JP5381720B2 - 表示装置、表示装置の制御方法 - Google Patents

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Description

本発明は、表示装置、表示装置の制御方法に関する。
近年、パーソナルコンピューターの動作速度の向上、ネットワークインフラの普及、データストレージの大容量化と低価格化に伴い、従来紙への印刷物で提供されたドキュメントや画像等の情報を、より簡便な電子情報として入手、電子情報を閲覧する機会が益々増大している。
この様な電子情報の閲覧手段として、従来の液晶ディスプレイやＣＲＴ、また近年では、有機ＥＬディスプレイ等の発光型が主として用いられている。しかしながら、特に、電子情報がドキュメント情報の場合、比較的長時間にわたってこの閲覧手段を注視する必要があり、これらの行為は必ずしも人間に優しい手段とは言い難い。
一般に発光型のディスプレイの欠点として、フリッカーで目が疲労する、持ち運びに不便、読む姿勢が制限され、静止画面に視線を合わせる必要が生じる、長時間読むと消費電力が嵩む等が知られている。
これらの欠点を補う表示手段として、外光を利用し、像保持の為に電力を消費しない（メモリー性）反射型ディスプレイが知られているが、下記の理由で十分な性能を有しているとは言い難い。
すなわち、反射型液晶等の偏光板を用いる方式は、反射率が約４０％と低いため白表示に難があり、また構成部材の作製に用いる製法の多くは簡便とは言い難い。また、ポリマー分散型液晶は高い電圧を必要とし、また有機物同士の屈折率差を利用しているため、得られる画像のコントラストが十分でない。また、ポリマーネットワーク型液晶は駆動電圧が高いことと、メモリー性を向上させるために複雑なＴＦＴ回路が必要である等の課題を抱えている。また、電気泳動法による表示素子は、１０Ｖ以上の高い電圧が必要となり、電気泳動性粒子凝集による耐久性に懸念がある。
これら上述の各方式の欠点を解消する表示方式として、エレクトロクロミック表示素子（以下、ＥＣ方式と略す）や金属または金属塩の溶解析出を利用するエレクトロデポジション方式（以下、ＥＤ方式と略す）が知られている。
ＥＣ方式は、３Ｖ以下の低電圧で黒色以外の着色した状態が可能で、簡易なセル構成、白品質で優れる等の利点があり、ＥＤ方式もまた、３Ｖ以下の低電圧で駆動が可能で、簡便なセル構成、黒と白のコントラストや黒品質に優れる等の利点があり、様々な方法が開示されている（例えば、特許文献１〜５参照。）。
このようにＥＣ方式やＥＤ方式は、３Ｖ以下の低電圧で駆動が可能で、簡便なセル構成、また、優れた表示品位（明るいペーパーライクな白と引き締まった黒）といった特長を持っている。
国際公開２００４／０６８２３１号パンフレット 国際公開２００４／０６７６７３号パンフレット 米国特許第４，２４０，７１６号明細書 特許第３４２８６０３号公報 特開２００３−２４１２２７号公報
近年、このような白黒表示の特長に加えて黒以外の着色した状態の表示を行いたいという要望がある。黒以外の着色した状態を表示することによって、例えばタブレットＰＣに用いた場合、表示している文書に手書き入力で目立つ色の線を上書きしたりすることができる。
ところが、ＥＣ方式では異なる色を３層積層する必要があり、複雑な素子構成によるコスト高が懸念される。本願発明者らはＥＤ方式を改良し、対向電極間に、電解質、エレクトロクロミック化合物等を含む層を挟み、対向電極の駆動操作によりエレクトロクロミック化合物の色を変化させて白、黒及びそれ以外の色の階調表示が可能な表示素子ＳＥＣＤ（Ｓｉｌｖｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｈｒｏｍｉｃ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）を開発している。
これまでに開発したＳＥＣＤは、電極間に印加する電気エネルギーに応じて、例えば電極間に印加する書き込み電流を印加する時間に応じて白から黒以外の着色状態を経て黒に表示状態が遷移するものである。また、逆方向に書き込み電流を印加すると、書き込み電流を印加する時間に応じて例えば黒から黒以外の着色状態を経て白に表示状態が遷移する。このようなＳＥＣＤを用いた表示装置では一般のメモリー性表示素子と同様に、例えば全画面を白の初期状態にしてから目的の表示階調レベルに書き込んでいる。 一般にメモリー性のデバイスは、化学的、もしくは物理的に表示状態を記憶させてそのメモリー性を発現させている。しかし、これらのメモリー性は、書き換えを行った時の温度などの環境や、位置、傾きなどにより影響を受ける。そのため表示の諧調を保つために、一度白色などのリセット状態にしてから書き換える手順をとっている。
一方、黒とか赤とかの色(コントラスト、彩度が高く、中間の諧調が必要のない表現をする場合)での手書きの場合は、目的の色に対して表示素子を書き換えることで書き換えのスピードを速めることが可能になる。そのために、ＳＥＣＤにおいても手書きなどの場合は一度に書き換えたい色に表示素子を書き換える要望がある。
しかし、例えばタブレットＰＣの表示にＳＥＣＤを用いた場合、具体的には電流の印加により白⇔赤⇔黒の変化をする場合、画像が表示されている画面に手書き入力で黒以外の着色状態のアンダーラインを重ね書きしようとすると、画像を表示している表示素子毎の表示状態によって書き込み電流の向きを変えて印加する必要があった。
しかしながら、単純マトリックス駆動回路を用いて表示状態に応じて表示素子毎に書き込み電流の向きを変えるためには、表示素子毎に２つの方向から書き込み電流を印加する回路を設ける必要があり、回路構成が複雑でコストアップになる。また、回路部分が増すため表示パネルを構成する表示素子の面積が少なくなり解像度が低下するおそれがある。
また、手書きに求められる用途としてはアンダーラインを引いてコンテンツを強調して理解の助けとする、もしくは、コンテンツのチェックを行い、その記録として修正の内容を記載するなどがある。この用途に対して、求められる色には高いコントラストと彩度が必要になる。具体的には最もコントラストの高い黒、彩度の高い赤などの色が求められる。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、簡単な回路構成で手書き入力などの重ね書きが可能な表示装置、表示装置の制御方法を提供することを目的とする。
本発明の目的は、下記構成により達成することができる。
１．書き込み電流の電流値または書き込み時間に応じて第２の表示状態を経て第１の表示状態と第３の表示状態との間を可逆的に遷移する表示素子をマトリクス状に配列した表示画面を有する表示装置において、
前記表示画面の上層に設けられた前記表示画面の画面上の位置または範囲を指定する入力手段と、
前記入力手段により入力を行う入力モードを設定する入力モード設定手段を備え、前記表示素子の第１の表示状態から第３の表示状態に遷移する方向と第３の表示状態から第１の表示状態に遷移する方向との何れかに前記表示素子へ所定の前記書き込み電流を印加するように制御する制御手段と、
を有し、
前記制御手段は、
前記入力モード設定手段により前記入力モードが設定されているとき、前記入力手段からの入力情報に基づいて前記表示素子が前記第１の表示状態または前記第３の表示状態になるように書き込み電流の印加を制御することを特徴とする表示装置。
２．前記制御手段は、
前記表示素子の表示階調レベルが所定の範囲で遷移するように前記書き込み電流を印加させて前記第１の表示状態と前記第３の表示状態の間の遷移を行わせるものであり、
