JP4483639B2 - 電気泳動表示装置とその駆動方法 - Google Patents
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Description
まず、全体の装置構成について説明する。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。電気泳動表示パネルAの周囲には、走査線駆動回路130、データ線駆動回路140、対向電極変調回路150及び容量線駆動回路160が配置されている。電気泳動表示パネルAは複数の画素から構成されている。
図2は、上記画素の構造を示しており、同図(A)は電気泳動表示パネルの画素部分の断面図を示している。また、同図(B)は画素の電気回路を示している。
次に、本発明における動作原理について図2及び図3を参照して説明する。本発明は保持容量へのバイアス電圧を画像表示の動作モードに応じて制御することによって画素電極と共通電極との電圧差(電界強度)を適宜に設定し、帯電粒子の拡散移動を抑制したり、積極的に帯電粒子の移動を促したりすることによって、コントラストの低下や残像の発生を防止している。
(VD1−VG)Cepd=(Vs1−VD1) … 式(1)
(VD2−VG)Cepd=(Vs2−VD2) … 式(2)
両式より、VD2=VD1+(Csc/(Cepd+Csc))・(Vs2−Vs1)
VD2=VD1+α・(Vs2−Vs1) … 式(3)
ここで、α=Csc/(Cepd+Csc)であり、0<α<1である。
通常は、Csc>>Cepdであり、Csc>10Cepd程度である。Csc=10Cepdとすると、α=0.91となり、上記VD2は、
VD2=VD1+0.91・(Vs2−Vs1) となる。
Vcom-C>VL+α・(VSC−VSL) となる。
Vcom-C<VH+α・(VSC−VSH) となる。
このような保持容量バイアス電圧の設定による画素表示の制御例について、以下に説明する。
任意の画素(i,j)(図2参照)における書込み動作について図4及び図6を参照して説明する。
なお、実施例の説明図では、電気泳動の負帯電粒子が白で、正帯電粒子が黒である場合を例にしているが、負帯電粒子が黒で、正帯電粒子が白であってもよい。
上述した画像表示を構成する一連の動作モードについて種々の書込みパターンを参照してより具体的に説明する。
図4及び図6を参照して更に説明する。この例では、負帯電粒子が白着色粒子、正帯電粒子が黒着色粒子の場合である。
期間tRにおける共通電極バイアス信号をVcom(tR)と表すと、共通電極バイアス信号Vcom(tR)=Vcom-Hに設定される。
Vcom−Vij(tR)=Vcom-H−VL>0 であり、負帯電粒子が共通電極Com側に、正帯電粒子が画素電極側に集まるので、図6(b)に示すように、白表示となる。
期間tWにおける共通電極バイアス信号をVcom(tW)と表すと、共通電極バイアス信号Vcom(tW)=Vcom-Cに設定される。
Vij(tW)=Vij(tR)+α・(Vs(tW)−Vs(tR))
=VL+α・(VSC−VSH) に設定される。
Vcom(tW)−Vij(tW)=Vcom-C−(VL−α(VSC−VSH))>Vcom-C−VL であり、白表示となる。
書込み期間tIにおける共通電極バイアス信号をVcom(tI)と表すと、共通電極バイアス信号Vcom(tI)=Vcom-Cに設定される。期間tIにおける画素(i,j)の画素電圧Vij(tI)は、TFT103の導通によってVij(tI)=VL に設定される。
Vcom(tI)−Vij(tI)=Vcom-C−VL>0 であり、白表示となる。
Vcom(tI)−Vij(tI)=5−0=5[V]>0
この期間は、白粒子を上側共通電極Comに引き続けるので、図6(d)に示すように、白表示の白レベルが向上する。白コントラストが向上し、残像が解消する。
データ保持期間tKにおける共通電極バイアス信号をVcom(tK)と表すと、共通電極バイアス信号Vcom(tK)=Vcom-Cに設定される。期間tKにおける画素(i,j)の画素電圧Vij(tK)は、TFT103の非導通により、
