JP4269187B2 - 電気泳動装置、電気泳動装置の駆動方法、電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、電気泳動装置の駆動技術に関する。

アクティブマトリクス型の電気泳動装置に関する従来技術は、例えば特開２００２−１４９１１５号公報（特許文献１）に開示されている。この特許文献１には、１つのトランジスタと１つの容量素子（キャパシタ）を含んで構成された画素回路（いわゆる１Ｔ１Ｃ型の画素回路）を用いて、二段書き込み方式と称される駆動方式によって画素駆動を行う電気泳動装置が開示されている。この二段書き込み方式とは、一旦、全画素に白表示（又は黒表示）を書き込み（全画素の消去）、その後、表示データに応じて適宜、画素に黒表示（又は白表示）を書き込むことにより、絵や文字等の画像を形成する。消去動作として全画素に白表示を書き込む場合が「全白消去」と呼ばれ、消去動作として全画素に黒表示を書き込む場合は「全黒消去」と呼ばれる。

しかし、上記の全白消去や全黒消去を採用した現状の一般的な電気泳動装置では、それぞれの消去動作に約１秒間程度の時間を要するため、画像書き換え時間の低減という観点で不都合であった。残像を抑制するために上記の全白消去および全白消去を組み合わせる場合には、消去動作だけで２秒間又はそれ以上の時間を要するため、更に不都合となる。このような不都合を回避可能な従来技術の１つとして、上記の１Ｔ１Ｃ型画素回路を用いる同時書き込み方式がある。この同時書き込み方式では、画素書き込み前の消去動作がないので画像書き換え時間の観点では不都合がないが、電位差の大きな電源を用いる必要があるため、電気泳動装置の消費電力が大きくなるという別の不都合がある。この不都合は、本来的に低消費電力であることを長所とし、或いは期待される電気泳動装置にとって好ましくない。また、他の従来技術として、各画素回路にラッチ回路を組み込んだ電気泳動装置が挙げられるが、このラッチ方式の電気泳動装置では、各画素回路に多数（例えば５個）のトランジスタが必要となり、歩留まりの低下を招きやすいという不都合がある。

特開２００２−１４９１１５号公報

本発明は、上記従来技術の課題を解決し、書き換え時間を低減することが可能な電気泳動装置および電気泳動装置の駆動方法を提供することを目的とする。

本発明に係る電気泳動装置の駆動方法は、第１電極及び第２電極と当該第１電極と第２電極の間に配置された電気泳動層とを含む電気泳動素子と、一方端子が前記第１電極と接続された容量素子と、を備える電気泳動装置の駆動方法であって、
（ａ）基準電位又は当該基準電位より大きい第１電位のいずれかを、前記電気泳動素子の前記第１電極及び前記容量素子の前記一方端子に印加し、かつ前記電気泳動素子の前記第２電極に前記基準電位を印加すること、
（ｂ）前記（ａ）に次いで、前記基準電位以上の第２電位と当該第２電位より大きく前記第１電位以下の第３電位との間で変動する信号を前記第２電極に印加すること、
を含む。

本発明に係る他の電気泳動装置の駆動方法は、ｍ行ｎ列のマトリクス状に配列された複数の画素部を備え、当該画素部の各々が、第１電極及び第２電極と当該第１電極と第２電極の間に配置された電気泳動層とを含む電気泳動素子と、一方端子が前記第１電極と接続された容量素子と、を含んで構成された電気泳動装置の駆動方法であって、
（ａ）各行の前記画素部を順次選択し、当該選択された画素部について、前記電気泳動素子の前記第１電極及び前記容量素子の前記一方端子に基準電位又は当該基準電位より大きい第１電位のいずれかを印加し、かつ前記電気泳動素子の前記第２電極に前記基準電位を印加すること、
（ｂ）前記（ａ）に次いで、前記基準電位以上の第２電位と当該第２電位より大きく前記第１電位以下の第３電位との間で変動する信号を前記第２電極に印加すること、
を含む。

上述したように、従来の二段書き込み方式では電気泳動素子への電圧書き込みに先立って消去動作が行われるため、書き換えに要する時間が長くなっていた。それに対して本発明に係る各駆動方法では、まず（ａ）において電気泳動素子の第１電極に第１電位、第２電極に基準電位が与えられた状態（第１の状態）、又は第１電極、第２電極ともに基準電位が与えられた状態（第２の状態）のいずれかの電圧書き込みが行われる。したがって、消去動作を前置する場合に比較してより迅速に電気泳動素子の状態の書き換えがなされる。またこのとき、容量素子によって第１電極へ書き込まれた電位がある程度の時間だけ保持されるので、この時間を利用して次の（ｂ）の制御を行うことができる。すなわち、第２電極に印加する電位を第２電位と第３電位との間で変動させることにより、例えば上記の第１の状態にあるときには、周期的に第１電極の電位が第２電極の電位よりも高い状態を生じさせ、電気泳動粒子の泳動を促進できる。同様に、例えば上記の第２の状態にあるときには、周期的に第２電極の電位が第１電極の電位よりも高い状態を生じさせ、電気泳動粒子の泳動を促進できる。よって、第１の状態、第２の状態のいずれの場合にあっても、仮に上記（ａ）における電圧書き込みが不十分であったとしてもそれを補完する作用が得られる。つまり、本発明に係る電気泳動装置の駆動方法によれば、（ａ）における電圧の書き込み状態（第１の状態又は第２の状態）によらず、（ｂ）における振動する信号の印加により、電気泳動素子の電気泳動粒子をより確実に所望状態に分布させることができる。それにより、例えば画像の鮮鋭化が図られる。

