(57)【要約】【課題】電気泳動素子の静電容量及び電気抵抗に起因する自己消去を防止し、優れた画像保持特性を得られる電気泳動表示装置の駆動方法を提供する。【解決手段】本発明の電気泳動表示装置の駆動方法は、電気泳動素子に電圧を印加する画像表示ステップが、画素電極に第１の電位（ハイレベル；Ｈ）を入力する一方、共通電極に第２の電位（ローレベル；Ｌ）を入力することで電気泳動素子を駆動する素子駆動ステップＳ１と、画素電極の電位を素子駆動ステップＳ１の開始時における電位の変化速度よりも遅い速度で一様に又は段階的に変化させ、第１の電位（ハイレベル）から第２の電位（ローレベル）に移行させる蓄積電荷除去ステップと、を有することを特徴とする。【選択図】図５
2010128202.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板と第２の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、前記第１の基板の前記電気泳動素子側に形成された第１の電極と、前記第２の基板の前記電気泳動素子側に形成された第２の電極とを有する電気泳動表示装置の駆動方法であって、
前記電気泳動素子に電圧を印加する画像表示ステップが、
前記第１の電極に第１の電位を入力する一方、前記第２の電極に第２の電位を入力することで前記電気泳動素子を駆動する素子駆動ステップと、
前記第１の電極の電位を前記素子駆動ステップの開始時における電位の変化速度よりも遅い速度で一様に又は段階的に変化させ、前記第１の電位から前記第２の電位に移行させる蓄積電荷除去ステップと、
を有することを特徴とする電気泳動表示装置の駆動方法。
【請求項２】
前記蓄積電荷除去ステップにおいて、
前記第１の電極の電位変化速度を、前記電気泳動素子の自己消去が生じない範囲で最大の速度とする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。
【請求項３】
前記蓄積電荷除去ステップにおいて、
前記第１の電極の電位変化速度ｖｅを、以下の式（１）に示す範囲とする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。
ｖｅ≦｜Ｖ１−Ｖ２｜／τ      …（１）
ただし、Ｖ１は前記第１の電位、Ｖ２は前記第２の電位、τは前記電気泳動素子の時定数である。
【請求項４】
前記蓄積電荷除去ステップにおいて、
前記第１の電極の電位を一定速度で変化させる波形の駆動信号を前記第１の電極に入力することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電気泳動表示装置の駆動方法。
【請求項５】
前記第１の基板に、前記第１の電極と接続されたドレイン端子を有するトランジスタが形成されており、
前記蓄積電荷除去ステップにおいて、
前記第１の電極の電位を一定速度で変化させる波形の選択信号を前記トランジスタのゲート端子に入力することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電気泳動表示装置の駆動方法。
【請求項６】
前記蓄積電荷除去ステップに先立って、
前記蓄積電荷除去ステップにおける前記第１の電極の電位変化速度を、環境温度に基づいて補正する温度補正ステップを有することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の電気泳動表示装置の駆動方法。
【請求項７】
第１の基板と第２の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、前記第１の基板の前記電気泳動素子側に形成された第１の電極と、前記第２の基板の前記電気泳動素子側に形成された第２の電極とを有し、前記電気泳動素子に駆動電圧を印加する電圧制御部を備えた電気泳動表示装置であって、
前記電圧制御部は、前記電気泳動素子を駆動して画像を表示させるに際して、
前記第１の電極に第１の電位を入力し、前記第２の電極に第２の電位を入力することで前記電気泳動素子を駆動する素子駆動動作と、
前記第１の電極の電位を、前記素子駆動動作の開始時における電位の変化速度よりも遅い速度で一様に又は段階的に変化させ、前記第１の電位から前記第２の電位に移行させる蓄積電荷除去動作と、
を実行することを特徴とする電気泳動表示装置。
【請求項８】
請求項７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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
電気泳動表示装置として、一対の基板間に液相分散媒と電気泳動粒子とを有する電気泳動素子を挟持した構成のものが知られている。この種の電気泳動表示装置では、電気泳動素子を挟持する一対の電極に電圧を印加することで電気泳動粒子の分布状態を変化させて表示を行う（例えば特許文献１参照）。
さらに、特許文献１に記載の電気泳動表示装置では、電極の表面に絶縁性部材を設けた構成における電気泳動素子の自己消去を防止するために、電極への印加電圧を切断するときの波形を鈍らせることで電極に逆極性の電圧が印加されないようにしていた。
【特許文献１】特開２００３−１４０１９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１に記載の技術は、電極上に形成された絶縁性部材に起因する電気泳動素子の自己消去を防止するものであった。しかしながら、電極上に絶縁性部材が設けられていない構成であっても、電気泳動素子自体が静電容量と電気抵抗を有しているために自己消去が生じる可能性があった。
