(57)【要約】【課題】従来に比べて、十分な粒子凝集解消効果を得ることが可能な電気泳動表示装置の駆動方法及び電気泳動表示装置を提供すること。【解決手段】少なくとも一方が光透過性を有する一対の基板と、一対の基板のうち第１の基板の基板面に配置された複数の画素電極と、第２の基板の基板面に複数の画素電極に対向して配置された共通電極と、基板間に封入された、粒子径あるいは帯電量の一方又は両方が異なる２種類以上の粒子を含む電気泳動インクとを具備する電気泳動表示装置の駆動方法であって、粒子ごとに最適駆動周波数が異なる交番電圧を合成して得られた合成波形を画像書換えの前に電極間に印加することを特徴とする。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方が光透過性を有する一対の基板と、前記一対の基板のうち第１の前記基板の基板面に配置された複数の画素電極と、第２の基板の基板面に前記複数の画素電極に対向して配置された共通電極と、前記基板間に封入された、粒子径あるいは帯電量の一方又は両方が異なる２種類以上の粒子を含む電気泳動インクとを具備する電気泳動表示装置の駆動方法であって、
前記粒子ごとに最適駆動周波数が異なる交番電圧を合成して得られた合成波形を画像書換えの前に前記電極間に印加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】
前記合成波形を、前記最適駆動周波数が異なる交番電圧を夫々、フーリエ級数展開し足し合わせることで求め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】
前記フーリエ級数展開して足し合わせた後、所定値により除算して前記合成波形を得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】
高周波側の前記最適駆動周波数を、低周波側の前記最適駆動周波数の約数となるように補正して合成し、前記合成波形を得ることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の電気泳動表示装置の駆動方法。
【請求項５】
前記最適駆動周波数は、高周波と低周波との間で異なる複数の周波数にて交番電圧を印加し表示面での各粒子に対する反射率を測定し、各粒子間の反射率差の変曲点により求められたものであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の電気泳動表示装置の駆動方法。
【請求項６】
合成波形印加ステップと、画像書換えステップとの間に、全画素を同一の表示状態にする全画素同一表示駆動ステップを有することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の電気泳動表示装置の駆動方法。
【請求項７】
前記複数の画素電極と前記共通電極との間に夫々並列に接続された複数の保持容量を含むことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の電気泳動表示装置の駆動方法。
【請求項８】
少なくとも一方が光透過性を有する一対の基板と、前記一対の基板のうち第１の前記基板の基板面に配置された複数の画素電極と、第２の基板の基板面に前記複数の画素電極に対向して配置された共通電極と、前記基板間に封入された、粒子径あるいは帯電量の一方又は両方が異なる２種類以上の粒子を含む電気泳動インクとを具備する電気泳動表示装置であって、
前記粒子ごとに最適駆動周波数が異なる交番電圧を合成して得られた合成波形が画像書換えの前に前記電極間に印加されることを特徴とする電気泳動表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電界等の作用により可逆的に視認状態を変化させる電気泳動表示装置の駆動方法及び電気泳動表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子ペーパーに適した表示装置として、電気泳動表示インクにより画像を形成する電気泳動表示装置が知られている。一般的な電気泳動表示装置は、表示画素がマトリクス状に配置され、各表示画素に電気泳動表示インクが封入されると共に一対の電極が設けられる。
【０００３】
データ線駆動回路からデータ線及びＴＦＴを介して各表示画素の一方の電極（画素電極）に画素信号を供給し、各表示画素の電気泳動表示インクに画素信号（駆動電圧）が印加されるように走査線駆動回路から各表示画素（画素電極）のＴＦＴに走査線を介して走査信号を供給する。走査信号は矩形波の電圧からなる信号（パルス信号）であり、各走査線はパルス幅の期間だけＴＦＴをオンして画素電極に画素信号が印加される。走査線が選択されている間（ＴＦＴオン期間）のみ、各表示画素には画素電極と共通電極の電位差が駆動電圧として印加される。
【０００４】
ところで、電気泳動表示装置では、表示面に表示される画像の表示色を変化させるために複数の異なる粒子を含む電気泳動インクを使用することが多い。そして、かかる場合、粒子径が異なるか、帯電量が異なるか、あるいは、粒子径と帯電量の両方が異なる２種類以上の粒子が含まれる。
【０００５】
２種類以上の粒子を含む電気泳動インクにおいて、各粒子の泳動速度は等しくない場合の方が多く、そのため、駆動電圧（駆動パルス）を泳動速度が遅い粒子に合わせるか、あるいは、泳動速度が速い粒子に合わせて、画像表示の切替えを行うことが必要であった。
【０００６】
