JP5168895B2

JP5168895B2 - 電気泳動表示装置の駆動方法及び電気泳動表示装置

Info

Publication number: JP5168895B2
Application number: JP2006327947A
Authority: JP
Inventors: 浩志平山; 健司松本
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2006-12-05
Filing date: 2006-12-05
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2026-12-05
Also published as: JP2008139739A

Description

本発明は、電気泳動表示装置の駆動方法及び電気泳動表示装置に関する。

液体中に分散した帯電粒子が電界印加により泳動する電気泳動現象の応用として、電気泳動表示装置が知られている。電気泳動表示装置は、帯電した顔料微粒子を分散剤に分散させ、これを画素電極と共通電極との間に挟んだ構成になっている。例えば帯電粒子が負に帯電している場合、この電極間に電界を加えると、帯電粒子は電界の方向とは逆の方向に移動する。画素電極又は共通電極の表面では、溶媒の色又は帯電粒子の色のどちらかに着色されたように見える。例えば複数の画素についてこのような構成を設けて、電子インクの帯電粒子の移動を画素毎に制御することにより、電気泳動表示装置として表示情報を表現することが可能となる。近年では、電子インクをマイクロカプセル内に充填することで信頼性を向上できることが明らかになり、マイクロカプセルを備えた電気泳動表示装置が一躍脚光を浴びるようになった。

このような電気泳動表示装置を駆動する場合、例えば表示画像の変更を行う際には、それまで表示していた内容を表示領域全体に渡って消去し（全白消去又は全黒消去）、その後新たな表示内容の書き換えを行うようにしている（例えば、特許文献１参照。）。具体的には、画素電極を全て同じ電位にした上で、共通電極と画素電極間に電圧を印加することにより、それまで表示していた内容を表示領域全体に渡って消去し、その後新たな表示内容の書き換えを行うものである。
特開２００２−１４９１１５号公報

しかしながら、上記構成の電気泳動表示装置においては、帯電粒子の周りに当該帯電粒子の電気的極性とは異なる電気的極性を有するイオンが集まり、電気二重層が形成されやすい。この電気二重層によって帯電粒子の電荷が打ち消されてしまい、電界に対する泳動速度が低下してしまう場合がある。
また、電気二重層の形成された帯電粒子が集合して、電気二重層の塊状態を形成する場合がある。この電気二重層の塊状態はクーロン力的に安定状態であるため、電界が印加されても帯電粒子が動きにくくなってしまう。
このように、電気二重層によって帯電粒子の動きが鈍くなるため、表示領域に残像が形成されてしまうという問題がある。

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、残像が形成されにくい電気泳動表示装置の駆動方法及び電気泳動表示装置を提供することにある。

