CN101587684B - 电泳显示装置的驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电泳显示装置的驱动方法，其中该电泳显示装置具有多个扫描线，所述多个扫描线分别连接着至少一个两个像素，所述像素包含电泳粒子，其特征在于，具有在1帧期间顺次选择所述多个扫描线的步骤，通过包含L次所述步骤的图像制作期间形成一幅图像，其中所述L为2以上的整数，与1根所有所述扫描线相连接的各个所述一个像素在所述图像制作期间多次L次导入相同图像信号，使所述电泳粒子的微粒动作后，使动作状态的电泳粒子再度动作。因此，以高分辨率的电泳显示装置可以舒服地切换图像。

Description

电泳显示装置的驱动方法

本申请是分案申请，其母案申请的申请号：200610008878.5，申请日：2006.2.23，发明名称：电泳显示装置的驱动方法 

技术领域

本发明涉及具备包含电泳粒子的分散系的电泳显示装置的驱动方法。 

背景技术

使付与了正电荷或负电荷的微粒分散到溶液中，若由外部在该分散系上施加电场，则由于库仑(coulomb)力，微粒迁移(泳动)。将其称为电泳现象，利用了电泳现象的显示装置作为电泳显示装置(以下略记为EPD装置)是公知的。这样的电泳显示装置可以说适于向电子纸等应用，特别是开发有将像素电极配置为矩阵状的有源矩阵型的显示装置(例如特开2002-116733号公报、专利文献1)。 

有源型电泳显示装置(AMEPD装置)具备多根扫描线与多根信号线，这些扫描线与信号线正交为矩阵状。在扫描线与信号线的交点上配置电泳元件，以构成像素。在各像素中设有开关晶体管与像素电极。通过使用开关晶体管等顺次选择这些配置为矩阵状的像素，并将规定的图像信号导入各像素，从而显示一枚图像。使用图7来说明进行图像显示的驱动方法的一例。AMEPD装置采取以下构成：包括有源基板和已形成了通用电极的对向基板，在这两个基板间夹持包含电泳粒子的分散系(电泳材料)，其中该有源基板已形成了扫描线或信号线以及像素(像素电极或开关晶体管)。向对向电极付与对于全部像素电极来说共用的电位(共用电位Vcom)，将规定的图像信号导入各像素电极。在本申请中，将在AMEPD装置中制作一枚图像的期间命名为图像制作期间。以往，该图像制作期间由复位期间与图像信号导入期间构成。复位期间是将以前的图像消去的期间。另一方面，图像信号导入期间相当于在AMEPD中制作新图像的期间。在为由扫描线数M根、信号线数N根的矩阵构成的AMEPD装置的情况下，从M根扫描线中顺次选择1根扫描线，向在该选择期间中被选择的扫描线所连接的N个像素导入图像信号。将选择有1根扫描线的期间称为水平扫描期间，将选择全部扫描线的期间(水平扫描期间的M倍)称为帧(frame)期间。在现有的技术中，图像信号导入期间与帧期间一致，这样花费水平扫描期间的M倍的时间(垂直扫描期间)与复位期间，在AMEPD装置中显示一枚图像。 

【专利文献1】2002-116733号公报 

在电泳显示装置中，通过使微粒在分散介质中物理性地移动，改变位于一对基板间的微粒的空间分布，从而改变显示。在施加电场时、微粒在分散介质中移动的时间相当于电泳显示装置的响应时间，该时间最短为几毫秒，通常需要几百毫秒。即，图像切换所需时间为几百毫秒左右。因此，水平扫描期间到此为止也取几十毫秒到几百毫秒左右的时间。在现有的AMEPD装置中，因为像素数少、分辨率也低，故采用这样简单的驱动方法。 

然而，若想重新制作像素数增加、分辨率高的AMEPD装置，则扫描线数M增大到几百根以上，因此图像制作期间(1帧期间)从几秒增长到几十秒以上。这样，产生：变为可以识别根据扫描线选择、图像逐渐切换的样子，显示切换难以观看的课题。 

发明内容

因此，本申请鉴于上述情况，其目的在于提供一种AMEPD装置的驱动方法，即使是采用了响应时间长的电泳材料的高精细EPD装置，在图像切换时也不会让观看EPD装置的人感觉不舒服。 

