JP2009175492A - 電気泳動表示装置及びその駆動方法並びに電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】電気泳動表示装置において、高品位な画像を表示する。
【解決手段】電気泳動表示装置は、第１基板（２８）上に設けられた画素電極（２１）と、第２基板（２９）上に設けられた共通電極（２２）と、画素電極に第１電位（ＶＨ）又は該第１電位より低い第２電位（ＶＬ）を有する画像信号を供給する画像信号供給手段（１０、６０、７０）と、共通電極に共通電位（Ｖｃｏｍ）を供給する共通電位供給手段（１０、２２０）とを備える。画像信号供給手段は、所定数のフレーム期間を含む画像信号供給期間において、所定数のフレーム期間の各々で、同一のフレーム画像に係る画像データに応じて画像信号を供給し、共通電位供給手段は、画像信号供給期間において、共通電位を、フレーム期間毎に、第３電位（ＶＨ）と第３電位より低い第４電位（ＶＬ）とで切り換えて供給する。
【選択図】図５

Description

本発明は、電気泳動表示装置及びその駆動方法並びに電子機器の技術分野に関する。

この種の電気泳動表示装置では、電気泳動粒子を含む分散媒を有する電気泳動素子を挟持する一対の基板の各々に設けられた画素電極及び共通電極間に電位差を与えて、電気泳動粒子を移動させることで画像が表示される（例えば特許文献１から４参照）。このような電気泳動表示装置として、一対の基板のうち画素電極が画素毎に設けられた基板上に、画素電極の選択的な駆動を行うための走査線、データ線、及び画素スイッチング用素子としてのトランジスタが作り込まれ、アクティブマトリクス駆動可能に構成されるものがある（例えば特許文献１、３及び４参照）。

特開２００２−１１６７３３号公報 特開２００３−１４０１９９号公報 特開２００４−００４７１４号公報 特開２００４−１０１７４６号公報

しかしながら、画素電極及び共通電極間に例えば１フレーム期間或いは１水平走査期間などの所定期間だけ所定の電位差を与えても、全ての電気泳動粒子が完全に同じように挙動するとは限らないため、電気泳動粒子を所望の位置まで移動させることができないおそれがある。また、電気泳動粒子を所望の位置にひとたび到達させる或いは近づけることができたとしても、電気泳動粒子が分散媒の対流や重力の作用によって沈降又は浮上してしまうおそれがある。このため、表示する画像が不鮮明になったり、残像が生じたり、画素間で色や輝度にばらつきが生じたりするなど、表示上の不具合が生じてしまうおそれがあるという技術的問題点がある。

本発明は、例えば上述した問題点に鑑みなされたものであり、高品位な画像を表示可能な電気泳動表示装置及びその駆動方法並びに該電気泳動表示装置を備えた電子機器を提供することを課題とする。

本発明の電気泳動表示装置は上記課題を解決するために、一対の第１及び第２基板と、該第１及び第２基板間に挟持されており、電気泳動粒子を含む分散媒を有する電気泳動素子と、前記第１基板上に設けられた複数の画素電極と、前記第２基板上に前記複数の画素電極に対向するように設けられた共通電極と、前記複数の画素電極の各々に、画像データに応じて第１電位又は該第１電位より低い第２電位を有する画像信号を供給する画像信号供給手段と、前記共通電極に、共通電位を供給する共通電位供給手段とを備え、前記画像信号供給手段は、所定数のフレーム期間を含む画像信号供給期間において、前記所定数のフレーム期間の各々で、前記画像データとして同一のフレーム画像に係る画像データに応じて前記画像信号を前記複数の画素電極の各々に供給し、前記共通電位供給手段は、前記画像信号供給期間において、前記共通電位を、前記フレーム期間毎に、前記第１電位以下であって前記第２電位より高い第３電位と該第３電位より低く前記第２電位以上である第４電位とで切り換えて前記共通電極に供給する。

本発明の電気泳動表示装置によれば、一対の第１及び第２基板は、電気泳動素子を介して、互いに対向するように配置される。第１基板における第２基板に対向する側には、複数の画素電極が、例えば、第１基板上に互いに交差するように設けられたデータ線及び走査線の交差に対応してマトリクス状に設けられる。例えば、第１基板上には、複数の画素電極の各々が設けられる画素毎に画素スイッチング素子としてのトランジスタが設けられ、アクティブマトリクス駆動可能に構成される。一方、第２基板における第１基板に対向する側には、複数の画素電極に対向するように共通電極が例えばベタ状に設けられる。電気泳動素子は、電気泳動粒子（例えば、負に帯電された複数の白色粒子と正に帯電された複数の黒色粒子）を含む分散媒を有する。

本発明の電気泳動表示装置の動作時には、画素電極と共通電極との間に挟持された電気泳動素子に、画像信号に応じた電圧（即ち、電位差）が印加されることによって、複数の画素からなる表示部に画像が表示される。より具体的には、画素電極及び共通電極間に印加される電圧に応じて、負に帯電された複数の白色粒子及び正に帯電された複数の黒色粒子のうち一方が分散媒中で画素電極側に移動（即ち、泳動）し、他方が分散媒中で共通電極側に移動することにより、共通電極が設けられた第２基板側に画像が表示される。この際、画素電極には、画像信号供給手段によって、画像信号が、画像データに応じて第１電位又は該第１電位より低い第２電位を有するように、例えば、データ線、及び走査線を介して走査信号が供給されることで選択された（即ち、オン状態とされた）画素スイッチング素子としてのトランジスタを介して供給される。一方、共通電極には、共通電位供給手段によって、共通電位が供給される。

