(57)【要約】第１の駆動相をディスプレイのディスプレイ媒体に印加することを含む、電気光学ディスプレイを駆動するための方法。第１の駆動相は、第１の信号および第２の信号を有し、第１の信号は、第１の極性、時間の関数としての第１の振幅、および第１の持続時間を有し、第２の信号は、第１の信号に続き、第１の極性と反対の第２の極性、時間の関数としての第２の振幅、および第２の持続時間を有し、それにより、第１の持続時間にわたって積分される時間の関数としての第１の振幅と、第２の持続時間にわたって積分される時間の関数としての第２の振幅との和は、第１のインパルスオフセットを産出する。
2019512731.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フロント電極と、バックプレーンと、前記フロント電極と前記バックプレーンとの間に位置付けられたディスプレイ媒体とを有する電気光学ディスプレイを駆動するための方法であって、前記方法は、
第１の駆動相を前記ディスプレイ媒体に印加することであって、前記第１の駆動相は、第１の信号および第２の信号を有し、前記第１の信号は、第１の極性、時間の関数としての第１の振幅、および第１の持続時間を有し、前記第２の信号は、前記第１の信号に続き、前記第１の極性と反対の第２の極性、時間の関数としての第２の振幅、および第２の持続時間を有し、それにより、前記第１の持続時間にわたって積分される前記時間の関数としての第１の振幅と、前記第２の持続時間にわたって積分される前記時間の関数としての第２の振幅との和は、第１のインパルスオフセットを産出する、ことと、
第２の駆動相を前記ディスプレイ媒体に印加することであって、前記第２の駆動相は、第２のインパルスオフセットを産出する、ことと
を含み、
前記第１および第２のインパルスオフセットの和は、実質的にゼロである、方法。
【請求項２】
前記第１の極性は、負電圧であり、前記第２の極性は、正電圧である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の極性は、正電圧であり、前記第２の極性は、負電圧である、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の駆動相の持続時間は、前記第２の駆動相の持続時間と異なる、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の持続時間は、前記第２の駆動相が産出する第２のインパルスオフセットの量と、前記第１の振幅と前記第２の振幅との間の振幅差との間の比率によって判定される、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記ディスプレイ媒体は、電気泳動媒体である、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記ディスプレイ媒体は、カプセル化された電気泳動ディスプレイ媒体である、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記電気泳動ディスプレイ媒体は、液体と、前記液体内に配置され、前記媒体への電場の印加に応じて、それを通して移動することが可能な少なくとも１つの粒子とを備える、電気泳動媒体を備える、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
フロント電極と、バックプレーンと、前記フロント電極と前記バックプレーンとの間に位置付けられたディスプレイ媒体とを有する電気光学ディスプレイを駆動するための方法であって、前記方法は、
リセット相および色遷移相を前記ディスプレイに印加することを含み、
前記リセット相は、
第１の極性、時間の関数としての第１の振幅、および第１の持続時間を有する、第１の信号を前記フロント電極上に印加することと、
前記第１の極性と反対の第２の極性、時間の関数としての第２の振幅、および前記第１の持続時間の間の第２の持続時間を有する、第２の信号を前記バックプレーン上に印加することと、
前記第２の極性、時間の関数としての第３の振幅、および前記第１の持続時間が先行する第３の持続時間を有する、第３の信号を前記フロント電極上に印加することと、
前記第１の極性、時間の関数としての第４の振幅、および前記第２の持続時間が先行する第４の持続時間を有する、第４の信号を前記バックプレーン上に印加することと
を含み、
前記第１の持続時間にわたって積分される前記時間の関数としての第１の振幅と、前記第２の持続時間にわたって積分される前記時間の関数としての第２の振幅と、前記第３の持続時間にわたって積分される前記時間の関数としての第３の振幅と、前記第４の持続時間にわたって積分される前記時間の関数としての第４の振幅の和は、前記リセット相および前記色遷移相にわたって前記ディスプレイ媒体上のＤＣ平衡を維持するように設計される、インパルスオフセットを産出する、方法。
【請求項１０】
前記リセット相は、前記ディスプレイ上にレンダリングされる前の光学性質を消去する、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記色遷移相は、前記ディスプレイによって表示される光学性質を実質的に変化させる、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１の極性は、負電圧である、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１の極性は、正電圧である、請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
前記インパルスオフセットは、前記ディスプレイ媒体によって被られるキックバック電圧に比例する、請求項９に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１の持続時間および前記第２の持続時間は、同時に開始する、請求項９に記載の方法。
【請求項１６】
前記第４の持続時間は、前記第３の持続時間の間に生じる、請求項９に記載の方法。
【請求項１７】
前記第３の持続時間および前記第４の持続時間は、同時に開始する、請求項１６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１６年３月９日に出願された仮出願第６２／３０５，８３３号の利益を主張する。
【０００２】
本出願はまた、２０１５年９月１０日に出願された同時係属の出願第１４／８４９，６５８号に関連し、２０１４年９月１０日に出願された出願第６２／０４８，５９１号、２０１５年６月１日に出願された出願第６２／１６９，２２１号、および２０１５年６月２日に出願された出願第６２／１６９，７１０号の利益を主張する。上述した出願、ならびに以下に述べられる全ての米国の特許および公開され、同時係属の出願の全ての内容は、参照することによって本明細書において援用される。
【０００３】
本発明は、電気光学ディスプレイ、特に、排他的ではないが、複数の着色粒子を備える電気泳動材料の単一層を使用して、２つを上回る色をレンダリング可能な電気泳動ディスプレイを駆動するための方法に関する。
【背景技術】
【０００４】
（発明の背景）
用語「色」は、本明細書で使用されるように、黒色および白色を含む。白色粒子は、多くの場合、光散乱タイプである。
【０００５】
用語「グレー状態」は、結像技術におけるその従来的な意味で本明細書で使用され、２つの極限ピクセルの光学状態の中間の状態を指し、必ずしもこれら２つの極限状態の間の黒色−白色遷移を含意するわけではない。例えば、下記に参照されるいくつかのＥ  Ｉｎｋ特許および公開された出願は、中間グレー状態が実際には淡い青色であろうように、極限状態が白色および濃青色である、電気泳動ディスプレイを説明している。実際、すでに述べられたように、光学的状態の変化は、色の変化では全くない場合もある。用語「黒色および白色」は、以降では、ディスプレイの２つの極限光学状態を指すために本明細書で使用され得、通常、厳密に黒色および白色ではない、極限光学状態、例えば、前述の白色および濃青色状態を含むものとして理解されたい。
【０００６】
用語双安定および双安定性は、当技術分野におけるそれらの従来の意味で、少なくとも１つの光学特性が異なる第１および第２の表示状態を有する表示要素を備え、その第１または第２の表示状態のいずれかを呈するように、有限持続時間のアドレス指定パルスを用いて、任意の所与の要素が駆動されてから、アドレス指定パルスが終了した後に、表示要素の状態を変化させるために要求されるアドレス指定パルスの最小持続時間の少なくとも数倍、例えば、少なくとも４倍、その状態が持続するであろう、ディスプレイを指すために本明細書で使用される。グレースケール対応のいくつかの粒子ベースの電気泳動ディスプレイが、その極限黒色および白色状態においてだけではなく、また、その中間グレー状態においても安定しており、同じことがいくつかの他のタイプの電気光学ディスプレイに当てはまることが、米国特許第７，１７０，６７０号に示されている。本タイプのディスプレイは、適切には、「双安定性」ではなく、「多安定性」と呼ばれるが、便宜上、用語「双安定性」が、本明細書では、双安定性および多安定性ディスプレイの両方を網羅するために使用され得る。
【０００７】
用語「インパルス」は、電気泳動ディスプレイの駆動を指すために使用されるとき、ディスプレイが駆動される周期の間の時間に対して印加される電圧の積分を指すために本明細書で使用される。
【０００８】
広帯域または選択された波長のいずれかにおいて、光を吸収、散乱、または反射させる、粒子は、本明細書では、着色または顔料粒子と称される。染料またはフォトニック結晶等の光を吸収または反射させる、顔料（不溶性着色材料を意味するとものとしてのその用語の厳密な意味において）以外の種々の材料もまた、本発明の電気泳動媒体およびディスプレイにおいて使用されてもよい。
【０００９】
粒子ベースの電気泳動ディスプレイは、何年にもわたって、精力的研究および開発の対象となっている。そのようなディスプレイでは、複数の荷電粒子（時として、顔料粒子とも称される）が、電場の影響下で流体を通して移動する。電気泳動ディスプレイは、液晶ディスプレイと比較したときに、良好な輝度およびコントラスト、広視野角、状態双安定性、および低電力消費の属性を有することができる。それにもかかわらず、これらのディスプレイの長期画質に伴う問題は、その広範な使用を妨げている。例えば、電気泳動ディスプレイを構成する粒子は、沈降する傾向があり、これらのディスプレイの不十分な耐用年数をもたらす。
【００１０】
前述のように、電気泳動媒体は、流体の存在を要求する。大部分の先行技術の電気泳動媒体では、この流体は、液体であるが、電気泳動媒体は、ガス状流体を使用して産出されることもできる。例えば、Ｋｉｔａｍｕｒａ，Ｔ．，ｅｔ  ａｌ．，Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ｔｏｎｅｒ  ｍｏｖｅｍｅｎｔ  ｆｏｒ  ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  ｐａｐｅｒ−ｌｉｋｅ  ｄｉｓｐｌａｙ，ＩＤＷ  Ｊａｐａｎ，２００１，Ｐａｐｅｒ  ＨＣＳ１−１およびＹａｍａｇｕｃｈｉ，Ｙ．，ｅｔ  ａｌ．，Ｔｏｎｅｒ  ｄｉｓｐｌａｙ  ｕｓｉｎｇ  ｉｎｓｕｌａｔｉｖｅ  ｐａｒｔｉｃｌｅｓ  ｃｈａｒｇｅｄ  ｔｒｉｂｏｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ，ＩＤＷ  Ｊａｐａｎ，２００１，Ｐａｐｅｒ  ＡＭＤ４−４を参照されたい。また、米国特許第７，３２１，４５９号および第７，２３６，２９１号も参照されたい。そのようなガスベース電気泳動媒体は、例えば、媒体が垂直プレーンに配置される看板等、媒体がそのような沈降を可能にする配向で使用されるときにおいて、粒子沈降のために、液体ベース電気泳動媒体と同じ種類の問題の影響を受けやすいと考えられる。実際、粒子沈降は、液体のものと比較して、ガス状懸濁流体のより低い粘度が、電気泳動粒子のより高速沈降を可能にするため、気体ベースの電気泳動媒体では、液体ベースのものより深刻な問題であると考えられる。
【００１１】
Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＭＩＴ）およびＥ  Ｉｎｋ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎに譲渡され、またはそれらの名義である、多数の特許および出願は、カプセル化された電気泳動および他の電気光学媒体内で使用される種々の技術を説明している。そのようなカプセル化された媒体は、多数の小型カプセルを備え、それ自体がそれぞれ、電気泳動的可動粒子を流体媒体中に含有する内相と、内相を囲繞するカプセル壁とを備える。典型的には、カプセルは、それ自体が、ポリマー結合剤内に保持され、２つの電極間に位置付けられるコヒーレント層を形成する。これらの特許および出願に説明される技術として、以下が挙げられる。
（ａ）電気泳動粒子、流体、および流体添加物（例えば、米国特許第７，００２，７２８号および第７，６７９，８１４号参照）
（ｂ）カプセル、結合剤、およびカプセル化プロセス（例えば、米国特許第６，９２２，２７６号および第７，４１１，７１９号参照）
（ｃ）マイクロセル構造、壁材料、およびマイクロセルを形成する方法（例えば、米国特許第７，０７２，０９５号および第９，２７９，９０６号参照）
（ｄ）マイクロセルを充填およびシールするための方法（例えば、米国特許第７，１４４，９４２号および第７，７１５，０８８号参照）
（ｅ）電気光学材料を含有するフィルムおよびサブアセンブリ（例えば、米国特許第６，９８２，１７８号および第７，８３９，５６４号参照）
（ｆ）バックプレーン、接着剤層、および他の補助層、ならびにディスプレイにおいて使用される方法（例えば、米国特許第７，１１６，３１８号および第７，５３５，６２４号参照）