【０００４】
ここで図１０は、電気泳動表示装置の回路構成を示す概略図である。図１０（ａ）に示すように、電気泳動表示装置５００は、電気泳動素子３２と、電源Ｅと、スイッチ回路ＳＷとを配線を介して接続した構成である。電気泳動素子３２は、静電容量Ｃｅｐと、電気抵抗Ｒｅｐとを並列接続した回路として表すことができる。
【０００５】
電気泳動表示装置５００において、電気泳動素子３２を駆動するには、図１０（ａ）に示すように、スイッチ回路ＳＷをオン状態とし、電気泳動素子３２に電源Ｅから駆動電圧Ｖを印加する。これにより電気泳動素子３２を所望の表示状態とし、その後、図１０（ｂ）に示すように、スイッチ回路ＳＷをオフ状態とする。
【０００６】
すると、駆動電圧Ｖの印加により電気泳動素子３２の静電容量Ｃｅｐに蓄積されていた電荷が、電源Ｅの切断後に電気泳動素子３２の電気抵抗Ｒｅｐに流れる電流ｉとなって開放される。このとき、電荷解放時の電流ｉが大きいと、図１０（ｃ）に示すように、電気泳動粒子ｐが電荷とともに移動してしまう。つまり、相対的に高電位側の電極に引き寄せられている負帯電の電気泳動粒子が、電圧切断後に低電位側の電極の方へ移動し、正帯電の電気泳動素子は負帯電の電気泳動粒子とは逆の動きをする。
【０００７】
ここで、図１１は、図４に示す画素４０における従来の駆動方法を示すタイミングチャートである。画素４０は、選択トランジスタ４１と画素電極３５と共通電極３７と電気泳動素子３２とを備える。なお、図４の各部の詳細については、後述する実施の形態において説明している。
【０００８】
図１１の時刻ｔ０において、選択トランジスタ４１のゲート電極４１ｅの電位Ｇａｔｅはハイレベル（Ｈ；例えば４０Ｖ）であり、ソース電極４１ｃの電位ＤＡＴＡはローレベル（Ｌ；例えば０Ｖ）である。また、共通電極３７の電位ＣＯＭはハイレベル（Ｈ；例えば４０Ｖ）である。このとき、画素４０は高反射率（Ｈ）の状態であり、白表示されている。
【０００９】
画像表示動作が開始されると、時刻ｔ１において共通電極３７の電位ＣＯＭがローレベル（Ｌ；例えば０Ｖ）とされ、時刻ｔ２において選択トランジスタ４１のソース電極４１ｃの電位ＤＡＴＡがハイレベル（Ｈ；例えば４０Ｖ）とされる。そして、時刻ｔ３において選択トランジスタ４１のゲート電極４１ｅの電位Ｇａｔｅがローレベル（Ｌ；例えば０Ｖ）に設定され、選択トランジスタ４１がオン状態とされる。これにより、画素電極３５に電位ＤＡＴＡ（ハイレベル）が入力され、画素電極３５と共通電極３７との間に形成される電界により電気泳動素子３２が駆動されて画素４０が低反射率（Ｌ）の状態（黒表示）となる。
その後、時刻ｔ５において、選択トランジスタ４１のゲート電極４１ｅの電位Ｇａｔｅがハイレベルに設定されて選択トランジスタ４１がオフ状態とされ、続く時刻ｔ６において、ソース電極４１ｃの電位ＤＡＴＡがローレベルとされる。
【００１０】
以上の従来の駆動方法では、ソース電極４１ｃの電位ＤＡＴＡがハイレベル、共通電極３７の電位ＣＯＭがローレベルである期間に、選択トランジスタ４１をオフ状態に移行させることで、画素電極３５への電位入力を停止する。したがって、電気泳動素子３２の静電容量Ｃｅｐに蓄積された電荷は、図１０（ｂ）に示したように、電気泳動素子３２の電気抵抗Ｒｅｐを介して画素電極３５、共通電極３７間を移動することとなる。そうすると、先に記載のように、電気抵抗Ｒｅｐに流れる電流ｉの大きさによっては、電極間を移動する電荷とともに電気泳動粒子（黒色粒子２６、白色粒子２７）が移動してしまう。これにより、図１１に示すように、時刻ｔ５から反射率が上昇し始め、黒表示のコントラストが損なわれてしまう。
【００１１】
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、電気泳動素子の静電容量及び電気抵抗に起因する自己消去を防止し、優れた画像保持特性を得られる電気泳動表示装置の駆動方法を提供することを目的の一つとする。また本発明は、画像保持特性に優れた電気泳動表示装置を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の電気泳動表示装置の駆動方法は、上記課題を解決するために、第１の基板と第２の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、前記第１の基板の前記電気泳動素子側に形成された第１の電極と、前記第２の基板の前記電気泳動素子側に形成された第２の電極とを有する電気泳動表示装置の駆動方法であって、前記電気泳動素子に電圧を印加する画像表示ステップが、前記第１の電極に第１の電位を入力する一方、前記第２の電極に第２の電位を入力することで前記電気泳動素子を駆動する素子駆動ステップと、前記第１の電極の電位を前記素子駆動ステップの開始時における電位の変化速度よりも遅い速度で一様に又は段階的に変化させ、前記第１の電位から前記第２の電位に移行させる蓄積電荷除去ステップと、を有することを特徴とする。
【００１３】
この駆動方法によれば、蓄積電荷除去ステップにおいて、素子駆動ステップで電気泳動素子の静電容量に蓄積された電荷を、第１の電極の電位制御によって解放するので、静電容量に蓄積された電荷が解放される際に電気泳動素子に流れる電流を低減することができる。これにより、上記電流とともに電気泳動粒子が移動してしまう自己消去を効果的に防止することができる。よって、本発明によれば、優れた画像保持性を得ることができる。
