(57)【要約】  本発明は、表示素子を含むエレクトロウェッティングディスプレイデバイスを駆動する方法に関し、表示素子が、キャビティと、キャビティ内の互いに不混和性である第１の流体及び第２の流体と、キャビティに面する表面と、第１の電極とを含む。ディスプレイデバイスは、第１の電極に電圧を印加し電圧の信号レベルに応答して表示状態をもたらすための制御システムを備え、第２の流体が表面の最小領域に隣接するように表示期間を通して信号レベルを設定するように制御システムが構成され、最小領域はゼロ領域より大きい。この方法は、表示期間中に少なくとも１つの表示信号を印加するステップを含み、少なくとも１つの表示信号レベルが、表示期間を通して第１の流体及び第２の流体が表面に隣接するように設定される。さらに本発明は、ディスプレイデバイス、及びこの方法を提供するための制御システムに関する。【選択図】  図２
2013509605.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示素子を含むエレクトロウェッティングディスプレイデバイスを駆動する方法であって、前記表示素子が、
キャビティと、
前記キャビティ内の第１の流体及び第２の流体であって、前記第１の流体が前記第２の流体と不混和性である、前記第１の流体及び前記第２の流体と、
前記キャビティに面する表面と、
第１の電極と、
を備え、
前記ディスプレイデバイスが、前記第１の電極に電圧を印加し前記電圧の信号レベルに応答して表示状態をもたらすための制御システムを備え、前記第２の流体が前記表面の少なくとも最小領域に隣接するように表示期間を通して信号レベルを設定するように制御システムが構成され、前記最小領域がゼロ領域より大きく、
前記方法が、前記表示期間中に少なくとも１つの表示信号を印加するステップを含み、前記少なくとも１つの表示信号レベルが、前記表示期間を通して前記第１の流体及び前記第２の流体が前記表面に隣接するように設定される方法。
【請求項２】
前記表示期間のために前記表示素子を始動するために、表示前期間中に少なくとも１つの表示前信号レベルを印加するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記少なくとも１つの表示前信号が、表示素子の構成を、前記第１の流体が前記表面に隣接するが前記第２の流体が前記表面に隣接しない状態から、前記第１の流体及び前記第２の流体が前記表面の一部に隣接する状態に変化させることによって前記表示素子を始動する、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記少なくとも１つの表示前信号レベルが、単一の信号レベル又は単一の信号パルスからなる、請求項２又は３に記載の方法。
【請求項５】
前記少なくとも１つの表示前信号レベルが、前記表示期間における初期表示状態のための信号レベルを与えるように設定される、請求項２〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記表示期間のために表示素子を始動することが表示素子を見る人に知覚できないように前記少なくとも１つの表示前信号レベルを設定するステップを含む、請求項２〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記第１の流体及び前記第２の流体が前記表示期間を通して前記表面に隣接するように、前記少なくとも１つの表示信号レベルのタイミング及び／又は信号レベルを制御するステップを含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記少なくとも１つの表示信号レベルが、前記表示期間中に前記第２の流体が前記表面の少なくとも１％、５％、又は１０％に隣接するように設定される、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記表示素子が第２の電極を備え、前記方法が、前記表示前期間中の前記少なくとも１つの表示前信号レベルを前記第２の電極に印加するステップと、前記表示期間中の前記少なくとも１つの表示信号レベルを前記第１の電極に印加するステップとを含む、請求項２〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記表示期間を通して非ゼロ信号レベルを前記第２の電極に印加するステップを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記非ゼロ信号レベルが、前記表示期間を通して前記第１及び第２の流体が前記表面に隣接するように設定される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記印加される電圧が直流電圧である、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
キャビティ、
前記キャビティ内の第１の流体及び第２の流体であって、前記第１の流体が前記第２の流体と不混和性である、前記第１の流体及び前記第２の流体、
前記キャビティに面する表面、及び
第１の電極を備える少なくとも１つの表示素子と、
前記第１の電極に電圧を印加し、前記電圧の信号レベルに応答して表示状態をもたらすための制御システムと
を備えるディスプレイデバイスであって、
前記制御システムが、前記少なくとも１つの表示素子の少なくとも１つについて、表示期間を通して前記第１の流体及び前記第２の流体が前記表面に隣接するように前記表示期間を通して前記信号レベルを設定するように構成されており、前記第２の流体が前記表面の少なくとも最小領域に隣接し、前記最小領域がゼロ領域より大きい、ディスプレイデバイス。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの表示素子が第２の電極を備え、前記制御システムが、少なくとも１つの表示前信号レベルを印加し前記表示期間のために前記表示素子を始動するように構成され、前記制御システムが、表示前期間中に前記少なくとも１つの表示前信号レベルを前記第２の電極に印加するように、及び、前記表示期間中に前記少なくとも１つの表示信号レベルを前記第１の電極に印加するように構成されている、請求項１３に記載のディスプレイデバイス。
【請求項１５】
複数の表示素子を備え、少なくとも２つの前記表示素子の前記第１の電極及び／又は前記第２の電極が前記制御システムに電気的に接続され、前記制御システムが、前記複数の表示素子を同時に始動するように構成されている、請求項１３又は１４に記載のディスプレイデバイス。
【請求項１６】
複数の表示素子の前記第２の電極が前記制御システムに接続され、前記制御システムが、前記複数の表示素子を同時に始動するように構成され、前記複数の表示素子が、前記ディスプレイデバイスの表示素子のラインとして配列され、又は前記複数の表示素子が、前記ディスプレイデバイスの前記表示素子すべてである、請求項１４又は１５に記載のディスプレイデバイス。
【請求項１７】
前記装置が、前記ディスプレイを始動した後で前記第２の流体が隣接する前記表面の一部を介して放射の通過を低減するように構成されている、請求項１３〜１６のいずれか一項に記載のディスプレイデバイス。
【請求項１８】
少なくとも１つのテスト構造を備え、前記少なくとも１つのテスト構造を使用して少なくとも１つの表示素子を始動するように構成されている、請求項１３〜１７のいずれか一項に記載のディスプレイデバイス。
【請求項１９】
キャビティと、
前記キャビティ内の第１の流体及び第２の流体であって、前記第１の流体が前記第２の流体と不混和性である、前記第１の流体及び前記第２の流体と、
