(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電気流体色素体(EFC)画素セルであって、各画素セルが、
種々の表示特性を有する極性流体および非極性流体を保持するための流体ホルダであって、
前記画素セルを見る人の方向に突出した第1の視認可能区域を有するジオメトリを有するリザーバ、および
前記画素セルを見る人の方向に突出した第2の視認可能区域を有するジオメトリを有するチャネルであって、前記チャネルが、前記チャネルと前記リザーバとの間における前記極性流体および前記非極性流体の自由な移動を可能にするように前記リザーバに連結され、前記チャネルの表面の少なくとも一部が、前記画素セルに対する供給電圧に応答するウェッティング特性を備える、チャネル
を備える、流体ホルダ、ならびに
前記ウェッティング特性を備える前記チャネルの前記表面の少なくとも一部に供給電圧を供給するように構成される第1および第2の画素セル端子
を備える、複数の電気流体色素体(EFC)画素セルと、
回路基板であって、
前記画素セルに切替電圧を供給するために前記画素セルの第1の画素セル端子に連結されたスイッチング回路、
前記スイッチング回路に接続された行電極、
前記スイッチング回路に接続された列電極、および
前記列電極および前記行電極を帯電させる駆動信号を送出して前記スイッチング回路を作動させることにより、前記画素セルに前記切替電圧を印加するように構成された駆動装置
を備える、回路基板と
を備え、
前記第1の視認可能区域は前記第2の視認可能区域より小さく、
前記駆動装置を制御するためのディスプレイ制御装置をさらに備え、前記ディスプレイ制御装置は、以下のステップ、すなわち
画素のセル表示特性が実質的に同一に留まる、静止画像内容を表示している静止画像画素を決定するステップと、
前記静止画像画素の第2の画素セル端子に安定的な供給電圧を送出するステップであって、前記安定的な供給電圧は、前記極性流体の反作用力と電気機械力との均衡をもたらし、それによって前記極性流体の移動がなくなる電圧である、ステップと
を実行するように構成された、ディスプレイ装置。
【請求項２】
前記ディスプレイ制御装置は、前記第1の画素セル端子の切替えが無い状態において前記安定的な供給電圧を生成する静止画像駆動信号を送出するように構成される、請求項1に記載のディスプレイ装置。
【請求項３】
前記安定的な供給電圧よりも実質的に低い一定の切替電圧を前記第1の画素セル端子に対してアドレス指定する間、前記安定的な供給電圧が前記画素セルに送出される、請求項1に記載のディスプレイ装置。
【請求項４】
前記第2の画素セル端子は、一群の画素のための共通電極に接続された共通端子である、請求項1に記載のディスプレイ装置。
【請求項５】
前記駆動装置は、少なくとも1つのさらなる電極を介して前記画素セルに直流電圧を供給するように構成され、前記第2の画素セル端子は、前記少なくとも1つのさらなる電極に電気的に接続される、請求項1に記載のディスプレイ装置。
【請求項６】
前記安定的な供給電圧は、複数の静止画像行において複数の画素セルに同時に印加される、請求項5に記載のディスプレイ装置。
【請求項７】
前記画素セル内における指向性電荷蓄積を伴うことなく実質的にゼロである平均供給電圧を取得するように、前記安定的な供給電圧を生成するための静止画像駆動信号が周期的に変化して前記供給電圧の極性を反転させる、請求項1から6のいずれか一項に記載のディスプレイ装置。
【請求項８】
前記第2の画素セル端子は、一群の画素のための共通端子であり、前記供給電圧の極性が反転され、一群の画素のための共通電極に印加される、請求項7に記載のディスプレイ装置。
【請求項９】
前記駆動装置は、少なくとも1つのさらなる電極を介して前記画素セルに直流電圧を供給するように構成され、前記第2の画素セル端子は、前記少なくとも1つのさらなる電極に電気的に接続され、前記供給電圧の前記極性は、前記さらなる電極に印加される静止画像電圧を反転させることによって反転される、請求項8に記載のディスプレイ装置。
【請求項１０】
前記スイッチング回路に接続される前記行電極および/または前記列電極は、前記切替電圧をリセットするために周期的に帯電される、請求項8に記載のディスプレイ装置。
【請求項１１】
前記セル表示特性は、予め規定された波長に対する前記画素セルの透過率および/または反射率として表される、請求項1に記載のディスプレイ装置。
【請求項１２】
前記極性流体は、導電性であり、前記第1の画素セル端子は、前記導電性の極性流体に接触する接触電極に結合され、前記第2の画素セル端子は、チャネル電極に結合される、請求項1に記載のディスプレイ装置。
【請求項１３】
前記極性流体は、導電性であり、前記第1の画素セル端子は、チャネル電極に結合され、前記画素セル端子のうちの他の1つは、前記導電性の極性流体に接触する接触電極に結合される、請求項1に記載のディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスプレイの分野に関し、特に電気流体セルを備えるディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ディスプレイ技術のいくつかの分野においては、電気泳動電気光学媒体が、特に可撓性ディスプレイに対して一般的に使用される。しかし、電気泳動電気光学媒体は、複数の制約を受ける。この媒体は、画素応答が比較的遅く、そのため映像ディスプレイの実現が困難となり、また紙に比べて輝度が比較的低い。
【０００３】
エレクトロウェッティング電気光学媒体に基づくディスプレイは、上述の制約の中の少なくともいくつかを解消することができる。この原理を用いるある特定の変形形態が、例えばWO2004068208の公報に記載されている。この変形形態は、液晶ディスプレイまたは電気泳動ディスプレイに比べて比較的大きな高さ寸法を有し、そのため可撓性ディスプレイにおける使用が遅れている。
【０００４】
最近開発された、エレクトロウェッティングに基づくディスプレイの変形形態である電気流体色素体(EFC)ディスプレイは、高さ寸法がより小さく、したがって可撓性ディスプレイにおける使用により適したものとなり得る。
【０００５】
しかし、表示される内容が、例えばeリーディング静止画像の際などに変化しない場合には、典型的には、EFCディスプレイは、例えばディスプレイを帯電させなくても画像を維持するEインクディスプレイとは対照的に、帯電状態に維持される必要がある。さらに、ディスプレイの耐用期間にわたる画像品質を最適化するために、一定期間でEFCディスプレイの電荷の極性を変更することが望ましく、そのため、静止画像を表示している際にもディスプレイの放電および再帯電を行うことが必要となる。このことにより、特に電池駆動式モバイルデバイスで使用される場合に、電力消費量を最小限に抑えることが困難となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、エネルギー効率の高い態様で内容を表示するためのEFCディスプレイ駆動方式を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によれば、複数の電気流体色素体(EFC)画素セルを備えるディスプレイ装置が提供される。各画素セルは、種々の表示特性を有する極性流体および非極性流体を保持するための流体ホルダを備える。