JP2007512579A - Low residual voltage electro-optic display - Google Patents

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Abstract

本発明は、電気光学ディスプレイにおいて、残留電圧の影響を減らす材料および方法(駆動方法を含む)を提供する。例えば、少なくとも2つのグレーレベルを表示可能な複数の画素を有する、双安定な電気光学ディスプレイの駆動方法で、該ディスプレイの各画素に、該画素の初期グレーレベルと最終グレーレベルによって決定された波形を適用することを包含し、該方法は、特定の初期グレーレベルから特定の最終グレーレベルへの少なくとも1つの変化において、該画素が所定インターバルより短い間、その初期グレーレベルであり続ける場合、第一の波形が使われ、該画素が該所定インターバルより長い間、その初期グレーレベルであり続ける場合、該第一の波形と異なる第二の波形が使われることを特徴とする、方法である。The present invention provides materials and methods (including driving methods) that reduce the effects of residual voltage in electro-optic displays. For example, in a method of driving a bistable electro-optic display having a plurality of pixels capable of displaying at least two gray levels, each pixel of the display has a waveform determined by the initial gray level and the final gray level of the pixel Applying at least one change from a particular initial gray level to a particular final gray level if the pixel remains at that initial gray level for less than a predetermined interval. The method is characterized in that if one waveform is used and the pixel remains at its initial gray level for longer than the predetermined interval, a second waveform different from the first waveform is used.

Description

本発明は、低残留電圧の電気光学ディスプレイ、および、電気光学ディスプレイの残留電圧を減少させる方法に関する。本明細書で使われる「残留電圧」という語は、アドレッシングパルス(電気光学媒体の光学状態を変化するために使われる電圧パルス)が終了した後に、ある種の電気光学ディスプレイに残る持続的電界あるいは減衰電界を指す。このような残留電圧パルスは、電気光学ディスプレイに、望ましからぬ影響を与え得ること、特に、残留電圧は、いわゆる「ゴースト」現象を招き得る得ることが分かってきた。そのため、ディスプレイへの再書き込み後も、以前の像の痕跡が引き続き見える。本発明は、特に電気光学ディスプレイへの使用を意図するが、これに限定する意図はない。   The present invention relates to a low residual voltage electro-optic display and a method for reducing the residual voltage of an electro-optic display. As used herein, the term “residual voltage” refers to the persistent electric field or the residual electric field that remains in some electro-optic displays after the addressing pulse (the voltage pulse used to change the optical state of the electro-optic medium) has ended. Refers to the decaying electric field. It has been found that such residual voltage pulses can have undesired effects on electro-optic displays, in particular, residual voltage can lead to a so-called “ghost” phenomenon. Therefore, the traces of the previous image are still visible after rewriting to the display. The present invention is specifically intended for use in electro-optic displays, but is not intended to be limited thereto.

電気光学ディスプレイは、電気光学材料の層を備える。電気光学材料という用語は、本明細書では、映像技術で用いられる従来の意味で使われる。第一と第二のディスプレイ状態を有し、その両状態で少なくとも1つの異なる光学特性を有し、材料に電界を印加すると、第一のディスプレイ状態から第二のディスプレイ状態に変化する材料を指す。光学的特性は、典型的には、人間の目による色の認識であるが、他にも、光の透過、反射、ルミネセンスなどの光学特性でも、あるいは、機械読み取りを意図したディスプレイにおいては、視覚範囲を超えた電磁波の波長反射率変化の意味で、偽色(pseudo−color)でもあり得る。   The electro-optic display comprises a layer of electro-optic material. The term electro-optic material is used herein in the conventional sense used in imaging technology. A material having first and second display states, having at least one different optical property in both states, and changing from a first display state to a second display state when an electric field is applied to the material. . The optical property is typically color recognition by the human eye, but in addition to optical properties such as light transmission, reflection, luminescence, or in displays intended for machine reading, In the meaning of the wavelength reflectance change of the electromagnetic wave beyond the visual range, it may be a pseudo-color.

本発明のディスプレイにおいて、電気光学媒体は、典型的に固体である(このようなディスプレイは、以下、簡便のために、「固体電気光学ディスプレイ」と、言うこともある)。これは、電気光学媒体は、その内部に液体または気体で満たされた空間を有し得るし、有することが多いが、固体の外部表面を有するという意味において、典型的には、固体である。それゆえ、「固体電気光学ディスプレイ」という語には、封入電気泳動ディスプレイ、封入液晶ディスプレイ、および、以下に議論するその他のタイプのディスプレイも含む。   In the display of the present invention, the electro-optic medium is typically solid (such a display may hereinafter be referred to as a “solid electro-optic display” for convenience). This is typically a solid in the sense that an electro-optic medium can have and often has a space filled with a liquid or gas inside, but has a solid outer surface. Thus, the term “solid-state electro-optic display” includes encapsulated electrophoretic displays, encapsulated liquid crystal displays, and other types of displays discussed below.

「灰色状態」という語は、本明細書では、映像技術で用いられる従来の意味で使われる。つまり、画素の両極端な光学状態の中間状態を指すが、必ずしも、黒白の両極端な状態間の黒−白変化を意味しない。例えば、以下に参照する特許や公開出願の中には、極端な状態が、白と濃紺であり、中間的な「灰色状態」は、実質的には、薄青である電気泳動ディスプレイについて述べたものも、幾つかある。実際に、既に述べたように、両極端の状態の変化は、全く色の変化でないこともある。   The term “gray state” is used herein in the conventional sense used in video technology. That is, it indicates an intermediate state between the extreme optical states of the pixel, but does not necessarily mean a black-white change between the extreme states of black and white. For example, in the patents and published applications referenced below, an electrophoretic display is described in which the extreme states are white and dark blue and the intermediate “gray state” is substantially light blue. There are also some things. In fact, as already mentioned, the change in the extremes may not be a color change at all.

「双安定」および「双安定性」という語は、本明細書では、第一と第二のディスプレイ状態を有し、その両状態で少なくとも1つの異なる光学特性を有するディスプレイ構成要素も含むディスプレイで用いられる当該分野での従来の意味で使われる。ある限られた継続時間のアドレッシングパルス手段を用いて、その第一または第二のディスプレイ状態のいずれかを担うように、任意の所定の構成要素が駆動させられた後に、そのアドレッシングパルスが終了すると、その状態は、少なくとも数回(例えば、少なくとも4回)、つまり、ディスプレイ構成要素の状態を変化するのに必要なアドレッシングパルスの最小継続時間は続く。米国特許出願公開第2002/0180687号に示されているように、パーティクルベースの電気泳動ディスプレイで、グレースケール(gray scale)可能なものは、その両極端の黒と白のみならず、その中間的な灰色状態でも安定である。一部の他のタイプの電気光学ディスプレイにおいても、これと同じことが当てはまる。このタイプのディスプレイは、双安定というより、正確には「多安定(multi−stable)」というが、簡便のために、「双安定」という語は、本明細書では、双安定、多安定の双方をカバーして用いられることがある。   The terms “bistable” and “bistable” are used herein to refer to a display that has first and second display states and also includes display components that have at least one different optical characteristic in both states. Used in the conventional sense in the field used. When the addressing pulse ends after any given component has been driven to assume either its first or second display state using a limited duration addressing pulse means The state continues at least several times (eg, at least four times), ie, the minimum duration of the addressing pulse required to change the state of the display component. As shown in US 2002/0180687, particle-based electrophoretic displays that can be gray scaled are not only black and white at their extremes, but also intermediate between them. It is stable even in gray. The same is true for some other types of electro-optic displays. Although this type of display is more precisely “multi-stable” than bistable, for simplicity, the term “bistable” is used herein to refer to bistable, multistable. It may be used covering both.

「インパルス」という語は、本明細書では、時間に対する電圧の積分であって、従来の映像技術における意味で用いられる。しかしながら、双安定電気光学媒体の中には、電荷トランスデューサとして機能するものもあり、このような媒体においては、インパルスの代替的な定義として、すなわち、時間にわたる電流の積分(これは、印加された全電荷と等しい)も使われ得る。インパルスの適切な定義は、媒体が電圧−時間インパルストランスデューサとして機能するのか、電荷インパルストランスデューサとして機能するのかに応じて、使われるべきである。   The term “impulse” is used herein to mean the integration of voltage with respect to time and in the sense of conventional video technology. However, some bistable electro-optic media function as charge transducers, in which an alternative definition of impulse, ie the integration of current over time (which is applied Equal to total charge) can also be used. An appropriate definition of impulse should be used depending on whether the medium functions as a voltage-time impulse transducer or a charge impulse transducer.

電気光学ディスプレイとしては、数タイプのものが知られている。電気光学ディスプレイのタイプの一つには、回転バイクロマル部材(rotating bichromal member)タイプがある。これは、例えば、米国特許第5,808,783号、同第5,777,782号、同第5,760,761号、同第6,054,071号、同第6,055,091号、同第6,097,531号、同第6,128,124号、同第6,137,467号および同第6,147,791号に記載されている(このタイプのディスプレイは、「回転バイクロマルボール(rotating bichromal ball)」ディスプレイと呼ばれることが多いが、上述した特許の一部では、回転部材は球形ではないため、「回転バイクロマル部材」と呼ぶ方が、より正確である)。このようなディスプレイは、数多くの小さなボディ(body)(典型的には、球形または円筒形)を用いている。このボディは、異なった光学特性を有する2以上の部分、および、内部双極子を有する。これらのボディは、マトリックス内の液体で満ちた液胞(vacuole)に懸濁し、ボディが自由に回転できるように、液胞は液体で満たされている。ディスプレイに電界を印加すると、ボディは様々な位置へと回転し、画面を通して見えるボディの部分が変化するので、ディスプレイの外観が変化する。このタイプの電気光学媒体は、典型的には、双安定である。   Several types of electro-optic displays are known. One type of electro-optic display is a rotating bichromal member type. For example, U.S. Pat. Nos. 5,808,783, 5,777,782, 5,760,761, 6,054,071, and 6,055,091. 6,097,531, 6,128,124, 6,137,467, and 6,147,791 (this type of display is described as “Rotating Often referred to as a “rotating bichromal ball” display, in some of the above-mentioned patents, the rotating member is not spherical, so it is more accurate to call it a “rotating bichromal member”). Such displays use a number of small bodies (typically spherical or cylindrical). This body has two or more parts with different optical properties and an internal dipole. These bodies are suspended in liquid-filled vacuoles in the matrix, and the vacuoles are filled with liquid so that the bodies can rotate freely. When an electric field is applied to the display, the body rotates to various positions and the portion of the body visible through the screen changes, thus changing the appearance of the display. This type of electro-optic medium is typically bistable.

別のタイプの電気光学ディスプレイは、エレクトロクロミック媒体を用いるものである。例えば、少なくとも一部は半導体金属酸化物で形成された電極、および、その電極に付着した可逆的に色変化可能な複数の染色分子を備えるナノクロミック膜の形をしたエレクトロクロミック媒体である。例えば、O’Regan,B.らによるNature 1991年、353、737頁、および、Wood,D.によるInformation Display、18(3)、24頁(2002年3月)を参照。また、Bach,U.らによるAdv.Mater.2002年、14(11)、845頁も参照。この種類のナノクロミック膜は、例えば、米国特許第6,301,038号、国際出願公開第WO01/27690号、および、米国特許出願第2003/0214695号に開示されている。この種類の媒体は、典型的には、双安定である。   Another type of electro-optic display uses electrochromic media. For example, an electrochromic medium in the form of a nanochromic film comprising at least a portion of an electrode formed of a semiconductor metal oxide and a plurality of reversibly color-changing dye molecules attached to the electrode. For example, O'Regan, B.I. Nature 1991, 353, 737, and Wood, D. et al. Information Display, 18 (3), page 24 (March 2002). Also, Bach, U.S. Adv. Mater. See also 2002, 14 (11), page 845. This type of nanochromic membrane is disclosed, for example, in US Pat. No. 6,301,038, International Application Publication No. WO01 / 27690, and US Patent Application 2003/0214695. This type of medium is typically bistable.

長年にわたって、活発な研究開発の対象となっていた電気光学ディスプレイで、別のタイプのものとしては、パーティクルベースの電気泳動ディスプレイがある。これは、複数の荷電パーティクルが、電界の影響下で、懸濁流体を通じて動くものである。電気泳動ディスプレイは、液晶ディスプレイに比べ、良好な輝度とコントラスト、広い視角、はっきりした双安定性、および、低消費電力という特性を有し得る。それにも関わらず、これらのディスプレイにおいて、長期的な画像の品質に関する問題があるため、その幅広い利用が妨げられてきた。例えば、電気泳動ディスプレイを構成するパーティクルは定着(settle)する傾向があり、その結果、こうしたディスプレイの耐用年数は不十分である。   Another type of electro-optic display that has been the subject of active research and development for many years is the particle-based electrophoretic display. This is because a plurality of charged particles move through a suspended fluid under the influence of an electric field. An electrophoretic display may have characteristics of good brightness and contrast, wide viewing angle, clear bistability, and low power consumption compared to a liquid crystal display. Nevertheless, these displays have long-term image quality problems that have hindered their widespread use. For example, the particles that make up electrophoretic displays tend to settle, and as a result, the lifetime of such displays is insufficient.

上述のように、電気泳動媒体には、懸濁流体の存在が必要である。従来技術における電気泳動媒体のほとんどにおいて、この懸濁流体は液体であるが、電気泳動媒体は、気体の懸濁流体を用いても製造され得る。例えば、Kitamura,T.らによる「Electrical toner movement for electronic paper−like display」、 IDW Japan、2001年、Paper HCS1−1、および、Yamaguchi,Y.らによる「Toner display using insulative particles charged triboelectrically」、IDW Japan、2001年、Paper AMD4−4を参照。また、欧州特許出願第1,429,178号、同第1,462,847号、同第1,482,354号、および、同第1,484,625号、ならびに、国際出願公開第WO2004/090626号、同第WO2004/079442号、同第WO2004/077140号、同第WO2004/059379号、同第WO2004/055586号、同第WO2004/008239号、同第WO2004/006006号、同第WO2004/001498号、同第WO03/091799号、および、同第WO03/088495号も参照。このような気体ベースの電気泳動媒体は、パーティクルの定着によって、液体ベースの電気泳動媒体と同様の問題に陥りやすい。それは、媒体がこのような定着を可能とする一方向で使われるとき、例えば、媒体が垂直面に配置されるようなサインにおいて使われるときである。実際、パーティクルの定着は、液体ベースの電気泳動媒体に比べ、気体ベースの電気泳動媒体において、より深刻な問題となって現れる。なぜなら、気体の懸濁流体は液体の懸濁流体に比べ、粘性が低いので、電気泳動パーティクルが、より速く定着可能となるからである。   As mentioned above, the electrophoretic medium requires the presence of a suspending fluid. In most prior art electrophoretic media, this suspending fluid is a liquid, but electrophoretic media can also be produced using a gaseous suspending fluid. For example, Kitamura, T .; "Electrical toner movement for electronic paper-like display", IDW Japan, 2001, Paper HCS1-1, and Yamaguchi, Y. et al. See “Toner display using insulating particles charged trielectrically”, IDW Japan, 2001, Paper AMD4-4. In addition, European Patent Application Nos. 1,429,178, 1,462,847, 1,482,354, and 1,484,625, and International Application Publication No. WO2004 / 090626, WO 2004/077942, WO 2004/077140, WO 2004/059379, WO 2004/055586, WO 2004/008239, WO 2004/006006, WO 2004/001498 No., WO 03/091799, and WO 03/088895. Such gas-based electrophoretic media are subject to the same problems as liquid-based electrophoretic media due to particle fixation. That is when the media is used in one direction that allows such fixing, for example when used in signs where the media is placed in a vertical plane. In fact, particle fixing becomes a more serious problem in gas-based electrophoretic media than in liquid-based electrophoretic media. This is because the gas suspension fluid has a lower viscosity than the liquid suspension fluid, so that the electrophoretic particles can be fixed faster.

Massachusetts Institute of Technology (MIT)およびE Ink Corporationに譲渡されたか、その名でなされた数多くの特許および特許出願で、最近公開されたものには、封入電気泳動媒体について述べてられている。このような封入媒体は、数多くの小さなカプセルを含み、そのカプセルそれぞれは、液体懸濁媒体中に懸濁する電気泳動的に可動なパーティクルを含む内部相と、内部相を囲むカプセル壁を備える。典型的には、カプセルは、2つの電極間に置かれたコヒーレントな層(coherent layer)を形成するポリマーバインダ(polymeric binder)の中に包み込まれている。この種の封入媒体については、例えば、米国特許第5,930,026号、同第5,961,804号、同第6,017,584号、同第6,067,185号、同第6,118,426号、同第6,120,588号、同第6,120,839号、同第6,124,851号、同第6,130,773号、同第6,130,774号、同第6,172,798号、同第6,177,921号、同第6,232,950号、同第6,249,721号、同第6,252,564号、同第6,262,706号、同第6,262,833号、同第6,300,932号、同第6,312,304号、同第6,312,971号、同第6,323,989号、同第6,327,072号、同第6,376,828号、同第6,377,387号、同第6,392,785号、同第6,392,786号、同第6,413,790号、同第6,422,687号、同第6,445,374号、同第6,445,489号、同第6,459,418号、同第6,473,072号、同第6,480,182号、同第6,498,114号、同第6,504,524号、同第6,506,438号、同第6,512,354号、同第6,515,649号、同第6,518,949号、同第6,521,489号、同第6,531,997号、同第6,535,197号、同第6,538,801号、同第6,545,291号、同第6,580,545号、同第6,639,578号、同第6,652,075号、同第6,657,772号、同第6,664,944号、同第6,680,725号、同第6,683,333号、同第6,704,133号、同第6,710,540号、同第6,721,083号、同第6,727,881号、同第6,738,050号、同第6,750,473号、同第6,753,999号、同第6,816,147号、同第6,819,471号および同第6,822,782号、ならびに、米国特許出願公開第2002/0019081号、同第2002/0060321号、同第2002/0060321号、同第2002/0063661号、同第2002/0090980号、同第2002/0113770号、同第2002/0130832号、同第2002/0131147号、同第2002/0171910号、同第2002/0180687号、同第2002/0180688号、同第2003/0011560号、同第2003/0020844号、同第2003/0025855号、同第2003/0053189号、同第2003/0102858号、同第2003/0132908号、同第2003/0137521号、同第2003/0137717号、同第2003/0151702号、同第2003/0214695号、同第2003/0214697号、同第2003/0222315号、同第2004/0008398号、同第2004/0012839号、同第2004/0014265号、同第2004/0027327号、同第2004/0075634号、同第2004/0094422号、同第2004/0105036号、同第2004/0112750号および同第2004/0119681号、ならびに、国際出願公開第WO99/67678号、同第WO00/05704号、同第WO00/38000号、同第WO00/38001号、同第WO00/36560号、同第WO00/67110号、同第WO00/67327号、同第WO01/07961号、同第WO01/08241号、同第WO03/107,315号、同第WO2004/023195号、同第WO2004/049045号、同第WO2004/059378号、同第WO2004/088002号、同第WO2004/088395号および同第WO2004/090857号に記載されている。   A number of recently published patents and patent applications assigned to or under the name of Massachusetts Institute of Technology (MIT) and E Ink Corporation describe encapsulated electrophoretic media. Such encapsulating media include a number of small capsules, each of which includes an internal phase containing electrophoretically movable particles suspended in a liquid suspending medium and a capsule wall surrounding the internal phase. Typically, the capsule is encapsulated in a polymer binder that forms a coherent layer placed between the two electrodes. Examples of this type of encapsulating medium include, for example, U.S. Pat. Nos. 5,930,026, 5,961,804, 6,017,584, 6,067,185, and 6, 118,426, 6,120,588, 6,120,839, 6,124,851, 6,130,773, 6,130,774 No. 6,172,798, No. 6,177,921, No. 6,232,950, No. 6,249,721, No. 6,252,564, No. 6, 262,706, 6,262,833, 6,300,932, 6,312,304, 6,312,971, 6,323,989, No. 6,327,072, No. 6,376,828, No. 6,377,387, 6,392,785, 6,392,786, 6,413,790, 6,422,687, 6,445,374, 6,445, No. 489, No. 6,459,418, No. 6,473,072, No. 6,480,182, No. 6,498,114, No. 6,504,524, No. 6,506,438, 6,512,354, 6,515,649, 6,518,949, 6,521,489, 6,531,997 No. 6,535,197, No. 6,538,801, No. 6,545,291, No. 6,580,545, No. 6,639,578, No. 6 652,075, 6,657,772, 6,664,944, 6,680, No. 25, No. 6,683,333, No. 6,704,133, No. 6,710,540, No. 6,721,083, No. 6,727,881, 6,738,050, 6,750,473, 6,753,999, 6,816,147, 6,819,471 and 6,822,782 U.S. Patent Application Publication Nos. 2002/0019081, 2002/0060321, 2002/0060321, 2002/0063661, 2002/0090980, 2002/0113770, 2002/0130832, 2002/0131147, 2002/0171910, 2002/0180687, 2002/01806 No. 88, No. 2003/0011560, No. 2003/0020844, No. 2003/0025855, No. 2003/0053189, No. 2003/0102858, No. 2003/0132908, No. 2003/0137521 2003/0137717, 2003/0151702, 2003/0214695, 2003/0214697, 2003/0222315, 2004/0008398, 2004/0012839 No. 2004/0014265, No. 2004/0027327, No. 2004/0075634, No. 2004/0094422, No. 2004/0105036, No. 2004/0112750 and No. 2004 /. No. 119681, and International Application Publication Nos. WO99 / 67678, WO00 / 05704, WO00 / 38000, WO00 / 38001, WO00 / 36560, WO00 / 67110, WO00 / 67327, WO01 / 07961, WO01 / 08241, WO03 / 107,315, WO2004 / 023195, WO2004 / 049045, WO2004 / 05378, These are described in WO 2004/088002, WO 2004/088395, and WO 2004/090857.

前述した特許および特許出願の多くが、述べていることは、封入電気泳動媒体中のディスクリート(discrete)なマイクロカプセルを囲む壁は、連続相によって置換され得、電気泳動媒体は、電気泳動流体の複数のディスクリートな小滴およびポリマー材料の連続相を備えたいわゆるポリマー分散型電気泳動ディスプレイを製造できることと、たとえ、ディスクリートなカプセル膜が、それぞれ個別の小滴と連携していなくても、こうしたポリマー分散型の電気泳動流体のディスクリートな小滴は、カプセルまたはマイクロカプセルと見なされ得ることである。例えば、前述した第2002/0131147号を参照。従って、本出願の目的として、このようなポリマー分散型電気泳動媒体は、封入電気泳動媒体の下位種(sub−species)として、見なされる。   Many of the aforementioned patents and patent applications state that the wall surrounding discrete microcapsules in an encapsulated electrophoretic medium can be replaced by a continuous phase, and the electrophoretic medium is an electrophoretic fluid The ability to produce so-called polymer-dispersed electrophoretic displays with multiple discrete droplets and a continuous phase of polymer material, even if the discrete capsule membranes are not associated with individual droplets. Discrete droplets of a dispersed electrophoretic fluid can be considered as capsules or microcapsules. For example, see the aforementioned 2002/0131147. Thus, for the purposes of this application, such polymer dispersed electrophoretic media are considered as sub-species of encapsulated electrophoretic media.

関連するタイプの電気泳動ディスプレイとして、いわゆる「マイクロセル電気泳動ディスプレイ」がある。マイクロセル電気泳動ディスプレイにおいては、荷電パーティクルと懸濁流体は、マイクロカプセルに封入されていないが、キャリア媒体(典型的には、ポリマーフィルム)の中に形成された複数の空洞の中に保持されている。例えば、国際出願公開第WO02/01281号、および、米国特許出願公開第2002/0075556号(いずれも、Sipix Imaging, Inc.による)を参照。   A related type of electrophoretic display is the so-called “microcell electrophoretic display”. In microcell electrophoretic displays, charged particles and suspending fluid are not encapsulated in microcapsules but are held in multiple cavities formed in a carrier medium (typically a polymer film). ing. See, for example, International Application Publication No. WO 02/01281, and US Patent Application Publication No. 2002/0075556 (both by Sipix Imaging, Inc.).

前述したE InkとMITによる特許および特許出願の多くは、マイクロセル電気泳動ディスプレイおよびポリマー分散型電気泳動ディスプレイについて、検討している。「封入電気泳動ディスプレイ」という語は、このようなディスプレイのタイプ全てについて、呼ばれることもある。また、壁の形態について一般化するため、「微小空洞電気泳動ディスプレイ」とも、総称して記載され得る。   Many of the aforementioned E Ink and MIT patents and patent applications discuss microcell electrophoretic displays and polymer dispersed electrophoretic displays. The term “encapsulated electrophoretic display” is sometimes referred to for all such display types. Moreover, in order to generalize about the form of a wall, it can also be described generically as a “microcavity electrophoretic display”.

