(57)【要約】ディスプレイ装置（５００）はロウ電圧を供給するように構成されたロウドライバ（５２０）を含み、ロウ電極（３２０）はロウドライバ（５２０）に接続されている。カラムドライバ（５３０）はカラム電極（３３０）にＮ個のカラム電圧を供給するように構成されている。更に、共通ドライバ（５７０）は共通電極（１７０）にＭ個の共通電圧を供給するように構成されている。ピクセル（ＣＤＥ）はカラム電極（３３０）と共通電極（１７０）の間に接続されている。制御装置（５１５）はＭ個の共通電圧レベルに対しＮ個のカラム電圧の印加のタイミングを制御してＮＭ個の前記ピクセル（ＣＤＥ）にかかる実効的電圧レベルを供給するように構成されている。
2010509632.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロウ電圧を供給するように構成されたロウドライバ（５２０）と、
このロウドライバ（５２０）に接続されたロウ電極（３２０）と、
少なくとも３個のカラム電圧レベルを供給するように構成されたカラムドライバ（５３０）と、
このカラムドライバ（５３０）に接続されたカラム電極（３３０）と、
少なくとも２個の共通電圧レベルを供給するように構成された共通ドライバ（５７０）と、
この共通ドライバ（５７０）に接続された共通電極（１７０）と、
前記カラム電極３３０と前記共通電極１７０の間に接続されたピクセル（ＣＤＥ）と、
少なくとも２個の共通電圧レベルに対し少なくとも３個のカラム電圧の印加のタイミングを制御して少なくとも６個の前記ピクセル（ＣＤＥ）にかかる実効的電圧レベルを供給するように構成された制御装置５１５とを備えたディスプレイ装置（５００）
【請求項２】
請求項１に記載のディスプレイ（５００）において、
前記少なくとも２個の共通電圧レベルが１個の負電圧レベルを含むディスプレイ装置（５００）。
【請求項３】
請求項１に記載のディスプレイ（５００）において、
前記少なくとも３個のカラム電圧にキックバック電圧を加算したものの内１個は、前記少なくとも２個の共通電圧レベルの内１個と実質的に等しいディスプレイ装置（５００）。
【請求項４】
請求項１に記載のディスプレイ（５００）において、
前記少なくとも３個のカラム電圧にキックバック電圧を加算したものの内１個の０でないレベルは、前記少なくとも２個の共通電圧レベルの内１個と実質的に等しいディスプレイ装置（５００）。
【請求項５】
請求項１に記載のディスプレイ（５００）において、
前記ピクセル（ＣＤＥ）にかかる前記少なくとも６個の実効的電圧レベルは、０Ｖ、正電圧レベル、負電圧レベルを含むディスプレイ装置（５００）。
【請求項６】
請求項１に記載のディスプレイ（５００）において、
前記制御装置（５１５）は更に（１）全てのロウが非選択レベルのロウ電圧である時に、または（２）ロウ選択期間の開始時に、または（３）ロウ選択期間の間に、共通電極（１７０）を切り替えるように構成されているディスプレイ装置（５００）。
【請求項７】
請求項１に記載のディスプレイ（５００）において、
前記制御装置（５１５）は前記カラム電極（３３０）に接続可能な蓄積キャパシタの蓄積電圧レベルに対応した電圧振幅で、前記共通電極（１７０）を同時に切り替えるように構成されているディスプレイ装置（５００）。
【請求項８】
請求項７に記載のディスプレイ（５００）において、
前記共通電極（１７０）と前記蓄積キャパシタは独立して共通電極ドライバ（５７０）と蓄積ドライバ（５８０）により駆動され、前記共通電極ドライバ（５７０）と前記蓄積ドライバ（５８０）は前記制御装置（５１５）により制御されるディスプレイ装置（５００）。
【請求項９】
請求項７に記載のディスプレイ（５００）において、
前記共通電極（１７０）と前記蓄積キャパシタは共通電極ドライバと蓄積ドライバ（５８０）により駆動され、前記共通電極ドライバ（５７０）は前記制御装置（５１５）により制御され、かつ前記蓄積ドライバ（５８０）は前記共通電極ドライバ（５７０）により生成される前記共通電極電圧に比例して変化する蓄積電圧レベルである出力信号を生成するディスプレイ装置（５００）。
【請求項１０】
ロウ電圧を供給するように構成されたロウドライバ（５２０）と、
このロウドライバ（５２０）に接続されたロウ電極（３２０）と、
Ｎ個のカラム電圧レベルを供給するように構成されたカラムドライバ（５３０）と、
このカラムドライバ（５３０）に接続されたカラム電極（３３０）と、
Ｍ個の共通電圧レベルを供給するように構成された共通ドライバ（５７０）と、
この共通ドライバ（５７０）に接続された共通電極（１７０）と、
前記カラム電極３３０と前記共通電極１７０の間に接続されたピクセル（ＣＤＥ）と、
Ｍ個の共通電圧レベルに対しＮ個のカラム電圧の印加のタイミングを制御してＮＭ個の前記ピクセル（ＣＤＥ）にかかる実効的電圧レベルを供給するように構成された制御装置５１５と
を備えるディスプレイ装置（５００）
【請求項１１】
請求項１０に記載のディスプレイ（５００）において、
前記Ｍ個の共通電圧レベルは負電圧を含むディスプレイ装置（５００）。
【請求項１２】
請求項１０に記載のディスプレイ（５００）において、
前記Ｎ個のカラム電圧レベルにキックバック電圧を加算したものの内１個は、前記Ｍ個の共通電圧レベルの内１個と実質的に等しいディスプレイ装置（５００）。
【請求項１３】
請求項１０に記載のディスプレイ（５００）において、
前記Ｎ個のカラム電圧レベルにキックバック電圧を加算したものの内０レベルでない１個は、前記Ｍ個の共通電圧レベルの内１個と実質的に等しいディスプレイ装置（５００）。
【請求項１４】
請求項１０に記載のディスプレイ（５００）において、
前記ＮＭ個の実効的ピクセル電圧レベルは０Ｖ、正電圧レベル、負電圧レベルを含むディスプレイ装置（５００）。
【請求項１５】
請求項１０に記載のディスプレイ（５００）において、
前記制御装置（５１５）は、更に（１）前記ロウ電圧が非選択レベルである時、または（２）選択期間の開始時、または（３）ロウ選択期間に共通電電極（１７０）を切り替えるように構成されたディスプレイ装置（５００）。
【請求項１６】
請求項１０に記載のディスプレイ（５００）において、
前記制御装置（５１５）は、更に前記カラム電極（３３０）に接続された蓄積キャパシタの蓄積電圧レベルに対応した電圧振幅で共通電極（１７０）を同時に切り替えるように構成されたディスプレイ装置（５００）。
【請求項１７】
請求項１６に記載のディスプレイ（５００）において、
前記共通電極（１７０）と前記蓄積キャパシタは独立に共通電極ドライバ（５７０）と蓄積ドライバ（５８０）により駆動され、前記共通電極ドライバ（５７０）と前記蓄積ドライバ（５８０）は制御装置（５１５）により制御されるように構成されたディスプレイ装置（５００）。