本発明の一態様に係る電気泳動表示装置の駆動方法は、複数の画素を有すると共に、当該各画素について設けられた画素電極と、前記画素電極に印加される電圧を保持する保持容量と、前記画素電極と前記保持容量との間の電気的接続の有無を切り替える切替制御手段と、当該画素電極に対向して設けられた共通電極と、帯電粒子を分散させてなり前記画素電極と前記共通電極との間に設けられた電気泳動材料とを有する表示部を備え、前記画素電極と前記共通電極との間に電圧を印加することにより前記帯電粒子を移動させて画像を表示する電気泳動表示装置の駆動方法であって、前記表示部で表示する画像を書き込む際に、前記切替制御手段により、前記画素電極と前記保持容量との間が電気的に切断されるように制御し、前記画素電極及び前記共通電極のうち少なくとも一方に所定の周波数でパルス電圧を印加することで、前記荷電粒子の周りに集合したイオンを前記荷電粒子から分離させ、前記イオンを前記荷電粒子から分離させた後、前記画素電極と前記共通電極との間に前記表示画像を書き込む書込電圧を印加することを特徴とする。
また、前記パルス電圧を印加する際には、当該パルス電圧の電圧値を変化させながら印加しても良い。
また、前記パルス電圧を印加する際には、前記所定の周波数を変化させながら印加しても良い。
本発明の一態様に係る電気泳動表示装置は、複数の画素を有すると共に、当該各画素について設けられた画素電極と、前記画素電極に印加される電圧を保持する保持容量と、前記画素電極と前記保持容量との間の電気的接続の有無を切り替える切替制御手段と、当該画素電極に対向して設けられた共通電極と、帯電粒子を分散させてなり前記画素電極と前記共通電極との間に設けられた電気泳動材料とを有する表示部を備え、前記画素電極と前記共通電極との間に電圧を印加することにより前記帯電粒子を移動させて画像を表示する電気泳動表示装置であって、前記画素電極と前記共通電極との間に電圧を印加する電圧印加手段と、前記電圧印加手段によって前記画素電極と前記共通電極との間に印加される電圧を制御する電圧制御手段とを具備し、前記電圧制御手段が、前記切替制御手段により、前記画素電極と前記保持容量との間が電気的に切断されるように制御し、前記表示部で表示する画像を書き込む際に、前記画素電極及び前記共通電極のうち少なくとも一方に所定の周波数でパルス電圧を印加することで、前記荷電粒子の周りに集合したイオンを前記荷電粒子から分離させ、前記イオンを前記荷電粒子から分離させた後、前記画素電極と前記共通電極との間に前記表示画像を書き込む書込電圧を印加するように、前記電圧印加手段を制御することを特徴とする。
上記目的を達成するため、本発明に係る電気泳動表示装置の駆動方法は、複数の画素を有すると共に、当該各画素について設けられた画素電極と、前記画素電極に印加される電圧を保持する保持容量と、前記画素電極と前記保持容量との間の電気的接続の有無を切り替える切替制御手段と、当該画素電極に対向して設けられた共通電極と、帯電粒子を分散させてなり前記画素電極と前記共通電極との間に設けられた電気泳動材料とを有する表示部を備え、前記画素電極と前記共通電極との間に電圧を印加することにより前記帯電粒子を移動させて画像を表示する電気泳動表示装置の駆動方法であって、前記表示部で表示する画像を書き込む際に、前記切替制御手段により、前記画素電極と前記保持容量との間が電気的に切断されるように制御し、前記画素電極及び前記共通電極のうち少なくとも一方に所定の周波数でパルス電圧を印加し、前記パルス電圧を印加した後、前記画素電極と前記共通電極との間に前記表示画像を書き込む書込電圧を印加することを特徴とする。
一般に電気泳動表示装置に用いられる帯電粒子は、電界の周波数が一定以上になると、電界にほとんど反応せず、動きにくくなることが知られている。これに対して、帯電粒子の周りのイオンは、帯電粒子に比べて粒子径がはるかに小さいので、電界の周波数が一定以上になっても電界に応じて動くことが知られている。
本発明によれば、表示部で表示する画像を書き込む際に、画素電極及び共通電極のうち少なくとも一方に所定の周波数でパルス電圧を印加することとしたので、当該所定の周波数のパルス電圧によって帯電粒子の周りに集合したイオンを帯電粒子から引き離すことができる。イオンが帯電粒子から引き離されることにより、帯電粒子の周りに形成される電気二重層が解消するので、帯電粒子の泳動速度を高くすることができ、クーロン力的に安定の状態を解消することができる。したがって、このパルス電圧を印加した後、画素電極と共通電極との間に表示画像を書き込む書込電圧を印加する際において、帯電粒子の動きの鈍化を回避することができ、表示部に残像が形成されるのを抑制することができる。これにより、残像が形成されにくい電気泳動表示装置を得ることができる。
また、画素電極に接続された保持容量の電位は、電荷がチャージされる間、過渡曲線を描いて徐々に上昇する。この時定数が数μ秒程度であるため、パルス電圧の所定の周波数が数百ｋＨｚほどの高い周波数の場合、保持容量を接続したまま当該パルス電圧を印加することが困難となる。本発明によれば、画素電極と保持容量との間において電気的接続の有無を切り替える切替制御手段を有しており、パルス電圧を印加する際には、画素電極と前記保持容量との間が電気的に切断されるように制御することとしたので、保持容量の時定数に関わらず、高い周波数のパルス電圧を画素電極に印加することができる。

上記の電気泳動表示装置の駆動方法は、前記パルス電圧を印加する際には、当該パルス電圧の電圧値を変化させながら印加することを特徴とする。
本発明によれば、パルス電圧を印加する際には、当該パルス電圧の電圧値を変化させながら印加することとしたので、画素電極と共通電極との間に発生する電界の大きさを変化させることができる。これにより、帯電粒子とイオンとを攪拌することができるので、帯電粒子とイオンとの分離を促進することができる。

上記の電気泳動表示装置の駆動方法は、前記パルス電圧を印加する際には、前記所定の周波数を変化させながら印加することを特徴とする。
本発明によれば、パルス電圧を印加する際に、所定の周波数を変化させながら印加することとしたので、帯電粒子を移動させずにイオンのみを移動させることもできるし、帯電粒子を移動させることもできる。特に、帯電粒子を移動させることにより、帯電粒子同士が分離するので、電気二重層の塊径が大きい場合であっても、当該塊をほぐすように解消することができるという利点がある。

