JP4622942B2 - エレクトロクロミック表示装置及び表示駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、エレクトロクロミック表示装置及び表示駆動装置に関する。

電解液に電荷を注入することで、酸化還元反応により電解液中の溶質が析出したり溶解したりする現象を利用した表示装置（以下、エレクトロクロミック表示装置と称する）が各種提案されている。例えば、ビスマス（Ｂｉ）を主原料として用いたエレクトロクロミック表示装置の場合は、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）等の透明電極から電解液に負の電荷を注入すると、電解液中のＢｉイオンが還元されて透明電極上に析出し、その部分が黒く発色する。逆に、透明電極から電解液に正の電荷を注入すると、透明電極上に析出していたＢｉが酸化されて電解液中に溶解し、その部分が消色する。

この種のエレクトロクロミック表示装置においては、電解液に注入した電荷量によって析出する溶質の量が決まるので、表示部の面積が大きければ大きいほど多くの電荷を注入して析出させる溶質の量を多くしなければならない。

このように表示部の面積に応じた電荷を注入するために、従来は、矩形波の電圧パルスを印加したり、三角波、のこぎり波の電圧パルスを印加したりして電荷を注入するようにしている。例えば、特許文献１においては、矩形波の電圧パルスを表示部に印加することにより、発色及び消色を行っている。ここで、表示部の表示駆動を行う表示駆動装置から一定時間の矩形波パルスを表示部に印加した場合、表示部までの配線抵抗を無視できれば、発色時の表示部における抵抗値が表示面積に反比例することが知られている。また、消色時においても消色が完了するまでの間は、発色時と同様に抵抗値が表示面積に反比例することも知られている。したがって、一定電圧を一定時間印加すれば、表示面積にほぼ比例した量の電荷を注入することが可能である。

ところで、単純に一定量の電圧波形を印加する手法では、析出させる溶質の量と溶解させる溶質の量とのバランスを保ち続けることが困難であり、動作寿命が短いという問題がある。つまり、多数回の発色と消色を繰り返すと析出量と溶解量とのバランスが崩れ、析出が過多となって発色部分の一部が消えなくなったり、溶質の溶解が進みすぎて、電解液中の他の物質（例えばヨウ素等）が発生することによって電解液が変色したりするなどの不具合が発生しやすい。特に、発色工程から消色工程までの時間が長くなると、自然に消色が起こるために過消色が生じやくなる。

このような過消色の問題を解決するために、特許文献２においては、一定の電圧を印加して表示部に消色電流を流しているときに、その電流変化を検出して、電流値が一定値以下になったとき、即ち表示部の見かけの抵抗値が一定値以上となったときに消色駆動を終了する手法が提案されている。
特開２０００−１４２２２３号公報 特公平５−４６９５３号公報

消色の場合には、発色の場合と異なり、ある程度の消色が進むと、抵抗値が変化して電流が減少することが知られており、消色に必要な電荷量は発色のときと同程度の量であるので、電流の減少による電荷量の減少を補償するためには、消色の場合の電圧を発色の場合よりも高くするか、または電圧の印加時間を長くする必要がある。この際には、表示部と表示駆動装置との間の配線抵抗や回路間の接触抵抗等によって電圧降下が生じて流れる電流が大きく変化するので、印加電圧及び印加時間はこれらの影響を考慮して調整する必要がある。しかしながら、一般に配線抵抗や回路間における接触抵抗等の値はばらつきが大きく、これらの値を一定にするのは容易ではない。つまり、定電圧を印加する手法では、これら配線抵抗や接触抵抗等の影響を考慮して表示駆動を行うことが困難である。したがって、表示部に定電流を印加することで表示駆動を行う手法が考えられるが、前記特許文献２の手法は、電流値を検出し、その電流値が一定値以下となったときに定電圧を印加する手法であるので、定電流駆動方式に適用することが困難である。しかも、前記特許文献２の手法は電流値を検出する必要があるが、電流値の検出は電圧値の検出よりも精度が低く、回路上のコストも大きくなってしまう。

本発明は、前記の事情に鑑みてなされたもので、エレクトロクロミック表示装置において、過消色を防止することができるエレクトロクロミック表示装置及びそのような表示装置に用いられる表示駆動装置を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明のエレクトロクロミック表示装置の一態様は、電解液と、前記電解液に電荷を注入するための電極と、を有し、酸化還元反応により前記電極を介して前記電解液に電荷が注入されることにより発色し、前記電解液に前記電荷と逆極性の電荷が注入されることにより消色する少なくとも１つの表示部が配置された表示手段と、前記消色の際に、定電流を一定時間出力する消色パルスを間欠的に繰り返し出力し、該消色パルスを前記表示部の電極に印加して前記電解液に前記逆極性の電荷を注入する手段を有する、少なくとも１つの定電流印加手段と、前記消色の際に、前記消色パルスの非印加時に、前記表示部の電極に発生する電圧値を検出する手段を有する電圧検出手段と、前記消色の際に、前記電圧検出手段により検出される前記電圧値が予め設定された基準値に達する毎に、前記定電流印加手段より前記消色パルスを前記表示部の電極へ印加させると共に、前記消色パルスが印加された後、予め設定された判定時間が経過したときに前記電圧検出手段により検出される前記電圧値が前記基準値に達していないときに、前記定電流印加手段による前記消色パルスの前記表示部の電極への印加を終了させる制御手段と、を具備することを特徴とする。

