表示装置
【課題】電力消費が少なく、実用的な速度で手書き表示が可能な反射型の表示装置を提供する。
【解決手段】第１の書き込みモードまたは第２の書き込みモードのいずれか一方でフレームの期間毎に電気化学表示素子に書き込み電流を印加する駆動回路を制御する表示コントローラを有し、電気化学表示素子に書き込み電流を印加するフレームの回数は、第２の書き込みモードより第１の書き込みモードの方が少ないことを特徴とする表示装置。
【解決手段】第１の書き込みモードまたは第２の書き込みモードのいずれか一方でフレームの期間毎に電気化学表示素子に書き込み電流を印加する駆動回路を制御する表示コントローラを有し、電気化学表示素子に書き込み電流を印加するフレームの回数は、第２の書き込みモードより第１の書き込みモードの方が少ない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が、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知られているが、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％と低いため白表示に難があり、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】
これら上述の各方式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。ＥＤ方式は、３Ｖ以下の低電圧で駆動が可能で、簡便なセル構成、黒と白のコントラストや黒品質に優れる等の利点があり、様々な方法が開示されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００７】
このようにＥＤ方式の表示素子（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】
しかしながら、このような金属析出型の電気化学表示装置では、金属の析出や溶解にある程度の時間を要することから、手書きのスピードに表示スピードが追従しきれないという大きな課題を残している。例えば、液晶パネル等においては、タッチパネルやタブレットからの位置情報を一度メモリに保存し、このメモリからの情報に基づいて画面のスキャンを行って、入力された情報を表示するようにしている。液晶パネルにおいては、応答速度が速いことから前記方式でも問題が生ずることはない。金属析出型の表示装置では、この方式をそのまま応用すると、表示が追いつかず、手書きの情報が遅れて表示されることになり、手書き入力の利点が大きく損なわれる。
【０００９】
このような課題を解決するため、手書き用のペンが発生する各時点の位置情報（Ｘ，Ｙ）から直接に表示装置のＸ、Ｙ電極端子に電圧を印加し、短時間にペンの位置に対応した書き込みが行う方法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【００１０】
特許文献３では、ペンの位置に対応した書き込みを行うときは結晶が析出を開始する閾値電圧を越える電圧を短時間印加し、核となる結晶を形成することにより高速な表示駆動が可能にしている。一方、核となる結晶の形成のみでは、手書き部分の表示濃度が不足するので後に行う追加の書き込みによって表示濃度を補っている。
【特許文献１】特許第３４２８６０３号公報
【特許文献２】特開２００３−２４１２２７号公報
【特許文献３】特開２００４−２９３９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献３に開示されている方法では、表示濃度を補うために追加の書き込みを行っている間に新たに手書き入力を行った場合、追加の書き込みが終了するまで新たに手書き入力した画像を表示することができないという問題がある。
【００１２】
このような問題に対応するためには、書き込みを行っている間も追加の書き込みができるように最大表示濃度までの書き込みを複数回のフレームに分けて実行し、フレーム毎に新たな手書き入力などで表示濃度を変更する必要のある画素を含めて書き込みを行う方法が考えられる。
【００１３】
しかしながら、このような方法で表示の応答速度を上げるためには、上記フレームの周期を短縮する必要があり、駆動回路を高速駆動する必要があるため表示装置の消費電力が増す問題がある。
【００１４】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、電力消費が少なく、実用的な速度で手書き表示が可能な反射型の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】
【００１５】
本発明の目的は、下記構成により達成することができる。
【００１６】
１．マトリクス状に配列した電気化学表示素子からなる表示画面に画像を表示する表示装置において、
第１の書き込みモードまたは第２の書き込みモードのいずれか一方でフレームの期間毎に前記電気化学表示素子に書き込み電流を印加する駆動回路と、
前記駆動回路を制御する表示コントローラと、
を有し、
前記電気化学表示素子に前記書き込み電流を印加する前記フレームの回数は、第２の書き込みモードより第１の書き込みモードの方が少ないことを特徴とする表示装置。
【００１７】
２．前記駆動回路は、
制御電圧に応じた前記書き込み電流を前記電気化学表示素子に印加する定電流回路を有し、
前記表示コントローラは、
前記第１の書き込みモードでは、
前記制御電圧を、前記電気化学表示素子に表示させる画像濃度の値に応じた電圧に設定することを特徴とする前記１に記載の表示装置。
【００１８】
３．前記駆動回路は、
制御電圧に応じた前記書き込み電流を前記電気化学表示素子に印加する定電流回路を有し、
前記表示コントローラは、
前記第２の書き込みモードでは、
前記制御電圧を、所定の前記書き込み電流が印加される第１の電圧、または、前記書き込み電流が印加されない第２の電圧の何れかに設定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。
【００１９】
４．前記表示画面に表示する画像を操作する操作手段と、
前記表示画面の上層に設けられ、前記表示画面の画面上の位置情報を入力する入力手段と、
前記表示コントローラを制御する制御手段と、
を有し、
前記制御手段は、
前記操作手段による操作を検知したときは、前記第１の書き込みモードを前記表示コントローラに実行させ、前記入力手段による入力を検知したときは、前記第２の書き込みモードを前記表示コントローラに実行させることを特徴とする前記１乃至３の何れか１項に記載の表示装置。
【００２０】
５．前記制御手段は、
前記操作手段による操作が行われたと判定したときは、前記入力手段の機能を停止させることを特徴とする前記４に記載の表示装置。
【発明の効果】
【００２１】
本発明では、第１の書き込みモードまたは第２の書き込みモードのいずれか一方でフレームの期間毎に電気化学表示素子に書き込み電流を印加し、電気化学表示素子に書き込み電流を印加するフレームの回数は、第１の書き込みモードの方が第２の書き込みモードより少なくなっている。文書等を表示するときはフレーム回数の少ない第１の書き込みモード、手書き入力時はフレーム回数が多い第２の書き込みモードで書き込みを行うので、トータルの電力消費が少なく、実用的な速度で手書き表示が可能な反射型の表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面に基づき本発明の実施形態を説明する。
【００２３】
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。
【００２４】
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。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後に説明する第３フレームメモリ６２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第３フレームメモリ６２から読み出して表示する。操作部４２は本発明の操作手段である。
【００２５】
また、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５５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。タッチパネル４０は本発明の入力手段である。
【００２６】
図２は本発明の表示装置の一実施形態である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。
【００２７】
図２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には電流源３３が接続されている。電流源３３から銀電極３０に図中の矢印方向に電流ｉを印加すると、電解質３１中に含まれる銀イオンの還元反応が生じ、銀が析出する。析出した銀は光を吸収し、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。
【００２８】
一方、電流源３３から銀電極３０に図中の矢印と逆方向に電流ｉを印加すると、電解質３１中に含まれる銀の酸化反応が生じ、銀イオンとなって電解質に溶け出す。析出した銀は溶解し、一定時間電流ｉを図中の矢印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。ＶＥＤは電流ｉを印加したときのＩＴＯ電極３２と銀電極３０の間の電圧である。
【００２９】
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。
【００３０】
図３は本発明の実施形態に係る表示装置１００の構成を示す図である。図３では説明の簡単のため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。
【００３１】
各画素は、電気化学表示素子１、駆動トランジスタ２、補助容量３、スイッチングトランジスタ４から構成される。駆動トランジスタ２と補助容量３は電気化学表示素子１に書き込み電流を印加する電流源を構成している。
【００３２】
図３ではｎ行×ｍ列の電気化学表示素子１をそれぞれＥＤｎｍと表記している。例えば１行、１列目の電気化学表示素子１はＥＤ１１、１行、２列目の電気化学表示素子１はＥＤ１２、というように順に表記している。また、図３の例は、駆動トランジスタ２、スイッチングトランジスタ４はＮチャンネルＴＦＴを用いた場合である。
【００３３】
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、制御電圧を印加する行を選択する。
【００３４】
ソース電源１５は表示コントローラ１１の指令によりソースドライバ１４に正の電圧Ｖｓを供給する。
【００３５】
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、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のドライバ回路は多値ドライバであり、表示コントローラ１１から送信された信号線８ａ、８ｂ、８ｃ毎の制御信号に基づいて、ソースドライバ１４に供給された電圧Ｖｓを分圧して出力する。本実施形態では、ソースドライバ１４は表示コントローラ１１の指令により０Ｖを含む１１レベルの電圧を出力するものとする。
【００３６】
ソースドライバ１４、ソース電源１５、ゲートドライバ１２、コモン電源１３、駆動トランジスタ２、補助容量３、スイッチングトランジスタ４は本発明の駆動回路を構成する。
【００３７】
表示コントローラ１１はクロック発生回路、ロジック回路などから構成され、第１の書き込みモードまたは第２の書き込みモードのいずれか一方でフレームの周期毎に駆動回路を制御し、所定の電気化学表示素子１に電流を印加させる。表示コントローラ１１は本発明の表示コントローラである。
【００３８】
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全体を制御する本発明の制御手段である。記憶部１０は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やフラッシュメモリなどの記録媒体から構成され、表示装置１００を制御する各種プログラムや各種データを記憶している。また、ＣＰＵ７１は、第１フレームメモリ６０と第２フレームメモリ６１の表示濃度の値を順次比較する比較部７０を備えている。
【００３９】
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。比較部７０は、第１フレームメモリ６０と第２フレームメモリ６１とから、対応する画素の表示濃度の値Ｘと表示濃度の値Ｙとをそれぞれ読み出して比較する。
【００４０】
後に説明するように、表示コントローラ１１は、所定のタイミングで割り込み信号ＩＮＴ３をＣＰＵ７１に送信し、比較部７０が比較した結果のデータを受信する。
【００４１】
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。なお、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、第３フレームメモリ６２をそれぞれＦＭ１、ＦＭ２、ＦＭ３と表記する。
【００４２】
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、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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
