画像残留が低減された状態で電気泳動表示装置を駆動する方法および装置
画像残留を低減して電気泳動表示装置を駆動する方法および装置。画素の光学状態が変化するか否かに関わらず、各画像更新の間に、全ての画素について画像遷移が実行される。したがって、第１の画像更新期間と次の画像更新期間との間に実質的な光学状態変化のない画素が、次の画像更新期間の間に、強制的に更新される。駆動波形、特に、実質的な光学状態変化のない画素を更新するために印加される駆動波形は、各々の画像遷移の後に正味のＤＣ電圧が実質的にゼロであるように構成されることが好ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気泳動表示装置に関する。この電気泳動表示装置は、流体中に帯電粒子を有する電気泳動材料と、複数の画素と、各画素に関連する第１の電極および第２の電極と、を有しており、帯電粒子は、第１の電極と第２の電極との間の複数の位置のうちの１つの位置を占めることができ、複数の位置の各々は、電気泳動表示装置のそれぞれの光学状態に対応している。電気泳動表示装置は、第１の電極および第２の電極に複数の駆動信号のシーケンスを供給する駆動手段を有し、各駆動信号は、帯電粒子が、表示されるべき画像に対応する所定の光学状態を占めるようにする。
【背景技術】
【０００２】
電気泳動ディスプレイは、流体中の帯電粒子からなる電気泳動媒体と、マトリックス状に配された複数の画素（ピクセル）と、各画素に関連する第１および第２の電極と、画像を表示するため、印加された電位差についての値と持続時間とに依存して、帯電粒子が電極と電極との間の位置を占めるように電位差を各画素の電極に印加する電圧ドライバと、を有する。
【０００３】
更に詳細にいうと、電気泳動表示装置は、交差するデータ電極と選択電極との交差部に関連する画素のマトリックスを有するマトリックス・ディスプレイである。グレーレベル、即ち画素の着色レベルは、特定のレベルの駆動電圧が画素に存在する時間に依存する。駆動電圧の極性に依存して、画素の光学状態は、その現在の光学状態から２つの極限状態（即ち、極光学状態）のうちの一方の状態に向かって連続的に変化し、例えば、一方の型式の帯電粒子は、画素の上部又は底部に近づく。中間光学状態、例えば白黒ディスプレイにおけるグレースケールは、画素に電圧が存在する時間を制御することによって得られる。
【０００４】
通常、全ての画素は、適切な電圧を選択電極に供給することによってラインごとに選択される。データは、データ電極を介して、選択されたラインに関連する画素に並列に供給される。ディスプレイがアクティブ・マトリックス・ディスプレイである場合、選択電極には、データが画素に順に供給されるようにするための例えばＴＦＴ、ＭＩＭ、ダイオードなどが備えられる。マトリックス・ディスプレイの全ての画素を一回選択するのに必要な時間は、サブフレーム期間と呼ばれる。既知の装置において、特定の画素は、実現する必要がある光学状態の変化（即ち、画像遷移）に依存して、サブフレーム期間全体の間に、正の駆動電圧、負の駆動電圧、又はゼロの駆動電圧を受け取る。この場合、画像遷移を行う必要がなければ（即ち、光学状態の変化がない）、通常、ゼロの駆動電圧が画素に印加される。
【０００５】
既知の電気泳動表示装置が、国際特許出願第ＷＯ９９／５３３７３号に記載されている。この特許出願は、２つの基板を有する電子インクディスプレイを開示しており、この２つの基板のうちの一方の基板は透明であり、他方の基板は行および列に配される電極が備えられている。行電極と列電極との間の交差部は画素に関係している。画素は薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を介して列電極に結合され、その薄膜トランジスタのゲートは行電極に結合されている。画素、ＴＦＴトランジスタ、並びに行電極および列電極の構成は、協働して、アクティブマトリックスを形成する。更に、画素は画素電極を有している。行ドライバは画素の行を選択し、列ドライバは、列電極およびＴＦＴトランジスタを介して、データ信号を選択された行の画素に供給する。
データ信号は表示されるべき画像に対応している。
【０００６】
更に、画素電極と透明基板に備えられる共通電極との間に、電子インクが備えられている。電子インクは、約１０ミクロンから５０ミクロンの複数のマイクロカプセルを有する。各マイクロカプセルは、流体中に懸濁する、正に帯電した白の粒子と負に帯電した黒の粒子とを有する。各マイクロカプセルは、液体中に懸濁する、正に帯電した白の粒子と負に帯電した黒の粒子とを有する。正の電界が画素電極に印加されると、白の粒子は、マイクロカプセルの、透明基板が備えられた側へと移動し、観測者に白が見えるようになる。同時に、黒の粒子はマイクロカプセルの反対側に移動し、観測者から見えないようになる。同様に、負の電界を画素電極に印加することによって、黒の粒子は、マイクロカプセルの、透明基板が備えられた側に移動し、観測者に黒が見えるようになる。同時に、白の粒子はマイクロカプセルの反対側に移動し、観測者から見えないようになる。電界が取り除かれると、表示装置は粒子の移動により得られた光学状態をほぼ保ち、双安定性を示す。
【０００７】
マイクロカプセルの上部のカウンタ電極に移動する粒子の量を制御することによって、表示装置にグレースケール（即ち、中間光学状態）を作り出すことができる。例えば、電界強度と印加時間との積として定義される正電界又は負電界のエネルギーによって、マイクロカプセルの上部に移動する粒子の量が制御される。
【０００８】
図面のうちの図１は、電気泳動表示装置１の、例えば数個の画素サイズの部分の概略断面図である。この表示装置１は、ベース基板２と、電子インクを有する電気泳動フィルムと、を有しており、このフィルムは、上部透明電極６と、ＴＦＴ１１を介してベース基板２に結合される複数の画素電極５と、の間に存在している。電子インクは約１０ミクロン〜５０ミクロンの複数のマイクロカプセル７を有する。各マイクロカプセル７は、流体１０中に縣濁した、正に帯電した白の粒子８と負に帯電した黒の粒子９とを有する。正の電界が画素電極５に印加されると、黒の粒子９は電極５に向けて引きつけられ、観測者から見えなくなり、一方、白の粒子８は反対側の電極６の近くに残ったままとなり、観測者に白が見えるようになる。逆に、負の電界が画素電極５に印加されると、白の粒子が電極５に向けて引きつけられ、観測者から見えなくなり、一方、黒の粒子は反対側の電極６の近くに残ったままとなり、観測者に黒が見えるようになる。理論的には、電界が取り除かれると、粒子８、９は移動により得た状態をほぼ保ち、ディスプレイは双安定性を示し、実質的に電力を消費しない。
【０００９】
電気泳動ディスプレイの応答速度を増加させるためには、電気泳動粒子に印加する電圧差を増加させることが望ましい。（上記の）カプセル又はマイクロカップを有するフィルムの電気泳動粒子に基づくディスプレイでは、それを構成するために、接着層およびバインダ層などの追加の層が必要とされる。これらの層も電極と電極との間に配されるので、これらの層は電圧降下を引き起こし、それ故に、粒子に印加される電圧を低下させ得る。そこで、装置の応答速度が増加するようにこれらの層の導電率を増加させることが可能である。
【００１０】
したがって、斯かる接着層およびバインダ層の導電率は、これらの層での電圧降下ができるだけ低くなり装置のスイッチング速度又は応答速度が最大になるように、理想的にはできるだけ大きくすべきである。しかし、アクティブマトリックス電気泳動ディスプレイではエッジ画像残留／ゴースティングがしばしば観察され、これは、接着層の導電率が増加するに従ってもっと深刻になる。
【００１１】
エッジ・ゴースティングの一例が、図面のうちの図２ａに概略的に示されており、この図において、ディスプレイは、先ず白の背景に単純な黒のブロックが更新され、次いで完全な白の状態に更新される。図示されるように、黒領域から白領域への遷移が以前あった位置に、元の黒のブロックのエッジに対応する暗い輪郭が表れる。図２ｂに示すように、これら輪郭に又はこれら輪郭の周囲に、はっきりとした輝度降下が見られる。これは、横方向のクロストークによって、これら領域が画像更新期間の間に十分にエネルギーを受け取ることができなかったためである。
【００１２】
クロストークという用語は、表示コントラストが著しく低下するように、選択された画素だけでなくその周囲の他の画素にも駆動信号が印加される現象を表す。これが発生し得る様子が図１に示されている。例えば、画素電極５ａと５ｂ、および対応するマイクロカプセル７ａと７ｂなど、隣接するマイクロカプセルに反対の光学状態が生じることが意図される場合に、反対極性の電圧が隣接する画素５に印加されることを考える。電極５ａでは、白の帯電粒子８を電極５ａに向けて引き寄せるとともに黒の帯電粒子９を反対の電極６に向けて移動させるために、負の電界が印加されており、黒の帯電粒子９を電極５ｂに向けて引き寄せるとともに白の帯電粒子８を反対の電極６に向けて移動させるために、電極５ｂに正の電界が印加されている。しかし、電極５ａと５ｂとの間の間隔１２が（必要にせまられて）比較的小さいので（この間隔が小さくなければ、生じる画像の分解能は悪い影響を受ける）、電極５ａおよび５ｂに印加される電界が、隣接するマイクロカプセル７ｂおよび７ａの中の帯電粒子に影響を与え得る。したがって、図示されているように、電極５ａに負の電界が印加されても、この負の電界の一部は電極５ｂに印加される正の電界によってキャンセルされ、マイクロカプセル７ａの、隣接する画素電極５ｂに最も近い側に近接する数個の黒の帯電粒子９に、その粒子が電極６に向けて押されるのに十分なエネルギーを供給できない、数個の白の帯電粒子に、電極５ａに向けて引き寄せられるのに十分なエネルギーを供給できないという影響がある。
