JP4196615B2 - 電気光学装置、電気光学装置の駆動方法及び電子機器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気泳動粒子を含有する分散系を封入した複数の分割セルから構成された電気光学装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
非発光型の表示デバイスとして、電気泳動現象を利用した電気泳動表示装置が知られている。ここで、電気泳動現象とは、液体中（分散媒）に微粒子（電気泳動粒子）を分散させた分散系に、電界を印加したときに粒子がクーロン力により泳動する現象である。
【０００３】
このような電気泳動表示装置は、一方の電極と他方の電極とを所定の間隔で対向させ、その間に分散系を封入した分割セルを配置して構成されている。そして、電気泳動表示装置は、分散系に電界を印加するための周辺回路を備えている。まず、図１５に示す電気泳動表示パネルの部分断面図を用いて説明する。
【０００４】
図１５に示すように電気泳動表示パネルは、画素電極１０４等が形成された半導体等の素子基板１００と、平面状の共通電極２０１等が形成された対向基板２００とから構成されている。素子基板１００と対向基板２００とは一定の間隙を保って各々の電極形成面が対向するように貼り合わされている。この間隙には、画像の表示単位である画素に対して所定の大きさに分けられ、分散系１０を内包する分割セル１５が設けられている。この分割セル１５には、マイクロカプセルを用いることも可能である。
【０００５】
この分散系１０は、分散媒１１に電気泳動粒子１２を分散させたものである。分散媒１１には、界面活性剤等の添加剤が必要に応じて添加されている。分散系１０では、電気泳動粒子１２の重力による沈降等を避けるため、分散媒１１の比重と電気泳動粒子１２の比重とがほぼ等しくなるように設定されている。
【０００６】
このように分散系１０では、電気泳動粒子１２の泳動可能な領域が分割セル１５の内部に制限される。これにより、分散系１０内の電気泳動粒子１２の分散が偏ったりする現象や、複数の粒子が結合して大きな塊になったりする凝集を防止することができる。
【０００７】
素子基板１００の表面には、表示領域と周辺回路を設けた周辺領域とが設けられている。表示領域は上述した画素電極１０４の他に、後述する走査線、データ線およびスイチッング素子として機能する薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：以下、ＴＦＴと称する）が形成されている。一方、素子基板１００の周辺領域には、後述する走査線駆動回路やデータ線駆動回路等が形成されている。
【０００８】
次に、画素電極１０４に電圧を印加した場合の作用を説明する。画素電極１０４と共通電極２０１との電極間に電位差を与えると電界が生じる。これにより帯電した電気泳動粒子１２はどちらか一方の電極に引き寄せられる。ここで、分散媒１１を着色するとともに電気泳動粒子１２を着色粒子で構成する。分散媒１１の着色は染料でも、顔料でもよい。ここでは染料で着色しているとして説明する。そして、共通電極２０１および対向基板２００として透過性を有する材料を用いた場合、電気泳動粒子１２の色または分散媒１１の色が見える。これにより、各電極に印加する電圧を制御することによって画像を表示することができる。
【０００９】
次に、階調表示の原理を図１６、図１７を用いて説明する。図１６、図１７は分割セル１５の構造を簡略化して示した断面図である。まず、電気泳動表示装置のリセット動作を行なう。このリセット動作では、電気泳動粒子１２が画素電極１０４側に引き寄せられる。正電荷が帯電した電気泳動粒子１２を用いる場合、共通電極２０１の電圧を基準として負極性の電圧を画素電極１０４に印加する。この場合、図１６に示すように電気泳動粒子１２は画素電極１０４に引き寄せられる。
【００１０】
次に、表示すべき階調に応じた正極性の電圧を画素電極１０４に印加する。すると、図１７に示すように電界によって電気泳動粒子１２は共通電極２０１側に移動する。所定時間の経過後に、両電極間の電位差をゼロにすると電界が作用しなくなり、電気泳動粒子１２は分散媒１１の粘性抵抗によって停止する。この場合、電気泳動粒子１２の移動速度は、電界強度、すなわち印加電圧に応じて定まる。そして、電気泳動粒子１２の移動距離は、印加電圧と印加時間に応じて定まることになる。したがって、印加時間を一定にすれば、印加電圧を調整することによって、電気泳動粒子１２の厚さ方向の位置を制御できる。
【００１１】
共通電極２０１側から入射した光は電気泳動粒子１２によって反射され、この反射光が共通電極２０１を通過して観測される。入射光と反射光は分散媒１１によって吸収され、その吸収の程度は光路長に比例する。したがって、共通電極２０１から観察した場合、電気泳動粒子１２の位置によって階調を定めることができる。上述したように、印加時間を一定にしたとき電気泳動粒子１２の位置は印加電圧に応じて定まるから、印加電圧を調整することにより所望の階調表示を行なうことができる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、階調表示は様々な照明環境のもとで見え方が異なる。このため、人間の目の特性を考慮して、一定の見やすさ（表示品質）を確保する必要がある。例えば、晴天の外部等の明るい場所では表示が眩しくなる場合もある。透過型ＬＣＤや自発光型表示素子のように能動的に光を発する表示装置では表示素子の発光強度を調節することが可能である。しかし、電気泳動表示装置においては表示品質を改善するために、これらの表示装置とは異なる手段を採用する必要がある。
【００１３】