好ましくは、上記の各駆動方法において、前記第２電位が前記基準電位と等しく前記第３電位が前記第１電位と等しい。

それにより、電気泳動装置において発生させるべき電位の種類が少なくなるので、制御がより容易となり、電位発生に係る装置構成を簡素化することができる。

上記の各駆動方法において、前記第２電位が前記基準電位より大きく前記第３電位が前記第１電位より小さいことも好ましい。

それにより、いわゆるキックバック現象が顕著な場合においても、効率よく電圧書き込みを行うことが可能となる。

また、上記の各駆動方法において、前記（ａ）及び前記（ｂ）を複数回繰り返すことも好ましい。

それにより、容量素子に必要な保持容量を低減することができる。

本発明に係る電気泳動装置は、
第１電極及び第２電極と当該第１電極と第２電極の間に配置された電気泳動層とを含む電気泳動素子と、
一方端子が前記第１電極と接続された容量素子と、
前記電気泳動素子及び前記容量素子と接続された駆動回路と、
を備え、
前記駆動回路は、
（ａ）基準電位又は当該基準電位より大きい第１電位のいずれかを、前記電気泳動素子の前記第１電極及び前記容量素子の前記一方端子に印加し、かつ前記電気泳動素子の前記第２電極に前記基準電位を印加し、
（ｂ）前記（ａ）に次いで、前記基準電位以上の第２電位と当該第２電位より大きく前記第１電位以下の第３電位との間で変動する信号を前記第２電極に印加する。

本発明に係る他の電気泳動装置は、ｍ行ｎ列のマトリクス状に配列された複数の画素部と当該画素部の各々に接続された駆動回路とを備える電気泳動装置であって、
前記画素部の各々は、
第１電極及び第２電極と当該第１電極と第２電極の間に配置された電気泳動層とを含む電気泳動素子と、
一方端子が前記第１電極と接続された容量素子と、
を備え、
前記駆動回路は、
（ａ）各行の前記画素部を順次選択し、当該選択された画素部について、前記電気泳動素子の前記第１電極及び前記容量素子の前記一方端子に基準電位又は当該基準電位より大きい第１電位のいずれかを印加し、かつ前記電気泳動素子の前記第２電極に前記基準電位を印加し、
（ｂ）前記（ａ）に次いで、前記基準電位以上の第２電位と当該第２電位より大きく前記第１電位以下の第３電位との間で変動する信号を前記第２電極に印加する。

上述したように、従来の二段書き込み方式では電気泳動素子への電圧書き込みに先立って消去動作が行われるため、書き換えに要する時間が長くなっていた。それに対して本発明に係る各電気泳動装置では、駆動回路は、まず（ａ）において電気泳動素子の第１電極に第１電位、第２電極に基準電位が与えられた状態（第１の状態）、又は第１電極、第２電極ともに基準電位が与えられた状態（第２の状態）のいずれかの電圧書き込みを行う。したがって、消去動作を前置する場合に比較してより迅速に電気泳動素子の状態の書き換えがなされる。またこのとき、容量素子によって第１電極へ書き込まれた電位がある程度の時間だけ保持されるので、この時間を利用して、駆動回路は次の（ｂ）の制御を行うことができる。すなわち、第２電極に印加する電位を第２電位と第３電位との間で変動させることにより、例えば上記の第１の状態にあるときには、周期的に第１電極の電位が第２電極の電位よりも高い状態を生じさせ、電気泳動粒子の泳動を促進できる。同様に、例えば上記の第２の状態にあるときには、周期的に第２電極の電位が第１電極の電位よりも高い状態を生じさせ、電気泳動粒子の泳動を促進できる。よって、第１の状態、第２の状態のいずれの場合にあっても、仮に上記（ａ）における電圧書き込みが不十分であったとしてもそれを補完する作用が得られる。つまり、本発明の電気泳動装置によれば、（ａ）における電圧の書き込み状態（第１の状態又は第２の状態）によらず、（ｂ）における振動する信号の印加により、電気泳動素子の電気泳動粒子をより確実に所望状態に分布させることができる。それにより、例えば画像の鮮鋭化が図られる。

