電気泳動表示装置、電気泳動表示装置の制御回路、電子機器
【課題】本発明は、消費電力が低減された電気泳動表示装置、電気泳動表示装置の制御回路、電子機器を提供する。
【解決手段】本発明の電気泳動表示装置は、走査線駆動回路とデータ線駆動回路との駆動電圧を生成する電圧生成部１３と、複数の画素からなる電気泳動表示部５に表示される画像データのうち少なくともデータ線に沿った方向で隣り合う第１の階調の画素データと第２の階調の画素データとの境界長さを特徴量として抽出し、特徴量に基づいて電圧生成部１３の駆動周波数を制御するＣＰＵ１５と、を有する。
【解決手段】本発明の電気泳動表示装置は、走査線駆動回路とデータ線駆動回路との駆動電圧を生成する電圧生成部１３と、複数の画素からなる電気泳動表示部５に表示される画像データのうち少なくともデータ線に沿った方向で隣り合う第１の階調の画素データと第２の階調の画素データとの境界長さを特徴量として抽出し、特徴量に基づいて電圧生成部１３の駆動周波数を制御するＣＰＵ１５と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気泳動表示装置、電気泳動表示装置の制御回路、電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気泳動表示装置として、一対の基板間に液相分散媒と電気泳動粒子とを有する電気泳動素子を挟持した構成のものが知られている。この種の電気泳動表示装置では、電気泳動素子を挟持する一対の電極に電圧を印加することで電気泳動粒子の分布状態を変化させて表示を行う。この電気泳動素子は、予め対向基板側に形成され、素子基板と接着するための接着層までを含めた電気泳動シートとして構成されている。そして、電気泳動シートの接着層と素子基板上の絶縁膜とが接着されることで、電気泳動表示装置が構成されている。
【０００３】
電気泳動表示素子は上述した構成となっており、接着剤を介して、異なる電圧が印加される画素電極間でリーク電流が発生する。画素電極間の電位差により発生するリーク電流は、白表示と黒表示との境界数が多いほど増大する。また、このリーク電流は温度上昇に伴い増加する傾向がある。
【０００４】
電気泳動素子においては、画素電極のみならず、ＴＦＴアレイ基板（素子基板）の配線容量を充放電させる必要がある。配線容量に関してはデータ線を画素電圧に応じた電圧で充電するため、白黒を交互に描画するパターンであるほど、データ線の無駄な充放電電力を消費してしまう。
【０００５】
このように、電気泳動表示装置の消費電力は表示を切り替える際に増加する。つまり、隣り合う画素間で異なる表示を行う場合、白表示の画素と黒表示の画素との境界長さで消費エネルギーが決定され、温度のみならず、描画データに消費電力が大きく依存する。このため、従来の電源構成としては、最大負荷を想定してＤＣＤＣ電源を駆動する必要があった（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１７５４０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記した特許文献１記載では、画像データのリーク電流量に応じて画像表示にかかる動作モードを省電力モードと通常モードに切り替えることにより、電力の消費を抑えていたが、画像データに対して対応が２種類しかないため、最適な方法とは言えなかった。
【０００８】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであって、消費電力が低減された電気泳動表示装置、電気泳動表示装置の制御回路、電子機器を提供することを目的の一つとしている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の電気泳動表示装置は、複数の走査線と、前記複数の走査線に対して交差する複数のデータ線と、前記複数の走査線のうち一の走査線と前記複数のデータ線のうち一のデータ線との交点に対応して設けられた複数の画素と、前記画素と前記一のデータ線との間に電気的に接続された駆動トランジスタと、前記複数の走査線が電気的に接続された走査線駆動回路と、前記複数のデータ線に電気的に接続され、表示される画像に応じて前記複数のデータ線のうち一のデータ線に複数のデータ信号を順次出力するデータ線駆動回路と、前記走査線駆動回路と前記データ線駆動回路との駆動電圧を生成する電圧生成部と、前記複数の画素からなる表示部に表示される画像データのうち少なくとも前記データ線に沿った方向で隣り合う第１の階調の画素データと第２の階調の画素データとの境界長さを特徴量として抽出し、前記特徴量に基づいて前記電圧生成部の駆動周波数を制御することを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、表示部に画像データを送信するに先立って、画像データのうち少なくともデータ線に沿った方向で隣り合う第１の階調の画素データと、第２の階調の画素データとの境界長さを特徴量として抽出し、この特徴量に基づいて電圧生成部の駆動周波数を電圧制御部において制御するようになっている。このように、画像を表示する前に電圧生成部にかかる負荷や画素間に生じるリーク電流量を見積もるとともに、かかる見積もりに基づいて画像表示に係る電圧生成部の駆動周波数を設定し、負荷やリーク電流量が大きくなりやすい画像データによる表示を行う場合と、負荷やリーク電流量が小さい画像データによる表示を行う場合とで電圧生成部の駆動周波数を変更させることによって、電力の消費を抑えることができる。
【００１１】
また、前記電圧制御部は、前記表示部に表示される前記画像データの前記走査線に沿った方向で隣り合う第１の階調の画素データと前記第２の階調の画素データとの境界長さを特徴量として抽出し、前記特徴量に基づいて前記電圧生成部の駆動周波数を制御する電圧制御部と、を有することとしてもよい。
【００１２】
本発明によれば、表示部に画像データを送信するに先立って、画像データの走査線に沿った方向で隣り合う第１の階調の画素データと第２の階調の画素データとの境界長さを特徴量として抽出し、この特徴量に基づいて電圧生成部の駆動周波数を電圧制御部において制御することによって、データ線に沿う方向だけでなく走査線に沿う方向において階調の異なる画素データの境界長さを特徴量として抽出することができる。このように、画像データ全てに関し、電圧生成部にかかる負荷やリーク電流量を見積もるようになっている。そして、かかる見積もりに基づいて画像表示に係る電圧生成部の駆動周波数を設定することができる。これにより、多数回の画像データ転送が不要なＳＲＡＭ方式の画素構造においても、負荷やリーク電流量が大きくなりやすい画像データによる表示を行う場合と、負荷やリーク電流量が小さい画像データによる表示を行う場合とで電圧生成部の駆動周波数を変更させることによって、電力の消費を抑えることができる。
【００１３】
本発明の電気泳動表示装置の制御回路は、複数の走査線と、前記複数の走査線に対して交差する複数のデータ線と、前記複数の走査線のうち一の走査線と前記複数のデータ線のうち一のデータ線との交点に対応して設けられた画素と、前記画素と前記一のデータ線との間に電気的に接続された駆動トランジスタと、前記複数の走査線が電気的に接続された走査線駆動回路と、前記複数のデータ線に電気的に接続され、前記複数の画素からなる表示部に表示される画像に応じて前記複数のデータ線のうち一のデータ線に複数のデータ信号を順次出力するデータ線駆動回路と、前記表示部と前記走査線駆動回路と前記データ線駆動回路との駆動電圧を生成する電圧生成部とを備えた電気泳動表示装置の制御回路であって、前記表示部に表示される画像データのうち少なくとも前記データ線に沿った方向で隣り合う第１の階調の画素データと第２の階調の画素データとの境界長さを特徴量として抽出し、前記特徴量に基づいて前記電圧生成部の駆動周波数を制御する電圧制御部を備え、前記表示部に送信する画像データのうち少なくとも前記データ線に沿った方向で隣り合う第１の階調の画素データと、第２の階調の画素データとの境界長さを特徴量として抽出する特徴量取得ステップと、前記特徴量に基づいて前記電圧生成部の駆動周波数を設定する駆動周波数設定ステップと、を有することを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、表示部に画像データを送信するに先立って画像データから特徴量を取得し、評価するので、画像を表示する前に電圧生成部にかかる負荷や画素間に生じるリーク電流量を見積もることができる。本発明では、画像データのうち少なくともデータ線に沿った方向で隣り合う第１の階調の画素データと第２の階調の画素データとの境界長さを特徴量として抽出することによって、電圧生成部にかかる負荷や画素間に生じるリーク電流量を見積もるようになっている。そして、かかる見積もりに基づいて画像表示に係る電圧生成部の駆動周波数を設定することができる。これにより、負荷やリーク電流量が大きくなりやすい画像データによる表示を行う場合と、負荷やリーク電流量が小さい画像データによる表示を行う場合とで電圧生成部の駆動周波数を変更させることによって、電力の消費を抑えることができる。
【００１５】
本発明の電気泳動表示装置の制御回路は、前記電圧制御部は、前記表示部に表示される画像データの前記走査線に沿った方向で隣り合う第１の階調の画素データと第２の階調の画素データとの境界長さを特徴量として抽出し、前記特徴量に基づいて前記電圧生成部の駆動周波数を制御し、前記表示部に送信する画像データの前記走査線に沿った方向で隣り合う第１の階調の画素データと、第２の階調の画素データとの境界長さを特徴量として抽出する特徴量抽出ステップと、前記特徴量に基づいて前記電圧生成部の駆動周波数を設定する駆動周波数設定ステップと、を有することを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、表示部に画像データを送信するに先立って画像データから特徴量を取得し、評価するので、画像を表示する前に電圧生成部にかかる負荷や画素間に生じるリーク電流量を見積もることができる。本発明では、画像データの走査線に沿った方向で隣り合う第１の階調の画素データと第２の階調の画素データとの境界長さを特徴量として抽出することによって、画像データ全てに関し、電圧生成部にかかる負荷やリーク電流量を見積もるようになっている。そして、かかる見積もりに基づいて画像表示に係る電圧生成部の駆動周波数を設定することができる。これにより、多数回の画像データ転送が不要なＳＲＡＭ方式の画素構造においても、リーク電流の生じやすい画像データによる表示を行う場合と、リーク電流の生じにくい画像データによる表示を行う場合とで電圧生成部の駆動周波数を変更させることによって、リーク電流の発生を抑えつつ、電力の消費を抑えることができる。
【００１７】
また、前記特徴量取得ステップが、前記画像データにおいて、前記表示部の互いに隣接する画素にそれぞれ対応する前記第１の階調の前記画素データと前記第２の階調の前記画素データとの境界の数をカウントするステップであることとしてもよい。
本発明によれば、画像データの構成から、合理的にリーク電流量を見積もることができる。したがって、適切に動作モードを選択して画像表示を行うことができる。
【００１８】
また、前記特徴量取得ステップが、前記画像データに予め埋め込まれた前記特徴量を前記画像データから抽出するステップであることとしてもよい。
本発明によれば、特徴量が予め画像データに埋め込まれているので、入力された画像データを解析する必要がなくなる。したがって、回路規模を大きくすることなく電気泳動表示装置に実装することができる。
【００１９】
本発明の電子機器は、先に記載の電気泳動表示装置を備えたことを特徴とする。
【００２０】
本発明によれば、常に高効率かつ安定した電圧で駆動する電気泳動表示装置を備えているので、省電力な電子機器となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１実施形態の電子ブックリーダーの外観図。
【図２】第１実施形態の電子ブックリーダーの内部構成を示すブロック図。
【図３】第１実施形態の電気泳動表示装置の電気的構成の一例を示す回路図。
【図４】電気泳動素子の動作説明図、（ａ）白表示、（ｂ）黒表示。
【図５】電圧生成部の電気的構成の一例を示す回路図。
【図６】電気泳動表示装置の動作例を説明するための模式図。
【図７】電圧生成部の周波数特性を示すグラフ。
【図８】第２実施形態の電気泳動表示装置の概略構成を示す概略構成図。
【図９】第２実施形態の電気泳動表示部の画素の回路構成図。
【図１０】画像データにおける境界のカウント方法を説明するための図。
【図１１】画像データにおける境界のカウント方法を説明するための図。
【図１２】画像データにおける境界のカウント方法を説明するための図。
【図１３】電子機器の一例である腕時計を示す図。
【図１４】電子機器の一例である電子ペーパーを示す図。
【図１５】電子機器の一例である電子ノートを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態につき、図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００２３】
（第１実施形態）
本実施形態の電気泳動表示装置は、所定のページに区切られたドキュメントからなる電子ブック等を閲覧できる電子ブックリーダーである。
図１は、本実施形態の電子ブックリーダー１００の外観図である。
図１に示すように、電子ブックリーダー１００は、筐体１０１と、筐体１０１の一方の面に形成された矩形状の開口部１０１ａに装着された入力装置１１４と、入力装置１１４の背面に配置された電気泳動表示部５と、を備えている。筐体１０１には、ページ送りボタン１０５と、ページ戻しボタン１０６と、決定ボタン１０８と、スキップ送りボタン１１５と、スキップ戻しボタン１１６とを含む操作部１１３が設けられている。
【００２４】
入力装置１１４は、ペン２００（スタイラス）を表面で摺動させる操作による座標入力が可能な座標入力装置である。入力装置１１４としては特に限定されず、種々の形態のものを用いることができる。具体的には、以下の（１）〜（４）の方式を例示することができる。
【００２５】
（１）容量性アレイ又は抵抗性アレイに対してスタイラスの先端部を直接接触させる方式。
（２）ユーザがデータを入力し、所望の動作を実行する際に磁気先端構造のスタイラスあるいは電磁界発生型のスタイラスと相互作用する電磁デジタイザを用いる方式。
（３）デジタイジングアレイに信号を送信するためのＲＦ送信器を備えたスタイラスを用いるタイプ。
（４）入力面から反射するようにスタイラスの先端部内に配置される可視光源あるいは赤外光源のような光源を組み込む方式。
【００２６】
なお、図１では電気泳動表示部５の前面側に入力装置１１４を配置しているが、入力装置１１４の方式が上記（２）又は（３）、あるいは（１）のうち容量性アレイを備えたものである場合には、電気泳動表示部５の背面側に入力装置１１４を配置することもできる。
