JP5516017B2 - 電気泳動表示装置の駆動方法、電気泳動表示装置、および電子機器 - 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、およ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、例えば、電子ペーパーなどの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、複数の画素毎に設けられた画素電極と、複数の画素電極に対向して共通に設けられた共通電極とを備えており、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るように駆動される。そして、電気泳動表示装置は、このような駆動方法によって泳動した電気泳動粒子の状態が表示画像として表示されている。

また、従来から、液晶ディスプレイや他のディスプレイなどの表示装置における代表的な駆動方法として、各画素電極の電位を切り替えるとともに、共通電極の電位も切り替える、いわゆる「コモン振り駆動」という駆動方法が知られている。また、コモン振り駆動を電気泳動表示装置に適用した技術が提案されている（特許文献１参照）。
特許文献１に開示された技術によれば、コモン振り駆動によって、画素電極と共通電極との電位を、高電位と低電位との２値で制御することが可能となり、電気泳動表示装置の低電圧化が図れる。そして、電気泳動表示装置を、簡単な回路構成で、安価に製造することができる。さらに、電気泳動表示装置の駆動回路としてＴＦＴ（薄膜トランジスター：Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を用いた場合においては、低電圧の駆動を可能とするため、ＴＦＴの信頼性を確保することができるということである。

さらに、各画素にメモリーセルを備えることによって、各画素に書き込まれたデータを保持することができる回路も開示されている（特許文献２参照）。この回路構成である画素の駆動回路では、画素に書き込むデータが同一であれば、その画素へのデータ転送が不要となるため、周辺回路を停止させることができるので、大幅な消費電力の低下を期待することができる。

ここで、コモン振り駆動について説明する。図１０は、従来の電気泳動表示装置におけるコモン振り駆動のタイミングチャートの一例である。まず、図１０の説明に先立って、電気泳動表示装置を以下のように仮定する。まず、電気泳動表示装置内の各画素は、白色の電気泳動粒子（以下、「白色粒子」という）と、黒色の電気泳動粒子（以下、「黒色粒子」という）とを含む複数のマイクロカプセルで形成されているものとする。また、各マイクロカプセル内の黒色粒子は正（プラス：＋）、白色粒子は負（マイナス：−）に帯電しているものとする。この場合、画素電極が高電位（例えば、１０Ｖ）である場合、共通電極の電位が低電位のときに、マイクロカプセル内の黒色粒子が共通電極側に電気泳動して、画素が黒色の表示となる。また、画素電極が低電位（例えば、０Ｖ）である場合、共通電極の電位が高電位のときに、マイクロカプセル内の白色粒子が共通電極側に電気泳動して、画素が白色の表示となる。
なお、画素電極と共通電極との電位が等しい（共に低電位、または高電位）である場合、マイクロカプセル内の黒色粒子および白色粒子は電気泳動せず、現在の表示状態を保持する。

従来の電気泳動表示装置におけるコモン振り駆動のタイミングでは、図１０に示したように、まず、表示設定期間において、黒色を表示したい画素（例えば、図１０における画素Ｂ）のメモリーセルに、黒表示のためのデータを書き込み、白色を表示したい画素（例えば、図１０における画素Ｗ）のメモリーセルに、白表示のためのデータを書き込む。表示設定期間においては、全ての画素電極の電位を共通電極の電位と等電位としておく。その後、表示書き換え期間において、各画素の画素電極の電位を書き込んだデータに応じて変化させるとともに、共通電極の電位ＶＣＯＭを周期的に高電位と低電位とにする。これにより、各画素内のマイクロカプセルに画素電極と共通電極との電位差によって生じた電場によって、各画素に黒色の表示と白色の表示とが交互に書き込まれる。このように、共通電極の電位ＶＣＯＭを高電位と低電位とに周期的に選択することによって、各画素が書き込まれることによって、電気泳動表示装置に書き込んだデータに応じた画像が表示される。

上述のように、電気泳動表示装置では、画素電極の電位と、共通電極の電位ＶＣＯＭの電位とに応じて、黒色粒子または白色粒子が交互に電気泳動することによって、各画素が黒色表示または白色表示となる。そして、コモン振り駆動では、共通電極の電位ＶＣＯＭを高電位と低電位とに周期的に選択する周期（電位選択周期）を速くすると、実際には黒色表示となる画素と白色表示となる画素とが交互に変化しているにも関わらず、人間の目には同時に黒色と白色が書き込まれているように見えるという利点を得ることができる。

特開昭５２−７０７９１号公報 特開昭５８−１４３３８９号公報

上述のように、電気泳動表示装置には、黒色表示をするための黒色粒子と、白色表示をするための白色粒子との２種類の電気泳動粒子が存在する。そして、この白色粒子と黒色粒子とがマイクロカプセル内で電気泳動するときの泳動速度は、同じ速度ではなく、白色粒子と黒色粒子とで異なっている場合がある。

例えば、白色粒子の泳動速度の方が速く、黒色粒子の泳動速度が遅い場合を考える。このとき、白色粒子の泳動速度の特性に合わせてコモン振り駆動による画素の書き込み時間を決定すると、泳動速度の遅い黒色粒子の電気泳動が不充分となり、黒色が充分に表示されない可能性がある。また、逆に、黒色粒子の泳動速度の特性に合わせてコモン振り駆動による画素の書き込み時間を決定した場合には、白色表示する画素に対する書き込みが過剰となり、電気泳動表示装置の信頼性を低下させてしまう可能性がある。

しかしながら、従来のコモン振り駆動では、電気泳動粒子における泳動速度の特性が考慮されていない、という問題がある。

本発明は、上記の課題認識に基づいてなされたものであり、電気泳動粒子の泳動速度の特性を考慮して、電気泳動表示装置の各画素を駆動することができる電気泳動表示装置の駆動方法、電気泳動表示装置、および電子機器を提供することを目的としている。

上記の課題を解決するため、本発明の電気泳動表示装置の駆動方法は、複数の画素電極と、前記複数の画素電極に対向する共通電極と、前記複数の画素電極と前記共通電極との間に配置された正に帯電した第１の電気泳動粒子及び負に帯電し前記第１の電気泳動粒子と泳動速度が異なる第２の電気泳動粒子と、を含む表示部を有する電気泳動表示装置の駆動方法であって、前記表示部に表示する画像データに応じて、各前記画素電極に第１の電位または第２の電位を印加した後の、該表示部に表示する画像を書き換える期間に、前記共通電極に印加する前記第１の電位と前記第２の電位とを周期的に切り替えるステップを有し、前記共通電極に前記第１の電位と前記第２の電位とを周期的に印加する際に、前記第１の電位を第１の印加時間印加し、前記第２の電位を前記第１の印加時間と異なる第２の印加時間印加することを繰り返す、ことを特徴とする。

この発明によれば、画素の共通電極に第１の電位を印加する第１の印加時間と第２の電位を印加する第２の印加時間とが異なる時間とすることができる。これにより、画素の共通電極に印加する電位の周期のデューティー比を変更することができる。その結果、共通電極に印加される電位の１周期の期間を例としてみた場合、電気泳動粒子が電気泳動する速度が電気泳動粒子毎に異なる場合でも、全ての電気泳動粒子が同じ移動距離で電気泳動するものとして、電気泳動表示装置のコモン振り駆動を行うことができる。このことにより、電気泳動表示装置の使用者には、電気泳動表示装置が表示する各色が同時に書き込まれているように見せることができる。

また、本発明の電気泳動表示装置の駆動方法において、前記第１の印加時間と前記第２の印加時間とは、前記第１の電気泳動粒子が、前記第１の印加時間にわたって印加された前記第１の電位と前記第２の電位との電位差に応じて電気泳動する距離は、前記第２の電気泳動粒子が、前記第２の印加時間にわたって印加された前記電位差に応じて電気泳動する距離と等しい、ことが望ましい。

この発明によれば、電気泳動粒子の泳動速度の特性を考慮して、画素の共通電極に印加する電位の周期のデューティー比を決定することができる。これにより、電気泳動粒子が電気泳動する速度が電気泳動粒子毎に異なることによって電気泳動表示装置の各色で書き込みが完了する時間が異なる場合でも、各色の書き込み時間が同じ時間である場合と同様に電気泳動表示装置のコモン振り駆動を行うことができる。その結果、電気泳動表示装置の使用者には、電気泳動表示装置が表示する各色が同時に書き込まれているように見せることができるとともに、特定の画素への書き込み不足や、特定の画素への過剰な書き込みによる信頼性の低下を軽減した最適な表示を実現することができる。

