JP5695299B2 - 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ものである。

液晶表示装置に代表される表示装置は、薄型、軽量、低消費電力などの特徴を活かして、ＯＡ機器、情報端末、時計、テレビ等の分野において、画像表示デバイスとして鮮やかな表示を期待され、その開発が現在進んでいる。
一方で現在、電機泳動表示装置（Electrophoretic Display;EPD）に代表される電子ペーパー技術は、薄さ、軽さ及び低消費電力という紙に近い特徴を活かし、書き換え可能な紙としてその開発が急ピッチで進んでいる。
代表的な電気泳動表示装置であるマイクロカプセル型ＥＰＤは、帯電粒子が分散した溶液をマイクロカプセルに封入し、マイクロカプセルを挟持した電極に電圧印加して電界を発生させることにより、帯電粒子の分布を変化させてコントラストを得る表示体である。

この種の電気泳動表示装置では、電気泳動素子内の帯電粒子の移動速度が温度に依存する。そのため、例えば特許文献１では、低温環境において電気泳動素子に対する駆動電圧の延べ印加時間を延ばしていた。また特許文献２，３では、表示の保持性能を確保するために書き込みをある期間ごとに繰り返す動作を実行していた。

特表２００７−５０１４３６号公報 特開２００７−１８７９３６号公報 特開２００７−１８７９３８号公報

ところで、電気泳動表示装置を任意の表示状態で長時間放置すると、その後に表示を更新しても放置時の画像が薄く残ってしまう不具合（焼き付き）が発生する。この焼き付きには温度による加速性が見られ、例えば７０℃程度の高温環境に放置すると数時間で焼き付きが発生してしまう。
上記文献に記載の技術によれば、温度変化に伴う帯電粒子の移動速度変化を補償することができるが、表示を変化させない期間に生じる焼き付きについては何ら考慮されておらず、温度変化に起因する不具合の発生を十分に防止できるものではなかった。

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであって、焼き付きの発生を防止することができる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を目的の一つとする。

本発明の電気泳動表示装置の駆動方法は、第１基板と第２基板との間に電気泳動粒子を含む電気泳動素子を挟持してなり、複数の画素が配列された表示部を有する電気泳動表示装置の駆動方法であって、前記表示部に画像を表示させてから所定の非操作期間の経過後に前記表示部のコントラストを低下させるコントラスト変更ステップを有することを特徴とする。

この駆動方法によれば、画像を表示させた後に所定の非操作期間が経過したときに、コントラスト変更を行うことで実質的に電気泳動粒子を攪拌する動作を行う。これにより、焼き付きが発生しうる環境に電気泳動表示装置が置かれたときに、電気泳動粒子が装置内に固着するのを防止することができる。
また本発明では、表示画像のコントラストを変更するのみで、表示画像を消去しないので、ユーザーの使用中に表示画像が突然消えてしまうことが無く、ユーザーにストレスを感じさせることなく焼き付きを防止することができる。

前記コントラスト変更ステップにおいて、少なくとも一部の前記画素の表示階調を中間階調側に移行させることが好ましい。
この駆動方法によれば、少なくとも一部の電気泳動粒子を電極近傍から引き離すことができるため、所定の非操作期間が経過したときに、電気泳動素子を焼き付きの生じにくい状態に移行させることができる。

前記コントラスト変更ステップにおいて、特定階調の前記画素のみを前記中間階調側に移行させることも好ましい。例えば、電気泳動素子に含まれる特定色の電気泳動粒子が特に固着しやすい場合に、このような駆動方法を採用すれば、少ない動作で効果的に焼き付きを防止することができる。

前記コントラスト変更ステップにおいて、最大階調又は最小階調の前記画素のみを前記中間階調側に移行させることも好ましい。
表示階調の階調値が最大又は最小である場合には、電気泳動粒子が最も強く電極に引き付けられている状態であるため、焼き付きが生じやすい。そこでこれらの階調の画素のみを選択的にコントラスト変更することで、少ない動作で効果的に焼き付きを防止することができる。

前記コントラスト変更ステップにおいて、少なくとも一部の前記画素を反転表示動作させることも好ましい。
この駆動方法によれば、複数の表示階調の画素を一括してコントラスト変更することができ、少ない動作で効果的に焼き付きを防止することができる。

前記コントラスト変更ステップにおいて前記電気泳動素子に印加される電圧が、前記表示部に画像を表示させるステップにおいて前記電気泳動素子に印加される電圧よりも低いことが好ましい。
この駆動方法によれば、表示部に表示されている画像を失うことなく焼き付き防止動作を実行することができる。

前記コントラスト変更ステップにおける前記電気泳動素子への電圧印加期間が、前記表示部に画像を表示させるステップにおける前記電気泳動素子への電圧印加期間よりも短いことが好ましい。
この駆動方法によれば、表示部に表示されている画像を失うことなく焼き付き防止動作を実行することができる。

前記電圧又は前記電圧印加期間を、環境温度に基づいて変更することが好ましい。
このような駆動方法とすることで、環境温度に依存する焼き付きの発生しやすさを反映した焼き付き防止動作を実行することが可能になる。

