JP2008508548A - 電気泳動型表示装置における改善されたスクロール機能 - Google Patents

Abstract

本発明に係る双安定電気泳動型表示装置（1）は通常モードとスクロールモードとを有し、帯電電荷（8、9）に中間光学状態間（例えば、灰色−灰色）、又は極限光学状態と中間光学状態との間（例えば、白色−灰色）で、対応する短い更新時間（ｔスクロール）で切り替わらせることによって画像変化がもたらされる。装置（1）がユーザからのスクロール命令に応えてスクロールモードに入ると、先ず、画素が特別なスクロール用の光学状態に駆動され、その後、２つのスクロール用の状態間での高速な切り替えのために、スクロールモード用の駆動波形が使用される。通常モードにおける画質に悪影響を及ぼすことなく、スクロール速度の高速化と非常に短いスクロール時間が実現される。

Description

本発明は概して、液体内の帯電粒子を有する電気泳動材料、複数の画素、及び各画素に関連付けられた第１及び第２の電極を有する電気泳動型表示装置であって、前記帯電粒子は前記電極間の複数の位置の１つである位置を占めることが可能であり、前記位置は第１及び第２の極限光学状態と少なくとも１つの中間光学状態とを含むそれぞれの光学状態に対応し、当該装置は前記電極に駆動波形を供給する駆動手段を更に有し、且つ前記駆動波形は、表示されるべき画像情報に対応するそれぞれの所定の光学状態を前記粒子に占めさせることによって画像変化を生じさせる駆動信号系列を有する、電気泳動型表示装置に関する。

電気泳動型ディスプレーは、液体内の帯電粒子から成る電気泳動媒体、配列状に配置された複数の画素、各画素に関連付けられた第１及び第２の電極、並びに画像を表示するために各画素の電極に電位差を印加し、この印加電位差の値及び期間に応じて帯電粒子に電極間のある位置を占めさせる電圧ドライバを有する。

より詳細には、電気泳動型表示装置は、交差するデータ電極と選択電極との交点に関連付けられた画素の行列を具備するマトリックス型ディスプレーである。画素の階調、又はカラー化レベルは、ある特定のレベルの駆動電圧が画素に存在する時間に依存する。駆動電圧の極性に応じて、画素の光学状態がその時の光学状態から２つの極限状況（すなわち、極限光学状態）の一方に向かって連続的に変化する。例えば、帯電粒子の１つの型が画素の頂部又は底部に近付く。例えば白黒ディスプレーのグレイスケール等の中間光学状態は、電圧が画素に存在する時間を制御することによって得られる。

通常、適当な電圧を選択電極に供給することによって、全ての画素がライン毎に選択される。データは選択されたラインに関連する画素にデータ電極を介して並列に供給される。ディスプレーがアクティブマトリックス型ディスプレーである場合、選択電極は例えばＴＦＴ、ＭＩＭ又はダイオード等を具備し、それらはデータが画素に供給されることを可能にする。マトリックス型ディスプレーの全ての画素を一度選択するのに必要な時間はサブフレーム期間と呼ばれている。公知の構成においては、個々の画素はサブフレーム期間全体の間、生じさせられる必要がある光学状態の変化すなわち画像変化に応じて、正の駆動電圧、負の駆動電圧又はゼロの駆動電圧の何れかを受け取る。この場合、ゼロの駆動電圧が画素に適用されるのは、通常、画像変化（すなわち、光学状態の変化）が生じさせられる必要がない場合である。

公知の電気泳動型表示装置は特許文献１に記載されている。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ーを開示している。一方の基板は透明であり、他方の基板は行列状に配置された電極を具備している。行電極と列電極との交点は画素に関連付けられている。画素は薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を介して列電極に結合され、ＴＦＴのゲートは行電極に結合されている。画素、ＴＦＴ、並びに行電極及び列電極のこの構成は合同でアクティブマトリックスを形成している。さらに、画素は画素電極を有している。行ドライバが画素の行を選択し、列ドライバが列電極及びＴＦＴを介して画素の選択された行にデータ信号を供給する。このデータ信号は表示されるべき画像に対応する。

さらに、画素電極と透明基板上に設けられた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、およそ10μmから50μmの複数のマイクロカプセルを有している。各マイクロカプセルは流動体内に浮遊させられた正に帯電された黒色粒子と負に帯電された白色粒子とを有している。画素電極に正の電界が印加されると、黒色粒子がマイクロカプセルの透明基板が設けられた側に移動し、それにより黒色粒子は見る者に可視的／黒色になる。同時に、白色粒子はマイクロカプセルの反対側に移動し、それにより白色粒子は見る者から隠される。同様に、画素電極に負の電界を印加することにより、白色粒子がマイクロカプセルの透明基板が設けられた側に移動し、それにより白色粒子は見る者には可視的／白色になる。同時に、黒色粒子はマイクロカプセルの反対側に移動し、それにより黒色粒子は見る者から隠される。電界が除去されると、表示装置はそれまでの光学状態に実質的に滞り、双安定特性を示す。

この表示装置においては、中間光学状態はマイクロカプセル頂部の対極の方に移動する粒子の量を制御することによって作り出され得る。例えば、電界強度と印加時間との積として定められる正電界又は負電界のエネルギーが、マイクロカプセルの頂部に移動する粒子の量を制御する。例えば、黒色粒子及び白色粒子を用いる白黒ディスプレーにおいては、中間光学状態はしばしば“グレイ状態”又は“グレイスケール”と呼ばれている。簡単にするため、ここでは記載される実施形態に関して“グレイスケール”という用語を用いることにする。

