JP5417695B2 - 電気泳動表示装置の駆動方法、電気泳動表示装置、及び電子機器 - Google Patents
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Description
このような残像をなくすためには、白表示と黒表示とを繰り返して、電気泳動素子内の白色粒子、黒色粒子を十分に撹拌することが必要であった。
一対の基板間に、複数色の電気泳動粒子を含んだ電気泳動素子を挟持し、複数の画素からなる表示部を有する電気泳動表示装置の駆動方法であって、前記表示部の画像を消去する画像消去ステップにおいて、同一の色に対応する階調で表示された複数の画素からなり、前記表示部を横断する帯状の消去領域を形成し、前記消去領域を、前記消去領域の幅方向に移動させて前記表示部を走査し、前記消去領域が通過した後の前記画素を前記消去領域とは異なる同一の色に対応する階調で表示させることを特徴とする電気泳動表示装置の駆動方法。
一対の基板間に、複数色の電気泳動粒子を含んだ電気泳動素子を挟持し、複数の画素からなる表示部を有する電気泳動表示装置であって、前記表示部の画像を消去する画像消去動作において、同一の色に対応する階調で表示された複数の画素からなり、前記表示部を横断する帯状の消去領域を前記消去領域の幅方向に移動して前記表示部を走査し、前記消去領域が通過した後の前記画素を前記消去領域とは異なる同一の色に対応する階調で表示させることを特徴とする電気泳動表示装置。
これにより、前記表示部の全体を点滅させることなく、前記電気泳動粒子を撹拌することができるので、フラッシングを起こさずに残像を残さない消去を行う電気泳動表示装置の駆動方法とすることができる。
これにより、前記走査線を順に選択することで、前記表示領域を容易に走査させることができるので、フラッシングを起こさずに残像を残さない消去を容易に行う電気泳動表示装置の駆動方法とすることができる。
これにより、1つの前記走査線において前記消去領域が通過する時間を延ばすことができるので、前記電気泳動粒子を確実に撹拌できる電気泳動表示装置の駆動方法とすることができる。
これにより、前記電気泳動粒子を撹拌する回数を増やすことができるので、残像を残さない消去を行う電気泳動表示装置の駆動方法とすることができる。
これにより、前記表示部に形成される前記消去領域が少ない場合でも、前記電気泳動粒子を撹拌する回数を増やすことができるので、残像を残さない消去を行う電気泳動表示装置の駆動方法とすることができる。
これにより、前記第1の走査線選択期間と前記第2の走査線選択期間とで異なる電位を前記画素に入力することができるので、前記消去領域を走査させることができる。これにより、フラッシングを起こさずに残像を残さない消去を行う電気泳動表示装置の駆動方法とすることができる。また、ほぼ1フレームで前記消去領域を走査できるので、高速消去を行うことができる。
これにより、前記表示部の全体を点滅させることなく、前記電気泳動粒子を撹拌することができるので、フラッシングを起こさずに残像を残さない消去を行う電気泳動表示装置を提供することができる。
これにより、前記走査線を順に選択することで、前記表示領域を容易に走査させることができるので、フラッシングを起こさずに残像を残さない消去を容易に行う電気泳動表示装置を提供することができる。
これにより、1つの前記走査線において前記消去領域が通過する時間を延ばすことができるので、前記電気泳動粒子を確実に撹拌できる電気泳動表示装置を提供することができる。
これにより、前記電気泳動粒子を撹拌する回数を増やすことができるので、残像を残さない消去を行う電気泳動表示装置を提供することができる。
これにより、前記表示部に形成される前記消去領域が少ない場合でも、前記電気泳動粒子を撹拌する回数を増やすことができるので、残像を残さない消去を行う電気泳動表示装置を提供することができる。
これにより、前記第1のシフトレジスタ回路、及び前記第2のシフトレジスタ回路を個別に駆動させることができるので、複数の前記走査線を独立に選択することができる電気泳動表示装置を提供することができる。
これにより、前記第1の走査線選択期間と前記第2の走査線選択期間とで異なる電位を前記画素に入力することができるので、前記消去領域を走査させることができる。これにより、フラッシングを起こさずに残像を残さない消去を行う電気泳動表示装置を提供することができる。