前記コントラスト変更ステップが実行されるまでの前記非操作期間の長さを、環境温度に基づいて変更することが好ましい。
このような駆動方法とすることで、環境温度に依存する焼き付きの発生しやすさを反映した焼き付き防止動作を実行することが可能になる。

次に、本発明の電気泳動表示装置は、第１基板と第２基板との間に電気泳動粒子を含む電気泳動素子を挟持してなり、複数の画素が配列された表示部と、前記表示部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、前記表示部に画像を表示させてから所定の非操作期間の経過後に前記表示部のコントラストを低下させるコントラスト変更動作を実行することを特徴とする。

この構成によれば、画像を表示させた後に所定の非操作期間が経過したときに、コントラスト変更を行うことで実質的に電気泳動粒子を攪拌する動作を行う電気泳動表示装置となる。これにより、焼き付きが発生しうる環境に電気泳動表示装置が置かれたときに、電気泳動粒子が装置内に固着するのを防止することができる。
また本発明では、表示画像のコントラストを変更するのみで、表示画像を消去しないので、ユーザーの使用中に表示画像が突然消えてしまうことが無く、ユーザーにストレスを感じさせることなく焼き付きを防止することができる。

前記制御部は、前記コントラスト変更動作において、少なくとも一部の前記画素の表示階調を中間階調側に移行させることが好ましい。
この構成によれば、少なくとも一部の電気泳動粒子を電極近傍から引き離すことができるため、所定の非操作期間が経過したときに、電気泳動素子を焼き付きの生じにくい状態に移行させることができる。

前記コントラスト変更動作において前記電気泳動素子に印加される電圧が、前記表示部に画像を表示させる画像表示動作において前記電気泳動素子に印加される電圧よりも低いことが好ましい。
この構成によれば、表示部に表示されている画像を失うことなく焼き付き防止動作が実行される電気泳動表示装置とすることができる。

前記コントラスト変更動作における前記電気泳動素子への電圧印加期間が、前記表示部に画像を表示させる画像表示動作における前記電気泳動素子への電圧印加期間よりも短いことが好ましい。
この構成によれば、表示部に表示されている画像を失うことなく焼き付き防止動作が実行される電気泳動表示装置とすることができる。

前記制御部は、前記電圧又は前記電圧印加期間を、環境温度に基づいて変更することが好ましい。
この構成によれば、環境温度に依存する焼き付きの発生しやすさを反映した焼き付き防止動作を実行することが可能な電気泳動表示装置となる。

前記制御部は、前記コントラスト変更動作が実行されるまでの前記非操作期間の長さを、環境温度に基づいて変更することが好ましい。
この構成によれば、環境温度に依存する焼き付きの発生しやすさを反映した焼き付き防止動作を実行することが可能な電気泳動表示装置となる。

本発明の電子機器は、先に記載の電気泳動表示装置を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、焼き付きが防止され、信頼性に優れた表示手段を具備した電子機器を提供することができる。

実施の形態に係る電気泳動表示装置の概略構成図。 電気泳動表示装置の断面構造とともに電気的構成を示した図。 電気泳動素子の動作説明図。 電気泳動表示装置の機能ブロック図。 本発明の駆動方法を示すフローチャート。 本発明の駆動方法の説明図。 電子機器の一例を示す図。 電子機器の一例を示す図。 電子機器の一例を示す図。

以下、図面を用いて本発明の電気泳動表示装置及びその駆動方法について説明する。
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等を異ならせている。

図１は、本発明の実施の形態に係る電気泳動表示装置１００の概略構成図である。図２（ａ）は、電気泳動表示装置１００の断面構造とともに電気的構成を示した図である。

電気泳動表示装置１００は、複数の画素（セグメント）４０が配置された表示部５と、コントローラー（制御部）６３と、コントローラー６３と接続された画素電極駆動回路６０とを備えている。画素電極駆動回路６０は、それぞれの画素４０と画素電極配線６１を介して接続されている。また、表示部５には、各々の画素４０に共通の共通電極３７（図２参照）が設けられている。なお、図１では共通電極３７を便宜的に配線として表示している。
電気泳動表示装置１００は、コントローラー６３から画素電極駆動回路６０に画像データを転送し、かかる画像データに基づく電位を、個々の画素４０に直接入力するセグメント駆動方式の電気泳動表示装置である。

図２（ａ）に示すように、電気泳動表示装置１００の表示部５は、第１基板３０と第２基板３１との間に、電気泳動素子３２を挟持した構成である。第１基板３０の電気泳動素子３２側に複数の画素電極（セグメント電極；第１電極）３５が形成され、第２基板３１の電気泳動素子３２側には共通電極（第２電極）３７が形成されている。電気泳動素子３２は、電気泳動粒子を内部に封入した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。電気泳動表示装置１００は、電気泳動素子３２により形成された画像を共通電極３７側に表示する。

