(57)【要約】【課題】バッテリの動作時間を延長したり、より小型のバッテリを使用したりすることで、より簡単でかつ軽量のデバイスを提供する。【解決手段】本発明に係る表示装置の一態様は、走査線と、前記走査線と交差するデータ線と、前記走査線と前記データ線の交点に応じて配置されるエレクトロクロミック素子と、前記エレクトロクロミック素子に電気的に接続されるセンサ素子と、前記エレクトロクロミック素子と前記センサ素子とを制御する第１スイッチング手段と、を含み、前記センサ素子が入力情報を感知することで前記エレクトロクロミック素子の表示状態を変化させるものであり、前記第１スイッチング手段が前記エレクトロクロミック素子を第１表示状態または第２表示状態に設定するものである、ことを特徴とする。【選択図】図５
2008257232.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走査線と、
前記走査線と交差するデータ線と、
前記走査線と前記データ線の交点に応じて配置されるエレクトロクロミック素子と、
前記エレクトロクロミック素子に電気的に接続されるセンサ素子と、
前記エレクトロクロミック素子と前記センサ素子とを制御する第１スイッチング手段と、を含み、
前記センサ素子が入力情報を感知することで前記エレクトロクロミック素子の電荷蓄積状態を変化させるものであり、前記第１スイッチング手段が前記エレクトロクロミック素子を第１電荷蓄積状態または第２電荷蓄積状態に設定するものである、
ことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記第１スイッチング手段が前記データ線に電気的に接続し、前記データ線に映像入力データを入力し、前記エレクトロクロミック素子を第１電荷蓄積状態に設定するものであることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記第１スイッチング手段が、前記データ線に前記映像入力データを入力しないとき、前記データ線を電荷検知回路に電気的に接続し、前記エレクトロクロミック素子の第２電荷蓄積状態を読み出すものであることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記第１スイッチング手段が連続する３つの制御期間を実行するものであり、
前記３つの制御期間が、前記エレクトロクロミック素子を予備充電する第１期間と、前記センサ素子に前記入力情報を感知させ前記エレクトロクロミック素子の表示を変化させる第２期間と、前記エレクトロクロミック素子の前記表示を読み出す第３期間と、を含むことを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
【請求項５】
前記エレクトロクロミック素子の一方の端子と前記センサ素子の一方の端子が電気的に接続され、前記エレクトロクロミック素子の他方の端子が共通電位に設定され、前記センサ素子の他方の端子が基準電位に設定されていることを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
【請求項６】
第２スイッチング手段を含み、
前記第２スイッチング手段が前記走査線に制御されるものであり、前記データ線と前記エレクトロクロミック素子とを電気的に接続するものであることを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
【請求項７】
前記第１期間において、前記第２スイッチング手段がＯＮ状態となり、前記エレクトロクロミック素子と前記センサ素子とが前記データ線に電気的に接続され、前記第１スイッチング手段により前記データ線に前記映像入力信号が入力され、前記映像入力信号がローレベルに設定され、前記共通電位がハイレベルに設定され、前記基準電位がローレベルに設定されており、
前記第２期間において、前記第２スイッチング手段がＯＦＦ状態となり、前記共通電位がハイレベルに設定され、前記映像入力信号がローレベルに設定され、前記基準電位がハイレベルに設定されており、
前記第３期間において、前記共通電位がローレベルに設定され、前記基準電位がローレベルに設定され、前記第１スイッチング手段により前記データ線と前記電荷検知回路とが接続されることを特徴とする請求項６に記載の表示装置。
【請求項８】
前記電荷検知回路がインテグレータであり、前記第３期間の開始の際、前記第１スイッチング手段が前記インテグレータをリセットするものであることを特徴とする請求項７に記載の表示装置。
【請求項９】
第３スイッチング手段を含み、
前記第３スイッチング手段が前記エレクトロクロミック素子と前記センサ素子との間に位置することを特徴とする請求項８に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記第１スイッチング手段が前記第３期間にのみ前記センサ素子が前記データ線に電気的に接続されるよう前記第３スイッチング手段を制御するものであることを特徴とする請求項９に記載の表示装置。
【請求項１１】
第４スイッチング手段を含み、前記第４スイッチング手段が前記第２期間を開始させるものであることを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の表示装置。
【請求項１２】
第５スイッチング手段を含み、前記第５スイッチング手段が前記第１期間を開始させるものであることを特徴とする請求項１１に記載の表示装置。
【請求項１３】
前記センサ素子が受光素子であることを特徴とする請求項１乃至請求項１２のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項１４】
前記受光素子が光抵抗素子又はフォトダイオードであることを特徴とする請求項１３に記載の表示装置。
【請求項１５】
前記入力情報を入力するライトペンを含むことを特徴とする請求項１３又は請求項１４に記載の表示装置。
【請求項１６】
前記センサ素子が磁界感応素子であることを特徴とする請求項１乃至請求項１２のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項１７】
前記入力情報を入力する磁性ペンを含むことを特徴とする請求項１６に記載の表示装置。
【請求項１８】
前記センサ素子が圧力感知素子であり、前記入力情報が圧力により入力されることを特徴とする請求項１乃至請求項１２のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項１９】
走査線と、前記走査線と交差するデータ線と、前記走査線と前記データ線の交点に応じて配置されるエレクトロクロミック素子と、前記エレクトロクロミック素子に電気的に接続されるセンサ素子と、前記エレクトロクロミック素子と前記センサ素子とを制御する第１スイッチング手段と、を含み、前記センサ素子が入力情報を感知することで前記エレクトロクロミック素子の表示状態を変化させるものであり、前記第１スイッチング手段が前記エレクトロクロミック素子を第１電荷蓄積状態または第２電荷蓄積状態に設定するものである表示装置の制御方法であって、
前記第１スイッチング手段を制御し前記エレクトロクロミック素子を予備充電する第１工程と、
前記センサ素子に前記入力情報を感知させ前記エレクトロクロミック素子の表示を変化させる第２工程と、
前記エレクトロクロミック素子の前記表示を読み出す第３工程と、を含む、
