(57)【要約】カラー反射ディスプレイデバイスは、二つのカラー吸収成分（４０、４２）を利用し、また、そのピクセル開口内にあるそれら二つのカラー吸収成分の量は、独立して制御され得る。その第一のカラー吸収成分は、実質的に、ｘｙ色度図におけるグリーン領域とブルー領域との間にある点におけるカラー（Ｃ）を有し、また、その第二のカラー吸収成分は、実質的に、ｘｙ色度図におけるグリーン領域とレッド領域との間にある点におけるカラー（Ｏ）を有する。  本発明は、二つのカラー成分のみを有する、カラーの能動的な光シャッター層を提供する。  一方は、シアンの近くとなるように選択され、また、他方は、オレンジの近くとなるように選択され、また、これらは一緒になってカラー範囲を生成できるようにし、良好な品質のカラー画像を生成できるようにする。
2010503011.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カラー反射ディスプレイデバイスであって、
複数のディスプレイピクセルを有し、
各ピクセルは、二つのカラー吸収成分を有し、
前記ピクセルの開口内にある前記二つのカラー吸収成分の量は、独立して制御され、
第一のカラー吸収成分は、実質的にｘｙ色度図におけるグリーン領域とブルー領域との間にある点におけるカラーを有し、
第二のカラー吸収成分は、実質的にｘｙ色度図におけるグリーン領域とレッド領域との間にある点におけるカラーを有する、
ことを特徴とするデバイス。
【請求項２】
ｘｙ色度図における前記第一及び第二の吸収成分における前記カラーの点を結ぶ線は、実質的に、白を表す点を通過する、
請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記第一及び第二の吸収成分は、組み合わされた場合に、グリーン光の透過を許容する、
請求項１又は２に記載のデバイス。
【請求項４】
前記第一及び第二の吸収成分は、組み合わされた場合に、グレー光の透過を許容する、
請求項１又は２に記載のデバイス。
【請求項５】
前記第一及び第二の吸収成分は、組み合わされた場合に、パープル又はマゼンタの光の透過を許容する、
請求項１又は２に記載のデバイス。
【請求項６】
色付きのリフレクタを更に有する、
先行する請求項の何れかに記載のデバイス。
【請求項７】
前記色付きのリフレクタは、パープル又はマゼンタである、
請求項６に記載のデバイス。
【請求項８】
前記第一及び第二の吸収成分は、組み合わされた場合に、グリーン光の透過を許容する、
請求項７に記載のデバイス。
【請求項９】
前記色付きのリフレクタは、薄いグリーンである、
請求項６に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記第一及び第二の吸収成分は、組み合わされた場合に、パープル又はマゼンタの光の透過を許容する、
請求項７に記載のデバイス。
【請求項１１】
白のリフレクタを更に有する、
請求項１乃至５の何れか一つに記載のデバイス。
【請求項１２】
前記第一及び第二の吸収成分は、組み合わされた場合に、グレー光の透過を許容する、
請求項１１に記載のデバイス。
【請求項１３】
前記リフレクタは、全てのピクセルに対して同じカラーである、
請求項６乃至１２の何れか一つに記載のデバイス。
【請求項１４】
前記リフレクタは、第一の色付き領域と第二の白領域とを有する、
請求項６乃至１２の何れか一つに記載のデバイス。
【請求項１５】
面内切り替え電気泳動ディスプレイデバイスを含む、
先行する請求項の何れかに記載のデバイス。
【請求項１６】
各ピクセルは、流体内に懸濁された粒子と、前記ピクセルの開口の外で該粒子を収容するためのリザーバとを有する、
請求項１５に記載のデバイス。
【請求項１７】
ディスプレイデバイスの駆動方法であって、
ピクセルによって吸収され且つ反射される光を制御し、それにより、反射されるカラー出力を制御するために、色付きの光吸収粒子を各ピクセルの光学的開口内に移動させるステップを有し、
各ピクセルは、二つのカラー吸収成分を有し、
前記ピクセルの開口内にある前記二つのカラー吸収成分の量は、独立して制御され、
第一のカラー吸収成分は、実質的にｘｙ色度図におけるグリーン領域とブルー領域とを結ぶ線に沿った点におけるカラーを有し、
第二のカラー吸収成分は、実質的にｘｙ色度図におけるグリーン領域とレッド領域とを結ぶ線に沿った点におけるカラーを有する、
ことを特徴とする方法。
【請求項１８】
ピクセル出力として生成可能な出力カラー及び強度に所望の出力カラー及び強度を変換するステップを更に有する、
請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記変換するステップは、ｘｙ色度図上の所望の出力カラーを、前記第一及び第二のカラー吸収成分の異なる量を選択することによって導かれる前記第一のカラー吸収成分の点と第二のカラー吸収成分の点との間の経路上にシフトさせるステップを有する、
