JP5445310B2 - 電気泳動表示装置、制御回路、電子機器および駆動方法 - Google Patents

Description

本発明は、電気泳動表示装置、制御回路、電子機器および駆動方法に関する。

液体中に微粒子を分散させた分散系に電界を作用させると、微粒子は、クーロン力により液体中で移動（泳動）することが知られている。この現象は電気泳動と呼ばれ、近年、この電気泳動を利用して所望の情報（画像）を表示させるようにした電気泳動表示装置が新たな表示装置として注目されている。例えば特許文献１には、画素電極と、対向電極と、画素電極と対向電極との間に配置されたマイクロカプセルとを含むマイクロカプセル型の電気泳動素子を備えた電気泳動表示装置が開示されている。マイクロカプセルには、電気泳動粒子をマイクロカプセル内に分散させるための溶媒と、複数の白色粒子と、複数の黒色粒子とが封入されている。

電気泳動表示装置では、いわゆる焼き付きなどの表示ムラが問題となるところ、特許文献１には、印加電圧（画素電極と対向電極との間に印加される電圧）×時間と、当該印加電圧とは逆極性の逆印加電圧×時間とが等しくなるようにすることで、焼き付きを防止するという技術が開示されている。また、特許文献１では、逆印加電圧を中間電位に設定することで、画像のチラツキを抑制している。例えば、黒→ダークグレイ→黒のように表示を遷移させることで、黒→白→黒のように表示が遷移する場合に比べて、画像のチラツキが緩和されるという具合である。

特開２００７−１６３９８７号公報

しかしながら、特許文献１に開示された技術では、画像のチラツキが視認されてしまうので、ユーザーは不快に感じるという問題がある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、電気泳動表示装置において、画像のチラツキを表示させることなく焼き付き等の表示ムラを防止することを目的とする。

以上の課題を解決するために、本発明に係る電気泳動表示装置は、第１電極と、第１電極に対向する第２電極と、第１電極と第２電極との間に配置された帯電粒子とを含む電気泳動素子を備えた電気泳動パネルと、電気泳動パネルを制御する制御回路と、を具備し、制御回路は、書込期間において、電気泳動素子の指定階調に応じた値のデータ電圧を、第１電極と第２電極との間に印加するように制御し、書込期間とは異なる補正期間において、データ電圧とは反対の極性であって、所定の閾値以下の補正電圧を、第１電極と第２電極との間に印加するように制御することを特徴とする。

なお、補正電圧とデータ電圧とが互いに「反対の極性」であるとは、電圧の印加方向が互いに逆向きであることを意味しており、第１電極と第２電極との間に補正電圧が印加されたときに第１電極と第２電極との間を流れる電流の方向と、第１電極と第２電極との間にデータ電圧が印加されたときに第１電極と第２電極との間を流れる電流の方向とは互いに反対の方向になる。
また、「所定の閾値」については、第１電極と第２電極との間の電圧が当該所定の閾値以下である場合は、表示状態が変化しないような値であればよく、その値は任意に設定可能である。第１電極と第２電極との間の電圧が所定の閾値以下である場合は、帯電粒子が移動しない態様であることが好ましいが、表示状態が変化しない範囲内で帯電粒子が移動する態様であってもよい。

本発明は、電気泳動表示装置における焼き付きや残像といった表示ムラは、帯電粒子の移動により第１電極と第２電極との間を流れる電流の直流成分ではなく、帯電粒子とは異なるイオンの移動により第１電極と第２電極との間を流れる電流の直流成分に起因することを見出し、指定階調に応じたデータ電圧が書き込まれる書込期間とは異なる補正期間において、データ電圧とは反対の極性であって所定の閾値以下の補正電圧を、第１電極と第２電極との間に印加することを発想したものである。本発明によれば、表示状態を変えずに、イオンの移動により流れる電流の直流成分を打ち消す(キャンセルする)ことができるので、画像のチラツキを表示させることなく焼き付き等の表示ムラを防止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の態様として、制御回路は、書込期間において、帯電粒子とは異なるイオンの移動により第１電極と第２電極との間を流れる電流の時間積分値の絶対値と、補正期間において、イオンの移動により第１電極と第２電極との間を流れる電流の時間積分値の絶対値とが等しくなるように、電気泳動パネルを制御する。この態様によれば、書込期間において、イオンが移動することで第１電極と第２電極との間を流れる電流の時間積分値の絶対値と、補正期間において、書込期間とは逆向きにイオンが移動することで第１電極と第２電極との間を流れる電流の時間積分値の絶対値とを揃えることで、イオンの移動により流れる電流の直流成分をゼロにすることができる。したがって、画像のチラツキを表示させないという観点からすれば、上記態様は格別に有効である。

本発明は、電気泳動素子を含む電気泳動パネルを制御する制御回路の発明として捉えることも可能である。本発明に係る制御回路は、第１電極と、第１電極に対向する第２電極と、第１電極と第２電極との間に配置された帯電粒子とを有する電気泳動素子を含む電気泳動パネルを制御する制御回路であって、書込期間において、電気泳動素子の指定階調に応じた値のデータ電圧を、第１電極と第２電極との間に印加するように制御し、書込期間の後の補正期間において、データ電圧とは反対の極性であって、所定の閾値以下の補正電圧を、第１電極と第２電極との間に印加するように制御することを特徴とする。以上の制御回路によっても本発明に係る電気泳動表示装置と同様の効果が得られる。

本発明に係る電気泳動表示装置は各種の電子機器に利用される。本発明に係る電子機器としては、電子ペーパー、電子ノート、腕時計、携帯電話、携帯用オーディオ機器などが例示される。

