JP2009288685A - 電気泳動表示装置の駆動方法、電気泳動表示装置、及び電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】オーバーライト状態の発生を抑え、均一な濃度の表示を得ることができる電気泳動表示装置の駆動方法を提供する。
【解決手段】本発明の電気泳動表示装置の駆動方法は、表示部に表示された第1画像を第2画像に更新するステップとして、第1画像の第1の階調を表示した画素に属する画素電極を対向電極と略同電位又はハイインピーダンス状態とする一方、第1画像の第2の階調を表示した画素に属する画素電極に第1の階調に対応する画素電極電位を入力する第1の画像表示ステップ(S102)と、第2画像の第1の階調を表示させる画素に属する画素電極を対向電極と略同電位又はハイインピーダンス状態とする一方、第2画像の第2の階調を表示させる画素に属する画素電極に、第2の階調に対応する画素電極電位を入力する第2の画像表示ステップ(S103)と、を有することを特徴とする。
【選択図】図7
【解決手段】本発明の電気泳動表示装置の駆動方法は、表示部に表示された第1画像を第2画像に更新するステップとして、第1画像の第1の階調を表示した画素に属する画素電極を対向電極と略同電位又はハイインピーダンス状態とする一方、第1画像の第2の階調を表示した画素に属する画素電極に第1の階調に対応する画素電極電位を入力する第1の画像表示ステップ(S102)と、第2画像の第1の階調を表示させる画素に属する画素電極を対向電極と略同電位又はハイインピーダンス状態とする一方、第2画像の第2の階調を表示させる画素に属する画素電極に、第2の階調に対応する画素電極電位を入力する第2の画像表示ステップ(S103)と、を有することを特徴とする。
【選択図】図7
Description
本発明は、電気泳動表示装置の駆動方法、電気泳動表示装置、及び電子機器に関するものである。
アクティブマトリクス型の電気泳動表示装置として、画素内にスイッチング用トランジスタとメモリ回路(SRAM;Static Random Access Memory)とを備えたものが知られている(特許文献1参照)。特許文献1記載の表示装置は、スイッチング用トランジスタや画素電極が形成された基板上に、帯電粒子を内蔵したマイクロカプセルが接着された構成である。そして、マイクロカプセルを挟持する画素電極と共通電極との間に発生させた電界により帯電粒子を制御することで画像を表示するものであった。
特開2003−84314号公報
特許文献1記載の電気泳動表示装置では、画像の白黒を表示するために、画素内に設けられたSRAM(画素SRAM回路)に、白黒二値のいずれかを電位(ハイレベル/ローレベル)として記憶する。そして、記憶された電位に基づく電圧をマイクロカプセルに印加することで表示を行っていた。
この種の電気泳動表示装置において表示画像の更新を行うと、表示領域における表示の濃度が不均一になるという問題があった。これは、表示画像の更新動作時に、黒表示又は白表示を維持する画素において更新前の画像を表示するときと同方向の電界が再度マイクロカプセルに作用するため、表示が変更される画素に比べてマイクロカプセルに電界が作用する時間が長くなるためである。これにより、黒表示がより黒く、白表示がより白くなってしまうオーバーライト状態となる。また、このようなオーバーライトされた画素では、表示色を反転させる場合に電気泳動粒子が移動しにくくなり、表示させた色の濃度が不足して表示領域に濃度のむらを生じるという問題もあった。
さらには、長時間にわたり同一色が維持されると、マイクロカプセルに一方向の電界が作用し続けることになり、対向電極を構成するITO(インジウム錫酸化物)に電気化学反応による変色や腐食が生じやすくなり、信頼性上の問題となる場合があった。
この種の電気泳動表示装置において表示画像の更新を行うと、表示領域における表示の濃度が不均一になるという問題があった。これは、表示画像の更新動作時に、黒表示又は白表示を維持する画素において更新前の画像を表示するときと同方向の電界が再度マイクロカプセルに作用するため、表示が変更される画素に比べてマイクロカプセルに電界が作用する時間が長くなるためである。これにより、黒表示がより黒く、白表示がより白くなってしまうオーバーライト状態となる。また、このようなオーバーライトされた画素では、表示色を反転させる場合に電気泳動粒子が移動しにくくなり、表示させた色の濃度が不足して表示領域に濃度のむらを生じるという問題もあった。
さらには、長時間にわたり同一色が維持されると、マイクロカプセルに一方向の電界が作用し続けることになり、対向電極を構成するITO(インジウム錫酸化物)に電気化学反応による変色や腐食が生じやすくなり、信頼性上の問題となる場合があった。
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、オーバーライト状態の発生を抑え、均一な濃度の表示を得ることができる電気泳動表示装置の駆動方法及び電気泳動表示装置を提供することを目的の一つとする。
本発明の電気泳動表示装置の駆動方法は、上記課題を解決するために、一対の基板間に電気泳動粒子を含む電気泳動素子を挟持し、複数の画素からなる表示部を有しており、前記画素ごとに、画素電極と、画素スイッチング素子と、前記画素電極と前記画素スイッチング素子との間に接続されたラッチ回路と、前記ラッチ回路と前記画素電極との間に接続されたスイッチ回路とを備え、前記電気泳動素子を介して複数の前記画素電極と対向する対向電極と、前記スイッチ回路に接続された第1及び第2の制御線とを有する電気泳動表示装置の駆動方法であって、前記表示部に表示された第1画像を第2画像に更新するステップが、前記第1画像の第1の階調を表示した前記画素に属する前記画素電極を前記対向電極と略同電位又はハイインピーダンス状態とする一方、前記第1画像の第2の階調を表示した前記画素に属する前記画素電極に前記第1の階調に対応する画素電極電位を入力する第1の画像表示ステップと、前記第2画像の前記第1の階調を表示させる前記画素に属する前記画素電極を前記対向電極と略同電位又はハイインピーダンス状態とする一方、前記第2画像の前記第2の階調を表示させる前記画素に属する前記画素電極に、前記第2の階調に対応する画素電極電位を入力する第2の画像表示ステップと、を有することを特徴とする。
この駆動方法によれば、第1の画像表示ステップにおいて表示部の全体を第1の階調に移行させて第1画像を消去し、その後の第2の画像表示ステップにおいて第2画像を表示する。そして、第1の画像表示ステップでは、第1の階調を維持する画素に属する画素電極を、対向電極と略同電位又はハイインピーダンス状態とすることで、この第1の階調を表示している画素の電気泳動素子に電界が作用しないようにしている。また、第2の画像表示ステップにおいても、第1の階調を維持する画素に属する画素電極を、対向電極と略同電位又はハイインピーダンス状態とすることで、この第1の階調を表示している画素の電気泳動素子に電界が作用しないようにしている。
したがって、本発明によれば、表示階調が変更されない画素に対して、現在の階調を表示したときと同方向の電界が再度作用するのを回避することができる。よって、画素がオーバーライトされるのを効果的に防止することができ、均一な濃度の高画質の表示を得ることができる。
また、表示階調が変更されない画素では画素電極と対向電極との間に電位差が生じないため、リーク電流を低減することができる。これにより、対向電極等において電気化学反応が進行するのを防ぎ、信頼性上の問題が生じるのを回避することができる。
したがって、本発明によれば、表示階調が変更されない画素に対して、現在の階調を表示したときと同方向の電界が再度作用するのを回避することができる。よって、画素がオーバーライトされるのを効果的に防止することができ、均一な濃度の高画質の表示を得ることができる。
また、表示階調が変更されない画素では画素電極と対向電極との間に電位差が生じないため、リーク電流を低減することができる。これにより、対向電極等において電気化学反応が進行するのを防ぎ、信頼性上の問題が生じるのを回避することができる。
前記第1の画像表示ステップにおいて、前記第1画像の前記第1の階調を表示した前記画素に属する前記画素電極に、前記対向電極に入力されるパルスに同期したパルスを入力することが好ましい。
このような駆動方法とすることで、画素電極と対向電極を同電位とすることができ、表示階調が変更されない画素がオーバーライトされるのを効果的に防止することができる。また、表示階調が変更されない画素に属する画素電極の電位が周期的に変化するので、第2の階調を表示している画素に属する画素電極との間で電位差が生じる期間が短くなり、その分だけリーク電流を減少させることができる。
このような駆動方法とすることで、画素電極と対向電極を同電位とすることができ、表示階調が変更されない画素がオーバーライトされるのを効果的に防止することができる。また、表示階調が変更されない画素に属する画素電極の電位が周期的に変化するので、第2の階調を表示している画素に属する画素電極との間で電位差が生じる期間が短くなり、その分だけリーク電流を減少させることができる。
前記第1の画像表示ステップにおいて、前記第1画像の前記第1の階調を表示した前記画素に属する前記画素電極を、一定電位に保持することもできる。
すなわち本発明では、周期的なパルスではなく、一定の電位を画素電極に入力する駆動方法とすることもできる。本発明では、第1の画像表示ステップでは第2の階調から第1の階調への表示の更新のみが実行され、第2の画像表示ステップでは、第1の階調から第2の階調への表示の更新のみが実行されるため、第1及び第2の画像表示ステップにおける対向電極は一定電位に固定することができる。そのため、対向電極と略同電位とされる画素電極の電位についても一定電位に固定することができる。
このような駆動方法とすることで、周期的なパルスを対向電極に入力する場合と比較して、第2画像を表示させる際の駆動時間を短縮することができる。
すなわち本発明では、周期的なパルスではなく、一定の電位を画素電極に入力する駆動方法とすることもできる。本発明では、第1の画像表示ステップでは第2の階調から第1の階調への表示の更新のみが実行され、第2の画像表示ステップでは、第1の階調から第2の階調への表示の更新のみが実行されるため、第1及び第2の画像表示ステップにおける対向電極は一定電位に固定することができる。そのため、対向電極と略同電位とされる画素電極の電位についても一定電位に固定することができる。
このような駆動方法とすることで、周期的なパルスを対向電極に入力する場合と比較して、第2画像を表示させる際の駆動時間を短縮することができる。
前記第2画像の前記第1の階調を表示させる前記画素では前記スイッチ回路を介して前記第1の制御線と前記画素電極とが電気的に接続される一方、前記第2画像の前記第2の階調を表示させる前記画素では前記スイッチ回路を介して前記第2の制御線と前記画素電極とが接続されており、前記第1の制御線を、前記第1及び第2の画像表示ステップを通じて前記対向電極と略同一の電位又はハイインピーダンス状態とする一方、前記第2の制御線を、前記第1の画像表示ステップと前記第2の画像表示ステップとで異なる電位とすることが好ましい。
このような駆動方法とすることで、第1の画像表示ステップと第2の画像表示ステップの双方で効率的に画素を駆動することができる。
このような駆動方法とすることで、第1の画像表示ステップと第2の画像表示ステップの双方で効率的に画素を駆動することができる。
次に、本発明の電気泳動表示装置は、一対の基板間に電気泳動粒子を含む電気泳動素子を挟持し、複数の画素からなる表示部を有しており、前記画素ごとに、画素電極と、画素スイッチング素子と、前記画素電極と前記画素スイッチング素子との間に接続されたラッチ回路と、前記ラッチ回路と前記画素電極との間に接続されたスイッチ回路とを含む画素回路を備え、前記電気泳動素子を介して複数の前記画素電極と対向する対向電極と、前記スイッチ回路に接続された第1及び第2の制御線と、前記画素回路、前記対向電極、前記第1及び第2の制御線を駆動する駆動回路とを有する電気泳動表示装置であって、
前記駆動回路は、
前記表示部に表示された第1画像を第2画像に更新する期間のうち、
第1の画像表示期間において、前記第1画像の第1の階調を表示した前記画素に属する前記画素電極を前記対向電極と略同電位又はハイインピーダンス状態とする一方、前記第1画像の第2の階調を表示した前記画素に属する前記画素電極を前記第1の階調に対応する画素電極電位とし、
第2の画像表示期間において、前記第2画像の前記第1の階調を表示させる前記画素に属する前記画素電極を前記対向電極と略同電位又はハイインピーダンス状態とする一方、前記第2画像の前記第2の階調を表示させる前記画素に属する前記画素電極を前記第2の階調に対応する画素電極電位とすることを特徴とする。
前記駆動回路は、
前記表示部に表示された第1画像を第2画像に更新する期間のうち、