請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記シフトさせるステップは、前記ｘｙ色度図における所定点に向かってそれが前記経路に達するまで一の線に沿って前記カラーをシフトさせるステップを有する、
請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記点は、ブルーの近くにある、
請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記変換するステップは、前記所望の出力カラーをｘｙ色度図における一のボリュームにシフトさせるステップを有する、
請求項１８に記載の方法。
【請求項２３】
前記ボリュームは、白の両側にマゼンタ側とグリーン側とを有し、且つ、
前記変換するステップは、前記ボリュームの外にあるカラーを、それらが前記ボリュームの境界に達するまで、クリップするステップを有する、
請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記ボリュームは、マゼンタ側とグリーン側とを有し、且つ、
前記変換するステップは、前記ボリュームの外にあるカラーを前記ボリューム内にスケーリングするステップを有する、
請求項２２又は２３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラーディスプレイデバイスに関し、特に、カラー反射ディスプレイデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの種類のモノクロ反射ディスプレイが存在し、例えば、反射型のＬＣＤ（液晶ディスプレイ）、電気泳動ディスプレイ、エレクトロウェッティングディスプレイ、及び、エレクトロクロミックディスプレイがある。
【０００３】
ＬＣＤディスプレイ、面内(In-plane)電気泳動ディスプレイ、及びエレクトロウェッティングディスプレイは、リフレクタの前に置かれる、透明状態と吸収状態とを切り替えられる透過型光シャッターに基づく。
【０００４】
反射型カラーディスプレイを製造するために上述の技術を利用する複数の方法が存在する。ＬＣＤ技術に対しては、各ピクセルを三つのサブピクセルに分割し、それらをレッド、グリーン、及びブルーのカラーフィルタで覆うというのが従来型の手法である。この手法の有利点は、そのシャッター層が変えられる必要がないという点にある。その不利点は、明るさ及び開口の損失である。サブピクセルのそれぞれは、可視光のおよそ三分の一を透過させるが、その結果、白色光の強度の最大値は、モノクロディスプレイの値の三分の一となる。
【０００５】
図１は、カラー反射ディスプレイを提供するためにカラーフィルタがどのように使用されるかを示す図である。図１の上の部分は、そのディスプレイを側面図で示し、また、カラーフィルタ層１０及び光吸収（ディスプレイ）層１２を図解する。図１の下の部分は、それぞれ三つのサブピクセルを含む二つの隣接するピクセルを上面図で示す。三つのサブピクセルの左側のグループは、白のピクセルを表示するためのものであり、吸収層１２は、光が三つのサブピクセルの全てを通過できるようにし、最大限の明るさ（full  brightness）のレッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、及びブルー（Ｂ）の出力（ＲＧＢ出力）を与える。
【０００６】
三つのサブピクセルの右側のグループは、グリーンのピクセルを表示するためのものであり、吸収層１２は、レッド及びブルーのサブピクセルへの光をブロックし、明るいグリーンの出力のみを与える。
【０００７】
エレクトロウェッティング及び面内電気泳動反射型ディスプレイの双方における有利点は、減色法（subtractive  color  scheme）を用いる点にある。これは、図２を参照しながら説明される手法を用いてカラー画像が生成されるようにする。
【０００８】
そのディスプレイは、透明とシアン、マゼンタ、及びイエローのそれぞれとの間を切り替えられる三つの層２０ａ、２０ｂ、２０ｃから構成される。そのカラーディスプレイの明るさは、ここでは、ピクセル領域の全てが透明となり得ることから、モノクロバージョンに対して１００％である（積み重ねによる開口損失を無視するものとする。）。
【０００９】
左側のピクセルは白であり、一方で、右側のピクセルにおける吸収層２０ａ、２０ｂは所望のピクセルカラー出力を与えるために制御される。
【００１０】
本発明は、複数の反射型の粒子種を備えたカラー反射ディスプレイに特に関連があり、それ故に、電気泳動ディスプレイデバイスに特に関連がある。面内切り替え（In-plane  switching）電気泳動ディスプレイデバイスは、この種の操作に適している。
【００１１】
減色法において、ブラックレベルは、透明流体内にあるシアン、マゼンタ、及びイエローの電気泳動粒子を（それぞれ）光路内に移動させることによってバックライトスペクトルにおけるレッド、グリーン、及びブルーの部分を吸収することによって生成され得る。白は、それら色付きの粒子の全てをその光路の外にあるいわゆる“コンテナ”に移動させることによって生成される。
