JP4356283B2 - Driving method of display element - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属の析出・溶解により表示を行う表示素子の駆動方法に関するものであり、いわゆる電子ペーパーに適した表示素子の駆動方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、ネットワークの普及に伴い、これまで印刷物の形態で配布されていた文書類が、いわゆる電子書類の形態で配信されるようになってきている。さらに、書籍や雑誌なども、いわゆる電子出版の形で提供される場合が多くなりつつある。これらの情報を閲覧するために、従来、コンピュータのCRT(cathode ray tube)や液晶ディスプレイから読み取ることが広く行われている。
【0003】
しかしながら、上記CRTのような発光型のディスプレイでは、人間工学的理由から疲労が著しく、長時間の読書などには耐えられないことが指摘されている。また、液晶ディスプレイのような受光型のディスプレイであっても、蛍光管特有のちらつきから、同様に読書には向かないとされている。さらに、いずれも読む場所がコンピュータの設置場所に限られるという難点がある。
【0004】
近年、バックライトを使用しない反射型液晶ディスプレイも実用になっているが、液晶の無表示(白色表示)における反射率は30〜40%であり、これは紙への印刷物の反射率(OA用紙及び文庫本の反射率75%、新聞紙の反射率52%)に比べて著しく視認性が悪い。また、反射板によるぎらつきなどから疲労が生じやすく、これも長時間の読書に耐え得るものではない。
【0005】
そこで、これらの問題点を解決するために、いわゆるペーパーライクディスプレイ、あるいは電子ペーパーと呼ばれるものが開発されつつある。これらは主に電気泳動法により着色粒子を電極間で移動させるか、二色性を有する粒子を電場で回転させることにより着色させている。しかしながら、これらの方法では、粒子間の隙間が光を吸収し、その結果としてコントラストが悪くなり、また、駆動する電圧を100V以上にしなければ実用上の書き込み速度(1秒以内)が得られないという難点がある。
【0006】
これらの表示方式のディスプレイに対して、電気化学的な作用に基づき発色を行う電気化学表示素子(エレクトロクロミックディスプレイ:ECD)は、コントラストの高さという点で上記方式のディスプレイに比べて優れており、例えば調光ガラスや時計用のディスプレイとして既に実用化されている。ただし、調光ガラスや時計用ディスプレイは、そもそもマトリクス駆動の必要が無いことから、そのままでは電子ペーパーのようなディスプレイ用途には適さない。また、一般的に黒色の品位に劣り、反射率も低いレベルに止まっている。
【0007】
また、電子ペーパーのようなディスプレイにおいては、その用途上、太陽光や室内光に晒され続けることになるが、上記調光ガラスや時計用ディスプレイにおいて実用化されているような電気化学表示素子では、黒色の部分を形成するために有機材料が使用されており、耐光性の点で問題が生ずる。一般に、有機材料は耐光性に乏しく、長時間使用した場合には褪色して黒色濃度が低下する。
【0008】
このような技術的な課題を解決するために、色の変化を行う材料として金属イオンを用いた電気化学表示素子が提案されている。この電気化学表示素子では、高分子電解質層に金属イオンを混入しておき、電気化学的な酸化・還元により金属を析出・溶解させ、これに伴う色の変化を利用して表示を行う。ここで、例えば高分子電解質層に着色材を含有させておけば、色の変化が生じた場合のコントラストを高くすることができる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記金属の析出・溶解により表示を行う電気化学表示素子においては、析出過電圧である閾値電圧を利用して表示を行う。各画素において、マトリクス状に配した電極間に閾値電圧を越えるマイナス電圧を加えると金属が析出し、プラス電圧を加えると金属が溶解する。
【0010】
しかしながら、上記閾値電圧を利用して選択的に金属を析出させて表示を行う方式では、金属の析出にある程度の時間を要することから、応答速度の点で課題を残している。例えば、パネル全体を表示させるためには、析出応答時間と電極本数とを掛け合わせた時間を要し、電極本数が増えれば増えるほど表示に時間がかかることになる。実験から析出応答時間として0.3秒程度必要なことがわかっており、例えば電極本数を100本とすると、一画面を表示するために必要な時間は、概ね30秒ということになる。
【0011】
また、上記電気析出型の表示素子において、各画素は、金属の析出以前には主にキャパシタとしての特性が強く、析出に伴って抵抗値が小さくなるという特性を持っている。したがって、画素に十分な金属の析出があると、電極間に多くの電流が流れて電位降下が大きくなり、その結果、金属の析出により低抵抗となった画素に不要な電流が流れてクロストークが発生したり、コントラストが低下する等の問題がある。
【0012】
さらに、上記電気析出型の表示素子では、時間の経過とともに表示コントラストが低下する傾向にあり、その対策も望まれる。
【0013】
本発明は、かかる従来の実情に鑑みて提案されたものである。すなわち、本発明は、電気析出型の表示素子において、表示に要する時間を短くすることが可能な駆動方法を提供することを目的とする。また、本発明は、クロストークの無い正確な析出表示が可能な駆動方法を提供することを目的とする。さらに、本発明は、電気析出型の表示素子において、画像を長時間維持し続けることが可能な駆動方法を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明の表示素子の駆動方法は、マトリクス状に配した電極により各画素において電圧を印加し、金属を析出、溶解させて画像を表示するに際し、金属を析出させる所定の画素に選択的に析出過電圧出過電圧である閾値電圧以上の電圧を加えて所定の画素に核となる結晶を析出させるステップと、全画素に閾値電圧より低い電圧を同時に加えて、核が析出された所定の画素に金属を追加析出させ、画素への書き込みを行うステップと、画素への書き込みを行った後、さらに閾値電圧より低い電圧を加えて、書き込み状態を保持するステップとを含むものである。これにより、表示時間の短縮や、表示状態の維持等が実現される。
【0016】
先にも述べた通り、アドレス駆動時に金属の析出を完了しようとすると、画素毎に析出に長時間を要し、特に走査線の本数(電極数)が増えれば増えるほど表示に時間がかかる。これに対して、核となる結晶を析出させるだけであれば、書き込みを完了する場合に比べて遙かに短時間で済み、アドレスに要する時間が大幅に短縮される。金属を追加析出させる電圧は、全ての走査線に同時に印加することができ、これに要する時間も短くて済む。このように、本発明においては、高速アドレスと一括析出の組み合わせにより、表示に要する全体の時間が短くなる。
【0017】
また、上記方法によった場合、金属の析出が不十分で画素の抵抗値が高い状態でパネル全体のアドレスが行われるため、電極抵抗による電位降下が少なくなり、画素に正確なアドレス電圧が印加されることになる。その結果、クロストークの無い正確な析出表示が実現される。
【0019】
金属の析出、溶解により表示を行う表示素子は、ある程度の表示メモリー性を持っており、数十分から数時間程度、表示を保持することができる。ただし、時間の経過と共に表示コントラストが低下していく傾向にある。上記のように、画素への書き込み(金属の析出)の後、任意のタイミングで析出過電圧である閾値電圧より低い電圧を加えると、一度金属が析出した画素においてのみ再析出が行われ、当初の表示状態が維持される。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した表示素子の駆動方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【0021】
駆動方法の説明に先立って、先ず、本発明が対象とする表示素子(表示装置)の構成例について説明する。