また、周囲温度の変化は表示品質を低下させる原因になる可能性がある。例えば、分散媒１１の粘性抵抗が周囲温度により変化することがある。すなわち、電気泳動粒子１２の分散媒１１中の移動速度は主として印加電圧によって決まるが、分散媒１１には粘性抵抗があるため、その影響を受けることになる。この粘性抵抗には温度依存性があるため、周囲温度が変化すると電気泳動粒子１２の移動速度や移動距離が変化し、所望の階調表示を得ることができなくなることもある。したがって、階調表示を正確に行なうためには、温度変化に応じて何らかの温度補正を行なう必要がある。
【００１４】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、より高い表示品質を維持する電気光学装置、電気光学装置の駆動方法および電子機器を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明における電気光学装置は、共通電極と、前記共通電極に対向した画素電極と、各画素電極に接続されたスイッチング素子とを有し、前記共通電極と前記画素電極との間に電気泳動粒子を含有する分散系を備え、前記共通電極と前記画素電極との間の電位差とこの印加時間とを乗算した基準値を用いて、前記電気泳動粒子を移動させて表示させる駆動手段と、前記駆動手段を制御する制御手段と、センサとを有する電気光学装置であって、前記制御手段が、前記センサからの出力に応じて前記基準値を変更するための処理を実行する。
【００１６】
これによれば、センサからの出力に応じて、電気泳動粒子の移動状態を変えることができる。その結果、センサが感知した状況に応じて、より適した表示状態に変更できる。
【００１７】
この電気光学装置において、前記センサは温度センサであり、前記制御手段は、前記温度センサの出力変化に基づいて前記基準値を変更するための処理を実行する。
【００１８】
これによれば、温度により基準値が変更され、電気泳動粒子の移動状態を変えることができる。例えば、気温の変化が大きい場所でも見やすい表示を行なうことができる。
【００１９】
この電気光学装置において、前記制御手段は、前記温度センサの出力と前記基準値との変換表を有し、この変換表を用いて基準値を変更するための処理を実行する。
【００２０】
これによれば、温度に関する変換表により基準値が変更され、電気泳動粒子の移動状態を変えることができる。
この電気光学装置において、さらに前記基準値に対して、予め設定された割合でパターン生成した基準表示を出力する。
【００２１】
これによれば、基準表示を用いて、効率的に電気泳動粒子の移動状態を把握することができる。
この電気光学装置において、前記センサは、表示濃度を測定するための光学センサであり、前記制御手段は、前記基準表示に対する光学センサからの出力に基づいて基準値を変更するための処理を実行する。
【００２２】
これによれば、実際の表示濃度を測定して基準値が変更される。従って、表示状態に基づいて、より的確に電気泳動粒子の移動状態を変更することができる。この電気光学装置において、前記基準値は前記スイッチング素子に印加される基準駆動電圧である。
【００２３】
これによれば、共通電極と画素電極との間の電位差に関する基準値を変更できる。また、ゲート電圧を変更することによっても基準値を変更できる。従って、より的確に電気泳動粒子の移動状態を変更することができる。
【００２４】
この電気光学装置において、前記基準値を変更する場合には、前記制御手段は、表示のためのデータを保持し、前記表示のリセットを行ない、変更された前記基準値と、保持したデータとを用いて、再度表示するための処理を実行する。
【００２５】
これによれば、表示のリセットを行なうことにより、電気泳動粒子を初期状態に戻され、保持したデータを用いて表示を行なう。これにより、より的確な階調表示を行なうことができる。
【００２６】
本発明における電気光学装置の駆動方法は、共通電極と、前記共通電極に対向した画素電極と、各画素電極に接続されたスイッチング素子とを有し、前記共通電極と前記画素電極との間に電気泳動粒子を含有する分散系を備え、前記共通電極と前記画素電極との間の電位差とこの印加時間とを乗算した基準値を用いて、前記電気泳動粒子を移動させて表示させる駆動手段と、前記駆動手段を制御する制御手段とセンサとを有する電気光学装置の駆動方法であって、前記制御手段が、前記センサからの出力に応じて前記基準値を変更するための処理を実行する。
【００２７】
これによれば、センサからの出力に応じて、電気泳動粒子の移動状態を変えることができる。その結果、センサが感知した状況に応じて、より適した表示状態を変更できる。
【００２８】
この電気光学装置の駆動方法において、前記センサは温度センサであり、前記制御手段は、前記温度センサの出力変化に基づいて基準値を変更するための処理を実行する。
【００２９】
これによれば、温度により基準値が変更され、電気泳動粒子の移動状態を変えることができる。例えば、気温の変化が大きい場所でも見やすい表示を行なうことができる。
【００３０】
この電気光学装置の駆動方法において、前記制御手段は、前記温度センサの出力と前記基準値との変換表を有し、この変換表を用いて基準値を変更するための処理を実行する。
【００３１】
これによれば、温度に関する変換表により基準値が変更され、電気泳動粒子の移動状態を変えることができる。
この電気光学装置の駆動方法において、前記制御手段は、さらに前記基準値に対して、予め設定された割合でパターン生成した基準表示を出力する。
【００３２】
これによれば、基準表示を用いて、効率的に電気泳動粒子の移動状態を把握することができる。
この電気光学装置の駆動方法において、前記センサは、表示濃度を測定するための光学センサであり、前記制御手段は、前記基準表示に対する光学センサからの出力に基づいて基準値を変更するための処理を実行する。
【００３３】
これによれば、実際の表示濃度を測定して基準値が変更される。従って、表示状態に基づいて、より的確に電気泳動粒子の移動状態を変更することができる。この電気光学装置の駆動方法において、前記基準値は前記スイッチング素子に印加される基準駆動電圧である。
【００３４】