電気光学ディスプレイの他のタイプとして、Philipsによるエレクトロウェッティングディスプレイがあり、2003年9月25日発行の雑誌「Nature」の記事に、「Performing Pixels: Moving Images on Electronic Paper」の題で、記載されている。また、同時係属出願の第10/711,802号(2004年10月6日出願)にも、このようなエレクトロウェッティングディスプレイは双安定に製造され得ることが示されている。   Another type of electro-optic display is the electrowetting display by Philips, which is described in the article “Nature” published on September 25, 2003, under the title “Performing Pixels: Moving Images on Electronic Paper”. ing. Also, copending application Ser. No. 10 / 711,802 (filed Oct. 6, 2004) shows that such an electrowetting display can be bistable.

その他の種類の電気光学材料も、本発明において使用され得る。特に関心を持たれているものとして、双安定の強誘電体液晶ディスプレイ(FLC)が業界で知られており、これは残留電圧の挙動を示す。   Other types of electro-optic materials can also be used in the present invention. Of particular interest is the bistable ferroelectric liquid crystal display (FLC) known in the industry, which exhibits residual voltage behavior.

電気泳動媒体は、不透明であることが多く(なぜなら、例えば、電気泳動媒体の多くにおいて、パーティクルは、画面を介した可視光の伝達を実質的に遮るから)、反射モードで作動するが、多くの電気泳動ディスプレイは、一つのディスプレイ状態が実質的に不透明で、一つのディスプレイ状態が光透過性であるような、いわゆる「シャッターモード」で作動するように、製造され得る。例えば、前述した米国特許第6,130,774号および同第6,172,798号、ならびに、米国特許第5,872,552号、同第6,144,361号、同第6,271,823号、第6,225,971号および第6,184,856号を参照。誘電泳動ディスプレイは、電気泳動ディスプレイに似ているが、電界強度の変化に応じるもので、似たようなモードで作動し得る。米国特許第4,418,346号を参照。また、他の種類の電気光学ディスプレイも、シャッターモードで作動可能であり得る。   Electrophoretic media are often opaque (because, for example, in many electrophoretic media, particles substantially block the transmission of visible light through the screen) and operate in reflective mode, but often The electrophoretic display can be manufactured to operate in a so-called “shutter mode” where one display state is substantially opaque and one display state is light transmissive. For example, the aforementioned US Pat. Nos. 6,130,774 and 6,172,798, and US Pat. Nos. 5,872,552, 6,144,361, 6,271, See 823, 6,225,971 and 6,184,856. A dielectrophoretic display is similar to an electrophoretic display, but responds to changes in field strength and can operate in a similar mode. See U.S. Pat. No. 4,418,346. Other types of electro-optic displays can also be operable in shutter mode.

封入電気泳動ディスプレイまたはマイクロセル電気泳動ディスプレイは、クラスター化や定着といった従来型の電気泳動デバイスの不良モードを、典型的には被ることなく、更なる利点として、多種多様の柔軟で強固な基板上のディスプレイに印刷またはコーティングする能力などを有する。(「印刷(printing)」という語を用いる場合、あらゆる形式の印刷やコーティングを含むが、それだけに限定しないことを意図する。すなわち、パッチダイコーティング(patch die coating)、スロットまたは押し出しコーティング、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のような事前測定コーティング;ロール式ナイフ塗布、前進後進ロール塗布(forward and reverse roll coating)のようなロール塗布;グラビアコーティング;浸漬塗装;吹き付け塗装;メニスカスコーティング(meniscus coating);回転塗装;ブラシ塗装;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;静電印刷プロセス;感熱式印刷プロセス;インクジェット印刷プロセス;電気泳動堆積;および、その他の同様の手法である。)このように、これらの結果得られるディスプレイは、柔軟性を有し得る。さらに、ディスプレイ媒体は、(様々な方法を使って)印刷され得るので、ディスプレイ自身は、安価に製造され得る。   Encapsulated electrophoretic displays or microcell electrophoretic displays typically do not suffer from the failure modes of conventional electrophoretic devices such as clustering and fusing, and as an added benefit on a wide variety of flexible and rigid substrates The ability to print or coat on the display. (The term “printing” is intended to include, but is not limited to, any form of printing or coating: patch die coating, slot or extrusion coating, slide or cascade. Pre-measurement coating such as coating, curtain coating; roll application such as roll knife coating, forward and reverse roll coating; gravure coating; dip coating; spray coating; meniscus coating; rotation Painting; Brush painting; Air knife coating; Silk screen printing process; Electrostatic printing process; Thermal printing process Ink jet printing processes; electrophoretic deposition;. And other is the same technique) Thus, the display obtained these results may have flexibility. Further, since the display media can be printed (using a variety of methods), the display itself can be manufactured inexpensively.

双安定または多安定挙動は、パーティクルベースの電気泳動ディスプレイや同様の挙動を示す他の電気光学ディスプレイ(このようなディスプレイは、以下、簡便のために、「インパルス駆動ディスプレイ」と、呼ばれ得る)において、従来型の液晶(「LC」)ディスプレイの双安定または多安定挙動とは、際立った対照をなす。ねじれネマチック液晶(twisted nematic liquid crystal)は、双安定でも多安定でもないが、電圧トランスデューサとして機能する。このようなディスプレイの画素に任意の電界を印加すると、以前に画素に存在したグレーレベルとは無関係に、画素に特定のグレーレベルを形成する。さらに、LCディスプレイは、一方向に(非透過すなわち「暗」から透過すなわち「明」に)駆動されるのみである。明るい状態から暗い状態への逆変化は、電界の低減または除去によって、達せられる。結局、LCディスプレイの画素のグレーレベルは、電界の極性には反応せず、その大きさにのみ反応し、実際、技術的理由のため、市販のLCディスプレイは、頻繁な間隔で、駆動電界の極性が逆になる。これとは対照的に、双安定な電気光学ディスプレイは、第一の近似において、インパルストランスデューサとして機能し、画素の最終状態は、印加電界とその電界印加時間に依存するのみならず、電界印加前の画素の状態にも依存する。   Bistable or multi-stable behavior is a particle-based electrophoretic display or other electro-optic display that exhibits similar behavior (such displays may hereinafter be referred to as “impulse driven displays” for convenience) In contrast, the bistable or multistable behavior of conventional liquid crystal (“LC”) displays is in sharp contrast. Twisted nematic liquid crystals are neither bistable nor multistable, but function as voltage transducers. When an arbitrary electric field is applied to a pixel of such a display, a specific gray level is formed in the pixel regardless of the gray level previously present in the pixel. Furthermore, LC displays are only driven in one direction (from non-transparent or “dark” to transparent or “bright”). The reverse change from the bright state to the dark state is achieved by reducing or removing the electric field. In the end, the gray level of the pixels of the LC display does not react to the polarity of the electric field, but only to its magnitude, and in fact, for technical reasons, commercially available LC displays have frequent driving The polarity is reversed. In contrast, a bistable electro-optic display functions as an impulse transducer in the first approximation, and the final state of the pixel depends not only on the applied electric field and its electric field application time, but also before the electric field application. This also depends on the state of the pixel.

また、高解像度ディスプレイを得るためには、ディスプレイの個々の画素が、隣接する画素からの干渉なしに、アドレッシング可能でなければならない。この目的を達成する一つの方法は、トランジスタやダイオードのような非線形性要素のアレイ(array)を提供し、その少なくとも一つの非線形性要素が「アクティブマトリックス」ディスプレイを成すように、各画素と、関連していることである。1つの画素を指定するアドレッシング電極あるいは画素電極は、関連する非線形要素を通じて、適切な電源に接続されている。典型的には、非線形要素がトランジスタの場合、画素電極は、トランジスタのドレインに接続されている。これは本質的には任意で、画素電極はトランジスタのソースに接続され得るが、以下の記述ではこの配列を仮定する。従来、高解像度アレイにおいて、画素は、横列と縦列の二次元アレイで、配置されている。それは、任意の特定画素は、1つの特定の横列および1つの特定の縦列の交差点によって、ただ1つのみに決定されるためである。各縦列にある全てのトランジスタのソースは、単一の縦列電極に接続されており、各横列にある全てのトランジスタのゲートは、単一の横列電極に接続されている。また、横列にソース、縦列にゲートという配列も、従来型であるが、本質的には任意であって、望むのであれば、逆にすることも可能である。横列電極は、横列ドライバに接続され、それは任意の瞬間に、1つの横列のみが選択されることを確保する。つまり、選択された横列電極に、電圧を印加して、選択された横列にある全てのトランジスタが伝導性となることを確保し、その他の横列電極全てに、電圧を印加して、選択されなかった横列にある全てのトランジスタが伝導性がないことを確保する。縦列電極は、縦列ドライバに接続されている。その縦列ドライバは、選択された横列にある画素が、その所望の光学状態となるようにドライブするために選択された様々な縦列電極電圧を割り当てる(place upon)(前述した電圧は、共通前面電極に比例し、従来は、非直線アレイから電気光学媒体の反対面上に提供され、ディスプレイ全体に(across)拡がっている。)「ラインアドレスタイム」として知られている事前に設定したインターバル経過後、選択されていた横列は選択されずに、次の横列が選択され、縦列ドライバの印加電圧は、ディスプレイの次のラインに書き込まれるように変化される。このプロセスは、ディスプレイ全体が、横列毎に書かれるように繰り返される。   Also, to obtain a high resolution display, individual pixels of the display must be addressable without interference from adjacent pixels. One way to achieve this goal is to provide an array of non-linear elements, such as transistors and diodes, with each pixel such that at least one non-linear element forms an “active matrix” display; It is related. An addressing electrode or pixel electrode designating one pixel is connected to an appropriate power source through an associated non-linear element. Typically, when the nonlinear element is a transistor, the pixel electrode is connected to the drain of the transistor. This is essentially arbitrary and the pixel electrode can be connected to the source of the transistor, but the following description assumes this arrangement. Conventionally, in a high resolution array, the pixels are arranged in a two-dimensional array of rows and columns. This is because only one particular pixel is determined by the intersection of one particular row and one particular column. The sources of all transistors in each column are connected to a single column electrode, and the gates of all transistors in each column are connected to a single row electrode. Also, the arrangement of sources in rows and gates in columns is conventional, but is essentially arbitrary and can be reversed if desired. The row electrode is connected to a row driver, which ensures that only one row is selected at any given moment. That is, a voltage is applied to the selected row electrode to ensure that all transistors in the selected row are conductive, and no voltage is applied to all other row electrodes. Ensure that all transistors in the row are not conductive. The column electrode is connected to a column driver. The column driver assigns various column electrode voltages selected to drive the pixels in the selected row to the desired optical state (the aforementioned voltage is a common front electrode). Conventionally, provided from the non-linear array on the opposite side of the electro-optic medium and spread across the display.) After a preset interval known as “line address time” The selected row is not selected, the next row is selected, and the applied voltage of the column driver is changed to be written to the next line of the display. This process is repeated so that the entire display is written row by row.

上述の第2003/0137521号は、直流(DC)の不均衡な波形がどのようにして残留電圧を発生させ得るか、および、この残留電圧はディスプレイ画素の開回路の電気化学ポテンシャル測定で確認される旨を記載している。   The above-mentioned 2003/0137521 describes how a direct current (DC) unbalanced waveform can generate a residual voltage, and this residual voltage is confirmed by measuring the open circuit electrochemical potential of the display pixel. Is stated.

上述した係属出願に延々と述べた理由から、電気光学ディスプレイを駆動するとき、均衡の取れたDCの駆動スキームを用いることが望ましい。すなわち、均衡の取れたDCとは、光学状態の任意のシークエンスにおいて、最終の光学状態が初期の光学状態とマッチする場合はいつも、印加電圧の積分がゼロとなるような性質を有するものである。これによって、電気光学層が体験する正味のDC不均衡が、既知の値によって制限されることが保証される。例えば、15Vで300msのパルスは、電気光学層を白色状態から黒色状態にするために、用いられ得る。この変化後、画像層は4.5V−sのDC不均衡なインパルスを体験する。このフィルムを白色に戻すとき、−15Vで300msのパルスが用いられるのであれば、画像層は、白色から黒色へ、および、黒色から白色への連続的変化の間にわたって、DC均衡である。   For the reasons described in the pending application mentioned above, it is desirable to use a balanced DC drive scheme when driving an electro-optic display. That is, a balanced DC is such that in any sequence of optical states, whenever the final optical state matches the initial optical state, the integral of the applied voltage is zero. . This ensures that the net DC imbalance experienced by the electro-optic layer is limited by known values. For example, a pulse of 15 ms at 300 ms can be used to bring the electro-optic layer from a white state to a black state. After this change, the image layer experiences a DC imbalanced impulse of 4.5V-s. When returning this film to white, if a 300 ms pulse at -15 V is used, the image layer is DC balanced over a continuous transition from white to black and from black to white.

残留電圧は、電気泳動ディスプレイや他のインパルス駆動の電気光学ディスプレイにおいて、原因と結果の双方において、より一般的な現象であることが、今日では、分かってきた。また、DC不均衡は、電気泳動ディスプレイの長期の寿命劣化の原因となることも、分かってきた。   It has now been found that residual voltage is a more common phenomenon, both in cause and effect, in electrophoretic displays and other impulse driven electro-optic displays. DC imbalance has also been found to cause long-term lifetime degradation of electrophoretic displays.

残留電圧は、電気泳動ディスプレイにおいて、長期間(例えば、時間または日)にわたって、スイッチが切り替えられていなかったサンプルで始めることで、測定されてきた。電圧計が画素の開回路を横切るよう設置され、「基礎電圧」が読みとりで測定される。次いで、電界が例えば、スイッチング波形で、画素に印加される。波形が終了した直後に、電圧計は、連続する時間にわたって、開回路ポテンシャル測定に用いられ、測定で読まれた値と当初の基礎電圧との差が、「残留電圧」と、見なされる。   Residual voltage has been measured in electrophoretic displays by starting with a sample that has not been switched for an extended period of time (eg, hours or days). A voltmeter is installed across the open circuit of the pixel and the “basic voltage” is measured by reading. An electric field is then applied to the pixel, for example, in a switching waveform. Immediately after the waveform is finished, the voltmeter is used for open circuit potential measurements over a continuous period of time, and the difference between the value read in the measurement and the original base voltage is considered the “residual voltage”.

残留電圧は、指数関数の和として、数学的に大雑把に近似され得る複雑な様式で減衰する。典型的な実験では、約1秒間の間、電気光学媒体にわたって、15Vが印加された。この電圧パルスの終了直後は+3Vと−3Vの間の残留電圧が測定され、1秒後は+1Vと−1Vの間の残留電圧が測定され、10分後には(基礎電圧に比較して)残留電圧はゼロに近い値であった。   The residual voltage decays in a complex manner that can be approximated mathematically as a sum of exponential functions. In a typical experiment, 15V was applied across the electro-optic medium for about 1 second. Immediately after the end of this voltage pulse, a residual voltage between + 3V and -3V is measured, after 1 second a residual voltage between + 1V and -1V is measured, and after 10 minutes (relative to the basic voltage) The voltage was close to zero.

「残留電圧」という語は、本明細書では、全体的な現象を指すのに便利な語として、ときどき用いられる。しかしながら、インパルス駆動型電気光学ディスプレイのスイッチング挙動にとっての基本は、電気光学媒体にわたる電圧インパルス(時間に対する電圧の積分)の印加である。添付図面の図1に示すのは、時間対残留電圧の典型的なグラフである。ここで、残留電圧は駆動パルスの印加直後に、102で示されるピーク値に達し(図1の時間スケールは、基本的に任意である)、その後、図1の曲線104に示すように実質的に指数関数的に減衰する。かなりの時間にわたる残留電圧の持続は、曲線104の下の面積106によって示される「残留インパルス」に相当する。そして、厳密に言えば、残留電圧よりも、むしろ、この残留インパルスが、一般に残留電圧起因であると考えられている電気光学ディスプレイの光学状態に影響を及ぼしている。   The term “residual voltage” is sometimes used herein as a convenient term to refer to the overall phenomenon. However, the basis for the switching behavior of impulse driven electro-optic displays is the application of voltage impulses (integration of voltage with respect to time) across the electro-optic medium. Shown in FIG. 1 of the accompanying drawings is a typical graph of time versus residual voltage. Here, immediately after the application of the drive pulse, the residual voltage reaches a peak value indicated by 102 (the time scale of FIG. 1 is basically arbitrary), and then substantially as shown by the curve 104 of FIG. Decay exponentially. The duration of the residual voltage over a considerable time corresponds to the “residual impulse” indicated by the area 106 under the curve 104. Strictly speaking, rather than the residual voltage, this residual impulse affects the optical state of the electro-optic display, which is generally considered to be due to the residual voltage.

理論的には、残留電圧の影響は、直接、残留インパルスに対応するはずである。しかしながら、実際には、インパルススイッチングモデルは、低電圧時には正確さに欠け得る。幾つかの電気光学媒体においては、本明細書で述べる実験で用いられる好ましい電気泳動媒体も含め、小さな閾値を有する。例えば、約1Vの残留電圧では、駆動パルス終了後に、媒体の光学状態に顕著な変化が生じない。このように、2つの同等の残留インパルスであっても、実際の結果が異なり得る。また、残留電圧の影響を減らすためには、電気光学媒体の閾値を上げることが、有用であり得る。E Inkは、適切に「小さな閾値」の電気泳動媒体を製造してきたが、これは、典型的な利用で体験される残留電圧によって、ディスプレイが駆動パルス終了後、即座に変化するのを避けるためである。閾値が不適切な場合や残留電圧があまりにも高い場合、ディスプレイは、キックバック現象/自己消去現象あるいは自己改善現象を示し得る。   Theoretically, the effect of the residual voltage should directly correspond to the residual impulse. However, in practice, the impulse switching model can be inaccurate at low voltages. Some electro-optic media have small thresholds, including the preferred electrophoretic media used in the experiments described herein. For example, with a residual voltage of about 1 V, there is no noticeable change in the optical state of the medium after the drive pulse ends. Thus, the actual result may be different even with two equivalent residual impulses. Also, increasing the threshold of the electro-optic medium can be useful to reduce the effects of residual voltage. E Ink has adequately produced “small threshold” electrophoretic media to avoid the display changing immediately after the end of the drive pulse due to the residual voltage experienced in typical applications. It is. If the threshold is inappropriate or the residual voltage is too high, the display may show a kickback / self-erasing or self-improvement phenomenon.

残留電圧が小さな閾値未満であっても、次の像の更新が行われるときまで、残留電圧が相変わらず持続している場合は、像のスイッチングに深刻な影響を与える。例えば、電気泳動ディスプレイの像の更新時に、電気泳動パーティクルを動かすため、+/−15Vの駆動電圧が印加される場合を考える。前回の更新時から、+1Vの残留電圧が持続していると、駆動電圧は+15V/−15Vから、+16V/−14Vに、事実上、シフトされる。その結果、画素の有する残留電圧が正であるか負であるかによって、画素は暗状態または白色状態に偏ることになる。さらに、この結果は、残留電圧の減衰速度によって、経過時間とともに変化する。前回の像の更新直後に、15V、300msの駆動パルスを使って、白色にスイッチされた画素の電気光学材料は、実際には16V、300msにより近い波形を体験し得る。その一方で、全く同じ駆動パルス(15V、300ms)を用い、1分後に白色にスイッチされた画素の材料は、実際には15.2V、300msにより近い波形を体験し得る。その結果、両画素において、白色の陰影は顕著な差を生じ得る。   Even if the residual voltage is less than a small threshold, if the residual voltage continues to be maintained until the next image update is performed, image switching is seriously affected. For example, consider a case where a drive voltage of +/− 15 V is applied to move electrophoretic particles when updating an image on an electrophoretic display. If the + 1V residual voltage persists since the last update, the drive voltage is effectively shifted from + 15V / -15V to + 16V / -14V. As a result, the pixel is biased to a dark state or a white state depending on whether the residual voltage of the pixel is positive or negative. Furthermore, this result changes with the elapsed time depending on the decay rate of the residual voltage. Immediately after the previous image update, the electro-optic material of the pixel switched to white using a 15 V, 300 ms drive pulse may actually experience a waveform closer to 16 V, 300 ms. On the other hand, a pixel material that switched to white after 1 minute using exactly the same drive pulse (15V, 300ms) may actually experience a waveform closer to 15.2V, 300ms. As a result, white shading can cause significant differences in both pixels.

残留電圧の電界が、前回の像(例えば、白色背景に暗線)によって、多数の画素にわたって形成されたら、残留電圧も同様のパターンで、ディスプレイにわたって、配列され得る。ここで実際的には、ディスプレイ性能における残留電圧の最も顕著な影響として、ゴーストがある。前述した問題であるDC不均衡(例えば、15V/15Vとならずに、16V/14Vとなる)に加え、この問題は、電気光学媒体が徐々に寿命劣化する原因となり得る。   Once the residual voltage field is formed across a number of pixels by a previous image (eg, a dark line on a white background), the residual voltage can be arranged across the display in a similar pattern. Here, in practice, the most prominent influence of the residual voltage on the display performance is ghost. In addition to the aforementioned DC imbalance (for example, 16V / 14V instead of 15V / 15V), this problem can cause the electro-optic medium to gradually deteriorate in life.

ゴーストあるいは同様の視覚的影響は、光度計によって、光学的に測定され得る。携帯デバイスのディスプレイ画面において、同じ目標輝度の2つの隣り合う画素は、実際の輝度で、2L未満の差(ここで、Lは通常のICEによる定義で、
=116(R/Rl/3−16
であって、Rは反射率で、Rは標準反射率の値である)がある。ユーザによる不満を避けるためには、好ましくは、1L未満、理想的には、0.3L未満である。
Ghosts or similar visual effects can be measured optically with a photometer. On a mobile device display screen, two adjacent pixels with the same target brightness are actual brightness differences of less than 2L * (where L * is the usual ICE definition,
L * = 116 (R / R 0 ) 1/3 −16
Where R is the reflectivity and R 0 is the standard reflectivity value). To avoid user dissatisfaction, it is preferably less than 1 L * , ideally less than 0.3 L * .

残留電圧が緩やかに減衰し、ほぼ一定である場合、その波形シフトの影響は、像の更新ごとに異なることはなく、現実には、急速に減衰する残留電圧よりも、ゴーストの形成が少なくなり得る。このように、1つの画素を10分後に、別の1つの画素を11分後に更新するときに体験するゴーストは、1つの画素を即座に、別の1つの画素を1分後に更新するときに体験するゴーストに比べ、非常に小さい。逆に、残留電圧が急速に減衰し、次の更新前に、ゼロに近づくような場合、実際上、検知されるゴーストは生じないようになり得る。したがって、実用目的においては、残留電圧が約0.2Vを超え、その継続時間が10msから1時間の間、より特定的には50msから10分の間である場合に、最も懸念が高まる。   When the residual voltage decays slowly and is almost constant, the effect of the waveform shift does not change with each image update, and in reality, less ghosting occurs than the rapidly decaying residual voltage. obtain. Thus, a ghost experienced when updating one pixel after 10 minutes and another after 11 minutes is when updating one pixel immediately and another after 1 minute. Very small compared to ghost experience. Conversely, if the residual voltage decays rapidly and approaches zero before the next update, in practice, the sensed ghost may not occur. Thus, for practical purposes, the concern is most aggravated when the residual voltage exceeds about 0.2 V and its duration is between 10 ms and 1 hour, more specifically between 50 ms and 10 minutes.

上述の議論で明らかなように、残留電圧の影響は、残留インパルスを最小にすることで減らされる。図1に示すように、これは、ピーク残留電圧を減らすか、減衰速度を速めるかによって、達成され得る。理論的には、残留電圧を瞬時に、かつ、駆動パルスの終了直後に、測定できれば、ピーク残留電圧は、駆動パルスの電圧と、大きさはほぼ等しく、正負が逆になるということは、予測され得る。実際には、残留電圧の大部分は非常に早く(例えば、20ms未満)減衰するので、実験的に測定される「ピーク」残留電圧は、かなり小さくなる。このように、「ピーク」残留電圧が実際に減らされ得るのは、(1)低電圧でディスプレイを作動するか、あるいは、(2)像の更新後の最初のミリ秒単位内に生じる非常に速い減衰を増やし、その結果、非常に低い残留インパルスを生じることによってである。本質的には、低電圧で作動する以外に、残留インパルスを減らす一つの主たる方法は、減衰速度を速めることである。   As is clear from the above discussion, the effect of residual voltage is reduced by minimizing the residual impulse. As shown in FIG. 1, this can be achieved by reducing the peak residual voltage or increasing the decay rate. Theoretically, if the residual voltage can be measured instantaneously and immediately after the end of the drive pulse, the peak residual voltage is approximately equal in magnitude to the drive pulse voltage, and the sign is reversed. Can be done. In practice, since most of the residual voltage decays very quickly (eg, less than 20 ms), the experimentally measured “peak” residual voltage is much smaller. In this way, the “peak” residual voltage can actually be reduced (1) operating the display at a low voltage, or (2) very much occurring within the first millisecond after image update. By increasing the fast decay, resulting in a very low residual impulse. In essence, besides operating at a low voltage, one main way to reduce the residual impulse is to increase the decay rate.

