JP5024461B2

JP5024461B2 - 電気泳動表示装置、電子機器、電気泳動表示装置の駆動方法、およびコントローラ

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Publication number: JP5024461B2
Application number: JP2011003115A
Authority: JP
Inventors: 友子小松
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2011-01-11
Filing date: 2011-01-11
Publication date: 2012-09-12
Anticipated expiration: 2026-01-31
Also published as: JP2011118405A

Description

本発明は、電気泳動表示装置および電子機器に関するものである。

電気泳動表示装置は、少なくとも一方が透明な一組の対向電極板間に、１つ又は複数の種類の電気泳動粒子と電気泳動分散媒とを含む電気泳動分散液を封止することにより構成される。２つの電極間に電圧を印加することにより電気泳動粒子が電気泳動分散媒中を移動し、その分布が変わることにより光学的反射特性が変化して情報の表示が可能となる。

特許文献１には、電子インクを用いたアクティブマトリクス型の電気泳動表示装置において、表示内容の変更を行う際、すべての画素電極を同じ電位にした上で、共通電極と画素電極の間に電圧を印加することにより、それまで表示していた内容を表示領域全体にわたって消去し、その後新たな表示内容を表示させることにより、駆動電圧を抑え、かつ誤書き換えを防止することができる駆動方法が開示されている。

特開２００２−１４９１１５号公報

しかし、上述の駆動方法によると表示部に残像が残りやすい。この場合の残像には、画像切り替え時に発生する消去時残像と、電気泳動表示素子に繰り返し電圧を印加することによって起こる経時的残像が含まれる。

そこで、本発明の目的は、電気泳動表示装置の残像を軽減することである。

本発明に係る電気泳動表示装置は、第１の画像において第２の階調を表示し且つ第２の画像において第１の階調を表示する第１の画素、前記第１の画像及び前記第２の画像において前記第２の階調を表示する第２の画素、前記第１の画像において前記第１の階調を表示し且つ前記第２の画像において前記第２の階調を表示する第３の画素、及び前記第１の画像及び前記第２の画像において前記第１の階調を表示する第４の画素を含む表示部と、前記第１の画素に形成された第１の画素電極、前記第２の画素に形成された第２の画素電極、前記第３の画素に形成された第３の画素電極、及び前記第４の画素に形成された第４の画素電極と、前記第１の画素電極、前記第２の画素電極、前記第３の画素電極、及び前記第４の画素電極に対向する共通電極と、前記第１の画素電極、前記第２の画素電極、前記第３の画素電極、及び前記第４の画素電極と、前記共通電極との間に配置された電気泳動粒子と、を有する表示部を備え、前記表示部に表示される画像を、第１の画像から第２の画像へ変更する切り替え期間は、第１の期間、第２の期間、第３の期間、第４の期間を含み、前記第１の期間において、前記第１の画素及び前記第２の画素は、前記第２の階調から前記第１の階調に書き換えられ、前記第２の期間において、前記第１、第２、第３、第４の画素は、前記第１の階調から前記第２の階調に書き換えられ、前記第３の期間において、前記第１、第２、第３、第４の画素は、前記第２の階調から前記第１の階調に書き換えられ、前記第４の期間において、前記第２の画素及び前記第３の画素は、前記第１の階調から前記第２の階調に書き換えられ、前記第１の期間において、前記第１の画素電極と前記共通電極との間、及び前記第２の画素電極と前記共通電極との間には電位差が発生し、前記第３の画素電極及び前記第４の画素電極には前記共通電極と同電位が印加されるものである。

これにより、切り替え期間において、電気泳動素子に繰り返し同じ電圧が印加されて同じ階調を表示し続けることが緩和され、電気泳動粒子の電圧遮断後の保持特性の低下による残像を軽減することができる。

また、前記電気泳動粒子は、前記第１の階調の第１の電気泳動粒子と前記第２の階調の第２の電気泳動粒子とを含むことが望ましい。
また、前記第１の電気泳動粒子は負に帯電し、前記第２の電気泳動粒子は正に帯電しているようにしてもよい。
また、前記第１の階調は白であり、前記第２の階調は黒であるようにすることができる。
また、前記第１の期間と前記第４の期間との間において、前記第２及び第３の期間からなる期間の動作が複数回繰り返されることが望ましい。

また、本発明に係る電子機器は、上述した電気泳動表示装置を表示部として備えるあらゆる機器を含むもので、ディスプレイ装置、テレビジョン装置、電子ブック、電子ペーパ、時計、電卓、携帯電話、携帯情報端末等を含む。また、「機器」という概念からはずれるもの、例えば可撓性のある紙状／フィルム状の物体、これら物体が貼り付けられた壁面等の不動産に属するもの、車両、飛行体、船舶等の移動体に属するものも含む。

