JP5375007B2 - マトリクス装置の駆動回路、マトリクス装置、画像表示装置、電気泳動表示装置、及び電子機器 - Google Patents
マトリクス装置の駆動回路、マトリクス装置、画像表示装置、電気泳動表示装置、及び電子機器 Download PDFInfo
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Description
ここで図12は、線順次方式のデータ線駆動回路の一部を示す図である。データ線駆動回路300は、シフトレジスタ310と、第1のデータラッチ回路311と、第2のデータラッチ回路312と、データバッファ回路313とを備えている。
すなわち、シフトレジスタの出力端子に接続された配線を分岐させて第1のデータラッチ回路の動作単位と第2のデータラッチ回路の動作単位とに接続した構成とすることが好ましい。このような構成とすることで、第1のデータラッチ回路の動作単位と第2のデータラッチ回路の動作単位とを同時に動作させて信号入力動作を行うことができる。また、シフトレジスタの段数を最小限に抑えることができるので、駆動回路の小型化に有利な構成となる。
このような構成とすれば、シフトレジスタの1回の走査において、第1のデータラッチ回路の動作単位に対する信号入力と、第1のデータラッチ回路から第2のデータラッチ回路への信号転送とを実行することができる。
このような構成とすれば、シフトレジスタの出力端子と第2のデータラッチ回路とを接続する配線長を短くすることができ、駆動回路の小型化に有利な構成となる。
この構成によれば、駆動回路における瞬間的なピーク電流の発生が抑えられ、能力の低い電源でも安定して動作するマトリクス装置を提供することができる。
この構成によれば、駆動回路における瞬間的なピーク電流の発生が抑えられ、能力の低い電源でも安定して動作する画像表示装置を提供することができる。
この構成によれば、駆動回路における瞬間的なピーク電流の発生が抑えられ、能力の低い電源でも安定して動作する電気泳動表示装置を提供することができる。
この構成によれば、駆動回路における瞬間的なピーク電流の発生が抑えられ、能力の低い電源でも安定して動作する表示装置や容量検出装置を具備した電子機器を提供することができる。
なお、以下の実施の実施形態は、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。
電気泳動表示装置100は、複数の画素40(機能素子)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、これらの回路を総合的に制御する。
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。
画素40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70と、電気泳動素子32と、画素電極35(第1電極)と、共通電極37(第2電極;対向電極)とを備えて構成されている。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、及び高電位電源線50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。
そして、データ出力端子N2から出力された電位が画素電極35に入力される。一方、共通電極37には、共通電極配線55(図1)を介して共通電極電位Vcomが供給される。電気泳動素子32は、画素電極35と共通電極37との電位差によって生じる電界により画像を表示させる。
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(銅)箔上にニッケルメッキと金メッキとをこの順番で積層したものや、Al(アルミニウム)、ITO(インジウム・スズ酸化物)などにより形成された電気泳動素子32に電圧を印加する電極である。
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。共通電極37は、画素電極35とともに電気泳動素子32に電圧を印加する電極であり、MgAg(マグネシウム銀)、ITO(インジウム・スズ酸化物)、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。
そして、電気泳動素子32と画素電極35とが、接着剤層33を介して接着されることで、素子基板30と対向基板31とが接合されている。
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。
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。
電気泳動表示装置100では、選択トランジスタ41を介して入力される画像信号をラッチ回路70に記憶し、画像信号を保持したラッチ回路70から出力される電位を画素電極35に入力する。これにより、画素電極35に所定の電位が入力され、図4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4(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。
本実施形態の場合、データ線駆動回路62は、4本のデータ線68に画像信号を出力する部分を1つの動作単位(ブロック)とする複数段のブロックblkに分割されている。
