JP2011075999A - 電気泳動表示装置及びその駆動方法並びに電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】電気泳動表示装置において、電気泳動素子の温度に応じて駆動電圧を高精度に補正し、且つ、装置の低コスト化及び小型化を図る。
【解決手段】電気泳動表示装置は、一対の第1基板(28)及び第2基板(29)と、第1及び第2基板間に挟持された電気泳動素子(23)と、第1基板上に画素毎に設けられた画素電極(21)と、第2基板上に画素電極に対向するように設けられた共通電極(22)と、第1基板上に画素毎に設けられ、画素電極に電気的に接続された画素回路(24、25、110)と、画素回路を構成する少なくとも一のトランジスターのオフ時のリーク電流を検出し、画素電極及び共通電極間に画像データに応じて印加すべき駆動電圧を、リーク電流に基づいて推定される電気泳動素子の温度に適した電圧に補正する補正手段(221、222)とを備える。
【選択図】図7
【解決手段】電気泳動表示装置は、一対の第1基板(28)及び第2基板(29)と、第1及び第2基板間に挟持された電気泳動素子(23)と、第1基板上に画素毎に設けられた画素電極(21)と、第2基板上に画素電極に対向するように設けられた共通電極(22)と、第1基板上に画素毎に設けられ、画素電極に電気的に接続された画素回路(24、25、110)と、画素回路を構成する少なくとも一のトランジスターのオフ時のリーク電流を検出し、画素電極及び共通電極間に画像データに応じて印加すべき駆動電圧を、リーク電流に基づいて推定される電気泳動素子の温度に適した電圧に補正する補正手段(221、222)とを備える。
【選択図】図7
Description
本発明は、電気泳動表示装置及びその駆動方法並びに電子機器に係る技術分野に関する。
この種の電気泳動表示装置は、表示領域に配列された複数の画素の各々において、画素電極及び共通電極間に挟持された電気泳動素子に、表示すべき階調に応じて駆動電圧を印加することにより、画像を表示する。このような電気泳動表示装置では、電気泳動素子の光学特性(例えば、光反射率)が温度により変化するため、例えばサーミスター等からなる温度センサーを設け、この温度センサーによって検出された温度に応じて、電気泳動素子に印加する駆動電圧を変更(或いは補正)する技術が知られている。
例えば特許文献1では、アクティブマトリクス型液晶表示装置において、画素トランジスターのオフ時の光によるリーク電流を検出するトランジスターを有効画素領域の近傍に配置する技術が開示されている。また、例えば特許文献2では、液晶表示装置において、液晶パネル内に液晶材料の温度を検出する半導体素子を形成する技術が開示されている。
しかしながら、上述したような温度センサーを設ける技術によれば、(i)温度センサーを設ける分、製造コストが増大してしまったり、(ii)温度センサーを電気泳動素子の近傍に設けることが困難なため、電気泳動素子の温度を正確に検出することが困難になってしまったりするおそれがあるという技術的問題点がある。
本発明は、例えば上述した問題点に鑑みなされたものであり、電気泳動素子の温度に応じて駆動電圧を高精度に補正可能であり、且つ、装置の低コスト化及び小型化を図ることが可能な電気泳動表示装置及びその駆動方法並びに該電気泳動表示装置を備えた電子機器を提供することを課題とする。
本発明の電気泳動表示装置は上記課題を解決するために、複数の画素が配列された表示領域を有する電気泳動表示装置であって、一対の第1及び第2基板と、前記第1及び第2基板間に挟持された電気泳動素子と、前記第1基板上に前記画素毎に設けられた画素電極と、前記第2基板上に前記画素電極に対向するように設けられた共通電極と、前記第1基板上に前記画素毎に設けられ、前記画素電極に電気的に接続された画素回路と、前記画素回路を構成する少なくとも一のトランジスターのオフ時のリーク電流を検出し、前記画素電極及び前記共通電極間に画像データに応じて印加すべき駆動電圧を、前記リーク電流に基づいて推定される前記電気泳動素子の温度に適した電圧に補正する補正手段とを備える。
本発明の電気泳動表示装置によれば、その動作時には、第1基板に画素毎に設けられた画素電極と第2基板に複数の画素に共通して設けられた共通電極との間に挟持された電気泳動素子に、画像データに応じた駆動電圧が印加されることによって、複数の画素が配列された表示領域に画像が表示される。より具体的には、画素電極には画像データに基づく画像電位が画素回路を介して供給され、共通電極には所定電位が供給される。これにより、画素電極及び共通電極間に画像データに応じた駆動電圧が印加される。例えばマイクロカプセルである電気泳動素子の内部には、電気泳動粒子として、例えば、負に帯電された複数の白色粒子と正に帯電された複数の黒色粒子とが含まれている。画素電極及び共通電極間に印加される駆動電圧に応じて、負に帯電された複数の白色粒子及び正に帯電された複数の黒色粒子のうち一方が画素電極側に移動(即ち、泳動)し、他方が共通電極側に移動することにより、共通電極が設けられた第2基板側に画像が表示される。尚、電気泳動素子は、第1及び第2基板間に例えば樹脂からなるバインダーや接着剤によって固定される。
画素回路は、例えば、画素スイッチング用トランジスターや、該画素スイッチング用トランジスターと画素電極との間に電気的に接続され、画素スイッチング用トランジスターを介して供給される画像信号を保持することが可能に構成されたメモリー回路を有しており、少なくとも一のトランジスターを含んで構成される。尚、メモリー回路は、例えばSRAM(Static Random Access Memory)等として構成され、複数のトランジスターを含んでなる。
本発明では特に、画素回路を構成する少なくとも一のトランジスターのオフ時のリーク電流を検出し、画素電極及び共通電極間に画像データに応じて印加すべき駆動電圧を、リーク電流に基づいて推定される電気泳動素子の温度に適した値に補正する補正手段を備える。補正手段は、例えば、画素電極及び共通電極間に印加すべき駆動電圧を、第1及び第2基板間に電気泳動素子が挟持されてなる電気泳動表示パネルに供給する駆動用IC(Integrated Circuit)の一部として構成される。ここで、画素回路は、第1基板上の表示領域における画素毎に設けられているので、画素回路を構成する少なくとも一のトランジスタの温度は、第1及び第2基板間における表示領域に設けられた電気泳動素子の温度と殆ど或いは実践上完全に同じであるとみなすことができる。よって、補正手段によって、画素回路を構成する少なくとも一のトランジスターのオフ時のリーク電流を検出することにより、該検出されたリーク電流に基づいて電気泳動素子の温度を高精度に推定することができる。更に、補正手段は、画素電極及び共通電極間に印加すべき駆動電圧を、リーク電流に基づいて推定される電気泳動素子の温度に適した電圧に補正する。言い換えれば、補正手段は、検出したリーク電流に基づいて電気泳動素子の温度を推定し、該推定した電気泳動素子の温度に適した駆動電圧が電気泳動素子に印加されるように、駆動電圧を補正する。例えば、補正手段は、電気泳動素子の温度に対する適切な駆動電圧として実験的に或いはシミュレーション等により予め定められた複数の電圧が規定されたテーブルを有しており、該複数の電圧の中から、リーク電流に基づいて推定される電気泳動素子の温度に適した電圧を選択する。よって、補正手段によって、電気泳動素子の温度に応じて駆動電圧を高精度に補正することができる。従って、高品位な表示を行うことが可能となる。加えて、本発明によれば、補正手段によって、画素回路を構成する少なくとも一のトランジスターのオフ時のリーク電流を検出することにより、電気泳動素子の温度を推定することができるので、例えば、第1基板上に、電気泳動素子の温度を検出するための温度センサーを新たに(即ち、画素回路と別個に)設ける必要がなく、当該電気泳動表示装置の低コスト化及び小型化を図ることができる。言い換えれば、本発明によれば、画素回路を構成する少なくとも一のトランジスターのオフ時のリーク電流を、電気泳動素子の温度を検出するための温度センサーとして利用するので、例えばサーミスター等からなる温度センサーを当該電気泳動表示装置に新たに設ける必要がなく、当該電気泳動表示装置の低コスト化及び小型化を実現することができる。
以上説明したように、本発明の電気泳動表示装置によれば、電気泳動素子の温度に応じて駆動電圧を高精度に補正可能であり、高品位な表示を行うことが可能である。更に、装置の低コスト化及び小型化を図ることが可能である。
本発明の電気泳動表示装置の一態様では、前記画素回路は、画素スイッチング用トランジスターと、前記画素電極及び前記画素スイッチング用トランジスター間に電気的に接続され、前記画素スイッチング用トランジスターを介して供給される画像信号を保持することが可能なメモリー回路とを有し、前記補正手段は、前記リーク電流として、前記メモリー回路を構成する少なくとも一のトランジスターのオフ時のリーク電流を検出する。
