CN101840669A - 电泳显示设备及其驱动方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种电泳显示设备，能防止残像和图像烧进。将使组成有效矩阵画面和微胶囊式电泳显示设备的电泳元件驱动的帧划分成多个白色帧和黑色帧。使用于通过使用在一个画面上或画面间的扫描驱动器和数据驱动器，在电泳元件上写入的白色帧数等于用于该写入的黑色帧的数量，以及在画面的形成中，最后提供用于响应电场的变化，具有慢迁移率的颗粒的写入帧。

Description

电泳显示设备及其驱动方法
本申请是申请号为“200610170057.1”、申请日为“2006年12月15日”、发明名称为“电泳显示设备及其驱动方法”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及电泳显示设备及其驱动方法，更具体地说，涉及能通过防止残像和/或图像烧进(burn-in)，提供良好显示的电泳显示设备及其驱动方法。
本申请要求2005年12月15日提交的日本专利申请Nos.2005-362318和2005年12月28日提交的2005-378274的优先权，其全部内容在此引入以供参考。
背景技术
在电子显示设备中，作为允许通过人眼来读取电子书、电子报纸而不导致眼睛压力等等的电子显示的一个例子，正在着重开发电子纸显示。电子纸显示的要求是薄、体轻、难以压碎(破裂)、易于在印刷级别来观看等等。可以使用反射式显示器来作为能满足这些需求的显示设备，该反射式显示器被配置成不使用背光，并且消耗更低功率。
不使用偏振器的反射式显示器的例子包括电泳显示器(在下文中称为“EPD”)等等。存在几种EPD，而在下文中，将对使用微胶囊式(microcapsule-type)电泳设备(也简称为“电泳元件”)的EPD进行说明。
图25是概念性地示出了电泳显示面板的结构的放大截面图，更具体地说，是以m行和n列的矩阵形式排列的单色微胶囊式电泳元件的截面图。如图25所示，在该电泳显示面板中，微胶囊式元件的每一个都是以叠层结构形成的，其中，按如下顺序，以层叠结构来行程用于允许有源矩阵驱动的TFT(薄膜晶体管)玻璃基底102、电泳膜110、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)对向基底120，例如，形成m行的微胶囊式电泳元件100-m1、100-m2和100-m3。
在TFT玻璃基底102上，对应于每一电泳元件100-m1、100-m2和100-m3，形成TFT 104-m1、TFT 104-m2和TFT 104-m、与所述TFT104-m1、104-m2和104-m3分别连接的像素电极106-m1、106-m2和106-m3、以及与像素电极106-m1、106-m2和106-m3相对设置的存储电极108-m1、108-m2和108-m3。因此，所述微胶囊式电泳显示设备被配置为通过有源矩阵驱动方法来显示图像。在在电泳膜110中容纳的由聚合物制成的粘合剂112中，到处涂敷了约40μm的微胶囊。因此，所述微胶囊114的每一个都比微胶囊式电泳显示设备的像素电极的尺寸小了一个规定值。在微胶囊114的每一个中，注入分散剂116，在该分散剂116中，悬浮了无数具有以毫微级的大小的带负电荷的白色颜料粒子(白色粒子，例如，氧化钛)117和具有也以毫微级的大小的带正电荷的黑色颜料粒子(黑色粒子，例如碳)118。在PET对向基底120中，将与在TFT玻璃基底102上形成的像素电极106-m1、106-m2和106-m3相对的一个对电极122贴付到塑料基底124上。因此，微胶囊式电泳元件100-m1、100-m2和100-m3中的每一个都是由对应于各像素的TFT104-m1、104-m2和104-m3、像素电极106-m1、106-m2和106-m3、与微胶囊114以及对电极122的相应部分来制成的。
图26是构成微胶囊式电泳显示设备(在下文中，简称为“电泳显示设备”)的、以矩阵形状平面布置的微胶囊式电泳元件的示意电路图。在图26中，将相同的参考数字分配给具有与图25相同功能的部件。在图26中，数据线Dn表示用来将显示数据信号输送给在电泳显示设备的以矩阵形状布置的电泳元件100-mn(m＝1，2，...，M，n＝1，2，...，N)之中的、在水平方向上排列的各电泳元件100-mi(i＝1，2，...，N)的线路。此外，扫描线Gm表示用于在一个扫描周期期间，将扫描电压输送给在电泳显示设备的以矩阵形状布置的电泳元件100-mn之中的、在水平方向上排列的电泳元件100-m1，100-m2，...，100-mN。
图27是表示传统的电泳显示设备的驱动电路140的示意电路图。驱动电路140包括扫描驱动器142，其在一个扫描周期期间，将扫描电压有顺序地输送到在以矩阵形式排列的电泳元件之中的、在水平方向上排列的每一电泳元件组(100-m1，100-m2，...，100-mN)；以及数据驱动器144，其通过每一数据线Dn，将显示数据信号有顺序地输送到在以矩阵形式排列的电泳元件之中的、在水平方向上排列的电泳元件100-mi的每一个。图28是表示构成数据驱动器144的用于每一数据线Dn的数据信号生成电路145的示意电路图。数据信号生成电路145包括选择信号产生电路146，其对画面数据作出相应，生成选择信号；以及电压选择电路147，其将与从选择信号产生电路输出的选择信号相对应的电压输出到数据线Dn。
在具有上述结构的电泳显示设备中，以如下所述的方式，将电压施加到组成微胶囊式电泳元件100-mn的像素电极106-mn之后，在电泳显示设备的画面上，显示与输入到电泳显示设备的画面数据相对应的图像。
当希望以白色显示状态(在下文中称写为“W”)来显示与电泳显示设备的画面内的某一像素相对应的电泳元件100-mn时，将负电压输出到构成所述电泳元件100-mn的像素电极106-mn，例如，将-15V的电压输出到与数据驱动器144的所述像素电极144相连接的数据线，例如，在与所需要帧数相对应的时期内从数据驱动器144向数据线Dn输出。参考图28来描述该操作，在像素操作时的周期期间，接收画面数据的选择信号产生电路146将负电压输出到与上述像素相对应的选择线，例如，选择线152-n。这导致构成电压选择电路147的pMOS(p-沟道金属氧化物半导体)晶体管(例如pMOS154-n)导通，从而将-15V的电压输出到数据线Dn。
同时，当希望以黑色显示状态(在下文中称写为“B”)来显示与电泳显示设备的画面内的某一像素相对应的电泳元件时，将正电压输出到所述电泳元件100-nm的像素电极106-mn，例如，将+15V的电压输出到与数据驱动器144的所述像素电极106所链接的数据线，例如，在与所需要帧数相对应的时期内从数据驱动器144向数据线Dn输出。该操作参考图28来描述，在像素操作时的周期期间，接收画面数据的选择信号产生电路146将负电压输出到与上述像素相对应的选择线，例如，选择线156-n。这使得构成电压选择电路147的pMOS(p-沟道金属氧化物半导体)晶体管(例如pMOS158-n)导通，从而使+15V的电压输出到数据线Dn。
由此，在以单色显示图像的电泳显示设备中，由于电泳元件所具有的存储特性，当像素的显示从W切换成B或从B切换成W时，将如上所述的电压施加到与希望切换成的像素相对应的电泳元件100-mn的像素电极。然而，当像素的显示从W切换到W，以及从B切换到B时，由于电泳元件所具有的存储特性，基本不要求向该像素施加电压。
接着，在下文中将说明本发明的发明人对这样的电泳显示设备的驱动来进行举例说明。如上所述，在电泳膜110中，当像素的显示从W切换到B时，有必要将正电压施加到像素电极，以及当像素的显示从B切换到W时，有必要将负电压施加到像素电极，以及当像素的显示从W转变到W，以及从B到B时，有必要施加0V电压。
此外，在诸如液晶显示设备之类的有源矩阵式显示设备的情况下，能够将1/60Hz(＝16.6ms)作为一帧、并在对应于一帧的周期期间内重写画面。然而，在电泳显示设备的情况下，无法将1/60Hz(＝16.6ms)作为一帧、并在对应于一帧的周期期间内重写画面。举例来说，其原因在于，在组成电泳显示设备的微胶囊式电泳元件中，在填充分散剂的微胶囊114中密封粒子117、118，其中的粒子117、118具有慢响应，因此，在电泳显示设备中，通常，如图29所示，采用PWM(脉宽调制)驱动方法，其中，当像素的显示从B改变成W时，在对应于多帧的周期期间，持续施加特定负电压，以及当像素的显示从W改变成B时，在对应于多帧的周期期间，持续施加特定正电压。
在传统的电泳显示设备中，为实现如图29所示的驱动方法，当像素的显示从B改变成W以及从W改变成B时，通过在由SRAM(静态随机存取存储器)构成的帧缓冲器中存储当前画面，并计算当前画面与下一画面之间的差值，施加与多帧期间相对应的电压。为施加这些电压，将三个值(+V，0V和-V)驱动器用作H驱动器(扫描驱动器)，以及将Vcom设置成0V。在该帧的对应时刻，执行将画面上的显示从B改变成W和从W改变成B。
然而，本发明人的进一步分析已经证实上述传统的电泳显示设备具有技术问题。即，当以图30所述的驱动方式驱动传统的微胶囊式电泳元件时，当驱动具有未施加到其像素电极的电压的微胶囊式电泳元件时，发现不仅由于其微胶囊式电泳元件的存储器特性，而且由于受微胶囊式元件的栅极线和/或数据线影响、或由于包含在对电极的共用电位中的DC(直流)分量，导致白亮度减少或黑亮度增加。因此，当显示从W转变到W或从B转变到W时，出现白亮度差(见图31和图32)，并且当显示下一画面时，产生当前画面仍然残留的第一残像问题。同时，当画面的显示从B改变成B和从W改变成B时，出现相同问题。
同时，当制作高清晰电子书显示终端设备时，当以两个灰度级显示抖动图案时，或当使图像彩色时时，有必要将像素间距设置成150μm或更小。然而，发现如果使像素间距更窄，微胶囊式电泳元件将受到对相邻微胶囊电泳元件施加的像素电压的影响。更具体地说，还认识到，为了以两个灰度级显示抖动图案，如果当前图像中用黑色显示该图案，而下一图像用网状方式显示该图案，则画面上的黑色显示区域遭到破坏，即缩小了原本为像素预备的显示区域。例如，当在当前画面上显示某些区域的黑色字符，而在下一画面上显示抖动图案时，将出现当前画面上显示的字符在下一画面上仍然残留的第二残像问题。
根据传统的驱动方法，由于未将像素电压施加到用于在当前画面上表示的成为图33所示左侧示出的NTL字符的文字区域(黑色)的像素上，也未施加到用于在下一画面上以黑色显示的抖动图案的像素上，因此在像素电极是具有100μm至150μm程度的细微图案的情况下，未施加电压的像素将获得所施加的用于相邻像素的白色显示的电压，因此，导致在位于其相邻像素的像素电极上的微胶囊的表面上出现白色粒子(见图34)，因而引起上述问题。
如上所述，当顺序地改变画面上的显示时，例如，从B到W，从W到B，以及从B到W，以及将+15V、-15V、+15V和-15V的正或负电压交替地施加到像素的像素电极时，无直流电流施加到电泳元件。然而，如果从B到B、然后从B到B，以及进一步从B到B顺序地改变画面上的显示，并且在对应于多帧的周期期间，将+15V的电压施加到像素电极，或如果从W到W，然后从W至W，以及进一步从W到W改变画面上的显示，以及在对应于多帧的周期期间，将-15V的电压持续施加到像素电极，则正或负直流电位持续不断地施加到施加了上述+15V或-15V电压的电泳元件上。因此，发现在电泳膜中出现充电损坏，并且即使通过施加0V终止图像的显示，仍然引起图像烧进问题，对仅仅显示出充电部分的反转图像进行显示。
