JP2008544313A - 双安定ディスプレイ装置の駆動システム及び方法 - Google Patents

Abstract

駆動電圧（ＶＤ）が印加されるときに光学状態が変化し、駆動電圧（ＶＤ）が存在しない場合に実質的に変化しないように光学状態を保つ、双安定材料を有する双安定ディスプレイ装置（１）をリセット駆動するための駆動システム（１５，１０，１６）について開示している。駆動システム（１５，１０，１６）は、画像更新期間中にフェーズのシーケンスを生成する。そのシーケンスは、リセットフェーズ（ＲＥ）、アドレスフェーズ（ＡＤ）、及びオフセットフェーズ（ＯＰ）を有する。リセットフェーズ（ＲＥ）中、双安定材料の前の光学状態は２つの限界光学学状態（Ｂ，Ｗ）の少なくとも一に変化される。アドレスフェーズ（ＡＤ）中、２つの限界光学学状態（Ｂ，Ｗ）の少なくとも一は、限界光学学状態（Ｂ，Ｗ）の間の中間光学状態（Ｇ１，Ｇ２）に変化される。２つの限界光学学状態（Ｂ，Ｗ）及び中間光学状態（Ｇ１，Ｇ２）は主光学状態と呼ばれる。オフセットフェーズ（ＯＰ）中、中間光学状態（Ｇ１，Ｇ２）から始めて、主光学状態と異なる付加光学状態（ＩＬＧ１１，ＩＬＧ１２，ＩＬＧ２１，ＩＬＧ２２）が生成される。

Description

本発明は、双安定ディスプレイ装置のリセット駆動のためのドライバに関する。本発明は更に、双安定ディスプレイ装置を有するディスプレイユニット、そのディスプレイユニットを有するディスプレイ機器及びその双安定ディスプレイ装置をリセット駆動する方法に関する。

国際公開第Ａ−２００５／００６２９６号パンフレットにおいて、改善された階調精度を有する双安定ディスプレイのためのリセット駆動スキームについて開示されている。双安定ディスプレイは、双安定材料と双安定材料に関連する電極とを有する。双安定材料の光学状態の変化量は、電場強度及びこの電場強度が存在する持続時間の両方に依存する。それ故、光学状態の変化は、駆動電圧のレベル及び持続時間の乗算に依存する。この乗算は、駆動電圧のエネルギーと称せられるものである。双安定材料中に電場が存在しない場合、その双安定材料の光学的状態は、画像が存在する必要がある画像維持時間に対する比較的長い時間期間の間、実質的に一定に保たれる。

双安定ディスプレイのためにロバストな駆動方法を提供することは、光学状態の変化は、例えば、画像履歴、滞留時間、温度、湿度、双安定材料の横方向不均一性等の因子に依存するために単純ではない。それらの光学状態は、それらの問題を解決せずには正確に再現されない。光学状態の正確な再現性に改善するための１つの可能性は、ディスプレイにおける画像が、現在の光学状態から２つの基準光学状態の一を介して最終的な光学状態にディスプレイの画素を駆動することにより更新される従来のリセット駆動スキームを用いることにある。それらの基準光学状態は、黒色及び白色のような極端又は限界光学状態である。全ての光学遷移は、正確に規定された極端光学状態の少なくとも一を介して実行される。それ故、双安定ディスプレイの画素の光学状態が連続入力画像において変化しなければならない場合、この遷移は、先ず、オリジナルの光学状態を限界光学状態の一に変化させることにより、次いで、その限界光学状態から新しい光学状態に変化させることにより、常に得られる。リセットフェーズ及びアドレスフェーズを有するような駆動スキームは更に、リセット駆動スキームと称せられるものである。リセットフェーズ中、駆動電圧は、上記の因子に依存しない限界光学状態の一を得るために十分なレベル及び持続時間を伴って適用される。駆動フェーズとしばしば称せされるアドレスフェーズ中、駆動電圧は、それらの限界光学状態の間で限界光学状態から好ましい光学状態に、光学状態を変えるように選択されるレベル及び持続時間を伴って適用される。アドレスフェーズ中に必要な実際の駆動電圧のレベル及び持続時間は、実験的に決定されることが可能である。通常、駆動電圧のエネルギーは、光学状態間の全ての有効な遷移について決定される必要がある。

