JP2005024833A - 表示媒体の電源装置及び駆動方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】表示媒体に高画質かつ高速で画像を表示することを簡易な構成で実現する。
【解決手段】電極対間に印加された電圧に応じて表示濃度が変化する画素が複数設けられた画像表示媒体を駆動するにあたり、画像表示媒体の表示を消去するための電位を発生させる消去用電源34と、画像表示媒体に任意の画像を書き込むための電位を発生させる駆動用電源35を電源装置26に各々設けておき、画像表示媒体の表示を消去する場合には消去用電源34で発生された電位が列電極駆動部30へ供給され、画像表示媒体に任意の画像を書き込む場合には駆動用電源35の高圧出力部38で発生された電位が列電極駆動部30へ供給されるように、列電極駆動部30に供給される電位を切替部60によって切り替える。
【選択図】 図3

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は表示媒体の電源装置及び駆動方法に係り、特に、画素位置に対向配置された電極対間に印加された電圧に応じて表示濃度が変化する画素が複数設けられた表示媒体の個々の電極の電位を切り替えることで、前記表示媒体の個々の画素位置に対向配置された電極対間に印加する電圧を各々切り替えて前記表示媒体を駆動する駆動装置に電力を供給する電源装置、及び、前記表示媒体を駆動するための駆動方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、一対の基板間に液晶分子を封入した液晶ディスプレイが知られている。液晶ディスプレイの駆動は、一対の基板に各々設けられた電極間に電圧を印加することによって成され、電圧印加に伴って発生する電界により、基板間に封入された液晶分子の配向状態を変化させることで、液晶ディスプレイに任意の画像を表示することができる。また特許文献1には、液晶ディスプレイ(LCD)をLCDドライバによって駆動するにあたり、LCDドライバの負荷状態を判定し、判定結果に基づいて複数の電源回路の中から選択した電源回路より、LCDドライバへ駆動電圧を供給させる技術が開示されている。
【0003】
ところで近年、一対の基板間にトナー等の帯電粒子(詳しくは、色及び帯電の極性が異なる複数種類の粒子)を封入した構造の表示媒体が提案されている(特許文献2を参照)。この表示媒体の駆動は、液晶ディスプレイと同様に、一対の基板に各々設けられた電極対間に電圧を印加することによって成され、電圧印加に伴って発生する電界により基板間に封入された粒子を移動させることで、表示媒体に任意の画像を表示可能とされている。また、この表示媒体の駆動において、表示面側電極及び背面側電極に各々独立に駆動電位/保持電位を与えることで表示画像の画質を向上させる技術も提案されている(特許文献3を参照)。
【0004】
【特許文献1】
特開2000−322030号公報
【特許文献2】
特開2001−312225号公報
【特許文献3】
特開2002−084318号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本願発明者等は、一対の基板間に帯電粒子を封入した構造の表示媒体の表示画像のコントラストを向上させるためには、表示媒体への画像の書き込みに先立って、一対の基板の電極間に画像書込時よりも大きな電圧を間欠的に、或いは極性を切り替えながら繰り返し印加することで、封入されている帯電粒子を十分に移動させ、表示媒体の各画素の表示濃度を一律に白又は黒にしておくことが有効であることを確認している。
【0006】
上記のように、画像の書き込みに先立って表示媒体の各画素の表示濃度を一律に白又は黒にすること(以下、これを「表示の消去」と称する)は、例えば表示消去用の電位を含む互いに異なる多数の電位を発生するように電源を構成すると共に、一対の基板の電極間に所望の電位を印加するための電位を、電源で発生された多数の電位の中から選択する(例えば表示消去時には表示消去用の電位を選択する)多値の選択回路を設けることで実現できる。しかし、一対の基板間に帯電粒子を封入した構造の表示媒体は、LCDに比べて電極間に非常に高い電圧を印加する必要があるので、多値の選択回路を、高耐圧の半導体素子を多数用いて専用に設計する必要があり、駆動装置のコストが嵩むという問題が生ずる。
【0007】
また、表示媒体への画像の書き込みに先立って表示媒体の表示を消去することは、電源から出力される電位を画像書込時と表示消去時で切り替えることによっても実現できる。しかし、表示媒体は電極対が間隙を隔てて対向配置された構造のために静電容量が高いので、電源には、表示媒体の上記構造に対応して、出力電位を安定させるために大容量のコンデンサが設けられている(例として図10参照)。このため、特に表示消去時から画像書込時への切り替え時に電源から出力される電位を低下させるためには、電源のコンデンサに蓄積された電荷を放電する必要があるが、コンデンサの容量が大きく放電に時間がかかることで、出力電位が短時間で切り替わらず、表示媒体への画像の書き込みに時間がかかるという別の問題が生ずる。また、これを解決するために放電するための機構を別途設けた場合は、電源の構成が複雑となり駆動装置のコストが嵩むことになる。