第1の画像表示期間において、前記第1画像の第1の階調を表示した前記画素に属する前記画素電極を前記対向電極と略同電位又はハイインピーダンス状態とする一方、前記第1画像の第2の階調を表示した前記画素に属する前記画素電極を前記第1の階調に対応する画素電極電位とし、
第2の画像表示期間において、前記第2画像の前記第1の階調を表示させる前記画素に属する前記画素電極を前記対向電極と略同電位又はハイインピーダンス状態とする一方、前記第2画像の前記第2の階調を表示させる前記画素に属する前記画素電極を前記第2の階調に対応する画素電極電位とすることを特徴とする。
この電気泳動表示装置によれば、第1の画像表示期間と第2の画像表示期間の双方において、表示階調が変更されない画素の電気泳動素子に実質的に電界が作用しない構成とすることができる。したがって、表示階調が維持される画素に対して同一方向の電界が繰り返し作用するのを回避することができ、画素がオーバーライトされるのを防ぐことができる。よって、本発明の電気泳動表示装置によれば、濃度が均一で高画質の表示を得ることができる。また、画像表示動作時のリーク電流を減少させることができ、低消費電力の電気泳動表示装置を実現することができる。
前記駆動回路は、前記第1の画像表示期間において、前記第1画像の前記第1の階調を表示した前記画素に属する前記画素電極に、前記対向電極に入力されるパルスに同期したパルスを出力することことが好ましい。
このような構成とすることで、第1及び第2の画像表示期間において、特定の画素の画素電極と対向電極を同電位とすることができ、表示階調が変更されない画素がオーバーライトされるのを効果的に防止することができる。また、表示階調が変更されない画素に属する画素電極の電位が周期的に変化するので、第2の階調を表示している画素に属する画素電極との間で電位差が生じる期間が短くなり、その分だけリーク電流を減少させることができる。
このような構成とすることで、第1及び第2の画像表示期間において、特定の画素の画素電極と対向電極を同電位とすることができ、表示階調が変更されない画素がオーバーライトされるのを効果的に防止することができる。また、表示階調が変更されない画素に属する画素電極の電位が周期的に変化するので、第2の階調を表示している画素に属する画素電極との間で電位差が生じる期間が短くなり、その分だけリーク電流を減少させることができる。
前記駆動回路は、前記第1の画像表示期間において、前記第1画像の前記第1の階調を表示した前記画素に属する前記画素電極を、一定電位に保持する構成も好ましい。
このような構成とすることで、周期的なパルスを対向電極に入力する場合と比較して、第2画像を表示させる際の駆動時間を短縮することができ、高速に画像を表示させることができる。
このような構成とすることで、周期的なパルスを対向電極に入力する場合と比較して、第2画像を表示させる際の駆動時間を短縮することができ、高速に画像を表示させることができる。
前記駆動回路は、前記第2画像の前記第1の階調を表示させる前記画素では前記スイッチ回路を介して前記第1の制御線と前記画素電極とを電気的に接続させる一方、前記第2画像の前記第2の階調を表示させる前記画素では前記スイッチ回路を介して前記第2の制御線と前記画素電極とを接続させ、前記第1の制御線を、前記第1及び第2の画像表示期間を通じて前記対向電極と略同一の電位又はハイインピーダンス状態とする一方、前記第2の制御線を、前記第1の画像表示期間と前記第2の画像表示期間とで異なる電位とする構成であることが好ましい。
このような構成とすることで、第1の画像表示期間と第2の画像表示期間の双方で効率的に画素を駆動できる電気泳動表示装置とすることができる。
このような構成とすることで、第1の画像表示期間と第2の画像表示期間の双方で効率的に画素を駆動できる電気泳動表示装置とすることができる。
次に、本発明の電子機器は、先に記載の電気泳動表示装置を備えたことを特徴とする。この構成によれば、高画質で信頼性に優れた表示装置を具備した電子機器を提供することができる。
以下、図面を用いて本発明の一実施形態であるアクティブマトリクス方式の電気泳動表示装置について説明する。
なお、本実施形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、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、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせている。
なお、本実施形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、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、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせている。
(第1の実施形態)
図1は、本実施形態に係る電気泳動表示装置100の概略構成図である。
電気泳動表示装置100は、複数の画素40がマトリクス状に配列された表示部5を備えている。表示部5の周辺には、走査線駆動回路61、データ線駆動回路62、コントローラ(制御部)63、及び共通電源変調回路64が配置されている。走査線駆動回路61、データ線駆動回路62、及び共通電源変調回路64は、それぞれコントローラ63と接続されている。コントローラ63は、上位装置から供給される画像データや同期信号に基づき、上記の回路を総合的に制御する。走査線駆動回路61、データ線駆動回路62、コントローラ(制御部)63、及び共通電源変調回路64、コントローラ63から、電気泳動表示装置100の駆動回路が構成される。
図1は、本実施形態に係る電気泳動表示装置100の概略構成図である。
電気泳動表示装置100は、複数の画素40がマトリクス状に配列された表示部5を備えている。表示部5の周辺には、走査線駆動回路61、データ線駆動回路62、コントローラ(制御部)63、及び共通電源変調回路64が配置されている。走査線駆動回路61、データ線駆動回路62、及び共通電源変調回路64は、それぞれコントローラ63と接続されている。コントローラ63は、上位装置から供給される画像データや同期信号に基づき、上記の回路を総合的に制御する。走査線駆動回路61、データ線駆動回路62、コントローラ(制御部)63、及び共通電源変調回路64、コントローラ63から、電気泳動表示装置100の駆動回路が構成される。
表示部5には走査線駆動回路61から延びる複数の走査線66と、データ線駆動回路62から延びる複数のデータ線68とが形成されており、これらの交差位置に対応して画素40が設けられている。
走査線駆動回路61は、m本の走査線66(Y1、Y2、…、Ym)を介して各々の画素40に接続されており、コントローラ63の制御のもと、1行目からm行目までの走査線66を順次選択する。走査線駆動回路61は、選択した走査線66を介して、画素40に設けられた選択トランジスタ41(図2参照)にオンタイミングを規定する選択信号を供給する。
データ線駆動回路62は、n本のデータ線68(X1、X2、…、Xn)を介して各々の画素40に接続されており、コントローラ63の制御のもと、画素40の各々に対応する1ビットの画素データを規定する画像信号を画素40に供給する。
なお、本実施形態では、画素データ「0」を規定する場合にはローレベル(L)の画像信号を画素40に供給し、画素データ「1」を規定する場合はハイレベル(H)の画像信号を画素40に供給するものとする。
なお、本実施形態では、画素データ「0」を規定する場合にはローレベル(L)の画像信号を画素40に供給し、画素データ「1」を規定する場合はハイレベル(H)の画像信号を画素40に供給するものとする。
表示部5にはまた、共通電源変調回路64から延びる5本のグローバル配線(低電位電源線49、高電位電源線50、共通電極配線55、第1の制御線91、及び第2の制御線92)が設けられており、それぞれの配線は画素40と接続されている。共通電源変調回路64は、コントローラ63の制御のもと、上記の配線の各々に供給すべき各種信号を生成する一方、これら各配線の電気的な接続及び切断(ハイインピーダンス化)を行う。
図2は、画素40の回路構成図である。
画素40には、選択トランジスタ41(画素スイッチング素子)と、ラッチ回路(メモリ回路)70と、スイッチ回路80と、電気泳動素子32と、画素電極35と、対向電極としての共通電極37とが設けられている。これらの素子を取り囲むように、走査線66、データ線68、低電位電源線49、高電位電源線50、第1の制御線91、及び第2の制御線92が配置されている。画素40は、ラッチ回路70により画像信号を電位として保持するSRAM(Static Random Access Memory)方式の構成である。上記素子のうち、選択トランジスタ41、ラッチ回路70、スイッチ回路80、画素電極35から構成される部分を画素回路とも呼ぶ。この画素回路及び共通電極37と、第1の制御線91、第2の制御線92を含むグローバル配線とは、上記した駆動回路により駆動される。
画素40には、選択トランジスタ41(画素スイッチング素子)と、ラッチ回路(メモリ回路)70と、スイッチ回路80と、電気泳動素子32と、画素電極35と、対向電極としての共通電極37とが設けられている。これらの素子を取り囲むように、走査線66、データ線68、低電位電源線49、高電位電源線50、第1の制御線91、及び第2の制御線92が配置されている。画素40は、ラッチ回路70により画像信号を電位として保持するSRAM(Static Random Access Memory)方式の構成である。上記素子のうち、選択トランジスタ41、ラッチ回路70、スイッチ回路80、画素電極35から構成される部分を画素回路とも呼ぶ。この画素回路及び共通電極37と、第1の制御線91、第2の制御線92を含むグローバル配線とは、上記した駆動回路により駆動される。
選択トランジスタ41は、N−MOS(Negative Metal Oxide Semiconductor)トランジスタからなる画素スイッチング素子である。選択トランジスタ41のゲート端子は走査線66に接続され、ソース端子はデータ線68に接続され、ドレイン端子はラッチ回路70のデータ入力端子N1に接続されている。
ラッチ回路70のデータ入力端子N1及びデータ出力端子N2は、スイッチ回路80と接続されている。さらにスイッチ回路80は、画素電極35と、第1及び第2の制御線91、92とにそれぞれ接続されている。画素電極35と共通電極37との間に電気泳動素子32が挟持されている。
ラッチ回路70のデータ入力端子N1及びデータ出力端子N2は、スイッチ回路80と接続されている。さらにスイッチ回路80は、画素電極35と、第1及び第2の制御線91、92とにそれぞれ接続されている。画素電極35と共通電極37との間に電気泳動素子32が挟持されている。
ラッチ回路70は、転送インバータ70tと帰還インバータ70fとを備えている。転送インバータ70t及び帰還インバータ70fはいずれもC−MOSインバータである。転送インバータ70tと帰還インバータ70fとは、互いの入力端子に他方の出力端子が接続されたループ構造を成しており、それぞれのインバータには、高電位電源端子PHを介して接続された高電位電源線50から高電位の電源電圧が供給され、低電位電源端子PLを介して接続された低電位電源線49から低電位の電源電圧が供給される。
転送インバータ70tは、それぞれのドレイン端子をデータ出力端子N2に接続されたP−MOS(Positive Metal Oxide Semiconductor)トランジスタ71とN−MOSトランジスタ72とを有している。P−MOSトランジスタ71のソース端子は高電位電源端子PHに接続され、N−MOSトランジスタ72のソース端子は低電位電源端子PLに接続されている。P−MOSトランジスタ71及びN−MOSトランジスタ72のゲート端子(転送インバータ70tの入力端子)は、データ入力端子N1(帰還インバータ70fの出力端子)と接続されている。
帰還インバータ70fは、それぞれのドレイン端子をデータ入力端子N1に接続されたP−MOSトランジスタ73とN−MOSトランジスタ74とを有している。P−MOSトランジスタ73及びN−MOSトランジスタ74のゲート端子(帰還インバータ70fの入力端子)は、データ出力端子N2(転送インバータ70tの出力端子)と接続されている。
上記構成のラッチ回路70において、ハイレベル(H)の画像信号(画素データ「1」)が記憶されると、ラッチ回路70のデータ出力端子N2からローレベル(L)の信号が出力される。一方、ラッチ回路70にローレベル(L)の画像信号(画素データ「0」)が記憶されると、データ出力端子N2からハイレベル(H)の信号が出力される。
スイッチ回路80は、第1のトランスミッションゲートTG1と、第2のトランスミッションゲートTG2とを備えて構成されている。