【００２７】
ページ送りボタン１０５は、電気泳動表示部５に現在表示されているドキュメント（電子ブック）の次ページ以降を、１回ボタンを押す毎に１ページずつ送って表示させる機能を起動する操作部である。ページ戻しボタン１０６はドキュメントの前ページ以前を、１回ボタンを押す毎に１ページずつさかのぼって表示させる機能を起動する操作部である。
スキップ送りボタン１１５は、１回ボタンを押す毎に、例えば１０ページ先のページを表示させる機能を起動する操作部である。スキップ戻しボタン１１６は、１回ボタンを押す毎に、例えば１０ページ前のページを表示させる機能を起動する操作部である。スキップ送りボタン１１５及びスキップ戻しボタン１１６のページスキップ数は任意に設定することができる。
【００２８】
図２は、本実施形態の電子ブックリーダー１００の内部構成を示すブロック図である。
電子ブックリーダー１００は、図２に示すように、電源部４、電気泳動表示部５、メインコントローラー（制御回路）６３、を備えている。電源部４は、電池（バッテリ）１４、電圧生成部１３、ＨＶ電源２９を備えており、メインコントローラー６３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit；電圧制御部）１５、駆動コントローラー１８、メモリ１７を備えており、各部は、バスを介して信号を授受可能に接続されている。
【００２９】
電圧生成部１３は、電気泳動表示部５の走査線駆動回路６１とデータ線駆動回路６２との駆動電圧をそれぞれ生成する回路であって、電池１４から電圧の供給を受けて駆動される。
この電圧生成部１３は、電気泳動表示部５に表示される画像データに基づいて駆動周波数が設定される。具体的に、電圧生成部１３は、走査信号Ｇ１，Ｇ２，…，Ｇｍの電圧ＶＧ（トランジスタのゲートオン電圧）を生成してＨＶ電源２９に出力する。
また、データ信号ｄ１，ｄ２，…，ｄｎの基準電圧Ｖ０、最大電圧ＶＤ１（正極性の場合の黒電圧）、及び最小電圧ＶＤ２（負極性の場合の黒電圧）を生成してＨＶ電源２９に出力する。更に、コモン電圧ＶＣＯＭを生成して電気泳動表示部５に設けられた共通電極に出力する。これら最大電圧ＶＤ１及び最小電圧ＶＤ２は、基準電圧Ｖ０を中心として対称となるような値に設定されている。
【００３０】
ＨＶ電源２９は、走査線駆動回路６１に対応するＶＹ電源１９と、データ線駆動回路６２に対応するＶＸ電源２０とを備えている。
ＶＹ電源１９は、走査線駆動回路６１に対して電圧生成部１３によって生成された所定の電圧を供給する回路であり、駆動コントローラー１８によって出力状態が制御される。
ＶＸ電源２０は、データ線駆動回路６２に対して電圧生成部１３によって生成された所定の電圧（データ線Ｓの駆動に必要な電圧）を供給する回路であって、駆動コントローラー１８からの制御信号に基づいてその電流の供給能力が切り替え可能となっている。また、ＶＸ電源２０は、データ線駆動回路６２に対して所定の正の電圧と、負の電圧とを供給する電源である。
【００３１】
ＣＰＵ１５は、メモリ１７に格納された基本制御プログラムやアプリケーションプログラム等の各種プログラムおよびデータを読み込み、それら各種プログラムおよびデータをメモリ１７内に設けられるワークエリアに展開実行して、電子ブックリーダー１００が備える各部の制御を実行する。例えば、メモリ１７に記憶した画像データに基づいて駆動コントローラー１８を制御して、電気泳動表示部５に画像データを表示したり、電気泳動表示部に専用ペン２００で描かれた画像や文字を表示したりする。また、本実施形態のＣＰＵ１５は演算部１６を備えている。
本実施形態におけるＣＰＵ１５は、演算部１６において算出された電気泳動表示部５に表示される画像データの演算結果に基づいて、電圧生成部１３の駆動周波数を制御するようになっている。
【００３２】
演算部１６は、メモリ１７から画像データを構成する画素データ群を読み出して内部に保持し、これら画素データ群を内部で解析することで異なる階調のデータ間の境界の数をカウントするものである。
【００３３】
なお、演算部１６は、ＣＰＵ１５の内部に保持した画像データと、電気泳動表示部５の画素配列情報とを用いて、演算処理により特徴量を取得することができる。あるいは、メモリ１７に展開された画像データをＣＰＵ１５に取り込み、かかる画像データから特徴量を取得してもよい。
【００３４】
また、駆動コントローラー１８は、ＣＰＵ１５から送られてきた画像データに基づいてＨＶ電源２９（ＶＹ電源１９、ＶＸ電源２０）を駆動して、走査線駆動回路６１及びデータ線駆動回路６２に対して、電気泳動表示部５に画像を表示させるための電圧を供給するものである。
本実施形態では、特に、駆動コントローラー１８は、電気泳動表示部５の複数の画素１０によって表示されている画像を書き換えるための負荷を解析し、その負荷に応じてＶＸ電源２０の電流供給能力を切り替え、切り替えを行った後、複数の画素１０によって表示されている画像を書き換える制御を行うようになっている。
【００３５】
メモリ１７は、ＣＰＵ１５が各種プログラムにしたがって、上記処理を実行するときに、各種プログラムを展開するワークエリアを形成するとともに、ＣＰＵ１５により実行される各種処理に係るデータを展開するためのメモリ領域を形成する。
本実施形態におけるメモリ１７には、電圧生成部１３の駆動周波数と、画像データの特徴量とを対応付けたテーブルが記憶されている。
【００３６】
なお、メモリ１７としては、ＦｅＲＡＭ（Ferroelectric Random Access Memory）やＭＲＡＭ(Magnetoresistive random access memory)等の不揮発性メモリを使用する。メモリ１７として不揮発メモリを使用することで、利用者によるコンテンツの閲覧時間に関わらず、１ページ分のコンテンツの表示に消費されるメモリ１７の消費電力を一定とすることができ、表示可能ページ数を容易かつ正確に算出することができる。これに対してメモリ１７として駆動用電池の電力を消費するＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等の揮発性メモリを使用する方法では、コンテンツの閲覧時間に応じてメモリ１７の消費電力が変化してしまい、表示可能ページ数を精度よく算出することが困難となる。
【００３７】
電気泳動表示部５は、複数の画素１０（図４）がアレイ状に形成された電気泳動表示部５と、電気泳動表示部５の画素形成領域の一辺端部に沿って設けられた走査線駆動回路６１（図４）と、上記画像形成領域の他の一辺端部に沿って設けられたデータ線駆動回路６２（図４）と、を備えている。具体的な構成については後述するものとする。
【００３８】
図３は、本実施形態の電圧生成部の電気的構成の一例を示す回路図である。
図３に示すように、電圧生成部１３は、ＤＣＤＣコンバータによって構成された電源装置であって、いわゆるスイッチング・レギュレータである。
電圧生成部１３は、インダクタＬ、スイッチＳＷ、ダイオードＤ１、抵抗Ｒ１，Ｒ２、キャパシタＣｓ、発振回路３１、誤差アンプＡＭＰを備えており、インダクタＬの他端に接続されたスイッチＳＷをオン・オフし、インダクタＬの他端から引き出されるパルス上のスイッチ電圧を整流、平滑することによって、入力電圧Ｖｉｎを昇圧して出力電圧Ｖｏｕｔを生成する構成とされている。この電圧生成部１３は、電源電圧と接地電位ＧＮＤとの電位差を用い、正極性の選択電圧を生成して出力するものである。
【００３９】
インダクタＬの一端は、入力電圧Ｖｉｎが印加される入力端子３３に接続されている。スイッチＳＷを構成するトランジスタのドレインはインダクタＬの他端に接続され、ゲートは、発振回路３１に接続されている。
ダイオードＤ１のアノードはインダクタＬの他端に接続され、カソードは電圧生成部の出力端子３４に接続されている。キャパシタＣｓの一端はダイオードＤ１のカソードに接続され、他端は接地端（ＧＮＤ）に接続されている。
出力端子３４（Ｖｏｕｔ）と接地端（ＧＮＤ）との間には負荷ＲＬＯＡＤが接続される。
【００４０】
誤差アンプＡＭＰは、抵抗Ｒ１、Ｒ２の接続ノードから引き出される帰還電圧Ｖｆｂと、電池１４（直流電圧源）で生成される基準電圧Ｖｒｅｆとの差分を増幅して誤差電圧Ｖｅｒｒを生成する。誤差アンプＡＭＰの負入力端子には、選択電圧を抵抗Ｒ１，Ｒ２によって分圧した電圧が供給される。誤差アンプＡＭＰの正入力端子には、基準電圧Ｖｒｅｆが供給される。
なお、基準電圧Ｖｒｅｆは、固定的ではなく、設定や温度などの環境などに応じて適宜可変される電圧である。
【００４１】
図４は、電気泳動表示部５の電気的構成の一例を示す回路図である。
図４に示すように、電気泳動表示部５には、図示のＸ軸方向に延在する複数の走査線Ｇ（Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍ）と、Ｙ軸方向（Ｘ軸と直交する方向）に延在する複数のデータ線Ｓ（Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎ）とが形成されている。走査線Ｇとデータ線Ｓとの交差部に対応して画素１０が形成されている。画素１０は、Ｙ軸方向に沿ってｍ個、Ｘ軸方向に沿ってｎ個のマトリクス状に配列されており、各々の画素１０に走査線Ｇとデータ線Ｓとが接続されている。また電気泳動表示部５には、ＨＶ電源２９（図２）に含まれる共通電源１６３から延びる共通電極配線５５と容量線Ｃとが形成されている。
【００４２】
画素１０には、画素スイッチング素子としての選択トランジスタ２１と、保持容量２２と、画素電極２４と、共通電極２５と、電気泳動層２６とが形成されている。
選択トランジスタ２１はＮ−ＭＯＳ（Negative-channel Metal Oxide Semiconductor）ＴＦＴで構成されている。選択トランジスタ２１のゲートに走査線Ｇが接続され、ソースにデータ線Ｓが接続され、ドレインには保持容量２２の一方の電極と画素電極２４とが接続されている。
【００４３】
保持容量２２は、誘電体膜を介して対向配置された一対の電極からなる。保持容量２２の一方の電極は選択トランジスタ２１のドレインに接続され、他方の電極は容量線Ｃに接続されている。保持容量２２は選択トランジスタ２１を介して書き込まれた画像信号を一定期間保持し、画素電極２４の電位を維持する機能を奏する。
【００４４】
電気泳動層２６は、電気泳動素子やコレステリック液晶素子、電子粉流素子などからなる。例えば電気泳動素子としては、電気泳動粒子と分散媒とが封入されたマイクロカプセルを配列したものや、隔壁と基板により区画された空間に電気泳動粒子と分散媒とを封入したものが挙げられる。
【００４５】
走査線駆動回路６１は、複数の走査線Ｇを順次駆動する回路である。走査線駆動回路６１は、電気泳動表示部５に形成された走査線Ｇと接続されており、各々の走査線Ｇを介してそれぞれ対応する行の画素１０に接続されている。走査線駆動回路６１は、走査線Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍの各々に選択信号をパルス状に順次供給し、走査線Ｇの一本一本を逐次的に選択状態にする。選択状態とは、走査線Ｇに接続される選択トランジスタ２１がオンしている状態である。この走査線駆動回路６１は、ＶＹ電源１９の出力を電源とし、駆動コントローラー１８から送られてくる制御信号に従って複数の走査線Ｇのうちの一を選択して所定の電圧を印加する。ここでは、走査線Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍに電圧生成部１３で生成された所定の電圧をそれぞれ供給する。
【００４６】
データ線駆動回路６２は、電気泳動表示部５に形成されたデータ線Ｓと接続されており、各々のデータ線Ｓを介してそれぞれ対応する列の画素１０に接続されている。データ線駆動回路６２は、複数のデータ線ＳをＶＸ電源２０の出力を電源として一括して駆動し、表示される画像に応じて、一のデータ線Ｓに複数のデータ信号を順次供給する。ここでは、データ線Ｓ（Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎ）に電圧生成部１３で生成された所定の電圧を供給する。
【００４７】
なお、後述する動作説明では、画像信号はハイレベル電位ＶＨ（例えば１５Ｖ）又はローレベル電位ＶＬ（例えば０Ｖや−１５Ｖ）の２値的な電位をとるものとしている。また本実施形態では、黒色が表示されるべき画素１０に対して画素データ「０」に対応するハイレベルの画像信号（電位ＶＨ）が供給され、白色が表示されるべき画素１０に対して画素データ「１」に対応するローレベルの画像信号（電位ＶＬ）が供給されるものとする。
【００４８】
また、共通電極２５には、共通電源１６３から電位Ｖcomが供給され、容量線Ｃには、共通電源１６３から電位が供給される。
ただし後述する動作説明では、説明の簡単のために、共通電極２５の電位Ｖcomは、ローレベル電位ＶＬ（例えば０Ｖや−１５Ｖ）、又はハイレベル電位ＶＨ（例えば１５Ｖ）の２値的な電位をとるものとする。また容量線Ｃの電位は、基準電位（例えば０Ｖ）に固定されているものとする。
【００４９】
次に、電圧生成部１３の動作について説明する。
まず、スイッチＳＷがオンすると、インダクタＬには、電源電圧から接地方向にオン電流Ｉｏｎが流れるので、エネルギーが蓄積されることとなる。一方、スイッチＳＷがオフすると、オフ電流Ｉｏｆｆが流れるので、スイッチＳＷのオン期間に蓄積されたエネルギーは、ダイオードＤ１の順方向を介し、かつ、電源電圧に対して直列に加算されてキャパシタＣｓに移動することとなる。また、インダクタＬに蓄積されたエネルギーが全てキャパシタＣｓに移動すると、ダイオードＤ１は逆バイアスとなるので、キャパシタＣｓの他端に現れる選択電圧が電源電圧側に逆流しない。このため、選択電圧ＶＳＰは、スイッチＳＷのオンオフ毎に、上昇することとなる。
【００５０】
上述したように、本実施形態の電気泳動層２６には種々の構成を適用することができるが、以下の説明では、発明を理解しやすくするために電気泳動層２６が電気泳動素子であるとして説明する。
図５は電気泳動素子の動作説明図であり、図５（ａ）は画素を白表示する場合、図５（ｂ）は画素を黒表示する場合をそれぞれ示している。
【００５１】
図５（ａ）に示す白表示の場合には、共通電極２５が相対的に高電位、画素電極２４が相対的に低電位に保持される。これにより、負に帯電した白色粒子２７が共通電極２５に引き寄せられる一方、正に帯電した黒色粒子２８が画素電極２４に引き寄せられる。その結果、表示面側となる共通電極２５側からこの画素を見ると、白色（Ｗ）が認識される。
図５（ｂ）に示す黒表示の場合、共通電極２５が相対的に低電位、画素電極２４が相対的に高電位に保持される。これにより、正に帯電した黒色粒子２８が共通電極２５に引き寄せられる一方、負に帯電した白色粒子２７が画素電極２４に引き寄せられる。その結果、共通電極２５側からこの画素を見ると黒色（Ｂ）が認識される。
