JP5071000B2 - 電気泳動表示装置の駆動方法、電気泳動表示装置、及び電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、電気泳動表示装置の駆動方法、電気泳動表示装置、及び電子機器に関する。

溶液中に電気泳動粒子を分散させてなる分散液に電界を印加した際に、クーロン力によって電気泳動粒子が泳動する現象（電気泳動現象）が知られており、当該現象を利用した電気泳動表示装置が開発されている。
これらの電気泳動表示装置は、複数の画素ごとに設けられた画素電極と、複数の画素電極に対向して設けられた共通電極と、複数の画素電極と共通電極とに挟持された電気泳動粒子を含む電気泳動素子とを備えており、画素電極と共通電極との電位差により生じた電界によって、電気泳動粒子を泳動させて表示駆動を行っている。
例えば、特許文献１には、高低関係にある２つの電位を用いて、各画素電極の電位を切替えるとともに、共通電極の電位も当該２つの電位を切替えることにより表示書替えを行う「コモン振り駆動」に関する記載がある。
特開２００２−１４９１１５号公報

ここで、図１６および図１７を用いて、コモン振り駆動について説明する。
図１６は、従来の電気泳動表示装置における駆動タイミングチャートの一例を示す図である。図１７は、図１６のタイミングチャートで駆動したときの黒色粒子（電気泳動粒子）１０２６、白色粒子（電気泳動粒子）１０２７の運動態様を示した図である。なお、図１７では、正に帯電した黒色粒子１０２６と、負に帯電した白色粒子１０２７とが十分に撹拌されており、グレー表示された状態から画像を表示させることとしている。

図１６、図１７では、複数の画素１０４０を、黒表示する画素１０４０ｂと白表示する画素１０４０ｗとに分けて説明する。
図１６の表示書き替え期間ｔｘにおいて、画素１０４０ｂの画素電極１０３５ｂには高電位（第１の電位；Ｈ）が入力され、画素１０４０ｗの画素電極１０３５ｗには低電位（第２の電位；Ｌ）が入力される。
表示書き替え期間ｔｘは、電気泳動素子の特性によって異なるが約２〜２．５秒程度であり、図１６では表示書き替え期間ｔｘを２．０秒としている。
共通電極１０３７には、２００〜５００ｍｓの周期を持った矩形波が入力されている。図１６では、２００ｍｓの高電位期間と、２００ｍｓの低電位期間とを繰り返す周期４００ｍｓ（２．５Ｈｚ）の矩形波が表示書き替え期間ｔｘの間入力されている。つまり表示書き替え期間ｔｘにおいて、矩形波が５サイクル入力されることになる。
なお、本願における「コモン振り駆動」とは、表示書き替え期間ｔｘにおいて、共通電極１０３７に高電位期間と低電位期間とを繰り返す矩形波が少なくとも１周期以上印加される駆動方法のことをいう。

次いで、図１６のタイミングチャートに基づいて駆動したときの黒色粒子１０２６、白色粒子１０２７の運動の様子を図１７（ａ）〜図１７（ｃ）を用いて説明する。
まず、図１７（ａ）に示すように、共通電極１０３７に高電位（Ｈ）が入力されると、画素１０４０ｗでは、低電位（Ｌ）が入力された画素電極１０３５ｗと共通電極１０３７との間に電位差が生じ、白色粒子１０２７は共通電極１０３７側に移動し、黒色粒子１０２６は画素電極１０３５ｗ側に移動する。
一方、画素１０４０ｂでは、高電位（Ｈ）が入力された画素電極１０３５ｂと共通電極１０３７との間に電位差が生じないので、黒色粒子１０２６および白色粒子１０２７は移動しない。

次に、図１７（ｂ）に示すように、共通電極１０３７に低電位（Ｌ）が入力されると、画素１０４０ｗでは、低電位（Ｌ）が入力された画素電極１０３５ｗと共通電極１０３７との間に電位差が生じないので、黒色粒子１０２６および白色粒子１０２７は移動しない。
一方、画素１０４０ｂでは、高電位（Ｈ）が入力された画素電極１０３５ｂと共通電極１０３７との間に電位差が生じ、黒色粒子１０２６は共通電極１０３７側に移動し、白色粒子１０２７は画素電極１０３５ｂ側に移動する。

図１７（ａ）および図１７（ｂ）の態様は、図１６における共通電極１０３７に印加される矩形波の最初の１周期分を模式的に示したものであり、共通電極１０３７には、高電位（Ｈ）と低電位（Ｌ）とを１周期とした矩形波がさらに４サイクル入力される。
図１７（ｃ）は、上述した図１７（ａ）、図１７（ｂ）のサイクルを含む５サイクルの電位が印加された直後の状態を示している。つまり、表示書き替え期間ｔｘの終了時点における各電気泳動粒子の状態を示しており、画素１０４０ｗにおける共通電極１０３７側には白色粒子１０２７が集まり白表示され、また、画素１０４０ｂにおける共通電極１０３７側には黒色粒子１０２６が集まり黒表示されている。

このコモン振り駆動方法によれば、画素電極１０３５と共通電極１０３７とに印加する電位を高電位（Ｈ）と低電位（Ｌ）との２値により制御可能であるため、低電圧化が図れるとともに、回路構成をシンプルにすることができる。また、各画素電極１０３５のスイッチング素子としてＴＦＴ（Thin Film Transistor）を用いた場合には、低電圧駆動によりＴＦＴの信頼性を確保することができるというメリットがある。