【００１３】
図２ａに示すエッジ画像残留に達するときの横のクロストークの悪影響は、特に著しく、画素が黒に切り替わるとともに隣接する画素が白になることが要求されるときに、もっと悪くなる。これは、通常の領域の画像残留（即ち、全体のブロックが僅かに明るい又は暗い）よりも目に見えるので、特に視覚的に邪魔であり、これは、電気泳動ディスプレイの双安定性により画素が更新されず、一応は白の領域がその名目的な白の状態を維持する必要がある場合、特に受け入れ難い。
【００１４】
通常の又はバルクの画像残留として、別の種類の画像残留が既知であり、これは、不十分なグレースケール駆動の結果として生じ、温度、画像履歴、およびドウェル時間などの種々のパラメータに関係する。
【００１５】
双安定性であるので、光学状態変化のない画素は（例えば、省電力化のため）通常更新されない。しかし、画像安定性については常に関係があり、実際に、電力が供給されない状態での画像保持時間が増加するにつれて、輝度は初期値からずれ、これはバルク画像残留および／又はエッジ画像残留を引き起こすだろう。実際に、インク材料は決して完全には安定せず、輝度は画像更新の直後に得られる所望の光学状態から或る程度ずれることがわかった。例えば、前の画像更新から得られる白の状態が、白の光学状態のままであることが要求されることから現在の画像更新においては更新されないことを考えると、その白の状態は、例えばダークグレー状態から新たに得られた白の状態よりも輝度が幾分低い。この違いが人間の目の可視レベルを越えると、バルク画像残留として見える。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
したがって、本発明の目的は、画像残留が低減された電気泳動ディスプレイを駆動する方法および装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明によれば、以下のような電気泳動表示装置が提供される。この電気泳動表示装置は、流体中に帯電粒子を有する電気泳動材料と、複数の画素と、上記各画素に関連する第１の電極および第２の電極と、上記第１の電極および上記第２の電極に駆動波形を供給する駆動手段と、を有し、上記帯電粒子は、上記第１の電極と上記第２の電極との間の複数の位置のうちの１つの位置を占めることができ、上記複数の位置の各々は、上記電気泳動表示装置のそれぞれの光学状態に対応しており、上記駆動波形は、対応する画像更新期間の間に印加される複数の駆動信号のシーケンスであって、上記複数の駆動信号の各々が、表示されるべき画像情報に対応する所定の光学状態を上記帯電粒子が占めるようにすることによって、画像遷移を生じさせる複数の駆動信号のシーケンス、を有し、駆動信号は、上記各画像更新期間の間に、直前の画像更新期間の間に生じる光学状態からの実質的な光学状態変化が要求されない画素に印加され、上記駆動信号は、上記帯電粒子を上記直前の画像更新期間の間に生じる上記光学状態に向けて移動させるための極性および持続時間を有する信号である。
【００１８】
本発明は、流体中に帯電粒子を有する電気泳動材料と、複数の画素と、上記各画素に関連する第１の電極および第２の電極と、を有する電気泳動表示装置を駆動する方法にも適用される。この方法において、上記帯電粒子は、上記第１の電極と上記第２の電極との間の複数の位置のうちの１つの位置を占めることができ、上記複数の位置の各々は、上記電気泳動表示装置のそれぞれの光学状態に対応しており、上記方法は、上記第１の電極および上記第２の電極に駆動波形を供給するステップを有し、上記駆動波形は、対応する画像更新期間の間に印加される複数の駆動信号のシーケンスであって、上記各駆動信号が、表示されるべき画像情報に対応する所定の光学状態を上記帯電粒子が占めるようにすることによって、画像遷移を生じさせる複数の駆動信号のシーケンス、を有し、駆動信号は、各画像更新期間の間に、直前の画像更新期間の間に生じる光学状態からの実質的な光学状態変化が要求されない画素に印加され、上記駆動信号は、上記帯電粒子を上記直前の画像更新期間の間に生じる上記光学状態に向けて移動させるための極性および持続時間の信号である。
【００１９】
本発明は、流体中に帯電粒子を有する電気泳動材料と、複数の画素と、上記各画素に関連する第１の電極および第２の電極と、を有する電気泳動表示装置を駆動する装置に更に適用される。この駆動する装置において、上記帯電粒子は、上記第１の電極と上記第２の電極との間の複数の位置のうちの１つの位置を占めることができ、上記複数の位置の各々は、上記電気泳動表示装置のそれぞれの光学状態に対応しており、上記駆動する装置は、上記第１および上記第２の電極に駆動波形を供給する駆動手段を有し、上記駆動波形は、対応する画像更新期間の間に印加される複数の駆動信号のシーケンスであって、上記各駆動信号が、表示されるべき画像情報に対応する所定の光学状態を上記帯電粒子が占めるようにすることによって、画像遷移を生じさせる複数の駆動信号のシーケンス、を有し、駆動信号は、各画像更新期間の間に、直前の画像更新期間の間に生じる光学状態からの実質的な光学状態変化が要求されない画素に印加され、上記駆動信号は、上記帯電粒子を上記直前の画像更新期間の間に生じる上記光学状態に向けて移動させるための極性および持続時間を有する信号である。
【００２０】
本発明は、流体中に帯電粒子を有する電気泳動材料と、複数の画素と、上記各画素に関連する第１の電極および第２の電極と、を有する電気泳動表示装置を駆動する駆動波形にも更に適用される。この駆動波形において、上記帯電粒子は、上記第１の電極と上記第２の電極との間の複数の位置のうちの１つの位置を占めることができ、上記複数の位置の各々は、上記電気泳動表示装置のそれぞれの光学状態に対応しており、上記装置は、上記第１および第２の電極に上記駆動波形を供給する駆動手段を有し、上記駆動波形は、対応する画像更新期間の間に印加される複数の駆動信号のシーケンスであって、上記各駆動信号が、表示されるべき画像情報に対応する所定の光学状態を上記帯電粒子が占めるようにすることによって画像遷移を生じさせる、複数の駆動信号のシーケンス、を有し、駆動信号は、各画像更新期間の間に、直前の画像更新期間の間に生じる光学状態からの実質的な光学状態変化が要求されない画素に印加され、上記駆動信号は、上記帯電粒子を上記直前の画像更新期間の間に生じる上記光学状態に向けて移動させるための極性および持続時間を有する信号である。
【００２１】
本発明により、ブロックエッジ残留およびゴースティングが低減する又は除去されるなどの、従来の装置よりもかなり有利な点が提供される。
【００２２】
駆動波形は、駆動信号の前に、リセットパルスを含んでいてもよい。リセットパルスは、粒子を、現在の位置から、２つの電極に近い２つの極位置のうちの一方の極位置に運ぶことができる電圧パルスと定義される。リセットパルスは、「標準」リセットパルスと「オーバリセット」パルスとから構成できる。「標準」リセットパルスは、粒子が移動する必要のある距離に比例した持続期間を有する。「オーバリセット」パルスの持続時間は、グレースケールの精度を保証しＤＣバランスの条件を満たすように、それぞれの画像遷移に従って選択される。
【００２３】
駆動波形に、一つ以上の振動パルスを備えることができる。１つの実施例では、一つ以上の振動パルスを、駆動信号の前に備えてもよい。駆動波形に、追加の１つ以上の振動パルスを備えてもよい。好ましい実施例では、駆動波形において、電圧パルスの前に、および／又は電圧パルスと駆動信号との間に、偶数個の振動パルス（例えば４個）が備えられる。振動パルスの長さは、画素の光学状態を一方の極光学状態から他方の極光学状態に駆動するのに必要な駆動信号の最小期間よりも短いオーダーであることが有利である。
【００２４】
振動パルスは、エネルギー値を表す単一極性電圧として規定されており、このエネルギー値は、複数の光学状態位置のうちの任意の１つの光学状態に存在する粒子を解放するには十分であるが、粒子を、現在の位置から、２つの極位置のうちの一方の電極に近い極位置に移動させるには不十分なエネルギー値である。換言すれば、振動パルスのエネルギー値は、画素の光学状態を大きく変化させるには不十分な大きさであることが好ましい。
【００２５】
表示装置は２つの基板を有し、２つの基板のうちの少なくとも１つは実質的に透明であり、帯電粒子が２つの基板の間に配されていてもよい。帯電粒子および流体は、カプセル化されていることが好ましく、それぞれの画素を規定する個別のマイクロカプセルの形態であることが更に好ましい。
【００２６】
表示装置は、少なくとも２つの光学状態、もっと好ましくは少なくとも３つの光学状態を有することができる。駆動波形はパルス幅変調又は電圧変調することができ、好ましくはｄｃバランスが取られている。
【００２７】
本発明のこれら及び他の態様は明細書に記載の実施例から明らかであり、これら実施例を基準に説明される。
