JP2009229508A - 電気泳動表示装置の駆動方法、電気泳動表示装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】電気泳動表示装置において、画質の低下及び消費電力を低減しつつ、書き換え後の画像が変形して表示されてしまうことを防止する。
【解決手段】電気泳動表示装置の駆動方法は、第１画像を第２画像へと書き換える際、共通電極（２２）に共通電位を供給し、第１階調又は第２階調のいずれか一方の階調を表示している画素の画素電極（２１）に、他方の階調に対応する電位を供給すると共に他方の階調を表示している画素の画素電極に共通電位と同一の電位を供給することで、第１画像を消去する消去ステップと、共通電極に前記共通電位を供給し、補正後画像データに係る一方の階調を表示すべき画素の画素電極に一方の階調に対応する電位を供給すると共に補正後画像データに係る他方の階調を表示すべき画素の画素電極に共通電位と同一の電位を供給することで、第２画像を表示させる表示ステップとを含む。
【選択図】図８

Description

本発明は、電気泳動表示装置の駆動方法、電気泳動表示装置及び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。表示された画像を書き換える際には、例えば駆動電圧や誤書き換え等を低減させるために、表示領域全体に同一の階調を表示させることで表示された画像を一旦消去し、その後に書き換え後の新たな画像を書き込むという技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。また、同一階調を連続して書き込むことによる表示ムラを低減させるために、表示領域に部分的に電位差を与え、部分的に画像を書き換えるという技術が提案されている（例えば特許文献２参照）。

特開２００２−１４９１１５号公報 特開２００７−２０６２６７号公報

しかしながら、上述した技術のように、それまで表示していた画像を表示領域全体に渡って消去した後に、新たな画像を書き込む場合には、電位差を与えた領域において電界の広がりが生じ、意図しない領域にまで電位差が生じてしまうおそれがある。即ち、階調を変化させるべきでない部分においても階調が変化してしまうおそれがある。よって、上述した技術には、表示させようとした画像が適切に表示されない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、画質の低下及び消費電力を低減しつつ、書き換え後の画像が変形して表示されてしまうことを防止可能な電気泳動表示装置の駆動方法、電気泳動表示装置及び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の駆動方法は上記課題を解決するために互いに対向する画素電極及び共通電極間に電気泳動粒子を含む電気泳動素子が夫々設けられた複数の画素を含む表示部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、前記表示部に表示されている第１画像を第２画像へと書き換える際、前記共通電極に共通電位を供給し、且つ、前記複数の画素のうち第１階調又は前記第１階調とは異なる第２階調のいずれか一方の階調を表示している画素における前記画素電極に、前記一方の階調とは異なる他方の階調に対応する電位を供給すると共に前記複数の画素のうち前記他方の階調を表示している画素における前記画素電極に前記共通電位と同一の電位を供給することで、前記表示部に表示されている前記第１画像を消去する消去ステップと、前記共通電極に前記共通電位を供給し、且つ、前記複数の画素のうち前記第２画像における前記一方の階調を示す領域を縮小させると共に前記他方の階調を示す領域を拡大させるように前記第２画像に係る画像データが補正された補正後画像データに係る前記一方の階調を表示すべき画素における前記画素電極に前記一方の階調に対応する電位を供給すると共に前記複数の画素のうち前記補正後画像データに係る前記他方の階調を表示すべき画素における前記画素電極に前記共通電位と同一の電位を供給することで、前記表示部に前記第２画像を表示させる表示ステップとを含む。

本発明の電気泳動表示装置の駆動方法によれば、電気泳動表示装置の表示部に含まれる複数の画素の各々における画素電極及び共通電極間に画像データに応じて電圧を印加することにより、画素電極及び共通電極間に設けられた電気泳動素子に含まれる電気泳動粒子を画素電極及び共通電極間で移動させることで、表示部に画像を表示させる。

