JP4529350B2

JP4529350B2 - Electro-optical device and electronic apparatus

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Publication number: JP4529350B2
Application number: JP2002329566A
Authority: JP
Inventors: 誠片瀬
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-11-13
Filing date: 2002-11-13
Publication date: 2010-08-25
Anticipated expiration: 2022-11-13
Also published as: JP2004163668A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電気光学装置及び電子機器に係り、詳しくは電気泳動粒子を含有する分散系を有する電気光学装置及びそれを実装した電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、非発光型の表示デバイスとして、電気泳動現象を利用した電気泳動表示装置が知られている（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、該微粒子が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概略的な構成を簡単に述べる。
電気泳動表示装置は、一方の電極と他方の電極とを所定の間隔で対向させ、その間に画像の表示単位である画素としての分散系をマトリクス状に多数配置して構成されている。そして、電気泳動表示装置は、それらの分散系に電界を印加するための周辺回路を備えている。
【０００４】
図７は、１画素に対応した分散系の要部断面図である。
画素となる分散系６１は、画素電極６２等を設けた素子基板６３と共通電極６４等を設けた対向基板６５との間に隔壁６６を形成し、両電極６２，６４と隔壁６６とで形成される空間に電気泳動粒子６７を分散させた液体（分散媒）６８を充填して構成される。共通電極６４及び対向基板６５としては、透過性を有する材料が用いられる。ここで、例えば２値表示を実現する場合、分散媒６８は黒色に染色され、電気泳動粒子６７としては酸化チタン等の白色粒子が用いられる。そして、電気泳動粒子６７は正負いずれかの電荷を持つように帯電される。
【０００５】
このような表示パネルにおいて、画素電極６２と共通電極６４との間に電位差を与えると、クーロン力によって電気泳動粒子６７が画素電極６２又は共通電極６４のどちらか一方の電極に引き寄せられる。このとき、電気泳動粒子６７が透明の共通電極６４側に引き寄せられると、該共通電極６４から入射した光は電気泳動粒子６７によって反射され、電気泳動粒子６７の色（白色）が見えることになる。一方、電気泳動粒子６７が画素電極６２側に引き寄せられると、前述した入射光と反射光は分散媒６８によって吸収され、分散媒６８の染色した色（黒色）が見えることになる。
【０００６】
つまり、電気泳動表示装置は、表示パネルにマトリクス状に多数配置された各々の分散系６１について、分散系６１の電気泳動粒子６７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。
【０００７】
【特許文献１】
特開平２００２−１１６７３４号公報
【０００８】
【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装置と同様に、分散系６１が配置された画素部とその画素部を駆動するための周辺回路部との間で電源電圧の最適化を行う必要がある。しかしながら、こうした電源電圧を最適化した電気泳動表示装置はいまだ提案されておらず、低消費電力で動作する電気泳動表示装置が望まれている。
【０００９】
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、消費電力の低減化を図ることのできる電気光学装置及び電子機器を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明における電気光学装置は、第１電極と該第１電極に対向する第２電極との間に挟持され電気泳動粒子を含有する分散系をマトリクス状に配置してなる画素部と、前記画素部に対して前記分散系を駆動させるための第１の信号電圧を第１の電源電圧に基づいて供給する周辺回路部とを備える電気光学装置であって、前記画素部には、前記第１の電源電圧に対して高電圧に設定された第２の電源電圧が供給され該第２の電源電圧に基づいて前記第１の信号電圧を前記電気泳動粒子の移動位置を制御する第２の信号電圧に変換して前記第１電極に印加する電圧変換手段を備えた。
【００１１】
これによれば、周辺回路部には、画素部にて論理動作を実現するために必要な低電圧の第１の電源電圧が供給され、画素部には、分散系を駆動して電気泳動粒子の移動位置を制御するために必要な高電圧の第２の電源電圧が供給される。画素部は電圧変換手段を備え、電圧変換手段は、周辺回路部から出力される第１の信号電圧を第２の電源電圧に基づいて第２の信号電圧に変換して第１電極に印加する。この構成では、周辺回路部と画素部とに供給する電源電圧を最適化することができるため、消費電力の低減化を図ることができる。
【００１２】
本発明における電気光学装置は、複数の走査線と複数の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に、第１電極と該第１電極に対向する第２電極との間に挟持され電気泳動粒子を含有する分散系を有してなる画素部と、前記画素部に設けた各単位回路に対して前記分散系を駆動させるための第１の信号電圧を第１の電源電圧に基づいて供給する周辺回路部とを備える電気光学装置であって、前記各単位回路には、前記第１の電源電圧に対して高電圧に設定された第２の電源電圧が供給され該第２の電源電圧に基づいて前記第１の信号電圧を前記電気泳動粒子の移動位置を制御する第２の信号電圧に変換して前記第１電極に印加する電圧変換手段をそれぞれ備えた。
【００１３】
これによれば、周辺回路部には、画素部の各単位回路にて論理動作を実現するために必要な低電圧の第１の電源電圧が供給され、前記画素部の各単位回路には、分散系を駆動して電気泳動粒子の移動位置を制御するために必要な高電圧の第２の電源電圧が供給される。各単位回路は電圧変換手段をそれぞれ備え、電圧変換手段は、周辺回路部から出力される第１の信号電圧を第２の電源電圧に基づいて第２の信号電圧に変換して第１電極に印加する。この構成では、周辺回路部と画素部の各単位回路とに供給する電源電圧を最適化することができるため、消費電力の低減化を図ることができる。
【００１４】
この電気光学装置において、前記周辺回路部は、前記画素部が有する分散系を順次選択するための走査信号とその走査信号により選択された分散系に対して前記第１の信号電圧を持つデータ信号を出力し、前記電圧変換手段は、前記走査信号に基づいて駆動され前記データ信号が持つ前記第１の信号電圧を前記第２の信号電圧に変換するレベルシフタで構成した。
【００１５】
これによれば、画素部において、レベルシフタは、第１の電源電圧に基づいて周辺回路部から出力される走査信号によって駆動される。そして、レベルシフタは、同第１の電源電圧に基づいて周辺回路部からデータ信号として出力される第１の信号電圧を前記第２の電源電圧に基づく第２の信号電圧に変換し出力する。
【００１６】
この電気光学装置において、前記レベルシフタは、トランジスタよりなる６つのスイッチング素子にて構成され、前記走査信号が入力されるとき前記データ信号と該データ信号の相補信号に基づいて前記第２の信号電圧を出力する。
【００１７】
これによれば、レベルシフタは、トランジスタよりなる６つのスイッチング素子にて構成され、走査信号を入力する状態でデータ信号と該データ信号の相補信号に基づいて前記第２の電源電圧に基づく第２の信号電圧を出力する。このような６素子構成のレベルシフタでは、走査信号が非アクティブ状態のときにオフされるスイッチング素子によって、第２の電源電圧から流れる貫通電流を防止することができる。
【００１８】
本発明における電子機器は、上述した本発明の電気光学装置を実装してなる。
これによれば、低消費電力で動作する電子機器を実現することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
（第一実施形態）
