(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フロント電極と、バックプレーンと、前記フロント電極と前記バックプレーンとの間に位置付けられるディスプレイ媒体とを有する電気泳動ディスプレイを駆動するための方法であって、前記ディスプレイ媒体は、３つの異なるように着色された粒子のセットを備え、前記方法は、
リセット相および色遷移相を前記電気泳動ディスプレイに印加することであって、
前記リセット相は、
第１の極性、時間の関数としての第１の振幅、および第１の持続時間を有する第１の信号を、前記フロント電極上に印加することと、
前記第１の極性と反対の第２の極性、時間の関数としての第２の振幅を有する第２の信号を、前記第１の持続時間の間、前記バックプレーン上に印加すること、
前記第１の極性と反対の第２の極性、時間の関数としての第３の振幅を有する第３の信号を、第２の持続時間の間、前記フロント電極上に印加することと、
前記第１および第２の振幅の和と等しい第４の信号を、前記第２の持続時間の間、前記バックプレーン上に印加することと
を含み、
前記色遷移相は、
前記第２の極性、時間の関数としての第４の振幅、および前記第１および第２の持続時間に続く第３の持続時間を有する第５の信号を、前記フロント電極上に印加することと、
前記第１の極性、時間の関数としての第５の振幅、および前記第１および第２の持続時間に続く第４の持続時間を有する第６の信号を、前記バックプレーン上に印加することと
を含む、こと
を含み、
前記第１の持続時間にわたって積分される時間の関数としての前記第１および第２の振幅の和、および前記第２の持続時間にわたって積分される時間の関数としての前記第１、第２、および第３の振幅の和、および前記第３の持続時間にわたって積分される時間の関数としての前記第４の振幅、および前記第４の持続時間にわたって積分される時間の関数としての前記第５の振幅は、前記リセット相および前記色遷移相にわたって前記ディスプレイ媒体上のＤＣ平衡を維持するように設計されるインパルスオフセットを生産する、方法。
【請求項２】
前記リセット相は、前記電気泳動ディスプレイ上にレンダリングされる前の光学性質を消去する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記色遷移相は、前記電気泳動ディスプレイによって表示される光学性質を実質的に変化させる、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の極性は、負電圧である、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の極性は、正電圧である、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記インパルスオフセットは、前記ディスプレイ媒体によって被られるキックバック電圧に比例する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記第４の持続時間は、前記第３の持続時間の間に生じる、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記第３の持続時間および前記第４の持続時間は、同時に開始する、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
フロント電極と、バックプレーンと、前記フロント電極と前記バックプレーンとの間に位置付けられるディスプレイ媒体とを有する電気泳動ディスプレイを駆動するための方法であって、前記ディスプレイ媒体は、３つの異なるように着色された粒子のセットを備え、前記方法は、
リセット相および色遷移相を前記電気泳動ディスプレイに印加することであって、
前記リセット相は、
第１の極性、時間の関数としての第１の振幅、および第１の持続時間を有する第１の信号を、前記フロント電極上に印加することと、
信号を、前記第１の持続時間の間、前記バックプレーン上に印加しないことと、
前記第１の極性と反対の第２の極性、時間の関数としての第２の振幅を有する第２の信号を、第２の持続時間の間、前記フロント電極上に印加することと、
前記第１の極性および時間の関数としての第３の振幅を有する第３の信号を、前記第２の持続時間の間、前記バックプレーン上に印加することと
を含み、
前記色遷移相は、
前記第１の極性、時間の関数としての第４の振幅、および前記第１および第２の持続時間に続く第３の持続時間を有する第４の信号を、前記フロント電極上に印加することと、
前記第２の極性、時間の関数としての第５の振幅、および前記第１および第２の持続時間に続く第４の持続時間を有する第５の信号を、前記バックプレーン上に印加することと
を含む、こと
を含み、
前記第１の持続時間にわたって積分される時間の関数としての前記第１の振幅の和、および前記第２の持続時間にわたって積分される時間の関数としての前記第２および第３の振幅の和、および前記第３の持続時間にわたって積分される時間の関数としての前記第４の振幅、および前記第４の持続時間にわたって積分される時間の関数としての前記第５の振幅は、前記リセット相および前記色遷移相にわたって前記ディスプレイ媒体上のＤＣ平衡を維持するように設計されるインパルスオフセットを生産する、方法。
【請求項１０】
前記第４の持続時間は、前記第３の持続時間の間に生じる、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記第３の持続時間および前記第４の持続時間は、同時に開始する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
フロント電極と、バックプレーンと、前記フロント電極と前記バックプレーンとの間に位置付けられるディスプレイ媒体とを備える電気泳動ディスプレイのためのコントローラであって、前記ディスプレイ媒体は、少なくとも３つの異なるように着色された粒子のセットを備え、前記コントローラは、前記フロント電極および前記バックプレーンに動作可能に結合され、リセット相および色遷移相を前記電気泳動ディスプレイに印加するように構成され、
前記リセット相は、
第１の極性、時間の関数としての第１の振幅、および第１の持続時間を有する第１の信号を、前記フロント電極上に印加することと、
前記第１の極性と反対の第２の極性、時間の関数としての第２の振幅を有する第２の信号を、前記第１の持続時間の間、前記バックプレーン上に印加することと、
前記第１の極性と反対の第２の極性、時間の関数としての第３の振幅を有する第３の信号を、第２の持続時間の間、前記フロント電極上に印加することと、
前記第１および第２の振幅の和と等しい第４の信号を、前記第２の持続時間の間、前記バックプレーン上に印加することと
を含み、
前記色遷移相は、
前記第２の極性、時間の関数としての第４の振幅、および前記第１および第２の持続時間に続く第３の持続時間を有する第５の信号を、前記フロント電極上に印加することと、
前記第１の極性、時間の関数としての第５の振幅、および前記第１および第２の持続時間に続く第４の持続時間を有する第６の信号を、前記バックプレーン上に印加することと
を含み、
前記第１の持続時間にわたって積分される時間の関数としての前記第１および第２の振幅の和、および前記第２の持続時間にわたって積分される時間の関数としての前記第１、第２、および第３の振幅の和、および前記第３の持続時間にわたって積分される時間の関数としての前記第４の振幅、および前記第４の持続時間にわたって積分される時間の関数としての前記第５の振幅は、前記リセット相および前記色遷移相にわたって前記ディスプレイ媒体上のＤＣ平衡を維持するように設計されるインパルスオフセットを生産する、コントローラ。
【請求項１３】
前記コントローラは、前記電気泳動ディスプレイによって表示されるべき色に応じて、異なるリセット相を印加する、請求項１２に記載のコントローラ。
【請求項１４】
前記ディスプレイ媒体は、白色、シアン色、黄色、およびマゼンタ色粒子を備える、請求項１２に記載のコントローラ。
【請求項１５】
前記ディスプレイ媒体は、白色、赤色、青色、および緑色粒子を備える、請求項１２に記載のコントローラ。
【請求項１６】
フロント電極と、バックプレーンと、前記フロント電極と前記バックプレーンとの間に位置付けられるディスプレイ媒体とを備える電気泳動ディスプレイのためのコントローラであって、前記ディスプレイ媒体は、少なくとも３つの異なるように着色された粒子のセットを備え、前記コントローラは、前記フロント電極および前記バックプレーンに動作可能に結合され、リセット相および色遷移相を前記電気泳動ディスプレイに印加するように構成され、
前記リセット相は、
第１の極性、時間の関数としての第１の振幅、および第１の持続時間を有する第１の信号を、前記フロント電極上に印加することと、
信号を、前記第１の持続時間の間、前記バックプレーン上に印加しないことと、
前記第１の極性と反対の第２の極性、時間の関数としての第２の振幅を有する第２の信号を、第２の持続時間の間、前記フロント電極上に印加することと、
前記第１の極性および時間の関数としての第３の振幅を有する第３の信号を前記第２の持続時間の間、前記バックプレーン上に印加することと
を含み、
前記色遷移相は、
前記第１の極性、時間の関数としての第４の振幅、および前記第１および第２の持続時間に続く第３の持続時間を有する第４の信号を、前記フロント電極上に印加することと、
前記第２の極性、時間の関数としての第５の振幅、および前記第１および第２の持続時間に続く第４の持続時間を有する第５の信号を、前記バックプレーン上に印加することと
を含み、
前記第１の持続時間にわたって積分される時間の関数としての前記第１の振幅の和、および前記第２の持続時間にわたって積分される時間の関数としての前記第２および第３の振幅の和、および前記第３の持続時間にわたって積分される時間の関数としての前記第４の振幅、および前記第４の持続時間にわたって積分される時間の関数としての前記第５の振幅は、前記リセット相および前記色遷移相にわたって前記ディスプレイ媒体上のＤＣ平衡を維持するように設計されるインパルスオフセットを生産する、コントローラ。
【請求項１７】
前記コントローラは、前記電気泳動ディスプレイによって表示されるべき色に応じて、異なるリセット相を印加する、請求項１６に記載のコントローラ。
【請求項１８】
前記ディスプレイ媒体は、白色、シアン色、黄色、およびマゼンタ色粒子を備える、請求項１６に記載のコントローラ。
【請求項１９】
前記ディスプレイ媒体は、白色、赤色、青色、および緑色粒子を備える、請求項１６に記載のコントローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願）
本願は、２０１７年３月９日に出願された米国仮出願第１５／４５４，２７６号および２０１７年５月２２日に出願された米国仮出願第６２／５０９，５１２号に対する優先権を主張するものである。上記出願の内容は、参照により本明細書中に援用される。
【０００２】
本発明は、電気光学ディスプレイ、特に、排他的ではないが、複数の着色粒子、例えば、白色、シアン色、黄色、およびマゼンタ色粒子を備える、電気泳動材料の単一層を使用して、２つを上回る色をレンダリング可能な電気泳動ディスプレイを駆動するための方法であって、２つの粒子は、正に荷電され、２つの粒子は、負に荷電され、１つの正に荷電された粒子および１つの負に荷電された粒子は、厚いポリマーシェルを有する、方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
用語「色」は、本明細書で使用されるように、黒色および白色を含む。白色粒子は、多くの場合、光散乱タイプである。
【０００４】
用語「グレー状態」は、結像技術におけるその従来的な意味で本明細書で使用され、２つのピクセルの極限光学状態の中間の状態を指し、必ずしもこれら２つの極限状態の間の黒色−白色遷移を含意するわけではない。例えば、下記に参照されるいくつかのＥ  Ｉｎｋ特許および公開された出願は、中間グレー状態が実際には淡い青色であろうように、極限状態が白色および濃青色である、電気泳動ディスプレイを説明している。実際、すでに述べられたように、光学的状態の変化は、色の変化では全くない場合もある。用語「黒色および白色」は、以降では、ディスプレイの２つの極限光学状態を指すために本明細書で使用され得、通常、厳密に黒色および白色ではない、極限光学状態、例えば、前述の白色および濃青色状態を含むものとして理解されたい。
【０００５】
用語「双安定」および「双安定性」は、当技術分野におけるそれらの従来の意味で、少なくとも１つの光学特性が異なる第１および第２の表示状態を有する表示要素を備え、その第１または第２の表示状態のいずれかを呈するように、有限持続時間のアドレス指定パルスを用いて、任意の所与の要素が駆動されてから、アドレス指定パルスが終了した後に、表示要素の状態を変化させるために要求されるアドレス指定パルスの最小持続時間の少なくとも数倍、例えば、少なくとも４倍、その状態が持続するであろう、ディスプレイを指すために本明細書で使用される。グレースケール対応のいくつかの粒子ベースの電気泳動ディスプレイが、その極限黒色および白色状態においてだけではなく、また、その中間グレー状態においても安定しており、同じことがいくつかの他のタイプの電気光学ディスプレイに当てはまることが、米国特許第７，１７０，６７０号に示されている。本タイプのディスプレイは、適切には、「双安定性」ではなく、「多安定性」と呼ばれるが、便宜上、用語「双安定性」が、本明細書では、双安定性および多安定性ディスプレイの両方を網羅するために使用され得る。
【０００６】
用語「インパルス」は、電気泳動ディスプレイの駆動を指すために使用されるとき、ディスプレイが駆動される周期の間の時間に対して印加される電圧の積分を指すために本明細書で使用される。
【０００７】
広帯域または選択された波長のいずれかにおいて、光を吸収、散乱、または反射させる、粒子は、本明細書では、着色または顔料粒子と称される。染料またはフォトニック結晶等の光を吸収または反射させる、顔料（不溶性着色材料を意味するとものとしてのその用語の厳密な意味において）以外の種々の材料もまた、本発明の電気泳動媒体およびディスプレイにおいて使用されてもよい。
【０００８】
