JP4622212B2 - 表示媒体の駆動装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は表示媒体の駆動装置に係り、特に、対向配置された第１電極及び第２電極が設けられた表示媒体の前記第１電極及び第２電極の電位を各々切り替えることで前記表示媒体を駆動する表示媒体の駆動装置に関する。
【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。
【０００３】
例えば特許文献１には、アクティブマトリクスの液晶ディスプレイを駆動するにあたり、電源では、液晶ディスプレイ駆動用の多数種の電圧をフレーム単位で複数組発生させ、データドライバでは、入力された多数種の電圧の中から複数のフィールドの各フィールド単位で各々異なる電圧を印加する構成が開示されている。
【０００４】
また特許文献２には、記憶手段に記憶された電圧データに対応する選択電圧を生成し、生成した選択電圧を一の走査線に供給することで、当該一の走査線に属する画素のスイッチング素子を導通状態にすると共に、他の走査線にはスイッチング素子を非導通状態にする非選択電圧を供給し、かつデータ線にデータ電圧として点灯電圧又は非点灯電圧を供給し、前記一の走査線に属する各画素を選択電圧とデータ電圧との差に相当する光学濃度に変化させる構成とすることで、表示装置の電圧−濃度特性に応じて電圧データを最適化することを可能とする技術が開示されている。
【０００５】
ところで近年、一対の基板間にトナー等の粒子（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３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４を参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平５−０４６１２５号公報
【特許文献２】
特開２００２−３６６１２０号公報
【特許文献３】
特開２００１−３１２２２５号公報
【特許文献４】
特開２００２−０８４３１８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
一対の基板間にトナー等の粒子を封入した構造の表示媒体において、高品位の画像を表示するためには、特許文献４にも記載されているように、互いに異なる多数（少なくとも３(又は４)以上）の電位を発生させ、表示媒体の各電極の電位を、互いに異なる多数の電位の中から選択した電位に切り替える必要がある。しかしながら、上記構造の表示媒体は、液晶ディスプレイ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、互いに異なる多数の電位の中から特定の電位を選択する多値の選択回路として、高耐圧の半導体素子を多数用いた専用設計の選択回路を用いる必要があり、表示媒体を駆動する駆動装置のコストが嵩むという問題があった。
【０００８】
本発明は上記事実を考慮して成されたもので、１画素当たり３階調以上の画像を表示媒体に表示できる低コストな表示媒体の駆動装置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駆動装置は、所定方向に延びる複数の第１電極と、前記第１電極と対向配置され前記所定方向と交差する方向に延びる複数の第２電極と、少なくとも一部が透光性を有し前記第１電極又は前記第２電極としての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前記第２電極又は前記第１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、を含んで構成された表示媒体の前記第１電極及び前記第２電極の電位を各々切り替えることで前記表示媒体を駆動する駆動装置であって、第１の電位及び第２の電位を発生させる第１の電源と、第１の電位及び第２の電位の一方を基準電位として動作する複数のスイッチング素子から成る第１のスイッチング手段により、前記第１電極及び前記第２電極のうち走査電極として用いる電極の電位を第１の電位又は第２の電位に切り替える第１の電極駆動手段と、第３の電位及び第４の電位を発生させる第２の電源と、第４の電位を基準電位として動作する複数のスイッチング素子から各々成り、データ電極として用いる電極と同数の第２のスイッチング手段を備え、前記第２のスイッチング手段をオンさせることで、前記第１電極及び前記第２電極のうちデータ電極として用いる、前記第２のスイッチング手段に対応する電極の電位を第３の電位に切り替え、前記第２のスイッチング手段をオフさせることで、前記データ電極として用いる、前記第２のスイッチング手段に対応する電極の電位を第４の電位に切り替える第２の電極駆動手段と、前記走査電極として用いる各電極のうちの特定電極の電位を非基準電位に、前記各電極のうちの前記特定電極以外の電極の電位を基準電位に切り替えることを、前記特定電極を順に切り替えながら繰り返すことが、前記第１の電極駆動手段によって行われるように制御する第１の駆動制御手段と、を備え、前記第２の電源は、前記特定電極の電位が非基準電位に維持されている時間中に、前記第３の電位のレベルを複数のレベルへ順次切り替え、前記基準電位は、前記第３の電位としての前記複数のレベル及び前記第４の電位と各々相違しており、前記特定電極との交差位置に存在する各画素のうち、階調値を表すデータが第１の値の画素については、前記第２の電極駆動手段の対応する前記第２のスイッチング手段をオフのまま維持させ、階調値を表すデータが第１の値以外の画素については、前記第３の電位のレベルが前記第１の値以外の値に対応するレベルとなっている期間中にのみ、前記第２の電極駆動手段の対応する前記第２のスイッチング手段をオンさせることが、前記特定電極の切り替えと同期して繰り返されるように、前記第２の電極駆動手段を制御する第２の駆動制御手段を更に備えたことを特徴としている。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記第２の電源は、前記特定電極の電位が非基準電位に維持されている時間中に、前記第３の電位のレベルを第１のレベルから第２のレベルへ切り替え、前記第２の駆動制御手段は、前記特定電極との交差位置に存在する各画素のうち、階調値を表すデータが第１の値の画素については、前記第２の電極駆動手段の対応する前記第２のスイッチング手段をオフのまま維持させ、階調値を表すデータが第２の値の画素については、前記第３の電位のレベルが第１のレベルとなっている期間中にのみ前記第２の電極駆動手段の対応する前記第２のスイッチング手段をオンさせ、階調値を表すデータが第３の値の画素については、前記第３の電位のレベルが第２のレベルとなっている期間中にのみ前記第２の電極駆動手段の対応する前記第２のスイッチング手段をオンさせることが、前記特定電極の切り替えと同期して繰り返されるように、前記第２の電極駆動手段を制御する