この流体ホルダは、極性流体を見る人の方向に突出した小さな視認可能区域を有するジオメトリを有するリザーバと、極性流体を見る人の方向に突出した大きな視認可能区域を有するジオメトリを有するチャネルとを備える。このチャネルは、このチャネルとリザーバとの間における極性流体および非極性流体の実質的に自由な移動を可能にするようにリザーバに連結され、チャネルの表面の少なくとも一部が、画素セルに対する供給電圧に応答するウェッティング特性を備える。流体ホルダは、ウェッティング特性を備えるチャネルの表面の少なくとも一部に供給電圧を供給するように構成される少なくとも2つの画素セル端子をさらに備える。このディスプレイは、画素セルに切替電圧を供給するために画素セルの切替端子に連結されたスイッチング回路と、スイッチング回路に接続された行電極と、スイッチング回路に接続された列電極と、列電極および行電極を帯電させる駆動信号を送出してスイッチング回路を作動させることにより、画素セルに対して切替電圧をアドレス指定するように構成された駆動装置とを備える、回路基板を備える。
このディスプレイは、駆動装置を制御するためのディスプレイ制御装置をさらに備え、ディスプレイ制御装置は、以下のステップ、すなわち画素の現在のセル表示特性が画素の次のセル表示特性と実質的に同一に留まる、静止画像内容を表示している静止画像画素を決定するステップと、静止画像画素に静止画像駆動信号を送出し、静止画像画素の切替端子以外の少なくとも1つの他の画素セル端子に対して静止画像電圧をアドレス指定し、静止画像画素のセル表示特性を安定化させる安定的な供給電圧を得ることにより、エネルギー効率の高い態様で静止画像内容を表示するステップとを実行する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明のディスプレイ装置の一実施形態を示す図である。
【図２】本発明の電気流体画素セルの一実施形態を示す図である。
【図３】一実施形態における、供給電圧に応じた流体前面速度を示す図である。
【図４】追加の直流電圧電極を備える、本発明のディスプレイ装置の一実施形態を示す図である。
【図５】ディスプレイ制御装置の一実施形態をさらに詳細に示す図である。
【図６】二端子回路において電圧反転を行う例示的な実施形態を示す図である。
【図７】三端子回路において電圧反転を行う例示的な実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図1は、本発明のディスプレイ装置1の一実施形態を示す。図1に示すように、このディスプレイ装置1は、複数の画素セル2の他に、当技術においてバックプレーンとも呼ばれ、例えば2cm未満の小半径で折曲可能な可撓性回路基板3をさらに備える。そのため、このディスプレイは、適切に構成されたハウジング構造で巻く、撓曲する、または巻き付けることが可能である。回路基板3は、画素セル2に電荷を印加するための複数のスイッチング回路4を備え、各スイッチング回路4が、1つの画素セル2に接続され、またその逆も同様である。スイッチング回路4は、画素セル端子5の中の少なくとも1つに接続される。スイッチング回路4は、薄膜(電界効果)トランジスタを典型的には備える能動素子を備える。スイッチング回路という用語は、能動素子の特徴を示唆するものでもなく、また画素化された電気流体セルの制御を行うために使用される駆動方式を示唆するものでもないという意味において、中立的な用語である点を指摘しておく。回路基板3は、複数行の電極6および列電極7をさらに備える。これらの行電極および列電極は、スイッチング回路に対して対で結合される。しかし、さらに多数または少数の電極が、スイッチング回路4の個別の実装形態に応じてスイッチング回路4に接続されることもまた可能となり得る。
【００１０】
駆動装置8は、行電極6および列電極7を帯電させ、スイッチング回路4を作動させて、切替端子9を介して画素セル2に対して切替電圧をアドレス指定するように構成される。駆動装置8は、回路基板3または任意の他の好都合な場所に組み込まれてもよい。
【００１１】
ディスプレイ制御装置10は、画素画像情報101がディスプレイ制御装置10に入力された結果として駆動装置8を制御するように構成される。
【００１２】
以下においては、本EFC画素セルの作動をさらに説明する。とりわけ、安定的な供給電圧により、画素セルの表示特性に関わらず、画素セル内の流体が安定化されることを示す。
【００１３】
図2は、画素セル2の一実施形態をさらに詳細に示す。この実施形態の画素セル30は、流体ホルダ31を備える。この流体ホルダは、見る人の方向に突出した小さな視認可能区域を有する流体リザーバ32と、見る人の方向に突出した大きな視認可能区域を有するチャネル33とを備える。リザーバ32およびチャネル33は、チャネル33とリザーバ32との間において極性流体34が自由に移動し得るように連結される。また、典型的には、流体ホルダ31は、極性流体34の他に、非極性流体(図示せず)を備える。セル表示特性を生じさせるために、極性流体34および非極性流体は、異なる表示特性を有する。表示特性は、例えば、単色の変形例も包含する色、あるいは流体のある特定の透過特徴および/または反射特徴であってもよい。一実施形態においては、極性流体34は、非極性流体とは異なる透過率を有する。典型的には、極性流体34は、水を含み、非極性流体は、油を含む。好ましくは、水は、黒化され、油は、透明なままになされるか、または散漫散乱性を有する。なぜならば、顔料を含む黒色水は、染料を含む黒色油よりもより飽和した黒色になり得るからである。顔料含有の黒化された水は、僅かに3マイクロメートルの厚さを有する水の層により、十分な黒さの画素色をもたらし得る。これにより、全厚が100マイクロメートル未満のディスプレイが可能となり、この厚さは、一般的には、可撓性ディスプレイに適した厚さの範囲内に含まれる。典型的には、この水は、導電性要素としてのイオン内容物を含む。非極性流体は、極性流体34により占められない空間を占めてもよい。好ましくは、非極性流体は、極性流体34と混合不能である。一実施形態においては、チャネル33およびリザーバ32のジオメトリは、相互に異なる原則曲率半径を与えるように、慎重に構成される。かかる実施形態においては、チャネル33およびリザーバ32の表面が十分な疎水性を有する場合には、流体リザーバ32は、極性流体に大きな原則曲率半径35を与え、チャネルは、極性流体34に対して小さな原則曲率半径36を与える。この構成により、極性流体をエネルギー的に最も好ましい形態、すなわち液滴形態にすることを目的とするヤング・ラプラス力(Young-Laplace force)が得られ、極性流体34がリザーバ32内に追いやられる。しかし、他方におい
ては、極性流体34は、ヤング・ラプラス力とは逆の電気機械力を生成することによりチャネル内に追いやられてもよい。この力を制御するために、チャネル33の表面37の少なくとも一部が、チャネル33の壁部に印加される供給電圧に応答するウェッティング特性を有する。極性流体34は、導電性要素または成分を含んでもよい。典型的には、疎水性フッ素重合体が、チャネル33の表面37の少なくとも一部の上に施されるが、電界に応答するウェッティング特性を有する他の材料を適用してもよい。この電気機械力は、リザーバ32内に極性流体34を追いやる反作用力とは逆方向に向けられ、供給電圧を変更することにより制御され得る。この反作用力は、ヤング・ラプラス力、または別の逆方向に向けられた電気機械力、またはそれらの組合せであってもよい。
