(57)【要約】      （修正有）【課題】電気泳動素子の劣化や破壊を抑制するための駆動方法を提供することである。【解決手段】電気光学配列は、第一表示状態か又は第二表示状態のいずれかを取ることができる電気光学装置と、本装置の第一及び第二の電極を駆動するために第一及び第二の電極駆動信号を提供する駆動ステージとを有している。その駆動ステージは、最初のクリア作動で本装置をその第二着色に相当する第二表示状態に設定する電圧を電極を横切って出力する。引き続いて、ドライバステージは電圧を電極に印加し、その結果本装置は第一表示状態（第一着色）又は第二表示状態（維持された第二着色）のいずれかをとることになる。これは本装置の書き込み段階である。いずれの状態でも本装置は、その電極を横切って安全作動電圧Ｖsafeより大きな電圧を受けることがないように構成されている。【選択図】図７（ａ）
2007017969.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一表示状態と第二表示状態とに選択的に設定される電気光学装置であって、第一と第二の電極と、第一と第二の電極を横切って印加される電圧の所定の安全作動電圧値Ｖsafeとを有している該装置と、
前記第一電極を駆動するための第一電極駆動信号と前記第二電極を駆動するための第二電極駆動信号とを与えるドライバステージであって、該ドライバステージは、前記装置をその第一表示状態へと駆動するために第一電極駆動信号として第一電圧Ｖ1を且つ第二電極駆動信号として第二電圧Ｖ2を印加すると共に、前記装置をその第二表示状態へと駆動するために第一電極駆動信号として第三電圧Ｖ3を且つ第二電極駆動信号として第四電圧Ｖ4を印加するように構成され、但し：
Ｖ2＞Ｖ1
Ｖ3＞Ｖ4
｜Ｖ1−Ｖ2｜≦Ｖsafe
｜Ｖ3−Ｖ4｜≦Ｖsafe
となっている、ドライバステージと
を含むことを特徴とする電気光学配列。
【請求項２】
Ｖ1＝Ｖ3となっている請求項１記載の配列。
【請求項３】
ドライバステージは、外部制御器から駆動信号を受信すると共にこの駆動信号を第二電極駆動信号として電気光学装置に与えるバッファを有している請求項１又は２記載の配列。
【請求項４】
２次元アレイの電気光学装置を有しており、バッファは、行における各電気光学装置に対して一つずつ複数の駆動素子を有しており、そこでドライバステージは、シフトレジスターと、外部制御器とバッファステージとの間に介在されたラッチとを有しており、それによって、電気光学装置の行に対する外部制御器からの駆動信号（Ｖｄａｔａ）が、逐次シフトレジスターへと装填され、ラッチ制御され、第二電極駆動信号（Ｖｄａｔ）として電気光学装置の行にバッファを経由して通されるようになっている請求項３記載の配列。
【請求項５】
駆動素子は、有機薄膜トランジスターとなっている請求項４記載の配列。
【請求項６】
Ｖ1＝Ｖ3≒１／２（Ｖ2−Ｖ4）となっている請求項５記載の配列。
【請求項７】
ドライバステージは、ラッチ制御された駆動信号（Ｖｄａｔａ）が一行のアレイに印加されている間に、次の行の駆動信号（Ｖｄａｔａ）がシフトレジスターに装填されるように構成されている請求項４から６のいずれか一つに記載の配列。
【請求項８】
バッファは、定電流出力を与えるように構成されており、ドライバステージは、データ信号を電気光学装置に一連の書き込み作動で書き込みするように構成されており、電気光学装置の内の選択されたものの着色の強さは、選択された電気光学装置の各々に対して所望の着色の強さが達成されるまで一回以上の書き込み作動で連続的に変えられる請求項６又は７記載の配列。
【請求項９】
連続した書き込み作動は、異なった追加の着色の強さを達成するように構成されている請求項８記載の配列。
【請求項１０】
連続した書き込み作動は、２進級数で増減する追加の着色の強さを達成するように構成されている請求項９記載の配列。
【請求項１１】
第二電極駆動信号は、着色の強さに何ら増加があってはならない書き込み作動中に、フローティング状態を取る請求項８から１０のいずれか一つに記載の配列。
【請求項１２】
第一と第二の電極駆動信号間の電圧差は、着色の強さを何ら増加があってはならない書き込み作動中に、着色の強さに増加が必要とされる書き込み作動中の第一と第二の電極駆動信号間の電圧差よりも小さくなっている請求項８から１０のいずれか一つに記載の配列。
【請求項１３】
電気光学装置は、電気泳動装置となっている請求項６から１２のいずれか一つに記載の配列。
【請求項１４】
ドライバステージは、電気泳動装置をその第二表示状態へと設定するために、第一、第二、第三及び第四の電圧Ｖ1−Ｖ4を印加する前に｜Ｖ5−Ｖ6｜≦Ｖsafeとなっている第五と第六の電圧Ｖ5、Ｖ6を第一と第二の電極に各々印加するように構成されており、またその装置は、第二着色を第二表示状態に対応させると共に第一着色を第一表示状態に対応させている請求項１３記載の配列。
【請求項１５】
第一表示状態と第二表示状態とに選択的に設定される電気光学装置を駆動する方法であって、該装置が第一と第二の電極と、第一と第二の電極を横切って印加される電圧の所定の安全作動電圧値Ｖsafeとを有しているものであって、本方法は、
安全作動電圧よりも低い第一電圧を第一と第二の電極を一方向に横切って印加して前記装置を第一表示状態へと設定するか、又は安全作動電圧よりも低い第二電圧を第一と第二の電極を反対方向に横切って印加して前記装置を第二表示状態へと設定する工程を有していることを特徴とする電気光学を駆動する方法。
【請求項１６】
第一と第二の表示状態は、各々第一と第二の着色状態となっている請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
電気光学装置は、２次元アレイで配列された複数のその種の電気光学装置の内の一つであり、また一行の電気光学装置の電極のための駆動信号（Ｖｄａｔａ）は、逐次シフトレジスターに装填され、ラッチ制御され、次いでバッファを経由して前記一行の電気光学装置に通される請求項１５又は１６記載の方法。
【請求項１８】
ラッチ制御された駆動信号（Ｖｄａｔａ）が一行のアレイに印加されている間に、次の行の駆動信号（Ｖｄａｔａ）がシフトレジスターに装填されるように構成されている請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
バッファは、定電流出力を与えるものであり、ドライバステージは、データ信号を電気光学装置に一連の書き込み作動で書き込みするように構成されており、電気光学装置の内の選択されたものの着色の強さは、選択された電気光学装置の各々に対する所望の着色の強さが達成されるまで一回以上の書き込み作動で連続的に変えられる請求項１７又は１８記載の方法。
【請求項２０】
連続した書き込み作動は、異なった追加の着色の強さを達成するように構成されている請求項１９記載の方法。
【請求項２１】
連続した書き込み作動は、２進級数で増減する追加の着色の強さを達成するように構成されている請求項２０記載の方法。
【請求項２２】
連続した書き込み作動は、線形で増減する追加の着色の強さを達成するように構成されている請求項２０記載の方法。