前記入力モードが設定されているときに、前記入力手段によって指定された前記表示画面上の位置または範囲の前記表示素子において現在の表示階調レベルに関わらず表示階調レベルが前記所定の範囲の何れか一端まで遷移するよう前記書き込み電流を印加させることで、前記入力手段によって指定された前記表示画面上の位置または範囲が前記表示画面上で画像として表示されるよう制御することを特徴とする１．に記載の表示装置。
３．前記制御手段は、
前記入力手段からの入力情報に基づく画像データと現在表示中の画像データとの差分データに基づいて、前記表示素子へ所定の書き込み電流を印加するよう制御することを特徴とする１．または２．に記載の表示装置。
４．前記表示画面の表示素子数に対応した領域をもつ第１から第３の記憶部を有し、
前記制御手段は、前記入力手段からの入力情報に基づく画像データを第１の記憶部に記憶させる機能と、現在表示中の画像データを第２の記憶部に記憶させる機能と、第１の記憶部と第２の記憶部において対応する表示素子の画像データの差分データを算出し、算出された差分データを第３の記憶部に記憶させる機能とを有することを特徴とする１．から３．の何れかに記載の表示装置。
５．前記表示素子に前記書き込み電流を印加する定電流回路と、
前記表示素子の第１の表示状態から第３の表示状態に遷移する方向と第３の表示状態から第１の表示状態に遷移する方向との何れかに前記書き込み電流が流れるように前記表示素子にコモン電圧を印加するコモン電源と、
を有することを特徴とする１．から４．の何れかに記載の表示装置。
６．前記第２の表示状態は白色であり、前記第１の表示状態と前記第３の表示状態のうち一方は黒色であり、他方は黒色以外の色に着色した状態であることを特徴とする１．から５．の何れかに記載の表示装置。
７．電極間に印加する電気エネルギーに応じて第２の表示状態を経て第１の表示状態と、第３の表示状態の間を可逆的に遷移する表示素子をマトリクス状に配列した表示画面を有する表示装置の制御方法において、
前記表示素子が第１の表示状態または第３の表示状態になるように制御して画像を表示させることを特徴とする表示装置の制御方法。
８．前記表示装置は、
前記表示画面の上層に設けられた前記表示画面の画面上の位置または範囲を指定する入力手段と、前記入力手段による入力を行う入力モードを設定する入力モード設定手段を備えるものであり、
前記入力モード設定手段により前記入力モードが設定されているとき、前記入力手段からの入力情報に基づいて、前記表示素子が前記第１の表示状態または前記第３の表示状態になるように制御することを特徴とする７．に記載の表示装置の制御方法。
９．前記制御方法は、
前記表示素子の表示階調レベルが所定の範囲で遷移するように制御して前記第１の表示状態と前記第３の表示状態の間の遷移を行わせるものであり、
前記入力モードが設定されているときに、前記入力手段によって指定された前記表示画面上の位置または範囲の表示素子において現在の表示階調レベルに関わらず表示階調レベルを前記所定の範囲の何れか一端まで遷移させて、前記入力手段によって指定された前記表示画面上の位置または範囲が前記表示画面上で画像として表示されるよう制御することを特徴とする８．に記載の表示装置の制御方法。
１０．前記入力手段からの入力情報に基づく画像データと、現在表示中の画像データの差分データを算出して、算出された差分データに基づいて画像を表示するよう制御することを特徴とする８．または９．に記載の表示装置の制御方法。
１１．前記表示装置は、前記表示画面の表示素子数に対応した領域をもつ第１から第３の記憶部を有するものであり、
前記入力手段からの入力情報に基づく画像データを第１の記憶部に記憶させ、現在表示中の画像データを第２の記憶部に記憶させ、第１の記憶部と第２の記憶部において対応する表示素子の画像データの差分データを算出し、算出された差分データを第３の記憶部に記憶させることを特徴とする８．から１０．の何れかに記載の表示装置の制御方法。
１２．前記第２の表示状態は白色であり、前記第１の表示状態と前記第３の表示状態のうち一方は黒色であり、他方は黒色以外の色に着色した状態であることを特徴とする７．から１１．の何れかに記載の表示装置の制御方法。
本発明によれば、簡単な回路構成で手書き入力などの重ね書きが可能な表示装置、表示装置の制御方法を提供することができる。
本発明の実施形態に係る表示装置の一例を示す外観図である。 本発明の表示素子１の一実施形態であるＳＥＣＤの基本的な構成を示す概略断面図である。 本実施形態の表示素子の書き込み動作時における書き込み時間Ｔｘと、表示階調Ｑの関係を説明するグラフである。 第１の実施形態の表示素子の表示階調Ｑを説明する図である。 第２の実施形態の表示素子の表示階調Ｑを説明する図である。 本発明の実施形態に係る表示装置の構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る表示装置の書き込み動作時における各部の電圧の変化を示すタイムチャートである。 表示装置１００の手書き入力操作を説明する説明図である。 本発明の実施形態における表示装置１００の入力制御を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施形態における手書き入力を処理する手書きルーチンを説明するためのフローチャートである。 本発明の実施形態における手書き入力を表示する表示ルーチンを説明するためのフローチャートである。 第１の実施形態の表示素子１を用いた場合の、表示画面５０に表示された手書き入力画像と対応する画素の画像データの模式図である。 第２の実施形態の表示素子１を用いた場合の、表示画面５０に表示された手書き入力画像と対応する画素の画像データの模式図の一例である。 第２の実施形態の表示素子１を用いた場合の、表示画面５０に表示された手書き入力画像と対応する画素の画像データの模式図の別例である。 本発明の実施形態におけるページ送りルーチンを説明するためのフローチャートである。 本発明の実施形態における手書きボタン５１の表示を変更するルーチンを説明するためのフローチャートである。 手書きボタン５１を表示する画像データを説明するための模式図である。
符号の説明
１ 表示素子
２ 駆動トランジスタ
３ 補助容量
４ スイッチングトランジスタ
５ａ、５ｂ、５ｃ 走査線
８ａ、８ｂ、８ｃ 信号線
１０ 記憶部
１１ 制御部
１２ ゲートドライバ
１３ コモン電源
１４ ソースドライバ
２０ 定電流回路
３０ 銀電極
３１ 電解質
３２ ＩＴＯ電極
３３ 電流源
６０ 第１フレームメモリ
６１ 第２フレームメモリ
６２ 第３フレームメモリ
７１ 入力判定部
以下、図面に基づき本発明の実施形態を説明する。
まず、本発明の第１の実施形態について、図１を用いて説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る表示装置の一例を示す外観図である。
表示装置１００は、例えばタブレットＰＣや電子ブック、ＰＤＡであり、図１には図示せぬ記憶部１０に記憶されている画像や文字などのデータを表示画面５０に表示する。表示画面５０には白、黒及びそれ以外の色の階調表示が可能なメモリー性表示素子、例えばＳＥＣＤが用いられている。操作部４２にはメカニカルスイッチからなる順送りボタン４３と逆送りボタン４４が設けられている。例えば、ユーザが順送りボタン４３を押すと表示画面５０に表示されているデータの次のページのデータを記憶部１０から読み出して表示する。同様に、ユーザが逆送りボタン４４を押すと表示画面５０に表示されているデータの前のページのデータを記憶部１０から読み出して表示する。