【0022】
本例の表示装置は、電気析出特性を利用して金属の析出、溶解により表示が行われる電気化学表示装置であり、単純マトリクス駆動方式により駆動されるものである。したがって、駆動電極は、第1の電極群X,X・・・と、これとは直交する第2の電極群Y,Y・・・とからなり、これらが互いに交差して格子状に配列されている。図1及び図2は、その具体的構造を示すものであり、透明基板1上に第1の電極群に相当するストライプ状の透明コラム電極2が形成されている。また、これと対向して第2の電極群に相当するストライプ状の対極(ロウ電極)4が形成されたベース基板3が配され、これらが高分子電解質層5を介して重ね合わされている。上記透明コラム電極2やロウ電極4は、画素数に応じて所定の本数形成されており、これらの交点が画素となる。
【0023】
上記の構成において、透明基板1には、石英ガラス板、白板ガラス板等の透明ガラス基板を用いることが可能であるが、これに限定されず、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート等のエステル、ポリアミド、ポリカーボネート、酢酸セルロース等のセルロースエステル、ポリフッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体等のフッ素ポリマー、ポリオキシメチレン等のポリエーテル、ポリアセタール、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、メチルペンテンポリマー等のポリオレフィン、及びポリイミド−アミドやポリエーテルイミド等のポリイミドを例として挙げることができる。これら合成樹脂を支持体として用いる場合には、容易に曲がらないような剛性基板とすることも可能であるが、可撓性を持ったフィルム状の基板とすることも可能である。
【0024】
透明コラム電極2には、例えばIn23とSnO2の混合物、いわゆるITO膜や、SnO2またはIn3をコーティングした膜を用いることが好ましい。これらITO膜やSnO2またはIn3をコーティングした膜にSnやSbをドーピングしたものでも良く、MgOやZnO等を用いることも可能である。
【0025】
一方、高分子電解質層5に用いるマトリクス(母材)用高分子としては、骨格ユニットがそれぞれ−(C−C−O)n−、−(C−C−N)n−、−(C−C−S)n−で表されるポリエチレンオキサイド、ポリエチレンイミン、ポリエチレンスルフィドが挙げられる。これらを主鎖構造として、枝分があってもよい。また、ポリメチルメタクリレート、ポリフッ化ビニリデン、ポリビニリデンクロライド、ポリカーボネート等も好ましい。
【0026】
高分子電解質層5を形成する際には、前記マトリクス高分子に所要の可塑剤を加えるのが好ましい。好ましい可塑剤としては、マトリクス高分子が親水性の場合には、水、エチルアルコール、イソプロピルアルコールおよびこれらの混合物等が好ましく、疎水性の場合にはプロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、エチレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、アセトニトリル、スルフォラン、ジメトキシエタン、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、ジメチルフォルムアミド、ジメチルスルフォキシド、ジメチルアセトアミド、n−メチルピロリドンおよびこれらの混合物等が好ましい。
【0027】
高分子電解質層5は、前記マトリクス用高分子に電解質を溶解せしめて形成されるが、電解質としては、表示のための発色材料として機能する金属塩の他、四級アンモニウムハライド(F,Cl,Br,I)やアルカリ金属ハライド(LiCl,LiBr,LiI,NaCl,NaBr,NaI等)、シアン化アルカリ金属塩、チオシアン化アルカリ金属塩等を挙げることができ、これらから選ばれた少なくとも1種類の支持電解質を含有したものを電解質として溶解せしめる。ここで、表示のための発色材料として機能する金属塩を構成する金属イオンとしては、ビスマス、銅、銀、リチウム、鉄、クロム、ニッケル、カドミウム等を挙げることができ、これらを単独、若しくは組み合わせて用いる。金属塩としては、これら金属の任意の塩を用いればよく、銀塩を例にすれば、硝酸銀、ホウフッ化銀、ハロゲン化銀、過塩素酸銀、シアン化銀、チオシアン化銀等を挙げることができる。
【0028】
また、高分子電解質層5は、コントラストを向上させるために、着色材を添加してもよい。金属の析出による着色が黒色の場合には、背景色としては白色とすることが好ましく、白色の隠蔽性の高い材料を着色材として導入することが好ましい。このような材料としては、着色用の白色粒子を用いることができ、着色用の白色粒子としては、二酸化チタン、炭酸カルシウム、シリカ、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム等を使用することができる。
【0029】
このとき、白色顔料を混ぜる割合としては、無機粒子による場合、約1〜20重量%が好ましく、より好ましくは約1〜10重量%であり、さらに好ましくは約5〜10重量%である。このような割合に規制するのは、酸化チタンなどの白色顔料は、高分子への溶解性はなく分散するだけであって、混合する割合が増えると、白色顔料が凝集する結果、光学濃度が不均一になってしまうからである。また、白色顔料にはイオン導電性がないため、混合割合の増加は高分子電解質の導電性の低下を招く。両者を考慮すると、混合割合の上限はおよそ20重量%である。
【0030】
上記のように無機粒子を着色材として高分子電解質層5に混入する場合、高分子電解質層5の厚さは10〜200μmとすることが好ましく、より好ましくは10〜100μm、さらに好ましくは10〜50μmである。高分子電解質層5は、薄い方が電極間の抵抗が小さくなるので発色、消色時間の短縮や消費電力の低減に繋がり好ましい。しかしながら、高分子電解質層5の厚さが10μm未満になると、機械的強度が低下して、ピンホールや亀裂が生ずる等の不都合が発生する。また、高分子電解質層5の厚さがあまり薄い場合には、結果として上記無機粒子の混入量が少なくなり、白色性(光学濃度)が十分でなくなる虞れがある。
【0031】
なお、高分子電解質層5に混入する着色材として色素を用いる場合、着色材を混入する割合としては、10重量%以下であってもよい。これは、色素の発色効率が無機粒子に比べて遙かに高いためである。したがって、電気化学的に安定した色素であれば、少ない量でも十分なコントラストを得ることができる。かかる色素としては、例えば油溶性染料が好ましい。
【0032】
背面側に設けられるベース基板3は、必ずしも透明である必要はなく、ロウ電極4を確実に保持できる基板やフィルム等を用いることができる。例示すると、石英ガラス板、白板ガラス板等のガラス基板、セラミック基板、紙基板、木材基板を用いることが可能である。勿論、これに限定されず、合成樹脂基板等も使用可能である。合成樹脂基板としては、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート等のエステル、ポリアミド、ポリカーボネート、酢酸セルロース等のセルロースエステル、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレンーコヘキサフルオロプロピレン等のフッ素ポリマー、ポリオキシメチレン等のポリエーテル、ポリアセタール、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、メチルペンテンポリマー等のポリオレフィン、及びポリイミド−アミドやポリエーテルイミド等のポリイミドを例として挙げることができる。これら合成樹脂をベース基板として用いる場合には、容易に曲がらないような剛性基板とすることも可能であるが、可撓性を持ったフィルム状の基板とすることも可能である。
【0033】