ことを特徴としている。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の発明において、前記第１の駆動制御手段及び前記第２の駆動制御手段は、前記走査電極又は前記データ電極として前記第１電極及び前記第２電極の何れを用いるかを切り替え可能とされていることを特徴としている。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の発明において、前記表示媒体は、前記第１電極と前記第２電極の間に印加された電圧に応じて変更された状態を、前記電圧の印加が停止された後も維持する特性を有しており、前記第１の電極駆動手段及び第２の電極駆動手段は、前記第１の電源及び第２の電源と分離可能とされ、前記第１の電源及び第２の電源と分離された状態で前記表示媒体の前記第１電極と前記第２電極を短絡する機能を有していることを特徴としている。
【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。なお、以下では本発明の実施形態の説明に先立ち、本発明の比較例を説明する。
〔第１比較例〕
図１には第１比較例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として適用可能な画像表示媒体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、制御装置２８、列電極駆動部３０及び行電極駆動部３２は本発明に係る表示媒体の駆動装置に対応しており、列電極駆動部３０及び行電極駆動部３２は本発明に係る第１の電極駆動手段及び第２の電極駆動手段に対応している。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はコネクタ３３を介して列電極駆動部３０及び行電極駆動部３２に接続されている。コネクタ３３は、電源装置２６及び制御装置２８に接続されたコネクタ３３Ａと、列電極駆動部３０及び行電極駆動部３２に接続されたコネクタ３３Ｂに分離可能とされている。
【００２４】
図３に示すように、電源装置２６は列電極駆動部３０に供給する電位を発生させるための第１電源部２６Ａ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２６Ｂを含んで構成されている。なお、第１電源部２６Ａ及び第２電源部２６Ｂは本発明に係る第１の電源及び第２の電源に対応している。第１電源部２６Ａは、列電極２４の基準電位ＶCL（例えば７０Ｖ）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（例えば２１０Ｖ）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（例えば５Ｖ）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。第１電源部２６Ａは列電極駆動部３０に接続されており、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))を列電極駆動部３０に供給する。
【００２５】
また、第２電源部２６Ｂは、行電極２２の基準電位ＶRL（例えば１３０Ｖ）を発生させる基準電位発生部４２と、基準電位ＶRLを接地電位として電位差(ＶRH−ＶRL)を発生させることで高圧出力としての電位ＶRH（例えば０Ｖ）を出力する高圧出力部４４と、基準電位ＶRLを接地電位として電位差TTL（例えば５Ｖ）を発生させることで信号電源出力としての電位(ＶRL＋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２６Ｂは行電極駆動部３２に接続されており、高圧出力（電位ＶRH）、ＧＮＤ出力（基準電位ＶRL）及び信号電源出力（電位(ＶRL＋TTL))が行電極駆動部３２に供給される。
【００２６】
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２６Ａからの高圧出力（電位ＶCH）及びＧＮＤ出力（基準電位ＶCL）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は実際には複数の半導体素子（例えばＭＯＳＦＥＴ等）から成り、本発明における第２のスイッチング手段の一例である。個々のスイッチング素子５０は、第１電源部２６Ａ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（電位ＶCH）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。
【００２７】
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電位ＶCH又は基準電位ＶCLに切り替わることになる。
【００２８】
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２６Ｂからの高圧出力（電位ＶRH）及びＧＮＤ出力（基準電位ＶRL）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も実際には複数の半導体素子（例えばＭＯＳＦＥＴ等）から成り、本発明における第１のスイッチング手段の一例である。個々のスイッチング素子５２は、第２電源部２６Ｂ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ＶRL）を基準電位として動作し、オン状態では高圧出力（電位ＶRH）を、オフ状態ではＧＮＤ出力（基準電位ＶRL）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。
【００２９】
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ＶRH又は基準電位ＶRLに切り替わることになる。
【００３０】
次に本第１比較例の作用を説明する。本第１比較例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５に示す。図５より明らかなように、印加電圧（電界）が±１００Ｖ以内の範囲内では濃度は変化せず、２００Ｖ以上の電圧（電界）を印加して濃度を変化させることで、表示画像のコントラストが最大となる。上記の特性に基づき、電源装置２６によって発生される基準電位ＶCL，ＶRL、電位ＶCH，ＶRHは、次の表１のように定められている。
【００３１】
【表１】
【００３２】