【００１４】
反作用力と電気機械力との均衡をもたらす供給電圧、すなわち極性流体の移動がなくなる電圧は、安定電圧と呼ばれる。安定電圧は、セル表示特性に応じた変動を示し得るが、これは、原則的にはセル表示特性とは無関係である。すなわち、流体前面位置とは実質的に無関係に、この安定電圧は、極性流体34の流体前面を安定化させる。この特徴は、電気泳動ディスプレイまたは液晶ディスプレイなどの他のディスプレイのタイプにおいては見受けられ得ないことを指摘しておく。換言すれば、画素セルに対して安定的な供給電圧を印加することにより、セル30における極性流体34が安定化される。
【００１５】
チャネル33のチャネル表面37の少なくとも一部に供給電圧を印加することにより、一般的には、誘起された電界が、フッ素重合体の疎水性特徴を低下させ、電気機械力をもたらし、この電気機械力により、リザーバ32からチャネル33内に、チャネル表面37の少なくとも一部に対する供給電圧の二乗に比例する極性流体34が運ばれる。この供給電圧により、チャネル33の表面37の少なくとも一部のウェッティング特性が変化する。
【００１６】
電気機械力の変更は、画素セル30における極性流体34の移動を制御するために利用することができる。したがって、画素セル30は、少なくとも2つの画素セル端子を備える。画素セル端子は、印加される供給電圧に応答するウェッティング特性を有するチャネル33の表面の少なくとも一部に供給電圧を印加するように配置される。供給電圧は、画素セルに装着された複数の電極の中のいずれかからの電圧差同士の組合せにより生成されてもよい。
【００１７】
図2Bにおいては、流体リザーバ32のジオメトリが、極性流体34を見る人の方向に突出した小さな視認可能区域を与え、チャネル33のジオメトリは、極性流体34を見る人の方向に突出した大きな視認可能区域を与える。黒色状態を生じさせるためには、黒化された水が、チャネル33を占め、透明な油が、リザーバ32を占める。白色状態においては、透明な油が、チャネル33を占め、黒化された水が、リザーバ32を占める。チャネル33内における黒色水および透明油の量を変動させることにより、例えばカラー状態などの様々なセル表示特性をもたらすことができる。カラー表示変形形態は、例えば赤、緑、および青、もしくはシアン、マゼンタ、およびイエローなどの種々の色の水を異なる画素セルに対して使用することにより、またはチャネル33の表面37の上もしくは付近においてディスプレイ中にカラーフィルタを組み込むことにより、実装され得る。
【００１８】
典型的には、ディスプレイ1は、秒あたり複数回にわたり更新される。フレーム時間は、ディスプレイの全ピクセルを1度更新する時間として定義される。フレーム時間は、1つの行6に接続された全てのスイッチング回路4の能動素子が作動されるライン選択時間を含み、その後、他の行が逐次アドレス指定される保持時間が続く。ライン選択時間の間に、列電極7は、選択された行に接続されたスイッチング回路の切替端子に切替電圧を供給する。ライン選択時間の終了時に、切替電圧は列電極電圧と実質的に同等となり得る。この電圧は、フレーム時間の間にチャネル33において極性流体34のある移動を誘起させ得る。保持時間の間には、行に接続された全てのスイッチング回路が、作動停止される。ライン選択時間の間にスイッチング回路を経由して切替端子9に供給される電荷は、次のフレームの選択時間まで、切替端子に実質的に保有される。
【００１９】
図3は、一実施形態における、供給電圧に応じた流体前面速度を示す。一図表においては、水蒸気の、すなわち水前面とも呼ばれる極性流体の前面の速度は、チャネル表面に対する供給電圧Vの関数として示される。したがって、図3は、極性流体の移動およびセル表示特性の変化をもたらす供給電圧期間を図示する。x軸は、チャネル表面に対する供給電圧を表し、y軸は、水前面の速度を表す。電気機械力Femが、事情電圧V2に比例し、このグラフは、y軸を中心として対称であり、すなわち、このシステムは、0Vを中心とする実質的に対照的な応答をもたらす。したがって、電圧の絶対値は、水平軸上に示される。このグラフにおいて、正の速度は、水がチャネル内に移動することを意味し、負の速度は、水がチャネルからリザーバ内に戻ることを意味する。このグラフは、大まかに4つのパートに区分され得る。x=0からのパートIにおいては、速度が、負の値で始まり、ゼロへと急激に上昇し、次いでグラフは、x軸に達する。このパートIにおいては、反作用力は、電位機械力よりも大きく、そのため、水は、リザーバ内に戻される。いわゆる安定領域であるパートIIにおいては、反作用力は、電気機械力と実質的に均等であり、速度は、ゼロに等しく、そのため、水前面は、位置的に安定する。この供給電圧は、安定電圧領域IIにおいては、安定電圧Vstと均等である。x軸上における領域パートIIの幅は、画素セルにおいて使用される材料に固有の、または画素セルに対して意図的に加えることにより領域パートIIに対して明確に定義された幅をもたらす、ウェッティングヒステリシスまたはウェッティング障壁により、非ゼロとなる。この安定領域に対するウェッティング障壁のもたらされ得る効果は、それぞれリザーバ内に戻る場合およびチャネル内に進む場合の水前面に対する障壁の効果を表す、「DVbarrier-white」および「DVbarrier-black」と名付けられた矢印によって示される。これらの障壁の効果は、安定領域の幅を局所的に広げることによりそれぞれ電圧を下げることおよび電圧を上げることである。安定領域の幅を広げることにより、以下においてさらに説明するように、静止画像モードにおいて特にエネルギー効率の高い安定電圧を使用することが可能となる。これらの障壁は、ウェッティング特性を有するチャネル表面に対し
て印加される電界に局所的に影響を及ぼす物理構造により、ウェッティング特性に局所的に影響を及ぼす物理構造により、または曲率半径に、したがってチャネル内の極性液体のヤング・ラプラス圧力に局所的に影響を及ぼす物理構造により、もたらされる。また、これらの障壁は、ウェッティング特性に対して強い影響を有する表面の化学組成の変化を含んでもよい。その後、パートIIIにおいて、電気機械力は、反作用力よりも大きくなり、水前面の速度は、正となり、すなわち水は、チャネル内に移動する。このパートにおいては、グラフは、安定期に達するまで急激に上昇する。この安定期は、パートIVであり、ここでは、電圧は、依然として上昇し、それと共に電気機械力も上昇するが、速度は、最大値に達し、チャネルにおける摩擦により、および/またはエレクトロウェッティング効果の接触角の限界状態によるよく知られている効果により、実質的に一定の値になる。
【００２０】
水前面の速度は、典型的には、秒あたりセンチメートルのオーダであり、リザーバが、ディスプレイ装置状に表示されている動画内容と適合し得るように画素セルの角に位置決めされる場合には、秒あたり28センチメートルにより、0.2ミリメートルの画素セルサイズ(0.28ミリメートルの対角線サイズを有する)について約1ミリ秒の黒色状態と白色状態との間の切替え速度が得られるため、好ましくは秒あたり0〜50センチメートルである。この簡単な計算においては、電気機械力および反作用力の影響のみが、考慮に入れられており、リザーバからの水前面の距離に応じて水前面の速度を低下させる牽引力などの他の力は、考慮されていない。
