(57)【要約】【課題】表示中のコントラストの低下を抑制し得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、画素電極に供給するデータ信号電位のハイレベルをＶdataH、データ信号電位のローレベルをＶdataL、共通電極に供給する共通信号電位をＶcomとしたとき、ＶdataH＞Ｖcom＞ＶdataLとなるように各電位を設定し、複数の走査線に対して走査信号を順次供給する走査動作を、一の画像を他の画像に書き換えるときに複数回実行することを特徴とする。【選択図】図５
2011186155.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板に設けられた複数の走査線および複数のデータ線と、該複数の走査線のうち一の走査線と該複数のデータ線のうち一のデータ線との交差に対応して設けられた画素電極と、該画素電極に接続されたスイッチング素子と、該第１の基板と対向する第２の基板に設けられた共通電極と、該画素電極と該共通電極との間に挟持された電気泳動素子と、を有し、該一のデータ線と該一の走査線とにより該スイッチング素子を介して該画素電極にデータ信号を供給する電気泳動表示装置の駆動方法であって、
前記画素電極に供給するデータ信号電位のハイレベルをＶdataH、前記データ信号電位のローレベルをＶdataL、前記共通電極に供給する共通信号電位をＶcomとしたとき、ＶdataH＞Ｖcom＞ＶdataLとなるように各電位を設定し、
前記複数の走査線に対して走査信号を順次供給する走査動作を、一の画像を他の画像に書き換えるときに複数回実行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】
前記スイッチング素子がＰチャネルトランジスターであり、
前記走査線に供給する走査信号電位のハイレベルをＶgateH、前記走査信号電位のローレベルをＶgateL、前記Ｐチャネルトランジスターの閾値電圧をＶthPとしたとき、
ＶgateH＞ＶdataH＋ＶthP
ＶgateH＞Ｖcom＋ＶthP
ＶgateL＜ＶdataH＋ＶthP
ＶgateL＜Ｖcom＋ＶthP
の全てを満たすように各電位を設定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】
Ｖcom＞（ＶdataH＋ＶdataL）／２
となるように各電位を設定す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の駆動方法。
【請求項４】
前記スイッチング素子がＮチャネルトランジスターであり、
前記走査線に供給する走査信号電位のハイレベルをＶgateH、前記走査信号電位のローレベルをＶgateL、前記Ｎチャネルトランジスターの閾値電圧をＶthNとしたとき、
ＶgateH＞ＶdataL＋ＶthN
ＶgateH＞Ｖcom＋ＶthN
ＶgateL＜ＶdataL＋ＶthN
ＶgateL＜Ｖcom＋ＶthN
の全てを満たすように各電位を設定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５】
Ｖcom＜（ＶdataH＋ＶdataL）／２
となるように各電位を設定することを特徴とする請求項４に記載の電気泳動表示装置の駆動方法。
【請求項６】
Ｖcomを時間的に変化させることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置の駆動方法。
【請求項７】
Ｖcomとしてパルス状の波形を印加することを特徴とする請求項６に記載の電気泳動表示装置の駆動方法。
【請求項８】
Ｖcomの電位が第１の電位と第２の電位とを有し、前記第１の電位から前記第２の電位へのスイッチング時間と、前記第２の電位から前記第１の電位へのスイッチング時間と、をそれぞれ可変とした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。
【請求項９】
第１の基板に設けられた複数の走査線および複数のデータ線と、該複数の走査線のうち一の走査線と該複数のデータ線のうち一のデータ線との交差に対応して設けられた画素電極と、該画素電極に接続されたスイッチング素子と、該第１の基板と対向する第２の基板に設けられた共通電極と、該画素電極と該共通電極との間に挟持された電気泳動素子と、を有し、該一のデータ線と該一の走査線とにより該スイッチング素子を介して該画素電極にデータ信号を供給する電気泳動表示装置であって、
前記画素電極に供給するデータ信号電位のハイレベルをＶdataH、前記データ信号電位のローレベルをＶdataL、前記共通電極に供給する共通信号電位をＶcomとしたとき、ＶdataH＞Ｖcom＞ＶdataLとなるように各電位が設定され、
前記複数の走査線に対して走査信号を順次供給する走査動作が、一の画像を他の画像に書き換えるときに複数回実行されることを特徴とする電気泳動表示装置。
【請求項１０】
前記スイッチング素子が有機トランジスターもしくは酸化物半導体トランジスターであることを特徴とする請求項９に記載の電気泳動表示装置。
【請求項１１】
請求項９または１０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。