本発明に係る電気泳動表示装置の駆動方法は、第１の画像において第２の階調を表示し且つ第２の画像において第１の階調を表示する第１の画素、前記第１の画像及び前記第２の画像において前記第２の階調を表示する第２の画素、前記第１の画像において前記第１の階調を表示し且つ前記第２の画像において前記第２の階調を表示する第３の画素、及び前記第１の画像及び前記第２の画像において前記第１の階調を表示する第４の画素を含む表示部と、前記第１の画素に形成された第１の画素電極、前記第２の画素に形成された第２の画素電極、前記第３の画素に形成された第３の画素電極、及び前記第４の画素に形成された第４の画素電極と、前記第１の画素電極、前記第２の画素電極、前記第３の画素電極、及び前記第４の画素電極に対向する共通電極と、前記第１の画素電極、前記第２の画素電極、前記第３の画素電極、及び前記第４の画素電極と、前記共通電極との間に配置された電気泳動粒子と、を有する表示部を備えた電気泳動表示装置の駆動方法であって、前記表示部に表示される画像を、第１の画像から第２の画像へ変更する切り替え期間において、第１ステップ、第２ステップ、第３ステップ、第４ステップを実行し、前記第１ステップにおいて、前記第１の画素及び前記第２の画素を、前記第２の階調から前記第１の階調に書き換え、前記第２ステップにおいて、前記第１、第２、第３、第４の画素を、前記第１の階調から前記第２の階調に書き換え、前記第３ステップにおいて、前記第１、第２、第３、第４の画素を、前記第２の階調から前記第１の階調に書き換え、前記第４ステップにおいて、前記第２の画素及び前記第３の画素を、前記第１の階調から前記第２の階調に書き換え、前記第１ステップにおいて、前記第１の画素電極と前記共通電極との間、及び前記第２の画素電極と前記共通電極との間には電位差が発生し、前記第３の画素電極及び前記第４の画素電極には前記共通電極と同電位が印加されるものである。
これにより、切り替え期間において、電気泳動素子に繰り返し同じ電圧が印加されて同じ階調を表示し続けることが緩和され、電気泳動粒子の電圧遮断後の保持特性の低下による残像を軽減することができる。
また、前記第１ステップと前記第４ステップとの間において、前記第２及び前記第３ステップからなる動作を複数回繰り返すことが望ましい。

本発明に係るコントローラは、第１の画像において第２の階調を表示し且つ第２の画像において第１の階調を表示する第１の画素、前記第１の画像及び前記第２の画像において前記第２の階調を表示する第２の画素、前記第１の画像において前記第１の階調を表示し且つ前記第２の画像において前記第２の階調を表示する第３の画素、及び前記第１の画像及び前記第２の画像において前記第１の階調を表示する第４の画素を含む表示部と、前記第１の画素に形成された第１の画素電極、前記第２の画素に形成された第２の画素電極、前記第３の画素に形成された第３の画素電極、及び前記第４の画素に形成された第４の画素電極と、前記第１の画素電極、前記第２の画素電極、前記第３の画素電極、及び前記第４の画素電極に対向する共通電極と、前記第１の画素電極、前記第２の画素電極、前記第３の画素電極、及び前記第４の画素電極と、前記共通電極との間に配置された電気泳動粒子と、を有する表示部を備えた電気泳動表示装置を制御するためのコントローラであって、前記表示部に表示される画像を、第１の画像から第２の画像へ変更する切り替え期間において、第１ステップ、第２ステップと、第３ステップ、第４ステップを実行し、前記第１ステップにおいて、前記第１の画素及び前記第２の画素を、前記第２の階調から前記第１の階調に書き換え、前記第２ステップにおいて、前記第１、第２、第３、第４の画素を、前記第１の階調から前記第２の階調に書き換え、前記第３ステップにおいて、前記第１、第２、第３、第４の画素を、前記第２の階調から前記第１の階調に書き換え、前記第４ステップにおいて、前記第２の画素及び前記第３の画素を、前記第１の階調から前記第２の階調に書き換え、前記第１ステップにおいて、前記第１の画素電極と前記共通電極との間、及び前記第２の画素電極と前記共通電極との間には電位差が発生し、前記第３の画素電極及び前記第４の画素電極には前記共通電極と同電位が印加されるよう前記電気泳動表示装置を制御するものである。
これにより、切り替え期間において、電気泳動素子に繰り返し同じ電圧が印加されて同じ階調を表示し続けることが緩和され、電気泳動粒子の電圧遮断後の保持特性の低下による残像を軽減することができる。
また、前記電気泳動表示装置は、前記第１の画素電極、前記第２の画素電極、前記第３の画素電極、及び前記第４の画素電極に電圧を供給する駆動回路を備え、
前記駆動回路を制御することにより前記第１の画素、前記第２の画素、前記第３の画素、及び前記第４の画素の表示を書き換えることが望ましい。
また、前記第１ステップと前記第４ステップとの間において、前記第２及び前記第３ステップからなる動作を複数回繰り返すことが望ましい。