【0008】
本発明は上記事実を考慮して成されたもので、表示媒体に高画質かつ高速で画像を表示することを簡易な構成で実現できる表示媒体の電源装置及び表示媒体の駆動方法を得ることが目的である。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項1記載の発明に係る表示媒体の電源装置は、画素位置に対向配置された電極対間に印加された電圧に応じて表示濃度が変化する画素が複数設けられた表示媒体の個々の電極の電位を切り替えることで、前記表示媒体の個々の画素位置に対向配置された電極対間に印加する電圧を各々切り替えて前記表示媒体を駆動する駆動装置に電力を供給する電源装置であって、前記表示媒体の各画素を一律の表示濃度にする電圧を電極対間に印加するための電位を発生させる第1の電源部と、前記表示媒体に任意の画像を表示させる電圧を電極対間に印加するための電位を発生させる第2の電源部と、表示媒体の各画素を一律の表示濃度にする場合には前記第1の電源部で発生された電位が前記駆動装置へ供給され、表示媒体に任意の画像を表示させる場合には前記第2の電源部で発生された電位が前記駆動装置へ供給されるように、前記駆動装置に供給される電位を切り替える切替手段と、を備えたことを特徴としている。
【0010】
請求項1記載の発明に係る表示媒体の電源装置は、画素位置に対向配置された電極対間に印加された電圧に応じて表示濃度が変化する画素が複数設けられた表示媒体の個々の電極の電位を切り替えることで、表示媒体の個々の画素位置に対向配置された電極対間に印加する電圧を各々切り替えて表示媒体を駆動する駆動装置に電力を供給する。なお、上記の表示媒体としては、例えば請求項5に記載したように、少なくとも一部が透光性を有し透明電極が設けられた表示基板と、表示基板と間隙を隔てて対向配置され電極が設けられた背面基板と、表示基板と背面基板の間に封入され両基板の電極対間に印加された電圧によって形成される電界に応じて各々移動可能とされた色及び帯電特性が異なる複数種類の粒子群と、を含む構成の表示媒体が好適であるが、他の表示媒体(例えばLCDやプラズマディスプレイ等)であってもよい。
【0011】
請求項1記載の発明では、表示媒体の各画素を一律の表示濃度にする電圧を電極対間に印加するための電位を発生させる第1の電源部と、表示媒体に任意の画像を表示させる電圧を電極対間に印加するための電位を発生させる第2の電源部が設けられており、切替手段は、表示媒体の各画素を一律の表示濃度にする場合には第1の電源部で発生された電位が駆動装置へ供給され、表示媒体に任意の画像を表示させる場合には第2の電源部で発生された電位が駆動装置へ供給されるように、駆動装置に供給される電位を切り替える。
【0012】
このように、請求項1記載の発明では、表示媒体の各画素を一律の表示濃度にする(表示媒体の表示を消去する)電圧を電極対間に印加するための電位を発生させる電源(第1の電源部)と、表示媒体に任意の画像を表示させる電圧を電極対間に印加するための電位を発生させる電源(第2の電源部)が別に設けられており、これらで発生された電位を選択的に駆動装置に供給しているので、第1の電源部及び第2の電源部がコンデンサ等からの成る大容量の電荷蓄積手段を含んで構成されている場合にも、駆動装置に供給する電位の切り替えにあたって電荷蓄積手段に蓄積されている電荷を放電する必要がなくなり、電位の切り替えを高速で行うことができる。
【0013】
また、表示媒体の各画素を一律の表示濃度にする場合には第1の電源部で発生された電位を駆動装置へ供給し、表示媒体に任意の画像を表示させる場合には第2の電源部で発生された電位を駆動装置へ供給しているので、表示媒体に高画質(高コントラスト)の画像を表示させることができる。更に、表示媒体の各画素を一律の表示濃度にする場合と表示媒体に任意の画像を表示させる場合の電位の切り替えを電源装置で行っているので、この電位の切り替えを行うために駆動装置に多数のスイッチング素子を設ける必要もなくなる。従って、請求項1記載の発明によれば、表示媒体に高画質かつ高速で画像を表示することを簡易な構成で実現することができる。
【0014】
なお、請求項1記載の発明において、表示媒体の各画素を一律の表示濃度にすることは、例えば請求項2に記載したように、各画素に対応する電極対間に一定の極性の電圧を間欠的に各々印加するか、又は各画素に対応する電極対間に極性の異なる電圧を交互に各々印加することで実現することができ、第1の電極部は上記の電圧印加を行うための電位を出力する(例えば一定の極性の電位を発生させ該電位を間欠的に出力する、或いは極性の異なる2つの電位を発生させこれらの電位を交互に出力する等)ように構成することができる。