（ｇ）色形成および色調節（例えば、米国特許第６，０１７，５８４号、第６，５４５，７９７号、第６，６６４，９４４号、第６，７８８，４５２号、第６，８６４，８７５号、第６，９１４，７１４号、第６，９７２，８９３号、第７，０３８，６５６号、第７，０３８，６７０号、第７，０４６，２２８号、第７，０５２，５７１号、第７，０７５，５０２＊＊＊号、第７，１６７，１５５号、第７，３８５，７５１号、第７，４９２，５０５号、第７，６６７，６８４号、第７，６８４，１０８号、第７，７９１，７８９号、第７，８００，８１３号、第７，８２１，７０２号、第７，８３９，５６４＊＊＊号、第７，９１０，１７５号、第７，９５２，７９０号、第７，９５６，８４１号、第７，９８２，９４１号、第８，０４０，５９４号、第８，０５４，５２６号、第８，０９８，４１８号、第８，１５９，６３６号、第８，２１３，０７６号、第８，３６３，２９９号、第８，４２２，１１６号、第８，４４１，７１４号、第８，４４１，７１６号、第８，４６６，８５２号、第８，５０３，０６３号、第８，５７６，４７０号、第８，５７６，４７５号、第８，５９３，７２１号、第８，６０５，３５４号、第８，６４９，０８４号、第８，６７０，１７４号、第８，７０４，７５６号、第８，７１７，６６４号、第８，７８６，９３５号、第８，７９７，６３４号、第８，８１０，８９９号、第８，８３０，５５９号、第８，８７３，１２９号、第８，９０２，１５３号、第８，９０２，４９１号、第８，９１７，４３９号、第８，９６４，２８２号、第９，０１３，７８３号、第９，１１６，４１２号、第９，１４６，４３９号、第９，１６４，２０７号、第９，１７０，４６７号、第９，１７０，４６８号、第９，１８２，６４６号、第９，１９５，１１１号、第９，１９９，４４１号、第９，２６８，１９１号、第９，２８５，６４９号、第９，２９３，５１１号、第９，３４１，９１６号、第９，３６０，７３３号、第９，３６１，８３６号、第９，３８３，６２３号、および第９，４２３，６６６号、ならびに米国特許出願公開第２００８／００４３３１８号、第２００８／００４８９７０号、第２００９／０２２５３９８号、第２０１０／０１５６７８０号、第２０１１／００４３５４３号、第２０１２／０３２６９５７号、第２０１３／０２４２３７８号、第２０１３／０２７８９９５号、第２０１４／００５５８４０号、第２０１４／００７８５７６号、第２０１４／０３４０４３０号、第２０１４／０３４０７３６号、第２０１４／０３６２２１３号、第２０１５／０１０３３９４号、第２０１５／０１１８３９０号、第２０１５／０１２４３４５号、第２０１５／０１９８８５８号、第２０１５／０２３４２５０号、第２０１５／０２６８５３１号、第２０１５／０３０１２４６号、第２０１６／００１１４８４号、第２０１６／００２６０６２号、第２０１６／００４８０５４号、第２０１６／０１１６８１６号、第２０１６／０１１６８１８号、および第２０１６／０１４０９０９号参照）
（ｈ）ディスプレイを駆動するための方法（例えば、米国特許第５，９３０，０２６号、第６，４４５，４８９号、第６，５０４，５２４号、第６，５１２，３５４号、第６，５３１，９９７号、第６，７５３，９９９号、第６，８２５，９７０号、第６，９００，８５１号、第６，９９５，５５０号、第７，０１２，６００号、第７，０２３，４２０号、第７，０３４，７８３号、第７，０６１，１６６号、第７，０６１，６６２号、第７，１１６，４６６号、第７，１１９，７７２号、第７，１７７，０６６号、第７，１９３，６２５号、第７，２０２，８４７号、第７，２４２，５１４号、第７，２５９，７４４号、第７，３０４，７８７号、第７，３１２，７９４号、第７，３２７，５１１号、第７，４０８，６９９号、第７，４５３，４４５号、第７，４９２，３３９号、第７，５２８，８２２号、第７，５４５，３５８号、第７，５８３，２５１号、第７，６０２，３７４号、第７，６１２，７６０号、第７，６７９，５９９号、第７，６７９，８１３号、第７，６８３，６０６号、第７，６８８，２９７号、第７，７２９，０３９号、第７，７３３，３１１号、第７，７３３，３３５号、第７，７８７，１６９号、第７，８５９，７４２号、第７，９５２，５５７号、第７，９５６，８４１号、第７，９８２，４７９号、第７，９９９，７８７号、第８，０７７，１４１号、第８，１２５，５０１号、第８，１３９，０５０号、第８，１７４，４９０号、第８，２４３，０１３号、第８，２７４，４７２号、第８，２８９，２５０号、第８，３００，００６号、第８，３０５，３４１号、第８，３１４，７８４号、第８，３７３，６４９号、第８，３８４，６５８号、第８，４５６，４１４号、第８，４６２，１０２号、第８，５１４，１６８号、第８，５３７，１０５号、第８，５５８，７８３号、第８，５５８，７８５号、第８，５５８，７８６号、第８，５５８，８５５号、第８，５７６，１６４号、第８，５７６，２５９号、第８，５９３，３９６号、第８，６０５，０３２号、第８，６４３，５９５号、第８，６６５，２０６号、第８，６８１，１９１号、第８，７３０，１５３号、第８，８１０，５２５号、第８，９２８，５６２号、第８，９２８，６４１号、第８，９７６，４４４号、第９，０１３，３９４号、第９，０１９，１９７号、第９，０１９，１９８号、第９，０１９，３１８号、第９，０８２，３５２号、第９，１７１，５０８号、第９，２１８，７７３号、第９，２２４，３３８号、第９，２２４，３４２号、第９，２２４，３４４号、第９，２３０，４９２号、第９，２５１，７３６号、第９，２６２，９７３号、第９，２６９，３１１号、第９，２９９，２９４号、第９，３７３，２８９号、第９，３９０，０６６号、第９，３９０，６６１号、および第９，４１２，３１４号、ならびに米国特許出願公開第２００３／０１０２８５８号、第２００４／０２４６５６２号、第２００５／０２５３７７７号、第２００７／００９１４１８号、第２００７／０１０３４２７号、第２００７／０１７６９１２号、第２００８／００２４４２９号、第２００８／００２４４８２号、第２００８／０１３６７７４号、第２００８／０２９１１２９号、第２００８／０３０３７８０号、第２００９／０１７４６５１号、第２００９／０１９５５６８号、第２００９／０３２２７２１号、第２０１０／０１９４７３３号、第２０１０／０１９４７８９号、第２０１０／０２２０１２１号、第２０１０／０２６５５６１号、第２０１０／０２８３８０４号、第２０１１／００６３３１４号、第２０１１／０１７５８７５号、第２０１１／０１９３８４０号、第２０１１／０１９３８４１号、第２０１１／０１９９６７１号、第２０１１／０２２１７４０号、第２０１２／０００１９５７号、第２０１２／００９８７４０号、第２０１３／００６３３３３号、第２０１３／０１９４２５０号、第２０１３／０２４９７８２号、第２０１３／０３２１２７８号、第２０１４／０００９８１７号、第２０１４／００８５３５５号、第２０１４／０２０４０１２号、第２０１４／０２１８２７７号、第２０１４／０２４０２１０号、第２０１４／０２４０３７３号、第２０１４／０２５３４２５号、第２０１４／０２９２８３０号、第２０１４／０２９３３９８号、第２０１４／０３３３６８５号、第２０１４／０３４０７３４号、第２０１５／００７０７４４号、第２０１５／００９７８７７号、第２０１５／０１０９２８３号、第２０１５／０２１３７４９号、第２０１５／０２１３７６５号、第２０１５／０２２１２５７号、第２０１５／０２６２２５５号、第２０１５／０２６２５５１号、第２０１６／００７１４６５号、第２０１６／００７８８２０号、第２０１６／００９３２５３号、第２０１６／０１４０９１０号、および第２０１６／０１８０７７７号参照）（これらの特許および出願は、以降、ＭＥＤＥＯＤ（電気光学ディスプレイを駆動するための方法）出願と称され得る）
（ｉ）ディスプレイの用途（例えば、米国特許第７，３１２，７８４号および第８，００９，３４８号参照）
（ｊ）非電気泳動ディスプレイ（例えば、米国特許第６，２４１，９２１号ならびに米国特許出願公開第２０１５／０２７７１６０号ならびに米国特許出願公開第２０１５／０００５７２０号および２０１６／００１２７１０号参照）。
【００１２】
前述の特許および出願の多くは、カプセル化された電気泳動媒体内の離散マイクロカプセルを囲繞する壁が、連続相と置換され、したがって、電気泳動媒体が、電気泳動流体の複数の離散液滴と、ポリマー材料の連続相とを備える、いわゆるポリマー分散型電気泳動ディスプレイを産出し得、そのようなポリマー分散型電気泳動ディスプレイ内の電気泳動流体の離散液滴は、いかなる離散カプセル膜も各個々の液滴と関連付けられないにもかかわらず、カプセルまたはマイクロカプセルと見なされ得ることを認識する。例えば、米国特許第６，８６６，７６０号を参照されたい。故に、本願の目的のために、そのようなポリマー分散型電気泳動媒体は、カプセル化された電気泳動媒体の亜種と見なされる。
【００１３】
関連タイプの電気泳動ディスプレイは、いわゆる「マイクロセル電気泳動ディスプレイ」である。マイクロセル電気泳動ディスプレイでは、荷電粒子および流体は、マイクロカプセル内にカプセル化されないが、代わりに、伝搬媒体、典型的には、ポリマーフィルム内に形成される複数の空洞内に留保される。例えば、両方ともＳｉｐｉｘ  Ｉｍａｇｉｎｇ，Ｉｎｃ．に譲渡された、米国特許第６，６７２，９２１号および第６，７８８，４４９号を参照されたい。
【００１４】
電気泳動媒体は、多くの場合、不透明であり（例えば、多くの電気泳動媒体では、粒子は、ディスプレイを通る可視光の透過を実質的に遮断するため）反射モードで動作し得るが、多くの電気泳動ディスプレイは、１つのディスプレイ状態が実質的に不透明であり、１つは、光透過性である、いわゆる「シャッタモード」で動作するように作製されることができる。例えば、米国特許第５，８７２，５５２号、第６，１３０，７７４号、第６，１４４，３６１号、第６，１７２，７９８号、第６，２７１，８２３号、第６，２２５，９７１号、および第６，１８４，８５６号を参照されたい。誘電泳動ディスプレイは、電気泳動ディスプレイと類似するが、電場強度の変動に依拠し、類似のモードで動作することができる。米国特許第４，４１８，３４６号を参照されたい。他のタイプの電気光学ディスプレイもまた、シャッタモードで動作することが可能であり得る。シャッタモードで動作する電気光学媒体は、フルカラーディスプレイのために、多層構造で使用されることができる。そのような構造では、ディスプレイの視認表面に隣接する少なくとも１つの層は、シャッタモードで動作して、視認表面からより離れた第２の層を暴露または隠蔽する。
【００１５】
カプセル化された電気泳動ディスプレイは、典型的には、従来的な電気泳動デバイスのクラスタ化および沈降故障モードに悩まされることがなく、様々な可撓性および剛性基板上にディスプレイを印刷またはコーティングする能力等のさらなる利点を提供する。（「印刷」という語の使用は、限定ではないが、前計量コーティング、例えば、パッチダイコーティング、スロットまたは押出コーティング、スライドまたはカスケードコーティング、カーテンコーティング等、ロールコーティング、例えば、ナイフオーバーロールコーティング、フォワード・リバースロールコーティング等のグラビアコーティング、浸漬コーティング、吹き付けコーティング、メニスカスコーティング、スピンコーティング、ブラシコーティング、エアナイフコーティング、シルクスクリーン印刷プロセス、静電気印刷プロセス、熱印刷プロセス、インクジェット印刷プロセス、電気泳動析出（米国特許第７，３３９，７１５号参照）、および他の類似技法を含む、あらゆる形態の印刷ならびにコーティングを含むことを意図している。）したがって、結果として生じるディスプレイは、可撓性であり得る。さらに、ディスプレイ媒体は（種々の方法を使用して）印刷されることができるため、ディスプレイ自体は、安価に作製されることができる。
【００１６】
前述のように、最も単純な先行技術電気泳動媒体は、本質的に、２つの色のみを表示する。そのような電気泳動媒体は、第２の異なる色を有する着色流体中の第１の色を有する単一タイプの電気泳動粒子（その場合、第１の色は、粒子がディスプレイの視認表面に隣接するときに表示され、第２の色は、粒子が視認表面から離間されるときに表示される）、または非着色流体中の異なる第１および第２の色を有する第１および第２のタイプの電気泳動粒子（その場合、第１の色は、第１のタイプの粒子がディスプレイの視認表面に隣接してあるときに表示され、第２の色は、第２のタイプの粒子が視認表面に隣接してあるときに表示される）のいずれかを使用する。典型的には、２つの色は、黒色および白色である。フルカラーディスプレイが所望される場合、色フィルタアレイが、モノクロ（黒色および白色）ディスプレイの視認表面にわたって堆積されてもよい。色フィルタアレイを伴うディスプレイは、面積共有および色混成に依拠して、色刺激を作成する。利用可能なディスプレイ面積は、赤色／緑色／青色（ＲＧＢ）または赤色／緑色／青色／白色（ＲＧＢＷ）等の３または４原色間で共有され、フィルタが、１次元（ストライプ）または２次元（２×２）反復パターンで配列されることができる。他の選択肢の原色または３つを上回る原色もまた、当技術分野において公知である。３つ（ＲＧＢディスプレイの場合）または４つ（ＲＧＢＷディスプレイの場合）のサブピクセルが、意図される視認距離において、それらが視覚的にともに均一色刺激（「色混成」）を伴う単一ピクセルに混成するように十分に小さくあるように選定される。面積共有の固有の不利点は、着色剤が常時存在し、色が、下層モノクロディスプレイの対応するピクセルを白色または黒色に切り替える（対応する原色をオンまたはオフに切り替える）ことによってのみ変調されることができることである。例えば、理想的ＲＧＢＷディスプレイでは、赤色、緑色、青色、および白色原色はそれぞれ、ディスプレイ面積の４分の１（４つのうちの１つのサブピクセル）を占有し、白色サブピクセルは、下層モノクロディスプレイの白色と同程度に明るいが、着色サブピクセルはそれぞれ、モノクロディスプレイの白色の３分の１より明るくない。全体としてディスプレイによって示される白色の明るさは、白色サブピクセルの明るさの２分の１を上回り得ない（ディスプレイの白色面積は、各４つのうちの１つの白色サブピクセルに加えて、白色サブピクセルの３分の１に匹敵するその着色形態における各着色サブピクセルを表示することによって産出され、したがって、組み合わせられる３つの着色サブピクセルは、１つの白色サブピクセルを上回って寄与しない）。色の明るさおよび飽和は、黒色に切り替えられる色ピクセルとの面積共有によって低下される。面積共有は、等しい明るさの任意の他の色より明るく、飽和された黄色が、白色とほぼ同程度に明るいため、黄色を混合するときに特に問題となる。青色ピクセル（ディスプレイ面積の４分の１）から黒色への切替は、黄色を著しく暗くさせる。