しかしながら、例えば、泳動速度の遅い粒子に合わせて駆動パルスを決定した場合、粒子挙動が速い粒子には移動完了後にも電極側へ移動する力が発生し続けるため、粒子同士が押し付けられて凝集が進行してしまう問題があった。一方、泳動速度が速い粒子に合わせて駆動パルスを決定した場合、今度は泳動速度が遅い粒子が十分に泳動できないために遅い粒子同士が凝集してしまう問題があった。
【０００７】
そこで従来では、例えば特許文献１に示すように、電気泳動表示装置に一定周波数の矩形波からなる交番電圧を印加して、粒子凝集を解消する手段がとられていた。
【０００８】
あるいは、その他の対応法として、特殊な駆動波形を用いて、粒子凝集に対応してきた（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１１−５９５２５号公報
【特許文献２】特開２００６−１１３３９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１に示すように、一定周波数の矩形波からなる交番電圧の印加では十分な粒子凝集解消効果を得ることができなかった。
【００１１】
また、特許文献２に示すように、特殊な駆動波形を実現するには回路構成が複雑化し実用的ではなく汎用性に欠けるなどの問題があった。
【００１２】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、従来に比べて、十分な粒子凝集解消効果を得ることが可能な電気泳動表示装置の駆動方法及び電気泳動表示装置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】
【００１３】
本発明の電気泳動表示装置の駆動方法は、少なくとも一方が光透過性を有する一対の基板と、前記一対の基板のうち第１の前記基板の基板面に配置された複数の画素電極と、第２の基板の基板面に前記複数の画素電極に対向して配置された共通電極と、前記基板間に封入された、粒子径あるいは帯電量の一方又は両方が異なる２種類以上の粒子を含む電気泳動インクとを具備する電気泳動表示装置の駆動方法であって、前記粒子ごとに最適駆動周波数が異なる交番電圧を合成して得られた合成波形を画像書換えの前に前記電極間に印加することを特徴とする。
【００１４】
このように本発明では、電気泳動インクに含まれる粒子径あるいは帯電量の一方又は両方が異なる２種類以上の粒子において、夫々、粒子挙動に対する最適駆動周波数が異なることを見出し、最適駆動周波数が異なる交番電圧を合成して得られた合成波形を画像書換えの前に電極間に印加することで、十分な粒子凝集解消効果を得ることができ、従来に比べて、表示性能を向上させることができる。
【００１５】
上記電気泳動表示装置の駆動方法において、前記合成波形を、前記最適駆動周波数が異なる交番電圧を夫々、フーリエ級数展開し足し合わせることで求めることが好ましい。これにより適切かつ簡単に合成波形を得ることができる。
【００１６】
上記電気泳動表示装置の駆動方法において、前記フーリエ級数展開して足し合わせた後、所定値により除算して前記合成波形を得ることが好ましい。
【００１７】
上記電気泳動表示装置の駆動方法において、高周波側の前記最適駆動周波数を、低周波側の前記最適駆動周波数の約数となるように補正して合成し、前記合成波形を得ることが好ましい。これにより、合成波形を作り出すのに簡単な回路構成で実現できる。
【００１８】
上記電気泳動表示装置の駆動方法において、前記最適駆動周波数は、高周波と低周波との間で異なる複数の周波数にて交番電圧を印加し表示面での各粒子に対する反射率を測定し、各粒子間の反射率差の変曲点により求められたものであることが好ましい。
【００１９】
上記電気泳動表示装置の駆動方法において、合成波形印加ステップと、画像書換えステップとの間に、全画素を同一の表示状態にする全画素同一表示駆動ステップを有することが好ましい。
【００２０】
上記電気泳動表示装置の駆動方法において、前記複数の画素電極と前記共通電極との間に夫々並列に接続された複数の保持容量を含むことが好ましい。
【００２１】
本発明の電気泳動表示装置は、少なくとも一方が光透過性を有する一対の基板と、前記一対の基板のうち第１の前記基板の基板面に配置された複数の画素電極と、第２の基板の基板面に前記複数の画素電極に対向して配置された共通電極と、前記基板間に封入された、粒子径あるいは帯電量の一方又は両方が異なる２種類以上の粒子を含む電気泳動インクとを具備する電気泳動表示装置であって、前記粒子ごとに最適駆動周波数が異なる交番電圧を合成して得られた合成波形が画像書換えの前に前記電極間に印加されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、十分な粒子凝集解消効果を得ることができ、従来に比べて、表示性能を向上させることができる電気泳動表示装置の駆動方法及び電気泳動表示装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本実施の形態に係る電気泳動表示装置の全体構成図である。
【図２】上記電気泳動表示装置における画素の電気的な構成を示す回路図である。
【図３】上記電気泳動表示装置における表示部の部分断面図である。
【図４】最適駆動周波数を設定するに際し、反射率測定タイミングを模式的に表した波形図である。
【図５】図４に示す交番矩形波電圧を印加したときの白反射率と黒反射率とを示すグラフである。
【図６】図５に更に反射率差を掲載したグラフである。
【図７】反射率差の近似式により最適駆動周波数を求めるグラフである。
【図８】図８Ａは、最適駆動周波数が９３Ｈｚの駆動パルス（交番電圧）を示し、図８Ｂは、最適駆動周波数が６Ｈｚの駆動パルス（交番電圧波形）を示し、図８Ｃは、最適駆動周波数が９３Ｈｚの駆動パルスと最適駆動周波数が６Ｈｚの駆動パルスとを合成した合成波形（合成駆動パルス）を示す。
