JP5454246B2 - 電気光学装置、電気光学装置の駆動方法、電気光学装置の制御回路、電子機器 - Google Patents

電気光学装置、電気光学装置の駆動方法、電気光学装置の制御回路、電子機器 Download PDF

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Description

本発明は、電気光学装置、電気光学装置の駆動方法、電気光学装置の制御回路、電子機器に関するものである。
電気光学装置として、電気泳動素子や電子粉粒素子などの記憶性表示素子を用いたものが知られている。この種の電気光学装置では、表示素子の記憶性を利用した駆動方法を用いることが可能であった。例えば特許文献1記載の駆動方法は、表示部の全面を白表示に移行させる場合に、前画像において黒表示された画素のみを駆動して白表示に移行させることで残像の防止を図ったものであった。
特開2007−206267号公報
しかし、表示部の黒表示の画素のみを選択的に駆動する方法を用いて全面白表示を行うと、黒表示されていた領域の輪郭近傍における消去が不十分になり、残像が発生するという問題があった。
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであって、残像が低減された高品質の表示を得ることができる電気光学装置とその駆動方法、及び制御回路を提供することを目的の一つとする。
本発明の電気光学装置は、一対の基板間に電気光学物質層を挟持してなり、複数の画素が配列された表示部と、前記表示部を駆動制御する制御部と、前記画素ごとに設けられた複数の画素電極と、前記画素電極との間で電位差を生じさせる対向電極と、を備えた電気光学装置であって、前記制御部は、前記表示部の一部又は全部を単一階調表示させるに際して、第1の階調以外の階調で表示された前記画素からなる第1の画素群の前記画素電極を選択的に駆動することで該駆動した前記画素電極と前記対向電極間に生じた電位差により前記第1の画素群に属する前記画素を前記第1の階調に移行させる第1の消去動作と、前記第1の画素群からなる領域の輪郭に位置する前記画素と、前記第1の画素群からなる領域に隣り合って配置され前記領域を取り囲む複数の前記画素とを含み、前記第1の画素群からなる領域の輪郭線を挟んで隣り合う少なくとも2つの前記画素の集合である第2の画素群の前記画素電極を選択的に駆動することで該駆動した前記画素電極と前記対向電極間に生じた電位差により前記第2の画素群に属する前記画素を前記第1の階調に移行させる第2の消去動作と、を実行することを特徴とする。
この構成によれば、第1の階調以外の階調で表示された第1の画素群のみを選択的に駆動する第1の消去動作に加えて、第1の画素群からなる領域の輪郭近傍に対応する部分のみを再度消去する第2の消去動作を設けたことで、第1の画素群からなる領域の選択消去によって生じる残像を確実に消去することができる。したがって、残像が低減された高品質の表示を得ることができる。
前記第2の画素群が、前記第1の画素群からなる領域の輪郭線を挟んで隣り合う2つの前記画素の集合であることも好ましい。
この構成によれば、第1の画素群からなる領域を選択的に消去したときに生じる残像を含んだ領域を第2の消去動作において消去するので、残像を確実に消去することができる。
本発明の電気光学装置は、一対の基板間に電気光学物質層を挟持してなり、複数の画素が配列された表示部と、前記表示部を駆動制御する制御部と、前記画素ごとに設けられた複数の画素電極と、前記画素電極との間で電位差を生じさせる対向電極と、を備えた電気光学装置であって、前記制御部は、前記表示部の一部又は全部を単一階調表示させるに際して、第1の階調以外の階調で表示された前記画素からなる第1の画素群の前記画素電極を選択的に駆動することで該駆動した前記画素電極と前記対向電極間に生じた電位差により前記第1の画素群に属する前記画素を前記第1の階調に移行させる第1の消去動作と、前記第1の画素群に属する前記画素と、前記第1の画素群からなる領域に隣り合って配置され前記領域を取り囲む前記画素とを含み、前記第1の画素群からなる領域を1画素分外側に拡張した領域である第2の画素群を選択的に駆動することで該駆動した前記画素電極と前記対向電極間に生じた電位差により前記第2の画素群に属する前記画素を前記第1の階調に移行させる第2の消去動作と、を実行することを特徴とする。
この構成によれば、第1の階調以外の階調で表示された第1の画素群のみを選択的に駆動する第1の消去動作に加えて、第1の画素群からなる領域の輪郭のやや外側まで含んだ部分を再度消去する第2の消去動作を設けたことで、第1の画素群からなる領域の選択消去によって生じる残像を確実に消去することができる。したがって、残像が低減された高品質の表示を得ることができる。
前記第2の画素群が、前記第1の画素群からなる領域を1画素分外側に拡張した領域であることも好ましい。
この構成によれば、第1の画素群からなる領域を選択的に消去したときに生じる残像を含んだ領域を第2の消去動作において消去するので、残像を確実に消去することができる。
前記表示部に、互いに交差する方向に延びる複数の走査線及び複数のデータ線が形成され、前記複数の画素は、前記複数の走査線と前記複数のデータ線との交差に対応する位置に設けられ、前記複数の走査線を逐次的に1回選択する期間を1フレームとした場合に、前記制御部は、前記第1の消去動作を複数フレームにわたって実行する一方、前記第2の消去動作を前記第1の消去動作よりも少ないフレーム数で実行する構成としてもよい。
この構成によれば、第1及び第2の消去動作の実行時間をフレーム単位で調整するので、残像の消去に必要十分な実行時間(電気光学物質層の駆動時間)を設定することができ、確実に残像を消去することができる。しかも、第2の消去動作を短くしているため、第2の消去動作の実行に伴う過書き込みや電流バランスの問題を回避しつつ残像を消去することができる。
前記第2の消去動作において前記画素の前記電気光学物質層に印加される電圧が、前記第1の消去動作において前記画素の前記電気光学物質層に印加される電圧よりも低い構成としてもよい。
この構成の場合にも、上記フレーム数で調整した場合と同様の作用効果を得ることができる。
本発明の電気光学装置の駆動方法は、一対の基板間に電気光学物質層を挟持してなり、複数の画素が配列された表示部と、前記画素ごとに設けられた複数の画素電極と、前記画素電極との間で電位差を生じさせる対向電極と、を備えた電気光学装置の駆動方法であって、前記表示部の一部又は全部を単一階調表示させるステップが、第1の階調以外の階調で表示された前記画素からなる第1の画素群の前記画素電極を選択的に駆動することで該駆動した前記画素電極と前記対向電極間に生じた電位差により前記第1の画素群に属する前記画素を前記第1の階調に移行させる第1の消去ステップと、前記第1の画素群からなる領域の輪郭に位置する前記画素と、前記第1の画素群からなる領域に隣り合って配置され前記領域を取り囲む複数の前記画素とを含み、前記第1の画素群からなる領域の輪郭線を挟んで隣り合う少なくとも2つの前記画素の集合である第2の画素群の前記画素電極を選択的に駆動することで該駆動した前記画素電極と前記対向電極間に生じた電位差により前記第2の画素群に属する前記画素を前記第1の階調に移行させる第2の消去ステップと、を含むことを特徴とする。
この駆動方法によれば、第1の階調以外の階調で表示された第1の画素群のみを選択的に駆動する第1の消去ステップに加えて、第1の画素群からなる領域の輪郭近傍に対応する部分のみを再度消去する第2の消去ステップを設けたことで、第1の画素群からなる領域の選択消去によって生じる残像を確実に消去することができる。したがって、残像が低減された高品質の表示を得ることができる。
本発明の電気光学装置の駆動方法は、一対の基板間に電気光学物質層を挟持してなり、複数の画素が配列された表示部と、前記画素ごとに設けられた複数の画素電極と、前記画素電極との間で電位差を生じさせる対向電極と、を備えた電気光学装置の駆動方法であって、前記表示部の一部又は全部を単一階調表示させるステップが、第1の階調以外の階調で表示された前記画素からなる第1の画素群の前記画素電極を選択的に駆動することで該駆動した前記画素電極と前記対向電極間に生じた電位差により前記第1の画素群に属する前記画素を前記第1の階調に移行させる第1の消去ステップと、前記第1の画素群に属する画素と、前記第1の画素群からなる領域に隣り合って配置され前記領域を取り囲む前記画素とを含み、前記第1の画素群からなる領域を1画素分外側に拡張した領域である第2の画素群を選択的に駆動することで該駆動した前記画素電極と前記対向電極間に生じた電位差により前記第2の画素群に属する前記画素を前記第1の階調に移行させる第2の消去ステップと、を含むことを特徴とする。
この駆動方法によれば、第1の階調以外の階調で表示された第1の画素群のみを選択的に駆動する第1の消去ステップに加えて、第1の画素群からなる領域の輪郭のやや外側まで含んだ部分を再度消去する第2の消去ステップを設けたことで、第1の画素群からなる領域の選択消去によって生じる残像を確実に消去することができる。したがって、残像が低減された高品質の表示を得ることができる。
前記第1の消去ステップにおいて、前記画素に同一の画像信号を複数回書き込む一方、前記第2の消去ステップでは、前記画素への書込回数が前記第1の消去ステップにおける前記書込回数よりも少ない駆動方法としてもよい。
この駆動方法によれば、第1及び第2の消去ステップの実行時間をフレーム単位で調整するので、残像の消去に必要十分な実行時間(電気光学物質層の駆動時間)を設定することができ、確実に残像を消去することができる。しかも、第2の消去ステップを短くしているため、第2の消去ステップの実行に伴う過書き込みや電流バランスの問題を回避しつつ残像を消去することができる。
前記第2の消去ステップにおいて前記画素の前記電気光学物質層に印加される電圧が、前記第1の消去ステップにおいて前記画素の前記電気光学物質層に印加される電圧よりも低い駆動方法としてもよい。
