(57)【要約】電気泳動ディスプレイ（１０）及びシステム（１２）は、電気泳動ディスプレイ（１０）のサブウィンドウ（８０）を作動させる方法を実施する。当該方法は、サブウィンドウのための画像情報（１４）の受け取りと、サブウィンドウの画像保持時間（８２）の決定と、受け取られた画像情報及び画像保持時間に基づく電気泳動ディスプレイのサブウィンドウのアドレス指定とを有する。
2007531050.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気泳動ディスプレイのサブウィンドウを作動させる方法であって：
前記サブウィンドウのための画像情報を受け取るステップ；
前記サブウィンドウに対して画像保持時間を決定するステップ；及び
前記受け取られた画像情報と、前記画像保持時間とに基づいて、前記電気泳動ディスプレイのサブウィンドウをアドレス指定するステップ；
を有する方法。
【請求項２】
前記画像保持時間を決定するステップは、前記電気泳動ディスプレイの少なくとも一部の更新と、前記電気泳動ディスプレイのサブウィンドウのアドレス指定との間の時間間隔を決定するステップを有する、ことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記電気泳動ディスプレイのサブウィンドウをアドレス指定するステップは、前記サブウィンドウにおいて少なくとも１つの電気泳動画素に画素データを書き込むステップを有する、ことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記電気泳動ディスプレイのサブウィンドウは、前記アドレス指定されたサブウィンドウと、前記電気泳動ディスプレイの他の部分との間の光学状態の不整合を最小限とするようアドレス指定される、ことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記サブウィンドウの画像保持時間に基づいて駆動波形を選択するステップ；及び
前記選択された駆動波形に基づいて前記電気泳動ディスプレイのサブウィンドウをアドレス指定するステップ；
を更に有する請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記選択された駆動波形は、前記受け取られた画像情報と、前記サブウィンドウ内の少なくとも１つの電気泳動画素の現在の光学状態とに基づく少なくとも１つのデータフレームを有する画像依存部分を有する、ことを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記選択された駆動波形の画像依存部分は、画像依存振動パルスを有する、ことを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項８】
前記選択された駆動波形は、少なくとも１つの振動パルスを有する画像依存部分を有する、ことを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項９】
前記選択された駆動波形は、リセットパルスを有する画像依存部分を有する、ことを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項１０】
前記駆動波形は、参照テーブルから選択される、ことを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項１１】
スケーリング係数テーブルからのスケーリング係数に基づいて前記選択された駆動波形を調整するステップ、を更に有する請求項５記載の方法。
【請求項１２】
前記画像保持時間に基づいて、前記選択された駆動波形において多数のデータフレームを調整するステップ；及び
前記サブウィンドウを作動させるよう、前記調整された駆動波形により前記電気泳動ディスプレイのサブウィンドウをアドレス指定するステップ；
を更に有する請求項５記載の方法。
【請求項１３】
前記画像保持時間に基づいて、前記選択された駆動波形の作動電圧振幅を調整するステップ；及び
前記サブウィンドウを作動させるよう、前記調整された駆動波形により前記電気泳動ディスプレイのサブウィンドウをアドレス指定するステップ；
を更に有する請求項５記載の方法。
【請求項１４】
前記画像保持時間に基づいて、少なくとも１つのデータフレームのデータフレーム時間を調整するステップ；及び
前記少なくとも１つのデータフレームと、前記調整されたデータフレーム時間とにより、前記電気泳動ディスプレイのサブウィンドウをアドレス指定するステップ；
を更に有する請求項１記載の方法。
【請求項１５】
電気泳動ディスプレイのサブウィンドウを作動させるためのシステムであって：
背面に配置された電気泳動画素配列；
前記サブウィンドウのための画像情報を受け取る手段；
前記サブウィンドウに対して画像保持時間を決定する手段；及び
前記受け取られた画像情報と、前記画像保持時間とに基づいて、前記電気泳動ディスプレイのサブウィンドウをアドレス指定する手段；
を有するシステム。
【請求項１６】
前記サブウィンドウの画像保持時間に基づいて駆動波形を選択する手段；及び
前記選択された駆動波形に基づいて前記電気泳動ディスプレイのサブウィンドウをアドレス指定する手段；
を更に有する請求項１５記載のシステム。
【請求項１７】
前記スケーリング係数テーブルからのスケーリング係数に基づいて、前記選択された駆動波形を調整する手段、を更に有する請求項１６記載のシステム。
【請求項１８】
前記画像保持時間に基づいて、少なくとも１つのデータフレームのデータフレーム時間を調整する手段；及び
前記少なくとも１つのデータフレームと、前記調整されたデータフレーム時間とにより、前記電気泳動ディスプレイのサブウィンドウをアドレス指定する手段；
を更に有する請求項１５記載のシステム。
【請求項１９】
背面に配置された電気泳動画素配列；
前記電気泳動画素配列の行の組へ電気的に接続された行駆動装置；
前記電気泳動画素配列の列の組へ電気的に接続された列駆動装置；及び
前記行駆動装置及び前記列駆動装置へ電気的に接続された制御装置；
を有し、
前記制御装置は、当該電気泳動ディスプレイのサブウィンドウに対して画像保持時間を決定し、
前記制御装置は、前記電気泳動画素配列において少なくとも１つの電気泳動画素を作動させるよう、前記受け取られた画像情報と、前記画像保持時間とに基づいて、当該電気泳動ディスプレイのサブウィンドウをアドレス指定する、
ことを特徴とする電気泳動ディスプレイ。
【請求項２０】
前記制御装置は、前記サブウィンドウのための画像情報を受け取る、ことを特徴とする請求項１９記載の電気泳動ディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、電気泳動ディスプレイ、更に具体的には、電気泳動画素の配列内でのサブウィンドウのアドレス指定に関する。
【背景技術】
【０００２】
不揮発性の電気泳動ディスプレイ媒体は、可視的なテキスト又は画像の形でデジタル情報を保存する。電気泳動ディスプレイは、一般的に、印加された電界内での極性を持たされた又は帯電された粒子の移動によって特徴付けられ、例えば明度又は色の暗さのような、少なくとも１つの光学特性が異なる第１及び第２の表示状態を有する表示素子により双安定となりうる。近年発達した電気泳動ディスプレイでは、表示状態は、電子インク内のマイクロカプセル状の粒子が有限な存続期間の電子パルスによって一方の状態又は他方の状態へと駆動された後に引き起こされ、駆動された状態は、作動電圧が取り除かれた後も存続する。
【０００３】
セルロース又はゲル状の相及び液体相を含み、あるいは、２又はそれ以上の不混和性の流体を含むマイクロカプセルを有する、例となる電気泳動ディスプレイは、２０００年５月２３日に公開された米国特許番号６，０６７，１８５の、アルバート（Ａｌｂｅｒｔ）等による「カプセル型電気泳動ディスプレイを作るためのプロセス（Ｐｒｏｃｅｓｓ  ｆｏｒ  Ｃｒｅａｔｉｎｇ  ａｎ  Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｅｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｔｉｃ  Ｄｉｓｐｌａｙ）」と、２０００年１月２５日に公開された米国特許番号６，０１７，５８４の、アルバート等による「多色電気泳動ディスプレイ及びそれを作るための物質（Ｍｕｌｔｉ−Ｃｏｌｏｒ  Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｔｉｃ  Ｄｉｓｐｌａｙｓ  ａｎｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  ｆｏｒ  Ｍａｋｉｎｇ  ｔｈｅ  Ｓａｍｅ）」とに記載されている。
【０００４】