【請求項１８】
請求項１６に記載のディスプレイ（５００）において、
前記共通電極（１７０）と前記蓄積キャパシタは共通電極ドライバ（５７０）と蓄積ドライバ（５８０）により駆動され、前記共通電極ドライバ（５７０）は前記制御装置（５１５）により制御され、かつ前記蓄積ドライバ（５８０）は前記共通電極ドライバ（５７０）により生成される前記共通電極電圧に対応して変化する蓄積電圧レベルである出力信号を生成するディスプレイ装置（５００）。
【請求項１９】
ロウ電極（３２０）と、カラム電極（３３０）と、共通電極（１７０）と前記カラム電極（３３０）と前記共通電極（１７０）の間に接続されたピクセル（ＣＤＥ）とを有するディスプレイ装置を駆動する方法であって、
ロウ電圧を前記ロウ電極（３２０）に印加する動作と、
カラム電圧をカラム電極（３３０）に印加する動作と、
共通電圧を共通電極（１７０）に印加する動作と、
前記カラム電圧を変化してＮ個のカラム電圧レベルを供給する動作と、
前記共通電圧を変化してＭ個の共通電圧レベルを供給する動作と、
前記ピクセル（ＣＤＥ）にかかるＮＭ個の実効的電圧レベルを供給するようにＭ個の共通電圧レベルに対しＮ個のカラム電圧の印加のタイミングを制御する動作と
を備えたディスプレイ装置の駆動方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の方法において、
Ｍ個の共通電圧レベルは負電圧を含むディスプレイ装置の駆動方法。
【請求項２１】
請求項１９に記載の方法において、
前記Ｎ個のカラム電圧レベルにキックバック電圧を加算したものの内１個は前記Ｍ個の共通電圧レベルの内１個と実質的に等しいディスプレイ装置の駆動方法。
【請求項２２】
請求項１９に記載の方法において、前記ＮＭ個の実効的ピクセル電圧レベルは０Ｖ、正電圧レベル、負電圧レベルを含むディスプレイ装置の駆動方法。
【請求項２３】
請求項１９に記載の方法において、
更に（１）前記ロウ電圧が非選択レベルである時、または（２）選択期間の開始時、または（３）ロウ選択期間に前記共通電電極（１７０）を切り替える動作を備えるディスプレイ装置の駆動方法。
【請求項２４】
請求項１９に記載の方法において、
更に前記カラム電極（３３０）に接続可能な蓄積キャパシタの蓄積電圧レベルに対応した電圧振幅で前記共通電極（１７０）を同時に切り替える動作を備えるディスプレイ装置の駆動方法。
【請求項２５】
請求項２４に記載の方法において、
前記共通電極電圧レベルに比例した電圧を前記蓄積電圧として供給するディスプレイ装置の駆動方法。
【請求項２６】
請求項２４に記載の方法において、
前記蓄積電圧と前記共通電圧は共通に制御され互いに独立したドライバにより供給されるディスプレイ装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はディスプレイ装置に関するもので、例えば可変共通電極電圧を備えたディスプレイ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶（LC）や電気泳動などを用いたディスプレイは駆動電極もしくはピクセル電極と共通電極に挟まれた媒体に保持された液晶粒子を含んでいる。ピクセル電極は、例えばディスプレー上で画像を生成するようにスイッチをオン／オフするアレー状の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）のような、ピクセルドライバを含んでいる。ＴＦＴ間の、すなわちピクセル電極と共通電極の間の、電圧差（ＶＤＥ＝ＶＥｉｎｋ＝ＶＣＥ−Ｖｐｘ、図３と５Ａ参照。）はディスプレイの視聴者側に印加されており、この電圧が保持されている液晶粒子のマイグレーションを生じさせて画像を生成する。個々に制御されたＴＦＴやピクセルのアレイを持つディスプレイはアクティブマトリクスディスプレイと呼ばれている。
【０００３】
電気泳動ディスプレイの画像内容を変更するには、例えばイーインク社（E Ink Corporation）の製品では、新しい画像情報が５００ｍｓから１０００ｍｓ程度のある決まった時間に書き込まれる。アクティブマトリックスのリフレッシュ・レートは通常これより速いので、この書き込みでは複数のフレームで同じ画像内容をアドレシングすることになる。例えば、５０Ｈｚのフレーム・レートで２５から５０フレーム画像のような場合である。アクティブまたはパッシブディスプレイや電気泳動ディスプレイなどのディスプレイを駆動する回路はよく知られている。例えば米国特許番号５,６１７,１１１（発明者：Saitoh）、国際公開番号ＷＯ２００５／０３４０７５（発明者：Johnson）、国際公開番号ＷＯ２００５／０５５１８７（発明者：Shikina）、米国特許番号６,９０６,８５１（発明者：Yuasa）、米国公開番号２００５／０１７９８５２（発明者：Kawai）、米国公開番号２００５／０２３１４６（発明者：Raap）、米国特許番号４,８１４,７６０（発明者：Johnson）、国際公開番号ＷＯ０１／０２８９９（発明者：Johnson）、日本国特許公開番号２００４−０９４１６８での記載をそれぞれそのまま引用する。
【０００４】
図１はE-inkの原理１００を示す概念図である。ここで、媒体１３０に保持された黒のマイクロ粒子１１０や白のマイクロ粒子１１０などの色の異なる粒子はE-inkカプセル１４０の壁によりカプセル化されている。一般的にE-inkカプセルの直径は２００ミクロン程度である。電圧源１５０はピクセル電極１６０を通して接続されており、共通電極１７０はディスプレイの視聴者１８０から視聴される側に配置されている。ピクセル電極１６０の電圧をピクセル電圧Ｖｐｘ、共通電極１７０の電圧をＶＣＥとする。ピクセルすなわちカプセル１４０にかかる電圧、すなわち共通電極とピクセル電極の間の電圧差は図５ＡでＶＥｉｎkとして表示されている。
【０００５】
E-ink１４０を黒から白にアドレシングするには、例えば、ピクセルが表示効果を示すようにしなければならない。これには図３と図５ＡにあるピクセルキャパシタＣＤＥがピクセル電極１６０と１７０の間に接続され、５００ｍｓから１０００ｍｓの間−１５Ｖが印加される必要がある。すなわちピクセル電極１６０で印加されているピクセル電圧Ｖｐｘ（図５ＡではノードＰの電圧として示されている）は−１５Ｖで、ＶＥｉｎｋ＝ＶＣＥ−Ｖｐｘ＝０− (−１５)＝＋１５Ｖとなる。この間、白粒子１２０は上部の共通電極１７０に向かって移動し、黒粒子１１０はピクセルパッドとも呼ばれる下部電極（ＴＦＴなどのアクティブマトリクス側、バックプレーン側）に向かって移動する。
【０００６】
