JP2015075718A - 電気泳動装置の駆動方法、電気泳動装置の制御回路、電気泳動装置、及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】高品位な表示を行うことができる電気泳動装置の駆動方法を提供する事。【解決手段】電気泳動装置１５０は、選択トランジスター２１と、第一電源線５５１に接続する第一トランジスター２６Ｎと、第二電源線５５２に接続する第二トランジスター２６Ｐと、第一トランジスター２６Ｎと第二トランジスター２６Ｐとが接続する画素電極２２と、共通電極２３と、電気泳動材料２４と、を備える。第一電源線５５１には第一低電位と第二低電位との間で振動する電位が供給される。第二電源線５５２には第一高電位と第二高電位との間で振動する電位が供給される。共通電位は、第一高電位と第二高電位との平均電位と、第一低電位と第二低電位との平均電位と、の間にある。第一粒子と第二粒子とが効率的に分離されるので、コントラスト比が高く、高い画像品位を示す電気泳動装置１５０が実現される。【選択図】図５

Description

本発明は、電気泳動装置の駆動方法、電気泳動装置の制御回路、電気泳動装置、及び電子機器に関する。

電気泳動装置では、特許文献１に記載されている様に、電気泳動材料を挟んで対向する画素電極及び共通電極間に電圧を印加して、黒色帯電粒子や白色帯電粒子等の電気泳動粒子を移動させる事で表示部に画像を形成している。こうした電気泳動装置の駆動方法としては、一枚の画像を形成するのに複数個のフレーム期間を設け、各フレーム期間で共通電極には共通電位を供給し、画素電極には第１電位（ＶＨ）又は第１電位よりも低い第２電位（ＶＬ）を供給していた。この際に、一つのフレーム期間内では、共通電位は第３電位（ＶＨ）又は第３電位よりも低い第４電位（ＶＬ）に固定されていた。

特開２００９−１７５４９２号公報

しかしながら、従来の電気泳動装置の駆動方法では、コントラスト比が低いという課題が有った。具体的に従来の電気泳動装置では、白表示を行う際の反射率（白反射率）が４２％程度で、黒表示を行う際の反射率（黒反射率）が７％程度で、その結果、白反射率と黒反射率との比であるコントラスト比は６程度と低かった。換言すると、従来の電気泳動装置の駆動方法では、コントラスト比が高く、高い画像品位を示す電気泳動装置を実現する事が困難であるという課題が有った。

本発明は、前述の課題の少なくとも一部を解決する為になされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

（適用例１） 本適用例に係わる電気泳動装置の駆動方法は、選択トランジスターと、第一電源線にソースとドレインとの一方が電気的に接続された第一トランジスターと、第二電源線にソースとドレインとの一方が電気的に接続された第二トランジスターと、第一トランジスターのソースとドレインとの他方と第二トランジスターのソースとドレインとの他方とが電気的に接続された画素電極と、共通電極と、画素電極と共通電極との間に発生する電界が印加される電気泳動材料と、を備える電気泳動装置の駆動方法であって、第一電源線には第一低電位と第二低電位との間で振動する第一交番電位が供給され、第二低電位は第一低電位よりも高電位であり、第二電源線には第一高電位と第二高電位との間で振動する第二交番電位が供給され、第二高電位は第一高電位よりも低電位であり、第一高電位と第二高電位との平均電位（高平均電位）は、第一低電位と第二低電位との平均電位（低平均電位）よりも高電位であり、共通電極に供給される共通電位は高平均電位と低平均電位との間の電位値である事を特徴とする。
この方法によれば、電気泳動材料に含まれる第一粒子と第二粒子とが効率的に分離されるので、コントラスト比が高く、残像が抑制された高い画像品位を示す電気泳動装置を実現できる。

（適用例２） 上記適用例１に記載の電気泳動装置の駆動方法に於いて、第二低電位は共通電位よりも高電位であり、第二高電位は共通電位よりも低電位である事が好ましい。
この方法によれば、電気泳動材料に含まれる第一粒子と第二粒子とがより効率的に分離されるので、よりコントラスト比が高く、より高い画像品位を示す電気泳動装置を実現できる。

（適用例３） 上記適用例１又は２に記載の電気泳動装置の駆動方法に於いて、選択トランジスターのソースとドレインとの一方が電気的に接続された信号線を備え、選択トランジスターのソースとドレインとの他方は第一トランジスターのゲートと第二トランジスターのゲートとに電気的に接続され（第一ノードと称する）、信号線には高電位データと低電位データとが供給され、高電位データは第一高電位以上の値であり、低電位データは第一低電位以下の値である事が好ましい。
第一トランジスターはＮ型で、ソースとドレインとの一方には第一交番電位が供給され、第一交番電位の最小値が第一低電位である。一方、第二トランジスターはＰ型で、ソースとドレインとの一方には第二交番電位が供給され、第二交番電位の最大値が第一高電位である。従って、高電位データを第一高電位以上の値とする事で、第一トランジスターはオン状態となり、第二トランジスターは、ゲート電位がソース電位よりも高くなり、オフ状態となるので、画素電極の電位（画素電位）を第一交番電位とする事ができる。又、低電位データを第一低電位以下の値とする事で、第一トランジスターは、ゲート電位がソース電位よりも低くなり、オフ状態となり、第二トランジスターはオン状態となるので、画素電極の電位（画素電位）を第二交番電位とする事ができる。

（適用例４） 上記適用例１乃至３のいずれか一項に記載の電気泳動装置の駆動方法に於いて、選択トランジスターのゲートが電気的に接続された走査線を備え、走査線には高走査電位と低走査電位とが供給され、高走査電位は高電位データ以上の値であり、低走査電位は低電位データ以下の値である事が好ましい。
走査線は、高走査電位の際に選択状態となり、低走査電位の際に非選択状態となる。従って、この方法によれば、高走査電位が高電位データ以上の値であるので、選択状態の際に第一ノードの電位を高電位データにも低電位データにもする事ができる。即ち、選択状態の際に、信号線に供給される電位を第一ノードに書き込む事ができる。又、低走査電位が低電位データ以下の値であるので、非選択状態の際に第一ノードの電位が低電位データであっても高電位データであってもこれを維持する事ができる。

（適用例５） 上記適用例１乃至４のいずれか一項に記載の電気泳動装置の駆動方法に於いて、高平均電位と低電位平均との平均値が共通電位とほぼ一致し、第一交番電位の振幅と第二交番電位の振幅とがほぼ等しい事が好ましい。
電気泳動材料は第一色表示に寄与する第一粒子と第二色表示に寄与する第二粒子とを含んでいる。この方法によれば、第一粒子に対する電界と第二粒子に対する電界とが対称となるので、美しい表示を実現する事ができると共に、電気泳動材料の寿命を長く保つ事ができる。

（適用例６） 上記適用例１乃至５のいずれか一項に記載の電気泳動装置の駆動方法に於いて、一枚のフレーム画像を形成する期間をフレーム周期とした際に、第一交番電位の周期はフレーム周期よりも短く、第二交番電位の周期はフレーム周期よりも短い事が好ましい。
この方法によれば、電気泳動材料に含まれる第一粒子と第二粒子とが効率的に分離されるうえ、第一交番電位の周期と第二交番電位の周期とが短い為に、画面のちらつき（フリッカー）が発生し難い。即ち、コントラスト比が高く、高品位な画像を表示する電気泳動装置を実現できる。

（適用例７） 適用例１乃至６のいずれか一項に記載の駆動方法を行う事を特徴とする電気泳動装置の制御回路。
この構成によれば、コントラスト比が高い高品位な画像を電気泳動装置に表示する制御回路を提供できる。

（適用例８） 適用例７に記載の制御回路を備えた事を特徴とする電気泳動装置。
この構成によれば、コントラスト比が高い高品位な画像を表示する電気泳動装置を提供できる。

（適用例９） 適用例８に記載の電気泳動装置を備えた事を特徴とする電子機器。
この構成によれば、コントラスト比が高い高品位な画像を表示する電気泳動装置を備えた電子機器を提供できる。

