(57)【要約】【課題】電気泳動素子の電気泳動粒子の分布状態の切り替えに要する時間を短縮すること。【解決手段】第１電極と第２電極との間に電気泳動材料が配置された電気泳動素子を駆動する方法であって、所定期間内に、上記電気泳動素子の上記第１電極と上記第２電極との間に直流のパルス状電圧を断続的に複数回与えること、を含む。好ましくは、上記パルス状電圧を与えた後、次に当該パルス状電圧を与えるまでの期間が上記パルス状電圧のパルス幅よりも長い。【選択図】    図３
2008070546.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極と第２電極との間に電気泳動材料が配置された電気泳動素子を駆動する方法であって、
所定期間内に、前記電気泳動素子の前記第１電極と前記第２電極との間に直流のパルス状電圧を断続的に複数回与えること、
を含む、電気泳動素子の駆動方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記所定期間は、書き込み期間であること、
を特徴とする電気泳動素子の駆動方法。
【請求項３】
請求項１において、
前記パルス状電圧を与えた後、次に当該パルス状電圧を与えるまでの期間が前記パルス状電圧のパルス幅よりも長い、
電気泳動素子の駆動方法。
【請求項４】
第１電極と第２電極との間に電気泳動材料が配置された電気泳動素子を複数配列して構成されるパネル部を備える電気泳動装置を駆動する方法であって、
所定期間内に、第１行〜第ｍ行の相互間において異なる供給タイミングで、当該第１行〜第ｍ行の各行ごとに前記電気泳動素子の各々の前記第１電極と前記第２電極との間に直流のパルス状電圧を断続的に複数回与えること、
を含む、電気泳動装置の駆動方法。
【請求項５】
第１電極と第２電極との間に電気泳動材料が配置された電気泳動素子を複数配列して構成されるパネル部を備える電気泳動装置を駆動する方法であって、
所定期間内に、第１行〜第ｍ行の各行を順次選択し、当該選択された行の前記電気泳動素子の各々の前記第１電極と前記第２電極との間に直流のパルス状電圧を与えることを複数回繰り返すこと、
を含む、電気泳動装置の駆動方法。
【請求項６】
第１電極と第２電極との間に電気泳動材料が配置された電気泳動素子と、
所定期間内に、前記電気泳動素子の前記第１電極と前記第２電極との間に直流のパルス状電圧を断続的に複数回与える駆動手段と、
を含む、電気泳動装置。
【請求項７】
第１電極と第２電極との間に電気泳動材料が配置された電気泳動素子を複数配列して構成されるパネル部と、
所定期間内に、第１行〜第ｍ行の相互間において異なる供給タイミングで、第１行〜第ｍ行の各行ごとに前記電気泳動素子の各々の前記第１電極と前記第２電極との間に直流のパルス状電圧を断続的に複数回与える駆動手段と、
を含む、電気泳動装置。
【請求項８】
第１電極と第２電極との間に電気泳動材料が配置された電気泳動素子を複数配列して構成されるパネル部と、
所定期間内に、第１行〜第ｍ行の各行を順次選択し、当該選択された行の前記電気泳動素子の各々の前記第１電極と前記第２電極との間に直流のパルス状電圧を与えることを複数回繰り返す駆動手段と、
を含む、電気泳動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気泳動装置及びその駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体中に分散させた微粒子の電気泳動現象を利用した電気泳動装置が知られている（例えば、特許文献１）。このような電気泳動装置は、例えば、紙媒体と同様に薄くフレキシブルな表示デバイス（いわゆる電子ペーパ）を構成するために用いられる。この電気泳動ディスプレイは、反射光を用いて画像表示がなされることから紙媒体と同様の視認特性が得られるため、特に文字情報等を読むことを主眼とした表示デバイスの実現に非常に適している。また、電気泳動ディスプレイは、微粒子に電圧を加え続けなくてもある程度の期間、表示内容を保持できるという特徴（メモリ性）を有する上に、同様な特徴を有するコレステリック液晶を用いた液晶ディスプレイと比較しても安価に製造できるメリットがある。
【０００３】
電気泳動装置は、電気泳動粒子を挟んで対向する電極の相互間に電圧（電位差）を与えることによって電気泳動粒子を移動させ、それにより視認状態を変化させる。しかし、従来の電気泳動装置では、電気泳動粒子の分布状態を切り替えるために要する時間が長いという不都合があった。この不都合は、電気泳動装置を表示デバイスとして用いた場合であれば、表示画像の切り替えに時間がかかることの要因となる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−５２２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明に係る具体的態様は、電気泳動粒子の分布状態の切り替えに要する時間を短縮することを可能とする電気泳動装置及びその駆動方法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】