Vij(tK)=Vij(tI)+α・(Vs(tK)−Vs(tI))
=VL+α・(VSC−VSL) に設定される。
Vcom(tK)−Vij(tK)=Vcom-C−(VL+α(VSC−VSL))>0
従って、白表示となる。
Vcom(tK)−Vij(tK)=5−4.5[V]=0.5[V]>0となる。
上述した(1)−1)負帯電粒子リセット、同2)待機期間に続いて、図6(d’)に示されるように黒書込みが行われる場合、
書込み期間tIにおける共通電極バイアス信号をVcom(tI)と表すと、共通電極バイアス信号Vcom(tI)=Vcom-Cに設定される。期間tIにおける画素(i,j)の画素電圧Vij(tI)は、TFT103の導通によってVij(tI)=VH に設定される。
Vcom(tI)−Vij(tI)=Vcom-C−VH<0 であり、黒表示となる。
Vcom(tI)−Vij(tI)=5−10=−5[V]>0
この期間は、白粒子を上側共通電極Comに引き続けるので、白表示の白レベルが向上する。白コントラストが向上し、残像が解消する。
データ保持期間tKの共通電極バイアス信号Vcom(tK)は、Vcom(tK)=Vcom-Cに設定される。画素電圧Vij(tK)は、TFT103の非導通により、
Vij(tK)=Vij(tI)+α・(Vs(tK)−Vs(tI))
=VH+α・(VSC−VSL) に設定される。
Vcom(tK)−Vij(tK)=Vcom-C−VH−α(VSC−VSL))<0
従って、図6(e’)に示すように、黒表示となる。
Vcom(tK)−Vij(tK)=5−10−4.5[V]=−9.5[V]<0となる。
図5は、正帯電粒子リセット後の書込みを説明する信号タイミング図である。同図において、図4と対応する部分には同じ符号を付している。前述したように、正帯電粒子は黒着色、負帯電粒子は白着色である。
期間tRにおける共通電極バイアス信号をVcom(tR)と表すと、共通電極バイアス信号Vcom(tR)=Vcom-Hに設定される。
Vcom−Vij(tR)=Vcom-L−VH<0 であり、黒表示となる。
期間tWにおける共通電極バイアス信号をVcom(tW)と表すと、共通電極バイアス信号Vcom(tW)=Vcom-Cに設定される。
Vij(tW)=Vij(tR)+α・(Vs(tW)−Vs(tR))
=VH+α・(VSC−VSL) に設定される。
Vcom(tW)−Vij(tW)=Vcom-C−(VH−α(VSC−VSL))<Vcom-C−VH であり、黒表示となる。
書込み期間tIにおける共通電極バイアス信号をVcom(tI)と表すと、共通電極バイアス信号Vcom(tI)=Vcom-Cに設定される。期間tIにおける画素(i,j)の画素電圧Vij(tI)は、TFT103の導通によってVij(tI)=VH に設定される。
Vcom(tI)−Vij(tI)=Vcom-C−VH<0 であり、黒表示となる。
Vcom(tI)−Vij(tI)=5−10=−5[V]>0
この期間は、黒粒子を上側共通電極Comに引き続けるので、黒表示の黒レベルが向上する。黒コントラストが向上し、残像が解消する。
データ保持期間tKにおける共通電極バイアス信号をVcom(tK)と表すと、共通電極バイアス信号Vcom(tK)=Vcom-Cに設定される。期間tKにおける画素(i,j)の画素電圧Vij(tK)は、TFT103の非導通により、
Vij(tK)=Vij(tI)+α・(Vs(tK)−Vs(tI))
=VH+α・(VSC−VSH) に設定される。
Vcom(tK)−Vij(tK)=Vcom-C−(VH+α(VSC−VSH))<0
従って、黒表示となる。
Vcom(tK)−Vij(tK)=5−5.5[V]=−0.5[V]<0となる。
上述した(2)−1)正帯電粒子リセット、同2)待機期間に続いて、白書込みが行われる場合、
書込み期間tIにおける共通電極バイアス信号をVcom(tI)と表すと、共通電極バイアス信号Vcom(tI)=Vcom-Cに設定される。期間tIにおける画素(i,j)の画素電圧Vij(tI)は、TFT103の導通によってVij(tI)=VL に設定される。
