(57)【要約】  電気泳動ディスプレイ（１０）の駆動方法を実施するシステムである。第１に、本システムは、ピクセルデータ（７２）とデータフレーム時間（７４）を含む少なくとも１つの画像依存データフレーム（７０）を与える。第２に、本システムは、データフレーム時間に基づきブランキングフレーム時間（８４）を含むブランキングフレーム（８０）を決定する。第３に、本システムは、ピクセルデータ（７２）、データフレーム時間（７４）、及びブランキングフレーム（８０）に基づき電気泳動ディスプレイ（１０）をアドレッシングし、垂直クロストークを低減する。
2007505340.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気泳動ディスプレイの駆動方法であって、
ピクセルデータとデータフレーム時間とを含む少なくとも１つのデータフレームを供給するステップと、
前記データフレーム時間に基づくブランキングフレーム時間を含むブランキングフレームを決定するステップと、
前記ピクセルデータ、データフレーム時間、及びブランキングフレームに基づき前記電気泳動ディスプレイをアドレッシングするステップと、を有し、
前記ブランキングフレームが垂直クロストークを減らすことを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、
前記供給されたデータフレームは画像依存データフレームを有することを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法であって、
前記決定されたブランキングフレームのブランキングフレーム時間が先行するデータフレームのデータフレーム時間と実質的に等しいことを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法であって、
決定されたブランキングフレームを有する各データフレームを順次処理することにより前記電気泳動ディスプレイがアドレッシングされることを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項４に記載の方法であって、
前記順次処理されるブランキングフレームのブランキングフレーム時間が先行するデータフレームのデータフレーム時間と実質的に等しいことを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項１に記載の方法であって、
前記決定されたブランキングフレームを異なるフレーム時間を有する２つの隣接するデータフレーム間に挿入することにより前記電気泳動ディスプレイがアドレッシングされることを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項１に記載の方法であって、
少なくとも１つのブランキングフレームを複数の隣接するデータフレームの後に順次挿入することにより前記電気泳動ディスプレイをアドレッシングすることを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項１に記載の方法であって、
前記ブランキングフレームがヌルピクセルデータを有することを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項８に記載の方法であって、
起動閾値より低い起動電圧を前記ピクセルデータが有することを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項１に記載の方法であって、
前記ブランキングフレームが駆動波形内に少なくとも１回挿入されることを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１に記載の方法であって、
前記データフレームと前記データフレームに基づくブランキングフレームとが駆動波形のプレコンディション部分中の少なくとも１つのシェイキングパルスの後に配置されることを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１に記載の方法であって、
グレースケールの分解能を高めるために前記データフレームのデータフレーム時間を調節するステップをさらに有することを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１に記載の方法であって、
前記電気泳動ディスプレイを所定の光学状態にリセットするステップをさらに有することを特徴とする方法。
【請求項１４】
電気泳動ディスプレイの駆動システムであって、
バックプレーンに配置された電気泳動ピクセルアレイと、
データフレームのデータフレーム時間に基づくブランキングフレーム時間を含むブランキングフレームを決定する手段と、
前記データフレームのピクセルデータと、前記データフレーム時間と、ブランキングフレームとに基づき前記電気泳動ディスプレイのピクセルアレイをアドレッシングする手段と、を有することを特徴とするシステム。
【請求項１５】
請求項１４に記載のシステムであって、
ピクセルデータとデータフレーム時間とを含む少なくとも１つのデータフレームを供給する手段と、を有することを特徴とするシステム。
【請求項１６】
請求項１４に記載のシステムであって、
グレースケールの分解能を高めるために前記データフレームのデータフレーム時間を調節する手段をさらに有することを特徴とするシステム。
【請求項１７】
請求項１４に記載のシステムであって、
前記電気泳動ディスプレイを所定の光学状態にリセットする手段をさらに有することを特徴とするシステム。
【請求項１８】
電気泳動ディスプレイであって、
バックプレーンに配置された電気泳動ピクセルアレイと、
前記電気泳動ディスプレイの行に電気的に接続された行ドライバと、
前記電気泳動ディスプレイの列に電気的に接続された列ドライバと、
前記行ドライバと前記列ドライバに電気的に接続されたコントローラと、
前記コントローラが少なくとも１つのデータフレームのデータフレーム時間に基づくブランキングフレーム時間を含むブランキングフレームを決定し、
前記電気泳動ピクセルアレイ中の少なくとも１つの電気泳動ピクセルを駆動するために、前記データフレームのピクセルデータと、前記データフレーム時間と、前記ブランキングフレーム時間とに基づいて前記行ドライバと前記列ドライバを前記コントローラがアドレッシングすることを特徴とする電気泳動ディスプレイ。
【請求項１９】
請求項１９に記載の電気泳動ディスプレイであって、
前記電気泳動ピクセルが前記行ドライバと前記列ドライバによりアドレッシングされるとき、所定電荷をピクセル電極に与えることにより前記電気泳動ピクセルが駆動されることを特徴とする電気泳動ディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
この発明は、電気泳動ディスプレイに関し、特に電気泳動ピクセルマトリックスの駆動に関する。
【０００２】
電気泳動ディスプレイ媒体は、デジタル情報を視認できるテキストまたは画像の形で格納するために使用される不揮発性システムである。電気泳動ディスプレイは、一般的に、印加された電場における分極または荷電された粒子の動きにより特徴づけられ、表示エレメントが色の明暗等である少なくとも１つの光学特性が異なる第１と第２の表示状態を有する双安定状態のものである。最近開発された電気泳動ディスプレイにおいては、ディスプレイの状態は、電子インク中のマイクロカプセル化粒子が、有限時間の電気パルスによりいずれかの状態に駆動されると決まり、駆動電圧を取り除いた後も駆動状態が維持される。上記ディスプレイは、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）と比較すると、明るさとコントラストが高く、視野角が広く、２つ以上の状態で安定であり、消費電力が小さいという特徴を有する。マイクロカプセルがセルロースまたはジェル状の相及び液体相のいずれかを含む、または２つ以上の不混和性の液体を含む電気泳動ディスプレイの例は、２０００年５月２３日発行の米国特許第６，０６７，１８５号（アルバート等「カプセル化された電気泳動ディスプレイの生成方法」）と２０００年１月２５日発行の米国特許第６，０１７，５８４号（アルバート等「マルチカラー電気泳動ディスプレイとその材料」）に記載されている。