发明内容
鉴于上文，本发明的目的是提供一种电泳显示设备，能防止出现残像和图像烧进。
根据本发明的第一方面，提供一种电泳显示设备，包括：
电泳显示面板，包括：
第一基底，在其上排列有沿第一方向，彼此平行延伸的多个信号线、沿垂直于第一方向的第二方向，彼此平行延伸的多个扫描线，以及以对应于以一对一关系，信号线的一个和扫描线的一个的每一交点的方式，作为电泳元件的多个像素电极，
第二基底，具有面对多个像素电极的透明对电极；以及
以在多个像素电极的每一个和透明对电极间可移动的方式夹入中间的具有第一颜色和第一极性的第一有色带电粒子和具有第二颜色和第二极性的第二有色带电粒子，从而以矩阵形式形成像素；以及
电位差施加装置，当在电泳显示面板的显示区域上显示包括具有第一颜色的第一图案和具有第二颜色的第二图案的多画面的每一个时，在对应于指定多帧的周期期间，在对应于第一图案和第二图案的每一个的像素电极的至少一个和透明对电极间，施加对应于第一颜色和第二颜色的每一个的电位差，
其中，电位差施加装置包括：
第一装置，按指定顺序，并对每一画面，提供由指定多个第一帧组成并对应于第一颜色的第一帧组和由指定多个第二帧组成并对应于第二颜色的第二帧组；以及
第二装置，在显示画面中，当由第一装置产生第一帧组时，在对应于第一图案的像素电极的每一个和透明对电极间，施加对应于用于第一帧组的第一颜色的电位差，当由第一装置产生第二帧组时，在对应于第二图案的像素电极的每一个和透明对电极间，施加对应于用于第二帧组的第二颜色的电位差。
在上文中，最佳方式是第二装置进一步包括第三装置，当在后一画面中，将连续地显示将在指定画面中显示的第一和第二颜色的任何一种颜色时，在相应像素电极的每一个和对电极间，施加对应于第一和第二颜色的另一颜色的电位差，作为用于获得指定画面而提供的、第一帧组和第二帧组的任一帧组和用于获得下一画面而提供的任一帧组间的过渡状态，该电位差对应于与任一颜色相应，并在对应于第一帧组和第二帧组的另一帧组的周期期间施加的电位差极性相反的另一颜色。
同时，最佳方式是第二装置包括第四装置，使作为电泳元件的像素电极的至少一个在指定画面上显示第一和第二颜色的任一颜色所需的帧数近似等于使已经在指定画面中显示任一颜色的至少一个像素电极在下一画面上显示另一颜色所需的帧数。
同时，最佳方式是第四装置驱动以使在使至少一个像素电极在第一画面上显示任一颜色所需的帧数T1、使在该第一画面中，已经显示任一颜色的至少一个像素电极在第一画面后的第二画面上，显示另一颜色所需的帧数T2、使在在第二画面中，已经显示另一颜色的至少一个像素电极在第二画面后的第三画面上，显示另一颜色所需的帧数T3，以及在该第三画面中，已经显示另一颜色的至少一个像素电极在第三画面后的第四画面上，显示任一颜色所需的帧数T4中，下述等式成立：
T2+T3＝T1+T4。
同时，最佳方式是第二装置进一步包括第五装置，将第一帧组和第二帧组中，响应朝向对电极的电场变化，移动具有慢迁移率的带电粒子的帧组设置成形成画面中的最后一个帧组。
同时，最佳方式是第二装置包括第六装置，当切换画面时，电位差在像素电极的每一个和对电极间变化时，在切换画面前施加的电位差和切换后将施加的电位差间，施加中间电位差，作为过渡状态。
同时，最佳方式是第六装置驱动配置成在在施加为当像素电极的至少一个将显示从第一和第二颜色的任一颜色切换到另一颜色时，将在像素电极的至少一个和对电极间施加的中间电位差的中间电位差V1的帧数T1和施加为当像素电极的至少一个将显示从另一颜色切换到任一颜色时，将在像素电极的至少一个和对电极间施加的中间电位差的中间电位差V2的帧数T2间，下述等式成立：
V1×T1＝V2×T2。
同时，最佳方式是在电泳显示面板中，通过从扫描线的每一个输送到信号线的每一个的信号控制的门元件的每一个，连接第一基底上的像素电极的每一个，第二基底具有与第一基底的整个区相对的一个透明对电极，第一有色带电粒子和第二有色带电粒子悬浮在第一基底和第二基底间的粘合剂中分散的胶囊的每一个中密封的分散剂中。
同时，最佳方式是第一颜色包括黑和白的任何一个，以及第二颜色包括黑和白中的另一颜色。
同时，最佳方式是用来施加电位差的第二装置是三值驱动器，用来将对电极的电位固定在参考电位以及使像素电极的电位从参考电压改变电位差量。
同时，最佳方式是用来施加电位差的第二装置是二值驱动器，用来由第一颜色或第二颜色而定，使对电极的电位从参考电位改变电位差量，以及改变像素电极的电位以便根据对电极的电位改变，在对电极和像素电极间生成对应于第一颜色或第二颜色的电位差。
根据本发明的第二方面，提供一种驱动电泳显示设备的方法，该电泳显示设备包括电泳显示面板，包括：第一基底，在其上排列有沿第一方向，彼此平行延伸的多个信号线、沿垂直于第一方向的第二方向，彼此平行延伸的多个扫描线，以及以对应于以一对一关系，信号线的一个和扫描线的一个的每一交点的方式，作为电泳元件的多个像素电极，第二基底，具有面对多个像素电极的透明对电极；以及以在多个像素电极的每一个和透明对电极间可移动的方式夹入中间的具有第一颜色和第一极性的第一有色带电粒子和具有第二颜色和第二极性的第二有色带电粒子，从而以矩阵形式形成像素，其中，当在电泳显示面板的显示区域上显示包括具有第一颜色的第一图案和具有第二颜色的第二图案的多画面的每一个时，在对应于指定多帧的周期期间，在对应于第一图案和第二图案的每一个的像素电极的至少一个和透明对电极间，施加对应于第一颜色和第二颜色的每一个的电位差，该方法包括：
按指定顺序，并对每一画面，提供由指定多个第一帧组成并对应于第一颜色的第一帧组和由指定多个第二帧组成并对应于第二颜色的第二帧组的步骤；以及
在显示画面中，当由第一装置产生第一帧组时，在对应于第一图案的像素电极的每一个和透明对电极间，施加对应于用于第一帧组的第一颜色的电位差，当由第一装置产生第二帧组时，在对应于第二图案的像素电极的每一个和透明对电极间，施加对应于用于第二帧组的第二颜色的电位差的步骤。
根据本发明的第三方面，提供一种电泳显示设备，包括：电泳显示面板，其包括：
第一基底，在其上排列有沿第一方向，彼此平行延伸的多个信号线、沿垂直于第一方向的第二方向，彼此平行延伸的多个扫描线，以及以对应于以一对一关系，信号线的一个和扫描线的一个的每一交点的方式，作为电泳元件的多个像素电极，
第二基底，具有面对多个像素电极的透明对电极；以及
以在多个像素电极的每一个和透明对电极间可移动的方式夹入中间的具有第一颜色和第一极性的第一有色带电粒子和具有第二颜色和第二极性的第二有色带电粒子，从而以矩阵形式形成像素；以及
电位差施加装置，当在电泳显示面板的显示区域上显示包括具有第一颜色的第一图案、具有第二颜色的第二图案，以及具有在第一颜色和第二颜色间的半色调颜色的至少一个半色调图案的多画面的每一个时，在对应于特定多帧的周期期间，在对应于第一图案和第二图案的每一个的像素电极的至少一个和透明对电极间，施加对应于第一颜色、第二颜色和至少一个半色调图案的每一个的电位差，
其中，电位差施加装置包括：
第一装置，对每一画面，生成分别由指定多个指定帧组成的多个帧组，输出用于将按指定顺序，在显示区域上显示的第一颜色、第二颜色和半色调颜色的每一个的电位差，以及
第二装置，在显示画面中，由第一装置顺序生成的多个帧组的每一个中，在对电极和对应于第一图案、第二图案或至少一个色调图案的像素电极的每一个间，施加帧组的每一个的电位差。
在上文中，最佳方式是第二装置进一步包括第三装置，当在后一画面中，将连续地显示将在指定画面中显示的第一、第二颜色和至少一个半色调颜色的任何一种颜色时，在相应像素电极的每一个和对电极间，施加对应于另一颜色、不同于任一颜色的电位差，作为用于获得指定画面而提供的、对应于任一颜色的任一帧组和用于获得下一画面而提供的任一帧组间的过渡状态，该电位差对应于与任一颜色相应，并在对应于不同于任一帧组的另一帧组的周期期间施加的电位差极性相反的另一颜色。
同时，最佳方式是第二装置进一步包括第四装置，使在指定画面上，将指定电位差施加到作为电泳元件的像素电极的至少一个所需的帧数近似等于将在下一画面上，将具有与指定电位差相反极性的相反电位差施加到已经施加指定电位差的像素电极的至少一个上所需的帧数。
同时，最佳方式是第四装置驱动以使在使在第一画面上，将指定电位差施加到像素电极的至少一个所需的帧数T1、在第一画面后的第二画面上，将具有与电位差相反极性的相反电位差施加到已经施加指定电位差的像素电极的至少一个上所需的帧数T2、在第二画面后的第三画面上，将相反电位差随后施加到已经施加相反电位差的像素电极的至少一个上所需的帧数T3，以及在第三画面后的第四画面上，将指定电位差施加到已经施加相反电位差的像素电极的至少一个上所需的帧数T4中，下述等式成立：
T2+T3＝T1+T4。
同时，最佳方式是第二装置进一步包括第五装置，将在多个帧组中，响应朝向对电极的电场变化，移动具有慢迁移率的带电粒子的帧组设置成形成画面中的最后一个帧组。
同时，最佳方式是第二装置包括第六装置，当切换画面时，电位差在像素电极的每一个和对电极间变化时，在切换画面前施加的电位差和切换后将施加的电位差间，施加中间电位差，作为过渡状态。
同时，最佳方式是第六装置驱动配置成在施加为当像素电极的至少一个将显示从第一颜色、第二颜色和至少一个半色调颜色的任一颜色切换到不同于任一颜色的另一颜色时，将在像素电极的至少一个和对电极间施加的中间电位差的中间电位差V1的帧数T1和施加为当像素电极的至少一个将显示从另一颜色切换到任一颜色时，将在像素电极的至少一个和对电极间施加的中间电位差的中间电位差V2的帧数T2间，下述等式成立：
V1×T1＝V2×T2。
同时，最佳方式是在电泳显示面板中，通过从扫描线的每一个输送到信号线的每一个的信号控制的门元件的每一个，连接第一基底上的像素电极的每一个，第二基底具有与第一基底的整个区相对的一个透明对电极，第一有色带电粒子和第二有色带电粒子悬浮在第一基底和第二基底间的粘合剂中分散的胶囊的每一个中密封的分散剂中。
同时，最佳方式是第一颜色包括黑和白的任何一个，第二颜色包括黑和白中的另一颜色，以及至少一个半色调颜色包括灰色。
30.如权利要求21的电泳显示设备，其中，第一颜色包括黑和白的任何一个，第二颜色包括黑和白中的另一颜色，以及至少一个半色调颜色包括浅灰和深灰。
同时，最佳方式是以在浅灰的显示和深灰的显示间插入白色显示的方式，执行浅灰和深灰间的显示切换。
根据本发明的第四方面，提供一种驱动电泳显示设备的方法，该电泳显示设备包括电泳显示面板，其包括：第一基底，在其上排列有沿第一方向，彼此平行延伸的多个信号线、沿垂直于第一方向的第二方向，彼此平行延伸的多个扫描线，以及以对应于以一对一关系，信号线的一个和扫描线的一个的每一交点的方式，作为电泳元件的多个像素电极，第二基底，具有面对多个像素电极的透明对电极；以及以在多个像素电极的每一个和透明对电极间可移动的方式夹入中间的具有第一颜色和第一极性的第一有色带电粒子和具有第二颜色和第二极性的第二有色带电粒子，从而以矩阵形式形成像素，其中，当在电泳显示面板的显示区域上显示包括具有第一颜色的第一图案、具有第二颜色的第二图案，以及具有在第一颜色和第二颜色间的半色调颜色的至少一个半色调图案的多画面的每一个时，在对应于特定多帧的周期期间，在对应于第一图案和第二图案的每一个的像素电极的至少一个和透明对电极间，施加对应于第一颜色、第二颜色和至少一个半色调图案的每一个的电位差，该方法包括步骤：