【0015】
また、請求項1記載の発明において、例えば表示媒体が請求項5に記載した構成である等の場合、第1の電源部は、例えば請求項3に記載したように、表示媒体の各画素を一律の表示濃度にする電圧として、表示媒体に任意の画像を表示させるための電圧よりも絶対値の大きな電圧を各画素に対応する電極対間に各々印加するための電位を発生させるように構成することができる。
【0016】
また、請求項1記載の発明において、切替手段は、例えば請求項4に記載したように、第1の電源部で発生された電位を駆動装置に供給させることで、駆動装置により、表示媒体の各画素を一律の表示濃度にする電圧を各画素に対応する電極対間に各々印加させた直後に、第2の電源部で発生された電位を駆動装置に供給させ、駆動装置により、表示媒体に任意の画像を表示させる電圧を各画素に対応する電極対間に印加させるように構成することが好ましい。
【0017】
請求項4記載の発明では、第1の電源部で発生された電位を駆動装置に供給させることで、駆動装置によって表示媒体の各画素が一律の表示濃度とされた直後に、第2の電源部で発生された電位を駆動装置に供給させることで、駆動装置によって表示媒体に任意の画像が表示されるので、駆動装置に供給される電位が切替手段によって切り替えされる際に、表示媒体の電極の電位が不定となることで表示媒体に表示される画像に画像に乱れが生ずることを防止することができる。
【0018】
請求項6記載の発明に係る表示媒体の駆動方法は、画素位置に対向配置された電極対間に印加された電圧に応じて表示濃度が変化する画素が複数設けられた表示媒体の個々の電極の電位を切り替えることで、前記表示媒体の個々の画素位置に対向配置された電極対間に印加する電圧を各々切り替えて前記表示媒体を駆動する駆動装置に電力を供給するにあたり、前記表示媒体の各画素を一律の表示濃度にする電圧を電極対間に印加するための電位を発生させる第1の電源と、前記表示媒体に任意の画像を表示させる電圧を電極対間に印加するための電位を発生させる第2の電源を設け、前記表示媒体の各画素を一律の表示濃度にする場合には、前記駆動装置に前記第1の電源で発生された電位を供給し、前記表示媒体に任意の画像を表示させる場合には、前記駆動装置に前記第2の電源で発生された電位を供給することを特徴としているので、請求項1記載の発明と同様に、表示媒体に高画質かつ高速で画像を表示することを簡易な構成で実現することができる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。図1には本実施形態に係る画像表示装置10が示されている。画像表示装置10は本発明に係る表示媒体(詳しくは請求項5に記載の表示媒体)としての画像表示媒体12を含んで構成されている。
【0020】
図2に示すように、画像表示媒体12は透光性を有する表示側基板14と、該表示側基板14と間隙を隔てて対向配置された背面側基板16を備えている。表示側基板14と背面側基板16の間隙は、図示しない間隙保持部材によって微小かつ一定の間隔に保持されており、この間隙には、互いに異なる極性に帯電している黒粒子18及び白粒子20が封入されている(例えば黒粒子18が正、白粒子20が負に帯電している)。
【0021】
また表示側基板14のうち背面側基板16と対向する面には、第1の方向(図1の左右方向、図2の紙面に垂直な方向)に延びるライン状(帯状)の透明電極22が、第1の方向と直交する第2の方向(図1の上下方向、図2の左右方向)に沿って複数形成されている。また、背面側基板16のうち表示側基板14と対向する面には、第2の方向に延びるライン状の電極24が、第1の方向に沿って複数形成されている。このように、透明電極22及び電極24は画像表示媒体12を単純マトリクス方式で駆動可能に配置されている。
【0022】
画像表示媒体12を単純マトリクス方式で駆動した場合、透明電極22と電極24の交差位置が各々画像表示媒体12の画素として機能し、各交差位置における透明電極22と電極24の間に印加される電圧(によって発生される電界)の大きさに応じて、各交差位置における黒粒子18及び白粒子20の移動、すなわち各交差位置における表示濃度が制御されることになる。なお、以下では透明電極22を「行電極22」、電極24を「列電極24」と称する。
【0023】
また、画像表示装置10は電源装置26、制御装置28、列電極駆動部30及び行電極駆動部32を備えている。なお、電源装置26は本発明に係る表示媒体の電源装置に対応しており、制御装置28、列電極駆動部30及び行電極駆動部32は本発明に係る駆動装置に対応している。制御装置28は電源装置26に接続されており、電源装置26から供給される電力により作動する。また、電源装置26及び制御装置28は列電極駆動部30及び行電極駆動部32に接続されている。
【0024】
