JP2014157306A - 電気泳動表示装置の駆動方法、電気泳動表示装置の制御回路、電気泳動表示装置、及び電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電気泳動表示装置150は、画素電極22と共通電極23と電気泳動材料24と蓄積容量素子25とを有する。EPD容量は蓄積容量よりも十分に小さい。電気泳動材料24は第一粒子と第二粒子とを有する。第一粒子を共通電極の近傍に分布させる際に画素電極22と共通電極23との間に発生させる電界を、第一の方向を向いた強い第一強電界FSFと、第一強電界FSFよりも弱い第二弱電界SWFと、が共通電位周期Tcにて交互に繰り返す交番電界とする。こうすると、第一粒子と第二粒子とが効率的に分離されるので、コントラスト比が高く、高い画像品位を示す電気泳動表示装置150が実現される。
【選択図】図5
Description
この方法によれば、第一粒子と第二粒子とが効率的に分離されるので、コントラスト比が高く、高い画像品位を示す電気泳動表示装置を実現できる。
この方法によれば、第一粒子と第二粒子とが効率的に分離されるうえ、共通電位周期Tcが短い為に、画面のちらつき(フリッカー)が発生し難い。即ち、コントラスト比が高く、高品位な画像を表示する電気泳動表示装置を実現できる。
この方法によれば、第一の電界の向きと第二の電界の向きとが反対になり、又、第三の電界の向きと第四の電界の向きとが反対になるので、第一粒子と第二粒子とを効率的に分離でき、コントラスト比が高く、高品位な画像を表示する電気泳動表示装置を実現できる。
この方法によれば、第一の電界の向きと第二の電界の向きとが同じになり、又、第三の電界の向きと第四の電界の向きとが同じになる。従って、第一粒子を共通電極の近傍に分布させる際に画素電極と共通電極との間に発生させる電界の時間平均値が大きくなる。同様に、第二粒子を共通電極の近傍に分布させる際に画素電極と共通電極との間に発生させる電界の時間平均値が大きくなる。この為に、比較的低電圧で電気泳動表示装置を駆動しても、コントラスト比が高く、高品位な画像を表示する電気泳動表示装置を実現できる。
この方法によれば、一つのフレーム期間で(一つの画像表示で)画素毎に第一色又は第二色、更にはこれらの中間階調色を表示する事ができる。この駆動方法を応用すると、表示されている画像を書き換える際、画像が部分的にしか変化しない場合には、変化する部分に対応する画像を部分的に書き換える事もできる。
この方法によれば、画素電極と共通電極との間に交番電界を発生させる事ができる。
この構成によれば、コントラスト比が高い高品位な画像を電気光学装置に表示する制御回路を提供できる。
この構成によれば、コントラスト比が高い高品位な画像を表示する電気光学装置を提供できる。
この構成によれば、コントラスト比が高い高品位な画像を表示する電気光学装置を備えた電子機器を提供できる。
「電子機器の概要」
先ず、実施形態1に係る電子機器の全体構成(概要)について、図1を参照して説明する。
本発明に係る電子機器100は、電気泳動表示装置150(図2参照)と、電子機器100を操作するためのインターフェイスとを備えている。インターフェイスとは、具体的には操作部120で、スイッチなどから構成される。電気泳動表示装置150は表示部10を有するディスプレイモジュールである。表示部10は複数の画素20(図3参照)から成り、これらの画素20が電気的に制御される事で表示部10に画像が表示される。電気泳動表示装置150では、電気泳動材料24(図3参照)を用いて表示がなされる。
図2は本実施形態に係る電子機器を、機能ブロック毎に表したブロック図である。
電子機器100は、電気泳動表示装置150と操作部120とを有している。場合によっては更に画像信号供給回路130を電子機器100が備えていても良い。操作部120はユーザーが電子機器100を操作する部位である。電気泳動表示装置150は、表示部10と制御回路140とを有している。更には、操作部120などを電気泳動表示装置150が備えていても良い。制御回路140は、好適例として、駆動回路70と制御部60と記憶部90と画像信号処理部80とフレームメモリー110とを含んで構成されている。駆動回路70は走査線選択信号や画像信号等の各種信号を表示部10に供給する。記憶部90は表示部に表示するための画像データ等を記憶する。画像信号処理部80は駆動回路70に画像信号等の各種信号を供給する。制御部60はこれらを制御する。尚、本実施形態に係わる電子機器の基本構成は、上述の構成に限定される物ではなく、本実施形態に係る駆動方法を実現可能な回路構成であれば良い。