本发明涉及一种电泳显示装置的驱动方法。该电泳显示装置具有多个扫描线，所述扫描线分别连接着至少两个像素，所述像素包含电泳粒子，其特征在于，具有在1帧期间顺次选择所述多个扫描线的步骤，通过包含L次所述步骤的图像制作期间形成一幅图像，其中所述L为2以上的整数，与所有所述扫描线相连接的各个所述像素在所述图像制作期间L次导入相同图像信号，使所述电泳粒子的微粒动作后，使动作状态的所述电泳粒子再度动作。 

另外，在电泳显示装置的驱动方法中，优选：一个所述图像制作期间所包含的多个所述帧期间的总时间为1帧期间的L倍的时间。 

另外，在电泳显示装置的驱动方法中，优选：所述图像制作期间包括向所述多个像素的全部导入相同图像信号的复位期间。 

另外，在电泳显示装置的驱动方法中，优选：所述图像制作期间由1帧期间的L倍的时间与所述复位期间组成。 

另外，在电泳显示装置的驱动方法中，优选：所述复位期间内导入的图像信号是进行明显示的信号。 

另外，在电泳显示装置的驱动方法中，优选：所述复位期间内导入的图像信号是进行暗显示的信号。 

另外，在电泳显示装置的驱动方法中，优选：所述电泳显示装置在一对基板间具有电泳材料，所述复位期间比所述电泳材料的响应时间长。 

另外，在电泳显示装置的驱动方法中，优选：所述电泳显示装置在一对基板间具有电泳材料，所述帧期间比所述电泳材料的响应时间短。 

另外，在电泳显示装置的驱动方法中，优选：所述帧期间比250毫秒短。 

另外，在电泳显示装置的驱动方法中，优选：所述电泳显示装置具有M个所述扫描像素群，所述帧期间的时间是所述水平扫描期间的M倍，其中所述M为2以上的整数。 

另外，在电泳显示装置的驱动方法中，优选：在所述图像制作期间中被导入各像素内的图像信号，在整个帧期间中对相同像素是相同的。 

另外，在电泳显示装置的驱动方法中，优选：所述电泳显示装置在一对基板间具有电泳材料，所述图像制作期间比所述电泳材料的响应时间长。 

另外，在电泳显示装置的驱动方法中，优选：所述电泳显示装置在一对基板间具有电泳材料，所述图像制作期间比所述电泳材料的响应时间长。

另外，在电泳显示装置的驱动方法中，优选：所述图像制作期间不足2秒。 

附图说明

图1是表示适用于本发明的电泳显示装置的电路的图。 

图2是表示适用于本发明的电泳显示装置的像素的图。 

图3是说明本发明涉及的电泳显示装置的驱动方法的图。 

图4是说明电泳材料的响应时间的图。 

图5是表示对比度比相对于帧次数的依存性的图。 

图6是表示对比度比相对于帧次数的依存性的图。 

图7是说明现有技术的电泳显示装置的驱动方法的图。 

图中：11-电泳显示装置的外部控制器，12-电泳显示装置的像素矩阵部，13-扫描线驱动电路，14-数据线驱动电路，21-开关晶体管，22-电泳材料，23-图像信号保持用电容器，24-扫描线，25-信号线。 

