JP4419944B2 - 電気泳動表示装置及びその駆動方法 - Google Patents

Description

本発明は電子ペーパ等に用いられる電気泳動表示装置に関する。

電気泳動表示装置は、一対の電極間に液体の分散媒と電気泳動粒子とを含む電気泳動材料を収容し、此等電気泳動粒子の分散媒中に於ける電気泳動を利用して表示を行う物である。この電気泳動表示装置は電極間に印加される電圧の振幅や極性、波形、印加時間、周波数等を制御して、所望の情報を表示する。電気泳動表示装置は白黒二値表示が汎用的であるが、表示輝度を変え得る階調表示を為されると、画像情報をより精細に表示出来、その実現が強く望まれて居る。階調表示を為す際に、従来は電気泳動材料に印加する電圧や時間を変化させ、此に依り分散媒中での電気泳動粒子の空間的な分布状態を変えて、中間の階調を表示して居た（特許文献１参照）。

特開昭６４−８６１１６号公報

しかしながら電気泳動表示装置は電源を切っても表示画像を維持するとの特性から、従来の様に印加電圧値や印可時間を調整して階調表示を為すと、残像が目立つとの課題を抱えて居た。例えば真黒又は真白の階調表示から、灰色などの中間階調を表示させると、同じ階調信号を入力して灰色を表示させようとしても、前画面の白乃至は黒が残像となり、異なる灰色を表示する事になる。又、帯電した電気泳動粒子を電極間の中間で止める為に多数の階調を表示する事が窮めて困難で有った。

そこで本発明は上述の諸事情を鑑み、その目的とする所は、電気泳動表示装置にて綺麗で且つ多値に渡る輝度階調を実現する電気泳動表示装置を提供する事に有る。

本発明は第一基板と第二基板との間に電気泳動材料を挟持する電気泳動表示装置に於いて、第一基板には複数の画素が形成され、各画素はｎ個（ｎは２以上の整数）のサブピクセルから成り、此等ｎ個のサブピクセルには、隣接するサブピクセル同士を直線で分離し得ないサブピクセル対が少なくとも一対は存在する事を特徴とする。

又本発明は第一基板と第二基板との間に電気泳動材料を挟持する電気泳動表示装置に於いて、第一基板には複数の画素が形成され、各画素はｎ個（ｎは２以上の整数）のサブピクセルから成り、此等ｎ個のサブピクセルは、隣接するサブピクセル間の境界辺が複数の直線から構成されるサブピクセル対を少なくとも一対は備えて居る事を特徴とする。

又本発明は第一基板と第二基板との間に電気泳動材料を挟持する電気泳動表示装置に於いて、第一基板には複数の画素が形成され、各画素はｎ個（ｎは３以上の整数）のサブピクセルから成り、此等ｎ個のサブピクセルは、隣接するサブピクセル間の境界辺長が他の隣接するサブピクセル間の境界辺長よりも長いサブピクセル対を少なくとも一対は備えて居る事を特徴とする。

又本発明は第一基板と第二基板との間に電気泳動材料を挟持する電気泳動表示装置に於いて、第一基板には複数の画素が形成され、各画素はｎ個（ｎは２以上の整数）のサブピクセルから成り、此等ｎ個のサブピクセルの内で少なくとも一個のサブピクセルは、隣接する画素と境界を接して居ない事を特徴とする。

上述の如く本発明の電気泳動表示装置では各画素が複数個（ｎ個）のサブピクセルから成る。本発明では斯うした隣接するサブピクセルの間隔が１０μｍ以下で有る事をも特徴とする。又、隣接するサブピクセルの間隔は、一つの画素の面積をＳとした時に、√（Ｓ／ｎ）にて表現される長さよりも十分に短い事をも特徴とする。隣接するサブピクセルの間隔が十分に短いとは、具体的には隣接するサブピクセル間隔が√（Ｓ／ｎ）にて表現される長さの十分の一以下で有る。又本発明は、一個の画素を為すｎ個のサブピクセルに、画素の面積をＳとした時に、隣接するサブピクセル間の境界辺長が√Ｓよりも長いサブピクセル対が少なくとも一対は設けられて居る事をも特徴とする。

更に本発明の電気泳動表示装置では上述の構成に加え、一つの画素を為すｎ個のサブピクセル面積が略等しく、画素内で明暗を選択するサブピクセル数を調整する事で各画素に於いてｎ＋１個の輝度階調を可能ならしめる事をも特徴とする。面積が略等しいとは、ｎ個のサブピクセルから選んだ任意の２つのサブピクセルの面積比が０．９以上１．１以下で有る事を意味する。

又本発明は画素を構成するｎ個のサブピクセル全てが暗表示で有る状態を輝度階調０とし、ｉ個（ｉは１からｎの間の整数）のサブピクセルが明表示でｎ−ｉ個のサブピクセルが暗表示で有る状態を輝度階調ｉとした時に、当該画素が輝度階調ｉを表す際に、画素内で暗表示のサブピクセルと明表示のサブピクセルとを分離する境界辺長が最大となる様にｎ個のサブピクセルからｉ個のサブピクセルを明表示として選択するサブピクセル選択手段を備えて居る事をも特徴とする。

又本発明は画素を構成するｎ個のサブピクセル全てが暗表示で有る状態を輝度階調０とし、ｉ個（ｉは１からｎの間の整数）のサブピクセルが明表示でｎ−ｉ個のサブピクセルが暗表示で有る状態を輝度階調ｉとした時に、当該画素が輝度階調ｉを表す際に、その画素の中心により近いｉ個のサブピクセルをｎ個のサブピクセルから選択して明表示とするサブピクセル選択手段を備える事をも特徴とする。此とは反対に本発明は、ｎ個のサブピクセル全てが暗表示で有る状態を輝度階調０とし、ｉ個（ｉは１からｎの間の整数）のサブピクセルが明表示でｎ−ｉ個のサブピクセルが暗表示で有る状態を輝度階調ｉとした時に、当該画素が輝度階調ｉを表す際に、前記画素の中心からより遠いｉ個のサブピクセルを前記ｎ個のサブピクセルから選択して明表示とするサブピクセル選択手段を備える事をも特徴とする。

又本発明は画素を構成するｎ個のサブピクセル全てが暗表示で有る状態を輝度階調０とし、ｉ個（ｉは１からｎの間の整数）のサブピクセルが明表示でｎ−ｉ個のサブピクセルが暗表示で有る状態を輝度階調ｉとした時に、輝度階調ｉを表す際に、暗表示のサブピクセルの総面積と明表示のサブピクセルの総面積とを比較して、面積の小さい方の表示を面積の大きい方の表示よりも内側に位置する様にｎ個のサブピクセルからｉ個のサブピクセルを明表示として選択するサブピクセル選択手段を備える事をも特徴とする。此とは反対に、本発明は画素を構成するｎ個のサブピクセル全てが暗表示で有る状態を輝度階調０とし、ｉ個（ｉは１からｎの間の整数）のサブピクセルが明表示でｎ−ｉ個のサブピクセルが暗表示で有る状態を輝度階調ｉとした時に、輝度階調ｉを表す際に、暗表示のサブピクセルの総面積と明表示のサブピクセルの総面積とを比較して、面積の小さい方の表示を面積の大きい方の表示よりも外側に位置する様にｎ個のサブピクセルからｉ個のサブピクセルを明表示として選択するサブピクセル選択手段を備える事をも特徴とする。

又本発明は第一基板と第二基板との間に電気泳動材料を挟持する電気泳動表示装置の駆動方法に於いて、第一基板には複数の画素が形成され、各画素はｎ個（ｎは２以上の整数）のサブピクセルから成り、此等ｎ個のサブピクセルには、隣接するサブピクセル同士を直線で分離し得ないサブピクセル対が少なくとも一対は存在し、此等ｎ個のサブピクセル全てが暗表示で有る状態を当該画素の輝度階調０とし、ｉ個（ｉは１からｎの間の整数）のサブピクセルが明表示でｎ−ｉ個のサブピクセルが暗表示で有る状態を輝度階調ｉとした時に、輝度階調ｉを表す際に、暗表示のサブピクセルと明表示のサブピクセルとを分離する境界辺長が最大となる様にｎ個のサブピクセルからｉ個のサブピクセルを明表示として選択する事をも特徴とする。

又本発明は第一基板と第二基板との間に電気泳動材料を挟持する電気泳動表示装置の駆動方法に於いて、第一基板には複数の画素が形成され、各画素はｎ個（ｎは２以上の整数）のサブピクセルから成り、此等ｎ個のサブピクセルには、隣接するサブピクセル同士を直線で分離し得ないサブピクセル対が少なくとも一対は存在し、此等ｎ個のサブピクセル全てが暗表示で有る状態を当該画素の輝度階調０とし、ｉ個（ｉは１からｎの間の整数）のサブピクセルが明表示でｎ−ｉ個のサブピクセルが暗表示で有る状態を輝度階調ｉとした時に、輝度階調ｉを表す際に、暗表示のサブピクセルの総面積と明表示のサブピクセルの総面積とを比較して、面積の小さい方の表示を面積の大きい方の表示よりも内側に位置する様にｎ個のサブピクセルからｉ個のサブピクセルを明表示として選ぶ事をも特徴とする。