本発明における電子機器の斜視図。 本実施形態に係る電子機器を、機能ブロック毎に表したブロック図。 本実施形態に係る電気泳動装置の回路図。 画素の断面構造を説明する図。 電気泳動装置の駆動方法の一例を説明した図。 電子ペーパーの構成を示す斜視図。 電子ノートの構成を示す斜視図。 実施形態２に係わる電気泳動装置の画素の電気的な構成を示す等価回路図。 実施形態２に係わる電気泳動装置の駆動方法の一例を説明した図。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、各層や各部材を認識可能な程度の大きさにするため、各層や各部材の尺度を実際とは異ならせしめている。

（実施形態１）
「電子機器の概要」
図１は、本発明における電子機器の斜視図である。先ず、実施形態１に係る電子機器の全体構成（概要）について、図１を参照して説明する。

本発明に係る電子機器１００は、電気泳動装置１５０（図２参照）と、電子機器１００を操作するためのインターフェイスとを備えている。インターフェイスとは、具体的には操作部１２０で、スイッチなどから構成される。電気泳動装置１５０は表示部１０を有するディスプレイモジュールである。表示部１０は複数の画素２０（図３参照）から成り、これらの画素２０が電気的に制御される事で表示部１０に画像が表示される。電気泳動装置１５０では、電気泳動材料２４（図３参照）を用いて表示がなされる。

「電子機器の基本構成」
図２は本実施形態に係る電子機器を、機能ブロック毎に表したブロック図である。次に、電子機器の基本構成を、図２を参照して、説明する。

電子機器１００は、電気泳動装置１５０と操作部１２０とを有している。場合によっては更に画像信号供給回路１３０を電子機器１００が備えていても良い。操作部１２０は使用者が電子機器１００を操作する部位である。電気泳動装置１５０は、表示部１０と制御回路１４０とを有している。更には、操作部１２０などを電気泳動装置１５０が備えていても良い。制御回路１４０は、好適例として、駆動回路７０と制御部６０と記憶部９０と画像信号処理部８０とフレームメモリー１１０とを含んで構成されている。駆動回路７０は走査信号や画像信号等の各種信号を表示部１０に供給する。記憶部９０は表示部に表示するための画像データ等を記憶する。画像信号処理部８０は駆動回路７０に画像信号等の各種信号を供給する。制御部６０はこれらを制御する。尚、本実施形態に係わる電子機器の基本構成は、上述の構成に限定される物ではなく、本実施形態に係る駆動方法を実現可能な回路構成であれば良い。

制御部６０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）であり、各部の動作を制御する。また、制御部６０には記憶部９０が付随している。記憶部９０は、例えば、フラッシュメモリーなどの不揮発性記憶装置により構成されている。記憶部９０には表示部１０に表示する各種画像データや、電子機器１００の動作を定める各種プログラム或いはルックアップテーブル、などが記憶されている。これらのデータは、外部の画像信号供給回路１３０から入力され、必要に応じて入れ替えられる。尚、画像信号供給回路１３０は、主に入れ替えられるデータが画像信号で有る為に、この様に命名されているが、前述の各種プログラムやルックアップテーブル等も画像信号供給回路１３０を介して入れ替える事が可能である。画像信号供給回路１３０は、インターネットに接続するパーソナルコンピューターや携帯電話、或いはＵＳＢメモリーやＳＤカードなどに備えられ、新たなデータを電子機器１００に供給する。前述の如く、画像信号供給回路１３０を電子機器１００が備えており、電子機器１００単体でインターネットや携帯電話網などに接続する様にしても良い。

画像信号処理部８０は、フレームメモリー１１０を付随しており、記憶部９０から取り出した画像データに応じて画像信号を作製し、これを駆動回路７０に供給する。具体的には、フレームメモリー１１０に収納されている第一の画像（現在表示されている画像）に対応する画像信号と記憶部９０に収納されている第二の画像（次に表示される画像）のデータとから、画像信号処理部８０と制御部６０とが第二の画像に対応する画像信号を生成する。画像信号処理部８０は、こうして得られた画像信号を駆動回路７０に供給して第二の画像を表示部１０に表示する。尚、フレームメモリー１１０は、表示部１０の少なくとも１フレーム分以上の画像データを記憶可能なメモリー容量を備えたＶＲＡＭ（Ｖｉｄｅｏ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）である。メモリー容量は２フレーム分以上有る事が望ましい。

操作部１２０は、複数の操作ボタン（図１参照）を含んで構成されており、当該操作ボタンによって、使用者は電子機器１００に、表示を切り換えるためのトリガー信号を与える。

「回路、構造」
図３は本実施形態に係る電気泳動装置の回路図であり、（ａ）は表示部と駆動回路との構成を示し、（ｂ）は画素の詳細な構成を示している。又、図４は画素の断面構造を説明する図である。次に、図３及び図４を用いて本実施形態に係る電気泳動装置の表示部と駆動回路との回路構成と断面構造とを説明する。

図３（ａ）に示されている様に、表示部１０には、ｍ行×ｎ列分の画素２０が行列状（二次元平面的）に配列されている。又、表示部１０には、ｍ本の走査線３０（即ち、走査線Ｙ１、Ｙ２、…、Ｙｍ）と、ｎ本の信号線４０（即ち、信号線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３０は行方向（即ち、Ｘ方向）に延在し、ｎ本の信号線４０は列方向（即ち、Ｙ方向）に延在している。ｍ本の走査線３０とｎ本の信号線４０との交差点に対応して画素２０が配置されている。

表示部１０には駆動回路７０が付属している。駆動回路７０は、コントローラー７１や走査線駆動回路７２、信号線駆動回路７３、電位供給回路７４などから構成されている。コントローラー７１は、走査線駆動回路７２と信号線駆動回路７３、及び電位供給回路７４の動作を制御し、クロック信号やタイミング信号等の各種信号をこれらの各回路に供給する。

走査線駆動回路７２は、コントローラー７１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供給する。走査線３０に供給される走査信号は高走査電位ＳＨ（例えば、３６Ｖ）と低走査電位ＳＬ（例えば、０Ｖ）とが含まれている。走査線３０は、高走査電位ＳＨの際に選択状態となり、低走査電位ＳＬの際に非選択状態となる。信号線駆動回路７３は、コントローラー７１から供給されるタイミング信号に基づいて、信号線Ｘ１、Ｘ２、…、Ｘｎに画像信号を供給する。信号線に供給される画像信号は、高電位データＤＨ（例えば、３５Ｖ）と低電位データＤＬ（例えば、１Ｖ）とのいずれかとなる。これに応じて、各画素２０の画素電極２２の電位（画素電位Ｖ_px）は第一交番電位又は第二交番電位のいずれかとなる。詳細は後述するが、本実施形態では、一例として、第一色（例えば白）を表示する画素２０の画素電位Ｖ_pxは第一交番電位（例えば、２Ｖと２０Ｖとの間で振動する電位）となり、第二色（例えば黒）を表示する画素２０の画素電位Ｖ_pxは第二交番電位（例えば、１６Ｖと３４Ｖとの間で振動する電位）となる。

第一交番電位は第一交番周期Ｔ₁を有し、一フレーム画像を形成するフレーム期間内に第一低電位Ｌ₁（例えば２Ｖ）と第二低電位Ｌ₂（例えば２０Ｖ）との間で振動する。第一低電位Ｌ₁と第二低電位Ｌ₂とでは、第二低電位Ｌ₂が第一低電位Ｌ₁よりも高電位となっている。第二交番電位は第二交番周期Ｔ₂を有し、一フレーム画像を形成するフレーム期間内に第一高電位Ｈ₁（例えば３４Ｖ）と第二高電位Ｈ₂（例えば１６Ｖ）との間で振動する。第一高電位Ｈ₁と第二高電位Ｈ₂とでは、第二高電位Ｈ₂が第一高電位Ｈ₁よりも低電位となっている。第一高電位Ｈ₁と第二高電位Ｈ₂との平均電位（高平均電位ＨＭと称する、今の例ではＨＭ＝２５Ｖ）は、第一低電位Ｌ₁と第二低電位Ｌ₂との平均電位（低平均電位ＬＭと称する、今の例ではＬＭ＝１１Ｖ）よりも高電位である。尚、第一交番周期Ｔ₁と第二交番周期Ｔ₂とは、異なった周期でも良いが、本実施形態では同一としている。以降、特に第一交番周期Ｔ₁と第二交番周期Ｔ₂とを区別する必要がない場合、これらを交番周期Ｔ_Aと称す。

