JP2007531002A - 初期の光学状態にかかわらず均一な画像安定性を有する電気泳動ディスプレイ - Google Patents

Abstract

電気泳動ディスプレイなどの双安定ディスプレイ（３１０）の対応する部分（例えば、画素）を共通最終光学状態に駆動するための複数の電圧波形（７００，７２０，７４０，７６０；８００，８２０，８４０，８６０；９００，９２０，９４０，９６０；１０００，１０２０，１０４０，１０６０）が提供される。複数の電圧波形は、双安定ディスプレイの対応する部分を、異なる初期光学状態から実質的に共通最終光学状態に駆動するための駆動パルス（Ｄ）を有している。複数の電圧波形の各々が、複数の電圧波形においてパルス形状が実質的に同じである少なくとも一つの再アドレスパルス（ＲＰ，ＲＰ１，ＲＰ２，ＲＰ３）を更に含んでいる。パルス形状は、エネルギーが実質的に同じであり極性が交番するパルスを有することができる。再アドレスパルスは、双安定ディスプレイの対応する部分が、電力が供給されていない保持時間に対して実質的に均一な輝度減衰特性（１１００，１１１０，１１２０，１１３０）を有するように、双安定ディスプレイの対応する部分の粒子の配置を調整する。

Description

本発明は、一般的に、電子ブックおよび電子新聞などの電子リーディング装置に関し、特に、初期の光学画像状態にかかわらず電気泳動ディスプレイなどの双安定ディスプレイに均一な輝度を実現しその輝度を維持する方法および機器に関する。

最近の技術的進歩によって、多くの可能性をもたらしている電子ブックなどの「ユーザフレンドリー」な電子読書装置が提供されている。例えば、電気泳動ディスプレイは大いに有望である。斯かるディスプレイは固有の記憶動作を示すものであり、電力を消費せずに、比較的長時間の間、画像を保持することができる。ディスプレイが新しい情報でリフレッシュされる又は更新される必要があるときだけ、電力が消費される。したがって、斯かるディスプレイの消費電力は非常に低く、電子ブックおよび電子新聞などの携帯型電子読書装置の用途に適している。電気泳動は、電界が印加された中での帯電粒子の動きに関係するものである。電気泳動が流体中で生じると、粒子は、主に、粒子が受ける粘性抵抗、粒子の帯電状態（永久帯電又は誘導帯電）、流体の誘電特性、および印加された電界の大きさによって決まる速度で移動する。電気泳動ディスプレイは双安定ディスプレイであり、この双安定ディスプレイは、画像更新の後に電力を消費することなく画像を実質的に保持するディスプレイである。
斯かる表示装置は、例えば、アメリカのマサチューセッツ州のケンブリッジのＥＩｎｋ社による、１９９９年４月９日に公開された、多色サブ画素を有するフルカラー反射ディスプレイという発明の国際特許出願ＷＯ９９／５３３７３号に記載されている。ＷＯ９９／５３３７３号は、２つの基板を有する電子インクディスプレイについて説明している。一方の基板は透明であり、他方の基板には行列に配された電極が備えられている。表示素子即ち画素は、行電極と列電極との交差部に関連している。表示素子は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いて列電極に結合されており、薄膜トランジスタのゲートは行電極に結合されている。表示素子、ＴＦＴトランジスタ、並びに行電極および列電極の構造は、協働して、アクティブマトリックスを形成する。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、列ドライバ即ちソースドライバは、列電極およびＴＦＴトランジスタを介して、選択された行の表示素子にデータ信号を供給する。データ信号は、テキスト又は図などの表示されるべき映像データに対応する。

画素電極と透明基板の共通電極との間に、電子インクが備えられている。電子インクは、直径が約１０ミクロンから５０ミクロンの複数のマイクロカプセルを有している。１つの方法では、各マイクロカプセルは、液体支持媒体又は流体中に懸濁する、正に帯電した白の粒子と負に帯電した黒の粒子とを有している。正の電界が画素電極に印加されると、白の粒子は、マイクロカプセルの、透明基板に向いている側へと移動し、観測者は白の表示素子を見る。同時に、黒の粒子はマイクロカプセルの反対側の画素電極に移動し、観測者から見えないようになる。負の電圧を画素電極に印加することによって、黒の粒子は、マイクロカプセルの、透明基板に向いている側の共通電極に移動し、表示素子は観察者に黒く見える。同時に、白の粒子はマイクロカプセルの反対側の画素電極に移動し、観測者から見えないようになる。電界が取り除かれると、表示装置は粒子の移動により得られた状態を保ち、双安定性を示す。別の方法では、粒子は染色された液体中に備えられている。例えば、黒の粒子を白の液体中に備えてもよく、又は白の粒子を黒の液体中に備えてもよい。または、他の着色粒子を異なる色の液体中に備えてもよく、例えば、白の粒子を青の液体中に備えてもよい。

帯電した黒および白の粒子が電界中を動き回るのに使用される媒体に、空気などの他の流体を使用することもできる（例えば、Bridgestone SID2003 - Symposium on Information Displays May 18-23, 2003, - digest 20.3参照）。着色粒子を使用することもできる。

電子ディスプレイを形成するために、回路の層にラミネートされるプラスチックフィルムのシートに電子インクをプリントすることができる。この回路は、ディスプレイドライバによって制御できる画素のパターンを形成している。マイクロカプセルは液体支持媒体に懸濁しているので、既存のスクリーンプリントプロセスを使用して、マイクロカプセルを、ガラス、プラスチック、布、および紙などのほとんどの表面にプリントすることができる。更に、フレキシブルシートを使用すると、通常の本の外観とほぼ同じである電子読書装置の設計が可能である。

しかし、初期の光学状態にかかわらず電気泳動ディスプレイなどの双安定ディスプレイに均一な輝度を実現しその輝度を維持する技術が必要とされている。

本発明は、上記の問題および他の問題に対処するものである。

本発明のある態様は、双安定ディスプレイの対応する部分を駆動するための複数の電圧波形を提供する方法である。上記方法は、上記複数の電圧波形を規定するデータにアクセスするステップと、上記複数の電圧波形が、上記双安定ディスプレイの対応する部分を、異なる初期光学状態から共通最終光学状態に駆動するために使用されるとともに、上記複数の電圧波形の各々が、少なくとも第１の再アドレスパルスを含むように、アクセスしたデータに従って上記双安定ディスプレイの上記対応する部分を駆動するための複数の電圧波形を生成するステップと、を有している。