この態様によれば、例えばSRAM等として構成され、複数のトランジスターを含んでなるメモリー回路を構成する少なくとも一のトランジスターのオフ時のリーク電流が、補正手段によって検出される。ここで、例えば、メモリー回路がSRAMとして構成される場合には、複数の画素の各々に1つずつ設けられた複数のメモリー回路には、画像信号を保持するための高電位電源電位が供給される高電位電源線、及び該高電位電源電位よりも低い低電位電源電位が供給される低電位電源線が共通して電気的に接続される。このため、複数のメモリー回路の各々を構成する少なくとも一のトランジスターのオフ時のリーク電流は、すべて低電位電源線に流れ込む。よって、複数のメモリー回路の各々における少なくとも一のトランジスターのオフ時のリーク電流を、低電位電源線においてそれらの総和として補正手段によって検出することができるので、電気泳動素子の温度を高精度に推定することができる。従って、補正手段によって、駆動電圧を、電気泳動素子の温度に応じて高精度に補正することができる。
上述した画素回路が画素スイッチング用トランジスター及びメモリー回路を有する態様では、前記補正手段は、前記リーク電流として、前記画素スイッチング用トランジスターのオフ時のリーク電流を検出してもよい。
この場合には、メモリー回路を構成するトランジスターに加えて、画素スイッチング用トランジスターのオフ時のリーク電流が補正手段によって検出される。よって、補正手段によって検出されるリーク電流の電流量を、例えばメモリー回路を構成する少なくとも一のトランジスターのオフ時のリーク電流のみが検出される場合と比較して大きくすることができるので、電気泳動素子の温度をより一層高精度に推定することができる。従って、補正手段によって、駆動電圧を、電気泳動素子の温度に応じてより一層高精度に補正することができる。
上述した画素回路が画素スイッチング用トランジスター及びメモリー回路を有する態様では、前記画素回路は、前記メモリー回路から出力される前記画像信号に基づく出力信号に応じて、第1及び第2の制御線のいずれかを前記画素電極に電気的に接続するスイッチ回路を有し、前記補正手段は、前記リーク電流として、前記スイッチ回路を構成する少なくとも一のトランジスターのオフ時のリーク電流を検出する。
この場合には、メモリー回路及び画素電極間にはスイッチ回路が設けられている。スイッチ回路は、メモリー回路から画像信号に基づいて出力される出力信号に応じて、互いに異なる電位を供給する第1及び第2の制御線のいずれかを画素電極に電気的に接続する。より具体的には、スイッチ回路は、例えば複数のトランジスターを含んでなり、画素電極に電気的に接続される制御線を、メモリー回路からの出力に応じて、第1の画素電位の供給する第1の制御線及び第1の電位とは異なる第2の画素電位を供給する第2の制御線間で切り替える。これにより、第1の制御線に電気的に接続された画素電極には、第1の制御線を介して第1の画素電位が供給され、第2の制御線に電気的に接続された画素電極には、第2の制御線を介して第2の画素電位が供給される。
ここで特に、スイッチ回路を構成する少なくとも一のトランジスターのオフ時のリーク電流が補正手段によって検出される。よって、補正手段によって、電気泳動素子の温度を高精度に推定することができ、駆動電圧を、電気泳動素子の温度に応じて高精度に補正することができる。
本発明の電気泳動表示装置の他の態様では、前記補正手段は、前記電気泳動素子に所定電圧を印加して、前記電気泳動素子に流れる素子電流を検出し、前記駆動電圧を、前記素子電流及び前記リーク電流に基づいて推定される前記電気泳動素子の温度に適した電圧に補正する。
この態様によれば、補正手段は、画素回路を構成する少なくとも一のトランジスターのオフ時のリーク電流に加えて、電気泳動素子に流れる素子電流を検出する。ここで、素子電流は、電気泳動素子を流れるので、その温度特性は、電気泳動素子の温度特性に殆ど或いは実践上完全に一致する。よって、補正手段によって、画素回路を構成する少なくとも一のトランジスターのオフ時のリーク電流に加えて、電気泳動素子に流れる素子電流を検出することにより、該検出されたリーク電流及び素子電流に基づいて、電気泳動素子の温度を高精度に推定することができる。従って、補正手段によって、駆動電圧を、電気泳動素子の温度に応じてより一層高精度に補正することが可能となる。
上述した補正手段が素子電流を検出する態様では、前記補正手段は、隣り合う前記画素電極間に電位差を生じさせることにより、前記電気泳動素子に前記所定電圧を印加してもよい。
この場合には、隣り合う画素電極間の電位差によって電気泳動素子に素子電流を発生させることができ、素子電流を確実に検出することができる。よって、電気泳動素子の温度をより一層高精度に推定することができる。
上述した補正手段が素子電流を測定する態様では、前記補正手段は、前記画素電極及び前記共通電極間に電位差を生じさせることにより、前記電気泳動素子に前記所定電圧を印加してもよい。
この場合には、画素電極及び共通電極間の電位差によって電気泳動素子に素子電流を発生させることができ、素子電流を確実に検出することができる。よって、電気泳動素子の温度をより一層高精度に推定することができる。
上述した補正手段が素子電流を測定する態様では、前記補正手段は、前記表示領域が分割されてなる複数の分割領域の各々に対して、互いに異なるタイミングで前記電気泳動素子に前記所定電圧を印加して、前記分割領域毎に前記素子電流を検出してもよい。
この場合には、電気泳動素子の温度を分割領域毎に推定することができる。よって、補正手段によって、分割領域毎に推定された温度に応じて、駆動電圧をより適切に補正することができる。
本発明に係る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、複数の画素が配列された表示領域を有する電気泳動表示装置であって、一対の第1及び第2基板と、前記第1及び第2基板間に挟持された電気泳動素子と、前記第1基板上に前記画素毎に設けられた画素電極と、前記第2基板上に前記画素電極に対向するように設けられた共通電極と、前記第1基板上に前記画素毎に設けられ、前記画素電極に電気的に接続された画素回路とを備えた電気泳動表示装置を駆動する電気泳動表示装置の駆動方法であって、前記画素回路を構成する少なくとも一のトランジスターのオフ時のリーク電流を検出する検出工程と、前記画素電極及び前記共通電極間に画像データに応じて印加すべき駆動電圧を、前記リーク電流に基づいて推定される前記電気泳動素子の温度に適した電圧に補正する補正工程とを含む。
本発明に係る電気泳動表示装置の駆動方法によれば、検出工程によって、画素回路を構成する少なくとも一のトランジスターのオフ時のリーク電流を検出する。よって、該リーク電流に基づいて、電気泳動素子の温度を高精度に推定することができる。更に、補正工程によって、画素電極及び前記共通電極間に画像データに応じて印加すべき駆動電圧を、検出工程によって検出されたリーク電流に基づいて推定される電気泳動素子の温度に適した電圧に補正する。よって、電気泳動素子の温度に応じて駆動電圧を高精度に補正することができる。従って、高品位な表示を行うことが可能となる。
尚、上述した本発明の電気泳動表示装置に係る各種態様と同様の各種態様を、本発明に係る電気泳動表示装置の駆動方法にも適宜適用可能である。
本発明の電子機器は上記課題を解決するために、上述した本発明の電気泳動表示装置(但し、その各種態様も含む)を備える。
本発明の電子機器によれば、上述した本発明の電気泳動表示装置を具備してなるので、高品位な表示を行うことが可能な、例えば、腕時計、電子ペーパー、電子ノート、携帯電話、携帯用オーディオ機器などの各種電子機器を実現できる。
本発明の作用及び他の利得は次に説明する発明を実施するための形態から明らかにされる。
以下では、本発明の実施形態について図を参照しつつ説明する。以下の実施形態では、本発明の電気泳動表示装置の一例であるアクティブマトリクス駆動方式の電気泳動表示装置を例にとる。
<第1実施形態>
第1実施形態に係る電気泳動表示装置について、図1から図7を参照して説明する。
第1実施形態に係る電気泳動表示装置について、図1から図7を参照して説明する。
先ず、本実施形態に係る電気泳動表示装置が備える電気泳動表示パネルの全体構成について、図1及び図2を参照して説明する。
図1は、本実施形態に係る電気泳動表示パネルの全体構成を示すブロック図である。
図1において、本実施形態に係る電気泳動表示パネル1は、m行×n列分の画素20がマトリクス状(二次元平面的)に配列された表示領域3aを有している。表示領域3aには、m本の走査線40(即ち、走査線Y1、Y2、…、Ym)と、n本のデータ線50(即ち、データ線X1、X2、…、Xn)とが互いに交差するように設けられている。具体的には、m本の走査線40は、行方向(即ち、X方向)に延在し、n本のデータ線50は、列方向(即ち、Y方向)に延在している。m本の走査線40とn本のデータ線50との交差に対応して画素20が配置されている。
電気泳動表示パネル1は、走査線駆動回路60及びデータ線駆動回路70を備えている。
走査線駆動回路60は、タイミング信号に基づいて、走査線Y1、Y2、…、Ymの各々に走査信号をパルス的に順次供給する。データ線駆動回路70は、タイミング信号に基づいて、データ線X1、X2、…、Xnに画像信号を供給する。画像信号は、高電位レベル(以下「ハイレベル」という。例えば5V)又は低電位レベル(以下「ローレベル」という。例えば0V)の2値的なレベルをとる。
