JP2004252277A

JP2004252277A - 電気泳動表示装置

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Publication number: JP2004252277A
Application number: JP2003043966A
Authority: JP
Inventors: Eisaku Tatsumi; 栄作巽; Tomoko Maruyama; 朋子丸山; Satoshi Mitsumura; 聡三ツ村; Kazuaki Sukai; 一明須貝; Yoshikazu Shibamiya; 芳和柴宮; Kazumi Suga; 和巳須賀; Atsushi Sakakibara; 厚志榊原; Atsushi Ikeda; 敦池田; Kenzo Ina; 謙三伊奈
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2003-02-21
Filing date: 2003-02-21
Publication date: 2004-09-09

Abstract

【課題】情報電極と走査電極との間に電圧を印加し電気泳動粒子を移動させることで画素の表示状態を遷移させて表示を行う、ペーパーライクディスプレイ等に好適に用いられる駆動時間の制限が緩い電気泳動表示装置において、ドライブ回路の簡素化を図ること。
【解決手段】走査電極が、それぞれ独立して信号が印加される第１及び第２の副走査電極から構成された複合電極となっており、複合電極の前記第１及び第２の副走査電極と情報電極との３つの電極に選択信号が供給されることで情報電極と走査電極との間に駆動選択電圧が印加され、当該画素の状態が遷移することを特徴とする電気泳動表示装置。電気泳動パネルの総画素数に対し、１／２乗に比例してドライブ回路を設ける必要がなく、少ないドライブ回路数で電気泳動パネルを駆動することができる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画素に含まれる電気泳動粒子を走査電極と情報電極との間で移動させることにより、画素の状態を変化させて表示を行う電気泳動表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電気泳動表示装置以外の表示装置として、ＳＴＮおよびＦＬＣＤ液晶表示装置においては、特開２０００−５６２９１号公報（特許文献１）によれば、走査電極を抵抗を通して配線し、複数マトリクス駆動することによって高解像度表示をすることが可能である。
【０００３】
一方、電気泳動表示装置においては、高解像になるに従って、ドライブ回路数が増えると、ドライブ回路のＩＣの実装幅が狭くなり、実装が困難になる。また、ドライブＩＣ数が増えることにより、電気泳動表示装置全体に占めるドライブＩＣのコストが大きな割合を占めるようになる。そこで、外付けのドライブＩＣを使わない方式として、低温ポリシリコン方式が考えられる。低温ポリシリコン方式は、ガラス基板の耐熱温度以下のような低温で多結晶シリコンを生成できる製造方式であり、これにより表示装置の画素のトランジスタとともにドライブ回路をモノリシックに集積化することができる。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−５６２９１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、電気泳動表示装置においては、屈曲性や低コストや大画面が求められるため、低温ポリシリコン方式は採用し難い。このことから、低温ポリシリコン方式のようにドライブ回路をモノリシックに集積化する以外の方法により、ドライブＩＣに係るコストを削減することが、求められる。
【０００６】
つまり、表示装置の画素数を減らすことなく、ドライブ回路の出力チャンネル数を減らすことができれば、ドライブ回路に係るコストは劇的に低減できる。
【０００７】
なお、一般に電気泳動表示を利用したペーパーライクディスプレイは、低消費電力にて書き込めることが求められるが、動画を表示せず静止画を表示することが主目的であるので、１フレームの表示に要する駆動時間が多少長くなっても許容できるという特徴がある。
【０００８】
本発明は、このような現状に鑑みてなされたものであり、駆動時間の制限が緩い電気泳動表示装置において、ドライブ回路の出力チャンネル数を減らして、ドライブ回路に係るコストを低減することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための解決手段は以下の通りである。
【００１０】
〔解決手段１〕
保持体に移動可能に保持された電気泳動粒子を含む画素を複数有し、該画素に電気的に接続された走査電極及び情報電極を通して駆動選択電圧を選択的に印加することにより、各画素の状態を定める電気泳動表示装置において、
前記走査電極に走査信号を供給する走査駆動回路と、
前記情報電極に情報信号を供給する情報駆動回路と、
を備え、
前記走査電極又は情報電極の少なくとも何れか一方は、それぞれ独立して信号が印加される第１及び第２の副電極から構成された複合電極となっており、
前記走査駆動回路又は情報駆動回路は、前記第１及び第２の副電極にそれぞれ接続された第１副電極駆動回路及び第２副電極駆動回路を有しており、
前記画素は、そこに電気的に接続されている前記複合電極の前記第１及び第２の副電極と前記情報電極又は前記走査電極との３つの電極に選択信号が供給されることで前記駆動選択電圧が印加され、当該画素の状態が遷移することを特徴とする電気泳動表示装置。
【００１１】