ことを特徴とする表示装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置および表示装置を制御する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現代のコンピューティング技術は、人間のデータ感知および入力方法を再構築してきた。情報をスクリーン上に表示し、キーボードと、ポインティングデバイスすなわちマウスと、を用いてデータを入力することが一般的になっている。ポインティングデバイスを使用して適切なフィールドをアクティブにし、キーボードを使用してそのフィールド内にデータを入力する。しかしながら、この手順は、ポインティングデバイスを手動操作するために時間が費やされるので、きわめて非効率的である場合がある。この問題を緩和するために、ポインティングデバイスが一体化された表示装置、すなわちしばしば「対話型表示装置」と呼ばれるものが普及しつつある。その理由は、これら表示装置は、特別な目的に合うようにカスタマイズすることができるからである。特に、「タッチセンサ式表示装置」として知られている対話型表示装置の形態は、スーパーマーケットの支払いレジおよび公衆電話ボックス、個人用データ機器およびノートブック型コンピュータ等でよく採用されている。
【０００３】
対話型表示装置は通常、検知層を有している。検出回路を使用して、この検知層に問い合わせを行い、結果として得られる呼びかけ信号をポインティングデバイス（すなわち、表示装置スクリーンと接触している指先またはダミーペンの先端）の現行のＸ−Ｙ座標系に継続的に変換する。Ｘ−Ｙ座標系は、システムコントローラに送られ、このシステムコントローラは、マウスのカーソルを移動させること、またはカーソルの下にある画素の色を変化させること等、適切な措置を取る。アップデートされた画像が表示装置コントローラを介して表示される。システムコントローラおよび表示装置はＭＨｚ周波数で機能するので、表示装置はリアルタイムでアップデートされる。結果、表示装置は、ユーザが書いたり描画したりしたものを表示することができる。さらに、システムコントローラは、文字認識等の機能をも果たし得る。
【０００４】
このようなシステムの一例が特許文献１に記載されている。この文献は、現代の学校の教室によく見られる対話型の「ホワイトボード」に関するものである。しかしながら、このシステムの欠点は、携帯型デバイスではないことおよびポインタの位置を継続的に処理する必要があるので電力消費が増大することである。
【０００５】
別の例が、特許文献２に開示されている。この特許に記載されているデバイスは、図９（Ａ）に示されているような形状変化検出ユニット１０から成る。形状変化検出ユニット１０は、一対の電極層１４および電極層１６間に介在させた感知層１２を有している。感知層の抵抗は、圧迫を受けると変化する。この圧迫は、ポインティングデバイス（たとえばペン）を感知層に押下することによって生成されるものである。図９（Ｂ）には、タッチパネル２０上に図を描画するために使用されているペン１８が示されている。タッチパネルの下には感知層等が存在している。形状変化検出ユニットは、抵抗変化情報を信号判定ユニットに送り、この信号判定ユニットが入力情報を判定する。続いて、表示装置駆動ユニットによって、対応の手書きの出力が表示装置上に表示される。
【０００６】
検出技術の別のタイプのもの、たとえば電磁誘導検知（たとえば特許文献３を参照のこと）、動作検知（たとえば特許文献４を参照のこと）および静電容量式検知（たとえば特許文献５を参照のこと）もまた話題になってきている。これらの技術は、携帯可能であるという利点を有している。しかし、検知回路、そして特に処理ユニットは、ユーザが手書きしたものをスクリーンに入力している間に電力を消費してしまう。
【０００７】
近年、双安定表示装置（たとえば電気泳動式表示装置およびエレクトロクロミック表示装置）は、軽量であり、書き換え可能であるとともに長期間にわたって画像を保持することができるので、多大な関心を集めている。これらの表示装置は、画像が書き込まれている間だけしか電力を消費しない。これら表示装置は、電力消費条件が厳しい携帯用の用途に適している。こうした技術に基づく市販の製品には、たとえばソニー社のｅ−ｂｏｏｋおよびセイコーエプソン社の電気泳動表示装置ウォッチ（EPD watches）がある。ごく最近、セイコーエプソン社は、７インチフレキシブル電気泳動表示装置のデモンストレーションを行った（非特許文献１）。これは、電子ペーパーを実現化する一助になるものである。このときのシンポジウムで、同時に、機能する双方向エレクトロクロミック表示装置のデモンストレーションも行われた（非特許文献２）。しかしながら、こうした電子ペーパー表示装置用の対話型ユーザインターフェースは目下のところ存在していない。
【０００８】
特許文献６および特許文献７には、透明状態と黒色状態との間で変化する書き換え可能な有色サーモクロミック画素から成るから成る双安定デジタルペーパーが開示されている。デジタルペーパー上のデータは、印刷前の情報を保持することができ、加熱ペンを使用して、追加で書き込むことができる。また、このペンは、デジタイザと連結して電磁誘導タイプの手書き入力部を形成するための追加の部材を有している。図１０（Ａ）および図１０（Ｂ）には、このような構成が示されている。図１０（Ａ）は、この手書きの入力方式の図である。一方、図１０（Ｂ）は、加熱ペン３０が、サーモクロミックデジタルペーパー３２上に情報を入力するために使用されているところを示している。デジタルペーパーの各「シート」は、固有のバーコード３４を有している。このバーコードは、コンピュータシステムの記録に対応しており、かつ、バーコードリーダ３６と組み合わせて使用される。デジタルペーパー上に書き込むプロセス自体は電力を消費しないものの、ユーザが手書きで入力している間の全期間にわたってデジタライザ用の電力が必要となる。
【０００９】
特許文献８には、携帯式の対話型電気光学データ入力／出力表示装置デバイスが記載されている。これは、手動作でプリントされたテキストおよび手動作で描画された図画に応答するものである。このデバイスのシステム図を、図１１に図示してある。図１１では、アクティブマトリックス対応の表示装置バックプレーン４０は、入力ペン４２の位置を検知するための導電性の透明材料の連続シートを有している。デバイスがデータを表示している間、表示装置バックプレーン４０は、アナログスイッチ４６を介して表示装置ユニット４４に接続されており、これによって、通常のバックプレーンとして機能できるようにアナログスイッチを使用可能な状態にする。ユーザには分からない程度のごく短い時間間隔をおいて、表示装置バックプレーン４０はアナログスイッチ４６を介して位置検知ユニット４８に接続され、これによって、バックプレーンはこれらの時間間隔の間抵抗性の位置センサとして機能する。位置検知の間、ペン信号源５０からの入力ペン信号が、入力ペン４２に供給される。この入力ペン信号は、上面のガラスを通じて表示装置バックプレーン４０上に静電容量式に接続される。入力ペンの位置は、入力ペンの先端５２とバックプレーンの縁部５４との間のインピーダンスが変化することによって検出することができる。このインピーダンスは、ペンの先端５２とバックプレーンの縁部５４との間の距離に依存する。
【００１０】
このシステムでもやはり、ユーザが手書きで入力を行っている全期間にわたって電力が必要である。
【００１１】
【特許文献１】米国特許第６９６４０２２号明細書
【特許文献２】米国特許第７１０９９６７号明細書
【特許文献３】米国特許第８１４９６４７号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２００６／０１７６２８８号明細書
