JP2014170110A - 制御装置、電気光学装置、電子機器および制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】記憶性表示素子において３階調以上の多階調表示を行う場合に、中間階調の再現性を改善する。
【解決手段】画像データに従った電圧を記憶性表示素子に印加させるように、記憶性表示素子を駆動する駆動回路を制御する。記憶性表示素子の光学状態を画像データにより示される階調とするために、消去期間、リセット期間、および書き込み期間を含む複数の単位期間における電圧印加のパターンに従った電圧を印加させ、パターンは、各単位期間において第１電圧および第２電圧のうち第１階調から第２階調を経て第１階調に戻る方向に階調変化させる電圧を印加するパターンであり、当該階調が第１階調および第２階調の中間階調である場合には、書き込み期間において第１階調から第２階調への遷移により当該記憶性表示素子に当該階調を表示させる。
【選択図】図３

Description

本発明は、記憶性表示素子の駆動を制御する技術に関する。

従来、記憶性表示素子は、各画素については２階調（例えば黒および白）の表示のみ可能なものが広く用いられていた。より高画質化のため、各画素において多階調表示を可能とする技術が開発されている。特許文献１は、記憶性表示素子の一種である電気泳動表示デバイスにおいて、黒および白以外のグレースケール（中間階調）を表現する技術を開示している（図１等）。

特表２００７−５１３３６８号公報

特許文献１に開示された技術においては、黒から白への遷移の途中で中間階調を表現する場合と、白から黒への遷移の途中で中間階調を表現する場合とで、中間階調の再現性が悪いという問題があった。
これに対し本発明は、記憶性表示素子において３階調以上の多階調表示を行う場合に、中間階調の再現性を改善する技術を提供する。

本発明は、第１電圧の印加によって第１階調から第２階調に光学状態が遷移し、第２電圧の印加によって前記第２階調から前記第１階調に光学状態が遷移する記憶性表示素子に表示させる画像を示す画像データを取得する取得手段と、前記画像データに従った電圧を前記記憶性表示素子に印加させるように、当該記憶性表示素子を駆動する駆動回路を制御する制御手段であって、当該記憶性表示素子の光学状態を前記画像データにより示される階調とするために、消去期間、リセット期間、および書き込み期間を含む複数の期間における電圧印加のパターンに従った電圧を印加させ、前記パターンは、単位期間において前記第１電圧および前記第２電圧のうち前記第２階調から前記第１階調を経て前記第２階調に戻るループに沿って階調変化させる電圧を印加するパターンであり、当該階調が前記第１階調および前記第２階調の中間階調である場合には、前記書き込み期間において前記第１階調から前記第２階調への遷移により当該記憶性表示素子に当該階調を表示させる制御手段とを有する制御装置を提供する。
この制御装置によれば、記憶性表示素子において３階調以上の多階調表示を行う場合に、中間階調の再現性を改善することができる。

前記消去期間は、当該消去期間の終期において前記記憶性表示素子が前記第２階調となる電圧を印加する期間であってもよい。

前記リセット期間は、前記第２階調から前記第１階調を経て前記第２階調に戻るループを０．５回以上実現させる電圧を印加する期間であってもよい。

前記パターンは、一の階調について、前記ループの回数が異なる複数の駆動モードに応じたパターンを含んでもよい。

前記パターンは、前記記憶性表示素子に前記第１階調または前記第２階調のどちらかを表示させるため、前記第１階調から前記第２階調に、または前記第２階調から前記第１階調に直接遷移させる電圧を印加する駆動モードを含む複数の駆動モードに応じたパターンを含んでもよい。

前記第１階調から前記第２階調へ遷移させる期間の時間長および前記第２階調から前記第１階調へ遷移させる期間の時間長が、それぞれ、前記複数の駆動モードにおいて共通であってもよい。

前記第１階調から前記第２階調への遷移が、前記第２階調から前記第１階調への遷移よりも遅くてもよい。

この制御装置は、前記記憶性表示素子に現在表示されている画像を示す現データを記憶する第１記憶手段と、前記記憶性表示素子に次に表示させる画像を示す次データを記憶する第２記憶手段と、前記パターンに含まれる複数の単位期間のうち電圧印加が終了した単位期間の数をカウントするカウント手段と、書き換え前の階調値、書き換え後の階調値、並びに当該書き換え前の階調値および当該書き換え後の階調値に対応する電圧印加のパターンを、複数の階調値の各々について記憶した第３記憶手段とを有し、前記取得手段は、前記第１記憶手段から前記現データを、前記第２記憶手段から次データをそれぞれ取得し、前記制御手段は、前記第３記憶手段に記憶されている複数のパターンにより示される電圧のうち、前記取得手段により取得された前記現データおよび前記次データ、並びに前記カウント手段によりカウントされている数に相当する単位期間に印加すべき電圧を前記記憶性表示素子に印加させるように、前記記憶性表示素子を駆動する駆動回路を制御してもよい。

また、本発明は、第１電圧の印加によって第１階調から第２階調に光学状態が遷移し、第２電圧の印加によって前記第２階調から前記第１階調に光学状態が遷移する記憶性表示素子と、前記記憶性表示素子に表示させる画像を示す画像データを取得する取得手段と、前記画像データに従った電圧を前記記憶性表示素子に印加させるように、当該記憶性表示素子を駆動する駆動回路を制御する制御手段であって、当該記憶性表示素子の光学状態を前記画像データにより示される階調とするために、消去期間、リセット期間、および書き込み期間を含む複数の期間における電圧印加のパターンに従った電圧を印加させ、前記パターンは、単位期間において前記第１電圧および前記第２電圧のうち前記第２階調から前記第１階調を経て前記第２階調に戻るループに沿って階調変化させる電圧を印加するパターンであり、当該階調が前記第１階調および前記第２階調の中間階調である場合には、前記書き込み期間において前記第１階調から前記第２階調への遷移により当該記憶性表示素子に当該階調を表示させる制御手段とを有する電気光学装置を提供する。
この電気光学装置によれば、記憶性表示素子において３階調以上の多階調表示を行う場合に、中間階調の再現性を改善することができる。