前記キャビティに面する表面と、
第１の電極と
を備える少なくとも１つの表示素子を制御するためのディスプレイデバイス制御システムであって、
前記第１の電極に電圧を印加し前記電圧の信号レベルに応答して表示状態をもたらすように構成され、
前記少なくとも１つの表示素子の少なくとも１つについて、表示期間を通して前記第１の流体及び前記第２の流体が前記表面に隣接するように前記表示期間を通して前記信号レベルを設定するように構成されており、前記第２の流体が前記表面の少なくとも最小領域に隣接し、前記最小領域がゼロ領域より大きい、ディスプレイデバイス制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレクトロウェッティングディスプレイデバイスを駆動する方法、ディスプレイデバイス、及び制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
エレクトロウェッティングディスプレイデバイスは、たとえば国際公開第２００３／０７１３４６号パンフレットから知られている。エレクトロウェッティングディスプレイデバイスではヒステリシスが観察され得る。ヒステリシスは、印加電圧が増大する場合、電圧が低下する場合に比べてエレクトロウェッティングディスプレイを異なるように挙動させる。その結果、ディスプレイによってもたらされる表示効果は、より低い、又はより高い直前の電圧から印加電圧に達するかどうかに応じて、所与の電圧で一貫性がなくなる可能性がある。これは、信頼性のある表示状態を必要とするディスプレイにとって問題である。
【０００３】
Ｒ．ｖａｎ  Ｄｉｊｋ、Ｂ．Ｊ．Ｆｅｅｎｓｔｒａ、Ｒ．Ａ．Ｈａｙｅｓ、Ｉ．Ｇ．Ｊ．Ｃａｍｐｓ、Ｒ．Ｇ．Ｈ．Ｂｏｏｍ、Ｍ．Ｍ．Ｈ  Ｗａｇｅｍａｎｓ、Ａ．Ｇｉｒａｌｄｏ、Ｂ．ｖ．ｄ．Ｈｅｉｊｄｅｎ、Ｒ．Ｌｏｓ、及びＨ．Ｆｅｉｌ、Ｌｉｑｕａｖｉｓｔａによる論文「Ｇｒａｙ  Ｓｃａｌｅｓ  ｆｏｒ  Ｖｉｄｅｏ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｗｅｔｔｉｎｇ  Ｄｉｓｐｌａｙｓ」ＩＳＳＮ０００６−０９６６Ｘ／０６／３７０１−００００は、２つだけの極値、すなわちピクセルオン値とピクセルオフ値とにエレクトロウェッティングピクセルをパルス幅変調駆動することについて記載している。パルス幅を増大する、すなわちパルス期間を増大することにより、ピクセルの輝度が増大される。したがって、パルス幅を変化させることにより、様々なグレイスケールを得ることができる。ピクセルを２つの極端なレベルだけに駆動することにより、ヒステリシスは、光学的性能に対して影響を及ぼさない。
【０００４】
Ｙｉ−Ｃｈｅｎｇ  Ｃｈｅｎ、Ｃｈａｏ−Ｃｈｉｕｎ  Ｌｉａｎｇ、Ｙｕｎｇ−Ｈｓｉａｎｇ  Ｃｈｉｕ、Ｗｅｉ−  Ｙｕａｎ  Ｃｈｅｎｇ、Ｋｕｏ−Ｌｕｎｇ  Ｌｏ、及びＹｕ−Ｐｅｉ  Ｃｈａｎｇによる論文「Ａｎ  Ａｃｃｕｒａｔｅ  Ｇｒａｙ−ｌｅｖｅｌ  Ｄｒｉｖｉｎｇ  Ｓｃｈｅｍｅ  ｆｏｒ  ａ  Ｌａｒｇｅ−ａｒｅａ  Ｈｉｇｈ−ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｗｅｔｔｉｎｇ  Ｄｉｓｐｌａｙ」Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｃｅｎｔｅｒ（ＤＴＣ）／Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ（ＩＴＲＩ）、９４、ＩＤＲＣ  ０８、ＩＳＳＮ１０８３−１３１２／００／２００８−００９４は、交流（ＡＣ）変調を使用し、ヒステリシスに対処することについて記載している。ＡＣを使用することは、直流（ＤＣ）方式より２倍の動作電圧を必要とし、したがって、電力消費及び動作コストがより高く、これは望ましくない。
【０００５】
国際公開第２００５／０３６５１７号パンフレットは、各グレイスケール状態前にＡＣプリパルスを使用してエレクトロウェッティングディスプレイにおけるグレイスケールの再現性に対処する。国際公開第２００７／０５７７９７号パンフレットは、データ書込み信号とは異なり、オイルの逆流を防止するために使用される、たとえば０ボルトの電圧信号について記載している。これらの開示のどれも、上述のヒステリシスの問題に関連しない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、ヒステリシスによって引き起こされる問題を克服することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によれば、表示素子を含むエレクトロウェッティングディスプレイデバイスを駆動する方法が提供され、表示素子が、
キャビティと、
キャビティ内の第１の流体及び第２の流体であって、第１の流体が第２の流体と不混和性である、第１の流体及び第２の流体と、
キャビティに面する表面と、
第１の電極と、を備え、
ディスプレイデバイスが、第１の電極に電圧を印加し電圧の信号レベルに応答して表示状態をもたらすための制御システムを備え、第２の流体が表面の少なくとも最小領域に隣接するように表示期間を通して信号レベルを設定するように制御システムが構成され、最小領域がゼロ領域より大きく、
この方法が、表示期間中に少なくとも１つの表示信号を印加するステップを含み、前記少なくとも１つの表示信号レベルが、表示期間を通して第１の流体及び第２の流体が表面に隣接するように設定される。
【０００８】
本発明を考案する際に、本発明者らは、ヒステリシス効果が、エレクトロウェッティング表示素子をオフ状態、すなわち第１の流体だけが表面に隣接する第１及び第２の流体の構成から開始して駆動するとき、第１の流体及び第２の流体の応答によって引き起こされることに気付いた。表示素子をオフ状態から、第１の流体と第２の流体が表面に隣接するオン状態に駆動することは、印加電圧閾値を最初に超えることを必要とする。対照的に、表示素子がすでにオン状態にあるときには、さらに駆動しても、第２の流体が少なくとも最小領域に隣接しているときヒステリシス効果が生じない。
【０００９】
表示期間は、少なくとも１つの表示信号レベルを印加することによって、表示効果、たとえば画像をもたらすように、その表示素子、又は複数の表示素子によって少なくとも１つの表示状態がもたらされる期間である。第１の流体と第２の流体が表面に常に隣接するように表示期間を通して電圧信号レベルを設定するように制御システムを構成すれば、第２の流体が少なくとも最小領域に隣接する。したがって、ヒステリシス効果が表示期間中に表示素子の駆動を妨げないことが有利である。したがって、以前に印加された電圧にかかわらず、様々なグレイスケール表示状態を確実に、一貫してもたらすことができ、これにより、表示可能な画像及び画像シーケンスの品質が著しく改善される。
【００１０】
表示期間中には、表示素子は、常時オンの表示状態を有すると考えることができる。換言すれば、表示素子は、連続的に始動され、ヒステリシス効果なしに表示状態の準備をする。したがって、オフ状態、すなわち印加電圧がゼロの非活性状態は、表示期間中には可能でない。驚くべきことに、オフ状態が表示期間中に無効であるにもかかわらず、高品質の画像をもたらすように、全範囲の表示効果が有効である。オフ状態がないことを補うための例示的な技法を使用することができ、下記でさらに述べる。
【００１１】
国際公開第２００７／１４１２１８号パンフレットは、第１の表面及び第２の表面を有するエレクトロウェッティング光学装置について記載しており、第１の表面は、第２の表面と異なる、第１の流体に関するぬれ性を有することに留意されたい。したがって、この装置における流体運動は、静電気力を加えたとき、選択的に始動する。本発明は、少なくとも制御システム構成において、この光学装置とは異なる。