電位供給回路７４は、共通電位線５０に共通電位Ｖ_comを供給し、共通電位線５０は共通電極２３に電気的に接続する。従って、電位供給回路７４は共通電極２３に共通電位Ｖ_comを供給する。共通電極２３に供給される共通電位Ｖ_comは、高平均電位ＨＭと低平均電位ＬＭとの間の電位値である（今の例では、Ｖ_com＝１８Ｖ）。更に、電位供給回路７４から各画素２０には各種電位線５５が配線されている。各種電位線５５としては、第一電源線５５１や第二電源線５５２、固定電位線５５３等が含まれる。図３（ａ）では、これらを纏めて各種電位線５５として描いてある。第一電源線５５１には第一交番電位が供給され、第二電源線５５２には第二交番電位が供給され、固定電位線５５３には適当な固定電位Ｖ_Fが供給される。図３（ｂ）に示す様に、固定電位線５５３は容量素子２５Ｄの第二電極２５２に電気的に接続する。後述する様に、固定電位線５５３を用いない構成も可能である。尚、コントローラー７１、走査線駆動回路７２、信号線駆動回路７３及び電位供給回路７４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物については説明を省略している。

図３（ｂ）の回路図に示される様に、画素２０は、選択トランジスター２１と第一トランジスター２６Ｎと第二トランジスター２６Ｐと画素電極２２と共通電極２３と電気泳動材料２４と容量素子２５Ｄとを備えている。電気泳動材料２４は画素電極２２と共通電極２３との間に配置され、画素電極２２と共通電極２３と電気泳動材料２４とで容量を形成する。この様にして、電気泳動材料２４には画素電極２２と共通電極２３との間に発生する電界が印加される。

第一トランジスター２６Ｎと第二トランジスター２６Ｐとは相補的であり、一方が第一導電型であれば、他方は第一導電型とは異なる第二導電型である。本実施形態では、第一トランジスター２６ＮがＮ型であり、第二トランジスター２６ＰがＰ型である。第一トランジスター２６Ｎのソースとドレインとの一方は第一電源線５５１に電気的に接続されており、第二トランジスター２６Ｐのソースとドレインとの一方は第二電源線５５２に電気的に接続されている。第一トランジスター２６Ｎのソースとドレインとの他方と第二トランジスター２６Ｐのソースとドレインとの他方とは画素電極２２に電気的に接続されている。前述の如く、第一電源線５５１には第一交番電位が供給され、第二電源線５５２には第二交番電位が供給されるので、第一トランジスター２６Ｎのソースとドレインとは第一交番電位に応じて入れ替わり、第二トランジスター２６Ｐのソースとドレインとは第二交番電位に応じて入れ替わる。

選択トランジスター２１は、例えばＮ型トランジスターで構成されている。選択トランジスター２１は、そのソースとドレインとの一方が信号線４０に電気的に接続されており、ソースとドレインとの他方は第一トランジスター２６Ｎのゲートと第二トランジスター２６Ｐのゲートと容量素子２５Ｄの第一電極２５１とに電気的に接続されている。この接続点を第一ノードｎ１と称する。選択トランジスター２１のゲートは走査線３０に電気的に接続されている。選択トランジスター２１は、信号線駆動回路７３から信号線４０を介して供給される画像信号を、走査線駆動回路７２から走査線３０を介して供給される走査信号に応じて、第一ノードｎ１に出力する。図４に示す様に、本実施形態では、選択トランジスター２１と第一トランジスター２６Ｎと第二トランジスター２６Ｐ（図示省略）とは、上ゲート型の薄膜トランジスターが採用されているが、これらのトランジスターは下ゲート型の薄膜トランジスターで有っても構わない。

容量素子２５Ｄは、誘電体膜を介して対向配置された一対の電極、即ち、第一電極２５１と第二電極２５２とを有する。第一電極２５１は、第一ノードｎ１に電気的に接続され、第二電極２５２は、前述の如く、固定電位線５５３に電気的に接続されている。固定電位線５５３には固定電位Ｖ_F（例えば０Ｖ）が供給される。

尚、本明細書にて、端子１と端子２とが電気的に接続されているとは、端子１と端子２とが同じ論理状態になり得る事を意味している。具体的には、端子１と端子２とが配線により直に接続されている場合の他に、抵抗素子やスイッチング素子、容量素子、バッファー回路等を介して接続されている場合を含む。即ち、端子１での電位と端子２での電位とが多少異なっていても、回路上で同じ論理を持たせる場合、端子１と端子２とは電気的に接続されている事になる。従って、例えば、図３（ｂ）に示す様に、信号線４０の画像信号を遮断させたり通過させたりする為の選択トランジスター２１を信号線４０と第一ノードｎ１との間に設けた場合も、選択トランジスター２１がオン状態では、信号線４０の画像信号が第一ノードｎ１に供給されるので、両者は電気的に接続されている事になる。

この様に、第一ノードｎ１には、信号線駆動回路７３から信号線４０及び選択トランジスター２１を介して、画像信号が供給され、第一トランジスター２６Ｎと第二トランジスター２６Ｐとの動作が制御される。即ち、第一トランジスター２６Ｎと第二トランジスター２６Ｐとのオンオフ状態に応じて画素電位Ｖ_pxは第一交番電位と第二交番電位とのいずれかとなる。図４に示す様に、画素電極２２は、電気泳動材料２４を介して共通電極２３と互いに対向するように配置されている。共通電極２３は、共通電位Ｖ_comが供給される共通電位線５０に電気的に接続されている。本実施形態では、共通電極２３は、画素電極２２が形成された基板に対向する基板に設けられ、電気泳動粒子は図４に示す断面図の上下方向で電気泳動する。尚、共通電極２３を画素電極２２が形成された基板に設けて、電気泳動粒子が図４の断面図の水平方向（図４の左右方向）に電気泳動する構成としても良い。

電気泳動材料２４は、第一色を呈した第一粒子と、第二色を呈した第二粒子と、を含んでいる。第一粒子と第二粒子とは電気泳動粒子と呼ばれ、これらの電気泳動粒子はマイクロカプセルや隔壁で区画された微小セル等に、分散液に分散された状態で、閉じ込められている。第一粒子と第二粒子との少なくともいずれか一方は、正極性又は負極性に帯電しており、画素電極２２と共通電極２３との間に発生する電界に応じて電気泳動を行う。本実施形態では、一例として、第一色を白色とし、第二色を黒色とし、第一粒子は第二粒子よりも負極性に帯電しているものとする。第一粒子の方が第二粒子よりも負極性に帯電しているとは、第一粒子が強く負極性に帯電すると共に第二粒子が弱く負極性に帯電する場合と、第一粒子が負極性に帯電すると共に第二粒子が中性である場合と、第一粒子が負極性に帯電すると共に第二粒子が正極性に帯電する場合と、第一粒子が中性であると共に第二粒子が正極性に帯電する場合と、第一粒子が弱く正極性に帯電すると共に第二粒子が強く正極性に帯電する場合と、の５つの場合のいずれかである事を意味する。

更に、電気泳動粒子の帯電が強いとは、分散液中で、ある電界強度下においてその電気泳動粒子がより早く電気泳動する事を意味する。反対に、電気泳動粒子の帯電が弱いとは、分散液中で、ある電界強度下においてその電気泳動粒子がより遅く電気泳動する事を意味する。その為、第一粒子と第二粒子が正極性同士もしくは負極性同士といった様に同極性であっても、帯電の強さが異なる事により電気泳動速度に差が生じ、電気泳動粒子の分布状態を変化させ、表示を変化させる事ができる。この帯電の強さを表す具体的な数値としては、例えばゼータ電位や電気泳動移動度という指標を参照する事ができる。ゼータ電位と電気泳動移動度とは、理論的には、比例関係にある。

