JP2012022145A - 電気泳動表示装置及びその駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】キックバック現象の発生を極力抑えてコントラストの低下を抑えると共に帯電粒子の凝集を極力抑えて表示品質の低下を抑えること。
【解決手段】電気泳動表示装置１は、所定幅のスペースを介して対向配置され少なくとも一方が光透過性を有する一対の基板６，７と、一対の基板のうち一方の基板６の基板面に形成された複数の画素電極９と、一対の基板のうち他方の基板７の基板面に複数の画素電極９に対向して形成された共通電極１０と、一対の基板間に封入された色及び極性が異なる２種類の帯電粒子１１，１２を分散させてなる液状体１４と、画素電極９と共通電極１０との間に帯電粒子１１，１２を移動させる電位差を発生させる書込みパルスを生成する駆動制御手段とを備える。駆動制御手段は、画素電極９及び共通電極１０に書込みパルスを印加した後、当該画素電極９と当該共通電極１０との間を、抵抗を介して接続する。
【選択図】図１

Description

本発明は、荷電粒子に電界を作用させて可逆的に視認状態を変化させる電気泳動表示装置及びその駆動方法に関する。

近年、情報機器の発達に伴い、表示装置の低消費電力化、薄型化、フレキシブル化等の要求が増している。このような要求に応えた表示装置の一つとして電気泳動表示装置がある。電気泳動表示装置は、少なくとも一方が透明な２枚の基板がスペーサを介して対向配置され、一方の基板には画素電極が配置され、他方の基板には共通電極が配置され、正電荷又は負電荷にそれぞれ帯電すると共に異なる色に着色された帯電粒子が分散媒中に分散された表示液が基板電極間に充填されて表示パネルが構成され、基板電極間に電界を作用させて所望の表示を得ようとするものである（例えば、特許文献１参照）。

このような電気泳動表示装置の駆動において、数字等を表示するセグメント駆動方式では高耐圧の駆動ドライバが用いられ、電子ブック等高品位のものではＴＦＴ等のスイッチング素子が用いられる。しかしながら、いずれの場合にも所定の期間書込み電圧の印加後、画素電極と共通電極とを短絡させて同電位にすることが多いため、当該短絡操作に伴って各電極側に移動した帯電粒子（電気泳動粒子）が表示パネルの厚さ方向における中心側に引き戻されるキックバック現象が発生し、コントラストが低下して視認性が悪化してしまう問題があった。

そこで、上記キックバック現象を防止する電気泳動表示装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。この電気泳動表示装置では、第１基板（素子基板）に形成された画素電極と第２基板（対向基板）に形成された共通電極との間に電気泳動分散液が充填され、画素電極又は共通電極の電気泳動分散液側の表面に絶縁被膜が形成されている。

また、書込み動作後に、画素電極及び共通電極を短絡させず、画素電極と共通電極との間の電位差を維持させる電気光学装置も提案されている（例えば、特許文献３参照）。この電気光学装置（電気泳動表示装置）では、書込み動作後に、スイッチング素子にオフ電圧を印加してハイインピーダンス処理を行い、画素電極及び共通電極にそれぞれ電気泳動粒子を帯電させた状態を維持させている。

米国特許第３６１２７５８号明細書 特開２００３−１４０１９９号公報 特開２００４−１０２０５４号公報

しかしながら、特許文献２記載の技術では、絶縁被膜を有する場合のみキックバック現象を防止するものであるため、絶縁被膜が無い場合に発生するキックバック現象を防止することができない問題がある。一方、特許文献３記載の技術では、キックバック現象を防止するために、書込み後に画素電極及び共通電極を短絡させずに画素電極と共通電極との間の電位差を維持するので、帯電粒子同士が結合する凝集が発生して表示品質が低下する問題がある。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、キックバック現象の発生を極力抑えてコントラストの低下を抑えると共に帯電粒子の凝集を極力抑えて表示品質の低下を抑えることが可能な電気泳動表示装置及びその駆動方法を提供することを目的とする。

本発明の電気泳動表示装置は、所定幅のスペースを介して対向配置され少なくとも一方が光透過性を有する一対の基板と、前記一対の基板のうち一方の基板の基板面に形成された複数の画素電極と、前記一対の基板のうち他方の基板の基板面に前記複数の画素電極に対向して形成された共通電極と、前記一対の基板間に封入された色及び極性が異なる２種類の帯電粒子を分散させてなる液状体と、前記画素電極と共通電極との間に前記帯電粒子を移動させる電位差を発生させる書込みパルスを生成する駆動制御手段と、を備え、前記駆動制御手段は、前記画素電極及び前記共通電極に書込みパルスを印加した後、当該画素電極と当該共通電極との間を、抵抗を介して接続することを特徴とする。

