JP4370762B2 - 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１０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１０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。本実施形態では、分割セル１５はマイクロカプセルで実現されている。
【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の着色は染料でもよいが、顔料に相当する電気泳動粒子１２を複数種類使ってもよい。例えば、電気泳動粒子１２として、負電荷を有する黒色泳動粒子１２ｂと、正電荷を有する白色泳動粒子１２ｗとを用いる。分散媒１１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が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、電界の方向によって帯電した電気泳動粒子１２がどちらか一方の電極に引き寄せられる。ここで、電気泳動粒子１２を着色粒子で構成し、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、対向基板２００側に引き寄せられた電気泳動粒子１２の色が見えることになる。したがって、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、階調表示の原理を説明する。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をどちらかの電極に寄せる。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に印加すると、正に帯電した白色泳動粒子１２ｗは画素電極１０４に、負に帯電した黒色泳動粒子１２ｂは共通電極２０１に引き寄せられる。
【００１０】
次に、表示すべき階調に応じた極性の電圧を画素電極１０４に印加する。すると、電界によって電気泳動粒子１２は両電極間を移動する。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】
ところで、表示状態を変えるためには、分散媒１１の粘性抵抗に対抗して電気泳動粒子１２を一方の電極に泳動させる必要がある。このためには、比較的高い駆動電圧が必要である。もし、駆動電圧が低すぎる場合には、電気泳動粒子１２が電極表面上に残ってしまい、表示品質の低下を招く。しかしながら、一概に駆動電圧を高くすると、低電圧化、低消費電力化を図ることができない。
【００１３】
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、電圧化、低消費電力化を図りながら、表示品質を維持できる電気光学装置、その駆動方法および電子機器を提供することにある。
【００１４】
【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、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、前記共通電極又は前記画素電極に蓄積された電荷により生成された電界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を有する電気光学装置であって、前記制御手段が、前記共通電極に第１の対向電圧を印加して第１極性のリセット処理を行ない、その後で、第２の対向電圧を印加して第２極性の書込処理を行なう。
【００１５】
これによれば、リセット及び書込処理を行なう場合、リセット及び書込処理に適した極性の異なる対向電圧を利用することができる。従って、第１、第２の対向電圧を用いることにより、リセット及び書込処理に要する電圧を有効に利用できる。従って、より低電圧化、低消費電力化を図ることができる。
【００１６】
この電気光学装置において、前記駆動手段は、前記電気泳動粒子を移動させるために、第１の信号電圧と第２の信号前記電圧とを前記スイッチング素子に印加し、前記第１の信号電圧は前記第２の対向電圧と一致し、前記第２の信号電圧は前記第１の対向電圧と一致する。
【００１７】
これによれば、リセット及び書込処理に要する電圧をさらに有効利用することが可能であり、より低電圧化、低消費電力化を図ることができる。
この電気光学装置において、前記スイッチング素子には、保持容量の一端に接続され、前記保持容量の他端は前記共通電極に接続されている。
【００１８】
これによれば、保持容量へのリセット及び書込処理に要する電圧についても有効に利用できる。
この電気光学装置において、前記制御手段が、前記第２極性の書込処理の実行前に、すべての前記画素電極に対して、所定の電圧を印加してリセット動作を実行する。
【００１９】
これによれば、リセット動作により電気泳動粒子の初期状態化を図れるので、中間調を用いた階調表示を実現できる。
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、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、前記共通電極又は前記画素電極に蓄積された電荷により生成された電界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、前記共通電極に第１の対向電圧を印加して第１極性のリセット処理を行ない、その後で、第２の対向電圧を印加して第２極性の書込処理を行なう。
【００２０】
これによれば、リセット及び書込処理を行なう場合、リセット及び書込処理に適した極性の異なる対向電圧を利用することができる。従って、第１、第２の対向電圧を用いることにより、リセット及び書込処理に要する電圧を有効に利用できる。従って、より低電圧化、低消費電力化を図ることができる。
【００２１】