【００１２】
この手法はまた、バックライトの使用を可能にする。しかしながら、それは、そのコンテナとそのピクセル開口との間を独立して移動させられる三つの異なる種類の粒子を必要とする。
【００１３】
（エレクトロウェッティングディスプレイと比べた）面内電気泳動ディスプレイにおける有利点は、単一層における二種類の色素を、例えば、異なる流動性、異なる電荷、若しくは異なる輸送機構、又はそれらの組み合わせによって、制御できる点にある。
【００１４】
例えば、異なる速度で移動する粒子群を有することによって、これらの速度差は、選択された粒子をそのピクセル開口に移動させられるようにする制御法を考案するために利用され得る。そのような手法は、国際公開第２００４／０８８４０９号及び国際公開第２００４／０６６０２３号に開示されている。粒子の異なる周波数特性の利用もまた、各カラー粒子の独立した駆動を提供する方法として提案されている。
【００１５】
これは、図２における層の数を３から２に減らすために利用され得る。更に、追加の黒の色素がその第二の層内で制御されてもよく、最新のプリンタのシステムに匹敵する４色システム（ＣＭＹＫ）をもたらす。
【００１６】
図２で示されるような制御可能な色素の三つの層を含むディスプレイを製造することは技術的に困難であるため、より少ない数の層の使用が望ましいとされる。
【００１７】
単一層のシステムを作る一つの方法が図１で示されるが、これは、低い明度という不利点を有する。
【００１８】
三つのアクティブ（能動的な）光シャッター層を必要としないカラーシステムを作る代替の方法は、図３で示される。各ピクセルは、シアン、マゼンタ、及びイエローのカラーフィルタ染料（Ｃ、Ｍ、Ｙ）を備えたカラーフィルタ層を有し、また、各ピクセルは、同じカラーフィルタパターンを有する。
【００１９】
各ピクセル内には、三つの減法三原色のうちの一色である固定のカラーフィルタがあり、減法三原色のうちの他の二色の濃度は、二つの能動的な光シャッター層３２、３４によって制御され得る。
【００２０】
このようにして、二つの能動的な光シャッター層３２、３４は、異なるピクセル位置で異なる粒子カラーを有する。このようにして、各サブピクセルは、減法三原色のうちの一色のカラーフィルタと減法三原色のうちの他の二色のカラー粒子とを有する。
【００２１】
最も左側のピクセル（この場合もやはり三つのサブピクセルのグループである。）は、白を表示するためのものであり、粒子は見られない。そのピクセルの光出力は、そのカラーフィルタ、すなわち、マゼンタ、シアン及びイエローのサブピクセルに対応する。
【００２２】
第二のピクセルは、グリーンを表示するためのものである。そのマゼンタフィルタがグリーンを吸収するので、第一のサブピクセルを黒にするためにシアン及びイエローの粒子が使用される。次の二つのサブピクセルは、シアン及びイエローを包含すべくそのカラーフィルタとその粒子層とを一緒に配置することによって、グリーンを表示する。
【００２３】
次のピクセルは、マゼンタを表示するためのものである。これは、レッド及びブルーの組み合わせである。第一のサブピクセルは、そのマゼンタのカラーフィルタがマゼンタの出力を与えられるように粒子を持たず、また、次の二つのサブピクセルはそれぞれ、レッド及びブルーを表示する。
【００２４】
最後のピクセルは、シアンを表示するためのものである。これは、ブルーとグリーンの組み合わせである。真ん中のサブピクセルは、そのシアンのカラーフィルタがシアンの出力を与えられるように粒子を持たず、また、第一及び第三のサブピクセルはそれぞれ、ブルー及びグリーンを表示する。
【００２５】
この技術は、モノクロディスプレイに比べ６７％となる明るい状態における反射性を有する。当然のことながら、面内電気泳動ディスプレイを用いた実施のために、各サブピクセルによって必要とされる二つの粒子は、図３で示される二つの層による解決策の代わりに、単一層内で制御されてもよい。
【００２６】
この解決策の不利点は、同じ染料又は染料の組み合わせが図１の層全体にわたって存在するという図１及び２における解決策とは異なり、そのカラーフィルタ及びそのピクセル粒子（染料）の双方がパターンニングされる必要があるという事実にある。更に、図２の手法とは違い、カラーフィルタが必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２７】
【特許文献１】国際公開第２００４／０８８４０９号パンフレット
【特許文献２】国際公開第２００４／０６６０２３号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２８】
上述から分かるように、簡単に製造可能なカラー反射ディスプレイを提供するには問題点が存在する。その代わりに、各層の正確なパターンニングの必要性と多数の異なる層の必要性との間の妥協点が見出される。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