図１は、本発明の実施の形態１による電気泳動表示装置の電気的な全体構成を示す図である。図２は、電気泳動表示装置の各画素の構造を示す図である。図３は、比較例の電気泳動表示装置の残像を説明する図である。図４は、比較例の電気泳動表示装置の共通電極および画素電極へ印加する電圧の制御方法を示すタイミングチャートである。図５は、比較例の電気泳動表示装置の表示画像変更時の動作を模式的に示した図である。図６は、本発明の実施の形態１による電気泳動表示装置の残像を説明する図である。図７は、本発明の実施の形態１による電気泳動表示装置の共通電極および画素電極へ印加する電圧の制御方法を示すタイミングチャートの例である。図８は、本発明の実施の形態１による電気泳動表示装置の表示画像変更時の動作を模式的に示した図である。図９は、本発明の実施の形態１による電気泳動表示装置の電気泳動表示装置の共通電極および画素電極へ印加する電圧の制御方法を示すタイミングチャートの例である。図１０は、消去時間に図７に示すような駆動を行ったときの画素電極にかかる電圧を詳しく説明する図である。図１１は、消去時間に図９に示すような駆動を行ったときの画素電極にかかる電圧を詳しく説明する図である。図１２は、本発明の実施の形態１による電気泳動表示装置の電気泳動表示装置の共通電極および画素電極へ印加する電圧の制御方法を示すタイミングチャートの例である。図１３（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明による電子機器の例を示した図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、実施の形態１による電気泳動表示装置１０の電気的な全体構成を示す図である。電気泳動表示パネルＡ（表示部）は複数の画素から構成されており、これらの画素は、後述するスイッチング素子としてのＴＦＴ（ＴｈｉｎＦｉｌｍＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）１０３や、このＴＦＴ１０３に接続された画素電極１０４を含んで構成されている。一方、素子基板１００の周辺領域には、走査線駆動回路１３０やデータ線駆動回路１４０が形成されている。また、素子基板１００の電気泳動表示パネルＡには、図示のＸ方向に沿って平行に複数本の走査線１０１が形成されている。また、これと直交するＹ方向に沿って平行に複数本のデータ線１０２が形成されている。そして、各画素は走査線１０１とデータ線１０２との交差に対応してマトリクス状に配列されている。

電気泳動装置の周辺回路には、コントローラ（制御部）３００が設けられている。このコントローラ３００は画像信号処理回路およびタイミングジェネレータを含んでいる。ここで、画像信号処理回路は、画像データ及び対向電極制御信号を生成し、それぞれデータ線駆動回路１４０及び対向電極変調回路１５０に入力する。対向電極変調回路１５０は画素の共通電極及び保持容量の対向電極にそれぞれバイアス信号Ｖcom及び電源電圧Ｖsを供給する。例えば、正又は負の高レベルのバイアス信号Ｖcom（リセット信号）によって画像のリセットが設定される。リセット信号は、データ線駆動回路１４０が画像データを出力する前の所定期間に出力される。リセットは、分散媒中を泳動している電気泳動粒子を画素電極又は共通電極に引き寄せ、空間的な状態を初期化するために用いられる。また、タイミングジェネレータは、リセット設定や画像データが画像信号処理回路から出力されるときに、走査線駆動回路１３０やデータ線駆動回路１４０を制御するための各種タイミング信号を生成する。