【請求項２３】
電気光学装置は、電気泳動装置となっており、またバッファは、一行の電気泳動装置を駆動するために有機薄膜トラジスタードライバを有している請求項１７から２２のいずれか一つに記載の方法。
【請求項２４】
バッファは、第一の値の電圧（Ｖｄａｔ）を第二電極に印加して第一表示状態を達成するか、又は第二の値の電圧（Ｖｄａｔ）を第二電極に印加して第二表示状態を達成するものであり、また第一と第二の電圧の中間の第三値の電圧が第一電極に印加されるようになっている請求項２３記載の方法。
【請求項２５】
第三電圧値は、第一電圧値と第二電圧値のほぼ中央に存在している請求項２４記載の方法。
【請求項２６】
バッファは、行における各々の電気光学装置に対して複数の有機薄膜トランジスターステージを有した有機薄膜トランジスターバッファとなっており、有機薄膜トランジスターステージは、それらステージのための閾電圧値と関連されており、また前記第二電圧値は、前記第一電圧値よりも前記閾電圧値だけ高くなっており、また前記第三電圧値は、前記第一電圧値と第二電圧値の間のほぼ中央値となっている請求項２５記載の方法。
【請求項２７】
第一と第二の表示状態は、各々、電気泳動装置が異なった色を表示する第一と第二の着色状態となっている請求項１５記載の方法。
【請求項２８】
図面の内の図６に実質的に示されているような、又は図６を参照して以前に説明されたような電気光学配列。
【請求項２９】
図面の内の図７、８、９、１０又は１１を参照して実質的に以前に説明されたような電気光学装置を駆動する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気光学配列と、電気泳動装置を有した電気光学配列とに関する。本発明は、その第二形態において、更に電気光学装置、特に電気泳動装置を駆動する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気泳動作用は、科学者及び技術者の間ではよく知られており、それは、流体又は液体の媒体中に分散された荷電粒子が電界の影響を受けて移動するようになっている。電気泳動作用の応用例として、技術者は一対の電極間に入れられた染色溶液中に分散されて収容された荷電顔料粒子を使用してディスプレイを実現しようとしており、それについては、例えば日本特許第９００９６３号に開示されている。電界の影響を受けて、荷電顔料粒子は一方の電極に吸引され、その結果所望の画像が表示されることになる。荷電顔料粒子が分散されている染色溶液は、電気泳動インクと呼ばれており、またその電気泳動インクを使用したディスプレイは、電気泳動ディスプレイと呼ばれている（『ＥＰＤ』と略されている）。
【特許文献１】日本特許第９００９６３号公報
【０００３】
各荷電顔料粒子は、例えばＴｉＯ２などのルチル構造に相当した原子核を有している。その原子核は、例えばポリエチレンから成るコーティング層によって覆われている。溶剤として、例えばエチレンテトラクロライド、イソパラフィン及びアントラキノン染料を溶解した溶液を使用することができる。荷電顔料粒子と溶剤は、各々異なった色を有している。例えば荷電顔料粒子は白で、溶剤は、例えば青、赤、緑又は黒となっている。少なくとも一方の電極は透明な電極として造られている。
【０００４】
外部から電界を電気泳動インクに加えると、顔料粒子がマイナスに荷電されていれば、それらは電界の方向と反対方向に移動する。かくしてディスプレイは、電気泳動インクを通して見られるディスプレイの一方の面が溶剤の色か又は荷電顔料粒子の色のいずれかで着色されて見えるように目視表示を発生する。各画素における荷電顔料粒子の動きを制御することによって、ディスプレイの表示面上に目視情報を表現することができる。
【０００５】
溶剤と荷電顔料粒子は、両方ともほぼ同じ比重を有している。この理由によって、たとえ電界が消えた場合でも、荷電顔料粒子はそれらの位置を維持することができ、それらの位置は、例えば数分から２０分に、又はそれ以上に及ぶ比較的長時間に渡る電界の印加によって固定されている。電気泳動インクの荷電顔料粒子の上述したような特性によって、電気泳動ディスプレイによる電力消費が低くなることが期待できる。更に、電気泳動ディスプレイは、高いコントラストと約±９０度にも達する非常に大きな視野角度によって有利である。一般的に、見る人は、電気泳動ディスプレイでは顔料の色及び又は染料の色を必然的に直接見ざるを得ない。透過型の液晶ディスプレイは、バックライトの螢光管からの光を見る人に必然的に見せるのに対して、電気泳動ディスプレイは、人の目にはやさしい視覚的に微妙な色と陰影を発生することができる。更に、電気泳動インクは液晶に比べて安価である。更にまた、電気泳動ディスプレイはバックライトを必要としない。従って、電気泳動ディスプレイは比較的低いコストで製造されるものと期待されている。
【０００６】
上述した長所にも拘らず、荷電顔料粒子の凝集力によって作動の信頼性が低いので、メーカーは、実際には実用の電気泳動ディスプレイを製造できていない。しかし、最近の技術の進歩は、電気泳動インクで充填されたマイクロカプセルを使用することによって信頼性が改善されることを示している。従って、電気泳動ディスプレイに最近突然関心が集中されるようになった。
【０００７】
マイクロカプセルに収容された電気泳動インクを使用したディスプレイの具体例を詳細に述べた色々な論文及びモノグラフが発表されてきた。二つのそのような論文としては、先ず、ＳＩＤ９８のＤＩＧＥＳＴ１１３１のためのＰ．Ｄｒｚａｉｃ氏等による『４４．３Ｌ：プリントされ丸められる双安定電子ディスプレイ（Ａ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  ａｎｄ  Ｒｏｌｌａｂｌｅ  Ｂｉｓｔａｂｌｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｄｉｓｐｌａｙ）』と言う題名の論文と、第二に、ＳＩＤ９９のＤＩＧＥＳＴ１１０２のためのＨ．Ｋａｗａｉ氏等による『５３．３：マイクロカプセル入り電気泳動式書き換え型シート（Ｍｉｃｒｏｅｎｃａｐｓｕｌａｔｅｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｔｉｃ  Ｒｅｗｒｉｔａｂｌｅ  Ｓｈｅｅｔ）』と言う題名の論文とがある。
【０００８】
上述した第一の論文は、どのようにして逐次ポリエステル膜上に４種類の層が、即ち透明な導電プレート、カプセル入りの電気泳動インク層、銀又はグラファイトのパターン化された導電層及び絶縁膜層がプリントされるかを説明している。要するに、第一の論文は、パターン化された導電層に対してアドレス（又は複数のアドレス）を指し示せるようにすると共にリードライン（又は複数のリードライン）が与えられるようにするために孔（又は複数の孔）が絶縁層に開いている『フレキシブル』ディスプレイを提案している。第二の論文は、マイクロカプセル入りのインクを使用した電気泳動に基づいて作動する書き換え可能なシートを提案しており、また更に情報をそのシートに書き込む方法も提案している。更に、低温処理されたポリシリコンの薄膜トランジスター（ＴＦＴ）などのアクティブマトリックス式アレイの素子の表面が電気泳動インクでコーティングされているディスプレイを提案することができる。