例えば、上記複数の電圧波形の各々は、上記複数の電圧波形においてパルス形状及び／又はエネルギーが実質的に同じである少なくとも第１の再アドレスパルスを有していてもよい。

関連する電子読書装置およびプログラム記憶デバイスも提供される。

全ての図において、対応する部分は同じ符号で示されている。

以下の各文献は、参照することによって、本明細書に組み込まれている。

２００２年９月１６日に出願され、発明の名称が「電気泳動表示パネル」である、ヨーロッパ特許出願ＥＰ０２０７８８２３．８号（整理番号 ＰＨＮＬ０２０８４４）。

２００３年１月２３日に出願され、発明の名称が「電気泳動表示パネル」である、ヨーロッパ特許出願ＥＰ０３１００１３３．２号（整理番号 ＰＨＮＬ０３００９１）。

２００２年５月２４日に出願され、発明の名称が「表示装置」である、ヨーロッパ特許出願ＥＰ０２０７７０１７．８号、又は２００３年２月６日に公開された「電気泳動アクティブマトリックス表示装置」というＷＯ０３／０７９３２（整理番号 ＰＨＮＬ０２０４４１）。

２００３年６月１１日に出願され、発明の名称が「電気泳動表示ユニット」である、ヨーロッパ特許出願ＥＰ０３１０１７０５．６号（整理番号ＰＨＮＬ ０３０６６１）。

図１および図２は、第１の基板８と、第２の対向基板９と、複数の画素２と、を有する電子読書装置の表示パネル１の一部の実施例を示す。画素２は、二次元構造に、略直線に沿って配されている。理解しやすいように、画素２は、互いに間隔を置いて離れて示されているが、実際は、画素２は、連続する画像を形成するように、互いに非常に接近している。更に、全表示画面の一部のみが示されている。ハニカム配列などの画素の他の配列が可能である。帯電粒子６を有する電気泳動媒体５は、基板８と９との間に存在している。第１の電極３および第２の電極４は、各画素２に関連したものである。電極３および４は、電位差を受け取ることができる。図２では、各画素２に対して、第１の基板は第１の電極３を有し、第２の基板９は第２の電極４を有している。帯電粒子６は、電極３および４のいずれかの近くの位置又は電極３および４の中間の位置を占めることができる。各画素２の外観は、電極３と４との間の帯電粒子６の位置によって決定される。電気泳動媒体５は、それ自体は、例えば、米国特許５，９６１，８０４号、米国特許６，１２０，８３９号、および米国特許６，１３０，７７４号から既知であり、例えば、ＥＩｎｋ社から入手できる。

一例として、電気泳動媒体５は、白の流体中に、負に帯電した黒の粒子６を含んでいる。電位差（例えば、＋１５ボルト）によって帯電粒子６が第１の電極３の近くにあるとき、画素２の外観は白である。反対の極性の電位差（例えば、−１５ボルト）によって帯電粒子６が第２の電極４の近くにあるとき、画素２の外観は黒である。帯電粒子６が電極３と４との間に存在するとき、画素は黒と白との間のグレーレベルのような中間の外観を有する。特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）１００が各画素２の電位差を制御して、全表示画面に、所望の映像（例えば、画像および／又はテキスト）が作り出される。全表示画面は、ディスプレイのピクセルに対応する多数の画素から構成される。

図３は、電子読書装置の概要を概略的に示す。電子読書装置３００は表示ＡＳＩＣ１００を有している。例えば、ＡＳＩＣ１００には、フィリップス社の「Apollo」ＡＳＩＣ Ｅ−ｉｎｋ表示コントローラを使用することができる。表示ＡＳＩＣ１００は、アドレス回路３０５を介して、電気泳動画面などの１つ以上の表示画面３１０を制御し、所望のテキスト又は画像が表示されるようにする。アドレス回路３０５は駆動集積回路（ＩＣ）を有している。例えば、表示ＡＳＩＣ１００は、アドレス回路３０５を介して表示画面３１０の異なる画素に電圧波形を供給する電圧源としての役割をする。アドレス回路３０５は、特定の画素をアドレスするために、行および列などの情報を供給し、所望の画像又はテキストが表示されるようにする。表示ＡＳＩＣ１００は、連続するページを、異なる行および／又は列から始まるように表示する。画像データ又はテキストデータは、１つ以上の記憶デバイスを表すメモリ３２０に記憶することができ、必要に応じてＡＳＩＣ１００によってアクセスすることができる。一例はフィリップスエレクトロニクスのスモールフォームファクタ光学（ＳＦＦＯ）ディスクシステムであり、他のシステムでは、不揮発性フラッシュメモリを利用できる。電子読書装置３００は、読書装置コントローラ３３０又はホストコントローラを更に有しており、これは、ネクストページ（next page）コマンド又はプリビアスページ（previous page）コマンドなどのユーザコマンドを起動するユーザ作動型ソフトウェア又はハードウェアボタン３２２に応答する。

読書装置コントローラ３３０は、ソフトウェア、ファームウェア、マイクロコードなどの任意の形式のコンピュータコードデバイス（computer code device）を実行して本明細書に記載された機能を実現するコンピュータの一部であってもよい。したがって、斯かるコンピュータコードデバイスを有するコンピュータープログラムプロダクトを、当業者に明らかな方法で提供してもよい。読書装置コントローラ３３０は、本明細書に記載された機能を実現する方法を実行するために、読書装置コントローラ３３０又はコンピュータなどのマシーンによって実行可能な命令のプログラムを具体化するプログラム記憶デバイスであるメモリ（図示せず）を更に有していてもよい。斯かるプログラム記憶デバイスは、当業者に明らかな方法で備えることができる。