【特許文献５】米国特許出願公開第２００５／０１６２４１０号明細書
【特許文献６】米国特許第６９７４９１７号明細書
【特許文献７】米国特許第７０９８８９８号明細書
【特許文献８】米国特許第５１９４８５２号明細書
【非特許文献１】Ｙ．コマツ等著「A Flexible 7.1-inch Active-Matrix Electrophoretic Display」SID Symposium Digest of Technical Papers、２００６年６月、第３７巻、１８３０〜１８３３ページ
【非特許文献２】Ｓ．タム等著「The Design and Driving of Active-Matrix Electrochromic Displays Driven by LTPS TFTs」SID Symposium Digest of Technical Papers、２００６年６月、第３７巻、３３〜３６ページ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上述した従来技術に係るデバイスではデジタライザが使用されている。これらデジタライザは、検知機能を提供するために常時電源が入れられた状態にしておく必要がある。さらに、こうした表示装置は、手書きされたデータの最新の状態を表示するために常時アップデートされなくてはならない。このように、従来の技術は、ユーザが手書きのデータを入力している限りずっと電力が消費されるという課題があった。
本発明は、公知のデバイスに関連する欠点を解決することを目的とする。これにより、使用されるバッテリの動作時間を延長することができ、またはより小型のバッテリを使用することが可能になり、より簡単でかつ軽量のデバイスを得ることができる。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の第１の態様に係る表示装置は、走査線と、前記走査線と交差するデータ線と、前記走査線と前記データ線の交点に応じて配置されるエレクトロクロミック素子と、前記エレクトロクロミック素子に電気的に接続されるセンサ素子と、前記エレクトロクロミック素子と前記センサ素子とを制御する第１スイッチング手段と、を含み、前記センサ素子が入力情報を感知することで前記エレクトロクロミック素子の表示状態を変化させるものであり、前記第１スイッチング手段が前記エレクトロクロミック素子を第１電荷蓄積状態または第２電荷蓄積状態に設定するものである、ことを特徴とする。
【００１４】
上記表示装置において、前記第１スイッチング手段が前記データ線に電気的に接続し、前記データ線に映像入力データを入力し、前記エレクトロクロミック素子を第１電荷蓄積状態に設定するものである、ことが好ましい。
【００１５】
上記表示装置において、前記第１スイッチング手段が、前記データ線に前記映像入力データを入力しないとき、前記データ線を電荷検知回路に電気的に接続し、前記エレクトロクロミック素子の第２電荷蓄積状態を読み出すものである、ことが好ましい。
【００１６】
上記表示装置において、前記第１スイッチング手段が連続する３つの制御期間を実行するものであり、前記３つの制御期間が、前記エレクトロクロミック素子を予備充電する第１期間と、前記センサ素子に前記入力情報を感知させ前記エレクトロクロミック素子の表示を変化させる第２期間と、前記エレクトロクロミック素子の前記表示を読み出す第３期間と、を含む、ことが好ましい。
【００１７】
上記表示装置において、前記エレクトロクロミック素子の一方の端子と前記センサ素子の一方の端子が電気的に接続され、前記エレクトロクロミック素子の他方の端子が共通電位に設定され、前記センサ素子の他方の端子が基準電位に設定されている、ことが好ましい。
【００１８】
上記表示装置において、さらに、第２スイッチング手段を含み、前記第２スイッチング手段が前記走査線に制御されるものであり、前記データ線と前記エレクトロクロミック素子とを電気的に接続するものである、ことが好ましい。
【００１９】
上記表示装置において、前記第１期間において、前記第２スイッチング手段がＯＮ状態となり、前記エレクトロクロミック素子と前記センサ素子とが前記データ線に電気的に接続され、前記第１スイッチング手段により前記データ線に前記映像入力信号が入力され、前記映像入力信号がローレベルに設定され、前記共通電位がハイレベルに設定され、前記基準電位がローレベルに設定されており、前記第２期間において、前記第２スイッチング手段がＯＦＦ状態となり、前記共通電位がハイレベルに設定され、前記映像入力信号がローレベルに設定され、前記基準電位がハイレベルに設定されており、前記第３期間において、前記共通電位がローレベルに設定され、前記基準電位がローレベルに設定され、前記第１スイッチング手段により前記データ線と前記電荷検知回路とが接続される、ことが好ましい。
【００２０】
上記表示装置において、前記電荷検知回路がインテグレータであり、前記第３期間の開始の際、前記第１スイッチング手段が前記インテグレータをリセットするものである、ことが好ましい。
【００２１】
上記表示装置において、さらに、第３スイッチング手段を含み、前記第３スイッチング手段が前記エレクトロクロミック素子と前記センサ素子との間に位置する、ことが好ましい。
【００２２】
上記表示装置において、前記第１スイッチング手段が前記第３期間にのみ前記センサ素子が前記データ線に電気的に接続されるよう前記第３スイッチング手段を制御するものである、ことが好ましい。
【００２３】
上記表示装置において、さらに、第４スイッチング手段を含み、前記第４スイッチング手段が前記第２期間を開始させるものである、ことが好ましい。
【００２４】
上記表示装置において、さらに、第５スイッチング手段を含み、前記第５スイッチング手段が前記第１期間を開始させるものである、ことが好ましい。
【００２５】
上記表示装置において、前記センサ素子が受光素子である、ことが好ましい。
【００２６】
上記表示装置において、前記受光素子が光抵抗素子又はフォトダイオードである、ことが好ましい。
【００２７】
上記表示装置において、さらに、前記入力情報を入力するライトペンを含む、ことが好ましい。
【００２８】
上記表示装置において、前記センサ素子が磁界感応素子である、ことが好ましい。
【００２９】
上記表示装置において、さらに、前記入力情報を入力する磁性ペンを含む、ことが好ましい。
【００３０】
上記表示装置において、前記センサ素子が圧力感知素子であり、前記入力情報が圧力により入力される、ことが好ましい。
【００３１】
本発明の他の態様に係る表示装置の制御方法は、走査線と、前記走査線と交差するデータ線と、前記走査線と前記データ線の交点に応じて配置されるエレクトロクロミック素子と、前記エレクトロクロミック素子に電気的に接続されるセンサ素子と、前記エレクトロクロミック素子と前記センサ素子とを制御する第１スイッチング手段と、を含み、前記センサ素子が入力情報を感知することで前記エレクトロクロミック素子の表示状態を変化させるものであり、前記第１スイッチング手段が前記エレクトロクロミック素子を第１電荷蓄積状態または第２電荷蓄積状態に設定するものである表示装置の制御方法であって、前記第１スイッチング手段を制御し前記エレクトロクロミック素子を予備充電する第１工程と、前記センサ素子に前記入力情報を感知させ前記エレクトロクロミック素子の表示を変化させる第２工程と、前記エレクトロクロミック素子の前記表示を読み出す第３工程と、を含む、ものであってもよい。
【００３２】
