(57)【要約】ディスプレイ装置（１０１）は、電位差の連続波形を印加することによって１つの光学状態から他の光学状態へと変化する表示素子（１１８）の集合を有する。波形は、粒子（１０８，１０９）が他の光学状態に対応する位置を占有することを可能にし、標準リセット、オーバー・リセット及びグレースケール駆動を有する。波形の標準リセット部は、粒子が極限光学状態のうちの１つに達するよう動くべき距離に比例する電位差を印加し、オーバー・リセットは、その距離とは無関係である。グレースケール又はカラースケールの精度は改善され、画素での直接充電は、グレースケール駆動パルスを調整することによって補償される結果として生ずるグレースケールドリフトと共に、時間とともに平衡を保たれても良い。
2007511794.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示素子；
１又はそれ以上の電位差の列が印加されると、その光学状態を第１の光学状態から、該第１の光学状態を含む少なくとも４つの第２の光学状態のうちの１つへ変化させることが可能な媒体；
前記表示素子を結合され、前記１又はそれ以上の電位差の列を受ける画素電極及びカウンタ電極；並びに
前記表示素子に印加された前記１又はそれ以上の電位差の列を決定して制御するよう構成された制御部，
を有し、
前記少なくとも４つの第２の光学状態は、２つの極限光学状態と、少なくとも２つの中間光学状態とを有し，
粒子は、前記表示素子が前記極限光学状態のうちの１つにある場合に最も端の位置にあり、前記表示素子が前記中間光学状態のうちの１つにある場合に中間の位置にあり、
前記１又はそれ以上の電位差の列は、前記最も端の位置のうちの１つへの前記表示素子の光学状態の変化を可能にするリセット部と、前記少なくとも４つの光学状態のうちの１つへの前記表示素子の光学状態の変化を可能にする駆動部とを有し、
前記リセット部は、標準リセット部及びオーバー・リセット電位差を更に有し、
前記制御部は、更に、前記媒体中の粒子が２つの極限光学状態のうちの１つへ達するために動く距離に従って前記標準リセット部が調整される前記リセット部を前記表示素子へ印加し、前記粒子を前記極限光学状態のうちの１つから前記中間光学状態のうちの目的とする１つへ動かすよう前記駆動部を前記表示素子へ印加するように構成される、
ことを特徴とするディスプレイ装置。
【請求項２】
前記表示素子へ印加されたオーバー・リセット電位差の値は、少なくとも４つの光学状態のうちの１つへの前記表示素子の光学状態の夫々の変化に関して、同じである、ことを特徴とする請求項１記載のディスプレイ装置。
【請求項３】
前記電位差の列は、第１の光学状態から前記少なくとも４つの第２の光学状態のうちの１つへの前記表示素子の光学状態の夫々の変化に関して、同じ存続期間を有する、ことを特徴とする請求項２記載のディスプレイ装置。
【請求項４】
前記距離は、前記媒体中の粒子が前記２つの極限光学状態のうちの１つへ達するために動くことができる最大距離よりも小さく、前記電位差の列は、電位差の更なる振動パルスの１又はそれ以上の短い列を有する、ことを特徴とする請求項３記載のディスプレイ装置。
【請求項５】
前記少なくとも４つの第２の光学状態のうちの１つへの前記表示素子の光学状態の夫々の変化のために前記表示素子へ印加された前記オーバー・リセット電位差の値は、前記標準リセット部とは無関係に選ばれる、ことを特徴とする請求項１記載のディスプレイ装置。
【請求項６】
前記電位差の列は、振動パルスの第１の組及び振動パルスの第２の組を有する、ことを特徴とする請求項１記載のディスプレイ装置。
【請求項７】
前記振動パルスの第１の組は、リセット電位差の前であり、前記振動パルスの第２の組は、前記リセット電位差の後であって、駆動電位差の前である、ことを特徴とする請求項６記載のディスプレイ装置。
【請求項８】
前記標準リセット部は、前記１又はそれ以上の電位差の列の他の部分とは無関係に決定される、ことを特徴とする請求項１記載のディスプレイ装置。
【請求項９】
前記オーバー・リセット電位差及び前記駆動部は、時間周期に亘って、前記表示素子へ印加された電位差を実質的に零に等しい平均値へと至らすよう変化する、ことを特徴とする請求項１記載のディスプレイ装置。
【請求項１０】
前記オーバー・リセット電位差及び前記駆動部は、前記オーバー・リセット電位差が、前記駆動部の間に印加された電位差に加えられたより小さな変動と共に印加される存続期間において、より大きな変化をオフセットすることによって変化することを特徴とする請求項９記載のディスプレイ装置。
【請求項１１】