図3に示すように、電源装置26には消去用電源34と駆動用電源35が設けられている。消去用電源34は本発明に係る第1の電源部に対応しており、例えば図5(A)に示す構成を採用することができる。図5(A)に示す構成では直流電源56A,56Bが設けられており、直流電源56Aのマイナス端子と直流電源56Bのプラス端子は互いに接続されると共に接地されている(これに代えて後述する基準電位VCLに維持するようにしてもよい)。なお、図示は省略するが、直流電源56A,56Bには出力電位を安定させるための大容量のコンデンサが並列に接続されている。また、直流電源56Aのプラス端子はスイッチング部58の2個の入力端の一方に接続されており、他方の入力端は直流電源56Bのマイナス端子に接続されている。
【0025】
スイッチング部58は半導体スイッチング素子(例えばMOSFET)等で構成されており、2個の入力端を介して入力された2つの信号(電位)のうちの一方を選択的に出力するように構成されている。図示は省略するが、スイッチング部58は制御装置28に接続されており、出力する信号(電位)が一定周期で切り替わるように制御される。従って、消去用電源34からは、消去出力として、一定周期で極性が切り替わる電位(図5(A)に示す波形も参照)が出力されることになる。
【0026】
一方、駆動用電源35は本発明に係る第2の電源部に対応しており、列電極駆動部30に供給する電位を発生させるための第1電源部35Aと、行電極駆動部32に供給する電位を発生させるための第2電源部35Bを含んで構成されている。第1電源部35Aは、列電極24の基準電位VCLを発生させる基準電位発生部36と、基準電位VCLを接地電位として電位差(VCH−VCL)を発生させることで高圧出力としての電位VCHを出力する高圧出力部38と、基準電位VCLを接地電位として電位差TTLを発生させることで信号電源出力としての電位(VCL+TTL)を出力する信号電源出力部40を備えている。なお、高圧出力部38にも出力電位を安定させるための大容量のコンデンサが並列に接続されている。
【0027】
上記構成により、第1電源部35Aは高圧出力(電位VCH)、GND出力(基準電位VCL)及び信号電源出力(電位(VCL+TTL))を出力する。第1電源部35Aは列電極駆動部30に接続されており、上記各出力のうち、GND出力及び信号電源出力は列電極駆動部30に直接供給される。また、第1電源部35Aの高圧出力は切替部60に入力され、消去用電源34の消去出力も切替部60に入力される。
【0028】
切替部60も半導体スイッチング素子(例えばMOSFET)等で構成されており、入力された第1電源部35Aの高圧出力及び消去用電源34の消去出力の一方を選択的に出力するように構成されている。切替部60は制御装置28に接続されており、高圧出力及び消去出力の何れを出力するかは制御装置28によって制御される。切替部60の出力端は列電極駆動部30に接続されており、切替部60から出力された高圧出力又は消去出力は列電極駆動部30に供給される。なお、切替部60及び制御装置28は本発明に係る切替手段に対応している。
【0029】
また、第2電源部35Bは、行電極22の基準電位VRHを発生させる基準電位発生部42と、基準電位VRHを接地電位として電位差(VRL−VRH)を発生させることで高圧出力としての電位VRLを出力する高圧出力部44と、基準電位VRHを接地電位として電位差TTLを発生させることで信号電源出力としての電位(VRH+TTL)を出力する信号電源出力部46を備えている。第2電源部35Bは行電極駆動部32に接続されており、高圧出力(電位VRL)、GND出力(基準電位VRH)及び信号電源出力(電位(VRH+TTL))が行電極駆動部32に供給される。
【0030】
一方、列電極駆動部30は、画像表示媒体12に設けられている列電極24の数と同数のスイッチング素子50を備えており、第1電源部35AからのGND出力(基準電位VCL)と、切替部60からの高圧出力又は消去出力は個々のスイッチング素子50に各々供給される。図3ではスイッチング素子50を模式的にスイッチとして示しているが、スイッチング素子50は実際には半導体スイッチング素子(例えばMOSFET等)で構成されている。個々のスイッチング素子50は、第1電源部35Aから供給された信号電源出力を電源とし、GND出力(基準電位VCL)を基準電位として動作し、オン状態では高圧出力(又は消去出力)を、オフ状態ではGND出力(基準電位VCL)を出力する。なお、個々のスイッチング素子50には制御装置28から供給された制御信号も入力され、個々のスイッチング素子50のオンオフは制御装置28によって制御される。
【0031】
図4に示すように、列電極駆動部30は画像表示媒体12の背面側基板16に取付けられており、列電極駆動部30の個々のスイッチング素子50は、背面側基板16に形成された個々の列電極24と接続されている。従って、画像表示媒体12の個々の列電極24の電位は、接続されているスイッチング素子50のオンオフの状態に応じて高圧出力に相当する電位VCH又は消去出力に相当する電位又は基準電位VCLに切り替わることになる。