〔解決手段２〕
保持体に移動可能に保持された電気泳動粒子を含む画素を複数有し、該画素に電気的に接続された走査電極及び情報電極を通して駆動選択電圧を選択的に印加することにより、各画素の状態を定める電気泳動表示装置において、
前記走査電極に走査信号を供給する走査駆動回路と、
前記情報電極に情報信号を供給する情報駆動回路と、
を備え、
前記走査電極は、それぞれ独立して信号が印加される第１及び第２の副走査電極から構成された複合電極となっており、
前記走査駆動回路は、前記第１及び第２の副走査電極にそれぞれ接続された第１走査駆動回路及び第２走査駆動回路を有しており、
前記画素は、そこに電気的に接続されている前記複合電極の前記第１及び第２の副走査電極と前記情報電極との３つの電極に選択信号が供給されることで前記駆動選択電圧が印加され、当該画素の状態が遷移することを特徴とする電気泳動表示装置。
【００１２】
〔解決手段３〕
保持体に移動可能に保持された電気泳動粒子を含む画素を複数有し、該画素に電気的に接続された走査電極及び情報電極を通して駆動選択電圧を選択的に印加することにより、各画素の状態を定める電気泳動表示装置において、
前記走査電極に走査信号を供給する走査駆動回路と、
前記情報電極に情報信号を供給する情報駆動回路と、
を備え、
前記情報電極は、それぞれ独立して信号が印加される第１及び第２の副情報電極から構成された複合電極となっており、
前記走査駆動回路は、前記走査電極及び前記第２の副情報電極にそれぞれ接続された第１走査駆動回路及び第２走査駆動回路を有しており、
前記画素は、そこに電気的に接続されている前記複合電極の前記第１及び第２の副情報電極と前記走査電極との３つの電極に選択信号が供給されることで前記駆動選択電圧が印加され、当該画素の状態が遷移することを特徴とする電気泳動表示装置。
【００１３】
〔解決手段４〕
前記複合電極は、それぞれが櫛形の形状を有する第１副電極と、第２副電極とが、同一平面上に櫛の歯の部分が噛み合わされた状態で形成されていることを特徴とする解決手段１〜３に記載の電気泳動表示装置。
【００１４】
〔解決手段５〕
前記複合電極は、多層形状をなし、電気泳動粒子から遠い側の副電極と、電気泳動粒子と近接した側の副電極との間に絶縁層が形成されていることを特徴とする解決手段１〜３に記載の電気泳動表示装置。
【００１５】
〔解決手段６〕
保持体に移動可能に保持された電気泳動粒子を含む画素が２次元マトリクス状に多数配置され、該画素に駆動選択電圧を選択的に印加することにより、各画素の状態を定める電気泳動表示装置において、
前記画素には３つの電極が電気的に接続されており、その３つの電極を、３次元マトリクス駆動する駆動回路を有することを特徴とする電気泳動表示装置。
【００１６】
また、３次元マトリクス駆動とは、４次元マトリクス駆動も含むものとする。
【００１７】
そして、駆動選択電圧とは、３次元マトリクス駆動される３つの電極が同時に選択（真理表の１又は０）となって初めて画素に印加され、且つ画素の表示状態を変えられる電圧である。そして、駆動選択電圧は、消去電圧が少なくとも１画素毎、少なくとも１ライン毎、あるいは１フレーム毎に画素に印加された後に、選択された画素に印加されるように電圧パルス列を決めるとよい。
【００１８】
ここで、保持体としては、カプセルや、周囲が封止された一対の基板、或いはこれらの組み合わせであってもよい。
【００１９】
更に、複合電極を構成する２つの電極は、それぞれ１画素に対して離散的に設けられた複数の部分をもつとよい。具体的には、後述するように櫛歯状の電極構造として、一画素内に複数の櫛歯部分を配置するとよい。更には、複数の櫛歯部分をもつ一画素に少なくとも１つのカプセルを配置し、そのカプセル内に多数の電気泳動粒子を含ませることが好ましいものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明するが、本発明はこれらの具体的な実施形態に制限されるものではない。
【００２１】
図１は本発明の一実施形態に係る電気泳動表示装置の概略ブロック図である。
【００２２】
同図において、１１はデータ入力部、１２はデータ変調器、１３は情報電極ドライバ（情報駆動回路）であり、データ入力部１１からの表示信号及びクロック信号は、データ変調器１２に送られた後、データ変調器１２において情報信号及び補助信号に変換され、この後情報電極ドライバ１３を通して電気泳動パネル１９の電気泳動粒子を挟持する不図示の基板（保持体）に形成された情報電極に供給される。
【００２３】
また、同図において、１４はクロック発生器、１５は不図示の走査電極を選択する走査電極セレクタ、１６、１７はＡ及びＢ走査電極ドライバ（それぞれ第１走査駆動回路、第２走査駆動回路に対応）であり、クロック発生器１４より発生したクロック信号は走査電極セレクタ１５に送られた後、走査電極セレクタ１５により選択された走査電極に、Ａ及びＢ走査電極ドライバ１６，１７（第１駆動回路）を介して供給される。
【００２４】
なお、同図において、１８はマトリクス配線して一本の走査電極に対しＡ及びＢ走査電極ドライバ１６，１７を接続するマトリクス配線部である。
【００２５】
そして、Ａ及びＢ走査電極ドライバ１６，１７からの出力は、マトリクス配線部１８により一つの出力対として電気泳動パネル１０の不図示の複合電極からなる走査電極に供給される。
【００２６】
図２は、複合電極とマトリクス配線部１８の接続状況を説明する図であり、Ａ走査電極ドライバ１６に接続されるＣＯＭＡ−１〜ＣＯＭＡ−４までの４本の副走査電極の入力端子と、Ｂ走査電極ドライバ１７に接続されるＣＯＭＢ−１〜ＣＯＭＢ−８までの８本の副走査電極の入力端子を有している。この入力端子の数、つまり、ドライブライン数は、説明を簡単にするために４、８本としているが、実施する際には、通常、それぞれ数十から数百本にて構成される。