本第１比較例に係る画像表示装置１０は、コネクタ３３Ａとコネクタ３３Ｂを分離することで、電源装置２６及び制御装置２８と列電極駆動部３０及び行電極駆動部３２を分離することも可能とされているが、画像表示媒体１２に表示させるべき画像を画像表示媒体１２に書き込む等の場合には、コネクタ３３Ａとコネクタ３３Ｂが接続されることで、電源装置２６及び制御装置２８と列電極駆動部３０及び行電極駆動部３２とが電気的に接続される。
【００３３】
なお、この接続状態において、画像表示媒体１２への画像の書き込みが行われていない期間は、列電極駆動部３０のスイッチング素子５０及び行電極駆動部３２のスイッチング素子５２が全てオフ状態となっているので、画像表示媒体１２の行電極２２は基準電位ＶRLに維持され、列電極２４は基準電位ＶCLに維持される。従って、行電極２２と列電極２４の交差位置に位置している画像表示媒体１２の各画素は、電圧Ｖ４（表１参照）が印加されている状態で維持されるので、各画素の表示濃度の変化等が生ずることはない。
【００３４】
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の階調値を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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。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。
【００３７】
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Ｖ２又は電圧Ｖ４が印加されることになる（特定の画素への印加電圧の推移の一例を示す図６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。
【００３８】
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。なお、制御装置２８は請求項３に記載の駆動制御手段に対応している。
【００３９】
このように、本第１比較例に係る画像表示装置１０では、画像表示媒体１２を駆動する（画像を書き込む）ために４種類の電位（基準電位ＶCL，ＶRL、電位ＶCH，ＶRH）を用いているが、これらの電位のうち基準電位ＶCL及び電位ＶCHを列電極駆動部３０に、基準電位ＶRL及び電位ＶRHを行電極駆動部３２に供給し、列電極駆動部３０では、基準電位ＶCLを基準電位として動作するスイッチング素子５０により、個々の列電極２４の電位を電位ＶCH又は基準電位ＶCLに切り替え、行電極駆動部３２では、基準電位ＶRLを基準電位として動作するスイッチング素子５２により、個々の行電極２２の電位を電位ＶRH又は基準電位ＶRLに切り替えているので、画像表示媒体１２の行電極２２及び列電極２４の電位を、単一の電極当り単一のスイッチング素子で切り替えることができ、従来より少数のスイッチング素子で画像表示媒体１２を駆動することができる。従って、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。
【００４０】
〔第２比較例〕
次に本発明の第２比較例について説明する。なお、第１比較例と同一の部分には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００４１】
図７に示すように、本第２比較例では、第１電源部２６Ａの基準電位発生部３６が基準電位ＶCL又は基準電位ＶRLを選択的に発生可能とされ、同様に第２電源部２６Ｂの基準電位発生部４２は基準電位ＶRL又は基準電位ＶCLを選択的に発生可能とされている。基準電位発生部３６及び基準電位発生部４２は制御装置２８に各々接続されており、基準電位発生部３６で基準電位ＶCLが発生される場合には基準電位発生部４２で基準電位ＶRLが発生され、基準電位発生部３６で基準電位ＶRLが発生される場合には基準電位発生部４２で基準電位ＶCLが発生されるように制御される。
【００４２】
また、第１電源部２６Ａの高圧出力部３８は電位差(ＶCH−ＶCL)又は(ＶRH−ＶRL)を選択的に発生可能とされ、同様に第２電源部２６Ｂの高圧出力部４４は電位差(ＶRH−ＶRL)又は(ＶCH−ＶCL)を選択的に発生可能とされている。高圧出力部３８及び高圧出力部４４は制御装置２８に各々接続されており、基準電位発生部３６で基準電位ＶCLが発生され基準電位発生部４２で基準電位ＶRLが発生される場合には、高圧出力部３８で電位差(ＶCH−ＶCL)が発生されると共に高圧出力部４４で電位差(ＶRH−ＶRL)が発生され（この場合、高圧出力として高圧出力部３８からは電位ＶCH、高圧出力部４４からは電位ＶRHが出力される）、基準電位発生部３６で基準電位ＶRLが発生され基準電位発生部４２で基準電位ＶCLが発生される場合には、高圧出力部３８で電位差(ＶRH−ＶRL)が発生されると共に高圧出力部４４で電位差(ＶCH−ＶCL)が発生される（この場合、高圧出力として高圧出力部３８からは電位ＶRH、高圧出力部４４からは電位ＶCHが出力される）ように制御される。
【００４３】
上述したように、本第２比較例では、第１電源部２６Ａから列電極駆動部３０へ基準電位ＶRL及び電位ＶRHが供給され、第２電源部２６Ｂから行電極駆動部３２へ基準電位ＶCL及び電位ＶCHが供給されるように切り替えることも可能であるので、制御装置２８が、基準電位発生部３６，４２、高圧出力部３８，４４に対して上記の電位の切り替えを行わせると共に、列電極２４が走査電極として用いられ、行電極２２がデータ電極として用いられるように、列電極駆動部３０のスイッチング素子５０及び行電極駆動部３２のスイッチング素子５２のオンオフを制御することにより、画像表示媒体１２に画像を書き込む際の走査方向を切り替えることができる。なお、上記態様は請求項５記載の発明に対応している。
【００４４】
〔実施形態〕
次に本発明の実施形態について説明する。なお、第１比較例と同一の部分には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００４５】
図８に示すように、本実施形態では、第１電源部２６Ａの高圧出力部３８が電位差(ＶCH1−ＶCL)又は(ＶCH2−ＶCL)を選択的に発生可能とされている(但しＶCH2＞ＶCH1であり、例えばＶCH2＞２００Ｖ＞ＶCH1＞１００Ｖ) 。高圧出力部３８は制御装置２８に接続されており、制御装置２８は、例として図９にも示すように、表示駆動周期（単一の書込行電極を電位ＶRHに維持している期間）の１／２に相当する周期で、高圧出力部３８で電位差(ＶCH1−ＶCL)と電位差(ＶCH2−ＶCL)が交互に発生されるように高圧出力部３８を制御する。これにより、高圧出力部３８からは、表示駆動周期の１／２に相当する周期で、電位ＶCH1と電位ＶCH2が交互に出力されることになる。
【００４６】