【図９】図９Ａは、最適駆動周波数が９０Ｈｚの駆動パルス（交番電圧）を示し、図９Ｂは、最適駆動周波数が６Ｈｚの駆動パルス（交番電圧波形）を示し、図９Ｃは、最適駆動周波数が９０Ｈｚの駆動パルスと最適駆動周波数が６Ｈｚの駆動パルスとを合成した合成波形（合成駆動パルス）を示す。
【図１０】最適駆動周波数が５ｍｓの駆動パルスの電圧値を、最適駆動周波数が５０ｍｓの駆動パルスの電圧値の２倍として両者を合成した合成波形を示す。
【図１１】最適駆動周波数が５０ｍｓの駆動パルスの電圧値を、最適駆動周波数が５ｍｓの駆動パルスの電圧値の２倍として両者を合成した合成波形を示す。
【図１２】上記電気泳動表示装置における全走査線同時選択による全画素同一表示駆動ステップの説明図である。
【図１３】上記電気泳動表示装置における順次階調駆動方式を用いた画像の書換えステップの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る電気泳動表示装置の全体構成図である。図１に示すように、この電気泳動表示装置１は、マトリクス状に表示画素が配置された表示部２と、表示部２に画素信号を供給するデータ線駆動回路３と、表示部２に矩形波のパルス信号からなる走査信号を供給する走査線駆動回路４と、表示部２の各表示画素に共通電位を与える共通電位供給回路５と、装置全体の動作を制御するコントローラ６と、を備えて構成される。
【００２５】
表示部２には、データ線駆動回路３から列方向（Ｙ方向）に並列に伸びるｎ本のデータ線Ｘ１からＸｎが延在すると共に、これらのデータ線と交差して走査線駆動回路４から行方向（Ｘ方向）に並列に伸びるｍ本の走査線Ｙ１からＹｍが延在している。表示部２において、データ線（Ｘ１，Ｘ２，…Ｘｎ）と、走査線（Ｙ１，Ｙ２，…Ｙｍ）とが交差する各交差部に表示画素２０が夫々形成されている。このように、表示部２には、ｎ行ｍ列のマトリクス状に複数の表示画素２０が配置されている。
【００２６】
データ線駆動回路３は、コントローラ６から供給されるタイミング信号に基づいて、各データ線（Ｘ１，Ｘ２，…Ｘｎ）に画素信号を供給する。データ線駆動回路３は、高電位Ｖ１（例えば、１５Ｖ）、低電位Ｖ２（例えば、−１５Ｖ）、Ｖ１とＶ２の中間電圧であるＶｍｉｄ（例えば、０Ｖ）の３つの電位、及びハイインピーダンス状態を選択可能に構成されている。
【００２７】
走査線駆動回路４は、コントローラ６から供給されるタイミング信号に基づいて、各走査線（Ｙ１，Ｙ２，…Ｙｍ）に任意のパルス幅の走査信号を同時に又は順番に供給する。これにより、駆動対象となる表示画素２０に対して、走査信号が供給される。走査信号によって階調制御対象となる画素を選択するので、走査信号のことを選択信号と呼ぶこともできる。
【００２８】
表示部２を構成する各表示画素２０には、共通電位供給回路５から共通電位線１１を介して共通電位Ｖｃｏｍが印加される。共通電位供給回路５は、共通電位Ｖｃｏｍとして、高電位Ｖ１（例えば、１５Ｖ）、低電位Ｖ２（例えば、−１５Ｖ）、Ｖ１とＶ２の中間電圧であるＶｍｉｄ（例えば、０Ｖ）の３つの電位、及びハイインピーダンス状態を選択可能に構成されている。すなわち、共通電位供給回路５は、データ線駆動回路３が画素信号として選択可能な３つの電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖｍｉｎと同一電圧を選択可能に構成されている。
【００２９】
コントローラ６は、クロック信号、スタートパルス等のタイミング信号を、データ線駆動回路３、走査線駆動回路４及び共通電位供給回路５に供給して各回路を制御する。例えば、コントローラ６は、表示対象画素の階調データをデータ線駆動回路３又は共通電位供給回路５に供給する。データ線駆動回路３又は共通電位供給回路５は、階調データに応じて書込みパルスの印加回数及び電圧値を決定し、走査線駆動回路４のフレーム走査（画素行選択）動作に同期して対象画素に画素信号又は共通電位を供給する。
【００３０】
図２は、表示画素２０の電気的な構成を示す等価回路図である。なお、表示部２にマトリクス状に配置された各表示画素２０は同一構成であるので、表示画素２０を構成する各部には共通の符号を付して説明する。
【００３１】
表示画素２０は、画素電極２１と、共通電極２２と、電気泳動表示インク２３と、画素スイッチング用トランジスタ２４と、保持容量２５と、を備えている。画素スイッチング用トランジスタ２４は、例えばＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）で構成することができる。画素スイッチング用トランジスタ２４のゲートは、対応する行の走査線（Ｙ１，Ｙ２，…Ｙｍ）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のソースは、対応する列のデータ線（Ｘ１，Ｘ２，…Ｘｎ）に電気的に接続されている。また、画素スイッチング用トランジスタ２４のドレインは、画素電極２１及び保持容量２５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３からデータ線（Ｘ１，Ｘ２，…Ｘｎ）を介して供給される画素信号を、走査線駆動回路４から対応する行の走査線（Ｙ１，Ｙ２，…Ｙｍ）を介して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２５に出力する。
【００３２】
画素電極２１には、データ線駆動回路３からデータ線（Ｘ１，Ｘ２，…Ｘｎ）及び画素スイッチング用トランジスタ２４を介して、画素信号が供給される。画素電極２１は、電気泳動表示インク２３を介して共通電極２２と互いに対向して配置されている。共通電極２２は、共通電位Ｖｃｏｍが供給される共通電位線１１に電気的に接続されている。