ここに、各画素20は、高電位電源線91、低電位電源線92、共通電位線93、第1の制御線94及び第2の制御線95に電気的に接続されている。高電位電源線91、低電位電源線92、共通電位線93、第1の制御線94及び第2の制御線95は夫々、典型的には図1中に示すように行方向(X方向)に沿って配列する画素20からなる画素列毎に、画素列に属する画素20に共通に配線される。
図2は、画素の電気的な構成を示す等価回路図である。
図2において、画素20は、画素スイッチング用トランジスター24と、メモリー回路25と、スイッチ回路110と、画素電極21と、共通電極22と、電気泳動素子23とを備えている。尚、画素スイッチング用トランジスター24、メモリー回路25及びスイッチ回路110が、本発明に係る「画素回路」の一例を構成する。
画素スイッチング用トランジスター24は、一例としてN型トランジスタで構成されている。画素スイッチング用トランジスター24は、そのゲートが走査線40に電気的に接続されており、そのソースがデータ線50に電気的に接続されており、そのドレインがメモリー回路25の入力端子N1に電気的に接続されている。画素スイッチング用トランジスター24は、データ線駆動回路70(図1参照)からデータ線50を介して供給される画像信号を、走査線駆動回路60(図1参照)から走査線40を介してパルス的に供給される走査信号に応じたタイミングで、メモリー回路25の入力端子N1に出力する。
メモリー回路25は、インバータ回路25a及び25bを有しており、SRAMとして構成されている。
インバータ回路25a及び25bは、互いの入力端子に他方の出力端子が電気的に接続されたループ構造を有している。即ち、インバータ回路25aの入力端子とインバータ回路25bの出力端子とが互いに電気的に接続され、インバータ回路25bの入力端子とインバータ回路25aの出力端子とが互いに電気的に接続されている。インバータ回路25aの入力端子が、メモリー回路25の入力端子N1として構成されており、インバータ回路25aの出力端子が、メモリー回路25の出力端子N2として構成されている。
インバータ回路25aは、N型トランジスター25a1及びP型トランジスター25a2を有している。N型トランジスター25a1及びP型トランジスター25a2のゲートは、メモリー回路25の入力端子N1に電気的に接続されている。N型トランジスター25a1のソースは、低電位電源電位Vssが供給される低電位電源線92に電気的に接続されている。P型トランジスター25a2のソースは、高電位電源電位Vddが供給される高電位電源線91に電気的に接続されている。N型トランジスター25a1及びP型トランジスター25a2のドレインは、メモリー回路25の出力端子N2に電気的に接続されている。
インバータ回路25bは、N型トランジスター25b1及びP型トランジスター25b2を有している。N型トランジスター25b1及びP型トランジスター25b2のゲートは、メモリー回路25の出力端子N2に電気的に接続されている。N型トランジスター25b1のソースは、低電位電源電位Vssが供給される低電位電源線92に電気的に接続されている。P型トランジスター25b2のソースは、高電位電源電位Vddが供給される高電位電源線91に電気的に接続されている。N型トランジスター25b1及びP型トランジスター25b2のドレインは、メモリー回路25の入力端子N1に電気的に接続されている。
メモリー回路25は、その入力端子N1にハイレベルの画像信号が入力されると、その出力端子N2から低電位電源電位Vssを出力し、その入力端子N1にローレベルの画像信号が入力されると、その出力端子N2から高電位電源電位Vddを出力する。即ち、メモリー回路25は、入力された画像信号がハイレベルであるかローレベルであるかに応じて、低電位電源電位Vss又は高電位電源電位Vddを出力する。言い換えれば、メモリー回路25は、入力された画像信号を、低電位電源電位Vss又は高電位電源電位Vddとして記憶可能に構成されている。
スイッチ回路110は、第1のトランスミッションゲート111及び第2のトランスミッションゲート112を備えている。
第1のトランスミッションゲート111は、P型トランジスター111p及びN型トランジスター111nを備えている。P型トランジスター111p及びN型トランジスター111nのソースは、第1の制御線94に電気的に接続されている。P型トランジスター111p及びN型トランジスター111nのドレインは、画素電極21に電気的に接続されている。P型トランジスター111pのゲートは、メモリー回路25の入力端子N1に電気的に接続されており、N型トランジスター111nのゲートは、メモリー回路25の出力端子N2に電気的に接続されている。
第2のトランスミッションゲート112は、P型トランジスター112p及びN型トランジスター112nを備えている。P型トランジスター112p及びN型トランジスター112nのソースは、第2の制御線95に電気的に接続されている。P型トランジスター112p及びN型トランジスター112nのドレインは、画素電極21に電気的に接続されている。P型トランジスター112pのゲートは、メモリー回路25の出力端子N2に電気的に接続されており、N型トランジスター112nのゲートは、メモリー回路25の入力端子N1に電気的に接続されている。
スイッチ回路110は、メモリー回路25に入力される画像信号に応じて、第1の制御線94及び第2の制御線95のいずれか一方の制御線を択一的に選択して、その一方の制御線を画素電極21に電気的に接続する。
具体的には、メモリー回路25の入力端子N1にハイレベルの画像信号が入力されると、メモリー回路25からN型トランジスター111n及びP型トランジスター112pのゲートに低電位電源電位Vssが出力されると共に、P型トランジスター111p及びN型トランジスター112nのゲートに高電位電源電位Vddが出力されることにより、第2のトランスミッションゲート112を構成するP型トランジスター112p及びN型トランジスター112nのみがオン状態となり、第1のトランスミッションゲート111を構成するP型トランジスター111p及びN型トランジスター111nはオフ状態となる。一方、メモリー回路25の入力端子N1にローレベルの画像信号が入力されると、メモリー回路25からN型トランジスター111n及びP型トランジスター112pのゲートに高電位電源電位Vddが出力されると共に、P型トランジスター111p及びN型トランジスター112nのゲートに低電位電源電位Vssが出力されることにより、第1のトランスミッションゲート111を構成するP型トランジスター111p及びN型トランジスター111nのみがオン状態となり、第2のトランスミッションゲート112を構成するP型トランジスター112p及びN型トランジスター112nはオフ状態となる。つまり、メモリー回路25の入力端子N1にハイレベルの画像信号が入力された場合には、第2のトランスミッションゲート112のみがオン状態となり、一方、メモリー回路25の入力端子N1にローレベルの画像信号が入力された場合には、第1のトランスミッションゲート111のみがオン状態となる。
複数の画素20の各々の画素電極21は、スイッチ回路110によって画像信号に応じて択一的に選択された第1の制御線94又は第2の制御線95に電気的に接続される。その際、複数の画素20の各々の画素電極21は、スイッチ94s又は95sのオンオフ状態に応じて、第1の電位S1又は第2の電位S2が画素電位として供給される、或いはハイインピーダンス状態とされる。
より具体的には、ローレベルの画像信号が供給される画素20については、第1のトランスミッションゲート111のみがオン状態となり、その画素20の画素電極21は、第1の制御線94に電気的に接続され、スイッチ94sのオンオフ状態に応じて第1の電位S1が供給され、又は、ハイインピーダンス状態とされる。一方、ハイレベルの画像信号が供給される画素20については、第2のトランスミッションゲート112のみがオン状態となり、その画素20の画素電極21は、第2の制御線95に電気的に接続され、スイッチ95sのオンオフ状態に応じて第2の電位S2が供給され、又は、ハイインピーダンス状態とされる。
画素電極21は、電気泳動素子23を介して共通電極22と互いに対向するように配置されている。共通電極22は、共通電位Vcomが供給される共通電位線93に電気的に接続されている。
電気泳動素子23は、電気泳動粒子をそれぞれ含んでなる複数のマイクロカプセルから構成されている。
次に、本実施形態に係る電気泳動表示パネルの具体的な構成について、図3及び図4を参照して説明する。
図3は、本実施形態に係る電気泳動表示パネルの表示領域における部分断面図である。
図3において、電気泳動表示パネル1は、素子基板28と対向基板29との間に電気泳動素子23が挟持される構成となっている。尚、本実施形態では、対向基板29側に画像を表示することを前提として説明する。また、素子基板28は本発明に係る「第1基板」の一例であり、対向基板29は本発明に係る「第2基板」の一例である。