以下、本発明を具体化した電気光学装置としての電気泳動表示装置の第一実施形態を図１〜図５に従って説明する。
【００２０】
図１は、電気泳動表示パネルを示す要部分解斜視図である。
電気泳動表示装置は電気泳動表示パネル（以下、表示パネル）１１を備え、この表示パネル１１は素子基板１２と対向基板１３とを有している。素子基板１２は、ガラスや半導体等の材料からなり、その素子基板１２上には碁盤目状の隔壁１４が形成されている。
【００２１】
詳述すると、表示パネル１１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１２上に碁盤目状の隔壁１４が形成されている。この碁盤目状に形成された隔壁１４において、Ｘ方向に延びる隔壁１４の下面と素子基板１２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１４において、Ｙ方向に延びる隔壁１４の下面と素子基板１２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、各データ線Ｘ１〜Ｘｎと各走査線Ｙ１〜Ｙｍとが直角に交差する部分は、図示しない絶縁層によって電気的に絶縁されている。
【００２２】
また、碁盤目状の隔壁１４に囲まれた各空間の素子基板１２上には、後述するように、第１電極としての画素電極１５及び薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等よりなる電圧変換手段としてのレベルシフタ１６（それぞれ図３参照）が形成されている。
【００２３】
図２に示すように、前記碁盤目状の隔壁１４に囲まれた各空間内には、電気泳動粒子２１を分散させた液体（分散媒）２２を充填する。分散媒２２は、本実施形態では染料により黒色に染色されている。一方、電気泳動粒子２１は本実施形態では白色粒子であって、例えば酸化チタン等から構成され、正の電荷が帯電されている。そして、本実施形態では、これら電気泳動粒子２１を分散させた分散媒２２を、分散系２３という。
【００２４】
尚、液体の黒色は黒色の粒子を分散させて着色してもよい。また、分散系２３は、本実施形態において、隔壁１４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。
【００２５】
前記碁盤目状に形成された隔壁１４の上面には、該隔壁１４に囲まれた各空間内に充填された分散系２３を封止する封止材２４が形成されている。その封止材２４の上面には第２電極としての共通電極２５が形成され、該共通電極２５の上面には前述した対向基板１３が形成されている。封止材２４、共通電極２５及び対向基板１３は、それぞれ透過性を有する材料で形成されている。
【００２６】
このような表示パネル１１では、共通電極２５に基準となる所定の共通電圧Ｖcom を印加した状態で、その共通電圧Ｖcom を基準として正極性を持つ電圧（以下、第１電圧）を画素電極１５に印加すると、クーロン力によって電気泳動粒子２１は共通電極２５側に移動する。逆に、前記共通電圧Ｖcom を基準として負極性を持つ電圧（以下、第２電圧）を画素電極１５に印加すると、クーロン力によって電気泳動粒子２１は画素電極１５側に移動する。また、画素電極１５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２１はその場で停止する。
【００２７】
従って、対向基板１３から入射した光が電気泳動粒子２１によって反射され、その反射光が同対向基板１３を通過して目に至る光路長は、電気泳動粒子２１の厚み方向の位置に対応する。その結果、入射光と反射光が分散媒２２によって吸収される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２１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２１が画素電極１５に近いほど黒く、反対に電気泳動粒子２１が共通電極２５に近いほど白く見えることになる。
【００２８】
次に、電気泳動表示装置の電気的な構成を図３に従って説明する。
電気泳動表示装置は、画素部３１と、周辺回路部としての走査線駆動回路３２及びデータ線駆動回路３３と、制御回路３４とを含む。尚、画素部３１、走査線駆動回路３２及びデータ線駆動回路３３は、前記表示パネル１１における素子基板１２の表面に形成されている。
【００２９】
画素部３１は、前述したそのＸ方向に沿って延びる複数のデータ線Ｘ１〜Ｘｎと、Ｙ方向に沿って延びる複数の走査線Ｙ１〜Ｙｍとを有する。また、画素部３１には、各データ線Ｘ１〜Ｘｎと各走査線Ｙ１〜Ｙｍとの交差部に対応してそれぞれ画像の表示単位（画素）となる分散系２３を駆動するための単位回路３１ａが配置されている。各単位回路３１ａは、前述したレベルシフタ１６及び画素電極１５と共通電極２５とに挟持された分散系２３をそれぞれ有している。
【００３０】
走査線駆動回路３２は、制御回路３４からの各種信号に基づいて、所定のタイミングで複数の走査線Ｙ１〜Ｙｍを順次選択して走査信号ＳＣ１〜ＳＣｍを出力し、各走査線Ｙ１〜Ｙｍに接続された単位回路３１ａ群を順次駆動する。詳しくは、走査線駆動回路３２は、電気泳動粒子２１の位置をリセット位置に移動させるリセット期間あるいは１つの画像を表示形成するための書込期間にあるとき一定の周期で走査信号ＳＣ１〜ＳＣｍを順次生成し出力する。一方、走査線駆動回路３２は、前記書込期間において形成された画像を維持するための保持期間にあるとき走査信号ＳＣ１〜ＳＣｍを出力しない。
【００３１】
尚、走査線駆動回路３２は、本実施形態では前記表示パネル１１の周辺領域Ｚ２（図１参照）に形成され、前述したレベルシフタ１６と同様に素子基板１２に形成した薄膜トランジスタにて構成されている。勿論、走査線駆動回路３２は、前記表示パネル１１とは別部品として構成し異方性導電膜等で実装してもよい。
【００３２】
データ線駆動回路３３は、各データ線Ｘ１〜Ｘｎ毎にそれぞれデータ信号Ｄ１〜Ｄｎを生成して出力する。詳しくは、データ線駆動回路３３は、各データ線Ｘ１〜Ｘｎに接続された単位回路３１ａであって、前記走査線駆動回路３２により選択されている各走査線Ｙ１〜Ｙｍに接続された単位回路３１ａに各データ信号Ｄ１〜Ｄｎを出力する。
【００３３】
尚、データ線駆動回路３３は、本実施形態では前記表示パネル１１の周辺領域Ｚ２（図１参照）に形成され、前述したレベルシフタ１６と同様に素子基板１２に形成した薄膜トランジスタにて構成されている。勿論、データ線駆動回路３３は、前記表示パネル１１とは別部品として構成し異方性導電膜等で実装してもよい。
【００３４】
走査線駆動回路３２及びデータ線駆動回路３３を制御する制御回路３４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３４は、入力画像信号ＶＩＤに基づいて前記リセット電圧を供給するためのリセットデータＤrestや前記書込電圧を供給するための画像データＤを生成し前記データ線駆動回路３３に出力する。尚、後述するように、リセットデータＤrestは、画像データＤを出力する前の所定期間に出力される。
【００３５】
また、制御回路３４は、前記基本クロックＣＬＫに基づいて前記リセットデータＤrestや画像データＤに対応した各データ信号Ｄ１〜Ｄｎ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３３に出力する。さらに、制御回路３４は、前記基本クロックＣＬＫに基づいて各走査信号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３２に出力するようになっている。
【００３６】
上記のように構成された電気泳動表示装置において、本実施形態では、周辺回路部としての走査線駆動回路３２及びデータ線駆動回路３３の電源電圧は、画素部３１の電源電圧に比べて低電圧に設定されている。
【００３７】
詳述すると、周辺回路部としての走査線駆動回路３２及びデータ線駆動回路３３は、各単位回路３１ａの論理動作を実現する上で最小限必要とする低い電圧に設定された第１の電源電圧に基づいて動作する。そして、この第１の電源電圧に基づいて、走査線駆動回路３２は走査信号ＳＣ１〜ＳＣｍを生成し、データ線駆動回路３３はデータ信号Ｄ１〜Ｄｎを生成する。
【００３８】
一方、画素部３１は、各分散系２３に電界を与え電気泳動粒子２１を移動させるために前記第１の電源電圧に対して十分大きな第２の電源電圧ＶＤＨに基づいて動作する。すなわち、第２の電源電圧ＶＤＨは、各分散系２３を駆動して電気泳動粒子２１の移動位置を制御するために必要な高電圧として与えられる。そして、この第２の電源電圧ＶＤＨが各単位回路３１ａのレベルシフタ１６にそれぞれ供給されるようになっている。