【００３３】
電気泳動表示インク２３は、少なくとも２種類の電気泳動粒子が分散された液状体であり、電極間に図示しない封止材にて漏れ出さないように保持されている。
【００３４】
保持容量２５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１１に電気的に接続されている。例えば、保持容量２５は、１回の選択で表示画素２０の電極間に生じる駆動電圧がオフした後も電気泳動粒子を所定期間よりも長い時間に亘り駆動電圧に応じた方向へ移動させ続ける電荷を蓄積可能な容量サイズを有する。
【００３５】
次に、電気泳動表示装置１の表示部２の具体的な構成について、図３に基づいて説明する。図３は、電気泳動表示装置１における表示部２の部分断面図である。図３に示すように、表示部２は、素子基板２８と、対向基板２９とが、図示しないスペーサを介して対向配置され、基板間に電気泳動表示インク２３が封入された構成となっている。なお、本実施の形態では、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。
【００３６】
素子基板（第１の基板）２８は、例えば、ガラス又はプラスチック等からなる基板である。素子基板２８上には、ここでは図示を省略するが、図２を参照して上述した画素スイッチング用トランジスタ２４、保持容量２５、走査線（Ｙ１，Ｙ２，…Ｙｍ）、データ線（Ｘ１，Ｘ２，…Ｘｎ）、共通電位線１１など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。
【００３７】
対向基板（第２の基板）２９は、例えば、ガラス又はプラスチック等からなる光透過性の基板である。対向基板２９における素子基板２８との対向面上には、共通電極２２が、複数の画素電極２１と対向して形成されている。共通電極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）などの透明導電材料から形成されている。
【００３８】
電気泳動表示インク２３は、少なくとも正又は負に帯電した第１の色を有する電気泳動粒子とそれとコントラスト表示可能となるような第２の色に着色された分散媒とからなる構成や、少なくとも正又は負に帯電した第１の色を有する第１の電気泳動粒子と、第１の電気泳動粒子とは異なる帯電特性を有し、第１の色とコントラスト表示可能となるような第２の色を有する第２の電気泳動粒子と分散媒とからなる構成をとることが可能である。本実施の形態では、正に帯電した黒色粒子８３と、負に帯電した白色粒子８２と、これらの黒色粒子８３及び白色粒子８２を分散させる分散媒８１と、からなる構成を例にとって説明するが、これに限定されるものではない。すなわち、白色、黒色の粒子をコントラスト表示可能な範囲で任意に選択することにより、例えば、赤色、緑色、青色などの粒子に変えることによって、表示部２の表示面を赤色表示、緑色表示、青色表示などにすることができる。
【００３９】
画素電極２１と共通電極２２との間に、相対的に共通電極２２の電位が高くなるように電圧が印加された場合には、正に帯電した黒色粒子８３は、クーロン力によって画素電極２１側に引き寄せられると共に、負に帯電した白色粒子８２は、クーロン力によって共通電極２２側に引き寄せられる。この結果、表示面側（共通電極２２側）には、白色粒子８２が集まり、表示部２の表示面は白色表示となる。一方、画素電極２１と共通電極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（相対的に共通電極２２の電位が低くなるように）電圧が印加された場合には、正に帯電した黒色粒子８３は、クーロン力によって共通電極２２側に引き寄せられると共に、負に帯電した白色粒子８２は、クーロン力によって画素電極２１側に引き寄せられる。この結果、表示面側（共通電極２２側）には、黒色粒子８３が集まり、表示部２の表示面は黒色表示となる。
【００４０】
ところで、白色粒子８２と黒色粒子８３とでは、白色粒子８２のほうが黒色粒子８３に比べて粒子径が小さく、帯電量の絶対値が大きい。そのため、白色粒子８２と黒色粒子８３とでは粒子挙動速度に差が生じる。従来では、粒子挙動の遅い粒子か、粒子挙動の速い粒子かのどちらかに合わせて駆動パルスを決定していたが、いずれにしても粒子同士の凝集発生が問題となった。
【００４１】
粒子径が異なるか、帯電量が異なるか、あるいはこれら両方が異なる２種類以上の粒子を含む電気泳動表示装置において、本発明者は、粒子挙動を活発にする最適駆動周波数が粒子種類ごとに夫々存在することを見出した。この特定の駆動波形を印加することで、特定粒子の凝集状態を緩和することができた。本発明者は、このような現象を利用し、電気泳動インクに含まれる複数粒子夫々の特定波長波形を合成した合成波形を、画像書換えの前に電極（画素電極２１と共通電極２２）間に印加することで凝集状態を緩和できることを見出したのである。
【００４２】
まず、最適駆動周波数の設定方法について説明する。なおここで用いた２粒子系インクは、白色粒子と黒色粒子を備えた電気泳動インクである。
【００４３】
（最適駆動周波数の設定方法）
（１）電気泳動インクを封止した電気泳動表示装置に高周波（およそ１ＭＨｚ）から低周波（およそ０．１Ｈｚ）の矩形波を高周波側から低周波側に向けて順次印加する。
【００４４】
（２）次に、各周波数における表示面の反射率を分光測色計にて測定する。なお、分光側色計には、分光測色計ＳＣ−Ｔ（Ｐ）、スガ試験機社製を用いた。測定条件は下記の通りに設定した。
光学条件：拡散照明８°受光  ｄ８方式（※正反射を除く）