【００５２】
なお、本実施形態では走査線駆動回路６１とデータ線駆動回路６２とを備えたアクティブマトリクス方式の電気泳動表示部５を示したが、電気泳動表示部５としては、パッシブマトリクス方式やセグメント駆動方式の電気泳動パネルであってもよい。また、他のアクティブマトリクス方式を採用してもよい。例えば、画素毎に選択トランジスタと駆動トランジスタと保持容量とを備え、選択トランジスタのドレイン及び保持容量の一方の電極が駆動トランジスタのゲートに接続されている２Ｔ１Ｃ（２トランジスタ・１キャパシタ）方式を採用してもよい。あるいは、画素毎に、選択トランジスタのドレインに接続されたラッチ回路を備えたＳＲＡＭ方式を採用してもよく、ラッチ回路の出力により画素電極と制御線との接続を制御する方式であってもよい。いずれの方式においても、走査線により選択トランジスタが選択された際に、データ線からの画像信号が選択トランジスタを介して画素回路内に供給され、画素電極は、当該画像信号に応じた電位となる。
これらの方式であっても、電気泳動表示部５の一部の画素１０を選択的に駆動することができ、後述する駆動方法を適用して画像表示を行うことができる。
【００５３】
［駆動方法］
図６は、電気泳動表示装置（電子ブックリーダー）の動作例を説明するための模式図である。
本実施形態の電気泳動表示装置の駆動方法について述べる。
ここでは、ＣＰＵ１５による負荷の解析とその解析結果に基づく電気泳動表示装置の制御の方法について説明する。
電気泳動表示部５の各画素１０の表示状態は、白または黒として説明する。また、データ線Ｓに供給すべき電位レベル（データ信号）については、便宜的に、白を表示するときの電位レベルをローレベル（画素データ「０」）とし、黒を表示するときの電位レベルをハイレベル（画素データ「１」）とする。データ線Ｓに供給すべき電位レベルがローレベルからハイレベルに変化する場合に、電圧生成部１３からデータ線Ｓに対して電流（例えば充電電流）が供給され、データ線Ｓに供給すべき電位レベルがハイレベルからローレベルに変化する場合は、電圧生成部１３からデータ線Ｓに対して電流（例えば放電電流）が供給されることとする。
【００５４】
本実施形態の電気泳動表示装置１の駆動方法は、（Ａ）特徴量取得ステップと、（Ｂ）駆動周波数設定ステップと、を有し、ホストコンピューターからＣＰＵ１５に送られてきた画像データに基づいて、電圧生成部１３の駆動周波数を制御し、生成された電圧をＨＶ電源２９へ供給する。
なお、実際の駆動過程では、（Ａ）特徴量取得ステップよりも以前に、ホストコンピューター（不図示）から表示画像の画像データがＣＰＵ１５（図２）に供給され、ＣＰＵ１５は供給された画像データをメモリ１７内に設けられるワークエリアに展開する。
【００５５】
まず、（Ａ）特徴量取得ステップでは、メモリ１７から画像データＤｍを取得し、かかる画像データＤｍを回路内で解析する。この動作により、画像データＤｍに含まれるデータ線Ｓに沿う方向で隣り合う異なる画素データの階調の境界数を演算部１６においてカウントする。
【００５６】
具体的に、ＣＰＵ１５は、電気泳動表示部５の複数の画素１０によって表示されている画像を書き換えるために負荷（画像データＤｍに含まれるデータ線Ｓに沿う方向で隣り合う異なる階調の境界数）を解析し、その負荷に応じて電圧生成部１３からＨＶ電源２９（データ線駆動回路６２）への電流供給能力を切り替えて、この切り替えを行った後、複数の画素１０によって表示されている画像を書き換える制御を行うようになっている。
【００５７】
なお、本実施形態において画像を書き換えるための負荷とは、データ線Ｓの電位を切り替える回数である。駆動コントローラー１８は、画像表示を行う際、図６の複数の走査線Ｇを順に１本ずつ時分割で駆動し、走査線Ｇの選択タイミングに応じて複数のデータ線Ｓを所定の複数の電圧レベルに一括して駆動することで、各画素１０の画素電極２４の電位を設定する。
【００５８】
その際、データ線Ｓの電位を切り替えるには、走査線Ｇによって選択された各画素１０の画素電極２４と共通電極２５との間の容量だけでなく、データ線Ｓの寄生容量に対する電荷の充放電が必要となる。データ線Ｓの寄生容量に対する電荷の充放電は、走査線Ｇの各走査（すなわち、異なる走査線Ｇの各選択動作）において、表示する画素データが切り替わるごと、つまり、データ線Ｓの電位レベル（データ信号）が切り替わるごとに発生する。
【００５９】
例えば、図４において、走査線Ｇ１の次に走査線Ｇ２が選択されるとしたとき、走査線Ｇ１が選択されたときのデータ線Ｓ１の電位レベルＶｄａと、走査線Ｇ２が選択されたときのデータ線Ｓ２の電位レベルＶｄｂとが互いに異なる場合に、大きな充電または放電電流が発生し、電位レベルＶｄａと電位レベルＶｄｂとが等しい場合には、充放電電流がほとんど発生しないことになる。
【００６０】
そのため、本実施形態のＣＰＵ１５（演算部１６）は、データ線Ｓの各々に供給されるデータ信号に基づいて、各データ線Ｓの電位が切り替わる回数（反転する回数）をカウントし、これを画素間における階調の境界の数として抽出することによって、画像を書き換えるための負荷、つまり、電圧生成部１３に対する負荷を解析する。
【００６１】
具体的には、図６に示すように、画像データにおいて、画像データを構成する複数の画素データ「０」と複数の画素データ「１」とは、電気泳動表示部５の画素配列に対応する配列に展開されているので、演算部１６は、この画素データの配列内において画素データ「０」と画素データ「１」とが縦方向で隣り合う部分における境界の数をカウントする。そして、カウントされた境界の数を特徴量として抽出する。
【００６２】
次に、（Ｂ）駆動周波数設定ステップでは、ＣＰＵ１５は、書き換えるデータ線Ｓの数（画像データＤｍに含まれるデータ線Ｓに沿う方向で隣り合う異なる階調の境界数）、つまり、電圧生成部１３にかかる負荷に応じて電流供給能力を切り替える。
【００６３】
本実施形態におけるメモリ１７には、データ信号の変化の数（画像データＤｍに含まれるデータ線Ｓに沿う方向で隣り合う異なる階調の境界数）と、電圧生成部１３の駆動周波数との対応関係を示すテーブルが予め記憶されている。ＣＰＵ１５は、演算部１６において算出された、電気泳動表示部５に表示する画像データの特徴量を用いてメモリ１７に記憶された駆動周波数対応テーブル（図７）を参照し、取得した駆動周波数を電圧生成部１３の駆動周波数として設定する。
【００６４】
上述したように、ＣＰＵ１５は、表示更新の際に、次に更新するフレームデータおよび電圧生成部１３の周波数設定値をメモリ１７から取得することになるが、電圧生成部１３は、高負荷電流の場合、駆動周波数を高めることにより効率のピークが上昇する。
このため、図７に示すように、予め用意しておいたコンテンツの負荷（白黒境界数）と電圧生成部１３の駆動周波数とを対応付けたテーブルにしたがって、ＣＰＵ１５によって算出された負荷電流に基づいて、実際に駆動させる際の電圧生成部１３の駆動周波数を設定し、その周波数で電圧生成部１３を駆動させる構成とすることで、最適な電源効率と安定した電圧供給が両立する。
【００６５】
画像表示において、負荷電流が大きい場合には、電圧生成部１３の駆動周波数も大きくなるので電圧生成部１３の周波数を高くしなければならず、周波数を高くすると、効率のピークが高電流側にシフトするため、低負荷の画像データを表示する場合に効率が悪くなる。また、負荷電流が小さい場合には、電圧生成部１３の駆動周波数も小さくなるので電圧生成部１３の周波数を低くしなければならないが、周波数を低くすると、効率のピークが低電流側にシフトするため、高負荷の画像データを表示する場合に駆動に必要な電流が不足してしまう。
【００６６】
このため、ＣＰＵ１５は、このメモリ１７に格納されているテーブルを参照して、演算部１６によって算出されたデータ信号の変化数（画像データＤｍに含まれるデータ線Ｓに沿う方向で隣り合う異なる階調の境界数）に合わせて、電圧生成部１３を動作させる駆動周波数を選択することにより、データ信号の変化（画像データＤｍに含まれるデータ線Ｓに沿う方向で隣り合う異なる階調の境界数）の増加に合わせてデータ線駆動回路６２の電流供給能力を大きくしている。
【００６７】
本実施形態によれば、画像データの解析結果に基づいて、電圧生成部１３に対するデータ線駆動回路６２への電圧供給能力をページ単位で切り替えることで、駆動の負荷が小さいときには電流供給能力を小さくして効率を高め、電圧生成部１３自体の消費電流を低減することができる。また、このようにして電圧生成部１３の電源能力を設定することによって、電圧生成部１３による安定した電圧の供給が可能となる。
【００６８】
また、メモリ１７には、データ信号の変化の数（画像データＤｍに含まれるデータ線Ｓに沿う方向で隣り合う異なる階調の境界数）と、電圧生成部１３の駆動周波数との対応関係を示すテーブルが格納されているが、これに、温度との関係も付加してもよい。画像データの白黒境界数と使用環境の温度とによって電気泳動表示装置１の消費電力が決定されることから、これらに着目して、電圧生成部１３の最適な駆動周波数を設定することにより、電圧生成部１３の効率を描画データごとに最適に制御することが可能となる。したがって、使用環境温度にも対応して、常に効率のよい駆動を実現させることができ、さらなる消費電力化が可能になる。
これにより、フレーム画像の白黒境界数および温度に依存して電圧生成部１３の負荷駆動能力を効率よく制御することが可能となる。
【００６９】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態の電気泳動表示装置について説明する。
図８は、第２実施形態の電気泳動表示装置の概略構成を示す概略構成図であり、図９は、図８に示す画素の回路構成図である。
図８に示すように、電気泳動表示装置２は、複数の画素１０が配列された電気泳動表示部５を備えている。電気泳動表示部５の周辺には、走査線駆動回路６１、データ線駆動回路６２、メインコントローラー６３及び共通電源変調回路６４が配置されている。走査線駆動回路６１、データ線駆動回路６２及び共通電源変調回路６４は、それぞれメインコントローラー６３と接続されている。メインコントローラー６３は、上位装置から供給される画像データや同期信号に基づき、これらを総合的に制御する。
【００７０】
電気泳動表示部５には走査線駆動回路６１から延びる複数の走査線Ｇと、データ線駆動回路６２から延びる複数のデータ線Ｓとが形成されており、これらの交差位置に対応して画素１０が設けられている。
【００７１】
走査線駆動回路６１は、ｍ本の走査線Ｇ（Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍ）を介して各々の画素１０に接続されており、メインコントローラー６３の制御のもと、１行目からｍ行目までの走査線Ｇを順次選択し、画素１０に設けられた駆動用ＴＦＴ４１（図９参照）のオンタイミングを規定する選択信号を、選択した走査線Ｇを介して供給する。
【００７２】
データ線駆動回路６２は、ｎ本のデータ線Ｓ（Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎ）を介して各々の画素１０に接続されており、メインコントローラー６３の制御のもと、画素１０の各々に対応する１ビットの画像データを規定する画像信号を画素１０に供給する。
なお、本実施形態では、画像データ（画素データ）「０」を規定する場合にはローレベルの画像信号を画素１０に供給し、画像データ（画素データ）「１」を規定する場合はハイレベルの画像信号を画素１０に供給するものとする。
【００７３】
電気泳動表示部５にはまた、共通電源変調回路６４から延びる低電位電源線４９、高電位電源線５０、共通電極配線５５、第１の制御線９１、及び第２の制御線９２が設けられており、それぞれの配線は画素１０と接続されている。共通電源変調回路６４は、メインコントローラー６３の制御のもと、上記の配線の各々に供給すべき各種信号を生成する一方、これら各配線の電気的な接続及び切断（ハイインピーダンス化）を行う。
【００７４】
図９は、画素１０の回路構成図である。
画素１０には、図９に示すように、駆動用ＴＦＴ（Thin Film Transistor）４１（画素スイッチング素子）と、ラッチ回路（メモリ回路）７０と、スイッチ回路８０と、電気泳動素子３２と、画素電極２４と、共通電極２５とが設けられている。これらの素子を取り囲むように、走査線Ｇ、データ線Ｓ、低電位電源線４９、高電位電源線５０、第１の制御線９１、及び第２の制御線９２が配置されている。画素１０は、ラッチ回路７０により画像信号を電位として保持するＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）方式の構成である。
【００７５】
駆動用ＴＦＴ４１は、Ｎ−ＭＯＳ（Negative Metal Oxide Semiconductor）トランジスタからなる画素スイッチング素子である。駆動用ＴＦＴ４１のゲート端子は走査線Ｇに接続され、ソース端子はデータ線Ｓに接続され、ドレイン端子はラッチ回路７０のデータ入力端子Ｎ１に接続されている。スイッチ回路８０は、ラッチ回路７０のデータ出力端子Ｎ２及びデータ入力端子Ｎ１、並びに画素電極２４と接続されている。画素電極２４と共通電極２５との間に電気泳動素子３２が挟持されている。
【００７６】
ラッチ回路７０は、転送インバータ７０ｔと帰還インバータ７０ｆとを備えている。転送インバータ７０ｔ及び帰還インバータ７０ｆはいずれもＣ−ＭＯＳインバータである。転送インバータ７０ｔと帰還インバータ７０ｆとは、互いの入力端子に他方の出力端子が接続されたループ構造を成しており、それぞれのインバータには、高電位電源端子ＰＨを介して接続された高電位電源線５０と、低電位電源端子ＰＬを介して接続された低電位電源線４９とから電源電圧が供給される。
【００７７】
転送インバータ７０ｔは、互いのドレイン端子がデータ出力端子Ｎ２に接続されたＰ−ＭＯＳトランジスタ７１とＮ−ＭＯＳトランジスタ７２とを有している。Ｐ−ＭＯＳトランジスタ７１のソース端子は高電位電源端子ＰＨに接続され、Ｎ−ＭＯＳトランジスタ７２のソース端子は低電位電源端子ＰＬに接続されている。Ｐ−ＭＯＳトランジスタ７１及びＮ−ＭＯＳトランジスタ７２のゲート端子（転送インバータ７０ｔの入力端子）は、データ入力端子Ｎ１（帰還インバータ７０ｆの出力端子）と接続されている。
【００７８】
帰還インバータ７０ｆは、互いのドレイン端子がデータ入力端子Ｎ１に接続されたＰ−ＭＯＳトランジスタ７３とＮ−ＭＯＳトランジスタ７４とを有している。Ｐ−ＭＯＳトランジスタ７３及びＮ−ＭＯＳトランジスタ７４のゲート端子（帰還インバータ７０ｆの入力端子）は、データ出力端子Ｎ２（転送インバータ７０ｔの出力端子）と接続されている。
【００７９】
ラッチ回路７０に画素データ「１」（ハイレベルの画像信号）が記憶されると、ラッチ回路７０のデータ出力端子Ｎ２からローレベルの信号が出力される。一方、ラッチ回路７０に画素データ「０」（ローレベルの画像信号）が記憶されると、データ出力端子Ｎ２からハイレベルの信号が出力される。