本発明に従って、複数のディスプレイピクセルを有するカラー反射ディスプレイデバイスが提供される。各ピクセルは、二つのカラー吸収成分を有し、そのピクセルの開口内にあるそれら二つのカラー吸収成分の量は、独立して制御され得る。その第一のカラー吸収成分は、実質的にｘｙ色度図におけるグリーン領域とブルー領域との間にある点におけるカラーを有し、その第二のカラー吸収成分は、実質的にｘｙ色度図におけるグリーン領域とレッド領域との間にある点におけるカラーを有する。
【００３０】
本発明は、二つのカラー成分のみを有するカラーの能動的な光シャッター層を提供する。一方は、シアンの近くになるよう選択され、他方は、オレンジの近くになるように選択され、また、それらは一緒になって様々なカラーの生成を可能とし、良好な品質のカラー画像の生成を可能とする。それら二つのカラー成分は、色度図を用いて位置付けられ、それらを結ぶ線がＲＧＢ色三角を、グリーンの頂点を有する上部分とレッド及びブルーの頂点を有する下部分とに分割するようにする。各ピクセルは、同じカラー成分を有し、そのディスプレイピクセルの複雑なパターンニングが必要とされないようにする。しかしながら、カラー出力は、カラーフィルタリング無しで様々なカラーが要求され得る。
【００３１】
その第一及び第二の吸収成分のカラーポイントを結ぶ線は、ＸＹ色度図において、好適には、白を表すポイントを実質的に通過する。従って、そのカラー範囲は、白からそれら二つの極端なカラー値までの滑らかな移行をもたらす。
【００３２】
その第一及び第二の吸収成分は、組み合わされた場合には、グリーン光、グレー光、又はパープル／マゼンタ光の透過を許容する。
【００３３】
そのデバイスは、好適には、色付きのリフレクタを更に有する。これは、白いリフレクタを有するピクセルデザインでは得られないカラーへのそのカラー出力のシフトを可能にする。
【００３４】
その色付きリフレクタは、好適には、２０％未満、好適には１５％未満の白色光の減衰を有する。
【００３５】
その色付きリフレクタは、マゼンタ（又は薄い（light）マゼンタすなわちパープル）であってもよく、特に、第一及び第二の吸収成分では、組み合わされた場合に、グリーン光の透過を許容する。このように、それら粒子がそのピクセル開口をブロックした場合におけるそれら粒子とそのリフレクタとの複合効果は、黒に近づく出力を提供することである（その透過されたグリーン光は、そのマゼンタのリフレクタによって反射されないからである。）。
【００３６】
その色付きリフレクタは、薄いグリーンであってもよく、特に、第一及び第二の吸収成分では、組み合わされた場合に、パープル又はマゼンタ光の透過を許容する。このように、それら粒子がそのピクセル開口をブロックした場合におけるそれら粒子とそのリフレクタとの複合効果は、黒に近づく出力を提供することである（その透過されたマゼンタ光は、そのグリーンのリフレクタによって反射されないからである。）。
【００３７】
白のリフレクタが使用されてもよく、特に、第一及び第二の吸収成分では、組み合わされた場合に、グレー光の透過を許容する。
【００３８】
そのリフレクタは、全てのピクセルに対して同じカラーであってもよいが、異なるピクセルが、例えばグリーン又はマゼンタのような、欠けているカラー成分を提供できるように、パターンニングされてもよい。
【００３９】
そのデバイスは、好適には、面内切り替え電気泳動ディスプレイデバイスを含み、例えば、流体中に懸濁している粒子を有する各ピクセルを備え、そのピクセル開口の外にそれら粒子を収容するためのリザーバを備えた面内切り替え電気泳動ディスプレイデバイスを含む。
【００４０】
本発明はまた、ディスプレイデバイスを駆動する方法を提供し、その方法は、ピクセルによって吸収され且つ反射される光を制御するため、そしてその結果、その反射されたカラー出力を制御するために、色付きの光吸収粒子を各ピクセルにある光学的開口に移動させるステップを含み、各ピクセルは、二つのカラー吸収成分を有し、そのピクセル開口内にあるそれら二つのカラー吸収成分の量は独立して制御され、その第一のカラー吸収成分は、実質的にｘｙ色度図におけるグリーン領域とブルー領域とを結ぶ線に沿った点におけるカラーを有し、また、その第二のカラー吸収成分は、実質的にｘｙ色度図におけるグリーン領域とレッド領域とを結ぶ線に沿った点におけるカラーを有する。
【００４１】
その方法は更に、所望の出力カラー及び強度を、ピクセル出力として生成できる出力カラー及び強度に変換するステップを含む。
【００４２】
この変換は、その第一及び第二のカラー吸収成分の異なる量のそれぞれを選択することによって導かれる、第一のカラー吸収成分の点と第二のカラー吸収成分の点との間の経路上に、ｘｙ色度図上のその所望の出力カラーをシフトさせることを含み得る。
【００４３】