【００１４】
前記蓄積電荷除去ステップにおいて、前記第１の電極の電位変化速度を、前記電気泳動素子の自己消去が生じない範囲で最大の速度とすることが好ましい。
このような駆動方法とすることで、自己消去によるコントラスト低下を抑制しつつ、画像表示動作後の第１の電極の電位を短時間で安定させることができる。
【００１５】
前記蓄積電荷除去ステップにおいて、前記第１の電極の電位変化速度ｖｅを、以下の式（１）に示す範囲とすることが好ましい。ただし、Ｖ１は前記第１の電位、Ｖ２は前記第２の電位、τは前記電気泳動素子の時定数である。
ｖｅ≦｜Ｖ１−Ｖ２｜／τ      …（１）
【００１６】
通常、電気泳動素子は、駆動電圧を瞬間的に遮断した後に電極の電荷が自然放電されても自己消去が生じないように設計される。しかし、環境温度や電気泳動素子の水分含有量などが変動すると、それに伴って電気泳動素子の電気抵抗が変動するため、常温条件で自己消去が生じないような電気泳動素子であっても温度条件の変化により自己消去が生じてしまうおそれがある。
そこで本発明の駆動方法では、上記のように、電位変化速度ｖｅの範囲を設定することが好ましい。これにより、電気泳動素子に流れる電流を、電極の電荷を自然放電させたときの最大電流以下に抑えることができるので、温度条件が変化しても自己消去によるコントラスト低下を生じにくくすることができる。
【００１７】
前記蓄積電荷除去ステップにおいて、前記第１の電極の電位を一定速度で変化させる波形の駆動信号を前記第１の電極に入力することが好ましい。
このような駆動方法とすることで、蓄積電荷除去ステップにおいて、第１の電極の電位を、最短の時間で第１の電位から第２の電位に移行させることができる。
【００１８】
前記第１の基板に、前記第１の電極と接続されたドレイン端子を有するトランジスタが形成されており、前記蓄積電荷除去ステップにおいて、前記第１の電極の電位を一定速度で変化させる波形の選択信号を前記トランジスタのゲート端子に入力することが好ましい。
このような駆動方法としても、蓄積電荷除去ステップにおいて、第１の電極の電位を、最短の時間で第１の電位から第２の電位に移行させることができる。
【００１９】
前記蓄積電荷除去ステップに先立って、前記蓄積電荷除去ステップにおける前記第１の電極の電位変化速度を、環境温度に基づいて補正する温度補正ステップを有することが好ましい。
このような駆動方法とすれば、環境温度の変化により自己消去が生じやすくなったとしても、自己消去の発生を確実に防止でき、さらに優れた画像保持特性を得ることができる。
【００２０】
次に、本発明の電気泳動表示装置は、第１の基板と第２の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、前記第１の基板の前記電気泳動素子側に形成された第１の電極と、前記第２の基板の前記電気泳動素子側に形成された第２の電極とを有し、前記電気泳動素子に駆動電圧を印加する電圧制御部を備えた電気泳動表示装置であって、前記電圧制御部は、前記電気泳動素子を駆動して画像を表示させるに際して、前記第１の電極に第１の電位を入力し、前記第２の電極に第２の電位を入力することで前記電気泳動素子を駆動する素子駆動動作と、前記第１の電極の電位を、前記素子駆動動作の開始時における電位の変化速度よりも遅い速度で一様に又は段階的に変化させ、前記第１の電位から前記第２の電位に移行させる蓄積電荷除去動作と、を実行することを特徴とする。
【００２１】
この構成によれば、素子駆動動作の後に、素子駆動動作によって電気泳動素子の静電容量に蓄積された電荷を第１の電極の電位制御によって解放する蓄積電荷除去動作を実行するので、静電容量に蓄積された電荷が解放される際に電気泳動素子に流れる電流を低減することができる。これにより、上記電流とともに電気泳動粒子が移動してしまう自己消去を効果的に防止することができる。よって、本発明によれば、優れた画像保持性を得ることができる。
【００２２】
次に、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、画像保持特性に優れ、表示品位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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を用いて本発明における電気泳動表示装置について説明する。なお本実施形態では、アクティブマトリクス方式により駆動される電気泳動表示装置について説明する。
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、図面を見やすくするために実際の構成とは適宜異ならせて表示している。
【００２４】
図１は、本実施形態に係る電気泳動表示装置１００の概略構成図である。
電気泳動表示装置１００は、複数の画素４０がマトリクス状に配列された表示部５を備えている。表示部５の周辺には、走査線駆動回路６１、データ線駆動回路６２が配置されている。また表示部５には、走査線駆動回路６１から延びる複数の走査線３６と、データ線駆動回路６２から延びる複数のデータ線３８とが形成されており、これらの交差位置に対応して画素４０が設けられている。画素４０は、走査線３６及びデータ線３８と接続された選択トランジスタ４１と、選択トランジスタ４１と接続された画素電極３５（第１の電極）とを有する。
【００２５】