これによれば、共通電極と画素電極との間の電位差に関する基準値を変更できる。また、ゲート電圧を変更することによっても基準値を変更できる。従って、より的確に電気泳動粒子の移動状態を変更することができる。
【００３５】
この電気光学装置の駆動方法において、前記基準値を変更する場合には、前記制御手段は、表示のためのデータを保持し、前記表示のリセットを行ない、変更された前記基準値と、保持したデータとを用いて、再度表示するための処理を実行する。
【００３６】
これによれば、表示のリセットを行なうことにより、電気泳動粒子を初期状態に戻され、保持したデータを用いて表示を行なう。これにより、より的確な階調表示を行なうことができる。
【００３７】
本発明における電子機器は、請求項１〜７のいずれか１つに記載の電気光学装置を実装した。
これによれば、電子機器は低消費電力と十分な表示品位を両立することができる。
【００３８】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
以下、本発明を具体化した第１の実施形態を、図１〜図８に従って説明する。本実施形態における電気光学装置としての電気泳動表示装置は電気泳動表示パネルと周辺回路とを備えている。
【００３９】
図１は電気泳動表示装置の電気的な構成を示すブロック図である。素子基板１００の表面には、電気泳動表示パネルＡとその周辺領域とが設けられている。この図は、移動度の高い素子（低温ポリシリコン等）を想定して周辺領域にある駆動回路を一体としているが、もちろん移動度の低い素子（アモルファスシリコン等）でも本発明は適用できる。その場合の駆動回路は、移動度の高い素子（単結晶シリコン等）で構成されて、電気泳動表示パネルＡとデータ線駆動回路１４０や走査線駆動回路１３０は別部品となる。この例の電気泳動表示パネルＡは複数の画素から構成され、この画素を構成する電気的要素には、スイッチング素子としてのＴＦＴ１０３や、これに接続された画素電極１０４を含む。素子基板１００の周辺領域には、走査線駆動回路１３０や、駆動手段としてのデータ線駆動回路１４０が形成されている。
【００４０】
電気泳動表示装置の周辺回路には、後述するコントローラ３００（図６参照）が設けられている。このコントローラ３００は画像信号処理回路およびタイミングジェネレータを含んでいる。ここで、画像信号処理回路は、画像信号としてのリセットデータＤrestや画像データＤを生成し、データ線駆動回路１４０に入力する。リセットデータＤrestは画像データＤが出力される前の所定期間に出力される。このリセットデータＤrestは、分散系１０中を泳動している電気泳動粒子１２を一方の電極側に引き寄せ、その空間的な状態を初期化するために用いられる。また、画像データＤは電気泳動表示パネルＡの電気的な特性に対応した補正処理を施して生成される。以下、分散系１０の分散媒１１は黒色に着色されており、電気泳動粒子１２は酸化チタン等の白色の粒子でかつ正電荷が帯電しているものとする。
【００４１】
また、タイミングジェネレータは、リセットデータＤrestや画像データＤが画像信号処理回路から出力されるときに、走査線駆動回路１３０やデータ線駆動回路１４０を制御するための各種タイミング信号を生成する。
【００４２】
素子基板１００の電気泳動表示パネルＡには、Ｘ方向に沿って平行に複数本の走査線１０１が形成され、また、これと直交するＹ方向に沿って平行に複数本のデータ線１０２が形成されている。そして、各画素は走査線１０１とデータ線１０２との交差に対応してマトリクス状に配列されている。これらの各交差点においては、ＴＦＴ１０３のゲート電極が走査線１０１に接続される一方、そのソース電極がデータ線１０２に接続されている。さらに、ＴＦＴ１０３のドレイン電極が画素電極１０４に接続されている。
【００４３】
このような電気泳動表示パネルＡにおいて、ある走査線信号Ｙｉがアクティブになると、ｉ番目の走査線１０１のＴＦＴ１０３がオン状態になる。このため、ｉ番目の走査線１０１のＴＦＴ１０３に接続された画素電極１０４にデータ線信号Ｘ１、Ｘ２、…、Ｘｎが供給される。一方、対向基板２００の共通電極２０１には図示しない電源回路から共通電極電圧Ｖｃｏｍが印加されるようになっている。これにより、画素電極１０４と共通電極２０１との間に電位差が生じ、分散系１０中の電気泳動粒子１２が泳動して画像データＤに応じた階調が画素毎に表示される。
【００４４】
（駆動回路）
次に、走査線１０１およびデータ線１０２を駆動する駆動回路について説明する。
【００４５】
まず、走査線駆動回路１３０は、シフトレジスタを有しており、タイミングジェネレータからのクロック信号に基づいて、走査線信号Ｙ１、Ｙ２…Ｙｍを生成する。これにより、アクティブ期間（Ｈレベル期間）が順次シフトしていく走査線信号Ｙ１、Ｙ２、…、Ｙｍが生成され、各走査線１０１に出力される。
【００４６】
次に、駆動動作を図２、図３を用いて説明する。図２はデータ線駆動回路１４０のブロック図である。同図に示すようにデータ線駆動回路１４０は、Ｘシフトレジスタ１４１、６ビットの画像データＤが供給されるバスＢＵＳ、スイッチＳＷ１〜ＳＷｎ、第１ラッチ１４２、第２ラッチ１４３、選択回路１４４およびＤ／Ａコンバータ１４５を備えている。図３は走査線駆動回路１３０およびデータ線駆動回路１４０のタイミングチャートである。
【００４７】
まず、Ｘシフトレジスタ１４１は、ＸクロックＸＣＫおよび反転ＸクロックＸＣＫＢにしたがって、Ｘ転送開始パルスＤＸを順次シフトして、図３に示すサンプリングパルスＳＲ１、ＳＲ２、…、ＳＲｎを順次生成する。
【００４８】
次に、バスＢＵＳは、スイッチＳＷ１〜ＳＷｎを介して第１ラッチ１４２の各ラッチに接続されており、スイッチＳＷ１〜ＳＷｎの各制御入力端子には、サンプリングパルスＳＲ１、ＳＲ２、…、ＳＲｎが供給されるようになっている。また、あるスイッチＳＷｊは、６ビットの画像データＤに対応して６個で１組の構成となっている。したがって、サンプリングパルスＳＲ１、ＳＲ２、…、ＳＲｎに各々同期して、画像データＤが第１ラッチ１４２に同時に取り込まれることになる。
