JP2017016140A - 画像表示媒体の駆動装置、画像表示装置、及び駆動プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】アクティブマトリクス駆動におけるスキャンタイミングのずれによる意図しない色の表示を防止することを目的とする。
【解決手段】第１ステップでは、粒子を一方の基板側へ移動させるリセット駆動を行い、第２ステップでは、閾値特性が大きい方の第１粒子群の粒子濃度を制御する電圧を印加し、第３ステップでは閾値特性が小さい方の第２粒子群の粒子濃度を制御する電圧を印加する。そして、スキャンタイミングのずれによって発生したずれ時間における、ステップ変位時の共通電極と画素電極との電位差が、閾値以下になるように制御する。或いは、ステップ変位時の共通電極と画素電極との電位差における、スキャンタイミングのずれによって発生したずれ時間が、閾値以下になるように制御する。
【選択図】図５

Description

本願は、平成25年1月25日に出願された特願2013-12529の利益を主張する。本発明は、画像表示媒体の駆動装置、画像表示装置、駆動プログラムに関する。

従来、メモリ性を有し繰り返し書換えが可能な画像表示媒体として、着色粒子を用いた画像表示媒体が知られている。このような画像表示媒体は、例えば一対の基板と、印加された電界により基板間を移動可能に基板間に封入されると共に、色及び帯電特性を有する粒子群と、を含んで構成される。

このような画像表示媒体では、画像に応じた電圧を一対の基板間に印加することにより粒子を移動させ、粒子の色をコントラストとして画像表示させる。

例えば、このような電気泳動タイプの画像表示媒体の駆動方法としては、例えば、特許文献１、２に記載の技術が提案されている。

特許文献１に記載の技術では、一対の基板と、これら基板に形成された複数の画素電極と共通電極と、帯電粒子を分散させてなる液状体と、画素電極および共通電極に電圧を印加することでこれら電極間に電界を発生させる駆動回路とを備えた電気泳動装置において、駆動回路が、表示内容の変更を行う際に、全ての画素電極と共通電極との間に第１の電界Ｅ１を発生させ、それまでの表示内容を表示領域全体に渡って一旦消去し、その後、新たな表示内容の書き込みを行う際には、表示に対応する画素電極と共通電極との間に第２の電界Ｅ２を発生させて、表示に対応する画素電極以外の画素電極と共通電極との間には第３の電界Ｅ３を発生させることによって、コントラストの低下を防止して画像品質の向
上を図ることが提案されている。

また、特許文献２に記載の技術では、２つの隣接する奇数ピクセルと偶数ピクセルにおいて、コモン電極に第１のコモン電圧ＶＤＤを印加し、第１のガンマ電圧を奇数のピクセル電極に印加しつつ第１のコモン電圧ＶＤＤを偶数ピクセル電極に印加することによって奇数ピクセルには電界を印加しつつ偶数ピクセルには電界を印加しない駆動と、コモン電極に第２のコモン電圧ＶＳＳを印加し、第２のコモン電圧ＶＳＳを奇数ピクセル電極に印加しつつ第２のガンマ電圧を偶数ピクセル電極に印加することによって偶数ピクセルには電界を印加しつつ奇数ピクセルには電界を印加しない駆動を、ディスプレイの１回の再書き込みの間に複数回交互に繰り返すことが提案されている。

また、特許文献１、２のように共通（コモン）電極の電位を制御する技術としては、特許文献３に記載の技術なども提案されている。

特開２００６−２２７２４９号公報 特開２０１１−１２８６２５号公報 特開２００７−２４９２３０号公報

本発明は、アクティブマトリクス駆動におけるスキャンタイミングのずれによる意図しない色の表示を防止することを目的とする。

請求項１に記載の画像表示媒体の駆動装置は、少なくとも一方が透光性を有する一対の基板間に封入されると共に、種類毎に互いに異なる色に着色され、かつ基板に付着した状態から該基板を離脱するために必要な電圧の閾値特性が種類毎にそれぞれ異なる複数種類の粒子を含み、画像情報に基づいて画像を表示する画像表示媒体に対して、前記一対の基板の一方に設けられた共通電極へ印加する電圧を変化させながら、アクティブマトリクス駆動によって他方の基板に設けられた画素電極に電圧を印加する電圧印加手段と、前記閾値特性が大きい順に粒子濃度を制御する電圧を前記一対の基板間に順次印加する複数のステップによって前記一対の基板間に電圧を印加するように制御すると共に、前記ステップの遷移の際に前記アクティブマトリクス駆動により発生する走査タイミングのずれ時間と、該ずれ時間における前記一対の基板間の電位差とが、予め定めた粒子の前記閾値特性以下となるように前記電圧印加手段を制御する制御手段と、備えている。

請求項２に記載の画像表示媒体の駆動装置は、請求項１に記載の発明において、前記制御手段は、前記複数のステップのうち、少なくとも最終ステップへ遷移する際の前記ずれ時間と、該ずれ時間における前記一対の基板間の電位差とが、最終ステップで粒子濃度を制御する粒子の閾値特性以下となるように前記電圧印加手段を制御する
請求項３に記載の画像表示媒体の駆動装置は、請求項１に記載の発明において、前記制御手段は、前記複数のステップの各ステップへ遷移する際の前記ずれ時間と、該ずれ時間における前記一対の基板間の電位差とが、遷移前のステップで粒子濃度を制御した粒子の前記閾値特性以下となるように前記電圧印加手段を制御する。

請求項４に記載の画像表示媒体の駆動装置は、請求項１に記載の発明において、前記制御手段は、前記複数のステップの各ステップへ遷移する際の前記ずれ時間と、該ずれ時間における前記一対の基板間の電位差とが、遷移後のステップで粒子濃度を制御する粒子の前記閾値特性以下となるように前記電圧印加手段を制御する。

請求項５に記載の画像表示媒体の駆動装置は、請求項１に記載の発明において、前記制御手段は、前記複数のステップの各ステップへ遷移する際の前記ずれ時間と、該ずれ時間における前記一対の基板間の電位差とが、遷移後のステップ以降で粒子濃度を制御する粒子の前記閾値特性以下となるように前記電圧印加手段を制御する。

