JP2006243364A - 電気泳動表示装置および電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 一対の基板(Sub1.Sub2)間に電気泳動材料が設けられており、少なくとも一方の該基板(Sub1)に複数の画素電極Gが設けられており、画像の構成単位に対応したピクセルPの各々が、n個(n>1)の画素電極により構成されており、ピクセルPを構成する画素電極Gの各々に独立に電圧が印加可能に構成されていることで、階調表示が可能になっている。
【選択図】 図1A
Description
10Lpp≦Le、10Lpp≦Lg
という関係を満たすことが好ましい。
ここで、「電子機器」は、電気泳動材料による表示を利用する表示部を備えるあらゆる機器を含むもので、ディスプレイ装置、テレビジョン装置、電子ペーパ、時計、電卓、携帯電話、携帯情報端末等を含む。また、「機器」という概念からはずれるもの、例えば可撓性のある紙状/フィルム状の物体、これら物体が貼り付けられた壁面等の不動産に属するもの、車両、飛行体、船舶等の移動体に属するものも含む。
以下の実施形態はあくまで例示に過ぎず、本発明は本発明の趣旨の範囲で種々に変更可能なものである。
図1Aに、本発明の特徴の原理説明図を示す。比較例として、図1Bには、従来の電気泳動表示装置における動作原理説明図を示す。
本発明は、中間階調表示を可能とし、視認上の画質を向上させるために幾つかのポイントを備えている。そのポイントの大きなものは、以下の2点である。
図1Bに示すように、従来型の電気泳動表示装置では、最小の画像の構成単位とピクセルPとが対応しており、ピクセル単位に画素電極Gが設けられ、ピクセル単位で電圧が印加されるように構成されていた。各画素電極Gには、2値データが与えられ、論理状態“1”であれば、電圧が印加され、論理状態“0”であれば電圧が印加されない。図1Bに示すように、電圧が印加されたピクセルPn+1では、その電圧によって発生する電界にしたがって電気泳動材料中の帯電粒子が移動し、一方の電極側に移動し視認上色調が変化する変色領域CAを形成する。電圧が印加されないピクセルPnでは、電界が発生せず、荷電粒子がいずれかの電極に移動しないため、電気泳動材料の分散媒の色調が視認されるようになる。荷電粒子の色調が青色、分散媒の色調が白であれば、電圧が印加されたピクセルにおいて青色に変色して観察される。
図1Bに示すように、電圧が供給される画素電極の端部では電界が広がる傾向にあるところ、従来型の電気泳動表示装置では、基板間距離Lg0が画素電極長Le0より大分小さかったので、画素電極Gの端部から隣接する画素領域に漏れる電界の影響が隣接する画素領域に存在する電気泳動材料に影響する(干渉する)ことは殆どなかった。ここで、画素電極の面積をSpとした場合に、画素電極長Leは√Spと表される。
本発明の実施形態1は、ピクセルの外形に相似な複数の画素電極を用いる例である。
図2Aに、本実施形態1の画素電極の平面図、図2Bに、この平面図の断面図を示す。
図2Aに示すように、それぞれが画像の表示要素に対応するピクセルPが、M行×N列のマトリックス状に並べられている。ピクセルPmn(1≦m≦M、1≦n≦N)は、m行n列に配置されたピクセルのことである。本発明の特徴1に対応させて、各ピクセルPは、4つの画素電極G1〜G4の集合により構成されている。画素電極Gは、ピクセルPの外形の相似形となっており、ここでは方形に形成されている。
10Lpp≦Le、10Lpp≦Lg
という関係を満たすように設定されている。通常、二つの干渉関係のある物理的値に、1:10よりも差がある場合、すなわち物理的に一桁より大きく違う場合、実質的に大きい方の物理値による影響が支配的となり、小さい方の物理値の影響を無視しうると考えられる。上記関係式は、両者の違いが1桁以内であることを示しており、このようなこのような関係を満たすということは、お互いの影響が出る範囲、すなわち、電界の混合が発生しうる距離関係ということである。本実施形態の電気泳動表示装置は、上記関係式を満たすように基板間距離Lgが設定され、画素電極長Le(画素電極面積)が決定され、画素電極間距離Lppが設定された上でパターニングされるので、好適に混濁領域BAを生じうるようになるのである。