本発明の例は、ここより、添付図面を参照しながら詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】カラー反射ディスプレイを生成するためのカラーフィルタの第一の既知の利用法を示す。
【図２】複数の能動的な光シャッター層を用いた第二の既知のカラー反射ディスプレイを示す。
【図３】パターンニングされたカラーフィルタと組み合わせて一つ又は二つの能動的な光シャッター層を用いた第三の既知のカラー反射ディスプレイを示す。
【図４】本発明のディスプレイシステムの第一実施例を示す。
【図５】本発明を説明するための色度図である。
【図６】本発明のカラーマッピング方法を説明する図である。
【図７】本発明のシステムで使用され得る様々なカラー染料対の周波数特性を示す。
【図８】本発明のシステムで使用され得る様々なカラーリフレクタの周波数特性を示す。
【図９】本発明のディスプレイシステムの第一実施例の色応答を示す。
【図１０】本発明のディスプレイシステムの第二実施例の色応答を示す。
【図１１】本発明のディスプレイシステムの第三実施例の色応答を示す。
【図１２】本発明のディスプレイシステムの第四実施例の色応答を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
同じ層又は成分を表すために同じ参照番号が異なる図面で用いられ、また、記載は繰り返されない。
【００４６】
本発明は、カラー反射ディスプレイデバイスを提供し、二つのカラー吸収成分のみがピクセル毎に用いられ、同じカラー吸収成分が全てのピクセルで用いられ、能動的な光シャッター層が異なるピクセル毎に異なるように定義される（すなわちパターンニングされる）必要がないようにする。第一のカラー吸収成分は、ｘｙ色度図において実質的にグリーンの領域とブルーの領域との間にある点におけるカラー（例えば、シアンである。）を有し、第二カラー吸収成分は、ｘｙ色度図において実質的にグリーンの領域とレッドの領域との間にある点におけるカラー（例えば、オレンジである。）を有する。
【００４７】
図４は、そのアイデアの一般概念を図解し、また、四つの異なるピクセル設定をピクセルＡ〜Ｄとして示す。
【００４８】
それらピクセルは、二つの粒子種を有し、単純化のためにそれらは独立した能動的な光シャッター層４０、４２として示されるが、実際には、それらは、単一層内にあってもよい。粒子種の一方は、オレンジ（上層４０）であり、他方は、シアン（下層４２）である。パターンニングされたカラーフィルタは必要とされない。実際には、カラーフィルタは全く必要とされないが、以下で説明されるように、カラースペクトル全体をシフトさせるために用いられてもよい。層４３は、この目的のためのカラーリフレクタとなり得る。
【００４９】
そのピクセルには、変動する濃度のオレンジ及びシアンの染料が詰め込まれており、このようにして、その輝度は、カラーダイアグラムにおける各点においてオレンジとグレーとの間の線上で変更され得る。
【００５０】
ピクセルＡは、粒子種を持たず、白い背景が示されるようにする。ピクセルＢは、シアン及びオレンジ光をブロックし、また、その粒子種は、組み合わされた場合にグレー光の透過を許容するようにし、その結果として得られるピクセルカラーがグレーとなるようにする。以下で説明されるように、二つの染料の複合効果は、所望のカラーを与えるために選択され得る。
【００５１】
ピクセルＣは、シアンのピクセルが表示されるようにシアンを透過させるべくシアンの染料が用いられることを示し、また、ピクセルＤは、オレンジのピクセルが表示されるようにそのオレンジの染料がオレンジを透過させることを示す。他のカラーは、それら粒子種を異なる組み合わせで組み合わせることによって作られる。
【００５２】
図５は、ｘｙ色度図を示す。これは、色を完全に定義するためには独立して定義されなければならない（Ｙ値である）輝度(luminance)(明度（brightness）)情報が無い場合の“純”色を表す。破線５０は、三角形の左下の頂点のところにブルー領域、三角形の一番上にある頂点のところにグリーン領域、及び、三角形の右の頂点のところにレッド領域を備えたｓＲＧＢ色三角を示す。この三角形５０内のカラーポイントは、従来のカラーフィルタディスプレイにより実現可能である。また、従来のＣＭＹ（Ｋ）染料は、その破線の三角形内の点に限定される。
【００５３】
点Ｃ（シアン）及び点Ｏ（オレンジ）は、本発明のシステムで使用される二つの染料のカラーポイントを表し、点Ｗは、白（およそ（０．３、０．３）の点）である。線ＣＷＯは、それら二つの染料で作ることができるカラー範囲を示す。
【００５４】
出力可能となるその線ＣＷＯ上に所望のカラーをマッピングするために画像を処理する方法の一つがここで説明される。
【００５５】
