JP2017194609A - 電気泳動表示装置及び駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】残像やチラツキを低減した上で、ＤＣバランスを確保し、コントラストの高い表示を行うことができる電気泳動表示装置及びその駆動方法を提供する。
【解決手段】表示装置は、対向する面にそれぞれ電極を有する一対の基板間に帯電粒子が封入され、この帯電粒子の移動によって表示を行うメモリー性を有する表示パネルと、表示データを入力して表示パネルの電極に駆動電圧を印加する駆動手段とを備え、駆動手段は、前回表示した画像と同じ階調の表示を行う場合に、所定の駆動電圧パターンの印加を行い、所定の駆動電圧パターンは、調整パルスと書き込みパルスとを含み、調整パルスが、書き込みパルスとは逆極性で書き込みパルスより電圧の絶対値が低い第１の波形を含むことにより、所定の駆動電圧パターンの印加中の表示装置の明度変化が所定値以下であり、調整パルスと書き込みパルスとがＤＣバランスである。
【選択図】図７Ａ

Description

本発明は、帯電粒子の移動によって表示を行うメモリー性を有する表示パネルを備えた低消費電力の表示装置及び駆動方法に関する。

従来から薄型の表示装置としては、液晶表示装置が各種の電子機器に広く使用されており、近年ではコンピュータやテレビジョン等の大型カラーディスプレイとしても使用されるようになっている。また、テレビジョンの大型カラーディスプレイとしては、プラズマディスプレイも使用されている。しかし、液晶表示装置やプラズマディスプレイはＣＲＴ表示装置に比べれば格段に薄型になったとはいえ、まだ用途によっては充分に薄くはないし、曲げることは出来ない。また、携帯機器のディスプレイとして使用する場合には消費電力の更なる低減が望まれている。

そこで、更なる薄型化と低消費電力化を実現する表示装置として、電気泳動表示素子を用いた電子ペーパーとも称される表示パネルが開発され、電子ブックや電子新聞、電子広告看板や案内表示板などへの利用が試みられている。この電気泳動表示素子（ＥＰＤ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｐｈｏｒｅｔｉｃ Ｄｉｓｐｌａｙ）を用いた表示パネル（表示装置）は、対向する面にそれぞれ電極を有する一対の基板間に帯電粒子が封入された画像表示層を設け、その一対の基板の電極間に印加される電圧の極性に応じて帯電粒子が電気泳動により移動して表示を行う様に構成されている。

この電気泳動表示パネルは、電極間に印加される駆動電圧を取り去っても、帯電粒子が移動しないのでメモリー性を有しており、駆動電力が零でも表示状態を保つことが出来る。この表示状態が保たれる表示期間は、数秒から数時間、あるいは数ヶ月も継続する場合もある。このため、この電気泳動表示パネルは、極めて僅かな電力で駆動することが出来るので、低消費電力を必要とする腕時計や携帯電話などの携帯機器用表示装置として今後有望である。電気泳動素子は、電気泳動粒子として例えば黒色粒子及び白色粒子を含んでおり、これら２種類の粒子が画素毎に選択的に対向電極側に引き寄せられることによって、黒色又は白色の２つの階調が表示される。このような電気泳動表示装置では、複数の画素の各々に設けられた画素電極に、表示すべき階調に応じたデータ電位を供給することにより、画像を表示させる。例えば、黒色を表示させるべき画素の画素電極には、データ電位として、対向電極の電位（例えば０Ｖ）よりも高い正極性の電位ＶＳＨ（例えば＋１５Ｖ）を供給するとともに、白色を表示させるべき画素の画素電極には、対向電極の電位よりも低い負極性の電位−ＶＳＨ（例えば−１５Ｖ）を供給することにより、画像を表示させる。

このような電気泳動表示装置として、互いに交差する複数の走査線及び複数のデータ線の交差に対応してマトリクス状に配列された複数の画素の各々に、画素スイッチング素子として機能する１つのＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）と、メモリー回路として機能する１つのコンデンサー（即ち、保持容量）とを含んで構成された画素回路（いわゆる１Ｔ１Ｃ型の画素回路）を備えたアクティブマトリクス駆動方式の電気泳動表示装置がある。このようなアクティブマトリクス駆動方式の電気泳動表示装置の動作時には、複数の走査線が１水平走査期間ごとに順次選択され、選択された走査線に対応する画素に、データ線を介してデータ電位が供給される。
また、電気泳動表示装置としては、予め所望の画像と同じパターンの配線を作成し、それにより表示を行う、セグメント方式などもある。

このような電気泳動表示パネルでは、駆動電圧を印加して表示を黒、又は白とした後、長時間、電圧無印加状態を続けると、表示層における帯電粒子に僅かながら自由な流動が生じて、白又は黒の表示濃度が変化して灰色に近づく傾向があり、表示のコントラストが次第に低下して視認性が悪くなるという問題がある。この経過時間によるコントラストの低下は、表示パネルの表示品質を悪化させるものであるので、改善が求められている。

また、このような電気泳動表示パネルを書き換えた際に、書き換えを行った部分と行っていない部分で、表示画像に明度差が発生してしまうことがある。図４に表示画像の例を示し、図５にその際の駆動波形、および明度変化を示す。図４の書き込み直後画像（a）は前回画像を書き込んだ直後を示し、書き換え前画像（ｂ）は一定時間が経過し、画像を書き替える直前であり、部分書き換え後の画像（ｃ）は部分的に書き換えた後の画像である。