画素電極は、例えば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複数設けられている。画素電極が設けられる画素の各々には、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、共通電極は、複数の画素電極に対向するように例えばベタ状に設けられる。電気泳動素子は、例えばマイクロカプセルであり、内部に電気泳動粒子として、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とが含まれている。本発明の電気泳動表示装置の駆動方法によって電気泳動表示装置を駆動させる際には、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画素電極側に移動（即ち、泳動）し、他方が共通電極側に移動することにより、共通電極側に画像が表示される。

本発明では特に、表示部に表示されている第１画像を第２画像へと書き換える際、先ず消去ステップにおいて、共通電極に対して共通電位が供給される。一方、画素電極に対しては、複数の画素のうち第１階調又は第１階調とは異なる第２階調のいずれか一方の階調を表示している画素における画素電極に、一方の階調とは異なる他方の階調に対応する電位が供給される。即ち、第１階調を表示している画素及び第２階調を示している画素のいずれか一方が選択され、選択された方の画素における画素電極に一方の階調とは異なる他方の階調に対応する電位が供給される。より具体的には、例えば第１階調を“白”、第２階調を“黒”とすると、白を表示している画素に黒に対応する電位が供給され、画素が黒に書き換えられる。或いは、黒を表示している画素に白に対応する電位が供給され、画素が白に書き換えられる。また、複数の画素のうち他方の階調を表示している画素における画素電極には、共通電位と同一の電位が供給される。このため、他方の階調を表示している画素においては、画素電極及び共通電極間で電位差が生じない。よって、他方の階調を表示している画素の階調は変化しない。

以上のような駆動の結果、表示部は部分的に（即ち、一方の階調を示していた部分だけが）書き換えられ、表示部全体に他方の階調のベタ画像が表示されることになる。即ち、表示部に表示されていた第１画像は、第１階調又は第２階調のベタ画像が表示されることで消去される。このように、第２画像の表示に先立って第１画像を消去することで、例えば電圧を印加するタイミングのずれやトランジスタにおけるリークに起因する誤書き換え等を防止することができる。

続く表示ステップにおいては、共通電極に対して消去ステップ同様に共通電位が供給される。一方、画素電極に対しては、複数の画素のうち補正後画像データに係る一方の階調を表示すべき画素における画素電極に一方の階調に対応する電位が供給される。よって、一方の階調を表示すべき画素では、他方の階調が一方の階調へと変化する。また、複数の画素のうち補正後画像データに係る他方の階調を表示すべき画素における画素電極には、共通電位と同一の電位が供給される。よって、画素の階調は変化せず、他方の階調を表示したまま維持される。

以上のような駆動の結果、表示部は部分的に（即ち、一方の階調を表示すべき部分だけが）書き換えられ、第２の画像が表示されることになる。上述した消去ステップ及び表示ステップのように、部分的な画像の書き換えを行うことで、例えば同一階調が連続して書き込まれることに起因する画質の低下及び消費電力を低減することができる。

ここで、上述した補正後画像データは、第２画像における一方の階調を示す領域を縮小させると共に他方の階調を示す領域を拡大させるように第２画像に係る画像データが補正された画像データである。このような補正は、複数の画素のうち一部の画素に電位差を与えたこと（即ち、部分的な画像の書き換え）に起因して、表示される画像が変形して表示されてしまうことを防止するためのものである。具体的には、複数の画素のうち一部の画素に電位差を与えた場合、電位差による電界は、電位差を与えた画素の近傍に位置する電位差を与えない画素（例えば、電位差を与えた画素と隣接する電位差を与えない画素等）にまで影響を与える。よって、電位差を与えない画素においても電位差が生じ、電気泳動素子が駆動される。従って、表示される画像は、電位差を与えることによって表示される階調を示す領域が拡大されたものとなる。即ち、本発明のように、一方の階調を表示すべき画素にのみ電位差を与える場合に上述した補正を行わなければ、一方の階調を示す領域が拡大され、他方の階調を示す領域が縮小されて表示されてしまう。

しかるに本発明では特に、上述したように、第２画像における一方の階調を示す領域を縮小させると共に他方の階調を示す領域を拡大させるように第２画像に係る画像データが補正された補正後画像データに基づいて表示ステップが行われる。即ち、電界の広がりに起因して拡大されてしまう領域は縮小されるように、逆に縮小されてしまう領域は拡大されるように補正された画像データによる表示が行われる。よって、第２画像を変形させずに或いは変形を視覚的に認識できないまでに低減させて表示させることができる。

