表示装置
【課題】画像を頻繁に書き換えても焼き付きをおこすことなく高画質な画像を表示することができる表示装置を提供する。
【解決手段】電気化学表示素子に書き換え電圧を印加した累積回数を記憶する書き換え回数記憶手段と、電気化学表示素子に書き換え電圧を印加した回数を計数して書き換え回数記憶手段に記憶されている累積回数を更新する書き換え回数計数手段と、累積回数に基づいて、電気化学表示素子が次に表示する表示濃度の値を生成する画像データ生成手段と、画像データに基づいて書き換え電圧を電気化学表示素子に印加するように制御する電圧印加制御手段と、を有することを特徴とする表示装置。
【解決手段】電気化学表示素子に書き換え電圧を印加した累積回数を記憶する書き換え回数記憶手段と、電気化学表示素子に書き換え電圧を印加した回数を計数して書き換え回数記憶手段に記憶されている累積回数を更新する書き換え回数計数手段と、累積回数に基づいて、電気化学表示素子が次に表示する表示濃度の値を生成する画像データ生成手段と、画像データに基づいて書き換え電圧を電気化学表示素子に印加するように制御する電圧印加制御手段と、を有することを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、パーソナルコンピューターの動作速度の向上、ネットワークインフラの普及、データストレージの大容量化と低価格化に伴い、従来紙への印刷物で提供されたドキュメントや画像等の情報を、より簡便な電子情報として入手、電子情報を閲覧する機会が益々増大している。
【０００３】
この様な電子情報の閲覧手段として、従来の液晶ディスプレイやＣＲＴ、また近年では、有機ＥＬディスプレイ等の発光型が主として用いられている。しかしながら、特に、電子情報がドキュメント情報の場合、比較的長時間にわたってこの閲覧手段を注視する必要があり、これらの行為は必ずしも人間に優しい手段とは言い難い。一般に発光型のディスプレイの欠点として、フリッカーで目が疲労する、持ち運びに不便、読む姿勢が制限され、静止画面に視線を合わせる必要が生じる、長時間読むと消費電力が嵩む等が知られている。
【０００４】
これらの欠点を補う表示手段として、外光を利用し、像保持の為に電力を消費しない（メモリー性）反射型ディスプレイが用いられるが、下記の理由で十分な性能を有しているとは言い難い。
【０００５】
すなわち、反射型液晶等の偏光板を用いる方式は、反射率が約４０％と低く白表示に難があり、また構成部材の作製に用いる製法の多くは簡便とは言い難い。また、ポリマー分散型液晶は高い電圧を必要とし、また有機物同士の屈折率差を利用しているため、得られる画像のコントラストが十分でない。また、ポリマーネットワーク型液晶は駆動電圧が高いことと、メモリー性を向上させるために複雑なＴＦＴ回路が必要である等の課題を抱えている。また、電気泳動法による表示素子は、１０Ｖ以上の高い電圧が必要となり、電気泳動性粒子凝集による耐久性に懸念がある。
【０００６】
これらの欠点を解消する表示方式として、金属または金属塩の溶解析出を利用するエレクトロデポジション方式（以下、ＥＤ方式と略す）が知られている。（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
ＥＤ方式の表示素子（以下電気化学表示素子と略す）は、３Ｖ以下の低電圧で駆動が可能で、簡便なセル構成、また、優れた表示品位（明るいペーパーライクな白と引き締まった黒）といった特長を持っている。
【０００８】
また、このような電気化学表示素子をマトリックス状に複数配設し、マトリックス駆動を行って画像の書き込みと画像の消去を行う表示装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００９】
ところで、従来の表示装置では同一の画像を長時間表示すると、別の画像を切り替えて表示しても長時間表示していた画像が薄く残るいわゆる‘焼き付き現象’が発生し問題になっている。そのため、表示素子の特性に応じてさまざまな対策が取られている。
【００１０】
例えば、プラズマディスプレイパネルを用いた表示装置では、画面の表示位置をわずかずつずらし、同一個所を長時間点灯しないようにして焼き付きを防止する方法が提案されている（特許文献３参照）。
【００１１】
また、有機ＥＬ素子を用いた表示装置では、特定の画素のみ累積点灯時間が長くならないように表示パターンの階調を変化させ、画素毎の表示素子の劣化の差が大きくならないようにして焼き付きを防止する方法が開示されている（例えば、特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特許第３４２８６０３号公報
【特許文献２】特開２００２−２５８３２７号公報
【特許文献３】特許第３４５４２９２号公報
【特許文献４】特開２００７−７２４５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
電気化学表示素子を用いた表示装置でも、いわゆる‘焼き付き’現象が発生する。以下、電気化学表示素子を用いた表示装置で発生する‘焼き付き’現象の発生原理について図７、図８を用いて説明する。
【００１４】
図７はＥＤ方式の電気化学表示素子１の基本的な構成を示す概略断面図である。
【００１５】
図７に示すＥＤ方式の電気化学表示素子１は、透明なＩＴＯ電極３２と銀電極３０との間に電解質３１を保持している。ＩＴＯ電極３２と銀電極３０には電源３４が接続されている。
【００１６】
図７（ａ）はＩＴＯ電極３２側に黒を表示している状態である。
【００１７】
図７（ａ）のように電源３４からＩＴＯ電極３２に、銀電極３０の電圧より低い電圧を印加すると図中の矢印方向に電流が流れ、ＩＴＯ電極３２側の電解質３１中に含まれる銀の析出反応が生じる。
【００１８】
３５は析出した銀であり、析出した銀３５は光を吸収するので、ＩＴＯ電極３２から見た電気化学表示素子１の濃度が高くなる。３６は溶解した銀である。
【００１９】
図７（ｂ）はＩＴＯ電極３２に白を表示している状態である。
【００２０】
図７（ｂ）のように電源３４からＩＴＯ電極３２に、銀電極３０の電圧より高い電圧を印加すると、図中の矢印方向に電流が流れ、ＩＴＯ電極３２側の電解質３１中に含まれる銀の溶解反応が生じる。析出した銀は溶解し、一定時間電圧を図７（ａ）と逆方向に印加するとＩＴＯ電極３２から見た電気化学表示素子１の濃度は初期状態の白色になる。
【００２１】
電気化学表示素子１に含まれる電解質３１は、例えば銀塩水溶液より非水系銀塩溶液に銀を転相させることにより調製できる。このような銀塩水溶液は、公知の銀塩を水に溶解して調製することができる。
【００２２】
電気化学表示素子の書き換え応答特性は、画像の書き込み、または画像の消去を行う書き換え電圧を電気化学表示素子に印加した回数が増すと劣化する。図８は、電気化学表示素子に書き込み電圧を印加したときの書き換え応答特性の一例を示すグラフである。
【００２３】
図８（ａ）は、電気化学表示素子の表示濃度Ｄの時間ｔに対する変化を示すグラフ、図８（ｂ）は、電気化学表示素子のＩＴＯ電極３２に印加する書き込み電圧ＶＷの時間ｔに対する変化を示すグラフである。図８（ａ）の実線ｄ１は、書き換え電圧を印加した累積回数が例えば０回の電気化学表示素子の表示濃度Ｄであり、点線ｄ２は、書き換え電圧を印加した累積回数が例えば１０００回の電気化学表示素子の表示濃度Ｄである。なお、銀電極３０に印加されている電圧は０Ｖとする。
【００２４】
図８（ｂ）のように、時間ｔ＝０からＩＴＯ電極３２に書き込み電圧ＶＷを印加すると、実線ｄ１で示す電気化学表示素子の表示濃度Ｄは短時間で濃度を増し、５００ｍｓ後には最大表示濃度である１００％に達する。一方、点線ｄ２で示す電気化学表示素子の表示濃度Ｄは実線ｄ１より緩やかに増加し、５００ｍｓ後の表示濃度は９５％である。
【００２５】
また、ｔ１ｍｓ後の実線ｄ１で示す電気化学表示素子の表示濃度Ｄはα、点線ｄ２で示す電気化学表示素子の表示濃度Ｄはβであり、中間の階調を表示する場合はさらにその差が大きい。
【００２６】
ところで、電気化学表示素子を画素として用いた表示装置に文書などを表示する場合は、文字を表示している画素の画像は頻繁に消去したり他の画像に書き換えられる一方、文字を表示しない背景部分は消去したり書き換える必要がない。
【００２７】
同じ書式の文書の文字は、表示画面のほぼ同じ位置に表示される。そのため、文字等を表示することが多い位置にある画素は、頻繁に書き換えられる。一方、文字等を表示しない位置にある画素は、ほとんど書き換えられないこともある。
【００２８】
そのため、電気化学表示素子を用いた表示装置では、頻繁に書き換えられる画素は書き換え電圧を印加した累積回数が多くなるので、点線ｄ２のように応答が遅れてしまう。一方、ほとんど書き換えられない画素は、実線ｄ１で示す初期特性と同等の書き換え応答の特性を示す。すると、表示画面を構成する電気化学表示素子の書き換え応答特性にばらつきが生じ、別の画像を切り替えて表示しても長時間表示していた画像が薄く残る、いわゆる‘焼き付き’現象が発生する。
【００２９】
しかしながら、電気化学表示素子を用いた表示装置で発生する‘焼き付き’現象は、電気化学表示素子の書き換え回数の差によって発生するものであり、特許文献１に開示されているように画像の表示位置をずらしても問題を解決することはできない。
【００３０】
また、特許文献２に開示されている方法では、特定の画素のみ累積点灯時間が長くならないように表示パターンの階調を変化させているものであり、電気化学表示素子を用いた表示装置に適用しても電気化学表示素子の書き換え回数の差を減少させることはできない。
【００３１】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、画像を頻繁に書き換えても焼き付きをおこすことなく高画質な画像を表示することができる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】
【００３２】
本発明の目的は、下記構成により達成することができる。
【００３３】
１．マトリクス状に配列した複数の電気化学表示素子からなる表示画面を有し、前記電気化学表示素子が表示する画像の濃度を増す書き込み電圧または該濃度を減少させる消去電圧の何れかの書き換え電圧を前記電気化学表示素子に印加して画像を表示させる表示装置であって、
前記電気化学表示素子に前記書き換え電圧を印加した累積回数をそれぞれの前記電気化学表示素子について記憶する書き換え回数記憶手段と、
前記電気化学表示素子に前記書き換え電圧を印加した回数をそれぞれ計数して書き換え回数記憶手段に記憶されている前記累積回数を更新する書き換え回数計数手段と、
前記累積回数に基づいて、前記累積回数の差を縮小する画像データを生成する画像データ生成手段と、