【０００３】
電気泳動ディスプレイは、画像データを受け取り、そのディスプレイの前面または後面にあるアクティブマトリックスを駆動することによりアドレッシングされる。アクティブマトリックスディスプレイは、テキストとグラフィックスを正確に書き込むために、ピクセルグリッドに固定された座標等の固有のアドレッシング方法を有する。電気泳動ディスプレイユニットの一例は、片側に透明共通電極を有する電気泳動インクの相と、行と列に配列されたピクセル電極を有する基板またはバックプレーンを有する。行と列の交点が、ピクセル電極と共通電極の一部との間に形成された画像ピクセルと関連づけられている。ピクセル電極はトランジスタのドレインに接続され、そのトランジスタのソースは列電極と電気的に結合され、ゲートは行電極と電気的に結合される。このピクセル電極、トランジスタ、行電極及び列電極の構成がアクティブマトリックスを形成する。行ドライバは、ピクセルの行を選択する行選択信号を行電極を介して供給し、列ドライバは、列電極とトランジスタを介して選択されたピクセル列にデータ信号を供給する。列電極上のデータ信号は、表示す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中の１つ以上のピクセルを駆動する駆動信号を形成する。
【０００４】
透明共通電極とピクセル電極の間にある電気泳動インクは、電子インクまたはｅ−インクとも呼ばれ、直径が約１０から５０ミクロンであ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例において、各マイクロカプセルは、液体中に浮遊した、正に帯電した白い粒子と負に帯電した黒い粒子とを有する。透明共通電極からピクセル電極に向けて正の電場が印加されると、負に帯電した黒い粒子が共通電極に向けて移動し、ピクセルは暗くなる。同時に、正に帯電した白い粒子は、バックプレーンのピクセル電極に向けて移動し、見えなくなる。
【０００５】
一定時間ピクセル電極と共通電極の間に駆動電圧を印加すると、一般的に、アクティブマトリックスのモノクロ電気泳動ディスプレイにグレースケールができる。現在の技術における特徴的なアクティブマトリックス電気泳動ディスプレイの場合、フレームごとのパルス幅変調が使用され、３つの電圧レベル（−１５ボルト、＋１５ボルト及び０ボルト）を生成する。フレームリフレッシュレートは比較的低い（例えば、８００以上の列を有する６００行ディスプレイの場合、フレーム時間は２０ミリ秒）ので、グレーレベルの数とグレースケールの精度には限界がある。グレースケールは、一般に、駆動電圧とフレーム時間の積として定義される。黒から白、または白から黒への遷移の切り換え時間は５００ミリ秒オーダーであり比較的長いので、インクを切り換えるには２５データフレームまで必要となる。全てのフレームがそれぞれ同じ一定時間を有するため、電気泳動ディスプレイの駆動はフレキシブルではない。グレー値の数は限定されているので、２つの相前後するグレー値はむしろ大きい。グレースケールの分解能を高くするには電気泳動ディスプレイのフレームレートを高くすることが望ましいので、フレームレートを高くするためのいろいろなアプローチが提案されている。
【０００６】
クロックレートを高くして行選択時間を可変とすることにより、フレームレートを高く可変とするソリューションが提案されている。このソリューションは、同じフレーム時間を駆動波形全体に使用する場合に有用である。
【０００７】
行遅延可変フレーム時間モードを含めることが、グレースケールの分解能が限定されているという問題を克服する他のソリューションとして提案されている。行遅延可変フレーム時間モードは、例えば、直前のフレームのフレーム時間と比較した場合、１つのフレームに対して短いフレーム時間を用いて、行遅延を用いてフレーム時間を変える。最初のフレームは２番目のフレームよりも遅いレートでスキャンされるので、最初の行のピクセルは、最後の行のピクセルよりも最初のフレームの間に長い時間、駆動電圧を維持する。それゆえ、最後の行のピクセルは、第１の行のピクセルとは異なるグレーレベルに遷移する。行遅延可変フレーム時間モードを使用して駆動されているディスプレイでは、このいわゆる垂直クロストークが見えてしまう。１９９８年１２月８日に特許された米国特許第５，８４７，６８４号（Ｓｔｒｉｋ「ミラー対称ピクセルを有するディスプレイデバイス」）に記載されているように、液晶、電気泳動、またはエレクトロクロミック材料を有するいろいろなタイプのディスプレイでクロストークが問題となっている。
【０００８】
好ましくは、波形の異なる部分に対して異なるフレーム期間を使用して、より短いフレーム期間を利用して、画像履歴の影響を最小化するために、マイクロカプセル粒子をシェイキングさせまたはプレコンディションし、一方、より長いフレーム期間を利用して、すくなりパワー消費でディスプレイをリセットしたりデータパルスを印加したりする。
【０００９】
電気泳動ディスプレイの高解像度グレースケール画像は、垂直クロストークを無くしつつ、グレーレベル数を大きくし、グレースケールの精度を高くすることを要する。それゆえ、必要とされるものは、ディスプレイの均一性が高く、垂直クロストークが無く、ディスプレイ全体の更新時間ができるだけ短く、パワー消費を最小にしつつグレーレベルの精度が最も高く数が最も多い、フレーム時間が可変な電気泳動ディスプレイの駆動方法及びシステムである。また、電気泳動ディスプレイの所望の駆動方法は、画像の要求される均一性と解像度を提供しつつ、必要なフレーム数を有する画像を更新する全パワーを効率的に限定する必要もある。
【００１０】
本発明の一形態は、電気泳動ディスプレイの駆動方法である。ピクセルデータとデータフレーム時間を含む少なくとも１つのデータフレームが供給される。データフレームは画像に依存する情報または画像に依存しない情報のいずれかを有する。ブランキングフレーム時間を含むブランキングフレームがデータフレーム時間に基づいて決定される。電気泳動ディスプレイは、ピクセルデータ、データフレーム時間、及び垂直クロストークを減らすブランキングフレームに基づいてアドレッシングされる。
【００１１】
本発明の他の形態は、電気泳動ディスプレイの駆動システムであり、バックプレーンに配置された電気泳動ピクセルアレイと、データフレームのデータフレーム時間に基づくブランキングフレーム時間を有するブランキングフレームを決定する手段と、前記データフレームのピクセルデータと、前記データフレーム時間と、ブランキングフレームとに基づき前記電気泳動ディスプレイのピクセルアレイをアドレッシングする手段と、を有することを特徴とする駆動システムである。
【００１２】
本発明の他の形態は、バックプレーンに配置された電気泳動ピクセルアレイと、行ドライバと、列ドライバと、コントローラとを含む電気泳動ディスプレイである。行ドライバは前記電気泳動ピクセルアレイの行に電気的に接続されている。列ドライバは前記電気泳動ピクセルアレイの列に電気的に接続されている。コントローラは前記行ドライバと前記列ドライバに電気的に接続されている。コントローラは、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に基づいてブランキングフレーム時間を決定し、電気泳動ピクセルアレイ中の少なくとも１つの電気泳動ピクセルを駆動するために、データフレームのピクセルデータと、データフレーム時間と、ブランキングフレーム時間とに基づいて、行ドライバと列ドライバをアドレッシングする。
【００１３】