表示画面５０の各画素の回路構成は同じであり、図３を用いて以下１行１列目の画素を例に説明する。
【００４６】
駆動トランジスタ２のドレインはバスライン６に接続され、ソースは電気化学表示素子１の銀電極３０に接続されている。補助容量３は駆動トランジスタ２のソースとゲート間に接続されており、ソースとゲート間に印加された制御電圧ＶＧを保持する。バスライン６はコモン電源１３のＧＮＤに接続されている。
【００４７】
コモン電極７は各画素の電気化学表示素子１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の指令により、正または負の所定のコモン電圧Ｖｃを電気化学表示素子１のＩＴＯ電極３２に供給する。
【００４８】
スイッチングトランジスタ４のソースは信号線８ａに、ドレインは駆動トランジスタ２のゲートと補助容量３に、ゲートはゲートドライバ１２に接続されている。ゲートドライバ１２の出力電圧Ｇ１が‘Ｈ’になるとスイッチングトランジスタ４はオンになり、ソースドライバ１４の出力電圧Ｓ１が駆動トランジスタ２のゲートと補助容量３に加わる。
【００４９】
駆動トランジスタ２は、コモン電圧Ｖｃとゲート、ソース間に印加された制御電圧ＶＧに応じた定電流を電気化学表示素子１（ＥＤ１１）に印加する。
【００５０】
図４は本実施形態の電気化学表示素子１の表示濃度Ｄを説明する図である。
【００５１】
図４の横軸はＴｘは書き込み時間、縦軸の０〜１０は表示濃度の値Ｄである。０は電気化学表示素子１の最小表示濃度、１０は電気化学表示素子１の最大表示濃度であり本実施形態では０から１０までの１１段階の階調を表示するものとする。図４に示すように本実施形態の表示素子１では一定電流の書き込み電流を印加すると書き込み時間Ｔｘに応じて表示濃度Ｄが増していく。
【００５２】
本実施形態の第１の書き込みモードでは、全ての電気化学表示素子１の表示濃度を０にして画像を消去した後、表示する画像濃度に応じた書き込み電流を所定の電気化学表示素子１に印加して画像を表示させる。また、第２の書き込みモードでは、画像の消去を行わず、表示する画像濃度に応じたフレーム回数の書き込み電流を電気化学表示素子１に順次印加して画像を表示させる。ＣＰＵ７１は、操作部４２の操作を検知したときは、第１の書き込みモードを表示コントローラ１１に実行させ、タッチパネル４０の入力を検知したときは、第２の書き込みモードを表示コントローラ１１に実行させる。
【００５３】
最初に、図５、図６を用いて、本実施形態の第１の書き込みモードについて説明する。
【００５４】
図５、図６は、本実施形態の表示装置１００の第１の書き込みモードの画像消去時と書き込み動作時における各部の電圧の変化を示すタイムチャートである。図５は電気化学表示素子１の画像を消去するときの各部の電圧の変化を示すタイムチャート、図６は電気化学表示素子１に画像を表示させるときの各部の電圧の変化を示すタイムチャートである。
【００５５】
第１の書き込みモードでは、電気化学表示素子１への画像の書き込みを行う前に、図３にｉ１１〜ｉ３３で示す矢印と逆方向に電流を流し、全ての画素の電気化学表示素子１の画像を消去する。図５のタイムチャートで画像を消去する手順を説明する。
【００５６】
図５のＴｗ１は各画素の駆動トランジスタ２の制御電圧ＶＧ（ゲート電圧）をそれぞれ設定するプログラム期間、Ｔｗ２は消去期間であり各画素の電気化学表示素子１に消去電流を印加する単位時間を示している。Ｔｗ１とＴｗ２とからなるＦｗ１は、画像を消去するフレーム期間を示している。本実施形態ではＦｗ１の１フレームで画像を消去する例を説明する。
【００５７】
最初に図５のＦｗ１のプログラム期間Ｔｗ１から説明する。
【００５８】
Ｔｗ１の間ＶＣは０Ｖであり、各画素の電気化学表示素子１の電流ｉ１１〜ｉ３３は０である。なお、図面を簡略化するため図５にはｉ１１、ｉ１２、ｉ１３のタイムチャートしか図示していない。
【００５９】
表示コントローラ１１は、Ｔｗ１の間、ソースドライバ１４の出力電圧Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３全てがＶＳ０になるように制御する。
【００６０】
ゲートドライバ１２の１行目の出力電圧Ｇ１はΔＴの間‘Ｈ’になり、１行目のＥＤ１１、ＥＤ１２、ＥＤ１３に接続されている駆動トランジスタ２のゲート、ソース間の電圧はＶＳ０に設定され補助容量３に保持される。次に、ゲートドライバ１２の２行目の出力電圧Ｇ２がΔＴの間‘Ｈ’になり、２行目のＥＤ２１、ＥＤ２２、ＥＤ２３に接続されている駆動トランジスタ２のゲート、ソース間の電圧はＶＳ０に設定され補助容量３に保持される。同様に、３行目のＥＤ３１、ＥＤ３２、ＥＤ３３に接続されている駆動トランジスタ２のゲート、ソース間の電圧もＶＳ０に設定され補助容量３に保持される。
【００６１】
表示コントローラ１１は、次のＴｗ２の消去期間では、バス電源１３の出力電圧ＶＣを０からＶＣｈに切り替える。出力電圧ＶＣがＶＣｈになると、駆動トランジスタ２は、補助容量３に保持されている駆動トランジスタ２のゲート、ソース間の電圧に応じた定電流−ｉＸを電気化学表示素子１に印加する。
【００６２】
本実施形態では、Ｔｗ２の消去期間に表示状態が最大表示濃度の電気化学表示素子１を表示濃度０にできる消去電流が印加されるものとする。
【００６３】
第１の書き込みモードでは、このように全ての電気化学表示素子１の画像が消去された後、画像の書き込みが行われる。図６のタイムチャートで画像を書き込む手順を説明する。
【００６４】
図６に示すＦＰ１は第１の書き込みモードで画像を書き込むフレーム期間を示している。本実施形態ではＦＰ１の１フレームで画像を書き込む例を説明する。
【００６５】
図６のＴＰ１は各画素の駆動トランジスタ２の制御電圧ＶＧをそれぞれ設定するプログラム期間、ＴＰ２は書き込み期間であり各画素の電気化学表示素子１に書き込み電流を印加する時間を示している。
【００６６】
最初に図６のプログラム期間ＴＰ１から説明する。
【００６７】
ＴＰ１の間ＶＣは０Ｖであり、各画素の電気化学表示素子１の電流ｉ１１〜ｉ３３は０である。なお、図面を簡略化するため図６にはｉ１１、ｉ１２、ｉ１３のタイムチャートしか図示していない。
【００６８】
第１フレームの最初はゲートドライバ１２の出力電圧Ｇ１がΔＴの間‘Ｈ’になる。この間Ｇ２、Ｇ３は‘Ｌ’である。なお、‘Ｈ’はスイッチングトランジスタ４をオンにする電圧、‘Ｌ’はスイッチングトランジスタ４をオフにする電圧である。
【００６９】
表示コントローラ１１は、ＴＰ１の間、表示する画像の濃度の情報に基づいて、ソースドライバ１４の多値ドライバをそれぞれ制御し信号線８ａ、８ｂ、８ｃに所定の出力電圧Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を出力させる。
【００７０】
図６の例では、ＴＰ１の最初のタイミングでゲートドライバ１２の出力電圧Ｇ１がΔＴの間‘Ｈ’になる。この間、出力電圧Ｓ１の電圧はＶＳ２、出力電圧Ｓ２、Ｓ３の電圧はＶＳ１である。ＥＤ１１に接続されている駆動トランジスタ２の制御電圧ＶＧはＶＳ２、ＥＤ１２、ＥＤ１３に接続されている駆動トランジスタ２の制御電圧ＶＧはＶＳ１設定され、補助容量３に保持される。
【００７１】
次にゲートドライバ１２の出力電圧Ｇ２がΔＴの間‘Ｈ’になる。この間Ｇ１、Ｇ３は‘Ｌ’である。この間、図６の例では、出力電圧Ｓ１の電圧はＶＳ２、出力電圧Ｓ２、Ｓ３の電圧はＶＳ１である。ＥＤ２１に接続されている駆動トランジスタ２の制御電圧ＶＧはＶＳ２、ＥＤ２２、ＥＤ２３に接続されている駆動トランジスタ２の制御電圧ＶＧはＶＳ１に設定され、補助容量３に保持される。
【００７２】
次にゲートドライバ１２の出力電圧Ｇ３がΔＴの間‘Ｈ’になる。この間Ｇ１、Ｇ２は‘Ｌ’である。図６の例では、この間、出力電圧Ｓ１、Ｓ２の電圧はＶＳ１、出力電圧Ｓ３の電圧は０である。ＥＤ３１、ＥＤ３２に接続されている駆動トランジスタ２の制御電圧ＶＧはＶＳ１、ＥＤ３３に接続されている駆動トランジスタ２の制御電圧ＶＧは０Ｖに設定され、補助容量３に保持される。
【００７３】
ＴＰ２の書き込み期間ではＶＣはＶＣｈであり、補助容量３に保持されている駆動トランジスタ２の制御電圧ＶＧに応じた定電流を電気化学表示素子１に印加する。図６では電気化学表示素子１の電流ｉ１１の電流値がこの間ｉｂ、ｉ１２とｉ１３の電流値がこの間ｉａであることを示している。図示していないが、この例ではＥＤ２１の電気化学表示素子の電流ｉ２１がｉｂ、ＥＤ２２とＥＤ２３の電気化学表示素子１の電流ｉ２２、ｉ２３がｉａである。また、ＥＤ３１とＥＤ３２の電気化学表示素子１の電流ｉ２１、ｉ２２がｉａ、ＥＤ３３の電気化学表示素子の電流ｉ３３が０である。
【００７４】
本実施形態では、このようにＴＰ１の間、ソースドライバ１４の出力する１１段階の電圧を各駆動トランジスタ２の制御電圧ＶＧとし、ＴＰ２の書き込み期間の間、各電気化学表示素子１に書き込み電流を印加し、１回の書き込みで書き込み電流に応じた１１階調の濃度を表示する。
【００７５】
第１の書き込みモードの説明は以上である。
【００７６】
次に、図７を用いて第２の書き込みモードについて説明する。
【００７７】
図７のＴｂ１は各画素の駆動トランジスタ２の制御電圧ＶＧをそれぞれ設定するプログラム期間、Ｔｂ２は書き込み期間であり各画素の電気化学表示素子１に書き込み電流ｉ１１〜ｉ３３を印加する単位時間を示している。本実施形態の表示装置は、手書き入力時などでは第２の書き込みモードを実行し、画像消去を行わず、Ｔｂ１とＴｂ２から成るフレームＦｂを複数回行って追記することにより所望の表示濃度Ｄを得ている。
【００７８】
フレームＦｂの周期（Ｔｂ１＋Ｔｂ２）は、第１の書き込みモードのフレームＦＰよりはるかに短く、入力された情報を表示画面５０に短時間で表示することができる。一方、駆動回路の電力消費は、第２の書き込みモードより長い周期で駆動される第１の書き込みモードの方が少ないので、本発明では目的に応じて第１の書き込みモードと第２の書き込みモードを切り替えることにより表示装置１００の低消費電力化を図っている。
【００７９】
表示コントローラ１１は、Ｔｂ１の間、ソース電源１５が負の電圧ＶＳ３を出力するように制御するとともに、ソースドライバ１４から０ＶとＶＳ３の２値の何れかを出力させる。本実施形態では、書き込み電流が印加される第１の電圧はＶＳ３、書き込み電流が印加されない第２の電圧は０Ｖである。表示コントローラ１１は、ソースドライバ１４を制御し、比較部７０がＸ＞Ｙと判定した画素に対応する信号線８をＶＳ３にし、それ以外の画素に対応する信号線８は０Ｖにする。
【００８０】
図７に示すＦｂ１は第１フレームのフレーム期間、Ｆｂ２は第２フレームのフレーム期間を示している。最初に図７の第１フレームのプログラム期間Ｔｂ１から説明する。
【００８１】
Ｔｂ１の間、ＶＣは０Ｖであり、各画素の電気化学表示素子１の電流ｉ１１〜ｉ３３は０である。なお、図面を簡略化するため図７にはｉ１１、ｉ１２、ｉ１３のタイムチャートしか図示していない。
【００８２】
表示コントローラ１１は、第１フレームの最初のｔ１１のタイミングでＣＰＵ７１に割り込み信号ＩＮＴ３を送り、比較部７０が第１フレームメモリ６０と第２フレームメモリ６１とから、対応する１行目の画素の表示濃度の値Ｘと表示濃度の値Ｙとをそれぞれ読み出して比較した結果のデータを要求する。
【００８３】
ＣＰＵ７１は割り込み信号ＩＮＴ３を受信すると、後に詳しく説明する割り込み処理を行って比較部７０が比較したｎ行目の判定結果のデータを表示コントローラ１１に送信する。表示コントローラ１１はソースドライバ１４を制御し、比較部７０がＸ＞Ｙと判定した画素に対応する信号線８をＶＳ３にし、それ以外の画素に対応する信号線８は０Ｖにする。
【００８４】
図７の例では、比較部７０が比較した１行目の判定結果は、全ての画素がＸ＞Ｙであり、表示コントローラ１１は信号線８ａ、８ｂ、８ｃを全てＶＳ３にしている。ソースドライバ１４の出力電圧Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３の電圧はＶＳ３であり、１行目のＥＤ１１、ＥＤ１２、ＥＤ１３に接続されている駆動トランジスタ２のゲート、ソース間の制御電圧ＶＧはＶＳ０に設定され補助容量３に保持される。
【００８５】
ゲートドライバ１２の１行目の出力電圧Ｇ１は、ｔ１１のタイミングで‘Ｌ’から‘Ｈ’に立ち上がりΔＴの間‘Ｈ’になる。この間Ｇ２、Ｇ３は‘Ｌ’である。
【００８６】
次に、表示コントローラ１１は、ｔ１２のタイミングでＣＰＵ７１に割り込み信号ＩＮＴ３を送り、比較部７０が比較した２行目の判定結果を要求する。表示コントローラ１１は同様にソースドライバ１４を制御し、比較部７０がＸ＞Ｙと判定した画素に対応する信号線８をＶＳ０にし、それ以外の画素に対応する信号線８は０Ｖにする。
【００８７】
図７の例では、比較部７０が比較した２行目の判定結果は、全ての画素がＸ＞Ｙであり、表示コントローラ１１は信号線８ａ、８ｂ、８ｃを全てＶＳ３にしている。ソースドライバ１４の出力電圧Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３の電圧はＶＳ３であり、ＥＤ２１、ＥＤ２２、ＥＤ２３に接続されている駆動トランジスタ２の制御電圧ＶＧはＶＳ３に設定され補助容量３に保持される。
【００８８】
ゲートドライバ１２の２行目の出力電圧Ｇ２は、ｔ１２のタイミングで‘Ｌ’から‘Ｈ’に立ち上がりΔＴの間‘Ｈ’になる。この間Ｇ１、Ｇ３は‘Ｌ’である。
【００８９】