【０００９】
本願出願人が権利の譲受人となっている米国特許出願第２００２／００３３７２号は、各ピクセルに対する電気泳動ディスプレイの選定部分の構造について説明している。この構造は、図１としてここで再現されているが、接着によって固定され且つ互いに向かい合って配置されている二つの基板１１１、１１２を特徴としている。共通電極１１３が基板１１２の真下に形成されており、また基板１１２の下方にピクセル電極１１４が形成されている。沢山の電気泳動インクのマイクロカプセルを収容した電気泳動インク層１１５が共通電極１１３とピクセル電極１１４との間に形成されている。ピクセル電極１１４は、薄膜トランジスター（ＴＦＴ）１１６のドレイン電極１１７に直列に接続されている。ＴＦＴ１１６は、スイッチの役目をしている。共通電極１１３とピクセル電極１１４の少なくとも一方は、人や人オペレータによって目視されるディスプレイ面に相当した透明電極によって造られている。
【特許文献２】米国特許出願第２００２／００３３７２号公報
【００１０】
ＴＦＴ１１６は、埋設された絶縁膜１１８上に形成されたソース層１１９、チャンネル１２０、ドレイン層１２１及びゲート絶縁膜１２２を収容している。更に、それは、ゲート電極１２３をゲート絶縁膜１２２上に形成し、ソース電極１２４をソース層１１９上に形成し、ドレイン電極１１７をドレイン層１２１上に形成している。更に、ＴＦＴ１１６は、絶縁膜１２５と別の絶縁膜１２６とで各々覆われている。
【００１１】
次に、電気泳動インク層１１５の内部構造と作動について、米国特許出願第２００２／００３３７２号から同様に引用された図２（ａ）−（ｃ）を参照して説明する。電気泳動インク層１１５は、光透過性を有した透明なバインダー２１１と沢山のマイクロカプセル２１２によって形成されている。そのマイクロカプセル２１２は、バインダー２１１の内部に均一に固定状態で分布されている。電気泳動インク層の厚さはマイクロカプセル２１２の外径の１．５倍から２倍となっている。バインダー２１１の材料としてシリコン樹脂などを使用することができる。各マイクロカプセル２１２は、中空な球形状を有していて光を通すカプセル本体２１３によって形成されている。そのカプセル本体２１３の内部にはマイナスに荷電された粒子が分散されている液体（または溶剤）２１４が充填されている。各荷電粒子２１５は、コーティング層２１７によってコーティングされた核２１６を有している。各荷電粒子２１５と液体２１４は、互いに相互に異なった色となっている。即ち、異なった色がそれら各々に設定されている。例えば、荷電粒子２１５は白色になっており、他方で液体２１４は青、赤、緑又は黒となっている。更に、マイクロカプセル２１２の内部では、液体２１４と荷電粒子２１５の双方に対してほぼ同じ比重に設定されている。
【００１２】
電界が外部からマイクロカプセル２１２に加えられると、荷電粒子２１５はマイクロカプセル２１２の内部で電界の方向とは反対方向に移動する。ディスプレイの表示面が、今図１に示されている基板１１２の上面に相当していれば、荷電粒子２１５は電気泳動インク層１１５のマイクロカプセル２１２の内部で上方に移動するものであり、それは図２（ｂ）に示されている。その場合、液体２１４の色（例えば青、赤、緑又は黒）に相当した背景色の上方に浮いている荷電粒子２１５の色（即ち、白）を見ることができる。反対に、図１に示されている電気泳動インク層１１５のマイクロカプセル２１２への電界の印加によって、荷電粒子２１５が下方に移動すると、ディスプレイは液体２１４の色（例えば青、赤、緑又は黒）のみが見られることになり、それは図２（ｃ）に示されている。一旦荷電粒子２１５が、マイクロカプセル２１２に印加された電界の方向とは反対方向に移動されると、それらは、液体２１４とほぼ同じ比重を有しているので、電界が消えた後も比較的長時間に渡って同様にマイクロカプセル２１２内で同じ位置を維持する。即ち、一旦荷電粒子２１５の色又は液体２１４の色が表示面上に現れると、それは数分間、又は数十分間、又はそれ以上も維持される。要するに、電気泳動ディスプレイは、画像の色を維持するメモリを有することになる。従って、各ピクセルに対して電界の印加を制御することで、情報を表示する具体的な電界印加パターンを与えることができる。一旦、情報が電気泳動ディスプレイの表示面上に表示されると、それは表示面上に比較的長時間に渡って維持される。
【００１３】
近年、通電すると半導体として挙動する有機物（有機半導体物質）を使用した薄膜トランジスター（ＴＦＴｓ）が開発されている。この種のＴＦＴｓは、高温処理又は高真空処理を必要とせずに溶液の使用処理によって半導体層が造られると言う長所を有している。この種のＴＦＴｓは、更に、それらが素材によって薄く且つ軽くされ、良好なフレキシビリティを持つことができ、低コストになると言う長所もある。これらの長所によって、それらは電気泳動ディスプレイを含むフレキシブルディスプレイなどにおいて切り替え装置として使用するよう提案されてきた。
【００１４】
ＴＦＴのゲート電極、ゲート絶縁層、ソース電極、ドレイン電極、有機半導体層及びアライメント層に有機物質を使用してＴＦＴを造ることが提案されてきた。有機ＴＦＴの例が、例えば２０００年国際電子デバイス会議の技術ダイジェストの６２３から６２６ページに見出すことができる。この薄膜トランジスターは、次のような製造工程によって造られる。
【００１５】
先ず仕切り壁は、次工程でアライメント層に変換されるのであるが、ソースを形成する領域及びドレインを形成する領域がその仕切り壁によって囲まれるように基板上に形成され、またソース電極及びドレイン電極が仕切り壁によって囲まれた各領域に形成される。その仕切り壁は、次にチャンネル方向に平行な方向に磨かれ、それによって仕切り壁がアライメント層に変換される。
【００１６】
その後、有機半導体材はアライメント層上でコーティングされ、またその有機半導体材は有機半導体材が液晶状態に変わる温度に加熱される。その後、有機半導体材は急速冷却される。その結果、チャンネルの長さに沿った方向に整合された有機半導体層が得られる。その後、その有機半導体層上にゲート絶縁膜が形成され、またゲート電極がそのゲート絶縁膜上に形成される。
【００１７】
ＴＦＴの性能を決める物理特性の一つは、半導体層のキャリヤ可動性である。ＴＦＴの作動速度は、半導体層のキャリヤ可動性の増大と共に高まる。しかし、有機半導体層のキャリヤ可動性は、シリコンなどの無機物質から形成された半導体層よりもほぼ２以上のオーダーの度合だけ低く、それによって高性能で低い駆動電圧で作動できる有機半導体層を使用したＴＦＴを実現することが非常に難しくなる。
【００１８】
キャリヤ可動性を改善するために、有機半導体層用に多くの種類の有機物質について調査が行われてきた。キャリヤ可動性は、ゲート電極を介して半導体層に印加されるゲート電圧の関数となっており、また相対誘電率とゲート絶縁層との関数でもある。かくして、ゲート絶縁層用に適切な材料を選択すると共にゲート絶縁層を製造するのに適切な工程を選択することも重要である。この点に関して、有機半導体層を特定の方向に整合させるために上述したようなアライメント層を配置することが提案されてきた。
