JP4269605B2 - 分散系駆動回路の駆動方法、及び電気泳動表示装置の駆動方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、分散系駆動回路の駆動方法、分散系駆動回路、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に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電気光学装置としての電気泳動現象を利用した電気泳動表示装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。電気泳動現象は、液体中（分散媒）に微粒子（電気泳動粒子）を分散させた分散系に電界を印加したとき、該粒子はクーロン力により泳動する現象をいう。
【０００３】
ここで、電気泳動表示装置の表示原理を簡単に述べる。電気泳動表示装置は、表示パネルに前記電気泳動現象を発生する分散系を１つの画素として多数マトリクス状に配置形成している。図１３に示すように、画素となる分散系８０は、基板８１に設けた第１電極８２と、透明の対向基板８３に設けた同じく透明の第２電極８４との間に隔壁８５を形成し、その両電極８２，８４と隔壁８５とで形成される空間に電気泳動粒子８６を分散させた液体（分散媒）８７を充填する。ここで、分散媒８７は、黒色に染色されている。又、電気泳動粒子８６は、酸化チタン等の白色粒子である。さらに、電気泳動粒子８６は正負のいずれか一方の電荷が帯電されている。
【０００４】
そして、両電極８２，８４間に電圧を印加すると、クーロン力によって電気泳動粒子８６が第１電極８２又は第２電極８４のどちらか一方の電極に引き付けられる。ここで、電気泳動粒子８６が透明の第２電極８４側に引き付けられると、第２電極８４から入射した光はこの電気泳動粒子８６によって直ちに反射されることから、電気泳動粒子８６の色（白色）が見えることになる。一方、電気泳動粒子８６が第１電極８２側に引き付けられると、前記入射光と反射光は分散媒８７によって吸収され、分散媒８７の染色した色（黒色）が見えることになる。
【０００５】
つまり、電気泳動表示装置は、この表示パネルにマトリクス状に配置した多数の分散系８０について、その分散系８０の電気泳動粒子８６の移動位置をそれぞれ個々に制御することによって画像を形成する。
【０００６】
【特許文献１】
特開平２００２−１１６７３３号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、電気泳動表示装置も他の電気光学表示装置と同様に、表示品質を上げるために精度の高い階調表示を行なう必要がある。しかしながら、精度の高い階調表示を行なう電気泳動表示装置はいまだ提案されておらず、高品質な画像を安価に表示することができる電気泳動表示装置が望まれている。
【０００８】
本発明は、上記問題点を解消するためになされたものであって、その目的は表示品質に高い階調表示を安価に実現することができる分散系駆動回路の駆動方法、分散系駆動回路、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を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明における分散系駆動回路の駆動方法は、第１電極と第２電極との間に挟まれた電気泳動粒子を分散した分散媒よりなる分散系と、一定電圧値のデータ電圧を前記分散系の第１の電極に印加する第１のトランジスタとを備えた分散系駆動回路の駆動方法において、前記電気泳動粒子の移動位置を確定させるために必要な１フレーム期間を、それぞれ互いに異なる前記データ電圧の印加期間を指定する複数のサブフィールドに区分し、その区分された複数のサブフィールドを適宜選択して前記１フレーム期間中のデータ電圧の印加期間を制御して、電気泳動粒子の移動位置を制御するようにした。
【００１０】
これによれば、複数のサブフィールドを適宜選択することによって、１フレーム期間中のデータ電圧の印加期間が種々選択することができる。印加期間を種々選択することができることによって、その選択した印加期間に応じて電気泳動粒子の移動位置が制御できることになる。
【００１１】
この分散系駆動回路の駆動方法において、各サブフィールドにおいて、前記データ電圧の印加期間の後に、前記第１電極に前記第２電極と同じ電位となるデータ電圧を印加する期間を設けた。
【００１２】
これによれば、印加期間におけるデータ電圧の印加が終了した時、そのデータ電圧が印加されたことに起因した電荷が第１電極に蓄積されて第１電極が第２電極に対して電位差を生させることはない。その結果、電気泳動粒子は第２電極と同じ電位となるデータ電圧の印加に基づいて確実に停止するため、より正確な移動位置制御を実現することができる。
【００１３】
この分散系駆動回路の駆動方法において、最初に実行するサブフィールドに基づく電圧印加動作に先立って、第１電極に対して、前記電気泳動粒子をリセット位置に位置させるためのデータ電圧を印加するリセット期間を設けた。
【００１４】
これによれば、電気泳動粒子を所望に移動位置に移動させる前に、予め定められたリセット位置に位置させたことにより、どれだけ移動させればよいかが容易とわかるため、電気泳動粒子の移動制御が容易となる。
【００１５】
本発明における分散系駆動回路は、第１電極と第２電極との間に挟まれた電気泳動粒子を分散した分散媒よりなる分散系と、一定電圧値のデータ電圧を前記分散系の第１電極に印加する第１のトランジスタとを備えた分散系駆動回路において、前記第１電極に、前記第２電極にかかる電圧より高い予め定めた一定電圧値の第１電圧を前記データ電圧として出力する第１電圧出力回路と、前記第１電極に、前記第２電極にかかる電圧と同じ電圧値の第２電圧を前記データ電圧として出力する第２電圧出力回路と、前記第１電極に、前記第２電極にかかる電圧より低い予め定めた一定電圧値の第３電圧を前記データ電圧として出力する第３電圧出力回路と、前記第１〜第３電圧出力回路のいずれか１つを選択しその選択した電圧出力回路からデータ電圧を第１電極に出力する選択回路とを備えた。
【００１６】
これによれば、選択回路によって、第１電圧、第２電圧及び第３電圧を適宜選択することによって、分散系の電気泳動粒子の移動位置を制御することができる。
【００１７】
この分散系駆動回路において、前記選択回路に対して前記第１〜第３電圧出力回路のいずれか１つを選択させるための選択信号を生成する信号生成回路を備えた。
【００１８】
これによれば、信号生成回路からの選択信号によって、選択回路は第１電圧、第２電圧及び第３電圧を適宜選択し分散系に供給する。
【００１９】
本発明における電気泳動表示装置の駆動方法は、複数の走査線と、前記各走査線に対して交差するように配線された複数のデータ線と、前記各走査線と前記各データ線との交差部に対応してそれぞれ設けた単位回路とを備え、前記各単位回路は、第１電極と第２電極との間に挟まれた電気泳動粒子を分散した分散媒よりなる分散系と、前記走査線が選択されたとき導通し前記データ線から供給されるデータ電圧を前記分散系の第１の電極に印加する第１のトランジスタとを有した電気泳動表示装置の駆動方法において、１つ画像を形成するのに必要な１フレーム期間を、それぞれ互いに異なるデータ電圧の印加期間を指定する複数のサブフィールドに区分し、その区分された複数のサブフィールドを階調データそれぞれ互いに異なるデータ電圧の印加期間を指定する複数のサブフィールドに区分し、その区分された複数のサブフィールドを階調データに基づいて適宜選択して前記１フレーム期間中のデータ電圧印加期間を適宜制御して、複数の走査線と複数のデータ線との各交差部に対応して配置された分散系の移動位置を制御するようにした。
【００２０】
これによれば、複数のサブフィールドが画像データに基づいて選択されることによって、１フレーム期間中のデータ電圧の印加期間が選択される。印加期間が画像データによって種々選択することができることによって、その選択した印加期間に応じて電気泳動粒子の移動位置が制御され画像データに基づく階調表示を実現ができる。
【００２１】
この電気泳動表示装置の駆動方法において、前記階調データは、２n階調（ｎは自然数）の表示を指定するデータであり、前記各サブフィールドは、前記電圧印加期間が１階調表示、２階調表示、４階調表示、８階調表示、…、２n-1階調表示をそれぞれ指定するサブフィールドからなる。
【００２２】
これによれば、各サブフィールドを適宜選択することによって、２n階調表示が実現できる。
【００２３】
この電気泳動表示装置の駆動方法において、前記各サブフィールドにおいて、前記データ電圧の印加期間の後に、前記第１電極に前記第２電極と同じ電位となるデータ電圧を印加する期間を設けた。
【００２４】
これによれば、印加期間におけるデータ電圧の印加が終了した時、そのデータ電圧が印加されたことに起因した電荷が第１電極に蓄積されて第１電極が第２電極に対して電位差を生させることはない。その結果、電気泳動粒子は第２電極と同じ電位となるデータ電圧の印加に基づいて確実に停止するため、より正確な階調表示を実現することができる。
【００２５】
この電気泳動表示装置の駆動方法において、最初に実行するサブフィールドに基づく電圧印加動作に先立って、前記第１電極に対して、前記電気泳動粒子をリセット位置に位置させるためのデータ電圧を印加するリセット期間を設けた。
【００２６】
これによれば、電気泳動粒子を所望に移動位置に移動させる前に、予め定められたリセット位置に位置させたことにより、どれだけ移動させればよいかが容易とわかるため、電気泳動粒子の移動制御が容易となる。
【００２７】
本発明における電気泳動表示装置は、複数の走査線と、前記各走査線に対して交差するように配線された複数のデータ線と、前記各走査線と前記各データ線との交差部に対応してそれぞれ設けた単位回路とを備え、前記各単位回路は、第１電極と第２電極との間に挟まれた電気泳動粒子を分散した分散媒よりなる分散系と、前記走査線が選択されたとき導通し前記データ線から供給されるデータ電圧を前記分散系の第１の電極に印加する第１のトランジスタとを有した電気泳動表示装置において、前記第１電極に、前記第２電極にかかる電圧より高い予め定めた一定電圧値の第１電圧を前記データ電圧として出力する第１電圧出力回路と、前記第１電極に、前記第２電極にかかる電圧と同じ電圧値の第２電圧を前記データ電圧として出力する第２電圧出力回路と、
前記第１電極に、前記第２電極にかかる電圧より低い予め定めた一定電圧値の第３電圧を前記データ電圧として出力する第３電圧出力回路と、前記第１〜第３電圧出力回路のいずれか１つを選択しその選択した電圧出力回路からデータ電圧を第１電極に出力する選択回路とを備えた。
【００２８】
これによれば、選択回路によって、第１電圧、第２電圧及び第３電圧を適宜選択することによって、分散系の電気泳動粒子の移動位置を制御することができる。その結果、第１電圧、第２電圧及び第３電圧を適宜選択するだけで、階調表示が実現できる。
【００２９】
この分散系駆動回路において、前記選択回路に対して前記第１〜第３電圧出力回路のいずれか１つを選択させるための選択信号を画像データに基づいて生成する信号生成回路を備えた。
【００３０】
これによれば、信号生成回路からの選択信号によって、選択回路は第１電圧、第２電圧及び第３電圧を適宜選択し分散系に供給する。
【００３１】
この分散系駆動回路の駆動方法において、全サブフィールドによる前記データ電圧の印加期間の後に、前記第１電極に前記第２電極と同じ電位となるデータ電圧を印加する期間を設けた。
【００３２】
これによれば、印加期間におけるデータ電圧の印加が終了した時、そのデータ電圧が印加されたことに起因した電荷が第１電極に蓄積されて第１電極が第２電極に対して電位差を生じさせることはない。その結果、電気泳動粒子は、第２電極と同じ電位となるデータ電圧の印加に基づいて確実に停止するため、より精確な移動位置制御を実現することができる。
【００３３】
本発明における電子機器は、請求項１０又は１１に記載の電気泳動表示装置を実装した。
【００３４】
これによれば、表示品質の高い画像表示を実現することができる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した電気泳動表示装置の一実施形態を図１〜図８に従って説明する。
【００３６】
図１において、電気泳動表示装置は電気泳動表示パネル２を備えている。その電気泳動表示パネル２は、素子基板３と対向基板４とを有している。素子基板３は、ガラスや半導体等の材料からなり、その素子基板３上には碁盤目状の隔壁５が形成されている。詳述すると、電気泳動表示パネル２には、表示領域Ｚ１とその表示領域Ｚ１を囲むように周辺領域Ｚ２が設けられている。そして、表示領域Ｚ１に対応する素子基板３上に、碁盤目状の隔壁５が形成されている。又、碁盤目状に形成された隔壁５において、Ｙ方向に伸びる隔壁５の下面と素子基板３との間には、それぞれデータ線Ｘ１〜Ｘｎ（図３参照）が形成されている。さらに、碁盤目状に形成された隔壁５において、Ｘ方向に伸びる隔壁５の下面と素子基板３との間には、それぞれ走査線Ｙ１〜Ｙｍ（図３参照）が形成されている。尚、各走査線Ｙ１〜Ｙｍと各データ線Ｘ１〜Ｘｎとが直角に交差する部分は、図示しない絶縁層にて電気的に絶縁されている。
【００３７】
又、碁盤目状に形成された隔壁５に囲まれた各空間の素子基板３上には、第１電極としての画素電極６がそれぞれ形成されているとともに、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）よりなる第１のトランジスタとしてのスイッチング用トランジスタ７（図３参照）がそれぞれ形成されている。スイッチング用トランジスタ７はＮチャネルトランジスタであって、そのドレイン電極が前記画素電極６に接続されている。各スイッチング用トランジスタ７のゲート電極は、対応する一側のＸ方向に伸びた走査線と接続されている。又、各スイッチング用トランジスタ７のソース電極は対応する一側のＹ方向に伸びたデータ線と接続されている。
【００３８】
碁盤目状に形成された隔壁５に囲まれた各空間内には、図２に示すように、電気泳動粒子８を分散させた液体（分散媒）９を充填する。分散媒９は、本実施形態では黒色に染料により染色されている。液体の黒色は黒色の粒子を分散させて着色しても良い。又、電気泳動粒子８は本実施形態では白色粒子であって、酸化チタン等からなり、電気泳動粒子８は正の電荷が帯電されている。そして、本実施形態では、電気泳動粒子８を分散させた分散媒９を、分散系１０という。分散系１０は、本実施形態において、隔壁５によって分けられたものとしているが、各空間をマイクロカプセルによって形成したマイクロカプセルタイプの分散系でもよい。