しかしながら、この方法では次のような課題がある。画素電極１０３５に接続された画素回路からの電流リーク、画素電極を備えた素子基板と対向するように設けられた共通電極とを電気的に導通するときの抵抗、あるいは共通電極３７が持つ抵抗などにより、画素電極３５、共通電極３７に入力される電位が所望の電位と異なってしまう場合がある。
そのため、本来電位差が生じないはずの画素においてもわずかな電位差が発生し、電気泳動粒子が逆流してしまう場合がある。その結果、電気泳動粒子が電極から離れて、表示画像のコントラストが一時的に低下するフリッカと呼ばれる現象が発生するという課題があった。

図１８を用いて従来のコモン振り駆動方法におけるフリッカについて説明する。図１８は、画素１０４０ｗを白表示させたときの反射率を時系列で測定したグラフである。
図１８において横軸は経過時間を示しており、約２秒のタイミングから始まる表示書き替え期間ｔｘにおいて、図１６のタイミングチャートに基づいた駆動が行われ、その後、表示保持期間ｔｈが続いている。なお、表示書き替え期間ｔｘを開始する約２秒のタイミングは計測における起点を示すものであり、また、表示保持期間ｔｈは測定時におけるデータ保持期間を示すものであり、それぞれ他意はない。
縦軸は、画素１０４０ｗを白表示させ、共通電極１０３７側から観察したときの反射率を示している。なお、表示書き替え期間ｔｘが経過した時点における反射率が５０％に達していないのは、電気泳動素子の表示特性に起因するものである。白色の標準反射板に対する電気泳動素子の反射率は、仕様によっても異なるが概ね５０％前後を示すのが一般的である。

図１８においてグラフの下の○部で囲まれた領域は、矩形波の１周期目が印加されたタイミングを示したものである。
図１７（ｂ）で説明したように、このタイミングでは、白色を表示する画素１０４０ｗにおいて共通電極１０３７及び画素電極１０３５ｗには共に低電位（Ｌ）が印加されているため、電位差は生じず、各電気泳動粒子はその場所に留まるはずである。しかしながら、実際にはグラフ内の○部に示されるように、反射率が低下している。これは、前述した電流リークなどに起因する電位差によるものであり、電気泳動粒子が逆流してフリッカが発生していることを示している。
またフリッカは、１周期目だけで発生するものではなく、フリッカの程度は小さくなるものの□部に示されるように２周期目においても発生し、さらに３〜５周期目においても若干ではあるが発生している。
このフリッカは、人間が視認可能なレベルのものであるため、電気泳動表示装置の使用者に視覚的なストレスを与えていた。

本発明は、上記の問題点に鑑みなされたものであって、表示品質に優れた電気泳動表示装置の駆動方法、電気泳動表示装置、及び電子機器を提供することを目的の一つとする。

本発明に係る電気泳動表示装置の駆動方法、電気泳動表示装置、及び電子機器は、以下の特徴を備えている。

複数の画素ごとに設けられた画素電極と、複数の前記画素電極に対向して設けられた共通電極と、複数の前記画素電極と前記共通電極とに挟持された電気泳動粒子を含む電気泳動素子と、を備えた電気泳動表示装置の駆動方法であって、前記画素電極ごとに前記電気泳動粒子を泳動させるための第１の電位、または、第２の電位が印加されている表示書き替え期間において、前記共通電極には、前記第１の電位と、前記第２の電位とを繰り返す１周期以上の矩形波が印加されるコモン振り駆動によって前記電気泳動素子の表示が書き替え駆動され、前記表示書き替え期間のうち第１の期間における前記矩形波の周波数は第１の周波数であり、前記表示書き替え期間のうち前記第１の期間より後に設けられた第２の期間における前記矩形波の周波数は前記第１の周波数より小さい第２の周波数であり、前記第１の周波数は２０Ｈｚ以上であることを特徴とする。
複数の画素ごとに設けられた画素電極と、複数の前記画素電極に対向して設けられた共通電極と、複数の前記画素電極と前記共通電極とに挟持された電気泳動粒子を含む電気泳動素子と、を備えた電気泳動表示装置の駆動方法であって、前記画素電極ごとに前記電気泳動粒子を泳動させるための第１の電位、または、第２の電位が印加されている表示書き替え期間において、前記共通電極には、前記第１の電位と、前記第２の電位とを繰り返す１周期以上の矩形波が印加されるコモン振り駆動によって前記電気泳動素子の表示が書き替え駆動され、前記矩形波の周波数は２０Ｈｚ以上であることを特徴とする。
これにより、反射率の低下が生じても視認されない程度の短い時間となるので、使用者に視覚的ストレスを与えず、表示品質に優れた電気泳動表示装置の駆動方法とすることができる。

前記矩形波の前記第１の電位の期間及び前記第２の電位の期間は、１ｍｓ以上２５ｍｓ以下であることが好ましい。
これにより、前記第１の電位の期間及び前記第２の電位の期間が１ｍｓ以上であれば、前記電気泳動粒子に前記表示の書き替えに必要な運動量を与えることができるので、応答性を維持することができ、前記第１の電位の期間及び前記第２の電位の期間が２５ｍｓ以下であれば、反射率の低下がほとんど認識されないので、表示品質を向上させることができる。したがって、応答性と表示品質とを両立できる電気泳動表示装置の駆動方法とすることができる。

