JP4849416B2 - 電気泳動表示装置とその駆動方法 - Google Patents

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Description

本発明は、電気泳動表示装置に関し、特に、半導体スイッチング素子の特性劣化を防ぐようにした電気泳動表示装置とその駆動方法に関する。
電荷を有する物質が電気場に置かれると、その物質は電荷、分子の大きさ及び形等によって特有の移動をする。そのような移動を電気泳動といい、移動程度の差異により物質が分離される現象を電気泳動という。近来、このような電気泳動を用いる表示装置が開発されつつあり、従来の紙媒体や表示装置を代用する媒体として注目を受けている。
電気泳動を用いる表示装置を開示している文献がある（例えば、特許文献１及び２参照）。このような電気泳動表示装置は、以前の状態によって不均一に帯電された粒子が混ぜられているマイクロカプセル（ｍｉｃｒｏ ｃａｐｓｕｌｅｓ）を初期化するためのリセット期間、マイクロカプセル内の黒色粒子と白色粒子とを完全に分離させて、双安定状態にマイクロカプセルを安定化させる安定化期間及び更新（ｕｐｄａｔｅ）しようとする次の状態のデータ電圧を供給するデータ記入期間を経てデータを更新する。リセット期間、安定化期間及びデータ記入期間を合わせた期間は、略々１２８個のフレーム期間と同一である。このように電気泳動表示装置は１２８個のフレーム期間に亘ってマイクロカプセルにより表示画像を更新する。このように表示画像の更新が完了した後には、電気泳動表示装置の電源をオフさせた後でも、（電子的に書き換えない限り）約６ヶ月程度経過しても電気泳動表示装置の画像は変化しない。
一方、表示画像の更新が完了した後、電気泳動表示装置は低電力消費のスリープモード（ｓｌｅｅｐ ｍｏｄｅ）で駆動されることができ、このスリープモードで電気泳動表示装置の電源はオフされない。スリープモードで、ゲートラインにはゲートロー電圧が長時間に亘って印加される。ゲートラインにゲート電極が接続された薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＴＦＴ）は、スリープモードで長時間に亘って供給されるゲートロー電圧によりゲートバイアスストレスを受けるようになる。このため、従来の電気泳動表示装置はスリープモードでＴＦＴの特性が劣化し、ＴＦＴの臨界電圧が変動するか、オフ電流（ｏｆｆ ｃｕｒｒｅｎｔ）が増加する等の問題点がある。
米国特許ＵＳ７，０１２，６００号明細書 米国特許ＵＳ７，１１９，７７２号明細書
本発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、半導体スイッチング素子の特性劣化を防ぐように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としている。
前記目的を達成するために、本発明に係る電気泳動表示装置は、データが更新されるデータ更新期間と、データが保持されるスリープモード期間とに分けて駆動される電気泳動表示装置であって、互いに交差される複数のデータライン及び複数のゲートラインと、画素電極及び共通電極とを含み、前記データライン及び前記ゲートラインにより定義されたセル領域ごとに形成された複数の電気泳動セルと、前記データラインと前記ゲートラインとの交差部に形成され、前記データラインからの電圧を前記画素電極に供給するＴＦＴとを有する電気泳動表示パネルと、前記データラインにデータ電圧を供給するデータ駆動回路と、前記ゲートラインにスキャンパルスを供給するゲート駆動回路と、ガンマ補償電圧を前記データ駆動回路に供給し、ゲートハイ電圧とゲートロー電圧を前記ゲート駆動回路に供給し、共通電圧を前記共通電極に供給する電源回路と、前記データ更新期間後、前記データ駆動回路、ゲート駆動回路及び電源回路を前記スリープモードで動作させる制御器とを備え、前記データ更新期間後、ソースホールディングタイムにおいて、前記データ駆動回路は前記データ電圧を維持し、前記電源回路は共通電圧を維持し、前記ゲート駆動回路は前記複数のゲートラインの電圧をゲートロー電圧に低め、前記制御器は、前記スリープモード期間において、前記データライン、前記共通電極及び前記ゲートラインをハイインピーダンス状態に順次転換させることを特徴とする。
また、本発明に係る電気泳動表示装置は、データが更新されるデータ更新期間と、データが保持されるスリープモード期間とに分けて駆動される電気泳動表示装置であって、互いに交差される複数のデータライン及び複数のゲートラインと、画素電極及び共通電極とを含み、前記データライン及び前記ゲートラインにより定義されたセル領域ごとに形成された複数の電気泳動セルと、前記データラインと前記ゲートラインとの交差部に形成され、前記データラインからの電圧を前記画素電極に供給するＴＦＴとを有する電気泳動表示パネルと、前記データラインにデータ電圧を供給するデータ駆動回路と、前記ゲートラインにスキャンパルスを供給するゲート駆動回路と、前記データ更新期間において、ガンマ補償電圧を前記データ駆動回路に供給し、ゲートハイ電圧とゲートロー電圧を前記ゲート駆動回路に供給し、共通電圧を前記共通電極に供給する電源回路と、前記データ更新期間後、前記データ駆動回路、ゲート駆動回路及び電源回路を前記スリープモードで動作させる制御器とを備え、前記データ更新期間後、ソースホールディングタイムにおいて、前記データ駆動回路は前記データ電圧を維持し、前記電源回路は共通電圧を維持し、前記ゲート駆動回路は前記複数のゲートラインの電圧をゲートロー電圧に低め、前記制御器は、前記スリープモード期間において、前記ゲートラインの電圧と前記共通電極の電圧とを基底電圧に順次制御することを特徴とする。