素子基板28は、例えばガラスやプラスチック等からなる基板である。素子基板28上には、ここでは図示を省略するが、図2を参照して上述した画素スイッチング用トランジスター24、メモリー回路25、スイッチ回路110、走査線40、データ線50、高電位電源線91、低電位電源線92、共通電位線93、第1の制御線94、第2の制御線95等が作り込まれた積層構造が形成されている。この積層構造の上層側に複数の画素電極21がマトリクス状に設けられている。
対向基板29は、例えばガラスやプラスチック等からなる透明な基板である。対向基板29における素子基板28との対向面上には、共通電極22が複数の画素電極9aと対向してベタ状に形成されている。共通電極22は、例えばマグネシウム銀(MgAg)、インジウム・スズ酸化物(ITO)、インジウム・亜鉛酸化物(IZO)等の透明導電材料から形成されている。
電気泳動素子23は、電気泳動粒子をそれぞれ含んでなる複数のマイクロカプセル80から構成されており、例えば樹脂等からなるバインダー30及び接着層31によって素子基板28及び対向基板29間で固定されている。尚、本実施形態に係る電気泳動表示パネル1は、製造プロセスにおいて、電気泳動素子23が予め対向基板29側にバインダー30によって固定されてなる電気泳動シートが、別途製造された、画素電極21等が形成された素子基板28側に接着層31によって接着されている。
マイクロカプセル80は、画素電極21及び共通電極22間に挟持され、1つの画素20内に(言い換えれば、1つの画素電極21に対して)1つ又は複数配置されている。
図4は、マイクロカプセルの構成を示す模式図である。尚、図4では、マイクロカプセルの断面を模式的に示している。
図4において、マイクロカプセル80は、被膜85の内部に分散媒81と、複数の白色粒子82と、複数の黒色粒子83とが封入されてなる。マイクロカプセル80は、例えば、50um程度の粒径を有する球状に形成されている。
被膜85は、マイクロカプセル80の外殻として機能し、ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸エチル等のアクリル樹脂、ユリア樹脂、アラビアゴム等の透光性を有する高分子樹脂から形成されている。
分散媒81は、白色粒子82及び黒色粒子83をマイクロカプセル80内(言い換えれば、被膜85内)に分散させる媒質である。分散媒81としては、水や、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、メチルセルソルブ等のアルコール系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル等の各種エステル類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、ペンタン、ヘキサン、オクタン等の脂肪族炭化水素、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂環式炭化水素、ベンゼン、トルエンや、キシレン、ヘキシルベンゼン、へブチルベンゼン、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等の長鎖アルキル基を有するベンゼン類等の芳香族炭化水素、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、1、2−ジクロロエタン等のハロゲン化炭化水素、カルボン酸塩やその他の油類を単独で又は混合して用いることができる。また、分散媒81には、界面活性剤が配合されてもよい。
白色粒子82は、例えば、二酸化チタン、亜鉛華(酸化亜鉛)、三酸化アンチモン等の白色顔料からなる粒子(高分子或いはコロイド)であり、例えば負に帯電されている。
黒色粒子83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(高分子或いはコロイド)であり、例えば正に帯電されている。
このため、白色粒子82及び黒色粒子83は、画素電極21と共通電極22との間の電位差によって発生する電場によって、分散媒81中を移動することができる。
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、コンパウンド等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、安定化剤等を添加することができる。
図3及び図4において、画素電極21と共通電極22との間に、相対的に共通電極22の電位が高くなるように電圧が印加された場合には、正に帯電された黒色粒子83はクーロン力によってマイクロカプセル80内で画素電極21側に引き寄せられると共に、負に帯電された白色粒子82はクーロン力によってマイクロカプセル80内で共通電極22側に引き寄せられる。この結果、マイクロカプセル80内の表示面側(即ち、共通電極22側)に白色粒子82が集まることで、表示領域3aにこの白色粒子82の色(即ち、白色)を表示することができる。逆に、画素電極21と共通電極22との間に、相対的に画素電極21の電位が高くなるように電圧が印加された場合には、負に帯電された白色粒子82がクーロン力によって画素電極21側に引き寄せられると共に、正に帯電された黒色粒子83はクーロン力によって共通電極22側に引き寄せられる。この結果、マイクロカプセル80の表示面側に黒色粒子83が集まることで、表示領域3aにこの黒色粒子83の色(即ち、黒色)を表示することができる。
尚、画素電極21及び共通電極22間における白色粒子82及び黒色粒子83の分布状態によって、白色と黒色との中間階調である、ライトグレー、グレー、ダークグレー等の灰色を表示することも可能である。また、白色粒子82、黒色粒子83に用いる顔料を、例えば赤色、緑色、青色等の顔料に代えることによって、赤色、緑色、青色等を表示することができる。
次に、以上説明した電気泳動表示パネル1を駆動する駆動回路について、図5から図7を参照して説明する。尚、以下に説明する駆動回路は、電気泳動表示パネル1に走査線駆動回路60、データ線駆動回路70等と共に内蔵されて作り込まれてもよいし、例えば外部回路としてパネル外に設けられ電気泳動表示パネル1に実装されるようにしてもよい。また、走査線駆動回路60及びデータ線駆動回路70の少なくとも一方も外部回路として設けられ、電気泳動表示パネル1に実装されるようにしてもよい。
図5は、本実施形態に係る電気泳動表示パネルを駆動する駆動回路の構成を概略的に示すブロック図である。
図5において、本実施形態に係る電気泳動表示装置は、図1から図4を参照して上述した電気泳動表示パネル1と、駆動回路200とを備えている。
駆動回路200は、コントローラー290と、電源回路210と、駆動電圧制御部220とを備えており、駆動用ICとして構成されている。
コントローラー290は、電気泳動表示パネル1の駆動制御を行い、走査線駆動回路60及びデータ線駆動回路70(図1参照)、並びに電源回路210及び駆動電圧制御部220の各々の動作を制御する。
電源回路210は、電気泳動表示パネル1を駆動するための各種電源を供給可能なように構成されている。電源回路210は、高電位電源線91に高電位電源電位Vddを供給すると共に低電位電源線92に低電位電源電位Vssを供給し、共通電位線93に共通電位Vcomを供給し、第1の制御線94に第1の電位S1、及び第2の制御線95に第2の電位S2を夫々供給する。また、電源回路210は、走査線駆動回路60やデータ線駆動回路70等を駆動するための電源の供給も行う。
駆動電圧制御部220は、画素電極21及び共通電極22間に画像データに応じて印加すべき駆動電圧を制御する。
本実施形態では特に、駆動電圧制御部220は、温度検出回路221及び駆動電圧パラメーターテーブル222を有している。尚、温度検出回路221及び駆動電圧パラメータテーブル222が本発明に係る「補正手段」の一例を構成する。
図6は、本実施形態に係る温度検出回路の構成を示すブロック図である。
図6において、温度検出回路221は、電流検出回路221a及び信号処理回路221bを有している。
電流検出回路221aは、低電位電源線92に電気的に接続されており、低電位電源線92に流れる電流を検出可能に構成されている。具体的には、電流検出回路221aは、オペアンプ310と、抵抗321及び322と、シャント抵抗323とを含んでいる。オペアンプ310の一方の入力端子(即ち、+入力端子)は、低電位電源線92及びシャント抵抗323に電気的に接続されている。オペアンプ310の他方の入力端子(即ち、−入力端子)は、抵抗321及び322に電気的に接続されている。オペアンプ310の出力端子は、信号処理回路221bに電気的に接続されている。抵抗321のオペアンプ310に電気的に接続された一端側と異なる他端側は、接地電位(或いはグランド(GND)電位)に電気的に接続されている。抵抗322のオペアンプ310に電気的に接続された一端側と異なる他端側は、オペアンプ310の出力端に電気的に接続されている。シャント抵抗323のオペアンプ310に電気的に接続された一端側とは異なる他端側は、接地電位に電気的に接続されている。電流検出回路221aは、低電位電源線92から入力される電流Ioutがシャント抵抗323を流れることにより生じる電位をオペアンプ310によって増幅して電位Voutとして信号処理回路221bに出力する。ここで、抵抗321及び322並びにシャント抵抗323の抵抗値をそれぞれ、R1、R2及びRsとすると、電位Voutは、以下の式(1)で表される。