【００２８】
本発明の実施例は、単なる例として、添付図面を基準にして記載されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明は、画像残留が低減された電気泳動表示装置を駆動する方法および機器を提供する。画素の光学状態が変化することが要求されているか否かに関わらず、全ての画素の画像遷移が各画像更新の間に実行される。したがって、初めの画像更新期間と次の画像更新期間との間に実質的な光学状態変化のない画素は、当該次の画像更新期間の間に強制的に更新される。駆動波形、特に、実質的な光学状態変化のない画素を更新するために印加されるべき駆動波形は、正味のＤＣ電圧が、各々の画像遷移の後は実質的にゼロであるように構成されることが好ましい。これによって、画質が保証され、例えば横のクロストーク、画像の不安定性、ドウェル時間、画像履歴などによって生じる画像残留が低減される。
【００３０】
図面のうちの図３を参照すると、本発明の第１の好適な実施例に関する代表的な駆動波形が示されている。もっと具体的には、白から白、ライトグレーからライトグレー、ダークグレーからダークグレー、および黒から黒への画像遷移用の代表的な駆動波形が示されている。
【００３１】
この好適な実施例では、各画像遷移に対して、種々の光学状態の所望の輝度を回復するために単純な輝度回復パルスが印加されている。電圧パルスの極性は、輝度が補正される必要がある相対的な方向と、使用されている特定の駆動方式と、に依存する。例えば、駆動波形において、駆動パルスの前に負のリセットパルスが印加される駆動方式では、ライトグレーからライトグレーへの遷移用の輝度回復パルスは正でなければならないが、斯かるリセットパルスのない場合には負であろう。パルス持続時間は、各遷移について所望の輝度が確実に完全に回復するように選択される。
しかし、単純な「トップ−アップ」、即ち適切な極性の単一電圧パルス、を用いて、画素が例えば白から白に更新される場合、単一極性電圧パルスを用いた複数回の更新によって帯電粒子が互いにおよび／又は電極に付着し、次の所望の画像遷移を生じさせるときにこれら粒子を離すことが困難になるので、上記の画像残像問題は悪化し、次の遷移の間のグレースケール精度がかなり低下しそうであるという点で、次の画像更新の間に斯かる”ゴースティング”が単に集積することも容認できない。
【００３２】
そこで、図面のうちの図４を参照すると、本発明の第２の好適な実施例に関する代表的な駆動波形が示されている。もっと具体的には、前と同じように、白から白、ライトグレーからライトグレー、ダークグレーからダークグレー、および黒から黒への画像遷移用の代表的な駆動波形が示されている。
【００３３】
この好適な実施例では、各画像遷移用の駆動波形は、第１の好適な実施例に関する駆動波形から得られるが、この場合、各駆動波形には、駆動パルス（又は「データ信号」）の前に一連のプリセットパルス又は一連の振動パルスが印加されている。１個の振動パルスは、エネルギー値を表す単一極性電圧パルスとして規定され、このエネルギー値は、複数の光学状態位置のうちの任意の位置に存在する粒子を解放するのに十分なエネルギー値ではあるが、現在の位置から２つの電極の間の別の位置に粒子を移動させるには不十分なエネルギー値であることが分かるだろう。換言すれば、各振動パルスのエネルギー値は、画素の光学状態をはっきりと変化させるには不十分な値であることが好ましい。斯かる振動パルスの使用によって、ドウェル時間および画像履歴の影響を低減できるので、もっと正確なグレースケールが得られる。
【００３４】
図面のうちの図５を参照すると、本発明の第３の好適な実施例に関する代表的な駆動波形が示されている。もっと具体的には、前と同じように、白から白、ライトグレーからライトグレー、ダークグレーからダークグレー、および黒から黒への画像遷移用の代表的な駆動波形が示されている。
【００３５】
この場合、各々のグレースケール画像遷移（即ち、中間グレー光学状態と中間グレー光学状態との間、例えば、ライトグレーとライトグレーとの間、ダークグレーとダークグレーとの間）の正味のＤＣ、即ち、各パルスにおける電圧と時間との積は、ゼロであり、各極遷移に対して（即ち、白から白、および黒から黒）、正味のＤＣは最小になる。これは、図示されているように、異なる電圧符号を有する複数の電圧パルスを印加することによって実現される。Ｒ１およびＲ２はリセットパルスであり、ＧＤはグレースケール駆動パルスであり、ＥＤは極駆動パルスである。したがって、ＤＣの低減だけでなく、グレースケール精度もかなり改善される。必要に応じて、Ｒ１および／又はＲ２は追加のリセット持続時間を有することができる。
【００３６】
図面のうちの図６を参照すると、本発明の第４の好適な実施例に関する代表的な駆動波形が示されている。もっと具体的には、前と同じように、白から白、ライトグレーからライトグレー、ダークグレーからダークグレー、および黒から黒への画像遷移用の代表的な駆動波形が示されている。
【００３７】
この好適な実施例では、各画像遷移用の駆動波形は第３の好適な実施例に関する駆動波形から得られるが、この場合、各駆動波形には、駆動パルス（又は「データ信号」）の前に一連のプリセットパルス又は一連の振動パルスが印加されている。前と同じように、１個の振動パルスは、エネルギー値を表す単一極性電圧パルスとして規定されており、このエネルギー値は、複数の光学状態位置のうちの任意の位置に存在する粒子を解放するのに十分なエネルギー値ではあるが、現在の位置から２つの電極の間の別の位置に粒子を移動させるには不十分なエネルギー値であることが分かるだろう。換言すれば、各振動パルスのエネルギー値は、画素の光学状態をはっきりと変化させるには不十分な値であることが好ましい。上記の第２の好適な実施例のように、斯かる振動パルスの使用によって、ドウェル時間および画像履歴の影響を低減できるので、もっと正確なグレースケールが得られる。
【００３８】
図面のうちの図７を参照すると、本発明の第５の好適な実施例に関する代表的な駆動波形が示されている。もっと具体的にいうと、前と同じように、白から白、ライトグレーからライトグレー、ダークグレーからダークグレー、および黒から黒への画像遷移用の代表的な駆動波形が示されている。
【００３９】
この好適な実施例では、各々のグレースケール画像遷移（即ち、中間グレー光学状態と中間グレー光学状態との間、例えば、ライトグレーとライトグレーとの間、ダークグレーとダークグレーとの間）の正味のＤＣ、即ち、各パルスにおける電圧と時間との積は、ゼロであり、各極遷移に対して（即ち、白から白、および黒から黒）、上記の第４の好適な実施例のように、正味のＤＣは最小になる。この場合、これは、異なる電圧符号を有する複数の電圧パルスを印加し、極光学状態への画像遷移用のＥＤパルスを散在させる（即ち、ＥＤパルスを複数のパルスに分割し、これらのパルスを駆動波形に分散させる）ことによって達成される。各々の遷移においてＤＣが実質的にゼロであるだけでなく、グレースケール精度もかなり改善される。この好適な実施例において第２の振動パルスの組を印加することによって、粒子の移動度が増加し、各々の画像遷移におけるＤＣバランシングの順応性が増加する。
【００４０】
一般に、上記の好適な全ての実施例に関して、画質を保証する目的で、光学状態変化のない全ての画素を強制的に更新することを強調しておく。画素が連続的に同じ遷移で更新されると、１種類の遷移のＤＣが集積するので、各々の遷移の正味のＤＣは最小にされること又は実質的にゼロであることが好ましい。実質的に異なる２つの光学状態の間の画像遷移の場合は異なっており、この場合は、前の画像遷移の間における正のＤＣを画素の次の遷移の間における負のＤＣによって自動的に補償できる。例えば、白−ダークグレー−白のループでは、各遷移において正味のＤＣがゼロでなくても、ループの正味のＤＣをゼロにすることができる。例えば、白からダークグレに対しては、ＤＣ＝３００ｍｓ×（＋１５Ｖ）＝４５００ｍｓＶ、例えば、ダークグレーから白に対しては、ＤＣ＝３００ｍｓ×（−１５Ｖ）＝−４５００ｍｓＶであり、ループ全体で正味のＤＣをゼロにする。しかし、光学状態を変える一つの遷移における正味のＤＣ量は、光学状態を変えない各遷移におけるＤＣ量ほど画質を劣化させないが、光学状態を変えない遷移に対して適用される、各々の遷移での正味のＤＣを実質的にゼロにする方法を、光学状態を変える遷移にも適用可能である。
【００４１】
本発明は、パッシブ・マトリックス電気泳動ディスプレイおよびアクティブ・マトリックス電気泳動ディスプレイで実現できることに注意すべきである。駆動波形は、パルス幅変調、電圧変調をすることができ、又はこれら２つの変調の組合せとすることができる。実際、本発明は、画像更新の後において画像を実質的にディスプレイに残したままにしながら電力を消費しない双安定ディスプレイで実現できる。また、本発明は、例えばタイプライターモードが存在しているシングルウィンドウディスプレイとマルチウィンドウディスプレイとの両方に適用可能である。本発明は、カラー双安定ディスプレイにも適用可能である。また、電極構造は限定されない。例えば、トップ／ボトム電極構造、ハニカム構造、又はin-plane-switchingとvertical switchingとが組み合わされた他の構造を使用することができる。
