(57)【要約】電気泳動表示装置のような移動粒子表示装置を駆動するシステムが記載される。表示装置は、目標光学状態に設定されセルの目標光学外観を提供する第１及び第２のセル（３０）を有する。第１及び第２のセルは互いに異なる方法で駆動されるので、第１のセルの目標光学状態の誤差は、第２のセルの目標光学状態の誤差と反対方向に生じる。従って、表示装置の閲覧者がセルを離れた所から見ると、第１及び第２のセルからの光は一緒に混合され、光学状態の誤差は互いに補償又は打ち消し合う。
2009537857.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示装置を駆動する方法であって、前記表示装置は第１及び第２のセルの少なくとも１つの対を有し、前記対の第１及び第２のセルは互いに隣接して位置付けられ、各セルは：
−移動可能帯電粒子；
−格納領域であって前記格納領域内へ少なくとも幾つかの前記帯電粒子が移動する格納領域；
−ゲート領域であって前記ゲート領域内へ少なくとも幾つかの前記帯電粒子が移動するゲート領域；
−表示領域であって前記表示領域内へ少なくとも幾つかの前記帯電粒子が移動する表示領域；を有し、前記表示領域内の帯電粒子の数は前記セルの光学状態を定め；
前記方法は：
−前記第１のセルの帯電粒子を前記第１のセルの格納領域へ電気的に引き付けることにより、前記対の前記第１のセルを格納モードに設定する段階；
−前記第２のセルの帯電粒子を前記第２のセルのゲート領域へ電気的に引き付けることにより、前記対の前記第２のセルをゲート・モードに設定する段階；
−表示数の前記第１のセルの帯電粒子を前記第１のセルの格納領域から前記第１のセルのゲート領域へ、次に前記第１のセルのゲート領域から前記第１のセルの表示領域へ電気的に引き付けることにより、前記第１のセルを前記格納モードから目標光学状態に設定する段階；及び
−余剰数の前記第２のセルの帯電粒子を前記第２のセルのゲート領域から前記第２のセルの格納領域へ電気的に引き付け、前記第２のセルのゲート領域内に表示数の前記第２のセルの帯電粒子を残し、次に前記第２のセルの表示数の粒子を前記第２のセルのゲート領域から前記第２のセルの表示領域へ電気的に引き付けることにより、前記第２のセルを前記ゲ―ト・モードから目標光学状態に設定する段階、を有する方法。
【請求項２】
前記方法の段階は、少なくとも部分的に重複する時間期間の間、前記第１及び第２のセルが当該セルの目標光学状態に設定される順序で実行する段階、を有する請求項１記載の方法。
【請求項３】
請求項１記載の方法の段階を繰り返す段階、を更に有し、前記第１のセルは前記第２のセルであるかのように駆動され、前記第２のセルは前記第１のセルであるかのように駆動される、請求項１記載の方法。
【請求項４】
各セルは、前記セルの格納領域と関連付けられた格納電極、及び前記セルのゲート領域と関連付けられたゲート電極を更に有し：
−前記表示数の前記第１のセルの帯電粒子を前記第１のセルの格納領域から前記第１のセルのゲート領域へ電気的に引き付けることは、前記第１のセルの格納領域から前記第１のセルのゲート領域へ帯電粒子を引き付けるのに十分な駆動信号を、前記第１のセルの格納電極及びゲート電極の少なくとも１つに印加する段階を有し；及び
−前記余剰数の前記第２のセルの帯電粒子を前記第２のセルのゲート領域から前記第２のセルの格納領域へ電気的に引き付けることは、前記第２のセルの計数領域から前記第２のセルの貯蔵領域へ帯電粒子を引き付けるのに十分な駆動信号を、前記第２のセルの格納電極及びゲート電極の少なくとも１つに印加する段階を有する、請求項１乃至３の何れか１項記載の方法。
【請求項５】
−前記第１のセルの格納電極及びゲート電極の少なくとも１つに印加される前記駆動信号は、前記表示数の第１のセルの帯電粒子を前記第１のセルのゲート領域へ引き付けるのに十分な時間長の間印加され；及び
−前記第２のセルの格納電極及びゲート電極の少なくとも１つに印加される前記駆動信号は、前記余剰数の第２のセルの帯電粒子を前記第２のセルの格納領域へ引き付けるのに十分な時間長の間印加される、請求項４記載の方法。
【請求項６】
各セルは、前記セルの表示領域と関連付けられた表示電極を更に有し：
−前記表示数の前記第１のセルの帯電粒子を前記第１のセルのゲート領域から前記第１のセルの表示領域へ電気的に引き付けることは、前記第１のセルのゲート領域から前記第１のセルの表示領域へ帯電粒子を引き付けるのに十分な駆動信号を、前記第１のセルのゲート電極及び表示電極の少なくとも１つに印加する段階を有し；及び
−前記余剰数の前記第２のセルの帯電粒子を前記第２のセルのゲート領域から前記第２のセルの表示領域へ電気的に引き付けることは、前記第２のセルのゲート領域から前記第２のセルの表示領域へ帯電粒子を引き付けるのに十分な駆動信号を、前記第２のセルのゲート電極及び表示電極の少なくとも１つに印加する段階を有する、請求項１乃至５の何れか１項記載の方法。
【請求項７】
−前記第１のセルのゲート電極及び表示電極の少なくとも１つに印加される前記駆動信号は、前記表示数の第１のセルの帯電粒子を前記第１のセルの表示領域へ引き付けるのに十分な時間長の間印加され；及び
−前記第２のセルのゲート電極及び表示電極の少なくとも１つに印加される前記駆動信号は、前記表示数の第２のセルの帯電粒子を前記第２のセルの表示領域へ引き付けるのに十分な時間長の間印加される、請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記表示装置は、行と列の配列に配置されたセルの複数の対を有し、偶数で番号付けされた行を形成する前記セルは第１のセルとして駆動され、奇数で番号付けされた行を形成する前記セルは第２のセルとして駆動される、請求項１乃至７の何れか１項記載の方法。