光源：１２Ｖ・５０Ｗハロゲンランプ
測色条件：Ｄ６５  １０°視野
測定領域：φ１５
動作：机上に、机の天板と並行に静置し、１００回駆動後に測定した。
【００４５】
反射率を、表示面側が高電位（Ｖ-Ｈｉ）のときと、表示面側が低電位（Ｖ-Ｌｏｗ）のときとで測定することで、その周波数におけるパネルの色差を捉えることが可能となる。図４は、最適駆動周波数を設定するに際し、反射率測定タイミングを模式的に表した波形図である。
【００４６】
図４に示すように、負（マイナス）に帯電している白色粒子は、表示面側が高電位（Ｖ-Ｈｉ）のときに表示面側に集まり、白表示となり、一方、正（プラス）に帯電している黒色粒子は、表示面側が低電位（Ｖ-Ｌｏｗ）のときに表示面側に集まり、黒表示となる。したがって、高電位のときに白反射率を測定でき、低電位のときに黒反射率を測定することができる。
【００４７】
反射率の測定結果が、図５に示されている。図５は、図４に示す交番矩形波電圧を印加したときの白反射率と黒反射率とを示すグラフである。白反射率とは、表示面側での白色粒子の反射率を指す。白反射率が高いほど、白色表示としては優れている。また黒反射率とは、表示面側での黒色粒子の反射率を指す。黒反射率が低いほど、黒色表示としては優れている。
【００４８】
図５に示す各領域について説明する。領域Ａから領域Ｄに向けて説明する。領域Ａは、白色粒子も黒色粒子も印加されている電圧に反応しない不動周波数領域である。領域Ａから領域Ｂにかけての境界Ａ-Ｂにて、白色粒子が電気泳動を開始している。領域Ｂは、白色粒子は反応しているが、黒色粒子が未反応（未電気泳動）のため全体的に白に推移している周波数領域である。領域Ｂから領域Ｃにかけての境界Ｂ-Ｃにて、白色粒子が活発に電気泳動し始めたため、黒色粒子との分離が始まっている。領域Ｃは、黒色粒子も白色粒子と共に電気泳動を開始している周波数領域である。低周波ほど電気泳動が活発化している。領域Ｃから領域Ｄにかけての境界Ｃ-Ｄにて、白色粒子も黒色粒子も活発に電気泳動している。領域Ｄは、反対側電極に到達した粒子が密に押し付けられることで反射率が向上している周波数領域である。交番電圧の印加幅が長いほど粒子は電極に密に押し付けられる。
【００４９】
次に、図５の測定結果から各周波数における白反射率と黒反射率との反射率差を求めた。その結果を図６に掲載した。図６は、図５に更に反射率差を掲載したグラフである。
【００５０】
図６において丸で囲った箇所が、反射率差のグラフ上での変曲点に該当する。これら変曲点での周波数が夫々の粒子の最適駆動周波数となる。
【００５１】
変曲点周波数の導出方法は、白黒の反射率差を３つの直線にて近似し、その交点から求めることができる。図７は、反射率差の近似式により最適駆動周波数を求めるグラフである。
【００５２】
図７に示すように、３つの直線ａ、ｂ、ｃのうち２つの直線ａ、ｂは、傾きがゼロの直線である。すなわち図７に示すように直線ａは、高周波側に位置する反射率差ゼロの直線であり、直線ｂは、低周波側に位置する反射率差が最大値の直線である。直線ｃは、直線ａから直線ｂに向けて反射率差が変化しているグラフ傾斜部分を近似式により算出した直線である。
【００５３】
図７に示すように、白色粒子のみが電気泳動している高周波側では、変曲点を捉えやすいが、白色粒子と黒色粒子の双方が電気泳動している低周波側では、傾きが漸次的に変化するため境界（変曲点）を判断しづらい。そこで、直線ｃとして、概ね反射率差の最大値の約５０％の位置を通る近似直線を求め、直線ｂと直線ｃとの交点により、低周波側の変曲点周波数を求めることができる。
【００５４】
図７のグラフからは、高周波側の変曲点周波数は９３Ｈｚ、低周波側の変曲点周波数は６Ｈｚであった。これら変曲点周波数が最適駆動周波数に該当する。
【００５５】
（合成波形の設定方法）
次に、上記により得られた最適駆動周波数に基づいて、合成波形の設定方法について説明する。
【００５６】
まず、各最適駆動周波数の交番電圧を夫々、フーリエ級数展開する。フーリエ級数展開の式は以下の数式１により求めることができる。
【００５７】
【数１】
2015184538.tif 000003
【００５８】
ちなみに矩形波のフーリエ級数展開はｓｉｎ成分のみとなり、以下の数式２のようになる。
【００５９】
【数２】
2015184538.tif 000004
【００６０】
次に、夫々のフーリエ級数展開した結果の和を２で割った式が合成波形（合成駆動パルス）となる。ここでフーリエ級数展開して足し合わせた後、２で割った理由は、単純に、最適駆動周波数が異なる各交番電圧波形を夫々、フーリエ級数展開して足し合わせてなる和結果そのものを用いると印加電圧値が高くなってしまうため、適切な凝集抑制効果を得ることができない場合がある。したがって、２つのフーリエ級数展開した結果を足したので２で割って、合成波形の印加電圧値を従来の交番電圧印加時と合わせた。
【００６１】
上記に基づいて、図７で得られた最適駆動周波数から合成波形を設定する。
【００６２】
図８Ａは、最適駆動周波数が９３Ｈｚの駆動パルス（交番電圧）を示し、図８Ｂは、最適駆動周波数が６Ｈｚの駆動パルス（交番電圧波形）を示し、図８Ｃは、最適駆動周波数が９３Ｈｚの駆動パルスと最適駆動周波数が６Ｈｚの駆動パルスとを合成した合成波形（合成駆動パルス）を示す。
【００６３】
図８Ｃでは、最適駆動周波数が９３Ｈｚの駆動パルス及び最適駆動周波数が６Ｈｚの駆動パルスを夫々、フーリエ級数展開して合成し、更に２で割って合成波形を求めている。
【００６４】
ところで上記で求めた合成波形を実際に基板上で作り出すのは高価なＩＣや複雑な制御が必要となり実用的ではない。具体的には図８Ｃに示す４００ｍｓ付近など、合成波形の正負が反転する個所にて複雑な制御が必要とされる。