図１は電気泳動型表示装置1の、例えば数個の画素からなる大きさの部分の断面図を示している。電気泳動型表示装置1はベース基板2と、頂部の透明基板6と複数のピクチャー電極5、5’との間に存在し、電子インクを有する電気泳動膜を有している。電子インクはおよそ10μmから50μmの複数のマイクロカプセル7を有している。各マイクロカプセル7は、流動体40内に浮遊させられた正に帯電された黒色粒子8と負に帯電された白色粒子9とを有している。マイクロカプセルを取り囲んでいる材料41は高分子接着剤である。層3は不可欠なものではなく、接着層とすることもできる。対極6に対してピクチャー電極5、5’に正の電界が印加されると、生成された電界によって白色粒子9は電極5、5’の方に引き寄せられて見る者から隠される一方で、黒色粒子8は反対側の電極6の近くに滞って見る者に見える黒色となる。逆に、ピクチャー電極5、5’に負の電界が印加されると、黒色粒子が電極5、5’の方に引き寄せられて見る者から隠される一方で、白色粒子は反対側の電極6の近くに滞って見る者（図示せず）に見える白色となる。理論的に、電界が除去されると、粒子8、9はそれまでの状態に実質的に滞り、ディスプレーは双安定特性を示すとともに電力を実質的に消費しない。

電気泳動媒体はそれ自体、例えば特許文献２乃至４から知られており、Ｅ−Ｉｎｋ社から入手され得る。

図２は、電気泳動型ディスプレーの一部の等価回路図を用いて画像表示装置を示している。画像表示装置1は、能動スイッチング素子19、行ドライバ16及び列ドライバ10を具備するベース基板2上に積層された電気泳動膜を有している。好ましくは、カプセルに包まれた電気泳動インクを有する膜上に対極6が設けられるが、ディスプレーが平面内（in-plane）電界の使用に基づいて動作する場合、対極6は代わりにベース基板上に設けられ得る。対極6は分割されてもよい。通常、能動スイッチング素子19は薄膜トランジスタＴＦＴである。表示装置1は、行電極すなわち選択電極17と列電極すなわちデータ電極11との交点に関連付けられたディスプレー要素から成るマトリックスを有している。行ドライバ16が行電極17を連続して選択する一方で、列ドライバ10が選択された行電極17の列電極11に並列にデータ信号を供給する。好ましくは、プロセッサ15が先ず入力データ13を、列電極11により供給されるデータ信号へと処理する。

駆動線12は、列ドライバ10と行ドライバ16との間の相互同期を制御する信号を伝える。

行ドライバ16は、特定の行電極17に接続されたＴＦＴ19のゲートに適当な選択パルスを供給し、それにより、関連するＴＦＴ19に低インピーダンスの主電流路が得られる。その他の行電極17に接続されたＴＦＴ19のゲートは、それらの主電流路が高インピーダンスを有するような電圧を受け取る。ＴＦＴのソース電極21とドレイン電極との間の低インピーダンスにより、列電極11に存在するデータ電圧は、画素18の画素電極22に接続されたドレイン電極に供給されることができる。このように、ＴＦＴがゲートへの適当な電圧レベルによって選択された場合、このＴＦＴのドレイン電極に結合された画素又はディスプレー要素18の画素電極22に列電極11に存在するデータ信号が伝送される。図示された実施形態においては、図１の表示装置はまた、各ディスプレー要素18の位置に更なるキャパシタ23を有している。この更なるキャパシタ23は画素電極22と１つ又は複数の蓄積キャパシタ線24との間に接続されている。ＴＦＴの代わりに、例えばダイオードやＭＩＭなどの、その他のスイッチング素子も用いられ得る。

電気泳動型ディスプレーは、例えばＬＣＤの同等物に対して、輝度、コントラスト比、視野角及び消費電力の点で有利であると考えられる。しかしながら、電気泳動型ディスプレーの切り替え時間は比較的長いことが多い。例えば、現在公知のディスプレーでは、ディスプレーを第１の極限光学状態（例えば、完全な黒色又は白色）から第２の極限光学状態（例えば、完全な白色又は黒色）に駆動するのに最小で約400msが必要である。さらに、要求される画質を確保するため、画像記憶を低減する付加的な駆動（オーバードライブ）が必要とされることもある。実際、黒色及び白色表示性能の要求品質を達成するには約700msの更新時間が必要であることが実験的に観察されている。しかしながら、例えば電子辞書（ｅ-辞書）又は電子書籍（ｅ-書籍）等の多くの用途においては、100ms未満のスクロールの更新時間がより適当であり、それらの用途には上記の切り替え時間は（例えば、ライン又はページの）スクロールのためには長すぎる。
国際公開第９９／５３３７３号パンフレット 米国特許第５９６１８０４号明細書 米国特許第６１１２８３９号明細書 米国特許第６１３０７７４号明細書

本発明は、表示された画像情報を読むための画質を低下させることなく、比較的高速なスクロール機能を備えた電気泳動型表示装置を提供することを目的とする。また、本発明は上記電気泳動型表示装置の駆動方法を提供することを目的とする。さらに、本発明は上記電気泳動型表示装置を駆動する駆動手段を提供することを目的とする。

本発明に従って提供される、液体内の帯電粒子を有する電気泳動材料、複数の画素、及び各画素に関連付けられた第１及び第２の電極を有する電気泳動型表示装置においては、前記帯電粒子は前記電極間の複数の位置の１つである位置を占めることが可能であり、前記位置は少なくとも第１及び第２の極限光学状態と少なくとも１つの中間光学状態とを含むそれぞれの光学状態に対応し、当該装置は前記電極に駆動波形を供給する駆動手段を更に有し、前記駆動波形は、表示されるべき画像情報に対応するそれぞれの所定の光学状態を前記粒子に占めさせることによって画像変化を生じさせる画像データ信号に対応する駆動電圧パルスの系列を有し、当該装置はユーザが、スクロール命令を生成することによって、表示された画像情報をスクロールすることを可能にし、スクロール命令に応えて、前記第１の極限光学状態に対応する位置を占める帯電粒子が前記少なくとも１つの中間光学状態を占めさせられ、且つスクロール中に、前記帯電粒子に前記少なくとも１つの中間光学状態又はその他の光学状態の何れかに対応する位置を占めさせることによって画像変化がもたらされる。