对每一画面，生成分别由指定多个指定帧组成的多个帧组，输出用于将按指定顺序，在显示区域上显示的第一颜色、第二颜色和半色调颜色的每一个的电位差的步骤，以及
在显示画面中，由第一装置顺序生成的多个帧组的每一个中，在对电极和对应于第一图案、第二图案或至少一个色调图案的像素电极的每一个间，施加帧组的每一个的电位差的步骤。
通过上述结构，当显示在具有以矩阵形式排列的多个像素(电泳元件)的电泳显示设备的显示区域的像素上显示的、具有一种颜色的图案和具有两种颜色中的另一颜色的图案组成的画面时，按指定顺序提供对应一种颜色的帧组和对应于另一颜色的帧组，当顺序产生的帧组用作具有两种颜色的任一颜色的帧组时，在对应于用于上述图案的像素的像素电极和对电极间，施加对应于帧组的颜色的电位差，因此，能自由地施加将在画面上或画面间，在电泳元件的像素电极和对电极间施加的电位差以便满足画面上的显示目的。因此，能防止残像和/或图像烧进。
通过上述另一结构，当在具有按矩阵形式排列的多个像素(电泳元件)的电泳显示设备的显示区域上的像素上，显示具有两种不同颜色和这些颜色间的半色调颜色的图案的画面时，按每一画面来生成将用于待显示的每一颜色的电位差按指定顺序输出到电泳元件的帧组，在对应于将按帧显示的图案的像素的像素电极和对电极间，施加在为在画面上显示而顺序的提供的帧中，对应于该帧的电位差，因此，使得在一个画面上或画面间，像素电极和对电极间施加电位差成为可能。因此，当显示由白和黑以及白和黑间的半色调组成的图案时，能防止残像和/或图像烧进。
附图说明
从下述结合附图的描述，本发明的上述和其他目的、优点和特征将变得显而易见，其中：
图1是表示根据本发明的第一实施例的电泳显示设备的驱动电路的结构的示意电路图；
图2是表示根据本发明的第一实施例的电泳显示设备的数据驱动器的结构的示意电路图；
图3是表示根据本发明的第一实施例的电泳显示设备的数据驱动器的驱动波形的图；
图4是说明在根据本发明的第一实施例的电泳显示设备中执行的驱动操作中，当在白色状态和后续白色状态间插入作为过渡状态的黑色状态时获得的效果的示意图；
图5是表示在驱动根据本发明的第一实施例的电泳显示设备中，显示状态的变化的图；
图6是用于说明在根据本发明的第一实施例的电泳显示设备中，产生第二残像的状态的图；
图7是用于说明在根据本发明的第一实施例的电泳显示设备中，第二残像消失的状态的图；
图8是表示在驱动根据本发明的第一实施例的电泳显示设备中，对电极的电压和像素电极的电压间的关系的图；
图9是表示在驱动根据本发明的第二实施例的电泳显示设备中，将施加到对电极的电压的波形的图；
图10是表示在驱动根据本发明的第三实施例的电泳显示设备中的变化的图；
图11是表示说明驱动根据本发明的第三实施例的电泳显示设备的波形的图；
图12是说明本发明的第一和第二实施例的亮度状态的时间图；
图13是说明本发明的第三实施例的亮度的状态的时间图；
图14是表示根据本发明的第四实施例的微胶囊式电泳显示设备的驱动电路的结构的示意图；
图15是表示根据本发明的第四实施例的微胶囊式电泳显示设备的数据驱动器的结构的示意图；
图16是表示在驱动根据本发明的第四实施例的微胶囊式电泳显示设备中的变化的图；
图17A和17B是表示在根据本发明的第四实施例的电泳显示设备中，残像和施加电压间的关系的图；
图18是表示说明驱动根据本发明的第四实施例的微胶囊式电泳显示设备的波形的图；
图19是表示在驱动根据本发明的第五实施例的微胶囊式电泳显示设备中，显示状态的变化的图；
图20是说明驱动根据本发明的第五实施例的微胶囊式电泳显示设备的时间图；
图21是表示在驱动根据本发明的第六实施例的微胶囊式电泳显示设备中的变化的图；
图22是表示说明根据本发明的第六实施例的微胶囊式电泳显示设备的驱动的波形的图；
图23是说明第四和第五实施例的缺点的时间图；
图24是说明本发明的第六实施例的优点的时间图；
图25是原理表示传统的微胶囊式电泳显示面板的结构的放大截面图；
图26是组成传统的微胶囊式电泳显示设备、以矩阵形式排列的微胶囊式元件的示意电路图；
图27是表示传统的电泳显示设备的驱动电路的示意电路图；
图28是表示传统的电泳显示设备的数据驱动器的结构的一部分的示意电路图；
图29是表示传统的电泳显示设备的数据驱动器的驱动波形的图；
图30是说明传统的电泳显示设备的驱动的状态改变图；
图31是说明传统的电泳显示设备的第一残像问题的图；
图32是说明传统的电泳显示设备的第一残像问题的时间图；
图33是说明传统的电泳显示设备的第二残像问题的图；以及
图34是用来说明第二残像问题的传统电泳显示设备的面板的截面图。
具体实施方式
参考附图，使用不同实施例，更详细地描述执行本发明的最佳方式。
第一实施例
图1是用于表示根据本发明的第一实施例的电泳显示设备的驱动电路的结构的示意电路图。图2是表示根据第一实施例的电泳显示设备10A的数据驱动器14A的结构的示意电路图。图3是表示根据第一实施例的电泳显示设备10A的数据驱动器14A的驱动波形的图。图4是说明当在根据第一实施例的电泳显示设备10A中执行的驱动操作中，在白色状态和后续白色状态间插入作为过滤状态的黑色状态时获得的效果的示意图。图5是表示在驱动根据第一实施例的电泳显示设备10A中，显示状态的变化的图。图6是表示在根据第一实施例的电泳显示设备10A中，产生第二残像的状态的图。图7是表示在根据第一实施例的电泳显示设备10A中，第二残像消失的状态的图。图8是表示在驱动根据第一实施例的电泳显示设备10A中，对电极的电压和像素电极的电压间的关系的图。
该实施例的有源矩阵驱动式电泳显示设备10A被配置成将形成画面的帧划分成多个白色帧和多个黑色帧，并使得无论在图像内还是在图像间，以白色写入的帧数与以黑色写入的帧数相一致，同时在形成给定画面时，最后提供用于具有对于电场变化的低移动性响应的粒子的帧。如图1所示，电泳显示设备10A被构造成通过扫描驱动器12A和数据驱动器14A，驱动以m行和n列的矩阵形式布置的微胶囊式电泳元件100-mn(m＝1，2，...，M；n＝1，2，...，N)。电泳显示面板本身的结构与图25所示的传统电泳显示面板相同。因此，在图6和7中，将相同的参考数字分配给具有与图25中所示的传统电泳显示面板相同功能的部件，并省略它们的描述。电泳元件100-mn整体上构成电泳显示面板。电泳元件100-mn通过TFT栅极104-mn连接到扫描线Gm和数据线Dn。如果TFT栅极104-mn由p-MOS晶体管构成，则该扫描驱动器12A用作向扫描线Gm输出负栅极电压的驱动器。在重写组成电泳元件100-mn的像素所需的全部帧中，数据驱动器14A将能防止将直流电压施加到所述电泳元件100-mn的时序电压输出到数据线Dn。
如图2所示，数据驱动器14A包括选择信号产生电路26A和电压选择电路28A。选择信号产生电路26A输出选择信号以便使从电压选择电路28A，输出包含+15V(用于写入黑的电压)、0V和-15V(用于写入白的电压)的时序电压。电压选择电路28A将根据上述选择信号确定的时序电压发送到数据线Dn。选择信号由用于图像的每一画面中的像素数据而定，并根据每一画面中的像素数据切换。即，通过指定多个黑色帧和通过指定多个白色帧，形成每一画面。产生使得在每一画面内的W切换到W以及B切换B的切换、以及在顺序的画面间的从B切换到W和从W切换到B的选择信号，以便满足下文所述的下述条件(见图3)。
即，当在指定画面内，在重复和不断地显示W的状态下(在连续显示W-＞W-＞W...的情况下)来驱动电泳元件100-mn时，是通过在画面上提供指定数目的白色帧来写入W的。然而，是通过在提供白色帧之前或之后(例如，在用于获得指定画面的白色帧和用于获得后一画面的白色帧间)提供黑色帧，以插入的方式来产生B的显示变化的。换句话说，即在通过在一画面上提供白色帧而进行W写入之前，通过黑色帧来写入B，或是在通过提供白色帧而进行W写入之后，通过黑色帧来写入B(见图3的(1))。在这种情况下，当写入B时，将施加到电泳元件100-mn的像素电极106-mn的电压设置成V+＝+15V，以及当写入W时，将施加到电泳元件100-mn的像素电极106-mn的电压设置成V-＝-15V，并将白色帧的数量设置成Tww-而将黑色帧的数量设置成Tww+。此时，设定值必须满足下述等式：
Tww+＝Tww-      ...(1)
同时，当在指定画面上，在重复和连续地显示B的状态下(在连续显示B-＞B-＞B-＞...的情况下)驱动电泳元件100-mn时，是通过在画面中提供指定数目的黑色帧来写入B的，然而，是通过在显示黑色帧之前或之后(例如，在用于获得指定画面的黑色帧和用于获得下一画面的黑色帧间)提供白色帧(作为过渡帧)，以插入的方式来产生到W的显示变化的；换句话说，即在通过在一画面上提供黑色帧而进行B写入之前，通过白色帧来写入W，或是在通过提供黑色帧而进行B写入之后，通过白色帧来写入W(见图3的(4)。在这种情况下，将当显示切换到B时，施加到电泳元件100-mn的像素电极106-mn的电压被设置成V+＝+15V，而将当显示切换到W时，施加到电泳元件100-mn的像素电极106-mn的电压设置成V-＝-15V，且将白色帧的数量设置成Tbb-，而将黑色帧的数量设置成Tbb+。此时，设定值必须满足下述等式：
Tbb+＝Tbb-    ...(2)
同时，当在当前画面中产生从W到B的显示变化、并在下一画面中产生从B至W的显示变化时，当在从W到B的显示中写入W时，将施加到电泳元件100-mn的电压设置成V-＝-15V，而当在从W到B的切换中写入B时，将施加到电泳元件100-mn的电压设置成V+＝+15V，以及当写入W时，将所使用的白色帧的数量设置成Twb(-)，而当写入B时，将所使用的黑色帧的数量设置成Twb(+)，另外，当在从B到W的显示切换中写入B时，将施加到电泳元件100-mn的电压设置成V+＝+15V，而当在从B到W的显示切换中写入W时，将施加到电泳元件100-mn的电压V-设置成V-＝-15V。在这些条件中，假定下述等式：
Twb(+)+Tbw(+)＝Tbw(-)+Twb(-)     ...(3)
接着，通过参考图1至图7，描述第一实施例的电泳显示设备10A的操作。在该实施例中，对于构成电泳显示设备10AR的每一个电泳元件100-mn的驱动方法，如果从显示W的方式改变成显示B的方式，或从显示B的方式改变成显示W的方式，则除了下述内容之外，用于电泳元件100-mn的驱动方法都与用于传统电泳元件相同。即，显示图像的任何画面都是通过提供按特定时序显示多个黑色帧和多个白色帧形成的。在每一画面中顺序显示的黑色帧组的数量和白色帧组的数量不同或相同。
在下文中，描述画面上显示状态的切换。在画面的黑帧中，在从扫描驱动器12A向数据线Dn送出用于接通TFT栅极104-mn的信号、并且通过数据线Dn，将+15V的电压从数据驱动器14A施加到电泳元件100-mn的像素电极106-mn以将B写入电泳元件100-mn、从而以黑色来显示电泳元件100-mn的状态下，如果要求通过在下一画面中提供白色帧而使得电泳元件100-mn显示W，则将接通TFT栅极104-mn的信号从扫描驱动器12A提供给栅极线Gm，并将-15V的电压从数据驱动器14a的数据线Dn施加到像素电极106-mn上。