さらに、本発明は、上記の電気光学装置を有する電子機器を提供する。
この電子機器によれば、記憶性表示素子において３階調以上の多階調表示を行う場合に、中間階調の再現性を改善することができる。

さらに、本発明は、第１電圧の印加によって第１階調から第２階調に光学状態が遷移し、第２電圧の印加によって前記第２階調から前記第１階調に光学状態が遷移する記憶性表示素子に表示させる画像を示す画像データを取得するステップと、前記画像データに従った電圧を前記記憶性表示素子に印加させるように、当該記憶性表示素子を駆動する駆動回路を制御するステップと、当該記憶性表示素子の光学状態を前記画像データにより示される階調とするために、消去期間、リセット期間、および書き込み期間を含む複数の期間における電圧印加のパターンに従った電圧を印加させ、前記パターンは、単位期間において前記第１電圧および前記第２電圧のうち前記第２階調から前記第１階調を経て前記第２階調に戻るループに沿って階調変化させる電圧を印加するパターンであり、当該階調が前記第１階調および前記第２階調の中間階調である場合には、前記書き込み期間において前記第１階調から前記第２階調への遷移により当該記憶性表示素子に当該階調を表示させるステップとを有する電気光学装置の制御方法を提供する。
この制御方法によれば、記憶性表示素子において３階調以上の多階調表示を行う場合に、中間階調の再現性を改善することができる。

ＥＰＤの電圧印加と光学状態との関係を例示する図。 本実施形態で用いられる駆動モードを例示する図。 本実施形態で用いられる電圧印加のパターンを例示する図。 ＬＧモードにおける駆動波形および階調変化を例示する図。 ＬＦモードにおける駆動波形および階調変化を例示する図。 ＨＳモードにおける駆動波形および階調変化を例示する図。 一実施形態に係る電子機器１の構成を示す図。 電気光学パネル１０の断面構造を示す模式図。 電気光学パネル１０の回路の構成を示す図。 画素１４の等価回路を示す図。 コントローラー２０の構成を例示する図。 ＬＵＴ２４に記憶されているテーブルを例示する図。 電子機器１の一実施形態に係る動作を示すフローチャート。 電気光学パネル１０に表示される画像を例示する図。

１．原理
１−１．概要
一実施形態に係る装置の具体的構成および動作の説明に先立ち、駆動原理を説明する。ここでは、電気光学素子としてＥＰＤ（Electro Phoretic Display）が用いられ、各画素で４階調表示を行う例を説明する。

図１は、ＥＰＤの電圧印加と光学状態との関係を例示する図である。図１において、横軸は電圧を印加したフレーム数を、縦軸はＥＰＤの光学状態、この例では明度を表す。「フレーム」とは電圧印加の単位期間であり、その長さはあらかじめ決められている（例えば２５Ｈｚに相当する４０ミリ秒）。明度Ｃ１は黒に相当し、明度Ｃ２は白に相当する。

いま、明度Ｃ１の状態から電圧印加を開始する例を考える。電圧印加前の光学状態は、点Ａで表される。ここから１フレーム、所定の第１電圧（例えば−１５Ｖ）を印加すると、ＥＰＤの明度は少し明るくなり点Ｂに遷移する。さらに１フレーム、第１電圧を印加すると、ＥＰＤの明度はさらに明るくなり点Ｃに遷移する。同様に第１電圧を印加していくと、ＥＰＤの明度は点Ｄ、点Ｅ、点Ｆ、点Ｇ、点Ｈ、点Ｉ、点Ｊ、点Ｋ、点Ｌ、点Ｍの順に遷移する。点Ｍは明度Ｃ２、すなわち白に相当する。このように、この例では、１２フレーム、第１電圧を印加すると、明度は黒から白に遷移する。

明度Ｃ２の状態から１フレーム、所定の第２電圧（例えば＋１５Ｖ）を印加すると、ＥＰＤの明度は少し暗くなり点Ｎに遷移する。なお図１においては説明の便宜上、第２電圧を印加したときはフレーム数が減少する記載になっている。さらに１フレーム、第２電圧を印加すると、ＥＰＤの明度はさらに暗くなり点Ｏに遷移する。同様に第２電圧を印加していくと、ＥＰＤの明度は点Ｐ、点Ｑ、点Ｒ、点Ｓ、点Ｔ、点Ｕ、点Ｖ、点Ｗ、点Ｘ、点Ａの順に遷移する。白から黒に遷移するときは、黒から白に遷移するときとは異なる光学状態を経由する。すなわち、１２フレームの第１電圧の印加とさらに１２フレームの第２電圧の印加で、ＥＰＤの明度は黒から白を経て再び黒に戻るループ状の遷移特性を示す。図１においてはこのループを実線で示している。

ここで、例えば黒から白に遷移する途中の点Ｄの状態から、第１電圧ではなく第２電圧を印加した場合を考える。点Ｄの状態から１フレーム、第２電圧が印加されると、点Ｄの状態から明度が暗くなり、点Ｚに遷移する。点Ｚは上で説明したループには乗っておらず、その明度は点Ｃとは異なるものとなる。この点Ｚの状態からさらに第１電圧または第２電圧を印加した場合の明度がどうなるか予測することは難しい。このように、黒から白に遷移する途中で、その遷移の方向とは逆の遷移（白から黒）を起こさせる電圧（第２電圧）を印加すると、以後、ＥＰＤの明度変化は上記のループに乗らなくなり、制御が困難になる。階調制御が困難になると、黒と白の間の中間階調の再現性が悪くなってしまったり、中間階調の順番が（例えばライトグレーよりダークグレーの方が明るく）逆転してしまったりする可能性がある。