【００８０】
スイッチ回路８０は、第１のトランスミッションゲートＴＧ１と、第２のトランスミッションゲートＴＧ２とを備えて構成されている。
第１のトランスミッションゲートＴＧ１は、Ｎ−ＭＯＳトランジスタ８１とＰ−ＭＯＳトランジスタ８２とからなる。Ｎ−ＭＯＳトランジスタ８１及びＰ−ＭＯＳトランジスタ８２のソース端子は第１の制御線９１に接続され、Ｎ−ＭＯＳトランジスタ８１及びＰ−ＭＯＳトランジスタ８２のドレイン端子は画素電極２４に接続されている。また、Ｎ−ＭＯＳトランジスタ８１のゲート端子は、ラッチ回路７０のデータ入力端子Ｎ１（駆動用ＴＦＴ４１のドレイン端子）に接続され、Ｐ−ＭＯＳトランジスタ８２のゲート端子は、ラッチ回路７０のデータ出力端子Ｎ２に接続されている。
【００８１】
第２のトランスミッションゲートＴＧ２は、Ｎ−ＭＯＳトランジスタ８３とＰ−ＭＯＳトランジスタ８４とからなる。Ｎ−ＭＯＳトランジスタ８３及びＰ−ＭＯＳトランジスタ８４のソース端子は第２の制御線９２に接続され、Ｎ−ＭＯＳトランジスタ８３及びＰ−ＭＯＳトランジスタ８４のドレイン端子は、画素電極２４に接続されている。また、Ｎ−ＭＯＳトランジスタ８３のゲート端子は、ラッチ回路７０のデータ出力端子Ｎ２に接続され、Ｐ−ＭＯＳトランジスタ８４のゲート端子は、ラッチ回路７０のデータ入力端子Ｎ１に接続されている。
【００８２】
ここで、ラッチ回路７０に画素データ「１」（ハイレベルの画像信号）が記憶され、データ出力端子Ｎ２からローレベルの信号が出力された場合、第１のトランスミッションゲートＴＧ１がオン状態となり、第１の制御線９１を介して供給される電位Ｓ１が画素電極２４に入力される。一方、ラッチ回路７０に画素データ「０」（ローレベルの画像信号）が記憶され、データ出力端子Ｎ２からハイレベルの信号が出力された場合、第２のトランスミッションゲートＴＧ２がオン状態となり、第２の制御線９２を介して供給される電位Ｓ２が画素電極２４に入力される。
【００８３】
画素電極２４は、Ａｌ（アルミニウム）などにより形成された電気泳動素子３２に電圧を印加する電極である。共通電極２５は、画素電極２４とともに電気泳動素子３２に電圧を印加する電極であり、ＭｇＡｇ（マグネシウム銀）、ＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）、ＩＺＯ（インジウム・亜鉛酸化物）などから形成された透明電極である。共通電極２５には、共通電極配線５５を介して共通電極電位Ｖcomが供給される。電気泳動素子３２は、画素電極２４と共通電極２５との電位差によって生じる電界により画像を表示させる。
【００８４】
［駆動方法］
次に、上記構成を備えた電気泳動表示装置の駆動方法を説明する。
図１０〜図１２は、画像データにおける境界のカウント方法を説明するための図である。図１０〜図１２に示すように、画像データは、１画素に対応する画素データが、電気泳動表示部５と同様のマトリクス状に配列された構造である。なお、これらの図では説明を簡単にするために画像データの一部のみを抜き出して示している。
【００８５】
本実施形態に係る電気泳動表示装置１では、画素データ「０」に対応するローレベルの画像信号が入力された画素１０は白表示され、画素データ「１」に対応するハイレベルの画像信号が入力された画素１０は黒表示される。したがって、図１０〜図１２では、「０」に対応する画素データを白色のタイルとして表示し、「１」に対応する画素データを黒色のタイルとして表示している。
【００８６】
なお、本実施形態では、多数回の画像データ転送が不要なＳＲＡＭ方式の画素構造を採用しているので、データ線Ｓの充放電が低下し、画素１０間における電気泳動素子の接着層のリークの方が支配的になる。よって、データ線Ｓに沿う方向だけでなく、走査線Ｇに沿う方向で隣り合う異なる階調をカウントし、全画像データの階調を把握する。よって、電気泳動表示部５に表示される画像データのデータ線および走査線に沿った方向で隣り合う第１の階調の画素データと、第２の階調の画素データとの境界長さを特徴量として抽出し、この特徴量に基づいて電圧生成部１３の駆動周波数を制御する。
【００８７】
まず、図１０に示す例では、画像データＤｍは３行３列に配列された９個の画素データｄからなる。画像データＤｍにおいて、図示中央に、１個の画素データ「１」（黒）が配置され、その周囲に画素データ「０」（白）が配置されている。そして、図中に矢印を付して示すタイル辺縁が、異なる階調のデータの境界である。この例の画像データＤｍでは、矢印を付した境界の数である特徴量は４となる。
【００８８】
図１１に示す例では、画像データＤｍは５行５列に配列された２５個の画素データｄからなる。画像データＤｍにおいて、大略Ｓ形のジグザグに並んだ５個の画素データ「０」（白）が中央部に配置されており、これらを取り囲むようにして画素データ「１」（黒）が配置されている。この場合には、境界の数である特徴量は１２である。
【００８９】
図１２に示す例では、縦一列に並んだ３個の画素データ「１」（黒）からなる画素データ群ｄｍ１と、縦一列に並んだ２個の画素データ「１」（黒）からなる画素データ群ｄｍ２とが、画素データ「０」（白）に取り囲まれるようにして配置されている。画素データ群ｄｍ１と画素データ群ｄｍ２との間にも、画素データ「０」（白）が配置されている。この場合には、境界の数である特徴量は１４である。
【００９０】
図１１と図１２に示す画像データＤｍに含まれる画素データ「１」（黒）の数はいずれも５個であるが、画素データ「１」（黒）が不連続に配置されている図１２の画像データＤｍの方が境界の数が多く、特徴量は大きくなる。
【００９１】
境界の数をカウントする具体的な方法としては、種々の方法を採用することができる。
例えば、まず画像データＤｍの各行内で異なる階調の画素データｄ同士の境界数（辺の数）をカウントすることで行方向の境界数を取得する。
【００９２】
次に、画像データＤｍの各列内で同様に境界数をカウントすることで列方向の境界数を取得する。そして、得られた行方向の境界数と列方向の境界数とを合算することで、画像データＤｍの特徴量（境界の数）を取得することができる。
【００９３】
あるいは、画像データＤｍを構成する各々の画素データｄについて、当該画素データｄと辺が接する２〜４個の画素データｄとの階調値の比較を行うことで、各画素データｄに対応する境界数を取得する。そして、すべての画素データｄについての境界数を合算し、これを１／２倍することで特徴量を取得することができる。
【００９４】
階調の異なるリーク電流は、隣接して配置された２つの画素電極２４の電位差によって生じ、電位の異なる画素電極２４同士の境界は全て画素間リークの経路になるからである。したがって、階調の異なる画素データの境界数である特徴量によって電気泳動表示部５に含まれるリーク経路の数を得ることができ、これにより、画像データにおけるリーク電流を見積もることができる。そして、かかる見積もりに基づいて、画像表示にかかる電圧生成部１３の駆動周波数を設定し、データ線駆動回路６２に対して所定の電圧を供給することができる。これにより、電圧生成部１３における電力の消費を抑えることができる。
【００９５】
なお、本実施形態では、メインコントローラー６３において、上位装置から入力された画像データＤ（あるいは画像データＤｍ）を解析することで特徴量を取得する場合について説明したが、特徴量が画像データＤに随伴して上位装置から入力される構成としてもよい。すなわち、画像データＤの作成時に特徴量を画像データＤに固有の情報として取得しておき、画像データＤに埋め込んだ状態、あるいは画像データＤとともにデータ信号としてメインコントローラー６３に入力するようにしてもよい。特徴量が画像データＤに埋め込まれている場合には、制御回路１６１やメモリ制御回路１６６において画像データＤから特徴量を取得すればよい。あるいは画像データＤから特徴量を取り出す機能をエッジカウント回路１６７に実装してもよい。
このように特徴量を予め取得された別個の情報として上位装置から入力するように構成すれば、エッジカウント回路１６７を省略可能になるので、メインコントローラー６３の回路規模を縮小できる。
【００９６】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００９７】
（電子機器）
次に、上記各実施形態の電気泳動表示部５を、電子機器に適用した場合について説明する。
図１３は、腕時計１０００の正面図である。腕時計１０００は、時計ケース１００２と、時計ケース１００２に連結された一対のバンド１００３とを備えている。
時計ケース１００２の正面には、上記実施形態の電気泳動表示部５からなる表示部１００５と、秒針１０２１と、分針１０２２と、時針１０２３とが設けられている。時計ケース１００２の側面には、操作子としての竜頭１０１０と操作ボタン１０１１とが設けられている。竜頭１０１０は、ケース内部に設けられる巻真（図示は省略）に連結されており、巻真と一体となって多段階（例えば２段階）で押し引き自在、かつ、回転自在に設けられている。表示部１００５では、背景となる画像、日付や時間などの文字列、あるいは秒針、分針、時針などを表示することができる。
【００９８】
図１４は、電子ペーパー１１００の構成を示す斜視図である。電子ペーパー１１００は、上記実施形態の電気泳動表示部５を表示領域１１０１に備えている。電子ペーパー１１００は可撓性を有し、従来の紙と同様の質感及び柔軟性を有する書き換え可能なシートからなる本体１１０２を備えて構成されている。
【００９９】
図１５は、電子ノート１２００の構成を示す斜視図である。電子ノート１２００は、上記の電子ペーパー１１００が複数枚束ねられ、カバー１２０１に挟まれているものである。カバー１２０１は、例えば外部の装置から送られる表示データを入力する図示は省略の表示データ入力手段を備える。これにより、その表示データに応じて、電子ペーパーが束ねられた状態のまま、表示内容の変更や更新を行うことができる。
【０１００】
以上の腕時計１０００、電子ペーパー１１００、及び電子ノート１２００によれば、本発明に係る電気泳動表示部５が採用されているので、輪郭の滑らかな高品位の表示が可能であり、また省電力性にも優れた表示部を備えた電子機器となる。なお、上記の電子機器は、本発明に係る電子機器を例示するものであって、本発明の技術範囲を限定するものではない。例えば、携帯電話、携帯用オーディオ機器などの電子機器の表示部にも、本発明に係る電気泳動表示装置は好適に用いることができる。
【符号の説明】
【０１０１】
Ｇ 走査線、Ｓ データ線、１０ 画素、ＴＲ、４１ 駆動トランジスタ、６１ 走査線駆動回路、６２ データ線駆動回路、６３ メインコントローラー（制御回路）、１３ 電圧生成部、Ｎ 特徴量、１５ ＣＰＵ（電圧制御部）、１，２ 電気泳動表示装置、Ｓ（Ａ） 特徴量取得ステップ、（Ｂ） 駆動周波数設定ステップ、１０００ 腕時計（電子機器）、１１００ 電子ペーパー（電子機器）、１２００ （電子ノート）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気泳動表示装置、電気泳動表示装置の制御回路、電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気泳動表示装置として、一対の基板間に液相分散媒と電気泳動粒子とを有する電気泳動素子を挟持した構成のものが知られている。この種の電気泳動表示装置では、電気泳動素子を挟持する一対の電極に電圧を印加することで電気泳動粒子の分布状態を変化させて表示を行う。この電気泳動素子は、予め対向基板側に形成され、素子基板と接着するための接着層までを含めた電気泳動シートとして構成されている。そして、電気泳動シートの接着層と素子基板上の絶縁膜とが接着されることで、電気泳動表示装置が構成されている。
【０００３】
電気泳動表示素子は上述した構成となっており、接着剤を介して、異なる電圧が印加される画素電極間でリーク電流が発生する。画素電極間の電位差により発生するリーク電流は、白表示と黒表示との境界数が多いほど増大する。また、このリーク電流は温度上昇に伴い増加する傾向がある。
【０００４】
電気泳動素子においては、画素電極のみならず、ＴＦＴアレイ基板（素子基板）の配線容量を充放電させる必要がある。配線容量に関してはデータ線を画素電圧に応じた電圧で充電するため、白黒を交互に描画するパターンであるほど、データ線の無駄な充放電電力を消費してしまう。
【０００５】
このように、電気泳動表示装置の消費電力は表示を切り替える際に増加する。つまり、隣り合う画素間で異なる表示を行う場合、白表示の画素と黒表示の画素との境界長さで消費エネルギーが決定され、温度のみならず、描画データに消費電力が大きく依存する。このため、従来の電源構成としては、最大負荷を想定してＤＣＤＣ電源を駆動する必要があった（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１７５４０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記した特許文献１記載では、画像データのリーク電流量に応じて画像表示にかかる動作モードを省電力モードと通常モードに切り替えることにより、電力の消費を抑えていたが、画像データに対して対応が２種類しかないため、最適な方法とは言えなかった。
【０００８】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであって、消費電力が低減された電気泳動表示装置、電気泳動表示装置の制御回路、電子機器を提供することを目的の一つとしている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の電気泳動表示装置は、複数の走査線と、前記複数の走査線に対して交差する複数のデータ線と、前記複数の走査線のうち一の走査線と前記複数のデータ線のうち一のデータ線との交点に対応して設けられた複数の画素と、前記画素と前記一のデータ線との間に電気的に接続された駆動トランジスタと、前記複数の走査線が電気的に接続された走査線駆動回路と、前記複数のデータ線に電気的に接続され、表示される画像に応じて前記複数のデータ線のうち一のデータ線に複数のデータ信号を順次出力するデータ線駆動回路と、前記走査線駆動回路と前記データ線駆動回路との駆動電圧を生成する電圧生成部と、前記複数の画素からなる表示部に表示される画像データのうち少なくとも前記データ線に沿った方向で隣り合う第１の階調の画素データと第２の階調の画素データとの境界長さを特徴量として抽出し、前記特徴量に基づいて前記電圧生成部の駆動周波数を制御することを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、表示部に画像データを送信するに先立って、画像データのうち少なくともデータ線に沿った方向で隣り合う第１の階調の画素データと、第２の階調の画素データとの境界長さを特徴量として抽出し、この特徴量に基づいて電圧生成部の駆動周波数を電圧制御部において制御するようになっている。このように、画像を表示する前に電圧生成部にかかる負荷や画素間に生じるリーク電流量を見積もるとともに、かかる見積もりに基づいて画像表示に係る電圧生成部の駆動周波数を設定し、負荷やリーク電流量が大きくなりやすい画像データによる表示を行う場合と、負荷やリーク電流量が小さい画像データによる表示を行う場合とで電圧生成部の駆動周波数を変更させることによって、電力の消費を抑えることができる。