上述した電界の広がりに起因する画像の変形は、例えば一方の階調として第１階調及び第２階調のいずれもが選択される場合（即ち、消去ステップにおいて表示されるベタ画像の階調が変更される場合）においては、同一の画像が互いに異なる形の画像として表示される可能性があるため、特に目立ち易くなる。よって、このような場合には、上述した本発明の効果はより顕著に発揮される。

尚、画像データを補正後画像データとして補正する際には、典型的には、第１階調が一方の階調とされた場合及び第２階調が一方の階調とされた場合の２ケース間で、補正を行わずに（即ち、補正前の第２画像に係る画像データによって）第２画像を表示させた際に表示される画像における第１の階調を示す領域及び第２の階調を示す領域が夫々占める割合の差分が求められ、その差分に基づいて各領域が拡大及び縮小される。このような補正は、典型的には、電気泳動表示装置が表示する画像の各々について予め行われており、例えば電気泳動表示装置が有するメモリ等に記憶されている。

以上説明したように、本発明の電気泳動表示装置の駆動方法によれば、部分的な画像書き換えによって画質の低下及び消費電力を低減しつつ、書き換え後の画像が変形して表示されてしまうことを防止することができる。

本発明の電気泳動表示装置の駆動方法の一態様では、前記表示ステップは、前記第２画像における前記第１階調を示す領域を縮小させると共に前記第２階調を示す領域を拡大させるように前記第２画像に係る画像データを補正した第１補正画像データ、及び前記第２画像における前記第２階調を示す領域を縮小させると共に前記第１階調を示す領域を拡大させるように前記第２画像に係る画像データを補正した第２補正画像データのいずれか一方を前記補正後画像データとして選択する選択ステップを含み、前記選択ステップは、前記消去ステップにおける前記一方の階調が前記第１階調である場合に、前記第１補正画像データを前記補正後画像データとして選択し、前記消去ステップにおける前記一方の階調が前記第２階調である場合に、前記第２補正画像データを前記補正後画像データとして選択する。

この態様によれば、表示ステップに含まれる選択ステップおいて、第２画像における第１階調を示す領域を縮小させると共に第２階調を示す領域を拡大させるように第２画像に係る画像データを補正した第１補正画像データ、及び第２画像における第２階調を示す領域を縮小させると共に第１階調を示す領域を拡大させるように第２画像に係る画像データを補正した第２補正画像データのいずれか一方が補正後画像データとして選択される。即ち、第１補正画像データ及び第２補正画像データは、例えばメモリ等に予め記憶されており、表示ステップにおいて補正後画像データを用いる際に、いずれか一方が補正後画像データとして選択される。

選択ステップでは、消去ステップにおける一方の階調が第１階調である場合には、第１補正画像データが補正後画像データとして選択される。また、消去ステップにおける一方の階調が第２階調である場合には、第２補正画像データが補正後画像データとして選択される。本態様に係る駆動方法では、上述したように、消去ステップにおける一方の階調に応じて補正後画像データを選択しているため、表示ステップにおいて生じる第２画像の変形を確実に防止することが可能となる。

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、上述した本発明の電気泳動表示装置の駆動方法（但し、その各種態様も含む）によって駆動される。

本発明の電気泳動表示装置によれば、上述した本発明に係る電気泳動表示装置の駆動方法によって駆動されるため、同様に画質の低下及び消費電力を低減しつつ、書き換え後の画像が変形されてしまうことを防止することができる。

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、上述した本発明に係る電気泳動表示装置を具備してなるので、画質の低下及び消費電力を低減しつつ、書き換え後の画像が変形されてしまうことを防止可能な、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。

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。

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、白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、黒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。

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、共通電位Ｖｃｏｍは一定の電位であってもよいし、例えば書き込む階調に応じて変化してもよい。