【００３９】
碁盤目状に形成された隔壁５の上面には、前記隔壁５に囲まれた各空間内に充填された分散系１０を封止する封止材１１が形成されている。その封止材１１の上面には第２電極としての共通電極１２が形成されている。共通電極１２の上面には対向基板４が形成されている。そして、封止材１１、共通電極１２及び対向基板４は、それぞれ透明の材料で形成されている。
【００４０】
そして、共通電極１２に共通電圧Ｖｃｏｍ（本実施形態では接地電圧）を印加した状態で、画素電極６に共通電圧Ｖｃｏｍより高い第１電圧としてのプラスの電圧（以下、プラス電圧という）Ｖｐを印加すると、クーロン力によって電気泳動粒子８は共通電極１２側に移動する。反対に、画素電極６に共通電圧Ｖｃｏｍより低い第３電圧としてのマイナスの電圧（以下、マイナス電圧）Ｖｎを印加すると、クーロン力によって電気泳動粒子８は画素電極６側に移動する。又、画素電極６に共通電圧Ｖｃｏｍと同じ電圧を印加すると、クーロン力が消失し電気泳動粒子８はその場で停止する。
【００４１】
従って、透明材料からなる対向基板４から入射した光が電気泳動粒子８によって反射されその反射光が対向基板４を通過して目に至る光路長は、その電気泳動粒子８の厚み方向に位置に対応する。その結果、入射光と反射光は分散媒９によって吸収され、その程度は光路長に比例することから、人が認識する階調は、電気泳動粒子８の位置によって決定されることになる。つまり、電気泳動粒子８が画素電極６に近いほど黒く、反対に電気泳動粒子８が共通電極１２に近いほど白く見えることになる。
【００４２】
次に、電気泳動表示装置の電気的構成について説明する。
【００４３】
図３において、電気泳動表示装置は、前記表示パネル部２１、走査線駆動回路２２、データ線駆動回路２３及び制御回路２４を備えている。
【００４４】
表示パネル部２１は、前記したその列方向（Ｙ方向）に沿ってのびる各データ線Ｘ１〜Ｘｎと、各行方向（Ｘ方向）に沿ってのびる走査線Ｙ１〜Ｙｍを有する。又、表示パネル部２１は、各データ線Ｘ１〜Ｘｎと走査線Ｙ１〜Ｙｍとの交差部に対応してそれぞれ単位回路２１ａが配置されている。分散系駆動回路を構成する各単位回路２１ａは、前記したスイッチング用トランジスタ７と分散系１０とから構成されている。
【００４５】
従って、各単位回路２１ａのスイッチング用トランジスタ７は、そのドレイン電極が分散系１０を挟持する画素電極６にそれぞれ接続され、そのゲート電極が走査線とそれぞれ接続され、そのソース電極がデータ線とそれぞれ接続されている。尚、各単位回路２１ａの分散系１０を挟持するもう一方の共通電極１２は、共通電圧Ｖｃｏｍ（本実施形態では接地電圧）が印加されるようになっている。
【００４６】
走査線駆動回路２２は、前記複数の走査線Ｙ１〜Ｙｍの中の１本を選択、即ち走査信号を出力してその選択された走査線に接続された単位回路２１ａ群を駆動するための回路である。走査線駆動回路２２は、本実施形態では、前記電気泳動表示パネル２の周辺領域Ｚ２に形成され、前記スイッチング用トランジスタ７と同様に素子基板３に形成した薄膜トランジスタにて構成されている。もちろん、走査線駆動回路２２は、前記泳動表示パネル２と別部品として構成し異方性導電膜等で実装してもよい。走査線駆動回路２２は、制御回路２４からの各種信号に基づいて各走査線Ｙ１〜Ｙｍに対して所定のタイミングで走査信号ＳＣ１〜ＳＣｍをそれぞれ出力する。
【００４７】
走査線駆動回路２２は、１つの画像を表示形成するための画像形成期間（画像形成モード）にあるとき一定の周期で走査信号ＳＣ１〜ＳＣｍを出力する。一方、走査線駆動回路２２は、前記画像形成期間において形成された画像を維持するための画像保持期間（画像保持モード）にあるとき走査信号ＳＣ１〜ＳＣｍを出力しない。
【００４８】
詳述すると、走査線駆動回路２２は、画像形成期間において時分割階調制御で画像を実現するために、所定のタイミングで走査信号ＳＣ１〜ＳＣｍをそれぞれ出力する。
【００４９】
ここで、時分割階調を説明の便宜上１６階調の階調表示で説明する。図５はその１６階調の表現方法を説明するタイムチャートである。図５において、１画像を表示形成するための１フレーム（画像形成期間）を、４つに分割しその分割された基本階調フレームをサブフィールドＳＦ１〜ＳＦ４としている。
【００５０】
各サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ４中には、それぞれ電圧印加期間ＴL1〜ＴL4（図６参照）と保持期間ＴA1〜ＴA4（図６参照）とからなる走査信号ＳＣ１〜ＳＣｍのオン期間（スイッチング用トランジスタ７がオンしている期間）ＴSF1〜ＴSF4が含まれる。ここで、電圧印加期間ＴL1〜ＴL4は、分散系１０の画素電極６にプラス電圧Ｖｐを印加する期間である。保持期間ＴA1〜ＴA4は、分散系１０の画素電極６に共通電圧Ｖｃｏｍと同じ電圧を印加する期間である。
【００５１】
そして、階調を１６階調で表現する場合、電圧印加期間ＴL1〜ＴL4と保持期間ＴA1〜ＴA4は、以下のように設定している。
【００５２】
ＴA1＝ＴA2＝ＴA3＝ＴA4（＝ＴA）
８ＴL1＝４ＴL2＝２ＴL3＝ＴL4
つまり、各電圧印加期間ＴL1〜ＴL4は、
ＴL1：ＴL2：ＴL3：ＴL4＝１：２：４：８
となる時間比を設定している。
【００５３】
そして、この各サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ４におけるオン期間ＴSF1〜ＴSF4は、それぞれ電圧印加期間ＴL1〜ＴL4と保持期間ＴAとを加算した時間となる。ちなみに、第１〜第４サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ４における各オン期間ＴSF1〜ＴSF4は、それぞれ以下のようになる。
【００５４】
ＴSF1＝ＴL1＋ＴA
ＴSF2＝ＴL2＋ＴA＝２ＴL1＋ＴA
ＴSF3＝ＴL3＋ＴA＝４ＴL1＋ＴA
ＴSF4＝ＴL4＋ＴA＝８ＴL1＋ＴA
そして、例えば、「７」の階調表示を得る場合には以下のようになる。
【００５５】
１フレーム中の第１〜第３サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ３のオン期間ＴSF1〜ＴSF3においては、電圧印加期間ＴL1のときに画素電極６にプラス電圧Ｖｐを印加する。続いて、保持期間ＴAのときに画素電極６に共通電圧Ｖｃｏｍを印加する。一方、第４サブフィールドＳＦ４のオン期間ＴSF4においては、電圧印加期間ＴL1及び保持期間ＴAのときに画素電極６に共通電圧Ｖｃｏｍを印加する。
【００５６】
つまり、１フレーム中に、７ＴL1時間の間だけ画素電極６にプラス電圧Ｖｐが印加されることによって、「７」の階調を得ることができる。
【００５７】
又、「１２」の階調表示を得る場合には以下のようになる。
【００５８】
１フレーム中の第１及び第２サブフィールドＳＦ１，ＳＦ２のオン期間ＴSF1〜ＴSF3においては、電圧印加期間ＴL1及び保持期間ＴAのときに画素電極６に共通電圧Ｖｃｏｍを印加する。一方、第３及び第４サブフィールドＳＦ３，ＳＦ４のオン期間ＴSF3，ＴSF4においては、電圧印加期間ＴL3，ＴL4のときに画素電極６にプラス電圧Ｖｐを印加する。続いて、それぞれの保持期間ＴAのときに画素電極６に共通電圧Ｖｃｏｍを印加する。
【００５９】
つまり、１フレーム中に、１２ＴL1時間の間だけ画素電極６にプラス電圧Ｖｐが印加されることによって、「１２」の階調表示を得ることができる。
【００６０】
このように、時分割階調制御は、１フレームを構成する各サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ４において、各走査線Ｙ１〜Ｙｍ上の単位回路２１ａを順次駆動させる必要がある。そのため、走査線駆動回路２２は、１フレームの画像を形成表示するために、各サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ４のオン期間ＴSF1〜ＴSF4において、各走査線Ｙ１〜Ｙｍを順番に選択するように走査信号ＳＣ１〜ＳＣｍを順番に生成し出力するようになっている。
【００６１】
データ線駆動回路２３は、前記データ線Ｘ１〜Ｘｎ毎にデータ電圧（第１電圧としてのプラス電圧Ｖｐ、第２電圧又は保持電圧としての共通電圧Ｖｃｏｍ、第３電圧としてのマイナス電圧Ｖｎ）を出力し、そのデータ線上に接続された単位回路２１ａであって走査線によって選択された単位回路２１ａに前記データ電圧を出力するための回路である。データ線駆動回路２３は、本実施形態では、前記電気泳動表示パネル２の周辺領域Ｚ２に形成され、前記スイッチング用トランジスタ７と同様に素子基板３に形成した薄膜トランジスタにて構成されている。もちろん、データ線駆動回路２３は、前記泳動表示パネル２と別部品として構成し異方性導電膜等で実装してもよい。
【００６２】
データ線駆動回路２３は、前記各データ線Ｘ１〜Ｘｎ毎に、図４に示すように、データ電圧出力回路２３ａをそれぞれ備えている、図４は、データ線Ｘｎに対応したデータ電圧出力回路２３ａの回路構成を示す。尚、図中、単位回路２１ａはデータ線Ｘｎと走査線Ｙｍとに接続されたものだけを説明の便宜上示す。
【００６３】
データ電圧出力回路２３ａは、第１電圧出力回路としてのプラス電圧出力回路３１、第２電圧出力回路としての共通電圧出力回路３２、第３電圧出力回路としてのマイナス電圧出力回路３３、選択回路３４及びタイミング信号生成回路３５を備えている。プラス電圧出力回路３１は前記プラス電圧Ｖｐを生成し選択回路３４に出力する。共通電圧出力回路３２は前記共通電圧Ｖｃｏｍを生成し選択回路３４に出力する。マイナス電圧出力回路３３は前記プラス電圧Ｖｐを生成し選択回路３４に出力する。
【００６４】
選択回路３４は、３個の第１〜第３トランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３を備えている。第１〜第３トランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３はＮチャネルトランジスタで形成されている。
【００６５】
第１トランジスタＱ１は、前記プラス電圧出力回路３１とデータ線Ｘｎとの間に接続され、ゲート電極にＨレベルの第１タイミング信号ＴＳ１が入力された時、オンしてプラス電圧出力回路３１のプラス電圧Ｖｐをデータ線Ｘｎに供給するようになっている。従って、データ線Ｘｎにプラス電圧Ｖｐが供給されているタイミング中に走査信号にて選択したデータ線Ｘｎ上の単位回路２１ａには、そのプラス電圧Ｖｐが供給されることになる。その結果、そのプラス電圧Ｖｐが画素電極６に印加されることによって、電気泳動粒子８は、所望の階調表示するために共通電極１２側に向かって移動する。
【００６６】
第２トランジスタＱ２は、前記共通電圧出力回路３２とデータ線Ｘｎとの間に接続され、ゲート電極にＨレベルの第２タイミング信号ＴＳ２が入力された時、オンして共通電圧出力回路３２の共通電圧Ｖｃｏｍをデータ線Ｘｎに供給するようになっている。従って、データ線Ｘｎに共通電圧Ｖｃｏｍが供給されているタイミング中に走査信号にて選択したデータ線Ｘｎ上の単位回路２１ａには、その共通電圧Ｖｃｏｍが供給されることになる。その結果、その共通電圧Ｖｃｏｍが画素電極６に印加されることによって、電気泳動粒子８は移動を停止しその時点での階調表示を維持する。
【００６７】
第３トランジスタＱ３は、前記マイナス電圧出力回路３３とデータ線Ｘｎとの間に接続され、ゲート電極にＨレベルの第３タイミング信号ＴＳ３が入力された時、オンしてマイナス電圧出力回路３３のマイナス電圧Ｖｎをデータ線Ｘｎに供給するようになっている。
【００６８】
従って、データ線Ｘｎにマイナス電圧Ｖｎが供給されているタイミング中に走査信号にて選択したデータ線Ｘｎ上の単位回路２１ａには、そのマイナス電圧Ｖｎが供給されることになる。その結果、そのマイナス電圧Ｖｎが画素電極６に印加されることによって、電気泳動粒子８はリセット表示をするために画素電極６側に向かって移動する。
【００６９】
タイミング信号生成回路３５は、前記第１〜第３タイミング信号ＴＳ１〜ＴＳ３を生成する。タイミング信号生成回路３５は、画像データＤに基づいて前記第１〜第３タイミング信号ＴＳ１〜ＴＳ３のいずれか１つを選択し、その選択したタイミング信号を前記走査信号ＳＣ１〜ＳＣｍに同期して選択回路３４に出力する。
【００７０】
ここで、図４に示す単位回路２１ａの分散系１０を「７」の中間調に制御する場合を説明することによって、タイミング信号生成回路３５の動作を説明する。
【００７１】
まず、画像データＤに基づいて１つ画像を形成する画像形成期間（１フレーム）に入る前に、リセット動作が行われる。リセット動作は、分散系１０の電気泳動粒子８を画素電極６側に移動させ、画像を一旦黒色にする動作である。このリセット動作においは、走査信号ＳＣｍが所定時間で出力されているとき、タイミング信号生成回路３５はこの走査信号ＳＣ１〜ＳＣｍに同期して第３タイミング信号ＴＳ３を出力する。従って、電気泳動粒子８を画素電極６にマイナス電圧Ｖｎが印加され、分散系１０の電気泳動粒子８が画素電極６に移動し階調表示レベルが「０」の位置に保持される。
【００７２】
次に、前記画像データＤに基づく画像形成動作に移る。そして、図６に示すように、画像データＤに基づいて１つの画像を形成する画像形成期間（１フレーム）において、第１〜第３サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ３のそれぞれのオン期間ＴSF1〜ＴSF3に走査線Ｙｍに走査信号ＳＣｍが出力される。その走査信号ＳＣｍが出力される時、同期して第１タイミング信号ＴＳ１がそれぞれの第１〜第３サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ３における電圧印加期間ＴL1〜ＴL3の間だけ出力される。従って、第１〜第３サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ３において、それぞれ電圧印加期間ＴL1〜ＴL3の間、プラス電圧Ｖｐが供給される。この第１〜第３タイミング信号ＴＳ１〜ＴＳ３のうち第１タイミング信号ＴＳ１が選択され出力されるのは、画像データＤが当該分散系１０を「７」レベルの階調表示する階調データであることによって選択される。
【００７３】
詳述すると、階調データは４ビットのデータで表現され、ちなみに、階調表示が「７」レベルの場合には「０１１０」で表現される。そして、タイミング信号生成回路３５は、この４ビットの階調データをデコードして階調表示のレベルを判断して第１タイミング信号ＴＳ１を選択する。