具体实施方式

本发明涉及在一对基板间夹持电泳材料的电泳显示装置(EPD装置)的驱动方法。在形成EPD装置的一对基板的一方上形成了多个像素电极，在另一方的基板(对向基板)上形成有共用电极。若像素电极是分段(segment)，则形成了像素电极的基板被称为段码基板，EPD装置能够进行段码显示。若在一方基板上、多个像素电极配置为矩阵状，则该基板被称为矩阵(matrix)基板，能够进行矩阵显示。本发明对段码显示、对矩阵显示的任一方都适用。在段码基板乃至矩阵基板与对向基板之间夹持有包含电泳粒子的分散系(电泳材料)。向对向电极付与对于全部像素电极来说共用的电位(共用电位Vcom)，将规定的图像信号导入各像素电极。在本发明的电泳显示装置中，段码基板乃至矩阵基板包含M×N个像素(M与N都为2以上的整数)，这些M×N个像素具有M个含有N个像素的像素群。例如，在为显示数字8的段码基板的情况下，对应于1个位的数字的7个段码(N＝7)仅位数(M个)份作为像素而被包含。当然除此以外， 像素中也可以包含逗点(comma)或日元标记(￥)等。进而，M×N个像素的几个通过至少切换明显示(例如白显示)与暗显示(例如黑显示)，从而能够在电泳显示装置上进行图像显示。除了明显示与暗显示以外，当然也能够进行这些的中间显示。在本发明中，将使一枚图像显示在电泳显示装置上所花费的期间定义为图像制作期间，又将顺次选择M×N个像素并将图像信号导入这些多个像素的每一个的期间定义为帧期间。一个像素群具有N个像素，在具有M个该像素群的情况下，从M个像素群中选择一个像素群，在该选择期间中顺次或一齐向N个像素的每一个导入图像信号。选择完M个像素群的全部的期间为帧期间。在这样的EPD装置中，本发明为：图像制作期间包含多个(L个，L为2以上的整数)帧期间。 

若EPD装置为由M行N列构成的矩阵型，在各矩阵像素中安装有像素电极与开关元件(例如晶体管元件)，则该EPD装置被称为有源矩阵型电泳显示装置(AMEPD装置)(图1)。该AMEPD装置具备M根扫描线(从Y1到Ym)与N根信号线(从X1到Xn)，这些扫描线与信号线正交配置为矩阵状。在成为扫描线24与信号线25的交点的各矩阵要素中配置电泳元件，并构成像素(图2)。各像素中设有开关晶体管21与像素电极。在像素电极与对向电极26之间夹持有电泳材料22。通过利用开关晶体管等顺次选择这些配置为矩阵状的像素，并将规定的图像信号导入像素中，从而显示一枚图像。这样，本发明涉及在由有源矩阵基板与对向基板构成的一对基板间夹持电泳材料的电泳显示装置的驱动方法。电泳显示装置包含排列为M行N列(M与N都为2以上的整数)的矩阵状的M×N个像素，这M×N个像素具有M行在各扫描线含有N个像素的扫描像素群。M×N个像素内的几个通过至少切换明显示(例如白显示)与暗显示(例如黑显示)，从而能够在电泳显示装置上进行图像显示。本发明将使一枚图像显示在这种电泳显示装置上所花费的期间定义为图像制作期间，将顺次选择M×N个像素并将图像信号导入M×N个像素的每一个的期间定义为帧期间。1个扫描像素群具有N个像素，在该像素群具有M个的情况下，从M个像素群中选择1个像素群，在该选择期间中将图像信号顺次或一齐导入N个像素的每一个中。将该选择期间称为水平扫描期间。选择完M个扫描像素群的全部的期间为帧期间，由于一般在上下方向上顺次选择扫 描线，故也将帧期间称为垂直扫描期间。本发明是：在这种EPD装置中，图像制作期间包含多个(L个，L为2以上的整数)帧期间乃至垂直扫描期间。 

如上所述，本申请的发明无论是在段码型EPD装置中、还是在矩阵型EPD装置中都是可以适用的，但由于本发明的效果显著的是像素数多到几万以上的情况，故下面以矩阵型EPD装置为例来说明本申请的发明。在将本申请的发明从矩阵型适用到段码型时，只要将扫描像素群仅作(改读)为像素群即可。 

以下，利用图3对本申请的发明涉及的EPD装置的驱动方法进行说明。而且，以下所说明的EPD装置采取利用图1及图2说明过的有源矩阵构成。在本申请的发明中，使一枚的完成图像显示在EPD装置上的图像制作期间包括图像信号导入期间，该图像信号导入期间由L个(L为2以上的整数)帧期间构成。 

