JP2006516748A - 電気泳動ディスプレイ - Google Patents

Abstract

ディスプレイデバイスは、画素１８を表示されるべき画像情報に対応する予め決定された光学的状態にするために画素１８に駆動パルスを供給するドライバ１０，１６を有している。コントローラ１５は、駆動パルスＶｎｉ及び補正パルスｄｎｉを連続して供給するためにドライバ１０，１６を制御する。駆動パルスＶｎｉは、電気泳動粒子８，９を駆動パルスＶｎｉが存在する限り連続的に移動する状態にするのに十分に高い電圧レベルを有している。画素１８の駆動の履歴のため、所望の光学的状態は、近似的にのみ達成される。補正パルスｄｎｉは、駆動パルスＶｎｉのように、電気泳動粒子８，９を連続的に移動する状態にするために低い電圧レベルであって、画素１８の寸法に関して比較的に微少な距離にわたり電気泳動粒子８，９を移動させるために十分に高い電圧レベルを有している。したがって、補正パルスｄｎｉは、平衡状態へ電気泳動粒子８，９の比較的微少な動きを生じさせる。

Description

本発明は、電気泳動ディスプレイ、及びかかる電気泳動ディスプレイを有する表示装置に関する。

開始節で記載されるタイプのディスプレイデバイスは、国際特許出願WO99/53373号より知られている。この特許出願は、２つの基板を有する電子インクディスプレイを開示しており、このうちの一方は透明であり、他方の基板には行及び列に配列された電極が設けられている。表示素子又は画素は、行電極と列電極との交点と関連している。表示素子は、（ＴＦＴと呼ばれる）薄膜トランジスタを介して列電極に結合されており、このＴＦＴのゲートは、行電極に結合されている。この表示素子の配置、ＴＦＴトランジスタ、並びに行及び列電極は、全体としてアクティブマトリクスを形成する。さらに、表示素子は、画素電極を有している。行ドライバは、表示素子の行を選択し、列ドライバは、列電極及びＴＦＴトランジスタを介して、データ信号を選択された表示素子の行に供給する。データ信号は、表示されるべきグラフィックデータに対応する。

さらに、電子インクは、透明電極に設けられている画素電極と共通電極との間に提供されている。電子インクは、約１０〜５０ミクロンの多数のマイクロカプセルを有している。それぞれのマイクロカプセルは、液体に浮遊される、正に帯電された白色粒子と負に帯電された黒色粒子を有している。負の電圧が共通電極に印加されるとき、白色粒子は、透明基板に向けられるマイクロカプセルの側に移動し、見る人は、白色の表示素子を見る。同時に、黒色粒子は、マイクロカプセルの反対側の画素電極に移動し、ここで見る人に隠される。正の電圧を共通電極に印加することで、黒色粒子は、透明電極に向けられるマイクロカプセルの側にある共通電極に移動し、表示素子は、見る人にとって暗く見える。電圧が除かれたとき、表示装置は、取得された状態のままとなり、双安定の特性を示す。その黒色粒子と白色粒子をもつ電子インクディスプレイは、電子書籍として特に有効である。

グレイスケールは、マイクロカプセルのトップにある対向電極に移動する粒子の量を制御することでディスプレイデバイスにおいて形成することができる。たとえば、電界強度と印加時間の積との積として定義される、電極間の電位差により生じる画素における正の電場又は負の電場のエネルギーは、マイクロカプセルのトップに動く粒子の量を制御する。

公知のディスプレイデバイスは、いわゆる休止時間を示す。休止時間は、２つの連続する画像の更新の間のインターバルとして定義される。電気泳動ディスプレイのスイッチングの挙動は、休止時間に強く依存する。予め決定された駆動パルスを使用して、増加された休止時間は、増加された「アンダードライブ」となり、これはすなわち、暗から明に切り替えられたときに所望の状態よりも暗く、明から暗に切り替えられたときに所望の状態よりも明るい。休止時間は、ディスプレイ及びアプリケーションの使用モデルに依存して、実際には可変である。これにより、グレイスケールの精度が制限される。

現在のディスプレイの問題点は、不正確なグレイスケールの再現を齎すアンダードライブ作用を呈することである。このアンダードライブ作用は、たとえば、ディスプレイデバイスの初期状態がブラックであって、ディスプレイが白色状態と黒色状態との間で周期的に切り替えられるときに生じる。たとえば、数秒の休止時間の後、ディスプレイデバイスは、２００ｍｓのインターバルについて負の電場を印加することで白色に切り替えられる。次のその後のインターバルでは、２００ｍｓの間に電場が印加されず、ディスプレイはホワイトのままであって、次のその後のインターバルでは、正の電場が２００ｍｓの間に印加され、ディスプレイはブラックに切り替えられる。シリーズの第一のパルスの応答としてのディスプレイの明るさは、所望の最大の明るさ以下である。