本実施形態では、白色の第一粒子は負に帯電しており、黒色の第二粒子は正に帯電しており、使用者は共通電極２３側から表示を見るものとし、画素電極２２には第一交番電位が供給される場合を考える。第一交番電位の中心電位、即ち、低平均電位ＬＭ（例えば、ＬＭ＝１１Ｖ）は、固定電位である共通電位Ｖ_com（例えば、Ｖ_com＝１８Ｖ）よりも低電位であるので、図４に示す様に、正に帯電している黒色の第二粒子は画素電極２２の近くに引き寄せられ、負に帯電している白色の第一粒子は共通電極２３の近く引き寄せられる。従って電気泳動装置１５０を共通電極２３側から（図４の上方から）見ると、その画素２０は白表示している事になる。この様にして、電気泳動装置１５０は、第一色と第二色とを少なくとも表示する事が可能となる。尚、第一色と第二色とは白黒に限らず、色相環（ｃｏｌｏｒ ｃｉｒｃｌｅ）で正反対に位置する関係の色（相補的な色）の組み合わせとしても良い。例えば赤色微粒子と緑色微粒子との組み合わせや、黄色微粒子と紫色微粒子との組み合わせ、青色微粒子と橙色微粒子との組み合わせ、等にしても良い。その他にも赤色と緑色と青色との加法混色の三原色から適当な二色を組み合わせにしても良いし、或いは、シアンとマゼンタとイエローとの減法混色の三原色から適当な二色を組み合わせにしても良いし、更にはこれらの六色から適当な二色を組み合わせても良い。又、電気泳動粒子はマイクロカプセルに閉じ込められる必要もなく、例えば、隔壁を設けてその内部に収納しても良い。

「電気泳動装置の駆動方法」
図５は電気泳動装置の駆動方法の一例を説明した図で、横軸は時間を表し、縦軸は電位を表している。以下、本実施形態に係る制御回路、及び電気泳動装置の駆動方法について説明する。

以降の説明では、一例として、第一色を白表示とし、第二色を黒表示とする。図５には、共通電位Ｖ_comと、第一色表示画素（白表示画素）の画素電位Ｖ_px（Ｗ）と、第二色表示画素（黒表示画素）の画素電位Ｖ_px（Ｂ）と、の関係が描かれている。尚、１枚の画像が形成される期間がフレーム期間（Ｆｒａｍｅ）である。又、第一の方向を共通電極２３から画素電極２２を向いた方向（図５では下向き矢印で表示）とし、第一の方向とは反対の第二の方向を画素電極２２から共通電極２３を向いた方向（図５では上向き矢印で表示）としている。電界が第一の方向を向いている際に電界の向きを負とし、電界が第二の方向を向いている際に電界の向きを正とする。更に、図５で、電界の強さは矢印の長さで表されている。

第一色表示画素（白表示画素）で、第一粒子を第二粒子よりも共通電極２３側に分布させるには（第一粒子を第二粒子よりも共通電極２３の近傍に分布させるには）、図５のＶ_px（Ｗ）（図５の実線）に描かれている様に、画素電極２２と共通電極２３との間に発生する電界を、第一の方向を向いた強い第一の電界（以降、分かり易くする為に、この電界を第一強電界ＦＳＦと称する）と、第一強電界ＦＳＦよりも弱い第二の電界（以降、分かり易くする為に、この電界を第二弱電界ＳＷＦと称する）と、が交番周期Ｔ_Aにて交互に繰り返される交番電界とする。同様に、第二色表示画素（黒表示画素）で、第二粒子を第一粒子よりも共通電極２３側に分布させるには（第二粒子を第一粒子よりも共通電極２３の近傍に分布させるには）、図５のＶ_px（Ｂ）（図５の破線）に描かれている様に、画素電極２２と共通電極２３との間に発生する電界を、第一の方向とは反対の第二の方向を向いた強い第三の電界（以降、分かり易くする為に、この電界を第二強電界ＳＳＦと称する）と、第二強電界ＳＳＦよりも弱い第四の電界（以降、分かり易くする為に、この電界を第一弱電界ＦＷＦと称する）と、が交番周期Ｔ_Aにて交互に繰り返される交番電界とする。

交番電界を構成する第一強電界ＦＳＦと第二弱電界ＳＷＦと、或いは、第二強電界ＳＳＦと第一弱電界ＦＷＦとは、容量素子２５Ｄの第二電極２５２の電位を固定電位Ｖ_F（例えば０Ｖ）とし、画素電極２２に第一交番電位又は第二交番電位を供給することにより生じる。第一交番電位は、低平均電位ＬＭに対して振幅が第一振幅Ｖ_A1となる。又、第二交番電位は、高平均電位ＨＭに対して振幅が第二振幅Ｖ_A2となる。第一振幅Ｖ_A1と第二振幅Ｖ_A2とは異なった値でも構わないが、本実施形態では同一としている。尚、第一振幅Ｖ_A1と第二振幅Ｖ_A2とを特に区別する必要のない場合、これらを単に振幅Ｖ_Aと称する。後に詳述する様に、各フレーム期間内で複数回の交番電界が電気泳動材料２４に印加されるので、電気泳動粒子は、フレーム期間よりも長い時間のオーダーでは、交番電界の平均電界に応じて電気泳動を行う。具体的には、電気泳動粒子は、共通電位Ｖ_comと画素電位Ｖ_pxの中心電位との電位差で規定される電界に応じた電気泳動を行い、第一色や第二色の表示を行う事が可能になる。

第一粒子と第二粒子とはクーロン力やファンデルワールス力等で、互いにカップリングしがちであるが、電気泳動材料２４に交番電界を印加する事で、第一粒子と第二粒子とは効率的に分離される。本願発明者が鋭意研究したところに依ると、従来の電気泳動装置でコントラスト比が低かったのは、第一粒子と第二粒子との分離が不十分であった為である。これに対して、本実施形態では、交番電界で第一粒子と第二粒子との分離を促進するので、コントラスト比が高く、優れた画像品位を示す電気泳動装置が実現される。交番電界に依り電気泳動粒子は強い力を受けたり、弱い力を受けたり、或いは場合によっては弱い力が強い力と反対方向であったり、と揺動されるので、第一粒子と第二粒子との分離が促進されると考えられる。その結果、残像は抑制され、コントラスト比は向上する。

次に、交番電界の周期（交番周期Ｔ_A）に関して説明する。図５に示す様に、一枚のフレーム画像を形成する期間をフレーム周期Ｔ_Fとした際に、交番周期Ｔ_Aはフレーム周期Ｔ_Fよりも短い事が好ましい。電気泳動装置１５０のフレーム周期Ｔ_Fは３０ミリ秒（３０ｍｓ）程度から１秒（１ｓ）程度であり、このフレーム周期Ｔ_Fに応じて、電気泳動材料２４の応答時間はフレーム周期よりも短い１０ミリ秒（ｍｓ）程度から５００ミリ秒（ｍｓ）程度である。大雑把に言って、フレーム周期Ｔ_Fの１／５から１倍程度が電気泳動材料２４の応答時間になる様に設計される。電気泳動材料２４の応答時間とは、電気泳動材料２４に駆動時の電界を印加した場合に、電気泳動粒子が画素電極２２と共通電極２３との間を移動するのに費やす時間である。