また、前記の目的を達成するために、本発明の表示駆動装置の一態様は、電解液と、前記電解液に電荷を注入するための電極と、を有し、酸化還元反応により前記電極を介して前記電解液に電荷が注入されることにより発色し、前記電解液に前記電荷と逆極性の電荷が注入されることにより消色する少なくとも１つの表示部が配置された表示手段の表示駆動を行う表示駆動装置であって、前記消色の際に、定電流を一定時間出力する消色パルスを間欠的に繰り返し出力し、該消色パルスを前記表示部の電極に印加して前記電解液に前記逆極性の電荷を注入する手段を有する、少なくとも１つの定電流印加手段と、前記消色の際に、前記消色パルスの非印加時に、前記表示部の電極に発生する電圧値を検出する手段を有する電圧検出手段と、前記消色の際に、前記電圧検出手段により検出される前記電圧値が予め設定された基準値に達する毎に、前記定電流印加手段より前記消色パルスを前記表示部の電極へ印加させると共に、前記消色パルスが印加された後、予め設定された判定時間が経過したときに前記電圧検出手段により検出される前記電圧値が前記基準値に達していないときに、前記定電流印加手段による前記消色パルスの前記表示部の電極への印加を終了させる制御手段と、を具備することを特徴とする。

本発明によれば、エレクトロクロミック表示装置及びそのような表示装置に用いられる表示駆動装置において、消色の際、定電流を一定時間出力する消色パルスを前記表示部の電極に間欠的に繰り返し印加して駆動し、該消色パルスの非印加時に表示部の電極に発生する電圧値を検出して、その電圧値が予め設定された基準値に達する毎に、前記消色パルスを前記表示部の電極へ印加させ、そして、予め設定された判定時間が経過したときに前記表示部の電極に発生する電圧値が前記基準値に達していないときに、消色動作を終了させることで、過消色が生じることを防ぐことができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る表示駆動装置が適用されたエレクトロクロミック表示装置１の構成を示すブロック図である。また、図２は、表示パネルの表示セグメントの配置例を示す図である。

図１に示すように、エレクトロクロミック表示装置１は、表示パネル１０と、定電流印加回路２０と、セグメントプロファイルメモリ３０と、システムインターフェース４０とから構成されている。そして、本実施形態に係わるエレクトロクロミック表示装置においては、図１に示すように、表示パネル１０が複数の表示セグメントを有し、各表示セグメントに定電流印加回路２０より定電流を印加して駆動するものであり、特に、各表示セグメントに印加する電流の電流値を、セグメントプロファイルメモリ３０に記憶された値に基づいて、各表示セグメントの面積に比例した電流値に設定する構成を有している。

表示手段としての表示パネル１０はセグメント方式の表示パネルであり、表示部としての複数の表示セグメントが例えば図２に示すようにして配置されて構成されている。ここで、図２の例は、表示パネル１０を、アルファベットや数字等の表示パターンを表示するための表示パネルとして利用する際の表示セグメントの配置例であり、７個の表示セグメント（表示セグメント１０−１〜１０−７）が８字状に配置されている。なお、表示セグメントの形状、数、及びその配置は図２で示したものに限るものではなく、表示パネルとして要求される仕様等に応じて適宜変更することが可能である。

図３は、図２の表示セグメントの構成について説明するためのＡ−Ａ線断面図である。ここで、図３の断面図は表示セグメント１０−１の断面図であるが、他の表示セグメントの構成も図３で説明するものと基本的には同様である。

図３に示すように、表示セグメントは、２枚の電極（電極１０−１１及び１０−１２）が平行配置され、これら電極１０−１１と電極１０−１２との間に電解液１０−１３が満たされ、これらが封止材１０−１４で封止されて構成されている。更に電極１０−１１の裏面には、表示セグメントを保護するためのガラス基板１０−１５が貼り付けられている。ここで、電極１０−１１は透明性を有する透明電極であり、例えば酸化インジウム錫（ＩＴＯ）電極が用いられる。また、電極１０−１２は、透明な電極でも不透明な電極でも良い。この電極１０−１２には、例えば銅（Ｃｕ）電極が用いられる。更に、電解液１０−１３は、例えばＢｉ、Ｃｕが溶解した電解液である。なお、ここで示した材料は一例であり適宜変更可能である。例えば、電解液の溶解させる溶質はＢｉに限らず銀（Ａｇ）等でも良い。さらに、金属だけでなく、ビオロゲン化合物のような有機物を用いることも可能である。また、ＢｉやＣｕを溶解させるための溶液も臭酸や塩酸、ヨウ素酸等、種々のものを用いることができる。更には、電極１０−１１と電極１０−１２との間の電解液１０−１３は、電解液を保持させたウエットケーキシートを用いるようにしても良い。

図３のような構成の表示セグメントに負の電荷を注入すると、電解液中のＢｉイオンが還元されて電極１０−１１上に析出する。これにより表示セグメントが黒く発色する。逆に、表示セグメントに正の電荷を注入すると、電極１０−１１上に析出していたＢｉが酸化されて電解液中に溶解する。これにより黒く発色していた表示セグメントが消色する。

定電流印加回路２０は表示パネル１０を構成する複数の表示セグメントの各々に対応して、表示セグメントの数だけ設けられ、各表示セグメントに定電流を印加することにより、表示セグメントを発色又は消色させるための電荷を注入する。ここで、図１に示すように、定電流印加回路２０は、発色パルス発生器２０−１と、消色パルス発生器２０−２と、定電流ドライバ２０−３と、電圧検出回路２０−４とから構成されている。これら定電流印加回路２０の各回路及びその動作については後で詳しく説明する。