それらの従来のリセット駆動スキームは、限界光学状態の間のかなり正確な中間光学状態を与える。しかしながら、それらの従来のリセット駆動スキームの短所は、最適化されるべき遷移数が比較的多いことである。例えば、４階調、即ち、白色、薄い灰色、濃い灰色及び黒色については、１６個の遷移が最適化される必要がある。１６階調が要求される場合、２５６個もの異なる遷移が最適化される必要がある。
国際公開第Ａ−２００５／００６２９６号パンフレット

本発明は、少ない数の最適化遷移を伴って、表示することができる階調数を増加させることである。

本発明の第１の特徴は、請求項１に記載した双安定ディスプレイ装置をリセット駆動するための駆動システムを提供することである。本発明の第２の特徴は、請求項９に記載の双安定装置を有するディスプレイユニットを提供することである。本発明の第３の特徴は、請求項１０に記載のディスプレイユニットを有するディスクプレイ機器を提供することである。本発明の第４の特徴は、請求項１１に記載のリセット駆動方法を提供することである。有利な実施形態については、従属請求項に記載されている。

本発明の第１特徴にしたがって、双安定ディスプレイ装置は、駆動電圧が印加されるときに、光学状態が変わり、そして駆動電圧が印加されない状態では、実質的に光学状態を変えずに保つ、双安定材料を有する。双安定材料は、電気泳動材料、例えば、電子インク等であることが可能である。駆動システムは、画像更新期間中に、少なくとも、リセットフェーズ、アドレスフェーズ及びオフセットフェーズのシーケンスを生成する。リセットフェーズ中、その材料の前の光学状態は、２つの限界光学状態の一にリセットされ、そしてアドレスフェーズ中、その光学状態は、２つの限界光学状態の間でそれら２つの限界光学状態から中間光学状態に変えられる。このようなリセットフェーズ及びアドレスフェーズの組み合わせはまた、従来技術のリセット駆動スキームと同等であることが可能である主遷移フェーズと称せられるものである。そのようなリセット駆動スキームにおいては、２つ以上の光学状態が限界光学状態間で規定されることが可能である。限界光学状態及びリセット駆動スキームにより得られる中間光学状態は、集合的に主光学状態と称せられるものである。本発明にしたがって、付加的に、中間光学状態から開始して、主遷移フェーズに後続するオフセットフェーズ中、主光学状態と異なる少なくとも１つの付加光学状態が生成される。

それ故、リセット駆動スキームのために高い再現性で及び高精度で達せられる中間光学状態は、オフセットフェーズ中により細かく分割された階調を生成する“支援”レベルとして用いられる。例えば、オフセットフェーズ中、駆動電圧は、同じ持続時間において１６個の異なるレベルを、又は同じレベルにおいて１６個の異なる持続時間を、又はそれらの組み合わせを有することが可能である。この実施例において考慮すべきことは、同じ支援レベルから開始して１６個の異なる光学遷移が生じるように、オフセットフェーズ中に生成される駆動電圧が１６個の異なるエネルギーを有することである。駆動電圧は、単独の駆動パルス又は一連の駆動パルスを有することが可能である。しかしながら、光学状態における一連の駆動パルスの効果は、同じレベルを有する信号パスル及びパルスの持続時間の合計である持続時間の影響とは異なる。勿論、何れかの他の数の付加レベルが、駆動パルスの関連エネルギーにより生成されることが可能である。

オフセットフェーズ中に、中間光学状態から開始して、少なくとも１つの付加階調を得るために必要な駆動電圧は、付加階調が２つの隣接する主光学状態の間で生じるようなエネルギーを有する。好適には、このエネルギーは（又は、２つ以上の付加光学状態が隣接する主光学状態間で有効である場合に、それらのエネルギーは）、実質的に等しく間隔を置いた階調を得るように選択される。