【００１２】
本発明の好ましい実施形態では、この方法は、表示期間のために表示素子を始動するために、表示前期間中に少なくとも１つの表示前信号レベルを印加するステップを含む。表示前期間は、表示期間直前の期間である。この少なくとも１つの表示前信号レベルは、電圧閾値を満たし、又は超え、表示素子を始動し、表示期間の準備をするように設定される。このようにして、表示素子が表示期間のために始動され、それにより、ヒステリシスが表示期間中にスイッチングに影響を及ぼさないように表示期間の準備がなされることが有利である。
【００１３】
本発明の他の実施形態では、少なくとも１つの表示前信号が、表示素子の構成を、第１の流体が表面に隣接するが第２の流体が表面に隣接しない状態から、第１の流体及び第２の流体が表面の一部に隣接する状態に変化させることによって表示素子を始動する。したがって、少なくとも１つのプレ信号レベルは、表示素子をオフ状態から、第２の流体が少なくとも最小領域に隣接する表示状態に変化させ、表示期間の準備をするように設定される。
【００１４】
本発明の他の実施形態では、少なくとも１つの表示前信号レベルが、単一の信号レベル又は単一の信号パルスからなる。このようにして、単一の信号レベルを、たとえばオフ状態にある表示素子に印加することができる。或いは、信号レベルが第１の表示前信号レベルに上昇し、次いで第２の表示前信号レベルに低下するように、たとえば素子がオフ状態にある状態で１つの信号パルスを印加することができる。単一の信号レベル、第１の表示前信号、及び第２の表示前信号レベルは、表示素子を始動するために必要とされる電圧閾値を、少なくとも満たし、好ましくは超えるように設定されてもよい。
【００１５】
本発明の好ましい実施形態では、少なくとも１つの表示前信号レベルが、表示期間における初期表示状態のための信号レベルを与えるように設定される。有利には、表示前信号レベルは、表示期間の第１の表示状態で表示素子を設定することができる。これは、始動と表示期間の第１の表示状態を組み合わせ、表示期間前に素子をさらにアドレッシングするのを回避することが有利である。したがって、単一の信号パルスの例として、第２の表示前信号レベルが、表示期間における第１の表示状態をもたらすことができる。
【００１６】
他の実施形態では、この方法は、表示期間のために表示素子を始動することが表示素子を見る人に知覚できないように少なくとも１つの表示前信号レベルを設定するステップを含む。表示前状態信号レベルのタイミング及び／又はレベルを、見る人が始動を知覚することができないように制御することができる。たとえば、表示前期間のための信号レベル及び表示期間のための表示信号レベルは、始動が行われるように始動が十分長く、しかし第１の表示状態が表示期間において表示される前に人の目が始動を検出することができないように十分迅速となるように、時間調整されてもよい。
【００１７】
本発明の他の実施形態では、この方法は、第１の流体及び第２の流体が表示期間を通して表面に隣接するように、少なくとも１つの表示信号レベルのタイミング及び／又は信号レベルを制御するステップを含む。表示期間を通して印加されるこの少なくとも１つの表示信号レベルは、表示期間中に始動された表示素子を維持するために、タイミング、たとえば（１つ又は複数の）表示信号レベルの期間及び／又は開始タイミング及び終了タイミング、及び／又は（１つ又は複数の）信号レベルの大きさにより、制御システムによって制御されてもよい。特別な一実施形態では、表示信号レベルを０ボルトに落とし、しかし十分迅速に、０ボルトより高く、以前の表示信号レベルに復元することができる。したがって、信号レベルにつれて流体が構成を変化させる遅延と相まって、表示素子は、依然として第２の流体が表面に隣接する表示状態にある。好ましくは、表示状態がゼロ信号レベル期間中に依然として同じであるように十分迅速に０ボルトが印加される。このようにして、たとえば国際公開第２００５／０３６５１７号パンフレット及び／又は国際公開第２００８／１１９７７４号パンフレットを参照すると、表示素子を始動された状態で維持しながら、逆流を低減するための信号を印加することができる。
【００１８】
本発明の好ましい実施形態では、少なくとも１つの表示信号レベルが、表示期間中に第２の流体が表面の少なくとも１％、５％、又は１０％に隣接するように設定される。したがって、表示期間を通して第２の流体が隣接する最小領域は、表面の総面積の少なくとも１％、５％、又は１０％とすることができる。１％以上の最小領域は、１％未満の最小領域より容易に実施される。
【００１９】
本発明の他の実施形態では、表示素子が第２の電極を備え、この方法が、表示前期間中の少なくとも１つの表示前信号レベルを第２の電極に印加するステップと、表示期間中の少なくとも１つの表示信号レベルを第１の電極に印加するステップとを含む。これらの実施形態は、表示素子内に表面に隣接して設けられた２つの電極を使用して本発明を実施する。表示前信号レベルは一方の電極に印加され、この電極は、たとえば面積の小さいものであり、表面の隅部に位置する。表示期間における表示状態のための少なくとも１つの表示信号レベルは、他方の電極に印加される。したがって、始動と表示状態書込みのための電極アドレッシングを分離しておくことができる。これは、電極をアドレッシングするための信号レベルシーケンス及びフレームレートタイミングに対して要求が少ない。
【００２０】
例示的な実施形態では、この方法は、表示期間を通して非ゼロ信号レベルを第２の電極に印加するステップを含む。したがって、少なくとも１つの表示信号レベルを受け取る電極とは異なる電極を使用して、表示素子を始動することができる。これは、表示素子をアドレッシングする簡単な方法を提供する。
【００２１】
好ましくは、非ゼロ信号レベルは、第１の流体及び第２の流体が表示期間を通して表面に隣接するように設定される。したがって、表示素子は、第１の電極上の０ボルトの表示信号レベルが流体の応答時間より長い間印加される場合でさえ、表示期間を通して始動された状態を保つことができる。
【００２２】
本発明の有利な実施形態では、印加される電圧が直流電圧である。直流（ＤＣ）は、ＡＣより低い電圧しか必要とせず、制御システムによる表示素子のアドレッシングインスタンスをそれほど必要とせず、したがって、少なくとも１つの表示素子に印加される信号レベルシーケンス、またおそらくは必要とされるフレームレートを単純化する。したがって、ＤＣを使用することは、ディスプレイデバイスの寿命を延ばすことになり、表示素子をアドレッシングするために従来の走査方式と組み合わせるのがＡＣより容易である。
【００２３】
本発明の他の態様によれば、
キャビティ、
キャビティ内の第１の流体及び第２の流体であって、第１の流体が第２の流体と不混和性である、第１の流体及び第２の流体、
キャビティに面する表面、及び
第１の電極を備える少なくとも１つの表示素子と、
第１の電極に電圧を印加し、電圧の信号レベルに応答して表示状態をもたらすための制御システムと
を備えるディスプレイデバイスであって、
制御システムが、前記少なくとも１つの表示素子の少なくとも１つについて、表示期間を通して第１の流体及び第２の流体が表面に隣接するように表示期間を通して信号レベルを設定するように構成されており、第２の流体が表面の少なくとも最小領域に隣接し、最小領域がゼロ領域より大きいものである、ディスプレイデバイスが提供される。このディスプレイデバイスは、表示期間を通してヒステリシスによって引き起こされる問題を克服することが有利である。