また、本実施形態では、書込対象の画像を表す画像データとして、書込対象の画像の各画素の階調値を３値（例えば白／灰／黒）で表す画像データが制御装置２８に入力される。そして制御装置２８は、入力された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た後に、抽出したデータが表す各画素の階調値に基づき、階調値が「白」に相当する値の画素については、駆動表示期間中、対応するスイッチング素子５０がオフ状態で継続し、階調値が「灰」に相当する値の画素については、駆動表示期間のうち電源部２６Ａの高圧出力が電位ＶCH2となっている期間にのみスイッチング素子５０がオンし、階調値が「黒」に相当する値の画素については、駆動表示期間のうち電源部２６Ａの高圧出力が電位ＶCH1となっている期間にのみスイッチング素子５０がオンするように、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。これにより、より多階調の画像（１画素当たり３階調の画像）を画像表示媒体１２に表示させることができる。なお、上記態様は請求項２、詳しくは請求項４記載の発明に対応している。
【００４８】
また、本実施形態に係る画像表示媒体１２は、図５からも明らかなように、行電極２２と列電極２４の間に印加される電圧が±１００Ｖの範囲内であれば黒粒子１８及び白粒子２０の移動が発生せず、書き込まれた画像が保存されるが、例えばコネクタ３３Ａ，３３Ｂが切り離された状態で静電気等によって行電極２２と列電極２４の間に±１００Ｖの範囲を越える電圧が印加されると、黒粒子１８又は白粒子２０の移動が発生し、書き込まれた画像に乱れ等が生ずる可能性がある。このため、コネクタ３３Ａ，３３Ｂが切り離され、列電極駆動部３０及び行電極駆動部３２が第１電源部２６Ａ及び第２電源部２６Ｂと分離された状態で、画像表示媒体１２の行電極２２と列電極２４を短絡する機能を列電極駆動部３０及び行電極駆動部３２に設けることが好ましい。これにより、コネクタ３３Ａ，３３Ｂが切り離された状態でも静電気等によって表示画像に乱れ等が生ずることを防止することができる。上記態様は請求項３記載の発明に対応している。
【００４９】
また、上記では本発明に係る表示媒体として、各々電極が設けられた一対の基板間に粒子が封入された構成の画像表示媒体１２を例に説明したが、本発明に係る表示媒体は、対向する両電極の電位を切り替えることで駆動可能な構造であればよく、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等、公知の各種表示媒体を適用可能である。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、走査電極として用いる各電極のうちの特定電極の電位を非基準電位に、各電極のうちの特定電極以外の電極の電位を基準電位に切り替えることを、特定電極を順に切り替えながら繰り返すと共に、特定電極の電位が非基準電位に維持されている時間中に、データ電極の電位として用いる第３の電位及び第４の電位のうちの非基準電位である第３の電位のレベルを複数のレベルへ順次切り替え、特定電極との交差位置に存在する各画素のうち、階調値を表すデータが第１の値の画素については、第２の電極駆動手段の対応するスイッチング素子をオフのまま維持させ、階調値を表すデータが第１の値以外の画素については、第３の電位のレベルが前記第１の値以外の値に対応するレベルとなっている期間中にのみ、第２の電極駆動手段の対応するスイッチング素子をオンさせるので、１画素当たり３階調以上の画像を表示媒体に表示できる低コストな駆動装置が得られる、という優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】比較例及び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】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６】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７】電源部及び駆動部の概略構成の他の例を示すブロック図である。
【図８】電源部及び駆動部の概略構成の他の例を示すブロック図である。
【図９】図８の構成における高圧出力の推移を示す線図である。
【符号の説明】
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
２６Ａ 電源部
２６Ｂ 電源部
２８ 制御装置
３０ 列電極駆動部
３２ 行電極駆動部
３６ 基準電位発生部
３８ 高圧出力部
４２ 基準電位発生部
４４ 高圧出力部
５０ スイッチング素子
５２ スイッチング素子
【発明の属する技術分野】
本発明は表示媒体の駆動装置に係り、特に、対向配置された第１電極及び第２電極が設けられた表示媒体の前記第１電極及び第２電極の電位を各々切り替えることで前記表示媒体を駆動する表示媒体の駆動装置に関する。
【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。
【０００３】
例えば特許文献１には、アクティブマトリクスの液晶ディスプレイを駆動するにあたり、電源では、液晶ディスプレイ駆動用の多数種の電圧をフレーム単位で複数組発生させ、データドライバでは、入力された多数種の電圧の中から複数のフィールドの各フィールド単位で各々異なる電圧を印加する構成が開示されている。
【０００４】
また特許文献２には、記憶手段に記憶された電圧データに対応する選択電圧を生成し、生成した選択電圧を一の走査線に供給することで、当該一の走査線に属する画素のスイッチング素子を導通状態にすると共に、他の走査線にはスイッチング素子を非導通状態にする非選択電圧を供給し、かつデータ線にデータ電圧として点灯電圧又は非点灯電圧を供給し、前記一の走査線に属する各画素を選択電圧とデータ電圧との差に相当する光学濃度に変化させる構成とすることで、表示装置の電圧−濃度特性に応じて電圧データを最適化することを可能とする技術が開示されている。
【０００５】
ところで近年、一対の基板間にトナー等の粒子（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３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４を参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平５−０４６１２５号公報
【特許文献２】
特開２００２−３６６１２０号公報
【特許文献３】
特開２００１−３１２２２５号公報
【特許文献４】
特開２００２−０８４３１８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