第１基板３０は、ガラスやプラスチック等からなる基板であり、画像表示面とは反対側に配置されるため透明なものでなくてもよい。画素電極３５は、Ｃｕ（銅）箔上にニッケルメッキと金メッキとをこの順番で積層したものや、Ａｌ（アルミニウム）、ＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）などを用いて形成される。
一方、第２基板３１はガラスやプラスチック等からなる基板であり、画像表示側に配置されるため透明基板とされる。共通電極３７は、ＭｇＡｇ（マグネシウム銀）、ＩＴＯ、ＩＺＯ（登録商標；インジウム・亜鉛酸化物）などを用いて形成される透明電極である。

各々の画素電極３５には、画素電極配線６１を介して画素電極駆動回路６０が接続されている。画素電極駆動回路６０には、各々の画素電極配線６１に対応するスイッチング素子６０ｓが設けられており、スイッチング素子６０ｓの動作により画素電極３５に対する電位の入力と電気的切断（ハイインピーダンス化）を行う。
一方、共通電極３７には、共通電極配線６２を介して共通電極駆動回路６４が接続されている。共通電極駆動回路６４には、共通電極配線６２と接続されたスイッチング素子６４ｓが設けられており、スイッチング素子６４ｓの動作により共通電極３７に対する電位の入力と電気的切断（ハイインピーダンス化）を行う。

なお、電気泳動素子３２は、あらかじめ第２基板３１側に形成され、接着剤層３３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。製造工程において、電気泳動シートは接着剤層３３の表面に保護用の剥離シートが貼り付けられた状態で取り扱われる。そして、別途製造された第１基板３０（画素電極３５などが形成されている）に対して、剥離シート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５を形成する。このため、接着剤層３３は画素電極３５側のみに存在することになる。

図２（ｂ）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３０〜５０μｍ程度の粒径を有しており、内部に分散媒２１と、複数の白色粒子（電気泳動粒子）２７と、複数の黒色粒子（電気泳動粒子）２６とを封入した球状体である。マイクロカプセル２０は、図２に示したように共通電極３７と画素電極３５との間に挟持され、１つの画素４０内に１つ又は複数のマイクロカプセル２０が配置される。

マイクロカプセル２０の外殻部（壁膜）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、アラビアガムなどの透光性を持つ高分子樹脂などを用いて形成される。
分散媒２１は、白色粒子２７と黒色粒子２６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としては、水、アルコール系溶媒（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）、エステル類（酢酸エチル、酢酸ブチルなど）、ケトン類（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）、脂肪族炭化水素（ぺンタン、ヘキサン、オクタンなど）、脂環式炭化水素（シクロへキサン、メチルシクロへキサンなど）、芳香族炭化水素（ベンゼン、トルエン、長鎖アルキル基を有するベンゼン類（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））、ハロゲン化炭化水素（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）、カルボン酸塩などを例示することができ、その他の油類であってもよい。これらの物質は単独又は混合物として用いることができ、さらに界面活性剤などを配合してもよい。

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（高分子あるいはコロイド）であり、例えば負に帯電されて用いられる。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（高分子あるいはコロイド）であり、例えば正に帯電されて用いられる。
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。
また、黒色粒子２６及び白色粒子２７に代えて、例えば赤色、緑色、青色などの顔料を用いてもよい。かかる構成によれば、表示部５に赤色、緑色、青色などを表示することができる。

図３は、電気泳動素子の動作説明図である。図３（ａ）は、画素４０を白表示する場合、図３（ｂ）は、画素４０を黒表示する場合をそれぞれ示している。
図３（ａ）に示す白表示の場合には、共通電極３７が相対的に高電位、画素電極３５が相対的に低電位に保持される。これにより、負に帯電した白色粒子２７が共通電極３７に引き寄せられる一方、正に帯電した黒色粒子２６が画素電極３５に引き寄せられる。その結果、表示面側となる共通電極３７側からこの画素を見ると、白色（Ｗ）が認識される。
図３（ｂ）に示す黒表示の場合、共通電極３７が相対的に低電位、画素電極３５が相対的に高電位に保持される。これにより、正に帯電した黒色粒子２６が共通電極３７に引き寄せられる一方、負に帯電した白色粒子２７が画素電極３５に引き寄せられる。その結果、共通電極３７側からこの画素を見ると黒色（Ｂ）が認識される。

図４は、電気泳動表示装置１００の機能ブロック図である。
電気泳動表示装置１００は、図４に示すように、コントローラー６３と、温度センサー６５と、操作部６６と、インターフェース６７と、電源６８と、駆動回路６９と、を備えている。駆動回路６９は、図１及び図２に示した画素電極駆動回路６０と共通電極駆動回路６４とを含み、表示部５と接続されている。

コントローラー６３は、制御回路７０と、メモリー７１（記憶部）と、タイマー７２と、表示書換回路７３とを備えている。
制御回路７０は電気泳動表示装置１００におけるＣＰＵ（Central Processing Unit）であり、電気泳動表示装置１００の各部の動作を総合的に制御する。制御回路７０は、コントローラー６３の内部でメモリー７１、タイマー７２及び表示書換回路７３と接続されている。さらに制御回路７０には、コントローラー６３の外部に設けられた温度センサー６５（温度検出部）、操作部６６、インターフェース６７、及び電源６８が接続されている。