上述の前記第２電極は、例えば前記電気泳動素子の各々に共有される共通電極である。これにより、配線等の構造を簡素化することができる。

好ましくは、上記の各電気泳動装置において、前記第２電位は前記基準電位と等しく前記第３電位は前記第１電位と等しい。

それにより、電気泳動装置において発生させるべき電位の種類が少なくなるので、制御がより容易となり、電位発生に係る装置構成を簡素化することができる。

また、上記の各電気泳動装置において、前記第２電位は前記基準電位より大きく前記第３電位は前記第１電位より小さいことも好ましい。

それにより、いわゆるキックバック現象が顕著な場合においても、効率よく電圧書き込みを行うことが可能となる。

また、上記の各電気泳動装置において、前記駆動回路が前記（ａ）及び前記（ｂ）を複数回繰り返すことも好ましい。

それにより、容量素子に必要な保持容量を低減することができる。

本発明に係る電子機器は、上述した電気泳動装置を表示部として備える。ここで、「電子機器」は、電気泳動層による表示を利用する表示部を備えるあらゆる機器を含むもので、ディスプレイ装置、テレビジョン装置、電子ペーパ、時計、電卓、携帯電話、携帯情報端末等を含む。また、本発明における「機器」の概念には、例えば可撓性のある紙状／フィルム状の物体や、これら物体が貼り付けられた壁面等の不動産に属するもの、車両、飛行体、船舶等の移動体に属するものも含むものとする。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、電気泳動装置の全体構成を示すブロック図である。図１に示す電気泳動装置１００は、パネル部１１０、走査線駆動回路１３０、データ線駆動回路１４０、共通電極制御回路１５０、を含んで構成される。パネル部１１０は、ｍ行の走査線１０１と、これらの走査線１０１と交差して配列されたｎ列のデータ線１０２と、走査線１０１とデータ線１０２との各交差点に対応して配置される画素部１０９と、を含んで構成される。各画素部１０９は、トランジスタ１０３、電気泳動素子１０４、容量素子１０８を含んで構成される。各画素部１０９はマトリクス状に配列されている。

図２は、電気泳動素子１０４の構造を説明する模式断面図である。電気泳動素子１０４は、第１電極１０５と、第２電極１０６と、これらの間に配置される電気泳動層（電気泳動材料）１０７と、を含んで構成されている。本実施形態では、第１電極１０５は各画素部ごとに独立して設けられる画素電極であり、第２電極１０６は各画素部の間で共有される共通電極である。この共通電極としての第２電極１０６には、共通電極信号ＣＯＭが与えられる。なお、第２電極１０６は各電気泳動素子１０４ごとに分離されていてもよい。本実施形態では、電気泳動層１０７の状態（換言すれば表示状態）が第２電極１０６側から視認されることを想定しており、第２電極１０６としてはＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜等の透明導電膜が用いられる。

電気泳動層１０７は、正に帯電した黒色粒子と、負に帯電した白色粒子と、を含有する多数のマイクロカプセルを含んで構成される。この電気泳動層１０７の様子を図２において模式的に示す。図示のように本実施形態では、第１電極１０５の電位が第２電極１０６の電位よりも相対的に高い場合（ＨＩ）には、正に帯電した黒色粒子が第２電極１０６側へ移動し、負に帯電した白色粒子が第１電極１０５側へ移動する。この状態の画素部を第２電極１０６側から見ると黒色と認識される。また、第１電極１０５の電位が第２電極１０６の電位よりも相対的に低い場合（ＬＯ）には、正に帯電した黒色粒子が第１電極１０５側へ移動し、負に帯電した白色粒子が第２電極１０６側へ移動する。この状態の画素部を第２電極１０６側から見ると白色と認識される。つまり、本実施形態の電気泳動装置１００は、基本的には白黒の２値表示を行うものであるが、近隣の複数の画素部を組み合わせて階調表示を行うようにすることもできる。なお、採用し得る電気泳動層１０７の形態は上記のマイクロカプセル型に限定されない。更に、各粒子に施される色調は黒色および白色の組み合わせに限定されず、各粒子の帯電の状態についても上記に限定されない。また、第１電極１０５と第２電極１０６のいずれの側から視認するように構成してもよい。すなわち、これらの条件は適宜変更して実施することができる。