そこで、本実施形態においては、基準となる２つの階調（例えば黒と白）間の遷移の途中で、逆向きの遷移を起こさせる電圧の印加をせずにＥＰＤが駆動される。すなわち、本実施形態においては、図１のループに沿った電圧印加が行われる。各フレームにおいては、図１のループの一部に相当する階調変化を起こさせる電圧が印加される。

１−２．駆動モード
ＥＰＤは、素子そのものの応答速度が本質的に（液晶ディスプレイなどと比較して）遅いという問題を抱えている。残像が出ないように高品質の書き換えを行うと、１０インチ程度の大きさの画面を書き換えるのに数秒オーダーの時間がかかってしまう。書き換えを高速化する種々の技術が開発されているが、書き換えを高速化すると残像が出てしまう。このように、ＥＰＤの駆動において書き換え速度と残像とはトレードオフの関係にあり、書き換え速度が速くかつ残像が無い駆動を行うことは非常に困難である。そこで、本実施形態においては、それぞれ書き換え速度が異なる３つの駆動モードが用意され、状況に応じてこれらが使い分けられる。

図２は、本実施形態で用いられる駆動モードを例示する図である。本実施形態においては、ＬＧ、ＬＦ、およびＨＳという３つの駆動モードが用いられる。ＬＧ（Low Ghosting）モードは最も残像が低いすなわち高品質の書き換えを行う駆動モードであり、その代わり書き換え速度は最も遅い。ＨＳ（High Speed）モードは最も高速の書き換えを行う駆動モードであり、その代わり表現できる階調は２階調のみであり、残像も発生する。ＬＦ（Low Flashing）モードはＬＧモードとＨＳモードの中間的な駆動モードであり、書き換え速度および残像がいずれもＬＧモードとＨＳモードの間である。

図３は、本実施形態で用いられる電圧印加のパターンを例示する図である。図３において、横軸はフレーム数を、縦軸はＥＰＤの明度を示す。ＥＰＤの駆動は、電圧印加のパターン（シーケンス）によって特徴づけられる。電圧印加のパターンは、所定数のフレームについて、第１電圧（例えば−１５Ｖ）、第２電圧（例えば＋１５Ｖ）、およびディスチャージ（ゼロＶ）のいずれの電圧を印加するかを示す。すなわち、電圧印加のパターンは、印加電圧の時間変化を示しているといえ、その意味で、以下においてはこれを「駆動波形（Waveform）」という。

本実施形態において駆動波形を決定するパラメーターは、現階調および次階調の２つである。現階調とは、書き換え前のＥＰＤの階調である。次階調とは、書き換え後のＥＰＤの階調である。図３においてはフレーム数がゼロの時点で４つの点がプロットされているが、これらが現階調（黒、ダークグレー、ライトグレー、および白）に相当する。また、駆動波形の末尾において波形が４つに分岐しているが、これらが次階調に相当する。例えば、現階調がライトグレーで次階調がダークグレーである場合、第１および第２フレームはディスチャージ、第３〜第１２フレームは第１電圧、第１３フレームはディスチャージ、第１４〜第２５フレームは第２電圧、第２６フレームはディスチャージ、第２７〜第３８フレームは第１電圧、第３９フレームはディスチャージ、第４０〜第５１フレームは第２電圧、第５２フレームはディスチャージ、第５３〜第５６フレームは第１電圧、第５７〜第６５フレームはディスチャージが印加される。駆動波形が決定されれば、各フレームで印加される電圧はフレーム番号で決まっている。したがって、各フレームにおいて印加される電圧は、現階調、次階調、およびフレーム番号の３つのパラメーターで決まっているといえる。

本実施形態において駆動波形は、消去期間（消去フェーズ）、リセット期間（リセットフェーズ）、および書き込み期間（書き込みフェーズ）に区分される。以下において、ＥＰＤが表示する階調のうち基準となる２つの階調をそれぞれ第１階調および第２階調という。第１階調および第２階調は、一方が最低階調に相当し、他方が最高階調に相当する。この例では、白が第１階調であり、黒が第２階調である。

消去期間は、ＥＰＤの階調を所定の基準階調（例えば第２階調（黒））にする期間である。図３の例では、第１〜第１３フレームが消去期間である。リセット期間は、第２階調から第１階調を経て第２階調（黒から白を経て黒）に戻るループを所定回数（少なくとも０．５回）、回転させるように電圧を印加する期間である。また、この例で、リセット期間は、その終期においてＥＰＤの階調を第１階調（白）にするための電圧を印加する期間である。図３の例では、第１４〜第５２フレームがリセット期間である（ループを１．５周している）。書き込み期間は、ＥＰＤを次階調に遷移させる期間である。図３の例では、書き込み期間は、ＥＰＤを第１階調（白）から次階調に遷移させる期間である。

この例で、駆動波形は、基本フレーム数および階調フレーム数という２つのパラメーターによって特徴づけられる。基本フレーム数は、第１階調（白）から第２階調（黒）への遷移および第２階調（黒）から第１階調（白）への遷移をそれぞれ起こさせるのに十分なフレーム数である。基本フレーム数は、次階調によらず、また全ての駆動モードで共通である。図３の例では、基本フレーム数は１３である。詳しくは、基本フレーム数は、第１階調および第２階調の一方から他方へ遷移するのに必要なフレーム数（１２フレーム）と、その後のディスチャージフレーム（１フレーム）の合計である。階調フレーム数は、基準となる第１階調（黒）から次階調に遷移させるフレーム数である。階調フレーム数は次階調に応じて異なっているが、すべての駆動モードで共通である。図３の例では、次階調が白の場合は階調フレーム数がゼロであり、次階調がライトグレーの場合は階調フレーム数が２であり、次階調がダークグレーの場合は階調フレーム数が４であり、次階調が黒の場合は階調フレーム数が１３である。なお、基本フレーム数および階調フレーム数は、例えば温度などの駆動条件に応じて変化するので、駆動波形は、駆動条件毎、具体的には温度範囲毎に定義されている。