上記本発明によれば、使用されるバッテリの動作時間を延長するか、またはより小型のバッテリの使用を可能にすることによって、より簡単でかつ軽量のデバイスが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明の実施形態を添付の図面に基づいて説明するが、これは例示的な目的のみによる。
【００３４】
本発明は、エレクトロクロミック表示装置（ＥＣＤ）のうち、特にアクティブマトリックス型表示装置（ＡＭＥＣＤ）に関するものである。
【００３５】
ＡＭＥＣＤは、充電状態に応じて２つの着色状態を有するエレクトロクロミック材料によって形成される画素から成る反射型表示装置である。この２つの状態とは、まず、放電時の明るくて透明な状態（「ブリーチ」された状態と一般に呼ばれる）であり、次に、充電時の不透明で黒色の（または着色された）状態である。エレクトロクロミック材料の種々の色、たとえば藍色等が使用可能である。画素ドライバ回路を使用して、個々のエレクトロクロミック材料の充電および放電を制御する。以下では、便宜上、白地に黒色のエレクトロクロミック素子を有するモノクロの表示装置を使用する。この表示装置は、ガラスまたはフレキシブル基板上に存在し得る。
【００３６】
典型的なＡＭＥＣＤの概略図を図１に示してある。ＡＭＥＣＤ１００は、一連の行電極を成す走査線１０２と、一連の列電極を成すデータ線１０４と、から成る。画素１０６は、行電極および列電極の交点に位置している。各画素内では、走査線１０２がパストランジスタ１０８を制御して、データ電圧をエレクトロクロミック素子に伝達する。すべての画素は、共通電極１１０を共有している。走査線１０２およびデータ線１０４はそれぞれ、走査線駆動ドライバ１１２およびデータ線駆動ドライバ１１４によって駆動される。
【００３７】
本発明の第１の実施形態（図２を参照のこと）では、図１に示すＡＭＥＣＤ１００は、以下の構成要素を加えることで補完されている：エレクトロクロミック素子としての画素１０６と平行なセンサ素子１２０、スイッチユニット１２２、電荷検知回路１２４および双方向のラッチ１２６。センサ素子１２０は、光伝導体、フォトダイオードまたは電気抵抗デバイス等であり得る。図１と同様に、画素１０６は、共通電極１１０で共通の電圧から給電される。しかし、これに加えて、センサ素子１２０は、基準電圧１１６から給電される。
【００３８】
既存のビデオデータから表示装置に画像を書き込むために、スイッチユニット１２２は、データ線１０４を入力バッファ１２８の出力部に接続するように操作される。続いて、走査線駆動ドライバ１１２は、走査線１０２の走査を行う。ラッチ１２６内に格納されている映像入力データは、入力バッファ１２８の出力部に電圧を生成し、入力バッファは、データ線１０４を駆動するのに充分な電流を提供する。走査線１０２の走査によって、各行のパストランジスタ１０８が交互にスイッチオンされる。そして、その結果、データ線の電圧によって、当該行のエレクトロクロミック素子としての画素１０６が充電され、それによって、本例では黒色状態になる。このとき、センサ素子１２０は高インピーダンスになっている。その理由は、センサ素子は感知可能なレベルの光には晒されていないからである。こうしてスクリーン上に表示された画像は、画素が充電された電荷蓄積状態にあるので、所与の時間の間そのまま保持される。
【００３９】
表示されている画素を読み出すために、スイッチユニット１２２は、データ線１０４を電荷検知回路１２４の入力部に接続するように操作される。走査線駆動ドライバ１１２は、書き込み動作の場合と同様に、走査線１０２の走査を行う。このとき、データ線１０４が充電されて、該当データ線および走査線の交点のエレクトロクロミック素子と同電位の電圧になる。このことによって、操作された画素のロウからいくばくかの電荷が除去される。放電電流が画素から流れ出し、パストランジスタ１０８、データ線１０４およびスイッチユニット１２２を通過して、電荷検知回路１２４内に至る。電荷検知回路は、一具体例において、荷電インテグレータとして機能する。検知された電荷が閾値を超える場合には、画素が黒色状態にあると判断される。この読み出し機能は電荷が除去されるため本質的に破壊読出し形式ではあるが、除去される電荷量が画素の元の電荷よりもはるかに少ない場合には表示装置の品質はそれほど損傷を受けない、ということを理解すべきである。このことは、画像がグレースケール画像である場合には特に重要である。
【００４０】
本発明の第１の実施形態の手書き動作モードを、図３のフローチャートに要約して示してある。
【００４１】
まず、ステップＳ１４０で、スクリーン上の残留電荷を、すべてのデータ線を共通電極電位に設定して走査線を交互に走査することによって除去する。電荷が除去されるよう充分な時間を取る。続いて、ステップＳ１４２で、外部のコントローラが画像を表示装置に書き込むと、ラッチ１２６の入力部のデータ信号として表現される。この画像をたとえば登録フォームまたはチェックリストであると仮定する。本例（白地に黒）では、このフォームまたはリストは、白い背景に黒線およびその他のグラフを含む。そして、表示装置の電源を切り、外部コントローラとの接続を解除する。しかしながら、ＥＣＤ画素の電荷蓄積動作によって、画像は表示装置上に映し出されたままである。
【００４２】
ステップＳ１４４では、センサ素子１２０が使用可能になり、ユーザは、手書きで入力するかまたは圧力によって作動するペンを介して描画することによって、このフォームまたはリストの種々のフィールドを埋める（ステップＳ１４６）。この使用可能にするステップは、本実施形態の１つの変形例では、ユーザがペンの先端を表示装置の表面に押下するときに行われ得る。ペンがスクリーンに接触するどの箇所においても、対応のマーキングが表示装置上に生成される。それはちょうど、ペンまたは鉛筆と紙とで行う伝統的な書き方と同様である。ペンがライトペンでありセンサ素子１２０がたとえばフォトダイオードである場合、ペンの先端を表示装置の一部に押下すると、その領域において１つまたは複数のセンサ素子１２０を通って電流が流れることになり、この電流は、対応のエレクトロクロミック素子としての画素１０６に入り、それら画素内の電荷を増加させる。そして、このようにすると、これらの画素の表示状態が変化して、該当領域において黒いマーキングが表示される。表示されている手書きされたものは、既に表示されているフォームまたはリストと同様のやり方でスクリーン上に映し出されたままとなる。
【００４３】
上述したように黒いマーキングを作成するためにペンを使用するには、電源を使用して、電源を使用しないとブリーチされないまま（放電された状態、すなわち白い）の画素に電荷を付与する必要がある。しかしながら、電源から電流が流れるのは、ペンが使用されている間だけである。従来技術に係る構成の場合と同様に、連続走査またはアップデート動作のための電流を供給する必要はまったくない。一方、ペンを使用して白いマーキングを黒い（または着色された）背景に作成する場合は、ペンを使用している間、画素またはセンサ素子を電源に接続する必要はまったくない。その理由は、ペンは、センサ素子によって、ブリーチされていない画素の上を通り過ぎるときそれら画素からいくばくかの電荷を除去するようにするからである。したがって、センサ素子が関連している限り、画素自身が電源として機能するのである。
【００４４】
