JP2011095564A - 電気泳動表示装置とその駆動方法、及び電子機器 - Google Patents

電気泳動表示装置とその駆動方法、及び電子機器 Download PDF

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Abstract

【課題】駆動回路を複雑化することなく多階調表示を可能とした電気泳動表示装置を提供する。
【解決手段】本発明の電気泳動表示装置は、一対の基板間に電気泳動素子を挟持してなり、互いに交差する方向に延びる複数の走査線及び複数のデータ線と、前記走査線と前記データ線との交差部に対応して形成された画素とを備え、前記画素毎に、画素電極と、前記走査線にゲートを接続された選択トランジスタと、前記データ線に直接又は他の素子を介してゲートを接続された駆動トランジスタと、が設けられ、前記駆動トランジスタを介して前記画素電極にランプ波形が入力されることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、電気泳動表示装置とその駆動方法、及び電子機器に関するものである。
電気泳動表示装置において、画素毎に駆動用スイッチング素子と容量素子とを備えたアクティブマトリクス方式のものが知られている（例えば特許文献１参照）。
特開２０００−０３５７７５号公報
特許文献１記載の電気泳動表示装置では、各行の行駆動電圧ライン毎に設けられた３ステートスイッチング素子によって、行駆動電圧ラインに供給する電圧を選択する構成であった。そのため、特に多階調表示を行う場合に、行駆動電圧ラインを駆動する駆動回路の構成が複雑になるという問題があった。
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、駆動回路を複雑化することなく多階調表示を可能とした電気泳動表示装置とその駆動方法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は、一対の基板間に電気泳動素子を挟持してなり、互いに交差する方向に延びる複数の走査線及び複数のデータ線と、前記走査線と前記データ線との交差部に対応して形成された画素とを備えた電気泳動表示装置であって、前記画素毎に、画素電極と、前記走査線にゲートを接続された選択トランジスタと、前記データ線に直接又は他の素子を介してゲートを接続された駆動トランジスタと、が設けられ、前記駆動トランジスタを介して前記画素電極にランプ波形が入力されることを特徴とする。
この構成によれば、駆動トランジスタによって画素電極に入力されるランプ波形の電位レベルを自在に制御することができ、これにより画素電極を任意の電位に制御し、多階調表示を行うことが可能である。そして、従来の電気泳動表示装置のように各データ線に電圧選択回路を設ける必要もない。したがって本発明によれば、駆動回路を複雑化することなく多階調表示を実現することができる。
前記駆動トランジスタのソースに、当該画素に接続された前記走査線とは異なる前記走査線、又は電源線が接続され、前記駆動トランジスタのドレインには前記選択トランジスタのソースが接続されている構成とすることができる。
この構成によれば、選択トランジスタにより画素電極と駆動トランジスタとの電気的接続をスイッチングするとともに、駆動トランジスタによって画素電極に入力されるランプ波形の電位を制御する電気泳動表示装置とすることができる。
前記駆動トランジスタのソースに、当該画素に接続された前記走査線とは異なる前記走査線、又は電源線が接続され、前記駆動トランジスタのゲートには前記選択トランジスタのドレインが接続されている構成とすることもできる。
この構成によれば、選択トランジスタを介して駆動トランジスタのゲートに入力される信号により駆動トランジスタのオン期間を制御し、これにより画素電極に入力されるランプ波形の電位を制御する電気泳動表示装置とすることができる。
前記駆動トランジスタと接続された前記走査線が隣り合う行の走査線であることが好ましい。
このような構成とすれば、上記隣接行の走査線に入力されるランプ波形と選択信号（選択トランジスタをオン状態とする電位）とを１つの波形として形成できるので、走査線駆動回路の構成が複雑化するのを回避することができる。
前記駆動トランジスタのゲートに、前記画素の選択期間以下のパルス幅を有するパルスが入力される構成であることも好ましい。このような構成により、ランプ波形の経時的に変化する電位から任意の電位を選択して画素電極に入力する構成を容易に実現できる。
前記ランプ波形は、前記走査線に前記選択トランジスタをオン状態とする電位が入力されている期間にのみ前記画素に供給されることが好ましい。
これにより、表示動作が行われる画素にのみ選択的にランプ波形を供給することができるので、ランプ波形を供給する配線と他の配線との寄生容量が充放電されることによる電力消費を抑えることができる。