また、表示画面５０の上層はタッチパネル４０になっている。ユーザは、タッチパネル４０への入力操作により、手書きモードへの切換を行った後、画面上の位置または領域を指定し、手書き入力を行う。タッチパネル４０への入力操作は図１には図示せぬスタイラスペン５５を用いても良いし、直接指などでタッチパネル４０を操作しても良い。タッチパネル４０は本発明の入力手段である。
図２は本発明の表示素子１の一実施形態であるＳＥＣＤの基本的な構成を示す概略断面図である。
図２に示す表示素子１は、透明なＩＴＯ電極３２と銀電極３０の間に電解質３１を保持している。図２に示す例では、ＩＴＯ電極３２と銀電極３０には電流源３３が接続されている。電流源３３から銀電極３０に図中の矢印方向に電流ｉを印加すると、ＩＴＯ電極３２と銀電極３０の間の電圧ＶEDが高くなり電解質３１中に含まれる銀の析出反応が生じる。析出した銀は光を吸収し、ＩＴＯ電極３２から見た表示素子１の濃度が高くなる。ＳＥＣＤではエレクトロクロミック化合物を含む電解質３１を用いるので、印加した電流ｉに応じて発色し、白黒の階調に加えて黒色以外の着色した状態ができる。
一方、電流源３３から銀電極３０に図中の矢印と逆方向に電流ｉを印加すると、電圧ＶEDが低くなり電解質３１中に含まれる銀の溶解反応が生じる。析出した銀は溶解し、透明に変化する。ＳＥＣＤの電解質３１には白色散乱物（酸化チタンなど）が入っており、光はこの白色散乱物で反射されるので外部からは白色に見える。そのため、一定時間電流ｉを図中の矢印と逆方向に印加するとＩＴＯ電極３２から見た表示素子１の濃度および色は初期状態の白色になる。
ＩＴＯ電極３２と銀電極３０に接続するのは電流源３３に限定されるものではなく、電圧源など電気エネルギーを印加する手段であれば良い。
表示素子１に含まれる電解質３１は、例えば銀塩水溶液より非水系銀塩溶液に銀を転相させることにより調製できる。このような銀塩水溶液は、公知の銀塩を水に溶解して調製することができる。また、エレクトロクロミック化合物は電気化学的な酸化還元によって、物質の光学吸収の性質（色や光透過度）が可逆的に変化する現象（エレクトクロミズム）を示す化合物であればいかなる化合物を用いても良い。具体的な化合物としては、「エレクトロクロミックディスプレイ」（平成３年６月２８日刊、産業図書株式会社）ｐ２７−１２４、「クロミック材料の開発」（２０００年１１月１５日刊、株式会社シーエムシー）ｐ８１−９５等に記載の化合物を挙げることができる。
図３は本実施形態の表示素子１の書き込み動作時における書き込み時間Ｔｘと、表示素子１の表示階調Ｑの関係を説明するグラフである。
図３に示すように本実施形態の表示素子１では一定電流の書き込み電流を印加すると書き込み時間Ｔｘに比例して表示素子１の表示状態は表示階調レベルｑ０から順にｑ１、ｑ２、ｑ３、ｑ４、ｑ５、ｑ６、ｑ７、ｑ８、ｑ９を経てｑ１０まで遷移する。書き込み電流の方向を逆にすると例えば表示階調レベルｑ１０からｑ０のように逆順に遷移させることもできる。ｑ０は本発明の第１の表示状態、ｑ２〜ｑ９は本発明の第２の表示状態、ｑ１０は本発明の第３の表示状態である。
図４は、これまでに説明した第１の実施形態に係る表示素子１の表示特性の一例を説明する図である。
第１の実施形態に係る表示素子１は、図４に示すように表示状態がｑ０のときは白く表示され、中間のｑ６のときは黒色以外の着色した状態となり、最大のｑ１０のときは黒く表示される。このような表示素子１では、図４のようにｑ０からｑ６では白から例えば赤への階調が再現され、赤に加えて銀の析出による明度の低下により黒色に階調が変化する。しかし、この場合は白⇔赤⇔黒となり、黒以外の色に書き換えを行う場合は、２つの方向からの書き込み電流の印加が必要となり、回路構成の複雑化などが課題となる。
次に、第２の実施形態に係る表示素子１について説明する。
第２の実施形態に係る表示素子１も、基本的な構成は図２で説明した構成と同じであり、透明なＩＴＯ電極３２と銀電極３０の間に電解質３１を保持している。
第２の実施形態に係る表示素子１の電解質３１は、例えば下記一般式（１）で表される化合物と、酸化還元電位が＋０．４Ｖ〜＋１．０Ｖ（ＳＣＥ電極基準）の範囲にある電気化学的に活性な化合物と、金属塩化合物とを含有している。
Ｒ１１−Ｓ−Ｒ１２・・・・・・一般式（１）
〔式中、Ｒ１１、Ｒ１２は各々置換または無置換の炭化水素基を表す。ただし、Ｓ原子を含む環を形成する場合には、芳香族基をとることはない。〕
かつ、金属イオンを含む化合物のモル濃度を［Ｍｅｔａｌ］（モル／ｋｇ）、ハロゲンイオンまたはハロゲン分子のハロゲン原子の総モル濃度を［ｘ］（モル／ｋｇ）としたときに、０≦［ｘ］／［Ｍｅｔａｌ］≦０．１という条件を満たすようにする。
第２の実施形態に係る表示素子１の電極間に一般式（１）で表される化合物の酸化還元電位より低い電圧を印加することで一般式（１）で表される化合物を酸化し、黒色以外の着色状態を示す。また、一般式（１）で表される化合物の酸化還元電位と銀化合物の析出過電圧の間の電圧を印加することで一般式（１）で表される化合物を還元し白色状態に戻す。銀化合物の析出過電圧より高い電圧を印加することで銀を電極上に析出させ黒色状態を示す。また、析出した銀の酸化電位と一般式（１）で表される化合物の酸化還元電位の間の電圧を印加することで析出した銀を溶解して消色することができる。
図５は、第２の実施形態に係る表示素子１の表示特性の一例を説明する図である。本実施形態の表示素子１では、一定電流の書き込み電流を印加すると書き込み時間Ｔｘに比例して電圧ＶEDが増加し、第１の実施形態と同様に表示状態はｑ０から第２の表示状態を経てｑ１０まで順に変化する。また、逆に電圧ＶEDを減少させればｑ１０からｑ０のように逆順に変化させることもできる。
第２の実施形態に係る表示素子１では、図５に示すように表示状態がｑ０のときは黒色以外の着色した状態となり、ｑ１０のときは黒く表示される。中間のｑ６のときは白く表示される。また、ｑ０からｑ６では黒色以外の着色した状態から白への階調が再現され、ｑ７〜ｑ１０では白黒の階調が再現される。この構成により着色表示(赤など)⇔白⇔黒の表示の変化が可能になり、求められる色で、かつ簡単な回路構成ですばやい手書き時の書き換えが可能になる。
なお、本実施形態ではＳＥＣＤを用いた例について説明するが、本発明の適用はＳＥＣＤに限定されるものではなく、電極間に印加する電気エネルギーに応じて第２の表示状態を経て第１の表示状態と第３の表示状態の間を可逆的に遷移する表示素子であれば良い。例えば、公知のＥＤ方式やＥＣ方式の電気化学表示素子を用いて白黒の階調表示を行う場合にも適用できる。
図６は本発明の実施形態に係る表示装置の構成を示す図である。図６では説明の簡単のため３行×３列の画素を有する表示装置の構成を示したが、本発明はこの画素数に限定されるものではなくｎ行×ｍ列の画素を有する表示装置に適用できる。
各画素は、表示素子１、駆動トランジスタ２、補助容量３、スイッチングトランジスタ４から構成される。図２ではｎ行×ｍ列の表示素子１をそれぞれＰｎｍと表記している。例えば１行、１列目の表示素子１はＰ１１、１行、２列目の画素はＰ１２、というように順に表記している。
符号５ａ、５ｂ、５ｃは走査線で、行方向に並んだ画素それぞれのスイッチングトランジスタ４のゲートを互いに接続し、ゲートドライバ１２に接続されている。符号８ａ、８ｂ、８ｃは信号線で列方向に並んだ画素それぞれのスイッチングトランジスタ４のソースを互いに接続し、ソースドライバ１４に接続されている。ゲートドライバ１２が走査線５ａ、５ｂ、５ｃに出力電圧Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３を出力することにより、スイッチングトランジスタ４のオン／オフの制御を行い、制御電圧を印加する行を選択する。