この構成によれば、書込みパルスの印加後に、画素電極と共通電極との間を抵抗を介して接続するので、キックバック現象の発生及び帯電粒子の凝集を極力抑えることができ、コントラスト及び表示品質の低下を抑えることができる。

上記電気泳動表示装置において、前記抵抗の抵抗値は、前記液状体の抵抗値の０．５倍から１０倍であることが好ましい。

本発明の電気泳動表示装置の駆動方法は、所定幅のスペースを介して対向配置され少なくとも一方が光透過性を有する一対の基板と、前記一対の基板のうち一方の基板の基板面に形成された複数の画素電極と、前記一対の基板のうち他方の基板の基板面に前記複数の画素電極に対向して形成された共通電極と、前記一対の基板間に封入された色及び極性が異なる２種類の帯電粒子を分散させてなる液状体と、前記画素電極と共通電極との間に前記帯電粒子を移動させる電位差を発生させる書込みパルスを生成する駆動制御手段とを備えた電気泳動表示装置の駆動方法において、前記駆動制御手段は、前記画素電極及び前記共通電極に書込みパルスを印加した後、当該画素電極と当該共通電極との間を、抵抗を介して接続することを特徴とする。

本発明によれば、キックバック現象の発生を極力抑えてコントラストの低下を抑えると共に帯電粒子の凝集を極力抑えて表示品質の低下を抑えることができる。

本発明の第１の実施形態に係る電気泳動表示装置の全体構成図 本発明に係る電気泳動表示装置の書込み時及び書込み後の表示部の内部模式図 比較例に係る電気泳動表示装置の書込み時及び書込み後の表示部の内部模式図 実施例に係る書込み電圧印加後の白反射率、黒反射率及びコントラストを示す図 実施例に係る書込み電圧印加後の白反射率、黒反射率及びコントラストを示す図 本発明の第２の実施形態に係る電気泳動表示装置の全体構成図 第２の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 第２の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 第２の実施形態に係る電気泳動表示装置の表示を示す模式図 第２の実施形態に係る電気泳動表示装置の書込み時及び書込み後の表示部の内部模式図

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る電気泳動表示装置の全体構成を示す模式図である。図１に示す電気泳動表示装置１は、表示部２と、表示部２を駆動する駆動回路３と、装置全体の動作を制御するコントローラ４とを備えている。駆動回路３及びコントローラ４により駆動制御手段が構成される。

表示部２は、画素５を構成するものであり、素子基板６と対向基板７とが不図示のスペーサを介して対向配置され、基板６，７間に電気泳動素子８が封入される構成となっている。以下では、対向基板７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６は、例えばガラスやプラスチックからなる基板である。素子基板６は、特に光透過性の高いものである必要はないが、対向基板７と共に光透過性の高い材料を用いることもできる。本実施の形態では、素子基板６及び対向基板７が光透過性の基板で構成されている。なお、特に表示装置として可撓性が求められる場合には、フィルム状又はシート状の樹脂基板を用いてもよい。素子基板６上には、データ線Ｘ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９が設けられている。本実施の形態のように、画素電極９側を表示面としない場合には、画素電極９には、アルミニウムや銅等の導電材料が使用可能である。

対向基板７は、例えばガラスやプラスチック等からなる光透過性の基板であり、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリカーボネイト（ＰＣ）等を用いることができる。対向基板７における素子基板６との対向面上には、共通電極１０が複数の画素電極９と対向して形成されている。共通電極１０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８には、正に帯電した黒色粒子１１、および負に帯電した白色粒子１２と、これら電気泳動粒子（黒色粒子１１及び白色粒子１２）を分散させる分散媒１３とからなる電気泳動表示用液１４が封入されている。電気泳動表示用液１４の組成例としては、黒色粒子１１にカーボンブラック内包アクリルコポリマー微粒子、白色粒子１２に有機チタネート処理二酸化チタン粒子、分散媒１３にノルマルパラフィンをベースにした分散剤と電荷制御剤が挙げられる。対向基板７と素子基板６との間には、基板間の間隙を規定値に保つためのスペーサ（図示省略）があり、基板の端面には間隙を封止するための封止材が設けられている。

