(57)【要約】  電気泳動ディスプレイユニット（１，１００）は、データ電極（３１，３２，３３，３４）を介してデータパルス（ＤＰ１，ＤＰ２）を画素（１１）に供給するのに必要なエネルギーを低減するために、スイッチング回路（５０）を備えている。このエネルギーは、実現すべき差動電圧に比例するとともに、チャージ又はディスチャージされる容量（１３）に比例し、この容量（１３）は、画素（１１）の容量とアクティブマトリックスの容量との組合せによって形成される。アクティブマトリックスの容量が非常に大きいので、比較的大きなエネルギー量が必要である。スイッチング回路（５０）は、同じデータ電極（３１，３２，３３，３４）に結合される対応する２つの画素（１１）に順に供給されるべき２つの選択パルス（ＳＰ１，ＳＰ２）の間に、データ電極（３１，３２，３３，３４）を、グランドなどの電圧基準源（ＲＥＦ）に結合する。これによって、データドライバ（３）によって実現すべきディスチャージ量が低減される。結果として、必要な最大エネルギーが低減される。電気泳動ディスプレイユニット（１，１００）全体の消費電力を削減するために、これは、好ましくは、逆の極性の振幅を有するデータパルス（ＤＰ１，ＤＰ２）のみに対して行われるべきである。
2007519022.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
−  選択電極とデータ電極とを有する電気泳動表示パネルであって、前記選択電極と前記データ電極との交差部が画素に関連する電気泳動表示パネル、
−  第１のデータパルスおよび第２のデータパルスを前記データ電極に供給するデータ駆動回路、
−  第１の選択パルスおよび第２の選択パルスを対応する選択電極に供給する選択駆動回路、および
−  前記第１の選択パルスの終わりの後、次の第２の選択パルスの終わりの前に、前記第１のデータパルスの極電圧値と前記第２のデータパルスの極電圧値との間の基準電圧を有する電圧基準源に前記データ電極を結合するためのスイッチング回路を制御するコントローラ、
を有する、電気泳動ディスプレイユニット。
【請求項２】
前記基準電圧はグランドレベルに対応する、請求項１に記載の電気泳動ディスプレイユニット。
【請求項３】
前記コントローラは、前記第１の選択パルスの終わりの後前記第２の選択パルスの始まりの前に前記データ電極を前記電圧基準源に結合するための前記スイッチング回路を制御する、請求項１に記載の電気泳動ディスプレイユニット。
【請求項４】
前記コントローラが前記データ駆動回路を制御し、
−  振動データパルス、
−  一つ以上のリセットデータパルス、および
−  一つ以上の駆動データパルス
を、前記データ電極を介して前記画素に供給する、請求項１に記載の電気泳動ディスプレイユニット。
【請求項５】
前記コントローラは、前記第１および第２のデータパルスが反対の極性の振幅を有する場合、前記データ電極を前記電圧基準源に結合するための前記スイッチング回路を制御し、前記第１および第２のデータパルスのタイミングは、それぞれ前記第１および第２の選択パルスのタイミングに対応する、請求項１に記載の電気泳動ディスプレイユニット。
【請求項６】
前記コントローラに結合されるメモリであって、前記第１および第２のデータパルスの振幅に関する情報を記憶するメモリ、を更に有する、請求項５に記載の電気泳動ディスプレイユニット。
【請求項７】
前記スイッチング回路は、前記データ駆動回路および前記スイッチング素子に結合されている、請求項１に記載の電気泳動ディスプレイユニット。
【請求項８】
請求項１に記載された電気泳動ディスプレイユニット用のデータ駆動回路であって、前記スイッチング回路は、前記データ駆動回路の一部を形成する、データ駆動回路。
【請求項９】
請求項１に記載の電気泳動ディスプレイユニットと、表示されるべき情報を記憶する記憶媒体と、を有する表示装置。
【請求項１０】
選択電極とデータ電極とを有する電気泳動表示パネルを有する電気泳動ディスプレイユニットを駆動する方法であって、前記選択電極と前記データ電極との交差部が画素に対応しており、前記方法が、
−  データパルスを前記データ電極を介して前記画素に供給するステップ、
−  第１の選択パルスおよび第２の選択パルスを対応する選択電極に供給するステップ、および
−  前記第１の選択パルスの終わりの後、次の第２の選択パルスの終わりの前に、データパルスの極電圧値とデータパルスの極電圧値との間の値の基準電圧を有する電圧基準源にデータ電極を結合するためのスイッチング回路を制御するステップ、
を有する方法。
【請求項１１】
選択電極とデータ電極とを有する電気泳動表示パネルを有する電気泳動ディスプレイユニットを駆動するコンピュータプログラムであって、前記選択電極と前記データ電極との交差部が画素に対応しており、前記コンピュータプログラムが、
−  データパルスを前記データ電極を介して画素前記に供給する機能、
−  第１の選択パルスおよび第２の選択パルスを対応する選択電極に供給する機能、および
−  前記第１の選択パルスの終わりの後、次の第２の選択パルスの終わりの前に、データパルスの極電圧値とデータパルスの極電圧値との間の値の基準電圧を有する電圧基準源にデータ電極を結合するためのスイッチング回路を制御する機能、
を有する、コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気泳動ディスプレイユニット、電気泳動ディスプレイユニット用のデータ駆動回路、電気泳動ディスプレイユニットを有する表示装置、電気泳動ディスプレイユニットを駆動する方法、および電気泳動ディスプレイユニットを駆動するコンピュータ・プログラム・プロダクトに関する。
【０００２】
このタイプの表示装置の例は、モニタ、ラップトップコンピュータ、携帯情報端末（ＰＤＡ）、携帯電話、電子ブック、電子新聞、および電子マガジンである。
【背景技術】
【０００３】