交番電界を電気泳動材料２４に印加する目的は、第一粒子と第二粒子との分離を促進する事である。もし第一粒子と第二粒子とが交番電界により画素電極２２と共通電極２３との間を実際に移動してしまうと、画面のちらつき（フリッカー）が発生する恐れがある。又、第一色の表示と第二色の表示とを使用者は時分割で目にする事になるので、第一色と第二色が混じり合う様に感じ、コントラスト比が低下する様に感じられてしまう。こうした理由により、交番周期Ｔ_Aは、第一粒子と第二粒子とが交番電界により分離は促進されるものの、画素電極２２と共通電極２３との間を移動し得ない周期とするのが好ましい。一方、交番周期Ｔ_Aが余りにも短いと第一粒子と第二粒子とは分離され難くなるので、交番周期Ｔ_Aは、電気泳動材料２４の応答時間の１／１０程度から１倍程度の範囲に入る様にするのが好ましい。こうすると、第一強電界ＦＳＦが第二弱電界ＳＷＦよりも強く、第二強電界ＳＳＦが第一弱電界ＦＷＦよりも強いので、第一粒子と第二粒子との移動距離は最大でも画素電極２２と共通電極２３との間の距離の１／１０程度から１倍程度となり、画面のちらつき（フリッカー）は抑制される。先に述べた様に、電気泳動材料２４の応答時間はフレーム周期Ｔ_Fの１／５から１倍程度であるので、交番周期Ｔ_Aは、フレーム周期Ｔ_Fの１／５０から１倍程度とされるのが好ましい。言い換えると、１フレーム期間Ｔ_Fの間に１回程度から５０回程度の交番電界が電気泳動材料２４に印加される様にすると、フリッカーが抑制され、コントラスト比も高い高品位な画像が表示される事になる。

本実施形態では、表示部１０のサイズは１５．２４ｃｍ×１１．４３ｃｍで、画素数は２４００（信号線４０の数ｎ）×１８００（走査線３０の数ｍ）で、解像度は４００ドットパーインチ（ｄｐｉ）である。信号線駆動回路７３では、一つの選択信号で８本の信号線４０に画像信号を導入する８相展開駆動が採用されている。一つの画素２０当たりの選択時間は１マイクロ秒（μｓ）とされており、従って、水平走査期間は３００マイクロ秒（μｓ）、フレーム周期Ｔ_Fは０．５４秒（ｓ）である。図５に示す様に、電気泳動材料２４には、１フレーム期間Ｔ_Fに５回の交番電界が印加されているので、本実施形態で、交番周期Ｔ_Aは１０８ミリ秒（１０８ｍｓ）である。尚、電気泳動材料２４の応答時間は３００ミリ秒（ｍｓ）程度であるので、交番周期Ｔ_Aは電気泳動材料２４の応答時間の０．３６倍とされている。後述する様に、第二弱電界ＳＷＦの向きは第一強電界ＦＳＦの向きの反対で、その強さは、第一強電界ＦＳＦの強さの１／８であるので、電気泳動粒子が交番電界により、表示すべき方向と反対方向に移動する距離は、画素電極２２と共通電極２３との間の距離の４．５％（＝０．３６×１／８、本実施形態の場合、２．２５マイクロメーター（μｍ））程度となる。従って、フリッカーが発生する事もなく、第一粒子と第二粒子とは効率的に分離される。即ち、コントラスト比が高く、高品位な画像を表示する電気泳動装置１５０が実現される。一般に、第二弱電界ＳＷＦの向きが第一強電界ＦＳＦの向きと反対の場合、第二弱電界ＳＷＦにより電気泳動粒子が移動し得る距離が画素電極２２と共通電極２３との距離の１０％程度未満となる様に交番周期と第二弱電界ＳＷＦの強度とを設定する。同様に、第一弱電界ＦＷＦの向きが第二強電界ＳＳＦの向きと反対の場合、第一弱電界ＦＷＦにより電気泳動粒子が移動し得る距離が画素電極２２と共通電極２３との距離の１０％程度未満となる様に交番周期と第一弱電界ＦＷＦの強度とを設定する。斯うする事でコントラスト比が高く、フリッカーが発生しない、高品位な画像が表示される様になる。

この様に、交番周期Ｔ_Aの整数倍がフレーム期間Ｔ_Fとされ、１フレーム期間Ｔ_Fにｋ回（ｋは１以上の整数）の交番電界が電気泳動材料２４に印加される。更に、走査線３０の数ｍは交番電界の回数ｋの２倍の値（２ｋ）の整数倍となっている事が好ましい。本実施形態では走査線３０の数ｍは１８００で、ｋ＝５であるので、走査線３０が１８０本毎に交番電界は正負の方向を反転させる事になる。交番電界の回数ｋはフレーム期間Ｔ_Fを交番周期Ｔ_Aにて除した値であるので（ｋ＝Ｔ_F／Ｔ_A）、走査線３０の数ｍとフレーム期間Ｔ_Fと交番周期Ｔ_Aとは、言い換えると、数式１で表される関係が成り立つ事が好ましい。

ここでＩは整数値である。数式１は走査線３０の数ｍが交番電界の回数ｋの２倍の値（２ｋ）で割り切れる事を意味している。その為に、任意の走査線３０を選択している期間に共通電位Ｖ_comが正負に入れ替わる事はない。即ち、数式１の関係を満たしていると、共通電位Ｖ_comが正負に入れ替わるタイミングは、走査線３０の選択を切り替えるタイミングに同期する様になる。画素２０に画像信号を書き換えている間に画素電位Ｖ_pxの正負が入れ替わると、正しい画像表示を行えなくなる恐れがある。即ち、表示される画像に、画素電位Ｖ_pxの正負が入れ替わった走査線３０に対応する横線が視認される恐れがある。これに対して、上述の様に数式１の関係を満たせば、画素電位Ｖ_pxの正負に入れ替わる事が、画素２０に画像信号を書き換える事に影響しないので、画像に横線が発生すると言った不具合は発生せず、而も第一粒子と第二粒子とが効率的に分離されるので、高品位な画像が表示される事になる。

「電位関係」
次に、共通電位Ｖ_comや画素電位Ｖ_pxの関係を、図５を参照して説明する。尚、説明を分かり易くする為に、図５には各種電位の一例を具体的な数値で記載してあるが、以下に説明する電位関係が満たされれば、無論、他の数値の電位であっても構わない。

先にも述べた様に、本実施形態では、第一粒子が第二粒子よりも負極性に帯電している例を用いて各種の電位関係を説明する。図５に示す様に、第一色（白）を表示する画素２０の画素電位Ｖ_px（Ｗ）は第一交番電位で、図５では実線にて描かれている。又、第二色（黒）を表示する画素２０の画素電位Ｖ_px（Ｂ）は第二交番電位で、図５では破線にて描かれている。図５では、共通電位Ｖ_comは一点鎖線にて描かれている。尚、本実施形態では、Ｖ_Hという電位がＶ_Lという電位より高電位とは、Ｖ_HがＶ_Lよりも正の方向に大きい事を意味する。即ち、高電位とは正の方向に大きい値の電位を意味し、低電位とは負の方向に大きい値の電位を意味する。

図５のＶ_px（Ｗ）に示す様に、第一交番電位の最低値が第一低電位Ｌ₁である（Ｌ₁≡ＬＭ−Ｖ_A、例えば、Ｌ₁＝２Ｖ）。又、第一交番電位の最高値が第二低電位Ｌ₂である（Ｌ₂≡ＬＭ＋Ｖ_A、例えば、Ｌ₂＝２０Ｖ）。又、図５のＶ_px（Ｂ）に示す様に、第二交番電位の最高値が第一高電位Ｈ₁である（Ｈ₁≡ＨＭ＋Ｖ_A、例えば、Ｈ₁＝３４Ｖ）。又、第二交番電位の最低値が第二高電位Ｈ₂である（Ｈ₂≡ＨＭ−Ｖ_A、例えば、Ｈ₂＝１６Ｖ）。共通電位Ｖ_comは、低平均電位ＬＭより高電位で、高平均電位ＨＭより低電位である（ＬＭ＜Ｖ_com＜ＨＭ）。又、共通電位Ｖ_comと第一低電位Ｌ₁との差は、第二低電位Ｌ₂と共通電位Ｖ_comとの差よりも大きい（│Ｖ_com−Ｌ₁│＞│Ｌ₂−Ｖ_com│）。斯うすると、第一強電界ＦＳＦが第二弱電界ＳＷＦよりも強くなるので、第一色（白）を表示する事ができる。同様に、第一高電位Ｈ₁と共通電位Ｖ_comとの差は、共通電位Ｖ_comと第二高電位Ｈ₂との差よりも大きい（│Ｈ₁−Ｖ_com│＞│Ｖ_com−Ｈ₂│）。斯うすると、第二強電界ＳＳＦが第一弱電界ＦＷＦよりも強くなるので、第二色（黒）を表示する事ができる。