【００２７】
マトリクス配線部１８は、Ａ走査電極ドライバ１６に接続される櫛型電極群及びＢ走査電極ドライバ７に接続されるくし形電極からなる複合電極群を、例えばドライブラインＣＯＭＡ−１（１２１）においては、お互いに並列に非接触かつ密接して配置されたＡ−１とＢ−１、Ａ−１とＢ−２、・・・、Ａ−１とＢ−８の副走査電極を、ドライブラインＣＯＭＡ−２においては、Ａ−２とＢ−１、Ａ−２とＢ−２、・・・、Ａ−２とＢ−８の副走査電極を、というように、以下同様にして副走査電極をマトリクス状に接続する配線部分である。そして、このように複合化することによりドライブラインＣＯＭＡ−１に対応して１〜８までの８本の副走査電極が形成される。
【００２８】
そして、これと同様の密接配置をドライブラインＣＯＭＡ２〜ＣＯＭＡ４の副走査電極に対しても行い、これにより電気泳動パネル１９の部分に張り巡らされる走査電極群２３には、４×８＝３２本の複合電極からなる走査電極が形成される。
【００２９】
詳しくは、ＣＯＭＡ−１〜ＣＯＭＡ−４の４個の入力端子の１つに対して８本設けられた、計３２本の第１の副走査電極が設けられている。これら一本毎に並行して配置された計３２本の第２の副走査電極が更に設けられ、それらは４本毎に共通の入力端子ＣＯＭＢ−１〜ＣＯＭＢ−８のいずれかに共通に接続されている。こうして、マトリクス配線部１８は、４つの入力端子ＣＯＭＡ−１〜ＣＯＭＡ−４と、８つの入力端子ＣＯＭＢ−１〜ＣＯＭＢ−８と、の４×８マトリクスを実現している。よって、３２本の複合電極からなる走査電極は、４×８マトリクスにより時分割駆動を行うことができる。
【００３０】
尚、このように、第１の副走査電極が、一定の数の第１の副走査電極からなる複数の第１副走査電極群にグループ分けされており、１つの第１副走査電極群に属する第１の副走査電極は、前記第１走査駆動回路の１つの入力端子に接続され、第２の副走査電極は、各第１副走査電極群において１つの第１の副走査電極と対になって複合電極を構成している第２の副走査電極からなる複数の第２副走査電極群にグループ分けされており、１つの第２副走査電極群に属する第２の副走査電極は、前記第２走査駆動回路の１つの入力端子に接続されることで、マトリクス配線が簡素な構成にて可能となり好ましい形態といえるが、本発明はこの接続形態に限られるものではない。
【００３１】
図６に本発明に用いられる複合電極の一実施形態の詳細形状を示す平面図である。
【００３２】
第１副走査電極２１と第２副走査電極２２は、同一平面上に構成され、２１は下向きに櫛型形状をなし、２２は上向きに櫛型形状をなし、お互いの櫛の歯部分が非接触で噛み合わされた状態になるように、複合電極を構成する。ＣＯＭＡ１〜４に対しそれぞれＣＯＭＢ１〜８まで対応させ、合計３２本の複合電極から成る。
【００３３】
図３は、本発明の電気泳動表示装置において２つの走査駆動回路（Ａ及びＢ走査電極ドライバ１６，１７）から各走査電極に印加される信号波形を説明する図である。同図において、３１１は所定信号である選択信号の波形（以下、選択波形と略）、３１２は非選択信号の波形（以下、非選択波形と略）を示している。
【００３４】
ここでは、この選択波形３１１は消去パルス３１６と書き込みパルス３１７からなっており、非選択波形３１２は選択波形３１１の−１／３のパルスである。そして、この選択波形３１１を、図２におけるＡ走査電極ドライバ６のドライブラインＡ１〜Ａ４のうち、例えばドライブラインＡ１のみに印加し、その他のドライブラインには非選択波形３１２を印加するようにする。
【００３５】
また同様に、Ｂ走査電極ドライバ７のドライブラインＢ１〜Ｂ８のうち、例えばドライブラインＢ１のみに選択波形３１１を印加し、その他のドライブラインには非選択波形３１２を印加するようにする。
【００３６】
ここで、ドライブラインＡ１〜Ａ４及びドライブラインＢ１〜Ｂ８に接続されている各櫛型電極はマトリクス配置されているので、走査電極Ａ１−Ｂ１にのみ複合電極に両方の選択波形３１１が印加される。なお、このように両方の選択波形３１１が印加された場合、２つの選択波形３１１が同じなので、走査電極Ａ１−Ｂ１には選択波形３１１と同じパルス、即ち選択パルス３１３が印加される。
【００３７】
一方、走査電極Ａ１−Ｂ１以外の走査電極には、非選択波形３１２と非選択波形３１２とが、或いは選択波形３１１と非選択波形３１２とが複合電極を通して印加される。そして、複合電極上における電界の合計を示すと、前者は３１４の波形になり、後者は３１５の波形になる。
【００３８】
このように、複合電極で構成された走査電極に実質的に印加される走査信号波形には、
１．Ａ及びＢ走査電極ドライバ１６、１７に選択波形３１１を印加して形成された選択パルス３１３
２．Ａ走査電極ドライバ１６に選択波形３１１を、Ｂ走査電極ドライバ１７に非選択波形３１２をそれぞれ印加して形成された第１非選択パルス３１４
３．Ｂ走査電極ドライバ１７に選択波形３１１をＡ走査電極ドライバ１６に非選択波形３１２をそれぞれ印加して形成された第１非選択パルス３１４
４．Ａ及びＢ走査電極ドライバ１６、１７に非選択波形３１２を印加して形成された第２非選択パルス３１５
の４通りの信号波形が存在することになる。
【００３９】
図４（ａ）、（ｂ）は、本発明の電気泳動表示装置において情報電極に印加される電圧と、それにより生じる走査電極と情報電極との間の電界強度を示す図である。（ａ）は情報電極にＯＮ電圧が印加された場合の図である。（ｂ）は情報電極にＯＦＦ電圧が印加された場合の図である。