図３は、各画素部１０９の詳細構成を示す回路図である。スイッチング素子としてのトランジスタ１０３は、ゲートが走査線１０１に接続され、ソースがデータ線１０２に接続され、ドレインが第１電極１０５に接続されている。容量素子１０８は、トランジスタ１０３のドレインと接地端子（接地電位）ＧＮＤとの間に接続されている。走査線１０１には走査信号Ｙ１が与えられる。走査信号Ｙ１とは第１行の走査線１０１に対応する走査信号を表す。なお、２行目、・・・ｍ行目の走査線１０１に対しても、順次、走査信号Ｙ２、・・・走査信号Ｙｎが供給される（後述の図４参照）。データ線１０２にはデータ信号Ｄ１が与えられる。このデータ信号Ｄ１の電位は容量素子（保持容量）１０８によって保持される。データ信号Ｄ１とは第１列のデータ１０２に対応するデータ信号を表す。なお、２列目・・・ｎ列目のデータ線１０２に対してもそれぞれデータ信号Ｄ２、・・・データ信号Ｄｎが供給される。電気泳動素子１０４は、第１電極１０５と第２電極１０６との間に電気泳動層１０７を配置して構成されている。このような電気泳動素子１０４をマトリクス状に配列して上記のパネル部１１０が構成されている。第１電極１０５と第２電極１０６との相互間には、第１電極１０５の電極面積、第１電極１０５と第２電極１０６との相互間距離、電気泳動層１０７の誘電率、に応じた大きさの静電容量が形成される。第２電極１０６は、複数の電気泳動素子１０４に共有されており、配線２０１を介して共通電極制御回路１５０に接続されている（図１参照）。配線２０１には共通電極信号ＣＯＭが与えられる。共通電極信号ＣＯＭとしては、例えば相対的に低電位である基準電位（例えば０Ｖ）又は相対的に高電位である電圧（例えば＋１０Ｖ）のいずれかが印加される。

電気泳動装置１００には周辺回路としてのコントローラ１９０が接続されている。このコントローラ１９０は画像信号処理回路およびタイミングジェネレータを含んでいる。ここで、画像信号処理回路は、画像データ及び共通電極制御データを生成し、それぞれ及びデータ線駆動回路１４０及び共通電極制御回路１５０に入力する。共通電極制御回路１５０は、電気泳動素子１０４の第２電極１０６に共通電極信号ＣＯＭを供給する。また、タイミングジェネレータは、リセット設定や画像データが画像信号処理回路から出力されるときに、走査線駆動回路１３０やデータ線駆動回路１４０を制御するための各種タイミング信号を生成する。

なお、上述のトランジスタ１０３、走査線駆動回路１３０、データ線駆動回路１４０及び共通電極制御回路１５０が本発明における「駆動回路」に相当する。

本実施形態に係る電気泳動装置１００の構成は上記の通りであり、次にその動作について詳述する。

図４は、電気泳動装置１００の動作を説明するための波形図である。図４では、各走査線１０１を通じて各トランジスタ１０３のゲートに供給されるゲート信号Ｙ１、Ｙ２、…Ｙｍと、各電気泳動素子１０４の第１電極（個別電極）１０５の電位Ｐ１、Ｐ２、…Ｐｍと、各電気泳動素子１０４の第２電極（共通電極）１０６に供給される共通電極信号ＣＯＭと、が横軸を時間ｔとして表した波形図（タイミングチャート）によって示されている。なお、図４に示す波形図は１回分の書き込み期間に対応する。また、第１電極１０５の電位として１列目の各画素部１０９に対応する各電気泳動素子１０４の第１電極１０５の電位を例示してその他を省略するが、他の列も同様な波形図となる。

走査線駆動回路１３０は、各行の画素部１０９を順次選択する。具体的には、図４に示すように、走査線駆動回路１３０は、まず１行目の走査線１０１に対して供給する走査信号Ｙ１の電位を高レベル（例えば＋３Ｖ）にする。それにより、１行目の走査線１０１と接続された各画素部１０９に含まれる各トランジスタ１０３のゲートに高レベルの電位が供給され、各トランジスタ１０３がオン状態となる。

このとき、データ線駆動回路１４０は、各データ線１０２に対して供給するデータ信号Ｄ１、Ｄ２、…Ｄｎの電位を基準電位又は当該基準電位より大きい第１電位（例えば＋１０Ｖ）のいずれかにする。具体的には、データ線駆動回路１４０は、コントローラ１９０から供給される画像データに応じて、黒色表示とすべき画素部１０９に対しては第１電位を供給し、白色表示とすべき画素部１０９に対しては基準電位を供給する。これにより、選択された１行目の画素部１０９のそれぞれについて、電気泳動素子１０４の第１電極１０５及び容量素子１０８の一方端子に、データ線１０２及びトランジスタ１０３を介して基準電位又は第１電位のいずれかが印加される。この印加された電位は、ある程度の期間（例えば、数百ミリ秒〜数秒間）、容量素子１０８によって保持される。別言すれば、本実施形態では、１回の書き込み期間に相当する間この電位（換言すれば電荷）を保持できる程度の静電容量を有する容量素子１０８が用いられる。この結果、図示のように、１行目の走査線１０１が非選択状態となった後も、１行目の走査線１０１と接続された各画素部１０９においては、電気泳動素子１０４の第１電極１０５に印加された電位が保たれる。このとき、共通電極制御回路１５０は、共通電極である第２電極１０６に基準電位を印加する。この第２電極１０６の電位は、走査線駆動回路１３０による走査線の選択が行われている間、共通電極制御回路１５０により基準電位に保たれる。