粒子ベースの電気泳動ディスプレイは、何年にもわたって、精力的研究および開発の対象となっている。そのようなディスプレイでは、複数の荷電粒子（時として、顔料粒子とも称される）が、電場の影響下で流体を通して移動する。電気泳動ディスプレイは、液晶ディスプレイと比較したときに、良好な輝度およびコントラスト、広視野角、状態双安定性、および低電力消費の属性を有することができる。それにもかかわらず、これらのディスプレイの長期画質に伴う問題は、その広範な使用を妨げている。例えば、電気泳動ディスプレイを構成する粒子は、沈降する傾向があり、これらのディスプレイの不十分な耐用年数をもたらす。
【０００９】
前述のように、電気泳動媒体は、流体の存在を要求する。大部分の先行技術の電気泳動媒体では、本流体は、液体であるが、電気泳動媒体は、ガス状流体を使用して生産されることもできる。例えば、Ｋｉｔａｍｕｒａ，  Ｔ．，  ｅｔ  ａｌ．，  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ｔｏｎｅｒ  ｍｏｖｅｍｅｎｔ  ｆｏｒ  ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  ｐａｐｅｒ−ｌｉｋｅ  ｄｉｓｐｌａｙ，  ＩＤＷ  Ｊａｐａｎ，  ２００１，  Ｐａｐｅｒ  ＨＣＳ１−１，  ａｎｄ  Ｙａｍａｇｕｃｈｉ，  Ｙ．，  ｅｔ  ａｌ．，  Ｔｏｎｅｒ  ｄｉｓｐｌａｙ  ｕｓｉｎｇ  ｉｎｓｕｌａｔｉｖｅ  ｐａｒｔｉｃｌｅｓ  ｃｈａｒｇｅｄ  ｔｒｉｂｏｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ，  ＩＤＷ  Ｊａｐａｎ，  ２００１，  Ｐａｐｅｒ  ＡＭＤ４−４を参照されたい。また、米国特許第７，３２１，４５９号および第７，２３６，２９１号も参照されたい。そのようなガスベース電気泳動媒体は、例えば、媒体が垂直プレーンに配置される看板等、媒体がそのような沈降を可能にする配向で使用されるとき、粒子沈降に起因して、液体ベースの電気泳動媒体と同一タイプの問題の影響を受けやすいと考えられる。実際、粒子沈降は、液体のものと比較して、ガス状懸濁流体のより低い粘度が、電気泳動粒子のより高速沈降を可能にするため、気体ベースの電気泳動媒体では、液体ベースのものより深刻な問題であると考えられる。
【００１０】
Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＭＩＴ）およびＥ  Ｉｎｋ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎに譲渡された、またはそれらの名義である、多数の特許および出願は、カプセル化された電気泳動および他の電気光学媒体内で使用される種々の技術を説明している。そのようなカプセル化された媒体は、多数の小型カプセルを備え、それ自体がそれぞれ、電気泳動的可動粒子を流体媒体中に含有する内相と、内相を囲繞するカプセル壁とを備える。典型的には、カプセルは、それ自体が、ポリマー結合剤内に保持され、２つの電極間に位置付けられるコヒーレント層を形成する。これらの特許および出願に説明される技術として、以下が挙げられる。
（ａ） 電気泳動粒子、流体、および流体添加物（例えば、米国特許第７，００２，７２８号および第７，６７９，８１４号参照）
（ｂ） カプセル、結合剤、およびカプセル化プロセス（例えば、米国特許第６，９２２，２７６号および第７，４１１，７１９号参照）
（ｃ） マイクロセル構造、壁材料、およびマイクロセルを形成する方法（例えば、米国特許第７，０７２，０９５号および第９，２７９，９０６号参照）
（ｄ） マイクロセルを充填およびシールするための方法（例えば、米国特許第７，１４４，９４２号および第７，７１５，０８８号参照）
（ｅ） 電気光学材料を含有するフィルムおよびサブアセンブリ（例えば、米国特許第６，９８２，１７８号および第７，８３９，５６４号参照）
（ｆ） バックプレーン、接着剤層、および他の補助層、およびディスプレイにおいて使用される方法（例えば、米国特許第７，１１６，３１８号および第７，５３５，６２４号参照）
（ｇ） 色形成および色調節（例えば、
【化１−１】
0006818915.tif 000002
【化１−２】
0006818915.tif 000003
参照）
（ｈ） ディスプレイを駆動するための方法（例えば、
【化２−１】
0006818915.tif 000004
【化２−２】
0006818915.tif 000005
号参照）（これらの特許および出願は、以降、ＭＥＤＥＯＤ（電気光学ディスプレイを駆動するための方法）出願と称され得る）
（ｉ） ディスプレイの用途（例えば、米国特許第７，３１２，７８４号および第８，００９，３４８号参照）
（ｊ） 非電気泳動ディスプレイ（例えば、米国特許第６，２４１，９２１号および米国特許出願公開第２０１５／０２７７１６０号および米国特許出願公開第２０１５／０００５７２０号および２０１６／００１２７１０号参照）
【００１１】
前述の特許および出願の多くは、カプセル化された電気泳動媒体内の離散マイクロカプセルを囲繞する壁が、連続相と置換され、したがって、電気泳動媒体が、電気泳動流体の複数の離散液滴と、ポリマー材料の連続相とを備える、いわゆるポリマー分散型電気泳動ディスプレイを生産し得、そのようなポリマー分散型電気泳動ディスプレイ内の電気泳動流体の離散液滴は、いかなる離散カプセル膜も各個々の液滴と関連付けられないにもかかわらず、カプセルまたはマイクロカプセルと見なされ得ることを認識する。例えば、米国特許第６，８６６，７６０号を参照されたい。故に、本願の目的のために、そのようなポリマー分散型電気泳動媒体は、カプセル化された電気泳動媒体の亜種と見なされる。
【００１２】
関連タイプの電気泳動ディスプレイは、いわゆる「マイクロセル電気泳動ディスプレイ」である。マイクロセル電気泳動ディスプレイでは、荷電粒子および流体は、マイクロカプセル内にカプセル化されないが、代わりに、伝搬媒体、典型的には、ポリマーフィルム内に形成される複数の空洞内に保たれる。例えば、両方ともＳｉｐｉｘ  Ｉｍａｇｉｎｇ，  Ｉｎｃ．に譲渡された、米国特許第６，６７２，９２１号および第６，７８８，４４９号を参照されたい。
【００１３】
電気泳動媒体は、多くの場合、不透明であり（例えば、多くの電気泳動媒体では、粒子は、ディスプレイを通る可視光の透過を実質的に遮断するため）反射モードで動作し得るが、多くの電気泳動ディスプレイは、１つのディスプレイ状態が実質的に不透明であり、１つは、光透過性である、いわゆる「シャッタモード」で動作するように作製されることができる。例えば、米国特許第５，８７２，５５２号、第６，１３０，７７４号、第６，１４４，３６１号、第６，１７２，７９８号、第６，２７１，８２３号、第６，２２５，９７１号、および第６，１８４，８５６号を参照されたい。誘電泳動ディスプレイは、電気泳動ディスプレイと類似するが、電場強度の変動に依拠し、類似のモードで動作することができる。米国特許第４，４１８，３４６号を参照されたい。他のタイプの電気光学ディスプレイもまた、シャッタモードで動作することが可能であり得る。シャッタモードで動作する電気光学媒体は、フルカラーディスプレイのために、多層構造で使用されることができる。そのような構造では、ディスプレイの視認表面に隣接する少なくとも１つの層は、シャッタモードで動作して、視認表面からより離れた第２の層を暴露または隠蔽する。
【００１４】
カプセル化された電気泳動ディスプレイは、典型的には、従来的な電気泳動デバイスのクラスタ化および沈降故障モードに悩まされることがなく、様々な可撓性および剛性基板上にディスプレイを印刷またはコーティングする能力等のさらなる利点を提供する。（「印刷」という語の使用は、限定ではないが、前計量コーティング、例えば、パッチダイコーティング、スロットまたは押出コーティング、スライドまたはカスケードコーティング、カーテンコーティング等、ロールコーティング、例えば、ナイフオーバーロールコーティング、フォワード・リバースロールコーティング、グラビアコーティング、浸漬コーティング、吹き付けコーティング、メニスカスコーティング、スピンコーティング、ブラシコーティング、エアナイフコーティング、シルクスクリーン印刷プロセス、静電気印刷プロセス、熱印刷プロセス、インクジェット印刷プロセス、電気泳動析出（米国特許第７，３３９，７１５号参照）、および他の類似技法を含む、あらゆる形態の印刷およびコーティングを含むことを意図している。）したがって、結果として生じるディスプレイは、可撓性であり得る。さらに、ディスプレイ媒体は（種々の方法を使用して）印刷されることができるため、ディスプレイ自体は、安価に作製されることができる。
【００１５】
前述のように、最も単純な先行技術の電気泳動媒体は、本質的に、２つの色のみを表示する。そのような電気泳動媒体は、第２の異なる色を有する着色流体中の第１の色を有する単一タイプの電気泳動粒子（その場合、第１の色は、粒子がディスプレイの視認表面に隣接するときに表示され、第２の色は、粒子が視認表面から離間されるときに表示される）、または非着色流体中の異なる第１および第２の色を有する第１および第２のタイプの電気泳動粒子（その場合、第１の色は、第１のタイプの粒子がディスプレイの視認表面に隣接してあるときに表示され、第２の色は、第２のタイプの粒子が視認表面に隣接してあるときに表示される）のいずれかを使用する。典型的には、２つの色は、黒色および白色である。フルカラーディスプレイが所望される場合、色フィルタアレイが、モノクロ（黒色および白色）ディスプレイの視認表面にわたって堆積されてもよい。色フィルタアレイを伴うディスプレイは、面積共有および色混成に依拠して、色刺激を作成する。利用可能なディスプレイ面積は、赤色／緑色／青色（ＲＧＢ）または赤色／緑色／青色／白色（ＲＧＢＷ）等の３または４原色間で共有され、フィルタが、１次元（ストライプ）または２次元（２×２）反復パターンで配列されることができる。原色または３つを上回る原色の他の選定もまた、当技術分野において公知である。３つ（ＲＧＢディスプレイの場合）または４つ（ＲＧＢＷディスプレイの場合）のサブピクセルが、意図される視認距離において、それらが視覚的にともに均一色刺激（「色混成」）を伴う単一ピクセルに混成するように十分に小さくあるように選定される。面積共有の固有の不利点は、着色剤が常時存在し、色が、下層モノクロディスプレイの対応するピクセルを白色または黒色に切り替える（対応する原色をオンまたはオフに切り替える）ことによってのみ変調されることができることである。例えば、理想的ＲＧＢＷディスプレイでは、赤色、緑色、青色、および白色原色はそれぞれ、ディスプレイ面積の４分の１（４つのうちの１つのサブピクセル）を占有し、白色サブピクセルは、下層モノクロディスプレイの白色と同程度に明るいが、着色サブピクセルはそれぞれ、モノクロディスプレイの白色の３分の１より明るくない。全体としてディスプレイによって示される白色の明るさは、白色サブピクセルの明るさの２分の１を上回り得ない（ディスプレイの白色面積は、各４つのうちの１つの白色サブピクセルに加えて、白色サブピクセルの３分の１に匹敵するその着色形態における各着色サブピクセルを表示することによって生産され、したがって、組み合わせられる３つの着色サブピクセルは、１つの白色サブピクセルを上回って寄与しない）。色の明るさおよび飽和は、黒色に切り替えられる色ピクセルとの面積共有によって低下される。面積共有は、等しい明るさの任意の他の色より明るく、飽和された黄色が、白色とほぼ同程度に明るいため、黄色を混合するときに特に問題となる。青色ピクセル（ディスプレイ面積の４分の１）から黒色への切替は、黄色を著しく暗くさせる。
【００１６】
多層スタック式電気泳動ディスプレイは、当技術分野において公知である。例えば、Ｊ．  Ｈｅｉｋｅｎｆｅｌｄ，  Ｐ．  Ｄｒｚａｉｃ，  Ｊ−Ｓ  Ｙｅｏ  ａｎｄ  Ｔ．  Ｋｏｃｈ，  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  ｔｈｅ  ＳＩＤ，  １９（２），２０１１，ｐｐ．１２９−１５６を参照されたい。そのようなディスプレイでは、周囲光が、従来のカラー印刷と正に同様に、減法三原色のそれぞれにおける画像を通して通過する。米国特許第６，７２７，８７３号は、スタック式電気泳動ディスプレイを説明しており、切替可能なセルの３つの層が、反射背景にわたって設置される。着色粒子が、側方に移動される（国際出願第ＷＯ２００８／０６５６０５号参照）、または垂直および側方運動の組み合わせを使用して、マイクロセルの中に隔離される、類似ディスプレイも、公知である。両場合において、各層は、３つの層のそれぞれが薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の層（ＴＦＴの３つの層のうちの２つは、実質的に透明でなければならない）および光透過性対電極を要求するように、着色粒子をピクセル毎に濃縮または分散させる役割を果たす、電極を提供される。そのような複雑な配列の電極は、製造コストがかかり、現在最先端の技術では、特に、ディスプレイの白色状態が電極のいくつかの層を通して視認されなければならないため、ピクセル電極の十分に透明なプレーンを提供することが困難である。多層ディスプレイはまた、ディスプレイスタックの厚さがピクセルサイズに接近する、またはそれを超えるため、視差問題に悩まされる。
【００１７】
米国出願公開第２０１２／０００８１８８号および第２０１２／０１３４００９号は、独立してアドレス指定可能なピクセル電極と、共通光透過性フロント電極とを備える、単一バックプレーンを有する、多色電気泳動ディスプレイを説明している。バックプレーンとフロント電極との間には、複数の電気泳動層が配置される。これらの出願に説明されるディスプレイは、原色のいずれか（赤色、緑色、青色、シアン色、マゼンタ色、黄色、白色、および黒色）を任意のピクセル場所にレンダリング可能である。しかしながら、アドレス指定電極の単一セット間に位置する複数の電気泳動層の使用という不利点がある。特定の層内の粒子によって被られる電場は、同一電圧でアドレス指定される単一電気泳動層の場合に該当するであろうものより低い。加えて、視認表面に最も近い電気泳動層内の光学損失（例えば、光散乱または望ましくない吸光によって生じる）は、下層電気泳動層内に形成される画像の外観に影響を及ぼし得る。
【００１８】