通过参考图2，描述将-15V的电压施加到电泳元件-mn的像素电极。当使电泳元件100-mn显示白色时，接收画面数据的选择信号产生电路26A在上述像素周期期间，将负电压输出到对应于该像素的选择线上，例如，输出到选择线30-n。这导致电压选择电路28a的pMOS(例如pMOS36-n)接通，并且在数据线Dn上输出-15V电压。
因此，当将-15V电压施加到电泳元件100-mn的像素电极106-mn时，通过像素电极106-mn吸引带正电的黑碳，并朝对电极122驱出带负电的白氧化钛。因此，电泳元件100-mn将它们的显示状态从黑切换成白(见图3的(2))。
在显示白色状态的画面后的画面(上述的下一画面)中，如果要求电泳元件100-mn显示B，则将接通TFT栅极104-mn的信号从扫描驱动器12A发送到栅极线Gm，并通过数据线Dn，将+15V的电压从数据驱动器14A施加到电泳元件100-mn的像素电极106-mn。
通过参考图2，描述将+15V的电压施加到电泳元件100-mn的像素电极106-mn。接收画面数据的选择信号产生电路26A在通过提供黑色帧而使电泳元件100-mn在下一画面中显示B时，将负电压在上述像素周期中输出到对应于该像素的选择线，例如选择线32-n。这使得电压选择电路28A的pMOS(例如，pMOS38-n)接通，并使+15V的电压输出到数据线Dn。
因此，当将+15V的电压施加到电泳元件100-mn的像素电极106-mn时，由像素电极106-mn吸引白色的带负电的氧化钛粒子，以及朝对电极122驱出黑色的带正电的碳粒子。因此，电泳元件100-mn使它们的显示状态从W切换到B(见图3的(3))。
在表示驱动的具体例子的图3中，只要当显示从W切换成B时便施加用于白色显示的电压的原因在于：由于当显示从W切换到B时黑色帧在对应于40帧的周期期间内持续、而当显示从B切换到W时白色帧在对应于20帧的周期期间内持续，导致不对称状态出现，因此在显示20帧时的周期期间内施加用于白色显示的电压。如上所述，当相对于每一画面，电泳元件100-mn将它们的显示状态从W到B以及从B到W重复地切换时，将用于B显示的黑色帧数以及用于W显示的白色帧数设置为满足上述等式(3)。由此，没有将直流电压施加到电泳元件100-mn，从而防止出现烧进问题。
当电泳元件100-mn将它们的切换状态从W切换到W、以及从B切换到B时采用的驱动方法如下。即，对于电泳元件100-mn在指定画面上将显示从W切换到W时采用的驱动的情形，如图3的(3)中所示，当在指定画面上显示W的时候，在该画面的白色帧之前、或在白色帧与白色帧之间插入黑色帧。通过如上驱动，使得所插入的黑色帧的帧数Tww+、与在显示黑色帧之后接下来将插入的白色帧的帧数相等。为了通过这种情况下提供黑色帧来写入B、以及通过提供白色帧来写入W，将通过图2所示的数据驱动器，将电压施加到电泳元件100-mn的像素电极106-mn。施加该电压的方法与在说明在W到B间或B到W间的切换时所述的相同，因此省略其详细描述。
同时，在电泳元件100-mn当在指定画面上将它们的显示状态从B切换到B时采用的驱动的情况下，如图3的(4)中所示，当在指定画面上显示B时，在该画面上显示的黑色帧之前或之后插入白色帧(作为过渡帧)。由此，使得所插入的黑色帧的帧数Tbb+、与在显示黑色帧后接下来所插入的白色帧的帧数Tbb-相等。为了通过在该情形下提供黑色帧来写入B、以及通过提供白色帧来写入W，将电压施加到电泳元件100-mn的像素电极106-mn，这种施加电压的方法与在指定画面中显示从W切换到W时所述的方法相同。
来自由本发明人所做的实验的结果已经证实：根据本实施例的驱动方法，如图4所示，当电泳元件100-mn将它们的显示状态从W切换成W时，通过在W显示和W显示间插入B显示，将能够防止在电泳元件100-mn中充电、并防止出现图像烧进，另外还通过施加负电压(用于白色的电压)来显示画面。因此，与通过微胶囊式电泳元件的存储器特性保持白色状态的情形相比，更防止了白亮度的减少(上述第一残像)。此外，当显示从B切换到B时，通过在B和B显示间插入白色显示，与通过微胶囊式电泳元件的存储器特性保持黑色状态的情形相比，更防止了黑亮度的增加(上述第一残像)。
本实施例的驱动的状态变化如图5所示。在图5中，用于“W-＞W”的“15V/-15V”中的15V是用于将B显示插入W和W显示间的电压，而“-15V”是用于在显示从W切换到B后将显示从B切换到W的电压。而且，用于“B-＞B”的-15V/15V中的-15V是用于将W显示插入B和B显示间的电压，而“15V”是用于在已经将显示从B切换到W后，将显示从W切换到B的电压。
如上所述，当在指定画面中出现使显示从W切换到B(其帧数为T1)、然后切换到W(其帧数为T2)的时候，使T1等于T2，而当在指定画面中出现使显示从B切换到W(其帧数为T3)、然后切换到B(其帧数为T4)的时候，使T3等于T4。
由于在像素电极是具有100μm至150μm程度的细微图案的情况下，在构成电泳元件的微胶囊中包含的粒子受到因相邻电泳元件中的像素电压而产生的泄漏电场的影响，因此，出现第二残像的上述问题。即使不将电压施加到电泳元件的像素电极、或是即使施加了电压，只要存在来自与当前电泳元件相邻的电泳元件的泄漏电场，便还会产生第二残像。
第二残像的问题是依据在微胶囊中包含的不同粒子的带电量差异而存在的。难以使微胶囊中的白粒子带电量等于微胶囊中的黑粒子带电量。而发明人所作出的电泳显示设备的评估表明：由于作为白粒子的TiO(氧化钛)的带电量比作为黑粒子的碳粒子的带电量大，因此白粒子比黑粒子更早地移动。因此，如果在像素电极间插入微胶囊，则该微胶囊的表面变白，并且白粒子侵入到相邻像素中(见图6)。由此而破坏了黑色显示。
为解决这一问题，采用这样的驱动方法：将待写到指定画面上的白色帧与待写入的黑色帧分离；然后指定画面的形成中，最后写入具有较少带电粒子量、较少粒子迁移率等等的帧，例如在基于发明人的评估中是选择了黑色帧；然后将黑色帧数设置为所需要的数目。通过采用该驱动方法，尽管白粒子再次侵入相邻像素，然而由于接着写入黑色，因此能够在像素的边界上，在微胶囊中根据区域将黑粒子和白粒子彼此分离开(见图7)，从而能够解决第二残像问题。黑粒子不侵入相邻像素电极的原因被认为是，黑粒子的带电量、迁移率等等小于白粒子，并且优化了写入帧的数目。
已经证实，通过上述驱动方法，能够解决在“背景技术”章节中描述的第一和第二残像问题、以及图像烧进问题。为简单地描述上述驱动方法，将写入电泳元件中的帧分成白色帧和黑色帧，并且在指定画面的形成中，最后写入具有带电量较少的粒子的帧。当显示从W切换到W时，以满足上述等式(1)的方式，在画面上通过下述黑色帧(作为过渡帧)来写入B，所述黑色帧是在通过提供的白色帧写入W之前或之后提供的。同时，当显示从B切换到B时，以满足上述等式(2)的方式，在画面上通过下述白色帧来写入W，所述白色帧是在通过提供的黑色帧写入B之前或之后提供的。另外，当在当前画面上显示从W切换到B、而在下一画面上显示从B切换到W时，以满足上述等式(3)的方式执行写入。
因此，根据第一实施例，由于当通过将指定数目的白色帧和黑色帧彼此分离、且在指定画面上显示从W切换到W而形成画面时，在写入W之前或之后写入B，并且将用于所述W和B的写入的帧数设置成满足等式(1)，因此，能解决当显示从W切换到W时出现的第一残像问题和图像烧进问题。同时，由于当在指定画面上显示从B切换到B时，在写入B之前或之后写入W，并且将用于B和W的写入的帧数设置成满足等式(2)，因此，能解决当显示从B切换到B时出现的第一残像问题和图像烧进问题。此外，在指定画面的形成中最后写入黑色帧，用来解决第二残像问题。
第二实施例
图9是表示在驱动根据本发明的第二实施例的电泳显示设备中，施加到对电极的电压的波形图。
第二实施例的电泳显示设备的结构与用在第一实施例中的结构的明显不同之处在于：其通过使用二值驱动，来驱动电泳显示设备的电泳元件。更具体地说，在每一实施例中采用的驱动方法是点反转驱动方法，其中COM(公用)电压不摆动，即Vcom＝0V，并且H驱动器(数据驱动器)被用作三值驱动器，所述三值驱动器使用+15V、0V和-15V的三值电压(见图8)。换句话说，该三值驱动器一种将对电极的电压(COM电压)始终保持在0V、将白色帧时的像素电极的电压设置为-15V、并且将黑色帧时的像素电极的电压值设置为+15V的驱动驱动器。第二实施例的特征在于将二值驱动器代替三值驱动器，作为数据驱动器，以下述方式驱动电泳元件。
更具体地说，当在通过使用二值驱动器的驱动中，使得为白色帧或黑色帧而施加到像素电极到的电压为+15V或0V、并通过以上述方式提供白色帧来切换显示的时候，将COM电压设置为15V，而当通过提供黑色帧来切换显示的时候，使COM电压从0V摆动到+15V，以获得作为COM电压的0V。通过如上构造，在白色帧的情况下，当+15V的电压施加到对电极(在图9中，示为实线的用于+15V的区间)、并且将+15V的电压施加到像素电极时，像素电极和对电极间的电位差变为0V，而当将+15V的电压施加到对电极(在图9中，示为实线的用于+15V的区间)、并且将0V电压施加到像素电极时，像素电极和对电极间的电位差变为-15V。
同时，在黑色帧的情况下，当将0V电压施加到对电极(在图9中，示为实线的用于0V的区间)以及将+15V的电压施加到像素电极时，像素电极和对电极间的电位差变为+15V，而当将0V电压施加到对电极(在图9中，示为实线的用于0V的区间)以及将0V电压施加到像素电极时，像素电极和对电极间的电位差变为0V。因此，即使通过二值驱动器来执行如上所述的驱动方法，仍能够提供与三值驱动器相同的驱动。
第三实施例
图10是表示在驱动根据本发明的第三实施例的电泳显示设备中的变化的图。图11是表示说明根据本发明的第三实施例的电泳显示设备的驱动的波形的图。图12是说明第一和第二实施例中的亮度状态的时间图。图13是说明第三实施例中的亮度状态的时间图。第三实施例的电泳显示设备的结构与在第一和第二实施例中所采用的结构的显著不同之处在于：防止进入在第一和第二实施例中出现的、当切换画面时出现的闪烁显示状态。
即，在第三实施例的电泳显示设备中，当显示从W(白)切换成B(黑)、然后切换到W(白)时，不将当显示从W切换到B时的黑色帧时的电压设置成+V电压(Vwb)，例如+15V电压，如图10和11所示，而是设置成使电泳元件显示浅灰色(LG)的中间电位(Vwb2)，例如+7.5V电压，然后施加显示后来的白色帧时的-15V电压。当显示从B切换到W、然后切换到B时，不将当显示从B切换到W时的白色帧时的电压设置成+V电压(Vwb)，例如-15V电压，而是设置成使电泳元件显示深灰色(DG)的中间电位(Vwb2)，例如+12V电压，然后显示后来的黑色帧时的+15V电压。
另外，将施加中间电位Vwb2的帧数T1和施加中间电位Vbw2的帧数T2设置成满足下述等式(4)：
Vwb2×T1＝Vbw2×T2     ...(4)
这能抑制在电泳膜中出现直流电位(充电)。
通过满足上述等式(4)，尽管能够抑制充电，然而就微胶囊中的黑粒子的运动问题而言，即使满足上述等式(4)，黑粒子的运动量在微胶囊中仍然是不同的。这是因为如果电压低，黑粒子的运动量小。