前記より小さな変動は、前記より大きな変化の２５％より少ない又はそれに等しい、ことを特徴とする請求項１０記載のディスプレイ装置。
【請求項１２】
双安定ディスプレイ上で画像を更新するための方法であって：
前記双安定ディスプレイの粒子が表示素子の極限光学状態に達するよう動くべき距離を考慮して、前記ディスプレイの表示素子へ印加されるべき標準リセット電位差を決定するステップ；
前記標準リセット電位差を前記双安定ディスプレイの表示素子へ印加するステップ；
オーバー・リセット電位差を前記表示素子へ印加するステップ；及び
前記表示素子の目的とする光学状態に対応して、駆動電位差を前記表示素子へ印加するステップ；
を有する方法。
【請求項１３】
前記オーバー・リセット電位差は、前記表示素子の複数の目的とする光学状態のうちの１つへの前記表示素子の光学状態の夫々の変化に関して、同じである、ことを特徴とする請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
標準リセット存続期間は、前記双安定ディスプレイの粒子が前記表示素子の極限光学状態に達するよう動くべき距離に比例する、ことを特徴とする請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
振動パルスの第１の連続を前記表示素子へ印加するステップを有し、
前記振動パルスの第１の連続の終点は、前記標準リセット電位差の印加の開始点に時間的に隣接する、ことを特徴とする請求項１２記載の方法。
【請求項１６】
前記標準リセット電位差が前記距離を考慮に入れない場合に、前記標準リセット電位差が印加される存続期間において、適応された短い列での更なる振動パルスを印加するステップを有する、請求項１２記載の方法。
【請求項１７】
双安定ディスプレイ上で画像を更新するための方法を実行するよう機械によって実行可能な命令のプログラムを明白に具現化するプログラム記憶装置であって、
前記方法は：
前記双安定ディスプレイの粒子が表示素子の極限光学状態に達するよう動くべき距離を考慮して、前記ディスプレイの表示素子へ印加されるべき標準リセット電位差を決定するステップ；
前記標準リセット電位差を前記双安定ディスプレイの表示素子へ印加するステップ；
オーバー・リセット電位差を前記表示素子へ印加するステップ；及び
前記表示素子の目的とする光学状態に対応して、駆動電位差を前記表示素子へ印加するステップ；
を有することを特徴とするプログラム記憶装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、例えば、電子ブック及び電子新聞のような電子読書装置に関し、更に具体的には、改善された画像品質と共に画像を更新し、モノクロ及びグレースケールの画像を用いて更新時間を低減するための方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近の技術の進歩は、多数の機会を切り開く、例えば電子ブックのような、ユーザーフレンドリーな電子読書装置を提供している。これらの使用に対して、電気泳動ディスプレイは、非常に期待できる。このようなディスプレイは、固有のメモリ動作を有し、比較的長い時間の間、電力消費を伴わずに画像を保持することができる。電力は、ディスプレイが新しい情報によりリフレッシュ又は更新をなされる場合にのみ消費される。このようなディスプレイでの電力消費は、非常に低く、電子ブック及び電子新聞のような持ち運び可能な電子読書装置に対する利用に適している。電気泳動は、印加された電界内での帯電された粒子の移動の際に生ずる。電気泳動が液体中で起こる場合に、粒子は、主として、粒子に対する粘性抵抗、永続する又は誘発したそれらの電荷、液体の誘電特性、及び印加された電界の大きさによって決定された速度で移動する。電気泳動ディスプレイは、双安定ディスプレイの一種である。これは、画像更新後に電力消費を伴わずに画像を十分に保持するディスプレイである。
【０００３】
電気泳動ディスプレイは、流動体中で帯電された粒子を含む電気泳動物質（電子インク）と、行列状に配置された複数の表示素子（画素）と、夫々の画素に結合された第１及び第２の電極と、画像又は他の情報を表示するように、印加された電位差の値及び存続期間に従って、帯電された粒子を電極間に位置させるよう夫々の画素の電極へ電位差を印加するための電圧駆動部とを有する。
【０００４】