残留電圧の潜在的発生源は多数ある。残留電圧の主要な原因は、ディスプレイを形成する様々な層の材料のイオン分極であると、考えられている(しかし、本発明はこの考え方に決して囚われない)。   There are many potential sources of residual voltage. It is believed that the main cause of the residual voltage is ionic polarization of the various layers of materials that make up the display (but the present invention is by no means bound to this idea).

このような分極は、様々な方法で発生する。第一の分極(簡便のために、「I型」と呼ぶ)として、イオン二重層が材料界面にわたって、あるいは、隣接して、形成される。例えば、インジウム−スズ−酸化物(「ITO」)の陽極電位は、隣接する積層粘着剤に、陰イオンの対応する分極層を形成し得る。このような分極層の減衰速度は、粘着剤の積層にある分離イオンの再結合と関連している。このような分極層の幾何学形態は、界面の形状によって決定されるが、典型的には、事実上、平面状である。   Such polarization occurs in various ways. As the first polarization (referred to as “type I” for convenience), an ionic bilayer is formed across or adjacent to the material interface. For example, the anodic potential of indium-tin-oxide (“ITO”) can form a corresponding polarization layer of anions on the adjacent laminated adhesive. The rate of decay of such a polarization layer is related to the recombination of the separated ions in the adhesive stack. The geometry of such a polarization layer is determined by the shape of the interface, but is typically planar in nature.

分極の第二の種類(「II型」)として、単一材料におけるノジュール、結晶、あるいは、その他の種類の材料不均一性が、イオンが周囲の材料よりも遅く動き得る領域となる結果、生じるものがある。イオン移動速度が違うため、結果として、媒体のバルク内の電荷分極の度合いが異なり得る。こうして、分極は、単一のディスプレイ構成要素であっても生じ得る。このような分極は、実質的に、事実上、局在化しているか、層全体にわたって分散しているかであり得る。   As a second type of polarization ("Type II"), nodules, crystals, or other types of material inhomogeneities in a single material result as a region where ions can move slower than the surrounding material. There is something. Due to the different ion transfer rates, the result may be a different degree of charge polarization in the bulk of the medium. Thus, polarization can occur even with a single display component. Such polarization can be substantially localized or distributed throughout the layer.

分極の第三のタイプ(「III型」)として、分極は、任意の特定種類のイオンの電荷移動に対するバリアとなる任意の界面で、生じ得る。このような界面の重要な例は、微小空洞電気泳動ディスプレイにおいて、境界である。それは、懸濁媒体とパーティクルとを含む電気泳動懸濁液(「内側相」)、および、壁と粘着剤とバインダとを含む周囲の媒体(「外側相」)の間の境界である。多くの電気泳動ディスプレイにおいて、内側相は疎水液体であるのに対し、外側相はゼラチンのようなポリマーである。内側相に存在するイオンは、典型的には、外側相に不溶性で、不拡散性であり、また、その逆も成り立つ。このような界面に垂直な電界を印加すると、正負が逆の分極層は、その界面の両側に蓄積される。印加電界が除去されたとき、その結果得られる非平衡な電荷分布は、残留電圧電位として測定可能となる。この電位は、界面の両側の2つの相にあるイオン移動度によって、決定される緩和時間とともに、減衰する。   As a third type of polarization (“Type III”), polarization can occur at any interface that acts as a barrier to charge transfer for any particular type of ion. An important example of such an interface is the boundary in a microcavity electrophoretic display. It is the boundary between the electrophoretic suspension containing the suspending medium and particles (“inner phase”) and the surrounding medium containing the wall, adhesive and binder (“outer phase”). In many electrophoretic displays, the inner phase is a hydrophobic liquid, while the outer phase is a polymer such as gelatin. Ions present in the inner phase are typically insoluble and non-diffusible in the outer phase, and vice versa. When an electric field perpendicular to such an interface is applied, the positive and negative polarization layers are accumulated on both sides of the interface. When the applied electric field is removed, the resulting non-equilibrium charge distribution can be measured as a residual voltage potential. This potential decays with a relaxation time determined by the ion mobility in the two phases on either side of the interface.

分極は、典型的には、駆動パルス時に生じる。典型的には、各像の更新は、残留電圧に影響を与えるイベントである。正の波形電圧は、電気光学媒体にわたる残留電圧を形成し得る。この残留電圧は、後述のように、特定の電気光学ディスプレイに応じて、同じ極性か反対の極性(あるいは、ほぼゼロ)である。   Polarization typically occurs during drive pulses. Typically, each image update is an event that affects the residual voltage. A positive waveform voltage can form a residual voltage across the electro-optic medium. This residual voltage is either the same polarity or the opposite polarity (or nearly zero) depending on the particular electro-optic display, as described below.

分極は、電気泳動ディスプレイまたは別の電気光学ディスプレイ内の多数の場所で生じ、主として界面および材料不均一個所で生じ、その各場所は、それ自身の減衰時間の特性スペクトルを有することは、先の議論で明らかになる。ここで、電気活性な構成要素(例えば、電気泳動懸濁液)に対する電圧源の配置(換言すれば、分極電荷分布)と、各種類の電荷分布間での電気的結合の度合いや懸濁液を介したパーティクルの動き、あるいは、その他の電気光学的活性度に依存して、様々な種類の分極が、多かれ少なかれ、悪影響を与える。電気泳動ディスプレイは、荷電パーティクルの動きによって、作動するので、本質的に、電気光学層の分極の原因となる。ある意味で、好ましい電気泳動ディスプレイとは、ディスプレイ内に存在する残留電圧が常にゼロであるディスプレイではなく、むしろ、残留電圧が望ましくない電気光学的挙動の原因とならないディスプレイである。理想的には、残留インパルスは最小とされ、残留電圧は1V未満に下げ、好ましくは0.2V未満であって、1秒以内であり、好ましくは50ms以内である。これによって、像の更新の間に最小の休止(pause)を導入することで、電気泳動ディスプレイは、残留電圧の影響を心配することなく、光学状態の間の全ての変移を達成し得る。電気泳動ディスプレイをビデオ速度で、あるいは、+/−15V未満で作動するためには、これらの理想的な値は、相応に下げられるべきである。同様の考え方は、他の種類の電気光学ディスプレイにおいても、適用する。   Polarization occurs at a number of locations within an electrophoretic display or another electro-optic display, primarily at interfaces and material inhomogeneous locations, each of which has its own decay time characteristic spectrum. It becomes clear in the discussion. Here, the arrangement of voltage sources (in other words, polarization charge distribution) with respect to an electroactive component (for example, an electrophoretic suspension), the degree of electrical coupling between each type of charge distribution, and the suspension Depending on the movement of the particles through or other electro-optical activity, the various types of polarization can be more or less detrimental. An electrophoretic display operates by the movement of charged particles and thus essentially causes polarization of the electro-optic layer. In a sense, a preferred electrophoretic display is not a display where the residual voltage present in the display is always zero, but rather a display where the residual voltage does not cause undesirable electro-optical behavior. Ideally, the residual impulse is minimized and the residual voltage is reduced below 1V, preferably below 0.2V, within 1 second, preferably within 50ms. This allows the electrophoretic display to achieve all transitions between optical states without worrying about the effects of residual voltage by introducing a minimum pause during image update. In order to operate an electrophoretic display at video speed or below +/- 15V, these ideal values should be lowered accordingly. Similar considerations apply to other types of electro-optic displays.

要約すると、現象としての残留電圧は、少なくとも、実質的に、ディスプレイ材料構成要素内で、その界面あるいは材料そのものの内部で、生じるイオン分極の結果である。このような分極は、概ね50msから約1時間の間のメゾ時間スケールにわたって持続するとき、特に問題である。残留電圧は、様々な方法で生じる像のゴーストあるいは視覚的影響として、それ自身現れ得る。また、像の更新間の経過時間によって、その深刻度合いは変化し得る。また、残留電圧は、DC不均衡を形成することも、最終的なディスプレイ寿命を短くすることもあり得る。残留電圧の影響は、したがって、一般に、電気泳動デバイスまたは別の電気光学デバイスの品質に悪影響を及ぼす。したがって、残留電圧自身を最小化することと、残留電圧の影響がデバイスの光学状態に及ぼす感度を最小化することが望ましい。   In summary, the phenomenon of residual voltage is a result of ionic polarization occurring at least substantially within the display material component, at its interface or within the material itself. Such polarization is particularly problematic when it persists over a meso time scale of approximately between 50 ms and about 1 hour. The residual voltage can manifest itself as an image ghost or visual effect that occurs in various ways. Further, the degree of seriousness may vary depending on the elapsed time between image updates. Residual voltage can also create a DC imbalance and shorten the final display lifetime. The effect of the residual voltage therefore generally adversely affects the quality of the electrophoretic device or another electro-optic device. Therefore, it is desirable to minimize the residual voltage itself and to minimize the sensitivity that the effect of the residual voltage has on the optical state of the device.

残留電圧から生じるゴーストや視覚的影響の低減や除去に向けたアプローチが、前述のE Inkの特許出願に記載されている。例えば、前述の第2003/0137521号、および、2004年6月29日に出願した同時係属出願番号のPCT/US2004/21000号(対応する国際特許出願PCT/US2004/21000号も参照)には、いわゆる「レール安定」駆動スキームについて、記載している。その中で、電気光学媒体は、「光学レール」(電気光学媒体の両極端な光学状態)の1つに、周期的に駆動される(driven)。ここで、小さな残留電圧は、光学状態に明確な影響を与えない。2004年4月30日に出願した同時係属出願番号第10/837,062号(対応する国際特許出願PCT/US2004/13573号も参照)は、電気泳動媒体のカプセル高さと色素レベルの制御について述べている。これは、黒色と白色にスイッチするときに、小さな残留電圧によって、顕著な光学変化が生じないようにするためである。   An approach towards reducing or eliminating ghosts and visual effects resulting from residual voltage is described in the aforementioned E Ink patent application. For example, the aforementioned 2003/0137521 and the co-pending application number PCT / US2004 / 21000 filed on June 29, 2004 (see also the corresponding international patent application PCT / US2004 / 21000) include: A so-called “rail stable” drive scheme is described. In it, the electro-optic medium is driven periodically to one of the “optical rails” (both extreme optical states of the electro-optic medium). Here, the small residual voltage has no clear influence on the optical state. Co-pending application no. 10 / 837,062, filed April 30, 2004 (see also corresponding international patent application PCT / US2004 / 13573), describes the control of capsule height and dye level of electrophoretic media. ing. This is to prevent a noticeable optical change from occurring due to a small residual voltage when switching between black and white.

このようなアプローチは、単色ディスプレイに有効であるが、残留電圧の根本原因を解決するものではない。さらに、グレースケールやカラーディスプレイに対しては、何らかの役に立つが、これらのアプローチは、システムをグレーレベルにアドレッシングする問題を完全に解決するには至らない。なぜなら、電気泳動ディスプレイのグレーレベルは、典型的には、パーティクル速度の差を修正する物理的壁の恩恵を受けることなく、白色パーティクルと黒色パーティクルの混合率に依存するからである。それゆえ、グレースケールのアドレッシングは、典型的には、目標波形と電気泳動媒体によって体験される実際の電圧との小さな差に、より影響を受けやすい。   Such an approach is effective for monochromatic displays, but does not solve the root cause of residual voltage. Furthermore, although useful for grayscale and color displays, these approaches do not completely solve the problem of addressing the system to gray levels. This is because the gray level of an electrophoretic display typically depends on the mixing ratio of white and black particles without the benefit of a physical wall that corrects for particle velocity differences. Therefore, grayscale addressing is typically more sensitive to small differences between the target waveform and the actual voltage experienced by the electrophoretic medium.

前述した第2003/0137521号に記載の方法で、残留電圧は測定され、残留電圧がゼロである状態を達成するために、均衡修正インパルス(corrective balancing impulse)が各像変化の直後、あるいは、周期的に適用される。これは、単色アドレッシングの場合も、グレースケールアドレッシングの場合も有用である。しかしながら、前述の第2003/0137521号に記載された方法を用いて残留電圧を測定するのは、常に、実用的であるとは限らない。   In the method described in the aforementioned 2003/0137521, the residual voltage is measured, and in order to achieve a state in which the residual voltage is zero, a balanced balancing impulse is applied immediately after each image change or in a period. Is applied to. This is useful for both single color addressing and gray scale addressing. However, it is not always practical to measure the residual voltage using the method described in the aforementioned 2003/0137521.

本発明が追求するのは、電気光学ディスプレイ用に、追加のアドレッシング方法論の提供である。この方法論は残留電圧によって生じるゴーストを減らすが、画素レベルの残留電圧の測定を必要としない。また、本発明が追求するのは、電気光学ディスプレイ用に、追加のアドレッシング方法論の提供である。この方法論は残留電圧を測定するが、前述した測定方法および残留電圧の代替の測定方法を改善する。本発明の方法は、電気泳動ディスプレイにおいてよりも、電気光学ディスプレイにおいて、有用であり得る。さらに、本発明が追求するのは、残留電圧を最小化する電気光学材料、製造方法、設計の提供である。残留電圧の削減は、ピーク残留電圧の削減、電圧減衰速度の加速、あるいは、これらの任意の組合せによって、達成され得る。   The present invention seeks to provide additional addressing methodologies for electro-optic displays. This methodology reduces ghosting caused by residual voltage, but does not require pixel level residual voltage measurement. The present invention also seeks to provide additional addressing methodologies for electro-optic displays. This methodology measures the residual voltage, but improves the measurement method described above and an alternative measurement method for residual voltage. The method of the present invention may be useful in electro-optic displays than in electrophoretic displays. Furthermore, the present invention seeks to provide electro-optic materials, manufacturing methods and designs that minimize residual voltage. Residual voltage reduction may be achieved by reducing peak residual voltage, accelerating the voltage decay rate, or any combination thereof.

本発明は、残留電圧が生じる電気泳動ディスプレイおよび別の電気光学ディスプレイに、アドレッシングの改善方法を提供する。また、本発明は、残留電圧が生じる電気泳動ディスプレイおよび別の電気光学ディスプレイに、表示電子回路(display electronics)の改善を提供する。   The present invention provides an improved method of addressing for electrophoretic displays and other electro-optic displays where residual voltage is generated. The present invention also provides improved display electronics for electrophoretic displays and other electro-optic displays where residual voltage occurs.

一つの側面として、本発明は、複数の画素を有する双安定な電気光学ディスプレイの駆動方法を提供する。この画素のそれぞれは、少なくとも2つのグレーレベルを表示可能である。本方法は、ディスプレイの各画素に、その画素の初期グレーレベルと最終グレーレベルによって、決定された波形を適用することを包含する。特定の初期グレーレベルから、特定の最終グレーレベルへの少なくとも1つの変化において、少なくとも互いに異なる第一の波形と第二の波形が利用できる。本発明の本側面によると、変化が進行する画素の残留電圧は、変化前に決定され、第一の波形または第二の波形は、決定された残留電圧に依存する変化のために用いられる。   In one aspect, the present invention provides a method for driving a bistable electro-optic display having a plurality of pixels. Each of these pixels can display at least two gray levels. The method includes applying to each pixel of the display a waveform determined by the pixel's initial gray level and final gray level. In at least one change from a specific initial gray level to a specific final gray level, at least different first and second waveforms are available. According to this aspect of the present invention, the residual voltage of the pixel where the change proceeds is determined before the change, and the first waveform or the second waveform is used for the change depending on the determined residual voltage.

本発明の本側面は、以下、簡便のために、本発明の「波形選択」方法と称し得る。この波形選択方法の好ましい変種(以下、簡便のために、本発明の「滞留時間波形選択」方法と呼ぶ)として、特定化された変化に用いられる第一の波形または第二の波形の選択は、関連画素の滞留時間に基づくものである。すなわち、関連画素が変化前の初期グレーレベルであり続けた時間に基づくものである。画素が、所定インターバルより短い間、その初期グレーレベルであり続ける場合、第一の波形が使われ、画素が、所定インターバルより長い間、その初期グレーレベルであり続ける場合、第二の波形が使われる。滞留時間の波形選択方法は、2つを超える波形が、同じ変化する場合にも、当然用いられ得る。このように、滞留時間の波形選択方法の一形式において、関連する変化では、少なくとも、第一、第二および第三の波形で、全てがお互いに異なる波形が使われる。画素が、第一の所定インターバルより短い間、初期グレーレベルであり続ける場合、第一の波形が使われ、画素が、その第一の所定インターバルより長く、第二の所定インターバルより短い間、初期グレーレベルであり続ける場合、第二の波形が使われ、そして、画素が、第二の所定インターバルより長い間、その初期グレーレベルであり続ける場合、第三の波形が使われる。第一と第二の所定インターバルは、用いられる特定の波形と電気光学ディスプレイよって、当然、異なってくる。しかしながら、第一の所定インターバルは約0.3秒〜約3秒の範囲であり、第二の所定インターバルは約1.5秒〜約15秒の範囲であり得る。   This aspect of the present invention may hereinafter be referred to as the “waveform selection” method of the present invention for simplicity. As a preferred variant of this waveform selection method (hereinafter referred to as the “dwell time waveform selection” method of the present invention for simplicity), the selection of the first waveform or the second waveform used for the specified change is: , Based on the residence time of the relevant pixels. That is, based on the time that the relevant pixel has been at the initial gray level before the change. If the pixel remains at its initial gray level for less than the predetermined interval, the first waveform is used, and if the pixel remains at its initial gray level for longer than the predetermined interval, the second waveform is used. Is called. The residence time waveform selection method can naturally be used even when more than two waveforms change the same. Thus, in one form of the residence time waveform selection method, related changes use at least the first, second and third waveforms, all of which are different from each other. If the pixel remains at the initial gray level for a shorter period than the first predetermined interval, the first waveform is used and the pixel is initially longer than the first predetermined interval and shorter than the second predetermined interval. If it remains at the gray level, the second waveform is used, and if the pixel remains at its initial gray level for longer than the second predetermined interval, the third waveform is used. The first and second predetermined intervals will naturally vary depending on the particular waveform and electro-optic display used. However, the first predetermined interval can range from about 0.3 seconds to about 3 seconds, and the second predetermined interval can range from about 1.5 seconds to about 15 seconds.

本発明の波形選択方法は、前述の第2003/0137521号に記載のように、ルックアップテーブルを用いて、実行され得る。このように、波形選択方法は、
画素のグレーレベル間で可能な変化のそれぞれにおいて、該変化のために使われる前記1つ以上の波形を表すデータを含むルックアップテーブルを格納することと、
各画素の少なくとも初期状態を表す初期状態データを格納することと、
各画素がその初期状態に留まっている期間を表す滞留時間データを格納することと、
該ディスプレイの少なくとも1画素の所望の最終状態を表す入力信号を受け取ることと、
該1画素の該初期状態から該1画素の該所望の最終状態に変換するために必要な波形を表し、該初期状態データ、該滞留時間データおよび該入力信号に依存する出力信号を該ルックアップテーブルから決定されるように生成することと
を包含し得る方法である。
The waveform selection method of the present invention can be executed using a look-up table as described in the aforementioned 2003/0137521. Thus, the waveform selection method is
Storing in each possible change between gray levels of pixels a lookup table containing data representing the one or more waveforms used for the change;
Storing initial state data representing at least the initial state of each pixel;
Storing dwell time data representing the period during which each pixel remains in its initial state;
Receiving an input signal representative of a desired final state of at least one pixel of the display;
Represents the waveform required to convert from the initial state of the one pixel to the desired final state of the one pixel, the lookup of the initial state data, the dwell time data and the output signal depending on the input signal Generating as determined from the table.

本発明のこのような「ルックアップテーブル波形選択」方法は、ルックアップテーブル方法の選択的な局面の任意のものを用い得る。この点については、前述の第2003/0137521号および第PCT/US2004/21000号、ならびに、同時係属中で2004年3月31日出願の第10//814,205号(対応する国際特許出願第WO2004/090857号も参照)に記載されている。また、上述の一般的考え方に囚われることなく、この波形選択方法は、これら同時係属出願に記載のルックアップテーブル方法の前の状態、温度補償、および、寿命補償の局面を、特定的に利用し得る。このように、ルックアップテーブルの波形選択方法は、各画素の初期状態に先立つ該各画素の少なくとも1つ前の状態を表すデータを格納することと、該少なくとも該1つ前の状態と該関連画素の該初期状態の双方によって決まる出力信号を生成することとを包含し得る。また、ルックアップテーブルの波形選択方法は、前記ディスプレイの少なくとも1画素の温度を表す温度信号を受け取ることと、該温度信号に依存する出力信号を生成することとを包含し得る。さらに、ルックアップテーブル波形選択方法は、前記関連画素の作動時間を表す寿命信号を生成することと、該寿命信号に依存する出力信号を生成することとを包含し得る。   Such a “lookup table waveform selection” method of the present invention may use any of the selective aspects of the lookup table method. In this regard, the aforementioned 2003/0137521 and PCT / US2004 / 21000, as well as 10 / 814,205 filed on March 31, 2004 (corresponding international patent application no. WO 2004/090857). Also, without being bound by the general idea described above, this waveform selection method specifically uses the previous state of the look-up table method described in these copending applications, temperature compensation, and life compensation aspects. obtain. In this manner, the waveform selection method of the lookup table stores data representing at least one previous state of each pixel prior to the initial state of each pixel, and relates to the at least one previous state and the related state. Generating an output signal that depends on both of the initial states of the pixel. Also, the look-up table waveform selection method may include receiving a temperature signal representative of a temperature of at least one pixel of the display and generating an output signal dependent on the temperature signal. Further, the look-up table waveform selection method may include generating a lifetime signal representing the operation time of the related pixel and generating an output signal that depends on the lifetime signal.

また、本発明は、本発明のルックアップテーブル波形選択方法を実行するために用いることと、こうして、複数の画素を有する双安定な電気光学ディスプレイを制御することとを意図するデバイス制御装置を提供する。ここで、画素のそれぞれは、少なくとも2つのグレーレベルを表示可能である。制御装置は、
画素のグレーレベル間の可能なそれぞれの変化において、少なくとも1つの変化は少なくとも2つの異なる関連した波形を有し、該変化のために使われる1つ以上の波形を表すルックアップテーブルデータを格納するようにアレンジされた格納手段で、
各画素の少なくとも初期状態を表す初期状態データと、各画素がその初期状態に留まる期間を表す滞留時間データとを格納するように、さらにアレンジされた格納手段と、
該ディスプレイの少なくとも1画素の所望の最終状態を表す入力信号を受け取る入力手段と、
該入力信号、該初期状態のデータ、該滞留時間、および、該ルックアップテーブルから、該所望の最終状態における該1画素の初期状態を変化するために必要とされる波形を決定する計算手段と、
該波形を表す出力信号を生成する出力手段と
を備える。
The present invention also provides a device controller intended for use in performing the lookup table waveform selection method of the present invention and thus controlling a bistable electro-optic display having a plurality of pixels. To do. Here, each of the pixels can display at least two gray levels. The control device
For each possible change between the gray levels of a pixel, at least one change has at least two different associated waveforms and stores lookup table data representing one or more waveforms used for the change. Storage means arranged as follows:
Storage means further arranged to store initial state data representing at least an initial state of each pixel and dwell time data representing a period during which each pixel remains in the initial state;
Input means for receiving an input signal representative of a desired final state of at least one pixel of the display;
Calculating means for determining from the input signal, the initial state data, the dwell time, and the lookup table a waveform required to change the initial state of the one pixel in the desired final state; ,
Output means for generating an output signal representing the waveform.

