JP2008249794A - 電気泳動表示装置、電気泳動表示装置の駆動方法、及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】画像形成に有効な電気泳動粒子の数を保持し、製品の信頼度を向上させ、長寿命な電気泳動表示装置、電気泳動表示装置の駆動方法、及び電子機器を提供すること
【解決手段】対向する第１の電極と第２の電極とで挟持された電気泳動素子を備えた複数の画素２を有し、画素２は、走査線４及びデータ線５を介して画素駆動部６に接続されるとともに、第１の制御線１１、第２の制御線１２、及び第３の制御線１５を介して電位制御部８に接続されている電気泳動表示装置において、電位制御部８は、画素２に画像を表示させる前の準備期間に、第１の制御線１１に第１の電位を供給するとともに、第２の制御線１２に第２の電位を供給する期間と、第１の制御線１１に第２の電位を供給するとともに、第２の制御線１２に第１の電位を供給する期間とが設けられていることを特徴とする電気泳動表示装置１とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気泳動表示装置、電気泳動表示装置の駆動方法、及び電子機器に関する。

電気泳動表示装置で画像を表示させるためには、スイッチング素子を介して、メモリ回路に一旦画像信号を記憶させる。メモリ回路で記憶した画像信号は第１の電極に直接入力され、第１の電極に電位を与えると、第２の電極との間で電位差が発生する。これによって電気泳動素子を駆動させて、画像を表示させることができる。（特許文献１）

メモリ回路としては、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）やＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などが用いられている。
特開２００３−８４３１４号公報

ところが、隣り合う画素の第１電極の間で異なる電位が入力されていると、この隣り合う第１の電極の間に大きな電位差が発生する。

第１の電極と第２の電極との間隔はおよそ３０μｍ以上であるが、隣り合う第１の電極の間隔はおよそ２μｍ以上２０μｍ以下である。このため、電気泳動粒子は、第１の電極と第２の電極との間の電場よりも、隣り合う第１の電極の間の電場の影響を強く受ける。その結果、一部の電気泳動粒子は、隣の第１の電極へ向かおうとして、電気泳動粒子を封入しているマイクロカプセルの側壁面に移動する。

このような動作を繰り返すと、マイクロカプセルの側壁面に固着する電気泳動粒子が増加し、画像表示に有効な電気泳動粒子が減少する。これにより、各画素で均一な画像を表示できず、電気泳動表示装置の寿命を短くさせてしまう。

本発明は、画像形成に有効な電気泳動粒子の数を保持し、製品の信頼度を向上させ、長寿命な電気泳動表示装置、電気泳動表示装置の駆動方法、及び電子機器を提供することを目的とするものである。

本発明は、以下の構成を特徴とする電気泳動表示装置、電気泳動表示装置の駆動方法、及び電子機器である。

第１の電極と、前記第１の電極と対向する第２の電極と、前記第１の電極と前記第２の電極とで挟持され帯電した電気泳動粒子を含む電気泳動素子とを備えた複数の画素で構成される表示部を有し、前記画素は、走査線及びデータ線に接続された画素スイッチング素子と、前記画素スイッチング素子に接続されたメモリ回路と、前記メモリ回路と前記第１の電極との間に設けられたスイッチ回路とを備え、前記走査線と前記データ線とを介して前記画素スイッチング素子に接続された画素駆動部と、第１の制御線と第２の制御線とを介して前記スイッチ回路に接続され、第３の制御線を介して前記第２の電極に接続された電位制御部とを備えた電気泳動表示装置において、前記電位制御部から前記第１の制御線に第１の電位を供給するとともに、前記第２の制御線に第２の電位を供給する第１の期間と、前記電位制御部から前記第１の制御線に前記第２の電位を供給するとともに、前記第２の制御線に前記第１の電位を供給する第２の期間とを含む準備期間が、画像を表示させる期間の前に設けられていることを特徴とする電気泳動表示装置である。この構造を有することで、前記第１の電極に入力される電位を切替えて、前記電気泳動粒子を撹拌することができるので、前記画像形成に有効な前記電気泳動粒子の数を保持し、製品の信頼度を向上させ、長寿命な電気泳動表示装置とすることができる。

前記準備期間において、前記第１の期間と前記第２の期間とが交互に複数設けられていることが好ましい。この構造により、より多く前記電気泳動粒子を撹拌することができるので、前記画像形成に有効な前記電気泳動粒子の数を保持し、製品の信頼度を向上させ、長寿命な電気泳動表示装置とすることができる。

前記準備期間において、前記電位制御部は、前記第３の制御線を電気的に切断することが好ましい。この構造により、前記第２の電極は電気的に孤立されて、前記第１の電極との間に電界を形成されないので、隣り合う前記第１の電極との間に形成された電界による前記電気泳動粒子を撹拌する効率を向上させる電気泳動表示装置とすることができる。

前記電気泳動素子は、前記電気泳動粒子を封入したカプセル状であり、接着剤層を介して前記第１の電極上に配置されていることが好ましい。この構造により、前記電気泳動素子内において、前記電気泳動粒子の分布を均一にできるので、前記両電極の間の電位差に基づいた均一な画像表示を行うことができる電気泳動表示装置とすることができる。