【０００６】
本発明に係る電気泳動素子の駆動方法は、第１電極と第２電極との間に電気泳動材料が配置された電気泳動素子を駆動する方法であって、
所定期間内に、上記電気泳動素子の上記第１電極と上記第２電極との間に直流のパルス状電圧を断続的に複数回与えること、を含む。
ここで、「所定期間」とは、例えば書き込み期間である。この書き込み期間とは、具体的には、例えば、電気泳動素子の一つの表示状態を設定するために信号供給を開始してから電気泳動素子の表示状態が当該一つの表示状態に設定されるまでの期間をいう。
【０００７】
かかる駆動方法によれば、電気泳動素子に対し、パルス状電圧が複数回に渡って繰り返し印加されることにより、同一の書き込み期間内において直流電圧を印加し続ける場合に比較して、電気泳動素子の電気泳動粒子の分布状態の切り替えに要する時間を短縮することが可能となる。その理由としては、短いパルス幅のパルス状電圧を印加することで、電気泳動粒子が慣性力で泳動を続けていることが考えられる。
【０００８】
好ましくは、上記パルス状電圧を与えた後、次に当該パルス状電圧を与えるまでの期間が上記パルス状電圧のパルス幅よりも長い。
【０００９】
このように短いパルス幅のパルス状電圧を繰り返し与えることにより、電気泳動粒子の分布状態の切り替え時間をより短縮できる。
【００１０】
他の本発明に係る電気泳動素子の駆動方法は、第１電極と第２電極との間に電気泳動材料が配置された電気泳動素子を複数配列して構成されるパネル部を備える電気泳動装置を駆動する方法であって、
所定期間内に、第１行〜第ｍ行の相互間で異なる供給タイミングで、当該第１行〜第ｍ行の各行ごとに上記電気泳動素子の各々の上記第１電極と上記第２電極との間に直流のパルス状電圧を断続的に複数回与えること、を含む。
【００１１】
他の本発明に係る電気泳動素子の駆動方法は、第１電極と第２電極との間に電気泳動材料が配置された電気泳動素子を複数配列して構成されるパネル部を備える電気泳動装置を駆動する方法であって、
所定期間内に、第１行〜第ｍ行の各行を順次選択し、当該選択された行の上記電気泳動素子の各々の上記第１電極と上記第２電極との間に直流のパルス状電圧を与えることを複数回繰り返すこと、を含む。
【００１２】
これらの駆動方法によれば、多数の電気泳動素子を備える電気泳動装置（典型的には表示用途のもの）において、各電気泳動素子の電気泳動粒子の分布状態の切り替えに要する時間を短縮することが可能となる。
【００１３】
本発明に係る電気泳動装置は、
第１電極と第２電極の間に電気泳動材料が配置された電気泳動素子と、
所定期間内に、上記電気泳動素子の上記第１電極と上記第２電極との間に直流のパルス状電圧を断続的に複数回与える駆動手段と、
を含む。
【００１４】
かかる構成によれば、電気泳動素子の電気泳動粒子の分布状態の切り替えに要する時間がより短い電気泳動装置が得られる。
【００１５】
他の本発明に係る電気泳動装置は、
第１電極と第２電極との間に電気泳動材料が配置された電気泳動素子を複数配列して構成されるパネル部と、
所定期間内に、第１行〜第ｍ行の相互間で異なる供給タイミングで、第１行〜第ｍ行の各行ごとに上記電気泳動素子の各々の上記第１電極と上記第２電極との間に直流のパルス状電圧を断続的に複数回与える駆動手段と、
を含む。
【００１６】
他の本発明に係る電気泳動装置は、
第１電極と第２電極との間に電気泳動材料が配置された電気泳動素子を複数配列して構成されるパネル部と、
所定期間内に、第１行〜第ｍ行の各行を順次選択し、当該選択された行の上記電気泳動素子の各々の上記第１電極と上記第２電極との間に直流のパルス状電圧を与えることを複数回繰り返す駆動手段と、
を含む。
【００１７】
これらの構成によれば、多数の電気泳動素子を備える電気泳動装置（典型的には表示用途のもの）において、各電気泳動素子の電気泳動粒子の分布状態の切り替えに要する時間を短縮することが可能となる。
【００１８】
上述した電気泳動装置は、例えば各種の電子機器の表示部として用いることができる。ここで、「電子機器」は、電気泳動材料による表示を利用する表示部を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、電子ペーパ、時計、電卓、携帯電話、携帯情報端末等を含む。また、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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２０】
図１は、電気泳動装置の全体構成を示すブロック図である。図１に示す電気泳動装置１００は、パネル部１１０、走査線駆動回路１３０、データ線駆動回路１４０、共通電極制御回路１５０、を含んで構成される。パネル部１１０は、ｍ行の走査線１０１と、これらの走査線１０１と交差して配列されたｎ列のデータ線１０２と、走査線１０１とデータ線１０２との各交差点に対応して配置されるトランジスタ１０３及び電気泳動素子１０４と、を含んで構成される。各々の電気泳動素子１０４は、マトリクス状に配列されている。トランジスタ１０３と電気泳動素子１０４を含んで画素部が構成されている。トランジスタ１０３は、例えばｐチャネル型のトランジスタである。このトランジスタ１０３として、半導体層等が有機半導体を用いて形成される有機トランジスタが採用されることも好ましい。