図5は電気泳動表示装置の駆動方法の一例を説明した図で、横軸は時間を表し、縦軸は電位を表している。以下、本実施形態に係る制御回路、及び電気泳動表示装置の駆動方法について説明する。
次に、共通電位Vcomや画素電位Vpxの関係を、図5を参照して説明する。尚、説明を分かり易くする為に、図5には各種電位の一例を具体的な数値で記載してあるが、以下に説明する電位関係が満たされれば、無論、他の数値の電位であっても構わない。
先にも述べた様に、本実施形態では、第一粒子が第二粒子よりも負極性に帯電している場合の電位関係を説明する。
第一画像形成時(第一フレーム期間(1st Frame))に第一色(白)を表示する画素20の画素電極22に印加される低電位を第一低電位L1と称する。又、第二画像形成時(第二フレーム期間(2nd Frame))に第二色(黒)を表示する画素20の画素電極22に印加される高電位を第一高電位H1と称す。更に、第一画像形成時(第一フレーム期間(1st Frame))における共通電位Vcomの中心値を第一中間電位M1と称する。同様に、第二画像形成時(第二フレーム期間(2nd Frame))における共通電位Vcomの中心値を第二中間電位M2と称する。共通電位Vcomの振幅の絶対値を振幅VAと称する。電気泳動表示装置150に正しく画像を表示する為に設定せねばならない電位は第一低電位L1と第一高電位H1と第一中間電位M1と第二中間電位M2と振幅VAの五つで、これらを設定パラメーターと称する。尚、本実施形態では、VHという電位がVLという電位より高電位とは、VHがVLよりも正の方向に大きい事を意味する。即ち、高電位とは正の方向に大きい値の電位を意味し、低電位とは負の方向に大きい値の電位を意味する。
第一画像形成時(第一フレーム期間(1st Frame))に共通電位Vcomの最低値を第二低電位L2と称す。第二低電位L2は数式11で表される。
まず、画素電極22と共通電極23との距離をdとする。第一強電界FSFは第一の方向(下向き)を向き、第一強電界FSFの向きを負とすると、第一強電界FSFは数式15にて表される。
第二弱電界SWFの向きが第二の方向であると、第一強電界FSFの向きと第二弱電界SWFの向きとが反対になり、第一粒子と第二粒子とが効率的に分離されるので、コントラスト比が高く、高品位な画像を表示する電気泳動表示装置150を実現できる。この場合、第二弱電界SWFは正でなければならず、第二弱電界SWFは数式16にて表される。
第二弱電界SWFの向きが第一の方向であると、第一強電界FSFの向きと第二弱電界SWFの向きとが同じになり、第一粒子を共通電極23の近傍に分布させる際に画素電極22と共通電極23との間に発生させる電界の時間平均値が大きくなる。この為に、比較的低電圧で電気泳動表示装置150を駆動しても、コントラスト比が高く、高品位な画像を表示する電気泳動表示装置150を実現できる。この場合、第二弱電界SWFは負でなければならず、数式21にて表される。
第二強電界SSFが第二の方向(上向き)を向く条件を考える。第二強電界SSFは正でなければならず、数式26にて表される。
第一弱電界FWFの向きが第一の方向であると、第二強電界SSFの向きと第一弱電界FWFの向きとが反対になり、第一粒子と第二粒子とが効率的に分離されるので、コントラスト比が高く、高品位な画像を表示する電気泳動表示装置150を実現できる。この場合、第一弱電界FWFは負でなければならず、数式27にて表される。
第一弱電界FWFの向きが第二の方向であると、第二強電界SSFの向きと第一弱電界FWFの向きとが同じになり、第二粒子を共通電極23の近傍に分布させる際に画素電極22と共通電極23との間に発生させる電界の時間平均値が大きくなる。この為に、比較的低電圧で電気泳動表示装置150を駆動しても、コントラスト比が高く、高品位な画像を表示する電気泳動表示装置150を実現できる。この場合、第一弱電界FWFは正でなければならず、数式32にて表される。