前記画像データ生成手段が生成した前記画像データに基づいて前記書き換え電圧を所定のタイミングで前記電気化学表示素子に印加するように制御する電圧印加制御手段と、
を有することを特徴とする表示装置。
【００３４】
２．前記画像データ生成手段は、
前記累積回数が同じ値になるように前記画像データを生成することを特徴とする前記１に記載の表示装置。
【００３５】
３．前記画像データ生成手段は、
前記累積回数が少ない前記電気化学表示素子には前記書き換え電圧を印加する確率が高く、前記累積回数が多い前記電気化学表示素子には前記書き換え電圧を印加する確率が低く、なるように前記画像データを生成することを特徴とする前記１または２に記載の表示装置。
【００３６】
４．ユーザの操作を検知する操作検知手段と、
前記操作検知手段が前記操作を検知してから次に操作を検知するまでの未操作時間を計時する未操作時間計時手段と、
を有し、
前記未操作時間計時手段が計時した前記未操作時間が所定の時間を越えると、前記画像データ生成手段は前記画像データを生成し、前記電圧印加制御手段は前記画像データに基づいて前記書き換え電圧を前記電気化学表示素子に印加するように制御することを特徴とする前記１から３の何れか１項に記載の表示装置。
【００３７】
５．電源投入時または電源オフ時に、
前記画像データ生成手段は前記画像データを生成し、前記電圧印加制御手段は前記画像データに基づいて前記書き換え電圧を前記電気化学表示素子に印加するように制御することを特徴とする前記１から４の何れか１項に記載の表示装置。
【発明の効果】
【００３８】
本発明では、電気化学表示素子に書き換え電圧を印加し表示する画像を書き換えた累積回数を計数し、累積回数に基づいて、電気化学表示素子に書き換え電圧を印加する画像データを生成して書き換え電圧を印加する。
【００３９】
したがって、画像を頻繁に書き換えても焼き付きをおこすことなく高画質な画像を表示することができる表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施形態に係る表示装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る表示装置の構成を示す図である。
【図３】表示装置１００の操作を行っていない間に、電気化学表示素子１の表示を書き換えた累積回数を同じ値にする手順を説明するためのフローチャートである。
【図４】第１の実施形態の表示装置で生成する画像データの具体例を説明する。
【図５】表示装置１００の電源投入時または電源オフ時に、電気化学表示素子１の表示を書き換えた累積回数を同じ値にする手順を説明するためのフローチャートである。
【図６】第２の実施形態の表示装置で生成する画像データの具体例を説明する。
【図７】ＥＤ方式の電気化学表示素子１の基本的な構成を示す概略断面図である。
【図８】電気化学表示素子に書き込み電圧を印加したときの書き換え応答特性の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、図面に基づき本発明の実施形態を説明する。
【００４２】
図１は、本発明の実施形態に係る表示装置の一例を示す外観図である。
【００４３】
表示装置１００は、例えばタブレットＰＣや電子ブック、ＰＤＡであり、図１には図示せぬ記憶部１０に記憶されている画像や文字などのデータを表示画面５０に表示する。表示画面５０には白、黒の階調表示が可能なメモリー性表示素子である図１には図示せぬ電気化学表示素子１が用いられている。
【００４４】
図１の例では表示画面５０の上層はタッチパネル４０になっている。ユーザは、タッチパネル４０への入力操作により、手書きモードへの切換を行った後、画面上の位置または領域を指定し、手書き入力を行う。タッチパネル４０への入力操作は図１には図示せぬスタイラスペンを用いても良いし、直接指などでタッチパネル４０を操作しても良い。
【００４５】
操作部４２にはメカニカルスイッチからなる順送りボタン４３と逆送りボタン４４と電源スイッチ４５とが設けられている。例えば、ユーザが順送りボタン４３を押すと表示画面５０に表示されているデータの次のページのデータを記憶部１０から読み出して表示する。同様に、ユーザが逆送りボタン４４を押すと表示画面５０に表示されているデータの前のページのデータを記憶部１０から読み出して表示する。電源スイッチ４５は、表示装置１００の各部への電源供給をオン、オフするスイッチである。
【００４６】
図２は本発明の実施形態に係る表示装置の構成を示す図である。図２では説明を簡単にするため３行×３列の画素を有する表示装置の構成を示したが、本発明はこの画素数に限定されるものではなくｎ行×ｍ列の画素を有する表示装置に適用できる。
【００４７】
図２に示す各画素は、電気化学表示素子１、駆動トランジスタ２、スイッチングトランジスタ４から構成される。図４ではｎ行×ｍ列の画素の電気化学表示素子１をそれぞれＰｎｍと表記している。例えば１行、１列目の画素の電気化学表示素子１はＰ１１、１行、２列目の画素の電気化学表示素子１はＰ１２、というように順に表記している。
【００４８】
符号５ａ、５ｂ、５ｃは走査線で、行方向に並んだ画素それぞれのスイッチングトランジスタ４のゲートを互いに接続し、ゲートドライバ１２に接続されている。符号８ａ、８ｂ、８ｃは信号線で列方向に並んだ画素それぞれのスイッチングトランジスタ４のソースを互いに接続し、ソースドライバ１４に接続されている。ゲートドライバ１２が走査線５ａ、５ｂ、５ｃに出力電圧Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３を出力することにより、スイッチングトランジスタ４のオン／オフの制御を行い、駆動トランジスタ２に制御電圧を印加する行を選択する。駆動トランジスタ２のドレイン側は各画素の電気化学表示素子１の銀電極３０に接続され、ソース側はバスライン６に接続され、基準となるバス電圧ＶＢが印加されている。
【００４９】
ソースドライバ１４は、信号線８ａ、８ｂ、８ｃ毎にドライバ回路を有し、電圧印加制御部７４と表示コントローラ１１の制御に基づいて出力側に接続された信号線８ａ、８ｂ、８ｃに出力電圧Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を出力する。ソースドライバ１４のドライバ回路はオン、オフの２値ドライバであり、電圧印加制御部７４と表示コントローラ１１の制御に基づいてソースドライバ１４に入力された制御電圧ＶＳまたはオフ電圧である０Ｖを出力する。
【００５０】
制御電圧電源１５は、電圧印加制御部７４と表示コントローラ１１の制御に基づいて制御電圧ＶＳを出力しソースドライバ１４に供給する。
【００５１】
バスライン７は各画素の電気化学表示素子１のＩＴＯ電極３２と接続され、またその一端はコモン電源１３に接続されている。コモン電源１３は、表示コントローラ１１の出力に応じて複数の電圧に切り替えて出力する。電圧印加制御部７４が表示コントローラ１１の動作モードを設定すると、表示コントローラ１１は、動作モードに応じた所定のタイミングでコモン電源１３を制御し、コモン電圧ＶＣの電圧を切り替える。
【００５２】
本実施形態では、コモン電源１３は書き込み電圧としてコモン電圧ＶＣをバス電圧ＶＢより低い正の電圧Ｖｃｂに切り替えて電気化学表示素子１に供給する。また、コモン電源１３は消去電圧としてコモン電圧ＶＣをバス電圧ＶＢより高い正の電圧Ｖｃａに切り替えて電気化学表示素子１に供給する。以下、書き込み電圧と消去電圧とを総称し、書き換え電圧と呼ぶ。
【００５３】
駆動トランジスタ２がオンになると、電気化学表示素子１の銀電極３０にはＶＢが印加され、ＩＴＯ電極３２にはＶｃａまたはＶｃｂが印加される。したがって、電気化学表示素子１には電極間の差電圧ＶＢ−Ｖｃａが消去電圧として、またはＶＢ−Ｖｃｂが書き込み電圧として印加される。なお、ＶｃａはＶＳより低い電圧である。
【００５４】
制御電圧ＶＳの出力電圧Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３がオン電圧であるＶＳのとき、スイッチングトランジスタ４がオンになると、駆動トランジスタ２のゲートにＶＳが印加され、駆動トランジスタ２はオンになり電気化学表示素子１にはコモン電圧ＶＣが印加される。その後、スイッチングトランジスタ４がオフになってもゲートの図示せぬ浮遊容量により、駆動トランジスタ２はオン状態を保持する。
【００５５】
ソースドライバ１４の出力電圧がオフ電圧である０Ｖのとき、スイッチングトランジスタ４がオンになると、駆動トランジスタ２のゲートに０Ｖが印加され、駆動トランジスタ２はオフになる。
【００５６】
記憶部１０は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリやＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などの記録媒体から構成されている。
【００５７】
書き換え回数記憶部７９は、表示画面５０の画素を構成する個々の電気化学表示素子１に書き換え電圧を印加した回数を表示装置１００の生産時から累積して記憶する。書き換え回数記憶部７９は、書き換え可能な不揮発性のメモリに設けられており、電源が供給されなくても記憶内容を保持している。書き換え回数記憶部７９は、本発明の書き換え回数記憶手段である。
【００５８】
第１フレームメモリ６０、第２フレームメモリ６１は、それぞれ表示画面５０の画素数に対応する記憶領域を有する１画面分のフレームメモリである。第１フレームメモリ６０は、電気化学表示素子１が次に表示画面５０に表示する表示濃度の値Ｘを記憶する。第２フレームメモリ６１は、電気化学表示素子１が表示画面５０に表示中の表示濃度の値Ｙを記憶する。図面上では第１フレームメモリ６０、第２フレームメモリ６１をそれぞれＦＭ１、ＦＭ２と表記する。
【００５９】
第３フレームメモリ６２は、複数ページ分の画像データ（表示濃度の値Ｘ）を記憶する容量を有し、操作部４２の操作により指定されたページの表示濃度の値Ｘを第１フレームメモリ６０に書き込めるように構成されている。
【００６０】
タッチパネル４０は表示画面５０の上層に設けられている。タッチパネルコントローラ４１は、ＣＰＵ７１の指令によりタッチパネル４０を駆動し、読みとった入力位置情報を制御部に送信する。
【００６１】
タッチパネルコントローラ４１は、タッチパネル４０の入力域を順次走査し、タッチパネル４０に入力があると割り込み信号ＩＮＴ１をＣＰＵ７１に送信し、入力があった場所の位置情報をＣＰＵ７１に送信する。
【００６２】
操作部４２は、メカニカルスイッチから構成される順送りボタン４３、逆送りボタン４４、電源スイッチ４５がＯＮになると割り込み信号ＩＮＴ２をＣＰＵ７１に送信し、操作されたボタンの情報をＣＰＵ７１に送信する。
【００６３】