本発明にしたがったオフセット駆動スキームは、幾つかのオフセット駆動電圧のみを規定することにより、多くの階調が有効である有利点を有する。例えば、１６個の適切に規定されたオフセットレベルを付加すると、２つの限界光学状態の黒色及び白色、並びに２つの中間主光学状態の濃い灰色及び薄い灰色が存在するリセット駆動スキームにおいては、ここでは、全体として、５２階調が有効である。それらの５２階調は、その付加されたオフセットフェーズにおいて１６階調のみを及び標準的なリセット駆動スキームにおいて１６階調を規定することにより得られる。

好適には、幾つかのオフセットレベルが異なるオフセットフェーズ中に有効であるが、単独のオフセットレベルが導入される場合には、本発明は既に有用であることを特記しておく必要がある。例えば、リセット駆動により得られる１６個の支援レベルを有するシステムにおいては、単独のオフセットレベルを付加することにより、隣接する支援レベルの全ての対の間にある光学状態に達することが可能である。

請求項２に記載の実施形態においては、特定の画像更新期間のオフセットフェーズ中、駆動電圧は特定のエネルギーを有する。このオフセットフェーズに後続するデオフセットフェーズ中、駆動電圧は、オフセットフェーズ中に駆動電圧のエネルギーを補償するように選択されるエネルギーを有する。実際には、関連主光学状態に対するオフセットフェーズ中に生成される光学状態オフセットは、後続するデオフセットフェーズ中に実質的に無効にされる。それ故、デオフセットフェーズの後、オフセットフェーズの前に存在した主光学状態は、少なくとも実質的に回復される。デオフセットフェーズの使用は、略０である全ての画素について双安定材料において平均電圧を維持することがかなり容易であるという有利点を有する。他の有利点は、従来のリセット駆動スキームの開始時の光学状態は少なくとも略主光学状態にあるために、改善されることである。より複雑な駆動スキームにおいては、現在の画像更新期間のデオフセットフェーズは、次の画像更新期間のオフセットフェーズを補償するように決定されることが可能である。

デオフセット駆動パルスがオフセット駆動パルスを補償する場合、主遷移パルスは従来技術の駆動スキームと同等であり、光学遷移が主レベル間で生じる。また、リセットフェーズの前のレベルは、アドレスフェーズの後の主レベルについてのオフセットであることが可能である。しかし、それらのオフセットは、連続するリセットフェーズ及びアドレスフェーズにより主レベルの生成に悪い影響を与えない。

請求項３に記載の実施形態においては、駆動電圧は、オフセットフェーズ中に特定のレベル及び特定の持続時間を有する。デオフセットフェーズ中の駆動電圧は、オフセットレベルと逆の極性のデオフセットレベル及びデオフセット持続時間を有する。デオフセットレベルとデオフセット持続時間との乗算は、オフセットレベルとオフセット持続時間の乗算と実質的に同じである。したがって、デオフセットフェーズ中の駆動電圧のエネルギーは、オフセットフェーズ中の駆動電圧のエネルギーと実質的に同じである。更に、駆動電圧の逆極性のために、デオフセットフェーズ中の駆動電圧は、オフセットフェーズ中の駆動電圧によりもたらされる光学遷移を実質的に補償する。

請求項４に記載の実施形態においては、オフセットフェーズ中、駆動電圧はオフセットレベルを有し、そしてデオフセットフェーズ中、駆動電圧は、逆極性を有するレベルと、そのオフセットレベルと実質的に同じ振幅及び持続時間とを有する。

請求項５に記載の実施形態においては、オフセットフェーズ中、駆動電圧は一連のパルスを有し、そしてデオフセットフェーズ中、駆動電圧は、その一連のパルスを補償するためのエネルギーを有する。

請求項６に記載の実施形態においては、駆動電圧は、リセットフェーズ中、限界レベルを、そしてアドレスフェーズ中、逆の限界レベルを有する。

請求項７に記載の実施形態においては、シェーキングパルスが、リセットフェーズの前及び／又はリセットフェーズとアドレスフェーズの間において与えられる。それらのシェーキングパルスは更に、主光学状態の正確な再現性に改善する。