電気泳動ディスプレイは、画像データを受け取り、ディスプレイの前側又は後ろ側に置かれたアクティブマトリクスを駆動することによってアドレス指定されうる。アクティブマトリクスディスプレイは、テキスト及びグラフィックを正確に書き込むよう、ピクセルごとのグリッド上の固定座標のような、固有のアドレス指定方法を有する。例となる電気泳動ディスプレイユニットは、一方の側に透明な共通電極を有する電気泳動インクの層と、行及び列で配置された画素電極を有する基板又は背面とを有する。行と列との間の交点は、画素電極と共通電極の一部との間に形成された画像画素に結合される。画素電極は、トランジスタのドレインへ結合する。そのトランジスタのソースは、共通電極へ電気的に結合され、そのトランジスタのゲートは、行電極へ電気的に接続される。画素電極、トランジスタ、行電極及び列電極のこのような配置は、連帯してアクティブマトリクスを形成する。行駆動装置は、画素の行を選択するよう、行電極を介して行選択信号を供給し、列駆動装置は、列電極及びトランジスタを介して、画素の選択された行へデータ信号を供給する。列電極上のデータ信号は、表示されるべきデータに対応し、行選択信号とともに、電気泳動ディスプレイにおいて１又はそれ以上の画素を駆動するための駆動信号を形成する。
【０００５】
電子インク又はｅインクとも呼ばれる電気泳動インクは、透明な共通電極と画素電極との間に置かれ、通常、約１０から５０ミクロンの直径を有する複数のマイクロカプセルを有する。白黒ディスプレイの一例では、夫々のマイクロカプセルは、流体に浮かべられた、正に帯電された白色粒子及び負に帯電された黒色粒子を有する。負の電界が画素電極から透明な共通電極へと印加されると、負に帯電された黒色粒子は共通電極の方へ移動し、画素は見る者にとって暗くなる。同時に、正に帯電された白色粒子は、見る者の視界から離れたところの背面上の画素電極の方向へ移動する。
【０００６】
特定の時間期間に画素電極と共通電極との間に作動電圧を印加することは、一般的に、アクティブマトリクスモノクロ電気泳動ディスプレイにおいてグレースケールを作り出す。現在の技術の特徴的なアクティブマトリクス電気泳動ディスプレイに関して、フレームごとに基づくパルス幅変調は、３つの電圧レベル、即ち、−１５Ｖ、＋１５Ｖ及び０Ｖを有する列駆動装置を使用することができる。
【０００７】
アクティブマトリクスディスプレイを駆動し、色付き粒子のグラデーションを制御するための１つの方法は、２００２年２月２１日公開された米国特許出願２００２／００２１４８３の、カタセ（Ｋａｔａｓｅ）による「電気泳動ディスプレイを駆動するための方法及び回路と、それらを用いる電子装置（Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  ｆｏｒ  Ｄｒｉｖｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｔｉｃ  Ｄｉｓｐｌａｙ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅ  Ｕｓｉｎｇ  Ｓａｍｅ）」に記載されている。その方法では、夫々のキャパシタに蓄積された電荷が取り除かれて、表示画像が保持されるように、リセット電圧は夫々の画素電極へ印加され、次に、ディスプレイへの書き込みのための印加電圧は夫々の画素電極へ印加され、次に、共通電圧は夫々の画素電極へ印加される。
【０００８】
電気泳動ディスプレイは、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）に比べて、良好な輝度及びコントラスト、広い視野角、２又はそれ以上の光学状態の高い安定性、並びに、低い電力消費といった好ましい特性を有する。更に、電気泳動ディスプレイの平均的な電力消費は、ＬＣＤと比べて、必要とされるリフレッシュ率が低いので、より一層低い。
【０００９】
どれほどの駆動電圧が低減されうるかという記述は、１９８８年１０月４日に査定された米国特許番号４，７７５，５４９の「大型ディスプレイパネル用基板構造の製造方法及び基板構造の製造装置（Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ  ａＳｕｂｓｔｒａｔｅ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ  ｆｏｒ  ａ  Ｌａｒｇｅ  Ｓｉｚｅ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｐａｎｅｌ  ａｎｄ  ａｎ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ  ｔｈｅ  Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）」に与えられている。駆動電圧の印加は、画素等価容量が非線形素子又はスイッチング素子自体の容量よりも大きく保たれる場合に低減される。選択された画素へ印加される電圧の保持時間は、並列容量により延長されうる。これは、低電圧駆動又は高速応答に寄与しうる。
【００１０】
ディスプレイの輝度を制御して、コントラストの低下を伴わずに電極反応又は電気分解によって引き起こされる劣化を低減することへの１つの試みは、１９９７年１月１０日に査定された国際特許番号ＪＰ９００６２７７の、ヒデユキ（Ｈｉｄｅｙｕｋｉ）による「泳動時間測定方法及び電気泳動表示装置」に提示されている。時間制御装置は、電圧を印加し、駆動するために用いられ、センサは、その出力が、前に測定された輝度の飽和値に対応する場合に、駆動電圧を停止する。
【００１１】
より低いリフレッシュ率は、電気泳動物質の双安定性に起因する。電気泳動物質は、如何なる電圧パルスも供給せずに、ディスプレイ上に実質的に画像を保持することができる。電圧パルスは、次の画像更新の間にのみ必要とされる。更に、画素の更新又はリフレッシュ、及び付随する駆動電圧は、画素の光学状態が次の画像更新の間に変化しない場合には必要とされず、結果として、電力消費は、より一層低くなる。
【特許文献１】米国特許番号６，０６７，１８５
【特許文献２】米国特許番号６，０１７，５８４
【特許文献３】米国特許出願２００２／００２１４８３
【特許文献４】米国特許番号４，７７５，５４９
【特許文献５】国際特許番号ＪＰ９００６２７７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、現在の電気泳動ディスプレイでは、画素の光学状態は、電力供給されない画像保持期間又は滞留時間の間に、特に、画像更新後の最初の１００秒で、他の状態へと移ることがある。輝度は、待機時間が増大するとともに、減少する。この画像の不安定性は、例えば、文字の鮮明度が、カーソルが表示されたテキスト内の文字を指し示す場合にサブウィンドウ内に現れるところの辞書アプリケーションなどに関して、特にサブウィンドウがディスプレイ上に作られる場合に、ディスプレイのウィンドウに対して良好な画像品質を実現することを困難にする。
【００１３】
一般的に、背景ウィンドウは、光フリッカを回避し、且つ、電力を節約するために、サブウィンドウをアドレス指定する間に更新されない。従って、サブウィンドウの外側の画素は、サブウィンドウがアドレス指定される場合に、幾らかの残留画像保持時間を有する。不変な滞留時間に関して最適化された駆動波形が、サブウィンドウを更新するために使用される場合に、サブウィンドウと背景ウィンドウとの間には輝度差が存在する。この差は、電子インクの画像安定度と、画像保持時間とに極めて依存する。画像保持時間は、ユーザごとに可変であり、使用モードに依存する。可視的な、望ましくない画像保持又はゴーストは、複数のサブウィンドウが使用される場合、又は、ディスプレイが複数の若しくは長い滞留時間を経験する場合に、明らかとなりうる。これは、しばしば、実際の適用において回避不可能である。
【００１４】
従って、必要とされるものは、電力供給されない状態で予め親又はメインウィンドウの背景を最適に整合するよう新たにアドレス指定される子ウィンドウ又はサブウィンドウの輝度を提供する電気泳動ディスプレイの複数のディスプレイウィンドウのための、改善されたアドレス指定方法及び関連するシステムである。更に、電気泳動ディスプレイを駆動するための望ましい方法は、また、メインウィンドウ及びサブウィンドウにおいて所要の均一性、解像度及び画像の精度を提供すると同時に、電力消費及び画像更新時間を低減する。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の１つの形式は、電気泳動ディスプレイのサブウィンドウを作動させる方法である。前記サブウィンドウのための画像情報が受け取られ、前記サブウィンドウ内で電気泳動画素を有するサブウィンドウの画像保持時間が決定され、前記電気泳動ディスプレイのサブウィンドウは、前記受け取られた画像情報と、前記画像保持時間とに基づいてアドレス指定される。
【００１６】
本発明の他の形式は、背面に配置された電気泳動画素配列と、サブウィンドウのための画像情報を受け取る手段と、前記サブウィンドウ内で電気泳動画素を含むサブウィンドウの画像保持時間を決定する手段と、前記受け取られた画像情報及び前記画像保持時間に基づいて前記サブウィンドウをアドレス指定する手段とを有する電気泳動ディスプレイのサブウィンドウを作動させるためのシステムである。
【００１７】
本発明の他の形式は、背面に配置された電気泳動画素配列と、行駆動装置と、列駆動装置と、前記行駆動装置及び前記列駆動装置へ接続された制御装置とを有する電気泳動ディスプレイである。前記行駆動装置は、前記電気泳動画素配列の行の組へ電気的に接続される。前記列駆動装置は、前記電気泳動画素配列の列の組へ電気的に接続される。前記制御装置は、当該電気泳動ディスプレイのサブウィンドウの画像保持時間を決定し、前記受け取られた画像情報と、前記画像保持時間とに基づいて前記サブウィンドウをアドレス指定する。