前記準備期間の前に、前記画素駆動部は、前記走査線を介して、前記画素スイッチング素子に選択信号を入力している前記画素の選択期間中に、前記画素の前記メモリ回路に画像信号を入力し、前記画像信号は、前記表示部において隣接して配置された前記画素の一方に第１の階調を表示させ、他方の前記画素に第２の階調を表示させるものであることが好ましい。このように前記画像信号を入力することで、前記隣り合う第１の電極に異なる電位を入力し電位差を与え、前記電気泳動粒子を撹拌することができる電気泳動表示装置とすることができる。

前記準備期間において、前記電位制御部は、１０ｍｓ以上５００ｍｓ以下の周期で前記第１の期間と前記第２の期間とを切替えることが好ましい。この周期で切替えると、電気泳動粒子は前記電場に基づいて移動することができるので十分に撹拌することができ、前記周期を短くすることができるので、前記準備期間を短縮することができる電気泳動表示装置とすることができる。

前記第１の制御線、前記第２の制御線、及び前記第３の制御線は、複数の前記画素で共通の配線であることが好ましい。この構造を備えることで、前記電位制御部の回路構成を簡略化できるので、製造コストを削減できる電気泳動表示装置とすることができる。

第１の電極と、前記第１の電極と対向する第２の電極と、前記第１の電極と前記第２の電極とで挟持され帯電した電気泳動粒子を含む電気泳動素子とを備えた複数の画素で構成される表示部を有し、前記画素は、走査線及びデータ線に接続された画素スイッチング素子と、前記画素スイッチング素子に接続されたメモリ回路と、前記メモリ回路と前記第１の電極との間に設けられたスイッチ回路とを備え、前記スイッチ回路に接続された第１の制御線と第２の制御線と、前記第２の電極に接続された第３の制御線とを備えた電気泳動表示装置の駆動方法であって、前記表示部に画像を表示させる前に、前記第１の制御線に第１の電位を供給するとともに、前記第２の制御線に第２の電位を供給する第１の準備動作と、前記第１の制御線に前記第２の電位を供給するとともに、前記第２の制御線に前記第１の電位を供給する第２の準備動作とを実行することを特徴とする電気泳動表示装置の駆動方法である。この構造を有することで、前記第１の電極に入力される電位を切替えて、前記電気泳動粒子を撹拌することができるので、前記画像形成に有効な前記電気泳動粒子の数を保持し、製品の信頼度を向上させ、長寿命な電気泳動表示装置の駆動方法とすることができる。

前記第１の準備動作と前記第２の準備動作とを交互に複数回実行することが好ましい。この構造により、より多く前記電気泳動粒子を撹拌することができるので、前記画像形成に有効な前記電気泳動粒子の数を保持し、製品の信頼度を向上させ、長寿命な電気泳動表示装置の駆動方法とすることができる。

前記第１の準備動作、及び前記第２の準備動作において、前記第３の制御線を電気的に切断することが好ましい。この構造により、前記第２の電極は電気的に孤立されて、前記第１の電極との間に電界を形成されないので、隣り合う前記第１の電極との間に形成された電界による前記電気泳動粒子を撹拌する効率を向上させる電気泳動表示装置の駆動方法とすることができる。

前記表示部の複数の前記画素に対して、隣接する前記画素が異なる階調で表示されるように前記メモリ回路に画像信号を供給することが好ましい。このように前記画像信号を入力することで、前記隣り合う第１の電極に異なる電位を入力し電位差を与え、前記電気泳動粒子を撹拌することができる電気泳動表示装置の駆動方法とすることができる。

１０ｍｓ以上５００ｍｓ以下の周期で、前記第１の準備動作と前記第２の準備動作とを切替えることが好ましい。この周期で切替えると、電気泳動粒子は前記電場に基づいて移動することができるので十分に撹拌することができ、前記周期を短くすることができるので、前記準備期間を短縮することができる電気泳動表示装置の駆動方法とすることができる。

本発明の電気泳動表示装置を備えたことを特徴とする電子機器である。これにより、前記第１の電極に入力される電位を切替えて、前記電気泳動粒子を撹拌することができるので、画像形成に有効な電気泳動粒子の数を保持し、製品の信頼度を向上させ、長寿命な電子機器とすることができる。

以下に、図面を用いて本発明における電気泳動表示装置１について説明する。図１は本発明の実施形態に係る電気泳動表示装置１の構成図である。電気泳動表示装置１は表示部３と走査線駆動回路（画素駆動部）６と、データ線駆動回路（画素駆動部）７と、共通電源変調回路（電位制御部）８とコントローラ１０とを備えている。

表示部３には、Ｙ軸方向に沿ってＭ個、Ｘ軸方向に沿ってＮ個のマトリクス状に画素２が形成されている。走査線駆動回路６は、表示部３をＸ軸方向に沿って延在する複数の走査線４（Ｙ１、Ｙ２、…、Ｙｍ）を介して画素２に接続されている。データ線駆動回路７は、表示部３をＹ軸方向に沿って延在する複数のデータ線５（Ｘ１、Ｘ２、…、Ｘｎ）を介して画素２に接続されている。共通電源変調回路８は、第１の制御線１１、第２の制御線１２、第１の電源線１３、第２の電源線１４、及び共通電極電源配線（第３の制御線）１５を介して画素２に接続されている。走査線駆動回路６、データ線駆動回路７、及び共通電源変調回路８はコントローラ１０により制御される。制御線１１、１２、電源線１３、１４、及び共通電極電源配線１５は、すべての画素２において共通配線として用いられる。