また、本発明に従って提供される、液体内の帯電粒子を有する電気泳動材料、複数の画素、及び各画素に関連付けられた第１及び第２の電極を有する電気泳動型表示装置の駆動方法においては、前記帯電粒子は前記電極間の複数の位置の１つである位置を占めることが可能であり、前記位置は少なくとも第１及び第２の極限光学状態と少なくとも１つの中間光学状態とを含むそれぞれの光学状態に対応し、当該方法は前記電極に駆動波形を供給することを有し、前記駆動波形は、表示されるべき画像情報に対応するそれぞれの所定の光学状態を前記粒子に占めさせることによって画像変化を生じさせる駆動信号の系列を有し、前記装置はユーザが、スクロール命令を生成することによって、表示された画像情報をスクロールすることを可能にし、当該方法は、スクロール命令に応えて、前記第１の極限光学状態に対応する位置を占める帯電粒子に前記少なくとも１つの中間光学状態を占めさせること、及びスクロール中に、前記帯電粒子に前記少なくとも１つの中間光学状態又はその他の光学状態の何れかに対応する位置を占めさせることによって画像変化をもたらすことを更に有する。

また、本発明に従って、スクロール命令の生成に応えて入られたスクロールモードを使用する電気泳動型表示装置を用いて情報を検索又は入手する方法が提供される。この情報は、列車／計画スケジュールであってもよいし、新しい本の閲覧又は天気番組でもよい。

本発明は上述のように定められた電気泳動型表示装置を用いて情報を検索又は入手する方法にまで及ぶものであり、スクロール命令の生成に応えて入られたスクロールモードを使用する。

また、本発明に従って提供される、液体内の帯電粒子を有する電気泳動材料、複数の画素、及び各画素に関連付けられた第１及び第２の電極を有する電気泳動型表示装置を駆動する駆動手段においては、前記帯電粒子は前記電極間の複数の位置の１つである位置を占めることが可能であり、前記位置は少なくとも第１及び第２の極限光学状態と少なくとも１つの中間光学状態とを含むそれぞれの光学状態に対応し、当該駆動手段は前記電極に駆動波形を供給するように構成され、前記駆動波形は、表示されるべき画像情報に対応するそれぞれの所定の光学状態を前記粒子に占めさせることによって画像変化を生じさせる画像データ信号に対応する駆動電圧パルスの系列を有し、前記装置はユーザが、スクロール命令を生成することによって、表示された画像情報をスクロールすることを可能にし、スクロール命令に応えて、前記第１の極限光学状態に対応する位置を占める帯電粒子が前記少なくとも１つの中間光学状態を占めさせられ、且つスクロール中に、前記帯電粒子に前記少なくとも１つの中間光学状態又はその他の光学状態の何れかに対応する位置を占めさせることによって画像変化がもたらされる。

本発明に従った極限光学状態とは、所与の用途において最大輝度及び最小輝度を有する画素の光学状態のことを呼ぶものである。例えば、ある１つの用途において完全な黒色状態及び完全な白色状態が共に画素に用いられるならば、これら２つの状態が極限光学状態である。一部の用途においては、最大コントラスト比より低いコントラスト比が用途によって指定されたり、ユーザによって選択されたりする。例えば、画素に灰色の色調を表示する場合、濃い灰色が最も暗い状態を表し、薄い灰色が最も明るい状態を表すという場合もある。この場合、濃い灰色状態及び薄い灰色状態が本発明に従った極限状態と見なされてもよい。

本発明の状況における“スクロールモード”という用語は、表示画面の全体又は部分での高速な如何なる動作モードをも意味するものと理解され得る。故に、スクロールモードは表示画面の全体又は部分でのライン毎又はページ毎の高速動作を含み得る。例えば、ｅ-辞書又はｅ-書籍の用途においては、単語の（高速）検索が実行されるときにラインスクロールがしばしば行われ、興味あるページや文章の高速検索が実行されるときに高速なページの更新又はスクロールが行われる。また、本発明に従ったスクロールモードはインターネットの閲覧にも適用可能であり、特に、より高速な画像更新速度と比較して詳細情報にはあまり興味がない、あるいは詳細情報はあまり重要でないときに適用可能である。これは、高速検索動作を開始するときに起こり得る。画像の読みやすさとスクロール速度との間にはトレードオフの関係があり、ユーザが特定用途に従って適切なスクロール速度を事前設定できるようにされてもよい。高速スクロール（より低いコントラスト比を伴い、故に、より読みにくい）のために短い駆動波形が用いられ、より低速なスクロール（より高いコントラスト比を伴い、故に、読みやすさが向上される）のために、より長い駆動波形が用いられる。

本発明に従った電気泳動型表示装置は、例えばＰＤＡ、ＧＰＳ、ｅ-書籍、ｅ-辞書、ｅ-新聞などの、如何なる電子読み物（e-reading）装置に関して適用されてもよい。表示画面上に複数の表示領域を有し、各領域が場合によって独立に動作可能にされることもできる。例えば、１つの領域が高速スクロールに使用されてもよい。スクロール中、この領域内では画素は高速スクロール用に設計された短い駆動波形を用いて更新される。背景やこの領域の外側は更新が必要ないように同一のままにされ得る。これは、例えばｅ-辞書用途において、背景内のその他の内容は変える必要がないままで、スクロール領域のスクロールによって単語を検索するときにしばしば行われる。このようにして、電力の更なる節減が為され得る。

ユーザが読み取る機能中に表示される画像情報の要求品質を維持したままで比較的高速なスクロール機能を提供することを含め、本発明は従来技術の構成に対して有意な利点をもたらすものである。