この駆動方法によっても、上記フレーム数で調整した場合と同様の作用効果を得ることができる。
本発明の電気光学装置の制御回路は、一対の基板間に電気光学物質層を挟持してなり、複数の画素が配列された表示部と、前記画素ごとに設けられた複数の画素電極と、前記画素電極との間で電位差を生じさせる対向電極と、を備えた電気光学装置の制御回路であって、前記表示部の一部又は全部を単一階調表示させるに際して、第1の階調以外の階調で表示された前記画素からなる第1の画素群の前記画素電極を選択的に駆動することで該駆動した前記画素電極と前記対向電極間に生じた電位差により前記第1の画素群に属する前記画素を前記第1の階調に移行させる第1の消去動作と、前記第1の画素群からなる領域の輪郭に位置する前記画素と、前記第1の画素群からなる領域に隣り合って配置され前記領域を取り囲む複数の前記画素とを含み、前記第1の画素群からなる領域の輪郭線を挟んで隣り合う少なくとも2つの前記画素の集合である第2の画素群の前記画素電極を選択的に駆動することで該駆動した前記画素電極と前記対向電極間に生じた電位差により前記第2の画素群に属する前記画素を前記第1の階調に移行させる第2の消去動作と、を実行することを特徴とする。
この電気光学装置の制御回路によれば、第1の階調以外の階調で表示された第1の画素群のみを選択的に駆動する第1の消去動作に加えて、第1の画素群からなる領域の輪郭近傍に対応する部分のみを再度消去する第2の消去動作を実行するので、第1の画素群からなる領域の選択消去によって生じる残像を確実に消去することができる。したがって、残像が低減された高品質の表示を得ることができる。
前記表示部に転送する画像信号を生成する画像信号生成回路を備えており、前記画像信号生成回路は、前記第1の消去動作で用いる画像信号を生成する第1の画像処理回路と、前記第2の消去動作で用いる画像信号を生成する第2の画像処理回路とを有し、前記第1の画像処理回路は、前記表示部に表示されている画像に対応する画像データを反転出力する回路を有しており、前記第2の画像処理回路は、前記画像データのうち処理対象の画素データと、処理対象の前記画素データに隣り合う複数の画素データとを保持する画素データ保持部と、前記画素データ保持部から複数の前記画素データの入力を受け、複数の前記画素データのうち1つでも前記第1の階調以外の第2の階調に対応する値であるときに処理対象の前記画素データを前記第2の階調に対応する値に変更して出力する膨張処理回路と、前記画素データ保持部から複数の前記画素データの入力を受け、複数の前記画素データのうち1つでも前記第1の階調に対応する値であるときに処理対象の前記画素データを前記第1の階調に対応する値に変更して出力する収縮処理回路と、前記膨張処理回路の出力信号の反転信号と、前記膨張処理回路の出力信号と前記収縮処理回路の出力信号との否定排他的論理和の信号とを切り替えて出力する選択回路と、を有する構成としてもよい。
本発明の電気光学装置の制御回路は、一対の基板間に電気光学物質層を挟持してなり、複数の画素が配列された表示部と、前記画素ごとに設けられた複数の画素電極と、前記画素電極との間で電位差を生じさせる対向電極と、を備えた電気光学装置の制御回路であって、前記表示部の一部又は全部を単一階調表示させるに際して、第1の階調以外の階調で表示された前記画素からなる第1の画素群の前記画素電極を選択的に駆動することで該駆動した前記画素電極と前記対向電極間に生じた電位差により前記第1の画素群に属する前記画素を前記第1の階調に移行させる第1の消去動作と、前記第1の画素群と、第1の画素群からなる領域に隣り合って配置され前記領域を取り囲む前記画素とを含み、前記第1の画素群からなる領域を1画素分外側に拡張した領域である第2の画素群を選択的に駆動することで該駆動した前記画素電極と前記対向電極間に生じた電位差により前記第2の画素群に属する前記画素を前記第1の階調に移行させる第2の消去動作と、を実行することを特徴とする。
この電気光学装置の制御回路によれば、第1の階調以外の階調で表示された第1の画素群のみを選択的に駆動する第1の消去動作に加えて、第1の画素群からなる領域の輪郭のやや外側まで含んだ部分を再度消去する第2の消去動作を実行するので、第1の画素群からなる領域の選択消去によって生じる残像を確実に消去することができる。したがって、残像が低減された高品質の表示を得ることができる。
前記表示部に転送する画像信号を生成する画像信号生成回路を備えており、前記画像信号生成回路は、前記第1の消去動作で用いる画像信号を生成する第1の画像処理回路と、前記第2の消去動作で用いる画像信号を生成する第2の画像処理回路とを有し、前記第1の画像処理回路は、前記表示部に表示されている画像に対応する画像データを反転出力する回路を有しており、前記第2の画像処理回路は、前記画像データのうち処理対象の画素データと、処理対象の前記画素データに隣り合う複数の画素データとを保持する画素データ保持部と、前記画素データ保持部から複数の前記画素データの入力を受け、複数の前記画素データのうち1つでも前記第1の階調以外の第2の階調に対応する値であるときに処理対象の前記画素データを前記第2の階調に対応する値に変更して出力する膨張処理回路と、前記膨張処理回路の出力信号を反転出力する回路と、を有する構成としてもよい。
本発明の電子機器は、先に記載の電気光学装置を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、表示品質に優れた表示手段を備えた電子機器を提供することができる。
第1実施形態に係る電気光学装置の機能ブロック図。 電気光学パネルの回路構成を示す図。 電気泳動素子の動作説明図。 画像信号生成部の詳細な構成を示す機能ブロック図。 膨張処理回路及び収縮処理回路で用いる演算式の一例を示す図。 画像信号生成部において生成される画像を示す説明図。 第1実施形態に係る電気光学装置の駆動方法を示すフローチャート。 表示部の遷移の様子を画像データとともに示した説明図。 第2実施形態に係る電気光学装置の駆動方法を示すフローチャート。 表示部の遷移の様子を画像データとともに示した説明図。 電子機器の一例を示す図。 電子機器の一例を示す図。 電子機器の一例を示す図。
以下、図面を用いて本発明の電気光学装置について説明する。
なお、本発明の範囲は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために縮尺や数等を異ならせる場合がある。
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係る電気光学装置の機能ブロック図である。図2は、電気光学パネルの回路構成を示す図である。図3は、電気泳動素子の動作説明図である。
電気光学装置100は、図1に示すように、CPU(Central Processing Unit;制御部)102、表示部制御装置110、記憶装置111、電気光学パネル112、プログラムメモリ113、ワークメモリ114、VY電源161、VX電源162、及び共通電源163を備えている。
CPU102に、表示部制御装置110と、プログラムメモリ113と、ワークメモリ114とが接続されている。表示部制御装置110には、記憶装置111と、電気光学パネル112と、共通電源163とが接続されている。電気光学パネル112には、VY電源161と、VX電源162と、共通電源163とが接続されている。
CPU102は、プログラムメモリ113に格納された基本制御プログラムやアプリケーションプログラム等の各種プログラム及びデータを読み込み、それら各種プログラム及びデータをワークメモリ114内に設けられるワークエリアに展開実行して、電気光学装置100が備える各部の制御を実行する。
例えば、図示略の上位装置から供給される画像データを電気光学パネル112に表示させる場合に、CPU102は、上位装置から入力される制御信号に基づいて電気光学パネル112を制御する命令を生成し、画像データとともに表示部制御装置110に出力する。
プログラムメモリ113は各種プログラムを保持したROM(Read Only Memory)等であり、ワークメモリ114はCPU102の作業領域を構成するRAM(Random Access Memory)である。プログラムメモリ113及びワークメモリ114は、記憶装置111に含まれていてもよい。あるいは、CPU102にプログラムメモリ113やワークメモリ114が内蔵されている構成としてもよい。
表示部制御装置110(制御部、制御回路)は、全体制御部140と、画像データ書込制御部141と、タイミング信号生成部142と、共通電源制御部143と、記憶装置制御部144と、画像データ読出制御部145と、画像信号生成部146と、選択信号生成部147とを有する。
全体制御部140には、画像データ書込制御部141と、タイミング信号生成部142と、共通電源制御部143とが接続されている。画像データ書込制御部141には記憶装置制御部144が接続されている。タイミング信号生成部142には画像データ読出制御部145と画像信号生成部146と選択信号生成部147とが接続されている。共通電源制御部143には共通電源163が接続されている。
表示部制御装置110は、全体制御部140においてCPU102と接続され、画像信号生成部146及び選択信号生成部147において電気光学パネル112と接続され、記憶装置制御部144において記憶装置111と接続されている。
記憶装置111は、いずれもRAMからなる前画像保持部120と次画像保持部121とを備えている。前画像保持部120は電気光学パネル112に表示させた後の画像データ(現在表示されている画像に対応する画像データ)を保持する記憶領域であり、次画像保持部121は電気光学パネル112にこれから表示させる画像データ(更新画像に対応する画像データ)を保持する記憶領域である。
前画像保持部120及び次画像保持部121はいずれも表示部制御装置110の記憶装置制御部144と接続されており、表示部制御装置110は、記憶装置制御部144を介して記憶装置111に対する画像データの読み書きを実行する。