請求項６に記載の画像表示媒体の駆動装置は、請求項１に記載の発明において、前記画像表示媒体が２種類の前記粒子を含む場合、前記制御手段は、リセット駆動を行う第１ステップ、前記閾値特性が大きい方の前記粒子の粒子濃度を制御する電圧を印加する第２ステップ、及び前記閾値特性が小さい方の前記粒子の粒子濃度を制御する電圧を印加する第３ステップによって前記一対の基板間に電圧を印加するように制御すると共に、少なくとも前記第２ステップから前記第３ステップへの遷移の際に前記アクティブマトリクス駆動により発生する走査タイミングのずれ時間と、該ずれ時間における前記一対の基板間の電位差とが、小さい方の前記閾値特性以下となるように前記電圧印加手段を制御する。

請求項７に記載の画像表示媒体の駆動装置は、請求項６に記載の発明において、前記画像表示媒体が２種類の前記粒子を含む場合、前記制御手段は、リセット駆動を行う第１ステップ、前記閾値特性が大きい方の前記粒子の粒子濃度を制御する電圧を印加する第２ステップ、及び前記閾値特性が小さい方の前記粒子の粒子濃度を制御する電圧を印加する第３ステップによって前記一対の基板間に電圧を印加するように制御すると共に、少なくとも前記第１ステップから前記第２ステップへの遷移の際に前記アクティブマトリクス駆動により発生する走査タイミングのずれ時間と、該ずれ時間における前記一対の基板間の電位差とが、大きい方の前記閾値特性以下となるように前記電圧印加手段を制御する。

請求項８に記載の画像表示媒体の駆動装置は、請求項６に記載の発明において、前記画像表示媒体が２種類の前記粒子を含む場合、前記制御手段は、リセット駆動を行う第１ステップ、前記閾値特性が大きい方の前記粒子の粒子濃度を制御する電圧を印加する第２ステップ、及び前記閾値特性が小さい方の前記粒子の粒子濃度を制御する電圧を印加する第３ステップによって前記一対の基板間に電圧を印加するように制御すると共に、少なくとも前記第１ステップから前記第２ステップへの遷移の際に前記アクティブマトリクス駆動により発生する走査タイミングのずれ時間と、該ずれ時間における前記一対の基板間の電位差とが、小さい方の前記閾値特性以下となるように前記電圧印加手段を制御する。

請求項９に記載の画像表示媒体の駆動装置は、請求項１〜８の何れか１項に記載の発明において、前記制御手段は、前記複数のステップの各ステップ間で、各ステップへの遷移時の基板間の電位差を該電位差の中間電位にするように前記電圧印加手段を更に制御する。

請求項１０に記載の画像表示媒体の駆動装置は、請求項１〜９の何れか１項に記載の発明において、前記制御手段は、最終ステップ後に予め定めた基準電圧を前記一対の基板間に印加するように更に制御すると共に、前記基準電圧への遷移の際に前記アクティブマトリクス駆動により発生する走査タイミングのずれ時間と、該ずれ時間における前記一対の基板間の電位差とが、最終ステップで粒子濃度を制御する粒子の閾値特性以下となるように前記電圧印加手段を更に制御する。

請求項１１に記載の画像表示媒体の駆動装置は、請求項１〜１０の何れか１項に記載の発明において、前記制御手段は、各ステップのフレーム時間が徐々に短くなるように前記電圧印加手段を制御する。

請求項１２に記載の画像表示媒体の駆動装置は、請求項１〜１１の何れか１項に記載の発明において、前記制御手段は、各ステップへの遷移時の前記基板間の電位差が徐々に小さくなるように前記電圧印加手段を制御する。

請求項１３に記載の画像表示装置は、少なくとも一方が透光性を有する一対の基板間と、前記一対の基板の一方に設けられた共通電極と、他方の基板に設けられた画素電極と、前記一対の基板間に封入されると共に、種類毎に互いに異なる色に着色され、かつ基板に付着した状態から該基板を離脱するために必要な電圧の閾値特性が種類毎にそれぞれ異なる複数種類の粒子と、を含み、画像情報に基づいて画像を表示する画像表示媒体と、請求項１〜１２の何れか１項に記載の画像表示媒体の駆動装置と、を備えている。

請求項１４に記載の駆動プログラムは、コンピュータを、請求項１〜１２の何れか１項に記載の画像表示媒体の駆動装置の前記制御手段として機能させる。

請求項１に記載の発明によれば、アクティブマトリクス駆動におけるスキャンタイミングのずれによる意図しない色の表示を防止可能な画像表示媒体の駆動装置を提供することができる、という効果がある。

請求項２に記載の発明によれば、複数粒子のうち最も移動しやすい粒子の意図しない移動を防止可能な画像表示媒体の駆動装置を提供することができる、という効果がある。

請求項３に記載の発明によれば、ステップ遷移前に移動させた粒子の意図しない移動を防止可能な画像表示媒体の駆動装置を提供することができる、という効果がある。

請求項４に記載の発明によれば、ステップ遷移後に移動させる粒子の意図しない移動を防止可能な画像表示媒体の駆動装置を提供することができる、という効果がある。

請求項５に記載の発明によれば、各粒子の意図しない移動を防止可能な画像表示媒体の駆動装置を提供することができる、という効果がある。

請求項６に記載の発明によれば、２粒子のうち最も移動しやすい閾値特性が小さい方の粒子の意図しない移動を防止可能な画像表示媒体の駆動装置を提供することができる、という効果がある。

請求項７に記載の発明によれば、２粒子のうち閾値特性が大きい方の粒子の意図しない移動を防止可能な画像表示媒体の駆動装置を提供することができる、という効果がある。

請求項８に記載の発明によれば、２粒子のうち閾値特性が小さい方の粒子の意図しない移動を防止可能な画像表示媒体の駆動装置を提供することができる、という効果がある。

請求項９に記載の発明によれば、中間電位としない場合と比べて、意図しない電圧の印加を抑制することが可能な画像表示媒体の駆動装置を提供することができる、という効果がある。