第1のトランスミッションゲートTG1は、P−MOSトランジスタ81とN−MOSトランジスタ82とからなる。P−MOSトランジスタ81及びN−MOSトランジスタ82のソース端子は第1の制御線91に接続され、P−MOSトランジスタ81及びN−MOSトランジスタ82のドレイン端子は画素電極35に接続されている。また、P−MOSトランジスタ81のゲート端子は、ラッチ回路70のデータ入力端子N1(選択トランジスタ41のドレイン端子)に接続され、N−MOSトランジスタ82のゲート端子は、ラッチ回路70のデータ出力端子N2に接続されている。
第1のトランスミッションゲートTG1は、P−MOSトランジスタ81とN−MOSトランジスタ82とからなる。P−MOSトランジスタ81及びN−MOSトランジスタ82のソース端子は第1の制御線91に接続され、P−MOSトランジスタ81及びN−MOSトランジスタ82のドレイン端子は画素電極35に接続されている。また、P−MOSトランジスタ81のゲート端子は、ラッチ回路70のデータ入力端子N1(選択トランジスタ41のドレイン端子)に接続され、N−MOSトランジスタ82のゲート端子は、ラッチ回路70のデータ出力端子N2に接続されている。
第2のトランスミッションゲートTG2は、P−MOSトランジスタ83とN−MOSトランジスタ84とからなる。P−MOSトランジスタ83及びN−MOSトランジスタ84のソース端子は第2の制御線92に接続され、P−MOSトランジスタ83及びN−MOSトランジスタ84のドレイン端子は、画素電極35に接続されている。また、P−MOSトランジスタ83のゲート端子は、ラッチ回路70のデータ出力端子N2に接続され、N−MOSトランジスタ84のゲート端子は、ラッチ回路70のデータ入力端子N1に接続されている。
ここで、ラッチ回路70にローレベル(L)の画像信号(画素データ「0」)が記憶され、データ出力端子N2からハイレベル(H)の信号が出力された場合、第1のトランスミッションゲートTG1がオン状態となって第1の制御線91と画素電極35とが電気的に接続され、第1の制御線91の電位S1が画素電極35に入力される。
一方、ラッチ回路70にハイレベル(H)の画像信号(画素データ「1」)が記憶され、データ出力端子N2からローレベル(L)の信号が出力された場合、第2のトランスミッションゲートTG2がオン状態となり、第2の制御線92の電位S2が画素電極35に入力される。
一方、ラッチ回路70にハイレベル(H)の画像信号(画素データ「1」)が記憶され、データ出力端子N2からローレベル(L)の信号が出力された場合、第2のトランスミッションゲートTG2がオン状態となり、第2の制御線92の電位S2が画素電極35に入力される。
図3は、表示部5における電気泳動表示装置100の部分断面図である。電気泳動表示装置100は、素子基板30と対向基板31との間に、複数のマイクロカプセル20を配列してなる電気泳動素子32を挟持した構成を備えている。表示部5において、素子基板30の電気泳動素子32側には複数の画素電極35が配列形成されており、電気泳動素子32は接着剤層33を介して画素電極35と接着されている。
素子基板30は、ガラスやプラスチック等からなる基板であり、画像表示面とは反対側に配置されるため透明なものでなくてもよい。画素電極35は、Cu箔上にニッケルめっきと金めっきとをこの順で積層したものや、Al、ITO(インジウム錫酸化物)などにより形成された電極である。図示は省略しているが、画素電極35と素子基板30との間には、図1や図2に示した走査線66、データ線68、選択トランジスタ41、ラッチ回路70などが形成されている。
一方、対向基板31はガラスやプラスチック等からなる基板であり、画像表示側に配置されるため透明基板とされる。対向基板31の電気泳動素子32側には複数の画素電極35と対向する平面形状の共通電極(対向電極)37が形成されており、共通電極37上に電気泳動素子32が設けられている。共通電極37は、MgAg、ITO、IZO(インジウム・亜鉛酸化物)などから形成された透明電極である。
なお、電気泳動素子32は、あらかじめ対向基板31側に形成され、接着剤層33までを含めた電気泳動シートとして取り扱われるのが一般的である。製造工程において、電気泳動シートは接着剤層33の表面に保護用の剥離シートが貼り付けられた状態で取り扱われる。そして、別途製造された素子基板30(画素電極35や各種回路などが形成されている)に対して、剥離シートを剥がした当該電気泳動シートを貼り付けることによって、表示部5を形成する。このため、接着剤層33は画素電極35側のみに存在することになる。
図4は、マイクロカプセル20の模式断面図である。マイクロカプセル20は、例えば50μm程度の粒径を有しており、内部に分散媒21と、複数の白色粒子(電気泳動粒子)27と、複数の黒色粒子(電気泳動粒子)26とを封入した球状体である。マイクロカプセル20は、図3に示すように共通電極37と画素電極35とで挟持され、1つの画素40内に1つ又は複数のマイクロカプセル20が配置される。
マイクロカプセル20の外殻部(壁膜)は、ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸エチルなどのアクリル樹脂、ユリア樹脂、アラビアガムなどの透光性を持つ高分子樹脂などを用いて形成される。
分散媒21は、白色粒子27と黒色粒子26とをマイクロカプセル20内に分散させる液体である。分散媒21としては、水、アルコール系溶媒(メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、オクタノール、メチルセルソルブなど)、エステル類(酢酸エチル、酢酸ブチルなど)、ケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど)、脂肪族炭化水素(ぺンタン、ヘキサン、オクタンなど)、脂環式炭化水素(シクロへキサン、メチルシクロへキサンなど)、芳香族炭化水素(ベンゼン、トルエン、長鎖アルキル基を有するベンゼン類(キシレン、ヘキシルベンゼン、ヘブチルベンゼン、オクチルベンゼン、ノニルベンゼン、デシルベンゼン、ウンデシルベンゼン、ドデシルベンゼン、トリデシルベンゼン、テトラデシルベンゼンなど))、ハロゲン化炭化水素(塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、1,2−ジクロロエタンなど)、カルボン酸塩などを例示することができ、その他の油類であってもよい。これらの物質は単独又は混合物として用いることができ、さらに界面活性剤などを配合してもよい。
分散媒21は、白色粒子27と黒色粒子26とをマイクロカプセル20内に分散させる液体である。分散媒21としては、水、アルコール系溶媒(メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、オクタノール、メチルセルソルブなど)、エステル類(酢酸エチル、酢酸ブチルなど)、ケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど)、脂肪族炭化水素(ぺンタン、ヘキサン、オクタンなど)、脂環式炭化水素(シクロへキサン、メチルシクロへキサンなど)、芳香族炭化水素(ベンゼン、トルエン、長鎖アルキル基を有するベンゼン類(キシレン、ヘキシルベンゼン、ヘブチルベンゼン、オクチルベンゼン、ノニルベンゼン、デシルベンゼン、ウンデシルベンゼン、ドデシルベンゼン、トリデシルベンゼン、テトラデシルベンゼンなど))、ハロゲン化炭化水素(塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、1,2−ジクロロエタンなど)、カルボン酸塩などを例示することができ、その他の油類であってもよい。これらの物質は単独又は混合物として用いることができ、さらに界面活性剤などを配合してもよい。
白色粒子27は、例えば、二酸化チタン、亜鉛華、三酸化アンチモン等の白色顔料からなる粒子(高分子あるいはコロイド)であり、例えば負に帯電されて用いられる。黒色粒子26は、例えば、アニリンブラック、カーボンブラック等の黒色顔料からなる粒子(高分子あるいはコロイド)であり、例えば正に帯電されて用いられる。
これらの顔料には、必要に応じ、電解質、界面活性剤、金属石鹸、樹脂、ゴム、油、ワニス、コンパウンドなどの粒子からなる荷電制御剤、チタン系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、シラン系カップリング剤等の分散剤、潤滑剤、安定化剤などを添加することができる。
また、黒色粒子26及び白色粒子27に代えて、例えば赤色、緑色、青色などの顔料を用いてもよい。かかる構成によれば、表示部5に赤色、緑色、青色などを表示することができる。
これらの顔料には、必要に応じ、電解質、界面活性剤、金属石鹸、樹脂、ゴム、油、ワニス、コンパウンドなどの粒子からなる荷電制御剤、チタン系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、シラン系カップリング剤等の分散剤、潤滑剤、安定化剤などを添加することができる。
また、黒色粒子26及び白色粒子27に代えて、例えば赤色、緑色、青色などの顔料を用いてもよい。かかる構成によれば、表示部5に赤色、緑色、青色などを表示することができる。
図5は、電気泳動素子の動作説明図である。図5(a)は、画素40を白表示する場合、図5(b)は、画素40を黒表示する場合をそれぞれ示している。
電気泳動表示装置100では、選択トランジスタ41を介してラッチ回路70のデータ入力端子N1に画像信号を入力することでラッチ回路70に画像信号を電位として記憶させる。これにより、ラッチ回路70のデータ入力端子N1及びデータ出力端子N2から出力される電位に基づいて動作するスイッチ回路80によって、第1の制御線91又は第2の制御線92が画素電極35と電気的に接続される。その結果、画素電極35に画像信号に対応する電位が入力され、図5に示すように、画素電極35と共通電極37との電位差に基づいて画素40が黒又は白表示される。
電気泳動表示装置100では、選択トランジスタ41を介してラッチ回路70のデータ入力端子N1に画像信号を入力することでラッチ回路70に画像信号を電位として記憶させる。これにより、ラッチ回路70のデータ入力端子N1及びデータ出力端子N2から出力される電位に基づいて動作するスイッチ回路80によって、第1の制御線91又は第2の制御線92が画素電極35と電気的に接続される。その結果、画素電極35に画像信号に対応する電位が入力され、図5に示すように、画素電極35と共通電極37との電位差に基づいて画素40が黒又は白表示される。
図5(a)に示す白表示の場合には、共通電極37が相対的に高電位、画素電極35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37に引き寄せられる一方、正に帯電した黒色粒子26が画素電極35に引き寄せられる。その結果、表示面側となる共通電極37側からこの画素を見ると、白色(W)が認識される。
図5(b)に示す黒表示の場合、共通電極37が相対的に低電位、画素電極35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26が共通電極37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35に引き寄せられる。その結果、共通電極37側からこの画素を見ると黒色(B)が認識される。
図5(b)に示す黒表示の場合、共通電極37が相対的に低電位、画素電極35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26が共通電極37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35に引き寄せられる。その結果、共通電極37側からこの画素を見ると黒色(B)が認識される。
[制御部]
図6は、電気泳動表示装置100に備えられたコントローラ63の詳細を示すブロック図である。
コントローラ63は、CPU(Central Processing Unit)としての制御回路161と、EEPROM(Electrically-Erasable and Programmable Read-Only Memory;記憶部)162と、電圧生成回路163と、データバッファ164と、フレームメモリ165と、メモリ制御回路166と、を備えている。
図6は、電気泳動表示装置100に備えられたコントローラ63の詳細を示すブロック図である。
コントローラ63は、CPU(Central Processing Unit)としての制御回路161と、EEPROM(Electrically-Erasable and Programmable Read-Only Memory;記憶部)162と、電圧生成回路163と、データバッファ164と、フレームメモリ165と、メモリ制御回路166と、を備えている。
制御回路161は、クロック信号CLK、水平同期信号Hsync、垂直同期信号Vsync等の制御信号(タイミングパルス)を生成し、制御回路161の周辺に配置された各回路にこれらの制御信号を供給する。
