(57)【要約】  システムは、電気泳動ディスプレイ（１０）を駆動するための方法を実施する。最初に、システムは、画像情報（１４）を受け取るとともに、受け取った画像情報から複数の対称データフレーム（７０）を生成する。対称データフレームは、対称ピクセルデータ（７２）と略対称データフレーム時間（７４）とを含んでいる。その後、システムは、対称ピクセルデータと略対称データフレーム時間とに基づいて電気泳動ディスプレイ（１０）をアドレス指定する。
2007505348.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
垂直方向のクロストークを減少しつつ電気泳動ディスプレイを駆動する方法であって、
画像情報を受け取り、
受け取った前記画像情報から複数の対称データフレームを生成し、前記対称データフレームは、対称ピクセルデータと略対称データフレーム時間とを含み、
前記対称ピクセルデータと前記略対称データフレーム時間とに基づいて、前記電気泳動ディスプレイをアドレス指定する、
ことを含む方法。
【請求項２】
生成された前記対称データフレームは、画像従属対称データフレームを含んでいることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記データフレーム時間は、垂直方向のクロストークを最小限に抑制するように対称的であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記対称データフレーム時間は、駆動波形の画像従属部分の中間点に向かって減少することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記対称データフレーム時間は、駆動波形の画像従属部分の中間点に向かって増大することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記対称データフレーム時間は、駆動波形の画像従属部分の中間点に対して対称に配置されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記対称データフレームは、駆動波形内に複数回挿入されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
グレースケール精度が高くなるように前記対称データフレームの前記対称データフレーム時間を調整することを更に含む請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記電気泳動ディスプレイを所定の光学的状態にリセットすることを更に含む請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
複数の画像独立対称データフレームを用いて前記電気泳動ディスプレイがリセットされ、前記対称データフレームが対称ピクセルデータと対称データフレーム時間とを含んでいることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
更なる対称データフレームを用いて前記電気泳動ディスプレイを更新することを更に含む請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
電気泳動ディスプレイを駆動するためのシステムにおいて、
バックプレーン上に配置された電気泳動ピクセル配列と、
受け取った前記画像情報から複数の対称データフレームを生成する手段であって、前記対称データフレームが対称ピクセルデータと略対称データフレーム時間とを含んでいる手段と、
前記対称ピクセルデータと前記略対称データフレーム時間とに基づいて前記電気泳動ピクセル配列をアドレス指定する手段と、
を備えていることを特徴とするシステム。
【請求項１３】
グレースケール精度が高くなるように前記対称データフレームの前記対称データフレーム時間を調整するための手段を更に備えていることを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記電気泳動ディスプレイを所定の光学的状態にリセットするための手段を更に備えていることを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
【請求項１５】
更なる対称データフレームを用いて前記電気泳動ディスプレイを更新するための手段を更に備えていることを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
【請求項１６】
バックプレーン上に配置された電気泳動ピクセル配列と、
前記電気泳動ピクセル配列の横列に対して電気的に接続された横列ドライバと、
前記電気泳動ピクセル配列の縦列に対して電気的に接続された縦列ドライバと、
前記横列ドライバ及び前記縦列ドライバに対して電気的に接続されたコントローラと、
を備え、
前記コントローラは、受け取った画像情報から複数の対称データフレームを生成し、前記対称データフレームは、対称ピクセルデータと略対称データフレーム時間とを含み、
前記コントローラは、前記対称ピクセルデータと前記略対称データフレーム時間とに基づいて電気泳動ディスプレイをアドレス指定することにより、前記電気泳動ピクセル配列内の少なくとも一つの電気泳動ピクセルを駆動する、
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】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、概して電気泳動ディスプレイに関し、特に、電気泳動ピクセルからなるマトリクスの駆動に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気泳動ディスプレイ媒体は、視認可能なテキスト又は画像の形式でデジタル情報を記憶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、一般に、分極された又は帯電された粒子の印加電場内での移動を特徴としており、色の明るさや暗さ等の少なくとも一つの光学的特性が異なる第１及び第２の表示状態を表示素子が有する双安定なものである。最近開発された電気泳動ディスプレイにおいて、表示状態は、限られた持続時間の電子パルスによりマイクロカプセルに入れられた電子インク中の粒子が一つの状態又は他の状態へ駆動された後に生じ、駆動状態は、駆動電圧が除去された後においても持続する。そのようなディスプレイは、良好な輝度及びコントラスト、幅広い視角、二つ以上の状態における状態安定性、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）と比べて低い電力消費量という属性を有することができる。マイクロカプセルがセルロース相又はゲル状相と液相とを収容し又は二つ以上の非混合流体を収容する典型的な電気泳動ディスプレイは、２０００年５月２３日に発行されたアルバート（Ａｌｂｅｒｔ）等による米国特許第６，０６７，１８５号（特許文献１参照）の「Ｐｒｏｃｅｓｓ  ｆｏｒ  Ｃｒｅａｔｉｎｇ  ａｎ  Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｅｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｔｉｃ  Ｄｉｓｐｌａｙ」及び２０００年１月２５日に発行されたアルバート（Ａｌｂｅｒｔ）等による米国特許第６，０１７，５８４号（特許文献２参照）の「Ｍｕｌｔｉ−Ｃｏｌｏｒ  Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｔｉｃ  Ｄｉｓｐｌａｙｓ  ａｎｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  ｆｏｒ  Ｍａｋｉｎｇ  ｔｈｅ  Ｓａｍｅ」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るとともに、ディスプレイの前面又は背面上に配置されたアクティブマトリクスを駆動することによりアドレス指定され得る。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スを正確に書き込むために、固有のアドレス指定方式、例えばピクセル×ピクセルグリッド上の所定の座標を有している。典型的な電気泳動ディスプレイユニットは、一方側に透明な共通電極を有する電気泳動インクからなる層と、横列及び縦列に配置されたピクセル電極を有する基板又はバックプレーンとを備えている。横列と縦列との間の交差は、ピクセル電極と共通電極の一部との間に形成される画像ピクセルに関与している。ピクセル電極はトランジスタのドレインに接続され、トランジスタのソースは縦列電極に対して電気的に結合されるとともに、トランジスタのゲートは横列電極に対して電気的に接続されている。ピクセル電極、トランジスタ、横列電極、縦列電極のこのような配置構成は、協働して一つのアクティブマトリクスを形成する。横列ドライバは、縦列電極及びトランジスタを介して、ピクセルの選択された横列に対してデータ信号を供給する。縦列電極のデータ信号は、表示されるデータに対応しているとともに、横列選択信号と共に、電気泳動ディスプレイ内の一つ又は複数のピクセルを駆動するための駆動信号を形成する。
【０００４】