図２は、電気泳動表示装置１０の各画素の構造を示す図である。ｉ行、ｊ列目の画素（ｉ，ｊ）はＴＦＴ１０３、画素電極１０４及び保持容量Ｃｓを含んで構成されている。ＴＦＴ１０３のゲート端子が走査線１０１に接続され、そのソース端子がデータ線１０２に接続されている。さらに、ＴＦＴ１０３のドレイン端子が画素電極１０４及び保持容量Ｃｓに接続されている。保持容量ＣｓはＴＦＴ１０３によって画素電極１０４に印加された電圧を保持する。画素は、画素電極１０４と共通電極Ｃｏｍとの間に電気泳動層を挟持して構成されているので、電極面積、電極間の距離、および電気泳動層の誘電率に応じた画素容量Ｃepdを形成している。共通電極Ｃｏｍは配線２０１を介して対向電極変調回路１５０に接続されている。また、保持容量Ｃｓの他方は保持容量線１０６に接続されている。保持容量線１０６は対向電極変調回路１５０で電源Ｖｓに接続されている。

このような電気泳動表示装置１０の駆動について、まず、リセット動作について説明する。リセットタイミングにおいて、走査線駆動回路１３０が全走査線１０１に対して選択信号を出力し、全走査線信号がアクティブになると、これら走査線１０１に接続される全ての画素に接続されるＴＦＴ１０３がオン状態となる。このときデータ線駆動回路１４０は、全データ線に対してハイレベル、若しくはローレベルを出力する。この信号は、全ての画素電極に対して供給される。また、対向電極変調回路１５０は共通電極Ｃｏｍに対し、全データ線にハイレベルが供給されている時はローレベルを、全データ線にローレベルが供給されている時はハイレベルの信号を供給する。このとき、全ての画素の画素電極と共通電極の間には同様の電位差が与えられるので、全画素領域に於いて電気泳動表示素子が第１の階調、若しくは第２の階調にリセットされる。
次に、画像の書き込み動作について説明する。画像書き込み動作時は、走査線駆動回路１３０は走査線１０１に順次選択信号を供給する。ｊ番目の走査線１０１に選択信号が供給され選択状態となると、この走査線１０１に接続されたＴＦＴ１０３がオン状態になる。このとき、走査線選択に同期してデータ線駆動回路１４０から供給されるデータ信号Ｘｉ（画像信号）が画素電極１０４に書き込まれる。このとき、データ信号Ｘｉの電圧レベルで保持容量Ｃｓも充電され、ＴＦＴ１０３の遮断後も画素（画素電極と共通電極）の電荷保持を図り、電気泳動粒子による画像の維持を図る。各画素がデータ信号の電圧レベルに応じた表示を行うことによって画像が表示される。

次に、電気泳動表示装置１０の動作時における表示画像変更時の詳しい動作について説明する。まず、比較例の電気泳動表示装置において、残像が発生する仕組みについて説明する。
図３は比較例の電気泳動表示装置の残像を説明する図である。図４は比較例の電気泳動表示装置のコントローラによる共通電極および画素電極へ印加する電圧の制御方法を示すタイミングチャートである。また、図５は比較例の電気泳動表示装置の表示画像変更時の動作を模式的に示した図である。

図３〜図５を用いて、消去時残像と経時的残像について説明する。
ここで、電気泳動粒子は、負に帯電した白い電気泳動粒子（第１の粒子）と、正に帯電した黒い電気泳動粒子（第２の粒子）を含むものとする。また、白を第１の階調、黒を第２の階調とする。

図３（ａ）の状態では、表示部に、第１の階調（白）の背景上に第２の階調（黒）で「Ｈ」の文字が表示されている。ここで「Ｈ」の文字の領域を領域ａ、それ以外の背景の領域を領域ｂとする。「Ｈ」を書き込む直前には表示部全体が白表示になっている。「Ｈ」書き込み時には、図４に示すように共通電極には第２の電圧（ｌｏｗレベル）が印加される。また、領域ａに対応する画素電極にのみ第１の電圧（ｈｉｇｈレベル）が印加され、背景の領域ｂに対応する画素電極には第２の電圧（ｌｏｗレベル）が印加される。これにより、図５（ａ）に示すように領域ａにおいてのみ正に帯電した黒い電気泳動粒子が共通電極側に移動し、「Ｈ」の文字が表示される。「Ｈ」の文字の書き込み後は、共通電極と全ての画素電極に第２の電圧（ｌｏｗレベル）が印加され、表示内容が保持される。

次に、図３（ｂ）の状態では、表示画像を変更する前に表示部全体を白表示にして画像を消去している。画像消去時には、図４に示すように共通電極に第１の電圧（ｈｉｇｈレベル）を印加し、全ての画素電極に第２の電圧（ｌｏｗレベル）を印加する。これにより、図５（ｂ）に示すように領域ａで黒い電気泳動粒子が画素電極側に移動し、表示部全体が白になる。