白リセットと黒書き込みとが対称となる為には、第一強電界FSFの絶対値と第二強電界SSFの絶対値とが等しい事が求められ、数式37と表される。
第二画像形成時(第二フレーム期間(2nd Frame))に白画素を維持する為には、第五の電界(以降、分かり易くする為に、この電界を第一中電界FMFと称する)が第一の方向(下向き)を向き、負でなければならず、数式40にて表される。
この場合、第六の電界(以降、分かり易くする為に、この電界を第二中電界SMF)は正でなければならず、数式41にて表される。
この場合、第二中電界SMFは負でなければならず、数式46にて表される。
結局、第一の方向(下向き)と第二弱電界SWFの方向(上向き)とが反対となる場合、白リセット条件となる数式20と黒書き込み条件となる数式31とが表示を行う為の必須条件となる。又、白黒対称条件となる数式38が、電位対称から高耐久性を実現するのに満たした方が好ましい条件となる。更に、第二フレーム期間(2nd Frame)の白維持画素条件となる数式45が、高い反射率の白表示をとするのに満たした方が好ましい条件となる。図5に示す様に、一例として、L1=0V、H1=8V、M1=7V、M2=1V、VA=9V、とすると、数式11から数式14により、L2=−2V、H2=16V、L3=−8V、H3=10V、となり、数式20と数式31と数式38と数式45とを満たす。
次に、前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6及び図7を参照して説明する。以下では、前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。
本実施形態の駆動方法によれば、コントラスト比が高く、フリッカーも生ぜぬ高品位画像を表示する事ができ、且つ電子機器100の製品寿命を延ばす事ができる。又、高品位画像と長い製品寿命とが得られる制御回路140、電気泳動表示装置150、及び電子機器を提供する事ができる。
「第一粒子が正に強く帯電している形態」
図8は、実施形態2に係わる電気泳動表示装置の駆動方法を説明する物である。以下、本実施形態に係わる電気泳動表示装置の駆動方法について説明する。尚、実施形態1と同一の構成部位については、同一の番号を附し、重複する説明は省略する。
本実施形態(図8)は実施形態1(図5)と比べて、電気泳動粒子の帯電形態が異なっている。それ以外の構成は、実施形態1とほぼ同様である。実施形態1では、第一粒子が第二粒子よりも負極性に帯電していたが、本実施形態では、第一粒子が第二粒子よりも正極性に帯電している。この場合の電位関係を説明する。第一粒子の方が第二粒子よりも正極性に帯電しているとは、第一粒子が強く正極性に帯電すると共に第二粒子が弱く正極性に帯電する場合と、第一粒子が正極性に帯電すると共に第二粒子が中性である場合と、第一粒子が正極性に帯電すると共に第二粒子が負極性に帯電する場合と、第一粒子が中性であると共に第二粒子が負極性に帯電する場合と、第一粒子が弱く負極性に帯電すると共に第二粒子が強く負極性に帯電する場合と、の5つの場合のいずれかである事を意味する。本実施形態では、白色の第一粒子は正に帯電しており、黒色の第二粒子は負に帯電しており、使用者は共通電極23側から表示を見るものとする。それ以外の構成は実施形態1と同様である。
第一画像形成時(第一フレーム期間(1st Frame))に第一色(白)を表示する画素20の画素電極22に印加される低電位を第一低電位L1と称する。又、第二画像形成時(第二フレーム期間(2nd Frame))に第二色(黒)を表示する画素20の画素電極22に印加される高電位を第一高電位H1と称す。更に、第一画像形成時(第一フレーム期間(1st Frame))における共通電位Vcomの中心値を第一中間電位M1と称する。同様に、第二画像形成時(第二フレーム期間(2nd Frame))における共通電位Vcomの中心値を第二中間電位M2と称する。共通電位Vcomの振幅の絶対値を振幅VAと称する。電気泳動表示装置150に正しく画像を表示する為に設定せねばならない電位は第一低電位L1と第一高電位H1と第一中間電位M1と第二中間電位M2と振幅VAの五つで、これらを設定パラメーターと称する。尚、本実施形態では、VHという電位がVLという電位より高電位とは、VHがVLよりも負の方向に大きい事を意味する。即ち、高電位とは負の方向に大きい値の電位を意味し、低電位とは正の方向に大きい値の電位を意味する。又、第一の方向を画素電極22から共通電極23を向いた方向(図8のVpx(W)やVpx(B)では上向き矢印で表示)とし、第一の方向とは反対の第二の方向を共通電極23から画素電極22を向いた方向(図8のVpx(W)やVpx(B)では下向き矢印で表示)としている。