また、本発明に係る電気泳動表示装置の駆動方法は、互いに交差される複数のデータライン及び複数のゲートラインと、画素電極及び共通電極とを含み、前記データライン及び前記ゲートラインにより定義されたセル領域ごとに形成された複数の電気泳動セルと、前記データラインと前記ゲートラインとの交差部に形成され、前記データラインからの電圧を前記画素電極に供給するＴＦＴとを有する電気泳動表示パネルを含む電気泳動表示装置の駆動方法であって、前記データ更新期間において前記データラインにデータ電圧を供給するステップと、前記データ更新期間において前記ゲートラインにスキャンパルスを供給するステップと、前記データ更新期間においてガンマ補償電圧を前記データラインを駆動するデータ駆動回路に供給するステップと、前記データ更新期間においてゲートハイ電圧とゲートロー電圧を前記ゲートラインを駆動するゲート駆動回路に供給するステップと、前記データ更新期間において共通電圧を前記共通電極に供給するステップと、前記データの更新の後にスリープモード期間において、前記データライン、前記共通電極及び前記ゲートラインをハイインピーダンス状態に順次転換させるステップとを備え、前記データ更新期間後、ソースホールディングタイムにおいて、前記データ駆動回路は前記データ電圧を維持し、前記電源回路は共通電圧を維持し、前記ゲート駆動回路は前記複数のゲートラインの電圧をゲートロー電圧に低めることを特徴とする。
また、本発明に係る電気泳動表示装置の駆動方法は、互いに交差される複数のデータライン及び複数のゲートラインと、画素電極及び共通電極とを含み、前記データライン及び前記ゲートラインにより定義されたセル領域ごとに形成された複数の電気泳動セルと、前記データラインと前記ゲートラインとの交差部に形成され、前記データラインからの電圧を前記画素電極に供給するＴＦＴとを有する電気泳動表示パネルを含む電気泳動表示装置の駆動方法であって、前記データ更新期間において前記データラインにデータ電圧を供給するステップと、前記データ更新期間において前記ゲートラインにスキャンパルスを供給するステップと、前記データ更新期間においてガンマ補償電圧を前記データラインを駆動するデータ駆動回路に供給するステップと、前記データ更新期間においてゲートハイ電圧とゲートロー電圧を前記ゲートラインを駆動するゲート駆動回路に供給するステップと、前記データ更新期間において共通電圧を前記共通電極に供給するステップと、前記データの更新の後にスリープモード期間において、前記ゲートラインの電圧と前記共通電極の電圧を基底電圧に順次転換させるステップとを備え、前記データ更新期間後、ソースホールディングタイムにおいて、前記データ駆動回路は前記データ電圧を維持し、前記電源回路は共通電圧を維持し、前記ゲート駆動回路は前記複数のゲートラインの電圧をゲートロー電圧に低めることを特徴とする。
本発明に係る電気泳動表示装置とその駆動方法は、スリープモードでゲートラインの電圧をハイインピーダンス状態に制御するか、基底電圧に変わることにより、半導体スイッチング素子、即ち、ＴＦＴの特性変化やオフ電流の発生を防ぐことができる。また、本発明に係る電気泳動表示装置とその駆動方法は、スリープモードでデータラインの電圧、共通電極の電圧、ゲートラインの電圧を基底電圧に順次調整し、その電圧が同時に変わる際に発生し得る問題点の発生を防ぐことができ、スリープモードで消費電力を減らし、静電気を迅速に分散放電させることができる。
以下、図１〜図１３を参照して、本発明の好ましい実施の形態について説明する。
図１及び図２を参照すると、本発明の実施の形態に係る電気泳動表示装置は、ｍ×ｎ個のセル１６が格子状に配列される表示パネル１４と、データ電圧を表示パネル１４のデータラインＤ１〜Ｄｍに供給するデータ駆動回路１２と、表示パネル１４のゲートラインＧ１〜Ｇｎにスキャンパルスを供給するためのゲート駆動回路１３と、表示パネル１４に供給される駆動電圧を発生する直流−直流変換器（ＤＣ−ＤＣ Ｃｏｎｖｅｒｔｏｒ）１５と、データ/ゲート駆動回路１２，１３と直流−直流変換器１５とを制御するためのタイミングコントローラ１１とを備える。
表示パネル１４は、図２に示すように、複数のマイクロカプセル２０が２枚の基板間に形成されるように構成される。マイクロカプセル２０のそれぞれは、陽に帯電された白色粒子２１と陰に帯電された黒色粒子２２とを含む。この表示パネル１４の下部基板上に形成されたｍ個のデータラインＤ１〜Ｄｍとｎ個のゲートラインＧ１〜Ｇｎとは互いに交差する。データラインＤ１〜ＤｍとゲートラインＧ１〜Ｇｎとの交差部にはＴＦＴが接続される。ＴＦＴのソース電極はデータラインＤ１〜Ｄｍに接続され、そのドレイン電極はセル１６の画素電極１７に接続される。そして、ＴＦＴのゲート電極はゲートラインＧ１〜Ｇｎに接続される。ＴＦＴは、ゲートラインＧ１〜Ｇｎからのスキャンパルスに応じてターンオンされることにより、表示しようとする一ラインのセル１６を選択する。表示パネル１４の上部透明基板上には全セルに共通電圧Ｖｃｏｍを同時に供給するための共通電極１８が形成される。
一方、マイクロカプセル２０は陰に帯電された白色粒子と陽に帯電された黒色粒子とを含むことができる。この場合、後述する駆動波形の位相と電圧が変化する可能性がある。
データ駆動回路１２は、シフトレジスタ、ラッチ、デジタル−アナログ変換器及び出力バッファ等をそれぞれ含む複数のデータドライブ集積回路から構成される。このデータ駆動回路１２は、タイミングコントローラ１１の制御下でデジタルデータをラッチし、そのデジタルデータをガンマ補償電圧Ｖｇａｍｍａに変換し、データラインＤ１〜Ｄｎに供給されるデータ電圧を発生する。