請求項８に記載の実施形態においては、後続のフェーズが、第１シェーキングパルス、リセットフェーズ、第２シェーキングパルス、アドレスフェーズ及びオフセットフェーズの順序で連続して与えられる。

本発明の上記の及び他の特徴については、以下に詳述する実施形態を参照して明らかになり、理解することができる。

図１は、電子インクディスプレイの一部の断面を模式的に示している。双安定ディスプレイは、電場が材料中に存在しない比較的長い維持期間中に光学状態を維持し、電場が材料中に存在するときに光学状態を変化させる双安定材料を有する。維持期間は、画像が過度に変化してはならない、それ故、双安定材料の光学状態が実質的に一定である期間である。双安定材料は、例えば、電気泳動材料であることが可能である。特定の電気泳動材料は電子インクである。電子インクディスプレイは、ベース基板２と、例えば、ポリエチレンから成る２つの透明基板３及び４間にある電子インクフィルム又は層とを有する。基板の一３は、透明な画素電極５、５′を備え、他の基板４は透明な対向電極６を備えている。電子インクは、約１０乃至５０μｍの複数のマイクロカプセル７を有する。各々のマイクロカプセル７は、流体４０中に分散された正に帯電した白色粒子８及び負に帯電した黒色粒子９を有する。斜線付けされた部分の材料４１は高分子バインダである。層３は必要なく、接着剤層であることが可能である。画素１８（図２参照）における画素電圧ＶＤが、対向電極６に関して画素電極５、５′に正の駆動電圧ＶＤとして印加されるとき、対向電極６の方に方向付けられたマイクロカプセル７の側に白色粒子８を移動させる電場が生成され、ディスプレイ要素はビューアにとって白色に現れる。同時に、黒色粒子９は、それらがビューアにとって見えないように、マイクロカプセル７の反対側に移動する。画素電極５、５′と対向電極６との間に不の駆動電圧ＶＤを印加することにより、黒色粒子９は、対向電極６の方に方向付けられたマイクロカプセル７の側に移動し、表示要素はビューア（図示せず）にとって黒っぽく現れる。電場が取り除かれるとき、粒子８、９は、比較的長い時間期間の間に取得された状態に留まり、ディスプレイは双安定性を示し、実質的に電力を消費しない。電気泳動媒体自体については、米国特許第５，９６１，８０４号明細書、米国特許第６，１１２０，８３９号明細書及び米国特許第６，１３０，７７４号明細書に記載されていて、Ｅ−ｉｎｋ社製のものがある。

粒子８、９は、白色及び黒色以外の他の色を有することが可能であり、流体及びバインダは特定の色を有する又は透明であることがまた、可能である。

図２は、電気泳動ディスプレイの一部の透過回路図によりピクチャ表示装置を示している。ピクチャ表示装置１は、能動スイッチング要素１９を備えたベース基板２において積層された電気泳動フィルムと、行ドライバ１６及び列ドライバ１０とを有する。好適には、対向電極６は、カプセル化された電気泳動インク層を有するフィルムにおいて備えられている。しかし、ディスプレイが横方向電場を用いることに基づいて動作する場合、対向電極６は、代替として、ベース基板において備えられることが可能である。対向電極６はセグメント化されていることが可能である。通常、能動スイッチング要素１９は薄膜トランジスタＴＦＴである。表示装置１は、選択電極１７と列又はデータ電極１１との交差部分に関連する表示要素のマトリクスを有する。行ドライバは、行電極を連続して選択する一方、列ドライバ１０は、選択された行電極１７について列電極１１に対して平行にデータ信号を供給する。好適には、プロセッサ１５は先ず、列電極１１により供給されるデータ信号に受信データＤＡ及び同期信号ＳＹを処理する。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搬送する。データＤＡ及び同期信号ＳＹは、表示機器１００における表示であるように画像を表す受信信号ＩＶを受信する信号プロセッサＳＰにより供給される。表示機器１００はドライバ及び表示装置１を有する。ドライバは、プロセッサ１５と、行ドライバ１６と、列ドライバ１０とを有する。ドライバはまた、実際の（行及び列）ドライバ以上のものを有する駆動システムと称されるものである。