【００４０】
３２１は情報電極に印加される情報信号波形であり、この場合は白の場合である。
【００４１】
そして、Ａ及びＢ走査電極ドライバ１６，１７の各ドライブラインＡ１〜Ａ４，Ｂ１〜Ｂ８のそれぞれ１本に選択波形３１１（図３参照）を印加すると、上記図３の説明において示したような選択パルス３１３を含む走査信号波形がマトリクス駆動により選択された１本の走査電極にのみ印加される。
【００４２】
なお、選択パルス３１３が１本の走査電極に印加されたとき、他の走査電極３１本のうち、１１本の走査電極には片方のみ選択波形である第１非選択パルス３１４が、また他の２０本の走査電極には両方が非選択波形である第２非選択パルス３１５がそれぞれ印加される。
【００４３】
そして、選択波形３１３と情報波形３２１の合成波形３２２が印加されると、合成波形３２２の３２５に示す部分で黒消去電圧が印加され、画素が黒になり、３２６に示す部分で選択駆動電圧として白書き込み電圧が印加されて画素が白になる。
【００４４】
また、情報波形３２１と第１非選択走査波形３１４間の電界強度波形は３２３になり、情報波形３２１と第２非選択走査波形３１５間の電界強度波形は３２４になる。
【００４５】
そして、画素の状態が白から黒へ、或いは黒から白へ等、遷移する閾値電界強度に対し、電界強度波形３２２は閾値を超え、３２４は閾値を超えないような値に、走査電極と情報電極間の距離や電気泳動粒子の材質等の物的設計条件を設定するか、或いは印加する信号の電圧値を設定する等により、波形３２２では、書き換えが起こり、波形３２３、３２４では書き換えが起こらないようにすることができる。
【００４６】
次に、図４（ｂ）は、情報電極にＯＦＦ電圧が印加される場合の電圧波形および電圧差によって生じる電界を説明する図である。
【００４７】
３３１は全画素黒の情報波形であり、３３２は、この全画素黒の情報波形３３１と走査信号波形３１３との合成波形を示している。そして、このような合成波形３３２が印加されると、合成波形３３２の３３５に示す部分で黒消去電圧が印加され、画素が黒になる。なお、３３６では電界強度の絶対値が閾値より低いので、前の状態から変化しない。
【００４８】
また、情報波形３３１と第１非選択走査波形３１４間の電界強度波形は３３３になり、情報波形３３１と第２非選択走査波形３１５間の電界強度波形は３３４になる。これらも、図４（ａ）と同様に閾値および電圧等を設定することで、動作に影響しない。
【００４９】
このように、図４（ａ）、（ｂ）に示す電界強度波形部分３２５、３２６あるいは３３５のみが動作に関係する。つまりこれは、選択パルス３１３の部分のみが動作に関係したということである。そして、このように選択パルス３１３が生じるのは、Ａ及びＢ走査電極ドライバ１６，１７のドライブラインＡ１〜Ａ４，Ｂ１〜Ｂ８のうちのそれぞれ１本に同時に選択波形３１１が印加された時である。このようにして、Ａ及びＢ走査電極ドライバ１６，１７のドライブラインＡ１〜Ａ４，Ｂ１〜Ｂ８と情報ラインからなる３次元マトリクス駆動により、全ての画素を白または黒に自在に制御できることが分かる。
【００５０】
次に、図５は、Ａ及びＢ走査電極ドライバ１６，１７から各ドライブラインに印加される波形の順番を説明する図である。
【００５１】
同図において、３４１はＣＯＭＡラインの１番目のピンの信号、３４２はＣＯＭＡラインの２番目のピンの信号、３４３はＣＯＭＢラインの１番目のピンの信号、３４４はＣＯＭＢラインの２番目のピンの信号、３４５はフレーム同期から１番目のライン選択タイミング、３４６はフレーム同期から２番目のライン選択タイミング、である。
【００５２】
ここで、Ａ１波形３４１は、選択波形３１１を８回繰り返した後、非選択波形３１２を２４回繰り返し、３２波形で１セットとなっている波形である。尚、図５においては１２回目の波形以降は省略している。
【００５３】
Ａ２波形３４２は、非選択波形３１２を８回繰り返した後、選択波形３１１を８回繰り返した後、非選択波形３１２を１６回繰り返し、３２波形で１セットとなっている波形である。このように、Ａラインは、Ｂのライン数である８回だけ選択信号を発する。
【００５４】
また、Ｂ１波形３４３は、選択波形３１１を１回出した後、非選択波形３１２を７回繰り返し、８波形で１セットとなっている波形である。
【００５５】
Ｂ２波形３４４は、非選択波形３１２を１回出した後、選択波形３１１を１回出した後、非選択波形３１２を６回繰り返し、８波形で１セットとなっている波形である。このように、Ｂラインは、Ｂのライン数である８回に１回だけ選択信号を出す。
【００５６】
１番目のタイミング３４５において、ＣＯＭＡ１とＣＯＭＢ１のみが選択波形となり、これらが接続する１番目の複合電極のみが選択電位となる。
【００５７】
２番目のタイミング３４６においては、ＣＯＭＡ１とＣＯＭＢ２のみが選択波形となり、これらが接続する２番目の複合電極のみが選択電位となる。
【００５８】
このように、１から３２のタイミングに応じて、１番目から３２番目までのラインが選択電位となる。
【００５９】
このことから、例えばＡ走査電極ドライバ１６のドライブラインを５０本、Ｂ走査電極ドライバ１７のドライブラインを４０本とし、また情報電極ドライバのドライブラインを２０００本とすれば４００万画素の電気泳動パネル１９を駆動することができる。
【００６０】
そして、このようにそれぞれ互いに密接して配置された２つの副走査電極からなる１走査電極に対して２つの走査電極ドライバ１６，１７を接続し、走査電極ドライバ１６，１７の両方から選択波形３１１が印加された時にのみ、走査電極に選択パルス３１３が印加されるようにすることで、電気泳動パネル１９の解像度に対し１／２乗に比例してドライブラインを設ける必要がなくなり、少ないドライブラインを有した走査電極ドライバ１６，１７により電気泳動パネル１９を駆動することができる。