表示ＡＳＩＣ１００は、例えば、ｘページ表示される度に、ｙ分ごとに（例えば１０分）、電子読書装置３００が最初にオンになるときに、および／又は輝度のずれが所定の値（例えば、反射率で３％）よりも大きい場合に、電子ブックの表示領域を定期的に強制的にリセットするロジックを有していてもよい。自動リセットの場合には、許容可能な周波数は、許容可能な画質を与える最小周波数に基づいて、経験的、実験的に決定できる。また、リセットは、例えば、ユーザが電子読書装置を読み始めるとき、又は画質が許容できないレベルに低下しているときに、機能ボタン又は他のインターフェースデバイスを介してユーザによって手動で行うことができる。

ＡＳＩＣ１００は、メモリ３２０に記憶された情報にアクセスすることによって、表示画面３１０を駆動する表示アドレス回路３０５に命令を供給する。

本発明は、任意の型式の電子読書装置に使用することができる。図４は、２つの別個の表示画面を有する電子読書装置４００の一つの可能な例を示す。具体的には、第１の表示領域４４２は第１の画面４４０に備えられ、第２の表示領域４５２は第２の画面４５０に備えられている。表示画面４４０および４５０は、これら画面を平らに折り畳む又はこれら画面を開いて平らにできるようにする結合部４４５によって接続することができる。この構造により、通常の本を読むときの慣れた動作が忠実に再現されるので、この構造は望ましい構造である。

ユーザがページフォワード（page forward）コマンド、ページバックワード（page backward）コマンドなどを起動できるように、種々のユーザインタフェース装置を備えてもよい。例えば、電子読書装置のページ間を移動するために、第１の領域４４２は、マウス若しくは他のポインティングデバイス、タッチ起動、ＰＤＡペン、又は他の既知の技術を用いて起動することができるオンスクリーンボタン４２４を有していてもよい。ページフォワード・コマンドおよびページバックワード・コマンドに加えて、同じページ内で上下にスクロールする機能を備えてもよい。その代わりに、又はそれに加えて、ハードウェアボタン４２２を備えて、ユーザがページフォワード・コマンドおよびページバックワード・コマンドを与えることも可能である。第２の領域４５２も、オンスクリーンボタン４１４および／又はハードウェア・ボタン４１２を有していてもよい。表示領域が縁なしでもよければ、第１および第２の領域４４２、４５２の周囲の縁は不要である。ボイスコマンド（voice command）インターフェースなどの他のインタフェースを使用してもよい。ボタン４１２、４１４；４２２、４２４は表示領域の両方に必要ではないことにも注意すべきである。すなわち、一組のページフォワード・ボタンおよびページバックワード・ボタンを備えてもよい。または、ロッカースイッチなどの１個のボタン又は他のデバイスを作動させて、ページフォワード・コマンドとページバックワード・コマンドとの両方を実行してもよい。ユーザが手動でリセットできるように、機能ボタン又は他のインタフェースデバイスを備えることもできる。

他の可能な設計では、電子ブックは、一度に１ページを表示する１個の表示領域を有する１個の表示画面を備えている。または、１個の表示画面を、例えば水平に又は垂直に配される複数の表示領域に分割してもよい。さらに、複数の表示領域が使用される場合、連続するページを所望の順序で表示することができる。例えば、図４では、１ページ目を表示領域４４２に表示することができ、２ページ目が表示領域４５２に表示される。ユーザが次のページを見ることを要求する場合、２ページ目を第２の表示領域４５２に表示したままで、１ページ目に代えて３ページ目を第１の表示領域４４２に表示することができる。同様に、４ページ目を第２の表示領域４５２に表示すること等ができる。別の方法では、ユーザが次のページを見ることを要求する場合、１ページ目に代えて３ページ目が第１の表示領域４４２に表示され、２ページ目に代えて４ページ目が第２の表示領域４５２に表示されるように、両方の表示領域が更新される。１個の表示領域が使用される場合、１ページ目が表示され、ユーザがネクストページコマンドを入力すると２ページ目が１ページ目に上書きされる。ページバック（page back）コマンドでは、この処理を逆に実行することができる。さらに、この処理は、文字を右から左に読むヘブライ語などの言語、および文字を行方向の他に列方向に読む中国語などの言語にも等しく適用可能である。

更に、ページ全体が表示領域に表示される必要はない点に注意すべきである。ページの一部を表示し、当該ページの他の部分を読むためにユーザが上方、下方、左方、又は右方にスクロールできるようにするスクロール機能を備えてもよい。ユーザがテキスト又は画像のサイズを変化させることができるように拡大機能および縮小機能を備えてもよい。これは、例えば、視力が悪いユーザには好ましいことである。

解決すべき問題
電気泳動ディスプレイなどの双安定ディスプレイは、ＬＣＤなどの他のディスプレイと比較して、輝度が高く、コントラスト比が高く、視野角が広く、双安定特性即ち画像安定特性を備えている点で、有利である。その上、双安定性によりリフレッシュレートが低くなるので、平均消費電力は、ＬＣＤよりも小さい。つまり、画像更新の終了後、電圧パルスを供給せずに、画像が画素に実質的に保持される。電圧パルスは、次の画像更新の間だけ必要である。次の画像更新の間において光学状態が変化しない画素、例えば白から白に遷移する画素、を更新／リフレッシュしないことも可能であり、これによって、消費電力が更に低くなる。しかし、実際の電気泳動ディスプレイでは、図５に示すように、画像更新の直後の、電力が供給されない画像保持期間の間に、光学状態がドリフトすることが観察される。

図５は、異なる４つの初期光学状態から白状態にアドレスされた直後において、相対輝度の減少を、電力が供給されない画像保持時間（秒）の関数で示す。垂直軸は白状態の相対輝度低下を示しており、ここで、１．００は輝度低下がないことを示している。水平軸は、電力が供給されていない待ち時間（秒）を示している。曲線５００、５１０、５２０および５３０は、それぞれ、白、ライトグレー、ダークグレー、および黒から、白状態に到達したときの、輝度低下を示す。輝度低下がかなり大きいと、一部の装置では、或る時間経過後（例えば１０分）にディスプレイをリフレッシュする必要性がある。図５のデータは、以下に更に説明される図６に示すアドレス波形を使用して得られている。