一対の基板間にトナー等の粒子を封入した構造の表示媒体において、高品位の画像を表示するためには、特許文献４にも記載されているように、互いに異なる多数（少なくとも３(又は４)以上）の電位を発生させ、表示媒体の各電極の電位を、互いに異なる多数の電位の中から選択した電位に切り替える必要がある。しかしながら、上記構造の表示媒体は、液晶ディスプレイ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、互いに異なる多数の電位の中から特定の電位を選択する多値の選択回路として、高耐圧の半導体素子を多数用いた専用設計の選択回路を用いる必要があり、表示媒体を駆動する駆動装置のコストが嵩むという問題があった。
【０００８】
本発明は上記事実を考慮して成されたもので、１画素当たり３階調以上の画像を表示媒体に表示できる低コストな表示媒体の駆動装置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駆動装置は、所定方向に延びる複数の第１電極と、前記第１電極と対向配置され前記所定方向と交差する方向に延びる複数の第２電極と、少なくとも一部が透光性を有し前記第１電極又は前記第２電極としての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前記第２電極又は前記第１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、を含んで構成された表示媒体の前記第１電極及び前記第２電極の電位を各々切り替えることで前記表示媒体を駆動する駆動装置であって、第１の電位及び第２の電位を発生させる第１の電源と、第１の電位及び第２の電位の一方を基準電位として動作する複数のスイッチング素子から成る第１のスイッチング手段により、前記第１電極及び前記第２電極のうち走査電極として用いる電極の電位を第１の電位又は第２の電位に切り替える第１の電極駆動手段と、第３の電位及び第４の電位を発生させる第２の電源と、第４の電位を基準電位として動作する複数のスイッチング素子から各々成り、データ電極として用いる電極と同数の第２のスイッチング手段を備え、前記第２のスイッチング手段をオンさせることで、前記第１電極及び前記第２電極のうちデータ電極として用いる、前記第２のスイッチング手段に対応する電極の電位を第３の電位に切り替え、前記第２のスイッチング手段をオフさせることで、前記データ電極として用いる、前記第２のスイッチング手段に対応する電極の電位を第４の電位に切り替える第２の電極駆動手段と、前記走査電極として用いる各電極のうちの特定電極の電位を非基準電位に、前記各電極のうちの前記特定電極以外の電極の電位を基準電位に切り替えることを、前記特定電極を順に切り替えながら繰り返すことが、前記第１の電極駆動手段によって行われるように制御する第１の駆動制御手段と、を備え、前記第２の電源は、前記特定電極の電位が非基準電位に維持されている時間中に、前記第３の電位のレベルを複数のレベルへ順次切り替え、前記基準電位は、前記第３の電位としての前記複数のレベル及び前記第４の電位と各々相違しており、前記特定電極との交差位置に存在する各画素のうち、階調値を表すデータが第１の値の画素については、前記第２の電極駆動手段の対応する前記第２のスイッチング手段をオフのまま維持させ、階調値を表すデータが第１の値以外の画素については、前記第３の電位のレベルが前記第１の値以外の値に対応するレベルとなっている期間中にのみ、前記第２の電極駆動手段の対応する前記第２のスイッチング手段をオンさせることが、前記特定電極の切り替えと同期して繰り返されるように、前記第２の電極駆動手段を制御する第２の駆動制御手段を更に備えたことを特徴としている。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記第２の電源は、前記特定電極の電位が非基準電位に維持されている時間中に、前記第３の電位のレベルを第１のレベルから第２のレベルへ切り替え、前記第２の駆動制御手段は、前記特定電極との交差位置に存在する各画素のうち、階調値を表すデータが第１の値の画素については、前記第２の電極駆動手段の対応する前記第２のスイッチング手段をオフのまま維持させ、階調値を表すデータが第２の値の画素については、前記第３の電位のレベルが第１のレベルとなっている期間中にのみ前記第２の電極駆動手段の対応する前記第２のスイッチング手段をオンさせ、階調値を表すデータが第３の値の画素については、前記第３の電位のレベルが第２のレベルとなっている期間中にのみ前記第２の電極駆動手段の対応する前記第２のスイッチング手段をオンさせることが、前記特定電極の切り替えと同期して繰り返されるように、前記第２の電極駆動手段を制御する
ことを特徴としている。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の発明において、前記第１の駆動制御手段及び前記第２の駆動制御手段は、前記走査電極又は前記データ電極として前記第１電極及び前記第２電極の何れを用いるかを切り替え可能とされていることを特徴としている。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の発明において、前記表示媒体は、前記第１電極と前記第２電極の間に印加された電圧に応じて変更された状態を、前記電圧の印加が停止された後も維持する特性を有しており、前記第１の電極駆動手段及び第２の電極駆動手段は、前記第１の電源及び第２の電源と分離可能とされ、前記第１の電源及び第２の電源と分離された状態で前記表示媒体の前記第１電極と前記第２電極を短絡する機能を有していることを特徴としている。
【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。なお、以下では本発明の実施形態の説明に先立ち、本発明の比較例を説明する。
〔第１比較例〕
図１には第１比較例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として適用可能な画像表示媒体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、制御装置２８、列電極駆動部３０及び行電極駆動部３２は本発明に係る表示媒体の駆動装置に対応しており、列電極駆動部３０及び行電極駆動部３２は本発明に係る第１の電極駆動手段及び第２の電極駆動手段に対応している。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はコネクタ３３を介して列電極駆動部３０及び行電極駆動部３２に接続されている。コネクタ３３は、電源装置２６及び制御装置２８に接続されたコネクタ３３Ａと、列電極駆動部３０及び行電極駆動部３２に接続されたコネクタ３３Ｂに分離可能とされている。
【００２４】