図２は、画素２の回路構成を示す図である。
画素２は、駆動用ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、画素スイッチング素子）２４と、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ、メモリ回路）２５と、スイッチ回路３５と、画素電極（第１の電極）２１と、共通電極（第２の電極）２２と、電気泳動素子２３とで構成される。

駆動用ＴＦＴ２４はＮ−ＭＯＳ（Ｎ ｃｈａｎｎｅｌ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）で構成されている。駆動用ＴＦＴ２４のゲート部には走査線４、ソース側にはデータ線５、ドレイン側にはＳＲＡＭ２５がそれぞれ接続されている。駆動用ＴＦＴ２４は、走査線駆動回路６から走査線４を介して選択信号が入力される期間中、データ線５とＳＲＡＭ２５とを接続させることによって、データ線駆動回路７からデータ線５を介して入力される画像信号をＳＲＡＭ２５に入力させるために用いられる。

ＳＲＡＭ２５は２つのＰ−ＭＯＳ（Ｐ ｃｈａｎｎｅｌ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）２５ｐ１、２５ｐ２、及び２つのＮ−ＭＯＳ２５ｎ１、２５ｎ２によって構成されている。Ｐ−ＭＯＳ２５ｐ１、２５ｐ２のソース側には第１の電源線１３が接続され、Ｎ−ＭＯＳ２５ｎ１、２５ｎ２のソース側には第２の電源線１４が接続されている。

ＳＲＡＭ２５のＰ−ＭＯＳ２５ｐ１のドレイン側及びＮ−ＭＯＳｎ１のドレイン側は、駆動用ＴＦＴ２４、Ｐ−ＭＯＳ２５ｐ２のゲート部、Ｎ−ＭＯＳ２５ｎ２のゲート部、第１のトランスファゲート３６のＮ−ＭＯＳ３６ｎのゲート部及び第２のトランスファゲート３７のＰ−ＭＯＳ２７ｐのゲート部に接続されている。

ＳＲＡＭ２５のＰ−ＭＯＳ２５ｐ２のドレイン側及びＮ−ＭＯＳｎ２のドレイン側は、Ｐ−ＭＯＳ２５ｐ１のゲート部、Ｎ−ＭＯＳ２５ｎ１のゲート部、第１のトランスファゲート３６のＰ−ＭＯＳ３６ｐのゲート部、及び第２のトランスファゲート３７のＮ−ＭＯＳ３７ｎのゲート部に接続されている。

ＳＲＡＭ２５は、駆動用ＴＦＴ２４から送られた画像信号を保持するとともに、スイッチ回路３５に画像信号を入力するために用いられる。

スイッチ回路３５は、第１のトランスファゲート３６及び第２のトランスファゲート３７により構成される。

第１のトランスファゲート３６はＰ−ＭＯＳ３６ｐとＮ−ＭＯＳ３６ｎとが並列に接続されており、第２のトランスファゲート３７はＰ−ＭＯＳ３７ｐとＮ−ＭＯＳ３７ｎとが並列に接続されている。

第１のトランスファゲート３６のソース側は、第１の制御線１１と接続され、第２のトランスファゲート３７のソース側は、第２の制御線１２と接続されている。トランスファゲート３６、３７のドレイン側は、画素電極２１に接続されている。

スイッチ回路３５は、ＳＲＡＭ２５から入力された画像信号に基づいて、制御線１１、１２の何れかを択一的に選択し、画素電極２１と接続させるセレクタとして機能する。このとき、トランスファゲート３６、３７は、画像信号のレベルに応じて一方のみが動作する。

動作した方のトランスファゲートを介して、制御線１１又は１２が画素電極２１と導通し、画素電極２１に電位が入力される。

電気泳動素子２３は、画素電極２１と共通電極２２との電位差によって、画像を表示させるものである。共通電極２２は、共通電極電源配線１５と接続されている。

図３は電気泳動表示装置１の表示部３の部分断面図である。表示部３は画素電極２１を備えた素子基板２８、及び共通電極２２を備えた対向基板２９で、電気泳動素子２３を挟持する構成となっている。電気泳動素子２３は、複数のマイクロカプセル４０により構成されている。電気泳動素子２３は、接着剤を用いて両基板２８、２９の間で固定されているので、電気泳動素子２３と両基板２８、２９との間に接着剤層３０が形成されている。

素子基板２８は、例えばガラスやプラスティックなどの材料を矩形に成型した基板である。素子基板２８上に画素電極２１が形成され、画素電極２１はそれぞれの画素２ごとに矩形に形成されている。図示は省略しているが、各画素電極２１の間の領域や画素電極２１の下層側（素子基板２８側）には、図１、２で示した走査線４、データ線５、制御線１１、１２、電源線１３、１４、共通電極電源配線１５、駆動用ＴＦＴ２４、ＳＲＡＭ２５、スイッチ回路３５などが形成されている。

対向基板２９は、画像を表示する側となるため、例えば、ガラス等の透光性を持つ材質を矩形状に形成させたものである。対向基板２９上に形成された共通電極２２には、透光性と導電性とを備えた材質が用いられ、例えばＭｇＡｇ（マグネシウム銀）、ＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）、ＩＺＯ（インジウム・亜鉛酸化物）等が挙げられる。