【００１７】
多層スタック式電気泳動ディスプレイは、当技術分野において公知である。例えば、Ｊ．Ｈｅｉｋｅｎｆｅｌｄ，Ｐ．Ｄｒｚａｉｃ，Ｊ−Ｓ  Ｙｅｏ  ａｎｄ  Ｔ．Ｋｏｃｈ，Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  ｔｈｅ  ＳＩＤ，１９（２），２０１１，ｐｐ．１２９−１５６を参照されたい。そのようなディスプレイでは、周囲光が、従来のカラー印刷と正に同様に、減法三原色のそれぞれにおける画像を通して通過する。米国特許第６，７２７，８７３号は、スタック式電気泳動ディスプレイを説明しており、切替可能なセルの３つの層が、反射背景にわたって設置される。着色粒子が、側方に移動される（国際出願第ＷＯ２００８／０６５６０５号参照）、または垂直および側方運動の組み合わせを使用して、マイクロセルの中に隔離される、類似ディスプレイも、公知である。両場合において、各層は、３つの層のそれぞれが薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の層（ＴＦＴの３つの層のうちの２つは、実質的に透明でなければならない）および光透過性対電極を要求するように、着色粒子をピクセル毎に濃縮または分散させる役割を果たす、電極を提供される。そのような複雑な配列の電極は、製造コストがかかり、現在最先端の技術では、特に、ディスプレイの白色状態が電極のいくつかの層を通して視認されなければならないため、ピクセル電極の十分に透明なプレーンを提供することが困難である。多層ディスプレイはまた、ディスプレイスタックの厚さがピクセルサイズに接近し、またはそれを超えるため、視差問題に悩まされる。
【００１８】
米国出願公開第２０１２／０００８１８８号および第２０１２／０１３４００９号は独立してアドレス指定可能なピクセル電極と、共通光透過性フロント電極とを備える、単一バックプレーンを有する、多色電気泳動ディスプレイを説明している。バックプレーンとフロント電極との間には、複数の電気泳動層が配置される。これらの出願に説明されるディスプレイは、原色のいずれか（赤色、緑色、青色、シアン色、マゼンタ色、黄色、白色、および黒色）を任意のピクセル場所にレンダリング可能である。しかしながら、アドレス指定電極の単一セット間に位置する複数の電気泳動層の使用という不利点がある。特定の層内の粒子によって被られる電場は、同一電圧でアドレス指定される単一電気泳動層の場合に該当するであろうものより低い。加えて、視認表面に最も近い電気泳動層内の光学損失（例えば、光散乱または望ましくない吸光によって生じる）は、下層電気泳動層内に形成される画像の外観に影響を及ぼし得る。
【００１９】
単一電気泳動層を使用してフルカラー電気泳動ディスプレイを提供するための試みが、成されている。例えば、米国特許出願公開第２０１３／０２０８３３８号は、クリアかつ無色または着色溶媒中に分散される１つまたは２つのタイプの顔料粒子を備える、電気泳動流体を備え、電気泳動流体が、共通電極と複数のピクセルまたは駆動電極との間に配置される、カラーディスプレイを説明している。駆動電極は、背景層を暴露するように配列される。米国特許出願公開第２０１４／０１７７０３１号は、反対電荷極性を搬送し、２つのコントラスト色である、２つのタイプの荷電粒子を備える、電気泳動流体で充填される、ディスプレイセルを駆動するための方法を説明している。２つのタイプの顔料粒子は、着色溶媒またはその中に分散される非荷電もしくは弱荷電着色粒子を伴う溶媒中に分散される。本方法は、全駆動電圧の約１〜約２０％である駆動電圧を印加することによって、ディスプレイセルを駆動し、溶媒の色または非荷電もしくは弱荷電着色粒子の色を表示することを含む。米国特許出願公開第２０１４／００９２４６５号および第２０１４／００９２４６６号は、電気泳動流体と、電気泳動ディスプレイを駆動するための方法とを説明している。流体は、第１、第２、および第３のタイプの顔料粒子を備え、その全ては、溶媒または溶媒混合物中に分散される。第１および第２のタイプの顔料粒子は、反対電荷極性を搬送し、第３のタイプの顔料粒子は、第１または第２のタイプの電荷レベルの約５０％未満である電荷レベルを有する。３つのタイプの顔料粒子は、異なるレベルの閾値電圧、または異なるレベルの移動度、もしくは両方を有する。これらの特許出願のいずれも、その用語が以下で使用される意味でのフルカラーディスプレイを開示していない。
【００２０】
米国特許出願公開第２００７／００３１０３１号は、各ピクセルが、白色、黒色、および１つの他の色を表示可能である、ディスプレイ媒体上に画像を表示するために、画像データを処理するための画像処理デバイスを説明している。米国特許出願公開第２００８／０１５１３５５号、第２０１０／０１８８７３２号、および第２０１１／０２７９８８５号は、可動粒子が多孔性構造を通して移動する、カラーディスプレイを説明している。米国特許出願公開第２００８／０３０３７７９号および第２０１０／００２０３８４号は、異なる色の第１、第２、および第３の粒子を備える、ディスプレイ媒体を説明している。第１および第２の粒子は、凝集体を形成することができ、より小さい第３の粒子は、凝集された第１および第２の粒子間に残された開口を通して移動することができる。米国特許出願公開第２０１１／０１３４５０６号は、一対の基板間に封入される複数のタイプの粒子を含み、基板のうちの少なくとも１つが、半透明であり、個別の複数のタイプの粒子がそれぞれ、同一極性で荷電され、光学性質が異なり、移動するための移行速度および／または電場閾値のいずれかにおいて異なり、半透明ディスプレイ側電極が、半透明基板が配置される基板側に提供され、第１の裏側電極が、他の基板の側に提供され、ディスプレイ側電極に面し、第２の裏側電極が、他の基板の側に提供され、ディスプレイ側電極に面する、電気泳動表示要素と、複数のタイプの粒子からの最速移行速度を有する粒子のタイプまたはタイプの粒子が、複数のタイプの粒子からの最低閾値を有する粒子のタイプが、シーケンスにおいて、異なるタイプの粒子のそれぞれ別に、第１の裏側電極または第２の裏側電極に移動され、次いで、第１の裏側電極に移動される粒子が、ディスプレイ側電極に移動されるように、ディスプレイ側電極、第１の裏側電極、および第２の裏側電極に印加される電圧を制御する、電圧制御区分とを含む、ディスプレイデバイスを説明している。米国特許出願公開第２０１１／０１７５９３９号、第２０１１／０２９８８３５号、第２０１２／０３２７５０４号、および第２０１２／０１３９９６６号は、複数の粒子の凝集および閾値電圧に依拠する、カラーディスプレイを説明している。米国特許出願公開第２０１３／０２２２８８４号は、着荷電基含有ポリマーおよび着色剤を含有色粒子と、着色粒子に付着され、共重合成分として、反応性モノマーおよび具体的モノマー群から選択された少なくとも１つのモノマーを含有する、分岐シリコーンベースのポリマーとを含有する、電気泳動粒子を説明している。米国特許出願公開第２０１３／０２２２８８５号は、分散媒体と、分散媒体中に分散され、電場下で移行する、着色電気泳動粒子群と、移行せず、電気泳動粒子群のものと異なる色を有する、非電気泳動粒子群と、分散液体全体に基づいて約０．０１対約１質量％の比率で分散媒体中に含有される、中立極性群および疎水性群を有する、化合物とを含有する、電気泳動ディスプレイのための分散液体を説明している。米国特許出願公開第２０１３／０２２２８８６号は、７．９５（Ｊ／ｃｍ３）１／２以上の可溶性パラメータの差異を伴う、着色剤および親水性樹脂を含む、コア粒子と、コア粒子のそれぞれの表面を被覆し、疎水性樹脂を含有する、シェルとを含有する、浮動粒子を含む、ディスプレイのための分散液体を説明している。米国特許出願公開第２０１３／０２２２８８７号および第２０１３／０２２２８８８号は、規定された化学組成を有する、電気泳動粒子を説明している。最後に、米国特許出願公開第２０１４／０１０４６７５号は、電場に応答して移動する、第１および第２の着色粒子と、分散媒体とを含み、第２の着色粒子が、第１の着色粒子より大きい直径および第１の色粒子の電荷特性と同一電荷特性を有し、ディスプレイの単位面積あたりの第１の着色粒子の電荷量Ｃｓ対第２の着色粒子の電荷量Ｃｌの比率（Ｃｓ／Ｃｌ）が５未満またはそれと等しい、粒子分散を説明している。前述のディスプレイのうちのいくつかは、フルカラーを提供するが、時間がかかり、かつ煩雑である、アドレス指定方法を要求することを犠牲とする。
【００２１】
米国特許出願公開第２０１２／０３１４２７３号および第２０１４／０００２８８９号は、絶縁液体内に含まれる複数の第１および第２の電気泳動粒子を含み、第１および第２の粒子が、相互に異なる、異なる電荷特性を有する、電気泳動デバイスを説明しており、本デバイスはさらに、絶縁液体内に含まれ、繊維構造から形成される、多孔性層を備える。これらの特許出願は、その用語が以下に使用される意味でのフルカラーディスプレイではない。
【００２２】
また、米国特許出願公開第２０１１／０１３４５０６号および前述の出願第１４／２７７，１０７号も参照されたい。後者は、着色流体中の３つの異なるタイプの粒子を使用する、フルカラーディスプレイを説明しているが、着色流体の存在は、ディスプレイによって達成され得る白色状態の品質を限定する。
【００２３】
高分解能ディスプレイを得るために、ディスプレイの個々のピクセルは、隣接ピクセルからの干渉を伴わずに、アドレス指定可能でなければならない。本目的を達成するための１つの方法は、「アクティブマトリクス」ディスプレイを産出するために、各ピクセルと関連付けられた少なくとも１つの非線形要素を伴う、トランジスタまたはダイオード等の非線形要素のアレイを提供することである。１つのピクセルをアドレス指定する、アドレス指定またはピクセル電極は、関連付けられた非線形要素を通して、適切な電圧源に接続される。典型的には、非線形要素がトランジスタであるとき、ピクセル電極は、トランジスタのドレインに接続され、本配列は、以下の説明において仮定されるであろうが、本質的に、恣意的であり、ピクセル電極は、トランジスタのソースにも接続され得る。従来、高分解能アレイでは、ピクセルは、任意の具体的ピクセルが、１つの規定された行および１つの規定された列の交差点によって一意に画定されるように、行および列の２次元アレイで配列される。各列内の全トランジスタのソースは、単一列電極に接続される一方、各行内の全トランジスタのゲートは、単一行電極に接続される。再び、行へのソースおよび列へのゲートの割当は、従来のものであるが、本質的に、恣意的であり、所望に応じて、逆転され得る。行電極は、行ドライバに接続され、これは、本質的に、任意の所与の瞬間において、１つのみの行が選択される、すなわち、選択された行内の全トランジスタが伝導性であることを確実にするような選択電圧が選択された行電極に印加される一方、これらの非選択された行内の全トランジスタが非伝導性のままであることを確実にするように、非選択電圧が全ての他の行に印加されることを確実にする。列電極は、列ドライバに接続され、これは、種々の列電極上に、選択された行内のピクセルをその所望の光学状態に駆動するように選択された電圧をかける。（前述の電圧は、従来、電気光学媒体の非線形アレイと反対側に提供され、全体的ディスプレイを横断して延在する、共通フロント電極に対するものである。）「ラインアドレス時間」として知られる事前に選択された間隔後、選択された行は、選択解除され、次の行が、選択され、列ドライバ上の電圧は、ディスプレイの次のラインが書き込まれるように変化される。本プロセスは、ディスプレイ全体が行毎様式で書き込まれるように繰り返される。
【００２４】
従来、各ピクセル電極は、ピクセル電極およびコンデンサ電極がコンデンサを形成するように、それと関連付けられたコンデンサ電極を有する。例えば、国際特許出願第ＷＯ０１／０７９６１号を参照されたい。いくつかの実施形態では、Ｎ型半導体（例えば、非晶質シリコン）が、トランジスタを形成するために使用されてもよく、ゲート電極に印加される「選択」および「非選択」電圧は、それぞれ、正および負であることができる。
【００２５】
付随の図面の図１０は、電気泳動ディスプレイの単一ピクセルの例示的等価回路を描写する。図示されるように、回路は、ピクセル電極とコンデンサ電極との間に形成される、コンデンサ１０を含む。電気泳動媒体２０は、並列のコンデンサおよび抵抗器として表される。いくつかのインスタンスでは、ピクセルと関連付けられたトランジスタのゲート電極とピクセル電極との間の直接または間接結合静電容量３０（通常、「寄生静電容量」と称される）は、望ましくない雑音をディスプレイにもたらし得る。通常、寄生静電容量３０は、貯蔵コンデンサ１０のものよりはるかに小さく、ディスプレイのピクセル行が、選択または選択解除されると、寄生静電容量３０は、「キックバック電圧」としても知られる、わずかな負のオフセット電圧をピクセル電極にもたらし得、これは、通常、２ボルト未満である。いくつかの実施形態では、望ましくない「キックバック電圧」を補償するために、Ｖｃｏｍがキックバック電圧（ＶＫＢ）と等しい値に設定されると、ディスプレイに供給される全ての電圧が、同一量だけオフセットされ、正味ＤＣ非平衡が被られ得ないように、共通電位Ｖｃｏｍが、各ピクセルと関連付けられたトッププレーン電極およびコンデンサ電極に供給されてもよい。