１−２−１．ＬＧモード
図４は、ＬＧモードにおける駆動波形および階調変化を例示する図である。図４（Ａ）はＬＧモードにおける階調変化を示している。図４（Ｂ）は、ＬＧモードの駆動波形のうち、現階調および次階調がダークグレーおよびライトグレーである場合の駆動波形を示している。図４（Ａ）および（Ｂ）において、横軸はともにフレーム数を表している。図４（Ａ）の縦軸はＥＰＤの明度を表している。図４（Ｂ）の縦軸は印加電圧を表している。

ＬＧモードの駆動波形は、残像を低減するため、ＬＦモードおよびＨＳモードと比較して相対的にリセット期間におけるループの回転数が多い、すなわちリセット期間が長いという特徴を有している。図４の例では、リセット期間においてループが１．５回転（黒、白、黒、白の遷移）している。消去期間および書き込み期間も合わせると、一番回転数の多いもの（現階調が白で次階調が黒）でループが２．５回転しており、一番回転数の少ないもの（現階調が黒で次階調が白）でループが１．５回転している。この例で、ＬＧモードの駆動波形は、現階調および次階調がそれぞれ４階調ずつ変化するのに応じて定義されるので、一の温度範囲において、４×４＝１６通り定義される。

１−２−２．ＬＦモード
図５は、ＬＦモードにおける駆動波形および階調変化を例示する図である。図５（Ａ）はＬＦモードにおける階調変化を示している。図５（Ｂ）は、ＬＦモードの駆動波形のうち、現階調および次階調がダークグレーおよびライトグレーである場合の駆動波形を示している。縦軸および横軸は図４と同様である。

ＬＧモードでは、残像低減のためリセット期間においてループを１．５回転させ、全期間を通じては多いものでループを２．５回転させていた。これは、ユーザーが視認できる程度のスピードでフラッシング（黒と白との間の階調変化を繰り返すこと）が行われることを意味する。フラッシングはユーザーにとってはただの視覚的なノイズである。そこで、ＬＦモードの駆動波形は、フラッシングの低減のため、ＬＧモードと比較してループの回転数が少ないという特徴を有している。図５の例では、リセット期間においてループが０．５回転（黒から白への遷移）している。消去期間および書き込み期間も合わせると、一番回転数の多いもの（現階調が白で次階調が黒）でループが１．５回転しており、一番回転数の少ないもの（現階調が黒で次階調が白）でループが０．５回転している。この例で、ＬＦモードの駆動波形は、現階調および次階調がそれぞれ４階調ずつ変化するのに応じて定義されるので、一の温度範囲において、４×４＝１６通り定義される。

１−２−３．ＨＳモード
図６は、ＨＳモードにおける駆動波形および階調変化を例示する図である。図６（Ａ）はＨＳモードにおける階調変化を示している。図６（Ｂ）は、ＨＳモードの駆動波形のうち、現階調および次階調が白および黒である場合の駆動波形を示している。縦軸および横軸は図４および図５と同様である。

ＬＦモードではＬＧモードより回数が少ないとはいえ、多いものではループを１．５回転させており、書き換え速度の点で改善の余地がある。そこで、ＨＳモードでは、書き換えを高速化するために表示する階調を２階調（黒および白）に制限し、この２階調間の直接遷移により書き換えを行うという特徴を有している。直接遷移とは、ループ０．５周に相当する遷移をいう。また、ＨＳモードの駆動波形は書き込み期間のみを有しており、消去期間およびリセット期間は有しない。ＨＳモードでは、駆動波形全体で、異なる階調への遷移ではループが０．５回転する。現階調と次階調とが同じ場合、ループは回転しない。この例で、ＨＳモードの駆動波形は、現階調および次階調がそれぞれ２階調ずつ変化するのに応じて定義されるので、一の温度範囲において、２×２＝４通り定義される。

２．構成
図７は、一実施形態に係る電子機器１の構成を示す図である。電子機器１は、ホスト装置２と、電気光学装置３とを有する。電気光学装置３は、ホスト装置２の制御下で画像を表示する装置であり、電気光学パネル１０およびコントローラー２０を有する。この例で、電気光学パネル１０は、電圧の印加等によりエネルギーを与えなくても表示を保持する記憶性の表示素子として、電気泳動粒子を用いた表示素子を有する。この表示素子により、電気光学パネル１０は、モノクロ複数階調（この例では黒、ダークグレー、ライトグレー、および白の４階調）の像を表示する。コントローラー２０は、電気光学パネル１０を制御する制御装置である。ホスト装置２は、電気光学装置３を制御する装置であり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２０１、ＲＡＭ（Random Access Memory）２０２、記憶装置２０３、および入出力インターフェース２０４を有する。ＣＰＵ２０１は、ＲＡＭ２０２をワークエリアとして、ＲＯＭ（Read Only Memory、図示略）または記憶装置２０３に記憶されているプログラムを実行する。ＲＡＭ２０２は、データを記憶する揮発性のメモリーである。記憶装置２０３は、各種のデータおよびアプリケーションプログラムを記憶する記憶装置であり、フラッシュメモリーなど不揮発性のメモリーを有する。入出力インターフェース２０４は、各種の入力装置または電気光学装置３などの出力装置との間でデータを入力または出力するためのインターフェースである。電子機器１は、例えば、電子書籍リーダー、計測器、電子ＰＯＰ装置などである。

図８は、電気光学パネル１０の断面構造を示す模式図である。電気光学パネル１０は、第１基板１１と、電気泳動層１２と、第２基板１３とを有する。第１基板１１および第２基板１３は、電気泳動層１２を挟持するための基板である。

第１基板１１は、基板１１１と、接着層１１２と、回路層１１３とを有する。基板１１１は、絶縁性及び可撓性を有する材料、例えばポリカーボネートで形成されている。基板１１１は、軽量性、可撓性、弾性及び絶縁性を有するものであれば、ポリカーボネート以外の樹脂材料により形成されてもよい。別の例で、基板１１１は、可撓性を有しないガラスにより形成されていてもよい。接着層１１２は、基板１１１と回路層１１３とを接着する層である。回路層１１３は、電気泳動層１２を駆動するための回路を有する層である。回路層１１３は、画素電極１１４を有する。