本発明では特に、画像信号供給手段は、所定数のフレーム期間を含む画像信号供給期間において、所定数のフレーム期間の各々で、画像データとして同一のフレーム画像に係る画像データに応じて画像信号を複数の画素電極の各々に供給し、共通電位供給手段は、画像信号供給期間において、共通電位を、フレーム期間毎に、第３電位と該第３電位より低い第４電位とで切り換えて共通電極に供給する。ここで、「画像信号供給期間」とは、表示すべき１画面分の画像であるフレーム画像に係る画像データに応じた画像信号を複数の画素電極に供給するための期間として予め設定される期間であり、例えば、フレーム期間の１０倍の期間として設定される。「フレーム期間」とは、フレーム画像を表示するための単位期間であり、例えば、複数の走査線の全てを所定の順番で選択するために予め設定された垂直走査期間（或いは１垂直期間又は１Ｖ期間とも呼ぶことができる）を意味する。第３電位は、典型的には、第１電位と同一の電位であり、第４電位は、典型的には、第２電位と同一の電位である。

よって、例えば、第１のフレーム期間、第２のフレーム期間、…、第ｎのフレーム期間（ｎは自然数）をこの順番で含む画像信号供給期間のうち第１のフレーム期間においては、共通電極には第４電位（典型的には第２電位と同一の電位）を有する共通電位が供給され、該共通電極と第１電位を有する画像信号が供給された画素電極との間に電圧が印加されると共に該共通電極と第２電位を有する画像信号が供給された画素電極との間に電圧が印加されない。第１のフレーム期間に続く第２のフレーム期間においては、共通電極には第３電位（典型的には第１電位と同一の電位）を有する共通電位が供給され、該共通電極と第１電位を有する画像信号が供給された画素電極との間に電圧が印加されないと共に該共通電極と第２電位を有する画像信号が供給された画素電極との間に電圧が印加される。第２のフレーム期間に続く第３のフレーム期間においては、第１のフレーム期間と同様に、共通電極には第４電位を有する共通電位が供給され、該共通電極と第１電位を有する画像信号が供給された画素電極との間に電圧が印加されると共に該共通電極と第２電位を有する画像信号が供給された画素電極との間に電圧が印加されない。第３のフレーム期間に続く第４のフレーム期間においては、第２のフレーム期間と同様に、共通電極及び画素電極間に電圧が印加される又は印加されない。このように、奇数番目のフレーム期間においては、共通電極には第４電位を有する共通電位が供給され、該共通電極と第１電位を有する画像信号が供給された画素電極との間に電圧が印加されると共に該共通電極と第２電位を有する画像信号が供給された画素電極との間に電圧が印加されない。一方、偶数番目のフレーム期間においては、共通電極には第３電位を有する共通電位が供給され、該共通電極と第１電位を有する画像信号が供給された画素電極との間に電圧が印加されないと共に該共通電極と第２電位を有する画像信号が供給された画素電極との間に電圧が印加される。

即ち、画像信号供給期間において、フレーム期間毎に、共通電極と第２電位を有する画像信号が供給された画素電極との間と、共通電極と第１電位を有する画像信号が供給された画素電極との間とについて、画像信号に応じた電圧が交互に繰り返し印加される。

従って、画像信号供給期間において、電気泳動粒子を共通電極及び画素電極間で確実に移動させることができる。即ち、負に帯電された複数の白色粒子及び正に帯電された複数の黒色粒子のうち一方を分散媒中で画素電極側に確実に移動させ、他方を分散媒中で共通電極側に確実に移動させることができる。

ここで特に、画像信号供給期間において、同一のフレーム画像に係る画像データに対応する画像信号に応じた電圧が、共通電極及び画素電極間にフレーム期間を単位として複数回繰り返して印加されるので、電気泳動粒子が分散媒の対流や重力の作用によって沈降又は浮上してしまうのを回避して、電気泳動粒子を共通電極側及び画素電極側に確実に密着させることができる。よって、表示する画像のコントラストを向上させることができる。

これらの結果、本発明の電気泳動表示装置によれば、例えば鮮明で、残像や画素間での色や輝度のバラツキが低減された、高品位な画像を表示することが可能となる。

本発明の電気泳動表示装置の一態様では、前記第３電位は、前記第１電位よりも低く、前記第４電位は、前記第２電位よりも高い。

この態様によれば、電気泳動粒子を、画素電極及び共通電極のうち移動させるべき電極の側に確実に移動させることが可能となる。

尚、例えば、第１電位が１５Ｖとして設定されると共に第２電位が０Ｖとして設定される場合には、例えば、第３電位を１４．５Ｖとして設定すると共に第４電位を０．５Ｖとして設定するとよい。第１電位と第３電位とのずれ量及び第２電位と第４電位とのすれ量は、画像信号或いは共通電位の電位変動によっても第１電位が第３電位よりも低くならず且つ第２電位が第４電位よりも高くならない範囲内で、できるだけ小さく設定してもよい。

本発明の電気泳動表示装置の他の態様では、前記第１基板上に、互いに交差するように設けられたデータ線及び走査線と、該データ線及び走査線の交差に対応して設けられ、前記画素電極に電気的に接続されたトランジスタと、該トランジスタ及び前記画素電極間に電気的に接続され、前記画像信号を一時的に保持する保持容量とを備え、前記画像信号供給手段は、前記画像信号を、前記データ線及び前記トランジスタを介して前記画素電極に供給する。

この態様によれば、アクティブマトリクス駆動可能に構成される。ここで、データ線及びトランジスタを介して供給される画像信号を一時的に保持する保持容量によって、画素電極において画像信号が一定時間だけ維持される。よって、表示する画像のコントラストをより一層向上させることができる。