【００３９】
従って、画素部３１において、各レベルシフタ１６は、第１の電源電圧に基づいてデータ線駆動回路３３から供給される各データ信号Ｄ１〜Ｄｎの電圧（第１の信号電圧）を、第２の電源電圧ＶＤＨに基づいて分散系２３を駆動することのできる電圧（第２の信号電圧）にレベル変換して出力する。そして、このレベルシフタ１６から出力される第２の信号電圧が画素電圧として画素電極１５に印加されるようになっている。尚、出力電流の強化、波形整形のためにバッファを挿入することも望ましい。
【００４０】
図４は、レベルシフタ１６の一構成例を示す回路図である。尚、ここでは、説明の便宜上、ｉ行（ｉ番目の走査線Ｙｉ）ｊ列（ｊ番目のデータ線Ｘｊ）の画素の単位回路３１ａに備えられるレベルシフタ１６について説明するが、他の画素においても同様である。
【００４１】
このレベルシフタ１６は、薄膜トランジスタ等よりなるスイッチング素子としてのトランジスタＱ１〜Ｑ６（６素子）で構成されている。
トランジスタＱ１，Ｑ２はＮチャネルトランジスタであって、それらのゲート電極には対応する一側のＹ方向に延びた走査線Ｙｉを介して走査信号ＳＣｉが入力される。各トランジスタＱ１，Ｑ２のソース電極はそれぞれトランジスタＱ３，Ｑ４のドレイン電極と接続されている。
【００４２】
トランジスタＱ３，Ｑ４はＮチャネルトランジスタであって、それらのゲート電極には対応する一側のＸ方向に延びたデータ線Ｘｊを介して互いに相補なデータ信号Ｄｊ，／Ｄｊが入力される。具体的には、トランジスタＱ３のゲート電極にはデータ信号Ｄｊが入力され、トランジスタＱ４のゲート電極には同データ信号Ｄｊを図示しないインバータ回路を介して反転した相補信号／Ｄｊが入力される。各トランジスタＱ３，Ｑ４のソース電極は接地されている。
【００４３】
トランジスタＱ５，Ｑ６はＰチャネルトランジスタであって、それらのゲート電極は互いのトランジスタＱ５，Ｑ６のドレイン電極とそれぞれ接続されている。各トランジスタＱ５，Ｑ６のドレイン電極はそれぞれトランジスタＱ１，Ｑ２のドレイン電極と接続されている。また、各トランジスタＱ５，Ｑ６のソース電極は第２の電源電圧ＶＤＨと接続されている。そして、トランジスタＱ２，Ｑ６の接続端子から出力信号ＯＵＴが出力されるようになっている。
【００４４】
上記のようなレベルシフタ１６では、走査信号ＳＣｉがアクティブになるときトランジスタＱ１，Ｑ２がオンされる。このとき、データ信号Ｄｊ及びその相補信号／ＤｊがトランジスタＱ３，Ｑ４に入力されると、同トランジスタＱ３，Ｑ４の一方がオンされるとともに他方がオフされ、それによりトランジスタＱ５，Ｑ６の一方がオンされるとともに他方がオフされる。
【００４５】
そして、レベルシフタ１６は、データ信号ＤｊによってトランジスタＱ３がオンされるとき（すなわちトランジスタＱ６がオンされるとき）、第２の電源電圧ＶＤＨに基づいて、該データ信号Ｄｊの持つ第１の信号電圧を第２の信号電圧に変換して出力する。つまり、レベルシフタ１６は、上述したリセットデータＤrestや画像データＤに基づいて、データ線駆動回路３３から第１の電源電圧に基づき供給されるデータ信号Ｄｊの第１の信号電圧を、第２の電源電圧ＶＤＨに基づいて電気泳動粒子２１を移動制御することのできる第２の信号電圧に相対変換して出力する。そして、この第２の信号電圧を持つ出力信号ＯＵＴが画素電極１５に画素電圧として供給される。
【００４６】
ちなみに、このような６素子で構成されるレベルシフタ１６では、走査信号ＳＣｉが非アクティブになるとき、トランジスタＱ１，Ｑ２がともにオフされる。これにより、走査信号ＳＣｉが非アクティブの状態において、第２の電源電圧から流れる貫通電流を防止することができる。尚、この例では、１水平期間（走査信号ＳＣｉがアクティブの期間）のみ、インバータとして動作する。従って、後段にデータ保持手段（保持コンデンサ、ラッチ回路など）を付加することがより望ましい。
【００４７】
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。
今、入力画像信号ＶＩＤに基づいて１つの画像を表示パネル１１に表示させる場合について説明する。図５に示すように、制御回路３４は、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、書込期間Ｔ２で書込動作、及び保持期間Ｔ３で保持動作を実行する。尚、説明の都合上、ここでは省略するが、１つの画像を表示させた後、画像を書き換える場合には同様にしてリセット動作と書込動作と保持動作とを行う。
【００４８】
［リセット動作］
制御回路３４は、入力画像信号ＶＩＤを入力すると、まずリセット動作を行なう。リセット動作は、分散系２３を泳動している電気泳動粒子２１を一方の電極側（本実施形態では画素電極１５側）に引き寄せ、その空間的な状態を初期化するために行われる。
【００４９】
このリセット動作において、制御回路３４は、走査線側制御クロック信号ＣＬＫＹを走査線駆動回路３２に出力する。また、制御回路３４は、リセットデータＤrestとデータ線側制御クロック信号ＣＬＫＸをデータ線駆動回路３３に出力する。
【００５０】
ここで、例えばリセットデータＤrestは、各画素における画素電極１５に、リセット電圧（前述した第２電圧）を所定時間印加した後に共通電圧Ｖcom を印加することにより、電気泳動粒子２１を画素電極１５側に引き寄せたまま停止させるような信号である。
【００５１】
走査線駆動回路３２は、走査線側制御クロック信号ＣＬＫＹに基づいて、走査信号ＳＣ１〜ＳＣｍを順次出力し各走査線Ｙ１〜Ｙｍを順番に選択する。一方、データ線駆動回路３３は、前記走査線駆動回路３２が各走査線Ｙ１〜Ｙｍの１つを選択する毎に、データ線側制御クロック信号ＣＬＫＸに基づいてデータ信号Ｄ１〜Ｄｎを各データ線Ｘ１〜Ｘｎに出力する。
【００５２】
各単位回路３１ａのレベルシフタ１６は、それぞれ対応する走査信号ＳＣ１〜ＳＣｍに基づいて駆動状態となり、対応するデータ信号Ｄ１〜Ｄｎの電圧を第２の電源電圧ＶＤＨに基づいて前記リセットデータＤrestに対応する電圧に変換して出力する。
【００５３】
これにより、全分散系２３の電気泳動粒子２１は画素電極１５側に引き寄せられた位置に保持されるため、表示パネル１１は黒色にリセットされる。表示パネル１１が黒色にリセットされると、制御回路３４は次の書込動作に移る。
【００５４】
［書込動作］
書込動作では、同様にして、制御回路３４は、走査線側制御クロック信号ＣＬＫＹを走査線駆動回路３２に出力する。また、制御回路３４は、画像データＤとデータ線側制御クロック信号ＣＬＫＸをデータ線駆動回路３３に出力する。
【００５５】
ここで、例えば画像データＤは、各画素における画素電極１５に、書込電圧（前述した第１電圧、第２電圧、又は共通電圧Ｖcom ）を所定時間印加した後に共通電圧Ｖcom を印加することにより、電気泳動粒子２１を画素電極１５側に引き寄せたまま停止させるような信号である。
【００５６】
走査線駆動回路３２は、走査線側制御クロック信号ＣＬＫＹに基づいて、走査信号ＳＣ１〜ＳＣｍを順次出力し各走査線Ｙ１〜Ｙｍを順番に選択する。一方、データ線駆動回路３３は、前記走査線駆動回路３２が各走査線Ｙ１〜Ｙｍの１つを選択する毎に、データ線側制御クロック信号ＣＬＫＸに基づいてデータ信号Ｄ１〜Ｄｎを各データ線Ｘ１〜Ｘｎに出力する。
【００５７】
各単位回路３１ａのレベルシフタ１６は、それぞれ対応する走査信号ＳＣ１〜ＳＣｍに基づいて駆動状態となり、対応するデータ信号Ｄ１〜Ｄｎの電圧を第２の電源電圧ＶＤＨに基づいて前記画像データＤに対応する電圧に変換して出力する。
【００５８】
これにより、上述したリセット動作によって画素電極１５側に引き寄せられていた電気泳動粒子２１は、書込電圧の大きさに対応した移動量で共通電極２５側に移動する。ちなみに、各画素の表示濃度は、その画素における電気泳動粒子２１の平均的な移動量により決定される。本実施形態では電気泳動粒子２１は白色であり分散媒２２は黒色であるから、電気泳動粒子２１の平均的な移動量が大きくなり、該電気泳動粒子２１が共通電極２５に近づくほど画素の表示濃度が高くなる。
【００５９】
そして、書込電圧が印加された後、画素電極１５に共通電圧Ｖcom が印加されるので、画素電極１５と共通電極２５とが等電位となり、電気泳動粒子２１は移動を停止し、移動位置に保持される。この結果、表示濃度は一定の値となり、画像の表示状態は維持される。尚、分散媒２２の粘性抵抗が小さい場合には、画素電極１５と共通電極２５とを等電位としても、その後、暫く電気泳動粒子２１が惰性で泳動する場合があるが、そのような場合には、惰性による泳動を見込んだ画像データＤを作成するようにする。