【００１１】
また、前記電圧制御部は、前記表示部に表示される前記画像データの前記走査線に沿った方向で隣り合う第１の階調の画素データと前記第２の階調の画素データとの境界長さを特徴量として抽出し、前記特徴量に基づいて前記電圧生成部の駆動周波数を制御する電圧制御部と、を有することとしてもよい。
【００１２】
本発明によれば、表示部に画像データを送信するに先立って、画像データの走査線に沿った方向で隣り合う第１の階調の画素データと第２の階調の画素データとの境界長さを特徴量として抽出し、この特徴量に基づいて電圧生成部の駆動周波数を電圧制御部において制御することによって、データ線に沿う方向だけでなく走査線に沿う方向において階調の異なる画素データの境界長さを特徴量として抽出することができる。このように、画像データ全てに関し、電圧生成部にかかる負荷やリーク電流量を見積もるようになっている。そして、かかる見積もりに基づいて画像表示に係る電圧生成部の駆動周波数を設定することができる。これにより、多数回の画像データ転送が不要なＳＲＡＭ方式の画素構造においても、負荷やリーク電流量が大きくなりやすい画像データによる表示を行う場合と、負荷やリーク電流量が小さい画像データによる表示を行う場合とで電圧生成部の駆動周波数を変更させることによって、電力の消費を抑えることができる。
【００１３】
本発明の電気泳動表示装置の制御回路は、複数の走査線と、前記複数の走査線に対して交差する複数のデータ線と、前記複数の走査線のうち一の走査線と前記複数のデータ線のうち一のデータ線との交点に対応して設けられた画素と、前記画素と前記一のデータ線との間に電気的に接続された駆動トランジスタと、前記複数の走査線が電気的に接続された走査線駆動回路と、前記複数のデータ線に電気的に接続され、前記複数の画素からなる表示部に表示される画像に応じて前記複数のデータ線のうち一のデータ線に複数のデータ信号を順次出力するデータ線駆動回路と、前記表示部と前記走査線駆動回路と前記データ線駆動回路との駆動電圧を生成する電圧生成部とを備えた電気泳動表示装置の制御回路であって、前記表示部に表示される画像データのうち少なくとも前記データ線に沿った方向で隣り合う第１の階調の画素データと第２の階調の画素データとの境界長さを特徴量として抽出し、前記特徴量に基づいて前記電圧生成部の駆動周波数を制御する電圧制御部を備え、前記表示部に送信する画像データのうち少なくとも前記データ線に沿った方向で隣り合う第１の階調の画素データと、第２の階調の画素データとの境界長さを特徴量として抽出する特徴量取得ステップと、前記特徴量に基づいて前記電圧生成部の駆動周波数を設定する駆動周波数設定ステップと、を有することを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、表示部に画像データを送信するに先立って画像データから特徴量を取得し、評価するので、画像を表示する前に電圧生成部にかかる負荷や画素間に生じるリーク電流量を見積もることができる。本発明では、画像データのうち少なくともデータ線に沿った方向で隣り合う第１の階調の画素データと第２の階調の画素データとの境界長さを特徴量として抽出することによって、電圧生成部にかかる負荷や画素間に生じるリーク電流量を見積もるようになっている。そして、かかる見積もりに基づいて画像表示に係る電圧生成部の駆動周波数を設定することができる。これにより、負荷やリーク電流量が大きくなりやすい画像データによる表示を行う場合と、負荷やリーク電流量が小さい画像データによる表示を行う場合とで電圧生成部の駆動周波数を変更させることによって、電力の消費を抑えることができる。
【００１５】
本発明の電気泳動表示装置の制御回路は、前記電圧制御部は、前記表示部に表示される画像データの前記走査線に沿った方向で隣り合う第１の階調の画素データと第２の階調の画素データとの境界長さを特徴量として抽出し、前記特徴量に基づいて前記電圧生成部の駆動周波数を制御し、前記表示部に送信する画像データの前記走査線に沿った方向で隣り合う第１の階調の画素データと、第２の階調の画素データとの境界長さを特徴量として抽出する特徴量抽出ステップと、前記特徴量に基づいて前記電圧生成部の駆動周波数を設定する駆動周波数設定ステップと、を有することを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、表示部に画像データを送信するに先立って画像データから特徴量を取得し、評価するので、画像を表示する前に電圧生成部にかかる負荷や画素間に生じるリーク電流量を見積もることができる。本発明では、画像データの走査線に沿った方向で隣り合う第１の階調の画素データと第２の階調の画素データとの境界長さを特徴量として抽出することによって、画像データ全てに関し、電圧生成部にかかる負荷やリーク電流量を見積もるようになっている。そして、かかる見積もりに基づいて画像表示に係る電圧生成部の駆動周波数を設定することができる。これにより、多数回の画像データ転送が不要なＳＲＡＭ方式の画素構造においても、リーク電流の生じやすい画像データによる表示を行う場合と、リーク電流の生じにくい画像データによる表示を行う場合とで電圧生成部の駆動周波数を変更させることによって、リーク電流の発生を抑えつつ、電力の消費を抑えることができる。
【００１７】
また、前記特徴量取得ステップが、前記画像データにおいて、前記表示部の互いに隣接する画素にそれぞれ対応する前記第１の階調の前記画素データと前記第２の階調の前記画素データとの境界の数をカウントするステップであることとしてもよい。
本発明によれば、画像データの構成から、合理的にリーク電流量を見積もることができる。したがって、適切に動作モードを選択して画像表示を行うことができる。
【００１８】
また、前記特徴量取得ステップが、前記画像データに予め埋め込まれた前記特徴量を前記画像データから抽出するステップであることとしてもよい。
本発明によれば、特徴量が予め画像データに埋め込まれているので、入力された画像データを解析する必要がなくなる。したがって、回路規模を大きくすることなく電気泳動表示装置に実装することができる。
【００１９】
本発明の電子機器は、先に記載の電気泳動表示装置を備えたことを特徴とする。
【００２０】
本発明によれば、常に高効率かつ安定した電圧で駆動する電気泳動表示装置を備えているので、省電力な電子機器となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１実施形態の電子ブックリーダーの外観図。
【図２】第１実施形態の電子ブックリーダーの内部構成を示すブロック図。
【図３】第１実施形態の電気泳動表示装置の電気的構成の一例を示す回路図。
【図４】電気泳動素子の動作説明図、（ａ）白表示、（ｂ）黒表示。
【図５】電圧生成部の電気的構成の一例を示す回路図。
【図６】電気泳動表示装置の動作例を説明するための模式図。
【図７】電圧生成部の周波数特性を示すグラフ。
【図８】第２実施形態の電気泳動表示装置の概略構成を示す概略構成図。
【図９】第２実施形態の電気泳動表示部の画素の回路構成図。
【図１０】画像データにおける境界のカウント方法を説明するための図。
【図１１】画像データにおける境界のカウント方法を説明するための図。
【図１２】画像データにおける境界のカウント方法を説明するための図。
【図１３】電子機器の一例である腕時計を示す図。
【図１４】電子機器の一例である電子ペーパーを示す図。
【図１５】電子機器の一例である電子ノートを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態につき、図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００２３】
（第１実施形態）
本実施形態の電気泳動表示装置は、所定のページに区切られたドキュメントからなる電子ブック等を閲覧できる電子ブックリーダーである。
図１は、本実施形態の電子ブックリーダー１００の外観図である。
図１に示すように、電子ブックリーダー１００は、筐体１０１と、筐体１０１の一方の面に形成された矩形状の開口部１０１ａに装着された入力装置１１４と、入力装置１１４の背面に配置された電気泳動表示部５と、を備えている。筐体１０１には、ページ送りボタン１０５と、ページ戻しボタン１０６と、決定ボタン１０８と、スキップ送りボタン１１５と、スキップ戻しボタン１１６とを含む操作部１１３が設けられている。
【００２４】
入力装置１１４は、ペン２００（スタイラス）を表面で摺動させる操作による座標入力が可能な座標入力装置である。入力装置１１４としては特に限定されず、種々の形態のものを用いることができる。具体的には、以下の（１）〜（４）の方式を例示することができる。
【００２５】
（１）容量性アレイ又は抵抗性アレイに対してスタイラスの先端部を直接接触させる方式。
（２）ユーザがデータを入力し、所望の動作を実行する際に磁気先端構造のスタイラスあるいは電磁界発生型のスタイラスと相互作用する電磁デジタイザを用いる方式。
（３）デジタイジングアレイに信号を送信するためのＲＦ送信器を備えたスタイラスを用いるタイプ。
（４）入力面から反射するようにスタイラスの先端部内に配置される可視光源あるいは赤外光源のような光源を組み込む方式。
【００２６】
なお、図１では電気泳動表示部５の前面側に入力装置１１４を配置しているが、入力装置１１４の方式が上記（２）又は（３）、あるいは（１）のうち容量性アレイを備えたものである場合には、電気泳動表示部５の背面側に入力装置１１４を配置することもできる。
【００２７】
ページ送りボタン１０５は、電気泳動表示部５に現在表示されているドキュメント（電子ブック）の次ページ以降を、１回ボタンを押す毎に１ページずつ送って表示させる機能を起動する操作部である。ページ戻しボタン１０６はドキュメントの前ページ以前を、１回ボタンを押す毎に１ページずつさかのぼって表示させる機能を起動する操作部である。
スキップ送りボタン１１５は、１回ボタンを押す毎に、例えば１０ページ先のページを表示させる機能を起動する操作部である。スキップ戻しボタン１１６は、１回ボタンを押す毎に、例えば１０ページ前のページを表示させる機能を起動する操作部である。スキップ送りボタン１１５及びスキップ戻しボタン１１６のページスキップ数は任意に設定することができる。
【００２８】
図２は、本実施形態の電子ブックリーダー１００の内部構成を示すブロック図である。
電子ブックリーダー１００は、図２に示すように、電源部４、電気泳動表示部５、メインコントローラー（制御回路）６３、を備えている。電源部４は、電池（バッテリ）１４、電圧生成部１３、ＨＶ電源２９を備えており、メインコントローラー６３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit；電圧制御部）１５、駆動コントローラー１８、メモリ１７を備えており、各部は、バスを介して信号を授受可能に接続されている。
【００２９】
電圧生成部１３は、電気泳動表示部５の走査線駆動回路６１とデータ線駆動回路６２との駆動電圧をそれぞれ生成する回路であって、電池１４から電圧の供給を受けて駆動される。
この電圧生成部１３は、電気泳動表示部５に表示される画像データに基づいて駆動周波数が設定される。具体的に、電圧生成部１３は、走査信号Ｇ１，Ｇ２，…，Ｇｍの電圧ＶＧ（トランジスタのゲートオン電圧）を生成してＨＶ電源２９に出力する。
また、データ信号ｄ１，ｄ２，…，ｄｎの基準電圧Ｖ０、最大電圧ＶＤ１（正極性の場合の黒電圧）、及び最小電圧ＶＤ２（負極性の場合の黒電圧）を生成してＨＶ電源２９に出力する。更に、コモン電圧ＶＣＯＭを生成して電気泳動表示部５に設けられた共通電極に出力する。これら最大電圧ＶＤ１及び最小電圧ＶＤ２は、基準電圧Ｖ０を中心として対称となるような値に設定されている。
【００３０】
ＨＶ電源２９は、走査線駆動回路６１に対応するＶＹ電源１９と、データ線駆動回路６２に対応するＶＸ電源２０とを備えている。
ＶＹ電源１９は、走査線駆動回路６１に対して電圧生成部１３によって生成された所定の電圧を供給する回路であり、駆動コントローラー１８によって出力状態が制御される。
ＶＸ電源２０は、データ線駆動回路６２に対して電圧生成部１３によって生成された所定の電圧（データ線Ｓの駆動に必要な電圧）を供給する回路であって、駆動コントローラー１８からの制御信号に基づいてその電流の供給能力が切り替え可能となっている。また、ＶＸ電源２０は、データ線駆動回路６２に対して所定の正の電圧と、負の電圧とを供給する電源である。
【００３１】
ＣＰＵ１５は、メモリ１７に格納された基本制御プログラムやアプリケーションプログラム等の各種プログラムおよびデータを読み込み、それら各種プログラムおよびデータをメモリ１７内に設けられるワークエリアに展開実行して、電子ブックリーダー１００が備える各部の制御を実行する。例えば、メモリ１７に記憶した画像データに基づいて駆動コントローラー１８を制御して、電気泳動表示部５に画像データを表示したり、電気泳動表示部に専用ペン２００で描かれた画像や文字を表示したりする。また、本実施形態のＣＰＵ１５は演算部１６を備えている。
本実施形態におけるＣＰＵ１５は、演算部１６において算出された電気泳動表示部５に表示される画像データの演算結果に基づいて、電圧生成部１３の駆動周波数を制御するようになっている。
【００３２】
演算部１６は、メモリ１７から画像データを構成する画素データ群を読み出して内部に保持し、これら画素データ群を内部で解析することで異なる階調のデータ間の境界の数をカウントするものである。
【００３３】
なお、演算部１６は、ＣＰＵ１５の内部に保持した画像データと、電気泳動表示部５の画素配列情報とを用いて、演算処理により特徴量を取得することができる。あるいは、メモリ１７に展開された画像データをＣＰＵ１５に取り込み、かかる画像データから特徴量を取得してもよい。
【００３４】
また、駆動コントローラー１８は、ＣＰＵ１５から送られてきた画像データに基づいてＨＶ電源２９（ＶＹ電源１９、ＶＸ電源２０）を駆動して、走査線駆動回路６１及びデータ線駆動回路６２に対して、電気泳動表示部５に画像を表示させるための電圧を供給するものである。
本実施形態では、特に、駆動コントローラー１８は、電気泳動表示部５の複数の画素１０によって表示されている画像を書き換えるための負荷を解析し、その負荷に応じてＶＸ電源２０の電流供給能力を切り替え、切り替えを行った後、複数の画素１０によって表示されている画像を書き換える制御を行うようになっている。
【００３５】