４つの曲線は、大きく異なっている。例えば、同じ待ち時間において、黒の初期状態から白状態に到達したときの白状態の輝度（曲線５３０）は、ダークグレーの初期状態から白状態に到達したときの白状態の輝度（曲線５２０）よりも常に低く、曲線５２０の輝度は、ライトグレーの初期状態から白状態に到達したときの白状態の輝度（曲線５１０）よりも低い。一般的に、輝度が減衰する速度又はレートは、ディスプレイの粒子がアドレス期間の間に移動する距離に比例する。輝度減衰レートが異なることによって、ゴーストが現れる。さらに、待ち時間が増加するにつれて、ゴースティングレベルが増大する。すなわち、異なる初期光学状態から異なる画像更新が起こることによって、および待ち時間に依存して、表示画面に、反射率の異なる多くの白状態が現れる。特に、例えば、電子読書装置でよくあるように、ディスプレイの背景に白状態が使用される場合、このゴースティングはすぐさま容認できないものになる。ディスプレイが、他の光学状態（例えば、黒、ダークグレー、又はライトグレー）で電力が供給されない保持時間が長い場合も、同様の問題が生じ得る。この問題は、ユーザにとって確実に満足のいくものになるように取り組まなければならない。

図６は、双安定ディスプレイを、４つの異なる初期光学状態から白状態に駆動する波形の例を示す。波形６００、６２０および６４０は、ぞれぞれ、ディスプレイの粒子を、黒状態（Ｂ）、ダークグレー状態（ＤＧ）、およびライトグレー状態（ＬＧ）から、白状態（Ｗ）に駆動する駆動パルス（Ｄ）を有している。波形６６０は、電圧が実質的にゼロである複数のフレームを有している。図の中の各垂直線はフレーム時間の開始と終了とを示しており、このフレーム時間は、例えば、２０ｍｓとすることができる。駆動パルス（Ｄ）は、可能なパルス幅変調（ＰＷＭ）駆動方式において、−１５Ｖ、０Ｖ、又は＋１５Ｖの振幅であるとする。持続時間と振幅との積である駆動パルスのエネルギーは、ディスプレイの粒子を現在の光学状態から最終的な所望の光学状態に駆動するのに十分なエネルギーである。図５の曲線５３０、５２０、５１０、および５００の輝度低下データは、それぞれ、波形６００、６２０、６４０、および６６０を用いて得られるものである。さらに、図６およびこれ以降の図において、時間インデックスｔｘによって表される縦の矢印は、駆動パルスの完了時刻を示している。この時刻は、図５において、輝度が減衰し始めるときの時刻０秒に一致する。

提案された解決策
本発明は、電気泳動ディスプレイなどの双安定ディスプレイに、均一な画像安定性を達成する駆動技術を備えるものである。特に、本発明は、異なる初期光学状態（例えば、黒、ダークグレー、ライトグレー、白）から共通の最終光学状態（例えば、白）に到達する場合に、電力が供給されない画像保持時間に対してこれらの輝度減衰がほぼ収束する特性を実現する。この目的のために、駆動波形に、少なくとも１つの再アドレスパルスが加えられる。１つの可能な方法では、最終光学状態が共通する全波形遷移に、同じ再アドレスパルスが使用される。再アドレスパルスは、「標準」駆動波形の終了後に供給される実質的に同一の電圧インパルスとすることができる。「標準」駆動波形は、粒子を所望の最終光学状態に向けて実質的に一方向にしか移動させない実質的に単一の電圧極性パルスを有する駆動波形を含んでいる。再アドレスパルスは粒子を１つ以上の方向に移動させる。結果として、最終光学状態に実質的な正味の変化がない。さらに、重要なのは、再アドレスパルスが表示装置の粒子／イオンを再設定することである。特に、複数の駆動波形のこれらの再アドレスパルスは、実質的に同じ／同一のパルス形状又は構造を有することで、最終的な粒子の配置を実質的に同じにすることができ、共通の輝度減衰特性を生じさせる。このようにして、画像残留効果が大幅に低減する。

パルスの形状は、例えば、再アドレスパルスの数、およびこの再アドレスパルスの極性の順序、に関係している。再アドレスパルスは、一個の電圧パルスを含んでいてもよく、又は複数の電圧パルスを含んでいてもよい。例えば、パルス形状は、各波形において、正の極性の第１の再アドレスパルスによって規定される形状とすることができる。あるいは、パルス形状は、正の極性の第１の再アドレスパルスと、後続する負の極性の第２の再アドレスパルスと、によって規定される形状とすること等ができる。各波形での各パルスの振幅およびタイミングは、変えてもよい。再アドレスパルスの形状は、全ての波形で、ほぼ同じではあるが、再アドレスパルスのエネルギーを、波形によって変えてもよい。しかし、再アドレスパルスのエネルギーを、波形が異なっていてもほぼ同じにすることも可能である。パルス形状は、駆動方法（例えば、パルス幅変調（ＰＷＭ）駆動方式又は電圧変調（ＶＭ）駆動方式）には依存しない。

実施例１
図７は、図６の波形の例において、これらの波形に同じエネルギー且つ同じパルス形状の１個の再アドレスパルスも印加されている波形が示されている。波形７００、７２０、７４０および７６０の組は、それぞれ、黒の初期光学状態、ダークグレーの初期光学状態、ライトグレーの初期光学状態、および白の初期光学状態から、白の最終光学状態に遷移させるために使用される。図７およびこれ以降の図において、ＳＷは、標準駆動パルス（Ｄ）を用いて到達したほぼ白の状態（Substantially White state）を示している。波形７００、７２０、７４０および７６０の各々には、一個の再アドレスパルス（ＲＰ）が含まれており、この再アドレスパルスは、互いの波形において同じパルスである。すなわち、これらの再アドレスパルス（ＲＰ）は、同じエネルギー（例えば、ＰＷＭが使用されるときは同じ持続時間）を有している。さらに、これらの再アドレスパルス（ＲＰ）は同じパルス形状又は極性を有している。この極性は、標準駆動波形の駆動パルス（Ｄ）即ち最後の電圧パルスと同じ極性である。この再アドレスパルス（ＲＰ）の極性が標準駆動波形の最後の電圧パルスの極性と同じである場合、再アドレスパルスは、対応する全ての波形において、オーバドライブパルスとしての役割を果たし、アドレスされた全ての画素に、より明るい白状態が生じる。別の可能な方法では、再アドレス電圧パルス（ＲＰ）の極性が、標準駆動波形の最後の電圧パルスの極性とは反対の極性である。この場合、標準駆動波形は、駆動パルス期間を延長する十分な「オーバードライブ」部分を有する必要がある。

