JP5409352B2 - 移動粒子表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、移動粒子表示装置に係り、特にそのようなディスプレイの画素電極のレイアウトに関する。

電気泳動ディスプレイのような先行する移動粒子ディスプレイは、長年知られており、例えば米国特許ＵＳ３６１２７５８公報から知られている。

電気泳動ディスプレイの基本原理は、ディスプレイに封入された電気泳動物質の様相（appearance）が電界により制御可能であることである。

この目的のために、電気泳動物質は、典型的には、液体のような流体に含まれる第１の光学的様相（例えば黒）を持つ荷電粒子又は上記第１の光学的様相とは異なる第２の光学的様相（例えば白）を持つ空気を有している。上記ディスプレイは典型的には複数の画素を有しており、各画素は、電極機構により与えられる分離した電界により別々に制御可能である。従って、上記粒子は、目に見える状態と目に見えない状態との間において、及び場合によっては中間の半見える状態との間においても電界により移動可能である。それにより、上記ディスプレイの様相が制御可能である。上記粒子の目に見えない状態は、例えば、液体の深さ中又は黒色のマスクの後ろに存在し得る。

電気泳動物質を介して粒子が動く距離は、時間に対する与えられる電界の積分にほぼ比例する。従って、電界の強さが大きいほど、及び電界がより長く与えられるほど、粒子はより遠くに移動する。

電気泳動ディスプレイのより最近の設計は、例えばＷＯ９９／５３３７３公報においてE Ink社により説明されている。

In-plane型電気泳動ディスプレイは、見る人から見えないマスク領域から見える領域に粒子を移動させるためにディスプレイの基板に対して水平である電界を用いる。見える領域の方へ／から移動する粒子の数が大きいほど、見える領域の光学的様相の変化が大きい。本願出願人の国際出願ＷＯ２００４／００８２３８公報は、典型的なIn-plane型電気泳動ディスプレイの一例を与えている。

典型的には、移動粒子ディスプレイの極値（例えば、白及び黒）の光学的状態は、全ての粒子が１つの特定の電極に引き寄せられた状態で、明確に規定される。しかしながら、中間の光学的状態（グレーレベル）では、粒子間における空間的な広がりが常に存在する。

電気泳動ディスプレイにおけるグレースケール又は中間の光学的状態は、一般に、電気泳動物質を介して粒子を空間的に分散させるために、指定された時間周期の間電圧パルスを印加することにより与えられる。

電気泳動表示装置は、双安定性の結果として低い電力消費を可能にし（電圧が印加されていない状態で画像が保持される。）、バックライト又は偏光子の必要がないので、薄く、高輝度の表示装置が形成されることを可能にすることが認識されている。電気泳動表示装置は、また、プラスチック材料から作られてもよく、そのようなディスプレイの製造では低コストのオープンリール式の加工の可能性も存在する。

コストができる限り低く保たれるべきである場合、パッシブアドレッシング方式が使用される。表示装置の最も単純な構成は、セグメント化された反射型ディスプレイであり、このタイプのディスプレイが十分である幾つかのアプリケーションが存在する。セグメント化された反射型電気泳動ディスプレイは、低い電力消費及び良好な輝度を有し、動作中双安定でもあり、従ってディスプレイがオフにされたときでさえも情報を表示することができる。

しかしながら、マトリクスアドレッシング方式を用いると、改善された性能及び多様性が与えられる。パッシブマトリクスアドレッシングを用いる電気泳動ディスプレイは、典型的には、下部電極層と、表示媒体層と、上部電極層とを有している。バイアスをかけられる電極と関連する表示媒体の一部の状態を制御するために、バイアス電圧が上記上部及び／又は下部電極層において電極に選択的に印加される。

１つの特定のタイプの電気泳動表示装置は、所謂「イン・プレイン・スイッチング」を使用する。このタイプの装置は、表示材料層における選択的な横方向への粒子の動きを利用する。粒子が横方向電極の方に移動すると、粒子間に隙間部が現れ、この隙間部を介して下部にある面が見られる。粒子はランダムに分散されると、上記下部にある面への光の通過を遮り、粒子の色が見られる。上記粒子が着色され、下部にある面は黒又は白であってもよく、そうでなければ、粒子は黒又は白であり、下部にある面が着色される。

イン・プレイン・スイッチングの利点は、装置が透過性の動作又は反射性の動作に適応し得ることである。特に、粒子の移動が光のための通路を作り、反射型及び透過型の両方の動作が上記材料により実現され得る。これは、反射型の動作ではなくバックライトを用いる照明を可能にする。上記イン・プレイン電極は全て１つの基板上に設けられるか、そうでなければ、２つともの基板が電極を備えている。