【００１８】
本発明の上記形式及び他の形式並びに特徴及び利点は、添付の図面とともに読まれる、現在のところ好ましい実施形態の以下の詳細な記述から更に明らかとなる。詳細な記述及び図面は、添付の特許請求の範囲及びそれと等価なものによって定義される本発明の適用範囲を限定するよりむしろ、本発明を単に説明しているに過ぎない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の様々な実施形態について添付の図面により説明する。
【００２０】
図１は、本発明の一実施形態に従う、電気泳動ディスプレイ１０の一部の実例となる断面図である。電気泳動ディスプレイ１０は、電気泳動画素２２のアドレス指定可能な配列の中に、１又はそれ以上のサブウィンドウを有する電気泳動画素配列２０を含む。
【００２１】
例となる実施例において、電気泳動画素配列２０は、背面３２上に配置された電気泳動インク２４の層を有する。電気泳動インク２４は、一般に電気インク又はｅインクと呼ばれる、幾つかの市販されている電気泳動インクのうちの１つを有しても良い。電気泳動インク２４は、例えば、数百個の極めて小さなマイクロカプセルを有する薄い電気泳動フィルムを有する。そのマイクロカプセル内で、正に帯電された白色粒子及び負に帯電された黒色粒子が、透明な流体に浮遊している。例えば、正に帯電された黒色粒子及び負に帯電された白色粒子、又は、１極性の色付き粒子及び逆極性の黒若しくは白の粒子、又は、白く色づけられた流体中の色付き粒子、あるいは、ガス状の流体中の粒子又は空気中の色付き粒子といった、他の変形例が可能である。
【００２２】
カプセル状の電気泳動粒子は、所望の方向への電界の印加によって回転又は平行移動されうる。電気泳動粒子は、印加された電界の力線に沿って、新たに方向を変え、あるいは移動し、電界の方向及び強さと、状態を切り替えることを可能にする時間とに基づいて一方の光学状態から他方の光学状態へと切り替えられる。例えば、正の電界が画素電極上でディスプレイへ印加されると、白色粒子は、それらがユーザにとって可視的になるところのマイクロカプセルの上部へ移動する。これは、マイクロカプセルの上部又は外側表面で表面を白く見せる。同時に、電界は、黒色粒子を、それらが隠れるところのマイクロカプセルの下部へ引っ張る。処理が反転すると、黒色粒子はマイクロカプセルの上部に現れる。これは、マイクロカプセルの表面で表面を黒く見せる。作動電圧が取り除かれると、固定画像がディスプレイ表面に残る。
【００２３】
電気泳動インク２４は、例えば、マゼンタ、イエロー、及びシアンの電気泳動物質の配列、又は、赤、緑、青及び黒の電気泳動物質の配列といった、色付き画像の生成及び表示を可能にする色付きの電気泳動物質の配列を有しても良い。代替的に、電気泳動ディスプレイ１０は、黒及び白の電気泳動画素よりも上に位置する、例えば赤、緑及び青といった、色付きのフィルタの配列を有しても良い。行及び列のマトリクスは、夫々の電気泳動画素２２が、個々にアドレス指定され、例えば黒、白、グレー、又は他の所定の色といった、所望の光学状態に切り替えられることを可能にする。夫々の電気泳動画素２２は、マイクロカプセルの大きさと、夫々の画素素子内の含まれる領域とに部分的に関連して、１又はそれ以上のマイクロカプセルを有しうる。
【００２４】
電気泳動インク２４の一方の側に置かれた透明な共通電極２６は、例えば、電気泳動ディスプレイ１０の上部表示（ｔｏｐｓｉｄｅ  ｖｉｅｗｉｎｇ）を実現する、例えばインジウムスズ酸化物のような透明な導電物質を有する。共通電極２６は、パターン配置される必要がない。電気泳動インク２４及び共通電極２６は、例えば、ポリエチレンの薄層のような、透明な保護層２８で覆われても良い。粘着性物質は、背面３２への取り付けを可能にするよう電気泳動インク２４の他方の側に配置されても良い。電気泳動インク２４の層は、背面３２へ接着、付着、又は、別の方法で取り付けられても良い。背面３２は、アドレス指定可能な電極の配列を有するプラスチック、ガラス、セラミック又は金属の支持層及び補助的な電子機器を有する。代替的な実施形態では、個々の画素電極及び共通電極は、同じ基板上に配置されても良い。これによって、面内電界が、面内方向で粒子を移動させるよう発生しうる。
【００２５】
電気泳動インク２４の層が背面３２に取り付けられる場合に、背面３２上の個々の画素電極３６は、所定の電荷３４が１又はそれ以上の電気泳動画素２２上に置かれることを可能にする。電荷３４に起因する電界は、電気泳動インク２４の一方の光学状態から他方の光学状態への転移を引き起こす。電界は、電気泳動インク２４の層で、帯電された粒子を新たに方向付け、且つ／あるいは、移動させるための力を発生させ、テキスト、グラフィック、画像、写真及び他の画像データが提示可能である白黒又は多色ディスプレイを提供する。電気泳動インク２４のグレートーン又は特定の色は、例えば、作動電圧及び関連する電荷３４の大きさ、レベル、位置及びタイミングを制御することによって達成されうる。
【００２６】
電気泳動インク２４のアドレス指定は、所定の量の電荷３４をその上に置き、且つ、所望の光学状態へと電気泳動インク２４を切り替える１又はそれ以上の画素電極３６へ、作動電圧を印加することによって実現される。画素電極３６上への電荷３４の印加及び蓄積は、作動電圧が取り除かれると、たとえ作動が走査処理よりも緩やかな時間スケールで生ずるとしても、電気泳動インク２４の連続した作動を可能にする。画素電極３６上での電荷３４の短期間蓄積の効果は、画像が電気泳動インク２４で形成する間、画素の他の行の走査を可能にする。印加された作動電荷３４の除去は、達成された光学状態で電気泳動インク２４を固定又は終息させる。
【００２７】
例えば、電気泳動インク２４は、白から黒へ切り替えられても良い。他の例では、最初に黒色である光学状態が、グレー又は白の状態へと制御可能に切り替えられる。他の例では、白色の光学状態が、グレーの光学状態へと切り替えられる。更なる他の例では、色付きの電気泳動インク２４は、画素電極３６へ印加された作動電荷３４及び作動電圧に基づいて、１つの色から他の色へと切り替わる。アドレス指定及び切替えが完了した後、電気泳動インク２４を組み込む電気泳動ディスプレイは、更なる電力消費を伴わずに可視的であり続ける。
【００２８】
電気泳動画素２２は、例えば、背面３２上の薄膜トランジスタ配列と、所望の光学状態に到達するよう所定時間の間に電気泳動画素２２の画素電極３６上へ所定の電荷３４を置く、関連する行及び列の駆動装置とにより、アドレス指定可能である。電荷３４は、その後、得られた光学状態で電気泳動画素２２を保持するよう取り除かれる。グレーの中間値は、電気泳動画素２２の両端の電界強さ及び作動時間の量を制御することによって得られる。電界が取り除かれると、粒子は、得られた光学状態に留まり、電気泳動ディスプレイ１０へ書き込まれた画像は、電力の除去には依らず、保持される。
【００２９】
様々な大きさの電気泳動ディスプレイ１０のセクション又はタイルは、例えばパネル又は他の大きな表面の上に実装されうる、ほぼいずれかの所望の大きさの電気泳動ディスプレイ１０を形成するよう、隣り合って置かれうる、あるいは、一緒に組み立てられうる。電気泳動ディスプレイ１０は、例えば、一辺が数センチメータから１ｍ×１ｍ又はそれよりも大きい大きさで形成されても良い。駆動電子装置に結合された電気泳動ディスプレイ１０は、例えば、モニタ、ラップトップコンピュータ、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、携帯電話、電子本、電子新聞及び電子雑誌などで使用されても良い。マトリクスアドレス指定により、ディスプレイの全て又は一部は、アドレス指定されて、作動し、例えばサブウィンドウのようなディスプレイの部分が、ディスプレイの他の部分が予め書き込まれた画像を保持する間に、直接的にアドレス指定されて、更新されることを可能にし、電力消費を低減して、携帯型用途のバッテリ寿命を延ばす。
【００３０】
図２は、本発明の一実施形態に従う、電気泳動ディスプレイ１０内で、例えば１又はそれ以上のディスプレイウィンドウのような、ウィンドウ又はサブウィンドウを作動させるためのシステム１２の概略図である。システムは、ディスプレイパネル上に配置された個々にアドレス指定可能な電気泳動画素２２を含む電気泳動画素配列２０を有する電気泳動ディスプレイ１０と、制御装置３０と、行駆動装置４０と、列駆動装置５０とを有する。行駆動装置４０は、行電極４２の組を介して、電気泳動画素配列２０の行４４の組へ電気的に接続されている。列駆動装置５０は、列電極５２の組を介して、電気泳動画素配列２０の列５４の組へ電気的に接続されている。制御装置３０は、行駆動装置４０及び列駆動装置５０へ電気的に接続されている。制御装置３０は、電気泳動画素２２をアドレス指定するよう、行駆動装置４０及び列駆動装置５０へ指令信号を送信する。メモリは、例えば画像データ、画像非依存駆動波形情報、画像依存駆動波形情報、データフレーム時間、画素データ、サブウィンドウのサイズ及び位置といった事項を保存するよう、制御装置３０へ結合されうる、あるいは、制御装置３０に組み込まれうる。
【００３１】