在第一和第二实施例中，如图12所示，当显示从W切换到B、然后到W时，在显示白色、之后是黑色、然后是白色的期间内，出现明暗更替，即出现闪烁光。然而，通过采用第三实施例的驱动方法，显示白色、然后是浅灰色、然后显示白色，因此大大地缓和了在显示中出现的不和谐感觉的视觉效果。同时，在第一和第二实施例中，当显示从B切换到W、然后到B时，在显示黑色、之后是白色、然后是黑色的期间内，出现明暗更替，即闪烁光。然而，通过采用第三实施例的上述驱动方法，按顺序显示黑色、然后是深灰色、然后显示黑色，因此大大地缓和在画面上出现的不和谐感觉的视觉效果。
因此，根据第三实施例，不仅能获得在第一和第二实施例中相同的效果，而且能实现缓和闪烁光，从而提高显示质量。
第四实施例
图14是表示根据本发明的第四实施例的微胶囊式电泳显示设备10B的驱动电路的结构的图。图15是表示根据第四实施例的微胶囊式电泳显示设备10B的数据驱动器14B的结构的示意电路图。图16是表示在驱动根据本发明的第四实施例的微胶囊式电泳显示设备10B中的变化的图。图17是表示在根据第四实施例的微胶囊式电泳显示设备10B中，残像和施加电压间的关系的图。图18是表示说明驱动根据第四实施例的微胶囊式电泳显示设备10B的波形的图。
该实施例的微胶囊式电泳显示设备10B被配置成将形成画面的帧划分成多个负帧组和多个正帧组；使得在执行具有同色(相同灰度级)的显示状态之间的切换时，负帧数与正帧数相一致；使得在执行具有不同色(不同灰度级)的显示状态之间的切换时，负帧数与正帧数相一致；并且，在指定画面的显示形成中，最后提供用于响应电场的变化而具有慢迁移率的粒子的帧组。如图14所示，将微胶囊式电泳显示设备10B构造成通过扫描驱动器12B和数据驱动器14B，来驱动以m行和n列的矩阵形式布置的微胶囊式电泳元件100-mn(m＝1，2，...，M；n＝1，2，...，N)。电泳显示面板本身的结构与图25所示的传统电泳显示面板相同。因此，在图14和15中，将相同的参考数字分配给具有与图25中所示的传统电泳显示面板相同功能的部件，并省略它们的描述。
将每一个微胶囊式电泳元件100-mn分别经由TFT栅极104-mn中的每一个，连接到扫描线Gm和数据线Dn的每一个。扫描驱动器12B是这样一种驱动器，其在TFT栅极104-mn由pMOS构成时，将负栅极电压输出到扫描线Gm的每一个。在对用于微胶囊式电泳元件100-mn的像素的全部帧进行重写中，数据驱动器14B向数据线Dn输出用于防止将DC电压施加到微胶囊式电泳元件100-mn的时序的电压。
如图15所示，数据驱动器14B包括选择信号产生电路26B和电压选择电路28B。选择信号产生电路28B输出选择信号，以便使电压选择电路28B输出由Vwb、Vbg、Vgb＝-Vbg、Vgg+、0V、Vgg-＝-Vgg+、Vwg、Vgw＝-Vwg和Vbw＝-Vwb组成的时序电压。电压选择电路28B将根据上述选择信号确定的电压的时序数据发送到数据线Dn。Vwb是例如+15V的电压(当显示从W切换到B时使用)。Vbg为例如+7.5V的电压(当显示从B切换到G(灰色)时使用)。Vgb＝-Vbg是例如-7.5V的电压(当显示从G切换到B时使用)。Vgg+是例如+7.5V的电压(当显示切换到G时使用)。Vgg-＝-Vgg+是例如-7.5V的电压(当在G和G间写入W时使用)。Vwg是例如+7.5V的电压(当显示从W切换到G时使用)。Vgw＝-Vwg是例如-7.5V的电压(当显示从G切换到W时使用)。Vbw＝-Vwb是例如-15V的电压(当写入W时使用)。
选择信号是依据图像的每一画面上的像素数据来确定的，并且根据每一画面上的像素数据而切换。即，通过指定数目的正帧组和指定数目的负帧组来构成每一画面。例如，如图18所示，通过两个正帧组和一个负帧组，来构成每一画面。以满足下述条件的方式生成选择信号，以显示从W切换到W、从B切换到B、以及从G切换到G，以及从B切换到W、从W切换到B、从W切换到G、从G切换到W、从B切换到G、以及从G切换到B(见图16和图18)。在下文中，将描述通过正帧组、负帧组和正帧组来构成画面的情形。
当在指定画面上以重复和连续显示W的状态(在连续显示W-＞W-＞W...的情况下)来驱动电泳元件100-mn时，通过在画面上提供负帧组来写入B。然而，通过在提供负帧组之前或之后提供正帧组(作为过渡帧组)，插入使显示变化到B的切换操作[见图18的(1)]。在这种情况下，将当写入B时施加到电泳元件100-mn的像素电极106-mn的电压设置成Vwb，以及将当写入W时施加到电泳元件100-mn的像素电极106-mn的电压设置成Vbw＝-Vwb，另外，将用来写入W的白色帧的数量设置成Tww-，以及将用来写入B的黑色帧的数量设置成Tww+。此时，设定值满足下述等式：
Tww+＝Tww-      ...(5)
同时，当在指定画面上以重复和连续显示黑(B)的状态(在连续显示B-＞B-＞B...的情况下)来驱动电泳元件100-mn时，通过在画面上提供正帧组来写入W。然而，通过在提供正帧组之前或之后提供负帧组(作为过渡组)，插入使显示变化到W的切换操作(见图18中的(9))。在这种情况下，将当写入W时施加到电泳元件100-mn的像素电极106-mn的电压设置成Vbw＝-Vwb，以及将当写入B时施加到电泳元件100-mn的像素电极106-mn的电压设置成Vwb，另外，将用来写入W的负帧数设置成Tbb-，以及将用来写入B的正帧数设置成Tbb+。此时，设定值满足下述等式：
Tbb+＝Tbb-      ...(6)
当在指定画面上以重复和连续显示灰色(G)的状态(在连续显示G-＞G-＞G...的情况下)来驱动电泳元件100-mn时，通过在画面上提供正帧组来写入G。然而，通过在提供正帧组之前或之后提供负帧组(作为过渡帧组)，插入使显示变化到G的切换操作[见图18的(4)]。在这种情况下，将当写入W时施加到电泳元件100-mn的像素电极106-mn的电压设置成Vgg-，以及将当写入G时加到电泳元件100-mn的像素电极106-mn的电压设置成Vgg+，另外，将用来写入W的负帧数设置成Tgg-，以及将用来写入B的正帧数设置成Tgg+。此时，该设定值满足下述等式：
Tgg+＝Tgg-      ...(7)
同时，当在指定画面上显示从W改变成B、并在下一画面上显示从B改变成W时，将当写入W以便使显示从W改变成B时施加到电泳元件100-mn的像素电极106-mn的电压设置成Vbw＝Vwb，以及将其中写入B时施加到电泳元件100-mn的像素电极106-mn的电压设置成Vwb，并且将用来写入W的负帧数设置成Twb(-)，将用来写入B的正帧数设置成Twb(+)。另外，将在写入B以便使显示从B改变成W时施加到电泳元件100-mn的像素电极106-mn的电压设置成Vwb，以及将当写入W时施加到电泳元件100-mn的像素电极106-mn的电压设置成设置成Vbw，并将用来写入B的正帧数设置成Tbw(+)，将用来写入W的负帧数设置成Tbw(-)。此时，设定值满足下述等式：
Twb(+)+Tbw(+)＝Tbw(-)+Twb(-)       ...(8)
同时，当在当前画面上显示从W改变成G时、以及当在下一画面上显示从G改变成W时，将当写入W以便使显示从W改变成G时施加到电泳元件100-mn的像素电极106-mn的电压设置成Vgw，以及将当写入G时施加到电泳元件100-mn的像素电极106-mn的电压设置成Vwg＝-Vgw，并且将用来写入W的负帧数设置成Twg(-)，将用来写入G的正帧数设置成Twg(+)。另外，将当写入G以便使显示从G改变成W时施加到电泳元件100-mn的像素电极106-mn的电压设置成Vwg，以及将当写入W时施加到电泳元件100-mn的像素电极106-mn的电压设置成设置成Vgw，并且使用来写入G的正帧数设置成Tgw(+)，将用来写入W的负帧数设置成Tgw(-)。此时，设定值满足下述等式：
Twg(+)+Tgw(+)＝Tgw(-)+Twg(-)     ...(9)
同时，当在当前画面上，显示从B改变成G时，以及当在下一画面上，显示从G改变成B时，将当写入B，以便使显示从B改变成G时，施加到电泳元件100-mn的像素电极106-mn的电压设置成Vgw(Vgb？)，以及将当写入B(G？)时，施加到电泳元件100-mn的像素电极106-mn的电压设置成Vbg＝-Vgb，以及将用来写入W的负帧数设置成Tbg(-)以及将用来写入G的正帧数设置成Tbg(+)，以及另外，将当写入B以便使显示从G改变成B时，施加到电泳元件100-mn的像素电极106-mn的电压设置成Vbg，以及将当写入B时，施加到电泳元件100-mn的像素电极106-mn的电压设置成设置成Vgb，以及使用来写入B的正帧数设置成Tgb(+)以及将用来写入W的负帧数设置成Tgb(-)。此时，设定值满足下述等式：
Tbg(+)+Tgb(+)＝Tgb(-)+Tbg(-)       ...(10)
然而，在当显示从W切换到G以及从G切换到W、以及从B切换到G和从G切换到B的情况下，尽管将电压设置成Vgw(+)＝-Vgw(+)以及将Vgb(-)＝-Vbg(+)，但电压Vgw的绝对值等于电压Vgb的绝对值以及电压Vgg+的绝对值等于Vgg-的绝对值是不必要的。原因在于在图17所示的改变状态下，白粒子和黑粒子的带电量彼此不等，以及白粒子和黑粒子的迁移率彼此不等，因此，如图17的左部分所示，如果在白和黑色状态中，使电压相等，产生残像。这对将显示从G切换到G也适用。
接着，参考图4、6、7、以及图14至18，在下文中，描述第四实施例的电泳显示设备的操作。在驱动第四实施例的微胶囊式电泳显示设备10B中，使电泳元件100-mn将显示从W切换到B或从B切换到W的驱动方法与用在传统显示设备中的方法相同，除下述点外。即，按指定时序，显示通过提供多个正帧组和多个负帧组，形成显示图像的任何画面。例如，如图18所示，在每一画面中，按顺序排列一正帧组、一负帧组以及一正帧组。
在下文中，描述通过有顺序地从B-＞W-＞B-＞W切换画面显示，将画面从指定画面切换到第二画面、第三画面和第四画面的操作。在对应于组成用于第一画面的第二正帧组的前面部分的指定多个正帧[Twb(+)]的周期的起始点，将接通TFT栅极104-mn的信号从扫描驱动器12B发送到栅极线Gm，以及将电压Vwb，例如+15V电压施加到电泳元件100-mn的像素电极106-mn来将B写入电泳元件100-mn，以便使电泳元件100-mn显示黑，以及在对应于组成第二正帧组的后面部分的指定多个正帧[帧数为Twb(+)]的周期中的起始点，将0V电压施加到电泳元件100-mn的像素电极106-mn以便保持显示状态[见图18的(5)]，然后，在对应于用于第二画面的负帧组[帧数为Tbw(-)]的周期中的起始点，将接通TFT栅极104-mn的信号从扫描驱动器12B发送到栅极线Gm，以及将电压Vbw，例如-15V从数据驱动器14B的数据线Dn，施加到电泳元件100-mn的像素电极106-mn，以便使电泳元件100-mn将显示切换到W。
接着，将参考图15，描述将0V电压和电压Vbw施加到电泳元件100-mn的像素电极106-mn。即，在对应于第一画面上的第二正帧中的指定多个正帧的周期中的起始点，接收画面数据的选择信号产生电路26B在选择线38-n上输出负电压以便使电泳元件100-mn将显示切换到W。这使得p-MOS，即组成电压选择电路28B的pMOS 48-n接通以及将0V电压输出到数据线Dn。然后，在对应于用于第二画面的负帧组的周期期间，在对应于上述像素的选择线，例如选择线31-n上，输出负电压。这使得p-MOS，例如组成电压选择电路28B的pMOS41-n接通，以及将电压Vbw输出到数据线Dn。