具体的には、第1のデータラッチ回路161は、複数のブロックblkにそれぞれ対応する複数のブロックLAT1に分割されている。また、第2のデータラッチ回路162は、複数のブロックblkにそれぞれ対応する複数のブロックLAT2に分割されている。さらに、データバッファ回路163は、複数のブロックblkにそれぞれ対応する複数のブロックBUFに分割されている。
ここで、シフトレジスタの走査方向は、nが増加する方向とする。また、相対的にnが大きいブロックblkを「後段」のブロックblkとも呼び、相対的にnの小さいブロックblkを「前段」のブロックblkとも呼ぶ。また、以下の説明では、SR[n−1]、LAT1[n−2]などと表記する場合もあるが、これらはブロックの相対位置を示すために表記したものであり、ブロックblk[0]より前の段は存在しない。
トランスミッションゲートSW1の制御入力端子には、レジスタ部SR[n]の第1出力端子(選択信号sel[n])が接続され、反転制御入力端子には、レジスタ部SR[n]の第2出力端子(反転選択信号xsel[n])が接続されている。
トランスミッションゲートSW1は、レジスタ部SR[n]から入力される選択信号sel[n]及び反転選択信号xsel[n]に基づいてオンオフ動作し、データ信号線165とラッチ回路LT1との接続状態をスイッチングする。
なお、ラッチ回路LT1には、レジスタ部SR[n]の第2出力端子から反転選択信号xsel[n]が入力されるようになっており、反転選択信号xsel[n]の入力によりラッチ回路LT1への書き込みが有効化される構成である。
n段目のブロックLAT2[n]に属するトランスミッションゲートSW2は、(n+1)段目のレジスタ部SR[n+1]から入力される選択信号sel[n+1]及び反転選択信号xsel[n+1]に基づいて、ラッチ回路LT1とラッチ回路LT2との接続状態をスイッチングする。
なお、ラッチ回路LT2には、(n+1)段目のレジスタ部SR[n+1]の第2出力端子から反転選択信号xsel[n+1]が入力されるようになっており、反転選択信号xsel[n+1]の入力によりラッチ回路LT2への書き込みが有効化される構成である。
n段目のブロックBUF[n]に属する4つのバッファbufの入力端子は、同一段に属するブロックLAT2[n]の対応するラッチ回路LT2の出力端子にそれぞれ接続されている。
すなわち、本実施形態のデータ線駆動回路62では、n段目のレジスタ部SR[n]の動作に連動して、第1のデータラッチ回路161のn段目のブロックLAT1[n]への画像信号入力と、第2のデータラッチ回路162の(n−1)段目のブロックLAT2[n−1]への画像信号入力(データ線68への画像信号出力)とが実行される。
本実施形態のデータ線駆動回路62では、第1及び第2のデータラッチ回路161、162と、データバッファ回路163とが、複数本(4本)のデータ線68ごとのブロックに分割されており、ブロックごとにデータ線68に対する画像信号の書き込みが成されるようになっている。
これにより、線順次方式のデータ線駆動回路のように、すべてのデータ線68に対して一斉に画像信号が送信される場合に比して、1ブロックごとのデータバッファ回路163の電流量が大幅に少なくなり、瞬間的に大きなピーク電流が発生することがなくなる。
このように、複数段に分割された第2のデータラッチ回路162の動作制御をシフトレジスタ160により行う構成とすることで、第2のデータラッチ回路162のラッチ回路LT2を有効化する信号を供給する配線(図12に示したラッチ制御線317)を別途形成する必要が無くなり、回路面積を大きくすることなくデータ線駆動回路62を形成することができる。
なお、図7、図14、及び図15のタイミングチャートにおいて、符号Xとともに模様を付して示す期間は、当該配線が電気的に切断された状態(ハイインピーダンス状態)であることを示す。
つまり、シフトレジスタ410をクロックClockの立ち下がりにのみ同期して選択信号SEL[n]を出力するように構成する。そして、クロックClockの立ち上がりから立ち下がりまでの期間をシフトレジスタ410の非動作期間(Wt)とし、非動作期間Wt中にデータ信号線415の電位(DATA)を遷移させる。
そうすると、データ線68とデータ信号線415とが接続される期間では、データ信号線415の電位が一定になっているため、充電すべき寄生容量が必ず最大の寄生容量となってしまうことはない。したがって、上述した消費電力の問題を解決できる。
一方、図15に示す駆動方法を採用するに際して、シフトレジスタ410のクロックClockを2倍にすれば、図14の駆動方法と同等の時間で書き込みを終了することができる。しかしこの場合には、データ線68の一本当たりの書き込み時間が1/2になる。また、シフトレジスタ410に選択信号SELの出力タイミングを調整するための段が必要になり、シフトレジスタ410の回路規模が2倍になる。
そのため、選択信号SEL[0]の出力期間中に、ラッチ回路LT1の出力端子の電位Q[0]はローレベルからハイレベルに遷移するが、対応するラッチ回路LT2の出力端子の電位X[0]は変動しない。また、選択信号SEL[2]の出力期間中に、ラッチ回路LT1の出力端子の電位Q[2]は変動するが、対応するラッチ回路LT2の出力端子の電位X[2]は変動しない。
したがって、本実施形態のデータ線駆動回路62では、シフトレジスタ160から順次連続的に選択信号SELを出力しつつ、データ線68の寄生容量充電に伴う消費電力の増加も抑えることができる。
