(57)【要約】  電気泳動ディスプレイなどの双安定ディスプレイ（３１０）において、単一駆動パルス（Ｄ１）を介して直接的に、又はリセットパルス（Ｒ）および反対の極性の駆動パルス（Ｄ２）を介して間接的に画像更新を実現する繰返しレール安定化駆動方式を使用することによって、画像が更新される。少なくとも一つの画像遷移が間接的に実現される場合に、第１の振動パルス（Ｓ１）が、例えば、リセットパルスおよび／又は反対の極性の駆動パルスの少なくとも一部の間に、双安定ディスプレイに印加される。更に、第２の振動パルス（Ｓ２）が、単一駆動パルスの前に、又はリセットパルスおよび反対の極性の駆動パルスの前に、印加される。どちらの場合にも、振動パルスには、最初の振動パルス（８１０、８２０）と、エネルギーの小さい最後の振動パルス（８１５、８２５）と、を含めてもよい。
2007522513.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
双安定ディスプレイを駆動する方法であって、
少なくとも一つの画像遷移に対して、前記少なくとも一つの画像遷移を、単一駆動パルスによって直接的に、又はリセットパルスおよび反対の極性の駆動パルスによって間接的に実現するサイクリックレール安定化駆動を用いて前記双安定ディスプレイを駆動するステップと、
前記少なくとも１つの画像遷移が間接的に実現される場合、少なくとも一組の振動パルスを前記双安定ディスプレイに印加するステップと、
を有する方法。
【請求項２】
前記少なくとも一組の振動パルスを印加するステップが、前記リセットパルスの少なくとも一部の間に、第１の組の振動パルスを前記双安定ディスプレイに印加するステップを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記少なくとも一組の振動パルスを印加するステップが、前記反対の極性の駆動パルスの少なくとも一部の間に、第１の組の振動パルスを前記双安定ディスプレイに印加するステップを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記少なくとも一組の振動パルスを印加するステップが、前記リセットパルスと前記反対の極性の駆動パルスとの間の隙間の少なくとも一部の間に、第１の組の振動パルスを前記双安定ディスプレイに印加するステップを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記少なくとも一組の振動パルスを印加するステップが、前記リセットパルスおよび前記反対の極性の駆動パルスの少なくとも一部の間に、第１の組の振動パルスを前記双安定ディスプレイに印加するステップを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記少なくとも一組の振動パルスを印加するステップが、前記リセットパルスの少なくとも一部の間に、第１の組の振動パルスを前記双安定ディスプレイに印加するステップと、前記反対の極性の駆動パルスの少なくとも一部の間に、第２の組の振動パルスを前記双安定ディスプレイに印加するステップと、を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記少なくとも一組の振動パルスには、少なくとも一つの最初の振動パルスと、少なくとも一つの最後の振動パルスと、が含まれており、
前記少なくとも一つの最初の振動パルスのエネルギーは、前記少なくとも一つの最後の振動パルスのエネルギーよりも大きい、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記少なくとも一つの画像遷移が直接的に実現される場合には第２の組の振動パルスを前記単一駆動パルスの前に前記双安定ディスプレイに印加し、前記少なくとも一つの画像遷移が間接的に実現される場合には前記第２の組の振動パルスを前記リセットパルスおよび前記反対の極性の駆動パルスの前に前記双安定ディスプレイに印加するステップ、を更に有する、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記第２の組の振動パルスには、少なくとも1つの最初の振動パルスと、少なくとも1つの最後の振動パルスと、が含まれており、
前記少なくとも一つの最初の振動パルスのエネルギーは、前記少なくとも一つの最後の振動パルスのエネルギーよりも大きい、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記双安定ディスプレイは電気泳動ディスプレイを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
双安定ディスプレイの画像を更新する方法を実行するためにマシンによって実行可能な命令のプログラムを有形的に具体化するプログラム記憶デバイスであって、
前記方法は、
少なくとも一つの画像遷移に対して、前記少なくとも一つの画像遷移を、単一駆動パルスを介して直接的に、又はリセットパルスおよび反対の極性の駆動パルスを介して間接的に実現するサイクリックレール安定化駆動を用いて前記双安定ディスプレイを駆動するステップ、および
前記少なくとも一つの画像遷移を間接的に実現するときには、前記双安定ディスプレイに少なくとも一組の振動パルスを印加するステップ、
を有する、プログラム記憶デバイス。
【請求項１２】