黒い画面は黒粒子１１０が共通電極１７０に向かって移動している状態であり、この黒い画面に切り替えるには、ピクセル電極１６０に、共通電極の電圧ＶＣＥに対して、正のピクセル電圧Ｖｐｘを印加する必要がある。ＶＣＥ＝０Ｖ、Ｖｐｘ＝＋１５Ｖの場合は、ピクセル（図５ＡのＣＤＥ）にかかる電圧は、ＶＥｉｎｋ＝ＶＣＥ−Ｖｐｘ＝０ −(＋１５)＝−１５Ｖとなる。ピクセル電極１６０でのピクセル電圧Ｖｐｘと共通電極の電圧ＶＣＥが０Ｖ（Ｖｐｘ＝ＶＣＥ＝0）の場合のように、ピクセルにかかる電圧ＶＥｉｎｋが０Ｖの場合、E-ink粒子１１０、１２０は交代せず、移動しない。
【０００７】
図２のグラフ２００で示すように、E-ink１４０（すなわち図３と図５ＡのＣＤＥ）の黒と白の状態の切り替え時間は、ピクセルにかかる電圧ＶＤＥすなわちＶＥｉｎｋが増加すると、減少する。グラフ２００はピクセルにかかる電圧ＶＥｉｎｋをｙ軸に、時間をｘ軸に表示してある。このグラフは黒の９５％から白の９５％への状態の切り替え、あるいはこの逆の切り替えの場合に対応する。駆動電圧の増加に対し、切り替え時間が１／２以上減少することは注目に値する。従って、切り替え速度は印加された駆動電圧に対し、直線より急激に増加する。
【０００８】
図３はセルのマトリクスすなわちアレイ４００を含むアクティブマトリクスディスプレイのピクセル（すなわち図１のカプセル１４０）を駆動する回路の等価回路を示す。このセルは図４に示すように、セルまたはピクセル当り１個のトランジスタ３１０を含む（ピクセルキャパシタＣＤＥと同様）。ピクセルのロウ方向の選択は、ゲート線すなわちピクセルのゲートをロウ方向に接続する電極３２０に適切な選択電圧を印加することにより行われる。ピクセルのカラム方向を選択する場合は、データ線すなわちカラム電極３３０を経由してピクセルに適宜電圧が印加される。ピクセルが選択された場合は、このピクセルのみに電圧が供給され、他の選択されていないピクセルには電圧が供給されないことが望ましい。選択されなかったピクセルは選択されたピクセルのアレイに供給される電圧から十分に絶縁されている必要がある。外部制御装置と駆動回路がセルマトリクス４００に接続される。外部制御装置のセルマトリクス４００への接続はフレキシブルＰＣＢ、ゴムコネクタ（elastomeric interconnects）、ＴＡＢ（Tape Automated Bonding）、ＣＯＧ（Chip On Glass）、Chip On Plasticなどの適切な技術を用いて良い。もちろん制御装置と駆動回路をアクティブマトリクス自身に中に組み込んでも良い。
【０００９】
図４では共通電極１７０が、電圧ＶＣＥを供給する電圧源ではなく、グラウンドに接続されている。トランジスタ３１０はＴＦＴであって良く、例えば図３に示すようにＭＯＳＦＥＴトランジスタ３１０でも良い。トランジスタ３１０はこのゲートＧに接続されているロウ電極３２０の電圧ＶｒｏwすなわちＶｇａｔｅによりオン／オフ動作される。すなわち、電流ＩｄがソースＳとドレインＤの間に流れる導通状態と非導通状態が切り替えられる。ＴＦＴ３１０のソースとカラム電極３３０は接続されており、カラム電圧Ｖｃｏlと呼ばれるデータすなわち画像の電圧が供給される。
【００１０】
図３に示すように、種々のキャパシタがＴＦＴ３１０のドレインに接続されている。すなわちピクセルキャパシタとも呼ばれる、表示効果を持つ表示効果キャパシタ（display effect capacitor）ＣＤＥと、図３でＴＦＴのゲートＧとドレインＤの間の鎖線で示すゲート‐ドレイン寄生キャパシタＣｇｄである。２つの選択状態すなわち２つのＴＦＴ−オン状態（図７の７６５で示す）の間、電荷を保持する、すなわちピクセル電圧Ｖｐｘ（ノードＰではカラム電圧Ｖｃｏlに近い）を保持するため、蓄積キャパシタ（strage capacitor）ＣｓｔをＴＦＴのドレインＤと蓄積キャパシタ線３４０の間に設けることができる。独立した蓄積キャパシタ線３４０の代わりに、次あるいは前のロウ電極を蓄積キャパシタ線として使用しても良い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
高いグレイレベル精度とグレイレベル分布を持つディスプレイが望まれている。これは図３で示すカラム電極３３０のアドレシングを多数のカラム電圧レベルＶｃｏｌで行うことを必要とする。しかし、多数の電圧レベルを持つカラムドライバ集積回路（ＩＣ）またはカラムドライバの追加は高価である。更に供給できる電圧レベルの数に比例する以上にＩＣのコストは増加する。これに相応して、高いグレイレベル精度とグレイレベル分布を持つ能力の高いかつコスト効率の良いディスプレイが要求されている。
【００１２】
本装置の目的は、従来のディスプレイのこれらの不具合を解決することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記目的と他の目的はロウ電圧を供給するロウドライバとこのロウドライバに接続されたロウ電極を備えたディスプレイ装置と方法で達成される。カラムドライバはカラム電極にＮ個のカラム電圧レベルを供給するように構成されている。更に、共通ドライバは共通電極にＭ個の共通電圧レベルを供給するように構成されている。ピクセルはカラム電極と共通電極の間に接続されており、制御装置はＭ個の共通電圧レベルに関連させたＮ個のカラム電圧レベルを印加するタイミングを制御することにより、ＮＭ個のピクセルにかかる実効的ピクセル電圧を供給するように構成されている。
【００１４】
本装置と本方法の更なる応用については以下の詳細な説明で明確となる。ここで記載された詳細な説明と実施例は、前記のディスプレイと方法の実施例であるが、本発明の説明を目的とするものであり、本発明の範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
前記および他の、本発明の装置、システム、方法の特徴、形状、利点は以下の説明、添付の請求項および対応する図で良好に理解される。
【図１】図１は、従来のE-inkディスプレイ装置を示す。
【図２】図２は、E-inkの切り替え速度をアドレシング電圧の関数で示す。
【図３】図３は、従来のアクティブマトリクスディスプレイにおけるピクセルの等価回路を示す。
【図４】図４は、アクティブマトリクスディスプレイのセルアレイを示す。
【図５Ａ】図５Ａは、図３のアクティブマトリクスのピクセルの回路を簡単にした回路を示す。
【図５Ｂ】図５Ｂは、１つの実施例での切り替え電圧のタイミングチャートを示す。
【図６】図６Ａ−６Ｃは、E-inkのアドレシングのアクティブマトリクスの駆動方法を用いた場合の種々の電圧パルスを３画像フレームに渡りしめす。