【００２６】
しかしながら、Ｖｃｏｍがキックバック電圧に対して補償される電圧に設定されるとき、問題が生じ得る。これは、バックプレーン単独から利用可能なものより高い電圧をディスプレイに印加するために所望されるときに生じ得る。例えば、ディスプレイに印加される最大電圧は、バックプレーンが、例えば、公称＋Ｖ、０、または−Ｖの選択肢を供給される一方、Ｖｃｏｍが-Ｖを供給される場合、２倍にされてもよいことが、当技術分野において周知である。この場合に被られる最大電圧は、＋２Ｖ（すなわち、トッププレーンに対してバックプレーンにおいて）である一方、最小電圧は、ゼロである。負電圧が必要とされる場合、Ｖｃｏｍ電位は、少なくともゼロまで上昇されなければならない。トッププレーン切替を使用して、正および負の電圧でディスプレイをアドレス指定するために使用される波形は、したがって、１つを上回るＶｃｏｍ電圧設定のそれぞれに配分される特定のフレームを有していなければならない。
【００２７】
（上記に説明されるように）Ｖｃｏｍが、ＶＫＢに計画的に設定されるとき、別個の電力供給源が、使用されてもよい。しかしながら、トッププレーン切替が使用されるとき、Ｖｃｏｍ設定と同数の別個の電力供給源を使用することは、コストがかかり、かつ不便である。したがって、バックプレーンおよびＶｃｏｍのための同一電力供給源を使用して、キックバック電圧によって生じるＤＣオフセットを補償する方法の必要性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２８】
【特許文献１】米国特許第７，１７０，６７０号明細書
【特許文献２】米国特許第７，３２１，４５９号明細書
【特許文献３】米国特許第７，２３６，２９１号明細書
【特許文献４】米国特許第６，７２７，８７３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２９】
（発明の要約）
故に、本発明は、キックバック電圧の存在およびフロント電極に印加される電圧の変化にかかわらずＤＣ平衡される、電気光学ディスプレイを駆動する方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
故に、一側面では、本発明は、フロント電極、バックプレーン、およびフロント電極とバックプレーンとの間に位置付けられる、ディスプレイ媒体を有する、電気光学ディスプレイを駆動するための方法を提供する。本方法は、第１の駆動相をディスプレイ媒体に印加することを含み、第１の駆動相は、第１の信号および第２の信号を有し、第１の信号は、第１の極性、時間の関数としての第１の振幅、および第１の持続時間を有し、第２の信号は、第１の信号に続き、第１の極性と反対の第２の極性、時間の関数としての第２の振幅、および第２の持続時間を有し、それにより、第１の持続時間にわたって積分される時間の関数としての第１の振幅と、第２の持続時間にわたって積分される時間の関数としての第２の振幅との和は、第１のインパルスオフセットを産出する。本方法はさらに、第２の駆動相をディスプレイ媒体に印加することを含み、第２の駆動相は、第２のインパルスオフセットを産出し、第１および第２のインパルスオフセットの和は、実質的にゼロである。
【００３１】
ある他の側面では、本発明はまた、フロント電極、バックプレーン、およびフロント電極とバックプレーンとの間に位置付けられる、ディスプレイ媒体を有する、電気光学ディスプレイを駆動するための方法を提供し、本方法は、リセット相および色遷移相をディスプレイに印加することを含む。リセット相は、第１の極性、時間の関数としての第１の振幅、および第１の持続時間を有する、第１の信号をフロント電極上に印加することと、第１の極性と反対の第２の極性、時間の関数としての第２の振幅、および第１の持続時間の間の第２の持続時間を有する、第２の信号をバックプレーン上に印加することと、第２の極性、時間の関数としての第３の振幅、および第１の持続時間が先行する第３の持続時間を有する、第３の信号をフロント電極上に印加することと、第１の極性、時間の関数としての第４の振幅、および第２の持続時間が先行する第４の持続時間を有する、第４の信号をバックプレーン上に印加することとを含む。第１の持続時間にわたって積分される時間の関数としての第１の振幅と、第２の持続時間にわたって積分される時間の関数としての第２の振幅と、第３の持続時間にわたって積分される時間の関数としての第３の振幅と、第４の持続時間にわたって積分される時間の関数としての第４の振幅の和は、リセット相および色遷移相にわたってディスプレイ媒体上のＤＣ平衡を維持するように設計される、インパルスオフセットを産出する。
【００３２】
本発明のディスプレイ内で使用される電気泳動媒体は、前述の出願第１４／８４９，６５８号に説明されるもののいずれかであってもよい。そのような媒体は、典型的には、白色である、光散乱粒子と、３つの実質的に非光散乱である粒子とを備える。本発明の電気泳動媒体は、前述の形態のいずれかであってもよい。したがって、電気泳動媒体は、カプセル化されず、カプセル壁によって囲繞される離散カプセル内にカプセル化され、またはポリマー分散型もしくはマイクロセル媒体の形態であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】付随の図面の図１は、黒色、白色、減法三原色、および加法三原色を表示するときの本発明の電気泳動媒体中の種々の粒子の位置を示す、概略断面である。
【図２】図２は、概略形態において、本発明において使用される４つのタイプの顔料粒子を示す。
【図３】図３は、概略形態において、本発明の粒子対間の相互作用の相対的強度を示す。
【図４】図４は、概略形態において、可変強度および持続時間の電場を受けるときの本発明の粒子の挙動を示す。
【図５】図５Ａおよび５Ｂは、図１に示される電気泳動媒体を、それぞれ、その黒色および白色状態に駆動するために使用される、波形を示す。
【図６】図６Ａおよび６Ｂは、図１に示される電気泳動媒体を、そのマゼンタ色および青色状態に駆動するために使用される、波形を示す。図６Ｃおよび６Ｄは、図１に示される電気泳動媒体を、その黄色および緑色状態に駆動するために使用される、波形を示す。
【図７】図７Ａおよび７Ｂは、図１に示される電気泳動媒体を、それぞれ、その赤色およびシアン色状態に駆動するために使用される、波形を示す。
【図８】図８−９は、図５Ａ−５Ｂ、６Ａ−６Ｄ、および７Ａ−７Ｂに示されるものの代わりに、図１に示される電気泳動媒体を全てのその色状態に駆動するために使用され得る、波形を図示する。
【図９】図８−９は、図５Ａ−５Ｂ、６Ａ−６Ｄ、および７Ａ−７Ｂに示されるものの代わりに、図１に示される電気泳動媒体を全てのその色状態に駆動するために使用され得る、波形を図示する。
【図１０】図１０は、すでに述べられたように、電気泳動ディスプレイの単一ピクセルの例示的等価回路を図示する。
【図１１】図１１は、本発明の駆動スキームにおいて１つの色を生成するために使用される波形の、フロントおよびピクセル電極の時間に伴う変動ならびに電気泳動媒体を横断して得られる電圧を示す、概略電圧対時間図である。
【図１２】図１２は、図１１に示される波形のリセット相のフロントおよびピクセル電極の時間に伴う変動を示す、概略電圧対時間図であり、また、以下に説明されるＤＣ平衡計算において使用される種々のパラメータを示す。
【図１３】図１３は、ＤＣ平衡駆動波形において使用される種々のパラメータを示す、別の概略電圧対時間図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
（詳細な説明）
前述のように、本発明は、１つの光散乱粒子（典型的には、白色）と、減法三原色を提供する３つの他の粒子とを備える、電気泳動媒体と併用されてもよい。
【００３５】
減法三原色を提供する３つの粒子は、実質的に非光散乱性（「ＳＮＬＳ」）であってもよい。ＳＮＬＳ粒子の使用は、色の混合を可能にし、同一数の散乱粒子で達成され得るものより多くの色結果を提供する。前述のＵＳ２０１２／０３２７５０４号は、減法原色を有する粒子を使用するが、非白色粒子の独立アドレス指定のための２つの異なる電圧閾値を要求する（すなわち、ディスプレイは、３つの正および３つの負の電圧を用いてアドレス指定される）。これらの閾値は、クロストークの回避のために十分に分離されなければならず、本分離は、いくつかの色に関して高アドレス指定電圧の使用を余儀なくする。加えて、最高閾値での着色粒子のアドレス指定はまた、全ての他の着色粒子を移動させる。
【００３６】
これらの他の粒子は、続いて、より低い電圧において、その所望の位置に切り替えられなければならない。そのような段階的色アドレス指定スキームは、望ましくない色の点滅および長遷移時間を産出する。本発明は、そのような段階的波形の使用を要求せず、全ての色へのアドレス指定は、以下に説明されるように、２つの正および２つの負の電圧のみで達成されることができる（すなわち、２つの正、２つの負、およびゼロのみの５つの異なる電圧が、ディスプレイにおいて要求されるが、以下に説明されるように、ある実施形態では、より多くの異なる電圧を使用して、ディスプレイをアドレス指定することが好ましくあり得る）。
【００３７】
すでに述べられたように、付随の図面の図１は、黒色、白色、減法三原色、および加法三原色を表示するときの本発明の電気泳動媒体中の種々の粒子の位置を示す、概略断面である。図１では、ディスプレイの視認表面は、上部にあると仮定される（図示されるように）、すなわち、ユーザは、ディスプレイを本方向から視認し、光は、本方向から入射する。すでに述べられたように、好ましい実施形態では、本発明の電気泳動媒体において使用される４つの粒子のうちの１つのみが、光を実質的に散乱させ、図１では、本粒子は、白色顔料であると仮定される。基本的に、本光散乱白色粒子は、白色反射体を形成し、それに対して白色粒子の上方の任意の粒子（図１に図示されるように）が、視認される。これらの粒子を通して通過する、ディスプレイの視認表面に進入する光は、白色粒子から反射され、これらの粒子を通して戻り、ディスプレイから出現する。したがって、白色粒子の上方の粒子は、種々の色を吸収し得、ユーザに現れる色は、白色粒子の上方の粒子の組み合わせから生じるものである。白色粒子の下方（ユーザの視点から背後）に配置される任意の粒子は、白色粒子によってマスクされ、表示される色に影響を及ぼさない。第２、第３、および第４の粒子は、実質的に非光散乱性であるため、相互に対するその順序または配列は、重要ではないが、すでに述べられた理由から、白色（光散乱）粒子に対するその順序または配列は、重要である。
【００３８】
より具体的には、シアン色、マゼンタ色、および黄色粒子が、白色粒子の下方にあるとき（図１における状況［Ａ］）、白色粒子の上方に粒子は、存在せず、ピクセルは、単に、白色を表示する。単一粒子が、白色粒子の上方にあるとき、その単一粒子の色が、それぞれ、図１における状況［Ｂ］、［Ｄ］、および［Ｆ］において黄色、マゼンタ色、およびシアン色で表示される。２つの粒子が白色粒子の上方にあるとき、表示される色は、これらの２つの粒子のものの組み合わせである。すなわち、図１における状況［Ｃ］では、マゼンタ色および黄色粒子は、赤色を表示し、状況［Ｅ］では、シアン色およびマゼンタ色粒子は、青色を表示し、状況［Ｇ］では、黄色およびシアン色粒子は、緑色を表示する。最後に、全３つの着色粒子が、白色粒子の上方にあるとき（図１における状況［Ｈ］）、全ての入射光は、減法三原色着色粒子によって吸収され、ピクセルは、黒色を表示する。
【００３９】
ディスプレイが、２つのタイプの光散乱粒子を備え、そのうちの一方が白色であり、他方が着色されるであろうように、１つの減法原色が、光を散乱させる粒子によってレンダリングされ得ることが可能性として考えられる。しかしながら、この場合、白色粒子を覆う他の着色粒子に対する光散乱着色粒子の位置は、重要となるであろう。例えば、黒色をレンダリングする際（全３つの着色粒子が白色粒子の上方にあるとき）散乱着色粒子は、非散乱着色粒子の上方にあることができない（そうでなければ、それらは、散乱粒子の背後に部分的または完全に隠蔽され、レンダリングされる色は、散乱着色粒子のものであり、黒色ではないであろう）。
【００４０】
１つを上回るタイプの着色粒子が光を散乱させる場合、黒色をレンダリングすることは、容易ではないであろう。
【００４１】
図１は、色が汚染されない（すなわち、光散乱白色粒子が白色粒子の背後にある任意の粒子を完全にマスクする）、理想的状況を示す。実際は、白色粒子によるマスクは、理想的には完全にマスクされるであろう粒子による光のわずかな吸収が存在し得るように非完璧であり得る。そのような汚染は、典型的には、レンダリングされる色の明度および彩度の両方を低減させる。本発明の電気泳動媒体では、そのような色汚染は、形成される色が色レンダリングのための産業規格に匹敵する点まで最小限にされるはずである。特に好ましい規格は、ＳＮＡＰ（新聞広告産出のための規格）であり、これは、上記に参照される８原色毎にＬ＊、ａ＊、およびｂ＊値を規定する。（以降、「原色」は、図１に示されるように、８つの色、すなわち、黒色、白色、減法三原色、および加法三原色を指すために使用されるであろう。）
【００４２】
図１に示されるように、複数の異なる着色粒子を「層」内に電気泳動的に配列するための方法は、先行技術に説明されている。最も単純なそのような方法は、異なる電気泳動移動度を有する、「競合」顔料を伴う。例えば、米国特許第８，０４０，５９４号を参照されたい。そのような競合は、荷電顔料自体の運動が電気泳動流体中で局所的に被られる電場を変化させるため、一見理解され得るよりも複雑である。例えば、正荷電粒子が、カソードに向かって、負荷電粒子が、アノードに向かって移動するにつれて、その電荷は、２つの電極間の中間の荷電粒子によって被られる電場を遮蔽する。顔料競合が、本発明の電気泳動に関わるが、これは、図１に図示される粒子の配列に責任がある単独現象ではないと考えられる。