電気光学パネル112は、電気泳動素子やコレステリック液晶素子などの記憶性表示素子を備えた表示部150と、表示部150に接続された走査線駆動回路151及びデータ線駆動回路152と、を備えている。表示部150には共通電源163が接続されている。走査線駆動回路151には、VY電源161と、表示部制御装置110の選択信号生成部147とが接続されている。データ線駆動回路152には、VX電源162と、表示部制御装置110の画像信号生成部146が接続されている。
図2に示すように、電気光学パネル112の表示部150には、図示のX軸方向に延在する複数の走査線G(G1、G2、…、Gm)と、Y軸方向(X軸と直交する方向)に延在する複数のデータ線S(S1、S2、…、Sn)とが形成されている。走査線Gとデータ線Sとの交差部に対応して画素10が形成されている。画素10は、Y軸方向に沿ってm個、X軸方向に沿ってn個のマトリクス状に配列されており、各々の画素10に走査線Gとデータ線Sとが接続されている。また表示部150には、共通電源163から延びる共通電極配線COMと容量線Cとが形成されている。
画素10には、画素スイッチング素子としての選択トランジスタ21と、保持容量22と、画素電極24と、共通電極25と、電気光学物質層26とが形成されている。
選択トランジスタ21はN−MOS(Negative-channel Metal Oxide Semiconductor)TFTで構成されている。選択トランジスタ21のゲートに走査線Gが接続され、ソースにデータ線Sが接続され、ドレインには保持容量22の一方の電極と画素電極24とが接続されている。
保持容量22は、誘電体膜を介して対向配置された一対の電極からなる。保持容量22の一方の電極は選択トランジスタ21のドレインに接続され、他方の電極は容量線Cに接続されている。保持容量22によって選択トランジスタ21を介して書き込まれた画像信号を一定期間だけ維持することができる。
電気光学物質層26は、電気泳動素子やコレステリック液晶素子、電子粉粒素子などからなる。例えば電気泳動素子としては、電気泳動粒子と分散媒とが封入されたマイクロカプセルを配列したものや、隔壁と基板により区画された空間に電気泳動粒子と分散媒とを封入したものが挙げられる。
走査線駆動回路151は、表示部150に形成された走査線Gと接続されており、各々の走査線Gを介してそれぞれ対応する行の画素10に接続されている。走査線駆動回路151は、図1に示したタイミング信号生成部142から選択信号生成部147を介して供給されるタイミング信号に基づいて、走査線G1、G2、…、Gmの各々に選択信号をパルス状に順次供給し、走査線Gの一本一本を逐次的に選択状態にする。選択状態とは、走査線Gに接続される選択トランジスタ21がオンしている状態である。
データ線駆動回路152は、表示部150に形成されたデータ線Sと接続されており、各々のデータ線Sを介してそれぞれ対応する列の画素10に接続されている。データ線駆動回路152は、タイミング信号生成部142から画像信号生成部146を介して供給されるタイミング信号に基づいて、データ線S1、S2、…、Snに画像信号生成部146で生成された画像信号を供給する。
なお、後述する動作説明では、画像信号はハイレベル電位VH(例えば15V)又はローレベル電位VL(例えば0Vや−15V)の2値的な電位をとるものとしている。また本実施形態では、黒色(第1の表示状態)が表示されるべき画素10に対して画素データ「1」に対応するハイレベルの画像信号(電位VH)が供給され、白色(第2の表示状態)が表示されるべき画素10に対して画素データ「0」に対応するローレベルの画像信号(電位VL)が供給されるものとする。
また、共通電極25には、共通電源163から電位Vcomが供給され、容量線Cには、共通電源163から電位Vssが供給される。
ただし後述する動作説明では、説明の簡単のために、共通電極25の電位Vcomは、ローレベル電位VL(例えば0Vや−15V)、又はハイレベル電位VH(例えば15V)の2値的な電位をとるものとする。また容量線Cの電位Vssは、基準電位GND(例えば0V)に固定されているものとする。
上述したように、本実施形態の電気光学物質層26には種々の構成を適用することができるが、以下の説明では、発明を理解しやすくするために電気光学物質層26が電気泳動素子であるとして説明する。図3は電気泳動素子の動作説明図であり、図3(a)は画素を白表示する場合、図3(b)は画素を黒表示する場合をそれぞれ示している。
図3(a)に示す白表示の場合には、共通電極25が相対的に高電位、画素電極24が相対的に低電位に保持される。これにより、負に帯電した白色粒子27が共通電極25に引き寄せられる一方、正に帯電した黒色粒子28が画素電極24に引き寄せられる。その結果、表示面側となる共通電極25側からこの画素を見ると、白色(W)が認識される。
図3(b)に示す黒表示の場合、共通電極25が相対的に低電位、画素電極24が相対的に高電位に保持される。これにより、正に帯電した黒色粒子28が共通電極25に引き寄せられる一方、負に帯電した白色粒子27が画素電極24に引き寄せられる。その結果、共通電極25側からこの画素を見ると黒色(B)が認識される。
なお、本実施形態では走査線駆動回路151とデータ線駆動回路152とを備えたアクティブマトリクス方式の電気光学パネル112を示したが、電気光学パネル112としては、パッシブマトリクス方式やセグメント駆動方式の電気光学パネルであってもよい。また、他のアクティブマトリクス方式を採用してもよい。例えば、画素毎に選択トランジスタと駆動トランジスタと保持容量とを備え、選択トランジスタのドレイン及び保持容量の一方の電極が駆動トランジスタのゲートに接続されている2T1C(2トランジスタ1キャパシタ)方式を採用してもよい。あるいは、画素毎に、選択トランジスタのドレインに接続されたラッチ回路を備えたSRAM方式を採用してもよく、ラッチ回路の出力により画素電極と制御線との接続を制御する方式であってもよい。いずれの方式においても、走査線により選択トランジスタが選択された際に、データ線からの画像信号が選択トランジスタを介して画素回路内に供給され、画素電極は、当該画像信号に応じた電位となる。
これらの方式であっても、表示部150の一部の画素10を選択的に駆動することができ、後述する駆動方法を適用して画像表示を行うことができる。
次に、図4は、図1に示した画像信号生成部146(画像信号生成回路)の詳細な構成を示す機能ブロック図である。
画像信号生成部146は、1ライン遅延回路181、182と、画素データ保持部183と、膨張処理回路184と、収縮処理回路185と、インバータ回路(NOT回路)186、187と、NXOR回路188と、選択回路189(セレクタ)と、を備えている。
画像信号生成部146には、画像データ読出制御部145から「次画像画素データ」と「前画像画素データ」が入力される。「次画像画素データ」は、図1に示した次画像保持部121に保持された画像データ(次画像データ)を構成する画素データである。「前画像画素データ」は、前画像保持部120に保持された画像データ(前画像データ)を構成する画素データである。
画像データ読出制御部145は、記憶装置制御部144を介して次画像保持部121から次画像データを読み出すとともに、前画像保持部120から前画像データを読み出す。そして、これら次画像データと前画像データの対応する画素データ(同一アドレスの画素データ)を、それぞれ端子T1、T2に対して逐次的に供給する。
「次画像画素データ」が供給される端子T1には、配線171が接続されている。配線171は、選択回路189の入力端子の1つに接続されている。選択回路189は、4入力1出力のセレクタであり、2ビットの制御信号の入力により4つの入力信号から1つを選択してデータ線駆動回路152に出力する。
一方、「前画像画素データ」が供給される端子T2は、3本の配線172〜174と接続されている。配線172は、NOT回路186の入力端子と接続されており、NOT回路186の出力端子は選択回路189の入力端子の1つに接続されている。配線173は、画素データ保持部183(データ保持回路190のD入力)と接続されている。配線174は、1ライン遅延回路181の入力端子と接続されている。
画素データ保持部183は、3行3列のマトリクス状に配置された9個のデータ保持回路190〜198を備えている。各々のデータ保持回路190〜198は、本実施形態ではDフリップフロップである。画素データ保持部183において、第1列に属するデータ保持回路190、193、196のD入力が入力端子(3入力)であり、9個のデータ保持回路190〜198のそれぞれのQ出力が出力端子(9出力)である。
データ保持回路190〜198はDフリップフロップに限定されず、画素データを一時的に保持できる他の回路を用いてもよい。
1ライン遅延回路181、182は、入力端子を介して供給された画素データを、所定期間(走査線Gの選択周期)だけ保持した後、出力端子から出力する回路である。
配線174を入力端子に接続された1ライン遅延回路181の出力端子は、配線175を介して画素データ保持部183(データ保持回路193のD入力)、及び1ライン遅延回路182の入力端子に接続されている。さらに、1ライン遅延回路182の出力端子は、配線176を介して画素データ保持部183(データ保持回路196のD入力)に接続されている。
したがって、1ライン遅延回路182には、1ライン遅延回路181により1ライン分タイミングを遅らされた画素データが入力され、1ライン遅延回路182によりさらに1ライン分タイミングを遅らされて出力されることになる。
具体的な動作は以下のようになる。
