cにおいては、表面基板20aと平坦化層30とカラーフィルタ90と表面電極40aとを通過した光の割合によって求められる。領域Wにおいては、表面基板20aと平坦化層30と表面電極40aとを通過した光の割合によって求められる。なお、散乱層70をパネル110に含めて、散乱層70を考慮した透過率としても良いし、散乱層70を除いた透過率としても良い。透過率は、例えば、顕微分光測定器(顕微分光システム TFCAM−7000 KSオリンパス株式会社製)を用いて測定することができる。
【0075】
白色表示媒体80Wの反射率は、以下のようにして測定できる。白色表示媒体80Wが封入され、カラーフィルタ90を備えていない画像表示パネル100を作成する。白色表示媒体80Wが表面基板20a側を移動させ、白色表示をする。この状態において、顕微分光測定器を用いて、200μmφの測定範囲の反射率を測定する。パネル110の透過率を考慮して、白色表示媒体80Wの反射率が求められる。
【0076】
(5)作用・効果
本実施形態に係る情報表示装置10では、領域Wに表示される色の階調は、パネル110の透過率と、白色表示媒体80Wの反射率とに基づいて決定される。これによって、パネル110の透過率及び白色表示媒体80Wの反射率によって、減少した光の強度の割合に基づいて、領域Wに表示される色の階調が決定される。加えて、領域Wに表示される色の階調は、RGBデータに基づいて決定される。従って、明るさを補うために設けられている白色が過大になることもないため、カラー画像の色再現性が損なわれるのを抑制できる。すなわち、情報表示装置10は、カラー画像の再現性と明るさとを両立させることにより、鮮明さを向上させたカラー画像を表示できる。
【0077】
本実施形態に係る情報表示装置10では、領域Wに表示される色の階調は、t×hに基づいて決定される。パネル110は、基板20a側からの入射光及び白色表示媒体80Wからの反射光が2回通過する。従って、減少した光の強度をより反映させて、領域Wに表示される色の階調を決定できる。
【0078】
本実施形態に係る情報表示装置10では、領域Wに表示される色の階調は、物体色の三刺激値X,Y,Zのうち、Yに基づいて決定される。物体色の三刺激値X,Y,Zのうち、Yのみ明るさを示す役割を有するため、Yに基づいて領域Wに表示される色の階調を決定することによって、減少した光の強度をより反映させることができる。
【0079】
本実施形態に係る情報表示装置10では、領域Wに表示される色の階調は、式(12)により決定される。これによって、さらに、減少した光の強度及び各画素のRGBデータと各画素に対応するカラーフィルタ90との関係性が考慮されて、領域Wに表示される色の階調を決定できる。
【0080】
(6)その他の実施形態
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。
【0081】
例えば、本実施形態において、画像表示モジュール300は制御部を構成したが、これに限られない。具体的には、制御部は、画像表示モジュール300及びCPU400を含む構成である。このため、画像表示モジュール300は、表面電極40a及び裏面電極40bに電圧を印加することによって白色表示媒体80W及び黒色表示媒体80Bを駆動し、CPU400にて、RGBデータをRGBWデータへ変換しても良い。
【0082】
複数のカラーフィルタ90(赤フィルタ90R、緑フィルタ90G、青フィルタ90B)の配列は、図2に記載された配列に限定されない。いわゆる、ストライプ配列、モザイク配列、デルタ配列などであっても良い。
【0083】
このように本発明は、ここでは記載していない様々な実施形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。
【符号の説明】
【0084】
C…領域
S…空間
W…領域
10…情報表示装置
20a…基板
20a…表面基板
20b…裏面基板
30…平坦化層
40a…表面電極
40b…裏面電極
50…隔壁
55…接着層
60…有色層
70…散乱層
80…表示媒体
80B…黒色表示媒体
80W…白色表示媒体
90…カラーフィルタ
90B…青フィルタ
90G…緑フィルタ
90R…赤フィルタ
100…画像表示パネル
110…パネル
150…ロジックコントローラ
160…高圧電源
170…ドライバIC
200…筐体
210…電源部
220…PCB
221…DCコンバータ
223A〜223D…コンデンサ
225A…コネクタ
225B…コネクタ
230…TCP
300…画像表示モジュール
400…CPU
500…共通プラットフォーム

【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも一方が透明な一対の電極部と、
前記一対の電極部と対応して設けられ、少なくとも一方が透明な一対の基板と、
前記一対の電極部の間に封入され、電界が与えられることによって何れかの電極部に向けて移動する表示媒体と、
前記表示媒体を駆動する電圧を前記一対の電極部に印加する制御部と、
前記カラー画像を表示するために用いられるカラーフィルタと、
を備え、
前記一対の基板のうち、透明な基板側に設けられ、カラー画像の表示に必要な複数の所定カラーが表示される領域Cと、黒色、白色、及び黒色と白色の中間色が表示される領域Wとを有する情報表示装置であって、
前記制御部は、前記カラー画像を表現する任意のカラーデータを、前記複数の所定カラーデータと黒色、白色、並びに、黒色及び白色の中間色とを含むカラーデータに変更し、
前記情報表示装置には、前記透明な基板と、前記透明な電極部と、前記カラーフィルタとを含むパネルが形成され、
前記表示媒体は、白色の白色表示媒体を含んでおり、
前記領域Wに表示される色の階調は、前記パネルの透過率と、前記白色表示媒体の反射率と、前記任意のカラーデータとに基づいて決定される情報表示装置。
【請求項2】
前記パネルの透過率をtとし、前記白色表示媒体の反射率をhとすると、
前記領域Wに表示される色の階調は、t×hに基づいて決定される請求項1に記載の情報表示装置。
【請求項3】
前記領域Wに表示される色の階調は、物体色の三刺激値のYに基づいて決定される請求項1又は2に記載の情報表示装置。
【請求項4】
前記カラーフィルタは、赤フィルタと緑フィルタと青フィルタとを有し、
前記赤フィルタの透過率を含むパネルの透過率をtとし、前記緑フィルタの透過率を含むパネルの透過率をtとし、前記青フィルタの透過率を含むパネルの透過率をtとし、
前記任意のカラーデータの赤の階調をRとし、前記任意のカラーデータの緑の階調をGとし、前記任意のカラーデータの青の階調をBとし、
下記式かつ、λの範囲が380〜780nmまでの定積分で表される前記Yに、f(λ)=t×hが当てはめられるとすると、
前記領域Wに表示される色の階調Wは、
W={Y/(Y+Y+Y)}R+{Y/(Y+Y+Y)}G+{Y/(Y+Y+Y)}B
の式により決定される請求項3に記載の情報表示装置。
【数5】

【請求項5】
前記パネルは、前記透明な基板上に形成される透明な平坦化層を含み、
前記平坦化層上に前記透明な電極が形成される請求項1から4の何れか1項に記載の情報表示装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2011−209327(P2011−209327A)
【公開日】平成23年10月20日(2011.10.20)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−73897(P2010−73897)
【出願日】平成22年3月26日(2010.3.26)
【公序良俗違反の表示】
(特許庁注:以下のものは登録商標)
1.Linux
2.Bluetooth
【出願人】(000005278)株式会社ブリヂストン (11,469)
【Fターム(参考)】