これにより、前記表示部の全体を点滅させることなく、前記電気泳動粒子を撹拌することができるので、フラッシングを起こさずに残像を残さない消去を行う電子機器を提供することができる。
表示部30には、画素20が、データ線駆動回路70の延在方向に沿ってm個、走査線駆動回路60の延在方向にn個のマトリクス状に配置されている。走査線駆動回路60と画素20とが、データ線駆動回路70の延在方向に沿って延びた複数の走査線40(Y1、Y2、…、Ym)を介して接続されている。データ線駆動回路70と画素20とが、表示部30を走査線駆動回路60の延在方向に沿って延びる複数のデータ線50(X1、X2、…、Xn)を介して画素20に接続されている。
第1のシフトレジスタ回路61は、各走査線40に対応して複数のフリップフロップ回路61aを備えている。また、すべてのフリップフロップ回路61aは直列に接続されている。
第2のシフトレジスタ回路62も同様に、各走査線40に対応して複数のフリップフロップ回路62aを備えている。また、すべてのフリップフロップ回路62aは直列に接続されている。
OR回路63は、各走査線40に対応して設けられている。OR回路63の入力端子はフリップフロップ回路61a、62aの出力端子とそれぞれ接続されている。OR回路63の出力端子はレベルシフタ64と、出力バッファ65とを介して、対応する走査線40と接続されている。
スタートパルスが入力されたフリップフロップ回路61aからは、第1の選択信号が出力される。したがって、第1の選択信号は、Y1からYmまで順にOR回路63を介して走査線40に入力される。
スタートパルスが入力されたフリップフロップ回路62aからは、第2の選択信号が出力される。したがって、第2の選択信号は、Y1からYmまで順にOR回路63を介して走査線40に入力される。
また、第1のシフトレジスタ回路61及び第2のシフトレジスタ回路62には、それぞれタイミングが異なるクロックパルスを入力して独立に駆動させることができる。この場合には、OR回路63を介してそれぞれの選択信号が走査線40に入力される。したがって、シフトレジスタ回路61、62により複数の走査線40を独立に選択することができる。
次に、高電位に変えられた第1、第2の選択信号は、出力バッファ65により電流増幅される。そして、電流増幅された第1、第2の選択信号がデータ線50に供給される。仮に、第1、第2の選択信号の電流が少ないと走査線駆動回路60から離れた位置の画素20に供給する電流が不足して、この画素20に所望の電位が与えられないからである。
全選択回路74は、データ線50ごとに配置されており、インバータ回路74aと、NOR回路74b、74cとを備えている。
各NOR回路74bの入力端子の一方には、第2のラッチ回路73からのデータ信号線DIN(DIN1、DIN2、…、DINn)がそれぞれ接続されている。他方の端子には、すべての全選択回路74に共通の全選択信号線SHが接続されている。インバータ回路74aの入力端子には、すべての全選択回路74に共通の全選択信号線SLが接続されている。インバータ回路74aの出力端子、及びNOR回路74bの出力端子はNOR回路73cの入力端子にそれぞれ接続されている。
さらに、全選択信号線SLに低電位が入力されている場合には、データ信号線DINから入力される画像データ、及び全選択信号線SHの電位に関わらず、全選択回路74から低電位が出力される。
画素20は、スイッチング素子24と、容量25と、画素電極(電極)21と、共通電極(電極)22と、電気泳動素子23とを備えている。
容量25はスイッチング素子24が駆動されたときに充電されるので、スイッチング素子24が停止した後も一定期間電位を保持し、画素電極21に電位を与えることができる。
ラッチ回路125は、入力端N1と出力端N2を有していて、入力端N1でpチャネルトランジスタ154とnチャネルトランジスタ153とが接続され、出力端N2でpチャネルトランジスタ152とnチャネルトランジスタ151とが接続されている。
pチャネルトランジスタ154、及びnチャネルトランジスタ153のゲート部は、出力端N2及び画素電極21に接続され、pチャネルトランジスタ152、及びnチャネルトランジスタ151のゲート部は、入力端N1及びスイッチング素子24に接続されている。