電気泳動層１２は、マイクロカプセル１２１と、バインダー１２２とを有する。マイクロカプセル１２１は、バインダー１２２によって固定されている。バインダー１２２としては、マイクロカプセル１２１との親和性が良好で電極との密着性が優れ、かつ絶縁性を有する材料が用いられる。マイクロカプセル１２１は、内部に分散媒および電気泳動粒子が格納されたカプセルである。マイクロカプセル１２１は、柔軟性を有する材料、例えばアラビアゴム・ゼラチン系の化合物またはウレタン系の化合物等が用いられる。なお、マイクロカプセル１２１と画素電極１１４との間には、接着剤により形成された接着層が設けられてもよい。

電気泳動粒子は、分散媒中で電界によって移動する性質を有する粒子（高分子またはコロイド）である。本実施形態においては白の電気泳動粒子と黒の電気泳動粒子がマイクロカプセル１２１内に格納されている。黒の電気泳動粒子は、例えば、アニリンブラックやカーボンブラック等の黒色顔料を含む粒子であり、本実施形態では正に帯電されている。白の電気泳動粒子は、例えば、二酸化チタンや酸化アルミニウム等の白色顔料を含む粒子であり、本実施形態では負に帯電されている。

第２基板１３は、共通電極１３１と、フィルム１３２とを有する。フィルム１３２は、電気泳動層１２の封止および保護をするものである。フィルム１３２は、透明で絶縁性を有する材料、例えばポリエチレンテレフタレートにより形成される。共通電極１３１は、透明で導電性を有する材料、例えば酸化インジウムスズ（Indium Tin Oxide、ＩＴＯ）により形成される。

図９は、電気光学パネル１０の回路の構成を示す図である。電気光学パネル１０は、ｍ本の走査線１１５と、ｎ本のデータ線１１６と、ｍ×ｎ個の画素１４と、走査線駆動回路１６と、データ線駆動回路１７とを有する。走査線駆動回路１６およびデータ線駆動回路１７は、コントローラー２０により制御される。走査線１１５は、行方向（ｘ方向）に沿って配置されており、走査信号を伝達する。走査信号は、ｍ本の走査線１１５の中から一の走査線１１５を順次排他的に選択する信号である。データ線１１６は、列方向（ｙ方向）に沿って配置されており、データ信号を伝達する。データ信号は、各画素の階調を示す信号である。走査線１１５とデータ線１１６とは絶縁されている。画素１４は、走査線１１５およびデータ線１１６の交差に対応して設けられており、データ信号に応じた階調を示す。なお、複数の走査線１１５のうち一の走査線１１５を他と区別する必要があるときは、第１行、第２行、・・・、第ｍ行の走査線１１５という。データ線１１６についても同様である。ｍ×ｎ個の画素１４により、表示領域１５が形成される。表示領域１５のうち、第ｉ行第ｊ列の画素１４を他の画素１４と区別するときは、画素（ｊ，ｉ）という。階調値等、画素１４と一対一に対応するパラメーターについても同様である。

走査線駆動回路１６は、ｍ本の走査線１１５の中から、一の走査線１１５を順次排他的に選択するための走査信号Ｙを出力する。走査信号Ｙは、順次排他的にＨ（High）レベルとなる信号である。データ線駆動回路１７は、データ信号Ｘを出力する。データ信号Ｘは、画素の階調値に応じたデータ電圧を示す信号である。データ線駆動回路１７は、走査信号により選択されている行の画素に対応するデータ電圧を示すデータ信号を出力する。走査線駆動回路１６およびデータ線駆動回路１７は、コントローラー２０により制御される。

図１０は、画素１４の等価回路を示す図である。画素１４は、トランジスター１４１と、容量１４２と、電気泳動素子１４３とを有する。電気泳動素子１４３は、画素電極１１４と、電気泳動層１２と、共通電極１３１とを有する。トランジスター１４１は、画素電極１１４へのデータの書き込みを制御するスイッチング手段の一例であり、例えばｎチャネルのＴＦＴ（Thin Film Transistor）である。トランジスター１４１のゲート、ソース、およびドレインはそれぞれ、走査線１１５、データ線１１６、および画素電極１１４に接続されている。Ｌ（Low）レベルの走査信号（非選択信号）がゲートに入力されているとき、トランジスター１４１のソースとドレインは絶縁する。Ｈレベルの走査信号（選択信号）がゲートに入力されると、トランジスター１４１のソースとドレインは導通し、画素電極１１４にデータ電圧が書き込まれる。また、トランジスター１４１のドレインには容量１４２の一方の電極が接続され、容量１４２の他方の電極は配線１１７を介して基準電位Ｖｃｏｍに接続されている。容量１４２は、データ電圧に応じた電荷を保持する。画素電極１１４は、画素１４に一つずつ設けられており、共通電極１３１と対向している。共通電極１３１は、すべての画素１４に共通であり、配線１１８を介して電位ＥＰｃｏｍが与えられる。画素電極１１４と共通電極１３１との間には電気泳動層１２が挟まれている。画素電極１１４、電気泳動層１２、および共通電極１３１により、電気泳動素子１４３が形成される。電気泳動層１２には、画素電極１１４と共通電極１３１との電位差に相当する電圧が印加される。マイクロカプセル１２１において、電気泳動層１２に印加されている電圧に応じて電気泳動粒子が移動し、階調表現をする。共通電極１３１の電位ＥＰｃｏｍに対して画素電極１１４の電位が正（例えば＋１５Ｖ）である場合、負に帯電している白の電気泳動粒子が画素電極１１４側に移動し、正に帯電している黒の電気泳動粒子が共通電極１３１側に移動する。このとき第２基板１３側から電気光学パネル１０を見ると、画素が黒に見える。共通電極１３１の電位ＥＰｃｏｍに対して画素電極１１４の電位が負（例えば−１５Ｖ）である場合、正に帯電している黒の電気泳動粒子が画素電極１１４側に移動し、負に帯電している白の電気泳動粒子が共通電極１３１側に移動する。このとき、画素が白に見える。