ゲート駆動回路１３は、シフトレジスタ、シフトレジスタの出力信号のスイング幅をＴＦＴの駆動に適するスイング幅に変換するためのレベルシフタ及びレベルシフタとゲートラインＧ１〜Ｇｎの間に接続される出力バッファをそれぞれ含む複数のゲートドライブ集積回路から構成される。このゲート駆動回路１３は、データラインＤ１〜Ｄｍに供給されるデータ電圧に同期されるスキャンパルスを順次出力する。ゲートラインＧ１〜Ｇｎに供給されるスキャンパルスは、ゲートロー電圧（Ｇａｔｅ Ｌｏｗ Ｖｏｌｔａｇｅ：Ｖｇａ）と、ＴＦＴの臨界電圧より高いゲートハイ電圧（Ｇａｔｅ Ｈｉｇｈ Ｖｏｌｔａｇｅ：Ｖｇｈ）との間でスイングする。
直流−直流変換器１５は、システム電源からの直流電源を用いて、共通電圧Ｖｃｏｍ、ゲートハイ電圧Ｖｇｈ、ゲートロー電圧Ｖｇｌ及びガンマ補償電圧Ｖｇａｍｍａを発生する。共通電圧Ｖｃｏｍは略々−１〜−２Ｖ程度であり、ゲートロー電圧Ｖｇｌは略々−２０Ｖ程度である。
タイミングコントローラ１１は、垂直/水平同期信号Ｖ、Ｈとクロック信号ＣＬＫの入力を受け、データ/ゲート駆動回路１２，１３の動作タイミングを制御するための制御信号と、直流−直流変換器１５を制御するための制御信号Ｃ１とを発生する。また、タイミングコントローラ１１は、現状態のイメージとその次の状態のイメージとを比較して、データラインＤ１〜Ｄｍに供給されるデータ電圧の駆動波形に対応する２ビットのデジタルデータを発生し、そのデジタルデータをデータ駆動回路１２に供給する。データ更新後のスリープモードで、タイミングコントローラ１１は、後述する実施の形態１〜４のように、データ駆動回路１２、直流−直流変換器１５及びゲート駆動回路１３を順次制御する。
タイミングコントローラ１１は、図３に示すように、ルックアップテーブル（Ｌｏｏｋ−Ｕｐ Ｔａｂｌｅ：ＬＵＴ）１１１、フレームメモリ１１２，１１３、ラッチ１１４及びフレームカウンタ１１５を用いて、各セルごとに現状態のイメージと次の状態のイメージとを比較して、複数のフレーム期間の間にデータラインＤ１〜Ｄｍに供給されるデータ電圧の駆動波形を決定するためのデジタルデータＶ１〜Ｖｎを決定する。
第１及び第２フレームメモリ１１２，１１３は、現状態のイメージと次の状態のイメージとを分離して貯蔵する。
ルックアップテーブル１１１は、現状態のイメージと次の状態のイメージとを比較し、その比較の結果によって、図４に一例を示すように、ルックアップテーブルにおいてデータ更新に必要な複数のフレーム期間、例えば、１２８個のフレーム期間の間にデータラインＤ１〜Ｄｍに供給されるデータ電圧の駆動波形を決定するデジタルデータを出力する。ルックアップテーブル１１１から出力されるデジタルデータＶ１〜Ｖｎは「００」、「０１」、「１０」、「１１」のように各セルの画素電極１７に供給される三つの状態の電圧、即ち、Ｖｅ＋、Ｖｅ−、Ｖｅ０を決定する。「００」と「１１」は０Ｖ、「０１」は Ｖｅ＋（＋１５Ｖ）、「１０」は Ｖｅ−（−１５Ｖ）に変換される。
なお、図３における符号１１４のラッチは、データ駆動回路１２内に内蔵されたメモリである。
図４は、ルックアップテーブル１１１の一例である。図４で、「Ｗ（１１）」はピークホワイト階調、「ＬＧ（１０）」は明るい中間階調、「ＤＧ（０１）」は暗い中間階調、「Ｂ（００）」はピークブラック階調を指し、駆動波形の下に記載された数字はフレーム数を指す。
図４及び図５を参考にしてデータ更新工程を説明すると下記の通りである。
図４及び図５を参照すると、本発明の実施の形態に係る電気泳動表示装置は、リセット期間Ｐ１、第１安定化期間Ｐ２、第２安定化期間Ｐ３及びデータ記入期間Ｐ４に分けて、マイクロカプセル２０を時分割駆動し、そのマイクロカプセル２０のデータを更新する。
リセット期間Ｐ１は、高電位電圧Ｖｈでデータ電圧Ｖｄａｔａが発生される第１区間Ｔ１と、データ電圧Ｖｄａｔａが０Ｖで発生される第２区間Ｔ２とを含む。第１区間Ｔ１のフレーム数は現状態のイメージによって異なるようになる。例えば、第１区間Ｔ１は、図４に示すように、現状態のデータ階調がＷ（１１）である際に「０」となり、ＬＧ（１０）よりはＤＧ（０１）で更に長く、そしてＤＧ（０１）よりはＢ（００）である際に更に長く割り当てられる。第２区間Ｔ２は、リセット期間Ｐ１内で第１区間Ｔ１が長いと相対的に短くなり、第１区間Ｔ１が短いと相対的に長くなる。現状態のイメージで駆動されたマイクロカプセル２０の白色粒子２１と黒色粒子２２は、現状態のデータによってセルごとに異なって分布されている。第１区間Ｔ１は、現状態のデータ階調が低いほど高電位電圧Ｖｈのデータ電圧Ｖｄａｔａを供給するフレーム数を増加させ、全セルにおいてマイクロカプセル２０の粒子分布を初期化する。
第１及び第２安定化期間Ｐ２，Ｐ３は、全セルにおいてマイクロカプセル２０内の白色粒子と黒色粒子とを分離して、双安定状態にマイクロカプセルを安定化させる期間である。第１安定化期間Ｐ２の間、データ電圧Ｖｄａｔａは低電位電圧Ｖ１で発生される。このデータ電圧Ｖｄａｔａに応じて、全セルにおいてマイクロカプセル２０の陽に帯電された白色粒子が画素電極１７の方に移動し、陰に帯電された黒色粒子が共通電極１８の方に移動する。第１安定化期間Ｐ２の直後、マイクロカプセル２０内には黒色粒子と白色粒子が多少混ぜられてあり、その混ぜられた程度がセルごとに不均一である可能性がある。第２安定化期間Ｐ３の間、データ電圧Ｖｄａｔａは高電位電圧Ｖｈで発生される。このデータ電圧Ｖｄａｔａに応じて、全セルにおいてマイクロカプセル２０の陽に帯電された白色粒子が共通電極１８の方に移動し、陰に帯電された黒色粒子が画素電極１７の方に移動する。第２安定化期間Ｐ３の直後、全セルのマイクロカプセル２０内から黒色粒子と白色粒子が空間的に分離され、双安定状態に安定化される。