セグメントプロファイルメモリ３０は、各表示セグメントの面積の値、あるいは、各表示セグメントの面積に対応した適正な発色をさせるために必要な電流値指定データを、各表示セグメントに対応して記憶しておくためのメモリである。なお、以下においては、セグメントプロファイルメモリ３０に各表示セグメントの面積に対応した電流値指定データが記憶されているものとするが、各表示セグメントの面積の値が記憶され、例えば発色パルス発生器２０−１や消色パルス発生器２０−２において、対応する電流値指定データに変換する機能を備えるものであっても良い。そして、セグメントプロファイルメモリ３０は、システムインターフェース４０からのアドレス信号を受けて、そのアドレスに記憶された電流値指定データを、対応する表示セグメントに接続された定電流印加回路２０内の発色パルス発生器２０−１及び消色パルス発生器２０−２に出力する。なお、セグメントプロファイルメモリ３０はＥＰＲＯＭやフラッシュＲＯＭ等の不揮発性メモリであることが好ましい。セグメントプロファイルメモリ３０を不揮発性メモリで構成することで、回路の電源がオフされた場合であっても記憶内容を保持しておくことが可能である。

システムインターフェース４０は、図示しない制御手段としてのＣＰＵからの表示パネル１０の表示又は非表示の指示を受けて、その指示に該当する表示セグメントを発色又は消色させる。このためにシステムインターフェース４０は、該当する定電流印加回路２０内の発色パルス発生器２０−１及び消色パルス発生器２０−２にパルス幅指定データを出力すると共に、発色又は消色させる表示セグメントに対応した電流値指定データが格納されているアドレスに対応するアドレス信号をセグメントプロファイルメモリ３０に出力する。

次に、定電流印加回路２０について更に詳しく説明する。
図４は、消色パルス発生器２０−２を順序論理回路で構成した場合の回路ブロック図の一例である。図４に示すように、消色パルス発生器２０−２は、パルス幅レジスタ２０−２１と、電流値レジスタ２０−２２と、ＤＡコンバータ２０−２３と、ダウンカウンタ２０−２４と、アナログスイッチ２０−２５とから構成されている。

パルス幅レジスタ２０−２１は、システムインターフェース４０から消色パルスのパルス幅を指定するためのパルス幅指定データを受けて、そのデータを保持する。

電流値レジスタ２０−２２は、セグメントプロファイルメモリ３０から各表示セグメントに対応する電流値指定データを受けて、そのデータを保持する。ＤＡコンバータ２０−２３は、電流値レジスタ２０−２２に保持された電流値指定データをアナログの電圧信号に変換する。

ダウンカウンタ２０−２４は、消色時にシステムインターフェース４０からＳＴＡＲＴパルスを受けてパルス幅レジスタに保持された値を読み出し、この値を一定時間毎にカウントダウンしながら、ＯＮ又はＯＦＦ信号をアナログスイッチ２０−２５に出力する。つまり、ダウンカウンタ２０−２４は、カウント値が０でないときにＯＮ信号を出力し、カウント値が０になったときにＯＦＦ信号を出力する。アナログスイッチ２０−２５はＤＡコンバータ２０−２３と正の電源＋Ｖとに接続され、ダウンカウンタ２０−２４からＯＮ信号を受けたときにＯＮしてＤＡコンバータ２０−２３の出力を定電流ドライバ２０−３に入力し、ＯＦＦ信号を受けたときに電圧値＋Ｖを定電流ドライバ２０−３に入力する。

このような構成により、ダウンカウンタ２０−２４がカウントを行っている間のみアナログスイッチ２０−２５がＯＮするので、結果としてＤＡコンバータ２０−２３で得られた電圧値及びパルス幅指定データで指定されたパルス幅を有する消色パルスが定電流ドライバ２０−３に入力される。そして、ダウンカウンタ２０−２４がカウントを終了した時点でアナログスイッチ２０−２５がＯＦＦして、電圧値＋Ｖが定電流ドライバ２０−３に入力される。

なお、図４は、消色パルス発生器２０−２の構成であるが、発色パルス発生器２０−１も消色パルス発生器２０−２とほぼ同様の回路構成で実現できる。ただし、発色パルス発生器２０−１においては、アナログスイッチに接続される電源を正の電源ではなく、負の電源−Ｖとする。発色パルス発生器２０−１は、そのパルス幅を可変とすることで、表示セグメントを完全な発色状態と完全な消色状態のみでなく、その中間の状態で発色させることもできる。これにより、グレースケール表示が可能となる。

なお、発色パルス発生器２０−１及び消色パルス発生器２０−２の機能は、マイクロコンピュータ等の演算処理によって実現するようにしても良い。

図５は、定電流ドライバ２０−３及び電圧検出回路２０−４を構成する回路の一例を示す図である。また、図６は、定電流印加回路と表示セグメントとの間の配線抵抗について示す図である。定電流ドライバ２０−３は、演算増幅器２０−３１と、ＭＯＳトランジスタ２０−３２と、抵抗２０−３３とからなる負方向定電流印加手段と、演算増幅器２０−３４と、ＭＯＳトランジスタ２０−３５と、抵抗２０−３６とからなる正方向定電流印加手段とを備える。また、電圧検出回路２０−４は、例えばＡＤコンバータから構成されている。

図５において、演算増幅器２０−３１の非反転入力端子には発色パルス発生器２０−１からの出力（発色パルス又は−Ｖ）が入力される。そして、演算増幅器２０−３１の出力端子はＭＯＳトランジスタ２０−３２のゲートに接続され、ＭＯＳトランジスタ２０−３２のソースは演算増幅器２０−３１の反転入力端子と抵抗２０−３３の一端とに接続されている。更に、抵抗２０−３３の他端は負の電源−Ｖに接続されている。また、演算増幅器２０−３４の非反転入力端子には消色パルス発生器２０−２からの出力（消色パルス又は＋Ｖ）が入力される。また、演算増幅器２０−３４の出力端子はＭＯＳトランジスタ２０−３５のゲートに接続され、ＭＯＳトランジスタ２０−３５のソースは演算増幅器２０−３４の反転入力端子と抵抗２０−３６の一端とに接続されている。更に、抵抗２０−３６の他端は正の電源＋Ｖに接続されている。