本発明の上記その他の形態、特徴、及び利点は、添付した図面を参照して現在のところ好ましい実施形態の詳細な説明を読めば明らかとなるであろう。詳細な説明と図面は、本発明を例示するためだけのものであり、限定するものではない。本発明の範囲は、添付した請求項とその均等の範囲により決まる。
【００１４】
本発明のいろいろな実施形態を添付した図面により例示する。
図１は、本発明の一実施形態による、電気泳動ディスプレイの一部を示す断面図である。電気泳動ディスプレイ１０は、電気泳動ピクセル２２のアドレッシング可能なアレイまたはマトリックスを有する電気泳動ピクセルアレイ２０を含む。
【００１５】
一実施形態例において、電気泳動ディスプレイはバックプレーン３２上に配置された電気泳動インク層２４を有する。電気泳動インク２４は、商業的に入手可能な電気泳動インクの１つを有し、一般的に電子インクまたはｅ−インクと呼ばれる。電気泳動インク２４は、例えば、何百万もの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し、そのフィルムの中では、正に帯電した白い粒子と負に帯電した黒い粒子が透明な液体中に浮遊している。可能な変形例として、黒い粒子が正に帯電し、白い粒子が負に帯電していてもよいし、色つき粒子が１つの極性を有し、黒または白の修理が反対極性を有していてもよいし、色つき粒子が白色の液体中にあってもよいし、粒子がガスを含む液体に入っていてもよい。
【００１６】
カプセル化された電気泳動粒子は、電場の印加により所望の方向に回転または並進移動することができる。電気泳動粒子は、印加された電場の電気力線に沿って再配向または移動し、電場の方向と強さ及び状態切り換えに使える時間に基づき、１つの光学的状態から他の光学的状態切り換えることができる。例えば、ディスプレイに負の電場が印加されると、白い粒子がマイクロカプセルの上部に移動して、ユーザに見えるようになる。これにより、マイクロカプセルの上部または外表面において、表面が白く見える。同時に、電場は黒い粒子をマイクロカプセルの底面に移動させて見えなくする。逆のプロセスでは、黒い粒子がマイクロカプセルの上面に現れ、表面がマイクロカプセルの表面において黒く見える。駆動電圧がなくなると、画像がディスプレイ表面に固定される。
【００１７】
電気泳動インク２４は、カラー画像の生成と表示を可能とする、マゼンタ、黄色、及びシアンの電気泳動物質のアレイや、赤、緑、青及び黒の電気泳動物質のアレイ等である色つきの電気泳動物質のアレイを含んでもよい。あるいは、電気泳動ディスプレイは、黒と白の電気泳動ピクセルの上に配置された、赤・緑・青等のカラーフィルタのアレイを含んでいてもよい。行と列のマトリックスにより、各電気泳動ピクセル２２を個別にアドレッシングし、所望の光学的状態（黒、白、グレー、その他の所定色）にスイッチすることができる。各電気泳動ピクセル２２は、１つ以上のマイクロカプセルを含み、そのマイクロカプセルの数は、そのマイクロカプセルのサイズ及び各ピクセルエレメントに含まれた面積に部分的に関係している。
【００１８】
電気泳動インク２４の片面にある透明共通電極２６は、例えば、インジウム鉛酸化物等の透明導電物質を有するので、電気泳動ディスプレイ１０を上から見ることができる。共通電極２６にはパターンを形成する必要はない。電気泳動インク２４と共通電極２６は、ポリエチレンの薄膜等である透明保護層２８で覆われている。電気泳動インク２４の他の面に接着剤を塗布して、バックプレーン３２に貼り合わせる。電気泳動インク層２４はバックプレーン３２に接着しても、粘着しても、その他の方法で取り付けてもよい。バックプレーン３２は、アドレッシング可能なピクセル電極のアレイとそれをサポートする電子回路を有するプラスチック、ガラス、セラミック、または金属の支持層を有する。別の実施形態においては、ピクセル電極と共通電極を同じ基板上に構成して、粒子を面内方向で動かすために面内電場を生成することもできる。
【００１９】
電気泳動インク層２４をバックプレーン３２に取り付けるとき、バックプレーン３２上の個々のピクセル電極３６により、１つ以上の電気泳動ピクセル２２に所定の電荷３４が与えられる。電荷３４により生じる電場により、電気泳動インク２４は、１つの光学的状態から他の光学的状態に遷移する。その電場は、電気泳動インク層２４中の帯電粒子を再配向及び／または変位させ、白黒またはカラーの表示をする力を生成する。その表示により、テキスト、グラフィックス、画像、写真、その他の画像データを表示することができる。電気泳動インク２４のグレートーンまたは具体的な色は、例えば、駆動電圧とそれに関連した電荷３４の強さ、レベル、及びタイミングを制御することにより、実現することができる。
【００２０】
電気泳動インク２４のアドレッシングは、１つ以上のピクセル電極３６に駆動電圧を印加して、それに所定量の電荷を与え、電気泳動インク２４を所望の光学的状態にスイッチすることにより実現できる。ピクセル電極３６への電荷３４の印加と格納により、たとえスキャンプロセスよりもゆっくりした時間スケールで駆動したとしても、駆動電圧が無くなった時にも、電気泳動インク２４を駆動し続けることができる。ピクセル電極３６への電荷の短期格納効果により、インクが画像を形成し続けている間にも、ピクセルの他の行をスキャンすることができる。印加された駆動電荷３４を取り去ると、電気泳動インク２４はそれまでの光学的状態で凍結または固定される。
【００２１】
例えば、電気泳動インク２４は白から黒にスイッチすることができる。他の例において、初期の黒い光学的状態を灰色または白い状態に制御可能にスイッチすることができる。他の例において、黒い光学的状態を灰色状態にスイッチすることができる。さらに別の例において、カラー電気泳動インクは、ピクセル電極３６に印加された駆動電圧と駆動電荷３４に基づき、１つの色から他の色にスイッチする。アドレッシングとスイッチングが完了した後、電気泳動インク２４を組み込んだ電気泳動ディスプレイは、追加的パワー消費がなくても視認することができる。
【００２２】
電気泳動ピクセル２２は、例えば、バックプレーン３２上の薄膜トランジスタアレイと、関連する行及び列ドライバーとによりアドレッシング可能である。行及び列ドライバーは、電気泳動ピクセル２２のピクセル電極３６上に所定時間の間に所定の電荷３４を与えて所望の光学的状態を実現し、その後、そのチャージを取り去って、電気泳動ピクセル２２を実現した光学的状態に保持する。駆動時間量と電気泳動ピクセル２２にわたる電場強度とを制御することにより、グレー値を得ることができる。電場を除去すると、粒子は実現した光学的状態に留まり、電気泳動ディスプレイ１０に書き込まれた画像が、パワーを切っても保持される。
【００２３】
いろいろなサイズの電気泳動ディスプレイ１０のセクションやタイルを組み合わせたり並べたりして、例えば、パネルその他の大きな表面に設置できるほとんどどんな電気泳動ディスプレイでも形成することができる。電気泳動ディスプレイ１０は、例えば数センチメートル四方のものから１メートル四方以上のものまで、作ることができる。電気泳動ディスプレイ１０は、関連するドライバー電子回路と合わせて、例えば、モニター、ノートブックコンピュータ、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、携帯電話、電子ブック、電子新聞、電子雑誌等に使用することができる。
【００２４】
図２は、本発明の一実施形態による、電気泳動ディスプレイ１０の駆動システム１２を示す概略図である。このシステムは、電気泳動ディスプレイ１０、コントローラ３０、行ドライバ４０、及び列ドライバ５０を含む。電気泳動ディスプレイ１０は、ディスプレイパネルまたはバックプレーン上に配置された個々にアドレッシング可能な電気泳動ピクセル２２を含む電気泳動ピクセルアレイ２０を有する。行ドライバ４０は、電気泳動ピクセルアレイ２０の行４４に、行電極４２を介して電気的に接続されている。列ドライバ５０は、電気泳動ピクセルアレイ２０の列５４に、列電極５２を介して電気的に接続されている。コントローラ３０は、行ドライバ４０と列ドライバ５０に電気的に接続されている。コントローラ３０は、電気泳動ピクセル２２をアドレッシングするため、行ドライバ４０と列ドライバ５０にコマンド信号を送る。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、バッファフレーム情報等を格納するメモリが、コントローラ３０と結合しているか、またはコントローラ３０に含まれている。