【００６０】
［保持動作］
書込動作が終了すると、制御回路３４は、次の新たな入力画像信号ＶＩＮが入力されるまで、直前の書込期間Ｔ２で形成された１つの画像を保持する保持期間Ｔ３に移行する。すなわち、保持期間Ｔ３において、制御回路３４は動作を停止し、画素電極１５と共通電極２５との間には電界が発生しない。電界がなければ電気泳動粒子２１は移動せず、空間的状態は保持される。そして、この保持期間Ｔ３は、新たな書込指示によって終了する。
【００６１】
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。
（１）本実施形態では、周辺回路部としての走査線駆動回路３２及びデータ線駆動回路３３を、論理動作を実現する上で必要とする低電圧の第１の電源電圧で動作させ、画素部３１を、分散系２３を駆動し電気泳動粒子２１の移動位置を制御する上で必要とする高電圧の第２の電源電圧ＶＤＨで動作させるようにした。このように、周辺回路部と画素部３１とに供給する電源電圧を最適化することにより、消費電力の低減化を図ることができる。
【００６２】
（２）各単位回路３１ａのレベルシフタ１６は、第１の電源電圧に基づきデータ線駆動回路３３から供給されるデータ信号Ｄ１〜Ｄｎの電圧をそれぞれ第２の電源電圧ＶＤＨに基づく電圧に変換して画素電極１５に印加する。このようなレベルシフタ１６を設けることにより、低消費電力でありながら、所望の画像表示を行える電気泳動表示装置を実現することができる。
【００６３】
（３）レベルシフタ１６を６素子で構成したことにより、走査信号が非アクティブになるときに同レベルシフタ１６に流れる貫通電流を小さくすることができる。
【００６４】
（第二実施形態）
次に、第一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６に従って説明する。
【００６５】
図６は、モバイル型パーソナルコンピュータの一構成を示す斜視図である。同図において、パーソナルコンピュータ４１は、キーボード４２を備える本体部４３と、前記電気泳動表示装置を用いた表示ユニット４４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４４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４１は、高品質の画像を実現することができる。
【００６６】
尚、発明の実施形態は、上記各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。
・上記各実施形態では、２値表示の電気泳動表示装置について説明した。これに加えて、階調表示可能な電気泳動表示装置に適用してもよい。
【００６７】
・上記各実施形態では、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。この場合には、分散系として、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の３種類を表示パネル１１に備えた表示装置となる。
【００６８】
・上記各実施形態では、１つの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画像表示された各分散系２３の電気泳動粒子２１の位置から次の画像表示のための位置に電気泳動粒子２１を移動させるように制御するようにしてもよい。
【００６９】
・上記各実施形態で備えるレベルシフタ１６に替えて、容量等からなる昇圧回路を設けるようにしてもよい。すなわち、各データ線Ｘ１〜Ｘｎを介して供給されるデータ信号Ｄ１〜Ｄｎの電圧（第１の信号電圧）を昇圧回路により昇圧して生成した電圧（第２の信号電圧）を画素電極１５に印加する構成としてもよい。この構成では、画素部３１に供給する電源を単一化することができる。
【００７０】
・上記各実施形態で備えるレベルシフタ１６に第２の電源電圧ＶＤＨを供給する容量等からなる昇圧回路を素子基板１２に形成してもよい。すなわち、各データ線Ｘ１〜Ｘｎを介して供給されるデータ信号Ｄ１〜Ｄｎの電圧（第１の信号電圧）を昇圧回路により昇圧して生成した電圧（第２の信号電圧）を第２の電源電圧ＶＤＨとして印加する構成としてもよい。この構成では、素子基板１２に供給する電源を単一化することができる。
【００７１】
・上記各実施形態で備えるレベルシフタ１６の前段にデータ保持回路（保持容量、ラッチ回路など）を設けて、低電圧で単位回路にデータを保持させてもよい。この構成では、さらに低消費電力化することができる。
【００７２】
・上記各実施形態で備えるレベルシフタ１６をアナログアンプで電圧増幅器を構成し、アナログレベルで動作させてもよい。この構成では、階調表示の際に電圧変調を容易にする有効な手段となる。
【００７３】
・上記各実施形態では、周辺回路部（走査線駆動回路３２、データ線駆動回路３３）の第１の電源電圧に対して高電圧に設定された第２の電源電圧を画素部３１に供給するようにしたが、画素部３１で要求される電圧が低くてもよい場合には、周辺回路部と画素部３１とで電源を共有化できる構成としてもよい。すなわち、この構成では、高電圧仕様と低電圧仕様の双方に対応した電気泳動表示装置を実現することができ、また、部品の共有化によるコストダウンを図ることができる。
【００７４】
・上記第二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としては、他にも、携帯電話、電子書籍、屋外の標識、カーナビゲーション装置、電子手帳、電卓、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器等などが挙げられる。すなわち、電気泳動表示装置をこれらの機器に適用した場合でも、上記各実施形態と同様な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一実施形態の電気泳動表示パネルの構成を示す要部分解斜視図。
【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概略的な電気的構成を示す電気回路図。
【図４】単位回路を示す説明図。
【図５】制御回路の出力データを示すタイミングチャート。
【図６】第二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概観斜視図。
【図７】分散系を説明するための要部断面図。
【符号の説明】
１５…第１電極としての画素電極
１６…電圧変換手段としてのレベルシフタ
２１…電気泳動粒子
２３…分散系
２５…第２電極としての共通電極
３１…画素部
３１ａ…単位回路
ＶＤＨ…第２の電源電圧
Ｙｉ，Ｙ１〜Ｙｍ…走査線
Ｘｊ，Ｘ１〜Ｘｎ…データ線
ＳＣｉ，ＳＣ１〜ＳＣｍ…走査信号
Ｄｊ，Ｄ１〜Ｄｎ…データ信号[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electro-optical device and an electronic device, and more particularly, to an electro-optical device having a dispersion system containing electrophoretic particles and an electronic device mounted with the electro-optical device.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, an electrophoretic display device using an electrophoretic phenomenon is known as a non-luminous display device (see, for example, Patent Document 1). The electrophoresis phenomenon refers to a phenomenon in which, when an electric field is applied to a dispersion system in which fine particles (electrophoretic particles) are dispersed in a liquid (dispersion medium), the fine particles migrate due to Coulomb force.