本発明の目的は、改善されたグレイスケールの再現を有する開始節で記載されたタイプのディスプレイデバイスを提供することにある。

この目的を達成するため、本発明の第一の態様は、請求項１に定義されるディスプレイデバイスを提供することにある。本発明の第二の態様は、請求項１１に記載されるディスプレイデバイスを提供することにある。本発明の有利な実施の形態は、従属の請求項に定義されている。

本発明の第一の態様に従って定義されるディスプレイデバイスでは、ドライバは、画素を表示されるべき画像情報に対応する予め決定された光学的状態にするため、駆動パルス波形を画素に供給する。コントローラは、駆動パルス及び補正パルスを連続して供給するためにドライバを制御する。駆動パルスは、電気泳動粒子を駆動パルスが存在する限り連続して移動する状態にするため、十分に高い電圧レベルを有する。画素の駆動の履歴のため、所望の光学的状態は、通常、近似的にのみ達成される。補正パルスは、駆動パルスのように、電気泳動粒子を連続的に移動する状態にするために余りに低いが、画素の寸法に関して比較的小さな距離にわたり電気泳動粒子を移動させるために十分に高い電圧レベルを有する。したがって、補正パルスは、平衡状態に向かう電気泳動粒子の比較的小さな動きを生じさせる。補正パルスの補正レベルで、画素の駆動履歴の影響なしに、所望の光学的状態が達成される。

一般に、電気泳動ディスプレイにおけるグレイスケールは、高い再現性で発生することが困難である。一般に、指定された時間周期に電圧パルスを印加することで形成される。画像の履歴、休止時間、温度、湿度、電気泳動ホイルの横方向の異方性等により影響される。

電子インク（Ｅインクと更に呼ばれる）電気泳動ディスプレイデバイスでは、反射率は、カプセルのフロントに近い粒子の分散の関数であり、粒子は、カプセル全体にわたり分散される。多くの粒子の分散は、同じ反射率を与える。したがって、反射率は、粒子の分散１対１の関数ではない。電圧及び粒子の移動の時間応答のみが真に決定論的である。完全な画像の履歴は、特に、光学的状態が任意のグレイ状態から別の任意のグレイ状態に変化する必要がある場合、Ｅ−Ｉｎｋ電気泳動ディスプレイに正しく対処するために考慮される必要がある。遷移マトリクスに基づいた駆動スキームは、画像の履歴に注意する。このアプローチでは、６つ前の状態が考慮される必要があり、直接的なグレイからグレイへの状態変化（「フル遷移の駆動スキーム」）について適度な精度を得るために最小で４フレームのメモリが考慮される必要がある。グレイスケールの精度は、メモリにおける前の状態の数を増加させることで改善することができる。実際に、遷移マトリクスに追加されるそれぞれの更なる状態は、画像の記憶に要求される量を線形に増加し、遷移マトリクスのサイズを指数的に増加する。より大きな遷移マトリクスは、ディスプレイコントローラにより多くの要求をおき、電力消費量、価格を増加させ、速度を低下させる。従来の状態数は、許容可能なディスプレイの性能について最小にされる必要がある。

したがって、電子インクの画像の履歴又は駆動の履歴のため、従来のＥ−ｉｎｋディスプレイデバイスは、幾つかの前のデータフレームの記憶、大きなルックアップテーブル、及び画素の駆動履歴を考慮した新たなフレームのデータパルスの発生用の大規模な信号処理回路を必要とする。従来技術のデータパルスは、本発明の駆動パルスである。

本発明に係る電気泳動ディスプレイデバイスでは、単一のグレイからグレイへの遷移の経験は、低いＤＣ電圧を印加することで、「ロバスト」なグレイスケールを得ることができることを示している。切り替え速度は、低いＤＣ電圧が印加される前に駆動パルスを印加することで大幅に改善される。