【００７４】
第１〜第３サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ３において、それぞれの電圧印加期間ＴL1〜ＴL3が経過すると、第１タイミング信号ＴＳ１が消失し第２タイミング信号ＴＳ２がそれぞれの第１〜第３サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ３における保持期間ＴAの間だけ出力される。従って、第１〜第３サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ３において、それぞれ保持期間ＴAの間だけ共通電圧Ｖｃｏｍが供給される。
【００７５】
そして、第１〜第３サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ３において、それぞれの保持期間ＴA1が経過すると、即ち、それぞれオン期間ＴSF1〜ＴSF3が経過すると、第２タイミング信号ＴＳ２が消失するとともに走査信号ＳＣｍも消失する。
【００７６】
つまり、第１〜第３サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ３における電圧印加期間ＴL1〜ＴL3において、画素電極６にプラス電圧Ｖｐを印加させて電気泳動粒子８を階調レベルが「７」になる位置まで共通電極１２側に移動させ保持させる。
【００７７】
続いて、第４サブフィールドＳＦ４のオン期間ＴSF4になると、走査線Ｙｍに走査信号ＳＣｍが出力される。その走査信号ＳＣｍが出力される時、同期して第２タイミング信号ＴＳ２が電圧印加期間ＴL4（＝８ＴL1）と保持期間ＴAの間だけ出力される。従って、第４サブフィールドＳＦ４において、電圧印加期間ＴL4と保持期間ＴA1の間、共通電圧Ｖｃｏｍが供給される。この第４サブフィールドＳＦ４において、第２タイミング信号ＴＳ２が選択され出力されるのは、前記と同様に前記階調データに基づいて選択される。
【００７８】
そして、第４サブフィールドＳＦ４において、それぞれの保持期間ＴAが経過すると、即ち、オン期間ＴSF4が経過すると、第２タイミング信号ＴＳ２が消失するとともに走査信号ＳＣｍも消失する。
【００７９】
つまり、第４サブフィールドＳＦ４における電圧印加期間ＴL4（＝８ＴL1）及び保持期間ＴAにおいて、画素電極６に共通電圧Ｖｃｏｍを印加させて、先の第１〜第３サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ３において「７」の階調表示の位置に保持された電気泳動粒子８をその位置に保持させる。
【００８０】
このように、タイミング信号生成回路３５は、画像データＤに基づいて第１〜第３タイミング信号ＴＳ１〜ＴＳ３のいずれかを生成し、前記走査信号ＳＣ１〜ＳＣｍに同期して出力することによって、画像データＤに基づく階調の画像を形成することができる。
【００８１】
前記走査線駆動回路２２及びデータ線駆動回路２３を制御する制御回路２４は、図示しない外部装置から入力画像信号ＶＩＤ及び基本クロックＣＬＫを入力する。制御回路２４は、入力画像信号ＶＩＤに基づいて前記画像データＤを生成し、その画像データＤを前記データ線駆動回路２３に出力する。又、制御回路２４は、前記基本クロックＣＬＫに基づいて前記第１〜第３タイミング信号ＴＳ１〜ＴＳ３を出力するタイミングを決定するためのデータ線側制御クロック信号ＣＬＫＸをデータ線駆動回路２３に出力する。さらに、制御回路２４は、前記基本クロックＣＬＫに基づいて前記走査信号ＳＣ１〜ＳＣｍを出力するタイミングを決定するための走査線側制御クロック信号ＣＬＫＹを走査線駆動回路２２に出力するようになっている。
【００８２】
次に、上記のように構成した電気泳動表示装置の作用について説明する。いま、入力画像信号ＶＩＤに基づいて１つの画像を電気泳動表示パネル２に表示させる場合について説明する。制御回路２４は、図７に示すように、入力画像信号ＶＩＤに基づいてリセット期間Ｔ１でリセット動作、画像形成期間（１フレーム）Ｔ２で画像形成動作及び保持期間Ｔ３で保持動作を実行する。
【００８３】
［リッセト動作］
制御回路２４は、入力画像信号ＶＩＤを入力すると、まずリセット処理動作を行なう。制御回路２４は、走査線駆動回路２２に対して各走査線Ｙ１〜Ｙｍを順番に選択するために走査信号ＳＣ１〜ＳＣｍを生成するための走査線側制御クロック信号ＣＬＫＹを出力する。又、制御回路２４は、データ線駆動回路２３に対して前記走査信号ＳＣ１〜ＳＣｍに応答して選択された走査線上の各単位回路２１ａにマイナス電圧Ｖｎを供給するための画像データＤ及びデータ線側制御クロック信号ＣＬＫＸに出力する。
【００８４】
走査線駆動回路２２は、走査線側制御クロック信号ＣＬＫＹに基づいて、図８に示すように、走査信号ＳＣ１〜ＳＣｍをＴｒ期間（リセット選択期間）順番に出力して各走査線Ｙ１〜Ｙｍを順番に選択する。一方、データ線駆動回路２３は、画像データＤに基づいて各データ線Ｘ１〜Ｘｎに対して設けられたデータ電圧出力回路２３ａのタイミング信号生成回路３５から第３タイミング信号ＴＳ３と第２タイミング信号ＴＳ２を交互に出力する。詳述すると、各データ電圧出力回路２３ａのタイミング信号生成回路３５は、データ線側制御クロック信号ＣＬＫＸに基づいて、前記走査線駆動回路２２が各走査線Ｙ１〜Ｙｍの１つを選択する毎に、先ず第３タイミング信号ＴＳ３を期間Ｔｉ出力する。続いて、各データ電圧出力回路２３ａのタイミング信号生成回路３５は、第２タイミング信号ＴＳ２を期間Ｔｈ出力する。そして、期間Ｔｉにおいて、各データ電圧出力回路２３ａの選択回路３４は第３タイミング信号ＴＳ３に応答して第３トランジスタＱ３がオンする。その結果、各データ電圧出力回路２３ａのマイナス電圧出力回路３３からマイナス電圧Ｖｎがデータ線Ｘ１〜Ｘｎにそれぞれ出力される。
【００８５】
又、期間Ｔｈにおいて、各データ電圧出力回路２３ａの選択回路３４は第２タイミング信号ＴＳ２に応答して第２トランジスタＱ２がオンする。その結果、各データ電圧出力回路２３ａの共通電圧出力回路３２から共通電圧Ｖｃｏｍがデータ線Ｘ１〜Ｘｎにそれぞれ出力される。
【００８６】
従って、選択された各走査線上の各単位回路２１ａ（分散系１０の画素電極６）に、その選択期間中にマイナス電圧Ｖｎが供給された後に共通電圧Ｖｃｏｍが供給される。その結果、全分散系１０の電気泳動粒子８は画素電極６に引き付けられた位置し保持されるため、電気泳動表示パネル２は黒色にリセットされる。
【００８７】
電気泳動表示パネル２が黒色にリセットされると、制御回路２４は、画像形成動作に移る。
【００８８】
［画像形成動作］
制御回路２４は、各サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ４における各走査線上の単位回路２１ａに供給するデータ電圧（プラス電圧Ｖｐ、共通電圧Ｖｃｏｍ、マイナス電圧Ｖｎ）を決定する画像データＤを生成しデータ線駆動回路２３に出力する。
【００８９】
データ線駆動回路２３の各タイミング信号生成回路３５は、まず画像データＤに基づいて第１サブフィールドＳＦ１における選択回路３４に出力する第１タイミング信号ＴＳ１又は第２タイミング信号ＴＳ２を作成する。つまり、各タイミング信号生成回路３５は、第１サブフィールドＳＦ１における各走査線Ｙ１〜Ｙｍ上が選択される際の、各選択回路３４に出力する第１タイミング信号ＴＳ１又は第２タイミング信号ＴＳ２を作成する。
【００９０】
そして、走査線駆動回路２２にて走査線Ｙ１が選択されると、それぞれデータ線Ｘ１〜Ｘｎを介してプラス電圧Ｖｐ又は共通電圧Ｖｃｏｍが対応する分散系１０の画素電極６に電圧印加期間ＴL1供給される。プラス電圧Ｖｐが供給される走査線Ｙ１に接続された分散系１０の電気泳動粒子８は、階調レベルが「１」となる位置に移動制御される。尚、ここで共通電圧Ｖｃｏｍが供給される走査線Ｙ１に接続された分散系１０の電気泳動粒子８は、階調レベルが「０」の位置に保持される。
【００９１】
電圧印加期間ＴL1が経過すると、それぞれデータ線Ｘ１〜Ｘｎを介して共通電圧Ｖｃｏｍを分散系１０の画素電極６に保持期間ＴA供給される。従って、プラス電圧Ｖｐが供給される走査線Ｙ１に接続された分散系１０の電気泳動粒子８は、階調レベルが「１」となる位置に一旦保持される。
【００９２】
走査線Ｙ１における保持期間ＴAが経過すると、走査線駆動回路２２にて次の走査線Ｙ２が選択される。走査線Ｙ２が選択されると、それぞれデータ線Ｘ１〜Ｘｎを介してプラス電圧Ｖｐ又は共通電圧Ｖｃｏｍが対応する分散系１０の画素電極６に電圧印加期間ＴL1供給される。プラス電圧Ｖｐが供給される走査線Ｙ２に接続された分散系１０の電気泳動粒子８は、階調レベルが「１」となる位置に移動制御される。尚、ここで共通電圧Ｖｃｏｍが供給される走査線Ｙ２に接続された分散系１０の電気泳動粒子８は、階調レベルが「０」の位置に保持される。
【００９３】
電圧印加期間ＴL1が経過すると、それぞれデータ線Ｘ１〜Ｘｎを介して共通電圧Ｖｃｏｍを分散系１０の画素電極６に保持期間ＴA供給される。従って、プラス電圧Ｖｐが供給される走査線Ｙ２に接続された分散系１０の電気泳動粒子８は、階調レベルが「１」となる位置に一旦保持される。
【００９４】
以後、最後の走査線Ｙｍまで同様な動作を繰り返す。従って、走査線Ｙｍにおける保持期間ＴAが経過すると、第１サブフィールドＳＦ１が終了し第２サブフィールドＳＦ２に移る。
【００９５】
第２サブフィールドＳＦ２において、走査線駆動回路２２にて走査線Ｙ１が選択されると、それぞれデータ線Ｘ１〜Ｘｎを介してプラス電圧Ｖｐ又は共通電圧Ｖｃｏｍが対応する分散系１０の画素電極６に電圧印加期間ＴL2（＝２ＴL1）供給される。プラス電圧Ｖｐが供給される走査線Ｙ１に接続された分散系１０の電気泳動粒子８は、階調レベルが「２」となる位置に移動制御される。尚、ここで共通電圧Ｖｃｏｍが供給される走査線Ｙ１に接続された分散系１０の電気泳動粒子８は、階調レベルが「１」の位置に保持される。又は、先のサブフィールドＳＦ１で階調レベルが「０」の位置に保持されている電気泳動粒子８は、そのまま階調レベルが「０」の位置に保持される。
【００９６】
電圧印加期間ＴL2が経過すると、それぞれデータ線Ｘ１〜Ｘｎを介して共通電圧Ｖｃｏｍを分散系１０の画素電極６に保持期間ＴA供給される。従って、プラス電圧Ｖｐが供給される走査線Ｙ１に接続された分散系１０の電気泳動粒子８は、階調レベルが「２」となる位置に一旦保持される。
【００９７】
第２サブフィールドＳＦ２において走査線Ｙ２が選択されると、同様に、それぞれデータ線Ｘ１〜Ｘｎを介してプラス電圧Ｖｐ又は共通電圧Ｖｃｏｍが対応する分散系１０の画素電極６に電圧印加期間ＴL2（＝２ＴL1）供給される。プラス電圧Ｖｐが供給される走査線Ｙ２に接続された分散系１０の電気泳動粒子８は、階調レベルが「３」となる位置に移動制御される。又、先のサブフィールドＳＦ１で階調レベルが「０」の位置に保持されている電気泳動粒子８は、階調レベル「０」の位置から階調レベルが「２」の位置に保持される。
【００９８】
一方、ここで共通電圧Ｖｃｏｍが供給される走査線Ｙ１に接続された分散系１０の電気泳動粒子８は、先の第１サブフィールドＳＦ１で階調レベルが「０」の位置に保持されている電気泳動粒子８は、そのまま階調レベルが「０」の位置に保持される。又、先のサブフィールドＳＦ１で階調レベルが「１」の位置に保持されている電気泳動粒子８は、そのまま階調レベルが「１」の位置に保持される。
【００９９】
電圧印加期間ＴL2が経過すると、それぞれデータ線Ｘ１〜Ｘｎを介して共通電圧Ｖｃｏｍを分散系１０の画素電極６に保持期間ＴA供給される。従って、プラス電圧Ｖｐが供給される走査線Ｙ２に接続された分散系１０の電気泳動粒子８は、階調レベルが「０」「１」「２」又は「３」のいずれかの位置に一旦保持される。
【０１００】
以後、最後の走査線Ｙｍまで同様な動作を繰り返す。第２サブフィールドＳＦ２が終了し第３サブフィールドＳＦ３に移る。
【０１０１】
そして、第３及び第４サブフィールドＳＦ３，ＳＦ４において、同様な動作を行なう。従って、第３サブフィールドＳＦ３において、電圧印加期間ＴL3（＝４ＴL1）の間、プラス電圧Ｖｐが供給された分散系１０の電気泳動粒子８は、階調レベルが「４」「５」「６」又は「７」のいずれかの位置に一旦保持される。
【０１０２】
一方、共通電圧Ｖｃｏｍが供給された全分散系１０の電気泳動粒子８は、階調レベルが「０」「１」「２」又は「３」のいずれかの位置に一旦保持される。
【０１０３】
続いて、第４サブフィールドＳＦ４において、電圧印加期間ＴL4（＝８ＴL1）の間、プラス電圧Ｖｐが供給された分散系１０の電気泳動粒子８は、階調レベルが「８」「９」「１０」「１１」「１２」「１３」「１４」又は「１５」のいずれかの位置に一旦保持される。一方、共通電圧Ｖｃｏｍが供給された全分散系１０の電気泳動粒子８は、階調レベルが「０」「１」「２」「３」「４」「５」「６」又は「７」のいずれかの位置に一旦保持される。
【０１０４】
このように第１〜第４サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ４における画像データＤに基づくデータ電圧（プラス電圧Ｖｐ又は共通電圧Ｖｃｏｍ）の供給が完了すると、電気泳動表示パネル２に時分割階調法による１つの画像が表示される。
【０１０５】
そして、電気泳動表示パネル２に時分割階調法によって表現された１つの画像は、次の新たの入力画像信号ＶＩＮが入力されるまで保持期間Ｔ３にはいり表示維持される。
【０１０６】
次に、上記のように構成した電気泳動表示装置の特徴を以下に記載する。
【０１０７】
（１）本実施形態では、入力画像信号ＶＩＤに基づく画像を表示するとき、電気泳動表示パネル２に画像の表示を時分割階調によって階調表示するようにした。従って、電気泳動表示パネル２に表示される画像の表示品質を上げることができる。
【０１０８】
（２）本実施形態では、階調表示をデジタル階調である時分割階調で行った。つまり、アナログ電圧を使用せず、プラス電圧Ｖｐ、共通電圧Ｖｃｏｍ及びマイナス電圧Ｖｎの３種類の一定電圧値の電圧を使って階調表示を行った。その結果、アナログ電圧を生成するための高精度で高価なアナログ電圧生成回路を用いて行なうアナログ階調表示に比べ、簡単で安価な回路構成で高精度の階調表示ができる。
【０１０９】