さらに、本発明は、電気泳動素子の駆動方法として捉えることもできる。本発明に係る駆動方法は、第１電極と、第１電極に対向する第２電極と、第１電極と第２電極との間に配置された帯電粒子とを有する電気泳動素子の駆動方法であって、書込期間において、電気泳動素子の指定階調に応じた値のデータ電圧を、第１電極と第２電極との間に印加し、書込期間の後の補正期間において、データ電圧とは反対の極性であって、所定の閾値以下の補正電圧を、第１電極と第２電極との間に印加することを特徴とする。以上の駆動方法によっても本発明に係る電気泳動表示装置と同様の効果が得られる。

本発明の第１実施形態に係る電気泳動表示装置の概略構成を示す図である。 同実施形態に係る画素の断面図である。 画素に印加される信号電位の具体的な波形を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る電気泳動表示装置の概略構成を示すブロック図である。 同実施形態に係る画素の回路図である。 走査線駆動回路が生成する信号の具体的な波形を示す図である。 画素の保持容量に保持される電圧の具体的な波形を示す図である。 画素電極と対向電極との間を流れる電流と時間との関係を示す図である。 本発明の変形例に係る画素の回路図である。 本発明の変形例に係る画素の回路図である。 本発明に係る電子機器の具体的な形態を示す図である。

＜Ａ：第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る電気泳動表示装置１００の概略構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態に係る電気泳動表示装置１００は、電気泳動パネル１０と、制御回路２０とを具備する。制御回路２０は、上位装置から供給される画像データや同期信号に基づき、電気泳動パネル１０を制御する。

電気泳動パネル１０は、４つの画素Ｐが配列された画素アレイ部３０と、制御回路２０の制御の下で各画素Ｐを駆動する駆動部４０とを備える。本実施形態に係る電気泳動パネル１０は、各画素Ｐが独立に制御されるスタティック型のパネルである。

図２は、画素Ｐの断面図である。図２においては、１個の画素Ｐのみが代表的に図示されて、制御回路２０および駆動部４０が模式的に書き加えられている。本実施形態では、互いに対向する第１基板１１および第２基板１２の間に各画素Ｐが配置される構成となっている。具体的には、図２に示すように、画素Ｐは、第１基板１１上に形成された画素電極１４と、第２基板１２上に形成された対向電極１６と、両者間に配置された複数のマイクロカプセル５０とで構成される。第１基板１１のうち第２基板１２と対向する表面には、４つの画素Ｐの各々の画素電極１４が形成され、第２基板１２における第１基板１１との対向面には、各画素Ｐに共通な対向電極１６が形成されている。本実施形態では、第１基板１１は観察側に配置されるので、透明な材料で形成される。一方、第２基板１２は、観察側とは反対側に配置されるので、透明な材料で形成されなくてもよい。

複数のマイクロカプセル５０の各々は、例えば５０μｍ程度の粒径を有しており、その内部に、電気泳動粒子を分散させるための溶媒５１と、複数の白色粒子５２（電気泳動粒子）と、複数の黒色粒子５３（電気泳動粒子）とを封入した球状体である。白色粒子５２は、例えば二酸化チタンなど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、ここではマイナスに帯電されている。黒色粒子５３は、例えばカーボンブラックなど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、ここではプラスに帯電されている。本実施形態では、各画素Ｐは、画素電極１４と、対向電極１６と、両者間に配置された電気泳動粒子とを含む電気泳動素子として構成される。

図２に示すように、画素電極１４には、駆動部４０からの信号電位Ｖxが供給される。これにより、画素電極１４の電位は、当該信号電位Ｖxに設定される。一方、対向電極１６は、接地電位ＧＮＤ（０Ｖ）が供給される給電線１８に接続されるので、対向電極１６の電位は接地電位ＧＮＤに維持される。

画素電極１４と対向電極１６との間に所定の電位差が生じると、マイクロカプセル５０に封入された電気泳動粒子が移動する。本実施形態では、画素電極１４側が観察側であるので、画素電極１４側に移動した電気泳動粒子の色が観察側に表示される。以下、より具体的に説明する。いま、画素Ｐを黒表示する場合を想定する。この場合、制御回路２０は、マイナスの信号電位Ｖxを画素電極１４に対して供給するように、駆動部４０を制御する。これにより、画素電極１４が相対的に低電位、対向電極１６が相対的に高電位となるので、プラスに帯電した黒色粒子５３が画素電極１４に引き寄せられる一方、マイナスに帯電した白色粒子５２は対向電極１６に引き寄せられる。したがって、観察側である画素電極１４側からこの画素Ｐを見ると、「黒色」が認識されるという具合である。

次に、画素Ｐを白表示する場合を想定する。この場合、制御回路２０は、プラスの信号電位Ｖxを画素電極１４に対して供給するように、駆動部４０を制御する。これにより、画素電極１４が相対的に高電位、対向電極１６が相対的に低電位となるので、マイナスに帯電した白色粒子５２が画素電極１４に引き寄せられる一方、プラスに帯電した黒色子５３は対向電極１６に引き寄せられる。したがって、観察側である画素電極１４側からこの画素Ｐを見ると、「白色」が認識されるという具合である。このように、画素電極１４の電位（信号電位Vx）を、表示したい階調（明るさ）に応じた値に設定して、電気泳動粒子を移動させることで、所望の階調表示を得ることができる。

なお、マイナスに帯電した白色粒子５２とプラスに帯電した黒色粒子５３は、クーロン力で互いに引き寄せられるとともに、鏡映力で画素電極１４または対向電極１６に引き寄せられるので、これらの吸引力を上回る電圧が画素電極１４と対向電極１６との間に印加されないと、これらの電気泳動粒子は移動することができない。すなわち、画素電極１４と対向電極１６との間に印加される電圧が所定の閾値Vth以下である場合は、電気泳動粒子が移動できず、表示状態は変化しないという特性がある。