例えば、合衆国マサチューセッツ州ケンブリッジにあるＥインク社による「マルチクロマティック・サブピクセルを有するフルカラー反射ディスプレイ（原題；Ｆｕｌｌ  Ｃｏｌｏｒ  Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｗｉｔｈ  Ｍｕｌｔｉｃｈｒｏｍａｔｉｃ  Ｓｕｂ−Ｐｉｘｅｌｓ）」と題された、１９９９年４月９日公開の国際特許出願ＷＯ９９／５３３７３は、このようなディスプレイ装置を開示する。ＷＯ９９／５３３７３は、２つの基板を有する電子インクディスプレイについて説明している。基板のうちの一つは透明であり、他は、行及び列で配置された電極を設けられている。表示素子、即ち画素は、行電極及び列電極の交点に結合されている。表示素子は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）により列電極へ結合されている。なお、ＴＦＴのゲートは、行電極へ結合されている。表示素子と、ＴＦＴトランジスタと、行及び列電極とから成るこのような配置は、共に、アクティブマトリクスを形成する。更に、表示素子は、画素電極を有する。行駆動部は、複数の表示素子から成る行を選択し、列、即ちソース駆動部は、列電極及びＴＦＴトランジスタを介して、表示素子から成る選択された行へデータ信号を供給する。データ信号は、例えばテキスト又は図のような、表示されるべきグラフィックデータに対応する。
【０００５】
電子インクは、透明な基板上で画素電極と共通電極との間に設けられている。電子インクは、直径約１０から５０ミクロンの複数のマイクロカプセルを有する。１つのアプローチにおいて、夫々のマイクロカプセルは、液状の搬送媒体又は流動体中に浮かべられた、正に帯電した白色粒子と負に帯電した黒色粒子とを有する。正の電圧が画素電極へ印加されると、白色粒子は、透明な基板の方向のマイクロカプセルの側へと動き、外からは白色の表示素子が見られる。同時に、黒色粒子は、外からは見ることができないマイクロカプセルの反対側の画素電極の方へと動く。負の電圧を画素電極へと印加することにより、黒色粒子は、透明な基板の方向のマイクロカプセルの側にある共通電極へと動き、外から見ると、表示素子は暗くなる。同時に、白色粒子は、外からは見ることができないマイクロカプセルの反対側の画素電極の方へと動く。電圧が取り除かれると、ディスプレイ装置は、得られた状態のままであり、従って、双安定特性を示す。他のアプローチにおいて、粒子は、染められた液体中に設けられる。例えば、黒色粒子は、白い液体中に設けられ、あるいは、白色粒子は、黒い液体中に設けられても良い。あるいは、他の色付きの粒子が、例えば緑の液体中にある白色粒子のように、異なる色の液体中に設けられても良い。
【０００６】
また、例えば空気のような他の流動体が、帯電された黒色及び白色粒子が電界内で動き回る媒体において使用されても良い（例えば、２００３年５月１８〜２３開催のブリッジストーンＳＩＤ２００３−情報表示におけるシンポジウム、ダイジェスト２０．３参照。）。また、色付きの粒子が使用されても良い。
【０００７】
電子ディスプレイを形成するよう、電子インクは、回路層に堆積されたプラスティックフィルムのシート上に印刷されても良い。回路は、その場合にディスプレイ駆動部によって制御可能な表示素子（画素）のパターンを形成する。マイクロカプセルは、液状搬送媒体中に浮かべられているので、それらは、既存のスクリーン印刷処理を用いて、ガラス、プラスティック、繊維及び紙を含め、事実上如何なる表面上にも印刷可能である。更に、柔らかいシートの使用は、従来の本の外観に近い電子読書装置の設計を可能にする。
【特許文献１】国際特許出願ＷＯ９９／５３３７３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
更なる進歩が、画像品質を改善し、画像更新時間を低減するために必要とされる。
【０００９】
電子インク型電気泳動ディスプレイの調査及び発展における主な課題の１つは、正確なグレーレベルを達成することである。グレーレベルは、一般に、特定の時間周期の間に電圧パルスを印加することによって作られる。電気泳動ディスプレイのグレースケールの精度は、画像履歴、滞留時間、湿度、電気泳動ホイルの側方不均一性などによって、極めて影響される。正確なグレーレベルは、レール安定化アプローチを用いて達成される。レール安定化アプローチは、グレーレベルが、基準の黒、又は基準の白のいずれか一方の状態から達成されること（２つのレール）を意味する。
【００１０】
本発明は、正確なグレースケールの達成に関する上記問題と、従来の双安定ディスプレイが直面する他の問題とを解決する解決法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