アクティブマトリクスアドレッシング方式もまた電気泳動ディスプレイに用いられ、これらは、一般に、高解像度のグレースケールを伴う高輝度のフルカラーディスプレイのためにより速い画像の更新が望まれる場合に必要とされる。そのような装置は、信号及び掲示板の表示用途のために、並びに電子窓（electronic window）及びアンビエント照明のアプリケーションにおける（画素化された）光源として開発されている。

マトリクスアドレッシング方式を用いたディスプレイのアドレッシングは、画素行を順にアドレス指定することを伴っている。１つの行がアドレス指定されると、列の各ラインにデータが与えられ、それにより、アドレス指定された行に沿った各画素において画素データがロードされる。このアドレッシングは、画素への電荷の流れをもたらし、上記電荷の流れは接地部（ground）に結合され得る放電ラインに沿って画素から逃がされる。

移動粒子ディスプレイの１つの問題は、特に液晶ディスプレイ技術と比較して画素が大きな容量を持つことである。その結果、画素へのデータのロードは著しい電荷の流れを必要とし、これは、結果的に、著しい電流が放電ラインに沿って流れることを引き起こす。更に、電気泳動表示装置の画素は、典型的には、全ての画素に対して同じ極性である電圧を用いて画素を帯電させることによりデータをロードされる。その結果、複数の画素へのデータのロードに関連する電流が共通の放電ラインに流れると、これらの電流が蓄積する。その場合、上記放電ラインは、放電ラインの長さに沿って電圧のばらつきを与えることなくこれらの電流の流れを可能にするために十分に低い抵抗で設計されることが必要である。

本発明の第１の観点によれば、表示画素の行及び列のアレイと、複数の行アドレスラインであって、各行アドレスラインは対応する画素行をアドレス指定する当該アドレスラインと、複数の列アドレスラインであって、それぞれは対応する画素列に画素データを与える当該列アドレスラインと、複数の放電列ラインとを有し、画素行をアドレス指定し、上記列アドレスラインを用いて上記アドレス指定された行の画素にデータを与えることにより、画素がアドレス指定され、列アドレスラインから列のアドレス指定された画素への電荷の流れが対応する放電列ラインに流れる移動粒子表示装置が提供される。

本発明の表示装置は、列方向に放電ラインを有している。これは、画素行がアドレス指定される際、列アドレスラインから画素にデータをロードするために用いられる画素からの電流の流れが列放電ラインに移動することを意味する。このやり方では、列放電ラインは、専ら行からの少数の画素に関連する電流の流れを運ぶ。例えば、単一の画素を通る電流の流れ、又は列放電ラインが２つの隣接する画素列に間において共有される場合には２つの隣接する画素からの電流が、放電ラインに移動し得る。これは、放電ラインの幅が最小に維持されることを可能にするとともに、放電ラインが増大した電流を運ぶ必要なしに行の画素の数が調整されることも可能にする。

各画素は、粒子が浮遊する流体を含む密閉領域を有するセルを有することができ、各セル内の粒子の移動はセルの状態を規定するために制御され、全ての表示セルの上記セルの状態は協働して当該装置の出力を規定する。この装置は、好ましくは、移動粒子が電気泳動粒子を有する電気泳動表示装置である。この装置は、イン・プレイン・スイッチング電気泳動表示装置を有し得る。

１つの例では、各列放電ラインが２つの隣接する画素列間において共有される。これは、各放電ラインが２つの画素を通る電流の流れを運ぶことを意味するが、これは、表示領域に沿って通す必要がある導体のラインの数を減少させる。各列放電ラインは、代わりに単一の画素列と関連し得る。

本発明は、表示画素の行及び列のアレイを有する移動粒子表示装置を駆動する方法であって、画素行を順次アドレス指定し、対応する行アドレスラインに行選択信号を与えることにより画素行が選択されることと、画素行がアドレス指定されると、列アドレスラインを用いて上記行の画素にデータをロードすることとを有し、列アドレスラインからのデータのロードの間に、上記列アドレスラインから列のアドレス指定された画素への電荷の流れが、対応する放電列ラインに沿って放出される当該方法も提供する。

本発明の他の特徴は、以下の限定されない例から、添付の図面を参照して明らかになるであろう。

同一の又は類似した特徴を示すために図面全体にわたって同じ参照符号が用いられる。各図面は正確な縮尺では描かれておらず、従って、各図面から相対的な寸法／時間周期を得ようとすることがなされるようには意図されていない。

図１は、本発明の表示装置のために用いられ得る移動粒子表示装置を駆動する方法の流れ図を示している。上記移動粒子表示装置は、典型的には数百又は数千の移動粒子セルを有しており、それらのそれぞれはペアの第１又は第２のセルを形成している。各セルは、移動可能な荷電粒子を有しており、上記移動可能な荷電粒子の少なくとも幾つかが移動し得る蓄積領域と、上記移動可能な荷電粒子の少なくとも幾つかが移動し得るゲート領域と、上記移動可能な荷電粒子の少なくとも幾つかが移動し得る表示領域とを備えている。