本実施形態では、後述するように、画素２０に共通電位Ｖｃｏｍと同一の電位が供給される。これは、例えば共通電位供給回路２２０から出力される共通電位Ｖｃｏｍが高電位ＶＨ又は低電位ＶＬと同一の電位とされることで実現されてもよいし、データ線駆動回路７０から高電位ＶＨ及び低電位ＶＬに加えて、共通電位Ｖｃｏｍと同一である他の電位が供給されることで実現されてもよい。

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、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１３を参照して説明する。

図５及び図６は夫々、本実施形態に係る駆動方法における画像の書き換え工程を、順を追って示す工程図である。

図５及び図６において、本実施形態に係る電気泳動表示装置の駆動方法では、図５に示すように、表示部３において表示されている図の左側に示す第１画像（即ち、白地に黒でアルファベットの“Ｋ”が描かれた画像）が、白のベタ画像が表示される消去状態（１）を経由して、図の右側に示す第２画像（即ち、白地に黒でアルファベットの“Ｈ”が描かれた画像）に書き換えられる。或いは、図６に示すように、表示部３において表示されている第１画像が、黒のベタ画像が表示される消去状態（２）を経由して、第２画像に書き換えられる。尚、消去状態（１）を経由するか、消去状態（２）を経由するかは設計事項であり、自由に変更可能である。よって、例えば消去状態（１）を経由する書き換え及び消去状態（２）を経由する書き換えが交互に行われるようにしてもよいし、常に消去状態（１）を経由する書き換え又は消去状態（２）を経由する書き換えが行われるようにしてもよい。

図７は、本実施形態に係る駆動方法において、共通電極及び画素電極に供給される電位を工程毎に示すタイミングチャート（その１）である。尚、以下では、図５に示すように、第１画像が白画像（即ち、消去状態（１））を経由して第２画像へと書き換えられる場合を例にとり説明する。

図５及び図７において、第１画像は、例えば表示部３において黒のベタ画像が表示されている場合に、第１画像において白を表示すべき画素２０（即ち、アルファベット“Ｋ”の周囲の領域における画素）だけが白を表示するように書き換えられることによって表示される。具体的には、図７に示すように、共通電極２２には、共通電位供給回路２２０（図１参照）によって、共通電位Ｖｃｏｍとして高電位ＶＨと同一の電位が供給される。また黒から白に書き換えられるべき画素２０（即ち、第１画像において白を示すべき画素）における画素電極２１には、データ線駆動回路７０によって、低電位ＶＬが供給される。これにより、黒から白に書き換えられるべき画素２０においては、共通電極２２及び画素電極２１間に電位差が生じる。よって、画素２０における電気泳動素子８０は、白を表示するように駆動される。他方で、黒を維持すべき画素２０（即ち、第１画像において黒を示すべき画素）における画素電極２１には、高電位ＶＨが供給される。このため、共通電極２２及び画素電極２１間には電位差が生じない。よって、画素２０は書き換えられず、黒表示のまま維持される。尚、実際には、第１画像の書き込みにおいても、後述する補正後画像データを用いない場合には画像の変形が起こるが、ここではその説明を省略する。

第１画像は、所定期間保持された後、第２画像へと書き換えられる。尚、保持期間においては、共通電極２２及び画素電極２１に対して共に低電位ＶＬが供給される。即ち、共通電極２２及び画素電極２１間に電位差は生じない。

画像を書き換える際には、先ず第１画像において黒を示している画素２０（即ち、アルファベット“Ｋ”の文字を構成する領域における画素）だけが白を表示するように書き換えられる。よって、表示部３では、図５に示す消去状態（１）のように白のベタ画像が表示される。具体的には、図７に示すように、共通電極２２には、共通電位供給回路２２０によって、共通電位Ｖｃｏｍとして高電位ＶＨと同一の電位が供給される。また黒から白に書き換えられるべき画素２０（即ち、第１画像において黒を示しており、消去状態（１）において白を示すべき画素）における画素電極２１には、データ線駆動回路７０によって、低電位ＶＬが供給される。これにより、黒から白に書き換えられるべき画素２０においては、共通電極２２及び画素電極２１間に電位差が生じる。よって、画素２０における電気泳動素子８０は、白を表示するように駆動される。他方で、白が維持されるべき画素２０（即ち、第１画像において白を示しており、消去状態（１）においても白を示すべき画素）における画素電極２１には、高電位ＶＨが供給される。このため、共通電極２２及び画素電極２１間には電位差が生じない。よって、画素２０は白表示のまま維持される。