【００４２】
本発明の実施例は単なる例として上述されており、上記の実施例を、特許請求の範囲によって規定される本発明の範囲から逸脱することなく修正および変形できることは、当業者にとって明らかである。用語「有する」は、請求項に記載されている以外の要素又はステップの存在を排除するものではない。用語が単数であることは、複数の存在を排除するものではない。本発明は、数個の個別の素子を有するハードウェアによって、および適切にプログラミングされたコンピュータによって、実現することができる。幾つかの手段を列挙している装置の請求項において、これらの手段の一部は、１つの同じハードウェアで具体化できる。手段が、相互に異なる独立項に列挙されている単なる事実は、これらの手段の組合せを有利に使用できないことを示すものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】電気泳動表示装置の一部の概略断面図である。
【図２ａ】電気泳動表示パネルのブロック画像残留の概略図である。
【図２ｂ】図２ａにおいて矢印Ａに沿う輝度プロファイルの図である。
【図３】本発明の第１の好適な実施例に関する代表的な駆動波形を示す図である。
【図４】本発明の第２の好適な実施例に関する代表的な駆動波形を示す図である。
【図５】本発明の第３の好適な実施例に関する代表的な駆動波形を示す図である。
【図６】本発明の第４の好適な実施例に関する代表的な駆動波形を示す図である。
【図７】本発明の第５の好適な実施例に関する代表的な駆動波形を示す図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気泳動表示装置に関する。この電気泳動表示装置は、流体中に帯電粒子を有する電気泳動材料と、複数の画素と、各画素に関連する第１の電極および第２の電極と、を有しており、帯電粒子は、第１の電極と第２の電極との間の複数の位置のうちの１つの位置を占めることができ、複数の位置の各々は、電気泳動表示装置のそれぞれの光学状態に対応している。電気泳動表示装置は、第１の電極および第２の電極に複数の駆動信号のシーケンスを供給する駆動手段を有し、各駆動信号は、帯電粒子が、表示されるべき画像に対応する所定の光学状態を占めるようにする。
【背景技術】
【０００２】
電気泳動ディスプレイは、流体中の帯電粒子からなる電気泳動媒体と、マトリックス状に配された複数の画素（ピクセル）と、各画素に関連する第１および第２の電極と、画像を表示するため、印加された電位差についての値と持続時間とに依存して、帯電粒子が電極と電極との間の位置を占めるように電位差を各画素の電極に印加する電圧ドライバと、を有する。
【０００３】
更に詳細にいうと、電気泳動表示装置は、交差するデータ電極と選択電極との交差部に関連する画素のマトリックスを有するマトリックス・ディスプレイである。グレーレベル、即ち画素の着色レベルは、特定のレベルの駆動電圧が画素に存在する時間に依存する。駆動電圧の極性に依存して、画素の光学状態は、その現在の光学状態から２つの極限状態（即ち、極光学状態）のうちの一方の状態に向かって連続的に変化し、例えば、一方の型式の帯電粒子は、画素の上部又は底部に近づく。中間光学状態、例えば白黒ディスプレイにおけるグレースケールは、画素に電圧が存在する時間を制御することによって得られる。
【０００４】
通常、全ての画素は、適切な電圧を選択電極に供給することによってラインごとに選択される。データは、データ電極を介して、選択されたラインに関連する画素に並列に供給される。ディスプレイがアクティブ・マトリックス・ディスプレイである場合、選択電極には、データが画素に順に供給されるようにするための例えばＴＦＴ、ＭＩＭ、ダイオードなどが備えられる。マトリックス・ディスプレイの全ての画素を一回選択するのに必要な時間は、サブフレーム期間と呼ばれる。既知の装置において、特定の画素は、実現する必要がある光学状態の変化（即ち、画像遷移）に依存して、サブフレーム期間全体の間に、正の駆動電圧、負の駆動電圧、又はゼロの駆動電圧を受け取る。この場合、画像遷移を行う必要がなければ（即ち、光学状態の変化がない）、通常、ゼロの駆動電圧が画素に印加される。
【０００５】
既知の電気泳動表示装置が、国際特許出願第ＷＯ９９／５３３７３号に記載されている。この特許出願は、２つの基板を有する電子インクディスプレイを開示しており、この２つの基板のうちの一方の基板は透明であり、他方の基板は行および列に配される電極が備えられている。行電極と列電極との間の交差部は画素に関係している。画素は薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を介して列電極に結合され、その薄膜トランジスタのゲートは行電極に結合されている。画素、ＴＦＴトランジスタ、並びに行電極および列電極の構成は、協働して、アクティブマトリックスを形成する。更に、画素は画素電極を有している。行ドライバは画素の行を選択し、列ドライバは、列電極およびＴＦＴトランジスタを介して、データ信号を選択された行の画素に供給する。
データ信号は表示されるべき画像に対応している。
【０００６】
更に、画素電極と透明基板に備えられる共通電極との間に、電子インクが備えられている。電子インクは、約１０ミクロンから５０ミクロンの複数のマイクロカプセルを有する。各マイクロカプセルは、流体中に懸濁する、正に帯電した白の粒子と負に帯電した黒の粒子とを有する。各マイクロカプセルは、液体中に懸濁する、正に帯電した白の粒子と負に帯電した黒の粒子とを有する。正の電界が画素電極に印加されると、白の粒子は、マイクロカプセルの、透明基板が備えられた側へと移動し、観測者に白が見えるようになる。同時に、黒の粒子はマイクロカプセルの反対側に移動し、観測者から見えないようになる。同様に、負の電界を画素電極に印加することによって、黒の粒子は、マイクロカプセルの、透明基板が備えられた側に移動し、観測者に黒が見えるようになる。同時に、白の粒子はマイクロカプセルの反対側に移動し、観測者から見えないようになる。電界が取り除かれると、表示装置は粒子の移動により得られた光学状態をほぼ保ち、双安定性を示す。
【０００７】
マイクロカプセルの上部のカウンタ電極に移動する粒子の量を制御することによって、表示装置にグレースケール（即ち、中間光学状態）を作り出すことができる。例えば、電界強度と印加時間との積として定義される正電界又は負電界のエネルギーによって、マイクロカプセルの上部に移動する粒子の量が制御される。
【０００８】
図面のうちの図１は、電気泳動表示装置１の、例えば数個の画素サイズの部分の概略断面図である。この表示装置１は、ベース基板２と、電子インクを有する電気泳動フィルムと、を有しており、このフィルムは、上部透明電極６と、ＴＦＴ１１を介してベース基板２に結合される複数の画素電極５と、の間に存在している。電子インクは約１０ミクロン〜５０ミクロンの複数のマイクロカプセル７を有する。各マイクロカプセル７は、流体１０中に縣濁した、正に帯電した白の粒子８と負に帯電した黒の粒子９とを有する。正の電界が画素電極５に印加されると、黒の粒子９は電極５に向けて引きつけられ、観測者から見えなくなり、一方、白の粒子８は反対側の電極６の近くに残ったままとなり、観測者に白が見えるようになる。逆に、負の電界が画素電極５に印加されると、白の粒子が電極５に向けて引きつけられ、観測者から見えなくなり、一方、黒の粒子は反対側の電極６の近くに残ったままとなり、観測者に黒が見えるようになる。理論的には、電界が取り除かれると、粒子８、９は移動により得た状態をほぼ保ち、ディスプレイは双安定性を示し、実質的に電力を消費しない。
【０００９】
電気泳動ディスプレイの応答速度を増加させるためには、電気泳動粒子に印加する電圧差を増加させることが望ましい。（上記の）カプセル又はマイクロカップを有するフィルムの電気泳動粒子に基づくディスプレイでは、それを構成するために、接着層およびバインダ層などの追加の層が必要とされる。これらの層も電極と電極との間に配されるので、これらの層は電圧降下を引き起こし、それ故に、粒子に印加される電圧を低下させ得る。そこで、装置の応答速度が増加するようにこれらの層の導電率を増加させることが可能である。
【００１０】
したがって、斯かる接着層およびバインダ層の導電率は、これらの層での電圧降下ができるだけ低くなり装置のスイッチング速度又は応答速度が最大になるように、理想的にはできるだけ大きくすべきである。しかし、アクティブマトリックス電気泳動ディスプレイではエッジ画像残留／ゴースティングがしばしば観察され、これは、接着層の導電率が増加するに従ってもっと深刻になる。
【００１１】
エッジ・ゴースティングの一例が、図面のうちの図２ａに概略的に示されており、この図において、ディスプレイは、先ず白の背景に単純な黒のブロックが更新され、次いで完全な白の状態に更新される。図示されるように、黒領域から白領域への遷移が以前あった位置に、元の黒のブロックのエッジに対応する暗い輪郭が表れる。図２ｂに示すように、これら輪郭に又はこれら輪郭の周囲に、はっきりとした輝度降下が見られる。これは、横方向のクロストークによって、これら領域が画像更新期間の間に十分にエネルギーを受け取ることができなかったためである。
【００１２】