【００２５】
電気泳動ピクセル２２の駆動は、共通電極２６がゼロボルトまたはその他の好適な電位にバイアスされている間に、行ドライバ４０と列ドライバ５０によりアドレッシングされたとき、駆動電位を印加して電気泳動ピクセル２２の片側に所定電荷３４を与えることにより行う。片側に共通電極２６を有し他の側にピクセル電極３６を有する電気泳動ピクセル２２は、コンデンサを形成し、そのコンデンサには所望のレベルまで充放電することができる。充電されている間、電気泳動ピクセル２２は、１つの光学的状態から他の光学的状態に遷移する。各電気泳動ピクセル２２と並列に追加的容量を加えて、充電容量を増やしてもよい。一例において、行ドライバ４０と列ドライバ５０はコントローラ３０と協働して、選択された電気泳動ピクセル２２に正の振幅、負の振幅、または振幅がゼロの駆動電圧を供給して、関連づけられたピクセル電極に正の電荷、負の電荷を転送し、または電荷を転送しない。
【００２６】
電気泳動ピクセルアレイ２０の電気泳動ピクセル２２は、行列状に配置され、行４４を順次選択して、選択された行の各電気泳動ピクセル２２に対応する画像データが列電極５２に与えられる。電気泳動ピクセルアレイ２０中の各電気泳動ピクセル２２は、片側で共通電極２６に電気的に接続されている。この共通電極は、例えば、グランドまたはゼロボルトである。所定の電荷３４は、電気泳動ピクセル２２の他の側のピクセル電極３６に与えて、電気泳動ピクセル２２を所望の光学的状態に駆動するようにしてもよい。例えば、電気泳動ピクセル２２に正の電荷３４を与えるとピクセルが白くなり、負の電荷３４を与えるとピクセルが黒くなる。放電したり電荷を取り除くことにより、電気泳動ピクセルが実現された光学的状態に凍結される。
【００２７】
薄膜トランジスタ３８等の能動的スイッチングエレメントのアレイにより、電気泳動ピクセル２２の片側に、所望の電荷３４が与えられる。行ドライバ４０は、電気泳動ディスプレイ１０の行４４に、行電極４２を介して接続されている。各行電極４２は、薄膜トランジスタ３８の行のゲートに接続されており、行電圧がターンオン電圧よりも高くなると、その行のトランジスタ３８をオンにする。行ドライバ４０は行電極を順次選択し、列ドライバ５０は列電極５２にデータ信号を供給する。列ドライバ５０は、電気泳動ディスプレイ１０の列電極５２に接続されている。各列電極５２は、薄膜トランジスタ３８の列のソースと接続されている。このピクセル、トランジスタ３８、行電極及び列電極の構成が一体となってアクティブマトリックスを形成する。行電極４０は、電気泳動ピクセル２２の行４４を選択する選択信号を供給し、列ドライバ５０は、列電極５２とトランジスタ３８を介して電気泳動ピクセル２２の選択された行４４にデータ信号を供給する。
好ましくは、コントローラ３０は、まず入来画像情報１４を処理して、データ信号と駆動波形を生成する。行ドライバ４０と列ドライバ５０は、コントローラ３０との電気的接続を介して、互いに同期している。行ドライバ４０からの選択信号は、トランジスタ３８を介してピクセル電極３６の１つ以上の行４４を選択する。このトランジスタ３８のドレイン電極はピクセル電極３６に電気的に結合しており、ゲート電極は行電極４２に電気的に結合しており、ソース電極は列電極５２に電気的に結合している。列電極５２のデータ信号は、オンされたトランジスタ３８のドレイン電極と結合されたピクセル電極３６に同時に転送される。データ信号と行選択信号は、共に駆動波形の少なくとも一部を形成する。データ信号は、表示すべきデータに対応し、選択信号と共に、電気泳動ピクセルアレイ２０中の１つ以上の電気泳動ピクセル２２を駆動する駆動波形を形成する。駆動波形のコンポジット時間は、新しい画像が書き込まれるか、またはリフレッシュされる画像更新期間を表す。
【００２８】
各電気泳動ピクセル２２上に与えられた電荷３４の大きさと極性は、ピクセル電極３６に印加された駆動電圧によって決まる。一実施形態において、負電圧（例えば−１５Ｖ）、ゼロ電圧（０Ｖ）、または正電圧（例えば＋１５Ｖ）が各列に与えられる。各行４４が選択されると、列電圧に基づいて、その行の各ピクセル電極３６に電荷３４が与えられたり、取り除かれたりする。例えば、電気泳動ピクセル２２のピクセル電極３６に、負電荷、正電荷、またはゼロ電荷が与えられ、光学的状態をスイッチする。次の行４４がアドレッシングされると、前にアドレッシングされたピクセル上の電荷３４は、その後の駆動波形で更新されるか、放電されるまで、ピクセル電極３６に留まる。
【００２９】
電気泳動ディスプレイ１０へのグレースケールを有する画像データは、一連のデータフレームの間に、電気泳動ピクセル２２に所定の電荷３４を維持することにより、書き込まれる。各データフレームは、ディスプレイの各行４４に対する画像データと、それに対応するピクセルアドレッシング情報とを有する。ディスプレイ中の全ての行４４をディスプレイ情報で順次アドレッシングする時間がデータフレーム時間である。フレーム中に電気泳動ピクセル２２に画像非依存信号を供給するため、コントローラ３０は列ドライバ５０を制御して、１つの行４４中の全ての電気泳動ピクセル２２がその画像非依存信号を同時に受け取るようにする。この制御は行ごとに行われ、コントローラ３０は、行が１つずつ選択されるように行ドライバ４０を制御する。例えば、選択された行中の全てのトランジスタ３８を導通状態にする。１つのフレーム中に電気泳動ピクセル２２に画像依存信号を供給するため、コントローラ３０は行ドライバ４０を制御して、各行が順に選択されるようにする。例えば、選択された行中の全てのトランジスタ３８を導通状態にする。一方、コントローラ３０は、列ドライバ５０も制御して、選択された各行４４中の電気泳動ピクセル２２が、関連づけられたトランジスタ３８を介して画像依存信号を同時に受け取るようにする。コントローラ３０は、行ドライバ４０に行ドライバ信号を供給し、特定の行４４を選択する。また、列ドライバ５０に列ドライバ信号を供給し、選択された行４４中の各電気泳動ピクセル２２に所望の電圧レベルとそれに対応する電荷３４を与える。コントローラ３０は、電気泳動ディスプレイ１０を所定の光学的状態にリセットするデータフレームを供給することもできる。
【００３０】
後続フレームは、同じディスプレイ情報を含んでいてもよいし、追加的ピクセルデータを有する更新されたディスプレイ情報を含んでいてもよい。ピクセルのグレースケールは、同じコンテントを有する連続したフレーム（例えば、電気泳動ピクセル２２が白または黒の光学的状態にリセットされた後、ピクセル電極３６に印加された正または負の電荷３４を有する０から１５までの隣接フレーム）の数により決まる。各フレームは、同じデータフレーム時間を有し、ピクセル毎に１６レベルのグレースケールが得られる。他の例では、１つ以上の隣接するフレームのフレーム時間を変更することによりグレースケール分解能を高くする。さらに別の例では、１つ以上のフレームのフレーム時間を調整して、フレーム間の適当な位置にブランキングフレームを挿入することにより、グレースケール分解能を高くする。可変フレーム時間で電気泳動ディスプレイ１０の最初の行と最後の行の間に書き込まれた画像の均一性を保証するため、１つ以上のデータフレームの後にブランキングフレームを挿入して、最初の行中のピクセルが最後の行中のピクセルと同じ駆動時間を有することを保証して、垂直クロストークを減少または最小化させる。ブランキングフレームは、ヌルピクセルデータ（ゼロ）を含むか、または電気泳動粒子が移動し始める閾値電圧より低い電圧に対応するピクセルデータを含む。