図４の表示エリア（１）、表示エリア（３）はそれぞれ、白および黒のまま書き換えを行わなかった部分である。表示エリア（２）は白から黒、表示エリア（４）は黒から白に書き換えした部分である。上記コントラストの低下により、新規に書き換えた画像（表示エリア（２）および表示エリア（４））の方が、書き換えを行わなかった画像よりくっきりと表示されて観察者には表示エリア（１）および表示エリア（３）が残像として認識されてしまう恐れがある。

上記の書き換えを各表示エリアの駆動波形及び、明度の観点から図５Ａ〜５Ｄを用いて説明する。図５Ａは表示エリア（１）のように白色表示を維持する場合である。駆動波形としては、０Ｖを維持しており、経時でのＬ^＊低下ｄ１分だけ、明度が低下した状態が、保持されている。図５Ｂは表示エリア（２）のように白色表示に黒色表示を書き込んだ場合である。ＤＣバランス維持の為、最初に白色を書き込み、その後黒色を書き込んでいる。図５Ｃは表示エリア（３）のように黒色表示を維持する場合である。駆動波形としては、０Ｖを維持しており、経時でのＬ^＊上昇ｄ２分だけ、明度が上昇した状態が、保持されている。図５Ｄは表示エリア（４）のように黒色表示に白色表示を書き込んだ場合である。ＤＣバランス維持の為、最初に黒色表示を書き込み、その後白色表示を書き込んでいる。図５Ａ〜図５Ｄに示したように、書き換えの無い表示エリア（１）、（３）ではｄ１もしくはｄ２分だけＬ^＊が変化した状態となっている。一方で書き換えがある表示エリア（２）、（４）では、ｄ１、ｄ２が無く、この差が残像として認識される。

ここまでは、白色および黒色表示の２値の、階調表示を行わない場合を例として示したが、階調表示などを行った際は、コントラストが低下して、画素の表示濃度が変化したときに、表示を書き換える駆動電圧をその画素電極に印加すると、正規の黒色表示又は白色表示の濃度の表示がなされなくなって表示濃度にばらつきが生じ、表示品質が低下するという、深刻な問題もある。このような現象も残像現象と呼ばれ、電気泳動表示パネルのひとつの問題点である。

上記の対策として、表示エリアの全面を一旦、黒色表示もしくは白色表示にし、前に表示した画像の影響を除去する、リフレッシュという駆動方法がある。図６Ａにリフレッシュを行った際の明度変化および、駆動波形の例を示す。図６Ａでは、初めに−１５Ｖを印加し、画素を白色表示に変化させている、その後、＋１５Ｖを印加し、再び黒色表示に戻している。一度白色を表示した後に黒色を表示することによって、ＤＣバランスを維持したうえで、経時でのＬ^＊上昇ｄ２をなくす事が出来るが、画面が白色・黒色と明滅してしまう。以上の様にリフレッシュを行った場合には、表示画面の明度変化が大きい為、観測者には明滅として認識され、不快感や違和感を与えてしまう。

また、別の対策としては、図６Ｂに示すように画像が変化しない場合においても、前回表示した画像で表示を上書きし、ｄ２を消去するという方法もある、図６Ｂでは＋１５Ｖを印加することでｄ２を消去している。

しかしながらこのような駆動を行った場合には、表示画像の状態（たとえば黒色ばかり表示するなど）により電気泳動表示パネルの電極間に印加される電界が偏ってしまう事があり、上記をＤＣアンバランスと言う。ＤＣアンバランスとは、印加電圧と時間の積分値が、プラス側とマイナス側で一致しない状態であり、ＤＣ（直流）成分が乗るとも表現される。ＤＣアンバランスな状態では、電気泳動素子の電荷が偏った状態になる為、コントラストの低下や電極の密着性の低下、長期信頼性の低下などが発生する。一方で、印加電圧と時間の積分値が、プラス側とマイナス側で一致する場合をＤＣバランスと言い、電気泳動素子においては、個々の書き込み波形の中で、ＤＣバランスであることが要求される。

特許文献１では、駆動波形の中で、印加電圧と印加時間（フレーム数）を制御することで、ＤＣバランスを維持した上で、最終の書き込み画像と違う色（白色表示なら黒色表示、黒色表示なら白色表示を行う）を一時的に表示する駆動方法が提案されている。上記方法を用いると、ＤＣバランスを保ったままリフレッシュを行うことが出来、残像を低減することが可能となる。しかしながら、リフレッシュに伴う画面のチラツキへの対策は不十分であり、チラツキが視認されてしまう恐れがある。

特許文献２では、電気泳動素子が動作する閾値以下の電圧を、表示画像と反対の極性で印加することで、表示画像が変化することなく、ＤＣアンバランスを解消する方法が提案されている。特許文献２の方法によれば、画像のチラツキを抑えた上で、焼き付きや表示ムラを低減することが可能となる。しかしながら、表示画像が変化しない範囲での駆動である為、残像を低減する効果が不十分となる。また、表示画像が変化しない範囲の電圧で駆動する場合には、駆動電圧の絶対値が小さくなり、ＤＣバランスを維持する為に必要な印加時間が、非常に大きくなってしまうという問題点も有る。