図４は、マイクロカプセル４０の構成図である。マイクロカプセル４０は、例えば５０μｍ程度の粒径を有すると共にポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸エチル等のアクリル樹脂、ユリア樹脂、アラビアゴム等の透光性を持つ高分子樹脂によって形成されている。このマイクロカプセル４０は、共通電極２２と上述の画素電極２１との間に挟持されており、一つの画素内に複数のマイクロカプセル４０が縦横に配列された構成になっている。マイクロカプセル４０の周囲を埋めるように、当該マイクロカプセル４０を固定するバインダ（図示は省略）が設けられている。

マイクロカプセル４０の内部には、分散媒４１と、電気泳動粒子として複数の白色粒子４２、複数の黒色粒子４３の帯電粒子が封入されている。

分散媒４１としては、例えば水、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、オクタノール、メチルセルソルブ等のアルコール系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル等の各種エステル類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、ぺンタン、ヘキサン、オクタン等の脂肪族炭化水素、シクロへキサン、メチルシクロへキサン等の脂環式炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレン、ヘキシルベンゼン、ヘブチルベンゼン、オクチルベンゼン、ノニルベンゼン、デシルベンゼン、ウンデシルベンゼン、ドデシルベンゼン、トリデシルベンゼン、テトラデシルベンゼン等の長鎖アルキル基を有するベンゼン類等の芳香族炭化水素、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、１，２−ジクロロエタン等のハロゲン化炭化水素、カルボン酸塩又はその他の種々の油類等の単独又はこれらの混合物に界面活性剤等を配合したものからなり、白色粒子４２と黒色粒子４３とをマイクロカプセル４０内に分散させる液体である。

白色粒子４２は、例えば、二酸化チタン、亜鉛華、三酸化アンチモン等の白色顔料からなる粒子（高分子あるいはコロイド）であり、例えば負に帯電されている。
黒色粒子４３は、例えば、アニリンブラック、カーボンブラック等の黒色顔料からなる粒子（高分子あるいはコロイド）であり、例えば正に帯電されている。
このため、白色粒子４２及び黒色粒子４３は、分散媒４１中で画素電極２１と共通電極２２との間の電位差によって発生する電場中を移動することができる。

これらの顔料には、必要に応じ、電解質、界面活性剤、金属石鹸、樹脂、ゴム、油、ワニス、コンパウンド等の粒子からなる荷電制御剤、チタン系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、シラン系カップリング剤等の分散剤、潤滑剤、安定化剤等を添加することができる。

白色粒子４２及び黒色粒子４３は溶媒中のイオンによって覆われており、これらの粒子の表面にはイオン層４４が形成されている。帯電している白色粒子４２及び黒色粒子４３とイオン層４４との間には、電気二重層が形成されている。一般的に、白色粒子４２や黒色粒子４３などの帯電粒子は、１０ｋＨｚ以上の周波数の電場を印加しても、電場にほとんど反応せず、ほとんど移動しないことが知られている。帯電粒子の周りのイオンは、帯電粒子に比べて粒子径がはるかに小さいので、電場の周波数が１０ｋＨｚ以上の電場を印加すると電場に応じて移動することが知られている。

図５はマイクロカプセル４０の動作を説明した図である。ここでは、イオン層４４が形成されない理想的な場合を例に挙げて説明する。画素電極２１と共通電極２２との間で相対的に共通電極２２の電圧が高くなるように電圧を印加すると、図５（ａ）に示すように、正に帯電された黒色粒子４３はクーロン力によってマイクロカプセル４０内で画素電極２１側に引き寄せられる。一方、負に帯電された白色粒子４２はクーロン力によってマイクロカプセル４０内で共通電極２２側に引き寄せられる。この結果、マイクロカプセル４０内の表示面側には白色粒子４２が集まることになり、表示面にはこの白色粒子４２の色（白色）が表示されることとなる。

逆に、画素電極２１と共通電極２２との間に相対的に画素電極２１の電位が高くなるように電圧を印加すると、図５（ｂ）に示すように、負に帯電された白色粒子４２がクーロン力によって画素電極２１側に引き寄せられる。逆に、正に帯電された黒色粒子４３はクーロン力によって共通電極２２側に引き寄せられる。この結果、マイクロカプセル４０の表示面側には黒色粒子４３が集まることになり、表示面にはこの黒色粒子４３の色（黒色）が表示されることとなる。

なお、白色粒子４２、黒色粒子４３に用いる顔料を、例えば赤色、緑色、青色等の顔料に代えることによって、赤色、緑色、青色等を表示する電気泳動表示装置１とすることができる。

［電気泳動表示装置の駆動方法］
次に、本実施形態に係る電気泳動表示装置１の駆動方法について、図面を用いて説明する。

図６は電気泳動表示装置の駆動方法に係るタイミングチャートを示す図である。本図では、電源オフ期間、チェッカーパターン入力期間、第１の撹拌期間（準備期間）、第２の撹拌期間（準備期間）、電源オフ期間、画像信号入力期間、画像表示期間、電源オフ期間の順序で動作を行い画像を表示する様子を示している。これらの動作を表１にまとめる。