１つの態様において、本発明は、特に、少なくとも２ビットのグレースケールを有する電気泳動ディスプレイにおいて、ＤＣ平衡オーバー・リセットパルスを有するレール安定化駆動法を用いて双安定表示素子をアドレス指定するための方法に関する。リセットインパルスは、画像更新列とは無関係に、標準リセット及びオーバー・リセットの両構成要素を有する。（エネルギーと共に生ずる）標準リセットインパルスは、電子インクがレールへと動くために必要な距離に比例する。
【００１２】
例えば、パルス幅変調（ＰＷＭ）駆動が用いられる場合に、全パルス幅（ＦＰＷ）は、白から黒へとディスプレイをリセットするために必要とされ、ＦＲＷの２／３しか、ライトグレーから黒へのリセットのためには必要とされず、ＦＰＷの１／３しか、ダークグレーから黒へのリセットのためには必要とされない。この標準リセットパルス時間は、当然のことながら、黒から黒へのリセットでは零である。しかし、一定のオーバー・リセットインパルスは、インクがリセットの間に動くべき距離とは無関係に選ばれるべきである。例えば、ディスプレイが白、ライトグレー、ダークグレー又は黒から黒状態へとリセットされるべき場合には、一定のオーバー・リセットインパルスが、黒から黒へのリセットを含め、印加されなければならない。上記リセットインパルス全体が黒及び白の両方へ対称的に印加される場合に、駆動は、理想的にＤＣ平衡が保たれる。従って、ＤＣ平衡オーバー・リセットパルスによるレール安定化駆動法は、少なくとも２ビットのグレースケールを有する電気泳動ディスプレイに対して実施される。
【００１３】
他の態様において、本発明は、表示素子のＤＣ平衡化のために、オーバー・リセットパルスを用いて双安定表示素子をアドレス指定する方法に関する。ＤＣ平衡化により、時間周期に亘って表示素子へ印加される平均電位差が零となる。例えば、白−ダークグレー−白のような不可逆のループの後、画素の正味ＤＣは零であるべきである。従って、グレースケール駆動パルスは、ＤＣ平衡化を考慮に入れるよう調節される。ＤＣ平衡化のために調節されるオーバー・リセットパルスのみならず、オーバー・リセットにより表示素子へ適用されるＤＣ平衡化は、また、ＦＰＷの比例配分に反映される。
【００１４】
本発明のこれら及び他の特徴は、後述する実施例から明らかであり、実施例を参照して説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図は、概略であって、実寸で示されているわけではない。概して、同じ又は類似する部分については、同じ参照番号を使用する。
【００１６】
図１は、例えば、数個の表示素子１１８の大きさしか有さない電気泳動ディスプレイ１０１の一部の断面図である。電気泳動ディスプレイは、夫々、ベース基板１０２と、例えばポリエチレンから作られる二つの透明な基板１０３と１０４との間に存在する電子インクを有する電気泳動フィルムと、を有する。基板のうちの１つ１０３には、透明な画素電極１０５が設けられており、他の基板１０４には透明なカウンタ電極１０６が設けられている。電子インクは、約１０から５０ミクロンの複数のマイクロカプセル１０７を有する。夫々のマイクロカプセル１０７は、液体１１０に浮かべられた、正に帯電された白色粒子１０８及び負に帯電された黒色粒子１０９を有する。負の電界がカウンタ電極１０６へ印加される場合に、白色粒子１０８は、カウンタ電極１０６の方向のマイクロカプセル１０７の側へと動き、カウンタ電極１０６、画素電極１０５及びマイクロカプセル１０７を有する表示素子１１８は、見ている者に対して可視的となる。同時に、黒色粒子１０９は、それらが見ている者から隠れたマイクロカプセル７の反対の側へと動く。正の電界をカウンタ電極１０６へ印加することによって、黒色粒子１０９は、カウンタ電極１０６の方向のマイクロカプセル７の側へと動き、表示素子は見ている者に対して暗くなる（図示せず。）。電界が取り除かれると、粒子１０８、１０９は、得られた状態のままであり、ディスプレイは、双安定特性を示し、ほとんど電力を消費しない。
【００１７】