電子インク又はｅ−インクとも称される電気泳動インクは、透明な共通電極とピクセル電極との間に配置されており、一般に約１０乃至５０ミクロンの直径を有する複数のマイクロカプセルを備えている。白黒ディスプレイの一つの態様において、各マイクロカプセルは、流体中に懸濁されたプラスに帯電した白色粒子及びマイナスに帯電した黒色粒子を含んでいる。透明な共通電極からピクセル電極へとプラスの電場が印加されると、マイナスに帯電した黒色粒子が共通電極へと移動し、ピクセルが観察者に対して更に暗くなる。同時に、プラスに帯電した白色粒子は、バックプレーン上のピクセル電極へと移動し、観察者の視覚から隠れる。
【０００５】
特定の時間にわたってピクセル電極と共通電極との間に駆動電圧を印加すると、一般に、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グレースケールが形成される。従来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おいては、フレーム毎を基本としたパルス幅変調を使用して、三つの電圧レベル、即ち、−１５ボルト、＋１５ボルト、０ボルトを形成してもよい。比較的ゆっくりとしたフレームリフレッシュ速度、例えば８００以上の縦列を有する６００横列ディスプレイにおける２０ミリ秒のフレーム時間は、グレーレベルの数及びグレースケール精度を制限する。尚、グレースケールは、通常、駆動電圧とフレーム時間との積として規定される。ブラックからホワイトへの移行又はホワイトからブラックへの移行における５００ミリ秒程度の比較的長い切り換え時間では、インクを切り換えるために、最大で２５個のデータフレームが必要となる。総てのフレームのそれぞれが同じ固定された持続時間を有しているため、電気泳動ディスプレイユニットの駆動は柔軟性がない。グレーレベル精度及びグレー値の数が限られ、二つのその後のグレー値間の差はむしろ大きい。グレースケール解像度を高めるためには電気泳動ディスプレイにおける高いフレームレートが望ましいため、高いフレームレートを達成するために様々な手法が提案されてきた。
【０００６】
一つの提案された解決策は、可変横列選択時間を高いクロック速度と組み合わせることにより高い可変フレームレートを形成することである。これは、駆動波形全体にわたって同じフレーム周期が使用される場合に有益である。
【０００７】
限られたグレースケール解像度を克服するための他の提案された解決策は、横列遅延可変フレーム時間モードを含めることである。横列遅延可変フレーム時間モードは、例えば一つの特定のフレームに関して直前のフレームにおけるフレーム時間と比べて短いフレーム時間を有することができる横列遅延を使用してフレーム時間を変更する。第１のフレームは、第２のフレームよりもゆっくりとした速度で走査されるため、第１の横列中のピクセルは、第１のフレームの最中に、最後の横列のピクセルよりも長い時間にわたって駆動電圧を維持する。従って、最後の横列のピクセルは、最初の横列のピクセルとは異なるグレーレベルへと移行し得る。このいわゆるクロストーク、即ち、グレーレベルの緩やかな変化は、横列遅延可変フレーム時間モードを使用して駆動されるディスプレイにおいて目に見える。１９９８年１２月８日に付与された米国特許第５，８４７，６８４号（特許文献３参照）のＳｔｒｉｋによる「Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｄｅｖｉｃｅ  ｗｉｔｈ  Ｍｉｒｒｏｒ−Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃａｌ  Ｐｉｘｅｌｓ」に記載されているように、クロストークは、液晶、電気泳動懸濁又はエレクトロクロミック材料を有する様々なタイプのディスプレイにおいて問題であった。
【特許文献１】米国特許第６，０６７，１８５号公報「Ｐｒｏｃｅｓｓ  ｆｏｒ  Ｃｒｅａｔｉｎｇ  ａｎ  Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｅｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｔｉｃ  Ｄｉｓｐｌａｙ」２０００年５月２３日発行、アルバート（Ａｌｂｅｒｔ）等
【特許文献２】米国特許第６，０１７，５８４号公報「Ｍｕｌｔｉ−Ｃｏｌｏｒ  Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｔｉｃ  Ｄｉｓｐｌａｙｓ  ａｎｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  ｆｏｒ  Ｍａｋｉｎｇ  ｔｈｅ  Ｓａｍｅ」２０００年１月２５日発行、アルバート（Ａｌｂｅｒｔ）等
【特許文献３】米国特許第５，８４７，６８４号公報「Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｄｅｖｉｃｅ  ｗｉｔｈ  Ｍｉｒｒｏｒ−Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃａｌ  Ｐｉｘｅｌｓ」１９９８年１２月８日付与、Ｓｔｒｉｋ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
波形の異なる部分において異なるフレーム周期を使用でき、それにより、マイクロカプセル粒子シェイキング又はプレコンディショニングの短い期間にわたって短いフレーム周期を使用して画像履歴の影響を最小限に抑制することができ、一方、ディスプレイのリセットのために長いフレーム周期を使用して少ない電力消費量でデータパルスを印加できることが好ましい。
【０００９】
電気泳動ディスプレイにおける高解像度グレースケール画像は、垂直方向のクロストークを排除するが、多数のグレーレベル及び高いグレースケール精度を必要とする。従って、必要なのは、可変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ための方法及びシステムであって、表示の均一性を高め且つ垂直方向のクロストークの存在を回避するとともに、表示全体において最も短い更新時間を形成し、それにより、最小の電力消費量で最も正確な最大数のグレーレベルを有する画像を与えることができる方法及びシステムである。また、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、画像の所要の均一性、解像度、精度を与えつつ、全画像更新時間を制限するために必要なフレーム数に関して効率的である必要がある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一つの形態は、垂直方向のクロストークを減少しつつ電気泳動ディスプレイを駆動させる方法である。画像情報が受け取られ、受け取られた上記画像情報から複数の対称データフレームが生成される。対称データフレームは、画像従属情報又は画像独立情報を含んでいてもよい。対称データフレームは、対称ピクセルデータと略対称データフレーム時間とを含んでいる。電気泳動ディスプレイは、対称ピクセルデータと略対称データフレーム時間とに基づいてアドレス指定される。
【００１１】
本発明の他の形態は、電気泳動ディスプレイを駆動するためのシステムであって、バックプレーン上に配置された電気泳動ピクセル配列と、受け取った上記画像情報から、対称ピクセルデータと略対称データフレーム時間とを含む複数の対称データフレームを生成する手段と、対称ピクセルデータと略対称データフレーム時間とに基づいて電気泳動ピクセル配列をアドレス指定する手段とを有するシステムである。
【００１２】
本発明の他の形態は、バックプレーン上に配置された電気泳動ピクセル配列と、横列ドライバと、縦列ドライバと、コントローラとを有している。横列ドライバは、電気泳動ピクセル配列の横列に対して電気的に接続されている。縦列ドライバは、電気泳動ピクセル配列の縦列に対して電気的に接続されている。コントローラは、横列ドライバ及び縦列ドライバに対して電気的に接続されている。コントローラは、受け取った画像情報から、対称ピクセルデータと略対称データフレーム時間とを含む複数の対称データフレームを生成する。コントローラは、対称ピクセルデータと略対称データフレーム時間とに基づいて電気泳動ディスプレイをアドレス指定することにより、電気泳動ピクセル配列内の少なくとも一つの電気泳動ピクセルを駆動する。
【００１３】
本発明の前述した形態及び他の形態並びに特徴及び機能は、現在好ましい実施の形態の以下の詳細な説明から添付図面を併せて読むと更に明らかになる。詳細な説明及び図面は、本発明の単なる例示であり、本発明を限定するものではない。本発明の範囲は、添付の請求項及びその等価物によって規定される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
添付図面により本発明の様々な実施の形態を説明する。
【００１５】
図１は、本発明の実施の一形態に係る電気泳動ディスプレイ１０の一部の例示的な断面図である。電気泳動ディスプレイ１０は電気泳動ピクセル配列２０を有しており、この電気泳動ピクセル配列２０は、電気泳動ピクセル２２のアドレス可能な配列又はマトリクスを有している。
【００１６】
典型的な実施の形態において、電気泳動ディスプレイ１０は、バックプレーン３２上に配置された電気泳動インク２４からなる層を備えている。電気泳動インク２４は、一般に電子インク又はｅ−インクと称される幾つかの市販の電気泳動インクのうちの一つを含んでいてもよい。電気泳動インク２４は、例えば、何百万の極めて小さいマイクロカプセルを有する薄い電気泳動膜を含んでいてもよく、上記マイクロカプセル内では、プラスに帯電した白色粒子及びマイナスに帯電した黒色粒子が透明な流体中に懸濁している。他の変形例も可能である。例えば、プラスに帯電した黒色粒子及びマイナスに帯電した白色粒子、一つの極性を有する着色粒子及び反対の極性を有する黒色若しくは白色粒子、又は、白色流体中の着色粒子、又は、ガスを含む流体中の粒子なども可能である。