【００６５】
そこで、低周波側の最適駆動周波数が高周波側の最適駆動周波数の約数となる様に片方又は両方の最適駆動周波数を補正することで、矩形波を発生させる回路構成のみで実現可能となり実用的な波形となる。
【００６６】
上記した低周波側の最適駆動周波数が６Ｈｚ、高周波側の最適駆動周波数が９３Ｈｚの例で言えば、高周波側の最適駆動周波数を９３Ｈｚから９０Ｈｚにして、低周波側の最適駆動周波数である６Ｈｚが高周波側の最適駆動周波数の約数になるように補正する。
【００６７】
図９Ａは、最適駆動周波数が９０Ｈｚの駆動パルス（交番電圧）を示し、図９Ｂは、最適駆動周波数が６Ｈｚの駆動パルス（交番電圧波形）を示し、図９Ｃは、最適駆動周波数が９０Ｈｚの駆動パルスと最適駆動周波数が６Ｈｚの駆動パルスとを合成した合成波形（合成駆動パルス）を示す。
【００６８】
図９Ｃに示すように、図８Ｃと比較して、４００ｍｓ付近での合成波形の形状が補正され、単純な矩形波のみで表されていることがわかる。
【００６９】
ここで、最適駆動周波数の補正は、本発明の効果が適切に発現する範囲、すなわち凝集抑制効果が適切に得られる範囲とされる。最適駆動周波数の補正が小さいほど、また高周波側の最適駆動周波数を補正したほうが、補正された周波数が最適駆動周波数に近い値を維持できるため、適切に本発明の効果が発現されることになる。特に範囲を限定するものでないが、最適駆動周波数の補正は、概ね最適駆動周波数の２０％以下であることが好ましく、１５％以下であることがより好ましく、１０％以下であることが更に好ましく、５％以下であることが最も好ましい。なお、最適駆動周波数の２０％以下で補正した場合、凝集抑制効果に変化がないこと、すなわち本発明の効果を維持できることを確認している。
【００７０】
（効果の検証に対する実験）
（比較例１）
最適駆動周波数が９０Ｈｚ（９３Ｈｚを補正した）と６Ｈｚからなる白色粒子と黒色粒子を含む電気泳動表示インクにて作成した電気泳動表示装置に、６Ｈｚの駆動パルス（矩形波）を連続で１５分間印加したところ、パネル表示に支障を来たす程度の白色粒子凝集が発生した。これは粒子挙動が速い白色粒子が電極面へ移動を完了した後も電極側へ押し付けられ続けたために、白色粒子同士の凝集が進行した結果である。
【００７１】
（比較例２）
また、９０Ｈｚの駆動パルス（矩形波）を連続で１５分間印加したところ、パネル表示に支障を来たす程度の黒色粒子凝集が発生した。これは粒子挙動が遅い黒色粒子が十分に泳動できないために黒色粒子同士が凝集した結果である。
【００７２】
（比較例３）
上記の結果を踏まえて矩形波周波数を６Ｈｚ〜９０Ｈｚの範囲で変更して駆動パルス（矩形波）を印加したが白色粒子又は黒色粒子のどちらかが電圧印加の１５分後には凝集を形成し始めた。その後、０．５〜１時間で凝集はパネル表示に支障を来たすレベルに成長した。
【００７３】
（参考例１）
上記の比較例１で発生した粒子の凝集を解消するべく、白色粒子の凝集が起こっているパネルに白色粒子の最適駆動周波数、すなわち、この例では９０Ｈｚの駆動パルス（矩形波）を印加したところ、凝集のモードが変化し、いったん凝集は解消したものの、１５分後にはパネル表示に支障を来たす程度の黒色粒子凝集が発生した。
【００７４】
（参考例２）
また黒色粒子の凝集が起こっているパネルに黒色粒子の最適駆動周波数、すなわちこの例では６Ｈｚの駆動パルス（矩形波）を印加したところ、凝集のモードが変化し、いったん凝集は解消したものの、１５分後にはパネル表示に支障を来たす程度の白色粒子凝集が発生した。
【００７５】
（実施例）
そこで白色粒子又は黒色粒子の凝集が発生している電気泳動表示装置に、最適駆動周波数が６Ｈｚの駆動パルス（矩形波）と最適駆動周波数が９０Ｈｚの駆動パルス（矩形波）との合成波形を印加したところ、夫々、凝集が解消した。その後、２時間印加し続けたが凝集は見られなかった。
【００７６】
なお、今回の実験では意図的に凝集状態を発生させるために１５分という長時間にわたって連続して駆動パルスを電極間に印加したが実際には一回の書換えにかかる時間はせいぜい数秒間である。
【００７７】
電気泳動表示装置は、画像表示状態において電力を消費しないことが長所である。そのため電圧を印加されていない画像表示期間においては電気泳動インク中の粒子同士は徐々に凝集していく傾向にある。凝集状態は表示期間が長いほど顕著である。
【００７８】
本発明はこのような表示中に発生する凝集を解消するため、上記した合成波形の印加を画像の書換えに先立って行うことで、凝集抑制効果を良好に発揮することができる。
【００７９】
また、画像表示期間における粒子凝集以外にも、通常の画像書換え駆動で発生する粒子同士の小さな凝集が積み重なり、徐々に成長していく傾向がある。例えば書換え画像の組み合わせによっては、ある画素は連続して複数回同色を表示するような状況もあり、その場合、同色粒子が毎回、電極面に押し付けられるために凝集体を形成し、成長していくといったケースが考えられる。このような場合においても、画像の書換えに先立って、本発明の合成波形を印加することで凝集を緩和することができる。
【００８０】
本発明における、合成波形の印加は画像書換えのたびに画像書換え駆動に先立って印加することが望ましいが、書換え時間を増長させることを避けるために、複数回の書換えごとに印加することでも凝集を解消する効果を得ることができる。例えば、電源を入れたときにのみ、合成波形を印加するように制御することができる。
【００８１】