このような「ルックアップテーブル波形選択制御装置」において、格納手段は、各画素の初期状態に先立つ各画素の少なくとも1つ前の状態を表す前の状態のデータを格納するためにもアレンジされ得る。また、計算手段は、入力信号、初期状態データ、滞留時間データ、前の状態のデータおよびルックアップテーブルに依存する波形を決定するように、アレンジされ得る。入力手段は、ディスプレイの少なくとも1画素の温度を表す温度信号を受け取るように、アレンジされ得る。計算手段は、入力信号、初期状態データ、滞留時間データおよび温度信号に依存する波形を決定するように、アレンジされ得る。制御装置は、さらに、関連画素の作動時間を表す寿命信号を生成するようにアレンジされた寿命信号発生手段と、入力信号、初期状態データ、滞留時間データおよび寿命信号から波形を決定する計算手段とを備え得る。   In such a “look-up table waveform selection control device”, the storage means can also be arranged to store data of a previous state representing at least one previous state of each pixel prior to the initial state of each pixel. . Also, the computing means can be arranged to determine a waveform that depends on the input signal, initial state data, dwell time data, previous state data and look-up table. The input means can be arranged to receive a temperature signal representative of the temperature of at least one pixel of the display. The computing means can be arranged to determine a waveform that depends on the input signal, the initial state data, the dwell time data and the temperature signal. The control device further includes a life signal generating means arranged to generate a life signal representing an operation time of the related pixel, and a calculation means for determining a waveform from the input signal, the initial state data, the dwell time data, and the life signal. Can be provided.

別の側面として、本発明は、電気光学材料の層と、該電気光学材料の層にわたる任意の方向に所定値よりも大きくない電圧を印加するための電圧供給手段とを備える、電気光学ディスプレイを提供する。ここで、該電気光学材料はゼロより大きいが、該所定値の約3分の1未満である閾値電圧を有する。   In another aspect, the present invention provides an electro-optic display comprising a layer of electro-optic material and voltage supply means for applying a voltage not greater than a predetermined value in any direction across the layer of electro-optic material. provide. Here, the electro-optic material has a threshold voltage that is greater than zero but less than about one third of the predetermined value.

本発明の本側面は、以下、簡便のために、本発明の「低閾値」ディスプレイと称し得る。このような低閾値ディスプレイは、ディスプレイにおける残留電圧の影響を減らすことを意図する。このような低閾値ディスプレイにおいて、電気光学材料は、閾値電圧が所定値の約50分の1以上約3分の1未満を有し得る。このような低閾値ディスプレイの電気光学材料は、既述した種類の任意の材料であり得る。しかしながら、低閾値ディスプレイは、懸濁流体および複数の荷電パーティクルを備えるパーティクルベースの材料を用いることを意図する。この複数の荷電パーティクルは、懸濁流体の中に保たれ、電気光学材料の層にわたり電圧を印加すると、該懸濁流体を介して移動可能である。電気泳動材料は、例えば、カプセル封入電気泳動材料、ポリマー分散型電気泳動材料またはマイクロセル電気泳動材料であり得る。懸濁流体は、液体またはガス状であり得る。   This aspect of the invention may hereinafter be referred to as the “low threshold” display of the invention for convenience. Such a low threshold display is intended to reduce the effect of residual voltage on the display. In such a low threshold display, the electro-optic material may have a threshold voltage greater than or equal to about 1/50 and less than about 1/3 of a predetermined value. The electro-optic material of such a low threshold display can be any material of the type previously described. However, low threshold displays are intended to use particle-based materials with suspended fluid and multiple charged particles. The plurality of charged particles are kept in the suspending fluid and are movable through the suspending fluid when a voltage is applied across the layer of electro-optic material. The electrophoretic material can be, for example, an encapsulated electrophoretic material, a polymer-dispersed electrophoretic material, or a microcell electrophoretic material. The suspending fluid can be liquid or gaseous.

別の側面として、本発明は、懸濁流体と、該懸濁流体の中に保たれ、該電気泳動媒体への電界印加により該懸濁流体を介して移動可能な複数の第一の種類の荷電パーティクルと、該懸濁流体の中に保たれ、該電気泳動媒体への電界印加により該懸濁流体を介して移動可能な複数の第二の種類の荷電パーティクルで、該第二の種類のパーティクルは、該第一の種類のパーティクルと反対の極性の電荷を有するパーティクルとを備える、電気泳動媒体を提供する。ここで、該第二の種類のパーティクルの総帯電量は、該第一の種類のパーティクルの総帯電量の約2分の1から約2倍の間にある。   In another aspect, the present invention provides a suspending fluid and a plurality of first types that are retained in the suspending fluid and are movable through the suspending fluid by applying an electric field to the electrophoretic medium. Charged particles and a plurality of second types of charged particles that are kept in the suspension fluid and movable through the suspension fluid by applying an electric field to the electrophoretic medium. The particles provide an electrophoretic medium comprising particles having a charge opposite to that of the first type of particles. Here, the total charge amount of the second type particles is between about one half and about twice the total charge amount of the first type particles.

本発明の本側面は、以下、簡便のために、本発明の「電荷均衡した2種類のパーティクル(charge balanced dual particle)による電気泳動媒体」ディスプレイと称し得る。電気泳動媒体は、例えば、カプセル封入電気泳動媒体、ポリマー分散型電気泳動媒体またはマイクロセル電気泳動媒体であり得る。懸濁流体は、液体またはガス状であり得る。そのような電荷均衡した2種類のパーティクルによる電気泳動媒体は、15ボルトで300ミリ秒の方形波アドレッシングパルスを印加した1秒後、約1ボルト未満の残留電圧を、好ましくは約0.2ボルト未満の残留電圧を示すことが望ましい。   This aspect of the present invention may hereinafter be referred to as the “electrophoretic medium with two charge balanced dual particles” display of the present invention for convenience. The electrophoretic medium can be, for example, an encapsulated electrophoretic medium, a polymer-dispersed electrophoretic medium, or a microcell electrophoretic medium. The suspending fluid can be liquid or gaseous. Such a charge balanced two-particle electrophoretic medium has a residual voltage of less than about 1 volt, preferably about 0.2 volt, after 1 second of applying a 300 millisecond square wave addressing pulse at 15 volts. It is desirable to exhibit a residual voltage of less than.

別の側面として、本発明は、懸濁流体と、該懸濁流体の中に保たれ、該電気泳動媒体への電界印加により該懸濁流体を介して移動可能な複数の第一の種類の荷電パーティクルと、該懸濁流体の中に保たれ、該電気泳動媒体への電界印加により該懸濁流体を介して移動可能な複数の第二の種類の荷電パーティクルで、該第二の種類のパーティクルは、該第一の種類のパーティクルと反対の極性の電荷を有するパーティクルとを備える、電気泳動媒体を提供する。ここで、この電気泳動媒体は、15ボルトで300ミリ秒の方形波アドレッシングパルスを印加した1秒後、約1ボルト未満の残留電圧を示す。   In another aspect, the present invention provides a suspending fluid and a plurality of first types that are retained in the suspending fluid and are movable through the suspending fluid by applying an electric field to the electrophoretic medium. Charged particles and a plurality of second types of charged particles that are kept in the suspension fluid and movable through the suspension fluid by applying an electric field to the electrophoretic medium. The particles provide an electrophoretic medium comprising particles having a charge opposite to that of the first type of particles. Here, the electrophoretic medium exhibits a residual voltage of less than about 1 volt after 1 second of applying a 300 millisecond square wave addressing pulse at 15 volts.

本発明の本側面は、以下、簡便のために、本発明の「低残留電圧電気泳動媒体」と称し得る。このような媒体は、15ボルトで300ミリ秒の方形波アドレッシングパルスを印加した1秒後、約0.2ボルト未満の残留電圧を示すことが望ましい。   This aspect of the present invention may hereinafter be referred to as the “low residual voltage electrophoresis medium” of the present invention for convenience. Such a medium desirably exhibits a residual voltage of less than about 0.2 volts after 1 second of applying a 300 millisecond square wave addressing pulse at 15 volts.

別の側面として、本発明は、連続相に分散した懸濁流体の複数のディスクリートな小滴を備える、電気泳動媒体を提供する。ここで、該小滴は、該懸濁流体の中に保たれ、該電気泳動媒体への電界印加により移動可能な複数の荷電パーティクルをさらに備える。また、該連続相は該小滴の体積抵抗率の約2分の1以下の体積抵抗率を有し、該連続相および該小滴の双方が約1011Ωcm未満の体積抵抗率を有する。本発明の本側面は、以下、本発明の「体積抵抗率均衡電気泳動媒体」と称し得る。また、本側面は、上記に議論した任意のタイプであり得る。このように、例えば、体積抵抗率均衡電気泳動媒体は、小滴を囲むカプセルとカプセルを囲むポリマーバインダとからなるカプセル封入媒体、ポリマー分散型電気泳動媒体、または、マイクロセル電気泳動媒体であり得る。 In another aspect, the present invention provides an electrophoretic medium comprising a plurality of discrete droplets of a suspending fluid dispersed in a continuous phase. Here, the droplet further includes a plurality of charged particles that are kept in the suspension fluid and are movable by applying an electric field to the electrophoretic medium. The continuous phase also has a volume resistivity that is less than or equal to about one half of the volume resistivity of the droplets, and both the continuous phase and the droplets have a volume resistivity of less than about 10 11 Ωcm. This aspect of the invention may hereinafter be referred to as the “volume resistivity balanced electrophoresis medium” of the invention. Also, this aspect can be any type discussed above. Thus, for example, the volume resistivity balanced electrophoretic medium can be an encapsulating medium comprising a capsule surrounding a droplet and a polymer binder surrounding the capsule, a polymer dispersed electrophoretic medium, or a microcell electrophoretic medium. .

本発明は、また、電気光学媒体とディスプレイにおいて、特に、電気泳動ディスプレイと媒体において、残留電圧の影響を減らす更なる改善と設計技術を提供する。例えば、本発明は、低ピーク残留電圧の保持や残留電圧の迅速な減衰(要するに、低い残留インパルス)を可能なように、選択あるいは設計された電気泳動ディスプレイを提供する。また、本発明は、残留電圧を抱える能力を減らすために、ドーピング、処理、精製、あるいは、加工された材料を備える電気泳動ディスプレイを提供する。さらに、本発明は、バインダと積層粘着剤を備える電気泳動ディスプレイを提供する。バインダと積層粘着剤は、似たような組成、導電性、あるいは、イオン移動度である。さらに、本発明は、残留電圧を減らすために、少なくとも2つの隣接する構成要素間の界面が処理された電気泳動ディスプレイ、あるいは、残留電圧を減らすために、少なくとも一部に介在層が導入された電気泳動ディスプレイを提供する。本発明のこれらの側面は、以下、まとめて、「材料選択」発明と、称され得る。   The present invention also provides further improvements and design techniques that reduce the effects of residual voltage in electro-optic media and displays, particularly in electrophoretic displays and media. For example, the present invention provides an electrophoretic display that is selected or designed to allow for low peak residual voltage retention and rapid residual voltage decay (in short, low residual impulse). The present invention also provides an electrophoretic display comprising a material that has been doped, processed, purified, or processed to reduce its ability to carry a residual voltage. Furthermore, the present invention provides an electrophoretic display comprising a binder and a laminated adhesive. The binder and laminated adhesive have similar composition, conductivity, or ion mobility. Furthermore, the present invention introduces an electrophoretic display in which the interface between at least two adjacent components is treated to reduce the residual voltage, or an intervening layer is introduced at least in part to reduce the residual voltage. An electrophoretic display is provided. These aspects of the present invention may hereinafter be collectively referred to as “material selection” inventions.

さらに、本発明は、残留電圧を減らす目的で、ディスプレイ画素内に導電経路を備える電気泳動ディスプレイを提供する。本発明の本側面は、以下、「導電経路」発明と、称され得る。   Furthermore, the present invention provides an electrophoretic display with a conductive path in the display pixel for the purpose of reducing residual voltage. This aspect of the invention may hereinafter be referred to as a “conducting path” invention.

さらに、本発明は、2種類の荷電パーティクルを備える電気泳動懸濁液を提供する。各パーティクル種類の総帯電量は残留電圧を減らすために、選択される。本発明の本側面は、以下、「ゼータ電位」発明と、称され得る。   Furthermore, the present invention provides an electrophoretic suspension comprising two types of charged particles. The total charge amount for each particle type is selected to reduce the residual voltage. This aspect of the invention may hereinafter be referred to as a “zeta potential” invention.

さらに、本発明は、残留電圧を減らすために、懸濁流体に添加剤を備えた電気泳動懸濁液も提供する。本発明の本側面は、以下、「懸濁流体添加剤」発明と、称され得る。   Furthermore, the present invention also provides an electrophoretic suspension comprising an additive in the suspending fluid to reduce the residual voltage. This aspect of the invention may hereinafter be referred to as a “suspended fluid additive” invention.

また、本発明は、残留電圧を減らした微小空洞電気泳動ディスプレイ用外側相の材料をも提供する。本発明の本側面は、以下、「微小空洞外側材料」発明と、称され得る。   The present invention also provides an outer phase material for a microcavity electrophoretic display with reduced residual voltage. This aspect of the invention may hereinafter be referred to as a “microcavity outer material” invention.

さらに、本発明は、残留電圧を減らした電気泳動ディスプレイおよび他の電気光学ディスプレイの製造方法、ならびに、残留電圧を測定する手段を備えるディスプレイを提供する。   Furthermore, the present invention provides an electrophoretic display and other electro-optic display manufacturing method with reduced residual voltage, and a display comprising means for measuring the residual voltage.

上述してきたように、本発明は、電気光学ディスプレイおよび媒体の幾つかの異なる改善、ならびに、このようなディスプレイを駆動する波形および制御装置の幾つかの異なる改善を提供する。本発明の様々な側面は、個別に(あるいは、関連するグループで)以下に記載されるが、単一のディスプレイや媒体であっても、本発明の一つのみならぬ側面での使われ得ることは、理解されるべきである。例えば、単一のディスプレイも、本発明の体積抵抗率の均衡の取れた電気泳動媒体を含むこと、および、本媒体を駆動する本発明の波形選択方法を使うことがあり得る。   As described above, the present invention provides several different improvements in electro-optic displays and media, as well as several different improvements in the waveforms and controllers that drive such displays. Various aspects of the present invention are described separately (or in related groups) below, but a single display or medium may be used in more than one aspect of the present invention. That should be understood. For example, a single display can also include the volume resistivity balanced electrophoretic medium of the present invention and use the waveform selection method of the present invention to drive the medium.

(残留電圧の決定方法、および、残留電圧を示す電気光学ディスプレイ向けのアドレッシング方法と制御装置)
既に述べてきたように、電気光学ディスプレイの光学的性能に残留電圧は悪影響を及ぼすことを考慮すると、ディスプレイがこのような残留電圧に影響を受けやすいとき、残留電圧の影響を最小化するアドレッシング方法を用いることが、典型的には必要であり、あるいは、典型的には望ましい。
(Residual voltage determination method, and addressing method and control device for electro-optic display showing residual voltage)
As already mentioned, considering that residual voltage adversely affects the optical performance of electro-optic displays, an addressing method that minimizes the effect of residual voltage when the display is sensitive to such residual voltage Is typically necessary or desirable.

電気光学ディスプレイの所定の画素に対し、残留電圧の状態は、「像履歴」に非常に影響を受けやすい。すなわち、以前に印加された電界は、このように、用いられた波形、電界強度、および、連続する像更新の間に経過した時間などのパラメータによって影響を受ける。   For a given pixel of an electro-optic display, the residual voltage state is very sensitive to “image history”. That is, the previously applied electric field is thus affected by parameters such as the waveform used, the electric field strength, and the time elapsed between successive image updates.

前述した第2003/0137521号および2003年5月23日に出願した米国特許出願番号第10/249,973号(国際特許出願第WO03/107315号も参照)に記載されたアドレッシング方法の一つの有効な分類のものは、前の像データの知識を使う。ルックアップテーブルが用いられる。例えば、黒色画素が白色にスイッチされるための波形は、黒色画素が前に白色であったか、前に灰色であったかによって、異なり得る。(灰色からの変化は、おそらく、残留電圧の異なる量によって形成されるであろう異なる波形である。)実際には、このような「n前の状態(prior n−state)のルックアップテーブル」が残留電圧に起因するゴーストを減らす傾向があることが分かってきた。   One of the addressing methods described in the aforementioned 2003/0137521 and US patent application Ser. No. 10 / 249,973 filed May 23, 2003 (see also International Patent Application No. WO 03/107315) For the most important classifications, the knowledge of the previous image data is used. A lookup table is used. For example, the waveform for a black pixel to be switched to white may vary depending on whether the black pixel was previously white or previously gray. (The change from gray is probably a different waveform that will be formed by different amounts of residual voltage.) In practice, such a “n-state look-up table”. Has been found to tend to reduce ghosts due to residual voltage.

しかしながら、このアプローチにも、不利な点が幾つかある。第一に、前の光学状態を追跡している間、用いられるアルゴリズムは、それぞれの像変化(光学状態の変化)間の経過時間を考慮しない場合がある。そして、その結果として、ルックアップテーブルに選ばれる値は、例えば、毎秒平均1回の更新であるなど、使用モデルを考慮して、選択されなければならない。第二に、この方法は追加メモリを必要とする。また、高精度を達成するため、ルックアップテーブルのサイズを大きくしなければならないし、nが2から3へと増えるに従って、メモリ量を更に大きくすることが要求される。上述の適用で述べたように、場合によって、非常に大きなルックアップテーブルが必要とされるので、一部の場合では、携帯デバイスに適応させるには困難を伴い得る。   However, this approach also has some disadvantages. First, while tracking the previous optical state, the algorithm used may not take into account the elapsed time between each image change (optical state change). As a result, the value chosen for the lookup table must be selected taking into account the usage model, for example, an average of one update per second. Second, this method requires additional memory. In order to achieve high accuracy, the size of the lookup table must be increased, and as n increases from 2 to 3, it is required to further increase the amount of memory. As mentioned in the above application, in some cases, a very large look-up table is required, so in some cases it can be difficult to adapt to a mobile device.

本発明の波形選択方法に従うと、代替的アプローチが、ここに提案される。それは、各画素の残留電圧が最初に決定され(あるいは、残留電圧に関連することで知られる様々なパラメータを利用して、推定され)、その後、2つ以上の波形のうちの1つが、決定または推定される残留電圧に少なくとも一部は基づいて、選択される。このような波形選択方法は、既知あるいは測定によるディスプレイ特性に基づく残留電圧の推定または予測に、幾つかの可能なアプローチとして、利用され得る。波形選択方法は、残留電圧の直接測定にも、関与し得る。   According to the waveform selection method of the present invention, an alternative approach is proposed here. That is, the residual voltage of each pixel is first determined (or estimated using various parameters known to be related to the residual voltage), and then one of the two or more waveforms is determined. Or it is selected based at least in part on the estimated residual voltage. Such a waveform selection method can be utilized as several possible approaches to the estimation or prediction of residual voltage based on known or measured display characteristics. The waveform selection method can also involve direct measurement of residual voltage.

完全な方法において、各画素の完全な更新履歴には、印加電圧と像更新の間における経過時間の双方を含み得る。減衰モデルは、各前の更新時から残っている残留電圧を予測するために使われる。変化が考慮される前、十分長い時間(典型的には、約10分)起こる更新は、無視され、その履歴は消され得る。なぜなら、残留電圧レベルへの寄与は、本質的にゼロに減らされるからである。画素の残留電圧は、それぞれの前の関連する更新から残留電圧の集合体として、モデル化され得る。   In a complete manner, the complete update history for each pixel can include both the applied voltage and the elapsed time between image updates. The decay model is used to predict the residual voltage remaining from each previous update. Updates that occur long enough (typically about 10 minutes) before changes are taken into account are ignored and their history can be erased. This is because the contribution to the residual voltage level is essentially reduced to zero. The residual voltage of the pixel can be modeled as a collection of residual voltages from each previous associated update.

実用的には、より少ないメモリを要する好ましいアプローチは、各画素に対し、単一の残留電圧値とタイムスタンプを追跡することである。各像の更新前に、各画素の残留電圧はディスプレイの減衰関数により決定された量によって減少し、その画素のタイムスタンプは更新される。各更新の後、残留電圧の値は実際に使われている波形に基づく量によって増減され、タイムスタンプは更新される。このようにして、残留電圧は全期間にわたって追跡されるが、2つのデータ値のみが、1画素当たりに格納されなくてはならない。   In practice, the preferred approach requiring less memory is to track a single residual voltage value and timestamp for each pixel. Prior to updating each image, the residual voltage of each pixel is decreased by an amount determined by the attenuation function of the display, and the time stamp of that pixel is updated. After each update, the residual voltage value is increased or decreased by an amount based on the waveform actually used, and the time stamp is updated. In this way, the residual voltage is tracked over the whole period, but only two data values have to be stored per pixel.

減衰関数および変化関数は、任意の適切な様式で計算され得る。例えば、アナログ論理デバイスを介し、公式とデータパラメータに基づく論理計算によって、あるいは、ディスプレイアプリケーション用に適したグラデーションをともなうルックアップテーブルによって計算され得る。格納された残留電圧とタイムスタンプとの値の実際の更新は、例えば、双方の計算結果を組み合わせるシングルステップなど、任意の適切な様式で、起こり得る。像の更新に使われる波形が、長時間(例えば、300〜1000ミリ秒)にわたる連続パルスを含むのであれば、像の更新それ自体の間のインターバルに、残留電圧および/またはタイムスタンプの値を更新するにあたって有利であり得る。   The attenuation function and the change function can be calculated in any suitable manner. For example, it can be calculated via analog logic devices, by logic calculations based on formulas and data parameters, or by look-up tables with gradations suitable for display applications. The actual update of the stored residual voltage and time stamp values can occur in any suitable manner, for example, a single step that combines the results of both calculations. If the waveform used to update the image contains continuous pulses over a long period of time (e.g., 300-1000 milliseconds), the residual voltage and / or timestamp value can be set in the interval between image updates itself. It can be advantageous to update.

所定のディスプレイにおける減衰関数は、そのディスプレイの材料、製造方法、システム設計の特徴など多数の要因に非常に敏感である。そのため、電気光学ディスプレイが異なれば、減衰関数や関数のパラメータを変化させることが必要である。実用的には、電気光学媒体およびディスプレイは複雑なので、印加電圧を連続的に与えたときの残留電圧の応答および減衰について、実験的にディスプレイシステムを測定し、その結果から、ルックアップテーブルを作成すること、あるいは、データに関数を合わすことが最も有効であることが分かってきた。製造プロセスにおいて、例えば、新たな材料セットに切り換えやバッチ変更の際に、この測定ステップを定期的に繰り返すことは、有益であり得る。また、ディスプレイ組み立て後に、各ディスプレイに対する減衰関数を個別に特性調査すること、および、ディスプレイ制御装置において、その結果得られたパラメータを記録することも有益であり得る。   The attenuation function in a given display is very sensitive to a number of factors, such as the material of the display, the manufacturing method, and system design features. Therefore, if the electro-optic display is different, it is necessary to change the attenuation function and the function parameter. In practice, electro-optic media and displays are complex, so the display system is experimentally measured for the residual voltage response and decay when applied voltage is applied continuously, and a lookup table is created from the results. It has been found that it is most effective to do or fit a function to the data. It may be beneficial to repeat this measurement step periodically in the manufacturing process, for example when switching to a new material set or changing batches. It may also be beneficial to individually characterize the attenuation function for each display after display assembly and to record the resulting parameters in the display controller.

所定のディスプレイにおける残留電圧減衰および応答関数は、温度や湿度のレベルのような環境要因によって影響を受け得る。センサまたはユーザによって選択可能な入力値が、これら要因を追跡するために、ディスプレイ(あるいはディスプレイを含むデバイス)に追加され得る。このように、これらの環境パラメータを見込んだ残留応答および減衰関数またはルックアップテーブルを使うことは有利となり得る。また、ディスプレイが更新されたかどうかに関わらず、残留電圧の値を周期的に(例えば、30〜300秒ごとに)更新して、格納された値が、温度や湿度などの環境変化を見込み、正確さを保つことも有利となり得る。   The residual voltage decay and response function in a given display can be affected by environmental factors such as temperature and humidity levels. Sensors or user selectable input values can be added to the display (or device that includes the display) to track these factors. Thus, it may be advantageous to use a residual response and decay function or look-up table that allows for these environmental parameters. Regardless of whether the display has been updated, the value of the residual voltage is updated periodically (for example, every 30 to 300 seconds), and the stored value is expected for environmental changes such as temperature and humidity, It can also be advantageous to maintain accuracy.

ディスプレイの画素が小さな場合、1つの画素の全残留電圧は、その近傍の画素の残留電圧によって大きな影響を受け得る。したがって、残留電圧を更新する関数は、外側の電界の影響を見込むように使われ得るか、あるいは、事前または事後処理アルゴリズムは、このような影響を見込んで導入され得る。この場合も、各画素において、その直近の画素の残留電圧の値に応答して、残留電圧の値を定期的に更新すること、および、これによって、現在の残留電圧の値を適切に正確な推定を行うことは、有利であり得る。   If the pixel of the display is small, the total residual voltage of one pixel can be greatly affected by the residual voltage of neighboring pixels. Thus, the function to update the residual voltage can be used to allow for the effects of the external electric field, or pre- or post-processing algorithms can be introduced with such effects in mind. Again, in each pixel, the value of the residual voltage is periodically updated in response to the value of the last pixel's residual voltage, and thus the current value of the residual voltage is appropriately accurate. It may be advantageous to perform the estimation.

