JP2017090572A - 電気泳動表示装置及びその駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】書き換えを短時間で行うことが可能であるとともに、ＤＣバランスを確保し、コントラストの高い表示を行うことができる電気泳動表示装置及びその駆動方法を提供する
【解決手段】表示装置は、対向する面にそれぞれ電極を有する一対の基板間に帯電粒子が封入され、この帯電粒子の移動によって表示を行うメモリ性を有する表示装置であって、帯電粒子に電圧を印加する駆動回路と、駆動回路へ信号を出力するコントローラとを備え、駆動回路は、コントローラからの信号を検出すると、パルス群を印加した後、さらにパルス群よりも印加時間が短い補正パルスを印加する波形印加処理を行う。
【選択図】図５

Description

本発明は、帯電粒子の移動によって表示を行う電気泳動表示装置及びその駆動方法に関する。

従来から薄型の表示装置としては、液晶表示装置が各種の電子機器に広く使用されており、近年ではコンピュータやテレビジョン等の大型カラーディスプレイとしても使用されるようになっている。また、テレビジョンの大型カラーディスプレイとしては、プラズマディスプレイも使用されている。しかし、液晶表示装置やプラズマディスプレイはＣＲＴ表示装置に比べれば格段に薄型になったとはいえ、まだ用途によっては充分に薄くはないし、曲げることは出来ない。また、携帯機器のディスプレイとして使用する場合には消費電力の更なる低減が望まれている。

そこで、更なる薄型化と低消費電力化を実現する表示装置として、電気泳動表示素子を用いた電子ペーパーとも称される表示装置が開発され、電子ブックや電子新聞、電子広告看板や案内表示板などへの利用が試みられている。この電気泳動表示素子を用いた表示装置（ＥＰＤ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｐｈｏｒｅｔｉｃ Ｄｉｓｐｌａｙ）は、対向する面にそれぞれ電極を有する一対の基板間に帯電粒子が封入された画像表示層を設け、その一対の基板の電極間に印加される電圧の極性に応じて帯電粒子が電気泳動により移動して表示を行うように構成されている。

この電気泳動表示装置は、電極間に印加される駆動電圧を取り去っても、帯電粒子が移動しないのでメモリー性を有しており、駆動電力が零でも表示状態を保つことが出来る。この表示状態が保たれる表示期間は、数秒から数時間、あるいは数ヶ月も継続する場合もある。このため、この電気泳動表示装置は、極めて僅かな電力で駆動することが出来るので、低消費電力を必要とする腕時計や携帯電話などの携帯機器用表示装置として今後有望である。

電気泳動素子は、電気泳動粒子として例えば黒色粒子及び白色粒子を含んでおり、これら２種類の粒子が画素毎に選択的に対向電極側に引き寄せられることによって、黒色又は白色の２つの階調が表示される。このような電気泳動表示装置では、複数の画素の各々に設けられた画素電極に、表示すべき階調に応じたデータ電位を供給することにより、画像を表示させる。例えば、黒色を表示させるべき画素の画素電極には、データ電位として、対向電極の電位ＧＮＤ（例えば０Ｖ）よりも高い正極性の電位ＶＳＨ（例えば＋１５Ｖ）を供給するとともに、白色を表示させるべき画素の画素電極には、対向電極の電位よりも低い負極性の電位−ＶＳＨ（例えば−１５Ｖ）を供給することにより、画像を表示させる。

他方、このような電気泳動表示装置として、互いに交差する複数の走査線及び複数のデータ線の交差に対応してマトリクス状に配列された複数の画素の各々に、画素スイッチング素子として機能する１つのＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）と、メモリー回路として機能する１つのコンデンサー（即ち、保持容量）とを含んで構成された画素回路（いわゆる１Ｔ１Ｃ型の画素回路）を備えたアクティブマトリクス駆動方式の電気泳動表示装置がある。このようなアクティブマトリクス駆動方式の電気泳動表示装置の動作時には、複数の走査線が１水平走査期間ごとに順次選択され、選択された走査線に対応する画素に、データ線を介してデータ電位が供給される。

このような電気泳動表示装置は、電子書籍や小型の表示媒体等アプリケーションに用いられる為、更なる低消費電力化が求められている。電気泳動表示装置では書き換えの際のみに電力が消費されるので、書き換え時間の低減が重要である。また、電気泳動表示装置は電気泳動粒子が装置内の厚み方向を移動する事で表示を行っているため、書き換え時間が長くなる傾向がある。電子書籍等の用途では、画面の切り替え等の操作を行うことが多く、書き換え時間が長いことにより、操作者に不快感を与えてしまう可能性がある。