前記少なくとも一つの組の振動パルスには、少なくとも1つの最初の振動パルスと、少なくとも１つの最後の振動パルスと、が含まれており、
前記少なくとも1つの最初の振動パルスのエネルギーは、前記少なくとも1つの最後の振動パルスのエネルギーよりも大きい、請求項１１に記載のプログラム記憶デバイス。
【請求項１３】
前記双安定ディスプレイは電気泳動ディスプレイを有する、請求項１１に記載のプログラム記憶デバイス。
【請求項１４】
双安定ディスプレイと、
(a)少なくとも一つの画像遷移に対して、前記少なくとも一つの画像遷移を、単一駆動パルスを介して直接的に、又はリセットパルスおよび反対の極性の駆動パルスを介して間接的に実現するサイクリックレール安定化駆動を用いて前記双安定ディスプレイを駆動すること、および（ｂ）前記少なくとも一つの画像遷移を間接的に実現するときには、前記双安定ディスプレイに少なくとも一組の振動パルスを印加すること、によって、前記双安定ディスプレイの画像を更新する制御手段と、
を有する電子リーディング装置。
【請求項１５】
前記少なくとも一組の振動パルスを印加することが、前記リセットパルスの少なくとも一部の間に、前記双安定ディスプレイに第１の組の振動パルスを印加することを含んでいる、請求項１４に記載の電子リーディング装置。
【請求項１６】
前記少なくとも一組の振動パルスを印加することが、前記反対の極性の駆動パルスの少なくとも一部の間に、前記双安定ディスプレイに第１の組の振動パルスを印加することを含んでいる、請求項１４に記載の電子リーディング装置。
【請求項１７】
前記少なくとも一組の振動パルスを印加することが、前記リセットパルスと前記反対の極性の駆動パルスとの間の隙間の少なくとも一部の間に、前記双安定ディスプレイに第１の組の振動パルスを印加することを含んでいる、請求項１４に記載の電子リーディング装置。
【請求項１８】
前記少なくとも一組の振動パルスには、少なくとも1つの最初の振動パルスと、少なくとも1つの最後の振動パルスと、が含まれており、
前記少なくとも1つの最初の振動パルスのエネルギーが、前記少なくとも1つの最後の振動パルスのエネルギーよりも大きい、請求項１４に記載の電子リーディング装置。
【請求項１９】
前記制御手段は、前記少なくとも一つの画像遷移が直接的に実現される場合、前記単一駆動パルスの前に前記双安定ディスプレイに第２の組の振動パルスを印加し、前記少なくとも一つの画像遷移が間接的に実現される場合、前記リセットパルスおよび前記反対の極性の駆動パルスの前に、前記双安定ディスプレイに第２の組の振動パルスを印加し、
前記第２の組の振動パルスには、少なくとも1つの最初の振動パルスと、少なくとも1つの最後の振動パルスと、が含まれており、
前記少なくとも1つの最初の振動パルスのエネルギーが、前記少なくとも1つの最後の振動パルスのエネルギーよりも大きい、請求項１４に記載の電子リーディング装置。
【請求項２０】
前記双安定ディスプレイは電気泳動ディスプレイを有する、請求項１４に記載の電子リーディング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に、電子ブックおよび電子新聞などの電子リーディングデバイスに関し、もっと詳細には、ディスプレイの画像残留の影響を低減する方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近の技術的進歩によって、多くの可能性をもたらしているｅブックなどの「ユーザフレンドリー」な電子リーディングデバイスが提供されている。例えば、電気泳動ディスプレイは大いに有望である。斯かるディスプレイは固有のメモリ挙動を有しており、電力を消費せずに、比較的長時間の間、画像を保持することができる。ディスプレイが新しい情報でリフレッシュされる又は更新される必要があるときだけ、電力が消費される。したがって、斯かるディスプレイの消費電力は非常に低く、ｅブックおよびｅ新聞などの携帯型ｅリーディングデバイスの用途に適している。電気泳動は、電界が印加された中での帯電粒子の動きを表している。電気泳動が流体中で生じると、粒子は、粒子が受ける粘性抵抗、粒子の帯電状態（永久帯電又は誘導帯電）、流体の誘電特性、および印加された電界の大きさによって主に決まる速度で移動する。電気泳動ディスプレイは双安定ディスプレイであり、この双安定ディスプレイは、画像更新の後に電力を消費することなく画像を実質的に保持するディスプレイである。
【０００３】
斯かる表示装置は、例えば、アメリカのマサチューセッツ州のケンブリッジのＥＩｎｋ社による、１９９９年４月９日に公開された、多色サブ画素を有するフルカラー反射ディスプレイという発明の国際特許出願ＷＯ９９／５３３７３号に記載されている。ＷＯ９９／５３３７３号は、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。一方の基板は透明であり、他方の基板には行列に配された電極が備えられている。表示素子即ち画素は、行電極と列電極との交差部に関連している。表示素子は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いて列電極に結合されており、薄膜トランジスタのゲートは行電極に結合されている。表示素子、ＴＦＴトランジスタ、並びに行電極および列電極の構造は、協働して、アクティブマトリックスを形成する。さらに、表示素子は画素電極を有している。行ドライバは表示素子の行を選択し、列ドライバ即ちソースドライバは、列電極およびＴＦＴトランジスタを介して、選択された行の表示素子にデータ信号を供給する。データ信号は、テキスト又は図などの表示されるべき映像データに対応する。