【００４９】
次に、第１ラッチ１４２は、スイッチＳＷ１〜ＳＷｎから供給される画像データＤをラッチし、点順次画像データＤａ１〜Ｄａｎとして出力する。また、第２ラッチ１４３は、第１ラッチ１４２の各点順次画像データＤａ１〜Ｄａｎをラッチパルスによってラッチする。ここで、ラッチパルスは１水平走査期間毎にアクティブとなる信号である。したがって、この第２ラッチ１４３は、点順次画像データＤａ１〜Ｄａｎから線順次画像データＤｂ１〜Ｄｂｎを生成する。
【００５０】
次に、選択回路１４４には、画像信号処理回路で生成される共通電圧データＤｃｏｍとタイミングジェネレータで生成される無バイアスタイミング信号Ｃｂとが供給されている。ここで、共通電圧データＤｃｏｍは共通電極２０１に給電される電圧値を指示するデータである。また、無バイアスタイミング信号Ｃｂは、図３に示すように１水平走査期間中の途中からその終了までの期間においてアクティブ（Ｈレベル）となる信号である。選択回路１４４は、無バイアスタイミング信号Ｃｂがアクティブの期間に共通電圧データＤｃｏｍを選択する一方、これが非アクティブの期間に線順次画像データＤｂ１〜Ｄｂｎを選択して図３に示すデータＤｃ１〜Ｄｃｎを出力する。本図は、一水平期間で完結する高速動作する電気泳動表示素子としている。ｎフィールドで完結するような低速な電気泳動表示素の場合は、水平期間中の状態は、１〜ｎ−１フィールドまではＤのみを出力することになり、最後のｎフィールドにＤｃｏｍを選択することになる。Ｃｂの信号は、１〜ｎ−１フィールドまで「Ｌ」で、ｎフィールドで「Ｈ」となる。
【００５１】
そして、Ｄ／Ａコンバータ１４５は、６ビットのデータＤｃ１〜Ｄｃｎをデジタル信号からアナログ信号に変換して、データ線信号Ｘ１〜Ｘｎとして各々生成し、これを各データ線１０２に供給している。
【００５２】
（電気泳動表示装置の動作）
次に、図４を用いて電気泳動表示装置の動作について説明する。図４は画像信号処理回路の出力データを示すタイミングチャートである。
【００５３】
まず、時刻ｔ０において、電気泳動表示装置の電源がオフ状態からオン状態に切り替わると、画像信号処理回路、タイミングジェネレータおよび電気泳動表示パネルＡに駆動電源が供給される。以下、リセット動作（ｔ１〜ｔ２）、書込動作（ｔ２〜ｔ３）、保持動作（ｔ３〜ｔ４）の順に説明する。さらに、時刻ｔ４〜時刻ｔ５〜時刻ｔ６の期間は画像を書き換えるための期間であり、時刻ｔ１から時刻ｔ３までの期間と同様に、リセット動作と書込動作とが行われる。
【００５４】
（１）リセット動作
電源がオンされてから所定期間が経過し、回路動作が安定した時刻ｔ１において、画像信号処理回路は、リセットデータＤrestを１フィールド（遅い応答速度の電気泳動素子の場合はｎフィールド）の期間にわたって出力する。このリセット期間Ｔｒにあっては、電気泳動粒子１２が画素電極１０４側に引き寄せられ、その空間的な状態が初期化される。データ線駆動回路１４０が、リセットデータＤrestのデータ値に応じたリセット電圧Ｖrestを各データ線１０２に出力する。同時に、走査線駆動回路１３０が各走査線１０１を順次選択することにより、画素電極１０４に電圧が供給され、すべての画素電極１０４と共通電極２０１の間にリセット電圧Ｖrestが印加されることになる。
【００５５】
（２）書込動作
次に、時刻ｔ２に至ると書き込みを開始する。この書込期間Ｔｗにあっては、画像信号処理回路は１フィールド（遅い応答速度の電気泳動素子の場合はｎフィールド）期間にわたって画像データＤを出力する。各画素電極１０４には表示すべき階調に対応した階調電圧Ｖが書き込まれ、１枚の画像が完成する。
【００５６】
図５は書込動作における電気泳動表示装置のタイミングチャートである。ここでは、ｉ行（ｉ番目の走査線）・ｊ列（ｊ番目のデータ線）の画素における書込動作を説明するが、他の画素においても同様の書き込みがなされる。なお、以下の説明では、ｉ行ｊ列の画素をＰijと、画素Ｐijに表示すべき階調を示す階調電圧をＶijと、また、画素Ｐijの表示濃度をＩijと表す。
【００５７】
各データ線信号Ｘ１〜Ｘｎは、図３に示すデータＤｃ１〜ＤｃｎをＤ／Ａ変換して生成されるので、ｊ番目のデータ線１０２に供給されるデータ線信号Ｘｊの電圧は、図５に示すように、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２まで階調電圧印加期間Ｔｖにおいて階調電圧Ｖijに設定される。図５においては、１００％の階調レベルを実線、５０％階調レベルを一点鎖線で示している。一方、時刻Ｔ２から時刻Ｔ３までの無バイアス期間Ｔｂにおいて共通電極電圧Ｖｃｏｍに設定される。
【００５８】
また、ｉ番目の走査線１０１に供給される走査線信号Ｙｉは、ｉ番目の水平走査期間においてアクティブとなり、この間、画素Ｐijを構成するＴＦＴ１０３はオン状態となる。この結果、ｉ番目の水平走査期間のうち時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までの期間は、画素Ｐijの画素電極１０４にデータ線信号Ｘｊ（すなわち、階調電圧Ｖij）が印加され、時刻Ｔ２から時刻Ｔ３までの期間は共通電極電圧Ｖｃｏｍが印加される。
【００５９】
次に、画素Ｐijにおける電気泳動粒子１２の挙動について説明する。この書込動作の前には上述したリセット動作が行われているので、時刻Ｔ１における画素Ｐijの電気泳動粒子１２は画素電極１０４側に引き寄せられている。このとき、画素電極１０４に階調電圧Ｖijが印加されると（時刻Ｔ１）、画素電極１０４から共通電極２０１へ向けて電界が付与され、電気泳動粒子１２は移動を開始する。
【００６０】
ここで、画素Ｐijにおける表示濃度Ｉijはその画素Ｐijにおける電気泳動粒子の平均的な移動量により決定される。本実施形態の電気泳動粒子１２は白色であり分散媒１１は黒色であるため、電気泳動粒子１２が共通電極２０１に近づくほど画素Ｐijの表示濃度Ｉijは高くなる。したがって、図５に示すように表示濃度Ｉijは、時刻Ｔ１から次第に高くなる。