まず、チェッカーパターン入力期間について説明する。

図７は、ＳＲＡＭ２５に入力された画像信号２ａのパターンデータ３ａを示す図である。本図では、Ｘ方向、Ｙ方向に沿った画素２に対して、交互に黒色、白色を表示させる画像信号２ａが入力された様子を示している。表示部３に対応して、入力された画像信号２ａの集合をパターンデータ３ａとして表示している。

図２のＳＲＡＭ２５に対して、図１の共通電源変調回路８から、第１の電源線１３を介しておよそ５Ｖの電位を入力し、第２の電源線１４を介してローレベル（第２の電位）であるおよそ０Ｖを入力することで、ＳＲＡＭ２５を駆動させる。

第１の制御線１１、第２の制御線１２、及び共通電極電源配線１５は、共通電源変調回路８によって電気的に切断されている。

図１の走査線駆動回路６は、走査線Ｙ１に選択信号を入力する。この選択信号により、走査線Ｙ１に接続された画素２の駆動用ＴＦＴ２４が駆動され、走査線Ｙ１に接続された画素２のＳＲＡＭ２５は、データ線Ｘ１、Ｘ２、…、Ｘｎにそれぞれ接続される。

図１のデータ線駆動回路７は、データ線Ｘ１、Ｘ２、…、Ｘｎに画像信号２ａを供給することで、走査線Ｙ１に接続された画素２のＳＲＡＭ２５に画像信号２ａを入力する。このとき、例えば、奇数番号のデータ線Ｘ１、Ｘ３、…、に対して、画像信号２ａとして５Ｖの電位を供給し、偶数番号のデータ線Ｘ２、Ｘ４、…、に対して、画像信号２ａとして０Ｖの電位を供給する。画像信号２ａが入力されると、走査線駆動回路６は、走査線Ｙ１への選択信号の供給を停止し、走査線Ｙ１に接続された画素２の選択状態を解除する。

続いて、走査線Ｙ２に選択信号を入力し、走査線Ｙ２に接続された画素２の駆動用ＴＦＴ２４を駆動させ、データ線Ｘ１、Ｘ２、…、Ｘｎにそれぞれ接続させることで、画像信号２ａを入力する。

このとき、データ線駆動回路７は、奇数番号のデータ線Ｘ１、Ｘ３、…、に対して、画像信号２ａとして０Ｖの電位を供給し、偶数番号のデータ線Ｘ２、Ｘ４、…、に対して、画像信号として５Ｖの電位を供給する。画像信号２ａが入力されると、走査線駆動回路６は、走査線Ｙ２への選択信号の供給を停止し、走査線Ｙ２に接続された画素２の選択状態を解除する。

この動作を走査線Ｙｍに接続された画素２に対して行われるまで続け、すべての画素２のＳＲＡＭ２５に画像信号２ａを入力する。その結果、走査線４、データ線５に沿って隣り合う画素２の画像信号２ａとしては、５Ｖ、０Ｖの電位が交互に入力されている。

５Ｖの電位は、画素２に黒色（第１の階調）を表示させる画像信号２ａであり、図７の黒に対応している。一方、０Ｖの電位は、画素２に白色（第２の階調）を表示させる画像信号２ａであり、図７の白に対応している。

引き続いて、第１の撹拌期間に移行する。

図８は、電気泳動粒子が撹拌されるときの模式図である。本図を用いながら電気泳動粒子の撹拌期間について説明する。

第１の電源線１３には、図１の共通電源変調回路８からハイレベル（第１の電位）であるおよそ１５Ｖの電位が供給される。そのため、５ＶでＳＲＡＭ２５に入力した画像信号２ａは、ハイレベルで保持される。

第１の制御線１１、第２の制御線１２は電気的に接続され、第１の制御線にはハイレベルの電位が供給され、第２の制御線にはローレベルが供給される。これにより、図２の第１のトランスファゲート３６のソース側にはハイレベルが入力され、第２のトランスファゲート３７のソース側にはローレベルが入力される。

画像信号２ａがハイレベルである画素２では、第１のトランスファゲート３６が駆動され、画素電極２１には第１の制御線１１に供給されたハイレベルの電位が入力される。これに対して、画像信号２ａがハイレベルである画素２では、第１のトランスファゲート３６が駆動され、画素電極２１には第１の制御線１１に供給されたローレベルの電位が入力される。

上述したとおり、すべての画素２に対する画像信号２ａは、ローレベルとハイレベルが交互になっているので、隣り合う画素電極２１の電位は異なっている。

図８（ａ）において、画素電極２１ａにはローレベル、画素電極２１ｂにはハイレベル、画素電極２１ｃにはローレベルが入力されている。このため、隣り合う画素電極２１の間に大きな電位差があるので、電気泳動素子２３には画素電極２１ｂから画素電極２１ａ及び画素電極２１ｂから画素電極２１ｃへの電場が発生する。このとき、共通電極２２は電気的に切断されてハイインピーダンス状態となっているので、水平方向の電界が優先的に電気泳動粒子に作用する。

画素電極２１ｂの上にあるマイクロカプセル４０ｃでは、接着剤層３０を介して、画素電極２１ｂと対向する底面に白色粒子４２が引き寄せられる。一方、黒色粒子４３は、白色粒子４２の上側で、マイクロカプセル４０ｃの側壁面に引き寄せられる。