图像信号导入期间内的各帧是连续的(即相邻的帧间没有时间延迟)，因此由L个帧期间构成的图像信号导入期间的总时间是1帧期间的L倍的时间。若相邻的帧没有时间延迟地连续，则时钟信号或来自存储器的图像信号读出的定时变得容易，电泳显示装置的控制变得容易。另外，由于没有延迟，故可以将图像信号导入期间缩短为最小时间，可以实现迅速的图像切换。在图像制作期间内导入到各像素的图像信号在整个帧期间中对于相同像素来说是相同的。在每个帧期间向各像素一次写入图像信号，在整个图像信号导入期间内相同的图像信号被重复写入L次。在水平扫描期间内，将图像信号同时写入N个像素，若采用在该期间数据线驱动电路来转送下一行的图像信号的所谓线顺次驱动，则由于在各水平扫描期间内像素信号被写入各像素中，故在图像制作期间中，仅水平扫描期间的L倍的时间向各像素导入图像信号。 

作为与此不同的图像信号导入方法，也可以如图3所示，在水平扫描期间的前半期间内，数据线驱动电路转送图像信号，在该转送结束后，在水平扫描期间的后半期间内选择扫描线，向与所选择的扫描线相连的N个像素一齐写入图像信号。在该驱动方法中，由于在图像信号转送结束后向N个像素传送图像信号，故可以确实地防止下一图像信号干扰的串扰 (cross talk)现象。 

由于将选择像素群的一个的时间命名为扫描期间，故在本发明中，帧期间的时间为扫描期间的M倍。如上所述，由于将EPD装置从配置为M行N列的矩阵状的M个扫描像素群中选择1个的时间(在图3中数据线驱动电路从X1到Xn为止转送完数据的时间、与扫描线驱动电路选择特定的扫描线的时间之和)命名为水平扫描期间，故在本发明中，帧期间的时间为水平扫描期间的M倍。在本申请的发明中，图像信号导入期间取的与电泳材料的响应时间(以下详述)同等或比其还长。具体是，图像信号导入期间取响应时间的1倍到4倍的时间。这是因为若花费与电泳材料切换显示的固有时间(响应时间)同等或其以上的时间来导入图像信号，则可以实现最大对比度比，能够进行美丽的显示。另外，由于即使在比电泳材料的响应时间还短的时间内导入完图像信号(即使结束到第L帧为止)，究竟电泳材料也没有响应完，故无法使图像切换比响应时间提早。因此，最麻利地实现显示切换是：图像信号制作期间与电泳材料的响应速度大致一致的条件(因为响应时间偏离10％左右，故具体是与响应时间大致一致是指响应时间的1.1倍±0.1倍，从1倍到1.2倍)。由于图像信号导入期间为电泳材料的响应时间的1倍到4倍，故帧期间为响应期间的1/L倍到4/L倍。如后所述，由于若L取4到8、则可以得到优越的对比度比(特别优越的是L为5到7时)，故帧期间为电泳材料的响应时间的1/8倍到1倍(对比度特别优越的时候是帧期间为响应期间的1/7倍到4/5倍之时)。在本申请的发明中，相同的帧重复写入L次，1次的帧期间比电泳材料的响应时间还短。由此，水平扫描期间为响应时间的1/(LM)倍到4/(LM)倍(对比度特别优越的时候是水平扫描期间为响应期间的1/(6M)倍到4/(5M)倍之时)。即，在本申请的发明中，即使像素数增大、扫描线数M从几百根增加到几千根，也可以通过将水平扫描期间取得比较短来缩短帧期间。若L次重复短的帧期间来制作一枚图像，则人眼看来是图像整体均匀地切换。以往，若从上往下地扫描，则画面从上往下地顺次切换，使观看的人厌烦。相对于此，在本发明中画面整体均匀地切换，以画面逐渐浮上来的方式切换显示。以多人作为检测者，来调查哪种显示方法舒服时，大部分检测者都指示了本申请的发明的显示切换。即，本申 请的发明尤其适用于响应迟的显示装置的画面切换。对人眼好且观看EPD装置的检测者不会厌烦的原因是：帧期间比250毫秒还短。另外，由于若图像制作期间为2秒以上、则多数检测者对图像切换表示出不舒服感，故图像制作期间优选不足2秒。 