端子T2に入力された「前画像画素データ」は、まず、所定のタイミングで、配線173を介して画素データ保持部183のデータ保持回路190に直接入力されるとともに、1ライン遅延回路181に入力され保持される。その後、走査線Gの選択周期に相当する期間が経過したタイミングで、1ライン遅延回路181から配線175を介して画素データ保持部183のデータ保持回路193に入力されるとともに、1ライン遅延回路182に入力され保持される。さらにその後、走査線Gの選択周期に相当する期間が経過したタイミングで、1ライン遅延回路182から配線176を介して画素データ保持部183のデータ保持回路196に入力される。これにより、画素データ保持部183の3つの入力端子に、前画像データの同一列に属する連続した3画素のデータが同時に入力される。
画素データ保持部183の各行のデータ保持回路は、行内で直列に接続されている。すなわち、第1列のデータ保持回路190のQ出力と第2列のデータ保持回路191のD入力とが接続され、第2列のデータ保持回路191のQ出力と第3列のデータ保持回路192のD入力とが接続されている。同様に、データ保持回路193のQ出力とデータ保持回路194のD入力とが接続され、データ保持回路194のQ出力とデータ保持回路195のD入力とが接続されている。またデータ保持回路196のQ出力とデータ保持回路197のD入力とが接続され、データ保持回路197のQ出力とデータ保持回路198のD入力とが接続されている。
上記の構成により、データ保持回路190、193、196に入力された画素データは、次のクロックに同期して1段後のデータ保持回路191、194、197に転送され、その次のクロックに同期して、さらに1段後のデータ保持回路192、195、198に転送される。このようにして、画素データ保持部183には、前画像データ中の3×3のマトリクス状に配置された9画素に対応する画素データが順次保持される。
画素データ保持部183に保持された9個の画素データは、画素データ保持部183の出力端子(9個のデータ保持回路190〜196のQ出力)に接続された膨張処理回路184及び収縮処理回路185に出力される。
膨張処理回路184は、画素データ保持部183から出力される9個の画素データの入力を受け、これらの画素データを用いた論理和演算の結果を出力する回路である。
収縮処理回路185は、画素データ保持部183から出力される9個の画素データの入力を受け、これらの画素データを用いた論理積演算の結果を出力する回路である。
ここで図5は、膨張処理回路184及び収縮処理回路185で用いる演算式の一例を示す図である。図5に示す画素データP0〜P8は、データ保持回路190〜198の保持データに対応する。
膨張処理回路184及び収縮処理回路185は、中央の画素データP4(データ保持回路194の保持データ)を処理対象の画素データとし、その周囲の画素データP1、P3、P5、P7と、図5(a)及び図5(b)に例示する演算式とを用いて演算を行う。
図5(a)に示す膨張処理では、処理対象の画素データP4として、画素データP4とそれに隣り合う画素データP1、P3、P5、P7の論理和(OR)の演算結果が出力される。すなわち、P1、P3、P4、P5、P7のうち1つでも「1」(黒表示に対応する画像データ)であれば、画素データP4として「1」が出力され、それ以外の場合には画素データP4として「0」が出力される。
この処理によれば、元が白表示である画素のうち、黒表示の画像成分と隣り合って配置された画素の画素データが、「0」から「1」に変更される。したがって、1フレーム分の画像データを膨張処理回路184に通すことで、元画像データに対して黒表示の画像成分の輪郭が外側に膨張された画像データを得ることができる。
図5(b)に示す収縮処理では、処理対象の画素データP4として、画素データP4とそれに隣り合う画素データP1、P3、P5、P7の論理積(AND)の演算結果が出力される。すなわち、P1、P3、P4、P5、P7のうち1つでも「0」(白表示に対応する画像データ)であれば、画素データP4として「0」が出力され、それ以外の場合には「1」が出力される。
この処理によれば、黒表示の画像成分の輪郭に位置する画素の画素データが、「1」から「0」に変更される。したがって、1フレーム分の画像データを収縮処理回路185に通すことで、元画像データに対して黒表示の画像成分の輪郭が内側に収縮された画像データを得ることができる。
なお、上記説明では、画素データP4の上下左右に隣り合う画素データP1、P3、P5、P7を用いることとしたが、これらに加えて、画素データP4と斜め方向で隣り合う画素データP0、P2、P6、P8を演算式に加えてもよい。この場合には、膨張処理回路184は、処理対象の画素データP4を取り囲む8つの画素データP0〜P3、P5〜P8のいずれか1つでも「1」(黒表示)であれば、処理対象の画素データP4として「1」を出力し、それ以外の場合には「0」を出力する。また、収縮処理回路185は、処理対象の画素データP4を取り囲む8つの画素データP0〜P3、P5〜P8のいずれか1つでも「0」(白表示)であれば、処理対象の画素データP4として「0」を出力し、それ以外の場合には「1」を出力する。
あるいは、処理対象の画素データP4の上下左右に配置された画素データP1、P3、P5、P7に代えて、斜め方向に配置された画素データP0、P2、P6、P8のみを用いて演算を行ってもよい。また場合によっては、処理対象の画素データP4に対して特定の方向に配置された画素データを用いて演算を行ってもよい。例えば、画素データP4の左右に配置された画素データP3、P5のみを用いて演算を行ってもよく、上下に配置された画素データP1、P7のみを用いて演算を行ってもよい。
膨張処理回路184の出力端子は、NOT回路187の入力端子に接続され、NOT回路187の出力端子は選択回路189の入力端子の1つに接続されている。また、膨張処理回路184の出力端子と収縮処理回路185の出力端子とが、NXOR回路188の入力端子に接続されており、NXOR回路188の出力端子は選択回路189の入力端子の1つに接続されている。
ここで図6は、画像信号生成部146において生成される画像を示す説明図である。
まず、図6(a)に示す中央に黒色の正方形が描かれた画像は、直前に電気光学パネル112に表示された前画像データを例示したものである。図6(a)に示す前画像データを構成する画素データが逐次的に画像信号生成部146の端子T2に供給される。
図6(b)は、選択回路189において入力2(NOT回路186と接続された端子)が選択された場合に生成される画像である。端子T2を介して供給された画素データは、NOT回路186により反転されて選択回路189に入力される。その結果、選択回路189から出力される画像信号により形成される画像は、図6(b)に示す黒色の背景の中央に白色の正方形が描かれた反転画像となる。
図6(c)は、膨張処理回路184から出力される画像である。このように、膨張処理回路184を通すことで、図6(a)の黒色の正方形を各辺から1画素分外側に拡張した画像が得られる。なお、選択回路189において入力3(NOT回路187と接続された端子)が選択された場合に選択回路189から出力される画像は、図6(c)に示す画像の反転画像である。
図6(d)は、収縮処理回路185から出力される画像である。このように、収縮処理回路185を通すことで、図6(a)の黒色の正方形を各辺から1画素分内側に縮小した画像が得られる。
選択回路189において入力4(NXOR回路と接続された端子)が選択された場合に選択回路189から出力される画像は、図6(c)に示す膨張画像と図6(d)に示す収縮画像との否定排他的論理和(NXOR)である。
図4において、NXOR回路188には、膨張処理回路184の出力(図6(c)の膨張画像)と、収縮処理回路185の出力(図6(d)の収縮画像)とが入力される。NXOR回路188内では、膨張画像と収縮画像の排他的論理和(XOR)を演算し(図6(e))、演算結果を反転させる。これにより、図6(f)に示すように、黒色の背景に白色の枠が描かれた画像が得られる。図6(f)に示す画像は、図6(a)に示した前画像データの黒色の画像成分の境界(図6(f)に点線で示す)を挟んだ2画素を選択的に白色表示とし、それ以外を黒色表示とした画像である。
[駆動方法]
次に、電気光学装置100の駆動方法について、図7及び図8を参照しつつ説明する。
図7は、第1実施形態の駆動方法を示すフローチャートであり、図8は、電気光学パネルの表示部の遷移の様子を、図7の各ステップで用いる画像データとともに示した説明図である。
図7に示すフローチャートは、電気光学装置100の表示画像を更新する際の一連のフローを示したものであり、第1の消去ステップS101と、第2の消去ステップS102と、画像表示ステップS103とを含む。図8(b)〜(d)の上段は、ステップS101〜S103の実行結果に対応する表示部150の表示状態を示す図であり、図8(b)〜(d)の下段は、ステップS101〜S103で用いる画像データD1〜D3を示す図である。
本実施形態の駆動方法では、第1の消去ステップS101及び第2の消去ステップS102を実行することで、図8(a)に示す状態の表示部150から黒色(第2の階調)の矩形の画像を消去して全面を白色(第1の階調)の表示とする。すなわち、表示部150において白色の単一階調表示がなされた状態とする。その後、画像表示ステップS103を実行することで、図8(d)に示す黒色の帯状の画像を表示部150に表示させる。
本実施形態の駆動方法により電気光学パネル112の表示を更新する場合に、まず、CPU102は、表示部制御装置110に対して、次に表示させる画像データ(次画像データ)を含むパネル駆動要求を送信する。
パネル駆動要求を受信した表示部制御装置110の全体制御部140は、受信した次画像データ(図8(d)に示す画像データD4)を画像データ書込制御部141に出力する。画像データ書込制御部141は、受信した画像データを、記憶装置制御部144を介して記憶装置111の次画像保持部121に記憶させる。このとき、前画像保持部120には、図8(a)に対応する画像データD0が保持されている。その後、全体制御部140によって、予め設定された駆動シーケンスであるステップS101〜S103が順次実行される。
まず、全体制御部140は、パネル駆動要求に基づいて、第1の消去ステップS101を実行するための命令を、タイミング信号生成部142及び共通電源制御部143に出力する。