ソースドライバ１４は、信号線８ａ、８ｂ、８ｃ毎にドライバ回路を有し、制御部１１の制御に基づいて出力側に接続された信号線８ａ、８ｂ、８ｃに出力電圧Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を出力する。ソースドライバ１４のドライバ回路はオン、オフの２値ドライバであり、制御部１１の制御に基づいてソースドライバ１４に入力された制御電圧ＶSまたはオフ電圧である０Ｖを出力する。
制御電圧電源１５はＤ／Ａ変換器などを備え、制御部１１の出力するデジタル値に応じた制御電圧ＶSを出力しソースドライバ１４に供給する。
制御部１１はＣＰＵと各画素を駆動するコントローラなどから構成され、記憶部１０に記憶されているプログラムに基づいて表示装置全体を制御する本発明の制御手段である。記憶部１０は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やフラッシュメモリなどの記録媒体から構成されている。
タッチパネルコントローラ４１はタッチパネル４０の入力域を走査し、タッチパネル４０に入力があった場所の位置情報を制御部１１に送信する。タッチパネル４０は本発明の入力手段である。
順送りボタン４３、逆送りボタン４４はメカニカルスイッチから構成され、制御部１１はＯＮ、ＯＦＦの状態を検知する。
制御部１１のＣＰＵは、タッチパネルコントローラ４１からの信号を受信して、タッチパネル４０からの入力が行われたことを判定する入力判定部７１を備えている。
第１フレームメモリ６０、第２フレームメモリ６１、第３フレームメモリ６２は、それぞれ表示画面５０の画素数に対応する記憶領域を有する１画面分のフレームメモリである。第１フレームメモリ６０は、表示素子１が次に表示画面５０に表示する第１の画像データを記憶する。第２フレームメモリ６１は、表示素子１が表示画面５０に表示中の第２の画像データを記憶する。制御部１１は、第２フレームメモリ６１と第１フレームメモリ６０から、対応する画素の第２の画像データと第１の画像データをそれぞれ読み出して差分データを算出し第３フレームメモリ６２に記憶させる。図面上では第１フレームメモリ６０、第２フレームメモリ６１、第３フレームメモリ６２をそれぞれＦＭ１、ＦＭ２、ＦＭ３と表記する。
各画素の回路構成は同じであり、図６を用いて以下１行１列目の画素を例に説明する。
本発明の定電流回路２０は、駆動トランジスタ２と補助容量３から構成される。駆動トランジスタ２のソースはバスライン６に接続され、ドレインは表示素子１の銀電極３０に接続されている。補助容量３は駆動トランジスタ２のソースとゲート間に接続されており、ソースとゲート間に印加された制御電圧ＶSを保持する。バスライン６はＧＮＤに接続され０Ｖである。駆動トランジスタ２は０Ｖとゲート、ソース間に印加された制御電圧ＶSに応じた定電流を表示素子１に印加する。
スイッチングトランジスタ４のソースは信号線８ａに、ドレインは駆動トランジスタ２のゲートと補助容量３に、ゲートはゲートドライバ１２に接続されている。ゲートドライバ１２の出力電圧Ｇ１が’Ｈ’になるとスイッチングトランジスタ４はオンになり、ソースドライバ１４の出力電圧Ｓ１が駆動トランジスタ２のゲートと補助容量３に加わる。
コモン電極７は各画素の表示素子１と接続され、またその一端はコモン電源１３に接続されている。コモン電源１３は制御部１１の指令により正極性または負極性の電圧ＶCを出力する。
図７を用いて、本実施形態の表示装置の書き込み動作を説明する。
図７は、本実施形態の表示装置の書き込み動作時における各部の電圧の変化を示すタイムチャートである。
図７のタイムチャートについて説明する。図７のタイムチャートで表示素子１への画像の書き込みを行う前は各表示素子１の表示状態はｑ０であるものとする。
図７のＴ１は各画素の定電流回路２０の制御電圧ＶSをそれぞれ設定するプログラム期間、Ｔ２は書き込み期間であり各画素の表示素子１に書き込み電流ｉ１１〜ｉ３３を印加する単位時間を示している。本実施形態の表示装置は、Ｔ１とＴ２から成るフレームを複数回行うことにより所望の表示階調Ｑを得ている。なお、Ｔ１は例えば１ｍｓ、Ｔ２は例えば１００ｍｓでありＴ１の期間はＴ２よりはるかに短い。
図７に示すＦ１は第１フレームのフレーム期間、Ｆ２は第２フレームのフレーム期間を示している。最初に図７の第１フレームのプログラム期間から説明する。
Ｔ１の間ＶB、ＶCは０Ｖであり、各画素の表示素子１の電流ｉ１１〜ｉ３３は０である。なお、図面を簡略化するため図７にはｉ１１、ｉ１２、ｉ１３のタイムチャートしか図示していない。
第１フレームの最初はゲートドライバ１２の出力電圧Ｇ１がΔＴの間’Ｈ’になる。この間Ｇ２、Ｇ３は’Ｌ’である。なお、’Ｈ’はスイッチングトランジスタ４をオンにする電圧、’Ｌ’はスイッチングトランジスタ４をオフにする電圧である。
図７の例では、この間出力電圧Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３の電圧は−ＶS1であり、Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３に接続されている駆動トランジスタ２のゲート、ソース間の電圧は−ＶS1に設定され補助容量３に保持される。
次にゲートドライバ１２の出力電圧Ｇ２がΔＴの間’Ｈ’になる。この間Ｇ１、Ｇ３は’Ｌ’である。図７の例では、この間出力電圧Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３の電圧は−ＶS1であり、Ｐ２１、Ｐ２２、Ｐ２３に接続されている駆動トランジスタ２のゲート、ソース間の電圧は−ＶS1に設定され補助容量３に保持される。
次にゲートドライバ１２の出力電圧Ｇ３がΔＴの間’Ｈ’になる。この間Ｇ１、Ｇ２は’Ｌ’である。図７の例では、この間出力電圧Ｓ１、Ｓ２の電圧は−ＶS1であり、Ｐ３１、Ｐ３２に接続されている駆動トランジスタ２のゲート、ソース間の電圧は−ＶS1に設定され補助容量３に保持される。また、この間出力電圧Ｓ３の電圧は０であり、Ｐ３３に接続されている駆動トランジスタ２のゲート、ソース間の電圧は−ＶS1に設定され補助容量３に保持される。
Ｔ２の書き込み期間ではＶCは−ＶCa、ＶBは０Ｖであり、補助容量３に保持されている駆動トランジスタ２のゲート、ソース間の電圧に応じた定電流を表示素子１に印加する。図７では表示素子１の電流ｉ１１、ｉ１２、ｉ１３の電流値がこの間ｉａであることを示している。図示していないが、この例ではＰ３３の表示素子１の電流ｉ３３が０であるが、それ以外の表示素子１の電流値はｉａである。第１フレームでｉａの電流をＴ２の期間印加された表示素子１の階調レベルはｑ１になる。
第２フレームのプログラム期間も同様に、最初はゲートドライバ１２の出力電圧Ｇ１がΔＴの間’Ｈ’になる。この間Ｇ２、Ｇ３は’Ｌ’である。この間、出力電圧Ｓ１、Ｓ２の電圧は−ＶS1であり、Ｐ１１、Ｐ１２に接続されている駆動トランジスタ２のゲート、ソース間の電圧は−ＶS1に設定され補助容量３に保持される。また、この間、出力電圧Ｓ３の電圧は０Ｖであり、Ｐ１０に接続されている駆動トランジスタ２のゲート、ソース間の電圧は０Ｖに設定され補助容量３に保持される。
Ｔ２の書き込み期間ではＴ１の期間に補助容量３に保持されている駆動トランジスタ２のゲート、ソース間の電圧に応じた定電流を表示素子１に印加する。図７では表示素子１の電流ｉ１１、ｉ１２の電流値がこの間ｉａ、ｉ１３の電流値は０であることを示している。第１フレームと第２フレームで、ｉａの電流をＴ２の期間印加された表示素子１の表示階調レベルはｑ２になる。
