JP5304850B2 - 表示媒体の駆動装置、駆動プログラム、及び表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、表示媒体の駆動装置、駆動プログラム、及び表示装置に関する。

特許文献１には、少なくとも一方が透光性を有すると共に間隙をもって配置された一対の基板と、前記一対の基板間に封入された分散媒と、前記分散媒中に分散され、前記一対の基板間に予め定められた閾値電圧を超える電圧が印加されることにより形成された電界に応じて該分散媒中を移動する粒子群と、を有する表示媒体と、前記一対の基板間に電圧を印加する電圧印加手段と、前記一対の基板間に前記閾値電圧を超える第１の電圧を印加した後に、該第１の電圧の極性を反転させた該閾値電圧以下の電圧を印加するように、前記電圧印加手段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする表示装置が開示されている。

特許文献２には、移動自在な複数の帯電泳動粒子を有する電気泳動表示素子と、該電気泳動表示素子に信号を送って帯電泳動粒子の位置を画素毎に制御する信号印加手段と、を備えた電気泳動表示装置において、該信号印加手段が、リセット信号を送って前記電気泳動表示素子の表示をリセットするリセット駆動と、階調信号を送って前記電気泳動表示素子に階調表示を行わせる書き込み駆動と、画素に印加する電圧を徐々に減少させて行って前記書き込み駆動による表示状態を保持する画像保持駆動と、を順次行う、ことを特徴とする電気泳動表示装置が開示されている。

特開２００８−１２９１７９号公報 特開２００５−１１５０６６号公報

本発明は、複数種類の粒子群のうち閾値電圧が高い第１の粒子群の色の階調に応じた第１の電圧を基板間に印加した後、第１の電圧と逆極性の第２の電圧を印加する場合と比較して、第１の粒子群よりも閾値電圧が低い第２の粒子群の色と混色が発生するのを抑えることができる表示媒体の駆動装置、駆動プログラム、及び表示装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、透光性を有する表示基板と、前記表示基板と間隙を持って対向して配置された背面基板と、前記表示基板と前記背面基板との基板間に封入された分散媒と、前記分散媒中に分散され且つ前記基板間に形成された電界に応じて前記基板間を移動するように前記基板間に封入された色及び帯電極性が異なる複数種類の粒子群と、を有する表示媒体に対して、前記複数種類の粒子群のうち第１の粒子群の色を階調表示する場合、前記第１の粒子群の少なくとも一部の粒子を前記表示基板又は前記背面基板から剥離させるのに必要な閾値電圧以上の電圧であって、前記第１の粒子群の色の階調に応じた第１の電圧を前記基板間に印加した後、前記第１の電圧と同極性で且つ前記閾値電圧より低い第２の電圧を印加する電圧印加手段を備えた表示媒体の駆動装置である。

請求項２記載の発明は、前記電圧印加手段は、前記第１の粒子群の色の階調に応じて前記第２の電圧の印加時間及び電圧値の少なくとも一方を変更する。

請求項３記載の発明は、前記第２の電圧は、前記第１の粒子群の次に閾値電圧が高い第２の粒子群の閾値電圧よりも電圧値が大きい電圧である。

請求項４記載の発明は、前記第１の電圧の印加時間は、前記表示基板又は前記背面基板から剥離した粒子の全てが前記背面基板又は前記表示基板に付着しない時間である。

請求項５記載の発明は、前記電圧印加手段は、前記第１の電圧の印加と前記第２の電圧の印加との間に、前記第１の電圧より低く且つ前記閾値電圧より高い第３の電圧を印加する。

請求項６記載の発明は、コンピュータを、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の表示媒体の駆動装置を構成する各手段として機能させるための表示媒体の駆動プログラムである。

請求項７記載の発明は、透光性を有する表示基板と、前記表示基板と間隙を持って対向して配置された背面基板と、前記表示基板と前記背面基板との基板間に封入された分散媒と、前記分散媒中に分散され且つ前記基板間に形成された電界に応じて前記基板間を移動するように前記基板間に封入された色及び帯電極性が異なる複数種類の粒子群と、を有する表示媒体と、前記請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の前記表示媒体の駆動装置と、を備えた表示装置である。

請求項１、６、７の発明によれば、複数種類の粒子群のうち閾値電圧が高い第１の粒子群の色の階調に応じた第１の電圧を基板間に印加した後、第１の電圧と逆極性の第２の電圧を印加する場合と比較して、第１の粒子群よりも閾値電圧が低い第２の粒子群の色と混色が発生するのを抑えることができる、という効果を有する。

請求項２の発明によれば、第１の粒子群の色の階調に関わらず第２の電圧の印加時間及び電圧値を固定にした場合と比較して、剥離した粒子の付着時間を短縮することができる、という効果を有する。

請求項３の発明によれば、第２の電圧を印加することで、第２の粒子群を対向基板に移動させ表示基板又は背面基板に付着させることができる、という効果を有する。

請求項４の発明によれば、第１の電圧の印加時間が、一方の基板から剥離した粒子の全てが他方の基板に付着する時間である場合と比較して、表示の切り替え時間を短縮することができる、という効果を有する。