前記矩形波の前記第１の電位の期間及び前記第２の電位の期間は、５ｍｓ以上２０ｍｓ以下であることが好ましい。
これにより、前記第１の電位の期間及び前記第２の電位の期間が５ｍｓ以上であれば、前記電気泳動粒子に前記表示の書き替えに必要な運動量をより多く与えることができるので、応答性を向上させることができ、前記第１の電位の期間及び前記第２の電位の期間が２０ｍｓ以下であれば、反射率の低下がより認識されにくくなるので、表示品質をさらに向上させることができる。したがって、応答性と表示品質とをより向上させる電気泳動表示装置の駆動方法とすることができる。

複数の画素ごとに設けられた画素電極と、複数の前記画素電極に対向して設けられた共通電極と、複数の前記画素電極と前記共通電極とに挟持された電気泳動粒子を含む電気泳動素子と、を少なくとも有する電気泳動表示装置であって、前記画素電極ごとに前記電気泳動粒子を泳動させるための第１の電位、または、第２の電位が印加されている表示書き替え期間において、前記共通電極には、前記第１の電位と、前記第２の電位とを繰り返す１周期以上の矩形波が印加されるコモン振り駆動によって前記電気泳動素子の表示の書き替え駆動を行い、 前記矩形波の周波数を２０Ｈｚ以上とする制御を行う制御部を備えたことを特徴とする。
これにより、反射率の低下が生じても視認されない程度の短い時間となるので、使用者に視覚的ストレスを与えず、表示品質に優れた電気泳動表示装置を提供することができる。

前記制御部は、前記矩形波の前記第１の電位の期間及び前記第２の電位の期間を、１ｍｓ以上２５ｍｓ以下に制御することが好ましい。
これにより、前記第１の電位の期間及び前記第２の電位の期間が１ｍｓ以上であれば、前記電気泳動粒子に前記表示の書き替えに必要な運動量を与えることができるので、応答性を維持することができ、前記第１の電位の期間及び前記第２の電位の期間が２５ｍｓ以下であれば、反射率の低下がほとんど認識されないので、表示品質を向上させることができる。したがって、応答性と表示品質とを両立できる電気泳動表示装置を提供することができる。

前記制御部は、前記矩形波の前記第１の電位の期間及び前記第２の電位の期間を、５ｍｓ以上２０ｍｓ以下に制御することが好ましい。
これにより、前記第１の電位の期間及び前記第２の電位の期間が５ｍｓ以上であれば、前記電気泳動粒子に前記表示の書き替えに必要な運動量をより多く与えることができるので、応答性を向上させることができる。また、前記第１の電位の期間及び前記第２の電位の期間が２０ｍｓ以下であれば、反射率の低下がほとんど認識されないので、表示品質を向上させることができる。したがって、応答性と表示品質とを両立できる電気泳動表示装置を提供することができる。

前記画素は、前記画素ごとに設けられた画素回路を有し、前記制御部が、前記画素回路を介して前記画素を制御するアクティブマトリクス方式であることが好ましい。
これにより、前記画素ごとに独立して駆動することができるので、高解像度でフレキシブルな表示が可能な電気泳動表示装置を提供することができる。

前記画素回路は、記憶装置を備えていることが好ましい。
これにより、前記表示書き替え期間中は前記画素電極の電位を一定に保持することができるので、均一なコントラストの表示が得られる電気泳動表示装置を提供することができる。

本発明の電子機器は、前記電気泳動表示装置を備えていることを特徴とする。
これにより、反射率の低下が生じても視認されない程度の短い時間となるので、使用者に視覚的ストレスを与えず、表示品質に優れた表示部を備える電子機器を提供することができる。

［電気泳動表示装置］
以下に、図面を用いて本発明の電気泳動表示装置について説明する。
また、本実施形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせている。

図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５の模式平面図である。電気泳動表示装置５は、表示領域５Ｂと、表示領域５Ｂの周辺領域に走査線駆動回路（制御部）６１と、データ線駆動回路（制御部）６２と、コントローラ（制御部）６３とを備えている。走査線駆動回路６１から複数の走査線６１ａが表示領域５Ｂに延びており、データ線駆動回路６２から複数のデータ線６２ａが表示領域５Ｂに延びている。走査線駆動回路６１及びデータ線駆動回路６２はコントローラ６３と電気的に接続されている。表示領域５Ｂには、画素４０が、走査線６１ａの延在方向（Ｘ軸方向）及びデータ線６２ａの延在方向（−Ｙ軸方向）に沿ってマトリクス状に配列されている。

図２は、画素４０の回路構成図である。図２に示すように、画素４０は、スイッチング素子（画素回路）４１と、ラッチ回路（記憶装置）４６と、電気泳動素子３２と画素電極３５と、共通電極３７とを備えている。これらの素子を取り囲んで、走査線６１ａと、データ線６２ａと、低電位電源線４９と、高電位電源線５０とが配置されている。