なお、以下の説明においては、走査線駆動回路１６が第１行の走査線を選択してから第ｍ行の走査線の選択が終了するまでの期間を「フレーム」という。各走査線１１５は、１フレームに一回づつ選択され、各画素１４には１フレームに一回づつデータ信号が供給される。

図１１は、コントローラー２０の構成を例示する図である。コントローラー２０は、ＶＲＡＭ２１と、ＶＲＡＭ２２と、レジスター２３と、ＬＵＴ２４と、制御部２５と、出力部２６と、レジスター２７とを有する。ＶＲＡＭ２１は、書き換え前に電気光学パネル１０に表示されている画像を記憶するメモリーである。すなわち、ＶＲＡＭ２１は、ｍ行ｎ列の画素１４の各々について、現階調を示すデータを記憶している。ＶＲＡＭ２２は、書き換え後の電気光学パネル１０に表示されるべき画像を記憶するメモリーである。すなわち、ＶＲＡＭ２２は、ｍ行ｎ列の画素１４の各々について、次階調を示すデータを記憶している。レジスター２３は、フレーム番号を特定するためのパラメーターを記憶するレジスター、すなわち、フレーム番号のカウンターである。ＬＵＴ２４は、各フレームにおいて印加すべき電圧を特定する情報を記憶したテーブルである。この例で、ＬＵＴ２４は、ＬＧモード、ＬＦモード、およびＨＳモードのそれぞれについてテーブルを記憶している。

図１２は、ＬＵＴ２４に記憶されているテーブル（の一部）を例示する図である。各テーブルは、現階調と、次階調と、この現階調および次階調に対応する印加電圧のパターンとを示すデータを含んでいる。このテーブルにおいて、黒、ダークグレー、ライトグレー、および白は、それぞれ、Ｂ、ＤＧ、ＬＧ、およびＷと記載されている。この例で、印加電圧は、「＋」、「０」、「−」のいずれかである。「＋」および「−」はそれぞれ正極性の電圧（第２電圧）および負極性の電圧（第１電圧）が印加されることを、「０」はディスチャージが行われることを示している。図１２は、ＬＵＴ２４に記憶されているテーブルのうち、ある温度における、ＬＧモードの駆動波形を示すテーブルを例示している。この例では、基本フレーム数が４であり、階調フレーム数は、黒が４、ダークグレーが２、ライトグレーが１、白がゼロである。例えば、ＬＧモードにおいて現階調および次階調がそれぞれダークグレーおよびライトグレーである場合、総フレーム数は１７フレームである。このうち第１〜第４フレームが消去期間であり、第５〜第１６フレームがリセット期間であり、第１７フレームが書き込み期間である。第１および第２フレームではディスチャージされ、第３および第４フレームでは正極性電圧が印加される。第５〜第１６フレームではループを１．５回転させる電圧が印加される。第１７フレームでは正極性電圧が印加され、ＥＰＤの階調は最終的にライトグレーに遷移する。なお、図１２の例では全画素を一斉にディスチャージするフレームが設けられていない。このようにディスチャージフレームは省略することもできる。もちろん図１２において、図４等の例と同様にディスチャージフレームを設けてもよい。以下、各フレームにおける印加電圧を示すデータを「電圧データ」という。

再び図１１を参照する。制御部２５は、電気光学パネル１０を制御するための信号を生成する。より詳細には、制御部２５は、駆動モード、現階調、次階調およびフレーム番号に応じた電圧データをＬＵＴ２４から読み出す。制御部２５は、読み出した電圧データに応じた信号を生成する。出力部２６は、制御部２５により生成された信号を出力する。レジスター２７は、コントローラー２０に実装されている駆動モードのうち、画像の書き換えに適用される駆動モードを特定する識別子を記憶する。

制御部２５は、記憶性表示素子（電気光学パネル１０）に表示させる画像を示す画像データを取得する取得手段、およびこの画像データに従った電圧を記憶性表示素子に印加させるように、記憶性表示素子を駆動する駆動回路（走査線駆動回路１６およびデータ線駆動回路１７）を制御する制御手段の一例である。

３．動作
図１３は、電子機器１の一実施形態に係る動作を示すフローチャートである。電子機器１において、ＣＰＵ２０１はプログラムを実行しており、このプログラムの実行において所定のイベントが発生したことを契機として、図１２のフローが開始される。

ステップＳ１００において、ホスト装置２のＣＰＵ２０１は、書き換え後の画像を示す画像データを、ＶＲＡＭ２２に書き込む。ステップＳ１１０において、ＣＰＵ２０１は、画像の書き換えをコントローラー２０に指示する。この指示には、コントローラー２０に実装されている駆動モードのうち、今回の画像の書き換えに適用すべき駆動モードを特定する識別子を含んでいる。

画像の書き換えを指示されると、コントローラー２０の制御部２５は、適用される駆動モードの識別子をレジスター２７に書き込む。ステップＳ１２０において、制御部２５は、書き換えの対象となる画素について、ＶＲＡＭ２１およびＶＲＡＭ２２から、それぞれ、書き換え前の階調値（現階調）および書き換え後の階調値（次階調）を示すデータを取得する。ステップＳ１３０において、制御部２５は、フレーム数のカウンターをセットする。具体的には、今回の書き換えに適用される駆動波形の総フレーム数をレジスター２３に書き込む。駆動波形の総フレーム数は、例えば、ＬＵＴ２４から取得される。

ステップＳ１４０において、制御部２５は、現階調、次階調、およびフレーム番号に応じた電圧データをＬＵＴ２４から読み出す。ステップＳ１５０において、制御部２５は。読み出した電圧データに応じた信号を生成する。出力部２６は、制御部２５により生成された信号を出力する。