【００４３】
複数の粒子の運動を制御するために採用され得る、第２の現象は、異なる顔料タイプ間の異種凝集である。例えば、前述の第ＵＳ２０１４／００９２４６５号を参照されたい。そのような凝集は、電荷媒介され得る（Ｃｏｕｌｏｍｂｉｃ）、または、例えば、水素結合もしくはｖａｎ  ｄｅｒ  Ｗａａｌｓ相互作用の結果として生じ得る。相互作用の強度は、顔料粒子の表面処理の選択肢によって影響され得る。例えば、Ｃｏｕｌｏｍｂｉｃ相互作用は、立体障壁（典型的には、一方または両方の粒子の表面にグラフト結合または吸着されるポリマー）によって反対荷電粒子の最近傍接近距離が最大限にされるとき、弱化され得る。本発明では、前述のように、そのようなポリマー障壁は、第１および第２のタイプの粒子上で使用され、かつ第３および第４のタイプの粒子上で使用されてもよく、またはそうではなくてもよい。
【００４４】
複数の粒子の運動を制御するために利用され得る、第３の現象は、前述の出願第１４／２７７，１０７号に詳細に説明されるように、電圧または電流依存移動度である。
【００４５】
図２は、本発明の好ましい実施形態において使用される、４つの顔料タイプ（１−４）の概略断面表現を示す。コア顔料に吸着されるポリマーシェルは、暗色陰影によって示される一方、コア顔料自体は、陰影されないものとして示される。当技術分野において周知であるように、球状、針状、または別様に等角のより小さい粒子の凝集体（すなわち、「ブドウ房状」）、結合剤中に分散される小顔料粒子または染料を備える、複合粒子等、様々な形態が、コア顔料のために使用されてもよい。ポリマーシェルは、当技術分野において周知であるように、グラフト結合プロセスもしくは化学吸着によって作製され、共有結合されたポリマーであってもよく、または粒子表面上に物理吸着されてもよい。例えば、ポリマーは、不溶性および可溶性区画を備える、ブロックコポリマーであってもよい。ポリマーシェルをコア顔料に添着するためのいくつかの方法が、以下の実施例に説明される。
【００４６】
本発明の一実施形態における第１および第２の粒子タイプは、好ましくは、第３および第４の粒子タイプより実質的ポリマーシェルを有する。光散乱白色粒子は、第１または第２のタイプである（負または正のいずれかに荷電される）。続く議論では、白色粒子は、負電荷（すなわち、タイプ１）を担持すると仮定されるが、説明される一般原理が白色粒子が正荷電される粒子のセットにも適用されるであろうことは、当業者に明白となるであろう。
【００４７】
本発明では、電荷制御剤を含有する懸濁溶媒中のタイプ３および４の粒子の混合物から形成される凝集体を分離するために要求される電場は、２つのタイプの粒子の任意の他の組み合わせから形成される凝集体を分離するために要求されるものを上回る。一方、第１および第２のタイプの粒子間に形成される凝集体を分離するために要求される電場は、第１および第４の粒子間または第２および第３の粒子間に形成される凝集体を分離するために要求されるもの未満である（当然ながら、第３および第４の粒子を分離するために要求されるもの未満である）。
【００４８】
図２では、粒子を構成するコア顔料は、ほぼ同一サイズを有するように示され、各粒子のゼータ電位も、図示されないが、ほぼ同一であると仮定される。変動するのは、各コア顔料を囲繞するポリマーシェルの厚さである。図２に示されるように、本ポリマーシェルは、タイプ１および２の粒子に関してタイプ３および４の粒子より厚く、これは、実際、本発明のある実施形態のための好ましい状況である。
【００４９】
ポリマーシェルの厚さが反対荷電粒子の凝集体を分離するために要求される電場にどのように影響を及ぼすかを理解するために、粒子対間の力平衡を考慮することが有用であり得る。実際は、凝集体は、多数の粒子から成り得、状況は、単純対毎相互作用の場合よりはるかに複雑となるであろう。それでもなお、粒子対分析は、本発明の理解のためのいくつかの指針を提供する。
【００５０】
電場内の粒子対のうちの一方に作用する力は、以下によって与えられる。
【数１】
2019512731.tif 000003
式中、ＦＡｐｐは、印加される電場によって粒子上に付与される力であり、ＦＣは、反対電荷の第２の粒子によって粒子上に付与されるＣｏｕｌｏｍｂｉｃ力であり、ＦＶＷは、第２の粒子によって一方の粒子上に付与される誘引ｖａｎ  ｄｅｒ  Ｗａａｌｓ力であり、ＦＤは、懸濁溶媒の中への安定化ポリマーの（随意の）含有の結果として粒子対上の枯渇凝集によって付与される誘引力である。
【００５１】
印加される電場によって粒子上に付与される力ＦＡｐｐは、以下によって与えられる。
【数２】
2019512731.tif 000004
式中、ｑは、粒子の電荷であり、これは、方程式（２）（近似的にＨｕｃｋｅｌ限界）に示されるように、ゼータ電位（ζ）に関連し、ａは、コア顔料半径であり、ｓは、溶媒膨張ポリマーシェルの厚さであり、他の記号は、当技術分野において公知のその従来の意味を有する。
【００５２】
粒子１および２に関して、Ｃｏｕｌｏｍｂｉｃ相互作用の結果として一方の粒子上に別の粒子によって付与される力の大きさは、以下によって近似的に与えられる。
【数３】
2019512731.tif 000005
【００５３】
各粒子に印加されるＦＡｐｐ力は、粒子を分離するために作用する一方、他の３つの力は、粒子間の誘引力であることに留意されたい。一方の粒子上に作用するＦＡｐｐ力が、他方上に作用するものより高い場合（一方の粒子上の電荷が、他方上のものより高いため）、Ｎｅｗｔｏｎの第三法則に従って、対を分離するために作用する力は、２つのＦＡｐｐ力のより弱い方によって与えられる。
【００５４】
（２）および（３）から、誘引および分離Ｃｏｕｌｏｍｂｉｃ項間の差異の大きさは、粒子が、等しい半径およびゼータ電位である場合、以下によって与えられ、
【数４】
2019512731.tif 000006
したがって、（ａ＋ｓ）をより小さくし、またはζをより大きくすることは、粒子が分離することをより困難にするであろうことが分かる。したがって、本発明の一実施形態では、タイプ１および２の粒子は、大きく、比較的に低ゼータ電位を有する一方、粒子３および４は、小さく、比較的に大ゼータ電位を有することが好ましい。
【００５５】
しかしながら、粒子間のｖａｎ  ｄｅｒ  Ｗａａｌｓ力もまた、ポリマーシェルの厚さが増加する場合、実質的に変化し得る。粒子上のポリマーシェルは、溶媒によって膨張され、ｖａｎ  ｄｅｒ  Ｗａａｌｓ力を通して相互作用するコア顔料の表面をさらに離れるように移動させる。それらの間の距離（ｓ１＋ｓ２）よりはるかに大きい半径（ａ１、ａ２）を伴う球状コア顔料に関して、以下となる。
【数５】
2019512731.tif 000007
式中、Ａは、Ｈａｍａｋｅｒ定数である。コア顔料間の距離が増加するにつれて、式は、より複雑となるが、影響は、同一のままである。すなわち、ｓ１またはｓ２の増加は、粒子間の誘引ｖａｎ  ｄｅｒ  Ｗａａｌｓ相互作用を低減させることに有意な影響を及ぼす。
【００５６】
本背景を下に、図２に図示される粒子タイプの背後の理論的根拠を理解することが可能となる。タイプ１および２の粒子は、溶媒によって膨張され、コア顔料をさらに離れるように移動させ、より小さいポリマーシェルを有し、またはそれを有していない、タイプ３および４の粒子に関して可能なものよりそれらの間のｖａｎ  ｄｅｒ  Ｗａａｌｓ相互作用を低減させる、実質的ポリマーシェルを有する。粒子が、ほぼ同一サイズおよび大きさのゼータ電位を有する場合でも、本発明によると、上記の要件に従うように対毎凝集体間の相互作用の強度を配列することが可能である。
【００５７】
図２のディスプレイにおいて使用するための好ましい粒子のより完全な詳細に関して、読者は、前述の出願第１４／８４９，６５８号を参照されたい。
【００５８】
図３は、概略形態において、本発明の粒子タイプの対毎凝集体を分離するために要求される電場の強度を示す。タイプ３および４の粒子間の相互作用は、タイプ２および３の粒子間のものより強い。タイプ２および３の粒子間の相互作用は、タイプ１および４の粒子間のものとほぼ等しく、タイプ１および２の粒子間のものより強い。同一符号の電荷の粒子対間の全ての相互作用は、タイプ１および２の粒子間の相互作用と同程度またはそれより弱い。
【００５９】
図４は、概して、図１を参照して議論されたように、これらの相互作用が全ての原色（減法、加法、黒色、および白色）を作製するためにどのように利用され得るかを示す。
【００６０】
低電場（図４（Ａ））を用いてアドレス指定されると、粒子３および４は、凝集され、分離されない。粒子１および２は、電場内を自由に移動する。粒子１が白色粒子である場合、左から視認すると見える色は、白色であり、右から視認すると見える色は、黒色である。電場の極性の逆転は、黒色状態と白色状態との間で切り替わる。しかしながら、黒色状態と白色状態との間の遷移色は、着色される。粒子３および４の凝集体は、粒子１および２に対して電場内を非常にゆっくりと移動するであろう。粒子２は、粒子１を越えて移動する（左に）一方、粒子３および４の凝集体は、著しく移動しないという状態が、見出され得る。この場合、粒子２は、左から視認すると見えるであろう一方、粒子３および４の凝集体は、右から視認すると見えるであろう。以下の実施例に示されるように、本発明のある実施形態では、粒子３および４の凝集体は、弱正荷電され、したがって、そのような遷移の開始時に粒子２の近傍に位置付けられる。
【００６１】
高電場でアドレス指定されると（図４（Ｂ））、粒子３および４は、分離される。粒子１および３（それぞれ、負電荷を有する）のいずれが左から視認されるときに可視となるかは、波形（以下参照）に依存するであろう。図示されるように、粒子３は、左から可視であり、粒子２および４の組み合わせは、右から可視である。
【００６２】
図４（Ｂ）に示される状態から開始すると、反対極性の低電圧は、正荷電粒子を左に、負荷電粒子を右に移動させるであろう。しかしながら、正荷電粒子４は、負荷電粒子１に遭遇し、負荷電粒子３は、正荷電粒子２に遭遇するであろう。結果として、粒子２および３の組み合わせは、左から視認すると見え、粒子４は、右から視認すると見える。
【００６３】
上記に説明されるように、好ましくは、粒子１は、白色であり、粒子２は、シアン色であり、粒子３は、黄色であり、粒子４は、マゼンタ色である。
【００６４】
白色粒子内で使用されるコア顔料は、典型的には、電気泳動ディスプレイの当技術分野において周知であるように、高屈折率の金属酸化物である。白色顔料の実施例は、以下の実施例に説明される。
【００６５】
上記に説明されるようなタイプ２−４の粒子を作製するために使用されるコア顔料は、減法三原色、すなわち、シアン色、マゼンタ色、および黄色を提供する。
【００６６】
ディスプレイデバイスは、先行技術において公知のいくつかの方法において、本発明の電気泳動流体を使用して構築されてもよい。電気泳動流体は、マイクロカプセル内にカプセル化され、またはマイクロセル構造の中に組み込まれ、その後、ポリマー層でシールされてもよい。マイクロカプセルまたはマイクロセル層は、導電性材料の透明コーティングを担持するプラスチック基板またはフィルム上にコーティングまたはエンボス加工されてもよい。本アセンブリは、導電性接着剤を使用して、ピクセル電極を担持するバックプレーンにラミネートされてもよい。
【００６７】
図１に示される粒子配列のそれぞれを達成するために使用される波形の第１の実施形態が、ここで、図５−７を参照して説明されるであろう。以降、本駆動方法は、本発明の「第１の駆動スキーム」と称されるであろう。本議論では、第１の粒子は、白色であり、負荷電され、第２の粒子は、シアン色であり、正荷電され、第３の粒子は、黄色であり、負荷電され、第４の粒子は、マゼンタ色であり、正荷電されると仮定される。当業者は、第１および第２の粒子のうちの１つが白色であることが前提とされ得るため、粒子色のこれらの割当が変化される場合、色遷移がどのように変化するであろうかを理解するであろう。同様に、全ての粒子上の電荷の極性は、反転されることができ、電気泳動媒体は、依然として、媒体を駆動するために使用される波形（次の段落参照）の極性も同様に反転されることを前提として、同一様式で機能するであろう。
【００６８】
続く議論では、本発明のディスプレイのバックプレーンのピクセル電極に印加される波形（電圧対時間曲線）が、説明およびプロットされるが、フロント電極は、接地されると仮定される（すなわち、ゼロ電位）。電気泳動媒体によって被られる電場は、当然ながら、バックプレーンとフロント電極との間の電位差と、それらを分離する距離とによって判定される。ディスプレイは、典型的には、そのフロント電極を通して視認され、したがって、ピクセルによって表示される色を制御するのは、フロント電極に隣接する粒子であり、時として、バックプレーンに対してフロント電極の電位が考慮される場合、伴われる光学遷移を理解することがより容易である。これは、単に、以下に議論される波形を反転させることによって行われることができる。
【００６９】
これらの波形は、ディスプレイの各ピクセルが、＋Ｖｈｉｇｈ、＋Ｖｌｏｗ、０、−Ｖｌｏｗ、および−Ｖｈｉｇｈとして指定され、図５−７では、３０Ｖ、１５Ｖ、０、−１５Ｖ、および−３０Ｖとして図示される、５つの異なるアドレス指定電圧において駆動され得ることを要求する。実際は、より大きい数のアドレス指定電圧を使用することが好ましくあり得る。３つの電圧（すなわち、＋Ｖｈｉｇｈ、０、および−Ｖｈｉｇｈ）のみが、利用可能である場合、電圧Ｖｈｉｇｈのパルスを伴うが、１／ｎのデューティサイクルを伴う、アドレス指定によって、より低い電圧（例えば、Ｖｈｉｇｈ／ｎであり、ｎは、正の整数＞１である）におけるアドレス指定と同一結果を達成することが可能であり得る。
【００７０】