また、本発明の電気泳動表示装置の駆動方法において、前記第１の印加時間と前記第２の印加時間とは、前記第１の印加時間と前記第２の印加時間とを加算した時間が、５０ｍｓ以下である、ことが望ましい。

この発明によれば、コモン振り駆動によって電気泳動表示装置が画像の表示を書き換える際に発生する反射率が低下している時間を、人間に視認されない程度の短い時間とすることができ、例えば、コモン振り駆動におけるフリッカーなど、使用者に視覚的なストレスを与えてしまうことを抑えることができる。これにより、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。

また、本発明の電気泳動表示装置は、複数の画素電極と、前記複数の画素電極に対向する共通電極と、前記複数の画素電極と前記共通電極との間に配置された正に帯電した第１の電気泳動粒子及び負に帯電し前記第１の電気泳動粒子と泳動速度が異なる第２の電気泳動粒子と、を含む表示部と、前記複数の画素電極及び前記共通電極に電位を供給する駆動回路と、前記駆動回路を制御する制御部とを有する電気泳動表示装置であって、前記制御部は、前記表示部に表示する画像データに応じて、各前記画素電極に第１の電位または第２の電位を印加した後の、該表示部に表示する画像を書き換える期間に、前記共通電極に印加する前記第１の電位と前記第２の電位とが周期的に切り替わるように前記駆動回路を制御し、前記共通電極に前記第１の電位と前記第２の電位とが周期的に印加される際に、前記第１の電位が第１の印加時間印加され、前記第２の電位が前記第１の印加時間と異なる第２の印加時間印加されることを繰り返すように前記駆動回路を制御する、ことを特徴とする。

この発明によれば、画素の共通電極に第１の電位を印加する第１の印加時間と第２の電位を印加する第２の印加時間とが異なる時間にデューティー比を変更したコモン振り駆動を行うことができる電気泳動表示装置を提供することができる。これにより、共通電極に印加される電位の１周期の期間を例としてみた場合、電気泳動粒子が電気泳動する速度が電気泳動粒子毎に異なる場合でも、全ての電気泳動粒子が同じ移動距離で電気泳動するものとして、電気泳動表示装置をコモン振り駆動によって制御することができる。その結果、電気泳動表示装置の使用者には、電気泳動表示装置が表示する各色が同時に書き込まれているように見せることができる電気泳動表示装置を実現することができる。

また、本発明の電子機器は、上記本発明の電気泳動表示装置を備える、ことを特徴とする。
また、本発明の電気泳動表示装置の駆動方法は、複数の画素電極と、前記複数の画素電極に対向する透光性の共通電極と、前記複数の画素電極と前記共通電極との間に配置された第１の極性に帯電した第１の電気泳動粒子及び前記第１の極性と逆の第２の極性に帯電し前記第１の電気泳動粒子より泳動速度が遅い第２の電気泳動粒子と、を含む表示部を有する電気泳動表示装置の駆動方法であって、前記共通電極に、第１の電位と該第１の電位と異なる第２の電位とを周期的に切り替えて印加するとともに、前記画素電極に前記第１の電位を印加することで、前記第１の電気泳動粒子を前記共通電極側に移動し、前記画素電極に前記第２の電位を印加することで、前記第２の電気泳動粒子を前記共通電極側に移動させる表示書き換えステップを有し、前記共通電極に前記第１の電位が印加される期間は、前記第２の電位が印加される期間より長い、ことを特徴とする。

この発明によれば、電気泳動表示装置が表示する各色が同時に書き込まれているように見せることができ、使用者に視覚的なストレスを与えない、表示品質に優れた電気泳動表示装置を備えた電子機器を提供することができる。

本発明によれば、電気泳動粒子の泳動速度の特性を考慮して、電気泳動表示装置の各画素を駆動することができる。

本発明の実施形態による電気泳動表示装置の概略構成を示したブロック図である。 本実施形態の電気泳動表示装置の画素回路の構成の一例を示したブロック図である。 本実施形態の電気泳動表示装置の表示部の構成の一例を示した図である。 本実施形態の電気泳動表示装置における電気泳動素子の動作の一例を示した図である。 本実施形態の電気泳動表示装置におけるコモン振り駆動のタイミングチャートの一例である。 本実施形態の電気泳動表示装置の反射率を時系列で測定したグラフを示す図である。 本実施形態の電気泳動表示装置および従来の電気泳動表示装置における画像の表示の一例を模式的に示した図である。 本実施形態の電気泳動表示装置および従来の電気泳動表示装置における画素書き込みの一例を模式的に示した図である。 本実施形態の電気泳動表示装置を適用した電子機器の一例を示した図である。 従来の電気泳動表示装置におけるコモン振り駆動のタイミングチャートの一例である。

＜電気泳動表示装置＞
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、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などを異ならせている。

図１は、本発明の実施形態による電気泳動表示装置の概略構成を示したブロック図である。図１では、本実施形態の一例として、アクティブマトリクス方式の電気泳動表示装置を示している。図１に示した電気泳動表示装置１は、複数の画素２がマトリクス状に配列された表示部３と、表示部３の周辺領域に走査線駆動回路６と、データ線駆動回路７と、共通電源変調回路８と、コントローラー９とを備えている。

表示部３は、Ｙ軸方向に沿ってｍ個、Ｘ軸方向に沿ってｎ個の画素２が配列されている。表示部３内の各画素２は、走査線駆動回路６から延びる複数の走査線４と、データ線駆動回路７から延びる複数のデータ線５との交差位置にそれぞれ配置されている。

走査線駆動回路６は、コントローラー９によって指定された画素２を選択するための選択信号を、表示部３のＸ軸方向（行方向）に配置された画素２の行毎に出力する。走査線駆動回路６が選択信号を出力する際には、表示部３のＸ軸方向に沿って配線された複数の走査線４（Ｙ１、Ｙ２、・・・、Ｙｍ）に順次、選択信号を出力する。この選択信号によって選択された画素２に、データ線駆動回路７から出力されたデータ線５の電位が書き込まれる。
なお、本実施形態においては、画素２を選択する場合には、走査線４の電位を高電位（“Ｈｉｇｈ”レベル）とし、画素２を選択しない場合には、走査線４の電位を低電位（“Ｌｏｗ”レベル）とするものとする。

データ線駆動回路７は、コントローラー９から入力された画像データを、表示部３のＹ軸方向（列方向）に配置された画素２の列毎に、表示部３のＹ軸方向に沿って配線された複数のデータ線５（Ｘ１、Ｘ２、・・・、Ｘｎ）にそれぞれ出力する。データ線駆動回路７からデータ線５に出力された画像データは、走査線駆動回路６から出力された選択信号によって選択された列の画素２に書き込まれる。
なお、本実施形態においては、画像データ“０”を画素２に書き込む場合には、データ線５の電位を低電位（“Ｌｏｗ”レベル）とし、画像データ“１”を画素２に書き込む場合には、データ線５の電位を高電位（“Ｈｉｇｈ”レベル）とするものとする。

共通電源変調回路８は、全ての画素２で共通に用いられる画素回路グラウンド線１０と、画素回路電源線１１とに、各画素２内の画素回路の電源となる電位を供給する。また、共通電源変調回路８は、コントローラー９の制御に応じて、全ての画素２で共通に用いられる共通電極電源線１２と、画素制御線１３と、画素制御線１４とに、各画素２を駆動するために必要な電位を供給する。各画素２は、書き込まれた画像データ、および共通電源変調回路８から供給された共通電極電源線１２と、画素制御線１３と、画素制御線１４とに応じて、画素２内の電気泳動粒子がそれぞれ電気泳動し、電気泳動表示装置１に表示画像が表示される。