それぞれの電気泳動素子８では、画素電極９と共通電極１０との間に、相対的に共通電極１０の電位が高くなるように電圧が印加された場合、正に帯電された黒色粒子１１はクーロン力によって画素電極９側に引き寄せられると共に、負に帯電された白色粒子１２はクーロン力によって共通電極１０側に引き寄せられる。この結果、表示面側（即ち、共通電極１０側）には白色粒子１２が集まることになり、表示部２の表示面にはこの白色粒子１２の色（即ち、白）が表示されることになる。逆に、画素電極９と共通電極１０との間に、相対的に画素電極９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１２がクーロン力によって画素電極９側に引き寄せられると共に、正に帯電された黒色粒子１１はクーロン力によって共通電極１０側に引き寄せられる。この結果、表示面側には黒色粒子１１が集まることになり、表示部２の表示面にはこの黒色粒子１１の色（即ち、黒色）が表示されることとなる。なお、白色粒子１２、黒色粒子１１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。

駆動回路３は、コントローラ４から供給されるタイミング信号に基づいて表示部２を駆動制御するものであり、ＶＦＤドライバ又はＰＤＰドライバ等の高耐圧ドライバである。この駆動回路３は、ＣＭＯＳ回路（ＣＭＯＳＦＥＴ）１５及びショートスイッチを構成する接続用トランジスタ１６から構成されている。本実施の形態では、画素電極９を駆動制御する駆動回路３ａは、複数のＣＭＯＳ回路１５及び接続用トランジスタ１６から構成され、共通電極１０を駆動制御する駆動回路３ｂは、単一のＣＭＯＳ回路１５及び接続用トランジスタ１６から構成されている。なお、図１において、画素電極９を駆動制御する駆動回路３ａのみ詳細な回路構成を示しているが、共通電極１０を駆動制御する駆動回路３ｂも同じ構成である。また、本実施の形態においては、駆動回路３にＶＦＤドライバまたはＰＤＰドライバ等の高耐圧ドライバを使用したが、ＦＥＴやバイポーラトランジスタ等のスイッチング素子を使用して回路を構成することも当然可能であり、例えば、ＰＨＯＴＯ−ＭＯＳリレー等の無接点リレーを使用して回路を構成することも可能である。

駆動回路３ａにおいて、各ＣＭＯＳ回路１５のゲート入力は、コントローラ４の出力に接続され、各ＣＭＯＳ回路１５のゲート出力は、画素電極９の入力に接続されている。各ＣＭＯＳ回路１５のＰＭＯＳのソース側は信号線Ｌ１を介して電源Ｖｐｐ（例えば、５０Ｖ）に接続され、ＮＭＯＳのソース側は信号線（電位線）Ｌ２を介して電源Ｖｓｓ（例えば、０Ｖ）に接続されている。書込み動作時には、コントローラ４からゲート入力に、駆動回路３ｂに与えられるパルスと異なるレベルのパルスが与えられる。具体的には、ＣＭＯＳ回路１５のゲート入力に、コントローラ４から「Ｌ」レベルのパルス信号が入力されると、ＰＭＯＳ側が電源Ｖｐｐに導通され、ゲート出力から書込み電圧Ｖｐｐが画素電極９に印加される。この場合には、相対的に画素電極９側の電位が高くなるので、表示部２の表示面にはこの黒色粒子１１の色が表示される。一方、ＣＭＯＳ回路１５のゲート入力に、コントローラ４から「Ｈ」レベルのパルス信号が入力されると、ＮＭＯＳ側が電源Ｖｓｓに導通され、ゲート出力から書込み電圧Ｖｓｓが画素電極９に印加される。この場合には、相対的に画素電極９側の電位が低くなるので、表示部２の表示面にはこの白色粒子１２の色が表示される。

接続用トランジスタ１６のゲート入力は、コントローラ４の出力に接続され、ドレイン側は抵抗１７を介して画素電極９の入力に接続され、ソース側は信号線Ｌ２を介して電源Ｖｓｓに接続されている。書込み動作後には、コントローラ４からゲート入力に制御信号が与えられ、ドレイン側が抵抗１７を介して画素電極９に接続される。