Ｂ１はアドレスバス、データバスを含むバスラインである。Ｂ１には表示コントローラ１１、ＣＰＵ７１、記憶部１０、第１フレームメモリ６０、第２フレームメモリ６１、第３フレームメモリ６２、タッチパネルコントローラ４１などが接続され、接続された各要素はＢ１を介してデータの交換を行う。
【００６４】
ＣＰＵ７１は記憶部１０に記憶されているプログラムに基づいて表示装置１００全体を制御する。
【００６５】
書き換え回数計数部７２は、それぞれの電気化学表示素子１に書き換え電圧を印加した回数を計数し、計数した回数を書き換え回数記憶部７９に記憶されている累積回数に加算して累積回数を更新する。書き換え回数計数部７２は、本発明の書き換え回数計数手段である。
【００６６】
画像データ生成部７３は、書き換え回数記憶部７９に記憶されている累積回数に基づいて、電気化学表示素子１がこれから表示する画像の画像データを生成する。画像データ生成部７３は、本発明の画像データ生成手段である。
【００６７】
電圧印加制御部７４は、表示コントローラ１１を制御し、コモン電源１３が所定のタイミングでコモン電圧ＶＣを切り替え、それぞれの電気化学表示素子１に書き込み電圧または消去電圧を印加させる。電圧印加制御部７４は本発明の電圧印加制御手段である。
【００６８】
操作検知部７５は、操作部４２やタッチパネルコントローラ４１の割り込みにより表示装置１００を操作したことを検知する。操作検知部７５は、本発明の操作検知手段である。
【００６９】
未操作時間計時部７６は、操作検知部７５が操作したことを検知した時点から、次に操作検知部７５が操作したことを検知するまでの未操作時間を計時する。未操作時間計時部７６は、本発明の未操作時間計時手段である。
【００７０】
次に、本発明の第１の実施形態における表示装置１００の制御の手順について図３のフローチャートを用いて説明する。
【００７１】
図３は、表示装置１００の操作を行っていない間に、電気化学表示素子１の表示を書き換えた累積回数を同じ値にする手順を説明するためのフローチャートである。
【００７２】
以下、図３のフローチャートを用いて手順を説明する。なお、図３のフローチャートは、電源スイッチ４５がオンになった後、起動されるものとする。
【００７３】
Ｓ１０１：ｔａ＝０にするステップである。
【００７４】
未操作時間計時部７６は、未操作時間の変数ｔａを０にし、内部クロックにより計時を開始する。
【００７５】
Ｓ１０２：操作検知部７５が操作を検知するステップである。
【００７６】
操作検知部７５が表示装置１００を操作したことを検知しない場合、（ステップＳ１０２；Ｎｏ）、ステップＳ１０３に進む。
【００７７】
Ｓ１０３：ｔａ＞ｔｍａｘか、否かを判定するステップである。
【００７８】
未操作時間計時部７６は、計時中のｔａの値が所定の値ｔｍａｘを越えるか、否か、判定する。
【００７９】
ｔａの値が所定の値ｔｍａｘを越えない場合、（ステップＳ１０３；Ｎｏ）、ステップＳ１０２に戻る。
【００８０】
ｔａの値が所定の値ｔｍａｘを越える場合、（ステップＳ１０３；Ｙｅｓ）、ステップＳ１０４に進む。
【００８１】
Ｓ１０４：Ｗｉｊを読み出すステップである。
【００８２】
画像データ生成部７３は、ｉ行ｊ列の電気化学表示素子１に書き換え電圧を印加した累積回数Ｗｉｊを書き換え回数記憶部７９から全て読み出す。
【００８３】
Ｓ１０５：画像データを生成するステップである。
【００８４】
画像データ生成部７３は、累積回数Ｗｉｊに基づき、それぞれの電気化学表示素子１が次に表示する表示濃度の値Ｘｉｊを生成する。
【００８５】
本実施形態では、説明を簡単にするため各電気化学表示素子１が白または黒の何れかを表示する例を説明する。表示濃度の値Ｘｉｊ、Ｙｉｊは、電気化学表示素子１が白を表示する場合は０、黒を表示する場合は１とする。
【００８６】
画像データ生成部７３は、各画素毎に下記（１）式が真か、偽か、を判定する。
【００８７】
Ｒａｎｄ（）≧（Ｗｉｊ−Ｗｍｉｎ）／（Ｗｍａｘ−Ｗｍｉｎ）・・・・（１）
Ｒａｎｄ（）は乱数の関数であり、０以上１未満の乱数値を発生する。Ｗｍｉｎは各画素の累積回数Ｗｉｊのなかで最小の値、Ｗｍａｘは各画素の累積回数Ｗｉｊのなかで最大の値である。
【００８８】
画像データ生成部７３は、表示中の表示濃度の値Ｙｉｊを第２フレームメモリ６１から読み出す。
【００８９】
（１）式が真のとき、画像データ生成部７３は、Ｙｉｊの値が１の場合は次に表示する表示濃度の値Ｘｉｊを０に、Ｙｉｊの値が０の場合はＸｉｊを１にして第１フレームメモリ６０に記憶させる。
【００９０】
（１）式が偽のとき、画像データ生成部７３は、Ｘｉｊ＝Ｙｉｊとして第１フレームメモリ６０に記憶させる。
【００９１】
Ｓ１０６：画像を表示するステップである。
【００９２】
電圧印加制御部７４は、第１フレームメモリ６０の画像データの描画を表示コントローラ１１に指令する。表示コントローラ１１は、書き込み電圧を印加するためコモン電源１３の出力をＶｃｂに切り替える。電圧印加制御部７４は、Ｘｉｊ、Ｙｉｊを第１フレームメモリ６０、第２フレームメモリ６１から順次読み出し、Ｘｉｊ＞Ｙｉｊの画素に順次書き込み電圧を印加するよう表示コントローラ１１を制御する。
【００９３】
次に、表示コントローラ１１は、消去電圧を印加するためコモン電源１３の出力をＶｃａに切り替える。電圧印加制御部７４は、Ｘｉｊ、Ｙｉｊを第１フレームメモリ６０、第２フレームメモリ６１から順次読み出し、Ｘｉｊ＜Ｙｉｊの画素に順次消去電圧を印加するよう表示コントローラ１１を制御する。
【００９４】
書き換え電圧の印加終了後、電圧印加制御部７４は、第２フレームメモリ６１の表示濃度の値Ｙを第１フレームメモリ６０の表示濃度の値Ｘと同じ値にする。
【００９５】
Ｓ１０７：Ｗｉｊを更新するステップである。
【００９６】
書き換え回数計数部７２は、ステップＳ１０６で書き換え電圧を印加した電気化学表示素子１の累積回数Ｗｉｊをそれぞれ更新して書き換え回数記録部７９に記憶させた後、ステップＳ１０２に戻る。
【００９７】
操作が行われてから所定時間以上経過した後、次にユーザによる操作が行われるまでステップＳ１０４〜Ｓ１０７は繰り返し実行され、表示画像はランダムに変化しながら全ての画素の書き換え電圧を印加した累積回数Ｗが同じ値になるまで書き換えが行われる。
【００９８】
操作検知部７５が操作を検知した場合、（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、ステップＳ１１０に進む。
【００９９】
以降のステップでは、順送りボタン４３または逆送りボタン４４が操作された場合について説明する。
【０１００】
Ｓ１１０：全画面を消去するステップである。
【０１０１】
電圧印加制御部７４は、全画面の消去を表示コントローラ１１に指令する。表示コントローラ１１は、消去電圧を印加するためコモン電源１３の出力をＶｃａに切り替え、順次電気化学表示素子１に消去電圧を印加する。
【０１０２】
Ｓ１１１：画像データを読み出すステップである。
【０１０３】
ＣＰＵ７１は、第３フレームメモリ６２から画像データを読み出すページを指定し、当該ページの表示濃度の値Ｘを第１フレームメモリ６０に書き込む。
【０１０４】
例えば、操作者が操作部４２の順送りボタン４３を押すと、ＣＰＵ７１は第３フレームメモリ６２から読み出すページ指定を第１ページから第２ページに更新し、第２ページに記憶されている画像データ（表示濃度の値Ｘ）を第１フレームメモリ６０に書き込む。
【０１０５】
Ｓ１１２：画像を表示するステップである。
【０１０６】
電圧印加制御部７４は、第１フレームメモリ６０の画像データの描画を表示コントローラ１１に指令する。表示コントローラ１１は、表示コントローラ１１は、書き込み電圧を印加するためコモン電源１３の出力をＶｃｂに切り替える。電圧印加制御部７４は、Ｘｉｊを第１フレームメモリ６０から順次読み出し、Ｘｉｊ＝１の画素に順次書き込み電圧を印加するよう表示コントローラ１１を制御する。
【０１０７】
Ｓ１１３：Ｗｉｊを更新するステップである。
【０１０８】
書き換え回数計数部７２は、ステップＳ１１０、Ｓ１１２で書き換え電圧を印加した電気化学表示素子１の累積回数Ｗｉｊをそれぞれ更新して書き換え回数記録部７９に記憶させた後、ステップＳ１０１に戻る。
【０１０９】
フローチャートの説明は以上である。
【０１１０】
次に、図４を用いてステップＳ１０５で生成する画像データの具体例を説明する。紙面上部に時間軸ｔを示す。
【０１１１】
図４（１−ａ）、（２−ａ）、（３−ａ）は３行３列の表示画面５０に現在表示している表示濃度の値Ｙｉｊの一例である。図４（１−ｂ）、（２−ｂ）、（３−ｂ）は３行３列の電気化学表示素子１に印加した書き換え回数の累積回数Ｗｉｊである。図４（１−ｃ）、（２−ｃ）、（３−ｃ）は各画素がステップＳ１０６で書き換えが行われる確率Ｑｉｊである。
【０１１２】
操作検知部７５が操作を検知した後、ｔｍａｘ以上経過した時点で、各画素が表示している表示濃度の値Ｙｉｊは図４（１−ａ）に示す値であり、累積回数Ｗｉｊは図４（１−ｂ）に示す値であるものとする。前述のように、累積回数Ｗｉｊに基づきステップＳ１０５で各画素毎に式１による判定が行われる。
【０１１３】
図４（１−ｂ）の例ではＷｍｉｎは１、Ｗｍａｘは９である。例えば、１行、１列目の画素の累積回数Ｗ１１は１であり、（１）式に代入すると下記のようになる。
【０１１４】
Ｒａｎｄ（）≧（１−１）／（９−１）＝０
右辺は０であり、１＞Ｒａｎｄ（）≧０であるからこの場合は必ず真である。したがって、確率Ｑ１１は図４（１−ｃ）に示すように８／８である。
【０１１５】
１行、２列目の画素は累積回数Ｗ１２は９であり、（１）式に代入すると下記のようになる。
【０１１６】
Ｒａｎｄ（）≧（９−１）／（９−１）＝１
右辺は１であり、１＞Ｒａｎｄ（）≧０であるからこの場合は必ず偽である。したがって、確率Ｑ１２は図４（１−ｃ）に示すように０／８である。
【０１１７】
１行、３列目の画素は累積回数Ｗ１３は２であり、（１）式に代入すると下記のようになる。
【０１１８】
Ｒａｎｄ（）≧（２−１）／（９−１）＝１／８
右辺は１／８であり、１＞Ｒａｎｄ（）≧０であるからこの場合は７／８の確率で真になる。したがって、確率Ｑ１３は図４（１−ｃ）に示すように７／８である。
【０１１９】
２行目、３行目の画素についても同様にステップＳ１０６で書き換えが行われる確率Ｑｉｊを求めることができる。
【０１２０】
図４（２−ａ）は、図４（１−ｃ）に示す確率で書き換えが行われた後、表示している表示濃度の値Ｙｉｊの一例である。図４（２−ａ）の例では、Ｙ１１、Ｙ１３、Ｙ２３、Ｙ３２が書き換えられている。
【０１２１】
図４（２−ｂ）のように、書き換えが行われた画素の書き換え回数の累積回数Ｗｉｊには１が加算されている。
【０１２２】
図４（２−ｂ）に示す累積回数Ｗｉｊに基づき、同様に図４（２−ｃ）のようにＱｉｊを算出することができる。