共通電源変調回路８から画素制御線１３に供給される電位Ｓ１と、画素制御線１４に供給される電位Ｓ２とは、各画素２に書き込まれた画像データに応じて各画素２の表示を変更するために、コントローラー９の制御によって、それぞれ供給する電位が切り替えられる。また、共通電源変調回路８から画素制御線１３に供給される電位Ｓ１と、画素制御線１４に供給される電位Ｓ２とは、各画素２に表示している現在の表示状態を保持するために、コントローラー９の制御によって、それぞれハイインピーダンス状態（Ｈｉ−Ｚ）とされる。

共通電源変調回路８から共通電極電源線１２に供給される電位ＶＣＯＭは、各画素２に書き込まれた画像データに応じて各画素２の表示を変更するために、コントローラー９の制御によって、供給する電位が切り替えられる。例えば、共通電極電源線１２に供給する電位ＶＣＯＭは、画素２のコモン振り駆動を行うために、周期的に高電位（“Ｈｉｇｈ”レベル）と低電位（“Ｌｏｗ”レベル）とに交互に切り替える。これにより、各画素２内の電気泳動粒子が移動する距離を制御して、電気泳動表示装置１の使用者に対して黒色と白色とが同時に書き込まれているように見せる。また、共通電源変調回路８から共通電極電源線１２に供給される電位ＶＣＯＭは、各画素２に表示している現在の表示状態を保持するために、コントローラー９の制御によって、ハイインピーダンス状態（Ｈｉ−Ｚ）とされる。

コントローラー９は、図示しないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などの電気泳動表示装置１の制御部から入力される制御信号に基づいて、走査線駆動回路６、データ線駆動回路７、共通電源変調回路８のそれぞれの動作を制御する。

次に、本実施形態の電気泳動表示装置における画素回路の構成について説明する。図２は、本実施形態の電気泳動表示装置１の画素２の回路構成の一例を示したブロック図である。図２において、画素２は、選択トランジスター（薄膜トランジスター：Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）２１と、ラッチ回路２２と、スイッチ回路２３と、画素電極２４と、共通電極２５と、電気泳動素子２６とによって構成されている。また、各画素２には、走査線４と、データ線５と、画素回路グラウンド線１０と、画素回路電源線１１と、共通電極電源線１２と、画素制御線１３と、画素制御線１４とが接続されている。図２に示した構成によって、画素２は、９つのトランジスターによって構成された、いわゆる９Ｔ（９トランジスター）型の画素構造となっている。また、画素２は、ラッチ回路２２によって画像データの電位を保持するＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）方式の構成である。

選択トランジスター２１は、画素２を選択するための画素スイッチング素子であり、例えば、Ｎ型のＭＯＳ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ：金属酸化膜半導体）で形成されている。選択トランジスター２１のゲート端子には走査線４、ソース端子にはデータ線５、ドレイン端子にはラッチ回路２２の入力端子Ｎ１がそれぞれ接続されている。選択トランジスター２１は、走査線駆動回路６から走査線４を介して選択信号が入力されている期間中、データ線５とラッチ回路２２とを接続させることによって、データ線駆動回路７からデータ線５を介して入力される画像データをラッチ回路２２に入力させる。

ラッチ回路２２は、画素２に入力された画像データを保持する回路であり、例えば、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ：相補型金属酸化膜半導体）で形成された転送インバータ２２ｔと帰還インバータ２２ｆとによって構成されている。また、転送インバータ２２ｔと帰還インバータ２２ｆとの電源およびグラウンド端子には、それぞれ、画素回路電源線１１と画素回路グラウンド線１０とが接続されている。転送インバータ２２ｔと帰還インバータ２２ｆとは、互いの入力に他方の出力が接続されたループ構造となっている。ラッチ回路２２は、このループ構造によって、選択トランジスター２１を介してラッチ回路２２の入力端子Ｎ１である転送インバータ２２ｔの入力端子に入力された、データ線駆動回路７からの画像データを保持する。そして、転送インバータ２２ｔの出力端子はラッチ回路２２の出力端子Ｎ２として、帰還インバータ２２ｆの出力端子はラッチ回路２２の出力端子Ｎ３としてそれぞれ、スイッチ回路２３のゲート端子に接続される。

スイッチ回路２３は、ラッチ回路２２に保持された画素２の画像データに応じて、画素制御線１３または画素制御線１４の電位を選択して画素電極２４に出力するセレクタ回路であり、例えば、ＣＭＯＳで形成されたトランスミッションゲート２３１とトランスミッションゲート２３２とによって構成されている。トランスミッションゲート２３１とトランスミッションゲート２３２とのゲート端子には、ラッチ回路２２の出力端子Ｎ２と出力端子Ｎ３とがそれぞれ接続されている。また、トランスミッションゲート２３１のソース端子には画素制御線１３が、トランスミッションゲート２３２のソース端子には画素制御線１４が、それぞれ接続されている。トランスミッションゲート２３１のドレイン端子とトランスミッションゲート２３２のドレイン端子は、共に画素電極２４に接続されている。

スイッチ回路２３は、ラッチ回路２２の出力端子Ｎ２と出力端子Ｎ３とに出力された画像データ（“０”＝“Ｌｏｗ”レベル、または“１”＝“Ｈｉｇｈ”レベル）に応じて、トランスミッションゲート２３１またはトランスミッションゲート２３２のいずれか一方がオン状態となる。そして、オン状態となっているトランスミッションゲート２３１またはトランスミッションゲート２３２に接続されている画素制御線１３の電位Ｓ１または画素制御線１４の電位Ｓ２が、画素電極２４に出力される。

ここで、画素電極２４に出力される電位について具体的に説明する。画素２の画像データとして“０”（“Ｌｏｗ”レベル）を書き込む場合は、データ線駆動回路７は、データ線５の電位を低電位（“Ｌｏｗ”レベル）とする。そして、走査線駆動回路６は、走査線４によって画素２を選択する。これにより、選択トランジスター２１がオン状態となり、ラッチ回路２２内の転送インバータ２２ｔの出力が“Ｈｉｇｈ”レベルとなる。また、転送インバータ２２ｔの“Ｈｉｇｈ”レベルの出力によって、ラッチ回路２２内の帰還インバータ２２ｆの出力が“Ｌｏｗ”レベルとなり、帰還インバータ２２ｆの“Ｌｏｗ”レベルの出力によって転送インバータ２２ｔの“Ｈｉｇｈ”レベルの出力が維持される。
このようにして、データ線５の“Ｌｏｗ”レベルがラッチ回路２２に保持される。そして、転送インバータ２２ｔの出力端子であるラッチ回路２２の出力端子Ｎ２の“Ｈｉｇｈ”レベルと、帰還インバータ２２ｆの出力端子であるラッチ回路２２の出力端子Ｎ３の“Ｌｏｗ”レベルとに応じて、トランスミッションゲート２３１がオン状態、トランスミッションゲート２３２がオフ状態となり、画素制御線１３の電位Ｓ１が、画素電極２４に出力される。

一方、画素２の画像データとして“１”（“Ｈｉｇｈ”レベル）を書き込む場合は、データ線駆動回路７は、データ線５の電位を高電位（“Ｈｉｇｈ”レベル）とする。そして、走査線駆動回路６は、走査線４によって画素２を選択する。これにより、選択トランジスター２１がオン状態となり、ラッチ回路２２内の転送インバータ２２ｔの出力が“Ｌｏｗ”レベルとなる。また、転送インバータ２２ｔの“Ｌｏｗ”レベルの出力によって、ラッチ回路２２内の帰還インバータ２２ｆの出力が“Ｈｉｇｈ”レベルとなり、帰還インバータ２２ｆの“Ｈｉｇｈ”レベルの出力によって転送インバータ２２ｔの“Ｌｏｗ”レベルの出力が維持される。
このようにして、データ線５の“Ｈｉｇｈ”レベルがラッチ回路２２に保持される。そして、転送インバータ２２ｔの出力端子であるラッチ回路２２の出力端子Ｎ２の“Ｌｏｗ”レベルと、帰還インバータ２２ｆの出力端子であるラッチ回路２２の出力端子Ｎ３の“Ｈｉｇｈ”レベルとに応じて、トランスミッションゲート２３１がオフ状態、トランスミッションゲート２３２がオン状態となり、画素制御線１４の電位Ｓ２が、画素電極２４に出力される。

このようにして、画像データに応じて画素制御線１３または画素制御線１４が選択され、選択された画素制御線１３の電位Ｓ１または画素制御線１４の電位Ｓ２が、スイッチ回路２３を介して画素電極２４に出力される。