【図７】図７Ａ−７Ｂは、それぞれ±１５Ｖと±７．５Ｖの実効的な表示効果電圧ＶＥｉnｋでの切り替え曲線を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下の実施例についての記載は、単なる例示であり、本発明とその応用について限定するものではない。以下に、本説明の一部となっている添付する図を用いて、本システム、装置、方法の実施例を詳細に説明する。図によって説明される装置と方法を実現す実施例が示される。これらの実施例は当業者がここで開示されたシステムと方法を実施するのに十分詳細に説明される。他の実施形態を用いたり、構造的、論理的な変更を加えることは、当然ながら本発明のシステムの精神と範囲から離れることなく行えるものである。
【００１７】
従って、以下の詳細説明は限定するものではなく、本システムの範囲は付記された請求項で規定される。図中の引用番号の先頭の数字は、通常は図番号に対応するが、同じ構成要素が複数の図に現れる場合は同じ引用番号である。更に、明確にするため良く知られた装置、回路、方法は本システムの説明を不明瞭にしない程度に省略してある。
【００１８】
図５Ａは、図３に示すアクティブマトリクスのピクセルの回路と同様に、簡略に表示した回路５００である。ここではＴＦＴ３１０はロウ電極３２０からの信号で制御されるスイッチ５１０で表わされている。ピクセルすなわちE-inkは、ＴＦＴスイッチ５１０の一端と共通電極１７０の間に接続されているピクセルキャパシタＣＤＥで表わされている。
【００１９】
電圧、たとえば負電圧が、ロウ電極からＴＦＴゲートＧに印加されると、ＴＦＴ３１０すなわちスイッチ５１０はクローズするすなわち導通する。これによりＴＦＴ３１０（すなわちスイッチ５１０）のソースＳとドレインＤの間で電流Ｉｄが流れることになる。ＴＦＴを電流Ｉｄが流れると、ピクセルのノードＰの電位がＴＦＴのドレインＤでカラム電極の電位に等しくなるまで、蓄積キャパシタＣｓｔが充電または放電される。カラム電極はＴＦＴのソースＳに接続されている。もしロウ電極の電位が変化すると、例えば正電圧に変化すると、ＴＦＴ３１０すなわちスイッチ５１０はクローズし、導通がなくなり、電荷は保持され、すなわちピクセルノードＰの電圧は保持され、蓄積キャパシタＣｓｔにより維持される。つまり、ＴＦＴ３１０すなわちスイッチ５１０がオープンして非導通状態となるので、ＴＦＴのドレインＤでのピクセル電圧Ｖｐｘとして表示されているピクセルノードＰの電位は、この時は略一定となっている。
【００２０】
蓄積キャパシタＣｓｔの電荷量は所定の電位、すなわち蓄積キャパシタ線３４０とピクセルキャパシタＣＤＥのピクセルノードＰの間に電圧差を与え維持する。もし蓄積キャパシタ線３４０の電位が５Ｖ上昇すると、後述するように
2010509632.tif 000003
を仮定すれば、ピクセルノードＰの電位も約５Ｖ上昇する。これは蓄積キャパシタＣｓｔの両側の電荷がどこにも移動しないので、これらの電荷量が同じになるためである。
【００２１】
理解を容易にするため、ピクセルＣＤＥでのピクセル電圧の変化ΔＶｐｘは蓄積キャパシタＣｓｔでの蓄積キャパシタ電圧の変化ΔＶｓｔとほぼ等しいとする。すなわち、
2010509632.tif 000004
とする。特にＣｓｔが主要なキャパシタである場合はこれは正しい近似であり、この場合もこれに該当する。ＶｐｘとＶｓｔのさらに厳密な関係は以下の式（１）で与えられる。
【数１】
2010509632.tif 000005
【００２２】
全ピクセルキャパシタンスＣＴＯＴＡＬは全てのキャパシタンスの和で定義される、すなわち、
【数２】
2010509632.tif 000006
ここでＣｒeｓｔはピクセルにおける他の全てのキャパシタンス（寄生キャパシタンスを含む）の和である。
【００２３】
更に、式（１）で示すように（図５ＡのノードＰにおける）ピクセル電圧の変化ΔＶｐｘを（蓄積キャパシタＣｓｔでの）電圧変化ΔＶｓｔで表わすのに加え、式（３）に示すように共通電圧ΔＶＣＥの変化で表わしても良い。
【数３】
2010509632.tif 000007
ここでＣＤＥは表示効果（display effect）すなわちピクセルのキャパシタンスである。
【００２４】
ここで、電圧が変化してもピクセルにかかる電圧ＶＥｉｎｋに影響が無いこと、そしてこれから表示された画像にも影響が無いことが望ましい。画像に影響が無いこと、すなわちピクセル電圧に変化が無いことはΔＶＥｉｎｋ＝０であることを意味する。
【００２５】
ＶＥｉｎｋ＝ＶＣＥ−Ｖｐｘであるので
【数４】
2010509632.tif 000008
【００２６】
式（４）は、電圧が変化した際に表示効果に実質的な変化が無い画像状態の好ましい維持の方法を提示する。すなわち、例えば、黒もしくは白の状態が実質的な変化が無いように、ピクセルでの電圧変化ΔＶＥｉｎｋはゼロであることが望ましい。
【００２７】
式（３）のΔＶｐｘを式（４）に代入すると、
【数５】
2010509632.tif 000009
となる。
【００２８】
式（５）から分かるようにΔＶＣＥとΔＶｓｔの関係は式（６）と（７）で与えられる。
【数６】
2010509632.tif 000010
【数７】
2010509632.tif 000011
【００２９】
このように、共通電極の電圧がΔＶＣＥだけ変化した時は、蓄積線の電圧変化ΔＶｓｔが式（７）を満たすように変化することが望ましい。
【００３０】
式（６）または（７）から分かるように、確実にΔＶＥｉｎｋ＝０となるように、ピクセルＣＤＥでの電圧変化ΔＶＥｉｎｋを避けるためには、そしてこれにより表示画像が実質的に変化しないような表示効果を実質的に維持するためには、共通電圧ＶＣＥと蓄積キャパシタ電圧Ｖｓｔが、実質的に式（６）または（７）で互いに表わされるように適切に、実質的に同時に変化される。特にＶｓｔとＶＣＥが式（６）または（７）を満足し、実質的に同時に変化される時には、ピクセルＣＤＥでの電圧には変化が起こらない、すなわちΔＶＥｉｎｋ＝０となる。
【００３１】
ピクセルキャパシタＣＤＥでの電圧、すなわち共通電極１７０とピクセルノードＰの間の電圧差（すなわちＶＥｉｎｋ）は表示を切り替え、他のピクセルマトリクスアレイと共に画像を形成する役割を担う。もし、共通電極１７０と蓄積キャパシタ線３４０の電位が実質的に同時に（例えばこれら２つが（場合によってはスケーラを介して）接続されている、または同じ制御装置５１５で制御されている場合）、かつ実質的に式（６）または（７）を満足するように変化されると、ピクセルノードＰでの電位は共通電極での電位変化と実質的に同じ大きさでかつ実質的に同時に変化することになる。事実上、これはピクセルキャパシタＣＤＥにかかる電圧ＶＥｉｎｋが一定（すなわちＶＥｉｎｋ＝０）となることを意味する。
【００３２】
これに対して、もし共通電極１７０と蓄積キャパシタ線３４０が接続されていない場合、共通電極１７０の電圧ＶＣＥはピクセルキャパシタＣＤＥでの電圧を変化させるように効果を及ぼす。すなわち、共通電極の電位ＶＣＥの変化は全ディスプレイに影響を及ぼす。更に、もし共通電極の電位ＶＣＥが、１つのロウが選択されている（すなわちＴＦＴ３１０が閉じ、導通している）時に変化されると、この選択されたロウが異なる動作となり、画像欠陥となる。