メモリー７１は、揮発性メモリーであっても不揮発性メモリーであってもよい。揮発性メモリーとしては、例えばＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）やＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などを用いることができる。不揮発性メモリーとしては、例えばマスクＲＯＭ（Read Only Memory）や、フラッシュメモリー、ＦｅＲＡＭ（Ferroelectric Random Access Memory）などを用いることができる。

メモリー７１には、電源オン、オフ時における表示画像パターンなどを定めた所定の画像データや、温度情報と動作モードとの対応関係を規定したＬＵＴ(Look up Table)、表示部５を駆動制御するプログラムなどが記憶されている。また、温度センサー６５を用いて取得した温度情報や動作時間情報などを保持するワーキングメモリーとしても機能する。

タイマー７２は、独立に、あるいは制御回路７０の制御下で、所望の時間計測を実行する。タイマー７２の構成は特に限定されず、コントローラー６３に内蔵可能な形態のほか、温度センサー６５と同様に独立の装置として搭載されていてもよい。

表示書換回路７３は、インターフェース６７を介して制御回路７０に入力され、制御回路７０から送信された画像データを表示部５の画素４０に表示可能な画像データに変換する。表示書換回路７３において変換された画像データには、各々の画素４０に対応する表示色情報が含まれている。表示書換回路７３で生成された画像データは、駆動回路６９（画素電極駆動回路６０、共通電極駆動回路６４）に送信される。

温度センサー６５は、温度に応じて抵抗値や容量値などの電気量が変化するセンサーであり、検出した温度を制御回路７０に対して送信する。温度センサー６５としては、例えばサーミスターや熱電対などを用いることができる。温度センサー６５から制御回路７０に入力される信号はアナログ検出信号であるから、このアナログ検出信号を符号化された温度情報としてのデータにＡＤ変換するＡＤコンバータを、コントローラー６３又は制御回路７０に内蔵していることが好ましい。

温度センサー６５は、電気泳動表示装置１００に１個又は複数個備えられ、図１及び図２に示した表示部５の温度を測定可能な位置に設けられる。
例えば、図２（ａ）に示した第１基板３０の背面に温度センサー６５を取り付けることができる。また、表示部５の平面積が大きい場合などには、表示部５の中央付近と周縁部の２ヶ所以上に温度センサー６５を取り付けてもよい。複数の温度センサー６５を取り付ける場合に制御回路７０で取得する温度情報としては、複数の温度センサー６５で測定された複数の温度の単純平均値又は加重平均値であってもよいし、複数の温度の最高値であってもよい。

操作部６６は、ユーザーによる動作指示が入力される電気泳動表示装置１００のユーザーインターフェースである。
インターフェース６７は、電気泳動表示装置１００と外部装置（図示略）との接続装置であり、外部装置から入力される画像データや命令を制御回路７０に転送するとともに、制御回路７０から出力される応答信号等を外部装置に転送する。
電源６８は、電気泳動表示装置１００に電力を供給する電池や、外部電源と接続された電源回路である。
駆動回路６９は、表示書換回路７３から入力された画像データに基づいて、各々の画素４０に画像信号を入力する。これにより、各々の画素４０の電気泳動素子３２が駆動され、画像データに規定された画像が表示部５に表示される。

［駆動方法］
次に、上記構成を備えた電気泳動表示装置の駆動方法について説明する。
図５は、本実施形態の駆動方法を示すフローチャートである。図６（ａ）は、本実施形態の駆動方法における表示部５の状態遷移を示す説明図である。図６（ｂ）は、本実施形態の駆動方法におけるタイミングチャートである。

図５に示すように、本実施形態の駆動方法は、画像表示ステップＳＴ１０と、タイマー開始ステップＳＴ１１と、操作判定ステップＳＴ１２と、温度検出ステップＳＴ１３と、パラメーター設定ステップＳＴ１４と、非操作期間判定ステップＳＴ１５と、コントラスト変更ステップＳＴ１６と、タイマー停止ステップＳＴ１７と、を含む。

まず、画像表示ステップＳＴ１０では、表示部５に画像を表示させる。例えば、図６（ａ）に示すように、表示部５に文字「Ａ」を表示させる。
制御回路７０は、表示書換回路７３に文字「Ａ」に対応する画像データを転送する。表示書換回路７３は、駆動回路６９に制御信号と変換された画像データとを順次転送する。そして、駆動回路６９により各々の画素４０の画素電極３５に画像データに対応する電位が入力される。

図６（ａ）に示す第１領域Ａ１は、黒表示の文字画像が表示される領域に対応し、第２領域Ａ２は、白表示の背景画像が表示される領域に対応する。また図６（ｂ）に示すタイミングチャートには、共通電極３７に入力される電位Ｖcomと、第１領域Ａ１に属する画素４０の画素電極３５に入力される電位Ｖ１と、第２領域Ａ２に属する画素４０の画素電極３５に入力される電位Ｖ２とが示されている。