第１の典型的な実施形態においては、スクロール中に、表示されるべき画像情報に対応して、帯電粒子に少なくとも１つの中間光学状態又は第２の極限光学状態の何れかを占めさせることによって画像変化がもたらされる。

第２の典型的な実施形態においては、少なくとも２つの中間光学状態が存在してもよく、スクロール命令に応えて、第１の極限光学状態を占める帯電粒子が第１の中間光学状態を占めさせられ、第２の極限光学状態を占める帯電粒子が第２の中間光学状態を占めさせられ、且つスクロール中に、表示されるべき画像情報に対応して、帯電粒子に第１の中間光学状態又は第２の中間光学状態の何れかを占めさせることによって画像変化がもたらされる。

スクロール中に、帯電粒子に少なくとも１つの光学状態又はもう１つの光学状態、及び前記少なくとも１つの中間光学状態と前記もう１つの光学状態との間の更なる光学状態の何れかを占めさせることによって画像変化がもたらされてもよい。

何れにしても、当該装置は好ましくは、表示された画像情報のスクロールの終了後に、表示されるべき画像情報に対応して帯電粒子に何れかの光学状態を占めさせることによって画像変化がもたらされる通常動作モードに戻るように構成される。有利には、表示された画像情報のスクロールは、最後のスクロール命令が生成された後の所定期間で終了されるように決定されてもよい。

極限光学状態は好ましくは、最も明るい状態及び最も暗い状態を有する。当該装置は有利には、帯電粒子をそれらの極限状態から、スクロール中の使用に望ましい最も近い灰色状態に直接的に至らせることによってスクロールモードに入るように構成される。他の例では、当該装置は、先ず帯電粒子を逆の極限状態に至らせた後に、該帯電粒子をスクロールで使用されるべき所望の１つ又は複数の中間光学状態に至らせることによってスクロールモードに入るように構成されてもよい。好適な一実施形態においては、当該装置は、帯電粒子を、スクロールモードに入る際に該帯電粒子が持ち出された極限光学状態に戻すことによってスクロールモードから抜け出るように構成されてもよい。第１の典型的な実施形態においては、当該装置は、帯電粒子をそれらに最も近い極限光学状態に復元することによってスクロールモードから抜け出るように構成されてもよい。第２の典型的な実施形態においては、当該装置は、帯電粒子をそれらから最も遠い極限光学状態に復元することによってスクロールモードから抜け出るように構成されてもよい。

駆動波形は、粒子にそれぞれの所定の光学状態を占めさせることによって画像変化をもたらす画像データ信号に対応する電圧パルスの系列として定められる。駆動波形は１つ又は複数のリセット電圧パルス、駆動パルス、及び１つ又は複数の振動パルス（shaking pulse）を含んでもよい。振動パルスは、電極近傍の１つの極限位置にある粒子を解放するのに十分であるが、１つの極限位置から他の１つの極限位置に粒子を移動させるには不十分であるエネルギーに相当する電圧パルスとして定められる。１つ又は複数の振動パルスが１つ又は複数の駆動信号に先立って具備されてもよい。各振動パルスのエネルギー値は、有利には、帯電粒子によって占められた光学状態を有意に変化させるのに不十分な値である。

認識されるであろうが、好適な一実施形態においては、画像変化は実質的な光学状態変化を有しない画素を含む。

好適な一実施形態に従った装置は、少なくとも一方が実質的に透明である２つの基板を有し、帯電粒子はこの２つの基板間に存在する。帯電粒子及び流動体は好ましくはカプセルに包まれており、より好ましくは、各々がそれぞれの画素を規定する複数の個別のマイクロカプセルに包まれている。

駆動波形はパルス幅変調又は電圧変調されてもよく、好ましくは実質的に、直流的に釣り合わされる。駆動波形は好ましくは１つ又は複数のリセットパルスを更に含む。

当該装置は少なくとも２つのサブウィンドウ又は領域を有してもよく、そのときサブウィンドウの１つでスクロールが実行可能とされてもよい。一実施形態においては、第１のサブウィンドウはスクロール期間中に更新されずに、当該表示装置に関する第２のサブウィンドウでスクロールが実行されてもよい。

当該装置は、特定の用途及び要求画質に従ってユーザがスクロール速度を選択することを可能にする事前設定機能を提供するように構成されてもよい。認識されるであろうが、典型的な一実施形態においては、通常動作モード及びスクロールモードで同一の画像データが表示され、２つの動作モードを区別するために単に異なる（すなわち、より短い）駆動波形が使用される。他の典型的な一実施形態においては、スクロール命令を受信すると、先ず、通常動作モードで使用される画像データがスクロールデータにマッピングされ、その後、高速スクロール用に設計された駆動波形が画像変化をもたらすために使用される。

本発明に係る装置は、好ましくは、表示された画像データをユーザが閲覧することを可能にするように構成される。認識されるであろうが、本発明に係る装置はライン毎、及び／又はページ毎のスクロールに対応するように構成されてもよい。

本発明のこれら及び他の態様は、以下に記載される実施形態を参照して明らかとなる。

本発明の実施形態について、単に例として、添付の図面を参照して説明する。

上述のように、電気泳動型表示装置に関して所望される表示画質レベルを維持するためには、画像変化を生じさせるのに400ms、さらには700msの更新時間が必要であることが実証されている。他方、表示される画像情報の画質（すなわち、“読みやすさ”）は、この表示画像情報のスクロール中、情報の読み取り中に対して遙かに不適切なものになること、そして実際に、スクロール速度の高速化に伴って画質の適切さが低下することが観察されている。本発明はこの所見を用い、電気泳動型表示装置において、より低いコントラスト比を用いて高速スクロールを可能にする別個のスクロールモードを使用することを、このようなスクロールモードに出入りする移行機構とともに提案するものである。スクロール中に例えば100ms以下といった比較的速い画像変化の更新時間が達成される。一方、読むとき（又は比較的低速なスクロール中）には（所望の画質を達成するために必要な）よりゆっくりした更新モードが使用され、このモードでは、表示された画像情報の可能な限りの最高画質を保証するためにディスプレーの光学性能が好ましく最適化される。このスクロールモードに出入りする移行技術も提案される。