請求項１０に記載の発明によれば、基準電圧へ戻す際に、意図しない粒子の移動を防止することが可能な画像表示媒体の駆動装置を提供することができる、という効果がある。

請求項１１、１２に記載の発明によれば、アクティブマトリクス駆動により発生する走査タイミングのずれ時間と、該ずれ時間における基板間の電位差とを、粒子の閾値特性以下にすることが可能な画像表示媒体の駆動装置を提供することができる、という効果がある。

請求項１３に記載の発明によれば、アクティブマトリクス駆動におけるスキャンタイミングのずれによる意図しない色の表示を防止可能な画像表示装置を提供することができる、という効果がある。

請求項１４に記載の発明によれば、アクティブマトリクス駆動におけるスキャンタイミングのずれによる意図しない色の表示を防止可能な駆動プログラムを提供することができる、という効果がある。

（Ａ）は本実施形態に係わる画像表示装置の概略図であり、（Ｂ）は本実施形態に係わる画像表示装置の制御部の構成を示すブロック図である。 本実施形態に係わる画像表示装置の電圧印加部の概略構成を示す図である。 粒子Ａ及び粒子Ｂの動作閾値特性の一例を示す図である。 本実施の形態に係わる画像表示媒体の基本的な駆動方法を説明するための図であり、（Ａ）は各電極の印加電圧を示し、（Ｂ）は基板間の電界を示す。 第１ステップから第２ステップへの遷移時の各電極の印加電圧及び基板間の電界を示す図である。 第２ステップから第３ステップへの遷移時の各電極の印加電圧及び基板間の電界を示す図である。 第３ステップから駆動終了への遷移時の各電極の印加電圧及び基板間の電界を示す図である。 スキャンタイミングのずれ時間を説明するための図である。 ステップ間で中間電位にした場合の各電極の印加電圧とそのときの基板間の電界を示す図である。 実施例における閾値の定義を説明するための図である。 閾値の一例を示す表である。 （Ａ）は第１実施例の駆動を説明するための表であり、（Ｂ）は第１実施例の駆動による評価結果を示す表である。 （Ａ）は第２実施例の駆動を説明するための表であり、（Ｂ）は第２実施例の駆動による評価結果を示す表である。 （Ａ）は第３実施例の駆動を説明するための表であり、（Ｂ）は第３実施例の駆動による評価結果を示す表である。 （Ａ）は第４実施例の駆動を説明するための表であり、（Ｂ）は第４実施例の駆動による評価結果を示す表である。

以下、本実施形態について図面を参照しつつ説明する。作用・機能が同じ働きを担う部材には、全図面を通して同じ符合を付与し、重複する説明を省略する場合がある。また、説明を簡易化するために、適宜１つのセルに注目した図を用いて本実施形態を説明する。なお、本発明の付着力とは、粒子が基板に付着した状態を維持するために必要な力のことを意味する。

図１（Ａ）は、本実施形態に係わる画像表示装置を概略的に示している。この画像表示装置１００は、画像表示媒体１０と、画像表示媒体１０を駆動する駆動装置２０と、を備えている。駆動装置２０は、画像表示媒体１０の表示側電極３、背面側電極４間に電圧を印加する電圧印加部３０と、画像表示媒体１０に表示させる画像の画像情報に応じて電圧印加部３０を制御する制御部４０と、を含んで構成されている。

画像表示媒体１０は、画像表示面とされる、透光性を有する表示基板１と、非表示面とされる背面基板２と、が間隙を持って対向して配置される一対の基板を有する。

これらの基板１、２間を予め定められた間隔に保持すると共に、該基板間を複数のセルに区画する間隙部材５が設けられている。

上記セルとは、背面側電極４が設けられた背面基板２と、表示側電極３が設けられた表示基板１と、間隙部材５と、によって囲まれた領域を示している。セル中には、例えば絶縁性液体で構成された分散媒６と、分散媒６中に分散された第１粒子群１１と、第２粒子群１２とが封入されている。なお、第１粒子群１１は後述する粒子Ａの粒子群とされ、第２粒子群１２は後述する粒子Ｂの粒子群とされている。

第１粒子群１１と第２粒子群１２は、互いに異なる色に着色されており、また、基板に付着した状態を維持するための付着力が互いに異なり、基板間の電界によって基板に付着した状態から基板を離脱するために必要な電圧が互いに異なり、一対の電極３、４間に印加する電圧を制御することにより、第１粒子群１１及び第２粒子群１２がそれぞれ単独で泳動する特性を有している。より具体的には、電圧を印加して発生させた電界によって、粒子が基板を離脱する向きの力が付着力の大きさ以上になると粒子が基板を離脱して他方の基板に向かう。この、電界によって発生する力が付着力と釣り合って粒子が移動し始める電圧を閾値電圧という。本実施形態において、第１粒子群１１と第２粒子群１２を移動させ、画像を表示させた後に電圧の印加を停止した後も、ファンデルワールス力や鏡像力、静電引力等によって粒子は基板に付着したままとなり、画像表示は維持される。粒子の付着力を制御するには、これらの鏡像力や静電引力、ファンデルワールス力等を調整すればよく、その手段としては、例えば粒子の帯電量、粒径、電荷密度、誘電率、表面形状、表面エネルギー、分散剤の組成や密度等をそれぞれ適切に調整することが挙げられる。なお、第１粒子群１１及び第２粒子群１２の他に白色に着色された白色粒子群を含むようにしてもよい。この場合、白色粒子群は、第１粒子群１１、第２粒子群１２よりも帯電量が少なく、第１粒子群１１、第２粒子群１２が何れか一方の電極側まで移動する電圧が電極間に印加されても、何れの電極側まで移動しない粒子群とした浮遊粒子群としてもよい。或いは、第１粒子群１１または第２粒子群１２と浮遊粒子群の２種類の粒子群で構成するようにしてもよい。或いは、分散媒に着色剤を混合することで、泳動粒子の色とは異なる白色を表示させる構成としてもよい。

駆動装置２０（電圧印加部３０及び制御部４０）は、画像表示媒体１０の表示側電極３、背面側電極４間に印加する電圧を表示させる色に応じて制御することにより、粒子群１１、１２を泳動させ、それぞれの帯電特性に応じて表示基板１、背面基板２の何れか一方に引き付ける。