前記表示部に対して前記ランプ波形を供給する電源本線と、各行の前記走査線に対応して形成され前記走査線に属する前記画素に前記ランプ波形を供給する電源線と、が設けられており、各々の前記電源線は、電源部トランジスタを介して前記電源本線に接続され、前記電源部トランジスタのゲートに前記走査線が接続されていることも好ましい。
この構成によれば、各々の電源線には走査線が選択された期間にのみ電源本線からランプ波形が供給されるため、頻繁に電位が変動するランプ波形による寄生容量の充放電が発生する箇所を少なくすることができ、電力消費を抑えることができる。
次に、本発明の電気泳動表示装置の駆動方法は、一対の基板間に電気泳動素子を挟持してなり、互いに交差する方向に延びる複数の走査線及び複数のデータ線と、前記走査線と前記データ線との交差部に対応して形成された画素とを備え、前記画素毎に、画素電極と、前記走査線にゲートを接続された選択トランジスタと、前記データ線に直接又は他の素子を介してゲートを接続された駆動トランジスタと、が設けられた電気泳動表示装置の駆動方法であって、前記表示部に画像を表示させるに際して、前記駆動トランジスタのソースにランプ波形を供給した状態で前記選択トランジスタをオン状態として前記画素を選択状態とし、前記選択トランジスタがオン状態である期間中に、前記駆動トランジスタを所定期間選択的にオン状態とすることで、前記画素電極に対して前記ランプ波形の一部又は全部を入力することを特徴とする。
この駆動方法によれば、画素電極にランプ波形を入力しつつ、駆動トランジスタのオンオフ制御により、画素電極に入力される電位を自在に制御することが可能である。そして、従来の電気泳動表示装置のように各データ線に電圧選択回路を設ける必要もない。したがって本発明によれば、複雑な駆動回路を必要とせずに多階調表示を実現することができる。
前記ランプ波形を、当該画素に接続された前記走査線とは異なる前記走査線を介して前記駆動トランジスタに供給することも好ましい。
これにより、ランプ波形を供給する電源線を別途設ける必要がないため、表示部を従来構成から大きく変更することなく電気泳動表示装置に適用できる駆動方法となる。
前記ランプ波形を、当該画素の隣接行の前記走査線から前記駆動トランジスタに供給することも好ましい。
これにより、走査線駆動回路の複雑化を抑えることができる駆動方法となる。
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、簡素な構成の駆動回路を用いて多階調表示を可能とした表示手段を備えたことで、安価に提供可能とされた電子機器を実現できる。
第１実施形態に係る電気泳動表示装置の概略構成図。 画素回路及び画素の平面構成を示す図。 第１実施形態に係る電気泳動表示装置の要部を示す断面図。 電気泳動素子の動作説明図。 第１実施形態に係る駆動方法を示すタイミングチャート。 変形例に係る画素回路を示す図。 第２実施形態に係る画素回路及び画素の平面構成を示す図。 第２実施形態に係る駆動方法を示すタイミングチャート。 第３実施形態に係る画素回路を示す図。 電子機器の一例を示す図。 電子機器の一例を示す図。 電子機器の一例を示す図。
以下、図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。
なお、本発明の範囲は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、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る場合がある。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の一実施の形態であ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、コントローラー（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ー６３と接続されている。コントローラー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、これらを総合的に制御する。
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。また、共通電源変調回路６４から延びる容量線４９と、電源線５０と、共通電極配線５５とが設けられており、それぞれの配線は画素４０と接続されている。なお、共通電極配線５５は、表示部５の複数の画素４０に共通の電極である共通電極３７（図２，３参照）と共通電源変調回路６４との電気的接続を便宜的に配線として示したものである。