単一電気泳動層を使用してフルカラー電気泳動ディスプレイを提供するための試みが、成されている。例えば、米国特許出願公開第２０１３／０２０８３３８号は、クリアかつ無色または着色溶媒中に分散される１つまたは２つのタイプの顔料粒子を含む電気泳動流体を備え、電気泳動流体が、共通電極と複数のピクセルまたは駆動電極との間に配置される、カラーディスプレイを説明している。駆動電極は、背景層を暴露するように配列される。米国特許出願公開第２０１４／０１７７０３１号は、反対電荷極性を持ち、２つのコントラスト色である、２つのタイプの荷電粒子を含む電気泳動流体で充填される、ディスプレイセルを駆動するための方法を説明している。２つのタイプの顔料粒子は、着色溶媒またはその中に分散される非荷電または弱荷電着色粒子を伴う溶媒中に分散される。本方法は、全駆動電圧の約１〜約２０％である駆動電圧を印加することによって、ディスプレイセルを駆動し、溶媒の色または非荷電または弱荷電着色粒子の色を表示するステップを含む。米国特許出願公開第２０１４／００９２４６５号および第２０１４／００９２４６６号は、電気泳動流体と、電気泳動ディスプレイを駆動するための方法とを説明している。流体は、第１、第２、および第３のタイプの顔料粒子を備え、その全ては、溶媒または溶媒混合物中に分散される。第１および第２のタイプの顔料粒子は、反対電荷極性を持ち、第３のタイプの顔料粒子は、第１または第２のタイプの電荷レベルの約５０％未満である電荷レベルを有する。３つのタイプの顔料粒子は、異なるレベルの閾値電圧、または異なるレベルの移動度、または両方を有する。これらの特許出願のいずれも、その用語が以下で使用される意味でのフルカラーディスプレイを開示していない。
【００１９】
米国特許出願公開第２００７／００３１０３１号は、各ピクセルが、白色、黒色、および１つの他の色を表示可能である、ディスプレイ媒体上に画像を表示するために、画像データを処理するための画像処理デバイスを説明している。米国特許出願公開第２００８／０１５１３５５号、第２０１０／０１８８７３２号、および第２０１１／０２７９８８５号は、可動粒子が多孔性構造を通して移動する、カラーディスプレイを説明している。米国特許出願公開第２００８／０３０３７７９号および第２０１０／００２０３８４号は、異なる色の第１、第２、および第３の粒子を備える、ディスプレイ媒体を説明している。第１および第２の粒子は、凝集体を形成することができ、より小さい第３の粒子は、凝集された第１および第２の粒子間に残された開口を通して移動することができる。米国特許出願公開第２０１１／０１３４５０６号は、ディスプレイデバイスを説明しており、該ディスプレイデバイスは、電気泳動表示要素であって、一対の基板間に封入される複数のタイプの粒子を含み、基板のうちの少なくとも１つが、半透明であり、個別の複数のタイプの粒子がそれぞれ、同一極性で荷電され、光学性質が異なり、移動するための移行速度および／または電場閾値のいずれかにおいて異なり、半透明ディスプレイ側電極が、半透明基板が配置される基板側に提供され、第１の裏側電極が、他の基板の側に提供され、ディスプレイ側電極に面し、第２の裏側電極が、他の基板の側に提供され、ディスプレイ側電極に面する、電気泳動表示要素と、電圧制御区分であって、該電圧制御区分は、複数のタイプの粒子からの最速移行速度を有する粒子のタイプ、または、複数のタイプの粒子からの最低閾値を有する粒子のタイプが、シーケンスにおいて、異なるタイプの粒子のそれぞれにより、第１の裏側電極または第２の裏側電極に移動され、次いで、第１の裏側電極に移動される粒子が、ディスプレイ側電極に移動されるように、ディスプレイ側電極、第１の裏側電極、および第２の裏側電極に印加される電圧を制御する、電圧制御区分とを含む。米国特許出願公開第２０１１／０１７５９３９号、第２０１１／０２９８８３５号、第２０１２／０３２７５０４号、および第２０１２／０１３９９６６号は、複数の粒子の凝集および閾値電圧に依拠する、カラーディスプレイを説明している。米国特許出願公開第２０１３／０２２２８８４号は、荷電基含有ポリマーおよび着色剤を含有する、着色粒子と、着色粒子に付着され、共重合成分として、反応性モノマーおよび具体的モノマー群から選択された少なくとも１つのモノマーを含有する、分岐シリコーンベースのポリマーとを含有する、電気泳動粒子を説明している。米国特許出願公開第２０１３／０２２２８８５号は、分散媒体と、分散媒体中に分散され、電場下で移行する、着色電気泳動粒子群と、移行せず、電気泳動粒子群のものと異なる色を有する、非電気泳動粒子群と、分散液体全体に基づいて約０．０１対約１質量％の比率で分散媒体中に含有される、中立極性群および疎水性群を有する、化合物とを含有する、電気泳動ディスプレイのための分散液体を説明している。米国特許出願公開第２０１３／０２２２８８６号は、７．９５（Ｊ／ｃｍ３）１／２以上の可溶性パラメータの差異を伴う、着色剤および親水性樹脂を含む、コア粒子と、コア粒子のそれぞれの表面を被覆し、疎水性樹脂を含有する、シェルとを含有する、浮動粒子を含む、ディスプレイのための分散液体を説明している。米国特許出願公開第２０１３／０２２２８８７号および第２０１３／０２２２８８８号は、規定された化学組成を有する、電気泳動粒子を説明している。最後に、米国特許出願公開第２０１４／０１０４６７５号は、電場に応答して移動する、第１および第２の着色粒子と、分散媒体とを含み、第２の着色粒子が、第１の着色粒子より大きい直径および第１の色粒子の電荷特性と同一電荷特性を有し、ディスプレイの単位面積あたりの第１の着色粒子の電荷量Ｃｓ対第２の着色粒子の電荷量Ｃｌの比率（Ｃｓ／Ｃｌ）が５未満またはそれと等しい、粒子分散を説明している。前述のディスプレイのうちのいくつかは、フルカラーを提供するが、時間がかかり、かつ煩雑である、アドレス指定方法を要求することを犠牲とする。
【００２０】
米国特許出願公開第２０１２／０３１４２７３号および第２０１４／０００２８８９号は、絶縁液体内に含まれる複数の第１および第２の電気泳動粒子を含み、第１および第２の粒子が、相互に異なる、異なる電荷特性を有する、電気泳動デバイスを説明しており、本デバイスはさらに、絶縁液体内に含まれ、繊維構造から形成される、多孔性層を備える。これらの特許出願は、その用語が以下に使用される意味でのフルカラーディスプレイではない。
【００２１】
また、米国特許出願公開第２０１１／０１３４５０６号および前述の出願第１４／２７７，１０７号も参照されたい。後者は、着色流体中の３つの異なるタイプの粒子を使用する、フルカラーディスプレイを説明しているが、着色流体の存在は、ディスプレイによって達成され得る白色状態の品質を限定する。
【００２２】
高分解能ディスプレイを得るために、ディスプレイの個々のピクセルは、隣接ピクセルからの干渉を伴わずに、アドレス指定可能でなければならない。本目的を達成するための１つの方法は、「アクティブマトリクス」ディスプレイを生産するために、各ピクセルと関連付けられた少なくとも１つの非線形要素を伴う、トランジスタまたはダイオード等の非線形要素のアレイを提供することである。１つのピクセルをアドレス指定する、アドレス指定またはピクセル電極は、関連付けられた非線形要素を通して、適切な電圧源に接続される。典型的には、非線形要素がトランジスタであるとき、ピクセル電極は、トランジスタのドレインに接続され、本配列は、以下の説明において仮定されるであろうが、本質的に、恣意的であって、ピクセル電極は、トランジスタのソースにも接続され得る。従来、高分解能アレイでは、ピクセルは、任意の具体的ピクセルが、１つの規定された行および１つの規定された列の交差点によって一意に画定されるように、行および列の２次元アレイで配列される。各列内の全トランジスタのソースは、単一列電極に接続される一方、各行内の全トランジスタのゲートは、単一行電極に接続される。再び、行へのソースおよび列へのゲートの割当は、従来のものであるが、本質的に、恣意的であって、所望に応じて、逆転され得る。行電極は、行ドライバに接続され、これは、本質的に、任意の所与の瞬間において、１つのみの行が選択される、すなわち、選択された行内の全トランジスタが伝導性であることを確実にするような選択電圧が選択された行電極に印加される一方、これらの非選択された行内の全トランジスタが非伝導性のままであることを確実にするように、非選択電圧が全ての他の行に印加されることを確実にする。列電極は、列ドライバに接続され、これは、種々の列電極上に、選択された行内のピクセルをその所望の光学状態に駆動するように選択された電圧をかける。（前述の電圧は、従来、電気光学媒体の非線形アレイと反対側に提供され、全体的ディスプレイを横断して延在する、共通フロント電極に対するものである。）「ラインアドレス時間」として知られる事前に選択された間隔後、選択された行は、選択解除され、次の行が、選択され、列ドライバ上の電圧は、ディスプレイの次のラインが書き込まれるように変化される。本プロセスは、ディスプレイ全体が行毎様式で書き込まれるように繰り返される。
【００２３】
従来、各ピクセル電極は、ピクセル電極およびコンデンサ電極がコンデンサを形成するように、それと関連付けられたコンデンサ電極を有する。例えば、国際特許出願第ＷＯ０１／０７９６１号を参照されたい。いくつかの実施形態では、Ｎ型半導体（例えば、非晶質シリコン）が、トランジスタを形成するために使用されてもよく、ゲート電極に印加される「選択」および「非選択」電圧は、それぞれ、正および負であることができる。
【００２４】
付随の図面の図１は、電気泳動ディスプレイの単一ピクセルの例示的等価回路を描写する。図示されるように、回路は、ピクセル電極とコンデンサ電極との間に形成される、コンデンサ１０を含む。電気泳動媒体２０は、並列のコンデンサおよび抵抗器として表される。いくつかのインスタンスでは、ピクセルと関連付けられたトランジスタのゲート電極とピクセル電極との間の直接または間接結合静電容量３０（通常、「寄生静電容量」と称される）は、望ましくない雑音をディスプレイにもたらし得る。通常、寄生静電容量３０は、貯蔵コンデンサ１０のものよりはるかに小さく、ディスプレイのピクセル行が、選択または選択解除されると、寄生静電容量３０は、「キックバック電圧」としても知られる、わずかな負のオフセット電圧をピクセル電極にもたらし得、これは、通常、２ボルト未満である。いくつかの実施形態では、望ましくない「キックバック電圧」を補償するために、Ｖｃｏｍがキックバック電圧（ＶＫＢ）と等しい値に設定されると、ディスプレイに供給される全ての電圧が、同一量だけオフセットされ、正味ＤＣ非平衡が被られ得ないように、共通電位Ｖｃｏｍが、各ピクセルと関連付けられたトッププレーン電極およびコンデンサ電極に供給されてもよい。
【００２５】
しかしながら、Ｖｃｏｍがキックバック電圧に対して補償されない電圧に設定されるとき、問題が生じ得る。これは、バックプレーン単独から利用可能なものより高い電圧をディスプレイに印加することが所望されるときに生じ得る。例えば、ディスプレイに印加される最大電圧は、バックプレーンが、例えば、公称＋Ｖ、０、または−Ｖの選定を供給される一方、Ｖｃｏｍが−Ｖを供給される場合、２倍にされてもよいことが、当技術分野において周知である。この場合に被られる最大電圧は、＋２Ｖ（すなわち、トッププレーンに対してバックプレーンにおいて）である一方、最小電圧は、ゼロである。負電圧が必要とされる場合、Ｖｃｏｍ電位は、少なくともゼロまで上昇されなければならない。トッププレーン切替を使用して、正および負電圧でディスプレイをアドレス指定するために使用される波形は、したがって、１つを上回るＶｃｏｍ電圧設定のそれぞれに配分される特定のフレームを有していなければならない。
【００２６】
４つの粒子を有するカラー電気泳動ディスプレイを駆動するための波形のセットが、米国出願第１４／８４９，６５８号（参照することによって本明細書に組み込まれる）に説明されている。米国出願第１４／８４９，６５８号では、７つの異なる電圧が、ピクセル電極に印加される、すなわち、３つの正、３つの負、およびゼロである。しかしながら、いくつかの実施形態では、これらの波形において使用される最大電圧は、非晶質シリコン薄膜トランジスタによって扱われ得るものより高い。そのような事例では、好適な高電圧は、トッププレーン切替の使用によって取得されることができる。（上記に説明されるように）Ｖｃｏｍが、ＶＫＢに計画的に設定されるとき、別個の電力供給源が、使用されてもよい。しかしながら、トッププレーン切替が使用されるとき、Ｖｃｏｍ設定と同数の別個の電力供給源を使用することは、コストがかかり、かつ不便である。さらに、トッププレーン切替は、キックバックを増加させ、それによって、色状態の安定性を劣化させることが知られている。したがって、バックプレーンおよびＶｃｏｍのための同一電力供給源を使用して、キックバック電圧によって生じるＤＣオフセットを補償する方法の必要性がある。当然ながら、完全なＤＣオフセットは、より長いインパルスシーケンス、したがって、より長い画像リフレッシュをもたらす。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００２７】
本発明は、二部リセットパルスをカラー電気泳動ディスプレイ内のピクセルに送達するように構成される、ドライバを伴う。二部リセットパルスは、最後の状態情報を除去する際に効果的であるが、必要とされる以上のエネルギーまたは時間を要求しない。その結果、説明されるコントローラは、３（以上の）粒子電気泳動ディスプレイが、より少ないエネルギーを使用しつつ、より高速で更新することを可能にする。驚くべきことに、コントローラはまた、リセットパルスが個々の色に同調されると、より大きい色域を提供する。本発明は、加えて、キックバック電圧の存在およびフロント電極に印加される電圧の変化にかかわらずＤＣ平衡される、電気光学ディスプレイを駆動する方法を提供する。
【００２８】