【００３１】
コントローラ３０は、入来する画像情報１４等のデータを処理する。コントローラ３０は、新しい画像情報１４の到着を検知し、それに応じて、受け取った画像情報１４の処理を開始する。画像情報１４の処理には、新しい画像情報１４のロード、コントローラ３０に結合されたメモリに格納された前の画像情報との新しい画像情報１４の比較、駆動波形のルックアップテーブルを含むメモリへのアクセス、温度変化に伴うスイッチング時間の変化を補償するためのオンボード温度センサ（図示せず）とのインターラクションなどが含まれる。コントローラ３０は、いつ画像情報１４の処理が完了し、電気泳動ピクセルアレイ２０をアドレッシングできるか検知する。
【００３２】
コントローラ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）、その他のデジタルデバイスであり、マイクロコード化された命令を受け取って実行し、電気泳動ディスプレイ１０をアドレッシングして所望の画像を書き込む。コントローラ３０は、行ドライバ４０に行選択信号を送り、列ドライバ５０にデータ信号を送って、電気泳動ディスプレイ１０を駆動する。コントローラ３０は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、ノートブックコンピュータ、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、電子ブック、その他のデジタル装置に含まれ、電気泳動ディスプレイ１０に接続されていてもよい。あるいは、電気泳動ディスプレイ１０内でバックプレーン３２に取り付けられていてもよい。
【００３３】
コントローラ３０、列ドライバ５０に供給されるデータ信号と、行ドライバ４０に供給される行選択信号とを生成する。列ドライバ５０に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を含む。駆動波形の画像非依存部分は、電気泳動ピクセルアレイ２０中の一部または全部の電気泳動ピクセル２２に等しく適用される信号（例えば、リセット信号やプレコンディションパルス）が含まれる。駆動波形の画像依存部分は、画像情報を含むが、個々の電気泳動ピクセル２２毎には変化しないこともある。
【００３４】
図３、４、５を参照してさらに詳しく説明するが、コントローラ３０は、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に基づいて、駆動波形の画像依存部分または画像非依存部分中のブランキングフレーム８０のブランキングフレーム時間８４を決定する。コントローラ３０は、データフレーム７０のピクセルデータ７２、データフレーム７０のデータフレーム時間７４、ブランキングフレーム８０のブランキングフレーム時間８４に基づいて、行ドライバ４０と列ドライバ５０をアドレッシングして、電気泳動ピクセルアレイ２０中の１つ以上の電気泳動ピクセル２２を駆動する。ブランキングフレーム時間８４を含むブランキングフレーム８０の内容は、１つ以上のデータフレーム７０のデータフレーム時間７４に基づき、コントローラ３０とそれに関連するコードにより決定される。コントローラ３０は、ピクセルデータ７２とデータフレーム時間７４を含む少なくとも１つのデータフレームを、電気泳動ピクセルアレイ２０に供給する。コントローラ３０は、データフレーム７０のシリアルまたはパラレルのピクセルデータ７２と、各データフレームと関連づけられたデータフレーム時間とを、行ドライバ４０と列ドライバ５０に送り、電気泳動ピクセルアレイ２０を駆動する。コントローラ３０は、ブランキングフレーム８０のシリアルまたはパラレルのブランキングフレームデータ８２とブランキングフレーム時間８４も電気泳動ピクセルアレイ２０に送る。
【００３５】
画像情報１４は、パラレルまたはシリアルに接続されたデジタルコンピューティング装置、ビデオカメラ、その他の表示情報源から、コントローラ３０に供給される。供給された表示データは、各データフレーム７０に、ピクセルデータ７２とデータフレーム時間７４を含む。あるいは、コントローラ３０は、好適な表示フォーマットで画像情報１４を受け取った後、各データフレーム７０に対してピクセルデータ７２とデータフレーム時間７４とを生成する。
【００３６】
コントローラ３０は、速いクロックを用いて、データフレーム７０のデータフレーム時間７４を調節して、グレースケール分解能を高くすることもできる。電気泳動ディスプレイ１０は、電気泳動ピクセルアレイ２０中の各電気泳動ピクセル２２をアドレッシングし、スイッチングすることにより、所定の光学的状態（例えば、真っ黒、真っ白、または所定の色またはグレーレベル）にリセットすることができる。電気泳動ディスプレイ１０は、事後的に供給された画像情報１４を用いて、電気泳動ピクセル２２をアドレッシングして書き込むことにより、追加的ピクセルデータ７２を用いて更新することもできる。電気泳動ディスプレイ１０は、アドレッシングされていない時、またはシステム１２の一部または全部のパワーがダウンしたり切られたりした時、事前に書き込まれた画像を保持し、表示する。
【００３７】
一実施形態において、異なるデータフレーム時間７４を有するデータフレーム７０間にブランキングフレーム８０を有する駆動波形を生成することにより、グレースケール分解能をより高くして、垂直クロストークの削減または消滅させることができる。ブランキングフレーム８０は、駆動波形の一部であり、そのフレームでは１つ以上のピクセル２２が共通電極２６に対して低電圧またはゼロ電圧に駆動される。ブランキングフレーム８０により、可変行選択時間の可変フレームレートを高クロックレートと結びつけることができる。グレーレベルの数を大きくして、グレースケールの精度を高くすることができ、一方で、ディスプレイの最初の行から最後の行にかけてグレースケールに意図しない不正確なグラデーションが生じることを避けることができる。
【００３８】
ディスプレイ内の温度変化を検知して温度変化によるスイッチング時間の変化を減らすため、バックプレーン３２上またはその近くに温度センサ（図示せず）を取り付けてもよい。例えば、電気泳動ディスプレイ１０の動作温度によりデータフレーム時間７４をスケーリングすることにより、温度による効果を補償することができる。
【００３９】
上で説明した図１と２の参照符号を受けたエレメントを参照して、図３を説明する。図３は、可変データフレーム時間を用いて電気泳動ディスプレイを駆動する方法を示すタイミング図である。１つ以上のデータフレーム７０のデータフレーム時間７４を調節して、グレースケール分解能を高くする。
【００４０】
電気泳動ディスプレイ１０は、図１と２に示したように、電気泳動ピクセル２２をアドレッシングする時にデータフレーム時間７４を調節することにより、及び、データフレーム７０のシーケンス中の少なくとも２つのデータフレームが異なるデータフレーム時間を有するデータフレーム７０のシーケンスを生成することにより、電気泳動ディスプレイ１０をより高いグレースケール分解能で駆動することができる。可能なグレースケールレベルの数を大きくし、グレースケール値をより正確に生成することができる。例えば、行選択信号の始めと次の行選択信号の始めとの間のクロックサイクル数を調節することにより、または行ドライバ４０に印加されるシステムクロック数全体を高くすることにより、データフレーム時間７４を調節する。
【００４１】