ロウ電極4には、導電材料、例えば金属材料を使用することができる。ただし、このロウ電極4を構成する金属と透明コラム電極2上に析出する金属の電位差が大きいと、着色状態において電荷が電極上に蓄積され、電荷の移動が起こって意図しない画素が着色されてしまう虞れがある。特に、電位差が金属が析出する際の析出過電圧(単純マトリクス駆動の閾値)を越えると、前記着色が起こる可能性が生ずる。そこで、ロウ電極4には、発色材料として析出する金属との電位差が析出過電圧(閾値)未満となるような金属を選択することが望ましい。理想的には、ロウ電極4の金属材料として、発色材料に用いた金属イオンのイオン化前の状態(金属状態)のものを用いる。すなわち、例えば、銀の析出・溶解を利用する場合にはロウ電極4に銀を用いるというように、ロウ電極4には析出・溶解する金属と同一の金属を用いる。これによって、透明コラム電極2上に金属が析出した状態で上記電位差が生ずることがなくなる。
【0034】
以上が電気析出特性を利用した表示装置の構成であるが、次に、この表示装置の駆動方法について説明する。
【0035】
電気析出特性を利用した表示装置において、例えば図3に示すような三角波電圧をコラム電極−ロウ電極間に印加した場合、図4に示すような電流−電圧過渡応答特性を示す。なお、図4は、ロウ電極をAg電極とし、高分子電解質に銀イオンとヨウ素イオンを溶解した場合の特性例である。
【0036】
この図4について説明すると、上記コラム電極−ロウ電極間にゼロからマイナス側に電圧を加えていくと、しばらくは銀は析出せず、閾値電圧Vthを越えたところでコラム電極への銀の析出が始まる。図4においては、閾値電圧Vthを越えたところで析出に伴う電流が流れ始めており、このことがわかる。このように、各画素は、析出以前(白)は主にキャパシタとしての特性が強く、析出する(黒)につれて抵抗値が小さくなる特性を持っており、これは図5に示す等価回路で表すことができる。
【0037】
銀の析出は、三角波電圧の頂点に相当する書き込み電圧Vを越え、次第に電圧が下がっても続き、先の閾値電圧Vthを下回っても続く。銀の析出が終わるのは、印加電圧が保持電圧Vkeまで下がった時である。このことは重要な知見を示唆している。すなわち、一度閾値電圧Vthを越えて核(種)が形成されれば、閾値電圧Vth以下の電圧でも、銀の析出が起こるということである。本発明は、後述の通り、かかる現象を最大限に利用したものである。
【0038】
一方、逆極性(プラス)の電圧をコラム電極−ロウ電極間に印加すると、銀の溶解が始まり、消去電圧Vithに到達した時点で析出していた銀は消失する。これ以上の高い電圧を印加すると、ヨウ素が遊離して電極に付着し、黄色く着色されてしまう。
【0039】
上記のような電流−電圧過渡応答特性を示す表示装置の駆動を考えた場合、最も単純には、アドレス駆動の際に上記閾値電圧を越える電圧を加えて銀を析出させ、画素の書き込みを行うことが考えられる。以下、説明の簡略化のため、図6に示す3×3画素によるモノクロ表示を例にして、この場合の駆動電圧波形について説明する。
【0040】
図7は、マイナス電圧を加えて閾値電圧Vthより大きくなるとコラム電極上に銀が析出し、プラス電圧を加えると銀が溶解するような電気析出表示素子において、析出の閾値電圧を利用して表示を行う駆動電圧波形の一例を示すものである。図7においては、各コラム電極C,C,Cに加えられるコラム電圧、各ロウ電極R,R,Rに加えられるロウ電圧、及び画素(C,R)、(C,R)、(C,R)の印加電圧を示してある。
【0041】
表示に際しては、各コラム電極C,C,Cには閾値電圧Vthより小さい信号書き込み電圧パルスVsigを加え、各ロウ電極R,R,Rには閾値電圧Vthより小さい選択電圧パルスVselを加えて、上から順に選択操作する。このとき、銀を析出させる画素にのみ閾値電圧Vthより大きい電圧(書き込み電圧V)(=Vsig−Vsel)が加わり、透明コラム電極上に銀が析出して書き込みが行われる。
【0042】
例えば、画素(C,R)、(C,R)では、コラム電極C,Cの信号書き込み電圧パルスVsigと、ロウ電極R,Rの選択電圧パルスVselとが重なり、その結果、これらの電圧差により書き込み電圧Vが加わり、銀の析出(書き込み)が行われる。一方、画素(C,R)では、コラム電極Cの信号書き込み電圧パルスVsigとロウ電極Rの選択電圧パルスVselとが重なる期間が無く、閾値電圧Vthを下回る信号書き込み電圧パルスVsig、あるいは選択電圧パルスVselのうちのいずれか一方が加わるのみである。したがって、銀の析出は起こらず、画素への書き込みは行われない。
【0043】
書き込み後は、コラム電極とロウ電極を共にオープンにしたりショートしたりすることで表示をメモリーすることができる。また、ロウ電極R,R,Rに所定のタイミングで消去用の電圧−Vを加え、各画素にプラスの電圧Vが加わるようにすることで、銀が溶解して消去が行われる。なお、この消去用の電圧Vは、先の図4における消去電圧Vithと同じか、若干低い値に設定する。消去用の電圧Vが消去電圧Vithを越えると、着色の虞れがある。
【0044】
上記方式では、画素に銀を析出させるための時間をTとし、ロウ電極の本数をN本とすると、パネル全体を表示させるための時間Ttwは、
tw=T×N
【0045】
となり、析出の応答時間とロウ電極数を掛け合わせた時間を要する。実験から析出の応答時間Tは0.3秒程度必要なことがわかっており、電極数が増えれば増えるほど表示に時間がかかる。例えば、ロウ電極の本数N=100では、パネル全体を表示させるための時間Ttwは30秒となる。
【0046】
また、上記電気析出型の表示素子の過渡応答特性は図4に示すようなものであり、各画素は、金属の析出以前には主にキャパシタとしての特性が強く、析出に伴って抵抗値が小さくなるという特性を持っている。したがって、画素に十分な金属の析出があると、電極間に多くの電流が流れて電位降下が大きくなり、その結果、図8に示す等価回路において、金属の析出により低抵抗となった画素に不要な電流Ierrorが流れてクロストークが発生したり、コントラストが低下する等の問題がある。
【0047】
そこで、本発明では、第1番目の構成として、画素の書き込みを、結晶の核を生成するアドレス駆動と、追加析出のための電圧印加の2段階とし、パネル全体の表示時間を短縮する。図9は、かかる駆動方法における駆動電圧波形を示すものである。
【0048】
この場合においても各画素のアドレス駆動は、先の図7に示す例と同じである。すなわち、各コラム電極C,C,Cには閾値電圧Vthより小さい信号書き込み電圧パルスVsigを加え、各ロウ電極R,R,Rには閾値電圧Vthより小さい選択電圧パルスVselを加えて、上から順に選択操作する。このとき、銀を析出させる画素にのみ閾値電圧Vthより大きい電圧(書き込み電圧V)(=Vsig−Vsel)が加わり、透明コラム電極上に銀が析出する。
【0049】
ただし、本例では、このアドレス駆動により書き込みを完了する必要がなく、核となる結晶が生成すればよいために、書き込み電圧Vを印加する時間を図7に示す例に比べて遙かに短くすることができる。具体的には、書き込み時間の1/10程度で済む。
【0050】
上記アドレス駆動におけるロウ電極のスキャンが終わった後、直ちにパネルの全画素に閾値電圧Vthより小さい追加書き込み電圧Vを印加する。すなわち、全てのロウ電極R,R,R・・・に電圧−Vを印加する。なお、図面上は、アドレス駆動終了後、所定時間後に追加書き込み電圧Vを印加するように描かれているが、実際には、アドレス駆動終了後、直ちに追加書き込み電圧Vを印加する。
【0051】
この追加書き込み電圧Vを印加することで、銀の析出を確実に定着する動作を追加する。追加書き込み電圧Vを印加すると、アドレス駆動時に書き込み電圧Vが印加され、核となる結晶が析出している画素でのみ析出が継続され、これにより書き込み動作が完了する。一方、アドレス駆動時に書き込み電圧Vが印加されなかった画素では、追加書き込み電圧Vを印加しても析出は起こらず、白状態が保たれる。このことは、先の図4の説明からも明らかである。
【0052】