図６（ｂ）に示すように、画像表示ステップＳＴ１０では、第１領域Ａ１に属する画素電極３５にハイレベルの電位（例えば１５Ｖ）が入力され、第２領域Ａ２に属する画素電極３５にローレベルの電位（例えば０Ｖ）が入力される。共通電極３７には、ハイレベルの電位（例えば１５Ｖ）とローレベルの電位（例えば０Ｖ）を周期的に繰り返す矩形波状のパルス波が入力される。

そうすると、第１領域Ａ１に属する画素４０では、共通電極３７の電位Ｖcomがローレベルである期間に、画素電極３５（ハイレベル）と共通電極３７との間に生じる電位差により電気泳動素子３２が駆動され、画素４０が黒表示される（図３（ｂ））。
一方、第２領域Ａ２に属する画素４０では、共通電極３７の電位Ｖcomがハイレベルである期間に、画素電極３５（ローレベル）と共通電極３７との間に生じる電位差により電気泳動素子３２が駆動され、画素４０が白表示される（図３（ａ））。
以上の動作により、図６（ａ）に示す画像が表示部５に表示される。その後、全ての画素電極３５と共通電極３７が電気的に切断されたハイインピーダンス状態とされると画像表示ステップＳＴ１０が終了し、タイマー開始ステップＳＴ１１に移行する。

タイマー開始ステップＳＴ１１において、制御回路７０はタイマー７２による時間計測を開始する。タイマー７２はハードウェア、ソフトウェアのいずれにより実装されていてもよい。
次に、操作判定ステップＳＴ１２では、操作部６６から制御回路７０への信号入力の有無が判定される。操作部６６からの信号入力が無い場合には、温度検出ステップＳＴ１３が選択される。一方、操作部６６からの信号入力があった場合には、図５に示す一連のステップの実行は終了する（エンド）。

なお、操作部６６からの信号入力があった場合、実際には、タイマー７２の時間計測が停止された後、操作部６６からの入力信号に基づいた画像表示動作、電源制御動作などの他の動作が実行される。
例えば、操作部６６においてページ送りボタンや選択ボタンが操作され、画像書き換えに関する信号が操作部６６から入力された場合には、画像表示ステップＳＴ１０からの一連のステップが再実行される。また例えば、電源ボタンが操作され、電源停止に関する信号が操作部６６から入力された場合には、制御回路７０において電源停止動作が実行されることになる。

一方、温度検出ステップＳＴ１３が選択された場合には、制御回路７０は、温度センサー６５の出力から温度情報を取得し、現在の環境温度（表示部５の温度）として保持するとともに、メモリー７１に設けられた環境温度用の記憶領域（図示略）に記憶させる。その後、パラメーター設定ステップＳＴ１４に移行する。

パラメーター設定ステップＳＴ１４では、非操作期間判定ステップＳＴ１５において判定基準となる非操作期間基準値と、コントラスト変更ステップＳＴ１６において使用される画素４０の駆動パラメーターが設定される。
具体的には、制御回路７０において、温度検出ステップＳＴ１３で取得された温度情報（環境温度）を用いた演算処理、あるいはテーブル参照が実行され、かかる実行結果に基づいて非操作期間基準値と、駆動パラメーターとが設定される。

設定される非操作期間基準値は、非操作期間判定ステップＳＴ１５においてコントラスト変更ステップＳＴ１６の実行の可否を判定する基準となる時間である。また、設定される駆動パラメーターは、コントラスト変更ステップＳＴ１６において画素電極３５（及び共通電極３７）に入力されるパルスの電位（振幅）やパルス幅、電圧印加期間の長さなどである。

パラメーター設定ステップＳＴ１４の演算処理で用いられる演算式は、非操作期間基準値又は駆動パラメーターの１つ又は複数を、環境温度に対して関連づけた演算式である。また、テーブル参照で用いられるテーブルは、非操作期間基準値又は駆動パラメーターの１つ又は複数を、環境温度に対して関連づけたテーブルである。

本実施形態の電気泳動表示装置１００では、環境温度が高いほど焼き付きの程度が大きくなり、また焼き付きが発生するまでの時間も短くなる。上記の演算式又はテーブルは、このような傾向に基づいて設定されるものであり、例えば以下の表１に示すように、環境温度に対して、非操作期間の基準値、パルス振幅、パルス幅、電圧印加期間などが設定される。

表１に示す例では、環境温度が高いほど非操作期間基準値が小さくなるように環境温度と非操作期間基準値とが関連づけられている。また、環境温度が高いほどコントラスト変更ステップＳＴ１６において電気泳動素子３２に入力されるパルス振幅、パルス幅、又は電圧印加期間が大きくなるようにこれらが関連づけられている。なお、パルス振幅、パルス幅、及び電圧印加期間は、これらのうちの１つ又は複数を組み合わせて演算式又はテーブルに設定される。

そして、パラメーター設定ステップＳＴ１４では、温度検出ステップＳＴ１３において取得された温度情報を用いた演算処理又はテーブル参照によって、非操作期間判定ステップＳＴ１５で使用される非操作期間基準値、及びコントラスト変更ステップＳＴ１６において画素４０の駆動パラメーターとなるパルス振幅、パルス幅、電圧印加期間のいずれか又は複数が、算出ないし取得されて設定される。