（３）本実施形態では、各サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ４において、プラス電圧Ｖｐを印加したとき、続いて、共通電圧Ｖｃｏｍを印加した。従って、分散系１０は、プラス電圧Ｖｐの印加が終了した時、そのプラス電圧Ｖｐが印加されたことに起因した電荷が画素電極６に蓄積されて画素電極６を共通電極１２より高くしてしまうことはない。その結果、電気泳動粒子８は共通電圧Ｖｃｏｍを印加に基づいて確実に停止するため、より正確な階調表示を実現することができる。
【０１１０】
（４）本実施形態では、画像形成動作の前にリセット動作を行い、全分散系１０の電気泳動粒子８を画素電極６に引き付け「０」レベルの階調表示位置（リセット位置）に位置させた。従って、画像データＤに基づく階調表示を行う場合、電気泳動粒子８を「０」レベルの階調表示位置からどれだけ移動させればよいかを判断するだけだので、電気泳動粒子８の移動制御が非常に容易となる。
【０１１１】
（第２実施形態）
前記第１実施形態では、１水平期間内に動作が完結する高速（数十ｍｓ〜数μｓ）分散系による表示を示した。一方、メモリ性を保つために分散系は、ある粘性を持ち、メモリ性と応答性はトレードオフであることが良く知られている。第２実施形態では、粘性がやや高く低速な（数十ｍｓ以上）応答性の電気泳動表示装置での一実施形態を図９、図１０に従って説明する。
【０１１２】
基本構成は、前記第１実施形態と同様であり、分散系の応答性が遅いということが相違点である。応答性が遅いため、選択期間毎に画素電極６に共通電圧Ｖｃｏｍを印加せず、全てのサブフレームを書き込んだ後、分散系１０を停止させるために全画素の画素電極６に共通電圧Ｖｃｏｍを印加する。書き込んだ電圧が次のサブフレームまで保持することが必要となるため、分散系１０と画素電極６及び共通電極１２で形成される容量の電圧保持能力を活用する。この容量とスイッチング用トランジスタ７による時定数が、サブフレーム期間に比較して大きくする必要がある。もし、時定数が不足する場合には、保持容量を素子基板３の各画素毎に設けて時定数を改善（大きく）する。
【０１１３】
ここで、時分割階調を説明の便宜上、１６階調の階調表示で説明する。図９はその１６階調の表現方法を説明するタイムチャートである。図９において、１画像を表示形成するための１フレーム（画像形成期間）を、４つに分割しその分割された基本階調フレームをサブフィールドＳＦ１〜ＳＦ４としている。
【０１１４】
各サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ４中には、それぞれ電圧印加期間ＴL1〜ＴL4を開始させる走査信号ＳＣ１〜ＳＣｍのオン期間（スイッチング用トランジスタ７がオンしている期間）ＴSF1〜ＴFS4が含まれる。ここで、電圧印加期間ＴL1〜ＴL4は、分散系１０の画素電極６にプラス電圧Ｖｐを印加する期間である。
【０１１５】
そして、階調を１６階調で表現する場合、電圧印加期間ＴL1〜ＴL4は、以下のように設定している。重み付けは、バイナリ（２のべき乗）で行なっている例を挙げているが、それ以外でもよい。例えば、全て均等な１６サブフレームによる表示灯等でもよい。
【０１１６】
８ＴL1＝４ＴL2＝２ＴL3＝ＴL4
つまり、各電圧印加期間ＴL1〜ＴL4は、
ＴL1：ＴL2：ＴL3：ＴL4＝１：２：４：８
となる時間比を設定している。
【０１１７】
そして、この各サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ４の期間は、電圧保持率が１００％とすれば、電圧印加期間ＴL1〜ＴL4にそれぞれ等しい。厳密に言えばオン期間ＴSF1〜ＴSF4が走査される位相差は生じる（ＳＣｍはＴSF1×ｍだけ遅れている）が、電圧印加期間自体は等しい。
【０１１８】
そして、例えば、「７」の階調表示を得る場合には以下のようになる。
【０１１９】
１フレーム中の第１〜第３サブフレームＳＦ１〜ＳＦ３のオン期間ＴSF1〜ＴSF3においては、電圧印加期間ＴL1のときに画素電極６にプラス電圧Ｖｐを印加する。一方、第４サブフィールドＳＦ４のオン期間ＴSF4においては、電圧印加期間ＴL1及び保持期間ＴAのときに画素電極６に共通電圧Ｖｃｏｍを印加する。
【０１２０】
つまり、１フレーム中に、７ＴL１時間の間だけ画素電極６にプラス電圧Ｖｐが印加されることによって、「７」の階調を得ることができる。これで、前記画素データＤに基づく画像形成動作が完了した。
【０１２１】
このように、時分割階調制御は、１フレームを構成する各サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ４において、各走査線Ｙ１〜Ｙｍ上の単位回路２１ａを順次駆動させる必要がある。そのため、走査線駆動回路２２は、１フレームの画像を形成表示するために、各サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ４のオン期間ＴSF1〜ＴSF4において、各走査線Ｙ１〜Ｙｍを順番に選択するように走査信号ＳＣ１〜ＳＣｍを順番に生成し出力するようになっている。走査期間（ＳＣ１→ＳＣｍ）は、第１実施形態と違い、各サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ４共に同じ時間である。また、電圧保持率が各サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ４期間に比べて期待できない場合は、走査を複数回繰り返すことも有用である。この場合は、ＳＣ１→ＳＣｍの走査を複数回繰り返し、減衰した電圧を補うために画素に繰り返しデータを書き込むこととなる。
【０１２２】
次に、保持動作のために、電界を取り去る必要がある。これを実行しないと分散系１０は動き続けて画像が乱れてしまう。具体的な動作は、１フレーム（画像形成期間）が完結した後に、ホールド（画像保持）フィールドＨＦを加える。このホールド（画像保持）フィールドＨＦでは、全ての画素電極６が共通電圧Ｖｃｏｍとなるようにする。タイミングチャートは、図１０に示すように、第２タイミング信号ＴＳ２がＨレベルとなって共通電圧Ｖｃｏｍが選択される。
【０１２３】
次に、上記のように構成した電気泳動表示装置の特徴を以下に記載する。
【０１２４】
（１）本実施形態では、入力画像信号ＶＩＤに基づく画像を表示するとき、電気泳動表示パネル２に画像の表示を時分割階調によって階調表示するようにした。従って、電気泳動表示パネル２に表示される画像の表示品質を上げることができる。
【０１２５】
（２）本実施形態では、階調表示をデジタル階調である時分割階調で行った。つまり、アナログ電圧を使用せず、プラス電圧Ｖｐ、共通電圧Ｖｃｏｍ及びマイナス電圧Ｖｎの３種類の一定電圧値の電圧を使って階調表示を行った。その結果、アナログ電圧を生成するための高精度で高価なアナログ電圧生成回路を用いて行なうアナログ階調表示に比べ、簡単で安価な回路構成で高精度の階調表示ができる。
【０１２６】
（３）本実施形態では、各サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ４によって画像形成動作した後、続いて、共通電圧Ｖｃｏｍを印加した。従って、分散系１０は、プラス電圧Ｖｐの印加が終了した時、そのプラス電圧Ｖｐが印加されたことに起因した電荷が画素電極６に蓄積されて画素電極６を共通電極１２より高くしてしまうことはない。その結果、電気泳動粒子８は共通電圧Ｖｃｏｍを印加に基づいて確実に停止するため、より正確な階調表示を実現することができる。
【０１２７】
（４）本実施形態では、画像形成動作の前にリセット動作を行い、全分散系１０の電気泳動粒子８を画素電極６に引き付け「０」レベルの階調表示位置（リセット位置）に位置させた。従って、画像データＤに基づく階調表示を行なう場合、電気泳動粒子８を「０」レベルの階調表示位置からどれだけ移動させればよいかを判断するだけだので、電気泳動粒子８の移動制御が非常に容易となる。
【０１２８】
（５）本実施形態では、サブフレーム期間に渡って電圧が保持され加わるようにしたため、応答速度の遅い電気泳動表示装置でも十分応答でき、階調表示を可能にした。
【０１２９】
（第３実施形態）
次に、第１実施形態、第２実施形態で説明した電気泳動表示装置を搭載した電子機器の適用について図１１及び図１２に従って説明する。電気泳動表示装置は、モバイル型のパーソナルコンピュータ、携帯電話、デジタルカメラ等種々の電子機器に適用できる。
【０１３０】
図１１は、モバイル型パーソナルコンピュータの構成を示す斜視図を示す。図１１において、パーソナルコンピュータ６０は、キーボード６１を備え本体部６２と、前記電気泳動表示装置を用いた表示ユニット６３を備えている。この場合でも、電気泳動表示装置を用いた表示ユニット６３は前記実施形態と同様な効果を発揮する。その結果、パーソナルコンピュータ６０は、高品質の画像を実現することができる。
【０１３１】
図１２は、携帯電話の構成を示す斜視図を示す。図１２において、携帯電話７０は、複数の操作ボタン７１、受話口７２、送話口７３、前記電気泳動表示装置を用いた表示ユニット７４を備えている。この場合でも、電気泳動表示装置を用いた表示ユニット７４は前記実施形態と同様な効果を発揮する。その結果、携帯電話７０は、高品質の画像を実現することができる。
【０１３２】
尚、発明の実施形態は、上記実施形態に限定されるものではなく、以下のように実施してもよい。
【０１３３】
○前記第１実施形態、第２実施形態では、電気泳動表示装置は、白黒表示であったが、カラー表示に応用してもよい。この場合、電気泳動表示装置は、赤色表示を行なう分散系、緑色表示を行なう分散系及び青色表示を行なう分散系を電気泳動表示パネル２に備えた表示装置となる。そして、赤色表示を行なう分散系、緑色表示を行なう分散系及び青色表示を行なう分散系をそれぞれ個々に各サブフィールドで制御して階調表示することになる。
【０１３４】
前記第１実施形態、第２実施形態では、１６階調の階調表示を時分割階調で行なった。これを、４階調、８階調、３２階調、６４階調、１２８階調、２５６階調等その他の階調表示で実施してもよい。
【０１３５】
ちなみに、６４階調表示の場合には、１フレームを第１〜第６サブフィールドで構成する。そして、第１〜第６サブフィールドにおける各電圧印加期間ＴL1〜ＴL6を
ＴL1：ＴL2：ＴL3：ＴL4：ＴL5：ＴL6＝１：２：４：８：１６：３２
とする。
【０１３６】
又、１２８階調表示の場合には、１フレームを第１〜第７サブフィールドで構成する。そして、第１〜第６サブフィールドにおける各電圧印加期間ＴL1〜ＴL6を
とする。
【０１３７】
さらに、２５６階調表示の場合には、１フレームを第１〜第８サブフィールドで構成する。そして、第１〜第６サブフィールドにおける各電圧印加期間ＴL1〜ＴL6を
とする。
【０１３８】
○前記第１実施形態、第２実施形態では、１画像を表示する場合にリセット動作を行なったが、リセット動作しないで先に表示された画像表示された各分散系１０の電気泳動粒子８の位置から次の画像表示のための位置に電気泳動粒子８を移動させるように制御するようにしてもよい。
【０１３９】
【発明の効果】
本発明によれば、表示品質に高い階調表示を安価に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の電気泳動表示パネルの構成を説明するための要部分解斜視図。
【図２】電気泳動表示パネルの要部断面図。
【図３】電気泳動表示装置の電気的構成を説明するための電気回路図。
【図４】データ線駆動回路に備えたデータ電圧出力回路の電気的構成を説明するための電気ブロック回路図。
【図５】時分割階調を説明するための各信号のタイミングチャート。
【図６】階調レベル「７」を表示形成するための画像形成期間におけるタイミングチャート。
【図７】電気泳動表示装置の制御回路の画像表示するための全体を示すタイミングチャート。
【図８】電気泳動表示装置の制御回路のリセット動作を説明するためのタイミングチャート。
【図９】第２実施形態の時分割階調を説明するための各信号のタイミングチャート。
【図１０】第２実施形態の電気泳動表示装置の制御回路の保持動作を説明するためのタイミングチャート。
【図１１】第３実施形態を説明するためのモバイル型パーソナルコンピュータの構成を示す斜視図。
【図１２】第３実施形態を説明するための携帯電話の構成を示す斜視図。
【図１３】分散系を説明するための要部断面図。
【符号の説明】
２ 電気泳動表示パネル
６ 第１電極としての画素電極
７ 第１のトランジスタとしてのスイッチング用トランジスタ
８ 電気泳動粒子
９ 分散媒
１０ 分散系
１２ 第２電極としての共通電極
２１ 表示パネル部
２１ａ 単位回路
２２ 走査線駆動回路
２３ データ線駆動回路
２３ａ データ電圧出力回路
２４ 制御回路
３１ 第１電圧出力回路としてのプラス電圧出力回路
３２ 第２電圧出力回路としての共通電圧駆動回路
３３ 第３電圧出力回路としてのマイナス電圧出力回路
３４ 選択回路
３５ タイミング信号生成回路
Ｄ 画像データ
Ｖｐ 第１電圧としてのプラスの電圧（プラス電圧）
Ｖｎ 第３電圧としてのマイナスの電圧（マイナス電圧）
Ｖｃｏｍ 共通電圧
Ｙ１〜Ｙｍ 走査線
Ｘ１〜Ｘｎ データ線
ＳＦ１〜ＳＦ４ 第１〜第４サブフィールド
ＴSF1〜ＴSF4 オン期間
ＴL1〜ＴL4 電圧印加期間
ＴA，ＴA1〜ＴA4 保持期間
【発明の属する技術分野】
本発明は、分散系駆動回路の駆動方法、分散系駆動回路、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に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電気光学装置としての電気泳動現象を利用した電気泳動表示装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。電気泳動現象は、液体中（分散媒）に微粒子（電気泳動粒子）を分散させた分散系に電界を印加したとき、該粒子はクーロン力により泳動する現象をいう。
【０００３】
ここで、電気泳動表示装置の表示原理を簡単に述べる。電気泳動表示装置は、表示パネルに前記電気泳動現象を発生する分散系を１つの画素として多数マトリクス状に配置形成している。図１３に示すように、画素となる分散系８０は、基板８１に設けた第１電極８２と、透明の対向基板８３に設けた同じく透明の第２電極８４との間に隔壁８５を形成し、その両電極８２，８４と隔壁８５とで形成される空間に電気泳動粒子８６を分散させた液体（分散媒）８７を充填する。ここで、分散媒８７は、黒色に染色されている。又、電気泳動粒子８６は、酸化チタン等の白色粒子である。さらに、電気泳動粒子８６は正負のいずれか一方の電荷が帯電されている。