閾値Vthを上回る所定の電圧が画素電極１４と対向電極１６との間に印加された場合は、
電気泳動粒子が移動することにより、画素電極１４と対向電極１６との間を電流が流れる。本実施形態では、この電流を第１電流と呼ぶ。また、マイクロカプセル５０の周囲や溶媒５１中には、電気泳動粒子とは異なる、電荷を帯びた粒子（イオン）が多数存在するので、画素電極１４と対向電極１６との間に電位差が生じると、これらのイオンが移動して、画素電極１４と対向電極１６との間を電流が流れる。本実施形態では、電気泳動粒子とは異なるイオンの移動により画素電極１４と対向電極１６との間を流れる電流を第２電流と呼ぶ。

すなわち、閾値Vthを上回る所定の電圧が画素電極１４と対向電極１６との間に印加された場合は、電気泳動粒子、および、電気泳動粒子とは異なるイオンが移動することにより、画素電極１４と対向電極１６との間には、第１電流および第２電流が流れる。このとき、画素電極１４および対向電極１６のうちの何れかの電極に向かって移動する電気泳動粒子（白色粒子５２または黒色粒子５３）は、マイクロカプセル５０の壁面に到達した後は移動できない状態になるので、所定の電圧が画素電極１４と対向電極１６との間に印加され続けても、第１電流は次第に減少していき、最終的には電流値がゼロとなる。一方、第２電流は、定常的に流れ続ける。したがって、例えば表示状態が所望の階調に変化し終わった状態で、画素電極１４と対向電極１６との間に所定の電圧を印加し続けると、第２電流のみが定常的に流れ続けるという具合である。

また、閾値Vth以下の電圧が画素電極１４と対向電極１６との間に印加された場合は、電気泳動粒子は移動できず、第１電流は流れないが、電気泳動粒子とは異なるイオンが移動することにより、画素電極１４と対向電極１６との間には、第２電流のみが流れるという具合である。

ここで、電気泳動粒子とは異なるイオンは、画素電極１４および対向電極１６の各々の壁面やマイクロカプセル５０の壁面との間で化学的・物理的反応を生じやすいが、電気泳動粒子は凝集等を防ぐ処理がなされているので、これらの反応が生じ難い。したがって、第２電流の時間積算値に正負の偏り、すなわち、第２電流に直流成分が生じると、焼き付きや残像が生じる一方、第１電流に直流成分が生じても、これは焼き付きや残像の原因にはならない。

以上より、本実施形態では、（１）電気泳動表示装置における焼き付き等の表示ムラは、第１電流（電気泳動粒子の移動により流れる電流）の直流成分ではなく、第２電流（電気泳動粒子とは異なるイオンの移動により流れる電流）の直流成分に起因する点、および、（２）画素電極１４と対向電極１６との間に印加される電圧が閾値Vth以下である場合は表示状態が変化しない点に着目し、書込期間TWRにおいては、画素Ｐに対して指定された階調（「指定階調」）に応じた値のデータ電圧を画素電極１４と対向電極１６との間に印加し、書込期間TWRとは異なる補正期間TCにおいては、データ電圧とは反対の極性であって、閾値Vth以下の補正電圧を画素電極１４と対向電極１６との間に印加するという構成を採用している。これにより、表示状態を変えずに第２電流の直流成分を打ち消す（キャンセルする）ことができる。以下では、ひとつの画素（電気泳動素子）Ｐに着目して、当該画素Ｐの具体的な動作（駆動方法）を説明する。

図３は、ひとつの画素Ｐの画素電極１４に印加される信号電位Ｖxの具体的な波形を示す図である。図３においては、当該画素Ｐを黒表示する場合が示されている。以下では、図３の場合における当該画素Ｐの動作を、書込期間TWRと、書込期間TWRの後の補正期間TCとに区分して説明する。

（ａ１）書込期間TWR
書込期間TWRにおいては、制御回路２０は、画素Ｐの指定階調に応じた値のデータ電圧VWを、画素電極１４と対向電極１６との間に印加するように、駆動部４０を制御する。ここでは、画素Ｐの指定階調は「黒」であるので、画素電極１４を相対的に低電位、対向電極１６を相対的に高電位にするために、画素電極１４にはマイナスの値の信号電位Ｖxが供給される。具体的には、図３の書込期間TWRにおいて、制御回路２０は、−１５Ｖの信号電位Ｖxを画素電極１４に対して供給するように、駆動部４０を制御する。前述したように、対向電極１６は接地電位ＧＮＤ（０Ｖ）に維持されるので、書込期間TWRにおいて画素電極１４と対向電極１６との間に印加されるデータ電圧VWの絶対値は１５Ｖに設定される。

本実施形態では、所定の閾値Vthは４Ｖに設定されるので、書込期間TWRにおいて画素電極１４と対向電極１６との間に印加されるデータ電圧VWの絶対値は閾値Vthを上回る。したがって、プラスに帯電した黒色粒子５３は観察側の画素電極１４に向かって移動する一方、マイナスに帯電した白色粒子５２は対向電極１６へ向かって移動するので、表示状態は「黒」になるという具合である。また、電気泳動粒子とは異なるプラス側のイオンは画素電極１４へ向かって移動する一方、マイナス側のイオンは対向電極１６へ向かって移動する。したがって、書込期間TWRでは、対向電極１６から画素電極１４へ向かう方向に第１電流および第２電流が流れる。前述したように、第１電流は経時的に減少していく一方、第２電流は定常的に流れ続ける。第２電流が流れる経路（電流経路）の抵抗成分をＲｉ、書込期間TWRの時間長をtwと表記し、画素電極１４から対向電極１６へ向かう電流の方向をプラスとすれば、書込期間TWRにおいて画素電極１４と対向電極１６との間を流れる第２電流の時間積分値（総電荷量）は、−（１５×tw）/Ｒｉと表される。