電気泳動素子２６は、画素電極２４と共通電極２５との間に挟持され、画素電極２４と共通電極２５との電位差によって電気泳動素子２６に備えた複数のマイクロカプセル内の白色粒子と黒色粒子とが電気泳動する。そして、白色粒子と黒色粒子とが電気泳動した距離に応じた階調の画像が表示される。
コモン振り駆動においては、白色粒子と黒色粒子とが電気泳動する方向を、画素電極２４に入力される画素制御線１３の電位Ｓ１または画素制御線１４の電位Ｓ２によって制御することができる。また、白色粒子と黒色粒子とが電気泳動する距離を、共通電極２５に入力される電位ＶＣＯＭによって制御することができる。
この白色粒子と黒色粒子とが電気泳動する方向と距離とを制御することによって、画素２が表示する画像の階調を制御することができる。

次に、本実施形態の電気泳動表示装置の表示部３について説明する。図３は、本実施形態の電気泳動表示装置１の表示部３の構成の一例を示した図である。図３（ａ）には、表示部３の部分断面図を示している。また、図３（ｂ）には、マイクロカプセルの構成図を示している。

図３（ａ）に示したように、表示部３は画素電極２４を備えた素子基板３０および共通電極２５を備えた対向基板３１により、電気泳動素子２６を挟持する構成となっている。電気泳動素子２６は、複数のマイクロカプセル２６０によって構成されている。電気泳動素子２６は、接着剤３５を用いて素子基板３０と対向基板３１との間に固定されている。すなわち、電気泳動素子２６と素子基板３０、対向基板３１との間に接着剤層３５が形成されている。
なお、素子基板３０側の接着剤層３５は画素電極２４面と接着するために必用なものであるが、対向基板３１側の接着剤層３５については必須ではない。これは、予め、対向基板３１に対して、共通電極２５と複数のマイクロカプセル２６０と対向基板３１側の接着剤層３５とを、一貫した製造工程で造り込んだあと、電気泳動シートとして取り扱う場合においては、接着剤層として必用となるのは、素子基板３０側の接着剤層３５のみとなる場合が想定されるからである。

素子基板３０は、例えば、ガラスやプラスティックなどからなる基板である。素子基板３０上には、それぞれの画素２毎に矩形に形成された画素電極２４が形成されている。図示は省略しているが、各画素電極２４の間の領域や画素電極２４の下面（図３（ａ）においては、素子基板３０側の層）には、図１および２で示した走査線４、データ線５、画素回路グラウンド線１０、画素回路電源線１１、共通電極電源線１２、画素制御線１３、画素制御線１４、選択トランジスター２１、ラッチ回路２２、スイッチ回路２３などが形成されている。

対向基板３１は、画像を表示する側となるため、例えば、ガラスなどの透光性を有する基板である。対向基板３１上に形成された共通電極２５には、透光性と導電性とを備えた材質である、例えば、ＭｇＡｇ（マグネシウム銀）、ＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）、ＩＺＯ（登録商標：インジウム・亜鉛酸化物）などが用いられる。
なお、電気泳動素子２６は、あらかじめ対向基板３１側に形成され、接着剤層３５までを含めた電気泳動シートとして取り扱われるのが一般的である。また、接着剤層３５側には、保護用の剥離紙が貼り付けられている。
製造工程においては、別途製造された、画素電極２４や回路などが形成された素子基板３０に対して、剥離紙を剥がした当該電気泳動シートを貼り付けることによって、表示部３を形成している。このため、一般的な構成では、接着剤層３５は画素電極２４側のみに存在することになる。

図３（ｂ）は、マイクロカプセル２６０の構成図である。マイクロカプセル２６０は、例えば、５０μｍ程度の粒径である。また、マイクロカプセル２６０の外郭部は、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、アラビアゴムなどの透光性を有する高分子樹脂を用いて形成されている。このマイクロカプセル２６０は、共通電極２５と画素電極２４との間に挟持されており、１つの画素内に１つまたは複数のマイクロカプセル２６０が縦横に配列されている。マイクロカプセル２６０の周囲を埋めるように、当該マイクロカプセル２６０を固定するバインダ（図示は省略）が設けられている。
また、マイクロカプセル２６０の内部には、分散媒２６１と、電気泳動粒子として複数の白色粒子２６２、複数の黒色粒子２６３の帯電粒子が封入されている。

分散媒２６１は、白色粒子２６２と黒色粒子２６３とをマイクロカプセル２６０内に分散させる液体である。
分散媒２６１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−ジクロロエタンなどのハロゲン化炭化水素、カルボン酸塩、またはその他の種々の油類などの単独またはこれらの混合物に界面活性剤などを配合したものを挙げることができる。

白色粒子２６２は、例えば、二酸化チタン、亜鉛華、三酸化アンチモ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、例えば、負（マイナス：−）に帯電されている。
黒色粒子２６３は、例えば、アニリンブラック、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、例えば、正（プラス：＋）に帯電されている。
このため、白色粒子２６２および黒色粒子２６３は、分散媒２６１中で画素電極２４と共通電極２５との間の電位差によって発生する電場中を移動することができる。

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などの分散剤、潤滑剤、安定化剤などを添加することができる。

次に、本実施形態の電気泳動表示装置における電気泳動素子の動作について説明する。図４は、本実施形態の電気泳動表示装置１における電気泳動素子２６の動作の一例を示した図である。図４（ａ）は、画素２が白色表示をする場合、図４（ｂ）は、画素２が黒色表示をする場合をそれぞれ示している。
なお、以下の説明においては、白色粒子２６２は負（マイナス：−）、黒色粒子２６３は正（プラス：＋）に帯電しているものとする。また、画素制御線１３の電位Ｓ１は、常に高電位（“Ｈｉｇｈ”レベル）、画素制御線１４の電位Ｓ２は、常に低電位（“Ｌｏｗ”レベル）であるものとする。本実施形態では、正に帯電した黒色粒子２６３が第１の電気泳動粒子に対応し、負に帯電した白色粒子２６２が第２の電気泳動粒子に対応する。

図４（ａ）に示すように、画素２に白色を表示する場合、画像データとして“１”（“Ｈｉｇｈ”レベル）を書き込む。これにより、画素電極２４に画素制御線１４の電位Ｓ２（低電位）が入力されて、画素電極２４が”Ｌｏｗ“レベルとなる。その後、共通電極２５に共通電極電源線１２から高電位（”Ｈｉｇｈ“レベル）の電位ＶＣＯＭを入力すると、画素電極２４と共通電極２５との間に電位差が生じ、白色粒子２６２は共通電極２５側に、黒色粒子２６３は画素電極２４側にそれぞれ電気泳動して、画素２が白色（Ｗ）の表示となる。
一方、この場合において、共通電極２５に共通電極電源線１２から低電位（”Ｌｏｗ“レベル）の電位ＶＣＯＭを入力したときには、画素電極２４と共通電極２５との間に電位差が生じないため、白色粒子２６２および黒色粒子２６３は共に電気泳動せず、現在の表示状態を保持する。

また、図４（ｂ）に示すように、画素２に黒色を表示する場合、画像データとして“０”（“Ｌｏｗ”レベル）を書き込む。これにより、画素電極２４に画素制御線１３の電位Ｓ１（高電位）が入力されて、画素電極２４が“Ｈｉｇｈ”レベルとなる。その後、共通電極２５に共通電極電源線１２から低電位（“Ｌｏｗ”レベル）の電位ＶＣＯＭを入力すると、画素電極２４と共通電極２５との間に電位差が生じ、白色粒子２６２は画素電極２４側に、黒色粒子２６３は共通電極２５側にそれぞれ電気泳動して、画素２が黒色（Ｂ）の表示となる。
一方、この場合において、共通電極２５に共通電極電源線１２から高電位（”Ｈｉｇｈ“レベル）の電位ＶＣＯＭを入力したときには、画素電極２４と共通電極２５との間に電位差が生じないため、白色粒子２６２および黒色粒子２６３は共に電気泳動せず、現在の表示状態を保持する。