請求項５の発明によれば、第１の電圧の印加後に第２の電圧を印加する場合と比較して、粒子の応答性と階調制御性を両立させることができる、という効果を有する。

第１実施形態に係る表示装置を示す概略図である。 第１実施形態に係る各泳動粒子の電圧印加特性を示す図である。 第１実施形態に係る表示装置において電圧印加に応じた泳動粒子の挙動を示す概略図である。 第１実施形態に係る表示装置において電圧印加に応じた泳動粒子の挙動を示す概略図である。 第１実施形態に係る表示装置において電圧印加に応じた泳動粒子の挙動を示す概略図である。 第１実施形態に係る表示装置において電圧印加に応じた泳動粒子の挙動を示す概略図である。 基板からの粒子の剥離、移動、付着の特性を示す図である。 第１実施形態に係る表示装置において電圧印加に応じた泳動粒子の挙動を示す概略図である。 第１実施形態に係る表示装置において電圧印加に応じた泳動粒子の挙動を示す概略図である。 制御部で実行される処理のフローチャートである。 第１実施形態に係る表示装置において電圧印加する際の電圧印加シーケンスについて説明するための図である。 第１実施形態に係る表示装置において電圧印加に応じた泳動粒子の挙動を示す概略図である。 粒子の剥離時間及び付着時間と基板間の電界強度との関係を示す図である。 第２実施形態に係る各泳動粒子の電圧印加特性を示す図である。 第２実施形態に係る表示装置において電圧印加に応じた泳動粒子の挙動を示す概略図である。 第２実施形態に係る表示装置において電圧印加に応じた泳動粒子の挙動を示す概略図である。 第２実施形態に係る表示装置において電圧印加に応じた泳動粒子の挙動を示す概略図である。 高電圧駆動や低電圧駆動した場合における電圧印加時間と電界強度との関係、電圧印加時間と推定粒子濃度との関係を示す図である。 第３実施形態に係る制御部で実行される処理のフローチャートである。 第３実施形態に係る表示装置において電圧印加する際の電圧印加シーケンスについて説明するための図である。 第３実施形態に係る表示装置において電圧印加に応じた泳動粒子の挙動を示す概略図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。作用・機能が同じ働きを担う部材には、全図面を通して同じ符合を付与し、重複する説明を省略する場合がある。また、説明を簡易化するために、適宜１つのセルに注目した図を用いて本実施形態を説明する。

また、シアン色の粒子をシアン粒子Ｃ、マゼンタ色の粒子をマゼンタ粒子Ｍ、黄色の粒子を黄色粒子Ｙと記し、各粒子とその粒子群は同じ記号（符号）によって示す。

＜第１実施形態＞

図１（Ａ）は、第１実施形態に係る表示装置を概略的に示している。この表示装置１００は、表示媒体１０と、表示媒体１０を駆動する駆動装置２０と、を備えている。駆動装置２０は、表示媒体１０の表示側電極３、背面側電極４間に電圧を印加する電圧印加部３０と、表示媒体１０に表示させる画像の画像情報に応じて電圧印加部３０を制御する制御部４０と、を含んで構成されている。

表示媒体１０は、画像表示面とされる、透光性を有する表示基板１と、非表示面とされる背面基板２と、が間隙を持って対向して配置されている。

これらの基板１、２間を定められた間隔に保持すると共に、該基板間を複数のセルに区画する間隙部材５が設けられている。

上記セルとは、背面側電極４が設けられた背面基板２と、表示側電極３が設けられた表示基板１と、間隙部材５と、によって囲まれた領域を示している。セル中には、例えば絶縁性液体で構成された分散媒６と、分散媒６中に分散された第１粒子群１１、第２粒子群１２、及び白色粒子群１３とが封入されている。

第１粒子群１１と第２粒子群１２は、色及び帯電極性が互いに異なり、一対の電極３、４間に予め定めた閾値電圧以上の電圧を印加することにより、第１粒子群１１及び第２粒子群１２がそれぞれ単独で泳動する特性を有している。一方、白色粒子群１３は、第１粒子群１１、第２粒子群１２よりも帯電量が少なく、第１粒子群１１、第２粒子群１２が何れか一方の電極側まで移動する電圧が電極間に印加されても、何れの電極側まで移動しない粒子群である。

なお、分散媒に着色剤を混合することで、泳動粒子の色とは異なる白色を表示させてもよい。

駆動装置２０（電圧印加部３０及び制御部４０）は、表示媒体１０の表示側電極３、背面側電極４間に表示させる色に応じた電圧を印加することにより、粒子群１１、１２を泳動させ、それぞれの帯電極性に応じて表示基板１、背面基板２の何れか一方に引き付ける。

電圧印加部３０は、表示側電極３及び背面側電極４にそれぞれ電気的に接続されている。また、電圧印加部３０は、制御部４０に信号授受されるように接続されている。

制御部４０は、図１（Ｂ）に示すように、例えばコンピュータ４０として構成される。コンピュータ４０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）４０Ａ、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）４０Ｂ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）４０Ｃ、不揮発性メモリ４０Ｄ、及び入出力インターフェース（Ｉ／Ｏ）４０Ｅがバス４０Ｆを介して各々接続された構成であり、Ｉ／Ｏ４０Ｅには電圧印加部３０が接続されている。この場合、後述する各色の表示に必要な電圧の印加を電圧印加部３０に指示する処理をコンピュータ４０に実行させるプログラムを、例えば不揮発性メモリ４０Ｄに書き込んでおき、これをＣＰＵ４０Ａが読み込んで実行させる。なお、プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体により提供するようにしてもよい。

電圧印加部３０は、表示側電極３及び背面側電極４に電圧を印加するための電圧印加装置であり、制御部４０の制御に応じた電圧を表示側電極３及び背面側電極４に印加する。

本実施形態では、一例として表示側電極３を接地し、背面側電極４に電圧を印加する場合について説明する。

図２には、本実施形態に係る表示装置１００において、シアン粒子Ｃ、マゼンタ粒子Ｍを表示基板１側、背面基板２側に移動させるために必要な印加電圧の特性を示した。図２では、シアン粒子Ｃの印加電圧特性を特性５０Ｃ、マゼンタ粒子Ｍの印加電圧特性を特性５０Ｍで表わしている。

また、図２は、表示側電極３をグラウンド（０Ｖ）として背面側電極４に印加されたパルス電圧と、各粒子群による表示濃度との関係を示したものである。

図２に示すように、背面基板２側のマゼンタ粒子Ｍが表示基板１側へ移動開始する移動開始電圧（閾値電圧）は−Ｖｍであり、表示基板１側のマゼンタ粒子Ｍが背面基板２側へ移動開始する移動開始電圧（閾値電圧）は＋Ｖｍである。従って、−Ｖｍ以下の電圧を印加することで背面基板２側のマゼンタ粒子が表示基板１側へ移動し、＋Ｖｍ以上の電圧を印加することで表示基板１側のマゼンタ粒子Ｍが背面基板２側へ移動する。