【０００４】
画素電極と透明基板の共通電極との間に、電子インクが備えられている。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を有する。１つの方法では、各マイクロカプセルは、液体支持媒体又は流体中に懸濁する、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。正の電界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、透明基板に向いている側へと移動し、観測者は白の表示画素が見える。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、観測者から見えないようになる。負の電界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、透明基板に向いている側の共通電極に移動し、表示画素は観測者に黒く見える。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、観測者から見えないようになる。電界が取り除かれると、表示装置は粒子の移動により得られた状態を保ち、双安定性を示す。別の方法では、粒子は染色された液体に備えられている。例えば、黒の粒子を白の液体中に備えてもよく、又は白の粒子を黒の液体中に備えてもよい。または、他の着色粒子を異なる色の液体に備える、例えば、白の粒子を青の液体中に備えてもよい。
【０００５】
帯電した黒および白の粒子が電界中を動き回る媒体に、空気などの他の流体を使用することもできる（例えば、Bridgestone SID2003 - Symposium on Information Displays May 18-23, 2003, - digest 20.3参照）。着色粒子を使用することもできる。
【０００６】
電子ディスプレイを形成するために、回路の層に積層されるプラスチックフィルムのシートに電子インクをプリントすることができる。この回路は、ディスプレイドライバによって制御できる画素のパターンを形成する。マイクロカプセルは液体支持媒体に懸濁しているので、既存のスクリーンプリントプロセスを使用して、マイクロカプセルを、ガラス、プラスチック、布、および紙などのほぼ任意の表面にプリントすることができる。更に、フレキシブルシートを使用すると、通常の本の外観とほぼ同じである電子リーディングデバイスの設計が可能である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、電気泳動ディスプレイにしばしば画像残留効果が見られるという問題がある。
【０００８】
本発明は、ディスプレイの画像残留効果を低減する方法および装置を提供することによって、この問題に対処する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の特定の態様では、双安定ディスプレイを駆動する方法には、少なくとも一つの画像遷移に対して、少なくとも一つの画像遷移を、単一駆動パルスによって直接的に、又はリセットパルスとその後に続く反対の極性の駆動パルスとによって間接的に実現するサイクリックレール安定化駆動(cyclick rail-stabilized driving)を用いて前記双安定ディスプレイを駆動するステップと、前記少なくとも１つの画像遷移が間接的に実現される場合、少なくとも１組の振動パルスを前記双安定ディスプレイに印加するステップと、が含まれている。
【００１０】
関連する電子リーディング装置およびプログラム記憶デバイスも提供される。
【００１１】
全ての図において、対応する部分は、同じ符号が付されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１および図２は、第１の基板８と、第２の対向基板９と、複数の画素２と、を有する電子リーディング装置の表示パネル１の一部の実施例を示す。画素２は、二次元構造に、略直線に沿って配されている。理解しやすいように、画素２は、互いに間隔を置いて離れて示されているが、実際は、画素２は、連続する画像を形成するように、互いに非常に接近している。更に、全表示画面の一部のみが示されている。ハニカム配列などの画素の他の配列が可能である。帯電粒子６を有する電気泳動媒体５は、基板８と９との間に存在している。第１の電極３および第２の電極４は、各画素２に関連したものである。電極３および４は、電位差を受け取ることができる。図２では、各画素２に対して、第１の基板は第１の電極３を有し、第２の基板９は第２の電極４を有している。帯電粒子６は、電極３および４のいずれかの近くの位置又は電極３および４の中間の位置を占めることができる。各画素２の外観は、電極３と４との間の帯電粒子６の位置によって決定される。電気泳動媒体５は、それ自体は、例えば、米国特許５，９６１，８０４号、米国特許６，１２０，８３９号、および米国特許６，１３０，７７４号から既知であり、例えば、ＥＩｎｋ社から入手できる。
【００１３】