このように、本実施形態のデータ線駆動回路62は、図14及び図15のいずれの駆動方法を採用した点順次方式のデータ線駆動回路に対しても有利な効果を奏するものである。
例えば、図3に示したデータ線駆動回路62では、4本のデータ線68に対応させてブロックblk(ブロックLAT1、LAT2、BUF)を設定したが、ブロックblkに対応するデータ線68の本数は任意に設定することができる。例えば、8本のデータ線68ごとにブロックblkを設定してもよく、1本や2本のデータ線68ごとにブロックblkを設定してもよい。ただし、ブロックごとのデータ線68の本数を少なくするとデータ線68の1本当たりの画像信号入力期間が短くなり、データ線68の本数を多くすると、シフトレジスタ160の出力端子に設けられるバッファを大きくする必要が生じる。
例えば、図8(a)に示すように、選択信号SEL[n]を、第2のデータラッチ回路162の(n+1)段目のブロックLAT2[n+1]に入力する構成としてもよい。あるいは、図8(b)に示すように、選択信号SEL[n]を(n−2)段目のブロックLAT2[n−2]に入力する構成としてもよい。このうち、図8(b)構成においては、電圧低下などに起因して回路動作が遅延したとしても、同一のブロックblk[n]に属するLAT1[n]、LAT2[n]を有効にするスイッチが同時にオン状態となることがない。このため、より確実に低電圧動作を実現することができる。
例えば、図8(c)に示すように、1つのブロックblk[n]ごとに2つのレジスタ部SR[m]、SR[m+1](m=2n)を割り当て、レジスタ部SR[m]から出力される選択信号SEL[m]を、第1のデータラッチ回路161のブロックLAT1[n]に入力し、次段のレジスタ部SR[m+1]から出力される選択信号SEL[m+1]を第2のデータラッチ回路162のブロックLAT2[n]に入力する構成とすることができる。
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9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。
なお、上記の電子機器は、本発明に係る電子機器を例示するものであって、本発明の技術範囲を限定するものではない。例えば、携帯電話、携帯用オーディオ機器などの電子機器の表示部にも、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。
Claims (9)
- マトリクス状に配列された複数の機能素子を備えたマトリクス装置に適用され、前記機能素子とデータ線を介して接続される駆動回路であって、
シフトレジスタと、データ信号線と、前記シフトレジスタの出力端子及び前記データ信号線と接続された第1のデータラッチ回路と、前記シフトレジスタの出力端子及び前記第1のデータラッチ回路の出力端子に接続されるとともに前記データ線と直接又は他の回路を介して接続された第2のデータラッチ回路とを有し、
前記第1及び第2のデータラッチ回路は、一又は複数の前記データ線に対応するラッチ回路により構成される複数段の動作単位にそれぞれ分割されており、
同一段に属する前記第1及び第2のデータラッチ回路の前記動作単位に対して、前記シフトレジスタの異なる前記出力端子が接続され、
前記第2のデータラッチ回路の各々の前記動作単位に対して、前記シフトレジスタの互いに異なる前記出力端子が接続されていることを特徴とするマトリクス装置の駆動回路。 - 前記シフトレジスタの同一の前記出力端子に、前記第1のデータラッチ回路の前記動作単位と、前記第1のデータラッチ回路の前記動作単位とは異なる段に属する前記第2のデータラッチ回路の前記動作単位と、が接続されていることを特徴とする請求項1に記載のマトリクス装置の駆動回路。
- 前記第2のデータラッチ回路の前記動作単位が、前記第1のデータラッチ回路の前記動作単位に対して前記シフトレジスタの走査方向の前段に配置されていることを特徴とする請求項2に記載のマトリクス装置の駆動回路。
- 前記第2のデータラッチ回路の前記動作単位が、前記第1のデータラッチ回路の前記動作単位の直前の段に配置されていることを特徴とする請求項3に記載のマトリクス装置の駆動回路。
- 前記第1及び第2のデータラッチ回路における各々の前記動作単位に対応する前記データ線の本数が同一であることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載のマトリクス装置の駆動回路。
- 請求項1から5のいずれか1項に記載の駆動回路を備えたことを特徴とするマトリクス装置。
- マトリクス状に配列された複数の画素を有する画像表示装置であって、
複数の前記画素とデータ線を介して接続された請求項1から5のいずれか1項に記載の駆動回路を備えたことを特徴とする画像表示装置。 - 一対の基板間に電気泳動素子を挟持してなり、マトリクス状に配列された複数の画素を有する電気泳動表示装置であって、
複数の前記画素とデータ線を介して接続された請求項1から5のいずれか1項に記載の駆動回路を備えたことを特徴とする電気泳動表示装置。 - 請求項6に記載のマトリクス装置、請求項7に記載の画像表示装置、及び請求項8に記載の電気泳動表示装置の少なくとも一つを備えたことを特徴とする電子機器。
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