【００１７】
カプセルに包まれた電気泳動粒子は、所望の方向に電場を印加することにより回転させることができ又は並進させることができる。電気泳動粒子は、印加電場の電気力線に沿って向きを変え又は移動するとともに、電場の方向や強度及び状態を切り換えるために許容される時間に基づいて一つの光学的状態から他の光学的状態へと切り換えることができる。例えば、マイナスの電場がディスプレイに印加されると、白色粒子は、ユーザに見えるようになるマイクロカプセルの上端へと移動する。これにより、上記上端位置において、即ち、マイクロカプセルの外表面において、表面が白く見えるようになる。同時に、電場は、黒色粒子をそれが隠れるマイクロカプセルの下端へと引き寄せる。プロセスを逆にすると、黒色粒子がマイクロカプセルの上端に現れ、それにより、マイクロカプセルの表面においては、表面が暗く見える。駆動電圧が除去されると、所定の画像がディスプレイ表面上に残る。
【００１８】
カラー画像の生成及び表示を可能にするため、電気泳動インク２４は、着色電気泳動材料からなる配列、例えば、マゼンタ、イエロー、シアン電気泳動材料からなる配列、レッド、グリーン、ブルー、ブラック電気泳動材料からなる配列を含んでいてもよい。又は、電気泳動ディスプレイは、黒色及び白色の電気泳動ピクセルの上側に位置されたレッド、グリーン、ブルー等のカラーフィルタからなる配列を有していてもよい。横列及び縦列からなるマトリクスにより、各電気泳動ピクセル２２を個別にアドレス指定してブラック、ホワイト、グレー、又は、他の所定の色等の所望の光学的状態に切り換えることができる。各電気泳動ピクセル２２は、ピクセル要素内の含まれる面積及びマイクロカプセルのサイズとある程度関連する一つ又は複数のマイクロカプセルを含んでいてもよい。
【００１９】
電気泳動インク２４の一方側に位置さ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の上側観察を可能にするインジウムスズ酸化物の等透明な導電材料を含んでいる。共通電極２６をパターン化（パターニング）する必要はない。電気泳動インク２４及び共通電極２６は、ポリエチレンからなる薄い層等の透明な保護層２８により被覆されていてもよい。バックプレーン３２に対して取り付けることができるように、電気泳動インク２４の他方側に接着物質が配置されてもよい。電気泳動インク２４からなる層は、バックプレーン３２に対して糊付けされ、接着され、又は、貼り付け（取り付け）られてもよい。バックプレーン３２は、アクセス可能なピクセル電極からなる配列を有し且つエレクトロニクスを支持するプラスチック、ガラス、セラミック、又は、金属のバッキング層を備えていてもよい。他の実施の形態においては、ピクセル電極及び共通電極が同じ基板上に配置されてもよく、それにより、粒子を面内方向に移動させる面内電場が生成されてもよい。
【００２０】
電気泳動インク２４からなる層がバックプレーン３２に取り付けられると、バックプレーン３２上の個々のピクセル電極３６により、所定の電荷３４を一つ又は複数の電気泳動ピクセル２２上に配置することができる。電荷３４に起因する電場により、電気泳動インク２４が一方の光学的状態から他方の光学的状態へと移行される。電場は、電気泳動インク２４からなる層中の荷電粒子の方向を変え及び／又は移動させるための力を生成し、それにより、テキスト、グラフィックス、画像、写真、他の画像データを示すことができる黒、白、又は、様々な色のカラー表示を行う。例えば、駆動電圧及び関連する電荷３４の大きさ、レベル、場所、タイミングを制御することにより、電気泳動インク２４のグレーの色調又は特定の色を得ることができる。
【００２１】
電気泳動インク２４のアドレス指定は、駆動電圧を一つ又は複数のピクセル電極３６に対して印加して、このピクセル電極上に所定量の電荷３４を配置するとともに、電気泳動インク２４を所望の光学的状態へ切り換えることにより行われる。ピクセル電極３６に対して電荷３４を印加して蓄積することにより、走査プロセスよりもゆっくりとした時間尺度で活性化が生じた場合であっても、駆動電圧が除去された際に電気泳動インク２４を活性化し続けることができる。ピクセル電極３６に対する電荷の短時間の蓄積作用により、画像がインク内で形成され続けている間、ピクセルの他の横列の走査を行うことができる。印加された駆動電荷３４が除去されると、電気泳動インク２４は、得られた光学的状態で静められ又は動けなくなる。
【００２２】
例えば、電気泳動インク２４は、ホワイト（白）からブラック（黒）へと切り換えられてもよい。他の実施の形態においては、最初のブラックの光学的状態がグレー又はホワイトの状態へと制御可能に切り換えられる。他の実施の形態においては、ホワイトの光学的状態がグレーの光学的状態へと切り換えられる。更に他の実施の形態においては、ピクセル電極３６に印加される電荷３４及び駆動電圧に基づいて、カラー電気泳動インクが一つの色から他の色へと切り換わる。アドレス指定及び切り換えが完了した後、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、更なる電力消費を伴うことなく視認可能となり続ける。
【００２３】
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配列と、所望の光学的状態に達するように所定の電荷３４を電気泳動ピクセル２２のピクセル電極３６上に所定の時間にわたって配置する関連する横列ドライバ及び縦列ドライバとを用いてアドレス可能である。その後、電気泳動ピクセル２２を得られた光学的状態に保持するため、電荷が除去される。グレーの中間値は、電気泳動ピクセル２２を横切る電場の強度及び活性（駆動）時間量を制御することによって得ることができる。電場が除去されると、粒子は、得られた状態を保持し、また、電力が除去された場合でも電気泳動ディスプレイ１０に書き込まれた画像が保持される。
【００２４】
例えばパネル又は他の大きな表面上に装着できるほぼ任意の所望サイズの電気泳動ディスプレイを形成するため、様々なサイズの電気泳動ディスプレイ１０の部分又はタイルは、一緒に組み立てられてもよく、又は、並べて配置されてもよい。電気泳動ディスプレイ１０は、側面のサイズが例えば数センチメートルから１ｍ×１ｍ以上となるように形成されてもよい。例えばモニタ、ラップトップコンピュータ、携帯端末（ＰＤＡ）、携帯電話、電子ブック、電子新聞、電子雑誌においては、関連する駆動エレクトロニクスを有する電気泳動ディスプレイ１０が使用されてもよい。
【００２５】
図２は、本発明の実施の一形態に係る電気泳動ディスプレイ１０を動作させるためのシステム１２の概略図である。このシステムは、電気泳動ピクセル配列２０を有する電気泳動ディスプレイ１０を備えている。電気泳動ピクセル配列２０は、ディスプレイパネル又はバックプレーン３２上に配置された個別にアドレス可能な電気泳動ピクセル２２と、コントローラ３０と、横列ドライバ４０と、縦列ドライバ５０とを有している。横列ドライバ４０は、横列電極４２を介して、電気泳動ピクセル配列２０の横列４４に対して電気的に接続されている。縦列ドライバ５０は、縦列電極５２を介して、電気泳動ピクセル配列２０の縦列５４に対して電気的に接続されている。コントローラ３０は、横列ドライバ４０及び縦列ドライバ５０に対して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をアドレス指定するため、横列ドライバ４０及び縦列ドライバ５０に対してコマンド信号を送る。画像データ、画像独立駆動波形情報、画像従属駆動波形情報、データフレーム時間、ピクセルデータ等の項目を記憶するために、コントローラ３０にメモリが結合されていてもよく、又は、コントローラ内にメモリが収容されていてもよい。
【００２６】
電気泳動ピクセル２２は、共通電極２６が０ボルト又は他の適切な電位でバイアスがかけられている間、電気泳動ピクセル２２が横列ドライバ４０及び縦列ドライバ５０によってアドレス指定されるときに、駆動電位を印加し且つ所定の電荷３４を電気泳動ピクセル２２の一方側に配置することにより活性化される。一方側に共通電極２６を有し且つ他方側にピクセル電極３６を有する電気泳動ピクセル２２は、所望のレベルに充電でき又は放電できるキャパシタを形成する。充電される間、電気泳動ピクセル２２は、一つの光学的状態から他の光学的状態へと移行する。電荷蓄積能力を高めるために、各電気泳動ピクセル２２と並列に更なるキャパシタンスが加えられてもよい。実施の一形態において、横列ドライバ４０及び縦列ドライバ５０は、コントローラ３０と協働して、プラスの大きさ（振幅）、マイナスの大きさ、又は、ゼロの大きさを有する駆動電圧を、選択された電気泳動ピクセル２２に対して供給し、それにより、プラス電荷、マイナス電荷、又は、無電荷を関連するピクセル電極へと移動させる。
【００２７】
電気泳動ピクセル配列２０の電気泳動ピクセル２２は、選択された横列内の各電気泳動ピクセル２２に対応する画像データが縦列電極５２上に配置される間に次々に連続して横列４４の選択を可能にする横列−縦列形態で配置される。電気泳動ピクセル配列２０内の各電気泳動ピクセル２２の一方側は、例えばグランド又は０ボルトに基準付けられる共通電極２６に対して電気的に接続されている。電気泳動ピクセル２２を所望の光学的状態へと駆動させるため、所定の電荷３４が電気泳動ピクセル２２の他方側のピクセル電極３６上に配置されてもよい。例えば、電気泳動ピクセル２２上にプラス電荷３４が配置されると、ピクセルがホワイトになる。これに対し、電気泳動ピクセル２２上にマイナス電荷３４が配置されると、ピクセルが暗くなる。電荷を放電又は除去すると、電気泳動ピクセルがその得られた光学的状態で固定される（フリーズする）。