図５に示されるターゲットカラーＴ（ｘＴ、ｙＴ、ＹＴ）が作られることとする。そのピクセルにおけるシアン及びオレンジ染料の比率は、線ＱＴと線ＣＷＯとの交点にある実際のカラーＡ（ｘＡ、ｙＡ、ＹＴ）が得られるように、選択される。点Ｑは、ｙ＝０で選択され、その結果、単一の値ＸＱによって定義される。図５において、線ＣＷＯからｙ＝０となる点を推定して得られる点Ｉが示される。従って、点Ｉは、Ｃ及びＯが線ＩＷ上となるように制約されるので（Ｗが固定点であるので）、基本的にＣ及びＯの値を定義し、また、点Ｉは、単一の値ＸＩによって定義され得る。輝度値Ｙは、一定に保たれる。
【００５６】
この実施例において、ＸＩは、−０．３３３であり、ＸＱは、０．２４５である。
【００５７】
従って、そのターゲットカラーは、ｘｙ色度図において線ＴＱに沿って所定点Ｑに向かい、染料カラー間の経路ＣＷＯに達するまでシフトされ、また、点Ｑはブルーの近くにある。
【００５８】
輝度値Ｙを第三の次元としてそのカラー変換方法が三次元で検討された場合、当然のことながら、ターゲットカラーのいくつかは、その輝度が高すぎるために、生成され得ないこととなる。この場合、その純色は、線ＣＷＯにシフトされ、また、その輝度は、上限を定められることとなる。
【００５９】
しかしながら、図５は、理想的な図を表し、また、ＣＷＯ面は、ｘｙ平面において直線の代わりに曲線であってもよい。更に、染料の組み合わせのいくつかにとっては、その平面全域が実際には複雑な三次元形状であり、例えば、グリーンの方向に曲がっている。以下で説明されるように、（パターンニングされていてもよい）色付きリフレクタが使用されてもよく、この場合、実現可能な全域は、実際には、体積であって平面ではない。これは、例えば、（その色三角の上部分のところの）グリーン及び（その色三角の下部分のところの）パープルのように、線ＣＷＯの両側にあるカラーが異なるように表現されるのを可能にする。
【００６０】
この概念は、マゼンタ−グリーン方向におけるボリューム６０のような断面を示す図６で示される。このようにして、全ての点が、オレンジ−白−シアン面に垂直な面に投影される。二つのターゲットカラーＴ１及びＴ２が示される。これらは、同じ輝度を有する薄いグリーン及び薄いパープルである。
【００６１】
図示されるように、Ｔ１は、そのボリューム域のグリーン側にある点Ａ１にマッピングされ、Ｔ２は、そのボリューム域のマゼンタ側にある点Ａ２にマッピングされる。
【００６２】
線Ｔ１−Ｔ２上の点を線Ａ１−Ａ２に拡大縮小するための別の解決策も存在する。オプションの一つは、灰色で示されるボリュームの外側にある全てのカラーを点Ａ１及び点Ａ２にクリップする（縮める）ことである。別の候補は、線Ｔ１−Ｔ２上の点を（線形的に或いは非線形的に）線Ａ１−Ａ２に拡大縮小することである。更に、輝度方向におけるいくらかのスケーリング（拡大縮小）、マッピング、及び／又はクリッピングも可能である。
【００６３】
図５の点Ｉは、使用されるシアン及びオレンジの染料に依存する。更に、ＣとＯとを結ぶ線は、必ずしも点Ｗを通過する必要はない。シフト操作に用いられる点Ｑは、自由に選択され得る。
【００６４】
上述のように、輝度値Ｙは、実現可能な出力の輝度にクリップ（縮小）され得るが、輝度補正をもたらす別の方法もまた可能であり、例えば：
●全ての値が線ＣＷＯより下になるような画像全体の（線形的な或いは非線形的な）輝度スケーリング（拡大縮小）
●（ｘＱ、０、ＹＴ）（すなわち、点Ｑのカラーであるがターゲット輝度Ｙを有する）から（ｘＴ、ｙＴ、ＹＴ）（すなわち、ターゲットカラー及びターゲット輝度Ｙを有する）への線及び線ＣＷＯへの近似に基づいて選択される点への変換
●黒の加算（白の減算）、すなわち、点Ｋ（ｘＷ、ｙＷ、０）に向かう方向への移動
がある。
【００６５】
本発明のシステムは、基本的には、二次元のカラー制御を採用し、従って、その色三角におけるカラー範囲全体を再現することはできない。上述から明らかなように、そのシステムは、鮮やかな（rich）グリーン又はマゼンタのカラーを生成することはできない。それらは、線ＣＷＯから最も離れたところに位置するからである。
【００６６】
それ故に、画像品質を向上させる方法の一つは、（もはや純白（pure  white）を生成できないことを犠牲としながら）グリーン又はマゼンタの方にそのカラー出力をシフトさせるために色付きのリフレクタを備えることである。
【００６７】
しかしながら、色付きリフレクタの使用は、黒用の出力の品質を改善するために二つの染料の複合効果を考慮してそのリフレクタのカラーが選択され得るので、黒のパフォーマンスを改善する。
【００６８】
図７及び８は、使用され得る染料とリフレクタとの組み合わせ例を示す。それら使用される染料は、基本的には、高波長通過（high  wavelength  pass）（オレンジ）及び低波長通過(low  wavelength  pass)（シアン）の染料である。
【００６９】
図７は、使用される三対の典型的なハイパスフィルタ及びローパスフィルタを示す。
【００７０】
線７０は、組み合わされた場合にグリーンをもたらす一対の染料を示す。線７２は、組み合わされた場合にグレー／黒をもたらす一対の染料を示す。線７４は、組み合わされた場合にパープル／マゼンタをもたらす一対の染料を示す。