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、コントローラー６３の制御のもと、１行目からｍ行目までの走査線６６を順次選択し、画素４０に設けられた選択トランジスタＴＲｓ（図２参照）のオンタイミングを規定する選択信号を、選択した走査線６６を介して供給する。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、コントローラー６３の制御のもと、画素４０の各々に対応する画素データを規定する画像信号を画素４０に供給する。共通電源変調回路６４は、コントローラー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（Ｈｉ−Ｚ）化）を行う。
図２（ａ）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ＴＲｓと、駆動トランジスタＴＲｄと、保持容量Ｃ１と、画素電極３５と、電気泳動素子３２と、共通電極３７と、が設けられている。また、画素４０には、走査線６６と、データ線６８と、容量線４９と、電源線５０とが接続されている。選択トランジスタＴＲｓと駆動トランジスタＴＲｄは、いずれもＮ−ＭＯＳ（Negative Metal Oxide Semiconductor）トランジスタである。
なお、選択トランジスタＴＲｓ、及び駆動トランジスタＴＲｄは、それらと同等の機能を有する他の種類のスイッチング素子と置き換えてもよい。例えば、Ｎ−ＭＯＳトランジスタに代えてＰ−ＭＯＳトランジスタを用いてもよく、インバータやトランスミッションゲートを用いてもよい。
選択トランジスタＴＲｓのゲートに走査線６６が接続され、ソースには駆動トランジスタＴＲｄのドレインが接続されており、ドレインには保持容量Ｃ１と画素電極３５とが接続されている。駆動トランジスタＴＲｄのゲートはデータ線６８に接続され、ソースは電源線５０に接続されている。保持容量Ｃ１の他方の電極は容量線４９に接続されている。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。
画素４０において、選択トランジスタＴＲｓは画素電極３５への電位入力を制御（許可又は禁止）する画素スイッチング素子であり、駆動トランジスタＴＲｄは電源線５０から供給される電源電位の選択トランジスタＴＲｓへの入力を制御するスイッチング素子である。走査線６６を介して入力される選択信号により選択トランジスタＴＲｓがオン状態とされるとともに、データ線６８を介して入力される画像信号により駆動トランジスタＴＲｄがオン状態とされている期間に、駆動トランジスタＴＲｄ及び選択トランジスタＴＲｓを介して電源線５０の電源電位が画素電極３５に入力される。また、当該電源電位により保持容量Ｃ１が充電される。
図２（ｂ）は、画素４０の平面構成の具体例を示す図である。図２（ｂ）に示すように、画素４０の縦横にデータ線６８と走査線６６とが延在しており、これらの配線に囲まれる領域内に、選択トランジスタＴＲｓ、駆動トランジスタＴＲｄ、画素電極３５、容量電極部４９ａ等が形成されている。
画素４０には、多結晶シリコンやアモルファスシリコンからなる半導体層４１が形成されており、走査線６６を分岐してなる平面視Ｌ形のゲート電極６６ａと、コンタクトホールＨ１を介してデータ線６８に接続されてなるゲート電極６８ａとが、半導体層４１と部分的に重なる位置に形成されている。半導体層４１の一方の端部は、コンタクトホールＨ２を介して接続配線部４２に接続されており、接続配線部４２の半導体層４１と反対側の端部は、コンタクトホールＨ３を介して電源線５０に接続されている。電源線５０は、走査線６６に沿って延びる配線として形成されている。
半導体層４１の他方の端部は、コンタクトホールＨ４を介して画素電極３５と接続されている。画素電極３５と平面視で重なる領域に、容量電極部４９ａが形成されている。容量電極部４９ａの走査線６６に沿った方向の両端から配線部４９ｂが延出されており、隣り合う他の画素４０の容量電極部４９ａと接続されている。これら複数の容量電極部４９ａと複数の配線部４９ｂとが容量線４９を構成している。
保持容量Ｃ１は、画素電極３５と容量線４９（容量電極部４９ａ、配線部４９ｂ）とが平面視で重なる領域に形成されている。
次に、図３（ａ）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（第１基板）３０と対向基板（第２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、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ＴＲｓ、駆動トランジスタＴＲｄなどが形成された回路層３４が設けられており、回路層３４上に複数の画素電極３５が配列形成されている。
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（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。