また、駆動電圧を印加して表示を黒、又は白とした後、長時間、電圧無印加状態を続けると、表示層における帯電粒子に僅かながら自由な流動が生じて、白又は黒の表示濃度が変化して灰色に近づく傾向があり、表示のコントラストが次第に低下して視認性が悪くなるという問題がある。この経過時間によるコントラストの低下は、表示装置の表示品質を悪化させるものであるので、改善が求められている。

コントラストが低下して、画素の表示濃度が変化したときに、表示を書き換える駆動電圧をその画素電極に印加すると、正規の黒又は白の濃度の表示がなされなくなって表示濃度にばらつきが生じ、表示品質が低下する問題もある。このような現象は残像現象と呼ばれ、電気泳動表示装置のひとつの問題点である。

電気泳動表示装置を駆動する際に、電圧の時間積分がプラス側とマイナス側とで一致しないことをＤＣアンバランスと言うが、ＤＣアンバランスな状態で駆動を継続すると、表示特性や信頼性が低下することが判明してきた。具体的には、コントラストの低下や電極の密着性の低下などが発生すると言われている。ＤＣアンバランスな状態で、長期の駆動を行うと性能が低下してしまうため、駆動においてはＤＣバランスであることが重要である。

特許文献１では、高速書き換えを実現するため、書き込み完了前に書き換え信号が入力された場合に、最初の数パルスのみの書き換えを行い、残りのステップを省略する方法が提案されている。上記方法を用いると、連続して書き換えを行う際に書き込み時間の短縮を図ることができ、使用者の待ち時間を低減することができる。しかしながら、ＤＣバランスについての配慮がないため、長期にわたって駆動を行うと、性能が低下してしまう問題や、時間の経過ともにコントラストが低下してしまう問題への対策は記載されていない。

一方で特許文献２では、ＤＣバランスを保ったまま階調表示を行っている。特許文献２の方法によれば、複数の駆動パルスを用いることで、階調表示の再現性の確保と、ＤＣバランスの両立を行っている。しかしながら、書き込み時間の短縮や、時間の経過ともにコントラストが低下してしまう問題への対策は記載されていない。

また、特許文献３では、経時でコントラストが低下してしまった部分の書き換え再現性の向上や、ＤＣアンバランスでの直流成分を緩和する方法が記載されている。しかしながら、書き込み時間の短縮についての対策は記載されていない。
以上のように、高速書き換えや、コントラスト維持、長期間駆動への要求が厳しくなってきており、特許文献１、２、３のような構成では、性能が不十分となっていた。

特開２０１２−３００６号公報 特開２０１０−２１７２８３号公報 特開２０１２−３２４８９号公報

本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、書き換えを短時間で行うことが可能であるとともに、ＤＣバランスを確保し、コントラストの高い表示を行うことができる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。

上記課題を解決するための本発明の一局面は、対向する面にそれぞれ電極を有する一対の基板間に帯電粒子が封入され、この帯電粒子の移動によって表示を行うメモリ性を有する表示装置であって、帯電粒子に電圧を印加する駆動回路と、駆動回路へ信号を出力するコントローラとを備え、駆動回路は、コントローラからの信号を検出すると、パルス群を印加した後、さらにパルス群よりも印加時間が短い補正パルスを印加する波形印加処理を行う、表示装置である。

また、波形印加処理において、パルス群の印加と補正パルスの印加との間に所定時間パルスの印加を行わない休止時間を有してもよい。

また、休止時間が０．１ｓ以上であってもよい。

また、補正パルスの印加時間が１ｍｓ以上３００ｍｓ以下であってもよい。

また、パルス群、または、パルス群および補正パルス群がＤＣバランスの確保された波形であってもよい。

また、駆動回路は、波形印加処理を開始後、補正パルスを印加する前に、新たな信号を検出した場合に、パルス群の印加後、パルス群補正パルスの印加を行わず、新たな信号に応じた波形印加処理を新規に開始してもよい。

また、駆動回路は、波形印加処理を開始後、補正パルスを印加する前に、新たな信号を検出した場合に、パルス群の印加終了時または新たな信号の検出時の遅い時点で補正パルスを印加した後、新たな信号に応じた波形印加処理を新規に開始してもよい。

また、補正パルスが印加された回数、もしくは時間を表す情報を保持するメモリー部をさらに有し、コントローラは、情報に基づいて、ＤＣアンバランスの程度が一定量を超えたと判断した場合に、駆動回路を制御して、ＤＣアンバランスを相殺するリセットパルスを印加させてもよい。