一個の再アドレスパルス（ＲＰ）は、４つの全ての遷移において、標準駆動パルス（Ｄ）の終了後に印加することができる。例えば、一個の再アドレスパルス（ＲＰ）は、時刻ｔｘで標準駆動パルス（Ｄ）が終了してから１フレーム後に印加することができる。さらに、これらの再アドレスパルスは、一つ以上の共通のフレーム期間の中に並ぶようにすることができる。上記のように、４つの全ての遷移に同じ再アドレスパルス（ＲＰ）を印加することによって、初期光学状態が異なるかどうかとは無関係に、最後の白状態において同じようなイオン／粒子の構造が作られるので、概ね収束する輝度減衰曲線が得られる。

電圧波形７００、７２０、７４０および７６０の各々は、例えばメモリからアクセスした電圧波形データに従って、双安定ディスプレイ（３１０）の対応する部分（例えば、一つ以上の画素）を駆動する。電圧波形の各々は、双安定ディスプレイの対応する部分を、異なる初期光学状態（例えば、黒、ダークグレー、ライトグレー、又は白）から共通の最終光学状態（例えば、白）に駆動するために使用される。電圧波形の各々は、一つ以上の再アドレスパルスを有している。

図７およびこれ以降の図において、標準波形と再アドレスパルスとの間の時間は、０（ゼロ）ｍｓから任意の時間までの間で変えてもよい。

実施例２
図８は、図６の波形の例において、これらの波形に同じエネルギー且つ同じパルス形状の２個の再アドレスパルスも印加されている波形を示している。波形８００、８２０、８４０および８６０は、それぞれ、黒、ダークグレー、ライトグレー、および白の初期光学状態から、白の最終光学状態への遷移に使用される。波形８００、８２０、８４０および８６０の各々は、２つの再アドレスパルス（ＲＰ１、ＲＰ２）を有しており、この２つの再アドレスパルスは、互いの波形において同じパルス形状を有している。ここで、パルス形状は、正の極性の第１の再アドレスパルス（ＲＰ１）と、これに続く負の極性の第２の再アドレスパルス（ＲＰ２）と、によって規定されている。

この方法では、４つの全ての遷移には、時刻ｔｘにおいて標準駆動パルス（Ｄ）が終了した後に、両方の極性の再アドレス電圧パルスが印加されている。この両方の極性のパルスは、第１の再アドレスパルス（ＲＰ１）が、ＳＷ状態に対応するディスプレイ表面から粒子を離すように構成されている。この場合、第１の再アドレスパルス（ＲＰ１）は標準駆動パルス（Ｄ）とは反対の極性を有している。標準駆動パルス（Ｄ）と同じ極性の第２の再アドレスパルス（ＲＰ２）は、粒子を正しい輝度に向けて戻す。

実施例３
図９は、図６の波形の例において、これらの波形に同じエネルギー且つ同じパルス形状の３個の再アドレスパルスも印加されている波形が示されている。波形９００、９２０、９４０および９６０は、ぞれぞれ、黒、ダークグレー、ライトグレー、および白の初期光学状態から、白の最終状態への遷移に使用される。波形９００、９２０、９４０および９６０の各々は、３個の再アドレスパルス（ＲＰ１、ＲＰ２、およびＲＰ３）を有しており、これら３個のアドレスパルスは、互いの波形で同じである。ここで、パルスの形状は、負の極性の第１の再アドレスパルス（ＲＰ１）と、これに続く正の極性の第２の再アドレスパルス（ＲＰ２）と、さらにこれに続く負の極性（最初の極性と同じ）の第３の再アドレスパルス（ＲＰ３）と、によって規定される。

この方法では、４つの全ての遷移において、標準駆動パルス（Ｄ）が終了した後に、極性が交番する同一の三重電圧パルスが印加される。三重再アドレスパルスは、残留ＤＣ（direct current）が残っていれば、第１の再アドレスパルス（ＲＰ１）がこの残留ＤＣを補償し、および／又は第１の再アドレスパルスが白状態の輝度を上げるように構成することができる。特に、残留ＤＣ即ち残存ＤＣは、例えば、アドレス波形の印加によって、表示装置の接着層又はカプセル層に蓄積され得る。波形の平均（合計）ＤＣは、ＤＣバランシングと呼ばれる或る閉じた画像遷移ループのプロセスの中で、最小にされなければならない。閉じた画像遷移ループには、例えば、Ｂ−ＤＧ−Ｂ若しくはＢ−ＤＧ−ＬＧ−Ｗ−Ｂ、又はゼロが含まれる。ＤＣバランスは、一般的には、インパルス電位理論（impulse potential theory）に従って実現される。この波形は、ディスプレイを初期光学状態から任意の組の状態を介して一つ以上の中間光学状態にして初期状態に戻す全ての組の画像遷移に対して、正味のインパルス（ＤＣ）がないように構成される。