この時、図３（ｂ）に示すように、領域ｂよりも領域ａの方が反射率の低い白、すなわち灰色に近い白になって残像を形成している。これは、領域ａと領域ｂでは電気泳動粒子の初めの分布状態が異なっていたにもかかわらず、領域ａと領域ｂに同じ電界を同じ時間印加したため、電気泳動粒子の移動量に差がでて階調に僅かな差が出たためである。

ここで、電気泳動粒子の移動量Ｄは、黒い電気泳動粒子の移動度をμ_B、白い電気泳動粒子の移動度をμ_W、電界強度をＥ、黒い電気泳動粒子を表示側（ここでは共通電極側）に移動させるための電圧印加時間をＴ_B、白い電気泳動粒子を表示側に移動させるための電圧印加時間をＴ_Wとすると、以下の数１に示す式で表すことができる。

電気泳動粒子の移動度とは、電気泳動粒子にある強さの電界を一定時間印加したときの電気泳動粒子の移動距離である。電気泳動粒子の電界中での移動度は、電気泳動粒子の持つ電荷や、重さ、電気泳動粒子が分散している溶媒の粘度等によって決まる。

次に、図３（ｃ）の状態では、表示部に、第１の階調（白）の背景上に第２の階調（黒）で「Ｉ」の文字が表示されている。ここで「Ｉ」の文字の領域を領域ｃとする。「Ｉ」書き込み時には、図４に示すように共通電極には第２の電圧（ｌｏｗレベル）が印加される。また、領域ｃに対応する画素電極に第１の電圧（ｈｉｇｈレベル）が印加され、それ以外の領域に対応する画素電極には第２の電圧（ｌｏｗレベル）が印加される。これにより、図５（ｃ）に示すように領域ｃにおいてのみ正に帯電した黒い電気泳動粒子が共通電極側に移動し、「Ｉ」の文字が表示される。

この時、図３（ｃ）に示すように、前に表示された文字「Ｈ」の部分が薄い灰色の残像として残ってしまう。このように画像切り替え時に発生する残像を消去時残像という。

「Ｉ」の文字の書き込み後は、図５（ｄ）に示すように共通電極と全ての画素電極に第２の電圧（ｌｏｗレベル）が印加され、図３（ｄ）に示すように表示内容が保持される。この時、図３（ｄ）の状態では、図３（ｃ）の状態に比べて領域ｂが反射率の低い白、すなわち灰色に近い白になっている。これは、電気泳動素子に繰り返し電圧を印加することによって起こる経時的残像によるものである。

電気泳動素子のある部分に繰り返し同じ電圧を印加して同じ階調を表示し続けると、電圧印加を遮断したときの電気泳動粒子の保持特性が低下する。電気泳動粒子の保持特性が低下すると、図５（ｄ）に示すように電気泳動素子に電界をかけない時に電気泳動粒子が僅かに移動し、画像のコントラストが悪くなる場合がある。
すなわち、白を表示している領域で、白を書き込む電圧を印加し続けると、電圧をかけなくなったときに反射率の低い白、すなわち灰色に近い白になってしまう。

図５（ｂ）の状態では、領域ｂに対応する電気泳動素子は、領域ａに比べて白を書き込む電圧の印加が過剰である。このような電圧印加を繰り返すと、電圧印加を遮断したときの領域ｂの電気泳動粒子の保持特性が低下していき、図３（ｄ）に示すように領域ｂに経時的残像が発生するようになる。

このような経時的残像は、数十分〜数時間おきにリフレッシュのための電圧印加を行うことにより解消されるが、頻繁なリフレッシュ動作は消費電力の増大につながるという問題がある。

次に、本発明による電気泳動表示装置１０の表示画像変更時の動作について説明する。
図６は本発明の実施の形態１による電気泳動表示装置の残像を説明する図である。図７は本発明の実施の形態１による電気泳動表示装置のコントローラによる共通電極および画素電極へ印加する電圧の制御方法を示すタイミングチャートである。また、図８は本発明の実施の形態１による電気泳動表示装置の表示画像変更時の動作を模式的に示した図である。
比較例との違いは、変更前の画像（第１の画像）「Ｈ」から変更後の画像（第２の画像）「Ｉ」へ書き替える間の消去時間（切り替え期間）における制御方法である。

図６（ｂ）の状態と図３（ｂ）の状態を比較すると、表示画像を変更する前に表示部全体を白表示にして画像を消去している点は同様であるが、図４と図７を比較して分かるように、領域ｂの画素電極と領域ｃの画素電極に印加される電圧が異なっている。図４および図５（ｂ）に示すように、比較例では全ての画素電極に第２の電圧（ｌｏｗレベル）が印加されるが、図７および図８（ｂ）に示すように、電気泳動表示装置１０では領域ｂの画素電極と領域ｃの画素電極には第１の電圧（ｈｉｇｈレベル）が印加され、領域ａの画素電極にのみ第２の電圧（ｌｏｗレベル）を印加する期間（第１の期間）が設けられている。