図３の上図は、白色の極限光学状態から黒色の極限光学状態への画像変化のための典型的な駆動波形を例示するものであり、それに関連する比較的長い更新時間を示している。図３の下図は、本発明の第１の典型的な実施形態に従ったスクロールモードにおいて画像変化を生じさせる駆動波形を例示している。読み取りモードにおいては、画質と光学性能とが最も重要であるので、比較的長い更新時間ｔ_標準更新が必要であることが見て取れる。他方、高速スクロール中は、表示された画像情報の読みやすさはスクロール自体の速さほど意味を有さない。故に、本発明の第１の典型的な実施形態に従った駆動波形は、光学コントラスト比を幾分低下させるものではあるが、スクロールモードにおいて比較的短い画像更新時間ｔ_{スクロール}を提供する。

本発明の第１の典型的な実施形態においては、スクロールモードでは極限光学状態（例えば、白色又は黒色）と中間光学状態（例えば、灰色）との間での画像変化が用いられ、スクロール中に画像をスクロールする更新時間（ｔ_{スクロール}）は100ms未満になり得る。最初のスクロール要求命令を受信した際にスクロールモードに入るため、黒色状態にある画素は先ず、その後のスクロール中に白色状態から実現可能となる状態である所望のスクロール用の灰色状態（S）にされるべきである。続くスクロール命令が受信されると、白色状態と灰色状態（S）との間を切り替える（toggling）スクロールモード用の波形が使用される。例えば、所定期間（例えば、0.5s）スクロール命令が受信されなかったときなど、スクロールが完了したとき、灰色状態（S）にある画素は先ず“復元”波形を用いて所望の黒色状態に戻されなければならず、その後、ディスプレーは標準更新モード用の波形を用いて更新されてもよい。この処理は後続サイクル中に繰り返される。

最初のスクロール要求命令を受信した際にスクロールモードに入る他の方法は、黒色状態にある画素が先ず白色状態にされ、それから、その後のスクロール中に白色状態から実現可能となる状態である所望のスクロール用の灰色状態（S）にされるものである。続くスクロール命令が受信されると、白色状態と灰色状態（S）との間を切り替えるスクロールモード用の波形が使用される。スクロールが完了したとき、灰色状態（S）にある画素は先ず“復元”駆動波形を用いて所望の黒色状態に戻されなければならない。これは、白色を介して実現されることも可能である。すなわち、灰色状態（S）にある画素は先ず白色状態にされ、それから黒色状態にされる。黒色状態が復元されると、ディスプレーは標準更新モード用の波形を用いて更新されてもよい。

スクロールモードでのスクロール中、画像データは光学的に（低速の）“標準”画像更新モードの場合と同一のままでもよい。スクロール命令の受信に際して、単に、スクロールモード用に設計された異なる駆動波形が用いられる。このスクロール用の駆動波形は、高速スクロールが実現され得るように、“標準”更新の場合の駆動波形より遙かに短いものである。この例では、画像情報を通常／標準動作モードでの黒色状態として受け取る画素は、スクロールモードでのスクロール中、灰色状態（S）として更新されることになる。スクロールの完了後、これら画素の黒色状態がスクロール中に用いられた灰色状態から復元される。他の例では、データはスクロール特有のデータを表すように変更されてもよい。例えば、多くの階調を有する画像が２つのスクロール用レベルを用いてスクロールされる場合、全ての濃い階調は例えば黒色レベルとしてマッピングされることができ、一方、全ての薄い階調は例えば白色レベルとしてマッピングされることができる。このように、たった２つのレベルのデータが存在すればよい。

図４の上図は、白色光学状態から黒色光学状態への画像変化のための典型的な駆動波形を例示するものであり、それに関連する比較的長い更新時間を示している。図４の下図は、本発明の第２の典型的な実施形態に従ったスクロールモードにおいて画像変化を生じさせる駆動波形を例示している。

本発明の第２の実施形態においては、中間光学状態（例えば、薄い灰色及び濃い灰色）間の画像変化がスクロールモードで用いられる。光学性能が有意に向上されながら、更新時間は非常に短くなり得る。なぜなら、切り替え中のインクの挙動は非線形だからである。すなわち、同一のエネルギー量のとき、図５に例示されるように、光学的効果は薄い灰色（SC2）と濃い灰色（SC1）との間の変化で最大となる。パルス幅変調駆動において同一パルス時間、すなわち、同一エネルギー量のとき、灰色と極限状態との間の変化では、第１及び第２の灰色間の変化より低いコントラスト比になる。これに対応する、薄い灰色（SC2）から濃い灰色（SC1）への変化に関する波形が、図４及び５の下図に示されている。この波形はｔ_{スクロール}と示された非常に短い更新時間を有する。スクロール中の更新時間は100ms未満となり得る。第１の典型的な実施形態と同一の画像更新時間を用いると、より優れたコントラスト比が得られる。最初のスクロール要求命令を受信した際にスクロールモードに入るため、黒色状態にある画素は先ず所望のスクロール用の濃い灰色状態（SC1）にされるべきであり、白色状態にある画素は先ず所望のスクロール用の薄い灰色状態（SC2）にされるべきである。双方の灰色状態がスクロール中に用いられる。続くスクロール命令が受信されると、薄い灰色（SC2）と濃い灰色（SC1）との間を切り替えるスクロールモード用の波形が使用される。例えば、スクロール命令を受信しない例えば0.5sといった期間の後など、スクロールが完了したとき、濃い灰色状態（SC1）にある画素は先ず所望の黒色状態に戻されなければならず、好ましくは同時に、薄い灰色状態（SC2）にある画素は先ず所望の白色状態に戻されなければならず、その後、ディスプレーは標準更新モード用の波形を用いて更新される。図５（下図）には、スクロールモードに入る手順及び出る手順も、それぞれ、矢印Ａ及びＢによって示されている。この処理は後続サイクル中に繰り返される。