【0032】
また、行電極駆動部32は、画像表示媒体12に設けられている行電極22の数と同数のスイッチング素子52を備えており、第2電源部35Bからの高圧出力(電位VRL)及びGND出力(基準電位VRH)は個々のスイッチング素子52に各々供給される。スイッチング素子52も実際には半導体素子(例えばMOSFET等)で構成されている。個々のスイッチング素子52は、第2電源部35Bから供給された信号電源出力を電源とし、GND出力(基準電位VRH)を基準電位として動作し、オン状態では高圧出力(電位VRL)を、オフ状態ではGND出力(基準電位VRH)を出力する。なお、個々のスイッチング素子52には制御装置28から供給された制御信号も入力され、個々のスイッチング素子52のオンオフは制御装置28によって制御される。
【0033】
図4に示すように、行電極駆動部32は画像表示媒体12の表示側基板14に取付けられており、行電極駆動部32の個々のスイッチング素子52は、表示側基板14に形成された個々の行電極22と接続されている。従って、画像表示媒体12の個々の行電極22の電位は、接続されているスイッチング素子52のオンオフの状態に応じて電位VRL又は基準電位VRHに切り替わることになる。
【0034】
次に本実施形態の作用を説明する。本実施形態に係る画像表示媒体12において、特定の行電極22と特定の列電極24の間に印加する電圧(電界)の変化に対する、特定の列電極24と特定の行電極22の交差位置の画素の濃度の変化を図6に示す。図6より明らかなように、画像表示媒体12は、印加電圧(電界)が保持電圧範囲(黒粒子18及び白粒子20の移動が生じない電圧範囲)内であれば濃度は変化せず、印加電圧(の絶対値)が保持電圧範囲を越える大きさになると、印加電圧の増大に対して大きな傾きで濃度が変化し、更に印加電圧(の絶対値)が閾値(図6に表示駆動電圧と表記して示す電圧)を越えると、印加電圧の増大に対する濃度の変化の傾きが小さくなる特性を有している。
【0035】
一方、本実施形態では、列電極24の電位を電位VCH又は基準電位VCLに切り替えると共に、行電極22の電位を電位VRL又は基準電位VRHに切り替えることで、単純マトリクス方式により画像表示媒体12を駆動するので、列電極24と行電極22の間には、画像表示媒体12の駆動時に、次の表1に示す電圧V1〜V4の何れかが印加される。
【0036】
【表1】
Figure 2005024833
【0037】
ここで、表1に示す電圧V2〜V4は、黒粒子18及び白粒子20の移動を生じさせない大きさである必要があるので、画像表示媒体12における保持電圧の最大値をxとすると、
|V2|<x、|V3|<x、|V4|<x
よって
|VCH−VRH|<x、|VCL−VRL|<x、|VCL−VRH|<x
となる。また、
|V2|=(VCH−VCL)―(VRH−VCL)<x
―x<(VCH−VCL)―(VRH−VCL)<x
よって、
−2x<(VCH−VCL)<2x
同様に
−2x<(VRH−VRL)<2x
となり、画像表示媒体12の駆動時における列電極24の電位VCH/VCLの電位差、行電極22の電位VRL/VRHの電位差は、何れも保持電圧の最大値xの2倍が限度となる。従って、画像表示媒体12の駆動時に列電極24と行電極22の間に印加可能な最大電圧(電位差)は、
|V1|=(VCH−VRL)<2x+x=3x
となる。
【0038】
図6からも明らかなように、画像表示媒体12は、列電極24と行電極22の間に印加する電圧を比較的大きく(図6における表示駆動電圧を越える大きさ)した場合にも、印加電圧の増大に対して若干ではあるものの濃度が変化する特性を有しているので、画像表示媒体12に画像を書き込むに先立って画像表示媒体12の表示を消去する(全画素の表示濃度をより濃度の低い白又は濃い黒にする)際に、より高い電圧を印加した方が表示画像のコントラストが向上する。このため、本実施形態では電源装置26に消去用電源34を設けており、列電極24と行電極22の間に最大駆動電圧V1(図6に示す表示駆動電圧に相当)よりも大きな電圧(図6に示す消去電圧に相当)を印加するための電位を消去用電源34で発生させるようにしている(すなわち消去出力の最大電位≫VCH)。
【0039】
画像表示媒体12に画像を書き込む場合、書込対象の画像を表す画像データ(例えば書込対象の画像の各画素階調値を2値(例えば白/黒)で表す画像データ)が外部装置(図示省略)から制御装置28に入力される。制御装置28は画像データが入力されると、該画像データが表す画像の書き込みに先立ち、画像表示媒体12の表示を消去させるために、まず消去用電源34からの消去出力が列電極駆動部30に供給されるように切替部60を制御すると共に、列電極駆動部30の各スイッチング素子50を各々オンさせる。
【0040】