【００３３】
ここで、注目すべきは、E-ink（ピクセルすなわち表示効果のキャパシタＣＤＥ）を駆動するように設計されたアクティブマトリクス回路の蓄積キャパシタＣｓｔは表示効果キャパシタＣＤＥやゲート‐ドレインキャパシタＣｇｄの２０から６０倍大きいことである。通常、E-inkの大きなセルギャップとE-inkの材質の大きな漏れ電流のために、表示効果キャパシタＣＤＥは、小さい。漏れ電流に連動して、表示効果キャパシタＣＤＥは小さな値となるので、比較的大きな蓄積キャパシタＣstを必要とする。
【００３４】
種々の電極が電圧源および／またはドライバに接続されて良く、これらは制御装置５１５により制御されて良い。この制御装置５１５は参照番号５２０、５３０、５７０でそれぞれ示される種々の電圧源および／またはドライバなどを制御する。制御装置５１５は、たとえば等価回路５００で表わされているピクセルのセルに示されているように、種々の表示電極や配線を後述するように種々の電圧レベルのパルスにより駆動する。
【００３５】
適切な大きさとタイミングで蓄積キャパシタの電圧Ｖｓｔと共通電極の電圧ＶＣＥを変化させるため、すなわち蓄積電圧Ｖｓｔと共通電圧ＶＣＥを、実質的に同時にかつ実質的に式（７）のΔＶｓｔ＝（ΔＶＣＥ）［（ＣＴＯＴＡＬ）／（Ｃｓｔ）］による適切な大きさで変化させるため、共通電極ドライバ５７０は蓄積ドライバ５８０を通して蓄積キャパシタ線３４０に接続することができる。蓄積ドライバ５８０はプログラマブルに構成することができる。すなわち蓄積ドライバ５８０を制御装置５１５で制御するようにできる。この場合、蓄積ドライバ５８０は共通電圧ＶＣＥに対応する出力信号Ｖｓｔを生成するスケーラである。言い換えると、出力信号の電圧Ｖｓｔは共通電圧ＶＣＥに比例的に、好ましくは直線的に比例して、変化する。他の方法として蓄積ドライバ５８０は制御装置５１５から独立したドライバであって良い。この場合は共通電極ドライバ５７０と蓄積ドライバ５８０の接続は不要である。制御装置５１５は蓄積電圧と共通電圧Ｖｓｔ、ＶＣＥを実質的に同時に変化させるように構成してもよい。この蓄積電圧と共通電圧の変化は例えば式（６）または（７）で示す関係を満たすように対応している。
【００３６】
蓄積電圧と共通電圧Ｖｓｔ、ＶＣＥが実質的に同時に切り替えられない場合は、表示画像の欠陥となる。更に、図５Ｂに示すように、蓄積電圧と共通電圧Ｖｓｔ、ＶＣＥは実質的に同時に切り替えられるだけでなく、どのロウも選択されていない時に切り替えられる。Ｖｓｔ、ＶＣＥが同時に切り替えられる場合としては、（１）ロウが１つも選択されていない時、または（２）ロウ選択の開始時、または（３）ロウ選択中でこの選択期間が終了するまでにピクセルがカラム電圧レベルまで充電された後、である。特に、ＶＣＥとＶｓｔの切り替えが１つまたは２つ以上のピクセルが正しくない電圧（すなわちカラム電圧以外の電圧）に充電されることにならないようにすることが好ましい。特に、図５Ｂはロウ１、２、Ｎ（これらはアクティブマトリクスのどのロウであって良い）でのロウとゲートの電圧を示す。ここでは低レベルＶｒｏｗ−ｓｅｌｅｃｔ５９０が、例えばロウを選択し、すなわちＴＦＴ５１０をオン（導通状態、スイッチ閉）にし、高レベルＶｒｏｗ  ｎｏｎ−ｓｅｌｅｃｔ５９２がＴＦＴ５１０をオフ（非導通状態、スイッチ開）にする。ロウはロウに適切な電圧を与えてシーケンシャルに一度に選択される。ここで、第１と第２の段階５９６、５９８の間の切り替え期間５９４で選択されるロウは無い。共通電圧Ｖｓｔ、ＶＣＥの変化のタイミングの観点とは関連が無いが、見易くするためカラム電圧も図５Ｂに示してある。なお、切り替え期間５９０はシーケンシャルロウアドレシングに割り込みが入った場合にはどのタイミングでも良い。例えば全てのロウのアドレシングの後、またはロウの半分のアドレシングの後、更にはどの番号のロウのアドレシングの後でも、所望の時刻に行って良い。切り替え期間５９０の後、次のロウがアドレシングされ、シーケンシャルロウアドレシングが再開される。
【００３７】
制御装置５１５はどのようなタイプの制御装置および／またはプロセッサであっても良い。本発明の装置、ディスプレイ、方法に適合して動作するように構成され、記述されたような種々の電圧レベルとタイミングのパルスでディスプレイ５００を駆動する、種々の電圧源および／またはドライバ５２０、５３０、５７０、５８０を制御するようになっていれば良い。メモリ５１７が制御装置／プロセッサ５１５の一部となっているか、あるいは結合されて動作しても良い。ここではこれらの種々のドライバ５２０、５３０、５７０、５８０は１つまたは２つ以上の電圧源に接続されていて良く、またはバスを介して電圧源に接続されていて良い。
【００３８】
メモリ５１７はデータを格納するのに適切なものであればどのようなタイプのもの（例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、リムーバブルメモリ、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードドライブ、ＤＶＤ、フレキシブルディスク、またはメモリカード）でも良い、また伝送媒体すなわちネットワークを通じてアクセスできるもの（例えば、光ファイバ、ワールドワイドウェブ、ケーブル、時間分割マルチアクセスを利用したワイヤレスチャネル、コード分割マルチアクセス、または他のラジオ周波数チャネル）でも良い。情報を格納および／または伝達できるように開発され知られているものであって、コンピュータ装置と共に使用するのに適合していれば、どの媒体であってもコンピュータ読み込み用の媒体および／またはメモリとして使用して良い。メモリ５１７または更に他のメモリはアプリケーションデータを格納して良い。このメモリは他の所望のデータと共に制御装置および／またはプロセッサ５１５からアクセスでき、本発明の装置、ディスプレイ、方法と適合して動作するように制御装置および／またはプロセッサ５１５を設定する。
【００３９】
追加のメモリを使用しても良い。コンピュータ読み込み可能な媒体５１７および／または他のどのようなメモリも、長期メモリ、短期メモリまたはこれらのコンビネーションであって良い。これらのメモリはプロセッサ５１５に本発明に開示する方法、動作、機能を実装して構成する。これらメモリはプロセッサ５１５に分散していても、一か所にまとまっていても良い。ここでは追加のプロセッサがあっても良く、複数が分散していても、１個であっても良い。メモリは電気的、磁気的、光学的メモリ、またはこれらのコンビネーション、または他のストレージタイプの装置として実装しても良い。更に、「メモリ」は、プロセッサからアクセスされアドレス指定できる空間を持ち情報を読み書きできるどのようなものも含むように広く解釈されるべきである。この定義により、ネットワーク上の情報もやはりメモリ５１７の範囲にある。例えば、プロセッサ５１５はネットワークから本装置に適合した動作の情報を取り出しても良いからである。