また、印加予定であったが印加されなかった補正パルスの回数、もしくは時間を表す情報を保持するメモリー部をさらに有し、コントローラは、情報に基づいて、ＤＣアンバランスの程度が一定量を超えたと判断した場合に、駆動回路を制御して、ＤＣアンバランスを相殺するリセットパルスを印加させてもよい。

また、コントローラは、リセットパルスを、少なくとも補正パルスの印加より前に印加するよう駆動回路を制御してもよい。

本発明の他の局面は、対向する面にそれぞれ電極を有する一対の基板間に帯電粒子が封入され、この帯電粒子の移動によって表示を行うメモリ性を有する表示装置の各部が実行する行う駆動方法であって、コントローラが、帯電粒子に電圧を印加する駆動回路へ信号を出力し、駆動回路が、コントローラからの信号を検出すると、パルス群を印加した後、さらにパルス群よりも印加時間が短い補正パルスを印加する波形印加処理を行い、駆動回路は、波形印加処理を開始後、補正パルスを印加する前に、新たな信号を検出した場合に、補正パルスの印加を行わず、新たな信号に応じた波形印加処理を新規に開始する、駆動方法である。

本発明の他の局面は、対向する面にそれぞれ電極を有する一対の基板間に帯電粒子が封入され、この帯電粒子の移動によって表示を行うメモリ性を有する表示装置の各部が実行する行う駆動方法であって、コントローラが、帯電粒子に電圧を印加する駆動回路へ信号を出力し、駆動回路が、コントローラからの信号を検出すると、パルス群を印加した後、さらにパルス群よりも印加時間が短い補正パルスを印加する波形印加処理を行い、駆動回路は、波形印加処理を開始後、補正パルスを印加する前に、新たな信号を検出した場合に、パルス群の印加終了時または新たな信号の検出時の遅い時点で補正パルスを印加した後、新たな信号に応じた波形印加処理を新規に開始する、駆動方法である。

また、パルス群、または、パルス群および補正パルスがＤＣバランスの確保された波形であってもよい。

本発明によれば、書き換えを短時間で行うことが可能であるとともに、ＤＣバランスを確保し、コントラストの高い表示を行うことができる電気泳動表示装置、および駆動方法を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る電気泳動表示装置の平面図 本発明の一実施形態に係る電気泳動表示装置の画素の等価回路図 本発明の一実施形態に係る電気泳動表示装置の表示部の断面図 本発明の一実施形態に係る電気泳動表示装置の駆動波形を示す図 本発明の一実施形態に係る電気泳動表示装置の駆動波形を示す図 本発明の一実施形態に係る電気泳動表示装置の駆動波形を示す図 本発明の一実施形態に係る電気泳動表示装置の駆動波形を示す図 本発明の一実施形態に係る電気泳動表示装置の駆動波形を示す図 本発明の一実施形態に係る電気泳動表示装置の駆動波形を示す図 本発明の一実施形態に係る電気泳動表示装置の駆動波形を示す図

以下図面を参照して本発明の一実施形態に係る電気泳動表示装置１及びその駆動方法について説明する。なお、本実施形態では、一例として、アクティブマトリクス駆動方式の電気泳動表示装置１を挙げて説明するが、パッシブ型、セグメント方式等の構成を用いることも可能である。

図１は、電気泳動表示装置１の表示部周辺の平面図である。

図１において、電気泳動表示装置１は、アクティブマトリクス駆動方式の電気泳動表示装置であり、表示部２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１００とを備えている。コントローラ１０はフレキシブルケーブル１４を介して、表示部２と繋がっており、コントローラ１０はＣＰＵ１１、メモリー１２、等を有している。

図２は、電気泳動表示装置１の画素２０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、対向電極２２と、電気泳動素子２３と、保持容量２７とを備えている。

図２はｉ行ｊ列目の画素２０の例を示している。表示部２には、ｍ行×ｎ列分の画素２０がマトリクス状（二次元平面的）に配列されており、ｍ本の走査線４０（Ｙ１、Ｙ２、…、Ｙｉ、…、Ｙｍ）と、ｎ本のデータ線５０（Ｘ１、Ｘ２、…、Ｘｊ、…、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、図２のＸ方向）にそれぞれ延在し、ｎ本のデータ線５０は、列方向（即ち、図２のＹ方向）にそれぞれ延在している。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、ＣＰＵ１１、メモリー１２等を用いて、データ線駆動回路７０及び共通電位供給回路１００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による制御下で、所定のフレーム期間中に、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による制御下で、データ線５０（Ｘ１、Ｘ２、…、Ｘｎ）にデータ電位（後述する電気泳動素子２３の帯電粒子を移動させる電位差）を供給する。データ電位は、基準電位ＧＮＤ（例えば０Ｖ）、高電位ＶＳＨ（例えば＋１５Ｖ）又は低電位−ＶＳＨ（例えば−１５Ｖ）のいずれかの電位をとる。