画素電極２１ａ、２１ｃの上にあるマイクロカプセル４０ａ、４０ｃでは、接着剤層３０を介して、画素電極２１ａ、２１ｃと対向する底面に黒色粒子４３が引き寄せられる。一方、白色粒子４２は、黒色粒子４３の上側で、マイクロカプセル４０ａ、４０ｃの側壁面に引き寄せられる。このとき、共通電極２２は電気的に切断されてハイインピーダンス状態となっているので、水平方向の電界が優先的に電気泳動粒子に作用する。

画素電極２１ａ、２１ｂにわたって設置されているマイクロカプセル４０ｂ、及び画素電極２１ｂ、２１ｃにわたって設置されているマイクロカプセル４０ｄでは、白色粒子４２が画素電極２１ｂに引き寄せられて、マイクロカプセル４０ｂ、４０ｄの底面から側壁面にわたり分布する。一方、黒色粒子４３は、画素電極２１ａ、２１ｃに引き寄せられて、マイクロカプセル４０ｂ、４０ｄの底面から側壁面にわたり分布する。

次に、共通電源変調回路８は、制御線１１、１２に供給する電位を入れ替えることにより、第２の撹拌期間に移行する。

第１の制御線１１にはローレベル、第２の制御線１２にはハイレベルの電位が供給される。

これにより、図２の第１のトランスファゲート３６のソース側にはローレベルが入力され、第２のトランスファゲート３７のソース側にはハイレベルが入力される。

図２のＳＲＡＭ２５に保持されている画像信号は変わらず、駆動されるトランスファゲートは同じであるので、画素電極２１に入力される電位が入れ替わる。

このため、図８（ｂ）において、画素電極２１ａにはハイレベル、画素電極２１ｂにはローレベル、画素電極２１ｃにはハイレベルが入力される。画素電極２１に入力される電位が入れ替わるので、隣り合う画素電極２１の間の電場は逆向きになる。

このとき、画素電極２１ｂの上にあるマイクロカプセル４０ｃでは、接着剤層３０を介して、画素電極２１ｂと接する底面に黒色粒子４３が引き寄せられる。一方、白色粒子４２は、黒色粒子４３の上側で、マイクロカプセル４０ｃの側壁面に引き寄せられる。

画素電極２１ａ、２１ｃの上にあるマイクロカプセル４０ａ、４０ｃでは、接着剤層３０を介して、画素電極２１ａ、２１ｃと接する底面に白色粒子４２が引き寄せられる。一方、黒色粒子４３は、白色粒子４２の上側で、マイクロカプセル４０ａ、４０ｃの側壁面に引き寄せられる。

画素電極２１ａ、２１ｂにわたって設置されているマイクロカプセル４０ｂ、及び画素電極２１ｂ、２１ｃにわたって設置されているマイクロカプセル４０ｄでは、黒色粒子４３が画素電極２１ｂに引き寄せられて、マイクロカプセル４０ｂ、４０ｄの底面から側壁面にわたり分布する。一方、白色粒子４２は、画素電極２１ａ、２１ｃに引き寄せられて、マイクロカプセル４０ｂ、４０ｄの底面から側壁面にわたり分布する。

第１の撹拌期間、第２の撹拌期間を交互に複数回繰り返して、電気泳動粒子をマイクロカプセル４０の内部で十分に撹拌する（図８（ｃ））。

第１、第２の撹拌期間を切替える周期が１０ｍｓ以下のときは、電気泳動粒子を動かすことができないので、電気泳動粒子をマイクロカプセル４０内で十分に撹拌することができない。また、切替える周期が５００ｍｓ以上になると、電気泳動粒子を動かすためには十分な時間であるが、電気泳動粒子を十分に撹拌させるために多くの時間を必要とする。それに伴って、撹拌期間が増大するので、実用的な電気泳動表示装置とすることはできない。以上を考慮して、これらの撹拌期間を切替える周期を１０ｍｓ以上５００ｍｓ以下にすれば、短い撹拌期間で電気泳動粒子をマイクロカプセル４０内で十分に撹拌することができる。

電気泳動粒子がマイクロカプセル４０内で十分に撹拌されると、画素２はグレー色を表示し以前の表示画像は消去される。

その後、共通電源変調回路８は、制御線１１、１２、電源線１３、１４を電気的に切断し、電源オフ期間となる。

続いて、新しい画像を表示する動作に入る。

まず、画像信号入力期間について説明する。画像信号入力期間は、前述したチェッカーパターン入力期間と駆動方法は同じである。所望の画像に基づいて画像信号２ａを入力するところが、チェッカーパターン入力期間と異なる点である。

次に、画像表示期間に移行する。

第１の電源線１３には、図１の共通電源変調回路８からハイレベルであるおよそ１５Ｖの電位が供給される。そのため、５ＶでＳＲＡＭ２５に入力した画像信号２ａは、ハイレベルで保持される。

第１の制御線１１、第２の制御線１２は電気的に接続され、第１の制御線にはハイレベルの電位が供給され、第２の制御線にはローレベルが供給される。これにより、図２の第１のトランスファゲート３６のソース側にはハイレベルが入力され、第２のトランスファゲート３７のソース側にはローレベルが入力される。