また、ＭＯＳトランジスタ２０−３２及び２０−３５のドレインは共通に定電流ドライバ２０−３の出力端子に接続されている。そして、定電流ドライバ２０−３の出力端子は、図６に示すようにして表示セグメント、例えば表示セグメント１０−１に接続されると共に、電圧検出回路２０−４にも接続されている。なお図６の参照符号１０−１６で示す抵抗は、定電流ドライバ２０−３と表示セグメント１０−１との間の配線抵抗や接触抵抗等による抵抗である。

以下、定電流ドライバ２０−３の動作について説明する。なお、負方向定電流印加手段と正方向定電流印加手段とは入力される電圧の極性や出力される電流の方向が逆なだけで、基本的な動作は同じであるので、ここでは正方向定電流印加手段の動作のみについて説明する。

図５に示す構成において、表示セグメントの消色時には、演算増幅器２０−３１の非反転入力端子に消色パルス発生器２０−２からの消色パルスが入力される。この消色パルスの入力により、演算増幅器２０−３４の出力がＭＯＳトランジスタ２０−３５のゲートに印加され、ＭＯＳトランジスタ２０−３５がＯＮ状態となる。これにより、消色パルスの電圧値に応じた電流が、定電流ドライバ２０−３の出力端子から正の電源＋Ｖに向かって（即ち、表示セグメント１０−１から定電流ドライバ２０−３に向かって）流れる。

ここで、図５に示すように、正方向定電流印加手段が定電流ドライバを構成しているので、表示セグメント１０−１における電圧の変化等によらず、表示セグメント１０−１に印加される電流の量は一定となる。このようにして、表示セグメント１０−１に正の電荷が注入される。

また、消色パルス発生器２０−２から＋Ｖが入力された場合には、演算増幅器２０−３１の出力が０となるので、これに伴ってＭＯＳトランジスタ２０−３５がＯＦＦ状態となり、定電流ドライバ２０−３からの電流出力が０となる。

なお、負方向定電流印加手段に発色パルス発生器２０−１から発色パルスが入力された場合には、定電流ドライバ２０−３の出力端子から負の電源−Ｖに向かって（即ち、定電流ドライバ２０−３から表示セグメント１０−１に向かって）電流が流れることになる。

また、例えばＡＤコンバータから構成される電圧検出回路２０−４は、消色の際に、消色パルスの非印加時、つまり定電流ドライバ２０−３からの電流が出力されていないときの、表示セグメントに発生している起電力に対応する電圧を検出して、その電圧値をシステムインターフェース４０を介して図示しないＣＰＵに入力する。即ち、エレクトロクロミック表示装置は、消色が進むにしたがって、表示セグメントの電気抵抗が増加するという特性と、表示セグメントに起電力が発生するという特性とを有することが知られている。電圧検出回路２０−４により、このうちの起電力を電圧値として検出する。

図７は、発色時及び消色時に、定電流印加回路２０から表示セグメントに印加される電流及びこの電流によって発生する電圧の変化を示すタイミングチャートである。また、図８は、消色パルス印加トリガ電圧Ｖｒの設定手法について説明するための図である。なお、これらの図においては図面上側を正方向、図面下側を負方向としている。

本実施形態においては、図７に示すように、発色パルスは、例えば連続的な定電流でなる一つの発色パルスとして表示セグメントに印加される。この発色パルスは、パルス幅指定データによって指定されたパルス幅及び電流値指定データによって指定された負の定電流（表示セグメント１０−１から定電流ドライバ２０−３の方向の電流）パルスである。このような発色パルスが表示セグメントに印加されたときに、その印加電流×印加時間に相当する負の電荷が当該表示セグメントに注入され、発色が起きる。ここで、表示セグメントを適正に発色させるのに必要な電荷量は、ＡｇやＢｉを主原料とする電解液の場合は、約３０ｍＣ／ｃｍ^２であるが、本第１実施形態では、表示セグメントに印加する定電流の印加時間を可変とすることで表示セグメントに注入される電荷量を精確にコントロールすることが可能である。

消色パルスは、一定時間の定電流の印加が間欠的に繰り返される複数の電流パルスとしている。この場合、各電流パルスは、パルス幅指定データによって指定された一定のパルス幅及び電流値指定データによって指定された一定の正の定電流（定電流ドライバ２０−３から表示セグメント１０−１の方向の電流）を有するパルスである。このような消色パルスが表示セグメントに印加されたときに、その印加電流×印加時間×印加回数に相当する正電荷が表示セグメントに注入され、消色が起きる。なお、本実施形態では、一例として、各電流パルスの印加時間を１０ｍｓとしている。

一方、各電流パルス間の間隔は、固定ではなく適応的に変化するようになっている。これは、定電流印加回路２０の電圧検出回路２０−４により検出される電圧値が、予め設定された基準値である消色パルス印加トリガ電圧Ｖｒに達する毎に、図示しないＣＰＵにより、定電流印加回路２０から、前記のような一定時間の電流パルスを出力させるように制御される。