スイッチング素子４１は、電界効果型のｎチャネルトランジスタであり、ゲート部４１ａには走査線６１ａが電気的に接続され、端子４１ｂにはデータ線６２ａが電気的に接続されている。スイッチング素子４１と画素電極３５との間には、低電位電源線４９と高電位電源線５０とを電源とするラッチ回路４６が設けられており、ラッチ回路４６の入力端Ｎ１はスイッチング素子４１の端子４１ｃと接続され、ラッチ回路４６の出力端Ｎ２は画素電極３５と接続されている。
なお、制御部が動作状態にある場合において、低電位電源線４９には低電位（Ｌ）が、高電位電源線５０には高電位（Ｈ）が、それぞれ供給されている。

ラッチ回路４６は、ｐチャネルトランジスタ４３とｎチャネルトランジスタ４２とで形成されるインバータ回路と、ｐチャネルトランジスタ４５とｎチャネルトランジスタ４４とで形成されるインバータ回路とを組み合わせて構成されている。
ラッチ回路４６は、入力端Ｎ１でｐチャネルトランジスタ４５とｎチャネルトランジスタ４４とが接続され、出力端Ｎ２でｐチャネルトランジスタ４３とｎチャネルトランジスタ４２とが接続されている。
ｐチャネルトランジスタ４５、及びｎチャネルトランジスタ４４のゲート部は、出力端Ｎ２及び画素電極３５と接続され、ｐチャネルトランジスタ４３、及びｎチャネルトランジスタ４２のゲート部は、入力端Ｎ１及びスイッチング素子４１と接続されている。
ｐチャネルトランジスタ４３、４５は高電位電源線５０に接続され、ｎチャネルトランジスタ４２、４４は低電位電源線４９に接続されている。

このような構成を有するラッチ回路４６は、入力端Ｎ１が高電位のときに出力端Ｎ２からに低電位を出力し、入力端Ｎ１が低電位のときに出力端Ｎ２から高電位を出力する。また、ラッチ回路４６の出力電位は、ラッチ回路４６の電源がオフになるまで保持されるので、出力端Ｎ２と接続された画素電極３５には安定した電位が入力される。

図３は、表示領域５Ｂの部分断面図である。電気泳動表示装置５は、素子基板３０と対向基板３１との間に電気泳動素子３２を挟持した構成を備えている。電気泳動素子３２は、複数のマイクロカプセル２０を平面的に配列した構成である。

素子基板３０上には画素４０に対応して複数の画素電極３５が形成されている。素子基板３０は、ガラスやプラスティックなどからなる。図示は省略しているが、素子基板３０と画素電極３５との間には図１および図２の走査線６１ａ、データ線６２ａ、スイッチング素子４１、ラッチ回路４６などが形成されている。

対向基板３１は、電気泳動表示装置５において画像を表示する側であり、ガラスやプラスティックなどの透明な基板である。対向基板３１の電気泳動素子３２側の略全面に共通電極３７が形成されている。共通電極３７は、透明導電材料、例えばＭｇＡｇ（マグネシウム銀）、ＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）、ＩＺＯ（インジウム・亜鉛酸化物）からなる。

図４は、マイクロカプセル２０の模式断面図である。マイクロカプセル２０は、例えば５０μｍ程度の粒径を有する。マイクロカプセル２０は、内部に分散媒２１と、複数の黒色粒子（電気泳動粒子）２６と、複数の白色粒子（電気泳動粒子）２７とを含んだ球状体である。
マイクロカプセル２０の外殻部の材質としては、ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸エチルなどのアクリル樹脂、ユリア樹脂、ゼラチンなどの透光性を持つ高分子樹脂を採用することができる。マイクロカプセル２０は、図３に示すように共通電極３７と画素電極３５とで挟持されており、１つの画素４０内に１つ又は複数のマイクロカプセル２０が配置されている。

分散媒２１は、黒色粒子２６と白色粒子２７とをマイクロカプセル２０内に分散させる液体である。分散媒２１の材質としては、例えば水、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、メチルセルソルブなどのアルコール系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン類、ぺンタン、ヘキサン、オクタンなどの脂肪族炭化水素、シクロへキサン、メチルシクロへキサンなどの脂環式炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレン、ヘキシルベンゼン、ヘブチルベンゼン、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などの長鎖アルキル基を有するベンゼン類などの芳香族炭化水素、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、カルボン酸塩又はその他の種々の油類などの単独又はこれらの混合物に界面活性剤等を配合したものを採用することができる。

黒色粒子２６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（高分子あるいは無機材料）であり、例えば正に帯電している。
白色粒子２７は、例えば、二酸化チタン、亜鉛華、三酸化アンチモン等の白色顔料からなる粒子（高分子あるいは無機材料）であり、例えば負に帯電している。

これらの粒子を構成する顔料には、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、コンパウンドなど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、安定化剤などを添加することができる。