以上のように、残像低減やコントラスト向上、チラツキ防止、長寿命化の要求が厳しくなっている中で、特許文献１、２のような構成では、性能が不十分となっていた。

特開２００７−１６３９８７号公報 特開２０１１−２３２５９４号公報

本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、残像やチラツキを低減した上で、ＤＣバランスを確保し、コントラストの高い表示を行うことができる電気泳動表示装置、及び電気泳動表示パネルの駆動方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明の一態様は、対向する面にそれぞれ電極を有する一対の基板間に帯電粒子が封入され、この帯電粒子の移動によって表示を行うメモリー性を有する表示パネルと、表示データを入力して表示パネルの電極に駆動電圧を印加する駆動手段と、を備える表示装置であって、駆動手段は、前回表示した画像と同じ階調の表示を行う場合に、所定の駆動電圧パターンの印加を行い、所定の駆動電圧パターンは、調整パルスと書き込みパルスとを含み、調整パルスが、書き込みパルスとは逆極性で書き込みパルスより電圧の絶対値が低い第１の波形を含むことにより、所定の駆動電圧パターンの印加中の表示装置の明度変化が所定値以下であり、調整パルスと書き込みパルスとがＤＣバランスである、表示装置である。

また、調整パルスが、書き込みパルスと同極性で書き込みパルスよりも印加時間の短い第２の波形をさらに含んでもよい。

また、調整パルスが、第１の波形および第２の波形をそれぞれ複数含んでもよい。

また、所定の駆動電圧パターンの印加中の表示装置の明度L^＊の変動が、表示装置の表示可能な明度の最大値と最小値との平均値｛（最大値＋最小値）÷２｝である表示装置の明度の中央値を跨がないようにしてもよい。

また、所定の駆動電圧パターンの印加中の表示装置の明度Ｌ＊の最大値から最小値を減算した値である明度変化値が１５以下であってもよい。

また、駆動手段は、表示装置に所望の階調を表示する際、一旦明度の極限値で表示し、その後所望の階調を表示してもよい。

本発明の他の態様は、対向する面にそれぞれ電極を有する一対の基板間に帯電粒子が封入され、この帯電粒子の移動によって表示を行うメモリー性を有する表示パネルと、表示データを入力して表示パネルの電極に駆動電圧を印加する駆動手段と、を備える表示装置において、駆動手段が実行する表示装置の駆動方法であって、駆動手段が、前回表示した画像と同じ階調の表示を行う場合に、所定の駆動電圧パターンの印加を行い、所定の駆動電圧パターンは、調整パルスと書き込みパルスとを含み、調整パルスが、書き込みパルスとは逆極性で書き込みパルスより電圧の絶対値が低い第１の波形を含むことにより、所定の駆動電圧パターンの印加中表示装置の明度変化が所定値以下であり、調整パルスと書き込みパルスとがＤＣバランスである、表示装置の駆動方法である。

また、調整パルスが、書き込みパルスとは同極性で書き込みパルスよりも印加時間の短い第２の波形をさらに含んでもよい。

本発明によれば、残像やチラツキを低減した上で、ＤＣバランスを確保し、コントラストの高い表示を行うことができる電気泳動表示装置、及び電気泳動表示パネルの駆動方法を提供することができる。

本発明に係る電気泳動表示装置の平面図 本発明に係る画素の電気的な構成を示す等価回路図 本発明に係る電気泳動表示装置の断面図 部分書き換え時の残像のイメージを示す図 部分書き換えの際の従来の一般的な駆動波形を示す図 部分書き換えの際の従来の一般的な駆動波形を示す図 部分書き換えの際の従来の一般的な駆動波形を示す図 部分書き換えの際の従来の一般的な駆動波形を示す図 従来のリフレッシュを行う場合の明度変化及び駆動波形の例を示す図 従来の上書きで書き換えを行う場合の明度変化及び駆動波形の例を示す図 本発明に係る駆動波形および明度変化を示す図 本発明に係る駆動波形および明度変化を示す図 本発明に係る駆動波形および明度変化を示す図 本発明に係る駆動波形および明度変化を示す図 本発明に係る駆動波形および明度変化を示す図 本発明に係る駆動波形および明度変化を示す図 本発明に係る駆動波形および明度変化を示す図

以下図面を参照して本実施形態に係る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、以下の実施形態では、本実施形態に係る電気光学装置の一例として、アクティブマトリクス駆動方式の電気泳動表示装置を挙げて説明するが、パッシブ型、セグメント方式等で構成を用いることも可能である。

図１は、本実施形態に係る電気泳動表示装置１の表示部周辺の構成図である。

図１において、本実施形態に係る電気泳動表示装置１は、アクティブマトリクス駆動方式の電気泳動表示装置であり、表示部２と、コントローラ１０と、走査線駆動回路６０と、データ線駆動回路７０と、共通電位供給回路１００とを備えている。コントローラ１０はフレキシブルケーブル１４を介して、表示部と繋がっており、コントローラ１０はＣＰＵ１１、メモリー１２、等を有している。