【００６１】
なお、これまでの説明において、走査電極ドライバ１６，１７は別々に設けていたが、１つのＩＣパッケージ内に構成することもできる。また、２次元以上の、より高次元のマトリクス接続をすることにより、走査電極ドライバのドライブライン数をもっと減らすことも可能である。例えば、走査電極が２０００本ならば、３つの走査電極ドライバを用いると共に、各走査電極ドライバのドライブライン数をそれぞれ２０＋１０＋１０の４０本で構成することも可能である。
【００６２】
また、これまでの説明においては、走査電極ドライバ１６，１７のドライブラインに同じ電圧の選択波形を印加する場合について述べてきたが、異なる電圧の選択波形を印加するようにしてもよい。
【００６３】
以上、２つの副走査電極により複合電極として走査電極を構成した本発明の電気泳動表示装置について、特に好ましい電極配置の一例として図６に示すような櫛歯電極対を用いて説明したが、本発明の実施における好ましい電極配置はこれに限られるものでなく、２つの副走査電極間に電圧を印加可能な電極構成であれば良い。
【００６４】
図１３は図６の一対の櫛歯電極の平面及び断面模式図を示したものである。このような電極は例えば、基板（保持体）２０１上にフォトリソ法で電極２１及び電極２２を形成する等で作成すると良い。
【００６５】
図１４は、電極の平面配置は図１３と同様であるが、基板の最表面に電極を覆う形で絶縁層２０２を薄く配置してある。これは、電極２１あるいは電極２２と絶縁性液体との間で電気化学反応等が起きて絶縁性液体が劣化するのを防止するために好ましい。
【００６６】
また、図１５は、電極の平面配置は図１３と同様であるが、電極２１と電極２２は多層化して形成されている。このような電極は、例えば基板２０１上にフォトリソ法で一方の電極２２を形成したのち、絶縁層２０２を薄く形成し、さらにその上に他方の電極２２をフォトリソ法で形成すると良い。電極間に絶縁層を配置することにより、電極間距離を小さくしたい場合にもリークが発生にしにくい。
【００６７】
また、さらにこの上に不図示の絶縁層を薄く形成しても良い。
【００６８】
図１６は、電極の平面配置も図１３と若干異なり、一方の電極２１を面電極として形成されている場合を示すものであり、後述の図７に示すような走査電極の形態に対応する。このような電極は、例えば基板２０１上にフォトリソ法で一方の電極２１を面電極として形成したのち、絶縁層２０２を薄く形成し、さらにその上にフォトリソ法で一方の電極２２を形成すると良い。電極間に絶縁層があることから電極間のリークが発生しにくく、且つ一方の電極２１の精細度があまり要求されないことから製造が容易である。また、さらにこの上に不図示の絶縁層を薄く形成しても良い。
【００６９】
尚、上述した種々の電極２１、２２にはＩＴＯ（インジウム・ティン・オキサイド）等の透明導電材や、Ａｌ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｔｉ等の金属及び合金を用いることができる。これらの電極２１、２２は蒸着法やスパッタリング法やフォトリソ法やメッキ法等により形成するとよい。
【００７０】
例えば、泳動粒子の径が１〜５μｍ程度の微小なものを用いれば、２つの副走査電極２１、２２を０．１〜０．５μｍ程度の厚みで形成する場合には、２つの櫛形電極が噛み合わされて形成される複合電極全体の幅が２〜１０μｍ、櫛の部分の長さは前記複合電極全体の幅の７０〜９５％程度とし、櫛形の電極２１の櫛の幅を０．５〜３μｍ程度とすることが、形成電界の制御性や、電気泳動表示装置の高精細化等の観点から好ましい形態の一つとして挙げられる。
【００７１】
また、泳動粒子の径が５〜３０μｍ程度の比較的大きなものを用いれば、２つの櫛形電極が噛み合わされて形成される複合電極全体の幅が１０〜６０μｍ、櫛の部分の長さは前記複合電極全体の幅の７０〜９５％程度とし、櫛形の電極２１の櫛の幅を２〜１５μｍ程度とすることが、形成電界の制御性や、電気泳動表示装置の高精細化等の観点から好ましい形態の別の例として挙げられる。
【００７２】
また、保持体として用いる基板２０１及び不図示の対向側基板は、ガラス、石英等の硬質材料の他、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリカーボネート（ＰＣ）等の可撓性を有する材質を用いることができる。
【００７３】
また、絶縁層２０２の材料としては薄膜でピンホールが形成しづらいものがよく、例えば、高い透明性を有するポリイミド、ＰＥＴ等を使用できる。
【００７４】
実際に上述の電極構成を用いて表示パネルを作製する場合には、隣接する画素間の粒子移動による干渉が生じないように、泳動粒子及び絶縁性液体が画素毎に分離していると好ましく、そのためには、マイクロカプセルや隔壁構造を有することが好ましく行われる。
【００７５】
泳動粒子を含有する分散媒としての絶縁性液体は、脂肪族炭化水素、ハロゲン化炭化水素、アルコール系溶媒、シリコーンオイル、トルエン、キシレン、高純度石油等の無色透明液体等に、公知のアゾ染料、アントラキノン染料、トリフェニルメタン染料、金属染料等を、好適に単独または複数用い、着色したものを適宜用いることが出来る。
【００７６】
泳動粒子は、例えば、上述の様に着色した絶縁性液体に、白色の粒子を分散して用いることが出来る。例えば酸化チタンや酸化亜鉛、硫化亜鉛等の無機顔料の他にも、ガラスあるいは樹脂等の微粉末、さらにはこれらの複合体等が好ましく用いられる。また、必要に応じ、粒子の表面を種々の界面活性剤、分散剤、有機及び無機化合物、金属化合物等を用いて処理し所望の帯電付与や分散安定化を行うことができる。