一方、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。
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。
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の表面に保護用の離型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、離型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３（ｂ）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（ａ）に示すように共通電極３７と画素電極３５とに挟持され、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。
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。
図４は、電気泳動素子の動作説明図である。図４（ａ）は、画素４０を白表示する場合、図４（ｂ）は、画素４０を黒表示する場合をそれぞれ示している。
図４（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。
［駆動方法］
次に、図５を参照して本実施形態の電気泳動表示装置の駆動方法について説明する。
図５は、電気泳動表示装置１００の駆動方法を示すタイミングチャートである。図５には、電気泳動表示装置１００の表示部５に画像を表示させる画像表示期間ＳＴ１１において、１つの画素４０についての走査線６６（電位Ｇ）、電源線５０（電位Ｒ）、データ線６８（電位Ｓ）、画素電極３５（電位Ｖｐ）の電位変化が示されている。
画像表示期間ＳＴ１１では、走査線駆動回路６１により各行の走査線６６が順次選択される。選択された走査線６６（電位Ｇ）には、図５に示すように、選択トランジスタＴＲｓをオン状態とする電位（ハイレベル）が入力される。また、走査線６６の選択動作に同期して、各列のデータ線６８（電位Ｓ）に、駆動トランジスタＴＲｄをオン状態とする電位（ハイレベル）が入力される。さらに、走査線６６の選択動作に同期して、電源線５０（電位Ｒ）にランプ波形が供給される。
ここで、上記ランプ波形は、画像表示期間ＳＴ１１にわたって、電位レベルが徐々に変化する波形であり、図５に示す例では、画像表示期間ＳＴ１１の開始時から終了時まで、電位Ｒがローレベルからハイレベルに直線的に変化する波形とされている。ただし、電源線５０に供給されるランプ波形は、図５に二点鎖線で示すようなステップ形状の波形であってもよい。あるいは、画像表示期間ＳＴ１１の開始時から終了時まで電位が直線的に低下する波形であってもよい。あるいはまた、対数曲線や指数曲線などのように曲線状に電位が変化する波形であってもよい。
本実施形態の場合、上記の動作において、データ線６８に入力する矩形パルスのパルス幅ＰＷ１を、図５に示すように走査線６６の選択期間ＰＷ０（選択信号のパルス幅）の範囲内で所望の長さに設定する。これにより、電源線５０を介して駆動トランジスタＴＲｄに入力されているランプ波形の電位が所定値（図示では電位Ｖｅ）に達した時点で駆動トランジスタＴＲｄをオフ状態とし、画素電極３５の電位Ｖｐを電位Ｖｅに設定することができる。その後は、駆動トランジスタＴＲｄがオフ状態とされるため、画素電極３５はハイインピーダンス状態となり、保持容量Ｃ１に蓄えられたエネルギーにより画素電極３５の電位Ｖｅを保持する。これにより、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、所望の階調の表示を得ることができる。
このように本実施形態では、データ線６８に入力する画像信号のパルス幅ＰＷ１によって、選択期間中に経時的に変化するランプ波形の電位から任意の電位を選択し、画素電極３５に対して入力することができる。これにより、各データ線に複数の異なる電位を供給するための回路を設けることなく多階調表示を実現することができる。
また、データ線６８に入力する画像信号がパルス幅変調された波形であるため二値制御が可能であり、複雑な駆動回路は不要である。本実施形態では電源線５０を介して入力されるランプ波形を用いているが、図１に示すように電源線５０は表示部５の全ての画素４０に共通の配線であるため、電源線５０を駆動する回路も１つでよく、回路構成が複雑化することはない。
（変形例）
図６は、第１実施形態の変形例に係る電気泳動表示装置１００Ａの概略構成図である。