【００４０】
プロセッサ５１５は、電圧供給源および／またはディスプレイ５００を駆動するドライバ５２０、５３０、５７０、５８０を制御する制御信号を供給すること、および／または後述する種々の駆動方法のアドレシングに適合した動作を実行することができる。プロセサ５１５は特定用途向けのものでも汎用の集積回路であっても良い。更に、プロセッサ５１５は、本システムに適合して動作する専用のものであっても、多くの機能の内１個だけが本システムに適合して動作するのであれば汎用のプロセッサであって良い。プロセッサ５１５はプログラムの一部または複数の部分プログラムを利用して動作しても良く、または変調器、複調器などのハードウェアであっても良く、もしくはＴＶ、ＤＶＤプレーヤ／レコーダ、携帯情報端末（ＰＤＡ）、携帯電話、等の専用あるいは多目的の集積回路を利用した表示装置を動作しても良い。
【００４１】
専用でも共有でもどのようなタイプのプロセッサを使用しても良い。プロセッサはマイクロプロセッサ、ＣＰＵ（central processing unit）、ＤＳＰ（digital signal processor）、ＡＳＩＣ、または同じ機能を持つ光デジタルデバイスやアナログ電子回路などの、他のどのようなプロセッサや制御装置を含んで良く、電子技術や構造を用いて良い。プロセッサは通常ソフトウェアで制御され、メモリを持ちあるいはメモリと交信し、これらのメモリはソフトウェアやデータを格納する。
【００４２】
当然、制御装置／プロセッサ５１５、メモリ５１７、とディスプレイ５００は（全体的あるいは部分的）一体型ユニットの全部あるいは一部であって良い。一体型ユニットはフレキシブル、ロール可能、巻きつけ可能なディスプレイ装置のようなディスプレイを含むような装置であっても、電話機、電気泳動ディスプレイ、他のＰＤＡ、ＴＶ、コンピュータ、または他の電子装置などのディスプレイを含むような装置であっても良い。更にプロセッサは、１個のデバイスに集積されたものの代わりに、電子装置あるいは筺体とピクセルマトリクスを備えた取り付け可能なディスプレイ５００の中に分散していても良い。
【００４３】
アクティブマトリクスディスプレイは１つのロウが同時に駆動される。１枚のフレーム時間内でＴＦＴをオンにする電圧を印加し全てのロウがシーケンシャルに選択される。すなわちＴＦＴは非導通状態から導通状態に変化する。図６Ａ−６Ｂは等価回路（図３の３００と図５Ａの５００）の種々のノードにおける電圧を時間に対して示したものである。
【００４４】
図６Ａは、特に３つのフレーム６１０、６１２、６１４のグラフ６００で、アクティブマトリクス駆動方法でのE-inkのアドレシングを、４つの電圧パルスを重ねて示す。実線６２０は図３と５Ａでロウ電極３２０でのロウ電圧Ｖｒｏｗを示す。Ｖｒｏｗは図６でも示されているが、簡単にするため、４つの電圧パルスの内２個だけ表示されており、他の２個は図６Ｃに表示されている。図６Ａで点線６５０は、図１、３、５Ａに示す共有電極１７０での電圧ＶＣＥを示す。ＶＣＥは図６Ｂにも示されている。図６Ａで鎖線６３０は、図３、５Ａのカラム電極３３０の電圧Ｖｃｏｌを示す。Ｖｃｏｌは図６Ｃでも示されている。図６Ａの一点鎖線６４０は図５ＡのピクセルキャパシタＣＤＥの一方の端末のピクセルノードＰでのピクセル電圧Ｖｐｘを表わしている。Ｖｐｘは説明のため図６Ｃにも示してある。
【００４５】
図６Ａのグラフ６００はｐ型ＴＦＴのアクティブマトリクスバックプレーンの薄膜電子回路に印加されるパルスを示す。ｎ型（例えばアモルファスシリコン）ではロウパルスと共通電極の電圧の極性が変わる。図６Ａのグラフ６００では、６個のロウが６個の点線のパルス６３０で示されているが、実際のディスプレイはもっと多くのロウを持っている。
【００４６】
ホールド時間すなわちフレーム６１０の非選択期間６１８は図６Ａに示すように、実線６２０のロウ電圧Ｖｒｏｗは高レベル、例えば２５Ｖで、ＴＦＴ３１０をオフ（非導通状態、すなわちスイッチ５１０は開）にする。フレーム６１０の選択部分６１６の間ＴＦＴ３１０は導通状態であり（すなわちスイッチ５１０は閉じ、選択されたロウがアドレシングされている）、図５Ａに示す選択されたロウのピクセルキャパシタ（ＴＦＴ３１０すなわちスイッチ５１０のドレイン側の全キャパシタンス）はカラム電極３３０に供給された電圧まで充電される。フレームの残りの時間６１８の間（すなわちホールド時間）、例えば図５Ｂに示すように、現在のロウはアドレシングされず他のロウがシーケンシャルにアドレシングされる。ホールド期間６１８の間、ＴＦＴは非導通状態であり、例えば蓄積キャパシタ（図３と５）Ｃｓｔに蓄えられた電荷により、ピクセルキャパシタの電荷は維持される。
【００４７】
負の電圧６３０、例えば−１５Ｖ、がピクセルに印加されると、このピクセルは白の状態に向け切り替えられ、正の電圧、例えば＋１５Ｖ、がカラム５３０に印加されると、ピクセルは黒い状態に向け切り替えられるが、これは図１に示す通りである。１つのフレームの間、いくつかのピクセルは白に向かって、他のものは黒に向かって切り替えられる。薄膜電子回路やアドレス指定可能なＴＦＴまたはE-inkを持つピクセル電極のアクティブマトリクスのバックプレーンにおいては、通常の各電圧は、ロウ選択電圧（選択期間６１６の間）は−２５Ｖで、ロウの非選択電圧（非選択期間６１８の間）は＋２５Ｖ、カラム電圧は−１５Ｖ（白ピクセル）と＋１５Ｖ（黒ピクセル）の間、そして共通電極電圧は＋２．５Ｖである。これらは図６Ａ−６Ｃに示す。
【００４８】
通常の表示効果電圧（すなわち図５Ａで示すピクセルキャパシタＣＤＥにかかる電圧ＶＥｉｎｋ）は＋１５Ｖ、０Ｖ、−１５Ｖである。これらの電圧に対し、反射率の光学的切り替え特性７００を図７Ａに時間を横軸にして示す。ここでは切り替え時間は約０．５秒となっている。もし電圧が１５Ｖから７．５Ｖに下げられると、図７Ｂの曲線７１０で示すように、切り替え時間は約１．５秒に増加する。ここで注目すべきは、図７Ａ−７Ｂで示す曲線７００、７１０は同じ振舞いすなわち形状を持つことである。曲線７００と７１０の違いは遷移速度であり、すなわち高い電圧レベル±１５Ｖでの曲線では約０．５秒、低い電圧±７．５Ｖでの曲線では１．５秒となっている。
【００４９】