【００２８】
薄膜トランジスタ３８等の活性（駆動）切換素子からなる配列により、電気泳動ピクセル２２の一方側に所望の電荷３４を配置することができる。横列ドライバ４０は、横列電極４２を介して、電気泳動ディスプレイ１０の横列４４に接続されている。各横列電極４２は薄膜トランジスタ３８の横列のゲートに接続されており、これにより、横列電圧がオン電圧を超えて立ち上げられると、横列のトランジスタ３８をオンすることができる。横列ドライバ４０は、縦列ドライバ５０がデータ信号を縦列電極５２に対して供給する間、横列電極４２を連続的に選択する。縦列ドライバ５０は、電気泳動ディスプレイ１０の縦列電極５２に対して接続されている。各縦列電極５２は、薄膜トランジスタ３８の縦列のソースに接続されている。ピクセル、トランジスタ３８、横列・縦列電極のこのような配置構成は、協働してアクティブマトリクスを形成する。横列ドライバ４０は、電気泳動ピクセル２２の横列４４を選択するために選択信号を供給し、また、縦列ドライバ５０は、縦列電極５２及びトランジスタ３８を介して、電気泳動ピクセル２２の選択された横列４４に対してデータ信号を供給する。
【００２９】
コントローラ３０は、入ってくる画像情報１４を最初に処理して、データ信号及び駆動波形を生成することが好ましい。横列ドライバ４０と縦列ドライバ５０との間の相互の同期は、コントローラ３０との電気的接続により行われる。横列ドライバ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の一つ又は複数の横列４４を選択する。トランジスタ３８は、ピクセル電極３６に対して電気的に結合されるドレイン電極と、横列電極４２に対して電気的に結合されるゲート電極と、縦列電極５２に対して電気的に結合されるソース電極とを有している。縦列電極５２に存在するデータ信号は、オンされたトランジスタ３８のドレイン電極に結合されたピクセル電極３６へと同時に移動される。データ信号及び横列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、表示されるデータに対応しているとともに、選択信号と協働して、電気泳動ピクセル配列２０内の一つ又は複数の電気泳動ピクセル２２を駆動させるための駆動波形を形成する。駆動波形のための合成時間は、新しい画像を書き込んだり又はリフレッシュすることができる画像更新期間を表している。
【００３０】
各電気泳動ピクセル２２上に配置された電荷３４の大きさ及び極性は、ピクセル電極３６に印加される駆動電圧によって決まる。実施の一形態においては、マイナス電圧、ゼロ電圧、又は、プラス駆動電圧、例えば−１５Ｖ，０Ｖ，１５Ｖが各縦列上に設定されてもよい。各横列４４が選択される際に、縦列電圧に基づいて横列内の各ピクセル電極３６に電荷３４が配置され又は各ピクセル電極３６から電荷３４が除去されてもよい。例えば、マイナス電荷、プラス電荷、ゼロ電荷が電気泳動ピクセル２２のピクセル電極３６上に配置され、それに応じて光学状態が切り換えられてもよい。次の横列４４がアドレス指定されると、既にアドレス指定されたピクセル上の電荷３４は、その後の駆動波形を用いて更新されるまでピクセル電極３６上に存在し続け、又は、そうでなければ放電される。
【００３１】
電気泳動ディスプレイ１０に対する画像データのグレースケール書き込みは、一連の一つ又は複数のデータフレームにわたって所定の電荷３４を電気泳動ピクセル２２上に維持することにより行われてもよい。各データフレームは、ディスプレイの各横列４４毎に、ピクセルデータ及び対応するピクセルアドレス情報を含んでいる。ディスプレイ情報を用いて１回だけディスプレイの総ての横列４４を連続的に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。フレームの間中に画像独立信号を電気泳動ピクセル２２に対して供給するため、コントローラ３０は、一つの横列４４内の総ての電気泳動ピクセル２２が画像独立信号を同時に受け取るように縦列ドライバ５０を制御する。これは横列毎に（横列の一つ一つにおいて）行われる。この場合、コントローラ３０は、横列が次々に選択され、例えば選択された横列内の総てのトランジスタ３８が通電状態となるように横列ドライバ４０を制御する。フレームの間中に画像従属信号を電気泳動ピクセル２２に対して供給するため、コントローラ３０は、各横列が順次選択され、例えば選択された横列内の総てのトランジスタが通電状態となるように横列ドライバ４０を制御する。一方、コントローラ３０は、選択された各横列４４内の電気泳動ピクセル２２が関連するトランジスタ３８を介して画像従属信号を同時に受け取るように縦列ドライバ５０も制御する。コントローラ３０は、特定の横列４４を選択するために横列ドライバ４０に対して横列駆動信号を供給するとともに、選択された横列４４内の各電気泳動ピクセル２２上に所望の電圧レベル及び対応する電荷３４を配置するために縦列ドライバ５０に対して縦列駆動信号を供給する。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ようになっているデータフレームを供給してもよい。
【００３２】
その後のフレームは、同じディスプレイ情報を含んでいてもよく、又は、更なる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。特定のピクセルのグレースケールレベルは、同じ内容を有する連続フレームの数、電気泳動ピクセル２２がホワイトの光学的状態又はブラックの光学的状態にリセットされた後にプラス又はマイナスの電荷３４がピクセル電極３６に印加された例えば０乃至１５個の隣接フレームの数によって決定される。各フレームは同一のデータフレーム時間を有しており、これにより、ピクセル毎に１６レベルのグレースケール解像度が得られる。他の実施の形態において、グレースケール解像度は、一つ又は複数のフレームにおけるフレーム時間の変更に伴って増大する。更に他の実施の形態においては、対称なデータフレーム（対称データフレーム）間の適切な場所に更なるデータフレームを挿入することにより、グレースケール解像度及び精度が向上される。フレーム時間が可変な電気泳動ディスプレイ１０の最初の横列と最後の横列との間に書き込まれる画像の均一性を確保するため、対称データフレームを使用することにより、最初の横列内のピクセルが最後の横列内のピクセルと同じ活性時間（駆動時間）を有するようにして、垂直方向のクロストークを最小限に抑制し又は減少させてもよい。対称データフレームは、空ピクセルデータ（ゼロ）又はゼロでないピクセルデータを含んでいてもよい。対称データフレームは、画像従属情報又は画像独立情報を含んでいてもよい。
【００３３】
コントローラ３０は、入力データ、例えば画像入力１６を介して受け取ることができる画像情報１４を処理する。コントローラ３０は、新しい画像情報１４の到達を検出し、それに応じて、受け取った画像情報１４の処理を開始する。画像情報１４の処理は、新たな画像情報のローディング、新たな画像情報１４とコントローラ３０に結合されたメモリ内に記憶された先の画像情報との比較、駆動波形のルックアップテーブルを含むメモリのアクセス、温度に伴う切り換え時間変動を補償するための内蔵温度センサ（図示せず）との相互作用を含んでいてもよい。コントローラ３０は、画像情報１４の処理が整う時期及び電気泳動ピクセル配列２０をアドレス指定できる時期を検出する。
【００３４】
コントローラ３０、例えばマイクロプロセッサ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、又は、他のデジタル装置は、所望の画像をアドレス指定してこれを電気泳動ディスプレイ１０上に書き込むためのマイクロコード化された命令を受けて実行してもよい。コントローラ３０は、横列選択信号を横列ドライバ４０に対して供給するとともに、データ信号を縦列ドライバ５０に対して供給して、電気泳動ディスプレイ１０を動作させる。コントローラ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、携帯端末（ＰＤＡ）、電子ブック、若しくは、他のデジタル装置内に収容されていてもよく、また、電気泳動ディスプレイ１０に接続されていてもよい。又は、コントローラ３０は、バックプレーン３２に取り付けられた電気泳動ディスプレイ１０内に収容される。
【００３５】
コントローラ３０は、縦列ドライバ５０に対して供給されるデータ信号を生成するとともに、横列ドライバ４０に対して供給される横列選択信号を生成する。縦列ドライバ５０に供給されるデータ信号は、画像独立部分及び画像従属部分を含んでいてもよい。駆動波形の画像独立部分は、電気泳動ピクセル配列２０内の一部又は全部の電気泳動ピクセル２２に対して等しく印加される信号、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（前調整パルス）を含んでいる。駆動波形の画像従属部分は、画像情報を含んでいるとともに、個々の電気泳動ピクセル２２間で異なっていてもよく又は異なっていなくてもよい。
【００３６】