一例として、電気泳動媒体５は、白の液体に、負に帯電した黒の粒子６を含んでいる。例えば＋１５ボルトの電位差によって帯電粒子６が第１の電極３の近くにあるとき、画素２の外観は白である。例えば−１５ボルトの反対の極性の電位差によって帯電粒子６が第２の電極４の近くにあるとき、画素２の外観は黒である。帯電粒子６が電極３と４との間に存在するとき、画素は黒と白との間のグレーレベルのような中間の外観を有する。特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）１００が各画素２の電位差を制御して、全表示画面に、所望の映像（例えば画像および／又はテキスト）が作り出される。全表示画面は、ディスプレイのピクセルに対応する多数の画素から構成される。
【００１４】
図３は、電子リーディング装置の概要を概略的に示す。電子リーディング装置３００は表示ＡＳＩＣ１００を含んでいる。例えば、ＡＳＩＣ１００には、フィリップス社の「Apollo」ＡＳＩＣ E-ink表示コントローラを使用することができる。表示ＡＳＩＣ１００は、アドレス回路３０５を介して、電気泳動スクリーンなどの１つ以上の表示画面３１０を制御し、所望のテキスト又は画像が表示されるようにする。アドレス回路３０５は駆動集積回路（ＩＣ）を含んでいる。例えば、表示ＡＳＩＣ１００は、アドレス回路３０５を通じて、表示画面３１０の異なる画素に、電圧波形を供給する。アドレス回路３０５は、特定の画素をアドレスするために、行および列などの情報を供給し、所望の画像又はテキストが表示されるようにする。更に以下に記載されるように、表示ＡＳＩＣ１００は、連続するページを、異なる行および／又は列から始まるように表示する。画像データ又はテキストデータは、１つ以上の記憶デバイスを表すメモリ３２０に記憶することができる。一例はフィリップスエレクトロニクスのスモールフォームファクタ光学（ＳＦＦＯ）ディスクシステムであり、他のシステムでは、不揮発性フラッシュメモリを利用できる。電子リーディング装置３００は、リーディング装置コントローラ３３０又はホストコントローラを更に含んでおり、これは、ネクストページ（next page）コマンド又はプリビアスページ（previous page）コマンドなどのユーザコマンドを開始するユーザ作動型ソフトウェア又はハードウェアボタン３２２に応答する。
【００１５】
リーディング装置コントローラ３３０は、ソフトウェア、ファームウェア、マイクロコードなどの任意の形式のコンピュータコードデバイス（computer code device）を実行して本明細書に記載された機能を実現するコンピュータの一部であってもよい。したがって、斯かるコンピュータコードデバイスを有するコンピュータープログラムプロダクトを、当業者に明らかな方法で提供してもよい。リーディング装置コントローラ３３０は更にメモリ（図示せず）を有しいてもよく、このメモリは、リーディング装置コントローラ３３０又はコンピュータなどのマシーンによって実行可能なプログラムの命令を具体的に実現して本明細書に記載された機能を実現する方法を実行するプログラム記憶デバイスである。斯かるプログラム記憶デバイスは、当業者に明らかな方法で備えることができる。
【００１６】
表示ＡＳＩＣ１００は、電子ブックの表示領域に、例えば、ｘページ表示される度に、ｙ分ごとに（例えば１０分）、電子リーディング装置３００が最初にオンになるときに、および／又は輝度のずれが所定の値（例えば、反射率で３％）よりも大きい場合に、定期的に強制的にリセットするロジックを有していてもよい。自動リセットの場合には、許容可能な周波数は、許容可能な画質を与える最小周波数に基づいて、経験的、実験的に決定できる。また、リセットは、例えば、ユーザが電子リーディング装置を読み始めるとき、又は画質が許容できないレベルに低下しているときに、機能ボタン又は他のインターフェースデバイスを介してユーザによって手動で行うことができる。
【００１７】
更に以下に記載されているように、ＡＳＩＣ１００は、メモリ３２０に記憶された情報に基づいて表示画面３１０を駆動するために、表示アドレス回路３０５に命令を供給する。
【００１８】
本発明は、任意の型式の電子リーディング装置に使用することができる。図４は、２つの別個の表示画面を有する電子リーディング装置４００の一つの可能な例を示す。具体的には、第１の表示領域４４２は第１の画面４４０に備えられ、第２の表示領域４５２は第２の画面４５０に備えられている。表示画面４４０および４５０は、これら画面を平らに折り畳む又はこれら画面を開いて平らにできるようにする結合部４４５によって接続することができる。この構造により、通常の本を読むときの慣れた動作が忠実に再現されるので、この構造は望ましい構造である。
【００１９】