本発明に係る電気泳動表示装置の駆動方法は上記課題を解決するために、一対の第１及び第２基板と、該第１及び第２基板間に挟持されており、電気泳動粒子を含む分散媒を有する電気泳動素子と、前記第１基板上に設けられた複数の画素電極と、前記第２基板上に前記複数の画素電極に対向するように設けられた共通電極と、前記複数の画素電極の各々に、画像データに応じて第１電位又は該第１電位より低い第２電位を有する画像信号を供給する画像信号供給手段と、前記共通電極に、共通電位を供給する共通電位供給手段とを備えた電気泳動表示装置を駆動する電気泳動表示装置の駆動方法であって、所定数のフレーム期間を含む画像信号供給期間において、前記画像信号供給手段によって、前記所定数のフレーム期間の各々で、前記画像データとして同一のフレーム画像に係る画像データに応じて前記画像信号を前記複数の画素電極の各々に供給すると共に、前記共通電位供給手段によって、前記共通電位を、前記フレーム期間毎に、前記第１電位以下であって前記第２電位より高い第３電位と該第３電位より低く前記第２電位以上である第４電位とで切り換えて前記共通電極に供給する。

本発明に係る電気泳動表示装置の駆動方法によれば、上述した本発明の電気泳動表示装置と同様に、画像信号供給期間において、電気泳動粒子を共通電極及び画素電極間で確実に移動させることができる。更に、電気泳動粒子が分散媒の対流や重力の作用によって沈降又は浮上してしまうのを回避して、電気泳動粒子を共通電極及び画素電極に確実に密着させることができる。これらの結果、高品位な画像を表示することが可能となる。

尚、本発明に係る電気泳動表示装置の駆動方法においても、上述した本発明の電気泳動表示装置における各種態様と同様の各種態様を採ることが可能である。

本発明の電子機器は上記課題を解決するために、上述した本発明の電気泳動表示装置（但し、その各種態様も含む）を備える。

本発明の電子機器によれば、上述した本発明の電気泳動表示装置を具備してなるので、高品質な画像表示を行うことが可能な、例えば、腕時計、電子ペーパー、電子ノート、携帯電話、携帯用オーディオ機器などの各種電子機器を実現できる。

本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための最良の形態から明らかにされる。

以下では、本発明の実施形態について図を参照しつつ説明する。
＜第１実施形態＞
第１実施形態に係る電気泳動表示装置について、図１から図７を参照して説明する。

先ず、本実施形態に係る電気泳動表示装置の全体構成について、図１及び図２を参照して説明する。

図１は、本実施形態に係る電気泳動表示装置の全体構成を示すブロック図である。

図１において、本実施形態に係る電気泳動表示装置１は、表示部３と、コントローラ１０と、走査線駆動回路６０と、データ線駆動回路７０と、共通電位供給回路２２０とを備えている。

表示部３には、ｍ行×ｎ列分の画素２０がマトリクス状（二次元平面的）に配列されている。また、表示部３には、ｍ本の走査線４０（即ち、走査線Ｙ１、Ｙ２、…、Ｙｍ）と、ｎ本のデータ線５０（即ち、データ線Ｘ１、Ｘ２、…、Ｘｎ）とが互いに交差するように設けられている。具体的には、ｍ本の走査線４０は、行方向（即ち、Ｘ方向）に延在し、ｎ本のデータ線５０は、列方向（即ち、Ｙ方向）に延在している。ｍ本の走査線４０とｎ本のデータ線５０との交差に対応して画素２０が配置されている。

コントローラ１０は、走査線駆動回路６０、データ線駆動回路７０及び共通電位供給回路２２０の動作を制御する。コントローラ１０は、例えば、クロック信号、スタートパルス等のタイミング信号を各回路に供給する。尚、コントローラ１０は、後述する走査線駆動回路６０及びデータ線駆動回路７０と共に、本発明に係る「画像信号供給手段」の一例を構成し、且つ、後述する共通電位供給回路２２０と共に、本発明に係る「共通電位供給手段」の一例を構成する。

走査線駆動回路６０は、コントローラ１０から供給されるタイミング信号に基づいて、走査線Ｙ１、Ｙ２、…、Ｙｍの各々に走査信号をパルス的に順次供給する。

データ線駆動回路７０は、コントローラ１０から供給されるタイミング信号に基づいて、データ線Ｘ１、Ｘ２、…、Ｘｎに画像信号を供給する。画像信号は、高電位ＶＨ（例えば１５Ｖ）又は低電位ＶＬ（例えば０Ｖ）の２値的な電位をとる。尚、本実施形態では、黒色が表示されるべき画素２０に対して低電位ＶＬの画像信号が供給され、白色が表示されるべき画素２０に対して高電位ＶＨの画像信号が供給される。

尚、後述するように、本実施形態では、画素２０に画像信号を供給するための画像信号供給期間に先立つリセット期間に、走査線駆動回路６０は、ｍ本の走査線４０の全てに高電位ＶＨを供給すると共に、データ線駆動回路７０は、ｎ本のデータ線５０の全てに低電位ＶＬを供給可能に構成されている。

共通電位供給回路２２０は、共通電位線９３に共通電位Ｖｃｏｍを供給する。

尚、コントローラ１０、走査線駆動回路６０、データ線駆動回路７０及び共通電位供給回路２２０には、各種の信号が入出力されるが、本実施形態と特に関係のないものについては説明を省略する。

図２は、画素の電気的な構成を示す等価回路図である。

図２において、画素２０は、画素スイッチング用トランジスタ２４と、画素電極２１と、共通電極２２と、電気泳動素子２３と、保持容量２７とを備えている。

画素スイッチング用トランジスタ２４は、例えばＮ型トランジスタで構成されている。画素スイッチング用トランジスタ２４は、そのゲートが走査線４０に電気的に接続されており、そのソースがデータ線５０に電気的に接続されており、そのドレインが画素電極２１及び保持容量２７に電気的に接続されている。画素スイッチング用トランジスタ２４は、データ線駆動回路７０（図１参照）からデータ線５０を介して供給される画像信号を、走査線駆動回路６０（図１参照）から走査線４０を介してパルス的に供給される走査信号に応じたタイミングで、画素電極２１及び保持容量２７に出力する。

画素電極２１には、データ線駆動回路７０からデータ線５０及び画素スイッチング用トランジスタ２４を介して、画像信号が供給される。画素電極２１は、電気泳動素子２３を介して共通電極２２と互いに対向するように配置されている。