因此，通过将电压Vbw，例如，-15V的电压施加到电泳元件100-mn的像素电极106-mn，使黑色带正电碳粒子吸引到像素电极106-mn以及朝对电极122，驱出白色带负电氧化钛粒子。因此，电泳元件100-mn将显示从B切换到W[见图18的(5)]。
然后，当在切换后，正显示W的画面(在如上所述的第二画面上)后的下一画面(第三画面)上，使电泳元件100-mn将显示从W切换到B时，将接通TFT栅极104-mn的信号从扫描驱动器12B发送到栅极线Gm，以及将电压Vwb，例如+15V电压从数据驱动器14B的数据线Dn施加到像素电极106-mn。
参考图15，描述将电压Vwb施加到电泳元件100-mn的像素电极106-mn。当在对应于用于第三画面的第二正帧组的前面部分的指定多个帧[帧数为Twb(+)]的周期中的起始点，将显示从正由电泳元件100-mn显示的W切换到B时，选择信号产生电路26B在对应于上述像素的选择线，例如选择线30-n上，输出负电压。这使得组成电压选择电路28B的pMOS40-n导通，以及在对应于组成用于第二画面的第二正帧组的前面部分的指定帧数的周期中的时间，输出电压Vwb。因此，在对应于组成第二正帧组的前面部分的指定帧数后的帧的周期期间，在选择线38-n上，从选择信号产生电路26B输出负电压。
因此，通过将电压Vwb，例如，+15V电压施加到电泳元件100-mn的像素电极106-mn，使白色带负电氧化钛粒子吸引到像素电极106-mn，以及使黑色带正电碳粒子驱向对电极122。因此，电泳元件100-mn将显示从W切换到B[见图18的(6)]。
然后，当在切换后，正显示B的画面(上述第三画面上)后一下一画面(第四画面)上，使电泳元件100-mn将显示从B切换到W时，将接通TFT104-mn的信号从扫描驱动器12B发送到栅极线Gm，以及将电压Vbw，例如-15V电压从数据驱动器14B的数据线Dn施加到像素电极106-mn。
参考图15，描述将电压Vbw施加到电泳元件100-mn的像素电极106-mn。在对应于负帧组的周期期间，当通过提供用于第四画面的负帧组[帧数为Tbw(-)]，将显示从正由电泳元件100-mn显示的B切换到W时，接收画面数据的选择信号产生电路26B在对应于上述像素的选择线上，例如，在选择线31-n上，输出负电压。这使得组成电压选择电路28B的p-MOS 41-n接通以及将电压Vbw输出到数据线Dn。
因此，通过将电压Vbw，例如-15V电压施加到电泳元件100-mn的像素电极106-mn，使黑色带正电碳粒子吸引到像素电极106-mn，以及使白色带负电氧化钛驱向对电极122。因此，电泳元件100-mn将显示从B切换到W[见图18的(5)]。
如上所述，当在每一画面上，电泳元件100-mn重复地将显示从W切换到B以及从B切换到W时，将用于B显示的黑色帧数和用于W显示的白色帧数设置成满足上述等式(7)。由于此，不将直流电压施加到电泳元件100-mn，从而防止出现烧进问题。
当显示从G切换到W，然后从W切换到G，或从G切换到B，然后从B切换到G时，出现与上相同的问题。然而，能将解决当显示从W切换到B，然后从B切换到W时出现的图像烧进问题，在通过表示变化图的图16中所示的上述方法也适用于当显示从G切换到W，然后从W切换到G，或从G切换到B，然后从B切换到G的情形，相应地，省略它们的详细描述。
为参考目的，提供将用于应用图16所示的方法的另外的描述。即，当显示从B切换到W，然后从W切换到B时施加的Vbw和Vwb相反当显示从W切换到G时，应当分别读取Vgw和Vwg，以及当显示从G切换到B，然后从B切换到G时，相反，应当读取Vgb和Vbg。另外，当显示从B切换到W，然后从W切换到B时使用的Twb(+)、Twb(-)、Tbw(+)和Tbw(-)当显示从G切换到W，以及从W切换到G时，相反应当分别读取Twg(+)、Twg(-)、Tgw(+)和Tgw(-)，以及当显示从G切换到B，然后从B切换到G时，相反，应当读取Tgb(+)、Tgb(-)、Tbg(+)和Tbg(-)。
此外，在图15中，当显示从W切换到B，然后从B切换到W时使用的选择线30-n和31-n当显示从W切换到G，然后从G切换到W时，应当分别读取选择线32-n和33-n，以及当显示G切换到B，然后从B切换到G时，应当分别读取选择线34-n和35-n。当显示从B切换到W，然后从W切换到B时使用的pMOSs 42-n和43-n当显示从G切换到W，然后从W切换到G时，应当分别读取pMOSs 42-n和43-n，以及当显示从G切换到B，然后从B切换到G时，应当分别读取pMOSs44-n和45-n。
使电泳元件100-mn将显示从W切换到W以及使电泳元件100-mn将显示从B切换到B的驱动方法如下：当使电泳元件100-mn将显示从W切换到W时，如图18的(1)中所示，如果在每一画面上显示W，通过在提供用于该画面的负帧组前，提供第一正帧组，写入B。将组成如上所述提供的第一正帧组的帧数Tww+设置成等于组成在第一正帧组后，将提供的第一负帧组的帧数Tww-。在这种情况下，当通过提供第一正帧组，写入B时，以及当通过提供负帧组，写入W时，将电压施加到电泳元件100-mn的像素电极106-mn。施加电压的方法与将显示切换到不同色(灰度级)的所述情形相同，因此，省略它们的详细描述。
同时，当使电泳元件100-mn将显示从B切换到B时，如果在每一画面上显示B，如图18的(9)所示，通过在画面上提供负帧组，写入W。将如上提供的帧数Tbb+设置成等于组成待提供的第一负帧组的帧数Tbb-。当通过提供正帧组，写入W时，以及当通过提供负帧组，写入W时，将电压施加到像素电极106-mn的方法与在当将显示从W切换到W时的情形相同。
同时，当使电泳元件100-mn将显示从G切换到G时，如图18的(4)中所示，如果在每一画面上显示G，通过在该画面上提供负帧组，写入W。将如上提供的帧数Tgg+设置成等于在提供第一正帧组后，组成待提供的第一负帧组的帧数Tgg-。在这种情况下，当通过提供第一正帧组写入G时，以及当通过提供负帧组写入G时，将电压施加到电泳元件100-mn的像素电极106-mn。施加电压的方法与显示从W切换到W的所述情形相同。
来自由本发明人所做的实验结果已经证实根据该实施例的驱动方法，如图18所示，当电泳元件100-mn将它们的显示状态从W切换到W时，通过在W显示和W显示间插入B显示，使得防止电泳元件100-mn充电以及出现图像烧进成为可能，另外，由于通过施加负电压(用于白的电压)，显示画面，当与通过微胶囊式电泳元件的存储器特性，维持白色状态的情形相比，更防止白亮度(上述第一残像)减少。此外，当显示从B切换到B时，通过在B和B显示间插入W显示，当与通过微胶囊式电泳元件的存储器特性，维持黑色状态的情形相比时，更能防止黑亮度(上述第一残像)增加。此外，当显示从G切换到G时，通过在G和G显示间插入W显示，实验地证实与通过插入W显示获得的相同的效果。
由于在像素电极为具有100μm至150μm的大小的小且细微图案的情况下，包含在组成电泳元件的微胶囊中的粒子受由相邻电泳元件中的像素电压产生的泄漏电场影响的原因，出现所述的第二残像问题。即使不将电压施加到电泳元件的像素电极或施加电压，也会出现该问题，只要存在来自与当前电泳元件相邻的元件的泄漏电场。
第二残像的出现由包含在微胶囊中的不同粒子的带电量的差值而定。难以使微胶囊中的白粒子的带电量等于微胶囊中的黑粒子的带电量。本发明人的电泳显示设备的评估表明由于为白粒子的TiO粒子的带电量大于为黑粒子的碳粒子的带电量，白粒子比黑粒子更早移动。因此，如果在像素电极间插入微胶囊，微胶囊的表面变为白，以及白粒子侵入损坏黑色显示区的相邻像素(见图6)。
为解决该问题，采用该驱动方法，其中，使将写在指定画面上的白色帧与待写的黑色帧分开，以及在指定画面的形成中，最后写入基于本发明人的评估选择的、具有颗粒的较少带电量、颗粒的较小迁移率等等的帧，即黑色帧。通过采用该驱动方法，尽管白色帧再次侵入相邻像素，接着写入黑，因此，根据区域分离，在像素间的边界上的微胶囊中，使黑粒子和白粒子能彼此分离(见图7)，以及能解决第二残像问题。黑粒子不侵入相邻像素电极的原因认为是黑粒子的带电量、迁移率等等小于白粒子，以及优化写入帧的数量。
证明上述驱动方法用来解决第一和第二残像问题、在“背景技术”章节中描述的图像烧进问题。为简单地描述上述驱动方法，使将写入电泳元件中的帧彼此分离，以及在指定画面的形成中，最后写入具有较少带电粒子量的帧。当显示从W切换到W时，通过提供在以满足上述等式(5)的方式，在画面上提供白色帧，写入W前后显示的黑色帧(作为过渡帧)，写入B。同时，当显示从B切换到B时，通过提供以满足上述等式(6)的方式，在画面上提供黑色帧，写入B前后存在的白色帧，写入W。另外，当在当前画面上，显示从W切换到B时，以及当在下一画面上，显示从B切换到W时，以满足上述等式(7)的方式，执行写入。
同时，当在当前画面上，显示从W切换到B以及在下一画面上，显示从B切换到W时，以满足上述等式(8)的方式，执行驱动操作。当显示在当前画面上从W切换到G以及在下一画面上，从G切换到W时，以满足上述等式(9)的方式，执行该驱动操作。当在当前画面上，显示从B切换到G以及在下一画面上，显示从G切换到B时，以满足上述等式(10)的方式，执行该驱动操作。
因此，根据第四实施例，当形成画面时，在两次提供正帧组间，插入提供一个负帧组，以及当显示从W重复和连续地切换到W时，在写入W前，写入B，以及执行该驱动操作，以便将用于W的帧数和用于B的帧数设置成满足上述等式(5)，因此，能避免在用于W的连续切换中出现的第一残像和图像烧进。此外，当显示从B重复和连续地切换到B时，在以用于B和W帧的数量满足上述等式(6)的方式，写入B后，写入W，因此，所采用的驱动方法用来解决由连续切换B引起的第一残像和图像烧进问题。此外，当显示从G重复和连续地切换G时，在以G和W帧的数量满足上述等式(7)的方式，写入G后，写入W，因此，所采用的驱动方法用来解决由G的连续切换引起的第一残像和图像烧进问题。
除此之外，当在不同色(灰度级)间，即，在W、B和G间重复和连续切换显示时，执行该驱动操作，以便待写的帧数满足上述等式(8)、(9)和(10)，能解决由在不同色间连续切换显示引起的问题。另外，通过在形成画面中，最后写入黑色帧组，能避免第二残像。
第五实施例
图19是表示在驱动根据本发明的第五实施例的电泳显示设备中的显示状态的变化的图。图20是说明第五实施例的微胶囊式电泳显示设备的驱动方法的时间图。第五实施例的驱动方法远不同于在第四实施例中所采用的方法的不同之处在于在四个灰度级，而不是三个灰度级中驱动微胶囊式电泳显示设备。即，在微胶囊式电泳显示设备中(图19未示出)，在第四实施例中采用的半色调，灰色(G)包括浅灰(LG)和深灰(DG)，以及在W、B和LG间以及在W、B和DG间切换显示中，与在第四实施例中执行相同的驱动方法，以及用于在LG和DG间的显示切换执行的切换方法如下。