電圧印加部３０は、表示側電極３及び背面側電極４にそれぞれ電気的に接続されている。また、電圧印加部３０は、制御部４０に信号授受されるように接続されている。

制御部４０は、図１（Ｂ）に示すように、例えばコンピュータ４０として構成される。コンピュータ４０は、一例として、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）４０Ａ、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）４０Ｂ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）４０Ｃ、不揮発性メモリ４０Ｄ、及び入出力インターフェース（Ｉ／Ｏ）４０Ｅがバス４０Ｆを介して各々接続された構成であり、Ｉ／Ｏ４０Ｅには電圧印加部３０が接続されている。この場合、各色の表示に必要な電圧の印加を電圧印加部３０に指示する処理をコンピュータ４０に実行させるプログラムを、例えば不揮発性メモリ４０Ｄに書き込んでおき、これをＣＰＵ４０Ａが読み込んで実行させる。なお、プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体により提供するようにしてもよい。

電圧印加部３０は、表示側電極３及び背面側電極４に電圧を印加するための電圧印加装置であり、制御部４０の制御に応じた電圧を表示側電極３及び背面側電極４に印加する。
電圧印加部３０は、本実施の形態では、アクティブマトリクス方式を適用する。図２は、アクティブマトリクス方式を適用した本実施の形態の電圧印加部３０の概略構成を示す図である。

すなわち、本実施の形態の電圧印加部３０は、図２に示すように、複数の走査線２２と複数の信号線２４とが行列状に配置されている。走査線２２は走査ドライバ２６に接続され、信号線２４はデータドライバ２８に接続されている。

また、走査線２２と信号線２４との交点に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）３２と電極（本実施の形態では、背面側電極４）が設けられている。具体的には薄膜トランジスタのゲートに走査線２２が接続され、ドレインに背面側電極４が接続されて、ソースがデータドライバ２８に接続されている。また、背面側電極４と表示側電極３との間に着色粒子（第１粒子群１１、第２粒子群１２）が封入されている。

すなわち、走査ドライバ２６及びデータドライバ２８を制御することにより、行列状に配置された薄膜トランジスタ３２を順次選択し、画像情報に応じた電圧を背面側電極４に印加することで画像を表示する。なお、電圧の大きさを変更する場合には、データドライバ２８から供給するソース電圧を変更することにより基板間に印加する電圧の大きさを変更することができる。

また、本実施形態では、基板に付着した状態を維持するために必要な力（付着力）が異なる粒子群（第１粒子群１１及び第２粒子群１２）を駆動する際に、上述したように、基板間に印加する電圧を制御することによって粒子群の移動を制御する。なお、本実施の形態では、付着力に対して粒子を移動させる電界を閾値特性し、印加する電圧の制御としては、例えば、電圧の大きさや電圧の印加時間を制御する。

本実施の形態では、例えば、図３の粒子Ａ及び粒子Ｂのように、各粒子毎に閾値特性が異なり、基板間に印加する電圧を制御することにより、粒子の移動を制御することができる。なお、本実施の形態では、粒子Ａを第１粒子群１１とし、粒子Ｂを第２粒子群１２とする。

具体的には、閾値特性が最も大きい粒子を移動する電圧を印加することにより、全粒子を一方の基板へ移動させて（リセット駆動）、その後、動作閾値特性が大きい粒子から順に粒子濃度を制御するように基板間に印加する電圧を制御する。

例えば、図３の例では、粒子Ｂの色を表示させる場合には、電圧−Ｖ２を印加して双方の粒子を背面基板２側へ移動させた後に、電圧Ｖ１を印加することにより、粒子Ｂのみを表示基板１側へ移動させることにより、粒子Ｂの色を表示する。

また、粒子Ａの色を表示させる場合には、電圧Ｖ２を印加することにより、双方の粒子を表示基板１側へ移動させた後に、電圧−Ｖ１を印加することにより、粒子Ｂのみを背面基板２側へ移動させることにより、粒子Ａの色を表示する。

ところで、粒子基板間または粒子間の引力は、粒子基板間の距離、或いは、粒子間距離に依存したものである。従って、上記引力を断ち切る外力（電界強度）を与えたとしても、上記引力の範囲外に粒子が到達する前に外力がなくなると、粒子は付着したままとなり、剥離しない、つまり、上記引力の範囲外まで粒子を移動させるための時間が必要であり、閾値特性にはこの時間（剥離時間）が含まれる。本実施の形態においては、光学反射率が１０％変化する電圧及び時間を閾値特性として定義した。また、光学反射率は、測定する粒子の特徴波長（通常は吸収波長）の反射率において、２つのリセット状態（測定する粒子が最も多い時と少ない時）を０−１００％とした時の相対変化とする。また、粒子の泳動時間（速度）とは、上記引力がない（小さい）場合の粒子の泳動時間であり、剥離時間とは異なるものである。さらに、本実施の形態のように、閾値特性を有する粒子の場合、剥離時間＞泳動（移動）時間となる。

さて、本実施の形態のように、閾値特性の異なる複数種類の粒子を用いた画像表示媒体において、粒子の応答性を向上させるために、印加電界を上げる必要があるが、印加電界を上げる１つの方法としては、共通電極の電位を可変とした駆動方法がある。

本実施の形態では、共通電極の電位を可変として駆動方法を適用して、共通電極としての表示側電極３へ印加する電圧を可変する。これによって、基板間の印加電圧を上げて粒子の応答性を向上するようになっている。すなわち、電圧印加部３０は、共通電極としての表示側電極３へ印加する電圧も制御する機能を備えている。

ここで、本実施の形態に係わる画像表示装置における基本的な駆動方法について図４を参照して説明する。なお、以下では、表示側電極３を共通電極、背面側電極４を画素電極と称する。

本実施の形態では、図４（Ａ）に示すように、例えば、第１ステップから第３ステップの３つのステップによって画像を表示する。

第１ステップでは、全粒子を一方の基板側へ移動させるリセット駆動を行い、第２ステップでは、閾値特性が大きい方の第１粒子群１１の粒子濃度を制御する電圧を印加し、第３ステップでは閾値特性が小さい方の第２粒子群１２の粒子濃度を制御する電圧を印加する。