又本発明は第一基板と第二基板との間に電気泳動材料を挟持する電気泳動表示装置の駆動方法に於いて、第一基板には複数の画素が形成され、各画素はｎ個（ｎは２以上の整数）のサブピクセルから成り、此等ｎ個のサブピクセルには、隣接するサブピクセル同士を直線で分離し得ないサブピクセル対が少なくとも一対は存在し、此等ｎ個のサブピクセル全てが暗表示で有る状態を当該画素の輝度階調０とし、ｉ個（ｉは１からｎの間の整数）のサブピクセルが明表示でｎ−ｉ個のサブピクセルが暗表示で有る状態を輝度階調ｉとした時に、輝度階調ｉを表す際に、暗表示のサブピクセルの総面積と明表示のサブピクセルの総面積とを比較して、面積の小さい方の表示を面積の大きい方の表示よりも外側に位置する様にｎ個のサブピクセルからｉ個のサブピクセルを明表示として選ぶ事をも特徴とする。

又本発明は第一基板と第二基板との間に電気泳動材料を挟持する電気泳動表示装置の駆動方法に於いて、第一基板には複数の画素が形成され、各画素はｎ個（ｎは２以上の整数）のサブピクセルから成り、此等ｎ個のサブピクセルは、隣接するサブピクセル間の境界辺が複数の直線から構成されるサブピクセル対を少なくとも一対は備えて居り、此等ｎ個のサブピクセル全てが暗表示で有る状態を輝度階調０とし、ｉ個（ｉは１からｎの間の整数）のサブピクセルが明表示でｎ−ｉ個のサブピクセルが暗表示で有る状態を当該画素の輝度階調ｉとした時に、輝度階調ｉを表す際に、暗表示のサブピクセルと明表示のサブピクセルとを分離する境界辺長が最大となる様にｎ個のサブピクセルからｉ個のサブピクセルを明表示として選択する事をも特徴とする。

又本発明は第一基板と第二基板との間に電気泳動材料を挟持する電気泳動表示装置の駆動方法に於いて、第一基板には複数の画素が形成され、各画素はｎ個（ｎは２以上の整数）のサブピクセルから成り、此等ｎ個のサブピクセルには、隣接するサブピクセル間の境界辺が複数の直線から構成されるサブピクセル対を少なくとも一対は備えて居り、此等ｎ個のサブピクセル全てが暗表示で有る状態を当該画素の輝度階調０とし、ｉ個（ｉは１からｎの間の整数）のサブピクセルが明表示でｎ−ｉ個のサブピクセルが暗表示で有る状態を輝度階調ｉとした時に、輝度階調ｉを表す際に、暗表示のサブピクセルの総面積と明表示のサブピクセルの総面積とを比較して、面積の小さい方の表示を面積の大きい方の表示よりも内側に位置する様にｎ個のサブピクセルからｉ個のサブピクセルを明表示として選ぶ事をも特徴とする。

又本発明は第一基板と第二基板との間に電気泳動材料を挟持する電気泳動表示装置の駆動方法に於いて、第一基板には複数の画素が形成され、各画素はｎ個（ｎは２以上の整数）のサブピクセルから成り、此等ｎ個のサブピクセルは、隣接するサブピクセル間の境界辺が複数の直線から構成されるサブピクセル対を少なくとも一対は備えて居り、此等ｎ個のサブピクセル全てが暗表示で有る状態を輝度階調０とし、ｉ個（ｉは１からｎの間の整数）のサブピクセルが明表示でｎ−ｉ個のサブピクセルが暗表示で有る状態を輝度階調ｉとした時に、輝度階調ｉを表す際に、暗表示のサブピクセルの総面積と明表示のサブピクセルの総面積とを比較して、面積の小さい方の表示を面積の大きい方の表示よりも外側に位置する様にｎ個のサブピクセルからｉ個のサブピクセルを明表示として選ぶ事をも特徴とする。

又本発明は第一基板と第二基板との間に電気泳動材料を挟持する電気泳動表示装置の駆動方法に於いて、第一基板には複数の画素が形成され、各画素はｎ個（ｎは３以上の整数）のサブピクセルから成り、此等ｎ個のサブピクセルは、隣接するサブピクセル間の境界辺長が他の隣接するサブピクセル間の境界辺長よりも長いサブピクセル対を少なくとも一対は備えて居り、此等ｎ個のサブピクセル全てが暗表示で有る状態を輝度階調０とし、ｉ個（ｉは１からｎの間の整数）のサブピクセルが明表示でｎ−ｉ個のサブピクセルが暗表示で有る状態を輝度階調ｉとした時に、輝度階調ｉを表す際に、暗表示のサブピクセルと明表示のサブピクセルとを分離する境界辺長が最大となる様にｎ個のサブピクセルからｉ個のサブピクセルを明表示として選択する事をも特徴とする。

又本発明は第一基板と第二基板との間に電気泳動材料を挟持する電気泳動表示装置の駆動方法に於いて、第一基板には複数の画素が形成され、各画素はｎ個（ｎは３以上の整数）のサブピクセルから成り、此等ｎ個のサブピクセルは、隣接するサブピクセル間の境界辺長が他の隣接するサブピクセル間の境界辺長よりも長いサブピクセル対を少なくとも一対は備えて居り、此等ｎ個のサブピクセル全てが暗表示で有る状態を当該画素の輝度階調０とし、ｉ個（ｉは１からｎの間の整数）のサブピクセルが明表示でｎ−ｉ個のサブピクセルが暗表示で有る状態を輝度階調ｉとした時に、輝度階調ｉを表す際に、暗表示のサブピクセルの総面積と明表示のサブピクセルの総面積とを比較して、面積の小さい方の表示を面積の大きい方の表示よりも内側に位置する様にｎ個のサブピクセルからｉ個のサブピクセルを明表示として選ぶ事をも特徴とする。

又本発明は第一基板と第二基板との間に電気泳動材料を挟持する電気泳動表示装置の駆動方法に於いて、第一基板には複数の画素が形成され、各画素はｎ個（ｎは３以上の整数）のサブピクセルから成り、此等ｎ個のサブピクセルは、隣接するサブピクセル間の境界辺長が他の隣接するサブピクセル間の境界辺長よりも長いサブピクセル対を少なくとも一対は備えて居り、此等ｎ個のサブピクセル全てが暗表示で有る状態を輝度階調０とし、ｉ個（ｉは１からｎの間の整数）のサブピクセルが明表示でｎ−ｉ個のサブピクセルが暗表示で有る状態を輝度階調ｉとした時に、輝度階調ｉを表す際に、暗表示のサブピクセルの総面積と明表示のサブピクセルの総面積とを比較して、面積の小さい方の表示を面積の大きい方の表示よりも外側に位置する様にｎ個のサブピクセルからｉ個のサブピクセルを明表示として選ぶ事をも特徴とする。

又本発明は第一基板と第二基板との間に電気泳動材料を挟持する電気泳動表示装置の駆動方法に於いて、第一基板には複数の画素が形成され、各画素はｎ個（ｎは２以上の整数）のサブピクセルから成り、此等ｎ個のサブピクセルの内で少なくとも一個のサブピクセルは、隣接する画素と境界を接して居らず、此等ｎ個のサブピクセル全てが暗表示で有る状態を輝度階調０とし、ｉ個（ｉは１からｎの間の整数）のサブピクセルが明表示でｎ−ｉ個のサブピクセルが暗表示で有る状態を輝度階調ｉとした時に、輝度階調ｉを表す際に、暗表示のサブピクセルと明表示のサブピクセルとを分離する境界辺長が最大となる様にｎ個のサブピクセルからｉ個のサブピクセルを明表示として選択する事をも特徴とする。

又本発明は第一基板と第二基板との間に電気泳動材料を挟持する電気泳動表示装置の駆動方法に於いて、第一基板には複数の画素が形成され、各画素はｎ個（ｎは２以上の整数）のサブピクセルから成り、此等ｎ個のサブピクセルの内で少なくとも一個のサブピクセルは、隣接する画素と境界を接して居らず、此等ｎ個のサブピクセル全てが暗表示で有る状態を輝度階調０とし、ｉ個（ｉは１からｎの間の整数）のサブピクセルが明表示でｎ−ｉ個のサブピクセルが暗表示で有る状態を輝度階調ｉとした時に、輝度階調ｉを表す際に、暗表示のサブピクセルの総面積と明表示のサブピクセルの総面積とを比較して、面積の小さい方の表示を面積の大きい方の表示よりも内側に位置する様にｎ個のサブピクセルからｉ個のサブピクセルを明表示として選ぶ事をも特徴とする。