第一交番電位は第一低電位Ｌ₁と第二低電位Ｌ₂との間で振動し、第二低電位Ｌ₂は共通電位Ｖ_comよりも高電位である（Ｌ₂≡ＬＭ＋Ｖ_A＞Ｖ_com）。斯うすると、第一色（白）を表示する画素２０では、第一強電界ＦＳＦよりも電界強度が弱く、電界の向きが反対の第二弱電界ＳＷＦが生ずる。同様に、第二交番電位は第一高電位Ｈ₁と第二高電位Ｈ₂との間で振動し、第二高電位Ｈ₂は共通電位Ｖ_comよりも低電位である（Ｈ₂≡ＨＭ−Ｖ_A＜Ｖ_com）。斯うすると、第一色（白）を表示する画素２０では、第一強電界ＦＳＦよりも電界強度が弱く、電界の向きが反対の第二弱電界ＳＷＦが生じ、第二色（黒）を表示する画素２０では、第二強電界ＳＳＦよりも電界強度が弱く、電界の向きが反対の第一弱電界ＦＷＦが生ずるので、電気泳動材料に含まれる第一粒子と第二粒子とが効率的に分離される。従って、コントラスト比が高く、高い画像品位を示す電気泳動装置１５０が実現される。尚、第二低電位Ｌ₂を共通電位Ｖ_comよりも低電位とし（Ｌ₂≡ＬＭ＋Ｖ_A＜Ｖ_com）、第二高電位Ｈ₂を共通電位Ｖ_comよりも高電位としても良い（Ｈ₂≡ＨＭ−Ｖ_A＞Ｖ_com）。この場合、第二弱電界ＳＷＦの向きが第一強電界ＦＳＦの向きと同じになり、第一弱電界ＦＷＦの向きが第二強電界ＳＳＦの向きと同じになるので、上述の例ほど効率的に粒子分離を促進できないが、それでもコントラスト比の改善につながる。又、斯うすると反対電界が消失するので、白表示や黒表示に飽和する迄の時間を短くする事ができる。即ち、表示切り替えを高速に行う事ができる。

次に、図３（ｂ）を参照して、画素電位Ｖ_pxを第一交番電位や第二交番電位とする為の条件を示す。第一色（白）を表示する画素２０の画素電位Ｖ_pxを第一交番電位とするには、第一トランジスター２６Ｎをオン状態とし、第二トランジスター２６Ｐをオフ状態とする。第二トランジスター２６Ｐをオフ状態とする為には、第一ノードｎ１の電位を高電位データＤＨ（例えば、ＤＨ＝３５Ｖ）とし、この値を第二トランジスター２６Ｐのソースの最高電位、即ち、第一高電位Ｈ₁（例えば、Ｈ₁＝３４Ｖ）以上の値とする（ＤＨ≧Ｈ₁）。高電位データＤＨを第一高電位Ｈ₁以上の値とする事で、第一トランジスター２６Ｎはオン状態となり、第二トランジスター２６Ｐは、ゲート電位がソース電位よりも高くなり、オフ状態となる。

第二色（黒）を表示する画素２０の画素電位Ｖ_pxを第二交番電位とするには、第二トランジスター２６Ｐをオン状態とし、第一トランジスター２６Ｎをオフ状態とする。第一トランジスター２６Ｎをオフ状態とする為には、第一ノードｎ１の電位を低電位データＤＬ（例えば、ＤＬ＝１Ｖ）とし、この値を第一トランジスター２６Ｎのソースの最低電位、即ち、第一低電位Ｌ₁（例えば、Ｌ₁＝２Ｖ）以下の値とする（Ｌ₁≧ＤＬ）。低電位データＤＬを第一低電位Ｌ₁以下の値とする事で、第二トランジスター２６Ｐはオン状態となり、第一トランジスター２６Ｎは、ゲート電位がソース電位よりも低くなり、オフ状態となる。

次に、第一ノードｎ１を低電位データＤＬや高電位データＤＨとしたり、或いはこれらのデータを維持したりする為の条件を示す。まず、第一ノードｎ１を低電位データＤＬや高電位データＤＨとするには、走査線３０に高走査電位ＳＨが供給されて選択トランジスター２１がオン状態とされた際に、第一ノードｎ１の電位を高電位データＤＨにも低電位データＤＬにもせねばならない。この為には、高走査電位ＳＨ（例えば、ＳＨ＝３６Ｖ）を高電位データＤＨ（例えば、ＤＨ＝３５Ｖ）以上の電位値とする（ＳＨ≧ＤＨ）。斯うすれば、選択状態の際に、信号線４０に供給される電位が高電位データＤＨであっても、第一ノードｎ１に高電位データＤＨを書き込む事ができる。高速に画像信号を第一ノードｎ１に書き込むには、高走査電位ＳＨを高電位データＤＨと選択トランジスター２１の閾値電圧Ｖｔｈ₂₁との和以上の電位値とする（ＳＨ≧ＤＨ＋Ｖｔｈ₂₁）。斯うすると、画像信号が高電位データＤＨであっても、選択トランジスター２１はオン状態となるので、短期間に画像信号を第一ノードｎ１に書き込む事が可能となる。

第一ノードｎ１で画像信号（低電位データＤＬや高電位データＤＨ）を維持するには、低走査電位ＳＬ（例えば、ＳＬ＝０Ｖ）を低電位データＤＬ（例えば、ＤＬ＝１Ｖ）以下の電位値とする事が好ましい（ＳＬ≦ＤＬ）。低走査電位ＳＬが低電位データＤＬ以下の値であるので、非選択状態の際に第一ノードｎ１の電位が低電位データＤＬであっても高電位データＤＨであっても、選択トランジスター２１はオフ状態となる。斯うして、第一ノードｎ１にて画像信号を維持する事ができる事になる。

図５に示す様に、高平均電位ＨＭと低電位平均ＬＭとの平均値を共通電位Ｖ_comとほぼ一致させ（Ｖ_com＝（ＨＭ＋ＬＭ）／２）、第一交番電位の第一振幅Ｖ_A1と第二交番電位の第二振幅Ｖ_A2とがほぼ等しい事（Ｖ_A1＝Ｖ_A2＝Ｖ_A）が好ましい。実際、本実施形態では、一例として、ＨＭ＝２５Ｖ、ＬＭ＝１１Ｖ、Ｖ_com＝１８Ｖ、Ｖ_A1＝Ｖ_A2＝Ｖ_A＝９Ｖとなり、これらの関係を満たしている。斯うすると、第一強電界ＦＳＦの強度と第二強電界ＳＳＦの強度とが等しくなり、同時に、第二弱電界ＳＷＦの強度と第一弱電界ＦＷＦの強度とが等しくなる。即ち、第一粒子に対する電界と第二粒子に対する電界とが対称となるので、美しい表示を実現する事ができると共に、電気泳動材料の寿命を長く保つ事ができる。尚、本明細書にて、「ＡとＢとがほぼ等しい」とか「ＡとＢとはほぼ一致している」と表現した場合、これは設計概念上等しいとの意味で、多少の誤差を含んで異なっていても構わない。言い換えれば、ＡとＢとを設計概念上意図的に異ならせた場合を除いて、その他の場合は、「ＡとＢとがほぼ等しい」或いは、「ＡとＢとはほぼ一致している」と言える。具体的には、電位や電圧等の数値の有効数字が一致している場合、「ＡとＢとがほぼ等しい」とか「ＡとＢとはほぼ一致している」と言える。例えば、上述の例では有効数字は一桁で、Ｖ_A1＝８．５ＶとＶ_A2＝９．４Ｖとは共にＶ_A1＝Ｖ_A2＝９Ｖと言える。

「電子機器」
次に、前述した電気泳動装置を適用した電子機器について、図６及び図７を参照して説明する。以下では、前述した電気泳動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６は、電子ペーパーの構成を示す斜視図である。図６に示す様に、電子ペーパー４００は、本実施形態に係る電気泳動装置を表示部１０として備えている。電子ペーパー４００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４１０を備えて構成されている。