セルの表示領域は、セルの光学的状態を決定するセルの領域である。この光学的状態は、セルの表示領域内に存在する（移動可能な荷電）粒子の数により決定される。上記セルのゲート領域は、粒子が上記表示領域に移動するセルの領域である。上記セルの蓄積領域は、セルの粒子が一時的に蓄積され得る領域であり、典型的には上記表示領域において必要ではない過剰な粒子を蓄積するために用いられる。

ステップ１０において、上記ペアの第１のセルが、セルの粒子のほぼ全てをセルの蓄積領域に引き寄せることにより蓄積モードにされる。蓄積モードという用語は、本明細書全体を通して、セルの蓄積領域内に該セルの粒子のほぼ全てを有するセルを表すために用いられる。

ステップ１２において、上記第２のセルが、セルの粒子のほぼ全てをセルのゲート領域に引き寄せることによりゲートモードにされる。ゲートモードという用語は、本明細書全体を通して、セルのゲート領域内に該セルの粒子のほぼ全てを有するセルを表すために用いられる。

ステップ１４において、表示の数の粒子が、上記第１のセルの蓄積領域から該セルのゲート領域に引き寄せられ、その後ゲート領域から表示領域に引き寄せられて、セルを目的の光学的状態にする。上記表示の数のセルの粒子とは、セルの光学的状態をセットするために該セルの表示領域に移されるセルの粒子の数であるか、又はその比である。

ステップ１６において、余剰の数の粒子が上記第２のセルのゲート領域から該セルの蓄積領域に引き寄せられ、これは、該セルのゲート領域に表示の数の粒子を残す。その後、上記ゲート領域の表示の数の粒子は表示領域に引き寄せられ、それにより、セルが目的の光学的状態にされる。上記余剰の数の粒子とは、セルのゲート領域に表示の数の粒子を残すために該セルのゲート領域から該セルの蓄積領域に移動しなければならないセルの粒子の数であるか、又はその比である。

これらの方法のステップは、異なる順序で又は互いに同時に行われ得る。例えば、第１のセルは、第２のセルがゲートモードにされるのと同時に蓄積モードにされ得る。その後、第１のセルの表示の数の粒子が該セルのゲート領域に移動され、その後に、第２のセルの余剰の数の粒子が該セルの蓄積領域に移動し、その後に、各セルのゲート領域の表示の数の粒子が各セルの表示領域に同時に移動する。

図２は、図１の方法に用いて好適な電気泳動セル２０の図を示している。この図は、不透明な白色の流体２１２と移動可能な黒色の荷電粒子２８とにより満たされた単一のセル２０の断面図を示している。粒子２８の移動を制御するために、セル２０は、透明な表示電極２２と、ゲート電極２４と、蓄積電極２６とを有するセル電極を備えている。上記セルは方向２１０から見たものであり、全ての黒色の粒子が蓄積電極２６の領域に下りており、不透明な白色の流体２１２により視界を遮られるので、セルのこの図での光学的状態は白である。

セル２０が第１のセルとして駆動される場合、表示の数の黒色の粒子２８は、ゲート電極２４の領域まで引き寄せられ、その後、透明な表示電極２２まで引き寄せられて、方向２１０から見た際、セルに黒又は中間調の光学的状態を与える。

セルが黒色であるように見えるか中間調であるように見えるかは、明らかに表示電極２２に移動する粒子の数に依存する。従って、表示の数の粒子が多くなるほど、セルの光学的状態は黒に近づく。

他の実施の形態では、異なる色の光学的状態を与えるために、流体及び粒子の色が上述した流体及び粒子の色と異なる。

図３は、図１の方法に用いて好適なIn-plane型電気泳動セルの図を示している。このIn-plane型電気泳動セル３０は、断面図で示されており、透明な流体と移動可能な黒色の荷電粒子３８とにより満たされている。セル３０は、透明な表示電極３２と、ゲート電極３４と、蓄積電極３６とを有するセル電極を備えている。理解し易いよう、蓄積領域３１４、ゲート領域３１６及び表示領域３１８間の区分が存在する場所を大まかに示すために、図に２本の破線が添えられている。表示領域３１８の下部に光源３１２が位置しており、その結果、このセルは透過的に動作する。粒子３８の全てがセルの蓄積領域３１４に存在するので、セルはこの図では蓄積モードにある。従って、表示領域３１８に黒色の粒子が存在しないので３０このセルは透明な光学的状態を有しており、セルが方向３１０から見られると、光源３１２からの白色光が見える。