共通電位供給回路１００は、共通電位線９０に共通電位Ｖｃｏｍ（本実施形態では、基準電位ＧＮＤと同一の電位）を供給する。なお、共通電位Ｖｃｏｍは、共通電位Ｖｃｏｍが供給された対向電極２２（図２参照）と基準電位ＧＮＤが供給された画素電極２１（図２参照）との間に電圧が実質的に生じない範囲内で、基準電位ＧＮＤとは異なる電位であってもよい。例えば、共通電位Ｖｃｏｍが、フィードスルーによる画素電極２１の電位の変動を考慮して、画素電極２１に供給される基準電位ＧＮＤとは異なる値とされていてもよく、この場合であっても、本明細書では、共通電位Ｖｃｏｍと基準電位ＧＮＤとが同一であるとみなす。

ここで、フィードスルーとは、走査線４０に走査信号が供給され、データ線５０を介して画素電極２１に電位が供給された後に、走査線４０への走査信号の供給が終了した際（例えば走査線４０の電位が低下した際）、画素電極２１の電位が、走査線４０との間の寄生容量に起因して変動する（例えば走査線４０の電位低下とともに低下する）現象をいう。共通電位Ｖｃｏｍは、フィードスルーにより画素電極２１の電位が低下することを予め想定して、画素電極２１に供給される基準電位ＧＮＤより僅かに低い値とされることがあるが、この場合も共通電位Ｖｃｏｍと基準電位ＧＮＤとが同電位であるとみなす。

なお、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１００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。

コントローラ１０はメモリー１２を有するため、後述する補正パルスを印加した回数、時間および、印加が予定されたが実際には印加しなかった回数、時間等を表す情報をデータ線駆動回路７０から収集して、保存することができ、これらに基づいて、ＤＣアンバランスの程度及び傾向を判定して、程度が一定値以上になった際に、データ線駆動回路７０に、後述するリセットパルスの出力信号を出すことが可能である。例としては、＋側の補正パルスを印加した際に内部メモリー（カウンタ）を１追加し、−側の補正パルスを印加した際に内部メモリーを１減少し、内部メモリーが５を超えたらマイナス側のリセットパルス（印加時間は補正パルスの５倍）を印加しメモリー値を５減少する、内部メモリーが−５を超えたら＋側のリセットパルス（印加時間は補正パルスの５倍）を印加し、メモリー値を５追加するなどの運用が可能である。上記のように、リセットパルスを印加することにより、ＤＣアンバランスが定期的に解消される。

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からデータ線５０を介して供給されるデータ電位を、走査線駆動回路６０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、データ電位が供給される。画素電極２１は、電気泳動素子２３を介して対向電極２２と互いに対向するように配置されている。

対向電極２２は、共通電位Ｖｃｏｍが供給される共通電位線９０に電気的に接続されている。

電気泳動素子２３は、色及び極性が異なる複数の帯電粒子である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９０に電気的に接続されている。保持容量２７によってデータ電位を一定期間だけ維持することができる。

次に、電気泳動表示装置１の表示部２の具体的な構成について、図３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１の表示部２の部分断面図である。

画素２０は、ＴＦＴ基板２８と対向基板２９との間にマイクロカプセル８０が挟持される構成となっている。なお、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。

ＴＦＴ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。ＴＦＴ基板２８上には、ここでは図示を省略するが、図２を参照して前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９０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ＴＦＴ基板２８との対向面上には、対向電極２２が複数の画素電極２１と対向してベタ状に形成されている。対向電極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ＴＦＴ基板２８及び対向基板２９間で固定されている。なお、表示部２は、本実施形態では、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を、別途製造された画素電極２１等が形成されたＴＦＴ基板２８側に接着層３１に接着して構成されている。

マイクロカプセル８０は、画素電極２１及び対向電極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。

マイクロカプセル８０は、被膜の内部に分散媒と、複数の白色粒子と、複数の黒色粒子とが封入されてなる。マイクロカプセル８０は、例えば、５０μｍ程度の粒径を有する球状に形成されている。

被膜は、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、アラビアゴム、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。

分散媒は、白色粒子及び黒色粒子をマイクロカプセル８０内（言い換えれば、被膜内）に分散させる媒質である。分散媒としては、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、分散媒には、界面活性剤が配合されてもよい。