前述の議論は、システム入力と特性に基づいて、残留電圧を推定するための方法に焦点を絞ってきた。代替的なアプローチは、残留電圧の直接測定である。電気泳動ディスプレイの状態のセンシング技術は、米国特許第6,512,354号に記載されている。類似の技術も、他の電気光学ディスプレイの残留電圧のセンシングに用いられ得る。前述の第2003/0137521号は、残留電圧を測定するためのコンパレータの使用について、特定的に記載している。残留電圧の直接測定は、像の更新ごとに、あるいは、周期的に、上述のデータ値を更新し、修正することで達成され得る。   The foregoing discussion has focused on methods for estimating residual voltage based on system input and characteristics. An alternative approach is direct measurement of residual voltage. An electrophoretic display state sensing technique is described in US Pat. No. 6,512,354. Similar techniques can also be used for residual voltage sensing of other electro-optic displays. The aforementioned 2003/0137521 specifically describes the use of a comparator to measure the residual voltage. A direct measurement of the residual voltage can be achieved by updating and modifying the above data values at every image update or periodically.

推定方法と直接測定方法とは、一緒に使われ得る。例えば、推定方法がそれぞれの像更新時に用いられ得るが、残留電圧の値は、実際の測定に基づいて周期的に更新され得る。なぜなら、残留電圧の応答および減衰速度は、ディスプレイの作動寿命(数年の期間であり得る)とともに変化し得るので、ディスプレイ制御装置ソフトウェアにとって、こうした変化を追跡し、適応するアルゴリズム(例えば、現状のデータに基づいて、予測パラメータを更新するベースのアルゴリズム(Bayesian algorithm)など)を用いることは、有利であり得る。   The estimation method and the direct measurement method can be used together. For example, an estimation method can be used at each image update, but the value of the residual voltage can be updated periodically based on actual measurements. Because the residual voltage response and decay rate can change with the operating life of the display (which can be a period of several years), the display controller software is able to track and adapt to such changes (eg, current It may be advantageous to use a base algorithm (such as a Bayesian algorithm) that updates the prediction parameters based on the data.

同様に、各画素に対して推定方法が使われ、残留電圧の値は、1つ以上のテスト画素によって、直接センシングされ得る。そして、残りの画素に対する残留電圧の値は、テスト画素に対する推定残留電圧と測定残留電圧との差に少なくとも一部基づいて、調整される。テスト画素は、ディスプレイの観察者から見える画素であることも、見えない画素であることもあり得る。   Similarly, an estimation method is used for each pixel, and the value of the residual voltage can be directly sensed by one or more test pixels. Then, the value of the residual voltage for the remaining pixels is adjusted based at least in part on the difference between the estimated residual voltage and the measured residual voltage for the test pixel. The test pixel can be a pixel that is visible to an observer of the display or a pixel that is not visible.

少なくとも、幾つかの場合において、ディスプレイの残留電圧の特性は、ディスプレイの1つ以上の特定の層(例えば、粘着剤層)の電気的性質に非常に敏感であり得る。したがって、残留電圧を推定または測定する後述のアプローチは変更され得る。これは、残留電圧に大きな影響を与える特定の層(例えば、粘着剤層)の電気的特性を推定または測定するため、および、画素の残留値のために、アルゴリズムを適切に変更するためである。センサをディスプレイの特定の層のプロービングに使うこと、および、センサが見える画素と関連する材料をプロービングすること、または、プロービングしないことがあり得る。さらに、関連する層の材料の物理的サンプルが、センサの一部として、ディスプレイの外部で提供され得る。そのセンサの一部は、その時間に対する応答と変化を直接測定するために、その材料を組み込んでいる。   At least in some cases, the characteristics of the residual voltage of the display can be very sensitive to the electrical properties of one or more particular layers (eg, the adhesive layer) of the display. Thus, the approach described below for estimating or measuring the residual voltage can be modified. This is to estimate or measure the electrical properties of a particular layer (eg, adhesive layer) that has a significant impact on the residual voltage, and to modify the algorithm appropriately for pixel residual values. . It is possible to use the sensor for probing a particular layer of the display and to probe the material associated with the pixel where the sensor is visible or not. Furthermore, a physical sample of the relevant layer material can be provided outside the display as part of the sensor. Some of the sensors incorporate the material to directly measure the response and change over time.

(波形とアドレッシング方法を認識する残留電圧)
本発明の波形選択方法に従って、上述の方法または上述以外の適切な方法で、残留電圧(または代理変数)の推定または測定すると、推定または測定された現在の残留電圧または代理変数の少なくとも一部に基づいて、アドレッシング方法が選択される。アドレッシング方法は、特定画素の残留電圧、その画素と周辺画素の残留電圧、あるいは、1画素とその直近の画素より大きなディスプレイの全体または部分にわたる残留電圧の全体に基づいて、選ばれ得る。
(Residual voltage to recognize waveform and addressing method)
According to the waveform selection method of the present invention, when the residual voltage (or surrogate variable) is estimated or measured by the above-described method or other appropriate method, at least a part of the estimated or measured current residual voltage or surrogate variable Based on this, an addressing method is selected. The addressing method may be chosen based on the residual voltage of a particular pixel, the residual voltage of that pixel and its surrounding pixels, or the total residual voltage across a display or a larger display than a pixel and its immediate neighboring pixels.

様々な方法が標準波形(すなわち、残留電圧が気付かない波形)を、特定の画素または特定の画素グループの残留電圧を見込むために、変更するために使われ得る。例えば、画素によって体験される実効波形が元々の所望の波形であるように、残留電圧は所望の波形から引かれ、減少した電圧が印加され得る。代替的に、倍率または他の変形が波形に適用され得る。代替的に、波形における電圧レベルが不変のままで維持され得るが、その継続時間が調整され得る。例えば、標準波形は10Vで50msのパルスが必要としても、画素が2Vの残留電圧を有すると、その代わりに、パルスは、10Vで40ms、8Vで50ms、8.94Vで44.7msあるいは、0Vで10msの中間での休止をともなった10Vで20msの2つのパルスになり得る(単純化のために、これらの例は2Vの残留電圧の減衰速度を考慮に入れていないが、初期値の2Vからの残留インパルスの予期される落ち込みに見合うよう、より正確に調整され得る)。これらの波形は、正味のインパルスが完全に一定であることが必ずしも理想的でないという事実を組み込んで調整され得る。なぜなら、電気光学媒体は小さな閾値を有することも、あるいは、波形において、パルス電圧または継続時間に対するその光学的応答が非対称となることも、あり得るからである。   Various methods can be used to change the standard waveform (ie, the waveform in which the residual voltage is not noticed) to allow for the residual voltage of a particular pixel or group of pixels. For example, the residual voltage can be subtracted from the desired waveform and a reduced voltage applied so that the effective waveform experienced by the pixel is the original desired waveform. Alternatively, magnification or other deformation can be applied to the waveform. Alternatively, the voltage level in the waveform can be maintained unchanged, but its duration can be adjusted. For example, if the standard waveform requires a pulse of 10V and 50ms, but if the pixel has a residual voltage of 2V, the pulse will instead be 40ms at 10V, 50ms at 8V, 44.7ms at 8.94V, or 0V Can result in two pulses of 10 ms at 10 V with a pause in the middle of 10 ms (for simplicity, these examples do not take into account the rate of decay of the residual voltage of 2 V, but the initial value of 2 V Can be adjusted more accurately to meet the expected drop in residual impulses from These waveforms can be adjusted to incorporate the fact that the net impulse is not necessarily ideally perfectly constant. This is because an electro-optic medium can have a small threshold, or its optical response to a pulse voltage or duration can be asymmetric in the waveform.

このような様式の波形調整の直接計算は、ディスプレイ制御装置にかなりの処理量を課すことになり得る。こうした処理量を減らすために、制御装置はその代わりに、それぞれが残留電圧の値の範囲と関連する一連の選択肢から、アドレッシング波形、アルゴリズム、公式あるいはルックアップテーブルを選び得る。このようにして、本発明の波形選択方法は、2以上の本質的に同等な波形(波形が完了した後の画素の最終光学状態が、実質的に異ならない波形)からの選択に拡がる。これは、画素内で凝集した残留電圧の変化を最小とするため(すなわち、非常に低い残留電圧の波形を与えるため)である。最適波形は、電気光学媒体の減衰速度のモデル化によって、あるいは、直接の実験および波形の調整と最適化プロセスによって、決定され得る。本発明の波形選択方法は、同等あるいは最小でない残留電圧を生成する本質的に同等な波形から選択すること、任意の画素の正味の残留電圧をゼロの近くに持ってくる波形を選ぶことにも拡がる。このような波形は「オフセット残留電圧波形」と呼ばれ得る。   This direct calculation of the waveform adjustment in this manner can impose a significant amount of processing on the display controller. To reduce such throughput, the controller may instead choose an addressing waveform, algorithm, formula or look-up table from a series of options, each associated with a range of residual voltage values. In this way, the waveform selection method of the present invention extends to selection from two or more essentially equivalent waveforms (waveforms in which the final optical state of the pixel after completion of the waveform is not substantially different). This is to minimize the change in the residual voltage aggregated within the pixel (that is, to give a very low residual voltage waveform). The optimal waveform can be determined by modeling the decay rate of the electro-optic medium or by direct experimentation and waveform tuning and optimization processes. The waveform selection method of the present invention also selects from essentially equivalent waveforms that produce an equivalent or non-minimum residual voltage, or to select a waveform that brings the net residual voltage of any pixel close to zero. spread. Such a waveform may be referred to as an “offset residual voltage waveform”.

前述のWO2004/090857号およびPCT/US2004/21000号に記載したように、個々の変化で使われる波形がDC均衡(全体の駆動スキームがDC均衡しているのと対照的に)された波形である駆動スキームを用いることが可能であり、しばしば望ましい。他の場合において、たとえ全体の波形がDC均衡されていなくとも、波形の特定部分はDC均衡され得る。例えば、シェークアップパルス(shake−up pulse)、ブランキングパルス(blanking pulse)(以下参照)、および、多数のレール安定化(rail−stabilized)アドレッシング方法である。このようなDC均衡波形シークエンスの間、シークエンスの一部で画素をその両極端の光学状態(以下、簡便のために、黒色と白色とする)に導かれる画素を巻き添えにするのであるが、制御装置はどちらの方向に最初にスイッチすべきか、白色へ、または、黒色へかを選択し得る。一方の極端な光学状態へのスイッチに引き続き、他方の極端な光学状態へのスイッチが行われるとき、第二のスイッチは、通常、残留電圧に対して、より大きな影響を及ぼす。なぜなら、それは単に、時間的に遅れて起こり、残留電圧の影響が時間とともに減衰するからである。このように、DC均衡された波形のシークエンスにおいて、最初に黒色に向かうスイッチをするか、白色に向かうスイッチをするかの選択は、任意の画素に対しての残留電圧が少し増加したか、少し減少したかによって決定され得る。これが、本発明のオフセット残留電圧波形の別の例である。   As described in the above-mentioned WO 2004/090857 and PCT / US2004 / 21000, the waveforms used in the individual changes are DC balanced (as opposed to DC balanced in the overall drive scheme). Certain drive schemes can be used and are often desirable. In other cases, certain portions of the waveform may be DC balanced even though the entire waveform is not DC balanced. For example, shake-up pulses, blanking pulses (see below), and a number of rail-stabilized addressing methods. During such a DC balanced waveform sequence, a pixel that is guided to its extreme optical state (hereinafter referred to as black and white for the sake of simplicity) is included in a part of the sequence. Can select which direction to switch first, white or black. When a switch to one extreme optical state is followed by a switch to the other extreme optical state, the second switch usually has a greater effect on the residual voltage. This is simply because it occurs later in time and the effect of the residual voltage decays with time. In this way, in the sequence of the DC balanced waveform, the selection of whether to switch to black first or to white switches whether the residual voltage for a given pixel has increased slightly or slightly. It can be determined by whether it has decreased. This is another example of the offset residual voltage waveform of the present invention.

駆動スキームにおいては、周期的(典型的には、毎10分か毎10分程度、または、像更新ごと)に両極端な光学状態に画素を導くブランキングパルスを必要とするものも幾つかある。例えば、前述の第2003/0137521号参照。例えば、ブランキングパルスはディスプレイを全白色から全黒色に、あるいは、全黒色から全白色にスイッチし得る。本発明の波形選択方法に従うと、これら二者択一は、残留電圧を減らし、それによって、知覚されるゴーストを減らすことができるようにされる。代替的に、ディスプレイの画素が全体として有する残留電圧が正であるか負であるかを決定すると、像の更新時間を増やすことなく、適切なブランキングシークエンス(黒色/白色または白色/黒色)を選択することで、ディスプレイの全残留電圧は減らされ得る。バリエーションとして、どちらの光学レール(極端な光学状態)を最初にヒットするかの決定は、凝集した残留電圧に基づくのではなく、いずれかの方向に高い残留電圧を有する画素の数に基づく。より一般的に言えば、目的のアプリケーションを使うユーザの好みにおいて、残留電圧によるディスプレイの異常など目障りな影響を最小限にするために、媒体がどちらのレールに最初に導かれるのが良いかという任意の適切なアルゴリズムを決定するために使われ得る。   Some drive schemes require blanking pulses that lead the pixels to extreme optical states periodically (typically every 10 minutes or every 10 minutes or every image update). For example, see the aforementioned 2003/0137521. For example, a blanking pulse may switch the display from all white to all black or from all black to all white. In accordance with the waveform selection method of the present invention, these alternatives are made to reduce the residual voltage, thereby reducing the perceived ghost. Alternatively, determining whether the residual voltage of the display pixels as a whole is positive or negative, the appropriate blanking sequence (black / white or white / black) can be used without increasing the image update time. By selection, the total residual voltage of the display can be reduced. As a variation, the determination of which optical rail (extreme optical state) to hit first is not based on the aggregated residual voltage, but on the number of pixels having a high residual voltage in either direction. More generally speaking, which rail should the media be guided first in order to minimize annoying effects such as display anomalies due to residual voltage in the preferences of the user using the intended application? It can be used to determine any suitable algorithm.

必要に応じて、残留電圧が一方向または両方向の極端であるとき、追加のブランキングシーケンス(白色−黒色−白色または白色−黒色−白色−黒色)の導入を、アルゴリズムは備え得る。各画素のブランキングパルスの電圧レベルは、その継続時間によって変更され得ることは明らかである。   If desired, the algorithm may provide for the introduction of an additional blanking sequence (white-black-white or white-black-white-black) when the residual voltage is extreme in one or both directions. Obviously, the voltage level of the blanking pulse of each pixel can be changed by its duration.

本発明による波形選択方法は、さらに、電気光学媒体が既に極端な光学状態にある(すなわち、光学レールにある)間、電圧パルスの期間を延長することにまで、幅が拡がる。それゆえ、光学的変化の乱れなく、残留電圧を増減できる。このような電圧パルス延長の機会は、画素が極端な光学状態に運ばれた場合、毎回存在する。上述のブランキングパルスは、一例である。したがって、波形選択方法は、ブランキングパルス継続時間(または電圧)が画素ごとの方式によって変化することに備える。各画素の計算に基づいて、パルスをいずれかの方向に延長することで、正味の残留電圧構成要素が適用され、こうして、その画素に対する全残留電圧は減少または消去され得る。こうして、ブランキングパルスは、ディスプレイの全ての画素にわたって、明白な光学的影響を与えることなく、残留電圧を減らすために使われ得る。実用面では、パルスが延長された度合いは量子化され得る。すなわち、画素は残留電圧の範囲に基づくカテゴリに分類され、各カテゴリ内の全ての画素に、その同じ調整が適用され得る。   The waveform selection method according to the present invention further extends to extending the duration of the voltage pulse while the electro-optic medium is already in the extreme optical state (ie, on the optical rail). Therefore, the residual voltage can be increased or decreased without disturbing the optical change. Such a voltage pulse extension opportunity exists every time the pixel is brought into an extreme optical state. The above-described blanking pulse is an example. Therefore, the waveform selection method provides for the blanking pulse duration (or voltage) to change according to the method for each pixel. Based on the calculation of each pixel, the net residual voltage component is applied by extending the pulse in either direction, thus the total residual voltage for that pixel can be reduced or eliminated. Thus, the blanking pulse can be used to reduce the residual voltage across all pixels of the display without any apparent optical effect. In practical terms, the degree to which a pulse is extended can be quantized. That is, the pixels are classified into categories based on the residual voltage range, and the same adjustment can be applied to all pixels within each category.

いわゆる「レール安定化」駆動スキームは、(前述の第2003/0137521号、第WO2004/090857号および第PCT/US2004/21000号で)既知であり、これは、任意の画素が光学レールに触れることなく、限られた数の変化のみを受けることを可能とし、こうして、頻繁なベースで、各画素がその極端な光学状態の一つにスイッチされることに備えるものである。例えば、画素が一つのグレーレベルから他のグレーレベルに変化するため、画素は最初に暗状態または白色状態に(おそらく、延長された期間)スイッチされ得、次いで、引き続きパルスが印加されて、所望のグレーレベルに到達する。画素が極端な光学状態に向けてアドレッシングされる期間が長いために、このような変化は、正または負の残留電圧を生成しやすい。本発明の波形選択方法に従うと、画素の残留電圧は、光学レールを使って変化させることで最小化され得る。スイッチの方向によって生成された残留電圧は、変化の直前に画素によって運ばれた残留電圧と正負が逆になる傾向がある。   The so-called “rail stabilization” drive scheme is known (in the aforementioned 2003/0137521, WO 2004/090857 and PCT / US2004 / 21000), which means that any pixel touches the optical rail. Rather, it allows only a limited number of changes to be received, thus providing for each pixel to be switched to one of its extreme optical states on a frequent basis. For example, because a pixel changes from one gray level to another, the pixel can first be switched to a dark or white state (perhaps for an extended period) and then a pulse can be subsequently applied to achieve the desired Reach the gray level. Such a change is likely to generate a positive or negative residual voltage due to the long period that the pixel is addressed towards extreme optical states. According to the waveform selection method of the present invention, the residual voltage of the pixel can be minimized by changing it using the optical rail. The residual voltage generated by the direction of the switch tends to be opposite in polarity to the residual voltage carried by the pixel just before the change.

レール安定化駆動スキームを使う一つの理由は、残留電圧の光学的影響を緩和することである。画素ごとの残留電圧レベルの測定予測は、上述のように、このようなレール安定化駆動スキームを使う必要性を減らし得る。ハイブリッドなアプローチは、残留電圧がかなり高い場合の画素に対しては、レール安定化方法を使うこと、しかし、残留電圧が低く、像に影響を与えそうにない場合は、所望の状態に直接スイッチすること(直接インパルス方法)である。   One reason for using a rail-stabilized drive scheme is to mitigate the optical effects of residual voltage. Measurement prediction of the residual voltage level per pixel may reduce the need to use such a rail-stabilized drive scheme, as described above. The hybrid approach uses a rail stabilization method for pixels where the residual voltage is quite high, but switches directly to the desired state if the residual voltage is low and is unlikely to affect the image To do (direct impulse method).

残留電圧を減らす他のアプローチは、残留電圧が極端な(すなわち、ある所定値を超す大きさを有する)画素を特定すること、そして、一般的な像の更新の前に、このような画素にその残留電圧を減らすためにオフセット電圧を印加すること、あるいは、ディスプレイ全体にわたる残留電圧レベルを事前に条件付けすることである。このような事前の条件付けは、レール安定化期間を短縮可能とし、認識される像更新時間の高速化を達成し得る。オフセット電圧が小さく、持続する時間にわたって印加された場合、あるいは、オフセット電圧が、パーティクルをレールから引き戻すより、レール安定化期間の延長に利く傾向の場合、残留電圧の減少は、目に見えるほど気になる影響なしに、達成され得る。   Another approach to reducing the residual voltage is to identify pixels with extreme residual voltages (i.e., having a magnitude that exceeds some predetermined value), and to such pixels prior to a general image update. Applying an offset voltage to reduce the residual voltage, or preconditioning the residual voltage level across the display. Such preconditioning can shorten the rail stabilization period and achieve a faster recognized image update time. If the offset voltage is small and applied over a sustained period of time, or if the offset voltage tends to help extend the rail stabilization period rather than pulling the particles back from the rail, the residual voltage reduction is noticeably noticeable. Can be achieved without any impact.

上述の議論は、正味の残留電圧を追跡し、かつ、残留電圧の減少に応じる適切なアルゴリズムを選択することに、焦点を当ててきた。画素またはディスプレイの像履歴の別のパラメータは、正味のDC不均衡である。像技術に関する当業者にとって、上述の方法のほとんどは、任意の残留電圧の調整と組み合わせて、あるいは、単独で、DC不均衡を追跡し、修正するように変更され得ることは明らかである。例えば、上述のアプローチで、どちらの光学レールを最初に選択するか、また、どの事前条件付けがふさわしいかを決定するとき、DC不均衡が使われ得る。例えば、さらに、残留電圧が波形の変更で減少され得る場合においてでも、画素が既にDC不均衡であって、残留電圧の調整後に不均衡が増大するとすれば、駆動スキームは、この修正を省略し得る。同様に、正味のDC均衡を達成するためのディスプレイの任意の条件付け、あるいは、波形の任意の調整は、各画素にわたる残留電圧を推定するとき、許容される。   The above discussion has focused on tracking the net residual voltage and selecting an appropriate algorithm that responds to the residual voltage reduction. Another parameter of pixel or display image history is the net DC imbalance. It will be apparent to those skilled in the imaging art that most of the methods described above can be modified to track and correct DC imbalance, either in combination with any residual voltage adjustment, or alone. For example, in the approach described above, DC imbalance can be used when determining which optical rail to select first and which preconditioning is appropriate. For example, even if the residual voltage can be reduced by changing the waveform, if the pixel is already DC imbalanced and the imbalance increases after adjustment of the residual voltage, the drive scheme will omit this correction. obtain. Similarly, any conditioning of the display to achieve a net DC balance or any adjustment of the waveform is allowed when estimating the residual voltage across each pixel.

このように、本発明の波形選択方法は、残留電圧を示すのが可能な電気光学ディスプレイ用のアドレッシング方法として、一般化され得る。ここで、残留電圧に対応するデータ値は決定され、残留電圧の値に少なくともその一部は基づいて、アドレッシング波形は選択される。このような方法において、時間と残留電圧の値、あるいは、それぞれを表すデータは、典型的には追跡され得る。しかしながら、電気泳動ディスプレイおよび別の電気光学ディスプレイ用のアドレッシング波形は、時間と残留電圧の値を暗黙に、あるいは、近似に考慮し得ることは、理解されるべきである。例えば、前述の第2003/0137521号、第WO2004/090857号および第PCT/US2004/21000号、ならびに、上記に記載されたいわゆる「n前の状態」アドレッシング方法論は、時間を追跡しないことがあるが、前の画素の光学状態の履歴は追跡する。これは、駆動スキームの設計者が、典型的な使用モデルや像更新間の通常の経過時間に関する知識を持っていれば、時間の代用(proxy)となり得る。したがって、このような方法は、残留電圧を減らし、ゴースト挙動の改善を示す傾向があることが、今では認識されている。   Thus, the waveform selection method of the present invention can be generalized as an addressing method for an electro-optic display capable of indicating a residual voltage. Here, the data value corresponding to the residual voltage is determined, and the addressing waveform is selected based at least in part on the value of the residual voltage. In such a method, time and residual voltage values, or data representing each, can typically be tracked. However, it is to be understood that addressing waveforms for electrophoretic displays and other electro-optic displays can implicitly or approximate time and residual voltage values. For example, the aforementioned 2003/0137521, WO 2004/090857 and PCT / US2004 / 21000, and the so-called “state before n” addressing methodology described above may not track time. The optical state history of the previous pixel is tracked. This can be a proxy for time if the designer of the drive scheme has knowledge of typical usage models and normal elapsed time between image updates. Thus, it is now recognized that such methods tend to reduce residual voltage and show improved ghost behavior.