【０００４】
そして、両電極８２，８４間に電圧を印加すると、クーロン力によって電気泳動粒子８６が第１電極８２又は第２電極８４のどちらか一方の電極に引き付けられる。ここで、電気泳動粒子８６が透明の第２電極８４側に引き付けられると、第２電極８４から入射した光はこの電気泳動粒子８６によって直ちに反射されることから、電気泳動粒子８６の色（白色）が見えることになる。一方、電気泳動粒子８６が第１電極８２側に引き付けられると、前記入射光と反射光は分散媒８７によって吸収され、分散媒８７の染色した色（黒色）が見えることになる。
【０００５】
つまり、電気泳動表示装置は、この表示パネルにマトリクス状に配置した多数の分散系８０について、その分散系８０の電気泳動粒子８６の移動位置をそれぞれ個々に制御することによって画像を形成する。
【０００６】
【特許文献１】
特開平２００２−１１６７３３号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、電気泳動表示装置も他の電気光学表示装置と同様に、表示品質を上げるために精度の高い階調表示を行なう必要がある。しかしながら、精度の高い階調表示を行なう電気泳動表示装置はいまだ提案されておらず、高品質な画像を安価に表示することができる電気泳動表示装置が望まれている。
【０００８】
本発明は、上記問題点を解消するためになされたものであって、その目的は表示品質に高い階調表示を安価に実現することができる分散系駆動回路の駆動方法、分散系駆動回路、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を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明における分散系駆動回路の駆動方法は、第１電極と第２電極との間に挟まれた電気泳動粒子を分散した分散媒よりなる分散系と、一定電圧値のデータ電圧を前記分散系の第１の電極に印加する第１のトランジスタとを備えた分散系駆動回路の駆動方法において、前記電気泳動粒子の移動位置を確定させるために必要な１フレーム期間を、それぞれ互いに異なる前記データ電圧の印加期間を指定する複数のサブフィールドに区分し、その区分された複数のサブフィールドを適宜選択して前記１フレーム期間中のデータ電圧の印加期間を制御して、電気泳動粒子の移動位置を制御するようにした。
【００１０】
これによれば、複数のサブフィールドを適宜選択することによって、１フレーム期間中のデータ電圧の印加期間が種々選択することができる。印加期間を種々選択することができることによって、その選択した印加期間に応じて電気泳動粒子の移動位置が制御できることになる。
【００１１】
この分散系駆動回路の駆動方法において、各サブフィールドにおいて、前記データ電圧の印加期間の後に、前記第１電極に前記第２電極と同じ電位となるデータ電圧を印加する期間を設けた。
【００１２】
これによれば、印加期間におけるデータ電圧の印加が終了した時、そのデータ電圧が印加されたことに起因した電荷が第１電極に蓄積されて第１電極が第２電極に対して電位差を生させることはない。その結果、電気泳動粒子は第２電極と同じ電位となるデータ電圧の印加に基づいて確実に停止するため、より正確な移動位置制御を実現することができる。
【００１３】
この分散系駆動回路の駆動方法において、最初に実行するサブフィールドに基づく電圧印加動作に先立って、第１電極に対して、前記電気泳動粒子をリセット位置に位置させるためのデータ電圧を印加するリセット期間を設けた。
【００１４】
これによれば、電気泳動粒子を所望に移動位置に移動させる前に、予め定められたリセット位置に位置させたことにより、どれだけ移動させればよいかが容易とわかるため、電気泳動粒子の移動制御が容易となる。
【００１５】
本発明における分散系駆動回路は、第１電極と第２電極との間に挟まれた電気泳動粒子を分散した分散媒よりなる分散系と、一定電圧値のデータ電圧を前記分散系の第１電極に印加する第１のトランジスタとを備えた分散系駆動回路において、前記第１電極に、前記第２電極にかかる電圧より高い予め定めた一定電圧値の第１電圧を前記データ電圧として出力する第１電圧出力回路と、前記第１電極に、前記第２電極にかかる電圧と同じ電圧値の第２電圧を前記データ電圧として出力する第２電圧出力回路と、前記第１電極に、前記第２電極にかかる電圧より低い予め定めた一定電圧値の第３電圧を前記データ電圧として出力する第３電圧出力回路と、前記第１〜第３電圧出力回路のいずれか１つを選択しその選択した電圧出力回路からデータ電圧を第１電極に出力する選択回路とを備えた。
【００１６】
これによれば、選択回路によって、第１電圧、第２電圧及び第３電圧を適宜選択することによって、分散系の電気泳動粒子の移動位置を制御することができる。
【００１７】
この分散系駆動回路において、前記選択回路に対して前記第１〜第３電圧出力回路のいずれか１つを選択させるための選択信号を生成する信号生成回路を備えた。
【００１８】
これによれば、信号生成回路からの選択信号によって、選択回路は第１電圧、第２電圧及び第３電圧を適宜選択し分散系に供給する。
【００１９】
本発明における電気泳動表示装置の駆動方法は、複数の走査線と、前記各走査線に対して交差するように配線された複数のデータ線と、前記各走査線と前記各データ線との交差部に対応してそれぞれ設けた単位回路とを備え、前記各単位回路は、第１電極と第２電極との間に挟まれた電気泳動粒子を分散した分散媒よりなる分散系と、前記走査線が選択されたとき導通し前記データ線から供給されるデータ電圧を前記分散系の第１の電極に印加する第１のトランジスタとを有した電気泳動表示装置の駆動方法において、１つ画像を形成するのに必要な１フレーム期間を、それぞれ互いに異なるデータ電圧の印加期間を指定する複数のサブフィールドに区分し、その区分された複数のサブフィールドを階調データそれぞれ互いに異なるデータ電圧の印加期間を指定する複数のサブフィールドに区分し、その区分された複数のサブフィールドを階調データに基づいて適宜選択して前記１フレーム期間中のデータ電圧印加期間を適宜制御して、複数の走査線と複数のデータ線との各交差部に対応して配置された分散系の移動位置を制御するようにした。
【００２０】
これによれば、複数のサブフィールドが画像データに基づいて選択されることによって、１フレーム期間中のデータ電圧の印加期間が選択される。印加期間が画像データによって種々選択することができることによって、その選択した印加期間に応じて電気泳動粒子の移動位置が制御され画像データに基づく階調表示を実現ができる。
【００２１】
この電気泳動表示装置の駆動方法において、前記階調データは、２n階調（ｎは自然数）の表示を指定するデータであり、前記各サブフィールドは、前記電圧印加期間が１階調表示、２階調表示、４階調表示、８階調表示、…、２n-1階調表示をそれぞれ指定するサブフィールドからなる。
【００２２】
これによれば、各サブフィールドを適宜選択することによって、２n階調表示が実現できる。
【００２３】
この電気泳動表示装置の駆動方法において、前記各サブフィールドにおいて、前記データ電圧の印加期間の後に、前記第１電極に前記第２電極と同じ電位となるデータ電圧を印加する期間を設けた。
【００２４】
これによれば、印加期間におけるデータ電圧の印加が終了した時、そのデータ電圧が印加されたことに起因した電荷が第１電極に蓄積されて第１電極が第２電極に対して電位差を生させることはない。その結果、電気泳動粒子は第２電極と同じ電位となるデータ電圧の印加に基づいて確実に停止するため、より正確な階調表示を実現することができる。
【００２５】
この電気泳動表示装置の駆動方法において、最初に実行するサブフィールドに基づく電圧印加動作に先立って、前記第１電極に対して、前記電気泳動粒子をリセット位置に位置させるためのデータ電圧を印加するリセット期間を設けた。
【００２６】
これによれば、電気泳動粒子を所望に移動位置に移動させる前に、予め定められたリセット位置に位置させたことにより、どれだけ移動させればよいかが容易とわかるため、電気泳動粒子の移動制御が容易となる。
【００２７】
本発明における電気泳動表示装置は、複数の走査線と、前記各走査線に対して交差するように配線された複数のデータ線と、前記各走査線と前記各データ線との交差部に対応してそれぞれ設けた単位回路とを備え、前記各単位回路は、第１電極と第２電極との間に挟まれた電気泳動粒子を分散した分散媒よりなる分散系と、前記走査線が選択されたとき導通し前記データ線から供給されるデータ電圧を前記分散系の第１の電極に印加する第１のトランジスタとを有した電気泳動表示装置において、前記第１電極に、前記第２電極にかかる電圧より高い予め定めた一定電圧値の第１電圧を前記データ電圧として出力する第１電圧出力回路と、前記第１電極に、前記第２電極にかかる電圧と同じ電圧値の第２電圧を前記データ電圧として出力する第２電圧出力回路と、
前記第１電極に、前記第２電極にかかる電圧より低い予め定めた一定電圧値の第３電圧を前記データ電圧として出力する第３電圧出力回路と、前記第１〜第３電圧出力回路のいずれか１つを選択しその選択した電圧出力回路からデータ電圧を第１電極に出力する選択回路とを備えた。
【００２８】
これによれば、選択回路によって、第１電圧、第２電圧及び第３電圧を適宜選択することによって、分散系の電気泳動粒子の移動位置を制御することができる。その結果、第１電圧、第２電圧及び第３電圧を適宜選択するだけで、階調表示が実現できる。
【００２９】
この分散系駆動回路において、前記選択回路に対して前記第１〜第３電圧出力回路のいずれか１つを選択させるための選択信号を画像データに基づいて生成する信号生成回路を備えた。
【００３０】
これによれば、信号生成回路からの選択信号によって、選択回路は第１電圧、第２電圧及び第３電圧を適宜選択し分散系に供給する。
【００３１】
この分散系駆動回路の駆動方法において、全サブフィールドによる前記データ電圧の印加期間の後に、前記第１電極に前記第２電極と同じ電位となるデータ電圧を印加する期間を設けた。
【００３２】
これによれば、印加期間におけるデータ電圧の印加が終了した時、そのデータ電圧が印加されたことに起因した電荷が第１電極に蓄積されて第１電極が第２電極に対して電位差を生じさせることはない。その結果、電気泳動粒子は、第２電極と同じ電位となるデータ電圧の印加に基づいて確実に停止するため、より精確な移動位置制御を実現することができる。
【００３３】
本発明における電子機器は、請求項１０又は１１に記載の電気泳動表示装置を実装した。
【００３４】
これによれば、表示品質の高い画像表示を実現することができる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した電気泳動表示装置の一実施形態を図１〜図８に従って説明する。
【００３６】
図１において、電気泳動表示装置は電気泳動表示パネル２を備えている。その電気泳動表示パネル２は、素子基板３と対向基板４とを有している。素子基板３は、ガラスや半導体等の材料からなり、その素子基板３上には碁盤目状の隔壁５が形成されている。詳述すると、電気泳動表示パネル２には、表示領域Ｚ１とその表示領域Ｚ１を囲むように周辺領域Ｚ２が設けられている。そして、表示領域Ｚ１に対応する素子基板３上に、碁盤目状の隔壁５が形成されている。又、碁盤目状に形成された隔壁５において、Ｙ方向に伸びる隔壁５の下面と素子基板３との間には、それぞれデータ線Ｘ１〜Ｘｎ（図３参照）が形成されている。さらに、碁盤目状に形成された隔壁５において、Ｘ方向に伸びる隔壁５の下面と素子基板３との間には、それぞれ走査線Ｙ１〜Ｙｍ（図３参照）が形成されている。尚、各走査線Ｙ１〜Ｙｍと各データ線Ｘ１〜Ｘｎとが直角に交差する部分は、図示しない絶縁層にて電気的に絶縁されている。
【００３７】
又、碁盤目状に形成された隔壁５に囲まれた各空間の素子基板３上には、第１電極としての画素電極６がそれぞれ形成されているとともに、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）よりなる第１のトランジスタとしてのスイッチング用トランジスタ７（図３参照）がそれぞれ形成されている。スイッチング用トランジスタ７はＮチャネルトランジスタであって、そのドレイン電極が前記画素電極６に接続されている。各スイッチング用トランジスタ７のゲート電極は、対応する一側のＸ方向に伸びた走査線と接続されている。又、各スイッチング用トランジスタ７のソース電極は対応する一側のＹ方向に伸びたデータ線と接続されている。
【００３８】
碁盤目状に形成された隔壁５に囲まれた各空間内には、図２に示すように、電気泳動粒子８を分散させた液体（分散媒）９を充填する。分散媒９は、本実施形態では黒色に染料により染色されている。液体の黒色は黒色の粒子を分散させて着色しても良い。又、電気泳動粒子８は本実施形態では白色粒子であって、酸化チタン等からなり、電気泳動粒子８は正の電荷が帯電されている。そして、本実施形態では、電気泳動粒子８を分散させた分散媒９を、分散系１０という。分散系１０は、本実施形態において、隔壁５によって分けられたものとしているが、各空間をマイクロカプセルによって形成したマイクロカプセルタイプの分散系でもよい。
【００３９】
碁盤目状に形成された隔壁５の上面には、前記隔壁５に囲まれた各空間内に充填された分散系１０を封止する封止材１１が形成されている。その封止材１１の上面には第２電極としての共通電極１２が形成されている。共通電極１２の上面には対向基板４が形成されている。そして、封止材１１、共通電極１２及び対向基板４は、それぞれ透明の材料で形成されている。
【００４０】
そして、共通電極１２に共通電圧Ｖｃｏｍ（本実施形態では接地電圧）を印加した状態で、画素電極６に共通電圧Ｖｃｏｍより高い第１電圧としてのプラスの電圧（以下、プラス電圧という）Ｖｐを印加すると、クーロン力によって電気泳動粒子８は共通電極１２側に移動する。反対に、画素電極６に共通電圧Ｖｃｏｍより低い第３電圧としてのマイナスの電圧（以下、マイナス電圧）Ｖｎを印加すると、クーロン力によって電気泳動粒子８は画素電極６側に移動する。又、画素電極６に共通電圧Ｖｃｏｍと同じ電圧を印加すると、クーロン力が消失し電気泳動粒子８はその場で停止する。
【００４１】
従って、透明材料からなる対向基板４から入射した光が電気泳動粒子８によって反射されその反射光が対向基板４を通過して目に至る光路長は、その電気泳動粒子８の厚み方向に位置に対応する。その結果、入射光と反射光は分散媒９によって吸収され、その程度は光路長に比例することから、人が認識する階調は、電気泳動粒子８の位置によって決定されることになる。つまり、電気泳動粒子８が画素電極６に近いほど黒く、反対に電気泳動粒子８が共通電極１２に近いほど白く見えることになる。