以下、同様にして２行目以降の走査線１０１及びこれと接続された各画素部１０９に対する制御が行われる。すなわち、走査線駆動回路１３０は、２行目以降の各走査線１０１に対しても順次、走査信号Ｙ２、…Ｙｍを高レベルにする制御（走査線選択制御）を行う。また、データ線駆動回路１４０は、画像データに応じて各データ線１０２に対して供給するデータ信号Ｄ１、Ｄ２、…Ｄｎの電位を基準電位又は第１電位のいずれかにする。また、上記のように、走査線駆動回路１３０による走査線の選択が行われている間、共通電極制御回路１５０は、共通電極である第２電極１０６に基準電位を印加する。各走査線１０１が選択され、対応する画素部１０９への書き込みがなされる期間は例えば数百マイクロ秒程度であり、全ての走査線１０１が選択されるのに要する期間は例えば数百ミリ秒程度である。

上記の走査線選択制御に次いで、共通電極制御回路１５０は、基準電位以上の第２電位とこの第２電位より大きい第３電位との間で変動する信号を第２電極（共通電極）１０６に印加する。本実施形態では、第２電位は上記の基準電位と等しく、第３電位は上記の第１電位と等しい。すなわち、図示のように共通電極制御回路１５０は、各配線２０１を介して各第２電極１０６に対し、０Ｖと＋１０Ｖの間で繰り返される片側極性のパルス状の信号を供給する（パルス駆動する）。この信号は、数十Ｈｚ（例えば３０Ｈｚ程度）の周波数を有し、数秒間（例えば１〜２秒間）に渡って印加される。なお、これらの数値は一例であり、適宜変更することが可能である。このときの各第１電極１０５の電位と各第２電極１０６の電位との関係について以下に詳細に説明する。

図５及び図６は、第１電極の電位と第２電極の電位の関係を説明するための波形図である。上記のように、各第１電極１０５の電位は、第１電位（例えば＋１０Ｖ）又は基準電位（例えば０Ｖ）となっている。また、各第２電極１０６の電位は、第２電位（例えば０Ｖ）と第３電位（例えば＋１０Ｖ）との間で振動する。

このとき、第１電極１０５に第１電位（本例では＋１０Ｖ）が書き込まれた画素部１０９に着目すると、図５に示すように、第２電極１０６の電位が基準電位（本例では０Ｖ）となるタイミングにおいては、第１電極１０５と第２電極１０６との間に＋１０Ｖの電位差が生じる（図中、黒色の上向き矢印で示す）。この電位差（電界）により、周期的に、電気泳動層１０７に含有される黒色粒子（プラスに帯電）が第２電極１０６側へ引き寄せられ、白色粒子（マイナスに帯電）が第１電極１０５側へ引き寄せられる。従って、黒色を書き込みべき画素部１０９において、黒色を強調する（あるいは追加的に書き込みする）作用が得られる。また、第２電極１０６の電位が第３電位となるタイミングにおいては、第１電極１０５と第２電極１０６との間の電位差が０Ｖとなるため、各電気泳動粒子（黒色粒子および白色粒子）を泳動させる力は生じない。

また、第１電極１０５に基準電位（本例では０Ｖ）が書き込まれた画素部１０９に着目すると、図６に示すように、第２電極１０６の電位が第３電位（本例では＋１０Ｖ）となるタイミングにおいては、第１電極１０５と第２電極１０６との間に−１０Ｖの電位差が生じる（図中、白色の下向き矢印で示す）。この電位差（電界）により、周期的に、電気泳動層１０７に含有される黒色粒子（プラスに帯電）が第１電極１０５側へ引き寄せられ、白色粒子（マイナスに帯電）が第２電極１０６側へ引き寄せられる。従って、白色を書き込みべき画素部１０９において、白色を強調する（あるいは追加的に書き込みする）作用が得られる。また、第２電極１０６の電位が基準電位となるタイミングにおいては、第１電極１０５と第２電極１０６との間の電位差が０Ｖとなるため、各電気泳動粒子（黒色粒子および白色粒子）を泳動させる力は生じない。