【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、下記の特許文献１参照）。特に、特許文献１に記載の電気泳動装置の駆動方法では、電気泳動素子に白表示または黒表示を書き込んだ後、基準電位（例えば０Ｖ）と所定電位（例えば＋１０Ｖ）との間で変動する信号を共通電極に印加すると、電気泳動粒子の泳動が促進され、前の書き込みが不十分であったとしても追加の書き込みがなされる。これにより、画像の鮮鋭化が実現できる、といった効果が得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１８０９７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１の駆動方法においては、アクティブマトリクス回路を構成する複数の走査線に対して走査信号を順次供給し、全ての画素の中から当該走査線に属する画素のスイッチング素子を選択し、書き込みを行う。例えば画面の大きさがＡ４サイズで画素ピッチが１４０μｍ程度であれば、走査線数は約１４００本となり、ある走査線に属する画素は、１垂直走査期間のうち、１／１４００の時間（デューティー比）が選択状態、１３９９／１４００の時間（デューティー比）は非選択状態となる。
【０００５】
ところが、薄膜トランジスター（Thin Film Transistor, 以下、ＴＦＴと略記する）等に代表される画素スイッチング素子には、トランジスターがオフ状態にあってもリーク電流が少なからず存在する。そのため、非選択状態となる多くの時間において、上記リーク電流の影響により所望しない電荷の移動が生じ、画素電極の電位が変動してしまう。その結果、例えば黒表示を書き込んだはずの画素が白っぽくなるなど、表示（書き込み）中に画像のコントラストが次第に低下する、という問題が生じる。
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、表示中のコントラストの低下を抑制し得る電気泳動表示装置の駆動方法を提供することを目的とする。また、高いコントラストの表示が維持可能な電気泳動表示装置と、これを備えた電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明の電気泳動表示装置の駆動方法は、第１の基板に設けられた複数の走査線および複数のデータ線と、該複数の走査線のうち一の走査線と該複数のデータ線のうち一のデータ線との交差に対応して設けられた画素電極と、該画素電極に接続されたスイッチング素子と、該第１の基板と対向する第２の基板に設けられた共通電極と、該画素電極と該共通電極との間に挟持された電気泳動素子と、を有し、該一のデータ線と該一の走査線とにより該スイッチング素子を介して該画素電極にデータ信号を供給する電気泳動表示装置の駆動方法であって、前記画素電極に供給するデータ信号電位のハイレベルをＶdataH、前記データ信号電位のローレベルをＶdataL、前記共通電極に供給する共通信号電位をＶcomとしたとき、ＶdataH＞Ｖcom＞ＶdataLとなるように各電位を設定し、前記複数の走査線に対して走査信号を順次供給する走査動作を、一の画像を他の画像に書き換えるときに複数回実行することを特徴とする。
【０００８】
本発明の電気泳動表示装置の駆動方法によれば、データ信号電位のハイレベルＶdataH、ローレベルＶdataL、共通信号電位Ｖcomが、ＶdataH＞Ｖcom＞ＶdataLとなるように設定されているので、所定のスイッチング素子が選択状態となったとき、データ信号電位のハイレベルＶdataHが供給される画素電極（例えば書き込みが行なわれる画素）、ローレベルＶdataLが供給される画素電極（例えば書き込みが行なわれない画素）の双方ともに共通電極との間で電圧が印加される。したがって、第１の表示（例えば白表示）を第２の表示（例えば黒表示）に書き換える場合、データ信号電位のハイレベルＶdataHが供給される画素で第１の表示が第２の表示に書き換えられる一方、ローレベルＶdataLが供給される画素では元の第１の表示が維持されようとする作用が生じる。また、非選択状態のスイッチング素子ではリーク電流が生じ、コントラストが低下する傾向にあるが、一の画像を他の画像に書き換えるときに、複数の走査線に対して走査信号を順次供給する走査動作が複数回実行されるので、言い換えれば、書き込みが複数回行なわれるので、所望のコントラストに復帰する。本発明によれば、このような作用によりコントラストの低下を抑制することができる。
【０００９】
本発明において、前記スイッチング素子がＰチャネルトランジスターである場合、前記走査線に供給する走査信号電位のハイレベルをＶgateH、前記走査信号電位のローレベルをＶgateL、前記Ｐチャネルトランジスターの閾値電圧をＶthPとしたとき、
ＶgateH＞ＶdataH＋ＶthP
ＶgateH＞Ｖcom＋ＶthP
ＶgateL＜ＶdataH＋ＶthP
ＶgateL＜Ｖcom＋ＶthP
の全てを満たすように各電位を設定することが望ましい。
この構成によれば、Ｐチャネルトランジスターを用いたスイッチング素子による書き込み、非書き込みを確実に制御することができる。