以下のステップを行って、新しいビデオデータをラッチ１２６からコントローラに出力することで、新しい画像をスクリーン上に記録する。まず、ステップＳ１４８において記録を開始するか否かをチェックする。これは、表示装置をコントローラにまず接続してからボタンを押下してコントローラに表示装置パネルからデータページを読み出させるよう命令することによって行われ得る。ボタンを押下すると、スイッチユニット１２２が切り替えられ、それにより、データ線１０４が電荷検知回路１２４に接続される（ステップＳ１５０）。続いて、画素の行が選択され（ステップＳ１５２）、該当する行の各画素の電荷が電荷検知回路１２４によって検知され（ステップＳ１５４）、結果がラッチ１２６に出力される（ステップＳ１５６）。その後、ステップＳ１５８において、該当する行のすべての画素が走査されたかどうかを確定するためのチェックを行う。もし走査されていない場合には、画素の次の行が選択されて、該当する行の画素の電荷が検知される。すべての行が走査された場合、ルーチンが終了する。適切に手順を行うことができる場合、すべての新しいビデオデータがこの時点でラッチされてコントローラに出力される。
【００４５】
図４は、スクリーンに所定の画像（たとえば登録フォーム）をロードしてライトペンを用いてこの画像の種々のフィールドを埋める代わりに、外部の可視画像をたとえば投影することによってスクリーン上に映し出すようになっている、代替的な状況を示している。この代替的な状況における種々のステップはすべて、図３の状況と同様である。ただし、ステップＳ１４２，Ｓ１４４，Ｓ１４６はそれぞれ、ステップＳ１６２，Ｓ１６４，Ｓ１６６によって置き換えられている。ステップＳ１６２において、スクリーンの画素から残留電荷を除去するのに続いて、すべての画素に同じ初期電荷を与え得る。このことによって、表示装置の背景トーンが設定される。しかしながら、図３の例で使用されている白地に黒の形式がやはり所望である場合には、白い背景を提供する必要がある。このことが意味しているのは、ステップＳ１６２でゼロ電荷状況のままにするということである。この場合、ステップＳ１６２は必要ない。
【００４６】
ステップＳ１６４において、センサ素子を使用可能にして、外部の画像を受信できる状態にする。そして、ステップＳ１６６では、これらのセンサ素子をこの画像に晒す。この画像は、表示装置によって保持され、ステップＳ１６８（ステップＳ１４８に相当）において画像記録ステップが命令されて、図３のステップＳ１５０，Ｓ１５２，Ｓ１５４，Ｓ１５６，Ｓ１５８と同じである残りのステップが続行される。
【００４７】
図４を参照して上記に説明した画像記録装置の実際の具体例を、図５（Ａ）に示してある。図５（Ｂ）は、図５（Ａ）の回路に関するタイミング図である。
【００４８】
図５（Ａ）に示す回路は、電界効果型トランジスタ１８０のゲートおよびソースに接続されている走査線（ＳＥＬ）およびデータ線（ＤＡＴ）を含む。電界効果型トランジスタ１８０のドレインは、まず、エレクトロクロミック素子（ＥＣ）の画素１８２に接続される。このエレクトロクロミック素子の他端は、電圧ＶCOMに保持されている。電界効果トランジスタのドレインは、次に、光伝導体１８４に接続される。この光伝導体の他端には、基準の電圧ＶBIASが供給される。図２と同様に、データ線ＤＡＴは、切り替えのためのスイッチ１８６の共通端子につながれる。この端子は、出力バッファ１８８の出力部か電荷検知回路としてのインテグレータ１９０の入力部かのいずれかに選択的に接続する。ＤＩＮと呼ばれる、出力バッファ１８８の入力部には、電圧ＶDINが供給される。一方、インテグレータ１９０の出力部には、電圧ＶOUTが供給される。これは、所望の場合にはさらに処理される。インテグレータ１９０は、インテグレータ内のコンデンサ１９４の電源を切るリセットスイッチ１９２を含む。インテグレータの非反転入力部には、基準の電圧ＶSABが供給される。表示装置の各データ線ＤＡＴについて出力バッファ１８８およびインテグレータ１９０が存在する。
【００４９】
図５（Ｂ）に示すように、回路は３期間で機能する。予備充電期間では、電圧ＶDINはローレベルであり、出力バッファ１８８を介してデータ線ＤＡＴに印加される。そして、ＥＣ画素は、まず、ハイレベルである電圧ＶCOMおよびローレベルである電圧ＶBIASを送ることによって完全に充電される。電圧ＶCOMが高くなるとただちに、走査線の選択電圧ＶSELが高くなり、それによって、パストランジスタ１０８がスイッチオンされる。このことによって、該当する画素が黒色状態になる。すべてのデータ線について電圧ＶDINを低くするとともに走査線を交互にまたはすべての走査線を同時に選択することによって、表示装置全体を黒色にすることが好ましい。後者のようにすべての走査線を同時に選択する場合には、スクリーン全体が一気に黒色になるが、前者のように走査線を交互に選択する場合は、画素の行の各々が交互に黒色になって、やがてスクリーン全体が黒色に変化する。この予備充電期間の終盤に、再び走査線に選択電圧ＶSELを送ることによって、トランジスタ１３０のスイッチを切る。予備充電期間の終盤では、ＥＣ画素は自身の電荷を保持しており、第２期間が始まるまでは黒色状態のままである。
【００５０】
第２の期間、すなわち露光期間において、電圧ＶBIASを上昇させて、電圧ＶCOMと名目上同じ電位にする（たとえば１．２Ｖ）。これによって、光伝導体１８４がＥＣ画素の端から端にわたって位置するようになる。光伝導体は通常、暗い状態では高抵抗になっている。しかし、光伝導体を光源（本例では表示装置スクリーン上に入射する画像）に晒すと光伝導体の抵抗が低下する（ただし、同様のことがライトペンを使用した場合にも生じる）。これによって、ＥＣ画素からいくばくかの電荷が除去され、これによってＥＣ画素は、光伝導体１８４に入射する光によって変調される。光伝導体の抵抗は、入射光の強度によって決定される。一方、ＶBIASパルスの幅によって、抵抗がＥＣ画素を短絡化させるのにかかる時間の長さが左右される。（この短絡化動作は、表示装置中のすべての画素に関して同時に行われることに留意されたい。）その結果、ＶBIASパルスが再び低くなることで定義される露光期間の終盤では、電荷の所与の量が各画素から除去されており、結果として各画素において所与のブリーチレベルが達成される。異なる強度の光源を各光伝導体ごとに使用する（本例では入射された画像の異なる部分に起因する）と、異なるグレースケール値が結果として得られる。露光期間の終盤では、入射光が除去される。ＥＣ画素は、不揮発性であるため、画像が読み込まれるまでずっと新しいレベルの電荷を保持する。結果として生じるスクリーン上の画像は、入射された画像の陽画コピーである。
【００５１】
電圧ＶBIASが高い状態では電圧ＶCOMと同じになると仮定してきたが、これは発明の本質に関わるものではない。実際には、高い状態の電圧ＶBIASを電圧ＶCOMとは異なるようにすることによって、露光期間中の画素から除去される電荷量を可変にすることができる。高い状態の電圧ＶBIASを電圧ＶCOMよりも高くすると、画素からの電荷の抽出が加速される一方、高い状態の電圧ＶBIASを電圧ＶCOMよりも低くすると、このような抽出が減速される。したがって、ＶBIASパルスの幅および高い状態での電圧ＶBIAS値の１つまたは両方によって、所望の露光時間を制御することができる。
【００５２】