共通電極２２は、共通電位Ｖｃｏｍが供給される共通電位線９３に電気的に接続されている。

電気泳動素子２３は、電気泳動粒子をそれぞれ含んでなる複数のマイクロカプセルから構成されている。

保持容量２７は、誘電体膜を介して対向配置された一対の電極からなり、一方の電極が、画素電極２１及び画素スイッチング用トランジスタ２４に電気的に接続され、他方の電極が共通電位線９３に電気的に接続されている。保持容量２７によって画像信号を一定期間だけ維持することができる。

次に、本実施形態に係る電気泳動表示装置の表示部の具体的な構成について、図３及び図４を参照して説明する。

図３は、本実施形態に係る電気泳動表示装置の表示部の部分断面図である。

図３において、表示部３は、素子基板２８と対向基板２９との間に電気泳動素子２３が挟持される構成となっている。尚、本実施形態では、対向基板２９側に画像を表示することを前提として説明する。素子基板２８は、本発明に係る「第１基板」の一例であり、対向基板２９は、本発明に係る「第２基板」の一例である。

素子基板２８は、例えばガラスやプラスチック等からなる基板である。素子基板２８上には、ここでは図示を省略するが、図２を参照して上述した画素スイッチング用トランジスタ２４、保持容量２７、走査線４０、データ線５０、共通電位線９３等が作り込まれた積層構造が形成されている。この積層構造の上層側に複数の画素電極２１がマトリクス状に設けられている。

対向基板２９は、例えばガラスやプラスチック等からなる透明な基板である。対向基板２９における素子基板２８との対向面上には、共通電極２２が複数の画素電極９ａと対向してベタ状に形成されている。共通電極２２は、例えばマグネシウム銀（ＭｇＡｇ）、インジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム・亜鉛酸化物（ＩＺＯ）等の透明導電材料から形成されている。

電気泳動素子２３は、電気泳動粒子をそれぞれ含んでなる複数のマイクロカプセル８０から構成されており、例えば樹脂等からなるバインダー３０及び接着層３１によって素子基板２８及び対向基板２９間で固定されている。尚、本実施形態に係る電気泳動表示装置１は、製造プロセスにおいて、電気泳動素子２３が予め対向基板２９側にバインダー３０によって固定されてなる電気泳動シートが、別途製造された、画素電極２１等が形成された素子基板２８側に接着層３１によって接着されて構成されている。

マイクロカプセル８０は、画素電極２１及び共通電極２２間に挟持され、１つの画素２０内に（言い換えれば、１つの画素電極２１に対して）１つ又は複数配置されている。

図４は、マイクロカプセルの構成を示す模式図である。尚、図４では、マイクロカプセルの断面を模式的に示している。

図４において、マイクロカプセル８０は、被膜８５の内部に分散媒８１と、複数の白色粒子８２と、複数の黒色粒子８３とが封入されてなる。マイクロカプセル８０は、例えば、５０ｕｍ程度の粒径を有する球状に形成されている。尚、白色粒子８２及び黒色粒子８３は、本発明に係る「電気泳動粒子」の一例である。

被膜８５は、マイクロカプセル８０の外殻として機能し、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、アラビアガム、ゼラチン等の透光性を有する高分子樹脂から形成されている。

分散媒８１は、白色粒子８２及び黒色粒子８３をマイクロカプセル８０内（言い換えれば、被膜８５内）に分散させる媒質である。分散媒８１としては、水や、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、ペンタン、ヘキサン、オクタン等の脂肪族炭化水素、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂環式炭化水素、ベンゼン、トルエンや、キシレン、ヘキシルベンゼン、へブチルベンゼン、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、カルボン酸塩やその他の油類を単独で又は混合して用いることができる。また、分散媒８１には、界面活性剤が配合されてもよい。

白色粒子８２は、例えば、二酸化チタン、亜鉛華（酸化亜鉛）、三酸化アンチモン等の白色顔料からなる粒子（高分子或いはコロイド）であり、例えば負に帯電されている。

黒色粒子８３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（高分子或いはコロイド）であり、例えば正に帯電されている。

このため、白色粒子８２及び黒色粒子８３は、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によって、分散媒８１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。

図３及び図４において、画素電極２１と共通電極２２との間に、相対的に共通電極２２の電位が高くなるように電圧が印加された場合には、正に帯電された黒色粒子８３はクーロン力によってマイクロカプセル８０内で画素電極２１側に引き寄せられると共に、負に帯電された白色粒子８２はクーロン力によってマイクロカプセル８０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８０内の表示面側（即ち、共通電極２２側）には白色粒子８２が集まることになり、表示部３の表示面にはこの白色粒子８２の色（即ち、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が印加された場合には、負に帯電された白色粒子８２がクーロン力によって画素電極２１側に引き寄せられると共に、正に帯電された黒色粒子８３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８０の表示面側には黒色粒子８３が集まることになり、表示部３の表示面にはこの黒色粒子８３の色（即ち、黒色）が表示されることとなる。

尚、白色粒子８２、黒色粒子８３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、青色等を表示することができる。

次に、本実施形態に係る電気泳動表示装置の駆動方法について、図５から図７を参照して説明する。尚、以下では、表示部３に配列された複数の画素電極２１のうち、黒色が表示されるべき画素２０の画素電極２１を画素電極２１Ｂとし、白色が表示されるべき画素２０の画素電極２１を画素電極２１Ｗとして説明する。