従来技術の電気泳動ディスプレイユニットは、国際特許出願ＷＯ９９／５３３７３号から既知である。この特許出願は、２つの基板を有する電子インクディスプレイを開示しており、この２つの基板のうちの一方の基板は透明であって共通電極（対向電極としても知られる）を有し、他方の基板は行および列に配される画素電極が備えられている。行電極と列電極との間の交差部は画素に関係している。画素は共通電極の一部と画素電極との間に形成される。画素電極はトランジスタのドレインに結合され、そのトランジスタのソースは列電極即ちデータ電極に結合され、そのトランジスタのゲートは行電極即ち選択電極に結合されている。画素、トランジスタ、並びに行電極および列電極の構成は、協働して、アクティブマトリックスを形成する。行ドライバ（選択ドライバ）は、行駆動信号、即ち、或る行の画素を選択する選択信号を供給し、列ドライバ（データドライバ）は、列駆動信号即ちデータ信号を、列電極およびトランジスタを介して、選択された行の画素に供給する。データ信号は表示されるべきデータに対応しており、選択信号と協働して、１つ以上の画素を駆動する駆動信号（の一部）を形成する。
【０００４】
更に、画素電極と透明基板に備えられる共通電極との間に、電子インクが備えられる。電子インクは、直径がおよそ１０ミクロンから５０ミクロンの複数のマイクロカプセルを有する。各マイクロカプセルは、液体中に懸濁する、正に帯電した白の粒子と負に帯電した黒の粒子とを有する。正の電圧が画素電極に印加されると、白の粒子は、マイクロカプセルの、透明基板に向けられた側へと移動し、画素が観測者に見えるようになる。同時に、黒の粒子は、マイクロカプセルの反対側の画素電極に移動し、そこでは黒の粒子は観測者から見えないようになる。負の電圧を画素電極に印加することによって、黒の粒子は、マイクロカプセルの、透明基板に向けられた側の共通電極に移動し、画素は観測者に暗く見える。同時に、白の粒子は、マイクロカプセルの反対側の画素電極に移動し、そこでは白の粒子は観測者から見えないようになる。電圧が取り除かれると、ディスプレイユニットは粒子の移動により得られた状態をそのまま保ち、双安定性を示す。
【０００５】
電気泳動ディスプレイユニットの光学応答の画素履歴依存性を低減するために、データ依存信号が供給される前にプリセットデータ信号が供給される。プリセットデータ信号はデータパルスを有し、このデータパルスは、電気泳動粒子を２つの電極のうちの一方の電極に静止した状態から解放するのに十分なエネルギーではあるが、この電気泳動粒子を他方の電極に到達させるには小さすぎるエネルギーを表す。画素履歴依存性が低減したので、画素の履歴に関わらず、同一データに対する光学応答は実質的に等しい。基本的なメカニズムは、表示装置が所定の状態、例えば黒の状態に切り換えられた後、電気泳動粒子が静止状態になるという事実によって、説明できる。次に白の状態への切換えが生じたとき、粒子の始動速度はゼロに近いので粒子の運動量は小さい。これによって、履歴依存性が大きくなり、この大きい依存性に打ち勝つために長い切換時間になる。プリセットデータ信号の印加によって、電気泳動粒子の運動量が増加し、したがってこの依存性が低減し、より短い切換時間になる。
【０００６】
（各行を次々に駆動し、行ごとに全ての列を同時に一回駆動することによって）全ての行の全ての画素を一回駆動するのに必要な時間間隔は、フレームと呼ばれる。各フレームにおいて、画素を駆動する各データパルスに対し、行ごとに、当該行を選択（駆動）するためにその行に行駆動信号（選択信号）を供給する行駆動動作、データパルス（例えば、プリセットデータ信号のデータパルス、又はデータ依存信号のデータパルスなど）を画素に供給する列駆動動作が必要である。通常、後者の動作は、一つの行の全画素に対して同時に行われる。
【０００７】
画像を更新するとき、先ず、プリセットデータ信号の複数のデータパルスが供給され、これはプリセットデータパルスと呼ばれる。各プリセットデータパルスは１フレーム期間の持続期間を有する。１番目のプリセットデータパルスは、例えば正の振幅を有し、２番目のプリセットデータパルスは負の振幅を有し、３番目のプリセットデータパルスは正の振幅を有する、などである。交番する振幅を有する斯かるプリセットデータパルスは、画素の表示するグレー値を変えない。
【０００８】
連続する１つ以上のフレームの間にデータ依存信号が供給され、データ依存信号は、ゼロフレーム期間、１フレーム期間、２フレーム期間から、例えば１５フレーム期間の持続時間を有する。これによって、ゼロフレーム期間の持続時間を有するデータ依存信号は、例えば、画素が完全な黒を既に表示していたとすると、完全な黒を表示する画素に対応する。画素が特定のグレー値を表示していた場合は、この画素をゼロフレーム期間の持続時間を有するデータ依存信号で駆動したとき、言い換えると、振幅ゼロの駆動データパルスで駆動したとき、このグレー値は変化しない。例えば１５フレーム期間の持続時間を有するデータ依存信号は、１５個のパルスを有し、画素に完全な白を表示させ、１フレーム期間から１４フレーム期間の持続時間を有するデータ依存信号は、例えば、１個から１４個の駆動データパルスを有し、完全な黒と完全な白との間の限られた数のグレー値のうちの１つのグレー値を表示する画素にする。
【０００９】
データ電極ごとに、第１の振幅を有する第１のデータパルスが、データ電極に結合され且つ第１の行に存在する第１の画素に供給される。この第１のデータパルスの後に、第２の振幅を有する第２のデータパルスが続き、この第２のデータパルスは、同じデータ電極に結合され且つ第２の行に存在する第２の画素に供給される。第１および第２の振幅が反対の極性を有する場合、データドライバは、第２のデータパルスを供給するために、２ＣＵ２に等しいエネルギーを発生しなければならない。Ｃは全容量、＋Ｕは第１の振幅、−Ｕは第２の振幅、−２Ｕは実現すべき差動電圧、Ｑ＝−２ＣＵは与えるべきディスチャージ量である。単一データパルスが利用できるのは＋Ｕ又は−Ｕであるので、エネルギーＥ＝｜ＱＵ｜＝２ＣＵ２である。第１および第２の振幅が逆の場合、実現すべき差動電圧は２Ｕに等しく、Ｑ＝２ＣＵが与えるべきチャージ量であり、エネルギーはやはり２ＣＵ２に等しい。これにより、Ｃは、データ電極とデータドライバとが互いに結合される位置において、データ電極を介してデータドライバが「見た」全容量である。この全容量Ｃは、アクティブな行とデータ電極に対応する列との位置における画素の容量と、この画素に並列に存在し得る容量と、アクティブマトリックスの容量との組合せによって、形成される。このアクティブマトリックスの容量は、画素の容量と比べて比較的大きいので、全容量はアクティブマトリックスの容量に実質的に等しい。アクティブマトリックスの容量をディスチャージするには、分離した１個の画素をディスチャージするのに必要なエネルギーと比べて、比較的大きい量のエネルギーが必要である。