グレイレベルの精度とグレイレベル分布を向上するため、高価な多数の電圧レベルを持つＩＣ集積回路のカラムドライバを必要とすることなく、追加のピクセルキャパシタＣＤＥにかかる実効的な電圧ＶＥｉｎｋを供給する。ここでは既存の複数の電圧ドライバとレベルを組み合わせて用いることで、例えば図５Ａの５１５で示す制御装置の制御により、追加の表示効果電圧ＶＤＥすなわちＶＥｉｎｋを供給する。特に共通電圧ＶＣＥはピクセルＣＤＥでの表示効果電圧ＶＥｉｎｋに異なる電圧を供給するために変更される。
【００５０】
通常、図４で示すように、共通電極１７０は接地されている、あるいはキックバック電圧ＶＫＢ（Ｖｐｘ＝Ｖｃｏｌ＋ＶＫＢ）と同電位となっている。ＶＣＥレベルがほぼ０Ｖの場合で、ピクセルが＋１５Ｖ、０Ｖ、または−１５Ｖで（すなわちＶｃｏｌまたはＶｐｘで）充電される時、電圧源すなわちドライバ５３０（図５Ａ）からこれらの電圧がカラム電極３３０に供給され、これによりピクセルキャパシタＣＤＥにかかる実効的電圧ＶＥｉｎｋは＋１５Ｖ、０Ｖ、または−１５Ｖとなる。これはＶＣＥ＝０ＶでＶＥｉｎｋ＝ＶＣＥ−Ｖｃｏｌであることによる。
【００５１】
キックバック（Kickback）とは以下に述べる現象のことである。ＴＦＴが導通状態（Ｖｒｏｗ＝−２５Ｖ）の間、ゲート−ドレインの寄生キャパシタＣｇｄとキャパシタＣｓｔ、ＣＤＥは充電される（図３と５Ａ）。ＴＦＴがオフに切り替えられる時（Ｖｒｏｗは＋２５Ｖに切り替えられる）、キャパシタＣｇｄにかかる電圧は５０Ｖ上昇する（−２５Ｖから＋２５Ｖ）。電荷はＣｇｄからＣｓｔとＣＤＥに移動し、ＶｐｘはＴＦＴのオフ切り替え後すぐに上昇する。Ｃｇｄは他のキャパシタに比べ比較的小さいので、Ｖｐｘの電位上昇は比較的小さい。
【００５２】
一般的に、前述のＶＣＥの電圧振幅端（例えば０Ｖ、または他の正電圧および／または負の振幅端）に小さな追加電圧ΔＶＣＥが必要となる。この理由は、ロウ電圧を低電圧から高電圧に変化する時に、ピクセルの寄生キャパシタンス（Ｃｇｄ）が小さな電圧ジャンプを生じさせるためである。このジャンプはキックバック電圧ＶＫＢと呼ばれ、次のように計算できる。ΔＶＫＢ＝（ΔＶｒｏｗ（Ｃｇｄ／ＣＴｏｔａｌ）。正しいＶＥｉｎｋを得るためには、これがＶＣＥに加えられなければならない。従って、適切なピクセル電圧Ｖｐｘを生じさせるため、この小さなキックバック電圧は前述の全てのＶＣＥ電圧および／またはカラム電圧Ｖｃｏｌに加えられなければならない。
【００５３】
例えば０Ｖまたは正の一定電圧の代わりに、またはカラム電極３３０に印加する共通電圧ＶＣＥに０Ｖを印加する代わりに、正と負の電圧レベル（あるいは必要に応じて、ほぼ０Ｖまたは０Ｖ＋ΔＶＫＢ）を含む可変電圧レベルを共通電圧ＶＣＥとして共通電極１７０に印加する。カラム電圧の可変電圧レベルはピクセルキャパシタＣＤＥにかかる実効的な電圧ＶＥｉｎｋを生成するのに用いられる。追加のピクセルキャパシタＣＤＥでの実効的ピクセル電圧は例えば多数の階調を生成し、これにより表示効果を強化することができる。例えば、追加の実効的ピクセル電圧は１つの出力共通電極ドライバ５７０をディスプレイ５００に追加し、正および／または負の共通電極電圧ＶＣＥとすることで生成しても良い。この代わりに、または追加で、制御装置５１５は、追加のレベルを生成するように、共通電極電圧ＶＣＥの電圧を変更するように構成されて良い。例えば、（スケーリングや加算および／または減算により）既存のカラム電圧源および／またはドライバからの電圧を組み合わせることにより（カラム電圧Ｖｃｏｌおよび／または電圧源の±１５Ｖをスケーリングして±１５Ｖを生成するように）、そしてスケーリング後の±１０Ｖレベルを現在の０Ｖの共通電極電圧ＶＣＥに加算および／または減算して生成して良い。
【００５４】
例えば、もし共通電極電圧が１０Ｖ上げられると、実効的ピクセル電圧ＶＥｉｎｋが１０Ｖ下がる。ＶＣＥ＝＋１０Ｖの場合、ピクセルが−１５Ｖ、０Ｖ、または＋１５Ｖで充電された時（すなわち
2010509632.tif 000012
＝−１５Ｖ、０Ｖ、または＋１５Ｖで、ＶＣＥ＝１０Ｖの時）、実効的ピクセル電圧レベルＶＥｉｎｋはそれぞれ−５Ｖ、１０Ｖ、と２５Ｖになる。なお、ここではＶｃｏｌ＝Ｖｐｘを仮定しＶＥｉｎｋ＝ＶＣＥ−Ｖｃｏｌとなる。すなわちキックバック電圧ＶＫＢは無視している。またＶｃｏｌ＝−１５Ｖ、０Ｖ、または＋１５ＶでＶＣＥ＝０Ｖの時は、ＶＥｉｎｋは−１５Ｖ、０Ｖ、または＋１５Ｖとなるが、この代わりに、ＶＣＥ＝＋１０Ｖとしている。同様に、共通電極電圧が１０Ｖ下がると、すなわちＶＣＥ＝−１０Ｖで
2010509632.tif 000013
＝＋１５Ｖ、０Ｖ、または−１５Ｖの場合、実効的ピクセル電圧レベルＶＥｉｎｋはそれぞれほぼ−２５Ｖ、−１０Ｖ、５Ｖとなる。
【００５５】
上記のように、もう少し正確には、キックバック電圧ＶＫＢも含まれる必要があるので、Ｖｐｘ＝Ｖｃｏｌ＋ＶＫＢとなる。具体的には、もっと正確な実効的ピクセル電圧レベルはＶＥｉｎｋ＝ＶＣＥ−Ｖｐｘ＝ＶＣＥ−（Ｖｃｏｌ＋ＶＫＢ）＝ＶＣＥ−Ｖｃｏｌ−ＶＫＢでなるので、Ｖｃｏｌ＝＋１５Ｖ、０Ｖ、または−１５Ｖの時は、それぞれＶＥｉｎｋ＝−２５Ｖ−ＶＫＢＶ、−１０−ＶＫＢＶ、５−ＶＫＢＶとなる。他の具体例でも同様にキックバック電圧ＶＫＢを含むように変更し、もっと正確なものとすることができる。 
【００５６】
このように、３つの可能なカラム電圧（−１５Ｖ、０Ｖ、＋１５Ｖ）と２つの異なる共通電極電圧（例えば−１０Ｖ、０Ｖ、＋１０Ｖの組み合わせにより、±１０、＋１０と０、−１０と０）によって、６つの異なる実効的ピクセル電圧ＶＥｉｎｋが生成され、実現される。更に一般的には、Ｎ個（例えばＮ＝６）の異なる電圧がＮ個の異なる表示効果をもたらすために生成され（これはカラム電圧の個数（例えば３）である）、共通電極電圧の個数（例えば２）が乗算される。
【００５７】
ここで注目すべきは、カラムドライバの電圧レベルの数のみが時間のある１点で生成されるということである。これは共通電極電圧ＶＣＥはどの時点においても１つの値のみ取り得るからである。従って、このような駆動あるいはアドレシング方法は電気泳動効果のように双安定な表示効果に適合している。これらの表示効果では、異なる時点で、異なる共通電圧（正、負、および／または０の電圧レベル）が用いられるので、これにより全部のＮ個の異なるレベルが生成できる。ピクセルキャパシタＣＤＥでの実効的ピクセル電圧レベルがより多数の値、例えば＋１５Ｖ、０Ｖ、−１５Ｖ（ＶＣＥ＝０Ｖの時）に加え、５Ｖ、−１０Ｖ、−２５Ｖ（ＶＣＥ＝＋１０ＶでＶｃｏｌ＝＋１５Ｖ、０Ｖ、−１５Ｖの時）、また＋２５Ｖ、＋１０Ｖ、−５Ｖ（ＶＣＥ＝−１０Ｖの時）などを含むので、より高い階調分布と階調精度を実現することができる。
【００５８】