【００２４】
好ましい実施形態では、少なくとも１つの表示素子が第２の電極を備え、制御システムが、少なくとも１つの表示前信号レベルを印加し表示期間のために表示素子を始動するように構成され、制御システムが、表示前期間中に少なくとも１つの表示前信号レベルを第２の電極に印加するように、及び、表示期間中に少なくとも１つの表示信号レベルを第１の電極に印加するように構成されている。そのような実施形態は、表示期間を通して少なくとも１つの表示素子を簡単に始動するための、上述の実施形態の利点を有する。
【００２５】
他の実施形態では、このディスプレイデバイスは、複数の表示素子を備え、少なくとも２つの表示素子の第１の電極及び／又は第２の電極が制御システムに電気的に接続され、制御システムが、前記複数の表示素子を同時に始動するように構成されている。したがって、有利には、複数の表示素子を同時に始動することができる。たとえば、そのような実施形態では、複数の表示素子の第２の電極が制御システムに接続され、制御システムが、複数の表示素子を同時に始動するように構成され、複数の表示素子が、ディスプレイデバイスの表示素子のラインとして配列され、又は複数の表示素子が、ディスプレイデバイスの表示素子すべてである。
【００２６】
他の実施形態では、装置が、ディスプレイを始動した後で第２の流体が隣接する表面の一部を介して放射の通過を低減するように構成されている。第１の流体が少なくとも１つの表示素子を通過する光を吸収し、第２の流体が少なくとも最小領域に隣接する実施形態では、放射は、第１の流体を通過することなしに、第２の流体が隣接する領域を通って表示素子を通過する可能性がある。これは、最も暗い表示状態で放射が表示素子を通過することができるため、表示コントラスト比に悪影響を及ぼすおそれがある。少なくとも最小領域を通る光の通過を、たとえば放射吸収部品を使用して低減することにより、コントラスト比を改善することができる。例示的な構成のさらなる詳細は、国際出願ＰＣＴ／ＥＰ２００９／０５７８８５に記載されている。
【００２７】
さらに好ましくは、ディスプレイデバイスが、少なくとも１つのテスト構造を備え、ディスプレイデバイスが、少なくとも１つのテスト構造を使用して少なくとも１つの表示素子を始動するように構成されている。したがって、本発明は、表示素子の既知のマトリクス上のテスト構造を使用して、少なくとも１つの表示素子に適用することができる。
【００２８】
本発明の他の態様では、
キャビティと、
キャビティ内の第１の流体及び第２の流体であって、第１の流体が第２の流体と不混和性である、第１の流体及び第２の流体と、
キャビティに面する表面と、
第１の電極と
を備える少なくとも１つの表示素子を制御するためのディスプレイデバイス制御システムであって、
第１の電極に電圧を印加し電圧の信号レベルに応答して表示状態をもたらすように構成され、
前記少なくとも１つの表示素子の少なくとも１つについて、表示期間を通して第１の流体及び第２の流体が表面に隣接するように表示期間を通して信号レベルを設定するように構成されており、第２の流体が表面の少なくとも最小領域に隣接し、最小領域がゼロ領域より大きいものである、制御システムが提供される。したがって、本発明の制御システムを備えるどのエレクトロウェッティングディスプレイデバイスも、ヒステリシス効果による表示問題を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】エレクトロウェッティング表示素子を概略的に示す図である。
【図２】本発明の一実施形態による例示的な信号レベルシーケンスの図である。
【図３】エレクトロウェッティング表示素子を駆動するための構成の図である。
【図４】他の実施形態による他の例示的な信号レベルシーケンスの図である。
【図５】他の実施形態による他の例示的な信号レベルシーケンスの図である。
【図６】他の実施形態による他の例示的な信号レベルシーケンスの図である。
【図７】本発明を実施するための代替の表示素子を概略的に示す図である。
【図８】本発明を実施するための代替の表示素子を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明の他の特徴及び利点が、例としてのみ与えられた、添付の図面を参照する本発明の好ましい実施形態の以下の説明から明らかになろう。
【００３１】
図１は、エレクトロウェッティングディスプレイデバイスの一実施形態の断面図を示す。このディスプレイデバイスは、複数のエレクトロウェッティング表示素子２を含み、その１つが図に示されている。図では、素子の横方向範囲が、２本の破線３、４によって示されている。エレクトロウェッティング素子は、第１の支持プレート５及び第２の支持プレート６を備える。支持プレートは、各エレクトロウェッティング素子の別々の部品であってもよいが、支持プレートは、複数のエレクトロウェッティング素子によって共用されることが好ましい。支持プレートは、たとえばガラス又はポリマー製とすることができ、剛性でも可撓性でもよい。
【００３２】
このディスプレイデバイスは、ディスプレイデバイスによって形成される画像又は表示を見ることができる視認側７と、裏側８とを有する。第１の支持プレート５は視認側に面し、第２の支持プレート６は裏側８に面する。代替の実施形態では、ディスプレイを裏側８から見ることができる。ディスプレイデバイスは、反射型、透過型、又は半透過型のものとすることができる。ディスプレイは、画像がセグメントを組み合わせたものである、セグメント化されたディスプレイタイプとすることができる。これらのセグメントは、同時又は別々にスイッチングさせることができる。各セグメントは、１つのエレクトロウェッティング素子２、又は隣接しても離れていてもよいいくつかのエレクトロウェッティング素子２を含む。１つのセグメントに含まれるエレクトロウェッティング素子は、同時にスイッチングされる。また、ディスプレイデバイスは、アクティブマトリクス駆動ディスプレイタイプでもパッシブマトリクス駆動ディスプレイでもよい。
【００３３】
支持プレート間に空間１０を形成するキャビティが、２つの流体、すなわち第１の流体１２及び第２の流体１１で充填される。第２の流体は、第１の流体と不混和性である。第２の流体は、導電性又は有極性のものであり、水、又は水とエチルアルコールの混合物内の塩化カリウムの溶液など塩溶液とすることができる。第２の流体は、透明であることが好ましいが、着色されたもの、白色、吸収性、又は反射性のものであってもよい。第１の流体は、非導電性であり、たとえばヘキサデカンのようなアルカン、又は（シリコーン）オイルとすることができる。疎水性層１３が支持プレート６上に配置され、表面領域ＳＡで空間１０に面するエレクトロウェッティング表面を生み出す。この表面は、下記でさらに述べるように、表示期間中に第２の流体に隣接するための最小領域ＭＡを有する。この層は、複数のエレクトロウェッティング素子２にわたって延在する途切れのない層であっても、図に示されているように、各部が１つのエレクトロウェッティング素子２だけにわたって延在する断続的な層であってもよい。この層は、たとえば、ＡＦ１６００などアモルファスフルオロポリマー層、又は別の低表面エネルギーポリマーとすることができる。或いは、エレクトロウェッティング素子は、第１の液体１２、電極９、疎水性層１３、及び第１の支持プレート５に隣接する壁１６で構築することができる。この構成では、第１の液体は、裏側８ではなく空間１０の視認側７に配置される。また、代替の構成では、エレクトロウェッティング素子は、複数のスイッチング可能なエレクトロウェッティング素子を光路内で直列に含むように互いに重ねて配置することができる。さらに、スイッチング可能な素子のさらなる一体化を、１つ又は複数の他の第１の流体をエレクトロウェッティング素子のそれぞれに含めることによって行うことができる。層１３の疎水性の特性は、第１の流体を支持プレート６に選択的に接着させる。その理由は、第１の流体が、疎水性層１３の表面に対して、第２の流体より高いぬれ性を有するからである。ぬれ性は、固体の表面に対する流体の相対親和力に関連する。ぬれ性は、親和力が増大するにつれて増大し、流体と固体の間に形成される接触角によって測定し、当該の流体の内部で測定することができる。これは、９０°を超える角度での相対的な非ぬれ性から、接触角が０°であるときの完全なぬれ性に増大し、この場合、流体は、固体の表面上で膜を形成する傾向がある。