本発明に係る電気泳動表示装置は、複数の画素を有すると共に、当該各画素について設けられた画素電極と、前記画素電極に印加される電圧を保持する保持容量と、前記画素電極と前記保持容量との間の電気的接続の有無を切り替える切替制御手段と、当該画素電極に対向して設けられた共通電極と、帯電粒子を分散させてなり前記画素電極と前記共通電極との間に設けられた電気泳動材料とを有する表示部を備え、前記画素電極と前記共通電極との間に電圧を印加することにより前記帯電粒子を移動させて画像を表示する電気泳動表示装置であって、前記画素電極と前記共通電極との間に電圧を印加する電圧印加手段と、前記電圧印加手段によって前記画素電極と前記共通電極との間に印加される電圧を制御する電圧制御手段とを具備し、前記電圧制御手段が、前記切替制御手段により、前記画素電極と前記保持容量との間が電気的に切断されるように制御し、前記表示部で表示する画像を書き込む際に、前記画素電極及び前記共通電極のうち少なくとも一方に所定の周波数でパルス電圧を印加し、前記パルス電圧を印加した後、前記画素電極と前記共通電極との間に前記表示画像を書き込む書込電圧を印加するように、前記電圧印加手段を制御することを特徴とする。
本発明によれば、表示部で表示する画像を書き込む際に、画素電極及び共通電極のうち少なくとも一方に所定の周波数でパルス電圧を印加し、このパルス電圧を印加した後、画素電極と共通電極との間に表示画像を書き込む書込電圧を印加するように、電圧印加手段を制御するので、当該所定の周波数のパルス電圧によって帯電粒子をほとんど動かすことなく当該帯電粒子の周りに集合したイオンのみを拡散させることができる。イオンが拡散することにより、帯電粒子の周りに形成される電気二重層が解消するので、帯電粒子の泳動速度を高くすることができると共にクーロン力的に安定な電気二重層の塊状態を解消することができる。これにより、帯電粒子の動きの鈍化を防ぐことができ、表示部に残像が形成されるのを抑制することができる。
また、本発明によれば、画素電極に印加される電圧を保持する保持容量が設けられており、画素電極と保持容量との間において電気的接続の有無を切り替える切替制御手段が設けられているので、パルス電圧を印加する際に、画素電極と保持容量との間の電気的接続を切断することができる。これにより、保持容量の時定数に関わらず、高い周波数のパルス電圧を画素電極に印加することができる。

［第１実施形態］
本発明の第１実施形態を図面に基づき説明する。
図１は、本実施形態に係る電気泳動表示装置１の構成を示す模式図である。
同図に示すように、電気泳動表示装置１は、表示領域に画素７がマトリクス状に配列された表示部２と、画素７の間の領域を表示部２の図中短手方向に延在するデータ線５と、画素７の間の領域を表示部２の長手方向に延在する走査線６と、画素７の間の領域を表示部２の図中長手方向に走査線６に沿って延在する制御線８と、データ線５に信号を供給するデータ線駆動回路３と、走査線６及び制御線８に信号を供給する走査線駆動回路４とを含んで構成されている。

図２は、電気泳動表示装置１の表示部２の構成を示す断面図である。
同図に示すように、表示部２は、素子基板１０と、保護シート２０と、マイクロカプセル３０とを主体として構成されている。

素子基板１０は、例えばガラスやプラスチックなどの材料からなる矩形の基板である。素子基板１０の内面（保護シート２０との対向面）には、画素７ごとに画素電極１１が形成されている。画素電極１１の間の領域又は画素電極の下には、上述したデータ線５や走査線６、制御線８などの配線（図１参照）や、ＴＦＴ素子（図４参照）が設けられている。

保護シート２０は、例えばガラスなどの光透過可能な材料からなる矩形の基板である。保護シート２０の内面（素子基板１０との対向面）には、共通電極２１が全面に形成されている。共通電極２１は、導電材料、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などからなる。

図３（ａ）は、マイクロカプセル３０の構成を示す図である。
マイクロカプセル３０は、例えば５０μｍ程度の粒径を有すると共に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、アラビアゴム等の光透過可能な高分子樹脂によって形成されたカプセルである。このマイクロカプセル３０は、共通電極２１と上述の画素電極１１との間に挟持されており、一つの画素内に複数のマイクロカプセル３０が縦横に配列された構成になっている。マイクロカプセル３０の周囲を埋めるように、当該マイクロカプセル３０を固定するバインダ（図示しない）が設けられている。

マイクロカプセル３０の内部には、分散剤３１と、分散質としての帯電粒子（白色粒子３２及び黒色粒子３３）とが封入されている。
分散剤３１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、ぺンタン、ヘキサン、オクタン等の脂肪族炭化水素、シクロへキサン、メチルシクロへキサン等の脂環式炭化水素、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、カルボン酸塩又はその他の種々の油類等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からなり、白色粒子３２と黒色粒子３３とを分散させる液体である。