そして、背面基板２側のマゼンタ粒子Ｍを表示基板１側へ移動させる粒子量は、例えば印加する電圧の電圧値を同一にした場合には、そのパルス幅（印加時間）によって制御される（パルス幅変調）。例えば印加する電圧の電圧値を−Ｖｍとした場合、そのパルス幅が長くなるに従って表示基板１側へ移動させるマゼンタ粒子Ｍの粒子量が多くなる。これによりマゼンタ粒子Ｍの階調表示が制御される。表示基板１側のマゼンタ粒子Ｍを背面基板２側へ移動させる場合の粒子量についても同様である。

また、背面基板２側のシアン粒子Ｃが表示基板１側へ移動開始する移動開始電圧（閾値電圧）は＋Ｖｃであり、表示基板１側のシアン粒子Ｃが背面基板２側へ移動開始する移動開始電圧は−Ｖｃである。従って、＋Ｖｃ以上の電圧を印加することで背面基板２側のシアン粒子Ｃが表示基板１側へ移動し、−Ｖｃ以下の電圧を印加することで表示基板１側のシアン粒子Ｃが背面基板２側へ移動する。

そして、背面基板２側のシアン粒子Ｃを表示基板１側へ移動させる粒子量、表示基板１側のシアン粒子Ｃを背面基板２側へ移動させる粒子量は、前述したマゼンタ粒子Ｍの場合と同様に、例えば印加する電圧の電圧値を同一にした場合には、そのパルス幅によって制御される。

なお、印加する電圧のパルス幅を同一にして、電圧値を変えることで移動する粒子量を制御し、階調表示を制御するようにしてもよい（電圧変調）。例えば、背面基板２側のマゼンタ粒子Ｍを表示基板１側へ移動させる粒子量を制御する場合、印加する電圧のパルス幅は同一で、電圧値を−Ｖｍ以下の任意の電圧値とすることにより、その電圧値に応じた粒子量のマゼンタ粒子Ｍを表示基板１側へ移動させられる。

以下では、一例として、マゼンタ粒子Ｍを移動させる場合に印加する電圧の電圧値を−Ｖｍ又は＋Ｖｍとし、シアン粒子Ｃを移動させる場合に印加する電圧の電圧値を−Ｖｃ又は＋Ｖｃとし、パルス幅を可変とすることで移動する粒子の粒子量を制御する場合について説明する。

次に、各色の表示について説明する。なお、表示側電極３はグラウンド（０Ｖ）とする。また、マゼンタ粒子Ｍ及びシアン粒子Ｃは同量ずつ基板間に封入されているものとする。

図３〜６は、第１実施形態に係る表示媒体において電圧印加に応じたマゼンタ粒子Ｍ、シアン粒子Ｃの挙動の一例を概略的に示している。なお、図３〜図６では、白色粒子１３、分散媒６、間隙部材５等は省略されている。

本実施形態では、第１粒子１１は、マゼンタの色彩を有する負帯電の電気泳動粒子（マゼンタ粒子Ｍ）であり、第２粒子１２は、シアンの色彩を有する正帯電の電気泳動粒子（シアン粒子Ｃ）である場合について説明するが、これに限定されない。各粒子の色と帯電極性は適宜設定すればよい。また、以下の説明で印加する電圧の値も一例であって、これに限定されず、各粒子の帯電極性、応答性、電極間の距離等に応じて適宜設定すればよい。

図３（Ａ）に示すように、背面側電極４に−Ｖｍの電圧を、背面基板２側の全てのマゼンタ粒子Ｍを表示基板１側に付着させるのに必要なパルス幅で印加すると、負帯電の全てのマゼンタ粒子Ｍは表示基板１側に、正帯電のシアン粒子Ｃは背面基板２側に泳動して各基板の全面に付着した状態となる。これによりマゼンタ色が表示される。

図３（Ａ）の状態（マゼンタ表示）から、図３（Ｂ）に示すように、背面側電極４に＋Ｖｍの電圧を、表示基板１側の全てのマゼンタ粒子Ｍを背面基板２側に付着させると共に、背面基板２側の全てのシアン粒子Ｃを表示基板１側に付着させるのに必要なパルス幅で印加すると、正帯電のシアン粒子Ｃは表示基板１側に、負帯電のマゼンタ粒子Ｍは背面基板２側に泳動して各基板の全面に付着した状態となる。これによりシアン色が表示される。

図３（Ｂ）の状態（シアン表示）から、図３（Ｃ）に示すように、背面側電極４に−Ｖｃの電圧を、表示基板１側のシアン粒子Ｃのうち表示すべき階調に応じた粒子量のシアン粒子Ｃを表示基板１側に残し、他のシアン粒子Ｃ（表示基板１から剥離させるべきシアン粒子Ｃ）を背面基板２側に移動させるのに必要なパルス幅で印加すると、階調に応じて剥離すべき粒子量のシアン粒子Ｃが背面基板２側に泳動して背面基板２側に付着した状態となる。図３（Ｃ）では、左側、中央、右側の順に、背面基板２側へ移動するシアン粒子Ｃが少なくなる場合を示している。すなわち、図３（Ｃ）の左側、中央、右側の順に、印加する電圧のパルス幅は短くなる。

図４（Ａ）（図３（Ａ）と同一）の状態（マゼンタ表示）から、図４（Ｂ）のに示すように、背面側電極４に＋Ｖｍの電圧を、表示基板１側のマゼンタ粒子Ｍのうち表示すべき階調に応じた粒子量のマゼンタ粒子Ｍを表示基板１側に残し、他のマゼンタ粒子Ｍ（表示基板１から剥離させるべきマゼンタ粒子Ｍ）を背面基板２側に移動させるのに必要なパルス幅で印加すると、階調に応じて剥離すべき粒子量のマゼンタ粒子Ｍが背面基板２側に泳動して背面基板２側に付着すると共に、シアン粒子Ｃが表示基板１側に泳動して表示基板１に付着した状態となる。

そして、図４（Ｂ）の状態から、図４（Ｃ）に示すように、背面側電極４に−Ｖｃの電圧を、表示基板１側のシアン粒子Ｃのうち表示すべき階調に応じた粒子量のシアン粒子Ｃを表示基板１側に残し、他のシアン粒子Ｃ（表示基板１から剥離させるべきシアン粒子Ｃ）を背面基板２側に付着させるのに必要なパルス幅で印加すると、階調に応じて剥離すべき粒子量のシアン粒子Ｃが背面基板２側に泳動して背面基板２側に付着した状態となる。