請求項５に記載される本発明の実施の形態では、所望の光学的状態のそれぞれ１つについて要求される補正パルスの電圧レベルは、メモリに記憶される。駆動パルスは、画素の光学的状態を所望の光学的状態の近くにするように見える。補正パルスの固定されたレベルは、所望の光学的状態を達成させる。所望の光学的状態は、２つの極端な（extreme）状態を含めて、該２つの極端な状態の間にあるいずれかの状態である場合である。黒色及び白色粒子が使用される場合、２つの極端な光学的状態は、ブラック画素とホワイト画素であり、所望の光学的状態は、これらの極端な光学的状態を含めて、該光学的状態間でグレイスケールを有している。粒子は、色付けされる場合があり、所望の光学的状態は、色付けされた粒子によるカラーシェードを含んでいる場合がある。

請求項６に記載される本発明の実施の形態では、光感知素子は、たとえば、画素により反射された光の量を測定することで、画素の光学的状態を検出する。それぞれ所望の光学的状態について、所望の光出力が知られている。特定の所望の光学的状態について、補正パルスのレベルは、実際に測定された光の量と所望の光の量の違いに依存する。要求される補正パルスの最後に決定されたレベル、及びそれぞれの光学的状態について生成された光の量で測定された差を記憶するラーニングメカニズムを含むことが可能である。差が実質的にゼロであるレベルが発見された瞬間で、このレベルが使用され、測定は、老朽化作用に対処するため、ばらばらに実行される必要がある。

請求項７に記載される本発明の実施の形態では、駆動パルスの電圧レベル又は期間、若しくは駆動パルスの電圧レベルと期間の両者は、従来のＥ−Ｉｎｋディスプレイデバイスで使用される遷移駆動スキームに基づいて決定される。かかるディスプレイの画素の光学的状態がその駆動履歴に非常に依存する事実のため、画素に供給される駆動電圧の前の系列が既知であるとき、所望の光学的状態の正しい再現を得ることが可能である。これは、画素駆動電圧の幾つかの前のフレームの記憶、大きなルックアップテーブル、及び新たなフレームのデータパルスの発生用の大規模の信号処理回路を必要とする。

しかし、本発明による組み合わせによれば、完全な遷移駆動スキームを使用することなしに、所望の光学的状態に関する非常に改善された再現が得られる。結果的に、本発明に従って補正パルスと共に使用される遷移駆動は、追跡される必要がある駆動の履歴が１以上の前のフレームにわたって伸びる必要がないので、従来技術におけるよりも複雑さが低い。

請求項８に記載される実施の形態では、駆動パルスは、幾つかのレベルを有している。幾つかのレベルの使用により、駆動電圧のより低い値で粒子の動きをより正確に制御するのを可能にするので、所望の光出力により接近して達成されるのを可能にする。また、幾つかのレベルの発生の時間を変化させることも可能である。

請求項９に記載される実施の形態では、プリセット信号は、駆動信号に先行して画素に供給される。プリセット信号は、２つの電極のうちの１つの静的な状態から電気泳動粒子を解放するために十分なエネルギーであって、電極の他の一方に到達することができない低さをもつパルスを有している。このようにして、アンダードライブ作用が低減される。低減されたアンダードライブ作用のため、異なる瞬間で供給される同一のデータ信号（又は駆動信号、又は駆動電圧）への応答は、ディスプレイデバイスの履歴、特にその休止時間に関わらず実質的に等しい。プリセットパルスを印加することなしに、ディスプレイデバイスが、たとえば、ブラック状態といった予め決定された状態に切り替えられた後、電気泳動粒子は、静的な状態に到達する。その後の切り替えホワイト状態に生じたとき、粒子の開始の運動量は、それらの開始速度がゼロに近いために低く、これにより長いスイッチング時間となる。プリセットパルスの印加は、電気泳動粒子の開始の運動量を増加し、これによりスイッチング時間が短縮される。かかるプリセットパルスは、２つのその後の画像の更新の間の時間インターバルよりも低い１次の振幅の期間を有する。画像の更新は、ディスプレイデバイスがリニュー又はリフレッシュされる時間的な周期である。更なる利点は、プリセットパルスの印加により電子インクの前の履歴が大幅に低減されることである。

本発明に係る補正パルスとの組み合わせでは、画素の履歴の影響が更に減少され、画素の現在の駆動電圧を計算するため、画素の前の駆動電圧を記憶及び処理する要件を低減される。

請求項１０に記載される本発明に係る実施の形態では、補正パルスの電圧振幅は、０．５〜３ボルトの間で選択される。これらの電圧レベルは、以下の特性をもつ電気泳動ディスプレイの実用的な実現において、画素における粒子の意図された制限された運動を提供するものであって、１秒以下で１５Ｖの振幅をもつ電圧を印加するとき、粒子がカプセルにわたり連続的に移動することができる電気泳動ディスプレイでは、粒子が０．５Ｖ以下の電圧で移動しないことを観察し、３Ｖを超える電圧で連続的な動きを示さない。