第1の消去ステップS101では、前画像の反転消去動作が3フレームにわたって実行される。より詳しくは、電気光学パネル112の表示部150に対して前画像の反転画像を表示させる動作が、3回繰り返して実行される。
タイミング信号生成部142は、画像データ読出制御部145に対して、第1の消去ステップS101で用いる前画像データを記憶装置111の前画像保持部120から読み出させる命令を出力する。画像データ読出制御部145は、記憶装置制御部144を介して前画像保持部120から前画像データを取得し、取得した前画像データを1画素分ずつ画像信号生成部146に出力する。
画像信号生成部146は、タイミング信号生成部142を介して入力された制御信号により、反転画像を出力するモードに設定される。すなわち、選択回路189の制御端子SSに対して、入力2(NOT回路186と接続された端子)を選択する制御信号が入力される。これにより、画像データ読出制御部145から端子T2を介して画像信号生成部146に入力された画素データは、NOT回路186により反転された後、選択回路189からデータ線駆動回路152に出力される。
上記のように本実施形態では、第1の消去ステップS101で用いられる画像データを生成する第1の画像処理回路は、図4に示すNOT回路186である。
上記の動作により、選択回路189から、画像データD0を反転させた画像データD1に対応する画像信号が出力される。画像信号生成部146は、上記の画像信号をタイミング信号とともにデータ線駆動回路152に出力する。
本実施形態に係る第1の消去ステップS101では、表示部150を構成する画素10のうち、図8(a)に示す領域R1(第1の画素群)に属する画素10のみを白表示動作させて画像を消去する。そのため、図8(b)に示す画像データD1のうち、領域B1(白色で示した画素データ「0」)に対応する画素10に、画像信号としてローレベル電位VL(例えば−15V)が入力される。一方、黒色で示した画素データ「1」に対応する画素10には、画像信号として、基準電位GND(例えば0V)が入力される。
選択信号生成部147は、タイミング信号生成部142の制御のもと、画像表示に必要な選択信号を生成し、タイミング信号とともに走査線駆動回路151に出力する。
共通電源制御部143は、共通電源163に対して、共通電極25に基準電位GND(例えば0V)を供給する命令を出力する。
そして、電気光学パネル112では、選択信号を入力された走査線駆動回路151と画像信号を入力されたデータ線駆動回路152とによって、画素10の画素電極24に、前画像の反転画像に基づく画像信号(ローレベル電位VL又は基準電位GND)が入力される。また、共通電極25には基準電位GNDが入力される。
これにより、前画像において黒表示されていた領域R1に属する画素10では、画素電極24がローレベル電位VLとされることで、共通電極25(基準電位GND)に対して相対的に低電位となるので、電気光学物質層26(電気泳動素子)が白表示動作する(図3(a)参照)。一方、領域R1以外の画素10では、画素電極24に基準電位GNDが入力され、共通電極25と同電位となるので、電気光学物質層26は駆動されない。
さらに本実施形態の第1の消去ステップS101では、上記した電気光学パネル112の反転消去動作が、3回繰り返し実行される。画素10の保持容量22の大きさには限界があり、通常は、1回の充電では電気光学物質層26を十分に応答させるのに十分なエネルギーを蓄えることができない。そこで、同一の画像データD1を用いた画素10への画像信号入力を3回繰り返して実行することで、電気光学物質層26の駆動時間を長くし、所望のコントラストの表示を得られるようにしている。
本実施形態に係る電気光学パネル112では、走査線駆動回路151とデータ線駆動回路152とにより画素10への画像信号入力が実行され、全ての走査線Gを逐次的に1回選択する期間が1フレーム(1フレーム期間)とされる。したがって、上記の反転消去動作は、3フレームにわたって実行されることになる。
以上の第1の消去ステップS101により、表示部150の領域R1(第1の画素群)が白表示され、図8(b)に示すように、表示部150のほぼ全体が白表示となる。しかし、第1の消去ステップS101のように黒表示の領域R1を選択的に白表示に移行させると、領域R1の輪郭に沿ってグレー色の線(残像R1z)が残ってしまう。そこで本実施形態の駆動方法では、続く第2の消去ステップS102により、残像R1zを消去するものとしている。
第2の消去ステップS102は、上記の残像R1zを消去するステップであり、本実施形態の場合、前画像の輪郭部分を選択的に消去する輪郭消去動作が1回(1フレーム)のみ実行される。
全体制御部140は、第2の消去ステップS102を実行するための命令を、タイミング信号生成部142及び共通電源制御部143に出力する。
タイミング信号生成部142は、画像データ読出制御部145に対して、第2の消去ステップS102で用いる前画像データを記憶装置111の前画像保持部120から読み出させる命令を出力する。画像データ読出制御部145は、記憶装置制御部144を介して前画像保持部120から前画像データを取得し、取得した前画像データを1画素分ずつ画像信号生成部146に出力する。
画像信号生成部146は、タイミング信号生成部142を介して入力された制御信号により、輪郭画像を出力するモードに設定される。すなわち、選択回路189の制御端子SSに対して、入力4(NXOR回路188と接続された端子)を選択する制御信号が入力される。
上記の動作により、選択回路189から、図8(c)に示す画像データD2に対応する画像信号が出力される。画像データD2は、先に記載のように、画像データD0から生成された膨張画像と収縮画像との差分を反転させた(NXOR)ものであり、画像データD0における黒白境界を挟んだ2画素幅の領域B2において画素データ「0」が配置され、それ以外の領域に画素データ「1」が配置されている。画像信号生成部146は、上記の画像信号をタイミング信号とともにデータ線駆動回路152に出力する。
上記のように、本実施形態では、第2の消去ステップS102で用いられる画像データを生成する第2の画像処理回路は、画素データ保持部183と、膨張処理回路184と、収縮処理回路185と、NXOR回路188とからなる。
本実施形態に係る第2の消去ステップS102では、図8(c)に示す画像データD2のうち、領域B2(画素データ「0」)に対応する画素10に、画像信号としてローレベル電位VL(例えば−15V)が入力される。一方、黒色で示した画素データ「1」に対応する画素10には、画像信号として基準電位GND(例えば0V)が入力される。これにより、図8(c)に示す領域R2(第2の画素群)に属する複数の画素10を選択的に駆動することができる。
選択信号生成部147は、タイミング信号生成部142の制御のもと、画像表示に必要な選択信号を生成し、タイミング信号とともに走査線駆動回路151に出力する。
共通電源制御部143は、共通電源163に対して、共通電極25に基準電位GND(例えば0V)を供給する命令を出力する。
そして、電気光学パネル112では、選択信号を入力された走査線駆動回路151と画像信号を入力されたデータ線駆動回路152とによって、画素10の画素電極24に、画像データD2に基づく画像信号(ローレベル電位VL又は基準電位GND)が入力される。共通電極25には、基準電位GNDが入力される。
これにより、残像R1zを含む領域R2に属する画素10において、電気光学物質層26(電気泳動素子)が白表示動作する結果、第1の消去ステップS101では消去しきれなかった残像R1zが消去され、表示部150の全面が均一な白表示状態となる。
上記の第2の消去ステップS102により表示部150の全面が白表示されたならば、画像表示ステップS103が実行される。
画像表示ステップS103は、新たな画像(次画像)を表示部150に表示させるステップであり、本実施形態の場合、次画像表示動作が3回(3フレーム)繰り返し実行される。
まず、全体制御部140は、画像表示ステップS103を実行するための命令を、タイミング信号生成部142及び共通電源制御部143に出力する。
タイミング信号生成部142は、画像データ読出制御部145に対して、画像表示ステップS103で用いる次画像データを記憶装置111の次画像保持部121から読み出させる命令を出力する。画像データ読出制御部145は、記憶装置制御部144を介して次画像保持部121から次画像データ(図8(d)に示す画像データD3)を取得し、取得した前画像データを1画素分ずつ画像信号生成部146に出力する。
画像信号生成部146は、タイミング信号生成部142を介して入力された制御信号により、次画像を出力するモードに設定される。すなわち、選択回路189の制御端子SSに対して、入力1(配線171と接続された端子)を選択する制御信号が入力される。
上記の動作により、選択回路189から、図8(d)に示す画像データD3に対応する画像信号が出力される。画像データD3は、白色の背景に上下方向に延びる黒色の帯(領域B3)が描かれたものである。白色の背景に対応する領域に画素データ「0」が配置され、領域B3に画素データ「1」が配置されている。画像信号生成部146は、上記の画像信号をタイミング信号とともにデータ線駆動回路152に出力する。
本実施形態に係る画像表示ステップS103では、図8(d)に示す画像データD3のうち、領域B3(黒色で示した画素データ「1」)に対応する画素10には、画像信号として、ハイレベル電位VH(例えば15V)が入力される。一方、それ以外の白色で示した画素データ「0」に対応する画素10には、画像信号として、基準電位GND(例えば0V)が入力される。
選択信号生成部147は、タイミング信号生成部142の制御のもと、画像表示に必要な選択信号を生成し、タイミング信号とともに走査線駆動回路151に出力する。
共通電源制御部143は、共通電源163に対して、共通電極25に基準電位GND(例えば0V)を供給する命令を出力する。