【請求項９】
前記表示装置は、行と列の配列に配置されたセルの複数の対を有し、各行の前記セルは第１のセル及び第２のセルとして駆動されるセルが交互に並べられ、各列の前記セルは第１のセル及び第２のセルとして駆動されるセルが交互に並べられる、請求項１乃至７の何れか１項記載の方法。
【請求項１０】
表示装置であって、第１及び第２のセルの少なくとも１つの対を有し、前記対の第１及び第２のセルは互いに隣接して位置付けられ、各セルは：
−移動可能帯電粒子；
−格納領域であって前記格納領域内へ少なくとも幾つかの前記帯電粒子が移動する格納領域；
−ゲート領域であって前記ゲート領域内へ少なくとも幾つかの前記帯電粒子が移動するゲート領域；
−表示領域であって前記表示領域内へ少なくとも幾つかの前記帯電粒子が移動する表示領域；を有し、前記表示領域内の帯電粒子の数は前記セルの光学状態を定め；
前記装置は、アドレス電極及び電子駆動回路を更に有し、前記駆動回路は前記アドレス電極を駆動することにより：
−前記第１のセルの帯電粒子を前記第１のセルの格納領域へ電気的に引き付けることにより、前記対の前記第１のセルを格納モードに設定し；
−前記第２のセルの帯電粒子を前記第２のセルのゲート領域へ電気的に引き付けることにより、前記対の前記第２のセルをゲート・モードに設定し；
−表示数の前記第１のセルの帯電粒子を前記第１のセルの格納領域から前記第１のセルのゲート領域へ、次に前記第１のセルのゲート領域から前記第１のセルの表示領域へ電気的に引き付けることにより、前記第１のセルを前記格納モードから目標光学状態に設定し；及び
−余剰数の前記第２のセルの帯電粒子を前記第２のセルのゲート領域から前記第２のセルの格納領域へ電気的に引き付け、前記第２のセルのゲート領域内に表示数の前記第２のセルの帯電粒子を残し、次に前記第２のセルの表示数の粒子を前記第２のセルのゲート領域から前記第２のセルの表示領域へ電気的に引き付けることにより、前記第２のセルを前記ゲート・モードから目標光学状態に設定する、表示装置。
【請求項１１】
各セルはセル電極を有し、前記セル電極は：
−前記セルの格納領域と関連付けられ、帯電粒子を前記セルの格納領域へ電気的に引き付ける格納電極；
−前記セルのゲート領域と関連付けられ、帯電粒子を前記セルのゲート領域へ電気的に引き付けるゲート電極；及び
−前記セルの表示領域と関連付けられ、帯電粒子を前記セルの表示領域へ電気的に引き付ける表示電極、を有する、請求項１０記載の表示装置。
【請求項１２】
前記表示装置は電気泳動表示装置である、請求項１０又は１１記載の表示装置。
【請求項１３】
前記電気泳動セルはインプレーン型電気泳動セルである、請求項１２記載の電気泳動表示装置。
【請求項１４】
前記表示装置は、行及び列の配列に配置された第１及び第２のセルの複数の対を有する、請求項１０乃至１３の何れか１項記載の表示装置。
【請求項１５】
前記第１のセルは偶数で番号付けされた行を形成し、前記第２のセルは奇数で番号付けされた行を形成し、前記駆動回路は前記アドレス電極を駆動することにより：
−前記第１のセルを前記格納モードと前記ゲート・モードの一方に設定し；
−前記第２のセルを前記格納モードと前記ゲート・モードの他方に設定し；
−前記第１及び第２のセルを前記格納モード及びゲート・モードから目標光学状態に設定する、請求項１４記載の表示装置。
【請求項１６】
各行の前記セルは第１及び第２のセルが交互に並べられ、各列の前記セルは第１及び第２のセルが交互に並べられ、前記駆動回路は前記アドレス電極を駆動することにより：
−前記第１のセルを前記格納モードと前記ゲート・モードの一方に設定し；
−前記第２のセルを前記格納モードと前記ゲート・モードの他方に設定し；
−前記第１及び第２のセルを前記格納モード及びゲート・モードから目標光学状態に設定する、請求項１４記載の表示装置。
【請求項１７】
電子駆動回路であって、請求項１０乃至１６の何れか１項記載のアドレス電極を駆動することにより：
−前記第１のセルの帯電粒子を前記第１のセルの格納領域へ電気的に引き付けることにより、前記対の前記第１のセルを格納モードに設定し；
−前記第２のセルの帯電粒子を前記第２のセルのゲート領域へ電気的に引き付けることにより、前記対の前記第２のセルをゲート・モードに設定し；
−表示数の前記第１のセルの帯電粒子を前記第１のセルの格納領域から前記第１のセルのゲート領域へ、次に前記第１のセルのゲート領域から前記第１のセルの表示領域へ電気的に引き付けることにより、前記第１のセルを前記格納モードから目標光学状態に設定し；
−余剰数の前記第２のセルの帯電粒子を前記第２のセルのゲート領域から前記第２のセルの格納領域へ電気的に引き付け、前記第２のセルのゲート領域内に表示数の前記第２のセルの帯電粒子を残し、次に前記第２のセルの表示数の粒子を前記第２のセルのゲート領域から前記第２のセルの表示領域へ電気的に引き付けることにより、前記第２のセルを前記ゲート・モードから目標光学状態に設定する、電子駆動回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は移動粒子表示装置に関し、より詳細には当該表示装置の駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気泳動表示装置のような従来の移動粒子表示装置は、例えば特許文献１から長年知られている。