図２は、画像ディスプレイ装置２０１の等価回路図である。画像ディスプレイ装置２０１は、能動スイッチング素子２１９と、行駆動部２１６と、列駆動部２２５とを設けられたベース基板２０２上に積層された電気泳動フィルムを有する。望ましくは、カウンタ電極２０６は、カプセルに包まれた電気泳動インクを有するフィルムの上に設けられるが、代替的に、面内電界による動作の場合には、ベース基板上に設けられても良い。ディスプレイ装置２０１は、本実施例では薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）である能動スイッチング素子２１９によって駆動される。ディスプレイ装置２０１は、行、即ち選択電極２１７と、列、即ちデータ電極２１１との交点の領域にある表示素子の行列を有する。行駆動部２１６は、連続して行電極２１７を選択し、一方、列駆動部２２５は、データ信号を列電極２１１へ供給する。望ましくは、制御部２１５は、最初に、入来するデータ２１３をデータ信号に加工する。列駆動部２２５と行駆動部２１６との間の相互の同期化は、駆動ライン２１２を介して起こる。行駆動部２１６からの選択信号は、薄膜トランジスタ２１９を介して画素電極２２２を選択する。なお、薄膜トランジスタ２１９のゲート電極２２０は、行電極２１７へ電気的に接続されており、そのソース電極２２１は、列電極２１１へ電気的に接続されている。列電極２１１に存在するデータ信号は、ＴＦＴを介してドレイン電極へ結合された表示素子の画素電極２２２へと伝送される。実施例において、図１のディスプレイ装置は、また、夫々の表示素子２１８の位置に更なるキャパシタ２２３を有する。本実施例では、更なるキャパシタ２２３は、１又それ以上の蓄積キャパシタ２２４へ接続されている。ＴＦＴの代わりに、例えばダイオード、ＭＩＭなどのような、他のスイッチ素子が使用されても良い。
【００１８】
図３は、従来技術の駆動方法を表す。単一のオーバー・リセット電圧パルスを用いるこの種の駆動方法は、電気泳動ディスプレイの駆動に関して、非常に優れていることが分かっている。このような方法は、２００３年１月２３日に出願された先の予備公示されていない同時継続出願ＥＰ０３１００１３３．２（出願人事件整理番号ＰＨＮＬ０３００９１）において記述されている。図３の水平方向は時間であって、サブフレーム時間（ＳＦＴ）存続期間が明らかにされている。垂直方向は、表示素子へ印加された電位差の振幅である。図３の存続期間３３０は、画像更新時間全体である。この例では、ライトグレーＧ２及び白Ｗ及び黒Ｂ及びダークグレーＧ１からダークグレーＧ１への画像更新が、オーバー・リセットを含むリセットパルス３３８、３３９と共に示されている。通常、パルス列は、４つの部分、即ち、第１の振動パルス３４０、３４１、リセットパルス３３８、３３９、第２の振動パルス３３８、３３９、及びグレースケール駆動パルス３４４、３４５を有する。図３に示された列は、黒Ｂ、ダークグレーＧ１、ライトグレーＧ２及び白ＷからダークグレーＧ１への画像遷移に関する。Ｗ、Ｇ２、Ｇ１、ＢからＧ１への４つの遷移は、ディスプレイをリセットするためにオーバー・リセットを用いる２つのパルス列形式により実現される。即ち、Ｇ２又はＷからＧ１への遷移に対する長い列と、Ｇ１又はＢからＧ１への短い列とがある。しかし、この方法は、ＤＣ平衡が保たれない。
【００１９】
図４は、本発明に従う駆動法の第１の実施例を示す。なお、本例では、パルス幅変調（ＰＷＭ）駆動を用いる。図４の水平方向は時間を表し、ＳＴＦ存続期間が明らかにされている。表示素子へ印加された電位差の振幅は、垂直方向の大きさにより表されている。図４の存続期間４３０は、画像更新時間全体である。リセットパルス４３８は、図３と同じ画像遷移様式に関して、即ち、黒Ｂ、ダークグレーＧ１、ライトグレーＧ２及び白ＷからダークグレーＧ１への遷移に関して、２つの部分、即ち、標準リセット時間４３２、４３３、４３４及びオーバー・リセット時間４３１を有する。オーバー・リセット時間ｔｏｖｅｒ−ｒｅｓｅｔ４３１は、画像遷移に関わらず一定である。標準リセット時間４３２、４３３、４３４は、Ｗ、Ｇ２及びＧ１からＧ１への遷移に関して時間ｔ１４３２、ｔ２４３３、ｔ３４３４として夫々表され、電気泳動インク中の粒子が直角方向でディスプレイの基板（図１の１０２、１０３、１０４）へと動くために必要とされる距離に比例する。電圧が表示素子へ印加されない短い列４４６、４４７、４４８は、粒子が動くべき距離に従って標準リセット時間４３２、４３３、４３４を設定することによって生成される。
【００２０】
図４に図解的に示された第１の実施例は、少なくとも２ビットのグレーレベル、即ち、黒Ｂ、ダークグレーＧ１、ライトグレーＧ２及び白Ｗを有する表示から成る。４つのパルス列形式は、Ｗ、Ｇ２、Ｇ１、ＢからＧ１状態への４つの異なる遷移に対して用いられ、夫々の列は、４つの部分、即ち、第１の振動パルス４４０、リセット４３８、第２の振動パルス４４２及び駆動４４４を有する。通常、ｔ１４３２は、全黒から全白への表示切替えに必要な最小時間である飽和時間に等しい。ｔ２４３３は、飽和時間と、ＷからＧ２への前のグレースケール駆動パルスで使用された時間との減算である。ｔ３４３４は、ＢからＧ１への前のグレースケール駆動パルスで使用された時間に等しい。理想的な場合では、ＷからＧ２へ又はＢからＧ１へのグレースケール駆動パルスは、飽和時間ｔ１４３２の１／３であるパルス周期を有する。その場合、ｔ２４３３は、ｔ１４３２の２／３となり、ｔ３４３４は、ｔ１４３２の１／３となる。一方、ｔｏｖｅｒ−ｒｅｓｅｔ４３１は、黒から黒へ又は白から白へのリセットを含む全ての画像遷移において、常に同じである。同じ原理が逆レールを介して画像遷移に適用される場合に、完全に対称的な駆動が実現される。これは、理想的にＤＣ平衡が保たれている。