【００６１】
ところで、画素Ｐijは、画素電極１０４と共通電極２０１との間に分散系１０を挟持して構成されているので、電極面積、電極間の距離、および分散系１０の誘電率に応じた画素容量を有する。
【００６２】
したがって、ＴＦＴ１０３をオフ状態にして画素電極１０４への電荷の供給を停止したとしても、画素容量には電荷が蓄積され、両電極間には一定の電界が継続することになる。電界が付与される限り電気泳動粒子１２は共通電極２０１に向けて泳動を続けるので、電界を停止させる工程が必要である。この工程は、画素容量に蓄積されている電荷を取り去ることにより行なわれる。無バイアス期間Ｔｂはこのために設けられたものである。
【００６３】
無バイアス期間Ｔｂにあっては、共通電極電圧Ｖｃｏｍが画素電極１０４に印加されるので、時刻Ｔ２において画素電極１０４と共通電極２０１とが等電位になる。このため、時刻Ｔ２以降、電界が消失し、分散媒１１の粘性抵抗により、電気泳動粒子１２は泳動を停止する。この結果、表示濃度Ｉijは図５に示すように時刻Ｔ２から一定の値となる。なお、分散媒１１の粘性抵抗が小さい場合には電界が作用しなくなっても電気泳動粒子１２が惰性で泳動した後に停止するが、そのような場合には、画像信号処理回路において、惰性による泳動を見込んで補正した画像データＤを生成する。本図は、一水平期間で完結する高速動作する電気泳動表示素子としているが、ｎフィールドで完結するような低速な電気泳動表示素の場合も同様である。
【００６４】
（３）保持動作
次に、図４に示す時刻ｔ３から時刻ｔ４までの保持期間Ｔｈは、直前の書込期間Ｔｗで書き込まれた画像を保持する期間であり、その長さは任意に設定できる。この期間において、画像信号処理回路は動作を停止し、画素電極１０４と共通電極２０１との間には電界が発生しない。電界がなければ電気泳動粒子１２は移動せず、時刻ｔ３における空間的状態を保持する。したがって保持期間Ｔｈにあっては、静止画像が表示されることになる。
【００６５】
（駆動電圧の制御）
次に本実施形態における駆動電圧の制御を図６に基づいて説明する。図６は、本発明を適用した電気泳動表示装置２０の全体概略構成を示している。走査線駆動回路１３０、データ線駆動回路１４０にはコントローラ３００から制御信号や画像信号が提供されている。本実施形態では、さらに電圧調整回路５００が設けられ、コントローラ３００に接続されている。ここで、コントローラ３００は、パーソナルコンピュータ等の外部回路からの信号を受けて、駆動周期に合わせた画像信号に変換し、この変換信号を各駆動回路（１３０、１４０）に出力するための制御手段として機能する。
【００６６】
また、電気泳動表示装置２０にはデータ線駆動電圧電源５１０が設けられている。このデータ線駆動電圧電源５１０は、データ線駆動回路１４０に対して、電気泳動表示パネルＡのＴＦＴ１０３を駆動するための基準値としての基準駆動電圧を提供する。データ線駆動回路１４０は、この基準駆動電圧に対する割合を制御することにより、各階調レベルに応じた階調電圧Ｖijを生成する。
【００６７】
本実施形態では、電圧調整回路５００として、図７に示すように、可変抵抗５０１及び固定抵抗５０２からなる直列回路を含んで構成されている。この可変抵抗５０１の抵抗値は利用者が変更できるようになっている。可変抵抗５０１の一端は固定抵抗５０２を介して接地されており、他端子は直流電源の端子に接続されている。電圧調整回路５００はさらにＡ／Ｄコンバータを含む変換制御部５０４を有している。
【００６８】
このように構成された電圧調整回路５００においては、可変抵抗５０１の抵抗値に応じて、直流電源の電圧は分圧され、直列回路の出力端子からアナログ電圧が変換制御部５０４に出力される。
【００６９】
次に、アナログ電圧が変化した場合の処理を、図８を用いて説明する。まず、変換制御部５０４が直列回路の出力端子におけるアナログ電圧の変化を感知した場合、変換制御部５０４はアナログ電圧をデジタル変換したデジタル電圧信号をコントローラ３００に入力する（Ｓ１−１）。
【００７０】
次に、デジタル電圧信号が入力されたコントローラ３００は、電気泳動表示パネルＡに対する表示動作に対して割込処理を実行する（Ｓ１−２）。ここでは、まず、コントローラ３００は電気泳動表示パネルＡに表示する画像データＤを一旦保持する。そして、コントローラ３００は電気泳動表示パネルＡのリセット動作を行なう（Ｓ１−３）。これにより、電気泳動粒子１２の空間的な状態が初期化される。
【００７１】
次に、コントローラ３００はデータ線の基準駆動電圧の設定指示をデータ線駆動電圧電源５１０に対して行なう（Ｓ１−４）。この基準駆動電圧は、電圧調整回路５００から入力されたデジタル電圧信号に対応して所定の電圧範囲内で設定される。
【００７２】
データ線駆動電圧電源５１０はコントローラ３００からの指示に基づいて基準駆動電圧を調整し、データ線駆動回路１４０に提供する（Ｓ１−５）。
次に、コントローラ３００は割込復帰を行なう（Ｓ１−６）。具体的には、コントローラ３００はステップ（Ｓ１−２）において一旦保持した画像データＤを用いて書込動作を再開する（Ｓ１−７）。この書込動作は新たに設定された基準駆動電圧に基づいて行なわれる。
【００７３】
基準駆動電圧が高く設定された場合には、画素電極１０４と共通電極２０１との間の電界は強くなるので、電気泳動粒子１２の平均的な移動量は大きくなる。電気泳動粒子１２は白色であり分散媒１１は黒色である場合、電気泳動粒子１２が共通電極２０１に近づき画素の表示濃度は高くなる。一方、基準駆動電圧が低く設定された場合には、画素電極１０４と共通電極２０１との間の電界は弱くなり、電気泳動粒子の平均的な移動量は小さくなる。このため、電気泳動表示パネルＡの画素の表示濃度は低くなる。
【００７４】