図３に示すように、電源装置２６は列電極駆動部３０に供給する電位を発生させるための第１電源部２６Ａ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２６Ｂを含んで構成されている。なお、第１電源部２６Ａ及び第２電源部２６Ｂは本発明に係る第１の電源及び第２の電源に対応している。第１電源部２６Ａは、列電極２４の基準電位ＶCL（例えば７０Ｖ）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（例えば２１０Ｖ）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（例えば５Ｖ）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。第１電源部２６Ａは列電極駆動部３０に接続されており、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))を列電極駆動部３０に供給する。
【００２５】
また、第２電源部２６Ｂは、行電極２２の基準電位ＶRL（例えば１３０Ｖ）を発生させる基準電位発生部４２と、基準電位ＶRLを接地電位として電位差(ＶRH−ＶRL)を発生させることで高圧出力としての電位ＶRH（例えば０Ｖ）を出力する高圧出力部４４と、基準電位ＶRLを接地電位として電位差TTL（例えば５Ｖ）を発生させることで信号電源出力としての電位(ＶRL＋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２６Ｂは行電極駆動部３２に接続されており、高圧出力（電位ＶRH）、ＧＮＤ出力（基準電位ＶRL）及び信号電源出力（電位(ＶRL＋TTL))が行電極駆動部３２に供給される。
【００２６】
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２６Ａからの高圧出力（電位ＶCH）及びＧＮＤ出力（基準電位ＶCL）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は実際には複数の半導体素子（例えばＭＯＳＦＥＴ等）から成り、本発明における第２のスイッチング手段の一例である。個々のスイッチング素子５０は、第１電源部２６Ａ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（電位ＶCH）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。
【００２７】
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電位ＶCH又は基準電位ＶCLに切り替わることになる。
【００２８】
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２６Ｂからの高圧出力（電位ＶRH）及びＧＮＤ出力（基準電位ＶRL）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も実際には複数の半導体素子（例えばＭＯＳＦＥＴ等）から成り、本発明における第１のスイッチング手段の一例である。個々のスイッチング素子５２は、第２電源部２６Ｂ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ＶRL）を基準電位として動作し、オン状態では高圧出力（電位ＶRH）を、オフ状態ではＧＮＤ出力（基準電位ＶRL）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。
【００２９】
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ＶRH又は基準電位ＶRLに切り替わることになる。
【００３０】
次に本第１比較例の作用を説明する。本第１比較例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５に示す。図５より明らかなように、印加電圧（電界）が±１００Ｖ以内の範囲内では濃度は変化せず、２００Ｖ以上の電圧（電界）を印加して濃度を変化させることで、表示画像のコントラストが最大となる。上記の特性に基づき、電源装置２６によって発生される基準電位ＶCL，ＶRL、電位ＶCH，ＶRHは、次の表１のように定められている。
【００３１】
【表１】
本第１比較例に係る画像表示装置１０は、コネクタ３３Ａとコネクタ３３Ｂを分離することで、電源装置２６及び制御装置２８と列電極駆動部３０及び行電極駆動部３２を分離することも可能とされているが、画像表示媒体１２に表示させるべき画像を画像表示媒体１２に書き込む等の場合には、コネクタ３３Ａとコネクタ３３Ｂが接続されることで、電源装置２６及び制御装置２８と列電極駆動部３０及び行電極駆動部３２とが電気的に接続される。
【００３３】
なお、この接続状態において、画像表示媒体１２への画像の書き込みが行われていない期間は、列電極駆動部３０のスイッチング素子５０及び行電極駆動部３２のスイッチング素子５２が全てオフ状態となっているので、画像表示媒体１２の行電極２２は基準電位ＶRLに維持され、列電極２４は基準電位ＶCLに維持される。従って、行電極２２と列電極２４の交差位置に位置している画像表示媒体１２の各画素は、電圧Ｖ４（表１参照）が印加されている状態で維持されるので、各画素の表示濃度の変化等が生ずることはない。
【００３４】
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の階調値を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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。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。
【００３７】
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Ｖ２又は電圧Ｖ４が印加されることになる（特定の画素への印加電圧の推移の一例を示す図６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。
【００３８】
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。なお、制御装置２８は請求項３に記載の駆動制御手段に対応している。
【００３９】
このように、本第１比較例に係る画像表示装置１０では、画像表示媒体１２を駆動する（画像を書き込む）ために４種類の電位（基準電位ＶCL，ＶRL、電位ＶCH，ＶRH）を用いているが、これらの電位のうち基準電位ＶCL及び電位ＶCHを列電極駆動部３０に、基準電位ＶRL及び電位ＶRHを行電極駆動部３２に供給し、列電極駆動部３０では、基準電位ＶCLを基準電位として動作するスイッチング素子５０により、個々の列電極２４の電位を電位ＶCH又は基準電位ＶCLに切り替え、行電極駆動部３２では、基準電位ＶRLを基準電位として動作するスイッチング素子５２により、個々の行電極２２の電位を電位ＶRH又は基準電位ＶRLに切り替えているので、画像表示媒体１２の行電極２２及び列電極２４の電位を、単一の電極当り単一のスイッチング素子で切り替えることができ、従来より少数のスイッチング素子で画像表示媒体１２を駆動することができる。従って、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。