例えば、図４（Ａ）の画素Ａでは、共通電極に電圧Ｖ１、複数の画素電極に電圧Ｖ２を印加する第１ステップと、共通電極に電圧Ｖ３、複数の画素電極の少なくとも一部に電圧Ｖ４を印加する第２ステップと、共通電極に電圧Ｖ５、複数の画素電極の少なくとも一部に電圧Ｖ６を印加する第３ステップと、により画像を表示する。ここで、第２ステップや第３ステップにおいて、表示する階調に応じて印加する電圧を点線や一点鎖線で示すように電圧の印加時間を変化させることにより、階調表示が可能となる。

また、画素Ｂでは、上記第１ステップの共通電極に電圧Ｖ１を印加するタイミングで、複数の画素電極に電圧Ｖ２を印加し、第２ステップの共通電極に電圧Ｖ３を印加するタイミングで、複数の画素電極に電圧Ｖ３を印加する。

この場合、画素Ａに結果として印加される電界は、図４（Ｂ）に示すように、第１ステップにおいて電界Ｅ１、第２ステップで電界Ｅ２、第３ステップで電界Ｅ３が印加される。そして、第２ステップ及び第３ステップの電圧の印加時間に応じて、電界Ｅ２及び電界Ｅ３が変化し、それぞれ階調Ｃ０〜Ｃ２、階調Ｒ０〜Ｒ１の濃度で表示される。

一方、画素Ｂでは、第１ステップでは電界Ｅ１が印加され、第２ステップ及び第３ステップでは共通電極の電圧変化と同じ電圧変化の電圧が印加されるので、電界が発生しないので、粒子の移動が発生しない。

本実施の形態の画像表示装置１００では、上記のように、共通電極及び画素電極へ印加する電圧を制御することにより、画像が表示され、共通電極へ印加する電圧も可変とすることにより、粒子の応答速度が向上される。

ところで、本実施の形態のように、アクティブマトリクス方式の駆動では、順次走査する走査線のスキャンタイミングのずれによって、画素間で電圧が印加されるタイミングがずれる。共通電極の電圧が固定であれば、上記スキャンタイミングがずれても、最終的に画素に印加される電界が異なることはない。

しかしながら、本実施の形態のように、共通電極を可変にした場合には、共通電極の電位変化のタイミングと画素電極の電位変化のタイミングがずれると、画素に意図しない電界が印加されてしまう。

例えば、画素に電界を印加しない場合、共通電極と画素電極を等電位にする必要があるが、第１走査線と共通電極の電位変化タイミングを合わせたとすると、続く第２走査線に接続された画素電極の電位変化のタイミングが１走査線の走査時間だけずれてしまう。これによって、図５〜７に示すように、そのずれの時間だけ意図しない電界が基板間に印加され、表示しようとする色が表示できなくなってしまう。すなわち、図５〜７に示すように、画素Ａから順次スキャンするので、画素Ｂ、画素Ｃでは、このスキャンタイミングのずれによって、意図しない電圧が印加されることになる。なお、図５は、ステップ１からステップ２への遷移時の共通電極及び画素電極の印加電圧と、そのときの基板間の電界を示し、図６は、ステップ２からステップ３への遷移時の共通電極及び画素電極の印加電圧と、そのときの基板間の電界を示し、図７は、ステップ３から駆動終了への遷移時の共通電極及び画素電極の印加電圧と、そのときの基板間の電界を示す。

具体的には、ステップ１からステップ２への遷移（図５）では、意図しない電圧（不要電位）が電圧｜Ｖ１−Ｖ３｜となり、この不要電位が第１粒子群１１の閾値特性を超えてしまうと、ステップ２で駆動する前に第１粒子群１１の濃度が変化してしまい混色が発生して良好な表示ができないことがある。なお、第２粒子群１２はステップ２で制御するので、ここでは第２粒子群１２の閾値以下であることは必須ではない。

また、同様に、ステップ２からステップ３への遷移（図６）では、不要電位が電圧｜Ｖ３−Ｖ５｜となり、この不要電位が第２粒子群１２の閾値を超えてしまうと、ステップ３で駆動する前に、第２粒子群１２の濃度が変化してしまい混色が発生して良好な表示ができない。

同様に、ステップ３から駆動終了への遷移（図７）では、不要電位が電圧｜Ｖ５−基準電位｜となり、この不要電位が第２粒群１２の閾値特性を超えてしまうと、終了の際に第２粒子群１２の濃度が変化してしまい良好な表示ができない。

一方、スキャンタイミングのずれ時間は、図８に示すように、画素電極Ａ、画素電極Ｂ・・・画素電極ｎのように、順次スキャンするので、最大で１フレーム程度となる。この１フレーム程度のずれ時間における、ずれた時の共通電力と画素電極との電位差が粒子が移動する閾値特性以下であれば、粒子は移動せず安定した表示ができる。なお、１フレーム時間は、通常、全走査線を走査する時間を示す。

そこで、本実施の形態では、スキャンタイミングのずれによって発生するずれ時間と、ステップ遷移時の共通電極と画素電極との電位差とが、予め定めた粒子の閾値特性以下になるように制御するようになっている。すなわち、スキャンタイミングのずれによって発生するずれ時間における、ステップ遷移時の共通電極と画素電極との電位差が、予め定めた粒子の閾値特性以下になるように制御する。或いは、ステップ変位時の共通電極と画素電極との電位差における、スキャンタイミングのずれによって発生したずれ時間が、予め定めた粒子の閾値特性以下になるように制御する。

具体的には、第２ステップから第３ステップへ遷移する際の、共通電極の電位変更のタイミングと画素電極の電位変更のタイミングとのずれ時間における、電圧Ｖ３と電圧Ｖ５の電圧差（Ｖ４とＶ６の電圧差）を、第２粒子群１２の閾値特性以下にする。これにより、第３ステップへ遷移するときの第２粒子群１２の不要な濃度変化が抑えられる。