このような方法が今まで使われてきた実際的な理由の一つは、多くの電気光学ディスプレイのディスプレイ制御装置は、像更新間の経過時間を追跡するクロック情報へのアクセスを有しないからである。なぜなら、おそらく、このような経過時間データは、双安定なディスプレイにおいて、最も有効であり、かつ、双安定なディスプレイは今まで、ほとんど市販されてこなかったからである。本発明の波形選択方法の好ましい一形式として、制御装置はクロック、または、これと同等の時間メカニズムを含む。代替的に、制御装置は、経過時間の値を生成し、制御装置にこの情報を提供する外部情報源(例えば、ディスプレイを出力デバイスとして用いるデバイス)と、論理交信中であり得る。例えば、デバイスは、ディスプレイ制御装置への関数呼び出しと一緒に、あるいは、それぞれの新たな像データのセットと一緒に、時間情報を提供し得る。このような時間情報は量子化(例えば、直後、0.5秒、1秒、2秒、10秒、30秒、60秒、60秒超)され得る。その結果、データの帯域幅を減らしながら、それでもなお、有用な情報を提供する。特に、量子化された時間の帯域が、残留電圧の実質的に指数関数的な減衰に対応するように選ばれたときにおいては、有用な情報を提供する。   One practical reason why such a method has been used is that many electro-optic display controls do not have access to clock information that tracks the elapsed time between image updates. is there. This is probably because such elapsed time data is most useful in bistable displays, and bistable displays have never been commercially available. As a preferred form of the waveform selection method of the present invention, the control device includes a clock or an equivalent time mechanism. Alternatively, the controller may be in logical communication with an external information source (eg, a device that uses a display as an output device) that generates an elapsed time value and provides this information to the controller. For example, the device may provide time information with a function call to the display controller or with each new set of image data. Such time information can be quantized (eg, immediately after, 0.5 second, 1 second, 2 seconds, 10 seconds, 30 seconds, 60 seconds, over 60 seconds). As a result, it still provides useful information while reducing data bandwidth. In particular, it provides useful information when the quantized time band is chosen to correspond to a substantially exponential decay of the residual voltage.

一般的に、制御装置にとって、各画素に対する経過時間データを受け取ることは最も有益である。なぜなら、幾つかの画素は、更新中に変化しないこともあるからである。しかしながら、1セットの画素における最近の像更新、最近のブランキングパルス、あるいは、最近の更新からの経過時間に対応するデータを受け取ることは、それでも有益である。さらに、制御装置はディスプレイの有望な更新頻度を示すデータを、例えば、ユーザが現在テキスト入力していることを示すフラグを受け取り得る。テキストでは、ディスプレイ全体またはディスプレイの限られた領域において、速く連続的に更新を多く必要とし得る。   In general, it is most beneficial for the controller to receive elapsed time data for each pixel. This is because some pixels may not change during the update. However, it is still beneficial to receive data corresponding to recent image updates, recent blanking pulses, or elapsed time since a recent update in a set of pixels. Further, the control device may receive data indicating a probable update frequency of the display, for example, a flag indicating that the user is currently entering text. Text can require many updates quickly and continuously over the entire display or in a limited area of the display.

残留電圧の大雑把な補正の別の形式として、本発明による滞留時間波形選択方法が用いられる。この方法は、像変化を実行するため、多数の波形からの選択を提供する。ここで、多数の波形からの選択は、少なくとも一部は、初期グレー状態における関連画素の滞留時間、あるいは、この滞留時間の何らかの代理に基づいている。多数の波形からこのように時間依存した選択を行うことは、時間とともに残留電圧が減衰することを、暗黙に考慮に入れている。これは、たとえ、残留電圧が明確に追跡、推測または測定されることがなくてでもである。   As another form of rough correction of the residual voltage, the dwell time waveform selection method according to the present invention is used. This method provides a selection from a number of waveforms to perform the image change. Here, the selection from multiple waveforms is based at least in part on the dwell time of the associated pixel in the initial gray state, or some proxy for this dwell time. This time-dependent selection from multiple waveforms implicitly takes into account that the residual voltage decays over time. This is even if the residual voltage is not clearly tracked, inferred or measured.

例えば、本発明の特定の滞留時間選択方法は、全部で16のエントリのある論理変化表に基づく駆動スキームを使う4つのグレーレベルを有するディスプレイの制御装置に適用され得る。各エントリは、1つのグレーレベル(0、1、2、3)から他のグレーレベル(0、1、2、3)への変化に対応する。エントリの選択は、所望の変化における初期と最終のグレーレベルの知識に基づいて行われる。各エントリにおいて、3つの波形が考えられる。制御装置は、前の像が更新されて1秒以内に像変化が生じる場合、第一の波形を選択し、前の像が更新されて1秒から5秒の間に像変化が生じる場合、第二の波形を選択し、そして、前の像が更新されて5秒を超えてから像変化が生じる場合、第三の波形を選択する。   For example, the particular dwell time selection method of the present invention may be applied to a display controller with four gray levels using a drive scheme based on a logic change table with a total of 16 entries. Each entry corresponds to a change from one gray level (0, 1, 2, 3) to another gray level (0, 1, 2, 3). The entry selection is based on knowledge of the initial and final gray levels in the desired change. Three waveforms are considered in each entry. The controller selects the first waveform when the image change occurs within 1 second after the previous image is updated, and when the image change occurs between 1 second and 5 seconds when the previous image is updated, The second waveform is selected, and if the image change occurs after more than 5 seconds after the previous image is updated, the third waveform is selected.

滞留時間波形選択方法において、波形はルックアップテーブルによって表されること(上述のように)、環境条件の変化に対応するように変更され(あるいは、サブテーブルに分けられ)ること、および、ディスプレイ製造中に個々のディスプレイの特定のパラメータを含むように部分的または全体的に設定されることがあり得る。端的に言えば、この方法で使われる波形は、前述の第2003/0137521号、第WO2004/090857号および第PCT/US2004/21000号及び上記に記載された任意の選択的な構成要素やバリエーションを含み得る。   In the dwell time waveform selection method, the waveform is represented by a look-up table (as described above), modified to accommodate changes in environmental conditions (or divided into sub-tables), and display It may be set partially or totally to include specific parameters of individual displays during manufacturing. In short, the waveforms used in this method are the same as the optional components and variations described above in 2003/0137521, WO 2004/090857 and PCT / US2004 / 21000 and above. May be included.

上述してきたことから、本発明による滞留時間の波形選択方法においては、残留電圧が明確に追跡されなくても、また、経過時間がディスプレイが更新されてからの経過時間に基づき、特定の画素が更新されてからの経過時間に基づかないことがあっても、滞留時間の波形選択方法は、残留電圧と画素更新経過時間の双方に、暗黙に近づき、それゆえ、従来技術の駆動スキームに比べ、ゴースト挙動は改善されることが、理解される。   As described above, in the waveform selection method of the dwell time according to the present invention, even if the residual voltage is not clearly tracked, a specific pixel is determined based on the elapsed time since the display was updated. Even if it may not be based on the elapsed time since the update, the dwell time waveform selection method implicitly approaches both the residual voltage and the pixel update elapsed time, and therefore, compared to prior art drive schemes, It is understood that the ghost behavior is improved.

(材料の選択)
既に述べたように、電気光学ディスプレイに用いる材料の選択は、残留電圧に大きな影響を与え得る。このようなディスプレイにおいては、残留電圧は、作動中において存在するので、このようなディスプレイの電気光学的性能に大きな影響を与え得る。
(Material selection)
As already mentioned, the choice of material used for the electro-optic display can have a significant effect on the residual voltage. In such displays, the residual voltage is present during operation and can thus have a significant impact on the electro-optical performance of such displays.

また、上記で議論してきたように、ある種の材料は、電気光学ディスプレイに用いた場合、残留電圧に寄与するI型の分極を示す。この分極は、構成材料の少なくとも1つを介して移動するイオンの移動度と濃度に、しばしば依存すると、考えられている。(しかし、本発明はこの考え方に決して囚われない)。   Also, as discussed above, certain materials exhibit I-type polarization that contributes to residual voltage when used in electro-optic displays. This polarization is often thought to depend on the mobility and concentration of ions moving through at least one of the constituent materials. (However, the present invention is never bound by this idea).

残留電圧の減衰速度は、材料が提案されたディスプレイにあるのと同じ界面と接するテストセルを準備することで、任意の材料において測定され得る。例えば、テストセルはITO基板の上にコーティングされた積層粘着剤の厚さを制御して、準備され、電界がその積層粘着剤/ITO界面にわたって印加される。残留電圧のピーク値と減衰は、次いで、電荷回路を開き、高インピーダンス電圧計で画素にわたる電圧をモニターして、測定された。   The rate of decay of the residual voltage can be measured in any material by providing a test cell that contacts the same interface that the material is in the proposed display. For example, a test cell is prepared that controls the thickness of the laminated adhesive coated on the ITO substrate, and an electric field is applied across the laminated adhesive / ITO interface. The peak value and decay of the residual voltage was then measured by opening the charge circuit and monitoring the voltage across the pixel with a high impedance voltmeter.

積層粘着剤のイオン移動度が高いものほど、残留電圧の減衰速度は速いことが分かってきた。積層粘着剤の体積抵抗率は約1011Ωcm未満であることが好ましい。 It has been found that the higher the ion mobility of the laminated adhesive, the faster the decay rate of the residual voltage. The volume resistivity of the laminated adhesive is preferably less than about 10 11 Ωcm.

以前のE Inkの特許出願、例えば、前述の第2003/0011867号および第2003/0025855号、ならびに、米国出願第10/708,121号(2004年2月10日出願)は、抵抗率を制御した積層粘着剤、あるいは、異質性または異方性であって導電性ある積層粘着剤について、例えば、Z軸粘着剤について記載している。このような粘着剤は、残留電圧を減らすという更なるメリットを提供し得る。   Previous E Ink patent applications, such as the aforementioned 2003/0011867 and 2003/0025855, and US application 10 / 708,121 (filed February 10, 2004) control resistivity. For example, a Z-axis pressure-sensitive adhesive is described with respect to the laminated pressure-sensitive adhesive, or a heterogeneous or anisotropic and pressure-sensitive laminated pressure-sensitive adhesive. Such an adhesive may provide the additional benefit of reducing residual voltage.

積層粘着剤は、また、II型の分極を示し得る。テストセルにおいて、粘着剤の厚みを増すと、残留電圧が高くなることが分かってきた。界面での分極は、膜厚とは無関係であるはずなので、この結果は、内部電荷の分極サイトの存在、II型の分極効果を示唆する。したがって、封入電気泳動ディスプレイにおいて、粘着剤の厚さ、そのカプセルの周りの形状を選択する場合、注意しなければならない。同じテスト積層粘着剤を加熱し、疑わしい不純物や結晶領域を追い出した。その後、残留電圧の減少が見られた。   Laminated adhesives can also exhibit type II polarization. In test cells, it has been found that increasing the thickness of the adhesive increases the residual voltage. Since the polarization at the interface should be independent of film thickness, this result suggests the presence of internal charge polarization sites, a type II polarization effect. Therefore, in the encapsulated electrophoretic display, care must be taken when selecting the thickness of the adhesive and the shape around the capsule. The same test laminate adhesive was heated to drive out suspicious impurities and crystalline regions. Thereafter, a decrease in residual voltage was observed.

I型分極は、材料で界面の存在するところであれば、ディスプレイのどこにおいても起こり得る。積層粘着剤とバインダに同じ材料を使う(つまり、カプセルの周りに使われ、密着層の中にカプセルを形成する材料、これらについては前述のE InkとMITによる特許および特許出願の多くに記載されている)と、界面が除去され、残留電圧を低減されることが分かってきた。したがって、本発明は、微小空洞バインダと積層粘着剤とを備える電気泳動ディスプレイを提供する。ここで、これらの材料は、組成が同一または類似、あるいは、導電性またはイオン移動度が電気的等価のいずれかである。材料がその組成において異なる場合もあるが、界面の両面にイオン移動度が実質的に同一であることを達成できる導電性の低い材料をドープすることが望ましい。   Type I polarization can occur anywhere in the display where there is an interface in the material. Use the same material for the laminate adhesive and binder (ie, the materials used around the capsule to form the capsule in the adhesion layer, these are described in many of the aforementioned E Ink and MIT patents and patent applications. It has been found that the interface is removed and the residual voltage is reduced. Accordingly, the present invention provides an electrophoretic display comprising a microcavity binder and a laminated adhesive. Here, these materials are either the same or similar in composition, or are either electrically conductive or electrically equivalent in ion mobility. Although the materials may differ in their composition, it is desirable to dope materials with low conductivity that can achieve substantially the same ion mobility on both sides of the interface.

ある種の界面におけるI型分極は、表面粗さによって影響を受け得る。平坦化あるいはある種の界面の表面模様(texture)導入によって、界面の両面に材料の相互浸透度を提供することは、利点をもたらし得る。これら技術も、特定の界面において分極を増減する結果になり得る。その増減いずれもが、考えている特定のディスプレイに依存して、メリットとなり得る。例えば、分極が一箇所で増加し、この分極がディスプレイの他の場所の分極をオフセットする場合、電気光学媒体にわたって、残留電圧低減の原因となり得る。典型的には、界面が、電気光学媒体と強く結びついた残留電圧の原因となるのであれば、界面における分極度合いを低減し、その減衰速度を低下することは、望ましい。   Type I polarization at certain interfaces can be affected by surface roughness. Providing interpenetration of the material on both sides of the interface by planarization or the introduction of some type of interface texture can provide advantages. These techniques can also result in increasing or decreasing polarization at specific interfaces. Either increase or decrease can be a benefit, depending on the particular display you are considering. For example, if the polarization increases in one location and this polarization offsets the polarization elsewhere in the display, it can cause a residual voltage reduction across the electro-optic medium. Typically, if the interface causes a residual voltage strongly associated with the electro-optic medium, it is desirable to reduce the degree of polarization at the interface and reduce its decay rate.

界面におけるI型分極は、表面清浄度によっても、影響を受ける場合があり得る。コーティングと積層の前に基板を清浄にすることが、一貫した電気的挙動を達成するために、望ましい。   Type I polarization at the interface can also be affected by surface cleanliness. It is desirable to clean the substrate prior to coating and lamination in order to achieve consistent electrical behavior.

(電気泳動層内の導電経路)
微小空洞電気泳動ディスプレイにおいては、電気泳動内側相(懸濁流体および荷電パーティクル)に電気的に平行であるセル壁(この語は本明細書で使う場合、カプセル封入ディスプレイのカプセル壁を含む)が存在する。荷電イオンの形の電流は、内側相またはセル壁を介して流れ得る。セル壁は、ゼラチンのようなポリマーまたは他の任意の適合する材料であり得る。セル壁は、典型的には、上述のように、さらにバインダによって囲まれている。したがって、電流の中には、電気泳動内側相を介さずに、バインダまたはセル壁を介してディスプレイの電極間を流れる電流もあり得る。このような電流は、ディスプレイまたはその画素の電気光学状態の変化に寄与することはない。
(Conductive path in the electrophoresis layer)
In a microcavity electrophoretic display, cell walls (this term includes the capsule wall of an encapsulated display as used herein) that are electrically parallel to the electrophoretic inner phase (suspended fluid and charged particles). Exists. A current in the form of charged ions can flow through the inner phase or cell wall. The cell wall can be a polymer such as gelatin or any other suitable material. The cell wall is typically further surrounded by a binder as described above. Thus, some of the current may also flow between the electrodes of the display through the binder or cell wall without going through the electrophoresis inner phase. Such currents do not contribute to changes in the electro-optic state of the display or its pixels.

前述のE InkおよびMITの特許および特許出願に記載された好ましい電気光学ディスプレイは、セル壁とバインダの導電性は、内側相の導電性より、典型的には少し高い。残留電圧の緩和は、このように、一部は、バインダとセル壁を介して生じ得る。   In the preferred electro-optic displays described in the aforementioned E Ink and MIT patents and patent applications, the conductivity of the cell walls and binder is typically slightly higher than the conductivity of the inner phase. The relaxation of the residual voltage can thus partly occur through the binder and the cell walls.

電気泳動媒体に電界印加中に、荷電パーティクルは、ディスプレイの2つの電極に向かって動く。前面電極(観察者が一般にディスプレイを見るときに介する電極)近傍の荷電パーティクルがある期間にわたってクラスター化する場合、対応する電子または逆に荷電されたイオンは、それに反応して、セル壁および/またはバインダを介して流れ得る。このようにして形成された荷電領域は、それに引き続く像更新に影響する残留電圧を形成し得る。その結果、セル壁とバインダの導電性とイオン移動度は重要であるし、また、それらの形態も重要である。   During application of an electric field to the electrophoretic medium, the charged particles move toward the two electrodes of the display. If the charged particles near the front electrode (the electrode through which the observer typically sees the display) cluster over a period of time, the corresponding electrons or oppositely charged ions react to the cell wall and / or It can flow through the binder. The charged region thus formed can form a residual voltage that affects subsequent image updates. As a result, the conductivity and ion mobility of the cell walls and binder are important, and their morphology is also important.

特定のセル/バインダ形態の残留電圧は、積層粘着剤に対して記載した方法と同様の方法で、測定され得る。本発明の体積抵抗率の均衡した電気泳動媒体の側面に従うと、バインダとセル壁は、電気泳動内部相の体積抵抗率の少なくとも2倍未満の体積抵抗率を有し、バインダとセル壁の双方が約1011Ωcm未満の体積抵抗率を有することが好ましい。より一般的には、電気泳動媒体が連続層(ポリマー分散型媒体の単一連続相、封入電気泳動媒体のセル壁とバインダの組合せ、あるいは、マイクロセル電気泳動媒体のセル壁のみの形式を有し得る)内に分散した懸濁流体の複数のディスクリートな小滴を備え、これらの小滴が、懸濁流体の中に保たれた複数の荷電パーティクルを備え、電気泳動媒体に電界を印加すると懸濁流体を介して移動可能であるとき、連続相は体積抵抗率が小滴の体積抵抗率の約1/2より大きくないこと、そして、連続相および小滴の双方が約1011Ωcm未満の体積抵抗率を有することが好ましい。好ましい実施形態においては、バインダとセル壁は、電気泳動媒体の体積百分率で約5%〜約20%の間を占め(その残部が電気泳動内側相となる)、バインダはカプセル壁の間に均等に分配される。 The residual voltage for a particular cell / binder configuration can be measured in a manner similar to that described for the laminated adhesive. According to aspects of the volume resistivity balanced electrophoretic medium of the present invention, the binder and the cell wall have a volume resistivity that is at least less than twice the volume resistivity of the electrophoresis internal phase, and both the binder and the cell wall. Preferably have a volume resistivity of less than about 10 11 Ωcm. More generally, the electrophoretic medium is in the form of a continuous layer (single continuous phase of polymer-dispersed media, a combination of encapsulated electrophoretic media cell walls and binders, or only a cell wall of microcell electrophoretic media. A plurality of discrete droplets of suspending fluid dispersed within, the droplets comprising a plurality of charged particles held in the suspending fluid and applying an electric field to the electrophoretic medium When movable through the suspending fluid, the continuous phase has a volume resistivity not greater than about ½ of the volume resistivity of the droplet, and both the continuous phase and the droplet are less than about 10 11 Ωcm. It is preferable to have a volume resistivity of In a preferred embodiment, the binder and cell walls occupy between about 5% to about 20% by volume of the electrophoresis medium (the remainder being the electrophoresis inner phase) and the binder is evenly between the capsule walls. Distributed to.

(ゼータ電位の考慮、および、電荷均衡した2種類のパーティクル電気泳動媒体)
前述のE InkとMITによる特許および特許出願の多くに記載された電気泳動媒体の好ましいタイプは、いわゆる「逆極性に帯電した二種のパーティクル」による媒体である。ここで、電気泳動内部相は、逆極性の電荷を有する2種類の異なるパーティクルを含む(例えば、前述の第2002/0171910号に記載の様々なタイプの電気泳動媒体の議論を参照)。各パーティクルの帯電量は、例えば、前述の第2002/0185378号および2004年10月7日に出願した同時係属出願番号第10/711,829号(これに対応するPCT/US2004/33188号も参照)に記載された表面変形によって、制御され得る。それぞれの微小空洞内のパーティクル数は、マイクロセルへの封入または埋め込み前に、電気泳動内側相に提供されるパーティクルの総量を選択することによって、予測可能な方法で、制御され得る。パーティクル当たりの平均帯電量に、微小空洞当たりの平均パーティクル数を乗じることで、微小空洞内のパーティクルの各種類ごとに総帯電量を推定することが可能となる。
(Consideration of zeta potential and two types of particle electrophoresis media with charge balance)
The preferred type of electrophoretic medium described in many of the aforementioned E Ink and MIT patents and patent applications is the so-called "two particles of opposite polarity" medium. Here, the electrophoretic internal phase includes two different types of particles having opposite polarity charges (see, for example, the discussion of various types of electrophoretic media described in the aforementioned 2002/0171910). The charge amount of each particle is, for example, the above-mentioned 2002/0185378 and the co-pending application No. 10 / 711,829 filed on October 7, 2004 (see also PCT / US2004 / 33188 corresponding thereto) ) Can be controlled by the surface deformation described in (1). The number of particles in each microcavity can be controlled in a predictable manner by selecting the total amount of particles provided to the electrophoretic inner phase prior to encapsulation or implantation in the microcell. By multiplying the average charge amount per particle by the average number of particles per minute cavity, the total charge amount can be estimated for each type of particles in the minute cavity.

逆極性に帯電した複数種類のパーティクルの総帯電量がほぼ均衡していない場合、特に大きな分極が、分極化した微小空洞で形成され、これにともなって、対応する大きく、ゆっくり減衰する分極が連続相の材料で生じることが分かってきた。複数種類のパーティクルの正味の総帯電量を変化させることで、電界が同じ符号の残留電圧を残す体制(逆方向への引き続き起こる更新が遅れるように)、つまり、残留電圧がほとんど生じない体制と、電界が逆符号の残留電圧を残す体制(逆方向への引き続き起こる更新が促進されるように)との間で、封入電気泳動ディスプレイを変化させることが可能である。   When the total charge amount of multiple types of particles charged to opposite polarities is not nearly balanced, a particularly large polarization is formed in the polarized microcavity, and the corresponding large and slowly decaying polarization continues. It has been found to occur with phase materials. By changing the net total charge amount of multiple types of particles, the system leaves a residual voltage with the same sign (so that subsequent updates in the reverse direction are delayed), that is, a system with little residual voltage. It is possible to change the encapsulated electrophoretic display between a regime in which the electric field leaves a residual voltage of opposite sign (so that subsequent updates in the reverse direction are facilitated).

本発明の電荷均衡した二種のパーティクルの側面に従うと、1種類の電気泳動パーティクルが、他種類のパーティクルの総帯電量の約2倍を超えないことが好ましい。また、本発明の低残留電圧の電気泳動媒体の側面に従うと、逆極性に帯電した二種のパーティクルによる電気泳動ディスプレイにおいて、パーティクル帯電量、パーティクル質量、パーティクル移動度は、ディスプレイが「低残留電圧挙動」を示すように選択されることが好ましい。本明細書では、「低残留電圧挙動」とは、15Vで300ミリ秒の方形波DCアドレッシングパルスを印加して、ちょうど1秒後に、約1V未満(望ましくは、約0.2V未満)の測定残留電圧を有するものと定義される。   According to the aspect of the two types of particles of charge balance according to the present invention, it is preferable that one type of electrophoretic particle does not exceed about twice the total charge amount of other types of particles. Further, according to the aspect of the low residual voltage electrophoretic medium of the present invention, in the electrophoretic display with two kinds of particles charged in opposite polarities, the particle charge amount, particle mass, and particle mobility are set to “low residual voltage”. It is preferably selected to show "behavior". As used herein, “low residual voltage behavior” refers to a measurement of less than about 1V (preferably less than about 0.2V) exactly 1 second after applying a 300 ms square wave DC addressing pulse at 15V. Defined as having a residual voltage.

逆極性に帯電した二種のパーティクルによる電気泳動内部相における電荷均衡を評価するためには、各パーティクルにおける帯電量をその質量に相対的な分析(なぜなら、質量は製造時に容易に測定され得るから)することは有効である。帯電量対質量の比は、以下の関係
q/Mはζ/d に比例 (1)
ここで、
q=パーティクル帯電量、
M=質量、
ζ=ゼータ電位(mV)、
d=パーティクル直径
を用いて、推定され得ると考えられているが、本発明は決して、この考え方に決して拘束されない。
In order to evaluate the charge balance in the internal phase of electrophoresis due to two kinds of oppositely charged particles, the amount of charge in each particle is analyzed relative to its mass (because the mass can be easily measured during manufacturing). ) Is effective. The ratio of charge amount to mass is the following relationship: q / M is proportional to ζ / d 2 (1)
here,
q = particle charge amount,
M = mass,
ζ = zeta potential (mV),
Although it is believed that d = particle diameter can be used to estimate, the present invention is in no way bound to this idea.