ディスプレイ又はディスプレイのサブウィンドウ内の電気泳動画素２２は、電気泳動画素２２が行駆動装置４０及び列駆動装置５０によってアドレス指定される場合に、作動電位を印加して、電気泳動画素２２の一方の側に所定の電荷３４を置くことによって作動する。一方、共通電極２６は、零ボルト又は他の適切な電位でバイアスをかけられる。一方の側で共通電極２６を、他方の側で画素電極３６を有する電気泳動画素２２は、所望のレベルへと充電又は放電可能であるキャパシタを形成する。充電される間、電気泳動画素２２は、一方の光学状態から他方の光学状態へと転移しうる。更なるキャパシタンスが、充電蓄積容量を増大させるよう、夫々の電気泳動画素２２に並列に加えられても良い。１つの例では、行駆動装置４０及び列駆動装置５０は、選択された電気泳動画素２２へ正の振幅、負の振幅、又は零振幅を有する作動電圧を供給し、それによって、サブウィンドウ内の関連する画素電極上に正の電荷、負の電荷、又は無電荷３４を移動させるよう制御装置３０と協働する。
【００３２】
電気泳動画素配列２０の電気泳動画素２２は、順に連続して、行４４の選択を可能にする行列形式で配置されており、一方、選択された行にある夫々の電気泳動画素２２に対応する画像データは、列電極５２に置かれる。電気泳動画素配列２０の夫々の電気泳動画素２２は、一方の側で、例えば接地又は０ボルトに基準電位を置かれた共通電極２６へ電気的に接続されている。所定の電荷３４は、所望の光学状態へと電気泳動画素２２を駆動するよう電気泳動画素２２の他方の側で画素電極３６に置かれても良い。例えば、電気泳動画素２２に置かれた正の電荷３４は、画素を白くし、一方、電気泳動画素２２に置かれた負の電荷３４は、画素を暗くする。放電、又は、別の方法による電荷３４の除去は、得られた光学状態に電気泳動画素を固定する。
【００３３】
例えば薄膜トランジスタ３８のような能動スイッチング素子の配列は、所望の電荷３４が、電気泳動画素２２の一方の側に置かれることを可能にする。行駆動装置４０は、行電極４２を介してディスプレイ１０の行４４へ接続されている。夫々の行電極４２は、薄膜トランジスタ３８の行のゲートへ接続されており、その行にあるトランジスタ３８が、行電圧がターンオン電圧よりも上に高くなるとオンされることを可能にする。行駆動装置４０は、行電極４２を順次に選択し、一方、列駆動装置５０は、データ信号を列電極５２へ供給する。列駆動装置５０は、電気泳動ディスプレイ１０の列電極５２へ接続されている。夫々の列電極５２は、薄膜トランジスタ３８の列のソースへ接続されている。画素、トランジスタ３８、行電極４２、及び列電極５２のこのような配置は、連帯してアクティブマトリクスを形成する。行駆動装置４０は、電気泳動画素２２の行４４を選択するための選択信号を供給し、列駆動装置５０は、列電極５２及びトランジスタ３８を介して電気泳動画素２２の選択された画素４４へデータ信号を供給する。
【００３４】
望ましくは、制御装置３０は、最初に、入力する画像情報１４を処理し、データ信号及び駆動波形を生成する。行駆動装置４０と列駆動装置５０との間の相互同期は、制御装置３０との電気的な接続を介して行われる。行駆動装置４０からの選択信号は、トランジスタ３８を介して画素電極３６の１又はそれ以上の行４４を選択する。トランジスタ３８は、画素電極３６へ電気的に結合されたドレイン電極と、行電極４２へ電気的に結合されたゲート電極と、列電極５２へ電気的に結合されたソース電極とを有する。列電極５２に存在するデータ信号は、同時に、オンされたトランジスタ３８のドレイン電極へ結合された画素電極３６へ送られる。データ信号及び行選択信号は、ともに、駆動波形の少なくとも一部を形成する。データ信号は、表示されるべきデータに対応し、選択信号とともに、電気泳動画素配列２０にある１又はそれ以上の電気泳動画素２２を駆動するための駆動波形を形成する。駆動波形の合成時間は、新しい画像が書き込まれうる、あるいは、リフレッシュされうるところの画像更新期間を表す。
【００３５】
夫々の電気泳動画素２２に置かれた電荷３４の大きさ及び極性は、画素電極３６へ印加された作動電圧に依存する。１つの例では、例えば−１５Ｖ、０Ｖ及び１５Ｖといった、負の電圧、零電圧、又は正の作動電圧が、夫々の列に置かれても良い。夫々の行４４が選択される場合に、電荷３４は、列電圧に基づいて、その行にある夫々の画素電極３６に置かれうる、あるいは、夫々の画素電極３６から取り除かれうる。例えば、負の電荷、正の電荷又は零電荷が、然るべく光学状態を切り替えるよう、電気泳動画素２２の画素電極３６に置かれても良い。次の行４４がアドレス指定される場合に、前にアドレス指定された画素上の電荷３４は、その後の駆動波形により更新されるまで画素電極３６に存在し続ける、あるいは、さもなければ放電される。
【００３６】
電気泳動ディスプレイ１０への画像データのグレースケール書き込みは、一連の１又はそれ以上のデータフレームの間に、電気泳動画素２２に所定の電荷３４を保持することによって実現されうる。夫々のデータフレームは、ディスプレイ内の夫々の行４４に関して、画素データと、対応する画素アドレス情報とを有する。表示情報により１度にディスプレイ内の全ての行４４を連続してアドレス指定するための時間間隔は、データフレーム時間を構成する。フレームの間に電気泳動画素２２へ画像非依存信号を供給するよう、制御装置３０は、行４４にある全ての電気泳動画素４４が同時に画像非依存信号を受信するように列駆動装置５０を制御する。これは、行ごとに行われ、制御装置３０は、行４４が次々に選択されるように行駆動装置４０を制御する。例えば、選択された行にある全てのトランジスタ３８は、導通状態に至らされる。フレームの間に電気泳動画素２２へ画像依存信号を供給するよう、制御装置３０は、夫々の行が順に選択されるように行駆動装置４０を制御する。例えば、選択された行４４にある全てのトランジスタ３８は、導通状態に至らされ、一方、制御装置３０は、また、夫々の選択された行４４にある電気泳動画素２２が、関連するトランジスタ３８を介して同時に画像依存信号を受信するように列駆動装置５０を制御する。制御装置３０は、特定の行４４を選択するよう行駆動装置４０へ行駆動装置信号を供給し、選択された行４４にある夫々の電気泳動画素２２上に所望の電圧レベル及び対応する電界３４を置くよう列駆動装置５０へ列駆動装置信号を供給する。制御装置３０は、例えばサブウィンドウのような電気泳動ディスプレイ１０の選択された部分へデータフレームを供給しても良い。サブウィンドウについては、図３〜９により更に詳細に説明する。
【００３７】
その後のフレームは、同じ表示情報、又は、更なる画素データを有する更新された表示情報を含んでも良い。特定の画素のグレースケールレベルは、電気泳動画素２２が白又は黒の光学状態へとリセットされた後に画素電極３６へ印加された正又は負の電荷３４を有する、例えば０から１５の隣り合うフレームのような同じコンテンツを有する連続フレームの数によって、決定される。夫々のフレームは、同一のデータフレーム時間を有し、結果として、グレースケール解像度の１６のレベルが画素ごとに得られる。
【００３８】
制御装置３０は、例えば画像入力部１６を介して受け取られた画像情報１４のような、入来データを処理する。制御装置３０は、新しい画像情報１４の到達を検出し、それに応じて、受け取られた画像情報１４の処理を開始する。画像情報１４の処理は、新しい画像情報１４を読み込むステップ、その新しい画像情報１４を、制御装置３０へ結合されたメモリに保存された前の画像情報と比較するステップ、駆動波形の参照テーブルを含むメモリにアクセスするステップ、又は、温度によるスイッチング時間の変動を補償するよう内蔵温度センサ（図示せず。）と情報をやり取りするステップを有しても良い。制御装置３０が、サブウィンドウに関連する画像情報を受け取って、然るべく電気泳動ディスプレイ１０をアドレス指定しても良い。制御装置３０は、画像情報１４の処理が準備できており、電気泳動画素配列２０がアドレス指定可能である場合を検出する。
【００３９】
制御装置３０は、例えば、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、又は他のデジタル装置などであっても良く、電気泳動ディスプレイ１０又はその一部に所望の画像をアドレス指定して書き込むよう、マイクロコード化された指令を受け取って実行しても良い。制御装置３０は、電気泳動ディスプレイ１０を作動させるよう、行駆動装置へ行選択信号を、列駆動装置５０へデータ信号を送信する。制御装置３０は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、ラップトップコンピュータ、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、電子本、又は他のデジタル装置の中に含まれ、電気泳動ディスプレイ１０へ接続されても良い。代替的に、制御装置３０は、背面３２上で電気泳動ディスプレイ１０内に含まれる。
【００４０】
制御装置３０は、列駆動装置５０へ供給されるデータ信号を生成し、行駆動装置４０と協働で、行４４の組へ供給される行選択信号を生成する。列駆動装置５０へ供給されるデータ信号は、画像非依存部分と画像依存部分とを含みうる。駆動波形の画像非依存部分は、例えばリセットパルス又はプリコンディショニングパルスといった、電気泳動画素配列２０において電気泳動画素２２の幾つか又は全てへ同じように印加される信号を含む。駆動波形の画像依存部分は、画像情報を含み、個々の電気泳動画素２２の間で変化しうる、あるいは、変化し得ない。