【０１２３】
図４（３−ａ）は、図４（２−ｃ）に示す確率で書き換えが行われた後、表示している表示濃度の値Ｙｉｊの一例である。図４（３−ａ）の例では、Ｙ１１、Ｙ１３、Ｙ２１、Ｙ３１、Ｙ３３が書き換えられている。
【０１２４】
図４（３−ｂ）のように、書き換えが行われた画素の書き換え回数の累積回数Ｗｉｊには１が加算されている。
【０１２５】
このように、累積回数が少ない画素には高い確率で書き換え電圧を印加され、累積回数が多い画素に書き換え電圧を印加する確率は低くなっている。Ｗｍｉｎの画素には必ず書き換えが行われ、Ｗｍａｘの画素には書き換えが行われないのでＷｍｉｎとＷｍａｘとの差は書き換えを行う毎に縮まり、最終的には同一の値になる。したがって、各電気化学表示素子１の書き換え回数の累積回数Ｗｉｊは同じになり、応答特性も同じになるので焼き付きの発生を防止することができる。
【０１２６】
また、所定時間以上表示装置１００の操作が行われないと、ランダムな画像を生成して表示画像を書き換えるので、表示装置１００に表示されていた機密文書などを盗み見られるリスクを軽減することができる。したがって、セキュリティ面でも効果がある。
【０１２７】
なお、本実施形態では白、黒２階調を表示する場合を例に説明したが、多階調を表示する場合にも適用できる。
【０１２８】
また、累積回数が少ない画素に高い確率で書き換え電圧を印加し、累積回数が多い画素に書き換え電圧を印加する確率が低い画像の生成は、（１）式を用いた方法に限定されるものではなく、例えば、統計的パラメータなどを用いて生成しても良い。
【０１２９】
次に、第２の実施形態について説明する。
【０１３０】
図５は、表示装置１００の電源投入時または電源オフ時に、電気化学表示素子１の表示を書き換えた累積回数を同じ値にする手順を説明するためのフローチャートである。
【０１３１】
第２の実施形態のプログラムは、電源投入時または電源オフ時に起動されるものとする。
【０１３２】
Ｓ２０１：Ｗｉｊを読み出すステップである。
【０１３３】
画像データ生成部７３は、ｉ行ｊ列の電気化学表示素子１に書き換え電圧を印加した累積回数Ｗｉｊを書き換え回数記憶部７９から全て読み出す。
【０１３４】
Ｓ２０２：画像データを生成するステップである。
【０１３５】
画像データ生成部７３は、累積回数Ｗｉｊに基づき、それぞれの電気化学表示素子１が次に表示する表示濃度の値Ｘｉｊを生成する。
【０１３６】
第１の実施形態と同様に、説明を簡単にするため各電気化学表示素子１が白または黒の何れかを表示する例を説明する。表示濃度の値Ｘｉｊ、Ｙｉｊは、電気化学表示素子１が白を表示する場合は０、黒を表示する場合は１とする。
【０１３７】
本実施形態では乱数を用いず各画素の累積回数Ｗｉｊが同じ値になるまで書き換える例を説明する。
【０１３８】
画像データ生成部７３は、各画素の累積回数Ｗｉｊのなかで最小の値Ｗｍｉｎと、各画素の累積回数Ｗｉｊのなかで最大の値Ｗｍａｘを求める。
【０１３９】
画像データ生成部７３は、表示中の表示濃度の値Ｙｉｊを第２フレームメモリ６１から読み出し、Ｗｉｊ≠Ｗｍａｘの画素のＹｉｊの値が１の場合は次に表示する表示濃度の値Ｘｉｊを０に、Ｙｉｊの値が０の場合はＸｉｊを１にして第１フレームメモリ６０に記憶させる。
【０１４０】
Ｗｉｊ＝Ｗｍａｘのとき、画像データ生成部７３は、Ｘｉｊ＝Ｙｉｊとして第１フレームメモリ６０に記憶させる。
【０１４１】
Ｓ２０３：画像を表示するステップである。
【０１４２】
電圧印加制御部７４は、第１フレームメモリ６０の画像データの描画を表示コントローラ１１に指令する。表示コントローラ１１は、書き込み電圧を印加するためコモン電源１３の出力をＶｃｂに切り替える。電圧印加制御部７４は、Ｘｉｊ、Ｙｉｊを第１フレームメモリ６０、第２フレームメモリ６１から順次読み出し、Ｘｉｊ＞Ｙｉｊの画素に順次書き込み電圧を印加するよう表示コントローラ１１を制御する。
【０１４３】
次に、表示コントローラ１１は、消去電圧を印加するためコモン電源１３の出力をＶｃａに切り替える。電圧印加制御部７４は、Ｘｉｊ、Ｙｉｊを第１フレームメモリ６０、第２フレームメモリ６１から順次読み出し、Ｘｉｊ＜Ｙｉｊの画素に順次消去電圧を印加するよう表示コントローラ１１を制御する。
【０１４４】
書き換え電圧の印加終了後、電圧印加制御部７４は、第２フレームメモリ６１の表示濃度の値Ｙを第１フレームメモリ６０の表示濃度の値Ｘと同じ値にする。
【０１４５】
Ｓ２０４：Ｗｉｊを更新するステップである。
【０１４６】
書き換え回数計数部７２は、ステップＳ１０６で書き換え電圧を印加した電気化学表示素子１の累積回数Ｗｉｊをそれぞれ更新して書き換え回数記録部７９に記憶させる。
【０１４７】
Ｓ２０５：全ての画素の書き換え回数は同じか、否か、判定するステップである。
【０１４８】
書き換え回数計数部７２は、ステップＳ２０４で更新した累積回数Ｗｉｊが各画素ともに同じ値か、否か、を判定する。
【０１４９】
Ｗｉｊが同じ値ではない場合、（ステップＳ２０５；Ｎｏ）、ステップＳ２０１に戻る。
【０１５０】
Ｗｉｊが全て同じ場合、（ステップＳ２０５；Ｙｅｓ）、処理を終了する。
【０１５１】
フローチャートの説明は以上である。
【０１５２】
次に、図６を用いてステップＳ２０２で生成する画像データの具体例を説明する。紙面上部に時間軸ｔを示す。
【０１５３】
図６（１−ａ）、（２−ａ）、（３−ａ）は３行３列の表示画面５０に現在表示している表示濃度の値Ｙｉｊの一例である。図６（１−ｂ）、（２−ｂ）、（３−ｂ）は３行３列の電気化学表示素子１に印加した書き換え回数の累積回数Ｗｉｊである。
【０１５４】
電源投入時または電源オフ時に、各画素が表示している表示濃度の値Ｙｉｊは図６（１−ａ）に示す値であり、累積回数Ｗｉｊは図６（１−ｂ）に示す値であるものとする。前述のように、累積回数Ｗｍａｘ以外の画素は書き換えが行われる。
【０１５５】
図６（１−ｂ）の例ではＷｍｉｎは１、Ｗｍａｘは９である。例えば、１行、１列目の画素は累積回数Ｗ１１は１である。
【０１５６】
先に説明したステップＳ２０２で画像データ生成部７３は、表示中の表示濃度の値Ｙｉｊを第２フレームメモリ６１から読み出し、Ｗｉｊ≠Ｗｍａｘの画素のＹｉｊの値が１の場合は次に表示する表示濃度の値Ｘｉｊを０に、Ｙｉｊの値が０の場合はＸｉｊを１にする。図６（１−ｂ）の例では、Ｗｍａｘの１行２列目の画素以外を書き換える。
【０１５７】
すると、次のステップＳ２０３で各画素が表示する表示濃度の値Ｙｉｊは図６（２−ａ）のようになる。ステップＳ２０４で更新されたＷｉｊは、図６（２−ｂ）のようにＷｍｉｎは２、Ｗｍａｘは９になる。
【０１５８】
図６（２−ｂ）に示すＷｉｊは各画素が同じ値になっていないので、再度ステップＳ２０２でＷｍａｘの１行２列目の画素および２行２列目の画素以外を書き換える。次のステップＳ２０３で各画素が表示する表示濃度の値Ｙｉｊは図６（３−ａ）のようになる。ステップＳ２０４で更新されたＷｉｊは、図６（３−ｂ）のようにＷｍｉｎは３、Ｗｍａｘは９になる。
【０１５９】
以降、同様の手順でＷｉｊが各画素とも書き換え回数の累積回数Ｗｉｊが同じ値（この例では９）になるまで、書き換えを行う。
【０１６０】
このように第２の実施形態では、表示装置１００の電源投入時または電源オフ時に各電気化学表示素子１の書き換え回数の累積回数Ｗｉｊを必ず同じ値にするので表示装置１００を起動直後に焼き付きが発生することを確実に防止できる。
【０１６１】
以上このように、本発明によれば、画像を頻繁に書き換えても焼き付きをおこすことなく高画質な画像を表示することができる表示装置を提供することができる。
【符号の説明】
【０１６２】
１ 電気化学表示素子
２ 駆動トランジスタ
４ スイッチングトランジスタ
５ａ、５ｂ、５ｃ 走査線
７ バスライン
８ａ、８ｂ、８ｃ 信号線
１０ 記憶部
１１ 表示コントローラ
１２ ゲートドライバ
１３ コモン電源
１４ ソースドライバ
３０ 銀電極
３１ 電解質
３２ ＩＴＯ電極
４０ タッチパネル
４１ タッチパネルコントローラ
４２ 操作部
６０ 第１フレームメモリ
６１ 第２フレームメモリ
６２ 第３フレームメモリ
７１ ＣＰＵ
７２ 書き換え回数計数部
７３ 画像データ生成部
７４ 電圧印加制御部
７５ 操作検知部
７６ 未操作時間計時部
７９ 書き換え回数記憶部
１００ 表示装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、パーソナルコンピューターの動作速度の向上、ネットワークインフラの普及、データストレージの大容量化と低価格化に伴い、従来紙への印刷物で提供されたドキュメントや画像等の情報を、より簡便な電子情報として入手、電子情報を閲覧する機会が益々増大している。
【０００３】
この様な電子情報の閲覧手段として、従来の液晶ディスプレイやＣＲＴ、また近年では、有機ＥＬディスプレイ等の発光型が主として用いられている。しかしながら、特に、電子情報がドキュメント情報の場合、比較的長時間にわたってこの閲覧手段を注視する必要があり、これらの行為は必ずしも人間に優しい手段とは言い難い。一般に発光型のディスプレイの欠点として、フリッカーで目が疲労する、持ち運びに不便、読む姿勢が制限され、静止画面に視線を合わせる必要が生じる、長時間読むと消費電力が嵩む等が知られている。
【０００４】
これらの欠点を補う表示手段として、外光を利用し、像保持の為に電力を消費しない（メモリー性）反射型ディスプレイが用いられるが、下記の理由で十分な性能を有しているとは言い難い。
【０００５】
すなわち、反射型液晶等の偏光板を用いる方式は、反射率が約４０％と低く白表示に難があり、また構成部材の作製に用いる製法の多くは簡便とは言い難い。また、ポリマー分散型液晶は高い電圧を必要とし、また有機物同士の屈折率差を利用しているため、得られる画像のコントラストが十分でない。また、ポリマーネットワーク型液晶は駆動電圧が高いことと、メモリー性を向上させるために複雑なＴＦＴ回路が必要である等の課題を抱えている。また、電気泳動法による表示素子は、１０Ｖ以上の高い電圧が必要となり、電気泳動性粒子凝集による耐久性に懸念がある。
【０００６】
これらの欠点を解消する表示方式として、金属または金属塩の溶解析出を利用するエレクトロデポジション方式（以下、ＥＤ方式と略す）が知られている。（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
ＥＤ方式の表示素子（以下電気化学表示素子と略す）は、３Ｖ以下の低電圧で駆動が可能で、簡便なセル構成、また、優れた表示品位（明るいペーパーライクな白と引き締まった黒）といった特長を持っている。
【０００８】
また、このような電気化学表示素子をマトリックス状に複数配設し、マトリックス駆動を行って画像の書き込みと画像の消去を行う表示装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００９】