【００２１】
チャネルのジオメトリ、極性流体および非極性流体の混合物を含む使用される材料、層厚さ、ならびにディスプレイ装置およびその画素の他の特定のジオメトリおよびレイアウトの選択に応じて、グラフの安定パート(パートII)における電圧は、典型的には約8Vとなり、チャネル内への水の移動の開始時(パートIIIの開始)の電圧は、典型的には約10Vとなり得る。ここで、チャネル内の電気機械力に比例する二乗電圧の合計は、安定条件に関しては2×82=128V2となり、チャネル内への水の移動の開始に関しては2×102=200V2となる。ここでは、2つの等しくサイズ設定された下部チャネル表面コンデンサおよび上部チャネル表面コンデンサを想定する。これらの二乗電圧は、相対的な使用および参照を目的とするに過ぎず、同様のパートI、II、およびIIIが、1つのみの表面キャパシタ、または様々な他の液体もしくはキャパシタ構成の使用によって実現され得ることが理解される。
【００２２】
図4は、追加の直流電圧電極沿備える本発明のディスプレイ装置の一実施形態を示す。この実施形態においては、直流電極11が、画素セル端子12に結合される。この装置は、図1に示す装置に類似するものであり、したがって同一の参照番号が使用される。この実施形態においては、直流電極は、スイッチング回路4に行選択電圧を印加するための行電極6に追加された、別の行電極6'である。この別の行電極(6')は、ある行の画素の直流端子5'に直接的に結合される。
【００２３】
典型的には、直流電極を有する一実施形態においては、画素セル2は、さらなる電極11に結合されて画素セルに直流電圧を供給する、少なくとも1つのさらなる画素セル端子5'を備える。駆動装置は、このさらなる電極11を追加的に帯電させて、画素セルの中間条件を定義するように構成される。この条件は、セル表示特性の変化を誘起するのに必要な切替電圧を低下させることを目的とする、少なくとも1つのさらなる画素セル端子への基本供給電圧の供給により、想定し得るセル表示特性の変化が限定される、画素セルの状態として定義し得る。この直流電圧は、表示特性の変化により決定されてもよい。スイッチング回路は、典型的には、駆動装置にスイッチング回路を接続する行電極6および列電極7をそれぞれ有するが、スイッチング回路の個別の実装に応じてさらに多数または少数の電極を使用することもまた可能である。
【００２４】
(電力消費EFC)
本EFCディスプレイの電力消費量は、以下の式、すなわち
P=Prows+Pcolumns+Pst      (1)
により計算することができる。ここで、P=合計電力消費量(駆動装置ICおよび他の電子機器を除く)であり、ここで、
Prows、すなわち行の電力消費量は、
【００２５】
【数１】
0005841122.tif 000002
【００２６】
として計算することができる。ここでは、
Nrows=行数
Crow=行容量
Vg=ゲート電圧/選択電圧
f=フレームレート
となる。
【００２７】
Pcolumns、すなわち列の電力消費量は、
【００２８】
【数２】
0005841122.tif 000003
【００２９】
として計算することができる。ここでは、
Ncols=列数
Ccolumn=列容量
Cpx=画素容量
Vdata=データ電圧
f=フレームレート
Nrows=行数
となる。
【００３０】
Pst、すなわち行に対して平行であり、1行のピクセルの蓄積キャパシタに接続する蓄積キャパシタライン(図6および図7を参照)の電力消費量は、
【００３１】
【数３】
0005841122.tif 000004
【００３２】
として計算することができる。ここでは、
Cst=蓄積キャパシタ
Vst=直流電圧
f=フレームレート
Nrows=行数
Ncols=列数
となる。
【００３３】
これらの等式より、低電力駆動オプションを以下の方法において達成し得ることが明らかになる。
1. 電圧が列電極において変更される回数を低減させることが必要となる(Nrows×Ncolsを減少させる)。
2. 電圧が行電極において変更される回数を低減させることが必要となる(行における電力消費量は列における電力消費量よりもはるかに低いため、さほど重要ではない)(Nrowsを減少させる)。
3. (列において(最も有益である)、行において)P=V2×Cに応じて使用電圧を低下させる。
4. 更新頻度を低減させる。完全な画像が静止画像モードにある場合に、これは可能となる(fが低減される)。
5. 帯電される必要のある容量を低減させる。
【００３４】
典型的には、電力の大半は、データ電圧Vdata、すなわち列電極における電圧レベルを変更させることにより消費される。これは、データ電圧Vdataすなわち列電極における電圧レベルが、ディスプレイ内の画素数に比例することによる。その一方で、行キャパシタラインおよび蓄積キャパシタラインにより消費される電力は、ディスプレイ内の行数に比例する。
【００３５】
図5は、現在の画像内容を表示している画素セルの現在のセル表示特性を記憶するための記憶装置102を備えるディスプレイ制御装置10の一実施形態をさらに詳細に示す。セル表示特性は、チャネル内における極性流体前面位置に対応した予め規定された波長におけるもしくは予め規定された波長範囲内における画素セルの透過率および/または反射率として表すことができる。
【００３６】
ディスプレイ制御装置10は、駆動装置が静止画像画素に信号を印加する静止画像駆動方式を実現するように構成されてもよい。この静止画像駆動方式においては、静止画像電圧が、静止画像画素の切替端子9以外の少なくとも1つの画素セル端子5にアドレス指定されて、エネルギー効率の高い態様で静止画像内容を表示するための、静止画像画素のセル表示特性を安定化させる安定的な供給電圧をもたらす。
【００３７】
制御装置10は、現在の画像内容を表示している画素セルの現在のセル表示特性を記憶するステップ110と、各画素について、現在のセル表示特性を画素セルの次のセル表示特性と比較するステップ111と、画素の現在のセル表示特性が画素の次のセル表示特性と実質的に同一に留まる、静止画像内容を表示している静止画像画素を決定するステップ112と、上述のように静止画像画素に対して駆動装置が印加を行う静止画像駆動方式を実現するステップ113と、を実行するようにプログラミングされた処理回路103をさらに備える。記憶するステップ110および比較するステップ111は、制御装置を介して直接的に実施され得るが、静止画像モードを識別するための異なる機構を実現することもまた可能であることを指摘しておく。例えば、データストリームは、後続のフレーム数に対して静止画像画素または一群の静止画像画素を識別する識別子を含んでもよい。他の実施形態においては、様々な圧縮アルゴリズムから知られているようなインクリメンタル画像データを使用して、静止画像駆動モードの際に表示されるべき静止画像画素を決定し得ることが実現可能である。したがって、静止画像画素を決定するためには、様々なアプローチが可能である。
【００３８】