又本発明は第一基板と第二基板との間に電気泳動材料を挟持する電気泳動表示装置の駆動方法に於いて、第一基板には複数の画素が形成され、各画素はｎ個（ｎは２以上の整数）のサブピクセルから成り、此等ｎ個のサブピクセルの内で少なくとも一個のサブピクセルは、隣接する画素と境界を接して居らず、此等ｎ個のサブピクセル全てが暗表示で有る状態を輝度階調０とし、ｉ個（ｉは１からｎの間の整数）のサブピクセルが明表示でｎ−ｉ個のサブピクセルが暗表示で有る状態を輝度階調ｉとした時に、輝度階調ｉを表す際に、暗表示のサブピクセルの総面積と明表示のサブピクセルの総面積とを比較して、面積の小さい方の表示を面積の大きい方の表示よりも外側に位置する様にｎ個のサブピクセルからｉ個のサブピクセルを明表示として選ぶ事をも特徴とする。

本発明は第一基板と第二基板との間に電気泳動材料を挟持する電気泳動表示装置（図１）及びその駆動方法に関する。電気泳動材料１１は流動性を有する分散媒５中に帯電した微粒子６ａ、６ｂを含有し、第一基板８と第二基板１との間で帯電微粒子６ａ、６ｂの空間的分布状態を変える。この空間的分布状態の変化を利用して電気泳動表示装置は画像を表示ならしめる。図１では第一基板８に設けられたサブピクセル電極４と第二基板１に設けられた共通電極２との間で縦方向に粒子の分布を変えて居るが、本発明は水平方向に粒子の分布を変える電気泳動表示装置にも有効である。微粒子が一種類で正又は負の一方に帯電している一粒子系も、或いは二種類の微粒子が異なった色を有し、それぞれが反対の極性に帯電する二粒子系も本願では有効である。以下本願では一粒子系や二粒子系に限らず、微粒子の空間的分布状態が変わり、色調が変化した際の一つの色調を明表示と称し、他方の色調を暗表示と称する。例えば青色分散媒中に白色微粒子が正に帯電している場合、分散媒の青が見えれば暗表示であり、微粒子の白が見えれば明表示と定義しても良い。また、白粒子と黒粒子とを含む二粒子系では、白粒子が見えれば明表示とし、黒粒子が見えれば暗表示と定義しても良い。微粒子は帯電しているので、基板間に生ずる電界に応じてその空間的な分布を変化させる。

第一基板には複数の画素７が形成され、各画素はｎ個（ｎは２以上の整数）のサブピクセルから成る。画素は行列状に配置されていても良い。各サブピクセルにはサブピクセル電極４が設けられている。此のサブピクセル電極４には各サブピクセルに備えられたスイッチング素子（例えば薄膜トランジスタ）９を介して所定の電位が付与され、共通電極４との間に電界を発生させてサブピクセル上に於ける微粒子６ａ、６ｂの空間分布状態を変える。斯うしてサブピクセル上の明暗が変化する。本発明では一つの画素を構成する複数のサブピクセルの明暗に応じて当該画素の輝度階調を調整する。ｎ個のサブピクセルの面積は皆略等しい。面積が略等しいとは、ｎ個のサブピクセルから選んだ任意の２つのサブピクセルの面積比が０．９以上１．１以下である。此の条件下では総てのサブピクセルが同一性能となり、画素内でどのサブピクセルをも自由に選択出来る様になる。その結果一つの画素に於いてｎ＋１個の輝度階調が可能となる。しかも後述する様にサブピクセルの選択自由度が増す事で、美しい階調表現が実現することに成る。具体的には一つの画素を構成するｎ個のサブピクセル全てが完全な暗表示で有る状態を輝度階調０とし、ｎ個のサブピクセル総てが完全な明表示で有る状態を輝度階調ｎとする。斯うするとｉ個（ｉは１からｎの間の整数）のサブピクセルが完全明表示でｎ−ｉ個のサブピクセルが完全暗表示で有る状態にて当該画素は中間の輝度階調ｉを表現し得る（此を面積階調と称する）。本発明は隣接するサブピクセル間の漏れ電界を制御し、更に人間の目の分解能が低い事を積極的に利用して、この面積階調にて表示画面を窮めて自然に見せ、電気泳動表示装置にて綺麗な表示を行う効果を有する。具体的にはサブピクセル間で電界の混合を起こすと共に、人間の目で認識出来ぬ微細な明暗パターンにて明表示と暗表示との混合を生じせしめ、この効果にて美しい中間階調を実現するのである。無論各サブピクセルが電圧や電圧印可時間を調整して独自に階調を示し、且つ更に本願の面積階調を適応して、各画素にてより高い階調を表現させても良い。

上述の如き美しい階調表示を為すべく、本発明では、一つの画素内にｎ個のサブピクセルが設けられる。図２は本願発明の一例を示す回路図である。第一基板に複数の画素７がＫ行Ｌ列の行列状に形成されて居る（Ｋ、Ｌ共に２以上の整数）。各画素はｎ個のサブピクセルから成り、各サブピクセルには薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等から成るスイッチング素子９が接続される。図２の例では一つの画素が３個のサブピクセル４ａ、４ｂ、４ｃから成って居る（ｎ＝３）。Ｋ行Ｌ列に画素が配列された外側にはデータドライバ回路ＤＤと走査ドライバ回路ＳＤとが設けられて居り、各サブピクセルにはスイッチング素子９を介して其々独自の画像信号が入力される。同一行に配置された画素を為すＬ×ｎ個のサブピクセルは総て同一の走査線に接続される。走査ドライバ回路ＳＤはＫ本の走査線から特定の１行を選択し、選択された行に接続するＬ×ｎ個のスイッチング素子は一斉にスイッチオン状態となる。一方、各列は独立したｎ本のデータ線から成る。一列当たりのデータ線数ｎは一画素当たりのサブピクセル数ｎに等しい。図２の例では一画素を為すサブピクセルの数が３である為に、一列当たりのデータ線も１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃの３本となって居る。データドライバ回路ＤＤは列選択手段１００と、ｎ本の信号線１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、列選択トランジスタ１２０とを含む。ｎ本の信号線１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃは列選択トランジスタを介してｎ本のデータ線１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃに画像信号を供給する。即ちｎ本の信号線とｎ本のデータ線とは一対一対応を為す。列選択手段１００はＬ本の列から特定の一列を選択する。選択された列に接続するｎ個の列選択トランジスタは一斉にオン状態となり、此の列を為すｎ本のデータ線とｎ本の信号線とを一対一に対応させて、各データ線に画像信号を入力する。具体的には列選択トランジスタのソース又はドレインの一方が信号線に接続し、他方がデータ線に接続する。列選択トランジスタのゲートは列選択手段の出力に連なるので有る。一本の走査線が選択されて居る間に一列ずつ順次画素を選択する点順次駆動では、選択された列に位置するｎ本のデータ線に画像信号が直接入力される。図２の例に見られる様にデータドライバ回路ＤＤがラッチ回路ＬＡＴＣＨを有して居ると、各データ線に対応する画像信号は一度ラッチ回路に維持され、対象となる行が選択された期間にＬ×ｎ個のサブピクセルに同時に画像信号が入力されるとの線順次駆動が可能となる。列選択手段１００はデコーダやシフトレジスタから構成される。

要するに本願ではＫ行Ｌ列に配置された各画素は面積が略等しいｎ個のサブピクセルから成り、各サブピクセルにはスイッチング素子が接続されて居る。此等サブピクセルスイッチング素子のオンオフは走査線に与えられる走査選択信号にて定まる。ｎ個のサブピクセルに応じて各列にはｎ本のデータ線が設けられ、サブピクセルスイッチング素子を介してｎ個のサブピクセルとｎ本のデータ線とは一対一対応を為す。更に各列のｎ本のデータ線はｎ本の信号線に一対一対応を為し、此等ｎ本のデータ線とｎ本の信号線との間にはｎ個の列選択トランジスタが設けられて居る。列選択トランジスタのオン・オフは列選択手段より発せられる列選択信号にて制御されるので有る。斯うした構成を取ると、輝度階調信号が外部制御回路からｎ本の信号線に、常に一画素分ずつ出力されるので、外部制御回路が著しく簡単になり、その上で電気泳動表示装置にて面積階調表現が実現する訳である。実際には表示装置の記憶装置（ＶＲＡＭ）に各画素の階調データが入って居る。例えば「ｓ行ｔ列に位置する画素Ｐｓｔは輝度階調ｍで有る」と云った内容が記憶されて居る。画素Ｐｓｔを書き換える際には此の記憶装置（ＶＲＡＭ）から画素Ｐｓｔの階調データを呼び出し、呼び出した階調データをｎ個の明暗を表すデジタル信号に変換して、ｎ本の信号線に割り振る。更にｎ本の信号線とｔ列に位置するｎ本のデータ線とを介してｓ行ｔ列に位置するｎ個のサブピクセルに画像信号を入力するので有る。一画素が二行に跨っていたり、或いは信号線数とデータ線数とが異なっていたり、データ線数とサブピクセル数とが異なっていると、信号を並び替えねばならなかったり、或いはＶＲＡＭから画像信号を呼び出すタイミングを調整せねばならない等、外部回路による制御が複雑になる。此に対して本願発明ではＶＲＡＭから画素毎に画像信号を書き込む順番に呼び出すだけで面積階調を実現でき、外部制御回路は著しく簡易化されるので有る。