なお最適周波数であるが、粒子ごとに印加電圧を変えて求めてもよい。図１０及び図１１には、一方を他方の２倍の電圧で最適駆動周波数を求めた場合の合成波形の例を示している。最適駆動周波数を等しい電圧で求めた場合、最適駆動周波数の組み合わせによっては合成波形印加時にちらつきが目立ったり、印加時間が長くなるなどの問題が発生する場合がある。そこで一方の最適駆動周波数を求める電圧を他方に比べて高くすることで、合成波形の効果を減じることなく上記問題を解決することが可能である。
【００８２】
どのような電圧比率でも合成波形の効果は得られるが、２倍とすることが好ましい。これは通常の書換時に使用する電圧の倍電圧を電気泳動インクに印加する、コモン振りと呼ばれる駆動方法が一般に知られているためで、回路構成に大きな変更を加えることなく簡単に実現することができるためである。
【００８３】
ここで最適駆動周波数は駆動電圧によって変化する。一般に、高電圧になるほど最適駆動周波数は高周波となる傾向にある。
【００８４】
図１０及び図１１に示す合成波形を得るには、まず上記に記載した（最適駆動周波数の設定方法）に基づいて、最適駆動周波数を求める。例えば、電圧１５Ｖと電圧３０Ｖとで最適駆動周波数を求める。１５Ｖでは、低周波側の最適駆動周波数（ｆ−ｓｍａｌｌ  １５Ｖ）と高周波側の最適駆動周波数（ｆ−ｂｉｇ  １５Ｖ）を得ることができ、３０Ｖでは、低周波側の最適駆動周波数（ｆ−ｓｍａｌｌ  ３０Ｖ）と高周波側の最適駆動周波数（ｆ−ｂｉｇ  ３０Ｖ）を得ることができる。このとき、１５Ｖにて得られた最適駆動周波数と３０Ｖにて得られた最適駆動周波数とは異なっている。
【００８５】
そして合成波形を得るには、１５Ｖにて得られた最適駆動周波数（ｆ−ｓｍａｌｌ  １５Ｖ）の矩形波と、３０Ｖにて得られた最適駆動周波数（ｆ−ｂｉｇ  ３０Ｖ）の矩形波とを合成するか、あるいは、１５Ｖにて得られた最適駆動周波数（ｆ−ｂｉｇ  １５Ｖ）の矩形波と、３０Ｖにて得られた最適駆動周波数（ｆ−ｓｍａｌｌ  ３０Ｖ）の矩形波とを合成する。前者が図１０に準じた合成波形となり、後者が図１１に準じた合成波形となる。
【００８６】
上記した合成波の印加の次に、全画素同一表示駆動ステップ及び画像の書換えステップを行う。
【００８７】
電気泳動表示装置１における全画素同一表示駆動ステップについて説明する。全画素同一表示駆動ステップでは、共通電極２２の印加電圧を変化させるコモン振りを行って電気泳動表示装置の画素を一旦全て同一の表示状態にできる駆動方法について説明するが、コモン振りを行うことは本発明では必須事項ではない。
【００８８】
全画素同一表示駆動ステップにおいては、共通電極２２に印加される共通電位Ｖｃｏｍを変化させるコモン振りが適用され、全ての表示画素２０が同一の表示状態に設定される。例えば、全画素同一表示駆動ステップにおいては、共通電極２２を画素電極２１に対して高電位に設定して全ての表示画素２０を第１の表示状態（例えば、全白状態）に変化させる第１の印加動作、もしくは共通電極２２を画素電極２１に対して低電位に設定して全ての表示画素２０を第２の表示状態（例えば、全黒状態）に変化させる第２の印加動作（以下、上記のような駆動方式を「パルス方式」と呼ぶ。）の少なくともどちらか一方の動作によって全画素を同一の表示状態とする。
【００８９】
このように、全画素同一表示駆動ステップにコモン振りを適用することにより、画素電極２１と共通電極２２との間に大きな電位差を確保でき、各表示画素２０（より具体的には、画素電極２１と共通電極２２との電極間）に大きな駆動電圧を印加できる。これにより、電気泳動表示インク２３内の電気泳動粒子（白色粒子８２、黒色粒子８３）に、より大きな運動エネルギーを与えることができる。この結果、電気泳動粒子を効率よく表示面側や背面側に移動させることができ、また、白及び黒の電気泳動粒子をきれいに分離することが可能となり、白黒のコントラストや反射率などの表示性能の向上が図られる。
【００９０】
全画素同一表示駆動ステップにコモン振りを適用することで得られる作用をより効果的に得るために、パルス方式の印加動作は１回だけではなく、前記第１の印加動作を複数回繰り返すことや、前記第２の印加動作を複数回繰り返し行っても良い。また、第１の印加動作と第２の印加動作を交互に連続して行う一連の動作（セット）として、そのセットを１回又は複数回繰り返し行う方式（以下、「スイングパルス方式」と呼ぶ。）を用いても良い。なお、スイングパルス方式にて行われる第１の印加動作と第２の印加動作は、その回数が夫々異なっていてもよい。
【００９１】
本実施の形態に係る電気泳動表示装置１においては、全画素同一表示駆動ステップに適用されるコモン振りとして、例えば、全ての走査線Ｙ１〜Ｙｍに対して同時に走査信号を供給して全ての表示画素２０に同時に駆動電圧を印加する方式（全走査線同時選択によるパルス方式、及び全走査線同時選択によるスイングパルス方式）と、各走査線Ｙ１〜Ｙｍに対して順次に走査信号を供給して全ての表示画素２０に駆動電圧を順番に印加する方式（走査線順次選択によるパルス方式、及び走査線順選択によるスイングパルス方式）と、を選択できる。
【００９２】
例えば、図１２は、本実施の形態に係る電気泳動表示装置１における全走査線同時選択によるパルス方式によるコモン振りを用いた全画素同一表示駆動ステップの説明図である。コモン振りにおいて、画素電極２１及び共通電極２２に印加される高電位の電圧Ｖ１として１５Ｖを用いる一方、低電位の電圧Ｖ２として−１５Ｖを用い、これらの中間電圧Ｖｍｉｄとして０Ｖを用いて説明する。
【００９３】
図１２に示すように、全走査線同時選択によるパルス方式を用いたコモン振りにおいては、共通電極２２に１５Ｖの電圧Ｖ１が印加され、画素電極２１に−１５Ｖの電圧Ｖ２が印加される。また、全ての走査線Ｙ１〜Ｙｍに対して同時に走査信号（オン電位）が供給される。これにより、各表示画素２０の電気泳動表示インク２３には、Ｖ１−Ｖ２の駆動電圧（すなわち、３０Ｖ）が印加される。