【００１９】
しかし、最適な層構造について十分良く調査されてこなかったために、結果的に層構造には改善の余地が残された。例えば、アライメント層と有機半導体層が形成された後にゲート絶縁層とゲート電極が有機半導体層上に形成される場合、ゲート絶縁層とゲート電極が有機半導体層の特性に劣化を起こさないように形成されなければならないと言う制約が課される。別な表現では、有機半導体層が形成される際、有機半導体材は、有機半導体層が液晶状態に変化する温度よりも高い温度に曝され、有機半導体層はランダムに整列された状態になり、その結果、キャリヤ可動性の大幅な低下が起こる。更に、有機半導体層が前記温度よりも高い温度に曝されば、それはその半導体特性を失う。有機半導体層の別の問題は、それが写真平板処理で使用される硫酸などのエッチング液によって簡単に損傷されることである。
【００２０】
上述の理由によって、プラズマＧＶＤや、又はスパッターリング・写真平板処理などの高温膜析出技術は、ゲート絶縁膜・ゲート電極を形成するのに使用できない。同様な微細製造技術を必要とする素材はいずれも問題にならない。結果的に、ＴＦＴが有機半導体層を使用して形成される場合、有機半導体層の十分に高いキャリヤ可動性が達成されず、従って高い駆動電圧が必要とされることになるが、しかし作動速度は依然低い。
【００２１】
本発明が適用される電気泳動ディスプレイは、三つの公知の方法、即ち直接駆動、パッシブマトリックス駆動及びアクティブマトリックス駆動のいずれかによっても駆動され得るものである。
【００２２】
直接駆動の例は、図３に示されており、その場合７セグメントディスプレイ１０のセグメントは、制御器ステージ１２において専用ドライバーによって直接駆動される。駆動手順を簡略的に説明するために、先ず共通の底部電極に対して一方の極性の電圧を頂部電極に印加することで、ディスプレイを『クリヤされた』状態にする。表示セグメントは、次に全て同じ色を表示するが、その色は極性に基づいてマイクロカプセルの色（例えば、白）とすることができる。次に、反対の極性の電圧が、作動要求されているそれら電極に制御器によって印加され、それによってそれら電極は他の色、即ちこの例では、例えば青などの溶剤の色をおびる。制御器は、次に分離スイッチ１４を介してディスプレイから分離される。このスキームは設計が簡単であり、別個の構成部品や、又は周辺電子機器と共に構成された制御器によって駆動される。しかし、相互接続部の数が電極の数と共に増加するので、この駆動方法は非効率であり、高解像度の画像の表示には適していない。
【００２３】
パッシブマトリックス駆動については、そのような駆動技術は、ユーロディスプレイ２００２年の２５１から２５４ページのＴ．Ｂｅｒｔ氏等による論文『１４−１：電気泳動式画像ディスプレイのパッシブマトリックス・アドレス指定』に説明されている。この技術は、ＤＣとＡＣの成分から成る複合アドレス指定波形を使用している。ディスプレイのピクセルは、三つの駆動状態、即ち（１）準備状態、（２）選択状態、及び（３）休止状態を取る。準備状態中に、ピクセルは高いプラスのＤＣ電圧と該ＤＣ電圧に重ねられた高いＡＣ電圧に遭遇し、その結果、ピクセルはクリアされる（白色を示す）。選択状態中には、ピクセルは低いマイナスのＤＣ電圧とＡＣ成分に遭遇する。ＡＣ成分が小さい場合、何も変化が起きない。即ちピクセルは白色を示し続ける。しかし、ＡＣ成分が強い場合、ピクセルは例えば青色に切り換えられる。休止状態中には、ピクセルは何らＤＣ成分無しに適度なＡＣ信号に遭遇する。その結果、表示色に何ら変化が起きない。
【００２４】
電気泳動ディスプレイのための例示的なＴＦＴベースのアクティブマトリックス駆動スキームは、本願出願人に権利譲渡された米国特許出願第２００５／００２９５１４号に開示されており、本出願では図４と図５として示されている。図４は、電気泳動ディスプレイの形に具体化されたディスプレイを示している長手方向断面図であり、他方で図５は、図４に示されている電気泳動ディスプレイに配置されたアクティブマトリックス装置の例示的なブロック線図である。
【００２５】
図４に示されている電気泳動ディスプレイは、第二基板２２上にアクティブマトリックス装置６０を配置している。電気泳動ディスプレイ２０は、更に第二電極２４、マイクロカプセル４０、光を透過する第一電極２３及び光を透過する第一基板２１を有しており、これらはアクティブマトリックス装置６０上で互いに重なって形成されている。第二電極２４は、マトリックスアレイの形に一定の間隔で垂直及び水平の方向に分割されている。第二電極２４のアレイの各要素は、アクティブマトリックス装置６０上に配置された作動電極６４の対応したものと接触している。作動電極６４は、第二電極２４の各々の要素が配置されている間隔と同じ間隔で配置されるように、また各々の作動電極６４が第二電極２４の対応した要素の場所に対応した場所に配置されるようにパターン化することで形成されている。
【００２６】
図５に示されているように、アクティブマトリックス装置６０は、複数のデータライン６１と、これらデータライン６１に直角に交差している複数の走査ライン６２とを有している。ＴＦＴ（切り換え装置としての働きをしている）１と作動電極６４はデータライン６１と走査ライン６２の各交点近くに配置されている。ＴＦＴ１のゲート電極は、走査ライン６２の対応したものに接続されており、またソース／ドレイン電極はデータライン６１の対応したものに接続されていて、またドレイン／ソース電極は作動電極６４の対応したものに接続されている。
【００２７】
各カプセル４０には、二つ以上の異なった種類の電気泳動粒子が収容されている。各種の電気泳動粒子は、他方の種類の電気泳動粒子とは特性が異なっている。本実施例では、電荷と色（色合い）で異なった二種類の電気泳動粒子２５ａ、２５ｂを含む電気泳動粒子２０の液体分散物が各カプセル４０に収容されている。
【００２８】
この電気泳動ディスプレイでは、選択信号（選択電圧）が一本又は複数本の走査ライン６２に印加されれば、その選択信号（選択電圧）が印加される一本又は複数本の走査ライン６２に接続されたＴＦＴ１はＯＮに切り換えられる。その結果、それらＯＮに切り換えられたＴＦＴの各々に接続されたデータライン６１と作動電極６４は、互いに効果的に接続される。この状態で、特定のデータ（電圧）がデータライン６１に供給されれば、そのデータ（電圧）は、第二電極２４に作動電極２４を経て供給される。その結果、電界が第一電極２３と第二電極２４との間に出現し、また電気泳動粒子２５ａ、２５ｂは、電界の方向と強さに応じて、更に電気泳動粒子２５ａ、２５ｂの特性に応じて電極２３、２４の一方に向かって電気泳動で移動される。この場合、走査ライン６２への選択信号（選択電圧）の供給が停止されれば、ＴＦＴ１はＯＦＦに切り換えられ、かくしてＴＦＴ１に接続されたデータライン６１と作動電極６４は互いに電気的に分離される。
【００２９】
この故に、走査ライン６２への選択信号のＯＮ／ＯＦＦの切り換えとデータライン６１へのデータ信号のＯＮ／ＯＦＦの切り換えを正しく制御することで、電気泳動ディスプレイのスクリーンパネル（図示例における第一基板２１の面）上に所望の画像（情報）を表示することができる。