Vout=Iout×Rs×(1+R2/R1) ・・・(1)
信号処理回路221bは、後述する駆動電圧パラメーターテーブル222に予め規定された複数の電圧の中から駆動電圧(言い換えれば、画素電位の電位レベル、つまり、画素電極21に画素電位として供給される第1の電位S1及び第2の電位S2の電位レベル)を、電流検出回路221aから入力される電位Voutに応じて選択する。
信号処理回路221bは、後述する駆動電圧パラメーターテーブル222に予め規定された複数の電圧の中から駆動電圧(言い換えれば、画素電位の電位レベル、つまり、画素電極21に画素電位として供給される第1の電位S1及び第2の電位S2の電位レベル)を、電流検出回路221aから入力される電位Voutに応じて選択する。
図5において、駆動電圧パラメーターテーブル222は、電気泳動素子23の温度に対する適切な駆動電圧として実験的に或いはシミュレーション等により予め定められた複数の電圧(具体的には、複数の電圧波形)が規定されたテーブルである。
次に、上述のように構成された駆動回路200による駆動電圧の補正動作について、図5及び図6に加えて図7を参照して説明する。
図7は、本実施形態に係る電気泳動表示装置の駆動回路による駆動電圧の補正動作を説明するためのブロック図である。
図7において、駆動回路200は、駆動電圧を補正する際には、先ず、メモリー回路25を構成する例えばトランジスター25a1及び25b2のオフ時のリーク電流Iout1を、電流検出回路221aによって検出する。より具体的には、先ず、各画素20のメモリー回路25にローレベル(L)の画像信号が供給されることにより、トランジスター25a1及び25b2がオフ(OFF)状態とされ、トランジスター25a2及び25b1がオン(ON)状態とされる。これにより、高電位電源線91側から低電位電源線92側に向かって、オフ状態とされたトランジスター25a1及び25b2を流れるリーク電流Iout1が発生する。駆動回路200は、このように発生したリーク電流Iout1を電流検出回路221aによって検出する。具体的には、電流検出回路221aは、リーク電流Iout1がシャント抵抗323(図6参照)を流れることにより生じる電位をオペアンプ310によって増幅した電位としてリーク電流Iout1を検出する。
次に、駆動回路200は、駆動電圧を、電流検出回路221aによって検出したリーク電流Iout1に基づいて推定される電気泳動素子23の温度に適した電圧に補正する。具体的には、駆動回路200は、駆動電圧パラメーターテーブル222に電気泳動素子23の温度に対する適切な駆動電圧として規定された複数の電圧の中から、検出したリーク電流Iout1に基づいて推定される電気泳動素子23の温度に適した電圧を、信号処理回路221bによって選択する。
ここで、メモリー回路25は、素子基板28(図3参照)上の表示領域3aにおける画素20毎に設けられているので、メモリー回路25を構成するトランジスター25a1及び25b2(並びにトランジスター25a2及び25b1)の温度は、素子基板28及び対向基板29間における表示領域3aに設けられた電気泳動素子23の温度と殆ど或いは実践上完全に同じであるとみなすことができる。よって、電流検出回路221aによって、メモリー回路25を構成するトランジスター25a1及び25b2(或いはトランジスター25a2及び25b1)のオフ時のリーク電流Iout1を検出することにより、該検出されたリーク電流Iout1に基づいて電気泳動素子23の温度を高精度に推定することができる。従って、駆動電圧パラメーターテーブル222に規定された複数の電圧の中から、リーク電流Iout1に基づいて推定される電気泳動素子23の温度に適した電圧を、信号処理回路221bによって選択することで、電気泳動素子23の温度に応じて駆動電圧を高精度に補正することができる。従って、本実施形態に係る電気泳動表示装置によれば、高品位な表示を行うことが可能となる。
加えて、本実施形態に係る電気泳動表示装置によれば、駆動回路200によって、各画素20に設けられたメモリー回路25を構成するトランジスターのオフ時のリーク電流Ioutを検出することにより、電気泳動素子23の温度を推定することができるので、例えば、素子基板28上に、電気泳動素子23の温度を検出するための温度センサーを新たに設ける必要がなく、当該電気泳動表示装置の低コスト化及び小型化を図ることができる。言い換えれば、本実施形態に係る電気泳動表示装置によれば、メモリー回路25を構成するトランジスター25a1及び25b2(或いはトランジスター25a2及び25b1)のオフ時のリーク電流Iout1を、電気泳動素子23の温度を検出するための温度センサーとして利用するので、例えばサーミスター等からなる温度センサーを当該電気泳動表示装置に新たに設ける必要がなく、当該電気泳動表示装置の低コスト化及び小型化を実現することができる。
本実施形態では特に、複数の画素20の各々に1つずつ設けられた複数のメモリー回路25には、高電位電源線91及び低電位電源線92が共通して電気的に接続されている。このため、複数のメモリー回路25の各々を構成するトランジスター25a1及び25b2(或いはトランジスター25a2及び25b1)のオフ時のリーク電流Ioutは、すべて低電位電源線92に流れ込む。よって、複数のメモリー回路25の各々におけるリーク電流Iout1を、低電位電源線92においてそれらの総和として電流検出回路221aによって検出することができるので、電気泳動素子23の温度を高精度に推定することができる。
以上説明したように、本実施形態に係る電気泳動表示装置によれば、電気泳動素子23の温度に応じて駆動電圧を高精度に補正可能であり、高品位な表示を行うことが可能である。更に、装置の低コスト化及び小型化を図ることが可能である。
<第2実施形態>
第2実施形態に係る電気泳動表示装置について、図8を参照して説明する。
第2実施形態に係る電気泳動表示装置について、図8を参照して説明する。
図8は、第2実施形態に係る電気泳動表示装置の駆動回路による駆動電圧の補正動作を説明するためのブロック図である。尚、図8において、図1から図7に示した第1実施形態に係る構成要素と同様の構成要素に同一の参照符合を付し、それらの説明は適宜省略する。また、この点については、図9から図14についても同様である。
図8において、第2実施形態に係る電気泳動表示装置は、第1実施形態における電流検出回路221a及び信号処理回路221bに代えて電流検出回路221a2及び信号処理回路221b2を備える点で、上述した第1実施形態に係る電気泳動表示装置と異なり、その他の点については上述した第1実施形態に係る電気泳動表示装置と概ね同様に構成されている。
図8において、電流検出回路221a2は、第2の制御線95に電気的に接続されており、第2の制御線95に流れる電流を検出可能に構成されている。電流検出回路221a2は、図6を参照して上述した第1実施形態における電流検出回路221aと概ね同様に構成されているが、オペアンプ310の+入力端子に低電位電源線92に代えて第2の制御線95が電気的に接続されている点で、第1実施形態における電流検出回路221aと異なる。
信号処理回路221b2は、駆動電圧パラメーターテーブル222に予め規定された複数の電圧の中から駆動電圧を、電流検出回路221a2から入力される電位Voutに応じて選択する。
図8において、駆動回路200は、駆動電圧を補正する際には、先ず、スイッチ回路110を構成する例えばトランジスター112p及び112nのオフ時のリーク電流Iout2を、電流検出回路221a2によって検出する。より具体的には、先ず、各画素20のメモリー回路25にローレベル(L)の画像信号が供給されることにより、スイッチ回路110の第1のトランスミッションゲート111を構成するトランジスター111p及び111nがオン(ON)状態とされ、スイッチ回路110の第2のトランスミッションゲート112を構成するトランジスター112p及び112nがオン(ON)状態とされる。この際、第1の制御線94には、電源回路210から第1の電位S1としてハイレベルの電位が供給される。これにより、第1の制御線94側から第2の制御線95側に向かってオフ状態とされたトランジスター112p及び112nを流れるリーク電流Iout2が発生する。駆動回路200は、このように発生したリーク電流Iout2を電流検出回路221a2によって検出する。具体的には、電流検出回路221a2は、リーク電流Iout2がシャント抵抗323(図6参照)を流れることにより生じる電位をオペアンプ310によって増幅した電位としてリーク電流Iout2を検出する。
次に、駆動回路200は、駆動電圧を、電流検出回路221a2によって検出したリーク電流Iout2に基づいて推定される電気泳動素子23の温度に適した電圧に補正する。具体的には、駆動回路200は、駆動電圧パラメーターテーブル222に電気泳動素子23の温度に対する適切な駆動電圧として規定された複数の電圧の中から、検出したリーク電流Iout2に基づいて推定される電気泳動素子23の温度に適した電圧を、信号処理回路221b2によって選択する。