[0003]
Here, a schematic configuration of the electrophoretic display device will be briefly described.
The electrophoretic display device has one electrode and the other electrode facing each other at a predetermined interval, and a large number of dispersion systems as pixels, which are display units of an image, are arranged in a matrix therebetween. The electrophoretic display device includes a peripheral circuit for applying an electric field to the dispersion system.
[0004]
FIG. 7 is a cross-sectional view of a main part of a dispersion system corresponding to one pixel.
In the dispersion system 61 to be a pixel, a partition wall 66 is formed between an element substrate 63 provided with a pixel electrode 62 and the like and a counter substrate 65 provided with a common electrode 64 and the like, and the both electrodes 62 and 64 and the partition 66 are formed. The space is filled with a liquid (dispersion medium) 68 in which electrophoretic particles 67 are dispersed. As the common electrode 64 and the counter substrate 65, a material having transparency is used. Here, for example, when realizing binary display, the dispersion medium 68 is dyed black, and the electrophoretic particles 67 are white particles such as titanium oxide. The electrophoretic particles 67 are charged so as to have either a positive or negative charge.
[0005]
In such a display panel, when a potential difference is applied between the pixel electrode 62 and the common electrode 64, the electrophoretic particles 67 are attracted to either the pixel electrode 62 or the common electrode 64 by Coulomb force. At this time, when the electrophoretic particles 67 are drawn toward the transparent common electrode 64, the light incident from the common electrode 64 is reflected by the electrophoretic particles 67, and the color (white) of the electrophoretic particles 67 can be seen. . On the other hand, when the electrophoretic particles 67 are attracted to the pixel electrode 62 side, the incident light and the reflected light described above are absorbed by the dispersion medium 68, and the color (black) stained by the dispersion medium 68 can be seen.
[0006]
That is, the electrophoretic display device forms images by individually controlling the movement positions of the electrophoretic particles 67 of the dispersion system 61 for each of the dispersion systems 61 arranged in a matrix on the display panel.
[0007]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-116734
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the electrophoretic display device as well as other electro-optical devices, it is necessary to optimize the power supply voltage between the pixel portion in which the dispersion system 61 is disposed and the peripheral circuit portion for driving the pixel portion. is there. However, an electrophoretic display device that optimizes the power supply voltage has not been proposed yet, and an electrophoretic display device that operates with low power consumption is desired.
[0009]
SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides an electro-optical device and an electronic apparatus that can reduce power consumption.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The electro-optical device according to the present invention includes a pixel unit in which a dispersion system containing electrophoretic particles sandwiched between a first electrode and a second electrode facing the first electrode is arranged in a matrix, and the pixel A peripheral circuit unit that supplies a first signal voltage for driving the dispersion system to the unit based on a first power supply voltage, wherein the pixel unit includes the first signal voltage. A second power supply voltage set to a high voltage with respect to the power supply voltage is supplied, and the second signal for controlling the moving position of the electrophoretic particles based on the second power supply voltage is used for the first signal voltage. Voltage conversion means for converting to voltage and applying to the first electrode is provided.
[0011]
According to this, the peripheral circuit unit is supplied with the first power supply voltage of a low voltage necessary for realizing the logic operation in the pixel unit, and the pixel unit is driven by the dispersion system to generate the electrophoretic particles. A second power supply voltage having a high voltage necessary for controlling the movement position of the second power supply is supplied. The pixel unit includes a voltage conversion unit, and the voltage conversion unit converts the first signal voltage output from the peripheral circuit unit into a second signal voltage based on the second power supply voltage and applies the second signal voltage to the first electrode. . In this configuration, the power supply voltage supplied to the peripheral circuit portion and the pixel portion can be optimized, so that power consumption can be reduced.
[0012]
The electro-optical device according to the present invention includes a unit circuit provided corresponding to each of intersections of the plurality of scanning lines and the plurality of data lines, between the first electrode and the second electrode facing the first electrode. A pixel portion having a dispersion system sandwiched and containing electrophoretic particles, and a first signal voltage for driving the dispersion system for each unit circuit provided in the pixel portion is a first power supply voltage. The unit circuit is supplied with a second power supply voltage that is set to a voltage higher than the first power supply voltage. Voltage conversion means for converting the first signal voltage into a second signal voltage for controlling the moving position of the electrophoretic particles based on the power supply voltage of 2 and applying the voltage to the first electrode.
[0013]
According to this, the peripheral circuit unit is supplied with a first power supply voltage of a low voltage necessary for realizing the logical operation in each unit circuit of the pixel unit, and each unit circuit of the pixel unit includes A high second power supply voltage necessary for driving the dispersion system and controlling the moving position of the electrophoretic particles is supplied. Each unit circuit includes a voltage conversion unit, and the voltage conversion unit converts the first signal voltage output from the peripheral circuit unit into a second signal voltage based on the second power supply voltage and converts it into the first electrode. Apply. In this configuration, the power supply voltage supplied to the peripheral circuit portion and each unit circuit of the pixel portion can be optimized, so that power consumption can be reduced.
[0014]
In the electro-optical device, the peripheral circuit unit includes a scanning signal for sequentially selecting a dispersion system included in the pixel unit and a data signal having the first signal voltage with respect to the dispersion system selected by the scanning signal. The voltage converting means is configured by a level shifter that is driven based on the scanning signal and converts the first signal voltage of the data signal into the second signal voltage.
[0015]
According to this, in the pixel portion, the level shifter is driven by the scanning signal output from the peripheral circuit portion based on the first power supply voltage. The level shifter converts the first signal voltage output as a data signal from the peripheral circuit unit based on the first power supply voltage into a second signal voltage based on the second power supply voltage and outputs the second signal voltage.
[0016]
In the electro-optical device, the level shifter includes six switching elements including transistors. When the scanning signal is input, the level shifter generates the second signal voltage based on the data signal and a complementary signal of the data signal. Output.
[0017]
According to this, the level shifter is configured by six switching elements including transistors, and the second shifter based on the second power supply voltage based on the data signal and a complementary signal of the data signal in a state where the scanning signal is input. Outputs signal voltage. In such a six-element level shifter, a through current flowing from the second power supply voltage can be prevented by the switching element that is turned off when the scanning signal is in an inactive state.
[0018]
The electronic apparatus according to the present invention includes the above-described electro-optical device according to the present invention.
According to this, it is possible to realize an electronic device that operates with low power consumption.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of an electrophoretic display device as an electro-optical device embodying the present invention will be described with reference to FIGS.
[0020]
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a main part of an electrophoretic display panel.
The electrophoretic display device includes an electrophoretic display panel (hereinafter referred to as a display panel) 11, and the display panel 11 includes an element substrate 12 and a counter substrate 13. The element substrate 12 is made of a material such as glass or semiconductor, and a grid-like partition wall 14 is formed on the element substrate 12.
[0021]
Specifically, the display panel 11 is provided with a display area Z1 and a peripheral area Z2 so as to surround the display area Z1. A grid-like partition wall 14 is formed on the element substrate 12 corresponding to the display area Z1. In the partition 14 formed in a grid pattern, data lines X1 to Xn (see FIG. 3) are formed between the lower surface of the partition 14 extending in the X direction and the element substrate 12, respectively. Further, in the partition 14 formed in a grid pattern, scanning lines Y1 to Ym (see FIG. 3) are formed between the lower surface of the partition 14 extending in the Y direction and the element substrate 12, respectively. Note that portions where the data lines X1 to Xn and the scanning lines Y1 to Ym intersect at right angles are electrically insulated by an insulating layer (not shown).
[0022]
Further, on the element substrate 12 in each space surrounded by a grid-like partition wall 14, as will be described later, a level shifter 16 as a voltage conversion means including a pixel electrode 15 as a first electrode and a thin film transistor (TFT). (See FIG. 3 respectively).