【００１０】
本発明において、Ｖcom＞（ＶdataH＋ＶdataL）／２、となるように各電位を設定することが望ましい。
電気泳動素子での電圧降下分をΔＶepdとすると、トランジスターのゲート−ドレイン間電圧ΔＶgはΔＶg＝Ｖcom−ΔＶepdと表わせる。ΔＶepdは装置固有の値で一定であるから、Ｖcomが大きい程ΔＶgも大きくなる。その点、上記の構成によれば、Ｖcom＞（ＶdataH＋ＶdataL）／２であるから、ΔＶgがより大きくなる。そのため、オフ電流（リーク電流）が影響する時間を短くするとともに、オン状態の表示の影響をより大きくでき、コントラストをより高められる。
【００１１】
本発明において、前記スイッチング素子がＮチャネルトランジスターである場合、前記走査線に供給する走査信号電位のハイレベルをＶgateH、前記走査信号電位のローレベルをＶgateL、前記Ｎチャネルトランジスターの閾値電圧をＶthNとしたとき、
ＶgateH＞ＶdataL＋ＶthN
ＶgateH＞Ｖcom＋ＶthN
ＶgateL＜ＶdataL＋ＶthN
ＶgateL＜Ｖcom＋ＶthN
の全てを満たすように各電位を設定することが望ましい。
この構成によれば、Ｎチャネルトランジスターを用いたスイッチング素子による書き込み、非書き込みを確実に制御することができる。
【００１２】
さらに、Ｖcom＜（ＶdataH＋ＶdataL）／２、となるように各電位を設定することが望ましい。
この構成によれば、上述したＰチャネルトランジスターの場合と同様の作用、効果を得ることができる。
【００１３】
本発明において、Ｖcomを一定にしても良いが、Ｖcomを時間的に変化させる構成としても良い。その場合、例えば、Ｖcomとしてパルス状の波形を印加することが望ましい。
この構成によれば、Ｖcomを適宜調整することにより、常にコントラストが高く、表示時間が速い、最適な表示状態を得ることができる。
【００１４】
本発明において、Ｖcomの電位が第１の電位と第２の電位とを有し、前記第１の電位から前記第２の電位へのスイッチング時間と、前記第２の電位から前記第１の電位へのスイッチング時間と、をそれぞれ可変とすることが望ましい。
この構成によれば、経時変化の影響でオフ電流の値が変動しても、前記第１の電位から前記第２の電位へのスイッチング時間と前記第２の電位から前記第１の電位へのスイッチング時間とを適宜調整することにより、常にコントラストが高く、表示時間が速い、最適な表示状態を得ることができる。
【００１５】
本発明の電気泳動表示装置は、第１の基板に設けられた複数の走査線および複数のデータ線と、該複数の走査線のうち一の走査線と該複数のデータ線のうち一のデータ線との交差に対応して設けられた画素電極と、該画素電極に接続されたスイッチング素子と、該第１の基板と対向する第２の基板に設けられた共通電極と、該画素電極と該共通電極との間に挟持された電気泳動素子と、を有し、該一のデータ線と該一の走査線とにより該スイッチング素子を介して該画素電極にデータ信号を供給する電気泳動表示装置であって、前記画素電極に供給するデータ信号電位のハイレベルをＶdataH、前記データ信号電位のローレベルをＶdataL、前記共通電極に供給する共通信号電位をＶcomとしたとき、ＶdataH＞Ｖcom＞ＶdataLとなるように各電位が設定され、前記複数の走査線に対して走査信号を順次供給する走査動作が、一の画像を他の画像に書き換えるときに複数回実行されることを特徴とする。
【００１６】
本発明の電気泳動表示装置によれば、データ信号電位のハイレベルＶdataH、ローレベルＶdataL、共通信号電位Ｖcomが、ＶdataH＞Ｖcom＞ＶdataLとなるように設定されているので、所定のスイッチング素子が選択状態となったとき、データ信号電位のハイレベルＶdataHが供給される画素電極（例えば書き込みが行なわれる画素）、ローレベルＶdataLが供給される画素電極（例えば書き込みが行なわれない画素）の双方ともに共通電極との間で電圧が印加される。したがって、第１の表示（例えば白表示）を第２の表示（例えば黒表示）に書き換える場合、データ信号電位のハイレベルＶdataHが供給される画素で第１の表示が第２の表示に書き換えられる一方、ローレベルＶdataLが供給される画素では元の第１の表示が維持されようとする作用が生じる。また、非選択状態のスイッチング素子ではリーク電流が生じ、コントラストが低下する傾向にあるが、一の画像を他の画像に書き換えるときに、複数の走査線に対して走査信号を順次供給する走査動作が複数回実行されるので、言い換えれば、書き込みが複数回行なわれるので、所望のコントラストに復帰する。本発明によれば、このような作用によりコントラストの低下を抑制することができる。
【００１７】
本発明において、前記スイッチング素子として有機トランジスターもしくは酸化物半導体トランジスターを用いることができる。
この構成によれば、既存の製造プロセスで電気泳動表示装置を安価に提供することができる。
【００１８】