即ち、図示しないＣＰＵから、前記１０ｍｓに相当するパルス幅指定データをシステムインターフェース４０を介して消色パルス発生器２０−２のパルス幅レジスタ２０−２１に書き込み、ＳＴＡＲＴパルスを消色パルス発生器２０−２のダウンカウンタ２０−２４に供給する。これにより、前述したようにダウンカウンタ２０−２４が前記１０ｍｓに相当するパルス幅指定データをカウントしている間のみアナログスイッチ２０−２５がＯＮするので、結果としてＤＡコンバータ２０−２３で得られた電圧値を有する消色パルスが定電流ドライバ２０−３に入力される。そして、ダウンカウンタ２０−２４がカウントを終了した時点でアナログスイッチ２０−２５がＯＦＦして、電圧値＋Ｖが定電流ドライバ２０−３に入力される。したがって、１０ｍｓの間、定電流が表示セグメントに印加される。

表示セグメントは、消色が進むにしたがって、該表示セグメントの電気抵抗値が増加していくという特性と、起電力が発生するという特性とを有している。このうち、起電力は、前記のような一定時間の電流パルスが印加されていないときに、定電流ドライバ２０−３の出力端子の電圧として現れる。本実施形態では、その電圧値を電圧検出回路２０−４で検出し、システムインターフェース４０を介して図示しないＣＰＵに入力する。そして、ＣＰＵは、その検出された電圧値と前記予め設定された消色パルス印加トリガ電圧Ｖｒとを比較し、検出された電圧値が前記消色パルス印加トリガ電圧Ｖｒに達した時点で、再び、前記１０ｍｓに相当するパルス幅指定データをシステムインターフェース４０を介して消色パルス発生器２０−２のパルス幅レジスタ２０−２１に書き込み、ＳＴＡＲＴパルスを消色パルス発生器２０−２のダウンカウンタ２０−２４に供給する。

このようにして、一定時間の電流パルスを表示セグメントに繰り返して印加する。なお、発色時又は消色時に流す電流の量は、この電流によって表示セグメントに発生する電圧が、表示セグメントを発色又は消色させるために必要な電圧よりも高く、かつ表示セグメントが破壊しない限界の電圧である限界電圧よりも低くなるようにする。

そして、本実施形態では、以下のようにして消色工程の終了を判断する。
消色時においては、電流パルスを前記のようにして繰り返し印加すると、電流パルスの繰り返しの印加に応じて、表示セグメントに発生する起電力が変化する。消色が進んでいない時点では、起電力がほとんど発生していないので、表示セグメントの電圧は、電流パルスの印加終了後ほぼ一定の時間で前記消色パルス印加トリガ電圧Ｖｒに戻る。よって、電流パルスはほぼ一定間隔で繰り返し印加されることとなる。そして、更に電流パルスを繰り返し印加し、消色がある程度進んだ時点で、表示セグメントに起電力が発生し始め、電流パルス非印加時の検出電圧に表示セグメントに発生した起電力の影響が現れ始める。これにより、表示セグメントの電圧が、電流パルスの印加終了後、消色パルス印加トリガ電圧Ｖｒに達するのに要する時間が次第に増加する。このため、図７に示すように、電流パルスの印加間隔は、時間の経過と共に徐々に長くなっていく。また、図示しないＣＰＵは、前記電流パルスの印加終了後、前記検出電圧値が前記消色パルス印加トリガ電圧Ｖｒに達するまでの時間を計時している。そして、この計時している時間が予め設定された判定時間Ｔに達した場合には、即ち、該予め設定された判定時間Ｔが経過しても前記電圧検出回路２０−４によって検出される電圧値が前記消色パルス印加トリガ電圧Ｖｒに達していないときには、ＣＰＵは、消色終了と判断して、前記のような消色パルスの印加を終了する。

次に、前記基準値である前記消色パルス印加トリガ電圧Ｖｒの設定手法の例について、図８を参照して説明する。

まず、前記判定時間Ｔについて説明する。消色が完了したとき、表示セグメントは起電力Ｖｅを発生する。また、電流パルス印加後の表示セグメントは単純なコンデンサのモデルとみなせる。したがって、電流パルス印加後の表示セグメントの電圧の変化は、
Ｖ＝Ｅｅ＾（−ｔ／ＲＣ）＋Ｖｅ
と表すことができる（但し、Ｅ：電流パルス印加直後の表示セグメントの電圧、Ｒ：配線抵抗、Ｃ：表示セグメントをコンデンサとみなした時の電気容量）。ここで、消色工程の終了電圧をＶｅ＋αと設定した場合、前記判定時間Ｔは、
Ｔ＝ＲＣｌｏｇ（Ｅ／（Ｖｅ＋α））
となる。

そして、初期特性が維持された状態の表示セグメントで、前記消色パルスと同様の電流値及び印加時間を有する電流パルスを１回、印加する。ここで、初期特性が維持された状態とは、製造後に一度も電流を印加していない初期状態を理想的に含むものではあるが、例えば表示セグメントの電極を所定時間以上接地することで蓄積された電荷を十分放電させる等して、ほぼ初期状態の特性に回復された状態の表示セグメントも含む。このような初期特性が維持された状態では、発色工程を経ていないので、前記１回の電流パルスの印加でも過消色状態となり、表示セグメントに起電力Ｖｅが発生する。そして、前記判定時間Ｔの経過後に電圧検出回路２０−４で検出される電圧値（＝消色工程の終了電圧：Ｖｅ＋α）を、前記消色パルス印加トリガ電圧Ｖｒとして採用する。これを各表示セグメントについて行い、表示セグメント毎に消色パルス印加トリガ電圧Ｖｒを設定する。すなわち、各表示セグメントの消色工程において、前記判定時間Ｔの経過後に電圧検出回路２０−４により検出される電圧値がこの消色パルス印加トリガ電圧Ｖｒとなったとき、当該表示セグメントは消色が完了した状態になっていることになるため、このときを消色終了とするものである。なお、消色工程終了電圧Ｖｅ＋αにおけるαの値は任意に設定可能であるが、このαの値を小さくする程、判定時間Ｔが長くなり、消色の完了を検出するまでの時間が長くなり、表示セグメントの消色工程に要する時間が長くなってしまう。そのため、αの値は、判定時間Ｔが表示セグメントの駆動タイミングに支障を与えない程度の時間になるような値に設定することが望ましい。ここで、判定時間Ｔは例えば３ｓｅｃ程度に設定される。