EEPROM162は、制御回路161による各回路の動作制御に必要な設定値(モード設定値やボリューム値)等を記憶している。例えば、動作モードごとの駆動シーケンスの設定値をLUT(Look Up Table)として記憶している。EEPROM162に電気泳動表示装置の作動状態等の表示に用いるプリセットの画像データを記憶しておくこともできる。
電圧生成回路163は、走査線駆動回路61、データ線駆動回路62、及び共通電源変調回路64に駆動電圧を供給する回路である。
データバッファ164は、コントローラ63における上位装置とのインタフェース部であり、上位装置から入力される画像データDatを保持するとともに、制御回路161に対して画像データDatを送信する。
EEPROM162は、制御回路161による各回路の動作制御に必要な設定値(モード設定値やボリューム値)等を記憶している。例えば、動作モードごとの駆動シーケンスの設定値をLUT(Look Up Table)として記憶している。EEPROM162に電気泳動表示装置の作動状態等の表示に用いるプリセットの画像データを記憶しておくこともできる。
電圧生成回路163は、走査線駆動回路61、データ線駆動回路62、及び共通電源変調回路64に駆動電圧を供給する回路である。
データバッファ164は、コントローラ63における上位装置とのインタフェース部であり、上位装置から入力される画像データDatを保持するとともに、制御回路161に対して画像データDatを送信する。
フレームメモリ165は、表示部5の画素40の配列に対応する読み書き可能のメモリ空間を有するRAM(Random Access Memory)である。メモリ制御回路166は、制御回路161から供給される画像データDatを、制御信号に従って表示部5の画素配列に対応させて展開し、フレームメモリ165に書き込む。フレームメモリ165は、記憶された画像データDatからなるデータ群を、画像信号として順次データ線駆動回路62に送信する。
データ線駆動回路62は、制御回路161から供給される制御信号に基づいてフレームメモリ165から送信される画像信号を一ライン分ずつラッチする。そして、走査線駆動回路61による走査線66の順次選択動作に同期して、ラッチした画像信号をデータ線68に供給する。
データ線駆動回路62は、制御回路161から供給される制御信号に基づいてフレームメモリ165から送信される画像信号を一ライン分ずつラッチする。そして、走査線駆動回路61による走査線66の順次選択動作に同期して、ラッチした画像信号をデータ線68に供給する。
[駆動方法]
次に、図7は、上記構成を備えた電気泳動表示装置の駆動方法を示すフローチャートである。
図7に示すように、本実施形態の駆動方法は、第1画像を表示するステップS101と、白表示領域を反転させるステップS102(第1の画像表示ステップ;第1の画像表示期間)と、第2画像を表示するステップS103(第2の画像表示ステップ;第2の画像表示期間)と、白表示領域を反転させるステップS104(第1の画像表示ステップ;第1の画像表示期間)と、第3画像を表示するステップS105(第2の画像表示ステップ;第2の画像表示期間)と、を含む。
次に、図7は、上記構成を備えた電気泳動表示装置の駆動方法を示すフローチャートである。
図7に示すように、本実施形態の駆動方法は、第1画像を表示するステップS101と、白表示領域を反転させるステップS102(第1の画像表示ステップ;第1の画像表示期間)と、第2画像を表示するステップS103(第2の画像表示ステップ;第2の画像表示期間)と、白表示領域を反転させるステップS104(第1の画像表示ステップ;第1の画像表示期間)と、第3画像を表示するステップS105(第2の画像表示ステップ;第2の画像表示期間)と、を含む。
図8及び図9は、図7に示す各ステップに対応する表示部5の表示状態を示す説明図である。
図8及び図9には、表示部5に配列された画素40のうち、8行8列(64個)の画素のみが示されている。また、図8及び図9の各図に示された表示部5は、各々4行4列(16個)の画素40からなる領域A〜Dの4つの領域に仮想的に区切られており、領域A〜Dのそれぞれに属する画素40を、以下では画素40A、40B、40C、及び40Dと区別して扱う。
図8及び図9には、表示部5に配列された画素40のうち、8行8列(64個)の画素のみが示されている。また、図8及び図9の各図に示された表示部5は、各々4行4列(16個)の画素40からなる領域A〜Dの4つの領域に仮想的に区切られており、領域A〜Dのそれぞれに属する画素40を、以下では画素40A、40B、40C、及び40Dと区別して扱う。
図10は、図7に対応するタイミングチャートである。
図10には、図8及び図9に示した領域Aに配置された画素40Aに属する画素電極35の電位VAと、画素40Bに属する画素電極35の電位VBと、画素40Cに属する画素電極35の電位VCと、画素40Dに属する画素電極35の電位VDと、共通電極37の電位Vcomと、第1の制御線91の電位S1と、第2の制御線92の電位S2と、が示されている。
なお、高電位電源線50の電位Vddは、図10に示す全期間を通じてハイレベル電位VHに保持され、低電位電源線49の電位Vssはローレベル電位VLに保持される。
図10には、図8及び図9に示した領域Aに配置された画素40Aに属する画素電極35の電位VAと、画素40Bに属する画素電極35の電位VBと、画素40Cに属する画素電極35の電位VCと、画素40Dに属する画素電極35の電位VDと、共通電極37の電位Vcomと、第1の制御線91の電位S1と、第2の制御線92の電位S2と、が示されている。
なお、高電位電源線50の電位Vddは、図10に示す全期間を通じてハイレベル電位VHに保持され、低電位電源線49の電位Vssはローレベル電位VLに保持される。
本実施形態の電気泳動表示装置の駆動方法では、まず、ステップS101において、表示部5に第1画像(DATA1)が表示される。図8(a)に示す表示部5の一部領域では、領域A,Cが黒表示、領域B,Dが白表示される。
より詳細には、領域Aの画素40A及び領域Cの画素40Cにそれぞれ属するラッチ回路70に、画素データ「0」(黒)に対応するローレベルの画像信号が入力され、領域Bの画素40B及び領域Dの画素40Dにそれぞれ属するラッチ回路70には、画素データ「1」(白)に対応するハイレベルの画像信号が入力される。つまり、図6に示したコントローラ63において、画像データDatとして第1画像に対応する画像データが入力され、メモリ制御回路166により、第1画像の画像データDatがフレームメモリ165に展開される。そして、フレームメモリ165から供給されてデータ線駆動回路62にラッチされた画像信号(画素データ「0」、「1」)が、走査線駆動回路61による走査線66の選択動作と同期して画素40に供給され、選択トランジスタ41を介してラッチ回路70に書き込まれる。
また、制御回路161から共通電源変調回路64に対して、第1及び第2の制御線91、92に電位を供給する命令が出力される。これにより、図10に示すように、第1の制御線91に共通電源変調回路64からハイレベル電位VHが供給され、第2の制御線92にはローレベル電位VLが供給される。
ラッチ回路70に画像信号を保持した画素40A、40Cでは、ラッチ回路70のデータ入力端子N1から出力されるローレベルの信号、及びデータ出力端子N2から出力されるハイレベルの信号により、第1のトランスミッションゲートTG1がオン状態となり、第1の制御線91と画素電極35とが電気的に接続される。これにより、図10に示すように、画素40Aに属する画素電極35の電位VA及び画素40Cに属する画素電極35の電位VCは、いずれもハイレベル電位VH(電位S1)となる。
一方、画素40B、40Dでは、ラッチ回路70のデータ入力端子N1から出力されるハイレベルの信号、及びデータ出力端子N2から出力されるローレベルの信号によって第2のトランスミッションゲートTG2がオン状態となり、第2の制御線92と画素電極35とが電気的に接続される。これにより、図10に示すように、画素40Bに属する画素電極35の電位VB及び画素40Dに属する画素電極35の電位VDは、いずれもローレベル電位VL(電位S2)となる。
共通電極37(電位Vcom)には、ハイレベル電位VHとローレベル電位VLとを所定周期で繰り返す矩形波状のパルスが入力される。そうすると、画素40A、40Cでは、共通電極37の電位Vcomがローレベル電位VLである期間に、各々の画素電極35(ハイレベル電位VH)との間に生じる電位差によって電気泳動素子32が駆動される。これにより、画素40A、40Cが黒表示される。共通電極37の電位Vcomがハイレベル電位VHである期間には、電位VA、VCと電位Vcomとが同電位であるため、電気泳動素子32は駆動されず、画素40A、40Cの表示は変化しない。
一方、画素40B、40Dでは、共通電極37の電位Vcomがハイレベル電位VHである期間に、各々の画素電極35(ローレベル電位VL)との間に生じる電位差によって電気泳動素子32が駆動される。これにより、画素40B、40Dが白表示される。共通電極37の電位Vcomがローレベル電位VLである期間には、電位VB、VDと電位Vcomとが同電位であるため、電気泳動素子32は駆動されず、画素40B、40Dの表示は変化しない。
ステップS101により表示部5に第1画像が表示されたならば、画像保持ステップST21に移行する。画像保持ステップST21では、第1及び第2の制御線91、92がハイインピーダンス状態とされる。上述したように、画素40A〜40Dに属する画素電極35は、第1のトランスミッションゲートTG1又は第2のトランスミッションゲートTG2を介して第1の制御線91又は第2の制御線92と接続されているので、すべての画素電極35がハイインピーダンス状態となる。また、共通電極37も、共通電源変調回路64によりハイインピーダンス状態とされる。
一方、画像保持ステップST21において、高電位電源線50及び低電位電源線49には、所定のハイレベル電位、ローレベル電位がそれぞれ供給される。すなわち、ラッチ回路70は通電状態を維持しており、ステップS101で入力された第1画像の画像データを保持するようになっている。
ただし、画像保持ステップST21では、ラッチ回路70の電源電圧は、その保持データが失われない程度にまで降下させてもよい。例えば、ステップS101において電気泳動素子32を駆動する際には、ラッチ回路70の電源電圧として10〜15V程度が必要であるが、画像保持ステップST21では、この電源電圧を2〜5V程度にまで低下させることができる。これにより、画像保持ステップST21における電気泳動表示装置100の電力消費を抑えることができる。
ただし、画像保持ステップST21では、ラッチ回路70の電源電圧は、その保持データが失われない程度にまで降下させてもよい。例えば、ステップS101において電気泳動素子32を駆動する際には、ラッチ回路70の電源電圧として10〜15V程度が必要であるが、画像保持ステップST21では、この電源電圧を2〜5V程度にまで低下させることができる。これにより、画像保持ステップST21における電気泳動表示装置100の電力消費を抑えることができる。
画像保持ステップST21では、電気泳動素子32を挟持した画素電極35と共通電極37とがいずれもハイインピーダンス状態とされ、電気泳動素子32には電圧が印加されない状態とされる。これにより、電気泳動素子32や接着剤層33を介したリーク電流の発生を抑えつつ、表示部5に表示された第1画像を保持することができる。
なお、画像保持ステップST21は、必要に応じて設ければよい。例えば、リーク電流は増加するが、ステップS101の電位状態を所定期間保持する駆動方法としてもよい。
なお、画像保持ステップST21は、必要に応じて設ければよい。例えば、リーク電流は増加するが、ステップS101の電位状態を所定期間保持する駆動方法としてもよい。
画像保持ステップST21において、表示部5に表示されている第1画像を第2画像(DATA2)に更新する動作が選択されたならば、ステップS102に移行する。
ステップS102は、表示部5に表示された第1画像のうち、白表示領域の画素40を黒表示に反転させるステップである。図8(a)に示された表示部5では、白表示された領域B,Dに属する画素40B、40Dのみが選択的に黒表示に反転される。
ステップS102は、表示部5に表示された第1画像のうち、白表示領域の画素40を黒表示に反転させるステップである。図8(a)に示された表示部5では、白表示された領域B,Dに属する画素40B、40Dのみが選択的に黒表示に反転される。
より詳しくは、共通電源変調回路64において、画像保持ステップST21でハイインピーダンス状態とされた第1の制御線91、第2の制御線92、及び共通電極配線55がそれぞれ回路と電気的に接続され、信号入力可能な状態とされる。そして、図10に示すように、第2の制御線92にハイレベル電位VHが入力され、第1の制御線91と共通電極配線55には、ハイレベル電位VHとローレベル電位VLとを周期的に繰り返す矩形波状のパルスが入力される。第1の制御線91には、共通電極配線55に入力されるパルスと同期したパルスが入力され、ステップS102の期間中、第1の制御線91の電位S1と共通電極37の電位Vcomは同電位に保持される。