［電気泳動表示装置の駆動方法］
次に、本発明の電気泳動表示装置５の駆動方法について説明する。
図５は、本発明の電気泳動表示装置５に係るタイミングチャートを示す図である。図６は、黒色粒子（電気泳動粒子）２６、白色粒子（電気泳動粒子）２７の運動態様を示す図である。
図５及び図６では、複数の画素４０を、黒表示する画素４０ｂと、白表示する画素４０ｗとに分けて説明する。
図５の表示書き替え期間ｔｘにおいて、画素４０ｂの画素電極３５ｂには高電位（第１の電位；Ｈ）を入力し、画素４０ｗの画素電極３５ｗには低電位（第２の電位；Ｌ）を入力している。
また、共通電極３７には、２０ｍｓの高電位期間と、２０ｍｓの低電位期間とを繰り返す周期４０ｍｓの矩形波を入力する。つまり、共通電極３７に周波数２５Ｈｚ（周期４０ｍｓ）の矩形波を入力する。
また、本実施形態では、表示書き替え期間ｔｘを２．０ｓとしている。したがって、表示書き替え期間ｔｘにおいて周期４０ｍｓの矩形波が５０サイクルすることになる。
なお、表示書き替え期間ｔｘは、２．０ｓに限定されるものではなく、０．５ｓ〜３．０ｓ程度の間で、仕様に合わせて適宜設定することができる。また、表示書き替え期間ｔｘの後に続く、表示保持期間ｔｈにおいては、画素電極３５ｂ、画素電極３５ｗ、共通電極３７ともに低電位（Ｌ）が入力され、各画素電極３５ｂ、３５ｗと共通電極３７との間に電位差が生じないため、表示が保持される。

図６は、このときの黒色粒子２６、白色粒子２７の運動態様を示している。
まず、図６（ａ）に示すように、共通電極３７に高電位（Ｈ）が入力されると、画素１０４０ｗでは、低電位（Ｌ）が入力された画素電極３５ｗと共通電極３７との間に電位差が生じ、白色粒子２７は共通電極３７側に移動し、黒色粒子２６は画素電極３５ｗ側に移動する。
一方、画素４０ｂでは、高電位（Ｈ）が入力された画素電極３５ｂと共通電極３７との間に電位差が生じないので、黒色粒子２６および白色粒子２７は移動しない。

次に、図６（ｂ）に示すように、共通電極３７に低電位（Ｌ）が入力されると、画素４０ｗでは、低電位（Ｌ）が入力された画素電極３５ｗと共通電極３７との間に電位差が生じないので、黒色粒子２６および白色粒子２７は移動しない。
一方、画素４０ｂでは、高電位（Ｈ）が入力された画素電極３５ｂと共通電極３７との間に電位差が生じ、黒色粒子２６は共通電極３７側に移動し、白色粒子２７は画素電極１０３５ｂ側に移動する。

図６（ａ）および図６（ｂ）の態様は、図５における共通電極３７に印加される矩形波の最初の１周期分を模式的に示したものであり、共通電極３７には、高電位（Ｈ）と低電位（Ｌ）とを１周期とした矩形波がさらに４９サイクル入力される。
図６（ｃ）は、上述した図６（ａ）、図６（ｂ）のサイクルを含む５０サイクルの電位が印加された時点の状態を示している。つまり、表示書き替え期間ｔｘの終了時点における各電気泳動粒子の状態を示しており、画素４０ｗにおける共通電極３７側には白色粒子２７が集まり白表示され、また、画素４０ｂにおける共通電極３７側には黒色粒子２６が集まり黒表示されている。

次に図７は、画素４０ｗを白表示したときの反射率を時系列で測定したグラフである。図７において横軸は経過時間を示しており、約１．５秒のタイミングから始まる表示書き替え期間ｔｘにおいて、図５のタイミングチャートに基づいた駆動が行われ、その後、表示保持期間ｔｈが続いている。なお、表示書き替え期間ｔｘを開始する約１．５秒のタイミングは計測における起点を示すものであり、また、表示保持期間ｔｈは測定時におけるデータ保持期間を示すものであり、それぞれ他意はない。
図７に示すように、表示書き替え期間ｔｘにおいて、急激に反射率が上昇した後、表示保持期間ｔｈに移行すると、反射率の上昇幅がゆるやかになり一定の反射率に近づいている。

本実施形態では、共通電極３７に周期の２５Ｈｚ（周期４０ｍｓ）矩形波を入力している。本実施形態の電気泳動表示装置１０においても、電位差が生じないはずの低電位期間において、画素電極３５に接続されたラッチ回路４６などの画素回路からの電流リーク、電気泳動素子３２を挟持する画素電極３５を支持する素子基板３０と、共通電極３７を支持する対向基板３１とを電気的に導通するときの抵抗、あるいは共通電極３７が持つ抵抗などにより電位差が生じ、電気泳動粒子の逆流が起きる。しかし、共通電極電位の周波数が従来の電気泳動表示装置よりも高いため、逆流により反射率が低下する期間は従来の１／１０であり、使用者に認識できない程度の短い期間となっている。
また、本実施形態では、矩形波における１サイクルごとの反射率の変化量が、図１８に示した従来のものより小さくなっている。具体的には、従来の電気泳動表示装置で観測されていた反射率の低下は３％程度であったが、本実施形態では、０．５％以下である。この点からも逆流による反射率の低下が視認されにくいものとなっている。