一方、駆動回路３ｂにおいて、ＣＭＯＳ回路１５のゲート入力は、コントローラ４の出力に接続され、ＣＭＯＳ回路１５のゲート出力は、共通電極１０の入力に接続されている。ＣＭＯＳ回路１５のＰＭＯＳのソース側は信号線Ｌ１を介して電源Ｖｐｐに接続され、ＮＭＯＳのソース側は信号線Ｌ２を介して電源Ｖｓｓに接続されている。書込み動作時には、コントローラ４からゲート入力に、駆動回路３ａに与えられるパルスと異なるレベルのパルスが与えられる。具体的には、ＣＭＯＳ回路１５のゲート入力に、コントローラ４から「Ｌ」レベルのパルス信号が入力されると、ＰＭＯＳ側が電源Ｖｐｐに導通され、ゲート出力から書込み電圧Ｖｐｐが共通電極１０に印加される。この場合には、相対的に共通電極１０側の電位が高くなるので、表示部２の表示面にはこの白色粒子１２の色が表示される。一方、ＣＭＯＳ回路１５のゲート入力に、コントローラ４から「Ｈ」レベルのパルス信号が入力されると、ＮＭＯＳ側が電源Ｖｓｓに導通され、ゲート出力から書込み電圧Ｖｓｓが共通電極１０に印加される。この場合には、相対的に共通電極１０側の電位が低くなるので、表示部２の表示面にはこの黒色粒子１１の色が表示される。

接続用トランジスタ１６のゲート入力は、コントローラ４の出力に接続され、ドレイン側は抵抗１７を介して共通電極１０の入力に接続され、ソース側は信号線Ｌ２を介して電源Ｖｓｓに接続されている。書込み動作後には、コントローラ４からゲート入力に制御信号が与えられ、ドレイン側が抵抗１７を介して共通電極１０に接続される。

コントローラ４は、クロック信号、スタートパルス等のタイミング信号を、駆動回路３ａ及び駆動回路３ｂに供給して各回路の動作を制御する。具体的に、書込み動作時には、コントローラ４は、接続用トランジスタ１６を開放状態にし、駆動回路３ａ及び駆動回路３ｂのＣＭＯＳ回路１５のゲート入力にそれぞれ「Ｈ」又は「Ｌ」レベルの異なるパルスを与えて画素電極９及び共通電極１０に書込み電圧を印加する。一方、書込み動作後には、コントローラ４は、ＣＭＯＳ回路１５は開放状態にし、駆動回路３ａ及び駆動回路３ｂの接続用トランジスタ１６のゲート入力に制御信号をそれぞれ与えて、接続用トランジスタ１６のドレイン側を抵抗１７を介して画素電極９及び共通電極１０に接続する。すなわち、書込み動作後には、共通電極１０と画素電極９とが抵抗１７を介して電気的に接続される。

ここで、抵抗１７の抵抗値は、白反射率、黒反射率、コントラスト及び凝集発生有無の点において、画素５に相当する面積に対応した電気泳動表示用液（液状体）１４の抵抗値の０．５倍から１０倍であることが好ましく、特に２倍から６倍であることがより好ましい。

次に、図２及び図３を用いて、本実施の形態に係る電気泳動表示装置１の書込み時及び書込み後の動作について説明する。ここでは、比較例として、書込み後に共通電極と画素電極とを同電位にするものと比較して説明する。図２は、本実施の形態に係る電気泳動表示装置の書込み時及び書込み後の表示部の内部模式図である。図３は、比較例に係る電気泳動表示装置の書込み時及び書込み後の表示部の内部模式図である。なお、書込み動作として、表示部２の表示面側に白色粒子を表示させた場合を例に説明する。

本実施の形態に係る電気泳動表示装置１では、表示部２への書込み時に、コントローラ４から駆動回路３ａのＣＭＯＳ回路１５のゲート入力に「Ｌ」レベルのパルス信号が与えられ、駆動回路３ｂのＣＭＯＳ回路１５のゲート入力に「Ｈ」レベルのパルス信号が与えられる。「Ｌ」レベルのパルス信号を受けたＣＭＯＳ回路１５では、ＰＭＯＳ側が電源Ｖｐｐに導通されて書込み電圧Ｖｐｐが共通電極１０に印加され、「Ｈ」レベルのパルス信号を受けたＣＭＯＳ回路１５では、ＮＭＯＳ側が電源Ｖｓｓに導通されて書込み電圧Ｖｓｓが画素電極９に印加される。このとき、駆動回路３ａ及び駆動回路３ｂの接続用トランジスタ１６には信号が供給されないため、開放状態（ハイインピーダンス（Ｈｉ−Ｉ）状態）となっている（図２（ａ））。これにより、相対的に共通電極１０側の電位が高くなるので、表示部２の表示面にはこの白色粒子１２の色が表示される。