pチャネルトランジスタ152、154は高電位電源線158に接続され、nチャネルトランジスタ151、153は低電位電源線157に接続されている。
黒色粒子83は、例えば、アニリンブラック、カーボンブラック等の黒色顔料からなる粒子(高分子あるいはコロイド)であり、例えば正に帯電されている。
まず図7(a)に示すように、共通電極22に画素電極21より高電位を印加すると、負に帯電した白色粒子82が共通電極22に引き寄せられ、正に帯電した黒色粒子83が画素電極21に引き寄せられる。したがって、この画素20は白表示される。
図8は、第1の駆動方法に係る画像消去動作を示す図である。図9は、第1の駆動方法に係るタイミングチャートを示す図である。
第1の駆動方法は、走査線延在方向に延び、複数の画素20に相当する幅を持った1つの消去領域をデータ線延在方向に1列ごとに移動させることで消去を行う方法である。
以下では、図8に示すように、走査線40の延在方向に沿った9個の画素20と、データ線50の延在方向に沿った14個の画素20とで囲まれた、表示部30の一部の領域を抜き出して説明する。
なお、消去領域201は、走査線40aから走査線40nまで一列ずつ移動するが、図8では、2列ずつ移動した図を順に示している。
クロック信号線CLKA、CLKBには、高電位(H)と低電位(L)とを繰り返すパルスが入力され、第1のシフトレジスタ回路61、第2のシフトレジスタ回路62が駆動されている。CLKA、CLKBに入力されるパルスの高電位(H)及び低電位(L)の期間は、白表示と黒表示における白色粒子82、黒色粒子83にかかる負荷を均等にするために、等しくなるように設定されていることが好ましい。
また、全選択信号線SH、SLはすべての全選択回路74に共通の配線であるので、すべてのデータ線50に同じパルスが入力される。データ線50に入力されるパルスの周期は、前述したクロック信号線CLKA、CLKBに入力されるクロックパルスの周期の1/2である。すなわち、CLKA、CLKBが高電位(H)期間中に、データ線50の電位が高電位(H)及び低電位(L)の期間を有し、CLKA、CLKBが低電位(L)期間中にも、データ線50の電位が高電位(H)及び低電位(L)の期間を有する。
まず、第1のシフトレジスタ回路61、及び第2のシフトレジスタ回路62のそれぞれにクロックパルスを入力し走査線駆動回路60を駆動する。この状態で第1のシフトレジスタ回路61にスタートパルスを入力し、1行目の走査線40aに第1の選択信号を入力する。第1の選択信号は、クロック信号線CLKAが立ち上がっている(高電位(H)が入力されている)期間の前半部、すなわちデータ線50に高電位(H)が入力されている期間に入力される。これにより、走査線40aに属する一群の画素20とそれらに対応するデータ線50とが接続されて、各画素の画素電極21に高電位(H)が入力される。したがって、共通電極22に低電位(L)が入力される期間に、画素電極21及び共通電極22の間に電位差が発生し、走査線40aに属する画素20は黒表示される(図8(c))。
このようにして3行目の走査線40cまで黒表示が完了すると、データ線50の延在方向には3画素分の幅を有する消去領域201が形成された状態となる(図8(d))。
一方、黒表示された画素20は、走査線の選択期間が経過した後も黒表示状態を保持するので、消去領域201(3画素分の幅の帯)の後方に位置する行の画素20を選択して白表示させる動作が必要となる。画素20を白表示させる動作を、次に説明する。
これにより、データ線50に低電位(L)が入力される期間に同期して走査線40に第2の選択信号が入力される。そして、選択された走査線40に属する画素20の画素電極21に低電位(L)が入力され、共通電極22に高電位(H)が入力される期間に、画素電極21と共通電極22との間に生じる電位差によって電気泳動素子23が駆動されて画素20が白表示される。
まず、3画素分の幅を有する帯状の消去領域201によって表示部30を走査するので、図8(b)の全面白消去で消しきれない画像を効率良く消去できる。また、画面全体が一度に黒表示又は白表示になることがないので、フラッシングを起こさずに残像のない消去を行うことができる。
本実施形態では、3画素分の幅を有する帯状の消去領域201としたが、2画素分の幅の消去領域を形成してもよく、4画素分以上の幅の消去領域としてもよい。消去領域201の幅を変更することで、各画素20における黒表示の保持期間を制御することができ、適切な条件での消去動作が可能になる。