このような駆動方法を備えた電気泳動表示装置５によれば、以下の効果を得ることができる。
共通電極３７に、周波数２５Ｈｚ以上（周期４０ｍｓ以下）の矩形波を入力することで、フリッカが目立たないように電気泳動素子３２の表示を書き替えることができる。したがって、表示書き替え時の使用者の視覚的ストレスを感じさせない高品質の表示が可能である。
つまり、表示書き替え期間ｔｘにおいて、高電位期間及び低電位期間をそれぞれ２０ｍｓとすることで、各電気泳動粒子が移動するのに十分なエネルギーを供給するとともに、フリッカが目立たないようにすることができる。
したがって、表示書き替え時の使用者の視覚的ストレスを感じさせない高品質の表示が可能である。

また、上記実施形態においては、矩形波の周波数を２５Ｈｚ（周期４０ｍｓ）として説明したが、発明者の実験結果によれば、矩形波の周波数が２０Ｈｚ（周期５０ｍｓ）以上であれば同様の効果を得られることが確認されている。当該実験結果によれば、矩形波の周波数は、２０〜５００Ｈｚ（２〜５０ｍｓ周期）であれば良く、２５〜１００Ｈｚ（１０〜４０ｍｓ周期）であればより好ましいと言える。
なお、周波数の上限値が５００Ｈｚ（２ｍｓ周期）となっていることについては、高電位期間と低電位期間とがそれぞれ１ｍｓ以上あれば、黒色粒子２６と白色粒子２７とがそれぞれ泳動するのに必要なエネルギー量を供給できるからであると考察している。
これらの駆動条件であっても、上記実施形態と同様に、表示書き替え時の使用者の視覚的ストレスを感じさせない高品質の表示を行うことができる。
また、上記実施形態における表示保持期間ｔｈでは、画素電極３５ｂ、画素電極３５ｗ、共通電極３７ともに低電位（Ｌ）が入力されることとして説明したが、これに限定するものではない。例えば、画素電極３５ｂ、画素電極３５ｗ、共通電極３７ともにハイインピーダンスの状態とすることであっても良い。ハイインピーダンス状態とは、制御部からの入力がない状態を指し、この状態においても、各画素電極３５ｂ、３５ｗと共通電極３７との間に電位差が生じないため、表示を保持することができる。また、制御部の電源をオフすることができるため、消費電力を低減することができる。

また、上記実施形態によれば、画素４０に記憶装置を備えていることで、表示書き替え期間ｔｘ中は画素電極３５の電位を一定に保持することができるので、画素電極３５の電位のばらつきを抑えた均一なコントラストの表示を得ることができる。

［セグメント駆動方式への応用例］
なお、本発明はセグメント駆動方式に適用しても有効である。ここで図８は、セグメント駆動方式の電気泳動表示装置１０５の模式平面図である。電気泳動表示装置１０５は複数のセグメント（画素）１４０が配置された表示領域１０５Ｂと、電圧制御回路１６０とを備えている。電圧制御回路１６０と各セグメント１４０とは、電源駆動配線１６１により電気的に接続されている。

図９は、電気泳動表示装置１０５の断面構造とともに電気的構成を示した図である。表示領域１０５Ｂは、セグメント１４０ごとに設けられたセグメント電極（画素電極）１３５を複数個備えた素子基板１３４と、すべてのセグメント電極１３５に対して共通に設けられた共通電極１３７を備えた対向基板１３６と、正に帯電した黒色粒子１２６及び負に帯電した白色粒子１２７を内部封入された複数のマイクロカプセル１２４からなる電気泳動素子１３２とを備えている。
電気泳動素子１３２は、セグメント電極１３５と共通電極１３７とによって挟持されている。
各セグメント電極１３５は、電源駆動配線１６１とスイッチ１６５とを介して電圧制御回路１６０と電気的に接続されている。共通電極１３７は、共通電極駆動配線１６２とスイッチ１６５とを介して電圧制御回路１６０と電気的に接続されている。

図１０は、従来のセグメント駆動方式の電気泳動表示装置１０５に係るタイミングチャートの一例を示す図である。ここでは、複数のセグメント１４０を、黒表示するセグメント１４０と白表示するセグメント１４０とに分けて説明する。
表示書き替え期間ｔｘにおいて、黒表示するセグメント１４０のセグメント電極１３７ｂには、高電位（Ｈ）を入力し、白表示するセグメント１４０のセグメント電極１３７ｗには、低電位（Ｌ）を入力する。また、共通電極１３７には、１００ｍｓの高電位期間と、１００ｍｓの低電位期間とを繰り返す、周期２００ｍｓの矩形波を入力する。つまり、共通電極１３７に周波数５Ｈｚ（周期２００ｍｓ）の矩形波を入力する。
また、図１０では、表示書き替え期間ｔｘを１．０ｓとしているので、表示書き替え期間ｔｘにおいて周期２００ｍｓの矩形波が５サイクルすることになる。

図１１は、従来のセグメント駆動方式の電気泳動表示装置１０５における反射率の変化を、時系列で測定したグラフを示す図である。
図１１において横軸は経過時間を示しており、約０．４秒のタイミングから始まる表示書き替え期間ｔｘでは、セグメント電極１３５ｂに高電位（Ｈ）、セグメント電極１３５ｗに低電位（Ｌ）が入力されていた。
また、共通電極１３７には、１００ｍｓの高電位期間と１００ｍｓの低電位期間とを繰り返す周期２００ｍｓ（５Ｈｚ）の矩形波が入力されていた。その後、表示保持期間ｔｈでは、セグメント電極１３５ｂ、１３５ｗ、及び共通電極１３７には、それぞれ低電位が入力されていた。