【０００３】
電気泳動表示装置の基本原理は、表示装置に入れられた電気泳動材料の外観が電界により制御可能であることである。このため電気泳動材料は、標準的に、液体のような流動体に含まれる第１の光学的外観（例えば、黒）を有する帯電粒子、又は当該第１の光学的外観と異なる第２の光学的外観（例えば、白）を有する空気を有する。表示装置は、標準的に、複数の画素を有する。各画素は、電極装置により供給される別個の電界により別個に制御可能である。粒子は、従って、電界により可視位置と不可視位置、場合によっては半可視位置の間を移動可能である。それにより、表示装置の外観が制御可能である。粒子の不可視位置は、例えば液体の底又は黒色マスクの背後であってよい。
【０００４】
粒子が電気泳動材料を通じて移動する距離は、印加電界の時間に関する積分に略比例する。従って、電界強度が強いほど、電界は長く印加され、粒子は更に移動するだろう。
【０００５】
例えば最近の電気泳動表示装置の設計は、Ｅ  Ｉｎｋ社により特許文献２に記載されている。インプレーン（Ｉｎ−ｐｌａｎｅ）型面内電気泳動表示装置は、表示装置基板の横方向の電界を用い、閲覧者から隠されたマスクされた領域から可視領域へ粒子を移動させる。可視領域へ／から移動された粒子の数が多いほど、可視領域の光学的外観の変化が大きい。出願人の国際出願ＷＯ２００４／００８２３８は、インプレーン型電気泳動表示装置の一例を記載している。
【０００６】
標準的に、移動粒子表示装置の極端な光学状態（例えば、黒及び白）は、全ての粒子が１つの特定の電極へ引き付けられることにより、良好に定められる。しかしながら、中間の光学状態（グレー階調）では、粒子間に常に空間的広がりがある。
【０００７】
電気泳動表示装置のグレースケール又は中間の光学状態は一般的に、電気泳動材料全域に粒子を空間的に分布させるために、特定の時間期間の間、電圧パルスを印加することにより提供される。しかしながら、電気泳動材料内の粒子の実際の位置を正確に制御し及び追跡することが非常に困難である、及び小さな空間的変位でも目に見えるグレースケールの歪みを生じてしまうという根本的な問題がある。このような空間的変位は、印加電圧の誤差により、及び電気泳動材料の温度変化により、簡単に生じうる。印加電界の誤差は、粒子が感知する電界強度を変化させ、結果として粒子を意図しているよりも多く又は少なく移動させてしまう。電気泳動材料の温度変化は、当該材料の粘度を変化させ、結果として粒子が移動する速度を変えてしまう。粒子の速度は、最終的な粒子位置を定める重要な要素である。従って表示装置の出力は、表示装置の温度が変化すると有意に変化してしまう。
【０００８】
更に、表示装置に連続的なグレー階調を割り当てることは、グレー階調誤差を生じ、連続する粒子位置の誤差を通じて積算されてしまう。
【０００９】
出願人の国際公開ＷＯ２００４／０３４３６６は、レール安定化手法を用いることにより、グレー階調の精度が改善されることを記載している。レール安定化手法では、グレー階調が常に良好に定められたリセット状態、標準的には全ての粒子が１つの特定の電極に引き付けられる１つの極端な状態（つまり、レール）を介してアドレス指定される。当該手法の利点は、中間状態があまり良好に定められないのと対照的に、極端な状態が安定しており且つ良好に定められることである。極端な状態は、従って、各グレースケールの遷移に、基準状態として用いられる。従って、この方法を用いることにより、初期粒子位置が分かっているので、各グレー階調の不確実性は、理論上は当該特定のグレー階調の実際のアドレス指定にのみ依存する。
【特許文献１】米国特許第３６１２7５８号明細書
【特許文献２】国際公開第９９／５３３７３号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、この形式の表示装置は、電気泳動媒体内の粒子の実際の位置を正確に制御し及び追跡することが非常に困難である、及びグレースケール又は中間光学状態の正確な設定を行うことが困難であるという根本的な欠点がある。
【００１１】
従って、本発明の目的は、従来技術を改良することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１の態様によると、表示装置を駆動する方法が提供される。当該方法は、前記表示装置は第１及び第２のセルの少なくとも１つの対を有し、前記対の第１及び第２のセルは互いに隣接して位置付けられ、各セルは：
−移動可能帯電粒子；
−格納領域であって前記格納領域内へ少なくとも幾つかの前記帯電粒子が移動する格納領域；
−ゲート領域であって前記ゲート領域内へ少なくとも幾つかの前記帯電粒子が移動するゲート領域；
−表示領域であって前記表示領域内へ少なくとも幾つかの前記帯電粒子が移動する表示領域；を有し、前記表示領域内の帯電粒子の数は前記セルの光学状態を定め；
前記方法は：
−前記第１のセルの帯電粒子を前記第１のセルの格納領域へ電気的に引き付けることにより、前記対の前記第１のセルを格納モードに設定する段階；
−前記第２のセルの帯電粒子を前記第２のセルのゲート領域へ電気的に引き付けることにより、前記対の前記第２のセルをゲート・モードに設定する段階；