【００２１】
図２は、画素部の詳細構成を示す回路図である。スイッチング素子としてのトランジスタ１０３は、ゲートが走査線１０１に接続され、ソースがデータ線１０２に接続され、ドレインが画素電極１０５に接続されている。走査線１０１には走査信号Ｇ１が与えられる。走査信号Ｇ１とは第１行の走査線１０１に対応する走査信号を表す。なお、２行目・・・ｍ行目の走査線１０１に対応する走査信号はそれぞれ走査信号Ｇ２・・・走査信号Ｇｎと表記される（後述の図３、図４参照）。データ線１０２にはデータ信号ＤＡＴＡが与えられる。電気泳動素子１０４は、画素電極（第１電極）１０５と共通電極（第２電極）１０６との間に電気泳動材料（電気泳動層）１０７を配置して構成されている。このような電気泳動素子１０４を複数配列して上記のパネル部１１０が構成されている。画素電極１０５と共通電極１０６の相互間には、画素電極１０５の電極面積、両電極間の距離、電気泳動材料１０７の誘電率、に応じた画素容量Ｃepdが形成される。共通電極１０６は、複数の電気泳動素子１０４に共有されており、配線２０１を介して共通電極制御回路１５０に接続されている。配線２０１には共通電極信号ＣＯＭが与えられる。共通電極信号ＣＯＭとしては、例えば相対的に低電位である基準電位Ｖｇ又は相対的に高電位である電源電圧Ｖｓのいずれかが与えられる。
【００２２】
ここで、本実施形態の電気泳動装置１００において特徴的な点の一つは、従来の多くの電気泳動装置において各画素に設けられていた保持容量が存在しない点である。一般的に、保持容量は電気泳動素子と並列に挿入され、画素電極１０５に印加された電圧を保持する役割を果たす。しかし、本実施形態では、後述の駆動方法を採用することにより、図示のように保持容量を省略することが可能となる。なお、保持容量は必ず省略しなければならない訳ではない。本実施形態によれば、保持容量を省略しない場合であってもその大きさを低減することが可能となる。
【００２３】
電気泳動装置１００には周辺回路としてのコントローラ１９０が接続されている。このコントローラ１９０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、画像データ及び共通電極制御データを生成し、それぞれ及びデータ線駆動回路１４０及び共通電極制御回路１５０に入力する。共通電極制御回路１５０は、電気泳動素子１０４の共通電極１０６に共通電極信号を供給する。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。
【００２４】
なお、上述のトランジスタ１０３、走査線駆動回路１３０、データ線駆動回路１４０及び共通電極制御回路１５０が「駆動手段」に相当する。
【００２５】
本実施形態の電気泳動装置１００の構成は以上の通りであり、次に、その駆動方法について詳細に説明する。
【００２６】
図３は、電気泳動装置１００の駆動方法を説明するための波形図である。本実施形態の駆動方法は、１回の書き込み期間（所定期間）内に、電気泳動素子１０４の画素電極１０５と共通電極１０６の間に直流のパルス状電圧を断続的に複数回与えることを特徴としている。具体的には、まず、共通電極信号ＣＯＭは、電源電位Ｖｓ（例えば＋５〜８０Ｖ程度に適宜設定）であったものが変化し、基準電位Ｖｇ（例えば０Ｖ）に確定される。この制御は共通電極制御回路１５０によって行われる。次に、例えば第１行の走査線１０１に対して走査線駆動回路１３０から供給される走査信号Ｇ１が低レベル（例えば基準電位Ｖｇ）になると、この走査線１０１に接続されたトランジスタ１０３がオン状態となる。ここで、上記のように本例のトランジスタ１０３はｐチャネル型であるため、当該トランジスタ１０３の動作は、走査信号Ｇ１が低レベルとなった際にオン状態となる（いわゆるローアクティブ動作）。また、データ線駆動回路１４０から画素電極１０５に与えられるデータ信号ＤＡＴＡは、高レベル電位（本例では電源電位Ｖｓ）又は低レベル電位（本例では基準電位Ｖｇ）のいずれかに設定される。データ信号ＤＡＴＡが高レベルであるときには、このデータ信号ＤＡＴＡがトランジスタ１０３を介して画素電極１０５に与えられることにより、画素電極１０５の電位（例えば＋５〜８０Ｖ程度に適宜設定）が共通電極１０６の電位（本例では０Ｖ）よりも相対的に高くなる。電気泳動材料１０７に含まれる粒子が負に帯電していたとすると、これらの粒子は画素電極１０５側に引き寄せられる。すなわち、粒子の分布状態が変化する。図示のように、走査信号Ｇ１が断続的に高レベルとなることにより、画素電極１０５と共通電極１０６の間には直流のパルス状電圧が断続的に複数回与えられることになる。具体例を挙げると、走査信号Ｇ１のパルス幅ｔ１は例えば１ミリ秒程度であり、これに応じてパルス状電圧のパルス幅も概ね１ミリ秒程度となる。