図４（Ｃ）では、図３（Ｃ）と同様に、左側、中央、右側の順に、背面基板２側へ移動するシアン粒子Ｃが少なくなる場合を示している。すなわち、図４（Ｃ）の左側、中央、右側の順に、印加する電圧のパルス幅は短くなる。

また、図５、６も図４と同様であり、図５（Ａ）から同図（Ｂ）の状態、図６（Ａ）から同図（Ｂ）に移行する際の、背面基板２側へ移動するマゼンタ粒子Ｍの粒子量が異なるだけである。

図７には、基板からの粒子の剥離、移動、付着の特性について示した。同図に示すように、粒子は、一方の基板から剥離して移動し、他方の基板に付着するが、粒子特性のばらつきや基板に対する粒子の付着状態の違いのために、電圧を印加しても基板から粒子が一斉に剥離するのではなく、動きやすい粒子から剥離する。そして、一方の基板から剥離した粒子を他方の基板に付着させるのにはある程度の時間を要するため、印加する電圧のパルス幅が短いと、十分に粒子が基板に付着しない場合がある。

従来の２値駆動では、例えば図８（Ａ）に示すように、マゼンタ粒子Ｍを表示基板１側から背面基板２側へ移動させために＋Ｖｍの電圧を背面側電極４に印加した場合、マゼンタ粒子Ｍが表示基板１側から背面基板２側へ移動して背面基板２側に完全に付着するまでには時間がかかる。

また、階調表示する場合には、図８（Ｂ）に示すように、背面側電極４に＋Ｖｍの電圧を、階調に応じた粒子量のマゼンタ粒子Ｍを表示基板１側に残し、他のマゼンタ粒子Ｍを背面基板２側に移動させるのに必要なパルス幅で印加する。この場合、図８（Ａ）に示すように全てのマゼンタ粒子Ｍを背面基板２側へ移動させる場合よりも、印加する電圧のパルス幅は短いが、図８（Ｂ）に示すように、電圧印加を停止した後、基板間に剥離したマゼンタ粒子Ｍが浮遊する。

また、図９に示すように、異なる極性に帯電されたマゼンタ粒子Ｍ及びシアン粒子Ｃが含まれる構成でマゼンタ粒子Ｍを階調表示する場合、背面側電極４に電圧＋Ｖｍを印加してリセットし（シアン表示）した後、電圧−Ｖｍを階調に応じたパルス幅で背面側電極４に印加する。この場合、全てのシアン粒子Ｃが背面基板２側へ移動すると共に、階調に応じた粒子量のマゼンタ粒子Ｍが表示基板１側へ移動するが、背面基板２から剥離したマゼンタ粒子Ｍの全てが表示基板１に十分に付着せず、一部のマゼンタ粒子Ｍが基板間に浮遊してしまう場合がある。

このため、本実施形態では、図８（Ｃ）に示すように、マゼンタ粒子Ｍの階調表示を行う場合、まず、背面側電極４に＋Ｖｍの電圧（例えば１５Ｖ）を階調に応じたパルス幅で印加し、階調に応じた粒子量のマゼンタ粒子Ｍを表示基板１から剥離させる。その後、マゼンタ粒子Ｍを移動させるのに必要な＋Ｖｍと極性が同一で且つ電圧値が＋Ｖｍよりも低い電圧＋Ｖａ（例えば１０Ｖ）を印加する。これにより、表示基板１から剥離したマゼンタ粒子Ｍが浮遊せずに背面基板２に十分に付着する。

次に、本実施形態の作用として、制御部４０のＣＰＵ４０Ａで実行される制御について図１０に示すフローチャートを参照して説明する。

まず、ステップＳ１０では、表示媒体１００に表示させるべき画像の画像情報を例えばＩ／Ｏ４０Ｅを介して図示しない外部装置から取得する。

ステップ１２では、リセット電圧ＶＲを印加するように電圧印加部３０に指示する。ここでは、リセット電圧ＶＲは、全てのシアン粒子Ｃを表示基板１側へ移動させ、全てのマゼンタ粒子Ｍを背面基板２側へ移動させるための電圧とする。すなわち、図１１に示すように、リセット電圧ＶＲは、マゼンタ粒子Ｍの閾値電圧＋Ｖｍよりも高い電圧である。このため、図１２（Ａ）に示すように、リセット用電圧ＶＲが背面側電極４に印加されると、表示基板１側へ全てのシアン粒子Ｃが移動して付着し、背面基板２側へ全てのマゼンタ粒子Ｍが移動して付着する。

ステップＳ１４では、取得した画像情報に基づいて、背面側電極４に印加すべき第１の電圧を決定し、電圧印加部３０に指示する。電圧印加部３０は、制御部４０から指示された第１の電圧を背面側電極４に印加する。

この第１の電圧は、表示媒体１００に表示すべき色の階調に応じた電圧である。例えばマゼンタの階調表示を行う場合には、例えば図１１に示すように、第１の電圧は、マゼンタ粒子Ｍの閾値電圧である−Ｖｍよりも低い電圧−Ｖ１であり、そのパルス幅は、表示すべきマゼンタ色の階調（濃度）に応じたパルス幅である。なお、パルス幅は同一で、電圧値によって階調制御してもよい。

電圧−Ｖ１を背面側電極４に印加することにより、図１２（Ｂ）に示すように、背面基板２から印加電圧に応じた粒子量のマゼンタ粒子Ｍが表示基板１側へ移動すると共に、表示基板１から全てのシアン粒子Ｃが背面基板２側へ移動する。

ステップＳ１６では、一方の基板から剥離した粒子を他方の基板へ十分に付着させるための第２の電圧を背面側電極４に印加するように電圧印加部３０に指示する。電圧印加部３０は、制御部４０から指示された第２の電圧を背面側電極４に印加する。

この第２の電圧は、第１の電圧と同極性で且つ第１の電圧よりも電圧値の絶対値が小さい電圧である。例えばマゼンタの階調表示を行う場合には、例えば図１１に示すように、第２の電圧は、マゼンタ粒子Ｍの閾値電圧である−Ｖｍよりも高い（絶対値が小さい）電圧−Ｖ２であり、そのパルス幅は、表示基板１から剥離したマゼンタ粒子Ｍが十分に背面基板２に付着するパルス幅である。なお、第２の電圧は、図１１に示すように、シアン粒子Ｃの閾値電圧−Ｖｃよりも低い（絶対値が大きい）電圧とすることが好ましい。