図示された例では、第１の再アドレスパルス（ＲＰ１）の極性は、駆動パルス（Ｄ）の極性と同じである。極性が標準駆動パルス（Ｄ）の極性と反対である第２の再アドレスパルス（ＲＰ２）は、実質的に白（ＳＷ）状態に対応するディスプレイ表面から、粒子を離す。第３の再アドレスパルス（ＲＰ３）は、正しい輝度レベルに向けて粒子を戻す。４つの全ての遷移に三重再アドレスパルスを印加することによって、先に記載したような、概ね収束する輝度減衰曲線が得られる。さらに、標準波形（Ｄ）と追加のパルス（ＲＰ１、ＲＰ２、およびＲＰ３）との間の時間は、０（ゼロ）ｍｓから任意の時間までの間で変えてもよい。再アドレスパルスＲＰ１、ＲＰ２、およびＲＰ３の間の時間も変更することができる。この実施例の１つの利点は、ＤＣバランシングが容易なことである。更に、より正確な最終光学状態が実現される。加えて、ディスプレイの中の粒子／イオンが両方向に移動することができるので、輝度補正は、たいていは、満足のいくものになる。各再アドレスパルスのエネルギー（時間×電圧レベル）は、実施例２で説明したのと同様の条件に基づいて選ぶことができる。

上記の実施例では、パルスとパルスとの間の時間は、０（ゼロ）ｍｓから任意の時間までの間で変えてもよい。この時間の間に、又はこれらのパルスの前に及び／若しくはこれらのパルスの間に、振動パルスなどの他のパルスを印加することも可能である。振動パルスは、上記のヨーロッパ特許出願ＥＰ０２０７７０１７．８（整理番号 ＰＨＮＬ０２０４４１）で説明されている。

かなりの時間にわたって同じ光学状態のままである画素は、収束画素安定性（従って画質）を保証するために、更新／リフレッシュが必要な場合もある。しかし、画像はリフレッシュの前に改善されている。この場合の不利な点は、平均消費電力が幾分増加することである。

実施例４
図１０は、図６の波形の例において、これらの波形にエネルギーが異なるがパルス形状が同じである２個の再アドレスパルスも印加されている波形が示されている。波形１０００、１０２０、１０４０および１０６０は、ぞれぞれ、黒、ダークグレー、ライトグレー、および白の初期光学状態から、白の最終光学状態への遷移に使用される。ここで、４つの全ての遷移には、時刻ｔｘにおいて標準駆動パルス（Ｄ）が終了した後に、パルス形状は同じであるがエネルギーが異なる再アドレス電圧パルスが印加されている。第１の再アドレスパルス（ＲＰ１）は、やはり、実質的に白（ＳＷ）状態に対応するディスプレイ表面から、粒子を離す。この場合、各波形において、第１の再アドレスパルス（ＲＰ１）は正の極性であるが、Ｂ−Ｗ遷移（波形１０００）の第１の再アドレスパルスのエネルギーは、ＤＧ−Ｗ遷移（波形１０２０）の場合よりも低く、更に、ＬＧからＷへの遷移（波形１０４０）およびＷからＷへの遷移（波形１０６０）の場合よりも低い。各波形において、第２の再アドレスパルス（ＲＰ２）は負の極性であるが、第２の再アドレスパルス（ＲＰ２）のエネルギーは、波形ごとに異なっており、電気光学的なキャラクタリゼーションにより実験的に測定される光学性能（即ち、実現されるべき最終光学状態）によって決定される。第１の再アドレスパルス（ＲＰ１）のエネルギーは、駆動波形によってランダムに異なるようにすることもでき、電気光学的なキャラクタリゼーションにより実験的に測定される光学性能（即ち、実現されるべき最終光学状態の画像安定性）によって決定される。この方法が４つの全ての遷移に適用されると、収束する輝度減衰曲線が達成される。これらのパルス間の時間は、０（ゼロ）ｍｓから任意の時間までの間で変えることができる。

この実施例の利点は、再アドレスパルスＲＰ１およびＲＰ２の２つの電圧が互いにバランスを取るので、ＤＣバランシングが容易なことである。更に、より正確な最終光学状態が実現される。加えて、ディスプレイの中の粒子／イオンが両方向に移動することができるので、輝度補正は、たいていは満足のいくものになる。先に説明したように、各再アドレスパルスのエネルギー（時間×電圧レベル）の選択に制約はないが、例えば、インク又は他の双安定材料およびゴースティング／輝度の条件に基づいて決定することができる。更に、フリッカーを最小にするために、第１の再アドレスパルス（ＲＰ１）のエネルギーは、粒子を中間グレーレベルの近くに移動させるのには十分なエネルギーであるが、粒子を反対側のレールに移動させるには不十分なエネルギーであるように、設定することができる。輝度を最大にするために、ＲＰ１は粒子の位置を再設定するために使用され、ＲＰ２は輝度を補正するのに必要である。ＲＰ１のエネルギーの選択の重要度は、ＲＰ２よりも低い。実験では、多くの場合、第２の再アドレスパルス（ＲＰ２）のエネルギーが、第１の再アドレスパルス（ＲＰ１）のエネルギーよりも大きいことが望ましいことが示されている。エネルギーは、パルスの時間および／又は電圧レベルを変えることによって、変更することができる。

実験結果
図１１は、図８の波形に示すように、駆動波形に２つの再アドレスパルスが印加されている場合において、４つの異なる初期光学状態から白状態にアドレスした後の相対輝度の減少を、電力が供給されていない画像保持時間（秒）の関数で示した図である。図５と同様に、垂直軸は白状態の相対輝度低下を示しており、水平軸は、電力が供給されていない待ち時間（秒）を示している。白、黒、ライトグレー、およびダークグレーの初期状態から白状態への遷移に対して、実施例２の解決策を使用した場合の代表的な実験結果が、それぞれ、曲線１１００、１１１０、１１２０および１１３０に示されている。初期状態が黒である場合の曲線（曲線１１１０）と、初期状態が白である場合の状態（曲線１１００）は、実質的に互いに重なっている。初期状態がライトグレーである場合の曲線（曲線１１２０）は、初期状態がダークグレーである場合の曲線（曲線１１３０）よりも、待ち時間が長くなるにつれて僅かに大きくなるが、これら曲線１１２０および１１３０も実質的に互いに重なっている。