行ドライバ１６は、関連ＴＦＴ１９の低インピーダンスの主電流経路を得るように、特定の行電極１７に接続されているＴＦＴ１９の低インピーダンス１９のゲートに適切な選択パルスを供給する。他の行電極１７に接続されているＴＦＴ１９のゲートは、それらの主電流経路が高インピーダンスを有するような電圧を受け入れる。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は、列電極１１に存在するデータ電圧が画素１８の画素電極２２に接続されているドレイン電極に供給されるようにする。このように、列電極１１に存在するデータ信号は、ＴＦＴがゲートにおける適切なレベルにより選択される場合に、ＴＦＴのドレイン電極に結合されている画素又は表示要素１８の画素電極２２に搬送される。図示されている実施形態においては、図１の表示装置はまた、各々の表示要素１８の位置において付加コンデンサ２３を有する。この付加コンデンサ２３は、画素電極２２と１つ又はそれ以上の保持容量線２４との間に接続されている。ＴＦＴに代えて、他のスイッチング要素、例えば、ダイオード、ＭＩＭ等が用いられることが可能である。

図３Ａ乃至３Ｄは、異なるリセット駆動スキームにおける画素の駆動電圧を示している。図３Ａ乃至３Ｄは、多様なリセット駆動スキームを示すために用いられる。それらの駆動スキームの一についての図４においては、本発明の実施形態にしたがったオフセット及びでオフセット駆動スキームが示されている。このオフセット及びでオフセット駆動スキームは、リセットフェーズ及びアドレスフェーズが存在する全ての有効なリセット駆動スキームに対して適用されることが可能である。それ故、例えば、図３Ａ及び３Ｂにおいて存在しているシェーキングパルスはまた、図４におけるリセットフェーズの周りに存在することが可能である。

例示として、図３Ａ乃至３Ｄは、黒色粒子及び白色粒子を有する電気泳動ディスプレイ並びに４つの光学状態、即ち、黒色Ｂ、濃い灰色Ｇ１、薄い灰色Ｇ２、白色Ｗに基づいている。図３Ａは、薄い灰色Ｇ２又は白色Ｗから濃い灰色Ｇ１への遷移について瞬間ｔ０から瞬間ｔ８まで続く画像更新期間ＩＵＰを示している。図３Ｂは、濃い灰色Ｇ１又は黒色Ｂから濃い灰色Ｇ１への遷移について瞬間ｔ４から瞬間ｔ８まで続く画像更新期間を示している。縦方向の破線はフレーム期間ＴＦ（通常、２０ｍｓｅｃ続く）を示し、フレーム期間ＴＦに存在するＴＬは図３Ａ乃至３Ｄには示されていない。画像更新期間ＩＵＰの第１フレーム期間ＴＦは瞬間ｔ０から瞬間ｔ１まで続く。

図３Ａ及び３Ｂの両方においては、画素１８における画素電圧ＶＤは、連続して、第１シェーキングパルスＳＰ１、ＳＰ１′、リセットパルスＲＥ、ＲＥ′、第２シェーキングパルスＳＰ２、ＳＰ２′及びアドレスパルスＡＤを有する。また、しばしば、駆動パルスと称せられるアドレスパルスＡＤは、瞬間ｔ７から瞬間ｔ８まで続く同じ駆動期間ＴＡＤ中に存在する。シェーキングフェーズＴＳ１、ＴＳ１′のそれぞれの間に存在している任意のシェーキングパルスＳＰ１、ＳＰ１′、並びにシェーキングフェーズＴＳ２、ＴＳ２′のそれぞれの間に存在している任意のシェーキングパルスＳＰ２、ＳＰ２′は、階調の再現性を改善し、粒子に初期速度を与えることによりディスプレイの応答時間を短縮することができる。リセットフェーズＴＲ１、ＴＲ１′のそれぞれの間のリセットパルスＲＥ、ＲＥ′は、シェーキングパルスＳＰ１、ＳＰ１′の前のオリジナルの光学状態から限界光学状態の白色Ｗ又は黒色Ｂの一に変化させる。アドレスパルスＡＤは、アドレスフェーズＴＡＤ中に存在する。アドレスパルスＡＤは、限界光学状態から中間状態の濃い灰色Ｇ１又は薄い灰色Ｇ２の一に光学状態を変化させるように、リセットパルスＲＥ、ＲＥ′の極性に対して逆である極性を有する。アドレスパルスＡＤの持続時間及びレベルは、光学状態における好ましい変化を得るように注意深く選択される必要がある。