走査線駆動回路６１は、ｍ本の走査線３６（Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍ）を介して各々の画素４０に接続されており、これら１行目からｍ行目までの走査線３６を順次選択し、画素４０に設けられた選択トランジスタ４１のオンタイミングを規定する選択信号を、選択した走査線３６を介して供給する。
データ線駆動回路６２は、ｎ本のデータ線３８（Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎ）を介して各々の画素４０に接続されており、画素４０の各々に対して画素データを規定する画像信号を供給する。
【００２６】
次に、図２（ａ）は、表示部５に設けられた１つの画素４０における電気泳動表示装置１００の部分断面図である。電気泳動表示装置１００は、素子基板（第１の基板）３０と対向基板（第２の基板）３１との間に、複数のマイクロカプセル２０を配列してなる電気泳動素子３２を挟持した構成を備えている。
【００２７】
表示部５において、素子基板３０の電気泳動素子３２側には、画素電極３５（第１の電極）、走査線３６、データ線３８、及び選択トランジスタ４１が形成されている。
素子基板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。特に本実施形態の場合、選択トランジスタ４１が後述する有機トランジスタであるため、安価で軽量、かつ柔軟性に優れたプラスチック基板を用いることができる。
【００２８】
画素電極３５は電気泳動素子３２に駆動電圧を印加する電極であり、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、ＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）などを用いて形成される。さらに、Ｃｒ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｎ、Ｎｄやそれらの合金、ＩｎＯ２、ＳｎＯ２等の導電性酸化物、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン等の導電性高分子、導電性高分子に塩酸、硫酸、スルホン酸等の酸、ＰＦ６、ＡｓＦ５、ＦｅＣｌ３等のルイス酸、ヨウ素等のハロゲン原子、ナトリウムカリウム等の金属原子等のドーパントを添加したもの、カーボンブラックや金属粒子を分散した導電性の複合材料等を用いてもよい。
走査線３６及びデータ線３８は、上記した画素電極３５と同様の材料を用いて形成することができる。
【００２９】
選択トランジスタ４１は、半導体層４１ａと、ゲート絶縁膜４１ｂと、ソース電極４１ｃと、ドレイン電極４１ｄと、ゲート電極４１ｅとを有する。本実施形態の場合、ソース電極４１ｃはデータ線３８の一部を用いて形成され、ドレイン電極４１ｄは画素電極３５の一部を用いて形成され、ゲート電極４１ｅは走査線３６の一部を用いて形成されている。
【００３０】
半導体層４１ａは、有機半導体材料を含む有機半導体層である。半導体層４１ａは、一部をソース電極４１ｃ及びドレイン電極４１ｄに乗り上げるようにして素子基板３０上に形成されている。
【００３１】
有機半導体材料としては、例えば、ポリ（３−アルキルチオフェン）、ポリ（３−ヘキシルチオフェン）（Ｐ３ＨＴ）、ポリ（３−オクチルチオフェン）、ポリ（２，５−チエニレンビニレン）（ＰＴＶ）、ポリ（パラ−フェニレンビニレン）（ＰＰＶ）、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン）（ＰＦＯ）、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン−コ−ビス−Ｎ，Ｎ’−（４−メトキシフェニル）−ビス−Ｎ，Ｎ’−フェニル−１，４−フェニレンジアミン）（ＰＦＭＯ）、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン−コ−ベンゾチアジアゾール）（ＢＴ）、フルオレン−トリアリルアミン共重合体、トリアリルアミン系ポリマー、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン−コ−ジチオフェン）（Ｆ８Ｔ２）のようなフルオレン−ビチオフェン共重合体等のポリマー有機半導体材料、またＣ６０あるいは金属フタロシアニンあるいはそれらの置換誘導体、あるいは、アントラセン、テトラセン、ペンタセン、ヘキサセン等のアセン分子材料、あるいは、α−オリゴチオフェン類、具体的にはクォーターチオフェン（４Ｔ）、セキシチオフェン（６Ｔ）、オクタチオフェンのような低分子系有機半導体のうち１種または２種以上を混合して用いることができる。
【００３２】
有機半導体の成膜方法としては、真空蒸着法、分子線エピタキシャル成長法、ＣＶＤ法、スパッタリング法、プラズマ重合法、電解重合法、化学重合法、イオンプレーティング法、スピンコート法、キャスト法、引き上げ法、ラングミュアブロジェット法、スプレー法、インクジェット法、ロールコート法、バーコート法、ディスペンス法、シルクスクリーン法、デイップコート法等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。例えば、素子基板３０上にパターン状に穴の空いたマスクを合わせた後にこれらの方法を用いて成膜を行うことや、一様に成膜された有機半導体層を部分的にエッチングすることにより、部分的に膜厚の異なる半導体層１３の形成が可能である。これらの方法の中でも、インクジェット法やディスペンス法を用いて溶液材料から半導体層を塗布形成する方法が、最も簡便に膜厚をコントロールすることが可能であるという点から好ましい。