【００３０】
駆動装置としてＴＦＴを採用している別のアクティブマトリックス駆動スキームは、以前に記載した米国特許出願第２００２／００３３７９２号に開示されている。ここで、電気泳動ディスプレイのために使用される駆動方法は、液晶ディスプレイにも使用される共にピクセル電極の電位と一緒に共通電極の電位を変えるようにしているものである。この電位の変化は、『共通電圧の揺れ』と言う用語で知られている。特に、ピクセル電極の電位に対して共通電極の電位を高めるために、ピクセル電極の駆動電圧は０Ｖに設定され、他方で共通電極に印加される電圧は１０Ｖに設定される。代わりに、共通電極の電位に対してピクセル電極の電位を高めるために、ピクセル電極の駆動電圧は１０Ｖに設定され、他方で共通電極に印加される電圧は０Ｖに設定される。ピクセル電極の駆動電圧と共通電極の駆動電圧を適切に切り換えることで、電気泳動ディスプレイは、その表示コンテンツが書き換えられるようになっている。
【００３１】
米国特許出願第２００２／００３３７９２号に開示されている代替の駆動スキームは、電気泳動装置の共通電極に１０Ｖの電圧値を印加すると共に、他方で０Ｖ又は２０Ｖのいずれかがピクセル電極に印加され、それによって本装置を二つの状態間で切り換えるようにしている。
【００３２】
最初にディスプレイの全てのピクセルを同時にクリアするために、ピクセル電極は同時に低電位に設定され、他方で共通電極は高電位に設定され、その結果、表示コンテンツが表示面の全領域から一斉に消去される。この場合、マイナスに荷電された粒子が共通電極に吸引されるとマイクロカプセル内部で上方に移動するので、表示面は全体的に白色になっている。次に、ピクセル電極は各々表示データに応答して駆動され、他方で表示コンテンツが表示データに応答して新しいものに書き換えられるように、共通電極は低電位に設定される。上述の処理によって、表示コンテンツの書き換えをエラー無しで確実に行うことができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３３】
この米国特許出願で説明されているように、表示コンテンツを切り換えるのに必要とされる駆動電圧（又は電位差）は、マイクロカプセルの寸法（即ち、直径）に左右されるものであり、また１Ｖ／μｍ程と推定されている。一般的に、マイクロカプセルは、例えば数十ミクロン以内の範囲の規定された直径を有している。このような規定された直径を見ると、必要とされる駆動電圧は１０Ｖ程と推定される。しかし、これは駆動ＴＦＴの閾電圧と同じオーダーとなっている。更に、ＥＰＤｓの開発が進むに従って、ＥＰＤｓの安全作動電圧は、或る場合にはそれらを駆動するのに使用される有機ＴＦＴｓの閾電圧よりも低くなる。このことは、上述の従来の駆動方法が採用されれば、ＴＦＴｓによって加えられる最小駆動電圧が前記安全電圧よりも高くなるので、ＥＰＤｓが破壊されるリスクがあることを意味している。
【課題を解決するための手段】
【００３４】
本発明は、この問題を解決しようとするものである。従って、本発明の第一形態において、第一表示状態と第二表示状態とに選択的に設定される電気光学装置であって、該装置が第一と第二の電極と、第一と第二の電極を横切って印加される電圧の内の所定の安全作動電圧値Ｖsafeとを有しているものと；前記第一電極を駆動するための第一電極駆動信号と前記第二電極を駆動するための第二電極駆動信号とを与えるドライバステージであって、該ドライバステージが、前記装置をその第一表示状態へと駆動するために第一電極駆動信号として第一電圧Ｖ1を且つ第二電極駆動信号として第二電圧Ｖ2を印加する共に、前記装置をその第二表示状態へと駆動するために第一電極駆動信号として第三電圧Ｖ3を且つ第二電極駆動信号として第四電圧Ｖ4を印加するもので、但し：
Ｖ2＞Ｖ1
Ｖ3＞Ｖ4
｜Ｖ1−Ｖ2｜≦Ｖsafe
｜Ｖ3−Ｖ4｜≦Ｖsafe
となっているものとから構成されている電気光学配列が提供されている。
【００３５】
電圧Ｖ1及びＶ3は、有利なことには互いに等しくできる。
【００３６】
ドライバステージは、外部制御器から駆動信号を受信すると共にこの駆動信号を第二電極駆動信号として電気光学装置に与えるバッファを有することができる。
【００３７】
本配列は、２次元アレイの電気光学装置を有し、バッファは、行における各電気光学装置に対して一つずつと複数の駆動素子を有し、ドライバステージは、シフトレジスターと、外部制御器とバッファステージとの間に介在されたラッチとを有し、それによって、電気光学装置の行に対する外部制御器からの駆動信号（Ｖｄａｔａ）が、逐次シフトレジスターへと装填され、ラッチ制御され、第二電極駆動信号（Ｖｄａｔ）として電気光学装置の行にバッファを経由して通される。
【００３８】
駆動素子は、有機薄膜トランジスターとすることができる。
【００３９】
第一、第二、第三及び第四電圧は、Ｖ1＝Ｖ3≒１／２（Ｖ2−Ｖ4）とすることができる。
【００４０】
ドライバステージは、ラッチ制御された駆動信号（Ｖｄａｔａ）が一行のアレイに印加されている間に、次の行の駆動信号（Ｖｄａｔａ）がシフトレジスターに装填されるように構成される。このことは、一つの又は複数のＥＰＤ装置を充電する時間が節約される長所を有している。
【００４１】
バッファは、定電流出力を与えるように構成され、ドライバステージは、データ信号を電気光学装置に一連の書き込み作動で書き込みするように構成され、電気光学装置の内の選択されたものの着色の強さは、選択された電気光学装置の各々に対して所望の着色の強さが達成されるまで一回以上の書き込み作動で連続的に変えられる。この尺度にグレイスケールが使用され、書き込み作動の回数は、グレイスケールのビット数に相当している。
【００４２】
連続した書き込み作動は、異なった追加の着色の強さを達成するように構成される。これら追加の着色の強さは２進級数で増減できる。
【００４３】
第二電極駆動信号は、着色の強さを何ら増強する必要のない書き込み作動中にフローティング状態を取ることができる。代わりに、第一と第二の電極駆動信号間の電圧差は、着色の強さを何ら増強する必要のない書き込み作動中には、着色の強さを増強する必要がある書き込み作動中の第一と第二の電極駆動信号間の電圧差よりも小さくできる。
【００４４】
電気光学装置は、電気泳動装置とすることができる。
【００４５】
ドライバステージは、電気泳動装置をその第二表示状態へと設定するために、第一、第二、第三及び第四の電圧Ｖ1−Ｖ4を印加する前に｜Ｖ5−Ｖ6｜≦Ｖsafeとなっている第五と第六の電圧Ｖ5、Ｖ6を第一と第二の電極に各々印加するように構成され、またその装置は、第二着色を第二表示状態に対応させると共に第一着色を第一表示状態に対応させることができる。
【００４６】
本発明の第二形態では、第一表示状態と第二表示状態とに選択的に設定される電気光学装置を駆動する方法が提供され、その装置が第一と第二の電極と、第一と第二の電極を横切って印加される電圧の所定の安全作動電圧値Ｖsafeとを有しているものであって、本方法は、安全作動電圧よりも低い第一電圧を第一と第二の電極を一方向に横切って印加して前記装置を第一表示状態へと設定するか、又は安全作動電圧よりも低い第二電圧を第一と第二の電極を反対方向に横切って印加して前記装置を第二表示状態へと設定する工程を有していることを特徴としている。