この消色パルス印加トリガ電圧Ｖｒは、図示しないＣＰＵの内部メモリや、該ＣＰＵがアクセス可能なメモリに保存する。或いは、前記セグメントプロファイルメモリ３０に保存しておき、消色工程の開始時にＣＰＵが該セグメントプロファイルメモリ３０から読み出して利用するようにしても構わない。

このような手法により、消色パルス印加トリガ電圧Ｖｒを表示セグメント毎に設定することができる。

以上のように、本第１実施形態によれば、消色工程時に流す消色電流を連続的な定電流の印加ではなくて、一定時間の定電流が繰り返し出力される複数回の電流パルスとしたことにより、定電流を印加していない時の表示セグメントで発生する起電力の状態を観測することができ、この起電力による表示セグメントの電圧が消色パルス印加トリガ電圧Ｖｒまで放電される時間に基づいて消色工程の終了判断を行うので、例えば発色工程から消色工程までの時間が長くなって自然消色が有る程度起こった場合であっても、消色工程の終了を適切に判断することができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。

本第２実施形態に係る表示駆動装置の構成は、前記第１実施形態のそれと同様であるので、図示及び説明は省略する。但し、本実施形態においては、電圧検出回路２０−４は、消色パルスにおける定電流の印加時に、定電流ドライバ２０−３の出力端子から正の電源＋Ｖに向かって流れる電流と定電流ドライバ２０−３に接続される負荷（表示セグメントの抵抗や配線抵抗等）とに応じて発生する電圧も検出し、その電圧値をシステムインターフェース４０を介して図示しないＣＰＵに入力する。勿論、前記第１実施形態と同様に、消色パルスにおける定電流の非印加時、つまり定電流ドライバ２０−３から電流が出力されていないときには、表示セグメントに発生している起電力に対応する電圧を検出して、その電圧値をシステムインターフェース４０を介して図示しないＣＰＵに入力する。即ち、本第２実施形態においては、消色が進むにしたがって増加する表示セグメントの電気抵抗と、同じく消色が進むにしたがって表示セグメントに発生する起電力とを、電圧検出回路２０−４によりそれぞれ電圧値として検出する。

図９は、本第２実施形態に係る表示駆動装置による消色工程での電流及び電圧の変化を示すタイミングチャートである。なお、発色工程については前記第１実施形態と同様である。また、図１０は、閾値Ｖｂの設定手法について説明するための図である。

本第２実施形態においては、図９に示すように、消色パルスとして、消色工程の最初の段階つまり表示セグメントの抵抗値変化が少ない部分では、定電流を連続的に印加し、抵抗値変化が多い部分では、前記第１実施形態のような定電流を出力する電流パルスを間欠的に繰り返し印加するものである。これにより、消色工程時に表示セグメント注入する電荷量を同じとした場合、消色工程に要する時間を、前記第１実施形態よりも短くできる。

ここで、連続的な定電流の印加から電流パルスの間欠的な印加への切り替えは、電圧検出回路２０−４により検出している定電流の印加時の電圧値が、表示セグメントの抵抗値の変化にしたがって予め設定された閾値Ｖｂを超えた時点に行う。

この閾値Ｖｂの設定手法の例について図１０を参照して説明する。閾値Ｖｂを設定する際には、まず任意の時間の発色を行って電解液中の溶質を析出させる。次に、表示セグメントに発生する電圧を電圧検出回路２０−４によって検出しながら消色を行い、抵抗値変化が少ない部分の電圧値（例えば、図１０の参照符号１００で示す部分）を検出する。また、この電圧値と共に、表示セグメントが破壊しない限界電圧を検出しておき、これら電圧の比や検出電圧のノイズ成分等の条件を元に、抵抗値変化が少ない部分の所定数倍を閾値Ｖｂとする。なお、本出願人の実験においては、閾値Ｖｂを抵抗値変化が少ない部分の電圧の１．１５倍程度に設定することが好ましいという結果となっている。

このような手法により、閾値Ｖｂを表示セグメント毎に設定することができる。また、表示セグメントに発生する電圧は、表示セグメントまでの配線抵抗の影響が含まれた状態で検出される。したがって、上述のような手法で閾値Ｖｂを設定することにより、表示セグメント毎に配線抵抗を計算して閾値Ｖｂを設定する必要もない。

なお、前記の例では、閾値Ｖｂを抵抗値変化が少ない部分の電圧値を所定数倍して設定しているが、抵抗値変化が少ない部分の電圧値に所定電圧値を加算するという手法によって設定しても良い。

また、閾値Ｖｂの設定は、表示駆動装置に電源が投入されたときの初期設定の処理内に行うようにしても良いが、温度等の周囲環境の変化によって表示駆動装置の状態が変化してしまうと、閾値Ｖｂも変化させる必要が生じてしまう。したがって、閾値Ｖｂは、消色を行う毎に設定することが好ましい。

また、所定回数の消色毎に１回、閾値Ｖｂの設定を行うようにしても良い。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について説明する。

本第３実施形態に係る表示駆動装置の構成は、前記第２実施形態のそれと同様であるので、図示及び説明は省略する。但し、本実施形態においては、セグメントプロファイルメモリ３０に２種類の電流値ｉ１，ｉ２を記憶しておく。