セル３０が第１のセルとして駆動される場合、表示の数の黒色の粒子３８は、蓄積電極の領域３１４からゲート電極３４の領域３１６に引き寄せられ、その後、透明な表示電極３２の領域３１８に引き寄せられて、表示の数の粒子は光源３１２からの光を見えにくくし、方向３１０から見た場合にセルを黒又は中間調に見せる。

上記セルが第２のセルとして駆動される場合には、最初に全ての粒子３８がゲート電極３４の領域３１６に引き寄せられ、セルがゲートモードにされる。その後、余剰の数の粒子３８が蓄積電極３６の領域３１４に引き寄せられ、これはゲート電極３４の領域３１６に表示の数の粒子３８を残す。その後、表示の数の粒子３８は、透明な表示電極３２の領域３１８に引き寄せられ、光源３１２からの光を見えにくくし、方向３１０から見た場合にセルを黒又は中間調に見せる。

セルが黒であるように見えるか中間調であるように見えるかは、明らかに表示電極３２の領域に移動する粒子の数に依存する。表示の粒子の数が大きくなるほど、光源３１２からの白色光がより見えにくくされ、セルは方向３１０から見た場合に黒により近づいて見える。

他の構成では、光源３１２及び粒子３８の色が上述した光源及び粒子の色と異なる。例えば、３つのセルのペアとして扱われる６つのセルを有する実施の形態では、第１のセルのペアが下部に赤色の光源を備え、第２のセルのペアが下部に緑色の光源を備え、第３のセルのペアが下部に青色の光源を備える。６つのセル全ての粒子が黒色に着色され、従って、６つのセルは協働して単一のＲＧＢカラー画素を構成する。

図３のIn-plane型電気泳動セルは、透過動作ではなく反射性を与えるために、光源３１２を反射面、例えば透明な導体３２の下方に配された白色面と置き換えることにより変更され得る。その場合、表示領域に黒色の粒子が存在しないとセルは白に見え、表示領域に複数の黒色の粒子が存在するとセルは黒又は中間調に見える。

図４は、図１の方法に用いて好適な図３の電気泳動セルの２つのペアの平面図を示している。簡単にするために、これらのセルは、セルが透明な光学的状態を有すると白に見え、セルが黒又は中間調の対応する光学的状態を有すると黒又は中間調に見える反射性のセルである。分かりやすくするために図４には示されていない反射板は、透明な表示電極Ｄ１〜Ｄ４の下部に配されている。他の実施の形態では、独立した反射板の必要性を小さくするために上記表示電極自体が透過性ではなく反射性であり得る。

図４では、セル４１とセル４２とが１つのセルのペアを形成し、セル４３とセル４４とが他のセルのペアを形成している。各セルは、蓄積電極（Ｓ１〜Ｓ４）と、ゲート電極（Ｇ１〜Ｇ４）と、表示電極（Ｄ１〜Ｄ４）を有するセル電極を備えている。セル電極Ｄ１〜Ｄ４は全て、アドレス電極（Ｄｉｓｐ）に接続されている。

各セル内の移動粒子は、負に帯電しており、従ってより高い、正の電位に向かって、すなわち与えられた電界と反対の向きに動く。例えば、各セルのゲート領域から各セルの表示領域に粒子を移動させる（引き寄せる）ためには、アドレス電極Ｄｉｓｐが高い電位にされる。

セル電極Ｇ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｇ４は全て、０Ｖに接続されている。セル電極Ｓ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｓ４は、アクティブスイッチング回路と行及び列アドレス電極とを有するアクティブマトリクスを用いて、それぞれ別個に制御される。上記アクティブマトリクスは、理解し易いように図４には示されていないが、図５に示されており、更に以下において詳細に説明される。セル４１及びセル４４は、Ｓ１及びＳ４に正の電圧を印加することにより蓄積モードにされる第１のセルとして駆動され、それにより、セルの粒子がＳ１及びＳ４に引き寄せられる。セル４２及びセル４３は、Ｇ２及びＧ３に正の電圧を印加することによりゲートモードにされる第２のセルとして駆動され、それにより、セルの粒子がＧ２及びＧ３に引き寄せられる。また、上記セルを蓄積又はゲートモードにすると、アドレス電極Ｄｉｓｐが負の電圧にされ、それにより、粒子がセルの表示領域からセルのゲート領域に引き寄せられる。

図４では、各ペアの第１及び第２のセルが互いに直接隣接しているように示されている。代替として、ペアの第１及び第２のセルは、他のセルにより互いに離間して配され得る。この場合、第１のセル及び第２のセルからの光は、セルが遠くから見られた際に依然として融合（merge）しているように見えるので、第１及び第２のセルはやはり互いに隣接しているとみなされ、セルの光学的状態のエラーはやはり互いを補償するように見える。