図７では２回目のフレームまでしか表示していないが、第１の実施形態の表示素子１の場合は表示階調レベルをｑ０にして画像を消去した後、例えば一つの画素にＦ１からＦ１０まで１０回の書き込みを行うことにより１１階調の表示階調レベルｑ０〜ｑ１０を得ることができる。
図７では、各表示素子１の表示階調レベルを増加させる場合について説明したが、次に各表示素子１の表示階調レベルを減少させる場合について説明する。各表示素子１の表示階調レベルを減少させる場合は表示素子１の電流ｉを図７とは逆方向に流れるようにコモン電圧ＶC、制御電圧ＶSの極性を逆にする。すなわち正極性の制御電圧ＶSを補助容量３に保持させ、Ｔ２の書き込み期間ではＶCを正極性の電圧Ｖｃａにする。このように逆方向に電流をＴ２の期間表示素子１に印加すると、表示素子１の表示階調レベルを例えばｑ２からｑ１のように減少させることができる。
このようにして、画像を消去した後、前記表示素子をそれぞれの表示素子１に表示する画像に応じてｑ０（第１の表示状態）、ｑ１〜ｑ９（第２の表示状態）、ｑ１０（第３の表示状態）の何れかの表示状態にして画像を表示することができる。
第２の実施形態の表示素子１の場合は、例えば表示階調レベルをｑ６にして画像を消去した後、例えば一つの画素にＦ１からＦ４まで４回の書き込みを行うことにより５階調の表示階調レベルｑ６〜ｑ１０を得ることができる。また、ｑ６の状態から逆方向に電流を印加することでＦ１からＦ６まで６回の書き込みを行うことにより７階調の表示階調レベルｑ６〜ｑ０を得ることができる。
一方、後に説明する手書き入力モードでは、表示階調レベルがｑ０またはｑ１０になるよう書き込む。例えばフレームを１０回にして書き込みを行う画素に１０回の書き込みを行うことにより、現在の表示階調レベルにかかわらず表示階調レベルをｑ１０（第３の表示状態）またはｑ０（第１の表示状態）にする。
別法として、フレームを１回にして、Ｔ２の時間を第１の書き込みモードのときの１０倍以上にしても良い。例えば、表示階調レベルを増す方向にＴ２を１０倍以上にして書き込み電流を印加すると、表示素子１が現在表示している表示階調レベルにかかわらず表示階調レベルはｑ１０（第３の表示状態）になる。同様に、表示階調レベルを減少させる方向にＴ２の１０倍以上の期間書き込み電流を印加すると、表示素子１が現在表示している表示階調レベルにかかわらず表示階調レベルはｑ０（第１の表示状態）になる。
あるいは、電流値を増して１回の書き込みでｑ１０またはｑ０になるようにしても良い。
このように、手書き入力モードでは、現在の表示状態にかかわらず表示素子１を第１の表示状態または第３の表示状態にして画像を表示するので、現在表示している画像を消去しなくても画像を上書き表示できる。
図８は表示装置１００の手書き入力操作を説明する説明図である。
図８（ａ）は表示装置１００に文書データが表示されている状態を示している。５２の点線で示す領域は、表示画面５０の文書を表示する文書領域である。また、５１は表示画面５０に表示されるＧＵＩの手書きボタンであり、図８（ａ）に示す手書きボタン５１は手書き入力モードＯＦＦ状態を表している。また、図８（ｂ）に示す手書きボタン５１は手書き入力モードＯＮ状態を表している。手書きボタン５１は本発明の入力モード設定手段である。
文書領域には記憶部１０に記憶されている画像が表示されるので、画像に応じてｑ０〜ｑ１０の表示階調レベルが再現される。
手書きボタン５１が表示されている位置の上層のタッチパネル４０をタップすると、手書き入力モードがＯＮ状態になり図８（ｂ）のように手書きボタン５１の表示が変更され、例えば赤く表示される。手書き入力モードＯＮの状態ではスタイラスペン５５などを用いて文書領域５２に手書きで入力することができる。
図８（ｂ）は、表示されている文書の一部にアンダーライン５６を引いた状態を示している。
図９は本発明の実施形態における表示装置１００の入力制御を説明するためのフローチャートである。
以下、図９のフローチャートの順に説明する。
Ｓ１０：制御部１１が、ユーザーの操作を検知するステップである。
制御部１１は、順送りボタン４３、逆送りボタン４４とタッチパネルコントローラ４１の状態を監視し、ユーザーの操作を検知する。
Ｓ１１：タッチパネル４０からの入力か、否かを判定するステップである。
入力判定部７１は、タッチパネル４０からの入力か、否かを判定し次のステップに進む。
タッチパネル４０からの入力ではない場合、（ステップＳ１１；Ｎｏ）、ステップＳ２０に進む。
Ｓ２０：ページ送りを行うステップである。
制御部１１は、ページ送りルーチンをコールし、順送りボタン４３、逆送りボタン４４による手書きページ送り表示の処理を行う。ページ送りルーチンは、後に詳しく説明する。
タッチパネル４０からの入力の場合、（ステップＳ１１；Ｙｅｓ）、ステップＳ１２に進む。
Ｓ１２：手書きボタン５１がＯＮか、否かを判定するステップである。
制御部１１は、タッチパネル４０からの入力があると手書きボタン５１がＯＮ、すなわち表示装置１００が手書き入力モードに設定されているか、否か、を判定する。
手書きボタン５１がＯＦＦの場合、（ステップＳ１２；Ｎｏ）、ステップＳ１４に進む。
手書きボタン５１がＯＮの場合、（ステップＳ１２；Ｙｅｓ）、ステップＳ１３に進む。
Ｓ１３：手書きボタン５１の領域がタップされたか、否かを判定するステップである。
制御部１１は、タッチパネル４０の手書きボタン５１の領域がタップされたか、否かを判定する。
手書きボタン５１の領域がタップされた場合、（ステップＳ１３；Ｙｅｓ）、ステップＳ１６に進む。
Ｓ１６：手書き入力を受け付け不可状態にするステップである。
制御部１１は、タッチパネル４０からの手書き入力を受け付け不可状態にし、ステップＳ２１に進む。
手書きボタン５１の領域以外がタップされた場合、（ステップＳ１３；Ｎｏ）、ステップＳ２２に進む。
制御部１１は、手書きルーチンをコールし、手書き入力の処理を行う。手書きルーチンでは、後に詳しく説明する。
Ｓ２１：手書きボタン５１の表示変更を行うステップである。
制御部１１は、手書きボタン表示変更ルーチンをコールし、手書きボタン５１の表示変更を行う。
Ｓ１４：手書きボタン５１の領域がタップされたか、否かを判定するステップである。
制御部１１は、タッチパネル４０の手書きボタン５１の領域がタップされたか、否かを判定する。
手書きボタン５１の領域以外がタップされた場合、（ステップＳ１４；Ｎｏ）、元のルーチンに戻る。
手書きボタン５１の領域がタップされた場合、（ステップＳ１４；Ｙｅｓ）、ステップＳ１５に進む。
Ｓ１５：手書き入力を受け付け可能な状態にするステップである。
制御部１１は、手書き入力モードに設定し、タッチパネル４０からの手書き入力を受け付け可能な状態にする。
Ｓ２１：手書きボタン５１の表示変更を行うステップである。
制御部１１は、手書きボタン表示変更ルーチンをコールし、手書きボタン５１の表示変更を行う。表示変更後元のルーチンに戻る。
図１０は、本発明の実施形態における手書き入力を処理する手書きルーチンを説明するためのフローチャートである。
本実施形態では、タッチパネル４０に連続して触れられた位置情報を所定時間収集し、収集した位置情報に基づいて表示ルーチンが表示画面５０に表示する。以下、図１０のフローチャートを説明する。
Ｓ２００：タイマをリセットするステップである。
制御部１１は、内部のタイマをリセットしｔ＝０とする。
Ｓ２０１：手書き入力を記憶するステップである。
制御部１１は、タッチパネルコントローラ４１から送られてくる位置情報を記憶部１０に一時記憶させる。