表示部３が消去状態（１）とされると、第２画像において黒を示すべき画素２０（即ち、アルファベット“Ｈ”の文字を構成する領域における画素）だけが黒を表示するように書き換えられる。具体的には、図７に示すように、共通電極２２には、共通電位供給回路２２０によって、共通電位Ｖｃｏｍとして低電位ＶＬと同一の電位が供給される。また白から黒に書き換えられるべき画素２０（即ち、第２画像において黒を示すべき画素）における画素電極２１には、データ線駆動回路７０によって、高電位ＶＨが供給される。これにより、白から黒に書き換えられるべき画素２０においては、共通電極２２及び画素電極２１間に電位差が生じる。よって、画素２０における電気泳動素子８０は、黒を表示するように駆動される。他方で、白が維持されるべき画素２０（即ち、第２画像において白を示すべき画素）における画素電極２１には、低電位ＶＬが供給される。このため、共通電極２２及び画素電極２１間には電位差が生じない。よって、画素２０は白表示のまま維持される。

図８は、第２画像及び第２画像を補正した第１補正画像を示す平面図である。

図８において、上述した消去状態（１）とされてから書き込まれる画像データは、第２画像に係る画像データが補正された第１補正画像に係る第１補正画像データである。第１補正画像は、第２画像の黒を示す領域が縮小されると共に白を示す領域が拡大されたものであり、図に示すように、第１補正画像における“Ｈ”の左側の縦線の幅ｗ１は、第２画像における“Ｈ”の左側の縦線の幅ｗ０より小さい。

図９は、比較例に係る駆動方法における画像の書き換え工程を、順を追って示す工程図である。

図９において、仮に上述した第１補正画像データを用いずに、第２画像に係る画像データをそのまま用いて書き換えを行ったとすると、書き換え後に表示部３に表示される画像は、図に示すように、黒を示す領域（即ち、アルファベット“Ｈ”の文字を構成する領域）が拡大されたものとなる。即ち、書き換え後に表示部３に表示される画像における“Ｈ”の左側の縦線の幅ｗ３は、本来表示すべき第２画像における幅ｗ０より大きくなってしまう。

図１０は、電界の広がりによって生じる画像の変化を示す概念図である。

図１０において、消去状態（１）から第２画像を書き込む際には、上述したように、共通電極２２に低電位ＶＬが供給される。また、黒を示すべき領域（即ち、図中の第１の領域）における画素電極２１には、高電位ＶＨが供給され、白を示すべき領域（即ち、図中の第２の領域）における画素電極には、共通電極２２と同様に低電位ＶＬが供給される。この場合、第１の領域における共通電極２２及び画素電極２１間には電位差が生じるため、共通電極２２には黒色粒子８３が引き寄せられ、画素電極２１には白色粒子８２が引き寄せられる。他方で、第２の領域における共通電極２２及び画素電極２１間には電位差が生じないため、共通電極２２に白色粒子８２が引き寄せられ、画素電極２１に黒色粒子８３が引き寄せられた状態が維持される。

ここで特に、第１の領域における共通電極２２及び画素電極２１間に生じる電位差による電界は、図中の矢印で示すように、広がるように周辺領域にも影響を与える。このため、第２の領域における第１の領域と隣接する部分においては、共通電極２２に黒色粒子８３が引き寄せられてしまう。よって、白が表示されるべき第２の領域においても、部分的に黒が表示されてしまう。この結果、書き換え後に表示される画像は、図９に示すように黒を示す領域が拡大されたものとなってしまう。