白色粒子は、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、白色粒子及び黒色粒子は、画素電極２１と対向電極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。

画素電極２１と対向電極２２との間に、相対的に対向電極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ともに、負に帯電された白色粒子はクーロン力によってマイクロカプセル８０内で対向電極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、対向電極２２側）には白色粒子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と対向電極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ともに、正に帯電された黒色粒子はクーロン力によって対向電極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の色（即ち、黒色）が表示されることとなる。

なお、白色粒子、黒色粒子に用いる顔料を、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。

上記は、ＴＦＴを用いたアクティブマトリクス型の白黒表示についての構成であるが本発明の趣旨の中で、パッシブ型・セグメント型等の表示方法や、多色の階調表示など適宜変更可能である。

以下に本発明の駆動波形の実施例１を示す。図４、５にデータ線駆動回路７０より供給される駆動波形を示す。図４では、白黒２値表示の場合の例であり、Ｖ１１は白表示の際に白を上書きする波形、Ｖ１２は黒表示の際に白を書き込む波形、Ｖ１３は白表示の際に黒を書き込む波形、Ｖ１４は黒表示の際に黒を上書きする波形である。いずれの波形も、コントローラ１０から出力された信号に応じて、データ線駆動回路７０が時刻ｔ０において検出した場合に行われる波形駆動処理の波形を示す。

Ｖ１１を例に説明する。第１書き込みパルス群Ｐ１は一般的な電気泳動素子２３を駆動させる波形である。白から白への上書きの場合、第１書き込みパルス群Ｐ１を印加することで、白の書き込みを行う。その後、休止時間Ｔ０の間は、書き込みを行わない。休止時間Ｔ０は、第１書き込みパルス群Ｐ１と後述する補正パルスＰ２の間の時間であり、電圧を印加しない時間である。電気泳動方表示装置１においては、キックバック等により書き込み直後の明度変化が最も大きいため、休止時間Ｔ０が経過し表示の変化が一段落した後に、第１書き込みパルス群Ｐ１よりも短い印加時間の補正パルスＰ２を印加し、白をわずかに書き込むことで白の明度を高い値に再度変化させる。補正パルスＰ２は休止時間Ｔ０の後に印加し、表示のコントラストを向上させる波形である。上記はＶ１２、Ｖ１３、Ｖ１４においても同様であり、休止時間Ｔ０経過後に補正パルスＰ２を印加することで、白はより白く、黒はより黒く表示される。Ｔ１はＰ１の印加時間、Ｔ２はＰ２の印加時間である。

次に、上書き処理の終了前に新たに上書き信号が検出された例を説明する。新たな上書き信号が第１書き込みパルス群Ｐ１の印加後（Ｔ１経過後）に検出された場合、現在の上書き処理を中止して、直ちに新たな上書き処理が実行される。具体的には補正パルスＰ２を印加することなく、新たな第１書き込みパルス群Ｐ１が印加される。上記により、画面としては入力と同時に画像が変化する。変化前の画像には補正パルスＰ２が印加されない事になるが、画像が書き換わっている為、全く問題は無い。その後Ｔ０経過後に、補正パルスＰ２が印加され、Ｖ１１においては、白がより白い状態で保持される。上記により、入力者が書き換えを行った際に速やかに書き換えを行うことが可能であり、かつ書き換えを連続的に行わなかった場合には高コントラストな表示が可能となる。なお、新たな上書き信号が第１書き込みパルス群Ｐ１印加の途中に検出された場合、第１書き込みパルス群Ｐ１の印加終了を待って、新たな上書き処理が実行される。

上記の書き換えの際に、第１書き込みパルス群Ｐ１内でＤＣバランスを維持することが重要である。図４の例では、Ｖ１１、Ｖ１４は、第１書き込みパルス群Ｐ１内でＤＣバランスが確保されている。Ｖ１２、Ｖ１３については、黒→白、白→黒の書き換えであるので当該画素は必ず同じ数だけ印加される（白→黒の書き込みが無いと、黒くならないので黒→白の書き込みが発生することは無い）。そのため、Ｖ１２、Ｖ１３はトータルでＤＣバランスが確保されていれば良い。本実施例１では、補正パルスＰ２が印加されるたびにわずかにＤＣアンバランスとなるが、次に説明するリセットパルスを印加することで、そのＤＣアンバランスが解消される。