図３，図４，図５に更に詳細に記載された要素を参照すると、コントローラ３０は、受け取った画像情報１４から、対称なピクセルデータ（対称ピクセルデータ）７２及び略対称なデータフレーム時間（対称データフレーム時間）７４を含む複数の対称データフレーム７０を生成するとともに、対称データフレーム７０の対称ピクセルデータ７２及び略対称データフレーム時間７４に基づいて電気泳動ピクセル配列２０をアドレス指定して、垂直方向のクロストークを最小限に抑制し又は減少させる。画像情報１４は、入力１６を介してコントローラ３０に受け取られる。コントローラ３０は、画像情報１４及び温度入力等の他の入力に基づいて、対称データフレーム７０の対称データフレーム時間７４を調整して、グレースケール精度を高めてもよい。コントローラ３０は、駆動波形の画像独立部分又は画像従属部分の最中に、画像情報１４に基づいて対称データフレーム７０を決定する。
【００３７】
コントローラ３０は、対称データフレーム７０の対称ピクセルデータ７２及び略対称データフレーム時間７４に基づいて横列ドライバ４０及び縦列ドライバ５０をアドレス指定して、電気泳動ピクセル配列２０内の一つ又は複数の電気泳動ピクセル２２を駆動（活性化）させる。対称データフレーム時間７４を含む対称データフレーム７０の内容は、関連するコードを操作して実行するコントローラ３０により決定されてもよい。コントローラ３０は、対称ピクセルデータ７２及び対称データフレーム時間７４を含む二つ以上の対称データフレーム７０を電気泳動ピクセル配列２０に対して供給する。コントローラ３０は、対称データフレーム７０のシリアル又はパラレルの対称ピクセルデータ７２及び対称データフレーム時間７４を横列ドライバ４０及び縦列ドライバ５０に対して送って、電気泳動ピクセル配列２０を駆動させてもよい。
【００３８】
コントローラ３０は、一つ又は複数の対称フレームデータ７０を使用して、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てもよい。画像が書き込まれた後、コントローラ３０は、駆動波形の画像従属部分又は画像独立部分の更なる対称データフレーム７０を用いて電気泳動ディスプレイ１０をアドレス指定して更新してもよい。画像が書き込まれた場合、コントローラ３０は、電気泳動ディスプレイ１０及び関連する回路をパワーオフ又はパワーダウンしてもよい。このとき、電気泳動ディスプレイ１０は、それに書き込まれた画像を保持している。
【００３９】
画像情報１４は、デジタルコンピュータ装置、ビデオカメラ、又は、他のディスプレイ情報源とのパラレル接続部若しくはシリアル接続部からコントローラ３０に対して供給されてもよい。図３，図４，図５を用いて詳細に説明する番号が付された要素を参照すると、供給される表示データは、各対称データフレーム７０に関して、対称ピクセルデータ７２及び対称データフレーム時間７４を含んでいてもよい。又は、コントローラ３０は、任意の適当な表示形式で画像情報１４を受け取った後、各対称データフレーム７０毎に対称ピクセルデータ７２及び対称データフレーム時間７４を生成してもよい。
【００４０】
高いクロック速度を用いて、コントローラ３０は、対称データフレーム７０の対称データフレーム時間７４を調整して、グレースケール解像度を向上させ且つ精度を高めてもよい。電気泳動ディスプレイ１０は、電気泳動ピクセル配列２０内の各電気泳動ピクセル２２をアドレス指定して切り換えることにより、例えば全ブラック、全ホワイト、又は、予め定められた色若しくはグレーレベル等の所定の光学的状態へとリセットされてもよい。その後に供給される画像情報１４を用いて、電気泳動ディスプレイ１０は、電気泳動ディスプレイ１０内の電気泳動ピクセル２２をアドレス指定してこれに書き込むことにより、更なるピクセルデータ７２を用いて更新されてもよい。電気泳動ディスプレイ１０がアドレス指定されない場合、又は、システム１２の一部若しくは全部がパワーダウン若しくはパワーオフされる場合、電気泳動ピクセル１０は、既に書き込まれた画像を保持して表示する。
【００４１】
図４を用いて更に詳細に説明する実施の一形態において、電気泳動ピクセル１０における高いグレースケール解像度、高いグレースケール精度、及び、垂直方向のクロストークの減少又は除去は、対称データフレーム時間７４を有する駆動波形であって、対称データフレーム時間７４が駆動波形の画像従属部分の中間点６６に向かって減少する駆動波形を生成することによって得ることができる。図５を用いて更に詳細に示される他の実施の形態において、対称データフレーム時間７４は、駆動波形の画像従属部分の中間点６６に向かって増大する。他の実施の形態において、対称データフレーム時間７４は、駆動波形の画像従属部分の中間点に対して対称に配置される。他の実施の形態において、複数の対称データフレーム７０における最初の対称データフレーム７０の対称フレーム時間７４及び最後の対称データフレーム７０の対称データフレーム時間７４は等しい。グレーのレベルの数は増大させることができ、グレースケール精度が高められる一方で、最初の横列から最後の横列までの意図しない不正確なグレースケールのグラデーションが回避される。
【００４２】
ディスプレイ内の温度変化をとらえるとともに、温度に伴う切り換え時間の変動を軽減するためには、バックプレーン３２上又はその近傍に温度センサ（図示せず）が設けられているものとするとよい。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対称データフレーム時間７４をスケーリングすることにより補償されるものとするとよい。
【００４３】
図１及び図２の前述した番号が付された要素を参照しながら、図３について説明する。可変データフレーム時間を使用し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。一つ又は複数のデータフレーム７０のデータフレーム時間７４は、高いグレースケール解像度及び精度が得られるように調整される。
【００４４】
図１及び図２に既に示したように、電気泳動ディスプレイ１０は、電気泳動ピクセル２２をアドレス指定する際にデータフレーム時間７４を調整することにより、また、その中の少なくとも二つのデータフレーム時間７４が異なるデータフレーム時間を有する一連のデータフレーム７０を形成することにより、高いグレースケール解像度及び精度をもって駆動されてもよい。可能なグレースケールレベルの数が増大され、グレースケール値を更に正確に生成することができる。データフレーム時間７４は、例えば、次のデータフレーム７０の開始を遅らせることにより、又は、電気泳動ディスプレイ１０の様々な横列のアドレス指定間の時間間隔を調整することにより、調整される。
【００４５】
隣り合うデータフレーム７０ａ，７０ｂ，７０ｃによって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の横列４４ａ，４４ｂ，．．．４４ｎ内の各電気泳動ピクセル２２に関連付けられたピクセルデータ７２ａ，７２ｂ，７２ｃを含んでいる。各データフレーム７０は、データフレーム時間７４ａ，７４ｂ，７４ｃによってそれぞれ表される調整可能なデータフレーム時間７４を有している。時間が進むにつれて、ピクセルデータ７２及びデータフレーム時間７４が横列毎（横列一つずつ）を基本としてディスプレイ内の関連する縦列に加えられる。図示の実施の形態において、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、横列４４ｎ内の電気泳動ピクセル２２の駆動（活性化）時間は、横列４４ａ内の対応する電気泳動ピクセル２２よりも短くなり、それにより、最初の横列４４と最後の横列との間及び他の横列同士の間の応答時間が非線形となる。調整可能なフレーム時間を許容しつつ、この影響を補償するため、対称データフレームが選択されたフレーム間に挿入されてもよい。このようにして、対称データフレームを駆動波形の枢要な部分、例えば駆動波形の画像従属部分又は画像独立部分の中間点付近に導入して、正確な多数のグレーレベルで均一に表示された画像を与えることにより、垂直方向のクロストークが回避されてもよい。
【００４６】
図１及び図２の要素を参照して説明する図４は、本発明の実施の一形態に従って対称データフレーム７０を使用して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、駆動波形の画像従属部分又は画像独立部分の中間点６６に向かって減少する対称データフレーム時間７４を有する対称データフレーム７０を使用してアドレス指定されるものとするとよい。対称データフレーム７０は、中間点６６に対して対称なデータフレーム時間７４を有している。対称ピクセルデータ７２は、電気泳動ディスプレイ１０の各横列４４内の電気泳動ピクセル２２のための等しい駆動時間を与える。
【００４７】