次に、非操作期間判定ステップＳＴ１５では、制御回路７０において、タイマー７２による計測結果（非操作期間）と、パラメーター設定ステップＳＴ１４で設定された非操作期間基準値とが比較される。比較の結果、非操作期間が非操作期間基準値以上であれば、コントラスト変更ステップＳＴ１６が選択される。一方、非操作期間が非操作期間基準値に満たない場合には、操作判定ステップＳＴ１２に戻り、操作部６６の監視動作が続行される。

コントラスト変更ステップＳＴ１６が選択された場合には、図６（ｂ）に示すように、第１領域Ａ１に属する画素電極３５にローレベルの電位が入力され、第２領域Ａ２に属する画素電極３５にハイレベルの電位が入力される。共通電極３７には、ハイレベルの電位（例えば１５Ｖ）とローレベルの電位（例えば０Ｖ）を周期的に繰り返す矩形波状のパルス波が入力される。
すなわち、画像表示ステップＳＴ１０で用いられた画像データの白黒反転画像を表示部５に表示させる動作が実行される。

コントラスト変更ステップＳＴ１６において、第１領域Ａ１に属する画素４０は白表示動作し、第２領域Ａ２に属する画素４０は黒表示動作する。ただし、コントラスト変更ステップＳＴ１６における電圧印加期間は、画像表示ステップＳＴ１０における電圧印加期間よりも短いため、黒表示されていた第１領域Ａ１に属する画素４０は白表示ではなく濃いグレー表示（中間階調表示）となり、白表示されていた第２領域Ａ２に属する画素４０は黒表示ではなく薄いグレー表示となる。

なお、図６（ｂ）に示すタイミングチャートでは、パルス振幅やパルス幅は画像表示ステップＳＴ１０と同様としているが、パラメーター設定ステップＳＴ１４においてパルス振幅やパルス幅が変更されている場合には、これらの駆動パラメーターも変更される。例えば、環境温度が比較的低く、パルス振幅を小さくする変更が設定された場合には、画素電極３５及び共通電極３７に入力されるハイレベルの電位が、例えば１５Ｖから１０Ｖに変更される。一方、環境温度が比較的高く、パルス幅を大きくする変更が設定された場合には、共通電極３７に入力されるパルス波のパルス幅が、例えば２０ｍｓから５０ｍｓに変更される。

以上の動作により、図６（ａ）に示すように、全体にコントラストが低下した画像が表示部５に表示される。その後、全ての画素電極３５と共通電極３７が電気的に切断されたハイインピーダンス状態とされてコントラスト変更ステップＳＴ１６が終了し、タイマー停止ステップＳＴ１７に移行する。

そして、タイマー停止ステップＳＴ１７においてタイマー７２が停止され、タイマー開始ステップＳＴ１１に戻る。その後はステップＳＴ１１〜ＳＴ１７が繰り返され、環境温度に応じた非操作期間が経過するごとに、コントラスト変更ステップＳＴ１６が実行される。

以上に説明した本実施形態の駆動方法では、環境温度に応じて設定される非操作期間の経過後に、コントラスト変更ステップＳＴ１６を実行することで、画像表示ステップＳＴ１０においてマイクロカプセル２０の壁膜に引き寄せられた電気泳動粒子（黒色粒子２６及び白色粒子２７）の一部を、マイクロカプセル２０の壁膜から引き離すことができる。これにより、長時間にわたって同一画像が表示されている場合に、マイクロカプセル２０の壁膜に電気泳動粒子が固着してしまうのを防止することができ、焼き付きの発生を効果的に防止することができる。

また本実施形態の駆動方法では、表示画像を消去せずにコントラストを変更することで焼き付きを防止しているので、表示画像が失われてしまうことがなく、同一画像を表示し続ける用途に好適に用いることができる。
また、表示画像を消去して焼き付きを防止する駆動方法では、ユーザーが画像を見ている最中に突然画像が消えてしまい、ユーザーにストレスを与えてしまうおそれがあるが、本実施形態では表示画像が消えないため、ユーザーにストレスを感じさせることなく焼き付きを防止することができる。

また本実施形態の駆動方法では、温度検出ステップＳＴ１３とパラメーター設定ステップＳＴ１４とにおいて、非操作期間判定ステップＳＴ１５において用いられる非操作期間基準値を環境温度に基づいて設定している。これにより、適切なタイミングでコントラスト変更ステップＳＴ１６を実行することができ、電力消費を抑えつつ焼き付きを防止することができる。

より詳しくは、先に記載のように、電気泳動粒子がマイクロカプセル２０の壁膜に固着して生じる焼き付きは、環境温度により加速される傾向がある。すなわち、比較的低温では焼き付きは生じにくく、高温では焼き付きが生じやすい。したがって、非操作期間基準値を例えば高温環境に合わせた値に固定していると、環境温度が比較的低温であるときに不要なコントラスト変更ステップが実行されることとなって無駄な電力消費が生じる。また、非操作期間基準値を低温環境に合わせた値に固定していると、高温環境で焼き付きを生じてしまう。
これに対して本実施形態では、環境温度に応じてコントラスト変更ステップＳＴ１６の要否を選択することができるため、上述した無駄な電力消費を抑えつつ焼き付きを防止することができる。