【００７７】
泳動粒子の径は、１μｍ〜５μｍ程度の微小なものを用いれば、高精細表示が容易になるが、本発明では第１副走査電極と第２副走査電極との間の距離よりも著しく小さい微粒子は好ましくない。１対の副走査電極間の距離は、例えば粒子径が５μｍ程度であれば、１０μｍ以下程度が良い。
【００７８】
また、５〜３０μｍ程度の比較的大きな泳動粒子を用いれば、１対の副走査電極間の距離は、５０μｍ程度以下であることが望ましい。
【００７９】
図１７および図１８は、それぞれ本発明の表示状態を説明するための模式図である。
【００８０】
図１７は、黒表示の場合の模式図であり、図１８は、白表示の模式図である。
【００８１】
図１７，１８において、図中、２１，２２，２０１，２０２は図１３と同じ、２７１は上側透明基板、２７２は情報透明電極、２７３は絶縁性液体を満たしたマイクロカプセル、２７４は白色の泳動粒子、である。
【００８２】
上記説明した黒消去時においては、模式図１７のように、白色泳動粒子が下側に堆積し、黒表示となる。
【００８３】
白書き込み時においては、模式図１８のように、白色泳動粒子が上側に集積し、上側から見ると白色となり白表示となる。
【００８４】
このように、複数の櫛歯部分２１、２２をもつ一画素に、１つ或いは２つ以上のカプセルを配置し、そのカプセル内に多数の電気泳動粒子を含ませることが好ましいものである。
【００８５】
ここでは、黒色の液体と白色の粒子の組み合わせにて説明を行なったが、白色の液体と黒色の粒子の組み合わせにおいても、本発明は同様に実施できる。
【００８６】
また、白色粒子の変わりにＲＧＢ色の粒子をそれぞれ用いれば、カラー表示することも同様に実施できる。あるいは、黒色液体の代わりに、ＹＭＣ色の液体をそれぞれ用いれば、カラー表示することも同様に実施できる。
【００８７】
尚、本発明における画素の状態の遷移とは、このように泳動粒子が電極間を移動することにより、白黒表示装置の場合に白表示が黒表示に、或いは黒表示が白表示に変わることや、カラー表示装置の場合にそれぞれの表示色状態が変化すること等を指している。
【００８８】
次に、本発明の幾つかの具体的な実施形態を挙げておく。
【００８９】
（実施形態１）
本発明の実施形態１について説明する。
【００９０】
本形態を示す図７は、本発明を構成する複合電極の一実施形態の詳細形状を示す図であり、２つの副走査電極を上下に重ねた場合の図である。（ａ）は平面図である。（ｂ）は側面図である。
【００９１】
本実施の形態においては、Ａ走査電極ドライバ１６の各ドライブラインに接続されている電極は櫛形であり、Ｂ走査電極ドライバ１７の各ドライブラインに接続されている電極は四角形の面状の電極であって、これらは２つの別の層に形成され多層構造となっている。
【００９２】
そして、このような関係の櫛型電極パターン部を有する場合でも、Ａ及びＢ走査電極ドライバ１６，１７からマトリクス配線部に出力される信号波形を、図３に示すようにする。
【００９３】
このために、２１と２２の間の絶縁層５１は、十分に薄くしてやる必要がある。
【００９４】
また、上側の櫛型の電極２１の櫛の幅も十分に細くしてやる必要がある。
【００９５】
例えば、２つの副走査電極２１、２２を０．１〜０．５μｍ程度の厚みで形成する場合には、絶縁層５１の厚みは０．２〜３μｍ程度、四角形電極の幅（これはおよそ複合電極全体の幅に相当）は３０〜１０００μｍ程度、櫛の部分の長さは前記四角形電極の幅（複合電極全体の幅）の７０〜１００％程度とし、櫛形の電極２１の櫛の幅を０．５〜３μｍ程度とすると良い。ここで絶縁層に使う絶縁物は、薄くても絶縁耐圧が高く、誘電率が低いものが、良好な電界分布が得られるので望ましい。
【００９６】
このような、２層構造においては、下層の副走査電極が電気泳動粒子から遠いので、上層の副走査電極よりも相対的に高い電圧を印加する。
【００９７】
また、この図７における上層の構造を図６の櫛型電極対とすれば、３電極構造による複合電極が構成できることは、簡単に推察できよう。更に、下層も櫛型電極対とすれば、４電極構造と成る。
【００９８】
このように、複合電極構造における、電極数はある程度任意の数に増やすことが可能である。
【００９９】
また、上下を絶縁することにより、櫛型形状だけではなく、多数の点が混ざり合うような形状など、任意の形状を取ることが出来る。
【０１００】
（実施形態２）
次に、本発明の実施形態２について説明する。
【０１０１】
本形態を示す図８は、本発明を構成する複合電極の一実施形態の詳細形状を示す図であり、２つの副走査電極を上下に重ねた別の場合の図である。（ａ）は平面図である。（ｂ）は側面図である。
【０１０２】
本実施の形態においても、実施形態１と同じくＡ走査電極ドライバ１６の各ドライブラインに接続されている櫛型電極と、Ｂ走査電極ドライバ１７の各ドライブラインに接続されている四角形電極とが、２層構造を持っている。
【０１０３】
しかし、本形態においては、電極２１のくし歯の形状が、電極の長い方向に伸びているところに特徴がある。
【０１０４】
この構成においては、パネル中央部の可視領域内をくし歯のみで構成できる。この結果、図７のように、くしの軸部分と歯部分における電界の偏りがなく、均一の電界を構成できる。
【０１０５】
本形態のように、長手方向に櫛歯が延びた形状で櫛形電極を形成する場合には、例えば、２つの副走査電極２１、２２を０．１〜０．５μｍ程度の厚みで形成する場合に、絶縁層５１の厚みは０．２〜３μｍ程度、四角形電極の幅（これはおよそ複合電極全体の幅に相当）は３０〜１０００μｍ程度、櫛形の電極２１の櫛の幅を０．５〜３μｍ程度とすると良い。