ある側面では、本発明は、フロント電極と、バックプレーンと、フロント電極とバックプレーンとの間に位置付けられる、ディスプレイ媒体であって、３つの異なるように着色された粒子のセットを備える、ディスプレイ媒体とを有する、電気泳動ディスプレイを駆動するための方法を伴う。本方法は、リセット相および色遷移相をディスプレイに印加するステップを含む。リセット相は、第１の極性、時間の関数としての第１の振幅、および第１の持続時間を有する、第１の信号を、フロント電極に印加するステップと、第１の極性と反対の第２の極性、時間の関数としての第２の振幅を有する、第２の信号を、第１の持続時間の間、バックプレーン上に印加するステップと、第１の極性と反対の第２の極性、時間の関数としての第３の振幅を有する、第３の信号を、第２の持続時間の間、フロント電極上に印加するステップと、第１および第２の振幅の和と等しい第４の信号を、第２の持続時間の間、バックプレーン上に印加するステップとを含む。色遷移相は、第２の極性、時間の関数としての第４の振幅、および第１および第２の持続時間に続く第３の持続時間を有する、第５の信号を、フロント電極上に印加するステップと、第１の極性、時間の関数としての第５の振幅、および第１および第２の持続時間に続く第４の持続時間を有する、第６の信号を、バックプレーン上に印加するステップとを含み、第１の持続時間にわたって積分される時間の関数としての第１および第２の振幅の和、および第２の持続時間にわたって積分される時間の関数としての第１、第２、および第３の振幅の和、および第３の持続時間にわたって積分される時間の関数としての第４の振幅、および第４の持続時間にわたって積分される時間の関数としての第５の振幅は、リセット相および色遷移相にわたってディスプレイ媒体上のＤＣ平衡を維持するように設計される、インパルスオフセットを生産する。いくつかの実施形態では、リセット相は、ディスプレイ上にレンダリングされる前の光学性質を消去する。いくつかの実施形態では、色遷移相は、ディスプレイによって表示される光学性質を実質的に変化させる。いくつかの実施形態では、第１の極性は、負電圧である。いくつかの実施形態では、第１の極性は、正電圧である。いくつかの実施形態では、インパルスオフセットは、ディスプレイ媒体によって被られるキックバック電圧に比例する。いくつかの実施形態では、第４の持続時間は、第３の持続時間の間に生じる。いくつかの実施形態では、第３の持続時間および第４の持続時間は、同時に開始する。
【００２９】
別の側面では、本発明は、フロント電極と、バックプレーンと、フロント電極とバックプレーンとの間に位置付けられる、ディスプレイ媒体であって、３つの異なるように着色された粒子のセットを備える、ディスプレイ媒体とを有する、電気泳動ディスプレイを駆動するための方法を含み、本方法は、リセット相および色遷移相をディスプレイに印加するステップを含む。リセット相は、第１の極性、時間の関数としての第１の振幅、および第１の持続時間を有する、第１の信号を、フロント電極上に印加するステップと、信号を、第１の持続時間の間、バックプレーン上に印加しないステップと、第１の極性と反対の第２の極性、時間の関数としての第２の振幅を有する、第２の信号を、第２の持続時間の間、フロント電極上に印加するステップと、第１の極性および時間の関数としての第３の振幅を有する、第３の信号を、第２の持続時間の間、バックプレーン上に印加するステップとを含む。色遷移相は、第１の極性、時間の関数としての第４の振幅、および第１および第２の持続時間に続く第３の持続時間を有する、第４の信号を、フロント電極上に印加するステップと、第２の極性、時間の関数としての第５の振幅、および第１および第２の持続時間に続く第４の持続時間を有する、第５の信号を、バックプレーン上に印加するステップとを含み、第１の持続時間にわたって積分される時間の関数としての第１の振幅の和、および第２の持続時間にわたって積分される時間の関数としての第２および第３の振幅の和、および第３の持続時間にわたって積分される時間の関数としての第４の振幅、および第４の持続時間にわたって積分される時間の関数としての第５の振幅は、リセット相および色遷移相にわたってディスプレイ媒体上のＤＣ平衡を維持するように設計される、インパルスオフセットを生産する。いくつかの実施形態では、リセット相は、ディスプレイ上にレンダリングされる前の光学性質を消去する。いくつかの実施形態では、色遷移相は、ディスプレイによって表示される光学性質を実質的に変化させる。いくつかの実施形態では、第１の極性は、負電圧である。いくつかの実施形態では、第１の極性は、正電圧である。いくつかの実施形態では、インパルスオフセットは、ディスプレイ媒体によって被られるキックバック電圧に比例する。いくつかの実施形態では、第４の持続時間は、第３の持続時間の間に生じる。いくつかの実施形態では、第３の持続時間および第４の持続時間は、同時に開始する。
【００３０】
別の側面では、本発明は、フロント電極と、バックプレーンと、フロント電極とバックプレーンとの間に位置付けられる、ディスプレイ媒体であって、３つの異なるように着色された粒子のセットを備える、ディスプレイ媒体とを備える、電気泳動ディスプレイのためのコントローラを含み、コントローラは、フロント電極およびバックプレーンに動作可能に結合され、リセット相および色遷移相をディスプレイに印加するように構成される。リセット相は、第１の極性、時間の関数としての第１の振幅、および第１の持続時間を有する、第１の信号を、フロント電極上に印加するステップと、第１の極性と反対の第２の極性、時間の関数としての第２の振幅を有する、第２の信号を、第１の持続時間の間、バックプレーン上に印加するステップと、第１の極性と反対の第２の極性、時間の関数としての第３の振幅を有する、第３の信号を、第２の持続時間の間、フロント電極上に印加するステップと、第１および第２の振幅の和と等しい第４の信号を、第２の持続時間の間、バックプレーン上に印加するステップとを含む。色遷移相は、第２の極性、時間の関数としての第４の振幅、および第１および第２の持続時間に続く第３の持続時間を有する、第５の信号を、フロント電極上に印加するステップと、第１の極性、時間の関数としての第５の振幅、および第１および第２の持続時間に続く第４の持続時間を有する、第６の信号を、バックプレーン上に印加するステップとを含み、第１の持続時間にわたって積分される時間の関数としての第１および第２の振幅の和、および第２の持続時間にわたって積分される時間の関数としての第１、第２、および第３の振幅の和、および第３の持続時間にわたって積分される時間の関数としての第４の振幅、および第４の持続時間にわたって積分される時間の関数としての第５の振幅は、リセット相および色遷移相にわたってディスプレイ媒体上のＤＣ平衡を維持するように設計される、インパルスオフセットを生産する。いくつかの実施形態では、コントローラは、電気泳動ディスプレイによって表示されるべき色に応じて、異なるリセット相を印加する。いくつかの実施形態では、ディスプレイ媒体は、白色、シアン色、黄色、およびマゼンタ色粒子を備える。いくつかの実施形態では、ディスプレイ媒体は、白色、赤色、青色、および緑色粒子を備える。
【００３１】
別の側面では、本発明は、フロント電極と、バックプレーンと、フロント電極とバックプレーンとの間に位置付けられる、ディスプレイ媒体であって、３つの異なるように着色された粒子のセットを備える、ディスプレイ媒体とを備える、電気泳動ディスプレイのためのコントローラを含み、コントローラは、フロント電極およびバックプレーンに動作可能に結合され、リセット相および色遷移相をディスプレイに印加するように構成される。リセット相は、第１の極性、時間の関数としての第１の振幅、および第１の持続時間を有する、第１の信号を、フロント電極上に印加するステップと、信号を、第１の持続時間の間、バックプレーン上に印加しないステップと、第１の極性と反対の第２の極性、時間の関数としての第２の振幅を有する、第２の信号を、第２の持続時間の間、フロント電極上に印加するステップと、第１の極性および時間の関数としての第３の振幅を有する、第３の信号を、第２の持続時間の間、バックプレーン上に印加するステップとを含む。色遷移相は、第１の極性、時間の関数としての第４の振幅、および第１および第２の持続時間に続く第３の持続時間を有する、第４の信号を、フロント電極上に印加するステップと、第２の極性、時間の関数としての第５の振幅、および第１および第２の持続時間に続く第４の持続時間を有する、第５の信号を、バックプレーン上に印加するステップとを含み、第１の持続時間にわたって積分される時間の関数としての第１の振幅の和、および第２の持続時間にわたって積分される時間の関数としての第２および第３の振幅の和、および第３の持続時間にわたって積分される時間の関数としての第４の振幅、および第４の持続時間にわたって積分される時間の関数としての第５の振幅は、リセット相および色遷移相にわたってディスプレイ媒体上のＤＣ平衡を維持するように設計される、インパルスオフセットを生産する。いくつかの実施形態では、コントローラは、電気泳動ディスプレイによって表示されるべき色に応じて、異なるリセット相を印加する。いくつかの実施形態では、ディスプレイ媒体は、白色、シアン色、黄色、およびマゼンタ色粒子を備える。いくつかの実施形態では、ディスプレイ媒体は、白色、赤色、青色、および緑色粒子を備える。
【００３２】
本発明のディスプレイ内で使用される電気泳動媒体は、前述の出願第１４／８４９，６５８号に説明されるもののいずれかであってもよい。そのような媒体は、典型的には、白色である、光散乱粒子と、３つの実質的に非光散乱である粒子とを備える。本発明の電気泳動媒体は、前述の形態のいずれかであってもよい。したがって、電気泳動媒体は、カプセル化されない、カプセル壁によって囲繞される離散カプセル内にカプセル化される、またはポリマー分散型またはマイクロセル媒体の形態であってもよい。
本明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
（項目１）
フロント電極と、バックプレーンと、前記フロント電極と前記バックプレーンとの間に位置付けられるディスプレイ媒体とを有する電気泳動ディスプレイを駆動するための方法であって、前記ディスプレイ媒体は、３つの異なるように着色された粒子のセットを備え、前記方法は、
リセット相および色遷移相を前記ディスプレイに印加することであって、
前記リセット相は、
第１の極性、時間の関数としての第１の振幅、および第１の持続時間を有する第１の信号を、前記フロント電極上に印加することと、
前記第１の極性と反対の第２の極性、時間の関数としての第２の振幅を有する第２の信号を、前記第１の持続時間の間、前記バックプレーン上に印加すること、
前記第１の極性と反対の第２の極性、時間の関数としての第３の振幅を有する第３の信号を、第２の持続時間の間、前記フロント電極上に印加することと、
前記第１および第２の振幅の和と等しい第４の信号を、前記第２の持続時間の間、前記バックプレーン上に印加することと
を含み、
前記色遷移相は、
前記第２の極性、時間の関数としての第４の振幅、および前記第１および第２の持続時間に続く第３の持続時間を有する第５の信号を、前記フロント電極上に印加することと、
前記第１の極性、時間の関数としての第５の振幅、および前記第１および第２の持続時間に続く第４の持続時間を有する第６の信号を、前記バックプレーン上に印加することと、
を含む、こと
を含み、
前記第１の持続時間にわたって積分される時間の関数としての前記第１および第２の振幅の和、および前記第２の持続時間にわたって積分される時間の関数としての前記第１、第２、および第３の振幅の和、および前記第３の持続時間にわたって積分される時間の関数としての前記第４の振幅、および前記第４の持続時間にわたって積分される時間の関数としての前記第５の振幅は、前記リセット相および前記色遷移相にわたって前記ディスプレイ媒体上のＤＣ平衡を維持するように設計されるインパルスオフセットを生産する、方法。
（項目２）
前記リセット相は、前記ディスプレイ上にレンダリングされる前の光学性質を消去する、項目１に記載の方法。
（項目３）
前記色遷移相は、前記ディスプレイによって表示される光学性質を実質的に変化させる、項目１に記載の方法。
（項目４）
前記第１の極性は、負電圧である、項目１に記載の方法。
（項目５）
前記第１の極性は、正電圧である、項目１に記載の方法。
（項目６）
前記インパルスオフセットは、前記ディスプレイ媒体によって被られるキックバック電圧に比例する、項目１に記載の方法。
（項目７）
前記第４の持続時間は、前記第３の持続時間の間に生じる、項目１に記載の方法。
（項目８）
前記第３の持続時間および前記第４の持続時間は、同時に開始する、項目７に記載の方法。
（項目９）
フロント電極と、バックプレーンと、前記フロント電極と前記バックプレーンとの間に位置付けられるディスプレイ媒体とを有する電気泳動ディスプレイを駆動するための方法であって、前記ディスプレイ媒体は、３つの異なるように着色された粒子のセットを備え、前記方法は、
リセット相および色遷移相を前記ディスプレイに印加することであって、
前記リセット相は、
第１の極性、時間の関数としての第１の振幅、および第１の持続時間を有する第１の信号を、前記フロント電極上に印加することと、
信号を、前記第１の持続時間の間、前記バックプレーン上に印加しないことと、
第１の極性と反対の第２の極性、時間の関数としての第２の振幅を有する第２の信号を、第２の持続時間の間、前記フロント電極上に印加することと、
前記第１の極性および時間の関数としての第３の振幅を有する第３の信号を、前記第２の持続時間の間、前記バックプレーン上に印加することと
を含み、
前記色遷移相は、
前記第１の極性、時間の関数としての第４の振幅、および前記第１および第２の持続時間に続く第３の持続時間を有する第４の信号を、前記フロント電極上に印加することと、
前記第２の極性、時間の関数としての第５の振幅、および前記第１および第２の持続時間に続く第４の持続時間を有する第５の信号を、前記バックプレーン上に印加することと
を含む、こと
を含み、
前記第１の持続時間にわたって積分される時間の関数としての前記第１の振幅の和、および前記第２の持続時間にわたって積分される時間の関数としての前記第２および第３の振幅の和、および前記第３の持続時間にわたって積分される時間の関数としての前記第４の振幅、および前記第４の持続時間にわたって積分される時間の関数としての前記第５の振幅は、前記リセット相および前記色遷移相にわたって前記ディスプレイ媒体上のＤＣ平衡を維持するように設計されるインパルスオフセットを生産する、方法。
（項目１０）
前記第４の持続時間は、前記第３の持続時間の間に生じる、項目９に記載の方法。
（項目１１）
前記第３の持続時間および前記第４の持続時間は、同時に開始する、項目１０に記載の方法。
（項目１２）
フロント電極と、バックプレーンと、前記フロント電極と前記バックプレーンとの間に位置付けられるディスプレイ媒体とを備える、電気泳動ディスプレイのためのコントローラであって、前記ディスプレイ媒体は、３つの異なるように着色された粒子のセットを備え、前記コントローラは、前記フロント電極および前記バックプレーンに動作可能に結合され、リセット相および色遷移相を前記ディスプレイに印加するように構成され、