書き込み後は、コラム電極とロウ電極を共にオープンにしたりショートしたりすることで表示をメモリーすることができる。また、ロウ電極R,R,R・・・に所定のタイミングで消去用の電圧−Vを加え、各画素にプラスの電圧Vが加わるようにすることで、銀が溶解して消去が行われる。なお、この消去用の電圧Vは、先の図4における消去電圧Vithと同じか、若干低い値に設定する。消去用の電圧Vが消去電圧Vithを越えると、着色の虞れがある。
【0053】
上記駆動方法において、短い書き込み時間(アドレス駆動時間)をTとして、アドレス書き込み時間と呼ぶ。また、追加書き込み電圧Vを印加する時間をTとする。
【0054】
図4に示す電流−電圧の過渡応答特性から明らかなように、短いアドレス書き込み時間に閾値電圧Vthを越える書き込み電圧Vが印加された画素では、短時間でも一度閾値電圧Vthを越える電圧が加わると、ITO等からなる透明電極(コラム電極)上に銀の析出核が発生し、その後に閾値電圧Vthより小さい電圧Vを印加することで析出が進行する。
【0055】
アドレス書き込み時間Tをより短時間にするためには、アドレス駆動の終了後、銀の析出核が消えないようにするため、保持電圧Vkeに近い電圧Vが印加されるようにすることが有効である。これにより、短いアドレス書き込み時間Tでも追加書き込み電圧Vを印加するまで銀の析出核を保持し続けることができる。なお、ここで、電圧Vは、厳密に保持電圧Vkeに設定する必要はなく、|Vsig−V|<|Vth|なる条件を満たす電圧であればよい。
【0056】
上記駆動方式において、パネル全体の表示に要するトータルな時間Ttaは、ロウ電極の本数をN本とすると、
ta=T×N+T
となる。
【0057】
これを図7に示す駆動方法において書き込みに要する時間Ttw(=T×N)と比べると、T<Tであるために、ロウ電極の本数Nが大きくなるに従って、Tta<Tの傾向が強くなることがわかる。
【0058】
実験の結果から、T=0.3s、T=0.03s、T=3s程度であることがわかっているので、例えば、ロウ電極の本数N=10の場合には、
ta=0.03s×10+3s=3.3s
tw=0.3s×10=3s
となり、ほとんど変わらないが、ロウ電極の本数N=100の場合には、
ta=0.03s×100+3s=6s
tw=0.3s×100=30s
【0059】
となって、図9に示す駆動方法が有利であることがわかる。ロウ電極の本数Nが多いほどこの傾向は顕著であり、図9に示す駆動方法の方がパネル全体を表示する時間が相対的に短くなる。
【0060】
また、上記駆動方法を採用することにより、短い書き込み時間Tが実現されるばかりでなく、アドレス駆動時には析出が十分されないことで画素の抵抗値が下がらず、ハイインピーダンスになる。したがって、図8に示されるパネル等価回路での不要な電流Ierrorの量も少なくなって、コラム電極やロウ電極の抵抗成分による電位降下も少なくなり、書き込み電圧が正確に印加されるようになる。
【0061】
次に、本発明の第2番目の駆動方法として、通常の書き込みが終了した後に、定期的に閾値電圧Vthより小さい維持パルスVを加えて、表示状態を維持し続ける例について説明する。
【0062】
電解析出型の表示素子は、ある程度の表示メモリー性を持っており、図4に示した過渡応答特性中の保持電圧Vkeを加えたり、コラム電極とロウ電極をオープンにしたりすることで、数十分から数時間程度、表示を保持することができる。しかしながら、実際には、時間とともに表示コントラストが低下していく傾向にある。そこで、本例では、上記維持パルスVを加え、表示をリフレッシュ(維持)する。図10に、本例の駆動方法における駆動電圧波形を示す。
【0063】
この図10に示す駆動電圧波形において、書き込み動作は先の図7に示すものと同じである。すなわち、各コラム電極C,C,Cには閾値電圧Vthより小さい信号書き込み電圧パルスVsigを加え、各ロウ電極R,R,Rには閾値電圧Vthより小さい選択電圧パルスVselを加えて、上から順に選択操作する。このとき、銀を析出させる画素にのみ閾値電圧Vthより大きい電圧(書き込み電圧V)(=Vsig−Vsel)が加わり、透明コラム電極上に銀が析出して書き込みが行われる。
【0064】
先の図7に示す例と大きく異なるのは、書き込み操作の後、上記維持パルスVを加えることである。このとき、コラム電極側の信号パルスは動作させる必要はなく、先に述べた理由から、書き込み操作によって一度銀が析出した画素においてのみ銀が再析出する。維持パルスVは、任意の間隔で印加すればよく、例えば10分間隔で印加する。また、維持パルスVは、この例では順次走査しているが、全画素に同時に加えるようにsしてもよい。この場合にも、書き込み操作によって一度銀が析出した画素においてのみ銀が再析出するため、表示を維持することができる。
【0065】
なお、上記維持パルスVの印加は、先の図9に示す駆動方法に適用することも可能である。すなわち、短時間のアドレス駆動の後、追加書き込み電圧Vを印加して書き込みを終了し、その後、上記維持パルスVを印加する。これによって、短時間表示と表示品質の維持が同時に実現される。
【0066】
【発明の効果】
以上の説明からも明らかなように、本発明によれば、画素を析出させるためのアドレスを高速で行うことができ、その後に一括して十分に金属を析出することができるため、アドレス時間を短くすることができ、表示に要する全体の時間を短くすることができる。
【0067】
また、画素の抵抗値が高い状態でパネル全体のアドレスができるため、電極抵抗による電位降下が少なくなり、画素に正確なアドレス電圧を印加することができ、クロストークの無い正確な析出表示を実現することができる。さらに、本発明によれば、一度表示した後、閾値電圧以下の電圧を印加することで、画像を長時間維持し続けることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】電解析出型の表示装置の一例を示す概略断面図である。
【図2】電解析出型の表示装置を一部破断して示す概略斜視図である。
【図3】電流−電圧過渡応答特性を調べるために印加した三角波電圧を示す波形図である。
【図4】電流−電圧過渡応答特性を示す特性図である。
【図5】画素の等価回路を示す回路図である。
【図6】3×3画素のパネルの模式図である。
【図7】電解析出型の表示装置の駆動方法における駆動電圧波形を示す波形図である。
【図8】不要な電流Ierrorが流れる様子を示す等価回路図である。
【図9】アドレス駆動後に追加析出させる駆動方法における駆動電圧波形を示す波形図である。
【図10】書き込み後に維持電圧を加えて表示を維持する駆動方法における駆動電圧波形を示す波形図である。
【符号の説明】
1 透明基板、2 コラム電極、3 ベース基板、4 ロウ電極、5 高分子電解質
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for driving a display element that performs display by deposition / dissolution of a metal, and relates to a method for driving a display element suitable for so-called electronic paper.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the spread of networks, documents that have been distributed in the form of printed materials have been distributed in the form of so-called electronic documents. Furthermore, books and magazines are often provided in the form of so-called electronic publishing. In order to view such information, reading from a CRT (cathode ray tube) or liquid crystal display of a computer has been widely performed.