さて、本願発明の電気泳動表示装置で各画素はｎ個（ｎは２以上の整数）のサブピクセルから成るが、此等ｎ個のサブピクセルには、隣接するサブピクセル同士を一本の直線で分離し得ないサブピクセル対が少なくとも一対は存在する。言葉を換えると、此等ｎ個のサブピクセルには、隣接するサブピクセル間の境界辺が複数の直線から構成されるサブピクセル対が少なくとも一対は存在する事になる。一例を図３を用いて説明する。図３は本願発明の一画素を示す例で、一つの画素７が３つのサブピクセル４ａ、４ｂ、４ｃとから成っている。画素７は略正方形で一辺の長さは６単位となって居り、各サブピクセル面積は誤差範囲内で等しく、凡そ６単位×２単位の面積を有する。いずれのサブピクセル間も一本の直線では分離し得ず、複数の直線から隣接サブピクセル間の境界辺が構成されている。例えばサブピクセル４ａと４ｂとの間の境界辺は４本の直線から構成されて居る。又、サブピクセル４ａと４ｃとの間の境界辺は３本の直線から成って居るし、サブピクセル４ｂと４ｃとの間の境界辺は４本の直線から成る。即ち図３の例では隣接するサブピクセル同士を直線で分離し得ないサブピクセル対が３対存在している事になる。本発明の電気泳動表示装置では、サブピクセル間の境界辺が斯様に互いに入り組んだ状態にあるサブピクセル対が少なくとも一対は画素内に見いだされる。サブピクセル間の境界辺が互いに入り組んでいると、隣接サブピクセル同士が異なった明暗表示をする面積階調表示を為した際に、人間の目は入り組んだ境界辺を認識出来ず、明表示と暗表示とが混合して中間の表示に見える。即ち実際にはサブピクセル毎に明暗のデジタル表示で有っても、実質的に私達は中間階調を認識し、綺麗な階調表現が実現する事に成る（此を本願では微細混合と呼ぶ）。微細混合はサブピクセル面積が３１２５０μｍ₂以下の時に効果を示すが、取り分け其れが有効になるのは画素面積が６２５００μｍ₂（２５０μｍ×２５０μｍの正方形に相当）以下で且つサブピクセル面積が３１２５０μｍ₂（先の一画素を２つのサブピクセルが構成に相当）以下の時である。画素やサブピクセルが此よりも小さいと普通の人にはサブピクセルを認識出来ず、例えば白と黒とをサブピクセルに表示すると、中間の灰色に見える様になる。

本願発明の効果は上述の微細混合に加えて電気的にも増幅されている。この点を図４を用いて説明する。図４（ａ）は一つの画素３０を為す３つのサブピクセル３１ａ、３１ｂ、３１ｃの何れもが白を表示し（明表示）、結果として画素３０が完全な白（輝度階調３）を表示して居る例である。今、白微粒子６ｂは負に帯電し、黒微粒子６ａが正に帯電しているとする。此の条件下ではサブピクセル電極４ａ、４ｂ、４ｃの電位を共通電極２の電位よりも低く設定して、共通電極から３つのサブピクセル電極に向かう電界を発生させると、画素３０は明表示となる。例えば共通電極に＋５Ｖとか＋１０Ｖと云った正電位を与え、サブピクセル電極を其れよりも低い電位（例えば接地電位０Ｖ）とする。斯うすると負に帯電した白微粒子は共通電極に引き寄せられ、反対に正に帯電した黒微粒子はサブピクセル電極に引き寄せられて、画素３０は図４（ａ）が示すが如く完全な白を表示する。此に対して図４（ｂ）は真ん中に位置する一つのサブピクセル４ｂが黒を表示し（暗表示）、画素３０は白み掛かった灰色（輝度階調２）を表示して居る。斯うした表示を為すにはサブピクセル電極４ａと４ｃの電位を共通電極２の電位よりも低く設定し、且つ真ん中のサブピクセル電極４ｂの電位を共通電極２の電位よりも高く設定する。例えば共通電極２の電位を＋５Ｖと云ったような比較的低い正の値とし、サブピクセル電極４ａと４ｃの電位は其れよりも更に低い電位（例えば接地電位０Ｖ）とし、その一方でサブピクセル電極４ｂの電位を共通電極電位よりも高い正の電位（例えば＋１０Ｖ）とする。斯うするとサブピクセル３１ａと３１ｃとでは白微粒子が共通電極側に引き寄せられて白を表示する一方、サブピクセル３１ｂでは黒粒子が共通電極側に引き寄せられて黒を表示する様になる。サブピクセルが大きければサブピクセル３１ａと３１ｃは完全な白を表し、サブピクセル３１ｂは反対に完全な黒を表す。所が、サブピクセルが小さくサブピクセル間の距離がＥＰＤ材料１１の厚み（即ち第一基板と第二基板との距離）よりも十分に短ければ明表示領域（図４ｂのサブピクセル３１ａや３１ｃ）と暗表示領域（図４ｂのサブピクセル３１ｂ）との境界で其々逆方向の電界が混ざり合い、白黒の微粒子が完全にどちらかの電極に引き寄せられない領域が生ずる（図４（ｂ））。その結果、サブピクセル間を隔てる境界辺領域は明表示と暗表示の中間表示（この場合は灰色）と成り、明表示領域は完全な明表示（今の場合完全な白）ではなく不完全な明表示（今の場合灰色掛かった白）となる。同様に暗表示領域は完全な暗表示（今の場合完全な黒）ではなく不完全な暗表示（今の場合灰色掛かった黒）となる。此の様にサブピクセル間の境界領域では電界が混合して、中間階調を表現出来る様になる（以降本願では此の効果を電界混合と呼ぶ）。

電界混合がその効果を発揮するのは、サブピクセル間の距離がＥＰＤ材料１１の厚み（即ち第一基板と第二基板との距離）よりも十分に短い時（概ねＥＰＤ材料の厚み×０．１７６以下の時）で、隣接するサブピクセルの間隔が凡そ１０μｍ以下の時である。サブピクセル電極端部から上方の共通電極に向かう電界は最大１０°程度の広がりを持つ。従って共通電極側ではＥＰＤ材料の厚みにｔａｎ１０（＝０．１７６）を乗じた距離程度まで電界が広がって来る。ＥＰＤ材料は薄くとも其の厚みとして６０μｍを有する。従って共通電極側での電界の広がりは１０μｍとなる。隣接するサブピクセルの間隔が１０μｍ以下であるならば、電界混合が隣接サブピクセル間で生じ、綺麗な階調表現が実現する事になる。更に本願発明では、隣接するサブピクセルの間隔が当該サブピクセル固有長よりも十分に短い事が望ましい。サブピクセル固有長とはサブピクセル面積の平方根で、一つの画素の面積をＳとした時に、√（Ｓ／ｎ）にて表現される長さで有る。又、十分に短いとは、具体的は√（Ｓ／ｎ）にて表現されるサブピクセル固有長の十分の一以下を表す。互いに隣接するサブピクセル同士の間隔がサブピクセル固有長と同程度、或いはそれ以上で有れば、サブピクセル間の上方に位置する帯電微粒子６ａや６ｂが上下の電界に応答しなくなって仕舞う。その結果、サブピクセル間はサブピクセル電位に関係なく常に中間階調を示し、画素全体のコントラストを落とす事になる。而るにサブピクセル間隔がサブピクセル固有長よりも十分に短かく、且つＥＰＤ材料の厚みの０．１７６倍以下で有れば、帯電微粒子は必ずサブピクセル電極が作る電界に応答し、コントラスト低下の問題を発生せしめない。加えて電界混合も効果的に働く為に、明表示は明るく、暗表示は暗く、然も中間調は明暗がよく混ざり合った美しい階調を示す事になる。