本発明のこれらの態様及び他の態様は、以下に記載された実施の形態を参照して明らかにされる。
異なる図における同じ参照符号は、同じ信号を言及するか、又は同じ機能を実行する同じエレメントを言及している。

図１は、たとえば、数画素のサイズからなる電気泳動ディスプレイデバイス１の一部の断面図を概念的に示しており、ベース基板２、たとえばポリエチレンからなる２つの透明な基板３及び４の間に存在する電子インクをもつ電気泳動フィルムを有している。基板３の一方では、透明画素電極５，５’が設けられており、他の基板４には透明な対向電極６が設けられている。電子インクは、約１０〜５０ミクロンの多数のマイクロカプセル７を有している。それぞれのマイクロカプセル７は、液体に浮遊される、正に帯電された白色粒子８と負に帯電された黒色粒子９を有している。破線の材料４１は、高分子バインダである。レイヤ３は、必ずしも必要ではなく、又はグルーレイヤとすることができる。負の電圧が画素電極５に関して対向電極６に印加されたとき、電場が発生され、この電場は、白色粒子８対向電極６に向けられるマイクロカプセル７の側に移動する。表示素子は、見る人にとって白色に見える。同時に、黒色粒子９は、マイクロカプセル７の反対側に移動し、ここで見る人にとって隠される。対抗電極６と画素電極５との間に正の電場を印加することで、黒色粒子９は、対向電極６に向けられるマイクロカプセル７の側に移動し、表示素子は、見る人（図示せず）にとって暗く見える。電場が除かれたとき、粒子７は、取得された状態のままであって、ディスプレイは、双安定の特性を示し、実質的に電力を消費しない。

図２は、アクティブスイッチング素子１９、行ドライバ１６及び列ドライバ１０が設けられるベース基板２に張り合わされる電気泳動フィルムを有する画像表示装置の等価回路図を概念的に示している。好ましくは、対向電極６は、カプセル化された電気泳動インクを有するフィルムに設けられるが、対向電極６は、ディスプレイがインプレーンの電場を使用することに基づいて動作する場合、基板に交互に設けられる。ディスプレイデバイス１は、たとえば、薄膜トランジスタ１９であるアクティブスイッチング素子により駆動される。ディスプレイデバイス１は、交差する行又は選択電極１７と列又はデータ電極１１のエリアで表示素子のマトリクスを有している。行ドライバ１６は、行電極１７を連続的に選択し、列ドライバ１０は、選択された行電極１７について列電極１１にデータ信号を提供する。好ましくは、プロセッサ１５は、到来するデータ１３を列電極１１により供給されるべきデータ信号にはじめに処理する。

駆動ライン１２は、列ドライバ１０と行ドライバ１６の間の相互の同期を制御する信号を搬送する。行ドライバ１６からの選択信号は、行電極１７に電気的に接続され、薄膜トランジスタ１９のゲート電極２０を介して画素電極２２を選択する。薄膜トランジスタ１９のソース電極２１は、列電極１１に電気的に接続されている。列電極１１に存在するデータ信号は、ＴＦＴのドレイン電極に結合される表示素子１８（画素とも呼ばれる）の画素電極２２に転送される。図示される実施の形態では、図１のディスプレイデバイスは、それぞれの表示素子１８の位置で更なるキャパシタ２３を更に有している。この更なるキャパシタ２３は、関連する画素１８の画素電極２２と１以上のストレージキャパシタライン２４との間に接続されている。ＴＦＴの代わりに、ダイオード、ＭＩＭ等のような他のスイッチング素子を適用することもできる。

プロセッサ１５は、適用可能な場合、遷移駆動スキームについて必要とされる画素１８の前の駆動電圧を記憶するためのメモリ１５０を有する場合がある。代替的に、メモリ１５０は、それぞれの光学的状態について必要とされる補正パルスのレベルを記憶するために使用される場合がある。

図３は、単一のレベルの駆動パルスと補正パルスを有する駆動信号を示している。駆動信号は、ＴＦｉとして集合的に参照される、幾つかのフレーム周期ＴＦ１〜ＴＦ３について示されている。それぞれのフレーム周期は、休止時間ＤＦｉ（ＤＦ１のみが明示的に示されている）を有しており、この休止時間では、補正パルスｄｎｉ（ｄｎ１〜ｄｎ４）及び駆動パルスＶｎｉ（Ｖｎ１〜Ｖｎ４）が生じる。