【００７１】
プロット７０’、７２’、及び７４’は、染料７０、７２、７４のそれぞれが組み合わされた場合の透過率を示す。例えば、カーブ７０の双方がグリーン光のかなりの量を透過させるので、カーブ７０’は、５５０ｎｍ（グリーン）の周辺で高い透過率領域を有する。カーブ７０’は、色的に中立ではない。染料７４の場合、その複合効果は、濃い（dark）マゼンタの透過である。
【００７２】
使用されるリフレクタ（又はカラーフィルタ）は、パープル（７０’に対応）、薄いグリーン（７２’に対応）、及び白（７４’に対応）である。
【００７３】
図８は、図７の染料に組み合わされるリフレクタの五つの例を示す。それらの対応は、二つのパープル（薄いマゼンタ）のリフレクタＭ１及びＭ２、白Ｗ、並びに、二つの薄いグリーンのリフレクタＧ１及びＧ２として示される。
【００７４】
それらリフレクタは、高い明度が保持されるように、非飽和の（すなわち薄い）カラーを有するように選択され、それによって、そのディスプレイの白のパフォーマンスへの影響を限定する。何れかの染料における濃度の増大は、全ての波長の透過率を低下させ、その結果、生成できるカラーの飽和度に制限を設けることとなる。
【００７５】
図９は、白リフレクタを備えた染料対の三つの組み合わせに対して得られる色域の計算結果を示す。
【００７６】
図９の上部分は、ｕｖ色空間における色域を示す。これは、ｘｙ色空間に似ており、また、独立して定義される輝度（輝度Ｙ）を持つ純色を定義するが、より線形的な方法で色度値を人の視覚反応に相互に関連付けるようにする。
【００７７】
図で示されるビームは、異なる輝度値に対して得られるカラーを表し、上部の図が三次元情報を表現できるようにする。
【００７８】
図９の下部分は、彩度Ｃ＊に応じた明度（lightness）Ｌ＊を示す。Ｌ＊は、知覚された明るさの評価基準であり、また、その定義は、知覚領域においてほぼ線形となるように行われる。Ｃ＊は、彩度（colorfulness又はchroma）の評価基準であり、また、Ｃ＊の定義も同様に、知覚領域においてほぼ線形となるように行われる。
【００７９】
図９における左側のプロット対は、組み合わされた場合にグリーンをもたらす染料の対のためのものである。生成できるカラー範囲は、基本的には、線ＣＷＯの、色三角におけるグリーンの角に向かう側に延びる。二つの染料を導入することによってその輝度が低減されるので、そのカラーポイントは、グリーンの方向にシフトする。
【００８０】
図９における真ん中のプロット対は、組み合わされた場合にマゼンタ／パープルをもたらす染料の対のためのものである。生成できるカラー範囲は、基本的には、線ＣＷＯの、色三角における下側のレッド−ブルー部分に向かう側に延びる。ここでも同様に、二つの染料を導入することによってその輝度が低減されるので、そのカラーポイントは、マゼンタの方向にシフトする。
【００８１】
図９における右側のプロット対は、組み合わされた場合にグレー／黒をもたらす染料の対のためのものである。生成できるカラー範囲は、基本的には、ブルーから白そしてレッドに延びる曲線のプロットを定義するが、このプロットに沿ったカラーのそれぞれに対する明るさは、制御され得る。
【００８２】
下部分の彩度−明度のプロットにおいて、線９０は、オレンジ及びシアンの染料の濃度が等しい場合に対応する曲線を示し、これらは、ｕｖプロットにおける領域９０’に対応する。
【００８３】
線９２は、シアンの濃度のみが変更された場合の性質を示し、線９４は、オレンジの濃度のみが変更された場合の性質を示す。
【００８４】
白のリフレクタを備えた、図９における染料の組み合わせにとって、得られる最大の明度は、１００％である。しかしながら、中立グレーは、中立グレー染料の組み合わせに対してのみ得られるものである。
【００８５】
図９における対応は、色付きリフレクタ（又は白のリフレクタとカラーフィルタの組み合わせ）を用いることによって変更され得る。
【００８６】
マゼンタのカラーフィルタは、図１０の上部分で示されるように、その色三角におけるレッド−ブルー側に向かってそのカラー範囲をシフトさせるが、これは、図１０の下部分で示されるように、増大した彩度Ｃ＊をそれが有するように、カラーの明るさの出力をシフトさせる。
【００８７】
グリーンのカラーを与えるべく協力する染料と共にパープルのリフレクタが使用された場合には、一つの中立グレーレベルが存在するが、このことは、左下のプロットにおけるＬ＊＝６０のところで見られる。色付きリフレクタと染料とのこの組み合わせは、薄いマゼンタ及びグリーンがかったカラーの双方の実現を可能にする。
【００８８】
図１１は、薄いグリーンのリフレクタのためのプロットを示す。そのカラーフィルタは、図１１の上部分で示されるように、グリーンの頂点の方にそのカラー範囲をシフトさせるが、これはまた同様に、図１１の下部分で示されるように、増大した彩度Ｃ＊をそれが有するように、カラーの明るさの出力をシフトさせる。
【００８９】