白色粒子３２及び黒色粒子３３は、分散剤３１中で電位差による電気泳動により移動する性質を有している。
白色粒子３２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（高分子あるいはコロイド）であり、例えば負に帯電されている。
黒色粒子３３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（高分子あるいはコロイド）であり、例えば正に帯電されている。

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。

白色粒子３２及び黒色粒子３３は溶媒中のイオンによって覆われており、イオン層３４が形成されている。帯電している白色粒子３２及び黒色粒子３３とイオン層３４との間には、電気二重層が形成されている。一般的に、白色粒子３２や黒色粒子３３などの帯電粒子は、１０ｋＨｚ以上の周波数の電界を印加しても、電界にほとんど反応せず、ほとんど移動しないことが知られている。帯電粒子の周りのイオンは、帯電粒子に比べて粒子径がはるかに小さいので、電界の周波数が１０ｋＨｚ以上の電界を印加すると電界に応じて移動することが知られている。

上記のように構成されたマイクロカプセル３０の動作を説明する。ここでは、イオン層３４が形成されない理想的な場合を例に挙げて説明する。画素電極１１と共通電極２１との間で相対的に画素電極１１の電圧が高くなるように電圧を印加すると、図３（ｂ）に示すように、正に帯電された黒色粒子３３はクーロン力によってマイクロカプセル３０内の画素電極側に引き寄せられる。一方、負に帯電された白色粒子３２はクーロン力によってマイクロカプセル３０内の共通電極２１に引き寄せられる。この結果、マイクロカプセル３０内の表示面側には白色粒子３２が集まることになり、表示面２０ａにはこの白色粒子３２の色（白色）が表示されることとなる。

逆に、画素電極１１と共通電極２１との間に相対的に画素電極１１の電位が高くなるように電圧を印加すると、図３（ｃ）に示すように、負に帯電された白色粒子３２がクーロン力によって画素電極１１側に引き寄せられる。逆に、正に帯電された黒色粒子３３はクーロン力によって共通電極２１側に引き寄せられる。この結果、マイクロカプセル３０内の表示面側には黒色粒子３３が集まることになり、表示面２０ａにはこの黒色粒子３３の色（赤色、緑色、青色又は黒色）が表示されることとなる。

図４は、表示部２のうち１つの画素についての回路構成を示す図である。
同図に示すように、画素電極１１はＴＦＴ４１を介してデータ線５に接続されており、共通電極２１は所定の電位を設定可能な電源等に接続されている。画素電極１１とデータ線５との間にはＴＦＴ（Thin Film Transistor）４１が設けられている。ＴＦＴ４１のうちゲート電極４１Ｇは走査線６に接続されており、ソース電極４１Ｓはデータ線５に接続されており、ドレイン電極４１Ｄは画素電極１１に接続されている。

また、画素電極１１は、ＴＦＴ４２を介して保持容量９に接続されている。ＴＦＴ４２のうちゲート電極４２Ｇは制御線８に接続されており、ソース電極４２Ｓは画素電極１１に接続されており、ドレイン電極４２Ｄは保持容量９に接続されている。

走査線６及び制御線８は、上述した走査線駆動回路４に接続されている。走査線駆動回路４がゲート電極４１Ｇに所定のゲート信号を供給することにより、データ線５に供給されるデータ信号が画素電極１１に流れ込むようになっている。走査線駆動回路４がゲート電極４２Ｇに所定のゲート信号を供給することにより、画素電極１１と保持容量９とが接続されて等電位となるようになっている。このように、走査線駆動回路４は、データ線５と画素電極１１との電気的接続の有無だけでなく、画素電極１１と保持容量９との電気的接続の有無の切替も制御可能になっている。

次に、上記のように構成された電気泳動表示装置１の動作のうち、表示内容を更新する場合の動作を説明する。ここでは、例えば表示部２の表示領域に画像が表示されている場合において、現在表示されている画像を消去して新たな画像を表示する際の動作を例に挙げて説明する。図５は、当該表示内容の更新の動作を示すフローチャートである。

まず、表示部２の表示領域に画像が表示されている状態で、表示部２の共通電極２１と全ての画素電極１１との間に消去電圧を印加する（ステップ０１）。具体的には、全データ線５にオフ電圧（０Ｖ）を印加し、全制御線８にオン電圧（１０Ｖ）を印加し、走査線６には順にオン電圧を印加していくように制御する。また、共通電極２１がオン電圧となるように制御する。この制御により、画素電極１１にオフ電圧が印加されることになり、共通電極２１から画素電極１１に向けて電界が発生する。この電界によって負に帯電した白色粒子３２が共通電極２１側、すなわち表示面側に移動し、全画素７が白色表示となる（全白消去）。