在此，对电泳材料的响应时间进行说明。由于电泳材料使带电的微粒在一对基板间物理性地移动，改变微粒的空间分布状态来进行显示，故微粒的移动所花费的时间成为电泳材料的响应时间。响应时间根据电泳材料或施加电压而不同，但可以定义为饱和对比度值的9成的时间(图4)。若在电泳材料上连续施加规定的电压，则对比度不久变饱和并显示一定的值。这是：带电的可动微粒的大半被吸引到一方的电极，没有微粒的空间分布状态已经改变的状态。达到该饱和对比度的9成的对比度值的时间就是电泳材料的响应时间。 

进一步，在本发明中，图像制作期间也可以包括向M×N个像素的全部导入相同图像信号的复位期间。在图像制作期间包括复位期间的情况下，本发明的图像制作期间由图像导入期间与复位期间构成，其中图像导入期间由1帧期间的L倍的时间构成。复位期间内导入的图像信号可以是进行明显示(白显示)的信号，相反复位期间内导入的图像信号也可以是进行暗显示(黑显示)的信号。例如，白色的微粒带负电荷并在黑色的分散介质中电泳，在从对向电极侧观察显示的情况下，由于若在复位期间中作为Vcom向对向电极付与正电位(Vdd)，向矩阵基板侧的全部像素电极付与负电位(Vss)，则在全部像素中微粒被吸引到对向电极侧，故复位期间成为白显示。复位期间优选比电泳材料的响应时间还长，没有残留影像地进行美丽的显示。 

在本申请的发明中，由于复位期间比电泳材料的响应时间还长，故成为完全除去整个画面的复位，因此可以接着显示没有残留影像的鲜明的图像。由于复位期间过长会让人对画面切换感到不舒服，故优选为响应时间的1倍到2倍左右，最长不足1秒。由于电泳材料的响应时间为10毫秒到500毫秒左右，故需要在不产生残留影像且观看者不会感到不舒服的范围内适当设定。若采取这样的构成，则在画面切换时，仅短时间白色地(或黑色地)一次复位整个画面，接着画面整体均匀地浮上来。该显示方法让 观看者安心，作为电子纸使用是最佳的。复位无论是明显示复位还是暗显示复位，哪种都可以，但复位为与背景相同的颜色尤其易于观看。例如，书籍或新闻等、背景为白色而显示黑色文字的情况下，复位为白色。这样，由于画面的偏差消失，而且文字均匀地浮上来，故即使长时间跨越多页来阅读由电泳显示装置构成的电子纸，也不会感到疲劳。 

(实施例) 

利用低温工序薄膜半导体技术来制造由240行320列的矩阵构成的AMEPD装置。由于采用了将4个元件归拢在一起实现5个灰度等级的面积灰度等级，故显示器的像素数相当于120×160。驱动方法依据于图3，向一个元件的写入时间为10微秒，水平扫描期间为1毫秒，帧期间为240毫秒。电泳材料的响应时间为400毫秒，复位时间为600毫秒。调查了以这样的条件来改变帧数L，对比度比如何变化(图5、图6)。 

在图5中，采用使白色的带电微粒分散在蓝色的分散介质中的蓝白的一粒子系电泳材料。另外，在图6中，采用了使带负电的白色微粒与带正电的黑色微粒分散到透明的分散介质中的二粒子系电泳材料。图5与图6的纵轴表示的对比度比是指图像制作期间结束后的反射率相对的白复位之后的反射率之比(白复位之后的反射率/图像信号导入期间结束后的反射率)。Level0是指在白复位后向4个元件的全部导入白信号，Level1是指在被复位后向4个元件之内的一个导入蓝信号(图5)乃至黑信号(图6)，Level2是指白复位后向4个元件内的2个导入蓝信号(图5)乃至黑信号(图6)，Level3是指白复位后向4个元件内的3个导入蓝信号(图5)乃至黑信号(图6)，Level4是指白复位后向4个元件的全部导入蓝信号(图5)乃至黑信号(图6)。图5及图6的横轴表示图像制作期间中的帧数L。从这些图可知：与一粒子系或二粒子系无关，帧数L为4到8时对比度比优异(若为一粒子系则4个以上(图5)；若为二粒子系则为9个以上(图6))，尤其优异的是L为5到7时，L＝6是理想的。因为若L为8以上则对比度比饱和，故可以确认：即使将帧数增加到此以上，也不能得到任何效果。与电泳材料的种类无关，若通过将短时间的帧重复写入5次到7次来制作一枚图像，则图像的切换也是流利的、舒服的，而且可以确认所得到的对比度比也是高的。电泳材料有：若微粒一次停止则维持其停止状态 的倾向。因此，要使微粒动作，使微粒稍微动作后再度动作，就比从静止状态开始动作还容易动。因此，认为L次重复短的帧来制作图像的方法可以提高对比度比。 