変形例に係る電気泳動表示装置１００Ａでは、図６に示すように、表示部５の各行の走査線６６に対応して電源線５０が設けられており、電源線５０は、表示部５から非表示部６に延出された位置で電源部トランジスタＴＲｒを介して電源本線５１に接続されている。電源部トランジスタＴＲｒのゲートは、電源部トランジスタＴＲｒのドレインに接続された電源線５０に対応する走査線６６に接続されている。電源部トランジスタＴＲｒのソースは電源本線５１に接続されている。
上記構成を備えた変形例に係る電気泳動表示装置１００Ａでは、走査線６６の選択動作に同期して電源線５０にランプ波形が入力される。つまり、走査線６６に選択トランジスタＴＲｓをオン状態とする電位（ハイレベル）が入力されている期間だけ、電源部トランジスタＴＲｒがオン状態となって電源線５０と電源本線５１とが電気的に接続され、電源線５０を介して駆動トランジスタＴＲｄにランプ波形が供給される。そして、走査線６６が非選択状態に移行すると、電源部トランジスタＴＲｒがオフ状態となって電源線５０はハイインピーダンス状態となる。
図１に示したように１本の電源線５０が表示部５内に引き回されて各々の画素４０に接続されている場合には、各データ線６８に対して複数箇所（走査線６６と同数）で電源線５０が交差することになるため、ランプ波形の電位変化によってこの交差部分の寄生容量が充放電され、多くの電力を消費してしまう。これに対して、変形例に係る電気泳動表示装置１００Ａでは、データ線６８に対して複数の電源線５０が交差している点では同様であるが、動作時にランプ波形が入力される電源線５０は通常１本のみであるため、電源線５０とデータ線６８との寄生容量による電力消費を著しく低減することができる。また、変形例の場合、ほとんどの電源線５０がハイインピーダンス状態であることから、データ線６８の電圧変化によって生じる寄生容量の充放電も著しく低減される。
このように、変形例に係る電気泳動表示装置１００Ａによれば、先の第１実施形態と比較して電力消費を低減することができる。
（第２の実施形態）
図７は、本発明の第２の実施形態である電気泳動表示装置２００の画素回路及び画素の平面構成を示す図である。図８は、第２実施形態に係る駆動方法を示すタイミングチャートである。図８には、電気泳動表示装置２００の表示部５に画像を表示させる画像表示期間ＳＴ２１において、１つの画素１４０についてのｉ行目（１≦ｉ≦ｍ）の走査線６６（電位Ｇ（ｉ））、（ｉ＋１）行目の走査線６６（電位Ｇ（ｉ＋１））、データ線６８（電位Ｓ）、画素電極３５（電位Ｖｐ）の電位変化が示されている。なお、（ｉ＋１）行目の走査線６６は、走査線駆動回路６１の選択動作において、ｉ行目の走査線６６の次に選択される走査線６６である。なお、ｉ＝ｍ行である場合のために、実際の表示に関与しない（ｍ＋１）行目のダミーの走査線６６が設けられている。
本実施形態の電気泳動表示装置２００の画素１４０は、図７（ａ）に示すように、駆動トランジスタＴＲｄのソースが次段の走査線６６に接続されている構成である。これにより、第１実施形態では走査線６６とは別の配線として設けられていた電源線５０が省略されている。図７（ｂ）に示す画素の平面構成においても、電源線５０が省略され、半導体層４１にコンタクトホールＨ２を介して接続された接続配線部４２が、コンタクトホールＨ３を介して次段の走査線６６に接続されている。
上記構成を備えた電気泳動表示装置２００においても、第１実施形態の電気泳動表示装置１００と同様の多階調表示が可能である。具体的には、図８に示すように、走査線６６に、ランプ波形と矩形パルスとを組み合わせた波形が入力される。走査線６６に入力されるパルスのうち、矩形波の部分が選択トランジスタＴＲｓをオン状態とする信号（選択信号）であり、徐々に電位が変化するランプ波形の部分が、駆動トランジスタＴＲｄを介して画素電極３５に入力される信号（電源）である。
図８に示す画像表示期間ＳＴ２１では、ｉ行目の走査線６６に属する１つの画素１４０の画像表示動作が行われる。画像表示期間ＳＴ２１において、ｉ行目の走査線６６には選択トランジスタＴＲｓをオン状態とする電位（ハイレベル）が入力される。このとき、次の（ｉ＋１）行目の走査線６６には、画像表示期間ＳＴ２１にわたって電位が徐々に上昇するランプ波形が入力されている。
そして、走査線６６の選択動作に同期して、各列のデータ線６８（電位Ｓ）に、駆動トランジスタＴＲｄをオン状態とする電位（ハイレベル）が入力される。データ線６８に入力する矩形パルスのパルス幅ＰＷ１は、図８に示すように走査線６６の選択期間ＰＷ０の範囲内で所望の長さに設定される。
上記の動作により、（ｉ＋１）行目の走査線６６を介して駆動トランジスタＴＲｄに入力されているランプ波形の電位が所定値（図示では電位Ｖｅ）に達した時点で駆動トランジスタＴＲｄをオフ状態とし、画素電極３５の電位Ｖｐを電位Ｖｅに設定することができる。その後は、駆動トランジスタＴＲｄがオフ状態とされるため、画素電極３５はハイインピーダンス状態となり、保持容量Ｃ１に蓄えられたエネルギーにより画素電極３５の電位Ｖｅを保持する。これにより、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、所望の階調の表示を得ることができる。