【００４２】
次に、電気泳動表示装置の電気的構成について説明する。
【００４３】
図３において、電気泳動表示装置は、前記表示パネル部２１、走査線駆動回路２２、データ線駆動回路２３及び制御回路２４を備えている。
【００４４】
表示パネル部２１は、前記したその列方向（Ｙ方向）に沿ってのびる各データ線Ｘ１〜Ｘｎと、各行方向（Ｘ方向）に沿ってのびる走査線Ｙ１〜Ｙｍを有する。又、表示パネル部２１は、各データ線Ｘ１〜Ｘｎと走査線Ｙ１〜Ｙｍとの交差部に対応してそれぞれ単位回路２１ａが配置されている。分散系駆動回路を構成する各単位回路２１ａは、前記したスイッチング用トランジスタ７と分散系１０とから構成されている。
【００４５】
従って、各単位回路２１ａのスイッチング用トランジスタ７は、そのドレイン電極が分散系１０を挟持する画素電極６にそれぞれ接続され、そのゲート電極が走査線とそれぞれ接続され、そのソース電極がデータ線とそれぞれ接続されている。尚、各単位回路２１ａの分散系１０を挟持するもう一方の共通電極１２は、共通電圧Ｖｃｏｍ（本実施形態では接地電圧）が印加されるようになっている。
【００４６】
走査線駆動回路２２は、前記複数の走査線Ｙ１〜Ｙｍの中の１本を選択、即ち走査信号を出力してその選択された走査線に接続された単位回路２１ａ群を駆動するための回路である。走査線駆動回路２２は、本実施形態では、前記電気泳動表示パネル２の周辺領域Ｚ２に形成され、前記スイッチング用トランジスタ７と同様に素子基板３に形成した薄膜トランジスタにて構成されている。もちろん、走査線駆動回路２２は、前記泳動表示パネル２と別部品として構成し異方性導電膜等で実装してもよい。走査線駆動回路２２は、制御回路２４からの各種信号に基づいて各走査線Ｙ１〜Ｙｍに対して所定のタイミングで走査信号ＳＣ１〜ＳＣｍをそれぞれ出力する。
【００４７】
走査線駆動回路２２は、１つの画像を表示形成するための画像形成期間（画像形成モード）にあるとき一定の周期で走査信号ＳＣ１〜ＳＣｍを出力する。一方、走査線駆動回路２２は、前記画像形成期間において形成された画像を維持するための画像保持期間（画像保持モード）にあるとき走査信号ＳＣ１〜ＳＣｍを出力しない。
【００４８】
詳述すると、走査線駆動回路２２は、画像形成期間において時分割階調制御で画像を実現するために、所定のタイミングで走査信号ＳＣ１〜ＳＣｍをそれぞれ出力する。
【００４９】
ここで、時分割階調を説明の便宜上１６階調の階調表示で説明する。図５はその１６階調の表現方法を説明するタイムチャートである。図５において、１画像を表示形成するための１フレーム（画像形成期間）を、４つに分割しその分割された基本階調フレームをサブフィールドＳＦ１〜ＳＦ４としている。
【００５０】
各サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ４中には、それぞれ電圧印加期間ＴL1〜ＴL4（図６参照）と保持期間ＴA1〜ＴA4（図６参照）とからなる走査信号ＳＣ１〜ＳＣｍのオン期間（スイッチング用トランジスタ７がオンしている期間）ＴSF1〜ＴSF4が含まれる。ここで、電圧印加期間ＴL1〜ＴL4は、分散系１０の画素電極６にプラス電圧Ｖｐを印加する期間である。保持期間ＴA1〜ＴA4は、分散系１０の画素電極６に共通電圧Ｖｃｏｍと同じ電圧を印加する期間である。
【００５１】
そして、階調を１６階調で表現する場合、電圧印加期間ＴL1〜ＴL4と保持期間ＴA1〜ＴA4は、以下のように設定している。
【００５２】
ＴA1＝ＴA2＝ＴA3＝ＴA4（＝ＴA）
８ＴL1＝４ＴL2＝２ＴL3＝ＴL4
つまり、各電圧印加期間ＴL1〜ＴL4は、
ＴL1：ＴL2：ＴL3：ＴL4＝１：２：４：８
となる時間比を設定している。
【００５３】
そして、この各サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ４におけるオン期間ＴSF1〜ＴSF4は、それぞれ電圧印加期間ＴL1〜ＴL4と保持期間ＴAとを加算した時間となる。ちなみに、第１〜第４サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ４における各オン期間ＴSF1〜ＴSF4は、それぞれ以下のようになる。
【００５４】
ＴSF1＝ＴL1＋ＴA
ＴSF2＝ＴL2＋ＴA＝２ＴL1＋ＴA
ＴSF3＝ＴL3＋ＴA＝４ＴL1＋ＴA
ＴSF4＝ＴL4＋ＴA＝８ＴL1＋ＴA
そして、例えば、「７」の階調表示を得る場合には以下のようになる。
【００５５】
１フレーム中の第１〜第３サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ３のオン期間ＴSF1〜ＴSF3においては、電圧印加期間ＴL1のときに画素電極６にプラス電圧Ｖｐを印加する。続いて、保持期間ＴAのときに画素電極６に共通電圧Ｖｃｏｍを印加する。一方、第４サブフィールドＳＦ４のオン期間ＴSF4においては、電圧印加期間ＴL1及び保持期間ＴAのときに画素電極６に共通電圧Ｖｃｏｍを印加する。
【００５６】
つまり、１フレーム中に、７ＴL1時間の間だけ画素電極６にプラス電圧Ｖｐが印加されることによって、「７」の階調を得ることができる。
【００５７】
又、「１２」の階調表示を得る場合には以下のようになる。
【００５８】
１フレーム中の第１及び第２サブフィールドＳＦ１，ＳＦ２のオン期間ＴSF1〜ＴSF3においては、電圧印加期間ＴL1及び保持期間ＴAのときに画素電極６に共通電圧Ｖｃｏｍを印加する。一方、第３及び第４サブフィールドＳＦ３，ＳＦ４のオン期間ＴSF3，ＴSF4においては、電圧印加期間ＴL3，ＴL4のときに画素電極６にプラス電圧Ｖｐを印加する。続いて、それぞれの保持期間ＴAのときに画素電極６に共通電圧Ｖｃｏｍを印加する。
【００５９】
つまり、１フレーム中に、１２ＴL1時間の間だけ画素電極６にプラス電圧Ｖｐが印加されることによって、「１２」の階調表示を得ることができる。
【００６０】
このように、時分割階調制御は、１フレームを構成する各サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ４において、各走査線Ｙ１〜Ｙｍ上の単位回路２１ａを順次駆動させる必要がある。そのため、走査線駆動回路２２は、１フレームの画像を形成表示するために、各サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ４のオン期間ＴSF1〜ＴSF4において、各走査線Ｙ１〜Ｙｍを順番に選択するように走査信号ＳＣ１〜ＳＣｍを順番に生成し出力するようになっている。
【００６１】
データ線駆動回路２３は、前記データ線Ｘ１〜Ｘｎ毎にデータ電圧（第１電圧としてのプラス電圧Ｖｐ、第２電圧又は保持電圧としての共通電圧Ｖｃｏｍ、第３電圧としてのマイナス電圧Ｖｎ）を出力し、そのデータ線上に接続された単位回路２１ａであって走査線によって選択された単位回路２１ａに前記データ電圧を出力するための回路である。データ線駆動回路２３は、本実施形態では、前記電気泳動表示パネル２の周辺領域Ｚ２に形成され、前記スイッチング用トランジスタ７と同様に素子基板３に形成した薄膜トランジスタにて構成されている。もちろん、データ線駆動回路２３は、前記泳動表示パネル２と別部品として構成し異方性導電膜等で実装してもよい。
【００６２】
データ線駆動回路２３は、前記各データ線Ｘ１〜Ｘｎ毎に、図４に示すように、データ電圧出力回路２３ａをそれぞれ備えている、図４は、データ線Ｘｎに対応したデータ電圧出力回路２３ａの回路構成を示す。尚、図中、単位回路２１ａはデータ線Ｘｎと走査線Ｙｍとに接続されたものだけを説明の便宜上示す。
【００６３】
データ電圧出力回路２３ａは、第１電圧出力回路としてのプラス電圧出力回路３１、第２電圧出力回路としての共通電圧出力回路３２、第３電圧出力回路としてのマイナス電圧出力回路３３、選択回路３４及びタイミング信号生成回路３５を備えている。プラス電圧出力回路３１は前記プラス電圧Ｖｐを生成し選択回路３４に出力する。共通電圧出力回路３２は前記共通電圧Ｖｃｏｍを生成し選択回路３４に出力する。マイナス電圧出力回路３３は前記プラス電圧Ｖｐを生成し選択回路３４に出力する。
【００６４】
選択回路３４は、３個の第１〜第３トランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３を備えている。第１〜第３トランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３はＮチャネルトランジスタで形成されている。
【００６５】
第１トランジスタＱ１は、前記プラス電圧出力回路３１とデータ線Ｘｎとの間に接続され、ゲート電極にＨレベルの第１タイミング信号ＴＳ１が入力された時、オンしてプラス電圧出力回路３１のプラス電圧Ｖｐをデータ線Ｘｎに供給するようになっている。従って、データ線Ｘｎにプラス電圧Ｖｐが供給されているタイミング中に走査信号にて選択したデータ線Ｘｎ上の単位回路２１ａには、そのプラス電圧Ｖｐが供給されることになる。その結果、そのプラス電圧Ｖｐが画素電極６に印加されることによって、電気泳動粒子８は、所望の階調表示するために共通電極１２側に向かって移動する。
【００６６】
第２トランジスタＱ２は、前記共通電圧出力回路３２とデータ線Ｘｎとの間に接続され、ゲート電極にＨレベルの第２タイミング信号ＴＳ２が入力された時、オンして共通電圧出力回路３２の共通電圧Ｖｃｏｍをデータ線Ｘｎに供給するようになっている。従って、データ線Ｘｎに共通電圧Ｖｃｏｍが供給されているタイミング中に走査信号にて選択したデータ線Ｘｎ上の単位回路２１ａには、その共通電圧Ｖｃｏｍが供給されることになる。その結果、その共通電圧Ｖｃｏｍが画素電極６に印加されることによって、電気泳動粒子８は移動を停止しその時点での階調表示を維持する。
【００６７】
第３トランジスタＱ３は、前記マイナス電圧出力回路３３とデータ線Ｘｎとの間に接続され、ゲート電極にＨレベルの第３タイミング信号ＴＳ３が入力された時、オンしてマイナス電圧出力回路３３のマイナス電圧Ｖｎをデータ線Ｘｎに供給するようになっている。
【００６８】
従って、データ線Ｘｎにマイナス電圧Ｖｎが供給されているタイミング中に走査信号にて選択したデータ線Ｘｎ上の単位回路２１ａには、そのマイナス電圧Ｖｎが供給されることになる。その結果、そのマイナス電圧Ｖｎが画素電極６に印加されることによって、電気泳動粒子８はリセット表示をするために画素電極６側に向かって移動する。
【００６９】
タイミング信号生成回路３５は、前記第１〜第３タイミング信号ＴＳ１〜ＴＳ３を生成する。タイミング信号生成回路３５は、画像データＤに基づいて前記第１〜第３タイミング信号ＴＳ１〜ＴＳ３のいずれか１つを選択し、その選択したタイミング信号を前記走査信号ＳＣ１〜ＳＣｍに同期して選択回路３４に出力する。
【００７０】
ここで、図４に示す単位回路２１ａの分散系１０を「７」の中間調に制御する場合を説明することによって、タイミング信号生成回路３５の動作を説明する。
【００７１】
まず、画像データＤに基づいて１つ画像を形成する画像形成期間（１フレーム）に入る前に、リセット動作が行われる。リセット動作は、分散系１０の電気泳動粒子８を画素電極６側に移動させ、画像を一旦黒色にする動作である。このリセット動作においは、走査信号ＳＣｍが所定時間で出力されているとき、タイミング信号生成回路３５はこの走査信号ＳＣ１〜ＳＣｍに同期して第３タイミング信号ＴＳ３を出力する。従って、電気泳動粒子８を画素電極６にマイナス電圧Ｖｎが印加され、分散系１０の電気泳動粒子８が画素電極６に移動し階調表示レベルが「０」の位置に保持される。
【００７２】
次に、前記画像データＤに基づく画像形成動作に移る。そして、図６に示すように、画像データＤに基づいて１つの画像を形成する画像形成期間（１フレーム）において、第１〜第３サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ３のそれぞれのオン期間ＴSF1〜ＴSF3に走査線Ｙｍに走査信号ＳＣｍが出力される。その走査信号ＳＣｍが出力される時、同期して第１タイミング信号ＴＳ１がそれぞれの第１〜第３サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ３における電圧印加期間ＴL1〜ＴL3の間だけ出力される。従って、第１〜第３サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ３において、それぞれ電圧印加期間ＴL1〜ＴL3の間、プラス電圧Ｖｐが供給される。この第１〜第３タイミング信号ＴＳ１〜ＴＳ３のうち第１タイミング信号ＴＳ１が選択され出力されるのは、画像データＤが当該分散系１０を「７」レベルの階調表示する階調データであることによって選択される。
【００７３】
詳述すると、階調データは４ビットのデータで表現され、ちなみに、階調表示が「７」レベルの場合には「０１１０」で表現される。そして、タイミング信号生成回路３５は、この４ビットの階調データをデコードして階調表示のレベルを判断して第１タイミング信号ＴＳ１を選択する。
【００７４】
第１〜第３サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ３において、それぞれの電圧印加期間ＴL1〜ＴL3が経過すると、第１タイミング信号ＴＳ１が消失し第２タイミング信号ＴＳ２がそれぞれの第１〜第３サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ３における保持期間ＴAの間だけ出力される。従って、第１〜第３サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ３において、それぞれ保持期間ＴAの間だけ共通電圧Ｖｃｏｍが供給される。
【００７５】
そして、第１〜第３サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ３において、それぞれの保持期間ＴA1が経過すると、即ち、それぞれオン期間ＴSF1〜ＴSF3が経過すると、第２タイミング信号ＴＳ２が消失するとともに走査信号ＳＣｍも消失する。
【００７６】
つまり、第１〜第３サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ３における電圧印加期間ＴL1〜ＴL3において、画素電極６にプラス電圧Ｖｐを印加させて電気泳動粒子８を階調レベルが「７」になる位置まで共通電極１２側に移動させ保持させる。