この場合も、最初のスクロール要求命令を受信した際にスクロールモードに入る他の方法は、黒色状態にある画素が先ず白色状態にされ、それから、所望のスクロール用の濃い灰色状態（SC1）にされ、白色状態にある画素が先ず黒色状態にされ、それから、所望のスクロール用の薄い灰色状態（SC2）にされるものである。スクロールモードに入る更に他の方法は、黒色状態にある画素が先ず白色状態にされ、それから、所望のスクロール用の薄い灰色状態（SC2）にされ、白色状態にある画素が先ず黒色状態にされ、それから、所望のスクロール用の濃い灰色状態（SC1）にされるものである。続くスクロール命令が受信されると、濃い灰色状態（SC1）と薄い灰色状態（SC2）との間を切り替えるスクロールモード用の波形が使用される。スクロールが完了したとき、画素は先ず“復元”駆動波形を用いて所望の黒色状態又は白色状態に戻されなければならない。スクロール用の灰色状態（SC1、SC2）を極限状態に復元するために取り得る手法は２つ、すなわち、（ａ）所望の極限への直接復元、又は（ｂ）反対側を介する復元（opposite rail）がある。スクロール用の灰色状態からの直接復元は最小のフリッカをもたらし得るものであり、反対側を介する復元は一層低いアーチファクト／ゴーストレベルをもたらし得るものである。

また、スクロールモードでのスクロール中、画像データは（低速の）“標準”画像更新モードの場合と同一のままでもよい。スクロール命令の受信に際して、単に、スクロールモード用に設計された異なる駆動波形が用いられる。このスクロール用の駆動波形は、高速スクロールが実現され得るように、“標準”更新の場合の駆動波形より遙かに短いものである。この例では、画像情報を通常／標準動作モードでの黒色状態として受け取る画素は、スクロールモードでのスクロール中、濃い灰色状態（SC1）として更新され、画像情報を通常／標準動作モードでの白色状態として受け取る画素は薄い灰色状態（SC2）として更新されることになる。スクロールの完了後、これら画素の黒色状態及び白色状態の双方がスクロール中に用いられた灰色状態（SC1、SC2）から復元される。他の例では、データはスクロール特有のデータを表すように変更されてもよい。例えば、多くの階調を有する画像が２つのスクロール用レベルを用いてスクロールされる場合、全ての濃い階調は例えば黒色レベルとしてマッピングされることができ、一方、全ての薄い階調は例えば白色レベルとしてマッピングされることができる。このように、たった２つのレベルのデータが存在すればよい。

画像を反転して、画像情報を通常／標準動作モードでの黒色状態として受け取る画素が、スクロールモードでのスクロール中、薄い灰色状態（SC2）として更新され、画像情報を通常／標準動作モードでの白色状態として受け取る画素が濃い灰色状態（SC1）として更新されることもまた可能である。スクロールの完了後、これら画素の黒色状態及び白色状態の双方がスクロール中に用いられた灰色状態（SC1、SC2）から復元される。

図６Ａ乃至６Ｃに示されるように、本発明の第３及び第４の典型的な実施形態が、それぞれ、第１及び第２の典型的な実施形態から得られる。滞留（dwell）時間及び画像履歴効果の双方を低減することによって画質を改善するために、振動パルスセットが様々な駆動波形（読み取りモード（図６Ａ）、本発明の第３の典型的な実施形態に従ったスクロールモード（図６Ｂ）、及び本発明の第４の典型的な実施形態に従ったスクロールモード（図６Ｃ））に先立って（及び／又は、その間に）印加される。振動パルスセットは１つ又は複数の振動パルスから成る。振動パルスは、電極近傍の１つの極限位置にある粒子を解放するのに十分であるが、１つの極限位置から他の１つの極限位置に粒子を移動させるには不十分であるエネルギーに相当する電圧パルスとして定められる。複数の振動パルスセットが駆動波形中に印加されてもよい。

第５の実施形態は、３つ以上の灰色レベルをスクロールに使用することを含むが、図７に例示されるように、それら全てが上述のようなスクロールレベル間の最も鮮やかなレベルに位置する（S1、S2、S3、…、Sn）。Ex1及びEx2は２つの極限状態を表しており、S1、S2、S3、S4はスクロールモードで使用され得る複数の中間光学状態を表している。灰色レベル数の増大により、表示される画像の細部又は読みやすさがスクロールの遅延なく改善され得る。

故に、本発明は、高速スクロール機能と読み取るための高品質画像とを具備する電気泳動型ディスプレーをアドレスする方法を提供する。実際に、スクロールの速さが高まり、画質がますます意味を有さなくなるにつれて、スクロールの非常に短い更新時間が実現されることができ、それにより、双安定電気泳動型ディスプレーの用途が有意に拡げられることになる。例えばラインスクロール及びページスクロール等の如何なる種類のスクロールに関しても本発明が適用可能であることは認識されるところである。本発明はまたカラー電気泳動型ディスプレーにも適用可能である。要するに、スクロール要求を受信してスクロールモードに入るとき、画素は先ず特別なスクロール用光学状態に駆動され、その後、２つのスクロール用灰色状態間を高速に切り替えるために、スクロールモード用の駆動波形が使用される。例えば、スクロール要求を受信しない例えば0.5秒といった期間の後など、スクロール動作の完了後、画素は先ず、標準更新時に所望される画質を達成するのに必要な光学状態に復元され、その後、標準更新モード用の駆動波形が使用される。