【００３３】
ゲート絶縁膜４１ｂは、半導体層４１ａを覆う平面領域に選択的に形成されている。ゲート絶縁膜４１ｂの形成材料としては、絶縁性を有する材料であれば種類は特に限定されない。かかる絶縁材料としては、有機材料、無機材料のいずれも使用可能であるが、一般に有機絶縁膜は有機半導体層と良好な界面を形成しやすいことから、有機絶縁材料が好ましく採用される。一般的に良好な電気特性が得られるゲート絶縁膜４１ｂとしては、ポリビニルアルコール、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリスチレン、ポリメタクリル酸メチル、ポリイミド、ポリビニルフェノール、ポリカーボネート、あるいはパラキシリレン膜が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００３４】
ゲート電極４１ｅは、ゲート絶縁膜４１ｂを介して半導体層４１ａのチャネル領域（ソース電極４１ｃとドレイン電極４１ｄとに挟まれた領域）と対向する位置に形成されている。ゲート電極４１ｅ（走査線３６）は、上述した材料の導電膜をエッチングして形成することができる。あるいは、所定形状に穴のあいたメタルスルーマスクを通して素子基板３０上に導電膜の蒸着処理を行うことにより形成することができる。さらには、金属微粒子、グラファイトなどの導電性粒子を含む溶液を、インクジェット法などにより選択的に塗布して形成してもよい。
【００３５】
一方、対向基板３１の電気泳動素子３２側には複数の画素電極３５と対向する平面形状の共通電極３７（第２の電極）が形成されており、共通電極３７上に電気泳動素子３２が設けられている。
対向基板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、画素電極３５とともに電気泳動素子３２に電圧を印加する電極であり、ＭｇＡｇ（マグネシウム銀）、ＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）、ＩＺＯ（インジウム・亜鉛酸化物）などから形成された透明電極である。
【００３６】
そして、画素電極３５と共通電極３７との間に、電気泳動素子３２が挟持されている。電気泳動素子３２は、あらかじめ対向基板３１側に形成され、素子基板３０と接着するための接着剤までを含めた電気泳動シートとして構成されていてもよい。接着剤は、マイクロカプセル２０間の間隙に充填されていてもよく、対向基板３１上に形成された電気泳動素子３２を覆う接着剤層として形成されていてもよい。
【００３７】
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（ａ）に示すように共通電極３７と画素電極３５とに挟持され、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。
【００３８】
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、アラビアゴ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。
【００３９】
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。
【００４０】
さらに、画素４０における電気泳動表示装置１００の断面構造は、図２（ｃ）に示す構成であってもよい。同図に示す構成では、素子基板３０上に選択トランジスタ４１が形成されており、選択トランジスタ４１を覆って、シリコン酸化物やアクリル樹脂、エポキシ樹脂等からなる絶縁層３４が形成されている。そして、絶縁層３４上に画素電極３５が形成されている。画素電極３５は、絶縁層３４を貫通してドレイン電極４１ｄに達するコンタクトホール３４ａを介して、選択トランジスタ４１のドレイン電極４１ｄと接続されている。
【００４１】
図２（ｃ）に示す構成では、素子基板３０の表面に画素電極３５のみが配置されるため、図２（ａ）に示す構成と比べて画素４０の開口率を向上させることができる。また、素子基板３０の表面がほぼ平坦化されているため、電気泳動素子３２と素子基板３０との接着性が良好になる。さらに、駆動時に選択トランジスタ４１近傍に形成される電界を絶縁層３４により減衰させることができ、漏れ電界による表示品質の低下を防止することができる。
【００４２】
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。
【００４３】
次に、上記の構成を備えた電気泳動表示装置１００の駆動方法について図４から図６を参照して説明する。
図４は、画素４０の回路構成図である。図５は、１つの画素４０を黒表示させる場合のタイミングチャートである。図６は、本実施形態に係る駆動方法の作用説明図である。
【００４４】
図４（ａ）に示すように、選択トランジスタ４１はＰチャネルトランジスタである。また図４（ｂ）に示すように、電気泳動素子３２は、静電容量Ｃｅｐと電気抵抗Ｒｅｐとを並列接続した回路として表される。
図５には、図４に示す選択トランジスタのゲート電極４１ｅの電位Ｇａｔｅ、ソース電極４１ｃ（データ線３８）の電位ＤＡＴＡ、共通電極３７の電位ＣＯＭ、及び画素４０の表示面における反射率が示されている。
【００４５】