これにより、例として図8に表示消去期間として示すように、画像表示媒体12の行電極22と列電極24の各交差位置(各画素位置)において、行電極22と列電極24の間に、一定周期で極性が切り替わる消去電圧が印加されることになり、この消去電圧の印加に伴って生ずる交番電界により、表示側基板14と背面側基板16の間隙に封入されている黒粒子18及び白粒子20が大きく移動し、画像表示媒体12の全面の表示濃度が濃い黒→より濃度の低い真っ白→濃い黒と切り替わることになる。
【0041】
消去電圧の印加を開始してから所定時間が経過すると、制御装置28は、画像表示媒体12の全面が所定の表示濃度(例えばより濃度の低い白に相当する表示濃度)となっている状態で、第1電源部35Aからの高圧出力が列電極駆動部30に供給されるように切替部60を制御し、かつ、入力された画像データに基づき、列電極駆動部30の各スイッチング素子50及び行電極駆動部32の各スイッチング素子52を各々オンオフさせることで、単純マトリクス方式により画像表示媒体12に画像を書き込む。
【0042】
すなわち、制御装置28は、まず行電極駆動部32の各スイッチング素子52のうち、特定の行電極22(書込行電極)に接続されたスイッチング素子52のみをオンさせる(他のスイッチング素子52はオフ状態とする)。これにより、特定の行電極22(書込行電極)のみが電位VRHに切り替わり、他の行電極22は基準電位VRLのまま維持される。また制御装置28は、前述の画像データから、書込行電極と各列電極24との交差位置に相当する各画素のデータを抽出し、抽出したデータが表す各画素の階調値(濃度)が白か黒かに応じて、列電極駆動部30の各スイッチング素子50のオンオフを制御する(例えば階調値が黒の画素についてのみスイッチング素子50をオンする等)。
【0043】
これにより、接続されているスイッチング素子50がオンされた列電極24は電位VCHに切り替わるので、該列電極24と書込行電極との交差位置に位置している画素に電圧V1(表1参照)が印加されることで黒粒子18及び白粒子20の移動が生じ、該画素の表示濃度が変化する(例えばより濃度の低い白→黒へ変化する)。また、接続されているスイッチング素子50がオフされている列電極24は基準電位VCLとされるので、該列電極24と書込行電極との交差位置に位置している画素には電圧V3(表1参照)が印加されることになり、該画素の表示濃度の変化は生じない。
【0044】
なお、この間、書込行電極以外の各行電極22と各列電極24との交差位置に相当する各画素は、上述のように列電極24は電位VCH又は基準電位VCLとされるものの、行電極22が基準電位VRLのまま維持されているために電圧V3又は電圧V4が印加されることになる(図8も参照)ので、前記各画素は表示濃度が変化しない状態で維持される。
【0045】
制御装置28は、特定の行電極22に接続されたスイッチング素子52をオンさせてから所定時間が経過する毎に、書込行電極を別の行電極22に切り替えて上記処理を行うことを繰り返す。これにより、行電極22が単純マトリクス方式における走査電極として用いられ、列電極がデータ電極として用いられることになり、書込対象の画像が画像表示媒体12に書き込まれることになる。
【0046】
このように、本実施形態に係る画像表示装置10では、画像表示媒体12の列電極24と行電極22の間に表示駆動電圧V1よりも大きい消去電圧を印加することで画像表示媒体12の全面を濃い黒又はより濃度の低い白にした後に、画像の書き込みを行っているので、画像表示媒体12に表示される画像のコントラスト、すなわち画質を向上させることができる。
【0047】
また、画像表示媒体12の列電極24と行電極22の間に消去電圧を印加するための電位を発生させる消去用電源34と、画像表示媒体12の任意の画像を書き込むための電位を発生させる駆動用電源35を別に設け、消去用電源34からの消去出力と駆動用電源35(の高圧出力部38)からの高圧出力を切替部60により選択的に列電極駆動部30に供給しているので、列電極駆動部30に供給する電位の切り替えにあたり、消去用電源34及び高圧出力部38に各々設けられている大容量のコンデンサから蓄積電荷を放電する必要がなくなり、電位の切り替えを高速で行うことができる。従って、画像表示媒体12への画像の表示(書込)を高速で行うことができる。
【0048】
また、画像表示媒体12の表示を消去する場合と、画像表示媒体12に画像を書き込む場合の電位の切り替えを電源装置26の切替部60で行っているので、上記の電位切り替えのために駆動装置(列電極駆動部30又は行電極駆動部32)に多数のスイッチング素子を追加する必要もなく、行電極駆動部32及び列電極駆動部30、ひいては画像表示装置10を低コストで構成することができる。
【0049】