本発明において使用される波形は、３相、すなわち、ピクセルに印加される前の波形に起因するＤＣ非平衡が補正され、または後続色レンダリング遷移において被られるＤＣ非平衡が補正される（当技術分野において公知のように）、ＤＣ平衡相、ピクセルが、ピクセルの前の光学状態にかかわらず、少なくともほぼ同一である開始構成に戻される、「リセット」相、および以下に説明されるような「色レンダリング」相を備えてもよい。ＤＣ平衡およびリセット相は、随意であり、特定の用途の需要に応じて、省略されてもよい。「リセット」相は、採用される場合、以下に説明されるマゼンタ色レンダリング波形と同一であってもよく、または最大可能正および負の電圧の連続駆動を伴ってもよく、もしくはディスプレイをそこから後続色が再現可能に取得され得る状態に戻ることを前提として、ある他のパルスパターンであってもよい。
【００７１】
図５Ａおよび５Ｂは、理想的形態において、本発明のディスプレイ内で黒色および白色状態を産出するために使用される波形の典型的色レンダリング相を示す。図５Ａおよび５Ｂにおけるグラフは、ディスプレイのバックプレーン（ピクセル）電極に印加される電圧を示すが、トッププレーン上の透明共通電極は、接地される。ｘ−軸は、任意単位で測定された時間を表す一方、ｙ−軸は、ボルト単位の印加電圧である。黒色（図５Ａ）または白色（図５Ｂ）状態へのディスプレイの駆動は、前述のように、Ｖｌｏｗに対応する電場（または電流）では、マゼンタ色および黄色顔料がともに凝集されるため、それぞれ、好ましくは、電圧Ｖｌｏｗにおける、正または負のインパルスのシーケンスによってたらされる。したがって、白色およびシアン色顔料は、マゼンタ色および黄色顔料が定常のままである（またははるかに低い速度を伴って移動する）間、移動し、ディスプレイは、白色状態と、シアン色、マゼンタ色、および黄色顔料による吸収に対応する状態との間で切り替わる（多くの場合、当技術分野では「複合黒色」と称される）。黒色および白色を駆動するためのパルスの長さは、約１０〜１０００ミリ秒まで変動し得、パルスは、１０〜１０００ミリ秒の範囲内である長さの残り（ゼロ印加ボルトにおいて）によって分離され得る。図５は、それぞれ、黒色および白色を産出するために、正および負の電圧のパルスを示し、これらのパルスは、「残り」によって分離され、ゼロ電圧が供給されるが、時として、これらの「残り」周期は、駆動パルスと反対極性のパルスを備えるが、より低いインパルスを有する（すなわち、主駆動パルスより短い持続時間、またはより低い印加電圧、または両方を有する）ことが好ましい。
【００７２】
図６Ａ−６Ｄは、マゼンタ色および青色（図６Ａおよび６Ｂ）ならびに黄色および緑色（図６Ｃおよび６Ｄ）を産出するために使用される波形の典型的色レンダリング相を示す。図６Ａでは、波形は、正および負のインパルス間で発振するが、正のインパルス（ｔｐ）の長さは、負のインパルス（ｔｎ）のものより短い一方、正のインパルス（Ｖｐ）内に印加される電圧は、負のインパルス（Ｖｎ）のものを上回る。Ｖｐｔｐ＝Ｖｎｔｎであるとき、全体としての波形は、「ＤＣ平衡される」。正および負のインパルスの１つのサイクルの周期は、約３０〜１０００ミリ秒の範囲であってもよい。
【００７３】
正のインパルスの終了時、ディスプレイは、青色状態にある一方、負のインパルスの終了時、ディスプレイは、マゼンタ色状態にある。これは、シアン色顔料の運動に対応する光学密度の変化がマゼンタ色または黄色顔料の運動（白色顔料に対して）に対応する変化より大きいことと一致する。上記に提示される仮定に従って、これは、マゼンタ色顔料と白色顔料との間の相互作用がシアン色顔料と白色顔料との間のものより強い場合、予期されるであろう。黄色および白色顔料の相対的移動度（両方とも負荷電される）は、シアン色および白色顔料の相対的移動度（反対荷電される）よりはるかに低い。したがって、マゼンタ色または青色を産出するための好ましい波形では、Ｖｐｔｐ後にＶｎｔｎが続く少なくとも１つのサイクルを備えるインパルスのシーケンスが、好ましく、Ｖｐ＞Ｖｎおよびｔｐ＜ｔｎである。青色が要求されるとき、シーケンスは、Ｖｐで終了する一方、色マゼンタ色が要求されるとき、シーケンスは、Ｖｎで終了する。
【００７４】
図６Ｂは、３つのみの電圧レベルを使用したマゼンタ色および青色状態の産出のための代替波形を示す。本代替波形では、Ｖｐｔｐ後にＶｎｔｎが続く少なくとも１つのサイクルが、好ましく、Ｖｐ＝Ｖｎ＝Ｖｈｉｇｈおよびｔｎ＜ｔｐである。本シーケンスは、ＤＣ平衡されることができない。青色が要求されるとき、シーケンスは、Ｖｐで終了する一方、マゼンタ色が要求されるとき、シーケンスは、Ｖｎで終了する。
【００７５】
図６Ｃおよび６Ｄに示される波形は、それぞれ、図６Ａおよび６Ｂに示されるものの反転であり、対応する相補的黄色および緑色を産出する。黄色または緑色を産出するための１つの好ましい波形では、図６Ｃに示されるように、Ｖｐｔｐ後にＶｎｔｎが続く少なくとも１つのサイクルを備えるインパルスのシーケンスが、使用され、Ｖｐ＜Ｖｎおよびｔｐ＞ｔｎである。緑色が要求されるとき、シーケンスは、Ｖｐで終了する一方、黄色が要求されるとき、シーケンスは、Ｖｎで終了する。
【００７６】
３つのみの電圧レベルを使用して黄色または緑色を産出するための別の好ましい波形は、図６Ｄに示される。この場合、Ｖｐｔｐ後にＶｎｔｎが続く少なくとも１つのサイクルが、使用され、Ｖｐ＝Ｖｎ＝Ｖｈｉｇｈおよびｔｎ＞ｔｐである。本シーケンスは、ＤＣ平衡されることができない。緑色が要求されるとき、シーケンスは、Ｖｐで終了する一方、黄色が要求されるとき、シーケンスは、Ｖｎで終了する。
【００７７】
図７Ａおよび７Ｂは、本発明のディスプレイ上に赤色およびシアン色をレンダリングするために使用される波形の色レンダリング相を示す。これらの波形もまた、正および負のインパルス間で発振するが、それらは、正および負のインパルスの１つのサイクルの周期が、典型的には、より長く、使用されるアドレス指定電圧が、（但し、必ずしもではない）より低くあり得るという点において、図６Ａ−６Ｄの波形と異なる。図７Ａの赤色波形は、黒色を産出するパルス（＋Ｖｌｏｗ）（図５Ａに示される波形に類似する）後に続く、シアン色粒子を除去し、黒色をシアン色の相補的色である赤色に変化させる、反対極性のより短いパルス（−Ｖｌｏｗ）から成る。シアン色波形は、赤色のものの反転であり、白色を産出する区分（−Ｖｌｏｗ）後に続く、シアン色粒子を視認表面に隣接するように移動させる、短パルス（Ｖｌｏｗ）を有する。図６Ａ−６Ｄに示される波形におけるように、シアン色は、白色に対してマゼンタ色または黄色顔料のいずれよりも高速に移動する。しかしながら、図６の波形と対照的に、図７の波形における黄色顔料は、白色粒子のマゼンタ色粒子と同一側に留まる。
【００７８】
図５−７を参照して上記に説明される波形は、５レベル駆動スキーム、すなわち、任意の所与の時間において、ピクセル電極が、共通フロント電極に対して、２つの異なる正電圧、２つの異なる負電圧、またはゼロボルトのうちの任意の１つにあり得る、駆動スキームを使用する。図５−７に示される具体的波形では、５つのレベルは、０、±１５Ｖ、および±３０Ｖである。しかしながら、少なくともいくつかの場合には、７つの異なる電圧、すなわち、３つの正の、３つの負の、およびゼロを使用する、７レベル駆動スキームを使用することが有利であることが見出されている。本７レベル駆動スキームは、以降、本発明の「第２の駆動スキーム」と称され得る。ディスプレイをアドレス指定するために使用される電圧の数の選択肢は、ディスプレイを駆動するために使用される電子機器の限界を考慮すべきである。一般に、より大きい数の駆動電圧は、異なる色をアドレス指定する際にさらなる柔軟性を提供するが、本より大きい数の駆動電圧を従来のデバイスディスプレイドライバに提供するために、必要な配列を複雑にするであろう。本発明者らは、７つの異なる電圧の使用が、ディスプレイアーキテクチャの複雑性と色域との間の良好な妥協点を提供することを見出した。
【００７９】
本発明のディスプレイ（図１に示されるもの等）に印加される本第２の駆動スキームを使用した８原色（白色、黒色、シアン色、マゼンタ色、黄色、赤色、緑色、および青色）の産出において使用される一般原理が、ここで、説明されるであろう。図５−７におけるように、第１の顔料は、白色であり、第２の顔料は、シアン色であり、第３の顔料は、黄色であり、第４の顔料は、マゼンタ色であると仮定されるであろう。ディスプレイによって呈される色が顔料色の割当が変化される場合に変化するであろうことが、当業者に明白となるであろう。
【００８０】
ピクセル電極に印加される最大正および負の電圧（図８では±Ｖｍａｘとして指定される）は、それぞれ、第２および第４の粒子の混合（青色を産出するためのシアン色およびマゼンタ色−右から視認される図１Ｅおよび図４Ｂ参照）または第３の粒子単独（黄色−左から視認される図１Ｂおよび図４Ｂ参照−白色顔料は、光を散乱させ、着色顔料間にある）によって形成される色を産出する。これらの青色および黄色は、必ずしも、ディスプレイによって達成可能な最良青色および黄色ではない。ピクセル電極に印加される中間レベル正および負の電圧（図８では±Ｖｍｉｄとして指定される）は、それぞれ、黒色および白色である、色を産出する（必ずしもではないが、ディスプレイによって達成可能な最良黒色および白色−図４Ａ参照）。
【００８１】
これらの青色、黄色、黒色、または白色光学状態から、他の４つの原色が、第２の粒子（この場合、シアン色粒子）のみを第１の粒子（この場合、白色粒子）に対して移動させることによって取得され得、これは、最低印加電圧（図８では±Ｖｍｉｎとして指定される）を使用して達成される。したがって、シアン色を青色から移動させることは（−Ｖｍｉｎをピクセル電極に印加することによって）、マゼンタ色を産出し（それぞれ、青色およびマゼンタ色に関する図１Ｅおよび１Ｄ参照）、シアン色を黄色の中に移動させることは（＋Ｖｍｉｎをピクセル電極に印加することによって）は、緑色を提供し（それぞれ、黄色および緑色に関する図１Ｂおよび１Ｇ参照）、シアン色を黒色から移動させることは（−Ｖｍｉｎをピクセル電極に印加することによって）は、赤色を提供し（それぞれ、黒色および赤色に関する図１Ｈおよび１Ｃ参照）、シアン色を白色の中に移動させることは（＋Ｖｍｉｎをピクセル電極に印加することによって）は、シアン色を提供する（それぞれ、白色およびシアン色に関する図１Ａおよび１Ｆ参照）。
【００８２】
これらの一般原理は、本発明のディスプレイにおいて特定の色を産出するための波形の構造に有用であるが、実際は、上記に説明される理想的挙動は、観察されない場合があり、基本スキームの修正が、望ましくは、採用される。
【００８３】
上記に説明される基本原理の修正を具現化する汎用波形が、図８に図示され、横座標は、時間（任意単位）を表し、縦座標は、ピクセル電極と共通フロント電極との間の電圧差を表す。図８に図示される駆動スキームにおいて使用される３つの正電圧の大きさは、約＋３Ｖ〜＋３０Ｖにあってもよく、３つの負電圧は、約−３Ｖ〜−３０Ｖにあってもよい。１つの実験的に好ましい実施形態では、最高正電圧＋Ｖｍａｘは、＋２４Ｖであり、中間正電圧＋Ｖｍｉｄは、１２Ｖであり、最低正電圧＋Ｖｍｉｎは、５Ｖである。類似様式において、負電圧−Ｖｍａｘ、−Ｖｍｉｄ、および−Ｖｍｉｎは、好ましい実施形態では、−２４Ｖ、−１２Ｖ、および−９Ｖである。３つの電圧レベルのいずれに関しても、電圧の大きさ｜＋Ｖ｜＝｜−Ｖ｜である必要はないが、ある場合には、そのようであることが好ましくあり得る。
【００８４】
図８に図示される汎用波形には、４つの明確に異なる相が存在する。第１の相（図８では「Ａ」）では、パルス（「パルス」は、単極方形波、すなわち、所定の時間にわたる一定電圧の印加を指す）が＋Ｖｍａｘおよび−Ｖｍａｘにおいて供給され、ディスプレイ上にレンダリングされる前の画像を消去する（すなわち、ディスプレイを「リセット」する）役割を果たす。これらのパルスの長さ（ｔ１およびｔ３）および残り（すなわち、それらの間のゼロ電圧の周期（ｔ２およびｔ４）は、波形全体（すなわち、図８に図示されるような全体波形にわたる時間に対する電圧の積分）がＤＣ平衡される（すなわち、積分は、実質的にゼロである）ように選定されてもよい。ＤＣ平衡は、本相内で供給される正味インパルスが、相ＢおよびＣの組み合わせ（それらの相の間、以下に説明されるように、ディスプレイが、特定の所望の色に切り替えられる）において供給される正味インパルスと大きさが等しく、符号が反対であるように、相Ａ内のパルスの長さおよび残りを調節することによって達成されることができる。
【００８５】
図８に示される波形は、単に、汎用波形の構造の例証目的のためのものであり、本発明の範囲をいかようにも限定することを意図するものではない。したがって、図８では、負のパルスが、相Ａにおいて正のパルスに先行して示されるが、これは、本発明の要件ではない。また、単一負のおよび単一正のパルスのみが相Ａに存在することも要件ではない。
【００８６】
上記に説明されるように、汎用波形は、本質的に、ＤＣ平衡され、これは、本発明のある実施形態では、好ましくあり得る。代替として、相Ａにおけるパルスは、先行技術のある黒色および白色ディスプレイに提供されるものに類似する様式において、ＤＣ平衡を単一遷移に対してではなく、一連の色遷移に提供してもよい。例えば、米国特許第７，４５３，４４５号および本特許の第１欄に参照される先行出願を参照されたい。
【００８７】
波形の第２の相（図８では相Ｂ）では、最大および中間電圧振幅を使用するパルスが、供給される。本相では、白色、黒色、マゼンタ色、赤色、および黄色は、好ましくは、図５−７を参照して前述の様式においてレンダリングされる。より一般的には、波形の本相では、タイプ１の粒子（白色粒子は、負荷電されると仮定する）、タイプ２、３、および４の粒子の組み合わせ（黒色）、タイプ４の粒子（マゼンタ色）、タイプ３および４の粒子の組み合わせ（赤色）、ならびにタイプ３の粒子（黄色）に対応する色が、形成される。
【００８８】