次に、表示コントローラ１１は、ｔ１３のタイミングでＣＰＵ７１に割り込み信号ＩＮＴ３を送り、比較部７０が比較した３行目の判定結果を要求する。表示コントローラ１１は同様にソースドライバ１４を制御し、比較部７０がＸ＞Ｙと判定した画素に対応する信号線８をＶＳ３にし、それ以外の画素に対応する信号線８は０Ｖにする。
【００９０】
図７の例では、比較部７０が比較した３行目の判定結果は、ＥＤ３１、ＥＤ３２がＸ＞Ｙ、ＥＤ３３はＸ≦Ｙであり、これに基づいて表示コントローラ１１は信号線８ａ、８ｂをＶＳ３、信号線８ｃを０Ｖにしている。したがって、ソースドライバ１４の出力電圧Ｓ１、Ｓ２の電圧はＶＳ３であり、ＥＤ３１、ＥＤ３２に接続されている駆動トランジスタ２の制御電圧ＶＧはＶｓに設定され補助容量３に保持される。また、この間出力電圧Ｓ３の電圧は０であり、ＥＤ３３に接続されている駆動トランジスタ２のゲート、ソース間の電圧は０Ｖに設定され補助容量３に保持される。
【００９１】
ゲートドライバ１２の出力電圧Ｇ３はｔ１３のタイミングで‘Ｌ’から‘Ｈ’に立ち上がりΔＴの間‘Ｈ’になる。この間Ｇ１、Ｇ２は‘Ｌ’である。
【００９２】
表示コントローラ１１は、次のＴｂ２の書き込み期間では、コモン電源１３の出力電圧ＶＣを０からＶＣｈに切り替える。出力電圧ＶＣがＶＣｈになると、駆動トランジスタ２は、補助容量３に保持されている駆動トランジスタ２の制御電圧ＶＧに応じた定電流を電気化学表示素子１に印加する。
【００９３】
図７では、電気化学表示素子１に流れる電流ｉ１１、ｉ１２、ｉ１３の電流値がこの間ｉｃであることを示している。この例では、図７には図示していないＥＤ３３の電気化学表示素子１の電流ｉ３３が０であるが、それ以外の電気化学表示素子１の電流値はｉｃである。このように、比較部７０がＸ＞Ｙと判定した画素には書き込み電流が印加される。
【００９４】
第２フレームＦｂ２のプログラム期間Ｔ１も同様に、表示コントローラ１１は、ｔ２１のタイミングでＣＰＵ７１に割り込み信号ＩＮＴ３を送り、比較部７０が比較した１行目の判定結果を要求する。表示コントローラ１１は同様にソースドライバ１４を制御し、比較部７０がＸ＞Ｙと判定した画素に対応する信号線８をＶＳ３にし、それ以外の画素に対応する信号線８は０Ｖにする。
【００９５】
図７の例では、比較部７０が比較した１行目の判定結果は、ＥＤ３１、ＥＤ３２がＸ＞Ｙ、ＥＤ３３はＸ≦Ｙであり、これに基づいて表示コントローラ１１は信号線８ａ、８ｂをＶＳ３、信号線８ｃを０Ｖにしている。したがって、ソースドライバ１４の出力電圧Ｓ１、Ｓ２の電圧はＶＳ３であり、ＥＤ１１、ＥＤ１２に接続されている駆動トランジスタ２の制御電圧ＶＧはＶＳ３に設定され補助容量３に保持される。また、この間出力電圧Ｓ３の電圧は０であり、ＥＤ１３に接続されている駆動トランジスタ２の制御電圧ＶＧは０Ｖに設定され補助容量３に保持される。
【００９６】
ゲートドライバ１２の１行目の出力電圧Ｇ１は、ｔ２１のタイミングで‘Ｌ’から‘Ｈ’に立ち上がりΔＴの間‘Ｈ’になる。この間Ｇ２、Ｇ３は‘Ｌ’である。
【００９７】
以降、表示コントローラ１１は、ｔ２２のタイミングとｔ２３のタイミングとでＣＰＵ７１に割り込み信号ＩＮＴ３を送り、同様の処理が行われる。
【００９８】
Ｔｂ２の書き込み期間ではＴｂ１の期間に補助容量３に保持されている駆動トランジスタ２の制御電圧ＶＧに応じた定電流を電気化学表示素子１に印加する。図７の例では電気化学表示素子１の電流ｉ１１、ｉ１２の電流値がこの間ｉｃ、ｉ１３の電流値は０であることを示している。
【００９９】
電気化学表示素子１に電流値ｉｃの電流がＴ２の期間印加されると、電気化学表示素子表示濃度Ｄは１つ増す。例えば、表示濃度０の電気化学表示素子１に１フレームの書き込みを行うと表示濃度は１になる。
【０１００】
図７では２回目のフレームまでしか表示していないが、例えば表示濃度０の電気化学表示素子１に１０フレームの書き込みを行うと、当該電気化学表示素子１を最大表示濃度である１０にすることができる。
【０１０１】
このように、第２の書き込みモードでは複数回の書き込みを行って最大表示濃度を表示する。
【０１０２】
なお、表示濃度Ｄは書き込み電流の積分値に応じて変化するので、書き込みを毎フレーム連続して行う必要はない。また、本実施形態では０から１０までの１１段階の階調を表示する例を説明するが、電流値ｉｃや書き込み期間を適宜設定することにより多くの階調を再現することも可能であり、また少ない階調にすることも可能である。
【０１０３】
次に、本発明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８〜１０のフローチャートを用いて説明する。
【０１０４】
図８は、本発明の実施形態における操作ボタンの操作による割り込み処理を説明するためのフローチャート、図９は、本発明の実施形態における手書き入力による割り込み処理を説明するためのフローチャートである。図１０は、本発明の実施形態における表示コントローラ１１による割り込み処理を説明するためのフローチャートである。
【０１０５】
最初に図８のフローチャートについて説明する。
【０１０６】
操作者が操作部４２の順送りボタン４３または逆送りボタン４４を押すと、操作部４２からＣＰＵ７１に割り込み信号ＩＮＴ２が送信され、ＣＰＵ７１では図８に示す操作ボタン割り込み処理ルーチンが起動される。
【０１０７】
操作ボタン割り込み処理ルーチンではステップＳ１０が実行される。
【０１０８】
Ｓ１０：タッチパネル４０の機能を停止するステップである。
【０１０９】
ＣＰＵ７１は、タッチパネルコントローラ４１を制御し、タッチパネル４０の駆動を停止させる。このようにすると、タッチパネル４０を駆動する電力が不要になり、表示装置１００の消費電力を低減することができる。タッチパネル４０の機能を停止させることは必ずしも必須ではないが、タッチパネル４０の機能を停止させない場合は本ステップで、ＣＰＵ７１は、タッチパネルコントローラ４１からの割り込みＩＮＴ１をマスクする。
【０１１０】
Ｓ１１：表示コントローラ１１を第１の書き込みモードに設定するステップである。
【０１１１】
ＣＰＵ７１は、表示コントローラ１１を第１の書き込みモードに設定し、実行させる。
【０１１２】
Ｓ１２：全画面を消去し、初期化するステップである。
【０１１３】
表示コントローラ１１は、図５のタイムチャートで説明した手順で画像を消去する。
【０１１４】
Ｓ１３：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に書き込むステップである。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
Ｓ１４：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に指令するステップである。
【０１１８】
ＣＰＵ７１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、図６で説明した画像を書き込む手順で電気化学表示素子１に画像を書き込むとともに、第２フレームメモリ６１の画素に対応する表示濃度の値Ｙを書き込み電流に相当する分だけ増加させる。
【０１１９】
Ｓ１５：描画が終了したか、否か、判定するステップである。
【０１２０】
ＣＰＵ７１は、第１フレームメモリ６０から描画終了の信号を受信するまで待機する。
【０１２１】
描画終了の信号を受信した場合、（ステップＳ１５；Ｙｅｓ）、ステップＳ１６に進む。
【０１２２】
Ｓ１６：タッチパネル４０の機能をオンにするステップである。
【０１２３】
ＣＰＵ７１は、タッチパネルコントローラ４１を制御し、タッチパネル４０の駆動を開始させる。または、タッチパネルコントローラ４１からの割り込みＩＮＴ１のマスクを解除する。
【０１２４】
割り込み処理が終了すると元のルーチンに戻る。
【０１２５】
操作ボタン割り込み処理ルーチンの説明は以上である。
【０１２６】
次に、図９を用いて、手書き入力割り込み処理ルーチンを説明する。
【０１２７】
タッチパネル４０にスタイラスペン５５などを用いて入力すると、タッチパネルコントローラ４１からＣＰＵ７１に割り込み信号ＩＮＴ１が送信され、ＣＰＵ７１では図９に示す手書き入力割り込み処理ルーチンが起動される。
【０１２８】
手書き入力割り込み処理ルーチンでは最初にステップＳ２０が実行される。
【０１２９】
Ｓ２０：表示コントローラ１１を第２の書き込みモードに設定するステップである。
【０１３０】
ＣＰＵ７１は、表示コントローラ１１を第２の書き込みモードに設定し、実行させる。
【０１３１】
Ｓ２１：ＣＰＵ７１が、手書き入力に対応する第１フレームメモリ６０の表示濃度の値Ｘを書き換えるステップである。
【０１３２】
ＣＰＵ７１は、タッチパネルコントローラ４１が検出した位置情報に基づいて第１フレームメモリ６０に記憶されている表示濃度の値Ｘを書き換える。本実施形態では、ＣＰＵ７１は、タッチパネルコントローラ４１が検出した位置情報に対応するアドレスの第１フレームメモリ６０に記憶されている表示濃度の値Ｘを最大濃度である１０に書き換える。
【０１３３】
割り込み処理が終了すると元のルーチンに戻る。
【０１３４】
手書き入力割り込み処理ルーチンの説明は以上である。
【０１３５】
次に、図１０のフローチャートについて説明する。
【０１３６】
表示コントローラ１１は、図７で説明したように各フレームでＧｎの立ち上がり時に割り込み信号ＩＮＴ３が送信され、ＣＰＵ７１では図１０に示す表示コントローラ割り込み処理ルーチンが起動される。なお、電源投入時など初期状態ではｎ＝１に初期化されている。
【０１３７】
Ｓ１０１：ｎ行目の第１フレームメモリ６０と第２フレームメモリ６１の表示濃度の値を比較するステップである。
【０１３８】
比較部７０は、第１フレームメモリ６０に記憶されている表示濃度の値Ｘと第２フレームメモリ６１に記憶されている表示濃度の値Ｙとをそれぞれｎ行目の行方向に順次読み出して比較し、Ｘｎｍ＞Ｙｎｍのとき‘Ｈ’、Ｘｎｍ≦Ｙｎｍのとき‘Ｌ’と判定する。比較部７０は、判定した結果を記憶部１０に一時記憶する。
【０１３９】
例えば、１行目の１列目の場合、Ｘ１１が１０、Ｙ１１が０だったとすると、判定結果は‘Ｈ’であり、以降の処理で１行目の１列目の電気化学表示素子１に書き込み電流が加えられる。
【０１４０】
Ｓ１０２：表示コントローラ１１にステップＳ１０１で比較した結果を出力するステップである。
【０１４１】
ＣＰＵ７１は、記憶部１０に一時記憶されているステップＳ１０２で比較した結果を表示コントローラ１１に出力する。表示コントローラ１１は、‘Ｈ’と判定された列のソースドライバ１４の出力電圧をＶＳ３にし、‘Ｌ’と判定された列のソースドライバ１４の出力電圧を０Ｖにする。
【０１４２】
Ｓ１０３：第２フレームメモリ６１のｎ行目の表示濃度の値Ｙを更新するステップである。
【０１４３】
表示コントローラ１１は、第２フレームメモリ６１のｎ行目の画素に対応する表示濃度の値Ｙを書き込み電流に相当する分だけ増加させる。例えば、表示濃度の値Ｙ１１が０だったとすると１に書き換える。
【０１４４】
Ｓ１０４：ｎとｎｍａｘを比較するステップである。
【０１４５】
ＣＰＵ７１は、ｎと表示装置の最大行ｎｍａｘを比較する。図３の例ではｎｍａｘは３である。
【０１４６】
ｎ≠ｎｍａｘの場合、（ステップＳ１０４；Ｎｏ）、ステップＳ１０５に進む。
【０１４７】
Ｓ１０５：ｎ＝ｎ＋１とするステップである。
【０１４８】
最大行ｎｍａｘまで比較を終えていないのでｎ＝ｎ＋１とし、元のルーチンに戻る。
【０１４９】
例えば、ｎが１のときはｎ＝２とし、次に表示コントローラ１１から割り込み信号ＩＮＴ３が送信されたときは、本ルーチンで２行目の表示濃度を比較することになる。
【０１５０】
ｎ＝ｎｍａｘの場合、（ステップＳ１０４；Ｙｅｓ）、ステップＳ１０６に進む。
【０１５１】
Ｓ１０６：ｎ＝１とするステップである。
【０１５２】
最大行ｎｍａｘまで比較したのでｎ＝１とし、元のルーチンに戻る。
【０１５３】
次に表示コントローラ１１から割り込み信号ＩＮＴ３が送信されたときは、次のフレームの処理であり、本ルーチンで１行目の表示濃度から比較することになる。
【０１５４】
表示コントローラ割り込み処理ルーチンの説明は以上である。
【０１５５】
次に、今までに説明した表示装置で行われる処理を、図１１〜図１４を用いて具体的な例を基に詳しく説明する。
【０１５６】
図１１は表示装置１００の手書き入力操作の一例を説明する説明図である。
【０１５７】
図１１では、スタイラスペン５５を用いて十字線を手書き入力でタッチパネル４０に書き込む手順を図示している。図１１では、白い背景に灰色（表示濃度５）の四角形７５が表示されている表示画面５０に、四角形７５に沿って十字線を手書き入力で書き込む例を説明する。
【０１５８】
図１１（ａ）は、手書き入力で横線を書き始めた当初のスタイラスペン５５の位置、図１１（ｂ）は横線を書き終えた位置を示している。また、図１１（ｃ）は、縦線を書き始めた位置、図１１（ｂ）は十字線を書き終えた位置を示している。
【０１５９】
なお、図１１に図示している線はスタイラスペン５５の軌跡を示すものであり、実際に表示される表示濃度は次に図１２〜図１４を用いて説明する。
【０１６０】
図１２は、図１１のように十字線を手書き入力したときの第１フレームメモリ６０と第２フレームメモリ６１に記憶されている表示濃度Ｘ、表示濃度Ｙの値を時系列に沿って模式的に示すタイムチャートである。
【０１６１】
図１３、図１４は第１フレームメモリ６０と第２フレームメモリ６１に記憶されている表示濃度Ｘ、表示濃度Ｙの値を説明するための模式図である。図１３、図１４の点線で示す升目はそれぞれ表示画面５０の画素を表し、升目の中の数字はその画素に対応する各フレームメモリに記憶されている表示濃度Ｘ、表示濃度Ｙの値を示している。