隣接するデータフレーム７０ａ、７０ｂ、及び７０ｃにより表される一連のデータフレーム７０は、電気泳動ディスプレイ１０の行４４ａ、４４ｂ、．．．４４ｎ中の各電気泳動ピクセル２２と関連した一組のピクセルデータ７２ａ、７２ｂ、及び７２ｃをを含む。各データフレーム７０は、それぞれ、７４ａ、７４ｂ、及び７４ｃにより表される調節可能なデータフレーム時間７４を含む。時間が進むにつれて、ピクセルデータ７２とデータフレーム時間７４は、行毎に、ディスプレイ中の関連する列に与えられる。図示した例において、データフレーム７０ａのデータフレーム時間７４ａは、データフレーム７０ｂのデータフレーム時間７４ｂよりも長く、データフレーム７０ｂのデータフレーム時間７４ｂは、データフレーム７０ｃのデータフレーム時間７４ｃよりも長い。その結果、行４４ｎ中の電気泳動ピクセル２２は、行４４ａ中の対応する電気泳動ピクセル２２より駆動時間が短く、行４４ａと行４４ｎの間、及びその間の他の行の間で、応答時間が非線形となる。フレーム時間を調節可能としつつ上記の効果を補償するため、選択されたフレーム間にブランキングフレームを挿入する。このように、駆動波形の有利な部分（例えば、各データフレーム７０の後または異なるデータフレーム時間７４を有するデータフレーム７０の間等）にブランキングフレームを入れることにより、垂直クロストークを避けて正確で多数のグレーレベルを有する均一な表示画像を得ることができる。
【００４２】
図４は、図１と２の要素を参照して説明するが、本発明の一実施形態による、隣接するデータフレーム７０の間にブランキングフレーム８０が挿入された電気泳動ディスプレイ１０を駆動する方法を示すタイミング図である。電気泳動ディスプレイ１０は、各データフレーム７０の次にブランキングフレーム８０を順次入れることによりアドレッシングされる。データフレーム７０に順次続くブランキングフレーム８０のブランキングフレーム時間８４は、前のデータフレームのデータフレーム時間７４と同じである。
【００４３】
この例では、ブランキングフレーム８０ａ、８０ｂ、及び８０ｃにより表されるブランキングフレーム８０は、それぞれデータフレーム７０ａ、７０ｂ、及び７０ｃに続き、行４４ａ、４４ｂ、．．．４４ｎにシーケンシャルに印加された関連するピクセルデータ７２ａ、７２ｂ、及び７２ｃは、電気泳動ピクセルアレイ２０中の各電気泳動ピクセル２２を所望の光学的状態に駆動する。データフレーム時間７４ｂはデータフレーム時間７４ａより短く、データフレーム時間７４ｃはデータフレーム時間７４ｂより短い。しかし、ブランキングフレーム時間８４ａ、８４ｂ、及び８４ｃにより表されるブランキングフレーム時間８４は、それぞれ直前のデータフレーム時間７４ａ、７４ｂ、及び７４ｃと同じである。ブランキングフレームは、対応するピクセルエレメントの光学的状態を変えないヌルピクセルデータを含み、各行４４ａ、４４ｂ、．．．４４ｎは、遷移する電気泳動ピクセル２２と同じ駆動時間を有する。その結果、データフレーム時間７４が変化しても、電気泳動ディスプレイ１０の行４４間が不均一にならない。
【００４４】
図５は、図１と２の要素を参照して説明するが、本発明の一実施形態による、異なるフレーム時間を有する隣接する２つのデータフレームの間に挿入されたブランキングフレームを用いた電気泳動ディスプレイを駆動する方法を示すタイミング図である。電気泳動ディスプレイ１０は、隣接する複数のデータフレーム７０の後に順次少なくとも１つのブランキングフレーム８０を挿入することにより、アドレッシングされる。
【００４５】
図示した例において、ブランキングフレーム８０は、関連するピクセルデータ７２ａ、７２ｂ、及び７２ｃを有するデータフレーム７０ａ、７０ｂ、及び７０ｃにより表されるデータフレーム７０に続く。ここで、データフレーム７０ａ、７０ｂ、及び７０ｃは、同じデータフレーム時間７４ａ、７４ｂ、及び７４ｃを有する。ブランキングフレーム８０のブランキングフレーム時間８４は、データフレーム時間７４ａ、７４ｂ、及び７４ｃと同じである。関連するピクセルデータ７２ｄと７２ｅを有する後続のデータフレーム７０ｄと７０ｅのデータフレーム時間７４ｄと７４ｅは、より短い。ヌルピクセルデータのブランキングフレーム８０への挿入により、たとえデータフレーム時間７４がデータフレーム７０ｃとデータフレーム７０ｄの間で変化しても、各行４４ａ、４４ｂ、．．．４４ｎ中の電気泳動ピクセル２２は完全に駆動される。
【００４６】
図６は、図１ないし５の要素を参照して説明されるが、本発明の一実施形態による、波形の画像依存部分にブランキングフレーム８０を有する、電気泳動ディスプレイ１０を駆動する駆動波形６０を示す。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中の電気泳動ピクセル２２にわたる電圧を表す。波形は、行ドライバ４０からの行選択信号と列ドライバ５０を介して供給されるデータ信号を用いて、電気泳動ピクセル２２に印加される。駆動波形６０は、例えば、プレコンディションまたはシェイキングパルスを供給するための列駆動信号と行選択信号、１つ以上のリセット信号、各光学的状態とその遷移に関連づけられたデータ信号を有する。ブランキングフレーム８０は、駆動波形６０の画像依存部分か画像非依存部分のいずれかに組み込まれる。
【００４７】
駆動波形６０は、複数のデータフレーム７０と１つ以上のブランキングフレームを有する画像依存部分を含む複数のフレームを有する。駆動波形６０は、例えば、１つ以上のプレコンディション部分７６、リセット部分７８、またはこれらの組み合わせを有する画像非依存部分も含む。データフレーム７０、プレコンディション部分７６、リセット部分７８、及びブランキングフレーム８０のタイミングは例示であって、必ずしもスケール通りではない。図３、４、及び５に示したように、各行を順番に駆動し、行毎に全ての列を一度に同時に駆動することにより全ての行のピクセルをアドレッシングするために必要な時間は、データフレーム時間７４である。各データフレーム７０の間に、画像依存データまたは画像非依存データが、アレイ中の１つ以上の電気泳動ピクセル２２に供給される。駆動波形６０は、例えば、一連のプレコンディションシェイキングパルスと、それに続く一連のリセットパルスと、他の一組のシェイキングパルスと、電気泳動ピクセルを所望の光学的状態に駆動する一組のドライビングパルスとを有する。
【００４８】
例えば、４段階のグレーレベルを有する電気泳動ディスプレイ１０は、コントローラ３０に電気的に接続されるか、その一部であるメモリ中のルックアップテーブルに格納された１６通りの異なる駆動波形６０を有する。初期の黒状態から、４通りの異なる駆動波形６０により、最初に黒いピクセルは、黒、濃いグレー、薄いグレー、または白に光学的にスイッチできる。初期の濃いグレー状態から、４通りの異なる駆動波形６０により、最初の濃いグレーのピクセルは、黒、濃いグレー、薄いグレー、または白に光学的にスイッチできる。別の駆動波形６０により、薄いグレーまたは白のピクセルを４通りのグレーレベルのいずれにもスイッチすることができる。画像入力１６を介して受信した画像情報１４に応じて、コントローラ３０は、１つ以上の電気泳動ピクセルに対してルックアップテーブルから対応する駆動波形６０を選択し、対応するピクセル電極３６に接続された対応するトランジスタ３８に、行ドライバ４０と列ドライバ５０を介して、対応する行選択信号と列データ信号を供給する。
【００４９】
電気泳動ディスプレイ１０の光学応答のピクセルの画像履歴への依存性を低減するため、リセット信号または画像依存信号の前にプレコンディション信号を電気泳動ピクセル２２に印加する。プレコンディションにより、電気泳動ピクセル２２は、１つの光学的状態と他の光学的状態の間の遷移が速くなり、均一になる。駆動波形６０のプレコンディション部分７６中に、正と負の電圧の交代パルス（シェイキングパルスとも呼ばれる）をディスプレイの１つ以上の電気泳動ピクセル２２に印加して、その後の光学的状態遷移に備える。例えば、一組の交代する正負電圧がピクセルに順次印加される。これらのプレコンディション信号は、１つまたは両方の電極において静止状態から電気泳動粒子を解放するのに十分な交代電圧レベルであるが、足し合わせるとゼロになるか、電気泳動粒子の位置またはピクセルの光学的状態を大幅に変えるには短すぎるものを電気泳動ピクセルに印加することを有する。画像履歴への依存性が低減されるので、新しい画像データへのピクセルの光学応答は、ピクセルが黒、白、グレーいずれの状態に合ったかには大きく依存しない。プレコンディション信号の印加により、依存性が低減され、スイッチング時間が短くなる。