図２において、画素２０は、画素スイッチング用トランジスタ２４と、画素電極２１と、対向電極２２と、電気泳動素子２３と、保持容量２７とを備えている。

図２はｉ行ｊ列目の画素２０の例を示している。表示部２には、ｍ行×ｎ列分の画素２０がマトリクス状（二次元平面的）に配列されており、ｍ本の走査線４０（Ｙ１、Ｙ２、…、Ｙｉ、…、Ｙｍ）と、ｎ本のデータ線５０（Ｘ１、Ｘ２、…、Ｘｊ、…、Ｘｎ）とが互いに交差するように設けられている。具体的には、ｍ本の走査線４０は、行方向（即ち、図２の紙面左右方向）にそれぞれ延在し、ｎ本のデータ線５０は、列方向（即ち、図２の紙面上下方向）にそれぞれ延在している。ｍ本の走査線４０とｎ本のデータ線５０との交差に対応して画素２０が配置されている。

コントローラ１０は、走査線駆動回路６０、ＣＰＵ１１、メモリー１２等を用いて、データ線駆動回路７０及び共通電位供給回路１００の動作を制御する。コントローラ１０は、例えば、クロック信号、スタートパルス等のタイミング信号を各回路に供給する。

走査線駆動回路６０は、コントローラ１０による制御下で、所定のフレーム期間中に、走査線Ｙ１、Ｙ２、…、Ｙｍの各々に走査信号をパルス的に順次供給する。

データ線駆動回路７０は、コントローラ１０による制御下で、データ線Ｘ１、Ｘ２、…、Ｘｎにデータ電位を供給する。データ電位は、基準電位ＧＮＤ（例えば０Ｖ）、高電位ＶＳＨ（例えば＋１５Ｖ）又は低電位−ＶＳＨ（例えば−１５Ｖ）のいずれかの電位をとる。

共通電位供給回路１００は、共通電位線９０に共通電位Ｖｃｏｍ（本実施形態では、基準電位ＧＮＤと同一の電位）を供給する。なお、共通電位Ｖｃｏｍは、共通電位Ｖｃｏｍが供給された対向電極２２（図２参照）と基準電位ＧＮＤが供給された画素電極２１（図２参照）との間に電圧が実質的に生じない範囲内で、基準電位ＧＮＤとは異なる電位であってもよい。例えば、共通電位Ｖｃｏｍが、フィードスルーによる画素電極２１の電位の変動を考慮して、画素電極２１に供給される基準電位ＧＮＤとは異なる値としてもよい。

ここで、フィードスルーとは、走査線４０に走査信号が供給され、データ線５０を介して画素電極２１に電位が供給された後に、走査線４０への走査信号の供給が終了した際（例えば走査線４０の電位が低下した際）、画素電極２１の電位が、走査線４０との間の寄生容量に起因して変動する（例えば走査線４０の電位低下とともに低下する）現象をいう。共通電位Ｖｃｏｍは、フィードスルーにより画素電極２１の電位が低下することを予め想定して、画素電極２１に供給される基準電位ＧＮＤより僅かに低い値とされることもある。

なお、コントローラ１０、走査線駆動回路６０、データ線駆動回路７０及び共通電位供給回路１００には、各種の信号が入出力されるが、本実施形態と特に関係のないものについては説明を省略する。

コントローラ１０にはメモリー１２を有するため、書き換え前の表示を記憶しておくことが可能となる。本発明では、書き換え前の画像と、新規の書き換え画像を比較し、最適な駆動波形で書き込みを行うことが出来る。

画素スイッチング用トランジスタ２４は、例えばＮ型トランジスタで構成されている。画素スイッチング用トランジスタ２４は、そのゲートが走査線４０に電気的に接続されており、そのソースがデータ線５０に電気的に接続されており、そのドレインが画素電極２１及び保持容量２７に電気的に接続されている。画素スイッチング用トランジスタ２４は、データ線駆動回路７０からデータ線５０を介して供給されるデータ電位を、走査線駆動回路６０から走査線４０を介してパルス的に供給される走査信号に応じたタイミングで、画素電極２１及び保持容量２７に出力する。

画素電極２１には、データ線駆動回路７０からデータ線５０及び画素スイッチング用トランジスタ２４を介して、データ電位が供給される。画素電極２１は、電気泳動素子２３を介して対向電極２２と互いに対向するように配置されている。

対向電極２２は、共通電位Ｖｃｏｍが供給される共通電位線９０に電気的に接続されている。

電気泳動素子２３は、電気泳動粒子をそれぞれ含んでなる複数の、電気泳動表示材料を形成するマイクロカプセル８０から構成されている。

保持容量２７は、誘電体膜を介して対向配置された一対の電極からなり、一方の電極が、画素電極２１及び画素スイッチング用トランジスタ２４に電気的に接続され、他方の電極が共通電位線９０に電気的に接続されている。保持容量２７によってデータ電位を一定期間だけ維持することができる。

次に、本実施形態に係る電気泳動表示装置の表示部の具体的な構成について、図３を参照して説明する。

図３は、本実施形態に係る電気泳動表示装置１の表示部２の部分断面図である。

図３において、画素２０は、ＴＦＴ基板２８と対向基板２９との間にマイクロカプセル８０が挟持される構成となっている。なお、本実施形態では、対向基板２９側に画像を表示することを前提として説明する。