図４及び図５に示されているように、各セルは、列ラインによりアース（０Ｖ）に接続されている。セル４１及び４２の場合、この列ラインは端子Ｇ１及びＳ２に接続している。これらの列ラインは、放電ラインとしての役割を果たす。図５の回路図を参照して更に以下において説明されるように、セルがアドレス指定されると、これらの列放電ラインに電流が流れる。これらは列方向に伝わるので、セルの１つの行がアドレス指定されると、各画素のアドレス指定から生じる電流が対応する列放電ラインに流れる。これは、放電ラインに流れる電流を最小限に抑える。

図５は、図４の電気泳動セルの２つのペアを組み込んだ本発明の一実施の形態に係る表示装置の回路図を示している。この回路図は、Ｓ１，Ｇ２，Ｇ３及びＳ４のセル電極に与えられる電位を制御するために用いられるアドレス電極Ｒｏｗ１，Ｒｏｗ２，Ｃｏｌ１及びＣｏｌ２と、電子駆動回路５０とを示している。電子駆動回路５０は、アドレス電極Ｒｏｗ１及びＲｏｗ２を駆動する行ドライバ５２と、アドレス電極Ｃｏｌ１，Ｃｏｌ２及びＤｉｓｐを駆動する列ドライバ５４とを有している。

薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）Ｔ１〜Ｔ４は、Ｃｏｌ１及びＣｏｌ２のアドレス電極の電圧をセル電極Ｓ１，Ｇ２，Ｇ３及びＳ４に選択的に印加するためにＲｏｗ１及びＲｏｗ２のアドレス電極により制御されるアクティブスイッチとして用いられる。キャパシタＣｓ１〜Ｃｓ４は、対応するＴＦＴがオフに切り換えられた後も与えられたセル電極Ｓ１，Ｇ２，Ｇ３及びＳ４の列電圧を維持するのを助けるために用いられる。他の実施の形態（図示せず）では、アドレッシング電極は、Ｓ１，Ｇ２，Ｇ３及びＳ４を制御するアクティブスイッチング回路を制御せず、パッシブマトリクスの一部を形成する。例えば、パッシブマトリクスでは、当業者には明らかであるように、セル電極がアドレス電極に直接的に接続され得る。

駆動回路５０は、当業者には明らかであるように、表示基板上のＴＦＴの機構、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）又は指定されたやり方でアドレス電極を駆動する駆動信号を生成するように構成された任意の他の回路であり得る。

図６は、図５の表示装置を駆動するためのタイミング図を示している。このタイミング図は、Ｄｉｓｐ，Ｒｏｗ１，Ｒｏｗ２、Ｃｏｌ１及びＣｏｌ２のアドレス電極に印加される電圧の波形を示すとともに、結果として得られる各セルの蓄積領域とゲート領域との間の粒子の分布も示している。トレースＰＧ４１〜４４は対応するセル４１〜４４のゲート領域の粒子の数を示しており、トレースＰＳ４１〜４４は対応するセル４１〜４４の蓄積領域の粒子の数を示している。例えば、時間周期６４の初めには、トレースＰＧ４１はセル４１の粒子の３３％がセル４１のゲート領域内に存在することを示し、トレースＰＳ４１はセル４１の粒子の６６％がセル４１の蓄積領域内に存在することを示している。時間周期６４の終わりには、ゲート領域の粒子数ＰＧ４１は０％になっており、蓄積領域の粒子数ＰＳ４１は６６％のままであり、これは、表示粒子の３３％がセル４１の表示領域に移動したことを示している。

上記タイミング図は、第１のセルのペア４１及び４４を目的である３３％のグレーレベル（すなわち、セルの移動黒色粒子の３３％をセルの表示領域に移動させることにより、透明から黒までの道のり（way）の３３％）の光学的状態に駆動するため、及び、第２のセルのペア４２及び４３を目的である６６％のグレーレベル（すなわち、セルの黒色の粒子の６６％をセルの表示領域に移動させることにより、透明から黒までの道のりの６６％）の光学的状態に駆動するように駆動される行及び列を示している。

最初に、時間周期６０の間に、第１のセルの全て（４１，４４）が蓄積モードにされ、第２のセルの全て（４２，４３）がゲートモードにされる。これを行うために、Ｄｉｓｐ電極は負の電圧にされ、各セルに関してセルの蓄積電極又はゲート電極の一方が正の電圧にされる。従って、各セルの負に帯電した粒子は、正の電圧にされたセルの電極に移動する。例えば、時間周期６０の終わりにおいて、ＰＳ４１のトレースは、セル４１の粒子の１００％がセル４１の蓄積領域内に存在することを示している。