【００４１】
図３、４及び５で更に詳細に記述される、番号を付与された要素を参照して、制御装置３０は、電気泳動ディスプレイ１０のサブウィンドウ８０に対して画像保持時間８２を決定し、受け取られた画像情報１４と、画像保持時間８２とに基づいて電気泳動ディスプレイ１０のサブウィンドウ８０をアドレス指定して、電気泳動画素配列２０において少なくとも１つの電気泳動画素２２を作動させる。画像保持時間８２は、電気泳動ディスプレイ１０の少なくとも一部の更新と、サブウィンドウ８０の更新との間の時間間隔である。サブウィンドウ８０のアドレス指定及び更新により、サブウィンドウ８０内の少なくとも１つの電気泳動画素２２上に画素データが書き込まれる。サブウィンドウ８０は、アドレス指定されたサブウィンドウ８０と、サブウィンドウ８０の外側の電気泳動ディスプレイの他の部分との間の光学状態の不整合を最小限とするようアドレス指定される。
【００４２】
電気泳動ディスプレイ１０のサブウィンドウ８０は、パルス幅変調、作動電圧変調、又はそれらの組合せを用いてアドレス指定されても良い。パルス幅変調は、例えば、所望の光学状態へ電気泳動画素２２を移動させるためのデータフレーム時間の増大といった、可変な長さのパルスを提供する。例えば、画素電極３６へ印加された負又は正の作動電圧の振幅を変化させるといった、作動電圧の変調は、電気泳動粒子に対する駆動力に影響を及ぼし、更なるグレーレベル、グレースケールの精度、又はディスプレイ内の背景レベルへの整合を達成するために使用可能である。
【００４３】
制御装置３０は、サブウィンドウ８０の画像保持時間８２に基づいて駆動波形を生成又は選択しうる。電気泳動ディスプレイ１０のサブウィンドウ８０は、発生した又は選択された駆動波形に基づいてアドレス指定されうる。駆動波形は、受け取られた画像情報１４と、サブウィンドウ８０内の少なくとも１つの電気泳動画素２２の現在の光学状態とに基づく少なくとも１つのデータフレーム７０を有する画像依存部分を有しうる。選択された駆動波形の画像依存部分は、画像依存振動パルスを有しうる。選択された駆動波形は、駆動波形の画像依存部分の前又は後に１又はそれ以上の振動パルスを含む画像非依存部分を有しうる。１又はそれ以上のリセットパルスは、選択された駆動波形の画像非依存部分に含まれうる。制御装置３０は、例えば、制御装置３０内の、又は、それへ電気的に接続されたメモリに存在する参照テーブルから、駆動波形を選択する。
【００４４】
一実施形態において、選択された駆動波形の少なくとも一部は、例えば、メモリ内に存在するスケーリング係数テーブルからのスケーリング係数に基づいて調整される。スケーリング係数は、サブウィンドウ８０において所望の光学状態を作り出すよう、選択された駆動波形の時間又は振幅を変更する。他の実施例において、制御装置３０は、画像保持時間８２に基づいて１又はそれ以上のデータフレーム７０のデータフレーム時間を調整し、電気泳動ディスプレイ１０のサブウィンドウ８０は、データフレーム７０と、調整されたデータフレーム時間７４とによりアドレス指定される。
【００４５】
制御装置３０は、受け取られた画像情報１４から複数のデータフレーム７０を生成し、電気泳動画素配列２０をアドレス指定する。サブウィンドウ８０の画像情報１４は、制御装置３０の入力部１６を介して受け取られうる。画像情報１４と、温度入力などの他の入力とに基づいて、制御装置３０は、増大したグレースケールの解像度及び精度を提供するよう、データフレーム７０のデータフレーム時間７４を調整しうる。制御装置３０は、駆動波形の画像依存部分の間、画像情報１４に基づいてデータフレーム７０を決定する。制御装置３０は、電気泳動画素配列２０内のサブウィンドウ８０において１又はそれ以上の電気泳動画素２２を作動させるよう、データフレーム７０のデータフレーム時間７４及び画素データに基づいて行駆動装置４０及び列駆動装置５０をアドレス指定する。データフレーム７０のコンテンツは、制御装置３０が動作して、関連するコードを実行することによって決定されうる。制御装置３０は、画素データ及びデータフレーム時間７４を含むデータフレーム７０を電気泳動画素配列２０へ供給する。制御装置３０は、電気泳動画素配列２０内の電気泳動画素２２を作動させるよう、行駆動装置４０及び列駆動装置５０へデータフレーム７０のデータフレーム時間７４及び画素データを連続又は並行して送っても良い。
【００４６】
制御装置３０は、電気泳動ディスプレイ１０を所定の光学状態へとリセットするよう、１又はそれ以上のデータフレーム７０を使用しても良い。画像が書き込まれた後に、制御装置３０は、駆動波形の画像依存部分又は画像非依存部分にある更なるデータフレーム７０により、電気泳動ディスプレイ１０をアドレス指定して更新しうる。画像が書き込まれた後に、制御装置３０は、電気泳動ディスプレイ１０がそれに書き込まれた画像を保持する間、電気泳動ディスプレイ１０及び関連する回路の電源を切断又は低減しうる。
【００４７】
画像情報１４は、デジタル計算装置、ビデオカメラ、若しくは表示情報の他の供給源との並列又は直列接続から制御装置３０へ供給されても良い。図５により更に詳細に記載される、番号を付与された要素を参照して、提供される表示データは、夫々のデータフレーム７０とともに画素データ及びデータフレーム時間７４を有しうる。代替的に、制御装置３０は、いずれかの適切な表示形式で画像情報１４を受け取った後に、夫々のデータフレーム７０に関して画素データ及びデータフレーム時間７４を生成する。
【００４８】
高速なクロック速度を用いて、制御装置３０は、増大したグレースケール解像度及び増大した精度を提供するよう、データフレーム７０のデータフレーム時間７４を調整しても良い。電気泳動ディスプレイ１０は、電気泳動画素配列２０の夫々の電気泳動画素２２をアドレス指定して切り替えることによって、例えば、全黒、全白、又は所定の色若しくはグレーレベルといった、所定の光学状態へとリセットされる。その後に画像情報１４が供給されると、電気泳動ディスプレイ１０は、電気泳動ディスプレイ１０において電気泳動画素２２にアドレス指定されて書き込まれることによって、更なる画素データにより更新されうる。電気泳動ディスプレイ１０がアドレス指定されない、あるいは、システム１２の一部又は全てが電力を切断又は低減される場合に、電気泳動ディスプレイ１０は、前に書き込まれた画像を保持して表示する。
【００４９】
ディスプレイ内の温度変化を明らかにし、温度によるスイッチング時間の変動を緩和するよう、温度センサ（図示せず。）が、背面３２の上又はその近くに含まれても良い。温度の影響は、例えば、電気泳動ディスプレイ１０の現在の動作温度に従ってデータフレーム時間７４を調整することにより補償されうる。
【００５０】
図３は、本発明の一実施形態に従う、電気泳動ディスプレイ１０内のサブウィンドウ８０を表す。サブウィンドウ８０は、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、携帯電話、電子辞書又は電子本とともに使用されうる電気泳動ディスプレイ１０の一部を有する。
【００５１】
例となるサブウィンドウ８０は、カーソル、選択矢印、マウスアイコン又は標準サイズのアプリケーションウィンドウなどの対象を含んで取り囲む正方形又は長方形の領域を有する。サブウィンドウ８０が移動又はサイズ変更される場合に、電気泳動ディスプレイ１０は、背景又は他のウィンドウの新たに顕在化した部分とともに、サブウィンドウ８０において局部的に更新される。複数のサブウィンドウ８０は、電気泳動ディスプレイ１０上に同時に表示される１又はそれ以上のアプリケーションのメニューバー、選択アイコン、又は別のウィンドウ８０などとともに、電気泳動ディスプレイ１０により画像化されうる。
【００５２】
図４は、本発明の一実施形態に従う、電力供給されない画像保持時間の関数として電気泳動ディスプレイの白状態輝度に関するグラフを示す。電気泳動インクの特徴的な輝度曲線８４は、白の光学状態を表す時間ｔａでの最初の輝度を示す。電気泳動インクが作動するとき、輝度はその最高レベルにある。電力が取り除かれる場合に、画像は、たとえ強度又は輝度が時間とともに減衰するとしても、表示され続ける。時間が進むとともに、輝度は、輝度曲線８４に沿って減少する。時間ｔｂで、輝度は、グレーレベルに向かって減少している。リフレッシュなしで時間ｔｃ、ｔｄ及びｔｅが過ぎる場合、輝度は、ディスプレイがリフレッシュ又は更新されるまで減少し続ける。電気泳動ディスプレイの一部又は全てのリフレッシュ又は更新が高い頻度で行われると、常に高い輝度と一定のグレーレベルとが得られる。しかし、携帯型ディスプレイのような低電力用途に関して、滅多にディスプレイは更新されず、選択された部分のみが作動し更新されることで、相当に電力消費要求が低減され、バッテリ寿命の延長という望ましい特性がもたらされる。
【００５３】