このように、電気泳動素子２６は、画素２に書き込まれる画像データに基づいて選択され、画素電極２４に入力された画素制御線１３の電位Ｓ１または画素制御線１４の電位Ｓ２と、共通電極２５に入力された共通電極電源線１２の電位ＶＣＯＭとによって、白色粒子と黒色粒子との電気泳動を制御することができる。
以下、図４（ａ）に示したような、画像データを書き込んで共通電極２５の電位ＶＣＯＭを高電位とすることによって画素２に白色を表示させる動作を、「白書き込み」という。また、図４（ｂ）に示したような、画像データを書き込んで共通電極２５の電位ＶＣＯＭを低電位とすることによって画素２に黒色を表示させる動作を、「黒書き込み」という。

＜電気泳動表示装置の駆動方法＞
次に、本実施形態の電気泳動表示装置の駆動方法であるコモン振り駆動について説明する。図５は、本実施形態の電気泳動表示装置１におけるコモン振り駆動のタイミングチャートの一例である。
なお、以下の説明においては、図４の説明と同様に、白色粒子２６２は負（マイナス：−）、黒色粒子２６３は正（プラス：＋）に帯電しているものとする。ただし、同じ電位差が同じ期間だけ生じているときに、白色粒子２６２、黒色粒子２６３が電気泳動するときの泳動速度がそれぞれ異なる。この泳動速度の違いによって、電気泳動表示装置１において白書き込みが完了するまでの時間と黒書き込みが完了するまでの時間とが異なる。以下の説明においては、黒色粒子２６３の泳動速度の方が、白色粒子２６２の泳動速度よりも遅いものと仮定し、白書き込みの合計時間が２００ｍｓ、黒書き込みの合計時間が３００ｍｓでそれぞれの書き込みが完了するものとして説明を行う。

また、図４の説明と同様に、画素制御線１３の電位Ｓ１は、常に高電位（“Ｈｉｇｈ”レベル）、画素制御線１４の電位Ｓ２は、常に低電位（“Ｌｏｗ”レベル）であるものとする。
また、図５に示した表示書き換え期間ｔｘよりも前の期間（表示設定期間）においては、図１０に示した従来の電気泳動表示装置におけるコモン振り駆動のタイミングと同様に、黒色を表示したい画素（例えば、図５における画素Ｂ）の画素電極２４の電位を高電位、白色を表示したい画素（例えば、図５における画素Ｗ）の画素電極２４の電位を低電位に、それぞれ設定してあるものとする。すなわち、画素Ｂの画素電極２４には画素制御線１３の電位Ｓ１（高電位）が入力され、画素Ｗの画素電極２４には画素制御線１４の電位Ｓ２（低電位）が入力されているものとする。

その後、表示書き換え期間ｔｘにおいて、図５に示したように、共通電極２５に入力される共通電極電源線１２の電位ＶＣＯＭを周期的に高電位（“Ｈｉｇｈ”レベル）と低電位（“Ｌｏｗ”レベル）とに交互に切り替える。これにより、各画素２内のマイクロカプセル２６０に画素電極２４と共通電極２５との電位差による電場が生じ、各画素２に黒色の表示と白色の表示とが交互に書き込まれる。

その後、表示保持期間ｔｈにおいて、共通電極２５に入力される共通電極電源線１２の電位ＶＣＯＭをハイインピーダンス状態（Ｈｉ−Ｚ）またはディスチャージ状態（ＧＮＤ）とする。これにより、各画素２に書き込まれた状態を保持する。なお、表示保持期間ｔｈにおいては、画素電極２４に入力される画素制御線１３の電位Ｓ１および画素制御線１４の電位Ｓ２もハイインピーダンス状態（Ｈｉ−Ｚ）またはディスチャージ状態（ＧＮＤ）とする。

本実施形態の電気泳動表示装置１におけるコモン振り駆動では、図５に示したように、表示書き換え期間ｔｘにおいて、共通電極２５に入力される共通電極電源線１２の電位ＶＣＯＭを高電位と低電位と周期的に切り替える。このとき、電位ＶＣＯＭを高電位（“Ｈｉｇｈ”レベル）とする時間と電位ＶＣＯＭを低電位（“Ｌｏｗ”レベル）とする時間とを異なる時間とする。すなわち、共通電極２５に入力される電位ＶＣＯＭの周期のデューティーを変更する。

この共通電極２５に入力される電位ＶＣＯＭの周期のデューティー比は、白色粒子２６２の電気泳動によって白書き込みが完了するまでの時間と、黒色粒子２６３の電気泳動によって黒書き込みが完了するまでの時間との比によって決定する。すなわち、黒色粒子２６３の泳動速度と白色粒子２６２の泳動速度との比によって決定することができる。

本実施形態においては、白書き込みが完了するまでの時間が２００ｍｓ、黒書き込みが完了するまでの時間が３００ｍｓであるため、電位ＶＣＯＭを高電位（“Ｈｉｇｈ”レベル）とする合計時間と電位ＶＣＯＭを低電位（“Ｌｏｗ”レベル）とする合計時間とは、それぞれ下式（１）によって決定することができる。

Ｗ時間：Ｂ時間＝Ｈ合計時間：Ｌ合計時間＝２００ｍｓ：３００ｍｓ ・・・（１）

上式（１）において、Ｗ時間は、白書き込みが完了するまでの時間、Ｂ時間は、黒書き込みが完了するまでの時間、Ｈ合計時間は、電位ＶＣＯＭを高電位（“Ｈｉｇｈ”レベル）とする合計の時間、Ｌ合計時間は、電位ＶＣＯＭを低電位（“Ｌｏｗ”レベル）とする合計の時間を表す。

上式（１）からもわかるように、本実施形態においては、白色粒子２６２の泳動速度と黒色粒子２６３の泳動速度との比は、２：３であるため、共通電極２５に入力される電位ＶＣＯＭの周期のデューティー比もＨ：Ｌ＝２：３となる。

また、共通電極２５に入力される電位ＶＣＯＭが高電位である時間（“Ｈｉｇｈ”レベルの幅）と、低電位である時間（“Ｌｏｗ”レベルの幅）とは、共通電極２５の電位ＶＣＯＭの周期に基づいて決定する。この共通電極２５に入力される電位ＶＣＯＭの周期は、例えば、コモン振り駆動における表示のちらつき（フリッカー）に基づいて決定することができる（図６に示した反射率を時系列で測定したグラフを参照）。電気泳動表示装置１の表示画像のフリッカーは、人間が視認可能なレベルのものであると、電気泳動表示装置１の使用者に視覚的なストレスを与えてしまうため、極力抑えられていることが望ましい。

コモン振り駆動におけるフリッカーについては、後述するが、反射率の低下が生じたときでも、反射率が低下している時間が人間に視認されない程度の短い時間であり、電気泳動表示装置１の使用者に視覚的なストレスを与えない、共通電極２５に入力される電位ＶＣＯＭの周波数が２０Ｈｚ以上であることが望ましい。すなわち、下式（２）のように、共通電極２５に入力される電位ＶＣＯＭの“Ｈｉｇｈ”レベルの幅と“Ｌｏｗ”レベルの幅との合計の時間が５０ｍｓ以下であることが望ましい。

ＶＣＯＭ周波数≦２０Ｈｚ
Ｈ時間＋Ｌ時間≦５０ｍｓ ・・・（２）

上式（２）において、ＶＣＯＭ周波数は、共通電極２５に入力される電位ＶＣＯＭの周波数、Ｈ時間は、電位ＶＣＯＭの“Ｈｉｇｈ”レベルの幅、Ｌ時間は、電位ＶＣＯＭの“Ｌｏｗ”レベルの幅を表す。

従って、図５に示した本実施形態のコモン振り駆動においては、上記に述べたように、電位ＶＣＯＭの周期のデューティー比が、Ｈ：Ｌ＝２：３であるため、共通電極２５に入力される電位ＶＣＯＭの“Ｈｉｇｈ”レベルの幅を２０ｍｓ、“Ｌｏｗ”レベルの幅を３０ｍｓとしている。そして、“Ｈｉｇｈ”レベルの幅＝２０ｍｓ、“Ｌｏｗ”レベルの幅＝３０ｍｓの電位ＶＣＯＭが共通電極２５に入力されることによって、各画素２に黒色の表示と白色の表示とが交互に書き込まれる。そして、本実施形態においては、白書き込みが完了するまでの時間が２００ｍｓ、黒書き込みが完了するまでの時間が３００ｍｓであるため、電位ＶＣＯＭが１０周期で、各画素２に対する白書き込みと黒書き込みとが完了する。