即，当在LG和DG间切换显示时，如图19所示，使显示再次切换到W。在将显示再次从LG切换到W，然后切换到DG后，那么使显示从DG切换到W，然后切换到LG，以避免校准电压的困难。这允许以与将显示从LG切换到W，以及从W切换到DG的情形中相同的方式，使用驱动波形和将使用的电压。
在从DG到LG和从LG到DG的显示切换中，当显示从DG切换到LG，然后到DG后，在LG和DG间写入W，实现从DG切换到W，然后到LG，以及从LG切换到W，然后到DG。在这种情况下，为将显示从DG切换到W，将施加到电泳元件100-mn的像素电极106-mn的电压设置成Vw+dg(+)，例如+1.2V，以及将在该电压时提供的帧数设置成Tw-dg(+)。为将显示从W切换到LG，将施加到电泳元件100-mn的像素电极106-mn的电压设置成Vw-lg(-)，例如-5V，以及将在该电压时提供的帧数设置成Tw-lg(-)。同时，为使显示从LG切换到W，将施加到电泳元件100-mn的像素电极106-mn的电压设置成Vw-lg(+)，例如+5V，以及将在此电压时提供的帧数设置成Tw-lg(+)。此外，为将显示从W切换到DG，将施加到电泳元件100-mn的像素电极106-mn的电压设置成Vw-dg(-)，例如-12V，以及将在此电压时提供的帧数设置成Tw-lg(-)。
当如所述表示当显示从DG-＞LG-＞DG切换时，将使用的电压和帧数时，执行校准以便下述等式成立：
Vw-dg(-)＝-Vw-dg(+)，Vw-lg(-)＝-Vw-lg(+)       ...(11)
Tw-dg(+)＝Tw-dg(-)，Tw-lg(+)＝Tw-lg(-)         ...(12)
执行另外的校准以便电压Vw-dg和Vw-lg的绝对值不产生残像，以及按指定灰度级显示图像以便驱动电泳显示设备。
接着，将参考图19和20，说明第五实施例的电泳显示设备的操作。在该实施例中，以四个灰度级，即W、B、LG和DG显示图像。当以四个灰度级显示图像时，用于以三个灰度级，即W、B和LG，以三个等级，即W、B和DG显示图像的驱动方法与第四实施例所述相同。因此，在下文中，描述用于在四个灰度级中的LG和DG间切换显示的驱动方法。
当执行驱动以便使显示从LG切换到DG以及从DG切换到LG时，在写入LG和DG间插入W的写入，以便将显示从DG-＞W-＞LG以及从LG-＞W-＞DG切换。当执行驱动以便将显示从DG切换到LG时，为将显示从DG切换到W，在对应于帧数Tw-dg(+)的周期期间，将电压Vw-dg(+)施加到电泳元件100-mn的像素电极。然后，为将显示从W切换到LG，在对应于帧数Tw-lg(-)的周期期间，将电压Vw-lg(-)施加到电泳元件100-mn的像素电极。通过该施加，出现显示从DG切换到LG。
同时，当执行驱动以便将显示从LG切换到DG时，为将显示从LG切换到W，在对应于帧数Tw-dg(+)的周期期间，将电压Vw-dg(+)施加到电泳元件100-mn的像素电极。然后，为将显示从W切换到DG，在对应于帧数Tw-dg(-)的周期期间，将电压Vw-dg(-)施加到电泳元件100-mn的像素电极。通过施加，出现将显示从LG切换到DG。
当显示从DG-＞LG-＞DG切换时，执行校准，以便使电压和帧数满足上述等式(11)和(12)，以及以便电压Vw-dg和Vw-lg的绝对值在画面上不会产生残像，以及按特定灰度级显示图像。上述驱动方法的具体例子如图20所示。图20中的编号(1)表示用于将显示从DG切换到LG的驱动波形，以及(2)表示将显示从LG切换到DG的驱动波形。
因此，根据第五实施例，在第四实施例中采用的驱动方法适用于在在W、B和LG间，以及在W、B和DG间切换显示的情形，以及以满足上述等式(11)和(12)以及电压Vw-dg和Vw-lg的绝对值不会产生残像的方式，执行在DG和LG间切换显示的驱动，以便以四个灰度级显示图像，因此，即使当以四个灰度级显示图像时，也能解决画面上的残像和烧进问题。
第六实施例
图21是在驱动根据本发明的第六实施例的微胶囊式电泳显示设备中的变化的图。图22是表示说明根据第六实施例的微胶囊式电泳显示设备的驱动的波形的图。图23是说明第四和第五实施例的缺点的时间图。图24是说明第六实施例的优点的时间图。第六实施例的微胶囊式电泳显示设备的结构远不同于第四和第五实施例之处在于防止当在第五实施例中切换画面时出现的闪烁显示状态。
即，在第六实施例的电泳显示设备中，当显示从W-＞B-＞W切换时，不将当显示从W切换到B时，用来提供正帧组的电压设置成+V(Vwb)，例如+15V，如图21和22所示，而是施加-15V的电压，在施加使电泳元件显示浅灰(LG)的中间电位(Vwb2)，例如+7.5V后已经产生，以及当显示从B-＞W-＞B切换时，不将当显示从B切换到W时，用来提供负帧组的电压设置成-V(Vwb)，例如-15V，而是施加+15V电压，在已经施加使电泳元件显示深灰(DG)的中间电位(Vbw2)，例如+12V电压后已经产生。同时，当显示从G-＞W-＞G切换时，不施加显示切换到W时使用的电压，而是施加在施加中间电位后产生的电压。然而，为简化该描述，在图21和22中未示出从G-＞W-＞G的显示切换。
另外，在上述显示切换情形的任何一个中，必须设置当施加中间电位Vwb2时提供的帧数T1和当施加中间电位Vbw2时提供的帧数T2以便满足下述等式：
Vwb2×T1＝Vbw2×T2    ...(13)
这允许抑制在电泳膜中出现(充电)直流电位。通过满足上述等式(13)，抑制充电，然而，即使满足上述等式(13)，不能解决微胶囊中的黑粒子的移动问题，即，在微胶囊中，黑粒子的移动量不同。这是因为如果电压低，黑粒子的移动量小。
在第四和第五实施例中，如图23所示，当显示从W-＞B-＞W切换时，在显示W、B，然后W中，出现明暗更替，即闪烁光(不和谐感觉)。然而，通过根据在第六实施例中采用的方法，驱动电泳显示设备，如图24所示，在显示W后，显示LG，然后显示W，因此，可以大大地缓和在显示中出现的不和谐感觉。同时，在第四和第五实施例中，当显示从B-＞W-＞B切换时，在黑、白、然后黑的显示中，出现明暗更替，即闪烁光(不和谐感觉)。然后，通过根据在第六实施例中采用的方法，驱动电泳显示设备，如图24所示，在显示B后，显示DG，然后显示B，因此，可以大大地缓和在显示中出现的不和谐感觉。因此，根据第六实施例，不仅能实现如在第四和第五实施例中获得的相同效果，而且能缓和明暗更替。
很显然，本发明不限于上述实施例，而是在不背离本发明的范围和精神的情况下改变和改进。例如，在上述实施例的每一个中，当在一个画面上，显示从W-＞W-＞W切换时，有必要满足等式(1)和(5)，以及当在一个画面上，显示从B-＞B-＞B切换时，有必要满足等式(2)和(6)，以及当在一个画面上，显示从G-＞G-＞G切换时，有必要满足等式(7)，以便满足不一定要求的这些条件，以及允许一些差异。类似地，当在画面间，显示从W-＞B-＞B-＞W切换时，有必要满足等式(3)和(13)，以便满足不一定要求的这些的，以及允许一些差异。类似，当在画面间，显示从W-＞B-＞B-＞B切换时，有必要满足等式(3)和(8)以及当在画面间，显示从W-＞G-＞G-＞W切换时，有必要满足等式(9)，以及当在画面间，显示从B-＞G-＞G-＞B切换时，有必要满足等式(10)，以满足不一定要求的这些条件，以及允许一些差异。此外，当在画面间，显示从DG-＞LG-＞DG切换时，有必要满足等式(11)和(12)，以满足不一定要求的这些条件，以及允许一些差异。与是否满足上述等式无关，通过基于用于带电粒子的材料或待显示的半色调，适当地选择电位差，能执行本发明。在上述实施例中，使用密封在电泳显示设备的微胶囊中的白带电粒子和黑带电粒子，然而，通过使用分别具有不同于白或黑的颜色的带电粒子，也能执行本发明。在这种情况下，根据密封在微胶囊中的粒子，改变在微胶囊式电泳元件的像素电极和对电极间施加的电位差。很显然，也改变为显示两种颜色间的半色调色而施加的电位差。此外，在上述实施例中，在PET对向基底中，将一个对电极固定到透明塑料基底上，然而，通过用在每一扫描方向中排列的对向基底，构造PET对向基底，也能执行本发明。
除此之外，能将驱动微胶囊式电泳显示设备的方法应用于各种显示设备，例如信息处理设备、个人数字助理(PDA)、录像机等等。

Claims (24)

1.一种电泳显示设备，由以下构成：
像素基底，具有：多个信号线；与这些信号线交叉的多个扫描线；以及与上述信号线和上述扫描线的交点一对一地对应设置的多个像素电极；
对向基底，具有与上述像素电极相对的透明的对电极，构成显示面；以及
电泳膜，其插入在上述像素基底和上述对向基底之间，具备具有第一颜色和第一极性的第一有色带电粒子和具有和第一颜色不同的第二颜色以及和第一极性不同的第二极性的第二有色带电粒子，该电泳显示设备的特征在于，
具有电压选择单元，其用于在预订数的帧之间选择与所输入的画面显示数据对应的时序的电压，将所选择的上述电压按照时序施加到上述各像素电极和上述对电极之间，
上述预订数的帧构成为至少包括：
第一帧组，用于在上述各像素电极和上述对电极之间施加第一电压，使上述第一有色带电粒子向上述显示面侧移动，使上述第二有色带电粒子从上述显示面离开；以及
第二帧组，用于在上述各像素电极和上述对电极之间施加上述第二电压，使上述第二有色带电粒子向上述显示面侧移动。
2.根据权利要求1所述的电泳显示设备，其特征在于，
上述预订数的帧中也包含向各像素电极和上述对电极之间施加不使上述第一及第二带电粒子移动的0V电压的期间。
3.根据权利要求1所述的电泳显示设备，其特征在于，
上述电压选择单元在上述预订数的帧之间，在使上述第一及第二有色带电粒子中一方的有色带电粒子的显示状态持续时，以满足下式为条件，在上述第一或第二帧组之前或之后插入上述第二或第一帧组：
Tww(+)＝Tww(-)
其中，Tww(+)表示上述第一帧组的帧数，Tww(-)表示上述第二帧组的帧数。
4.根据权利要求1所述的电泳显示设备，其特征在于，
上述电压选择单元在从上述第一及第二有色带电粒子中的一方的有色带电粒子的显示状态切换到另一方的有色带电粒子的显示状态、从另一方的有色带电粒子的显示状态切换到一方的有色带电粒子的显示状态时，以满足下式为条件，在上述显示状态之间切换：
Twb(+)+Tbw(+)＝Twb(-)+Tbw(-)
其中，Twb(+)表示从上述第一有色带电粒子的显示状态切换到上述第二有色带电粒子的显示状态时的第一帧组的帧数，Twb(-)表示该第二帧组的帧数，Tbw(+)表示从上述第二有色带电粒子的显示状态切换到上述第一有色带电粒子的显示状态时的第一帧组的帧数，Tbw(-)表示该第二帧组的帧数。
5.一种电泳显示设备，由以下构成：
像素基底，具有：多个信号线；与这些信号线交叉的多个扫描线；以及与上述信号线和上述扫描线的交点一对一地对应设置的多个像素电极；
对向基底，具有与上述像素电极相对的透明的对电极，构成显示面；以及
电泳膜，其插入在上述像素基底和上述对向基底之间，具备具有第一颜色和第一极性的第一有色带电粒子和具有和第一颜色不同的第二颜色以及和第一极性不同的第二极性的第二有色带电粒子，该电泳显示设备的特征在于，
具有电压选择单元，其用于在预订数的帧之间选择与所输入的画面显示数据对应的时序的电压，将所选择的上述电压按照时序施加到上述各像素电极和上述对电极之间，
上述预订数的帧构成为至少包括：