そして、電気光学パネル112では、選択信号を入力された走査線駆動回路151と画像信号を入力されたデータ線駆動回路152とによって、画素10の画素電極24に、前画像の反転画像に基づく画像信号(ハイレベル電位VH又は基準電位GND)が入力される。また、共通電極25には基準電位GNDが入力される。これにより、表示部150の中央部に黒色の帯状の領域R3が描画される。
画像表示ステップS103においても、上記した電気光学パネル112への次画像表示動作が、3回(3フレーム)繰り返して実行される。これにより、電気光学物質層26の駆動時間を長くし、所望のコントラストの表示を得ることができる。
以上のステップS101〜S103により、表示部150の表示画像が更新される。
以上に詳細に説明した第1実施形態の電気光学装置100及びその駆動方法によれば、表示部150の黒色の画像成分(領域R1)のみを選択的に消去する第1の消去ステップS101の後に、領域R1の輪郭に対応する部分のみを再度消去する第2の消去ステップS102を設けたことで、領域R1の選択消去によって生じる残像R1zを確実に消去することができる。したがって、本実施形態の電気光学装置100によれば、残像が低減された高品質の表示を得ることができる。
また、本実施形態の電気光学装置100及びその駆動方法では、第1の消去ステップS101、第2の消去ステップS102、及び画像表示ステップS103がそれぞれ独立のステップとして設けられているため、各ステップの実行時間をフレーム単位で調整することができる。特に、第2の消去ステップS102の実行時間を細かく制御できることにより、残像R1zの消去に必要十分な実行時間(電気光学物質層26の駆動時間)を設定することができ、確実に残像を消去することができる。
また、本実施形態の電気光学装置100及びその駆動方法では、第2の消去ステップS102の実行時間を、第1の消去ステップS101の実行時間よりも短くしている。これにより、電気光学パネル112の信頼性を確保しつつ、残像の確実な消去が可能になる。
図8(b)に示すように、残像R1zが生じる領域の大半は白表示状態であり、残像R1zは薄いグレー色である。第2の消去ステップS102では、このような領域の画素10をさらに白表示動作させて残像R1zを消去する。このときに、第1の消去ステップS101と同様の3フレームの消去動作を実行すると、残像R1zを含む領域が周囲よりも白くなるために残像となってしまう。
また、第2の消去ステップS102では、黒表示動作させていない画素10に対して白表示動作を繰り返し実行することになるため、電気光学物質層26の電流履歴のバランスが崩れ、電気光学物質層26の寿命を短縮させたり、電気光学パネル112の信頼性を低下させるおそれがある。
以上の理由から、第2の消去ステップS102は、残像R1zを消去できる範囲で可能な限り短時間に設定することが好ましい。そこで本実施形態では、第2の消去ステップS102を1フレームのみ実行することとし、上記の過書き込みや電流バランスの問題を回避しつつ残像R1zを消去できるようにした。
なお、本実施形態では、第2の消去ステップS102におけるフレーム数を変更し、電気光学物質層26の駆動時間を調整することで、電気光学物質層26への負荷の程度を調整したが、第2の消去ステップS102において画素10に入力する画像信号のレベル(印加電圧)により電気光学物質層26への負荷の程度を調整してもよい。例えば上記実施形態では画素電極24に−15Vのローレベル電位VLを入力することとしたが、これを−5Vに変更するとともに、輪郭消去動作を他のステップと同様に3フレーム実行することとしてもよい。この場合にも、過書き込みや電流バランスの問題を回避しつつ残像R1zを消去することができる。
また本実施形態では、第2の消去ステップS102において、前画像の画像データD0における領域B0(第1の画素群からなる領域)の輪郭線を挟んだ2画素幅の枠状の領域B2(第2の画素群からなる領域)を消去対象の領域としたが、この領域B2の幅は、2画素幅に限られるものではなく、3画素幅以上であってもよい。領域B2を拡大させる方向は、図8(b)に示す領域B1(第1の画素群からなる領域)の内側方向、外側方向のいずれであってもよい。
また、図8(c)に示すように、領域R1の角部A1に対応する位置に、画素データ「0」が配置されていない構成としてもよく、角部A1に画素データ「0」を配置した構成としてもよい。
また、本実施形態では、第1の消去ステップS101及び第2の消去ステップS102において表示部150の全体を白色の単一階調表示としたが、表示部150の一部を白色の単一階調表示とする態様であっても良い。この場合、表示部150の当該一部の範囲内において、第1の消去ステップS101、第2の消去ステップS102及び画像表示ステップS103を行う。
また、本実施形態において、白色と黒色とを入れ替えてもよい。すなわち、黒色を第1の階調とし、白色を第2の階調とし、第1の消去ステップS101及び第2の消去ステップS102において表示部150の一部又は全部を黒色(第1の階調)とする態様であってもよい。
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態について、図9及び図10を参照して説明する。
図9は、第2実施形態の電気光学装置の駆動方法を示すフローチャートである。図10は、電気光学パネルの表示部の遷移の様子を、図9の各ステップで用いる画像データとともに示した説明図である。
なお、本実施形態の電気光学装置のハードウェア構成は、第1実施形態の電気光学装置100と同様であり、以下では電気光学装置100を用いた駆動方法として説明する。
図9に示すフローチャートは、電気光学装置100の表示画像を更新する際の一連のフローを示したものであり、第1の消去ステップS201と、第2の消去ステップS202と、画像表示ステップS203とを含む。図10(a)は表示更新前の表示部150の表示状態と、当該表示に用いられた画像データD0とを示す図である。図10(b)〜(d)の上段は、ステップS201〜S203の実行結果に対応する表示部150の表示状態を示す図であり、図10(b)〜(d)の下段は、ステップS201〜S203で用いる画像データD1、D2A、D3を示す図である。
本実施形態の駆動方法では、第1の消去ステップS201及び第2の消去ステップS202を実行することで、図10(a)に示す状態の表示部150から黒色(第2の階調)の矩形の画像を消去して全面を白色(第1の階調)の表示とする。その後、画像表示ステップS203を実行することで、図10(d)に示す黒色の帯状の画像を表示部150に表示させる。
本実施形態の駆動方法により電気光学パネル112の表示を更新する場合に、まず、CPU102は、表示部制御装置110に対して、次に表示させる画像データ(次画像データ)を含むパネル駆動要求を送信する。
パネル駆動要求を受信した表示部制御装置110は、受信した次画像データ(図10(d)に示す画像データD4)を記憶装置111の次画像保持部121に記憶する。その後、全体制御部140によって、予め設定された駆動シーケンスであるステップS201〜S203が順次実行される。
まず、第1の消去ステップS201は、画像信号入力のフレーム数以外は、第1実施形態に係る第1の消去ステップS101と同様である。すなわち、第1の消去ステップS201では、図10(b)に示す画像データD1を用いた反転消去動作が2フレームにわたって実行される。これにより、表示部150のうち黒色(第2の階調)で表示されている領域R1(第1の画素群)に属する画素10が選択的に白色(第1の階調)の表示に移行される。
なお、本実施形態において第1の消去ステップS201で用いられる画像データD1を生成する第1の画像処理回路は、図4に示したNOT回路186である。
上記の第1の消去ステップS201によれば、表示部150をほぼ白表示状態に移行させることができるが、第1実施形態と同様に、図10(b)に示すように、図10(a)に示す領域R1の輪郭に沿ってグレー色の線(残像R1z)が残ってしまう。そこで本実施形態の駆動方法においても、続く第2の消去ステップS202により、残像R1zを消去している。
本実施形態の第2の消去ステップS202では、第1実施形態に係る第2の消去ステップS102とは異なる画像データD2Aが用いられる。画像データD2Aは、図10(c)に示すように、図10(b)に示す画像データD1の領域B1を、各辺から外側に1画素分膨張させた形状の領域B2Aを有する。領域B2Aには画素データ「0」が配置され、それ以外の領域には画素データ「1」が配置されている。図10に示す画像データD2Aでは、領域B2Aの角部A2に、黒色で示した画素データ「1」が配置されているが、角部A2にも白色で示す画素データ「0」が配置されていてもよい。
上記のように、本実施形態の第2の消去ステップS202で用いられる画像データD2Aを生成する第2の画像処理回路は、図4に示した画素データ保持部183、膨張処理回路184、及びNOT回路187からなる。
第2の消去ステップS202では、図10(c)に示す画像データD2Aを用いた拡張消去動作が1フレームのみ実行される。
具体的に、全体制御部140は、第2の消去ステップS202を実行するための命令を、タイミング信号生成部142及び共通電源制御部143に出力する。
タイミング信号生成部142は、画像データ読出制御部145に対して、第2の消去ステップS202で用いる前画像データを記憶装置111の前画像保持部120から読み出させる命令を出力する。画像データ読出制御部145は、記憶装置制御部144を介して前画像保持部120から前画像データを取得し、取得した前画像データを1画素分ずつ画像信号生成部146に出力する。
画像信号生成部146は、タイミング信号生成部142を介して入力された制御信号により、拡張画像を出力するモードに設定される。すなわち、選択回路189の制御端子SSに対して、入力3(NOT回路187と接続された端子)を選択する制御信号が入力される。