このように、第２実施形態の電気泳動表示装置２００においても、第１実施形態の電気泳動表示装置１００と同様に、駆動回路の構成を複雑化することなく多階調表示を行うことができる。また本実施形態では、同時に駆動されるのは選択された走査線６６とその次行の走査線６６のみであるから、第１実施形態の変形例に係る電気泳動表示装置１００Ａと同様の省電力化を実現できる。さらに本実施形態の場合、第１実施形態に係る電源線５０が不要であるため、画素の高精細化への対応が容易であるという利点も得られる。
なお、上記実施形態では、隣接行の走査線６６を介してランプ波形を駆動トランジスタＴＲｄに供給することとしたが、当該行以外の走査線６６であれば、隣接行以外の行の走査線６６であっても上記ランプ波形の供給に用いることが可能である。ただし、図８に示すように、隣接行の走査線６６を用いた場合には、選択信号とランプ波形とを１つの連続する波形として供給可能であるため、走査線駆動回路６１の複雑化を抑えることができる。
（第３の実施形態）
図９は、本発明の第３の実施形態に係る電気泳動表示装置３００の画素回路を示す図である。
本実施形態に係る電気泳動表示装置３００の画素２４０は、図９に示すように、選択トランジスタＴＲｓと、駆動トランジスタＴＲｄと、画素電極３５と、電気泳動素子３２と、共通電極３７と、保持容量Ｃ１と、を備えている。画素２４０には、走査線６６と、データ線６８と、電源線５０とが接続されている。
選択トランジスタＴＲｓのゲートに走査線６６が接続され、ソースにデータ線６８が接続され、ドレインには駆動トランジスタＴＲｄのゲートが接続されている。駆動トランジスタＴＲｄのソースには電源線５０が接続され、ドレインには画素電極３５が接続されている。電源線５０には、先の第１実施形態と同様のランプ波形が供給される。保持容量Ｃ１は、駆動トランジスタＴＲｄのドレインと画素電極３５との間に保持容量の一方の電極を接続され、他方の電極を容量線等の定電位配線に接続されている。
上記構成を備えた電気泳動表示装置３００は、図５に示した第１実施形態の電気泳動表示装置１００と同様の駆動方法を用いて、第１実施形態と同様の多階調表示が可能である。
すなわち、画像表示動作において、走査線６６に選択トランジスタＴＲｓをオン状態とする電位（ハイレベル）が入力され、これと同期してデータ線６８に画像信号が入力される。この画像信号は、走査線６６の選択期間ＰＷ０の範囲内で所望の長さのパルス幅ＰＷ１に設定された矩形波である。
そうすると、オン状態の選択トランジスタＴＲｓを介して画像信号が駆動トランジスタＴＲｄのゲートに入力され、画像信号が入力されている期間（パルス幅ＰＷ１）だけ駆動トランジスタＴＲｄがオン状態とされる。これにより、電源線５０から供給されるランプ波形の電位が所望の電位Ｖｅとなったときに駆動トランジスタＴＲｄをオフ状態とし、画素電極３５の電位Ｖｐを電位Ｖｅに設定することができる。その後は、駆動トランジスタＴＲｄがオフ状態とされるため、画素電極３５はハイインピーダンス状態となり、保持容量Ｃ１に蓄えられたエネルギーにより画素電極３５の電位Ｖｅを保持する。これにより、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、所望の階調の表示を得ることができる。
このように、第３実施形態の電気泳動表示装置３００においても、第１実施形態の電気泳動表示装置１００と同様に、駆動回路の構成を複雑化することなく多階調表示を行うことができる。
また本実施形態の電気泳動表示装置３００に、第１実施形態の変形例の構成、あるいは第２実施形態の構成を適用することもできる。これらの構成を採用することで、電気泳動表示装置３００の省電力化を実現できる。また、第２実施形態と同様の構成を適用すれば、電源線５０が不要であるため、画素の高精細化への対応が容易であるという利点も得られる。
（電子機器）
次に、上記実施形態の電気泳動表示装置１００，１００Ａ，２００，３００を、電子機器に適用した場合について説明する。
図１０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、上記各実施形態の電気泳動表示装置からなる表示部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１１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、上記実施形態の電気泳動表示装置を表示領域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。