【０１６２】
図１２の時間軸に示すＦｗ１は、図５で説明した第１の書き込みモードの画像を消去するフレーム期間、ＦＰ１は、図６で説明した第１の書き込みモードの画像を書き込むフレーム期間である。また、Ｆｂ１〜Ｆｂ１３は、それぞれ図７で説明した第２の書き込みモードの追記書き込みを行うフレーム期間を示している。以降、時間軸に沿って順に説明する。
【０１６３】
ｔｓ０は、操作者が操作部４２の順送りボタン４３または逆送りボタン４４を押し、操作部４２からＣＰＵ７１に割り込み信号ＩＮＴ２が送信されたタイミングである。ＣＰＵ７１では図８で説明した操作ボタン割り込み処理ルーチンが起動される。フレームＦｗ１で画像が消去された後、フレームＦＰ１で第３フレームメモリ６２に記憶されていた四角形７５が表示画面５０に書き込まれたものとする。
【０１６４】
ｔｓ１は、スタイラスペン５５をタッチパネル４０に触れて横棒を書き始めたタイミングであり、ｔｓ２は横棒を書き終えてスタイラスペン５５をタッチパネル４０から離したタイミングである。また、ｔｓ３スタイラスペン５５をタッチパネル４０に触れて縦棒を書き始めたタイミングであり、ｔｓ４は縦棒を書き終えてスタイラスペン５５をタッチパネル４０から離したタイミングである。
【０１６５】
ｔｓ１のタイミングから所定時間入力が続くと、タッチパネルコントローラ４１からＣＰＵ７１に割り込み信号ＩＮＴ１が送信され、ＣＰＵ７１では図９で説明した手書き入力割り込み処理ルーチンが起動される。
【０１６６】
ｔ１は第１フレームＦｂ１の開始タイミングであり、ｔ１から図４で説明したプログラム期間Ｔｂ１が開始される。同様に、ｔ２からｔ１１は、それぞれ第２フレームＦｂ２から第１１フレームＦｂ１１の開始タイミングである。
【０１６７】
図１２に示す８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄは、図１３、図１４に示す８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄの第１フレームメモリ６０に記憶されている表示濃度の値Ｘに応じて、例えば表示濃度の値０は白、表示濃度の値１０は黒で表現している。
【０１６８】
また、図１２に示す９０ａ、９０ｂ、９０ｃ、９０ｄ、９０ｅ、９０ｆは、図１３、図１４に示す９０ａ、９０ｂ、９０ｃ、９０ｄ、９０ｅ、９０ｆの第２フレームメモリ６１に記憶されている表示濃度の値Ｙに応じて、例えば表示濃度の値０は白、表示濃度の値１０は黒で表現している。
【０１６９】
図１２の時間軸に沿って順に説明する。
【０１７０】
第１フレームメモリ６０の四角形７５に対応するアドレスの表示濃度の値Ｘは、フレームＦＰ１の間に行われるステップＳ１３で５に書き換えられる。また、第２フレームメモリ６１の四角形７５に対応するアドレスの表示濃度の値Ｙは、フレームＦＰ１の間に行われるステップＳ１４で５に書き換えられる。四角形７５以外の画素の表示濃度の値Ｘと表示濃度の値Ｙは０である。
【０１７１】
手書き入力割り込み処理ルーチンが起動されると、手書き入力の位置に対応するアドレスの第１フレームメモリ６０の表示濃度の値Ｘが順次１０に書き換えられる。
【０１７２】
８０ａはｔ１の時点の第１フレームメモリ６０の表示濃度の値Ｘを示している。すなわち、図１３（ａ）のようにＰａで示す画素と右隣の画素は表示濃度の値Ｘが１０であり、四角形７５に対応する表示濃度の値Ｘは５、それ以外の画素の表示濃度の値Ｘは０である。
【０１７３】
ｔ１のタイミングから始まる第１フレームでは、プログラム期間Ｔｂ１に表示コントローラ１からＧｎの立ち上がり周期毎に割り込み信号ＩＮＴ３がＣＰＵ７１に送信され、ＣＰＵ７１は表示コントローラ割り込み処理ルーチンを実行する。
【０１７４】
表示コントローラ割り込み処理ルーチンでは、図１０で説明したように、比較部７０は、第１フレームメモリ６０に記憶されている表示濃度の値Ｘと第２フレームメモリ６１に記憶されている表示濃度の値Ｙとをそれぞれｎ行目の行方向に順次読み出して比較し、Ｘｎｍ＞Ｙｎｍのとき‘Ｈ’、Ｘｎｍ≦Ｙｎｍのとき‘Ｌ’と判定する。Ｐａで示す画素と右隣の画素の第１フレームメモリ６０の表示濃度の値Ｘは１０、第２フレームメモリ６１の表示濃度の値Ｙは０であり、表示コントローラ割り込み処理ルーチン終了後、この２つの画素に対応する電気化学表示素子１に書き込み電流が加えられる。一方、それ以外の電気化学表示素子１には書き込み電流は加えられない。
【０１７５】
書き込み電流が加えられた電気化学表示素子１は徐々に濃度を増し、書き込み期間Ｔｂ２が終了すると、表示画面５０のＰａで示す画素と右隣の画素に対応する位置に表示濃度の値１の横線が表示される。
【０１７６】
また、表示コントローラ割り込み処理ルーチンのステップＳ１０３で、ＣＰＵ７１は、第２フレームメモリ６１のＰａで示す画素と右隣の画素に対応する表示濃度の値Ｙを１に増加させ、ｔ２のタイミングでは図１３（ｂ）のようになっている。
【０１７７】
一方、ｔ２のタイミングでは、スタイラスペンによる５５による横線の書き込みは終了しており、第１フレームメモリ６０に記憶されている表示濃度の値Ｘは、図１３（ｃ）のようにＰａで示す画素から右方向に１０画素が１０になっている。
【０１７８】
第１フレームと同様に、第２フレームでもＣＰＵ７１が表示コントローラ割り込み処理ルーチンを実行し、表示コントローラ１１はＸ＞Ｙの画素に対応する電気化学表示素子１に書き込み電流を加える。
【０１７９】
第１フレームと同様の処理により、書き込みのあった画素に対応する第２フレームメモリ６１の表示濃度の値Ｙはｔ３のタイミングでは図１３（ｄ）のように増加している。Ｐａで示す画素と右隣の画素は２回書き込みを行っているので表示濃度の値Ｙは２であり、第２フレームで書き込みを行った画素の表示濃度の値Ｙは１である。
【０１８０】
以降のフレームでＸ＝Ｙになるまで対応する電気化学表示素子１に書き込み電流が印加され表示画面５０に徐々に高い濃度で表示される。例えばｔ９のタイミングでは、図１３（ｅ）のように高い表示濃度になっている。
【０１８１】
このように、本発明では手書き入力から若干の遅れで手書きの情報が淡く表示され、徐々に高い濃度で表示されるので、実用的な速度で手書き表示を行うことができる。
【０１８２】
ｔｓ３のタイミングで、縦線が書き込まれた場合も同様に、タッチパネルコントローラ４１からＣＰＵ７１に割り込み信号ＩＮＴ１が送信され、ＣＰＵ７１では図９に示す手書き入力割り込み処理ルーチンが起動され、手書き入力の位置に対応する第１フレームメモリ６０の表示濃度の値Ｘが順次書き換えられる。
【０１８３】
８０ｃはｔ９の時点の第１フレームメモリ６０の表示濃度の値Ｘを示している。すなわち、図１４（ａ）のように横線を書き込んだ画素とＰｂで示す画素から下に２つの画素までは表示濃度の値Ｘが１０であり、横線を書き込んだ画素以外の表示濃度の値Ｘは０である。
【０１８４】
これまでと同様に、第９フレームでもＣＰＵ７１が表示コントローラ割り込み処理ルーチンを実行し、Ｘ＞Ｙの画素に対応する電気化学表示素子１に書き込み電流を加える。
【０１８５】
同様の処理により、第２フレームメモリ６１の画素はｔ１０のタイミングでは図１４（ｂ）のようになっている。Ｐｂで示す画素と下側２つの画素は１回書き込みを行っているので表示濃度の値Ｙは１であり、横線の画素は書き込み回数に応じた表示濃度の値になっている。
【０１８６】
以降のフレームでＸ＝Ｙになるまでは対応する電気化学表示素子１に書き込み電流が加えられ表示画面に徐々に高い濃度で表示される。例えばｔ１１のタイミングでは、図１４（ｄ）のようになっている。
【０１８７】
このようにして、１フレーム毎にＸ＞Ｙの画素に書き込み電流が加えられて図１４（ｅ）のように横線と縦線の画素の表示濃度の値Ｙは１０になり、表示画面５０には最大表示濃度で表示される。
【０１８８】
本実施形態では、書き込み電流を加えるときに、Ｐｃで示す縦線と横線が交差する位置の画素のように、縦線の書き込みをするときに表示濃度の値Ｙがすでに１０になっているときはＸ＝Ｙとなり、書き込み電流を加えない。したがって、最大表示濃度を超えて書き込み電流を加えることはないので、消去電圧を印加しても表示画像が消えにくくなったり、表示画像が焼きついてしまうという問題が発生しない。
【０１８９】
なお、本実施形態では、手書き入力した部分を最大表示濃度１０で黒く表示する例を説明したが、最小表示濃度０で白く表示させることも可能である。電気化学表示素子１の表示濃度を減少させる場合は、電気化学表示素子１に流れる電流が図３とは逆方向に流れるようにコモン電圧Ｖｃと制御電圧ＶＧの極性を逆にすれば良い。表示コントローラ１１はＸ＜Ｙの画素に対応する電気化学表示素子１に書き込み電流を加えれば良い。
【０１９０】
以上このように、本発明によれば、電力消費が少なく、実用的な速度で手書き表示が可能な反射型の表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１９１】
【図１】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。
【図２】本発明の表示装置の一実施形態である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３】本発明の第１の実施形態に係る表示装置の構成を示す図である。
【図４】本実施形態の表示素子１の表示濃度Ｄを説明する図である。
【図５】第１の書き込みモードで電気化学表示素子１の画像を消去するときの各部の電圧の変化を示すタイムチャートである。
【図６】第１の書き込みモードで電気化学表示素子１に画像を表示させるときの各部の電圧の変化を示すタイムチャートである。
【図７】第２の書き込みモードで電気化学表示素子１に画像を表示させるときの各部の電圧の変化を示すタイムチャートである。
【図８】本発明の実施形態における操作ボタンの操作による割り込み処理を説明するためのフローチャートである。
【図９】本発明の実施形態における手書き入力による割り込み処理を説明するためのフローチャートである。
【図１０】本発明の実施形態における表示コントローラ１１による割り込み処理を説明するためのフローチャートである。
【図１１】表示装置１００の手書き入力操作の一例を説明する説明図である。
【図１２】第１フレームメモリ６０と第２フレームメモリ６１に記憶されている表示濃度の値を時系列に沿って模式的に示すタイムチャートである。
【図１３】第１フレームメモリ６０と第２フレームメモリ６１に記憶されている表示濃度の値を説明するための模式図である。
【図１４】第１フレームメモリ６０と第２フレームメモリ６１に記憶されている表示濃度の値を説明するための模式図である。
【符号の説明】
【０１９２】
１ 電気化学表示素子
２ 駆動トランジスタ
３ 補助容量
４ スイッチングトランジスタ
５ａ、５ｂ、５ｃ 走査線
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
１５ ソース電源
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
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
７０ 比較部
７１ ＣＰＵ
７５ 四角形
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が、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知られているが、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％と低いため白表示に難があり、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】
これら上述の各方式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。ＥＤ方式は、３Ｖ以下の低電圧で駆動が可能で、簡便なセル構成、黒と白のコントラストや黒品質に優れる等の利点があり、様々な方法が開示されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００７】
このようにＥＤ方式の表示素子（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】
しかしながら、このような金属析出型の電気化学表示装置では、金属の析出や溶解にある程度の時間を要することから、手書きのスピードに表示スピードが追従しきれないという大きな課題を残している。例えば、液晶パネル等においては、タッチパネルやタブレットからの位置情報を一度メモリに保存し、このメモリからの情報に基づいて画面のスキャンを行って、入力された情報を表示するようにしている。液晶パネルにおいては、応答速度が速いことから前記方式でも問題が生ずることはない。金属析出型の表示装置では、この方式をそのまま応用すると、表示が追いつかず、手書きの情報が遅れて表示されることになり、手書き入力の利点が大きく損なわれる。
【０００９】
このような課題を解決するため、手書き用のペンが発生する各時点の位置情報（Ｘ，Ｙ）から直接に表示装置のＸ、Ｙ電極端子に電圧を印加し、短時間にペンの位置に対応した書き込みが行う方法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【００１０】
特許文献３では、ペンの位置に対応した書き込みを行うときは結晶が析出を開始する閾値電圧を越える電圧を短時間印加し、核となる結晶を形成することにより高速な表示駆動が可能にしている。一方、核となる結晶の形成のみでは、手書き部分の表示濃度が不足するので後に行う追加の書き込みによって表示濃度を補っている。