上述の微細混合や電界混合は、サブピクセル間隔が短く、隣接するサブピクセル間の境界辺長が長い程その効果を発揮する。サブピクセル間隔が短ければ各サブピクセルからの電界は容易に混合し、境界辺長が画素固有長やサブピクセル固有長に比べて長ければ、微細混合がより精緻に成る為である。そこで本発明では、一個の画素を為すｎ個のサブピクセルには、各サブピクセルが隣接する複数ないしは単数のサブピクセルとの間の境界辺の総長が画素固有長よりも長くなるサブピクセルを少なくとも一対（２つ）は設ける。（以下本願では特別な断りがない限り、境界辺とは同一画素に属するサブピクセル間の境界辺を示す。異なった画素を成すサブピクセル間は画素境界と称し、その辺を画素境界辺と呼ぶ。）画素固有長とは当該画素面積の平方根で、画素面積をＳとした時に√Ｓにて表現される長さである。図３の例では、一画素は一辺が６単位の長さを有する正方形から成り、その面積は６単位×６単位で、画素固有長は６単位で有る。一方でサブピクセル４ａはサブピクセル４ｂとの間に６単位の長さを有する境界辺を持ち、サブピクセル４ｃとの間には４単位の長さの境界辺を持つから、サブピクセル４ａが有する境界辺の総長は１０単位となる。同様にサブピクセル４ｂの境界辺総長は１４単位であり、サブピクセル４ｃの境界辺総長は１２単位で有る。（ちなみにサブピクセル４ａが有する画素境界辺総長は１２単位であり、サブピクセル４ｂの画素境界辺総長は２単位、サブピクセル４ｃが有する画素境界辺総長は１０単位で有る。）即ち図３の例では一画素を成す何れのサブピクセルをも画素固有長の６単位よりも長い境界辺総長を有する。斯うするとサブピクセル間での電界混合や微細混合の効果が促進され、より美しい中間階調が実現するので有る。この例が示す様に本願発明の画素は、画素固有長よりも長いサブピクセル境界辺総長を有するサブピクセルを少なくとも一対は備え、仮令各サブピクセルへの画像信号が明暗の二値であっても、その画素全体としては滑らかな見栄えのする中間調表示を可能ならしめるので有る。

同様に各画素がｎ個（ｎは３以上の整数）のサブピクセルから成る場合には、此等ｎ個のサブピクセルには隣接するサブピクセル間の境界辺長が他の隣接するサブピクセル間の境界辺長よりも長いサブピクセル対を少なくとも一対は備えて居ても良い。要するにｎ個（ｎは３以上の整数）のサブピクセルが一画素を構成する際に、少なくとも２つのサブピクセルのは残りのｎ−２個のサブピクセルの何れかよりも長い境界辺総長を有する。ｎ個のサブピクセルは其々隣接するサブピクセルとの間に境界辺を有し、その総長は各サブピクセルに固有の値となる。此等ｎ個のサブピクセルからは、当該画素を構成するサブピクセルの境界辺総長の最小値ではない境界辺総長を有するサブピクセルを少なくとも２つは選び出せるので有る。此を再び図３を用いて説明する。サブピクセル４ａは総合で１０単位の境界辺総長を隣接するサブピクセルとの間に有し、サブピクセル４ｂは隣接するサブピクセルとの間に１４単位の境界辺総長を有し、サブピクセル４ｃは１２単位の境界辺総長を有して居る。即ち図３では一画素を構成するｎ個（ｎ＝３）のサブピクセルが隣接するサブピクセルとの間に其々異なった数値単位の境界辺総長を有して居る。サブピクセル対４ｂと４ｃは他のサブピクセル（サブピクセル４ａ）よりも長い境界辺総長を有して居る訳である。サブピクセル対４ｂと４ｃとでは４ｃの方が小さい境界辺総長の値を有するが、それでもサブピクセル４ａの境界辺総長の値よりは大きいので有る。前述の如く斯うした構成を取る事で微細混合や電界混合の効果は促進され、美しい中間輝度階調が表現される。

美しい中間輝度階調を表現する方法として、各画素はｎ個（ｎは２以上の整数）のサブピクセルから成り、此等ｎ個のサブピクセルの内で少なくとも一個のサブピクセルは、隣接する画素と境界を接して居ない様にしても良い。要するに複数のサブピクセルが同心状に配置されて一画素を構成するので有る（図５）。図５では一画素が３つのサブピクセル１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃから構成され、各サブピクセルは同心状に配置されて居る。その結果、最外周に位置するサブピクセル１０４ｃのみが隣接する画素と境界を接し、その他のサブピクセル１０４ａと１０４ｂとは隣接画素と境界を接して居ない。斯様な同心状サブピクセル配置では微細混合が殊の外効果を発揮し、きわめて美しい中間輝度階調を実現し得るので有る。

次に本願の電気泳動装置の駆動方法を説明する。上述の如く、本願では各サブピクセルの面積はどれもおおむね等しく、従って中間調を表示する際にどのサブピクセルを選択するかの自由度が認められる。微細混合や電界混合の効果を積極的に利用するには、まず画素が輝度階調ｉを表す際に、画素内で暗表示のサブピクセルと明表示のサブピクセルとを分離する境界辺長が最大となる様にｎ個のサブピクセルからｉ個のサブピクセルを明表示として選択する様に電気泳動ディスプレイを駆動するのが好ましい。又、それ故に本願発明の電気泳動ディスプレイは斯様なサブピクセル選択手段をも備えて居る。図６は上述の駆動方法と電気泳動ディスプレを説明した図である。各画素は４ａと４ｂ、４ｃの三個のサブピクセルから成り、隣接するサブピクセル同士は直線で分離し得ないサブピクセル対が少なくとも一対は存在し、又、隣接するサブピクセル間の境界辺は複数の直線から構成され、サブピクセル境界辺総長は総て同一ではなく他のサブピクセル間の境界辺総長よりも長いサブピクセルが二つ以上存在して居る。加えて図６に示される電気泳動表示装置は、画素内で暗表示のサブピクセルと明表示のサブピクセルとを分離する境界辺長が最大となる様にｎ個のサブピクセルからｉ個のサブピクセルを明表示とするサブピクセル選択手段５０をも備えている。図６では１行１列に位置する画素が輝度階調３（明表示）を示し、１行２列と２行３列に位置する画素が輝度階調２を示し、１行３列と２行２列に位置する画素が輝度階調１を示し、２行１列に位置する画素が輝度階調０（暗表示）を示して居る。三個のサブピクセル４ａ、４ｂ、４ｃの内でサブピクセル境界辺総長が一番長いのはサブピクセル４ｂで有る為に、中間の輝度階調を表示させるにはサブピクセル４ｂに他の二つのサブピクセルとは反対の表示を為す。例えば輝度階調２を表示する際にはサブピクセル４ｂを暗表示とし、残りのサブピクセル４ａと４ｃは明表示とする。又、輝度階調１を表示する際にはサブピクセル４ｂを明表示とし、残りのサブピクセル４ａと４ｃは暗表示とする。即ち、此処に記載した電気泳動表示装置では中間階調を為す際にサブピクセル選択手段５０により常にサブピクセル境界辺総長が最大と成る様に駆動されて居る。此が為に微細混合や電界混合が確実に生じ、美しい中間階調を表示出来る事になる。尚、サブピクセル４ａと４ｃとは常に同じ表示をするので、４階調を表示させるにはサブピクセル４ａと４ｃとを一体にし、更にデータ線１１０ａと１１０ｃを一体にし、信号線１１１ａと１１１ｃとを一体にしても良い。

更に此処に記載した発明となるサブピクセルパターンと駆動方法の一例を図７に示す。図７では一画素を為すサブピクセルの形状を（ａ）から（ｕ）迄幾つか描き、その駆動方法をアルファベットと矢印とを用いて０→Ａ→ＢＣ→ＡＢＣと云った具合に記載してある。０→Ａ→ＢＣ→ＡＢＣとは各階調に於ける暗表示サブピクセルを示し、具体的には輝度階調３の完全明表示の際に総てのサブピクセルを明表示にし（０）、輝度階調２ではサブピクセルＡを暗表示にする一方でサブピクセルＢとＣとは明表示にし（Ａ）、輝度階調１ではサブピクセルＡを明表示にする一方でサブピクセルＢとＣとは暗表示にし（ＢＣ）、輝度階調０の完全暗表示の際に総てのサブピクセルを暗表示にする（ＡＢＣ）駆動方法を表して居る。各サブピクセルを互いに入り組ませ、中間階調表示を成す際に明表示と暗表示を成すサブピクセル間の境界辺総長が最大と成る様に駆動する事で、明暗が良く混ざった美しい階調表示が実現する事になる。