【００２１】
図５は、ＰＷＭ駆動が同じく用いられているが、第１の実施例の第２の振動パルス４４２が存在しない本発明に従う第２の実施例を表す。図３及び図４と同じく、図５の水平方向は時間を表し、ＳＴＦ存続期間が明らかにされている。垂直方向は、表示素子へ印加される電位差の振幅を表す。図５の存続期間５３０は、画像更新時間全体である。リセットパルス５３８は、図３及び４と同じ画像遷移様式に関して、即ち、黒Ｂ、ダークグレーＧ１、ライトグレーＧ２及び白ＷからダークグレーＧ１への遷移に関して、２つの部分、即ち、標準リセット時間５３２、５３３、５３４及びオーバー・リセット時間５３１を有する。オーバー・リセット時間ｔｏｖｅｒ−ｒｅｓｅｔ５３１は、画像遷移に関わらず一定である。電位差の夫々の列は、３つの部分、即ち、第１の振動パルス５４０、リセット５３８及び駆動５４４しか有さない。しかし、図４の振動パルス４４２の第２の列に対応するものは、Ｗ、Ｇ２、Ｇ１、ＢからＧ１への遷移のうちのいずれにも存在しない。この実施例では、グレースケール導入の遅延は低減され、結果として、より自然な画像出現が得られる。また、画像更新時間全体は短縮化される。しかし、この実施例による画像品質は、用いられる振動が少なくなると画像保持力がより強くなるために、第１の実施例に比べて低下しうる。
【００２２】
図６は、図４の振動パルスの第１の連続が存在しない点で第１の実施例とは異なる、ＰＷＭ駆動を用いた本発明に従う第３の実施例を表す。図４のように、図６の水平方向は時間を表し、ＳＴＦ存続期間が明らかにされている。垂直方向は、表示素子へ印加される電位差の振幅を表す。図６の存続期間６３０は、画像更新時間全体である。リセットパルス６３８は、黒Ｂ、ダークグレーＧ１、ライトグレーＧ２及び白ＷからダークグレーＧ１への画像遷移に関して、２つの部分、即ち、標準リセット時間６３２、６３３、６３４及びオーバー・リセット時間６３１を有する。オーバー・リセット時間ｔｏｖｅｒ−ｒｅｓｅｔ６３１は、画像遷移に関わらず一定である。
【００２３】
図６の電位差の夫々の列は、３つの部分、即ち、リセット６３８、第２の振動６４２及び駆動６４４しか有さない。第１の振動パルス（図４の４４０）は、全ての遷移列から取り除かれている。画像更新時間全体は、この実施例では短縮化されているが、画像品質は、第１の実施例と比べると低下している。上述した第２の実施例と同様に、用いられる振動が少なくなると、画像保持力は、より強くなる。
【００２４】
本発明の第４の実施例が、図７に図式的に示されている。第４の実施例は、振動パルスの第１の連続（図４の４４０）又は振動パルスの第２の連続（図４の４４２）のいずれも遷移列のいずれにも存在しない点で、上述した第１の実施例とは異なる。図４〜６のように、図７の水平方向は時間を表し、ＳＴＦ存続期間が明らかにされている。垂直方向は、表示素子へ印加される電位差の振幅を表す。図７の存続期間７３０は、画像更新時間全体である。リセットパルス７３８は、黒Ｂ、ダークグレーＧ１、ライトグレーＧ２及び白ＷからダークグレーＧ１への画像遷移に関して、２つの部分、即ち、標準リセット時間７３２、７３３、７３４及びオーバー・リセット時間７３１を有する。オーバー・リセット時間ｔｏｖｅｒ−ｒｅｓｅｔ７３１は、画像遷移に関わらず、やはり一定である。
【００２５】
図７の電位差の夫々の列は、２つの部分、即ち、リセット７３８及び駆動７４４しか有さない。第２及び第３の実施例と同じく、この実施例では、グレースケール導入の遅延は低減され、結果として、より自然な画像出現が得られる。画像更新時間全体は、更に短縮化されている。しかし、画像品質は、用いられる振動が少なくなると画像保持力がより強くなるために、上記実施例のいずれと比べても低下している。
【００２６】