ディスプレイの一部が更新され、一方、他の部分が減衰している場合に、更新された部分及び更新されない部分の光学状態は、不整合となっており、見る者にとって可視的でありうる。光学状態の不整合は、周囲の画素の輝度を最適に整合させるよう、ディスプレイのサブウィンドウ内の画素を作動させることによって最小限とされうる。これを実現する１つの方法は、前の画像更新以降の時間の量を決定し、周囲の画素の輝度を整合させる光学状態へとサブウィンドウ内の画素を転移させることである。輝度曲線８４をたどると、画像保持時間８２の量が、例えば、時間ｔｄに対応する場合に、サブウィンドウ内の画素へ書き込まれる光学状態は、減衰した輝度を整合させるよう調整され、それによって、ゴースト、残像、及び他の光学的な影響を回避する。更なる改善は、時間依存の輝度は勿論、減衰率を整合させることによって達成されうる。
【００５４】
図５は、本発明の一実施例に従う、電気泳動ディスプレイにおいてサブウィンドウを作動させるための駆動波形の一例を示す。図５は、図１から４の、番号を付与された要素を参照して記述される図であって、駆動波形６０の画像依存部分内のデータフレーム７０により電気泳動ディスプレイ１０を作動させる駆動波形６０を表す。駆動波形６０は、時間ｔの関数として、電気泳動ディスプレイ１０内の電気泳動画素２２の両端の電圧を表す。駆動波形６０は、行駆動装置４０からの行選択信号と、列駆動装置５０を介して供給されるデータ信号とを用いて、電気泳動画素２２へ印加される。駆動波形６０は、例えば、プリコンディショニング又は振動パルスを供給する列駆動信号及び行選択信号と、１又はそれ以上のリセット信号と、夫々の光学状態及びそれらへの転移に関連づけられたデータ信号とを有する。データフレーム７０は、データフレーム７０ａ、７０ｂ、７０ｃ、７０ｄ、７０ｅ及び７０ｆによって表される駆動波形６０の画像依存部分に適用される。データフレーム７０は、また、例えばプリコンディショニング部分６２及びリセット部分６４といった、駆動波形６０の画像非依存部分に導入されても良い。
【００５５】
駆動波形６０は、複数のデータフレーム７０を有する画像依存部分を含め、多数から成るデータフレーム７０を有する。駆動波形６０は、また、例えば、１又はそれ以上のプリコンディショニング部分６２、リセット部分６４、又はそれらの組合せを有する画像非依存部分を有する。画像依存データフレーム７０、プリコンディショニング部分６２、及びリセット部分６４のタイミングは、実例であって、必ずしも実寸で描かれているわけではない。データフレーム時間７４は、次々と夫々の行を駆動することによって、及び、行ごとに１度に同時に全ての列５４を駆動することによって１度に全ての行４４の画素をアドレス指定するために必要とされる時間間隔である。夫々のデータフレーム７０の間に、画像依存又は画像非依存データは、配列内の１又はそれ以上の電気泳動画素２２へ供給される。駆動波形６０は、例えば、プリコンディショニング部分６２の一連の振動パルスと、それらに続くリセット部分６４の一連のリセットパルスと、他のプリコンディショニング部分６２の他の一連の振動パルスと、電気泳動画素２２を所望の光学状態へと駆動するための駆動パルスの組合せとを有する。
【００５６】
例えば、４つのグレーレベルを有する電気泳動ディスプレイ１０は、制御装置３０へ電気的に接続された又はその一部であるメモリ内の参照テーブルに格納された１６個の異なる駆動波形６０を有しうる。最初の黒色状態から、４つの異なる駆動波形６０は、最初に黒い画素が、黒、ダークグレー、ライトグレー、又は白へと光学的に切り替えられることを可能にする。最初にダークグレーである状態から、４つの異なる駆動波形６０は、最初にダークグレーの画素が、黒、ダークグレー、ライトグレー、又は白へと光学的に切り替えられることを可能にする。更なる駆動波形６０は、ライトグレー又は白の画素が、４つのグレーレベルのうちのいずれかへと切り替えられることを可能にする。画像入力部１６を介して受け取られた画像情報に応じて、制御装置３０は、１又はそれ以上の電気泳動画素２２に対して参照テーブルから対応する駆動波形６０を選択し、対応する画素電極３６へ接続された対応するトランジスタ３８へと行駆動装置４０及び列駆動装置５０を介して、対応する行選択信号及び列データ信号を供給しうる。背景の画素の光学状態を整合させるよう、サブウィンドウ８０内の電気泳動画素２２を駆動するための駆動波形６０は、適合されうる。
【００５７】
画素の画像履歴への電気泳動ディスプレイ１０の光応答の依存性を低減するよう、プリコンディショニング信号は、リセット信号又は画像依存信号の印加の前に電気泳動画素２２へ印加されても良い。プリコンディショニングは、１つの光学状態と他の光学状態との間の転移の均一性を高めるとともに、電気泳動画素２２がより速く切り替わることを可能にする。駆動波形６０のプリコンディショニング部分６２の間、時々振動パルス６６とも呼ばれる、正及び負の電圧の交互パルスは、その後の光学状態転移に備えてディスプレイの１又はそれ以上の電気泳動画素２２へ印加される。例えば、交互の正及び負の電圧の組は、画素へ連続して印加される。これらのプリコンディショニング信号は、一方又は両方の電極で定常状態から電気泳動粒子を解放するには十分であるが、合計すると零になる、あるいは、電気泳動粒子の現在の位置又は画素の光学状態を著しく変更するには短すぎる、電気泳動画素への印加交互電圧レベルを有しうる。画像履歴への依存度が低減されるために、新しい画像データに対する画素の光応答は、画素が前に黒、白、又はグレーであったか否かとは実質的に無関係である。プリコンディショニング信号の印加は依存度を低減し、より短い切替え時間を実現する。
【００５８】
例えば、駆動波形６０の最初の部分の間に、プリコンディショニング信号のパルスを有するフレームの第１の組が画素へ供給される。夫々のパルスは、１フレーム期間の存続期間を有する。第１の振動パルス６６は正の振幅を有し、第２の振動パルス６６は負の振幅を有し、第３の振動パルス６６は正の振幅を有し、更なるパルスは、プリコンディショニング部分６２が完了するまで交互シーケンスにある。これらのパルスの存続期間が比較的短い、あるいは、パルスが急速に充電する正及び負のレベルで印加される限り、パルスは、画素によって表示されるグレー値を変更しない。振動パルスは、一般的に、一方又は両方の電極で現在の状態から電気泳動粒子を解放するのに十分であるが、電極近くの最も遠い位置の１つから他の電極近くの他の最も遠い位置へと粒子を運ぶには不十分であるエネルギーを表す電圧パルスとして定義される。
【００５９】
駆動波形６０のリセット部分６４の間に、電気泳動ディスプレイ１０は、例えば、全黒状態、全白状態、グレースケール状態、又はそれらの組合せといった所定の光学状態へとリセットされる。リセット部分６４内のリセットパルスは、画像依存パルスに対して、例えば黒、白、又は中間グレーレベルといった固有の開始点を定めることによって、電気泳動ディスプレイ１０の光応答を改善するよう画像依存パルスに先行する。例えば、開始点は、新しい画像データに対して最も近いグレーレベル又は前の画像情報に基づいて、選択される。１又はそれ以上のフレーム期間を有するフレームの組は、所望の光学状態に関連付けられた画素データを含め、供給される。作動電圧及び作動電荷３４は、初期化された光学状態へと電気泳動ディスプレイ１０のアドレス指定された部分を完全に切り替えるために必要とされるよりも長い時間印加され、その後取り除かれる。代替的に、電気泳動ディスプレイ１０は、共通電極２６へ印加された正又は負の電圧によりリセットされ、一方画素電極３６は、低電圧又は接地電位に保たれる。所望の光学状態で電気泳動画素２２を設定するよう、適合されたデータフレーム７０が使用されうる。
【００６０】
駆動波形のリセット部分６４が印加された後に、電気泳動画素２２は、見る者に対して所定の光学状態で現れる。更なるプリコンディショニング部分６２は、ディスプレイへの画像の書き込み又は更新に備えた、リセット部分６４の印加の後に、１又はそれ以上の電気泳動画素２２へ印加されても良い。画像依存データによるディスプレイのアドレス指定の前に、プリコンディショニング部分６２は、画像依存フレームデータを受け取るために画素を準備するようリセット部分６４の後に加えられても良い。
【００６１】
駆動波形６０の画像依存部分の間に、１又はそれ以上のフレーム時間若しくは期間を有するデータフレーム７０の組は、生成されて供給される。画像依存信号は、１６又はそれ以上のグレースケールレベルに対応して非零データ信号とともに０、１、２から１５のフレーム期間又はそれ以上の存続期間を有する。黒色光学状態にある画素により開始する場合に、無効な画素データ、又は同等に、０フレーム期間の存続期間、を有する画像依存信号は、黒を表示し続ける画素に対応する。特定のグレーレベルを表示する画素の場合には、グレーレベルは、０フレーム期間の存続期間を有するパルスにより、又は、零振幅を有する一連のパルスにより駆動される場合に変更されないままである。１５のフレーム期間の存続期間を有する画像依存信号は、１５の連続したパルスを有し、例えば、白へと転移して、白を表示する画素に対応する。１から１４のフレーム期間の存続期間を有する画像依存信号は、１から１４の連続したパルスを有し、例えば、黒から白の間のグレー値の有限な数のうちの１つを表示する画素に対応する。
【００６２】