なお、消去用電源34は図5(A)に示す構成に限定されるものではなく、例えば図5(B)に示すように、正弦波(他の波形でもよい)の交流電圧を出力する交流電源64で構成してもよい。また画像表示媒体12は、画像の書き込みに先立つ表示消去時に同一極性の電圧を間欠的に繰り返し印加した場合、例として図9に示すように、電圧の印加回数の増加に伴って表示濃度が若干変化し(より濃度の低い白又は濃い黒により近い濃度となり)、結果として表示画像のコントラストが向上するという特性を有している。上記特性に基づき、消去電圧として同一極性の電圧を間欠的に繰り返し印加可能なように消去用電源34を構成してもよい。
【0050】
例えば図5(C)に示す消去用電源34は、2個の入力端の一方が直流電源66のプラス端子に接続されると共に他方が接地され、2個の入力端を介して入力された2つの信号(電位)のうちの一方を選択的に出力するスイッチング素子68を含んで構成されており、出力する信号(電位)が周期的に切り替わるように図示しない制御部によって制御される。従って、図5(C)に示す消去用電源34から消去出力として出力される電位は、一定の極性の高電位又は接地電位に交互に切り替わり(図5(C)に示す波形も参照)、この消去出力を列電極駆動部30に供給することで、画像表示媒体12の行電極22と列電極の24に同一極性の消去電圧を間欠的に繰り返し印加することができる。
【0051】
また、切替部60は図5(D)に示す構成を採用してもよい。図5(D)に示す切替部60には、2個のフォトカプラ70A,70Bが設けられている。フォトカプラ70Aは内蔵している発光ダイオードが点灯している間、内蔵しているフォトトランジスタが導通する特性とされており、フォトカプラ70Bは内蔵している発光ダイオードが消灯している間、内蔵しているフォトトランジスタが導通する特性とされている。
【0052】
フォトカプラ70Aの内蔵発光ダイオードのアノードは2個の制御信号入力端の一方に、カソードはフォトカプラ70Bの内蔵発光ダイオードのアノードに接続されており、フォトカプラ70Bの内蔵発光ダイオードのカソードは2個の制御信号入力端の他方に接続されている。また、フォトカプラ70Aの内蔵フォトトランジスタの一端は消去用電源34に接続されており、他端は出力端に接続されている。更に、フォトカプラ70Bの内蔵フォトトランジスタの一端は出力端に接続されており、他端は高圧出力部38に接続されている。
【0053】
図5(D)に示す切替部60では、2個の制御信号入力端の間に電圧が印加され、フォトカプラ70A,70Bの内蔵発光ダイオードに電流が流れることでフォトカプラ70A,70Bの内蔵発光ダイオードが各々点灯しているときには、フォトカプラ70Aの内蔵フォトトランジスタのみが導通することで、消去用電源34からの消去出力が列電極駆動部30に供給される。また、制御信号入力端の間の電圧の印加が停止されることでフォトカプラ70A,70Bの内蔵発光ダイオードが各々消灯しているときには、フォトカプラ70Bの内蔵フォトトランジスタのみが導通することで、高圧出力部38からの高圧出力が列電極駆動部30に供給される。
【0054】
このように、図5(D)に示す切替部60は、消去出力又は高圧出力を列電極駆動部30に常時供給する構成であり、画像表示媒体12の表示消去の完了時に画像表示媒体12への画像の書き込みを開始するための出力の切り替えも瞬時に行われるので、切替部60から出力される電位が不定となる期間が生ずることはない。本実施形態に係る画像表示媒体12は駆動に必要な電流の大きさが小さいので、列電極24(又は行電極22)の電位が不定となった場合、外部からの誘導電位の影響で表示画像に乱れが生ずる可能性があるが、切替部60を上記構成とすれば列電極24(又は行電極22)の電位が不定となることはなく、外部からの誘導電位の影響で表示画像に乱れが生ずることを防止できる。なお、切替部60を上記のように構成することは請求項4記載の発明に対応している。
【0055】
また、上記では本発明に係る表示媒体として、単純マトリクス方式での駆動を前提とした構造の電極が設けられた画像表示媒体12を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、アクティブマトリクス方式での駆動を前提とした構造を有する表示媒体にも適用可能であることは言うまでもない。また、本発明に係る表示媒体は、例えば液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等、公知の他の表示媒体であってもよい。
【0056】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、表示媒体の各画素を一律の表示濃度にする場合には、第1の電源部で発生された、表示媒体の各画素を一律の表示濃度にする電圧を電極対間に印加するための電位が駆動装置へ供給され、表示媒体に任意の画像を表示させる場合には、第2の電源部で発生された、表示媒体に任意の画像を表示させる電圧を電極対間に印加するための電位が駆動装置へ供給されるように、駆動装置に供給される電位を切り替えるようにしたので、表示媒体に高画質かつ高速で画像を表示することを簡易な構成で実現できる、という優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態に係る画像表示装置の概略構成図である。