図３では、最も左にある駆動パルスＶｎ１により、画素１８は、次の休止時間ＤＦ１の開始であると考えられる瞬間ｔ１で所望の状態に近い光学的状態を得る。この次の休止時間の間、画素１８は、次の駆動パルスＶｎ２が供給されるまで所望の光学的状態を有する。フレーム時間ＴＦ１は、ｔ１〜ｔ２に続く。駆動パルスＶｎ１に続き、従って休止時間ＤＦ１の間に生じる補正パルスｄｎ１により、画素１８は、所望の光学的状態に実質的に到達する。補正パルスｄｎ１は、所望の光学的状態（グレイレベル）に対応するＤＣレベルを有する。この補正パルスｄｎ１のＤＣレベルは、ルックアップテーブルからの予め決定された値として回復される。ＤＣレベルは、それぞれ所望の光学的状態について経験的に決定される場合がある。実際の実施の形態では、典型的に、駆動パルスＶｎｉの期間は数百ミリ秒であり、補正パルス又はＤＣレベルの期間は、数秒である。補正パルスｄｎｉの符号は、駆動パルスＶｎｉの符号と同じであることが好ましい。補正パルスｄｎｉのレベルは、達成されるべき光学的状態に独立して選択され、補正パルスが画素に供給されるが、粒子が最終的な状態に到達するために制限された時間で移動するような値を有している。実際の実施の形態では、補正パルスｄｎｉの振幅（正又は負）は、０．５〜３ボルトの間である。

駆動パルスＶｎｉは、遷移マトリクス駆動スキームで決定される場合がある。補正パルスｄｎｉの補正のアクションのため、グレイスケールは、補正パルスｄｎｉが使用されない従来技術の遷移マトリクス駆動スキームに比較して前の状態の低減された量をもつ要求されたレベルに設定することができる。駆動パルスＶｎｉのランダムなシーケンスへの光学的な応答が記録される、特定の電気泳動ディスプレイのサンプルによる経験によれば、２．２５ＶのＤＣ電圧レベル（補正パルスｄｎｉのＤＣレベル）がランダムな電圧シーケンスの終わりで供給されたとき、特定の固定されたグレイレベルが達成されることが明らかにされる。この特定の固定されたグレイレベルに対応する特定の明るさは、ＤＣ電圧の約５秒の印加の後に到達される。

駆動パルスＶｎｉの前のランダムなシーケンスとは完全に異なる駆動パルスＶｎｉの次のランダムなシーケンスの後に２．２５ボルトの同じＤＣ電圧を供給することで、同じ特定のグレイレベルが得られることがわかる。

したがって、比較的低いＤＣ電圧レベルをもつ補正パルスは、前の画像の履歴とは殆ど無関係である、正確なグレイスケールを生成することが可能である。これにより、従来技術の遷移マトリクスの駆動スキームで必要とされた幾つかのフレームメモリ及び大きなルックアップテーブルのコストを節約することができる。しかし、グレイスケールの再現性を更に改善するため、補正パルスｄｎｉは、より短い履歴が同じパフォーマンスを達成するために十分であるで、従来におけるように非常に簡単である簡略化された遷移マトリクス駆動スキームと結合される。

所望の光学的状態は、駆動パルスＶｎｉのレベルを変えることで近似的に到達されることが示されているが、固定されたレベルで駆動パルスＶｎｉの期間を変えることも可能であり、期間及びレベルの両者を変えることも可能である。

図４は、マルチレベルの駆動パルス及び補正パルスを有する駆動信号を示している。低いＤＣ電圧レベルをもつ補正パルスは、駆動パルスＶｎｉが複数のレベルを有する駆動スキームで使用される場合がある。複数のレベルは、駆動パルスＶｎ１についてＶｎ１１，Ｖｎ１２及びＶｎ１３により明示的に示される。これら複数のレベルＶｎ１１，Ｖｎ１２及びＶｎ１３は、遷移マトリクスの駆動スキームで決定される場合がある。所望の光学的状態が駆動パルスＶｎｉのレベルを変えることで近似的に到達されることが示されているが、固定されたレベルで駆動パルスＶｎｉの複数のレベルＶｎ１１，Ｖｎ１２及びＶｎ１３の期間を変えることも可能であり、レベル及び期間の両者を変えることもできる。

プリパルスが単一レベルの駆動パルスに先行する図３の駆動信号を示している。図５に示される駆動信号は、プリセット信号Ｐｐｉ（示されているのはＰｐ１〜Ｐｐ４）が駆動パルスＶｎｉに先行する点で、図３に示される駆動パルスとは異なる。