図５はリセットパルス印加時の波形である。図５の例では第１書き込みパルス群Ｐ１の印加直前にリセットパルスＰ３を印加している。リセットパルスＰ３は、メモリー１２に保存された補正パルスを印加した回数、時間、印加しなかった回数、時間に関する情報に基づき、これまでのＤＣアンバランスを解消するように印加される波形である。例えば、プラス側の補正パルスＰ２が５回印加された後にリセットパルスを印加する設定の場合、補正パルスＰ２の５倍の印加時間のリセットパルスＰ３を印加することが可能である。書き込み波形がＶ１２、Ｖ１３、Ｖ１４の場合でも上記は同様であり、ＤＣバランスを維持する事が可能である。

第１書き込みパルス群Ｐ１の印加時間Ｔ１は特に限定するわけでないが１０ｍｓ以上２０ｓ以下が好適であり、１００ｍｓ以上１ｓ以下がより好適である。１０ｍｓ未満では書き込みが不十分となりやすく、２０ｓを超えると、書き換えに時間がかかりすぎてしまう。一方で、休止時間Ｔ０は０．１ｓ以上が好適である。Ｔ０が０．１ｓ未満では電気泳動素子の移動が落ち着かず、補正パルスを印加しても流動が継続しているため、補正パルス印加の効果が薄い。

補正パルスＰ２の印加時間Ｔ２については１ｍｓ以上、３００ｍｓ以下が好適である。さらには１０ｍｓ以上、１００ｍｓ以下がより好適である。Ｔ２が１ｍｓ未満では、印加時間が短すぎて、コントラストを向上する効果が得られにくく、３００ｍｓをこえると、ＤＣアンバランスが促進されてしまうため、信頼性が低下する。

リセットパルスＰ３の印加時間Ｔ３は補正パルスを効率よく相殺できるように適宜選択することが望ましい。具体的には補正パルス印加時間Ｔ２の２倍〜２０倍程度が好適である。リセットパルス印加時間Ｔ３を短くするとリセットパルスＰ３を印加する頻度が増加し、リセットパルス印加時間Ｔ３を長くすると書き換え時間そのものが増加する。よってＤＣアンバランスの状態と、表示装置の用途によって決定することが望ましい。

以上のように、本実施例１によれば、書き込み時間が短縮でき、コントラストが高い状態で表示を維持することが可能であり、かつＤＣバランスであるため長期の駆動を行っても性能劣化を抑制することが可能な表示装置及び駆動方法を提供することができる。

続いて、図６、図７を参照して、本発明の駆動波形の実施例２について説明する。図６は本実施例２の駆動波形である。実施例１との違いは、第１書込みパルス群Ｐ１にあらかじめ、補正パルスＰ２分のパルスを加え、印加時間をＴ１’（＝Ｔ１＋Ｔ２）とした点である。本実施例２の場合は、波形全体としてＤＣバランスを確保している。そのため実施例１とは異なり、波形印加の途中での上書き信号の検出が無ければＤＣバランスは維持される。一方で、上書き処理の途中で上書き信号の検出がされた場合に、実施例１と同様に再度第１書き込みパルス群Ｐ１を印加すると、第１書き込みパルス群Ｐ１に補正パルスＰ２の分のパルスが含まれているため、わずかにＤＣアンバランスとなる。図７は第２実施形態の場合におけるリセットパルスＰ３印加時の波形である。図７に示した場合も、メモリー１２に保存された補正パルスを印加した回数、時間および／又は印加しなかった回数、時間に関する情報に基づき、コントローラ１０はリセットパルスＰ３の頻度・時間を決定する。

図６、図７は第１書き込みパルス群Ｐ１に補正パルスＰ２と逆符号のパルスを印加した場合の例であるが、トータルでＤＣバランスが確保されれば良いので、同符号の第１書き込みパルス群Ｐ１を短くする等の方法で波形を作成することも可能である。

続いて、図８を参照して、本発明の駆動波形の実施例３について説明する。図８は本実施例３の駆動波形である。波形Ｖ１１は補正パルスＰ２を含めトータルでＤＣバランスな波形である。ここで、補正パルスＰ２印加前にて新たな上書き信号の検出が行われた場合には、波形Ｖ１１は波形Ｖ１１’となり、上書き信号の検出が行われた瞬間に、休止時間Ｔ０は終了（残りをキャンセル）し、第１書き込みパルス群Ｐ１の印加後可能な限り速やかに補正パルスＰ２’が入力され、その後、新たな信号に応じた波形駆動処理が行われる。本実施例３の波形を用いることで、上書き処理中の上書き信号の有無によらずＤＣバランスを維持することが可能となる。図８は波形Ｖ１１の場合であるが、Ｖ１２、Ｖ１３、Ｖ１４の場合も同様である。