電気泳動ディスプレイ１０は、データフレーム７０ａ、７０ｂ、７０ｃ、７０ｄ、７０ｅ及び７０ｆとして表され、夫々が画素データを有する１又はそれ以上のデータフレーム７０により行単位でディスプレイ内の夫々の画素への画素データとして変換されて、供給される画像情報により更新される。示される例では、データフレーム７０ａから７０ｆのデータフレーム時間は一定である。データフレーム７０に関連するデータフレーム時間７４は、増大したグレースケール解像度及び精度を提供するよう調整されても良い。制御装置３０は、例えば、フレーム期間の開始を遅らせて、前のフレーム時間を延ばすことによって、行選択信号の開始と次の行選択信号の開始との間のクロック周期の数を調整することによって、又は、行駆動装置４０へ印加されるシステム全体のクロック速度を調整することによって、グレースケールの解像度を改善するよう、又は、特定のグレーレベルを達成するよう、駆動波形６０内のいずれかのフレームのデータフレーム時間７４を調整しても良い。
【００６３】
電気泳動ディスプレイ１０は、その後印加された駆動波形６０により供給された更なる画素データにより更新されても良い。例えば、電気泳動ディスプレイ１０で電気泳動画素２２を更新するよう、行選択信号は、ディスプレイの夫々の行４４へ連続して印加され、一方、夫々の行の電気泳動画素２２の画素データは、画素電極３６へ接続された列５４へ印加される。正の電荷、負の電荷、又は零電荷は、フレームデータに従って画素電極３６上へ移動し、電気泳動画素２２は、より暗い状態、より明るい状態、又は不変と、然るべく反応する。
【００６４】
電気泳動ディスプレイ１０を作動させるよう、制御装置３０は、画像情報を一連の駆動波形６０に変換して、然るべくディスプレイをアドレス指定するようコンピュータプログラムを実行しても良い。コンピュータプログラムは、サブウィンドウ８０のための画像情報１４を受け取り、サブウィンドウ８０に対して画像保持時間８２を決定し、受け取られた画像情報１４と、画像保持時間８２とに基づいて電気泳動ディスプレイ１０のサブウィンドウ８０をアドレス指定するためのコンピュータプログラムコードを有する。コンピュータプログラムは、また、サブウィンドウ８０の画像保持時間８２に基づいて駆動波形６０を選択し、選択された駆動波形６０に基づいて電気泳動ディスプレイ１０のサブウィンドウ８０をアドレス指定するためのコンピュータプログラムコードを有しても良い。コンピュータプログラムは、スケーリング係数テーブルからのスケーリング係数に基づいて、選択された駆動波形６０を調整し、あるいは、画像保持時間８２に基づいて少なくとも１つのデータフレーム７０のデータフレーム時間７４を調整し、データフレーム７０と調整されたデータフレーム時間７４とにより電気泳動ディスプレイ１０のサブウィンドウ８０をアドレス指定するためのコンピュータプログラムコードを有しても良い。
【００６５】
図６は、本発明の一実施形態に従う、画像保持時間８２の関数としてサブウィンドウの駆動波形６０を表すタイミング図である。駆動波形６０は、駆動波形６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄ及び６０ｅによって表されており、図４に関して記述されたサブウィンドウ８０の画像保持時間８２に基づいて選択されうる。示されている場合において、黒色画素は、白の背景を整合させるよう白色画素へと転移する。駆動波形６０ａは、サブウィンドウ８０内の１又はそれ以上の画素が、白の背景の輝度レベルを整合させるよう、完全なスクリーンリフレッシュ又は表示更新と同時に又はその直後に更新される場合に関して、選択される。スクリーン更新の後に時間が経過すると、駆動波形６０ｂは、僅かに白に満たない背景を整合させるよう、僅かにより暗い白色画素へ黒色画素を転移させるために使用されうる。厳重な検査によって観測されうるように、負の電圧パルスに対するフレーム数は、僅かに白ではない状態が得られるように、駆動波形６０ａから減じられている。スクリーン更新後に更に時間が経過すると、駆動波形６０ｃは、僅かにより減衰して、より暗くなった白の背景を整合させる僅かにより一層暗い白色画素へ黒色画素を転移させるために使用されうる。負の電圧パルスに対するフレーム数は、駆動波形６０ａ及び６０ｂから減じられている。スクリーン更新後に更に時間が経過すると、駆動波形６０ｄ及び６０ｅは、減衰した白の背景を整合させる光学状態へ黒色画素を転移させるために使用されうる。
【００６６】
図７は、本発明の一実施形態に従う、画像保持時間の関数としてプリコンディショニング部分６２内の画像非依存のプリコンディショニング又は振動パルス６６を有する駆動波形６０を表すタイミング図である。プリコンディショニング部分６２は、所望の光学状態への即座且つ正確な転移のために、電気泳動インクを予め調整する働きをし、図６を参照して論じられた駆動波形６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄ及び６０ｅの作動電圧の前に置かれうる。
【００６７】
図８は、本発明の一実施形態に従う、画像保持時間の関数としてリセット部分６４のリセットパルスを有する駆動波形６０を表すタイミング図である。リセット部分６４のリセットパルスは、図６を参照して論じられた駆動波形６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄ及び６０ｅの印加の前に、例えば全白又は全黒の光学状態のような所定の光学状態へ１又はそれ以上の電気泳動画素をリセットする働きをする。
【００６８】
図９は、本発明の一実施形態に従う、画像保持時間の関数として１又はそれ以上の画像依存振動パルス６６を有する駆動波形６０を表すタイミング図である。画像依存振動パルス６６は、減衰作用を減速させ、又は別なふうに緩和して、輝度及び減衰率の両方が、図６を参照して論じられた駆動波形６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄ及び６０ｅの印加に関して背景に整合するよう、駆動波形６０内に対称又は非対称に置かれうる。
【００６９】
図１０は、本発明の一実施形態に従う、電気泳動ディスプレイの１又はそれ以上のサブウィンドウを作動させる方法のフロー図である。作動方法は、電気泳動ディスプレイのサブウィンドウを作動させる例となるステップを有する。
【００７０】
ブロック９０で見られるように、画像情報が受け取られる。画像データは、例えばメモリスティックのようなメモリ装置、又は、電気泳動ディスプレイへ電気的に結合された制御装置へ随意的に接続されるＰＣ、ラップトップコンピュータ若しくはＰＤＡからのアップリンクから受け取られても良い。画像情報は、映像供給、画像サーバ、又は記憶ファイルなどの如何なる適切な供給源からも有線又は無線リンクを介して受け取られても良い。制御装置は、情報を送受信して、電気泳動ディスプレイ上に画像を転送するよう、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、又はインターネットなどの通信ネットワークへ接続されても良い。画像情報は、画像情報が電気泳動ディスプレイへ書き込まれ、あるいは、書き込まれるまでメモリ内に格納される場合に、リアルタイムで供給されても良い。画像情報が受け取られる場合に、画像データは、電気泳動ディスプレイのサブウィンドウをアドレス指定して作動させるよう画像データ及びデータフレーム時間を含む複数のデータフレームを生成して供給するように処理されても良い。
【００７１】
ブロック９２で見られるように、サブウィンドウの画像保持時間が決定される。画像保持時間の決定は、電気泳動ディスプレイの少なくとも一部の更新と、電気泳動ディスプレイのサブウィンドウのアドレス指定との間の時間間隔を決定するステップを有する。
【００７２】
サブウィンドウを更新するよう、駆動波形は、サブウィンドウの画像保持時間に基づいて生成又は選択されても良い。駆動波形は、例えば、メモリ内に格納された参照テーブルから選択されても良い。
【００７３】
一実施形態では、駆動波形は、サブウィンドウの画像保持時間に基づいて選択され、サブウィンドウは、選択された駆動波形に基づいてアドレス指定される。選択された駆動波形は、サブウィンドウ内の少なくとも１つの電気泳動画素の現在の光学状態と、受け取られた画像情報とに基づいて少なくとも１つのデータフレームを有する画像依存部分を含みうる。選択された駆動波形の画像依存部分は、１又はそれ以上の画像依存振動パルスを含んでも良い。選択された駆動波形の画像非依存部分は、１又はそれ以上の画像非依存振動パルスを含んでも良い。選択された駆動波形の画像非依存部分は、１又はそれ以上のリセットパルスを含んでも良い。
【００７４】
他の実施形態では、基準画像保持時間（例えば、図４の時間ｔａ）での駆動波形は、サブウィンドウに関して選択され、選択された駆動波形は、例えばスケーリング係数テーブルからのサブウィンドウ画像保持時間のスケーリング係数に基づいて調整される。
【００７５】
他の実施形態では、少なくとも１つのデータフレームのデータフレーム時間は、画像保持時間に基づいて調整され、サブウィンドウは、サブウィンドウを作動させるよう、データフレームと、調整されたデータフレーム時間とに基づいてアドレス指定される。１又はそれ以上のデータフレームのデータフレーム時間は、増大したグレースケールと、増大した精度と、サブウィンドウの外側の電気泳動ディスプレイの部分に対するサブウィンドウ内の光学状態の整合とを提供するよう調整されても良い。代替的に、１又はそれ以上のデータフレームの作動電圧振幅は、所望のレベル及び光整合を提供するよう調整されても良い。