−表示数の前記第１のセルの帯電粒子を前記第１のセルの格納領域から前記第１のセルのゲート領域へ、次に前記第１のセルのゲート領域から前記第１のセルの表示領域へ電気的に引き付けることにより、前記第１のセルを前記格納モードから目標光学状態に設定する段階；及び
−余剰数の前記第２のセルの帯電粒子を前記第２のセルのゲート領域から前記第２のセルの格納領域へ電気的に引き付け、前記第２のセルのゲート領域内に表示数の前記第２のセルの帯電粒子を残し、次に前記第２のセルの表示数の粒子を前記第２のセルのゲート領域から前記第２のセルの表示領域へ電気的に引き付けることにより、前記第２のセルを前記ゲート・モードから目標光学状態に設定する段階、を有する。
【００１３】
第１の態様により、意図されたより多くの又は少ない数の粒子が格納領域とゲート領域の間を移動することによる、セル内の光学状態の誤差は、閲覧者がセルを見たときに、互いに実質的に除去し合うよう見える。これは、表示数の粒子が、第１のセルではある方法を用いて設定され、第２のセルでは別の方法を用いて設定されるからである。第１のセルでは、表示数はゲート領域へ粒子を移動することにより設定される。一方で、第２のセルでは、表示数はゲート領域から粒子を移動することにより設定される。従って、両方のセルに共通の変化（例えば温度上昇）が生じた場合、及び当該変化により予定より多くの粒子が格納領域からゲート領域へ移動した場合、第１のセルの表示数の粒子は増大し（より多くの粒子がセルのゲート領域へ移動するからである）、第２のセルの表示数の粒子は減少する（より多くの粒子がセルのゲート領域から移動するからである）。従って、各セルの表示数の粒子がセルの表示領域へ移動した後、第１のセルの表示領域は意図されたより多数の第１のセルの粒子を有し、第２のセルの表示領域は意図されたより少数の第２のセルの粒子を有する。２つのセルを離れた所から見ると、当該２つのセルのそれぞれからの光は統合されるので、ユーザーは実際には当該２つのセルが両方とも元来意図された数と実質的に同一の表示数の粒子を有するかのように見せる光を感知する。従って、本発明により、個々のセル内の光学状態の誤差は、表示装置を閲覧する閲覧者には非常に小さくしか見えないので、目に見えるグレー階調の精度は大きく改善される。
【００１４】
有利なことに、第１の態様の方法の段階は、第１及び第２のセルが重複する時間期間の間、当該セルの光学状態に設定され、閲覧者がセルを見たときに光学状態の誤差の見かけ上の打ち消しを向上すような順序で実行されてよい。
【００１５】
更に、当該方法の段階は繰り返され、前記第１のセルは前記第２のセルであるかのように駆動され、前記第２のセルは前記第１のセルであるかのように駆動される。このような駆動方式の逆転は、粒子が１つの位置に「貼り付く」のを防ぎ、又は不要な残留電圧が表示装置の構造内で増加するのを防ぎうる。
【００１６】
更に望ましくは、各セルはセル電極を有する。セル電極は格納電極、ゲート電極、及び表示電極を有する。各セルの格納電極、ゲート電極、及び表示電極は、それぞれセルの格納領域、ゲート領域、及び表示領域と関連付けられる。格納電極、ゲート電極、及び表示電極は、駆動回路により駆動可能であり、各セルの種々の領域内に電界を生じさせ、それにより各セルの帯電粒子の動きを制御する。この構成は、セルを駆動するために３つの電極（格納、ゲート、表示）しか必要ないので有利である。同様の構成は、出願人の米国特許出願ＵＳ６０／７２６８５４（出願人参照番号ＰＨ００２３１７）に記載されている。
【００１７】
代替のセル電極構成が用いられてもよい。例えば、単一の表示電極が複数の表示電極を置き換え、表示領域全体の粒子の分布を改善するか、又は表示領域を通じて粒子が移動する速度を改善してもよい。
【００１８】
粒子が移動する距離は、標準的に時間に関する電界の積分に依存する。従って、望ましくは種々のセル電極が駆動され、特定の時間長の間、特定の電界強度を生じることにより、所要数の粒子がセルの種々の領域間を移動する。
【００１９】
有利なことに、当該方法の表示装置は、行及び列の配列に配置されたセルの複数の対を有してよい。偶数に番号付けされた行を形成するセルは第１のセルとして駆動され、奇数に番号付けされた行を形成するセルは第２のセルとして駆動されてよい。この構成は、第１及び第２のセルを駆動するために必要な回路を簡単にしうる。代案として、各行のセルは第１又は第２のセルとして駆動されるセルが交互に並べられてよく、各列のセルは第１又は第２のセルとして駆動されるセルが交互に並べられてよく、それにより第１及び第２のセルの構成を市松模様のように形成する。当該構成の利点は、第１のセルのそれぞれが４つの直接隣接する第１のセル及び４つの直接隣接する第２のセルを有することである。従って、第１及び第２のセルの間の光学状態の誤差の見かけ上の打ち消し合いが改善される。第１及び第２のセルを配列に構成する他の類似の方法も当業者に明らかであろう。
【００２０】
本発明の第２の態様によると、表示装置が提供される。当該装置は第１及び第２のセルの少なくとも１つの対を有し、前記対の第１及び第２のセルは互いに隣接して位置付けられ、各セルは：
−移動可能帯電粒子；
−格納領域であって前記格納領域内へ少なくとも幾つかの前記帯電粒子が移動する格納領域；
−ゲート領域であって前記ゲート領域内へ少なくとも幾つかの前記帯電粒子が移動するゲート領域；
−表示領域であって前記表示領域内へ少なくとも幾つかの前記帯電粒子が移動する表示領域；を有し、前記表示領域内の帯電粒子の数は前記セルの光学状態を定め；