第３期間、すなわち読み出し期間では、低い電圧ＶCOMが送信されて低い状態の電圧ＶBIASと名目上同じ電位となり、スイッチ１８６を操作することによってデータ線をインテグレータ１９０に切り替え、インテグレータ１９０のリセットスイッチ１９２を閉止し、それにより、インテグレータの出力部をリセットしてインテグレータの非反転入力部に現れる電圧ＶSABにする。続いて、電界効果型トランジスタ１８０の電源を入れて（選択電圧ＶSELが高くなる）、いまやインテグレータに接続されているデータ線を通じて画素を部分的に放電する。図５（Ｂ）に示すように、画素から除去された電荷は、インテグレータ内のコンデンサ１９４を充電し、電圧ＶOUTを上昇させる。該当する画素がまだ暗い（その画素内に初期の電荷がまだ相当残留していることに起因して）と、これに応じて、所与の時間内にコンデンサ１９４に伝達される電荷量が相当多くなり、結果として電圧ＶOUTが高くなる。逆の場合も当てはまる。よって、露光期間の終盤にＥＣ画素内に存在している電荷が低くなるため、画素が明るいと電圧ＶOUTが低くなる。実際には、既に上述したように、読み出し期間中に画素から取り出される電荷量は限られている。というのも、電荷量が限られていないと、スクリーン上の可視画像の品質が著しく損なわれるからである。したがって、所与の放電期間を提供するために読み出し期間は限られた期間になっている。
【００５３】
図５（Ｃ）は、図５（Ｂ）の手順の変形例を示している。図５（Ｃ）は、図５（Ｂ）とは２つの点において異なる。すなわち、まず、上述したように、露光時間を増加または減少させるために可変値の電圧ＶBIASを使用することであり（図５（Ｃ）中の露光期間中のＶBIASパルスに対する点線を参照のこと）、次に、読み出し期間中に各ロウを交互に選択すること（すなわち、ロウｎ、ロウｎ＋１等）である。その場合、異なる値の電圧ＶOUTが、選択された各ロウごとに電荷検知回路としてのインテグレータ１９０によって出力される。これらの値は、同じデータ線ＤＡＴに接続されている後続の画素に関する検知された電荷に相当する。
【００５４】
信号としての電圧ＶOUTを、たとえば表示装置が接続され得るコンピュータ内のさらなるデジタル処理に使用してもよいし、単にローカルメモリ内に記憶してもよい。たとえば信号としての電圧ＶOUTを信号ＤＩＮとして出力バッファ１８８にフィードバックすることによって、表示されている画像を更新するために記憶された画像データを使用することができる。この場合、図５（Ｂ）のタイミングダイアグラムは、読み出し期間の後に、画像をスクリーン上に保持するための１つまたは複数の更新期間を含むことになる。ユーザが他の画像をスクリーン上に表示させたいと望む場合、ユーザは、図５（Ｂ）または図５（Ｃ）に示すように、予備充電期間を再び開始させるスイッチを操作しさえすればよい。
【００５５】
グレースケールの読み出しについては、インテグレータのレベルを調整しさらに増幅させた後に、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）に接続する。これを達成するための例示的な一構成が、図６（Ａ）および図６（Ｂ）に示されている。図６（Ａ）および図６（Ｂ）はそれぞれ、図５（Ａ）および図５（Ｃ）に相当するが、以下の点で異なる。まず、図６（Ａ）は、インテグレータ１９０に直列接続されている増幅器２２０およびアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）２２２をさらに含む。増幅器２２０は、インテグレータ出力電圧のレベルシフトおよび増幅を提供する。一方、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）２２２は、増幅器２２０の出力部のアナログデジタルをサンプリングし、マルチビットデジタル信号をライン２２４に出力する。ＡＤＣ出力部の２進値によって、該当するロウごとに画素に存在する電荷のグレースケール値が示される。増幅器出力電圧のサンプリングは、サンプリング信号ＳＡＭが高くなると行われる（図６（Ｂ）の下部の線を参照のこと）。それに応じて、該当するカラムおよびロウごとの画素の電荷に相当するデジタル出力が行われて、さらなる処理のために提供される。
【００５６】
上述した構成の利点は以下のものを含む。
（ａ）  画像は陽画像である。
（ｂ）  読み出された画像はグレースケール機能を有しており、これによって画像品質が向上される。
（ｃ）  必要な露光時間を、ＶBIASパルスの幅（および／または高い場合の電圧ＶBIASの値）によって簡単に制御する。
（ｄ）  機器は単一の供給電圧、すなわち、アースに対する陽電圧のみが必要である。
【００５７】
このような画像センサの用途の例としては、黒地に白を使用するＸ線検出器および接触型画像センサがある。接触型画像センサは、カーボンコピーの用紙のシートに似ており、かつ、もとの書類（たとえばＡ４の用紙のシート）と同じ物理的な大きさを有する二次元センサを有する。単にこの用紙を二次元センサの上に載置し、ユーザが所望の線画または文章をこの用紙の上に描画するかまたは書き込むと、スクリーンの上には描かれた図または文章の「カーボンコピー」が残される。このような画像センサは、従来のスキャナ型画像センサに見られるようなかさばる移動型の光学部品を必要としない低価格のセンサである。もとの画像のために使用される用紙は不透明であると想定されるため、「カーボンコピー」工程のために使用されるペンは、スクリーンの部分を含む感圧パッドを押下する実物のペンに類似している。代替的に、このようなペンのペン先の近くに永久磁石を設けることができる場合、センサ素子は、たとえば磁気抵抗型素子であり得る。
【００５８】
回路は、陽画の画像の代わりに陰画の画像を使用するために簡単に変換することができる。これを達成するために、予備充電期間中は低い電圧ＶCOMを送るが、露光期間中では低い電圧ＶCOM（たとえば１．２Ｖまで）を送るとともに低い電圧ＶBIAS（たとえば０Ｖ）を送る。このことが意味しているのは、予備充電期間では、すべてのＥＣ画素が放電される（ブリーチされる）か、または、せいぜい低レベルの電荷とされるということである。その理由は、ＤＩＮラインの電圧ＶDINは、依然として低いままであり、かつ、出力バッファ１８８を経由してスイッチ１８６によってデータ線に印加されるからである。これに対して、露光期間中では、電圧ＶCOMが高く電圧ＶBIASが低いため、ＥＣ画素は、光伝導体によって放電するのではなく充電される。露光期間の長さ（電圧ＶBIASの幅）と各別個の光伝導体に衝突する光の強度とに依存して、画像がスクリーン上に生成される。この画像は、白地に黒のものである、すなわち、もとの入射画像の陰画である。
【００５９】
必要により、露光期間をトリガすることができることが好ましい。その理由は、これによって電力を節約することができるからである。このようにトリガすることは、たとえば、画像を露光しようとする場合にユーザがスイッチを操作することによって、または表示装置スクリーンにタッチセンシティブ要素を一体化することによって達成することができる。後者の選択肢では、ライトペン等を使用して画像を入力することが想定される。というのも、そうすればユーザはタッチセンシティブ要素を操作してトリガ動作を開始するために表示装置に対してライトペンを置きさえすればよくなるからである。
【００６０】
トリガの他の様態としては、予備充電期間の直後にそれを自動的に行うことが挙げられる。しかし、これには、スクリーン上に既に存在する画像が、露光期間の開始と実際の画像をユーザがセンサ素子上に置く瞬間との間の期間に、周辺光に晒されてしまうという不所望の欠点がある。このような周辺光は、画素から電荷を取り除くという効果をもたらすので、画像を最終的に置くとスクリーン上の画像コントラストが損なわれてしまう。
【００６１】