次に、上記態様（以下、便宜上「第１態様」と呼ぶ。）の変形実施の態様について説明する。

図７及び図８は、第１電極の電位と第２電極の電位の関係を説明するための波形図である。なお、この図７及び図８に基づいて以下に説明される実施態様を「第２態様」と呼ぶ。図７及び図８に示すように、各第２電極１０６に対して与える電位を、第２電位は上記の基準電位より大きく、第３電位は上記の第１電位より小さく設定してもよい。具体的には、本態様における第２電位は例えば＋２〜３Ｖ、第３電位は例えば＋７〜８Ｖに設定される。すなわち、本態様では、第２電極に対して、基準電位（本例では０Ｖ）よりも大きい第２電位と第１電位（本例では＋１０Ｖ）よりも小さい第３電位との間で振動する信号が供給される。このとき、各第１電極１０５の電位は、第１電位（例えば＋１０Ｖ）又は基準電位（例えば０Ｖ）となっている。

このとき、第１電極１０５に第１電位（本例では＋１０Ｖ）が書き込まれた画素部１０９に着目すると、図７に示すように、第２電極１０６の電位が第２電位（本例では＋２〜３Ｖ）となるタイミングにおいては、第１電極１０５と第２電極１０６との間に＋７〜８Ｖの電位差が生じる（図中、黒色の上向き矢印で示す）。また、第２電極１０６の電位が第３電位（本例では＋７〜８Ｖ）となるタイミングにおいても、第１電極１０５と第２電極１０６との間の電位差が＋２〜３Ｖとなる。これらの電位差（電界）により、電気泳動層１０７に含有される黒色粒子（プラスに帯電）が第２電極１０６側へ引き寄せられ、白色粒子（マイナスに帯電）が第１電極１０５側へ引き寄せられる。従って、黒色を書き込みべき画素部１０９において、黒色を強調する（あるいは追加的に書き込みする）作用が得られる。

また、第１電極１０５に基準電位（本例では０Ｖ）が書き込まれた画素部１０９に着目すると、図８に示すように、第２電極１０６の電位が第２電位（本例では＋２〜３Ｖ）となるタイミングにおいては、第１電極１０５と第２電極１０６との間に−２〜３Ｖの電位差が生じる（図中、白色の上向き矢印で示す）。また、第２電極１０６の電位が第３電位（本例では＋７〜８Ｖ）となるタイミングにおいても、第１電極１０５と第２電極１０６との間の電位差が−７〜８Ｖとなる。これらの電位差（電界）により、電気泳動層１０７に含有される白色粒子（マイナスに帯電）が第２電極１０６側へ引き寄せられ、黒色粒子（プラスに帯電）が第１電極１０５側へ引き寄せられる。従って、白色を書き込みべき画素部１０９において、白色を強調する（あるいは追加的に書き込みする）作用が得られる。

すなわち、図７及び図８に基づいて説明した第２態様では、第２電極１０６に供給される信号の半周期ごとに電位差が異なるものの、全周期に渡って、第１電極１０５と第２電極１０６との間に電位差が与えられる。それにより、各電気泳動粒子をより効率よく泳動させる（移動させる）ことができる。特に、いわゆるキックバック（後戻り）現象が顕著な場合には第２態様が効果的である。ここで、キックバック現象とは、電界をかけて電気泳動粒子を移動させた後、電界を零にすると電気泳動粒子が後戻りする現象をいい、その詳細な原因は明らかとなっていない。

図９は、上記の第２態様の更なる利点を説明するための図である。これまでは第１電極１０５の電位が一定値であることを前提に説明してきたが、実際には、図９に示すように変化する場合もある。具体的には、第１電極１０５に第１電位（例えば＋１０Ｖ）が与えられたとしても、時間経過とともに第１電極１０５の電位が低下する場合がある。この理由は、第２電極１０６へのリーク電流やトランジスタ１０３のオフ電流である。同様に、第１電極１０５に基準電位（例えば０Ｖ）が与えられたとしても、時間経過とともに第１電極１０５の電位が上昇する場合もある。この理由は、第２電極１０６へのリーク電流である。この第１電極１０５の電位の変化は、容量素子１０８の保持容量が十分に大きくないときに顕著に現れる。このとき、黒色に制御したい画素部１０９の第１電極１０５の電位が第２電極１０６の電位よりも低くなってしまうと、黒色に制御するはずが白色がかってしまうという不都合が生じる。同様に、白色に制御したい画素部１０９の第１電極１０５の電位が第２電極１０６の電位よりも高くなってしまうと、白色に制御するはずが黒色がかってしまうという不都合が生じる。このような不都合を防ぐためにも、第２態様、すなわち容量素子１０８の保持容量が十分に大きくない場合には、各第２電極１０６に対して与える電位を、第２電位は上記の基準電位より大きく第３電位は上記の第１電位より小さく設定する態様がより好ましい。これらの第２電位、第３電位の各値を、リーク電流等に起因する第１電極１０５の電位低下を考慮して設定しておくことにより、表示色の反転（すなわち、電気泳動粒子の分布状態の反転）を防ぐことが可能となる。また、別な観点からは、上記態様を採用することで容量素子１０８の保持容量をより低減することが可能となると言える。このことは、容量素子１０８のレイアウト面積の削減、製造工程の簡素化、画素部の開口率の向上、等の効果を奏する。