前記装置はアドレス電極及び電子駆動回路を更に有し、前記駆動回路は前記アドレス電極を駆動することにより：
−前記第１のセルの帯電粒子を前記第１のセルの格納領域へ電気的に引き付けることにより、前記対の前記第１のセルを格納モードに設定し；
−前記第２のセルの帯電粒子を前記第２のセルのゲート領域へ電気的に引き付けることにより、前記対の前記第２のセルをゲート・モードに設定し；
−表示数の前記第１のセルの帯電粒子を前記第１のセルの格納領域から前記第１のセルのゲート領域へ、次に前記第１のセルのゲート領域から前記第１のセルの表示領域へ電気的に引き付けることにより、前記第１のセルを前記格納モードから目標光学状態に設定し；及び
−余剰数の前記第２のセルの帯電粒子を前記第２のセルのゲート領域から前記第２のセルの格納領域へ電気的に引き付け、前記第２のセルのゲート領域内に表示数の前記第２のセルの帯電粒子を残し、次に前記第２のセルの表示数の粒子を前記第２のセルのゲート領域から前記第２のセルの表示領域へ電気的に引き付けることにより、前記第２のセルを前記ゲート・モードから目標光学状態に設定する。
【００２１】
第２の態様により、意図されたより多くの又は少ない数の粒子が格納領域とゲート領域の間を移動することによるセル内の光学状態の誤差が、閲覧者がセルを見たときに、互いに実質的に除去し合うよう見える表示装置が提供される。
【００２２】
有利なことに、当該表示装置は、行及び列の配列に配置された第１及び第２のセルの複数の対を有してよい。例えば、標準的な表示装置は、数百又は数千個ものセルの対を有してよい。セルは、駆動回路により駆動される行及び列アドレス電極により制御されてよい。
【００２３】
更に、表示装置は、透過型、反射型、又は透過反射型表示動作を可能にする＋インプレーン型電気泳動表示装置のような電気泳動表示装置であってよい。
【００２４】
本発明の第３の態様によると、電子駆動回路が提供される。当該電子駆動回路は、本発明の第２の態様の表示装置のアドレス電極を駆動することにより：
−前記第１のセルの帯電粒子を前記第１のセルの格納領域へ電気的に引き付けることにより、前記対の前記第１のセルを格納モードに設定し；
−前記第２のセルの帯電粒子を前記第２のセルのゲート領域へ電気的に引き付けることにより、前記対の前記第２のセルをゲート・モードに設定し；
−表示数の前記第１のセルの帯電粒子を前記第１のセルの格納領域から前記第１のセルのゲート領域へ、次に前記第１のセルのゲート領域から前記第１のセルの表示領域へ電気的に引き付けることにより、前記第１のセルを前記格納モードから目標光学状態に設定し；
−余剰数の前記第２のセルの帯電粒子を前記第２のセルのゲート領域から前記第２のセルの格納領域へ電気的に引き付け、前記第２のセルのゲート領域内に表示数の前記第２のセルの帯電粒子を残し、次に前記第２のセルの表示数の粒子を前記第２のセルのゲート領域から前記第２のセルの表示領域へ電気的に引き付けることにより、前記第２のセルを前記ゲート・モードから目標光学状態に設定する。
【００２５】
本願明細書では、セルを駆動するために異なる駆動方法が用いられるため、各対の第１及び第２のセルは単に第１及び第２のセルとして参照される。第１のセルを第２のセルであるかのように駆動することにより、第１のセルは効果的に第２のセルになることが可能である。第１及び第２のセルの物理的構造は同一であってもよく、又は例えば異なるアドレス電極接続を有するために異なってもよい。
【００２６】
更に、本発明の特徴は、例として限定でない以下の図から明らかになるだろう。
【００２７】
図中の同一の参照符号は同一又は同様の特徴を示す。図は実物の縮尺と異なり、従って相対的寸法／時間期間は図から導出し得ない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
図１は、本発明の実施例による、移動粒子表示装置を駆動する方法のフロー図を示す。移動粒子表示装置は、標準的にそれぞれ第１又は第２のセル対を形成する数百又は数千個の移動粒子セルを有する。各セルは、移動可能な帯電粒子を有し、格納領域であって当該格納領域へ少なくとも幾つかの移動可能帯電粒子が移動しうる格納領域、ゲート領域であって当該ゲート領域へ少なくとも幾つかの移動可能帯電粒子が移動しうるゲート領域、及び表示領域であって当該表示領域へ少なくとも幾つかの移動可能帯電粒子が移動しうる表示領域、を有する。セルの表示領域は、セルの光学状態を定めるセル領域である。光学状態は、セルの表示領域内に存在する（移動可能帯電）粒子の数により定められる。セルのゲート領域は、粒子が当該ゲート領域から表示領域へ移動するセル領域である。セルの格納領域は、セルの粒子が一時的に格納される領域であり、標準的に表示領域内で必要ない余剰粒子を格納するために用いられる。
【００２９】
段階１０で、セルの実質的に全ての粒子が電気的にセルの格納領域へ引き付けられることにより、ある対の第１のセルは格納モードに設定される。格納モードの語は、本願明細書を通じて、実質的に全ての粒子を格納領域内に有するセルを示すために用いられる。
【００３０】
段階１２で、セルの実質的に全ての粒子が電気的にセルのゲート領域へ引き付けられることにより、第２のセルはゲート・モードに設定される。ゲート・モードの語は、本願明細書を通じて、実質的に全ての粒子をゲート領域内に有するセルを示すために用いられる。
【００３１】