これらの結果を、再アドレスパルスが使用されていない図５と比較すると、本発明によって、輝度減衰曲線の広がりが大幅に緩和されていることが明らかである。したがって、双安定ディスプレイの、異なる初期光学状態から共通最終光学状態に駆動される部分が、電力が供給されない保持時間に対して実質的に均一な輝度減衰特性を示す。例えば、３００秒の時点において、輝度差が１％〜２％未満であることが達成されている。アクティブマトリックス電気泳動ディスプレイでは、画質が大幅に改善されたことも観察された。

一般的には、比較的短い距離の移動しか必要としないという理由から小さいパルスが印加される場合、粒子はイオンによってもっと適切に且つもっと素早く「静止」する。本発明による再アドレスパルスを使用すると、例えば初期光学状態の関数である標準駆動波形の大きさ又は持続時間に関係なく、静止挙動は同じである。したがって、最終光学状態の表示は、初期光学状態の影響を実質的に受けなくなる。

したがって、本発明は、異なる初期状態から標準駆動波形を使用することによって実質的に実現される光学状態を、関連する全ての遷移に実質的に同じ又は同一のパルス波形を有する再アドレス波形を使用することによって、所望の最終光学状態に向けて再アドレスすることがわかる。更に、上記の例では、所望の最終光学状態として白状態を用いて、問題点と、これに対する解決策と、を示しているが、黒状態、中間状態、又は他の色状態などの他の最終光学状態に対しても、同様の手法を適用できる。

また、上記の例では、本発明を説明するために、各波形において、電圧振幅は一定であるがパルス時間が変化するパルス幅変調（ＰＷＭ）駆動が使用されている。しかし、本発明は、例えば、各波形のパルス電圧振幅が変化する電圧変調駆動（ＶＭ）基づいた又はＰＷＭ駆動とＶＭ駆動とを組み合わせたものに基づいた他の駆動方式にも適用可能である。本発明は、カラー双安定ディスプレイおよびグレースケール双安定ディスプレイに適用可能である。また、電極構造は限定されない。例えば、トップ／ボトム電極構造、ハニカム構造、ＩＰＳ（in-plane-switching）構造、又はＩＰＳとＶＳ（vertical switching）とが組み合わされた他の構造を使用することができる。更に、本発明は、パッシブマトリックス電気泳動ディスプレイおよびアクティブマトリックス電気泳動ディスプレイで実現することができる。実際、本発明は、画像更新の後に画像がディスプレイに実質的に残存している間は電力を消費しない双安定ディスプレイで実現することができる。また、本発明は、例えばタイプライターモードがあるシングルウィンドウディスプレイとマルチウィンドウディスプレイとの両方に適用可能である。

本発明の好ましい実施例と考えれられるものが示され記載されているが、もちろん、本発明の精神から逸脱することなく、形態又は細部についての種々の修正および変形を容易に行うことができることを理解すべきである。したがって、本発明は、記載され且つ図示された態様そのものに限定されず、添付された特許請求の範囲内の全ての修正例を含んでいると解釈されるべきである。

電子読書装置の表示画面の一部の一実施例の上面図を概略的に示す。 図１の２−２に沿う断面図を概略的に示す。 電子読書装置の概要を概略的に示す図である。 対応する表示領域を有する２つの表示画面を概略的に示す図である。 図６の波形を使用して、異なる４つの初期光学状態から白状態にアドレスした後の、相対輝度の減少を、電力が供給されない画像保持時間（秒）の関数で示した図である。 双安定ディスプレイを異なる４つの初期光学状態から白状態に駆動する波形の例を示す図である。 図６の波形の例において、これらの波形に同じエネルギー且つ同じパルス形状の１個の再アドレスパルスも印加されている波形を示す図である。 図６の波形の例において、これらの波形に同じエネルギー且つ同じパルス形状の２個の再アドレスパルスも印加されている波形を示す図である。 図６の波形の例において、これらの波形に同じエネルギー且つ同じパルス形状の３個の再アドレスパルスも印加されている波形を示す図である。 図６の波形の例において、これらの波形に異なるエネルギーであるが同じパルス形状の２個の再アドレスパルスも印加されている波形を示す図である。 図８の波形を使用して、異なる４つの初期光学状態から白状態にアドレスした後の、相対輝度の減少を、電力が供給されない画像保持時間（秒）の関数で示した図である。

Claims (20)