ステップＳ１６０において、制御部２５は、画像の書き換えが完了したか判断する。画像の書き換えが完了したか否かは、レジスター２３に記憶されているカウンター値を用いて判断される。具体的には、レジスター２３に記憶されているカウンター値がゼロの場合、制御部２５は、画像の書き換えが完了したと判断する。画像の書き換えが完了したと判断された場合（Ｓ１６０：ＹＥＳ）、制御部２５は、処理をステップＳ１８０に移行する。画像の書き換えが完了していないと判断された場合（Ｓ１６０：ＮＯ）、制御部２５は、処理をステップＳ１７０に移行する。

ステップＳ１７０において、制御部２５は、レジスター２３に記憶されているカウンター値を更新する。具体的には、制御部２５は、レジスター２３に記憶されているカウンター値をデクリメントする。カウンター値を更新すると、制御部２５は、処理をステップＳ１４０に移行する。

ステップＳ１８０において、制御部２５は、ＶＲＡＭ２２に記憶されているデータを、ＶＲＡＭ２１にコピーする。こうして、電気光学パネル１０に表示されている画像と、ＶＲＡＭ２１に記憶されているデータとが整合する。データのコピーを終了すると、制御部２５は、図１２のフローを終了する。なお、ここでは処理対象となる画素を更新する処理については説明しなかったが、ステップＳ１２０〜Ｓ１８０の処理は、書き換えの対象となるすべての画素について行われる。

図１４は、電気光学パネル１０に表示される画像を例示する図である。この例で、電気光学パネル１０には、電子機器１の使用状況に関する情報が表示される。使用状況に関する情報には、予想消費電力、累積稼働時間、および温度が含まれる。このうち、温度は変化頻度が相対的に多く、予想消費電力および累積稼働時間は変化頻度が相対的に少ない。したがって、ホスト装置２のＣＰＵ２０１は、温度が表示されている領域（図中破線で囲んだ領域）のみを、ＨＳモードで書き換えるように、コントローラー２０に指示する。図１４（Ａ）は書き換え前の画像を、図１４（Ｂ）は書き換え後の画像を、それぞれ示している。ＣＰＵ２０１は、所定のイベントが起こったとき、例えば、図１３に例示した画面全体を書き換えて別の画像を表示するときは、ＬＧモードまたはＬＦモードで書き換えるように、コントローラー２０に指示する。

４．変形例
本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。以下、変形例をいくつか説明する。以下の変形例のうち２つ以上のものが組み合わせて用いられてもよい。

４−１．変形例１
コントローラー２０に実装される駆動モードの数は３つに限定されない。コントローラー２０には、実施形態で説明したＬＧモードおよびＬＦモードのうち少なくとも１つが実装されていればよい。また、実施形態で説明した３つの駆動モードに加え、さらに別の駆動モードが追加されてもよい。

４−２．変形例２
消去期間の終期におけるＥＰＤの階調は第２階調（実施形態では黒）に限定されない。消去期間は、ＥＰＤの階調を第１階調にする期間であってもよい。

４−３．変形例３
ＬＧモードおよびＬＦモードにおいて実施形態で説明したループの回転数はあくまで例示であって、ループの回転数はこれに限定されない。ＬＦモードにおけるループの回転数は少なくとも０．５回転あれば、これ以上であってもよい。

４−４．変形例４
実施形態においては、基本フレーム数および階調フレーム数がすべての駆動モードにおいて共通である例を説明したが、基本フレーム数および階調フレーム数のうち少なくとも一方は、駆動モード毎に定義されていてもよい。

４−５．変形例５
実施形態においては、第１階調が白であり第２階調が黒である例を説明したが、第１階調および第２階調はこれに限定されない。この場合において、第１階調から第２階調への遷移が、第２階調から第１階調への遷移よりも遅い（応答速度が遅い）ことが好ましい。実施形態においては、書き込み期間においては、第１階調（白）から第２階調（黒）への遷移を使って中間階調の表現をする例を説明した。応答速度が遅い遷移を使って階調表現をすることにより、中間階調の合わせ込みをより高精度で行うことができる。

４−６．変形例６
コントローラー２０の構成は図１１で例示したものに限定されない。例えば、コントローラー２０はＶＲＡＭ２１およびＶＲＡＭ２２を有しておらず、ＶＲＡＭ２１およびＶＲＡＭ２２はコントローラー２０の外部に設けられてもよい。ＬＵＴ２４、レジスター２３、およびレジスター２７についても同様である。

４−７．他の変形例
画素１４の等価回路は、実施形態で説明されたものに限定されない。画素電極１１４と共通電極１３１との間に制御された電圧を印加できる構成であれば、スイッチング素子および容量素子はどのように組み合わせられてもよい。また、この画素を駆動する方法は、単一のフレームにおいて、印加電圧の極性が異なる電気泳動素子１４３が存在する両極駆動、または、単一のフレームにおいてはすべての電気泳動素子１４３において同一の極性の電圧が印加される片極駆動のいずれであってもよい。

画素１４の構造は、実施形態で説明したものに限定されない。例えば、荷電粒子の極性は実施形態で説明したものに限定されない。黒の電気泳動粒子が負に帯電し、白の電気泳動粒子が正に帯電していてもよい。この場合は、画素に印加する電圧の極性は実施形態で説明したものと逆になる。また、表示素子は、マイクロカプセルを用いた電気泳動方式の表示素子に限定されない。液晶素子または有機ＥＬ（Electro Luminescence）素子など、他の表示素子が用いられてもよい。

実施形態で説明したパラメーター（例えば、階調数、画素数、電圧値、電圧印加回数など）はあくまで例示であり、本発明はこれに限定されない。例えば、ＥＰＤの階調数は３階調以上であればよい。