【００１０】
既知の電気泳動ディスプレイユニットは、特に、これらの容量のチャージおよびディスチャージに必要なエネルギーが比較的大きいので、不利である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、特に、電気泳動ディスプレイユニットのデータ電極に結合される容量のチャージおよびディスチャージに必要なエネルギーが比較的小さい電気泳動ディスプレイユニットを提供することである。
【００１２】
本発明の他の目的は、特に、チャージおよびディスチャージに必要なエネルギーが比較的小さい電気泳動ディスプレイユニット用のデータ駆動回路を提供し、チャージおよびディスチャージに必要なエネルギーが比較的小さい電気泳動ディスプレイユニットを有する表示装置を提供し、チャージおよびディスチャージに必要なエネルギーが比較的小さい電気泳動ディスプレイユニットにおいて（電気泳動ディスプレイユニットと組み合わせて）使用される、電気泳動ディスプレイユニットを駆動する方法および電気泳動ディスプレイユニットを駆動するコンピュータ・プログラム・プロダクトを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明による電気泳動ディスプレイユニットは、
−  選択電極とデータ電極とを有する電気泳動表示パネルであって、上記選択電極と上記データ電極との交差部が画素に関連する電気泳動表示パネル、
−  第１のデータパルスおよび第２のデータパルスを上記データ電極に供給するデータ駆動回路、
−  第１の選択パルスおよび第２の選択パルスを対応する選択電極に供給する選択駆動回路、および
−  上記第１の選択パルスの終わりの後、次の第２の選択パルスの終わりの前に、上記第１のデータパルスの極電圧値と上記第２のデータパルスの極電圧値との間の基準電圧を有する電圧基準源に上記データ電極を結合するためのスイッチング回路を制御するコントローラ、
を有する。
【００１４】
スイッチ又はトランジスタなどの形のスイッチング回路を導入することによって、第１の行への第１の選択パルスの供給の間、および第２の行への第２の選択パルスの供給の終わりの前に、このデータ電極を基準電圧源に結合できる。結果として、基準電圧源の基準電圧がデータパルスの極電圧値と極電圧値との間の値を有するので、極第１の選択パルスと第２の選択パルスとの間に、少なくともアクティブマトリックスの容量がチャージ又はディスチャージされ、次いで、データ電極における電圧が基準電圧に実質的に等しくなる。画素の容量も（ディス）チャージされるかどうかは、この画素に結合されるスイッチング素子がこの瞬間に導通状態であかどうかに依存する。結果として、第２のパルスを供給するときに、アクティブマトリックスの容量を考慮してデータドライバを介して実現すべき差動電圧の絶対値は、＋２Ｕよりも少なく、データドライバは、第２のデータパルスを供給するのに２ＣＵ２よりも少ないエネルギーを発生し、これは、従来技術の状況で必要な全エネルギーよりも少ない。したがって、チャージ又はディスチャージに必要な最大エネルギーが低減される。
【００１５】
基本の考え方は、適切に機能するには、第１に、画素が誤った電圧で駆動されることを防止するために、画素に供給されるべきデータパルス電圧は第１の（第２の）選択パルスの終わりまでには正しい値を有していなければならないこと、第２に、画素が正しいデータパルス電圧で駆動されるように、スイッチング回路のチャージ又はディスチャージは、第２の選択パルスの終わりの前の十分な時間量で完了されなければならないことである。
【００１６】
電圧基準端子がグランドに対応する場合、第１の選択パルスと第２の選択パルスとの間で、少なくともアクティブマトリックスの容量がチャージ又はディスチャージされ、その後に、データ電極における電圧が約ゼロボルトになる。画素の容量も（ディス）チャージされるかどうかは、この画素に結合されるスイッチング素子がこの瞬間に導通状態であるかどうかに依存する。結果として、第２のパルスを供給するときに、アクティブマトリックスの容量を考慮して実現すべき差動電圧は、約＋Ｕ又は−Ｕであり、データドライバは、第２のデータパルスを供給するのにＣＵ２に実質的に等しいエネルギーを発生し、これは、従来技術の状況で必要な全エネルギーの約半分である。したがって、チャージ又はディスチャージに必要な最大エネルギーが実質的に５０％低減する。
【００１７】
電圧基準源は、基準電圧を記憶するコンデンサを有することができる。
【００１８】
一実施例では、振動データパルスは、例えば、上記のプリセットデータパルスに対応する。リセットデータパルスは駆動データパルスに先行して駆動データパルスの固定開始点（固定された黒、又は固定された白）を規定することによって、電気泳動ディスプレイユニットの光学応答を更に向上させる。あるいは、リセットデータパルスは駆動データパルスに先行して駆動データパルスのフレキシブルな開始点（このフレキシブルな開始点は、黒又は白であり、後続する駆動データパルスによって規定されるべきグレー値に依存して選択され、このグレー値に最も近いものである）を規定することによって、電気泳動ディスプレイユニットの光学応答を更に向上させる。
【００１９】
第１の選択パルスの終わりの後第２の選択パルスの始まりの前にデータ電極を電圧基準端子に結合するためのスイッチング回路を、コントローラが制御することによって、画素にデータパルスを正確に供給するため、多くの時間を使用することができる。
【００２０】