図８に戻り、しかるに本実施形態の駆動方法によれば、黒を示す領域が縮小された第１補正画像データに基づいて画像の書き換えが行われるため、画像が変形されてしまうことを防止できる。第１補正画像データは、例えば図９に示した補正を行わない場合に表示される画像における“Ｈ”の幅ｗ３を予め計測することで、電界の広がりによる画像の変形率（即ち、黒を示す領域の拡大率及び白を示す領域の縮小率）を求め、その変形率に基づいて第１補正画像における“Ｈ”の幅ｗ１を設定することで決定される。よって、書き換え後の画像における“Ｈ”の幅は、表示されるべき“Ｈ”の幅ｗ０と同一の値或いはこれに極めて近い値となる。

図１１は、本実施形態に係る駆動方法において、共通電極及び画素電極に供給される電位を工程毎に示すタイミングチャート（その２）である。尚、以下では、図６に示すように、第１画像が黒画像（即ち、消去状態（２））を経由して第２画像へと書き換えられる場合を例にとり説明する。

図６及び図１１において、第１画像は、例えば表示部３において白のベタ画像が表示されている場合に、第１画像において黒を表示すべき画素２０（即ち、アルファベット“Ｋ”の文字を構成する領域における画素）だけが黒を表示するように書き換えられることによって表示される。具体的には、図１１に示すように、共通電極２２には、共通電位供給回路２２０（図１参照）によって、共通電位Ｖｃｏｍとして低電位ＶＬと同一の電位が供給される。また白から黒に書き換えられるべき画素２０（即ち、第１画像において黒を示すべき画素）における画素電極２１には、データ線駆動回路７０によって、高電位ＶＨが供給される。これにより、白から黒に書き換えられるべき画素２０においては、共通電極２２及び画素電極２１間に電位差が生じる。よって、画素２０における電気泳動素子８０は、黒を表示するように駆動される。他方で、白を維持すべき画素２０（即ち、第１画像において白を示すべき画素）における画素電極２１には、低電位ＶＬが供給される。このため、共通電極２２及び画素電極２１間には電位差が生じない。よって、画素２０は書き換えられず、白表示のまま維持される。

第１画像は、所定期間保持された後、第２画像へと書き換えられる。尚、保持期間においては、共通電極２２及び画素電極２１に対して共に低電位ＶＬが供給される。即ち、共通電極２２及び画素電極２１間に電位差は生じない。

画像を書き換える際には、先ず第１画像において白を示している画素２０（即ち、アルファベット“Ｋ”の周囲の領域における画素）だけが黒を表示するように書き換えられる。よって、表示部３では、図６に示す消去状態（２）のように黒のベタ画像が表示される。具体的には、図１１に示すように、共通電極２２には、共通電位供給回路２２０によって、共通電位Ｖｃｏｍとして低電位ＶＬと同一の電位が供給される。また白から黒に書き換えられるべき画素２０（即ち、第１画像において白を示しており、消去状態（２）において黒を示すべき画素）における画素電極２１には、データ線駆動回路７０によって、高電位ＶＨが供給される。これにより、白から黒に書き換えられるべき画素２０においては、共通電極２２及び画素電極２１間に電位差が生じる。よって、画素２０における電気泳動素子８０は、黒を表示するように駆動される。他方で、黒が維持されるべき画素２０（即ち、第１画像において黒を示しており、消去状態（２）においても黒を示すべき画素）における画素電極２１には、低電位ＶＬが供給される。このため、共通電極２２及び画素電極２１間には電位差が生じない。よって、画素２０は黒表示のまま維持される。

表示部３が消去状態（２）とされると、第２画像において白を示すべき画素２０（即ち、アルファベット“Ｈ”の周囲の領域における画素）だけが白を表示するように書き換えられる。具体的には、図１１に示すように、共通電極２２には、共通電位供給回路２２０によって、共通電位Ｖｃｏｍとして高電位ＶＨと同一の電位が供給される。また黒から白に書き換えられるべき画素２０（即ち、第２画像において白を示すべき画素）における画素電極２１には、データ線駆動回路７０によって、低電位ＶＬが供給される。これにより、黒から白に書き換えられるべき画素２０においては、共通電極２２及び画素電極２１間に電位差が生じる。よって、画素２０における電気泳動素子８０は、白を表示するように駆動される。他方で、黒が維持されるべき画素２０（即ち、第２画像において黒を示すべき画素）における画素電極２１には、高電位ＶＨが供給される。このため、共通電極２２及び画素電極２１間には電位差が生じない。よって、画素２０は黒表示のまま維持される。