なお、このようにするためには、第２ステップのフレーム時間＞第３ステップのフレーム時間としたり、｜電圧Ｖ３−電圧Ｖ４｜＞｜電圧Ｖ５−電圧Ｖ６｜とする。すなわち、各ステップのフレーム時間が徐々に短くなるように電圧印加部３０を制御したり、各ステップへの遷移時の基板間の電位差が徐々に小さくなるように電圧印加部３０を制御する。

好ましくはさらに、第１ステップから第２ステップへ遷移する際の、共通電極の電位変更タイミングと画素電極の電位変更タイミングのずれ時間における、電圧Ｖ１と電圧Ｖ３の電圧差（Ｖ２とＶ４の電圧差）を、第１粒子群１１の閾値特性以下にする。これにより、第２ステップへ遷移するときの第１粒子群１１の不要な濃度変化が抑えられる。

好ましくはさらに、第１ステップから第２ステップへ遷移する際の、共通電極の電位変更タイミングと画素電極の電位変更タイミングのずれ時間における、電圧Ｖ１電圧Ｖ３の電位差（Ｖ２とＶ４の電圧差）を、２粒子群１２の閾値特性以下にする。これにより、第２ステップへの遷移及び第３ステップへの遷移において、第１粒子群１１及び第２粒子群１２の不要な濃度変化が抑えられる。

スキャンタイミングのずれ時間と、該ずれ時間における不要電位とが、粒子の閾値特性を超えないようにするためには、例えば、スキャンタイミングのずれによって発生したずれ時間における、ずれた時の共通電極と画素電極との電位差が、閾値特性以下になるように、共通電極へ印加する電圧を可変する際の電圧の設定値を設定してもよいし、印加時間を設定するようにしてもよい。一例としては、共通電極へ印加する電圧変位の際に、共通電極へ印加する電圧を段階的に変化させることで、不要電位の絶対値を小さくすることができるので、全ての変位において、閾値以下に抑えるように共通電極の印加電圧を制御する。

なお、第１ステップから第２ステップへ遷移するときに、図９に示すように、一度、共通電極と画素電極とを電圧Ｖ１と電圧Ｖ２の中間電位にするようにしてもよい。また、同様に、ステップ２からステップ３へ遷移する際に、電圧Ｖ３と電圧Ｖ４の中間電位にするようにしてもよい。なお、この中間電位は電圧Ｖ１と電圧Ｖ２の間、電圧Ｖ３と電圧Ｖ４の間であればどのような電圧でもよい。このように、中間電位を経由することで、不要電位が小さくなる。例えば、中間電位を１フレーム経由させた場合、共通電極を電圧Ｖ３から電圧Ｖ５に直接遷移させる場合と比較して、不要電界が印加される時間は２倍となってしまうが、スキャンタイミングのずれによって発生する不要電界の大きさが小さくなる。また、電界が小さいほど、閾値時間は長くなるので、このように遷移させた方が、不要電界の影響が小さくなる。なお、図９の画素ｎでは、一瞬不要電界が０となるが、１走査時間程度の極短時間であるため、粒子には連続的に不要電界が印加されているとみなされる。従って、共通電極を電圧Ｖ３から電圧Ｖ５へ遷移させるために必要な時間だけ、不要電界が印加されているものとして閾値を判定する。

また、第３ステップ後に、共通電極と画素電極とを基準電位にし、その時の共通電極の電位変更のタイミングと画素電極の電位変更のタイミングとのずれ時間における、電圧Ｖ５と基準電位の電位差及び電圧Ｖ６と基準電位の電位差を、何れも、第２粒子群１２の閾値以下にするようにしてもよい。

続いて、具体的な実施例を挙げて本実施の形態に係わる画像表示装置１００について説明する。

以下では、第１粒子群１１として正帯電してシアン色に着色されたシアン粒子と、第２粒子群１２として正帯電して赤色に着色された赤粒子を封入すると共に、シアン粒子と赤粒子に対して帯電が小さく、泳動速度が遅い白色に着色された白粒子を基板間に封入した画像表示媒体を用いる実施例を説明する。

なお、シアン粒子は赤粒子より閾値特性が大きい。すなわち、以下の実施例では、第１粒子群１１としてシアン粒子を適用し、第２粒子群１２として赤粒子を適用した例を説明する。

本実施例では、図１０に示すように、それぞれ色濃度が１０％以上変化する電圧と時間を閾値として定義する。なお、閾値としては、他には、例えば、光学反射率、粒子量、色座標、明度、彩度等を基準としてもよい。また、基準値は１０％に限るものでないが、少なくとも人の目で変化を認識できる値以上とする。

また、各粒子の閾値特性は、例えば、図１１に示すように、電圧と時間のマトリクスで定義する。本実施例では、図１１に示すように、印加電圧３０Ｖの場合には、赤粒子の閾値は２１［ｍｓ］、シアン粒子の閾値は７２「ｍｓ」、印加電圧２５Ｖの場合には、赤粒子の閾値は２８［ｍｓ］、シアン粒子の閾値は１３０「ｍｓ」、印加電圧２０Ｖの場合には、赤粒子の閾値は４１［ｍｓ］、シアン粒子の閾値は２１５「ｍｓ」、印加電圧１５Ｖの場合には、赤粒子の閾値は８５［ｍｓ］、シアン粒子の閾値は３８０「ｍｓ」、印加電圧１０Ｖの場合には、赤粒子の閾値は２２０［ｍｓ］、シアン粒子の閾値は８３５「ｍｓ」となる。

本実施例では、フレーム開始と同期して共通電極の電位が変位するように設定したので、スキャンタイミングのずれは最大で約１フレームである。なお、スキャンタイミングのずれは、共通電極の電位と画素電極の電位の同期タイミングに依存する。例えば、フレームの開始或いは終了に同期すると約１フレームのずれ、フレーム中間に同期すると約０．５フレームのずれとなる。
（第１実施例）
ここで、上記画像表示媒体を用いた第１実施例について説明する。

第１実施例では、まず、第１ステップで、共通電極に電圧Ｖ１として−１５Ｖ、画素電極に電圧Ｖ２として＋１５Ｖを１秒印加した。

続いて、第２ステップで、共通電極に電圧Ｖ３として＋１５Ｖ、画素電極に電圧Ｖ４として−１５Ｖを１秒印加し、その後、画素電極に電圧Ｖ３である＋１５Ｖを印加し、共通電極と画素電極を同電位とした。