また本実施形態の駆動方法では、温度検出ステップＳＴ１３とパラメーター設定ステップＳＴ１４とにおいて、コントラスト変更ステップＳＴ１６において用いられる駆動パラメーターを環境温度に基づいて設定している。これにより、焼き付きを防止できる適切な範囲で電気泳動素子３２を駆動することができる。

より詳しくは、焼き付きは比較的高温では生じやすくなるため、コントラスト変更ステップＳＴ１６において電気泳動素子３２に印加される電圧が低すぎたり、電圧印加期間が短すぎたりすると、電気泳動粒子をマイクロカプセル２０の壁膜から引き離す作用が不十分となって焼き付きが生じるおそれがある。その一方で、過度なコントラスト変更を行うと表示画像の視認性が低下してしまう。
これに対して本実施形態では、環境温度に応じてコントラストの調整幅を変更することとしているので、環境温度によらず焼き付きを防止することができるとともに、焼き付きを防止できる範囲で最大のコントラストを得ることができる。

また本実施形態の駆動方法では、コントラスト変更ステップＳＴ１６を実行した後に、タイマー７２をリセットし、操作部６６の監視を続行するようになっている。これにより、非操作期間基準値よりもさらに長い期間にわたって焼き付きを防止することができる。

ただし、コントラスト変更ステップＳＴ１６を１回又は複数回実行した後のタイマー停止ステップＳＴ１７で、一連の動作を終了させることも可能である。例えば、所定の非操作時間の経過後に表示部５の画像を消去するシーケンスや、電源が停止するシーケンスを備えている場合などにはコントラスト変更が不要になるため、動作を終了させることができる。

また本実施形態では、第１領域Ａ１が黒表示、第２領域Ａ２が白表示とされている場合に、表示部５に反転画像を書き込むことで表示部５全体のコントラストを変更することとしている。これにより、複数の表示階調の画素４０を一括してコントラスト変更することができ、少ない動作で効果的に焼き付きを防止することができる。

ただし本実施形態の駆動方法では、表示部５の一部についてのみコントラスト変更を実行することも可能である。例えば上記実施形態では、コントラスト変更ステップＳＴ１６において、黒表示された第１領域Ａ１と白表示された第２領域Ａ２の双方をグレー表示に移行させることとしたが、第１領域Ａ１と第２領域Ａ２の一方のみをグレー表示に移行させることとしてもよい。
より詳しくは、黒色粒子２６が白色粒子２７よりもマイクロカプセル２０の壁膜に固着しやすい場合などには、黒表示された第１領域Ａ１のみをグレー表示に移行させてもよい。この場合には、図６（ｂ）に示すコントラスト変更ステップＳＴ１６において、第２領域Ａ２に属する画素電極３５をハイインピーダンス状態とすればよい。

また例えば、画像表示ステップＳＴ１０によって表示された画像の第１領域Ａ１が黒表示である一方、第２領域Ａ２がグレー表示である場合には、階調値が最小（最大）である第１領域Ａ１についてのみコントラスト変更を実施してもよい。表示階調の階調値が最大又は最小である場合には、電気泳動粒子が最も強く電極に引き付けられている状態であるため、焼き付きが生じやすい。そこでこれらの階調の画素４０を選択的に中間階調に移行させることで、少ない動作で効果的に焼き付きを防止することができる。

また本実施形態では、操作判定ステップＳＴ１２において、操作部６６からの信号入力があった場合には一連の動作を終了することとしたが、操作部６６から入力される信号によっては、コントラスト変更ステップＳＴ１６で低下させたコントラストを回復させるコントラスト回復ステップを実行してもよい。
例えば、操作部６６にスタンバイ状態を解除する状態復帰ボタンが設けられていたり、選択ボタンや電源ボタンを操作することでスタンバイ状態から復帰するシーケンスを備えている場合に、スタンバイ状態から復帰する際に、上記のコントラスト回復ステップを実行してもよい。

上記のコントラスト回復ステップでは、画像表示ステップＳＴ１０と同様の動作を行ってもよいが、表示部５がコントラスト変更ステップＳＴ１６の実行によりコントラストが若干低下した状態とされている場合には、コントラスト変更ステップＳＴ１６における駆動パラメーターと同様の駆動パラメーターを用いてコントラストを回復させることが好ましい。
すなわち、コントラスト変更ステップＳＴ１６で用いられたのと同一のパルス振幅、パルス幅、及び電圧印加期間の画像表示動作を実行することが好ましい。これにより、コントラスト変更ステップＳＴ１６で低コントラスト状態とされた表示部５に対して過度の書き込み動作が行われるのを防止することができる。