この電気光学装置の駆動方法において、前記駆動手段は、前記電気泳動粒子を移動させるために、第１の信号電圧と第２の信号前記電圧とを前記スイッチング素子に印加し、前記第１の信号電圧は前記第２の対向電圧と一致し、前記第２の信号電圧は前記第１の対向電圧と一致する。
【００２２】
これによれば、リセット及び書込処理に要する電圧をさらに有効利用することが可能であり、より低電圧化、低消費電力化を図ることができる。
この電気光学装置の駆動方法において、前記スイッチング素子には、保持容量の一端に接続され、前記保持容量の他端は前記共通電極に接続されている。
【００２３】
これによれば、保持容量へのリセット及び書込処理に要する電圧についても有効に利用できる。
この電気光学装置の駆動方法において、前記制御手段が、前記第２極性の書込処理の実行前に、すべての前記画素電極に対して、所定の電圧を印加してリセット動作を実行する。
【００２４】
これによれば、リセット動作により電気泳動粒子の初期状態化を図れるので、中間調を用いた階調表示を実現できる。
本発明における電子機器は、請求項１〜４のいずれか１つに記載の電気光学装置を実装した。
【００２５】
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。
【００２６】
【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７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。
【００２７】
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ており、この画素は、後述するスイッチング素子としてのＴＦＴ１０３や、このＴＦＴ１０３に接続された画素電極１０４を含んで構成されている。一方、素子基板１００の周辺領域には、走査線駆動回路１３０やデータ線駆動回路１４０が形成されている。
【００２８】
電気泳動表示装置の周辺回路には、コントローラ３００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、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。このリセットデータＤrestは画像データＤを出力す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を画素電極１０４又は共通電極２０１に引き寄せ、空間的な状態を初期化するために用いられる。
【００２９】
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。
【００３０】
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が形成されている。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。
【００３１】
この画素の構造を、図２を用いて説明する。この画素はＴＦＴ１０３、画素電極１０４及び保持容量１１０を含んで構成されている。ＴＦＴ１０３のゲート端子が走査線１０１に接続される一方、そのソース端子がデータ線１０２に接続されている。さらに、ＴＦＴ１０３のドレイン端子が画素電極１０４及び保持容量１１０に接続されている。
【００３２】
ところで、画素は、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１１１を形成している。また、保持容量１１０の他方は対向線１０６に接続されている。そして、共通電極２０１及び対向線１０６は、図１に示す対向電極変調回路１５０に接続されている。なお、配線の簡略のために、対向線１０６が前段のゲート線に接続される方式でもよい。但し、後述する対向電圧の切替え時に電圧が乱れるため、電気泳動粒子の応答が１フィールド期間に対して遅い場合に適用できる。つまり、複数フィールドの累積で書き込みが行われ電気泳動粒子が応答し、１フィールドの切替え時の乱れが誤差として吸収されるような場合に使用できる。
【００３３】
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、対向電極変調回路１５０から、対向電圧としての共通電極電圧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に応じた階調あるいは２値レベルが画素毎に表示される。
【００３４】
（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。
【００３５】
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〜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〜Ｙｍが生成され、各走査線１０１に出力される。
【００３６】
次に、駆動動作を図３、図４を用いて説明する。図３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４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。
【００３７】
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４に示すサンプリングパルスＳＲ１、ＳＲ２、…、ＳＲｎを順次生成するようになっている。
【００３８】
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に同時に取りこまれることになる。
【００３９】
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。
【００４０】