本発明の電子機器は、上記本発明の電気泳動表示装置を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、上記本発明の電気泳動表示装置を備えているので、高いコントラストの表示が可能な表示部を備えた電子機器を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態の電気泳動表示装置を示す概略構成図である。
【図２】（ａ）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、である。
【図３】電気泳動表示装置の一般的な動作を説明するための図である。
【図４】電気泳動表示装置の一画素の等価回路図である。
【図５】本実施形態の電気泳動表示装置の効果を説明するための図である。
【図６】従来の電気泳動表示装置の問題点を説明するための図である。
【図７】画素トランジスターへの電圧印加状態を説明するための図である。
【図８】共通電極への印加電圧を変えた変形例を示す図である。
【図９】共通電極への印加電圧をさらに変えた変形例を示す図である。
【図１０】本発明の第２実施形態の電気泳動表示装置を示す概略構成図である。
【図１１】本発明の一実施形態の電子機器を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図１〜図９を用いて説明する。
本実施形態の電気泳動表示装置は、画素のスイッチング素子にＰチャネル有機ＴＦＴを用いたアクティブマトリクス型の電気泳動表示装置の例である。
図１は本実施形態の電気泳動表示装置を示す概略構成図である。図２（ａ）は電気泳動表示装置の部分断面図、（ｂ）はマイクロカプセルの断面図、である。図３は電気泳動表示装置の一般的な動作を説明するための図である。図４は電気泳動表示装置の一画素の等価回路図である。図５は本実施形態の電気泳動表示装置の効果を説明するための図である。図６は従来の電気泳動表示装置の問題点を説明するための図である。図７は画素トランジスターへの電圧印加状態を説明するための図である。図８は共通電極への印加電圧を変えた変形例を示す図である。図９は共通電極への印加電圧をさらに変えた変形例を示す図である。
なお、以下の各図面においては各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。
【００２１】
本実施形態の電気泳動表示装置１００は、図１に示すように、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、一の走査線３６と一のデータ線３８と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と接続された画素スイッチング素子４１と、画素スイッチング素子４１と接続された画素電極３５とを有している。
【００２２】
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に接続されている。走査線駆動回路６１は、１垂直走査期間にこれら１行目からｍ行目までの走査線３６を順次選択し、画素４０に設けられた画素スイッチング素子４１をオン状態とするタイミングを規定する走査信号を、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データ信号を供給する。
【００２３】
本実施形態の電気泳動表示装置１００は、図２（ａ）に示すように、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。
【００２４】
表示部５において、素子基板３０の電気泳動素子３２側には、画素スイッチング素子４１と、画素スイッチング素子４１と接続された画素電極３５（第１の電極）、走査線３６、およびデータ線３８が形成されている。また、画素スイッチング素子４１、走査線３６、データ線３８、および画素電極３５を覆うように、絶縁膜３４が形成されている。
【００２５】
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、画素スイッチング素子４１が後述する有機トランジスターであるため、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。
【００２６】
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、もしくは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およびデータ線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。
【００２７】
画素スイッチング素子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。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、その一部をソース電極４１ｃおよびドレイン電極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。
【００２８】
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。
【００２９】