そして、表示部２への書込みが終わると、駆動回路３ａ及び駆動回路３ｂのＣＭＯＳ回路１５が開放状態（ハイインピーダンス状態）とされ、コントローラ４から駆動回路３ａ及び駆動回路３ｂの接続用トランジスタ１６のゲート入力に制御信号がそれぞれ与えられる。これにより、接続用トランジスタ１６のドレイン側が抵抗１７を介して画素電極９及び共通電極１０に接続され、共通電極１０及び画素電極９に電圧Ｖｓｓがそれぞれ印加される（図２（ｂ））。このように、書込みパルスの印加後に、画素電極９と共通電極１０との間を抵抗１７を介して接続するので、キックバック現象の発生及び帯電粒子の凝集を極力抑えることができ、コントラスト及び表示品質の低下を抑えることができる。

一方、比較例に係る電気泳動表示装置の場合、図３（ａ）に示す書込み後に、共通電極１０及び画素電極９への出力が遮断され、全ての電極が同電位（Ｖｓｓ）とされる（図３（ｂ））。従って共通電極１０及び画素電極９が短絡された状態となって、キックバック現象が発生し、コントラスト等の表示品質の低下が起こることになる。

以上のように、本実施の形態によれば、共通電極１０及び画素電極９への書込みパルスの印加後に、画素電極９と共通電極１０との間を抵抗１７を介して接続するので、キックバック現象の発生及び帯電粒子の凝集を極力抑えることができ、コントラスト及び表示品質の低下を抑えることができる。

なお、上記実施形態では、共通電極１０に電圧Ｖｐｐを印加すると共に画素電極９に電圧Ｖｓｓを印加して書込み動作を行ったが、この書込み電圧印加の前に、共通電極１０と画素電極９との電位が交互に反転するシェイキングパルスを印加してもよい。また、書込み電圧は、連続印加又は間欠印加してもよい。また、上記実施形態では、表示部２の表示面側に白色を全面表示する場合を例に説明したが、一部の画素電極９のみを黒色表示する場合には、当該画素電極９に電圧Ｖｐｐを印加し、その他の画素電極９及び共通電極１０に電圧Ｖｓｓを印加すればよい。

次に、本発明を適用した電気泳動表示装置１の実施例を説明する。図４及び図５は、書込み電圧印加後の白反射率、黒反射率及びコントラスト結果を示す図である。

本実施例では、４５ｍｍ×５２ｍｍの電気泳動表示装置１を用い、素子基板６及び対向基板７にＰＥＴを用い、画素電極９及び共通電極１０にＩＴＯを用いた。ここで、画素電極９は１画素のみとしている。また、画素電極９と共通電極１０との間隙は４０μｍとし、電気泳動粒子は白色及び黒色とした。電気泳動表示液１４の体積抵抗率は略１×１０^８ＭΩであるので、電気泳動表示液１４の抵抗値は１．７１ＭΩとなる。

この電気泳動表示装置１の画素電極９と共通電極１０との間を電圧６０Ｖで印加した後、４．７ＭΩ及び２．２ＭΩで接続した場合、短絡及び開放した場合の反射率の差は図４に示すものとなった。図４及び図５からわかるように、画素電極９と共通電極１０とを抵抗１７を介して接続した場には、開放した場合には及ばないものの、短絡した場合と比して良好なコントラストを得られた。なお、抵抗１７は画素電極９及び共通電極１０の両方に接続されているので、実際の抵抗値は９．４ＭΩ（電気泳動表示液１４の抵抗値の５．５倍）及び４．４ＭΩ（電気泳動表示液１４の抵抗値の２．５倍）となる。また、図４に示すように、開放の場合は６００回程度の画面切り替えの繰り返しにより帯電粒子の凝集が発生したが、抵抗１７を介して接続した場合には１万回の画面切り替えの繰り返し後でも良好なコントラストを示した。特に、電気泳動表示液１４の抵抗値の０．５倍から１０倍の抵抗１７の場合には、白反射率、黒反射率、コントラスト、凝集の全てにおいて良好な結果が得られた。

なお、一般に誘電体に直流電圧を印加した場合、電流は時間と共に減少するため、実用的な電気泳動表示液１４の体積抵抗率の測定には、電圧印加１分後の値が用いられる（電気学会刊「誘電体現象論」２０５ページ参照）。実際の電気泳動表示装置での電圧印加時間は数１００ｍ秒であり、誘電体の吸収電流は過渡状態であるが、電気泳動表示装置１の抵抗の計算では、この電圧印加１分後の値を基準に何倍かを示している。