[0003]
However, it has been pointed out that a light-emitting display such as the CRT is extremely fatigued for ergonomic reasons and cannot withstand long-time reading. Even light-receiving displays such as liquid crystal displays are not suitable for reading because of the flicker inherent in fluorescent tubes. In addition, there is a problem that the reading place is limited to the place where the computer is installed.
[0004]
In recent years, a reflective liquid crystal display that does not use a backlight has been put into practical use. However, the reflectance when no liquid crystal is displayed (white display) is 30 to 40%, which is the reflectance of printed matter on paper (OA paper). And the reflectance of 75% for paperback books and 52% for newspapers). In addition, fatigue is likely to occur due to glare caused by the reflector, and this is also not able to withstand long-time reading.
[0005]
In order to solve these problems, what is called a paper-like display or electronic paper is being developed. These are colored by moving colored particles between electrodes mainly by electrophoresis or rotating particles having dichroism in an electric field. However, in these methods, the gaps between the particles absorb light, resulting in poor contrast, and a practical writing speed (within 1 second) cannot be obtained unless the driving voltage is set to 100 V or higher. There is a difficulty.
[0006]
In contrast to these display systems, electrochemical display elements (electrochromic display: ECD) that produce color based on electrochemical action are superior to the above-mentioned displays in terms of high contrast. For example, it has already been put into practical use as a light control glass or a display for a watch. However, since the light control glass and the display for a clock do not need to be driven in the first place, they are not suitable for display applications such as electronic paper. In general, the black quality is inferior, and the reflectance is low.
[0007]
In addition, in displays such as electronic paper, it will continue to be exposed to sunlight and room light for its use, but in electrochemical display elements such as those practically used in the above light control glass and watch display. Since an organic material is used to form a black portion, a problem arises in terms of light resistance. In general, an organic material has poor light resistance, and when used for a long time, it fades and the black density decreases.
[0008]
In order to solve such a technical problem, an electrochemical display element using metal ions as a material that changes color has been proposed. In this electrochemical display element, metal ions are mixed in the polymer electrolyte layer, the metal is deposited and dissolved by electrochemical oxidation / reduction, and display is performed using the color change associated therewith. Here, for example, if a colorant is contained in the polymer electrolyte layer, the contrast when a color change occurs can be increased.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the electrochemical display element which displays by said metal precipitation and melt | dissolution, it displays using the threshold voltage which is a deposition overvoltage. In each pixel, when a negative voltage exceeding a threshold voltage is applied between electrodes arranged in a matrix, metal is deposited, and when a positive voltage is applied, the metal is dissolved.
[0010]
However, in the method in which the metal is selectively deposited using the threshold voltage, a certain amount of time is required for the deposition of the metal, so that there remains a problem in terms of response speed. For example, in order to display the entire panel, a time obtained by multiplying the deposition response time by the number of electrodes is required, and as the number of electrodes increases, the display takes time. From the experiment, it is known that the deposition response time is about 0.3 seconds. For example, when the number of electrodes is 100, the time required to display one screen is about 30 seconds.
[0011]
Further, in the above-described electrodeposition type display element, each pixel has a characteristic that the characteristic as a capacitor is mainly strong before the metal is deposited, and the resistance value is reduced with the deposition. Therefore, if there is sufficient metal deposition in the pixel, a large amount of current flows between the electrodes and the potential drop increases, and as a result, unnecessary current flows through the pixel that has become low resistance due to metal deposition, causing crosstalk. May occur or the contrast may decrease.
[0012]
Further, in the electrodeposition type display element, the display contrast tends to decrease with the passage of time, and countermeasures are desired.
[0013]
The present invention has been proposed in view of such conventional situations. That is, an object of the present invention is to provide a driving method capable of shortening the time required for display in an electrodeposition type display element. It is another object of the present invention to provide a driving method capable of accurate precipitation display without crosstalk. It is another object of the present invention to provide a driving method capable of maintaining an image for a long time in an electrodeposition type display element.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-described object, the display element driving method of the present invention applies a voltage to each pixel by electrodes arranged in a matrix, and deposits and dissolves the metal to display an image. a step of precipitating crystals as a core in a predetermined pixel by adding the threshold voltage or higher is selectively deposited overvoltage out overvoltage to a predetermined pixel letting, in addition to a voltage lower than the threshold voltage simultaneously to all the pixels, nuclear And depositing metal on the predetermined pixel on which is deposited, writing to the pixel, and after writing to the pixel, applying a voltage lower than the threshold voltage to maintain the writing state Is included . Thereby, shortening of display time, maintenance of a display state, etc. are realized.
[0016]
As described above, when it is attempted to complete the metal deposition at the time of address driving, it takes a long time for each pixel to be deposited. In particular, as the number of scanning lines (the number of electrodes) increases, the display takes longer. On the other hand, if only crystals serving as nuclei are precipitated, the time required is much shorter than when writing is completed, and the time required for addressing is greatly reduced. The voltage for depositing additional metal can be applied to all the scanning lines simultaneously, and the time required for this can be shortened. Thus, in the present invention, the total time required for display is shortened by the combination of high-speed address and batch deposition.
[0017]
In addition, when the above method is used, addressing of the entire panel is performed in a state where metal deposition is insufficient and the resistance value of the pixel is high, so that a potential drop due to electrode resistance is reduced, and an accurate address voltage is applied to the pixel. Will be. As a result, accurate precipitation display without crosstalk is realized.
[0019]
A display element that performs display by deposition and dissolution of metal has a certain level of display memory, and can maintain display for several tens of minutes to several hours. However, the display contrast tends to decrease with time. As described above, when a voltage lower than the threshold voltage, which is the deposition overvoltage, is applied at an arbitrary timing after writing to the pixel (metal deposition), re-deposition is performed only in the pixel once the metal is deposited, The display state is maintained.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a display element driving method to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings.
[0021]
Prior to the description of the driving method, first, a configuration example of a display element (display device) targeted by the present invention will be described.
[0022]
The display device of this example is an electrochemical display device in which display is performed by deposition and dissolution of metal using the electrodeposition characteristics, and is driven by a simple matrix driving method. Therefore, the drive electrode is composed of the first electrode group X 1 , X 2 ... And the second electrode group Y 1 , Y 2 ... Orthogonal to the first electrode group X 1 , X 2. Are arranged in a shape. FIG. 1 and FIG. 2 show the specific structure, and a striped transparent column electrode 2 corresponding to the first electrode group is formed on the transparent substrate 1. Further, a base substrate 3 on which a stripe-like counter electrode (row electrode) 4 corresponding to the second electrode group is formed is disposed so as to face this, and these are superposed via a polymer electrolyte layer 5. A predetermined number of the transparent column electrodes 2 and row electrodes 4 are formed according to the number of pixels, and the intersection of these is a pixel.
[0023]
In the above configuration, the transparent substrate 1 can be a transparent glass substrate such as a quartz glass plate or a white plate glass plate, but is not limited thereto, an ester such as polyethylene naphthalate or polyethylene terephthalate, polyamide, Polycarbonate such as polycarbonate, cellulose ester such as cellulose acetate, fluoropolymer such as polyvinylidene fluoride and tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer, polyether such as polyoxymethylene, polyacetal, polystyrene, polyethylene, polypropylene, methylpentene polymer And polyimides such as polyimide-amide and polyetherimide can be mentioned as examples. When these synthetic resins are used as a support, a rigid substrate that does not easily bend can be used, but a flexible film-like substrate can also be used.