図８は、本発明に従う第５の実施例を表す。この第５の実施例は、第１の実施例に基づき、短い列８４６、８４７、８４８の夫々に含まれている更なる振動パルス８４９、８５０、８５１を伴い、ＰＷＭ駆動を用いる。図４〜７のように、図８の水平方向は時間を表し、ＳＴＦ存続期間が明らかにされている。垂直方向は、表示素子へ印加される電位差の振幅を表す。図８の存続期間８３０は、画像更新時間全体である。リセットパルス８３８は、黒Ｂ、ダークグレーＧ１、ライトグレーＧ２及び白ＷからダークグレーＧ１への画像遷移に関して、２つの部分、即ち、標準リセット時間８３２、８３３、８３４及びオーバー・リセット時間８３１を有する。オーバー・リセット時間ｔｏｖｅｒ−ｒｅｓｅｔ８３１は、画像遷移に関わらず、やはり一定である。
【００２７】
図８の電位差の夫々の列は、第１の振動パルス８４０、リセット８３８、第２の振動パルス８４２及び駆動８４４を有する。黒Ｂ、ダークグレーＧ１、ライトグレーＧ２からダークグレーＧ１への画像遷移に対する更なる振動パルス８４９、８５０、８５１は、上記実施例のいずれと比べても、画像更新時間全体を増大させることなく、画像保持力を更に低減させ、グレースケール精度を増大させる。最適な画像品質に関して、第１の振動パルス８４０とリセットパルス８３８との間の時間空間が、更なる振動パルス８４９、８５０、８５１で完全に満たされることが望ましい。更なる振動パルス８４９、８５０、８５１は、更なる振動パルス８４９、８５０、８５１に含まれるエネルギーに関して、第１の振動パルス８４０及び第２の振動パルス８４１とは異なっていても良い。この第５の実施例は、最適な画像品質に関して明らかに最も有利な実施例であるが、より多くの電力を消費しうる。
【００２８】
実際には、画像履歴、滞留時間、電気泳動ホイルの不均一及び他の変量のために、ディスプレイの駆動は、めったに理想的にＤＣ平衡が保たれない。画素は、画素の光学状態の変化が時間周期の間に対称的である場合でさえも、その時間に亘って正味電位差を受ける。
【００２９】
実際の例が、図９に表されている。図４〜８のように、図９の水平方向は時間を表し、ＳＴＦ存続期間９６４が明らかにされている。垂直方向は、表示素子へ印加される電位差の振幅を表す。図９の上の連続波形は、ＤＣ不均衡Ｗ−Ｇ１−Ｗループの一例を表す。Ｗ−Ｇ１−ＷループにおいてＤＣ平衡化を達成するようＰＷＭ駆動を用いる第６の実施例は、図９の下の連続波形により示されている。図９の夫々の第１の波形は、２つの部分、即ち、リセット９３８及び駆動９４４、９４５を有する。リセットパルス９３８は、２つの部分、即ち、標準リセット時間９３２、９３３及びオーバー・リセット時間９３１、９４１を有する。ここで、標準リセット時間９３２、９３３は、３００ｍｓである。ＤＣ不均衡Ｗ−Ｇ１−Ｗループのオーバー・リセット時間９３１は、１００ｍｓである。ＤＣ平衡Ｗ−Ｇ１−Ｗループのオーバー・リセット時間９３１は、１５０ｍｓである。標準リセット時間９６０、９６１は、２００ｍｓであり、オーバー・リセット時間９６２、９６３は、ＤＣ不均衡及びＤＣ平衡両方のＷ−Ｇ１−Ｗループに関して、ダークグレーＧ１から白Ｗへの遷移に対して１００ｍｓである。
【００３０】
（滞留時間及び画像履歴に敏感な）このような実際には不完全なインク材では、ダークグレースケール駆動パルス９４４は、粒子を黒ＢからダークグレーＧ１の位置へ動かすために必要な名目上のパルス長よりも長い。ここで、ダークグレースケール駆動パルス９４４のパルス長を１００ｍｓとする。しかし、実際には、ＤＣ不均衡Ｗ−Ｇ１−Ｗループにおいて、正確なグレーレベルを達成するには１４０ｍｓが必要であり、結果として、４０ｍｓ×（−）Ｖ＝−４０ｍｓの正味ＤＣが得られる。これは、ディスプレイの輝度が垂直位置によってだけではなく、その位置に近い粒子の正確な配置によっても決定されるという事実によってもたらされうる。
【００３１】
このループの平衡を保たせるために、１つには、意図的に、ＷからＧ１への遷移において、更なるオーバー・リセットの５０ｍｓをオーバー・リセット９４１へ加えても良く、平均時間では、ほんの１０ｍｓが、更なるリセットにより引き起こされる輝度変化を補正するようグレースケール駆動部９４５に加えられれば良い。このように、ループ全体は、完全にＤＣ平衡が保たれる。留意すべきは、Ｇ１からＷへの遷移における標準リセット及び元のオーバー・リセットは、同じままであることである。
【００３２】
従って、本発明は、この状況での改善されたＤＣ平衡化の機会を提供する。例えば、ＰＷＭが画像データを画素へアドレス指定するために使用されるディスプレイに関して、オーバー・リセットパルスの存続期間は、最初の５つの実施例のように一定に保たれる代わりに、変動しても良く、その変動は、時間に亘って画素へ印加される電位差が平均して零となるように、グレースケール駆動時間内のより小さな更なる変動によってオフセットされる。グレースケール駆動の間に印加される電位差の変化は、オーバー・リセットの間に印加される電位差のほぼ５倍より大きな調節を補償することができる。