【００９４】
図１２に示すインクにかかる電圧の点線部は全画素同一表示駆動ステップを終えた後の電圧波形を示しているが、本発明においては、上記のコモン振りが適用される全画素同一表示駆動ステップが行われた後、画像の書換えステップに移行する。
【００９５】
次に、画像の書換えステップにおいては、例えば、図１３（順次階調駆動方式）に示すように、共通電極２２に印加される電位が中間電位Ｖｍｉｄに固定されると共に、画素電極２１に印加される画素信号及び走査線に供給される走査信号の供給回数（走査回数又は駆動回数）によって表示画素２０における階調表示が調節される。書換え画素となる表示画素２０を１回走査した場合を考える。すなわち、書換え画素となる表示画素２０の画素電極２１に画素信号（例えばＶ２＝−１５Ｖ）を印加し、共通電極２２に中間電位Ｖｍｉｄ（例えばＶｍｉｄ＝０Ｖ）が印加されていれば、Ｖ２の駆動電圧が表示画素２０に印加される。図１３に示すように、階調制御対象となる表示画素２０に対する画素信号及び走査信号の供給が２回で停止された場合、当該表示画素２０の階調は階調Ｃに設定される。また、階調制御対象となる表示画素２０に対する画素信号及び走査信号の供給が５回で停止された場合、当該表示画素２０の階調は階調Ｂに設定される。更に、階調制御対象となる表示画素２０に対する画素信号及び走査信号の供給が７回で停止された場合、当該表示画素２０の階調は階調Ａに設定される。なお、表示画素２０の階調が階調Ｃ、Ｂに設定される場合、夫々３回目、６回目以降の画素信号電位はＶｍｉｄもしくはハイインピーダンス状態となるが、図１３においては、説明の便宜上、画素信号及び走査信号が７回供給される場合について示している。
【００９６】
上記した全画素同一表示駆動ステップに先立って、現在表示されている画像（書換前の画像）が次の画像（書換後の画像）を書き込んだ後もぼんやりと残って見える現象（残像現象）を解消するための消去駆動が行われてもよい。特に消去駆動方法を限定するものでないが、例えば、現画像を閾値階調で分けて二値化し、いずれかの極限色に近い方の二値化画像に対するネガ画像に基づいた消去パルスをはじめに印加することが好ましい。すなわち、現画像を閾値階調で分けて二値化したとき、白色の極限色に近いと判断されると、黒色画像（ネガ画像）へ切り替えるための消去パルスをはじめに印加する。これにより、最初の消去駆動にて白色側の電極に固着しているより多くの電気泳動粒子を反対側電極（黒色側）へ移動させるので、同じ均一度を実現するのであれば、１回分は駆動回数を削減できる可能性がある。
【００９７】
上記した消去駆動ステップは、本実施の形態の合成波形印加ステップの前あるいは後で行うことができる。ただし、消去駆動ステップは、全画素同一表示駆動ステップの前に行われる。よって、消去駆動ステップ→合成波形印加ステップ→全画素同一表示駆動ステップ→画像の書換えステップ、あるいは、合成波形印加ステップ→消去駆動ステップ→全画素同一表示駆動ステップ→画像の書換えステップで行われる。上記したように合成波形印加ステップを画像の書換えのたびに行ってもよいし間引いて行ってもよいし所定条件（例えば電源を入れたときのみ）に基づいて行ってもよい。よって合成波形印加ステップを行わない場合には、消去駆動ステップ→全画素同一表示駆動ステップ→画像の書換えステップの順に行うことができる。また合成波形印加ステップを行う場合には、消去駆動ステップに代えて行うことができる。よって、かかる場合、合成波形印加ステップ→全画素同一表示駆動ステップ→画像の書換えステップで行われる。ただし本発明では、合成波形印加ステップ→画像の書換えステップとなるステップパターンを含むことが大前提としてあり、消去駆動ステップや全画素同一表示駆動ステップを含むことは、その下位概念として位置づけられる。
【００９８】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、さまざまに変更して実施可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更が可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施可能である。
【符号の説明】
【００９９】
１  電気泳動表示装置
２  表示部
３  データ線駆動回路
４  走査線駆動回路
５  共通電位供給回路
６  コントローラ
１１  共通電位線
２０  表示画素
２１  画素電極
２２  共通電極
２３  電気泳動表示インク
２４  画素スイッチング用トランジスタ
２５  保持容量
２８  素子基板
２９  対向基板
８１  分散媒
８２  白色粒子
８３  黒色粒子
【図１】
2015184538.tif 000005
【図２】
2015184538.tif 000006
【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】
2015184538.tif 000011
【図８】
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【図９】
2015184538.tif 000013
【図１０】
2015184538.tif 000014
【図１１】
2015184538.tif 000015
【図１２】
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【図１３】
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