【特許文献１】特許第３４２８６０３号公報
【特許文献２】特開２００３−２４１２２７号公報
【特許文献３】特開２００４−２９３９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献３に開示されている方法では、表示濃度を補うために追加の書き込みを行っている間に新たに手書き入力を行った場合、追加の書き込みが終了するまで新たに手書き入力した画像を表示することができないという問題がある。
【００１２】
このような問題に対応するためには、書き込みを行っている間も追加の書き込みができるように最大表示濃度までの書き込みを複数回のフレームに分けて実行し、フレーム毎に新たな手書き入力などで表示濃度を変更する必要のある画素を含めて書き込みを行う方法が考えられる。
【００１３】
しかしながら、このような方法で表示の応答速度を上げるためには、上記フレームの周期を短縮する必要があり、駆動回路を高速駆動する必要があるため表示装置の消費電力が増す問題がある。
【００１４】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、電力消費が少なく、実用的な速度で手書き表示が可能な反射型の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】
【００１５】
本発明の目的は、下記構成により達成することができる。
【００１６】
１．マトリクス状に配列した電気化学表示素子からなる表示画面に画像を表示する表示装置において、
第１の書き込みモードまたは第２の書き込みモードのいずれか一方でフレームの期間毎に前記電気化学表示素子に書き込み電流を印加する駆動回路と、
前記駆動回路を制御する表示コントローラと、
を有し、
前記電気化学表示素子に前記書き込み電流を印加する前記フレームの回数は、第２の書き込みモードより第１の書き込みモードの方が少ないことを特徴とする表示装置。
【００１７】
２．前記駆動回路は、
制御電圧に応じた前記書き込み電流を前記電気化学表示素子に印加する定電流回路を有し、
前記表示コントローラは、
前記第１の書き込みモードでは、
前記制御電圧を、前記電気化学表示素子に表示させる画像濃度の値に応じた電圧に設定することを特徴とする前記１に記載の表示装置。
【００１８】
３．前記駆動回路は、
制御電圧に応じた前記書き込み電流を前記電気化学表示素子に印加する定電流回路を有し、
前記表示コントローラは、
前記第２の書き込みモードでは、
前記制御電圧を、所定の前記書き込み電流が印加される第１の電圧、または、前記書き込み電流が印加されない第２の電圧の何れかに設定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。
【００１９】
４．前記表示画面に表示する画像を操作する操作手段と、
前記表示画面の上層に設けられ、前記表示画面の画面上の位置情報を入力する入力手段と、
前記表示コントローラを制御する制御手段と、
を有し、
前記制御手段は、
前記操作手段による操作を検知したときは、前記第１の書き込みモードを前記表示コントローラに実行させ、前記入力手段による入力を検知したときは、前記第２の書き込みモードを前記表示コントローラに実行させることを特徴とする前記１乃至３の何れか１項に記載の表示装置。
【００２０】
５．前記制御手段は、
前記操作手段による操作が行われたと判定したときは、前記入力手段の機能を停止させることを特徴とする前記４に記載の表示装置。
【発明の効果】
【００２１】
本発明では、第１の書き込みモードまたは第２の書き込みモードのいずれか一方でフレームの期間毎に電気化学表示素子に書き込み電流を印加し、電気化学表示素子に書き込み電流を印加するフレームの回数は、第１の書き込みモードの方が第２の書き込みモードより少なくなっている。文書等を表示するときはフレーム回数の少ない第１の書き込みモード、手書き入力時はフレーム回数が多い第２の書き込みモードで書き込みを行うので、トータルの電力消費が少なく、実用的な速度で手書き表示が可能な反射型の表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面に基づき本発明の実施形態を説明する。
【００２３】
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。
【００２４】
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。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後に説明する第３フレームメモリ６２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第３フレームメモリ６２から読み出して表示する。操作部４２は本発明の操作手段である。
【００２５】
また、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５５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。タッチパネル４０は本発明の入力手段である。
【００２６】
図２は本発明の表示装置の一実施形態である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。
【００２７】
図２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には電流源３３が接続されている。電流源３３から銀電極３０に図中の矢印方向に電流ｉを印加すると、電解質３１中に含まれる銀イオンの還元反応が生じ、銀が析出する。析出した銀は光を吸収し、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。
【００２８】
一方、電流源３３から銀電極３０に図中の矢印と逆方向に電流ｉを印加すると、電解質３１中に含まれる銀の酸化反応が生じ、銀イオンとなって電解質に溶け出す。析出した銀は溶解し、一定時間電流ｉを図中の矢印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。ＶＥＤは電流ｉを印加したときのＩＴＯ電極３２と銀電極３０の間の電圧である。
【００２９】
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。
【００３０】
図３は本発明の実施形態に係る表示装置１００の構成を示す図である。図３では説明の簡単のため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。
【００３１】
各画素は、電気化学表示素子１、駆動トランジスタ２、補助容量３、スイッチングトランジスタ４から構成される。駆動トランジスタ２と補助容量３は電気化学表示素子１に書き込み電流を印加する電流源を構成している。
【００３２】
図３ではｎ行×ｍ列の電気化学表示素子１をそれぞれＥＤｎｍと表記している。例えば１行、１列目の電気化学表示素子１はＥＤ１１、１行、２列目の電気化学表示素子１はＥＤ１２、というように順に表記している。また、図３の例は、駆動トランジスタ２、スイッチングトランジスタ４はＮチャンネルＴＦＴを用いた場合である。
【００３３】
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、制御電圧を印加する行を選択する。
【００３４】
ソース電源１５は表示コントローラ１１の指令によりソースドライバ１４に正の電圧Ｖｓを供給する。
【００３５】
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、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のドライバ回路は多値ドライバであり、表示コントローラ１１から送信された信号線８ａ、８ｂ、８ｃ毎の制御信号に基づいて、ソースドライバ１４に供給された電圧Ｖｓを分圧して出力する。本実施形態では、ソースドライバ１４は表示コントローラ１１の指令により０Ｖを含む１１レベルの電圧を出力するものとする。
【００３６】
ソースドライバ１４、ソース電源１５、ゲートドライバ１２、コモン電源１３、駆動トランジスタ２、補助容量３、スイッチングトランジスタ４は本発明の駆動回路を構成する。
【００３７】
表示コントローラ１１はクロック発生回路、ロジック回路などから構成され、第１の書き込みモードまたは第２の書き込みモードのいずれか一方でフレームの周期毎に駆動回路を制御し、所定の電気化学表示素子１に電流を印加させる。表示コントローラ１１は本発明の表示コントローラである。
【００３８】
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全体を制御する本発明の制御手段である。記憶部１０は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やフラッシュメモリなどの記録媒体から構成され、表示装置１００を制御する各種プログラムや各種データを記憶している。また、ＣＰＵ７１は、第１フレームメモリ６０と第２フレームメモリ６１の表示濃度の値を順次比較する比較部７０を備えている。
【００３９】
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。比較部７０は、第１フレームメモリ６０と第２フレームメモリ６１とから、対応する画素の表示濃度の値Ｘと表示濃度の値Ｙとをそれぞれ読み出して比較する。
【００４０】
後に説明するように、表示コントローラ１１は、所定のタイミングで割り込み信号ＩＮＴ３をＣＰＵ７１に送信し、比較部７０が比較した結果のデータを受信する。
【００４１】
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。なお、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、第３フレームメモリ６２をそれぞれＦＭ１、ＦＭ２、ＦＭ３と表記する。
【００４２】
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、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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
表示画面５０の各画素の回路構成は同じであり、図３を用いて以下１行１列目の画素を例に説明する。
【００４６】
駆動トランジスタ２のドレインはバスライン６に接続され、ソースは電気化学表示素子１の銀電極３０に接続されている。補助容量３は駆動トランジスタ２のソースとゲート間に接続されており、ソースとゲート間に印加された制御電圧ＶＧを保持する。バスライン６はコモン電源１３のＧＮＤに接続されている。
【００４７】
コモン電極７は各画素の電気化学表示素子１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の指令により、正または負の所定のコモン電圧Ｖｃを電気化学表示素子１のＩＴＯ電極３２に供給する。
【００４８】
スイッチングトランジスタ４のソースは信号線８ａに、ドレインは駆動トランジスタ２のゲートと補助容量３に、ゲートはゲートドライバ１２に接続されている。ゲートドライバ１２の出力電圧Ｇ１が‘Ｈ’になるとスイッチングトランジスタ４はオンになり、ソースドライバ１４の出力電圧Ｓ１が駆動トランジスタ２のゲートと補助容量３に加わる。
【００４９】
駆動トランジスタ２は、コモン電圧Ｖｃとゲート、ソース間に印加された制御電圧ＶＧに応じた定電流を電気化学表示素子１（ＥＤ１１）に印加する。
【００５０】
図４は本実施形態の電気化学表示素子１の表示濃度Ｄを説明する図である。
【００５１】
図４の横軸はＴｘは書き込み時間、縦軸の０〜１０は表示濃度の値Ｄである。０は電気化学表示素子１の最小表示濃度、１０は電気化学表示素子１の最大表示濃度であり本実施形態では０から１０までの１１段階の階調を表示するものとする。図４に示すように本実施形態の表示素子１では一定電流の書き込み電流を印加すると書き込み時間Ｔｘに応じて表示濃度Ｄが増していく。
【００５２】
本実施形態の第１の書き込みモードでは、全ての電気化学表示素子１の表示濃度を０にして画像を消去した後、表示する画像濃度に応じた書き込み電流を所定の電気化学表示素子１に印加して画像を表示させる。また、第２の書き込みモードでは、画像の消去を行わず、表示する画像濃度に応じたフレーム回数の書き込み電流を電気化学表示素子１に順次印加して画像を表示させる。ＣＰＵ７１は、操作部４２の操作を検知したときは、第１の書き込みモードを表示コントローラ１１に実行させ、タッチパネル４０の入力を検知したときは、第２の書き込みモードを表示コントローラ１１に実行させる。
【００５３】
最初に、図５、図６を用いて、本実施形態の第１の書き込みモードについて説明する。
【００５４】
図５、図６は、本実施形態の表示装置１００の第１の書き込みモードの画像消去時と書き込み動作時における各部の電圧の変化を示すタイムチャートである。図５は電気化学表示素子１の画像を消去するときの各部の電圧の変化を示すタイムチャート、図６は電気化学表示素子１に画像を表示させるときの各部の電圧の変化を示すタイムチャートである。
【００５５】
第１の書き込みモードでは、電気化学表示素子１への画像の書き込みを行う前に、図３にｉ１１〜ｉ３３で示す矢印と逆方向に電流を流し、全ての画素の電気化学表示素子１の画像を消去する。図５のタイムチャートで画像を消去する手順を説明する。