データ記入期間Ｐ４は、データ電圧Ｖｄａｔａが低電位電圧Ｖ１で発生される第３区間Ｔ３と、データ電圧が０Ｖで発生される第４区間Ｔ４とを含む。第３区間Ｔ３は次の状態のデータ階調によってそのフレーム数が決定される。図４に示すように、第３区間Ｔ３は次の状態のデータ階調がＷ（１１）であると０であり、ＬＧ（１０）よりはＤＧ（０１）で更に長く、そしてＤＧ（０１）よりはＢ（００）である際に更に長く割り当てられる。第４区間Ｔ４は、データ記入期間Ｐ４内で第３区間Ｔ３が長いと相対的に短くなり、第３区間Ｔ３が短いと相対的に長くなる。
このように、複数のフレーム期間、例えば、１２８個のフレーム期間の間、初期化、安定化及びデータ記入過程を含むデータ更新過程を経て、各セルに次の状態のイメージデータが記入される。データ更新後、本発明の実施の形態に係る電気泳動表示装置は、タイミングコントローラ１１の制御下でデータ/ゲート駆動回路１２，１３と共通電圧発生回路をスリープモードで動作させる。このスリープモードで表示パネル１４のセルは更新されたイメージをそのまま保持する。
図６及び図７は、本発明の実施の形態１に係る電気泳動表示装置のスリープモード動作を示す図面である。
図６及び図７を参照すると、データ駆動回路１２は、データ更新後にタイミングコントローラ１１の制御下で約２μｓのソースホールディングタイム（Ｓｏｕｒｃｅ ｈｏｌｄｉｎｇ ｔｉｍｅ）の間にデータ電圧Ｖｄａｔａをそのまま保持させる。ゲート駆動回路１３は、データ更新後にタイミングコントローラ１１の制御下でゲートラインＧ１〜Ｇｎの電圧をゲートロー電圧Ｖｇｌに低下させ、直流−直流変換器１５はデータ更新後に共通電圧Ｖｃｏｍを保持する（ステップＳ１１及びＳ１２）。
続いて、データ駆動回路１２は、タイミングコントローラ１１の制御下でソースホルディングタイムが経過したｔ１１時点で、データラインＤ１〜Ｄｍと接続した出力端子を開放させ、そのデータラインＤ１〜Ｄｍをハイインピーダンス状態に転換させる（ステップＳ１３）。
直流−直流変換器１５は、タイミングコントローラ１１の制御下でソースホールディングタイム＋１〜２フレーム期間が経過したｔ１２時点で、共通電極１８と接続した出力端子を開放させ、その共通電極１８をハイインピーダンス状態に転換させる（ステップＳ１４）。
ゲート駆動回路１３は、タイミングコントローラ１１の制御下でソースホルディングタイム＋１〜３フレーム期間が経過したｔ１３時点で、ゲートラインＧ１〜Ｇｎと接続した出力端子を開放させ、そのゲートラインＧ１〜Ｇｎをハイインピーダンス状態に転換させる（ステップＳ１５）。
本発明の実施の形態１に係る電気泳動表示装置の駆動方法は、スリープモードでゲートラインＧ１〜Ｇｎの電圧をハイインピーダンス状態に制御し、ＴＦＴのゲートバイアスストレスを緩和して、ＴＦＴの特性変化を防ぐ。また、本発明の実施の形態１に係る電気泳動表示装置は、データラインＤ１〜Ｄｍ、共通電極１８及びゲートラインＧ１〜Ｇｎをハイインピーダンス状態に順次切り替えし、表示パネル１４内の電流パスを遮ることにより消費電力を減らすことができ、データラインＤ１〜Ｄｍ、共通電極１８及びゲートラインＧ１〜Ｇｎの電圧が同時に変わる際に寄生容量等により発生し得る逆起電力を防ぐことができる。
図８及び図９は、本発明の実施の形態２に係る電気泳動表示装置のスリープモード動作を示す図面である。
図８及び図９を参照すると、データ駆動回路１２はデータ更新後、タイミングコントローラ１１の制御下でソースホールディングタイムの間にデータ電圧Ｖｄａｔａをそのまま保持させる。ゲート駆動回路１３はデータ更新後、タイミングコントローラ１１の制御下でゲートラインＧ１〜Ｇｎの電圧をゲートロー電圧Ｖｇｌに低下し、直流−直流変換器１５はデータ更新後、共通電圧Ｖｃｏｍを保持する（ステップＳ２１及びＳ２２）。
続いて、データ駆動回路１２はタイミングコントローラ１１の制御下でソースホルディングタイムが経過したｔ２１時点で、データラインＤ１〜Ｄｍと接続した出力端子を基底電圧源ＧＮＤに接続させ、そのデータラインＤ１〜Ｄｍに基底電圧ＧＮＤ、即ち、０Ｖを供給する（ステップＳ２３）。
直流−直流変換器１５はタイミングコントローラ１１の制御下でソースホルディングタイム＋１〜２フレーム期間が経過したｔ２２時点で、共通電極１８と接続した出力端子を基底電圧源ＧＮＤに接続させ、その共通電極１８に基底電圧ＧＮＤ、即ち、０Ｖを供給する（ステップＳ２４）。
ゲート駆動回路１３は、タイミングコントローラ１１の制御下でソースホルディングタイム＋１〜３フレーム期間が経過したｔ２３時点で、ゲートラインＧ１〜Ｇｎと接続した出力端子を基底電圧源ＧＮＤに接続させ、そのゲートラインＧ１〜Ｇｎに基底電圧ＧＮＤ、即ち、０Ｖを供給する（ステップＳ２５）。ゲートラインＧ１〜Ｇｎの電圧はｔ２３時点でゲートロー電圧Ｖｇｌから上昇し、それから大略１フレーム期間が経過した時点で基底電圧ＧＮＤに達する。このように、ゲートラインＧ１〜Ｇｎの電圧がゲートロー電圧Ｖｇｌから基底電圧ＧＮＤに達するまで遅延される時間は、ゲート駆動回路１３の出力段に接続したＲＣ遅延回路のＲＣ遅延値で調整できる。
ゲートラインＧ１〜Ｇｎの電圧が基底電圧ＧＮＤに達した後、データ駆動回路１２はデータラインＤ１〜Ｄｍの電圧を基底電圧ＧＮＤに保持し、直流−直流変換器１５は共通電極１８の電圧を基底電圧ＧＮＤに保持し、かつ、ゲート駆動回路１３はゲートラインＧ１〜Ｇｎの電圧を基底電圧ＧＮＤに保持する。