ところで、従来の表示装置では同一の画像を長時間表示すると、別の画像を切り替えて表示しても長時間表示していた画像が薄く残るいわゆる‘焼き付き現象’が発生し問題になっている。そのため、表示素子の特性に応じてさまざまな対策が取られている。
【００１０】
例えば、プラズマディスプレイパネルを用いた表示装置では、画面の表示位置をわずかずつずらし、同一個所を長時間点灯しないようにして焼き付きを防止する方法が提案されている（特許文献３参照）。
【００１１】
また、有機ＥＬ素子を用いた表示装置では、特定の画素のみ累積点灯時間が長くならないように表示パターンの階調を変化させ、画素毎の表示素子の劣化の差が大きくならないようにして焼き付きを防止する方法が開示されている（例えば、特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特許第３４２８６０３号公報
【特許文献２】特開２００２−２５８３２７号公報
【特許文献３】特許第３４５４２９２号公報
【特許文献４】特開２００７−７２４５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
電気化学表示素子を用いた表示装置でも、いわゆる‘焼き付き’現象が発生する。以下、電気化学表示素子を用いた表示装置で発生する‘焼き付き’現象の発生原理について図７、図８を用いて説明する。
【００１４】
図７はＥＤ方式の電気化学表示素子１の基本的な構成を示す概略断面図である。
【００１５】
図７に示すＥＤ方式の電気化学表示素子１は、透明なＩＴＯ電極３２と銀電極３０との間に電解質３１を保持している。ＩＴＯ電極３２と銀電極３０には電源３４が接続されている。
【００１６】
図７（ａ）はＩＴＯ電極３２側に黒を表示している状態である。
【００１７】
図７（ａ）のように電源３４からＩＴＯ電極３２に、銀電極３０の電圧より低い電圧を印加すると図中の矢印方向に電流が流れ、ＩＴＯ電極３２側の電解質３１中に含まれる銀の析出反応が生じる。
【００１８】
３５は析出した銀であり、析出した銀３５は光を吸収するので、ＩＴＯ電極３２から見た電気化学表示素子１の濃度が高くなる。３６は溶解した銀である。
【００１９】
図７（ｂ）はＩＴＯ電極３２に白を表示している状態である。
【００２０】
図７（ｂ）のように電源３４からＩＴＯ電極３２に、銀電極３０の電圧より高い電圧を印加すると、図中の矢印方向に電流が流れ、ＩＴＯ電極３２側の電解質３１中に含まれる銀の溶解反応が生じる。析出した銀は溶解し、一定時間電圧を図７（ａ）と逆方向に印加するとＩＴＯ電極３２から見た電気化学表示素子１の濃度は初期状態の白色になる。
【００２１】
電気化学表示素子１に含まれる電解質３１は、例えば銀塩水溶液より非水系銀塩溶液に銀を転相させることにより調製できる。このような銀塩水溶液は、公知の銀塩を水に溶解して調製することができる。
【００２２】
電気化学表示素子の書き換え応答特性は、画像の書き込み、または画像の消去を行う書き換え電圧を電気化学表示素子に印加した回数が増すと劣化する。図８は、電気化学表示素子に書き込み電圧を印加したときの書き換え応答特性の一例を示すグラフである。
【００２３】
図８（ａ）は、電気化学表示素子の表示濃度Ｄの時間ｔに対する変化を示すグラフ、図８（ｂ）は、電気化学表示素子のＩＴＯ電極３２に印加する書き込み電圧ＶＷの時間ｔに対する変化を示すグラフである。図８（ａ）の実線ｄ１は、書き換え電圧を印加した累積回数が例えば０回の電気化学表示素子の表示濃度Ｄであり、点線ｄ２は、書き換え電圧を印加した累積回数が例えば１０００回の電気化学表示素子の表示濃度Ｄである。なお、銀電極３０に印加されている電圧は０Ｖとする。
【００２４】
図８（ｂ）のように、時間ｔ＝０からＩＴＯ電極３２に書き込み電圧ＶＷを印加すると、実線ｄ１で示す電気化学表示素子の表示濃度Ｄは短時間で濃度を増し、５００ｍｓ後には最大表示濃度である１００％に達する。一方、点線ｄ２で示す電気化学表示素子の表示濃度Ｄは実線ｄ１より緩やかに増加し、５００ｍｓ後の表示濃度は９５％である。
【００２５】
また、ｔ１ｍｓ後の実線ｄ１で示す電気化学表示素子の表示濃度Ｄはα、点線ｄ２で示す電気化学表示素子の表示濃度Ｄはβであり、中間の階調を表示する場合はさらにその差が大きい。
【００２６】
ところで、電気化学表示素子を画素として用いた表示装置に文書などを表示する場合は、文字を表示している画素の画像は頻繁に消去したり他の画像に書き換えられる一方、文字を表示しない背景部分は消去したり書き換える必要がない。
【００２７】
同じ書式の文書の文字は、表示画面のほぼ同じ位置に表示される。そのため、文字等を表示することが多い位置にある画素は、頻繁に書き換えられる。一方、文字等を表示しない位置にある画素は、ほとんど書き換えられないこともある。
【００２８】
そのため、電気化学表示素子を用いた表示装置では、頻繁に書き換えられる画素は書き換え電圧を印加した累積回数が多くなるので、点線ｄ２のように応答が遅れてしまう。一方、ほとんど書き換えられない画素は、実線ｄ１で示す初期特性と同等の書き換え応答の特性を示す。すると、表示画面を構成する電気化学表示素子の書き換え応答特性にばらつきが生じ、別の画像を切り替えて表示しても長時間表示していた画像が薄く残る、いわゆる‘焼き付き’現象が発生する。
【００２９】
しかしながら、電気化学表示素子を用いた表示装置で発生する‘焼き付き’現象は、電気化学表示素子の書き換え回数の差によって発生するものであり、特許文献１に開示されているように画像の表示位置をずらしても問題を解決することはできない。
【００３０】
また、特許文献２に開示されている方法では、特定の画素のみ累積点灯時間が長くならないように表示パターンの階調を変化させているものであり、電気化学表示素子を用いた表示装置に適用しても電気化学表示素子の書き換え回数の差を減少させることはできない。
【００３１】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、画像を頻繁に書き換えても焼き付きをおこすことなく高画質な画像を表示することができる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】
【００３２】
本発明の目的は、下記構成により達成することができる。
【００３３】
１．マトリクス状に配列した複数の電気化学表示素子からなる表示画面を有し、前記電気化学表示素子が表示する画像の濃度を増す書き込み電圧または該濃度を減少させる消去電圧の何れかの書き換え電圧を前記電気化学表示素子に印加して画像を表示させる表示装置であって、
前記電気化学表示素子に前記書き換え電圧を印加した累積回数をそれぞれの前記電気化学表示素子について記憶する書き換え回数記憶手段と、
前記電気化学表示素子に前記書き換え電圧を印加した回数をそれぞれ計数して書き換え回数記憶手段に記憶されている前記累積回数を更新する書き換え回数計数手段と、
前記累積回数に基づいて、前記累積回数の差を縮小する画像データを生成する画像データ生成手段と、
前記画像データ生成手段が生成した前記画像データに基づいて前記書き換え電圧を所定のタイミングで前記電気化学表示素子に印加するように制御する電圧印加制御手段と、
を有することを特徴とする表示装置。
【００３４】
２．前記画像データ生成手段は、
前記累積回数が同じ値になるように前記画像データを生成することを特徴とする前記１に記載の表示装置。
【００３５】
３．前記画像データ生成手段は、
前記累積回数が少ない前記電気化学表示素子には前記書き換え電圧を印加する確率が高く、前記累積回数が多い前記電気化学表示素子には前記書き換え電圧を印加する確率が低く、なるように前記画像データを生成することを特徴とする前記１または２に記載の表示装置。
【００３６】
４．ユーザの操作を検知する操作検知手段と、
前記操作検知手段が前記操作を検知してから次に操作を検知するまでの未操作時間を計時する未操作時間計時手段と、
を有し、
前記未操作時間計時手段が計時した前記未操作時間が所定の時間を越えると、前記画像データ生成手段は前記画像データを生成し、前記電圧印加制御手段は前記画像データに基づいて前記書き換え電圧を前記電気化学表示素子に印加するように制御することを特徴とする前記１から３の何れか１項に記載の表示装置。
【００３７】
５．電源投入時または電源オフ時に、
前記画像データ生成手段は前記画像データを生成し、前記電圧印加制御手段は前記画像データに基づいて前記書き換え電圧を前記電気化学表示素子に印加するように制御することを特徴とする前記１から４の何れか１項に記載の表示装置。
【発明の効果】
【００３８】
本発明では、電気化学表示素子に書き換え電圧を印加し表示する画像を書き換えた累積回数を計数し、累積回数に基づいて、電気化学表示素子に書き換え電圧を印加する画像データを生成して書き換え電圧を印加する。
【００３９】
したがって、画像を頻繁に書き換えても焼き付きをおこすことなく高画質な画像を表示することができる表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施形態に係る表示装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る表示装置の構成を示す図である。
【図３】表示装置１００の操作を行っていない間に、電気化学表示素子１の表示を書き換えた累積回数を同じ値にする手順を説明するためのフローチャートである。
【図４】第１の実施形態の表示装置で生成する画像データの具体例を説明する。
【図５】表示装置１００の電源投入時または電源オフ時に、電気化学表示素子１の表示を書き換えた累積回数を同じ値にする手順を説明するためのフローチャートである。
【図６】第２の実施形態の表示装置で生成する画像データの具体例を説明する。
【図７】ＥＤ方式の電気化学表示素子１の基本的な構成を示す概略断面図である。
【図８】電気化学表示素子に書き込み電圧を印加したときの書き換え応答特性の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、図面に基づき本発明の実施形態を説明する。
【００４２】
図１は、本発明の実施形態に係る表示装置の一例を示す外観図である。
【００４３】
表示装置１００は、例えばタブレットＰＣや電子ブック、ＰＤＡであり、図１には図示せぬ記憶部１０に記憶されている画像や文字などのデータを表示画面５０に表示する。表示画面５０には白、黒の階調表示が可能なメモリー性表示素子である図１には図示せぬ電気化学表示素子１が用いられている。
【００４４】