この実施の形態において、対称データフレーム７０は、対応する対称データフレーム時間７４ａ，７４ｂ，７４ｃ，７４ｄ，７４ｅ，７４ｆ及び対応する対称ピクセルデータ７２ａ，７２ｂ，７２ｃ，７２ｄ，７２ｅ，７２ｆをそれぞれ有する対称データフレーム７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄ，７０ｅ，７０ｆによって表される。対称データフレーム７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄ，７０ｅ，７０ｆは、中間点６６に対して対称に配置されているとともに、電気泳動ピクセル配列２０内の各電気泳動ピクセル２２を所望の光学的状態へ駆動するために横列４４ａ，４４ｂ，．．．４４ｎに対して連続的に加えられる。データフレーム時間７４ａとデータフレーム時間７４ｆとが等しく、データフレーム時間７４ｂとデータフレーム時間７４ｅとが等しく、データフレーム時間７４ｃとデータフレーム時間７４ｄとが等しい。中間点６６に対する対称性を与えた状態で、データフレーム時間７４ｂ，７４ｅはデータフレーム時間７４ａ，７４ｆよりも短く、データフレーム時間７４ｃ，７４ｅはデータフレーム時間７４ｂ，７４ｅよりも短い。対称ピクセルデータ７２を有する対称データフレーム７０は、対応するピクセル要素の光学的状態を変化させることができ且つ電気泳動ピクセル２２を移行させるための同じ駆動時間を各横列４４ａ，４４ｂ，．．．４４ｎに与えるピクセルデータを含んでいる。その結果、対称に加えられるデータフレーム時間７４の変動により、電気泳動ディスプレイ１０の横列４４間に不均一性が生じることがなくなる。
【００４８】
対称ピクセルデータ７２は、一つの横列４４におけるフレーム時間の合計が任意の他の横列４４の場合と同じになるようにピクセルデータ７２を適切なフレームへと配置することにより、電気泳動ピクセル配列２０の任意の横列中のピクセルが同じグレーレベルに達することを可能にし、これにより、垂直方向のクロストークが回避される。例えば、同じピクセルデータ７２が対称データフレーム７０ｂ，７０ｄ中に配置され、これにより、最初の横列４４ａ及び最後の横列４４ｎにおいて、また、他の横列間で、駆動時間が同じになる。他の実施の形態においては、横列４４とは何等関係なくピクセルデータにおいて一定の駆動時間を得るために、同じピクセルデータ７２が対称データフレーム７０ａ，７０ｅ中に配置される。垂直方向のクロストークを最小限に抑制しつつ所望数のグレースケールレベル及び精度を得るため、この手続きは、対称ピクセルデータ７２の任意の組み合わせに関して中間点６６に対し対称に配置された対称データフレーム７０の更なる組に対して適用されてもよい。
【００４９】
空ピクセルデータがデータフレーム７０ｃのピクセルデータ７２ｃ内に挿入されるものとしてもよい。又は、プラス若しくはマイナスの駆動電圧及びピクセル電極３６上のプラス若しくはマイナスの電荷３４に対応するピクセルデータ７２ｃを使用して、電気泳動インク２４を活性化させるとともに、グレースケール解像度及び精度を高めてもよい。
【００５０】
携帯型の電気泳動ディスプレイ１０を用いる場合、電力消費量は、重要な検討材料である。隣り合うデータフレーム７０ｃ，７０ｄが最も短いデータフレーム時間７４ｃ，７４ｄを有している場合には、閉じられた矢印６８により示される中間点６６付近の局所的な電力消費量が比較的高くなる可能性がある。
【００５１】
図１及び図２の要素を参照して説明する図５は、本発明の他の実施の形態に従って対称データフレームを使用し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。電気泳動ディスプレイ１０は、駆動波形の画像従属部分又は画像独立部分の中間点６６に向かって増大する対称データフレーム時間７４を有する複数の対称データフレーム７０を使用してアドレス指定される。
【００５２】
この実施の形態において、対称データフレーム７０は、対応する対称データフレーム時間７４ａ，７４ｂ，７４ｃ，７４ｄ，７４ｅ，７４ｆ及び対応する対称ピクセルデータ７２ａ，７２ｂ，７２ｃ，７２ｄ，７２ｅ，７２ｆをそれぞれ有する対称データフレーム７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄ，７０ｅ，７０ｆによって表される。対称データフレーム７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄ，７０ｅ，７０ｆは、中間点６６に対して対称に配置されているとともに、電気泳動ピクセル配列２０内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ために横列４４ａ，４４ｂ，．．．４４ｎに対して連続的に加えられる。データフレーム時間７４ａとデータフレーム時間７４ｆとが等しく、データフレーム時間７４ｂとデータフレーム時間７４ｅとが等しく、データフレーム時間７４ｃとデータフレーム時間７４ｄとが等しい。データフレーム時間７４ｂ，７４ｅはデータフレーム時間７４ａ，７４ｆよりも長く、データフレーム時間７４ｃ，７４ｅはデータフレーム時間７４ｂ，７４ｅよりも長い。また、中間点６６に対する対称性も与えられている。この実施の形態は、図４に対して、中間点６６付近の局所的なワット損を減少させる。対称ピクセルデータ７２を有する対称データフレーム７０は、対応するピクセル要素の光学的状態を変化させることができ且つ電気泳動ピクセル２２を移行させるための同じ駆動時間を各横列４４ａ，４４ｂ，．．．４４ｎに与えるピクセルデータを含んでいる。その結果、対称に加えられるデータフレーム時間７４の変動により、電気泳動ディスプレイ１０の横列４４間に不均一性が生じることがなくなる。
【００５３】
他の実施の形態においては、対称データフレーム時間７４が中間点６６に対して対称に配置され、それにより、中間点６６の各側で更に短く又は更に長く変化するデータフレーム時間７４が可能になるが、各側は、中間点６６の他方側に対称的に配置された対応する同様の長さのデータフレーム時間７４を有する。
【００５４】
他の実施の形態において、複数の対称データフレーム７０における最初の対称データフレーム７０の対称フレーム時間７４及び最後の対称データフレーム７０の対称データフレーム時間７４は等しい。
【００５５】
中間点６６に向かって増大し、中間点６６に向かって減少し、又は、中間点６６に対して対称な対称データフレーム時間７４を有する対称データフレーム７０は、駆動波形の画像従属部分又は画像独立部分において使用されてもよい。対称データフレーム７０は駆動波形内に一回又は複数回挿入されてもよい。
【００５６】
図１乃至図５の要素を参照して説明する図６は、本発明の実施の一形態に従って駆動波形の画像従属部分の対称データフレームを使用して電気泳動ディスプレイ１０を駆動するための駆動波形６０を示している。駆動波形６０は、電気泳動ディスプレイ１０における電気泳動ピクセル２２の両端間の電圧を時間ｔの関数として表している。この波形は、横列ドライバ４０からの横列選択信号及び縦列ドライバ５０により供給されるデータ信号を使用し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、プレコンディショニングパルス又は振動パルスを与えるための横列選択信号及び縦列駆動信号と、一つ又は複数のリセット信号と、各光学的状態及びこれらの状態への移行に関連するデータ信号とを含んでいる。データフレーム７０は、駆動波形６０の画像従属部分において中間点６６に対して対称に加えられ、対称データフレーム７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄ，７０ｅ，７０ｆによって表されている。また、対称データフレームは、例えばプレコンディショニング部分６２やリセット部分６４等の駆動波形６０の画像独立部分中に導入されてもよい。
【００５７】
駆動波形６０は、複数の対称データフレーム７０を有する画像従属部分を含む複数のフレームを備えている。また、駆動波形６０は、例えば一つ若しくは複数のプレコンディショニング部分６２及びリセット部分６４又はこれらの組み合わせとを含む画像独立部分も有している。画像従属データフレーム７０、プレコンディショニング部分６２、リセット部分６４におけるタイミングは、単なる例示であり、必ずしも一定の倍率で描かれていない。各横列を順次駆動し且つ横列毎に１回総ての縦列を同時に駆動することにより総ての横列のピクセルを１回アドレス指定するために必要な時間間隔は、図３，図４，図５に示されるデータフレーム時間７４である。各データフレーム７０の最中に、画像従属データ又は画像独立データが配列内の一つ又は複数の電気泳動ピクセル２２に対して供給される。駆動波形６０は、電気泳動ピクセルを所望の光学的状態へと駆動させるために、例えば、一連のプレコンディショニング振動パルスと、それに続く一連のリセットパルスと、更なる振動パルスと、駆動パルスの組み合わせとを含んでいる。
【００５８】
例えば、四つ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又はその部品に電気的に接続されたメモリ内のルックアップテーブルに記憶された１６個の異なる駆動波形６０を有しているものとするとよい。最初のブラック状態から、四つの異なる駆動波形６０は、最初にブラックのピクセルを、ブラック、ダークグレー、ライトグレー、又は、ホワイトへと光学的に切り換えることができる。最初のダークグレーの状態から、四つの異なる駆動波形６０は、最初にダークグレーのピクセルを、ブラック、ダークグレー、ライトグレー、又は、ホワイトへと光学的に切り換えることができる。更なる駆動波形６０により、ライトグレー又はホワイトのピクセルは、四つのグレーレベルのうちの任意のレベルに切り換え可能である。コントローラ３０は、画像入力１６を介して受け取られる画像情報１４に応じて、一つ又は複数の電気泳動ピクセル２２に関してルックアップテーブルから対応する駆動波形６０を選択してもよく、また、対応する横列選択信号及び縦列データ信号を横列ドライバ４０及び縦列ドライバ５０を介して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に対して供給してもよい。
【００５９】