前記リセット相は、
第１の極性、時間の関数としての第１の振幅、および第１の持続時間を有する第１の信号を、前記フロント電極上に印加することと、
第１の極性と反対の第２の極性、時間の関数としての第２の振幅を有する第２の信号を、前記第１の持続時間の間、前記バックプレーン上に印加することと、
前記第１の極性と反対の第２の極性、時間の関数としての第３の振幅を有する第３の信号を、第２の持続時間の間、前記フロント電極上に印加することと、
前記第１および第２の振幅の和と等しい第４の信号を、前記第２の持続時間の間、前記バックプレーン上に印加することと
を含み、
前記色遷移相は、
前記第２の極性、時間の関数としての第４の振幅、および前記第１および第２の持続時間に続く第３の持続時間を有する第５の信号を、前記フロント電極上に印加することと、
前記第１の極性、時間の関数としての第５の振幅、および前記第１および第２の持続時間に続く第４の持続時間を有する第６の信号を、前記バックプレーン上に印加することと
を含み、
前記第１の持続時間にわたって積分される時間の関数としての前記第１および第２の振幅の和、および前記第２の持続時間にわたって積分される時間の関数としての前記第１、第２、および第３の振幅の和、および前記第３の持続時間にわたって積分される時間の関数としての前記第４の振幅、および前記第４の持続時間にわたって積分される時間の関数としての前記第５の振幅は、前記リセット相および前記色遷移相にわたって前記ディスプレイ媒体上のＤＣ平衡を維持するように設計されるインパルスオフセットを生産する、コントローラ。
（項目１３）
前記コントローラは、前記電気泳動ディスプレイによって表示されるべき色に応じて、異なるリセット相を印加する、項目１２に記載のコントローラ。
（項目１４）
前記ディスプレイ媒体は、白色、シアン色、黄色、およびマゼンタ色粒子を備える、項目１２に記載のコントローラ。
（項目１５）
前記ディスプレイ媒体は、白色、赤色、青色、および緑色粒子を備える、項目１２に記載のコントローラ。
（項目１６）
フロント電極と、バックプレーンと、前記フロント電極と前記バックプレーンとの間に位置付けられるディスプレイ媒体とを備える電気泳動ディスプレイのためのコントローラであって、前記ディスプレイ媒体は、３つの異なるように着色された粒子のセットを備え、前記コントローラは、前記フロント電極および前記バックプレーンに動作可能に結合され、リセット相および色遷移相を前記ディスプレイに印加するように構成され、
前記リセット相は、
リセット相および色遷移相を前記ディスプレイに印加することであって、前記リセット相は、
第１の極性、時間の関数としての第１の振幅、および第１の持続時間を有する第１の信号を、前記フロント電極上に印加することと、
信号を、前記第１の持続時間の間、前記バックプレーン上に印加しないことと、
第１の極性と反対の第２の極性、時間の関数としての第２の振幅を有する第２の信号を、第２の持続時間の間、前記フロント電極上に印加することと、
前記第１の極性および時間の関数としての第３の振幅を有する第３の信号を前記第２の持続時間の間、前記バックプレーン上に印加することと
を含み、
前記色遷移相は、
前記第１の極性、時間の関数としての第４の振幅、および前記第１および第２の持続時間に続く第３の持続時間を有する第４の信号を、前記フロント電極上に印加することと、
前記第２の極性、時間の関数としての第５の振幅、および前記第１および第２の持続時間に続く第４の持続時間を有する第５の信号を、前記バックプレーン上に印加することと
を含み、
前記第１の持続時間にわたって積分される時間の関数としての前記第１の振幅の和、および前記第２の持続時間にわたって積分される時間の関数としての前記第２および第３の振幅の和、および前記第３の持続時間にわたって積分される時間の関数としての前記第４の振幅、および前記第４の持続時間にわたって積分される時間の関数としての前記第５の振幅は、前記リセット相および前記色遷移相にわたって前記ディスプレイ媒体上のＤＣ平衡を維持するように設計されるインパルスオフセットを生産する、コントローラ。
（項目１７）
前記コントローラは、前記電気泳動ディスプレイによって表示されるべき色に応じて、異なるリセット相を印加する、項目１６に記載のコントローラ。
（項目１８）
前記ディスプレイ媒体は、白色、シアン色、黄色、およびマゼンタ色粒子を備える、項目１６に記載のコントローラ。
（項目１９）
前記ディスプレイ媒体は、白色、赤色、青色、および緑色粒子を備える、項目１６に記載のコントローラ。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１は、電気泳動ディスプレイの単一ピクセルの例示的等価回路を図示する。
【００３４】
【図２】図２は、黒色、白色、減法三原色、および加法三原色を表示するときの本発明の電気泳動媒体中の種々の着色粒子の位置を示す、概略断面図である。
【００３５】
【図３】図３は、概略形態において、多粒子電気泳動媒体中で使用される４つのタイプの異なる顔料粒子を示す。
【００３６】
【図４】図４は、概略形態において、多粒子電気泳動媒体中の粒子対間の相互作用の相対的強度を示す。
【００３７】
【図５】図５は、可変強度および持続時間の電場を受けるときの電気泳動媒体中の複数の異なる粒子の挙動を示す。
【００３８】
【図６】図６は、二部リセット相（Ａ）および色遷移相（Ｂ）を含む、例示的波形である。
【００３９】
【図７】図７は、本発明の駆動スキームにおいて１つの色を生成するために使用される波形の、フロントおよびピクセル電極の時間に伴う変動および電気泳動媒体を横断して得られる電圧を示す、概略電圧対時間図である。
【００４０】
【図８Ａ】図８Ａは、二部リセット相の種々の電圧組み合わせを用いて生産された色域の実験データを示す。
【００４１】
【図８Ｂ】図８Ｂは、所望の色に応じて二部リセット相を変化させるコントローラを実装することによって利用可能な総実験色域を示す。
【００４２】
【図９】図９は、ＤＣ平衡リセットパルスの実施形態を示す。
【００４３】
【図１０】図１０は、電気泳動粒子によって被られるような図９のＤＣ平衡リセットパルスを示す。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
前述のように、本発明は、１つの光散乱粒子（典型的には、白色）と、減法三原色を提供する３つの他の粒子とを備える、電気泳動媒体と併用されてもよい。そのようなシステムは、図２に図式的に示され、白色、黄色、赤色、マゼンタ色、青色、シアン色、緑色、および黒色を全てのピクセルに提供することができる。
【００４５】
減法三原色を提供する３つの粒子は、実質的に非光散乱性（「ＳＮＬＳ」）であってもよい。ＳＮＬＳ粒子の使用は、色の混合を可能にし、同一数の散乱粒子で達成され得るものより多くの色結果を提供する。前述の第ＵＳ８，５８７，８５９号は、減法原色を有する粒子を使用するが、非白色粒子の独立アドレス指定のための２つの異なる電圧閾値を要求する（すなわち、ディスプレイは、３つの正および３つの負電圧を用いてアドレス指定される）。これらの閾値は、クロストークの回避のために十分に分離されなければならず、本分離は、いくつかの色に関して高アドレス指定電圧の使用を余儀なくする。加えて、最高閾値での着色粒子のアドレス指定はまた、全ての他の着色粒子を移動させる。
【００４６】
これらの他の粒子は、続いて、より低い電圧において、その所望の位置に切り替えられなければならない。そのような段階的色アドレス指定スキームは、望ましくない色の点滅および長遷移時間をもたらす。本発明は、そのような段階的波形の使用を要求せず、全ての色へのアドレス指定は、以下に説明されるように、２つの正および２つの負電圧のみで達成されることができる（すなわち、２つの正、２つの負、およびゼロのみの５つの異なる電圧が、ディスプレイにおいて要求されるが、以下に説明されるように、ある実施形態では、より多くの異なる電圧を使用して、ディスプレイをアドレス指定することが好ましくあり得る）。
【００４７】
すでに述べられたように、付随の図面の図２は、黒色、白色、減法三原色、および加法三原色を表示するときの本発明の電気泳動媒体中の種々の粒子の位置を示す、概略断面である。図２では、ディスプレイの視認表面は、上部にあると仮定される（図示されるように）、すなわち、ユーザは、ディスプレイを本方向から視認し、光は、本方向から入射する。すでに述べられたように、好ましい実施形態では、本発明の電気泳動媒体において使用される４つの粒子のうちの１つのみが、光を実質的に散乱させ、図２では、本粒子は、白色顔料であると仮定される。基本的に、本光散乱白色粒子は、白色反射体を形成し、それに対して白色粒子の上方の任意の粒子（図２に図示されるように）が、視認される。これらの粒子を通して通過する、ディスプレイの視認表面に進入する光は、白色粒子から反射され、これらの粒子を通して戻り、ディスプレイから出現する。したがって、白色粒子の上方の粒子は、種々の色を吸収し得、ユーザに現れる色は、白色粒子の上方の粒子の組み合わせから生じるものである。白色粒子の下方（ユーザの視点から背後）に配置される任意の粒子は、白色粒子によってマスクされ、表示される色に影響を及ぼさない。第２、第３、および第４の粒子は、実質的に非光散乱性であるため、相互に対するその順序または配列は、重要ではないが、すでに述べられた理由から、白色（光散乱）粒子に対するその順序または配列は、重要である。
【００４８】
より具体的には、シアン色、マゼンタ色、および黄色粒子が、白色粒子の下方にあるとき（図２における状況［Ａ］）、白色粒子の上方に粒子は存在せず、ピクセルは、単に、白色を表示する。単一粒子が、白色粒子の上方にあるとき、その単一粒子の色が、それぞれ、図２における状況［Ｂ］、［Ｄ］、および［Ｆ］において黄色、マゼンタ色、およびシアン色で表示される。２つの粒子が白色粒子の上方にあるとき、表示される色は、これらの２つの粒子のものの組み合わせである。すなわち、図２における状況［Ｃ］では、マゼンタ色および黄色粒子は、赤色を表示し、状況［Ｅ］では、シアン色およびマゼンタ色粒子は、青色を表示し、状況［Ｇ］では、黄色およびシアン色粒子は、緑色を表示する。最後に、全３つの着色粒子が、白色粒子の上方にあるとき（図２における状況［Ｈ］）、全ての入射光は、減法三原色着色粒子によって吸収され、ピクセルは、黒色を表示する。
【００４９】
ディスプレイが、２つのタイプの光散乱粒子を備え、そのうちの一方が白色であって、他方が着色されるであろうように、１つの減法原色が、光を散乱させる粒子によってレンダリングされ得ることが可能性として考えられる。しかしながら、この場合、白色粒子を覆う他の着色粒子に対する光散乱着色粒子の位置が、重要となるであろう。例えば、黒色をレンダリングする際（全３つの着色粒子が白色粒子の上方にあるとき）、散乱着色粒子は、非散乱着色粒子の上方にあることができない（そうでなければ、それらは、散乱粒子の背後に部分的または完全に隠蔽され、レンダリングされる色は、散乱着色粒子のものであって、黒色ではないであろう）。
【００５０】
１つを上回るタイプの着色粒子が光を散乱させる場合、黒色をレンダリングすることは、容易ではないであろう。
【００５１】
図２は、色が汚染されない（すなわち、光散乱白色粒子が白色粒子の背後にある任意の粒子を完全にマスクする）、理想的状況を示す。実際は、白色粒子によるマスクは、理想的には完全にマスクされるであろう粒子による光のわずかな吸収が存在し得るように非完璧であり得る。そのような汚染は、典型的には、レンダリングされる色の明度および彩度の両方を低減させる。本発明の電気泳動媒体では、そのような色汚染は、形成される色が色レンダリングのための産業規格に匹敵する点まで最小限にされるはずである。特に好ましい規格は、ＳＮＡＰ（新聞広告生産のための規格）であって、これは、上記に参照される８原色の各々に対してＬ＊、ａ＊、およびｂ＊値を規定する。（以降、「原色」は、図２に示されるように、８つの色、すなわち、黒色、白色、減法三原色、および加法三原色を指すために使用されるであろう。）
【００５２】
図２に示されるように、複数の異なる着色粒子を「層」内に電気泳動的に配列するための方法は、先行技術に説明されている。最も単純なそのような方法は、異なる電気泳動移動度を有する、「競合」顔料を伴う。例えば、米国特許第８，０４０，５９４号を参照されたい。そのような競合は、荷電顔料自体の運動が電気泳動流体中で局所的に被られる電場を変化させるため、一見理解され得るよりも複雑である。例えば、正荷電粒子が、カソードに向かって、負荷電粒子が、アノードに向かって移動するにつれて、その電荷は、２つの電極間の中間の荷電粒子によって被られる電場を遮蔽する。顔料競合が、本発明の電気泳動に関わるが、これは、図２に図示される粒子の配列に関わる単独現象ではないと考えられる。
【００５３】
複数の粒子の運動を制御するために採用され得る、第２の現象は、異なる顔料タイプ間の異種凝集である。例えば、前述の第ＵＳ２０１４／００９２４６５号を参照されたい。そのような凝集は、電荷媒介され得る（クーロン力）、または、例えば、水素結合またはファンデルワールス相互作用の結果として生じ得る。相互作用の強度は、顔料粒子の表面処理の選定によって影響され得る。例えば、クーロン相互作用は、立体障壁（典型的には、一方または両方の粒子の表面にグラフト結合または吸着されるポリマー）によって反対荷電粒子の最近傍接近距離が最大限にされるとき、弱化され得る。本発明では、前述のように、そのようなポリマー障壁は、第１および第２のタイプの粒子上で使用され、かつ第３および第４のタイプの粒子上で使用される場合とそうではない場合がある。
【００５４】
複数の粒子の運動を制御するために利用され得る、第３の現象は、前述の出願第１４／２７７，１０７号に詳細に説明されるように、電圧または電流依存移動度である。
【００５５】