メモリ１７は、ＣＰＵ１５が各種プログラムにしたがって、上記処理を実行するときに、各種プログラムを展開するワークエリアを形成するとともに、ＣＰＵ１５により実行される各種処理に係るデータを展開するためのメモリ領域を形成する。
本実施形態におけるメモリ１７には、電圧生成部１３の駆動周波数と、画像データの特徴量とを対応付けたテーブルが記憶されている。
【００３６】
なお、メモリ１７としては、ＦｅＲＡＭ（Ferroelectric Random Access Memory）やＭＲＡＭ(Magnetoresistive random access memory)等の不揮発性メモリを使用する。メモリ１７として不揮発メモリを使用することで、利用者によるコンテンツの閲覧時間に関わらず、１ページ分のコンテンツの表示に消費されるメモリ１７の消費電力を一定とすることができ、表示可能ページ数を容易かつ正確に算出することができる。これに対してメモリ１７として駆動用電池の電力を消費するＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等の揮発性メモリを使用する方法では、コンテンツの閲覧時間に応じてメモリ１７の消費電力が変化してしまい、表示可能ページ数を精度よく算出することが困難となる。
【００３７】
電気泳動表示部５は、複数の画素１０（図４）がアレイ状に形成された電気泳動表示部５と、電気泳動表示部５の画素形成領域の一辺端部に沿って設けられた走査線駆動回路６１（図４）と、上記画像形成領域の他の一辺端部に沿って設けられたデータ線駆動回路６２（図４）と、を備えている。具体的な構成については後述するものとする。
【００３８】
図３は、本実施形態の電圧生成部の電気的構成の一例を示す回路図である。
図３に示すように、電圧生成部１３は、ＤＣＤＣコンバータによって構成された電源装置であって、いわゆるスイッチング・レギュレータである。
電圧生成部１３は、インダクタＬ、スイッチＳＷ、ダイオードＤ１、抵抗Ｒ１，Ｒ２、キャパシタＣｓ、発振回路３１、誤差アンプＡＭＰを備えており、インダクタＬの他端に接続されたスイッチＳＷをオン・オフし、インダクタＬの他端から引き出されるパルス上のスイッチ電圧を整流、平滑することによって、入力電圧Ｖｉｎを昇圧して出力電圧Ｖｏｕｔを生成する構成とされている。この電圧生成部１３は、電源電圧と接地電位ＧＮＤとの電位差を用い、正極性の選択電圧を生成して出力するものである。
【００３９】
インダクタＬの一端は、入力電圧Ｖｉｎが印加される入力端子３３に接続されている。スイッチＳＷを構成するトランジスタのドレインはインダクタＬの他端に接続され、ゲートは、発振回路３１に接続されている。
ダイオードＤ１のアノードはインダクタＬの他端に接続され、カソードは電圧生成部の出力端子３４に接続されている。キャパシタＣｓの一端はダイオードＤ１のカソードに接続され、他端は接地端（ＧＮＤ）に接続されている。
出力端子３４（Ｖｏｕｔ）と接地端（ＧＮＤ）との間には負荷ＲＬＯＡＤが接続される。
【００４０】
誤差アンプＡＭＰは、抵抗Ｒ１、Ｒ２の接続ノードから引き出される帰還電圧Ｖｆｂと、電池１４（直流電圧源）で生成される基準電圧Ｖｒｅｆとの差分を増幅して誤差電圧Ｖｅｒｒを生成する。誤差アンプＡＭＰの負入力端子には、選択電圧を抵抗Ｒ１，Ｒ２によって分圧した電圧が供給される。誤差アンプＡＭＰの正入力端子には、基準電圧Ｖｒｅｆが供給される。
なお、基準電圧Ｖｒｅｆは、固定的ではなく、設定や温度などの環境などに応じて適宜可変される電圧である。
【００４１】
図４は、電気泳動表示部５の電気的構成の一例を示す回路図である。
図４に示すように、電気泳動表示部５には、図示のＸ軸方向に延在する複数の走査線Ｇ（Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍ）と、Ｙ軸方向（Ｘ軸と直交する方向）に延在する複数のデータ線Ｓ（Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎ）とが形成されている。走査線Ｇとデータ線Ｓとの交差部に対応して画素１０が形成されている。画素１０は、Ｙ軸方向に沿ってｍ個、Ｘ軸方向に沿ってｎ個のマトリクス状に配列されており、各々の画素１０に走査線Ｇとデータ線Ｓとが接続されている。また電気泳動表示部５には、ＨＶ電源２９（図２）に含まれる共通電源１６３から延びる共通電極配線５５と容量線Ｃとが形成されている。
【００４２】
画素１０には、画素スイッチング素子としての選択トランジスタ２１と、保持容量２２と、画素電極２４と、共通電極２５と、電気泳動層２６とが形成されている。
選択トランジスタ２１はＮ−ＭＯＳ（Negative-channel Metal Oxide Semiconductor）ＴＦＴで構成されている。選択トランジスタ２１のゲートに走査線Ｇが接続され、ソースにデータ線Ｓが接続され、ドレインには保持容量２２の一方の電極と画素電極２４とが接続されている。
【００４３】
保持容量２２は、誘電体膜を介して対向配置された一対の電極からなる。保持容量２２の一方の電極は選択トランジスタ２１のドレインに接続され、他方の電極は容量線Ｃに接続されている。保持容量２２は選択トランジスタ２１を介して書き込まれた画像信号を一定期間保持し、画素電極２４の電位を維持する機能を奏する。
【００４４】
電気泳動層２６は、電気泳動素子やコレステリック液晶素子、電子粉流素子などからなる。例えば電気泳動素子としては、電気泳動粒子と分散媒とが封入されたマイクロカプセルを配列したものや、隔壁と基板により区画された空間に電気泳動粒子と分散媒とを封入したものが挙げられる。
【００４５】
走査線駆動回路６１は、複数の走査線Ｇを順次駆動する回路である。走査線駆動回路６１は、電気泳動表示部５に形成された走査線Ｇと接続されており、各々の走査線Ｇを介してそれぞれ対応する行の画素１０に接続されている。走査線駆動回路６１は、走査線Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍの各々に選択信号をパルス状に順次供給し、走査線Ｇの一本一本を逐次的に選択状態にする。選択状態とは、走査線Ｇに接続される選択トランジスタ２１がオンしている状態である。この走査線駆動回路６１は、ＶＹ電源１９の出力を電源とし、駆動コントローラー１８から送られてくる制御信号に従って複数の走査線Ｇのうちの一を選択して所定の電圧を印加する。ここでは、走査線Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍに電圧生成部１３で生成された所定の電圧をそれぞれ供給する。
【００４６】
データ線駆動回路６２は、電気泳動表示部５に形成されたデータ線Ｓと接続されており、各々のデータ線Ｓを介してそれぞれ対応する列の画素１０に接続されている。データ線駆動回路６２は、複数のデータ線ＳをＶＸ電源２０の出力を電源として一括して駆動し、表示される画像に応じて、一のデータ線Ｓに複数のデータ信号を順次供給する。ここでは、データ線Ｓ（Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎ）に電圧生成部１３で生成された所定の電圧を供給する。
【００４７】
なお、後述する動作説明では、画像信号はハイレベル電位ＶＨ（例えば１５Ｖ）又はローレベル電位ＶＬ（例えば０Ｖや−１５Ｖ）の２値的な電位をとるものとしている。また本実施形態では、黒色が表示されるべき画素１０に対して画素データ「０」に対応するハイレベルの画像信号（電位ＶＨ）が供給され、白色が表示されるべき画素１０に対して画素データ「１」に対応するローレベルの画像信号（電位ＶＬ）が供給されるものとする。
【００４８】
また、共通電極２５には、共通電源１６３から電位Ｖcomが供給され、容量線Ｃには、共通電源１６３から電位が供給される。
ただし後述する動作説明では、説明の簡単のために、共通電極２５の電位Ｖcomは、ローレベル電位ＶＬ（例えば０Ｖや−１５Ｖ）、又はハイレベル電位ＶＨ（例えば１５Ｖ）の２値的な電位をとるものとする。また容量線Ｃの電位は、基準電位（例えば０Ｖ）に固定されているものとする。
【００４９】
次に、電圧生成部１３の動作について説明する。
まず、スイッチＳＷがオンすると、インダクタＬには、電源電圧から接地方向にオン電流Ｉｏｎが流れるので、エネルギーが蓄積されることとなる。一方、スイッチＳＷがオフすると、オフ電流Ｉｏｆｆが流れるので、スイッチＳＷのオン期間に蓄積されたエネルギーは、ダイオードＤ１の順方向を介し、かつ、電源電圧に対して直列に加算されてキャパシタＣｓに移動することとなる。また、インダクタＬに蓄積されたエネルギーが全てキャパシタＣｓに移動すると、ダイオードＤ１は逆バイアスとなるので、キャパシタＣｓの他端に現れる選択電圧が電源電圧側に逆流しない。このため、選択電圧ＶＳＰは、スイッチＳＷのオンオフ毎に、上昇することとなる。
【００５０】
上述したように、本実施形態の電気泳動層２６には種々の構成を適用することができるが、以下の説明では、発明を理解しやすくするために電気泳動層２６が電気泳動素子であるとして説明する。
図５は電気泳動素子の動作説明図であり、図５（ａ）は画素を白表示する場合、図５（ｂ）は画素を黒表示する場合をそれぞれ示している。
【００５１】
図５（ａ）に示す白表示の場合には、共通電極２５が相対的に高電位、画素電極２４が相対的に低電位に保持される。これにより、負に帯電した白色粒子２７が共通電極２５に引き寄せられる一方、正に帯電した黒色粒子２８が画素電極２４に引き寄せられる。その結果、表示面側となる共通電極２５側からこの画素を見ると、白色（Ｗ）が認識される。
図５（ｂ）に示す黒表示の場合、共通電極２５が相対的に低電位、画素電極２４が相対的に高電位に保持される。これにより、正に帯電した黒色粒子２８が共通電極２５に引き寄せられる一方、負に帯電した白色粒子２７が画素電極２４に引き寄せられる。その結果、共通電極２５側からこの画素を見ると黒色（Ｂ）が認識される。
【００５２】
なお、本実施形態では走査線駆動回路６１とデータ線駆動回路６２とを備えたアクティブマトリクス方式の電気泳動表示部５を示したが、電気泳動表示部５としては、パッシブマトリクス方式やセグメント駆動方式の電気泳動パネルであってもよい。また、他のアクティブマトリクス方式を採用してもよい。例えば、画素毎に選択トランジスタと駆動トランジスタと保持容量とを備え、選択トランジスタのドレイン及び保持容量の一方の電極が駆動トランジスタのゲートに接続されている２Ｔ１Ｃ（２トランジスタ・１キャパシタ）方式を採用してもよい。あるいは、画素毎に、選択トランジスタのドレインに接続されたラッチ回路を備えたＳＲＡＭ方式を採用してもよく、ラッチ回路の出力により画素電極と制御線との接続を制御する方式であってもよい。いずれの方式においても、走査線により選択トランジスタが選択された際に、データ線からの画像信号が選択トランジスタを介して画素回路内に供給され、画素電極は、当該画像信号に応じた電位となる。
これらの方式であっても、電気泳動表示部５の一部の画素１０を選択的に駆動することができ、後述する駆動方法を適用して画像表示を行うことができる。
【００５３】
［駆動方法］
図６は、電気泳動表示装置（電子ブックリーダー）の動作例を説明するための模式図である。
本実施形態の電気泳動表示装置の駆動方法について述べる。
ここでは、ＣＰＵ１５による負荷の解析とその解析結果に基づく電気泳動表示装置の制御の方法について説明する。
電気泳動表示部５の各画素１０の表示状態は、白または黒として説明する。また、データ線Ｓに供給すべき電位レベル（データ信号）については、便宜的に、白を表示するときの電位レベルをローレベル（画素データ「０」）とし、黒を表示するときの電位レベルをハイレベル（画素データ「１」）とする。データ線Ｓに供給すべき電位レベルがローレベルからハイレベルに変化する場合に、電圧生成部１３からデータ線Ｓに対して電流（例えば充電電流）が供給され、データ線Ｓに供給すべき電位レベルがハイレベルからローレベルに変化する場合は、電圧生成部１３からデータ線Ｓに対して電流（例えば放電電流）が供給されることとする。
【００５４】
本実施形態の電気泳動表示装置１の駆動方法は、（Ａ）特徴量取得ステップと、（Ｂ）駆動周波数設定ステップと、を有し、ホストコンピューターからＣＰＵ１５に送られてきた画像データに基づいて、電圧生成部１３の駆動周波数を制御し、生成された電圧をＨＶ電源２９へ供給する。
なお、実際の駆動過程では、（Ａ）特徴量取得ステップよりも以前に、ホストコンピューター（不図示）から表示画像の画像データがＣＰＵ１５（図２）に供給され、ＣＰＵ１５は供給された画像データをメモリ１７内に設けられるワークエリアに展開する。
【００５５】
まず、（Ａ）特徴量取得ステップでは、メモリ１７から画像データＤｍを取得し、かかる画像データＤｍを回路内で解析する。この動作により、画像データＤｍに含まれるデータ線Ｓに沿う方向で隣り合う異なる画素データの階調の境界数を演算部１６においてカウントする。
【００５６】
具体的に、ＣＰＵ１５は、電気泳動表示部５の複数の画素１０によって表示されている画像を書き換えるために負荷（画像データＤｍに含まれるデータ線Ｓに沿う方向で隣り合う異なる階調の境界数）を解析し、その負荷に応じて電圧生成部１３からＨＶ電源２９（データ線駆動回路６２）への電流供給能力を切り替えて、この切り替えを行った後、複数の画素１０によって表示されている画像を書き換える制御を行うようになっている。
【００５７】
なお、本実施形態において画像を書き換えるための負荷とは、データ線Ｓの電位を切り替える回数である。駆動コントローラー１８は、画像表示を行う際、図６の複数の走査線Ｇを順に１本ずつ時分割で駆動し、走査線Ｇの選択タイミングに応じて複数のデータ線Ｓを所定の複数の電圧レベルに一括して駆動することで、各画素１０の画素電極２４の電位を設定する。
【００５８】
その際、データ線Ｓの電位を切り替えるには、走査線Ｇによって選択された各画素１０の画素電極２４と共通電極２５との間の容量だけでなく、データ線Ｓの寄生容量に対する電荷の充放電が必要となる。データ線Ｓの寄生容量に対する電荷の充放電は、走査線Ｇの各走査（すなわち、異なる走査線Ｇの各選択動作）において、表示する画素データが切り替わるごと、つまり、データ線Ｓの電位レベル（データ信号）が切り替わるごとに発生する。
【００５９】
例えば、図４において、走査線Ｇ１の次に走査線Ｇ２が選択されるとしたとき、走査線Ｇ１が選択されたときのデータ線Ｓ１の電位レベルＶｄａと、走査線Ｇ２が選択されたときのデータ線Ｓ２の電位レベルＶｄｂとが互いに異なる場合に、大きな充電または放電電流が発生し、電位レベルＶｄａと電位レベルＶｄｂとが等しい場合には、充放電電流がほとんど発生しないことになる。
【００６０】
そのため、本実施形態のＣＰＵ１５（演算部１６）は、データ線Ｓの各々に供給されるデータ信号に基づいて、各データ線Ｓの電位が切り替わる回数（反転する回数）をカウントし、これを画素間における階調の境界の数として抽出することによって、画像を書き換えるための負荷、つまり、電圧生成部１３に対する負荷を解析する。