【図2】図1のII−II線に沿った表示媒体の断面図である。
【図3】電源部及び駆動部の概略構成を示すブロック図である。
【図4】表示媒体の各電極と駆動部の接続状態を示す平面図である。
【図5】(A)〜(C)は消去用電源の構成の一例、(D)は切替部の構成の一例を各々示す概略図である。
【図6】表示媒体における電極間の印加電圧と濃度の関係を示す線図である。
【図7】駆動用電圧を印加するための各電位の大きさを説明するための概略図である。
【図8】表示媒体の特定のセル(画素)に印加される電圧の推移の一例を示す線図である。
【図9】消去用電圧の印加回数と表示画像のコントラストとの関係の一例を示す線図である。
【図10】従来技術の問題点を説明するために、電源の構成を模式的に示す回路図である。
【符号の説明】
10 画像表示装置
12 画像表示媒体
14 表示側基板
16 背面側基板
18 黒粒子
20 白粒子
22 行電極
24 列電極
26 電源装置
28 制御装置
30 列電極駆動部
32 行電極駆動部
34 消去用電源
35 駆動用電源
38 高圧出力部
60 切替部

Claims (6)

  1. 画素位置に対向配置された電極対間に印加された電圧に応じて表示濃度が変化する画素が複数設けられた表示媒体の個々の電極の電位を切り替えることで、前記表示媒体の個々の画素位置に対向配置された電極対間に印加する電圧を各々切り替えて前記表示媒体を駆動する駆動装置に電力を供給する電源装置であって、
    前記表示媒体の各画素を一律の表示濃度にする電圧を電極対間に印加するための電位を発生させる第1の電源部と、
    前記表示媒体に任意の画像を表示させる電圧を電極対間に印加するための電位を発生させる第2の電源部と、
    表示媒体の各画素を一律の表示濃度にする場合には前記第1の電源部で発生された電位が前記駆動装置へ供給され、表示媒体に任意の画像を表示させる場合には前記第2の電源部で発生された電位が前記駆動装置へ供給されるように、前記駆動装置に供給される電位を切り替える切替手段と、
    を備えたことを特徴とする表示媒体の電源装置。
  2. 前記第1の電源部は、前記表示媒体の各画素を一律の表示濃度にする電圧を電極対間に印加するための電位として、各画素に対応する電極対間に一定の極性の電圧を間欠的に各々印加するか、又は各画素に対応する電極対間に極性の異なる電圧を交互に各々印加するための電位を出力することを特徴とする請求項1記載の表示媒体の電源装置。
  3. 前記第1の電源部は、前記表示媒体の各画素を一律の表示濃度にする電圧として、前記表示媒体に任意の画像を表示させるための電圧よりも絶対値の大きな電圧を各画素に対応する電極対間に各々印加するための電位を発生させることを特徴とする請求項1記載の表示媒体の電源装置。
  4. 前記切替手段は、前記第1の電源部で発生された電位を前記駆動装置に供給させることで、前記駆動装置により、前記表示媒体の各画素を一律の表示濃度にする電圧を各画素に対応する電極対間に各々印加させた直後に、前記第2の電源部で発生された電位を前記駆動装置に供給させ、前記駆動装置により、前記表示媒体に任意の画像を表示させる電圧を各画素に対応する電極対間に印加させることを特徴とする請求項1記載の表示媒体の電源装置。
  5. 前記表示媒体は、少なくとも一部が透光性を有し透明電極が設けられた表示基板と、前記表示基板と間隙を隔てて対向配置され電極が設けられた背面基板と、前記表示基板と前記背面基板の間に封入され両基板の電極対間に印加された電圧によって形成される電界に応じて各々移動可能とされた色及び帯電特性が異なる複数種類の粒子群と、を含んで構成されていることを特徴とする請求項1記載の表示媒体の電源装置。
  6. 画素位置に対向配置された電極対間に印加された電圧に応じて表示濃度が変化する画素が複数設けられた表示媒体の個々の電極の電位を切り替えることで、前記表示媒体の個々の画素位置に対向配置された電極対間に印加する電圧を各々切り替えて前記表示媒体を駆動する駆動装置に電力を供給するにあたり、
    前記表示媒体の各画素を一律の表示濃度にする電圧を電極対間に印加するための電位を発生させる第1の電源と、前記表示媒体に任意の画像を表示させる電圧を電極対間に印加するための電位を発生させる第2の電源を設け、
    前記表示媒体の各画素を一律の表示濃度にする場合には、前記駆動装置に前記第1の電源で発生された電位を供給し、前記表示媒体に任意の画像を表示させる場合には、前記駆動装置に前記第2の電源で発生された電位を供給することを特徴とする表示媒体の駆動方法。
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