【００５６】
図５のＴｗ１は各画素の駆動トランジスタ２の制御電圧ＶＧ（ゲート電圧）をそれぞれ設定するプログラム期間、Ｔｗ２は消去期間であり各画素の電気化学表示素子１に消去電流を印加する単位時間を示している。Ｔｗ１とＴｗ２とからなるＦｗ１は、画像を消去するフレーム期間を示している。本実施形態ではＦｗ１の１フレームで画像を消去する例を説明する。
【００５７】
最初に図５のＦｗ１のプログラム期間Ｔｗ１から説明する。
【００５８】
Ｔｗ１の間ＶＣは０Ｖであり、各画素の電気化学表示素子１の電流ｉ１１〜ｉ３３は０である。なお、図面を簡略化するため図５にはｉ１１、ｉ１２、ｉ１３のタイムチャートしか図示していない。
【００５９】
表示コントローラ１１は、Ｔｗ１の間、ソースドライバ１４の出力電圧Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３全てがＶＳ０になるように制御する。
【００６０】
ゲートドライバ１２の１行目の出力電圧Ｇ１はΔＴの間‘Ｈ’になり、１行目のＥＤ１１、ＥＤ１２、ＥＤ１３に接続されている駆動トランジスタ２のゲート、ソース間の電圧はＶＳ０に設定され補助容量３に保持される。次に、ゲートドライバ１２の２行目の出力電圧Ｇ２がΔＴの間‘Ｈ’になり、２行目のＥＤ２１、ＥＤ２２、ＥＤ２３に接続されている駆動トランジスタ２のゲート、ソース間の電圧はＶＳ０に設定され補助容量３に保持される。同様に、３行目のＥＤ３１、ＥＤ３２、ＥＤ３３に接続されている駆動トランジスタ２のゲート、ソース間の電圧もＶＳ０に設定され補助容量３に保持される。
【００６１】
表示コントローラ１１は、次のＴｗ２の消去期間では、バス電源１３の出力電圧ＶＣを０からＶＣｈに切り替える。出力電圧ＶＣがＶＣｈになると、駆動トランジスタ２は、補助容量３に保持されている駆動トランジスタ２のゲート、ソース間の電圧に応じた定電流−ｉＸを電気化学表示素子１に印加する。
【００６２】
本実施形態では、Ｔｗ２の消去期間に表示状態が最大表示濃度の電気化学表示素子１を表示濃度０にできる消去電流が印加されるものとする。
【００６３】
第１の書き込みモードでは、このように全ての電気化学表示素子１の画像が消去された後、画像の書き込みが行われる。図６のタイムチャートで画像を書き込む手順を説明する。
【００６４】
図６に示すＦＰ１は第１の書き込みモードで画像を書き込むフレーム期間を示している。本実施形態ではＦＰ１の１フレームで画像を書き込む例を説明する。
【００６５】
図６のＴＰ１は各画素の駆動トランジスタ２の制御電圧ＶＧをそれぞれ設定するプログラム期間、ＴＰ２は書き込み期間であり各画素の電気化学表示素子１に書き込み電流を印加する時間を示している。
【００６６】
最初に図６のプログラム期間ＴＰ１から説明する。
【００６７】
ＴＰ１の間ＶＣは０Ｖであり、各画素の電気化学表示素子１の電流ｉ１１〜ｉ３３は０である。なお、図面を簡略化するため図６にはｉ１１、ｉ１２、ｉ１３のタイムチャートしか図示していない。
【００６８】
第１フレームの最初はゲートドライバ１２の出力電圧Ｇ１がΔＴの間‘Ｈ’になる。この間Ｇ２、Ｇ３は‘Ｌ’である。なお、‘Ｈ’はスイッチングトランジスタ４をオンにする電圧、‘Ｌ’はスイッチングトランジスタ４をオフにする電圧である。
【００６９】
表示コントローラ１１は、ＴＰ１の間、表示する画像の濃度の情報に基づいて、ソースドライバ１４の多値ドライバをそれぞれ制御し信号線８ａ、８ｂ、８ｃに所定の出力電圧Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を出力させる。
【００７０】
図６の例では、ＴＰ１の最初のタイミングでゲートドライバ１２の出力電圧Ｇ１がΔＴの間‘Ｈ’になる。この間、出力電圧Ｓ１の電圧はＶＳ２、出力電圧Ｓ２、Ｓ３の電圧はＶＳ１である。ＥＤ１１に接続されている駆動トランジスタ２の制御電圧ＶＧはＶＳ２、ＥＤ１２、ＥＤ１３に接続されている駆動トランジスタ２の制御電圧ＶＧはＶＳ１設定され、補助容量３に保持される。
【００７１】
次にゲートドライバ１２の出力電圧Ｇ２がΔＴの間‘Ｈ’になる。この間Ｇ１、Ｇ３は‘Ｌ’である。この間、図６の例では、出力電圧Ｓ１の電圧はＶＳ２、出力電圧Ｓ２、Ｓ３の電圧はＶＳ１である。ＥＤ２１に接続されている駆動トランジスタ２の制御電圧ＶＧはＶＳ２、ＥＤ２２、ＥＤ２３に接続されている駆動トランジスタ２の制御電圧ＶＧはＶＳ１に設定され、補助容量３に保持される。
【００７２】
次にゲートドライバ１２の出力電圧Ｇ３がΔＴの間‘Ｈ’になる。この間Ｇ１、Ｇ２は‘Ｌ’である。図６の例では、この間、出力電圧Ｓ１、Ｓ２の電圧はＶＳ１、出力電圧Ｓ３の電圧は０である。ＥＤ３１、ＥＤ３２に接続されている駆動トランジスタ２の制御電圧ＶＧはＶＳ１、ＥＤ３３に接続されている駆動トランジスタ２の制御電圧ＶＧは０Ｖに設定され、補助容量３に保持される。
【００７３】
ＴＰ２の書き込み期間ではＶＣはＶＣｈであり、補助容量３に保持されている駆動トランジスタ２の制御電圧ＶＧに応じた定電流を電気化学表示素子１に印加する。図６では電気化学表示素子１の電流ｉ１１の電流値がこの間ｉｂ、ｉ１２とｉ１３の電流値がこの間ｉａであることを示している。図示していないが、この例ではＥＤ２１の電気化学表示素子の電流ｉ２１がｉｂ、ＥＤ２２とＥＤ２３の電気化学表示素子１の電流ｉ２２、ｉ２３がｉａである。また、ＥＤ３１とＥＤ３２の電気化学表示素子１の電流ｉ２１、ｉ２２がｉａ、ＥＤ３３の電気化学表示素子の電流ｉ３３が０である。
【００７４】
本実施形態では、このようにＴＰ１の間、ソースドライバ１４の出力する１１段階の電圧を各駆動トランジスタ２の制御電圧ＶＧとし、ＴＰ２の書き込み期間の間、各電気化学表示素子１に書き込み電流を印加し、１回の書き込みで書き込み電流に応じた１１階調の濃度を表示する。
【００７５】
第１の書き込みモードの説明は以上である。
【００７６】
次に、図７を用いて第２の書き込みモードについて説明する。
【００７７】
図７のＴｂ１は各画素の駆動トランジスタ２の制御電圧ＶＧをそれぞれ設定するプログラム期間、Ｔｂ２は書き込み期間であり各画素の電気化学表示素子１に書き込み電流ｉ１１〜ｉ３３を印加する単位時間を示している。本実施形態の表示装置は、手書き入力時などでは第２の書き込みモードを実行し、画像消去を行わず、Ｔｂ１とＴｂ２から成るフレームＦｂを複数回行って追記することにより所望の表示濃度Ｄを得ている。
【００７８】
フレームＦｂの周期（Ｔｂ１＋Ｔｂ２）は、第１の書き込みモードのフレームＦＰよりはるかに短く、入力された情報を表示画面５０に短時間で表示することができる。一方、駆動回路の電力消費は、第２の書き込みモードより長い周期で駆動される第１の書き込みモードの方が少ないので、本発明では目的に応じて第１の書き込みモードと第２の書き込みモードを切り替えることにより表示装置１００の低消費電力化を図っている。
【００７９】
表示コントローラ１１は、Ｔｂ１の間、ソース電源１５が負の電圧ＶＳ３を出力するように制御するとともに、ソースドライバ１４から０ＶとＶＳ３の２値の何れかを出力させる。本実施形態では、書き込み電流が印加される第１の電圧はＶＳ３、書き込み電流が印加されない第２の電圧は０Ｖである。表示コントローラ１１は、ソースドライバ１４を制御し、比較部７０がＸ＞Ｙと判定した画素に対応する信号線８をＶＳ３にし、それ以外の画素に対応する信号線８は０Ｖにする。
【００８０】
図７に示すＦｂ１は第１フレームのフレーム期間、Ｆｂ２は第２フレームのフレーム期間を示している。最初に図７の第１フレームのプログラム期間Ｔｂ１から説明する。
【００８１】
Ｔｂ１の間、ＶＣは０Ｖであり、各画素の電気化学表示素子１の電流ｉ１１〜ｉ３３は０である。なお、図面を簡略化するため図７にはｉ１１、ｉ１２、ｉ１３のタイムチャートしか図示していない。
【００８２】
表示コントローラ１１は、第１フレームの最初のｔ１１のタイミングでＣＰＵ７１に割り込み信号ＩＮＴ３を送り、比較部７０が第１フレームメモリ６０と第２フレームメモリ６１とから、対応する１行目の画素の表示濃度の値Ｘと表示濃度の値Ｙとをそれぞれ読み出して比較した結果のデータを要求する。
【００８３】
ＣＰＵ７１は割り込み信号ＩＮＴ３を受信すると、後に詳しく説明する割り込み処理を行って比較部７０が比較したｎ行目の判定結果のデータを表示コントローラ１１に送信する。表示コントローラ１１はソースドライバ１４を制御し、比較部７０がＸ＞Ｙと判定した画素に対応する信号線８をＶＳ３にし、それ以外の画素に対応する信号線８は０Ｖにする。
【００８４】
図７の例では、比較部７０が比較した１行目の判定結果は、全ての画素がＸ＞Ｙであり、表示コントローラ１１は信号線８ａ、８ｂ、８ｃを全てＶＳ３にしている。ソースドライバ１４の出力電圧Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３の電圧はＶＳ３であり、１行目のＥＤ１１、ＥＤ１２、ＥＤ１３に接続されている駆動トランジスタ２のゲート、ソース間の制御電圧ＶＧはＶＳ０に設定され補助容量３に保持される。
【００８５】
ゲートドライバ１２の１行目の出力電圧Ｇ１は、ｔ１１のタイミングで‘Ｌ’から‘Ｈ’に立ち上がりΔＴの間‘Ｈ’になる。この間Ｇ２、Ｇ３は‘Ｌ’である。
【００８６】
次に、表示コントローラ１１は、ｔ１２のタイミングでＣＰＵ７１に割り込み信号ＩＮＴ３を送り、比較部７０が比較した２行目の判定結果を要求する。表示コントローラ１１は同様にソースドライバ１４を制御し、比較部７０がＸ＞Ｙと判定した画素に対応する信号線８をＶＳ０にし、それ以外の画素に対応する信号線８は０Ｖにする。
【００８７】
図７の例では、比較部７０が比較した２行目の判定結果は、全ての画素がＸ＞Ｙであり、表示コントローラ１１は信号線８ａ、８ｂ、８ｃを全てＶＳ３にしている。ソースドライバ１４の出力電圧Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３の電圧はＶＳ３であり、ＥＤ２１、ＥＤ２２、ＥＤ２３に接続されている駆動トランジスタ２の制御電圧ＶＧはＶＳ３に設定され補助容量３に保持される。
【００８８】
ゲートドライバ１２の２行目の出力電圧Ｇ２は、ｔ１２のタイミングで‘Ｌ’から‘Ｈ’に立ち上がりΔＴの間‘Ｈ’になる。この間Ｇ１、Ｇ３は‘Ｌ’である。
【００８９】
次に、表示コントローラ１１は、ｔ１３のタイミングでＣＰＵ７１に割り込み信号ＩＮＴ３を送り、比較部７０が比較した３行目の判定結果を要求する。表示コントローラ１１は同様にソースドライバ１４を制御し、比較部７０がＸ＞Ｙと判定した画素に対応する信号線８をＶＳ３にし、それ以外の画素に対応する信号線８は０Ｖにする。
【００９０】
図７の例では、比較部７０が比較した３行目の判定結果は、ＥＤ３１、ＥＤ３２がＸ＞Ｙ、ＥＤ３３はＸ≦Ｙであり、これに基づいて表示コントローラ１１は信号線８ａ、８ｂをＶＳ３、信号線８ｃを０Ｖにしている。したがって、ソースドライバ１４の出力電圧Ｓ１、Ｓ２の電圧はＶＳ３であり、ＥＤ３１、ＥＤ３２に接続されている駆動トランジスタ２の制御電圧ＶＧはＶｓに設定され補助容量３に保持される。また、この間出力電圧Ｓ３の電圧は０であり、ＥＤ３３に接続されている駆動トランジスタ２のゲート、ソース間の電圧は０Ｖに設定され補助容量３に保持される。
【００９１】
ゲートドライバ１２の出力電圧Ｇ３はｔ１３のタイミングで‘Ｌ’から‘Ｈ’に立ち上がりΔＴの間‘Ｈ’になる。この間Ｇ１、Ｇ２は‘Ｌ’である。
【００９２】
表示コントローラ１１は、次のＴｂ２の書き込み期間では、コモン電源１３の出力電圧ＶＣを０からＶＣｈに切り替える。出力電圧ＶＣがＶＣｈになると、駆動トランジスタ２は、補助容量３に保持されている駆動トランジスタ２の制御電圧ＶＧに応じた定電流を電気化学表示素子１に印加する。
【００９３】
図７では、電気化学表示素子１に流れる電流ｉ１１、ｉ１２、ｉ１３の電流値がこの間ｉｃであることを示している。この例では、図７には図示していないＥＤ３３の電気化学表示素子１の電流ｉ３３が０であるが、それ以外の電気化学表示素子１の電流値はｉｃである。このように、比較部７０がＸ＞Ｙと判定した画素には書き込み電流が印加される。
【００９４】
第２フレームＦｂ２のプログラム期間Ｔ１も同様に、表示コントローラ１１は、ｔ２１のタイミングでＣＰＵ７１に割り込み信号ＩＮＴ３を送り、比較部７０が比較した１行目の判定結果を要求する。表示コントローラ１１は同様にソースドライバ１４を制御し、比較部７０がＸ＞Ｙと判定した画素に対応する信号線８をＶＳ３にし、それ以外の画素に対応する信号線８は０Ｖにする。
【００９５】
図７の例では、比較部７０が比較した１行目の判定結果は、ＥＤ３１、ＥＤ３２がＸ＞Ｙ、ＥＤ３３はＸ≦Ｙであり、これに基づいて表示コントローラ１１は信号線８ａ、８ｂをＶＳ３、信号線８ｃを０Ｖにしている。したがって、ソースドライバ１４の出力電圧Ｓ１、Ｓ２の電圧はＶＳ３であり、ＥＤ１１、ＥＤ１２に接続されている駆動トランジスタ２の制御電圧ＶＧはＶＳ３に設定され補助容量３に保持される。また、この間出力電圧Ｓ３の電圧は０であり、ＥＤ１３に接続されている駆動トランジスタ２の制御電圧ＶＧは０Ｖに設定され補助容量３に保持される。
【００９６】
ゲートドライバ１２の１行目の出力電圧Ｇ１は、ｔ２１のタイミングで‘Ｌ’から‘Ｈ’に立ち上がりΔＴの間‘Ｈ’になる。この間Ｇ２、Ｇ３は‘Ｌ’である。
【００９７】
以降、表示コントローラ１１は、ｔ２２のタイミングとｔ２３のタイミングとでＣＰＵ７１に割り込み信号ＩＮＴ３を送り、同様の処理が行われる。
【００９８】