次に、時間周期６２の間に、電極Ｓ１，Ｇ２，Ｇ３及びＳ４に印加される電圧により列Ｃｏｌ１及びＣｏｌ２が駆動され、適切な時間に各セルのＴＦＴをオンにするパルスにより行Ｒｏｗ１及びＲｏｗ２が駆動される。例えば、セル４１は電極Ｓ１，Ｇ１，Ｄ１を有しており、ゲート電極Ｇ１は０Ｖに接続され、蓄積電極Ｓ１はＲｏｗ１とＣｏｌ１とにより制御される。Ｒｏｗ１が第１の時間ハイパルスを与えられると、Ｔ１は電極Ｓ１を負のＣｏｌ１の電圧に接続し、これは、図６に示されているように、Ｓ１をＧ１よりも低い電位にし、粒子が蓄積領域ＰＳ４１からゲート領域ＰＧ４１に移動するようにする。上記負の列電圧は、Ｒｏｗ１の電圧が下がり、Ｔ１をオフにした後もキャパシタＣｓ１により蓄積電極Ｓ１において保持される。その後、Ｒｏｗ１が第２の時間ハイパルスを与えられると、Ｔ１は電極Ｓ１を０ＶのＣｏｌ１の電圧に接続し、これはＳ１をＧ１と同じ電圧にし、従って更なる粒子の動きを停止させる。

セル４３の場合には、１回目及び２回目の両方のＲｏｗ１パルスが、電極Ｇ３に負の電位が与えられるようにし、そのため粒子の移動がより長い期間続き、これは、ゲート領域と蓄積領域との間を移動するより多数の粒子をもたらす。従って、各セルのゲート領域と蓄積領域との間を移動する粒子の数（及び従ってセルの光学的状態）は、負の電圧がゲート又は蓄積電極に与えられる行パルスの数により制御され得る。

時間周期６２の終わりに、セル４１及び４２はゲート領域に粒子の３３％を有し、セル４３及び４４はゲート領域に粒子の６６％を有する。セル４１及び４４は第１のセルであり、従って、蓄積モードにされ、その後表示の数の粒子を蓄積領域からゲート領域に移動することによりこの状態に達する。セル４２及び４３は第２のセルであり、従って、ゲートモードにされ、その後余剰の数の粒子をゲート領域から蓄積領域に移動することによりこの状態に達する。

時間周期６４の間、電極Ｄｉｓｐがハイにされ、各セルのゲート領域の粒子をセルの表示領域に引き寄せる。ゲート電極と蓄積電極との間に著しい電界が存在しないので、各セルの蓄積領域の粒子数は同じままである。時間周期６４の終わりまで、各セルの表示の数の粒子はセルの表示領域に移動し、それにより各セルを目的の光学的状態にする。

全てのセルの粒子が、例えば、温度の低下、列電圧の大きさの低下又は０Ｖ電位における負のオフセットのために予想よりもゆっくり移動する場合、時間周期６２の間のトレースＰＧ４１〜ＰＳ４４の勾配は減少する。これは、セル４１の粒子の３３％未満がセル４１の表示領域に移動するようにするとともに、セル４２の粒子の３３％よりも多くがセル４２の表示領域に移動するようにする。従って、セル４１は意図したよりも黒から遠い光学的状態を有し、セル４２は意図したよりも黒に近い光学的状態を有する。この場合、セル４１及び４２が遠くから見られると、セルのそれぞれからの光は融合しているように見え、これらセルは協働して、両方が目的の光学的状態、すなわち３３％のグレーレベルを有しているかのように見える。従って、ゆっくりとした粒子の移動による誤差は互いに効果的に相殺される。

本発明は、電極のレイアウト、特に、蓄積キャパシタＣｓ１ないしＣｓ４に流れる電流のための放電路としての役割を果たす列ラインに関係している。図５に示されているように、蓄積キャパシタのアース側を接地部に結合するアースされた放電ラインは、列方向に走っている。このやり方では、各放電ラインは各アドレスされる行に関して専ら単一の画素（又は画素のペア）から電流を運ぶ。

図７は、画素電極のレイアウトの第１の例をより詳細に示しており、図５における画素４１のような画素のための電極のレイアウトを示している。

図７は、単一の行の４つの隣接する画素回路を示している。この画素回路のレイアウトは、１つの画素回路の物理的なレイアウトが行に沿って直接的に隣接する画素回路の鏡像であるように設計されている。以下の説明から明らかになるように、これはアドレッシングラインの数の低減を可能にする。

１つの特定の画素が７０として肉太の輪郭で示されており、この画素に関する電極ラインが説明される。

行アドレッシングライン７２は、上記行に沿って走っており、画素ＴＦＴ７４のゲートに接続している。図５の第１の画素行の場合、このライン７２は、行ライン「Ｒｏｗ１」に対応する。