ユーザがページフォワード（page forward）コマンド、ページバックワード（page backward）コマンドなどを行うことができるように、種々のユーザインタフェース装置を備えてもよい。例えば、電子リーディング装置のページ間を移動するために、第１の領域４４２に、マウス若しくは他のポインティングデバイス、タッチ起動、ＰＤＡペン、又は他の既知の技術を用いて起動することができるオンスクリーンボタン４２４が含まれていてもよい。ページフォワード・コマンドおよびページバックワード・コマンドに加えて、同じページ内で上下にスクロールする機能を備えてもよい。その代わりに、又はそれに加えて、ハードウェアボタン４２２を備えて、ユーザがページフォワード・コマンドおよびページバックワード・コマンドを与えることも可能である。第２の領域４５２も、オンスクリーンボタン４１４および／又はハードウェア・ボタン４１２を含んでいてもよい。表示領域が縁なしでもよければ、第１および第２の領域４４２、４５２の周囲の縁は不要である。ボイスコマンド（voice command）インターフェースなどの他のインタフェースを使用することもできる。ボタン４１２、４１４；４２２、４２４は両方の表示領域に必要ではないことに注意すべきである。すなわち、一組のページフォワード・ボタンおよびページバックワード・ボタンを備えてもよい。または、ページフォワード・コマンドとページバックワード・コマンドとの両方を実行するのに、ロッカースイッチなどの１個のボタン又は他のデバイスを作動してもよい。機能ボタン又は他のインタフェースデバイスを備えてユーザが手動でリセットすることも可能である。
【００２０】
他の可能な設計では、電子ブックは、一度に１ページを表示する１個の表示領域を有する１個の表示画面を備えている。または、１個の表示画面を、例えば水平に又は垂直に配される複数の表示領域に分割してもよい。さらに、複数の表示領域が使用される場合、連続するページを所望の順序で表示することができる。例えば、図４では、１ページ目を表示領域４４２に表示することができ、２ページ目が表示領域４５２に表示される。ユーザが次のページを見ることを要求する場合、２ページ目を第２の表示領域４５２に表示しまままで、１ページ目に代えて３ページ目を第１の表示領域４４２に表示することができる。同様に、４ページ目を第２の表示領域４５２に表示すること等ができる。別の方法では、ユーザが次のページを見ることを要求する場合、１ページ目に代えて３ページ目が第１の表示領域４４２に表示され、２ページ目に代えて４ページ目が第２の表示領域４５２に表示されるように、両方の表示領域が更新される。１つの表示領域が使用される場合、１ページ目が表示され、ユーザが次のページコマンドを入力すると２ページ目が１ページ目に上書きされる。ページバック（page back）コマンドでは、この処理を逆に実行することができる。さらに、この処理は、文字を右から左に読むヘブライ語などの言語、および文字を行方向の他に列方向に読む中国語などの言語にも等しく適用可能である。
【００２１】
更に、ページ全体が表示領域に表示される必要はない点に注意すべきである。ページの一部を表示し、当該ページの他の部分を読むためにユーザが上方、下方、左方、又は右方にスクロールすることを可能にするスクロール機能を備えることができる。ユーザがテキスト又は画像のサイズを変化させることができるように拡大機能および縮小機能を備えてもよい。これは、例えば、視力が悪いユーザには好ましいことである。
【００２２】
解決すべき問題
電気泳動ディスプレイのグレーレベルは、画像履歴、ドウェル時間、温度、湿気、および電気泳動ホイルの横方向の不均一性などの要因の影響を強く受ける。グレーレベルを常に基準の黒状態又は基準の白状態（２つのレール）から実現するレール安定化方法を用いて、正確なグレーレベル又は他のカラーレベルを実現できることが証明されている。さらに、ｄｃ−バランスの取れた駆動を行うために、サイクリックレール安定化グレースケール（Ｃ−ＲＳＧＳ）の考えが最近導入されており、これは図５に示されている。この考えは、２００３年７月２４日のアメリカ特許出願公報２００３／０１３７５２１号で更に説明されている。
【００２３】
図５は、サイクリックレール安定化駆動方式を示す。Ｃ−ＲＳＧＳ方法では、インク又は他の双安定材料は、画像シーケンスにかかわらず、図５の矢印で示すように、２つの極光学状態、即ち完全な黒と完全な白（２つのレール）との間で常に同じ光学経路をたどらなければならない。この例では、ディスプレイは異なる４つの光学状態、即ち黒（Ｂ）、ダークグレー（Ｇ１）、ライトグレー（Ｇ２）、および白（Ｗ）を有する。中心点（ＭＰ）に交差することが必要とされない画像遷移は直接的に実現されるが、中心点（ＭＰ）に交差することが必要な画像遷移は、反対のレールにリセットされ、続いて極性が反対の駆動パルスによって、間接的に実現される。例えば、Ｂ（点５００）からＧ１（点５０５又は点５２５）への遷移、Ｇ１（点５０５又は点５２５）からＷ（点５１０又は点５３０）への遷移、Ｗ（点５１０又は点５３０）からＧ２（点５１５又は点５３５）への遷移、およびＧ２（点５１５又は点５３５）からＢ（点５２０又は点５４０）への遷移は、単一の駆動パルスをディスプレイに印加して粒子を矢印の方向に移動させることによって、直接的に実現される。
【００２４】
一方、例えば、Ｂ（点５００、点５２０、若しくは点５４０）又はＧ１（点５０５若しくは点５２５）から、Ｇ２（点５１５若しくは点５３５）への遷移は、開始点、Ｇ１（点５０５又は５２５）とは反対側のレールを介して、間接的に実現される。この場合、リセットパルスが、粒子を反対のレールＷ（点５１０又は５３０）に移動させるように印加され、極性が反対の次の駆動パルスが、粒子を最終的な状態Ｇ２（点５１５又は５３５）に移動させるように印加される。間接的に実現される他の種々の遷移も明白であり、例えば、Ｂ（点５００）からＢ（点５２０）、Ｇ１（点５０５）からＢ（点５２０）、並びにＧ２（点５１５）から、Ｇ１（点５２５）、Ｗ（点５３０）およびＧ２（点５３５）である。対応する駆動波形は、代表的な画像遷移に関する図６に概略的に示されている。