这样，根据本申请的发明，即使为响应迟的电泳材料，也可以舒服地实现画面切换。另外，可以容易地得到高对比度比。因此，在将本申请的发明适用于电子书籍或电子新闻等电子纸时，具有即使长时间阅读多页，也可以显著削减眼睛所感觉到的疲劳感的效果。 

Claims (16)

1.一种电泳显示装置的驱动方法，该电泳显示装置具有多个扫描线，所述多个扫描线分别连接着至少两个像素，所述像素包含电泳粒子，其特征在于，

具有在1帧期间顺次选择所述多个扫描线的步骤，

通过包含L次所述步骤的图像制作期间形成一幅图像，其中所述L为2以上的整数，

与所有所述扫描线相连接的各个所述像素在所述图像制作期间L次导入相同图像信号，使所述电泳粒子的微粒动作后，使动作状态的所述电泳粒子再度动作，

所述电泳显示装置在一对基板间具有电泳材料，所述电泳材料包含所述电泳粒子，所述帧期间比所述电泳材料的响应时间短。

2.根据权利要求1所述的电泳显示装置的驱动方法，其特征在于，

对与所有所述扫描线相连接的各个所述像素，在连续的L次所述帧期间分别导入所述相同图像信号。

3.根据权利要求1所述的电泳显示装置的驱动方法，其特征在于，

与所有所述扫描线相连接的各个所述像素在所述图像制作期间进行暗显示。

4.根据权利要求1所述的电泳显示装置的驱动方法，其特征在于，

与所有所述扫描线相连接的所有所述像素在所述图像制作期间进行明显示。

5.根据权利要求1所述的电泳显示装置的驱动方法，其特征在于，

所述L次帧期间的总时间为1帧期间的L倍的时间。

6.根据权利要求1所述的电泳显示装置的驱动方法，其特征在于，

所述图像制作期间包括向所述多个像素的全部导入相同图像信号的复位期间。

7.根据权利要求6所述的电泳显示装置的驱动方法，其特征在于，

所述图像制作期间由1帧期间的L倍的时间与所述复位期间组成。

8.根据权利要求6～7中任一项所述的电泳显示装置的驱动方法，其特征在于，

所述复位期间内导入的图像信号是进行明显示的信号。

9.根据权利要求6～7中任一项所述的电泳显示装置的驱动方法，其特征在于，

所述复位期间内导入的图像信号是进行暗显示的信号。

10.根据权利要求6～7中任一项所述的电泳显示装置的驱动方法，其特征在于，

所述电泳显示装置在一对基板间具有电泳材料，所述复位期间比所述电泳材料的响应时间长。

11.根据权利要求1～7中任一项所述的电泳显示装置的驱动方法，其特征在于，

所述帧期间比250毫秒短。

12.根据权利要求1所述的电泳显示装置的驱动方法，其特征在于，

所述扫描线的数量为M个，将选择1根所述扫描线的时间设为水平扫描期间，所述帧期间的时间是所述水平扫描期间的M倍，其中所述M为2以上的整数。

13.根据权利要求1所述的电泳显示装置的驱动方法，其特征在于，

在所述图像制作期间中被导入各像素内的图像信号，在整个帧期间中对相同像素是相同的。

14.根据权利要求1所述的电泳显示装置的驱动方法，其特征在于，

所述电泳显示装置在一对基板间具有电泳材料，所述图像制作期间比所述电泳材料的响应时间长。

15.根据权利要求1所述的电泳显示装置的驱动方法，其特征在于，

所述图像制作期间包含5个以上的帧期间。

16.根据权利要求1所述的电泳显示装置的驱动方法，其特征在于，

所述图像制作期间不足2秒。

Images