予備充電期間の終盤と露光期間の開始との間の期間中に存在する周辺光は、上述した実施形態の場合には問題になりにくい。このことは、図５（Ａ）および図５（Ｂ）を参照して説明することができる。図５（Ａ）および図５（Ｂ）からは、画素１８２に、予備充電期間中に、高い状態の電圧ＶCOMと低い状態の電圧ＶDINとが印加されている一方で、光伝導体１８４に、低い状態の電圧ＶBIASと低い状態の電圧ＶDINとが印加されている様子が分かる。（電圧ＶDINは出力バッファ１８８を介してデータ線に印加される。）低い状態の電圧ＶBIASが低い状態の電圧ＶDINと同じである（たとえば０Ｖ）と仮定すると、予備充電期間中は光伝導体１８４内にはゼロ電流が流れる。選択電圧ＶSELが低くなる瞬間、電界効果型トランジスタ１８０がスイッチオフされて、画素は浮遊電荷を有した状態になる。電圧ＶBIASは依然として電圧ＶDINと同じである（０Ｖ）ので、センサ素子による画素の放電は起こらない。実際、センサ素子は画素の電荷を保持するように機能するが、これは望ましいことである。このことは、周辺光のセンサ素子に対する影響とは無関係に有効である。したがって、予備充電期間と露光期間との間に周辺光に起因してセンサ素子の抵抗がどうなるかは重要なことではない。
【００６２】
露光期間の開始時とセンサ素子上への画像の載置との間の周辺光の影響については既に言及した。しかし、周辺光は、残りの露光期間中においても同様に問題となり得る。このことは、たとえば、画像が画素内にライトペンを用いて手書きされているのか、それとも画像が入射光によって画素上に投影されているのかに関わらず当てはまることである。総じて露光期間中の周辺光による悪影響を緩和するために、本発明は、周辺光を検知して周辺光検知信号を生成するセンサの使用を想定している。この場合、この信号を使用して、高い場合のＶBIASパルスの幅および／または電圧ＶBIASの値を可変にする。周辺光のレベルの上昇は、パルス幅を短縮させるかまたは高い状態の電圧ＶBIASの値を減少させるように作用する。
【００６３】
周辺光の作用を制御する別の方法が図７に示されている。図７において、光伝導体１８４は、スイッチ２００を介して対応の画素から絶縁されている。スイッチ２００のゲートには、第２の選択信号ＳＥＬ２が供給され、パストランジスタ１０８には、第１の選択信号ＳＥＬ１と定義しなおす既存の選択信号が供給される。スイッチ２００を含めたことにより、画素上のセンサ素子の短絡効果をゲート制御することが可能になるので、その結果、短絡効果は短期間にしか起こらない。したがって、たとえば、第２の選択信号ＳＥＬ２を、露光が始まろうとしている直前に高くなるように構成し、読み出し期間の開始時に再び低くなるようにすることができる。これを行う一方法は、電圧ＶBIASを第２の選択信号ＳＥＬ２として使用することである。もちろんこの場合には、電圧ＶBIASはスイッチ２００を駆動することができる値を取るということを想定している。
【００６４】
センサ素子は光伝導体であるだけではなくフォトダイオードまたは磁気抵抗要素であってもよいということを上述した。後者の場合には、ライトペンを使用することが想定されているが、ペン先に磁石を有するペンであってもよい。また、既に言及したことであるが、感光性センサ素子は、外部の画像からその感光性センサ素子上に投影される放射光によっても活性化させることができる。このようなセンサを使用することによって、本発明をライティングパッド（電子ペーパー）として使用することができるようになり、これによって、便利な登録フォームへの書き込みまたはチェックリストのチェック付け等を行うことができるようになる。本発明の他の用途は、指紋読み取り器である。この場合、センサは感光性または磁気性であるが、ユーザの指または親指をスクリーン上に押すことによって作動される感圧性素子であってもよい。
【００６５】
本発明を、ＥＣがそのアクティブマトリックスに関連して説明してきたが、本発明は、このような画素のパッシブマトリックスにも適用できる。しかし、この場合には不都合な点がある。その理由は、パッシブマトリックス構成においては、格納された電荷が、垂直および水平電極に沿って再伝達されてしまい、結果としていわゆる「クロストーク」減少が起こるからである。たとえば、本来黒色である画素が、ライトペンを使用することによる画素の放電によって白色に変化する。しかし、その直後、パッシブマトリックス構成では、この画素は再び黒色に戻る。その理由は、充電されている画素は頂上電極および底部電極を共有しているからである。その結果、書き込まれた画像の品質がすぐに悪化するというリスクがある。上述したアクティブマトリックス内でパストランジスタ１０８を使用することによって、このような電荷の共有とそれに起因して画像が早く劣化してしまうことが防止される。それにも関わらず、スクリーン上の画像を頻繁に更新すると仮定すれば、本発明をパッシブマトリックスに適用することも実行可能である。もちろん、このように画像を頻繁に更新するとより多くの電力を消費することになってしまい本発明が達成しようとすることとある程度矛盾することになる。
【００６６】
さらに、図面には正電圧システム、すなわちアースに加えて単一の正電圧供給レールを使用するシステムが示されているが、代替的に負電圧システムを使用してもよい。この負電圧システムは同様にアースに対して負電圧供給源を有するものである。
【００６７】
図５（Ａ）の電荷センサとしてのインテグレータ１９０は、電荷インテグレータとして示されている。しかしながら、電荷センサは別の形態、たとえば単純なインバータまたはコンパレータ、クロス接続型検知増幅器、電流源負荷等であり得る。確かに、インバータまたはコンパレータ等の単純なデバイスを採用する場合、インテグレータとは異なり、これら自体が直接電荷を検知することはできない。しかし、こうした単純なデバイスは、データ線上の電圧を検知することができる。データ線上の寄生容量が充分に小さいと仮定するならば、画素電極上の電荷は部分駅にこの寄生容量に伝達されて、データ線上の電圧を変化させる。この電圧こそがインバータまたはコンパレータによって検知されるものであり、これによって、画素電極上の画素のサイズが提供される。
【００６８】
実際の使用においては、画素上の格納された電圧は、インバータの固定された閾値電圧またはコンパレータの他の入力部の可変な閾値電圧のどちらが使われているにせよ、使用されているものによって検出される。インバータが使用されている場合であって、グレースケール機能が必要なときは、グレースケール情報を、一連の連続読み出しを行うことによって検出することができる。各読み出しは、ほぼ同量の電荷を消費し、グレースケール値の評価は、ある画素上のすべての電荷が除去されるまでに必要とされた読み出しの回数を数えることによって得られる。もちろん、これは、上述したおおむね非破壊読み出し形式とは異なる破壊読出し形式である。コンパレータを使用する場合、グレースケール情報は、一連の連続読み出しを行っている間に基準電圧を可変とすることによって収集することができる。
【００６９】
単純なインバータまたはコンパレータの使用は、すべての用途に適しているわけではない。この使用の主な基準は、まず、表示装置のサイズであり、次に、表示装置の解像度である。表示装置のサイズに関しては、サイズが大きくなればなるほど、寄生データ線容量が大きくなる。したがって、インバータまたはコンパレータは、比較的小型の表示装置に適している。解像度に関しては、表示装置の解像度が高くなるにつれて画素ストレージ容量が小さくなり、これによって読み出し性能が制限されることになる。したがって、インバータまたはコンパレータは、解像度の低い表示装置について使用するほうがより手軽である。これら２つの基準が満たされない場合は、電荷インテグレータ等のデバイスを用いるのが最も適切である。