（ａ２）補正期間TC
書込期間TWRの後の補正期間TCにおいては、制御回路２０は、上述のデータ電圧VWとは反対の極性であって、所定の閾値Vth以下の補正電圧Vcmpを、画素電極１４と対向電極１６との間に印加するように、駆動部４０を制御する。なお、電圧の極性が反対であるとは、電圧の印加方向が互いに逆向きであることを意味し、補正電圧Vcmpの極性とデータ電圧VWの極性とが反対であれば、画素電極１４と対向電極１６との間に補正電圧Vcmpが印加されたときに画素電極１４と対向電極１６との間を流れる電流の方向と、データ電圧VWが印加されたときに画素電極１４と対向電極１６との間を流れる電流の方向とは互いに反対の方向になる。

図３の補正期間TCにおいて、制御回路２０は、＋３Ｖの信号電位Ｖxを画素電極１４に対して供給するように、駆動部４０を制御する。これにより、画素電極１４と対向電極１６との間に印加される補正電圧Vcmpの絶対値は３Ｖに設定されるので、当該補正電圧Vcmpは閾値Vthを下回る。前述したように、画素電極１４と対向電極１６との間に印加される電圧が所定の閾値Vth以下である場合には、電気泳動粒子は移動できないので、第１電流は流れず、表示状態は「黒」のままである。その一方で、電気泳動粒子とは異なるマイナス側のイオンは画素電極１４へ向かって移動し、プラス側のイオンは対向電極１６へ向かって移動するので、画素電極１４から対向電極１６へ向かう方向に第２電流が流れる。つまり、補正期間TCにおける第２電流の方向と上述の書込期間TWRにおける第２電流の方向とは互いに逆向きとなる。補正期間TCの時間長をtcmpと表記すると、補正期間TCにおいて画素電極１４と対向電極１６との間を流れる第２電流の時間積分値（総電荷量）は、（３×tcmp）/Ｒｉと表される。

本実施形態では、制御回路２０は、書込期間TWRにおける第２電流の時間積分値の絶対値と、補正期間TCにおける第２電流の時間積分値の絶対値とが等しくなるように、電気泳動パネル１０を制御する。図３の場合、（１５×tw）/Ｒｉ＝（３×tcmp）/Ｒｉとなるように、各電圧（データ電圧VW、補正電圧Vcmp）および時間（時間長tw、時間長tcmp）が設定されるという具合である。したがって、書込期間TWRおよび補正期間TCの合計期間において、抵抗成分Ｒｉに流れ込む総電荷量は、−（１５×tw）/Ｒｉ＋（３×tcmp）/Ｒｉ＝０となるので、第２電流の直流成分は無くなる。これにより、焼き付きや残像といった表示ムラの発生を防止できる。さらに、本実施形態では、補正期間TCにおいて画素電極１４と対向電極１６との間に印加される補正電圧Vcmpの値は閾値Vth以下に設定されるので、補正期間TCでは表示状態は変化しない。これにより、画像のチラツキは発生せずに、良好な表示品位となる。以上より、本実施形態によれば、画像のチラツキを表示させることなく焼き付き等の表示ムラを防止できるという利点がある。

＜Ｂ：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。なお、第２実施形態において作用や機能が第１実施形態と同等である要素については、第１実施形態と同じ符号を付して各々の詳細な説明を適宜に省略する。第２実施形態に係る電気泳動表示装置２００は、アクティブ・マトリクス型のパネルである点で上述の第１実施形態と相違する。

図４は、本実施形態態に係る電気泳動表示装置２００の概略構成を示すブロック図である。図４に示すように、電気泳動表示装置２００は、電気泳動パネル１１０と、制御回路１２０とを具備する。電気泳動パネル１１０は、複数の画素Ｐがマトリクス状に配列された画素アレイ部１３０と、各画素Ｐを駆動する駆動部１４０とを具備する。本実施形態では、駆動部１４０は、走査線駆動回路１４２と、信号線駆動回路１４４とを含んで構成される。制御回路１２０は、上位装置から供給される画像データや同期信号に基づいて、走査線駆動回路１４２と信号線駆動回路１４４とを総合的に制御する。

画素アレイ部１３０には、Ｘ方向に延在するｍ本の走査線１０２と、Ｘ方向に交差するＹ方向に延在するｎ本の信号線１０４とが形成される（ｍ，ｎは自然数）。複数の画素Ｐは、走査線１０２と信号線１０４との交差に配置されて縦ｍ行×横ｎ列の行列状に配列される。走査線駆動回路１４２は、走査信号ＧW[１]〜ＧW[ｍ]を各走査線１０２に出力する。ここでは、第ｉ行（１≦ｉ≦ｍ）の走査線１０２に出力される走査信号をＧW[ｉ]と表記する。また、信号線駆動回路１４４は、信号電位Ｖx[１]〜Ｖx[ｎ]を各信号線１０４に出力する。ここでは、第ｊ列（１≦ｊ≦ｎ）の信号線１０４に出力される信号電位をＶx[ｊ]と表記する。

図５は、画素Ｐの回路図である。図５においては、第ｉ行の第ｊ列目に位置する１個の画素Ｐのみが代表的に図示されている。図５に示すように、画素Ｐは、電気泳動素子Ｑと選択スイッチTsと保持容量Ｃとを含んで構成される。電気泳動素子Ｑは、間隔をあけて対向する画素電極１４および対向電極１６と、両者間に配置された複数のマイクロカプセル５０とで構成される。対向電極１６は、接地電位ＧＮＤ（０Ｖ）が供給される給電線１８に接続されるので、対向電極１６の電位は接地電位ＧＮＤに維持される。