第1及び第2の制御線91、92に所定の電位が入力されると、表示部5の画素40A〜40Dのそれぞれに属する画素電極35に、第1の制御線91又は第2の制御線92の電位が入力される。
先に記載のように、白表示されている画素40B、40Dでは、第2のトランスミッションゲートTG2を介して第2の制御線92と画素電極35とが電気的に接続されているので、画素40B、40Dに属する画素電極35の電位VB、VDは、図10に示すようにハイレベル電位VHとなる。そうすると、共通電極37の電位Vcomがローレベル電位VLである期間に、画素電極35と共通電極37との間に生じる電位差によって電気泳動素子32が駆動される。これにより、図8(b)に示すように、画素40B、40Dが黒表示される。
先に記載のように、白表示されている画素40B、40Dでは、第2のトランスミッションゲートTG2を介して第2の制御線92と画素電極35とが電気的に接続されているので、画素40B、40Dに属する画素電極35の電位VB、VDは、図10に示すようにハイレベル電位VHとなる。そうすると、共通電極37の電位Vcomがローレベル電位VLである期間に、画素電極35と共通電極37との間に生じる電位差によって電気泳動素子32が駆動される。これにより、図8(b)に示すように、画素40B、40Dが黒表示される。
一方、黒表示されている画素40A、40Cでは、第1のトランスミッションゲートTG1を介して画素電極35に第1の制御線91の電位S1が入力される。ここで、第1の制御線91の電位S1は、共通電極37の電位Vcomと同電位であるから、画素40A、40Cに属する電気泳動素子32には実質的に電圧が印加されないこととなり、画素40A、40Cの表示状態は変化せず、黒表示のままである。
このようにして、図8(b)に示すように、表示部5のすべての画素40が黒表示状態となる。
このようにして、図8(b)に示すように、表示部5のすべての画素40が黒表示状態となる。
表示部5の全体が黒表示されたならば、次に、第2画像を表示させるステップS103に移行する。
ステップS103は、図7及び図10に示すように、画像信号入力ステップST31と、画像表示ステップST32とを有する。ステップS103で書き込まれる第2画像は、図8(c)に示すように、領域A,Dが白表示、領域B,Cが黒表示となる画像である。
ステップS103は、図7及び図10に示すように、画像信号入力ステップST31と、画像表示ステップST32とを有する。ステップS103で書き込まれる第2画像は、図8(c)に示すように、領域A,Dが白表示、領域B,Cが黒表示となる画像である。
まず、画像信号入力ステップST31では、表示部5の画素40に対して、第2画像(DATA2)に対応する画像信号が入力される。すなわち、図6に示したコントローラ63に第2画像の画像データDatが入力され、かかる画像データDatがフレームメモリ165に展開される。そして、フレームメモリ165から送信された画像信号が、走査線駆動回路61及びデータ線駆動回路62によって画素40のラッチ回路70に書き込まれる。
これにより、図8に示す領域A,Dの画素40A、40Dに属するラッチ回路70には、画素データ「1」(白)に対応するハイレベルの画像信号が入力され、領域B,Cの画素40B、40Cに属するラッチ回路70には、画素データ「0」(黒)に対応するローレベルの画像信号が入力される。
これにより、図8に示す領域A,Dの画素40A、40Dに属するラッチ回路70には、画素データ「1」(白)に対応するハイレベルの画像信号が入力され、領域B,Cの画素40B、40Cに属するラッチ回路70には、画素データ「0」(黒)に対応するローレベルの画像信号が入力される。
また図10に示すように、画像信号入力ステップST31において、第1及び第2の制御線91,92はいずれもハイインピーダンス状態とされる。すべての画素40の画素電極35は、ラッチ回路70の出力に基づいて第1の制御線91又は第2の制御線92と接続されているので、表示部5のすべての画素電極35はハイインピーダンス状態となる。したがって、画像信号の入力動作によってラッチ回路70の保持電位が書き換わったとしても、画素電極35の電位は変動せず、画像信号入力ステップST31の実行中に表示部5の表示が更新されることはない。
次に、画像表示ステップST32に移行すると、第2の制御線92にローレベル電位VLが入力され、第1の制御線91及び共通電極配線55にはハイレベル電位VHとローレベル電位VLとを周期的に繰り返す矩形波状のパルスが入力される。第1の制御線91に入力されるパルスは、共通電極配線55に入力されるパルスと同期したパルスであり、画像表示ステップST32の期間中、第1の制御線91の電位S1と共通電極37の電位Vcomは同電位に保持される。
第1及び第2の制御線91、92に電位が入力されると、表示部5の画素40A〜40Dのそれぞれに属する画素電極35に、第1の制御線91又は第2の制御線92の電位が入力される。
領域A,Dの画素40A、40Dでは、ラッチ回路70にハイレベルの画像信号が保持されているので、第2のトランスミッションゲートTG2を介して第2の制御線92と画素電極35とが接続されている。したがって、画素40A、40Dに属する画素電極35の電位VA、VDは、図10に示すように、ローレベル電位VLとなる。そうすると、共通電極37の電位Vcomがハイレベル電位VHである期間に、画素電極35と共通電極37との間に生じる電位差によって電気泳動素子32が駆動される。これにより、図8(c)に示すように、領域A,Dの画素40A、40Dが白表示される。
領域A,Dの画素40A、40Dでは、ラッチ回路70にハイレベルの画像信号が保持されているので、第2のトランスミッションゲートTG2を介して第2の制御線92と画素電極35とが接続されている。したがって、画素40A、40Dに属する画素電極35の電位VA、VDは、図10に示すように、ローレベル電位VLとなる。そうすると、共通電極37の電位Vcomがハイレベル電位VHである期間に、画素電極35と共通電極37との間に生じる電位差によって電気泳動素子32が駆動される。これにより、図8(c)に示すように、領域A,Dの画素40A、40Dが白表示される。
一方、領域B,Cの画素40B、40Cでは、ラッチ回路70にローレベルの画像信号が保持されているので、第1のトランスミッションゲートTG1を介して画素電極35に第1の制御線91の電位S1が入力される。ここで、第1の制御線91の電位S1は、共通電極37の電位Vcomと同電位であるから、画素40B、40Cに属する電気泳動素子32には実質的に電圧が印加されないこととなり、画素40B、40Cの表示状態は変化せず、黒表示のままである。
このようにして、図8(c)に示すように、図示右側の領域A,Dが白表示、左側の領域B,Cが黒表示である第2画像が表示部5に表示される。
このようにして、図8(c)に示すように、図示右側の領域A,Dが白表示、左側の領域B,Cが黒表示である第2画像が表示部5に表示される。
ステップS103により表示部5に第2画像が表示されたならば、画像保持ステップST41に移行する。画像保持ステップST41における動作は、先の画像保持ステップST21と同様である。すなわち、第1及び第2の制御線91、92、並びに共通電極配線55がハイインピーダンス状態とされ、すべての画素電極35と共通電極37とがハイインピーダンス状態とされる。これにより、表示部5に表示された第2画像が保持される。
次に、画像保持ステップST41において、表示部5に表示されている第2画像を第3画像(DATA3)に更新する動作が選択されたならば、ステップS104に移行する。
ステップS104における動作は、先のステップS102と同様であり、表示部5に表示された第2画像のうち、白表示領域の画素40を黒表示に反転させるステップである。図8(c)に示された表示部5では、白表示された領域A,Dに属する画素40A、40Dのみが選択的に黒表示に反転される。
ステップS104における動作は、先のステップS102と同様であり、表示部5に表示された第2画像のうち、白表示領域の画素40を黒表示に反転させるステップである。図8(c)に示された表示部5では、白表示された領域A,Dに属する画素40A、40Dのみが選択的に黒表示に反転される。
より詳しくは、図10に示すように、第2の制御線92にハイレベル電位VHが入力され、第1の制御線91と共通電極配線55には、ハイレベル電位VHとローレベル電位VLとを周期的に繰り返す矩形波状のパルスが入力される。
白表示されている画素40A、40Dでは、第2のトランスミッションゲートTG2を介して第2の制御線92と画素電極35とが電気的に接続されており、これらの画素に属する画素電極35の電位VA、VDは、図10に示すようにハイレベル電位VHとなる。そして、共通電極37の電位Vcomがローレベル電位VLである期間に電気泳動素子32が駆動され、図9(a)に示すように、画素40A、40Dが黒表示される。
一方、黒表示されている画素40B、40Cでは、第1のトランスミッションゲートTG1を介して画素電極35に第1の制御線91の電位S1が入力される。第1の制御線91の電位S1は、共通電極37の電位Vcomと同電位であるから、画素40B、40Cに属する電気泳動素子32には実質的に電圧が印加されないこととなり、画素40B、40Cの表示状態は変化せず、黒表示のままである。
このようにして、図9(a)に示すように、表示部5のすべての画素40が黒表示状態となる。
このようにして、図9(a)に示すように、表示部5のすべての画素40が黒表示状態となる。
表示部5の全体が黒表示されたならば、次に、第3画像を表示させるステップS105に移行する。ステップS105は、先のステップS103と同様の画像表示動作を実行するステップである。
図7及び図10に示すように、ステップS105は、画像信号入力ステップST51と、画像表示ステップST52とを有する。ステップS105で書き込まれる第3画像は、図9(b)に示すように、図示右側の領域A,Dが黒表示、図示左側の領域B,Cが白表示となる画像である。
図7及び図10に示すように、ステップS105は、画像信号入力ステップST51と、画像表示ステップST52とを有する。ステップS105で書き込まれる第3画像は、図9(b)に示すように、図示右側の領域A,Dが黒表示、図示左側の領域B,Cが白表示となる画像である。
画像信号入力ステップST51では、表示部5の画素40に対して、第3画像(DATA3)に対応する画像信号が入力される。これにより、図9に示す領域A,Dの画素40A、40Dに属するラッチ回路70には、画素データ「0」(黒)に対応するローレベルの画像信号が入力され、領域B,Cの画素40B、40Cに属するラッチ回路70には、画素データ「1」(白)に対応するハイレベルの画像信号が入力される。
なお、画像信号入力ステップST51においても、第1及び第2の制御線91,92はいずれもハイインピーダンス状態とされ、画像信号入力ステップST51の実行中に表示部5の表示が更新されることはない。
なお、画像信号入力ステップST51においても、第1及び第2の制御線91,92はいずれもハイインピーダンス状態とされ、画像信号入力ステップST51の実行中に表示部5の表示が更新されることはない。
次に、画像表示ステップST52において、第2の制御線92にローレベル電位VLが入力され、第1の制御線91と共通電極配線55には、ハイレベル電位VHとローレベル電位VLとを周期的に繰り返す矩形波状のパルスが入力される。第1の制御線91に入力されるパルスは、共通電極配線55に供給されるパルスと同期したパルスであり、画像表示ステップST52の期間中、第1の制御線91の電位S1と共通電極37の電位Vcomは同電位となる。
領域B,Cの画素40B、40Cでは、ラッチ回路70にハイレベルの画像信号が保持されているので、第2のトランスミッションゲートTG2を介して第2の制御線92と画素電極35とが接続されている。したがって、画素40B、40Cに属する画素電極35の電位VB、VCは、図10に示すように、ローレベル電位VLとなる。そうすると、共通電極37の電位Vcomがハイレベル電位VHである期間に、画素電極35と共通電極37との間に生じる電位差によって電気泳動素子32が駆動され、図9(b)に示すように、領域B,Cの画素40B、40Cが白表示される。
一方、領域A,Dの画素40A、40Dでは、ラッチ回路70にローレベルの画像信号が保持されているので、第1のトランスミッションゲートTG1を介して画素電極35に第1の制御線91の電位S1が入力される。第1の制御線91の電位S1は、共通電極37の電位Vcomと同電位であるから、画素40A、40Dに属する電気泳動素子32には実質的に電圧が印加されないこととなり、画素40A、40Dの表示状態は変化せず、黒表示のままである。
このようにして、図9(b)に示すように、図示右側の領域A,Dが黒表示、左側の領域B,Cが白表示である第3画像が表示部5に表示される。