（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。本発明の第２の実施の形態に係る電気泳動表示装置は、上述した第１の実施の形態に係る電気泳動表示装置と比べて、マトリクス状に画素配置された表示部（画素）を駆動制御する点が相違している。したがって、特に相違点についてのみ説明し、同一の構成については同一の符号を用いて、繰り返しの説明を省略する。

図６は本発明の第２の実施の形態に係る電気泳動表示装置の全体構成図である。図６に示す電気泳動表示装置２０は、マトリクス状に画素配置された表示部２と、表示部２に画像信号を供給するデータ線駆動回路２１と、表示部２に走査信号を供給する走査線駆動回路２２と、表示部２の各画素に共通電位を与える共通電位供給回路２３と、装置全体の動作を制御するコントローラ４とを備えて構成される。データ線駆動回路２１、走査線駆動回路２２、共通電位供給回路２３及びコントローラ４から駆動制御手段が構成される。

電気泳動表示装置２０には、表示画像に対する画像操作の要求がユーザインタフェース部２４を介して入力される。画像操作には、表示部２上での画像のスクロール、画像の拡大縮小、高速又は任意速度で表示ページを切り替えるページめくりが含まれる。ユーザインタフェース部２４は、ユーザによる画像操作内容を画像操作信号に変換してコントローラ４へ供給する。

表示部２には、データ線駆動回路２１から列方向（Ｘ方向）に並列に伸びるｎ本のデータ線Ｘ１からＸｎが延在すると共に、これらのデータ線Ｘ１からＸｎと交差するように走査線駆動回路２２から行方向（Ｙ方向）に並列に伸びるｍ本の走査線Ｙ１からＹｍが延在している。表示部２において、データ線（Ｘ１、Ｘ２、…Ｘｎ）と走査線（Ｙ１、Ｙ２、…Ｙｍ）とが交差する各交差部に画素となる画素５がそれぞれ形成されている。このように、表示部２にはｍ×ｎのマトリクス状に複数の画素５が配置されている。

データ線駆動回路２１は、コントローラ４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６０Ｖ）又は低電位ＶＬ（例えば０Ｖ）の２値的な電位を取る。なお本実施形態では、白色が表示されるべき画素２０には低電位ＶＬの電位が供給され、黒色が表示されるべき画素５に対しては高電位ＶＨの画像信号が供給される。

走査線駆動回路２２は、コントローラ４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順次供給する。駆動対象となる画素５に対して走査信号が供給される。

なお、表示部２を構成する各画素５には、共通電位供給回路２３から信号線（共通電位線）Ｌ３を介して共通電位Ｖｃｏｍが印加されている。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良い。本実施形態では、後述するように、画素５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５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２１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良い。

コントローラ４は、クロック信号、スタートパルス等のタイミング信号を、データ線駆動回路２１、走査線駆動回路２２及び共通電位供給回路２３に供給して各回路の動作を制御する。具体的にコントローラ４は、画面切替え前は、画素５に対して同じ画像の書き込みパルスを所定回数だけ繰り返し印加して高コントラスト表示させるように駆動制御する。また、コントローラ４は、書込み動作後、データ線駆動回路２１は開放状態にし、接続用トランジスタ１６のゲート入力に制御信号をそれぞれ与えて、接続用トランジスタ１６のドレイン側を抵抗１７を介して画素電極９に接続する。すなわち、書込み動作後には、画素電極９と共通電極１０とが抵抗１７を介して接続される。

図７は、画素５の電気的な構成を示す等価回路図である。表示部２にマトリクス状に配置された各画素５は同一構成であるので、画素５を構成する各部には共通の符号を付して説明する。

画素５は、画素電極９と、共通電極１０と、電気泳動素子８と、画素スイッチング用トランジスタ２５と、保持容量２６とを備えている。画素スイッチング用トランジスタ２５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２５のゲートは対応する行の走査線（Ｙ１、Ｙ２、…Ｙｍ）に電気的に接続されている。また、画素スイッチング用トランジスタ２５のソースは対応する列のデータ線（Ｘ１、Ｘ２、…Ｘｍ）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２５のドレインは画素電極９及び保持容量２６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２５は、データ線駆動回路２１からデータ線Ｘ１、Ｘ２、…Ｘｍを介して供給される画像信号を、走査線駆動回路２２から対応する行の走査線（Ｙ１、Ｙ２、…Ｙｍ）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９及び保持容量２６に出力する。