なお、図５においては、第１基板１１および第２基板１２の図示を省略しているが、第１実施形態と同様に、互いに対向する第１基板１１および第２基板１２の間に各画素Ｐが配置される構成となっている。ただし、本実施形態では、第２基板１２が観察側に配置されるので、第２基板１２は透明な材料で形成される。一方、第１基板１１は、観察側とは反対側に配置されるので、透明な材料で形成されなくてもよい。

本実施形態では、対向電極１６側が観察側となるので、画素電極１４が相対的に低電位、対向電極１６が相対的に高電位の場合は、プラスに帯電した黒色粒子５３が画素電極１４に引き寄せられる一方、マイナスに帯電した白色粒子５２は対向電極１６に引き寄せられる。これにより、観察側である対向電極１６側からこの画素Ｐを見ると、「白色」が認識される。他方、画素電極１４が相対的に高電位、対向電極１６が相対的に低電位の場合は、マイナスに帯電した白色粒子５２が画素電極１４に引き寄せられる一方、プラスに帯電した黒色子５３は対向電極１６に引き寄せられるので、観察側である対向電極１６側からこの画素Ｐを見ると、「黒色」が認識されるという具合である。

選択スイッチTsは、画素電極１４と信号線１０４との間に介在して両者の電気的な接続（導通／非導通）を制御する。図５に示すように、例えばＮチャネル型のトランジスタ（例えば薄膜トランジスタ）が選択スイッチTsとして好適に採用される。第ｉ行に属するｎ個の画素Ｐの各々の選択スイッチTsのゲートは第ｉ行の走査線１０２に対して共通に接続される。

図５に示すように、保持容量Ｃは、第１電極Ｌ１と第２電極Ｌ２とを有する。第１電極Ｌ１は、画素電極１４および選択スイッチTsの一方の電極（ドレインまたはソース）に接続される一方、第２電極Ｌ２は給電線１８に接続される。

次に、図６を参照しながら、駆動回路１４０が生成する各信号を説明する。図６に示すように、走査線駆動回路１４２は、各垂直走査期間１Ｖ内のｍ個の水平走査期間Ｈ（Ｈ[１]〜Ｈ[ｍ]）の各々において走査信号ＧW[１]〜ＧW[ｍ]を順番にアクティブレベル（ハイレベル）に設定することで、各走査線１０２を順次に選択する。走査信号ＧW[ｉ]のハイレベルへの移行は第ｉ行の走査線１０２の選択を意味する。走査信号ＧW[ｉ]がハイレベルに遷移すると、第ｉ行に属するｎ個の画素Ｐの各々の選択スイッチTsが一斉にオン状態に変化する。

また、信号線駆動回路１４４は、各水平走査期間Ｈで走査線駆動回路１４２が選択した１行分（ｎ個）の画素Ｐに対応する信号電位Ｖx[１]〜Ｖx[ｎ]を生成して各信号線１０４に出力する。例えば、各垂直走査期間１Ｖ内の第ｉ番目の水平走査期間Ｈ[ｉ]において、第ｊ列目の信号線１０４には、第ｉ行の第ｊ列目に位置する画素Ｐの電気泳動素子Ｑの指定階調に応じたデータ電位VD[i,j]、または、所定の補正電位VC[i，j]が信号電位Ｖx[ｊ]として出力される。この具体的な内容については後述する。

いま、第ｉ行の第ｊ列目に位置する画素Ｐに着目して、当該画素Ｐの具体的な動作（電駆動方法）を説明する。図７は、当該画素Ｐの保持容量Ｃに保持される電圧の具体的な波形を示す図である。図７においては、当該画素Ｐを黒表示する場合が示されている。以下では、当該画素Ｐの指定階調に応じたデータ電位VD[i，j]が当該画素Ｐに書き込まれる書込期間TWRと、書込期間TWRよりも後の期間であって所定の補正電位VC[i，j]が当該画素Ｐに書き込まれる補正期間TCとに区分して、図７の場合における当該画素Ｐの動作を説明する。

（ｂ１）書込期間TWR
書込期間TWRでは、制御回路１２０は、画素Ｐの指定階調に応じた値のデータ電圧を、画素電極１４と対向電極１６との間に印加するように駆動部１４０を制御する。具体的には、制御回路１２０は、第ｉ行の走査線１０２が選択されるタイミングに同期して、第ｉ行の第ｊ列目に位置する画素Ｐの指定階調に応じた大きさのデータ電位VD[i，j]を第ｊ列目の信号線１０４に出力する動作（以下、「データ書込動作」と呼ぶ）を実行するように、駆動部１４０（走査線駆動回路１４２，信号線駆動回路１４４）を制御する。後述するように、データ書込動作の回数は、画素Ｐの指定階調に応じて可変に設定されるが、図７の態様では、データ書込動作の回数は１回に設定されている。本実施形態では、第ｉ行の走査線１０２が選択されてから、再び第ｉ行の走査線１０２が選択されるまでの期間を単位期間Txと呼ぶので（図６参照）、図７の態様では、書込期間TWRは、ひとつの単位期間Txで構成されるという具合である。