このようにして、図9(b)に示すように、図示右側の領域A,Dが黒表示、左側の領域B,Cが白表示である第3画像が表示部5に表示される。
以上に説明した本実施形態の駆動方法によれば、表示部5の画素40がオーバーライトされるのを防止でき、均一な濃度の表示が可能である。
ここで、表1は、ステップS101〜S105における領域A〜Dに属する画素電極35の電位VA〜VDの変化を示したものである。
ここで、表1は、ステップS101〜S105における領域A〜Dに属する画素電極35の電位VA〜VDの変化を示したものである。
表1に示すように、本実施形態の駆動方法では、ステップS101〜S105の一連の画像表示動作において、各々の画素40が黒表示を維持する場合に、当該画素の画素電極35に共通電極37の電位Vcomと同一の電位を入力するようになっている。
例えば、画素40AではステップS102及びS105において画素電極35の電位VAが共通電極37の電位Vcomと同電位とされ、画素40Bでは、ステップS103及びS104において画素電極35の電位VBが電位Vcomと同電位とされる。つまり、本実施形態の駆動方法では、画素40を黒表示する際に画素電極35(ハイレベル)から共通電極37(ローレベル)に向かう電界を電気泳動素子32に作用させた後、次に白表示に更新されるまでの間には実質的に電界がかからないようにしている。
これにより、電気泳動素子32に対して同方向の電界が繰り返し作用することによりオーバーライトされるのを防止することができ、黒表示が維持される期間にかかわらず均一な濃度の黒表示を得ることができる。
例えば、画素40AではステップS102及びS105において画素電極35の電位VAが共通電極37の電位Vcomと同電位とされ、画素40Bでは、ステップS103及びS104において画素電極35の電位VBが電位Vcomと同電位とされる。つまり、本実施形態の駆動方法では、画素40を黒表示する際に画素電極35(ハイレベル)から共通電極37(ローレベル)に向かう電界を電気泳動素子32に作用させた後、次に白表示に更新されるまでの間には実質的に電界がかからないようにしている。
これにより、電気泳動素子32に対して同方向の電界が繰り返し作用することによりオーバーライトされるのを防止することができ、黒表示が維持される期間にかかわらず均一な濃度の黒表示を得ることができる。
一方、白表示された画素40では、次のステップにおいて必ず黒表示に表示が反転される。例えば、画素40Aでは、ステップS103で白表示された後、続くステップS104で黒表示に反転され、画素40B、40Dでは、ステップS101で白表示された後、続くステップS102で黒表示に反転される。
したがって、任意の画素40に対して、白表示される際に共通電極37(ハイレベル電位VH)から画素電極35(ローレベル電位VL)に向かう電界が作用すると、続くステップで必ず画素電極35(ハイレベル電位VH)から共通電極37(ローレベル電位VL)に向かう電界が作用することになり、連続する2ステップで互いに逆方向の電界が電気泳動素子32に作用する。
よって、画素40が白表示される場合にも、電気泳動素子32に対して同方向の電界が繰り返し作用することによりオーバーライトされるのを防止することができる。
したがって、任意の画素40に対して、白表示される際に共通電極37(ハイレベル電位VH)から画素電極35(ローレベル電位VL)に向かう電界が作用すると、続くステップで必ず画素電極35(ハイレベル電位VH)から共通電極37(ローレベル電位VL)に向かう電界が作用することになり、連続する2ステップで互いに逆方向の電界が電気泳動素子32に作用する。
よって、画素40が白表示される場合にも、電気泳動素子32に対して同方向の電界が繰り返し作用することによりオーバーライトされるのを防止することができる。
このように本実施形態の駆動方法では、画像データDatとしていかなるパターンの画像が入力されたとしても、電気泳動素子32に対して同一方向の電界が作用することがなくなるので、画素40がオーバーライトされるのを効果的に防止することができ、均一な濃度の画像を表示することができる。
また、表1において、画素電極35に対して電位Vcomが入力されている期間(電気泳動素子32に電界が作用しない期間)を除くと、画素40Aの画素電極35の電位VAは、ハイレベル電位VH(ステップS101)、ローレベル電位VL(ステップS103)、ハイレベル電位VH(ステップS104)の順に変化し、画素40Bの画素電極35の電位VBは、ローレベル電位VL(ステップS101)、ハイレベル電位VH(ステップS102)、ローレベル電位VL(ステップS105)の順に変化する。
また、画素40Cの画素電極35の電位VCは、ハイレベル電位VH(ステップS101)、ローレベル電位VL(ステップS105)の順に変化し、画素40Dの画素電極35の電位VDは、ローレベル電位VL(ステップS101)、ハイレベル電位VH(ステップS102)、ローレベル電位VL(ステップS103)、ハイレベル電位VH(ステップS104)の順に変化する。
また、画素40Cの画素電極35の電位VCは、ハイレベル電位VH(ステップS101)、ローレベル電位VL(ステップS105)の順に変化し、画素40Dの画素電極35の電位VDは、ローレベル電位VL(ステップS101)、ハイレベル電位VH(ステップS102)、ローレベル電位VL(ステップS103)、ハイレベル電位VH(ステップS104)の順に変化する。
すなわち、表示部5に画像を順次更新して表示させると、すべての画素40において、電気泳動素子32には毎回逆方向の電界が作用することになる。したがって、画素電極35と共通電極37との極性が固定されるのを回避でき、ITO等からなる共通電極37における電気化学反応を進みにくくすることができる。よって、電極の信頼性を向上させることができる。
また、本実施形態の駆動方法によれば、表示部5におけるリーク電流を減少させ、低消費電力で電気泳動表示装置を動作させることができる。以下、かかるリーク電流について図面を参照しつつ詳細に説明する。
図11及び図12は、電気泳動表示装置100におけるリーク電流についての説明図である。
図11には、表示部5において隣接する2つの画素40A、40Cの画像表示ステップST32(ステップS103)における電位状態が示されている。画像表示ステップST32において、画素40Aの画素電極35にはハイレベル電位VH(第2の制御線92の電位S2)が入力され、画素40Cの画素電極35には共通電極37の電位Vcomと同電位である第1の制御線91の電位S1が入力されている。
図11には、表示部5において隣接する2つの画素40A、40Cの画像表示ステップST32(ステップS103)における電位状態が示されている。画像表示ステップST32において、画素40Aの画素電極35にはハイレベル電位VH(第2の制御線92の電位S2)が入力され、画素40Cの画素電極35には共通電極37の電位Vcomと同電位である第1の制御線91の電位S1が入力されている。
図12は、図11に示した画素電極35及び共通電極37と、これらの電極に挟まれた電気泳動素子32のみを示した説明図である。図12(a)には、電位Vcomがハイレベル電位VHである期間における電位状態が示され、図12(b)は、電位Vcomがローレベル電位VLである期間における電位状態が示されている。なお、図12(c)は、比較のために示した従来の駆動方法における電位状態である。
まず、図12(c)に示した従来の駆動方法では、黒表示される画素40Cの画素電極35にハイレベル電位VH、白表示される画素40Aの画素電極35にはローレベル電位VLが入力され、共通電極37にはハイレベル電位VHとローレベル電位VLとを周期的に繰り返すパルスが入力される。そうすると、表示部5において隣接して配置された画素電極35の間には、画像表示動作の期間中、常に電位差が存在することになり、横方向のリーク電流IL3が流れ続ける。
また、共通電極37の電位Vcomがローレベル電位VLである期間には、画素40Cの画素電極35と共通電極37との電位差によって電気泳動素子32を介したリーク電流IL4が流れ、電位Vcomがハイレベル電位VHである期間には、画素40Aの画素電極35と共通電極37との間に、電気泳動素子32を介したリーク電流IL5が流れる。したがって、電気泳動素子32を介したリーク電流も、画像表示動作の間中流れ続ける。
これに対して、図12(a)に示す電位Vcomがハイレベル電位VHである場合には、隣接する画素電極35はいずれもハイレベル電位VHであるため、接着剤層33を介した横方向のリーク電流IL1は生じない。また、共通電極37もハイレベル電位VHであるため、電気泳動素子32を介した縦方向(厚さ方向)のリーク電流IL2も生じない。
一方、図12(b)に示すように、隣接して配置された画素40Aの画素電極35がハイレベル電位VHであり、画素40Cの画素電極35がローレベル電位VLである場合、隣接する画素電極35、35間に横方向の電界が形成される。そして、画素電極35と電気泳動素子32とを接着している接着剤層33に含まれる水分の影響で、隣接する画素電極35、35間にリーク電流IL1が流れる。また、共通電極37の電位もローレベル電位VLであるため、ハイレベル電位VHの画素電極35との間にも電位差が生じ、これにより電気泳動素子32を介したリーク電流IL2が生じる。
上述したように、本実施形態の駆動方法においても、電位Vcomがハイレベル電位である期間には、リーク電流IL1、IL2が流れる。しかしながら、かかる期間は画像表示期間の一部である。すなわち、共通電極37に入力されるパルスのデューティが50%であるとすれば、画像表示期間のうち50%の期間では、共通電極37及び画素40Cの画素電極35にハイレベル電位VHが入力され、リーク電流は一切生じない。
したがって、本実施形態の駆動方法によれば、リーク電流を従来の半分程度にまで低減することができ、消費電力を抑えることができる。また、リーク電流を低減できることから、リーク電流に起因して画素電極35や共通電極37の表面に電気化学反応が生じるのを抑制することができる。
したがって、本実施形態の駆動方法によれば、リーク電流を従来の半分程度にまで低減することができ、消費電力を抑えることができる。また、リーク電流を低減できることから、リーク電流に起因して画素電極35や共通電極37の表面に電気化学反応が生じるのを抑制することができる。
なお、図11及び図12を参照した上記の説明では、画像表示ステップST32におけるリーク電流についてのみ説明したが、リーク電流に関する作用は、ステップS102やステップS104、S105においても同様である。また、図11では共通の走査線66に接続された2画素について説明したが、データ線68の延在方向において隣接する2つの画素におけるリーク電流の発生原理についても同様であるから、本実施形態の駆動方法を採用することで効果的にリーク電流を低減することができる。
(第2の実施形態)
第1の実施形態では、連続するステップ間で黒表示を維持する場合に、画素電極35に対して共通電極37の電位Vcomを入力することとしたが、これに代えて、該当する画素電極35をハイインピーダンス状態とする駆動方法を採用してもよい。
表2は、表1に対応する表であり、黒表示を維持するステップにおいて画素電極35をハイインピーダンス状態とする本実施形態の駆動方法を採用した場合の各ステップにおける画素電極35の電位を示す表である。
第1の実施形態では、連続するステップ間で黒表示を維持する場合に、画素電極35に対して共通電極37の電位Vcomを入力することとしたが、これに代えて、該当する画素電極35をハイインピーダンス状態とする駆動方法を採用してもよい。
表2は、表1に対応する表であり、黒表示を維持するステップにおいて画素電極35をハイインピーダンス状態とする本実施形態の駆動方法を採用した場合の各ステップにおける画素電極35の電位を示す表である。
表2に示すように、本実施形態の場合、ステップS102〜S105において第1の制御線91をハイインピーダンス状態とする。
このように黒表示を維持する画素40の画素電極35をハイインピーダンス状態とする駆動方法を採用することで、画素電極35がハイインピーダンス状態とされた期間に電気泳動素子32に電界が作用しないため、同一方向の電界が連続的に作用して画素がオーバーライトされるのを防止することができる。
よって、本実施形態の駆動方法においても、濃度が均一で高画質の表示を得ることができる。また、第1実施形態における他の作用効果についても同様に得ることができる。
このように黒表示を維持する画素40の画素電極35をハイインピーダンス状態とする駆動方法を採用することで、画素電極35がハイインピーダンス状態とされた期間に電気泳動素子32に電界が作用しないため、同一方向の電界が連続的に作用して画素がオーバーライトされるのを防止することができる。
よって、本実施形態の駆動方法においても、濃度が均一で高画質の表示を得ることができる。また、第1実施形態における他の作用効果についても同様に得ることができる。