電圧−Ｖ１を印加した後、電圧−Ｖ２を背面側電極４に印加することにより、図１２（Ｂ）に示すように、背面基板２から剥離したマゼンタ粒子Ｍが基板間に浮遊することなく表示基板１へ付着する。

この状態からシアン粒子Ｃの階調制御を行う場合、図１１に示すように、第１の電圧として、シアン粒子Ｃの閾値電圧＋Ｖｃよりも高く、マゼンタ粒子Ｍの閾値電圧＋Ｖｍよりも低い電圧＋Ｖ１を階調に応じたパルス幅で背面側電極４に印加する。その後、第２の電圧として、閾値電圧＋Ｖｃよりも低い電圧＋Ｖ２を背面側電極４に印加する。これにより、図１２（Ｃ）に示すように、背面基板２から印加電圧に応じた粒子量のシアン粒子Ｃが表示基板１側へ移動して付着する。

図１３には、一方の基板から粒子が全て剥離する場合の剥離時間及び剥離した全ての粒子が他方の基板に付着する付着時間と、粒子を剥離又は付着させる際に印加した電圧により形成された基板間の電界強度と、の関係を本発明者が測定した結果を示した。

図１３に示すように、剥離時間は、付着時間の１／５程度であり、付着させる際の電界強度が大きくなるに従って付着時間が短くなるのが判る。

そして、階調制御する場合は、剥離する粒子の粒子量が少なくなるに従って、剥離した粒子が付着する付着時間も短くなると考えられる。

そこで、第２の電圧のパルス幅は、階調に応じて決定するようにしてもよい。すなわち、パルス幅変調の場合は第１の電圧のパルス幅に応じて、電圧変調の場合は第１の電圧の電圧値に応じて、第２の電圧のパルス幅を決定するようにし、例えば剥離する粒子の粒子量が少ない場合には、第２の電圧のパルス幅を短くし、剥離する粒子の粒子量が多い場合には、第２の電圧のパルス幅を長くするようにしてもよい。

また、第２の電圧のパルス幅を同一にして、階調に応じて電圧値を決定するようにしてもよい。すなわち、パルス幅変調の場合は第１の電圧のパルス幅に応じて、電圧変調の場合は第１の電圧の電圧値に応じて、第２の電圧の電圧値を決定するようにし、例えば剥離する粒子の粒子量が少ない場合には、第２の電圧の電圧値を小さくし、剥離する粒子の粒子量が多い場合には、第２の電圧の電圧値を大きくするようにしてもよい。

なお、図１３に示すように、電界強度が大きくなるに従って付着時間が短くなるので、応答性を考慮した場合、第２の電圧の電圧値は、階調制御する粒子の閾値電圧未満の電圧値で、なるべく閾値電圧に近い電圧値とすることが好ましい。例えば図１１に示すようにマゼンタ粒子Ｍを階調制御する場合の第２の電圧−Ｖ２は、なるべく閾値電圧−Ｖｍに近い電圧値とすることが好ましい。

＜第２実施形態＞

次に、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態では、３種類の電気泳動粒子を有する表示媒体について説明する。

本実施形態に係る表示媒体は、分散媒中に、電気泳動粒子として、正帯電のシアン粒子Ｃと、負帯電のマゼンタ粒子Ｍと、シアン粒子Ｃ及びマゼンタ粒子Ｍよりも大径であり、負帯電の黄色粒子Ｙとが分散された構成である。なお、駆動装置２０は第１実施形態と同一であるので、説明は省略する。

図１４には、本実施形態に係る表示装置１００において、シアン粒子Ｃ、マゼンタ粒子Ｍ、黄色粒子Ｙを表示基板１側、背面基板２側に移動させるために必要な印加電圧の特性を示した。図１４では、シアン粒子Ｃの印加電圧特性を特性５０Ｃ、マゼンタ粒子Ｍの印加電圧特性を特性５０Ｍ、黄色粒子Ｙの印加電圧特性を５０Ｙで表わしている。

また、図１４は、表示側電極３をグラウンド（０Ｖ）として背面側電極４に印加されたパルス電圧と、各粒子群による表示濃度との関係を示したものである。

なお、シアン粒子Ｃとマゼンタ粒子Ｍの印加電圧特性は第１実施形態と同一であるので説明は省略し、黄色粒子Ｙの印加電圧特性５０Ｙについて説明する。

図１４に示すように、背面基板２側の黄色粒子Ｙが表示基板１側へ移動開始する移動開始電圧（閾値電圧）は−Ｖｙであり、表示基板１側の黄色粒子Ｙが背面基板２側へ移動開始する移動開始電圧（閾値電圧）は＋Ｖｙである。従って、−Ｖｙ以下の電圧を印加することで背面基板２側の黄色粒子Ｙが表示基板１側へ移動し、＋Ｖｙ以上の電圧を印加することで表示基板１側の黄色粒子Ｙが背面基板２側へ移動する。なお、図１４に示すように、｜Ｖｍ｜＞｜Ｖｃ｜＞｜Ｖｙ｜となっている。

そして、背面基板２側の黄色粒子Ｙを表示基板１側へ移動させる粒子量は、例えば印加する電圧の電圧値を同一にした場合には、そのパルス幅によって制御される（パルス幅変調）。例えば印加する電圧の電圧値を−Ｖｙした場合、そのパルス幅が長くなるに従って表示基板１側へ移動させる黄色粒子Ｙの粒子量が多くなる。これにより黄色粒子Ｙの階調表示が制御される。表示基板１側の黄色粒子Ｙを背面基板２側へ移動させる場合の粒子量についても同様である。

なお、印加する電圧のパルス幅を同一にして、電圧値を変えることで移動する粒子量を制御し、階調表示を制御するようにしてもよい（電圧変調）。例えば、背面基板２側の黄色粒子Ｙを表示基板１側へ移動させる粒子量を制御する場合、印加する電圧のパルス幅は同一で、電圧値を−Ｖｙ以下の任意の電圧値とすることにより、その電圧値に応じた粒子量の黄色粒子Ｙを表示基板１側へ移動させられる。