【００６１】
具体的には、図６に示すように、画像データにおいて、画像データを構成する複数の画素データ「０」と複数の画素データ「１」とは、電気泳動表示部５の画素配列に対応する配列に展開されているので、演算部１６は、この画素データの配列内において画素データ「０」と画素データ「１」とが縦方向で隣り合う部分における境界の数をカウントする。そして、カウントされた境界の数を特徴量として抽出する。
【００６２】
次に、（Ｂ）駆動周波数設定ステップでは、ＣＰＵ１５は、書き換えるデータ線Ｓの数（画像データＤｍに含まれるデータ線Ｓに沿う方向で隣り合う異なる階調の境界数）、つまり、電圧生成部１３にかかる負荷に応じて電流供給能力を切り替える。
【００６３】
本実施形態におけるメモリ１７には、データ信号の変化の数（画像データＤｍに含まれるデータ線Ｓに沿う方向で隣り合う異なる階調の境界数）と、電圧生成部１３の駆動周波数との対応関係を示すテーブルが予め記憶されている。ＣＰＵ１５は、演算部１６において算出された、電気泳動表示部５に表示する画像データの特徴量を用いてメモリ１７に記憶された駆動周波数対応テーブル（図７）を参照し、取得した駆動周波数を電圧生成部１３の駆動周波数として設定する。
【００６４】
上述したように、ＣＰＵ１５は、表示更新の際に、次に更新するフレームデータおよび電圧生成部１３の周波数設定値をメモリ１７から取得することになるが、電圧生成部１３は、高負荷電流の場合、駆動周波数を高めることにより効率のピークが上昇する。
このため、図７に示すように、予め用意しておいたコンテンツの負荷（白黒境界数）と電圧生成部１３の駆動周波数とを対応付けたテーブルにしたがって、ＣＰＵ１５によって算出された負荷電流に基づいて、実際に駆動させる際の電圧生成部１３の駆動周波数を設定し、その周波数で電圧生成部１３を駆動させる構成とすることで、最適な電源効率と安定した電圧供給が両立する。
【００６５】
画像表示において、負荷電流が大きい場合には、電圧生成部１３の駆動周波数も大きくなるので電圧生成部１３の周波数を高くしなければならず、周波数を高くすると、効率のピークが高電流側にシフトするため、低負荷の画像データを表示する場合に効率が悪くなる。また、負荷電流が小さい場合には、電圧生成部１３の駆動周波数も小さくなるので電圧生成部１３の周波数を低くしなければならないが、周波数を低くすると、効率のピークが低電流側にシフトするため、高負荷の画像データを表示する場合に駆動に必要な電流が不足してしまう。
【００６６】
このため、ＣＰＵ１５は、このメモリ１７に格納されているテーブルを参照して、演算部１６によって算出されたデータ信号の変化数（画像データＤｍに含まれるデータ線Ｓに沿う方向で隣り合う異なる階調の境界数）に合わせて、電圧生成部１３を動作させる駆動周波数を選択することにより、データ信号の変化（画像データＤｍに含まれるデータ線Ｓに沿う方向で隣り合う異なる階調の境界数）の増加に合わせてデータ線駆動回路６２の電流供給能力を大きくしている。
【００６７】
本実施形態によれば、画像データの解析結果に基づいて、電圧生成部１３に対するデータ線駆動回路６２への電圧供給能力をページ単位で切り替えることで、駆動の負荷が小さいときには電流供給能力を小さくして効率を高め、電圧生成部１３自体の消費電流を低減することができる。また、このようにして電圧生成部１３の電源能力を設定することによって、電圧生成部１３による安定した電圧の供給が可能となる。
【００６８】
また、メモリ１７には、データ信号の変化の数（画像データＤｍに含まれるデータ線Ｓに沿う方向で隣り合う異なる階調の境界数）と、電圧生成部１３の駆動周波数との対応関係を示すテーブルが格納されているが、これに、温度との関係も付加してもよい。画像データの白黒境界数と使用環境の温度とによって電気泳動表示装置１の消費電力が決定されることから、これらに着目して、電圧生成部１３の最適な駆動周波数を設定することにより、電圧生成部１３の効率を描画データごとに最適に制御することが可能となる。したがって、使用環境温度にも対応して、常に効率のよい駆動を実現させることができ、さらなる消費電力化が可能になる。
これにより、フレーム画像の白黒境界数および温度に依存して電圧生成部１３の負荷駆動能力を効率よく制御することが可能となる。
【００６９】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態の電気泳動表示装置について説明する。
図８は、第２実施形態の電気泳動表示装置の概略構成を示す概略構成図であり、図９は、図８に示す画素の回路構成図である。
図８に示すように、電気泳動表示装置２は、複数の画素１０が配列された電気泳動表示部５を備えている。電気泳動表示部５の周辺には、走査線駆動回路６１、データ線駆動回路６２、メインコントローラー６３及び共通電源変調回路６４が配置されている。走査線駆動回路６１、データ線駆動回路６２及び共通電源変調回路６４は、それぞれメインコントローラー６３と接続されている。メインコントローラー６３は、上位装置から供給される画像データや同期信号に基づき、これらを総合的に制御する。
【００７０】
電気泳動表示部５には走査線駆動回路６１から延びる複数の走査線Ｇと、データ線駆動回路６２から延びる複数のデータ線Ｓとが形成されており、これらの交差位置に対応して画素１０が設けられている。
【００７１】
走査線駆動回路６１は、ｍ本の走査線Ｇ（Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍ）を介して各々の画素１０に接続されており、メインコントローラー６３の制御のもと、１行目からｍ行目までの走査線Ｇを順次選択し、画素１０に設けられた駆動用ＴＦＴ４１（図９参照）のオンタイミングを規定する選択信号を、選択した走査線Ｇを介して供給する。
【００７２】
データ線駆動回路６２は、ｎ本のデータ線Ｓ（Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎ）を介して各々の画素１０に接続されており、メインコントローラー６３の制御のもと、画素１０の各々に対応する１ビットの画像データを規定する画像信号を画素１０に供給する。
なお、本実施形態では、画像データ（画素データ）「０」を規定する場合にはローレベルの画像信号を画素１０に供給し、画像データ（画素データ）「１」を規定する場合はハイレベルの画像信号を画素１０に供給するものとする。
【００７３】
電気泳動表示部５にはまた、共通電源変調回路６４から延びる低電位電源線４９、高電位電源線５０、共通電極配線５５、第１の制御線９１、及び第２の制御線９２が設けられており、それぞれの配線は画素１０と接続されている。共通電源変調回路６４は、メインコントローラー６３の制御のもと、上記の配線の各々に供給すべき各種信号を生成する一方、これら各配線の電気的な接続及び切断（ハイインピーダンス化）を行う。
【００７４】
図９は、画素１０の回路構成図である。
画素１０には、図９に示すように、駆動用ＴＦＴ（Thin Film Transistor）４１（画素スイッチング素子）と、ラッチ回路（メモリ回路）７０と、スイッチ回路８０と、電気泳動素子３２と、画素電極２４と、共通電極２５とが設けられている。これらの素子を取り囲むように、走査線Ｇ、データ線Ｓ、低電位電源線４９、高電位電源線５０、第１の制御線９１、及び第２の制御線９２が配置されている。画素１０は、ラッチ回路７０により画像信号を電位として保持するＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）方式の構成である。
【００７５】
駆動用ＴＦＴ４１は、Ｎ−ＭＯＳ（Negative Metal Oxide Semiconductor）トランジスタからなる画素スイッチング素子である。駆動用ＴＦＴ４１のゲート端子は走査線Ｇに接続され、ソース端子はデータ線Ｓに接続され、ドレイン端子はラッチ回路７０のデータ入力端子Ｎ１に接続されている。スイッチ回路８０は、ラッチ回路７０のデータ出力端子Ｎ２及びデータ入力端子Ｎ１、並びに画素電極２４と接続されている。画素電極２４と共通電極２５との間に電気泳動素子３２が挟持されている。
【００７６】
ラッチ回路７０は、転送インバータ７０ｔと帰還インバータ７０ｆとを備えている。転送インバータ７０ｔ及び帰還インバータ７０ｆはいずれもＣ−ＭＯＳインバータである。転送インバータ７０ｔと帰還インバータ７０ｆとは、互いの入力端子に他方の出力端子が接続されたループ構造を成しており、それぞれのインバータには、高電位電源端子ＰＨを介して接続された高電位電源線５０と、低電位電源端子ＰＬを介して接続された低電位電源線４９とから電源電圧が供給される。
【００７７】
転送インバータ７０ｔは、互いのドレイン端子がデータ出力端子Ｎ２に接続されたＰ−ＭＯＳトランジスタ７１とＮ−ＭＯＳトランジスタ７２とを有している。Ｐ−ＭＯＳトランジスタ７１のソース端子は高電位電源端子ＰＨに接続され、Ｎ−ＭＯＳトランジスタ７２のソース端子は低電位電源端子ＰＬに接続されている。Ｐ−ＭＯＳトランジスタ７１及びＮ−ＭＯＳトランジスタ７２のゲート端子（転送インバータ７０ｔの入力端子）は、データ入力端子Ｎ１（帰還インバータ７０ｆの出力端子）と接続されている。
【００７８】
帰還インバータ７０ｆは、互いのドレイン端子がデータ入力端子Ｎ１に接続されたＰ−ＭＯＳトランジスタ７３とＮ−ＭＯＳトランジスタ７４とを有している。Ｐ−ＭＯＳトランジスタ７３及びＮ−ＭＯＳトランジスタ７４のゲート端子（帰還インバータ７０ｆの入力端子）は、データ出力端子Ｎ２（転送インバータ７０ｔの出力端子）と接続されている。
【００７９】
ラッチ回路７０に画素データ「１」（ハイレベルの画像信号）が記憶されると、ラッチ回路７０のデータ出力端子Ｎ２からローレベルの信号が出力される。一方、ラッチ回路７０に画素データ「０」（ローレベルの画像信号）が記憶されると、データ出力端子Ｎ２からハイレベルの信号が出力される。
【００８０】
スイッチ回路８０は、第１のトランスミッションゲートＴＧ１と、第２のトランスミッションゲートＴＧ２とを備えて構成されている。
第１のトランスミッションゲートＴＧ１は、Ｎ−ＭＯＳトランジスタ８１とＰ−ＭＯＳトランジスタ８２とからなる。Ｎ−ＭＯＳトランジスタ８１及びＰ−ＭＯＳトランジスタ８２のソース端子は第１の制御線９１に接続され、Ｎ−ＭＯＳトランジスタ８１及びＰ−ＭＯＳトランジスタ８２のドレイン端子は画素電極２４に接続されている。また、Ｎ−ＭＯＳトランジスタ８１のゲート端子は、ラッチ回路７０のデータ入力端子Ｎ１（駆動用ＴＦＴ４１のドレイン端子）に接続され、Ｐ−ＭＯＳトランジスタ８２のゲート端子は、ラッチ回路７０のデータ出力端子Ｎ２に接続されている。
【００８１】
第２のトランスミッションゲートＴＧ２は、Ｎ−ＭＯＳトランジスタ８３とＰ−ＭＯＳトランジスタ８４とからなる。Ｎ−ＭＯＳトランジスタ８３及びＰ−ＭＯＳトランジスタ８４のソース端子は第２の制御線９２に接続され、Ｎ−ＭＯＳトランジスタ８３及びＰ−ＭＯＳトランジスタ８４のドレイン端子は、画素電極２４に接続されている。また、Ｎ−ＭＯＳトランジスタ８３のゲート端子は、ラッチ回路７０のデータ出力端子Ｎ２に接続され、Ｐ−ＭＯＳトランジスタ８４のゲート端子は、ラッチ回路７０のデータ入力端子Ｎ１に接続されている。
【００８２】
ここで、ラッチ回路７０に画素データ「１」（ハイレベルの画像信号）が記憶され、データ出力端子Ｎ２からローレベルの信号が出力された場合、第１のトランスミッションゲートＴＧ１がオン状態となり、第１の制御線９１を介して供給される電位Ｓ１が画素電極２４に入力される。一方、ラッチ回路７０に画素データ「０」（ローレベルの画像信号）が記憶され、データ出力端子Ｎ２からハイレベルの信号が出力された場合、第２のトランスミッションゲートＴＧ２がオン状態となり、第２の制御線９２を介して供給される電位Ｓ２が画素電極２４に入力される。
【００８３】
画素電極２４は、Ａｌ（アルミニウム）などにより形成された電気泳動素子３２に電圧を印加する電極である。共通電極２５は、画素電極２４とともに電気泳動素子３２に電圧を印加する電極であり、ＭｇＡｇ（マグネシウム銀）、ＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）、ＩＺＯ（インジウム・亜鉛酸化物）などから形成された透明電極である。共通電極２５には、共通電極配線５５を介して共通電極電位Ｖcomが供給される。電気泳動素子３２は、画素電極２４と共通電極２５との電位差によって生じる電界により画像を表示させる。
【００８４】
［駆動方法］
次に、上記構成を備えた電気泳動表示装置の駆動方法を説明する。
図１０〜図１２は、画像データにおける境界のカウント方法を説明するための図である。図１０〜図１２に示すように、画像データは、１画素に対応する画素データが、電気泳動表示部５と同様のマトリクス状に配列された構造である。なお、これらの図では説明を簡単にするために画像データの一部のみを抜き出して示している。
【００８５】
本実施形態に係る電気泳動表示装置１では、画素データ「０」に対応するローレベルの画像信号が入力された画素１０は白表示され、画素データ「１」に対応するハイレベルの画像信号が入力された画素１０は黒表示される。したがって、図１０〜図１２では、「０」に対応する画素データを白色のタイルとして表示し、「１」に対応する画素データを黒色のタイルとして表示している。
【００８６】
なお、本実施形態では、多数回の画像データ転送が不要なＳＲＡＭ方式の画素構造を採用しているので、データ線Ｓの充放電が低下し、画素１０間における電気泳動素子の接着層のリークの方が支配的になる。よって、データ線Ｓに沿う方向だけでなく、走査線Ｇに沿う方向で隣り合う異なる階調をカウントし、全画像データの階調を把握する。よって、電気泳動表示部５に表示される画像データのデータ線および走査線に沿った方向で隣り合う第１の階調の画素データと、第２の階調の画素データとの境界長さを特徴量として抽出し、この特徴量に基づいて電圧生成部１３の駆動周波数を制御する。
【００８７】
まず、図１０に示す例では、画像データＤｍは３行３列に配列された９個の画素データｄからなる。画像データＤｍにおいて、図示中央に、１個の画素データ「１」（黒）が配置され、その周囲に画素データ「０」（白）が配置されている。そして、図中に矢印を付して示すタイル辺縁が、異なる階調のデータの境界である。この例の画像データＤｍでは、矢印を付した境界の数である特徴量は４となる。
【００８８】
図１１に示す例では、画像データＤｍは５行５列に配列された２５個の画素データｄからなる。画像データＤｍにおいて、大略Ｓ形のジグザグに並んだ５個の画素データ「０」（白）が中央部に配置されており、これらを取り囲むようにして画素データ「１」（黒）が配置されている。この場合には、境界の数である特徴量は１２である。
【００８９】