Ｓ２０２：連続して手書き入力中か、否か、判定するステップである。
制御部１１は、連続して手書き入力中か、否か、判定する。
連続して手書き入力中ではない場合、（ステップＳ２０２；Ｎｏ）、処理を終了し元のルーチンに戻る。
連続して手書き入力中の場合、（ステップＳ２０２；Ｙｅｓ）、ステップＳ２０３に進む。
Ｓ２０３：ｔ＜ｔ１か、否か、判定するステップである。
制御部１１は、タイマの経過時間ｔが所定の経過時間ｔ１未満か、否か、判定する。
ｔ＜ｔ１ではない場合、（ステップＳ２０２；Ｎｏ）、ステップＳ２０４に進む。
制御部１１は、所定時間経過したと判断し、ステップＳ２０４に進む。
Ｓ２０４：表示ルーチンが処理を行うステップである。
制御部１１は、表示ルーチンをコールし、手書き入力のデータを引き渡す。表示ルーチンの処理は後に説明する。
ｔ＜ｔ１の場合、（ステップＳ２０２；Ｙｅｓ）、ステップＳ２０１に戻る。
手書きルーチンの説明は以上である。
図１１の表示ルーチンの説明を行う前に、図１２、図１３、図１４に示す表示画面５０に表示された手書き入力画像と対応する画素の画像データの模式図を説明する。図１２は第１の実施形態の表示素子１を用いた場合の模式図、図１３、図１４は第２の実施形態の表示素子１を用いた場合の模式図である。
図１２の点線で示す升目はそれぞれ表示画面５０の画素を表している。図１２（ａ）、図１３（ａ）、図１４（ａ）は図８（ａ）の表示画面５０に表示された文字の一部を拡大した図であり、図１２（ｂ）、図１３（ｂ）、図１４（ｂ）は図８（ｂ）の表示画面５０に表示された文字の一部とアンダーライン５６を拡大した図である。図１２（ｃ）、図１２（ｄ）、図１２（ｅ）、図１３（ｃ）、図１３（ｄ）、図１３（ｅ）、図１４（ｃ）、図１４（ｄ）、図１４（ｅ）の升目の中の数字はその画素に対応する各フレームメモリに記憶されている画像データを示している。画像データの数字０〜１０はそれぞれ表示階調レベルｑ０〜ｑ１０に対応するものとする。図１２（ｄ）、図１２（ｅ）、図１３（ｄ）、図１３（ｅ）、図１４（ｄ）、図１４（ｅ）の実線で示す範囲の内側はアンダーライン５６を表示する画素を示している。
また、図１２（ｃ）、図１３（ｃ）、図１４（ｃ）は第２フレームメモリ６１のデータ、図１２（ｄ）、図１３（ｄ）、図１４（ｄ）は第１フレームメモリ６０のデータ、図１２（ｅ）、図１３（ｅ）、図１４（ｅ）は第３フレームメモリ６２のデータを示している。
第１の実施形態の表示素子１を用いた図１２の場合を先に説明する。図１２（ｃ）の’１０月’という文字を表示する画素のデータは１０であり表示階調レベルはｑ１０である。第１の実施形態の表示素子１の例では図４に示すようにｑ１０は黒く表示される。文字を表示する画素以外の画像データは０であり表示階調レベルｑ０、すなわち白く表示される。
アンダーライン５６は、図８で説明したように手書き入力モードで入力されたものであり、表示階調レベルはｑ０またはｑ１０である。この例では、図１２（ｄ）に示すようにアンダーライン５６を表示する画素のデータは１０であり表示階調レベルはｑ１０である。第１の実施形態の表示素子１では、この部分も黒く表示される。
図１２（ｅ）のアンダーライン５６を表示する画素のデータは、第２フレームメモリ６１と第１フレームメモリ６０との対応する画素の差分のデータである。この例ではアンダーライン５６の形状の範囲の画素のデータは１０であり、第２フレームメモリ６１の対応する部分の画素のデータは０または１０である。したがって、図１３（ｅ）のように差分データは１０または０である。また、アンダーライン５６を表示する画素以外の差分データは０である。
次に、第２の実施形態の表示素子１を用いた図１３の場合を説明する。図１３（ｃ）の’１０月’という文字を表示する画素のデータは１０であり表示階調レベルはｑ１０である。第２の実施形態の表示素子１の例では図５に示すようにｑ１０は黒く表示される。文字を表示する画素以外の画像データは６であり表示階調レベルｑ６、すなわち白く表示される。
アンダーライン５６は、図８で説明したように手書き入力で入力されたものであり、表示階調レベルがｑ０またはｑ１０である。この例では、図１３（ｄ）に示すようにアンダーライン５６を表示する画素のデータは０であり表示階調レベルはｑ０である。第２の実施形態の表示素子１では、この部分は黒色以外の着色した状態に表示される。
図１３（ｅ）のアンダーライン５６を表示する画素のデータは、第２フレームメモリ６１と第１フレームメモリ６０との対応する画素の差分のデータである。この例ではアンダーライン５６の形状の範囲の画素のデータは０であり、第２フレームメモリ６１の対応する部分の画素のデータは６または１０である。したがって、図１３（ｅ）のように差分データは−６または−１０である。また、アンダーライン５６を表示する画素以外の差分データは０である。
第２の実施形態の表示素子１を用いた図１４の場合も同様である。図１４（ｃ）と図１３（ｃ）は同じ状態であり説明を省略する。
この例では、図１４（ｄ）に示すようにアンダーライン５６を表示する画素のデータは１０であり表示階調レベルはｑ１０である。第２の実施形態の表示素子１では、この部分は黒色に表示される。
図１４（ｅ）のアンダーライン５６を表示する画素のデータは、第２フレームメモリ６１と第１フレームメモリ６０との対応する画素の差分のデータである。この例ではアンダーライン５６の形状の範囲の画素のデータは１０であり、第２フレームメモリ６１の対応する部分の画素のデータは６または１０である。したがって、図１３（ｅ）のように差分データは４または０である。また、アンダーライン５６を表示する画素以外の差分データは０である。
このようにアンダーライン５６の表示階調レベルをｑ１０またはｑ０にすると、現在表示している階調レベルにかかわらず差分データは全て正の値か、または負の値であり書き込み電流を同じ方向に流すことができる。このことにより、書き込み時に画像素子１毎にそれぞれ異なる方向に書き込み電流を流す必要がないので図６のような簡単な回路で書き込みを行うことができる。また、第２の実施形態の表示素子１を用いると手書き入力を黒色以外の着色した状態にすることができるので、例えばアンダーライン５６を目立たせることができる。
本実施形態では、第２の実施形態の表示素子１を用いて図８のようにアンダーライン５６を表示するように書き換える例を説明する。
以下、図１１のフローチャートの順に説明する。
Ｓ３００：連続して手書き入力中か、否か、判定するステップである。
制御部１１は、連続して手書き入力中か、否か、判定する。
連続して手書き入力中ではない場合、（ステップＳ３００；Ｎｏ）、ステップＳ３０２に進む。
連続して手書き入力中の場合、（ステップＳ３００；Ｙｅｓ）、ステップＳ３０１に進む。
Ｓ３０１：手書きルーチンから受け取ったデータに前回のデータを加えるステップである。
制御部１１は、手書きルーチンから受け取ったデータに前回のデータを加える。
Ｓ３０２：データを太さのある連続した線データに変換するステップである。
制御部１１は、データを太さのある連続した線データに変換する。
Ｓ３０３：太さのある連続した線データを第１フレームメモリ６０に記憶するステップである。
制御部１１は、図１３（ｄ）のように太さのある連続した線データを第１フレームメモリ６０に記憶させる。
Ｓ３０４：線データに対応する位置の現在表示している表示データを第２フレームメモリ６１に記憶するステップである。
制御部１１は、第１フレームメモリ６０に記憶された線データに対応する現在表示中の表示データを図１３（ｃ）のように第２フレームメモリ６１に記憶させる。
Ｓ３０５：第２フレームメモリ６１と第１フレームメモリ６０との対応する画素の差分データを第３フレームメモリ６２に記憶するステップである。