【００２５】
図６は、第２の振動パルス（Ｓ２）が、単一駆動パルス（Ｄ１）の前におよびリセットパルス（Ｒ）の前に印加されており、リセットパルス（Ｒ）の後に反対の極性の駆動パルス（Ｄ２）が後続する代表的な遷移用の波形の一例を示す。図７に関連して、第１の振動パルス（Ｓ１）を説明する。Ｇ１への遷移に対して異なる３つの画像履歴、例えば、ＢからＧ１、Ｇ２からＧ１、およびＷからＧ１、が示されている。簡単のために、ドウェル時間および画像履歴の影響を受けない理想インク材料を有するディスプレイに対するパルス幅変調（ＰＷＭ）駆動方式が示されている。しかし、電圧変調駆動方式又はＰＷＭとＶＭとの組合せなどの他の駆動方式を使用することができる。水平軸上の画像状態Ｂ、Ｇ１、Ｇ２、Ｇ１、Ｂ、Ｗ、およびＧ１は、図５のサイクリックレール安定化駆動方式を用いて実現される。したがって、Ｂ（例えば点５００）からＧ１（例えば点５０５）への遷移は、持続時間ｔ１の単一駆動パルス（Ｄ１）を印加することによって、直接的に実現される。Ｇ１（例えば点５０５）からＧ２（例えば点５１５）への遷移は、持続時間ｔ２のリセットパルス（Ｒ）を印加することによってディスプレイをＧ１（点５０５）からＷ（点５１０）に駆動し、続いて、持続時間ｔ３の反対の極性の駆動パルス（Ｄ２）を印加してディスプレイをＷ（点５１０）からＧ２（点５１５）に駆動することによって、レールＷ（例えば、点５１０）を介して間接的に実現できる。リセットパルス（Ｒ）および駆動パルス（Ｄ２）の持続時間は、ディスプレイの粒子が新しいグレースケール状態に到達するのに移動しなければならない距離に比例する。例えば、Ｇ１（点５０５）からＷ（点５１０）までの距離が、Ｗ（点５１０）からＧ２（点５１５）までの距離の２倍であるので、ｔ２はｔ３の持続時間の２倍である。上記の２つの光学状態の間の距離は、２つの状態の間の輝度差として理解すべきである。
【００２６】
Ｇ２（点５１５）からＧ１（点５２５）への遷移も、持続時間ｔ４のリセットパルス（Ｒ）を印加することによってディスプレイをＧ２（点５１５）からＢ（点５２０）に駆動し、続いて、持続時間ｔ５の反対の極性の駆動パルス（Ｄ２）を印加してディスプレイをＢ（点５２０）からＧ１（点５２５）に駆動することによって、レールＢ（例えば、点５２０）を介して間接的に実現される。Ｇ１（点５２５）からＢ（点５４０）への遷移も、持続時間ｔ６のリセットパルス（Ｒ）を印加することによってディスプレイをＧ１（点５２５）からＷ（点５３０）に駆動し、続いて、持続時間ｔ７の反対の極性の駆動パルス（Ｄ２）を印加してディスプレイをＷ（点５３０）からＢ（点５４０）に駆動することによって、レールＷ（例えば、点５３０）を介して間接的に実現できる。この場合、ｔ７の持続時間はｔ６の持続時間の１．５倍である。
【００２７】
Ｂ（点５４０、言い換えると点５００）からＷ（点５１０）への遷移は、持続時間ｔ８の単一の駆動パルス（Ｄ１）を印加してディスプレイをＢ（点５００）からＷ（点５１０）に駆動することによって、直接的に実現される。最後に、Ｗ（点５１０）からＧ１（点５２５）への遷移は、持続時間ｔ９のリセットパルス（Ｒ１）を印加することによってディスプレイをＷ（点５１０）からＢ（点５２０）に駆動し、続いて、持続時間ｔ１０の反対の極性の駆動パルス（Ｄ２）を印加してディスプレイをＢ（点５２０）からＧ１（点５２５）に駆動することによって、レールＷ（点５２０）を介して間接的に実現される。この場合、ｔ９の持続時間はｔ１０の持続時間の３倍である。
【００２８】
画像遷移のサイクル特性によって、時間×電圧で表される１つ以上の連続する負のパルスの全エネルギーは、１つ以上の連続する次の正のパルスの全エネルギーと同じである。例えば、現在の画像が、図６の水平軸の一番左側の黒の状態（Ｂ）であり、表示されるべき次の画像がダークグレー（Ｇ１）である場合、全パルス幅の１／３の持続時間ｔ１の負の駆動パルス（Ｄ１）が印加される。待ち期間又はドウェル時間の後、画素に画像状態Ｇ２を表示する。全パルス幅の２／３の持続時間ｔ２の負のリセットパルス（Ｒ）が使用され、直後に、全パルス幅の１／３の持続時間ｔ３の正の駆動パルス（Ｄ２）が続く。次に、別のドウェル時間の後に、Ｇ１状態を表示する。全パルス幅の２／３の持続時間ｔ４の正のリセットパルス（Ｒ）が使用され、直後に、全パルス幅の１／３の持続時間ｔ５の負の駆動パルス（Ｄ２）が続く。インク又は他の双安定材料は、ｔ１＋ｔ２＝ｔ３＋ｔ４＝ｔ５＋ｔ６＝ｔ７＝ｔ８＝ｔ９...となるように、図５に示す矢印の方向をたどる。このようにして、ＰＷＭ駆動が適用され、理想インクが使用されると、ＤＣバランスの取れた駆動が実現される。ＶＭ又はＰＷＭとＶＭとの組合せなどの他の駆動方式が使用され、インクが理想的なものではない場合、ＤＣバランスはインパルスポテンシャル理論（impulse potential theory）に従って実現される。この場合、ディスプレイを中間状態から一組の任意の状態を介して初期状態へと運ぶ全ての組の画像遷移に対して正味のインパルスが無いように、波形が構成される。
【００２９】