なお、本実施形態では、セグメント方式の電気泳動表示装置を例示して説明したが、本発明に係る駆動方法は、アクティブマトリクス方式の電気泳動表示装置にも好適に用いることができる。すなわち、本発明に係る電気泳動表示装置は、画素ごとにラッチ回路が設けられたＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）方式の電気泳動表示装置とすることもでき、画素ごとに選択トランジスタとキャパシタを備えたＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）方式の電気泳動表示装置とすることもできる。

（電子機器）
次に、上記実施形態の電気泳動表示装置１００を、電子機器に適用した場合について説明する。
図７は、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、上記各実施形態の電気泳動表示装置１００からなる表示部１００５と、秒針１０２１と、分針１０２２と、時針１０２３とが設けられている。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、時針などを表示することができる。

図８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、上記実施形態の電気泳動表示装置１００を表示領域１１０１に備えている。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１１０２を備えて構成されている。

図９は、電子ノート１２００の構成を示す斜視図である。電子ノート１２００は、上記の電子ペーパー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。

以上の腕時計１０００、電子ペーパー１１００、及び電子ノート１２００によれば、本発明に係る電気泳動表示装置１００が採用されているので、長期間にわたって表示品質を維持することができる信頼性に優れた表示部を備えた電子機器となる。
なお、上記の電子機器は、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、携帯電話、携帯用オーディオ機器などの電子機器の表示部にも、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。

１００ 電気泳動表示装置、５ 表示部、３０ 第１基板、３１ 第２基板、３２ 電気泳動素子、３５ 画素電極（第１電極）、３７ 共通電極（第２電極）、４０ 画素、６３ コントローラー（制御部）、７０ 制御回路、ＳＴ１０ 画像表示ステップ、ＳＴ１１ タイマー開始ステップ、ＳＴ１２ 操作判定ステップ、ＳＴ１３ 温度検出ステップ、ＳＴ１４ コントラスト変更ステップ、ＳＴ１４ パラメーター設定ステップ、ＳＴ１５ 非操作期間判定ステップ、ＳＴ１６ コントラスト変更ステップ、ＳＴ１７ タイマー停止ステップ

Claims (11)

1. 第１基板と第２基板との間に異なる電荷に帯電した複数色の電気泳動粒子を含む電気泳動素子を挟持してなり、複数の画素が配列された表示部を有する電気泳動表示装置の駆動方法であって、
   前記表示部に画像を表示させてから所定の非操作期間の経過後に前記表示部のコントラストを低下させるコントラスト変更ステップを有し、
   前記コントラスト変更ステップでは、直前の画像表示ステップにおいて前記電気泳動素子に印加された電圧とは逆の極性の電圧を、前記表示部の画像を消去しない範囲で前記電気泳動素子に印加することで前記複数色の前記電気泳動粒子を駆動することを特徴とする電気泳動表示装置の駆動方法。
2. 前記コントラスト変更ステップにおいて前記電気泳動素子に印加される電圧が、前記表示部に画像を表示させるステップにおいて前記電気泳動素子に印加される電圧よりも低い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。
3. 前記コントラスト変更ステップにおける前記電気泳動素子への電圧印加期間が、前記表示部に画像を表示させるステップにおける前記電気泳動素子への電圧印加期間よりも短いことを特徴とする請求項１又は２に記載の電気泳動表示装置の駆動方法。
4. 前記電圧又は前記電圧印加期間を、環境温度に基づいて変更することを特徴とする請求項２又は３に記載の電気泳動表示装置の駆動方法。
5. 前記コントラスト変更ステップが実行されるまでの前記非操作期間の長さを、環境温度に基づいて変更することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電気泳動表示装置の駆動方法。
6. 第１基板と第２基板との間に異なる電荷に帯電した複数色の電気泳動粒子を含む電気泳動素子を挟持してなり、複数の画素が配列された表示部と、前記表示部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、前記表示部に画像を表示させてから所定の非操作期間の経過後に前記表示部のコントラストを低下させるコントラスト変更動作を実行し、
   前記コントラスト変更動作では、直前の画像表示動作において前記電気泳動素子に印加した電圧とは逆の極性の電圧を、前記表示部の画像を消去しない範囲で前記電気泳動素子に印加することで前記複数色の前記電気泳動粒子を駆動することを特徴とする電気泳動表示装置。
7. 前記コントラスト変更動作において前記電気泳動素子に印加される電圧が、前記表示部に画像を表示させる画像表示動作において前記電気泳動素子に印加される電圧よりも低いことを特徴とする請求項６に記載の電気泳動表示装置。
8. 前記コントラスト変更動作における前記電気泳動素子への電圧印加期間が、前記表示部に画像を表示させる画像表示動作における前記電気泳動素子への電圧印加期間よりも短いことを特徴とする請求項６又は７に記載の電気泳動表示装置。
9. 前記制御部は、前記電圧又は前記電圧印加期間を、環境温度に基づいて変更することを特徴とする請求項７又は８に記載の電気泳動表示装置。
10. 前記制御部は、前記コントラスト変更動作が実行されるまでの前記非操作期間の長さを、環境温度に基づいて変更することを特徴とする請求項６から９のいずれか１項に記載の電気泳動表示装置。
11. 請求項６から１０のいずれか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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