図１０は、第３態様について説明する図である。上記の第１態様又は第２態様において、容量素子１０８の静電容量が十分に大きくない場合や、リーク電流等が大きい場合には、コントラストが低い、残像が残る、といった表示品質の低下が生じ得る。そのような場合には、図１０に示すように、上記した画像書き込み、片側極性のパルス状信号によるパルス駆動、の各制御を複数回繰り返すとよい。図１０では各制御を２回繰り返す場合が例示されているが、各制御を３回以上繰り返してもよい。それにより、表示品質の低下を回避できる。

次に、上述した電気泳動装置を表示部として備える電子機器の一例について説明する。

図１１は、電気泳動装置を適用した電子機器の具体例を説明する斜視図である。図１１（Ａ）は、電子機器の一例である電子ブックを示す斜視図である。この電子ブック１０００は、ブック形状のフレーム１００１と、このフレーム１００１に対して回動自在に設けられた（開閉可能な）カバー１００２と、操作部１００３と、本実施形態に係る電気泳動装置によって構成された表示部１００４と、を備えている。図１１（Ｂ）は、電子機器の一例である腕時計を示す斜視図である。この腕時計１１００は、本実施形態に係る電気泳動装置によって構成された表示部１１０１を備えている。図１１（Ｃ）は、電子機器の一例である電子ペーパーを示す斜視図である。この電子ペーパー１２００は、紙と同様の質感および柔軟性を有するリライタブルシートで構成される本体部１２０１と、本実施形態に係る電気泳動装置によって構成された表示部１２０２と、を備えている。なお、電気泳動装置を適用可能な電子機器の範囲はこれに限定されず、帯電粒子の移動に伴う視覚上の色調の変化を利用した装置を広く含むものである。

以上説明したように、本実施形態によれば、まず電気泳動素子の第１電極に第１電位、第２電極に基準電位が与えられた状態（第１の状態）、又は第１電極、第２電極ともに基準電位が与えられた状態（第２の状態）のいずれかの電圧書き込みが行われる。したがって、消去動作を前置する場合に比較してより迅速に電気泳動素子の状態書き換えがなされる。またこのとき、容量素子によって第１電極へ書き込まれた電位がある程度の時間だけ保持されるので、この時間を利用して次の制御を行うことができる。すなわち、第２電極に印加する電位を第２電位と第３電位との間で変動させることにより、例えば上記の第１の状態にあるときには、周期的に第１電極の電位が第２電極の電位よりも高い状態を生じさせ、電気泳動粒子の泳動を促進できる。同様に、例えば上記の第２の状態にあるときには、周期的に第２電極の電位が第１電極の電位よりも高い状態を生じさせ、電気泳動粒子の泳動を促進できる。よって、第１の状態、第２の状態のいずれの場合にあっても、仮に先に行われた電気泳動素子への電圧書き込みが不十分であったとしてもそれを補完する作用が得られる。つまり、本実施形態に係る電気泳動装置又はその駆動方法によれば、電圧の書き込み状態（第１の状態又は第２の状態）によらず、その後の振動する信号の印加により、電気泳動素子の電気泳動粒子をより確実に所望状態に分布させることができる。

なお、本発明は上述した実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において更に種々の変形を加えて実施することが可能である。例えば、上述した実施形態では、マトリクス状に配置された複数の画素部を有する電気泳動装置に本発明を適用した場合の一例を説明していたが、画素部の形態はこれに限定されるものではない。同様に、本発明の適用範囲は、表示用途の電気泳動装置に限定されるものでもない。また、パルス駆動を行う際の信号として矩形波の駆動信号を例示していたが、当該信号は正弦波など他の交流信号であってもよい。

電気泳動装置の全体構成を示すブロック図である。 電気泳動素子の構造を説明する模式断面図である。 各画素部の詳細構成を示す回路図である。 電気泳動装置の動作を説明するための波形図である。 第１電極の電位と第２電極の電位の関係を説明するための波形図である。 第１電極の電位と第２電極の電位の関係を説明するための波形図である。 第１電極の電位と第２電極の電位の関係を説明するための波形図である。 第１電極の電位と第２電極の電位の関係を説明するための波形図である。 第２態様の更なる利点を説明するための図である。 第３態様について説明する図である。 電気泳動装置を適用した電子機器の具体例を説明する斜視図である。

符号の説明

１００…電気泳動装置、１０１…走査線、１０２…データ線、１０３…トランジスタ、１０４…電気泳動素子、１０５…第１電極（画素電極）、１０６…第２電極（共通電極）、１０７…電気泳動層、１０８…容量素子、１０９…画素部、１１０…パネル部、１３０…走査線駆動回路、１４０…データ線駆動回路、１５０…共通電極制御回路、１９０…コントローラ、２０１…配線、１０００…電子ブック、１００１…フレーム、１００２…カバー、１００３…操作部、１００４…表示部、１１００…腕時計、１１０１…表示部、１２００…電子ペーパー、１２０１…本体部、１２０２…表示部