図５及び図６は、本実施形態に係る電気泳動表示装置の駆動方法を示すタイミングチャートである。図５には、画像作成期間（即ち、表示部３に配列された複数の画素２０に新たな画像を作成或いは書き込むための期間）における、共通電位Ｖｃｏｍ、走査線Ｙ１、Ｙ２、…、Ｙｍの電位、及びデータ線Ｘ１、Ｘ２、…、Ｘｎの電位の各々の経時的変化を示している。図６には、画像作成期間における、共通電極２２の電位、画素電極２１Ｂの電位、及び画素電極２１Ｗの電位の各々の経時的変化を示している。図７は、本実施形態に係る電気泳動表示装置の駆動時における電気泳動粒子の状態を示す模式図であり、図７（ａ）は、リセット期間の直後における電気泳動粒子の状態を示しており、図７（ｂ）は、第１フレーム期間の直後における電気泳動粒子の状態を示しており、図７（ｃ）は、第２フレーム期間の直後における電気泳動粒子の状態を示しており、図７（ｄ）は、画像作成期間の直後における電気泳動粒子の状態を示している。

図５に示すように、先ず、画像作成期間のうち画像信号供給期間（画素２０に画像信号を供給するための期間）に先立つリセット期間ＲＴにおいて、表示部３の表示面の全体に白色を表示するリセット動作が行われる。

即ち、図５及び図６において、リセット期間ＲＴにおいて、走査線駆動回路６０（図１参照）は、ｍ本の走査線４０（即ち、走査線Ｙ１、Ｙ２、…、Ｙｍ）の全てに高電位ＶＨを供給すると共に、データ線駆動回路７０は、ｎ本のデータ線５０（即ち、データ線Ｘ１、Ｘ２、…、Ｘｍ）の全てに低電位ＶＬを供給する。これにより、各画素２０の画素電極２１には、データ線５０に供給された低電位ＶＬが、走査線４０を介して供給された高電位ＶＨによってオン状態とされた画素スイッチング用トランジスタ２４を介して供給される。よって、リセット期間ＲＴにおいて、各画素２０の画素電極２１は（画素電極２１Ｂ及び画素電極２１Ｗのいずれも）、低電位ＶＬで一定に維持される（図６参照）。一方、リセット期間ＲＴにおいて、共通電位供給回路２２０（図１参照）は、共通電位Ｖｃｏｍとして高電位ＶＨを共通電位線９３に供給する。よって、リセット期間ＲＴにおいて、共通電極２２は、高電位ＶＨで一定に維持される（図６参照）。

従って、図７（ａ）に示すように、リセット期間において、正に帯電された黒色粒子８３はクーロン力によって分散媒８１中で画素電極２１側に引き寄せられると共に、負に帯電された白色粒子８２はクーロン力によって分散媒８１中で共通電極２２側に引き寄せられる。この結果、表示部３の表示面には白色が表示される。

図５に示すように、画像作成期間のうちリセット期間ＲＴの後に続く画像信号供給期間において、各画素２０に画像信号が供給される。ここで、本実施形態では、画像信号供給期間は、フレーム期間或いは垂直走査期間（即ち、ｍ本の走査線４０の全てに順番に走査信号を供給するための期間として予め設定された期間）のＬ倍（但し、Ｌは２以上の自然数）の期間として設定されており、第１フレーム期間ＦＴ（１）、第２フレーム期間ＦＴ（２）、…、第Ｌフレーム期間ＦＴ（Ｌ）をこの順番で含む。尚、各フレーム期間は、例えば、１０ｍｓ〜４００ｍｓのいずれかの期間として設定してもよい。

具体的には、先ず、画像信号供給期間のうち第１フレーム期間ＦＴ（１）において、走査線駆動回路６０は、走査線Ｙ１、Ｙ２、…、Ｙｍに水平走査期間毎に順番に走査信号をパルス的に供給すると共に、データ線駆動回路７０は、データ線Ｘ１、Ｘ２、…、Ｘｎに、走査信号に応じたタイミングで、高電位ＶＨ（例えば１５Ｖ）又は低電位ＶＬ（例えば０Ｖ）を有する画像信号を供給する。図５に示す例では、第１フレーム期間ＦＴ（１）において、最初の水平走査期間に、走査線Ｙ１に走査信号がパルス的に供給されるタイミングで、データ線Ｘ１及びＸｎに高電位ＶＨを有する画像信号が供給されると共にデータ線Ｘ２に低電位ＶＬを有する画像信号が供給され（言い換えれば、低電位ＶＬで一定に維持され）、続く水平走査期間に、走査線Ｙ２に走査信号がパルス的に供給されるタイミングで、データ線Ｘ２及びＸｎに高電位ＶＨを有する画像信号が供給されると共に、データ線Ｘ１に低電位ＶＬを有する画像信号が供給され、ｍ番目の水平走査期間に、走査線Ｙｍに走査信号がパルス的に供給されるタイミングで、データ線Ｘ２に高電位ＶＨを有する画像信号が供給されると共に、データ線Ｘ１及びＸｎに低電位ＶＬを有する画像信号が供給される。即ち、表示すべき画像に応じて、黒色が表示されるべき画素２０の画素電極２１Ｂに高電位ＶＨを有する画像信号が供給されると共に、白色が表示されるべき画素２０の画素電極２１Ｗに低電位ＶＬを有する画像信号が供給される。

図６に示すように、画素電極２１Ｂは、走査線４０に走査信号がパルス的に供給されるタイミングで高電位ＶＨを有する画像信号が供給された後も、少なくとも後述する第２フレーム期間ＦＴ（２）において次に高電位ＶＨを有する画像信号が供給されるまでは、保持容量２７によって保持された電位によって高電位ＶＨで一定に維持される。

一方、図５及び図６に示すように、第１フレーム期間ＦＴ（１）において、共通電位供給回路２２０（図１参照）は、共通電位Ｖｃｏｍとして低電位ＶＬを共通電位線９３に供給する。よって、第１フレーム期間ＦＴ（１）において、共通電極２２は、低電位ＶＬで一定に維持される（図６参照）。