以上、本実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
・ 上記実施形態では、可変抵抗５０１の抵抗値に基づいて、電気泳動表示パネルＡの画素の表示濃度を変更することができる。このため、様々な照明環境のもとで、表示品質を高め、見やすい画像を設定することができる。
【００７５】
・ 上記実施形態では、電圧調整回路５００内の直列回路の出力電圧が変化した場合の処理を、図８のフロー図に従って表示濃度が変更される。具体的には、表示動作に対して割込処理（Ｓ１−２）、リセット動作（Ｓ１−３）、データ線駆動電圧の調整（Ｓ１−５）、割込復帰（Ｓ１−６）、書込動作（Ｓ１−７）が行なわれる。このため、電気泳動表示装置においても、より的確に表示濃度を調節することができる。
【００７６】
（第２の実施形態）
以下、本発明を具体化した電気光学装置としての電気泳動表示装置の第２の実施形態を、図９〜図１０に従って説明する。なお、第２の実施形態は、第１の実施形態の電圧調整回路５００を温度補償回路５５０に変更した構成であるため、同様の部分についてはその詳細な説明を省略する。
【００７７】
本実施形態では、この温度補償回路５５０として、図９に示すように、固定抵抗５５１及び温度センサとしてのサーミスタ５５２からなる直列回路を含んで構成されている。このサーミスタ５５２は半導体測温抵抗素子の一つであり、負の抵抗温度特性を有する。サーミスタ５５２の一端は接地されており、他端子は固定抵抗５５１を介して直流電源の端子に接続されている。温度補償回路５５０はさらにＡ／Ｄコンバータを含む変換制御部５５４を有している。
【００７８】
このように構成された温度補償回路５５０においては、サーミスタ５５２の抵抗値に応じて、直流電源の電圧は分圧され、直列回路の出力端子からアナログ電圧が変換制御部５５４に出力される。アナログ電圧が変化した場合の処理は、第１の実施形態と同様に、図８に示すフロー図に従って行なわれる。すなわち、変換制御部５５４は、直列回路の出力端子におけるアナログ電圧の変化を感知した場合、その電圧をデジタル変換したデジタル電圧信号をコントローラ３００に入力する（Ｓ１−１）。
【００７９】
ここで、図１０に表示濃度と階調電圧との関係の温度依存性を示す。温度が低くなった場合、分散媒１１の粘性抵抗が増大するため、電気泳動粒子１２の移動速度が遅くなり、この結果、表示濃度が低下する。従って、図１０に示すように所定の表示濃度を維持するためには駆動電圧を高くする必要がある。本実施形態では、−２０度Ｃ〜６０度Ｃで、所定の表示濃度を維持するように設定しておく。
【００８０】
変換制御部５５４は、温度（直列回路の出力端子におけるアナログ電圧）と、基準駆動電圧（デジタル電圧信号）との変換表を記憶させておく。そして、割込処理（Ｓ１−２）、リセット動作（Ｓ１−３）の後、変換制御部５５４は、この変換表に基づいてデジタル電圧信号をコントローラ３００に出力する。そして、コントローラ３００はデータ線駆動電圧電源５１０に対して基準駆動電圧の設定指示を行なう（Ｓ１−４）。以下、第１の実施形態と同様にステップ（Ｓ１−５）〜（Ｓ１−７）を実行する。
【００８１】
従って、第２の実施形態によれば、前記第１の実施形態に記載の特徴に加えて、電気泳動表示装置は温度に応じて適切な基準駆動電圧を変更する。従って、気温が低い場合には、基準駆動電圧を高く設定することにより、適切な表示濃度を得ることができる。また、気温が高い場合には、電気泳動表示パネルＡの基準駆動電圧は低く設定されるので、低消費電力化を図ることができる。
【００８２】
（第３の実施形態）
以下、本発明を具体化した電気光学装置としての電気泳動表示装置の第３の実施形態を、図１１〜図１２に従って説明する。なお、第３の実施形態は、第１の実施形態の電圧調整回路５００の代わりにコントラスト制御部６００を設けた構成であるため、同様の部分についてはその詳細な説明を省略する。
【００８３】
図１１に示す電気泳動表示装置は、コントラスト制御部６００を電気泳動表示パネルＡの一部の前面に設けている。このコントラスト制御部６００は表示濃度センサを有し、電気泳動表示パネルＡに表示された階調パターンの表示濃度を算出する。本実施形態では、表示濃度センサとしてフォト・ダイオードを線状に並べた電荷結合素子を用いる。さらに、コントラスト制御部６００には、表示品質を維持するために必要な表示濃度センサの出力電圧変換表を記憶させておく。
【００８４】
また、電気泳動表示パネルＡには、図１２に示す、階調パターン８００を表示させる。この階調パターン８００は複数の画素８０１〜画素８０７から構成され、基準表示として機能する。画素８０１〜画素８０７に対応する分割セル１５の画素電極１０４に対して表示濃度が順次変化するように、予め設定された割合で異なる階調電圧を印加して実現する。
【００８５】
そして、コントラスト制御部６００は、表示濃度センサを用いて定期的にあるいは適宜階調パターン８００の画素８０１〜画素８０７の表示濃度を測定する。そして、実際の表示濃度センサの測定電圧と、予め記憶された出力電圧変換表とを比較する。測定電圧が出力電圧変換表の電圧と異なり、表示濃度のずれを感知した場合、コントラスト制御部６００はそのずれを補正するためのデジタル電圧信号をコントローラ３００に入力する（Ｓ１−１）。そして、コントラスト制御部６００は割込処理（Ｓ１−２）、リセット動作（Ｓ１−３）の後、コントローラ３００はデジタル電圧信号に基づいて基準駆動電圧の設定指示をデータ線駆動電圧電源５１０に対して行なう（Ｓ１−４）。以下、第１の実施形態と同様にステップ（Ｓ１−５）〜（Ｓ１−７）を実行する。
【００８６】
従って、第３の実施形態によれば、第１の実施形態に記載の特徴に加えて、電気泳動表示装置の表示濃度の変化に応じて、データ線の基準駆動電圧の設定を変更し、適切な表示濃度を維持する。従って、環境の変化に応じて見やすい電気泳動表示装置を提供することができる。
【００８７】
（第４の実施形態）