図７は、電子ノートの構成を示す斜視図である。図７に示す様に、電子ノート５００は、図６で示した電子ペーパー４００が複数枚束ねられ、カバー５０１に挟まれているものである。カバー５０１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為の表示データ入力手段（画像信号供給回路１３０）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。

前述した電子ペーパー４００及び電子ノート５００は、本実施形態に係る電気泳動装置を備えるので、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、腕時計や携帯電話、携帯用オーディオ機器などの電子機器の表示部に、本実施形態に係る電気泳動装置を適用することができる。

本実施形態では、第一ノードｎ１に容量素子２５Ｄが設けられている。これにより、走査線３０の非選択期間に第一ノードｎ１にて画像信号が維持されるが、容量素子２５Ｄを省く事も可能である。第一トランジスター２６Ｎのゲートリーク電流や第二トランジスター２６Ｐのゲートリーク電流が小さく、且つ選択トランジスター２１のオフリーク電流が小さければ、第一ノードｎ１では、第一トランジスター２６Ｎのゲート容量や第二トランジスター２６Ｐのゲート容量にて画像信号を維持する事ができる。斯うした場合、容量素子２５Ｄを省いても良い。

尚、本実施形態では電気泳動装置１５０の一例として電気泳動粒子が液体に分散している電気泳動材料２４を用いたが、これ以外の電気泳動材料を用いた電気泳動装置１５０にも適用可能である。即ち、本実施形態は、画素電極２２と対向電極との間に電圧を印加して帯電した電気泳動粒子の分布状態を変える電気泳動装置１５０全般に適応する事ができる。具体的には帯電微粉末を気相で移動させる電気粉流表示装置などにも適応できる。

以上述べたように、本実施形態に係る電子機器１００（駆動方法）によれば、以下の効果を得ることができる。
本実施形態の駆動方法によれば、コントラスト比が高く、フリッカーも生ぜぬ高品位画像を表示する事ができる。又、高品位画像が得られる制御回路１４０、電気泳動装置１５０、及び電子機器を提供する事ができる。

（実施形態２）
「容量素子に代わり記憶回路を有する形態」
図８は、実施形態２に係わる電気泳動装置の画素の電気的な構成を示す等価回路図である。又、図９は実施形態２に係わる電気泳動装置の駆動方法の一例を説明した図で、横軸は時間を表し、縦軸は電位を表している。以下、実施形態２に係わる電気泳動装置の画素構成及び駆動方法について説明する。尚、実施形態１と同一の構成部位については、同一の番号を附し、重複する説明は省略する。

本実施形態（図８）は実施形態１（図３（ｂ））と比べて、画素構成が異なっている。これに伴い、図９に示す様に電位関係も実施形態１（図５）から僅かに異なって来る。それ以外の構成は、実施形態１とほぼ同様である。実施形態１では、画素２０に容量素子２５Ｄが設けられており、これにより第一ノードｎ１では、走査線３０の非選択期間に画像信号が維持された。本実施形態では、図８に示す様に、第一ノードｎ１に記憶回路２５Ｓが設けられている。この記憶回路２５Ｓにより、走査線３０の非選択期間に第一ノードｎ１にて画像信号が維持される。

記憶回路２５Ｓは第一インバーター２５３と第二インバーター２５４とを含んでいる。第一インバーター２５３の出力は第二インバーター２５４の入力に電気的に接続されており、第二インバーター２５４の出力と第一インバーター２５３の入力とが電気的に接続されている。第一インバーター２５３の入力が第一ノードｎ１である。斯うする事で、走査線３０の非選択期間にも第一ノードｎ１で画像信号を安定的に維持する事ができる。

図８に示す様に、第二インバーター２５４の出力と第一インバーター２５３の入力との間にメモリコントロラー２５５を備えていても良い。メモリコントロラー２５５は選択トランジスター２１と相補的な動作を行う様に設定される。一例としては、メモリコントロラー２５５を選択トランジスターとは異なった導電型のトランジスターとし、メモリコントロラー２５５のゲートと選択トランジスターのゲートとには同一の信号を供給する。本実施形態では、選択トランジスター２１がＮ型であるので、メモリコントロラー２５５はＰ型となり、両トランジスターのゲートは走査線３０に電気的に接続されている。その結果、メモリコントロラー２５５は、走査信号に応じて、記憶回路２５Ｓへのデータの書き換えを容易にすると共に確実にデータを維持する事が可能になる。具体的に走査線３０に高走査電位ＳＨが供給された際には、メモリコントロラー２５５は第二インバーター２５４の出力を遮断するので、第一ノードｎ１に於ける画像信号の書き換えが容易となる。又、走査線３０に低走査電位ＳＬが供給された際には、メモリコントロラー２５５はオン状態となるので、第一インバーター２５３と第二インバーター２５４とは静的な記憶装置として機能する。

画素２０には第三電源線５５４と第四電源線５５５とが電位供給回路７４から配線される。従って、本実施形態では、各種電位線５５は第三電源線５５４と第四電源線５５５とを含んでいる。第一インバーター２５３と第二インバーター２５４とは、第三電源線５５４や第四電源線５５５に電気的に接続されている。第三電源線５５４には固定電位の第三低電位Ｌ₃が供給され、第四電源線５５５には固定電位の第三高電位Ｈ₃が供給されている。従って、第一インバーター２５３と第二インバーター２５４とには、第三低電位Ｌ₃が負電源電位として供給され、第三高電位Ｈ₃が正電源電位として供給される。第一ノードｎ１で画像信号を書き換える為には、高電位データＤＨは第一インバーター２５３の論理転換電位Ｖ_TRよりも大きい電位値とし（ＤＨ＞Ｖ_TR）、低電位データＤＬは第一インバーター２５３の論理転換電位Ｖ_TRよりも小さい電位値とする（ＤＬ＜Ｖ_TR）。論理転換電位Ｖ_TRとはインバーターの出力論理が反転する入力電位で、負電源電位と論理転換電圧（負電源電位が０Ｖの際に論理転換する電位）との和である。論理転換電位Ｖ_TRは、通常、インバーターに供給される正電源電位と負電源電位との平均値程度の電位値とされる。本実施形態では、第一インバーター２５３と第二インバーター２５４との論理転換電位Ｖ_TRは、共通電位Ｖ_comとほぼ同じで、一例として、凡そ１８Ｖである（Ｖ_TR＝Ｖ_com＝１８Ｖ）。又、高電位データＤＨは、一例として、ＤＨ＝２３Ｖであり、低電位データＤＬは、一例として、ＤＬ＝１３Ｖである。画素２０がメモリコントロラー２５５を有する記憶回路２５Ｓを備えている為に、この様に、実施形態１に比べて高電位データＤＨの電位を下げ、低電位データＤＬの電位を上げる事が可能となる。

実施形態１に比べて高電位データＤＨの電位を下げ、低電位データＤＬの電位を上げて、第一ノードｎ１に画像信号を書き込んでも、走査線３０が非選択期間に入ると、メモリコントロラー２５５がオン状態となって、第一インバーター２５３と第二インバーター２５４とが静的な記憶装置として機能する。その結果、第一ノードｎ１の電位は、高電位データＤＨが書き込まれた際には、非選択期間に第三高電位Ｈ₃となる。同様に、低電位データＤＬが書き込まれた際には、非選択期間に第一ノードｎ１の電位は第三低電位Ｌ₃となる。反対に、たとえ高電位データＤＨとして第三高電位Ｈ₃よりも高電位のデータが第一ノードｎ１に書き込まれたとしても、非選択期間に第一ノードｎ１の電位は、矢張り第三高電位Ｈ₃となる。従って、高電位データＤＨを第三高電位Ｈ₃よりも大きい電位値にしても、その効果は得られない。同様に、たとえ低電位データＤＬとして第三低電位Ｌ₃よりも低電位のデータが第一ノードｎ１に書き込まれたとしても、非選択期間に第一ノードｎ１の電位は、矢張り第三低電位Ｌ₃となる。従って、低電位データＤＬを第三低電位Ｌ₃よりも小さい電位値にしても、その効果は得られない。この様に、本実施形態に於いては、高電位データＤＨは第一インバーター２５３の論理転換電位Ｖ_TRよりも大きく、第三高電位Ｈ₃以下の電位値とする（Ｖ_TR＜ＤＨ≦Ｈ₃）。又、低電位データＤＬは第一インバーター２５３の論理転換電位Ｖ_TRよりも小さく、第三低電位Ｌ₃以上の電位値とする（Ｌ₃≦ＤＬ＜Ｖ_TR）。