図１２は、第２画像及び第２画像を補正した第２補正画像を示す平面図である。

図１２において、上述した消去状態（２）とされてから書き込まれる画像データは、第２画像に係る画像データが補正された第２補正画像に係る第２補正画像データである。第２補正画像は、第２画像の白を示す領域が縮小されると共に黒を示す領域が拡大されたものであり、第２補正画像における“Ｈ”の左側の縦線の幅ｗ２は、第２画像における“Ｈ”の左側の縦線の幅ｗ０より大きい。

図１３は、比較例に係る駆動方法における画像の書き換え工程を、順を追って示す工程図である。

図１３において、仮に上述した第２補正画像データを用いずに、第２画像に係る画像データをそのまま用いて書き換えを行ったとすると、書き換え後に表示部３に表示される画像は、図に示すように、白を示す領域（即ち、アルファベット“Ｈ”の周辺の領域）が拡大されたものとなる。即ち、書き換え後に表示部３に表示される画像における“Ｈ”の左側の縦線の幅ｗ４は、第２画像における幅ｗ０より小さくなってしまう。

図１４は、電界の広がりによって生じる画像の変化を示す概念図である。

図１４において、消去状態（２）から第２画像を書き込む際には、上述したように、共通電極２２に高電位ＶＨが供給される。また、白を示すべき領域（即ち、図中の第１の領域）における画素電極２１には、低電位ＶＬが供給され、黒を示すべき領域（即ち、図中の第２の領域）における画素電極には、共通電極２２と同様に高電位ＶＨが供給される。この場合、第１の領域における共通電極２２及び画素電極２１間には電位差が生じるため、共通電極２２には白色粒子８２が引き寄せられ、画素電極２１には黒色粒子８３が引き寄せられる。他方で、第２の領域における共通電極２２及び画素電極２１間には電位差が生じないため、共通電極２２に黒色粒子８３が引き寄せられ、画素電極２１に白色粒子８２が引き寄せられた状態が維持される。

ここで特に、第１の領域における共通電極２２及び画素電極２１間に生じる電位差による電界は、図１０で示した場合と同様に周辺領域にも影響を与える。このため、第２の領域における第１の領域と隣接する部分においては、共通電極２２に白色粒子８２が引き寄せられてしまう。よって、黒が表示されるべき第２の領域においても、部分的に白が表示されてしまう。この結果、書き換え後に表示される画像は、図１３に示すように黒を示す領域が拡大されたものとなってしまう。

図１２に戻り、しかるに本実施形態の駆動方法によれば、白を示す領域が縮小された第２補正画像データに基づいて画像の書き換えが行われるため、画像が変形されてしまうことを防止できる。第２補正画像データは、例えば図１３に示した補正を行わない場合に表示される画像における“Ｈ”の幅ｗ４を予め計測することで、電界の広がりによる画像の変形率（即ち、白を示す領域の拡大率及び黒を示す領域の縮小率）を求め、その変形率に基づいて第２補正画像における“Ｈ”の幅ｗ２を設定することで決定される。よって、書き換え後の画像における“Ｈ”の幅は、表示されるべき“Ｈ”の幅ｗ０と同一の値或いはこれに極めて近い値となる。

以上説明したように、画像の部分的な書き換えを行う際には、消去状態（１）を経由する場合（図５参照）であっても、消去状態（２）を経由する場合（図６参照）であっても、電界の広がりによって書き換え後の画像が変形してしまうおそれがある。本実施形態に係る駆動方法によれば、上述したように画像の変形を予測して補正された画像データを用いることにより、表示させるべき画像を適切に表示させることが可能である。