表示部５に画像を表示するには、画像表示部分の画素４０に属する画素電極３５と共通電極３７とにそれぞれ所定の電位を入力することで、電気泳動素子３２（マイクロカプセル２０）に駆動電圧を印加する。図５に示す画像表示動作開始時（時刻ｔ０）において、選択トランジスタ４１のゲート電極４１ｅの電位Ｇａｔｅはハイレベル（Ｈ；例えば４０Ｖ）であり、ソース電極４１ｃの電位ＤＡＴＡはローレベル（Ｌ；例えば０Ｖ；第２の電位）である。また、共通電極３７の電位ＣＯＭはハイレベル（Ｈ；例えば４０Ｖ）である。このとき、画素４０は高反射率（Ｈ）の状態であり、白表示されている。
【００４６】
画像表示動作が開始されたならば、時刻ｔ１において共通電極３７の電位ＣＯＭがローレベル（Ｌ；例えば０Ｖ；第２の電位）とされ、その後の時刻ｔ２において選択トランジスタ４１のソース電極４１ｃの電位ＤＡＴＡがハイレベル（Ｈ；例えば４０Ｖ；第１の電位）とされる。
【００４７】
その後、時刻ｔ３において選択トランジスタ４１のゲート電極４１ｅの電位Ｇａｔｅがローレベル（Ｌ；例えば０Ｖ）に設定される（素子駆動ステップＳ１）。すると、選択トランジスタ４１がオン状態となり、データ線３８のソース電極４１ｃの電位ＤＡＴＡ（ハイレベル；第１の電位）が、選択トランジスタ４１を介して画素電極３５に入力される。これにより、画素電極３５（ハイレベル；第１の電位）と共通電極３７（ローレベル；第２の電位）との電位差に相当する電圧が電気泳動素子３２に印加され、図３（ｂ）に示したように、電気泳動素子３２の黒色粒子２６が共通電極３７側に引き寄せられる。これにより、画素４０が低反射率（Ｌ）の状態となり、黒表示される。
【００４８】
その後、時刻ｔ４から、ソース電極４１ｃの電位ＤＡＴＡをハイレベル（第１の電位）からローレベル（第２の電位）に一様な傾きで徐々に変化させる（蓄積電荷除去ステップＳ２）。このとき、ゲート電極４１ｅの電位Ｇａｔｅはローレベルであり、選択トランジスタ４１はオン状態である。したがって、電気泳動素子３２の静電容量Ｃｅｐは、選択トランジスタ４１を介して図５に示す一定の傾き（電荷移動速度）で開放される。
【００４９】
その後、ソース電極４１ｃの電位ＤＡＴＡがローレベルに移行した後の時刻ｔ５において、選択トランジスタ４１のゲート電極４１ｅの電位Ｇａｔｅがハイレベルに設定される。これにより選択トランジスタ４１がオフ状態となり、画素４０における画像表示動作が終了する。
【００５０】
以上の本実施形態の駆動方法によれば、電気泳動素子３２の静電容量Ｃｅｐ及び電気抵抗Ｒｅｐに起因する自己消去を防止し、表示画像のコントラストを良好に保持することができる。以下、かかる作用効果について詳細に説明する。
【００５１】
本実施形態の駆動方法では、図５に示したように、選択トランジスタ４１がオン状態である期間に、ソース電極４１ｃの電位ＤＡＴＡを徐々にローレベルに移行させ、選択トランジスタ４１をオフする前に画素電極３５の電位をローレベルとしている。すなわち、電気泳動素子３２を駆動して所定の表示状態（黒表示）とした後、電気泳動素子３２の電気抵抗Ｒｅｐではなく、オン状態の選択トランジスタ４１を介して電気泳動素子３２の静電容量Ｃｅｐの蓄積電荷を解放する。
これにより、電気泳動素子３２に対する駆動電圧の印加を停止した後に電気泳動素子３２に流れる電流を抑えることができ、電気泳動素子３２の自己消去が生じるのを防止することができる。その結果、図５に示したように、画像書き込み後においても画素４０の反射率は変化せず、コントラストが良好に保持される。
【００５２】
本実施形態の駆動方法において、電位ＤＡＴＡを徐々に変化させる際の傾き（電位変化速度ｖｅ）は、電位ＤＡＴＡの立ち上がり時（ローレベルからハイレベルへの移行時）における電位変化速度よりも大きい値であれば、任意の値に設定することができる。すなわち、図１１に示した従来の駆動方法のように瞬間的に駆動電圧を遮断するのではなく、選択トランジスタ４１を介して入力される電位ＤＡＴＡを徐々に変化させることが可能であれば、任意の電位変化速度ｖｅを設定することができる。
【００５３】
また、本実施形態では、電荷除去ステップＳ２において電位ＤＡＴＡを一定速度（電位変化速度ｖｅ）で変化させることとしたが、電位ＤＡＴＡを段階的に変化させてもよい。ただし、電位ＤＡＴＡを段階的に変化させる場合であっても、電位ＤＡＴＡを複数の電位間で瞬間的に変化させるのではなく、徐々に変化させることが好ましい。
【００５４】
ところで、図１０を参照して先に説明したように、電気泳動素子３２の自己消去現象の発生しやすさは、静電容量Ｃｅｐの電荷解放時に電気泳動素子３２に流れる電流の大きさと、電気泳動素子３２の特性（電気泳動粒子の動きやすさ）に左右される。そして、電位ＤＡＴＡを変化させる際の電位変化速度ｖｅを大きくするほど電気泳動素子３２に流れる電流が大きくなり、電位変化速度ｖｅを小さくするほど電流が小さくなる。したがって、電位変化速度ｖｅを大きくするほど電気泳動素子３２の自己消去が生じやすく、逆に小さくするほど自己消去が生じにくくなると考えられる。
【００５５】
そこで、本実施形態における電位ＤＡＴＡの電位変化速度ｖｅは、自己消去が生じない範囲でなるべく大きい値に設定することが好ましい。これにより、自己消去によるコントラスト変化を抑えつつ、画素電極３５の電位を短時間で安定させることができ、優れた画像保持性を得ることができる。
【００５６】