【００４０】
〔第２比較例〕
次に本発明の第２比較例について説明する。なお、第１比較例と同一の部分には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００４１】
図７に示すように、本第２比較例では、第１電源部２６Ａの基準電位発生部３６が基準電位ＶCL又は基準電位ＶRLを選択的に発生可能とされ、同様に第２電源部２６Ｂの基準電位発生部４２は基準電位ＶRL又は基準電位ＶCLを選択的に発生可能とされている。基準電位発生部３６及び基準電位発生部４２は制御装置２８に各々接続されており、基準電位発生部３６で基準電位ＶCLが発生される場合には基準電位発生部４２で基準電位ＶRLが発生され、基準電位発生部３６で基準電位ＶRLが発生される場合には基準電位発生部４２で基準電位ＶCLが発生されるように制御される。
【００４２】
また、第１電源部２６Ａの高圧出力部３８は電位差(ＶCH−ＶCL)又は(ＶRH−ＶRL)を選択的に発生可能とされ、同様に第２電源部２６Ｂの高圧出力部４４は電位差(ＶRH−ＶRL)又は(ＶCH−ＶCL)を選択的に発生可能とされている。高圧出力部３８及び高圧出力部４４は制御装置２８に各々接続されており、基準電位発生部３６で基準電位ＶCLが発生され基準電位発生部４２で基準電位ＶRLが発生される場合には、高圧出力部３８で電位差(ＶCH−ＶCL)が発生されると共に高圧出力部４４で電位差(ＶRH−ＶRL)が発生され（この場合、高圧出力として高圧出力部３８からは電位ＶCH、高圧出力部４４からは電位ＶRHが出力される）、基準電位発生部３６で基準電位ＶRLが発生され基準電位発生部４２で基準電位ＶCLが発生される場合には、高圧出力部３８で電位差(ＶRH−ＶRL)が発生されると共に高圧出力部４４で電位差(ＶCH−ＶCL)が発生される（この場合、高圧出力として高圧出力部３８からは電位ＶRH、高圧出力部４４からは電位ＶCHが出力される）ように制御される。
【００４３】
上述したように、本第２比較例では、第１電源部２６Ａから列電極駆動部３０へ基準電位ＶRL及び電位ＶRHが供給され、第２電源部２６Ｂから行電極駆動部３２へ基準電位ＶCL及び電位ＶCHが供給されるように切り替えることも可能であるので、制御装置２８が、基準電位発生部３６，４２、高圧出力部３８，４４に対して上記の電位の切り替えを行わせると共に、列電極２４が走査電極として用いられ、行電極２２がデータ電極として用いられるように、列電極駆動部３０のスイッチング素子５０及び行電極駆動部３２のスイッチング素子５２のオンオフを制御することにより、画像表示媒体１２に画像を書き込む際の走査方向を切り替えることができる。なお、上記態様は請求項５記載の発明に対応している。
【００４４】
〔実施形態〕
次に本発明の実施形態について説明する。なお、第１比較例と同一の部分には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００４５】
図８に示すように、本実施形態では、第１電源部２６Ａの高圧出力部３８が電位差(ＶCH1−ＶCL)又は(ＶCH2−ＶCL)を選択的に発生可能とされている(但しＶCH2＞ＶCH1であり、例えばＶCH2＞２００Ｖ＞ＶCH1＞１００Ｖ) 。高圧出力部３８は制御装置２８に接続されており、制御装置２８は、例として図９にも示すように、表示駆動周期（単一の書込行電極を電位ＶRHに維持している期間）の１／２に相当する周期で、高圧出力部３８で電位差(ＶCH1−ＶCL)と電位差(ＶCH2−ＶCL)が交互に発生されるように高圧出力部３８を制御する。これにより、高圧出力部３８からは、表示駆動周期の１／２に相当する周期で、電位ＶCH1と電位ＶCH2が交互に出力されることになる。
【００４６】
また、本実施形態では、書込対象の画像を表す画像データとして、書込対象の画像の各画素の階調値を３値（例えば白／灰／黒）で表す画像データが制御装置２８に入力される。そして制御装置２８は、入力された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た後に、抽出したデータが表す各画素の階調値に基づき、階調値が「白」に相当する値の画素については、駆動表示期間中、対応するスイッチング素子５０がオフ状態で継続し、階調値が「灰」に相当する値の画素については、駆動表示期間のうち電源部２６Ａの高圧出力が電位ＶCH2となっている期間にのみスイッチング素子５０がオンし、階調値が「黒」に相当する値の画素については、駆動表示期間のうち電源部２６Ａの高圧出力が電位ＶCH1となっている期間にのみスイッチング素子５０がオンするように、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。これにより、より多階調の画像（１画素当たり３階調の画像）を画像表示媒体１２に表示させることができる。なお、上記態様は請求項２、詳しくは請求項４記載の発明に対応している。
【００４８】
また、本実施形態に係る画像表示媒体１２は、図５からも明らかなように、行電極２２と列電極２４の間に印加される電圧が±１００Ｖの範囲内であれば黒粒子１８及び白粒子２０の移動が発生せず、書き込まれた画像が保存されるが、例えばコネクタ３３Ａ，３３Ｂが切り離された状態で静電気等によって行電極２２と列電極２４の間に±１００Ｖの範囲を越える電圧が印加されると、黒粒子１８又は白粒子２０の移動が発生し、書き込まれた画像に乱れ等が生ずる可能性がある。このため、コネクタ３３Ａ，３３Ｂが切り離され、列電極駆動部３０及び行電極駆動部３２が第１電源部２６Ａ及び第２電源部２６Ｂと分離された状態で、画像表示媒体１２の行電極２２と列電極２４を短絡する機能を列電極駆動部３０及び行電極駆動部３２に設けることが好ましい。これにより、コネクタ３３Ａ，３３Ｂが切り離された状態でも静電気等によって表示画像に乱れ等が生ずることを防止することができる。上記態様は請求項３記載の発明に対応している。
【００４９】