消去電圧を印加した後、共通電極２１と表示部２のうち新たな画像を表示する部分の画素電極１１との間にパルス電圧を印加する（ステップ０２）。具体的には、図６及び図７に示すように、新たな画像を書き込む部分のデータ線５にパルス電圧を印加する。この状態で走査線６には順にオン電圧を印加していくように制御する。共通電極２１については、オフ電圧となるように制御する。また、保持容量９と画素電極１１との間の接続を切断しておくようにする。具体的には、制御線８にオフ電圧を印加し、ＴＦＴ４２のゲート電極４２Ｇにゲート信号を供給しない状態にしておく。

パルス電圧については、周波数を変化させながら印加する。例えば、周波数を徐々に減少させるように印加する。図７に示すように、新たに印加する際には周波数を１００ＭＨｚ程度に設定し（期間Ａ）、一定時間経過後、１００ＭＨｚよりも低い周波数のパルス電圧を続けて印加する（期間Ｂ）。期間Ｂでは、１０ｋＨｚ〜１００ＭＨｚ程度の周波数に設定することが好ましい。さらに一定時間が経過したら、１０ｋＨｚ以下の周波数のパルス電圧を続けて印加する（期間Ｃ）。

期間Ｃの開始から一定時間が経過した後、共通電極２１と表示部２のうち新たな画像を表示する部分の画素電極１１との間に書込電圧を印加する（ステップ０３）。新たな画像を表示する部分の画素におけるデータ線５にオン電圧を印加し、走査線６には順にオン電圧を印加していくように制御する。共通電極２１については、オフ電圧となるように制御する。ステップ０３では、保持容量９と画素電極１１との間を接続しておき、画素電極１１に印加される電圧を保持可能としておく。具体的には、制御線８にオン電圧を印加し、ＴＦＴ４２のゲート電極４２Ｇにゲート信号を供給する状態にしておく。なお、図７の一点鎖線で示すように、ステップ０２の期間Ｃの開始段階で保持容量と画素電極１１との間を接続するように制御しても構わない。この期間Ｃでは、１０ｋＨｚ以下のパルス電圧が印加されるため、保持容量９で電圧を保持することが可能となるからである。

ステップ０３の制御は、タイムチャートにおいては図７の期間Ｄに相当する。ステップ０３の制御によって、画素電極１１にオン電圧が印加されることになり、画素電極１１から共通電極２１に向けて電界が発生する。この電界によって正に帯電した黒色粒子３３が共通電極２１側、すなわち表示面側に移動し、当該画素７が黒色表示となる。

このように、本実施形態によれば、表示部２で表示する画像を書き込む際に、画素電極１１及び共通電極２１のうち少なくとも一方に所定の周波数でパルス電圧を印加することとしたので、当該所定の周波数のパルス電圧によって帯電粒子（白色粒子３２及び黒色粒子３３）の周りに集合したイオンを帯電粒子から引き離すことができる。イオンが帯電粒子から引き離されることにより、帯電粒子の周りに形成される電気二重層が解消するので、帯電粒子の泳動速度を高くすることができ、クーロン力的に安定の状態を解消することができる。したがって、このパルス電圧を印加した後、画素電極１１と共通電極２１との間に表示画像を書き込む書込電圧を印加する際において、帯電粒子の動きの鈍化を回避することができ、表示部２に残像が形成されるのを抑制することができる。これにより、残像が形成されにくい電気泳動表示装置１を得ることができる。

また、本実施形態によれば、画素電極１１と保持容量９との間において電気的接続の有無が切り替え可能になっており、画素電極１１に１００ｋＨｚ以上のパルス電圧を印加する際には、画素電極１１と保持容量９との間が電気的に切断されるように制御することとしたので、保持容量９の時定数に関わらず、高い周波数のパルス電圧を画素電極１１に印加することができる。

また、本実施形態によれば、パルス電圧を印加する際に、周波数を変化させながら印加することとしたので、帯電粒子を移動させずにイオンのみを移動させることもできるし、帯電粒子を移動させることもできる。特に、帯電粒子を移動させることにより、帯電粒子同士が分離するので、電気二重層の塊径が大きい場合であっても、当該塊をほぐすように解消することができるという利点がある。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態を説明する。本実施形態では、電気泳動表示装置の駆動方法が第１実施形態とは異なるので、かかる点を中心に説明する。本実施形態では、電気泳動表示装置の構成が第１実施形態と同様であるため、同一の符号を付してその説明を省略する。