第２シェーキングパルスＳＰ２、ＳＰ２′はすぐに、駆動パルスＡＤに進み、それ故、瞬間ｔ６から瞬間ｔ７まで続く同じ第２シェーキング期間ＴＳ２中に存在する。リセットパルスＲＥ、ＲＥ′はすぐに、第２シェーキングパルスＳＰ２、ＳＰ２′に進む。しかしながら、リセットパルスＲＥ、ＲＥ′のそれぞれの異なる持続時間ＴＲ１、ＴＲ１′のために、リセットパルスＲＥ、ＲＥ′の開始の瞬間ｔ３及びｔ５は異なる。すぐにリセットパルスＲＥ、ＲＥ′のそれぞれに進む第１シェーキングパルスＳＰ１、ＳＰ１′は、それ故、時間ＴＳ１、ＴＳ１′のそれぞれにおいて異なる第１シェーキング期間の間に存在する。第１シェーキング期間ＴＳ１は瞬間ｔ０から瞬間ｔ３まで続き、第１シェーキング期間ＴＳ１′は瞬間ｔ４から瞬間ｔ５まで続く。

第２シェーキングパルスＳＰ２、ＳＰ２′が同じ第２シェーキング期間ＴＳ２中の全ての画素１８について存在する場合、このことは、図３Ａ及び３Ｂに示しているように、かなり短いこの第２シェーキング期間ＴＳ２の持続時間を選択することを可能にする。明確にするように、第２シェーキングパルスＳＰ２、ＳＰ２′のレベルの各々の一は標準的なフレーム期間ＴＦの間に存在する。実際には、第２シェーキング期間ＴＳ２の間に、同じ電圧レベルが画素１８全てに対して供給されることが可能である。それ故、線毎に画素１８を選択することに代えて、ここでは、すぐに画素１８全てを選択することが可能であり、そして単独の線の選択期間のみがレベル毎に満足される。それ故、図３Ａ及び３Ｂに示す本発明にしたがった実施形態においては、第２シェーキング期間ＴＳ２のみが、４つの標準的なフレーム期間ＴＦに代えて、４つの線期間ＴＬ、続く必要がある。消費電力を低減するように単独の線期間より長い期間の間、画素全てを選択することが尚も、可能である。画素を変化させるために必要な容量性電流を小さくするように画素の行の群を連続的に選択することがまた、可能である。

代替として、第１シェーキングパルスＳＰ１及びＳＰ１′が時間の経過と共にアライメントされるように、その場合、第２シェーキングパルスＳＰ２はもはや、時間の経過と共にアライメントされない（図示せず）ように、駆動信号のタイミングを変えることがまた、可能である。ここでは、第１シェーキング期間ＴＳ１の持続時間はかなり短いことが可能である、又は消費電力を低減することが可能である。

図３Ａ及び３Ｂに示す駆動方法が電気泳動ディスプレイに適用される場合、第２シェーキング期間ＴＳ２の外側において、画素１８は、線毎にスイッチ１９をアクティブにすることにより、線毎に選択される必要がある。選択された線の画素１８における電圧ＶＤは、画素が有する必要がある光学状態にしたがって列電極１１を介して供給される。例えば、光学状態が白色Ｗから濃い灰色Ｇ１に変化する必要がある画素の選択された行における画素１８については、瞬間ｔ０において開始するフレーム期間ＴＦの間に、正電圧が関連列電極１１において供給される必要がある。光学状態が黒色Ｂから濃い灰色Ｇ１に変化する必要がある画素の選択された行における画素１８については、瞬間ｔ０からｔ１まで続くフレーム期間ＴＦの間に関連列電極において供給される必要がある。