制御部１１は、第２フレームメモリ６１と第１フレームメモリ６０との対応する画素の差分データを算出し、例えば図１３（ｃ）のように第３フレームメモリ６２に記憶させる。
Ｓ３０６：第３フレームメモリ６２のデータに基づいて表示素子１を書き換えるステップである。
制御部１１は、第３フレームメモリ６２のデータに基づいて第１の表示状態または第３の表示状態に表示素子１を書き換える。アンダーライン５６の部分の画素の差分データが図１３のように−６と−１０の場合は、制御部１１はＶSを正の電圧にし書き込み期間Ｔ２の間ＶCを正の電圧にして、図７で説明した手順で対応する画素に６回と１０回の書き込みをそれぞれ行う。すると書き込みを行った画素の表示階調レベルはｑ０になり黒色以外の着色した状態に表示される。
このように、本発明では手書き入力時に、ｑ０（第１の表示状態）またはｑ１０（第３の表示状態）にして画像を表示するので、簡単な回路構成で手書き画像を上書きすることができる。
Ｓ３０７：第１フレームメモリ６０の画像データを第２フレームメモリ６１に記憶するステップである。
制御部１１は、第１フレームメモリ６０の画像データを第２フレームメモリ６１に記憶させる。
Ｓ３０８：データを記憶部１０に記憶させるステップである。
制御部１１は、今回書き換えを行ったデータを記憶部１０に記憶させる。
表示ルーチンの説明は以上である。
次に、ページ送りルーチンを説明する。ページ送りルーチンでは、新たなページの画像を表示画面５０に表示するとき、全ての表示素子１を初期化して画像を消去してから画像データの書き換えを行って表示させている。
図１５は本発明の実施形態におけるページ送りルーチンを説明するためのフローチャートである。以下、図１５のフローチャートの順に説明する。以下の説明は第１の実施形態の表示素子１の場合について説明する。
Ｓ４００：ページ送りが順送りか、否か、判定するステップである。
制御部１１は、順送りボタン４３と逆送りボタン４４の何れがＯＮになったかを検知し順送りか、否か、判定する。
順送りではない場合、（ステップＳ４００；Ｎｏ）、ステップＳ４０２に進む。
順送りの場合、（ステップＳ４００；Ｙｅｓ）、ステップＳ４０１に進む。
Ｓ４０１：順送りのデータを読み出すステップである。
制御部１１は、記憶部１０から順送りで次に表示する画面のデータを読み出す。
Ｓ４０２：逆送りのデータを読み出すステップである。
制御部１１は、記憶部１０から逆送りで次に表示する画面のデータを読み出す。
Ｓ４０３：画面のデータを表示領域に記憶するステップである。
制御部１１は、記憶部１０から読み出した画面のデータを記憶部１０のＲＡＭの表示領域に記憶させる。
Ｓ４０４：第１フレームメモリ６０のデータを初期化するステップである。
制御部１１は、第１フレームメモリ６０のデータを全て０にし初期化する。
Ｓ４０５：現在表示している表示データを第２フレームメモリ６１に記憶するステップである。
制御部１１は、現在表示している表示データを第２フレームメモリ６１に記憶させる。
Ｓ４０６：第２フレームメモリ６１と第１フレームメモリ６０との対応する画素の差分データを第３フレームメモリ６２に記憶するステップである。
制御部１１は、第２フレームメモリ６１と第１フレームメモリ６０との対応する画素の差分データを算出し、第３フレームメモリ６２に記憶させる。
Ｓ４０７：第３フレームメモリ６２のデータに基づいて表示素子１を書き換えるステップである。
制御部１１は、第３フレームメモリ６２のデータに基づいて表示素子１を書き換える。第１フレームメモリ６０のデータは全て０なので、差分データは０または負の値である。したがって、制御部１１はＶSを正の電圧にし書き込み期間Ｔ２の間ＶCを正の電圧にして図９で説明した手順で対応する画素に差分データに基づく回数の書き込みを行う。すると書き込みを行った画素の表示階調レベルはｑ０になり白く表示される。
Ｓ４０８：第１フレームメモリ６０に記憶されている画面のデータを第２フレームメモリ６１に記憶させるステップである。
制御部１１は、第１フレームメモリ６０に記憶されている画面のデータを第２フレームメモリ６１に記憶させ第２フレームメモリ６１のデータを全て０にし初期化する。
Ｓ４０９：表示領域に記憶されている画面のデータを第１フレームメモリ６０に記憶させるステップである。
制御部１１は、表示領域に記憶されている次に表示する画面のデータを第１フレームメモリ６０に記憶させる。
Ｓ４１０：第２フレームメモリ６１と第１フレームメモリ６０との対応する画素の差分データを第３フレームメモリ６２に記憶するステップである。
制御部１１は、第２フレームメモリ６１と第１フレームメモリ６０との対応する画素の差分データを算出し、第３フレームメモリ６２に記憶させる。
Ｓ４１１：第３フレームメモリ６２のデータに基づいて表示素子１を書き換えるステップである。
制御部１１は、第３フレームメモリ６２のデータに基づいて表示素子１を書き換える。第２フレームメモリ６１のデータは全て０なので、差分データは正の値である。したがって、制御部１１はＶSを負の電圧にし書き込み期間Ｔ２の間ＶCを負の電圧にして図９で説明した手順で対応する画素に差分データに基づく回数の書き込みを行う。
このように、表示素子の画像を消去した後、表示素子１をそれぞれの表示素子１に表示する画像に応じて第１の表示状態、第２の表示状態、第３の表示状態の何れかにして画像を表示する。
ページ送りルーチンの説明は以上である。
次に本発明の手書きボタン表示変更ルーチンについて図１６、図１７を用いて説明する。
図１６は本発明の実施形態における手書きボタン５１の表示を変更するルーチンを説明するためのフローチャート、図１７は手書きボタン５１を表示する画像データを説明するための模式図である。図１７では第１の実施形態の表示素子を用いた例を説明する。
図１７の点線で示す升目はそれぞれ表示画面５０の画素を表し、升目の中の数字はその画素に対応する各フレームメモリに記憶されている画像データを示している。本実施形態では、画像データの数字０〜１０はそれぞれ表示階調レベルｑ０〜ｑ１０に対応するものとする。図１７の実線で示す範囲の内側は手書きボタン５１の形状を表示する画素を示している。また、図１７（ａ）は第２フレームメモリ６１のデータ、図１７（ｂ）は第１フレームメモリ６０のデータ、図１７（ｃ）は第３フレームメモリ６２のデータを示している。
図１７（ａ）の手書きボタン５１の形状を表示する画素のデータは６または４であり表示階調レベルはｑ６またはｑ４である。図４で説明した表示素子１の例ではｑ６は黒色以外の着色した状態に、ｑ４はｑ６より表示階調レベルの低い赤に表示される。手書きボタン５１の形状を表示する画素以外の画像データは０であり表示階調レベルｑ０、すなわち白く表示される。
図１７（ｂ）の手書きボタン５１の形状を表示する画素のデータは１０または８であり表示階調レベルはｑ１０またはｑ８である。図４で説明した表示素子１の例ではｑ１０は黒く、ｑ８はｑ１０より表示階調レベルの低い灰色に表示される。手書きボタン５１の形状を表示する画素以外の画像データは０であり表示階調レベルｑ０、すなわち白く表示される。
図１７（ｃ）の手書きボタン５１の形状を表示する画素のデータは、制御部１１が算出する第２フレームメモリ６１と第１フレームメモリ６０との対応する画素の差分のデータであり、この例では手書きボタン５１の形状の範囲の画素の差分データは４である。また、手書きボタン５１の形状を表示する画素以外の差分データは０である。
本実施形態では、手書きボタン５１が黒色以外の着色した状態に表示されている状態から、手書きボタンが黒く表示される状態に書き換える例を説明する。