また、表示書き替え期間ｔｘを１ｓとしていた。つまり、従来の駆動方法では、表示書き替え期間ｔｘにおいて、周期２００ｍｓの矩形波が５サイクル入力されていた。
なお、表示書き替え期間ｔｘを開始する約０．４秒のタイミングは計測における起点を示すものであり、また、表示保持期間ｔｈは測定時におけるデータ保持期間を示すものであり、それぞれ他意はない。

図１１における○部で囲まれた領域は、矩形波の１周期目が印加されたタイミングにおける反射率の変化を示したものである。
図１０に示すように、このタイミングでは、白表示するセグメント１４０における共通電極１３７及びセグメント電極１３５ｗには共に低電位（Ｌ）が印加されているため、電位差は生じず、各電気泳動粒子はその場所に留まるはずである。しかしながら、実際には○部に示されるように、反射率が低下しフリッカが観測されていた。

そこで、セグメント駆動方式の電気泳動表示装置１０５においても、共通電極１３７に対して周波数２０Ｈｚ以上（周期５０ｍｓ以下）の矩形波を印加して駆動することにより、図示は省略するが、図７と同様に、反射率低下が起きる期間を１／４以下に低減できることが確認された。
なお、セグメント駆動方式においても、前記実施形態と同様な矩形波の周波数により、フリッカを低減できることが実験により確認されている。従って、セグメント駆動方式においても、表示書き替え時の使用者の視覚的ストレスを感じさせない、フリッカが低減された高品質の表示を行うことができる。

［変形例］
図１２は、本変形例に係るタイミングチャートを示す図である。先の実施形態においては、表示書き替え期間ｔｘにおいて、共通電極３７に一定周波数の矩形波を連続して印加していたが、これに限定するものではない。

図１８におけるフリッカの発生態様からすると、大きなフリッカは矩形波の１〜２周期目に観察されている。そこで例えば、表示書き替え期間ｔｘの前半（図１８の５０サイクル中前半の２５サイクル）では、共通電極３７に２０Ｈｚの矩形波を印加し、後半の２５サイクルでは１０Ｈｚの矩形波としてもよい（図１２（ａ））。

または、表示書き替え期間ｔｘにおいて、矩形波の周波数を２０Ｈｚから１０Ｈｚ、５Ｈｚへと矩形波の周波数を段階的に小さくしてもよい（図１２（ｂ））。

つまり、少なくとも表示書き替え期間ｔｘの前半において２０Ｈｚ以上の矩形波が印加されれば、本願におけるフリッカ防止効果を得ることができる。

［電子機器］
ここでは、本発明の電気泳動表示装置を電子機器に適用した場合について説明する。図１３は、腕時計３００の正面図である。腕時計３００は、時計ケース３０２と、時計ケース３０２に連結された一対のバンド３０３とを備えている。

時計ケース３０２の正面には、電気泳動表示装置（表示パネル）３０５と、秒針３２１と、分針３２２と、時針３２３とが設けられ、時計ケース３０２の側面には、操作子としての竜頭３１０と操作ボタン３１１とが設けられている。竜頭３１０は、ケース内部に設けられる巻真（図示は省略）に連結されており、巻真と一体となって多段階（例えば２段階）で押し引き自在、かつ、回転自在に設けられている。

電気泳動表示装置３０５では、背景となる画像、日付や時間などの文字列、あるいは秒針、分針、時針などを表示することができる。

本発明の電気泳動表示装置を備えることで、フリッカが目立たず、表示品質に優れた表示領域を備える腕時計３００とすることができる。

図１４は電子ペーパー４００の構成を示す斜視図である。電子ペーパー４００は、本発明の電気泳動表示装置を表示領域４０１として備えている。電子ペーパー４００は可撓性を有し、従来の紙と同様の質感及び柔軟性を有する書き替え可能なシートからなる本体４０２を備えて構成されている。

また、図１５は、電子ノート５００の構成を示す斜視図である。電子ノート５００は、図１４で示した電子ペーパー４００が複数枚束ねられ、カバー５０１に挟まれているものである。カバー５０１は、例えば外部の装置から送られる表示データを入力する図示は省略の表示データ入力手段を備える。これにより、その表示データに応じて、電子ペーパーが束ねられた状態のまま、表示内容の変更や更新を行うことができる。

電子ペーパー４００、及び電子ノート５００に本発明の電気泳動表示装置を備えることで、フリッカが目立たず、表示品質に優れた表示領域を備える電子ペーパー４００、及び電子ノート５００とすることができる。

電子ペーパー４００、及び電子ノート５００の他に、携帯電話、携帯用オーディオ機器などの電子機器の表示領域に、本発明の電気泳動表示装置を用いることができる。
これにより、フリッカが目立たず、表示品質に優れた表示領域を備える電子機器とすることができる。