上記に説明されるように（図５Ｂおよび関連説明参照）、白色は、−Ｖｍｉｄにおけるパルスまたは複数のパルスによってレンダリングされてもよい。しかしながら、ある場合には、このように産出された白色は、黄色顔料によって汚染され、淡黄色として現れ得る。本色汚染を補正するために、正の極性のいくつかのパルスを導入することが必要となり得る。したがって、例えば、白色は、長さＴ１および振幅＋Ｖｍａｘまたは＋Ｖｍｉｄを伴うパルス後に続く、長さＴ２および振幅−Ｖｍｉｄを伴うパルス（Ｔ２＞Ｔ１）を備える、パルスのシーケンスの単一インスタンスまたはインスタンスの反復によって取得されてもよい。最終パルスは、負のパルスとなるはずである。図８では、時間ｔ５にわたる＋Ｖｍａｘ後に続く時間ｔ６にわたる−Ｖｍｉｄのシーケンスの４つの反復が示される。本パルスのシーケンスの間、ディスプレイの外観は、マゼンタ色（但し、典型的には、理想的マゼンタ色ではない）と白色との間で発振する（すなわち、白色は、最終白色状態より低いＬ＊およびより高いａ＊の状態が先行するであろう）。これは、図６Ａに示されるパルスシーケンスに類似し、マゼンタ色と青色との間の発振が、観察された。ここでの差異は、パルスシーケンスの正味インパルスが、図６Ａに示されるパルスシーケンスより負であり、したがって、発振が、負荷電白色顔料に向かってバイアスされることである。
【００８９】
上記に説明されるように（図５Ａおよび関連説明参照）、黒色は、＋Ｖｍｉｄにおけるパルスまたは複数のパルス（ゼロ電圧の周期によって分離される）によってレンダリングされることによって取得され得る。
【００９０】
上記に説明されるように（図６Ａおよび６Ｂおよび関連説明参照）、マゼンタ色は、長さＴ３および振幅＋Ｖｍａｘまたは＋Ｖｍｉｄを伴うパルス後に続く、長さＴ４および振幅−Ｖｍｉｄを伴うパルス（Ｔ４＞Ｔ３）を備える、パルスのシーケンスの単一インスタンスまたはインスタンスの反復によって取得され得る。マゼンタ色を産出するために、波形の本相内の正味インパルスは、白色を産出するために使用される正味インパルスより正であるべきである。マゼンタ色を産出するために使用されるパルスのシーケンスの間、ディスプレイは、本質的に、青色およびマゼンタ色である、状態間で発振するであろう。マゼンタ色は、最終マゼンタ色状態より負のａ＊およびより低いＬ＊の状態が先行するであろう。
【００９１】
上記に説明されるように（図７Ａおよび関連説明参照）、赤色は、長さＴ５および振幅＋Ｖｍａｘまたは＋Ｖｍｉｄを伴うパルス後に続く、長さＴ６および振幅−Ｖｍａｘまたは−Ｖｍｉｄを伴うパルスを備えるパルスのシーケンスの単一インスタンスまたはインスタンスの反復によって取得され得る。赤色を産出するために、正味インパルスは、白色または黄色を産出するために使用される、正味インパルスより正であるべきである。好ましくは、赤色を産出するために、使用される正および負の電圧は、実質的に同一大きさ（両方ともＶｍａｘまたは両方ともＶｍｉｄのいずれか）であり、正のパルスの長さは、負のパルスの長さより長く、最終パルスは、負のパルスである。赤色を産出するために使用されるパルスのシーケンスの間、ディスプレイは、本質的に、黒色および赤色である、状態間で発振するであろう。赤色は、最終赤色状態より低いＬ＊、より低いａ＊、およびより低いｂ＊の状態が先行するであろう。
【００９２】
黄色（図６Ｃおよび６Ｄおよび関連説明参照）は、長さＴ７および振幅＋Ｖｍａｘまたは＋Ｖｍｉｄを伴うパルス後に続く、長さＴ８および振幅−Ｖｍａｘを伴うパルスを備えるパルスのシーケンスの単一インスタンスまたはインスタンスの反復によって取得され得る。最終パルスは、負のパルスであるはずである。代替として、上記に説明されるように、黄色は、−Ｖｍａｘにおける単一パルスまたは複数のパルスによって取得され得る。
【００９３】
波形の第３の相（図８では、相Ｃ）では、中間および最小電圧振幅を使用するパルスが、供給される。波形の本相では、青色およびシアン色は、波形の第２の相における白色に向かう駆動に続いて産出され、緑色は、波形の第２の相における黄色に向かう駆動に続いて産出される。したがって、本発明のディスプレイの波形遷移が、観察されるとき、青色およびシアン色は、ｂ＊が最終的シアン色または青色のｂ＊値より正である色が先行し、緑色は、Ｌ＊が最終的緑色のＬ＊、ａ＊およびｂ＊より高く、ａ＊およびｂ＊がより正である、より黄色が先行するであろう。より一般的には、本発明のディスプレイが、第１および第２の粒子のうちの着色のものに対応する色をレンダリングするとき、その状態は、本質的に、白色である（すなわち、約５未満のＣ＊を有する）状態が先行するであろう。本発明のディスプレイが、第１および第２の粒子のうちの着色のものと本粒子と反対電荷を有する第３および第４の粒子の粒子の組み合わせに対応する色をレンダリングするとき、ディスプレイは、最初に、本質的に、第１および第２の粒子のうちの着色のものと反対電荷を有する、第３および第４の粒子の粒子の色をレンダリングするであろう。
【００９４】
典型的には、シアン色および緑色は、＋Ｖｍｉｎが使用されなければならない、パルスシーケンスによって産出されるであろう。これは、本最小正電圧においてのみ、シアン色顔料が白色顔料に対してマゼンタ色および黄色顔料から独立して移動され得るためである。シアン色顔料のそのような運動は、白色から開始するシアン色または黄色から開始する緑色をレンダリングするために必要である。
【００９５】
最後に、波形の第４の相（図８では、相Ｄ）では、ゼロ電圧が、供給される。
【００９６】
本発明のディスプレイは、８つの原色を産出するように説明されたが、実際は、可能な限り多くの色がピクセルレベルで産出されることが好ましい。フルカラーグレースケール画像が、次いで、結像技術における当業者に周知である技法を使用して、これらの色間でディザリングすることによってレンダリングされ得る。例えば、上記に説明されるように産出された８つの原色に加え、ディスプレイは付加的８つの色をレンダリングするように、構成されてもよい。一実施形態では、これらの付加的色は、明赤色、明緑色、明青色、暗シアン色、暗マゼンタ色、暗黄色、および黒色と白色との間の２つのレベルのグレー色である。用語「明」および「暗」は、本文脈では、基準色としてＣＩＥ  Ｌ＊ａ＊ｂ＊等の色空間内の実質的に同一色相角であるが、それぞれ、より高いまたはそれより低いＬ＊を有する、色を指すために使用される。
【００９７】
一般に、明色は、暗色と同一様式であるが、相ＢおよびＣにおいて若干異なる正味インパルスを有する波形を使用して、取得される。したがって、例えば、明赤色、明緑色および明青色波形は、相ＢおよびＣにおいて、対応する赤色、緑色および青色波形より負の正味インパルスを有する一方、暗シアン色、暗マゼンタ色、および暗黄色は、相ＢおよびＣにおいて、対応するシアン色、マゼンタ色、および黄色波形より正の正味インパルスを有する。正味インパルスの変化は、相ＢおよびＣにおけるパルスの長さ、パルスの数、またはパルスの大きさを改変することによって達成されてもよい。
【００９８】
グレー色は、典型的には、低または中間電圧間で発振するパルスのシーケンスによって達成される。
【００９９】
薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）アレイを使用して駆動される本発明のディスプレイでは、図８の横座標上の利用可能な時間インクリメントは、典型的には、ディスプレイのフレームレートによって量子化されるであろうことが、当業者に明白となるであろう。同様に、ディスプレイは、フロント電極に対してピクセル電極の電位を変化させることによってアドレス指定され、これは、ピクセル電極またはフロント電極のいずれかもしくは両方の電位を変化させることによって遂行されてもよいことも、明白となるであろう。本最先端技術では、典型的には、ピクセル電極の行列は、バックプレーン上に存在する一方、フロント電極は、全てのピクセルに共通である。したがって、フロント電極の電位が変化されると、全てのピクセルのアドレス指定が、影響される。図８を参照して上記に説明される波形の基本構造は、可変電圧がフロント電極に印加されるかどうかにかかわらず、同一である。
【０１００】
図８に図示される汎用波形は、駆動電子機器が、ディスプレイの選択された行の更新の間、７つもの異なる電圧をデータラインに提供することを要求する。７つの異なる電圧を送達可能なマルチレベルソースドライバが、利用可能であるが、電気泳動ディスプレイのための多くの市販のソースドライバは、単一フレームの間、３つの異なる電圧（典型的には、正電圧、ゼロ、および負電圧）のみが送達されることを可能にする。本明細書では、用語「フレーム」は、ディスプレイ内の全ての行の単一更新を指す。パネルに供給される３つの電圧（典型的には、＋Ｖ、０、および-Ｖ）が１つのフレーム毎に変化され得ることを前提として、３レベルソースドライバアーキテクチャに適応するように図８の汎用波形を修正することが可能である。（すなわち、例えば、フレームｎでは、電圧（＋Ｖｍａｘ、０、−Ｖｍｉｎ）が供給され得る一方、フレームｎ＋１では、電圧（＋Ｖｍｉｄ、０、−Ｖｍａｘ）が供給され得るように）。
【０１０１】
ソースドライバに供給される電圧の変化は、全てのピクセルに影響を及ぼすため、波形は、各色を産出するために使用される波形が供給される電圧と整合されるはずであるように適宜修正される必要がある。図９は、図８の汎用波形の適切な修正を示す。相Ａでは、３つの電圧（＋Ｖｍａｘ、０、−Ｖｍａｘ）のみが必要とされるため、変化は必要ない。相Ｂは、それぞれの間、３つの電圧の特定のセットが使用される、それぞれ、長さＬ１およびＬ２であるように定義される、サブ相Ｂ１およびＢ２によって置換される。図９において、相Ｂ１では、電圧＋Ｖｍａｘ、０、−Ｖｍａｘが、利用可能である一方、相Ｂ２では、電圧＋Ｖｍｉｄ、０、−Ｖｍｉｄが、利用可能である。図９に示されるように、波形は、サブ相Ｂ１において、時間ｔ５にわたって＋Ｖｍａｘのパルスを要求する。サブ相Ｂ１は、時間ｔ５より長く（例えば、ｔ５より長いパルスが必要とされ得る、別の色のための波形に適応するため）、したがって、ゼロ電圧が、時間Ｌ１−ｔ５にわたって供給される。サブ相Ｂ１内の長さｔ５のパルスおよび長さＬ１−ｔ５のゼロパルスまたは複数のパルスの場所は、要求に応じて調節されてもよい（すなわち、サブ相Ｂ１は、必ずしも、図示されるように、長さｔ５のパルスから開始しない）。相ＢおよびＣを、３つの正電圧のうちの１つ、３つの負電圧のうちの１つ、およびゼロの選択肢が存在する、サブ相に細分化することによって、より長い波形を犠牲にするが（必要ゼロパルスに適応するため）、マルチレベルソースドライバを使用して取得されるであろうものと同一光学結果を達成することが可能である。
【０１０２】
時として、いわゆる「トッププレーン切替」駆動スキームを使用して、電気泳動ディスプレイを制御することが望ましくあり得る。トッププレーン切替駆動スキームでは、トッププレーン共通電極は、−Ｖ、０、および＋Ｖ間で切り替えられることができる一方、ピクセル電極に印加される電圧もまた、−Ｖ、０から＋Ｖに変動することができ、１つの方向におけるピクセル遷移は、共通電極が０にあるときに取り扱われ、他の方向における遷移は、共通電極が＋Ｖにあるときに取り扱われる。
【０１０３】
トッププレーン切替が、３つのレベルソースドライバと組み合わせて使用されるとき、図９を参照して上記に説明されるものと同一一般原理が、適用される。トッププレーン切替は、ソースドライバが好ましいＶｍａｘと同程度の電圧を供給することができないときに好ましくあり得る。トッププレーン切替を使用して電気泳動ディスプレイを駆動するための方法は、当技術分野において周知である。
【０１０４】
本発明の第２の駆動スキームによる典型的波形は、以下の表３に示され、括弧内の数字は、示されるバックプレーン電圧（ゼロ潜在的にあると仮定されるトッププレーンに対して）で駆動されるフレームの数に対応する。
【０１０５】
【表３】
2019512731.tif 000008
【０１０６】
リセット相では、最大負および正電圧のパルスが、提供され、ディスプレイの前の状態を消去する。各電圧におけるフレームの数は、色がレンダリングされる、高／中間電圧および低／中間電圧相内の正味インパルスを補償する量（色ｘに関するΔｘとして示される）だけオフセットされる。ＤＣ平衡を達成するために、Δｘは、その正味インパルスの半分であるように選定される。リセット相は、表に図示される様式で精密に実装される必要はない。例えば、トッププレーン切替が使用されるとき、特定の数のフレームを負および正の駆動に配分することが必要である。そのような場合では、ＤＣ平衡の達成と一致する最大数の高電圧パルスを提供することが好ましい（すなわち、必要に応じて、２Δｘを負または正のフレームから減算する）。
【０１０７】
高／中間電圧相では、上記に説明されるように、各色に適切なパルスシーケンスのＮ反復のシーケンスが、提供され、Ｎは、１〜２０であることができる。示されるように、本シーケンスは、大きさＶｍａｘまたはＶｍｉｄの正または負電圧もしくはゼロが配分される、１４フレームを備える。示されるパルスシーケンスは、議論上記に与えられる議論に一致する。波形の本相では、白色、青色、およびシアン色をレンダリングするためのパルスシーケンスは、同一であることが分かる（青色およびシアン色は、上記に説明されるように、この場合、白色状態から開始して達成されるため）。同様に、本相では、黄色および緑色をレンダリングするためのパルスシーケンスも、同一である（緑色は、上記に説明されるように、黄色状態から開始して達成されるため）。
【０１０８】
低／中間電圧相では、青色およびシアン色は、白色から、緑色は、黄色から取得される。
【０１０９】