ＴＦＴ基板２８は、例えばガラスやプラスチック等からなる基板である。ＴＦＴ基板２８上には、ここでは図示を省略するが、図２を参照して前述した画素スイッチング用トランジスタ２４、保持容量２７、走査線４０、データ線５０、共通電位線９０等が作り込まれた積層構造が形成されている。この積層構造の上層側に複数の画素電極２１がマトリクス状に設けられている。

対向基板２９は、例えばガラスやプラスチック等からなる透明な基板である。対向基板２９におけるＴＦＴ基板２８との対向面上には、対向電極２２が複数の画素電極２１と対向してベタ状に形成されている。対向電極２２は、例えばマグネシウム銀（ＭｇＡｇ）、インジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム・亜鉛酸化物（ＩＺＯ）等の透明導電材料から形成されている。

電気泳動素子２３は、電気泳動粒子をそれぞれ含んでなる複数のマイクロカプセル８０から構成されており、例えば樹脂等からなるバインダー３０及び接着層３１によってＴＦＴ基板２８及び対向基板２９間で固定されている。なお、本実施形態に係る表示部２は、製造プロセスにおいて、電気泳動素子２３が予め対向基板２９側にバインダー３０によって固定されてなる電気泳動シートを、別途製造された画素電極２１等が形成されたＴＦＴ基板２８側に接着層３１に接着して構成されている。

マイクロカプセル８０は、画素電極２１及び対向電極２２間に挟持され、１つの画素２０内に（言い換えれば、１つの画素電極２１に対して）１つ又は複数配置されている。

マイクロカプセル８０は、メタクリル酸樹脂やアラビアゴム等をカプセル殻とし、その内部に酸化チタンや酸化亜鉛などからなる白色粒子とカーボンブラックやアニリンブラックなどからなる黒色粒子が、シリコーンオイル等の粘性の高い分散媒に分散された状態で封入されたものである。例えば白色粒子は負に帯電されており、例えば黒色粒子は正に帯電されている。

このため、白色粒子及び黒色粒子は、画素電極２１と対向電極２２との間の電位差によって発生する電場によって、分散媒中を移動することができる。

図３において、画素電極２１と対向電極２２との間に、相対的に対向電極２２の電位が高くなるように電圧が印加された場合には、正に帯電された黒色粒子はクーロン力によってマイクロカプセル８０内で画素電極２１側に引き寄せられるとともに、負に帯電された白色粒子はクーロン力によってマイクロカプセル８０内で対向電極２２側に引き寄せられる。この結果、マイクロカプセル８０内の表示面側（即ち、対向電極２２側）には白色粒子が集まることになり、表示部２の表示面にはこの白色粒子の色（即ち、白色）が表示されることとなる。逆に、画素電極２１と対向電極２２との間に、相対的に画素電極２１の電位が高くなるように電圧が印加された場合には、負に帯電された白色粒子がクーロン力によって画素電極２１側に引き寄せられるとともに、正に帯電された黒色粒子はクーロン力によって対向電極２２側に引き寄せられる。この結果、マイクロカプセル８０の表示面側には黒色粒子が集まることになり、表示部２の表示面にはこの黒色粒子の色（即ち、黒色）が表示されることとなる。

なお、白色粒子、黒色粒子に用いる顔料を、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、青色等を表示することができる。

上記は、ＴＦＴを用いたアクティブマトリクス型の白黒表示についての構成であるが本発明の趣旨の中で、パッシブ型・セグメント型等の表示方法や、多色の階調表示など適宜変更可能である。

（実施例１）
以下に本発明の実施例を示すが、これに限定されるわけではない。図７Ａ、７Ｂに本発明の駆動波形および表示画像の明度を示す。図７Ａ、７Ｂに示す例は白色と黒色の２値表示で黒色を連続で表示した場合である。初めに波形Ｐ１について説明する。最終的には、黒色表示を行うため、書き込みパルスを＋１５Ｖにて時間ｔ１（１３０ｍｓ）で書き込む。その前段階として、調整パルスとして、調整パルスＡを例えば−３Ｖ（書き込みパルスとは逆属性のマイナス電圧で、かつ、１５Ｖよりも電圧の絶対値が小さい）にて時間ｔ２（２５０ｍｓ）で３回書き込む。調整パルスBについては、＋１５Ｖで時間ｔ３（１０ｍｓ）を２回書き込む。ここで、印加時間×電圧で示される、電圧の時間積分値をＳと表すことにして、書き込みパルスの時間積分をＳ１、調整パルスＡの時間積分をＳ２、調整パルスＢの時間積分をＳ３とする。表１に、具体的な各パルスの印加時間と電圧を示す。本発明では、Ｓ１＋Ｓ２＋Ｓ３＝０となる様に、駆動波形を設定しており、これにより、ＤＣバランスが保持された状態となる。