典型的には、セル表示特性は、予め規定された波長におけるもしくは予め規定された波長範囲内における画素セルの透過率および/または反射率として表される。セル表示特性の個数は、一般的には、可能な透過率および/または反射率の値の全範囲内における離散レベルの個数に限定される。予め規定された離散透過率値および/または離散反射率値は、2進数で表すことが可能であり、制御装置により処理され得るような、測定可能な物理値である。
【００３９】
ディスプレイ装置の一実施形態においては、記憶するステップ110は、画素セルの次のセル表示特性を記憶することをさらに伴う。
【００４０】
表示制御装置10は、ルックアップテーブル102に記憶された現在の画素セル表示特性を新規の画素セル表示特性に変更するために必要な電荷を計算し、画素セルにこの計算された電荷を供給するように駆動装置8を制御するための制御信号104を送出するように構成される。
【００４１】
さらに、ディスプレイ制御装置は、ディスプレイ内の画素または画素群ごとに静止画像表示モードと動画モードとの間で変更を行うように構成される。静止画像モードにある場合には、一実施形態においては、制御装置は、画素セルの現在のセル表示特性を次のセル表示特性と比較するステップと、画素の現在のセル表示特性が画素の次のセル表示特性と実質的に同一となる、静止画像内容を表示している画素を決定するステップと、静止画像画素に対して駆動装置8が印加を行う静止画像駆動方式を実現するステップとを実行するようにプログラミングされる。この静止画像駆動方式は、切替端子9以外の少なくとも1つの画素セル端子5に動画電圧とは異なる直流電圧をアドレス指定することを伴い、その結果として、静止画像画素のセル表示特性を安定化させる安定的な供給電圧がもたらされ得る。動画駆動方式においては、直流端子における電圧は、静止画像駆動方式の間にそれらの端子に印加される電圧とは異なり得る。実質的には、それと同時に、ライン選択期間が、静止画像モードにある画素のみを含む行であるディスプレイの全静止画行に対して適用されて、静止画モードにある画素の切替電圧を、それらの画素のセル表示特性を安定化させる安定的な供給電圧をもたらすレベルに設定することができる。また、これは、結果的に得られる供給電圧が直流電圧の変更後にも依然として安定領域内にある場合には、行単位で一斉に実施され得る。この後に、行単位一斉基準アドレス指定を実施することが可能となる。逆に、ディスプレイ内の全ての画素に対して静止画像駆動方式を実現するためには、直流端子における電圧が、静止画像電圧レベルに変更され、実質的に同時に、ライン選択期間が、ディスプレイの全ての行に対して一斉に適用されて、切替電圧が、安定条件のための正確なレベルに設定される。また、これは、結果的に得られる供給電圧が直流電圧の変更後にも依然として安定領域内にある場合には、行単位で一斉に実施され得る。この後に、静止画像モード駆動を実施することが可能となる。
【００４２】
一態様においては、ディスプレイ制御装置10は、エネルギー効率の高い態様で静止画像内容を表示するための静止画像表示駆動方式を実現する。エネルギーの節減を目的とする、動画内容とは異なるディスプレイ上の静止画像内容の駆動は、いくつかの面で先行技術の技術と類似のものであってもよい。例えば双安定電気泳動ディスプレイにおいては、ディスプレイは、画像内容が変化する場合にのみ駆動されることが必要となる。画像内容が変化しない場合には、駆動は不要となる。しかし、表示される内容が、例えばeリーディング静止画像の際などに変化しない場合には、EFCは、一般的には、例えばeインクディスプレイなどとは対照的に帯電を必要とする。このことにより、特に電池駆動式モバイルデバイスで使用される場合に、電力消費量を最小限に抑えることが困難となる。
【００４３】
図3、特に図3のパートIIを参照として上述したようなEFCセルの重要な1つの特徴は、いわゆる安定電圧領域が、画素セルのチャネル内における極性流体の量を安定化させ、したがってその画素セルの表示特性に関わらず表示特性を無変更状態に留める、安定供給電圧を含む点である。
【００４４】
一態様においては、ディスプレイ制御装置は、静止画像画素に対して駆動装置が印加を行う静止画像駆動方式を実現するように構成される。この静止画像駆動方式は、静止画像画素の切替端子以外の少なくとも1つの画素セル端子に動画電圧とは異なる直流電圧をアドレス指定することを伴い、その結果として、静止画像画素のセル表示特性を安定化させる安定的な供給電圧がもたらされ、それによりエネルギー効率の高い態様で静止画像内容が表示される。
【００４５】
静止画像画素を決定するための1つの方法は、複数のステップを実行するようにプログラミングされた処理回路103を備える制御装置を伴う。この制御装置は、現在の画像内容を表示している画素セルの現在のセル表示特性を記憶し110、各画素について、画素セルの現在のセル表示特性を次のセル表示特性と比較する111。実際には、次のセル表示特性もまた、記憶された現在のセル表示特性と容易に比較されるように記憶されてもよい。制御装置は、画素の現在のセル表示特性が画素の次のセル表示特性と実質的に同一となる、静止画像内容を表示している静止画像画素を決定する112。
【００４６】
静止画像画素の切替端子以外の少なくとも1つの画素セル端子に対して静止画像電圧をアドレス指定することにより、切替端子に対してアドレス指定されるべきデータ電圧が、エネルギー効率の高い態様で選択され得るようになり、これにより、データ電圧は、切替端子以外の少なくとも1つの他の画素セル端子に対してアドレス指定された静止画像電圧との組合せにおいて、安定的な供給電圧を生成し、静止画像画素のセル表示特性を安定化させる。
【００４７】
ディスプレイ装置の一実施形態においては、静止画像電圧アドレス指定機能は、切替端末の切替えが無い状態において安定的な供給電圧が生成されるように、選択される。選択電圧を切替端子に切り替えることなく静止画像内容を表示することは、切替えによる電力損失を防ぐため、非常にエネルギー効率が高い。
【００４８】
ディスプレイ装置の別の実施形態においては、静止画像電圧アドレス指定機能は、データ電圧をアドレス指定した場合に切替端子において実質的にゼロボルトの切替電圧が得られるように、安定的な供給電圧が生成されるように、選択される。実質的に0Vに等しい切替電圧が、一般的には、列駆動装置ICなどのあらゆる他の駆動電子機器にとって低電圧レベルとなる。これにより、エネルギー効率の高い静止画像駆動方式が得られる。
【００４９】
上述のように、安定的な供給電圧は、画素セルの表示持特性とは実質的に無関係であり、したがって全ての静止画像画素について実質的に同一である。切替端子以外の少なくとも1つの画素セル端子にアドレス指定された静止画像電圧が、一定である場合には、列電極に印加される電圧もまた、実質的に一定となる。
【００５０】
ディスプレイ装置の一実施形態においては、共通電極に接続された共通端子が、少なくとも2つの画素セル端子の中の1つであってもよい。静止画像駆動方式は、ディスプレイ中の画素の共通端子に対して電圧をアドレス指定するためにこの共通電極を帯電させることを伴う。この実施形態においては、共通電極は、全ての画素セルを同時にアドレス指定し、したがって静止画像が表示される場合に適用され得る。この実施形態の1つの利点は、供給電圧が、ディスプレイ内の全ての画素に対して1つの共通パルスでアドレス指定され、その結果として極めて低電力の駆動モードが得られ得ることである。
【００５１】