[0023]
As shown in FIG. 2, each space surrounded by the grid-like partition walls 14 is filled with a liquid (dispersion medium) 22 in which electrophoretic particles 21 are dispersed. In this embodiment, the dispersion medium 22 is dyed black with a dye. On the other hand, the electrophoretic particles 21 are white particles in the present embodiment, and are composed of, for example, titanium oxide or the like, and are charged with a positive charge. In this embodiment, the dispersion medium 22 in which the electrophoretic particles 21 are dispersed is referred to as a dispersion system 23.
[0024]
The liquid black may be colored by dispersing black particles. Further, in the present embodiment, the dispersion system 23 is divided by the partition walls 14, but may be a microcapsule type dispersion system in which each space is formed by microcapsules.
[0025]
A sealing material 24 for sealing the dispersion system 23 filled in each space surrounded by the partition wall 14 is formed on the upper surface of the partition wall 14 formed in a grid pattern. A common electrode 25 as a second electrode is formed on the upper surface of the sealing material 24, and the above-described counter substrate 13 is formed on the upper surface of the common electrode 25. The sealing material 24, the common electrode 25, and the counter substrate 13 are each formed of a transmissive material.
[0026]
In such a display panel 11, a voltage having a positive polarity (hereinafter referred to as a first voltage) is applied to the pixel electrode 15 with a predetermined common voltage Vcom serving as a reference applied to the common electrode 25. When applied, the electrophoretic particles 21 move to the common electrode 25 side by Coulomb force. Conversely, when a voltage having a negative polarity (hereinafter referred to as a second voltage) is applied to the pixel electrode 15 with the common voltage Vcom as a reference, the electrophoretic particles 21 move to the pixel electrode 15 side by Coulomb force. When the same voltage as the common voltage Vcom is applied to the pixel electrode 15, the Coulomb force disappears and the electrophoretic particles 21 stop on the spot.
[0027]
Accordingly, light incident from the counter substrate 13 is reflected by the electrophoretic particles 21, and the optical path length that the reflected light passes through the counter substrate 13 and reaches the eyes corresponds to the position of the electrophoretic particles 21 in the thickness direction. As a result, since the degree to which incident light and reflected light are absorbed by the dispersion medium 22 is proportional to the optical path length, the gradation recognized by a person is determined by the position of the electrophoretic particles 21. That is, the closer the electrophoretic particle 21 is to the pixel electrode 15, the more black the color is, and vice versa.
[0028]
Next, the electrical configuration of the electrophoretic display device will be described with reference to FIG.
The electrophoretic display device includes a pixel unit 31, a scanning line driving circuit 32 and a data line driving circuit 33 as peripheral circuit units, and a control circuit 34. The pixel unit 31, the scanning line driving circuit 32, and the data line driving circuit 33 are formed on the surface of the element substrate 12 in the display panel 11.
[0029]
The pixel unit 31 includes a plurality of data lines X1 to Xn extending along the X direction and a plurality of scanning lines Y1 to Ym extending along the Y direction. Further, in the pixel portion 31, a unit circuit 31a for driving the dispersion system 23, which is an image display unit (pixel), corresponding to the intersection of each data line X1 to Xn and each scanning line Y1 to Ym. Is arranged. Each unit circuit 31 a has a dispersion system 23 sandwiched between the level shifter 16, the pixel electrode 15, and the common electrode 25 described above.
[0030]
The scanning line driving circuit 32 sequentially selects a plurality of scanning lines Y1 to Ym at predetermined timing based on various signals from the control circuit 34, and outputs scanning signals SC1 to SCm, and outputs them to the scanning lines Y1 to Ym. The connected unit circuits 31a are sequentially driven. Specifically, the scanning line driving circuit 32 outputs the scanning signals SC1 to SCm at a constant cycle during a reset period in which the position of the electrophoretic particles 21 is moved to a reset position or a writing period for displaying and forming one image. Generate and output sequentially. On the other hand, the scanning line driving circuit 32 does not output the scanning signals SC1 to SCm when it is in the holding period for maintaining the image formed in the writing period.
[0031]
In the present embodiment, the scanning line driving circuit 32 is formed in the peripheral region Z2 (see FIG. 1) of the display panel 11 and is formed of a thin film transistor formed on the element substrate 12 like the level shifter 16 described above. . Of course, the scanning line driving circuit 32 may be configured as a separate component from the display panel 11 and mounted with an anisotropic conductive film or the like.
[0032]
The data line driving circuit 33 generates and outputs data signals D1 to Dn for the data lines X1 to Xn, respectively. Specifically, the data line driving circuit 33 is a unit circuit 31a connected to each of the data lines X1 to Xn, and is a unit circuit connected to each of the scanning lines Y1 to Ym selected by the scanning line driving circuit 32. The data signals D1 to Dn are output to 31a.
[0033]
In this embodiment, the data line driving circuit 33 is formed in the peripheral region Z2 (see FIG. 1) of the display panel 11 and is formed of a thin film transistor formed on the element substrate 12 like the level shifter 16 described above. . Of course, the data line driving circuit 33 may be configured as a separate component from the display panel 11 and mounted with an anisotropic conductive film or the like.
[0034]
A control circuit 34 that controls the scanning line driving circuit 32 and the data line driving circuit 33 inputs an input image signal VID and a basic clock CLK from an external device (not shown). The control circuit 34 generates reset data Drest for supplying the reset voltage and image data D for supplying the write voltage based on the input image signal VID, and outputs the generated data to the data line driving circuit 33. As will be described later, the reset data Drest is output during a predetermined period before the image data D is output.
[0035]
Further, the control circuit 34 uses the data line side control clock signal CLKX for determining the timing of outputting the data signals D1 to Dn corresponding to the reset data Drest and the image data D based on the basic clock CLK as the data line. Output to the drive circuit 33. Further, the control circuit 34 outputs a scanning line side control clock signal CLKY for determining the timing for outputting the scanning signals SC1 to SCm to the scanning line driving circuit 32 based on the basic clock CLK. .
[0036]
In the electrophoretic display device configured as described above, in this embodiment, the power supply voltages of the scanning line driving circuit 32 and the data line driving circuit 33 as the peripheral circuit section are lower than the power supply voltage of the pixel section 31. Is set to
[0037]
More specifically, the scanning line driving circuit 32 and the data line driving circuit 33 as the peripheral circuit section are set to the first power supply voltage set to a minimum voltage required to realize the logical operation of each unit circuit 31a. Operates based on. Based on the first power supply voltage, the scanning line driving circuit 32 generates scanning signals SC1 to SCm, and the data line driving circuit 33 generates data signals D1 to Dn.
[0038]
On the other hand, the pixel unit 31 operates based on a second power supply voltage VDH that is sufficiently larger than the first power supply voltage to apply an electric field to each dispersion system 23 and move the electrophoretic particles 21. That is, the second power supply voltage VDH is given as a high voltage necessary for driving each dispersion system 23 and controlling the movement position of the electrophoretic particles 21. The second power supply voltage VDH is supplied to the level shifter 16 of each unit circuit 31a.
[0039]
Accordingly, in the pixel unit 31, each level shifter 16 applies the voltage (first signal voltage) of each data signal D1 to Dn supplied from the data line driving circuit 33 based on the first power supply voltage to the second power supply voltage. Based on the voltage VDH, the level is converted to a voltage (second signal voltage) that can drive the dispersion system 23 and output. The second signal voltage output from the level shifter 16 is applied to the pixel electrode 15 as a pixel voltage. It is also desirable to insert a buffer for enhancing the output current and shaping the waveform.
[0040]
FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration example of the level shifter 16. Here, for convenience of explanation, the level shifter 16 provided in the unit circuit 31a of the pixel in the i-th row (i-th scanning line Yi) and j-th column (j-th data line Xj) will be described. It is the same.