【００３４】
各素子２は、第２の支持プレート６上に配置された第１の電極９を含む。電極９は、絶縁体によって流体から分離され、絶縁体は疎水性層１３とすることができる。一般に、電極９は、任意の所望の形状又は形態のものとすることができる。電極９には、信号ライン１４によって電圧信号が供給される。第２の信号ライン１５が、導電性の第２の流体１１と接触する電極に接続される。この電極は、すべての素子が流体相互接続され、第２の流体を共用し、壁によって遮られないとき、すべての素子に共通のものとすることができる。エレクトロウェッティング素子２は、信号ライン１４と信号ライン１５の間に印可される電圧Ｖｅによって制御される。支持プレート６上の電極９はそれぞれ、支持プレート上のプリント配線のマトリクスによってディスプレイ駆動システムに接続される。この配線は、スパッタリング、及び構造化又は印刷技法など、様々な方法によって付着させることができる。
【００３５】
セグメントタイプのディスプレイでは、電極９は、いくつかの素子にわたって延在し、複数のエレクトロウェッティング素子の画像領域を画定することができ、これらの素子はすべて同時にスイッチングされることになる。あるセグメントがいくつかのエレクトロウェッティング素子をカバーするとき、信号ライン１４は、これらのエレクトロウェッティング素子のための共通の信号ラインである。
【００３６】
第１の流体１２の横方向範囲は、エレクトロウェッティング素子の断面に従う壁１６によって１つのエレクトロウェッティング素子に制限される。図１に示されている実施形態では、壁は、疎水性層１３の範囲を画定する。疎水性層が複数の素子にわたって延在するとき、壁は、疎水性層の上部に配置されることが好ましい。代替として、又はそれに加えて、壁は、第１の流体を制限するための親水性領域を含むことができる。ディスプレイのエレクトロウェッティング素子のさらなる詳細が、とりわけ国際公開第０３０７１３４６号パンフレットに開示されている。
【００３７】
第１の流体は、光スペクトルの少なくとも一部を吸収することができる。この流体は、光スペクトルの一部に対して透過性のものとすることができ、カラーフィルタを形成する。このために、流体は、顔料粒子又は染料を加えることによって着色することができる。或いは、第１の流体は、黒色、すなわち光スペクトルの実質的に全部を吸収することも、反射性のものとすることもできる。疎水性層は、透明又は反射性のものとすることができる。反射性層は、可視スペクトル全体を反射し、層が白色に見えるようにすることも、可視スペクトルの一部を反射し、色をもたせることもできる。
【００３８】
信号ライン１４と信号ライン１５の間に印可される電圧Ｖｅが、十分な大きさの非ゼロ信号レベルに設定されたとき、素子は活性状態に入ることになる。静電気力が第２の流体１１をセグメント電極９に向かって移動することになり、それにより、第１の流体１２を、疎水性層１３の領域の少なくとも一部から、疎水性層の領域を取り囲む壁１６に向かって押しやり、変位させる。第１の流体は、完全にはじかれたとき、破線１７によって概略的に示されているように、滴状になる。この作用は、第１の流体をエレクトロウェッティング素子の疎水性層１３の表面から剥離する。素子の両端間の電圧が十分な期間の間ゼロの非活性信号レベルに戻ったとき、素子は、非活性状態に戻ることになり、第１の流体は、疎水性層１３を覆うように流れて戻る。このようにして、第１の流体は、各エレクトロウェッティング素子内で電気的に制御可能な光スイッチを形成する。
【００３９】
エレクトロウェッティング素子は、コンデンサを形成する。第２の流体１１と電極９がプレートを形成し、第１の流体１２と疎水性層１３が誘電層を形成する。第１の流体が活性状態にある、すなわち形態１７を有するとき、素子の静電容量は、第１の流体が非活性状態にある、すなわち形態１２を有するときより高い。
【００４０】
図２は、時間ｔの関数として電極１４と電極１５の間に印可される電圧Ｖｅのグラフを示す。示されている電圧信号レベルは、負電圧として示されているが、それに加えて、又は代わりに正電圧であってもよい。図は、２つの期間、すなわち表示素子を始動するために時間ｔ３で終了する第１の表示前期間と、表示状態をもたらす、たとえば画像を表示するために時間ｔ３で始まる表示期間とを示す。
【００４１】
図の例における表示前期間では、印加電圧がゼロで始まり、表示素子は非活性状態にあり、第１の流体が表面に隣接するだけである、すなわち透過がゼロである。表示前期間中に少なくとも１つの表示前信号レベルを印加し、表示期間のために表示素子を始動することができる。この例では、時間ｔ１で、第１の表示前信号レベルＶＰ１が印加され、より小さい大きさの第２の表示前信号レベルＶＰ２がそれに続く。したがって、第１及び第２の表示前信号レベルは、表示前パルス、この例では単一の表示前信号パルスを形成するが、複数のパルスを印加することができることも想定される。
【００４２】
流体の構成を非活性状態のものから変化させるために、始動閾値ＶＴを超える信号レベルで電圧を印加する必要がある。始動閾値ＶＴの信号レベルは、表示素子の構造のパラメータ、たとえば疎水性層１３の厚さ及び／又は第１の流体の層の厚さに依存する。閾値電圧は、たとえば５ボルト、又は５ボルトより大きい電圧、たとえば１０ボルト若しくは１５ボルトとすることができる。適切な表示素子構造を用いれば、始動閾値ＶＴは０ボルトとすることができ、これは任意の非ゼロ信号レベルが始動に十分なものであることを意味する。閾値電圧は、表示素子の最大動作電圧のあるパーセンテージ、たとえば１５％以上として規定することができる。
【００４３】
したがって、第１の表示前信号レベルは、始動閾値ＶＴを満たし、又は超える。したがって、これらの流体は、第２の流体が表面並びに第１の流体に隣接し、したがって表示素子を始動するように構成を変化させる。次いで、始動閾値ＶＴが満たされた、又は超過された後で、始動閾値ＶＴ未満であるが第２の流体が依然として少なくとも最小領域ＭＡに隣接するのに十分である電圧を印加することができる。したがって、第２の流体が最小領域に隣接するための電圧閾値もあり、これを本明細書では、最小領域電圧閾値ＶＭＡと呼ぶ。印加電圧がこの最小領域電圧閾値ＶＭＡと等しい、又はそれを超える限り、第２の流体は、少なくとも最小領域ＭＡに隣接し、表示素子は、始動された状態を保つ。しかし、印加電圧が変化し、その結果、最小領域電圧閾値ＶＭＡをもはや少なくとも満たさなくなった場合、表示素子は、第２の流体がもはや最小領域ＭＡに隣接しないオフ状態に戻る。
【００４４】
最小領域は、表面領域ＳＡの１％、５％、又は１０％とすることができ、その結果、第２の流体は、表示期間を通して、それぞれ表面の少なくとも１％、５％、又は１０％に隣接する。印加電圧が最小領域電圧閾値ＶＭＡに等しいとき、表示素子が最初に始動されていれば、第２の流体は、最小領域ＭＡに隣接し、最小領域電圧閾値ＶＭＡ、及びおそらくは始動閾値ＶＴより大きい電圧では、第２の流体は、表面の最小領域ＭＡより大きい領域に隣接する。