マゼンタ／パープルのカラーを与えるべく協力する染料と共にグリーンのリフレクタが使用された場合には、また同様に一つの中立グレーレベルが存在し、このことは、中央下のプロットにおけるＬ＊＝８０のところで見られる。
【００９０】
本発明は、明るいディスプレイ出力を提供し、二つの選択的なカラーの粒子種から広範囲のカラーが得られるようにする。
【００９１】
本発明のシステムにおける制限の一つは、（白に近づくカラーが実現できないことを意味する濃い（deep）マゼンタのリフレクタの使用がない限り）良好な品質のマゼンタのカラーが実現できない点にある。しかしながら、一方向（更新速度が増大しないように好適にはカラム方向である。）における解像度を増大させることによって、隣同士にレッド及びブルーのピクセルを配置することによりマゼンタが生成され得る。
【００９２】
また、良好な品質のグリーンと良好な中立グレーとが両立できないことは、上述の分析からも明らかである。良好な中立グレーは、グレーを作り出すよう協力する染料を必要とし、一方で、良好なグリーンは、グリーンを作り出すよう協力する染料を必要とする。
【００９３】
しかしながら、良好な中立グレーと相応なグリーンとの組み合わせは、グレーの染料対と組み合わせて、そのリフレクタをパターンニングし、或いは、カラーフィルタを用いることによって作られ得る。このようにして、いくつかのピクセルは、特に良好なグリーン応答を有し（グリーンのリフレクタに関連するものである。）、また、その他のピクセルは、特に良好なグレー応答を有する（白のリフレクタに関連するものである。）。
【００９４】
これは、受動素子を変えることのみによって、能動的な光シャッター層自身を変えることなく、その色域を拡張させることができ、全てのピクセルに対して同じ染料対のままとすることができる。
【００９５】
当然のことながら、異なるピクセルで異なる染料対を用いることもまた可能ではあるが、これは、パターンニングされた能動的な光シャッター層を必要とする。
【００９６】
図１２の左側の部分は、中立の（すなわち、グレーの透過をもたらすために協力する）シアン−オレンジ染料の組み合わせと協働する、その領域の２０％が薄いグリーンであり且つ残りが白であるディスプレイに対するカラー及び彩度のプロットを示す。図１２の右側の部分は、中立のシアン−オレンジ染料の組み合わせと協働する、その領域の３０％が薄いグリーンであり且つ残りが白であるディスプレイに対するカラー及び彩度のプロットを示す。
【００９７】
その比率（２０％又は３０％）は、各ピクセルに適用され、各ピクセルが白及びグリーンのサブピクセルを有するようにし、このようにして、各ピクセルは、そのピクセルのグレー応答又はそのピクセルのグリーン応答を利用するように制御され得る。
【００９８】
そのカラープロットは、二つの個別の応答を組み合わせる各ピクセルが、実現可能な出力カラーを効果的に有することを示す。
【００９９】
その彩度プロットは、三つの状況：
（ｉ）同じグレーレベルである双方のサブピクセル
（ｉｉ）黒に切り替えられたグリーンのサブピクセル、及び、
（ｉｉｉ）黒に切り替えられた白のサブピクセル
を示す。彩度カーブの範囲は、生成できる色純度及び明るさの範囲をこれが顕著に拡張することを示す。
【０１００】
色付きリフレクタの使用は、単一のパターンニングの要件を加えるのみであり、能動的な光シャッター層のデザインを複雑にすることはない。
【０１０１】
そのシステムは、画像を完璧に再現することはなく、また明らかに、画像再生の精度における犠牲が存在する。しかしながら、視聴者は、オリジナル画像を比較対象として持つことはなく、その結果、その画像品質は、極めて高いものとして知覚され得る。典型的な応用例の一つは標識(signage)であるので、その画像品質は、申し分ないものである。
【０１０２】
更に、表示される画像は、そのディスプレイシステムの能力を考慮に入れて設計され得る。
【０１０３】
電気泳動ディスプレイシステムは、例えば、案内標識、公共交通機関の標識、広告ポスター、値札、ビルボード等の形を取り、情報が表示され得る様々な応用例の基礎を成し得る。更に、それらは、例えば、変化する模様又は色を備えた壁紙といった、変動する表面が必要とされるが詳細にわたる情報内容を持たないところで用いられてもよく、特に、その表面が紙のような外観を必要とする場合に用いられてもよい。そのディスプレイはまた、光源として利用されてもよい。
【０１０４】
それらピクセルの物理的なデザインは、当業者にとって公知であるので、詳細に説明されていない。更に、ピクセルデザインの例の詳細は、先に参照した参考文献や他の標準的な参考文献で見出され、また、言及されたそれらの参考文献は、参考資料として本書で援用される。
【０１０５】
種々の変更も当業者にとって自明である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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