Vcom(tI)−Vij(tI)=Vcom-C−VL>0 であり、白表示となる。
Vcom(tI)−Vij(tI)=5−0=5[V]>0
この期間は、白粒子を上側共通電極Comに引き続けるので、白表示の白レベルが向上する。白コントラストが向上し、残像が解消する。
データ保持期間tKの共通電極バイアス信号Vcom(tK)は、Vcom(tK)=Vcom-Cに設定される。画素電圧Vij(tK)は、TFT103の非導通により、
Vij(tK)=Vij(tI)+α・(Vs(tK)−Vs(tI))
=VL+α・(VSC−VSH)<VL に設定される。
Vcom(tK)−Vij(tK)=Vcom-C−VL−α(VSC−VSH))>Vcom-C−VL>0
従って、白表示となる。
Vcom(tK)−Vij(tK)=5−0+4.5[V]=+9.5[V]>0となる。
図6乃至図9は、上述した実施例における共通電極と画素電極間の電場と電気泳動粒子の状態を複数の表示条件に対応して模式的に示している。各図において、(a)図は前画面の状態、(b)図は負帯電白粒子のリセットの状態、(c)図は待機状態、(d)図は書込み状態、(e)図はデータ保持の状態を示している。また、図中の上側の電極が共通電極Comを、下側の電極が画素電極を示しており、各電極の電圧と、例示の電圧値が示されている。画素(i,j)の画素電極の電圧はVijで示されている。
図10乃至図13は、保持容量の第2電極を接地した構成の電気泳動表示装置の画素回路の比較例を示している。実施例と同様に、2粒子系で、白粒子が負に帯電し、黒粒子が正に帯電している。
Claims (8)
- 複数の走査線と、
前記複数の走査線に対応して設けられた複数の保持容量線と、
複数の信号線と、
前記複数の走査線と前記複数の信号線との交差に対応して設けられた複数の画素と、
前記画素毎に設けられた、TFT、保持容量、画素電極と、
複数の前記画素電極に対向する共通電極と、
複数の前記画素電極と前記共通電極との間に配置され、帯電した粒子を含む電気泳動材料と、を備え、
前記TFTのソース電極は前記保持容量の第1電極及び前記画素電極に接続され、ドレイン電極は前記信号線に接続され、ゲートは前記走査線に接続され、前記保持容量の第2電極は前記保持容量線に接続され、
前記複数の保持容量線には保持容量線毎に独立に保持容量バイアス信号が供給され、前記保持容量バイアス信号は、第1信号と、前記第1信号より電位の高い第2信号と、前記第2信号より電位の高い第3信号とを含み、
前記共通電極には、リセット期間においてリセット電圧に対応する電位が供給され、前記リセット期間後の画像信号導入期間において前記リセット電圧に対応する電位より低い電位が供給され、
前記保持容量線には、前記リセット期間には前記第3信号が供給され、前記画像信号導入期間には前記第1信号が供給され、前記データ保持期間には前記第2信号が供給される、
ことを特徴とする電気泳動表示装置。 - 前記帯電粒子は、負帯電粒子と正帯電粒子とを含み、
前記リセット期間には、前記負帯電粒子が前記共通電極側に引き寄せられる、
ことを特徴とする請求項1に記載の電気泳動表示装置。 - 複数の走査線と、
前記複数の走査線に対応して設けられた複数の保持容量線と、
複数の信号線と、
前記複数の走査線と前記複数の信号線との交差に対応して設けられた複数の画素と、
前記画素毎に設けられた、TFT、保持容量、画素電極と、
複数の前記画素電極に対向する共通電極と、
複数の前記画素電極と前記共通電極との間に配置され、帯電した粒子を含む電気泳動材料と、を備え、
前記TFTのソース電極は前記保持容量の第1電極及び前記画素電極に接続され、ドレイン電極は前記信号線に接続され、ゲートは前記走査線に接続され、前記保持容量の第2電極は前記保持容量線に接続され、
前記複数の保持容量線には保持容量線毎に独立に保持容量バイアス信号が供給され、前記保持容量バイアス信号は、第1信号と、前記第1信号より電位の高い第2信号と、前記第2信号より電位の高い第3信号とを含み、
前記共通電極には、リセット期間においてリセット電圧に対応する電位が供給され、前記リセット期間後の前記画像信号導入期間において前記リセット電圧に対応する電位より高い電位が供給され、