第一画像形成時(第一フレーム期間(1st Frame))に共通電位Vcomの最低値を第二低電位L2と称す。第二低電位L2は数式54で表される。
まず、画素電極22と共通電極23との距離をdとする。第一強電界FSFは第一の方向(上向き)を向き、第一強電界FSFの向きを正とすると、第一強電界FSFは、数式58にて表される。
第二弱電界SWFの向きが第二の方向であると、第一強電界FSFの向きと第二弱電界SWFの向きとが反対になり、第一粒子と第二粒子とが効率的に分離されるので、コントラスト比が高く、高品位な画像を表示する電気泳動表示装置150を実現できる。この場合、第二弱電界SWFは負でなければならず、数式59にて表される。
第二弱電界SWFの向きが第一の方向であると、第一強電界FSFの向きと第二弱電界SWFの向きとが同じになり、第一粒子を共通電極23の近傍に分布させる際に画素電極22と共通電極23との間に発生させる電界の時間平均値が大きくなる。この為に、比較的低電圧で電気泳動表示装置150を駆動しても、コントラスト比が高く、高品位な画像を表示する電気泳動表示装置150を実現できる。この場合、第二弱電界SWFは正でなければならず、数式64にて表される。
第二強電界SSFが第二の方向(下向き)を向く条件を考える。第二強電界SSFは負でなければならず、数式69にて表される。
第一弱電界FWFの向きが第一の方向であると、第二強電界SSFの向きと第一弱電界FWFの向きとが反対になり、第一粒子と第二粒子とが効率的に分離されるので、コントラスト比が高く、高品位な画像を表示する電気泳動表示装置150を実現できる。この場合、第一弱電界FWFは正でなければならず、数式70にて表される。
第一弱電界FWFの向きが第二の方向であると、第二強電界SSFの向きと第一弱電界FWFの向きとが同じになり、第二粒子を共通電極23の近傍に分布させる際に画素電極22と共通電極23との間に発生させる電界の時間平均値が大きくなる。この為に、比較的低電圧で電気泳動表示装置150を駆動しても、コントラスト比が高く、高品位な画像を表示する電気泳動表示装置150を実現できる。この場合、第一弱電界FWFは負でなければならず、数式75にて表される。
白リセットと黒書き込みとが対称となる為には、第一強電界FSFの絶対値と第二強電界SSFの絶対値とが等しい事が求められ、数式80と表される。
第二画像形成時(第二フレーム期間(2nd Frame))に白画素を維持する為には、第一中電界FMFが第一の方向(上向き)を向き、正でなければならず、数式83にて表される。
この場合、第二中電界SMFは負でなければならず、数式84にて表される。
この場合、第二中電界SMFは正でなければならず、数式89にて表される。
結局、第一の方向(上向き)と第二弱電界SWFの方向(下向き)とが反対となる場合、白リセット条件となる数式63と黒書き込み条件となる数式74とが表示を行う為の必須条件となる。又、白黒対称条件となる数式81が、電位対称から高耐久性を実現するのに満たした方が好ましい条件となる。更に、第二フレーム期間(2nd Frame)の白維持画素条件となる数式88が、高い反射率の白表示をとするのに満たした方が好ましい条件となる。図8に示す様に、一例として、L1=0V、H1=−8V、M1=−7V、M2=−1V、VA=9V、とすると、数式54から数式57により、L2=+2V、H2=−16V、L3=+8V、H3=−10V、となり、数式63と数式74と数式81と数式88とを満たす。
「一画像表示駆動で第一粒子が負に強く帯電している形態」
図9は、実施形態3に係わる電気泳動表示装置の駆動方法を説明する物である。以下、本実施形態に係わる電気泳動表示装置の駆動方法について説明する。尚、実施形態1と同一の構成部位については、同一の番号を附し、重複する説明は省略する。