図１の例では表示画面５０の上層はタッチパネル４０になっている。ユーザは、タッチパネル４０への入力操作により、手書きモードへの切換を行った後、画面上の位置または領域を指定し、手書き入力を行う。タッチパネル４０への入力操作は図１には図示せぬスタイラスペンを用いても良いし、直接指などでタッチパネル４０を操作しても良い。
【００４５】
操作部４２にはメカニカルスイッチからなる順送りボタン４３と逆送りボタン４４と電源スイッチ４５とが設けられている。例えば、ユーザが順送りボタン４３を押すと表示画面５０に表示されているデータの次のページのデータを記憶部１０から読み出して表示する。同様に、ユーザが逆送りボタン４４を押すと表示画面５０に表示されているデータの前のページのデータを記憶部１０から読み出して表示する。電源スイッチ４５は、表示装置１００の各部への電源供給をオン、オフするスイッチである。
【００４６】
図２は本発明の実施形態に係る表示装置の構成を示す図である。図２では説明を簡単にするため３行×３列の画素を有する表示装置の構成を示したが、本発明はこの画素数に限定されるものではなくｎ行×ｍ列の画素を有する表示装置に適用できる。
【００４７】
図２に示す各画素は、電気化学表示素子１、駆動トランジスタ２、スイッチングトランジスタ４から構成される。図４ではｎ行×ｍ列の画素の電気化学表示素子１をそれぞれＰｎｍと表記している。例えば１行、１列目の画素の電気化学表示素子１はＰ１１、１行、２列目の画素の電気化学表示素子１はＰ１２、というように順に表記している。
【００４８】
符号５ａ、５ｂ、５ｃは走査線で、行方向に並んだ画素それぞれのスイッチングトランジスタ４のゲートを互いに接続し、ゲートドライバ１２に接続されている。符号８ａ、８ｂ、８ｃは信号線で列方向に並んだ画素それぞれのスイッチングトランジスタ４のソースを互いに接続し、ソースドライバ１４に接続されている。ゲートドライバ１２が走査線５ａ、５ｂ、５ｃに出力電圧Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３を出力することにより、スイッチングトランジスタ４のオン／オフの制御を行い、駆動トランジスタ２に制御電圧を印加する行を選択する。駆動トランジスタ２のドレイン側は各画素の電気化学表示素子１の銀電極３０に接続され、ソース側はバスライン６に接続され、基準となるバス電圧ＶＢが印加されている。
【００４９】
ソースドライバ１４は、信号線８ａ、８ｂ、８ｃ毎にドライバ回路を有し、電圧印加制御部７４と表示コントローラ１１の制御に基づいて出力側に接続された信号線８ａ、８ｂ、８ｃに出力電圧Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を出力する。ソースドライバ１４のドライバ回路はオン、オフの２値ドライバであり、電圧印加制御部７４と表示コントローラ１１の制御に基づいてソースドライバ１４に入力された制御電圧ＶＳまたはオフ電圧である０Ｖを出力する。
【００５０】
制御電圧電源１５は、電圧印加制御部７４と表示コントローラ１１の制御に基づいて制御電圧ＶＳを出力しソースドライバ１４に供給する。
【００５１】
バスライン７は各画素の電気化学表示素子１のＩＴＯ電極３２と接続され、またその一端はコモン電源１３に接続されている。コモン電源１３は、表示コントローラ１１の出力に応じて複数の電圧に切り替えて出力する。電圧印加制御部７４が表示コントローラ１１の動作モードを設定すると、表示コントローラ１１は、動作モードに応じた所定のタイミングでコモン電源１３を制御し、コモン電圧ＶＣの電圧を切り替える。
【００５２】
本実施形態では、コモン電源１３は書き込み電圧としてコモン電圧ＶＣをバス電圧ＶＢより低い正の電圧Ｖｃｂに切り替えて電気化学表示素子１に供給する。また、コモン電源１３は消去電圧としてコモン電圧ＶＣをバス電圧ＶＢより高い正の電圧Ｖｃａに切り替えて電気化学表示素子１に供給する。以下、書き込み電圧と消去電圧とを総称し、書き換え電圧と呼ぶ。
【００５３】
駆動トランジスタ２がオンになると、電気化学表示素子１の銀電極３０にはＶＢが印加され、ＩＴＯ電極３２にはＶｃａまたはＶｃｂが印加される。したがって、電気化学表示素子１には電極間の差電圧ＶＢ−Ｖｃａが消去電圧として、またはＶＢ−Ｖｃｂが書き込み電圧として印加される。なお、ＶｃａはＶＳより低い電圧である。
【００５４】
制御電圧ＶＳの出力電圧Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３がオン電圧であるＶＳのとき、スイッチングトランジスタ４がオンになると、駆動トランジスタ２のゲートにＶＳが印加され、駆動トランジスタ２はオンになり電気化学表示素子１にはコモン電圧ＶＣが印加される。その後、スイッチングトランジスタ４がオフになってもゲートの図示せぬ浮遊容量により、駆動トランジスタ２はオン状態を保持する。
【００５５】
ソースドライバ１４の出力電圧がオフ電圧である０Ｖのとき、スイッチングトランジスタ４がオンになると、駆動トランジスタ２のゲートに０Ｖが印加され、駆動トランジスタ２はオフになる。
【００５６】
記憶部１０は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリやＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などの記録媒体から構成されている。
【００５７】
書き換え回数記憶部７９は、表示画面５０の画素を構成する個々の電気化学表示素子１に書き換え電圧を印加した回数を表示装置１００の生産時から累積して記憶する。書き換え回数記憶部７９は、書き換え可能な不揮発性のメモリに設けられており、電源が供給されなくても記憶内容を保持している。書き換え回数記憶部７９は、本発明の書き換え回数記憶手段である。
【００５８】
第１フレームメモリ６０、第２フレームメモリ６１は、それぞれ表示画面５０の画素数に対応する記憶領域を有する１画面分のフレームメモリである。第１フレームメモリ６０は、電気化学表示素子１が次に表示画面５０に表示する表示濃度の値Ｘを記憶する。第２フレームメモリ６１は、電気化学表示素子１が表示画面５０に表示中の表示濃度の値Ｙを記憶する。図面上では第１フレームメモリ６０、第２フレームメモリ６１をそれぞれＦＭ１、ＦＭ２と表記する。
【００５９】
第３フレームメモリ６２は、複数ページ分の画像データ（表示濃度の値Ｘ）を記憶する容量を有し、操作部４２の操作により指定されたページの表示濃度の値Ｘを第１フレームメモリ６０に書き込めるように構成されている。
【００６０】
タッチパネル４０は表示画面５０の上層に設けられている。タッチパネルコントローラ４１は、ＣＰＵ７１の指令によりタッチパネル４０を駆動し、読みとった入力位置情報を制御部に送信する。
【００６１】
タッチパネルコントローラ４１は、タッチパネル４０の入力域を順次走査し、タッチパネル４０に入力があると割り込み信号ＩＮＴ１をＣＰＵ７１に送信し、入力があった場所の位置情報をＣＰＵ７１に送信する。
【００６２】
操作部４２は、メカニカルスイッチから構成される順送りボタン４３、逆送りボタン４４、電源スイッチ４５がＯＮになると割り込み信号ＩＮＴ２をＣＰＵ７１に送信し、操作されたボタンの情報をＣＰＵ７１に送信する。
【００６３】
Ｂ１はアドレスバス、データバスを含むバスラインである。Ｂ１には表示コントローラ１１、ＣＰＵ７１、記憶部１０、第１フレームメモリ６０、第２フレームメモリ６１、第３フレームメモリ６２、タッチパネルコントローラ４１などが接続され、接続された各要素はＢ１を介してデータの交換を行う。
【００６４】
ＣＰＵ７１は記憶部１０に記憶されているプログラムに基づいて表示装置１００全体を制御する。
【００６５】
書き換え回数計数部７２は、それぞれの電気化学表示素子１に書き換え電圧を印加した回数を計数し、計数した回数を書き換え回数記憶部７９に記憶されている累積回数に加算して累積回数を更新する。書き換え回数計数部７２は、本発明の書き換え回数計数手段である。
【００６６】
画像データ生成部７３は、書き換え回数記憶部７９に記憶されている累積回数に基づいて、電気化学表示素子１がこれから表示する画像の画像データを生成する。画像データ生成部７３は、本発明の画像データ生成手段である。
【００６７】
電圧印加制御部７４は、表示コントローラ１１を制御し、コモン電源１３が所定のタイミングでコモン電圧ＶＣを切り替え、それぞれの電気化学表示素子１に書き込み電圧または消去電圧を印加させる。電圧印加制御部７４は本発明の電圧印加制御手段である。
【００６８】
操作検知部７５は、操作部４２やタッチパネルコントローラ４１の割り込みにより表示装置１００を操作したことを検知する。操作検知部７５は、本発明の操作検知手段である。
【００６９】
未操作時間計時部７６は、操作検知部７５が操作したことを検知した時点から、次に操作検知部７５が操作したことを検知するまでの未操作時間を計時する。未操作時間計時部７６は、本発明の未操作時間計時手段である。
【００７０】
次に、本発明の第１の実施形態における表示装置１００の制御の手順について図３のフローチャートを用いて説明する。
【００７１】
図３は、表示装置１００の操作を行っていない間に、電気化学表示素子１の表示を書き換えた累積回数を同じ値にする手順を説明するためのフローチャートである。
【００７２】
以下、図３のフローチャートを用いて手順を説明する。なお、図３のフローチャートは、電源スイッチ４５がオンになった後、起動されるものとする。
【００７３】
Ｓ１０１：ｔａ＝０にするステップである。
【００７４】
未操作時間計時部７６は、未操作時間の変数ｔａを０にし、内部クロックにより計時を開始する。
【００７５】
Ｓ１０２：操作検知部７５が操作を検知するステップである。
【００７６】
操作検知部７５が表示装置１００を操作したことを検知しない場合、（ステップＳ１０２；Ｎｏ）、ステップＳ１０３に進む。
【００７７】
Ｓ１０３：ｔａ＞ｔｍａｘか、否かを判定するステップである。
【００７８】
未操作時間計時部７６は、計時中のｔａの値が所定の値ｔｍａｘを越えるか、否か、判定する。
【００７９】
ｔａの値が所定の値ｔｍａｘを越えない場合、（ステップＳ１０３；Ｎｏ）、ステップＳ１０２に戻る。
【００８０】
ｔａの値が所定の値ｔｍａｘを越える場合、（ステップＳ１０３；Ｙｅｓ）、ステップＳ１０４に進む。
【００８１】
Ｓ１０４：Ｗｉｊを読み出すステップである。
【００８２】
画像データ生成部７３は、ｉ行ｊ列の電気化学表示素子１に書き換え電圧を印加した累積回数Ｗｉｊを書き換え回数記憶部７９から全て読み出す。
【００８３】
Ｓ１０５：画像データを生成するステップである。
【００８４】
画像データ生成部７３は、累積回数Ｗｉｊに基づき、それぞれの電気化学表示素子１が次に表示する表示濃度の値Ｘｉｊを生成する。
【００８５】
本実施形態では、説明を簡単にするため各電気化学表示素子１が白または黒の何れかを表示する例を説明する。表示濃度の値Ｘｉｊ、Ｙｉｊは、電気化学表示素子１が白を表示する場合は０、黒を表示する場合は１とする。