先の実施例は、第２のデータパルスを対応する第２の画素に供給するのに必要な最大エネルギーを低減する。しかし、同じデータ電極に結合される第１の画素および次の第２の画素の全てが、必ずしも逆の極性の振幅を有する第１および第２のデータパルスを受け取るとは限らないので、電気泳動ディスプレイユニット全体の平均消費電力は、必ずしも削減されるというわけではない。第１の画素が振幅ゼロではない第１のデータパルスを受け取り、次の第２の画素がゼロ振幅の第２のデータパルスを受け取る場合、又はその逆の場合には、途中でチャージ又はディスチャージを行っても、第２のデータパルスを次の第２の画素に供給するのに必要なエネルギーは削減されない。両方の画素とも同じ振幅のデータパルスを受け取る場合、途中でチャージ又はディスチャージを行うと、第２のデータパルスを次の第２画素に供給するのに必要なエネルギーはゼロから約ＣＵ２に増加する。上記コントローラが、反対の極性の振幅を有する第１および第２のデータパルスのみに対して、上記データ電極を上記電圧基準源に結合するための上記スイッチング回路を制御することによって、第２のデータパルスを次の第２の画素に供給するのに必要なエネルギーは、反対の極性を有するデータパルスの状況では低減され、他の状況では変わらない。結果として、電気泳動ディスプレイユニット全体の消費電力が削減される。
【００２１】
第１および第２のデータパルスの振幅に関する情報を、コントローラに結合されるメモリに記憶することによって、スイッチング回路を自動的に制御できる。
【００２２】
上記スイッチング回路を上記データ駆動回路および上記スイッチング素子に結合することによって、データ駆動回路を適合させる必要がない。
【００２３】
データ駆動回路は列ドライバとすることができる。スイッチング回路にデータ駆動回路の一部を形成させることによって、スイッチング回路はデータ駆動回路に一体化され、電気泳動ディスプレイパネルとデータ駆動回路とに別々に結合される必要がない。
【００２４】
表示装置は電子ブックとすることができ、情報を記憶する記憶媒体は、メモリスティック、集積回路、メモリ、又は例えばディスプレイユニットに表示されるべき本の内容を記憶する他の記憶媒体、とすることができる。
【００２５】
本発明による方法の実施例、本発明によるコンピュータプログラムプロダクトの実施例は、本発明による電気泳動ディスプレイユニットの実施例に対応する。
【００２６】
本発明は、特に、データ電極を介してデータドライバが「見た」全容量が、
−  アクティブな行とデータ電極に対応する列との位置における画素の容量、
−  この画素に並列に存在し得る容量、および
−  アクティブマトリックスの容量、
の組合せを有するという洞察に基づいている。
【００２７】
このアクティブマトリックスの容量は画素の容量より大きく、1つ以上の容量を差動電圧でチャージ又はディスチャージするのに必要なエネルギーは、これら1つ以上の容量に比例するとともに、この差動電圧に比例し、本発明は、特に、アクティブマトリックスの容量を考慮してデータドライバを介して実現すべき差動電圧は、データ電極を電圧基準源に結合して途中にチャージ又はディスチャージを導入することによって、小さくできるという基本的な考えに基づいている。
【００２８】
本発明は、特に、チャージおよびディスチャージをするのに必要なエネルギーが比較的少ない電気泳動ディスプレイを提供するという問題を解決し、特に、最適には従来の状況で必要な全ネルギーの約半分だけ供給すればよいという点で有利である。逆の極性の振幅を有する第１および第２のデータパルスに対してだけデータ電極を電圧基準源に結合する場合に、電気泳動ディスプレイユニットの消費電力が削減される。
【００２９】
本発明のこれらおよび他の態様は、以下に記載される実施例を基準にして明らかであり、これらの実施例を基準にして説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
図１に（断面で）示される電気泳動ディスプレイユニットの画素１１は、ベース基板２と、例えばポリエチレンの２つの基板３、４との間に存在する電子インクを持つ電気泳動フィルム（ベース基板２に積層されている）と、を有する。これら基板のうちの一方の基板３には透明画素電極５が備えられ、他方の基板４には透明共通電極６が備えられる。電子インクは、直径が約１０ミクロンから５０ミクロンの複数のマイクロカプセル７を有する。各マイクロカプセル７は、液体１０に懸濁した、正に帯電した白の粒子８と負に帯電した黒の粒子９とを有する。正の電圧が画素電極５に印加されると、白の粒子８は、マイクロカプセル７の、共通電極６を向いている側に移動し、画素は観測者に見えるようになる。同時に、黒の粒子９は、マイクロカプセル７の反対側に移動し、そこでは黒の粒子９は観測者から見えないようにされる。画素電極５に負の電圧を印加することによって、黒の粒子９は、マイクロカプセル７の、共通電極６を向いている側に移動し、画素は観測者に暗く見える（図示せず）。電圧が取り除かれると、粒子８、９はその移動により得られた状態をそのまま保ち、ディスプレイは双安定性を示し、電力を実質的に消費しない。
【００３１】
図２に示される電気泳動ディスプレイユニット１は表示パネル６０を有し、この表示パネル６０は、行電極即ち選択電極４１、４２、４３と列電極即ちデータ電極３１、３２、３３との交差部の領域に、画素１１のマトリックスを有する。これらの画素１１は全て共通電極６に結合され、各画素１１はそれ自身の画素電極５に結合されている。電気泳動ディスプレイユニット１は、更に、行電極４１、４２、４３に結合された選択駆動回路４０（行ドライバ４０）と列電極３１、３２、３３に結合されたデータ駆動回路３０（列ドライバ３０）とを有し、画素１１ごとにアクティブスイッチング素子１２を有する。電気泳動ディスプレイユニット１はこれらのアクティブスイッチング素子１２（この例では（薄膜）トランジスタ）によって駆動される。選択駆動回路４０は行電極４１、４２、４３を連続的に選択し、一方、データ駆動回路３０はデータ信号を列電極３１、３２、３３に供給する。好ましくは、コントローラ２０は入力部２１を介して到達する入力データを先ず処理し、次いでデータ信号を発生する。データ駆動回路３０と選択駆動回路４０との間の相互同期は、駆動ライン２３および２４を介して行われる。選択駆動回路４０からの選択信号はトランジスタ１２を介して画素電極５を選択する。トランジスタ１２のドレイン電極は画素電極５に電気的に結合され、トランジスタ１２のゲート電極は行電極４１、４２、４３に電気的に結合され、トランジスタ１２のソース電極は列電極３１、３２、３３に電気的に結合されている。同時に、列電極３１、３２、３３に存在するデータ信号が、トランジスタ１２のドレイン電極に結合される画素１１の画素電極５に送られる。トランジスタの代わりに、ダイオード、ＭＩＭなどの他のスイッチング素子を使用することができる。データ信号および選択信号は協働して駆動信号（の一部）を形成する。