[0041]
The level shifter 16 includes transistors Q1 to Q6 (six elements) as switching elements made of thin film transistors or the like.
The transistors Q1 and Q2 are N-channel transistors, and a scanning signal SCi is input to their gate electrodes via a corresponding scanning line Yi extending in the Y direction. The source electrodes of the transistors Q1 and Q2 are connected to the drain electrodes of the transistors Q3 and Q4, respectively.
[0042]
The transistors Q3 and Q4 are N-channel transistors, and complementary data signals Dj and / Dj are input to their gate electrodes via the corresponding data line Xj extending in the X direction. Specifically, the data signal Dj is input to the gate electrode of the transistor Q3, and the complementary signal / Dj obtained by inverting the data signal Dj through an inverter circuit (not shown) is input to the gate electrode of the transistor Q4. The source electrodes of the transistors Q3 and Q4 are grounded.
[0043]
The transistors Q5 and Q6 are P-channel transistors, and their gate electrodes are connected to the drain electrodes of the transistors Q5 and Q6, respectively. The drain electrodes of the transistors Q5 and Q6 are connected to the drain electrodes of the transistors Q1 and Q2, respectively. The source electrodes of the transistors Q5 and Q6 are connected to the second power supply voltage VDH. An output signal OUT is output from the connection terminals of the transistors Q2 and Q6.
[0044]
In the level shifter 16 as described above, the transistors Q1 and Q2 are turned on when the scanning signal SCi becomes active. At this time, when the data signal Dj and its complementary signal / Dj are input to the transistors Q3 and Q4, one of the transistors Q3 and Q4 is turned on and the other is turned off, whereby one of the transistors Q5 and Q6 is turned on. And the other is turned off.
[0045]
Then, when the transistor Q3 is turned on by the data signal Dj (that is, when the transistor Q6 is turned on), the level shifter 16 generates the first signal voltage of the data signal Dj based on the second power supply voltage VDH. It converts into the 2nd signal voltage, and outputs it. That is, the level shifter 16 converts the first signal voltage of the data signal Dj supplied from the data line driving circuit 33 based on the first power supply voltage on the basis of the reset data Drest and the image data D described above to the second power supply. Based on the voltage VDH, the electrophoretic particles 21 are relatively converted into a second signal voltage that can be moved and output. Then, the output signal OUT having the second signal voltage is supplied to the pixel electrode 15 as a pixel voltage.
[0046]
Incidentally, in such a level shifter 16 composed of six elements, when the scanning signal SCi becomes inactive, both the transistors Q1 and Q2 are turned off. Thereby, a through current flowing from the second power supply voltage can be prevented in a state where the scanning signal SCi is inactive. In this example, the inverter operates only for one horizontal period (a period in which the scanning signal SCi is active). Therefore, it is more desirable to add data holding means (holding capacitor, latch circuit, etc.) in the subsequent stage.
[0047]
Next, the operation of the electrophoretic display device configured as described above will be described.
Now, a case where one image is displayed on the display panel 11 based on the input image signal VID will be described. As shown in FIG. 5, the control circuit 34 performs a reset operation in the reset period T1, a writing operation in the writing period T2, and a holding operation in the holding period T3 based on the input image signal VID. For convenience of explanation, although omitted here, when one image is displayed and then the image is rewritten, the reset operation, the writing operation, and the holding operation are performed in the same manner.
[0048]
[Reset operation]
When receiving the input image signal VID, the control circuit 34 first performs a reset operation. The reset operation is performed in order to attract the electrophoretic particles 21 migrating in the dispersion system 23 to one electrode side (the pixel electrode 15 side in the present embodiment) and initialize the spatial state thereof.
[0049]
In this reset operation, the control circuit 34 outputs the scanning line side control clock signal CLKY to the scanning line driving circuit 32. Further, the control circuit 34 outputs the reset data Drest and the data line side control clock signal CLKX to the data line driving circuit 33.
[0050]
Here, for example, the reset data Drest is applied to the electrophoretic particles 21 on the pixel electrode 15 side by applying a common voltage Vcom to the pixel electrode 15 in each pixel after applying a reset voltage (the aforementioned second voltage) for a predetermined time. It is a signal that stops while being drawn.
[0051]
The scanning line driving circuit 32 sequentially outputs the scanning signals SC1 to SCm based on the scanning line side control clock signal CLKY, and sequentially selects the scanning lines Y1 to Ym. On the other hand, each time the scanning line driving circuit 32 selects one of the scanning lines Y1 to Ym, the data line driving circuit 33 sends the data signals D1 to Dn to the data lines based on the data line side control clock signal CLKX. Output to X1 to Xn.
[0052]
The level shifter 16 of each unit circuit 31a is driven based on the corresponding scanning signals SC1 to SCm, and the voltage of the corresponding data signals D1 to Dn corresponds to the reset data Drest based on the second power supply voltage VDH. Convert to voltage and output.
[0053]
Thereby, since the electrophoretic particles 21 of the total dispersion system 23 are held at the position attracted to the pixel electrode 15 side, the display panel 11 is reset to black. When the display panel 11 is reset to black, the control circuit 34 proceeds to the next writing operation.
[0054]
[Write operation]
In the writing operation, similarly, the control circuit 34 outputs the scanning line side control clock signal CLKY to the scanning line driving circuit 32. Further, the control circuit 34 outputs the image data D and the data line side control clock signal CLKX to the data line driving circuit 33.
[0055]
Here, for example, the image data D is obtained by applying the common voltage Vcom to the pixel electrode 15 in each pixel after applying the writing voltage (the first voltage, the second voltage, or the common voltage Vcom described above) for a predetermined time. The signal is such that the electrophoretic particles 21 are stopped while being attracted to the pixel electrode 15 side.
[0056]
The scanning line driving circuit 32 sequentially outputs the scanning signals SC1 to SCm based on the scanning line side control clock signal CLKY, and sequentially selects the scanning lines Y1 to Ym. On the other hand, each time the scanning line driving circuit 32 selects one of the scanning lines Y1 to Ym, the data line driving circuit 33 sends the data signals D1 to Dn to the data lines based on the data line side control clock signal CLKX. Output to X1 to Xn.
[0057]
The level shifter 16 of each unit circuit 31a is driven based on the corresponding scanning signals SC1 to SCm, and the voltage of the corresponding data signals D1 to Dn corresponds to the image data D based on the second power supply voltage VDH. Convert to voltage and output.
[0058]
Thereby, the electrophoretic particles 21 attracted to the pixel electrode 15 side by the reset operation described above move to the common electrode 25 side by a movement amount corresponding to the magnitude of the writing voltage. Incidentally, the display density of each pixel is determined by the average amount of movement of the electrophoretic particles 21 in that pixel. In this embodiment, since the electrophoretic particles 21 are white and the dispersion medium 22 is black, the average amount of movement of the electrophoretic particles 21 increases, and the closer the electrophoretic particles 21 are to the common electrode 25, the more the pixel is displayed. The concentration becomes high.
[0059]
Then, since the common voltage Vcom is applied to the pixel electrode 15 after the writing voltage is applied, the pixel electrode 15 and the common electrode 25 become equipotential, and the electrophoretic particles 21 stop moving and move to the moving position. Retained. As a result, the display density becomes a constant value, and the display state of the image is maintained. When the viscosity resistance of the dispersion medium 22 is small, even if the pixel electrode 15 and the common electrode 25 are equipotential, the electrophoretic particles 21 may migrate with inertia for a while after that. Creates image data D that allows migration due to inertia.