【００４５】
第２の流体が少なくとも最小領域ＭＡに隣接する状態で、第１の流体が表面に隣接するが第２の流体が表面に隣接しないオフ状態から、第１の流体及び第２の流体が表面に隣接する状態に表示素子の構成を変化させることにより、表示素子が表示期間のために始動される。これは、第２の流体が少なくとも最小領域に隣接したままである期間の間、表示期間中にもたらされる表示状態を、ヒステリシスが妨げないことを意味する。下記で述べるように、ディスプレイデバイスの制御システムは、第２の流体が少なくとも最小領域ＭＡに隣接したままであるように、表示期間中の少なくとも１つの信号レベルを設定するように構成される。
【００４６】
有利には、始動電圧閾値ＶＴを超えることによって表示素子が始動された後で、表示素子は、第２の流体が少なくとも最小領域ＭＡに隣接する任意の表示状態にスイッチングされてもよい。したがって、印加電圧が始動閾値ＶＴ未満のものを含めて、多数のグレイスケール表示状態をもたらすことができる。さらに、表示素子が始動されたときヒステリシス効果が克服されるので、表示状態は、印加電圧の緩やかな変化に応じて、緩やかに変化し得る。これは、印加電圧の穏やかな変化にもかかわらず有害な方法で表示状態間を顕著に飛躍することを示し得るヒステリシスを示す表示素子に比べて、所望の表示状態間を得るために、はるかに優れた制御を可能にする。さらに、本発明は、印加電圧がより大きな印加電圧に従うか、それともより小さな印加電圧に従うかにかかわらず、また直前の表示状態で表示素子に印加された電圧にかかわらず、所望の表示状態が確実にもたらされることを可能にする。
【００４７】
なおも図２を参照すると、時間ｔ３では、第１の表示信号レベルＶ１が印加され、表示期間の第１の表示状態をもたらすように流体構成を変化させる。第１の表示信号レベルは、第２の表示前信号レベルＶＰ２より小さくても大きくてもよく、表示期間のための最大動作電圧より大きいものとすることができる。時間ｔ４では、第２の表示信号レベルＶ２を印加し、表示期間の第２の表示状態を得る。第１及び第２の表示信号レベルは、少なくとも最小領域電圧閾値ＶＭＡを満たす。時間ｔ５では、ゼロ信号レベルが印加され、表示素子は、非活性状態に戻り、それにより表示期間を終了する。その代わりに、表示期間中には、表示素子を、少なくとも最小領域電圧閾値ＶＭＡを満たす適切な信号レベルで３つ以上の異なる表示状態に駆動してもよいことを理解されたい。
【００４８】
図３は、本発明による、ディスプレイデバイスの制御システムを含む、エレクトロウェッティングディスプレイ駆動システムの一実施形態の線図を示す。このディスプレイ駆動システムは、いわゆる直接駆動タイプのものであり、好ましくは支持プレート６に接着された集積回路の形態にあることができる。アクティブマトリクスタイプのディスプレイもまた、そのようなディスプレイ駆動システムを使用することができる。ディスプレイ駆動システム２０は、制御ロジック及びスイッチングロジックを含み、信号ライン１４及び共通の信号ライン１５によってディスプレイに接続される。各電極信号ライン１４は、ディスプレイ駆動システム２０からの出力を、それぞれ異なる電極９に接続する。共通の信号ラインは、電極を介して第２の導電性流体１１に接続される。１つ又は複数の入力データライン２２も含まれており、それにより、任意の瞬間にどの素子が活性状態にあるべきか、またどの素子が非活性状態にあるべきか決定するように、ディスプレイ駆動システムにデータで指令することができる。
【００４９】
図のコントローラの実施形態は、表示すべき画像に関連する入力データライン２２から入力データを受け取る表示コントローラ１０４、たとえばマイクロコントローラを備える。この実施形態では制御システムであるマイクロコントローラは、電圧の信号レベルに応答して流体構成、たとえば表示状態をもたらすように第１の電極に電圧を印加するように構成される。マイクロコントローラは、第２の流体が少なくとも最小領域ＭＡに隣接するように少なくとも１つの信号レベルが表示期間を通して設定されるように、表示期間中を含めて、表示素子のための少なくとも１つの信号レベルのタイミング及び／又は信号レベルを制御する。したがって、制御システムは、第２の流体が少なくとも最小領域に隣接するように、表示期間を通して信号レベルを設定するように構成される。したがって、実施形態によっては、第２の流体が表示期間中に最小領域ＭＡより小さい領域に隣接することになる任意の入力データに対して、マイクロコントローラは、少なくとも最小領域電圧閾値ＶＭＡに対応する信号レベルを出力する。さらに、マイクロコントローラシステムは、表示期間のために表示素子を始動することが表示素子を見る人に知覚できないように、少なくとも１つの表示前信号レベルのタイミング及び／又は信号レベルを制御するように構成されてもよい。
【００５０】
マイクロコントローラの出力は、信号分配装置及びデータ出力ラッチ１０６のデータ入力に接続される。信号分配装置は、入来データを、ディスプレイデバイスに接続された複数の出力にわたって、好ましくはドライバを介して分配する。信号分配装置は、ある素子を特定の表示状態に設定すべきであることを示すデータ入力が、この素子に接続された出力に送られるようにする。この分配装置は、シフトレジスタとすることができる。入力データは、シフトレジスタ内にクロックに合わせて入力され、ラッチパルスを受け取ったとき、シフトレジスタの内容が出力ラッチにコピーされる。出力ラッチは、ドライバアセンブリ１０７に接続された１つ又は複数の出力を有する。ラッチの出力は、駆動システム内の１つ又は複数のドライバ段１０８の入力に接続される。各ドライバ段の出力は、信号ライン１４、１５を介して、対応する表示素子に接続される。入力データに応答して、ドライバ段は、マイクロコントローラによって設定された信号レベルの電圧を出力し、素子の１つを対応する表示状態に設定する。
【００５１】
図２を参照すると、表示期間中の駆動方式は、アナログ駆動方式である。代替の駆動方式も想定される。たとえば、図４を参照すると、半アナログ方式（パルス幅変調（ＰＷＭ）を用いたアナログ）が示されている。半アナログ方式では、グレイスケール表示状態が、電圧の振幅と各電圧が印加される時間の長さとの組合せによって決定される。表示前期間中に印加される信号レベルは、図２に関して述べたものと同じである。表示期間中には、当技術分野で周知のように、半アナログ電圧信号レベルを使用して表示状態がもたらされる。第１の表示状態の場合、信号レベルＶ４が適時に信号レベルＶ３と混合される。第２の表示状態の場合、異なる信号レベルが適時に混合される。したがって、パルス振幅を変調することもできる。図４は、表示期間中の２つの表示状態を示しているが、当然ながら、第２の流体が少なくとも最小領域ＭＡに隣接したままであれば、表示期間は、任意の数の表示状態をもたらすことができることを理解されたい。また、図４と共に述べた実施形態について、代わりに表示期間中にパルス幅変調方式を適用することができることを理解されたい。
【００５２】
図５は、代替のアナログ駆動方式を示す。この実施形態では、表示前期間が時間ｔ２で終了し、表示期間が時間ｔ２で始まる。時間ｔ１では、始動閾値ＶＴを超える単一の表示前信号レベルを印加し、流体を非活性状態から第１の表示前状態に変化させる。これにより表示素子が始動される。時間ｔ２では、表示前信号レベルとは異なる第１の表示信号レベルを印加し、第１の表示状態をもたらす。時間ｔ３では、第２の表示信号レベルを印加し、第２の表示状態をもたらす。第１及び第２の表示信号レベルは、少なくとも最小領域電圧閾値ＶＭＡを満たす。時間ｔ４では、ゼロ信号レベルが印加され、それにより表示期間を終了するが、少なくとも最小領域電圧閾値ＶＭＡを満たす他の表示信号レベルを表示期間中に印加することができることも想定される。