また、黒表示を維持する画素40の画素電極35をハイインピーダンス状態とすれば、隣接する画素電極35との間に電界が形成されることが無くなるので、接着材層33を介した横方向のリーク電流IL1は発生しなくなる。また、共通電極37との間の電位差も生じないため、電気泳動素子32を介した縦方向(厚さ方向)のリーク電流IL2も発生しない。
したがって、本実施形態の駆動方法によれば、第1実施形態に係る駆動方法と比較してもリーク電流が少なく、低消費電力で電気泳動表示装置100を動作させることができる。
また、ステップS102以降、第1の制御線91に対して電位を入力する必要がないため、この点においても省電力性に有利な駆動方法である。
したがって、本実施形態の駆動方法によれば、第1実施形態に係る駆動方法と比較してもリーク電流が少なく、低消費電力で電気泳動表示装置100を動作させることができる。
また、ステップS102以降、第1の制御線91に対して電位を入力する必要がないため、この点においても省電力性に有利な駆動方法である。
(第3の実施形態)
第1の実施形態では、共通電極37に対して、ハイレベル電位VHとローレベル電位VLとを周期的に繰り返す矩形波状のパルスを入力する場合について説明したが、共通電極37に対して一定電位を入力する駆動方法であってもよい。
以下、かかる駆動方法について、図13を参照しつつ説明する。なお、第1実施形態に係る駆動方法と共通の部分については適宜説明を省略する。
第1の実施形態では、共通電極37に対して、ハイレベル電位VHとローレベル電位VLとを周期的に繰り返す矩形波状のパルスを入力する場合について説明したが、共通電極37に対して一定電位を入力する駆動方法であってもよい。
以下、かかる駆動方法について、図13を参照しつつ説明する。なお、第1実施形態に係る駆動方法と共通の部分については適宜説明を省略する。
図13は、本実施形態の駆動方法により第1実施形態と同様の表示動作を実行する場合のタイミングチャートである。また表3には、本実施形態の駆動方法における画素電極35の電位VA〜VDを示す。
図13に示すように、本実施形態の駆動方法におけるステップS101の動作は第1実施形態に係る駆動方法と同様である。ただし、ステップS101において、共通電極37に矩形波状のパルスを入力しない駆動方法としてもよい。この場合、ステップS101の期間を、電位Vcomをローレベル電位VLとする第1の期間と、ハイレベル電位VHとする第2の期間とに分割する。これにより、第1の期間において領域A,Cの画素40A、40Cが黒表示され、第2の期間において領域B,Dの画素40B、40Dが白表示される。
なお、画像保持ステップST21、ST41の動作についても、第1実施形態に係る駆動方法と同様である。
なお、画像保持ステップST21、ST41の動作についても、第1実施形態に係る駆動方法と同様である。
次に、本実施形態の駆動方法におけるステップS102では、共通電極37にローレベル電位VLが入力されるとともに、第1の制御線91に電位Vcomと同一のローレベル電位VLが入力される。一方、第2の制御線92にはハイレベル電位VHが入力される。
これにより、ステップS101で白表示された画素40B、40Dの画素電極35に第2の制御線92からハイレベル電位VHが入力され、ローレベル電位VLが入力されている共通電極37との電位差により、画素40B、40Dが黒表示される。
一方、ステップS101で黒表示された画素40A、40Cの画素電極35には第1の制御線91からローレベル電位VLが入力されるが、ステップS102において共通電極37はローレベル電位VLであるため、画素40A、40Cの電気泳動素子32に電圧が印加されることはなく、これらの画素の表示状態は変化しない。
以上により、表示部5の全体が黒表示される(図8(b))。
一方、ステップS101で黒表示された画素40A、40Cの画素電極35には第1の制御線91からローレベル電位VLが入力されるが、ステップS102において共通電極37はローレベル電位VLであるため、画素40A、40Cの電気泳動素子32に電圧が印加されることはなく、これらの画素の表示状態は変化しない。
以上により、表示部5の全体が黒表示される(図8(b))。
次に、ステップS103における画像信号入力ステップST31の動作は第1実施形態に係る駆動方法と同様である。これに対し、画像表示ステップST32では、第1の制御線91にハイレベル電位VHが入力され、第2の制御線92にローレベル電位VLが入力される。また共通電極37にはハイレベル電位VHが入力される。
これにより、画素40A、40Dの画素電極35に、第2の制御線92からローレベル電位VLが入力され、ハイレベル電位VHに保持された共通電極37との電位差に基づいて電気泳動素子32が駆動され、画素40A、40Dが白表示される。
一方、画素40B、40Cの画素電極35には、第1の制御線91からハイレベル電位VHが入力され、共通電極37と同電位となるので、画素40B、40Cは黒表示のままである。
以上により、表示部5に第2画像が表示される(図8(c))。
一方、画素40B、40Cの画素電極35には、第1の制御線91からハイレベル電位VHが入力され、共通電極37と同電位となるので、画素40B、40Cは黒表示のままである。
以上により、表示部5に第2画像が表示される(図8(c))。
次に、ステップS104では、第1の制御線91にローレベル電位VLが入力される一方、第2の制御線92にハイレベル電位VHが入力され、共通電極37にローレベル電位VLが入力される。
これにより、ステップS103で白表示された画素40A、40Dの画素電極35に、第2の制御線92からハイレベル電位VHが入力され、ローレベル電位VLの共通電極37との電位差により画素40A、40Dが黒表示される。一方、ステップS103で黒表示された画素40B、40Cの画素電極35には、第1の制御線91からローレベル電位VLが入力され、共通電極37と同電位となるので、画素40B、40Cは黒表示のままである。
以上により、表示部5の全体が黒表示される(図9(a))。
これにより、ステップS103で白表示された画素40A、40Dの画素電極35に、第2の制御線92からハイレベル電位VHが入力され、ローレベル電位VLの共通電極37との電位差により画素40A、40Dが黒表示される。一方、ステップS103で黒表示された画素40B、40Cの画素電極35には、第1の制御線91からローレベル電位VLが入力され、共通電極37と同電位となるので、画素40B、40Cは黒表示のままである。
以上により、表示部5の全体が黒表示される(図9(a))。
次に、ステップS105における画像信号入力ステップST51の動作は、第1実施形態に係る駆動方法と同様である。これに対し、画像表示ステップST52では、第1の制御線91にハイレベル電位VHが入力され、第2の制御線92にローレベル電位VLが入力され、共通電極37にハイレベル電位VHが入力される。
これにより、画素40B、40Cの画素電極35に第2の制御線92からローレベル電位VLが入力され、ハイレベル電位VHである共通電極37との電位差に基づいて電気泳動素子32が駆動されて、画素40B、40Cが白表示される。
一方、画素40A、40Dの画素電極35には、第1の制御線91からハイレベル電位VHが入力され、共通電極37と同電位となるため、画素40A、40Dは黒表示のままである。
以上により、表示部5に第3画像が表示される(図9(b))。
一方、画素40A、40Dの画素電極35には、第1の制御線91からハイレベル電位VHが入力され、共通電極37と同電位となるため、画素40A、40Dは黒表示のままである。
以上により、表示部5に第3画像が表示される(図9(b))。
以上、詳細に説明したように、矩形波状のパルスを用いない場合であっても、表示画像の更新を実行することができる。また、画素電極35を共通電極37と同電位としている期間では、電気泳動素子32に電界が作用しないため、同一方向の電界が連続的に作用することにより画素40がオーバーライトされるのを防止できる。これにより、濃度が均一で高画質の表示を得ることができる。
また、ステップS102〜S105において、共通電極37が一定電位に保持され、画素電極35も一定電位に保持されるため、電気泳動素子32に対して効率良く電界を作用させることができ、高速に画像を表示させることができる。
また、ステップS102〜S105において、共通電極37が一定電位に保持され、画素電極35も一定電位に保持されるため、電気泳動素子32に対して効率良く電界を作用させることができ、高速に画像を表示させることができる。
なお、本実施形態の駆動方法では、画像表示ステップST32、ST52において、白表示される画素40の画素電極35と、黒表示を維持する画素40の画素電極35及び共通電極37との間に、常に電位差が存在するため、画像表示ステップST32、ST52におけるリーク電流は第1実施形態の駆動方法と比べて多くなる。
そこで、本実施形態の駆動方法においては、第2実施形態と同様に、黒表示を維持する画素40の画素電極35をハイインピーダンス状態とすることが好ましい。これにより、ハイインピーダンス状態とされた画素電極35によってリーク経路が遮断されるため、リーク電流の発生を抑え、消費電力を低減することができる。
そこで、本実施形態の駆動方法においては、第2実施形態と同様に、黒表示を維持する画素40の画素電極35をハイインピーダンス状態とすることが好ましい。これにより、ハイインピーダンス状態とされた画素電極35によってリーク経路が遮断されるため、リーク電流の発生を抑え、消費電力を低減することができる。
(第4の実施形態)
第1〜第3の実施形態では、表示画像を更新する際に、白表示領域を黒表示に反転させるステップS102、S104を有する駆動方法としていたが、黒表示領域を白表示に反転させて表示部5を全白表示とした後、続くステップS103、S104で黒色の画像を表示させる駆動方法とすることもできる。
以下、かかる駆動方法について、図14を参照しつつ説明する。なお、第1実施形態に係る駆動方法と共通の部分については適宜説明を省略する。
第1〜第3の実施形態では、表示画像を更新する際に、白表示領域を黒表示に反転させるステップS102、S104を有する駆動方法としていたが、黒表示領域を白表示に反転させて表示部5を全白表示とした後、続くステップS103、S104で黒色の画像を表示させる駆動方法とすることもできる。
以下、かかる駆動方法について、図14を参照しつつ説明する。なお、第1実施形態に係る駆動方法と共通の部分については適宜説明を省略する。
図14は、本実施形態の駆動方法により第1実施形態と同様の第1〜第3画像を順次表示する場合のタイミングチャートである。図15は、図14に示す各ステップに対応する表示部5の表示状態を示す説明図である。また表4に、本実施形態の駆動方法における画素電極35の電位VA〜VDを示す。
図14に示すように、本実施形態の駆動方法におけるステップS101の動作は第1実施形態に係る駆動方法と同様である。なお、本実施形態においても、第3実施形態と同様に、ステップS101の期間を、電位Vcomをローレベル電位VLとする第1の期間と、ハイレベル電位VHとする第2の期間とに分割する駆動方法を採用してもよい。また、画像保持ステップST21、ST41の動作についても、第1実施形態に係る駆動方法と同様である。
次に、本実施形態の駆動方法におけるステップS102では、第1の制御線91にローレベル電位VLが入力され、第2の制御線92及び共通電極37には、ハイレベル電位VHとローレベル電位VLとを所定周期で繰り返す矩形波状のパルスが入力される。第2の制御線92に入力されるパルスは、共通電極37に入力されるパルスと同期したパルスであり、ステップS102の期間中、第2の制御線92の電位S2と共通電極37の電位Vcomは同電位となる。
これにより、ステップS101で黒表示された画素40A、40Cの画素電極35に第1の制御線91からローレベル電位VLが入力され、共通電極37の電位Vcomがハイレベル電位VHである期間に、画素電極35と共通電極37との間に形成される電界により電気泳動素子32が駆動されて、画素40A、40Cが白表示される。
一方、ステップS101で白表示された画素40B、40Dの画素電極35には、共通電極37に入力されるパルスと同期した矩形波状のパルスが、第2の制御線92から入力される。これにより、画素40B、40Dの画素電極35は共通電極37と同電位となり、画素40B、40Dの電気泳動素子32に電圧が印加されることはなく、これらの画素の表示状態は変化しない。
以上により、表示部5の全体が白表示される(図15(b))。
一方、ステップS101で白表示された画素40B、40Dの画素電極35には、共通電極37に入力されるパルスと同期した矩形波状のパルスが、第2の制御線92から入力される。これにより、画素40B、40Dの画素電極35は共通電極37と同電位となり、画素40B、40Dの電気泳動素子32に電圧が印加されることはなく、これらの画素の表示状態は変化しない。