電気泳動内部相の正味の総帯電量は、パーティクル帯電量、パーティクル質量、パーティクル直径、および、ゼータ電位を注意深く同時に最適化して、望ましくは制御されるべきである。   The net total charge of the electrophoresis internal phase should desirably be controlled by carefully and simultaneously optimizing the particle charge, particle mass, particle diameter, and zeta potential.

低残留電圧挙動を示す実質的に電荷均衡した電気泳動媒体において(先に定義してある)、このような挙動は、典型的には、以下のいずれかが生じたときに終わり得る。(a)いずれの種類のパーティクルも平均帯電量が、約20%から100%変化する。(b)1種類のパーティクルの相対質量が、約50%から300%変化する。(c)1種類のパーティクルの平均直径が、約30%から200%変化する。(d)1種類のパーティクルの平均移動度が、約20%から100%変化する。   In a substantially charge-balanced electrophoretic medium (defined above) that exhibits low residual voltage behavior, such behavior typically ends when any of the following occurs: (A) The average charge amount of any kind of particles varies from about 20% to 100%. (B) The relative mass of one type of particle varies from about 50% to 300%. (C) The average diameter of one type of particle varies from about 30% to 200%. (D) The average mobility of one type of particle changes from about 20% to 100%.

(懸濁流体の添加剤)
電気泳動媒体の懸濁流体に界面活性剤を添加すると、残留電圧を減らし得ることが知られている。例えば、単一画素ディスプレイが、全く同じ2種類のパーティクルが逆極性に帯電した電気泳動媒体を用いた場合、但し、これに懸濁液の1つとしてソルビタントリオレート(sorbitan trioleate)(Span 80として市販)を添加して用いた場合、残留電圧が減少することが示された。
(Additive for suspension fluid)
It is known that adding a surfactant to the suspending fluid of the electrophoretic medium can reduce the residual voltage. For example, when a single-pixel display uses an electrophoretic medium in which exactly the same two kinds of particles are charged with opposite polarities, provided that one of the suspensions is sorbitan trioleate (Span 80). It was shown that the residual voltage decreased when used with (commercially available) added.

界面活性剤は、2種類の電気泳動パーティクルの相対的帯電量の均衡を変化させると、考えられているが、本発明においては、この考え方に決して囚われない。さらに、電気泳動内側相の帯電量緩和速度を変更すると、III型分極を減らし、対応する外側相の緩和速度との均衡をよりよく保つことができると、考えられている。   The surfactant is considered to change the balance of the relative charge amount of the two types of electrophoretic particles, but in the present invention, this concept is never limited. Furthermore, it is believed that changing the charge amount relaxation rate of the electrophoresis inner phase can reduce type III polarization and better maintain a balance with the corresponding relaxation rate of the outer phase.

このように、本発明は(上記に定義した)低残留電圧挙動を示す電気泳動ディスプレイを提供する。この挙動は、電気泳動内側相における界面活性剤または帯電制御剤の濃度が、約30%から200%変化された場合に、停止する。   Thus, the present invention provides an electrophoretic display that exhibits low residual voltage behavior (as defined above). This behavior stops when the concentration of surfactant or charge control agent in the electrophoresis inner phase is changed from about 30% to 200%.

(微小空洞電気泳動ディスプレイの外側相用の材料)
所望の残留電圧緩和速度を得るために、微小空洞電気泳動ディスプレイ用に外側相の材料を選択すること、あるいは、このような材料を混合、ドープまたは条件付けすることは可能である。上述のように、内側相の緩和速度は、電気泳動パーティクルの選択、および、界面活性剤や荷電制御剤の濃度を含む様々な要因によって影響を受け得る。本発明の一側面は、外側相の材料と内側相の材料とが、(ファクター2内で)緩和速度において、均衡される状況を提供する。
(Material for outer phase of microcavity electrophoretic display)
To obtain the desired residual voltage relaxation rate, it is possible to select materials for the outer phase for the microcavity electrophoretic display, or to mix, dope or condition such materials. As described above, the relaxation rate of the inner phase can be affected by a variety of factors including the choice of electrophoretic particles and the concentration of surfactant or charge control agent. One aspect of the present invention provides a situation where the material of the outer phase and the material of the inner phase are balanced (within factor 2) in the relaxation rate.

本発明の本側面は(上記に定義した)低残留電圧挙動を示す電気泳動ディスプレイを提供する。この挙動は、外側相の導電性が、約30%から200%変化された場合に、停止する。   This aspect of the invention provides an electrophoretic display that exhibits low residual voltage behavior (as defined above). This behavior stops when the conductivity of the outer phase is changed from about 30% to 200%.

典型的な封入電気泳動ディスプレイにおいて、重要な外側相材料は、ゼラチンカプセル壁である。壁の導電性は、湿度によって、非常に影響を受ける。好ましい実施形態において、電気泳動ディスプレイは、水分を含み、作動環境の相対湿度(RH)の変化に対する耐性を有する。さらに好ましい実施形態においては、(ディスプレイを均衡状態に達するまで制御された湿度環境に設置すること、および/または、制御された湿度環境でディスプレイを製造することによって)最終的なディスプレイで、電気泳動層が、20%RHと55%RHの間を達成するために、好ましくは、35%RHを達成するために、ディスプレイは調整される。   In a typical encapsulated electrophoretic display, an important outer phase material is the gelatin capsule wall. Wall conductivity is highly affected by humidity. In a preferred embodiment, the electrophoretic display contains moisture and is resistant to changes in the relative humidity (RH) of the operating environment. In a further preferred embodiment, the final display is electrophoresed (by placing the display in a controlled humidity environment until equilibrium is reached and / or by manufacturing the display in a controlled humidity environment). The display is tuned to achieve a layer between 20% RH and 55% RH, and preferably 35% RH.

このように、本発明は、ディスプレイ材料のRH調整を包含する電気泳動ディスプレイの製造方法を提供する。電気泳動ディスプレイは、また、水を通さない湿気バリアまたは基板を備え得る。   Thus, the present invention provides a method of manufacturing an electrophoretic display that includes RH adjustment of the display material. The electrophoretic display may also comprise a moisture barrier or substrate that is impermeable to water.

(低閾値電気光学ディスプレイ)
電気泳動ディスプレイまたは別の電気光学ディスプレイで、閾値を小さくするには、数多くの方法がある。閾値は、パーティクルと壁の間の引力、あるいは、パーティクル間の引力によって生じ得る。引力は、逆の極性に帯電したパーティクルなどから生じる電気的なものでも、表面張力など物理的なものでも、磁気的なものでもあり得る。閾値は、懸濁流体の性質から生じることもあり得る。その性質とは、非常にシェアシニング(shear−thinning)であり得ること、あるいは、明確な降伏応力(例えば、ビンガム流体に対する)または電気レオロジ的特性を有し得ることである。更なる電界を、例えば、面内(in−plane)電極または制御グリッドに印加することは、閾値の代用となり得る。
(Low threshold electro-optic display)
There are many ways to reduce the threshold in electrophoretic displays or other electro-optic displays. The threshold value can be generated by the attractive force between the particle and the wall or the attractive force between the particles. The attractive force may be an electric one generated from particles charged to the opposite polarity, a physical one such as surface tension, or a magnetic one. The threshold can also arise from the nature of the suspending fluid. That property can be very shear-thinning, or can have a distinct yield stress (eg, for Bingham fluid) or electrorheological properties. Applying an additional electric field to, for example, an in-plane electrode or control grid can be a substitute for the threshold.

この印加の目的のために、閾値は、ある特定電圧レベルに存在していると考えられる。それは、1秒間続く方形波DCパルスがその電圧レベルでディスプレイに印加されることによって、2L未満の光学的変化を生じる場合である。 For the purpose of this application, the threshold is considered to exist at a certain voltage level. That is the case when a square wave DC pulse lasting 1 second is applied to the display at that voltage level, resulting in an optical change of less than 2L * .

ディスプレイ技術において、電気光学媒体はパッシブなアドレッシングスキームの基礎として機能し得ることが知られている。典型的には、このようなスキームはスイッチング電圧の半分(「V/2」)に等しい閾値に基づく。駆動スキームにおいては、パッシブなアドレッシングはスイッチング電圧の3分の1(「V/3」)の最低閾値で達成され得るものもある。   In display technology, it is known that electro-optic media can serve as the basis for a passive addressing scheme. Typically, such a scheme is based on a threshold equal to half of the switching voltage (“V / 2”). In some drive schemes, passive addressing can be achieved with a minimum threshold of one third of the switching voltage (“V / 3”).

これとは対照的に、上述のように、±15Vのスイッチング電圧に比較し、1Vの小さな閾値は、電気光学性能において、残留電圧の影響を減らすのに有用であり得る。したがって、本発明による低閾値ディスプレイの側面は、±Vより大きくない電圧で作動する電気光学ディスプレイを提供する。ここで、電気光学材料は、ゼロより大きく、V/3より小さい閾値電圧を有する。   In contrast, as described above, a small threshold of 1V compared to ± 15V switching voltage may be useful in reducing the effect of residual voltage on electro-optic performance. Accordingly, aspects of the low threshold display according to the present invention provide an electro-optic display that operates with a voltage not greater than ± V. Here, the electro-optic material has a threshold voltage greater than zero and less than V / 3.

(低残留電圧を有する電気泳動ディスプレイ製造)
本発明の最後の局面は、残留電圧を減らすように製造されたディスプレイによって示される残留電圧を減らすために、電気泳動ディスプレイ製造に様々な改善を施すことに関する。
(Production of electrophoretic display with low residual voltage)
The final aspect of the present invention relates to applying various improvements to electrophoretic display manufacturing to reduce the residual voltage exhibited by displays manufactured to reduce the residual voltage.

封入電気泳動ディスプレイの製造中、カプセルは典型的にはスラリに懸濁している。スラリは、カプセルとポリマーバインダを含み、さらに、水、可塑剤、pH調整剤、殺生剤、界面活性剤または帯電制御剤などの様々な添加剤も含み得る。本目的のために、このようなスラリは、カプセルを除き、スラリの不揮発性要素からなる「バインダ」を含むものと見なされ得る。場合によっては、バインダ材料は、スラリ準備中、輸送および貯蔵中に分離し得ることがあり、必ずしも、コーティング前に十分に混合され得ない。その結果、部分的に不均一な領域が存在し得る。これが、最終のディスプレイにおいて、II型の分極問題を引き起こし得る。このような問題を少なくするために、このようなバインダ材料を完全に混合することが、例えば、長期間にわたって、プロペラブレード(propeller blade)による混合またはロールミル(roll mill)上での混合などの適切な手段をとることが望ましい。   During the manufacture of an encapsulated electrophoretic display, the capsules are typically suspended in a slurry. The slurry includes capsules and polymer binders, and may also include various additives such as water, plasticizers, pH adjusters, biocides, surfactants or charge control agents. For this purpose, such a slurry can be considered to include a “binder” consisting of the non-volatile elements of the slurry, excluding capsules. In some cases, the binder material may be separated during slurry preparation, shipping and storage, and may not necessarily be well mixed prior to coating. As a result, there may be partially non-uniform areas. This can cause type II polarization problems in the final display. In order to reduce such problems, thorough mixing of such binder materials may be appropriate, for example, over a long period of time, such as mixing with a propeller blade or mixing on a roll mill. It is desirable to take appropriate measures.

乾燥バインダ材料は、望ましくは均一な電気特性を有するべきである。これは、300msにわたって15Vの電圧パルス印加と1秒間のポーズの後、測定したバインダ材料自身の残留電圧は、約1V未満、好ましくは0.2V未満となるようにである。   The dry binder material should desirably have uniform electrical properties. This is such that after applying a voltage pulse of 15V over 300 ms and a pause of 1 second, the measured residual voltage of the binder material itself is less than about 1V, preferably less than 0.2V.

上述のように、バインダで占められているカプセル間の空間はIII型の分極に寄与し得るので、この空間量の制御することは望ましい。カプセル空間を直接制御するために、電着が使われ得る。これは、2004年3月24日に出願した同時係属出願番号第10/807,594号(対応する国際特許出願PCT/US2004/009421号も参照)に記載されている。マイクロセル電気泳動ディスプレイまたはホトパターン化(photo−patterned)電気泳動媒体において、微小空洞の間隔は、直接制御され得る。   As described above, since the space between the capsules occupied by the binder can contribute to the type III polarization, it is desirable to control this amount of space. Electrodeposition can be used to directly control the capsule space. This is described in co-pending application no. 10 / 807,594 filed on March 24, 2004 (see also corresponding international patent application PCT / US2004 / 009421). In microcell electrophoretic displays or photo-patterned electrophoretic media, the microcavity spacing can be directly controlled.

コーティングされた封入電気泳動ディスプレイにおいて、乾燥カプセルの間隔や形態は、前述のE InkとMITによる特許および特許出願の幾つかで議論された多数の制御可能な要因の結果からなる。要約すると、カプセルの形態は、カプセル壁の厚さや弾性、コーティングスラリの設計、基板から離れたコーティングダイ(coating die)の高さ、基板からダイに通過またはポンプ通過するコーティングスラリ量、基板ウェブの速度および湿式コーティングされた膜の乾燥条件(温度、継続時間および通気など)を変えることで、調整され得る。カプセル間隔や形態を制御するのに役立つ原則が以下に記される。   In a coated encapsulated electrophoretic display, the dry capsule spacing and morphology is the result of a number of controllable factors discussed in several of the aforementioned E Ink and MIT patents and patent applications. In summary, the capsule morphology depends on the thickness and elasticity of the capsule wall, the design of the coating slurry, the height of the coating die away from the substrate, the amount of coating slurry that passes or pumps from substrate to die, the substrate web It can be adjusted by changing the speed and drying conditions (temperature, duration and aeration, etc.) of the wet coated membrane. The following principles are helpful in controlling capsule spacing and morphology.

(A:乾燥カプセル形状のカプセル壁の特性の影響)
カプセル壁の特性は、材料によって、また、カプセル封入のプロセス変数(とくに、混合速度)によって変化する。カプセル壁は、カプセル全体の高さと直径の比率が0.33〜0.5の間であることが可能なように、十分弾性であるべきことが望ましい。しかしながら、また、カプセル壁は、理想的には、局部的なバリエーション(そのカプセルがコーティングされた基板上のカプセルの六方稠密構造における鋭角部で90度近く曲がる半径(bend radius))を可能とすべきである。これは、例えば、これは米国特許番号第6,067,185号および第6,392,785号に記載されている。
(A: Influence of characteristics of capsule wall in dry capsule shape)
The properties of the capsule wall vary with the material and with the encapsulation process variables (especially the mixing rate). It is desirable that the capsule wall should be sufficiently elastic so that the overall capsule height to diameter ratio can be between 0.33 and 0.5. However, the capsule wall also ideally allows for local variations (bend radius that bends close to 90 degrees at the acute angle in the hexagonal close-packed structure of the capsule on the substrate on which the capsule is coated). Should. This is described, for example, in US Pat. Nos. 6,067,185 and 6,392,785.

カプセル壁の弾性は、カプセル壁材料の架橋結合の強度(架橋結合が弱いほど、カプセル壁は柔軟性を増す)、および、カプセル壁の厚さによって影響を受け得ると、考えられている(しかし、この考え方に決して囚われない)。壁の厚さは、内側相の形成、ゼラチン/アラビアゴムレベルやプロセスパラメータによって影響される。任意のカプセル稠密パターンにおいて、壁厚を薄くすることは、媒体の「口径比」(すなわち、光学状態の変化が起こる電気泳動媒体の領域の部分;カプセル壁で占められた領域で、そのような変化が起こり得ない領域)を改善し得る。しかしながら、あまりにも薄い壁は、容易にバースト(burst)し得る。   It is believed that the elasticity of the capsule wall can be influenced by the strength of the cross-linking of the capsule wall material (the weaker the cross-linking, the more flexible the capsule wall) and the thickness of the capsule wall (but , I'm never caught by this idea). Wall thickness is affected by inner phase formation, gelatin / gum arabic levels and process parameters. In any capsule dense pattern, reducing the wall thickness is the “aperture ratio” of the medium (ie, the portion of the region of the electrophoretic medium where the change in optical state occurs; in the region occupied by the capsule wall, such as The area where no change can occur can be improved. However, too thin walls can easily burst.

壁厚に重要な影響を与えることが分かってきた幾つかのプロセスパラメータは、以下の表に示される。表に示す結果は、4Lスケールで行われたカプセル封入実験によって、得られた。また、表には、封入の標準作動手順と比較した壁厚に対する相対的な定性ランキングも示している。4Lカプセル封入において、標準的プロセス条件は、アラビアゴムレベル(標準レベルが100%の指標)、pH(4.95)、乳化処理温度(40℃)、冷却速度(3時間)、および、内側相の速度である。表において、ランクの3は標準厚さの壁を、1は非常に薄い壁を、5は非常に厚い壁を意味する。   Some process parameters that have been found to have a significant effect on wall thickness are shown in the table below. The results shown in the table were obtained by encapsulation experiments performed on a 4L scale. The table also shows the relative qualitative ranking for wall thickness compared to the standard operating procedure for encapsulation. For 4L encapsulation, the standard process conditions are: gum arabic level (standard level is 100% index), pH (4.95), emulsification processing temperature (40 ° C.), cooling rate (3 hours), and inner phase Speed. In the table, rank 3 means a standard thickness wall, 1 means a very thin wall, and 5 means a very thick wall.

Figure 2007512579
Figure 2007512579

pHは、壁の特性にとって重要なパラメータである。これは単に壁厚という意味だけでなく、コアセルベートの固体含有量と粘度は、pHレベルによって非常に異なってくるからである。最後に、使用されたゼラチンとアラビアゴムの種類も、壁の特性に劇的な影響を及ぼし得る。   The pH is an important parameter for the wall properties. This is not only because of the wall thickness, but because the solid content and viscosity of the coacervate vary greatly with pH level. Finally, the type of gelatin and gum arabic used can also have a dramatic effect on wall properties.

(B:乾燥カプセル形状を変えるメカニズムとしてのバインダ蒸発)
バインダ蒸発の影響は、コーティングされたスラリがまだ湿っている間に、カプセルがいかに近接して詰まっているかによって、変わってくる。同じカプセル直径で、同じバインダ比であっても、濡れたカプセルの近接性によって、平坦(扁楕円体)になったり、高く(実質的に角柱)なったりし得る。
(B: Binder evaporation as a mechanism to change dry capsule shape)
The effect of binder evaporation varies depending on how close the capsules are packed while the coated slurry is still wet. Even with the same capsule diameter and the same binder ratio, it can be flat (oblong ellipsoid) or high (substantially prismatic) depending on the proximity of the wet capsule.

図2は、カプセル/バインダスラリが基板110の上でコーティングされた状況を表している。カプセル112は、疎にコーティングされている。すなわち、カプセル112の直径に相当する間隔以上に、互いに離れている。図2に示すように、このような状況において、基板110から遠くにあるカプセル112の一部分が、キュアされていないバインダ114に、わずかに部分的に埋没されているだけである。こうして、カプセル112はバインダ114の層から突き出るようになる。そして、バインダと各カプセルの境界は、それぞれの実質的に球状であるカプセルの半径rの円である。
乾燥中に、表面張力によって、カプセルに下向きの力が、
F=2πσrsinψ
で表されることは、理解される。ここで、
Fは、カプセルに働く下向きの力、
σは、カプセル周りの液体の表面張力、
は、図2に示されるように、液体がカプセルと作る接触円の直径、
ψは、カプセル周りの液体の接触角の余角(つまり、90°−接触角)である。
FIG. 2 represents the situation where the capsule / binder slurry is coated on the substrate 110. The capsule 112 is sparsely coated. That is, they are separated from each other by an interval corresponding to the diameter of the capsule 112. As shown in FIG. 2, in this situation, a portion of the capsule 112 that is remote from the substrate 110 is only partially buried in the uncured binder 114. In this way, the capsule 112 protrudes from the layer of the binder 114. The binder and the boundaries of each capsule, a circle of radius r c of the capsule are each substantially spherical.
During drying, the surface tension causes a downward force on the capsule,
F = 2πσr c sinψ c
It is understood that here,
F is the downward force acting on the capsule,
σ is the surface tension of the liquid around the capsule,
r c, as shown in FIG. 2, the diameter of the contact circle liquid makes with the capsule,
[psi c is complementary angle of the contact angle of the liquid around the capsule (i.e., 90 ° - contact angle) is.

図2から、カプセルのサイズが大きくなるにつれて、周囲の液体レベルが下がるにつれて、rは増加することは、明らかである。 From Figure 2, as the size of the capsule is increased, as the ambient level of the liquid drops, the r c increases are evident.

この下向きの力の影響が両極端な場合を、添付図面の図3A〜3Bおよび図4A〜4Bに示す。図3Aと図4Aにおいて、矢印Aは濡れたバインダからの水の蒸発を示し、矢印Bは表面張力の影響でカプセルに働く力を示す。図3Bと図4Bにおいて、「C」は乾燥したバインダを示す。(図3A〜図4Bにおいて、図示された2つのカプセルの外にあるバインダの存在は無視されていることに注意。)図3Aと図3Bは、疎にコーティングされた濡れたカプセルの下向きの力の影響を示している。カプセルは、隣接カプセル間に、カプセル直径に対し実質的にわずかな長さである間隔を残すようにコーティングされている。図3Aと図3Bから、下向き力の影響で、元々の球形カプセルは平坦化され、扁楕円体となり、典型的には、最終の乾燥層において互いに接触し合うこと、しかしながら、これらの扁楕円体は、隣接カプセル間の接触によって、歪むことはほとんどないか、全くないことが明らかになる。これとは対照的に、図4Aと図4Bは、密にコーティングされた濡れたカプセルの下向きの力の影響を示している。濡れたカプセルは、濡れたままで互いに接触している。図4Aと図4Bから、下向きの力の影響は、カプセルが徐々により広い面積で互いに接触するようにする。最終の乾燥層において、カプセルは、幅よりも実質的に高さが大きい多角形の角柱の形となる。濡れたカプセルが六方稠密であれば、これが最も理想的であるが、乾燥したカプセルは、実質的に、六方晶角柱の形状を示す。カプセルが、あまりにも疎に詰まっていると、乾燥するにつれボイドがカプセル間に残され得ること、そして、クラスターの中に組み込まれ得ることには、注意すべきである。   The case where the influence of this downward force is extreme is shown in FIGS. 3A to 3B and FIGS. 4A to 4B of the accompanying drawings. 3A and 4A, arrow A indicates the evaporation of water from the wet binder, and arrow B indicates the force acting on the capsule due to the influence of the surface tension. In FIG. 3B and FIG. 4B, “C” indicates a dried binder. (Note that in FIGS. 3A-4B, the presence of a binder outside the two illustrated capsules is ignored.) FIGS. 3A and 3B show the downward force of a sparsely coated wet capsule. Shows the effect of. The capsules are coated to leave a spacing between adjacent capsules that is substantially a small length relative to the capsule diameter. From FIGS. 3A and 3B, under the influence of the downward force, the original spherical capsules are flattened and become spheroids, typically in contact with each other in the final dry layer, however, these spheroids It becomes clear that there is little or no distortion due to contact between adjacent capsules. In contrast, FIGS. 4A and 4B show the effect of downward force on a densely coated wet capsule. The wet capsules are in contact with each other while still wet. From FIGS. 4A and 4B, the downward force effect causes the capsules to gradually contact each other over a larger area. In the final dry layer, the capsules are in the form of polygonal prisms that are substantially higher in height than width. This is most ideal if the wet capsules are hexagonal dense, but the dry capsules exhibit a substantially hexagonal prismatic shape. It should be noted that if the capsules are too loosely packed, voids can be left between the capsules as they dry and can be incorporated into the clusters.

(C:乾燥カプセル形状へのスラリ準備の影響)
カプセルのpHレベルは、乾燥カプセルの形状に影響を及ぼし得る。pHが上がるにつれて、ゼラチンの帯電量は変化し、ゼラチンから基板(典型的にはITO表面)への引力に影響を及ぼす。この基板の上にカプセルはコーティングされ、カプセル位置のシフトを困難または容易にする。基板を変えて、基板の表面エネルギを選択することで、この関係に影響を及ぼし得る。
(C: Effect of slurry preparation on dry capsule shape)
The pH level of the capsule can affect the shape of the dry capsule. As the pH increases, the charge amount of the gelatin changes and affects the attractive force from the gelatin to the substrate (typically the ITO surface). The capsule is coated on this substrate, making it difficult or easy to shift the capsule position. Changing the substrate and selecting the surface energy of the substrate can affect this relationship.