【００５３】
図６は、他の代替のアナログ駆動方式を示す。表示前期間が時間ｔ２で終了し、表示期間が時間ｔ２で始まる。この実施形態は、表示期間における初期表示状態に必要とされる信号レベルに対応する単一の表示前信号レベルＶ７が印加されるので、特別な例である。これにより、時間ｔ２で表示素子を再アドレッシングすることが回避される。時間ｔ３では、信号レベルＶ８を印加し、第２の表示状態をもたらす。時間ｔ４では、他の表示状態がもたらされ、時間ｔ５でのゼロ信号レベルがそれに続く。或いは、時間ｔ５の後で他の表示状態をもたらすこともできる。各表示状態について、印加電圧は、少なくとも最小領域電圧閾値ＶＭＡを満たす。
【００５４】
図５及び図６を使用して述べた実施形態について、代わりにパルス幅変調方式、又は半アナログ方式を表示期間中に適用することができることを理解されたい。
【００５５】
図７及び図８は、本発明を実施するための代替の表示素子を概略的に示す。図８は、図７に示された素子の、線分Ａ−Ｂでの断面図を示す。第２の電極１８が破線で示されており、その範囲が最小領域ＭＡを表す。特徴は、図１を参照して以前に述べたものと同様であり、７００だけ増分された同じ参照番号で符号が付けられており、対応する説明がここでも当てはまるものと解釈されたい。
【００５６】
この実施形態では、表示素子７０１は、流体７１１、７１２に電圧を印加するための第２の電極１８を備える。第２の電極は、第１の電極７０９とは別個の電極であり、第１の電極に印加される電圧が第２の電極に印加される電圧を妨げず、逆もまた同様であるように、第１の電極から電気的に絶縁されている。
【００５７】
第１の電極と同様に、第２の電極１８は、第２の支持プレート７０６上に配置され、絶縁体、この例では疎水性層１３によって流体から分離されている。図１を使用して述べた実施形態とは対照的に、第１の電極７０９は、疎水性層７１３の表面領域ＳＡより小さい範囲を有する。第２の電極１８は、図のように疎水性層７１３の最小領域ＭＡに対応する範囲を有する。この実施形態では、第２の電極は形態が方形のものとして示されているが、他の形態、たとえば三角形又は四分円形が可能であることを理解されたい。さらに、第２の電極は、表面領域ＳＡの隅部以外に配置されてもよい。たとえば、第２の電極は、表面領域ＳＡの中央に配置されても、壁７１６の少なくとも一部に沿って配置されてもよい。第１の電極の形態は、可能な限り密に第２の電極とほぼ碁盤目状になり、一方、疎水性表面１１３にわたって流体が滑らかに移動することができるように両電極間で十分な絶縁を維持するように適合されてもよい。
【００５８】
第２の電極１８には、支持プレート上のプリント配線を介してディスプレイ駆動システムに接続された信号ライン２０によって電圧信号が供給される。制御システムは、表示前期間中に少なくとも１つの表示前信号レベルを第２の電極１８に、また表示期間中に少なくとも１つの表示信号レベルを第１の電極７０９に印加するように構成される。表示期間の少なくとも一部を通して、制御システムは、表示素子が表示期間を通して始動されるように非ゼロ信号レベルを第２の電極１８に印加することができる。この非ゼロ信号は、まず始動電圧閾値ＶＴを満たす、又は超える電圧を第２の電極に印加することによって表示素子が始動された後で、最小領域電圧閾値ＶＭＡに等しい、又はそれを超える必要があり、このようにして、非ゼロ信号レベルは、表示期間を通して第１及び第２の流体が表面に隣接し、第２の流体が少なくとも最小領域ＭＡに隣接するように設定される。始動後、第１の電極７０９に印加された信号レベルが最小領域電圧閾値ＶＭＡを超えた場合、第１の電極上の表示信号レベルが始動を維持するので、最小領域電圧閾値ＶＭＡ未満の信号レベル、たとえばゼロ信号レベルを、第２の電極１８に印加することができる。
【００５９】
上述のように、表示素子が始動され、第２の流体が少なくとも最小領域ＭＡに隣接する状態で、放射（すなわち光）が最小領域ＭＡを通過することになることを理解されたい。したがって、第１の流体が吸収性、たとえば表示素子の最も暗い表示状態である非活性状態である場合、最小領域電圧閾値ＶＭＡ未満に由来するどの表示状態も、表示期間中に有効でない。したがって、表示素子のコントラスト比を改善するために、最小領域ＭＡを放射が通過するのを低減するように表示素子を構成することができる。たとえば、放射、好ましくはすべての波長、又は少なくとも可視スペクトル内の波長を吸収するために。最小領域ＭＡに隣接する層を設けることができる。吸収層は、第２の電極１８を好ましくは高い放射吸収度を有する材料から形成することによって、第２の電極１８であってもよい。さらなる詳細が、国際出願ＰＣＴ／ＥＰ２００９／０５７８８５を参照することにより本明細書に組み込まれる。
【００６０】
最小領域ＭＡを光が通過するのを低減するように表示素子が構成される実施形態では、濃いグレイレベルについて、２つの異なるグレイスケール表示状態間でスイッチングするために必要とされる電圧変化が、最小領域ＭＡを光が通過するのを低減しないように構成された表示素子の同じ２つのグレイスケール表示状態間でスイッチングための電圧変化より大きいことが有利である。これは、表示素子に必要とされる電圧に対して光透過率をプロットする電気光学曲線に関して、グレイスケール表示状態に関する曲線の勾配は、最小領域ＭＡを通過する光を低減しないように構成された表示素子の電気光学曲線の同じグレイスケール表示状態に関するより急な曲線勾配に比べて、最小領域ＭＡを光が通過するのを低減するように構成された表示素子の方がより浅いからである。したがって、最小領域ＭＡを通過する光を低減するように構成された表示素子の場合、最小領域ＭＡを通過する光を低減しないように構成された表示素子に比べて、より暗いグレイスケール表示状態を、より容易に、必要とされる電圧間の間隔がより大きい状態で、得ることができる。したがって、より急な電気光学曲線勾配を有する表示素子に比べて、異なるグレイスケール表示状態間でより緩やか且つ制御可能な遷移を、有効なグレイスケール状態の範囲をもたらすようなより広い電圧範囲で得ることができる。他の利点は、最小領域ＭＡを通過する光を低減するように構成された表示素子の実施形態の場合、より広い電圧範囲は、ある電圧がディスプレイデバイスの複数の表示素子に印加されるとき、最小領域ＭＡを通る光を低減しないように構成された表示素子のグレイレベルより、表示素子のグレイレベルが、オイル体積、誘電体の厚さ、又はピクセル壁の高さなどピクセルパラメータの不均一性に対してあまり敏感でないことを意味する。後者の表示素子は、より急な電気光学曲線を有し、したがってピクセルパラメータの不均一性に対してより敏感である。
【００６１】
それに加えて、又は代替として、最小領域ＭＡは、コントラスト比を改善するために、表示効果をもたらすための表面の表示領域の外側である表面の一部に位置してもよい。他の実施形態、たとえばディスプレイが反射性モードで動作される場合には、最小領域ＭＡに対応する電極を、ＩＴＯなど透明な材料製とし、見る人に光が反射されない効果的なブラックマスクを生み出すことができる。
【００６２】