図１２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、本発明に係る電気泳動表示装置が採用されているので、簡素な構成で多階調表示を実現した表示手段を備えた電子機器となる。
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、本発明に係る電気光学装置は好適に用いることができる。
１００，１００Ａ，２００，３００ 電気泳動表示装置、５ 表示部、６ 非表示部、３２ 電気泳動素子、３５ 画素電極、３７ 共通電極、４０，１４０，２４０ 画素、４９ 容量線、５０ 電源線、５１ 電源本線、６３ コントローラー（制御部）、６６ 走査線、６８ データ線、Ｃ１ 保持容量、ＴＲｓ 選択トランジスタ、ＴＲｄ 駆動トランジスタ

Claims (11)

  1. 一対の基板間に電気泳動素子を挟持してなり、互いに交差する方向に延びる複数の走査線及び複数のデータ線と、前記走査線と前記データ線との交差部に対応して形成された画素とを備えた電気泳動表示装置であって、
    前記画素毎に、画素電極と、前記走査線にゲートを接続された選択トランジスタと、前記データ線に直接又は他の素子を介してゲートを接続された駆動トランジスタと、が設けられ、
    前記駆動トランジスタを介して前記画素電極にランプ波形が入力されることを特徴とする電気泳動表示装置。
  2. 前記駆動トランジスタのソースに、当該画素に接続された前記走査線とは異なる前記走査線、又は電源線が接続され、
    前記駆動トランジスタのドレインには前記選択トランジスタのソースが接続されてい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。
  3. 前記駆動トランジスタのソースに、当該画素に接続された前記走査線とは異なる前記走査線、又は電源線が接続され、
    前記駆動トランジスタのゲートには前記選択トランジスタのドレインが接続されてい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。
  4. 前記駆動トランジスタと接続された前記走査線が隣り合う行の走査線であ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。
  5. 前記駆動トランジスタのゲートに、前記画素の選択期間以下のパルス幅を有するパルスが入力されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電気泳動表示装置。
  6. 前記ランプ波形は、前記走査線に前記選択トランジスタをオン状態とする電位が入力されている期間にのみ前記画素に供給されることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の電気泳動表示装置。
  7. 前記表示部に対して前記ランプ波形を供給する電源本線と、各行の前記走査線に対応して形成され前記走査線に属する前記画素に前記ランプ波形を供給する電源線と、が設けられており、
    各々の前記電源線は、電源部トランジスタを介して前記電源本線に接続され、
    前記電源部トランジスタのゲートに前記走査線が接続されていることを特徴とする請求項６に記載の電気泳動表示装置。
  8. 一対の基板間に電気泳動素子を挟持してなり、互いに交差する方向に延びる複数の走査線及び複数のデータ線と、前記走査線と前記データ線との交差部に対応して形成された画素とを備え、前記画素毎に、画素電極と、前記走査線にゲートを接続された選択トランジスタと、前記データ線に直接又は他の素子を介してゲートを接続された駆動トランジスタと、が設けられた電気泳動表示装置の駆動方法であって、
    前記表示部に画像を表示させるに際して、
    前記駆動トランジスタのソースにランプ波形を供給した状態で前記選択トランジスタをオン状態として前記画素を選択状態とし、
    前記選択トランジスタがオン状態である期間中に、前記駆動トランジスタを所定期間選択的にオン状態とすることで、前記画素電極に対して前記ランプ波形の一部又は全部を入力することを特徴とする電気泳動表示装置の駆動方法。
  9. 前記ランプ波形を、当該画素に接続された前記走査線とは異なる前記走査線を介して前記駆動トランジスタに供給することを特徴とする請求項８に記載の電気泳動表示装置の駆動方法。
  10. 前記ランプ波形を、当該画素の次行の前記走査線から前記駆動トランジスタに供給することを特徴とする請求項９に記載の電気泳動表示装置の駆動方法。
  11. 請求項１から７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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