続いて、図９、図１０を参照して、本発明の駆動波形の実施例４について説明する。図９、１０は本実施例４駆動波形であり、部分書き換えの波形例である。部分書き換えであるため、白→白（Ｖ１１）、黒→黒（Ｖ１４）では第１書き込みパルス群Ｐ１で電圧を印加していない。図９は実施例３の場合における補正パルスＰ２印加時の波形である。上記以外は実施例１と同様の構成である。部分書き換えにおいても、書き換えあり部、書き換えなし部にかかわらず補正パルスＰ２が印加される為、高コントラストな表示が可能である。図１０は本実施例４の場合にリセットパルスＰ３を印加する場合を示している。

以上説明したように、本発明によれば、第１書き込みパルス群にて書き込みを行った後、補正パルスによって表示画像の補正を行うため、コントラストの高い表示を行うことが可能となる。また、補正パルスが第１書き込みパルス群よりも短いことにより、補正パルスを印加した際に見た目の変化が少なく、チラつきを抑制できるため、装置使用者の目への負担を少なくすることが可能となる。

また、一般的に、電気泳動素子等を用いた表示媒体では、時間の経過とともに、コントラストが低下する。これはキックバック現象などと呼ばれているが、キックバック現象等により、表示画像のコントラストが低下した場合でも、第１書き込みパルス群と補正パルスとの間に休止時間を設けることにより、休止時間経過後に、補正パルスが印加されるため、表示画像のコントラストを向上することが可能となる。一方で、休止時間を設けない場合は、電気泳動素子の動作が落ち着く前に電圧を印加する事になるため、コントラスト向上の効果が得られない。

また、休止時間が０．１ｓ以上であることにより、経時でのコントラスト低下を改善し、コントラストが高い状態での表示を維持することが可能となる。一方で、休止時間が０．１秒未満の場合は、電気泳動素子の動作が落ち着く前に電圧を印加する事になるため、コントラスト向上の効果が得られない。

また、補正パルスの印加時間が１ｍｓ以上３００ｍｓ以下であることにより、一時的なＤＣアンバランスを最小限に抑えた上で、表示画像のコントラスト向上が可能となる。補正パルスの印加時間が１ｍｓ未満の場合は、時間が短すぎて電気泳動素子を駆動することが出来ず、コントラストを向上することが出来ない。補正パルスの印加時間が３００ｍｓを超えてしまうと、ＤＣアンバランスが大きくなってしまうので、表示装置の劣化を促進してしまう。

また、第１書き込みパルス群がＤＣバランス波形である、もしくは上書き処理全体でＤＣバランス波形である事により、ＤＣバランスの維持が容易になり、性能劣化を抑制することが可能となる。

また、連続的に上書き信号入力が行われた際に、補正パルスを待つことなく、書き換えを行うことが可能となるので、高速書き換えが可能となる。

また、連続的に書き換え入力が行われた際に、補正パルスを直ちに入力し、新規上書き処理を行うことが可能となるので、高速での上書き処理が可能となる。また、駆動波形を、補正パルスを含めてＤＣバランスとした場合には、常にＤＣバランスを維持した状態を保つことが可能となる。

また、上書き入力が行われた場合、および行われなかった場合のいずれの状態においても、定期的にＤＣアンバランスが相殺され、ＤＣバランスな状態で駆動を行うことが可能となる。

また、リセットパルスが、第１パルス群、補正パルスおよび休止時間より前に印加されてもよく、これにより、ＤＣバランスが維持された上で、補正パルスにより、コントラストが高い状態が維持される。

上述の各種パルスの波形、印加タイミング等は、例示であって、これらに限定されない。個別あるいはグループでＤＣバランスの取れたパルス群、これらの印加処理中断時の補償用のパルス等を組み合わせて、全体的にＤＣバランスが取れれば、多様に変形可能である。

本発明の電気泳動表示装置は、電子ブック、電子新聞、電子広告看板、案内表示板などに有用である。

１ 電気泳動表示装置
２ 表示部
１０ コントローラ（電気泳動表示装置１の駆動装置）
１１ ＣＰＵ
１２ メモリー
１３ 通信装置
１４ フレキシブルケーブル
２０ 画素
２１ 画素電極
２２ 対向電極
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 ＴＦＴ基板
２９ 対向基板
３０ バインダー
３１ 接着層
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（電気泳動表示材料）
９０ 共通電位線
１００ 共通電位供給回路
Ｐ１ 第１書き込みパルス群
Ｐ２ 補正パルス
Ｐ３ リセットパルス
Ｔ０ 休止時間
Ｔ１ 第１書き込みパルス群印加時間
Ｔ１’ 補正パルス分を含んだ第１書き込みパルス群印加時間
Ｔ２ 補正パルス印加時間
Ｔ３ リセットパルス印加時間
ｔ０ 上書き信号検出時間