【０１０６】
以上説明したように、本発明における複合電極の要諦は、２つ以上の電位を混合することにあり、複合電極そのものの形状や立体構造は、電位が混合さえされれば、任意である。
【０１０７】
ここで、更に本発明の内容理解に資するために、動作の状況をまとめた真理値表を用いて従来の技術と本発明の技術との相違を示し、本発明の複合電極構造を有する走査電極の働きを明らかにしておく。
【０１０８】
図１２は、従来例における、動作の状況を真理値表にまとめたものである。
【０１０９】
図１２において、走査ラインをＣＯＭ、情報ラインをＳＥＧであらわし、ＣＯＭ＝０は非選択、ＣＯＭ＝１は選択、ＳＥＧ＝０は消去のみ、ＳＥＧ＝１は消去後書き込み、のそれぞれに対応する電位を供給するものとする。ＣＯＭとＳＥＧの合計電位が閾値を超えた場合をＹ、超えない場合をＮであらわし、左側が消去、右側が書き込みの部分を示す。
【０１１０】
ＣＯＭが非選択電位では、ＳＥＧの値にかかわらず、閾値を越えない。ＣＯＭが選択電位の場合ＳＥＧが消去のときは消去のみ閾値を超え、ＳＥＧが消去後書き込みのときは、消去部分と書き込み部分の両方で、閾値を超える。
【０１１１】
図９は、上記実施形態１〜２における、動作の状況を真理値表にまとめたものである。
【０１１２】
図９においては、走査ラインをＣＯＭＡおよびＣＯＭＢ、情報ラインをＳＥＧであらわし、ＣＯＭＡ、ＣＯＭＢにおいては、０は非選択、１は選択をあらわし、ＳＥＧ＝０は消去のみ、ＳＥＧ＝１は消去後書き込み、のそれぞれに対応する電位を供給するものとする。ＣＯＭとＳＥＧの合計電位が閾値を超えた場合をＹ、超えない場合をＮであらわし、左側が消去、右側が書き込みの部分を示す。
【０１１３】
ＣＯＭＡ、ＣＯＭＢのどちらかが非選択電位では、ＳＥＧの値にかかわらず、閾値を越えない。ＣＯＭＡおよびＣＯＭＢの両方が選択電位の場合のみ、ＳＥＧが消去のときは消去のみ閾値を超え、ＳＥＧが消去後書き込みのときは、消去部分と書き込み部分の両方で、閾値を超える。
【０１１４】
（実施形態３）
次に、走査電極と情報電極の間にて複合電極を構成した場合を実施形態３として説明する。
【０１１５】
図１０は、実施形態３に係る電気泳動表示装置の概略ブロック図である。
【０１１６】
同図において、１１から１３までは図１と同じ、８１は走査電極セレクタ、８２は走査電極ドライバ、８３は情報側走査ラインを駆動する情報側走査電極ドライバＣであり、クロック発生器１４より発生したクロック信号は走査電極セレクタ８１に送られた後、走査電極セレクタ８１により選択された、走査電極ドライバ８２，および情報側走査電極ドライバＣ８３が駆動し、走査電極ドライバ８２により走査電極が駆動される。情報側走査電極ドライバＣ８３については、以下に述べる。
【０１１７】
同図において、８４はマトリクス配線により一本の複合電極からなる情報電極に対し情報電極ドライバ及び情報側走査電極ドライバＣ８３をマトリクス接続するマトリクス配線部（マトリクス接続部）である。
【０１１８】
そして、情報電極ドライバ１３及び情報側走査電極ドライバＣ８３からの出力は、マトリクス配線部８４により一つの出力として電気泳動パネル８５の不図示の複合電極からなる情報電極に供給される。
【０１１９】
尚、本形態の電極は、情報電極と１つの副走査電極とを実施形態１や２において示した複合電極（２つの副走査電極からなる走査電極）と同様の構造で形成すれば良く、情報電極と走査電極とに印加する電圧の設定についても、上記の実施形態において説明した本発明の思想に従えば容易に実施できる。
【０１２０】
図１１は、本実施形態３における、動作の状況を真理値表にまとめたものである。
【０１２１】
図１１においては、走査ラインをＣＯＭ、情報ラインをＳＥＧ、情報側走査ラインをＣＯＭＣであらわし、ＣＯＭ、ＣＯＭＣにおいては、０は非選択、１は選択をあらわし、ＳＥＧ＝０は消去のみ、ＳＥＧ＝１は消去後書き込み、のそれぞれに対応する電位を供給するものとする。ＣＯＭとＳＥＧの合計電位が閾値を超えた場合をＹ、超えない場合をＮであらわし、左側が消去、右側が書き込みの部分を示す。
【０１２２】
図１１のように、ＣＯＭおよびＣＯＭＣのどちらかが非選択電位では、ＳＥＧの値にかかわらず、閾値を越えない。ＣＯＭおよびＣＯＭＣの両方が選択電位の場合のみ、ＳＥＧが消去のときは消去のみ閾値を超え、ＳＥＧが消去後書き込みのときは、消去部分と書き込み部分の両方で、閾値を超える。
【０１２３】
（実施形態３）
本実施形態は、情報電極を複合電極で構成し、これと走査電極とによりマトリクス駆動するものである。
【０１２４】
具体的には、保持体に移動可能に保持された電気泳動粒子を含む画素を複数有し、該画素に電気的に接続された走査電極及び情報電極を通して駆動選択電圧を選択的に印加することにより、各画素の状態を定める電気泳動表示装置において、
前記走査電極に走査信号を供給する走査駆動回路と、
前記情報電極に情報信号を供給する情報駆動回路と、
を備え、
前記情報電極は、それぞれ独立して信号が印加される第１及び第２の副情報電極から構成された複合電極となっており、
前記情報駆動回路は、前記第１及び第２の副情報電極にそれぞれ接続された第１情報駆動回路及び第２情報駆動回路を有しており、
前記画素は、そこに電気的に接続されている前記複合電極の前記第１及び第２の副情報電極と前記走査電極との３つの電極に選択信号が供給されることで前記駆動選択電圧が印加され、当該画素の状態が遷移することを特徴とする。
【０１２５】