本発明の実施の形態２に係る電気泳動表示装置の駆動方法は、スリープモードでゲートラインＧ１〜Ｇｎの電圧を基底電圧ＧＮＤに調整し、ＴＦＴのゲートバイアスストレスを緩和して、ＴＦＴの特性変化を防ぐ。また、本発明の実施の形態２に係る電気泳動表示装置は、データラインＤ１〜Ｄｍ、共通電極１８及びゲートラインＧ１〜Ｇｎに基底電圧ＧＮＤを順次供給し、データラインＤ１〜Ｄｍ、共通電極１８及びゲートラインＧ１〜Ｇｎの電圧が同時に変わる際に寄生容量等により発生し得る逆起電力を防ぐことができる。
液晶表示素子（ＬＣＤ）、有機発光ダイオード素子（ＯＬＥＤ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）等は電源節約モードまたはスリープモードにおいては表示画像が表示されていないため、ユーザがその状態で表示面を触ることは殆どない。これに対して、電気泳動表示装置は、電子本（Ｅ−ｂｏｏｋ）に応用することができ、データ更新後のスリープモードで略々６ヶ月経過した後にも表示状態を保持するため、ユーザが表示面を触ることが頻繁に発生するので、静電気に容易に露出されることになる。本発明の実施の形態２に係る電気泳動表示装置においては、スリープモードでデータラインＤ１〜Ｄｍ、共通電極１８及びゲートラインＧ１〜Ｇｎの全てを基底電圧源ＧＮＤに接地し、前述のように、スリープモードから容易に発生し得る静電気からセルアレイを有効に保護することができる。スリープモードにおいて不要な静電気が発生されると、その静電気は接地されたデータラインＤ１〜Ｄｍ、共通電極１８及びゲートラインＧ１〜Ｇｎに分散されて迅速に放電される。
なお、本発明の実施の形態２において、タイミングコントローラ１１は、スリープモードでデータ駆動回路１２とゲート駆動回路１３を制御せず、直流−直流変換器１５のみを制御し、直流−直流変換器１５のガンマ補償電圧出力端子、共通電圧出力端子及びゲートロー電圧出力端子の順に直流−直流変換器１５の出力を基底電圧ＧＮＤに順次調整することもできる。
図１０及び図１１は、本発明の実施の形態３に係る電気泳動表示装置のスリープモード動作を示す図面である。
図１０及び図１１を参照すると、データ駆動回路１２はデータ更新後、タイミングコントローラ１１の制御下でソースホールディングタイムの間にデータ電圧Ｖｄａｔａをそのまま保持させる。ゲート駆動回路１３はデータ更新後、タイミングコントローラ１１の制御下でゲートラインＧ１〜Ｇｎの電圧をゲートロー電圧Ｖｇｌに低下し、直流−直流変換器１５はデータ更新後、共通電圧Ｖｃｏｍを保持する（ステップＳ３１及びＳ３２）。
続いて、データ駆動回路１２はタイミングコントローラ１１の制御下でソースホルディングタイムが経過したｔ３１時点で、データラインＤ１〜Ｄｍと接続した出力端子を基底電圧源ＧＮＤに接続させ、そのデータラインＤ１〜Ｄｍに基底電圧ＧＮＤ、即ち、０Ｖを供給する（ステップＳ３３）。
直流−直流変換器１５はタイミングコントローラ１１の制御下でソースホルディングタイム＋１〜２フレーム期間が経過したｔ３２時点で、共通電極１８と接続した出力端子を基底電圧源ＧＮＤに接続させ、その共通電極１８に基底電圧ＧＮＤ、即ち、０Ｖを供給する（ステップＳ３４）。
ゲート駆動回路１３は、タイミングコントローラ１１の制御下でソースホールディングタイム＋１〜３フレーム期間が経過したｔ３３時点で、ゲートラインＧ１〜Ｇｎと接続した出力端子を基底電圧源ＧＮＤに接続させ、そのゲートラインＧ１〜Ｇｎに基底電圧ＧＮＤ、即ち、０Ｖを供給する（ステップＳ３５）。ゲートラインＧ１〜Ｇｎの電圧はｔ３３時点でゲートロー電圧Ｖｇｌから上昇し、それから略々１フレーム期間が経過した時点で基底電圧ＧＮＤに達する。
ゲートラインＧ１〜Ｇｎの電圧が基底電圧ＧＮＤに達した後、データ駆動回路１２はデータラインＤ１〜Ｄｍに接続した出力端子を開放させ、直流−直流変換器１５は共通電極１８に接続した出力端子を開放させる（ステップＳ３６）。これと同時に、ゲート駆動回路１３はゲートラインＧ１〜Ｇｎに接続した出力端子を開放させる。従って、スリープモードでデータラインＤ１〜Ｄｍの電圧、共通電極１８の電圧及びゲートラインＧ１〜Ｇｎの電圧の全てが基底電圧ＧＮＤに変換した後、データラインＤ１〜Ｄｍ、共通電極１８の及びゲートラインＧ１〜Ｇｎがハイインピーダンス状態に変わる。
本発明の実施の形態３に係る電気泳動表示装置の駆動方法は、スリープモードでゲートラインＧ１〜Ｇｎの電圧を基底電圧ＧＮＤに調整し、ＴＦＴのゲートバイアスストレスを緩和して、ＴＦＴの特性変化を防ぐ。また、本発明の実施の形態３に係る電気泳動表示装置は、データラインＤ１〜Ｄｍ、共通電極１８及びゲートラインＧ１〜Ｇｎに基底電圧ＧＮＤを順次供給し、データラインＤ１〜Ｄｍ、共通電極１８及びゲートラインＧ１〜Ｇｎの電圧が同時に変わる際に寄生容量等により発生し得る逆起電力を防ぐことができると共に、スリープモードで消費電力を減らすことができる。
図１２及び図１３は、本発明の実施の形態４に係る電気泳動表示装置のスリープモード動作を示す図面である。
図１２及び図１３を参照すると、データ駆動回路１２はデータ更新後、タイミングコントローラ１１の制御下でソースホールディングタイムの間にデータ電圧Ｖｄａｔａをそのまま保持させる。ゲート駆動回路１３はデータ更新後、タイミングコントローラ１１の制御下でゲートラインＧ１〜Ｇｎの電圧をゲートロー電圧Ｖｇｌに低下し、直流−直流変換器１５はデータ更新後、共通電圧Ｖｃｏｍを保持する（ステップＳ４１及びＳ４２）。
続いて、データ駆動回路１２はタイミングコントローラ１１の制御下でソースホールディングタイムが経過したｔ４１時点で、データラインＤ１〜Ｄｍと接続した出力端子を基底電圧源ＧＮＤに接続させ、そのデータラインＤ１〜Ｄｍに基底電圧ＧＮＤ、即ち、０Ｖを供給する（ステップＳ４３）。