従って、図７（ｂ）に示すように、第１フレーム期間ＦＴ（１）において、低電位ＶＬで一定に維持された共通電極２２と高電位ＶＨで一定に維持された画素電極２１Ｂとの間では、正に帯電された黒色粒子８３はクーロン力によって分散媒８１中で共通電極２２側に引き寄せられると共に、負に帯電された白色粒子８２はクーロン力によって分散媒８１中で画素電極２１Ｂ側に引き寄せられる。一方、第１フレーム期間ＦＴ（１）において、低電位ＶＬで一定に維持された共通電極２２と低電位ＶＬで一定に維持された画素電極２１Ｗとの間では、電位差が生じないため、白色粒子８２及び黒色粒子８３のいずれにもクーロン力が働かない。

次に、図５に示すように、第１フレーム期間ＦＴ（１）に続く第２フレーム期間ＦＴ（２）において、走査線駆動回路６０は、走査線Ｙ１、Ｙ２、…、Ｙｍに水平走査期間毎に順番に走査信号をパルス的に供給すると共に、データ線駆動回路７０は、データ線Ｘ１、Ｘ２、…、Ｘｎに、走査信号に応じたタイミングで、高電位ＶＨ又は低電位ＶＬを有する画像信号を供給する。本実施形態では、データ線駆動回路７０は、画像信号供給期間において、第１フレーム期間ＦＴ（１）、第２フレーム期間ＦＴ（２）、…、第Ｌフレーム期間ＦＴ（Ｌ）の各々で、同一の表示すべき画像に係る画像信号を供給する。よって、第２フレーム期間ＦＴ（２）において、第１フレーム期間ＦＴ（１）における画像信号と同一の画像信号が供給される。即ち、第２フレーム期間ＦＴ（２）において、第１フレーム期間ＦＴ（１）における画像信号と同一の画像信号が画素電極２１及び保持容量２７に書き込まれる。

よって、図６に示すように、第２フレーム期間ＦＴ（２）において、画素電極２１Ｂは、高電位ＶＨで一定に維持され、画素電極２１Ｗは、低電位ＶＬで一定に維持される。本実施形態では、画素電極２１に、第１フレーム期間ＦＴ（１）、第２フレーム期間ＦＴ（２）、…、第Ｌフレーム期間ＦＴ（Ｌ）の各々で、同一の表示すべき画像に係る画像信号が供給されるので、第３フレーム期間ＦＴ（３）、…、第Ｌフレーム期間ＦＴ（Ｌ）においても、画素電極２１Ｂは、高電位ＶＨで一定に維持され、画素電極２１Ｗは、低電位ＶＬで一定に維持される。

一方、図５及び図６に示すように、第２フレーム期間ＦＴ（２）において、共通電位供給回路２２０（図１参照）は、共通電位Ｖｃｏｍとして高電位ＶＨを共通電位線９３に供給する。よって、第２フレーム期間ＦＴ（２）において、共通電極２２は、高電位ＶＨで一定に維持される（図６参照）。

従って、図７（ｃ）に示すように、第２フレーム期間ＦＴ（２）において、高電位ＶＨで一定に維持された共通電極２２と高電位ＶＨで一定に維持された画素電極２１Ｂとの間では、電位差が生じないため、白色粒子８２及び黒色粒子８３のいずれにもクーロン力が働かない。一方、第２フレーム期間ＦＴ（２）において、高電位ＶＨで一定に維持された共通電極２２と低電位ＶＬで一定に維持された画素電極２１Ｗとの間では、負に帯電された白色粒子８２はクーロン力によって分散媒８１中で共通電極２２側に引き寄せられると共に、正に帯電された黒色粒子８３はクーロン力によって分散媒８１中で画素電極２１Ｗ側に引き寄せられる。

図５及び図６において、第２フレーム期間ＦＴ（２）に続く第３フレーム期間ＦＴ（３）では、第１フレーム期間ＦＴ（１）と同様の駆動が行われる。よって、第３フレーム期間ＦＴ（３）では、図７（ｂ）を参照して上述した第１フレーム期間ＦＴ（１）と概ね同様に、低電位ＶＬで一定に維持された共通電極２２と高電位ＶＨで一定に維持された画素電極２１Ｂとの間で、正に帯電された黒色粒子８３に共通電極２２側へ向かうクーロン力が働くと共に負に帯電された白色粒子８２に画素電極２１Ｂ側へ向かうクーロン力が働き、一方、低電位ＶＬで一定に維持された共通電極２２と低電位ＶＬで一定に維持された画素電極２１Ｗとの間では、白色粒子８２及び黒色粒子８３のいずれにもクーロン力が働かない。

第５フレーム期間ＦＴ（５）、第７フレーム期間ＦＴ（７）、…（即ち、画像信号供給期間における最初から奇数番目のフレーム期間）では、第１フレーム期間ＦＴ（１）と同様の駆動が行われる。

図５及び図６において、第３フレーム期間ＦＴ（３）に続く第４フレーム期間ＦＴ（４）では、第２フレーム期間ＦＴ（２）と同様の駆動が行われる。よって、第４フレーム期間ＦＴ（４）では、図７（ｃ）を参照して上述した第２フレーム期間ＦＴ（２）と概ね同様に、高電位ＶＨで一定に維持された共通電極２２と高電位ＶＨで一定に維持された画素電極２１Ｂとの間では、白色粒子８２及び黒色粒子８３のいずれにもクーロン力が働かず、一方、高電位ＶＨで一定に維持された共通電極２２と低電位ＶＬで一定に維持された画素電極２１Ｗとの間では、負に帯電された白色粒子８２に共通電極２２側へ向かうクーロン力が働くと共に正に帯電された黒色粒子８３に画素電極２１Ｗ側へ向かうクーロン力が働く。

第６フレーム期間ＦＴ（６）、第８フレーム期間ＦＴ（８）、…（即ち、画像信号供給期間における最初から偶数番目のフレーム期間）では、第２フレーム期間ＦＴ（２）と同様の駆動が行われる。