また、パルス状電圧の相互間隔ｔ２は例えば数十ミリ秒程度である。すなわち、電気泳動素子１０４に対し、パルス状電圧が与えられた後、次に当該パルス状電圧が与えられるまでの期間がパルス状電圧のパルス幅よりも大幅に長い。また、１つの書き込み期間内において走査信号Ｇ１が高レベルとなる回数は例えば５０回であり、これに応じて、電気泳動素子１０４には直流のパルス状電圧が断続的に５０回与えられる。このように、電気泳動素子１０４に対し、パルス幅の短いパルス状電圧を複数回に渡って繰り返し印加することにより、同一の書き込み期間内において直流電圧を印加し続ける場合に比較して、電気泳動素子１０４の電気泳動粒子の分布状態の切り替えに要する時間を短縮することが可能となる。その理由としては、短いパルス幅のパルス状電圧を印加することで、電気泳動粒子が慣性力で泳動を続けていることが考えられる。
【００２７】
上記では第１行の電気泳動素子１０４についての駆動方法を説明したが、他行の電気泳動素子１０４についても同様にして駆動できる。すなわち、所定の書き込み期間内に、第１行〜第ｍ行の相互間で異なる供給タイミングで、第１行〜第ｍ行の各行ごとに各電気泳動素子１０４の画素電極１０５と共通電極１０６の間に直流のパルス状電圧が断続的に複数回与えられる。言い換えると、本実施形態の駆動方法では、走査線駆動回路１３０によって図示のようなゲート信号Ｇ１、Ｇ２・・・Ｇｎを各行のトランジスタ１０３に対して選択的に供給することにより、第１行〜第ｍ行の各行を順次選択し、当該選択された行の電気泳動素子１０４の各々に直流のパルス状電圧を与えることが複数回繰り返される。このような駆動方法により、ｎ列×ｍ行のマトリクス状に配列された複数の電気泳動素子１０４を含むパネル部１１０を駆動する際における電気泳動粒子の分布状態の切り替えに要する時間を短縮できる。すなわち、表示切り替えの高速化を達成することができる。
【００２８】
なお、図３に示した駆動方法では、共通電極電位ＣＯＭは書き込み期間内において低レベル電位に確定されていたが、図４に示す他の例のように、書き込み期間内において高レベル電位に確定されるようにしてもよい。この場合には、上記説明とは逆に、データ信号ＤＡＴＡが低レベル電位である場合に、電気泳動素子１０４の電気泳動粒子の分布状態の切り替えが行われる。
【００２９】
図５は、電気泳動装置を表示部として用いる電子機器の具体例を説明する斜視図である。図５（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、本実施形態に係る電気泳動装置によって構成された表示部１００４と、を備えている。図５（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、本実施形態に係る電気泳動装置によって構成された表示部１１０１を備えている。図５（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、本実施形態に係る電気泳動装置によって構成された表示部１２０２と、を備えている。なお、電気泳動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。例えば、上記のような装置の他、電気泳動フィルムが貼り合わせ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該当する。
【００３０】
なお、本発明は上述した実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々に変形して実施することが可能である。例えば、上記実施形態では表示用途の電気泳動装置について例示していたが、本発明を適用可能な電気泳動装置は表示用途のものに限定されるものではない。また、印加電圧の数値、パルス状電圧の印加回数、パルス幅などの数値や電気泳動素子の帯電状態等の諸条件はあくまで例示であり、これらに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】電気泳動装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】画素部の詳細構成を示す回路図である。
【図３】電気泳動装置の駆動方法を説明するための波形図である。
【図４】電気泳動装置の駆動方法の他の例を説明するための波形図である。
【図５】電子機器の具体例を説明する斜視図である。
【符号の説明】
【００３２】
１００…電気泳動装置、１０１…走査線、１０２…データ線、１０３…トランジスタ、１０４…電気泳動素子、１０５…画素電極、１０６…共通電極、１０７…電気泳動材料、１１０…パネル部、１３０…走査線駆動回路、１４０…データ線駆動回路、１５０…共通電極制御回路、１９０…コントローラ、２０１…配線
【図１】
2008070546.tif 000003
【図２】
2008070546.tif 000004
【図３】
2008070546.tif 000005
【図４】
2008070546.tif 000006
【図５】
2008070546.tif 000007