以下、図７に示す書込期間TWRにおいて実行されるデータ書込動作の具体的な内容を説明する。ここでは、第ｉ行の第ｊ列目に位置する画素Ｐの指定階調は「黒」であるので、画素電極１４を相対的に高電位、対向電極１６を相対的に低電位にするために、第ｊ列目の信号線１０４に出力されるデータ電位VD[i，j]はプラスの値に設定される。具体的には、制御回路２０は、第ｉ行の走査線１０２が選択されるタイミングに同期して、＋１５Ｖのデータ電位VD[i，j]を信号電位Ｖx[ｊ]として第ｊ列目の信号線１０４に出力するように、駆動部１４０（走査線駆動回路１４２，信号線駆動回路１４４）を制御する。第ｉ行の走査線１０２が選択されると、第ｉ行に属するｎ個の画素Ｐの各々の選択スイッチTsは一斉にオン状態となるので、第ｊ列目の信号線１０４は、オン状態の選択スイッチTsを介して、当該画素Ｐの画素電極１４および保持容量Ｃの第１電極Ｌ１と導通する。これにより、当該画素Ｐの画素電極１４および保持容量Ｃには＋１５Ｖのデータ電位VD[i，j]が供給され（書き込まれ）、画素電極１４は相対的に高電位、対向電極１６は相対的に低電位となる。前述したように、対向電極１６は接地電位ＧＮＤ（０Ｖ）に維持されるので、このとき画素電極１４と対向電極１６との間に印加される電圧の絶対値は１５Ｖ（＞閾値Vth＝４Ｖ）となる。また、このとき、保持容量Ｃの両端間の電圧（第１電極Ｌ１と第２電極Ｌ２との間の電圧）も１５Ｖに設定される。

第ｉ行の走査線１０２の選択が終了すると、第ｉ行に属するｎ個の画素Ｐの各々の選択スイッチTsは一斉にオフ状態となるが、第ｉ行の第ｊ列目の画素Ｐの保持容量Ｃに保持された電圧が所定の閾値Vth（＝４Ｖ）を上回っている限り、電気泳動粒子の移動は継続する。ただし、電気泳動粒子、および、電気泳動粒子とは異なるイオンの移動には、保持容量Ｃの静電エネルギーが用いられるので、保持容量Ｃに蓄積された電荷は次第に減少していく。したがって、図７に示すように、保持容量Ｃの両端間の電圧は、次第に減少していく。

図７の態様では、保持容量Ｃの両端間の電圧が閾値Vth以下になる前に、第ｉ行の第ｊ列目に位置する画素Ｐは所望の階調（黒）に変化し終わるので、データ書込動作の回数は１回で済んでいるが、画素Ｐの指定階調、つまりはデータ電位VD[i，j]の値によっては、画素Ｐが所望の階調に変化し終わる前に、保持容量Ｃの電圧が所定の閾値Vthを下回るような場合もある。このような場合には、所望の階調表示を行うことができないので、制御回路２０は、再びデータ書込動作を行うように駆動部１４０を制御する。つまり、データ書込動作の回数は画素Ｐの指定階調に応じて可変に設定される。そして、書込期間TWRの時間長は、データ書込動作の回数に応じた長さとなる。例えばデータ書込動作を２回行う必要がある場合、書込期間TWRは、２つの単位期間Txを合計した期間に設定される。言い換えれば、その場合の書込期間TWRは、２つの単位期間Txで構成されるという具合である。

上述したように、図７の態様では、保持容量Ｃの両端間の電圧は、書込期間TWRにわたって閾値Vthを上回るとともに、画素電極１４は相対的に高電位、対向電極１６は相対的に低電位となるので、プラスに帯電した黒色粒子５３は観察側の対向電極１６側へ移動する一方、マイナスに帯電した白色粒子５２は画素電極１４側へ移動する。また、電気泳動粒子とは異なるプラス側のイオンは対向電極１６へ向かって移動する一方、マイナス側のイオンは画素電極１４へ向かって移動する。したがって、書込期間TWRでは、画素電極１４から対向電極１６へ向かう方向に第１電流および第２電流が流れる。本実施形態では、画素電極１４から対向電極１６へ向かう電流の方向をプラスとする。図８は、第ｉ行の第ｊ列目に位置する画素Ｐの画素電極１４と対向電極１６との間を流れる電流と、時間との関係を示す図である。図７の書込期間TWRにおける第１電流の時間積分値の絶対値は、図８に示される領域Ｓ１の面積値に相当し、第２電流の時間積分値の絶対値は、図８に示される領域Ｓ２の面積値に相当する。

（ｂ２）補正期間TC
上述の書込期間TWRの後の補正期間TCでは、制御回路１２０は、データ電圧とは反対の極性であって、所定の閾値Vth以下の補正電圧を、画素電極１４と対向電極１６との間に印加するように、駆動部１４０を制御する。具体的には、制御回路２０は、第ｉ行の走査線１０２が選択されるタイミングに同期して、データ電位VD[i，j]とは反対の極性の補正電位VC[i，j]を信号電位Ｖx[ｊ]として第ｊ列目の信号線１０４に出力する動作（以下、「補正動作」と呼ぶ）を実行するように、駆動部１４０（走査線駆動回路１４２，信号線駆動回路１４４）を制御する。本実施形態では、制御回路１２０は、書込期間TWRにおける第２電流の時間積分値の絶対値と補正期間TCにおける第２電流の時間積分値の絶対値とが等しくなるように、駆動部１４０を制御する。つまり、補正電位VC[i，j]の値および補正動作の回数（すなわち補正期間TCの時間長）は、書込期間TWRにおける第２電流の時間積分値の絶対値と補正期間TCにおける第２電流の時間積分値の絶対値とが等しくなるような値に設定される。図７の態様では、補正電位VC[i，j]の値は−３Ｖに設定される。また、図７の態様では、補正動作の回数は４回に設定されるので、補正期間TCは、４つの単位期間Txを合計した期間となる。言い換えれば、補正期間TCは、４つの単位期間Txで構成されるという具合である。