また、静止画像電圧は、静止画像画素の切替端子以外の少なくとも1つの画素セル端子に行単位で一斉にアドレス指定され得る。静止画像駆動方式は、静止画像内容を表示する行に対してのみ選択的に適用され得るものであり、他の行は、動画駆動方式によりアドレス指定される。制御装置10は、典型的には、画像内容とは無関係に動画駆動方式と静止画像駆動方式とを切り替えるためのモードスイッチ105を備える。例えば、画像内容は、プレプロセッサにおいて処理されてもよく、このプレプロセッサから静止画像データが導出されて、制御装置に適合化され得る。さらに、別個のモード切替信号が、外部信号解析回路(図示せず)から供給されてもよい。動画駆動方式と静止画像駆動方式とを区別し、それに応じて駆動装置制御を適合化させるために、複数の機構が設けられてもよい。ディスプレイ装置の一実施形態においては、装置は、少なくとも1つの直流電極と、この少なくとも1つの直流電極に電気的に接続される直流端子を備える。直流端子は、少なくとも2つの画素セル端子の中の別の1つであってもよく、すなわち、直流電極が、共通電極として機能する。さらに、直流電極は、直流端子に直接的に接続された共通電極に加えて、さらなる電極となり得る。静止画像駆動方式は、静止画像画素セルの直流端子に対して静止画像電圧をアドレス指定するために少なくとも1つの直流電極を帯電させることを伴う。
【００５２】
ディスプレイ装置の別の実施形態においては、静止画像駆動方式は、複数の静止画像行内の画素の直流端子に対して静止画像電圧を同時にアドレス指定するために、複数の直流電極を同時に帯電させることを伴う。これは、複数の静止画像行が1つのパルスでアドレス指定され得るという利点を有し得る。
【００５３】
ディスプレイが動画内容および静止画像内容の両方を表示する場合には、静止画像駆動方式は、好ましくは、列電極間における漏電を防止するための動画駆動方式の非選択電圧と同様の行非選択電圧と、静止画像モードにおける画素の切替電圧とを供給することを指摘しておく。
【００５４】
ディスプレイの電力消費量のさらなる低下は、静止画像行を識別することにより、および行単位で一斉に静止画像行を連続的に選択し、動画行を後に選択することにより、達成され得る。これにより、静止画像行の選択の際に、列電圧が実質的に一定レベルとなるため、ディスプレイの電力消費量が低下する。Pcolumnに関する式3においては、これにより、
【００５５】
【数４】
0005841122.tif 000005
【００５６】
が得られ、静止画像行の選択の際の列電極の電力消費量が実質的にゼロとなる。
【００５７】
静止画像行を決定する他の利点は、静止画像行のアドレス指定の際の列電圧範囲が実質的に一定電圧レベルにまで低下するため、低減された行選択電圧を使用し得る点であり得る。これにより、行の電力消費量が低減される。
【００５８】
動画駆動方式と静止画像駆動方式との間の切替えを行う際には、画像アーチファクトの生成を回避するように注意が払われなければならない点を指摘しておく。動画駆動方式の行単位での一斉のアドレス指定から、静止画像駆動方式へと切り替える場合には、静止画像駆動方式によりアドレス指定されるべき第1の全ピクセルが、安定状態に達しなければならない。次いで、直流端子における供給電圧が、静止画像電圧レベルへと変更され、その直後または実質的に同時に、ライン選択期間が、静止画像駆動方式により一斉にアドレス指定されるべき画素を含むディスプレイの全ての行に適用されて、切替電圧を安定条件のための正確なレベルに設定する。また、これは、結果的に得られる供給電圧が直流電圧の変更後にも依然として安定領域内にある場合には、行単位で一斉に実施され得る。この後に、静止画像駆動方式駆動が実施され得る。静止画像駆動方式から静止画像駆動方式の行単位での一斉のアドレス指定への切替えを行う際には、直流端子における第1の電圧が、動画駆動方式により今やアドレス指定されることとなる静止画像画素については、基準行単位一斉電圧レベルへと変更され、その直後または実質的に同時に、ライン選択期間が、動画駆動方式により今や一斉にアドレス指定されるべき静止画像画素を含むディスプレイの全ての行に適用されて、切替電圧を安定条件のための正確なレベルに設定し戻す。また、これは、結果的に得られる供給電圧が直流電圧の変更後にも依然として安定領域内にある場合には、行単位で一斉に実施され得る。この後に、行単位一斉基準アドレス指定を実施し得る。
【００５９】
原則的には、静止画像内容は、全ての端子に一定の静止画像電圧を印加することにより維持され、その結果として安定的な供給電圧が得られ得る。電圧転極は、画像アーチファクトに至り得るチャネル界面での電荷増大を回避させ得るため、適用されてもよい。静止画像電圧極性は、切替端子9以外の少なくとも1つの画素セル端子5において反転されてもよく、DC電圧は、静止画像画素の切替電圧端子9に対してアドレス指定される。
【００６０】
ディスプレイ装置の一実施形態においては、静止画像駆動方式は、供給電圧の極性を反転させるために静止画像電圧を定期的に変更して、画素セル内における指向性電荷蓄積を伴うことなく実質的にゼロの平均供給電圧を得ることを伴う。静止画像モードにおいて反転を生じさせるために、半双安定静止画像モードにある画素の切替電圧端子は、好ましくは、一定の非反転電圧に設定され、他の画素セル端子の少なくとも1つが、一定間隔で反転される。半双安定静止画像モードにある画素については、0Vに実質的に等しい切替電圧を有することが好ましい。なぜならば、0Vに実質的に等しい切替電圧は、一般的には、列駆動装置ICなどのあらゆる他の駆動電子機器にとって低電圧レベルとなるからである。
【００６１】
図6は、2つの画素端子をそれぞれが有する例示的な二端子回路において電圧反転を伴う例示的な実施形態を示す。図6Aにおいては、切替端子9が、薄膜トランジスタ(TFT)スイッチング回路4に接続された下部端子61となる。これら2つの画素セル端子の別の一方は、上部端子63により形成され、ディスプレイ内の画素群または全ての画素の共通電極に接続されることとなる共通端子66となる。また、スイッチング回路4は、蓄積キャパシタ64を備えてもよい。水によって占められるチャネルの部分は、上部端子63と下部端子61との間に、より正確には上部電極と下部電極と(図示せず)の間に、直列状態の2つのキャパシタを形成する。残りのチャネルは、これら2つの電極間に1つのキャパシタを形成し、ここにおいて、油が誘電体の一部を形成する。図6Bにおいては、切替端子9は、図6Aにおけるものと同一の回路図を有する薄膜トランジスタ(TFT)スイッチング回路4に接続された下部端子61である。2つの画素セル端子の別の一方は、水端子62である。水端子62は、直流電極65に接続される。この構成の1つの利点は、上部電極には供給されず、その結果としてディスプレイの製造が簡易化される点であり得る。図6Cにおいては、切替端子9は、図6Aと同一の回路図を有するスイッチング回路4に接続される水端子62である。2つの画素セル端子の別の一方は、直流電極65に接続される下部端子61である。この構成の1つの利点は、上部電極には供給されず、その結果としてディスプレイの製造が簡易化される点であり得る。静止画像モードアドレス指定は、同様であり、直流端子61および切替端子62が、図6Bの実施形態とは逆である。
【００６２】