Ｔｂ２の書き込み期間ではＴｂ１の期間に補助容量３に保持されている駆動トランジスタ２の制御電圧ＶＧに応じた定電流を電気化学表示素子１に印加する。図７の例では電気化学表示素子１の電流ｉ１１、ｉ１２の電流値がこの間ｉｃ、ｉ１３の電流値は０であることを示している。
【００９９】
電気化学表示素子１に電流値ｉｃの電流がＴ２の期間印加されると、電気化学表示素子表示濃度Ｄは１つ増す。例えば、表示濃度０の電気化学表示素子１に１フレームの書き込みを行うと表示濃度は１になる。
【０１００】
図７では２回目のフレームまでしか表示していないが、例えば表示濃度０の電気化学表示素子１に１０フレームの書き込みを行うと、当該電気化学表示素子１を最大表示濃度である１０にすることができる。
【０１０１】
このように、第２の書き込みモードでは複数回の書き込みを行って最大表示濃度を表示する。
【０１０２】
なお、表示濃度Ｄは書き込み電流の積分値に応じて変化するので、書き込みを毎フレーム連続して行う必要はない。また、本実施形態では０から１０までの１１段階の階調を表示する例を説明するが、電流値ｉｃや書き込み期間を適宜設定することにより多くの階調を再現することも可能であり、また少ない階調にすることも可能である。
【０１０３】
次に、本発明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８〜１０のフローチャートを用いて説明する。
【０１０４】
図８は、本発明の実施形態における操作ボタンの操作による割り込み処理を説明するためのフローチャート、図９は、本発明の実施形態における手書き入力による割り込み処理を説明するためのフローチャートである。図１０は、本発明の実施形態における表示コントローラ１１による割り込み処理を説明するためのフローチャートである。
【０１０５】
最初に図８のフローチャートについて説明する。
【０１０６】
操作者が操作部４２の順送りボタン４３または逆送りボタン４４を押すと、操作部４２からＣＰＵ７１に割り込み信号ＩＮＴ２が送信され、ＣＰＵ７１では図８に示す操作ボタン割り込み処理ルーチンが起動される。
【０１０７】
操作ボタン割り込み処理ルーチンではステップＳ１０が実行される。
【０１０８】
Ｓ１０：タッチパネル４０の機能を停止するステップである。
【０１０９】
ＣＰＵ７１は、タッチパネルコントローラ４１を制御し、タッチパネル４０の駆動を停止させる。このようにすると、タッチパネル４０を駆動する電力が不要になり、表示装置１００の消費電力を低減することができる。タッチパネル４０の機能を停止させることは必ずしも必須ではないが、タッチパネル４０の機能を停止させない場合は本ステップで、ＣＰＵ７１は、タッチパネルコントローラ４１からの割り込みＩＮＴ１をマスクする。
【０１１０】
Ｓ１１：表示コントローラ１１を第１の書き込みモードに設定するステップである。
【０１１１】
ＣＰＵ７１は、表示コントローラ１１を第１の書き込みモードに設定し、実行させる。
【０１１２】
Ｓ１２：全画面を消去し、初期化するステップである。
【０１１３】
表示コントローラ１１は、図５のタイムチャートで説明した手順で画像を消去する。
【０１１４】
Ｓ１３：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に書き込むステップである。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
Ｓ１４：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に指令するステップである。
【０１１８】
ＣＰＵ７１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、図６で説明した画像を書き込む手順で電気化学表示素子１に画像を書き込むとともに、第２フレームメモリ６１の画素に対応する表示濃度の値Ｙを書き込み電流に相当する分だけ増加させる。
【０１１９】
Ｓ１５：描画が終了したか、否か、判定するステップである。
【０１２０】
ＣＰＵ７１は、第１フレームメモリ６０から描画終了の信号を受信するまで待機する。
【０１２１】
描画終了の信号を受信した場合、（ステップＳ１５；Ｙｅｓ）、ステップＳ１６に進む。
【０１２２】
Ｓ１６：タッチパネル４０の機能をオンにするステップである。
【０１２３】
ＣＰＵ７１は、タッチパネルコントローラ４１を制御し、タッチパネル４０の駆動を開始させる。または、タッチパネルコントローラ４１からの割り込みＩＮＴ１のマスクを解除する。
【０１２４】
割り込み処理が終了すると元のルーチンに戻る。
【０１２５】
操作ボタン割り込み処理ルーチンの説明は以上である。
【０１２６】
次に、図９を用いて、手書き入力割り込み処理ルーチンを説明する。
【０１２７】
タッチパネル４０にスタイラスペン５５などを用いて入力すると、タッチパネルコントローラ４１からＣＰＵ７１に割り込み信号ＩＮＴ１が送信され、ＣＰＵ７１では図９に示す手書き入力割り込み処理ルーチンが起動される。
【０１２８】
手書き入力割り込み処理ルーチンでは最初にステップＳ２０が実行される。
【０１２９】
Ｓ２０：表示コントローラ１１を第２の書き込みモードに設定するステップである。
【０１３０】
ＣＰＵ７１は、表示コントローラ１１を第２の書き込みモードに設定し、実行させる。
【０１３１】
Ｓ２１：ＣＰＵ７１が、手書き入力に対応する第１フレームメモリ６０の表示濃度の値Ｘを書き換えるステップである。
【０１３２】
ＣＰＵ７１は、タッチパネルコントローラ４１が検出した位置情報に基づいて第１フレームメモリ６０に記憶されている表示濃度の値Ｘを書き換える。本実施形態では、ＣＰＵ７１は、タッチパネルコントローラ４１が検出した位置情報に対応するアドレスの第１フレームメモリ６０に記憶されている表示濃度の値Ｘを最大濃度である１０に書き換える。
【０１３３】
割り込み処理が終了すると元のルーチンに戻る。
【０１３４】
手書き入力割り込み処理ルーチンの説明は以上である。
【０１３５】
次に、図１０のフローチャートについて説明する。
【０１３６】
表示コントローラ１１は、図７で説明したように各フレームでＧｎの立ち上がり時に割り込み信号ＩＮＴ３が送信され、ＣＰＵ７１では図１０に示す表示コントローラ割り込み処理ルーチンが起動される。なお、電源投入時など初期状態ではｎ＝１に初期化されている。
【０１３７】
Ｓ１０１：ｎ行目の第１フレームメモリ６０と第２フレームメモリ６１の表示濃度の値を比較するステップである。
【０１３８】
比較部７０は、第１フレームメモリ６０に記憶されている表示濃度の値Ｘと第２フレームメモリ６１に記憶されている表示濃度の値Ｙとをそれぞれｎ行目の行方向に順次読み出して比較し、Ｘｎｍ＞Ｙｎｍのとき‘Ｈ’、Ｘｎｍ≦Ｙｎｍのとき‘Ｌ’と判定する。比較部７０は、判定した結果を記憶部１０に一時記憶する。
【０１３９】
例えば、１行目の１列目の場合、Ｘ１１が１０、Ｙ１１が０だったとすると、判定結果は‘Ｈ’であり、以降の処理で１行目の１列目の電気化学表示素子１に書き込み電流が加えられる。
【０１４０】
Ｓ１０２：表示コントローラ１１にステップＳ１０１で比較した結果を出力するステップである。
【０１４１】
ＣＰＵ７１は、記憶部１０に一時記憶されているステップＳ１０２で比較した結果を表示コントローラ１１に出力する。表示コントローラ１１は、‘Ｈ’と判定された列のソースドライバ１４の出力電圧をＶＳ３にし、‘Ｌ’と判定された列のソースドライバ１４の出力電圧を０Ｖにする。
【０１４２】
Ｓ１０３：第２フレームメモリ６１のｎ行目の表示濃度の値Ｙを更新するステップである。
【０１４３】
表示コントローラ１１は、第２フレームメモリ６１のｎ行目の画素に対応する表示濃度の値Ｙを書き込み電流に相当する分だけ増加させる。例えば、表示濃度の値Ｙ１１が０だったとすると１に書き換える。
【０１４４】
Ｓ１０４：ｎとｎｍａｘを比較するステップである。
【０１４５】
ＣＰＵ７１は、ｎと表示装置の最大行ｎｍａｘを比較する。図３の例ではｎｍａｘは３である。
【０１４６】
ｎ≠ｎｍａｘの場合、（ステップＳ１０４；Ｎｏ）、ステップＳ１０５に進む。
【０１４７】
Ｓ１０５：ｎ＝ｎ＋１とするステップである。
【０１４８】
最大行ｎｍａｘまで比較を終えていないのでｎ＝ｎ＋１とし、元のルーチンに戻る。
【０１４９】
例えば、ｎが１のときはｎ＝２とし、次に表示コントローラ１１から割り込み信号ＩＮＴ３が送信されたときは、本ルーチンで２行目の表示濃度を比較することになる。
【０１５０】
ｎ＝ｎｍａｘの場合、（ステップＳ１０４；Ｙｅｓ）、ステップＳ１０６に進む。
【０１５１】
Ｓ１０６：ｎ＝１とするステップである。
【０１５２】
最大行ｎｍａｘまで比較したのでｎ＝１とし、元のルーチンに戻る。
【０１５３】
次に表示コントローラ１１から割り込み信号ＩＮＴ３が送信されたときは、次のフレームの処理であり、本ルーチンで１行目の表示濃度から比較することになる。
【０１５４】
表示コントローラ割り込み処理ルーチンの説明は以上である。
【０１５５】
次に、今までに説明した表示装置で行われる処理を、図１１〜図１４を用いて具体的な例を基に詳しく説明する。
【０１５６】
図１１は表示装置１００の手書き入力操作の一例を説明する説明図である。
【０１５７】
図１１では、スタイラスペン５５を用いて十字線を手書き入力でタッチパネル４０に書き込む手順を図示している。図１１では、白い背景に灰色（表示濃度５）の四角形７５が表示されている表示画面５０に、四角形７５に沿って十字線を手書き入力で書き込む例を説明する。
【０１５８】
図１１（ａ）は、手書き入力で横線を書き始めた当初のスタイラスペン５５の位置、図１１（ｂ）は横線を書き終えた位置を示している。また、図１１（ｃ）は、縦線を書き始めた位置、図１１（ｂ）は十字線を書き終えた位置を示している。
【０１５９】
なお、図１１に図示している線はスタイラスペン５５の軌跡を示すものであり、実際に表示される表示濃度は次に図１２〜図１４を用いて説明する。
【０１６０】
図１２は、図１１のように十字線を手書き入力したときの第１フレームメモリ６０と第２フレームメモリ６１に記憶されている表示濃度Ｘ、表示濃度Ｙの値を時系列に沿って模式的に示すタイムチャートである。
【０１６１】
図１３、図１４は第１フレームメモリ６０と第２フレームメモリ６１に記憶されている表示濃度Ｘ、表示濃度Ｙの値を説明するための模式図である。図１３、図１４の点線で示す升目はそれぞれ表示画面５０の画素を表し、升目の中の数字はその画素に対応する各フレームメモリに記憶されている表示濃度Ｘ、表示濃度Ｙの値を示している。
【０１６２】
図１２の時間軸に示すＦｗ１は、図５で説明した第１の書き込みモードの画像を消去するフレーム期間、ＦＰ１は、図６で説明した第１の書き込みモードの画像を書き込むフレーム期間である。また、Ｆｂ１〜Ｆｂ１３は、それぞれ図７で説明した第２の書き込みモードの追記書き込みを行うフレーム期間を示している。以降、時間軸に沿って順に説明する。
【０１６３】
ｔｓ０は、操作者が操作部４２の順送りボタン４３または逆送りボタン４４を押し、操作部４２からＣＰＵ７１に割り込み信号ＩＮＴ２が送信されたタイミングである。ＣＰＵ７１では図８で説明した操作ボタン割り込み処理ルーチンが起動される。フレームＦｗ１で画像が消去された後、フレームＦＰ１で第３フレームメモリ６２に記憶されていた四角形７５が表示画面５０に書き込まれたものとする。
【０１６４】
ｔｓ１は、スタイラスペン５５をタッチパネル４０に触れて横棒を書き始めたタイミングであり、ｔｓ２は横棒を書き終えてスタイラスペン５５をタッチパネル４０から離したタイミングである。また、ｔｓ３スタイラスペン５５をタッチパネル４０に触れて縦棒を書き始めたタイミングであり、ｔｓ４は縦棒を書き終えてスタイラスペン５５をタッチパネル４０から離したタイミングである。
【０１６５】
ｔｓ１のタイミングから所定時間入力が続くと、タッチパネルコントローラ４１からＣＰＵ７１に割り込み信号ＩＮＴ１が送信され、ＣＰＵ７１では図９で説明した手書き入力割り込み処理ルーチンが起動される。
【０１６６】
ｔ１は第１フレームＦｂ１の開始タイミングであり、ｔ１から図４で説明したプログラム期間Ｔｂ１が開始される。同様に、ｔ２からｔ１１は、それぞれ第２フレームＦｂ２から第１１フレームＦｂ１１の開始タイミングである。
【０１６７】
図１２に示す８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄは、図１３、図１４に示す８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄの第１フレームメモリ６０に記憶されている表示濃度の値Ｘに応じて、例えば表示濃度の値０は白、表示濃度の値１０は黒で表現している。
【０１６８】
また、図１２に示す９０ａ、９０ｂ、９０ｃ、９０ｄ、９０ｅ、９０ｆは、図１３、図１４に示す９０ａ、９０ｂ、９０ｃ、９０ｄ、９０ｅ、９０ｆの第２フレームメモリ６１に記憶されている表示濃度の値Ｙに応じて、例えば表示濃度の値０は白、表示濃度の値１０は黒で表現している。
【０１６９】
図１２の時間軸に沿って順に説明する。
【０１７０】
第１フレームメモリ６０の四角形７５に対応するアドレスの表示濃度の値Ｘは、フレームＦＰ１の間に行われるステップＳ１３で５に書き換えられる。また、第２フレームメモリ６１の四角形７５に対応するアドレスの表示濃度の値Ｙは、フレームＦＰ１の間に行われるステップＳ１４で５に書き換えられる。四角形７５以外の画素の表示濃度の値Ｘと表示濃度の値Ｙは０である。
【０１７１】
手書き入力割り込み処理ルーチンが起動されると、手書き入力の位置に対応するアドレスの第１フレームメモリ６０の表示濃度の値Ｘが順次１０に書き換えられる。
【０１７２】