なお、消去領域201の幅をあまり広くするとフラッシングと同様の表示の明滅が使用者に見えてしまうおそれがある。この場合には、幅を狭くしたり、走査速度を変更することで使用者に不快感を生じさせないようにすることが好ましい。
これにより、表示部30に形成される消去領域201の幅を狭くしても、白色粒子82、及び黒色粒子83を撹拌する回数を増やすことができるので、残像を残さない消去を行うことができる。
次に、第2の駆動方法について説明する。
図11は、第2の駆動方法に係る画像消去動作を示す図である。図12は、第2の駆動方法による画像消去動作に係るタイミングチャート図である。
第2の駆動方法は、表示部30を複数の画素20に相当する2つの消去領域211、212が走査することで画像消去動作を行う方法である。なお、第2の実施形態においても、走査線40の延在方向に沿った9個の画素20と、データ線50の延在方向に沿った14個の画素20とで囲まれた、表示部30の一部の領域を抜き出して説明する。
まず、第1の駆動方法と同様に走査線駆動回路60及びデータ線駆動回路70を駆動して、各走査線に属する一群の画素20を順次黒表示することで、3画素分の幅を有する消去領域211を形成する(図11(c)、(d))。
続いて、形成された消去領域211をデータ線50の延在方向に沿って移動させる(図11(e))。
そして、消去領域211の先頭が7行目の走査線40gに到達すると、1行目の走査線40aにおいて次の消去領域212の形成が開始される。(図11(f))。
消去領域212の形成が開始されるとき、第1のシフトレジスタ回路61にスタートパルスが再び入力される。したがって、先頭の消去領域211が走査線40nに達するまで、第1のシフトレジスタ回路61は、2本の走査線40に対して同時に第1の選択信号を入力することになる。
消去領域212が形成された後、消去領域212の後方となる行の画素を白表示するために、第2のシフトレジスタ回路62にはスタートパルスが再び入力される。つまり、第2のシフトレジスタ回路62も、一定期間、2本の走査線40に対して同時に第2の選択信号を入力することになる。(図11(h)、(i))
そして、先頭の消去領域211が走査線40nまで達すると、第1のシフトレジスタ回路61は消去領域211に係る第1の選択信号の入力を終了する。その後、消去領域211の後方の白表示領域が走査線40nに向かって移動し、帯状の消去領域211は表示部30を通過する。(図11(j)、(k))
これにより、白色粒子82、及び黒色粒子83を撹拌する回数をさらに増やすことができるので、より残像を残さない消去を行うことができる。
さらに、消去領域211,212の間隔を3画素分としているが、これに限定されず、任意の間隔をもって消去領域211,212を配置することができる。
このように動作させると、画素電極21と共通電極22との間には、白表示と黒表示とを同時に行う電位差が常に生じるので、消去領域211、212の表示時間の短縮、及び消去領域211、212の走査時間の短縮に効果的である。
次に、第3の駆動方法について説明する。
図13は、第3の駆動方法に係る画像消去動作を示す図である。図14は、第3の駆動方法による画像消去動作に係るタイミングチャート図である。
第3の駆動方法は、表示部30を複数の画素20分に相当する3つの消去領域221、222、223が走査することで画像消去動作を行う方法である。なお、第3の実施形態においても、走査線40の延在方向に沿った9個の画素20と、データ線50の延在方向に沿った14個の画素20とで囲まれた、表示部30の一部の領域を抜き出して説明する。
まず、第1の駆動方法と同様に走査線駆動回路60及びデータ線駆動回路70を駆動して、各走査線に属する一群の画素20を順次黒表示することで、3画素分の幅を有する消去領域221を形成する(図13(c)、(d))。
続いて、形成された消去領域221をデータ線50の延在方向に沿って移動させる(図13(e))。
そして、消去領域221の先頭が7行目の走査線40gに到達すると、1行目の走査線40aにおいて次の消去領域222の形成が開始される(図13(f))。