第一帧组和第二帧组中至少任意一方的帧组，其中上述第一帧组用于在上述各像素电极和上述对电极之间施加第一电压，使上述第一有色带电粒子向上述显示面侧移动，使上述第二有色带电粒子从上述显示面离开，上述第二帧组用于在上述各像素电极和上述对电极之间施加上述第二电压，使上述第二有色带电粒子向上述显示面侧移动；以及
半色调的帧组，用于显示上述第一及第二有色带电粒子的显示状态之间的单个或多个半色调，与第一电压和第二电压之间的中间电压对应。
6.根据权利要求5所述的电泳显示设备，其特征在于，
上述预订数的帧中也包含向各像素电极和上述对电极之间施加不使上述第一及第二带电粒子移动的0V电压的期间。
7.根据权利要求5所述的电泳显示设备，其特征在于，
上述电压选择单元在上述预订数的帧之间，在使上述第一及第二有色带电粒子中一方的有色带电粒子的显示状态持续时，插入用于施加极性不同于用来切换到该显示状态的施加电压的上述中间电压的上述半色调的帧组。
8.根据权利要求7所述的电泳显示设备，其特征在于，
上述电压选择单元在使上述第一及第二有色带电粒子中一方的有色带电粒子的显示状态持续时，根据下式，在上述第一或第二帧组之前或之后施加预定的上述中间电压，插入上述半色调的帧组：
V1×T1＝-V2×T2
其中，T1表示上述第一或第二帧组的帧数，V1表示此时的施加电压，T2表示半色调的帧组的帧数，V2表示此时的中间施加电压。
9.根据权利要求5所述的电泳显示设备，其特征在于，
在从上述第一及第二有色带电粒子中的一方的有色带电粒子的显示状态切换到半色调的显示状态、从上述半色调的显示状态切换到一方的有色带电粒子的显示状态时，以满足下式为条件使其切换：
Twg(+)+Tgw(+)＝Twg(-)+Tgw(-)
其中，Twg(+)表示从上述第一或第二有色带电粒子的显示状态切换到上述半色调的显示状态时的第一或第二帧组的帧数，Twb(-)表示该半色调的帧组的帧数，Tbw(+)表示从上述半色调的显示状态切换到上述第一或第二有色带电粒子的显示状态时的上述第一或第二帧组的帧数，Tbw(-)表示该半色调的帧组的帧数。
10.根据权利要求5所述的电泳显示设备，其特征在于，
上述电压选择单元在上述预订数的帧之间，在使上述第一及第二有色带电粒子的显示状态之间的第一半色调的显示状态持续时，以满足下式为条件，在上述第一半色调的帧组之前或之后，插入极性不同于上述半色调的施加电压的第二半色调的的帧组：
Vgg(-)＝-Vgg(+)
Tgg(+)＝Tgg(-)
其中，Tww(+)表示上述第一半色调的帧组的帧数，Vgg(+)表示以上述第一半色调的帧组施加的电压，Tww(-)表示上述第二半色调的帧组的帧数，Vgg(-)表示以上述第二半色调的帧组施加的电压。
11.根据权利要求5所述的电泳显示设备，其特征在于，
上述电压选择单元在上述预订数的帧之间，在从上述第一及第二有色带电粒子的显示状态之间的第一半色调向第二半色调切换时，作为中间切换状态，将上述第一或第二帧组的显示状态作为中间切换状态插入。
12.根据权利要求11所述的电泳显示设备，其特征在于，
上述电压选择单元从上述第一半色调经过作为上述中间切换状态的上述第一或第二帧组的显示状态向第二半色调切换，从上述第二半色调经过上述中间切换状态向第一半色调切换时，以满足下式为条件使其切换：
Vw-dg(-)＝-Vw-dg(+)，Vw-lg(-)＝-Vw-lg(+)
Tw-dg(+)＝Tw-dg(-)，Tw-lg(+)＝Tw-lg(-)
其中，Vw-lg(+)表示用于从上述第一半色调生成上述中间切换状态的施加电压，Tw-lg(+)表示施加电压Vw-lg(+)的帧数，
Vw-dg(-)表示用于从上述中间切换状态生成上述第二半色调的显示状态的施加电压，Tw-dg(-)表示施加电压Vw-dg(-)的帧数，
Vw-dg(+)表示用于从上述第二半色调生成上述中间切换状态的施加电压，Tw-dg(+)表示施加电压Vw-dg(+)的帧数，
Vw-lg(-)表示用于从上述中间切换状态生成上述第一半色调的显示状态的施加电压，Tw-lg(-)表示施加电压Vw-lg(-)的帧数。
13.一种电泳显示设备的驱动方法，用于驱动由以下构成的电泳显示设备：
像素基底，具有：多个信号线；与这些信号线交叉的多个扫描线；以及与上述信号线和上述扫描线的交点一对一地对应设置的多个像素电极；
对向基底，具有与上述像素电极相对的透明的对电极，构成显示面；以及
电泳膜，其插入在上述像素基底和上述对向基底之间，具备具有第一颜色和第一极性的第一有色带电粒子和具有和第一颜色不同的第二颜色以及和第一极性不同的第二极性的第二有色带电粒子，该驱动方法的特征在于，
在预订数的帧之间选择与所输入的画面显示数据对应的时序的电压，将所选择的上述电压按照时序施加到上述各像素电极和上述对电极之间，并且
将上述预订数的帧构成为至少包括：
第一帧组，用于在上述各像素电极和上述对电极之间施加第一电压，使上述第一有色带电粒子向上述显示面侧移动，使上述第二有色带电粒子从上述显示面离开；以及
第二帧组，用于在上述各像素电极和上述对电极之间施加上述第二电压，使上述第二有色带电粒子向上述显示面侧移动。
14.根据权利要求13所述的电泳显示设备的驱动方法，其特征在于，
上述预订数的帧中也包含向各像素电极和上述对电极之间施加不使上述第一及第二带电粒子移动的0V电压的期间。
15.根据权利要求13所述的电泳显示设备的驱动方法，其特征在于，
在上述预订数的帧之间，在使上述第一及第二有色带电粒子中一方的有色带电粒子的显示状态持续时，以满足下式为条件，在上述第一或第二帧组之前或之后插入上述第二或第一帧组：
Tww(+)＝Tww(-)
其中，Tww(+)表示上述第一帧组的帧数，Tww(-)表示上述第二帧组的帧数。
16.根据权利要求13所述的电泳显示设备的驱动方法，其特征在于，
在从上述第一及第二有色带电粒子中的一方的有色带电粒子的显示状态切换到另一方的有色带电粒子的显示状态、从另一方的有色带电粒子的显示状态切换到一方的有色带电粒子的显示状态时，以满足下式为条件，在上述显示状态之间切换：
Twb(+)+Tbw(+)＝Twb(-)+Tbw(-)
其中，Twb(+)表示从上述第一有色带电粒子的显示状态切换到上述第二有色带电粒子的显示状态时的第一帧组的帧数，Twb(-)表示该第二帧组的帧数，Tbw(+)表示从上述第二有色带电粒子的显示状态切换到上述第一有色带电粒子的显示状态时的第一帧组的帧数，Tbw(-)表示该第二帧组的帧数。
17.一种电泳显示设备的驱动方法，用于驱动由以下构成的电泳显示设备：
像素基底，具有：多个信号线；与这些信号线交叉的多个扫描线；以及与上述信号线和上述扫描线的交点一对一地对应设置的多个像素电极；
对向基底，具有与上述像素电极相对的透明的对电极，构成显示面；以及
电泳膜，其插入在上述像素基底和上述对向基底之间，具备具有第一颜色和第一极性的第一有色带电粒子和具有和第一颜色不同的第二颜色以及和第一极性不同的第二极性的第二有色带电粒子，该驱动方法的特征在于，
在预订数的帧之间选择与所输入的画面显示数据对应的时序的电压，将所选择的上述电压按照时序施加到上述各像素电极和上述对电极之间，并且
将上述预订数的帧构成为至少包括：
第一帧组和第二帧组中至少任意一方的帧组，其中上述第一帧组用于在上述各像素电极和上述对电极之间施加第一电压，使上述第一有色带电粒子向上述显示面侧移动，使上述第二有色带电粒子从上述显示面离开，上述第二帧组用于在上述各像素电极和上述对电极之间施加上述第二电压，使上述第二有色带电粒子向上述显示面侧移动；以及
半色调的帧组，用于显示上述第一及第二有色带电粒子的显示状态之间的单个或多个半色调，与第一电压和第二电压之间的中间电压对应。
18.根据权利要求17所述的电泳显示设备的驱动方法，其特征在于，
上述预订数的帧中也包含向各像素电极和上述对电极之间施加不使上述第一及第二带电粒子移动的0V电压的期间。
19.根据权利要求17所述的电泳显示设备的驱动方法，其特征在于，
在上述预订数的帧之间，在使上述第一及第二有色带电粒子中一方的有色带电粒子的显示状态持续时，插入用于施加极性不同于用来切换到该显示状态的施加电压的上述中间电压的上述半色调的帧组。
20.根据权利要求19所述的电泳显示设备的驱动方法，其特征在于，
在使上述第一及第二有色带电粒子中一方的有色带电粒子的显示状态持续时，根据下式，在上述第一或第二帧组之前或之后施加预定的上述中间电压，插入上述半色调的帧组：
V1×T1＝-V2×T2
其中，T1表示上述第一或第二帧组的帧数，V1表示此时的施加电压，T2表示半色调的帧组的帧数，V2表示此时的中间施加电压。
21.根据权利要求17所述的电泳显示设备的驱动方法，其特征在于，
在从上述第一及第二有色带电粒子中的一方的有色带电粒子的显示状态切换到半色调的显示状态、从上述半色调的显示状态切换到一方的有色带电粒子的显示状态时，以满足下式为条件使其切换：
Twg(+)+Tgw(+)＝Twg(-)+Tgw(-)
其中，Twg(+)表示从上述第一或第二有色带电粒子的显示状态切换到上述半色调的显示状态时的第一或第二帧组的帧数，Twb(-)表示该半色调的帧组的帧数，Tbw(+)表示从上述半色调的显示状态切换到上述第一或第二有色带电粒子的显示状态时的上述第一或第二帧组的帧数，Tbw(-)表示该半色调的帧组的帧数。
22.根据权利要求17所述的电泳显示设备的驱动方法，其特征在于，
在上述预订数的帧之间，在使上述第一及第二有色带电粒子的显示状态之间的第一半色调的显示状态持续时，以满足下式为条件，在上述第一半色调的帧组之前或之后，插入极性不同于上述半色调的施加电压的第二半色调的的帧组：
Vgg(-)＝-Vgg(+)
Tgg(+)＝Tgg(-)
其中，Tww(+)表示上述第一半色调的帧组的帧数，Vgg(+)表示以上述第一半色调的帧组施加的电压，Tww(-)表示上述第二半色调的帧组的帧数，Vgg(-)表示以上述第二半色调的帧组施加的电压。
23.根据权利要求17所述的电泳显示设备的驱动方法，其特征在于，
在上述预订数的帧之间，在从上述第一及第二有色带电粒子的显示状态之间的第一半色调向第二半色调切换时，作为中间切换状态，将上述第一或第二帧组的显示状态作为中间切换状态插入。
24.根据权利要求23所述的电泳显示设备的驱动方法，其特征在于，
从上述第一半色调经过作为上述中间切换状态的上述第一或第二帧组的显示状态向第二半色调切换，从上述第二半色调经过上述中间切换状态向第一半色调切换时，以满足下式为条件使其切换：
Vw-dg(-)＝-Vw-dg(+)，Vw-lg(-)＝-Vw-lg(+)
Tw-dg(+)＝Tw-dg(-)，Tw-lg(+)＝Tw-lg(-)
其中，Vw-lg(+)表示用于从上述第一半色调生成上述中间切换状态的施加电压，Tw-lg(+)表示施加电压Vw-lg(+)的帧数，
Vw-dg(-)表示用于从上述中间切换状态生成上述第二半色调的显示状态的施加电压，Tw-dg(-)表示施加电压Vw-dg(-)的帧数，
Vw-dg(+)表示用于从上述第二半色调生成上述中间切换状态的施加电压，Tw-dg(+)表示施加电压Vw-dg(+)的帧数，
Vw-lg(-)表示用于从上述中间切换状态生成上述第一半色调的显示状态的施加电压，Tw-lg(-)表示施加电压Vw-lg(-)的帧数。
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