プリセット信号Ｐｐｉは、２つの電極のうちの一方での静的な状態から電気泳動粒子を解放するために十分であって、電極の他の一方に到達するには低すぎるエネルギーをもつパルスを有している。このように、アンダードライブ作用が低減される。低減されたアンダードライブ作用のため、異なる瞬間で供給される同一のデータ信号への光学的応答（駆動信号、又は駆動波形とも呼ばれ、駆動パルスと同一である）Ｖｎｉは、ディスプレイデバイスの履歴及び特にその休止時間に関わらず、実質的に等しい。

図６は、プリパルスがマルチレベルの駆動パルスに先行する図４の駆動信号を示している。図６に示される駆動信号は、プリセット信号Ｐｐｉが駆動パルスＶｎｉに先行する点で、図４に示される駆動信号とは異なる。

図７及び図８は、従来のディスプレイデバイスの駆動信号を示している。瞬間ｔ０で特定の行電極１７は、選択信号Ｖｓｅｌにより電圧が印加され、同時に、データ信号Ｖｄは列電極１１に供給される。ライン選択時間ＴＬが経過した後、その後の行電極１７は瞬間ｔ１で選択される等である。ある時間の後、たとえば、通常１６．７ｍｓｅｃ又は２０ｍｓｅｃであるフィールド時間又はフレーム時間ＴＦの後、係る特定の行電極１７は、選択信号Ｖｓｅｌにより、瞬間ｔ２で再び電圧が印加され、同時に、データ信号Ｖｄは、列電極１１に与えられる。

ｔ０，ｔ２で始まるライン選択時間ＴＬが経過した後、瞬間ｔ１，ｔ３で選択される次の行電極１７が選択される。この全体のプロセスは、瞬間ｔ４で開始して繰り返される。

ディスプレイデバイスの双安定の特性のため、電気泳動粒子は、それらの選択された状態のままであり、所望のグレイレベルが得られたときに幾つかのフレーム時間ＴＦ後に、データ信号Ｖｄの繰返しを停止することができる。通常、画像の更新時間は、数フレームであり、したがって、所望のグレイレベルに到達し、同じデータ信号Ｖｄは、幾つかの連続するフレームＴＦの間に印加される必要がある。

図９は、データ信号５０への図２のディスプレイデバイスの表示素子の光学的応答５１を示しており、この応答は、数秒の休止時間Ｔｄｉの後に交互する極性のパルスを有している。光学的な応答５１は、破線のパルスにより示されており、データ信号５０は、破線ではないパルスにより示されている。データ信号５０のそれぞれのパルス５２は、２００ｍｓの期間及び交互にプラスとマイナス１５Ｖの電圧レベルを有している。光学的応答５１の最終値は、第三又は第四の負の値を必要とする。

最も左の垂直軸は、反射Ｒｅを測定される電圧として示しており、最も右の垂直軸は、駆動電圧をボルトで示しており、水平軸は、時間を秒で示している。

データ信号に応答して所望のグレイレベルの精度を改善するため、プロセッサ１５は、次のリフレッシュフィールドのオーバドライブパルスＶｎｉであるデータパルスの前に、単一のプリセットパルスＶｎｉ又は一連のプリセットパルスＰｐｉを発生し、この次のリフレッシュフィールドでは、プリセットパルスＰｐｉのパルス時間は、典型的に、２つの連続する画像の更新の間のインターバルよりも少ない５〜１０倍である。このケースでは、２つの画像の更新の間のインターバルは２００ｍｓである。プリセットパルスの期間は、典型的に、２０ｍｓである。

一連のプリパルスＰｐｉは、リフレッシュされるべき単一の画素１８又は全ての画素１８に供給されるべきである。プリパルスＰｐｉの数及び期間が予め決定され、たとえばメモリに記憶される。プリパルスＰｐｉの電圧レベルは、好ましくは、ドライバ１０，１６が対処することができる最大の電圧である。オーバドライブパルスＶｎｉの直後に、低いＤＣ電圧レベルを有する補正パルスｄｎｉが供給される。達成されるグレイレベルに対応するこのＤＣレベルは、予め決定され、ルックアップテーブルに記憶される。典型的なオーバライドパルスＶｄｉのパルス時間は、数百ミリ秒であり、ＤＣ電圧を印加する期間は数秒である。