【００８６】
画像データ生成部７３は、各画素毎に下記（１）式が真か、偽か、を判定する。
【００８７】
Ｒａｎｄ（）≧（Ｗｉｊ−Ｗｍｉｎ）／（Ｗｍａｘ−Ｗｍｉｎ）・・・・（１）
Ｒａｎｄ（）は乱数の関数であり、０以上１未満の乱数値を発生する。Ｗｍｉｎは各画素の累積回数Ｗｉｊのなかで最小の値、Ｗｍａｘは各画素の累積回数Ｗｉｊのなかで最大の値である。
【００８８】
画像データ生成部７３は、表示中の表示濃度の値Ｙｉｊを第２フレームメモリ６１から読み出す。
【００８９】
（１）式が真のとき、画像データ生成部７３は、Ｙｉｊの値が１の場合は次に表示する表示濃度の値Ｘｉｊを０に、Ｙｉｊの値が０の場合はＸｉｊを１にして第１フレームメモリ６０に記憶させる。
【００９０】
（１）式が偽のとき、画像データ生成部７３は、Ｘｉｊ＝Ｙｉｊとして第１フレームメモリ６０に記憶させる。
【００９１】
Ｓ１０６：画像を表示するステップである。
【００９２】
電圧印加制御部７４は、第１フレームメモリ６０の画像データの描画を表示コントローラ１１に指令する。表示コントローラ１１は、書き込み電圧を印加するためコモン電源１３の出力をＶｃｂに切り替える。電圧印加制御部７４は、Ｘｉｊ、Ｙｉｊを第１フレームメモリ６０、第２フレームメモリ６１から順次読み出し、Ｘｉｊ＞Ｙｉｊの画素に順次書き込み電圧を印加するよう表示コントローラ１１を制御する。
【００９３】
次に、表示コントローラ１１は、消去電圧を印加するためコモン電源１３の出力をＶｃａに切り替える。電圧印加制御部７４は、Ｘｉｊ、Ｙｉｊを第１フレームメモリ６０、第２フレームメモリ６１から順次読み出し、Ｘｉｊ＜Ｙｉｊの画素に順次消去電圧を印加するよう表示コントローラ１１を制御する。
【００９４】
書き換え電圧の印加終了後、電圧印加制御部７４は、第２フレームメモリ６１の表示濃度の値Ｙを第１フレームメモリ６０の表示濃度の値Ｘと同じ値にする。
【００９５】
Ｓ１０７：Ｗｉｊを更新するステップである。
【００９６】
書き換え回数計数部７２は、ステップＳ１０６で書き換え電圧を印加した電気化学表示素子１の累積回数Ｗｉｊをそれぞれ更新して書き換え回数記録部７９に記憶させた後、ステップＳ１０２に戻る。
【００９７】
操作が行われてから所定時間以上経過した後、次にユーザによる操作が行われるまでステップＳ１０４〜Ｓ１０７は繰り返し実行され、表示画像はランダムに変化しながら全ての画素の書き換え電圧を印加した累積回数Ｗが同じ値になるまで書き換えが行われる。
【００９８】
操作検知部７５が操作を検知した場合、（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、ステップＳ１１０に進む。
【００９９】
以降のステップでは、順送りボタン４３または逆送りボタン４４が操作された場合について説明する。
【０１００】
Ｓ１１０：全画面を消去するステップである。
【０１０１】
電圧印加制御部７４は、全画面の消去を表示コントローラ１１に指令する。表示コントローラ１１は、消去電圧を印加するためコモン電源１３の出力をＶｃａに切り替え、順次電気化学表示素子１に消去電圧を印加する。
【０１０２】
Ｓ１１１：画像データを読み出すステップである。
【０１０３】
ＣＰＵ７１は、第３フレームメモリ６２から画像データを読み出すページを指定し、当該ページの表示濃度の値Ｘを第１フレームメモリ６０に書き込む。
【０１０４】
例えば、操作者が操作部４２の順送りボタン４３を押すと、ＣＰＵ７１は第３フレームメモリ６２から読み出すページ指定を第１ページから第２ページに更新し、第２ページに記憶されている画像データ（表示濃度の値Ｘ）を第１フレームメモリ６０に書き込む。
【０１０５】
Ｓ１１２：画像を表示するステップである。
【０１０６】
電圧印加制御部７４は、第１フレームメモリ６０の画像データの描画を表示コントローラ１１に指令する。表示コントローラ１１は、表示コントローラ１１は、書き込み電圧を印加するためコモン電源１３の出力をＶｃｂに切り替える。電圧印加制御部７４は、Ｘｉｊを第１フレームメモリ６０から順次読み出し、Ｘｉｊ＝１の画素に順次書き込み電圧を印加するよう表示コントローラ１１を制御する。
【０１０７】
Ｓ１１３：Ｗｉｊを更新するステップである。
【０１０８】
書き換え回数計数部７２は、ステップＳ１１０、Ｓ１１２で書き換え電圧を印加した電気化学表示素子１の累積回数Ｗｉｊをそれぞれ更新して書き換え回数記録部７９に記憶させた後、ステップＳ１０１に戻る。
【０１０９】
フローチャートの説明は以上である。
【０１１０】
次に、図４を用いてステップＳ１０５で生成する画像データの具体例を説明する。紙面上部に時間軸ｔを示す。
【０１１１】
図４（１−ａ）、（２−ａ）、（３−ａ）は３行３列の表示画面５０に現在表示している表示濃度の値Ｙｉｊの一例である。図４（１−ｂ）、（２−ｂ）、（３−ｂ）は３行３列の電気化学表示素子１に印加した書き換え回数の累積回数Ｗｉｊである。図４（１−ｃ）、（２−ｃ）、（３−ｃ）は各画素がステップＳ１０６で書き換えが行われる確率Ｑｉｊである。
【０１１２】
操作検知部７５が操作を検知した後、ｔｍａｘ以上経過した時点で、各画素が表示している表示濃度の値Ｙｉｊは図４（１−ａ）に示す値であり、累積回数Ｗｉｊは図４（１−ｂ）に示す値であるものとする。前述のように、累積回数Ｗｉｊに基づきステップＳ１０５で各画素毎に式１による判定が行われる。
【０１１３】
図４（１−ｂ）の例ではＷｍｉｎは１、Ｗｍａｘは９である。例えば、１行、１列目の画素の累積回数Ｗ１１は１であり、（１）式に代入すると下記のようになる。
【０１１４】
Ｒａｎｄ（）≧（１−１）／（９−１）＝０
右辺は０であり、１＞Ｒａｎｄ（）≧０であるからこの場合は必ず真である。したがって、確率Ｑ１１は図４（１−ｃ）に示すように８／８である。
【０１１５】
１行、２列目の画素は累積回数Ｗ１２は９であり、（１）式に代入すると下記のようになる。
【０１１６】
Ｒａｎｄ（）≧（９−１）／（９−１）＝１
右辺は１であり、１＞Ｒａｎｄ（）≧０であるからこの場合は必ず偽である。したがって、確率Ｑ１２は図４（１−ｃ）に示すように０／８である。
【０１１７】
１行、３列目の画素は累積回数Ｗ１３は２であり、（１）式に代入すると下記のようになる。
【０１１８】
Ｒａｎｄ（）≧（２−１）／（９−１）＝１／８
右辺は１／８であり、１＞Ｒａｎｄ（）≧０であるからこの場合は７／８の確率で真になる。したがって、確率Ｑ１３は図４（１−ｃ）に示すように７／８である。
【０１１９】
２行目、３行目の画素についても同様にステップＳ１０６で書き換えが行われる確率Ｑｉｊを求めることができる。
【０１２０】
図４（２−ａ）は、図４（１−ｃ）に示す確率で書き換えが行われた後、表示している表示濃度の値Ｙｉｊの一例である。図４（２−ａ）の例では、Ｙ１１、Ｙ１３、Ｙ２３、Ｙ３２が書き換えられている。
【０１２１】
図４（２−ｂ）のように、書き換えが行われた画素の書き換え回数の累積回数Ｗｉｊには１が加算されている。
【０１２２】
図４（２−ｂ）に示す累積回数Ｗｉｊに基づき、同様に図４（２−ｃ）のようにＱｉｊを算出することができる。
【０１２３】
図４（３−ａ）は、図４（２−ｃ）に示す確率で書き換えが行われた後、表示している表示濃度の値Ｙｉｊの一例である。図４（３−ａ）の例では、Ｙ１１、Ｙ１３、Ｙ２１、Ｙ３１、Ｙ３３が書き換えられている。
【０１２４】
図４（３−ｂ）のように、書き換えが行われた画素の書き換え回数の累積回数Ｗｉｊには１が加算されている。
【０１２５】
このように、累積回数が少ない画素には高い確率で書き換え電圧を印加され、累積回数が多い画素に書き換え電圧を印加する確率は低くなっている。Ｗｍｉｎの画素には必ず書き換えが行われ、Ｗｍａｘの画素には書き換えが行われないのでＷｍｉｎとＷｍａｘとの差は書き換えを行う毎に縮まり、最終的には同一の値になる。したがって、各電気化学表示素子１の書き換え回数の累積回数Ｗｉｊは同じになり、応答特性も同じになるので焼き付きの発生を防止することができる。
【０１２６】
また、所定時間以上表示装置１００の操作が行われないと、ランダムな画像を生成して表示画像を書き換えるので、表示装置１００に表示されていた機密文書などを盗み見られるリスクを軽減することができる。したがって、セキュリティ面でも効果がある。
【０１２７】
なお、本実施形態では白、黒２階調を表示する場合を例に説明したが、多階調を表示する場合にも適用できる。
【０１２８】
また、累積回数が少ない画素に高い確率で書き換え電圧を印加し、累積回数が多い画素に書き換え電圧を印加する確率が低い画像の生成は、（１）式を用いた方法に限定されるものではなく、例えば、統計的パラメータなどを用いて生成しても良い。
【０１２９】
次に、第２の実施形態について説明する。
【０１３０】
図５は、表示装置１００の電源投入時または電源オフ時に、電気化学表示素子１の表示を書き換えた累積回数を同じ値にする手順を説明するためのフローチャートである。
【０１３１】
第２の実施形態のプログラムは、電源投入時または電源オフ時に起動されるものとする。
【０１３２】
Ｓ２０１：Ｗｉｊを読み出すステップである。
【０１３３】
画像データ生成部７３は、ｉ行ｊ列の電気化学表示素子１に書き換え電圧を印加した累積回数Ｗｉｊを書き換え回数記憶部７９から全て読み出す。
【０１３４】
Ｓ２０２：画像データを生成するステップである。
【０１３５】
画像データ生成部７３は、累積回数Ｗｉｊに基づき、それぞれの電気化学表示素子１が次に表示する表示濃度の値Ｘｉｊを生成する。
【０１３６】
第１の実施形態と同様に、説明を簡単にするため各電気化学表示素子１が白または黒の何れかを表示する例を説明する。表示濃度の値Ｘｉｊ、Ｙｉｊは、電気化学表示素子１が白を表示する場合は０、黒を表示する場合は１とする。
【０１３７】
本実施形態では乱数を用いず各画素の累積回数Ｗｉｊが同じ値になるまで書き換える例を説明する。
【０１３８】
画像データ生成部７３は、各画素の累積回数Ｗｉｊのなかで最小の値Ｗｍｉｎと、各画素の累積回数Ｗｉｊのなかで最大の値Ｗｍａｘを求める。
【０１３９】
画像データ生成部７３は、表示中の表示濃度の値Ｙｉｊを第２フレームメモリ６１から読み出し、Ｗｉｊ≠Ｗｍａｘの画素のＹｉｊの値が１の場合は次に表示する表示濃度の値Ｘｉｊを０に、Ｙｉｊの値が０の場合はＸｉｊを１にして第１フレームメモリ６０に記憶させる。
【０１４０】
Ｗｉｊ＝Ｗｍａｘのとき、画像データ生成部７３は、Ｘｉｊ＝Ｙｉｊとして第１フレームメモリ６０に記憶させる。
【０１４１】
Ｓ２０３：画像を表示するステップである。
【０１４２】