図7は、2つの画素端子を備える三端子回路において電圧反転を伴う例示的な実施形態を示す。図7Aおよび図7Bに示す実施形態においては、切替端子9は、図6Aと同一の回路図を有するスイッチング回路に接続される水端子62である。直流端子65は、直流電極に電気的に接続される下部端子61である。この実施形態においては、上部端子63は、ディスプレイ内の画素群または全ての画素の共通電教区に接続される共通端子66である。したがって、図7Aおよび図7Bの実施形態においては、切替端子9は、導電性極性流体に接触する水端子62に結合され、直流電圧端子65は、チャネル電極に結合される。
【００６３】
図7Cおよび図7Dに示す実施形態においては、切替端子9は、図7Aと同一の回路図を有するスイッチング回路に接続される下部端子61である。直流端子65は、直流電極に結合される水端子62である。上部端子63は、ディスプレイ内の画素群または全ての画素の共通電極に接続される共通端子66であう。したがって、図7Cおよび図7Dの実施形態においては、切替端子9は、チャネル電極61に結合され、直流電圧端子65は、導電性極性流体に接触する接触電極に結合される。
【００６４】
以下においては、静止画像電圧反転のための例示的な実装形態を、図6および図7に示す回路に関連して説明する。これらの実施形態においては、チャネル表面に対する二乗電圧差の合計が、画素の安定切替状態を維持するのに少なくとも十分であることと仮定する。この例においては、この合計は、49V2となる。エネルギー節減を目的として、切替電圧は、ゼロボルトに設定される。
【００６５】
図6Aに示す画素構成は、+10/-10Vの電圧が印加される共通端子66に関して周期的に反転される。したがって、図6Aにおいては、ディスプレイの静止画像駆動方式は、共通電極66に対して静止画像電圧をアドレス指定することにより実現され得る。2つ以上のセグメントに共通電極をパターニングすることにより、ディスプレイは、セグメントごとの静止画像モードで駆動され得る。したがって、この場合には、他の画素端子は、共通電極となる。さらに、静止画像画素は、好ましくは0Vの定電圧で切替端子61を介してアドレス指定される。したがって、静止画像駆動方式は、ディスプレイ内に全ての画素の共通電極を能動的に駆動させることにより実施され得る。これにより、列における電圧変更がなく、また行において本質的に必要な電圧変更がないため、非常に低い電力が可能となる。図6Bの画素は、+7/-7Vの電圧で直流電極に接続される水端子62に関して周期的に反転される。図6Cの画素は、+7/-7Vの電圧で直流電極に接続される下部端子61に関して周期的に反転される。したがって、図6Bにおいては、静止画像アドレス指定モードが、行ごとに実施され得る。この場合には、静止画像電圧をアドレス指定するための切替端子61以外の画素端子62は、ディスプレイ内の画素行のための蓄積キャパシタ電極(すなわち直流端子)を介して駆動される水端子62となる。静止画像画素は、好ましくは0Vである低切替電圧でアドレス指定される。この場合には、電力消費量は、列電圧が定電圧であるため、低下する。静止画像モードにある行が同時にアドレス指定される場合には、これにより電圧変更が低減されるため、さらに大きな電力節減を達成することも可能である。全ての行が静止画像モードにある場合の、最大の電力節減。
【００６６】
図7Aに示す画素構成は、直流電極に接続される下部端子61および共通端子66の両方に関して反転される。これらの両端子には、+5/-5Vの電圧が印加される。好ましくは、共通端子66は、-5Vが下部端子に印加される場合には、例えば共通端子に対する+5Vなどの、下部端子61の逆電圧によって駆動され、逆の場合には逆となる。なぜならば、これにより、反転の際に切替端子における電圧変更が最小限となるからである。しかし、切替端子における電圧変更をさらに最小限に抑えるために、またはこれらの端子における容量性負荷の相対量に基づき電力消費量を最小限に抑えるために、これらの両端子には非対称性の反転も可能である（例えば、+/-6Vおよび+/-3.75V）。したがって、図7Aにおいては、静止画像画素が切替端子62を介して0Vでアドレス指定される静止画像モードが、実現される。図6Aにおけるように、2つ以上のセグメントに共通電極をパターニングすることにより、ディスプレイは、セグメントごとの静止画像モードで駆動され得る。さらに、静止画像電圧は、ディスプレイ内の全ての画素の下部端子61(すなわち直流端子)と同期される共通電極63を駆動することによって供給される。静止画像モードは、列における電圧変更が不要であり、また行においても電圧変更が不要であるため非常に低電力となる。図7Bにおいては、図7Aに示すものと同一の画素構成が、+7/-7Vの電圧で下部端子61(すなわち直流端子65)に関して反転される。図7Bにおいては、図6B/Cと同様に、静止画像モードは、行ごとに実施され得る。静止画像画素は、実質的に0Vの切替電圧でアドレス指定され、静止画像電圧は、ディスプレイ内の画素行の蓄積キャパシタ電極(すなわち直流端子65)に供給される。これは、実質的に0Vの非常に低い列電圧により、一般的には低電力構成となる。静止画像モードにある行が、同時にアドレス指定される場合には、さらなる電力節減が可能となり、全ての行が、静止画像モードにある場合には、電力節減は、任意となる。
【００６７】
図7Cに示す画素構成は、+7/-7Vの電圧が印加される共通端子66に関して反転される。図7Cにおいては、直流電極に接続される水端子62に対する電圧は、0Vである。したがって、図7Cにおいては、(図6A〜図7Bと同様に)、ディスプレイの静止画像モードは、共通電極を介して静止画像電圧を駆動させることによって実施され得る(2つ以上のセグメントに共通電極をパターニングすることにより、ディスプレイは、セグメントごとの静止画像モードで駆動され得る)。静止画像画素は、実質的に0Vでアドレス指定される。列および行における電圧変更は、不要となる。この実施形態は、共通電極における電圧極性の反転の際の直流電圧端子による切替電圧の遮蔽により、特に望ましい。共通電極における電圧を効果的に変更することは、切替電圧に対しては影響を有さず、これにより、反転により生じ得る画像アーチファクトの問題が、最小限に抑えられる。図7Dにおいては、図7Cに示すものと同一の画素構成が、+5/-5Vの電圧で直流電極に接続される水端子62に関して反転される。図7Dにおいては、共通端子66に対する電圧は、0Vである。したがって、図7Dにおいては、(図6B/C/7Bと同様に)、静止画像モードは、行ごとに実施され得る。静止画像画素は、0Vの切替電圧でアドレス指定され、静止画像電圧は、ディスプレイ内の画素行の蓄積キャパシタ電極(すなわち直流端子62)を介して供給される。この構成は、実質的に0Vの低減された列電圧が一般的には低い電圧であるため、電力がより低い。静止画像モードにある行が、同時にアドレス指定される場合には、電力節減が向上する。全ての行が静止画像モードにある場合の最大の電力節減。直流端子62における電圧が低いことにより、この実施形態は、電力消費量が低く非常に有利である。
【００６８】
反転は、原則的には個々の画素に対して適用され得る。しかし、エネルギー節減の理由から、画素群を同時に反転させることが好ましい。一実施形態においては、この反転は、例えば駆動装置8から行内の画素の直流端子65に直接的に結合される行電極などの直流電圧電極に対して適用されてもよい。