図１０は、一連の交互する極性からなる１２のプリセットパルス５３及び２０ｍｓの期間、並びにプラスとマイナス１５Ｖの交互する極性からなる電圧を有する２００ｍｓのデータパルス５５からなる応答として、図２のディスプレイデバイスのデータ信号６０の光学的応答を示している。光学的応答５１は、破線のパルス（―――）により示されており、改善された光学的応答６１は、破線と点線のパルス（―-―-―）、及びデータ信号を破線ではないパルス５５で示している。

最も左の垂直軸は、反射Ｒｅを測定された電圧として示しており、最も右の垂直軸は、駆動電圧ＤＶをボルトで示し、水平軸は、時間ｔを秒で示している。

それぞれのデータパルス５５の電圧は、オーバライドパルスＶｎｉであり、プラス又はマイナス１５Ｖである。図１０は、グレイスケールの精度の大幅な改善を示しており、第一のデータパルス５５の後の光学的応答６１は、第四のデータパルス５５の後の光学的応答と実質的に同じレベルである。

したがって、これらのプリセットパルスＰｐｉ５３が、オーバライドパルスＶｎｉであるデータパルス５５に先行するとき、本発明の実施の形態に係る補正パルスｄｎｉが実現され、画素１８の所望の光学的状態は、画素１８の駆動履歴の影響なしに実質的に達成される。結果的に、遷移マトリクスの駆動スキームは過剰であるか、又は非常にシンプルとなる。

しかし、プリパルスが少し長くなるか、又は中間のグレイレベルで始まる場合、プリセットパルス５３により導入されるフリッカが目に見えるようになる。このフリッカの可視性を低減するため、プロセッサ１５及び行ドライバ１６は、表示素子に関連する行電極１７が２つのグループに相互接続されるように構成することができ、プロセッサ１５及び列ドライバ１０は、表示素子の第一のグループに第一のフェーズを有する第一のプリセット信号Ｐｐｉ、表示素子１８の第二のグループに第二のフェーズを有する第二のリセット信号を発生することで、反転スキームを実行するために構成され、第二のフェーズは、第一のフェーズと反対である。たとえば、行電極１７は、偶数行の２つのグループ及び奇数行の１つのグループに相互接続することができ、プロセッサは、偶数行の表示素子に負のパルスで始まるプラス及びマイナス１５Ｖの交互する極性の６つのプリセットパルスから構成される第一のプリセット信号、及び奇数行の表示素子に正のパルスで始まるプラス及びマイナス１５Ｖの交互する極性の６つのプリセットパルスから構成される第二のプリセット信号を発生する。

２以上の異なる行のグループに印加される一連にプリセットパルスの代わりに、表示素子１８は、たとえば、偶数列からなる１つのグループと、奇数列からなる１つのグループといった２つの列のグループに分割することができ、プロセッサ１５は、偶数列の表示素子に負のパルスで始まるプラス及びマイナス１５Ｖの交互する極性の６つのプリセットパルスから構成される第一のプリセット信号、及び奇数列の表示素子に正のパルスで始まるプラス及びマイナス１５Ｖの交互する極性の６つのプリセットパルスから構成される第二のプリセット信号を発生することで、反転スキームを実行する。ここで、全ての行は、同時に選択することができる。更なる代替として、ここで説明された反転スキームは、いわゆるドットインバージョンスキームを生成するため、行及び列に同時に供給することができ、これにより光学的なフリッカを更に低減することができる。

電圧レベルの数及び／又は電圧レンジが（通常、集積回路である）ドライバで制限されるとき、電圧変調及びパルス幅変調の両者による駆動スキームが特に望まれる。かかる駆動スキームは、「パルス成形駆動スキーム」と呼ばれることがある。パルス成形駆動スキームにおける遷移マトリクステーブルは複雑化され、多数の前の状態が含まれることを必要とするとき、許容不可能に長くなる。低いＤＣ電圧（補正パルスｄｎｉ）の使用により、前の状態数が低減され、したがってコスト及びアクセス時間を制約するルックアップテーブルが簡略化される。

図１１は、ディスプレイの画素から放出される光量を測定するための回路を示している。ディスプレイ１８の画素から放出される光は、光学的に感知素子３０により測定される。コンパレータ３１は、比較信号ＣＯを得るため、測定された光出力ＭＬを所望の光出力ＤＬと比較する。コントローラ１５は、比較信号ＣＯを受け、所望の光出力を得るため、補正パルスｄｃｉｎの電圧レベルを調節する。

先に記載された実施の形態は、本発明を限定するよりはむしろ例示するものであって、当業者であれば、特許請求の範囲から逸脱することなしに、多くの代替的な実施の形態を設計することができる。