本実施形態では、第１実施形態と同様、表示部２の表示領域に画像が表示されている場合において、現在表示されている画像を消去して新たな画像を表示する際の動作を例に挙げて説明する。

まず、表示部２の表示領域に画像が表示されている状態で、表示部２の共通電極２１と全ての画素電極１１との間に消去電圧を印加する。この制御は第１実施形態と同様である。

消去電圧を印加した後、共通電極２１と表示部２のうち新たな画像を表示する部分の画素電極１１との間にパルス電圧を印加する。具体的には、図８及び図９に示すように、新たな画像を書き込む部分のデータ線５にオン電圧を印加する。この状態で走査線６には順にパルス電圧を印加しながら走査するように制御する。データ線にパルス電圧を印加するのではなくオン電圧を印加し、走査線６にパルス電圧を印加する点が、第１実施形態とは異なっている。共通電極２１については、オフ電圧となるように制御する。また、保持容量９と画素電極１１との間の接続を切断しておくようにする。具体的には、制御線８にオフ電圧を印加し、ＴＦＴ４２のゲート電極４２Ｇにゲート信号を供給しない状態にしておく。

パルス電圧については、第１実施形態と同様、周波数を徐々に減少させるように印加する。図９に示すように、新たに印加する際には周波数を１００ＭＨｚ程度に設定し（期間Ａ）、一定時間経過後、１００ＭＨｚよりも低い周波数のパルス電圧を続けて印加する（期間Ｂ）。期間Ｂでは、１０ｋＨｚ〜１００ＭＨｚ程度の周波数に設定することが好ましい。さらに一定時間が経過したら、１０ｋＨｚ以下の周波数のパルス電圧を続けて印加する（期間Ｃ）。

期間Ｃの開始から一定時間が経過した後、第１実施形態と同様、共通電極２１と表示部２のうち新たな画像を表示する部分の画素電極１１との間に書込電圧を印加する。保持容量９と画素電極１１との間を接続しておき、画素電極１１に印加される電圧を保持可能としておく。この制御は、タイムチャートにおいては図９の期間Ｄに相当する。当該制御によって、画素電極１１にオン電圧が印加されることになり、画素電極１１から共通電極２１に向けて電界が発生する。この電界によって正に帯電した黒色粒子３３が共通電極２１側、すなわち表示面側に移動し、当該画素７が黒色表示となる。

本実施形態のように、データ線５ではなく走査線６にパルス電圧を印加するように制御しても、当該所定の周波数のパルス電圧によって帯電粒子（白色粒子３２及び黒色粒子３３）の周りに集合したイオンを帯電粒子から引き離すことができる。このため、第１実施形態と同様、残像が形成されにくい電気泳動表示装置１を得ることができる。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態を説明する。本実施形態では、電気泳動表示装置の駆動方法が第１実施形態とは異なるので、かかる点を中心に説明する。本実施形態では、電気泳動表示装置の構成が第１実施形態とほぼ同様であるため、同一の符号を付してその説明を省略する。

本実施形態では、表示部２の表示領域に画像が表示されている場合において、現在表示されている画像を消去することなく新たな画像を直接書き込む際の動作を例に挙げて説明する。本実施形態では、データ線駆動回路４が、ハイ電圧（２０Ｖ）、ミドル電圧（１０Ｖ）、ロー電圧（０Ｖ）の３種類の電圧を印加可能となっている。

まず、表示部２の表示領域に画像が表示されている状態で、共通電極２１と表示部２のうち新たな画像を表示する部分の画素電極１１との間にパルス電圧を印加する。具体的には、図１０及び図１１に示すように、新たな画像を書き込む部分のデータ線５にパルス電圧を印加する。この状態で走査線６には順にハイ電圧を印加しながら走査するように制御する。共通電極２１については、ミドル電圧となるように制御する。また、保持容量９と画素電極１１との間の接続を切断しておくようにする。具体的には、制御線８にロー電圧を印加し、ＴＦＴ４２のゲート電極４２Ｇにゲート信号を供給しない状態にしておく。

パルス電圧については、第１実施形態と同様、周波数を徐々に減少させるようにハイ電圧を印加する。図９に示すように、新たに印加する際には１００ＭＨｚ程度の周波数のハイ電圧を印加する（期間Ａ）。一定時間経過後、１００ＭＨｚよりも低い周波数のパルス電圧を続けて印加する（期間Ｂ）。期間Ｂでは、１０ｋＨｚ〜１００ＭＨｚ程度の周波数に設定することが好ましい。また、期間Ｂでは、ハイ電圧のパルス電圧とロー電圧のパルス電圧とを交互に印加する。これにより、画素電極１１と共通電極２１との間に発生する電界が強くなり、イオンが一層強く攪拌されることになる。さらに一定時間が経過したら、１０ｋＨｚ以下の周波数のハイ電圧を続けて印加する（期間Ｃ）。