【００３２】
入力部２１を介して受け取ることができる画像情報などの入力データは、コントローラ２０によって処理される。さらに、コントローラ２０は新たな画像に関する新たな画像情報の到達を検出し、それに応答して、受け取った画像情報の処理を開始する。画像情報の処理には、この新たな画像情報の読込み、コントローラ２０のメモリに記憶された以前の画像とこの新たな画像との比較、温度センサとの相互連絡、駆動波形のルックアップテーブルを含むメモリのアクセス、などが含まれる。最後に、コントローラ２０は、画像情報の処理がいつ完了するのかを検出する。
【００３３】
次いで、コントローラ２０は、駆動ライン２３を介してデータ駆動回路３０に供給されるべきデータ信号を発生し、駆動ライン２４を介して行ドライバ４０に供給されるべき選択信号を発生する。データ信号は、全ての画素１１に対して同じであるデータ非依存信号と、画像１１ごとに違うかもしれないし違わないかもしれないデータ依存信号と、を有する。データ非依存信号はプリセットデータパルスを形成する振動データパルスを有し、データ依存信号は、１つ以上のリセットデータパルスと１つ以上の駆動データパルスとを有する。振動パルスはエネルギーを表すパルスを有しており、このパルスが表すエネルギーは、電気泳動粒子８、９を２つの電極５、６のうちの一方の電極での静止状態から解放するのに十分なエネルギーであるが、粒子８、９を電極５、６のうちの他方の電極に到達させるには小さすぎるエネルギーである。履歴依存性が低くなったので、画素１１の履歴に関わらず、同一データに対する光学応答は実質的に等しい。したがって、振動データパルスによって、電気泳動ディスプレイユニットの光学応答の画素１１の履歴依存性が低減する。リセットデータパルスは駆動データパルスに先行して駆動データパルスのフレキシブルな開始点を規定することによって、さらに光学応答を向上させる。この開始点は黒レベル又は白レベルとすることができ、この開始点は、後続する駆動データパルスによって規定されるグレー値に依存して選択され、このグレー値に最も近い。あるいは、リセットデータパルスは、データ非依存信号の一部を形成することができ、駆動データパルスに先行して駆動パルスの固定開始点を規定することによって、電気泳動ディスプレイユニットの光学応答を更に向上させることができる。この開始点は固定された黒レベル又は固定された白レベルとすることができる。
【００３４】
図３には、電気泳動ディスプレイユニット１を駆動するための、画素１１に印加される電圧を時間ｔの関数として表す波形が示されている。この波形は、データ駆動回路３０を介して供給されるデータ信号を使用して生成される。この波形は、第１の振動データパルスＳｈ１と、その後に続く1つ以上のリセットデータパルスＲと、第２の振動データパルスＳｈ２と、１つ以上の駆動データパルスＤｒと、を有する。例えば、４つのグレーレベルを有するシステムに対しては、１６個の異なる波形が、コントローラ２０の一部を形成するおよび／又はコントローラ２０に結合されるメモリ（ルックアップテーブルとすることができる）に記憶される。入力部２１を介して受け取られるデータに応答して、コントローラ２０は画素１１の波形を選択し、対応するドライバ３０、４０および対応するトランジスタ１２を介して、対応する画素１１に、対応する選択信号およびデータ信号を供給する。
【００３５】
フレーム期間は、各行を次々に駆動して行ごとに全ての列を同時に一回駆動することによって電気泳動ディスプレイユニット１の全ての画素１１を一回駆動するために使用される時間間隔に対応する。フレームの間に、データ依存信号又はデータ非依存信号を画素１１に供給するために、データ駆動回路３０は、１つの行の全ての画素１１がこれらのデータ依存信号又はデータ非依存信号を同時に受け取るように、コントローラ２０によって制御される。これは行ごとに行われ、コントローラ２０は、行が次々に選択されるように行ドライバ４０を制御する（選択された行の全てのトランジスタ１２は導通状態になる）。データ非依存信号の場合、２つ以上の行を同時に選択できる。
【００３６】
最初のフレームの組の間、第１の振動データパルスＳｈ１が画素１１に供給され、各振動データパルスは１フレーム期間の持続時間を有する。開始振動データパルスは例えば正の振幅を有し、次の振動データパルスは負の振幅を有し、その次の振動データパルスは正の振幅を有する、などである。したがって、これらの交番する振幅データパルスは、フレーム期間が比較的短い限りは、画素１１によって表示されるグレー値を変更しない。
【００３７】
１つ以上のフレーム期間を有する２番目のフレームの組の間、リセットデータパルスＲの組合せは、更に以下に記載されるように供給される。３番目のフレームの組の間、第２の振動データパルスＳｈ２が画素１１に供給され、各振動データパルスは、１フレーム期間の持続時間を有する。１つ以上のフレーム期間を有する４番目のフレームの組の間、駆動データパルスＤｒの組合せが供給され、駆動データパルスＤｒの組合せは、ゼロフレーム期間の持続時間を有し実際にゼロの振幅を有するパルスであるか、又は１フレーム期間、２フレーム期間から、例えば１５フレーム期間の持続時間を有する。これによって、ゼロフレーム期間の持続時間を有する駆動データパルスＤｒは、例えば、画素１１が既に完全な黒を表示していたとすると、完全な黒を表示する画素に対応する。画素１１が特定のグレー値を表示していた場合は、ゼロフレーム期間の持続時間を有する駆動データパルスで駆動したとき、言い換えると、振幅がゼロのパルスで駆動したとき、このグレー値は変化しない。１５フレーム期間の持続時間を有する駆動データパルスＤｒの組合せは、連続する１５個のパルスを有し、例えば、完全な白を表示する画素１１に対応する。１フレーム期間から１４フレーム期間の持続時間を有する駆動データパルスＤｒの組合せは、１個のパルスから連続する１４個のパルスを有し、例えば、完全な黒と完全な白との間の限られた数のグレー値のうちの１つのグレー値を表示する画素１１に対応する。