クロストークという用語は、表示コントラストが著しく低下するように、選択された画素だけでなくその周囲の他の画素にも駆動信号が印加される現象を表す。これが発生し得る様子が図１に示されている。例えば、画素電極５ａと５ｂ、および対応するマイクロカプセル７ａと７ｂなど、隣接するマイクロカプセルに反対の光学状態が生じることが意図される場合に、反対極性の電圧が隣接する画素５に印加されることを考える。電極５ａでは、白の帯電粒子８を電極５ａに向けて引き寄せるとともに黒の帯電粒子９を反対の電極６に向けて移動させるために、負の電界が印加されており、黒の帯電粒子９を電極５ｂに向けて引き寄せるとともに白の帯電粒子８を反対の電極６に向けて移動させるために、電極５ｂに正の電界が印加されている。しかし、電極５ａと５ｂとの間の間隔１２が（必要にせまられて）比較的小さいので（この間隔が小さくなければ、生じる画像の分解能は悪い影響を受ける）、電極５ａおよび５ｂに印加される電界が、隣接するマイクロカプセル７ｂおよび７ａの中の帯電粒子に影響を与え得る。したがって、図示されているように、電極５ａに負の電界が印加されても、この負の電界の一部は電極５ｂに印加される正の電界によってキャンセルされ、マイクロカプセル７ａの、隣接する画素電極５ｂに最も近い側に近接する数個の黒の帯電粒子９に、その粒子が電極６に向けて押されるのに十分なエネルギーを供給できない、数個の白の帯電粒子に、電極５ａに向けて引き寄せられるのに十分なエネルギーを供給できないという影響がある。
【００１３】
図２ａに示すエッジ画像残留に達するときの横のクロストークの悪影響は、特に著しく、画素が黒に切り替わるとともに隣接する画素が白になることが要求されるときに、もっと悪くなる。これは、通常の領域の画像残留（即ち、全体のブロックが僅かに明るい又は暗い）よりも目に見えるので、特に視覚的に邪魔であり、これは、電気泳動ディスプレイの双安定性により画素が更新されず、一応は白の領域がその名目的な白の状態を維持する必要がある場合、特に受け入れ難い。
【００１４】
通常の又はバルクの画像残留として、別の種類の画像残留が既知であり、これは、不十分なグレースケール駆動の結果として生じ、温度、画像履歴、およびドウェル時間などの種々のパラメータに関係する。
【００１５】
双安定性であるので、光学状態変化のない画素は（例えば、省電力化のため）通常更新されない。しかし、画像安定性については常に関係があり、実際に、電力が供給されない状態での画像保持時間が増加するにつれて、輝度は初期値からずれ、これはバルク画像残留および／又はエッジ画像残留を引き起こすだろう。実際に、インク材料は決して完全には安定せず、輝度は画像更新の直後に得られる所望の光学状態から或る程度ずれることがわかった。例えば、前の画像更新から得られる白の状態が、白の光学状態のままであることが要求されることから現在の画像更新においては更新されないことを考えると、その白の状態は、例えばダークグレー状態から新たに得られた白の状態よりも輝度が幾分低い。この違いが人間の目の可視レベルを越えると、バルク画像残留として見える。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
したがって、本発明の目的は、画像残留が低減された電気泳動ディスプレイを駆動する方法および装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明によれば、以下のような電気泳動表示装置が提供される。この電気泳動表示装置は、流体中に帯電粒子を有する電気泳動材料と、複数の画素と、上記各画素に関連する第１の電極および第２の電極と、上記第１の電極および上記第２の電極に駆動波形を供給する駆動手段と、を有し、上記帯電粒子は、上記第１の電極と上記第２の電極との間の複数の位置のうちの１つの位置を占めることができ、上記複数の位置の各々は、上記電気泳動表示装置のそれぞれの光学状態に対応しており、上記駆動波形は、対応する画像更新期間の間に印加される複数の駆動信号のシーケンスであって、上記複数の駆動信号の各々が、表示されるべき画像情報に対応する所定の光学状態を上記帯電粒子が占めるようにすることによって、画像遷移を生じさせる複数の駆動信号のシーケンス、を有し、駆動信号は、上記各画像更新期間の間に、直前の画像更新期間の間に生じる光学状態からの実質的な光学状態変化が要求されない画素に印加され、上記駆動信号は、上記帯電粒子を上記直前の画像更新期間の間に生じる上記光学状態に向けて移動させるための極性および持続時間を有する信号である。
【００１８】
本発明は、流体中に帯電粒子を有する電気泳動材料と、複数の画素と、上記各画素に関連する第１の電極および第２の電極と、を有する電気泳動表示装置を駆動する方法にも適用される。この方法において、上記帯電粒子は、上記第１の電極と上記第２の電極との間の複数の位置のうちの１つの位置を占めることができ、上記複数の位置の各々は、上記電気泳動表示装置のそれぞれの光学状態に対応しており、上記方法は、上記第１の電極および上記第２の電極に駆動波形を供給するステップを有し、上記駆動波形は、対応する画像更新期間の間に印加される複数の駆動信号のシーケンスであって、上記各駆動信号が、表示されるべき画像情報に対応する所定の光学状態を上記帯電粒子が占めるようにすることによって、画像遷移を生じさせる複数の駆動信号のシーケンス、を有し、駆動信号は、各画像更新期間の間に、直前の画像更新期間の間に生じる光学状態からの実質的な光学状態変化が要求されない画素に印加され、上記駆動信号は、上記帯電粒子を上記直前の画像更新期間の間に生じる上記光学状態に向けて移動させるための極性および持続時間の信号である。
【００１９】
本発明は、流体中に帯電粒子を有する電気泳動材料と、複数の画素と、上記各画素に関連する第１の電極および第２の電極と、を有する電気泳動表示装置を駆動する装置に更に適用される。この駆動する装置において、上記帯電粒子は、上記第１の電極と上記第２の電極との間の複数の位置のうちの１つの位置を占めることができ、上記複数の位置の各々は、上記電気泳動表示装置のそれぞれの光学状態に対応しており、上記駆動する装置は、上記第１および上記第２の電極に駆動波形を供給する駆動手段を有し、上記駆動波形は、対応する画像更新期間の間に印加される複数の駆動信号のシーケンスであって、上記各駆動信号が、表示されるべき画像情報に対応する所定の光学状態を上記帯電粒子が占めるようにすることによって、画像遷移を生じさせる複数の駆動信号のシーケンス、を有し、駆動信号は、各画像更新期間の間に、直前の画像更新期間の間に生じる光学状態からの実質的な光学状態変化が要求されない画素に印加され、上記駆動信号は、上記帯電粒子を上記直前の画像更新期間の間に生じる上記光学状態に向けて移動させるための極性および持続時間を有する信号である。
【００２０】
本発明は、流体中に帯電粒子を有する電気泳動材料と、複数の画素と、上記各画素に関連する第１の電極および第２の電極と、を有する電気泳動表示装置を駆動する駆動波形にも更に適用される。この駆動波形において、上記帯電粒子は、上記第１の電極と上記第２の電極との間の複数の位置のうちの１つの位置を占めることができ、上記複数の位置の各々は、上記電気泳動表示装置のそれぞれの光学状態に対応しており、上記装置は、上記第１および第２の電極に上記駆動波形を供給する駆動手段を有し、上記駆動波形は、対応する画像更新期間の間に印加される複数の駆動信号のシーケンスであって、上記各駆動信号が、表示されるべき画像情報に対応する所定の光学状態を上記帯電粒子が占めるようにすることによって画像遷移を生じさせる、複数の駆動信号のシーケンス、を有し、駆動信号は、各画像更新期間の間に、直前の画像更新期間の間に生じる光学状態からの実質的な光学状態変化が要求されない画素に印加され、上記駆動信号は、上記帯電粒子を上記直前の画像更新期間の間に生じる上記光学状態に向けて移動させるための極性および持続時間を有する信号である。
【００２１】
本発明により、ブロックエッジ残留およびゴースティングが低減する又は除去されるなどの、従来の装置よりもかなり有利な点が提供される。
【００２２】
駆動波形は、駆動信号の前に、リセットパルスを含んでいてもよい。リセットパルスは、粒子を、現在の位置から、２つの電極に近い２つの極位置のうちの一方の極位置に運ぶことができる電圧パルスと定義される。リセットパルスは、「標準」リセットパルスと「オーバリセット」パルスとから構成できる。「標準」リセットパルスは、粒子が移動する必要のある距離に比例した持続期間を有する。「オーバリセット」パルスの持続時間は、グレースケールの精度を保証しＤＣバランスの条件を満たすように、それぞれの画像遷移に従って選択される。
【００２３】
駆動波形に、一つ以上の振動パルスを備えることができる。１つの実施例では、一つ以上の振動パルスを、駆動信号の前に備えてもよい。駆動波形に、追加の１つ以上の振動パルスを備えてもよい。好ましい実施例では、駆動波形において、電圧パルスの前に、および／又は電圧パルスと駆動信号との間に、偶数個の振動パルス（例えば４個）が備えられる。振動パルスの長さは、画素の光学状態を一方の極光学状態から他方の極光学状態に駆動するのに必要な駆動信号の最小期間よりも短いオーダーであることが有利である。
【００２４】