【００７６】
他の実施形態では、選択された駆動波形でのデータフレームの数は、パルス幅変調として画像保持時間に基づいて調整され、サブウィンドウは、サブウィンドウを作動させるよう、調整された波形によりアドレス指定される。他の実施形態では、選択された駆動波形の作動電圧振幅は、作動電圧変調として、画像保持時間に基づいて調整され、サブウィンドウは、サブウィンドウを作動させるよう、調整された波形によりアドレス指定される。
【００７７】
ブロック９４で見られるように、電気泳動ディスプレイのサブウィンドウがアドレス指定される。サブウィンドウは、受け取られた画像情報と、画像保持時間とに基づいてアドレス指定される。電気泳動ディスプレイのサブウィンドウのアドレス指定は、例えば、サブウィンドウ内の少なくとも１つの電気泳動画素上に画素データを書き込むステップを有する。電気泳動ディスプレイのサブウィンドウは、アドレス指定されるサブウィンドウと、背景、メインウィンドウ、又は他のサブウィンドウなどの、電気泳動ディスプレイの他の部分との間の光学状態の不整合を最小限とするようアドレス指定される。
【００７８】
データフレームは、関連する画素の光学状態に対する変更が望まれない場合に、無効画素データを有しても良い。代替的には、画素電極での正又は負の作動電圧及び正又は負の電荷に対応する画素データは、増大したグレースケール解像度、精度、及びグレースケール整合を提供するよう、サブウィンドウ内の電気泳動インクを作動させるために使用されても良い。
【００７９】
電気泳動ディスプレイのサブウィンドウは、パルス幅変調、作動電圧変調、又はそれらの組合せを用いてアドレス指定されても良い。
【００８０】
電気泳動ディスプレイがアドレス指定されて、画像が電気泳動ディスプレイへ転送される場合に、作動電圧は、１又はそれ以上の電気泳動画素へ印加され、所定の電荷は、画素データと、データフレーム時間とに基づいて、対応する画素電極に置かれる。作動電圧は、リセット状態又は前の光学状態から所望の光学状態へ電気泳動ディスプレイの選択された部分を切り替えるよう選択される。電荷が画素電極上に置かれているので、電気泳動インクは、作動して、所望の光学状態へと切り替わる。所定の電荷が電気泳動ディスプレイの画素の両端に置かれている場合に、電気泳動インクは、作動電圧が印加されている、あるいは、印加された電荷が画素電極上に保持される限りは、意図された表示状態へ転移し続ける。データフレームの数、長さ及びコンテンツに基づいて、電気泳動インクは、指定された画素で光学状態を切り替えるのに十分な時間を与えられる。電気泳動ディスプレイの所望の光学状態は、ディスプレイ内の画素からの作動電圧及び作動電圧の除去によって、固定されうる。
【００８１】
１又はそれ以上のデータフレームを有する駆動波形は、生成され、あるいは、例えば、メモリ内に格納された参照テーブルから、選択的に抽出され、電気泳動ディスプレイへ供給されても良い。駆動波形は、電気泳動画素を所望の光学状態へと転移させるよう選択され、且つ、画像保持時間を補償された、画像非依存データフレームを有しても良い。駆動波形は、１又はそれ以上の振動パルス、あるいは、１又はそれ以上のリセットパルスを有する画像非依存データフレームを有しても良い。
【００８２】
電気泳動ディスプレイのサブウィンドウは、所定の光学状態へと予め調整され、且つ／あるいは、リセットされても良い。サブウィンドウがアドレス指定される前に、ディスプレイ材料の電気泳動インクは、明確な状態へとリセットされても良い。電気泳動インクは、例えば、画素電極を介してサブウィンドウ内の電気泳動画素へ印加された比較的高い作動電圧の持続印加により、印加された電界を介して初期化又はリセットされた光学状態にされうる。電気泳動ディスプレイがリセットされる場合に、サブウィンドウ内の１又はそれ以上の画素は、電気泳動インクの種類及び印加された作動電圧に依存して、全白、全黒、グレー、又は色付きの光学状態などの所定の光学状態へリセットされる。このリセットされた光学状態から、電気泳動インクは、電気泳動画素へ印加された駆動力に基づいて、１つの共通の方向又は他の方向に調整されうる。代替的に、電気泳動ディスプレイのサブウィンドウは、電気泳動インクの切替え時間全体のうちの一部しか、所望のグレースケール解像度及び精度によりサブウィンドウに画像を書き込むために必要とされないように、書き込まれるべき画像に類似するパターンでリセットされても良い。駆動波形のデータ依存部分と同様に、電気泳動ディスプレイは、画素データ及びデータフレーム時間を有する複数の画像非依存データフレームによりリセットされても良い。
【００８３】
ディスプレイのリセットの前に、それと同時に、又はそれに代わって、電気泳動ディスプレイのサブウィンドウは、１又はそれ以上の振動若しくはプリコンディショニングパルスの印加により予め調整されても良い。振動パルスは、画素データを受けるために又はリセット状態への切替えのために電気泳動画素を予め調整するよう、サブウィンドウ内の電気泳動画素へ印加される。電気泳動インクは、例えば、ディスプレイのサブウィンドウ内の画素電極へ印加された交互作動電圧の印加により、予め調整される。サブウィンドウをリセットした後、画像を書き込む前に、サブウィンドウは、更なる振動パルスの印加によりもう一度予め調整されても良い。
【００８４】
所望の画像が電気泳動ディスプレイへ書き込まれた後、画像は見えるようになる。新しい画像の更なるリフレッシュ又は書き込みは、例えば、前の画像の書き込み後、一秒、数分、数時間、数日、数週間又は数ヶ月の範囲内で、望まれるように、生じうる。
【００８５】
ブロック９６で見られるように、電気泳動ディスプレイは、更なる画像情報及び画素データによりリフレッシュ又は更新されうる。新しい画像データが受け取られると、電気泳動ディスプレイは、ブロック９０から９４の上記ステップを繰り返すことによって、然るべく更新される。代替的に、ディスプレイは、記憶された画像情報によるリフレッシュを必要としても良く、前の画像データは、ディスプレイへ再送されても良い。
【００８６】
画像のリフレッシュ又は更新が必要とされない場合には、ブロック９８で見られるように、回路は電源を低減又は切断し、電気泳動ディスプレイは、電源を落とされ、あるいは、別なふうに電力低減モードに置かれうる。電源が切断又は低減される場合に、電気泳動ディスプレイは、黒、白、又は他の所定のスクリーン画像により上書きされない限り、前にディスプレイへ書き込まれた画像を保持する。
【００８７】
ここで開示される本発明の実施形態は、現在のところ好ましいと考えられるが、様々な変更及び変形が本発明の精神及び適用範囲を損なわない範囲でなされることが可能である。プリコンディショニング及びリセットパルスの極性、データフレーム時間、駆動波形の長さ及びそれらが含まれる部分の順序、グレーレベルの数、画素素子の大きさ及び数、電気泳動インクの色、並びに、様々な層の厚さは、実例及び説示となるよう選択されている。作動電圧、タイミング、電気泳動インクの色、含まれる層のスケール及び相対的な厚さ、画素サイズ、配列サイズ、駆動波形及び他の信号、並びに、個数は、請求される本発明の精神及び適用範囲を損なわない範囲内で示されているそれから、認め得るほどに変化しても良い。本発明は、他の双安定ディスプレイに適用可能である。本発明の適用範囲は、添付の特許請求の範囲に示されており、それと等価な意味及び範囲の中にある全ての変更は、それらに包含される。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の一実施形態に従う、電気泳動ディスプレイの一部の実例となる断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に従う、電気泳動ディスプレイのサブウィンドウを作動させるためのシステムの概略図である。
【図３】本発明の一実施形態に従う、電気泳動ディスプレイ内のサブウィンドウを表す。
【図４】本発明の一実施形態に従う、画像保持時間の関数として電気泳動ディスプレイの白状態輝度のグラフを示す。
【図５】本発明の一実施形態に従う、電気泳動ディスプレイのサブウィンドウを作動させるための駆動波形である。
【図６】本発明の一実施形態に従う、画像保持時間の関数としてサブウィンドウの駆動波形を表すタイミング図である。
【図７】本発明の一実施形態に従う、画像保持時間の関数として画像非依存振動パルスを有する駆動波形を表すタイミング図である。
【図８】本発明の一実施形態に従う、画像保持時間の関数としてリセットパルスを有する駆動波形を表すタイミング図である。
【図９】本発明の一実施形態に従う、画像保持時間の関数として画像依存振動パルスを有する駆動波形を表すタイミング図である。
【図１０】本発明の一実施形態に従う、電気泳動ディスプレイのサブウィンドウを作動させる方法に関するフロー図である。
【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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【図１０】
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【国際調査報告】
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