【００５０】
例えば、駆動波形６０の最初の部分中に、プレコンディション信号のパルスを有する第１の組のフレームをピクセルに供給する。各パルスは１フレーム期間の長さを有する。第１のシェイキングパルスは正の振幅を有し、第２のシェイキングパルスは負の振幅を有し、第３のシェイキングパルスは正の振幅を有し、プレコンディション部分７６が完了するまで交互に続く。これらのパルスの長さが比較的短いか、または正または負のレベルが急速に変化するパルスが印加される限り、パルスはピクセルにより表示されたグレー値を変化させない。
【００５１】
駆動波形６０のリセット部分７８中に、電気泳動ディスプレイ１０は、真っ黒な状態、真っ白な状態、グレースケールの状態、またはこれらの組み合わせである所定の光学的状態にリセットされる。リセット部分７８内のリセットパルスは、画像依存パルスに先行して、画像依存パルスに対して黒、白、または中間レベル等の一定の開始点をきめて、電気泳動ディスプレイ１０の光学応答を改善する。例えば、前の画像情報または新しい画像データに最も近いグレーレベルに基づいて開始点を選択する。この場合、リセット信号は画像依存データ信号である。所望の光学的状態と関連するピクセルデータを含む１つ以上のフレーム期間を有する一組のフレームが供給される。駆動電圧と駆動電荷３４は、電気泳動ディスプレイ１０のアドレッシングされた部分が所望の光学的状態に完全にスイッチされるのに必要であるより長い時間の間印加されてもよい。あるいは、電気泳動ディスプレイ１０は共通電極２６に印加された正または負の電圧でリセットされるが、ピクセル電極３６は低電圧またはグランド電位近くに維持される。
【００５２】
駆動波形６０のリセット部分７８が印加された後、電気泳動ピクセル２２は、所定の光学的状態に見える。追加的プレコンディション部分７６は、リセット部分７８が印加された後、１つ以上の電気泳動ピクセル２２に印加され、ディスプレイへの画像の書き込みまたはすでに書き込まれた画像の更新に備える。画像依存データでディスプレイをアドレッシングする前に、追加的プレコンディション部分７６がリセット部分７８の後に追加され、ピクセルに画像依存フレームデータを受け取る準備をさせる。
【００５３】
駆動波形６０の画像依存部分の間に、１つ以上のフレーム期間を有する一組のデータフレームが生成され供給される。画像依存信号は、１６以上のグレースケールレベルに応じて、例えばゼロ、１、２、ないし１６フレーム期間、またはそれ以上の長さを有する。黒の光学的状態のピクセルから始める場合、ヌルデータ信号を有する画像依存信号または等価的にゼロフレーム期間は、黒を表示し続けるピクセルに対応する。ピクセルは、特定のグレーレベルを表示している場合、ゼロフレーム期間を有するパルスまたはゼロ振幅の一連のパルスで駆動されたとき、グレーレベルが変化しない。１５のフレーム期間の長さを有する画像依存信号は、１５の後続パルスを有し、例えば白を表示しているピクセルに対応する。１ないし１４のフレーム期間の長さを有する画像依存信号は、１ないし１４の後続パルスを有し、例えば、黒と白の間の限られた数のグレー値の１つを表示するピクセルに対応する。
【００５４】
電気泳動ディスプレイは、データフレーム７０ａ、７０ｂ、７０ｃ（ブランキングフレーム８０ｄが続く）と、データフレーム７０ｅ、７０ｆ、７０ｇ（第２のブランキングフレーム８０ｈが続く）と、後続のデータフレーム７０ｉと、として表された１つ以上のデータフレーム７０を用いて、ディスプレイ中の各ピクセルにピクセルデータとして変換した画像情報を行毎に印加することにより、更新される。データフレーム７０と関連するデータフレーム時間７４は、グレースケールの分解能を改善するように調節される。コントローラ３０は、例えば、行選択信号と初めと次の行選択信号の始めの間のクロックサイクル数を減らすことにより、駆動波形６０中のフレームのデータフレーム時間７４を調節して、グレースケールの分解能を高くするか、特定のグレーレベルを実現する。
【００５５】
電気泳動ディスプレイ１０は、後で印加した駆動波形６０で供給された追加的ピクセルデータで更新することができる。例えば、電気泳動ディスプレイ１０の電気泳動ピクセル２２を更新するため、行選択信号がディスプレイの各行４４に順次印加され、一方、各行の電気泳動ピクセル２２のためのフレームデータ７２がピクセル電極３６に接続された列に印加される。正電荷、負電荷、またはゼロ電荷がフレームデータによりピクセル電極３６に転送され、電気泳動ピクセルがこれに応答してより暗い状態、より明るい状態に変化し、または変化しない。
【００５６】
電気泳動ディスプレイ１０を駆動するため、コントローラ３０は画像情報を一連の駆動波形６０に変換するコンピュータプログラムを実行し、ディスプレイを適宜アドレッシングする。そのコンピュータプログラムは、画像情報を受け取り、ピクセルデータとデータフレーム時間を含む少なくとも１つのデータフレームを供給し、データフレームに基づくブランキングフレーム時間を含むブランキングフレームを決定し、ピクセルデータとデータフレーム時間とブランキングフレームに基づき電気泳動ディスプレイをアドレッシングするコンピュータプログラムコードを含む。そのコンピュータプログラムは、グレースケールの分解能を高くして垂直クロストークを低減するためにデータフレームのデータフレーム時間を調節し、電気泳動ディスプレイを所定の光学的状態にリセットし、追加できピクセルデータで電気泳動ディスプレイを更新し、電気泳動ディスプレイに書き込まれた画像を保持しつつ電気泳動ディスプレイのパワーを切ったり下げたりするコンピュータプログラムコードも含む。
【００５７】
図７は、本発明の一実施形態による、電気泳動ディスプレイの駆動方法を示すフロー図である。この駆動方法は、アクティブマトリックスの電気泳動ディスプレイを駆動し更新して垂直クロストークを低減または最小化するステップを含む。
【００５８】
ブロック１００において、画像情報を受け取り、ピクセルデータとデータフレーム時間を含む少なくとも１つのデータフレームを供給する。画像データは、メモリスティック等のメモリ装置や、電気泳動ディスプレイに光学的に接続されたＰＣ、ノートブックコンピュータ、またはＰＤＡからのアップリンクを介してコントローラに供給される。画像情報、ビデオ画像、画像サーバ、または格納されたファイル等の好適な入力源から有線または無線リンクを介して受信する。コントローラは、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）、またはインターネット等の通信ネットワークに接続されており、情報を送受信し、電気泳動ディスプレイを駆動して画像を転送する。画像情報は、画像が電気泳動ディスプレイに書き込まれているうちに、または書き込まれるまでメモリ内に格納されているうちに、リアルタイムで供給される。画像情報が受信されたとき、その画像データが処理されて、電気泳動ディスプレイをアドレッシングかつ駆動するための、１つ以上のブランキングフレームを伴う、ピクセルデータとデータフレーム時間を有する１つ以上のデータフレームを有する駆動波形が生成され供給される。供給されたデータフレームは、画像依存データフレーム、画像非依存データフレーム、またはこれらの組み合わせを有する。
【００５９】
ブロック１０２において、電気泳動ディスプレイは、プレコンディションされ、所定の光学的状態にリセットされる。画像を書き込む前に、ディスプレイ材料の電気泳動インクは、明確な状態にリセットされる。電気泳動インクは、例えば、ピクセル電極または共通電極を介して電気泳動ピクセルに印加された比較的高い駆動電圧の継続的印加により、初期またはリセットされた光学的状態にされる。電気泳動ディスプレイがリセットされたとき、１つ以上のピクセルが所定の光学的状態にリセットされる。