以下では、一例として、黄色粒子Ｙを移動させる場合に印加する電圧の電圧値を−Ｖｙ又は＋Ｖｙとし、パルス幅を可変とすることで移動する粒子の粒子量を制御する場合について説明する。

次に、各色の表示について説明する。なお、表示側電極３はグラウンド（０Ｖ）とする。

図１５〜１７は、第２実施形態に係る表示媒体において電圧印加に応じたマゼンタ粒子Ｍ、シアン粒子Ｃ、黄色粒子Ｙの挙動の一例を概略的に示している。なお、図１５〜図１７では、白色粒子１３、分散媒６、間隙部材５等は省略されている。

本実施形態では、表示媒体が負帯電のマゼンタ粒子Ｍ、正帯電のシアン粒子Ｃ、負帯電の黄色粒子Ｙを含む構成の場合について説明するが、これに限定されない。各粒子の色と帯電極性は適宜設定すればよい。また、以下の説明で印加する電圧の値も一例であって、これに限定されず、各粒子の帯電極性、応答性、電極間の距離等に応じて適宜設定すればよい。

図１５（Ａ）に示すように、背面側電極４に−Ｖｍの電圧を、背面基板２側の全てのマゼンタ粒子Ｍを表示基板１側に付着させるのに必要なパルス幅で印加すると、負帯電の全てのマゼンタ粒子Ｍ及び全ての黄色粒子Ｙは表示基板１側に、正帯電のシアン粒子Ｃは背面基板２側に泳動して各基板の全面に付着した状態となる。これによりマゼンタ色及び黄色粒子Ｙの混合色が表示される。

図１５（Ａ）の状態から、図１５（Ｂ）に示すように、背面側電極４に＋Ｖｍの電圧を、表示基板１側の全てのマゼンタ粒子Ｍ及び黄色粒子Ｙを背面基板２側に付着させると共に、背面基板２側の全てのシアン粒子Ｃを表示基板１側に付着させるのに必要なパルス幅で印加すると、正帯電のシアン粒子Ｃは表示基板１側に、負帯電のマゼンタ粒子Ｍ及び黄色粒子Ｙは背面基板２側に泳動して各基板の全面に付着した状態となる。これによりシアン色が表示される。

図１５（Ｂ）の状態から、図１５（Ｃ）に示すように、背面側電極４に−Ｖｃの電圧を、表示基板１側のシアン粒子Ｃのうち表示すべき階調に応じた粒子量のシアン粒子Ｃを表示基板１側に残し、他のシアン粒子Ｃ（表示基板１から剥離させるべきシアン粒子Ｃ）を背面基板２側に移動させるのに必要なパルス幅で印加すると、階調に応じて剥離すべき粒子量のシアン粒子Ｃが背面基板２側に泳動して背面基板２側に付着した状態となる。図１５（Ｃ）では、左側、中央、右側の順に、背面基板２側へ移動するシアン粒子Ｃが少なくなる場合を示している。すなわち、図１５（Ｃ）の左側、中央、右側の順に、印加する電圧のパルス幅は短くなる。

図１５（Ｃ）の状態から、図１５（Ｄ）に示すように、背面側電極４に＋Ｖｙの電圧を、表示基板１側の黄色粒子Ｙのうち表示すべき階調に応じた粒子量の黄色粒子Ｙを表示基板１側に残し、他の黄色粒子Ｙ（表示基板１から剥離させるべき黄色粒子Ｙ）を背面基板２側に移動させるのに必要なパルス幅で印加すると、階調に応じて剥離すべき粒子量の黄色粒子Ｙが背面基板２側に泳動して背面基板２側に付着した状態となる。

図１６（Ａ）（図１５（Ａ）と同一）の状態から、図１６（Ｂ）に示すように、背面側電極４に＋Ｖｍの電圧を、表示基板１側のマゼンタ粒子Ｍのうち表示すべき階調に応じた粒子量のマゼンタ粒子Ｍを表示基板１側に残し、他のマゼンタ粒子Ｍ（表示基板１から剥離させるべきマゼンタ粒子Ｍ）を背面基板２側に移動させるのに必要なパルス幅で印加すると、階調に応じて剥離すべき粒子量のマゼンタ粒子Ｍ及び全ての黄色粒子Ｙが背面基板２側に泳動して背面基板２側に付着すると共に、シアン粒子Ｃが表示基板１側に泳動して表示基板１に付着した状態となる。

そして、図１６（Ｂ）の状態から、図１６（Ｃ）に示すように、背面側電極４に−Ｖｃの電圧を、表示基板１側のシアン粒子Ｃのうち表示すべき階調に応じた粒子量のシアン粒子Ｃを表示基板１側に残し、他のシアン粒子Ｃ（表示基板１から剥離させるべきシアン粒子Ｃ）を背面基板２側に付着させるのに必要なパルス幅で印加すると、階調に応じて剥離すべき粒子量のシアン粒子Ｃが背面基板２側に泳動して背面基板２側に付着した状態となる。

図１６（Ｃ）では、図１５（Ｃ）と同様に、左側、中央、右側の順に、背面基板２側へ移動するシアン粒子Ｃが少なくなる場合を示している。すなわち、図１６（Ｃ）の左側、中央、右側の順に、印加する電圧のパルス幅は短くなる。

図１６（Ｃ）の状態から、図１６（Ｄ）に示すように、背面側電極４に＋Ｖｙの電圧を、表示基板１側の黄色粒子Ｙのうち表示すべき階調に応じた粒子量の黄色粒子Ｙを表示基板１側に残し、他の黄色粒子Ｙ（表示基板１から剥離させるべき黄色粒子Ｙ）を背面基板２側に移動させるのに必要なパルス幅で印加すると、階調に応じて剥離すべき粒子量の黄色粒子Ｙが背面基板２側に泳動して背面基板２側に付着した状態となる。