次に、第１の実施形態〜第３の実施形態で説明した電気光学装置としての電気泳動表示装置を搭載した電子機器の適用について説明する。
【００８８】
（１）電子書籍
まず、電気泳動表示装置を電子書籍に適用した例について説明する。図１３は、この電子書籍を示す斜視図である。図において、電子書籍１０００は、電気泳動表示パネル１００１、電源スイッチ１００２、第１ボタン１００３、第２ボタン１００４、およびＣＤ−ＲＯＭスロット１００５を備えている。
【００８９】
利用者が電源スイッチ１００２を押して、ＣＤ−ＲＯＭスロット１００５にＣＤ−ＲＯＭを装着すると、ＣＤ−ＲＯＭの内容が読み出され、電気泳動表示パネル１００１にメニューが表示される。利用者が第１ボタン１００３と第２ボタン１００４を操作して、所望の書籍を選択すると電気泳動表示パネル１００１に第１頁が表示される。頁を進める場合には第２ボタン１００４を押し、頁を戻す場合には第１ボタン１００３を押す。
【００９０】
この電子書籍１０００にあっては、書籍の内容を表示した後は、第１ボタン１００３および第２ボタン１００４を操作したときだけ表示画面を更新する。上述したように電気泳動粒子１２は電界が印加されなければ泳動しない。換言すれば、表示画像を維持するためには給電が不要である。このため、表示画面を更新するときだけ、駆動回路に電圧を印加して電気泳動表示パネル１００１を駆動している。この結果、液晶表示装置と比較して消費電力を大幅に削減することができる。
【００９１】
また、電気泳動表示パネル１００１の表示画像は、電気泳動粒子１２によって表示されるので、表示画面が光ることがない。したがって、電子書籍１０００は印刷物と同様の表示が可能であり、これを長時間読んでも目の疲労が少ないといった利点がある。
【００９２】
（２）携帯電話
さらに、電気泳動表示装置を、携帯電話に適用した例について説明する。図１４は、この携帯電話の構成を示す斜視図である。図において、携帯電話１３００は、複数の操作ボタン１３０２のほか、受話口１３０４、送話口１３０６とともに、電気泳動表示パネル１３０８を備えるものである。液晶表示装置にあっては偏光板が必要であり、これにより表示画面が暗くなっていたが、電気泳動表示パネル１３０８は偏光板が不要である。このため、携帯電話１３００は明るくて見やすい画面を表示することができる。
【００９３】
なお、電子機器としては、図１３〜図１４を参照して説明した他にも、パーソナルコンピュータ、屋外の標識、カーナビゲーション装置、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器等などが挙げられる。そして、これらの各種電子機器に対して、各実施形態の電気光学装置は適用可能である。電気泳動表示装置を、これらの機器に適用した場合でも、前記実施形態と同様な効果を発揮する。透過型・半透過型の液晶表示装置で必要とされるバックライトが不要であるため、各電子機器を小型軽量化することができる。そして、その消費電力を大幅に削減することが可能である。その結果、各機器は、低消費電力と十分な表示品位の両立を実現することができる。
【００９４】
なお、上記実施形態は、以下の態様に変更してもよい。
・ 上記実施形態では、階調表示可能な電気泳動表示装置を想定して説明した。これに代えて、２値表示の電気泳動表示装置に適用してもよい。この場合、表示に必要な駆動電圧のより最適にすることができる。従って、より低消費電力化を実現できる。
【００９５】
・ 上記第１の実施形態では、可変抵抗５０１の抵抗値を変化させてデータ線駆動電圧を変更する。これに代えて、利用者に、直接デジタル電圧信号を設定させるようにしてもよい。これにより、電気泳動粒子１２の平均的な移動距離を変更できるので表示濃度を調整することができる。
【００９６】
・ 上記実施形態では、基準値としてのデータ線駆動電圧を変更することにより、電気泳動表示パネルＡの表示濃度を変更する。これに代えて、走査線駆動電圧や階調電圧印加期間Ｔｖを変更してもよい。これによっても、電気泳動粒子１２の平均的な移動距離を変更できるので表示濃度を調整することができる。
【００９７】
・ 上記実施形態では、データ線駆動電圧を変更することにより、電気泳動表示パネルＡの表示濃度を変更する。これに代えて、共通電極電圧Ｖｃｏｍを変更してもよい。
【００９８】
・ 上記実施形態を組み合わせてもよい。例えば、第１の実施形態と第２の実施形態を組み合わせることにより、利用者自身に表示状態を変更させたり、また温度により変更させたりすることができる。また、第１の実施形態と、第３の実施形態の基準表示とを組み合わせてもよい。これにより、利用者は基準表示を見て、表示状態を確認しながら基準値の設定を変更することができる。
【００９９】
・ 上記実施形態では、白黒表示の電気泳動表示装置について説明した。この電気泳動表示パネルＡは、フルカラー表示にも応用できる。この場合には、各画素において原色（ＲＧＢ）のうち１色を表示できるようにするため、分散系１０としては、赤色、緑色、青色に対応する３種類を用いる。すなわち、電気泳動粒子１２として表示色を反射するものを用いる一方、分散媒１１として表示色を吸収する色（補色）に対応したものを用いる。この場合にも、印加する電界の強度によって、分散系１０における電気泳動粒子１２の分布を制御でき、カラー表示可能な電気泳動表示装置を提供できる。
【０１００】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、電気光学装置を駆動して、低消費電力と十分な表示品位の両立を図り所望の画像を表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態を説明するための電気泳動装置の回路構成を示すブロック回路図。
【図２】データ線駆動回路のブロック図。
【図３】走査線駆動回路およびデータ線駆動回路のタイミングチャート。
【図４】画像信号処理回路の出力データを示すタイミングチャート。
【図５】書込動作におけるタイミングチャート。