ここで、スイッチ回路110は、素子基板28(図3参照)上の表示領域3aにおける画素20毎に設けられているので、スイッチ回路110を構成するトランジスター112p及び112n(並びにトランジスター111p及び111n)の温度は、素子基板28及び対向基板29間における表示領域3aに設けられた電気泳動素子23の温度と殆ど或いは実践上完全に同じであるとみなすことができる。よって、電流検出回路221a2によって、スイッチ回路110を構成するトランジスター112p及び112n(或いはトランジスター111p及び111n)のオフ時のリーク電流Iout2を検出することにより、該検出されたリーク電流Iout2に基づいて電気泳動素子23の温度を高精度に推定することができる。従って、駆動電圧パラメーターテーブル222に規定された複数の電圧の中から、リーク電流Iout2に基づいて推定される電気泳動素子23の温度に適した電圧を、信号処理回路221b2によって選択することで、電気泳動素子23の温度に応じて駆動電圧を高精度に補正することができる。従って、本実施形態に係る電気泳動表示装置によれば、高品位な表示を行うことが可能となる。
尚、電流検出回路221a2を、メモリー回路25のリーク電流Iout1及びスイッチ回路110のリーク電流Iout2の両方を検出可能に構成し、信号処理回路221b2を、駆動電圧パラメーターテーブル222に規定された複数の電圧の中から、リーク電流Iout1及びIout2に基づいて推定される電気泳動素子23の温度に適した電圧を、信号処理回路221b2によって選択するように構成してもよい。この場合にも、電気泳動素子23の温度に応じて駆動電圧を高精度に補正することができる。
<第3実施形態>
第3実施形態に係る電気泳動表示装置について、図9を参照して説明する。
第3実施形態に係る電気泳動表示装置について、図9を参照して説明する。
図9は、第3実施形態に係る電気泳動表示装置の駆動回路による駆動電圧の補正動作を説明するためのブロック図である。
図9において、第3実施形態に係る電気泳動表示装置は、第1実施形態における電流検出回路221a及び信号処理回路221bに代えて電流検出回路221a3及び信号処理回路221b3を備える点で、上述した第1実施形態に係る電気泳動表示装置と異なり、その他の点については上述した第1実施形態に係る電気泳動表示装置と概ね同様に構成されている。
図9において、電流検出回路221a3は、低電位電源線92及びデータ線50に電気的に接続可能に構成され、低電位電源線92及びデータ線50に流れる電流を検出可能に構成されている。電流検出回路221a3は、図6を参照して上述した第1実施形態における電流検出回路221aと概ね同様に構成されているが、オペアンプ310の+入力端子に低電位電源線92に加えてデータ線50が電気的に接続可能に構成されている点で、第1実施形態における電流検出回路221aと異なる。
信号処理回路221b3は、駆動電圧パラメーターテーブル222に予め規定された複数の電圧の中から駆動電圧を、電流検出回路221a3から入力される電位Voutに応じて選択する。
図9において、駆動回路200は、駆動電圧を補正する際には、先ず、メモリー回路25を構成するトランジスター25a2及び25b1のオフ時のリーク電流Iout1、及び画素スイッチング用トランジスター24のオフ時のリーク電流Iout3を、電流検出回路221a3によって検出する。より具体的には、先ず、各画素20のメモリー回路25にデータ線50を介してハイレベル(H)の画像信号が供給されることにより、トランジスター25a2及び25b1がオフ(OFF)状態とされ、トランジスター25a1及び25b2がオン(ON)状態とされる。これにより、高電位電源線91側から低電位電源線92側に向かってオフ状態とされたトランジスター25a1及び25b2を流れるリーク電流Iout1が発生する。一方、メモリー回路25にデータ線50を介してハイレベルの画像信号が供給された後には、駆動回路200によって、画素スイッチング用トランジスター24がオフ状態とされると共にデータ線50がローレベル(L)の電位とされる。これによりハイレベルの画像信号が保持されたメモリ回路25側からデータ線50側に向かってオフ状態とされた画素スイッチング用トランジスター24を流れるリーク電流Iout3が発生する。駆動回路200は、このように発生したリーク電流Iout1及びIout3を電流検出回路221a3によって検出する。具体的には、電流検出回路221a3は、リーク電流Iout1及びIout3がシャント抵抗323(図6参照)を流れることにより生じる電位をオペアンプ310によって増幅した電位としてリーク電流Iout1及びIout3の総和を検出する。
次に、駆動回路200は、駆動電圧を、電流検出回路221a3によって検出したリーク電流Iout1及びIout3に基づいて推定される電気泳動素子23の温度に適した電圧に補正する。具体的には、駆動回路200は、駆動電圧パラメーターテーブル222に電気泳動素子23の温度に対する適切な駆動電圧として規定された複数の電圧の中から、検出したリーク電流Iout1及びIout3に基づいて推定される電気泳動素子23の温度に適した電圧を、信号処理回路221b3によって選択する。
本実施形態によれば、メモリー回路25のリーク電流Iout1に加えて画素スイッチング用トランジスター24のリーク電流Iout3を検出するので、例えば、上述した第1実施形態のように、メモリー回路25のリーク電流Iout1のみが検出される場合と比較して、検出するリーク電流の電流量を大きくすることができる。よって、電気泳動素子23の温度をより一層高精度に推定することができ、駆動電圧を、電気泳動素子23の温度に応じてより一層高精度に補正することができる。尚、画素スイッチング用トランジスター24は、素子基板28(図3参照)上の表示領域3aにおける画素20毎に設けられているので、画素スイッチング用トランジスター24の温度は、素子基板28及び対向基板29間における表示領域3aに設けられた電気泳動素子23の温度と殆ど或いは実践上完全に同じであるとみなすことができる。
<第4実施形態>
第4実施形態に係る電気泳動表示装置について、図10及び図11を参照して説明する。
第4実施形態に係る電気泳動表示装置について、図10及び図11を参照して説明する。
図10は、第4実施形態に係る電気泳動表示装置の駆動回路による駆動電圧の補正動作を説明するためのブロック図である。
図10において、第4実施形態に係る電気泳動表示装置は、第1実施形態における電流検出回路221a及び信号処理回路221bに代えて電流検出回路221a4及び信号処理回路221b4を備える点で、上述した第1実施形態に係る電気泳動表示装置と異なり、その他の点については上述した第1実施形態に係る電気泳動表示装置と概ね同様に構成されている。
図10において、電流検出回路221a4は、第2の制御線95に電気的に接続されており、第2の制御線95に流れる電流を検出可能に構成されている。電流検出回路221a4は、図6を参照して上述した第1実施形態における電流検出回路221aと概ね同様に構成されているが、オペアンプ310の+入力端子に低電位電源線92に代えて第2の制御線95が電気的に接続されている点で、第1実施形態における電流検出回路221aと異なる。
信号処理回路221b4は、駆動電圧パラメーターテーブル222に予め規定された複数の電圧の中から駆動電圧を、電流検出回路221a4から入力される電位Voutに応じて選択する。
図10において、駆動回路200は、駆動電圧を補正する際には、互いに隣り合う画素20の画素電極21の電位が互いに異なるように、且つ、共通電極22がハイインピーダンス(Hi−Z)状態となるように、電気泳動表示パネル1を駆動する。
図11は、本実施形態に係る電気泳動表示装置の駆動回路による駆動電圧の補正動作時の表示領域における表示画像の一例を示す模式図である。
即ち、図11に示すように、駆動回路200は、駆動電圧を補正する際には、互いに隣り合う画素20において異なる階調が表示されるように(言い換えれば、表示領域3aにおいて、黒色が表示される画素20Bと白色が表示される画素20Wとが交互に並ぶように)、且つ、共通電極22がハイインピーダンス状態となるように、電気泳動表示パネル1を駆動する。
具体的には、図10に示すように、駆動電圧の補正時には、黒色が表示される画素20Bの画素電極21Bは、メモリー回路25からのローレベルの画像信号に応じて第1のトランスミッションゲート(TG1)111がオン状態とされると共に第2のトランスミッションゲート(TG2)112がオフ状態とされたスイッチ回路110Bを介して、第1の制御線94から第1の電位S1として高電位VHが供給されることにより、高電位VHで一定とされる。一方、白色が表示される画素20Wの画素電極21Wは、メモリー回路25からのハイレベルの画像信号に応じて第1のトランスミッションゲート(TG1)111がオフ状態とされると共に第2のトランスミッションゲート(TG2)112がオン状態とされたスイッチ回路110Wを介して、第2の制御線95から第2の電位S2として低電位VLが供給されることにより、低電位VLで一定とされる。