図１２に示す例では、縦一列に並んだ３個の画素データ「１」（黒）からなる画素データ群ｄｍ１と、縦一列に並んだ２個の画素データ「１」（黒）からなる画素データ群ｄｍ２とが、画素データ「０」（白）に取り囲まれるようにして配置されている。画素データ群ｄｍ１と画素データ群ｄｍ２との間にも、画素データ「０」（白）が配置されている。この場合には、境界の数である特徴量は１４である。
【００９０】
図１１と図１２に示す画像データＤｍに含まれる画素データ「１」（黒）の数はいずれも５個であるが、画素データ「１」（黒）が不連続に配置されている図１２の画像データＤｍの方が境界の数が多く、特徴量は大きくなる。
【００９１】
境界の数をカウントする具体的な方法としては、種々の方法を採用することができる。
例えば、まず画像データＤｍの各行内で異なる階調の画素データｄ同士の境界数（辺の数）をカウントすることで行方向の境界数を取得する。
【００９２】
次に、画像データＤｍの各列内で同様に境界数をカウントすることで列方向の境界数を取得する。そして、得られた行方向の境界数と列方向の境界数とを合算することで、画像データＤｍの特徴量（境界の数）を取得することができる。
【００９３】
あるいは、画像データＤｍを構成する各々の画素データｄについて、当該画素データｄと辺が接する２〜４個の画素データｄとの階調値の比較を行うことで、各画素データｄに対応する境界数を取得する。そして、すべての画素データｄについての境界数を合算し、これを１／２倍することで特徴量を取得することができる。
【００９４】
階調の異なるリーク電流は、隣接して配置された２つの画素電極２４の電位差によって生じ、電位の異なる画素電極２４同士の境界は全て画素間リークの経路になるからである。したがって、階調の異なる画素データの境界数である特徴量によって電気泳動表示部５に含まれるリーク経路の数を得ることができ、これにより、画像データにおけるリーク電流を見積もることができる。そして、かかる見積もりに基づいて、画像表示にかかる電圧生成部１３の駆動周波数を設定し、データ線駆動回路６２に対して所定の電圧を供給することができる。これにより、電圧生成部１３における電力の消費を抑えることができる。
【００９５】
なお、本実施形態では、メインコントローラー６３において、上位装置から入力された画像データＤ（あるいは画像データＤｍ）を解析することで特徴量を取得する場合について説明したが、特徴量が画像データＤに随伴して上位装置から入力される構成としてもよい。すなわち、画像データＤの作成時に特徴量を画像データＤに固有の情報として取得しておき、画像データＤに埋め込んだ状態、あるいは画像データＤとともにデータ信号としてメインコントローラー６３に入力するようにしてもよい。特徴量が画像データＤに埋め込まれている場合には、制御回路１６１やメモリ制御回路１６６において画像データＤから特徴量を取得すればよい。あるいは画像データＤから特徴量を取り出す機能をエッジカウント回路１６７に実装してもよい。
このように特徴量を予め取得された別個の情報として上位装置から入力するように構成すれば、エッジカウント回路１６７を省略可能になるので、メインコントローラー６３の回路規模を縮小できる。
【００９６】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００９７】
（電子機器）
次に、上記各実施形態の電気泳動表示部５を、電子機器に適用した場合について説明する。
図１３は、腕時計１０００の正面図である。腕時計１０００は、時計ケース１００２と、時計ケース１００２に連結された一対のバンド１００３とを備えている。
時計ケース１００２の正面には、上記実施形態の電気泳動表示部５からなる表示部１００５と、秒針１０２１と、分針１０２２と、時針１０２３とが設けられている。時計ケース１００２の側面には、操作子としての竜頭１０１０と操作ボタン１０１１とが設けられている。竜頭１０１０は、ケース内部に設けられる巻真（図示は省略）に連結されており、巻真と一体となって多段階（例えば２段階）で押し引き自在、かつ、回転自在に設けられている。表示部１００５では、背景となる画像、日付や時間などの文字列、あるいは秒針、分針、時針などを表示することができる。
【００９８】
図１４は、電子ペーパー１１００の構成を示す斜視図である。電子ペーパー１１００は、上記実施形態の電気泳動表示部５を表示領域１１０１に備えている。電子ペーパー１１００は可撓性を有し、従来の紙と同様の質感及び柔軟性を有する書き換え可能なシートからなる本体１１０２を備えて構成されている。
【００９９】
図１５は、電子ノート１２００の構成を示す斜視図である。電子ノート１２００は、上記の電子ペーパー１１００が複数枚束ねられ、カバー１２０１に挟まれているものである。カバー１２０１は、例えば外部の装置から送られる表示データを入力する図示は省略の表示データ入力手段を備える。これにより、その表示データに応じて、電子ペーパーが束ねられた状態のまま、表示内容の変更や更新を行うことができる。
【０１００】
以上の腕時計１０００、電子ペーパー１１００、及び電子ノート１２００によれば、本発明に係る電気泳動表示部５が採用されているので、輪郭の滑らかな高品位の表示が可能であり、また省電力性にも優れた表示部を備えた電子機器となる。なお、上記の電子機器は、本発明に係る電子機器を例示するものであって、本発明の技術範囲を限定するものではない。例えば、携帯電話、携帯用オーディオ機器などの電子機器の表示部にも、本発明に係る電気泳動表示装置は好適に用いることができる。
【符号の説明】
【０１０１】
Ｇ 走査線、Ｓ データ線、１０ 画素、ＴＲ、４１ 駆動トランジスタ、６１ 走査線駆動回路、６２ データ線駆動回路、６３ メインコントローラー（制御回路）、１３ 電圧生成部、Ｎ 特徴量、１５ ＣＰＵ（電圧制御部）、１，２ 電気泳動表示装置、Ｓ（Ａ） 特徴量取得ステップ、（Ｂ） 駆動周波数設定ステップ、１０００ 腕時計（電子機器）、１１００ 電子ペーパー（電子機器）、１２００ （電子ノート）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の走査線と、
前記複数の走査線に対して交差する複数のデータ線と、
前記複数の走査線のうち一の走査線と前記複数のデータ線のうち一のデータ線との交点に対応して設けられた複数の画素と、
前記画素と前記一のデータ線との間に電気的に接続された駆動トランジスタと、
前記複数の走査線が電気的に接続された走査線駆動回路と、
前記複数のデータ線に電気的に接続され、表示される画像に応じて前記複数のデータ線のうち一のデータ線に複数のデータ信号を順次出力するデータ線駆動回路と、
前記走査線駆動回路と前記データ線駆動回路との駆動電圧を生成する電圧生成部と、
前記複数の画素からなる表示部に表示される画像データのうち少なくとも前記データ線に沿った方向で隣り合う第１の階調の画素データと第２の階調の画素データとの境界長さを特徴量として抽出し、前記特徴量に基づいて前記電圧生成部の駆動周波数を制御する電圧制御部と、を有することを特徴とする電気泳動表示装置。
【請求項２】
前記電圧制御部は、前記表示部に表示される前記画像データの前記走査線に沿った方向で隣り合う第１の階調の画素データと前記第２の階調の画素データとの境界長さを特徴量として抽出し、前記特徴量に基づいて前記電圧生成部の駆動周波数を制御することを特徴とする請求項１記載の電気泳動表示装置。
【請求項３】
複数の走査線と、前記複数の走査線に対して交差する複数のデータ線と、前記複数の走査線のうち一の走査線と前記複数のデータ線のうち一のデータ線との交点に対応して設けられた画素と、前記画素と前記一のデータ線との間に電気的に接続された駆動トランジスタと、前記複数の走査線が電気的に接続された走査線駆動回路と、前記複数のデータ線に電気的に接続され、前記複数の画素からなる表示部に表示される画像に応じて前記複数のデータ線のうち一のデータ線に複数のデータ信号を順次出力するデータ線駆動回路と、前記表示部と前記走査線駆動回路と前記データ線駆動回路との駆動電圧を生成する電圧生成部とを備えた電気泳動表示装置の制御回路であって、
前記表示部に表示される画像データのうち少なくとも前記データ線に沿った方向で隣り合う第１の階調の画素データと第２の階調の画素データとの境界長さを特徴量として抽出し、前記特徴量に基づいて前記電圧生成部の駆動周波数を制御する電圧制御部を備え、
前記表示部に送信する画像データのうち少なくとも前記データ線に沿った方向で隣り合う第１の階調の画素データと、第２の階調の画素データとの境界長さを特徴量として抽出する特徴量取得ステップと、
前記特徴量に基づいて前記電圧生成部の駆動周波数を設定する駆動周波数設定ステップと、を有することを特徴とする電気泳動表示装置の制御回路。
【請求項４】
前記電圧制御部は、前記表示部に表示される画像データの前記走査線に沿った方向で隣り合う第１の階調の画素データと第２の階調の画素データとの境界長さを特徴量として抽出し、前記特徴量に基づいて前記電圧生成部の駆動周波数を制御し、
前記表示部に送信する画像データの前記走査線に沿った方向で隣り合う第１の階調の画素データと、第２の階調の画素データとの境界長さを特徴量として抽出する特徴量抽出ステップと、
前記特徴量に基づいて前記電圧生成部の駆動周波数を設定する駆動周波数設定ステップと、を有することを特徴とする請求項３に記載の電気泳動表示装置の制御回路。
【請求項５】
前記特徴量取得ステップが、
前記画像データにおいて、前記表示部の互いに隣接する画素にそれぞれ対応する前記第１の階調の前記画素データと前記第２の階調の前記画素データとの境界の数をカウントするステップであることを特徴とする請求項３または４に記載の電気泳動表示装置の制御回路。
【請求項６】
前記特徴量取得ステップが、前記画像データに予め埋め込まれた前記特徴量を前記画像データから抽出するステップであることを特徴とする請求項３または４に記載の電気泳動表示装置の制御回路。
【請求項７】
請求項１または２に記載の電気泳動表示装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【請求項１】
複数の走査線と、
前記複数の走査線に対して交差する複数のデータ線と、
前記複数の走査線のうち一の走査線と前記複数のデータ線のうち一のデータ線との交点に対応して設けられた複数の画素と、
前記画素と前記一のデータ線との間に電気的に接続された駆動トランジスタと、
前記複数の走査線が電気的に接続された走査線駆動回路と、
前記複数のデータ線に電気的に接続され、表示される画像に応じて前記複数のデータ線のうち一のデータ線に複数のデータ信号を順次出力するデータ線駆動回路と、
前記走査線駆動回路と前記データ線駆動回路との駆動電圧を生成する電圧生成部と、
前記複数の画素からなる表示部に表示される画像データのうち少なくとも前記データ線に沿った方向で隣り合う第１の階調の画素データと第２の階調の画素データとの境界長さを特徴量として抽出し、前記特徴量に基づいて前記電圧生成部の駆動周波数を制御する電圧制御部と、を有することを特徴とする電気泳動表示装置。
【請求項２】
前記電圧制御部は、前記表示部に表示される前記画像データの前記走査線に沿った方向で隣り合う第１の階調の画素データと前記第２の階調の画素データとの境界長さを特徴量として抽出し、前記特徴量に基づいて前記電圧生成部の駆動周波数を制御することを特徴とする請求項１記載の電気泳動表示装置。
【請求項３】
複数の走査線と、前記複数の走査線に対して交差する複数のデータ線と、前記複数の走査線のうち一の走査線と前記複数のデータ線のうち一のデータ線との交点に対応して設けられた画素と、前記画素と前記一のデータ線との間に電気的に接続された駆動トランジスタと、前記複数の走査線が電気的に接続された走査線駆動回路と、前記複数のデータ線に電気的に接続され、前記複数の画素からなる表示部に表示される画像に応じて前記複数のデータ線のうち一のデータ線に複数のデータ信号を順次出力するデータ線駆動回路と、前記表示部と前記走査線駆動回路と前記データ線駆動回路との駆動電圧を生成する電圧生成部とを備えた電気泳動表示装置の制御回路であって、
前記表示部に表示される画像データのうち少なくとも前記データ線に沿った方向で隣り合う第１の階調の画素データと第２の階調の画素データとの境界長さを特徴量として抽出し、前記特徴量に基づいて前記電圧生成部の駆動周波数を制御する電圧制御部を備え、
前記表示部に送信する画像データのうち少なくとも前記データ線に沿った方向で隣り合う第１の階調の画素データと、第２の階調の画素データとの境界長さを特徴量として抽出する特徴量取得ステップと、
前記特徴量に基づいて前記電圧生成部の駆動周波数を設定する駆動周波数設定ステップと、を有することを特徴とする電気泳動表示装置の制御回路。
【請求項４】
前記電圧制御部は、前記表示部に表示される画像データの前記走査線に沿った方向で隣り合う第１の階調の画素データと第２の階調の画素データとの境界長さを特徴量として抽出し、前記特徴量に基づいて前記電圧生成部の駆動周波数を制御し、
前記表示部に送信する画像データの前記走査線に沿った方向で隣り合う第１の階調の画素データと、第２の階調の画素データとの境界長さを特徴量として抽出する特徴量抽出ステップと、
前記特徴量に基づいて前記電圧生成部の駆動周波数を設定する駆動周波数設定ステップと、を有することを特徴とする請求項３に記載の電気泳動表示装置の制御回路。
【請求項５】
前記特徴量取得ステップが、
前記画像データにおいて、前記表示部の互いに隣接する画素にそれぞれ対応する前記第１の階調の前記画素データと前記第２の階調の前記画素データとの境界の数をカウントするステップであることを特徴とする請求項３または４に記載の電気泳動表示装置の制御回路。
【請求項６】
前記特徴量取得ステップが、前記画像データに予め埋め込まれた前記特徴量を前記画像データから抽出するステップであることを特徴とする請求項３または４に記載の電気泳動表示装置の制御回路。
【請求項７】
請求項１または２に記載の電気泳動表示装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【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１５】
【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１５】
【公開番号】特開２０１１−２５７５９４（Ｐ２０１１−２５７５９４Ａ）
【公開日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１３１８９４（Ｐ２０１０−１３１８９４）
【出願日】平成２２年６月９日（２０１０．６．９）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月９日（２０１０．６．９）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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