電圧印加制御部７４は、第１フレームメモリ６０の画像データの描画を表示コントローラ１１に指令する。表示コントローラ１１は、書き込み電圧を印加するためコモン電源１３の出力をＶｃｂに切り替える。電圧印加制御部７４は、Ｘｉｊ、Ｙｉｊを第１フレームメモリ６０、第２フレームメモリ６１から順次読み出し、Ｘｉｊ＞Ｙｉｊの画素に順次書き込み電圧を印加するよう表示コントローラ１１を制御する。
【０１４３】
次に、表示コントローラ１１は、消去電圧を印加するためコモン電源１３の出力をＶｃａに切り替える。電圧印加制御部７４は、Ｘｉｊ、Ｙｉｊを第１フレームメモリ６０、第２フレームメモリ６１から順次読み出し、Ｘｉｊ＜Ｙｉｊの画素に順次消去電圧を印加するよう表示コントローラ１１を制御する。
【０１４４】
書き換え電圧の印加終了後、電圧印加制御部７４は、第２フレームメモリ６１の表示濃度の値Ｙを第１フレームメモリ６０の表示濃度の値Ｘと同じ値にする。
【０１４５】
Ｓ２０４：Ｗｉｊを更新するステップである。
【０１４６】
書き換え回数計数部７２は、ステップＳ１０６で書き換え電圧を印加した電気化学表示素子１の累積回数Ｗｉｊをそれぞれ更新して書き換え回数記録部７９に記憶させる。
【０１４７】
Ｓ２０５：全ての画素の書き換え回数は同じか、否か、判定するステップである。
【０１４８】
書き換え回数計数部７２は、ステップＳ２０４で更新した累積回数Ｗｉｊが各画素ともに同じ値か、否か、を判定する。
【０１４９】
Ｗｉｊが同じ値ではない場合、（ステップＳ２０５；Ｎｏ）、ステップＳ２０１に戻る。
【０１５０】
Ｗｉｊが全て同じ場合、（ステップＳ２０５；Ｙｅｓ）、処理を終了する。
【０１５１】
フローチャートの説明は以上である。
【０１５２】
次に、図６を用いてステップＳ２０２で生成する画像データの具体例を説明する。紙面上部に時間軸ｔを示す。
【０１５３】
図６（１−ａ）、（２−ａ）、（３−ａ）は３行３列の表示画面５０に現在表示している表示濃度の値Ｙｉｊの一例である。図６（１−ｂ）、（２−ｂ）、（３−ｂ）は３行３列の電気化学表示素子１に印加した書き換え回数の累積回数Ｗｉｊである。
【０１５４】
電源投入時または電源オフ時に、各画素が表示している表示濃度の値Ｙｉｊは図６（１−ａ）に示す値であり、累積回数Ｗｉｊは図６（１−ｂ）に示す値であるものとする。前述のように、累積回数Ｗｍａｘ以外の画素は書き換えが行われる。
【０１５５】
図６（１−ｂ）の例ではＷｍｉｎは１、Ｗｍａｘは９である。例えば、１行、１列目の画素は累積回数Ｗ１１は１である。
【０１５６】
先に説明したステップＳ２０２で画像データ生成部７３は、表示中の表示濃度の値Ｙｉｊを第２フレームメモリ６１から読み出し、Ｗｉｊ≠Ｗｍａｘの画素のＹｉｊの値が１の場合は次に表示する表示濃度の値Ｘｉｊを０に、Ｙｉｊの値が０の場合はＸｉｊを１にする。図６（１−ｂ）の例では、Ｗｍａｘの１行２列目の画素以外を書き換える。
【０１５７】
すると、次のステップＳ２０３で各画素が表示する表示濃度の値Ｙｉｊは図６（２−ａ）のようになる。ステップＳ２０４で更新されたＷｉｊは、図６（２−ｂ）のようにＷｍｉｎは２、Ｗｍａｘは９になる。
【０１５８】
図６（２−ｂ）に示すＷｉｊは各画素が同じ値になっていないので、再度ステップＳ２０２でＷｍａｘの１行２列目の画素および２行２列目の画素以外を書き換える。次のステップＳ２０３で各画素が表示する表示濃度の値Ｙｉｊは図６（３−ａ）のようになる。ステップＳ２０４で更新されたＷｉｊは、図６（３−ｂ）のようにＷｍｉｎは３、Ｗｍａｘは９になる。
【０１５９】
以降、同様の手順でＷｉｊが各画素とも書き換え回数の累積回数Ｗｉｊが同じ値（この例では９）になるまで、書き換えを行う。
【０１６０】
このように第２の実施形態では、表示装置１００の電源投入時または電源オフ時に各電気化学表示素子１の書き換え回数の累積回数Ｗｉｊを必ず同じ値にするので表示装置１００を起動直後に焼き付きが発生することを確実に防止できる。
【０１６１】
以上このように、本発明によれば、画像を頻繁に書き換えても焼き付きをおこすことなく高画質な画像を表示することができる表示装置を提供することができる。
【符号の説明】
【０１６２】
１ 電気化学表示素子
２ 駆動トランジスタ
４ スイッチングトランジスタ
５ａ、５ｂ、５ｃ 走査線
７ バスライン
８ａ、８ｂ、８ｃ 信号線
１０ 記憶部
１１ 表示コントローラ
１２ ゲートドライバ
１３ コモン電源
１４ ソースドライバ
３０ 銀電極
３１ 電解質
３２ ＩＴＯ電極
４０ タッチパネル
４１ タッチパネルコントローラ
４２ 操作部
６０ 第１フレームメモリ
６１ 第２フレームメモリ
６２ 第３フレームメモリ
７１ ＣＰＵ
７２ 書き換え回数計数部
７３ 画像データ生成部
７４ 電圧印加制御部
７５ 操作検知部
７６ 未操作時間計時部
７９ 書き換え回数記憶部
１００ 表示装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリクス状に配列した複数の電気化学表示素子からなる表示画面を有し、前記電気化学表示素子が表示する画像の濃度を増す書き込み電圧または該濃度を減少させる消去電圧の何れかの書き換え電圧を前記電気化学表示素子に印加して画像を表示させる表示装置であって、
前記電気化学表示素子に前記書き換え電圧を印加した累積回数をそれぞれの前記電気化学表示素子について記憶する書き換え回数記憶手段と、
前記電気化学表示素子に前記書き換え電圧を印加した回数をそれぞれ計数して書き換え回数記憶手段に記憶されている前記累積回数を更新する書き換え回数計数手段と、
前記累積回数に基づいて、前記累積回数の差を縮小する画像データを生成する画像データ生成手段と、
前記画像データ生成手段が生成した前記画像データに基づいて前記書き換え電圧を所定のタイミングで前記電気化学表示素子に印加するように制御する電圧印加制御手段と、
を有することを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記画像データ生成手段は、
前記累積回数が同じ値になるように前記画像データを生成することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記画像データ生成手段は、
前記累積回数が少ない前記電気化学表示素子には前記書き換え電圧を印加する確率が高く、前記累積回数が多い前記電気化学表示素子には前記書き換え電圧を印加する確率が低く、なるように前記画像データを生成することを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。
【請求項４】
ユーザの操作を検知する操作検知手段と、
前記操作検知手段が前記操作を検知してから次に操作を検知するまでの未操作時間を計時する未操作時間計時手段と、
を有し、
前記未操作時間計時手段が計時した前記未操作時間が所定の時間を越えると、前記画像データ生成手段は前記画像データを生成し、前記電圧印加制御手段は前記画像データに基づいて前記書き換え電圧を前記電気化学表示素子に印加するように制御することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の表示装置。
【請求項５】
電源投入時または電源オフ時に、
前記画像データ生成手段は前記画像データを生成し、前記電圧印加制御手段は前記画像データに基づいて前記書き換え電圧を前記電気化学表示素子に印加するように制御することを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の表示装置。
【請求項１】
マトリクス状に配列した複数の電気化学表示素子からなる表示画面を有し、前記電気化学表示素子が表示する画像の濃度を増す書き込み電圧または該濃度を減少させる消去電圧の何れかの書き換え電圧を前記電気化学表示素子に印加して画像を表示させる表示装置であって、
前記電気化学表示素子に前記書き換え電圧を印加した累積回数をそれぞれの前記電気化学表示素子について記憶する書き換え回数記憶手段と、
前記電気化学表示素子に前記書き換え電圧を印加した回数をそれぞれ計数して書き換え回数記憶手段に記憶されている前記累積回数を更新する書き換え回数計数手段と、
前記累積回数に基づいて、前記累積回数の差を縮小する画像データを生成する画像データ生成手段と、
前記画像データ生成手段が生成した前記画像データに基づいて前記書き換え電圧を所定のタイミングで前記電気化学表示素子に印加するように制御する電圧印加制御手段と、
を有することを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記画像データ生成手段は、
前記累積回数が同じ値になるように前記画像データを生成することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記画像データ生成手段は、
前記累積回数が少ない前記電気化学表示素子には前記書き換え電圧を印加する確率が高く、前記累積回数が多い前記電気化学表示素子には前記書き換え電圧を印加する確率が低く、なるように前記画像データを生成することを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。
【請求項４】
ユーザの操作を検知する操作検知手段と、
前記操作検知手段が前記操作を検知してから次に操作を検知するまでの未操作時間を計時する未操作時間計時手段と、
を有し、
前記未操作時間計時手段が計時した前記未操作時間が所定の時間を越えると、前記画像データ生成手段は前記画像データを生成し、前記電圧印加制御手段は前記画像データに基づいて前記書き換え電圧を前記電気化学表示素子に印加するように制御することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の表示装置。
【請求項５】
電源投入時または電源オフ時に、
前記画像データ生成手段は前記画像データを生成し、前記電圧印加制御手段は前記画像データに基づいて前記書き換え電圧を前記電気化学表示素子に印加するように制御することを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−１６９８５７（Ｐ２０１０−１６９８５７Ａ）
【公開日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１１７５８（Ｐ２００９−１１７５８）
【出願日】平成２１年１月２２日（２００９．１．２２）
【出願人】（０００００１２７０）コニカミノルタホールディングス株式会社 (4,463)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月２２日（２００９．１．２２）
【出願人】（０００００１２７０）コニカミノルタホールディングス株式会社 (4,463)
【Ｆターム（参考）】
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