列アドレッシングライン７６は、図５に示されているようにＴＦＴのドレインに接続している。

ＴＦＴ７４のソースは、蓄積キャパシタの画素側を規定する画素電極に接続されている。この画素電極は、行ラインの上部に位置しており、７８として示されている。これらの画素電極７８のうちの２つ存在し、１つは画素領域の上部の近傍に存在して、１つは下部の近傍に存在する。これは、粒子の移動が画素領域全体にわたってより効果的に広がることを可能にする。リンク部８０が２つの画素電極７８を結び付けている。

上記画素蓄積キャパシタの他方の側は、本発明の列方向の放電ラインを用いて接地部に接続されている。

図７の画素の配置では、隣接する画素のペアの間において１つの列放電ラインが共有されており、これはライン８２である。このラインは、画素７０の領域の外側に位置している。

上記画素蓄積キャパシタの画素電極と反対側は、隣接する画素のペアの間において共有されており、このキャパシタ電極は８１として示され、図５の画素４１における端子Ｇ１に対応している。

表示制御ライン（図５におけるＤｉｓｐ）もまた、同じく１つの列ラインが隣接する画素のペア間において共有される状態で、列ラインのシリーズとして設けられている。これはライン８４である。

従って、２つの隣接する画素８６はともに、１つの行ライン７２と、隣接する画素間において共有される１つの表示ライン８４と、隣接する画素間において共有される１つの列放電ライン８２と、２つの列ライン７６とを有していることが分かる。このように、図７の画素のレイアウトは図５の回路における画素にどのようにマップするかが分かる。レイアウトの対称性は、図７においても分かる。

接地部に接続された上記列放電ラインは、中央のスパー部（spur）８８と、上部及び下部接地電極９０，９２とにも接続されている。

従って、粒子の移動は、３点接地されたスパー部８８，９０，９２と画素電極領域７８との間において制御される。このやり方では、画素領域が上側半分と下側半分とに効果的に分割されるが、回路は、各蓄積キャパシタＣｓが異なる画素領域の組み合わされた効果を表す状態で、図５に対応しているとみなされ得る。

上記蓄積キャパシタは、領域７８及び８１により規定され、従って画素の開口部の端から端まで行方向に広がる２つの部分を有している。電流の流れは列ラインに放出する。これらの列放電ラインは、２つの隣接する画素から該ラインに流れる電流、特に、接地領域８８，９０，９２に流れる電流を運ぶ。図示されているように、接地領域８８，９０，９２は、２つの隣接する画素に間において専ら行列方向に広がっている。

上記セルの壁部は、図７にライン９４として示されている。

図８は、代替のレイアウトを示しており、このレイアウトでは、各画素が３つのサブ画素を有している。１画素は参照符号１００として示されている。１つのサブ画素は、肉太の輪郭１０２により示されている。各サブ画素は、カラーフィルタと関連している。更に、各サブ画素は、粒子の距離を縮めること（及び所与の電圧に対して場を増大させること）により速度を改善するために、２つの光学的に同一な半分の部分１０４及び１０６に分割されている。

各サブ画素は、画素の開口部の一方の側に列方向に走る列データライン１０８を有している。中央の列方向のライン１１０は共通のキャパシタ電極（図５の画素４１におけるＧ１）を規定し、画素電極１１１は上部に存在し、列放電ラインは下部に存在する。このやり方では、画素蓄積キャパシタは、中央の列ライン１１０により規定される。行導体は参照符号１１２として示され、ＴＦＴは参照符号１１４として示されている。

上記表示制御ライン「Ｄｉｓｐ」は、例えば参照符号１１６として示されているように、画素の１つの縁部において列方向に走っている。これは、隣接する画素間において共有され得る。

このレイアウトは、規則的なパターンとして設けられるより単純な画素の設計を与える。

各層の間の接続は、適切なバイアスによりなされる。これらの幾つかは図７及び図８において見られるが、必要とされる詳細のマスクパターンの実現は当業者には日常的なことであるので、詳細な説明は与えられない。

図７及び図８の例では、画素（又はサブ画素）は列方向に伸びており、サブ画素の３つぞろいはほぼ正方形の画素を規定する。これは、放電ラインがサブ画素の長軸に沿って走ることを意味する。これは、列放電ラインが行方向に走る場合よりも画素の開口部の大きい領域を占めることを示唆している。しかしながら、放電ラインに沿って流れる電流の減少は、幅が低減され得ることを意味し、従って、利用可能な画素の開口部の起こり得る増大が依然として存在する。

列放電ラインを与えるための画素のレイアウトを実現することは図７及び図８から明らかであり、それを実現するための多くの異なるやり方が存在する。

図５の画素回路に関して２つの可能なレイアウトが示されたが、他の画素回路、例えば表示制御ライン「Ｄｉｓｐ」を使用しないより単純な画素回路が用いられ得ることは理解されるであろう。