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４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４に示すデータＤｃ１〜Ｄｃｎを出力する。本図は、１選択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、選択期間中の状態は、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。
【００４１】
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。
【００４２】
（電気泳動表示装置の動作）
次に、図５を用いて電気泳動表示装置の動作について説明する。図５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。
【００４３】
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。
【００４４】
（１）リセット動作及び書込動作
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所定の電圧（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。なお中間調を表示する階調表示を行なう際には、すべての画素に対してリセット動作が必須である。本発明においては、表示濃度が飽和状態である２値表示であれば、書き込む色と同じ色の画素（黒ならば黒画素）ではリセット動作を省略できる。
【００４５】
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枚の表示画像が完成する。
【００４６】
以下、図６及び図７を用いて、さらに詳細に動作を説明する。図６はリセット処理、書込処理の動作フローである。そして、図７は各動作時の電気泳動表示装置のタイミングチャートである。ここで、リセット期間Ｔｒのリセット処理は、ステップ（Ｓ１−１）及び（Ｓ１−２）の工程に相当する。また、書込期間Ｔｗの書込処理はステップ（Ｓ１−３）及び（Ｓ１−４）の工程に相当する。本実施形態は、２値表示を行なう応答速度の遅い電気泳動素子の場合を例として説明する。１フレームは、前半ｎフィールド（Ｔｒ）と後半ｎフィールド（Ｔｗ）とから構成され、それぞれｎ回の走査を行なう。すなわち、１〜ｍの走査線１０１に２ｎ回のデータ走査が行なわれることにより一つの画像が完成する場合を想定する。
【００４７】
ここでは、ｉ行ｊ列（以下、（ｉ、ｊ）とする）及び（ｉ＋１）行ｊ列（以下、（ｉ＋１、ｊ）とする）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、ｊ）の画素に印加される電圧をＶ１と、（ｉ＋１、ｊ）の画素に印加される電圧をＶ２と表す。また、共通電極２０１側より視認される構成として、黒画素とは黒色泳動粒子１２ｂが白色泳動粒子１２ｗより共通電極２０１側に存在する画素を意味する。一方、白画素とは白色泳動粒子１２ｗが黒色泳動粒子１２ｂより共通電極２０１側に存在する画素を意味する。
【００４８】
リセット動作の準備を行なう。まず、共通電極２０１の対向電極電位を設定する（Ｓ１−１）。具体的には、コントローラ３００は、対向電極変調回路１５０に対して、対向電極電位の設定を指示する。ここでは、共通電極電圧Ｖｃｏｍを、第１の対向電圧（Ｖcoml）に設定する。このＶcomlには、黒画素を書き込むための電圧（第２の信号電圧）と同じ電圧を用いる。もちろん完全に同じでなくてもよいが、一般的には構成が簡単になり好ましい。この場合、対向電極変調回路１５０は、共通電極２０１及び対向線１０６を介して保持容量１１０にＶcomlを提供する。
【００４９】
次にリセット動作を実行する（Ｓ１−２）。ｉ番目の走査線１０１がアクティブになり、ｊ番目のデータ線にデータ線信号Ｘｊとして第１の信号電圧（Ｖcomh）が出力される場合を想定する。この場合、保持容量１１０、画素容量１１１に電荷が蓄積され、（ｉ、ｊ）の画素で電気泳動粒子１２の移動が始まる。
【００５０】
次に、（ｉ＋１）番目の走査線１０１がアクティブになり、ｊ番目のデータ線にデータ線信号Ｘｊとして第２の信号電圧（Ｖcoml）が出力される場合を想定する。この場合、（ｉ＋１、ｊ）の画素電極１０４に印加される第２の信号電圧と、共通電極２０１に印加されている第１の対向電圧（Ｖcoml）とが一致するため、電荷は蓄積されず電気泳動粒子１２の移動は生じない。この場合、２値表示を行なう場合には、電気泳動粒子１２の空間的な初期化が行なわれないため、この画素の特定の表示状態を示すものではなく不安定になる。もちろん、この画素にも初期化を行なうことも可能である。
【００５１】
次に、（ｉ、ｊ）の画素における電気泳動粒子１２の挙動について詳細に説明する。上述したリセット動作が行われているので、行列（ｉ、ｊ）の画素の電気泳動粒子１２は初期状態になる。ここでは、仮に白表示とする。このとき、画素電極１０４に共通電極２０１に対して負電圧が印加されると電界が生じ、電気泳動粒子１２は移動を開始する。負電荷を持つ黒色泳動粒子１２ｂは共通電極２０１から画素電極１０４へ移動し、正電荷を持つ白色泳動粒子１２ｗは画素電極１０４から共通電極２０１へ移動し、画素が白になっていく。ここで、行列（ｉ、ｊ）の画素における表示濃度はその画素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。以下、白画素の表示に必要なｎ回の走査を実行する。図７では第１フィールドの走査のみが図示されているが、第２フィールド以降も同様に走査される。
【００５２】
次に書込動作の準備を示す。まず対向電極電位を変更する（Ｓ１−３）。具体的には、コントローラ３００は、対向電極変調回路１５０に対して、対向電極電位の変更を指示する。ここでは、共通電極電圧Ｖｃｏｍを、第２の対向電圧（Ｖcomh）に設定する。このＶcomhには、白画素を書き込むための電圧（第１の信号電圧）と同じ電圧を用いる。この場合、対向電極変調回路１５０は、共通電極２０１及び対向線１０６を介して保持容量１１０にＶcomhを提供する。