振動パルスは、エネルギー値を表す単一極性電圧として規定されており、このエネルギー値は、複数の光学状態位置のうちの任意の１つの光学状態に存在する粒子を解放するには十分であるが、粒子を、現在の位置から、２つの極位置のうちの一方の電極に近い極位置に移動させるには不十分なエネルギー値である。換言すれば、振動パルスのエネルギー値は、画素の光学状態を大きく変化させるには不十分な大きさであることが好ましい。
【００２５】
表示装置は２つの基板を有し、２つの基板のうちの少なくとも１つは実質的に透明であり、帯電粒子が２つの基板の間に配されていてもよい。帯電粒子および流体は、カプセル化されていることが好ましく、それぞれの画素を規定する個別のマイクロカプセルの形態であることが更に好ましい。
【００２６】
表示装置は、少なくとも２つの光学状態、もっと好ましくは少なくとも３つの光学状態を有することができる。駆動波形はパルス幅変調又は電圧変調することができ、好ましくはｄｃバランスが取られている。
【００２７】
本発明のこれら及び他の態様は明細書に記載の実施例から明らかであり、これら実施例を基準に説明される。
【００２８】
本発明の実施例は、単なる例として、添付図面を基準にして記載されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明は、画像残留が低減された電気泳動表示装置を駆動する方法および機器を提供する。画素の光学状態が変化することが要求されているか否かに関わらず、全ての画素の画像遷移が各画像更新の間に実行される。したがって、初めの画像更新期間と次の画像更新期間との間に実質的な光学状態変化のない画素は、当該次の画像更新期間の間に強制的に更新される。駆動波形、特に、実質的な光学状態変化のない画素を更新するために印加されるべき駆動波形は、正味のＤＣ電圧が、各々の画像遷移の後は実質的にゼロであるように構成されることが好ましい。これによって、画質が保証され、例えば横のクロストーク、画像の不安定性、ドウェル時間、画像履歴などによって生じる画像残留が低減される。
【００３０】
図面のうちの図３を参照すると、本発明の第１の好適な実施例に関する代表的な駆動波形が示されている。もっと具体的には、白から白、ライトグレーからライトグレー、ダークグレーからダークグレー、および黒から黒への画像遷移用の代表的な駆動波形が示されている。
【００３１】
この好適な実施例では、各画像遷移に対して、種々の光学状態の所望の輝度を回復するために単純な輝度回復パルスが印加されている。電圧パルスの極性は、輝度が補正される必要がある相対的な方向と、使用されている特定の駆動方式と、に依存する。例えば、駆動波形において、駆動パルスの前に負のリセットパルスが印加される駆動方式では、ライトグレーからライトグレーへの遷移用の輝度回復パルスは正でなければならないが、斯かるリセットパルスのない場合には負であろう。パルス持続時間は、各遷移について所望の輝度が確実に完全に回復するように選択される。
しかし、単純な「トップ−アップ」、即ち適切な極性の単一電圧パルス、を用いて、画素が例えば白から白に更新される場合、単一極性電圧パルスを用いた複数回の更新によって帯電粒子が互いにおよび／又は電極に付着し、次の所望の画像遷移を生じさせるときにこれら粒子を離すことが困難になるので、上記の画像残像問題は悪化し、次の遷移の間のグレースケール精度がかなり低下しそうであるという点で、次の画像更新の間に斯かる”ゴースティング”が単に集積することも容認できない。
【００３２】
そこで、図面のうちの図４を参照すると、本発明の第２の好適な実施例に関する代表的な駆動波形が示されている。もっと具体的には、前と同じように、白から白、ライトグレーからライトグレー、ダークグレーからダークグレー、および黒から黒への画像遷移用の代表的な駆動波形が示されている。
【００３３】
この好適な実施例では、各画像遷移用の駆動波形は、第１の好適な実施例に関する駆動波形から得られるが、この場合、各駆動波形には、駆動パルス（又は「データ信号」）の前に一連のプリセットパルス又は一連の振動パルスが印加されている。１個の振動パルスは、エネルギー値を表す単一極性電圧パルスとして規定され、このエネルギー値は、複数の光学状態位置のうちの任意の位置に存在する粒子を解放するのに十分なエネルギー値ではあるが、現在の位置から２つの電極の間の別の位置に粒子を移動させるには不十分なエネルギー値であることが分かるだろう。換言すれば、各振動パルスのエネルギー値は、画素の光学状態をはっきりと変化させるには不十分な値であることが好ましい。斯かる振動パルスの使用によって、ドウェル時間および画像履歴の影響を低減できるので、もっと正確なグレースケールが得られる。
【００３４】
図面のうちの図５を参照すると、本発明の第３の好適な実施例に関する代表的な駆動波形が示されている。もっと具体的には、前と同じように、白から白、ライトグレーからライトグレー、ダークグレーからダークグレー、および黒から黒への画像遷移用の代表的な駆動波形が示されている。
【００３５】
この場合、各々のグレースケール画像遷移（即ち、中間グレー光学状態と中間グレー光学状態との間、例えば、ライトグレーとライトグレーとの間、ダークグレーとダークグレーとの間）の正味のＤＣ、即ち、各パルスにおける電圧と時間との積は、ゼロであり、各極遷移に対して（即ち、白から白、および黒から黒）、正味のＤＣは最小になる。これは、図示されているように、異なる電圧符号を有する複数の電圧パルスを印加することによって実現される。Ｒ１およびＲ２はリセットパルスであり、ＧＤはグレースケール駆動パルスであり、ＥＤは極駆動パルスである。したがって、ＤＣの低減だけでなく、グレースケール精度もかなり改善される。必要に応じて、Ｒ１および／又はＲ２は追加のリセット持続時間を有することができる。
【００３６】
図面のうちの図６を参照すると、本発明の第４の好適な実施例に関する代表的な駆動波形が示されている。もっと具体的には、前と同じように、白から白、ライトグレーからライトグレー、ダークグレーからダークグレー、および黒から黒への画像遷移用の代表的な駆動波形が示されている。
【００３７】
この好適な実施例では、各画像遷移用の駆動波形は第３の好適な実施例に関する駆動波形から得られるが、この場合、各駆動波形には、駆動パルス（又は「データ信号」）の前に一連のプリセットパルス又は一連の振動パルスが印加されている。前と同じように、１個の振動パルスは、エネルギー値を表す単一極性電圧パルスとして規定されており、このエネルギー値は、複数の光学状態位置のうちの任意の位置に存在する粒子を解放するのに十分なエネルギー値ではあるが、現在の位置から２つの電極の間の別の位置に粒子を移動させるには不十分なエネルギー値であることが分かるだろう。換言すれば、各振動パルスのエネルギー値は、画素の光学状態をはっきりと変化させるには不十分な値であることが好ましい。上記の第２の好適な実施例のように、斯かる振動パルスの使用によって、ドウェル時間および画像履歴の影響を低減できるので、もっと正確なグレースケールが得られる。
【００３８】
図面のうちの図７を参照すると、本発明の第５の好適な実施例に関する代表的な駆動波形が示されている。もっと具体的にいうと、前と同じように、白から白、ライトグレーからライトグレー、ダークグレーからダークグレー、および黒から黒への画像遷移用の代表的な駆動波形が示されている。
【００３９】
この好適な実施例では、各々のグレースケール画像遷移（即ち、中間グレー光学状態と中間グレー光学状態との間、例えば、ライトグレーとライトグレーとの間、ダークグレーとダークグレーとの間）の正味のＤＣ、即ち、各パルスにおける電圧と時間との積は、ゼロであり、各極遷移に対して（即ち、白から白、および黒から黒）、上記の第４の好適な実施例のように、正味のＤＣは最小になる。この場合、これは、異なる電圧符号を有する複数の電圧パルスを印加し、極光学状態への画像遷移用のＥＤパルスを散在させる（即ち、ＥＤパルスを複数のパルスに分割し、これらのパルスを駆動波形に分散させる）ことによって達成される。各々の遷移においてＤＣが実質的にゼロであるだけでなく、グレースケール精度もかなり改善される。この好適な実施例において第２の振動パルスの組を印加することによって、粒子の移動度が増加し、各々の画像遷移におけるＤＣバランシングの順応性が増加する。
【００４０】
一般に、上記の好適な全ての実施例に関して、画質を保証する目的で、光学状態変化のない全ての画素を強制的に更新することを強調しておく。画素が連続的に同じ遷移で更新されると、１種類の遷移のＤＣが集積するので、各々の遷移の正味のＤＣは最小にされること又は実質的にゼロであることが好ましい。実質的に異なる２つの光学状態の間の画像遷移の場合は異なっており、この場合は、前の画像遷移の間における正のＤＣを画素の次の遷移の間における負のＤＣによって自動的に補償できる。例えば、白−ダークグレー−白のループでは、各遷移において正味のＤＣがゼロでなくても、ループの正味のＤＣをゼロにすることができる。例えば、白からダークグレに対しては、ＤＣ＝３００ｍｓ×（＋１５Ｖ）＝４５００ｍｓＶ、例えば、ダークグレーから白に対しては、ＤＣ＝３００ｍｓ×（−１５Ｖ）＝−４５００ｍｓＶであり、ループ全体で正味のＤＣをゼロにする。しかし、光学状態を変える一つの遷移における正味のＤＣ量は、光学状態を変えない各遷移におけるＤＣ量ほど画質を劣化させないが、光学状態を変えない遷移に対して適用される、各々の遷移での正味のＤＣを実質的にゼロにする方法を、光学状態を変える遷移にも適用可能である。