直流−直流変換器１５はタイミングコントローラ１１の制御下でソースホールディングタイム＋１〜２フレーム期間が経過したｔ４２時点で、共通電極１８と接続した出力端子を基底電圧源ＧＮＤに接続させ、その共通電極１８に基底電圧ＧＮＤ、即ち、０Ｖを供給する（ステップＳ４４）。
ゲート駆動回路１３は、タイミングコントローラ１１の制御下でソースホールディングタイム＋１〜３フレーム期間が経過したｔ４３時点で、ゲートロー電圧Ｖｇｌと基底電圧ＧＮＤとの間の第２ゲートロー電圧Ｖｇｌ２をゲートラインＧ１〜Ｇｎに供給する（ステップＳ４５）。第２ゲートロー電圧Ｖｇｌ２は略々−５Ｖである。ゲートラインＧ１〜Ｇｎの電圧はｔ４３時点でゲートロー電圧Ｖｇｌから上昇し、それから略々１フレーム期間が経過した時点で第２ゲートロー電圧Ｖｇｌ２に達する。
ゲートラインＧ１〜Ｇｎの電圧が第２ゲートロー電圧Ｖｇｌ２に達した後、データ駆動回路１２はデータラインＤ１〜Ｄｍの電圧を基底電圧ＧＮＤに保持させ、直流−直流変換器１５は共通電極１８の電圧を基底電圧ＧＮＤに保持させる。そして、ゲート駆動回路１３はゲートラインＧ１〜Ｇｎの電圧を第２ゲートロー電圧Ｖｇｌ２に保持させる。
本発明の実施の形態４において、タイミングコントローラ１１は、スリープモードでデータ駆動回路１２とゲート駆動回路１３を制御せず、直流−直流変換器１５のみを制御することができる。この場合、直流−直流変換器１５はガンマ補償電圧出力端子と共通電圧出力端子を基底電圧源に順次接続した後、ゲートロー電圧Ｖｇｌを第２ゲートロー電圧Ｖｇｌ２に調整し、その電圧をゲートロー電圧出力端子を通して出力する。
本発明の実施の形態４に係る電気泳動表示装置の駆動方法は、スリープモードでゲートラインＧ１〜Ｇｎの電圧を基底電圧ＧＮＤに調整し、ＴＦＴのゲートバイアスストレスを緩和して、ＴＦＴの特性変化を防ぐ。また、本発明の実施の形態４に係る電気泳動表示装置は、データラインＤ１〜Ｄｍと共通電極１８に基底電圧ＧＮＤを順次供給した後、ゲートラインＧ１〜Ｇｎの電圧を略々−５Ｖほどに調整し、データラインＤ１〜Ｄｍ、共通電極１８及びゲートラインＧ１〜Ｇｎの電圧が同時に変わる際に寄生容量等により発生し得る逆起電力を防ぐことができると共に、スリープモードから発生し得る静電気を迅速に放電させることができる。
以上、説明した内容を通じて、当業者であれば本発明の技術思想を逸脱しない範囲内で種々なる変更および修正が可能であることが分かる。従って、本発明の技術的範囲は、明細書の詳細な説明に記載した内容に限定されるものではなく、特許請求の範囲により定めなければならない。
本発明の実施の形態１〜４に係る電気泳動表示装置を示すブロック図である。 図１に示すセルのマイクロカプセルの構造を詳細に示す図面である。 図１に示すタイミングコントローラのデータ発生回路を詳細に示す図面である。 図３に示すルックアップテーブルを詳細に示す図面である。 データ電圧の波形を示す波形図である。 本発明の実施の形態１に係る電気泳動表示装置において、スリープモードの動作を段階的に示すフロー図である。 本発明の実施の形態１に係る電気泳動表示装置において、スリープモードの電圧波形を示す波形図である。 本発明の実施の形態２に係る電気泳動表示装置において、スリープモードの動作を段階的に示すフロー図である。 本発明の実施の形態２に係る電気泳動表示装置において、スリープモードの電圧波形を示す波形図である。 本発明の実施の形態３に係る電気泳動表示装置において、スリープモードの動作を段階的に示すフロー図である。 本発明の実施の形態３に係る電気泳動表示装置において、スリープモードの電圧波形を示す波形図である。 本発明の実施の形態４に係る電気泳動表示装置において、スリープモードの動作を段階的に示すフロー図である。 本発明の実施の形態４に係る電気泳動表示装置において、スリープモードの電圧波形を示す波形図である。
符号の説明
１１ タイミングコントローラ、１２ データ駆動回路、１３ ゲート駆動回路、１４ 電気泳動表示パネル、１５ 直流−直流変換器、１１１ ルックアップテーブル、１１２，１１３ フレームメモリ、１１４ ラッチ。

Claims (23)

  1. データが更新されるデータ更新期間と、データが保持されるスリープモード期間とに分けて駆動される電気泳動表示装置であって、
    互いに交差される複数のデータライン及び複数のゲートラインと、画素電極及び共通電極とを含み、前記データライン及び前記ゲートラインにより定義されたセル領域ごとに形成された複数の電気泳動セルと、前記データラインと前記ゲートラインとの交差部に形成され、前記データラインからの電圧を前記画素電極に供給するＴＦＴとを有する電気泳動表示パネルと、
    前記データラインにデータ電圧を供給するデータ駆動回路と、
    前記ゲートラインにスキャンパルスを供給するゲート駆動回路と、
    ガンマ補償電圧を前記データ駆動回路に供給し、ゲートハイ電圧とゲートロー電圧を前記ゲート駆動回路に供給し、共通電圧を前記共通電極に供給する電源回路と、
    前記データ更新期間後、前記データ駆動回路、ゲート駆動回路及び電源回路を前記スリープモードで動作させる制御器と
    を備え、
    前記データ更新期間後、ソースホールディングタイムにおいて、前記データ駆動回路は前記データ電圧を維持し、前記電源回路は共通電圧を維持し、前記ゲート駆動回路は前記複数のゲートラインの電圧をゲートロー電圧に低め、
    前記制御器は、前記スリープモード期間において、前記データライン、前記共通電極及び前記ゲートラインをハイインピーダンス状態に順次転換させる
    ことを特徴とする電気泳動表示装置。
  2. 前記データ駆動回路は、