ピクセルの画像履歴に対する電気泳動ディスプレイ１０の光学的応答の依存性を低減させるため、リセット信号又は画像従属信号の前にプレコンディショニング信号が電気泳動ピクセル２２に対して印加されてもよい。プレコンディショニングにより、電気泳動ピクセル２２は、一つの光学的状態と他の光学的状態との間での移行の均一性を高めつつ高速で切り換え可能となる。駆動波形６０のプレコンディショニング部分６２の最中に、次の光学的状態移行に備えて、振動パルスと称されることもあるプラス電圧とマイナス電圧との交互のパルスがディスプレイの一つ又は複数の電気泳動ピクセル２２に対して印加される。例えば、プラス及びマイナスの交流電圧がピクセルに対して連続的に印加される。これらのプレコンディショニング信号は、一方又は両方の電極で電気泳動粒子を定常状態から解放できるのに十分な交流電圧レベルを電気泳動ピクセルに対して印加することを含んでいてもよいが、合計してゼロとなり又は非常に短いため、電気泳動粒子の現在の位置又はピクセルの光学的状態を大きく変更しない。画像履歴に対する依存性が減少するため、新たな画像データに対するピクセルの光学的応答は、ピクセルが以前にブラック、ホワイト、グレーであったかどうかとはほぼ無関係である。
【００６０】
例えば、駆動波形６０の最初の部分の間、プレコンディショニング信号のパルスを含むフレームの第１の組がピクセルに対して供給される。交差トレンチ領域の場合、各パルスは１フレーム周期の持続時間を有している。第１の振動パルスがプラスの振幅を有し、第２の振動パルスがマイナスの振幅を有し、第３の振動パルスがプラスの振幅を有しており、プレコンディショニング部分６２が終了するまで交互の順序で更なるパルスが続く。これらのパルスの持続時間が比較的短ければ、又は、急速に変化するプラス及びマイナスレベルでパルスが印加されれば、パルスがピクセルによって表示されるグレー値を変えることはない。
【００６１】
駆動波形６０のリセット部分６４の最中に、電気泳動ディスプレイ１０は、例えば全ブラック状態、全ホワイト状態、グレースケール状態、又は、これらの組み合わせ等の所定の光学的状態にリセットされる。例えばブラック、ホワイト、又は、画像従属パルスにおける中間レベル等の所定の開始点を規定することにより、電気泳動ディスプレイ１０の光学的応答を向上させるため、リセット部分６４中のリセットパルスが画像従属パルスよりも先行している。例えば、上記開始点は、先の画像情報又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選択される。この場合、リセット信号は画像従属データ信号である。一つ又は複数のフレーム周期を含む一組のフレームが、所望の光学的状態に関連付けられたピクセルデータを含めて供給される。駆動電圧及び駆動電荷３４は、電気泳動ディスプレイ１０のアドレス指定された部分を初期化された光学的状態へと完全に切り換えるために必要な時間よりも長い時間にわたって印加されてもよく、また、その後に除去されてもよい。又は、電気泳動ディスプレイ１０は、ピクセル電極３６が低い電圧若しくは略グランド電位に維持されている間、共通電極２６に印加されるプラス若しくはマイナス電圧を用いてリセットされてもよい。電気泳動ピクセル２２を所望の光学的状態に設定するために、対称データフレーム７０が使用されてもよい。
【００６２】
駆動波形６０のリセット部分６４が印加された後、観察者には電気泳動ピクセル２２が所定の光学状態で見える。ディスプレイに対する画像の書き込み又は更新に備えて、リセット部分６４を印加した後に更なるプレコンディショニング部分６２が一つ又は複数の電気泳動ピクセル２２に対して印加されてもよい。画像従属フレームデータを受け取るのに備えてピクセルを用意するため、画像従属データを用いてディスプレイをアドレス指定する前に、更なるプレコンディショニング部分６２がリセット部分６４の後に印加されてもよい。
【００６３】
駆動波形６０の動画像従属部分の最中に、二つ以上の対称なフレーム周期を含む一組のデータフレームが生成されて供給される。画像従属信号は、例えば、０，１，２乃至１５フレーム周期以上の持続時間を有している。この場合、ゼロでないデータ信号が１６個以上のグレースケールレベルに対応している。ブラックの光学的状態を有するピクセルを用いて開始する場合、空データ又は同等のゼロ持続時間フレーム周期を有する画像従属信号は、ブラックを表示し続けるピクセルに対応する。特定のグレーレベルを表示するピクセルの場合、ゼロ持続時間フレーム周期を有するパルスを用いて又はゼロ振幅を有する一連のパルスを用いて駆動されると、グレーレベルは不変のままである。１５フレーム周期の持続時間を有する画像従属信号は、その後に１５個のパルスを備えるとともに、例えばホワイトへ移行して表示するピクセルに対応している。１乃至１５レーム周期の持続時間を有する画像従属信号は、その後に１乃至１５個のパルスを備えるとともに、例えばブラックとホワイトとの間の限られた数のグレー値のうちの一つを表示するピクセルに対応している。データ信号及びデータフレーム時間は、駆動波形６０の画像従属部分中の二つ以上のデータフレームの中間点に対して対称に加えられてもよい。
【００６４】
電気泳動ディスプレイは、対称ピクセルデータ７２ａ，７２ｂ，７２ｃ，７２ｄ，７２ｅ，７２ｆ及び対称データフレーム時間７４ａ，７４ｂ，７４ｃ，７４ｄ，７４ｅ，７４ｆをそれぞれ有する対称データフレーム７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄ，７０ｅ，７０ｆとして表される二つ以上の対称データフレーム７０を用いて横列毎を基本にディスプレイの各ピクセルに対して対称なピクセルデータとして変換されて加えられる画像情報を使用して更新される。図示の実施の形態において、対称データフレーム７０ａ乃至７０ｆのデータフレーム時間は、駆動波形６０の中間点６６に向かって経時的に増大する。又は、対称データフレーム時間は、中間点６６に向かって経時的に減少してもよく、若しくは、フレーム時間の変動に伴って中間点６６に対して対称に配置されてもよい。データフレーム７０に関連付けられたデータフレーム時間７４は、グレースケール解像度及び精度を高めることができるように調整されてもよい。コントローラ３０は、例えば一つの横列選択信号の開始と次の横列選択信号の開始との間のクロックサイクルを調整することにより、又は、横列ドライバ４０に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り、駆動波形６０の任意のフレームのデータフレーム時間７４を調整して、それにより、グレースケール解像度を高め若しくは特定のグレーレベルを達成してもよい。
【００６５】
電気泳動ディスプレイ１０は、その後に印加される駆動波形６０を用いて供給される更なる対称ピクセルデータを使用して更新されてもよい。例えば、電気泳動ディスプレイ１０内の電気泳動ピクセル２２を更新するために、ディスプレイの各横列４４に対して横列選択信号が連続的に印加される一方、各横列内の電気泳動ピクセル２２のためのピクセルデータ７２が、ピクセル電極３６に接続された縦列に対して印加される。プラス電荷、マイナス電荷、又は、無電荷がフレームデータに従ってピクセル電極３６へと移動され、また、それに応じて、電気泳動ピクセル２２が更に暗い状態、更に明るい状態、又は、不変状態で応答する。
【００６６】
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に変換し且つそれに応じてディスプレイをアドレス指定するためのコンピュータプログラムを実行してもよい。コンピュータプログラムは、画像情報を受け取り、対称なピクセルデータと略対称なデータフレーム時間とを含む複数の対称データフレームを生成するとともに、対称なピクセルデータと略対称なデータフレーム時間とに基づいて電気泳動ディスプレイ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含んでいる。また、コンピュータプログラムは、対称データフレームの対称データフレーム時間を調整してグレースケール解像度を高め、垂直方向のクロストークを減少させてグレースケール精度を高め、電気泳動ディスプレイを所定の光学的状態へリセットし、更なる対称データフレームを用いて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対して書き込まれた画像を保持しつつ電気泳動ディスプレイをパワーオフ又はパワーダウンするためのコンピュータプログラムコードを含んでいてもよい。
【００６７】
図７は、本発明の実施の一形態に従って電気泳動ディスプレイを駆動する方法のためのフローチャートを示している。この駆動方法は、対称データフレームを使用するアクティブマトリクスを用いて電気泳動ディスプレイを駆動して更新するための複数のステップを含んでいる。
【００６８】
画像情報は、ブロック８０で示されるように受け取られる。画像データは、メモリスティック（登録商標）等のメモリ装置から、又は、電気泳動ディスプレイに対して電気的に結合されたコントローラに光学的に接続される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よい。画像情報は、ビデオフィード、イメージサーバ、又は、記憶ファイル等の任意の適当なソースから有線若しくは無線リンクを介して受け取られてもよい。コントローラは、情報を送受信して電気泳動ディスプレイへ画像を送るため、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、広域ネットワーク（ＷＡＮ）、又は、インターネット等の通信ネットワークに対して接続されていてもよい。画像情報は、画像が電気泳動ディスプレイに書き込まれるように、又は、書き込まれるまでメモリ内に記憶されるように、リアルタイムで供給されてもよい。画像情報が受け取られると、画像データが処理されることにより、対称なピクセルデータと略対称なデータフレーム時間とを含む複数の対称データフレームが生成されて供給され、電気泳動ディスプレイが駆動される。