[0024]
For the transparent column electrode 2, for example, a mixture of In 2 O 3 and SnO 2 , a so-called ITO film, or a film coated with SnO 2 or In 2 O 3 is preferably used. These ITO films or films coated with SnO 2 or In 2 O 3 may be doped with Sn or Sb, and MgO, ZnO or the like can also be used.
[0025]
On the other hand, the matrix (matrix) polymer used for the polymer electrolyte layer 5 has skeleton units of-(C-C-O) n -,-(C-C-N) n- , and-(C- And polyethylene oxide, polyethyleneimine, and polyethylene sulfide represented by C—S) n —. These may be branched as a main chain structure. Polymethyl methacrylate, polyvinylidene fluoride, polyvinylidene chloride, polycarbonate and the like are also preferable.
[0026]
When forming the polymer electrolyte layer 5, it is preferable to add a required plasticizer to the matrix polymer. As the preferred plasticizer, when the matrix polymer is hydrophilic, water, ethyl alcohol, isopropyl alcohol and a mixture thereof are preferable. When the matrix polymer is hydrophobic, propylene carbonate, dimethyl carbonate, ethylene carbonate, γ-butyrolactone is preferable. Acetonitrile, sulfolane, dimethoxyethane, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, dimethylformamide, dimethylsulfoxide, dimethylacetamide, n-methylpyrrolidone, and mixtures thereof are preferred.
[0027]
The polymer electrolyte layer 5 is formed by dissolving an electrolyte in the matrix polymer. As the electrolyte, in addition to a metal salt that functions as a coloring material for display, a quaternary ammonium halide (F, Cl, Br, I), alkali metal halides (LiCl, LiBr, LiI, NaCl, NaBr, NaI, etc.), alkali metal cyanide, alkali metal thiocyanate, etc., and at least one kind selected from these A solution containing a supporting electrolyte is dissolved as an electrolyte. Here, examples of the metal ions constituting the metal salt that functions as a coloring material for display include bismuth, copper, silver, lithium, iron, chromium, nickel, cadmium, etc., and these can be used alone or in combination. Use. As the metal salt, any salt of these metals may be used. Examples of silver salts include silver nitrate, silver borofluoride, silver halide, silver perchlorate, silver cyanide, and silver thiocyanide. Can do.
[0028]
The polymer electrolyte layer 5 may be added with a coloring material in order to improve contrast. When the color due to metal deposition is black, the background color is preferably white, and a white material with high concealment is preferably introduced as the colorant. As such a material, coloring white particles can be used, and as the coloring white particles, titanium dioxide, calcium carbonate, silica, magnesium oxide, aluminum oxide and the like can be used.
[0029]
In this case, the mixing ratio of the white pigment is preferably about 1 to 20% by weight, more preferably about 1 to 10% by weight, and further preferably about 5 to 10% by weight in the case of using inorganic particles. This ratio is restricted because white pigments such as titanium oxide are not soluble in the polymer but only disperse, and as the mixing ratio increases, the white pigment aggregates, resulting in an optical density. This is because it becomes uneven. Moreover, since the white pigment has no ionic conductivity, an increase in the mixing ratio causes a decrease in the conductivity of the polymer electrolyte. Considering both, the upper limit of the mixing ratio is about 20% by weight.
[0030]
When inorganic particles are mixed in the polymer electrolyte layer 5 as a colorant as described above, the thickness of the polymer electrolyte layer 5 is preferably 10 to 200 μm, more preferably 10 to 100 μm, and still more preferably 10 to 10 μm. 50 μm. The thinner the polymer electrolyte layer 5 is, the smaller the resistance between the electrodes, so that the time required for color development and decoloration is shortened and the power consumption is reduced. However, when the thickness of the polymer electrolyte layer 5 is less than 10 μm, the mechanical strength is lowered, and problems such as pinholes and cracks occur. Moreover, when the thickness of the polymer electrolyte layer 5 is too thin, the amount of the inorganic particles mixed in may be reduced as a result, and whiteness (optical density) may not be sufficient.
[0031]
In addition, when using a pigment | dye as a coloring material mixed in the polymer electrolyte layer 5, as a ratio which mixes a coloring material, 10 weight% or less may be sufficient. This is because the coloring efficiency of the dye is much higher than that of the inorganic particles. Therefore, sufficient contrast can be obtained even with a small amount as long as the dye is electrochemically stable. As such a pigment, for example, an oil-soluble dye is preferable.
[0032]
The base substrate 3 provided on the back side is not necessarily transparent, and a substrate, a film, or the like that can reliably hold the row electrode 4 can be used. For example, it is possible to use a glass substrate such as a quartz glass plate and a white glass plate, a ceramic substrate, a paper substrate, and a wood substrate. Of course, the present invention is not limited to this, and a synthetic resin substrate or the like can also be used. Synthetic resin substrates include esters such as polyethylene naphthalate and polyethylene terephthalate, cellulose esters such as polyamide, polycarbonate, and cellulose acetate, fluoropolymers such as polyvinylidene fluoride and polytetrafluoroethylene-cohexafluoropropylene, and polyoxymethylene. Examples include polyether, polyacetal, polystyrene, polyethylene, polypropylene, polyolefins such as methylpentene polymer, and polyimides such as polyimide-amide and polyetherimide. When these synthetic resins are used as the base substrate, a rigid substrate that does not bend easily can be used, but a flexible film-like substrate can also be used.
[0033]
For the row electrode 4, a conductive material such as a metal material can be used. However, if the potential difference between the metal constituting the row electrode 4 and the metal deposited on the transparent column electrode 2 is large, charges are accumulated on the electrode in the colored state, and the movement of the charge occurs to color unintended pixels. There is a risk of it. In particular, when the potential difference exceeds the deposition overvoltage (threshold for simple matrix driving) when the metal is deposited, there is a possibility that the coloring occurs. Therefore, it is desirable to select a metal for the row electrode 4 such that the potential difference with the metal deposited as the coloring material is less than the deposition overvoltage (threshold). Ideally, the metal material of the row electrode 4 is in a state (metal state) before ionization of metal ions used in the color forming material. That is, for example, when silver precipitation / dissolution is used, silver is used for the row electrode 4, and the same metal as the metal deposited / dissolved is used for the row electrode 4. As a result, the potential difference does not occur when metal is deposited on the transparent column electrode 2.
[0034]
The above is the configuration of the display device using the electrodeposition characteristics. Next, a method for driving the display device will be described.
[0035]
In a display device using the electrodeposition characteristic, for example, when a triangular wave voltage as shown in FIG. 3 is applied between the column electrode and the row electrode, a current-voltage transient response characteristic as shown in FIG. 4 is shown. FIG. 4 is an example of characteristics when the row electrode is an Ag electrode and silver ions and iodine ions are dissolved in the polymer electrolyte.
[0036]
Referring to FIG. 4, when a voltage is applied from zero to a minus side between the column electrode and the row electrode, silver does not precipitate for a while, and silver deposits on the column electrode when the threshold voltage Vth is exceeded. Begins. In FIG. 4, the current accompanying the deposition begins to flow when the threshold voltage Vth is exceeded, which is understood. As described above, each pixel has a characteristic that is mainly strong as a capacitor before deposition (white) and decreases in resistance value as it is deposited (black). This is represented by an equivalent circuit shown in FIG. be able to.