【００５３】
次に、書込動作を行なう（Ｓ１−４）。ｉ番目の走査線１０１がアクティブになった場合、ｊ番目のデータ線にデータ線信号Ｘｊとして第１の信号電圧（Ｖcomh）が出力される。この場合、（ｉ、ｊ）の画素電極１０４に印加される第１の信号電圧と、共通電極２０１に印加されている第２の対向電圧（Ｖcomh）とが一致するため、電荷は蓄積されず電気泳動粒子１２の移動は生じない。従って、白表示が保持されている。
【００５４】
一方、（ｉ＋１）番目の走査線１０１がアクティブになった場合、ｊ番目のデータ線にデータ線信号Ｘｊとして第２の信号電圧（Ｖcoml）が出力される。この場合、保持容量１１０、画素容量１１１に電荷が蓄積され、（ｉ＋１、ｊ）の画素で電気泳動粒子１２の移動が始まる。
【００５５】
以下、黒画素の表示に必要なｎ回の走査を実行する。この場合も、白画素のリセット処理時と同様に電気泳動粒子１２が泳動し、表示濃度を生じる。このように、共通電極電圧Ｖｃｏｍとして第２の対向電圧（Ｖcomh）が設定されている場合には、黒画素のみの電気泳動粒子１２の移動が行なわれる。２値表示はこのように表示が可能である。
【００５６】
２値でなく階調表示を行なう場合は次のような手順を加える必要がある。各画素は保持容量１１０及び画素容量１１１を有する。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ているので、両電極間には一定の電界が継続して発生することになる。電界が付与される限り黒色泳動粒子１２ｂや白色泳動粒子１２ｗは泳動を続ける。中間濃度を得るためには、電界の発生を停止させる必要がある。つまり画素容量に蓄積されている電荷を取り去る工程が必要となる。この工程では、共通電極電圧Ｖｃｏｍが画素電極１０４に印加される。
【００５７】
画素電極１０４と共通電極２０１とが等電位になる。ここで、分散媒１１の粘性抵抗がある程度大きいとすれば、電気泳動粒子１２は外力が作用しなくなくなる時刻において泳動を停止する。この結果、表示濃度は任意の中間濃度を取ることになる。このような機構であるため、初期化が必要であることは前述の通りである。
【００５８】
（２）保持動作
次に、図５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。電気泳動粒子１２は、電界がなければ移動せず、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。
【００５９】
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、まず共通電極電圧ＶｃｏｍをＶcomlに設定し、白画素をリセットする書き込みを行なう。白画素の書き込み終了後、共通電極電圧ＶｃｏｍをＶcomhに変更し、黒画素の書き込みを行なう。電気泳動表示装置では、一度、書き込みを完了した電気泳動粒子１２の空間分布は、分散媒１１の粘性抵抗によりその状態を保持できるので、他の電気泳動粒子１２の空間分布を書き込むことができる。この性質を利用して、共通電極電圧Ｖｃｏｍを基準として、書込動作に必要な電圧を有効に利用することができる。従って、書込動作に必要な電圧を維持しながら、全体として低電圧化を図り、低消費電力化を実現することができる。特に、上記実施形態のように、第１の信号電圧と第２の対向電圧、第２の信号電圧と第１の対向電圧とを一致させることにより、それぞれの書き込みに必要な電圧を、より有効に利用することができ、電源回路の構成も簡素にできる。
【００６０】
・ 上記実施形態では、保持容量１１０の一端はＴＦＴ１０３のドレイン端子に、他端は対向線１０６を介して対向電極変調回路１５０に接続する。このため、保持容量１１０に対しても、共通電極電圧Ｖｃｏｍを基準として書込処理が行なわれるため、書込電圧を有効に利用することができる。
【００６１】
（第２の実施形態）
次に、第１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。
【００６２】
（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８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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
また、電気泳動表示パネル１００１の表示画像は、顔料粒子である電気泳動粒子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。
【００６６】
（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９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。
【００６７】
なお、電子機器としては、図８〜図９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を適用することができる。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。
【００６８】
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、２値表示の電気泳動表示装置を想定して説明した。これに代えて、階調表示の電気泳動表示装置に適用してもよい。この場合、全画素でリセット動作を行なう必要があるが、より高品位に表示を行なうことができる。
【００６９】
・ 上記実施形態では、保持容量１１０の一端はＴＦＴ１０３のドレイン端子に、他端は対向線１０６を介して対向電極変調回路１５０に接続する。これに代えて、保持容量１１０の他端を隣の走査線１０１に接続してもよい。これによっても、書き込むための電圧を有効に利用することができる。