上記の動作により、選択回路189から図10(c)に示す画像データD2Aが出力される。画像信号生成部146は、上記の画像信号をタイミング信号とともにデータ線駆動回路152に出力する。
本実施形態に係る第2の消去ステップS202では、図10(c)に示す画像データD2Aのうち、領域B2A(画素データ「0」)に対応する画素10には、画像信号として、ローレベル電位VL(例えば−15V)が入力される。一方、黒色で示した画素データ「1」に対応する画素10には、画像信号として、基準電位GND(例えば0V)が入力される。これにより、表示部150において、残像R1zを含むように設定された領域R2A(第2の画素群)の複数の画素10を選択的に駆動することができる。
選択信号生成部147は、タイミング信号生成部142の制御のもと、画像表示に必要な選択信号を生成し、タイミング信号とともに走査線駆動回路151に出力する。
共通電源制御部143は、共通電源163に対して、共通電極25に基準電位GND(例えば0V)を供給する命令を出力する。
そして、電気光学パネル112では、選択信号を入力された走査線駆動回路151と画像信号を入力されたデータ線駆動回路152とによって、画素10の画素電極24に、画像データD3に基づく画像信号(ローレベル電位VL又は基準電位GND)が入力される。共通電極25には、基準電位GNDが入力される。
これにより、残像R1zを含む領域R2Aの画素10において、電気光学物質層26(電気泳動素子)が白表示動作する結果、第1の消去ステップS101では消去しきれなかった残像R1zが消去され、表示部150の全面が均一な白表示状態となる。
上記の第2の消去ステップS202により表示部150の全面が白表示されたならば、画像表示ステップS203が実行される。画像表示ステップS203は、第1実施形態に係る画像表示ステップS103と同様であり、次画像表示動作が3回(3フレーム)繰り返し実行される。かかる画像表示ステップS203により、図10(d)に示す画像データD3に基づく画像信号が画素10に入力され、図10(d)に示す次画像が表示部150に表示される。
以上に詳細に説明した第2実施形態の駆動方法においても、表示部150の黒色の画像成分(領域R1)のみを選択的に消去する第1の消去ステップS201の後に、領域R1(第1の画素群)とその1画素分外側の領域を含んだ領域(第2の画素群)を再度消去する第2の消去ステップS202を設けたことで、領域R1の選択消去によって生じる残像R1zを確実に消去することができる。したがって、本実施形態の駆動方法によれば、残像が低減された高品質の表示を得ることができる。
なお、第2実施形態の駆動方法では、第1の消去ステップS201を2フレーム実行する点においても第1実施形態の駆動方法と異なる。これは、第1実施形態では第2の消去ステップS102において領域R1の輪郭近傍に対応する部分のみを再消去しているのに対して、第2実施形態では第2の消去ステップS202において領域R1に対応する部分も再消去しているためである。つまり、第1の消去ステップS201を3フレーム実行すると、領域R1が合計4回繰り返し消去されることになり、過書き込みによる残像が発生したり、電流バランスが崩れることによる電気光学パネル112の信頼性低下を招くおそれがあるからである。
また、第2実施形態の駆動方法の場合には、第1実施形態の駆動方法と比較して全体のフレーム数が少なくなるので、表示速度(消去速度)を向上させることができるとともに、消費電力を削減することができる。
また、第2実施形態の駆動方法のみを実行する場合には、図4に示した収縮処理回路185が不要になるので、制御回路(表示部制御装置)の構成を簡素化することができる。
以上に説明した、第1実施形態及び第2実施形態では、第1の消去ステップS101、S201を先に行い、後から第2の消去ステップS102、S202を行うこととしたが、これらに限られるものではない。すなわち、第2の消去ステップS102、202を先に行い、後から第1の消去ステップS101、S201を行ってもよい。
また、第1の消去ステップS101、S201と、第2の消去ステップS102、S202を交互に複数回実行してもよく、この場合に、各ステップにおけるフレーム数を変更してもよい。
例えば、第1実施形態を変形した駆動方法としては、第1の消去ステップS101(反転消去動作×1フレーム)、第2の消去ステップS102(輪郭消去動作×1フレーム)、第1の消去ステップS101(反転消去動作×1フレーム)、第2の消去ステップS102(輪郭消去動作×1フレーム)、…のように、1フレーム毎に異なる動作を実行する駆動方法が挙げられる。
また第2実施形態を変形した駆動方法としては、第1の消去ステップS201(反転消去動作×1フレーム)、第2の消去ステップS102(拡張消去動作×1フレーム)、第1の消去ステップS201(反転消去動作×1フレーム)の順に消去を実行する駆動方法が挙げられる。
また各実施形態の説明では、画像信号が白黒二値であるとして説明したが、中間階調表示を行うこともできるのはもちろんである。例えば、前画像に黒色の画像成分(Pb)と、白色の画像成分(Pw)と、中間階調の画像成分(Pm)が含まれている場合には、第1実施形態に係る第1の消去ステップS101において、白色以外の画像成分(黒色の画像成分Pbと中間階調の画像成分Pm)に対応する画素10を選択的に白表示動作させる。あるいは、中間階調の画像成分Pmに対応する画素10を選択的に白表示に移行させた後、黒色の画像成分Pbに対応する画素10を選択的に白表示に移行させる。
上記の第1の消去ステップS101を実行すると、白色の画像成分Pwとそれ以外の画像成分Pb、Pmとの境界に残像が発生するため、第2の消去ステップS102において画像成分Pb、Pmの輪郭を含むように消去領域を設定すればよい。
また上記各実施形態では、膨張処理回路184において黒色の画像成分の領域を膨張させた画像が生成され、収縮処理回路185において黒色の画像成分の領域を収縮させた画像が生成される場合について説明したが、膨張処理回路184及び収縮処理回路185の処理対象を白色の画像成分としてもよいのはもちろんである。
また上記各実施形態では、電気光学装置100に内蔵された画像信号生成部146において、第1の消去ステップS101、S201、及び第2の消去ステップS102、S202で用いる画像データを生成することとしたが、これらステップで用いる画像データを予めPC等で作製し、プログラムメモリ113等に保持しておいてもよい。
(電子機器)
次に、上記実施形態の電気光学装置を、電子機器に適用した場合について説明する。
図11は、腕時計1000の正面図である。腕時計1000は、時計ケース1002と、時計ケース1002に連結された一対のバンド1003とを備えている。
時計ケース1002の正面には、上記各実施形態の電気光学装置からなる表示部1005と、秒針1021と、分針1022と、時針1023とが設けられている。時計ケース1002の側面には、操作子としての竜頭1010と操作ボタン1011とが設けられている。竜頭1010は、ケース内部に設けられる巻真(図示は省略)に連結されており、巻真と一体となって多段階(例えば2段階)で押し引き自在、かつ、回転自在に設けられている。表示部1005では、背景となる画像、日付や時間などの文字列、あるいは秒針、分針、時針などを表示することができる。
図12は電子ペーパー1100の構成を示す斜視図である。電子ペーパー1100は、上記実施形態の電気光学装置を表示領域1101に備えている。電子ペーパー1100は可撓性を有し、従来の紙と同様の質感及び柔軟性を有する書き換え可能なシートからなる本体1102を備えて構成されている。
図13は、電子ノート1200の構成を示す斜視図である。電子ノート1200は、上記の電子ペーパー1100が複数枚束ねられ、カバー1201に挟まれているものである。カバー1201は、例えば外部の装置から送られる表示データを入力する図示は省略の表示データ入力手段を備える。これにより、その表示データに応じて、電子ペーパーが束ねられた状態のまま、表示内容の変更や更新を行うことができる。
以上の腕時計1000、電子ペーパー1100、及び電子ノート1200によれば、本発明に係る電気光学装置が採用されているので、高品質の表示が可能な表示手段を備えた電子機器となる。
なお、上記の電子機器は、本発明に係る電子機器を例示するものであって、本発明の技術範囲を限定するものではない。例えば、携帯電話、携帯用オーディオ機器などの電子機器の表示部にも好適に用いることができる。
10 画素、21 選択トランジスタ、22 保持容量、24 画素電極、25 共通電極、26 電気光学物質層、100 電気光学装置、102 CPU、110 表示部制御装置(制御部)、111 記憶装置、112 電気光学パネル、120 前画像保持部、121 次画像保持部、140 全体制御部、141 画像データ書込制御部、142 タイミング信号生成部、143 共通電源制御部、144 記憶装置制御部、145 画像データ読出制御部、146 画像信号生成部(画像信号生成回路)、147 選択信号生成部、150 表示部、151 走査線駆動回路、152 データ線駆動回路、181,182 1ライン遅延回路、R1 領域(第1の画素群)、R2,R2A 領域(第2の画素群)、S101,S201 第1の消去ステップ(第1の消去動作)、S102,S202 第2の消去ステップ(第2の消去動作)、S103,S203 画像表示ステップ

Claims (13)

  1. 一対の基板間に電気光学物質層を挟持してなり、複数の画素が配列された表示部と、前記表示部を駆動制御する制御部と、前記画素ごとに設けられた複数の画素電極と、前記画素電極との間で電位差を生じさせる対向電極と、を備えた電気光学装置であって、
    前記制御部は、
    前記表示部の一部又は全部を単一階調表示させるに際して、
    第1の階調以外の階調で表示された前記画素からなる第1の画素群の前記画素電極を選択的に駆動することで該駆動した前記画素電極と前記対向電極間に生じた電位差により前記第1の画素群に属する前記画素を前記第1の階調に移行させる第1の消去動作と、