また、上記では本発明に係る表示媒体として、各々電極が設けられた一対の基板間に粒子が封入された構成の画像表示媒体１２を例に説明したが、本発明に係る表示媒体は、対向する両電極の電位を切り替えることで駆動可能な構造であればよく、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等、公知の各種表示媒体を適用可能である。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、走査電極として用いる各電極のうちの特定電極の電位を非基準電位に、各電極のうちの特定電極以外の電極の電位を基準電位に切り替えることを、特定電極を順に切り替えながら繰り返すと共に、特定電極の電位が非基準電位に維持されている時間中に、データ電極の電位として用いる第３の電位及び第４の電位のうちの非基準電位である第３の電位のレベルを複数のレベルへ順次切り替え、特定電極との交差位置に存在する各画素のうち、階調値を表すデータが第１の値の画素については、第２の電極駆動手段の対応するスイッチング素子をオフのまま維持させ、階調値を表すデータが第１の値以外の画素については、第３の電位のレベルが前記第１の値以外の値に対応するレベルとなっている期間中にのみ、第２の電極駆動手段の対応するスイッチング素子をオンさせるので、１画素当たり３階調以上の画像を表示媒体に表示できる低コストな駆動装置が得られる、という優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】比較例及び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】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６】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７】電源部及び駆動部の概略構成の他の例を示すブロック図である。
【図８】電源部及び駆動部の概略構成の他の例を示すブロック図である。
【図９】図８の構成における高圧出力の推移を示す線図である。
【符号の説明】
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
２６Ａ 電源部
２６Ｂ 電源部
２８ 制御装置
３０ 列電極駆動部
３２ 行電極駆動部
３６ 基準電位発生部
３８ 高圧出力部
４２ 基準電位発生部
４４ 高圧出力部
５０ スイッチング素子
５２ スイッチング素子
Claims (4)
- 所定方向に延びる複数の第１電極と、前記第１電極と対向配置され前記所定方向と交差する方向に延びる複数の第２電極と、少なくとも一部が透光性を有し前記第１電極又は前記第２電極としての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前記第２電極又は前記第１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、を含んで構成された表示媒体の前記第１電極及び前記第２電極の電位を各々切り替えることで前記表示媒体を駆動する駆動装置であって、
第１の電位及び第２の電位を発生させる第１の電源と、
第１の電位及び第２の電位の一方を基準電位として動作する複数のスイッチング素子から成る第１のスイッチング手段により、前記第１電極及び前記第２電極のうち走査電極として用いる電極の電位を第１の電位又は第２の電位に切り替える第１の電極駆動手段と、
第３の電位及び第４の電位を発生させる第２の電源と、
第４の電位を基準電位として動作する複数のスイッチング素子から各々成り、データ電極として用いる電極と同数の第２のスイッチング手段を備え、前記第２のスイッチング手段をオンさせることで、前記第１電極及び前記第２電極のうちデータ電極として用いる、前記第２のスイッチング手段に対応する電極の電位を第３の電位に切り替え、前記第２のスイッチング手段をオフさせることで、前記データ電極として用いる、前記第２のスイッチング手段に対応する電極の電位を第４の電位に切り替える第２の電極駆動手段と、
前記走査電極として用いる各電極のうちの特定電極の電位を非基準電位に、前記各電極のうちの前記特定電極以外の電極の電位を基準電位に切り替えることを、前記特定電極を順に切り替えながら繰り返すことが、前記第１の電極駆動手段によって行われるように制御する第１の駆動制御手段と、
を備え、
前記第２の電源は、前記特定電極の電位が非基準電位に維持されている時間中に、前記第３の電位のレベルを複数のレベルへ順次切り替え、
前記基準電位は、前記第３の電位としての前記複数のレベル及び前記第４の電位と各々相違しており、
前記特定電極との交差位置に存在する各画素のうち、階調値を表すデータが第１の値の画素については、前記第２の電極駆動手段の対応する前記第２のスイッチング手段をオフのまま維持させ、階調値を表すデータが第１の値以外の画素については、前記第３の電位のレベルが前記第１の値以外の値に対応するレベルとなっている期間中にのみ、前記第２の電極駆動手段の対応する前記第２のスイッチング手段をオンさせることが、前記特定電極の切り替えと同期して繰り返されるように、前記第２の電極駆動手段を制御する第２の駆動制御手段を更に備えたことを特徴とする表示媒体の駆動装置。 - 前記第２の電源は、前記特定電極の電位が非基準電位に維持されている時間中に、前記第３の電位のレベルを第１のレベルから第２のレベルへ切り替え、
前記第２の駆動制御手段は、前記特定電極との交差位置に存在する各画素のうち、階調値を表すデータが第１の値の画素については、前記第２の電極駆動手段の対応する前記第２のスイッチング手段をオフのまま維持させ、階調値を表すデータが第２の値の画素については、前記第３の電位のレベルが第１のレベルとなっている期間中にのみ前記第２の電極駆動手段の対応する前記第２のスイッチング手段をオンさせ、階調値を表すデータが第３の値の画素については、前記第３の電位のレベルが第２のレベルとなっている期間中にのみ前記第２の電極駆動手段の対応する前記第２のスイッチング手段をオンさせることが、前記特定電極の切り替えと同期して繰り返されるように、前記第２の電極駆動手段を制御することを特徴とする請求項１記載の表示媒体の駆動装置。 - 前記第１の駆動制御手段及び前記第２の駆動制御手段は、前記走査電極又は前記データ電極として前記第１電極及び前記第２電極の何れを用いるかを切り替え可能とされていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の表示媒体の駆動装置。
- 前記表示媒体は、前記第１電極と前記第２電極の間に印加された電圧に応じて変更された状態を、前記電圧の印加が停止された後も維持する特性を有しており、
前記第１の電極駆動手段及び第２の電極駆動手段は、前記第１の電源及び第２の電源と分離可能とされ、前記第１の電源及び第２の電源と分離された状態で前記表示媒体の前記第１電極と前記第２電極を短絡する機能を有していることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の表示媒体の駆動装置。
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