【００６９】
切替電極ではない電極に関して静止画像内容を反転させることのさらなる利点は、スイッチング回路に対する電圧が低減されることにより、スイッチング回路に対するストレスが低減される点であり得る。ストレスが低減されることにより、ディスプレイの耐用年数が延び得る。
【００７０】
静止画像行群または全ての静止画像行を同時に反転させることにより、極めて低い電力駆動モードが得られ得る。
【００７１】
(共通反転)
画素の共通端子66に電気的に接続されるディスプレイの画素群または全ての画素の共通電極に変転を適用することは、特に有利となり得る。この例においては、反転は、ディスプレイ内の画素群または全ての画素の反転電極に対する1つの共通パルスにより実施される。
【００７２】
反転により、反転の際の他の画素セル端子の中の1つと結合された容量による切替電圧レベルの変更が生じ得る(これは、図7Ｃに示す回路を除くあらゆる例に該当する)。反転の際に他の画素端子の中の1つに結合される容量による切替電圧の変更を復元するために、各反転後に切替電圧をリセットすることが好ましい。したがって、静止画像駆動方式は、スイッチング回路に結合される行電極および/または列電極を周期的に変更して、切替電圧をリセットすることを伴う。
【００７３】
切替電圧のリセットは、電力節減態様で実施されてもよい。リセットは、例えば、動画駆動方式のライン選択期間よりも長くてもよい、画素行群または全ての画素に共通の1つのライン選択期間内に実施されてもよい。例えば、ライン選択期間が、4倍の長さを要する場合には、切替電圧端子を変更するために必要な平均電流が4分の1に低減されるため、選択電圧レベルを4分の1に低減させることが可能となり得る。
【００７４】
さらなるリセットは、列電圧振幅が好ましくは0Vである単一の一定電圧レベルにまで低減されるため、低減された行選択電圧を印加することによって実施されてもよい。さらに、静止画像モードにおいてディスプレイを駆動して反転間のスイッチング回路を介した切替電圧の漏出を回避しつつ、フレーム時間の残りの期間に列電極において例えば0Vの一定電圧レベルを維持することが、好ましい。これは、低減された行非選択電圧で実施されてもよい。実際には、行電極振幅が、動画駆動方式の選択レベルおよび非選択レベルの-15V/+15Vから、静止画像駆動方式のそれぞれ選択レベルおよび非選択レベルの-10V/0Vまで低減されてもよい。
【００７５】
また、静止画像モードの間にスイッチング回路を導電状態にする一定の電圧レベルを行電極において維持することが予期され得る。このようにすることで、画素は、静止画像モードの間に列電極に供給される対応する一定の電圧へと継続的に帯電される。
【００７６】
(直流電圧反転)
別の実施形態においては、反転は、画素行ごとに駆動装置に接続された直流電圧電極に対して適用され得る。静止画像を表示する行に対してのみ半双安定静止画像モードを選択的に適用し、他の行は、動画内容で依然としてアドレス指定されることが可能である。静止画像モードにある行は、同時に全て反転させることが可能であり、これにより、極めて低電力の駆動モードが得られる。この半双安定モードは、図6および図7Dに示す例に適用することが可能である。
【００７７】
上述の容量結合効果による各反転後に切替電圧をリセットすることが好ましい。これは、リセットが、半双安定静止画像モードにある全ての行の(平常ライン選択期間とは異なる長さを有し得る)1つの共通ライン選択期間において実施され得るため、最小量の電力を要するに過ぎない。ここでは、列電圧範囲が、ライン選択期間に実質的に1つのみのレベルに縮小されるため、低減された行選択電圧を使用することが可能である。同時に、他の行が、動画内容でアドレス指定される場合には、行非選択電圧は、列電極間における漏電を防ぐために動画モードにおいて使用される平常値と、静止画像モードにおける画素の切替電圧とを有するべきである。
【００７８】
静止画像行は、同時に反転され得るが、別の実施形態においては、反転は、画素群について行単位で一斉に実施されてもよい。この例においては、本発明は、半双安定静止画像モードにある行について、行単位で一斉に実施される。電力の低下は、先述の2つのモードにおけるのと同様の大きさではないが、この利点は、定期的な行単位の一斉の駆動および半双安定駆動が行単位で一斉にアドレス指定されるため、定期的な行単位の一斉の駆動から半双安定駆動への変更が継ぎ目なしである点である。静止画像を表示する行のみに対して半双安定静止画像モードを選択的に適用し、他の行は、動画内容で依然としてアドレス指定されることが可能である。ここでは、低減された行選択電圧は、列電圧範囲が1つのみのDVレベルに縮小されるため、静止画像モードにある行に対して使用され得る。また、電力消費量をさらに低減させるために、行単位で一斉に全ての静止画像行を初めに選択し、その後他の行を選択することも可能である。これにより、静止画像行の選択の際の列電圧が実質的に一定のレベルとなるため、電力消費量が低減される。
【００７９】
また、上記において説明した種々の静止画像駆動方式の変形形態は、ディスプレイの電力節減特徴を最適化するために、組合せにおいて適用されてもよい。実際には、有利な実施形態(図7aを参照)においては、駆動方式は、共通電極を介した反転を用い、より具体的には、静止画像駆動方式は、静止画像電圧を周期的に変更して供給電圧の極性を反転させることにより、画素セル内における指向性電荷蓄積を防止することを伴い、その一方で、直流端子は、画素への直流電圧で帯電され、静止画像電圧は、実質的にゼロである切替電圧で静止画像画素セルの直流端子に対してアドレス指定される。
【００８０】
提示された詳細な図面、具体例、および特定の公式は、例示の目的を果たすに過ぎない。添付の特許請求の範囲において表されるような本発明の範囲から逸脱することなく、これらの例示的な実施形態の設計、作動条件、および構成において、他の代替、変更、変形、および省略を行うことができる。
【符号の説明】
【００８１】
1  ディスプレイ装置
2  画素セル
3  回路基板
4  スイッチング回路
5  画素セル端子
5'  画素セル端子、直流端子
6  行電極
6'  行電極
7  列電極
8  駆動装置
9  切替端子
10  ディスプレイ制御装置
11  直流電極
12  画素セル端子
30  画素セル
31  流体リザーバ、流体ホルダ
32  リザーバ
33  チャネル
34  極性流体
35  原則曲率半径
36  原則曲率半径
37  チャネル表面
61  下部端子
62  水端子
63  上部端子
64  蓄積キャパシタ
65  直流電極
66  共通端子
101  画素画像情報
102  記憶装置、ルックアップテーブル
103  処理回路
104  制御信号
105  モードスイッチ
【図１】
0005841122.tif 000006
【図２】
0005841122.tif 000007
【図３】
0005841122.tif 000008
【図４】
0005841122.tif 000009
【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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