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４１ａ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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
絶縁膜３４は、例えば、シリコン酸化物やシリコン窒化物などの無機絶縁膜、あるいは、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等の有機絶縁膜とすることができる。絶縁膜３４は、画素スイッチング素子４１や画素電極３５による素子基板３０上の凹凸を平坦化する機能を奏する。絶縁膜３４を形成することで、画素スイッチング素子４１と電気泳動素子３２との距離が長くなるので、画素スイッチング素子４１の駆動時に生じる電界が電気泳動素子３２に作用するのを防止できるという効果も得られる。
【００３３】
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、透明基板が用いられる。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。
【００３４】
本実施形態の場合、電気泳動素子３２は、予め対向基板３１側に形成され、素子基板３０と接着するための接着層３３までを含めた電気泳動シートとして構成されている。そして、電気泳動シートの接着層３３と、素子基板３０上の絶縁膜３４とが接着されることで、電気泳動表示装置１００が構成されている。
なお、接着層３３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を覆う接着剤の層として形成されていてもよい。
【００３５】
マイクロカプセル２０は、図２（ｂ）に示すように、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とを球状の壁膜２０ａ（外殻）に封入した構成を備える。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との間に挟持されており、１つの画素４０内に１つまたは複数のマイクロカプセル２０が配置される。
【００３６】
マイクロカプセル２０の壁膜２０ａ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。
【００３７】
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、例えば正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、例えば負に帯電されて用いられる。
これらの白色顔料および黒色顔料には、必要に応じて、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および白色粒子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。
【００３８】
なお、本実施形態では、絶縁膜３４は画素電極３５を覆うように形成されているが、絶縁膜３４の画素電極３５上の領域に開口部を形成し、画素電極３５を露出させた構成としてもよい。あるいは、画素電極３５を絶縁膜３４上に形成するとともに、絶縁膜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を形成し、かかるコンタクトホールを介して画素電極３５とドレイン電極４１ｄとを接続してもよい。
【００３９】
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を黒表示する場合、図３（ｂ）は、画素４０を白表示する場合をそれぞれ示している。
図３（ａ）に示す黒表示の場合には、共通電極３７の電位が相対的に高電位に保持され、画素電極３５の電位が相対的に低電位に保持される。これにより、負に帯電した黒色粒子２７が共通電極３７に引き寄せられる一方、正に帯電した白色粒子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、黒色（Ｂ）が認識される。
図３（ｂ）に示す白表示の場合、共通電極３７の電位が相対的に低電位に保持され、画素電極３５の電位が相対的に高電位に保持される。これにより、正に帯電した白色粒子２６が共通電極３７に引き寄せられる一方、負に帯電した黒色粒子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白色（Ｗ）が認識される。
【００４０】
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、図５を参照して説明する。
図４は、１つの画素４０の回路構成図である。図５は、４つの画素（ＰＸ１１〜ＰＸ２２）の表示状態を説明するための図である。
図４に示すように、画素スイッチング素子４１のソース端子にデータ線３８が接続され、画素スイッチング素子４１のドレイン端子には画素電極３５が接続されている。画素スイッチング素子４１のゲート端子に走査線３６が接続されている。本実施形態の場合、画素スイッチング素子４１はＰチャネルトランジスターであり、走査線３６を通じてゲート端子に走査信号電位のローレベルＶgateLが入力されたときに、画素スイッチング素子４１はオン状態となり、ゲート端子に走査信号電位のハイレベルＶgateHが入力されたときに、画素スイッチング素子４１はオフ状態となる。