図１１は、本第３実施形態に係る表示駆動装置による消色工程での電流及び電圧の変化を示すタイミングチャートである。なお、発色工程については前記第１実施形態と同様である。

前記第２実施形態では、消色パルスとして、表示セグメントの抵抗値変化が少ない部分では定電流を連続的に印加し、抵抗値変化が多い部分では電流パルスを間欠的に繰り返し印加するものとした。これに対して、本第３実施形態は、図１１に示すように、電流パルスを間欠的に繰り返し出力する際には、その電流値ｉ２を、定電流を連続的に印加するときの電流値ｉ１よりも小さくする。

このような本第３実施形態によれば、表示セグメントの抵抗値の増加と共に電圧が上昇していくが、そのような抵抗値変化が多い部分では定電流値を下げるので、抵抗値増加に伴う電圧上昇によって表示セグメントが破壊することを確実に防止することができる。

なお、これら電流値ｉ１及びｉ２は共にセグメントプロファイルメモリ３０に記憶させておくものとしたが、勿論セグメントプロファイルメモリ３０とは別の記憶装置に記憶させるようにしても良い。

以上実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は前記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。

例えば、上述した各実施形態はセグメント方式の表示パネルについて説明しているが、上述した各実施形態の手法はドットマトリクス方式の表示パネルに適用することもできる。ただし、ドットマトリクス方式の場合には個々の表示部の面積が等しいため、セグメントプロファイルメモリ３０は必ずしも必要ではない。また、消色パルス印加トリガ電圧Ｖｒを各表示セグメントに対して共通の値としてもよい。

また、前記消色パルスにおける一定時間の電流パルスの印加時間１０ｍｓは一例であり、本発明はそれに限定されない。

更に、前記した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適当な組合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成も発明として抽出され得る。

本発明の第１実施形態に係る表示駆動装置が適用されたエレクトロクロミック表示装置の構成を示すブロック図である。 表示セグメントの配置例を示す図である。 表示セグメントの構成について説明するための断面図である。 消色パルス発生器を順序論理回路で構成した場合の回路ブロック図の一例である。 定電流ドライバ及び電圧検出回路を構成する回路の一例を示す図である。 定電流印加回路と表示セグメントとの間の配線抵抗について示す図である。 発色時及び消色時に、定電流印加回路から表示セグメントに印加される電流及びこの電流によって発生する電圧の変化を示すタイミングチャートである。 消色パルス印加トリガ電圧Ｖｒの設定手法について説明するための図である。 本発明の第２実施形態に係る表示駆動装置による消色時の電流及び電圧の変化を示すタイミングチャートである。 閾値Ｖｂの設定手法について説明するための図である。 本発明の第３実施形態に係る表示駆動装置による消色時の電流及び電圧の変化を示すタイミングチャートである。

符号の説明

１…エレクトロクロミック表示装置
１０…表示パネル
１０−１〜１０−７…表示セグメント
１０−１１，１０−１２…電極
１０−１３…電解液
１０−１４…封止材
１０−１５…ガラス基板
２０…定電流印加回路
２０−１…発色パルス発生器
２０−２…消色パルス発生器
２０−３…定電流ドライバ
２０−４…電圧検出回路
２０−２１…パルス幅レジスタ
２０−２２…電流値レジスタ
２０−２３…ＤＡコンバータ
２０−２４…ダウンカウンタ
２０−２５…アナログスイッチ
２０−３１，２０−３４…演算増幅器
２０−３２，２０−３５…ＭＯＳトランジスタ
２０−３３，２０−３６…抵抗
３０…セグメントプロファイルメモリ
４０…システムインターフェース。

Claims (21)