【００４１】
本発明は、パッシブ・マトリックス電気泳動ディスプレイおよびアクティブ・マトリックス電気泳動ディスプレイで実現できることに注意すべきである。駆動波形は、パルス幅変調、電圧変調をすることができ、又はこれら２つの変調の組合せとすることができる。実際、本発明は、画像更新の後において画像を実質的にディスプレイに残したままにしながら電力を消費しない双安定ディスプレイで実現できる。また、本発明は、例えばタイプライターモードが存在しているシングルウィンドウディスプレイとマルチウィンドウディスプレイとの両方に適用可能である。本発明は、カラー双安定ディスプレイにも適用可能である。また、電極構造は限定されない。例えば、トップ／ボトム電極構造、ハニカム構造、又はin-plane-switchingとvertical switchingとが組み合わされた他の構造を使用することができる。
【００４２】
本発明の実施例は単なる例として上述されており、上記の実施例を、特許請求の範囲によって規定される本発明の範囲から逸脱することなく修正および変形できることは、当業者にとって明らかである。用語「有する」は、請求項に記載されている以外の要素又はステップの存在を排除するものではない。用語が単数であることは、複数の存在を排除するものではない。本発明は、数個の個別の素子を有するハードウェアによって、および適切にプログラミングされたコンピュータによって、実現することができる。幾つかの手段を列挙している装置の請求項において、これらの手段の一部は、１つの同じハードウェアで具体化できる。手段が、相互に異なる独立項に列挙されている単なる事実は、これらの手段の組合せを有利に使用できないことを示すものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】電気泳動表示装置の一部の概略断面図である。
【図２ａ】電気泳動表示パネルのブロック画像残留の概略図である。
【図２ｂ】図２ａにおいて矢印Ａに沿う輝度プロファイルの図である。
【図３】本発明の第１の好適な実施例に関する代表的な駆動波形を示す図である。
【図４】本発明の第２の好適な実施例に関する代表的な駆動波形を示す図である。
【図５】本発明の第３の好適な実施例に関する代表的な駆動波形を示す図である。
【図６】本発明の第４の好適な実施例に関する代表的な駆動波形を示す図である。
【図７】本発明の第５の好適な実施例に関する代表的な駆動波形を示す図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体中に帯電粒子を有する電気泳動材料と、複数の画素と、前記各画素に関連する第１の電極および第２の電極と、前記第１の電極および前記第２の電極に駆動波形を供給する駆動手段と、を有する電気泳動表示装置であって、
前記帯電粒子は、前記第１の電極と前記第２の電極との間の複数の位置のうちの１つの位置を占めることができ、前記複数の位置の各々は、前記電気泳動表示装置のそれぞれの光学状態に対応しており、
前記駆動波形は、対応する画像更新期間の間に印加される複数の駆動信号のシーケンスであって、前記各駆動信号が、表示されるべき画像情報に対応する所定の光学状態を前記帯電粒子が占めるようにすることによって、画像遷移を生じさせる複数の駆動信号のシーケンス、を有し、
駆動信号は、前記各画像更新期間の間に、直前の画像更新期間の間に生じる光学状態からの実質的な光学状態変化が要求されない画素に印加され、前記駆動信号は、前記帯電粒子を前記直前の画像更新期間の間に生じる前記光学状態に向けて移動させるための極性および持続時間を有する信号である、電気泳動表示装置。
【請求項２】
前記駆動波形は、駆動信号の前に、リセットパルスを含む、請求項１に記載の電気泳動表示装置。
【請求項３】
前記リセットパルスは、駆動信号の前に、追加のリセット持続時間を有する、請求項２に記載の電気泳動表示装置。
【請求項４】
前記駆動波形に一つ以上の振動パルスが備えられる、請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載の電気泳動表示装置。
【請求項５】
一つ以上の振動パルスが駆動信号の前に備えられる、請求項４に記載の電気泳動表示装置。
【請求項６】
前記駆動波形に、偶数個の振動パルスが備えられる、請求項４又は５に記載の電気泳動表示装置。
【請求項７】
前記振動パルスは、１個の振動パルスが印加される場合には、次のデータパルスとは反対の極性を有する、請求項４又は５に記載の電気泳動表示装置。
【請求項８】
前記電気泳動表示装置は２つの基板を有し、前記２つの基板のうちの少なくとも１つは実質的に透明であり、前記帯電粒子前記２つの基板の間に配されている、請求項１〜７のうちのいずれか一項に記載の電気泳動表示装置。
【請求項９】
前記帯電粒子および前記流体は、カプセル化されている、請求項１〜８のうちのいずれか一項に記載の電気泳動表示装置。
【請求項１０】
前記帯電粒子および前記流体は複数の個別のマイクロカプセルにカプセル化され、前記マイクロカプセルの各々は、対応する画素を規定する、請求項９に記載の電気泳動表示装置。
【請求項１１】
前記電気泳動表示装置が少なくとも３つの光学状態を有する、請求項１〜１０のうちのいずれか一項に記載の電気泳動表示装置。
【請求項１２】
前記駆動波形はパルス幅変調される、請求項１〜１１のうちのいずれか一項に記載の電気泳動表示装置。
【請求項１３】
前記駆動波形は電圧変調される、請求項１〜１１のうちのいずれか一項に記載の電気泳動表示装置。
【請求項１４】
少なくとも１つの個々の駆動波形は、実質的にＤＣバランスが取られる、請求項１〜１３のうちのいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項１５】
画像遷移サイクルによって、画素が、前記画像遷移サイクルの終わりに、前記画像遷移サイクルの始まりと実質的に同じ光学状態を有するようにする複数の閉じたループの一部の閉じたループのうちの少なくとも幾つかの閉じたループは、実質的にＤＣバランスが取られる、請求項１〜１４のうちのいずれか一項に記載の電気泳動表示装置。
【請求項１６】
流体中に帯電粒子を有する電気泳動材料と、複数の画素と、前記各画素に関連する第１の電極および第２の電極と、を有する電気泳動表示装置を駆動する方法であって、
前記帯電粒子は、前記第１の電極と前記第２の電極との間の複数の位置のうちの１つの位置を占めることができ、前記複数の位置の各々は、前記電気泳動表示装置のそれぞれの光学状態に対応しており、
前記方法は、前記第１の電極および前記第２の電極に駆動波形を供給するステップを有し、
前記駆動波形は、対応する画像更新期間の間に印加される複数の駆動信号のシーケンスであって、前記各駆動信号が、表示されるべき画像情報に対応する所定の光学状態を前記帯電粒子が占めるようにすることによって、画像遷移を生じさせる複数の駆動信号のシーケンス、を有し、
駆動信号は、各画像更新期間の間に、直前の画像更新期間の間に生じる光学状態からの実質的な光学状態変化が要求されない画素に印加され、前記駆動信号は、前記帯電粒子を前記直前の画像更新期間の間に生じる前記光学状態に向けて移動させるための極性および持続時間を有する信号である、方法。
【請求項１７】
流体中に帯電粒子を有する電気泳動材料と、複数の画素と、前記各画素に関連する第１の電極および第２の電極と、を有する電気泳動表示装置を駆動する装置であって、
前記帯電粒子は、前記第１の電極と前記第２の電極との間の複数の位置のうちの１つの位置を占めることができ、前記複数の位置の各々は、前記電気泳動表示装置のそれぞれの光学状態に対応しており、
前記駆動する装置は、前記第１および前記第２の電極に駆動波形を供給する駆動手段を有し、
前記駆動波形は、対応する画像更新期間の間に印加される複数の駆動信号のシーケンスであって、前記各駆動信号が、表示されるべき画像情報に対応する所定の光学状態を前記帯電粒子が占めるようにすることによって、画像遷移を生じさせる複数の駆動信号のシーケンス、を有し、
駆動信号は、各画像更新期間の間に、直前の画像更新期間の間に生じる光学状態からの実質的な光学状態変化が要求されない画素に印加され、前記駆動信号は、前記帯電粒子を前記直前の画像更新期間の間に生じる前記光学状態に向けて移動させるための極性および持続時間を有する信号である、装置。
【請求項１８】
流体中に帯電粒子を有する電気泳動材料と、複数の画素と、前記各画素に関連する第１の電極および第２の電極と、を有する電気泳動表示装置を駆動する駆動波形であって、
前記帯電粒子は、前記第１の電極と前記第２の電極との間の複数の位置のうちの１つの位置を占めることができ、前記複数の位置の各々は、前記電気泳動表示装置のそれぞれの光学状態に対応しており、
前記装置は、前記第１および第２の電極に前記駆動波形を供給する駆動手段を有し、
前記駆動波形は、対応する画像更新期間の間に印加される複数の駆動信号のシーケンスであって、前記各駆動信号が、表示されるべき画像情報に対応する所定の光学状態を前記帯電粒子が占めるようにすることによって画像遷移を生じさせる、複数の駆動信号のシーケンス、を有し、