また、図１７も図１６と同様であり、図１７（Ａ）から同図（Ｂ）の状態に移行する際の、背面基板２側へ移動するマゼンタ粒子Ｍの粒子量が異なるだけである。

そして、マゼンタ色の階調やシアン色の階調を制御する場合に、粒子を剥離するための第１の電圧を背面側電極４に印加してから、剥離した粒子を基板に十分に付着させるための第２の電圧を背面側電極４に印加する点については、第１実施形態と同様である。

また、黄色の階調を制御する場合には、例えば第１の電圧は、黄色粒子Ｙの閾値電圧である＋Ｖｙよりも高い電圧であり、そのパルス幅は、表示すべき黄色の階調（濃度）に応じたパルス幅である。なお、パルス幅は同一で、電圧値によって階調制御してもよい。

また、第２の電圧は、第１の電圧と同極性で且つ第１の電圧よりも電圧値の絶対値が小さい電圧である。例えば黄色の階調表示を行う場合には、第２の電圧は、黄色粒子Ｙの閾値電圧である＋Ｖｙよりも低い電圧であり、そのパルス幅は、表示基板１から剥離した黄色粒子Ｙが十分に背面基板２に付着するパルス幅である。

＜第３実施形態＞

次に、本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態では、第１の電圧の印加と第２の電圧の印加との間に第３の電圧を印加する形態について説明する。なお、駆動装置２０は第１実施形態と同一であるので、説明は省略する。

まず、粒子の応答性と階調制御性との関係について図１８を参照して説明する。同図の上側には、表示側電極３をグラウンド（０Ｖ）として背面側電極４に電圧を印加した場合における基板間に形成された電界強度と時間との関係、同図の下側には、負帯電の粒子の推定粒子濃度と時間との関係を測定した結果を示した。

同図に示すように、まずｔ１〜ｔ２の期間において負のリセット電圧を背面側電極４に印加した。これにより、負帯電の粒子は表示基板１側に移動し、濃度が高くなる。

また、リセット電圧を印加後、ｔ３から正の高電圧を印加し続けた場合（高電圧駆動：実線）を実線で示し、ｔ３から正の低電圧を印加し続けた場合（低電圧駆動：破線）ｔ３〜ｔ４まで正の高電圧を印加し、ｔ４から正の低電圧を印加した場合（高電圧→低電圧駆動：一点鎖線）をそれぞれ示した。

図１８に示すように、高電圧駆動の場合は、粒子が速やかに背面基板２側に移動して速やかに濃度が低くなる。すなわち、粒子の応答性が良好であるのが判る。また、低電圧駆動の場合は、粒子が緩やかに背面基板２側に移動するため、緩やかに濃度が低くなる。すなわち、粒子の応答性は良好ではないが、濃度が緩やかに低くなるため、階調制御性は良好となる。さらに、高電圧→低電圧駆動の場合は、高電圧駆動の特性と低電圧駆動の特性の両方の特性を兼ね備えた特性となる。すなわち、ｔ３からｔ４までは高電圧を印加するので粒子の応答性が向上し、ｔ４以降は低電圧を印加するので、例えば図１８の点線で囲んだ領域Ａでは階調制御性が良好となる。

そこで、本実施形態では、第１の電圧の印加と第２の電圧の印加との間に第３の電圧を印加することにより、粒子の応答性と階調制御性を両立させる。

次に、本実施形態の作用として、制御部４０のＣＰＵ４０Ａで実行される制御について図１９に示すフローチャートを参照して説明する。

図１９に示すように、図１９に示す処理が第１実施形態で説明した図１０に示す処理と異なるのは、ステップＳ１５が追加されている点である。

まず、ステップＳ１０では、表示媒体１００に表示させるべき画像の画像情報を例えばＩ／Ｏ４０Ｅを介して図示しない外部装置から取得する。

ステップ１２では、リセット電圧ＶＲを印加するように電圧印加部３０に指示する。ここでは、図１１に示すように、リセット電圧ＶＲは、マゼンタ粒子Ｍの閾値電圧＋Ｖｍよりも高い電圧である。このため、図２０（Ａ）に示すように、リセット用電圧ＶＲが背面側電極４に印加されると、表示基板１側へ全てのシアン粒子Ｃが移動して付着し、背面基板２側へ全てのマゼンタ粒子Ｍが移動して付着する。

ステップＳ１４では、取得した画像情報に基づいて、背面側電極４に印加すべき第１の電圧を決定し、電圧印加部３０に指示する。電圧印加部３０は、制御部４０から指示された第１の電圧を背面側電極４に印加する。

この第１の電圧は、表示媒体１００に表示すべき色の階調に応じて予め定めた電圧である。例えばマゼンタの階調表示を行う場合には、図２０に示すように、第１の電圧は、マゼンタ粒子Ｍの閾値電圧である−Ｖｍよりも低い電圧−Ｖ１であり、そのパルス幅は、表示すべきマゼンタ色の階調（濃度）に応じて予め定めたパルス幅である。

このパルス幅は、例えば図１８に示すような濃度特性に応じて定められる。例えばマゼンダ粒子Ｍの濃度特性が図１８に示すような濃度特性であった場合において、マゼンダ粒子Ｍの濃度を５[ｗｔ％]としたい場合、この濃度に応じたマゼンダ粒子が全て移動するパルス幅よりも少し短いパルス幅となるｔ３〜ｔ４にかけて第１の電圧−Ｖ１を印加する。すなわち、第１の電圧の印加によって、まず所望の濃度に応じたマゼンダ粒子の量に近い量の粒子量を速やかに移動させる。

電圧−Ｖ１を背面側電極４に印加することにより、図２１（Ｂ）に示すように、背面基板２からマゼンタ粒子Ｍが表示基板１側へ移動開始すると共に、表示基板１から全てのシアン粒子Ｃが背面基板２側へ移動開始する。