Claims (12)

1. 第１電極及び第２電極と当該第１電極と第２電極の間に配置された電気泳動層とを含む電気泳動素子と、一方端子が前記第１電極と接続された容量素子と、を備える電気泳動装置の駆動方法であって、
   （ａ）基準電位又は当該基準電位より大きい第１電位のいずれかを、前記電気泳動素子の前記第１電極及び前記容量素子の前記一方端子に印加し、かつ前記電気泳動素子の前記第２電極に前記基準電位を印加すること、
   （ｂ）前記（ａ）に次いで、前記基準電位以上の第２電位と当該第２電位より大きく前記第１電位以下の第３電位との間で変動する信号を前記第２電極に印加すること、
   を含む、電気泳動装置の駆動方法。
2. ｍ行ｎ列のマトリクス状に配列された複数の画素部を備え、当該画素部の各々が、第１電極及び第２電極と当該第１電極と第２電極の間に配置された電気泳動層とを含む電気泳動素子と、一方端子が前記第１電極と接続された容量素子と、を含んで構成された電気泳動装置の駆動方法であって、
   （ａ）各行の前記画素部を順次選択し、当該選択された画素部について、前記電気泳動素子の前記第１電極及び前記容量素子の前記一方端子に基準電位又は当該基準電位より大きい第１電位のいずれかを印加し、かつ前記電気泳動素子の前記第２電極に前記基準電位を印加すること、
   （ｂ）前記（ａ）に次いで、前記基準電位以上の第２電位と当該第２電位より大きく前記第１電位以下の第３電位との間で変動する信号を前記第２電極に印加すること、
   を含む、電気泳動装置の駆動方法。
3. 請求項１又は請求項２において、
   前記第２電位が前記基準電位と等しく前記第３電位が前記第１電位と等しいこと、
   を含む、電気泳動装置の駆動方法。
4. 請求項１又は請求項２において、
   前記第２電位が前記基準電位より大きく前記第３電位が前記第１電位より小さいこと、
   を含む、電気泳動装置の駆動方法。
5. 請求項１又は請求項２において、
   前記（ａ）及び前記（ｂ）を複数回繰り返すこと、
   を含む、電気泳動装置の駆動方法。
6. 第１電極及び第２電極と当該第１電極と第２電極の間に配置された電気泳動層とを含む電気泳動素子と、
   一方端子が前記第１電極と接続された容量素子と、
   前記電気泳動素子及び前記容量素子と接続された駆動回路と、
   を備え、
   前記駆動回路は、
   （ａ）基準電位又は当該基準電位より大きい第１電位のいずれかを、前記電気泳動素子の前記第１電極及び前記容量素子の前記一方端子に印加し、かつ前記電気泳動素子の前記第２電極に前記基準電位を印加し、
   （ｂ）前記（ａ）に次いで、前記基準電位以上の第２電位と当該第２電位より大きく前記第１電位以下の第３電位との間で変動する信号を前記第２電極に印加する、
   電気泳動装置。
7. ｍ行ｎ列のマトリクス状に配列された複数の画素部と当該画素部の各々に接続された駆動回路とを備える電気泳動装置であって、
   前記画素部の各々は、
   第１電極及び第２電極と当該第１電極と第２電極の間に配置された電気泳動層とを含む電気泳動素子と、
   一方端子が前記第１電極と接続された容量素子と、
   を備え、
   前記駆動回路は、
   （ａ）各行の前記画素部を順次選択し、当該選択された画素部について、前記電気泳動素子の前記第１電極及び前記容量素子の前記一方端子に基準電位又は当該基準電位より大きい第１電位のいずれかを印加し、かつ前記電気泳動素子の前記第２電極に前記基準電位を印加し、
   （ｂ）前記（ａ）に次いで、前記基準電位以上の第２電位と当該第２電位より大きく前記第１電位以下の第３電位との間で変動する信号を前記第２電極に印加する、
   電気泳動装置。
8. 請求項７において、
   前記第２電極は前記電気泳動素子の各々に共有される共通電極である、電気泳動装置。
9. 請求項６又は請求項７において、
   前記第２電位は前記基準電位と等しく前記第３電位は前記第１電位と等しい、電気泳動装置。
10. 請求項６又は請求項７において、
    前記第２電位は前記基準電位より大きく前記第３電位は前記第１電位より小さい、電気泳動装置。
11. 請求項６又は請求項７において、
    前記駆動回路は前記（ａ）及び前記（ｂ）を複数回繰り返す、電気泳動装置。
12. 請求項６乃至請求項１１のいずれか１項に記載の電気泳動装置を表示部として備える電子機器。

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