以上のように、画像信号供給期間において、フレーム期間毎に、共通電極２２と画素電極２１Ｂとの間と、共通電極２２と画素電極２１Ｗとの間とについて、画像信号に応じた電圧が交互に繰り返し印加される。即ち、第１フレーム期間ＦＴ（１）、第３フレーム期間ＦＴ（３）、…の奇数番目のフレーム期間において、低電位ＶＬで一定に維持された共通電極２２と高電位ＶＨで一定に維持された画素電極２１Ｂとの間に電圧が印加され、低電位ＶＬで一定に維持された共通電極２２と低電位ＶＬで一定に維持された画素電極２１Ｗとの間では電圧が印加されず、他方、第２フレーム期間ＦＴ（２）、第４フレーム期間ＦＴ（４）、…の偶数番目のフレーム期間において、高電位ＶＨで一定に維持された共通電極２２と高電位ＶＨで一定に維持された画素電極２１Ｂとの間に電圧が印加されず、高電位ＶＨで一定に維持された共通電極２２と低電位ＶＬで一定に維持された画素電極２１Ｗとの間では電圧が印加されることになる。

従って、画像信号供給期間において、白色粒子８２及び黒色粒子８３を共通電極２２及び画素電極２１間で確実に移動させることができる。即ち、負に帯電された複数の白色粒子８２及び正に帯電された複数の黒色粒子８３のうち一方を分散媒８１中で画素電極２１側に確実に移動させ、他方を分散媒８１中で共通電極２２側に確実に移動させることができる。

本実施形態では特に、画像信号供給期間において、同一の画像信号に応じた電圧が、共通電極２２及び画素電極２１間にフレーム期間を単位として複数回繰り返して印加されるので、白色粒子８２及び黒色粒子８３が分散媒８１の対流や重力の作用によって沈降又は浮上してしまうのを回避して、白色粒子８２及び黒色粒子８３を共通電極２２側及び画素電極２１側に確実に密着させることができる。即ち、画像信号供給期間における奇数番目のフレーム期間（第１フレーム期間ＦＴ（１）、第３フレーム期間ＦＴ（３）、…）において、共通電極２２及び画素電極２１Ｂ間に、同一の画像信号に応じた電圧が繰り返し印加され（図７（ｂ）参照）、画像信号供給期間における偶数番目のフレーム期間（第２フレーム期間ＦＴ（２）、第４フレーム期間ＦＴ（４）、…）においても、共通電極２２及び画素電極２１Ｗ間に、同一の画像信号に応じた電圧が繰り返し印加される（図７（ｃ）参照）。よって、画像信号供給期間の終了時（即ち、第Ｌフレーム期間の直後）には、図７（ｄ）に示すように、白色粒子８２及び黒色粒子８３を共通電極２２側及び画素電極２１側に確実に密着させることができる。従って、表示する画像のコントラストを向上させることができる。

ここで、仮に保持容量２８の容量値が比較的小さいために画素電極２１及び保持容量２８において画像信号を保持する期間が比較的短い場合であっても、本実施形態に係る電気泳動表示装置１によれば、画像信号供給期間において、同一の画像信号に応じた電圧が、共通電極２２及び画素電極２１間にフレーム期間を単位として複数回繰り返して印加されるので、白色粒子８２及び黒色粒子８３を共通電極２２側及び画素電極２１側に確実に密着させることができる。

これらの結果、本実施形態に係る電気泳動表示装置１によれば、例えば鮮明で、残像や画素間での色や輝度のバラツキが低減された、高品位な画像を表示することが可能となる。

尚、図５及び図６において、画像作成期間後には、共通電極２２及び画素電極２１（並びに共通電位線９３、走査線４０及びデータ線５０）は、電気的に切断されたハイインピーダンス状態（Ｈｉ−Ｚ）とされる。これにより、例えば、互いに隣り合う画素電極２１間にリーク電流が発生してしまうことを防止するとともに、消費電力を抑制し、各画素において画像信号を確実に保持することができる。

尚、本実施形態ではリセット期間ＲＴを設けるように構成したが、リセット期間ＲＴを設けなくともよい。

図８は、変形例における図５と同趣旨のタイミングチャートである。

図８に変形例として示すように、共通電位Ｖｃｏｍを、画像信号供給期間におけるフレーム期間ＦＴ毎に、画像信号の有する高電位ＶＨよりも電位差ΔＶだけ低い高電位Ｖａと、画像信号の有する低電位ＶＬよりも電位差ΔＶだけ高い低電位Ｖｂとで切り替えて共通電極２２に供給するように構成してもよい。例えば、高電位ＶＨが１５Ｖであり、低電位ＶＬが０Ｖである場合には、高電位Ｖａを１４．５Ｖに設定すると共に低電位Ｖｂを０．５Ｖに設定してもよい（即ち、電位差ΔＶを０．５Ｖに設定してもよい）。

この場合にも、白色粒子８２及び黒色粒子８３を、画素電極２１及び共通電極２２のうち移動させるべき電極の側に確実に移動させることができる。

更に、画像信号供給期間における奇数番目のフレーム期間（第１フレーム期間ＦＴ（１）、第３フレーム期間ＦＴ（３）、…）において、共通電極２２に０．５Ｖの電位が加わっているため、保持容量２８の電位が低下した場合であっても、低電位ＶＬとなっている画素電極２１Ｗに対して共通電極２２が０．５Ｖ高電位となるため、負に帯電した白色粒子８２を共通電極２２側に保持することができる。つまり、白色粒子８２及び黒色粒子８３が反対側の電極側に泳動すること（逆流）を防止することができる。

同様に、画像信号供給期間における偶数番目のフレーム期間（第２フレーム期間ＦＴ（２）、第４フレーム期間ＦＴ（４）、…）においても、共通電極２２の電位が高電位ＶＨよりも０．５Ｖ低くなっているため、保持容量２８の電位が低下した場合であっても、高電位ＶＨとなっている画素電極２１Ｂに対して共通電極２２が０．５Ｖ低電位となるため、正に帯電した黒色粒子８３を共通電極２２側に保持することが可能となり、白色粒子８２及び黒色粒子８３の逆流を防止することができる。
＜電子機器＞
次に、上述した電気泳動表示装置を適用した電子機器について、図９及び図１０を参照して説明する。以下では、上述した電気泳動表示装置を電子ペーパー及び電子ノートに適用した場合を例にとる。