８０ａはｔ１の時点の第１フレームメモリ６０の表示濃度の値Ｘを示している。すなわち、図１３（ａ）のようにＰａで示す画素と右隣の画素は表示濃度の値Ｘが１０であり、四角形７５に対応する表示濃度の値Ｘは５、それ以外の画素の表示濃度の値Ｘは０である。
【０１７３】
ｔ１のタイミングから始まる第１フレームでは、プログラム期間Ｔｂ１に表示コントローラ１からＧｎの立ち上がり周期毎に割り込み信号ＩＮＴ３がＣＰＵ７１に送信され、ＣＰＵ７１は表示コントローラ割り込み処理ルーチンを実行する。
【０１７４】
表示コントローラ割り込み処理ルーチンでは、図１０で説明したように、比較部７０は、第１フレームメモリ６０に記憶されている表示濃度の値Ｘと第２フレームメモリ６１に記憶されている表示濃度の値Ｙとをそれぞれｎ行目の行方向に順次読み出して比較し、Ｘｎｍ＞Ｙｎｍのとき‘Ｈ’、Ｘｎｍ≦Ｙｎｍのとき‘Ｌ’と判定する。Ｐａで示す画素と右隣の画素の第１フレームメモリ６０の表示濃度の値Ｘは１０、第２フレームメモリ６１の表示濃度の値Ｙは０であり、表示コントローラ割り込み処理ルーチン終了後、この２つの画素に対応する電気化学表示素子１に書き込み電流が加えられる。一方、それ以外の電気化学表示素子１には書き込み電流は加えられない。
【０１７５】
書き込み電流が加えられた電気化学表示素子１は徐々に濃度を増し、書き込み期間Ｔｂ２が終了すると、表示画面５０のＰａで示す画素と右隣の画素に対応する位置に表示濃度の値１の横線が表示される。
【０１７６】
また、表示コントローラ割り込み処理ルーチンのステップＳ１０３で、ＣＰＵ７１は、第２フレームメモリ６１のＰａで示す画素と右隣の画素に対応する表示濃度の値Ｙを１に増加させ、ｔ２のタイミングでは図１３（ｂ）のようになっている。
【０１７７】
一方、ｔ２のタイミングでは、スタイラスペンによる５５による横線の書き込みは終了しており、第１フレームメモリ６０に記憶されている表示濃度の値Ｘは、図１３（ｃ）のようにＰａで示す画素から右方向に１０画素が１０になっている。
【０１７８】
第１フレームと同様に、第２フレームでもＣＰＵ７１が表示コントローラ割り込み処理ルーチンを実行し、表示コントローラ１１はＸ＞Ｙの画素に対応する電気化学表示素子１に書き込み電流を加える。
【０１７９】
第１フレームと同様の処理により、書き込みのあった画素に対応する第２フレームメモリ６１の表示濃度の値Ｙはｔ３のタイミングでは図１３（ｄ）のように増加している。Ｐａで示す画素と右隣の画素は２回書き込みを行っているので表示濃度の値Ｙは２であり、第２フレームで書き込みを行った画素の表示濃度の値Ｙは１である。
【０１８０】
以降のフレームでＸ＝Ｙになるまで対応する電気化学表示素子１に書き込み電流が印加され表示画面５０に徐々に高い濃度で表示される。例えばｔ９のタイミングでは、図１３（ｅ）のように高い表示濃度になっている。
【０１８１】
このように、本発明では手書き入力から若干の遅れで手書きの情報が淡く表示され、徐々に高い濃度で表示されるので、実用的な速度で手書き表示を行うことができる。
【０１８２】
ｔｓ３のタイミングで、縦線が書き込まれた場合も同様に、タッチパネルコントローラ４１からＣＰＵ７１に割り込み信号ＩＮＴ１が送信され、ＣＰＵ７１では図９に示す手書き入力割り込み処理ルーチンが起動され、手書き入力の位置に対応する第１フレームメモリ６０の表示濃度の値Ｘが順次書き換えられる。
【０１８３】
８０ｃはｔ９の時点の第１フレームメモリ６０の表示濃度の値Ｘを示している。すなわち、図１４（ａ）のように横線を書き込んだ画素とＰｂで示す画素から下に２つの画素までは表示濃度の値Ｘが１０であり、横線を書き込んだ画素以外の表示濃度の値Ｘは０である。
【０１８４】
これまでと同様に、第９フレームでもＣＰＵ７１が表示コントローラ割り込み処理ルーチンを実行し、Ｘ＞Ｙの画素に対応する電気化学表示素子１に書き込み電流を加える。
【０１８５】
同様の処理により、第２フレームメモリ６１の画素はｔ１０のタイミングでは図１４（ｂ）のようになっている。Ｐｂで示す画素と下側２つの画素は１回書き込みを行っているので表示濃度の値Ｙは１であり、横線の画素は書き込み回数に応じた表示濃度の値になっている。
【０１８６】
以降のフレームでＸ＝Ｙになるまでは対応する電気化学表示素子１に書き込み電流が加えられ表示画面に徐々に高い濃度で表示される。例えばｔ１１のタイミングでは、図１４（ｄ）のようになっている。
【０１８７】
このようにして、１フレーム毎にＸ＞Ｙの画素に書き込み電流が加えられて図１４（ｅ）のように横線と縦線の画素の表示濃度の値Ｙは１０になり、表示画面５０には最大表示濃度で表示される。
【０１８８】
本実施形態では、書き込み電流を加えるときに、Ｐｃで示す縦線と横線が交差する位置の画素のように、縦線の書き込みをするときに表示濃度の値Ｙがすでに１０になっているときはＸ＝Ｙとなり、書き込み電流を加えない。したがって、最大表示濃度を超えて書き込み電流を加えることはないので、消去電圧を印加しても表示画像が消えにくくなったり、表示画像が焼きついてしまうという問題が発生しない。
【０１８９】
なお、本実施形態では、手書き入力した部分を最大表示濃度１０で黒く表示する例を説明したが、最小表示濃度０で白く表示させることも可能である。電気化学表示素子１の表示濃度を減少させる場合は、電気化学表示素子１に流れる電流が図３とは逆方向に流れるようにコモン電圧Ｖｃと制御電圧ＶＧの極性を逆にすれば良い。表示コントローラ１１はＸ＜Ｙの画素に対応する電気化学表示素子１に書き込み電流を加えれば良い。
【０１９０】
以上このように、本発明によれば、電力消費が少なく、実用的な速度で手書き表示が可能な反射型の表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１９１】
【図１】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。
【図２】本発明の表示装置の一実施形態である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３】本発明の第１の実施形態に係る表示装置の構成を示す図である。
【図４】本実施形態の表示素子１の表示濃度Ｄを説明する図である。
【図５】第１の書き込みモードで電気化学表示素子１の画像を消去するときの各部の電圧の変化を示すタイムチャートである。
【図６】第１の書き込みモードで電気化学表示素子１に画像を表示させるときの各部の電圧の変化を示すタイムチャートである。
【図７】第２の書き込みモードで電気化学表示素子１に画像を表示させるときの各部の電圧の変化を示すタイムチャートである。
【図８】本発明の実施形態における操作ボタンの操作による割り込み処理を説明するためのフローチャートである。
【図９】本発明の実施形態における手書き入力による割り込み処理を説明するためのフローチャートである。
【図１０】本発明の実施形態における表示コントローラ１１による割り込み処理を説明するためのフローチャートである。
【図１１】表示装置１００の手書き入力操作の一例を説明する説明図である。
【図１２】第１フレームメモリ６０と第２フレームメモリ６１に記憶されている表示濃度の値を時系列に沿って模式的に示すタイムチャートである。
【図１３】第１フレームメモリ６０と第２フレームメモリ６１に記憶されている表示濃度の値を説明するための模式図である。
【図１４】第１フレームメモリ６０と第２フレームメモリ６１に記憶されている表示濃度の値を説明するための模式図である。
【符号の説明】
【０１９２】
１ 電気化学表示素子
２ 駆動トランジスタ
３ 補助容量
４ スイッチングトランジスタ
５ａ、５ｂ、５ｃ 走査線
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
１５ ソース電源
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
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
７０ 比較部
７１ ＣＰＵ
７５ 四角形
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電気化学表示素子からなる表示画面に画像を表示する表示装置において、
第１の書き込みモードまたは第２の書き込みモードのいずれか一方でフレームの期間毎に前記電気化学表示素子に書き込み電流を印加する駆動回路と、
前記駆動回路を制御する表示コントローラと、
を有し、
前記電気化学表示素子に前記書き込み電流を印加する前記フレームの回数は、第２の書き込みモードより第１の書き込みモードの方が少ないことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記駆動回路は、
制御電圧に応じた前記書き込み電流を前記電気化学表示素子に印加する定電流回路を有し、
前記表示コントローラは、
前記第１の書き込みモードでは、
前記制御電圧を、前記電気化学表示素子に表示させる画像濃度の値に応じた電圧に設定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】
前記駆動回路は、
制御電圧に応じた前記書き込み電流を前記電気化学表示素子に印加する定電流回路を有し、
前記表示コントローラは、
前記第２の書き込みモードでは、
前記制御電圧を、所定の前記書き込み電流が印加される第１の電圧、または、前記書き込み電流が印加されない第２の電圧の何れかに設定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】
前記表示画面に表示する画像を操作する操作手段と、
前記表示画面の上層に設けられ、前記表示画面の画面上の位置情報を入力する入力手段と、
前記表示コントローラを制御する制御手段と、
を有し、
前記制御手段は、
前記操作手段による操作を検知したときは、前記第１の書き込みモードを前記表示コントローラに実行させ、前記入力手段による入力を検知したときは、前記第２の書き込みモードを前記表示コントローラに実行させることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の表示装置。
【請求項５】
前記制御手段は、
前記操作手段による操作が行われたと判定したときは、前記入力手段の機能を停止させることを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
【請求項１】
マトリクス状に配列した電気化学表示素子からなる表示画面に画像を表示する表示装置において、
第１の書き込みモードまたは第２の書き込みモードのいずれか一方でフレームの期間毎に前記電気化学表示素子に書き込み電流を印加する駆動回路と、
前記駆動回路を制御する表示コントローラと、
を有し、
前記電気化学表示素子に前記書き込み電流を印加する前記フレームの回数は、第２の書き込みモードより第１の書き込みモードの方が少ないことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記駆動回路は、
制御電圧に応じた前記書き込み電流を前記電気化学表示素子に印加する定電流回路を有し、
前記表示コントローラは、
前記第１の書き込みモードでは、
前記制御電圧を、前記電気化学表示素子に表示させる画像濃度の値に応じた電圧に設定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】
前記駆動回路は、
制御電圧に応じた前記書き込み電流を前記電気化学表示素子に印加する定電流回路を有し、
前記表示コントローラは、
前記第２の書き込みモードでは、
前記制御電圧を、所定の前記書き込み電流が印加される第１の電圧、または、前記書き込み電流が印加されない第２の電圧の何れかに設定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】
前記表示画面に表示する画像を操作する操作手段と、
前記表示画面の上層に設けられ、前記表示画面の画面上の位置情報を入力する入力手段と、
前記表示コントローラを制御する制御手段と、
を有し、
前記制御手段は、
前記操作手段による操作を検知したときは、前記第１の書き込みモードを前記表示コントローラに実行させ、前記入力手段による入力を検知したときは、前記第２の書き込みモードを前記表示コントローラに実行させることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の表示装置。
【請求項５】
前記制御手段は、
前記操作手段による操作が行われたと判定したときは、前記入力手段の機能を停止させることを特徴とする請求項４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９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１０−３２６１２（Ｐ２０１０−３２６１２Ａ）
【公開日】平成２２年２月１２日（２０１０．２．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１９２０７０（Ｐ２００８−１９２０７０）
【出願日】平成２０年７月２５日（２００８．７．２５）
【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２月１２日（２０１０．２．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月２５日（２００８．７．２５）
【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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