上記において、電気泳動ディスプレイのような移動粒子表示装置を駆動するシステムが説明された。この表示装置は、セルに目的の光学的様相を与えるために目的の光学的状態にされる第１及び第２のセルを有している。上記第１及び第２のセルは互いに別々に駆動され、その結果、第１のセルの目的の光学的状態の誤差が、第２のセルの目的の光学的状態の誤差と逆の向きに生じる。従って、ディスプレイを見る人によってセルが遠くから見られると、上記第１及び第２のセルからの光が混ざり合い、光学的状態の誤差は互いに補償又は相殺するように見える。

１つの特定の駆動方式が詳細に説明されたが、多くの他の駆動方式が可能であることは理解されるであろう。説明された詳細な方式に関して、ペア又は各ペアの第１及び第２のセルが、それらを駆動するために用いられる異なる駆動方法のために単に第１及び第２のセルと称されていることが理解されるべきである。単に第２のセルであるように第１のセルを駆動することにより第１のセルが効果的に第２のセルになることが可能である。上記第１及び第２のセルの物理的な構造は同じであってもよいし、例えば異なるアドレス電極接続を持つために異なっていてもよい。

当業者には明らかであるように、添付の特許請求の範囲内にも入る本明細書において説明されたセルの配置及び駆動方式に対して多くの他の変形が存在する。実際には、各行が独立してアドレス指定されるより通常型のアドレッシング方式が使用され得る。

本発明の表示装置を駆動するために用いられ得る表示装置を駆動する方法の流れ図を示している。 本発明の装置に用いられ得る電気泳動セルの図を示している。 本発明の装置に用いられ得るIn-plane型電気泳動セルの図を示している。 図３の電気泳動セルの２つのペアの平面図を示している。 図４の電気泳動セルの２つのセルを組み込んだ本発明の一実施の形態に係る表示装置の回路図を示している。 図５の表示装置を駆動するためのタイミング図を示している。 本発明の画素電極のレイアウトの第１の例を示している。 本発明の画素電極のレイアウトの第２の例を示している。

Claims (10)

1. 移動する粒子と、
   各々が内部にゲート領域と蓄積領域を有する表示画素の行及び列のアレイと、
   複数の行アドレスラインであって、各行アドレスラインは対応する画素行をアドレス指定する当該アドレスラインと、
   複数の列アドレスラインであって、それぞれは対応する画素列に画素データを与える当該列アドレスラインと、
   少なくとも1つの第１電極と少なくとも1つの第２電極とを接続する複数の放電列ラインと
   を有し、
   前記第１電極は前記ゲート領域内に設けられ、かつ、前記第２電極は前記蓄積領域内に設けられ、
   画素行をアドレス指定し、前記列アドレスラインを用いて前記アドレス指定された行の画素にデータを与えることにより、画素がアドレス指定され、列アドレスラインから列のアドレス指定された画素への電荷の流れが対応する放電列ラインに流れる表示装置。
2. 各画素は、前記移動する粒子が浮遊する流体を含む密閉領域を有するセルを有し、各セル内の前記移動する粒子の移動はセルの状態を規定するために制御され、全ての表示セルの前記セルの状態は協働して当該装置の出力を規定する請求項１記載の表示装置。
3. 前記移動粒子が電気泳動粒子を有する電気泳動装置を有する請求項１又は２記載の表示装置。
4. イン・プレイン・スイッチング電気泳動表示装置を有する請求項３記載の表示装置。
5. 各列放電ラインは、２つの隣接する画素列間において共有される請求項１ないし４のいずれか１項に記載の表示装置。
6. 各列放電ラインは、単一の画素列と関連する請求項１ないし４のいずれか１項に記載の表示装置。
7. 各々が内部にゲート領域と蓄積領域を有する表示画素の行及び列のアレイと移動する粒子を有する表示装置を駆動する方法であって、
   画素行を順次アドレス指定し、対応する行アドレスラインに行選択信号を与えることにより画素行が選択されることと、
   画素行がアドレス指定されると、列アドレスラインを用いて前記行の画素にデータをロードすることと
   を有し、
   列アドレスラインからのデータのロードの間に、前記列アドレスラインから列のアドレス指定された画素への電荷の流れが対応する放電列ラインに沿って放出され、
   前記放電列ラインは少なくとも1つの第１電極と少なくとも1つの第２電極とを接続し、
   前記第１電極は前記ゲート領域内に設けられ、かつ、前記第２電極は前記蓄積領域内に設けられる、方法。
8. 前記移動粒子が電気泳動粒子を有する請求項７記載の方法。
9. 当該表示装置がイン・プレイン・スイッチング電気泳動表示装置を有する請求項８記載の方法。
10. 各列放電ラインは２つの隣接する画素列の間において共有され、各列放電ラインは前記電荷の流れを行の２つの隣接する画素に放出する請求項７に記載の方法。

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