続いて、第３ステップで、粒子濃度が変化しない電圧として、共通電極と画素電極に、図１２（Ａ）に示すように電圧Ｖ５を１秒印加した。

以上の駆動において、電圧Ｖ５の電圧値、第３ステップのフレーム時間と、第２ステップ終了時と、第３ステップ遷移後の各々について、表示基板１の色濃度を測定し、表示基板面内の最大濃度変化量を導出した。

そして、その変化量が、閾値を導出するときに基準とした変化量１０％以下かどうかについて判定した結果を図１２（Ｂ）に示す。図１２（Ｂ）中では、１０％以下であれば「○」、１０％より大きければ「×」で示す。

図１２（Ｂ）に示すように、第２ステップから第３ステップへ遷移するとき、スキャンタイミングのずれによって発生する不要電界が低閾値の赤粒子の閾値以下であれば、不要な濃度変化が抑えられる。
（第２実施例）
次に、上記画像表示媒体を用いた第２実施例について説明する。

第２実施例では、第１ステップで、共通電極に電圧Ｖ１として−１５Ｖ、画素電極に電圧Ｖ２として＋１５Ｖを１秒印加し、その後、画素電極に電圧Ｖ１である−１５Ｖを印加し、共通電極と画素電極を同電位にした。

続いて、第２ステップで、粒子濃度が変化しない電圧として、共通電極と画素電極に、図１３（Ａ）に示すように電圧Ｖ３を１秒印加した。

以上の駆動において、電圧Ｖ３の電圧値、第２ステップのフレーム時間と、第１ステップ終了時と、第２ステップ遷移後の各々について、表示基板１の色濃度を測定し、表示基板面内の最大濃度変化量を導出した。

そして、その変化量が、閾値を導出するときに基準とした変化量１０％以下かどうかについて判定した結果を図１３（Ｂ）に示す。図１３（Ｂ）中では、１０％以下であれば「○」、１０％より大きければ「×」で示す。

ここで、第２ステップにおいて高閾値の粒子であるシアン粒子を駆動するが、高閾値の粒子を駆動すると、それよりも低閾値の粒子も同時に駆動することになる。低閾値の粒子である赤粒子については、第３ステップで駆動すればよいので、この第１ステップから第２ステップへの遷移では、高閾値の粒子であるシアン粒子について濃度変化しないことが重要である。そうすると、第１ステップから第２ステップへ遷移するときに、スキャンタイミングのずれによって発生する不要電界が高閾値であるシアン粒子の閾値以下であれば、不要な濃度変化が抑制される。

より好ましくは、低閾値である赤粒子の閾値以下とし、赤粒子についても濃度変化しないようにすると、さらに安定した表示となる。
（第３実施例）
次に、上記本実施例の画像表示媒体を用いた第３実施例について説明する。

第３実施例では、第１ステップで、共通電極に電圧Ｖ１として−１５Ｖ、画素電力に電圧Ｖ２として＋１５Ｖを１秒印加した。

続いて、第２ステップで、共通電極に電圧Ｖ３として＋１５Ｖ、画素電極に電圧Ｖ４として−１５Ｖを１秒印加した。

続いて、第３ステップで、共通電極に、図１４（Ａ）に示すように電圧Ｖ５、画素電極に電圧Ｖ６として＋Ｖ５を１秒印加し、その後、画素電極に電圧Ｖ５を印加し、共通電極と画素電極を同電位にした。

続いて、終了状態として、共通電極と画素電極に基準電圧である０Ｖを印加した。

以上の駆動において、電圧Ｖ５の電圧値、終了状態のフレーム時間と、第３ステップ終了時と、終了状態の各々について、表示基板１の色濃度を測定し、表示基板面内の最大濃度変化量を導出した。

そして、その変化量が、閾値を導出するときに基準とした変化量１０％以下かどうかについて判定した結果を図１４（Ｂ）に示す。図１４（Ｂ）中では、１０％以下であれば「○」、１０％より大きければ「×」で示す。

図１４（Ｂ）に示すように、第３ステップから終了状態へ遷移するとき、スキャンタイミングのずれによって発生する不要電界が低閾値である赤粒子の閾値以下であれば、不要な濃度変化が抑えられる。
（第４実施例）
次に、本実施例の画像表示媒体を用いた第４実施例を説明する。

第４実施例は、第１実施例において、第２ステップと第３ステップとの間に、共通電極と画素電極を０Ｖ（上述の中間電位）にするフレームを１フレーム追加する。

また、第１ステップで、共通電極に電圧Ｖ１として−１５Ｖ、画素電極に電圧Ｖ２として＋１５Ｖを１秒印加した。

続いて、第２ステップで、共通電極に電圧Ｖ３として＋１５Ｖ、画素電極に電圧Ｖ４として−１５Ｖを１秒印加し、その後、画素電極に電圧Ｖ３である＋１５Ｖを印加し、共通電極と画素電極を同電位にした。

続いて、共通電極と画素電極をそれぞれ０Ｖにする中間フレームを１フレーム設けた。

続いて、第３ステップで、粒子濃度が変化しない電圧として、共通電極と画素電極に、図１５（Ａ）に示すように電圧Ｖ５を１秒印加した。

以上の駆動において、電圧Ｖ３の電圧値、電圧Ｖ５の電圧値、中間フレーム時間、第３ステップのフレーム時間と、第２ステップ終了時と、第３ステップ遷移後の各々について、表示基板１の色濃度を測定し、表示基板面内の最大濃度変化量を導出した。

そして、その変化量が、閾値を導出するときに基準とした変化量１０％以下かどうかについて判定した結果を図１５（Ｂ）に示す。図１５（Ｂ）中では、１０％以下であれば「○」、１０％より大きければ「×」で示す。

第４実施例では、第２ステップから中間フレームへの遷移時の不要電界と、中間フレームから第３ステップへの遷移時の不要電界を、別々に判断することは適切ではなく、その両方を合わせて判断する必要がある。