【００３３】
これらの実施例は、ＰＷＭ駆動における本発明の多数の可能な適用のうちのほんの幾つかに過ぎない。
【００３４】
駆動信号は、例えば電圧変調（ＶＭ）駆動のような、存続期間が一定で、振幅が変動するパルスと、振幅が一定で、極性が交互になり、２つの極値の間で存続期間が変動するパルスと、例えばＶＭとＰＷＭとの組み合わせ駆動のような、パルス長及び振幅が変動しうるハイブリット駆動信号とから成っても良い。パルス振幅駆動信号に関して、この所定の駆動パラメータは、それらの符号を含む駆動信号の振幅を表す。パルス時間変調駆動信号に関して、所定の駆動パラメータは、駆動信号を生成するパルスの存続期間及び符号を表す。ハイブリッド発生又はパルス状駆動信号に関して、所定の駆動パラメータは、駆動パルスを生成する部分の振幅及び長さを表す。
【００３５】
留意すべきは、本発明は、アクティブマトリクス電気泳動ディスプレイのみならず、パッシブマトリクスでも実施されうることである。実際には、本発明は、画像が画像更新後にディスプレイ上に十分に保持されている間に電力を消費しない如何なる双安定ディスプレイにおいても実施可能である。また、本発明は、例えば、タイプライターモードが存在する単一及び複数のウィンドウ・ディスプレイに適用可能である。本発明は、また、カラー双安定ディスプレイに適用可能である。カラー双安定ディスプレイでは、グレースケールは、２つの極端な色の間のそのいずれかの中間状態として理解されるべきである。また、電極構造は限定されない。例えば、上部／下部電極構造、ハニカム構造、又は面内切替え及び鉛直切替えを組み合わされた他の構造が使用されても良い。
【００３６】
最後に、上記は、単なる本発明の説明であって、添付の特許請求の範囲を本発明の如何なる特定の実施例又は集合にも限定するように解釈されるべきではない。用いられた方法及び装置の夫々は、また、更なるシステムと共に利用されても良い。従って、本発明は、その具体的な例となる実施例を参照して特に具体的に記述されているが、多数の変形及び変更が、特許請求の範囲に挙げられた本発明の主旨を損なわない範囲で為されることが認識されるべきである。従って、明細書及び図面は、説明手段として捉えられるべきであり、添付の特許請求の範囲の適用範囲を限定するために用いられているわけではない。
【００３７】
特許請求の範囲を解釈する際に、以下の点が理解されるべきである：
ａ）語「有する」は、当該請求項に挙げられたもの以外の他の要素又はステップの存在を認めないわけでない；
ｂ）要素の前に置かれている語「一つの」は、このような要素が複数存在することを認めないわけではない；
ｃ）特許請求の範囲における如何なる参照符号も、説明目的のために示されているに過ぎず、それらの請求範囲を限定しているわけではない；
ｄ）幾つかの「手段」は、同じ項目、あるいはハードウェア又はソフトウェアで実施される構造若しくは機能によって表されても良い；且つ
ｅ）開示された要素の夫々は、ハードウェア部（例えば、個別電子回路。）、ソフトウェア部（例えば、コンピュータプログラミング。）、又はそれらの如何なる組み合わせから成っても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】ディスプレイ装置の一部の断面図である。
【図２】ディスプレイ装置の一部の等価回路図である。
【図３】従来技術の駆動方法を表す。
【図４】パルス幅変調（ＰＷＭ）駆動を用いた本発明に従う駆動法の第１の実施例を示す。
【図５】振動パルスの第２の連続を伴わないＰＷＭ駆動を用いた第２の実施例を示す。
【図６】ＰＷＭ駆動が振動パルスの第１の連続を伴わずに用いられる第３の実施例を示す。
【図７】振動パルスの第１又は第２の連続を伴わないＰＷＭ駆動を用いた第４の実施例を示す。
【図８】短い列での更なる振動パルスを有するＰＷＭ駆動を用いた第５の実施例を示す。
【図９】（滞留時間及び画像履歴に敏感である）実際には不完全なインク材に関して白−ダークグレー−白のループ内のＤＣ平衡に達するようＰＷＭ駆動を用いる第６の実施例を示す。
【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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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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