本願の電気泳動装置の別の駆動方法としては、当該画素が輝度階調ｉを表す際に、その画素の中心により近いｉ個のサブピクセルをｎ個のサブピクセルから選択して明表示とする方法と、此とは反対に画素の中心からより遠いｉ個のサブピクセルをｎ個のサブピクセルから選択して明表示とする方法とが有る。更には又、此等両者を組み合わせ、輝度階調ｉがサブピクセルの数ｎの半分よりも大きい（i＞ｎ/２）時には、画素の中心からより遠いｉ個のサブピクセルをｎ個のサブピクセルから選択して明表示とし、輝度階調ｉがサブピクセルの数ｎの半分よりも小さい（i＜ｎ/２）時には、画素の中心により近いｉ個のサブピクセルをｎ個のサブピクセルから選択して明表示としても良い。又、それ故に本願発明の電気泳動ディスプレイは斯様なサブピクセル選択手段をも備えて居る。此の様に画素中心付近から明暗を変更する事で複数画素に跨る明暗の偏りを排除出来、巨視的に美しい階調を実現し得るのである。上述の構成を取らぬ例として一画素が３つのサブピクセルから成り、或る画素と其の隣の画素が輝度階調２（二つのサブピクセルが明表示で、一つが暗表示）を表示して居る状況を想定する。二つの画素で左の画素内では一番右に位置するサブピクセルが暗表示を為し、右の画素内では一番左に位置するサブピクセルが暗表示を為して居るとする。本来、表示画面を見る人は各サブピクセルを小さ過ぎて認識出来ないはずだが、斯様な状況では、隣り合う画素が同じ暗表示をして居るが故に、暗表示と認識し得て仕舞う。従って表示画像を見る人には中間調とは思えず、白黒の微細ドットが並ぶ様に認識して仕舞い、美しい中間調表示にはならない。此に対して、本願構成の様に常に画素中心に近いサブピクセルから、或いは画素中心から遠いサブピクセルから明表示を選択して来ると、中間階調状態では画素内で異なった明暗表示をするサブピクセル間の混合が必ず生じ、其の画素内で綺麗な中間調が実現する事になる。再び此を図６を用いて説明する。図６ではサブピクセル間の境界辺総長が最も長いサブピクセル４ｂが他のサブピクセルよりも画素中心に近く配置してある。その為に輝度階調ｉ＝１を示す１行３列と２行２列に位置する画素では、その画素の中心により近いｉ個（１個）のサブピクセルをｎ個（ｎ＝３）のサブピクセルから選択して明表示として居る。又、此とは反対に、輝度階調ｉ＝２を示す１行２列と２行３列に位置する画素では、画素の中心からより遠いｉ個（２個）のサブピクセルをｎ個（ｎ＝３）のサブピクセルから選択して明表示として居る。斯うする事で各画素内にて確実に微細混合や電界混合を生じせしめ、各画素単位で美しい中間階調を実現して居るのである。画素内のサブピクセルは、境界辺総長が長い順に画素中心から外側に向かって配置されるのが理想と云えよう。尚、サブピクセルが画素中心に近いとは当該サブピクセルの画素電極重心に関する慣性モーメント値

が小さい事を意味する。サブピクセルｉに於ける画素重心に関する慣性モーメントとは各部位の質量ｄｍに画素重心からの距離の二乗（ｘ²＋ｙ²）を掛けて、当該サブピクセル内で積分した値である。各サブピクセルには固有の慣性モーメント値が定められ、その値に応じて画素中心からの距離が定まり、中心に近い（慣性モーメント値が小さい）サブピクセルを明表示乃至は暗表示として選択するのである。又、画素内にサブピクセルも境界辺総長が長いサブピクセルの慣性モーメントを出来る限り小さくする様に配置するのが好ましい。図８には本願構成に相当し、常に画素中心に近いサブピクセルから、或いは画素中心から遠いサブピクセルから明表示を選択して来る駆動方法の一例を示す。図８の見方は図７と同様である。サブピクセルＡが画素中心に最も近い為、３つのサブピクセルの内で一つを暗表示とする際にはサブピクセルＡを暗表示とし、３つのサブピクセルの内で一つを明表示とする際にはサブピクセルＡを明表示として居る。

本願の電気泳動装置の別の駆動方法としては、画素を構成するｎ個のサブピクセル全てが暗表示で有る状態を輝度階調０とし、ｉ個（ｉは１からｎの間の整数）のサブピクセルが明表示でｎ−ｉ個のサブピクセルが暗表示で有る状態を輝度階調ｉとした時に、輝度階調ｉを表す際に、暗表示のサブピクセルの総面積と明表示のサブピクセルの総面積とを比較して、面積の小さい方の表示を面積の大きい方の表示よりも内側に位置する様にｎ個のサブピクセルからｉ個のサブピクセルを明表示として選択するのが好ましい。又、それ故に本願発明の電気泳動ディスプレイは斯様なサブピクセル選択手段をも備えて居る。此とは反対に輝度階調ｉを表す際に、暗表示のサブピクセルの総面積と明表示のサブピクセルの総面積とを比較して、面積の小さい方の表示を面積の大きい方の表示よりも外側に位置する様にｎ個のサブピクセルからｉ個のサブピクセルを明表示として選択しても良い。先と同様に本願発明の電気泳動ディスプレイは斯様なサブピクセル選択手段をも備えて居る。本願構成の様に総面積が小さい方の表示を為すサブピクセルを纏めて画素の中心付近に配置したり、或いは反対に総面積が大きい方の表示を為すサブピクセルを纏めて画素の中心付近に配置すると、中間階調状態では画素内で異なった明暗表示をするサブピクセル間の混合が必ず生じ、其の画素内で綺麗な中間調が実現する事になる。此の様に画素中心付近から明暗を変更する事で複数画素に跨る明暗の偏りを排除出来、巨視的に美しい階調を実現出来る。此を再び図６を用いて説明する。図６に示す電気泳動表示装置は、暗表示のサブピクセルの総面積と明表示のサブピクセルの総面積とを比較して、面積の小さい方の表示を面積の大きい方の表示よりも内側に位置する様にｎ個のサブピクセルからｉ個のサブピクセルを明表示として選ぶサブピクセル選択手段５１を備えて居る。その結果、輝度階調ｉ＝１を示す１行３列と２行２列に位置する画素では、明表示面積が暗表示面積よりも小さい為に、面積のより小さい明表示領域がその画素の中心により近くなる様にｎ個（ｎ＝３）のサブピクセルからｉ個（１個）のサブピクセル４ｂが明表示として選択されて居る。同様に、輝度階調ｉ＝２を示す１行２列と２行３列に位置する画素では、暗表示面積が明表示面積よりも小さい為に、面積のより小さい暗表示領域がその画素の中心により近くなる様にｎ個（ｎ＝３）のサブピクセルからｉ個（１個）のサブピクセル４ｂが暗表示として選択されて居る。斯うする事で各画素内にて確実に微細混合や電界混合を生じせしめ、各画素単位で美しい中間階調を実現して居るのである。

本願の電気泳動装置の別の駆動方法としては、各画素はｎ個（ｎは２以上の整数）のサブピクセルから成り、此等ｎ個のサブピクセルの内で少なくとも一個のサブピクセルは、隣接する画素と境界を接して居らず、此等ｎ個のサブピクセル全てが暗表示で有る状態を輝度階調０とし、ｉ個（ｉは１からｎの間の整数）のサブピクセルが明表示でｎ−ｉ個のサブピクセルが暗表示で有る状態を輝度階調ｉとした時に、輝度階調ｉを表す際に、暗表示のサブピクセルと明表示のサブピクセルとを分離する境界辺総長が最大となる様にｎ個のサブピクセルからｉ個のサブピクセルを明表示として選択するのも好ましい。又、それ故に本願発明の電気泳動ディスプレイは斯様なサブピクセル選択手段をも備えるのが好ましい。要するに単数乃至は複数のサブピクセルが隣の画素とは隣接せず、他のサブピクセルの内側に配置される画素に於いても、明表示と暗表示とを隔てる境界辺総長が最大になる様にサブピクセルを選択するのである。又、斯様なサブピクセル選択手段を本願の電気泳動表示装置は有する。斯うする事で、微細混合や電界混合が確実に生じ、美しい中間階調を表示出来る事になるからである。此の駆動方法の一例を図９に示す。図９は一画素が同面積の３つのサブピクセルから成り、此等サブピクセルが同心状に配置されて居る。一番内側に位置するサブピクセルは一辺が１単位の正方形である（内側のサブピクセルと称す）。その外側に位置するサブピクセルは一辺が√２単位（１．４１４単位）の正方形から一辺が１単位の正方形を刳り抜いた形している（真ん中のサブピクセルと称す）。一番外側に位置するサブピクセルは一辺が√３単位（１．７３２単位）の正方形から一辺が√２単位（１．４１４単位）の正方形を刳り抜いた形と成って居る（外側のサブピクセルと称す）。此等３つのサブピクセルで隣の画素に接して居るのは一番外側に位置するサブピクセルのみで有る。此の画素では４つの階調を表現し得る。階調ゼロでは総てのサブピクセルが暗表示になり、反対に階調３では総てのサブピクセルが明表示となる。中間階調１では真ん中のサブピクセルが明表示を為し、内側のサブピクセルと外側のサブピクセルとが暗表示を為す事で、明表示と暗表示との境界辺総長が一番長く成って居る。更に中間階調２では真ん中のサブピクセルが暗表示を為し、内側のサブピクセルと外側のサブピクセルとが明表示を為す事で、明表示と暗表示との境界辺総長が一番長く成って居る。中間階調の階調１と階調２とでは、真ん中のサブピクセルが内側及び外側のサブピクセルと常に反対の表示を為す事で、両階調に於ける微細混合と電界混合とを促進し、美しい中間階調が実現されている。