以下、図７に示す補正期間TCにて実行される補正動作の具体的な内容を説明する。制御回路１２０は、第ｉ行の走査線が選択されるタイミングに同期して、−３Ｖの補正電位VC[i，j]を信号電位Ｖx[ｊ]として第ｊ列目の信号線１０４に出力するように、駆動部１４０（走査線駆動回路１４２，信号線駆動回路１４４）を制御する。これにより、第ｉ行の第ｊ列目に位置する画素Ｐの画素電極１４および保持容量Ｃの第１電極Ｌ１には、−３Ｖの補正電位VC[i，j]が供給され（書き込まれ）、画素電極１４は相対的に低電位、対向電極１６は相対的に高電位となる。前述したように、対向電極１６は接地電位ＧＮＤ（０Ｖ）に維持されるので、このとき画素電極１４と対向電極１６との間に印加される電圧の絶対値は３Ｖ（＜閾値Vth＝４Ｖ）となり、電気泳動粒子は移動できない。したがって、第１電流は流れず、表示状態は「黒」のままである。一方、電気泳動粒子とは異なるプラス側のイオンは画素電極１４へ向かって移動し、マイナス側のイオンは対向電極１６へ向かって移動するので、対向電極１６から画素電極１４へ向かう方向（書込期間TWRとは逆の方向）に第２電流が流れる。また、保持容量Ｃの両端間の電圧も３Ｖに設定される。

第ｉ行の走査線１０２の選択が終了すると、第ｉ行に属するｎ個の画素Ｐの各々の選択スイッチTsは一斉にオフ状態となるが、第ｉ行の第ｊ列目の画素Ｐの保持容量Ｃに保持された電圧により、上述のイオンの移動は継続する。ただし、当該イオンの移動には、保持容量Ｃの静電エネルギーが用いられるので、保持容量Ｃに蓄積された電荷は次第に減少していく。したがって、保持容量Ｃの両端間の電圧は次第に減少していき、第２電流の絶対値も次第に減少していく。その後、次の補正動作が行われるタイミングで、再び保持容量Ｃに−３Ｖの補正電位VC[i，j]が充電され、以上に説明した動作が繰り返されるという具合である。以上の補正期間TCにおける第２電流の時間積分値の絶対値は、図８に示される領域Ｓ３の面積値に相当する。

本実施形態では、制御回路２０は、図８に示される領域Ｓ２の面積値（書込期間TWRにおける第２電流の時間積分値の絶対値）と、領域Ｓ３の面積値（補正期間TCにおける第２電流の時間積分値の絶対値）とが等しくなるように、駆動部１４０を制御するので、第１実施形態と同様に、第２電流の直流成分は打ち消されてゼロとなる。したがって、焼き付きや残像といった表示ムラの発生を防止できる。また、本実施形態では、補正期間TCにおいて画素電極１４と対向電極１６との間に印加される電圧の値は閾値Vth以下に設定されるので、補正期間TCでは表示状態は変化しない。これにより、画像のチラツキは発生せずに、良好な表示品位となる。したがって、第２実施形態でも、画像のチラツキを表示させることなく焼き付き等の表示ムラを防止できるという利点が得られる。

＜Ｃ：変形例＞
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下の変形が可能である。また、以下に示す変形例のうちの２以上の変形例を組み合わせることもできる。

（１）変形例１
上述の第２実施形態では、図５に示される構成の画素Ｐが例示されているが、これに限らず、画素Ｐの構成は任意である。要するに、画素Ｐは、画素電極１４と、対向電極１６と、両者間に配置された帯電粒子（電気泳動粒子）とからなる電気泳動素子を含むものであればよい。例えば図９に示されるように、駆動トランジスタTdrvのゲートの電位VGを対向電極１６の電位Vcomに対して一定とする定電圧駆動型の画素Ｐを採用することもできる。また、例えば図１０に示されるように、駆動トランジスタTdrvのゲートの電位VGを、当該駆動トランジスタTdrvのソースの電位VSに対して一定とする定電流駆動型の画素Ｐを採用することもできる。なお、説明の便宜上、図９および図１０では、駆動トランジスタTdrvの閾値電圧や移動度のバラツキを補正するための回路の図示を省略している。また、図１０では、保持容量Ｃに所定の電圧を与えるための回路についても図示を省略している。

要するに、電気泳動素子を含む画素Ｐが如何なる構成であっても、書込期間において、電気泳動素子の指定階調に応じた値のデータ電圧を、画素電極１４と対向電極１６との間に印加する一方、書込期間とは異なる補正期間において、データ電圧とは反対の極性であって、所定の閾値Vth以下の補正電圧を、画素電極１４と対向電極１６との間に印加することで、表示状態を変えることなく、表示ムラの原因となる第２電流（電気泳動粒子とは異なるイオンの移動により画素電極１４と対向電極１６との間を流れる電流）の直流成分を打ち消すことが可能になる。

（２）変形例２
上述の各実施形態では、書込期間TWRにおける第２電流の時間積分値の絶対値と、補正期間TCにおける第２電流の時間積分値の絶対値とが等しくなる態様が例示されているが、これに限らず、書込期間TWRにおける第２電流の時間積分値の絶対値と、補正期間TCにおける第２電流の時間積分値の絶対値とが異なる態様であってもよい。この態様であっても、補正期間TCにおいて画素電極１４と対向電極１６との間に印加される電圧が所定の閾値Vth以下であれば、電気泳動粒子は移動することができず、表示状態は変わらないので、画像のチラツキが表示されることを防止できる。

（３）変形例３
上述の各実施形態では、補正期間TCは、書込期間TWRの後に設定されているが、これに限らず、例えば補正期間TCが書込期間TWRの前に設定されてもよい。要するに、書込期間TWRとは異なる補正期間TCにおいて、書込期間TWRにて画素Ｐに書き込まれるデータ電圧（画素Ｐの指定階調に応じた大きさの電圧）とは反対の極性であって、所定の閾値Vth以下の補正電圧が、画素電極１４と対向電極１６との間に印加されるものであればよい。

（４）変形例４
上述の各実施形態では、画素電極１４と対向電極１６との間に配置される電気泳動粒子（帯電粒子）は、マイナスに帯電した白色粒子５２とプラスに帯電した黒色粒子５３とで構成されているが、例えば白色粒子５２がプラスに帯電される一方、黒色粒子５３がマイナスに帯電される態様であってもよい。また、白色粒子５２および黒色粒子５３に代えて、例えば赤色、緑色、青色などの顔料からなる粒子を電気泳動粒子として用いることも可能である。