上述の例では本発明を例示するために、各波形のパルス時間が変化させられる一方で電圧振幅が一定に保たれるパルス幅変調（ＰＷＭ）駆動が用いられている。しかしながら、本発明はまた、例えば、各波形のパルスの電圧振幅が変化させられる電圧変調（ＶＭ）駆動に基づくもの、又はＰＷＭ駆動とＶＭ駆動とが結合されたものなど、他の駆動方式にも適用可能である。本発明はグレイスケールだけでなくカラーの双安定ディスプレーにも適用可能である。また、電極構造は限定されず、例えば、頂部／底部電極構造、ハニカム構造、平面内（in-plane）スイッチング構造、及び縦型スイッチング構造が使用されてもよい。さらに、本発明はアクティブマトリックス型だけでなくパッシブマトリックス型の電気泳動型ディスプレーにて実施されてもよい。本発明はまた、例えばタイプライターモードや特別なスクロールウィンドウが存在するような、単一ウィンドウ及びマルチウィンドウの何れのディスプレーにも適用可能である。

上述の実施形態は本発明を例示するものであって限定するものではない。また、当業者は添付の請求項によって定められる本発明の範囲を逸脱することなく数多くの代替実施形態を設計できるであろう。請求項において、括弧内の如何なる参照符号も請求項を限定すると解釈されるものではない。また、“有している”及び“有する”等は、何れかの請求項又は明細書全体に記載された以外の要素又はステップの存在を排除するものではない。要素の単数形での言及はそのような要素を複数言及することを排除するものではなく、その逆も然りである。本発明は、幾つかの相異なる要素を有するハードウェアによって実施されてもよく、また適切にプログラムされたコンピュータによって実施されてもよい。幾つかの手段を列挙する装置の請求項においては、これらの手段の幾つかは１つ且つ同一のハードウェア品目によって具現化されてもよい。ある特定の手段が互いに異なる従属項に挙げられているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に用いられ得ないことを指し示すものではない。

電気泳動型表示装置の一部を示す断面図である。 画像表示機器を電気泳動型ディスプレーの一部の等価回路図を用いて示す図である。 本発明の第１の典型的な実施形態に関する代表的な駆動波形を例示する図である。 本発明の第２の典型的な実施形態に関する代表的な駆動波形を例示する図である。 読み取りモード中（上図）に対するスクロールモード中（下図）での第１及び第２光学状態間の、電気泳動型ディスプレーの光学応答（100）と、対応する画像更新電圧パルス（102）とをグラフ的に例示する図である。 Ａは、本発明の第３及び第４の典型的な実施形態に関する代表的な駆動波形を例示する図である。Ｂは、本発明の第３の典型的な実施形態に関する代表的な駆動波形を例示する図である。Ｃは、本発明の第４の典型的な実施形態に関する代表的な駆動波形を例示する図である。 本発明の第５の典型的な実施形態に関するスクロールのための複数の中間状態の使用を例示する図である。

Claims (30)