図３は、本発明の好ましい実施形態において使用される、４つの顔料タイプ（１−４）の概略断面表現を示す。コア顔料に吸着されるポリマーシェルは、暗色陰影によって示される一方、コア顔料自体は、陰影されないものとして示される。当技術分野において周知であるように、球状、針状、または別様に等角のより小さい粒子の凝集体（すなわち、「ぶどうの房」）、結合剤中に分散される小顔料粒子または染料を備える、複合粒子等、様々な形態が、コア顔料のために使用されてもよい。ポリマーシェルは、当技術分野において周知であるように、グラフト結合プロセスまたは化学吸着によって作製される、共有結合されたポリマーであってもよい、または粒子表面上に物理吸着されてもよい。例えば、ポリマーは、不溶性および可溶性区画を備える、ブロックコポリマーであってもよい。ポリマーシェルをコア顔料に添着するためのいくつかの方法が、以下の実施例に説明される。
【００５６】
本発明の一実施形態における第１および第２の粒子タイプは、好ましくは、第３および第４の粒子タイプより実質的なポリマーシェルを有する。光散乱白色粒子は、第１または第２のタイプである（負または正のいずれかに荷電される）。続く議論では、白色粒子は、負の電荷（すなわち、タイプ１）を担持すると仮定されるが、説明される一般原理が白色粒子が正荷電される粒子のセットにも適用されるであろうことは、当業者に明白となるであろう。
【００５７】
本発明では、電荷制御剤を含有する懸濁溶媒中のタイプ３および４の粒子の混合物から形成される凝集体を分離するために要求される電場は、２つのタイプの粒子の任意の他の組み合わせから形成される凝集体を分離するために要求されるものを上回る。一方、第１および第２のタイプの粒子間に形成される凝集体を分離するために要求される電場は、第１および第４の粒子間または第２および第３の粒子間に形成される凝集体を分離するために要求されるもの未満である（当然ながら、第３および第４の粒子を分離するために要求されるもの未満である）。
【００５８】
図３では、粒子を構成するコア顔料は、ほぼ同一サイズを有するように示され、各粒子のゼータ電位も、図示されないが、ほぼ同一であると仮定される。変動するのは、各コア顔料を囲繞するポリマーシェルの厚さである。図３に示されるように、本ポリマーシェルは、タイプ１および２の粒子に関してタイプ３および４の粒子より厚く、これは、実際、本発明のある実施形態のための好ましい状況である。
【００５９】
ポリマーシェルの厚さが反対荷電粒子の凝集体を分離するために要求される電場にどのように影響を及ぼすかを理解するために、粒子対間の力平衡を考慮することが有用であり得る。実際は、凝集体は、多数の粒子から成り得、状況は、単純なペアワイズの相互作用の場合よりはるかに複雑となるであろう。それでもなお、粒子対分析は、本発明の理解のためのいくつかの指針を提供する。
【００６０】
電場内の粒子対のうちの一方に作用する力は、以下によって与えられる。
【化３】
0006818915.tif 000006
式中、ＦＡｐｐは、印加される電場によって粒子上に付与される力であって、ＦＣは、反対電荷の第２の粒子によって粒子上に付与されるクーロン力であって、ＦＶＷは、第２の粒子によって一方の粒子上に付与される誘引ファンデルワールス力であって、ＦＤは、懸濁溶媒の中への安定化ポリマーの（随意）含有の結果として粒子対上の枯渇凝集によって付与される誘引力である。
【００６１】
印加される電場によって粒子上に付与される力ＦＡｐｐは、以下によって与えられる。
【化４】
0006818915.tif 000007
式中、ｑは、粒子の電荷であって、これは、方程式（２）（近似的にヒュッケル限界）に示されるように、ゼータ電位（ζ）に関連し、ａは、コア顔料半径であって、ｓは、溶媒膨張ポリマーシェルの厚さであって、他の記号は、当技術分野において公知のその従来の意味を有する。
【００６２】
粒子１および２に関して、クーロン相互作用の結果として一方の粒子上に別の粒子によって付与される力の大きさは、以下によって近似的に与えられる。
【化５】
0006818915.tif 000008
【００６３】
各粒子に印加されるＦＡｐｐ力は、粒子を分離するために作用する一方、他の３つの力は、粒子間の誘引力であることに留意されたい。一方の粒子上に作用するＦＡｐｐ力が、他方上に作用するものより高い場合（一方の粒子上の電荷が、他方上のものより高いため）、ニュートンの第三法則に従って、対を分離するために作用する力は、２つのＦＡｐｐ力のより弱い方によって与えられる。
【００６４】
（２）および（３）から、誘引および分離クーロン項間の差異の大きさは、粒子が、等しい半径およびゼータ電位である場合、以下によって与えられ、
【化６】
0006818915.tif 000009
したがって、（ａ＋ｓ）をより小さくする、またはζをより大きくすることは、粒子が分離することをより困難にするであろうことが分かる。したがって、本発明の一実施形態では、タイプ１および２の粒子は、大きく、比較的に低ゼータ電位を有する一方、粒子３および４は、小さく、比較的に大ゼータ電位を有することが好ましい。
【００６５】
しかしながら、粒子間のファンデルワールス力もまた、ポリマーシェルの厚さが増加する場合、実質的に変化し得る。粒子上のポリマーシェルは、溶媒によって膨張され、ファンデルワールス力を通して相互作用するコア顔料の表面をさらに離れるように移動させる。それらの間の距離（ｓ１＋ｓ２）よりはるかに大きい半径（ａ１、ａ２）を伴う球状コア顔料に関して、以下となり、
【化７】
0006818915.tif 000010
式中、Ａは、ハマカー定数である。コア顔料間の距離が増加するにつれて、式は、より複雑となるが、影響は、同一のままである。すなわち、ｓ１またはｓ２の増加は、粒子間の誘引ファンデルワールス相互作用を低減させることに有意な影響を有する。
【００６６】
本背景を元に、図３に図示される粒子タイプの背後の理論的根拠を理解することが可能となる。タイプ１および２の粒子は、溶媒によって膨張され、コア顔料をさらに離れるように移動させ、より小さいポリマーシェルを有する、またはそれを有していない、タイプ３および４の粒子に関して可能なものよりそれらの間のファンデルワールス相互作用を低減させる、実質的ポリマーシェルを有する。粒子が、ほぼ同一サイズおよび大きさのゼータ電位を有する場合でも、本発明によると、上記の要件に従うようにペアワイズの凝集体間の相互作用の強度をアレンジすることが可能である。
【００６７】
図３のディスプレイにおいて使用するための好ましい粒子のより完全な詳細に関して、読者は、前述の出願第１４／８４９，６５８号を参照されたい。
【００６８】
図４は、概略形態において、本発明の粒子タイプのペアワイズの凝集体を分離するために要求される電場の強度を示す。タイプ３および４の粒子間の相互作用は、タイプ２および３の粒子間のものより強い。タイプ２および３の粒子間の相互作用は、タイプ１および４の粒子間のものとほぼ等しく、タイプ１および２の粒子間のものより強い。同一符号の電荷の粒子対間の全ての相互作用は、タイプ１および２の粒子間の相互作用と同程度に弱いかまたはより弱い。
【００６９】
図５は、概して、図２を参照して議論されたように、これらの相互作用が全ての原色（減法、加法、黒色、および白色）を作製するためにどのように利用され得るかを示す。
【００７０】
低電場（図５（Ａ））を用いてアドレス指定されると、粒子３および４は、凝集され、分離されない。粒子１および２は、電場内を自由に移動する。粒子１が白色粒子である場合、左から視認すると見える色は、白色であって、右から視認すると見える色は、黒色である。電場の極性の逆転は、黒色状態と白色状態との間で切り替わる。しかしながら、黒色状態と白色状態との間の遷移色は、着色される。粒子３および４の凝集体は、粒子１および２に対して電場内を非常にゆっくりと移動するであろう。粒子２は、粒子１を越えて移動する（左に）一方、粒子３および４の凝集体は、著しく移動しないという状態が、見出され得る。この場合、粒子２は、左から視認すると見えるであろう一方、粒子３および４の凝集体は、右から視認すると見えるであろう。本発明のある実施形態では、粒子３および４の凝集体は、弱正荷電され、したがって、そのような遷移の開始時に粒子２の近傍に位置付けられる。
【００７１】
高電場でアドレス指定されると（図５（Ｂ））、粒子３および４は、分離される。粒子１および３（それぞれ、負の電荷を有する）のいずれが左から視認されるときに可視となるかは、波形（以下参照）に依存するであろう。図示されるように、粒子３は、左から可視であって、粒子２および４の組み合わせは、右から可視である。
【００７２】
図５（Ｂ）に示される状態から開始すると、反対極性の低電圧は、正荷電粒子を左に、負荷電粒子を右に移動させるであろう。しかしながら、正荷電粒子４は、負荷電粒子１に遭遇し、負荷電粒子３は、正荷電粒子２に遭遇するであろう。結果としての、粒子２および３の組み合わせは、左から視認すると見え、粒子４は、右から視認すると見える。
【００７３】
上記に説明されるように、好ましくは、粒子１は、白色であって、粒子２は、シアン色であって、粒子３は、黄色であって、粒子４は、マゼンタ色である。
【００７４】
白色粒子内で使用されるコア顔料は、典型的には、電気泳動ディスプレイの当技術分野において周知であるように、高屈折率の金属酸化物である。白色顔料の実施例は、以下の実施例に説明される。
【００７５】
上記に説明されるようなタイプ２−４の粒子を作製するために使用されるコア顔料は、減法三原色、すなわち、シアン色、マゼンタ色、および黄色を提供する。
【００７６】
ディスプレイデバイスは、先行技術において公知のいくつかの方法において、本発明の電気泳動流体を使用して構築されてもよい。電気泳動流体は、マイクロカプセル内にカプセル化される、またはマイクロセル構造の中に組み込まれ、その後、ポリマー層でシールされてもよい。マイクロカプセルまたはマイクロセル層は、導電性材料の透明コーティングを担持するプラスチック基板またはフィルム上にコーティングまたはエンボス加工されてもよい。本アセンブリは、導電性接着剤を使用して、ピクセル電極を担持するバックプレーンにラミネートされてもよい。
【００７７】
図２に示される粒子配列のそれぞれを達成するために使用される波形の第１の実施形態が、ここで説明されるであろう。本議論では、第１の粒子は、白色であって、負荷電され、第２の粒子は、シアン色であって、正荷電され、第３の粒子は、黄色であって、負荷電され、第４の粒子は、マゼンタ色であって、正荷電されると仮定される。当業者は、第１および第２の粒子のうちの１つが白色であることが前提とされ得るため、粒子色のこれらの割当が変化される場合、色遷移がどのように変化するであろうかを理解するであろう。同様に、全ての粒子上の電荷の極性は、反転されることができ、電気泳動媒体は、依然として、媒体を駆動するために使用される波形（次の段落参照）の極性も同様に反転されることを前提として、同一様式で機能するであろう。
【００７８】
続く議論では、本発明のディスプレイのバックプレーンのピクセル電極に印加される波形（電圧対時間曲線）が、説明およびプロットされるが、フロント電極は、接地されると仮定される（すなわち、ゼロ電位）。電気泳動媒体によって被られる電場は、当然ながら、バックプレーンとフロント電極との間の電位差と、それらを分離する距離とによって決定される。ディスプレイは、典型的には、そのフロント電極を通して視認され、したがって、これは、ピクセルによって表示される色を制御するフロント電極に隣接する粒子であり、時として、バックプレーンに対してフロント電極の電位が考慮される場合、伴われる光学遷移を理解することがより容易である。これは、単に、以下に議論される波形を反転させることによって行われることができる。
【００７９】
これらの波形は、ディスプレイの各ピクセルが、＋Ｖｈｉｇｈ、＋Ｖｌｏｗ、０、−Ｖｌｏｗ、および−Ｖｈｉｇｈとして指定され、３０Ｖ、１５Ｖ、０、−１５Ｖ、および−３０Ｖとして図示される、５つの異なるアドレス指定電圧において駆動され得ることを要求する。実際は、より大きい数のアドレス指定電圧を使用することが好ましくあり得る。３つの電圧（すなわち、＋Ｖｈｉｇｈ、０、および−Ｖｈｉｇｈ）のみが、利用可能である場合、電圧Ｖｈｉｇｈのパルスを伴うが、１／ｎのデューティサイクルを伴う、アドレス指定によって、より低い電圧（例えば、Ｖｈｉｇｈ／ｎであって、ｎは、正の整数＞１である）におけるアドレス指定と同一結果を達成することが可能であり得る。
【００８０】
本発明において使用される波形は、３相、すなわち、ピクセルに印加される前の波形に起因するＤＣ非平衡が補正されるかまたは後続色レンダリング遷移において被られるＤＣ非平衡が補正される（当技術分野において公知のように）ＤＣ平衡相、ピクセルがピクセルの前の光学状態にかかわらず少なくともほぼ同一である開始構成に戻される「リセット」相、および以下に説明されるような「色レンダリング」相を備えてもよい。ＤＣ平衡およびリセット相は、随意であって、特定の用途の需要に応じて、省略されてもよい。「リセット」相は、採用される場合、以下に説明されるマゼンタ色レンダリング波形と同一であってもよい、または最大の可能な正および負電圧の連続駆動を伴ってもよい、またはディスプレイをそこから後続色が再現可能に取得され得る状態に戻ることを前提として、ある他のパルスパターンであってもよい。
【００８１】
本発明のディスプレイ（図２に示されるもの等）に印加される本第２の駆動スキームを使用した８原色（白色、黒色、シアン色、マゼンタ色、黄色、赤色、緑色、および青色）の生産において使用される一般原理が、ここで、説明されるであろう。第１の顔料は、白色であって、第２の顔料は、シアン色であって、第３の顔料は、黄色であって、第４の顔料は、マゼンタ色であると仮定されるであろう。ディスプレイによって呈される色が顔料色の割当が変化される場合に変化するであろうことが、当業者に明白となるであろう。
【００８２】
ピクセル電極に印加される最大の正および負電圧（図６では±Ｖｍａｘとして指定される）は、それぞれ、第２および第４の粒子の混合（青色を生産するためのシアン色およびマゼンタ色−図２Ｅ参照）または第３の粒子単独（黄色−図２Ｂ参照−白色顔料は、光を散乱させ、着色顔料間にある）によって形成される色を生産する。これらの青色および黄色は、必ずしも、ディスプレイによって達成可能な最良の青色および黄色ではない。ピクセル電極に印加される中間レベルの正および負電圧（図６では±Ｖｍｉｄとして指定される）は、それぞれ、黒色および白色である、色を生産する（必ずしもではないが、ディスプレイによって達成可能な最良の黒色および白色−図５Ａ参照）。
【００８３】