図９は、電子ペーパー１４００の構成を示す斜視図である。

図９に示すように、電子ペーパー１４００は、上述した実施形態に係る電気泳動表示装置を表示部１４０１として備えている。電子ペーパー１４００は可撓性を有し、従来の紙と同様の質感及び柔軟性を有する書き換え可能なシートからなる本体１４０２を備えて構成されている。

図１０は、電子ノート１５００の構成を示す斜視図である。

図１０に示すように、電子ノート１５００は、図１０で示した電子ペーパー１４００が複数枚束ねられ、カバー１５０１に挟まれているものである。カバー１５０１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ための表示データ入力手段（図示せず）を備える。これにより、その表示データに応じて、電子ペーパーが束ねられた状態のまま、表示内容の変更や更新を行うことができる。

上述した電子ペーパー１４００及び電子ノート１５００は、上述した実施形態に係る電気泳動表示装置を備えるので、消費電力が小さく、高品質な画像表示を行うことが可能である。

尚、これらの他に、腕時計、携帯電話、携帯用オーディオ機器などの電子機器の表示部に、上述した本実施形態に係る電気泳動表示装置を適用することができる。

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う電気泳動表示装置、電気泳動表示装置の駆動方法及び該電気泳動表示装置を備えてなる電子機器もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

第１実施形態に係る電気泳動表示装置の全体構成を示すブロック図である。 第１実施形態に係る電気泳動表示装置の画素の電気的な構成を示す等価回路図である。 第１実施形態に係る電気泳動表示装置の表示部の部分断面図である。 マイクロカプセルの構成を示す模式図である。 第１実施形態に係る電気泳動表示装置の駆動方法を示すタイミングチャート（その１）である。 第１実施形態に係る電気泳動表示装置の駆動方法を示すタイミングチャート（その２）である。 第１実施形態に係る電気泳動表示装置の駆動時における電気泳動粒子の状態を示す模式図である。 変形例における図５と同趣旨のタイミングチャートである。 電気泳動表示装置を適用した電子機器の一例たる電子ペーパーの構成を示す斜視図である。 電気泳動表示装置を適用した電子機器の一例たる電子ノートの構成を示す斜視図である。

符号の説明

１０…コントローラ、２１…画素電極、２２…共通電極、２３…電気泳動素子、２４…画素スイッチング用トランジスタ、２７…保持容量、２８…素子基板、２９…対向基板、４０…走査線、５０…データ線、６０…走査線駆動回路、７０…データ線駆動回路、８０…マイクロカプセル、８１…分散媒、８２…白色粒子、８３…黒色粒子、９３…共通電位線、２２０…共通電位供給回路

Claims (5)

1. 一対の第１及び第２基板と、
   該第１及び第２基板間に挟持されており、電気泳動粒子を含む分散媒を有する電気泳動素子と、
   前記第１基板上に設けられた複数の画素電極と、
   前記第２基板上に前記複数の画素電極に対向するように設けられた共通電極と、
   前記複数の画素電極の各々に、画像データに応じて第１電位又は該第１電位より低い第２電位を有する画像信号を供給する画像信号供給手段と、
   前記共通電極に、共通電位を供給する共通電位供給手段と
   を備え、
   前記画像信号供給手段は、所定数のフレーム期間を含む画像信号供給期間において、前記所定数のフレーム期間の各々で、前記画像データとして同一のフレーム画像に係る画像データに応じて前記画像信号を前記複数の画素電極の各々に供給し、
   前記共通電位供給手段は、前記画像信号供給期間において、前記共通電位を、前記フレーム期間毎に、前記第１電位以下であって前記第２電位より高い第３電位と該第３電位より低く前記第２電位以上である第４電位とで切り換えて前記共通電極に供給する
   ことを特徴とする電気泳動表示装置。
2. 前記第３電位は、前記第１電位よりも低く、
   前記第４電位は、前記第２電位よりも高い
   ことを特徴とする請求項１に記載の電気泳動表示装置。
3. 前記第１基板上に、互いに交差するように設けられたデータ線及び走査線と、
   該データ線及び走査線の交差に対応して設けられ、前記画素電極に電気的に接続されたトランジスタと、
   該トランジスタ及び前記画素電極間に電気的に接続され、前記画像信号を一時的に保持する保持容量と
   を備え、
   前記画像信号供給手段は、前記画像信号を、前記データ線及び前記トランジスタを介して前記画素電極に供給する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電気泳動表示装置。
4. 一対の第１及び第２基板と、該第１及び第２基板間に挟持されており、電気泳動粒子を含む分散媒を有する電気泳動素子と、前記第１基板上に設けられた複数の画素電極と、前記第２基板上に前記複数の画素電極に対向するように設けられた共通電極と、前記複数の画素電極の各々に、画像データに応じて第１電位又は該第１電位より低い第２電位を有する画像信号を供給する画像信号供給手段と、前記共通電極に、共通電位を供給する共通電位供給手段とを備えた電気泳動表示装置を駆動する電気泳動表示装置の駆動方法であって、
   所定数のフレーム期間を含む画像信号供給期間において、
   前記画像信号供給手段によって、前記所定数のフレーム期間の各々で、前記画像データとして同一のフレーム画像に係る画像データに応じて前記画像信号を前記複数の画素電極の各々に供給すると共に、前記共通電位供給手段によって、前記共通電位を、前記フレーム期間毎に、前記第１電位以下であって前記第２電位より高い第３電位と該第３電位より低く前記第２電位以上である第４電位とで切り換えて前記共通電極に供給する
   ことを特徴とする電気泳動表示装置の駆動方法。
5. 請求項１から３のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置を備えることを特徴とする電子機器。

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