画像欠陥を避けるため、全てのロウが非選択の時（例えば、ＴＦＴマトリクスのＴＦＴ３１０のゲートＧにロウ電圧Ｖｒｏｗが印加され、これが例えば０ＶであってＴＦＴ３１０が非導通すなわちオフ状態になる時）に、共通電極は切り替えられる。ＶｃｅとＶｓｔは、以下の時に実質的に同時に交互に切り替えられる。すなわち（１）ロウが１つも選択されていない時、または（２）ロウ選択開始時、（３）ロウ選択時間の間で、選択されたロウが少なくとも選択期間が終了するまでにピクセルをカラム電圧まで充電する間。とりわけ好ましくは、ＶｃｅとＶｓｔの切り替えにより、１つまたは複数のピクセルが正しくない電圧（すなわちカラム電圧以外の電圧）に充電されないことである。もし１つのロウが選択されると（すなわち図６Ａの参照番号６１６で示されるように、選択したロウのＴＦＴのゲートＧに低電圧レベルのロウ電圧Ｖｒｏｗを印加する）、このロウは他の全ての非選択のロウと比べて異なる動作を行う。共通電極が切り替えあるいは変更されると、ノードＰでのピクセル電圧Ｖｐｘが変更され、そして結果としてピクセルＣＤＥにかかる実効的な電圧ＶＥｉｎｋもまた変更される。これはまた画像欠陥となる。このような画像欠陥を避けるため、ピクセルパッドにおけるピクセル電圧Ｖｐｘが共通電極電圧ＶＣＥと同時に変更される。図６に示す構成では独立した蓄積キャパシタが設けられており、共通電極１７０と同時に同じ電圧振幅で蓄積キャパシタの電圧を変更することにより、画像欠陥を避けることができる。蓄積キャパシタＣｓｔは通常２０倍以上、ピクセルの他の全てのキャパシタより大きいので、蓄積キャパシタ電圧線３４０と共通電極１７０が共に同時に切り替えられる時も、ピクセルＣＤＥにかかる電圧は同じ値を維持する。
【００５９】
基本的に共通電極とカラム電極の電圧ＶＣＥ、Ｖｃｏｌを独立して選択することが可能である。しかし、共通電圧ＶＣＥを選択すると殆どの場合ピクセルにかかる電圧は０Ｖから外れる結果になる。電気泳動ディスプレイにおいては０Ｖであると表示効果は切り替わらないので、０Ｖの状態は重要である。このように０Ｖの状態を実効的ピクセル電圧ＶＥｉｎｋの１つの電圧レベルとして実現し保証することで、カラム電圧Ｖｃｏｌが通常の共通電極電圧ＶＣＥに加算および／またはこれから減算されて実効的なピクセル電圧ＶＥｉｎｋの０Ｖの状態を生成することができる。例えば、カラム電圧が＋１０Ｖ、０Ｖ、−１０Ｖの場合、実際に最良の共通電圧は、
ＶＣＥ−ｈｉｇｈ＝ＶＣＥ−ｎｏｒｍａｌ＋１０Ｖ  と
ＶＣＥ−ｌｏｗ＝ＶＣＥ−ｎｏｒａｍｌ−１０Ｖ
となる。
【００６０】
実効的ピクセル電圧（すなわちピクセルキャパシタＣＤＥにかかる電圧、ＶＥｉｎｋ＝ＶＣＥ-Ｖｃｏｌ）はＶＣＥ−ｈｉｇｈが＋１０Ｖのとき、０Ｖ、＋１０Ｖ、＋２０Ｖとなり、ＶＣＥ−ｌｏｗが−１０Ｖの時−２０Ｖ、−１０Ｖ、０Ｖとなる。この利点は実効的ピクセル電圧ＶＥｉｎｋに必ず０Ｖの状態があることである。不利な点は実効的ピクセル電圧ＶＥｉｎｋの異なる電圧レベルが６個でなく５個となることである。
【００６１】
このように、共通電極１７０を可変電圧ＶＣＥによりアドレシングする（すなわち＋１０Ｖ、０Ｖ、−１０Ｖのカラム電圧に対して＋１０Ｖ、０Ｖ、−１０Ｖを適切なタイミングで印加する）ことにより、ピクセルに印加可能な実効的電圧レベルＶＥｉｎｋの数を増加することが可能となる。すなわち、ＶＣＥ＝０の時、ＶＥｉｎｋ＝−１０Ｖ、０Ｖ、＋１０Ｖ、ＶＣＥ＝＋１０Ｖの時、ＶＥｉｎｋ＝０Ｖ、＋１０Ｖ、＋２０Ｖ、ＶＣＥ＝−１０Ｖの時、ＶＥｉｎｋ＝−２０Ｖ、−１０Ｖ、０Ｖとなる。追加のピクセル電圧レベルはディスプレイの階調のより良い分布と高い精度を簡単でコスト効率の良いカラムドライバＩＣを用いて実現できる。例えば、共通電極１７０が２個の電圧レベル±１０Ｖで切り替えができる時は、３個のレベルを持つカラムドライバで５個の電圧レベルが生成される。このように、１つの出力、２個のレベルの共通電極ドライバ５７０を３個のレベルのカラムドライバ５３０（例えば３２０個の出力を持つ）を、５個のレベルのカラムドライバと１個のレベルの共通電極ドライバの代わりに用いることができる。制御装置５１５は、前述のように、種々のドライバ５２０、５３０、５７０を制御してこれら種々のドライバ５２０、５３０、５７０が所望の電圧レベル、タイミング、および切り替えの動作を行うように構成されている。
【００６２】
もちろん、前記のいずれの実施例または方法は１つあるいは複数の他の実施例や方法と組み合わせても良く、これによりユーザの特別な特性を理解しこれに合わせた改良や、これに関連した提案を行うことができる。
【００６３】
最後に、前記の説明は本発明のシステムの単なる実施例であり、添付された請求項をどの実施例やこれら実施例群に限定するものでない。従って、本発明のシステムは引用された特定の実施例について特に説明してあるが、当業者であれば、以下に続く請求項に記載してある、広く、目的とする本発明のシステムの精神と範囲から離れることなく、多くの変更や他の実施例の考案を行うことが、可能である。明細書と図はこれに対応して実施例と見なされ、添付の請求項の範囲を制限することを意図していない。
【００６４】
−請求項の解釈について−
添付の請求項の解釈においては、以下のように理解されたい。
ａ）「備える（comprising）」はその請求項に記載された以外の要素または動作を除外するものではない。
ｂ）要素の前に置かれた「a」または「an」はこれらの要素が複数存在することを除外するものでない。
ｃ）請求項中のいずれの引用記号もこの請求項の範囲を限定しない。
ｄ）いくつかの「手段（means）」が同じまたは異なる事項、ハードウェア、組み込まれたソフトウェア構造、機能で表わされている。
ｅ）いかなる開示された要素はハードウェア部分（例えばディスクリート電子回路および集積電子回路）、ソフトウェア部分（例えばコンピュータプログラム）から成って良く、またこれらの組み合わせであっても良い。
ｆ）ハードウェア部分はアナログとデジタルの１つまたは両方から成っていて良い。
ｇ）これらのいずれの開示された装置または部分は、特に記載がなければ、一緒に組み合わせても、分離して更に別の部分とされていても良い。
ｈ）特に記載がなければ、動作または手順の順序は決まっていない。
【図１】
2010509632.tif 000014
2010509632.tif 000015
【図２】
2010509632.tif 000016
【図３】
2010509632.tif 000017
【図４】
2010509632.tif 000018
【図５Ａ】
2010509632.tif 000019
【図５Ｂ】
2010509632.tif 000020
【図６】
2010509632.tif 000021
【図７】
2010509632.tif 000022
【国際調査報告】
2010509632.tif 000023
2010509632.tif 000024
2010509632.tif 000025