これらの青色、黄色、黒色、または白色光学状態から、他の４つの原色が、第２の粒子（この場合、シアン色粒子）のみを第１の粒子（この場合、白色粒子）に対して移動させることによって取得され得、これは、最低印加電圧（図６では±Ｖｍｉｎとして指定される）を使用して達成される。したがって、シアン色を青色から移動させることは（−Ｖｍｉｎをピクセル電極に印加することによって）、マゼンタ色を生産し（それぞれ、青色およびマゼンタ色に関する図２［Ｅ］および２［Ｄ］参照）、シアン色を黄色の中に移動させることは（＋Ｖｍｉｎをピクセル電極に印加することによって）は、緑色を提供し（それぞれ、黄色および緑色に関する図２［Ｂ］および２［Ｇ］参照）、シアン色を黒色から移動させることは（−Ｖｍｉｎをピクセル電極に印加することによって）は、赤色を提供し（それぞれ、黒色および赤色に関する図２［Ｈ］および２［Ｃ］参照）、シアン色を白色の中に移動させることは（＋Ｖｍｉｎをピクセル電極に印加することによって）は、シアン色を提供する（それぞれ、白色およびシアン色に関する図２［Ａ］および２［Ｆ］参照）。
【００８４】
これらの一般原理は、本発明のディスプレイにおいて特定の色を生産するための波形の構造に有用であるが、実際は、上記に説明される理想的挙動は、観察されない場合があり、基本スキームの修正が、望ましくは、採用される。
【００８５】
本発明のカラー電気泳動ディスプレイをアドレス指定するための汎用波形が、図６に図示され、横座標は、時間（任意単位）を表し、縦座標は、ピクセル電極と共通フロント電極との間の電圧差を表す。図６に図示される駆動スキームにおいて使用される３つの正電圧の大きさは、約＋３Ｖ〜＋３０Ｖにあってもよく、３つの負電圧は、約−３Ｖ〜−３０Ｖにあってもよい。ある好ましい実施形態では、最高正電圧＋Ｖｍａｘは、＋３０Ｖであって、中間正電圧＋Ｖｍｉｄは、１５Ｖであって、最低正電圧＋Ｖｍｉｎは、９Ｖである。類似様式において、負電圧−Ｖｍａｘ、−Ｖｍｉｄ、および−Ｖｍｉｎは、好ましい実施形態では、−３０Ｖ、−１５Ｖ、および−９Ｖである。３つの電圧レベルのいずれに関しても、電圧の大きさ｜＋Ｖ｜＝｜−Ｖ｜である必要はないが、ある場合には、そのようであることが好ましくあり得る。
【００８６】
図６に図示される汎用波形には、２つの明確に異なる相が存在する。第１の相では、パルス（「パルス」は、単極方形波、すなわち、所定の時間にわたる一定電圧の印加を指す）が＋Ｖｍａｘおよび−Ｖｍａｘにおいて供給され、ディスプレイ上にレンダリングされる前の画像を消去する（すなわち、ディスプレイを「リセット」する）役割を果たす。これらのパルスの長さ（ｔ１およびｔ３）および残り（すなわち、それらの間のゼロ電圧の周期（ｔ２およびｔ４）は、波形全体（すなわち、図６に図示されるような全体波形にわたる時間に対する電圧の積分）がＤＣ平衡される（すなわち、経時的電圧の積分は、実質的にゼロである）ように選定されてもよい。ＤＣ平衡は、本相内で供給される正味インパルスが、相Ｂ（それらの相の間、ディスプレイが、特定の所望の色に切り替えられる）において供給される正味インパルスと大きさが等しく、符号が反対であるように、相Ａ内のパルスの長さおよび残りを調節することによって達成されることができる。
【００８７】
本明細書では、用語「フレーム」は、ディスプレイ内の全ての行の単一更新を指す。薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）アレイを使用して駆動される本発明のディスプレイでは、図６の横座標上の利用可能な時間インクリメントは、典型的には、ディスプレイのフレームレートによって量子化されるであろうことが、当業者に明白となるであろう。同様に、ディスプレイは、フロント電極に対してピクセル電極の電位を変化させることによってアドレス指定され、これは、ピクセル電極またはフロント電極のいずれかまたは両方の電位を変化させることによって遂行されてもよいことも、明白となるであろう。本最先端技術では、典型的には、ピクセル電極の行列は、バックプレーン上に存在する一方、フロント電極は、全てのピクセルに共通である。したがって、フロント電極の電位が変化されると、全てのピクセルのアドレス指定が、影響される。図６を参照して上記に説明される波形の基本構造は、可変電圧がフロント電極に印加されるかどうかにかかわらず、同一である。
【００８８】
図６に図示される汎用波形は、駆動電子機器が、ディスプレイの選択された行の更新の間、７つもの多くの異なる電圧をデータラインに提供することを要求する。７つの異なる電圧を送達することが可能なマルチレベルソースドライバが、利用可能であるが、電気泳動ディスプレイのための多くの市販のソースドライバは、単一フレームの間、３つのみの異なる電圧が送達されることを可能にする（典型的には、正電圧、ゼロ、および負電圧）。パネルに供給される３つの電圧（典型的には、＋Ｖ、０、および−Ｖ）が１つのフレームから次へと変化されることができることを前提として、３レベルソースドライバアーキテクチャに適応するように図６の汎用波形を修正することが可能性として考えられる。（すなわち、例えば、フレームｎでは、電圧（＋Ｖｍａｘ、０、−Ｖｍｉｎ）が供給され得る一方、フレームｎ＋１では、電圧（＋Ｖｍｉｄ、０、−Ｖｍａｘ）が供給され得るように）。
【００８９】
時として、いわゆる「トッププレーン切替」駆動スキームを使用して、電気泳動ディスプレイを制御することが望ましくあり得る。トッププレーン切替駆動スキームでは、トッププレーン共通電極は、−Ｖ、０、および＋Ｖ間で切り替えられることができる一方、ピクセル電極に印加される電圧もまた、−Ｖ、０から＋Ｖに変動することができ、１つの方向におけるピクセル遷移は、共通電極が０にあるときに取り扱われ、他の方向における遷移は、共通電極が＋Ｖにあるときに取り扱われる。
【００９０】
トッププレーン切替が、３レベルソースドライバと組み合わせて使用されるとき、図６を参照して上記に説明されるものと同一の一般原理が、適用される。トッププレーン切替は、ソースドライバが好ましいＶｍａｘと同程度の電圧を供給することができないときに好ましくあり得る。トッププレーン切替を使用して電気泳動ディスプレイを駆動するための方法は、当技術分野において周知である。
【００９１】
（Ｅ  Ｉｎｋ）先行技術の典型的波形は、以下の表１に示され、括弧内の数字は、示されるバックプレーン電圧（ゼロ電位にあると仮定されるトッププレーンに対して）で駆動されるフレームの数に対応する。
【表１】
0006818915.tif 000011
【００９２】
本波形のリセット相では、最大の負および正電圧のパルスが、提供され、ディスプレイの前の状態を消去する。各電圧におけるフレームの数は、色がレンダリングされる、高／中間電圧および低／中間電圧相内の正味インパルスを補償する量（色ｘに関するΔｘとして示される）だけオフセットされる。ＤＣ平衡を達成するために、Δｘは、その正味インパルスの半分であるように選定される。リセット相は、表に図示される様式で精密に実装される必要はない。例えば、トッププレーン切替が使用されるとき、特定の数のフレームを負および正の駆動に配分することが必要である。そのような場合では、ＤＣ平衡の達成と一致する最大数の高電圧パルスを提供することが好ましい（すなわち、必要に応じて、２Δｘを負または正のフレームから減算する）。
【００９３】
高／中間電圧相では、上記に説明されるように、各色に適切なパルスシーケンスのＮ反復のシーケンスが、提供され、Ｎは、１〜２０であることができる。示されるように、本シーケンスは、大きさＶｍａｘまたはＶｍｉｄまたは０の正または負電圧またはゼロが配分される、１４フレームを備える。示されるパルスシーケンスは、上記に与えられる議論に一致する。波形の本相では、白色、青色、およびシアン色をレンダリングするためのパルスシーケンスは、同一であることが分かる。同様に、本相では、黄色および緑色をレンダリングするためのパルスシーケンスも、同一である（緑色は、黄色状態から開始して達成されるため）。
【００９４】
低／中間電圧相では、青色およびシアン色は、白色から取得され、緑色は、黄色から取得される。
【００９５】
波形の前述の議論、具体的には、ＤＣ平衡の議論は、キックバック電圧の問題点を無視している。実際は、前述のように、全てのバックプレーン電圧は、キックバック電圧ＶＫＢと等しい量だけ、電力供給源によって供給される電圧からオフセットされる。したがって、使用される電力供給源が、３つの電圧＋Ｖ、０、および−Ｖを提供する場合、バックプレーンは、実際には、電圧Ｖ＋ＶＫＢ、ＶＫＢ、および−Ｖ＋ＶＫＢを受信するであろう（ＶＫＢは、非晶質シリコンＴＦＴの場合、通常、負の数であることに留意されたい）。しかしながら、同一電力供給源は、任意のキックバック電圧オフセットを伴わずに、＋Ｖ、０、および−Ｖをフロント電極に供給するであろう。したがって、例えば、フロント電極が、−Ｖを供給されるとき、ディスプレイは、最大電圧２Ｖ＋ＶＫＢおよび最小電圧ＶＫＢを被るであろう。コストがかかり、不便であり得る、別個の電力供給源を使用して、ＶＫＢをフロント電極に供給する代わりに、波形は、フロント電極が、正電圧、負電圧、およびＶＫＢを供給される、区分に分割されてもよい。
【００９６】
前述のように、前述の出願第１４／８４９，６５８号に説明される波形のうちのいくつかでは、７つの異なる電圧、すなわち、３つの正、３つの負、およびゼロがピクセル電極に印加されることができる。好ましくは、これらの波形において使用される最大電圧は、現在の最先端技術における非晶質シリコン薄膜トランジスタによって取り扱われるものより高い。そのような場合、高電圧が、トッププレーン切替の使用によって取得されることができ、駆動波形は、キックバック電圧を補償するように構成されることができ、本質的に、本発明の方法によってＤＣ平衡されることができる。図７は、単一色を表示するために使用される１つのそのような波形を図式的に描写する。図７に示されるように、全ての色に関する波形は、同一基本形態を有する。すなわち、波形は、本質的に、ＤＣ平衡され、２つの区分または相、すなわち、（１）ディスプレイの「リセット」を、そこから任意の色が再現可能に取得され得、その間に波形の残りのＤＣ非平衡と等しくかつ反対であるＤＣ非平衡が提供される、状態に提供するために使用される、予備的な一連のフレームと、（２）レンダリングされるべき色に特定の一連のフレームとを備えることができる。図６に示される波形の区分ＡおよびＢを参照されたい。
【００９７】
第１の「リセット」相の間、ディスプレイのリセットは、理想的には、前に表示される色に特有の残留電圧および顔料構成を含む、前の状態の任意のメモリを消去する。そのような消去は、ディスプレイが「リセット／ＤＣ平衡」相における最大の可能な電圧にアドレス指定されるとき、最も効果的である。加えて、十分なフレームが、本相において配分され、最も非平衡な色遷移の平衡を可能にしてもよい。いくつかの色は、波形の第２の区分において正のＤＣ平衡、その他において、負の平衡を要求するため、「リセット／ＤＣ平衡」相のフレームの約半分において、フロント電極電圧Ｖｃｏｍは、ＶｐＨに設定され（バックプレーンとフロント電極との間の最大の可能な負電圧を可能にする）、残りでは、Ｖｃｏｍは、ＶｎＨに設定される（バックプレーンとフロント電極との間の最大の可能な正電圧を可能にする）。実験的に、Ｖｃｏｍ＝ＶｎＨフレームがＶｃｏｍ＝ＶｐＨフレームに先行することが好ましいことが見出されている。
【００９８】
「所望」の波形（すなわち、電気泳動媒体を横断して印加することが望ましい、実際の電圧対時間曲線）が、図７の下に図示され、トッププレーン切替を伴うその実装は、上に示され、フロント電極（Ｖｃｏｍ）およびバックプレーン（ＢＰ）に印加される電位が、図示される。列ドライバが、以下の電圧、すなわち、ＶｐＨ、ＶｎＨ（典型的には、±１０〜１５Ｖの範囲内である、最高正および負電圧）、ＶｐＬ、ＶｎＬ（典型的には、±１〜１０Ｖの範囲内である、より低い正および負電圧）、およびゼロを供給可能な電力供給源に接続されて使用されると仮定される。これらの電圧に加え、キックバック電圧ＶＫＢ（例えば、米国特許第７，０３４，７８３号に説明されるように測定される、使用される特定のバックプレーンに特有の小値）が、付加的電力供給源によってフロント電極に供給され得る。
【００９９】
図７に示されるように、全てのバックプレーン電圧は、ＶＫＢ（負の数として示される）だけ電力供給源によって供給される電圧からオフセットされる一方、フロント電極電圧は、フロント電極が、上記に説明されるように、ＶＫＢに明示的に設定されるときを除き、そのようにオフセットされない。
【０１００】
本発明のディスプレイは、８つの原色を生産するように説明されたが、実際は、可能な限り多くの色がピクセルレベルで生産されることが好ましい。フルカラーグレースケール画像が、次いで、結像技術における当業者に周知の技法を使用してこれらの色間をディザリングすることによって、レンダリングされてもよい。例えば、上記に説明されるように生産された８つの原色に加え、ディスプレイは、付加的な８つの色をレンダリングするように構成されてもよい。一実施形態では、これらの付加的色は、淡赤色、淡緑色、淡青色、濃シアン色、濃マゼンタ色、濃黄色、および黒色と白色との間の２つのレベルのグレーである。本文脈において使用されるような用語「淡」および「濃」は、ＣＩＥ  Ｌ＊ａ＊ｂ＊等の色空間内の基準色と実質的に同一色相角であるが、それぞれ、より高いまたはより低いＬ＊を有する色を指す。
【０１０１】
一般に、淡色は、濃色と同一様式であるが、位相ＢおよびＣにおいて若干異なる正味インパルスを有する波形を使用して、取得される。したがって、例えば、淡赤色、淡緑色、および淡青色波形は、位相ＢおよびＣにおいて、対応する赤色、緑色、および青色波形より負の正味インパルスを有する一方、濃シアン色、濃マゼンタ色、および濃黄色は、位相ＢおよびＣにおいて、対応するシアン色、マゼンタ色、および黄色波形より正の正味インパルスを有する。正味インパルスの変化は、位相ＢおよびＣにおける、パルスの長さ、パルスの数、またはパルスの大きさを改変することによって、達成されてもよい。
【０１０２】
グレー色は、典型的には、低または中電圧間で発振するパルスのシーケンスによって達成される。
【０１０３】
薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）アレイを使用して駆動される、本発明のディスプレイでは、図７の横座標上の利用可能な時間インクリメントは、典型的には、ディスプレイのフレームレートによって量子化されるであろうことが、当業者に明白となるであろう。同様に、ディスプレイは、フロント電極に対するピクセル電極の電位を変化させることによってアドレス指定され、これは、ピクセル電極またはフロント電極のいずれかまたは両方の電位を変化させることによって遂行され得ることも、明白となるであろう。最新技術では、典型的には、ピクセル電極のマトリクスは、バックプレーン上に存在する一方、フロント電極は、全てのピクセルに共通である。したがって、フロント電極の電位が変化されると、全てのピクセルのアドレス指定が、影響される。図７を参照して上記に説明される波形の基本構造は、可変電圧がフロント電極に印加されるかどうかにかかわらず、同一である。
【０１０４】
図７に図示される汎用波形は、駆動電子機器が、ディスプレイの選択された行の更新の間、７つもの多くの異なる電圧をデータラインに提供することを要求する。７つの異なる電圧を送達することが可能なマルチレベルソースドライバが、利用可能であるが、電気泳動ディスプレイのための多くの市販のソースドライバは、単一フレームの間、３つのみの異なる電圧が送達されることを可能にする（典型的には、正電圧、ゼロ、および負電圧）。本明細書では、用語「フレーム」は、ディスプレイ内の全ての行の単一更新を指す。パネルに供給される３つの電圧（典型的には、＋Ｖ、０および−Ｖ）が１つのフレームから次へと変化されることができることを前提として、３レベルソースドライバアーキテクチャに適応するように図７の汎用波形を修正することが可能性として考えられる。（すなわち、例えば、フレームｎでは、電圧（＋Ｖｍａｘ、０、−Ｖｍｉｎ）が供給され得る一方、フレームｎ＋１では、電圧（＋Ｖｍｉｄ、０、−Ｖｍａｘ）が供給され得るように）。
【０１０５】
ここで図６を参照すると、位相Ａ（リセット相）では、本位相は、等しい持続時間の２つの区分に分割されることが分かる（点線によって図示される）。トッププレーン切替が、使用されると、トッププレーンは、これらの区分の第１のものでは、ある電位に保持され、第２の区分では、反対極性の電位に保持されるであろう。図６の特定の場合では、第１のそのような区分の間、トッププレーンは、ＶｐＨに保持され、バックプレーンは、ＶｎＨに保持されており、ＶｎＨ−ＶｐＨ（本表現は、トッププレーンのものに対するバックプレーン電位の参照のために使用される）の電気泳動流体を横断した電位降下を達成するであろう。第２の区分の間、トッププレーンは、ＶｎＨに保持され、バックプレーンは、ＶｐＨに保持されているであろう。示されるように、第２の区分の間、電気泳動流体は、利用可能な最高電位である、ＶｐＨ−ＶｎＨの電位を受けているであろう。しかしながら、ある色のレンダリングに関して、本高電圧への暴露は、理想的最終構成が達成することが困難であろう、初期顔料配列をもたらし得る。例えば、先行技術に記載のように、シアン色をレンダリングするために、マゼンタ色顔料（シアン色顔料と同一電荷極性を有する）は、黄色顔料との凝集体中で結び付けられる必要がある。そのような凝集体は、高印加電位によって分裂され、したがって、マゼンタ色は、制御されず、シアン色を汚染するであろう。
【０１０６】
しかしながら、波形の位相Ａの両区分において最大の可能な電圧を使用する必要はない。位相Ａにおいて要求されるのは、どの色が先行したかにかかわらず、新しくレンダリングされた色が同一であって、位相Ａにおいて提供される正味インパルスが位相Ｂにおける正味インパルスと平衡するように、前の色状態が消去されることだけである。
【０１０７】
したがって、表１に図示されるタイプの波形の位相Ｂが一定に保持されながら、位相Ａの２つの区分のそれぞれにおいて印加される電圧が変動されるように、実験が行われた（但し、同一数のフレームが、各例において、位相Ａに配分された。すなわち、第１の区分に関して、６０フレーム、第２の区分に関して、６０フレームの合計１２０フレームとした）。ディスプレイをアドレス指定後、各原色のＣＩＥＬａｂＬ＊、ａ＊およびｂ＊値が、測定された。
【０１０８】
表２は、最大の可能な負および正電圧が位相Ａの第１および第２の区分において印加される、デフォルト例を示す。これは、トッププレーン切替を使用して行われ、第１の列挙された電圧は、バックプレーンに印加される一方、第２の列挙された電圧は、トッププレーンに印加される。表２に列挙された８つの点を含有する凸包の体積として測定された色域は、２１，３３６ΔＥ３である。
【０１０９】
表３は、バックプレーンが、位相Ａの第１の区分の間、ゼロに保持される、例を示す。印加される電圧は、本例では、表２の例未満である。位相Ａの第２の区分において印加される電圧は、表２の例と同一である。ＤＣ平衡を維持するために、より低い電圧の印加の時間は、当然ながら、対応してより長くなければならない。表２に列挙された８つの点を含有する凸包の体積として測定された色域は、２０，９８７ΔＥ３である。
【０１１０】
表４は、バックプレーンが、位相Ａの第２の区分の間、ゼロに保持される、例を示す。位相Ａの第１の区分において印加される電圧は、表２の例と同一である。表２に列挙された８つの点を含有する凸包の体積として測定された色域は、２０，３３９ΔＥ３である。
【表２】
0006818915.tif 000012
【表３】
0006818915.tif 000013
【表４】
0006818915.tif 000014
【０１１１】
図８Ａは、ａ＊／ｂ＊平面上への投影としてこれらの実験の結果を示す。横座標は、ａ＊を表し、縦座標は、ｂ＊を表す。ある色（例えば、赤色、マゼンタ色、および青色）は、表２または３に対応する位相Ａ設定によってより良好にレンダリングされる一方、他の色（シアン色、緑色、および黄色）は、表４に対応する位相Ａ設定によってより良好にレンダリングされることが分かる。
【０１１２】
興味深いことに、位相Ａの第１および第２の区分の順序が逆転された代替実験は、非常に不良な結果をもたらし、全ての色が、黄色で汚染された。
【０１１３】
表５は、本実験からの最良の色の組み合わせを示す。表２に列挙された８つの点を含有する凸包の体積として測定された色域は、２８，０９２ΔＥ３である。したがって、波形のリセット相（位相Ａ）において印加される電圧の適切な選定によって、色域は、約５０％も増加された。表５の結果は、図８Ｂに描写される。
【０１１４】
本発明の方法は、特に、波形を可能な限り短くすることが所望されるときに重要である。固定電圧が位相Ａにおいて用いられると、位相Ｂは、ある色に関して、位相Ａにおいて導入されたバイアスを補償するために、より長くされる必要がある。
【０１１５】
本発明は、２つののみ区分を位相Ａに伴うように説明されたが、当業者は、任意の合理的数の区分が使用されてもよいことを理解するであろう。しかしながら、トッププレーン切替が、採用されるとき、レンダリングされるべき色にかかわらず、同一構造のトッププレーン電位が固定される。本発明によると、各トッププレーン電位に対応するバックプレーン設定は、レンダリングされている色に従って、但し、位相ＡおよびＢを備える全体的波形がＤＣ平衡されるという条件に違反することなく、波形の位相Ａにおいて変動される。
【表５】
0006818915.tif 000015
【０１１６】
リセットパルスのＤＣ平衡は、以下の方法において達成されることができる。
【０１１７】
ＤＣ平衡リセットプロセスのために、１セットの電圧が、波形内の全ての遷移に関して選定されなければならない。電圧のセットの選定は、あるパレットカラーが高電圧を要求する一方、その他が低電圧を要求するため、問題となり得る。大量の同時バックプレーン電圧が利用可能なデバイスに関して、これは、各遷移が個々に平衡されるため、問題とならないが、トッププレーン切替の場合、各遷移は、トッププレーンによってともに結合され、これは、遷移を強制的に相互に整合させる。付加的制約も、現在、同時バックプレーン電圧の数を３つに限定している、ソースドライバ規格によって強いられる。
【０１１８】
遷移は、バックプレーンおよびトッププレーンに印加される電圧のシーケンス
【化８】
0006818915.tif 000016
であって、式中、
【化９】
0006818915.tif 000017
は、フレームｉにおける遷移ｊに関するバックプレーン電圧であり、
【化１０】
0006818915.tif 000018
は、フレームｉにおけるトッププレーン電圧である。
【化１１】
0006818915.tif 000019
をＤＣ平衡リセットの印加に先立ったＴｊの総インパルスとする（式中、ｎｊは、Ｔｊの更新長（フレーム単位）であって、ＶＫＢは、ディスプレイのキックバック電圧である）。
【０１１９】
σｊを所望のＤＣ平衡インパルスオフセット（時間×Ｖ）とし、ｄｒをＤＣ平衡リセットの所望の総持続時間とする。ＤＣ平衡リセットは、その中に２つのパルスを有し、したがって、トッププレーン電圧は、各パルスに対して選定される必要があり、バックプレーン電圧は、各パルスおよび各遷移に対して選定される必要があるであろう。
【化１２】
0006818915.tif 000020
を遷移Ｔｊのｋ番目のパルスの電圧とする（式中、
【化１３】
0006818915.tif 000021
は、遷移Ｔｊのｋ番目のリセットパルスに関するバックプレーン電圧であり、
【化１４】
0006818915.tif 000022
は、ｋ番目のリセットパルスに関するトッププレーン電圧である）。２つのパルスに関する電圧は、
【化１５】
0006818915.tif 000023
が各遷移に対して反対符号であるように選定されることが重要である。
【０１２０】
理想的には０Ｖとなるであろう、「ゼロ」電圧が、選択される必要があるが、これは、常時、可能であるわけではない。
【化１６】
0006818915.tif 000024
となる。
【０１２１】
次に、２つのパルスの各々に対して最大持続時間を算出する。
【化１７】
0006818915.tif 000025
【０１２２】
次いで、
【化１８】
0006818915.tif 000026
の場合の持続時間である、各遷移に対する各パルスの「理想的」持続時間を算出する。表記
【化１９】
0006818915.tif 000027
を定義する。したがって、以下となる。
【化２０】
0006818915.tif 000028
【０１２３】
次いで、遷移を平衡するために、各パルスは、「アクティブ」部分および「ゼロ」部分に分割される。
【化２１】
0006818915.tif 000029
【０１２４】
ここで、波形のＤＣ平衡リセット相を構成する準備ができる。トッププレーンは、持続時間
【化２２】
0006818915.tif 000030
にわたって
【化２３】
0006818915.tif 000031
で駆動された後、持続時間
【化２４】
0006818915.tif 000032
にわたって
【化２５】
0006818915.tif 000033
で駆動される。各遷移Ｔｊに対し、図９に示されるように、持続時間
【化２６】
0006818915.tif 000034
にわたって
【化２７】
0006818915.tif 000035
で駆動された後、持続時間
【化２８】
0006818915.tif 000036
にわたって
【化２９】
0006818915.tif 000037
で駆動され、その後、持続時間
【化３０】
0006818915.tif 000038
にわたって
【化３１】
0006818915.tif 000039
で駆動され、その後、持続時間
【化３２】
0006818915.tif 000040
にわたって
【化３３】
0006818915.tif 000041
で駆動される。インクによって被られる結果として生じる波形は、図１０に示される。
【０１２５】
一見すると、アクティブマトリクスディスプレイの種々の行のシーケンシャル走査は、フロント電極の電圧が変化されるとき（典型的には、アクティブマトリクスの連続走査の間）、走査が関連ピクセルに到達し、そのピクセル電極上の電圧が、フロント電極電圧の変化を補償するように調節され、フロントプレーン電圧の変化と走査が関連ピクセルに到達する時間との間の周期が、関連ピクセルが位置する行に応じて変動するまで、ディスプレイの各ピクセルが、「正しくない」電圧を被るであろうため、波形および駆動スキームの正確なＤＣ平衡を確実にするために設計される前述の計算を覆し得ると考えられ得る。しかしながら、さらなる調査は、ピクセルに印加されるインパルス内の実際の「誤差」が、フロントプレーン電圧の変化×フロントプレーン電圧の変化と走査が関連ピクセルに到達する時間との間の周期に比例することを示すであろう。後者の周期は、最終フロントプレーン電圧を初期のものと等しいままにする、フロントプレーン電圧の任意の一連の変化に関して、インパルスの「誤差」の総和が、ゼロとなり、駆動スキームの全体的ＤＣ平衡が、影響されないであろうように、走査レートに変化がないと仮定して固定される。
【０１２６】
したがって、本発明は、多粒子電気泳動ディスプレイのためのＤＣ平衡波形を提供する。これまで、本願の技術のいくつかの側面および実施形態が説明されたが、種々の改変、修正、および改良が、当業者に容易に想起されるであろうことを理解されたい。そのような改変、修正、および改良は、本願に説明される技術の精神および範囲内であるように意図される。例えば、当業者は、本明細書に説明される機能を実施する、および／または結果および／または利点のうちの１つ以上のものを取得するための種々の他の手段および／または構造を容易に想定し、そのような変形例および／または修正はそれぞれ、本明細書に説明される実施形態の範囲内であると見なされる。当業者は、単なる日常的実験を使用して、本明細書に説明される具体的実施形態の多くの均等物を認識する、またはそれを確認することが可能であろう。したがって、前述の実施形態は、一例としてのみ提示され、添付の請求項およびその均等物の範囲内において、本発明の実施形態は、具体的に説明されるものと別様に実践されてもよいことを理解されたい。加えて、本明細書に説明される２つ以上の特徴、システム、物品、材料、キット、および／または方法の任意の組み合わせも、そのような特徴、システム、物品、材料、キット、および／または方法が、相互に矛盾しない場合、本開示の範囲内に含まれる。
【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８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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