[0060]
[Holding operation]
When the writing operation is completed, the control circuit 34 shifts to a holding period T3 for holding one image formed in the immediately preceding writing period T2 until the next new input image signal VIN is input. That is, in the holding period T3, the control circuit 34 stops its operation, and no electric field is generated between the pixel electrode 15 and the common electrode 25. If there is no electric field, the electrophoretic particles 21 do not move and the spatial state is maintained. The holding period T3 ends with a new writing instruction.
[0061]
Next, the characteristics of the electrophoretic display device configured as described above will be described below.
(1) In this embodiment, the scanning line driving circuit 32 and the data line driving circuit 33 as peripheral circuit units are operated with a low first power supply voltage necessary for realizing a logical operation, and the pixel unit 31 is operated at the second power supply voltage VDH, which is a high voltage necessary for driving the dispersion system 23 and controlling the movement position of the electrophoretic particles 21. As described above, the power consumption can be reduced by optimizing the power supply voltage supplied to the peripheral circuit portion and the pixel portion 31.
[0062]
(2) The level shifter 16 of each unit circuit 31a converts the voltages of the data signals D1 to Dn supplied from the data line driving circuit 33 into voltages based on the second power supply voltage VDH based on the first power supply voltage. Applied to the pixel electrode 15. By providing such a level shifter 16, it is possible to realize an electrophoretic display device capable of displaying a desired image with low power consumption.
[0063]
(3) By configuring the level shifter 16 with six elements, it is possible to reduce the through current flowing in the level shifter 16 when the scanning signal becomes inactive.
[0064]
(Second embodiment)
Next, application of an electronic apparatus equipped with the electrophoretic display device described in the first embodiment will be described with reference to FIG.
[0065]
FIG. 6 is a perspective view showing a configuration of a mobile personal computer. In the figure, a personal computer 41 includes a main body 43 having a keyboard 42 and a display unit 44 using the electrophoretic display device. Even in this case, the display unit 44 using the electrophoretic display device exhibits the same effect as the above-described embodiment. As a result, the personal computer 41 can realize a high-quality image.
[0066]
In addition, embodiment of invention is not limited to said each embodiment, You may implement as follows.
In each of the above embodiments, the binary display electrophoretic display device has been described. In addition to this, the present invention may be applied to an electrophoretic display device capable of gradation display.
[0067]
In each of the above embodiments, the electrophoretic display device is monochrome display, but may be applied to color display. In this case, the display panel 11 includes three types of dispersion systems: a dispersion system that performs red display, a dispersion system that performs green display, and a dispersion system that performs blue display.
[0068]
In each of the above embodiments, the reset operation is performed when one image is displayed. However, for the next image display from the position of the electrophoretic particle 21 of each dispersion system 23 on which the image is displayed first without the reset operation. The electrophoretic particles 21 may be controlled to be moved to the position.
[0069]
In place of the level shifter 16 provided in each of the above embodiments, a booster circuit including a capacitor or the like may be provided. That is, the voltage (second signal voltage) generated by boosting the voltage (first signal voltage) of the data signals D1 to Dn supplied via the data lines X1 to Xn by the booster circuit is applied to the pixel electrode 15. It is good also as a structure to apply. In this configuration, the power supplied to the pixel unit 31 can be unified.
[0070]
A booster circuit including a capacitor for supplying the second power supply voltage VDH to the level shifter 16 provided in each of the above embodiments may be formed on the element substrate 12. That is, the voltage (second signal voltage) generated by boosting the voltage (first signal voltage) of the data signals D1 to Dn supplied through the data lines X1 to Xn by the booster circuit is supplied to the second power supply. The voltage VDH may be applied. In this configuration, the power supplied to the element substrate 12 can be unified.
[0071]
A data holding circuit (holding capacitor, latch circuit, etc.) may be provided in the previous stage of the level shifter 16 provided in each of the above embodiments, and data may be held in the unit circuit at a low voltage. With this configuration, the power consumption can be further reduced.
[0072]
The level shifter 16 provided in each of the above embodiments may be configured as a voltage amplifier with an analog amplifier and operated at an analog level. This configuration provides an effective means for facilitating voltage modulation during gradation display.
[0073]
In each of the above embodiments, the pixel unit 31 is supplied with the second power supply voltage set to be higher than the first power supply voltage of the peripheral circuit unit (scanning line driving circuit 32, data line driving circuit 33). However, when the voltage required by the pixel unit 31 may be low, the peripheral circuit unit and the pixel unit 31 may share power. That is, with this configuration, an electrophoretic display device compatible with both high voltage specifications and low voltage specifications can be realized, and cost reduction can be achieved by sharing parts.
[0074]
-Other electronic devices equipped with the electrophoretic display device described in the second embodiment include mobile phones, electronic books, outdoor signs, car navigation devices, electronic notebooks, calculators, POS terminals, and touch panels. Equipment and the like. That is, even when the electrophoretic display device is applied to these devices, the same effects as those of the above embodiments are obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a main part of a configuration of an electrophoretic display panel according to a first embodiment.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part of an electrophoretic display panel.
FIG. 3 is an electric circuit diagram showing a schematic electrical configuration of the electrophoretic display device.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a unit circuit.
FIG. 5 is a timing chart showing output data of a control circuit.
FIG. 6 is an overview perspective view showing the configuration of a mobile personal computer for explaining a second embodiment.
FIG. 7 is a cross-sectional view of a main part for explaining a dispersion system.
[Explanation of symbols]
15: Pixel electrode as the first electrode
16 ... Level shifter as voltage conversion means
21 ... electrophoretic particles
23 ... Dispersion system
25 ... Common electrode as second electrode
31 ... Pixel part
31a ... Unit circuit
VDH: Second power supply voltage
Yi, Y1-Ym ... scanning line
Xj, X1 to Xn ... data lines
SCi, SC1 to SCm ... scanning signal
Dj, D1 to Dn: Data signal

Claims

A plurality of first electrodes arranged in a matrix ;
A second electrode facing the plurality of first electrodes ;
An electrophoretic particle disposed between the first electrode and the second electrode and moving according to a voltage applied between the first electrode and the second electrode ;
Voltage conversion means connected to each of the plurality of first electrodes;
A peripheral circuit section for supplying a first signal voltage to the voltage conversion means based on a first power supply voltage;
A power supply line for supplying a second power supply voltage set to a high potential with respect to the first power supply voltage to the voltage conversion means;
With
The voltage conversion unit converts the first signal voltage into a second signal voltage for controlling a movement position of the electrophoretic particles based on the second power supply voltage and applies the first signal voltage to the first electrode. An electro-optical device that is applied .

The peripheral circuit unit includes a scanning line driving circuit connected to a plurality of scanning lines, and a data line driving circuit connected to a plurality of data lines,
The electro-optical device according to claim 1, wherein the voltage conversion unit is provided corresponding to an intersection between the scanning line and the data line .

The peripheral circuit unit outputs the data signal having said first signal voltage to the voltage converting means which is selected by the scan signal and the scanning signal for sequentially selecting the voltage conversion means,
The voltage conversion means includes
3. The electro-optical device according to claim 1, further comprising a level shifter that is driven based on the scanning signal and converts the first signal voltage of the data signal into the second signal voltage.

The level shifter includes six switching elements including transistors, and outputs the second signal voltage based on the data signal and a complementary signal of the data signal when the scanning signal is input. The electro-optical device according to claim 3.

The electro-optical device according to claim 3, wherein the voltage conversion unit includes a data holding circuit that holds the data signal.

Having a plurality of pixel portions arranged in a matrix;
6. The electro-optical device according to claim 1, wherein each of the plurality of pixel units includes the first electrode and the voltage conversion unit.

The electro-optical device according to claim 1, further comprising a booster circuit that boosts the first power supply voltage to the second power supply voltage and supplies the boosted power supply voltage to the power supply line.

Claims 1 to 7 any electronic device mounted with the electro-optical device of one claim of.