以下、図１６のフローチャートの順に説明する。
Ｓ１００：表示画面５０に表示中の画像データを第２フレームメモリ６１に記憶するステップである。
制御部１１は、例えば図１７（ａ）のように表示画面５０に表示中の画像データを第２フレームメモリ６１に記憶させる。
Ｓ１０１：表示画面５０の表示を書き換える画像データを第１フレームメモリ６０に記憶するステップである。
制御部１１は、例えば図１７（ｂ）のように手書きボタン５１の形状の範囲の画素の画像データを第１フレームメモリ６０に記憶させる。
Ｓ１０２：第２フレームメモリ６１と第１フレームメモリ６０との対応する画素の差分データを第３フレームメモリ６２に記憶するステップである。
制御部１１は、第２フレームメモリ６１と第１フレームメモリ６０との対応する画素の差分データを算出し、例えば図１７（ｃ）のように第３フレームメモリ６２に記憶させる。
Ｓ１０３：第３フレームメモリ６２のデータに基づいて表示素子１を書き換えるステップである。
制御部１１は、第３フレームメモリ６２のデータに基づいて表示素子１を書き換える。手書きボタン５１の形状の範囲の画素の差分データが４の場合は、図７で説明した手順で対応する画素に４回書き込みを行う。すると書き込みを行った画素の表示階調レベルはｑ１０またはｑ８になり手書きボタン５１は黒く表示される。
Ｓ１０４：第１フレームメモリ６０の画像データを第２フレームメモリ６１に記憶するステップである。
制御部１１は、第１フレームメモリ６０の画像データを第２フレームメモリ６１に記憶させる。
手書きボタン表示変更ルーチンの説明は以上である。
以上このように、本発明によれば、簡単な回路構成で手書き入力などの重ね書きが可能な表示装置、表示装置の制御方法を提供することができる。

Claims (10)

  1. 書き込み電流の電流値または書き込み時間に応じて第２の表示状態を経て第１の表示状態と第３の表示状態との間を可逆的に遷移する表示素子をマトリクス状に配列した表示画面を有する表示装置において、
    前記表示画面の上層に設けられた前記表示画面の画面上の位置または範囲を指定する入力手段と、
    前記入力手段により入力を行う入力モードを設定する入力モード設定手段を備え、前記表示素子の第１の表示状態から第３の表示状態に遷移する方向と第３の表示状態から第１の表示状態に遷移する方向との何れかに前記表示素子へ所定の前記書き込み電流を印加するように制御する制御手段と、
    を有し、
    前記制御手段は、
    前記入力モード設定手段により前記入力モードが設定されているとき、前記入力手段からの入力情報に基づいて前記表示素子が前記第１の表示状態または前記第３の表示状態になるように書き込み電流の印加を制御し、
    前記第２の表示状態は白色であり、前記第１の表示状態と前記第３の表示状態のうち一方は黒色であり、他方は黒色以外の色に着色した状態であることを特徴とする表示装置。
  2. 前記制御手段は、
    前記表示素子の表示階調レベルが所定の範囲で遷移するように前記書き込み電流を印加させて前記第１の表示状態と前記第３の表示状態の間の遷移を行わせるものであり、
    前記入力モードが設定されているときに、前記入力手段によって指定された前記表示画面上の位置または範囲の前記表示素子において現在の表示階調レベルに関わらず表示階調レベルが前記所定の範囲の何れか一端まで遷移するよう前記書き込み電流を印加させることで、前記入力手段によって指定された前記表示画面上の位置または範囲が前記表示画面上で画像として表示されるよう制御することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
  3. 前記制御手段は、
    前記入力手段からの入力情報に基づく画像データと現在表示中の画像データとの差分データに基づいて、前記表示素子へ所定の書き込み電流を印加するよう制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の表示装置。
  4. 前記表示画面の表示素子数に対応した領域をもつ第１から第３の記憶部を有し、
    前記制御手段は、前記入力手段からの入力情報に基づく画像データを第１の記憶部に記憶させる機能と、現在表示中の画像データを第２の記憶部に記憶させる機能と、第１の記憶部と第２の記憶部において対応する表示素子の画像データの差分データを算出し、算出された差分データを第３の記憶部に記憶させる機能とを有することを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の表示装置。
  5. 前記表示素子に前記書き込み電流を印加する定電流回路と、
    前記表示素子の第１の表示状態から第３の表示状態に遷移する方向と第３の表示状態から第１の表示状態に遷移する方向との何れかに前記書き込み電流が流れるように前記表示素子にコモン電圧を印加するコモン電源と、
    を有することを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の表示装置。
  6. 電極間に印加する電気エネルギーに応じて第２の表示状態を経て第１の表示状態と、第３の表示状態の間を可逆的に遷移する表示素子をマトリクス状に配列した表示画面を有する表示装置の制御方法において、
    前記表示素子が第１の表示状態または第３の表示状態になるように制御して画像を表示させ、
    前記第２の表示状態は白色であり、前記第１の表示状態と前記第３の表示状態のうち一方は黒色であり、他方は黒色以外の色に着色した状態であることを特徴とする表示装置の制御方法。
  7. 前記表示装置は、
    前記表示画面の上層に設けられた前記表示画面の画面上の位置または範囲を指定する入力手段と、前記入力手段による入力を行う入力モードを設定する入力モード設定手段を備えるものであり、
    前記入力モード設定手段により前記入力モードが設定されているとき、前記入力手段からの入力情報に基づいて、前記表示素子が前記第１の表示状態または前記第３の表示状態になるように制御することを特徴とする請求項６に記載の表示装置の制御方法。
  8. 前記制御方法は、
    前記表示素子の表示階調レベルが所定の範囲で遷移するように制御して前記第１の表示状態と前記第３の表示状態の間の遷移を行わせるものであり、
    前記入力モードが設定されているときに、前記入力手段によって指定された前記表示画面上の位置または範囲の表示素子において現在の表示階調レベルに関わらず表示階調レベルを前記所定の範囲の何れか一端まで遷移させて、前記入力手段によって指定された前記表示画面上の位置または範囲が前記表示画面上で画像として表示されるよう制御することを特徴とする請求項７に記載の表示装置の制御方法。
  9. 前記入力手段からの入力情報に基づく画像データと、現在表示中の画像データの差分データを算出して、算出された差分データに基づいて画像を表示するよう制御することを特徴とする請求項７または請求項８に記載の表示装置の制御方法。
  10. 前記表示装置は、前記表示画面の表示素子数に対応した領域をもつ第１から第３の記憶部を有するものであり、
    前記入力手段からの入力情報に基づく画像データを第１の記憶部に記憶させ、現在表示中の画像データを第２の記憶部に記憶させ、第１の記憶部と第２の記憶部において対応する表示素子の画像データの差分データを算出し、算出された差分データを第３の記憶部に記憶させることを特徴とする請求項７から請求項９の何れかに記載の表示装置の制御方法。
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