「一画像表示駆動で第一粒子が正に強く帯電している形態」
図10は、実施形態4に係わる電気泳動表示装置の駆動方法を説明する物である。以下、本実施形態に係わる電気泳動表示装置の駆動方法について説明する。尚、実施形態2と同一の構成部位については、同一の番号を附し、重複する説明は省略する。
「共通電位が正弦波の形態1」
図11は、変形例1に係わる電気泳動表示装置の駆動方法を説明する物である。以下、本変形例に係わる電気泳動表示装置の駆動方法と制御回路とについて説明する。尚、実施形態1乃至2と同一の構成部位については、同一の番号を附し、重複する説明は省略する。
「共通電位が正弦波の形態2」
図12は、変形例2に係わる電気泳動表示装置の駆動方法を説明する物である。以下、本変形例に係わる電気泳動表示装置の駆動方法と制御回路とについて説明する。尚、実施形態3乃至4と同一の構成部位については、同一の番号を附し、重複する説明は省略する。
「共通電位が他の波形である形態」
実施形態1乃至4では、交番電界は矩形波であり、変形例1乃至2では、交番電界は正弦波であった。交番電界の波形はこれらに限られる事なく、様々な形態が可能である。例えば、交番電界は、台形波や三角波、のこぎり波、等であっても構わない。これらの交番電界を形成するには、共通電位Vcomは台形波や三角波、のこぎり波、の交番電位とされる。
Claims (17)
- 画素電極と、共通電極と、前記画素電極と前記共通電極との間に発生する電界が印加される電気泳動材料と、を有し、第一色と第二色とを少なくとも表示する電気泳動表示装置の駆動方法であって、
前記電気泳動材料は、前記第一色を呈した第一粒子と、前記第二色を呈した第二粒子と、を含み、前記第一粒子と前記第二粒子との少なくともいずれか一方は、正極性又は負極性に帯電しており、
前記第一粒子を前記共通電極側に分布させる際には、前記画素電極と前記共通電極との間に発生する電界は、第一の方向を向いた第一の電界と、前記第一の電界よりも弱い第二の電界と、が共通電位周期Tcにて交互に繰り返され、
前記第二粒子を前記共通電極側に分布させる際には、前記画素電極と前記共通電極との間に発生する電界は、前記第一の方向とは反対の第二の方向を向いた第三の電界と、前記第三の電界よりも弱い第四の電界と、が前記共通電位周期Tcにて繰り返され、
前記第一の電界と前記第二の電界と前記第三の電界と前記第四の電界とは、前記共通電極に前記共通電位周期Tcにて交番電位を供給して形成される事を特徴とする電気泳動表示装置の駆動方法。 - 一枚のフレーム画像を形成する期間をフレーム周期TFとした際に、前記共通電位周期Tcは前記フレーム周期TFよりも短い事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。
- 前記第二の電界の向きが前記第二の方向であり、前記第四の電界の向きが前記第一の方向である事を特徴とする請求項1又は2に記載の電気泳動表示装置の駆動方法。
- 前記第二の電界の向きが前記第一の方向であり、前記第四の電界の向きが前記第二の方向である事を特徴とする請求項1又は2に記載の電気泳動表示装置の駆動方法。
- 前記第一中間電位M1と前記第二中間電位M2とが等しい事を特徴とする請求項9乃至12のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置の駆動方法。
- 前記電気泳動表示装置は蓄積容量素子を有し、
前記蓄積容量素子は第一電極と第二電極とを有し、前記第一電極は前記画素電極に電気的に接続され、
前記画素電極と前記共通電極と前記電気泳動材料とで形成される容量(EPD容量CE)は、前記蓄積容量素子の容量(蓄積容量CS)よりも十分に小さく、
前記第二電極の電位は固定されている事を特徴とする請求項1乃至13のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置の駆動方法。 - 請求項1乃至14のいずれか一項に記載の駆動方法を行う事を特徴とする電気泳動表示装置の制御回路。
- 請求項15に記載の制御回路を備えた事を特徴とする電気泳動表示装置。
- 請求項16に記載の電気泳動表示装置を備えた事を特徴とする電子機器。
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