界面活性剤のレベルは、カプセル互いの密着性(「粘着性」)に、そして、おそらくカプセルのバインダとの密着性(「粘着性」)に影響を及ぼす。表面がより活性な表面活性剤は、表面張力を弱め、乾燥中に、カプセルに作用する表面張力を減らすはずである。表面がより不活性な構成であれば、カプセルの平坦化に寄与し得る。   The level of surfactant affects the adhesion of the capsules to each other (“stickiness”) and possibly the adhesion of the capsules to the binder (“stickiness”). A more active surface active agent should reduce the surface tension and reduce the surface tension acting on the capsule during drying. If the surface has a more inert configuration, it can contribute to the flattening of the capsule.

バインダ比は、乾燥カプセル形状に影響を及ぼす大きな要因である。バインダ比が低くなると、カプセルはより丸みを帯びてくる。2:1のバインダ比(つまり、バインダ重量1部に対し、カプセル重量2部、)は、乾燥したときに完全な球として、各カプセルを完全に取り囲むのに十分である。したがって、その結果、最も平坦でないカプセルとなる。バインダ比が低いと、乾燥したときに、バインダはカプセル間の隙間を埋めるのに十分である。8:1のバインダ比であれば、コーティング条件いかんで、平坦なカプセルも、高い(多角形の)カプセルも、形成するのに十分である。   The binder ratio is a major factor affecting the dry capsule shape. As the binder ratio decreases, the capsule becomes more rounded. A 2: 1 binder ratio (ie, 2 parts capsule weight to 1 part binder weight) is sufficient to completely surround each capsule as a complete sphere when dried. The result is therefore the least flat capsule. When the binder ratio is low, the binder is sufficient to fill the gaps between the capsules when dried. A binder ratio of 8: 1 is sufficient to form both flat and high (polygonal) capsules, depending on the coating conditions.

(D:乾燥カプセル形状へのコーティングパラメータの影響)
上述してきたように、コーティングプロセスは、事前設定された距離を離して、濡れたカプセルを最適に堆積するべきである。このような所望の間隔を達成するのに重要なパラメータには、コーティング速度、ダイの種類、ダイの高さ、および、スラリ流速が含まれる。
(D: Effect of coating parameters on dry capsule shape)
As described above, the coating process should optimally deposit wet capsules at a preset distance. Parameters important to achieve such a desired spacing include coating speed, die type, die height, and slurry flow rate.

実験的に、コーターへのスラリ流速を上げ、その間、他のパラメータを一定に保てば、コーティング重量が増える傾向にある。その結果、濡れたカプセルが、より一緒に近づき合って配置される。これは、幾つかのカプセルが、非常に近い間隔で存在する結果になり得るので、より平坦化されない/より高くなった乾燥カプセルになる。   Experimentally, increasing the slurry flow rate to the coater while keeping other parameters constant will tend to increase the coating weight. As a result, the wet capsules are placed closer together. This results in a less flattened / higher dry capsule as some capsules can result in very close spacing.

関連するコーティング実験において、ダイにおけるギャップを低い値(例えば、40〜50μm)に減らすと、ダイの高さを使われる濡れたカプセルのサイズに匹敵する値となった。このダイ高さにおいて、カプセルの単層が事実上確保されるが、その詰め具合は通常、非常にタイトであった。より低いダイ高さでコーティングすると、結果として、乾燥カプセルはより高くなる傾向にある。理想的には、カプセルは「ほとんど一緒に接触」して、コーティングされるが、濡れているときは、一緒に詰め込まれない。   In related coating experiments, reducing the gap in the die to a low value (eg, 40-50 μm) resulted in a value comparable to the size of the wet capsule used. At this die height, a single layer of capsules is virtually ensured, but the packing is usually very tight. Coating with a lower die height tends to result in higher dry capsules. Ideally, the capsules are “almost touched together” and coated, but when wet, they are not packed together.

(E:乾燥カプセル形状への乾燥パラメータの影響)
実験的に、コンベヤオーブンで60℃で2分間乾燥させると、平坦化され、高くなり、球形の乾燥カプセルを含む膜を生成することができる。カプセルを非常に速く乾燥させようとすると、バインダの上部に形成する「皮」を生じ得る。この皮はバインダの中に湿気を捕らえるので、膜の乾燥が非常に遅くなる原因となる。
(E: Effect of drying parameters on dry capsule shape)
Experimentally, drying at 60 ° C. for 2 minutes in a conveyor oven can produce a film that is flattened, raised, and contains spherical dry capsules. Attempting to dry the capsule very quickly can result in a “skin” that forms on top of the binder. This skin traps moisture in the binder, causing the membrane to dry very slowly.

乾燥時の通風速度は、蒸発速度に影響を及ぼし、蒸発性の気体がカプセルの間に捕捉されるか否かに影響を与える。十分な換気をしなければ、乾燥において、成功を収めることは難しい。バインダ全体への通風は有効である。   Ventilation speed during drying affects the evaporation rate and affects whether evaporative gas is trapped between the capsules. Without adequate ventilation, it is difficult to achieve success in drying. Ventilation throughout the binder is effective.

上記の記述で、本発明を電気泳動ディスプレイに適用することについて、力説してきた。このような電気泳動ディスプレイは、いかなるタイプでもあり得るし、それでもなお、本発明の少なくとも幾つかの側面からメリットを供し得る。このように、本ディスプレイに含み得るのは、カプセル封入、マイクロセル、マイクロカップおよびポリマー分散型ディスプレイなどの微小空洞電気泳動ディスプレイ、1種類以上のパーティクルを用いた電気泳動ディスプレイ(当然、本発明に特定な2種類のパーティクルによる電気泳動ディスプレイのこのような側面を除く)、クリアな懸濁流体または染めた懸濁流体を用いた電気泳動ディスプレイ、油性で気体の懸濁媒体を備える電気泳動ディスプレイ、柔軟で強固な電気泳動ディスプレイ、非線形デバイス(例えば、薄膜トランジスタ)、パッシブな手段(例えば、制御グリッド)および直接駆動でアドレッシングされた電気泳動ディスプレイ、電気泳動媒体の側面移動または面内移動、垂直移動または電極から電極への移動あるいはその任意の組合せで作動する電気泳動ディスプレイ、フルカラー、スポットカラーおよびモノクロ電気泳動ディスプレイなどである。   The above description has emphasized the application of the present invention to electrophoretic displays. Such an electrophoretic display can be of any type and still provide benefits from at least some aspects of the present invention. As described above, the present display can include a microcavity electrophoretic display such as an encapsulation, a microcell, a microcup, and a polymer dispersed display, an electrophoretic display using one or more kinds of particles (of course, according to the present invention). (Except for this aspect of electrophoretic displays with two specific types of particles), electrophoretic displays with clear or dyed suspension fluids, electrophoretic displays with oily and gaseous suspension media, Flexible and robust electrophoretic display, non-linear device (eg thin film transistor), passive means (eg control grid) and electrophoretic display addressed by direct drive, lateral or in-plane movement of electrophoretic medium, vertical movement or Move from electrode to electrode Electrophoretic display operating any combination thereof, full-color, and the like spot color and monochrome electrophoretic display.

最後に、本発明は、電気泳動ディスプレイへの適用について、主として述べてきたが、この多数の側面は、残留電圧をともなう任意の電気光学ディスプレイまたは媒体に適用されること、特に重要なことに、双安定な電気光学ディスプレイに適用されることを再び力説する。   Finally, although the present invention has been primarily described for application to electrophoretic displays, many aspects of this invention apply to any electro-optic display or medium with residual voltage, and most importantly, Emphasis once again applied to bistable electro-optic displays

電気泳動媒体における、時間に対する残留電圧の減衰の典型的な曲線を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing a typical curve of residual voltage decay over time in an electrophoretic medium. FIG. カプセル封入電気泳動媒体のコーティング中に、カプセルと周囲の液体との間の接触円を示す模式的な側面図である。FIG. 6 is a schematic side view showing a contact circle between a capsule and a surrounding liquid during coating of an encapsulated electrophoretic medium. カプセル封入電気泳動媒体のコーティング中に、疎にコーティングされたカプセルに働く力を示す模式的な側面図である。FIG. 6 is a schematic side view showing forces acting on a loosely coated capsule during coating of an encapsulated electrophoretic medium. 図3Aに似ているが、図3Aに示す力が働いた結果、最終の乾燥カプセル層のカプセル形状を示す模式的な側面図である。FIG. 3B is a schematic side view similar to FIG. 3A but showing the capsule shape of the final dry capsule layer as a result of the force shown in FIG. 3A acting. 図3Aに似ているが、密にコーティングされたカプセルに働く力を示す模式的な側面図である。FIG. 3B is a schematic side view similar to FIG. 3A but showing the forces acting on a densely coated capsule. 図3Bに似ているが、図4Aに示す力が働いた結果、最終の乾燥カプセル層のカプセル形状を示す模式的な側面図である。FIG. 4B is a schematic side view similar to FIG. 3B but showing the capsule shape of the final dry capsule layer as a result of the force shown in FIG. 4A acting.

Claims (25)

少なくとも2つのグレーレベルを表示可能な複数の画素を有する、双安定な電気光学ディスプレイの駆動方法であって、
該ディスプレイの各画素に、該画素の初期グレーレベルと最終グレーレベルによって決定される波形を適用することを包含し、該方法は、
特定の初期グレーレベルから特定の最終グレーレベルへの少なくとも1つの変化に対して、該画素が所定のインターバルより短い間、その初期グレーレベルであり続ける場合、第一の波形が使われ、該画素が該所定インターバルより長い間、その初期グレーレベルであり続ける場合、該第一の波形と異なる第二の波形が使われることを特徴とする、方法。
A method of driving a bistable electro-optic display having a plurality of pixels capable of displaying at least two gray levels,
Applying to each pixel of the display a waveform determined by the initial gray level and the final gray level of the pixel, the method comprising:
For at least one change from a particular initial gray level to a particular final gray level, if the pixel remains at that initial gray level for less than a predetermined interval, a first waveform is used and the pixel A method wherein a second waveform different from the first waveform is used if is kept at its initial gray level for longer than the predetermined interval.
少なくとも1つの変化に対して、それぞれ互いに異なる第一の波形、第二の波形および第三の波形が使われ、
前記画素が第一の所定インターバルより短い間、その初期グレーレベルであり続ける場合、該第一の波形が使われ、
前記画素が該第一の所定インターバルより長い間であるが、第二の所定インターバルより短い間、その初期グレーレベルであり続ける場合、該第二の波形が使われ、
前記画素が該第二の所定インターバルより長い間、その初期グレーレベルであり続ける場合、該第三の波形が使われる、請求項1に記載の方法。
A different first waveform, second waveform and third waveform are used for at least one change,
If the pixel remains at its initial gray level for less than a first predetermined interval, the first waveform is used,
If the pixel is longer than the first predetermined interval but remains at its initial gray level for less than the second predetermined interval, the second waveform is used,
The method of claim 1, wherein the third waveform is used if the pixel remains at its initial gray level for longer than the second predetermined interval.
前記第一の所定インターバルは0.3秒〜3秒の範囲であり、前記第二の所定インターバルは1.5秒〜15秒の範囲である、請求項2に記載の方法。   The method of claim 2, wherein the first predetermined interval ranges from 0.3 seconds to 3 seconds, and the second predetermined interval ranges from 1.5 seconds to 15 seconds. 画素のグレーレベル間で可能な変化のそれぞれに対して、該変化のために使われる前記1つ以上の波形を表すデータを含むルックアップテーブルを格納することと、
各画素の少なくとも初期状態を表す初期状態データを格納することと、
各画素がその初期状態に留まっている期間を表す滞留時間データを格納することと、
該ディスプレイの少なくとも1画素の所望の最終状態を表す入力信号を受け取ることと、
該1画素の該初期状態から該1画素の所望の該最終状態に変換するために必要な波形を表す出力信号であって、該初期状態データ、該滞留時間データおよび該入力信号に依存する出力信号を、該ルックアップテーブルから決定されるように生成することと
を包含する、請求項1に記載の方法。
Storing, for each possible change between gray levels of pixels, a look-up table containing data representing the one or more waveforms used for the change;
Storing initial state data representing at least the initial state of each pixel;
Storing dwell time data representing the period during which each pixel remains in its initial state;
Receiving an input signal representative of a desired final state of at least one pixel of the display;
An output signal representing a waveform required to convert the initial state of the one pixel to the desired final state of the one pixel, the output depending on the initial state data, the dwell time data, and the input signal Generating the signal as determined from the look-up table.
各画素の初期状態に先立つ該各画素の少なくとも1つ前の状態を表すデータを格納することを、さらに包含し、
前記出力信号は、前記1画素の該少なくとも1つ前の状態および該初期状態の双方に依存して生成される、請求項4に記載の方法。
Further comprising storing data representing at least one previous state of each pixel prior to the initial state of each pixel;
The method according to claim 4, wherein the output signal is generated depending on both the at least one previous state and the initial state of the one pixel.
前記ディスプレイの少なくとも1画素の温度を表す温度信号を受け取ることと、該温度信号に依存する前記出力信号を生成することとを包含する、請求項4に記載の方法。   The method of claim 4, comprising receiving a temperature signal representative of a temperature of at least one pixel of the display and generating the output signal dependent on the temperature signal. 前記画素の動作時間を表す寿命信号を生成することと、該寿命信号に依存する前記出力信号を生成することとを包含する、請求項4に記載の方法。   The method of claim 4, comprising generating a lifetime signal representative of an operating time of the pixel and generating the output signal dependent on the lifetime signal. 少なくとも2つのグレーレベルを表示可能な複数の画素を有する、双安定な電気光学ディスプレイを制御するデバイス制御装置であって、
該ディスプレイの少なくとも1画素の所望の最終状態を表す入力信号を受け取る入力手段と、
画素のグレーレベル間の可能なそれぞれの変化に対して、該変化のために使われる波形を表すルックアップテーブルデータを格納するようにアレンジされた格納手段であって、各画素の少なくとも初期状態を表す初期状態データを格納するようにもアレンジされた格納手段と、
該入力信号、該初期状態データおよび該ルックアップテーブルから、該1画素の該初期状態を該所望の最終状態に変化するために必要とされる波形を決定する計算手段と、
該波形を表す出力信号を生成する出力手段と
を備える、制御装置であって、
少なくとも1つの変化に対して、該格納手段は、少なくとも2つの異なる関連した波形と、各画素がその初期状態に留まる期間を表す滞留時間データとを格納することと、該計算手段は、該少なくとも2つの異なる波形のいずれが、該滞留時間に一部依存する変化のために使われるかを決定することを特徴とする、制御装置。
A device controller for controlling a bistable electro-optic display having a plurality of pixels capable of displaying at least two gray levels,
Input means for receiving an input signal representative of a desired final state of at least one pixel of the display;
Storage means arranged to store, for each possible change between the gray levels of a pixel, look-up table data representing the waveform used for the change, comprising at least an initial state of each pixel; Storage means arranged to store initial state data representing;
Calculating means for determining from the input signal, the initial state data and the lookup table a waveform required to change the initial state of the one pixel to the desired final state;
A control device comprising output means for generating an output signal representing the waveform,
For at least one change, the storage means stores at least two different associated waveforms and dwell time data representing a period during which each pixel remains in its initial state, and the calculation means comprises the at least A control device, characterized in that which of two different waveforms is used for a change that depends in part on the dwell time.
前記格納手段は、各画素の前記初期状態に先立つ各画素の少なくとも1つ前の状態を表す前の状態のデータを格納するようにもアレンジされ、前記計算手段は、前記入力信号、前記初期状態データ、前記滞留時間データ、該前の状態のデータおよび前記ルックアップテーブルに依存する前記波形を決定するようにアレンジされる、請求項8に記載の制御装置。   The storage means is also arranged to store data of a previous state representing at least one previous state of each pixel prior to the initial state of each pixel, and the calculating means includes the input signal, the initial state 9. The controller of claim 8, arranged to determine the waveform depending on data, the dwell time data, the previous state data and the look-up table. 前記入力手段は、前記ディスプレイの少なくとも1つの画素の温度を表す温度信号を受け取るようにアレンジされ、前記計算手段は、前記入力信号、前記初期状態データ、前記滞留時間データおよび該温度信号に依存する前記波形を決定するようにアレンジされる、請求項8に記載の制御装置。   The input means is arranged to receive a temperature signal representative of the temperature of at least one pixel of the display, and the calculation means depends on the input signal, the initial state data, the dwell time data and the temperature signal. 9. The control device according to claim 8, wherein the control device is arranged to determine the waveform. 前記画素の動作時間を表す寿命信号を生成するようにアレンジされた寿命信号生成手段をさらに備え、前記計算手段は、前記入力信号、前記初期状態データ、前記滞留時間データおよび該寿命信号から前記波形を決定する、請求項8に記載の制御装置。   Life signal generating means arranged to generate a life signal representing the operation time of the pixel is further provided, and the calculation means is configured to generate the waveform from the input signal, the initial state data, the dwell time data, and the life signal. The control device according to claim 8, wherein: 電気光学材料の層と、該電気光学材料の層にわたる任意の方向に所定値よりも大きくない電圧を印加するための電圧供給手段とを備える、電気光学ディスプレイであって、
該電気光学材料は、ゼロより大きく、該所定値の3分の1未満である閾値電圧を有することを特徴とする、ディスプレイ。
An electro-optic display comprising a layer of electro-optic material and voltage supply means for applying a voltage not greater than a predetermined value in any direction across the layer of electro-optic material,
The display, wherein the electro-optic material has a threshold voltage that is greater than zero and less than one third of the predetermined value.
前記電気光学材料は、前記所定値の15分の1以上3分の1未満である閾値電圧を有する、請求項12に記載の電気光学ディスプレイ。   The electro-optic display according to claim 12, wherein the electro-optic material has a threshold voltage that is not less than 1/15 and less than 1/3 of the predetermined value. 前記電気光学材料は、懸濁流体と、該懸濁流体の中に保たれ、該電気光学材料の層にわたる電圧印加によって該懸濁流体を介して移動可能な複数の荷電パーティクルとを備える、パーティクルベースの電気泳動材料を備える、請求項13に記載の電気光学ディスプレイ。   The electro-optic material comprises a suspending fluid and a plurality of charged particles held in the suspending fluid and movable through the suspending fluid by applying a voltage across the layer of the electro-optic material The electro-optic display of claim 13 comprising a base electrophoretic material. 前記電気泳動材料が、カプセル封入電気泳動材料、ポリマー分散型電気泳動材料またはマイクロセル電気泳動材料である、請求項14に記載の電気光学ディスプレイ。   The electro-optic display according to claim 14, wherein the electrophoretic material is an encapsulated electrophoretic material, a polymer-dispersed electrophoretic material, or a microcell electrophoretic material. 前記懸濁流体がガス状である、請求項14に記載の電気光学ディスプレイ。   The electro-optic display of claim 14, wherein the suspending fluid is gaseous. 電気泳動媒体であって、
懸濁流体と、
該懸濁流体の中に保たれ、該電気泳動媒体への電界印加により該懸濁流体を介して移動可能な複数の第一の種類の荷電パーティクルと、
該懸濁流体の中に保たれ、該電気泳動媒体への電界印加により該懸濁流体を介して移動可能な複数の第二の種類の荷電パーティクルであって、該第二の種類のパーティクルは、該第一の種類のパーティクルと反対の極性の電荷を有する、第二の種類の荷電パーティクルとを備え、該媒体は、
該第二の種類のパーティクルの総帯電量は、該第一の種類のパーティクルの総帯電量の2分の1から2倍の間にあることを特徴とする、電気泳動媒体。
An electrophoretic medium,
Suspension fluid,
A plurality of first type charged particles that are retained in the suspension fluid and are movable through the suspension fluid by application of an electric field to the electrophoretic medium;
A plurality of second type charged particles kept in the suspension fluid and movable through the suspension fluid by applying an electric field to the electrophoretic medium, wherein the second type particles are: A charged particle of the second type having a charge opposite to that of the first type of particle, the medium comprising:
2. The electrophoretic medium according to claim 1, wherein the total charge amount of the second type particles is between one-half and twice the total charge amount of the first type particles.
前記電気泳動媒体は、カプセル封入電気泳動媒体、ポリマー分散型電気泳動媒体またはマイクロセル電気泳動媒体である、請求項17に記載の電気泳動媒体。   The electrophoretic medium according to claim 17, wherein the electrophoretic medium is an encapsulated electrophoretic medium, a polymer-dispersed electrophoretic medium, or a microcell electrophoretic medium. 前記懸濁流体はガス状である、請求項17に記載の電気泳動媒体。   The electrophoretic medium according to claim 17, wherein the suspending fluid is gaseous. 15ボルトで300ミリ秒の方形波アドレッシングパルスを印加した1秒後、1ボルト未満の残留電圧を示す、請求項17に記載の電気泳動媒体。   The electrophoretic medium of claim 17, wherein the electrophoretic medium exhibits a residual voltage of less than 1 volt after 1 second of applying a 300 millisecond square wave addressing pulse at 15 volts. 15ボルトで300ミリ秒の方形波アドレッシングパルスを印加した1秒後、0.2ボルト未満の残留電圧を示す、請求項20に記載の電気泳動媒体。   21. The electrophoretic medium of claim 20, wherein the electrophoretic medium exhibits a residual voltage of less than 0.2 volts after 1 second of applying a 300 millisecond square wave addressing pulse at 15 volts. 電気泳動媒体であって、
懸濁流体と、
該懸濁流体の中に保たれ、該電気泳動媒体への電界印加により該懸濁流体を介して移動可能な複数の第一の種類の荷電パーティクルと、
該懸濁流体の中に保たれ、該電気泳動媒体への電界印加により該懸濁流体を介して移動可能な複数の第二の種類の荷電パーティクルであって、該第二の種類のパーティクルは、該第一の種類のパーティクルと反対の極性の電荷を有する、第二の種類の荷電パーティクルとを備え、該媒体は、
15ボルトで300ミリ秒の方形波アドレッシングパルスを印加した1秒後、残留電圧が1ボルト未満であることを特徴とする、電気泳動媒体。
An electrophoretic medium,
Suspension fluid,
A plurality of first type charged particles that are retained in the suspension fluid and are movable through the suspension fluid by application of an electric field to the electrophoretic medium;
A plurality of second type charged particles kept in the suspension fluid and movable through the suspension fluid by applying an electric field to the electrophoretic medium, wherein the second type particles are: A charged particle of the second type having a charge opposite to that of the first type of particle, the medium comprising:
An electrophoretic medium characterized in that the residual voltage is less than 1 volt after 1 second of applying a 300 millisecond square wave addressing pulse at 15 volts.
15ボルトで300ミリ秒の方形波アドレッシングパルスを印加した1秒後、残留電圧が0.2ボルト未満を示すことを特徴とする、請求項22に記載の電気泳動媒体。   23. The electrophoretic medium of claim 22, wherein the residual voltage is less than 0.2 volts after 1 second of applying a 300 millisecond square wave addressing pulse at 15 volts. 少なくとも2つのグレーレベルを表示可能な複数の画素を有する双安定な電気光学ディスプレイを駆動する方法であって、
該ディスプレイの各画素に、該画素の初期グレーレベルと最終グレーレベルによって決定された波形を適用することを包含し、該方法は、
特定の初期グレーレベルから特定の最終グレーレベルへの少なくとも1つの変化に対して、少なくともそれぞれ互いに異なる第一の波形および第二の波形が利用可能であり、該変化の進行する画素の残留電圧は、該変化の前に決定されることと、該第一の波形または該第二の波形は、該決定された残留電圧に依存する変化に使われることとを特徴とする、方法。
A method of driving a bistable electro-optic display having a plurality of pixels capable of displaying at least two gray levels,
Applying to each pixel of the display a waveform determined by the initial gray level and the final gray level of the pixel, the method comprising:
For at least one change from a specific initial gray level to a specific final gray level, at least a first waveform and a second waveform that are different from each other are available, and the residual voltage of the pixel in which the change proceeds is , Wherein the method is determined before the change, and the first waveform or the second waveform is used for a change depending on the determined residual voltage.
連続相に分散した懸濁流体の複数のディスクリートな小滴を含む、電気泳動媒体であって、
該小滴は、該懸濁流体の中に保たれ、該電気泳動媒体への電界印加により移動可能な複数の荷電パーティクルをさらに含み、
該媒体は、該連続相が該小滴の体積抵抗率の2分の1以下の体積抵抗率を有することと、該連続相と該小滴の双方が1011Ωcm未満の体積抵抗率を有することとを特徴とする、媒体。
An electrophoretic medium comprising a plurality of discrete droplets of a suspending fluid dispersed in a continuous phase,
The droplet further comprises a plurality of charged particles retained in the suspended fluid and movable by application of an electric field to the electrophoretic medium,
The medium is such that the continuous phase has a volume resistivity less than one half of the volume resistivity of the droplets, and both the continuous phase and the droplets have a volume resistivity of less than 10 11 Ωcm. A medium characterized by that.
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