領域ｂと領域ｃについては「Ｈ」の表示期間中から白表示されているため、消去時にさらに白表示にするための電圧印加を行うと、白表示のための電圧印加が過剰になってしまう。上述したように、このような電圧印加を繰り返すと、電圧印加を遮断したときの領域ｂの電気泳動粒子の保持特性が低下していき、図３（ｄ）に示すように領域ｂに経時的残像が発生するようになる。
このため、実施の形態１では、領域ａにのみ電位差が発生するように電圧を印加し、電気泳動粒子の電圧遮断後の保持特性の低下による残像を軽減している。

図９は、本発明の実施の形態１による電気泳動表示装置１０のコントローラ３００による共通電極および画素電極へ印加する電圧の制御方法を示すタイミングチャートである。図９の例では、消去時間において、領域ａの画素電極と共通電極の間にのみ電位差を与えることにより表示部全体を白表示にした後、共通電極に第２の電圧（ｌｏｗレベル）を印加し、全画素電極に第１の電圧（ｈｉｇｈレベル）を印加することにより表示部全体を黒表示する期間（第２の期間）、その後、逆に共通電極に第１の電圧を印加し、全画素電極に第２の電圧を印加することにより表示部全体を白表示する期間（第３の期間）を設けている。

図１０は、図２に示す画素回路を用いて、消去時間に図７に示すような駆動を行ったときの画素電極にかかる電圧を詳しく説明する図である。図中、ＣＯＭは共通電極の電圧、Ｓｃａｎ、Ｄａｔａはそれぞれ走査線信号、およびデータ線信号、ｖ_a、ｖ_bはそれぞれ領域ａおよび領域ｂの画素電極の電圧、ｖ_a−ＣＯＭ、ｖ_b−ＣＯＭはそれぞれ共通電極から見た領域ａおよび領域ｂの画素電極の電位である。

図に示すように、共通電極を第１の電圧（ｈｉｇｈレベル）にしたとき、画素電極は常に以下の式で表される電位ｖを有している。
ｖ＝Ｃepd・Ｖ／Ｃepd・Ｃｓ
ここで、ＶはＴＦＴ１０３がオン状態の時に画素電極にかかる電圧、Ｃepdは画素容量、Ｃｓは保持容量である。

このように、画素電極には常に電圧ｖがかかっているため、結果的に白表示のための電圧印加が過剰になる。なお、ここで、領域ａと領域ｂでの白表示のための電圧印加の過剰分はそれぞれ図中の面積１、面積２で表される。面積１および面積２は共に、−Ｃｓ・Ｖ／Ｃepd・Ｃｓで表され等しくなっている。
この過剰分を補正するため、図９に示すように、第１の期間の後に、共通電極に第２の電圧（ｌｏｗレベル）を印加し、全画素電極に第１の電圧（ｈｉｇｈレベル）を印加することにより表示部全体を黒表示する第２の期間と、共通電極に第１の電圧を印加し、全画素電極に第２の電圧を印加することにより表示部全体を白表示する第３の期間を設け、第１の期間における白表示のための電圧印加の過剰分を相殺して補正する。

このとき、図１１に示すように、回路シミュレータ等をつかって過渡解析を行うことにより第２の期間と第３の期間を決定するのが望ましい。
以下に、ＴＦＴ１０３のオン電流Ｉ_onを∞、オフ電流Ｉ_offを一定とした場合の概算値を示す。
第１の期間後の白表示のための電圧印加の過剰分は、数２に示される式で表される。

ここで、Ｔ₁は第１の期間の長さである。第２の期間の長さをＴ₂、第３の期間をＴ₃とすると、以下の関係が成り立つ。

図１２は、本発明の実施の形態１による電気泳動表示装置１０のコントローラ３００による共通電極および画素電極へ印加する電圧の制御方法を示すタイミングチャートである。
図１２の例では、消去時間において、変更後の画像を表示させる直前に全白（第１の階調）表示を行うため、共通電極に第１の電圧（ｈｉｇｈレベル）を印加し、全画素電極に第２の電圧（ｌｏｗレベル）を印加する点は図６の例と同じである。

図１２の例では、消去時間において、短い時間で全白表示と全黒表示を繰り返し行う第４の期間を設けている。全白表示と全黒表示の繰り返しは、１ミリ秒〜１０ミリ秒程度の周期で行うのが適当である。