このように、隣り合う画素電極21のうち一方(即ち、画素電極21B)が高電位VLとされ、他方(即ち、画素電極21W)が低電位VLとされることで、隣り合う画素電極21間の電位差によって電気泳動素子23を流れる素子電流Iout4が発生する。素子電流Iout4は、高電位VLとされた画素電極21B側から低電位VLとされた画素電極21W側に向かって電気泳動素子23を流れ、スイッチ回路110Wを介して第2の制御線95に流れ込む。
他方で、スイッチ回路110Bでは、上述した第2実施形態と同様に、第1の制御線94側から第2の制御線95側に向かって、オフ状態とされたトランジスター112p及び112nを流れるリーク電流Iout2Bが発生する。また、スイッチ回路110Wでは、上述した第2実施形態と同様に、第1の制御線94側から第2の制御線95側に向かって、オフ状態とされたトランジスター111p及び111nを流れるリーク電流Iout2Wが発生する。リーク電流Iout2B及びIout2Wは、第2の制御線95に流れ込む。
駆動回路200は、このように発生したリーク電流Iout2を電流検出回路221a4によって検出する。具体的には、電流検出回路221a4は、リーク電流Iout2B及びIout2W並びに素子電流Iout4がシャント抵抗323(図6参照)を流れることにより生じる電位をオペアンプ310によって増幅した電位としてリーク電流Iout2B及びIout2W並びに素子電流Iout4の総和を検出する。
次に、駆動回路200は、駆動電圧を、電流検出回路221a4によって検出したリーク電流Iout2B及びIout2W並びに素子電流Iout4に基づいて推定される電気泳動素子23の温度に適した電圧に補正する。具体的には、駆動回路200は、駆動電圧パラメーターテーブル222に電気泳動素子23の温度に対する適切な駆動電圧として規定された複数の電圧の中から、検出したリーク電流Iout2B及びIout2W並びに素子電流Iout4に基づいて推定される電気泳動素子23の温度に適した電圧を、信号処理回路221b4によって選択する。
本実施形態によれば、メモリー回路25のリーク電流Iout2(即ち、リーク電流Iout2B及びIout2W)に加えて、電気泳動素子23を流れる素子電流Iout4を検出する。素子電流Iout4は、電気泳動素子23を流れるので、その温度特性は、電気泳動素子23の温度特性に殆ど或いは実践上完全に一致する。よって、本実施形態によれば、電気泳動素子23の温度をより一層高精度に推定することができ、駆動電圧を、電気泳動素子23の温度に応じてより一層高精度に補正することができる。
次に、本実施形態の変形例について、図12及び図13を参照して説明する。
図12は、本実施形態の変形例に係る電気泳動表示装置の駆動回路による駆動電圧の補正動作時の表示領域における表示画像の一例を示す模式図である。
図12に示すように、駆動回路200は、駆動電圧を補正する際、表示領域3aが分割されてなる複数(本実施形態では、4つ)の分割領域3a1、3a2、3a3及び3a4の各々に対して、互いに異なるタイミングで、互いに隣り合う画素20において異なる階調が表示されるように(言い換えれば、黒色が表示される画素20Bと白色が表示される画素20Wとが交互に並ぶように)、且つ、共通電極22がハイインピーダンス状態となるように、電気泳動表示パネル1を駆動してもよい。
例えば、駆動電圧を補正する際、駆動回路200は、4つの分割領域3a1、3a2、3a3及び3a4のうち、先ず、一の分割領域3a1において、互いに隣り合う画素20において異なる階調が表示されると共に、他の分割領域3a2、3a3及び3a4において、すべての画素20が互いに同じ階調が表示されるように、且つ、共通電極22がハイインピーダンス状態となるように、電気泳動表示パネル1を駆動する。これにより、一の分割領域3a1については、上述した本実施形態と同様に、リーク電流Iout2及び素子電流Iout4が発生して、第2の制御線95に流れ込む。他方、他の分割領域3a2、3a3及び3a4については、素子電流Iout4は発生せず、スイッチ回路25のリーク電流Iout2が発生し、第2の制御線95に流れ込む。
図13は、本実施形態の変形例に係る、駆動電圧の補正動作時において、すべての画素が互いに同じ階調を表示する分割領域の互いに隣り合う画素の状態を説明するための模式図である。
図13に示すように、他の分割領域3a2、3a3及び3a4のすべての画素20が互いに同じ階調を表示する場合(本変形例では、黒色を表示する場合)、他の分割領域3a2、3a3及び3a4のすべての画素20について、画素電極21は、メモリー回路25からのローレベルの画像信号に応じて第1のトランスミッションゲート(TG1)111がオン状態とされると共に第2のトランスミッションゲート(TG2)112がオフ状態とされたスイッチ回路110を介して、第1の制御線94から第1の電位S1として高電位VHが供給されることにより、高電位VHで一定とされる。この際、共通電極22に共通電位線93を介して共通電位Vcomとして低電位VLが供給されることで、他の分割領域3a2、3a3及び3a4に黒色が表示され、その後、共通電極22は、ハイインピーダンス状態とされる。よって、この場合、他の分割領域3a2、3a3及び3a4では、隣り合う画素電極21の電位が同じであるので、素子電流Iout4は発生しない。他方、スイッチ回路25を構成するオフ状態とされた第2のトランスミッションゲート112を流れるリーク電流Iout2が発生する。
図13において、駆動回路200は、一の分割領域3a1で発生して第2の制御線95に流れ込むリーク電流Iout2及び素子電流Iout4と、他の分割領域3a2、3a3及び3a4で発生して第2の制御線95に流れ込むリーク電流Iout2とを電流検出回路221a4によって検出する。具体的には、電流検出回路221a4は、一の分割領域3a1で発生したリーク電流Iout2及び素子電流Iout4と他の分割領域3a2、3a2及び3a3で発生したリーク電流Iout2とがシャント抵抗323(図6参照)を流れることにより生じる電位をオペアンプ310によって増幅した電位として、一の分割領域3a1で発生したリーク電流Iout2及び素子電流Iout4と他の分割領域3a2、3a2及び3a3で発生したリーク電流Iout2との総和を検出する。
次に、駆動回路200は、4つの分割領域3a1、3a2、3a3及び3a4のうち、一の分割領域3a2において、互いに隣り合う画素20において異なる階調が表示されると共に、他の分割領域3a1、3a3及び3a4において、すべての画素20が互いに同じ階調が表示されるように、且つ、共通電極22がハイインピーダンス状態となるように、電気泳動表示パネル1を駆動する。そして、駆動回路200は、一の分割領域3a2で発生して第2の制御線95に流れ込むリーク電流Iout2及び素子電流Iout4と、他の分割領域3a1、3a3及び3a4で発生して第2の制御線95に流れ込むリーク電流Iout2とを電流検出回路221a4によって検出する。このような動作を、分割領域3a3及び3a4についても同様に繰り返すことにより、一の分割領域3a3及び3a4で発生するリーク電流Iout2及び素子電流Iout4を電流検出回路221a4によって検出する。
このように、本変形例では、分割領域3a1、3a2、3a3及び3a4の各々毎に、互いに異なるタイミングで素子電流Iout4を検出する。よって、電気泳動素子23の温度を分割領域3a1、3a2、3a3及び3a4の各々毎に推定することができ、駆動電圧をより適切に補正することができる。
<第5実施形態>
第5実施形態に係る電気泳動表示装置について、図14を参照して説明する。
第5実施形態に係る電気泳動表示装置について、図14を参照して説明する。
図14は、第5実施形態に係る電気泳動表示装置の駆動回路による駆動電圧の補正動作を説明するためのブロック図である。
図14において、第5実施形態に係る電気泳動表示装置は、第1実施形態における電流検出回路221a及び信号処理回路221bに代えて電流検出回路221a5及び信号処理回路221b5を備える点で、上述した第1実施形態に係る電気泳動表示装置と異なり、その他の点については上述した第1実施形態に係る電気泳動表示装置と概ね同様に構成されている。
図14において、電流検出回路221a5は、共通電位線93に電気的に接続可能に構成され、共通電位線93に流れる電流を検出可能に構成されている。電流検出回路221a5は、図6を参照して上述した第1実施形態における電流検出回路221aと概ね同様に構成されているが、オペアンプ310の+入力端子に低電位電源線92に代えて第2の制御線95及び共通電位線93が電気的に接続可能に構成されている点で、第1実施形態における電流検出回路221aと異なる。
信号処理回路221b5は、駆動電圧パラメーターテーブル222に予め規定された複数の電圧の中から駆動電圧を、電流検出回路221a5から入力される電位Voutに応じて選択する。
図14において、駆動回路200は、駆動電圧を補正する際には、表示領域3aのすべての画素20において同じ階調が表示されるように(言い換えれば、例えば、表示領域3aにおいて全黒画像(或いは全白画像)が表示されるように)、且つ、共通電極22が低電位VLとなるように、電気泳動表示パネル1を駆動する。