共通電極２２には、共通電極電源配線１５を介して、ハイレベルの期間とローレベルの期間とを一定周期で繰り返すパルス状の信号が入力される。

このとき、画像信号２ａがハイレベルである画素２では、第１のトランスファゲート３６が駆動されて、画素電極２１と第１の制御線１１が接続される。これにより、画素電極２１には、ハイレベルの電位が入力される。

そして、パルス状の信号が入力されている共通電極２２の電位がローレベルのときに、両電極２１、２２の間に大きな電位差が発生し、図４の黒色粒子４３は共通電極２２に引き寄せられ、白色粒子４２は画素電極２１に引き寄せられる。その結果、この画素２には黒色（第１の階調）が表示される。

これに対して、画像信号２ａがローレベルである画素２では、第２のトランスファゲート３７が駆動されて、画素電極２１と第２の制御線１２が接続される。これにより、画素電極２１には、ローレベルの電位が入力される。

そして、パルス状の信号が入力されている共通電極２２の電位がハイレベルのときに、両電極２１、２２の間に大きな電位差が発生し、図４の白色粒子４２は共通電極２２に引き寄せられ、黒色粒子４３は画素電極２１に引き寄せられる。その結果、この画素２には白色（第２の階調）が表示される。

新しい画像が表示されると、図１の共通電源変調回路８は、制御線１１、１２、電源線１３、１４、共通電極電源配線１５を電気的に切断し、電源オフ期間となる。これにより、新しい画像は保持される。

ここで、従来の電気泳動表示装置の駆動方法について説明する。従来の電気泳動表示装置では、電気泳動粒子を撹拌する動作を行っていなかった。

画素電極２１と共通電極２２との間隔はおよそ３０μｍ以上４０μｍ以下であるが、隣り合う画素電極２１の間隔はおよそ２μｍ以上２０μｍ以下である。このため、電気泳動粒子は、画素電極２１と共通電極２２との間の電場よりも、隣り合う画素電極２１間の電場の影響を強く受ける。その結果、一部の電気泳動粒子は、隣の画素電極２１へ向かおうとして、マイクロカプセル４０の側壁面に移動する。

図９は、従来の駆動方法に係る電気泳動粒子の様子を示した模式図である。電気泳動粒子の撹拌を行わずに使用し続けた電気泳動表示装置では、マイクロカプセル４０の側壁面に電気泳動粒子が固着する。マイクロカプセル４０の側壁面に固着した電気泳動粒子は移動することができないので、画像表示に有効な電気泳動粒子が減少し、画像のコントラストが低下する。また、固着する電気泳動粒子の数は、それぞれのマイクロカプセル４０において異なるので、図１の表示部３において、均一な画像を表示することができなくなる（図９（ａ）、（ｂ））。その結果、電気泳動表示装置としての信頼度が損なわれ、寿命が短くなる。

これに対して、本発明の駆動方法により画像を表示させることにより、電気泳動粒子をマイクロカプセル４０の側壁面から剥がすことができる。その結果、画像表示に有効な電気泳動粒子を保持できるので、常に均一な画像を表示させることができる。また、電気泳動表示装置としての信頼度を損なわず、寿命を長くできる。

［電子機器］
図１０は本発明に係る電気泳動表示装置１を備えた電子機器の一例である。上述した電気泳動表示装置１は、様々な電子機器に適用され、以下で上述の電気泳動表示装置１を備えた電子機器の例について説明する。まず、電気泳動表示装置１をフレキシブルな電子ペーパに適用した例について説明する。図１０はこの電子ペーパの構成を示す斜視図であり、電子ペーパ１０００は本発明の電気泳動表示装置１を表示部として備える。電子ペーパ１０００は、従来の紙と同様の質感及び柔軟性を有するシートからなる本体１００１の表面に本発明の電気泳動表示装置１を備えた構成となっている。

図１１は、電子ノート１１００の構成を示す斜視図であり、電子ノート１１００は、図１０で示した電子ペーパ１０００が複数枚束ねられ、カバー１１０１に挟まれているものである。カバー１１０１は、例えば外部の装置から送られる表示データを入力する表示データ入力手段（図示は省略）を備える。これにより、その表示データに応じて、電子ペーパ１０００が束ねられた状態のまま、表示内容を変更したり更新したりできる。

また、上述した例に加えて、他の例として、液晶テレビ、ビューファインダ型やモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器等が挙げられる。本発明に係る電気泳動表示装置１は、こうした電子機器の表示部としても適用することができる。

電気泳動表示装置１の構成図 画素２の回路構成を示す図 電気泳動表示装置１の表示部３の断面図 マイクロカプセル４０の構成図 マイクロカプセル４０の動作を説明した図 タイミングチャートを示す図 パターンデータ３ａの模式図 電気泳動粒子を撹拌するときの模式図 従来の駆動方法における電気泳動粒子の模式図 本発明に係る電気泳動表示装置１を備えた電子機器の一例を示す図 本発明に係る電気泳動表示装置１を備えた電子機器の一例を示す図