ここで、電気泳動表示装置のコモン振り駆動におけるフリッカーについて説明する。図６は、本実施形態の電気泳動表示装置１において、共通電極２５の電位ＶＣＯＭを矩形波とし、画素２を白色表示させたときの反射率を時系列で測定したグラフを示す図である。図６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換え期間ｔｘにおいて、コモン振り駆動が行われ、その後、表示保持期間ｔｈが続いている。なお、表示書き換え期間ｔｘを開始する約２秒のタイミングは、反射率の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、測定時における画像データの保持期間を示すものであり、それぞれ他意はない。また、縦軸は、画素２を白色表示させ、共通電極２５側から観察したときの反射率を示している。なお、表示書き換え期間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２６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２６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６のグラフにおいて点線の○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。このタイミングにおいて、共通電極２５に入力される電位ＶＣＯＭが低電位（“Ｌｏｗ”レベル）であるときには、白色を表示する画素２（例えば、図５における画素Ｗ）の画素電極２４と共通電極２５とには共に低電位（“Ｌｏｗ”レベル）が印加されているため、画素電極２４と共通電極２５との間に電位差が生じず、白色粒子２６２および黒色粒子２６３は共に電気泳動せずに現在の場所に留まるはずである。しかしながら、実際には図６のグラフに示した点線の○内に示されるように、反射率が低下している。これは、画素電極２４に接続されている選択トランジスター２１、ラッチ回路２２、スイッチ回路２３などの画素回路からの電流リークなどに起因する電位差によるものであり、白色粒子２６２が逆流してフリッカーが発生していることを示している。

共通電極２５に入力される電位ＶＣＯＭの周波数が２０Ｈｚ以下の場合、表示書き換え期間ｔｘにおいて反射率が低下している時間が比較的長く、人間が視認可能なレベルであるため、フリッカーとして視認されてしまい、電気泳動表示装置１の使用者に視覚的なストレスを与えてしまう。
また、フリッカーは、１周期目だけで発生するものではなく、フリッカーの程度は小さくなるものの、図６のグラフにおいて点線の□で示した矩形波の２周期目においても発生し、さらにその後の３〜５周期目においても若干ではあるが発生している。
なお、図６の説明においては、白色粒子２６２に関して説明したが、本実施形態のコモン振り駆動においては、共通電極２５の電位ＶＣＯＭの周期のデューティー比を変えることによって、１周期における白色粒子２６２および黒色粒子２６３の泳動速度が同じ移動距離となるように制御しているため、黒色粒子２６３においても同様にフリッカーが発生する。

上記に述べたように、本実施形態の電気泳動表示装置１におけるコモン振り駆動では、共通電極２５に入力される電位ＶＣＯＭの周期のデューティー比を変更することができる。これにより、電気泳動表示装置１において電気泳動素子２６内の白色粒子２６２と黒色粒子２６３との泳動速度（書き込み時間）が異なっている場合でも、電位ＶＣＯＭの一周期の期間における白色粒子２６２と黒色粒子２６３との泳動距離が同一となり、取り扱い上、粒子の泳動速度差を考慮しなくとも、それぞれの書き込みを制御することができる。換言すれば、本実施形態のように電位ＶＣＯＭのデューティー比を設定することにより、見かけ上、白色粒子２６２と黒色粒子２６３との泳動速度が同一であるように取り扱うことができる。その結果、電気泳動表示装置１の使用者に、黒色と白色が同時に書き込まれているように見せることができ、かつ、画素２への書き込み不足や、過剰な書き込みによる信頼性の低下を軽減した最適な表示を実現することができる。

また、本実施形態の電気泳動表示装置１におけるコモン振り駆動では、白色粒子２６２と黒色粒子２６３との泳動速度が見かけ上同じであるものとして書き込みを制御することができるため、電気泳動表示装置１に表示する画像の階調を、より正確に制御することができる。

ここで、電気泳動表示装置における表示画像の階調制御について説明する。図７は、本実施形態の電気泳動表示装置１および従来の電気泳動表示装置における画像の表示の一例を模式的に示した図である。ここでは、現在、黒色表示をしている画素Ｂと白色表示をしている画素Ｗとを制御して白と黒の中間の階調であるグレーを表示させる場合を考える。そして、グレーを表示させために、画素Ｂと画素Ｗとを同時に駆動すると仮定する。また、黒色粒子の泳動速度の方が、白色粒子の泳動速度よりも遅いものと仮定する。

従来の電気泳動表示装置においては、電気泳動素子内の白色粒子と黒色粒子との泳動速度が異なっている場合があるため、図７（ａ）に示したように、同じグレーの階調を表示したいのにもかかわらず、電気泳動素子内の白色粒子と黒色粒子との泳動速度の差によって、白色粒子と黒色粒子とが移動する距離が異なってしまう。これにより、画素Ｂと画素Ｗとが異なるグレーの階調となってしまう。図７（ａ）においては、目標とするグレーの階調よりも、暗いグレーの表示となってしまう。
本実施形態の電気泳動表示装置１では、白色粒子２６２と黒色粒子２６３との泳動速度が見かけ上、または取り扱い上同じであるように制御することができるため、図７（ｂ）に示したように、画素Ｂと画素Ｗとを同じグレーの階調とすることができる。

また、さらに、複数の階調を表示することを考える。例えば、「黒」、「ダークグレー（濃いグレー、ＤＧ）」、「ライトグレー（淡いグレー、ＬＧ）」、「白」というような、４つの階調の表示を考える。
従来の電気泳動表示装置においては、電気泳動素子内の白色粒子と黒色粒子との泳動速度が異なっている場合があるため、図７（ｃ）に示したように、「ダークグレー（ＤＧ）」、「ライトグレー（ＬＧ）」との階調の差が少ない表示となってしまう。図７（ｃ）においては、目標とするライトグレー（ＬＧ）の階調よりも、ダークグレー（ＤＧ）に近い階調となってしまう。また、電気泳動素子内の白色粒子と黒色粒子との泳動速度の差が大きい場合には、「黒」から「ダークグレー（ＤＧ）」に書き換えた画素Ｂの表示よりも、「白」から「ライトグレー（ＬＧ）」に書き換えた画素Ｗの表示の方が暗い色となり、表示する階調が反転してしまうこととなる。
本実施形態の電気泳動表示装置１では、白色粒子２６２と黒色粒子２６３との泳動速度が見かけ上、または取り扱い上同じであるように制御することができるため、図７（ｄ）に示したように、画素Ｂを「黒」から「ダークグレー（ＤＧ）」に、画素Ｗを「白」から「ライトグレー（ＬＧ）」に、電気泳動表示装置１が表示する階調を、より正確に制御することができる。

また、本実施形態の電気泳動表示装置１におけるコモン振り駆動では、白色粒子２６２と黒色粒子２６３との泳動速度が見かけ上、または取り扱い上同じであるものとして書き込みを制御することができるため、電気泳動表示装置１に表示する画像の複数の階調を同時に制御することができる。これにより、従来の電気泳動表示装置に比べて、階調制御をする際に白粒子と黒粒子の移動距離を同一画像データで制御可能となるため、画像データを画素に書き込む回数を少なくすることができる。その結果、電気泳動表示装置の消費電力を削減することができる。

ここで、電気泳動表示装置の表示画像の階調制御における画像データについて説明する。図８は、本実施形態の電気泳動表示装置１および従来の電気泳動表示装置における画素書き込みの一例を模式的に示した図である。ここでは、図８（ａ）に示すように、４つの画素をそれぞれ制御して、１番目の画素を「黒（Ｂ）」、２番目の画素を「ダークグレー（ＤＧ）」、３番目の画素を「ライトグレー（ＬＧ）」、４番目の画素を「白（Ｗ）」という、４つの階調の表示させることを考える。そして、各画素を同時に駆動すると仮定する。また、黒色粒子の泳動速度の方が、白色粒子の泳動速度よりも遅いものと仮定する。