前記保持容量線には、前記リセット期間には第1信号が供給され、前記画像信号導入期間には前記第3信号が供給され、前記データ保持期間には前記第2信号が供給される、
ことを特徴とする電気泳動表示装置。 - 前記帯電粒子は、負帯電粒子と正帯電粒子とを含み、
前記リセット期間には、前記正帯電粒子が前記共通電極側に引き寄せられる、
ことを特徴とする請求項3に記載の電気泳動表示装置。 - 複数の走査線と、
前記複数の走査線に対応して設けられた複数の保持容量線と、
複数の信号線と、
前記複数の走査線と前記複数の信号線との交差に対応して設けられた複数の画素と、
前記画素毎に設けられた、TFT、保持容量、画素電極と、
複数の前記画素電極に対向する共通電極と、
複数の前記画素電極と前記共通電極との間に配置され、帯電した粒子を含む電気泳動材料と、を備え、
前記TFTのソース電極は前記保持容量の第1電極及び前記画素電極に接続され、ドレイン電極は前記信号線に接続され、ゲートは前記走査線に接続され、前記保持容量の第2電極は前記保持容量線に接続され、前記複数の保持容量線には保持容量線毎に独立に保持容量バイアス信号が供給される電気泳動表示装置の駆動方法であって、
前記保持容量バイアス信号は時間軸上に、前記画素電極に画像信号を導入する画像信号導入期間と、前記画像信号導入期間にて表示された色調を維持するデータ保持期間と、前記画像信号導入期間の前にリセット期間と、を有し、
前記画像信号導入期間における前記保持容量バイアス信号の電位は、前記データ保持期間における前記保持容量バイアス信号の電位より低く、
前記画像信号導入期間における前記保持容量バイアス信号の電位は、前記データ保持期間における前記保持容量バイアス信号の電位より低く、前記リセット期間における前記保持容量バイアス信号の電位は、前記画像信号導入期間における前記保持容量バイアス信号の電位及び前記データ保持期間における前記保持容量バイアス信号の電位より高い、ことを特徴とする電気泳動表示装置の駆動方法。 - 前記帯電粒子は、負帯電粒子と正帯電粒子とを含み、
前記リセット期間においては、前記負帯電粒子が前記共通電極側に引き寄せられる、
ことを特徴とする請求項5に記載の電気泳動表示装置の駆動方法。 - 複数の走査線と、
前記複数の走査線に対応して設けられた複数の保持容量線と、
複数の信号線と、
前記複数の走査線と前記複数の信号線との交差に対応して設けられた複数の画素と、
前記画素毎に設けられた、TFT、保持容量、画素電極と、
複数の前記画素電極に対向する共通電極と、
複数の前記画素電極と前記共通電極との間に配置され、帯電した粒子を含む電気泳動材料と、を備え、
前記TFTのソース電極は前記保持容量の第1電極及び前記画素電極に接続され、ドレイン電極は前記信号線に接続され、ゲートは前記走査線に接続され、前記保持容量の第2電極は前記保持容量線に接続され、前記複数の保持容量線には保持容量線毎に独立に保持容量バイアス信号が供給される電気泳動表示装置の駆動方法であって、
前記保持容量バイアス信号は時間軸上に、前記画素電極に画像信号を導入する画像信号導入期間と、前記画像信号導入期間にて表示された色調を維持するデータ保持期間と、前記画像信号導入期間の前にリセット期間と、を有し、
前記画像信号導入期間における前記保持容量バイアス信号の電位は、前記データ保持期間における前記保持容量バイアス信号の電位より高く、
前記画像信号導入期間における前記共通電極の電位は、前記リセット期間における前記共通電極の電位より高く、前記リセット期間における前記保持容量バイアス信号の電位は、前記画像信号導入期間における前記保持容量バイアス信号の電位及び前記データ保持期間における前記保持容量バイアス信号の電位より低い、
ことを特徴とする電気泳動表示装置の駆動方法。 - 前記帯電粒子は、負帯電粒子と正帯電粒子とを含み、
前記リセット期間においては、前記正帯電粒子が前記共通電極側に引き寄せられる、
ことを特徴とする請求項7に記載の電気泳動表示装置の駆動方法。
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