【００３８】
リセットデータパルスＲは駆動データパルスＤｒに先行して駆動データパルスＤｒの固定開始点（例えば、固定された黒又は固定された白）を規定することによって、電気泳動ディスプレイユニット１の光学応答をさらに向上させる。あるいは、リセットデータパルスＲは、駆動データパルスＤｒに先行して駆動データパルスＤｒのフレキシブルな開始点を規定することによって、電気泳動ディスプレイユニットの光学応答を更に向上させる。このフレキシブルな開始点は黒又は白とすることができ、後続する駆動データパルスによって規定されるべきグレー値に依存して選択され、このグレー値に最も近い。
【００３９】
データ電極３１，３２，３３ごとに、第１の振幅を有する第１のデータパルスが、データ電極３１，３２，３３に結合され且つ第１の行に位置している第１の画素１１に供給される。第１のデータパルスの後に第２の振幅を有する第２のデータパルスが続き、この第２のデータパルスは同じデータ電極３１，３２，３３に結合され且つ第２の行に位置している第２の画素１１に供給される。この第２の行は、ディスプレイの次の行とすることができるが、第１の行の後にアドレスされる他の任意の行とすることもできる。反対の極性の振幅を有する第１および第２の振幅の場合、駆動回路３０は、第２のデータパルスを供給するために２ＣＵ２に等しいエネルギーを発生しなければならない。Ｃは全容量、＋Ｕは第１の振幅、−Ｕは第２の振幅、−２Ｕは実現すべき差動電圧、Ｑ＝−２ＣＵは与えるべきディスチャージ量である。単一データパルスが利用できるのは＋Ｕ又は−Ｕであるので、エネルギーＥ＝｜ＱＵ｜＝２ＣＵ２である。第１および第２の振幅が逆の場合、実現すべき差動電圧は２Ｕに等しく、Ｑ＝２ＣＵは与えるべきチャージ量であり、エネルギーはやはり２ＣＵ２に等しい。これにより、Ｃは、データ電極３１、３２、３３とデータ駆動回路３０とが互いに結合される位置において、データ電極３１、３２、３３を介してデータドライバ回路３０が「見た」全容量である。この全容量Ｃは、アクティブな行とデータ電極３１、３２、３３に対応する列との位置における画素１１の容量と、この画素１１に並列に存在し得る容量と、アクティブマトリックスの容量との組合せによって、形成される。このアクティブマトリックスの容量は、画素１１の容量と比べて比較的大きいので、ディスチャージするには、分離した１個の画素に必要なエネルギーと比べて、比較的大きい量のエネルギーが必要である。チャージおよびディスチャージをするためのエネルギーを削減するために、図４に示すようなスイッチング回路が導入される。
【００４０】
図４は本発明による電気泳動ディスプレイユニット１００を示し、これは、以下のことは別にして、電気泳動ディスプレイユニット１と同様である。データ駆動回路３０と表示パネル６０との間に、回路５０を導入しており、これは駆動ライン２５を通じてコントローラ２０で制御される。スイッチング回路５０は、例えば、データ電極３１、３２、３３を直に又は抵抗を介してグランドに結合するスイッチ即ちトランジスタなどを、データ電極３１、３２、３３ごとに有する。本発明による電気泳動ディスプレイユニット１００の機能は、図５および図６を参照して説明される。
【００４１】
図５は、従来の駆動状況のデータパルスおよび選択パルスと、本発明による駆動状況のデータパルスおよび選択パルスと、を示す。上のグラフＳ１には、第１の選択パルスＳＰ１が示されている。この第１の選択パルスＳＰ１は、第１の行の画素１１をアクティブにするために、選択駆動回路４０から例えば選択電極４１を通じてこの選択電極４１に結合された全ての第１のトランジスタ１２に供給される。第２のグラフＳ２には、第２の選択パルスＳＰ２が示されている。この第２の選択パルスＳＰ２は、第２の行の画素１１をアクティブにするために、選択駆動回路４０から例えば選択電極４２を通じてこの選択電極４２に結合された全ての第２のトランジスタ１２に供給される。第３のグラフには、従来技術の駆動状況のデータパルスＤ１が示されている。第１の選択パルスＳＰ１の少し前、その間、および少し後に、データ駆動回路３０から、データ電極３１を通じて、第１の行と第１の列とにおける第１の画素１１に結合された第１のトランジスタ１２に、正の電圧が供給される。この正の電圧は、例えば、＋Ｕボルトの振幅を有する。第１の選択パルスＳＰ１の間、この第１のトランジスタ１２は導通状態になり、結果として、第１のデータパルスＤＰ１の一部が、図５に白の領域で示される正の電圧として、第１の画素１１に供給される。第２の選択パルスＳＰ２の少し前、その間、および少し後に、データ駆動回路３０から、データ電極３１を通じて、第２の行と第１の列とにおける第２の画素１１に結合された第２のトランジスタ１２に、負の電圧が供給される。この負の電圧は、例えば、−Ｕボルトの振幅を有する。第２の選択パルスＳＰ２の間、この第２のトランジスタ１２は導通状態になり、結果として、第２のデータパルスＤＰ２の一部が負の電圧（再度、白の領域で示されている）として第２の画素１１に供給される。下のグラフには、本発明による駆動方式のデータパルスＤ２が示されている。第１の選択パルスＳＰ１の少し前、その間、および少し後に、データ駆動回路３０から、データ電極３１を通じて、第１の行と第１の列とにおける第１の画素１１に結合された第１のトランジスタ１２に、正の電圧のデータパルスＤＰ１が供給される。このパルスは、例えば、＋Ｕボルトの振幅を有する。第１の選択パルスＳＰ１の間、この第１のトランジスタ１２は導通状態になり、結果として、このデータパルスＤＰ１の一部がこの第１の画素１１に供給される。第２の選択パルスＳＰ２の少し前、その間、および少し後に、データ駆動回路３０によってデータ電極３１を通じて第２の行と第１の列とにおける第２の画素１１に結合された第２のトランジスタ１２に負のデータパルスＤＰ２が供給される。この負のパルスＰＤ２は、例えば、−Ｕボルトの振幅を有する。第２の選択パルスＳＰ２の間、この第２のトランジスタ１２は導通状態になり、結果として、このデータパルスＤＰ２の一部がこの第２の画素１１に供給される。しかし、本発明によれば、この負の電圧は、正の電圧に直接的には続いていない。データパルスＤＰ１とＤＰ２との間にデータ電極３１をグランドに少しの間結合することによって、中間電圧ステップが導入されている。この中間ステップは、第１の選択パルスＳＰ１の終わりＴ１と第２の選択パルスＳＰ２の終わりＴ２との間であればどこに位置させてもよい。