図１２に示す例のように、短い時間で全白表示と全黒表示を繰り返すことにより、分散媒中で電気泳動粒子がよく撹拌され、消去時残像、および経時的残像の軽減を図ることができる。

電子機器
図１３は、本発明の電気泳動表示装置を適用した電子機器の具体例を説明する斜視図である。図１３（Ａ）は、電子機器の一例である電子ブックを示す斜視図である。この電子ブック１０００は、ブック形状のフレーム１００１と、このフレーム１００１に対して回動自在に設けられた（開閉可能な）カバー１００２と、操作部１００３と、本発明の電気泳動表示装置によって構成された表示部１００４と、を備えている。

図１３（Ｂ）は、電子機器の一例である腕時計を示す斜視図である。この腕時計１１００は、本発明の電気泳動表示装置によって構成された表示部１１０１を備えている。

図１３（Ｃ）は、電子機器の一例である電子ペーパーを示す斜視図である。この電子ペーパー１２００は、紙と同様の質感および柔軟性を有するリライタブルシートで構成される本体部１２０１と、本発明の電気泳動表示装置によって構成された表示部１２０２を備えている。

例えば電子ブックや電子ペーパーなどは、白地の背景上に文字を繰り返し書き込む用途が想定されるため、消去時残像や経時的残像の解消が必要とされる。
なお、本発明の電気泳動表示装置を適用可能な電子機器の範囲はこれに限定されず、帯電粒子の移動に伴う視覚上の色調の変化を利用した装置を広く含むものである。

１０電気泳動表示装置、１００素子基板、１０１走査線、１０２データ線、１０３ＴＦＴ、１０４画素電極、１０６保持容量線、１３０走査線駆動回路、１４０データ線駆動回路、１５０対向電極変調回路、２０１配線、３００コントローラ