段階１４で、表示数の粒子は第１のセルの格納領域からセルのゲート領域へ引き付けられ、次にゲート領域から表示領域へ引き付けられ、それによりセルを目標の光学状態に設定する。表示数のセルの粒子は、セルの光学状態を設定するために、セルの表示領域へ転送されるセルの粒子の数／比である。
【００３２】
段階１６で、余剰数の粒子は第２のセルのゲート領域からセルの格納領域へ引き付けられ、セルのゲート領域内に表示数の粒子が残される。次に、ゲート領域内の表示数の粒子は、表示領域へ引き付けられ、それによりセルを目標光学状態に設定する。余剰数のセルの粒子は、セルのゲート領域内に表示数の粒子を残すために、セルのゲート領域からセルの格納領域へ転送されるセルの粒子の数又は比である。他の実施例では、これらの方法の段階は、異なる順序で又は互いに同時に実行されてよい。例えば、別の実施例では、第２のセルがゲート・モードに設定されるのと同時に、第１のセルは格納モードに設定される。次に、第１のセルの表示数の粒子は、セルのゲート領域へ移動する。次に、第２のセルの余剰数の粒子は、セルの格納領域へ移動する。そして次に、各セルのゲート領域内の表示数の粒子は、各セルの表示領域へ同時に移動する。
【００３３】
図２は、図１の方法での使用に適した電気泳動セル２０の図を示す。図は、不透明な白色流動体２１２及び移動可能な黒色帯電粒子２８により満たされた単一のセル２０の断面図を示す。粒子２８の動きを制御するため、セル２０はセル電極を有する。セル電極は、透明な表示電極２２、ゲート電極２４、及び格納電極２６を有するセルは方向２１０から見られる。全ての黒色粒子が格納電極２６の領域の下部にあり、不透明な白色流動体２１２により視界が覆い隠されるので、セルの現在の光学状態は白である。
【００３４】
セル２０が第１のセルとして駆動される場合、黒色粒子２８の表示数はゲート電極２４の領域へ、次に不透明な表示電極２２へ引き付けられ、方向２１０から見たときにセルに黒色の光学状態又はグレーの陰影を与える。
【００３５】
セルが第２のセルとして駆動される場合、先ず全ての粒子２８はゲート電極２４の領域に引き付けられ、セルをゲート・モードに設定する。余剰数の粒子２８は格納電極２６の領域へと下方に引き付けられ、ゲート電極２４の領域内に表示数の粒子２８が残される。次に、表示数の粒子２８は透明表示電極２２へと上方へ引き付けられ、方向２１０から見たときに、セルは黒色又はグレーの陰影の光学状態である。
【００３６】
セルが黒色又はグレーの陰影として見えるかは、表示電極２２へ移動する粒子の数に明らかに依存する。従って、表示数の粒子が多いほど、セルの光学状態は黒色に近付く。
【００３７】
別の実施例では、異なる色の光学状態を与えるために、流動体及び粒子の色は上述のものと異なる。
【００３８】
図３は、図１の方法での使用に適したインプレーン型電気泳動セルの図を示す。図はインプレーン型電気泳動セル３０の断面図を示す。当該セル３０は、透明な流動体及び移動可能な黒色帯電粒子３８により満たされる。セル３０はセル電極を有する。セル電極は、透明な表示電極３２、ゲート電極３４、及び格納電極３６を有する理解のため、図には２つの破線が描かれ、格納領域３１４、ゲート領域３１６、及び表示領域３１８の間の区分がある場所を大まかに示している。光源３１２が表示領域３１８の下に位置付けられるので、セルは透過的に動作する。全ての粒子２８がセルの格納領域３１４内にあるので、セルは現在格納モードである。従って、如何なる黒色粒子も表示領域３１８内に存在しないので、セルは透過な光学状態を有する。それにより、方向３１０からセルを見ると、光源３１２からの白色光が見える。
【００３９】
セル３０が第１のセルとして駆動される場合、黒色粒子３８の表示数は格納電極の領域３１４からゲート電極３４の領域３１６へ、次に透明な表示電極３２の領域３１８へ引き付けられ、表示数の粒子は光源３１２からの光を覆い隠し、方向３１０から見たときにセルは黒色又はグレーの陰影に見える。
【００４０】
セルが第２のセルとして駆動される場合、先ず全ての粒子３８はゲート電極３４の領域３１６に引き付けられ、セルをゲート・モードに設定する。余剰数の粒子３８は格納電極３６の領域３１４へ引き付けられ、ゲート電極３４の領域３１６内に表示数の粒子３８が残る。次に、表示数の粒子３８は透明表示電極３２へ引き付けられ、光源３１２からの光を覆い隠し、方向３１０から見たときにセルは黒色又はグレーの陰影になる。
【００４１】
セルが黒色又はグレーの陰影として見えるかは、表示電極３２の領域へ移動する粒子の数に明らかに依存する。表示数の粒子が多いほど、光源３１２からの白色光の多くが覆い隠され、方向３１０から見たときにセルがより黒色に近く見える。
【００４２】
他の実施例では、光源３１２及び粒子３８の色は上述の色と異なってよい。例えば、３つのセル対として扱われる６個のセルを有する実施例では、第１のセル対は下に赤色光源を有し、第２のセル対は下に緑色光源を有し、第３のセル対は下に青色光源を有する。６個のセル全ての粒子が黒色であり、従って６個のセルが一緒に単一のＲＧＢ色画素を構成する。
【００４３】
図３のインプレーン型電気泳動セルは、光源３１２を反射面、例えば透明導体３２の下に置かれた白色面で置き換えることにより変更され、透過的動作の代わりに反射を提供してよい。従って、如何なる黒色粒子も表示領域内に存在しない場合にセルは白色に見え、複数の黒色粒子が表示領域内に存在する場合にセルは黒色又はグレーの陰影に見える。
【００４４】