【００４７】
第一と第二の表示状態は、各々第一と第二の着色状態とすることができる。
【００４８】
電気光学装置は、２次元アレイで配列された複数の電気光学装置の内の一つとすることができ、また一行の電気光学装置の電極のための駆動信号（Ｖｄａｔａ）は、逐次シフトレジスターに装填され、ラッチ制御され、次いでバッファを経由して前記一行の電気光学装置に通される。
【００４９】
ラッチ制御された駆動信号（Ｖｄａｔａ）が一行のアレイに印加されている間に、次の行の駆動信号（Ｖｄａｔａ）が、シフトレジスターに装填されるように構成されれば有利である。
【００５０】
バッファは、定電流出力を与えることができ、ドライバステージは、データ信号を電気光学装置に一連の書き込み作動で書き込みするように構成され、電気光学装置の内の選択されたものの着色の強さは、選択された電気光学装置の各々に対する所望の着色の強さが達成されるまで一回以上の書き込み作動で連続的に変えられる。
【００５１】
連続した書き込み作動は、異なった追加の着色の強さを達成するように構成される。更に、連続した書き込み作動は、２進級数又は線形で増減する追加の着色の強さを達成するように構成される。
【００５２】
電気光学装置は、電気泳動装置とすることができ、またバッファは、一行の電気泳動装置を駆動するために有機薄膜トラジスタードライバを有することができる。
【００５３】
バッファは、第一の値の電圧を第二電極に印加して第一表示状態を達成するか、又は第二の値の電圧を第二電極に印加して第二表示状態を達成することができ、また第一と第二の電圧の中間の第三値の電圧が第一電極に印加される。第三電圧値は、第一電圧と第二電圧の値のほぼ中央に存在できる。
【００５４】
バッファは、行における各々の電気光学装置に対して複数の有機薄膜トランジスターステージを有した有機薄膜トランジスターバッファとすることができ、有機薄膜トランジスターステージは、それらステージのための閾電圧値と関連され、また前記第二電圧値は、前記第一電圧値よりも前記閾電圧値だけ高くなっており、また前記第三電圧値は、前記第一と第二の電圧値のほぼ中央値となっている。
【００５５】
第一と第二の表示状態は、各々電気泳動装置が異なった色を表示する第一と第二の着色状態とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５６】
以下、本発明の実施例を図面を参照にして説明する。なお、これは例示にすぎない。
本発明に係る電気光学配列の実施例は図６に示されている。図６において、表示領域５０は、図４と関連して図５に示されているようにアクティブ−マトリックスの電気泳動ディスプレイ駆動機構を有している。
【００５７】
表示領域５０は、外部制御器５４によって与えられるライン選択信号（Ｖｓｅｌ）と、同様に外部制御器５４によって与えられるデータ信号（Ｖｄａｔａ）とによって駆動される。ライン選択信号（Ｖｓｅｌ）とデータ信号（Ｖｄａｔａ）は、各シフトレジスター５６、５７に送られ、またシフトレジスター５７の並列出力は、ラッチ５８でラッチ制御され、バッファ５９によってライン６１（図５を参照）上のＴＦＴｓに供給される。かくして、マトリックス又はアレイの一本の線に対するデータ信号５５は、制御器５４によってシフトレジスター５７に直列で出力され、引き続きシフトレジスター５７によってバッファ５９に並列で出力される。バッファ５９は、ラッチ制御されたデータ信号を信号Ｖｄａｔとして個々のＴＦＴｓ１に通し続け、確実に書き込み工程中にピクセル素子５１とラインキャパシタンスを駆動するのに十分な電流が利用できるようにする。
【００５８】
シフトレジスター５６は、外部制御器５４から一連の走査信号を受信し、それらを並列に信号Ｖｓｅｌとしてライン６２上の表示領域５０に出力する。電極２３（図４を見よ）には共通の電圧Ｖｃｏｍが供給される。
【００５９】
図７（ａ）を参照してＥＰＤの駆動電圧レベルを説明する。先ず、ディスプレイを第二色（例えば白色）にクリアするために、共通電極は、０Ｖ以上の電圧Ｖｃｏｍに設定され、また全てのピクセルのデータラインＥＰＤｓは、Ｖｃｏｍよりも高い電圧Ｖｄａｔを同時に取るようにされるが、しかし、Ｖｄａｔ−Ｖｃｏｍ≦Ｖsafeという制約がついている。そのＶsafeは、ＥＰＤｓを横切って印加される安全作業電圧であり、バッファＴＦＴｓの閾電圧ＶＴ以下の値に設定される。このクリア操作に引き続いて、ピクセルは制御器５４からバッファ５９を経て供給されるラインデータＶｄａｔに従って書き込まれるが、その場合、Ｖｄａｔは再びピクセルのＶｃｏｍよりも大きくなっており、それに対して第一色に対してＶｄａｔは、図示されているようにＶｃｏｍよりも大きなマイナス電圧にされている。
【００６０】
更に、共通電極とピクセルとの間の電圧差｜Ｖｄａｔ−Ｖｃｏｍ｜は、色の変化が比較的素早く起きるのか又はゆっくりと起きるのかを問うものである。二つのそのような電圧差は、図７（ａ）に示されており、即ち、より大きな電圧差は、色１又は色２への素早い色変化に関係し、またより小さな電圧差は、色２又は色１へのより遅い色変化に関係している。これら二つの速さの重要性は、後の実施例との関連で明らかになる。
【００６１】
駆動波形が、表示マトリックスの一連の行に渡る連続した波形として図７（ｂ）に示されている。有機ＴＦＴは、通常、ゲートをＯＮにするためにゲート上にマイナス移行する波形を必要とするｐ−チャンネルデバイスとなっていることを考えると、初期のクリア段階で、行−選択電圧Ｖｓｅｌは、選択された行における全てのＴＦＴｓに対するＶｄａｔがＨＩＧＨで移行する時間中は、そのパワーアップ状態からマイナス移行することが分かる。ＶｄａｔがＨＩＧＨである間、Ｖｃｏｍに小さなプラス電圧が与えられる。このことは、図７（ａ）の左勝手側に示された状態に相当しており、また例えば、白色とすることができる色２にその行の全てのピクセルをクリアする働きをする。ディスプレイにおける全てのピクセルを同時にクリアしたいならば、マイナス移行する電圧Ｖｓｅｌが、ディスプレイにおける全ての行に同時に印加される。Ｖｄａｔが安全作業電圧Ｖsafeにほぼ等しいＶｃｏｍより上の値を取るように構成することで、白色へのクリア色変更がその最大速度で起きるようにされる。
【００６２】
このクリア段階に続いて、Ｖｃｏｍは０Ｖに対して値Ｖｓａｆｅ以内までより高く取られ、またＶｄａｔは、そのピクセルの色を色１に変えるためにあらゆる特定のピクセルに対してもＶｃｏｍよりも低く取られるか、又は色２（白）を持続するためにそのピクセルに対してＶｃｏｍよりも高く取られるかのいずれかである。色変更が行われることになっている場合、Ｖｄａｔの『速い』又は『遅い』いずれかの電圧レベルがアクティブマトリックスのＴＦＴｓ１に与えられる。これは、図７（ａ）の右勝手側に示された状況に相当しており、また特定の行のピクセルに適切なデータを書き込む働きをする。この処理は、マトリックスにおける各行に対して反復され、図示のように、特定の行は、低電圧Ｖｓｅｌをアクティブ電気泳動マトリックスに印加することで選択される。