従来の電気泳動表示装置においては、最初に、図８（ｂ−１）に示したように、１番目の画素と２番目の画素とに画像データ“０”を書き込んで、画素電極に入力される電位を高電位（“Ｈｉｇｈ”レベル）とする。また、３番目の画素と４番目の画素とに画像データ“１”を書き込んで、画素電極に入力される電位を低電位（“Ｌｏｗ”レベル）とする。これにより、１番目の画素と２番目の画素との表示を「黒（Ｂ）」とし、３番目の画素と４番目の画素との表示を「白（Ｗ）」とする。
続いて、図８（ｂ−２）に示したように、１番目の画素と、３番目の画素と、４番目の画素とに画像データ“０”を書き込んで、画素電極に入力される電位をハイインピーダンス状態（Ｈｉ−Ｚ）とする。また、２番目の画素に画像データ“１”を書き込んで、画素電極に入力される電位を低電位（“Ｌｏｗ”レベル）とする。これにより、１番目の画素と、３番目の画素と、４番目の画素との表示は保持され、２番目の画素の表示を「ダークグレー（ＤＧ）」とする。
最後に、図８（ｂ−３）に示したように、１番目の画素と、２番目の画素と、４番目の画素とに画像データ“０”を書き込んで、画素電極に入力される電位をハイインピーダンス状態（Ｈｉ−Ｚ）とする。また、３番目の画素に画像データ“１”を書き込んで、画素電極に入力される電位を高電位（“Ｈｉｇｈ”レベル）とする。これにより、１番目の画素と、２番目の画素と、４番目の画素との表示は保持され、３番目の画素の表示を「ライトグレー（ＬＧ）」とする。

このように、従来の電気泳動表示装置においては、電気泳動素子内の白色粒子と黒色粒子との泳動速度が異なっている場合があるため、画素に表示する階調毎に、それぞれの画素を制御する必要がある。

本実施形態の電気泳動表示装置１では、最初に、図８（ｃ−１）に示したように、１番目の画素２と２番目の画素２とに画像データ“０”を書き込んで、画素電極２４に入力される電位を電位Ｓ１（“Ｈｉｇｈ”レベル）とする。また、３番目の画素２と４番目の画素２とに画像データ“１”を書き込んで、画素電極２４に入力される電位を電位Ｓ２（“Ｌｏｗ”レベル）とする。そして、１番目の画素２と２番目の画素２との表示を「ダークグレー（ＤＧ）」とし、３番目の画素２と４番目の画素２との表示を「白（Ｗ）」とするように制御する。
最後に、図８（ｃ−２）に示したように、１番目の画素２と３番目の画素２とに画像データ“０”を書き込んで、画素電極２４に入力される電位を電位Ｓ１（“Ｈｉｇｈ”レベル）とする。また、２番目の画素２と４番目の画素２とに画像データ“１”を書き込んで、画素電極２４に入力される電位を電位Ｓ２（ハイインピーダンス状態（Ｈｉ−Ｚ））とする。そして、１番目の画素２の表示を「黒（Ｂ）」とし、３番目の画素２の表示を「ライトグレー（ＬＧ）」とするように制御する。

なお、本実施形態の電気泳動表示装置１における階調制御では、画像データを各画素２に書き込んだ後に行う、コモン振り駆動によって共通電極２５に入力される電位ＶＣＯＭの周期数によって制御することもできる。例えば、電位ＶＣＯＭが１０周期で、各画素２に対する白書き込みと黒書き込みとが完了する場合において、黒色が表示されている状態から電位ＶＣＯＭを３周期だけ共通電極２５に入力した状態をダークグレー（ＤＧ）の表示とし、電位ＶＣＯＭを７周期だけ共通電極２５に入力した状態をライトグレー（ＬＧ）の表示とすることもできる。このように考えると、現在表示されている状態から次に表示する状態に基づいて、共通電極２５に入力する電位ＶＣＯＭの周期を容易に算出することができ、電気泳動表示装置１における階調制御を容易にすることができる。

このように、本実施形態の電気泳動表示装置１では、白色粒子２６２と黒色粒子２６３との泳動速度が見かけ上、または取り扱い上同じであるように制御することができるため、白色粒子２６２と黒色粒子２６３とが電気泳動する距離を制御することができる。従って、本実施形態の電気泳動表示装置１では、画素に表示する階調毎にそれぞれの画素を制御する必要がなく、白色粒子２６２と黒色粒子２６３とが電気泳動する距離が同じ画素２を、同時に制御することができる。このことにより、電気泳動表示装置１の消費電力において大きな割合を占める、画素２への画像データの書き込み時の消費電力を削減することができる。

＜電子機器＞
次に、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９は、本実施形態の電気泳動表示装置１を適用した電子機器の一例を示した図である。

図９（ａ）は、電子機器の一例である腕時計１０００の正面図である。腕時計１０００は、時計ケース１００２と、時計ケース１００２に連結された一対のバンド１００３とを備えている。

時計ケース１００２の正面には、本発明の電気泳動表示装置からなる表示部１００５と、秒針１０２１と、分針１０２２と、時針１０２３とが設けられ、時計ケース１００２の側面には、操作子としての竜頭１０１０と操作ボタン１０１１とが設けられている。竜頭１０１０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。

表示部１００５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、本発明の電気泳動表示装置の駆動方法によって表示することができる。

本発明の電気泳動表示装置を表示部１００５として備えることによって、表示の書き換えが同時に行われているように見せることができ、最適な表示の腕時計１０００とすることができる。

図９（ｂ）は、電子ペーパー１１００の構成を示す斜視図である。電子ペーパー１１００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換え可能なシートからなる本体１１０１と、本発明の電気泳動表示装置からなる表示部１１０２と、を備えている。この電子ペーパー１１００は、本発明の電気泳動表示装置の駆動方法によって最適に書き換えが行われる。

図９（ｃ）は、電子機器の一例である電子ノート１２００を示す斜視図である。電子ノート１２００は、図９（ｂ）に示した電子ペーパー１１００が複数枚束ねられ、カバー１２０１に挟まれているものである。カバー１２０１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表示データ入力手段（図示は省略）を備えている。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１１００および電子ノート１２００に本発明の電気泳動表示装置を備えることによって、表示の書き換えが同時に行われているように見せることができ、最適な表示の電子ペーパー１１００および電子ノート１２００とすることができる。

なお、図９に示した電子機器は、本発明に係る電子機器を例示するものであって、本発明の技術範囲を限定するものではない。例えば、電子ペーパー１１００および電子ノート１２００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も、本発明に係る電気泳動表示装置は好適に用いることができる。
これにより、表示の書き換えが同時に行われているように見せることができ、最適な表示の電子機器とすることができる。

上記に述べたように、本発明を実施するための形態によれば、電気泳動粒子の泳動速度の特性を考慮して、画素の共通電極に印加する電位の周期のデューティー比を変更することができる。これにより、電気泳動粒子の泳動速度が電気泳動粒子の色毎に異なる場合においても、全ての電気泳動粒子が見かけ上、または取り扱い上同じ泳動速度の特性であるものとして、電気泳動表示装置のコモン振り駆動を行うことができる。その結果、電気泳動表示装置の使用者に、電気泳動表示装置が表示する各色が同時に書き込まれているように見せることができ、かつ、特定の画素への書き込み不足や、特定の画素への過剰な書き込みによる信頼性の低下を軽減した最適な表示を実現することができる。

また、本発明を実施するための形態によれば、全ての電気泳動粒子が同じ泳動速度の特性であるものとして、電気泳動表示装置のコモン振り駆動を行うことができるため、従来の電気泳動表示装置に比べて、表示する画像の階調を、より正確に制御することができる。また、異なる階調を表示する電気泳動粒子を同時に制御することができるため、従来の電気泳動表示装置に比べて、各画素に画像データを書き込む回数を少なくすることができ、電気泳動表示装置の消費電力を削減することができる。