具体的には、駆動電圧の補正時には、各画素20の画素電極21は、メモリー回路25からのローレベルの画像信号に応じて第1のトランスミッションゲート(TG1)111がオン状態とされると共に第2のトランスミッションゲート(TG2)112がオフ状態とされたスイッチ回路110を介して、第1の制御線94から第1の電位S1として高電位VHが供給されることにより、高電位VHで一定とされる。一方、共通電極22は、共通電位線93を介して共通電位Vcomとして低電位VLが供給される。
このように、画素電極21が高電位VHとされ、共通電極22が低電位VLとされることで、画素電極21及び共通電極22間の電位差によって電気泳動素子23を流れる素子電流Iout5が発生する。素子電流Iout5は、高電位VLとされた画素電極21側から低電位VLとされた共通電極22側に向かって電気泳動素子23を流れ、共通電位線93に流れ込む。
他方で、スイッチ回路110では、上述した第2実施形態と同様に、第1の制御線94側から第2の制御線95側に向かって、オフ状態とされら第2のトランスミッションゲート112(即ち、オフ状態とされたトランジスター112p及び112n)を流れるリーク電流Iout2が発生する。リーク電流Iout2は、第2の制御線95に流れ込む。
駆動回路200は、このように発生した素子電流Iout5及びリーク電流Iout2を電流検出回路221a5によって検出する。具体的には、電流検出回路221a5は、素子電流Iout5及びリーク電流Iout2がシャント抵抗323(図6参照)を流れることにより生じる電位をオペアンプ310によって増幅した電位として素子電流Iout5及びリーク電流Iout2の総和を検出する。
次に、駆動回路200は、駆動電圧を、電流検出回路221a5によって検出したリーク電流Iout2及び素子電流Iout5に基づいて推定される電気泳動素子23の温度に適した電圧に補正する。具体的には、駆動回路200は、駆動電圧パラメーターテーブル222に電気泳動素子23の温度に対する適切な駆動電圧として規定された複数の電圧の中から、検出したリーク電流Iout2及び素子電流Iout5に基づいて推定される電気泳動素子23の温度に適した電圧を、信号処理回路221b5によって選択する。
本実施形態によれば、メモリー回路25のリーク電流Iout2に加えて、電気泳動素子23を流れる素子電流Iout5を検出する。素子電流Iout5は、電気泳動素子23を流れるので、その温度特性は、電気泳動素子23の温度特性に殆ど或いは実践上完全に一致する。よって、本実施形態によれば、電気泳動素子23の温度をより一層高精度に推定することができ、駆動電圧を、電気泳動素子23の温度に応じてより一層高精度に補正することができる。
<電子機器>
次に、上述した電気泳動表示装置を適用した電子機器について、図15及び図16を参照して説明する。以下では、上述した電気泳動表示装置を電子ペーパー及び電子ノートに適用した場合を例にとる。
次に、上述した電気泳動表示装置を適用した電子機器について、図15及び図16を参照して説明する。以下では、上述した電気泳動表示装置を電子ペーパー及び電子ノートに適用した場合を例にとる。
図15は、電子ペーパー1400の構成を示す斜視図である。
図15に示すように、電子ペーパー1400は、上述した実施形態に係る電気泳動表示装置1を表示部1401として備えている。電子ペーパー1400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1402を備えて構成されている。
図16は、電子ノート1500の構成を示す斜視図である。
図16に示すように、電子ノート1500は、図15で示した電子ペーパー1400が複数枚束ねられ、カバー1501に挟まれているものである。カバー1501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ための表示データ入力手段(図示せず)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。
上述した電子ペーパー1400及び電子ノート1500は、上述した実施形態に係る電気泳動表示装置を備えるので、高品質な画像表示を行うことが可能である。
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う電気泳動表示装置、電気泳動表示装置の駆動方法及び該電気泳動表示装置を備えてなる電子機器もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
21…画素電極、22…共通電極、23…電気泳動素子、24…画素スイッチング用トランジスター、25…メモリー回路、25a1、25a2、25b1、25b2…トランジスター、28…素子基板、29…対向基板、60…走査線駆動回路、70…データ線駆動回路、80…マイクロカプセル、94、95…制御線、110…スイッチ回路、111、112…トランスミッションゲート、111p、111n、112p、112n…トランジスター、200…駆動回路、210…電源回路、220…駆動電圧制御部、290…コントローラー
Claims (10)
- 複数の画素が配列された表示領域を有する電気泳動表示装置であって、
一対の第1及び第2基板と、
前記第1及び第2基板間に挟持された電気泳動素子と、
前記第1基板上に前記画素毎に設けられた画素電極と、
前記第2基板上に前記画素電極に対向するように設けられた共通電極と、
前記第1基板上に前記画素毎に設けられ、前記画素電極に電気的に接続された画素回路と、
前記画素回路を構成する少なくとも一のトランジスターのオフ時のリーク電流を検出し、前記画素電極及び前記共通電極間に画像データに応じて印加すべき駆動電圧を、前記リーク電流に基づいて推定される前記電気泳動素子の温度に適した電圧に補正する補正手段と
を備えることを特徴とする電気泳動表示装置。 - 前記画素回路は、
画素スイッチング用トランジスターと、
前記画素電極及び前記画素スイッチング用トランジスター間に電気的に接続され、前記画素スイッチング用トランジスターを介して供給される画像信号を保持することが可能なメモリー回路と
を有し、
前記補正手段は、前記リーク電流として、前記メモリー回路を構成する少なくとも一のトランジスターのオフ時のリーク電流を検出する
ことを特徴とする請求項1に記載の電気泳動表示装置。 - 前記補正手段は、前記リーク電流として、前記画素スイッチング用トランジスターのオフ時のリーク電流を検出することを特徴とする請求項2に記載の電気泳動表示装置。
- 前記画素回路は、前記メモリー回路から出力される前記画像信号に基づく出力信号に応じて、第1及び第2の制御線のいずれかを前記画素電極に電気的に接続するスイッチ回路を有し、
前記補正手段は、前記リーク電流として、前記スイッチ回路を構成する少なくとも一のトランジスターのオフ時のリーク電流を検出する
ことを特徴とする請求項2又は3に記載の電気泳動表示装置。 - 前記補正手段は、前記電気泳動素子に所定電圧を印加して、前記電気泳動素子に流れる素子電流を検出し、前記駆動電圧を、前記素子電流及び前記リーク電流に基づいて推定される前記電気泳動素子の温度に適した電圧に補正することを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置。
- 前記補正手段は、隣り合う前記画素電極間に電位差を生じさせることにより、前記電気泳動素子に前記所定電圧を印加することを特徴する請求項5に記載の電気泳動表示装置。
- 前記補正手段は、前記画素電極及び前記共通電極間に電位差を生じさせることにより、前記電気泳動素子に前記所定電圧を印加することを特徴とする請求項5又は6に記載の電気泳動表示装置。
- 前記補正手段は、前記表示領域が分割されてなる複数の分割領域の各々に対して、互いに異なるタイミングで前記電気泳動素子に前記所定電圧を印加して、前記分割領域毎に前記素子電流を検出することを特徴とする請求項5から7のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置。
- 複数の画素が配列された表示領域を有する電気泳動表示装置であって、一対の第1及び第2基板と、前記第1及び第2基板間に挟持された電気泳動素子と、前記第1基板上に前記画素毎に設けられた画素電極と、前記第2基板上に前記画素電極に対向するように設けられた共通電極と、前記第1基板上に前記画素毎に設けられ、前記画素電極に電気的に接続された画素回路とを備えた電気泳動表示装置を駆動する電気泳動表示装置の駆動方法であって、
前記画素回路を構成する少なくとも一のトランジスターのオフ時のリーク電流を検出する検出工程と、
前記画素電極及び前記共通電極間に画像データに応じて印加すべき駆動電圧を、前記リーク電流に基づいて推定される前記電気泳動素子の温度に適した電圧に補正する補正工程と
を含むことを特徴とする電気泳動表示装置の駆動方法。 - 請求項1から8のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置を備えることを特徴とする電子機器。
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