1. 電解液と、前記電解液に電荷を注入するための電極と、を有し、酸化還元反応により前記電極を介して前記電解液に電荷が注入されることにより発色し、前記電解液に前記電荷と逆極性の電荷が注入されることにより消色する少なくとも１つの表示部が配置された表示手段と、
   前記消色の際に、定電流を一定時間出力する消色パルスを間欠的に繰り返し出力し、該消色パルスを前記表示部の電極に印加して前記電解液に前記逆極性の電荷を注入する手段を有する、少なくとも１つの定電流印加手段と、
   前記消色の際に、前記消色パルスの非印加時に、前記表示部の電極に発生する電圧値を検出する手段を有する電圧検出手段と、
   前記消色の際に、前記電圧検出手段により検出される前記電圧値が予め設定された基準値に達する毎に、前記定電流印加手段より前記消色パルスを前記表示部の電極へ印加させると共に、前記消色パルスが印加された後、予め設定された判定時間が経過したときに前記電圧検出手段により検出される前記電圧値が前記基準値に達していないときに、前記定電流印加手段による前記消色パルスの前記表示部の電極への印加を終了させる制御手段と、
   を具備することを特徴とするエレクトロクロミック表示装置。
2. 前記定電流印加手段は、前記消色の際、前記定電流を前記表示部の電極に連続的に印加する手段を更に有し、
   前記電圧検出手段は、前記定電流印加手段による前記定電流の印加によって前記表示部の電極に発生する電圧値を検出する手段を更に有し、
   前記制御手段は、前記消色の際に、まず前記定電流を前記表示部の電極に連続的に印加し、該定電流の連続的印加に応じて前記電圧検出手段により検出される前記電圧値が予め設定された閾値を超えたとき、前記定電流を前記消色パルスにより間欠的に印加するように前記定電流印加手段を切り替え制御する
   ことを特徴とする請求項１に記載のエレクトロクロミック表示装置。
3. 前記定電流印加手段より前記表示部に印加する前記定電流の電流値を、当該表示部の電極の面積に比例した値にする電流値設定手段を更に備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のエレクトロクロミック表示装置。
4. 前記制御手段は、前記定電流印加手段から前記消色パルスにより間欠的に出力する際の前記定電流の電流値を、前記連続的に出力する際の前記定電流の電流値より小さい値に設定する手段を備えることを特徴とする請求項２に記載のエレクトロクロミック表示装置。
5. 前記基準値は、前記表示部が初期特性を維持している状態で、前記表示部の電極に前記消色パルスを１回印加し、該消色パルスの印加が終了し、前記判定時間が経過した後の、当該表示部に発生する起電力に対応する電圧の値に設定されることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のエレクトロクロミック表示装置。
6. 前記表示部は所定の表示パターンを形成するための表示セグメントであって、前記表示手段に複数配置され、
   前記基準値は前記表示セグメント毎に設定されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載のエレクトロクロミック表示装置。
7. 前記閾値は、前記消色の際、前記定電流が前記表示部の電極に連続的に印加される期間中の前記表示部の抵抗値変化が少ない期間において該表示部に発生する電圧値に基づいて設定されることを特徴とする請求項２乃至４の何れかに記載のエレクトロクロミック表示装置。
8. 前記閾値は、前記表示部の抵抗値変化が少ない期間において該表示部に発生する前記電圧値を所定数倍した値に設定されることを特徴とする請求項７に記載のエレクトロクロミック表示装置。
9. 前記閾値は、前記表示部の抵抗値変化が少ない期間において該表示部に発生する前記電圧値に所定の値を加算することにより設定されることを特徴とする請求項７に記載のエレクトロクロミック表示装置。
10. 前記閾値は、前記消色がなされるたびに設定されることを特徴とする請求項７乃至９の何れかに記載のエレクトロクロミック表示装置。
11. 前記閾値は、前記消色が所定回数なされるたびに設定されることを特徴とする請求項７乃至９の何れかに記載のエレクトロクロミック表示装置。
12. 前記表示部は所定の表示パターンを形成するための表示セグメントであって、前記表示手段に複数配置され、
    前記閾値は前記表示セグメント毎に設定されていることを特徴とする請求項７乃至１１の何れかに記載のエレクトロクロミック表示装置。
13. 電解液と、前記電解液に電荷を注入するための電極と、を有し、酸化還元反応により前記電極を介して前記電解液に電荷が注入されることにより発色し、前記電解液に前記電荷と逆極性の電荷が注入されることにより消色する少なくとも１つの表示部が配置された表示手段の表示駆動を行う表示駆動装置であって、
    前記消色の際に、定電流を一定時間出力する消色パルスを間欠的に繰り返し出力し、該消色パルスを前記表示部の電極に印加して前記電解液に前記逆極性の電荷を注入する手段を有する、少なくとも１つの定電流印加手段と、
    前記消色の際に、前記消色パルスの非印加時に、前記表示部の電極に発生する電圧値を検出する手段を有する電圧検出手段と、
    前記消色の際に、前記電圧検出手段により検出される前記電圧値が予め設定された基準値に達する毎に、前記定電流印加手段より前記消色パルスを前記表示部の電極へ印加させると共に、前記消色パルスが印加された後、予め設定された判定時間が経過したときに前記電圧検出手段により検出される前記電圧値が前記基準値に達していないときに、前記定電流印加手段による前記消色パルスの前記表示部の電極への印加を終了させる制御手段と、
    を具備することを特徴とする表示駆動装置。
14. 前記定電流印加手段は、前記消色の際、前記定電流を前記表示部の電極に連続的に印加する手段を更に有し、
    前記電圧検出手段は、前記定電流印加手段による前記定電流の印加によって前記表示部の電極に発生する電圧値を検出する手段を更に有し、
    前記制御手段は、前記消色の際に、まず前記定電流を前記表示部の電極に連続的に印加し、該定電流の連続的印加に応じて前記電圧検出手段により検出される前記電圧値が予め設定された閾値を超えたとき、前記定電流を前記消色パルスにより間欠的に印加するように前記定電流印加手段を切り替え制御する
    ことを特徴とする請求項１３に記載の表示駆動装置。
15. 前記定電流印加手段より前記表示部に印加する前記定電流の電流値を、当該表示部の電極の面積に比例した値にする電流値設定手段を更に備えることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の表示駆動装置。
16. 前記制御手段は、前記定電流印加手段から前記消色パルスにより間欠的に出力する際の前記定電流の電流値を、前記連続的に出力する際の前記定電流の電流値より小さい値に設定する手段を備えることを特徴とする請求項１４に記載の表示駆動装置。
17. 前記基準値は、前記表示部が初期特性を維持している状態で、前記表示部の電極に前記消色パルスを１回印加し、該消色パルスの印加が終了し、前記判定時間が経過した後の、当該表示部に発生する起電力に対応する電圧の値に設定されることを特徴とする請求項１３乃至１６の何れかに記載の表示駆動装置。
18. 前記表示部は所定の表示パターンを形成するための表示セグメントであって、前記表示手段に複数配置され、
    前記基準値は前記表示セグメント毎に設定されていることを特徴とする請求項１３乃至７の何れかに記載のエレクトロクロミック表示装置。
19. 前記閾値は、前記消色の際、前記定電流が前記表示部の電極に連続的に印加される期間中の前記表示部の抵抗値変化が少ない期間において該表示部に発生する電圧値に基づいて設定されることを特徴とする請求項１４乃至１６の何れかに記載の表示駆動装置。
20. 前記閾値は、前記消色がなされるたびに設定されることを特徴とする請求項１９に記載の表示駆動装置。
21. 前記閾値は、前記消色が所定回数なされるたびに設定されることを特徴とする請求項１９に記載の表示駆動装置。

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