符号の説明

２…画素、３…表示部、４…走査線、５…データ線、１１…第１の制御線、１２…第２の制御線、１３…第１の電源線、１４…第１の電源線、１５…共通電極電源配線、１６…第１のトランスファゲート、１７…第２のトランスファゲート、２１…画素電極、２２…共通電極、２３…電気泳動素子、２４…駆動用ＴＦＴ、２５…ＳＲＡＭ、３０…接着剤層、４０…マイクロカプセル、４１…分散媒、４２…白色粒子、４３…黒色粒子

Claims (13)

1. 第１の電極と、前記第１の電極と対向する第２の電極と、前記第１の電極と前記第２の電極とで挟持され帯電した電気泳動粒子を含む電気泳動素子とを備えた複数の画素で構成される表示部を有し、
   前記画素は、走査線及びデータ線に接続された画素スイッチング素子と、
   前記画素スイッチング素子に接続されたメモリ回路と、
   前記メモリ回路と前記第１の電極との間に設けられたスイッチ回路とを備え、
   前記走査線と前記データ線とを介して前記画素スイッチング素子に接続された画素駆動部と、
   第１の制御線と第２の制御線とを介して前記スイッチ回路に接続され、第３の制御線を介して前記第２の電極に接続された電位制御部と、
   を備え、
   前記電位制御部から前記第１の制御線に第１の電位を供給するとともに、前記第２の制御線に第２の電位を供給する第１の期間と、
   前記電位制御部から前記第１の制御線に前記第２の電位を供給するとともに、前記第２の制御線に前記第１の電位を供給する第２の期間と、
   を含む準備期間が、画像を表示させる期間の前に設けられていることを特徴とする電気泳動表示装置。
2. 請求項１に記載の電気泳動表示装置において、
   前記準備期間において、前記第１の期間と前記第２の期間とが交互に複数設けられていることを特徴とする電気泳動表示装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の電気泳動表示装置において、
   前記準備期間において、前記電位制御部は、前記第３の制御線を電気的に切断することを特徴とする電気泳動表示装置。
4. 請求項１から請求項３の何れか１項に記載の電気泳動表示装置において、
   前記電気泳動素子は、前記電気泳動粒子を封入したカプセル状であり、接着剤層を介して前記第１の電極上に配置されていることを特徴とする電気泳動表示装置。
5. 請求項３に記載の電気泳動表示装置において、
   前記準備期間の前に、前記画素駆動部は、前記走査線を介して、前記画素スイッチング素子に選択信号を入力している前記画素の選択期間中に、前記画素の前記メモリ回路に画像信号を入力し、
   前記画像信号は、前記表示部において隣接して配置された前記画素の一方に第１の階調を表示させ、他方の前記画素に第２の階調を表示させるものであることを特徴とする電気泳動表示装置。
6. 請求項２から請求項５の何れか１項に記載の電気泳動表示装置において、
   前記準備期間において、前記電位制御部は、１０ｍｓ以上５００ｍｓ以下の周期で前記第１の期間と前記第２の期間とを切替えることを特徴とする電気泳動表示装置。
7. 請求項１から請求項６の何れか１項に記載の電気泳動表示装置において、
   前記第１の制御線、前記第２の制御線、及び前記第３の制御線は、複数の前記画素で共通の配線であることを特徴とする電気泳動表示装置。
8. 第１の電極と、前記第１の電極と対向する第２の電極と、前記第１の電極と前記第２の電極とで挟持され帯電した電気泳動粒子を含む電気泳動素子とを備えた複数の画素で構成される表示部を有し、
   前記画素は、走査線及びデータ線に接続された画素スイッチング素子と、
   前記画素スイッチング素子に接続されたメモリ回路と、
   前記メモリ回路と前記第１の電極との間に設けられたスイッチ回路とを備え、
   前記スイッチ回路に接続された第１の制御線と第２の制御線と、
   前記第２の電極に接続された第３の制御線と、
   を備えた電気泳動表示装置の駆動方法であって、
   前記表示部に画像を表示させる前に、
   前記第１の制御線に第１の電位を供給するとともに、前記第２の制御線に第２の電位を供給する第１の準備動作と、
   前記第１の制御線に前記第２の電位を供給するとともに、前記第２の制御線に前記第１の電位を供給する第２の準備動作と、
   を実行することを特徴とする電気泳動表示装置の駆動方法。
9. 請求項８に記載の電気泳動表示装置の駆動方法であって、
   前記第１の準備動作と前記第２の準備動作とを交互に複数回実行することを特徴とする電気泳動表示装置の駆動方法。
10. 請求項８又は請求項９に記載の電気泳動表示装置の駆動方法であって、
    前記第１の準備動作、及び前記第２の準備動作において、前記第３の制御線を電気的に切断することを特徴とする電気泳動表示装置の駆動方法。
11. 請求項１０に記載の電気泳動表示装置の駆動方法であって、
    前記表示部の複数の前記画素に対して、隣接する前記画素が異なる階調で表示されるように前記メモリ回路に画像信号を供給することを特徴とする電気泳動表示装置の駆動方法。
12. 請求項９から請求項１１の何れか１項に記載の電気泳動表示装置の駆動方法であって、
    １０ｍｓ以上５００ｍｓ以下の周期で、前記第１の準備動作と前記第２の準備動作とを切替えることを特徴とする電気泳動表示装置の駆動方法。
13. 請求項１から請求項７の何れか１項に記載の電気泳動表示装置を備えたことを特徴とする電子機器。

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