尚、図８及び図１２に示したような第１補正画像データ及び第２補正画像データは、典型的には、電気泳動表示装置が表示する画像の各々について予め行われており、例えばコントローラ１０（図１参照）が有するＲＡＭ等の記憶装置に記憶されている。コントローラ１０は、消去状態（１）及び消去状態（２）のいずれを経由して画像が書き換えられているかによって、記憶された第１補正画像データ及び第２補正画像データの一方を選択して、画像を書き換えるように制御する。これにより、画像の変形を確実に防止することができる。

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１５及び図１６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１５は、電子ペーパー１４００の構成を示す斜視図である。

図１５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１６は、電子ノート１５００の構成を示す斜視図である。

図１６に示すように、電子ノート１５００は、図１５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。

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。 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。 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。 実施形態に係る駆動方法における画像の書き換え工程を、順を追って示す工程図（その１）である。 実施形態に係る駆動方法における画像の書き換え工程を、順を追って示す工程図（その２）である。 実施形態に係る駆動方法において、共通電極及び画素電極に供給される電位を工程毎に示すタイミングチャート（その１）である。 第２画像及び第２画像を補正した第１補正画像を示す平面図である。 比較例に係る駆動方法における画像の書き換え工程を、順を追って示す工程図（その１）である。 電界の広がりによって生じる画像の変化を示す概念図（その１）である。 本実施形態に係る駆動方法において、共通電極及び画素電極に供給される電位を工程毎に示すタイミングチャート（その２）である。 第２画像及び第２画像を補正した第２補正画像を示す平面図である。 比較例に係る駆動方法における画像の書き換え工程を、順を追って示す工程図（その２）である。 電界の広がりによって生じる画像の変化を示す概念図（その２）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 (4)

1. 互いに対向する画素電極及び共通電極間に電気泳動粒子を含む電気泳動素子が夫々設けられた複数の画素を含む表示部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、
   前記表示部に表示されている第１画像を第２画像へと書き換える際、
   前記共通電極に共通電位を供給し、且つ、前記複数の画素のうち第１階調又は前記第１階調とは異なる第２階調のいずれか一方の階調を表示している画素における前記画素電極に、前記一方の階調とは異なる他方の階調に対応する電位を供給すると共に前記複数の画素のうち前記他方の階調を表示している画素における前記画素電極に前記共通電位と同一の電位を供給することで、前記表示部に表示されている前記第１画像を消去する消去ステップと、
   前記共通電極に前記共通電位を供給し、且つ、前記複数の画素のうち前記第２画像における前記一方の階調を示す領域を縮小させると共に前記他方の階調を示す領域を拡大させるように前記第２画像に係る画像データが補正された補正後画像データに係る前記一方の階調を表示すべき画素における前記画素電極に前記一方の階調に対応する電位を供給すると共に前記複数の画素のうち前記補正後画像データに係る前記他方の階調を表示すべき画素における前記画素電極に前記共通電位と同一の電位を供給することで、前記表示部に前記第２画像を表示させる表示ステップと
   を含むことを特徴とする電気泳動表示装置の駆動方法。
2. 前記表示ステップは、前記第２画像における前記第１階調を示す領域を縮小させると共に前記第２階調を示す領域を拡大させるように前記第２画像に係る画像データを補正した第１補正画像データ、及び前記第２画像における前記第２階調を示す領域を縮小させると共に前記第１階調を示す領域を拡大させるように前記第２画像に係る画像データを補正した第２補正画像データのいずれか一方を前記補正後画像データとして選択する選択ステップを含み、
   前記選択ステップは、前記消去ステップにおける前記一方の階調が前記第１階調である場合に、前記第１補正画像データを前記補正後画像データとして選択し、前記消去ステップにおける前記一方の階調が前記第２階調である場合に、前記第２補正画像データを前記補正後画像データとして選択する
   ことを特徴とする請求項１に記載の電気泳動表示装置の駆動方法。
3. 請求項１又は２に記載の電気泳動表示装置の駆動方法によって駆動される電気泳動表示装置。
4. 請求項３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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