図５−９に示される波形の前述の議論、具体的には、ＤＣ平衡の議論は、キックバック電圧の質問を無視している。実際は、前述のように、全てのバックプレーン電圧は、キックバック電圧ＶＫＢと等しい量だけ、電力供給源によって供給される電圧からオフセットされる。したがって、使用される電力供給源が、３つの電圧＋Ｖ、０、および−Ｖを提供する場合、バックプレーンは、実際には、電圧Ｖ＋ＶＫＢ、ＶＫＢ、および−Ｖ＋ＶＫＢを受信するであろう（ＶＫＢは、非晶質シリコンＴＦＴの場合、通常、負数であることに留意されたい）。しかしながら、同一電力供給源は、任意のキックバック電圧オフセットを伴わずに、＋Ｖ、０、および−Ｖをフロント電極に供給するであろう。したがって、例えば、フロント電極が、−Ｖを供給されるとき、ディスプレイは、最大電圧２Ｖ＋ＶＫＢおよび最小電圧ＶＫＢを被るであろう。コストがかかり、不便であり得る、別個の電力供給源を使用して、ＶＫＢをフロント電極に供給する代わりに、波形は、フロント電極が、正電圧、負電圧、およびＶＫＢを供給される、区分に分割されてもよい。
【０１１０】
前述のように、前述の出願第１４／８４９，６５８号に説明される波形のうちのいくつかでは、上記の図８および９の議論に提示されるように、７つの異なる電圧、すなわち、３つの正、３つの負、およびゼロがピクセル電極に印加されることができる。好ましくは、これらの波形において使用される最大電圧は、現在の最先端技術における非晶質シリコン薄膜トランジスタによって取り扱われるものより高い。そのような場合、高電圧が、トッププレーン切替の使用によって取得されることができ、駆動波形は、キックバック電圧を補償するように構成されることができ、本質的に、本発明の方法によってＤＣ平衡されることができる。図１１は、単一色を表示するために使用される１つのそのような波形を図式的に描写する。図１１に示されるように、全ての色に関する波形は、同一基本形態を有する。すなわち、波形は、本質的に、ＤＣ平衡され、２つの区分または相、すなわち、（１）ディスプレイの「リセット」を、そこから任意の色が再現可能に取得され得、その間に波形の残りのＤＣ非平衡と等しくかつ反対であるＤＣ非平衡が提供される、状態に提供するために使用される、予備的一連のフレームと、（２）レンダリングされるべき色に特定の一連のフレームとを備えることができる。図８に示される波形の区分ＡおよびＢを参照されたい。
【０１１１】
第１の「リセット」相の間、ディスプレイのリセットは、理想的には、前に表示される色に特有の残留電圧および顔料構成を含む、前の状態の任意のメモリを消去する。そのような消去は、ディスプレイが「リセット／ＤＣ平衡」相における最大可能電圧にアドレス指定されるとき、最も効果的である。加えて、十分なフレームが、本相において配分され、最も非平衡色遷移の平衡を可能にしてもよい。いくつかの色は、波形の第２の区分において正のＤＣ平衡、その他において、負の平衡を要求するため、「リセット／ＤＣ平衡」相のフレームの約半分において、フロント電極電圧Ｖｃｏｍは、ＶｐＨに設定され（バックプレーンとフロント電極との間の最大可能負電圧を可能にする）、残りでは、Ｖｃｏｍは、ＶｎＨに設定される（バックプレーンとフロント電極との間の最大可能正電圧を可能にする）。実験的に、Ｖｃｏｍ＝ＶｎＨフレームがＶｃｏｍ＝ＶｐＨフレームに先行することが好ましいことが見出されている。
【０１１２】
「所望」の波形（すなわち、電気泳動媒体を横断して印加することが望ましい、実際の電圧対時間曲線）が、図１１の下に図示され、トッププレーン切替を伴うその実装は、上に示され、フロント電極（Ｖｃｏｍ）およびバックプレーン（ＢＰ）に印加される電位が、図示される。５レベル列ドライバが、以下の電圧、すなわち、ＶｐＨ、ＶｎＨ（典型的には、±１０〜１５Ｖの範囲内である、最高正および負の電圧）、ＶｐＬ、ＶｎＬ（典型的には、±１〜１０Ｖの範囲内である、より低い正および負の電圧）、およびゼロを供給可能な電力供給源に接続されて使用されると仮定される。これらの電圧に加え、キックバック電圧ＶＫＢ（例えば、米国特許第７，０３４，７８３号に説明されるように測定される、使用される特定のバックプレーンに特有の小値）が、付加的電力供給源によってフロント電極に供給され得る。
【０１１３】
図１１に示されるように、全てのバックプレーン電圧は、ＶＫＢ（負数として示される）だけ電力供給源によって供給される電圧からオフセットされる一方、フロント電極電圧は、フロント電極が、上記に説明されるように、ＶＫＢに明示的に設定されるときを除き、そのようにオフセットされない。
【０１１４】
ＤＣ平衡は、以下の方法において達成されることができる。
【０１１５】
波形の色遷移（上記に説明されるように、第２の区分または部分もしくは相）は、リセット／ＤＣ平衡区分または部分もしくは相を伴わずに、ｎフレームを有すると仮定する。以下を
【数６】
2019512731.tif 000009
キックバック電圧に起因する色遷移区分の総インパルスとすると、式中、
【数７】
2019512731.tif 000010
は、バックプレーン上の電圧であり、
【数８】
2019512731.tif 000011
は、フレームｉにおけるフロント電極電圧である。「リセット」相の全体的インパルスは、−Ｉｕとなり、波形全体にわたって全体的ＤＣ平衡を維持するはずである。
【０１１６】
ここで、インパルスオフセットσが、選定され得、これは、ＤＣ平衡のバイアスとなり、したがって、σ＝０の値は、正確なＤＣ平衡に対応する。また、リセット持続時間ｄｒ（リセット相の全体的持続時間）および以下によって与えられる反対符号の２つのリセット電圧も選定され得る。
【数９】
2019512731.tif 000012
図１２を参照されたい。
【０１１７】
次いで、ｄ１およびｄ２の持続時間、すなわち、図１２に示されるリセット相のサブ区分が、以下の式によって判定され得る。
【数１０】
2019512731.tif 000013
【０１１８】
続いて、リセットの後半の間、ＶＢ＝ＶＣＯＭである、持続時間を規定するパラメータｄ２ｚが、以下のように算出され得る。
【数１１】
2019512731.tif 000014
【０１１９】
０≦ｄ２ｚ≦ｄ２であることが要求されることに留意されたい。リセット持続時間ｄｒおよびリセット電圧Ｖ１，Ｖ２は、更新の総インパルスを考慮するために十分に大きくなければならない。ｄ２ｚが、本制約外にある場合、単に、最も近い境界に設定され得る。例えば、ｄ２ｚ＜０である場合、０に設定され、ｄ２ｚ＞ｄ２である場合、ｄ２に設定される。この場合、結果として生じる平衡／リセットは、更新を効果的にＤＣ平衡しないであろうが、リセットの所与の電圧／持続時間内に可能な限り近づくであろう。
【０１２０】
いったんｄ２ｚが算出されると、以下のように、平衡パラメータの残りの算出が終了され得る。
【数１２】
2019512731.tif 000015
【０１２１】
いったんこれらのパラメータが算出されると、更新のリセット／平衡部分が、図１２に示されるように作成される。Ｖｃｏｍは、持続時間ｄ１にわたって
【数１３】
2019512731.tif 000016
において駆動された後、持続時間ｄ２にわたって
【数１４】
2019512731.tif 000017
が続く。バックプレーンは、持続時間ｄ１ｐにわたって
【数１５】
2019512731.tif 000018
で、次いで、持続時間ｄ１ｚにわたって０で、次いで、持続時間ｄ２ｐにわたって
【数１６】
2019512731.tif 000019
で、最後に、持続時間ｄ２ｚにわたって０で駆動される。
【０１２２】
いくつかの実施形態では、リセット相にわたる「ゼロ」電圧Ｖｊｚ（すなわち、フロントおよびバック電極が公称上同一電圧にあるときに電気泳動層を横断する実際の電圧）が、以下のように算出され得る。
【数１７】
2019512731.tif 000020
式中、
【数１８】
2019512731.tif 000021
は、リセット相の「ゼロ」部分の間のバックプレーン電圧であり、以下を最小限にする電圧であるように選定されるべきである。
【数１９】
2019512731.tif 000022
【０１２３】
ここで、リセット相のサブ相の持続時間（ｄ１ｐ、ｄ１ｚ）、（ｄ２ｐ、ｄ２ｚ）もまた、以下のように、各パルスが駆動相とゼロサブ相との間で分割されるように計算され得る。
【数２０】
2019512731.tif 000023
【０１２４】
更新のインパルスが、ｄ２ｐが範囲［０、ｄ２］外にあるであろうほど十分に大きい場合、遷移は、ＤＣ平衡されないであろうが、第１の相の電圧／持続時間内に可能な限り近くなるであろうことに留意されたい。
【０１２５】
いったんｄ１ｐ、ｄ１ｚ、ｄ２ｐおよびｄ２ｚ、故に、ｄ１およびｄ２の値が、そのように算出されると、フロント電極が、以下において駆動される（図１２参照）。
１．持続時間ｄ１にわたって
【数２１】
2019512731.tif 000024
、式中、
【数２２】
2019512731.tif 000025
２．持続時間ｄ２にわたって
【数２３】
2019512731.tif 000026
、式中、
【数２４】
2019512731.tif 000027
バックプレーンは、以下において駆動される。
１．持続時間ｄ１ｐにわたって
【数２５】
2019512731.tif 000028
、式中、
【数２６】
2019512731.tif 000029
２．持続時間ｄ１ｚにわたって
【数２７】
2019512731.tif 000030
、式中、
【数２８】
2019512731.tif 000031
３．持続時間ｄ２ｐにわたって
【数２９】
2019512731.tif 000032
、式中、
【数３０】
2019512731.tif 000033
４．持続時間ｄ２ｚにわたって
【数３１】
2019512731.tif 000034
、式中、
【数３２】
2019512731.tif 000035
【０１２６】
上記に説明されるように、バックプレーンは、各フレームの間、ゲートライン（行）を通して走査することによってアドレス指定される。したがって、各行は、若干異なる時間においてリフレッシュされる。しかしながら、トッププレーン切替が使用されるとき、Ｖｃｏｍの異なる電圧へのリセットが、１つの特定の時間において生じる。Ｖｃｏｍ切替が生じるフレームの間、１つを除いて全ての行が、図１３に図示されるように、若干正しくないインパルスを被る。
【０１２７】
上記に説明されるように、バックプレーンは、各フレームの間、ゲートライン（行）を通して走査することによってアドレス指定される。したがって、各行は、若干異なる時間にリフレッシュされる。しかしながら、トッププレーン切替が使用されるとき、Ｖｃｏｍの異なる電圧へのリセットが、１つの特定の時間において生じる。Ｖｃｏｍ切替が生じるフレームの間、１つを除いて全ての行が、図１３に図示されるように、若干正しくないインパルスを被る。
【０１２８】
図１３に示されるものは、Ｖｃｏｍが、ＶＫＢから、３つのフレームにわたって負電圧に、次いで、３つのフレームにわたって正電圧に調節され、ＶＫＢに戻る場合である。本一連の遷移全体を通して約ゼロ電位を維持することが所望される。Ｖｃｏｍの切替は、フレームの開始時（すなわち、バックプレーン行１、ＢＰ１）において生じると仮定される。ＶｃｏｍがＶＫＢに設定されない時間全体にわたって、上記に説明されるように、ディスプレイを横断する電位差は、ＶＫＢである。トッププレーンは、走査バックプレーンが行ＢＰｘに到達する前にわずかに切り替わる。したがって、１つのフレームとほぼ同じ長さであり得る周期にわたって、画像のうちのいくつかの行は、所望されるものからインパルスオフセットを受信し得る。しかしながら、Ｖｃｏｍ設定が再び調節されるにつれて、補償オフセットが後のフレームにおいて生じることが分かる。バックプレーンの走査は、したがって、本発明によって達成される正味ＤＣ平衡に影響を及ぼさない。
【０１２９】
一見すると、アクティブマトリクスディスプレイの種々の行のシーケンシャル走査は、フロント電極の電圧が変化されるとき（典型的には、アクティブマトリクスの連続走査の間）、走査が関連ピクセルに到達し、そのピクセル電極上の電圧が、フロント電極電圧の変化を補償するように調節され、フロントプレーン電圧の変化と走査が関連ピクセルに到達する時間との間の周期が、関連ピクセルが位置する行に応じて変動するまで、ディスプレイの各ピクセルが、「正しくない」電圧を被るであろうため、波形および駆動スキームの正確なＤＣ平衡を確実にするために設計される前述の計算を覆し得ると考えられ得る。しかしながら、さらなる調査は、ピクセルに印加されるインパルス内の実際の「誤差」が、フロントプレーン電圧の変化×フロントプレーン電圧の変化と走査が関連ピクセルに到達する時間との間の周期に比例することを示すであろう。後者の周期は、最終フロントプレーン電圧を初期のものと等しいままにする、フロントプレーン電圧の任意の一連の変化に関して、インパルスの「誤差」の総和は、ゼロとなり、駆動スキームの全体的ＤＣ平衡は、影響されないであろうように、走査レートに変化がないと仮定して固定される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４（Ａ）】
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【図４（Ｂ）】
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【図４（Ｃ）】
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【図５Ａ】
2019512731.tif 000042
【図５Ｂ】
2019512731.tif 000043
【図６Ａ】
2019512731.tif 000044
【図６Ｂ】
2019512731.tif 000045
【図６Ｃ】
2019512731.tif 000046
【図６Ｄ】
2019512731.tif 000047
【図７Ａ】
2019512731.tif 000048
【図７Ｂ】
2019512731.tif 000049
【図８】
2019512731.tif 000050
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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