続いて、波形Ｐ１が入力された場合の明度Ｌ１について説明する。Ｌ１は調整パルスＡが入力されている間、徐々に明度が上昇して行くが、調整パルスＢが入力された段階で、明度が低下する。調整パルスＢは調整パルスＡよりも電圧の絶対値が大きいため、印加時間が短くても、明度を低下することが可能となる。Ｐ１に示したように、調整パルスＡと調整パルスＢを繰り返すことにより、表示画面の明度が少しずつ上下する。これにより、電気泳動粒子に動きが発生し、粒子がほぐされるため、その後の書き込みパルスでの表示画像のばらつきが低減する。また、調整パルス印加中の明度変化が少ないため、画面のチラツキが少なく観測者に不快感を与え難い。また、波形としてはＤＣバランスを維持しているため、電気泳動素子の劣化を抑制することが出来る。上記は、黒色表示から黒色表示への書き換えの例で説明したが、白色表示の場合も、パルス電圧の極性を変えれば同様である。

調整パルスＡの電圧の絶対値については、電気泳動素子に合わせて適宜選択することが望ましく、またパルス幅と組み合わせて選定することが望ましいが、ＶＳＨが＋１５Ｖの場合、１Ｖ以上７．５Ｖ以下が好適であり、２Ｖ以上５Ｖ以下がより好適である。調整パルスＡの電圧絶対値が１Ｖ未満の場合、印加電圧が低すぎて電気泳動粒子が殆ど動作せず、粒子を事前にほぐす効果が低減する。また、ＤＣバランスを維持するために必要な印加時間が増加してしまい、書き換え速度が低下する。一方で、７．５Ｖを超える場合は、調整パルス印加中の明度変化が大きすぎて、チラツキとして認識され易くなる。

調整パルスＢの印加時間は書き込みパルスより短い範囲で、適宜選択することが可能であるが、画面のチラツキを抑えるという観点から、調整パルスＡおよび調整パルスＢ印加時のＬ^＊の変化（ΔＬ^＊）が少なくなるように設定することが望ましい。具体的には、印加電圧の絶対値を１５Ｖとした場合には、１ｍｓ〜１００ｍｓが好適であり、５ｍｓ〜３０ｍｓがより好適である。調整パルスＢの印加時間が１ｍｓ未満では、調整パルスＢによる明度を戻す効果が薄くなり、１００ｍｓを超えた場合には調整パルスＡを含めてＤＣバランスを維持するのが難しくなる。また、調整パルスＢが１００ｍｓを超えると、画面の明滅が大きくなり、チラツキとして認識され易くなる。

上記調整パルスＡ、および調整パルスＢを印加中の明度Ｌ^＊が明度の中央値を跨がないようにすることで、チラツキが認識され難くなる。例えば、Ｌ^＊の最大値が７０、最小値が２０の電気泳動素子を用いた場合には、上記の中央値の４５を跨がないように、Ｌ^＊を制御することで、チラツキが認識され難くなる。上記を達成するために、調整パルスＡおよび調整パルスＢを複数用意し、交互に印加するなども有効である。また、上記調整パルスＡ、および調整パルスＢ印加中の明度Ｌ^＊の変化が１５以下であると、より好適であり、明度Ｌ^＊の変化が１０以下であると、さらに好適である。チラツキと認識されるためには、明度の変化量と変化速度が重要であるが、本発明を用いた場合は、調整パルスの印加電圧や印加時間等で、変化速度をコントロール可能である。調整パルスの印加電圧は、上記変化速度と、書き換え時間の両方を鑑みて選定することが望ましい。その上で、明度変化を１５以下に抑えた場合には、明度が大きく変化しないため、観測者にチラツキとして認識され難くなる。さらに、明度変化を１０以下に抑えた場合は、ほとんど明度変化が認識されないレベルになり、より好ましい書き換えとなる。

（実施例２、３、４、５）
続いて、図８、図９Ａ〜９Ｄを用いて、本発明の実施例２、３、４、５について説明する。図８は４値の階調表示の例である。明度の大きいほうから、Ｗ（白）、ＬＧ（ライトグレー）、ＤＧ（ダークグレー）、Ｄ（ダーク）の表示を行う場合である。図８上図は本発明の実施例２におけるＤＧからＤＧと階調を変化しない場合の書き込みでの明度を示している。図８下図は実施例２の波形Ｐ２１であり、調整パルスＡおよび調整パルスＢと書き込みパルスを用いて、明度Ｌ２１がもとのＤＧから変化しないように調整している。また、図９Ａ〜９Ｄは本発明の実施例３、４、５の明度および、波形である。実施例３の明度をＬ３１、波形をＰ３１、実施例４の明度をＬ３２、波形をＰ３２、実施例５の明度をＬ３３、波形をＰ３３とした。この場合もＤＧからＤＧへ階調を変化させない場合の書き込みである。書き込みパルスの中で一旦明度の極限値で表示を行っている。そして、その後にＤＧ階調を表示している。上記の様に、明度変化が少ない側の明度の極限値（ＤＧの場合はＤ）を一旦表示することで所望の階調表示の直前の明度が一定値に落ち着くため、階調表示をより正確に行うことが可能となる。具体的にはＬ３１、Ｌ３２、Ｌ３３のように、書き込みパルス印加前のＬ^＊が多少ずれていても、その後の階調表示が安定する。また、明度変化が少ない側の明度の極限値を用いることは、明度の中央値を跨いでいないため、チラツキが認識され難くなる。上記はＤＧの場合であるが、ＬＧや他の階調の場合も、印加電圧・印加時間を適宜変更することで実施可能である。