    前記スリープモードで、前記制御器の制御下で前記ソースホールディングタイムが経過した直後に、前記データラインと接続された出力端子を開放させる
    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. 前記電源回路は、
    前記スリープモードで、前記制御器の制御下で前記ソースホールディングタイム＋１〜２フレーム期間が経過した直後に、前記共通電極に接続された出力端子を開放させる
    ことを特徴とする請求項２に記載の電気泳動表示装置。
  4. 前記ゲート駆動回路は、
    前記スリープモードで、前記制御器の制御下で前記ソースホールディングタイム＋１〜３フレーム期間が経過した直後に、前記ゲートラインに接続された出力端子を開放させる
    ことを特徴とする請求項３に記載の電気泳動表示装置。
  5. データが更新されるデータ更新期間と、データが保持されるスリープモード期間とに分けて駆動される電気泳動表示装置であって、
    互いに交差される複数のデータライン及び複数のゲートラインと、画素電極及び共通電極とを含み、前記データライン及び前記ゲートラインにより定義されたセル領域ごとに形成された複数の電気泳動セルと、前記データラインと前記ゲートラインとの交差部に形成され、前記データラインからの電圧を前記画素電極に供給するＴＦＴとを有する電気泳動表示パネルと、
    前記データラインにデータ電圧を供給するデータ駆動回路と、
    前記ゲートラインにスキャンパルスを供給するゲート駆動回路と、
    前記データ更新期間において、ガンマ補償電圧を前記データ駆動回路に供給し、ゲートハイ電圧とゲートロー電圧を前記ゲート駆動回路に供給し、共通電圧を前記共通電極に供給する電源回路と、
    前記データ更新期間後、前記データ駆動回路、ゲート駆動回路及び電源回路を前記スリープモードで動作させる制御器と
    を備え、
    前記データ更新期間後、ソースホールディングタイムにおいて、前記データ駆動回路は前記データ電圧を維持し、前記電源回路は共通電圧を維持し、前記ゲート駆動回路は前記複数のゲートラインの電圧をゲートロー電圧に低め、
    前記制御器は、前記スリープモード期間において、前記ゲートラインの電圧と前記共通電極の電圧とを基底電圧に順次制御する
    ことを特徴とする電気泳動表示装置。
  6. 前記制御器は、
    前記共通電極の電圧を前記基底電圧に変化させた後に前記ゲートラインの電圧を前記基底電圧に変化させる
    ことを特徴とする請求項５に記載の電気泳動表示装置。
  7. 前記データ駆動回路は、
    前記スリープモード期間において、前記制御器の制御下でソースホールディングタイムが経過した直後に、前記データラインと接続された出力端子を基底電圧源に接続させる
    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. 前記電源回路は、
    前記スリープモード期間において、前記制御器の制御下で前記ソースホールディングタイム＋１〜２フレーム期間が経過した直後に、前記共通電極に接続された出力端子を前記基底電圧源に接続させる
    ことを特徴とする請求項７に記載の電気泳動表示装置。
  9. 前記ゲート駆動回路は、
    前記スリープモード期間において、前記制御器の制御下で前記ソースホールディングタイム＋１〜３フレーム期間が経過した直後に、前記ゲートラインに接続された出力端子を前記基底電圧源に接続させる
    ことを特徴とする請求項８に記載の電気泳動表示装置。
  10. 前記ゲートラインの電圧が前記基底電圧に変化された後に、
    前記データ駆動回路は、前記データラインの電圧を前記基底電圧に保持させ、
    前記電源回路は、前記共通電極の電圧を前記基底電圧に保持させ、かつ、
    前記ゲート駆動回路は、前記ゲートラインの電圧を前記基底電圧に保持させる
    ことを特徴とする請求項９に記載の電気泳動表示装置。
  11. 前記ゲートラインの電圧が前記基底電圧に変化された後に、
    前記データ駆動回路は、前記データラインに接続された出力端子を開放させ、前記データラインをハイインピーダンス状態に転換させ、
    前記電源回路は、前記共通電極に接続された出力端子を開放させ、前記共通電極を前記ハイインピーダンス状態に転換させ、かつ、
    前記ゲート駆動回路は、前記ゲートラインに接続された出力端子を開放させ、前記ゲートラインを前記ハイインピーダンス状態に転換させる
    ことを特徴とする請求項９に記載の電気泳動表示装置。
  12. 前記電源回路は、
    前記制御器の制御下で、前記スリープモード期間において前記ガンマ補償電圧が出力される出力端子を基底電圧源に接続させた後、前記共通電圧が出力される出力端子を前記基底電圧源に接続させた後、前記ゲートロー電圧が出力される出力端子を前記基底電圧源に接続させる
    ことを特徴とする請求項６に記載の電気泳動表示装置。
  13. 前記制御器は、
    前記共通電極の電圧を前記基底電圧に変化させた後に、前記ゲートラインの電圧を前記基底電圧と前記ゲートロー電圧との間の第２ゲートロー電圧に変化させる
    ことを特徴とする請求項５に記載の電気泳動表示装置。
  14. 前記データ駆動回路は、
    前記スリープモード期間において、前記制御器の制御下でソースホールディングタイムが経過した直後に、前記データラインと接続された出力端子を基底電圧源に接続させる
    ことを特徴とする請求項１３に記載の電気泳動表示装置。
  15. 前記電源回路は、