期間Ｃの開始から一定時間が経過した後、第１実施形態と同様、共通電極２１と表示部２のうち新たな画像を表示する部分の画素電極１１との間に書込電圧を印加する。保持容量９と画素電極１１との間を接続しておき、画素電極１１に印加される電圧を保持可能としておく。この制御は、タイムチャートにおいては図１１の期間Ｄに相当する。当該制御によって、画素電極１１にハイ電圧が印加されることになり、画素電極１１から共通電極２１に向けて電界が発生する。この電界によって正に帯電した黒色粒子３３が共通電極２１側、すなわち表示面側に移動し、当該画素７が黒色表示となる。

なお、白色表示を書き込む際には、ミドル電圧を基準として上記のパターンと線対称となるようにパルス電圧を印加する。図１１に示すように、期間Ａ、期間Ｃ及び期間Ｄでは、ロー電圧を印加するように制御する。期間Ｂでは、ハイ電圧とロー電圧とを交互に印加するが、各電圧を印加するタイミングが黒色表示の場合と逆にする。

本実施形態のように、画像が表示されている状態で消去電圧を印加することなく、直接書き込む駆動においても、書込電圧を印加する前にパルス電圧を印加することとしたので、当該所定の周波数のパルス電圧によって帯電粒子の周りに集合したイオンを帯電粒子から引き離すことができる。これにより、上記実施形態と同様、残像が形成されにくい電気泳動表示装置１を得ることができる。

また、本実施形態によれば、パルス電圧を印加する際に、当該パルス電圧の電圧値を変化させながら印加することとしたので（期間Ｂ）、画素電極１１と共通電極２１との間に発生する電界の大きさを変化させることができる。これにより、帯電粒子とイオンとを攪拌することができるので、帯電粒子とイオンとの分離を促進することができる。

［第４実施形態］
本実施形態では、第３実施形態と同様、表示部２の表示領域に画像が表示されている場合において、現在表示されている画像を消去することなく新たな画像を直接書き込む際の動作を例に挙げて説明する。本実施形態では、データ線駆動回路４が、ハイ電圧（２０Ｖ）、ミドル電圧（１０Ｖ）、ロー電圧（０Ｖ）の３種類の電圧を印加可能となっている。

まず、表示部２の表示領域に画像が表示されている状態で、共通電極２１と表示部２のうち新たな画像を表示する部分の画素電極１１との間にパルス電圧を印加する。具体的には、図１２及び図１３に示すように、新たな画像を書き込む部分のデータ線５にハイ電圧を印加する。この状態で走査線６に順にパルス電圧を印加しながら走査するように制御する。共通電極２１については、ミドル電圧となるように制御する。また、保持容量９と画素電極１１との間の接続を切断しておく。

パルス電圧については、第１実施形態と同様、周波数を徐々に減少させるようにハイ電圧を印加する。図１３に示すように、新たに印加する際には１００ＭＨｚ程度の周波数のハイ電圧を印加する（期間Ａ）。一定時間経過後、１００ＭＨｚよりも低い周波数のハイ電圧を続けて印加する（期間Ｂ）。期間Ｂでは、１０ｋＨｚ〜１００ＭＨｚ程度の周波数に設定することが好ましい。さらに一定時間が経過したら、１０ｋＨｚ以下の周波数のハイ電圧を続けて印加する（期間Ｃ）。

なお、白色表示を書き込む際には、ミドル電圧を基準として上記のパターンと線対称となるようにパルス電圧を印加する。図１３に示すように、期間Ａ、期間Ｃ及び期間Ｄでは、ロー電圧を印加するように制御する。期間Ｂでは、ハイ電圧とロー電圧とを交互に印加するが、各電圧を印加するタイミングが黒色表示の場合と逆にする。

本実施形態のように、画像が表示されている状態で消去電圧を印加することなく、直接書き込む駆動において、走査線６にパルス電圧を印加する場合についても、当該所定の周波数のパルス電圧によって帯電粒子の周りに集合したイオンを帯電粒子から引き離すことができる。これにより、上記実施形態と同様、残像が形成されにくい電気泳動表示装置１を得ることができる。

［第５実施形態］
次に、本発明の第５実施形態係る電子機器について、電子ブックを例に挙げて説明する。
図１４は、電子ブックの構成を示す斜視図である。
同図に示すように、電子ブック１３１は、ブック形状のフレーム１３２と、このフレーム１３２に開閉可能なカバー１３３とを有する。フレーム１３２には、その表面に表示面を露出させた状態で表示部１３４が設けられ、さらに、操作部１３５が設けられている。フレーム１３２の内部には、コントローラ、カウンタ及びメモリも内蔵されている。この表示部１３４として、上記の電気泳動表示装置１が搭載されている。
このように、残像が形成されにくい電気泳動表示装置１が搭載されているので、表示特性の高い電子ブック１３１を得ることができる。