    前記第1の画素群からなる領域の輪郭に位置する前記画素と、前記第1の画素群からなる領域に隣り合って配置され前記領域を取り囲む複数の前記画素とを含み、前記第1の画素群からなる領域の輪郭線を挟んで隣り合う少なくとも2つの前記画素の集合である第2の画素群の前記画素電極を選択的に駆動することで該駆動した前記画素電極と前記対向電極間に生じた電位差により前記第2の画素群に属する前記画素を前記第1の階調に移行させる第2の消去動作と、
    を実行することを特徴とする電気光学装置。
  2. 一対の基板間に電気光学物質層を挟持してなり、複数の画素が配列された表示部と、前記表示部を駆動制御する制御部と、前記画素ごとに設けられた複数の画素電極と、前記画素電極との間で電位差を生じさせる対向電極と、を備えた電気光学装置であって、
    前記制御部は、
    前記表示部の一部又は全部を単一階調表示させるに際して、
    第1の階調以外の階調で表示された前記画素からなる第1の画素群の前記画素電極を選択的に駆動することで該駆動した前記画素電極と前記対向電極間に生じた電位差により前記第1の画素群に属する前記画素を前記第1の階調に移行させる第1の消去動作と、
    前記第1の画素群に属する前記画素と、前記第1の画素群からなる領域に隣り合って配置され前記領域を取り囲む前記画素とを含み、前記第1の画素群からなる領域を1画素分外側に拡張した領域である第2の画素群を選択的に駆動することで該駆動した前記画素電極と前記対向電極間に生じた電位差により前記第2の画素群に属する前記画素を前記第1の階調に移行させる第2の消去動作と、
    を実行することを特徴とする電気光学装置。
  3. 前記表示部に、互いに交差する方向に延びる複数の走査線及び複数のデータ線が形成され、前記複数の画素は、前記複数の走査線と前記複数のデータ線との交差に対応する位置に設けられ、
    前記複数の走査線を逐次的に1回選択する期間を1フレームとした場合に、前記制御部は、前記第1の消去動作を複数フレームにわたって実行する一方、前記第2の消去動作を前記第1の消去動作よりも少ないフレーム数で実行することを特徴とする請求項1又は2に記載の電気光学装置。
  4. 前記第2の消去動作において前記画素の前記電気光学物質層に印加される電圧が、前記第1の消去動作において前記画素の前記電気光学物質層に印加される電圧よりも低いことを特徴とする請求項1からのいずれか1項に記載の電気光学装置。
  5. 一対の基板間に電気光学物質層を挟持してなり、複数の画素が配列された表示部と、前記画素ごとに設けられた複数の画素電極と、前記画素電極との間で電位差を生じさせる対向電極と、を備えた電気光学装置の駆動方法であって、
    前記表示部の一部又は全部を単一階調表示させるステップが、
    第1の階調以外の階調で表示された前記画素からなる第1の画素群の前記画素電極を選択的に駆動することで該駆動した前記画素電極と前記対向電極間に生じた電位差により前記第1の画素群に属する前記画素を前記第1の階調に移行させる第1の消去ステップと、
    前記第1の画素群からなる領域の輪郭に位置する前記画素と、前記第1の画素群からなる領域に隣り合って配置され前記領域を取り囲む複数の前記画素とを含み、前記第1の画素群からなる領域の輪郭線を挟んで隣り合う少なくとも2つの前記画素の集合である第2の画素群の前記画素電極を選択的に駆動することで該駆動した前記画素電極と前記対向電極間に生じた電位差により前記第2の画素群に属する前記画素を前記第1の階調に移行させる第2の消去ステップと、
    を含むことを特徴とする電気光学装置の駆動方法。
  6. 一対の基板間に電気光学物質層を挟持してなり、複数の画素が配列された表示部と、前記画素ごとに設けられた複数の画素電極と、前記画素電極との間で電位差を生じさせる対向電極と、を備えた電気光学装置の駆動方法であって、
    前記表示部の一部又は全部を単一階調表示させるステップが、
    第1の階調以外の階調で表示された前記画素からなる第1の画素群の前記画素電極を選択的に駆動することで該駆動した前記画素電極と前記対向電極間に生じた電位差により前記第1の画素群に属する前記画素を前記第1の階調に移行させる第1の消去ステップと、
    前記第1の画素群に属する画素と、前記第1の画素群からなる領域に隣り合って配置され前記領域を取り囲む前記画素とを含み、前記第1の画素群からなる領域を1画素分外側に拡張した領域である第2の画素群を選択的に駆動することで該駆動した前記画素電極と前記対向電極間に生じた電位差により前記第2の画素群に属する前記画素を前記第1の階調に移行させる第2の消去ステップと、
    を含むことを特徴とする電気光学装置の駆動方法。
  7. 前記第1の消去ステップにおいて、前記画素に同一の画像信号を複数回書き込む一方、前記第2の消去ステップでは、前記画素への書込回数が前記第1の消去ステップにおける前記書込回数よりも少ないことを特徴とする請求項又はに記載の電気光学装置の駆動方法。
  8. 前記第2の消去ステップにおいて前記画素の前記電気光学物質層に印加される電圧が、前記第1の消去ステップにおいて前記画素の前記電気光学物質層に印加される電圧よりも低いことを特徴とする請求項からのいずれか1項に記載の電気光学装置の駆動方法。
  9. 一対の基板間に電気光学物質層を挟持してなり、複数の画素が配列された表示部と、前記画素ごとに設けられた複数の画素電極と、前記画素電極との間で電位差を生じさせる対向電極と、を備えた電気光学装置の制御回路であって、
    前記表示部の一部又は全部を単一階調表示させるに際して、
    第1の階調以外の階調で表示された前記画素からなる第1の画素群の前記画素電極を選択的に駆動することで該駆動した前記画素電極と前記対向電極間に生じた電位差により前記第1の画素群に属する前記画素を前記第1の階調に移行させる第1の消去動作と、
    前記第1の画素群からなる領域の輪郭に位置する前記画素と、前記第1の画素群からなる領域に隣り合って配置され前記領域を取り囲む複数の前記画素とを含み、前記第1の画素群からなる領域の輪郭線を挟んで隣り合う少なくとも2つの前記画素の集合である第2の画素群の前記画素電極を選択的に駆動することで該駆動した前記画素電極と前記対向電極間に生じた電位差により前記第2の画素群に属する前記画素を前記第1の階調に移行させる第2の消去動作と、
    を実行することを特徴とする制御回路。
  10. 前記表示部に転送する画像信号を生成する画像信号生成回路を備えており、
    前記画像信号生成回路は、前記第1の消去動作で用いる画像信号を生成する第1の画像処理回路と、前記第2の消去動作で用いる画像信号を生成する第2の画像処理回路とを有し、
    前記第1の画像処理回路は、前記表示部に表示されている画像に対応する画像データを反転出力する回路を有しており、
    前記第2の画像処理回路は、
    前記画像データのうち処理対象の画素データと、処理対象の前記画素データに隣り合う複数の画素データとを保持する画素データ保持部と、
    前記画素データ保持部から複数の前記画素データの入力を受け、複数の前記画素データのうち1つでも前記第1の階調以外の第2の階調に対応する値であるときに処理対象の前記画素データを前記第2の階調に対応する値に変更して出力する膨張処理回路と、
    前記画素データ保持部から複数の前記画素データの入力を受け、複数の前記画素データのうち1つでも前記第1の階調に対応する値であるときに処理対象の前記画素データを前記第1の階調に対応する値に変更して出力する収縮処理回路と、
    前記膨張処理回路の出力信号と前記収縮処理回路の出力信号との否定排他的論理和を出力する回路と、を有する
    ことを特徴とする請求項に記載の制御回路。
  11. 一対の基板間に電気光学物質層を挟持してなり、複数の画素が配列された表示部と、前記画素ごとに設けられた複数の画素電極と、前記画素電極との間で電位差を生じさせる対向電極と、を備えた電気光学装置の制御回路であって、
    前記表示部の一部又は全部を単一階調表示させるに際して、
    第1の階調以外の階調で表示された前記画素からなる第1の画素群の前記画素電極を選択的に駆動することで該駆動した前記画素電極と前記対向電極間に生じた電位差により前記第1の画素群に属する前記画素を前記第1の階調に移行させる第1の消去動作と、
    前記第1の画素群と、第1の画素群からなる領域に隣り合って配置され前記領域を取り囲む前記画素とを含み、前記第1の画素群からなる領域を1画素分外側に拡張した領域である第2の画素群を選択的に駆動することで該駆動した前記画素電極と前記対向電極間に生じた電位差により前記第2の画素群に属する前記画素を前記第1の階調に移行させる第2の消去動作と、
    を実行することを特徴とする制御回路。
  12. 前記表示部に転送する画像信号を生成する画像信号生成回路を備えており、
    前記画像信号生成回路は、前記第1の消去動作で用いる画像信号を生成する第1の画像処理回路と、前記第2の消去動作で用いる画像信号を生成する第2の画像処理回路とを有し、
    前記第1の画像処理回路は、前記表示部に表示されている画像に対応する画像データを反転出力する回路を有しており、
    前記第2の画像処理回路は、前記画像データのうち処理対象の画素データと、処理対象の前記画素データに隣り合う複数の画素データとを保持する画素データ保持部と、前記画素データ保持部から複数の前記画素データの入力を受け、複数の前記画素データのうち1つでも前記第1の階調以外の第2の階調に対応する値であるときに処理対象の前記画素データを前記第2の階調に対応する値に変更して出力する膨張処理回路と、前記膨張処理回路の出力信号を反転出力する回路と、を有する
    ことを特徴とする請求項1に記載の制御回路。
  13. 請求項1からのいずれか1項に記載の電気光学装置を備えたことを特徴とする電子機器。
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