１…電子機器、２…ホスト装置、３…電気光学装置、１０…電気光学パネル、１１…第１基板、１２…電気泳動層、１３…第２基板、１４…画素、１６…走査線駆動回路、１７…データ線駆動回路、２０…コントローラー、２１…ＶＲＡＭ、２２…ＶＲＡＭ、２３…レジスター、２４…ＬＵＴ、２５…制御部、２６…出力部、２７…レジスター、１１１…基板、１１２…接着層、１１３…回路層、１１４…画素電極、１１５…走査線、１１６…データ線、１２１…マイクロカプセル、１２２…バインダー、１３１…共通電極、１３２…フィルム、１４１…トランジスター、１４２…容量、１４３…電気泳動素子、２０１…ＣＰＵ、２０２…ＲＡＭ、２０３…記憶装置、２０４…入出力インターフェース

Claims (11)

1. 第１電圧の印加によって第１階調から第２階調に光学状態が遷移し、第２電圧の印加によって前記第２階調から前記第１階調に光学状態が遷移する記憶性表示素子に表示させる画像を示す画像データを取得する取得手段と、
   前記画像データに従った電圧を前記記憶性表示素子に印加させるように、当該記憶性表示素子を駆動する駆動回路を制御する制御手段であって、当該記憶性表示素子の光学状態を前記画像データにより示される階調とするために、消去期間、リセット期間、および書き込み期間を含む複数の期間における電圧印加のパターンに従った電圧を印加させ、前記パターンは、単位期間において前記第１電圧および前記第２電圧のうち前記第２階調から前記第１階調を経て前記第２階調に戻るループに沿って階調変化させる電圧を印加するパターンであり、当該階調が前記第１階調および前記第２階調の中間階調である場合には、前記書き込み期間において前記第１階調から前記第２階調への遷移により当該記憶性表示素子に当該階調を表示させる制御手段と
   を有する制御装置。
2. 前記消去期間は、当該消去期間の終期において前記記憶性表示素子が前記第２階調となる電圧を印加する期間である
   ことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
3. 前記リセット期間は、前記ループを０．５回以上実現させる電圧を印加する期間である
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の制御装置。
4. 前記パターンは、一の階調について、前記ループの回数が異なる複数の駆動モードに応じたパターンを含む
   ことを特徴とする請求項３に記載の制御装置。
5. 前記パターンは、前記記憶性表示素子に前記第１階調または前記第２階調のどちらかを表示させるため、前記第１階調から前記第２階調に、または前記第２階調から前記第１階調に直接遷移させる電圧を印加する駆動モードを含む複数の駆動モードに応じたパターンを含む
   ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の制御装置。
6. 前記第１階調から前記第２階調へ遷移させる期間の時間長および前記第２階調から前記第１階調へ遷移させる期間の時間長が、それぞれ、前記複数の駆動モードにおいて共通である
   ことを特徴とする請求項４または５に記載の制御装置。
7. 前記第１階調から前記第２階調への遷移が、前記第２階調から前記第１階調への遷移よりも遅い
   ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載の制御装置。
8. 前記記憶性表示素子に現在表示されている画像を示す現データを記憶する第１記憶手段と、
   前記記憶性表示素子に次に表示させる画像を示す次データを記憶する第２記憶手段と、
   前記パターンに含まれる複数の単位期間のうち電圧印加が終了した単位期間の数をカウントするカウント手段と、
   書き換え前の階調値、書き換え後の階調値、並びに当該書き換え前の階調値および当該書き換え後の階調値に対応する電圧印加のパターンを、複数の階調値の各々について記憶した第３記憶手段と
   を有し、
   前記取得手段は、前記第１記憶手段から前記現データを、前記第２記憶手段から次データをそれぞれ取得し、
   前記制御手段は、前記第３記憶手段に記憶されている複数のパターンにより示される電圧のうち、前記取得手段により取得された前記現データおよび前記次データ、並びに前記カウント手段によりカウントされている数に相当する単位期間に印加すべき電圧を前記記憶性表示素子に印加させるように、前記記憶性表示素子を駆動する駆動回路を制御する
   ことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一項に記載の制御装置。
9. 第１電圧の印加によって第１階調から第２階調に光学状態が遷移し、第２電圧の印加によって前記第２階調から前記第１階調に光学状態が遷移する記憶性表示素子と、
   前記記憶性表示素子に表示させる画像を示す画像データを取得する取得手段と、
   前記画像データに従った電圧を前記記憶性表示素子に印加させるように、当該記憶性表示素子を駆動する駆動回路を制御する制御手段であって、当該記憶性表示素子の光学状態を前記画像データにより示される階調とするために、消去期間、リセット期間、および書き込み期間を含む複数の期間における電圧印加のパターンに従った電圧を印加させ、前記パターンは、単位期間において前記第１電圧および前記第２電圧のうち前記第２階調から前記第１階調を経て前記第２階調に戻るループ沿って階調変化させる電圧を印加するパターンであり、当該階調が前記第１階調および前記第２階調の中間階調である場合には、前記書き込み期間において前記第１階調から前記第２階調への遷移により当該記憶性表示素子に当該階調を表示させる制御手段と
   を有する電気光学装置。
10. 請求項９に記載の電気光学装置を有する電子機器。
11. 第１電圧の印加によって第１階調から第２階調に光学状態が遷移し、第２電圧の印加によって前記第２階調から前記第１階調に光学状態が遷移する記憶性表示素子に表示させる画像を示す画像データを取得するステップと、
    前記画像データに従った電圧を前記記憶性表示素子に印加させるように、当該記憶性表示素子を駆動する駆動回路を制御するステップと、
    当該記憶性表示素子の光学状態を前記画像データにより示される階調とするために、消去期間、リセット期間、および書き込み期間を含む複数の期間における電圧印加のパターンに従った電圧を印加させ、前記パターンは、単位期間において前記第１電圧および前記第２電圧のうち前記第２階調から前記第１階調を経て前記第２階調に戻るループに沿って階調変化させる電圧を印加するパターンであり、当該階調が前記第１階調および前記第２階調の中間階調である場合には、前記書き込み期間において前記第１階調から前記第２階調への遷移により当該記憶性表示素子に当該階調を表示させるステップと
    を有する電気光学装置の制御方法。

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