第一色（白）を表示する画素２０の画素電位Ｖ_pxを第一交番電位とするには、第一トランジスター２６Ｎをオン状態とし、第二トランジスター２６Ｐをオフ状態とする。第二トランジスター２６Ｐをオフ状態とする為には、第一ノードｎ１の電位を第三高電位Ｈ₃（例えば、Ｈ₃＝３６Ｖ）とし、この値を第二トランジスター２６Ｐのソースの最高電位、即ち、第一高電位Ｈ₁（例えば、Ｈ₁＝３４Ｖ）以上の値とする（Ｈ₃≧Ｈ₁）。第三高電位Ｈ₃を第一高電位Ｈ₁以上の値とする事で、第一トランジスター２６Ｎはオン状態となり、第二トランジスター２６Ｐは、ゲート電位がソース電位よりも高くなり、オフ状態となる。

第二色（黒）を表示する画素２０の画素電位Ｖ_pxを第二交番電位とするには、第二トランジスター２６Ｐをオン状態とし、第一トランジスター２６Ｎをオフ状態とする。第一トランジスター２６Ｎをオフ状態とする為には、第一ノードｎ１の電位を第三低電位Ｌ₃（例えば、Ｌ₃＝０Ｖ）とし、この値を第一トランジスター２６Ｎのソースの最低電位、即ち、第一低電位Ｌ₁（例えば、Ｌ₁＝２Ｖ）以下の値とする（Ｌ₁≧Ｌ₃）。第三低電位Ｌ₃を第一低電位Ｌ₁以下の値とする事で、第二トランジスター２６Ｐはオン状態となり、第一トランジスター２６Ｎは、ゲート電位がソース電位よりも低くなり、オフ状態となる。

走査信号の電位と画像信号の電位との関係は実施形態１と同じであるが、電源の数を減らすとの視点からは、高走査電位ＳＨと第三高電位Ｈ₃とを同一とし（ＳＨ＝Ｈ₃）、低走査電位ＳＬと第三低電位Ｌ₃とを同一としても良い（ＳＬ＝Ｌ₃）。

図９に示す様に、上述の電位関係としても、実施形態１と同様な駆動が実現する。本実施形態では、実施形態１にて得られる効果に加えて、高電位データＤＨの電位を実施形態１に比べて下げる事ができるので、高走査電位ＳＨが実施形態１と同じであれば、実施形態１よりも高速に第一ノードｎ１の画像信号を書き換える事が可能になる。即ち、実施形態１よりも高速動作が実現する。更に、画像信号の維持が静的な記憶回路２５Ｓによってなされるので、実施形態１に比べて長時間のデータ維持が可能となる。

尚、本発明は上述した実施形態に限定されず、上述した実施形態に種々の変更や改良などを加えることが可能である。変形例を以下に述べる。

（変形例１）
「交番電位が正弦波の形態」
本変形例は実施形態１乃至２と比べて、交番電位の波形が異なっている。それ以外の構成は、実施形態１及び実施形態２とほぼ同様である。実施形態１乃至２では、第一交番電位と第二交番電位とは矩形波の交番電位であったが、第一交番電位と第二交番電位との波形はこれに限られない。例えば、正弦波であっても構わない。

（変形例２）
「交番電界が他の波形である形態」
実施形態１乃至２では、交番電界は矩形波であり、変形例１では、交番電界は正弦波であった。交番電界との波形はこれらに限られる事なく、様々な形態が可能である。例えば、交番電界とは、台形波や三角波、のこぎり波、等であっても構わない。これらの交番電界を形成するには、第一交番電位と第二交番電位とは台形波や三角波、のこぎり波、の交番電位とされる。

ＦＳＦ…第一強電界、ＦＷＦ…第一弱電界、ＳＳＦ…第二強電界、ＳＷＦ…第二弱電界、１０…表示部、２０…画素、２１…選択トランジスター、２２…画素電極、２３…共通電極、２４…電気泳動材料、２５Ｄ…容量素子、２５Ｓ…記憶回路、２６Ｎ…第一トランジスター、２６Ｐ…第二トランジスター、３０…走査線、４０…信号線、５０…共通電位線、５５…各種電位線、６０…制御部、７０…駆動回路、７１…コントローラー、７２…走査線駆動回路、７３…信号線駆動回路、７４…電位供給回路、８０…画像信号処理部、９０…記憶部、１００…電子機器、１１０…フレームメモリー、１２０…操作部、１３０…画像信号供給回路、１４０…制御回路、１５０…電気泳動装置、２５１…第一電極、２５２…第二電極、２５３…第一インバーター、２５４…第二インバーター、２５５…メモリコントロラー、４００…電子ペーパー、４１０…本体、５００…電子ノート、５０１…カバー、５５１…第一電源線、５５２…第二電源線、５５３…固定電位線、５５４…第三電源線、５５５…第四電源線。

Claims (9)

1. 選択トランジスターと、第一電源線にソースとドレインとの一方が電気的に接続された第一トランジスターと、第二電源線にソースとドレインとの一方が電気的に接続された第二トランジスターと、前記第一トランジスターのソースとドレインとの他方と前記第二トランジスターのソースとドレインとの他方とが電気的に接続された画素電極と、共通電極と、前記画素電極と前記共通電極との間に発生する電界が印加される電気泳動材料と、を備える電気泳動装置の駆動方法であって、
   前記第一電源線には第一低電位と第二低電位との間で振動する第一交番電位が供給され、
   前記第二低電位は前記第一低電位よりも高電位であり、
   前記第二電源線には第一高電位と第二高電位との間で振動する第二交番電位が供給され、
   前記第二高電位は前記第一高電位よりも低電位であり、
   前記第一高電位と前記第二高電位との平均電位（高平均電位）は、前記第一低電位と前記第二低電位との平均電位（低平均電位）よりも高電位であり、
   前記共通電極に供給される共通電位は前記高平均電位と前記低平均電位との間の電位値である事を特徴とする電気泳動装置の駆動方法。
2. 前記第二低電位は前記共通電位よりも高電位であり、
   前記第二高電位は前記共通電位よりも低電位である事を特徴とする請求項１に記載の電気泳動装置の駆動方法。
3. 前記選択トランジスターのソースとドレインとの一方が電気的に接続された信号線を備え、前記選択トランジスターのソースとドレインとの他方は前記第一トランジスターのゲートと前記第二トランジスターのゲートとに電気的に接続され、
   前記信号線には高電位データと低電位データとが供給され、
   前記高電位データは前記第一高電位以上の値であり、
   前記低電位データは前記第一低電位以下の値である事を特徴とする請求項１又は２に記載の電気泳動装置の駆動方法。
4. 前記選択トランジスターのゲートが電気的に接続された走査線を備え、
   前記走査線には高走査電位と低走査電位とが供給され、
   前記高走査電位は前記高電位データ以上の値であり、
   前記低走査電位は前記低電位データ以下の値である事を特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電気泳動装置の駆動方法。
5. 前記高平均電位と前記低電位平均との平均値が前記共通電位とほぼ一致し、
   前記第一交番電位の振幅と前記第二交番電位の振幅とがほぼ等しい事を特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電気泳動装置の駆動方法。
6. 一枚のフレーム画像を形成する期間をフレーム周期とした際に、前記第一交番電位の周期は前記フレーム周期よりも短く、前記第二交番電位の周期は前記フレーム周期よりも短い事を特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の電気泳動装置の駆動方法。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載の駆動方法を行う事を特徴とする電気泳動装置の制御回路。
8. 請求項７に記載の制御回路を備えた事を特徴とする電気泳動装置。
9. 請求項８に記載の電気泳動装置を備えた事を特徴とする電子機器。

Images