【００６９】
ブロック８２に示されるように、電気泳動ディスプレイは、予め調整（プレコンディショニング）されて所定の光学状態にリセットされてもよい。画像が書き込まれる前に、ディスプレイ材料の電気泳動インクが明確な状態にリセットされてもよい。例えばピクセル電極を介して電気泳動ピクセルに印加され又は共通電極に印加される比較的高い駆動電圧の持続的印加を伴う印加電場により、電気泳動インクを初期化された光学的状態又はリセットされた光学的状態へと移行させることができる。電気泳動ディスプレイがリセットされると、一つ又は複数のピクセルが所定の光学的状態にリセットされる。
【００７０】
電気泳動インクは、電気泳動インクの種類及び印加駆動電圧に応じて、例えば全ホワイト、全ブラック、グレー、又は、有色の光学的状態にリセットされる。電気泳動インクの初期化は、例えば、透明な共通電極がグランド等の特定の電位に設定され又は保持されている間にプラスの供給電圧を印加して電気泳動インク内の電気泳動粒子を初期化状態に切り換えることにより行われる。この初期化された光学的状態又はリセットされた光学的状態から、電気泳動ピクセルに対して加えられる駆動力に基づいて、電気泳動インクを一つの共通の方向又は他の方向で調整することができる。書き込まれる画像に類似するパターンを用いて電気泳動ディスプレイが初期化され又はリセットされ、それにより、所望のグレースケール解像度及び精度をもって画像を書き込むために電気泳動インクのための全体の切り換え時間の一部だけが必要とされるようになっていてもよい。駆動波形のデータ従属部分と同様に、対称なピクセルデータと略対称なデータフレーム時間とを含む複数の画像独立対称データフレームを用いて電気泳動ディスプレイがリセットされてもよい。電気泳動ディスプレイは、不確定な時間にわたって初期化された状態で記憶されてもよく、又は、直ちに書き込まれてもよい。
【００７１】
ディスプレイをリセットする前に、一つ若しくは複数の振動パルス又はプレコンディショニングパルスを印加することによりディスプレイが予め調整（プレコンディショニング）されてもよい。振動パルスは、電気泳動ピクセルのプレコンディショニングを行ってピクセルデータを受け取り又はリセット状態に切り換えるために電気泳動ピクセルに対して印加される。電気泳動インクは、例えば、ディスプレイのピクセル電極に対して加えられる交流駆動電圧の印加により予め調整（プレコンディショニング）されてもよい。ディスプレイをリセットした後で且つ画像を書き込む前に、更なる振動パルスの印加によりディスプレイが再びプレコンディショニングされてもよい。
【００７２】
ブロック８４に示されるように、対称データフレームの一つ又は複数の組の対称データフレーム時間が調整されてもよく、また、受け取った画像情報から、対称なピクセルデータと略対称なデータフレーム時間とを含む複数の対称データフレームが生成されてもよい。対称データフレームの対称データフレーム時間は、グレースケール精度を高め且つ垂直方向のクロストークを最小限に抑制するように調整されてもよい。所望のグレーレベルを得てグレースケール解像度を向上させるため、対称データフレーム時間が更に短く又は更に長く調整されてもよい。
【００７３】
データフレーム時間が調整されると、データフレームは、駆動波形の一部において中間点に対して対称に配置される。一つのデータフレームのデータフレーム時間は、対称に配置されたデータフレームのデータフレーム時間と等しく設定される。実施の一形態において、対称データフレーム時間は、駆動波形の画像従属部分の中間点に向かって減少する。他の実施の形態において、対称データフレーム時間は、駆動波形の画像従属部分の中間点に向かって増大する。他の実施の形態において、対称データフレーム時間は、駆動波形の画像従属部分の中間点に対して対称に位置される。他の実施の形態において、複数の対称データフレーム中における最初の対称データフレームの対称データフレーム時間と最後の対称データフレームの対称データフレーム時間とは等しい。対称データフレームは、駆動波形内に少なくとも１回挿入されてもよい。
【００７４】
ブロック８６に示されるように、電気泳動ディスプレイは、対称なピクセルデータ及び略対称なデータフレーム時間に基づいてアドレス指定される。電気泳動ディスプレイがアドレス指定され且つ画像が電気泳動ディスプレイへと送られると、対称ピクセルデータ及び対称データフレーム時間に基づいて、一つ又は複数の電気泳動ピクセルに対して駆動電圧が印加されるとともに、所定の電荷が対応するピクセル電極上に配置される。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又は以前の光学的状態から所望の光学的状態へと切り換えるように選択される。電荷がピクセル電極上に配置されると、電気泳動インクが活性化されて所望の光学的状態へ切り換わる。所定の電荷が電気泳動ディスプレイを横切って配置されると、駆動電圧が印加され又は印加された電荷がピクセル電極上に保持されている限り、電気泳動インクが意図する表示状態へ移行し続ける。データフレームの数、長さ、内容に基づいて、電気泳動インクには、指定されたピクセルで光学的状態を切り換えることができる十分な時間が与えられる。電気泳動ディスプレイにおける所望の光学的状態は、ディスプレイのピクセルから駆動電荷及び駆動電圧を除去することによりロックされ又はフリーズ（固定）される。
【００７５】
対称データフレームは、駆動波形内に一つ又は複数回挿入されてもよい。一つ又は複数の対称データフレームを含む駆動波形は、例えばメモリに記憶され又は電気泳動ディスプレイに与えられたルックアップデーブルから生成され又は選択的に抽出される。
【００７６】
所望の画像が電気泳動ディスプレイに対して書き込まれると、画像を見ることができる。新たな画像の更なるリフレッシング又は書き込みは、前の画像を書き込んだ後、望み通りに例えば秒、分、時間、日、週、月の期間内で行われ得る。
【００７７】
ブロック８８で示されるように、電気泳動ディスプレイは、更なる対称ピクセルデータを用いて更新されてもよい。新しい画像データが受け取られ、それに応じてブロック８０乃至８６の前述したステップを繰り返すことにより電気泳動ディスプレイが更新されてもよい。又は、ディスプレイがリフレッシングを必要としてもよく、また、前の画像データがディスプレイに対して再び送られてもよい。
【００７８】
ブロック９０に示されるように、画像のリフレッシング又は更新が必要ない場合には、回路がパワーダウン又はオフされてもよく、電気泳動ディスプレイがパワーオフされ又はパワーダウンモードに置かれてもよい。パワーオフ又はパワーダウン時、電気泳動ディスプレイは、ブラック、ホワイト又は他の所定のスクリーン画像で上書きされなければ、ディスプレイに対して既に書き込まれた画像を保持する。
【００７９】
ここに開示された本発明の実施の形態は現在好ましいとされているが、本発明の思想及び範囲から逸脱することなく様々な変更や改良をなすことができる。例えば、プレコンディショニング電圧及びリセット電圧の極性、データフレーム時間、駆動波形の長さ、駆動波形に含まれる部分の順序、グレーレベルの数、ピクセル電極のサイズ及び数、電気泳動インクの色、様々な層の厚さは、例示的で且つ教示的となるように選択されている。駆動電圧、タイミング、電気泳動インクの色、含まれる層の大きさ及び相対的な厚さ、ピクセルセイズ、配列サイズ、他の材料及び量は、請求項に記載の発明の思想及び範囲から逸脱することなく示されるものとはかなり異なっていてもよい。本発明の範囲は添付の請求項に示されており、均等の意味及び範囲内に入る総ての変更は、本発明の中に包含されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の実施の一形態に係る電気泳動ディスプレイの一部の例示的な断面図である。
【図２】発明の実施の一形態に係る電気泳動ディスプレイを駆動するためのシステムの概略図である。
【図３】可変データフレーム時間を使用し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。
【図４】本発明の実施の一形態に従って対称データフレームを使用し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。
【図５】本発明の他の実施の形態に従って対称データフレームを使用し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。
【図６】本発明の実施の一形態に従って駆動波形の画像従属部分における対称データフレームを用いて電気泳動ディスプレイを駆動するための駆動波形である。
【図７】本発明の実施の一形態に従って電気泳動ディスプレイを駆動する方法のためのフローチャートである。
【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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【国際調査報告】
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