図４は、図１の方法での使用に適した、図３の電気泳動セルの２つの対の図を示す。簡単のため、これらのセルは反射型セルである。つまり、セルが透明な光学状態を有するときに当該セルは白色に見え、セルが黒色又はグレーの陰影の反射光学状態を有するときに当該セルは黒色又はグレーの陰影に見える。簡単のため図４に示されないが、反射器は透明表示電極Ｄ１−Ｄ４の下に置かれる。他の実施例では、表示電極自体は透明ではなく反射型であり、別個の反射器の必要を除去する。
【００４５】
図４では、セル４１及び４２は１つのセル対を形成し、セル４３及び４４は別のセル対を形成する。各セルはセル電極を有する。セル電極は、格納電極（Ｓ１−Ｓ４）、ゲート電極（Ｇ１−Ｇ４）、及び表示電極（Ｄ１−Ｄ４）を有する。セル電極Ｄ１−Ｄ４は全てアドレス電極（Ｄｉｓｐ）と接続される。
【００４６】
各セル内の移動可能粒子は負に帯電され、従って高位の正の電位、つまり印加電界と反対方向へ向かって移動する。例えば、アドレス電極Ｄｉｓｐは高位電位に駆動され、各セルのゲート領域から各セルの表示領域へ粒子を移動する（引き付ける）。
【００４７】
セル電極Ｇ１、Ｓ２、Ｓ３、及びＧ４は全て０Ｖに接続される。セル電極Ｓ１、Ｇ２、Ｇ３、及びＳ４は、アクティブ切り替え回路及び行と列のアドレス電極を有するアクティブ・マトリックスを用いそれぞれ別個に制御される。アクティブ・マトリックスは簡単のため図４に示されないが、図５に示され以下に詳細に説明される。セル４１及び４４は第１のセルとして駆動され、正電圧をＳ１及びＳ４に印加することにより格納モードに設定され、それによりセルの粒子Ｓ１及びＳ４を引き付ける。セル４２及び４３は第２のセルとして駆動され、正電圧をＧ２及びＧ３に印加することによりゲート・モードに設定され、それによりセルの粒子Ｇ２及びＧ３を引き付ける。更に、セルを格納モード又はゲート・モードに設定するとき、アドレス電極Ｄｉｓｐは負電圧で駆動され、それによりセルの表示領域からセルのゲート領域へ粒子を引き付ける。
【００４８】
図４では、第１及び第２の各セル対は、互いに直接隣接しているように示される。代案として、第１及び第２の各セル対は、他のセルにより互いに離れていてもよい。この場合でも、離れた所からセルを見たとき第１及び第２のセルからの光が依然として統合されて見え、従ってセルの光学状態の誤差が依然として互いに保証するように見えるので、第１及び第２のセルは依然として互いに隣接していると考えられる。
【００４９】
図５は、図４の２対の電気泳動セルを組み込んだ、本発明の実施例による表示装置の回路図を示す。回路図は、セル電極Ｓ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４に印加する電位を制御するために用いられる、電子駆動回路５０及びアドレス電極Ｒｏｗ１、Ｒｏｗ２、Ｃｏｌ１、Ｃｏｌ２を有する。電子駆動回路５０は、アドレス電極Ｒｏｗ１、Ｒｏｗ２を駆動する行駆動装置５２、及びアドレス電極Ｃｏｌ１、Ｃｏｌ２を駆動する列駆動装置５４を有する。
【００５０】
薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）Ｔ１−Ｔ４は、アドレス電極Ｒｏｗ１、Ｒｏｗ２により制御されるアクティブ・スイッチとして用いられ、アドレス電極Ｃｏｌ１及びＣｏｌ２の電圧をセル電極Ｓ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｓ４に選択的に印加する。キャパシタＣｓ１−Ｃｓ４は、対応するＴＦＴがオフに切り替えられた後も、印加された列電圧をセル電極Ｓ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｓ４に維持するのを助けるために用いられる。更なる実施例（示されない）では、アドレス電極は、Ｓ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｓ４を制御するためにアクティブ・スイッチング回路を制御せず、受動型マトリックスの部分を形成する。例えば、受動型マトリックスでは、当業者に明らかなように、セル電極はアドレス電極に直接接続されてよい。
【００５１】
駆動回路５０は、表示基板上のＴＦＴ装置、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、又は当業者に明らかなように特定の方法でアドレス電極を駆動する駆動信号を生成する如何なる他の回路であってよい。
【００５２】
図６は、図５の表示装置を駆動する、本発明の実施例によるタイミング図を示す。タイミング図は、アドレス電極Ｄｉｓｐ、Ｒｏｗ１、Ｒｏｗ２、Ｃｏｌ１、Ｃｏｌ２に印加される電圧波形を示し、更に各セルの格納領域とゲート領域との間に結果として生じる粒子の分布も示す。線ＰＧ４１−４４は個々のセル４１―４４のゲート領域内の粒子数を示す。線ＰＳ４１−４４は個々のセル４１―４４の格納領域内の粒子数を示す。例えば、時間期間６４の始めに、線ＰＧ４１はセル４１の粒子の３３％がセル４１のゲート領域内にあることを示し、線ＰＳ４１はセル４１の粒子の６６％がセル４１の格納領域内にあることを示す。時間期間６４の終わりに、ゲート領域ＰＧ４１内の粒子数は０％に降下し、一方で格納領域ＰＳ４１内の粒子数は６６％のままである。これは表示粒子の３３％がセル４１の表示領域へ移動していることを示す。
【００５３】