また、着色した溶媒５１中に単色粒子を分散させる態様であってもよい。例えば黒色に着色された溶媒５１中に白色粒子５２を分散させてもよいし、白色に着色された溶媒５１中に黒色粒子５３を分散させてもよい。さらに、３色以上の粒子を溶媒５１に分散させる態様であってもよい。

（５）変形例５
上述の各実施形態では、帯電粒子（電気泳動粒子）が封入されたマイクロカプセル５０が、画素電極１４と対向電極１６との間に配置される態様が例示されているが、これに限らず、第１基板１１と第２基板１２とで挟まれた空間を画素Ｐごとに仕切るための隔壁（セパレータ）が設けられ、その隔壁で仕切られた空間ごとに帯電粒子が直接封入される態様であってもよい。

（６）変形例６
上述の第１実施形態では、画素アレイ部３０には４つの画素Ｐが配置されているが、これに限らず、画素アレイ部３０に配置される画素Ｐの数は任意に設定可能である。

＜Ｄ：応用例＞
次に、以上に説明した各実施形態に係る電気泳動表示装置（１００，２００）を利用した電子機器について説明する。
図１１は、以上に説明した各実施形態に係る電気泳動表示装置（１００，２００）を利用した電子ペーパー１０００の構成を示す図である。電子ペーパー１０００は、以上に説明した電気泳動表示装置（１００，２００）を表示領域１０１０に備えている。電子ペーパー１０００は可撓性を有し、従来の紙と同様の質感および柔軟性を有する書き換え可能なシートからなる本体１０２０を備えて構成されている。電子ペーパー１０００には、本発明に係る電気泳動表示装置が採用されているので、良好な表示品質を確保することができる。

なお、本発明に係る電気泳動表示装置が適用される電子機器としては、図１１に示した電子ペーパー１０００には限定されず、本発明に係る電気泳動表示装置は様々な電子機器に適用することが可能である。例えば、本発明に係る電気泳動表示装置が適用される電子機器としては、電子ノート、腕時計、携帯電話、携帯用オーディオ機器などが挙げられる。

１０，１１０……電気泳動パネル、１１……第１基板、１２……第２基板、１４……画素電極、１６……対向電極、１８……給電線、２０，１２０……制御回路、３０，１３０……画素アレイ部、４０，１４０……駆動部、５０……マイクロカプセル、５１……溶媒、５２……白色粒子、５３……黒色粒子、１００，２００……電気泳動表示装置、１４２……走査線駆動回路、１４４……信号線駆動回路、Ｃ……保持容量、Ｌ１……第１電極、Ｌ２……第２電極、ＧW……走査信号、Ｐ……画素、Ｑ……電気泳動素子、TC……補正期間、Ts……選択スイッチ、TWR……書込期間、Tx……単位期間、Vcmp……補正電位、VD……データ電位、Vth……閾値、Ｖx……信号電位。

Claims (4)

1. 第１電極と、前記第１電極に対向する第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に配置された帯電粒子とを含む電気泳動素子を備えた電気泳動パネルと、
   前記電気泳動パネルを制御する制御回路と、を具備し、
   前記制御回路は、
   書込期間において、前記電気泳動素子の指定階調に応じた値のデータ電圧が前記第１電極と前記第２電極との間に印加されるとともに、前記書込期間とは異なる補正期間において、前記データ電圧とは反対の極性であって所定の閾値以下の補正電圧が前記第１電極と前記第２電極との間に印加され、かつ、前記書込期間において、前記帯電粒子とは異なるイオンの移動により前記第１電極と前記第２電極との間を流れる電流の時間積分値の絶対値と、前記補正期間において、前記イオンの移動により前記第１電極と前記第２電極との間を流れる電流の時間積分値の絶対値とが等しくなるように、前記電気泳動パネルを制御する、
   ことを特徴とする電気泳動表示装置。
2. 第１電極と、前記第１電極に対向する第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に配置された帯電粒子とを含む電気泳動素子を備えた電気泳動パネルを制御する制御回路であって、
   書込期間において、前記電気泳動素子の指定階調に応じた値のデータ電圧が前記第１電極と前記第２電極との間に印加されるとともに、前記書込期間の後の補正期間において、前記データ電圧とは反対の極性であって所定の閾値以下の補正電圧が前記第１電極と前記第２電極との間に印加され、かつ、前記書込期間において、前記帯電粒子とは異なるイオンの移動により前記第１電極と前記第２電極との間を流れる電流の時間積分値の絶対値と、前記補正期間において、前記イオンの移動により前記第１電極と前記第２電極との間を流れる電流の時間積分値の絶対値とが等しくなるように、前記電気泳動パネルを制御する、
   ことを特徴とする制御回路。
3. 請求項１に記載の電気泳動表示装置を備えた電子機器。
4. 第１電極と、前記第１電極に対向する第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に配置された帯電粒子とを含む電気泳動素子の駆動方法であって、
   書込期間において、前記電気泳動素子の指定階調に応じた値のデータ電圧を前記第１電極と前記第２電極との間に印加するとともに、前記書込期間の後の補正期間において、前記データ電圧とは反対の極性であって所定の閾値以下の補正電圧を前記第１電極と前記第２電極との間に印加し、かつ、前記書込期間において、前記帯電粒子とは異なるイオンの移動により前記第１電極と前記第２電極との間を流れる電流の時間積分値の絶対値と、前記補正期間において、前記イオンの移動により前記第１電極と前記第２電極との間を流れる電流の時間積分値の絶対値とを等しくする
   ことを特徴とする電気泳動素子の駆動方法。

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