（実施例６）
実施例６は、実施例１の調整パルスＡを４００ｍｓで２回、調整パルスＢを１回とし、書き込みパルスを１５０ｍｓとした以外は、実施例１と同様の波形である。調整パルスＡの波形が２回繰り返しの場合でも、ＤＣバランスを維持した上で、明度変化が少なくチラツキが低減された駆動を行うことが可能となる。

（実施例７）
実施例７は、実施例１の調整パルスＡを６００ｍｓで１回、調整パルスＢなしとし、書き込みパルスを１６０ｍｓとした以外は、実施例１と同様の波形である。調整パルスＡの波形が１回のみの場合でも、ＤＣバランスを維持した上で、明度変化が少なくチラツキが低減された駆動を行うことが可能となる。

（比較例１）
比較例１は部分書き換えの際に、駆動を行わなかった場合である。図４に示したように、部分書き換えの際に、全く駆動を行わない場合は、書き換えを行った部分との明度に際が出てしまい、観測者からは、残像と認識されてしまう。

（比較例２）
比較例２は、−１５Ｖで１５０ｍｓ書き込んだ後、＋１５Ｖで２５０ｍｓ書き込んだ例である。−１５Ｖ書き込みの際に、表示が一旦白くなり、その後所望の黒色が表示される。画面が点滅されるので、観測者にチラツキと認識される。また、ＤＣバランスが取れていないため、電気泳動素子が劣化しやすくなってしまう。

（比較例３）
比較例３は、−１５Ｖで１００ｍｓ書き込んだ後、＋１５Ｖで１００ｍｓ、−１５Ｖで１００ｍｓ、＋１５Ｖで２５０ｍｓ書き込んだ例である。比較例２と同様に、画面が明滅するので、観測者にチラツキと認識される。また、ＤＣバランスが取れていないため、電気泳動素子が劣化しやすくなってしまう。

表１は実施例１〜７および比較例１〜３の駆動波形を一覧で示したものである。これまで示してきたように、本発明を用いることで、電圧の時間積分Ｓ（矩形波である為、電圧×時間）がプラスマイナスゼロとなる、ＤＣバランスを維持した状態で駆動を行うことが、可能となる。一方で、比較例１〜３では、ＤＣバランスが維持されておらず、電気泳動素子が劣化しやすくなってしまう。

また、駆動動作中のＬ^＊変化を測定し、最大値から最小値を引いたものを明度変化として、表１に示した。実施例１、２、６、７では、明度変化が１５以下であり、チラツキが少ない書き込みを実現している。実施例３、４、５では一旦明度の極限値で表示を行っているため明度変化がやや大きくなっているが、比較例２、３の明度変化は４５以上であり、比較例２、３よりは大幅に低減されている。比較例１は明度変化としては、ほぼ無しであるが、経時変化で黒表示の明度が少し上昇したままの表示である。比較例１ではこの部分で、他の書き換え部分と明度差が出てしまい、残像として認識されてしまう。

本発明によれば、調整パルスと、書き込みパルスがＤＣバランスである為に、電気泳動表示パネルに印加される電界が偏らず、長期信頼性を維持する事が可能となる。また、書き込みパルスの前に、調整パルスにて、電気泳動表示パネルを駆動するため、電気泳動粒子がほぐされ、書き込みパルス後の表示特性のバラツキが低減される。本発明での書き込みパルスの極性は、所望の画像を書き込む際のパルスである。例えば白黒２値表示での白への書き込みの場合は、より明度が増加する方向であるが、書き込みパルスと逆極性で電圧の絶対値が低い波形である調整パルスＡは、電圧の絶対値が小さい為、表示画像の明度変化を最小限に抑えることが可能となる。また、表示自体が、滑らかに変化するため、画面のチラツキが少なく、観察者の不快感を低減することが可能となる。

また、書き込みパルスと同極性でかつ書き込みパルスよりも時間の短い波形である調整パルスＢを用いることにより、調整パルスＡで変化させた表示を、元の明度付近に戻すことが可能となる。また、調整パルスＡと調整パルスBを用いる事により、明度変化を最小限に抑えることが可能となり、画面のチラツキがより少なくなって観察者の不快感を低減することが可能となる。

また、調整パルスＡと調整パルスＢとを複数個組み合わせることで、表示画像の明度調整をより緻密に行うことが出来、チラツキの抑制効果が向上する。

また、調整パルス及び書き込みパルスを用いて駆動した際の明度Ｌ^＊が、当該表示装置の明度の中央値を跨いでしまうと、観測者が、「画面が切り替わった。」「チラツキがある。」と受け取ってしまうおそれがある。この場合の当該表示装置の明度の中央値とは、当該表示装置の明度の最大値と最小値の平均値｛（最大値＋最小値）÷２｝である。調整パルスと書き込みパルスを用いて、明度が当該表示装置の明度の中央値を跨がないようにする事で、観察者の不快感を低減することが可能となる。