画素電極９には、データ線駆動回路２１からデータ線Ｘ１、Ｘ２、…Ｘｍ及び画素スイッチング用トランジスタ２５を介して、画像信号が供給される。画素電極９は、電気泳動素子８を介して共通電極１０と互いに対向するように配置されている。また、画素電極９は、抵抗１７を介して接続用トランジスタ１６のドレインに接続されており、接続用トランジスタ１６のソースが共通電極１０と電気的に接続可能に構成されている。接続用トランジスタ１６のゲートはコントローラ４に接続されており、書込み後に、コントローラ４から制御信号が入力され、画素電極９と共通電極１０とが抵抗１７を介して電気的に接続される。共通電極１０は、共通電位Ｖｃｏｍが供給される信号線Ｌ３に電気的に接続されている。

保持容量２６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９及び画素スイッチング用トランジスタ２５に電気的に接続され、他方の電極が信号線Ｌ３に電気的に接続されている。保持容量２６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。

図８は電気泳動表示装置２０における表示部２の部分断面図である。表示部２は、素子基板６と対向基板７とがスペーサ（図示省略）を介して対向配置され、基板間に電気泳動素子８が封入される構成となっている。素子基板６は、例えばガラスやプラスチックからなる基板である。素子基板６上には、画素スイッチング用トランジスタ２５、保持容量２６、走査線（Ｙ、Ｙ２、…Ｙｍのいずれか１つ）、データ線（Ｘ１、Ｘ２、…Ｘｎのいずれか１つ）、データ線Ｘ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９がマトリックス状に設けられている。

次に、以上のように構成された電気泳動表示装置２０に好適な駆動方法について説明する。説明の簡素化のため、表示部２は、図９に示す２行２列の４画素Ｐ１からＰ４の画素配置であるものとして説明する。

書込みパルスによる駆動は以下のように行われる。図９に示すように、１行１列目の画素Ｐ１のみ黒色表示とし、他の画素Ｐ２〜Ｐ４は白色表示にする場合について説明する。

まず、黒色表示パルスを１パルス印加する。これは、図１０（ａ）に示すように、信号線Ｌ３及びデータ線Ｘ２に低電位ＶＬ、データ線Ｘ１に高電位ＶＨを印加した後所定時間走査線Ｙ１を選択し、信号線Ｌ３、データ線Ｘ１、及びＸ２に低電位ＶＬを印加して走査線Ｙ２を選択することで実現できる。走査線の選択時間は、例えば０．１ｍ秒前後である。

次に、白色表示パルスを１パルス印加する。これは、図１０（ｂ）に示すように、信号線Ｌ３及びデータ線Ｘ１に高電位ＶＨ、データ線Ｘ２に低電位ＶＬを印加して所定時間走査線Ｙ１を選択し、次に信号線Ｌ３に高電位ＶＨ、データ線Ｘ１及びＸ２に低電位ＶＬを印加して所定時間走査線Ｙ２を選択することで実現できる。

このような１パルスずつの黒色表示パルスと白色表示パルスを１組として、これを所定回数（例えば、３０回）繰り返し、その後接続用トランジスタ１６を導通させて、全て画素電極９を抵抗１７及び信号線Ｌ３を介して共通電極１０と接続する。これにより、書込みパルスの印加後に、画素電極９と共通電極１０との間を抵抗１７を介して電気的に接続するので、キックバック現象の発生及び帯電粒子の凝集を極力抑えることができ、コントラスト及び表示品質の低下を抑えることができ、高コントラストの表示が安定する。

なお、本実施形態においては、所詮コモン振りと呼ばれる方法で電圧の印加を行っているが、信号線Ｌ３を共通電位Ｖｃｏｍとしてデータ線には相対的に電位差をつける方法でも、当然可能である。

１、２０ 電気泳動表示装置
２ 表示部
３ 駆動回路
４ コントローラ
５ 画素
６ 素子基板
７ 対向基板
８ 電気泳動素子
９ 画素電極
１０ 共通電極
１１ 黒色粒子
１２ 白色粒子
１３ 分散媒
１４ 電気泳動表示用液（液状体）
１５ ＣＭＯＳ回路
１６ 接続用トランジスタ
１７ 抵抗
２１ データ線駆動回路
２２ 走査線駆動回路
２３ 共通電位供給回路
２４ ユーザインタフェース部
２５ 画素スイッチング用トランジスタ
２６ 保持容量
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３ 信号線