ステップＳ１５では、ステップ１４で印加した第１の電圧より電圧値の絶対値が低く且つマゼンタ粒子Ｍの閾値電圧より電圧値の絶対値が高い第３の電圧を印加する。ここでは、第３の電圧は、図２０に示すように、第１の電圧−Ｖ１より高く、且つ、マゼンタ粒子Ｍの閾値電圧である−Ｖｍより低い電圧−Ｖ１’であり、そのパルス幅は、表示すべきマゼンタ色の階調（濃度）に応じて予め定めたパルス幅である。例えばマゼンダ粒子Ｍの濃度特性が図１８に示すような濃度特性であった場合において、マゼンダ粒子Ｍの濃度を５[ｗｔ％]としたい場合、この濃度に応じたマゼンダ粒子が移動するパルス幅となるｔ４〜ｔ５にかけて第３の電圧を印加する。なお、第３の電圧の電圧値は、マゼンダ粒子Ｍの閾値電圧に近い方が好ましい。また、第３の電圧値のパルス幅は、粒子の応答性の面から短い方が好ましい。

このように、最初に第１の電圧を印加することにより、まずは所望の濃度のマゼンダ粒子Ｍの量に近い量の粒子を速やかに移動させ、その後、第３の電圧を印加して、所望の階調になるまで緩やかにマゼンダ粒子Ｍを移動させる。

ステップＳ１６では、一方の基板から剥離した粒子を他方の基板へ十分に付着させるための第２の電圧を背面側電極４に印加するように電圧印加部３０に指示する。電圧印加部３０は、制御部４０から指示された第２の電圧を背面側電極４に印加する。

この第２の電圧は、第１の電圧と同極性で且つ第１の電圧よりも電圧値の絶対値が小さい電圧である。例えばマゼンタの階調表示を行う場合には、例えば図２０に示すように、第２の電圧は、マゼンタ粒子Ｍの閾値電圧である−Ｖｍよりも高い（絶対値が小さい）電圧−Ｖ２であり、そのパルス幅は、表示基板１から剥離したマゼンタ粒子Ｍが十分に背面基板２に付着するパルス幅である。

電圧−Ｖ１を印加した後、電圧−Ｖ２を背面側電極４に印加することにより、図２１（Ｂ）に示すように、背面基板２から剥離したマゼンタ粒子Ｍが基板間に浮遊することなく表示基板１へ付着する。

この状態からシアン粒子Ｃの階調制御を行う場合、図２０に示すように、第１の電圧として、シアン粒子Ｃの閾値電圧＋Ｖｃよりも高く、マゼンタ粒子Ｍの閾値電圧＋Ｖｍよりも低い電圧＋Ｖ１を階調に応じて予め定めたパルス幅で背面側電極４に印加する。

その後、第３の電圧として、第１の電圧＋Ｖ１よりも低く、かつ、シアン粒子Ｃの閾値電圧＋Ｖｃよりも高い第３の電圧＋Ｖ１’を階調に応じて予め定めたパルス幅で背面側電極４に印加する。

なお、第１の電圧及び第３の電圧のパルス幅は、マゼンダ粒子Ｍの場合と同様に定める。

さらに、その後、第２の電圧として、閾値電圧＋Ｖｃよりも低い電圧＋Ｖ２を背面側電極４に印加する。これにより、図２１（Ｃ）に示すように、背面基板２から印加電圧に応じた粒子量のシアン粒子Ｃが表示基板１側へ移動して付着する。

なお、第２実施形態で説明した３種類の電気泳動粒子を有する表示媒体を駆動する場合についても、本実施形態で説明したように、第１の電圧の印加と第２の電圧の印加との間に第３の電圧を印加するようにしてもよい。

以上、本実施形態に係る表示装置について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。

例えば、泳動しない粒子群としては、白色粒子群に限らず、例えば黒色の粒子群を用いてもよい。

１ 表示基板
２ 背面基板
３ 表示側電極
４ 背面側電極
５ 間隙部材
６ 分散媒
１０ 表示媒体
１１ 第１泳動粒子（群）
１２ 第２泳動粒子（群）
１３ 白色粒子（群）
２０ 表示媒体
３０ 電圧印加部
４０ 制御部
１００ 表示装置
Ｃ シアン粒子（群）
Ｍ マゼンタ粒子（群）
Ｙ 黄色粒子（群）

Claims (7)

1. 透光性を有する表示基板と、前記表示基板と間隙を持って対向して配置された背面基板と、前記表示基板と前記背面基板との基板間に封入された分散媒と、前記分散媒中に分散され且つ前記基板間に形成された電界に応じて前記基板間を移動するように前記基板間に封入された色及び帯電極性が異なる複数種類の粒子群と、を有する表示媒体に対して、
   前記複数種類の粒子群のうち第１の粒子群の色を階調表示する場合、前記第１の粒子群の少なくとも一部の粒子を前記表示基板又は前記背面基板から剥離させるのに必要な閾値電圧以上の電圧であって、前記第１の粒子群の色の階調に応じた第１の電圧を前記基板間に印加した後、前記第１の電圧と同極性で且つ前記閾値電圧より低い第２の電圧を印加する電圧印加手段
   を備えた表示媒体の駆動装置。
2. 前記電圧印加手段は、前記第１の粒子群の色の階調に応じて前記第２の電圧の印加時間及び電圧値の少なくとも一方を変更する
   請求項１記載の表示媒体の駆動装置。
3. 前記第２の電圧は、前記第１の粒子群の次に閾値電圧が高い第２の粒子群の閾値電圧よりも電圧値が大きい電圧である
   請求項１又は請求項２記載の表示媒体の駆動装置。
4. 前記第１の電圧の印加時間は、前記表示基板又は前記背面基板から剥離した粒子の全てが前記背面基板又は前記表示基板に付着しない時間である
   請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の表示媒体の駆動装置。
5. 前記電圧印加手段は、前記第１の電圧の印加と前記第２の電圧の印加との間に、前記第１の電圧より低く且つ前記閾値電圧より高い第３の電圧を印加する
   請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の表示媒体の駆動装置。
6. コンピュータを、請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の表示媒体の駆動装置を構成する各手段として機能させるための表示媒体の駆動プログラム。
7. 透光性を有する表示基板と、前記表示基板と間隙を持って対向して配置された背面基板と、前記表示基板と前記背面基板との基板間に封入された分散媒と、前記分散媒中に分散され且つ前記基板間に形成された電界に応じて前記基板間を移動するように前記基板間に封入された色及び帯電極性が異なる複数種類の粒子群と、を有する表示媒体と、
   前記請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の前記表示媒体の駆動装置と、
   を備えた表示装置。

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