消去領域222の形成が開始されるとき、第1のシフトレジスタ回路61にスタートパルスが再び入力されて、第1のシフトレジスタ回路61は、2本の走査線40に対して同時に第1の選択信号を入力することになる。
その後、さらに走査線の選択動作を進行させ、消去領域221を移動させつつ消去領域222を形成すると、3画素分の幅を有する帯状の消去領域222が表示部30の上辺端(+Y側端)に形成される(図13(g))。
消去領域223の形成が開始されるとき、第1のシフトレジスタ回路61にスタートパルスが再び入力されて、第1のシフトレジスタ回路61は、3本の走査線40に対して同時に第1の選択信号を入力することになる。
さらに、消去領域221,222,223の間隔を3画素分としているが、これに限定されず、任意の間隔をもって消去領域221,222,223を配置することができる。
このように動作させると、画素電極21と共通電極22との間には、白表示と黒表示とを同時に行う電位差が常に生じるので、消去領域221,222,223の表示時間の短縮、及び消去領域221,222,223の走査時間の短縮に効果的である。
次に、第4の駆動方法について説明する。
図15は、第4の駆動方法に係る画像消去動作を示す図である。図16は、第4の駆動方法による画像消去動作に係るタイミングチャート図である。
第4の駆動方法は、第1の駆動方法における3つの画素分の幅を有する消去領域201の中央を白線に変えることで形成された2つの消去領域231、232が、表示部30を走査することで画像消去動作を行う方法である。なお、第4の実施形態においても、走査線40の延在方向に沿った9個の画素20と、データ線50の延在方向に沿った14個の画素20とで囲まれた、表示部30の一部の領域を抜き出して説明する。
まず、第1の駆動方法と同様に走査線駆動回路60及びデータ線駆動回路70を駆動して、走査線40aに属する一群の画素20を黒表示することで、1画素分の幅を有する消去領域231を形成する(図15(c))。続いて、形成された消去領域211をデータ線50の延在方向に沿って移動させる。
そして、消去領域211の先頭が3行目の走査線40cに到達すると、1行目の走査線40aにおいて次の消去領域232が形成される(図15(d))。
消去領域232が形成されるとき、第1のシフトレジスタ回路61にスタートパルスが再び入力される。したがって、先頭の消去領域231が走査線40nに達するまで、第1のシフトレジスタ回路61は、2本の走査線40に対して同時に第1の選択信号を入力することになる。
そして、先頭の消去領域231が走査線40nまで達すると、第1のシフトレジスタ回路61は消去領域231に係る第1の選択信号の入力を終了する。その後、消去領域231の後方の白表示領域が走査線40nに向かって移動し、帯状の消去領域231は表示部30を通過する(図15(e)〜図15(i))。
これにより、白色粒子82、及び黒色粒子83を撹拌する回数をさらに増やすことができるので、より残像を残さない消去を行うことができる。
さらに、消去領域231,232の間隔を1画素分としているが、これに限定されず、任意の間隔をもって消去領域231,232を配置することができる。
このように動作させると、画素電極21と共通電極22との間には、白表示と黒表示とを同時に行う電位差が常に生じるので、消去領域231、232の表示時間の短縮、及び消去領域231、232の走査時間の短縮に効果的である。
ここでは本発明の電気泳動表示装置を、電子機器に適用した場合について説明する。図17は電子ペーパー300の構成を示す斜視図である。電子ペーパー300は、本発明の電気泳動表示装置を表示領域301として備えている。電子ペーパー300は可撓性を有し、従来の紙と同様の質感及び柔軟性を有する書き換え可能なシートからなる本体302を備えて構成されている。
これにより、フラッシングを起こさずに残像を残さない消去を行う電子機器とすることができる。
Claims (14)
- 一対の基板間に、複数色の電気泳動粒子を含んだ電気泳動素子を挟持し、複数の画素からなる表示部を有する電気泳動表示装置の駆動方法であって、
前記表示部の画像を消去する画像消去ステップにおいて、
同一の色に対応する階調で表示された複数の画素からなり、前記表示部を横断する帯状の消去領域を形成し、
前記消去領域を、前記消去領域の幅方向に移動させて前記表示部を走査し、前記消去領域が通過した後の前記画素を前記消去領域とは異なる同一の色に対応する階調で表示させることを特徴とする電気泳動表示装置の駆動方法。 - 請求項1に記載の電気泳動表示装置の駆動方法であって、