また、調整パルスと書き込みパルスを用いて明度変化を１５以内に抑えることにより、表示画面のチラツキを低減し、観察者の不快感を低減することが可能となる。

また、階調表示を行う際に、調整パルスで粒子をほぐした後、一旦明度の極限値で表示を行うことにより、電気泳動粒子の流動状態が、一定になり、その後の階調表示の明度バラツキが低減する。なお、画面のチラツキを抑えるとの観点から、明度の極限値については、現在の明度からの変化量が少ない側に持って行くことが望ましい。

以上のように、本発明の表示装置および駆動方法であれば表示画像の残像やチラツキを低減した上で、ＤＣバランスを確保し、コントラストの高い表示を行うことができる電気泳動表示装置、及び電気泳動表示パネルの駆動方法を提供することができる。

１ 電気泳動表示装置
２ 表示部
１０ コントローラ（電気泳動表示装置１の駆動装置）
１１ ＣＰＵ
１２ メモリー
１３ 通信装置
１４ フレキシブルケーブル
２０ 画素
２１ 画素電極
２２ 対向電極
２３ 電気泳動素子
２４ 画素スイッチング用トランジスタ
２７ 保持容量
２８ ＴＦＴ基板
２９ 対向基板
３０ バインダー
３１ 接着層
４０ 走査線
５０ データ線
６０ 走査線駆動回路
７０ データ線駆動回路
８０ マイクロカプセル（電気泳動表示材料）
９０ 共通電位線
１００ 共通電位供給回路
Ｌ１ 明度プロファイル１
Ｌ２１ 明度プロファイル２１
Ｌ３１ 明度プロファイル３１
Ｌ３２ 明度プロファイル３２
Ｌ３３ 明度プロファイル３３
Ｐ１ 波形プロファイル１
Ｐ２１ 波形プロファイル２１
Ｐ３１ 波形プロファイル３１
Ｐ３２ 波形プロファイル３２
Ｐ３３ 波形プロファイル３３
Ｓ１ 書き込みパルス面積
Ｓ２ 調整パルスＡ面積
Ｓ３ 調整パルスＢ面積
ｔ１ 書き込みパルス時間
ｔ２ 調整パルスＡ時間
ｔ３ 調整パルスＢ時間
Ｗ１ 書き込みパルス
Ｗ２ 調整パルスＡ
Ｗ３ 調整パルスＢ
ｄ１ Ｌ^＊低下
ｄ２ Ｌ^＊上昇

Claims (8)

1. 対向する面にそれぞれ電極を有する一対の基板間に帯電粒子が封入され、この帯電粒子の移動によって表示を行うメモリー性を有する表示パネルと、表示データを入力して前記表示パネルの電極に駆動電圧を印加する駆動手段と、を備える表示装置であって、
   前記駆動手段は、前回表示した画像と同じ階調の表示を行う場合に、所定の駆動電圧パターンの印加を行い、
   前記所定の駆動電圧パターンは、調整パルスと書き込みパルスとを含み、
   前記調整パルスが、前記書き込みパルスとは逆極性で前記書き込みパルスより電圧の絶対値が低い第１の波形を含むことにより、前記所定の駆動電圧パターンの印加中の前記表示装置の明度変化が所定値以下であり、
   前記調整パルスと前記書き込みパルスとがＤＣバランスである、表示装置。
2. 前記調整パルスが、前記書き込みパルスと同極性で前記書き込みパルスよりも印加時間の短い第２の波形をさらに含む、請求項１に記載の表示装置。
3. 前記調整パルスが、前記第１の波形および前記第２の波形をそれぞれ複数含む、請求項２に記載の表示装置。
4. 前記所定の駆動電圧パターンの印加中の前記表示装置の明度Ｌ^＊の変動が、前記表示装置の表示可能な明度の最大値と最小値との平均値｛（最大値＋最小値）÷２｝である前記表示装置の明度の中央値を跨がない、請求項１〜３のいずれかに記載の表示装置。
5. 前記所定の駆動電圧パターンの印加中の前記表示装置の明度Ｌ^＊の最大値から最小値を減算した値である明度変化値が１５以下である、請求項１〜４のいずれかに記載の表示装置。
6. 前記駆動手段は、前記表示装置に所望の階調を表示する際、一旦明度の極限値で表示し、その後所望の階調を表示する、請求項１〜５のいずれかに記載の表示装置。
7. 対向する面にそれぞれ電極を有する一対の基板間に帯電粒子が封入され、この帯電粒子の移動によって表示を行うメモリー性を有する表示パネルと、表示データを入力して前記表示パネルの電極に駆動電圧を印加する駆動手段と、を備える表示装置において、前記駆動手段が実行する表示装置の駆動方法であって、
   前記駆動手段が、前回表示した画像と同じ階調の表示を行う場合に、所定の駆動電圧パターンの印加を行い、
   前記所定の駆動電圧パターンは、調整パルスと書き込みパルスとを含み、
   前記調整パルスが、前記書き込みパルスとは逆極性で前記書き込みパルスより電圧の絶対値が低い第１の波形を含むことにより、前記所定の駆動電圧パターンの印加中前記表示装置の明度変化が所定値以下であり、
   前記調整パルスと前記書き込みパルスとがＤＣバランスである、表示装置の駆動方法。
8. 前記調整パルスが、前記書き込みパルスとは同極性で前記書き込みパルスよりも印加時間の短い第２の波形をさらに含む、請求項７に記載の表示装置の駆動方法。