以上により、表示部5の全体が白表示される(図15(b))。
次に、ステップS103における画像信号入力ステップST31の動作は第1実施形態に係る駆動方法と同様である。これに対し、画像表示ステップST32では、第1の制御線91にハイレベル電位VHが入力され、第2の制御線92と共通電極37とには同期した矩形波状のパルスが入力される。
これにより、画素40B、40Cの画素電極35に、第1の制御線91からハイレベル電位VHが入力され、共通電極37の電位Vcomがローレベル電位VLである期間に、画素電極35と共通電極37との電位差に基づいて電気泳動素子32が駆動されて、画素40B、40Cが黒表示される。
一方、画素40A、40Dの画素電極35には、第2の制御線92から矩形波状のパルスが入力され、共通電極37と同電位となるので、画素40A、40Dは白表示のままである。
以上により、表示部5に第2画像が表示される(図15(c))。
一方、画素40A、40Dの画素電極35には、第2の制御線92から矩形波状のパルスが入力され、共通電極37と同電位となるので、画素40A、40Dは白表示のままである。
以上により、表示部5に第2画像が表示される(図15(c))。
次に、ステップS104では、第1の制御線91にローレベル電位VLが入力される一方、第2の制御線92と共通電極37とには同期した矩形波状のパルスが入力される。
これにより、ステップS103で黒表示された画素40B、40Cの画素電極35に、第1の制御線91からローレベル電位VLが入力され、共通電極37の電位Vcomがハイレベル電位VHである期間に、画素電極35と共通電極37との電位差により画素40B、40Cが白表示される。
一方、ステップS103で白表示された画素40A、40Dの画素電極35には、第2の制御線92から矩形波状のパルスが入力され、共通電極37と同電位となるので、画素40A、40Dは白表示のままである。
以上により、表示部5の全体が白表示される(図16(a))。
これにより、ステップS103で黒表示された画素40B、40Cの画素電極35に、第1の制御線91からローレベル電位VLが入力され、共通電極37の電位Vcomがハイレベル電位VHである期間に、画素電極35と共通電極37との電位差により画素40B、40Cが白表示される。
一方、ステップS103で白表示された画素40A、40Dの画素電極35には、第2の制御線92から矩形波状のパルスが入力され、共通電極37と同電位となるので、画素40A、40Dは白表示のままである。
以上により、表示部5の全体が白表示される(図16(a))。
次に、ステップS105における画像信号入力ステップST51の動作は、第1実施形態に係る駆動方法と同様である。これに対し、画像表示ステップST52では、第1の制御線91にハイレベル電位VHが入力され、第2の制御線92と共通電極37とには、同期した矩形波状のパルスが入力される。
これにより、画素40A、40Dの画素電極35に第1の制御線91からハイレベル電位VHが入力され、共通電極37の電位Vcomがローレベル電位VLである期間に、画素電極35と共通電極37との電位差に基づいて電気泳動素子32が駆動され、画素40A、40Dが黒表示される。
一方、画素40B、40Cの画素電極35には、第2の制御線92から矩形波状のパルスが入力され、共通電極37と同電位となるため、画素40B、40Cは白表示のままである。
以上により、表示部5に第3画像が表示される(図16(b))。
一方、画素40B、40Cの画素電極35には、第2の制御線92から矩形波状のパルスが入力され、共通電極37と同電位となるため、画素40B、40Cは白表示のままである。
以上により、表示部5に第3画像が表示される(図16(b))。
以上、詳細に説明したように、ステップS102、S104において表示部5を全白表示する駆動方法とした場合であっても、第1の駆動方法と同様に表示画像の更新を実行することができる。また、第2の制御線92に共通電極37と同一のパルスを入力し、画素電極35を共通電極37と同電位としている期間では、電気泳動素子32に電界が作用しないため、同一方向の電界が連続的に作用することにより画素40がオーバーライトされるのを防止できる。これにより、濃度が均一で高画質の表示を得ることができる。
なお、本実施形態の駆動方法においても、第2の実施形態と同様に、ステップS102〜S105で第2の制御線92をハイインピーダンス状態とすることができる。このように、連続するステップ間で白表示を維持する画素40の画素電極35をハイインピーダンス状態とすることで、リーク電流の発生を抑え、消費電力を低減することができる。
また本実施形態の駆動方法において、第3の実施形態と同様に、矩形波状のパルスを用いず、画像表示動作時に共通電極37及び第2の制御線92に一定の電位を入力する駆動方法を採用することもできる。またかかる駆動方法において、S102〜S105における第2の制御線92をハイインピーダンス状態とする駆動方法も採用することができる。
また本実施形態の駆動方法において、第3の実施形態と同様に、矩形波状のパルスを用いず、画像表示動作時に共通電極37及び第2の制御線92に一定の電位を入力する駆動方法を採用することもできる。またかかる駆動方法において、S102〜S105における第2の制御線92をハイインピーダンス状態とする駆動方法も採用することができる。
[電子機器]
次に、上記実施形態の電気泳動表示装置100を、電子機器に適用した場合について説明する。
図17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、上記実施形態の電気泳動表示装置100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。
次に、上記実施形態の電気泳動表示装置100を、電子機器に適用した場合について説明する。
図17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、上記実施形態の電気泳動表示装置100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18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、上記各実施形態の電気泳動表示装置100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。
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19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、表示部に本発明に係る電気泳動表示装置100が採用されているので、省電力性に優れた表示部を備える電子機器となっている。
なお、各図に示した電子機器は、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、本発明に係る電気泳動表示装置は好適に用いることができる。
なお、各図に示した電子機器は、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、本発明に係る電気泳動表示装置は好適に用いることができる。
100 電気泳動表示装置、5 表示部、32 電気泳動素子、35 画素電極、37 共通電極(対向電極)、40,40A,40B,40C,40D 画素、41 選択トランジスタ(画素スイッチング素子)、49 低電位電源線、50 高電位電源線、61 走査線駆動回路、62 データ線駆動回路、63 コントローラ(制御部)、70 ラッチ回路(メモリ回路)、80 スイッチ回路、91 第1の制御線、92 第2の制御線、161 制御回路、162 EEPROM(記憶部)、163 電圧生成回路、164 データバッファ、165 フレームメモリ、166 メモリ制御回路、Dat 画像データ
Claims (9)
- 一対の基板間に電気泳動粒子を含む電気泳動素子を挟持し、複数の画素からなる表示部を有しており、前記画素ごとに、画素電極と、画素スイッチング素子と、前記画素電極と前記画素スイッチング素子との間に接続されたラッチ回路と、前記ラッチ回路と前記画素電極との間に接続されたスイッチ回路とを備え、前記電気泳動素子を介して複数の前記画素電極と対向する対向電極と、前記スイッチ回路に接続された第1及び第2の制御線とを有する電気泳動表示装置の駆動方法であって、
前記表示部に表示された第1画像を第2画像に更新するステップが、
前記第1画像の第1の階調を表示した前記画素に属する前記画素電極を前記対向電極と略同電位又はハイインピーダンス状態とする一方、前記第1画像の第2の階調を表示した前記画素に属する前記画素電極に前記第1の階調に対応する画素電極電位を入力する第1の画像表示ステップと、
前記第2画像の前記第1の階調を表示させる前記画素に属する前記画素電極を前記対向電極と略同電位又はハイインピーダンス状態とする一方、前記第2画像の前記第2の階調を表示させる前記画素に属する前記画素電極に、前記第2の階調に対応する画素電極電位を入力する第2の画像表示ステップと、
を有することを特徴とする電気泳動表示装置の駆動方法。 - 前記第1の画像表示ステップにおいて、
前記第1画像の前記第1の階調を表示した前記画素に属する前記画素電極に、前記対向電極に入力されるパルスに同期したパルスを入力することを特徴とする請求項1に記載の電気泳動表示装置の駆動方法。 - 前記第1の画像表示ステップにおいて、
前記第1画像の前記第1の階調を表示した前記画素に属する前記画素電極を、一定電位に保持することを特徴とする請求項1に記載の電気泳動表示装置の駆動方法。 - 前記第2画像の前記第1の階調を表示させる前記画素では前記スイッチ回路を介して前記第1の制御線と前記画素電極とが電気的に接続される一方、前記第2画像の前記第2の階調を表示させる前記画素では前記スイッチ回路を介して前記第2の制御線と前記画素電極とが接続されており、
前記第1の制御線を、前記第1及び第2の画像表示ステップを通じて前記対向電極と略同一の電位又はハイインピーダンス状態とする一方、前記第2の制御線を、前記第1の画像表示ステップと前記第2の画像表示ステップとで異なる電位とすることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の電気泳動表示装置の駆動方法。 - 一対の基板間に電気泳動粒子を含む電気泳動素子を挟持し、複数の画素からなる表示部を有しており、前記画素ごとに、画素電極と、画素スイッチング素子と、前記画素電極と前記画素スイッチング素子との間に接続されたラッチ回路と、前記ラッチ回路と前記画素電極との間に接続されたスイッチ回路とを含む画素回路を備え、前記電気泳動素子を介して複数の前記画素電極と対向する対向電極と、前記スイッチ回路に接続された第1及び第2の制御線と、前記画素回路、前記対向電極、前記第1及び第2の制御線を駆動する駆動回路とを有する電気泳動表示装置であって、
前記駆動回路は、
前記表示部に表示された第1画像を第2画像に更新する期間のうち、
第1の画像表示期間において、前記第1画像の第1の階調を表示した前記画素に属する前記画素電極を前記対向電極と略同電位又はハイインピーダンス状態とする一方、前記第1画像の第2の階調を表示した前記画素に属する前記画素電極を前記第1の階調に対応する画素電極電位とし、
第2の画像表示期間において、前記第2画像の前記第1の階調を表示させる前記画素に属する前記画素電極を前記対向電極と略同電位又はハイインピーダンス状態とする一方、前記第2画像の前記第2の階調を表示させる前記画素に属する前記画素電極を前記第2の階調に対応する画素電極電位とすることを特徴とする電気泳動表示装置。 - 前記駆動回路は、
前記第1の画像表示期間において、
前記第1画像の前記第1の階調を表示した前記画素に属する前記画素電極に、前記対向電極に入力されるパルスに同期したパルスを出力することを特徴とする請求項5に記載の電気泳動表示装置。 - 前記駆動回路は、
前記第1の画像表示期間において、
前記第1画像の前記第1の階調を表示した前記画素に属する前記画素電極を、一定電位に保持することを特徴とする請求項5に記載の電気泳動表示装置。 - 前記駆動回路は、
前記第2画像の前記第1の階調を表示させる前記画素では前記スイッチ回路を介して前記第1の制御線と前記画素電極とを電気的に接続させる一方、前記第2画像の前記第2の階調を表示させる前記画素では前記スイッチ回路を介して前記第2の制御線と前記画素電極とを接続させ、
前記第1の制御線を、前記第1及び第2の画像表示期間を通じて前記対向電極と略同一の電位又はハイインピーダンス状態とする一方、前記第2の制御線を、前記第1の画像表示期間と前記第2の画像表示期間とで異なる電位とすることを特徴とする請求項5から7のいずれか1項に記載の電気泳動表示装置。 - 請求項5から8のいずれか1項に記載の電気泳動表示装置を備えたことを特徴とする電子機器。
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