つまり図１０の構成において、走査電極ドライバＣを、走査電極セレクタ８１とではなく、データ変換機１２からの情報電極に基づいて情報電極ドライバ１３と協働して働く副情報電極ドライバして構成すればよい。動作の真理表は図１１と同じであり、この真理表を満たすように動作すればよい。
【０１２６】
また、実施形態１と実施形態４とを組み合わせ、下側基板および上側基板の両方において複合電極を構成し、４次元マトリクス駆動する実施形態が構成出来るのは明らかであり、そのような形態についての図示は省略する。
【０１２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のように、少なくとも複数の走査電極及び情報電極の一方の各電極と、少なくとも２つのドライブ回路とをマトリクス接続し、各電極に接続されるドライブ回路の全てに所定信号が印加されたときにのみ画素の状態が所定の変化を生じるように構成しておくことにより、ドライブ回路の出力チャンネル数が減るので、電気泳動パネルの総画素数に対し、１／２乗に比例してドライブ回路の出力チャンネルを設ける必要がない。こうして、少ないドライブＩＣチップ数で電気泳動パネルを駆動することができる。そして、このような大幅なドライブ回路数の削減により、ドライブＩＣチップの実装が容易になると同時に大幅なコストダウンが可能となる。
【０１２８】
また、１画素に対して、副電極を離散的に配置された複数の電極部分を設けたので、３次元マトリクスによる駆動選択電圧の選択的印加が良好に行われるようになる。更には、複数の走査電極間を絶縁しておくことにより、特開２０００−５６２１９号公報のように絶縁されていない場合に比べて、消費電力を抑えることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電気泳動表示装置の一実施形態の概略ブロック図である。
【図２】本発明の複合電極とマトリクス配線部との接続状況を説明する接続図である。
【図３】本発明の電気泳動表示装置において２つの走査駆動回路から各走査電極に印加される信号波形を説明する図である。
【図４】本発明の電気泳動表示装置において情報電極に印加される電圧と、それにより生じる走査電極と情報電極との間の電界強度を示す図である。（ａ）は情報電極にＯＮ電圧が印加された場合の図である。（ｂ）は情報電極にＯＦＦ電圧が印加された場合の図である。
【図５】本発明の電気泳動表示装置において２つの走査駆動回路から各走査電極に印加される信号波形を示すタイミングチャートである。
【図６】本発明を構成する複合電極の一実施形態の詳細形状を示す平面図である。
【図７】本発明を構成する複合電極の一実施形態の詳細形状を示す図であり、２つの副走査電極を上下に重ねた場合の図である。（ａ）は平面図である。（ｂ）は側面図である。
【図８】本発明を構成する複合電極の一実施形態の詳細形状を示す図であり、２つの副走査電極を上下に重ねた別の場合の図である。（ａ）は平面図である。（ｂ）は側面図である。
【図９】本発明の実施形態１から３における動作の状況を真理値表にまとめたものである。
【図１０】本発明の実施形態４の概略ブロック図である。
【図１１】本発明の実施形態４における動作の状況を真理値表にまとめたものである。
【図１２】従来例における動作の状況を真理値表にまとめたものである。
【図１３】図６の一対の櫛形電極の平面及び断面模式図である。
【図１４】電極の平面配置は図１３と同様であるが、基板の最表面に絶縁層を薄く配置した形態の断面模式図である。
【図１５】電極の平面配置は図１３と同様であるが、２つの副走査電極を多層化して形成した形態の断面模式図である。
【図１６】電極の平面配置が図１３と若干異なり、一方の副走査電極を面電極として形成した形態の断面模式図である。
【図１７】黒表示の場合の画素構成を表した模式図である。
【図１８】白表示の場合の画素構成を表した模式図である。
【符号の説明】
１１データ入力部
１２データ変調器
１３情報電極ドライバ
１４クロック発生器
１５走査電極セレクタ
１６走査電極ドライバＡ
１７走査電極ドライバＢ
１８マトリクス配線部
１９電気泳動パネル
２１第１副走査電極
２２第２副走査電極
２３走査電極群
１２１ＣＯＭＡ１
１２２ＣＯＭＢ１
３１１選択信号
３１２非選択信号
３２２合成波形（駆動選択電圧）

Claims

保持体に移動可能に保持された電気泳動粒子を含む画素が２次元マトリクス状に多数配置され、該画素に駆動選択電圧を選択的に印加することにより、各画素の状態を定める電気泳動表示装置において、
前記画素には３つの電極が電気的に接続されており、その３つの電極を、３次元マトリクス駆動する駆動回路を有することを特徴とする電気泳動表示装置。
保持体に移動可能に保持された電気泳動粒子を含む画素を複数有し、該画素に電気的に接続された走査電極及び情報電極を通して駆動選択電圧を選択的に印加することにより、各画素の状態を定める電気泳動表示装置において、
前記走査電極に走査信号を供給する走査駆動回路と、
前記情報電極に情報信号を供給する情報駆動回路と、
を備え、
前記走査電極又は情報電極は、それぞれ独立して信号が印加される第１及び第２の副電極から構成された複合電極となっており、
前記走査駆動回路又は情報駆動回路は、前記第１及び第２の副電極にそれぞれ接続された第１副電極駆動回路及び第２副電極駆動回路を有しており、
前記画素は、そこに電気的に接続されている前記複合電極の前記第１及び第２の副電極と前記情報電極又は前記走査電極との３つの電極に選択信号が供給されることで前記駆動選択電圧が印加され、当該画素の状態が遷移することを特徴とする電気泳動表示装置。
前記３つの電極のうち、複合電極を構成する２つの電極は、それぞれ１画素に対して離散的に設けられた複数の部分をもつ請求項１又は２に記載の電気泳動表示装置。