【００７７】
続いて、第４サブフィールドＳＦ４のオン期間ＴSF4になると、走査線Ｙｍに走査信号ＳＣｍが出力される。その走査信号ＳＣｍが出力される時、同期して第２タイミング信号ＴＳ２が電圧印加期間ＴL4（＝８ＴL1）と保持期間ＴAの間だけ出力される。従って、第４サブフィールドＳＦ４において、電圧印加期間ＴL4と保持期間ＴA1の間、共通電圧Ｖｃｏｍが供給される。この第４サブフィールドＳＦ４において、第２タイミング信号ＴＳ２が選択され出力されるのは、前記と同様に前記階調データに基づいて選択される。
【００７８】
そして、第４サブフィールドＳＦ４において、それぞれの保持期間ＴAが経過すると、即ち、オン期間ＴSF4が経過すると、第２タイミング信号ＴＳ２が消失するとともに走査信号ＳＣｍも消失する。
【００７９】
つまり、第４サブフィールドＳＦ４における電圧印加期間ＴL4（＝８ＴL1）及び保持期間ＴAにおいて、画素電極６に共通電圧Ｖｃｏｍを印加させて、先の第１〜第３サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ３において「７」の階調表示の位置に保持された電気泳動粒子８をその位置に保持させる。
【００８０】
このように、タイミング信号生成回路３５は、画像データＤに基づいて第１〜第３タイミング信号ＴＳ１〜ＴＳ３のいずれかを生成し、前記走査信号ＳＣ１〜ＳＣｍに同期して出力することによって、画像データＤに基づく階調の画像を形成することができる。
【００８１】
前記走査線駆動回路２２及びデータ線駆動回路２３を制御する制御回路２４は、図示しない外部装置から入力画像信号ＶＩＤ及び基本クロックＣＬＫを入力する。制御回路２４は、入力画像信号ＶＩＤに基づいて前記画像データＤを生成し、その画像データＤを前記データ線駆動回路２３に出力する。又、制御回路２４は、前記基本クロックＣＬＫに基づいて前記第１〜第３タイミング信号ＴＳ１〜ＴＳ３を出力するタイミングを決定するためのデータ線側制御クロック信号ＣＬＫＸをデータ線駆動回路２３に出力する。さらに、制御回路２４は、前記基本クロックＣＬＫに基づいて前記走査信号ＳＣ１〜ＳＣｍを出力するタイミングを決定するための走査線側制御クロック信号ＣＬＫＹを走査線駆動回路２２に出力するようになっている。
【００８２】
次に、上記のように構成した電気泳動表示装置の作用について説明する。いま、入力画像信号ＶＩＤに基づいて１つの画像を電気泳動表示パネル２に表示させる場合について説明する。制御回路２４は、図７に示すように、入力画像信号ＶＩＤに基づいてリセット期間Ｔ１でリセット動作、画像形成期間（１フレーム）Ｔ２で画像形成動作及び保持期間Ｔ３で保持動作を実行する。
【００８３】
［リッセト動作］
制御回路２４は、入力画像信号ＶＩＤを入力すると、まずリセット処理動作を行なう。制御回路２４は、走査線駆動回路２２に対して各走査線Ｙ１〜Ｙｍを順番に選択するために走査信号ＳＣ１〜ＳＣｍを生成するための走査線側制御クロック信号ＣＬＫＹを出力する。又、制御回路２４は、データ線駆動回路２３に対して前記走査信号ＳＣ１〜ＳＣｍに応答して選択された走査線上の各単位回路２１ａにマイナス電圧Ｖｎを供給するための画像データＤ及びデータ線側制御クロック信号ＣＬＫＸに出力する。
【００８４】
走査線駆動回路２２は、走査線側制御クロック信号ＣＬＫＹに基づいて、図８に示すように、走査信号ＳＣ１〜ＳＣｍをＴｒ期間（リセット選択期間）順番に出力して各走査線Ｙ１〜Ｙｍを順番に選択する。一方、データ線駆動回路２３は、画像データＤに基づいて各データ線Ｘ１〜Ｘｎに対して設けられたデータ電圧出力回路２３ａのタイミング信号生成回路３５から第３タイミング信号ＴＳ３と第２タイミング信号ＴＳ２を交互に出力する。詳述すると、各データ電圧出力回路２３ａのタイミング信号生成回路３５は、データ線側制御クロック信号ＣＬＫＸに基づいて、前記走査線駆動回路２２が各走査線Ｙ１〜Ｙｍの１つを選択する毎に、先ず第３タイミング信号ＴＳ３を期間Ｔｉ出力する。続いて、各データ電圧出力回路２３ａのタイミング信号生成回路３５は、第２タイミング信号ＴＳ２を期間Ｔｈ出力する。そして、期間Ｔｉにおいて、各データ電圧出力回路２３ａの選択回路３４は第３タイミング信号ＴＳ３に応答して第３トランジスタＱ３がオンする。その結果、各データ電圧出力回路２３ａのマイナス電圧出力回路３３からマイナス電圧Ｖｎがデータ線Ｘ１〜Ｘｎにそれぞれ出力される。
【００８５】
又、期間Ｔｈにおいて、各データ電圧出力回路２３ａの選択回路３４は第２タイミング信号ＴＳ２に応答して第２トランジスタＱ２がオンする。その結果、各データ電圧出力回路２３ａの共通電圧出力回路３２から共通電圧Ｖｃｏｍがデータ線Ｘ１〜Ｘｎにそれぞれ出力される。
【００８６】
従って、選択された各走査線上の各単位回路２１ａ（分散系１０の画素電極６）に、その選択期間中にマイナス電圧Ｖｎが供給された後に共通電圧Ｖｃｏｍが供給される。その結果、全分散系１０の電気泳動粒子８は画素電極６に引き付けられた位置し保持されるため、電気泳動表示パネル２は黒色にリセットされる。
【００８７】
電気泳動表示パネル２が黒色にリセットされると、制御回路２４は、画像形成動作に移る。
【００８８】
［画像形成動作］
制御回路２４は、各サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ４における各走査線上の単位回路２１ａに供給するデータ電圧（プラス電圧Ｖｐ、共通電圧Ｖｃｏｍ、マイナス電圧Ｖｎ）を決定する画像データＤを生成しデータ線駆動回路２３に出力する。
【００８９】
データ線駆動回路２３の各タイミング信号生成回路３５は、まず画像データＤに基づいて第１サブフィールドＳＦ１における選択回路３４に出力する第１タイミング信号ＴＳ１又は第２タイミング信号ＴＳ２を作成する。つまり、各タイミング信号生成回路３５は、第１サブフィールドＳＦ１における各走査線Ｙ１〜Ｙｍ上が選択される際の、各選択回路３４に出力する第１タイミング信号ＴＳ１又は第２タイミング信号ＴＳ２を作成する。
【００９０】
そして、走査線駆動回路２２にて走査線Ｙ１が選択されると、それぞれデータ線Ｘ１〜Ｘｎを介してプラス電圧Ｖｐ又は共通電圧Ｖｃｏｍが対応する分散系１０の画素電極６に電圧印加期間ＴL1供給される。プラス電圧Ｖｐが供給される走査線Ｙ１に接続された分散系１０の電気泳動粒子８は、階調レベルが「１」となる位置に移動制御される。尚、ここで共通電圧Ｖｃｏｍが供給される走査線Ｙ１に接続された分散系１０の電気泳動粒子８は、階調レベルが「０」の位置に保持される。
【００９１】
電圧印加期間ＴL1が経過すると、それぞれデータ線Ｘ１〜Ｘｎを介して共通電圧Ｖｃｏｍを分散系１０の画素電極６に保持期間ＴA供給される。従って、プラス電圧Ｖｐが供給される走査線Ｙ１に接続された分散系１０の電気泳動粒子８は、階調レベルが「１」となる位置に一旦保持される。
【００９２】
走査線Ｙ１における保持期間ＴAが経過すると、走査線駆動回路２２にて次の走査線Ｙ２が選択される。走査線Ｙ２が選択されると、それぞれデータ線Ｘ１〜Ｘｎを介してプラス電圧Ｖｐ又は共通電圧Ｖｃｏｍが対応する分散系１０の画素電極６に電圧印加期間ＴL1供給される。プラス電圧Ｖｐが供給される走査線Ｙ２に接続された分散系１０の電気泳動粒子８は、階調レベルが「１」となる位置に移動制御される。尚、ここで共通電圧Ｖｃｏｍが供給される走査線Ｙ２に接続された分散系１０の電気泳動粒子８は、階調レベルが「０」の位置に保持される。
【００９３】
電圧印加期間ＴL1が経過すると、それぞれデータ線Ｘ１〜Ｘｎを介して共通電圧Ｖｃｏｍを分散系１０の画素電極６に保持期間ＴA供給される。従って、プラス電圧Ｖｐが供給される走査線Ｙ２に接続された分散系１０の電気泳動粒子８は、階調レベルが「１」となる位置に一旦保持される。
【００９４】
以後、最後の走査線Ｙｍまで同様な動作を繰り返す。従って、走査線Ｙｍにおける保持期間ＴAが経過すると、第１サブフィールドＳＦ１が終了し第２サブフィールドＳＦ２に移る。
【００９５】
第２サブフィールドＳＦ２において、走査線駆動回路２２にて走査線Ｙ１が選択されると、それぞれデータ線Ｘ１〜Ｘｎを介してプラス電圧Ｖｐ又は共通電圧Ｖｃｏｍが対応する分散系１０の画素電極６に電圧印加期間ＴL2（＝２ＴL1）供給される。プラス電圧Ｖｐが供給される走査線Ｙ１に接続された分散系１０の電気泳動粒子８は、階調レベルが「２」となる位置に移動制御される。尚、ここで共通電圧Ｖｃｏｍが供給される走査線Ｙ１に接続された分散系１０の電気泳動粒子８は、階調レベルが「１」の位置に保持される。又は、先のサブフィールドＳＦ１で階調レベルが「０」の位置に保持されている電気泳動粒子８は、そのまま階調レベルが「０」の位置に保持される。
【００９６】
電圧印加期間ＴL2が経過すると、それぞれデータ線Ｘ１〜Ｘｎを介して共通電圧Ｖｃｏｍを分散系１０の画素電極６に保持期間ＴA供給される。従って、プラス電圧Ｖｐが供給される走査線Ｙ１に接続された分散系１０の電気泳動粒子８は、階調レベルが「２」となる位置に一旦保持される。
【００９７】
第２サブフィールドＳＦ２において走査線Ｙ２が選択されると、同様に、それぞれデータ線Ｘ１〜Ｘｎを介してプラス電圧Ｖｐ又は共通電圧Ｖｃｏｍが対応する分散系１０の画素電極６に電圧印加期間ＴL2（＝２ＴL1）供給される。プラス電圧Ｖｐが供給される走査線Ｙ２に接続された分散系１０の電気泳動粒子８は、階調レベルが「３」となる位置に移動制御される。又、先のサブフィールドＳＦ１で階調レベルが「０」の位置に保持されている電気泳動粒子８は、階調レベル「０」の位置から階調レベルが「２」の位置に保持される。
【００９８】
一方、ここで共通電圧Ｖｃｏｍが供給される走査線Ｙ１に接続された分散系１０の電気泳動粒子８は、先の第１サブフィールドＳＦ１で階調レベルが「０」の位置に保持されている電気泳動粒子８は、そのまま階調レベルが「０」の位置に保持される。又、先のサブフィールドＳＦ１で階調レベルが「１」の位置に保持されている電気泳動粒子８は、そのまま階調レベルが「１」の位置に保持される。
【００９９】
電圧印加期間ＴL2が経過すると、それぞれデータ線Ｘ１〜Ｘｎを介して共通電圧Ｖｃｏｍを分散系１０の画素電極６に保持期間ＴA供給される。従って、プラス電圧Ｖｐが供給される走査線Ｙ２に接続された分散系１０の電気泳動粒子８は、階調レベルが「０」「１」「２」又は「３」のいずれかの位置に一旦保持される。
【０１００】
以後、最後の走査線Ｙｍまで同様な動作を繰り返す。第２サブフィールドＳＦ２が終了し第３サブフィールドＳＦ３に移る。
【０１０１】
そして、第３及び第４サブフィールドＳＦ３，ＳＦ４において、同様な動作を行なう。従って、第３サブフィールドＳＦ３において、電圧印加期間ＴL3（＝４ＴL1）の間、プラス電圧Ｖｐが供給された分散系１０の電気泳動粒子８は、階調レベルが「４」「５」「６」又は「７」のいずれかの位置に一旦保持される。
【０１０２】
一方、共通電圧Ｖｃｏｍが供給された全分散系１０の電気泳動粒子８は、階調レベルが「０」「１」「２」又は「３」のいずれかの位置に一旦保持される。
【０１０３】
続いて、第４サブフィールドＳＦ４において、電圧印加期間ＴL4（＝８ＴL1）の間、プラス電圧Ｖｐが供給された分散系１０の電気泳動粒子８は、階調レベルが「８」「９」「１０」「１１」「１２」「１３」「１４」又は「１５」のいずれかの位置に一旦保持される。一方、共通電圧Ｖｃｏｍが供給された全分散系１０の電気泳動粒子８は、階調レベルが「０」「１」「２」「３」「４」「５」「６」又は「７」のいずれかの位置に一旦保持される。
【０１０４】
このように第１〜第４サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ４における画像データＤに基づくデータ電圧（プラス電圧Ｖｐ又は共通電圧Ｖｃｏｍ）の供給が完了すると、電気泳動表示パネル２に時分割階調法による１つの画像が表示される。
【０１０５】
そして、電気泳動表示パネル２に時分割階調法によって表現された１つの画像は、次の新たの入力画像信号ＶＩＮが入力されるまで保持期間Ｔ３にはいり表示維持される。
【０１０６】
次に、上記のように構成した電気泳動表示装置の特徴を以下に記載する。
【０１０７】
（１）本実施形態では、入力画像信号ＶＩＤに基づく画像を表示するとき、電気泳動表示パネル２に画像の表示を時分割階調によって階調表示するようにした。従って、電気泳動表示パネル２に表示される画像の表示品質を上げることができる。
【０１０８】
（２）本実施形態では、階調表示をデジタル階調である時分割階調で行った。つまり、アナログ電圧を使用せず、プラス電圧Ｖｐ、共通電圧Ｖｃｏｍ及びマイナス電圧Ｖｎの３種類の一定電圧値の電圧を使って階調表示を行った。その結果、アナログ電圧を生成するための高精度で高価なアナログ電圧生成回路を用いて行なうアナログ階調表示に比べ、簡単で安価な回路構成で高精度の階調表示ができる。
【０１０９】
（３）本実施形態では、各サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ４において、プラス電圧Ｖｐを印加したとき、続いて、共通電圧Ｖｃｏｍを印加した。従って、分散系１０は、プラス電圧Ｖｐの印加が終了した時、そのプラス電圧Ｖｐが印加されたことに起因した電荷が画素電極６に蓄積されて画素電極６を共通電極１２より高くしてしまうことはない。その結果、電気泳動粒子８は共通電圧Ｖｃｏｍを印加に基づいて確実に停止するため、より正確な階調表示を実現することができる。
【０１１０】
（４）本実施形態では、画像形成動作の前にリセット動作を行い、全分散系１０の電気泳動粒子８を画素電極６に引き付け「０」レベルの階調表示位置（リセット位置）に位置させた。従って、画像データＤに基づく階調表示を行う場合、電気泳動粒子８を「０」レベルの階調表示位置からどれだけ移動させればよいかを判断するだけだので、電気泳動粒子８の移動制御が非常に容易となる。
【０１１１】
（第２実施形態）
前記第１実施形態では、１水平期間内に動作が完結する高速（数十ｍｓ〜数μｓ）分散系による表示を示した。一方、メモリ性を保つために分散系は、ある粘性を持ち、メモリ性と応答性はトレードオフであることが良く知られている。第２実施形態では、粘性がやや高く低速な（数十ｍｓ以上）応答性の電気泳動表示装置での一実施形態を図９、図１０に従って説明する。
【０１１２】