タイミング図は、行及び列が駆動され、第１のセル対４１及び４２を３３％のグレー階調の目標光学状態に駆動すること（つまり、セルの移動黒色粒子の３３％をセルの表示領域へ移動させることにより透明から黒色までの途中３３％）、及び第２のセル対４３及び４４を６６％のグレー階調の目標光学状態に駆動すること（つまり、セルの黒色粒子の６６％をセルの表示領域へ移動させることにより透明から黒色までの途中６６％）を示す。先ず、時間期間６０中、第１のセル（４１、４４）の全てが格納モードに設定され、第２のセル（４２、４３）の全てがゲート・モードに設定される。これを行うため、Ｄｉｓｐ電極は負電圧に設定され、各セル毎にセルの格納電極又はゲート電極の一方が正電圧に設定される。従って、各セルの負に帯電された粒子は、正電圧に設定されたセルの電極へ移動する。例えば、時間期間６０の終わりに、線ＰＳ４１は、セル４１の粒子の１００％がセル４１の格納領域内にあること、つまりセル４１が格納モードであることを示す。
【００５４】
次に、時間期間６２中、列Ｃｏｌ１、Ｃｏｌ２は電極Ｓ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｓ４に設定された電圧で駆動され、行Ｒｏｗ１、Ｒｏｗ２はパルスで駆動され各セルのＴＦＴを適切な時にオンに切り替える。例えば、セル４１は電極Ｓ１、Ｇ１、Ｄ１を有し、ゲート電極Ｇ１は０Ｖに接続され、格納電極Ｓ１はＲｏｗ１及びＣｏｌ１により制御される。図６に示されるように、Ｒｏｗ１は第１の時間に高位のパルスを供給され、Ｔ１は電極Ｓ１を負のＣｏｌ１電圧に接続し、Ｓ１をＧ１より低い電位に設定し、粒子を格納領域ＰＳ４１からゲート領域ＰＧ４１へ移動させる。負の列電圧は、Ｒｏｗ１の電圧が降下しＴ１がオフに切り替わった後でも、キャパシタＣｓ１により格納電極Ｓ１に保持される。次に、Ｒｏｗ１が第２の時間に高位パルスを供給され、Ｔ１は電極Ｓ１を０ＶのＣｏｌ１電圧に接続し、Ｓ１をＧ１と同じ電圧に設定し、従って更なる粒子の移動を停止する。
【００５５】
セル４３の場合には、第１及び第２のＲｏｗ１のパルスの両方が電極Ｇ３に印加されるべき負電位を生じ、粒子の移動は更に長い時間期間の間継続し、結果としてより多くの粒子数がゲート領域と格納領域との間を移動する。従って、各セルのゲート領域と格納領域との間を移動する粒子数（及び従ってセルの光学状態）は、負電圧が当該セルのゲート電極又は格納電極に印加される行パルスの数により制御されてよい。
【００５６】
時間期間６２の終わりに、セル４１及び４２はゲート領域内に３３％の粒子を有し、セル４３及び４４はゲート領域内に６６％の粒子を有する。セル４１及び４４は第１のセルであり、従って格納モードに設定され次に表示数の粒子を格納領域からゲート領域へ移動させることによりこの状態に達する。セル４２及び４３は第２のセルであり、従ってゲート・モードに設定され次に余剰粒子数をゲート領域から格納領域へ移動させることによりこの状態に達する。
【００５７】
時間期間６４中、電極Ｄｉｓｐは高位に駆動され、各セルのゲート領域内の粒子をセルの表示領域に引き付ける。各セルの格納領域内の粒子数は、如何なる有意な電界もゲート電極と格納電極との間に存在しないときから同一に維持される。時間期間６４の終わりまでに、各セルの表示数の粒子はセルの表示領域へ移動され、それにより各セルを当該セルの目標光学状態に設定する。
【００５８】
例えば温度の低下、列電圧の大きさの減少、又は０Ｖ電位の負のオフセットにより、全てのセルの粒子が予想よりゆっくり移動した場合、時間期間６２中の線ＰＧ４１−ＰＳ４４の勾配は減少する。これは、セル４１の３３％より少ない粒子をセル４１の表示領域に移動させ、セル４２の３３％より多い粒子をセル４２の表示領域に移動させる。従って、セル４１は意図されたより黒から離れた光学状態を有し、セル４２は意図されたより黒に近い光学状態を有する。従って、セル４１及び４２を離れた所から見たとき、各セルからの光は統合されて見え、従ってこれらのセルの両方は一緒になって正しい光学状態、つまり３３％のグレー階調を有するかのように見える。従って、遅い粒子移動による誤差は互いに効果的に打ち消し合う。
【００５９】
以上では、電気泳動表示装置のような移動粒子表示装置を駆動するシステムが記載された。表示装置は、目標光学状態に設定されセルの目標光学外観を提供する第１及び第２のセルを有する。第１及び第２のセルは互いに異なる方法で駆動されるので、第１のセルの目標光学状態の誤差は、第２のセルの目標光学状態の誤差と反対方向に生じる。従って、表示装置の閲覧者がセルを離れた所から見ると、第１及び第２のセルからの光は一緒に混合され、光学状態の誤差は互いに補償又は打ち消し合う。
【００６０】
本願明細書に記載されたセル構成及び駆動方式には多くの変形が存在し、当業者に明らかなように、これらの変形も添付の特許請求の範囲に包含される。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の実施例による、表示装置を駆動する方法のフロー図を示す。
【図２】図１の方法での使用に適した電気泳動セルの図を示す。
【図３】図１の方法での使用に適したインプレーン型電気泳動セルの図を示す。
【図４】図１の方法での使用に適した、２対の図３の電気泳動セルの平面図を示す。
【図５】図４の２対の電気泳動セルを組み込んだ、本発明の実施例による表示装置の回路図を示す。
【図６】図５の表示装置を駆動する、本発明の実施例によるタイミング図を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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