本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。
上記各実施形態では、白色粒子３２と黒色粒子３３とを用いて白黒表示を行う電気泳動表示装置１を例に挙げて説明したが、これに限られるものではなく、例えば黒色粒子３３のほかに赤色、緑色、青色、黄色などの着色粒子を用いてフルカラー表示を行う電気泳動表示装置であっても本発明の適用は可能である。

本発明の第１実施形態に係る電気泳動表示装置の模式的な構成を示す図。電気泳動表示装置の構成を示す断面図。マイクロカプセルの構成を示す断面図。表示部の一画素の回路構成を示す図。電気泳動表示装置の駆動方法を示すフローチャート。電圧印加時の画素の様子を示す図。パルス電圧のパターンを示す図。本発明の第２実施形態に係る電気泳動表示装置の画素の様子を示す図。パルス電圧のパターンを示す図。本発明の第３実施形態に係る電気泳動表示装置の画素の様子を示す図。パルス電圧のパターンを示す図。本発明の第４実施形態に係る電気泳動表示装置の画素の様子を示す図。パルス電圧のパターンを示す図。本発明の第５実施形態に係る電子ブックの構成を示す斜視図。

符号の説明

１…電気泳動表示装置２…表示部３…データ線駆動回路４…走査線駆動回路５…データ線６…走査線７…画素８…制御線９…保持容量１０…素子基板１１…画素電極２０…保護シート２０ａ…表面２１…共通電極３０…マイクロカプセル３２…白色粒子３３…着色粒子３４…イオン層４１…ＴＦＴ４２…ＴＦＴ１３１…電子ブック

Claims

複数の画素を有すると共に、当該各画素について設けられた画素電極と、前記画素電極に印加される電圧を保持する保持容量と、前記画素電極と前記保持容量との間の電気的接続の有無を切り替える切替制御手段と、当該画素電極に対向して設けられた共通電極と、帯電粒子を分散させてなり前記画素電極と前記共通電極との間に設けられた電気泳動材料とを有する表示部を備え、
前記画素電極と前記共通電極との間に電圧を印加することにより前記帯電粒子を移動させて画像を表示する電気泳動表示装置の駆動方法であって、
前記表示部で表示する画像を書き込む際に、
前記切替制御手段により、前記画素電極と前記保持容量との間が電気的に切断されるように制御し、
前記画素電極及び前記共通電極のうち少なくとも一方に所定の周波数でパルス電圧を印加することで、前記荷電粒子の周りに集合したイオンを前記荷電粒子から分離させ、
前記イオンを前記荷電粒子から分離させた後、前記画素電極と前記共通電極との間に前記表示画像を書き込む書込電圧を印加する
ことを特徴とする電気泳動表示装置の駆動方法。
前記パルス電圧を印加する際には、当該パルス電圧の電圧値を変化させながら印加する
ことを特徴とする請求項１に記載の電気泳動表示装置の駆動方法。
前記パルス電圧を印加する際には、前記所定の周波数を変化させながら印加する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電気泳動表示装置の駆動方法。
複数の画素を有すると共に、当該各画素について設けられた画素電極と、前記画素電極に印加される電圧を保持する保持容量と、前記画素電極と前記保持容量との間の電気的接続の有無を切り替える切替制御手段と、当該画素電極に対向して設けられた共通電極と、帯電粒子を分散させてなり前記画素電極と前記共通電極との間に設けられた電気泳動材料とを有する表示部を備え、
前記画素電極と前記共通電極との間に電圧を印加することにより前記帯電粒子を移動させて画像を表示する電気泳動表示装置であって、
前記画素電極と前記共通電極との間に電圧を印加する電圧印加手段と、
前記電圧印加手段によって前記画素電極と前記共通電極との間に印加される電圧を制御する電圧制御手段と
を具備し、
前記電圧制御手段が、
前記切替制御手段により、前記画素電極と前記保持容量との間が電気的に切断されるように制御し、前記表示部で表示する画像を書き込む際に、前記画素電極及び前記共通電極のうち少なくとも一方に所定の周波数でパルス電圧を印加することで、前記荷電粒子の周りに集合したイオンを前記荷電粒子から分離させ、前記イオンを前記荷電粒子から分離させた後、前記画素電極と前記共通電極との間に前記表示画像を書き込む書込電圧を印加するように、前記電圧印加手段を制御する
ことを特徴とする電気泳動表示装置。