他の例示的な実施形態では、ディスプレイデバイスは、ディスプレイを通過する放射に色を加えるためのカラーフィルタを使用することができる。たとえば、ディスプレイは、４つの表示素子の少なくとも１つのグループを備えることができ、１つの表示素子が白色光を提供するためのものであり、カラーフィルタと共に構成された他の３つが、赤、緑、及び青の光の原色の、異なる１つをもたらすためのものである。したがって、このグループは、フルカラー表示ピクセルを形成し、白色素子は輝度を制御するためのものであり、より高い最大輝度をもたらす。本発明の方法は、赤、緑、及び青の表示素子に適用することができ、したがってそれらの素子は、表示期間中に始動された状態を保つ。しかし、本発明の方法は、白色表示素子に適用されなくてもよい。したがって、白色素子は、第１の流体だけが表示期間中に表面に隣接する状態で、表示状態をもたらすことができる。したがって、表示期間中に少なくとも１つの表示素子を駆動し非活性表示状態をもたらすことと組み合わせて、少なくとも１つの表示素子を本発明に従って駆動することにより、グループ内のすべての素子が本発明に従って駆動された場合より、より暗い黒色状態を含めて、より暗い表示状態を表示ピクセルがもたらすことができる。この例では、当技術分野で周知のレンダリング及び／又はアドレッシングアルゴリズム、たとえばディザリング技法を白色素子に適用し、ヒステリシス効果を補償することができる。
【００６３】
本発明の実施形態について、１つの表示素子を参照して上述した。理解されるように、エレクトロウェッティングディスプレイデバイスは複数の表示素子を備えており、複数の表示素子、実施形態によってはすべての表示素子に本発明の方法を適用するように、制御システムを構成することができる。これは、たとえばマトリクスを介して制御システムに電気的に接続される表示素子のうちの少なくとも２つの、第１の電極によって達成される。図７及び図８を使用して述べた実施形態の場合、各表示素子の第１の電極は、マトリクスを介して制御システムに電気的に接続されてもよく、別に、第２の電極が、別個のマトリクスを介して制御システムに電気的に接続されてもよく、電極の第１の組と第２の組の独立した制御を可能にする。表示素子のグループの第２の電極は、たとえば行として共にバス接続されてもよく、その結果、そのグループは、単一のドライバ、又はドライバの単一の出力によって同時に始動させることができる。制御システムを含めてディスプレイデバイスは、ディスプレイデバイスの表示素子を個々に始動するように、或いは複数の表示素子、たとえば（ディスプレイのライン走査と同期されたものとすることができる）表示素子の少なくとも１つのライン（行又は列）、表示素子のグループ、及び／又はディスプレイデバイスの表示素子のすべて（これはライン走査を必要としないことが有利である）を始動するように構成されてもよい。したがって、制御システムは、複数の表示素子を同時に、たとえばディスプレイデバイスの表示素子のすべてを同時に始動することができる。すべての素子のそのような始動は、ディスプレイデバイス用の電源がオンに切り替えられ、その結果、次いで表示素子すべてが表示期間の準備をしたとき実施することができる。次いで、これらの始動は、表示期間を通して維持することができる。
【００６４】
他の実施形態では、ディスプレイデバイスが、少なくとも１つのテスト構造を備え、ディスプレイデバイスが、少なくとも１つのテスト構造を使用して少なくとも１つの表示素子を始動するように構成されている。少なくとも１つのテスト構造は、少なくとも１つのテスト信号を使用して、適正な動作についてディスプレイデバイスをテストするために、表示素子のマトリクスのディスプレイデバイスの縁部に設けることができる。構造に応じて、テスト構造は、デバイスのすべての表示素子、及び／又はすべての奇数及び／又は偶数のラインをテストするように構成されてもよい。したがって、表示素子の始動は、すべての表示素子、或いは表示素子の奇数ライン及び／又は偶数ラインを同時に始動するように、テスト構造を使用して行われてもよい。
【００６５】
本発明の実施形態は、各表示素子にもたらされる表示状態を示すデータを記憶するためにメモリストアを含むことができることが想定される。したがって、各表示素子についての表示状態履歴を記録しておくことができる。このデータを使用して、制御システムは、たとえば、非活性状態にある任意の（１つ又は複数の）表示素子を識別し、その（１つ又は複数の）表示素子を始動し表示状態をもたらす準備をすることができる。
【００６６】
各表示期間について同時に、すなわちある瞬間にすべての表示素子を始動することが好ましい。これにより、ある瞬間にいくつかの表示素子を始動し、異なる瞬間に他の表示素子を始動することが回避される。したがって、これにより、少なくとも１つの表示素子が始動される瞬間の数が最小限に抑えられ、これは、電力消費、及びその結果として生じるフロントオブスクリーン効果（ｆｒｏｎｔ  ｏｆ  ｓｃｒｅｅｎ  ｅｆｆｅｃｔｓ）を低減するので有利である。特別な例として、始動によって引き起こされるフロントオブスクリーン効果は、たとえば５ボルトの２つの短い表示前パルスをすべての表示素子に印加することによって、より長い期間の５ボルトの単一の表示前パルスに比べて制限することができる。一例では、これらの短い表示前パルスは、それぞれ長さ１ミリ秒以下となる。さらに好ましくは、始動閾値ＶＴを満たしながら、表示前信号レベルが可能な限り低く設定され、電力消費を低減する。さらに、アドレッシングアクションの数を最小限に抑えた表示前信号レベルの方式は、表示素子を素早く再アドレッシングし、したがってより高いフレームレートを必要とする複雑な方式を回避するために有利となり得る。
【００６７】
上記の実施形態は、本発明の例示的な例と理解されたい。本発明の他の実施形態が想定される。たとえば、上記の実施形態についてＤＣ方式を使用して述べたが、ＡＣ方式を使用して他の実施形態が想定される。上記の信号方式は、例示的なものと理解すべきであり、添付の特許請求の範囲内で他の方式が想定される。たとえば、表示前期間及び／又は表示期間中に、他の信号レベル方式、たとえば逆流を低減するためにリセット信号を適用することができる。さらに、一連のアナログパルス及びパルス幅変調パルスを表示期間中に印加することができ、たとえば、アナログ信号をより明るいグレイスケールに使用することができ、一方、パルス幅変調信号をより暗いグレイスケールに使用することができる。各表示素子は、反復する一連の表示前期間と、それに続く表示期間の対象となり得ることが想定され、これらの期間は、各表示素子について互いに適時に整合されなくてもよい。すなわち、ある表示素子が表示前期間内に存在し、一方、別の素子が表示期間内に存在してもよい。或いは、各表示素子が、各フレームの開始時に始動されてもよい。第１の電極、また実施形態によっては第２の電極と、第２の流体と接触する電極との間に電圧が印加される本発明の実施形態について述べた。他の実施形態では、第１の電極、また実施形態によっては第２の電極と、電極と接触する第２の流体ではなくディスプレイデバイスの共通の電極との間に電圧を印加することができる。
【００６８】
いずれか１つの実施形態に関連して述べた任意の特徴は、単独で、又は述べられている他の特徴と組み合わせて使用することも、任意の他の実施形態の１つ又は複数の特徴と組み合わせて、又は任意の他の実施形態の任意の組合せで使用することもできることを理解されたい。さらに、上述されていない均等物及び修正形態もまた、添付の特許請求の範囲で定義される本発明の範囲から逸脱することなしに使用することができる。
【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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