図６において、各遷移の前に、画像残留効果を低減するのに役立つ振動パルス（Ｓ２）が供給されていることにも注意すべきである。振動パルスは、参照によって本明細書に組み込まれる２００２年５月２４日に出願された「表示装置」という発明の同時係属中のヨーロッパ特許出願０２０７７０１７．８（整理番号ＰＨＮＬ０３０４４１）（又は、２００３年９月２５日に公開されたＷＯ０３／０７９３２４号（整理番号ＰＨＮＬ０２０４４１）の「電気泳動アクティブマトリックス表示装置」）に説明されている。振動パルスはハードウェア振動パルス又はソフトウェア振動パルスとすることができる。ハードウェア振動パルスはディスプレイの全ての画素に一斉に印加され、ソフトウェア振動パルスは一つ以上の特定の画素に印加される。
【００３０】
図６に示される波形によって、遷移マトリックスの大きさおよびドウェル時間の影響がかなり小さくなるが、画像残留の影響をさらに低減することが望ましい。また、黒状態および白状態の精度と絶対レベルとの両方を向上させ、エンドユーザにより良い外観を示すことが望ましい。
【００３１】
提案された解決策
本発明によれば、サイクリックレール安定化駆動方式を用いたアクティブマトリックス電気泳動ディスプレイなどの双安定ディスプレイの画像残留を低減しコントラスト比を増加させる技術が提案されている。本発明の一態様では、間接遷移を使用する波形に、追加の組の振動パルスが加えられる。この波形は、インク又は他の双安定材料を、２つの極光学状態、例えば黒と白、のうちの一方の状態にする電圧パルスを有する。振動パルスは、粒子を現在の位置から解放するには十分なエネルギーであるが、粒子を現在の位置から極位置のうちの一方の極位置に移動させるには不十分なエネルギーを表す電圧パルスである。振動パルスはハードウェア振動パルスおよび／又はソフトウェア振動パルスとすることができる。これらの追加の振動パルスは、波形のグレースケール駆動パルスの部分の前に印加することができる。追加の振動パルスのタイミングは融通性があり、リセットパルス（Ｒ）の後、次の駆動パルス（Ｄ２）の完了前であれば、どのタイミングでも発生させることができる。例えば、一組の振動パルスを、リセットパルスの間、駆動パルスの間、および／又は、リセットパルスと駆動パルスとの間に隙間があれば当該隙間に、発生させることができる。一組の振動パルスを、リセットパルスと駆動パルスとの両方、又はこれらのパルスの一部にまで延在させることができる。別の可能な方法では、第１の組の振動パルスをリセットパルスの間に発生させ、第２の組の振動パルスを駆動パルスの間に発生させる。本発明の別の可能な態様では、直接遷移に使用される単一パルス波形に、追加の組の振動パルスが加えられる。
【００３２】
図７は、第１の振動パルス（Ｓ１）が印加された図６の波形の一例を示す。この方法では、グレースケール駆動波形、特に、２つの極光学状態（即ち、黒と白）のうちの一方の状態を介したグレースケール遷移の波形に、第１の組の振動パルス（Ｓ１）が加えられる。２つのレールの一方を介した画像遷移、例えば、間接遷移に対して、第１の振動パルス（Ｓ１）がグレースケール駆動パルスの前に加えられる。これらの振動パルスは、画像残留をかなり低減させ、コントラスト比をかなり高くする。振動パルスの数および持続時間／エネルギーは制限されるものではないが、光学フリッカーを最小にしながら性能を最適にする目的で選択されなければならない。一組の振動パルスの典型的な数は、例えば、１〜１０とすることができる。振動パルスの典型的なパルス時間は、約１０ｍｓとすることができる。サイクル規則に従って、ダークグレーから黒への遷移、およびライトグレーから白への遷移は、反対のレールを介して実現される。したがって、これらの遷移は、全ての遷移の中で最も長い時間がかかる。したがって、全画像更新時間の制約により、黒のレールから白のレールへの遷移に必要な時間であるスーパーフレーム時間が長すぎないことが勧められる。例えば、通常３００ｍｓのスーパーフレーム時間を使用すると、ディスプレイは完全な黒状態および／又は完全な白状態に到達できない。一組の振動パルス（Ｓ１）を導入すると、インクの動きが速くなり、コントラストが高くなる。
【００３３】
特に、間接遷移を行うために、第１の振動パルス（Ｓ１）を、リセットパルス（Ｒ）および／又は次の駆動パルス（Ｄ２）の少なくとも一部の間に印加することができる。１つの可能な方法では、第１の振動パルス（Ｓ１）は、リセットパルス（Ｒ）の終わりの部分の間（例えば終了時）および駆動パルス（Ｄ２）の直前に印加される。例えば、Ｇ１からＧ２への遷移、即ち、図７の水平軸の左側の第２および第３の状態は、持続時間ｔ２の第１の負のリセットパルス（Ｒ）、それに続く持続時間ｔ３の第２の正の駆動パルス（Ｄ２）を印加することによって、間接的に実現される。第１の振動パルス（Ｓ１）は、リセットパルス（Ｒ）の後半の間に印加される。図示される例では、第２の振動パルス（Ｓ２）のエネルギーは、第１の振動パルス（Ｓ１）のエネルギーよりもわずかに大きい。しかし、例えば、第１の振動パルスと第２の振動パルスのエネルギーが同じである他の方法が可能である。
【００３４】
１つの可能な変形例では、リセットパルス（Ｒ）と次の駆動パルス（Ｄ２）とが、時間ギャップによって分離されている。この時間ギャップの間に振動パルスを供給することができる。別の可能性では、一組の振動パルスが、１つ以上のリセットパルス（Ｒ）、駆動パルス（Ｄ２）、および時間ギャップの間に印加される。別の可能性では、一組の振動パルスがリセットパルス（Ｒ）の間に印加され、別の組の振動パルスが駆動パルス（Ｄ２）の間に印加される。他の変形例が可能である。
【００３５】