Claims (13)

1. 対向する面にそれぞれ電極を有する一対の基板間に帯電粒子が封入され、この帯電粒子の移動によって表示を行うメモリ性を有する表示装置であって、
   前記帯電粒子に電圧を印加する駆動回路と、
   前記駆動回路へ信号を出力するコントローラとを備え、
   前記駆動回路は、前記コントローラからの信号を検出すると、パルス群を印加した後、さらに前記パルス群よりも印加時間が短い補正パルスを印加する波形印加処理を行う、表示装置。
2. 前記波形印加処理において、
   前記パルス群の印加と前記補正パルスの印加との間に所定時間パルスの印加を行わない休止時間を有する、請求項１に記載の表示装置。
3. 前記休止時間が０．１ｓ以上である、請求項２に記載の表示装置。
4. 前記補正パルスの印加時間が１ｍｓ以上３００ｍｓ以下である、請求項１〜３のいずれかに記載の表示装置。
5. 前記パルス群、または、前記パルス群および前記補正パルスがＤＣバランスの確保された波形である、請求項１〜４のいずれかに記載の表示装置。
6. 前記駆動回路は、
   前記波形印加処理を開始後、前記補正パルスを印加する前に、新たな信号を検出した場合に、前記パルス群の印加後、パルス群前記補正パルスの印加を行わず、前記新たな信号に応じた波形印加処理を新規に開始する、請求項１〜５のいずれかに記載の表示装置。
7. 前記駆動回路は、
   前記波形印加処理を開始後、前記補正パルスを印加する前に、新たな信号を検出した場合に、前記パルス群の印加終了時または前記新たな信号の検出時の遅い時点で前記補正パルスを印加した後、前記新たな信号に応じた波形印加処理を新規に開始する、請求項１〜５のいずれかに記載の表示装置。
8. 前記補正パルスが印加された回数、もしくは時間を表す情報を保持するメモリー部をさらに有し、
   前記コントローラは、前記情報に基づいて、前記ＤＣアンバランスの程度が一定量を超えたと判断した場合に、前記駆動回路を制御して、ＤＣアンバランスを相殺するリセットパルスを印加させる、請求項１〜７のいずれかに記載の表示装置。
9. 印加予定であったが印加されなかった前記補正パルスの回数、もしくは時間を表す情報を保持するメモリー部をさらに有し、
   前記コントローラは、前記情報に基づいて、前記ＤＣアンバランスの程度が一定量を超えたと判断した場合に、前記駆動回路を制御して、ＤＣアンバランスを相殺するリセットパルスを印加させる、請求項１〜７のいずれかに記載の表示装置。
10. 前記コントローラは、前記リセットパルスを、少なくとも前記補正パルスの印加より前に印加するよう前記駆動回路を制御する、請求項８又は９に記載の表示装置。
11. 対向する面にそれぞれ電極を有する一対の基板間に帯電粒子が封入され、この帯電粒子の移動によって表示を行うメモリ性を有する表示装置の各部が実行する行う駆動方法であって、
    コントローラが、前記帯電粒子に電圧を印加する駆動回路へ信号を出力し、
    前記駆動回路が、前記コントローラからの信号を検出すると、パルス群を印加した後、さらに前記パルス群よりも印加時間が短い補正パルスを印加する波形印加処理を行い、
    前記駆動回路は、前記波形印加処理を開始後、前記補正パルスを印加する前に、新たな信号を検出した場合に、前記補正パルスの印加を行わず、前記新たな信号に応じた波形印加処理を新規に開始する、駆動方法。
12. 対向する面にそれぞれ電極を有する一対の基板間に帯電粒子が封入され、この帯電粒子の移動によって表示を行うメモリ性を有する表示装置の各部が実行する行う駆動方法であって、
    コントローラが、前記帯電粒子に電圧を印加する駆動回路へ信号を出力し、
    前記駆動回路が、前記コントローラからの信号を検出すると、パルス群を印加した後、さらに前記パルス群よりも印加時間が短い補正パルスを印加する波形印加処理を行い、
    前記駆動回路は、前記波形印加処理を開始後、前記補正パルスを印加する前に、新たな信号を検出した場合に、前記パルス群の印加終了時または前記新たな信号の検出時の遅い時点で前記補正パルスを印加した後、前記新たな信号に応じた波形印加処理を新規に開始する、駆動方法。
13. 前記パルス群、または、前記パルス群および補正パルスがＤＣバランスの確保された波形である、請求項１１又は１２に記載の駆動方法。

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