1. 双安定ディスプレイの対応する部分を駆動するための複数の電圧波形を提供する方法であって、
   前記方法は、
   前記複数の電圧波形を規定するデータにアクセスするステップ、および
   前記複数の電圧波形が、前記双安定ディスプレイの対応する部分を、異なる初期光学状態から共通最終光学状態に駆動するために使用されるとともに、前記複数の電圧波形の各々が、少なくとも第１の再アドレスパルスを含むように、アクセスしたデータに従って前記双安定ディスプレイの前記対応する部分を駆動するための複数の電圧波形を生成するステップ、
   を有する方法。
2. 前記生成するステップは、前記双安定ディスプレイの対応する部分に、電力が供給されていない保持時間に対して実質的に均一な輝度減衰特性を与えるために、前記複数の電圧波形の各々が前記少なくとも第１の再アドレスパルスを含むように、前記複数の電圧波形を生成するステップを有する、請求項１に記載の方法。
3. 前記生成するステップは、前記複数の電圧波形の各々が、前記複数の電圧波形においてエネルギーが実質的に同じである前記少なくとも第１の再アドレスパルスを含むように、前記複数の電圧波形を生成するステップを有する、請求項１に記載の方法。
4. 前記生成するステップは、前記複数の電圧波形の各々が、前記複数の電圧波形においてパルス形状が実質的に同じである前記少なくとも第１の再アドレスパルスを含むように、前記複数の電圧波形を生成するステップを有する、請求項１に記載の方法。
5. 前記複数の電圧波形の実質的に同じであるパルス形状には、前記複数の電圧波形において同じ第１の極性を有する少なくとも第１のパルスが含まれる、請求項４に記載の方法。
6. 前記生成するステップは、前記複数の電圧波形の各々が、前記複数の電圧波形においてパルス形状が実質的に同じである複数の再アドレスパルスを含むように、前記複数の電圧波形を生成するステップを有する、請求項１に記載の方法。
7. 前記複数の電圧波形の各々の実質的に同じであるパルス形状は、前記少なくとも第１の再アドレスパルスと、前記少なくとも第１の再アドレスパルスに続く第２の再アドレスパルスと、を有しており、
   前記少なくとも第１の再アドレスパルスは、前記複数の電圧波形において同じ第１の極性であり、
   前記第２の再アドレスパルスは、前記複数の電圧波形において同じ第２の極性であって、前記第１の極性と反対の第２の極性である、請求項６に記載の方法。
8. 前記複数の電圧波形の各々の実質的に同じであるパルス形状は、前記少なくとも第１の再アドレスパルスと、前記少なくとも第１の再アドレスパルスに続く第２の再アドレスパルスと、前記第２の再アドレスパルスに続く第３の再アドレスパルスと、を有しており、
   前記少なくとも第１の再アドレスパルスは、前記複数の電圧波形において同じ第１の極性であり、
   前記第２の再アドレスパルスは、前記複数の電圧波形において同じ第２の極性であって、前記第１の極性と反対の第２の極性であり、
   前記第３の再アドレスパルスは前記第１の極性である、請求項６に記載の方法。
9. 前記生成するステップは、前記双安定ディスプレイの対応する部分を、前記異なる初期光学状態から、実質的に前記共通最終光学状態に駆動するために、前記複数の電圧波形の各々が、前記少なくとも第１の再アドレスパルスに先行する駆動パルスを含むように、前記複数の電圧波形を生成するステップを有する、請求項１に記載の方法。
10. 前記双安定ディスプレイは、電気泳動ディスプレイを有する、請求項１に記載の方法。
11. 双安定ディスプレイの対応する部分を駆動するための複数の電圧波形を提供する方法を実行するために、マシンによって実行可能な命令のプログラムを具体化するプログラム記憶デバイスであって、
    前記方法は、
    前記複数の電圧波形を規定するデータにアクセスするステップ、および
    前記複数の電圧波形が、前記双安定ディスプレイの対応する部分を、異なる初期光学状態から共通最終光学状態に駆動するために使用されるとともに、前記複数の電圧波形の各々が、少なくとも第１の再アドレスパルスを含むように、アクセスしたデータに従って前記双安定ディスプレイの前記対応する部分を駆動するための複数の電圧波形を生成するステップ、
    を有する、プログラム記憶デバイス。
12. 前記生成するステップは、前記双安定ディスプレイの対応する部分に、電力が供給されていない保持時間に対して実質的に均一な輝度減衰特性を与えるために、前記複数の電圧波形の各々が前記少なくとも第１の再アドレスパルスを含むように、前記複数の電圧波形を生成するステップを有する、請求項１１に記載のプログラム記憶デバイス。
13. 前記生成するステップは、前記複数の電圧波形の各々が、前記複数の電圧波形においてエネルギーが実質的に同じである前記少なくとも第１の再アドレスパルスを含むように、前記複数の電圧波形を生成するステップを有する、請求項１１に記載のプログラム記憶デバイス。
14. 前記生成するステップは、前記複数の電圧波形の各々が、前記複数の電圧波形においてパルス形状が実質的に同じである複数の再アドレスパルスを含むように、前記複数の電圧波形を生成するステップを有しており、
    前記複数の電圧波形の各々の実質的に同じであるパルス形状は、前記少なくとも第１の再アドレスパルスと、前記少なくとも第１の再アドレスパルスに続く第２の再アドレスパルスと、を有しており、
    前記少なくとも第１の再アドレスパルスは、前記複数の電圧波形において同じ第１の極性であり、
    前記第２の再アドレスパルスは、前記複数の電圧波形において同じ第２の極性であって、前記第１の極性と反対の第２の極性である、請求項１１に記載のプログラム記憶デバイス。
15. 前記双安定ディスプレイは電気泳動ディスプレイを有する、請求項１１に記載のプログラム記憶デバイス。
16. 双安定ディスプレイ、および
    前記双安定ディスプレイの対応する部分を共通最終光学状態に駆動するための複数の電圧波形を提供する制御部であって、（ａ）前記複数の電圧波形を規定するデータにアクセスすること、および（ｂ）前記複数の電圧波形が、前記双安定ディスプレイの対応する部分を、異なる初期光学状態から共通最終光学状態に駆動するために使用されるとともに、前記複数の電圧波形の各々が、少なくとも第１の再アドレスパルスを含むように、アクセスしたデータに従って前記双安定ディスプレイの前記対応する部分を駆動するための複数の電圧波形を生成すること、によって、前記双安定ディスプレイの対応する部分を共通最終光学状態に駆動するための複数の電圧波形を提供する制御部、
    を有する電子読書装置。
17. 前記生成するステップは、前記双安定ディスプレイの対応する部分に、電力が供給されていない保持時間に対して実質的に均一な輝度減衰特性を与えるために、前記複数の電圧波形の各々が前記少なくとも第１の再アドレスパルスを含むように、前記複数の電圧波形を生成するステップを有する、請求項１６に記載の電子読書装置。
18. 前記生成するステップは、前記複数の電圧波形の各々が、前記複数の電圧波形においてエネルギーが実質的に同じである前記少なくとも第１の再アドレスパルスを含むように、前記複数の電圧波形を生成するステップを有する、請求項１６に記載の電子読書装置。
19. 前記生成するステップは、前記複数の電圧波形の各々が、前記複数の電圧波形においてパルス形状が実質的に同じである複数の再アドレスパルスを含むように、前記複数の電圧波形を生成するステップを有しており、
    前記複数の電圧波形の各々の実質的に同じであるパルス形状は、前記少なくとも第１の再アドレスパルスと、前記少なくとも第１の再アドレスパルスに続く第２の再アドレスパルスと、を有しており、
    前記少なくとも第１の再アドレスパルスは、前記複数の電圧波形において同じ第１の極性であり、
    前記第２の再アドレスパルスは、前記複数の電圧波形において同じ第２の極性であって、前記第１の極性と反対の第２の極性である、請求項１６記載の電子読書装置。
20. 前記双安定ディスプレイは電気泳動ディスプレイを有する、請求項１６に記載の電子読書装置。

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