【００４２】
図６は電気スキームを示しており、この電気スキームは、例えば少なくともアクティブマトリックスの容量に対応し且つインピーダンス１４（例えば配線などの抵抗を表す）に直列に結合される容量１３と、例えばデータ電極３１、３２又は３３に対応するデータ電極３４と、データ駆動回路３０と、別個のスイッチング回路５０とを有する。データ駆動回路３０はスイッチ３９を有しており、このスイッチ３９は、データ電極３４に結合される主接点と、４つのサブ接点とを有している。位置Ｉでは、主接点は、フローティングの第１のサブ接点に結合される。位置IIでは、主接点は第２のサブ接点に結合され、この第２のサブ接点は、正のデータパルスを発生するために、第２のサブ接点において＋Ｕボルトを供給する第１の電圧源３５の正の端子に結合されている。位置IIIでは、主接点は第３のサブ接点に結合され、この第３のサブ接点は、ゼロ振幅のデータパルスを発生するために、第３のサブ接点において０ボルトを供給する第１の電圧源３５の負の端子に結合されている。第１の電圧源３５の負の端子は、第２の電圧源３６の正の端子にも結合されている。位置ＩＶでは、主接点は第４のサブ接点に結合され、この第４のサブ接点は、負のデータパルスを発生するために、第４のサブ接点において−Ｕボルトを供給する第２の電圧源３６の負の端子に結合されている。スイッチング回路５０はスイッチ５９を有しており、このスイッチ５９は、データ電極３４に結合された主接点と、２つのサブ接点とを有している。位置Ｖでは、主接点は、フローティングの第５のサブ接点に結合される。位置ＶＩでは、主接点は第６のサブ接点に結合され、この第６のサブ接点は例えばグランドなどの基準電圧源ＲＥＦに結合されている。
【００４３】
図５の３番目のグラフに示される従来技術の駆動状況でのデータパルスＤ１を実現するためには、図６に示される電気スキームの従来技術の部分が使用される。この従来技術の部分は、データ駆動回路３０と、データ電極３４と、容量１３と、インピーダンス１４と、を有しており、スイッチング回路５０は除かれている。第１のトランジスタ１２に正の電圧＋Ｕボルトを供給するために、スイッチ３９は位置Ｉから位置IIに移動する。第２のトランジスタ１２に負の電圧−Ｕボルトを供給するために、スイッチ３９は位置IIから位置ＩＶに移動する。前述のように、第２のデータパルスＤＰ２を供給するのに必要なエネルギーは２ＣＵ２に等しく、Ｃは容量１３である。このエネルギーは、第２の電圧源３６によって供給される。
【００４４】
図５の下のグラフに示される本発明による駆動状況でのデータパルスＤ２を実現するために、スイッチング回路５０を含む図６に示される電気スキームが使用される。第１のトランジスタ１２に正の電圧＋Ｕボルトを供給するために、スイッチ３９は位置Ｉから位置IIに移動する。中間電圧ステップを導入するために、先ず、スイッチ３９が位置IIから位置Ｉに移動し、次に、スイッチ５９が位置Ｖから位置ＶＩに移動する。第２のトランジスタ１２に負の電圧−Ｕボルトを供給するために、先ず、スイッチ５９が位置ＶＩから位置Ｖに移動し、次に、スイッチ３９が位置Ｉから位置ＩＶに移動する。結果として、基準電圧源ＲＥＦがグランドに対応する場合、第１のデータパルスＤＰ１と次の第２のデータパルスＤＰ２との間に容量１３がディスチャージされるので、第２のデータパルスＤＰ２を供給するのに必要なエネルギーはＣＵ２に等しく、データ電極の電圧はそのとき約ゼロボルトになる。次の第２のパルスＤＰ２を供給するときに実現すべき差動電圧は約−Ｕであり、第２の電圧源３６は第２のデータパルスＤＰ２を供給するために実質的にＣＵ２に等しいエネルギーを発生するが、これは従来の解決策で必要な全エネルギーの約半分である。
【００４５】
図７は電気スキームを示しており、この電気スキームは、インピーダンス１４（例えば、配線などの抵抗を表す）に直列に結合された容量１３と、例えばデータ電極３１、３２、又は３３に対応するデータ電極３４と、一体化されたデータ駆動回路７０と、を有する。図７の一体化されたデータ駆動回路７０は、以下のように、図６に示されるスイッチング回路５０を有する。一体化されたデータ駆動回路７０はスイッチ７９を有しており、このスイッチ７９は、データ電極３４に結合される主接点と５個のサブ接点とを有している。第１の４つのサブ接点即ち位置Ｉ、II、III、およびＩＶは、図６に示される４つのサブ接点および４つの位置に対応する。第５の位置ＶIIでは、主接点は第７のサブ接点に結合され、この第７のサブ接点は、例えばグランドなどの基準電圧源ＲＥＦに結合されている。したがって、本発明によれば、図７の電気スキームは、図６の電気スキームの従来技術の部分とは異なり、違うように制御される。
【００４６】
図５の下のグラフに示される本発明による駆動状況のデータパルスＤ２を実現するために、図７に示される電気スキームを、以下のように使用することができる。第１のトランジスタ１２に正の電圧＋Ｕボルトを供給するために、スイッチ７９は位置Ｉから位置ＩＩに移動する。中間電圧ステップを導入するために、スイッチ７９は位置IIから位置ＶIIに移動する。第２のトランジスタ１２に負の電圧−Ｕボルトを供給するために、スイッチ３９は位置ＶIIから位置ＩＶに移動する。結果として、基準電圧源ＲＥＦがグランドに対応する場合、第１のデータパルスＤＰ１と次の第２のデータパルスＤＰ２との間に容量１３がディスチャージされるので、第２のデータパルスＤＰ２を供給するのに必要なエネルギーはやはりＣＵ２に等しく、データ電極の電圧はそのとき約ゼロボルトになる。