[0037]
Silver deposition, beyond the write voltage V w which corresponds to the apex of the triangular wave voltage, gradually followed by even lower voltage, followed by even lower than the previous threshold voltage V th. The silver deposition ends when the applied voltage drops to the holding voltage V ke . This suggests important findings. That is, if once nuclei (seeds) exceeds the threshold voltage V th is formed, even in the threshold voltage V th or less of the voltage is that silver precipitation occurs. As will be described later, the present invention makes full use of this phenomenon.
[0038]
On the other hand, when a reverse polarity (plus) voltage is applied between the column electrode and the row electrode, the dissolution of silver begins, and the silver that has been deposited when it reaches the erase voltage V ith disappears. When a higher voltage than this is applied, iodine is liberated and adheres to the electrode, resulting in yellow coloration.
[0039]
Considering driving of a display device exhibiting current-voltage transient response characteristics as described above, most simply, a voltage exceeding the threshold voltage is applied during address driving to deposit silver, and pixel writing is performed. It is possible. Hereinafter, for simplification of description, the drive voltage waveform in this case will be described using a monochrome display by 3 × 3 pixels shown in FIG. 6 as an example.
[0040]
FIG. 7 shows an electrodeposition display element in which silver is deposited on the column electrode when a negative voltage is applied and becomes larger than the threshold voltage Vth, and silver is dissolved when a positive voltage is applied. An example of the drive voltage waveform which displays is shown. In FIG. 7, the column voltage applied to each column electrode C 1 , C 2 , C 3 , the row voltage applied to each row electrode R 1 , R 2 , R 3 , and the pixels (C 1 , R 1 ), ( The applied voltages of C 1 , R 2 ) and (C 2 , R 2 ) are shown.
[0041]
In display, each column electrode C 1, C 2, the threshold voltage V th is less than the signal writing voltage pulse V sig addition to C 3, the threshold voltage V th to each row electrodes R 1, R 2, R 3 A small selection voltage pulse V sel is applied, and selection operations are performed in order from the top. At this time, a voltage (write voltage V w ) (= V sig −V sel ) greater than the threshold voltage V th is applied only to the pixel on which silver is deposited, and silver is deposited on the transparent column electrode to perform writing.
[0042]
For example, in the pixels (C 1 , R 1 ) and (C 2 , R 2 ), the signal write voltage pulse V sig for the column electrodes C 1 and C 2 and the select voltage pulse V sel for the row electrodes R 1 and R 2 As a result, the write voltage Vw is added by these voltage differences, and silver is deposited (written). On the other hand, in the pixel (C 1 , R 2 ), there is no period in which the signal writing voltage pulse V sig of the column electrode C 1 overlaps with the selection voltage pulse V sel of the row electrode R 2 , and the signal writing voltage lower than the threshold voltage V th. Only one of the pulse V sig and the selection voltage pulse V sel is applied. Therefore, silver deposition does not occur and writing to the pixel is not performed.
[0043]
After writing, the display can be memorized by opening or shorting both the column electrode and the row electrode. The row electrodes R 1, R 2, R 3 in the voltage -V e for erasing added at a predetermined timing, by so applied is positive voltage V e in each pixel, the erase dissolved silver Done. The voltage V e for the erasure is equal to or erase voltage V i @ th at 4 before, set to a value slightly lower. If the erasing voltage V e exceeds the erasing voltage V it, there is a risk of coloring.
[0044]
In the above method, the time T tw for displaying the time for depositing the silver pixel is T w, when the number of row electrodes and N present, the entire panel,
T tw = T w × N
[0045]
Therefore, it takes time to multiply the deposition response time by the number of row electrodes. From experiments, it is known that the deposition response time Tw is required to be about 0.3 seconds, and the longer the number of electrodes, the longer it takes to display. For example, when the number of row electrodes N = 100, the time T tw for displaying the entire panel is 30 seconds.
[0046]
Further, the transient response characteristics of the electrodeposition type display element are as shown in FIG. 4, and each pixel has a strong characteristic mainly as a capacitor before the deposition of the metal, and the resistance value increases with the deposition. It has the characteristic of becoming smaller. Therefore, if there is sufficient metal deposition in the pixel, a large amount of current flows between the electrodes, resulting in a large potential drop. As a result, in the equivalent circuit shown in FIG. There is a problem that unnecessary current I error flows and crosstalk occurs or contrast is lowered.
[0047]
Therefore, in the present invention, as a first configuration, pixel writing is performed in two stages: address driving for generating crystal nuclei and voltage application for additional deposition, thereby reducing the display time of the entire panel. FIG. 9 shows drive voltage waveforms in such a drive method.
[0048]
Also in this case, the address driving of each pixel is the same as the example shown in FIG. That is, a signal write voltage pulse V sig smaller than the threshold voltage V th is applied to each column electrode C 1 , C 2 , C 3, and a selection smaller than the threshold voltage V th is applied to each row electrode R 1 , R 2 , R 3. The voltage pulse V sel is added and the selection operation is performed in order from the top. At this time, a voltage (write voltage V w ) (= V sig −V sel ) greater than the threshold voltage V th is applied only to the pixel on which silver is deposited, and silver is deposited on the transparent column electrode.
[0049]
However, in this embodiment, it is not necessary to complete the write by the address drive, in order to may be generated crystals as a core, much crab than a time for applying a write voltage V w to the example shown in FIG. 7 Can be shortened. Specifically, it takes about 1/10 of the writing time.
[0050]
After the end of the scan of the row electrodes in the address driving, to apply the threshold voltage V th is less than the additional write voltage V m to all pixels of the immediately panel. That is, the voltage −V m is applied to all the row electrodes R 1 , R 2 , R 3 . In the drawing, it is illustrated that the additional write voltage Vm is applied after a predetermined time after the end of the address drive, but in practice, the additional write voltage Vm is applied immediately after the end of the address drive.
[0051]
By applying this additional write voltage V m, to add behavior to reliably fix the silver precipitation. When the additional write voltage Vm is applied, the write voltage Vw is applied at the time of address driving, and the precipitation is continued only in the pixel where the crystal serving as the nucleus is precipitated, thereby completing the write operation. On the other hand, in the pixel write voltage V w at the time of address drive has not been applied, even precipitation does not occur by applying an additional write voltage V m, the white state is maintained. This is also clear from the description of FIG.
[0052]
After writing, the display can be memorized by opening or shorting both the column electrode and the row electrode. Further, by applying an erasing voltage −V e to the row electrodes R 1 , R 2 , R 3 ... At a predetermined timing, and adding a positive voltage V e to each pixel, silver is dissolved. Is erased. The voltage V e for the erasure is equal to or erase voltage V i @ th at 4 before, set to a value slightly lower. If the erasing voltage V e exceeds the erasing voltage V it, there is a risk of coloring.
[0053]
In the above driving method, a short writing time (address drive time) as T a, referred to as a write address period. Further, the time for applying additional write voltage V m and T m.
[0054]
Current 4 - As the voltage apparent from transient response, the pixel write voltage V w is applied which exceeds the threshold voltage V th to the short address write time, short time even voltage once exceeds the threshold voltage V th When applied, the silver precipitation nuclei are generated on the transparent electrode made of ITO or the like (column electrodes), then precipitated by applying a threshold voltage V th is less than the voltage V m progresses.