【００４１】
図５に示す４つの画素のうち、データ線Ｄ１と走査線Ｇ１とに接続された画素スイッチング素子４１を有する画素をＰＸ１１（図５の左上の画素）、データ線Ｄ２と走査線Ｇ１とに接続された画素スイッチング素子４１を有する画素をＰＸ２１（図５の右上の画素）、データ線Ｄ１と走査線Ｇ２とに接続された画素スイッチング素子４１を有する画素をＰＸ１２（図５の左下の画素）、データ線Ｄ２と走査線Ｇ２とに接続された画素スイッチング素子４１を有する画素をＰＸ２２（図５の右下の画素）、とする。
【００４２】
ここで、１垂直走査期間に全ての走査線３６に対して走査信号を順次供給する走査動作を行うが、図５は、走査線Ｇ１に０Ｖ（走査信号電位のローレベルＶgateL）が入力され、走査線Ｇ２に４０Ｖ（走査信号電位のハイレベルＶgateH）が入力された状態を示している。一方、データ線３８については、データ線Ｄ１に３０Ｖ（データ信号電位のハイレベルＶdataH）が入力され、データ線Ｄ２に０Ｖ（データ信号電位のローレベルＶdataL）が入力されている。また、共通電極３７には共通信号電位Ｖcomとして１５Ｖが入力されている。すなわち、データ信号電位のハイレベルＶdataH、データ信号電位のローレベルＶdataL、共通信号電位Ｖcomが、ＶdataH＞Ｖcom＞ＶdataLの大小関係を満たすように設定されている。
【００４３】
さらに、本実施形態では画素スイッチング素子４１がＰチャネルトランジスターであるため、Ｐチャネルトランジスターの閾値電圧をＶthPとしたとき、
ＶgateH＞ＶdataH＋ＶthP
ＶgateH＞Ｖcom＋ＶthP
ＶgateL＜ＶdataH＋ＶthP
ＶgateL＜Ｖcom＋ＶthP
の全てを満たすように各電位が設定されている。
この構成によれば、Ｐチャネルトランジスターを用いた画素スイッチング素子４１による書き込み、非書き込みを確実に制御できる。
【００４４】
図５に示した例では、走査線Ｇ１に０Ｖ、走査線Ｇ２に４０Ｖが入力されるため、走査線Ｇ１に繋がる画素ＰＸ１１，ＰＸ１２が選択状態にあり、走査線Ｇ２に繋がる画素ＰＸ１２，ＰＸ２２が非選択状態にある。また、データ線Ｄ１に３０Ｖ、データ線Ｄ２に０Ｖが入力される。そのため、データ線Ｄ１に繋がる画素ＰＸ１１に対して書き込みが行われ、データ線Ｄ２に繋がる画素ＰＸ２１に対しては書き込みが行われない。
【００４５】
従来の駆動方法では、図６に示すように、データ線Ｄ１，Ｄ２および走査線Ｇ１，Ｇ２の電位が本実施形態と同様であるが、共通電極に与えられる共通電位Ｖcomが０Ｖである点が本実施形態と異なっていた。この構成では、選択状態にある画素ＰＸ１１では、データ信号電位のハイレベルである４０Ｖが画素電極に供給され、黒表示が白表示に書き換えられる。また、選択状態にある画素ＰＸ２１では、データ信号電位のローレベルである０Ｖが画素電極に供給されるため、黒表示のままである。一方、非選択状態にある画素ＰＸ１２では、画素スイッチング素子はオフ状態にあるが、リーク電流が生じるため、元の黒表示が白っぽくなる傾向にある。そのため、表示のコントラストが低下するという問題が生じていた。また、非選択状態の画素ＰＸ２２は黒表示のままである。
【００４６】
これに対し、本実施形態の場合、図５に示すように、選択状態にある画素ＰＸ１１では、データ信号電位のハイレベルである３０Ｖが画素電極３５に供給され、共通電極３７には１５Ｖが印加されるので、共通電極３７の電位を基準とすると＋１５Ｖの電位差が電気泳動素子３２に印加される。そのため、黒表示が白表示に書き換えられる。また、選択状態にある画素ＰＸ２１では、データ信号電位のローレベルである０Ｖが画素電極３５に供給され、共通電極３７には１５Ｖが印加されるので、共通電極３７の電位を基準とすると−１５Ｖの電位差が電気泳動素子３２に印加される。そのため、黒表示が維持されようとする作用が生じる。
【００４７】
一方、非選択状態にある画素ＰＸ１２では、画素スイッチング素子４１はオフ状態にあり、リーク電流が生じてコントラストが低下傾向にあるのは従来と変わらない。ところが、本実施形態の場合、一の画像を他の画像に書き換えるときに、全ての走査線３６に対して走査信号を順次供給する走査動作が複数回実行される。そのため、画素ＰＸ１２が一の画像を他の画像に書き換えるときに複数回選択されることになり、書き込みが複数回行なわれて、所望のコントラストに復帰する。また、非選択状態にある画素ＰＸ２２にも画素ＰＸ２１と同様の作用が生じ、黒表示が維持される。本実施形態の駆動方法によれば、このような作用によりコントラストの低下を抑制することができる。また、選択状態にある画素ＰＸ２１の元の表示が白表示であれば、−１５Ｖの電位差が画素電極３５に印加されることで白表示が黒表示に書き換えられるため、全表示を消去するプロセスを経ることなく表示の切り換えが可能となる。
【００４８】