【００４７】
従来技術のデータ駆動回路は、＋Ｕボルト、０ボルト、又は−Ｕボルトをトランジスタ１２に供給するために存在していることに注意すべきである。しかし、今までのところ、従来技術のデータ駆動回路は＋Ｕボルト、０ボルト、又は−Ｕボルトの振幅を有するデータパルスを供給するだけに使用され、出力部をグランド又は別の電圧基準源ＲＥＦに直に結合するスイッチを含んでいない。本発明によれば、少なくともアクティブマトリックスの容量を有する容量１３をチャージ又はディスチャージするために、２つのデータパルスＤＰ１とＤＰ２との間に、データ電極３４がグランドに結合される。画素１１の容量も（ディス）チャージされるかどうかは、この画素１１に結合するトランジスタ１２がその瞬間に導通しているかどうかに依存する。もっと正確には、データ電極３４は、第１の選択パルスＳＰ１の終わりの後、第２の選択パルスＳＰ２の終わりの前までの、或る時間量だけ、グランドに結合される。基本の考え方は、適切に機能するには、第１に、画素１１が誤った電圧で駆動されることを防止するために、画素１１に供給されるべき電圧は第１の（第２の）選択パルスＳＰ１（ＳＰ２）の終わりまでには正しい値を有していなければならないこと、第２に、画素１１が第２のデータパルスＤＰ２によって正しい電圧で駆動されるように、容量１３のチャージ又はディスチャージは、第２の選択パルスＳＰ２の終わりの前の或る時間量で完了されなければならないことである。このチャージ又はディスチャージは、第２の選択パルスＳＰ２の始まる前に完了することが好ましい。その理由は、これが、確実に第２のデータパルスＤＰ２を画素に正確に送る最適な方法を提供するからである。チャージ又はディスチャージが完了しないと、可能な省電力化の一部しか実現できない。
【００４８】
上記のことによって、第２のデータパルスＤＰ２を対応する第２の画素１１に供給するのに必要な最大エネルギーが削減される。しかし、同じデータ電極３１，３２，３３，３４に結合される第１の画素１１および次の第２の画素１１の全てが、必ずしも反対の極性の振幅を有する第１および第２のデータパルスを受け取るとは限らないので、電気泳動ディスプレイユニット１００全体の平均消費電力は必ずしも削減されるというわけではない。第１の画素１１が振幅ゼロではない第１のデータパルスを受け取り、次の第２の画素１１がゼロ振幅の第２のデータパルスを受け取る場合、又はその逆の場合には、第２のデータパルスを次の第２の画素１１に供給するのに必要なエネルギーは削減されない。両方の画素１１が同じ振幅のデータパルスを受け取る場合には、第２のデータパルスを次の第２の画素１１に供給するのに必要なエネルギーは、ゼロからＣＵ２に増加する。
【００４９】
電気泳動ディスプレイユニット１００全体の消費電力を削減するために、データ電極３１，３２，３３，３４は、反対の極性を有する第１および第２のデータパルスＤＰ１、ＤＰ２のみに対して、電圧基準源ＲＥＦに結合される。第２のデータパルスを次の第２の画素１１に供給するのに必要なエネルギーは、反対の極性の振幅を有するデータパルスの状況では削減され、他の状況では変わらない。
【００５０】
コントローラ２０は、スイッチング回路５０を自動的に制御するために、第１および第２のデータパルスの振幅に関する情報を記憶する例えばルックアップテーブルなどのメモリ（図示せず）を有する、および／又はメモリに結合されている。
【００５１】
図５の下のグラフに示される中間電圧ステップの持続時間は、容量１３が例えば−０．１Ｕと０．１Ｕとの間の電圧にディスチャージされる又はチャージされるような時間であることが好ましい。しかし、他の値を排除するものではない。本発明は、図３に示された振動データパルスＳｈ１，Ｓｈ２、リセットデータパルスＲ、および駆動データパルスＤｒの全てに対して使用できる。
【００５２】
上記の実施例は本発明を制限するものではなく、当業者は添付された特許請求の範囲から逸脱することなく多くの他の実施例を設計できることに注意すべきである。動詞「有する」およびその活用形の使用は、請求項に記載されている以外の構成要素又はステップの存在を排除するものではない。構成要素が単数であることは、斯かる構成要素の複数の存在を排除するものではない。本発明は、幾つかの個別の素子を有するハードウェアによって、および適切にプログラムされたコンピュータによって、実現できる。幾つかの手段を列挙している装置の請求項において、これらの手段の一部を、同じ一つのハードウェアで実現することができる。特定の手段が相互に異なる従属項に挙げられているという単なる事実は、これらの手段の組合せを有利に使用できないことを示すものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】画素を（断面で）示す。
【図２】電気泳動ディスプレイユニットを概略的に示す。
【図３】電気泳動ディスプレイユニットを駆動するための波形を示す。
【図４】本発明による電気泳動ディスプレイユニットを概略的に示す。
【図５】従来の駆動状況でのデータパルスおよび選択パルスと、本発明による駆動状況でのデータパルス及び選択パルスを示す。
【図６】全容量と、データ電極と、データ駆動回路と、別個のスイッチング回路と、を有する電気スキームを示す。
【図７】全容量と、データ電極と、スイッチング回路が一体化したデータ駆動回路と、を有する電気スキームを示す。
【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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【図７】
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【国際調査報告】
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