具体的には、第２ステップから中間フレームへの遷移時の不要電界と、中間フレームから第３ステップへの遷移時の不要電界が連続的に印加されたときに、粒子の閾値以下になっている必要がある。

第４実施例では、図１５（Ｂ）に示すように、第２ステップから第３ステップへ遷移する時、スキャンタイミングのずれによって発生する不要電界が低閾値である赤粒子の閾値以下であれば、不要な濃度変化が抑えられる。

なお、上記の実施の形態及び実施例では、帯電して閾値特性を有する粒子が２種類の場合について説明したが、２種類に限るものではなく、３種類以上としてもよい。例えば、３種類の場合には、リセット駆動を行う第１ステップと、最も閾値特性が大きい粒子の粒子濃度を制御する電圧を印加する第２ステップと、次に閾値特性が大きい粒子の粒子濃度を制御する電圧を印加する第３ステップと、最も閾値特性が小さい粒子の粒子濃度を制御する電圧を印加する第４ステップと、によって駆動する。そして、各ステップの遷移時のアクティブマトリクス駆動によるスキャンタイミングのずれ時間と、そのときの基板間の電位差と、が閾値特性以下となるようにすればよい。このとき、少なくとも最終ステップへ遷移する際の上記ずれ時間と、該ずれ時間における一対の基板間の電位差とが、最終ステップで移動させる粒子の閾値特性以下としてもよいし、各ステップへ遷移する際の前記ずれ時間と、該ずれ時間における一対の基板間の電位差とが、遷移前のステップで粒子濃度を制御した粒子の閾値特性以下としてもよいし、各ステップへ遷移する際の上記ずれ時間と、該ずれ時間における一対の基板間の電位差とが、遷移後のステップで粒子濃度を制御する粒子の閾値特性以下としてもよいし、各ステップへ遷移する際の上記ずれ時間と、該ずれ時間における一対の基板間の電位差とが、遷移後のステップ以降で粒子濃度を制御する粒子の閾値特性以下するようにしてもよい。これによって、粒子を制御する電圧を印加する前の意図しない電圧による粒子の移動が抑制される。

また、上記の実施の形態及び実施例では、複数種の粒子群はそれぞれ同極性に帯電している例を説明したが、同極性に限るものではなく、逆極性に帯電するようにしてもよく、極性は限定されるものではない。

また、上記の実施形態における制御部４０が行う処理は、ハードウエアによって実現するようにしてもよいし、ソフトウエアのプログラムを実行することによって実現するようにしてもよい。また、当該プログラムは、各種記憶媒体に記憶して流通するようにしてもよい。

１ 表示基板
２ 背面基板
３ 表示側電極
４ 背面側電極
１０ 画像表示装置
１１ 第１粒子群
１２ 第２粒子群
２０ 駆動装置
２２ 走査線
２４ 信号線
２６ 走査ドライバ
２８ データドライバ
３０ 電圧印加部
３２ 薄膜トランジスタ
４０ 制御部
１００ 画像表示装置

Claims (6)

1. 少なくとも一方が透光性を有する一対の基板間に封入されると共に、種類毎に互いに異なる色に着色され、かつ基板に付着した状態から該基板を離脱するために必要な電圧の閾値特性が種類毎にそれぞれ異なる複数種類の粒子を含み、画像情報に基づいて画像を表示する画像表示媒体に対して、前記一対の基板の一方に設けられた共通電極へ印加する電圧を変化させながら、アクティブマトリクス駆動によって他方の基板に設けられた画素電極に電圧を印加する電圧印加手段と、
   前記閾値特性が大きい順に粒子濃度を制御する電圧を前記一対の基板間に順次印加する複数のステップによって前記一対の基板間に電圧を印加するように制御すると共に、前記ステップの遷移の際に前記アクティブマトリクス駆動により発生する走査タイミングのずれ時間と、該ずれ時間における前記一対の基板間の電位差とが、予め定めた粒子の前記閾値特性以下となるように前記電圧印加手段を制御する制御手段と、
   を備えた画像表示媒体の駆動装置。
2. 前記制御手段は、前記複数のステップのうち、少なくとも最終ステップへ遷移する際の前記ずれ時間と、該ずれ時間における前記一対の基板間の電位差とが、最終ステップで粒子濃度を制御する粒子の閾値特性以下となるように前記電圧印加手段を制御する請求項１に記載の画像表示媒体の駆動装置。
3. 前記制御手段は、前記複数のステップの各ステップへ遷移する際の前記ずれ時間と、該ずれ時間における前記一対の基板間の電位差とが、遷移前のステップで粒子濃度を制御した粒子の前記閾値特性以下となるように前記電圧印加手段を制御する請求項１に記載の画像表示媒体の駆動装置。
4. 前記制御手段は、前記複数のステップの各ステップへ遷移する際の前記ずれ時間と、該ずれ時間における前記一対の基板間の電位差とが、遷移後のステップで粒子濃度を制御する粒子の前記閾値特性以下となるように前記電圧印加手段を制御する請求項１に記載の画像表示媒体の駆動装置。
5. 前記制御手段は、前記複数のステップの各ステップへ遷移する際の前記ずれ時間と、該ずれ時間における前記一対の基板間の電位差とが、遷移後のステップ以降で粒子濃度を制御する粒子の前記閾値特性以下となるように前記電圧印加手段を制御する請求項１に記載の画像表示媒体の駆動装置。
6. 前記画像表示媒体が２種類の前記粒子を含む場合、前記制御手段は、リセット駆動を行う第１ステップ、前記閾値特性が大きい方の前記粒子の粒子濃度を制御する電圧を印加する第２ステップ、及び前記閾値特性が小さい方の前記粒子の粒子濃度を制御する電圧を印加する第３ステップによって前記一対の基板間に電圧を印加するように制御すると共に、少なくとも前記第２ステップから前記第３ステップへの遷移の際に前記アクティブマトリクス駆動により発生する走査タイミングのずれ時間と、該ずれ時間における前記一対の基板間の電位差とが、小さい方の前記閾値特性以下となるように前記電圧印加手段を制御する請求項１に記載の画像表示媒体の駆動装置。