1. 液体内の帯電粒子を有する電気泳動材料、複数の画素、及び各画素に関連付けられた第１及び第２の電極を有する電気泳動型表示装置であって、
   前記帯電粒子は前記電極間の複数の位置の１つである位置を占めることが可能であり、
   前記位置は少なくとも第１及び第２の極限光学状態と少なくとも１つの中間光学状態とを含むそれぞれの光学状態に対応し、
   当該装置は前記電極に駆動波形を供給する駆動手段を更に有し、
   前記駆動波形は、表示されるべき画像情報に対応するそれぞれの所定の光学状態を前記粒子に占めさせることによって画像変化を生じさせる画像データ信号に対応する駆動電圧パルスの系列を有し、
   当該装置はユーザが、スクロール命令を生成することによって、表示された画像情報をスクロールすることを可能にし、
   スクロール命令に応えて、前記第１の極限光学状態に対応する位置を占める帯電粒子が前記少なくとも１つの中間光学状態を占めさせられ、且つ
   スクロール中に、前記帯電粒子に前記少なくとも１つの中間光学状態又はその他の光学状態の何れかに対応する位置を占めさせることによって画像変化がもたらされる、
   電気泳動型表示装置。
2. スクロール中に、表示されるべき画像情報に対応して、前記帯電粒子に前記少なくとも１つの中間光学状態又は前記第２の極限光学状態の何れかを占めさせることによって画像変化がもたらされる請求項１に記載の装置。
3. 少なくとも２つの中間光学状態を有し、
   前記スクロール命令に応えて、前記第１の極限光学状態を占める帯電粒子が第１の中間光学状態を占めさせられ、前記第２の極限光学状態を占める帯電粒子が第２の中間光学状態を占めさせられ、且つ
   スクロール中に、表示されるべき画像情報に対応して、前記帯電粒子に前記第１の中間光学状態又は前記第２の中間光学状態の何れかを占めさせることによって画像変化がもたらされる請求項１に記載の装置。
4. スクロール中に、前記帯電粒子に前記少なくとも１つの中間光学状態又は前記もう１つの光学状態、及び前記少なくとも１つの中間光学状態と前記もう１つの光学状態との間の更なる光学状態の何れかを占めさせることによって画像変化がもたらされる請求項１に記載の装置。
5. 前記極限光学状態が最も明るい状態及び最も暗い状態である、請求項１に記載の装置。
6. 前記帯電粒子をそれらの極限状態から、スクロール中の使用に望ましい最も近い灰色状態に直接的に至らせることによってスクロールモードに入る請求項１に記載の装置。
7. 先ず前記帯電粒子を逆の極限状態に至らせた後に、該帯電粒子をスクロールで使用されるべき所望の１つ又は複数の中間光学状態に至らせることによってスクロールモードに入る請求項１に記載の装置。
8. 前記帯電粒子を、スクロールモードに入る際に該帯電粒子が持ち出された極限光学状態に戻すことによってスクロールモードから抜け出る請求項１に記載の装置。
9. 前記帯電粒子を、それらに最も近い極限光学状態に復元することによってスクロールモードから抜け出る請求項１に記載の装置。
10. 前記帯電粒子を、それらから最も遠い極限光学状態に復元することによってスクロールモードから抜け出る請求項１に記載の装置。
11. 表示された画像情報のスクロールの終了後に、表示されるべき画像情報に対応して前記帯電粒子に前記光学状態の何れかを占めさせることによって画像変化がもたらされる通常動作モードに戻る請求項１に記載の装置。
12. 表示された画像情報のスクロールが最後のスクロール命令が生成された後の所定期間で終了されるように決定されている請求項１１に記載の装置。
13. 前記駆動波形が１つ又は複数の振動パルスを更に含む、請求項１に記載の装置。
14. 前記１つ又は複数の振動パルスが１つ又は複数の駆動信号に先立って具備される、請求項１３に記載の装置。
15. 各振動パルスのエネルギー値が前記帯電粒子によって占められた前記光学状態を有意に変化させるのに不十分である、請求項１３に記載の装置。
16. 画像変化が、実質的な光学状態変化を有しない画素を含む、請求項１に記載の装置。
17. 前記駆動波形が１つ又は複数のリセットパルスを更に含む、請求項１に記載の装置。
18. スクロール機能が、ライン毎及び／又はページ毎のスクロールを含む、請求項１に記載の装置。
19. ユーザが所望のスクロール速度を選択することを可能にする事前設定機能を有する請求項１に記載の装置。
20. 通常動作モード及びスクロールモードを有し、通常動作モード及びスクロールモードの双方で同一の画像データが表示に使用され、且つスクロールモードで使用される前記駆動波形の前記駆動電圧パルスが、通常動作モードで使用される前記駆動波形の前記駆動電圧パルスより短い、請求項１に記載の装置。
21. スクロール命令が生成されると、先ず、通常動作モードで使用される画像データがスクロール画像データにマッピングされ、その後、高速スクロールモードの駆動波形が前記スクロール画像データに関する画像変化をもたらすために使用される、請求項１に記載の装置。
22. 少なくとも２つのサブウィンドウ又は領域を含む請求項１に記載の装置。
23. 前記サブウィンドウの少なくとも１つでスクロールを実行することが可能な請求項２２に記載の装置。
24. 第１のサブウィンドウはスクロール期間中に更新されず、当該表示装置に関する第２のサブウィンドウでスクロールが実行される、請求項２２に記載の装置。
25. 表示された画像データをユーザが閲覧することを可能にする請求項１に記載の装置。
26. 液体内の帯電粒子を有する電気泳動材料、複数の画素、及び各画素に関連付けられた第１及び第２の電極を有する電気泳動型表示装置の駆動方法であって、
    前記帯電粒子は前記電極間の複数の位置の１つである位置を占めることが可能であり、
    前記位置は少なくとも第１及び第２の極限光学状態と少なくとも１つの中間光学状態とを含むそれぞれの光学状態に対応し、
    当該方法は前記電極に駆動波形を供給することを有し、
    前記駆動波形は、表示されるべき画像情報に対応するそれぞれの所定の光学状態を前記粒子に占めさせることによって画像変化を生じさせる画像データ信号に対応する駆動電圧パルスの系列を有し、
    前記装置はユーザが、スクロール命令を生成することによって、表示された画像情報をスクロールすることを可能にし、
    当該方法は、スクロール命令に応えて、前記第１の極限光学状態に対応する位置を占める帯電粒子に前記少なくとも１つの中間光学状態を占めさせること、及びスクロール中に、前記帯電粒子に前記少なくとも１つの中間光学状態又はその他の光学状態の何れかに対応する位置を占めさせることによって画像変化をもたらすことを更に有する、
    方法。
27. スクロール中に、表示されるべき画像情報に対応して、前記帯電粒子に前記少なくとも１つの中間光学状態又は前記第２の極限光学状態の何れかを占めさせることによって画像変化をもたらすこと有する請求項２６に記載の方法。
28. 前記装置が少なくとも２つの中間光学状態を有し、且つ
    当該方法は、スクロール命令に応えて、前記第１の極限光学状態を占める帯電粒子に第１の中間光学状態を占めさせ、前記第２の極限光学状態を占める帯電粒子に第２の中間光学状態を占めさせること、及びスクロール中に、表示されるべき画像情報に対応して、前記帯電粒子に前記第１の中間光学状態又は前記第２の中間光学状態の何れかを占めさせることによって画像変化をもたらすことを有する
    請求項２６に記載の方法。
29. 請求項１に記載の電気泳動型表示装置を用いて情報を検索又は入手する方法であって、スクロール命令の生成に応えて入られたスクロールモードを使用する方法。
30. 液体内の帯電粒子を有する電気泳動材料、複数の画素、及び各画素に関連付けられた第１及び第２の電極を有する電気泳動型表示装置を駆動する駆動手段であって、
    前記帯電粒子は前記電極間の複数の位置の１つである位置を占めることが可能であり、
    前記位置は少なくとも第１及び第２の極限光学状態と少なくとも１つの中間光学状態とを含むそれぞれの光学状態に対応し、
    当該駆動手段は前記電極に駆動波形を供給するように構成され、
    前記駆動波形は、表示されるべき画像情報に対応するそれぞれの所定の光学状態を前記粒子に占めさせることによって画像変化を生じさせる画像データ信号に対応する駆動電圧パルスの系列を有し、
    前記装置はユーザが、スクロール命令を生成することによって、表示された画像情報をスクロールすることを可能にし、
    スクロール命令に応えて、前記第１の極限光学状態に対応する位置を占める帯電粒子が前記少なくとも１つの中間光学状態を占めさせられ、且つ
    スクロール中に、前記帯電粒子に前記少なくとも１つの中間光学状態又はその他の光学状態の何れかに対応する位置を占めさせることによって画像変化がもたらされる、
    電気泳動型表示装置。

Images