Claims

第１の画像において第２の階調を表示し且つ第２の画像において第１の階調を表示する第１の画素、前記第１の画像及び前記第２の画像において前記第２の階調を表示する第２の画素、前記第１の画像において前記第１の階調を表示し且つ前記第２の画像において前記第２の階調を表示する第３の画素、及び前記第１の画像及び前記第２の画像において前記第１の階調を表示する第４の画素を含む表示部と、
前記第１の画素に形成された第１の画素電極、前記第２の画素に形成された第２の画素電極、前記第３の画素に形成された第３の画素電極、及び前記第４の画素に形成された第４の画素電極と、
前記第１の画素電極、前記第２の画素電極、前記第３の画素電極、及び前記第４の画素電極に対向する共通電極と、
前記第１の画素電極、前記第２の画素電極、前記第３の画素電極、及び前記第４の画素電極と、前記共通電極との間に配置された電気泳動粒子と、を有する表示部を備え、
前記表示部に表示される画像を、前記第１の画像から前記第２の画像へ変更する切り替え期間は、第１の期間、第２の期間、第３の期間、第４の期間を含み、
前記第１の期間において、前記第１の画素及び前記第２の画素は、前記第２の階調から前記第１の階調に書き換えられ、
前記第２の期間において、前記第１、第２、第３、第４の画素は、前記第１の階調から前記第２の階調に書き換えられ、
前記第３の期間において、前記第１、第２、第３、第４の画素は、前記第２の階調から前記第１の階調に書き換えられ、
前記第４の期間において、前記第２の画素及び前記第３の画素は、前記第１の階調から前記第２の階調に書き換えられ、
前記第１の期間において、前記第１の画素電極と前記共通電極との間、及び前記第２の画素電極と前記共通電極との間には電位差が発生し、前記第３の画素電極及び前記第４の画素電極には前記共通電極と同電位が印加されることを特徴とする電気泳動表示装置。
前記電気泳動粒子は、前記第１の階調の第１の電気泳動粒子と前記第２の階調の第２の電気泳動粒子とを含むことを特徴とする請求項１に記載の電気泳動表示装置。
前記第１の電気泳動粒子は負に帯電し、前記第２の電気泳動粒子は正に帯電していることを特徴とする請求項２に記載の電気泳動表示装置。
前記第１の階調は白であり、前記第２の階調は黒であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置。
前記第１の期間と前記第４の期間との間において、前記第２及び第３の期間からなる期間の動作が複数回繰り返されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置。
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置を備えた電子機器。
第１の画像において第２の階調を表示し且つ第２の画像において第１の階調を表示する第１の画素、前記第１の画像及び前記第２の画像において前記第２の階調を表示する第２の画素、前記第１の画像において前記第１の階調を表示し且つ前記第２の画像において前記第２の階調を表示する第３の画素、及び前記第１の画像及び前記第２の画像において前記第１の階調を表示する第４の画素を含む表示部と、前記第１の画素に形成された第１の画素電極、前記第２の画素に形成された第２の画素電極、前記第３の画素に形成された第３の画素電極、及び前記第４の画素に形成された第４の画素電極と、前記第１の画素電極、前記第２の画素電極、前記第３の画素電極、及び前記第４の画素電極に対向する共通電極と、前記第１の画素電極、前記第２の画素電極、前記第３の画素電極、及び前記第４の画素電極と、前記共通電極との間に配置された電気泳動粒子と、を有する表示部を備えた電気泳動表示装置の駆動方法であって、
前記表示部に表示される画像を、前記第１の画像から前記第２の画像へ変更する切り替え期間において、第１ステップ、第２ステップ、第３ステップ、第４ステップを実行し、
前記第１ステップにおいて、前記第１の画素及び前記第２の画素を、前記第２の階調から前記第１の階調に書き換え、
前記第２ステップにおいて、前記第１、第２、第３、第４の画素を、前記第１の階調から前記第２の階調に書き換え、
前記第３ステップにおいて、前記第１、第２、第３、第４の画素を、前記第２の階調から前記第１の階調に書き換え、
前記第４ステップにおいて、前記第２の画素及び前記第３の画素を、前記第１の階調から前記第２の階調に書き換え、
前記第１ステップにおいて、前記第１の画素電極と前記共通電極との間、及び前記第２の画素電極と前記共通電極との間には電位差が発生し、前記第３の画素電極及び前記第４の画素電極には前記共通電極と同電位が印加されることを特徴とする電気泳動表示装置の駆動方法。
前記第１ステップと前記第４ステップとの間において、前記第２及び前記第３ステップからなる動作を複数回繰り返すことを特徴とする請求項７に記載の電気泳動表示装置の駆動方法。
第１の画像において第２の階調を表示し且つ第２の画像において第１の階調を表示する第１の画素、前記第１の画像及び前記第２の画像において前記第２の階調を表示する第２の画素、前記第１の画像において前記第１の階調を表示し且つ前記第２の画像において前記第２の階調を表示する第３の画素、及び前記第１の画像及び前記第２の画像において前記第１の階調を表示する第４の画素を含む表示部と、前記第１の画素に形成された第１の画素電極、前記第２の画素に形成された第２の画素電極、前記第３の画素に形成された第３の画素電極、及び前記第４の画素に形成された第４の画素電極と、前記第１の画素電極、前記第２の画素電極、前記第３の画素電極、及び前記第４の画素電極に対向する共通電極と、前記第１の画素電極、前記第２の画素電極、前記第３の画素電極、及び前記第４の画素電極と、前記共通電極との間に配置された電気泳動粒子と、を有する表示部を備えた電気泳動表示装置を制御するためのコントローラであって、
前記表示部に表示される画像を、前記第１の画像から前記第２の画像へ変更する切り替え期間において、第１ステップ、第２ステップと、第３ステップ、第４ステップを実行し、
前記第１ステップにおいて、前記第１の画素及び前記第２の画素を、前記第２の階調から前記第１の階調に書き換え、
前記第２ステップにおいて、前記第１、第２、第３、第４の画素を、前記第１の階調から前記第２の階調に書き換え、
前記第３ステップにおいて、前記第１、第２、第３、第４の画素を、前記第２の階調から前記第１の階調に書き換え、
前記第４ステップにおいて、前記第２の画素及び前記第３の画素を、前記第１の階調から前記第２の階調に書き換え、
前記第１ステップにおいて、前記第１の画素電極と前記共通電極との間、及び前記第２の画素電極と前記共通電極との間には電位差が発生し、前記第３の画素電極及び前記第４の画素電極には前記共通電極と同電位が印加されるよう前記電気泳動表示装置を制御することを特徴とするコントローラ。
前記電気泳動表示装置は、前記第１の画素電極、前記第２の画素電極、前記第３の画素電極、及び前記第４の画素電極に電圧を供給する駆動回路を備え、
前記駆動回路を制御することにより前記第１の画素、前記第２の画素、前記第３の画素、及び前記第４の画素の表示を書き換えることを特徴とする請求項９に記載のコントローラ。
前記第１ステップと前記第４ステップとの間において、前記第２及び前記第３ステップからなる動作を複数回繰り返すことを特徴とする請求項１０に記載のコントローラ。