[0055]
To more quickly address the writing time T a after the address drive ends, so that silver precipitation nuclei does not disappear, the voltage V k close to the holding voltage V ke is to be applied Is effective. Thereby, it is possible to keep the silver precipitation nuclei until the additional write voltage Vm is applied even at a short address write time Ta. Here, the voltage V k does not need to be strictly set to the holding voltage V ke , and may be a voltage that satisfies the condition | V sig −V k | <| V th |.
[0056]
In the above driving method, the total time T ta required for display of the entire panel is N, where the number of row electrodes is N.
T ta = T a × N + T m
It becomes.
[0057]
Compared with the time T tw (= T w × N) required for writing in the driving method shown in FIG. 7, since T a <T w , T ta <T as the number N of row electrodes increases. It turns out that the tendency of w becomes strong.
[0058]
From the experimental results, it is known that T w = 0.3 s, T a = 0.03 s, and T m = 3 s. For example, when the number of row electrodes N = 10,
T ta = 0.03 s × 10 + 3 s = 3.3 s
T tw = 0.3 s × 10 = 3 s
Although there is almost no change, when the number of row electrodes N = 100,
T ta = 0.03 s × 100 + 3 s = 6 s
T tw = 0.3 s × 100 = 30 s
[0059]
Thus, it can be seen that the driving method shown in FIG. 9 is advantageous. This tendency becomes more prominent as the number N of row electrodes increases, and the driving method shown in FIG. 9 relatively shortens the time for displaying the entire panel.
[0060]
In addition, by adopting the above driving method, not only a short writing time Ta is realized, but also precipitation is not sufficiently performed at the time of address driving, so that the resistance value of the pixel does not decrease and the impedance becomes high impedance. Accordingly, the amount of unnecessary current I error in the panel equivalent circuit shown in FIG. 8 is reduced, the potential drop due to the resistance component of the column electrode and row electrode is reduced, and the write voltage is applied accurately. .
[0061]
Next, as a second driving method of the present invention, after the normal write is completed, the addition of regular threshold voltage V th is less than the sustain pulse V m, an example will be described to continue to maintain the display state.
[0062]
The electrolytic deposition type display element has a certain level of display memory, and by adding the holding voltage V ke in the transient response characteristic shown in FIG. 4 or by opening the column electrode and the row electrode, The display can be held for several tens of minutes to several hours. However, in practice, the display contrast tends to decrease with time. Therefore, in this example, the sustain pulse Vm is added to refresh (maintain) the display. FIG. 10 shows drive voltage waveforms in the drive method of this example.
[0063]
In the drive voltage waveform shown in FIG. 10, the write operation is the same as that shown in FIG. That is, a signal write voltage pulse V sig smaller than the threshold voltage V th is applied to each column electrode C 1 , C 2 , C 3, and a selection smaller than the threshold voltage V th is applied to each row electrode R 1 , R 2 , R 3. The voltage pulse V sel is added and the selection operation is performed in order from the top. At this time, a voltage (write voltage V w ) (= V sig −V sel ) greater than the threshold voltage V th is applied only to the pixel on which silver is deposited, and silver is deposited on the transparent column electrode to perform writing.
[0064]
A significant difference from the example shown in FIG. 7 is that the sustain pulse Vm is applied after the write operation. At this time, it is not necessary to operate the signal pulse on the column electrode side, and for the reason described above, the silver is re-deposited only in the pixels where the silver is once deposited by the writing operation. The sustain pulse Vm may be applied at an arbitrary interval, for example, at an interval of 10 minutes. Further, the sustain pulse V m is sequentially scanned in this example, but the sustain pulse V m may be applied to all the pixels at the same time. Also in this case, since silver is re-deposited only in the pixels where silver has once precipitated by the writing operation, the display can be maintained.
[0065]
Incidentally, application of the sustain pulse V m, it is also possible to apply the driving method shown in the previous Fig. That is, after the address driving for a short time, the additional write voltage Vm is applied to finish the write, and then the sustain pulse Vm is applied. As a result, the short time display and the maintenance of the display quality are realized at the same time.
[0066]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, according to the present invention, the address for depositing the pixels can be performed at high speed, and after that, the metal can be sufficiently deposited all at once. It can be shortened, and the total time required for display can be shortened.
[0067]
In addition, since the entire panel can be addressed with a high resistance value of the pixel, the potential drop due to electrode resistance is reduced, and an accurate address voltage can be applied to the pixel, realizing accurate precipitation display without crosstalk. can do. Furthermore, according to the present invention, it is possible to maintain an image for a long time by displaying a voltage once and then applying a voltage equal to or lower than a threshold voltage.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of an electrolytic deposition type display device.
FIG. 2 is a schematic perspective view showing a part of an electrolytic deposition type display device.
FIG. 3 is a waveform diagram showing a triangular wave voltage applied for examining a current-voltage transient response characteristic;
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a current-voltage transient response characteristic;
FIG. 5 is a circuit diagram showing an equivalent circuit of a pixel.
FIG. 6 is a schematic diagram of a 3 × 3 pixel panel.
FIG. 7 is a waveform diagram showing drive voltage waveforms in a method for driving an electrolytic deposition type display device.
FIG. 8 is an equivalent circuit diagram showing how an unnecessary current I error flows.
FIG. 9 is a waveform diagram showing a driving voltage waveform in a driving method in which additional deposition is performed after address driving.
FIG. 10 is a waveform diagram showing drive voltage waveforms in a drive method for maintaining display by applying a sustain voltage after writing.
[Explanation of symbols]
1 Transparent substrate, 2 Column electrode, 3 Base substrate, 4 Row electrode, 5 Polymer electrolyte

Claims (3)

マトリクス状に配した電極により各画素において電圧を印加し、金属を析出、溶解させて画像を表示するに際し、
金属を析出させる所定の画素に選択的に析出過電圧である閾値電圧以上の電圧を加えて所定の画素に核となる結晶を析出させるステップと、
全画素に上記閾値電圧より低い電圧を同時に加えて、上記核が析出された所定の画素に金属を追加析出させ、画素への書き込みを行うステップと、
上記画素への書き込みを行った後、さらに上記閾値電圧より低い電圧を加えて、書き込み状態を保持するステップと
を含む表示素子の駆動方法。
When displaying an image by applying a voltage at each pixel by electrodes arranged in a matrix, depositing and dissolving the metal,
Selectively applying a voltage equal to or higher than a threshold voltage, which is a deposition overvoltage, to a predetermined pixel for depositing metal to precipitate a core crystal on the predetermined pixel;
Applying a voltage lower than the threshold voltage to all the pixels at the same time , further depositing metal on the predetermined pixels on which the nuclei are deposited, and writing to the pixels;
After writing to the pixel, applying a voltage lower than the threshold voltage to hold the writing state; and
A display element drive method including :
上記書き込み状態を保持するための電圧は、消去電圧が加えられるまで間欠的に加え
求項1記載の表示素子の駆動方法。
Voltage for holding the write state, Ru added intermittently until the erase voltage is applied
Motomeko 1 driving method of a display device according.
上記書き込み状態を保持するための電圧は、所定のパルス幅で加え
求項2記載の表示素子の駆動方法。
Voltage for holding the write state, Ru added with a predetermined pulse width
Motomeko 2 driving method of a display device according.
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