【００６３】
既に記載されているように、バッファ５９は、好ましくは、行におけるピクセルの各々に対してＴＦＴバッファステージを有しているＴＦＴバッファとなっている。これらステージの各々は、それらピクセルの各列における全てのピクセルに仕えている。ＴＦＴｓは、ＥＰＤｓの確実な駆動のために十分な電流供給能力を有しているので、及び／又はそれらがＥＰＤ製造過程と両立できる過程によって造られると言う長所を有しているのでＴＦＴｓが好まれる。しかし、この情況でのＴＦＴｓの使用に関連した問題は、それらが、ＥＰＤｓを横切って許容される最大電圧（ＥＰＤ破壊電圧）よりも大きな最小出力電圧を有し得る点である。このことは、同じオーダか、また或る場合には一般の有機ＴＦＴｓの閾電圧よりも低い作動電圧を有した新世代のＥＰＤｓにとっては重要なファクターである。一般の有機ＴＦＴ−ステージの最小出力電圧（実際には、そのステージの閾電圧値（ＶＴＨ）に相当することがある）は、例えば３０Ｖとなっている。丁度説明した駆動構成は、例えば二つの表示状態のＶｄａｔ値の中間にＶｃｏｍを高めることによってこの問題を解決するものである。かくして、Ｖｃｏｍが約１５に設定されれば、その１５Ｖ駆動電圧は、関係したＥＰＤ装置の故障電圧よりも低いので、ＶｄａｔはＥＰＤｓを危険にさらさずに各々の表示状態に対して値０Ｖ、又は３０Ｖを取ることができる。実際には、本発明はその装置に対する故障電圧以下の安全作動電圧（Ｖsafe）より下までＥＰＤ装置を横切った電圧を保つようにしている。
【００６４】
外部制御器の観点からのピクセル駆動手順が図８に示されている。図８は縦座標として共通信号Ｖｃｏｍ、Ｍ行に対する選択信号（Ｖｓｅｌ）、データ信号Ｖｄａｔａ、ラッチ制御信号Ｖｌａｔｃｈ及びピクセル素子にローカルなデータ信号Ｖｄａｔを示している。横座標は時間になっている。
【００６５】
次の工程が実行される。
第一に、ディスプレイは電力をかけずに制御器５４に接続される。第二に、電力がパワーアップ工程でかけられる。第三に、図７（ａ）と図７（ｂ）の相当部分に示されているように、ＬＯＷ信号Ｖｓｅｌが、ＶｄａｔａＨＩＧＨ及びＶｃｏｍと同時に０Ｖより若干大きな値で全ての行に印加される。これによって、ディスプレイの全てのピクセル素子は、それらのクリアされた（白色の）状態に設定される。第四に、１からＭまでの行のピクセル素子は、次に、行の順番で書き込みが行われる。このことは、特定の行のデータ信号Ｖｄａｔａがシフトレジスター５７へとクロック制御されており、それに引き続いてこれらのデータがラッチ信号７０によってラッチ制御されると共にその行の色々なＴＦＴドライバー１にそれらのデータライン６１上のＶｄａｔとして利用できるようにされる必要がある。次に、その行のマイナスで移行しているＶｓｅｌが信号７１として印加され、それによってデータ信号Ｖｄａｔは、各々のピクセル素子をそれらの色１状態に設定するか、又は存続しているクリアされた（白色）状態を維持するか、いずれかを行う。ピクセル素子の行を完全に充電するのに必要とされる時間となっている時間ＴＣの終わりに、関連したＶｓｅｌ信号は低い状態で移行すると共にピクセル素子はそれらの現在の状態を維持する。ラッチ制御されたデータ信号Ｖｄａｔは、シフトレジスター５７が次の行のピクセル素子のためにデータ情報Ｖｄａｔａを受信する間保持されている。全てのデータ情報がそのシフトレジスターに書き込まれてしまうと、ラッチ信号７０が再び印加されて、この新しい行のドライバーＴＦＴｓのデータライン６１上にこの新しい情報を新しいデータＶｄａｔとしてラッチ制御する。次に、この行のＶｓｅｌは時間ＴＣの間高い状態で移行するものであり、順次ディスプレイにおける全ての行に対してもそのような具合となる。一旦全ての行の書き込みが完了すると、ディスプレイは電力が落とされて制御器から切り離される。ディスプレイは、既に説明したように、次にその表示情報を長い期間に渡って電力を加えずに保持する。
【００６６】
ディスプレイに行当りＮ個のピクセル素子がＭ列に渡って存在すれば、またＶｄａｔａを外部制御器５４からシフトレジスターに転送するのに必要とされる時間がＴＴＦであって、既に述べたように、ピクセルラインを完全に充電するのに必要とされる時間がＴＣであれば、その際に単色のディスプレイを全てのその画像データで書き込むのに必要とされる全時間は：
Ｍ＊（Ｎ＊ＴＴＦ＋ＴＣ）となる。
【００６７】
この駆動スキームは簡単であるが、しかし、ディスプレイが大型であったり、ＴＣも大きい場合に長い時間かかる。より速いスキームは図９に示されている。このスキームと図８のものとの間の相違は、行に対するデータＶｄａｔａがＴＣ時間中に、−即ち、前の行のデータがディスプレイによって同化されている間に、シフトレジスター５７に装填される点である。これで、ディスプレイの各行に対する時間Ｎ＊ＴＴＦを効果的に節減する。このスキームが実行可能であるためには、次の関係が、充電時間ＴＣと行データ転送時間Ｎ＊ＴＴＦとの間で取られなければならない：
ＴＣ≧Ｎ＊ＴＴＦ
【００６８】
本発明は、更にＥＣＤディスプレイにおいてグレイスケール制御の採用も構想している。図１０は、これを達成するスキームを示しており、そこでは、ディスプレイのピクセルを充電する全時間が三つの『書き込み』期間に分割されている。これら『書き込み』期間は、通常移動画像を構成する『フレーム』と対比して、図１０における『サブフレーム』と呼ばれている。ＥＰＤは一連のフレームから成る移動画像を表示することができる。それらフレームの各々に対して、ＥＰＤｓが書き込み過程中に充電される幾つかの期間（『書き込み』期間）が存在ことになり、これらの期間は、従って『サブフレーム』を構成する。しかし、制止画像のみが表示される場合、グレイスケールの『サブフレーム』は、単一『フレーム』の一部分となる。
【００６９】
シフトレジスター５７にデータＶｄａｔａを装填したり、これらデータをラッチ制御することは、図８と図９との関連で既に説明されているようにディスプレイの各行に対して実行される。第一サブフレームの場合、各行のピクセル素子が各々の行のデータで装填される時間の長さはＴＣ１となっている。第二サブフレームでは、シフトレジスター５７の装填と、ラッチ５８によるラッチ制御が再び行われるが、しかし、今度はラッチ制御されたデータＶｄａｔのための充填時間はＴＣ２となっており、それはＴＣ１よりも長くなっている。最後に、本プロセスは、ＴＣ２よりも長い充填時間ＴＣ３のために反復される。かくして、３ビットのグレイスケールが造られる。
【００７０】
Ｍ個のサブフレームが存在する一般的な場合、色々なサブフレームの充填時間の重み付けが、一形態で次のように表現される：
ＴＣｎ＝Ｒ（ｎ）＊ＴＣ0
但し、ｎ＝０、１、２・・・Ｍ−１であるＲ（ｎ）は、修正関数であり、ＴＣ0は、通常第一サブフレームに当てはまる最小の充填期間である。好適な実施例では、Ｒ（ｎ）＝２n：即ち、色々な充填期間ＴＣ１、ＴＣ２、ＴＣ３、などは２進数列に従い、その結果ＴＣ２＝２＊ＴＣ１、ＴＣ３＝２＊ＴＣ２、等々となる。これは、制御器の設計にとっての繁雑さが最少になると云う長所を有している。しかし、他の重み付け構成も可能である。例えば、一次関数による重み付けのために、充填時間は次のように表現される：