基本構成は、前記第１実施形態と同様であり、分散系の応答性が遅いということが相違点である。応答性が遅いため、選択期間毎に画素電極６に共通電圧Ｖｃｏｍを印加せず、全てのサブフレームを書き込んだ後、分散系１０を停止させるために全画素の画素電極６に共通電圧Ｖｃｏｍを印加する。書き込んだ電圧が次のサブフレームまで保持することが必要となるため、分散系１０と画素電極６及び共通電極１２で形成される容量の電圧保持能力を活用する。この容量とスイッチング用トランジスタ７による時定数が、サブフレーム期間に比較して大きくする必要がある。もし、時定数が不足する場合には、保持容量を素子基板３の各画素毎に設けて時定数を改善（大きく）する。
【０１１３】
ここで、時分割階調を説明の便宜上、１６階調の階調表示で説明する。図９はその１６階調の表現方法を説明するタイムチャートである。図９において、１画像を表示形成するための１フレーム（画像形成期間）を、４つに分割しその分割された基本階調フレームをサブフィールドＳＦ１〜ＳＦ４としている。
【０１１４】
各サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ４中には、それぞれ電圧印加期間ＴL1〜ＴL4を開始させる走査信号ＳＣ１〜ＳＣｍのオン期間（スイッチング用トランジスタ７がオンしている期間）ＴSF1〜ＴFS4が含まれる。ここで、電圧印加期間ＴL1〜ＴL4は、分散系１０の画素電極６にプラス電圧Ｖｐを印加する期間である。
【０１１５】
そして、階調を１６階調で表現する場合、電圧印加期間ＴL1〜ＴL4は、以下のように設定している。重み付けは、バイナリ（２のべき乗）で行なっている例を挙げているが、それ以外でもよい。例えば、全て均等な１６サブフレームによる表示灯等でもよい。
【０１１６】
８ＴL1＝４ＴL2＝２ＴL3＝ＴL4
つまり、各電圧印加期間ＴL1〜ＴL4は、
ＴL1：ＴL2：ＴL3：ＴL4＝１：２：４：８
となる時間比を設定している。
【０１１７】
そして、この各サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ４の期間は、電圧保持率が１００％とすれば、電圧印加期間ＴL1〜ＴL4にそれぞれ等しい。厳密に言えばオン期間ＴSF1〜ＴSF4が走査される位相差は生じる（ＳＣｍはＴSF1×ｍだけ遅れている）が、電圧印加期間自体は等しい。
【０１１８】
そして、例えば、「７」の階調表示を得る場合には以下のようになる。
【０１１９】
１フレーム中の第１〜第３サブフレームＳＦ１〜ＳＦ３のオン期間ＴSF1〜ＴSF3においては、電圧印加期間ＴL1のときに画素電極６にプラス電圧Ｖｐを印加する。一方、第４サブフィールドＳＦ４のオン期間ＴSF4においては、電圧印加期間ＴL1及び保持期間ＴAのときに画素電極６に共通電圧Ｖｃｏｍを印加する。
【０１２０】
つまり、１フレーム中に、７ＴL１時間の間だけ画素電極６にプラス電圧Ｖｐが印加されることによって、「７」の階調を得ることができる。これで、前記画素データＤに基づく画像形成動作が完了した。
【０１２１】
このように、時分割階調制御は、１フレームを構成する各サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ４において、各走査線Ｙ１〜Ｙｍ上の単位回路２１ａを順次駆動させる必要がある。そのため、走査線駆動回路２２は、１フレームの画像を形成表示するために、各サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ４のオン期間ＴSF1〜ＴSF4において、各走査線Ｙ１〜Ｙｍを順番に選択するように走査信号ＳＣ１〜ＳＣｍを順番に生成し出力するようになっている。走査期間（ＳＣ１→ＳＣｍ）は、第１実施形態と違い、各サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ４共に同じ時間である。また、電圧保持率が各サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ４期間に比べて期待できない場合は、走査を複数回繰り返すことも有用である。この場合は、ＳＣ１→ＳＣｍの走査を複数回繰り返し、減衰した電圧を補うために画素に繰り返しデータを書き込むこととなる。
【０１２２】
次に、保持動作のために、電界を取り去る必要がある。これを実行しないと分散系１０は動き続けて画像が乱れてしまう。具体的な動作は、１フレーム（画像形成期間）が完結した後に、ホールド（画像保持）フィールドＨＦを加える。このホールド（画像保持）フィールドＨＦでは、全ての画素電極６が共通電圧Ｖｃｏｍとなるようにする。タイミングチャートは、図１０に示すように、第２タイミング信号ＴＳ２がＨレベルとなって共通電圧Ｖｃｏｍが選択される。
【０１２３】
次に、上記のように構成した電気泳動表示装置の特徴を以下に記載する。
【０１２４】
（１）本実施形態では、入力画像信号ＶＩＤに基づく画像を表示するとき、電気泳動表示パネル２に画像の表示を時分割階調によって階調表示するようにした。従って、電気泳動表示パネル２に表示される画像の表示品質を上げることができる。
【０１２５】
（２）本実施形態では、階調表示をデジタル階調である時分割階調で行った。つまり、アナログ電圧を使用せず、プラス電圧Ｖｐ、共通電圧Ｖｃｏｍ及びマイナス電圧Ｖｎの３種類の一定電圧値の電圧を使って階調表示を行った。その結果、アナログ電圧を生成するための高精度で高価なアナログ電圧生成回路を用いて行なうアナログ階調表示に比べ、簡単で安価な回路構成で高精度の階調表示ができる。
【０１２６】
（３）本実施形態では、各サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ４によって画像形成動作した後、続いて、共通電圧Ｖｃｏｍを印加した。従って、分散系１０は、プラス電圧Ｖｐの印加が終了した時、そのプラス電圧Ｖｐが印加されたことに起因した電荷が画素電極６に蓄積されて画素電極６を共通電極１２より高くしてしまうことはない。その結果、電気泳動粒子８は共通電圧Ｖｃｏｍを印加に基づいて確実に停止するため、より正確な階調表示を実現することができる。
【０１２７】
（４）本実施形態では、画像形成動作の前にリセット動作を行い、全分散系１０の電気泳動粒子８を画素電極６に引き付け「０」レベルの階調表示位置（リセット位置）に位置させた。従って、画像データＤに基づく階調表示を行なう場合、電気泳動粒子８を「０」レベルの階調表示位置からどれだけ移動させればよいかを判断するだけだので、電気泳動粒子８の移動制御が非常に容易となる。
【０１２８】
（５）本実施形態では、サブフレーム期間に渡って電圧が保持され加わるようにしたため、応答速度の遅い電気泳動表示装置でも十分応答でき、階調表示を可能にした。
【０１２９】
（第３実施形態）
次に、第１実施形態、第２実施形態で説明した電気泳動表示装置を搭載した電子機器の適用について図１１及び図１２に従って説明する。電気泳動表示装置は、モバイル型のパーソナルコンピュータ、携帯電話、デジタルカメラ等種々の電子機器に適用できる。
【０１３０】
図１１は、モバイル型パーソナルコンピュータの構成を示す斜視図を示す。図１１において、パーソナルコンピュータ６０は、キーボード６１を備え本体部６２と、前記電気泳動表示装置を用いた表示ユニット６３を備えている。この場合でも、電気泳動表示装置を用いた表示ユニット６３は前記実施形態と同様な効果を発揮する。その結果、パーソナルコンピュータ６０は、高品質の画像を実現することができる。
【０１３１】
図１２は、携帯電話の構成を示す斜視図を示す。図１２において、携帯電話７０は、複数の操作ボタン７１、受話口７２、送話口７３、前記電気泳動表示装置を用いた表示ユニット７４を備えている。この場合でも、電気泳動表示装置を用いた表示ユニット７４は前記実施形態と同様な効果を発揮する。その結果、携帯電話７０は、高品質の画像を実現することができる。
【０１３２】
尚、発明の実施形態は、上記実施形態に限定されるものではなく、以下のように実施してもよい。
【０１３３】
○前記第１実施形態、第２実施形態では、電気泳動表示装置は、白黒表示であったが、カラー表示に応用してもよい。この場合、電気泳動表示装置は、赤色表示を行なう分散系、緑色表示を行なう分散系及び青色表示を行なう分散系を電気泳動表示パネル２に備えた表示装置となる。そして、赤色表示を行なう分散系、緑色表示を行なう分散系及び青色表示を行なう分散系をそれぞれ個々に各サブフィールドで制御して階調表示することになる。
【０１３４】
前記第１実施形態、第２実施形態では、１６階調の階調表示を時分割階調で行なった。これを、４階調、８階調、３２階調、６４階調、１２８階調、２５６階調等その他の階調表示で実施してもよい。
【０１３５】
ちなみに、６４階調表示の場合には、１フレームを第１〜第６サブフィールドで構成する。そして、第１〜第６サブフィールドにおける各電圧印加期間ＴL1〜ＴL6を
ＴL1：ＴL2：ＴL3：ＴL4：ＴL5：ＴL6＝１：２：４：８：１６：３２
とする。
【０１３６】
又、１２８階調表示の場合には、１フレームを第１〜第７サブフィールドで構成する。そして、第１〜第６サブフィールドにおける各電圧印加期間ＴL1〜ＴL6を
【０１３７】
さらに、２５６階調表示の場合には、１フレームを第１〜第８サブフィールドで構成する。そして、第１〜第６サブフィールドにおける各電圧印加期間ＴL1〜ＴL6を
【０１３８】
○前記第１実施形態、第２実施形態では、１画像を表示する場合にリセット動作を行なったが、リセット動作しないで先に表示された画像表示された各分散系１０の電気泳動粒子８の位置から次の画像表示のための位置に電気泳動粒子８を移動させるように制御するようにしてもよい。
【０１３９】
【発明の効果】
本発明によれば、表示品質に高い階調表示を安価に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の電気泳動表示パネルの構成を説明するための要部分解斜視図。
【図２】電気泳動表示パネルの要部断面図。
【図３】電気泳動表示装置の電気的構成を説明するための電気回路図。
【図４】データ線駆動回路に備えたデータ電圧出力回路の電気的構成を説明するための電気ブロック回路図。
【図５】時分割階調を説明するための各信号のタイミングチャート。
【図６】階調レベル「７」を表示形成するための画像形成期間におけるタイミングチャート。
【図７】電気泳動表示装置の制御回路の画像表示するための全体を示すタイミングチャート。
【図８】電気泳動表示装置の制御回路のリセット動作を説明するためのタイミングチャート。
【図９】第２実施形態の時分割階調を説明するための各信号のタイミングチャート。
【図１０】第２実施形態の電気泳動表示装置の制御回路の保持動作を説明するためのタイミングチャート。
【図１１】第３実施形態を説明するためのモバイル型パーソナルコンピュータの構成を示す斜視図。
【図１２】第３実施形態を説明するための携帯電話の構成を示す斜視図。
【図１３】分散系を説明するための要部断面図。
【符号の説明】
２ 電気泳動表示パネル
６ 第１電極としての画素電極
７ 第１のトランジスタとしてのスイッチング用トランジスタ
８ 電気泳動粒子
９ 分散媒
１０ 分散系
１２ 第２電極としての共通電極
２１ 表示パネル部
２１ａ 単位回路
２２ 走査線駆動回路
２３ データ線駆動回路
２３ａ データ電圧出力回路
２４ 制御回路
３１ 第１電圧出力回路としてのプラス電圧出力回路
３２ 第２電圧出力回路としての共通電圧駆動回路
３３ 第３電圧出力回路としてのマイナス電圧出力回路
３４ 選択回路
３５ タイミング信号生成回路
Ｄ 画像データ
Ｖｐ 第１電圧としてのプラスの電圧（プラス電圧）
Ｖｎ 第３電圧としてのマイナスの電圧（マイナス電圧）
Ｖｃｏｍ 共通電圧
Ｙ１〜Ｙｍ 走査線
Ｘ１〜Ｘｎ データ線
ＳＦ１〜ＳＦ４ 第１〜第４サブフィールド
ＴSF1〜ＴSF4 オン期間
ＴL1〜ＴL4 電圧印加期間
ＴA，ＴA1〜ＴA4 保持期間
Claims (5)
- 第１電極と第２電極との間に挟まれた電気泳動粒子を分散した分散媒よりなる分散系と、
一定電圧値のデータ電圧を前記第１電極に印加する第１のトランジスタと
を備えた分散系駆動回路の駆動方法において、
前記電気泳動粒子の移動位置を確定させるために必要な１フレーム期間を、それぞれ互いに異なる前記データ電圧の印加期間を指定する複数のサブフィールドに区分し、その区分された複数のサブフィールドを適宜選択して前記１フレーム期間中のデータ電圧の印加期間を制御するとともに、前記各サブフィールドにおいて、前記データ電圧の印加期間の後に、前記第１電極に前記第２電極と同じ電位となるデータ電圧を印加する期間を設けた
ことを特徴とする分散系駆動回路の駆動方法。 - 請求項１に記載の分散系駆動回路の駆動方法において、
最初に実行するサブフィールドに基づく電圧印加動作に先立って、第１電極に対して、前記電気泳動粒子をリセット位置に位置させるためのデータ電圧を印加するリセット期間を設けたことを特徴とする分散系駆動回路の駆動方法。 - 複数の走査線と、
前記各走査線に対して交差するように配線された複数のデータ線と、
前記各走査線と前記各データ線との交差部に対応してそれぞれ設けた単位回路とを備え、
前記各単位回路は、第１電極と第２電極との間に挟まれた電気泳動粒子を分散した分散媒よりなる分散系と、
前記走査線が選択されたとき導通し前記データ線から供給されるデータ電圧を前記第１電極に印加する第１のトランジスタと
を有した電気泳動表示装置の駆動方法において、
１つ画像を形成するのに必要な１フレーム期間を、それぞれ互いに異なるデータ電圧の印加期間を指定する複数のサブフィールドに区分し、その区分された複数のサブフィールドを階調データに基づいて適宜選択して前記１フレーム期間中のデータ電圧印加期間を適宜制御するとともに、前記各サブフィールドにおいて、前記データ電圧の印加期間の後に、前記第１電極に前記第２電極と同じ電位となるデータ電圧を印加する期間を設けた
ことを特徴とする電気泳動表示装置の駆動方法。 - 請求項３に記載の電気泳動表示装置の駆動方法において、
前記階調データは、２n階調（ｎは自然数）の表示を指定するデータであり、
前記各サブフィールドは、前記電圧印加期間が１階調表示、２階調表示、４階調表示、８階調表示、…、２n-1階調表示をそれぞれ指定するサブフィールドからな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３又は４に記載の電気泳動表示装置の駆動方法において、
最初に実行するサブフィールドに基づく電圧印加動作に先立って、前記第１電極に対して、前記電気泳動粒子をリセット位置に位置させるためのデータ電圧を印加するリセット期間を設けたことを特徴とする電気泳動表示装置の駆動方法。
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