【００６０】
電気泳動インクは、そのタイプと印加された電圧に応じて、例えば、真っ白、真っ黒、グレー、またはカラーの光学的状態にリセットされる。例えば、電気泳動インク内の電気泳動粒子を初期状態にスイッチする正の電圧を印加し、一方、透明共通電極をグランド等の指定された電位に設定または保持することにより、電気泳動インクの初期化がなされる。この初期化またはリセットされた光学的状態から、電気泳動ピクセルに印加された駆動力に基づき、電気泳動インクを１つの共通の方向その他に調節することができる。電気泳動ディスプレイは、無期限に初期状態で保存することもでき、直ちに書き込むこともできる。
【００６１】
ディスプレイをリセットする前に、１つ以上のシェイキングパルスまたはプレコンディションパルスを印加して、プレコンディションする。シェイキングパルスを電気泳動ピクセルに印加して、データ信号を受け取りリセット状態にスイッチするために、電気泳動ピクセルをプレコンディションする。電気泳動インクは、例えば、ディスプレイ中のピクセル電極に印加された交代駆動電圧を印加することにより、プレコンディションされる。ディスプレイは、書き込む前に、さらにシェイキングパルスを印加して、もう一度プレコンディションされる。
【００６２】
ブロック１０４において、１つ以上のフレーム時間を調節し、垂直クロストークを低減または最小化するためのブランキングフレーム時間を含むブランキングフレームをデータフレーム時間に基づいて決定する。所望のグレーレベルを実現し、グレースケールの分解能を高くするため、データフレーム時間の長さを調節する。データフレーム時間を調整するとき、異なるデータフレーム時間を有するデータフレーム間に挿入する。挿入されたブランキングフレームのブランキングフレーム時間は、前のデータフレームのデータフレーム時間と同じ値に設定される。あるいは、データフレーム時間が同じ複数のデータフレームを順次配置し、同じ期間を有するブランキングフレームをその後に続ける。あるいは、直前のデータフレームと同じブランキングフレーム時間を有するブランキングフレームを、各データフレームの後に配置してもよい。
【００６３】
ブロック１０６において、ピクセルデータ、データフレーム時間、及びブランキングフレームに基づき、電気泳動ディスプレイをアドレッシングする。電気泳動ディスプレイに画像を転送する際、１つ以上の電気泳動ピクセルに駆動電圧を印加して、対応するピクセル電極に所定電荷を与える。駆動電圧は、電気泳動ディスプレイの選択された部分をリセット状態または前の光学的状態から所望の光学的状態にスイッチするように選択される。ピクセル電極に電荷が与えられると、電気泳動インクが駆動され、所望の光学的状態にスイッチされる。所定電荷を電気泳動ディスプレイのピクセルにわたり与えたとき、駆動電圧が印加され、または印加された駆動電荷がピクセル電極に保持されている限り、電気泳動インクは目的のディスプレイ状態に遷移し続ける。電気泳動インクは、データフレームの数、長さ、コンテントに応じて、指定されたピクセルにおいて光学的状態をスイッチするための時間を十分与えられる。電気泳動ディスプレイの所望の光学的状態は、ディスプレイ中のピクセルから駆動電荷及び駆動電圧を取り除くことにより、ロックまたは凍結することができる。
【００６４】
電気泳動ディスプレイは、例えば、各データフレームに決定されたブランキングフレームを順次続けることにより、アドレッシングされる。順次続くブランキングフレームのブランキングフレーム時間は、前のデータフレームのデータフレーム時間と同じである。あるいは、電気泳動ディスプレイは、異なるフレーム時間を有する隣接する２つのデータフレーム間に決定されたブランキングフレームを挿入することにより、アドレッシングされる。あるいは、電気泳動ディスプレイは、隣接する複数のデータフレームの後に少なくとも１つのブランキングフレームを順次挿入することにより、アドレッシングされる。ブランキングフレームは、例えば、ゼロボルトの駆動電圧、または電気泳動粒子が動き始める駆動閾値より低い駆動電圧であるヌルピクセルデータを有する。ブランキングフレームは、駆動波形内に１回以上挿入することができる。データフレームとそのデータフレームに基づくブランキングフレームは、駆動波形のプレコンディション部分中の少なくとも１つのシェイキングパルスの後、または駆動波形のリセット部分中の１つ以上のリセットパルスの後に配置される。１つ以上のデータフレームを含む駆動波形が、生成され、またはメモリに記憶されているルックアップテーブルから選択的に取り出され、そして電気泳動ディスプレイに供給される。
【００６５】
所望の画像を電気泳動ディスプレイに書き込んだ後、画像を見ることができる。さらに、例えば、前の画像を書き込んでから、数分の１秒、数分、数時間、数日、または数ヶ月してから、画像を適宜リフレッシュし、または新しい画像を書き込むこともできる。
ブロック１０８において、電気泳動ディスプレイを追加ピクセルデータで更新することもできる。新しい画像データを受け取って、上記のステップを繰り返して電気泳動ディスプレイを適宜更新する。あるいは、ディスプレイはリフレッシュする必要がある場合、前の画像データをディスプレイに再度送る。
【００６６】
ブロック１１０において、画像のリフレッシュや更新が必要ない場合、回路のパワーは切られ、電気泳動ディスプレイはパワーオフされるか、さもなければパワーダウンモードにされる。パワーオフまたはパワーダウンの場合、電気泳動ディスプレイは、黒、白、または所定の画像で上書きされない限り、ディスプレイに前に書き込まれた画像を保持する。
【００６７】
ここに開示した本発明の実施形態は、好ましいものであると現在考えられているが、本発明の精神と範囲から逸脱することなく、いろいろな変更と修正を加えることができる。例えば、プレコンディション及びリセット電圧の極性、フレーム時間、駆動波形の長さとそれに含まれる部分の順序、グレーレベルの数、ピクセル要素のサイズと数、電子インクの色、いろいろな層の厚さなどは、例示のために選択されたものである。駆動電圧、タイミング、電気泳動インクの色、含まれる層のスケールと相対的厚み、ピクセルサイズ、アレイサイズ、その他の材料と数量は、請求項に記載された発明の精神と範囲から逸脱することなく、上記のものから変えることができる。本発明の範囲は、添付した請求項に記載されており、均等物の意味と範囲に入る変更はすべてその請求項に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の一実施形態による、電気泳動ディスプレイの一部を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態による、電気泳動ディスプレイの駆動システムを示す概略図である。
【図３】可変データフレーム時間を用いる電気泳動ディスプレイの駆動方法を示すタイミング図である。
【図４】本発明の一実施形態による、隣接するデータフレーム間のブランキングフレームを用いた電気泳動ディスプレイの駆動方法を示すタイミング図である。
【図５】本発明の一実施形態による、異なるフレーム時間を有する２つの隣接するデータフレーム間のブランキングフレームを用いた電気泳動ディスプレイの駆動方法を示すタイミング図である。
【図６】本発明の一実施形態による、波形の画像に依存した部分中のブランキングフレームを有する電気泳動ディスプレイの駆動波形を示す波形図である。
【図７】本発明の一実施形態による、電気泳動ディスプレイの駆動方法を示すフロー図である。
【図１】
2007505340.tif 000003
【図２】
2007505340.tif 000004
【図３】
2007505340.tif 000005
【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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