電気泳動表示装置５の模式平面図である。 画素４０の回路構成図である。 表示領域５Ｂの部分断面図である。 マイクロカプセル２０の模式断面図である。 電気泳動表示装置５に係るタイミングチャートを示す図である。 電気泳動粒子の運動態様を示す図である。 反射率を時系列で測定したグラフを示す図である。 電気泳動表示装置１０５の模式平面図である。 電気泳動表示装置１０５の断面構造と電気的構成とを示した図である。 電気泳動表示装置１０５に係るタイミングチャートを示す図である。 反射率を時系列で測定したグラフを示す図である。 変形例に係るタイミングチャートを示す図である。 腕時計３００の正面図である。 電子ペーパー４００の斜視図である。 電子ノート５００の斜視図である。 従来の電気泳動表示装置のタイミングチャートの一例を示す図である。 電気泳動粒子の運動態様を示す図である。 反射率を時系列で測定したグラフを示す図である。

符号の説明

５…電気泳動表示装置、５Ｂ…表示領域、２０…マイクロカプセル、２６…黒色粒子、２７…白色粒子、３２…電気泳動素子、３５…画素電極、３５ｂ…画素電極、３５ｗ…画素電極、３７…共通電極、４０…画素、４０ｂ…画素、４０ｗ…画素、６１…走査線駆動回路、６２…データ線駆動回路、６３…コントローラ、１０５…電気泳動表示装置、１０５Ｂ…表示領域、１３２…電気泳動素子、１３５…セグメント電極、１３５ｂ…セグメント電極、１３５ｗ…セグメント電極、１３７…共通電極、１４０…セグメント、１６０…電源駆動回路、１６１…電源駆動配線、１６２…共通電極駆動配線、３００…時計、４００…電子ペーパー、５００…電子ノート

Claims (9)

1. 複数の画素ごとに設けられた画素電極と、複数の前記画素電極に対向して設けられた共通電極と、複数の前記画素電極と前記共通電極とに挟持された電気泳動粒子を含む電気泳動素子と、を備えた電気泳動表示装置の駆動方法であって、
   前記画素電極ごとに前記電気泳動粒子を泳動させるための第１の電位、または、第２の電位が印加されている表示書き替え期間において、前記共通電極には、前記第１の電位と、前記第２の電位とを繰り返す１周期以上の矩形波が印加されるコモン振り駆動によって前記電気泳動素子の表示が書き替え駆動され、
   前記表示書き替え期間のうち第１の期間における前記矩形波の周波数は第１の周波数であり、前記表示書き替え期間のうち前記第１の期間より後に設けられた第２の期間における前記矩形波の周波数は前記第１の周波数より小さい第２の周波数であり、
   前記第１の周波数は２０Ｈｚ以上であることを特徴とする電気泳動表示装置の駆動方法。
2. 請求項１に記載の電気泳動表示装置の駆動方法であって、
   前記表示書き替え期間のうち前記第１の期間において、前記矩形波の前記第１の電位の期間及び前記第２の電位の期間が１ｍｓ以上２５ｍｓ以下であることを特徴とする電気泳動表示装置の駆動方法。
3. 請求項１又は請求項２に記載の電気泳動表示装置であって、
   前記表示書き替え期間のうち前記第１の期間において、前記矩形波の前記第１の電位の期間及び前記第２の電位の期間が５ｍｓ以上２０ｍｓ以下であることを特徴とする電気泳動表示装置の駆動方法。
4. 複数の画素ごとに設けられた画素電極と、複数の前記画素電極に対向して設けられた共通電極と、複数の前記画素電極と前記共通電極とに挟持された電気泳動粒子を含む電気泳動素子と、を少なくとも有する電気泳動表示装置であって、
   前記画素電極ごとに前記電気泳動粒子を泳動させるための第１の電位、または、第２の電位が印加されている表示書き替え期間において、前記共通電極には、前記第１の電位と、前記第２の電位とを繰り返す１周期以上の矩形波が印加されるコモン振り駆動によって前記電気泳動素子の表示の書き替え駆動を行い、
   前記表示書き替え期間のうち第１の期間における前記矩形波の周波数を第１の周波数とし、前記表示書き替え期間のうち前記第１の期間より後に設けられた第２の期間における前記矩形波の周波数を前記第１の周波数より小さい第２の周波数とし、前記第１の周波数を２０Ｈｚ以上とする制御を行う制御部を備えたことを特徴とする電気泳動表示装置。
5. 請求項４に記載の電気泳動表示装置であって、
   前記制御部は、前記表示書き替え期間のうち前記第１の期間において、前記矩形波の前記第１の電位の期間及び前記第２の電位の期間を、１ｍｓ以上２５ｍｓ以下に制御することを特徴とする電気泳動表示装置。
6. 請求項４又は請求項５に記載の電気泳動表示装置であって、
   前記制御部は、前記表示書き替え期間のうち前記第１の期間において、前記矩形波の前記第１の電位の期間及び前記第２の電位の期間を、５ｍｓ以上２０ｍｓ以下に制御することを特徴とする電気泳動表示装置。
7. 請求項４から請求項６の何れか１項に記載の電気泳動表示装置であって、
   前記画素は、前記画素ごとに設けられた画素回路を備え、
   前記制御部が、前記画素回路を介して、前記画素を制御するアクティブマトリクス方式であることを特徴とする電気泳動表示装置。
8. 請求項７に記載の電気泳動表示装置であって、
   前記画素回路は、記憶装置を備えていることを特徴とする電気泳動表示装置。
9. 請求項４から請求項８の何れか１項に記載の電気泳動表示装置を備えたことを特徴とする電子機器。

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