駆動信号は、各画像更新期間の間に、直前の画像更新期間の間に生じる光学状態からの実質的な光学状態変化が要求されない画素に印加され、前記駆動信号は、前記帯電粒子を前記直前の画像更新期間の間に生じる前記光学状態に向けて移動させるための極性および持続時間を有する信号である、駆動波形。
【請求項１】
流体中に帯電粒子を有する電気泳動材料と、複数の画素と、前記各画素に関連する第１の電極および第２の電極と、前記第１の電極および前記第２の電極に駆動波形を供給する駆動手段と、を有する電気泳動表示装置であって、
前記帯電粒子は、前記第１の電極と前記第２の電極との間の複数の位置のうちの１つの位置を占めることができ、前記複数の位置の各々は、前記電気泳動表示装置のそれぞれの光学状態に対応しており、
前記駆動波形は、対応する画像更新期間の間に印加される複数の駆動信号のシーケンスであって、前記各駆動信号が、表示されるべき画像情報に対応する所定の光学状態を前記帯電粒子が占めるようにすることによって、画像遷移を生じさせる複数の駆動信号のシーケンス、を有し、
駆動信号は、前記各画像更新期間の間に、直前の画像更新期間の間に生じる光学状態からの実質的な光学状態変化が要求されない画素に印加され、前記駆動信号は、前記帯電粒子を前記直前の画像更新期間の間に生じる前記光学状態に向けて移動させるための極性および持続時間を有する信号である、電気泳動表示装置。
【請求項２】
前記駆動波形は、駆動信号の前に、リセットパルスを含む、請求項１に記載の電気泳動表示装置。
【請求項３】
前記リセットパルスは、駆動信号の前に、追加のリセット持続時間を有する、請求項２に記載の電気泳動表示装置。
【請求項４】
前記駆動波形に一つ以上の振動パルスが備えられる、請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載の電気泳動表示装置。
【請求項５】
一つ以上の振動パルスが駆動信号の前に備えられる、請求項４に記載の電気泳動表示装置。
【請求項６】
前記駆動波形に、偶数個の振動パルスが備えられる、請求項４又は５に記載の電気泳動表示装置。
【請求項７】
前記振動パルスは、１個の振動パルスが印加される場合には、次のデータパルスとは反対の極性を有する、請求項４又は５に記載の電気泳動表示装置。
【請求項８】
前記電気泳動表示装置は２つの基板を有し、前記２つの基板のうちの少なくとも１つは実質的に透明であり、前記帯電粒子前記２つの基板の間に配されている、請求項１〜７のうちのいずれか一項に記載の電気泳動表示装置。
【請求項９】
前記帯電粒子および前記流体は、カプセル化されている、請求項１〜８のうちのいずれか一項に記載の電気泳動表示装置。
【請求項１０】
前記帯電粒子および前記流体は複数の個別のマイクロカプセルにカプセル化され、前記マイクロカプセルの各々は、対応する画素を規定する、請求項９に記載の電気泳動表示装置。
【請求項１１】
前記電気泳動表示装置が少なくとも３つの光学状態を有する、請求項１〜１０のうちのいずれか一項に記載の電気泳動表示装置。
【請求項１２】
前記駆動波形はパルス幅変調される、請求項１〜１１のうちのいずれか一項に記載の電気泳動表示装置。
【請求項１３】
前記駆動波形は電圧変調される、請求項１〜１１のうちのいずれか一項に記載の電気泳動表示装置。
【請求項１４】
少なくとも１つの個々の駆動波形は、実質的にＤＣバランスが取られる、請求項１〜１３のうちのいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項１５】
画像遷移サイクルによって、画素が、前記画像遷移サイクルの終わりに、前記画像遷移サイクルの始まりと実質的に同じ光学状態を有するようにする複数の閉じたループの一部の閉じたループのうちの少なくとも幾つかの閉じたループは、実質的にＤＣバランスが取られる、請求項１〜１４のうちのいずれか一項に記載の電気泳動表示装置。
【請求項１６】
流体中に帯電粒子を有する電気泳動材料と、複数の画素と、前記各画素に関連する第１の電極および第２の電極と、を有する電気泳動表示装置を駆動する方法であって、
前記帯電粒子は、前記第１の電極と前記第２の電極との間の複数の位置のうちの１つの位置を占めることができ、前記複数の位置の各々は、前記電気泳動表示装置のそれぞれの光学状態に対応しており、
前記方法は、前記第１の電極および前記第２の電極に駆動波形を供給するステップを有し、
前記駆動波形は、対応する画像更新期間の間に印加される複数の駆動信号のシーケンスであって、前記各駆動信号が、表示されるべき画像情報に対応する所定の光学状態を前記帯電粒子が占めるようにすることによって、画像遷移を生じさせる複数の駆動信号のシーケンス、を有し、
駆動信号は、各画像更新期間の間に、直前の画像更新期間の間に生じる光学状態からの実質的な光学状態変化が要求されない画素に印加され、前記駆動信号は、前記帯電粒子を前記直前の画像更新期間の間に生じる前記光学状態に向けて移動させるための極性および持続時間を有する信号である、方法。
【請求項１７】
流体中に帯電粒子を有する電気泳動材料と、複数の画素と、前記各画素に関連する第１の電極および第２の電極と、を有する電気泳動表示装置を駆動する装置であって、
前記帯電粒子は、前記第１の電極と前記第２の電極との間の複数の位置のうちの１つの位置を占めることができ、前記複数の位置の各々は、前記電気泳動表示装置のそれぞれの光学状態に対応しており、
前記駆動する装置は、前記第１および前記第２の電極に駆動波形を供給する駆動手段を有し、
前記駆動波形は、対応する画像更新期間の間に印加される複数の駆動信号のシーケンスであって、前記各駆動信号が、表示されるべき画像情報に対応する所定の光学状態を前記帯電粒子が占めるようにすることによって、画像遷移を生じさせる複数の駆動信号のシーケンス、を有し、
駆動信号は、各画像更新期間の間に、直前の画像更新期間の間に生じる光学状態からの実質的な光学状態変化が要求されない画素に印加され、前記駆動信号は、前記帯電粒子を前記直前の画像更新期間の間に生じる前記光学状態に向けて移動させるための極性および持続時間を有する信号である、装置。
【請求項１８】
流体中に帯電粒子を有する電気泳動材料と、複数の画素と、前記各画素に関連する第１の電極および第２の電極と、を有する電気泳動表示装置を駆動する駆動波形であって、
前記帯電粒子は、前記第１の電極と前記第２の電極との間の複数の位置のうちの１つの位置を占めることができ、前記複数の位置の各々は、前記電気泳動表示装置のそれぞれの光学状態に対応しており、
前記装置は、前記第１および第２の電極に前記駆動波形を供給する駆動手段を有し、
前記駆動波形は、対応する画像更新期間の間に印加される複数の駆動信号のシーケンスであって、前記各駆動信号が、表示されるべき画像情報に対応する所定の光学状態を前記帯電粒子が占めるようにすることによって画像遷移を生じさせる、複数の駆動信号のシーケンス、を有し、
駆動信号は、各画像更新期間の間に、直前の画像更新期間の間に生じる光学状態からの実質的な光学状態変化が要求されない画素に印加され、前記駆動信号は、前記帯電粒子を前記直前の画像更新期間の間に生じる前記光学状態に向けて移動させるための極性および持続時間を有する信号である、駆動波形。
【図１】
【図２ａ】
【図２ｂ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２ａ】
【図２ｂ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公表番号】特表２００７−５１２５７１（Ｐ２００７−５１２５７１Ａ）
【公表日】平成１９年５月１７日（２００７．５．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５４０７３８（Ｐ２００６−５４０７３８）
【出願日】平成１６年１１月１８日（２００４．１１．１８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２００４／０５２４７３
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０５０６１１
【国際公開日】平成１７年６月２日（２００５．６．２）
【出願人】（５９００００２４８）コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ (12,071)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１９年５月１７日（２００７．５．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１１月１８日（２００４．１１．１８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２００４／０５２４７３
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０５０６１１
【国際公開日】平成１７年６月２日（２００５．６．２）
【出願人】（５９００００２４８）コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ (12,071)
【Ｆターム（参考）】
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