ここで、図１１に示した従来の駆動方法のように、電気泳動素子３２の駆動電圧を瞬間的に遮断すると、画素電極３５の電位は、図６（ａ）に示すように短時間で大きく電位が低下した後、時間の経過とともに電位低下量が少なくなっていく曲線を描く。この場合に、初期の電位Ｖｏが０．３７×Ｖｏとなるまでの時間が時定数τと定義される。時定数τは、電気泳動素子３２の静電容量Ｃｅｐ、及び電気抵抗Ｒｅｐにより決定される定数である。
【００５７】
通常、電気泳動素子３２は、画素電極３５の電位Ｖｏ（ｔ）が図６（ａ）に示す曲線に沿って減衰する場合にも自己消去が生じないように設計される。しかしながら、電気泳動素子３２の電気特性は、環境条件によって変動し、特に、電気抵抗Ｒｅｐは、環境温度の変化や、電気泳動素子３２に含まれる水分量などによって大きく変動する。そのため、常温常湿では自己消去が生じない電気泳動素子３２であっても、高温高湿の条件では自己消去が生じてしまうことがある。
【００５８】
このような場合には、先の電位ＤＡＴＡの電位変化速度ｖｅを、Ｖｏ（０）／τよりも大きい値に設定することが好ましい。具体的には、図６（ｂ）に示すように、電位変化の傾き（電位変化速度ｖｅ）が、自然放電時の曲線における最大の傾き（傾きＤ１）よりも小さい傾きＤ２に等しくなるように設定することが好ましい。
【００５９】
静電容量Ｃｅｐの電荷解放時における電流は、電位変化が最も急峻である位置において最大となる。すなわち、図６（ａ）に示す曲線では、放電開始時（ｔ＝０）に電流が最大であり、そのときの電位変化速度は、図６（ｂ）に示す傾きＤ１と等価である。したがって、電位変化速度ｖｅを、傾きＤ１より小さい傾きＤ２に対応する速度に設定することで、電気泳動素子３２に流れる電流を自然放電時よりも確実に小さくすることができ、自己消去を生じにくくすることができる。
【００６０】
また本実施形態では、図６（ｂ）に示すように、駆動電圧の印加後に電位ＤＡＴＡを直線的に変化させる。これにより、電位ＤＡＴＡに対する入力波形を意図的に鈍らせる駆動方法（特許文献１参照）と比べて、画素電極３５の電位が安定するまでの時間を短縮できるという利点が得られる。
なお、この画素電極３５の電位を安定させる効果は、電位変化速度ｖｅを傾きＤ１に対応する速度とした場合にも得られるものである。
【００６１】
さらには、上述したように電気泳動素子３２の電気抵抗Ｒｅｐは、環境条件に応じて変動し、これにより自己消去の発生しやすさが変わってしまう。そこで、本実施形態の駆動方法においては、環境温度に応じて電位変化速度ｖｅを変化させることが好ましい。すなわち、環境温度が常温である場合には、電位変化速度ｖｅを、図６（ｂ）に示した傾きＤ１に対応する速度とする一方、環境温度が自己消去に影響する程度に高い場合には、例えば傾きＤ２に対応する速度に変更する温度補正ステップを備えた駆動方法とすることが好ましい。この温度補正ステップは、素子駆動ステップＳ１を実行する前に実行してもよく、素子駆動ステップＳ１と蓄積電荷除去ステップＳ２との間、あるいは、素子駆動ステップＳ１中に実行してもよい。
このような駆動方法を採用することで、環境温度によらず自己消去によるコントラスト低下を防止できる電気泳動表示装置を実現することができる。
【００６２】
（第１変形例）
上記実施の形態では、画素４０を黒表示させる場合について説明したが、本実施形態の駆動方法は、画素４０を白表示させる場合にも好適に用いられる。
図７は、画素４０を白表示させる場合のタイミングチャートである。
【００６３】
図７に示すように、画素４０を白表示させる場合の時刻ｔ０において、ゲート電極４１ｅの電位Ｇａｔｅはハイレベル、ソース電極４１ｃの電位ＤＡＴＡはハイレベル（第２の電位）、共通電極３７の電位ＣＯＭはローレベルとされている。画素４０は低反射率（Ｌ）の状態であり、黒表示されている。
【００６４】
画像表示動作が開始されたならば、時刻ｔ１において、共通電極３７の電位ＣＯＭがハイレベル（第２の電位）とされ、続く時刻ｔ２においてソース電極４１ｃの電位ＤＡＴＡがローレベル（第１の電位）とされる。
その後、時刻ｔ３において、ゲート電極４１ｅの電位Ｇａｔｅがローレベルとされ、選択トランジスタ４１がオン状態とされる（素子駆動ステップＳ１）。そうすると、画素電極３５に電位ＤＡＴＡが入力されてローレベル（第１の電位）とされ、ハイレベル（第２の電位）である共通電極３７との間の電位差により電気泳動素子３２が駆動される。これにより、画素４０の反射率が上昇し、高反射率（Ｈ）の状態となって白表示される。
【００６５】
その後の時刻ｔ４から、ソース電極４１ｃの電位ＤＡＴＡをローレベル（第１の電位）からハイレベル（第２の電位）に一様な傾きで徐々に変化させる（蓄積電荷除去ステップＳ２）。このとき、ゲート電極４１ｅの電位Ｇａｔｅはローレベルであり、選択トランジスタ４１はオン状態である。したがって、電気泳動素子３２の静電容量Ｃｅｐは、選択トランジスタ４１を介して一定の電荷移動速度で開放される。
【００６６】
その後、ソース電極４１ｃの電位ＤＡＴＡがハイレベルに移行した後の時刻ｔ５において、選択トランジスタ４１のゲート電極４１ｅの電位Ｇａｔｅがハイレベルに設定される。これにより選択トランジスタ４１がオフ状態となり、画素４０における画像表示動作が終了する。
【００６７】
以上の第１変形例に係る駆動方法でも、電気泳動素子３２を駆動した後、蓄積電荷除去ステップＳ２において、電位ＤＡＴＡを徐々に変化させて電気泳動素子３２の静電容量Ｃｅｐを解放している。したがって、先の実施形態と同様の作用により、電気泳動素子３２の自己消去が生じるのを防止することができる。よって、第１変形例に係る駆動方法を採用することで、表示画像のコントラストを良好に保持することができる。