図８は、第２の振動パルスがエネルギーが変化するパルスを有している場合の図７の波形の一例を示す。一般に、振動パルスは、異なるエネルギー、例えば変化する持続時間、を伴なう個々のパルスを有することができる。１つの方法では、例えば一群の又は一組の振動パルスにおいて、一つ以上の最初の振動パルスが一つ以上の次の最後の振動パルスよりも高いエネルギーを有している。つまり、各振動パルスのエネルギーは、パルスの数が増加するに伴なって減少する関数である。例えば、一組の振動パルスのうちの最初の振動パルスが最も高いエネルギーを有し、当該組の振動パルスのうちの最後の振動パルスが最も低いエネルギーを有する。この方法は、振動パルスＳ１およびＳ２の一方又は両方に対して使用することができる。このようにして、フリッカの視認性を増大させることなく、ドウェル時間、画像履歴、および画像残留の影響が最小になる。また、もっと白っぽい白状態、およびもっと黒っぽい黒状態が得られ、これはユーザにとって望ましい。
【００３６】
図示された例では、修正された振動パルス（Ｓ３）には、一組の振動パルス内でエネルギーが変化する個々の振動パルスが含まれる。修正された振動パルス（Ｓ３）は、一組の振動パルス（例えば４個の振動パルス）を含んでおり、与えられている組では、最初の振動パルス、例えばパルス８１０および８１５は、最後の振動パルス、例えばパルス８２０および８２５よりも長いパルス時間／エネルギーを有している。一組の振動パルスの後の方のパルスに、最初の方のパルスと比べて小さいエネルギーを与えると、有利であることが証明された。実際、一組の振動パルス（Ｓ３）内の最初の振動パルスが最後の振動パルスよりも長い持続時間を有している場合、最初の振動パルスのパルス時間が長いことによって、最後の振動パルスがフリッカを低減するのと同じ効果を有するが、ドウェル時間、画像履歴、および画像残留の影響は、もっと効果的に低減され、コントラスト比は増大することが実験的に立証された。
【００３７】
しかし、一組のパルスのうちの後の方の振動パルスに、前の方の振動パルスに比べて大きなエネルギーが与えられるなどの他の変形例も可能である。一組の連続するパルスが、高、低、高、低のエネルギー分布、又は高、低、低、高のエネルギー分布、又は低、高、高、低のエネルギー分布、などを有することも可能である。各個々のパルスは異なるエネルギーを有することができ、又は、２つ以上のグループが同じエネルギーを有するが、他のグループは異なるエネルギーを有すること、などが可能である。さらに、幾つかの組の振動パルスはエネルギーが異なる別々のパルスを有するが、他の組のパルスはエネルギーが同じである別々のパルスを有することができる。
【００３８】
上記の例では、本発明を説明するのに、各波形においてパルス時間が変化するが電圧振幅が一定に保持されるパルス幅変調（ＰＷＭ）駆動が使用されていることに注意されたい。しかし、本発明は、他の駆動方式（例えば、各波形においてパルス電圧振幅が変化する電圧変調駆動（ＶＭ）に基づいた方式、又はＰＷＭ駆動とＶＭ駆動との組合せに基づいた方式）も適用可能である。本発明は、カラー双安定ディスプレイにも適用可能である。また、電極構造は限定されない。例えば、トップ／ボトム電極構造、ハニカム構造、又はＩＰＳ（in-plane-switching）とＶＳ（vertical switching）との他の組合せを使用してもよい。さらに、本発明は、パッシブマトリックス電気泳動ディスプレイおよびアクティブマトリックス電気泳動ディスプレイで実現することができる。実際、本発明は、画像更新後に画像がディスプレイ上に実質的に残留している間において電力を消費しない双安定ディスプレイで、実現することができる。また、本発明は、例えばタイプライターモードのある、単一ウインドウ・ディスプレイとマルチウィンドウ・ディスプレイとの両方に適用可能である。
【００３９】
本発明の好ましい実施例であると思われるものが示され、記載されているが、もちろん、本発明の精神を逸脱すること無く、形式又は細部の種々の修正および変形が簡単に行えることが理解される。したがって、本発明は、記載され図示されている形式に限定されるのではなく、添付された特許請求の範囲内に入る全ての修正例を含むと解釈されるべきであることが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】電子リーディングデバイスの表示画面の一部の実施例の正面図を概略的に示す。
【図２】図１の２−２に沿う断面を概略的に示す。
【図３】電子リーディングデバイスの概要を概略的に示す図である。
【図４】対応する表示領域を有する２つの表示画面を概略的に示す図である。
【図５】サイクリックレール安定化駆動方式を図示する。
【図６】振動パルスがリセットパルスの前に印加されている代表的な遷移の波形の一例を示す図である。
【図７】図６の例の波形において振動パルスがリセットパルスの間に印加されている波形を示す図である。
【図８】図７の例の波形において振動パルスがエネルギーの変化するパルスを含んでいる波形を示す図である。
【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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【国際調査報告】
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