駆動回路３は、コントローラ４から供給されるタイミング信号に基づいて表示部２を駆動制御するものであり、ＶＦＤドライバ又はＰＤＰドライバ等の高耐圧ドライバである。この駆動回路３は、ＣＭＯＳ回路（ＣＭＯＳＦＥＴ）１５及びショートスイッチを構成する接続用トランジスタ１６から構成されている。本実施の形態では、画素電極９を駆動制御する駆動回路３ａは、複数のＣＭＯＳ回路１５及び接続用トランジスタ１６から構成され、共通電極１０を駆動制御する駆動回路３ｂは、単一のＣＭＯＳ回路１５及び接続用トランジスタ１６から構成されている。なお、図１において、画素電極９を駆動制御する駆動回路３ａのみ詳細な回路構成を示しているが、共通電極１０を駆動制御する駆動回路３ｂも同じ構成である。また、本実施の形態においては、駆動回路３にＶＦＤドライバまたはＰＤＰドライバ等の高耐圧ドライバを使用したが、ＦＥＴやバイポーラトランジスタ等のスイッチング素子を使用して回路を構成することも当然可能であり、例えば、無接点リレーを使用して回路を構成することも可能である。

本実施例では、４５ｍｍ×５２ｍｍの電気泳動表示装置１を用い、素子基板６及び対向基板７にＰＥＴを用い、画素電極９及び共通電極１０にＩＴＯを用いた。ここで、画素電極９は１画素のみとしている。また、画素電極９と共通電極１０との間隙は４０μｍとし、電気泳動粒子は白色及び黒色とした。電気泳動表示液１４の体積抵抗率は略１×１０^８ Ωｍであるので、電気泳動表示液１４の抵抗値は１．７１ＭΩとなる。

この電気泳動表示装置１の画素電極９と共通電極１０との間を電圧６０Ｖで印加した後、４．７ＭΩ及び２．２ＭΩで接続した場合、短絡及び開放した場合の反射率の差は図５に示すものとなった。図５からわかるように、画素電極９と共通電極１０とを抵抗１７を介して接続した場には、開放した場合には及ばないものの、短絡した場合と比して良好なコントラストを得られた。なお、抵抗１７は画素電極９及び共通電極１０の両方に接続されているので、実際の抵抗値は９．４ＭΩ（電気泳動表示液１４の抵抗値の５．５倍）及び４．４ＭΩ（電気泳動表示液１４の抵抗値の２．５倍）となる。また、図４に示すように、開放の場合は６００回程度の画面切り替えの繰り返しにより帯電粒子の凝集が発生したが、抵抗１７を介して接続した場合には１万回の画面切り替えの繰り返し後でも良好なコントラストを示した。特に、電気泳動表示液１４の抵抗値の０．５倍から１０倍の抵抗１７の場合には、白反射率、黒反射率、コントラスト、凝集の全てにおいて良好な結果が得られた。

Claims (3)

1. 所定幅のスペースを介して対向配置され少なくとも一方が光透過性を有する一対の基板と、前記一対の基板のうち一方の基板の基板面に形成された複数の画素電極と、前記一対の基板のうち他方の基板の基板面に前記複数の画素電極に対向して形成された共通電極と、前記一対の基板間に封入された色及び極性が異なる２種類の帯電粒子を分散させてなる液状体と、前記画素電極と共通電極との間に前記帯電粒子を移動させる電位差を発生させる書込みパルスを生成する駆動制御手段と、を備え、
   前記駆動制御手段は、前記画素電極及び前記共通電極に書込みパルスを印加した後、当該画素電極と当該共通電極との間を、抵抗を介して接続することを特徴とする電気泳動表示装置。
2. 前記抵抗の抵抗値は、前記液状体の抵抗値の０．５倍から１０倍であることを特徴とする請求項１記載の電気泳動表示装置。
3. 所定幅のスペースを介して対向配置され少なくとも一方が光透過性を有する一対の基板と、前記一対の基板のうち一方の基板の基板面に形成された複数の画素電極と、前記一対の基板のうち他方の基板の基板面に前記複数の画素電極に対向して形成された共通電極と、前記一対の基板間に封入された色及び極性が異なる２種類の帯電粒子を分散させてなる液状体と、前記画素電極と共通電極との間に前記帯電粒子を移動させる電位差を発生させる書込みパルスを生成する駆動制御手段とを備えた電気泳動表示装置の駆動方法において、
   前記画素電極及び前記共通電極に書込みパルスを印加した後、当該画素電極と当該共通電極との間を、抵抗を介して接続することを特徴とする電気泳動表示装置の駆動方法。

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