【図６】電気泳動表示装置の全体概略構成の説明図。
【図７】電圧調整回路のブロック図。
【図８】電圧調整時の処理フロー図。
【図９】第２の実施形態を説明するための温度補償回路のブロック図。
【図１０】表示濃度−電圧の関係の温度依存性についての説明図。
【図１１】第３の実施形態を説明するための電気泳動表示装置の全体概略構成の説明図。
【図１２】基準表示としての階調パターンの説明図。
【図１３】電子機器の一例たる電子書籍の概観斜視図。
【図１４】電子機器の一例たる携帯電話の概観斜視図。
【図１５】電気泳動表示装置の部分断面図。
【図１６】分割セルの構造を簡略化して示した断面図。
【図１７】分割セルの構造を簡略化して示した断面図。
【符号の説明】
Ａ 電気泳動表示パネル
１０ 分散系
１１ 分散媒
１２ 電気泳動粒子
１５ 分割セル
２０ 電気光学装置としての電気泳動表示装置
１００ 素子基板
１０３ スイッチング素子としてのＴＦＴ
１０４ 画素電極
１３０ 走査線駆動回路
１４０ 駆動手段としてのデータ線駆動回路
２０１ 共通電極
３００ 制御手段としてのコントローラ
５００ 電圧調整回路
５０１ センサとしての可変抵抗
５１０ データ線駆動電圧電源
５５０ 温度補償回路
５５２ センサとしてのサーミスタ
６００ センサとしてのコントラスト制御部
８００ 基準表示としての階調パターン
Ｙ１〜Ｙｍ 走査線信号
Ｘ１〜Ｘｎ データ線信号

Claims (15)

1. 共通電極と、前記共通電極に対向した画素電極と、各画素電極に接続されたスイッチング素子とを有し、前記共通電極と前記画素電極との間に電気泳動粒子を含有する分散系を備え、
   前記共通電極と前記画素電極との間に印加された電圧と、この印加時間とを乗算した基準値を用いて、前記電気泳動粒子を移動させる駆動手段と、
   前記駆動手段を制御する制御手段と、
   センサとを有する電気光学装置であって、
   前記制御手段が、前記センサからの出力に応じて前記基準値を変更するための処理を実行することを特徴とする電気光学装置。
2. 前記センサは温度センサであり、
   前記制御手段は、前記温度センサの出力変化に基づいて前記基準値を変更するための処理を実行することを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
3. 前記制御手段は、前記温度センサの出力と前記基準値との変換表を有し、この変換表を用いて基準値を変更するための処理を実行することを特徴とする請求項２に記載の電気光学装置。
4. 前記制御手段は、
   さらに前記基準値に対して、予め設定された割合でパターン生成した基準表示を出力することを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
5. 前記センサは、表示濃度を測定するための光学センサであり、
   前記制御手段は、前記基準表示に対する光学センサからの出力に基づいて基準値を変更するための処理を実行することを特徴とする請求項４に記載の電気光学装置。
6. 前記基準値は前記スイッチング素子に印加される基準駆動電圧であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の電気光学装置。
7. 前記基準値を変更する場合には、
   前記制御手段は、表示のためのデータを保持し、
   前記表示のリセットを行ない、
   変更された前記基準値と保持したデータとを用いて、再度表示するための処理を実行することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の電気光学装置。
8. 共通電極と、前記共通電極に対向した画素電極と、各画素電極に接続されたスイッチング素子とを有し、前記共通電極と前記画素電極との間に電気泳動粒子を含有する分散系を備え、
   前記共通電極と前記画素電極との間の電位差とこの印加時間とを乗算した基準値を用いて、前記電気泳動粒子を移動させて表示させる駆動手段と、
   前記駆動手段を制御する制御手段と
   センサとを有する電気光学装置の駆動方法であって、
   前記制御手段が、前記センサからの出力に応じて前記基準値を変更するための処理を実行することを特徴とする電気光学装置の駆動方法。
9. 前記センサは温度センサであり、
   前記制御手段は、前記温度センサの出力変化に基づいて前記基準値を変更するための処理を実行することを特徴とする請求項８に記載の電気光学装置の駆動方法。
10. 前記制御手段は、前記温度センサの出力と前記基準値との変換表を有し、この変換表を用いて基準値を変更するための処理を実行することを特徴とする請求項９に記載の電気光学装置の駆動方法。
11. 前記制御手段は、
    さらに前記基準値に対して、予め設定された割合でパターン生成した基準表示を出力することを特徴とする請求項８に記載の電気光学装置の駆動方法。
12. 前記制御手段は、
    前記センサは、表示濃度を測定するための光学センサであり、
    前記制御手段は、前記基準表示に対する光学センサからの出力に基づいて基準値を変更するための処理を実行することを特徴とする請求項１１に記載の電気光学装置の駆動方法。
13. 前記基準値は前記スイッチング素子に印加される基準駆動電圧であることを特徴とする請求項８〜１２のいずれか１項に記載の電気光学装置の駆動方法。
14. 前記基準値を変更する場合には、
    前記制御手段は、表示のためのデータを保持し、
    前記表示のリセットを行ない、
    変更された前記基準値と保持したデータとを用いて、再度表示するための処理を実行することを特徴とする請求項８〜１３のいずれか１項に記載の電気光学装置の駆動方法。
15. 請求項１〜７のいずれか１つに記載の電気光学装置を実装したことを特徴とする電子機器。

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