更に本願の駆動方法の別な一例を図１０に示す。図１０は一画素が同面積の４つのサブピクセルから成り、此等サブピクセルが同心状に配置されて居る。一番内側に位置するサブピクセルは一辺が１単位の正方形である（サブピクセル１と称す）。その外側に位置するサブピクセルは一辺が√２単位（１．４１４単位）の正方形から一辺が１単位の正方形を刳り抜いた形している（サブピクセル２と称す）。その外側に位置するサブピクセルは一辺が√３単位（１．７３２単位）の正方形から一辺が√２単位（１．４１４単位）の正方形を刳り抜いた形している（サブピクセル３と称す）。一番外側に位置するサブピクセルは一辺が√４単位（２単位）の正方形から一辺が√３単位（１．７３２単位）の正方形を刳り抜いた形と成って居る（サブピクセル４と称す）。此等４つのサブピクセルで隣の画素に接して居るのは一番外側に位置するサブピクセル４のみで有る。此の画素では４つの同面積のサブピクセルを用いて５つの階調を表現し得る。階調ゼロでは総てのサブピクセルが暗表示になり、反対に階調４では総てのサブピクセルが明表示となる。中間階調１ではサブピクセル３が明表示を為し、その他のサブピクセルを暗表示とする事で、明表示と暗表示との境界辺総長が一番長く成って居る。又、中間階調２ではサブピクセル１と３とを暗表示とし、サブピクセル２と４とを明表示と為す事で、明表示と暗表示との境界辺総長が一番長く成って居る。更に中間階調３ではサブピクセル３が暗表示を為し、その他のサブピクセルを明表示とする事で、明表示と暗表示との境界辺総長が一番長く成って居る。此の例が示す様に各中間階調で常に境界辺総長が最大と成る様にサブピクセルの明暗を選択して居るので、本願発明の画素では各サブピクセルへの導入データが仮令明暗のデジタル信号であっても、画素単位で美しい中間階調が実現する訳である。

図６乃至は図９、図１０の例から分かる様に、境界辺総長を最大にするサブピクセル選択方法では、各サブピクセルが平均して同じ程度の回数だけ明表示乃至は暗表示を為す。此に依りサブピクセル毎の明表示画像や暗表示画像の焼き付けを防ぐ効果も認められる。例えば図６や図９の例では４つの階調を表現するが、其々のサブピクセルは皆等しく明表示と暗表示を２回ずつ行って居る。又、図１０の例では、サブピクセル１と３とが３回の暗表示と２回の明表示を為す一方で、サブピクセル２と４とでは２回の暗表示と３回の明表示を為し、特定のサブピクセルが多くの明表示をすると云った様な偏った選択は為されていない。明表示乃至は暗表示のどちらかが２回以上多い偏ったサブピクセル選択を行うと、そのサブピクセルが焼き付けを起こし、完全明表示や完全暗表示での表示品質を落とす事になる。例えば図１１に示す駆動方法を採択すると、内側のサブピクセルは４回の階調表現の内で３回白を表示し、真ん中のサブピクセルは３回黒を表示する。この為に内側のサブピクセルは白が焼き付き易く、黒表示の際に白っぽい黒を表示する事に成る。反対に真ん中のサブピクセルは黒が焼き付き易く、白表示の際に黒っぽい白を表示する事に成る。斯うして、階調ゼロの黒表示では内側のサブピクセルが白み掛かり、階調３の白表示では真ん中のサブピクセルが黒み掛かり、総体としてコントラストが低下する事に成る。所が本願上述の様に境界辺総長が最大と成る様に明表示乃至は暗表示するサブピクセルを選択する事で、総てのサブピクセルが平均的に明暗表示を為す様になる。それ故にサブピクセルへの明暗の焼き付けを防止出来、美しい階調表現と高いコントラスト比とを同時に実現出来る様になる。

本願の電気泳動装置の別の駆動方法としては、各画素はｎ個（ｎは２以上の整数）のサブピクセルから成り、此等ｎ個のサブピクセルの内で少なくとも一個のサブピクセルは、隣接する画素と境界を接して居らず、此等ｎ個のサブピクセル全てが暗表示で有る状態を輝度階調０とし、ｉ個（ｉは１からｎの間の整数）のサブピクセルが明表示でｎ−ｉ個のサブピクセルが暗表示で有る状態を輝度階調ｉとした時に、輝度階調ｉを表す際に、暗表示のサブピクセルの総面積と明表示のサブピクセルの総面積とを比較して、面積の小さい方の表示を面積の大きい方の表示よりも内側に位置する様にｎ個のサブピクセルからｉ個のサブピクセルを明表示として選択するのが好ましい。又、それ故に本願発明の電気泳動ディスプレイは斯様なサブピクセル選択手段をも備えて居る。此とは反対に輝度階調ｉを表す際に、暗表示のサブピクセルの総面積と明表示のサブピクセルの総面積とを比較して、面積の小さい方の表示を面積の大きい方の表示よりも外側に位置する様にｎ個のサブピクセルからｉ個のサブピクセルを明表示として選択するのも好ましい。又、それ故に本願発明の電気泳動ディスプレイは斯様なサブピクセル選択手段をも備えて居る。

此を図１２と図１３とを用いて説明する。図１２と図１３とは図９と同じ構造を成す画素で、略同面積のサブピクセルが同心状に配置されて居る。図１２では輝度階調ｉを表す際に、暗表示のサブピクセルの総面積と明表示のサブピクセルの総面積とを比較して、面積の小さい方の表示を面積の大きい方の表示よりも内側に位置する様にサブピクセルを選択する駆動方法が採択されて居る。具体的には階調１では暗表示面積よりも明表示面積の方が狭い為に明表示を画素の内側に配置すべく、内側のサブピクセルを明表示とし、真ん中のサブピクセルと外側のサブピクセルとを暗表示としている。一方、階調２では明表示面積よりも暗表示面積の方が狭い為に暗表示を画素の内側に配置すべく内側のサブピクセルを暗表示とし、真ん中のサブピクセルと外側のサブピクセルとを明表示にして居る。図１２と反対に、図１３では輝度階調ｉを表す際に、暗表示のサブピクセルの総面積と明表示のサブピクセルの総面積とを比較して、面積の小さい方の表示を面積の大きい方の表示よりも外側に位置する様にサブピクセルを選択する駆動方法が採択されて居る。具体的には階調１では暗表示面積よりも明表示面積の方が狭い為に明表示を画素の外側に配置すべく、外側のサブピクセルを明表示とし、真ん中のサブピクセルと内側のサブピクセルとを暗表示としている。一方、階調２では明表示面積よりも暗表示面積の方が狭い為に暗表示を画素の外側に配置すべく外側のサブピクセルを暗表示とし、真ん中のサブピクセルと内側のサブピクセルとを明表示にして居る。斯うした駆動方法を採択すると、各画素単位で微細混合と電界混合とが促進され美しい中間階調を実現出来る。同時に各画素が平均的に明暗表示を行うので画像の焼き付きもなく、コントラスト比も向上する。

最後に本発明の電気泳動表示装置をフレキシブル電子ペーパに適応した例を説明する。図１４は本願発明を適応した電子ペーパ２１０の斜視図である。電子ペーパ２１０は紙に近い質感と柔軟性とを備える本体２１１を有し、この本体は本願発明の電気泳動表示装置を表示手段２６４として用いて居る。此の電子デバイスは本願発明の電気泳動表示装置とその駆動方法とを利用している為に、各画素毎に美しい中間階調を表現し、然も高いコントラスト比を実現している。尚、本願発明の電気泳動表示装置は電子ペーパに限らず各種電子機器に表示装置として搭載可能である。此等電子機器として例えば、電子ブックやパーソナルコンピューター、デジタルスチルカメラ、ビューファインダ型乃至はモニタ直視型のビデオレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ、電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器等が上げられる。電子泳動表示装置は此等の表示手段として好適である。

本発明の電気泳動表示装置の側断面図。 本発明の電気泳動表示装置の回路と画素形状を説明する図。 本発明の電気泳動表示装置に用いられる画素の一例を説明する図。 本発明の原理を説明する図。 本発明の電気泳動表示装置に用いられる画素の一例を説明する図。 本発明の電気泳動表示装置に用いられる画素とその駆動方法の一例を説明する図。 本発明の電気泳動表示装置に用いられる画素とその駆動方法の一例を説明する図。 本発明の電気泳動表示装置に用いられる画素とその駆動方法の一例を説明する図。 本発明の電気泳動表示装置に用いられる画素とその駆動方法の一例を説明する図。 本発明の電気泳動表示装置に用いられる画素とその駆動方法の一例を説明する図。 本発明の電気泳動表示装置に用いられる画素とその駆動方法の一例を説明する図。 本発明の電気泳動表示装置に用いられる画素とその駆動方法の一例を説明する図。 本発明の電気泳動表示装置に用いられる画素とその駆動方法の一例を説明する図。 電気泳動表示装置を用いた電子ペーパを示す斜視図である。