なお、上記実施形態では、共通電位Ｖcomを１５Ｖとしたが、各電位の関係がＶcom＞（ＶdataH＋ＶdataL）／２を満たすように、例えば共通電位Ｖcomを２０Ｖとしても良い。この場合、図７（ａ）に示すように、データ線Ｄ１にデータ信号電位のハイレベルである３０Ｖが供給された場合、画素スイッチング素子のゲートには（ソースから見て）ΔＶＧ＝−３０Ｖの電圧が印加されることになる。また、図７（ｂ）に示すように、データ線Ｄ１にデータ信号電位のローレベルである０Ｖが供給された場合、電気泳動素子３２での電圧降下をΔＶepdと表すと、画素スイッチング素子のゲートには（ドレインから見て）ΔＶＧ＝２０Ｖ−ΔＶepdの電圧が印加されることになる。
【００４９】
よって、各電位の関係をＶcom＞（ＶdataH＋ＶdataL）／２と設定した方が、Ｖcom≦（ＶdataH＋ＶdataL）／２と設定するよりも、データ線Ｄ１にデータ信号電位のローレベルが入力されたときに画素スイッチング素子のゲートにより大きな電圧が印加されることになる。また、データ信号電位のハイレベルが入力されたときとローレベルが入力されたときのゲートに印加される実効電圧の値が近くなる。そのため、画素スイッチング素子４１のオフ電流（リーク電流）が影響する時間が短くなるとともに、オン状態の表示の影響をより大きくでき、コントラストをより高められる。
【００５０】
また、上記実施形態では、共通電位Ｖcomが一定である場合を説明したが、Ｖcomを時間的に変化させる構成としても良い。その場合、例えば、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、Ｖcomとしてパルス状の波形を印加することが望ましい。
この構成によれば、Ｖcomを時間的に変化させ、電気泳動素子３２への電界を振動させることにより、電気泳動粒子（黒色粒子２６、白色粒子２７）に加わる力も振動し、電気泳動粒子が動きやすくなる。また、電気泳動素子３２の内部に存在する絶縁性材料での電圧降下量を抑制できるため、実効印加電圧をより高められる。これにより、常にコントラストが高く、表示時間が速い、最適な表示状態を得ることができる。
【００５１】
さらに上述のパルス波形のように、Ｖcomの電位がローレベル（第１の電位）とハイレベル（第２の電位）とを有する場合、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、ローレベルからハイレベルへのスイッチング時間（速度）と、ハイレベルからローレベルへのスイッチング時間（速度）と、をそれぞれ適宜調整する構成としても良い。
電気泳動表示装置１００では、電気泳動素子の内部に存在する絶縁性材料の影響でハイパスフィルターを有する回路系と等価となる。したがって、上記のローレベルからハイレベルへのスイッチング時間とハイレベルからローレベルへのスイッチング時間とを適宜変えることにより、系を通過する周波数成分を制御できる。これにより、コントラストを維持するのに最適な共通電位の波形を設定することができる。
【００５２】
［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態について、図１０を用いて説明する。
本実施形態の電気泳動表示装置は、画素のスイッチング素子にＮチャネル有機ＴＦＴを用いたアクティブマトリクス型の電気泳動表示装置の例である。
図１０は本実施形態の電気泳動表示装置を示し、４つの画素（ＰＸ１１〜ＰＸ２２）の表示状態を説明するための図である。
本実施形態の電気泳動表示装置の基本構成は第１実施形態と同様であり、画素スイッチング素子と印加電圧が異なるのみであるから、基本構成の説明は省略する。
【００５３】
本実施形態の場合、画素スイッチング素子５１はＮチャネルトランジスターであり、走査線３６を通じてゲート端子に走査信号電位のハイレベルＶgateHが入力されたときに画素スイッチング素子５１はオン状態となり、ゲート端子に走査信号電位のローレベルＶgateLが入力されたときに画素スイッチング素子５１はオフ状態となる。
【００５４】
本実施形態においても、全ての走査線３６に対して走査信号を順次供給する走査動作を行うが、図１０は、走査線Ｇ１に３０Ｖ（走査信号電位のハイレベルＶgateH）が入力され、走査線Ｇ２に−１０Ｖ（走査信号電位のローレベルＶgateL）が入力された状態を示している。一方、データ線３８については、データ線Ｄ１に３０Ｖ（データ信号電位のハイレベルＶdataH）が入力され、データ線Ｄ２に０Ｖ（データ信号電位のローレベルＶdataL）が入力されている。また、共通電極３７に共通信号電位Ｖcomとして１５Ｖが入力されている。すなわち、データ信号電位のハイレベルＶdataH、データ信号電位のローレベルＶdataL、共通信号電位Ｖcomが、ＶdataH＞Ｖcom＞ＶdataLの大小関係を満たすように設定されている。
【００５５】
さらに、本実施形態では画素スイッチング素子５１がＮチャネルトランジスターであるため、Ｎチャネルトランジスターの閾値電圧をＶthNとしたとき、
ＶgateH＞ＶdataL＋ＶthN
ＶgateH＞Ｖcom＋ＶthN
ＶgateL＜ＶdataL＋ＶthN
ＶgateL＜Ｖcom＋ＶthN
の全てを満たすように各電位が設定されている。
この構成によれば、Ｎチャネルトランジスターを用いた画素スイッチング素子による書き込み、非書き込みを確実に制御できる。