図4に示すように、各画素電極に割り当てられた走査線SLm1、SLm2、駆動線DLn1、DLn2のいずれにもオン電圧が供給されていない場合(階調0)には、全ての画素電極に接地電圧が供給される。このとき、電気泳動材料における帯電粒子の移動が無いため、全ての画素電極の領域が、例えば白色となる。
図5に示すように、この変形例では、ピクセル外形は方形であるが、各画素電極が矩形状に形成されている。各画素電極の面積は均等になるようになっている。このような画素電極形状とした場合にも、中間階調表示の方法は同様である。すなわち、当該ピクセルに割り当てられた階調に対応させて駆動電圧を供給させる画素電極を増やしていく。このとき、駆動電圧を供給する画素電極をなるべく離間するように駆動していく点も上記と同様である。例えば、図5に示されるように、階調1から階調2に移行する際に、画素電極G3に隣接する画素電極(G2やG4)に電圧を印加せず、離間した画素電極G1に駆動電圧を印加するのである。
本発明の実施形態2は、画素電極の形状を変更することにより、色調の混濁をより効果的に行わせる形態に関する。
図6Aに示すように、本実施形態2では、ピクセルPが、4つの画素電極G1〜G4の集合により構成されている点は実施形態1と同じものの、各画素電極の外形形状が、互いに食い込んだようなL字形状に形成されている。ここで、ピクセルの一辺の長さを1とすると、ピクセルの外周長は4である。このピクセルを構成している4つの画素電極同士を区画する境界線長の総計は3.2である。従って、その4/3倍は4.27で、ピクセル外周長は画素電極同士を区画する境界線長の4/(n−1)=4/3倍よりも短い。又、本発明では1つのピクセルを構成する複数の画素電極総てを直線で分離し得ないように画素電極形状を定める。即ち画素電極と画素電極とを直線で分離し得ない画素電極の組み合わせが少なくとも一組はピクセル内に存在する。例えば図6AではG1とG3との間は直線で分離できるが、G1とG2との間は直線では分離できない。要するに本発明では画素電極同士が電界混合を生ずるように互いに食い込んだ形状をなす。
(実施形態2の境界線長総計の2倍)=2((M1+M2)+2・L4)
=(ピクセルの外周長)+4・L4
となる。このような関係であれば、2・L4の境界線周辺だけ混濁領域BAが増えていることになるため、図7Bの場合に比べ、より視認上好適な中間階調表現が可能となることが判る。
本発明の実施形態3は、実施形態2の変形に関する。
図8に、本実施形態3の画素電極の平面図を示す。図8に示すように、本実施形態3における画素電極G1〜G4では、画素電極外形形状がさらに複雑になっている。画素電極G1とG4は互いに同一形状であり、G2およびG3は互いに同一形状であるが、G1・G4とG2・G3とは互いに異なる形状をしている。しかし、全ての画素電極は同一の面積になっているため、階調に応じて増える濃度差はほぼ等しい。
このように、本実施形態3によれば、異なる外形形状の画素電極が組み合わされていても、本発明の作用効果を奏することが可能である。
本発明の実施形態4は、実施形態2の別の変形に関する。
図9に、本実施形態4の画素電極の平面図を示す。図9に示すように、本実施形態4における画素電極G1〜G4は、実施形態2のL字形状の画素電極と相似でありながら、その大きさが小さくなっている。そして、それらを組み合わせることで、境界線が卍形状を形成している。
このように画素電極の形状を複雑化することで、結局境界線長を増やしていることになる。境界線長が増えれば増えるだけ、混濁領域が増えるので、本発明の中間階調表示に適することになる。
本発明の実施形態5は、画素電極の境界線長の総計を増やす技術的思想の変形である。
図10Aに、本実施形態5の画素電極の平面図を示す。図10Aに示すように、本実施形態5における画素電極G1〜G4では、画素電極同士を区画する境界線が、ピクセルの外周を構成するいずれかの辺に対し角度θだけ斜めに形成されている。このように斜めの境界線を含んでいれば、斜めになっている部分においてピクセル外周の対応する辺の部分より長くなるので、全体として、混濁領域をより広くすることが可能となる。
(ピクセル外周長)=2(M1+M2)
である。一方、画素電極の境界線長の総計はLa+Lbである。
M1=La・sinθ;
M2=Lb・sinθ
であるから、
La=M1・sinθ-1;
Lb=M2・sinθ-1
となる。
La+Lb=(M1+M2)・sinθ-1
であり、画素電極の境界線長の総計の2倍は、