符号の説明

１…第二基板
２…共通電極（透明電極）
４…サブピクセル電極
５…分散媒
６…帯電した微粒子（電気泳動粒子）
７…画素
８…第一基板
９…スイッチング素子
１０…電気泳動表示装置
１１…電気泳動材料
５０…サブピクセル選択手段
５１…サブピクセル選択手段
１０４…サブピクセル
１０７…画素

Claims (17)

1. 第一基板と第二基板との間に電気泳動材料を挟持する電気泳動表示装置に於いて、
   該第一基板には複数の画素が形成され、
   該画素はｎ個（ｎは３以上の整数）のサブピクセルから成り、
   前記ｎ個のサブピクセルの面積が略等しく、前記画素に於いてｎ＋１個の輝度階調を可能ならしめ、
   該ｎ個のサブピクセルには、隣接するサブピクセル同士を直線で分離し得ないサブピクセル対が少なくとも一対は存在し、
   同一の前記画素内において一の前記サブピクセルの辺のうち他の前記サブピクセルと隣接する辺の長さを境界辺総長と定義した場合に、前記ｎ個のサブピクセルのうち少なくとも２つの前記サブピクセルの各々の境界辺総長は、他のいずれかの前記サブピクセルの境界辺総長よりも長く、
   前記ｎ個のサブピクセル全てが暗表示で有る状態を輝度階調０とし、ｉ個（ｉは１からｎの間の整数）の前記サブピクセルが明表示でｎ−ｉ個の前記サブピクセルが暗表示で有る状態を輝度階調ｉとした時に、輝度階調ｉを表す際に、暗表示の前記サブピクセルと明表示の前記サブピクセルとを分離する境界辺長が最大となる様にｎ個の前記サブピクセルからｉ個の前記サブピクセルを明表示として選択するサブピクセル選択手段を備える事を特徴とする電気泳動表示装置。
2. 該ｎ個のサブピクセルには、隣接するサブピクセル間の境界辺が複数の直線から構成されるサブピクセル対を少なくとも一対は備えて居る事を特徴とする請求項１に記載の電気泳動表示装置。
3. 該ｎ個のサブピクセルの内で少なくとも一個のサブピクセルは、隣接する前記画素と境界を接して居ない事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。
4. 前記隣接するサブピクセルの間隔は１０μｍ以下で有る事を特徴とする請求項１乃至３に記載の電気泳動表示装置。
5. 前記隣接するサブピクセルの間隔は、前記画素の面積をＳとした時に、√（Ｓ／ｎ）にて表現される長さよりも十分に短い事を特徴とする請求項１乃至４に記載の電気泳動表示装置。
6. 前記ｎ個のサブピクセルには、前記画素の面積をＳとした時に、隣接するサブピクセル間の境界辺長が√Ｓよりも長いサブピクセル対が少なくとも一対は設けられて居る事を特徴とする請求項１乃至５に記載の電気泳動表示装置。
7. 前記ｎ個のサブピクセル全てが暗表示で有る状態を輝度階調０とし、ｉ個（ｉは１からｎの間の整数）のサブピクセルが明表示でｎ−ｉ個のサブピクセルが暗表示で有る状態を輝度階調ｉとした時に、輝度階調ｉを表す際に、前記画素の中心により近いｉ個のサブピクセルを前記ｎ個のサブピクセルから選択して明表示とするサブピクセル選択手段を備える事を特徴とする請求項１乃至６に記載の電気泳動表示装置。
8. 前記ｎ個のサブピクセル全てが暗表示で有る状態を輝度階調０とし、ｉ個（ｉは１からｎの間の整数）のサブピクセルが明表示でｎ−ｉ個のサブピクセルが暗表示で有る状態を輝度階調ｉとした時に、輝度階調ｉを表す際に、前記画素の中心からより遠いｉ個のサブピクセルを前記ｎ個のサブピクセルから選択して明表示とするサブピクセル選択手段を備える事を特徴とする請求項１乃至６に記載の電気泳動表示装置。
9. 前記ｎ個のサブピクセル全てが暗表示で有る状態を輝度階調０とし、ｉ個（ｉは１からｎの間の整数）のサブピクセルが明表示でｎ−ｉ個のサブピクセルが暗表示で有る状態を輝度階調ｉとした時に、輝度階調ｉを表す際に、暗表示のサブピクセルの総面積と明表示のサブピクセルの総面積とを比較して、面積の小さい方の表示を面積の大きい方の表示よりも内側に位置する様にｎ個のサブピクセルからｉ個のサブピクセルを明表示として選択するサブピクセル選択手段を備える事を特徴とする請求項１乃至６に記載の電気泳動表示装置。
10. 前記ｎ個のサブピクセル全てが暗表示で有る状態を輝度階調０とし、ｉ個（ｉは１からｎの間の整数）のサブピクセルが明表示でｎ−ｉ個のサブピクセルが暗表示で有る状態を輝度階調ｉとした時に、輝度階調ｉを表す際に、暗表示のサブピクセルの総面積と明表示のサブピクセルの総面積とを比較して、面積の小さい方の表示を面積の大きい方の表示よりも外側に位置する様にｎ個のサブピクセルからｉ個のサブピクセルを明表示として選択するサブピクセル選択手段を備える事を特徴とする請求項１乃至６に記載の電気泳動表示装置。
11. 前記隣接するサブピクセルの間隔は、前記電気泳動材料の厚みの０．１７６倍以下で有る事を特徴とする請求項１乃至９に記載の電気泳動表示装置。
12. 第一基板と第二基板との間に電気泳動材料を挟持する電気泳動表示装置の駆動方法に於いて、
    該第一基板には複数の画素が形成され、
    該画素はｎ個（ｎは３以上の整数）のサブピクセルから成り、
    前記ｎ個のサブピクセルの面積が略等しく、前記画素に於いてｎ＋１個の輝度階調を可能ならしめ、
    該ｎ個のサブピクセルには、隣接するサブピクセル同士を直線で分離し得ないサブピクセル対が少なくとも一対は存在し、
    同一の前記画素内において一の前記サブピクセルの辺のうち他の前記サブピクセルと隣接する辺の長さを境界辺総長と定義した場合に、前記ｎ個のサブピクセルのうち少なくとも２つの前記サブピクセルの各々の境界辺総長は、他のいずれかの前記サブピクセルの境界辺総長よりも長く、
    該ｎ個のサブピクセル全てが暗表示で有る状態を輝度階調０とし、ｉ個（ｉは１からｎの間の整数）のサブピクセルが明表示でｎ−ｉ個のサブピクセルが暗表示で有る状態を輝度階調ｉとした時に、輝度階調ｉを表す際に、暗表示のサブピクセルと明表示のサブピクセルとを分離する境界辺長が最大となる様にｎ個のサブピクセルからｉ個のサブピクセルを明表示として選択する事を特徴とする電気泳動表示装置の駆動方法。
13. 該ｎ個のサブピクセル全てが暗表示で有る状態を輝度階調０とし、ｉ個（ｉは１からｎの間の整数）のサブピクセルが明表示でｎ−ｉ個のサブピクセルが暗表示で有る状態を輝度階調ｉとした時に、輝度階調ｉを表す際に、暗表示のサブピクセルの総面積と明表示のサブピクセルの総面積とを比較して、面積の小さい方の表示を面積の大きい方の表示よりも内側に位置する様にｎ個のサブピクセルからｉ個のサブピクセルを明表示として選ぶ事を特徴とする請求項１２に記載の電気泳動表示装置の駆動方法。
14. 該ｎ個のサブピクセル全てが暗表示で有る状態を輝度階調０とし、ｉ個（ｉは１からｎの間の整数）のサブピクセルが明表示でｎ−ｉ個のサブピクセルが暗表示で有る状態を輝度階調ｉとした時に、輝度階調ｉを表す際に、暗表示のサブピクセルの総面積と明表示のサブピクセルの総面積とを比較して、面積の小さい方の表示を面積の大きい方の表示よりも外側に位置する様にｎ個のサブピクセルからｉ個のサブピクセルを明表示として選ぶ事を特徴とする請求項１２に記載の電気泳動表示装置の駆動方法。
15. 該ｎ個のサブピクセルには、隣接するサブピクセル間の境界辺が複数の直線から構成されるサブピクセル対を少なくとも一対は備えて居る事を特徴とする請求項１２乃至１４に記載の電気泳動表示装置の駆動方法。
16. 該ｎ個のサブピクセルの内で少なくとも一個のサブピクセルは、隣接する画素と境界を接していない事を特徴とする請求項１２乃至１５に記載の電気泳動表示装置の駆動方法。
17. 前記隣接するサブピクセルの間隔は、前記電気泳動材料の厚みの０．１７６倍以下で有る事を特徴とする請求項１２乃至１６に記載の電気泳動表示装置の駆動方法。

Images