【００７０】
・ 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、フルカラー表示が可能である。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種類が用いる。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（上述した例では補色）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。
【００７１】
【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、低電圧化、低消費電力化を図り、より表示品位の高い所望の画像を提供することができる。また低電圧化により、ドライバＩＣ等の低コスト化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１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】１画素の等価回路。
【図３】同装置のデータ線駆動回路のブロック図。
【図４】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５】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６】書込動作時の処理フロー図。
【図７】書込動作におけるタイミングチャート。
【図８】電子機器の一例たる電子書籍の概観斜視図。
【図９】電子機器の一例たる携帯電話の概観斜視図。
【図１０】電気泳動表示装置の部分断面図。
【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
１００ 素子基板
１０３ スイッチング素子としてのＴＦＴ
１０４ 画素電極
１１０ 保持容量
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
１５０ 対向電極変調回路
２０１ 共通電極
３００ 制御手段としてのコントローラ
Ｙ１〜Ｙｍ 走査線
Ｘ１〜Ｘｎ データ線

Claims (9)

1. 共通電極と、前記共通電極に対向した画素電極と、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、互いに正又は負の異なる電荷を有した２色の泳動粒子と、分散媒と、を含有する分散系を備え、
   前記共通電極又は前記画素電極に蓄積された電荷により生成された電界を用いて前記２色の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を有する電気光学装置であって、
   前記制御手段が、前記共通電極に第１の対向電圧を印加して第１極性のリセット処理を行ない、
   その後で、第２の対向電圧を印加して第２極性の書込処理を行ない、
   前記リセット処理及び前記書込処理は、複数のフィールドの期間にわたって行われることを特徴とする電気光学装置。
2. 前記駆動手段は、前記２色の泳動粒子を移動させるために、第１の信号電圧と第２の信号電圧とを前記スイッチング素子に印加し、
   前記第１の信号電圧は前記第２の対向電圧と一致し、
   前記第２の信号電圧は前記第１の対向電圧と一致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. 前記スイッチング素子には、保持容量の一端に接続され、
   前記保持容量の他端は前記共通電極に接続されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電気光学装置。
4. 前記制御手段が、前記第２極性の書込処理の実行前に、すべての前記画素電極に対して、所定の電圧を印加してリセット動作を実行することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電気光学装置。
5. 共通電極と、前記共通電極に対向した画素電極と、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、互いに正又は負の異なる電荷を有した２色の泳動粒子と、分散媒と、を含有する分散系を備え、
   前記共通電極又は前記画素電極に蓄積された電荷により生成された電界を用いて前記２色の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、前記共通電極に第１の対向電圧を印加して第１極性のリセット処理を行ない、
   その後で、第２の対向電圧を印加して第２極性の書込処理を行ない、
   前記リセット処理及び前記書込処理は、複数のフィールドの期間にわたって行うことを特徴とする電気光学装置の駆動方法。
6. 前記駆動手段は、前記２色の泳動粒子を移動させるために、第１の信号電圧と第２の信号電圧とを前記スイッチング素子に印加し、
   前記第１の信号電圧は前記第２の対向電圧と一致し、
   前記第２の信号電圧は前記第１の対向電圧と一致することを特徴とする請求項５に記載の電気光学装置の駆動方法。
7. 前記スイッチング素子には、保持容量の一端に接続され、
   前記保持容量の他端は前記共通電極に接続されていることを特徴とする請求項５又は６に記載の電気光学装置の駆動方法。
8. 前記制御手段が、前記第２極性の書込処理の実行前に、すべての前記画素電極に対して、所定の電圧を印加してリセット動作を実行することを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の電気光学装置の駆動方法。
9. 請求項１〜４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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