2(La+Lb)=2(M1+M2)・sinθ-1
であり、
sinθ-1 ≧ 1
なので、結局、
(斜めの境界線長の総計の2倍)>2(M1+M2)(ピクセル外周長)
という関係になる。
図11に、上記電気泳動表示装置の駆動回路を含む全体のブロック図を示す。
図11に示すように、電気泳動装置10は、表示領域20に、本発明の複数の画素電極G1〜G4で構成されたピクセルPmnが配置されている。一つのピクセル当たりに走査線SLと駆動線DLとが二本ずつ配線されている。各画素における駆動回路は、上記実施形態で説明したとおりである。走査線SLと駆動線DLとに共にオン電圧が供給された場合に、その画素電極に駆動電圧が印加され、それ以外の画素電極は接地電圧が印加される。ドライバ4は、各走査線SL11〜SLm2を駆動するものであり、ドライバ5は各駆動線DL11〜DLn2を駆動するものである。ドライバ4および5には、表示制御回路3が接続されている。表示制御回路3は、例えばコンピュータ2から供給された画像情報に基づき走査線SLと駆動線DLの駆動電圧を定めて駆動情報を提供するものである。
基板間距離Lg=70μm、
画素電極数:4個/ピクセル、
画素電極長Le=61μm
画素電極ピッチ=66μm、
画素電極間距離=5μm、
対向基板共通電極CE:ITO膜全面形成。
Claims (13)
- 一対の基板間に電気泳動材料が設けられており、
少なくとも一方の該基板に複数の画素電極が設けられており、
画像の構成単位に対応したピクセルの各々が、n個(n>1)の画素電極により構成されており、
該ピクセルを構成する該画素電極の各々に独立に電圧が印加可能に構成されていることで、階調表示が可能になっていること、を特徴とする電気泳動表示装置。 - 一対の基板間に電気泳動材料が設けられており、
少なくとも一方の該基板には、画素電極が複数設けられ、
該一対の基板間の距離が、該画素電極の画素電極長よりも大きいこと、を特徴とする電気泳動表示装置。 - 一対の基板間に電気泳動材料が設けられており、
画像の構成単位に対応したピクセルの各々が、n個(n>1)の画素電極により構成されており、
該画素電極の各々に独立に電圧が印加されることで、階調表示が可能に構成され、
該一対の基板間の距離が、該画素電極の画素電極長よりも大きいこと、を特徴とする電気泳動表示装置。 - 請求項1または3に記載の電気泳動表示装置において、
該ピクセルの外周長が、当該ピクセルを構成している該画素電極同士を区画する境界線長の総計の4/(n−1)倍よりも小さい電気泳動表示装置。 - 請求項4に記載の電気泳動表示装置において、
該ピクセルを構成している該画素電極が、4つより多い頂点を備えている電気泳動表示装置。 - 請求項4に記載の電気泳動表示装置において、
該ピクセルを構成している該画素電極同士を区画する該境界線が、該ピクセルの外周を構成するいずれかの辺に対し斜めになっている電気泳動表示装置。 - 請求項1乃至3のいずれかに記載の電気泳動表示装置において、
隣接する該画素電極間、または隣接する該ピクセル間の電界干渉を防止する手段の設置が禁止されている電気泳動表示装置。 - 請求項7に記載の電気泳動表示装置において、
一方の該基板は、該画素電極が設けられて構成されており、
他方の該基板は、光透過性を有し、光の透過面が平滑に形成されている電気泳動表示装置。 - 請求項2または3に記載の電気泳動表示装置において、
該ピクセルを構成している該画素電極間の距離は、該画素電極長よりも短く、かつ、該基板間の距離よりも短くなっている電気泳動表示装置。 - 請求項9に記載の電気泳動表示装置において、
該ピクセルを構成している該画素電極間の距離をLpp、該画素電極長をLe、該基板間の距離をLgとした場合に、
10Lpp≦Le、10Lpp≦Lg
という関係を満たす電気泳動装置。 - 請求項2または10に記載の電気泳動表示装置において、
該画素電極長は画素電極面積の平方根として定義される事を特徴とする電気泳動表示装置。 - 請求項1乃至11のいずれかに記載の電気泳動表示装置において、
該ピクセルを構成している該画素電極の各々に、該画素の構成単位に対して与えられた階調情報に対応させた駆動電圧を供給する駆動回路を備える、電気泳動表示装置。 - 請求項12に記載の電気泳動装置を備える、電子機器。
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