    前記スリープモード期間において、前記制御器の制御下で前記ソースホールディングタイム＋１〜２フレーム期間が経過した直後に、前記共通電極に接続された出力端子を前記基底電圧源に接続させる
    ことを特徴とする請求項１４に記載の電気泳動表示装置。
  16. 前記ゲート駆動回路は、
    前記スリープモード期間において、前記制御器の制御下で前記ソースホールディングタイム＋１〜３フレーム期間が経過した直後に、前記ゲートラインに前記第２ゲートロー電圧を供給する
    ことを特徴とする請求項１５に記載の電気泳動表示装置。
  17. 前記ゲートラインの電圧が前記第２ゲートロー電圧に変化された後に、
    前記データ駆動回路は、前記データラインの電圧を前記基底電圧に保持させ、
    前記電源回路は、前記共通電極の電圧を前記基底電圧に保持させ、かつ、
    前記ゲート駆動回路は、前記ゲートラインの電圧を前記第２ゲートロー電圧に保持させる
    ことを特徴とする請求項１６に記載の電気泳動表示装置。
  18. 前記ゲートラインの電圧が前記第２ゲートロー電圧に変化された後に、
    前記データ駆動回路は、前記データラインに接続された出力端子を開放させ、前記データラインをハイインピーダンス状態に転換させ、
    前記電源回路は、前記共通電極に接続された出力端子を開放させ、前記共通電極を前記ハイインピーダンス状態に転換させ、かつ、
    前記ゲート駆動回路は、前記ゲートラインに接続された出力端子を開放させ、前記ゲートラインを前記ハイインピーダンス状態に転換させる
    ことを特徴とする請求項１６に記載の電気泳動表示装置。
  19. 前記電源回路は、
    前記制御器の制御下で、前記スリープモード期間において前記ガンマ補償電圧が出力される出力端子を基底電圧源に接続させた後、前記共通電圧が出力される出力端子を前記基底電圧源に接続させた後、前記ゲートロー電圧が出力される出力端子に前記第２ゲートロー電圧を供給する
    ことを特徴とする請求項１３に記載の電気泳動表示装置。
  20. 互いに交差される複数のデータライン及び複数のゲートラインと、画素電極及び共通電極とを含み、前記データライン及び前記ゲートラインにより定義されたセル領域ごとに形成された複数の電気泳動セルと、前記データラインと前記ゲートラインとの交差部に形成され、前記データラインからの電圧を前記画素電極に供給するＴＦＴとを有する電気泳動表示パネルを含む電気泳動表示装置の駆動方法であって、
    前記データ更新期間において前記データラインにデータ電圧を供給するステップと、
    前記データ更新期間において前記ゲートラインにスキャンパルスを供給するステップと、
    前記データ更新期間においてガンマ補償電圧を前記データラインを駆動するデータ駆動回路に供給するステップと、
    前記データ更新期間においてゲートハイ電圧とゲートロー電圧を前記ゲートラインを駆動するゲート駆動回路に供給するステップと、
    前記データ更新期間において共通電圧を前記共通電極に供給するステップと、
    前記データの更新の後にスリープモード期間において、前記データライン、前記共通電極及び前記ゲートラインをハイインピーダンス状態に順次転換させるステップと
    を備え、
    前記データ更新期間後、ソースホールディングタイムにおいて、前記データ駆動回路は前記データ電圧を維持し、前記電源回路は共通電圧を維持し、前記ゲート駆動回路は前記複数のゲートラインの電圧をゲートロー電圧に低める
    ことを特徴とする電気泳動表示装置の駆動方法。
  21. 互いに交差される複数のデータライン及び複数のゲートラインと、画素電極及び共通電極とを含み、前記データライン及び前記ゲートラインにより定義されたセル領域ごとに形成された複数の電気泳動セルと、前記データラインと前記ゲートラインとの交差部に形成され、前記データラインからの電圧を前記画素電極に供給するＴＦＴとを有する電気泳動表示パネルを含む電気泳動表示装置の駆動方法であって、
    前記データ更新期間において前記データラインにデータ電圧を供給するステップと、
    前記データ更新期間において前記ゲートラインにスキャンパルスを供給するステップと、
    前記データ更新期間においてガンマ補償電圧を前記データラインを駆動するデータ駆動回路に供給するステップと、
    前記データ更新期間においてゲートハイ電圧とゲートロー電圧を前記ゲートラインを駆動するゲート駆動回路に供給するステップと、
    前記データ更新期間において共通電圧を前記共通電極に供給するステップと、
    前記データの更新の後にスリープモード期間において、前記ゲートラインの電圧と前記共通電極の電圧を基底電圧に順次転換させるステップと
    を備え、
    前記データ更新期間後、ソースホールディングタイムにおいて、前記データ駆動回路は前記データ電圧を維持し、前記電源回路は共通電圧を維持し、前記ゲート駆動回路は前記複数のゲートラインの電圧をゲートロー電圧に低める
    ことを特徴とする電気泳動表示装置の駆動方法。
  22. 前記共通電極の電圧を前記基底電圧に変化させた後に前記ゲートラインの電圧を前記基底電圧に変化させるステップを更に備えたことを特徴とする請求項２１に記載の電気泳動表示装置の駆動方法。
  23. 前記共通電極の電圧を前記基底電圧に変化させた後に前記ゲートラインの電圧を前記基底電圧と前記ゲートロー電圧との間の第２ゲートロー電圧に変化させるステップを更に備えたことを特徴とする請求項２１に記載の電気泳動表示装置の駆動方法。
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