たとえば、補正パルスは、２つの電極のディスプレイ及び３つの電極のディスプレイのような全てのタイプの電気泳動ディスプレイで適用される場合がある。

請求項では、括弧間に配置される参照符号は、請求項を限定するものとして解釈されるべきではない。単語「有する“comprising”」は、請求項で列挙された構成要素又はステップ以外の構成要素又はステップの存在を排除するものではない。本発明は、幾つかの固有の構成要素を有するハードウェア、及び適切にプログラムされたコンピュータにより実現することができる。幾つかの手段を列挙している装置の請求項では、これらの手段のイ打つかは同一のハードウェアで実施することができる。所定の手段が相互に異なる従属の請求項で引用されることは、これらの手段の組み合わせを利用することができないことを示すものではない。

電気泳動ディスプレイデバイスの一部の断面図を概念的に示す図である。 電気泳動ディスプレイデバイスの一部の等価回路図を概念的に示す図である。 単一レベルの駆動パルス及び補正パルスを有する駆動信号を示す図である。 マルチレベルの駆動パルスと補正パルスを有する駆動信号を示す図である。 プリパルスが単一レベルの駆動パルスに先行する図３の駆動信号を示す図である。 プリパルスがマルチレベルの駆動パルスに先行する図４の駆動信号を示す図である。 従来のディスプレイデバイスの駆動信号を示す図である。 従来のディスプレイデバイスの駆動信号を示す図である。 数秒の休止時間の後の交互する極性をもつパルスを有するデータ信号への表示素子の光学的な応答を示す図である。 一連の２０ｍｓの１２のプリセットパルスと＋１５Ｖと−１５Ｖの交互の極性の電圧を有する２００ｍｓのデータパルスの光学的な応答を示す図である。 表示画素を離れる光量を測定するための回路を示す図である。

Claims (11)

1. 電気泳動粒子をもつ画素と、
   前記画素を、表示される画像情報に対応する予め決定された光学的状態にするために前記画素に駆動パルスを供給するためのドライバと、
   所望の光学的状態に近づけるため、前記駆動パルスが存在する限り前記電気泳動粒子を連続的に移動する状態にするための電圧レベルを有する駆動パルスと、前記電気泳動粒子を連続的に移動する状態にするための低すぎる電圧レベルであって、所望の光学的状態に到達するため前記画素の寸法に関して比較的微少な距離にわたり前記電気泳動粒子を移動させるために十分に高い電圧レベルを有する補正パルスとを連続的に供給するため、前記ドライバを制御するためのコントローラと、
   を有することを特徴とするディスプレイデバイス。
2. 前記駆動パルスは、単一の可変電圧を有する、
   請求項１記載のディスプレイデバイス。
3. 前記駆動パルスは、可変の期間を有する、
   請求項１記載のディスプレイデバイス。
4. 前記駆動パルスは、少なくとも１つの前の画像に依存する、
   請求項１記載のディスプレイデバイス。
5. 対応する所望の光学的状態のための補正パルスの電圧レベルは、メモリに記憶される、
   請求項１記載のディスプレイデバイス。
6. 前記画素の光出力を測定するための光感知素子と、比較信号を得るために測定された光出力と所望の光出力とを比較するためのコンパレータとを更に有し、
   前記コントローラは、前記比較信号を受け、前記所望の光出力を得るために前記補正パルスの電圧レベルを調整する、
   請求項１記載のディスプレイデバイス。
7. 前記コントローラは、遷移に基づいた駆動スキームにより、前記駆動パルスの期間又は電圧レベル、若しくは前記駆動パルスの期間と電圧レベルの両者を決定するための計算ユニットを更に有する、
   請求項１記載のディスプレイデバイス。
8. 前記コントローラ及び前記ドライバは、複数のレベルを有する前記駆動パルスを供給するために調整される、
   請求項１記載のディスプレイデバイス。
9. 前記ディスプレイデバイスは、
   第一の光学的状態に対応する２つの電極の一方に近い第一の位置で前記電気泳動粒子を解放するために十分なエネルギーであって、第二の光学的状態に対応する他方の電極に近い第二の位置に前記粒子が到達することができない低さのエネルギーを有するプリセットパルスを含むプリセット信号を前記駆動信号に先行して供給するために調整されるコントローラを更に有する、
   請求項１記載のディスプレイデバイス。
10. 前記補正パルスの電圧の振幅は、０．５〜３ボルトの間で選択される、
    請求項１記載のディスプレイデバイス。
11. 請求項１記載のディスプレイデバイスを有する表示装置。
    

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