前記表示部に、互いに交差して延びる複数の走査線と複数のデータ線とが形成され、前記走査線と前記データ線との交差部に対応して前記画素が形成されており、
前記消去領域は、前記走査線の延在方向において前記表示部を横断する領域であることを特徴とする電気泳動表示装置の駆動方法。 - 請求項2に記載の電気泳動表示装置の駆動方法であって、
前記消去領域は、前記データ線の延在方向において複数の前記画素に相当する幅を有していることを特徴とする電気泳動表示装置の駆動方法。 - 請求項2又は請求項3に記載の電気泳動表示装置の駆動方法であって、
前記データ線の延在方向において所定の間隔で配列された複数の前記消去領域を走査させることを特徴とする電気泳動表示装置の駆動方法。 - 請求項1から請求項4の何れか1項に記載の電気泳動表示装置の駆動方法であって、
前記消去領域を、複数回走査させることを特徴とする電気泳動表示装置の駆動方法。 - 請求項2から請求項5の何れか1項に記載の電気泳動表示装置の駆動方法であって、
前記走査線には、前記走査線を選択する走査線駆動装置が接続されており、
前記走査線駆動装置は、第1のシフトレジスタ回路と、第2のシフトレジスタ回路と、前記第1のシフトレジスタ回路及び前記第2のシフトレジスタ回路の出力のORをとるOR回路とを有し、
前記画像消去ステップの期間に、すべての前記データ線には、第1の電位と第2の電位とを繰り返すパルスを入力し、
前記第1のシフトレジスタ回路による第1の走査線選択期間では、前記データ線に第1の電位を入力し、前記第2のシフトレジスタ回路による第2の走査線選択期間では、前記データ線に第2の電位を入力することを特徴とする電気泳動表示装置の駆動方法。 - 一対の基板間に、複数色の電気泳動粒子を含んだ電気泳動素子を挟持し、複数の画素からなる表示部を有する電気泳動表示装置であって、
前記表示部の画像を消去する画像消去動作において、同一の色に対応する階調で表示された複数の画素からなり、前記表示部を横断する帯状の消去領域を前記消去領域の幅方向に移動して前記表示部を走査し、前記消去領域が通過した後の前記画素を前記消去領域とは異なる同一の色に対応する階調で表示させることを特徴とする電気泳動表示装置。 - 請求項7に記載の電気泳動表示装置であって、
前記表示部に、互いに交差して延びる複数の走査線と複数のデータ線とが形成され、前記走査線と前記データ線との交差部に対応して前記画素が形成されており、
前記消去領域は、前記走査線の延在方向において前記表示部を横断する領域であることを特徴とする電気泳動表示装置。 - 請求項8に記載の電気泳動表示装置であって、
前記消去領域は、前記データ線の延在方向において複数の前記画素に相当する幅を有していることを特徴とする電気泳動表示装置。 - 請求項8又は請求項9に記載の電気泳動表示装置であって、
前記データ線の延在方向において所定の間隔で配列された複数の前記消去領域を走査させることを特徴とする電気泳動表示装置。 - 請求項7から請求項10の何れか1項に記載の電気泳動表示装置であって、
前記消去領域を、複数回走査させることを特徴とする電気泳動表示装置。 - 請求項8から請求項11の何れか1項に記載の電気泳動表示装置であって、
前記走査線には、前記走査線を選択する走査線駆動装置が接続されており、
前記走査線駆動装置は、第1のシフトレジスタ回路と、第2のシフトレジスタ回路と、前記第1のシフトレジスタ回路及び前記第2のシフトレジスタ回路の出力のORをとるOR回路とを有することを特徴とする電気泳動表示装置。 - 請求項12に記載の電気泳動表示装置であって、
前記画像消去動作の期間に、すべての前記データ線には、第1の電位と第2の電位とを繰り返すパルスが入力されており、
前記第1のシフトレジスタ回路による第1の走査線選択期間では、前記データ線に第1の電位が入力され、前記第2のシフトレジスタ回路による第2の走査線選択期間では、前記データ線に第2の電位が入力されていることを特徴とする電気泳動表示装置。 - 請求項7から請求項13の何れか1項に記載の電気泳動表示装置を備えたことを特徴とする電子機器。
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