ＴＣｎ＝（ｎｋ＋１）ＴＣ0
但し、ｋは定数、ｎ＝０、１、２・・・Ｍ−１である。
【００７１】
前記のフレームに基づいたスキームは、通常は用語の『フレーム』を使用することが必要条件とされる移動画像の表示には関連していない。この場合、全てのフレームの画像は同一となっている。各フレームで変更されているものはすべからく、各行の個々のピクセル要素へ許容された電荷量となっている。かくして、その画像は、なお本発明の以前の実施例における事例と考えられる静止画像となっている。
【００７２】
グレイスケールの解像度を高めるためには、ただの３個よりも多い数のサブフレームを持つ必要があろう。
【００７３】
行における各ピクセル用に正しいグレイスケールを達成するために、外部制御器５４が設けられ、必要とされる２進数値に従ってサブフレームの内の適当なものにクリア（色２）か、又は色１のいずれかのために適当なデータ信号を出力する。例えば、下の表１は、三つのサブフレームに渡る１０個のピクセル素子の行に対し、その行に渡って２、４、１、０、５、７、７、６、３、０（０から７までの尺度から）のグレイスケールを表示するためにデータ出力をリストアップしている。
【００７４】
【表１】
2007017969.tif 000003
【００７５】
Ｖｄａｔａは、『色１』又は『クリア（色２）』のために適当な電圧値を取るか、又は前のサブフレームの状態が乱されないようにＶｄａｔがフロートできるようにする。
【００７６】
グレイスケールの駆動を達成する代わりの方法は、サブフレームの非活性中にＶｃｏｍに対して低い電圧ＶｄａｔをＥＰＤ装置に印加することであり、この低い電圧は、別の『フローティング』駆動状態の必要を回避している。この状況は、以前に説明した図７（ａ）における『スロー』Ｖｄａｔレベルとして示されている。厳密に言うと、このアプローチは、色変更プロセスがサブフレームの非活性中は中止されるべきときに、その変更プロセスは実際に同じ方向に持続していることになるが、しかし非常にゆっくりした速度であることを意味している。その速度に応じて、この持続された変更は無視できる程十分に小さくできる。
【００７７】
この代わりのグレイスケール駆動シナリオは、下の表２に説明されている。
【００７８】
【表２】
2007017969.tif 000004
【００７９】
これに代わるグレイスケール駆動スキームの一つの起き得る欠点は、三つの駆動状態：即ち、クリア（色２）、色１高（『ＣＨ』）及び色１低（『ＣＬ』）の内のいずれかをバッファが有する必要がある点である。別の変形例のスキームでは、クリア状態（『０』）が色１低（『ＣＬ』）によって入れ替えられている。これは、バッファ設計の繁雑さを三つの状態の代わりにただ二つの状態に減らしているという長所を有している。このスキームは表３として下で説明されている。
【００８０】
【表３】
2007017969.tif 000005
【００８１】
ディスプレイは、駆動信号Ｖｄａｔとして全てのＨＩＧＨｓを印加することによって最初にクリアされるということが丁度説明したグレイスケール駆動スキームの全ての三つのバージョンで引き受けられる。
【００８２】
図１０は、この各連続したサブフレームに対して順次増大する色々なフレームに対する充電時間ＴＣを示している。代わりのスキームが図１１に示されており、そこでは第一のサブフレームが最長の充電時間と関連づけられており、最後のサブフレームが最短の時間と関連づけられており、間のサブフレームがこれら限度の間で再び順番に存在している。
【００８３】
グレイスケールのスキームを実行するためには、バッファ５９を定電流源として実現することが好ましいが、しかし必須ではなく、ＥＰＤがそのＶｍａｘ限度を越すのを防ぐためにその出力電圧を制限している。この場合、この電流が色々なピクセル素子に印加されている時間の長さを制御することで線形方式でこれら素子に導入される電荷の量を管理している。
【００８４】
本発明をアクティブマトリックスのＥＰＤディスプレイとの関連で説明してきたが、本発明を直接駆動の、又はパッシブマトリックス型のＥＰＤディスプレイでも実行される。実のところ、本発明は、ＥＰＤｓには限定されるものではないが、しかし使用される装置が最大の安全作業電圧を有すると共にこれら装置を駆動するために、採用されたドライバーがこの安全作業電圧よりも高い最小の実際の駆動電圧レベルを有している別の技術にも適用できるものである。
【００８５】
アクティブマトリックスが使用される場合、これは、ＴＦＴ型駆動に限定されるものではなく、しかし例えばＣＭＯＳをベースにすることができる。しかし、これは、使用されている特定のＥＰＤｓを駆動するのに必要とされる駆動電圧の大きさに左右される。
【００８６】
図７から図１１に示されている波形は、バッファステージ５９（図６を参照）に対してｐ−チャンネルの有機ＴＦＴの使用を仮定しているが、ｎ−チャンネルデバイスが代わりに使用され得るものと想定される。この場合、駆動電圧は反対方向となる（例えばＶｓｅｌは特定の行のピクセルを選択するために、プラス状態で移行している。代わりに、『逆ビデオ』効果を得るためにマイナスで移行する駆動電圧が使用され得る。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】公知の電気泳動装置の断面図である。
【図２】公知の電気泳動装置の作動モードを説明する概略線図である。
【図３】電気光学装置の公知の直接駆動構成の概略線図である。
【図４】公知のアクティブマトリックス電気泳動ディスプレイの一部分の断面線図である。
【図５】図４の電気泳動ディスプレイに関連したアクティブマトリックス駆動構成の回路線図である。
【図６】本発明に係る電気光学配列の実施例の概略線図である。
【図７（ａ）】本発明に係るアクティブマトリックス駆動電圧線図である。
【図７（ｂ）】本発明に係るアクティブマトリックス駆動電圧線図である。
【図８】本発明の第一実施例に係るアクティブマトリックス駆動方法の波形線図である。
【図９】図８と類似した波形線図であるが、ＥＰＤマトリックスをより早く駆動するのに適している。
【図１０】本発明に係る電気光学配列のグレイスケールのバージョンである。
【図１１】図１０に示された本発明に係る電気光学配列のグレイスケールのバージョンの変形例である。
【図１】
2007017969.tif 000006
【図２】
2007017969.tif 000007
【図３】
2007017969.tif 000008
【図４】
2007017969.tif 000009
【図５】
2007017969.tif 000010
【図６】
2007017969.tif 000011
【図７（ａ）】
2007017969.tif 000012
【図７（ｂ）】
2007017969.tif 000013
【図８】
2007017969.tif 000014
【図９】
2007017969.tif 000015
【図１０】
2007017969.tif 000016
【図１１】
2007017969.tif 000017