【００５６】
図１０に示した例では、走査線Ｇ１に３０Ｖ、走査線Ｇ２に−１０Ｖが入力されるため、走査線Ｇ１に繋がる画素ＰＸ１１，ＰＸ２１が選択状態にあり、走査線Ｇ２に繋がる画素ＰＸ１２，ＰＸ２２が非選択状態にある。また、データ線Ｄ１に３０Ｖ、データ線Ｄ２に０Ｖが入力される。そのため、データ線Ｄ１に繋がる画素ＰＸ１１で書き込みが行われ、データ線Ｄ２に繋がる画素ＰＸ２１では書き込みが行われない。
【００５７】
ここで、選択状態にある画素ＰＸ１１では、データ信号電位のハイレベルである３０Ｖが画素電極３５に供給され、共通電極３７には１５Ｖが印加されるので、共通電極３７の電位を基準とすると＋１５Ｖの電位差が電気泳動素子３２に印加される。そのため、黒表示が白表示に書き換えられる。また、選択状態にある画素ＰＸ２１では、データ信号電位のローレベルである０Ｖが画素電極３５に供給され、共通電極３７に１５Ｖが印加されるので、共通電極３７の電位を基準とすると−１５Ｖの電位差が電気泳動素子３２に印加される。そのため、黒表示が維持されようとする作用が生じる。
【００５８】
一方、非選択状態にある画素ＰＸ１２では、画素スイッチング素子５１はオフ状態にあり、リーク電流が生じてコントラストが低下傾向にあるのは従来と変わらない。ところが、本実施形態の場合、一の画像を他の画像に書き換えるときに、全ての走査線３６に対して走査信号を順次供給する走査動作が複数回実行される。そのため、画素ＰＸ１２が一の画像を他の画像に書き換えるときに複数回選択されることになり、書き込みが複数回行なわれて、所望のコントラストに復帰する。また、非選択状態にある画素ＰＸ２２にも画素ＰＸ２１と同様の作用が生じ、黒表示が維持される。本実施形態の駆動方法によれば、このような作用でコントラストの低下を抑制できる、という第１実施形態と同様の効果が得られる。また、選択状態にある画素ＰＸ２１の元の表示が白表示であれば、−１５Ｖの電位差が画素電極３５に印加されることで白表示が黒表示に書き換えられるため、全ての表示を消去するプロセスを経ることなく表示の切り換えが可能となる。
【００５９】
なお、上記実施形態では、共通電位Ｖcomを１５Ｖとしたが、各電位の関係がＶcom＜（ＶdataH＋ＶdataL）／２を満たすように、例えば共通電位Ｖcomを１０Ｖとしても良い。この場合、第１実施形態と同様、画素スイッチング素子５１のオフ電流（リーク電流）が影響する時間が短くなるとともに、オン状態の表示の影響をより大きくでき、コントラストをより高められる。
【００６０】
また、上記実施形態では、共通電位Ｖcomが一定である場合を説明したが、Ｖcomを時間的に変化させる構成、例えば、パルス状の波形を印加する構成としても良い。この構成によれば、第１実施形態と同様、常にコントラストが高く、表示時間が速い、最適な表示状態を得ることができる。さらに、パルスのローレベルからハイレベルへのスイッチング時間（速度）と、ハイレベルからローレベルへのスイッチング時間（速度）と、をそれぞれ適宜調整する構成としても良い。これにより、コントラストを維持するのに最適な共通電位の波形を設定することができる。
【００６１】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば上記実施形態では、画素スイッチング素子として有機ＴＦＴを用いたが、有機ＴＦＴに代えて、酸化物半導体トランジスターを用いても良い。その他、電気泳動表示装置の各部材の具体的な構成については、上記実施形態に限らず、適宜変更が可能である。
【００６２】
［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１１（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。
【００６３】
図１１（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。
【００６４】
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。
【符号の説明】
【００６５】
２６…黒色粒子（電気泳動粒子）、２７…白色粒子（電気泳動粒子）、３０…素子基板（第１の基板）、３１…対向基板（第２の基板）、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、４１，５１…画素スイッチング素子、１００…電気泳動表示装置、１１００…電子ペーパー（電子機器）、１２００…電子ノート（電子機器）。
【図１】
2011186155.tif 000003
【図２】
2011186155.tif 000004
【図３】
2011186155.tif 000005
【図４】
2011186155.tif 000006
【図５】
2011186155.tif 000007
【図６】
2011186155.tif 000008
【図７】
2011186155.tif 000009
【図８】
2011186155.tif 000010
【図９】
2011186155.tif 000011
【図１０】
2011186155.tif 000012
【図１１】
2011186155.tif 000013