なお、本実施形態においては、白色粒子２６２が負（マイナス：−）、黒色粒子２６３が正（プラス：＋）に帯電している場合について説明したが、本発明を実施するための形態に限定されるものではなく、白色粒子２６２と黒色粒子２６３とが逆の極性、すなわち、白色粒子２６２が正（プラス：＋）、黒色粒子２６３が負（マイナス：−）に帯電している場合でも、本実施形態と同様に考えることもできる。
また、本実施形態においては、黒色粒子２６３の泳動速度の方が白色粒子２６２の泳動速度よりも遅い場合について説明したが、本発明を実施するための形態に限定されるものではなく、白色粒子２６２の泳動速度の方が黒色粒子２６３の泳動速度よりも遅い場合や、それぞれの書き込み完了する時間が異なる場合でも、本実施形態と同様に考えることもできる。

また、本実施形態においては、白色粒子２６２と黒色粒子２６３とによって白色表示の状態と黒色表示の状態との２つの状態、または白と黒の中間の階調であるグレー（ダークグレー（ＤＧ）：濃いグレーやライトグレー（ＬＧ）：淡いグレーも含む）を表示する、いわゆるモノクロの表示の電気泳動表示装置１について説明したが、本発明を実施するための形態に限定されるものではなく、白色粒子２６２と黒色粒子２６３とに用いる顔料を、例えば、赤色、緑色、青色等の顔料に代えることによって、赤色、緑色、青色などを表示することができる電気泳動表示装置に対しても、本発明の駆動方法を適用することができる。

また、本実施形態においては、画素制御線１３の電位Ｓ１または画素制御線１４の電位Ｓ２のいずれかの電位を画素電極２４に入力することによって、画素２内の画素電極２４の電位の状態を同時に２つの状態とする場合について説明したが、本発明を実施するための形態に限定されるものではなく、例えば、複数の画素制御線によって、低電位（“Ｌｏｗ”レベル）、高電位（“Ｈｉｇｈ”レベル）、ハイインピーダンス状態（Ｈｉ−Ｚ）、電位ＶＣＯＭと同位相、電位ＶＣＯＭと逆位相など、画素の画素電極の電位の状態を同時に複数の状態とすることができる構成の画素に対しても、本発明の駆動方法を適用することができる。

なお、本実施形態においては、アクティブマトリクス方式の電気泳動表示装置１に本発明のコモン振り駆動を適用した場合について説明したが、本発明の電気泳動表示装置の駆動方法は、本発明を実施するための形態に限定されるものではなく、コモン振り駆動を行うことができる電気泳動表示装置であれば、他の方式の電気泳動表示装置にも本発明の駆動方法を適用することができる。
例えば、画素２にスイッチ回路２３を備えておらず、ラッチ回路２２の出力端子Ｎ２に画素電極２４が接続されている、いわゆる５トランジスター型の画素構造である電気泳動表示装置や、ラッチ回路２２およびスイッチ回路２３に代えて、キャパシタが設けられた、いわゆる１トランジスター１キャパシタ型の画素構造、あるいは、各画素の画素電極を駆動回路によって直接駆動する構成である、いわゆるセグメント方式の電気泳動表示装置などにも、本発明のコモン振り駆動を適用することができる。

以上、本発明の実施形態について、図面を参照して説明してきたが、具体的な構成はこの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においての種々の変更も含まれる。

１・・・電気泳動表示装置（電子機器）
２，Ｗ，Ｂ・・・画素
２１・・・選択トランジスター
２２・・・ラッチ回路
２２ｔ・・・転送インバータ
２２ｆ・・・帰還インバータ
２３・・・スイッチ回路
２３１・・・トランスミッションゲート
２３２・・・トランスミッションゲート
２４・・・画素電極
２５・・・共通電極
２６・・・電気泳動素子
２６０・・・マイクロカプセル
２６１・・・分散媒
２６２・・・白色粒子（電気泳動粒子）
２６３・・・黒色粒子（電気泳動粒子）
３・・・表示部
３０・・・素子基板
３１・・・対向基板
３５・・・接着剤
４，Ｙ１，Ｙ２，Ｙｍ・・・走査線
５，Ｘ１，Ｘ２，Ｘｎ・・・データ線
６・・・走査線駆動回路
７・・・データ線駆動回路
８・・・共通電源変調回路（制御部）
９・・・コントローラー（制御部）
１０・・・画素回路グラウンド線
１１・・・画素回路電源線
１２・・・共通電極電源線
ＶＣＯＭ・・・共通電極の電位
１３，１４・・・画素制御線
Ｓ１・・・画素電極の電位
Ｓ２・・・画素電極の電位
１０００・・・腕時計（電子機器）
１００２・・・時計ケース
１００３・・・バンド
１００５・・・表示部
１０１０・・・竜頭
１０１１・・・操作ボタン
１０２１・・・秒針
１０２２・・・分針
１０２３・・・時針
１１００・・・電子ペーパー（電子機器）
１１０１・・・本体
１１０２・・・表示部
１２００・・・電子ノート（電子機器）
１２０１・・・カバー

Claims (6)

1. 複数の画素電極と、前記複数の画素電極に対向する共通電極と、前記複数の画素電極と前記共通電極との間に配置された正に帯電した第１の電気泳動粒子及び負に帯電し前記第１の電気泳動粒子と泳動速度が異なる第２の電気泳動粒子と、を含む表示部を有する電気泳動表示装置の駆動方法であって、
   前記表示部に表示する画像データに応じて、各前記画素電極に第１の電位または第２の電位を印加した後の、該表示部に表示する画像を書き換える期間に、前記共通電極に印加する前記第１の電位と前記第２の電位とを周期的に切り替えるステップを有し、
   前記共通電極に前記第１の電位と前記第２の電位とを周期的に印加する際に、前記第１の電位を第１の印加時間印加し、前記第２の電位を前記第１の印加時間と異なる第２の印加時間印加することを繰り返す、
   ことを特徴とする電気泳動表示装置の駆動方法。
2. 前記第１の印加時間と前記第２の印加時間とは、
   前記第１の電気泳動粒子が、前記第１の印加時間にわたって印加された前記第１の電位と前記第２の電位との電位差に応じて電気泳動する距離は、前記第２の電気泳動粒子が、前記第２の印加時間にわたって印加された前記電位差に応じて電気泳動する距離と等しい、
   ことを特徴とする請求項１に記載の駆動方法。
3. 前記第１の印加時間と前記第２の印加時間とは、
   前記第１の印加時間と前記第２の印加時間とを加算した時間が、５０ｍｓ以下である、
   ことを特徴とする請求項２に記載の駆動方法。
4. 複数の画素電極と、前記複数の画素電極に対向する共通電極と、前記複数の画素電極と前記共通電極との間に配置された正に帯電した第１の電気泳動粒子及び負に帯電し前記第１の電気泳動粒子と泳動速度が異なる第２の電気泳動粒子と、を含む表示部と、前記複数の画素電極及び前記共通電極に電位を供給する駆動回路と、前記駆動回路を制御する制御部とを有する電気泳動表示装置であって、
   前記制御部は、前記表示部に表示する画像データに応じて、各前記画素電極に第１の電位または第２の電位を印加した後の、該表示部に表示する画像を書き換える期間に、前記共通電極に印加する前記第１の電位と前記第２の電位とが周期的に切り替わるように前記駆動回路を制御し、
   前記共通電極に前記第１の電位と前記第２の電位とが周期的に印加される際に、前記第１の電位が第１の印加時間印加され、前記第２の電位が前記第１の印加時間と異なる第２の印加時間印加されることを繰り返すように前記駆動回路を制御する、
   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を備える、
   ことを特徴とする電子機器。
6. 複数の画素電極と、前記複数の画素電極に対向する透光性の共通電極と、前記複数の画素電極と前記共通電極との間に配置された第１の極性に帯電した第１の電気泳動粒子及び前記第１の極性と逆の第２の極性に帯電し前記第１の電気泳動粒子より泳動速度が遅い第２の電気泳動粒子と、を含む表示部を有する電気泳動表示装置の駆動方法であって、
   前記共通電極に、第１の電位と該第１の電位と異なる第２の電位とを周期的に切り替えて印加するとともに、前記画素電極に前記第１の電位を印加することで、前記第１の電気泳動粒子を前記共通電極側に移動し、前記画素電極に前記第２の電位を印加することで、前記第２の電気泳動粒子を前記共通電極側に移動させる表示書き換えステップを有し、
   前記共通電極に前記第１の電位が印加される期間は、前記第２の電位が印加される期間より長い、
   ことを特徴とする電気泳動表示装置の駆動方法。

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