【００７０】
図５（Ａ）では、画素の一方の側にある電圧ＶCOMは読み出し期間中低い状態にあると仮定したが、代替的に、露光期間の終盤に高いままであってもよい（図５（Ｂ）および図５（Ｃ）を参照のこと）。しかしながら、もしこのようにすると、インテグレータ１９０につながるデータ線での電圧状況が反転し、結果としてインテグレータから出力される電圧ＶOUTが低くなり、インテグレータの非反転入力部の電圧ＶSABの値に応じて、場合によってはアース以下になる。こうなると、アースに対して負電圧電源を含める必要が出てくるので、望ましくない。これを回避するために、インテグレータは、本出願人名で提出された同時係属出願である欧州特許出願第０３２５４０６１．９号明細書、２００４年１月２日の公開番号ＥＰ１３７６６０３の主題である代替的な形態であってもよい。
【００７１】
図８には、この代替的なタイプのインテグレータを簡略化して示してある。このインテグレータは、増幅器２３０を有する。この演算増幅器は、自身の出力部と非反転入力部との間にコンデンサ２３２を有している。コンデンサ２３２の一端は、スイッチ２３４に接続されている。一方、コンデンサ２３２の他端は、スイッチ２３６に接続されている。これら２つのスイッチにはそれぞれ、電圧ＶPRE1および電圧ＶPRE2が供給される。インテグレータの反転入力部は、入力電圧ＶINを形成する。一方、インテグレータの出力部は、出力電圧、すなわち電圧ＶOUTを形成する。
【００７２】
インテグレータの動作は以下の通りである。スイッチ１８６を、信号Ｒ／Ｗを高くすることによって切り替えて読み出し設定にした後であって、選択ラインＳＥＬが高くなる前に、スイッチ２３４およびスイッチ２３６が閉止され、それによって、電圧をコンデンサ２３２にわたって電圧ＶPRE1および電圧ＶPRE2間の差と同じにする。電圧ＶPRE2が電圧ＶPRE1よりも正である場合は、コンデンサは、プリセット電圧になるよう充電される。これにり、反転入力部の仮想アース機能によって、インテグレータの出力電圧すなわち電圧ＶOUTを量（ＶPRE2−ＶPRE1）によってＳＡＢラインの電圧よりも高くなる。いったんプリセット電圧がコンデンサの端から端まで印加されると、スイッチ２３４およびスイッチ２３６が開放されて、電圧ＶPRE1および電圧ＶPRE2がコンデンサから除去される。すると、選択ラインＳＥＬが高くなり、画素からの電荷が、入力電圧ＶINによってコンデンサ２３２に伝達される。しかしながら、この場合、電圧ＶOUTがＳＡＢラインの電圧よりも高い値になり始めているため、画素から相当量の電荷が伝達されたとしても、アース電圧にはならない。このことを確実にするために、コンデンサの端から端にわたって充分に高いプリセット電圧、すなわち（ＶPRE2−ＶPRE1）を印加することが必要である。このプリセット電圧の値は、画素電荷容量の平均値、コンデンサ２３２の値（およびデータ線に寄生容量があればその値）および選択ラインＳＥＬの選択パルスの幅を求めることによって簡単に計算することができる。スイッチ２３４およびスイッチ２３６は、各ロウの画素が読み取られた直前に、すなわち、各後続のロウに対して選択ラインＳＥＬが高くなる直前に、閉止される。
【００７３】
明細書中、上述の回路に適用可能な実際に使用可能な電圧の例示的な例として特定の電圧を記載したが、本発明はこれらの電圧に限定されるものではない。
【００７４】
各ＥＣ画素に加えて、描画画像がその上に押し付けられるセンサ素子を有する表示装置について説明してきた。このよう描画画像を押し付けることは、たとえば、ライトペンまたは磁性ペンを使用することによって、または、外部の画像をスクリーン上に投影することによってなし得る。センサは、描画画像を受信すると、各画素上の電荷を変化させることによってこれら画素をモジュール化する。画素上に存在する画素が変更されると、スクリーン上に映し出されている画像が即座に変更される。このようにして変更された画像は、ＥＣ技術の基礎を成す電荷保持容量が内在しているため、保持される。さらに、新しい画像を、必要であれば表示されている画像を、所望であれば後続の処理のために定期的に更新するために使用することができる変更された画像データとして読み出す。
【００７５】
このようなシステムは、ユーザにとって非常に好都合である。原則として、ユーザは、スクリーンで、何も書き込まれていない背景または既に表示されている描画画像、たとえば書き込むようになっているフォームなどの上にメモを取ったり線を引いたりすることができる。そして、こうしたメモまたは線は、主表示装置ドライバのデジタル駆動回路を使用してスクリーンを更新する必要なしにただちに表示される。したがって、公知のシステムに見られるソフトウェアの待ち時間は本発明には存在しない。次に、電荷が変化した画素を検出するために表示装置を再走査する必要が無いということは、電力の消費が減少されているということを意味する。このことは、当該技術分野ではよく見られるように表示装置が携帯型である場合には重要である。そして、表示されている画像は不揮発性である。その理由は、ＥＣ画素がこの電荷を保持するからである。
【００７６】
本発明は、スーパーマーケットの支払いレジおよび公衆電話ボックス、個人用データ機器およびノートブック型コンピュータ等で一般的に採用されている対話型表示装置において利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】公知のアクティブマトリックスエレクトロクロミック表示装置を簡素化して示す概略図。
【図２】本発明に係る表示装置の第１の実施形態の概略図。
【図３】図２に示す表示装置の２つの動作モードのうち１つを示すフローチャート。
【図４】図２に示す表示装置の２つの動作モードのうち１つを示すフローチャート。
【図５】（Ａ）は、図１に示す表示装置のより詳細な具体例を示す回路図、（Ｂ）は、（Ａ）の回路図に関連するタイミング図、（Ｃ）は、（Ａ）の回路図に関連するタイミング図。
【図６】（Ａ）は、図５（Ａ）に示す構成の変形形態を示す図、（Ｂ）は、図５（Ｂ）および図５（Ｃ）に示す構成の変形形態を示す図。
【図７】本発明に係る表示装置に採用されたセンサ素子を制御する種々の方法を示す部分回路図。
【図８】本発明に係る表示装置において使用し得る電荷インテグレータの代替形態を示す回路図。
【図９】（Ａ）は、従来技術に係る表示装置構成の回路図であり、（Ｂ）は、従来技術に係る表示装置構成の斜視図。
【図１０】（Ａ）は、さらなる従来技術に係る表示装置構成の概略ブロック図であり、（Ｂ）は、さらなる従来技術に係る表示装置構成の斜視図。
【図１１】さらに別の従来技術に係る表示装置構成の概略図。
【符号の説明】
【００７８】
１００…ＡＭＥＣＤ、１０２…走査線、１０４…データ線、１０６，１８２…画素、１０８…パストランジスタ、１１０…共通電極、１１２…走査線駆動ドライバ、１１４…データ線駆動ドライバ、１１６…基準電圧、１２２…スイッチユニット、１２４…電荷検知回路、１８０…電界効果型トランジスタ、１８４…光伝導体、１８６…スイッチ、１８８…出力バッファ、１９０…インテグレータ、１９２…リセットスイッチ、１９４，２３２…コンデンサ、２００，２３４，２３６…スイッチ、２３０…増幅器。
【図１】
2008257232.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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