【００６８】
（第２変形例）
上記実施の形態では、蓄積電荷除去ステップＳ２において、選択トランジスタ４１のソース電極４１ｃの電位ＤＡＴＡを徐々に変化させることとしたが、画素電極３５の電位を徐々に変化させる手段としては、選択トランジスタ４１のゲート電圧を利用することもできる。
図８は、ゲート電極４１ｅの電位Ｇａｔｅの制御により蓄積電荷除去ステップＳ２を実行する場合のタイミングチャートである。
【００６９】
図８に示すように、画像表示動作開始時の時刻ｔ０において、ゲート電極４１ｅの電位Ｇａｔｅはハイレベル、ソース電極４１ｃの電位ＤＡＴＡはローレベル、共通電極３７の電位ＣＯＭはハイレベルとされている。画素４０は高反射率（Ｈ）の状態であり、白表示されている。
【００７０】
画像表示動作が開始されたならば、時刻ｔ１において、共通電極３７の電位ＣＯＭがローレベル（第２の電位）とされ、続く時刻ｔ２においてソース電極４１ｃの電位ＤＡＴＡがハイレベル（第１の電位）とされる。
その後、時刻ｔ３において、ゲート電極４１ｅの電位Ｇａｔｅがローレベルとされ、選択トランジスタ４１がオン状態とされる（素子駆動ステップＳ１）。そうすると、画素電極３５に電位ＤＡＴＡが入力されてハイレベル（第１の電位）とされ、ローレベル（第２の電位）の共通電極３７との間の電位差により電気泳動素子３２が駆動される。これにより、画素４０の反射率が低下し、低反射率（Ｌ）の状態となって白表示される。
【００７１】
その後、時刻ｔ４から、ゲート電極４１ｅの電位Ｇａｔｅをローレベルからハイレベルに一様な傾きで徐々に変化させる（蓄積電荷除去ステップＳ２）。このとき、ソース電極４１ｃの電位ＤＡＴＡはハイレベル（第１の電位）、共通電極３７の電位ＣＯＭはローレベル（第２の電位）に保持されているが、選択トランジスタ４１のゲート−ソース間電位（Ｖｇｓ）が徐々に小さくなるため、選択トランジスタ４１のドレイン電極４１ｄの電位（すなわち画素電極３５の電位）はハイレベル（第１の電位）から徐々にローレベル（第２の電位）に低下する。これにより、時刻ｔ３からｔ４の間に電気泳動素子３２の静電容量Ｃｅｐに蓄積された電荷は、選択トランジスタ４１を介して一定速度で開放される。
【００７２】
そして、ゲート電極４１ｅの電位Ｇａｔｅがハイレベルに移行する時刻ｔ５において、選択トランジスタ４１がオフ状態となる。その後、時刻ｔ６においてソース電極４１ｃの電位ＤＡＴＡがローレベルとされ、画素４０における画像表示動作が終了する。
【００７３】
以上の第２変形例に係る駆動方法でも、電気泳動素子３２を駆動した後、蓄積電荷除去ステップＳ２において、画素電極３５の電位を徐々に変化させて電気泳動素子３２の静電容量Ｃｅｐを解放している。したがって、先の実施形態と同様の作用により、電気泳動素子３２の自己消去が生じるのを防止することができる。よって、第２変形例に係る駆動方法を採用することで、表示画像のコントラストを良好に保持することができる。
【００７４】
なお、第２変形例において、画素４０を白表示させる場合には、時刻ｔ２からｔ６の期間にソース電極４１ｃの電位ＤＡＴＡをローレベルとし、共通電極３７の電位ＣＯＭをハイレベルとすればよい。この場合にも、上記した第２変形例と同様の作用効果を得ることができる。
また、第１及び第２変形例のいずれにおいても、電位変化速度ｖｅは、先の実施形態と同様に設定することが好ましい。
【００７５】
（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９（ａ）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。
【００７６】
図９（ｂ）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。
【００７７】
以上の電子ペーパー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、画像保持特性に優れ、表示品位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。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】実施形態に係る電気泳動表示装置１００の概略構成図。
【図２】（ａ）１画素における電気泳動表示装置の部分断面図、（ｂ）マイクロカプセルの断面図、（ｃ）電気泳動表示装置の断面構造の他の例。
【図３】電気泳動素子の動作説明図。
【図４】画素の回路構成図。
【図５】実施形態に係る駆動方法を示すタイミングチャート。
【図６】実施形態に係る駆動方法の作用説明図。
【図７】第１変形例に係る駆動方法を示すタイミングチャート。
【図８】第２変形例に係る駆動方法を示すタイミングチャート。
【図９】電子機器を例示する斜視図。
【図１０】従来の電気泳動表示装置を示す説明図。
【図１１】従来の駆動方法を示すタイミングチャート。
【符号の説明】
【００７９】
１００  電気泳動表示装置、５  表示部、２０  マイクロカプセル、３０  素子基板、３１  対向基板、３２  電気泳動素子、３５  画素電極、３６  走査線、３７  共通電極、３８  データ線、４０  画素、４１  選択トランジスタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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