図３Ｃは、図３Ｂに示している波形に基づく波形を示している。図３Ｃのこの波形は同じ光学遷移をもたらす。それらの差異は、図３Ｂの第１シェーキングパルスＳＰ１′が、図３ＡのシェーキングパルスＳＰ１と同時に存在するように時間の経過と共にシフトされることである。シフトされるシェーキングパルスＳＰ１′はＳＰ１′′で示される。それ故、ここでは、リセットパルスＲＥの持続時間に依存せずに、シェーキングパルスＳＰ１′、ＳＰ１′′の全てはまた、同じシェーキング期間ＴＳ１の間に存在している。このことは、光学遷移に依存せずに、同じシェーキングパルスＳＰ１、ＳＰ１′′及びＳＰ２、ＳＰ２′が画素１８に対して同時に供給されることが可能であるという有利点を有する。それ故、第１シェーキング期間ＴＳ１及び第２シェーキング期間ＴＳ２の両方の間に、線毎に画素１８を選択する必要はない。図３Ｃにおいては、シェーキングパルスＳＰ１′′及びＳＰ２′は完全なフレーム期間の間に所定の高レベル又は例レベルを有する一方、１つ又はそれ以上の線期間ＴＬ（図６参照）、続くシェーキングパルスＳＰ１′′及びＳＰ２′を用いることが可能である。このように、画像更新時間が短縮されることが可能である。更に、シェーキング期間ＴＳ１及びＴＳ２の間に、同時の線全て（又は線の群）の選択のために及び列全てに同じ電圧を供給するために、隣接する画素と電極との間の寄生容量の影響はない。このことは、漂遊容量性電流、それ故、損失を最小化する。更に、共通シェーキングパルスＳＰ１、ＳＰ１′′及びＳＰ２、ＳＰ２′は、構造化された対向電極６を用いることによりシェーキングを実施することを可能にする。同じシェーキングパルスが同じ列の画素１８全てに供給される場合、その損失は低減され、異なる列は異なるシェーキングパルスを受け入れることが可能である。

この方法の不利点は、短い滞留時間が、第１シェーキングパルス期間ＴＳ１とリセット期間ＴＲ１′との間に導入されることである。用いられる電気泳動ディスプレイに依存して、この滞留時間は、例えば、０．５ｓｅｃより短くならない必要がある。

図３Ｄは、図３Ｃに示す波形に基づく波形を示している。この波形に対して、第３シェーキング期間ＴＳ３中に存在する第３シェーキングパルスＳＰ３が加えられる。リセットパルスＲＥ′が最大の長さを有しない場合に、第３シェーキング期間ＴＳ３は第１シェーキング期間ＴＳ３とリセットパルスＲＥ′との間に存在する。第３シェーキングパルスＳＰ３は、シェーキングの視認性を最小化するように、第１シェーキングパルスＳＰ１より小さいエネルギーコンテンツを有することが可能である。第３シェーキングパルスＳＰ３は第１シェーキングパルスＳＰ１の続きであることがまた、可能である。好適には、第３シェーキングパルスＳＰ３は、画像残像を最小化し、階調の精度を改善するように、第１シェーキング期間ＴＳ１′とリセット期間ＴＲ１′との間で利用可能である完全な時間の期間を満たす。図３Ｃに示す本発明にしたがった実施形態に関して、画像残像は更に低減され、滞留時間はかなり短縮される。

代替として、リセットパルスＲＥ′は第１シェーキングパルスＳＰ１の直後に存在し、第３シェーキングパルスはリセットパルスＲＥ′と第２シェーキングパルスＳＰ２′との間に存在することが可能である。

本発明にしたがってリセットパルスと少なくとも一部で重なり合うシェーキングパルスが、図３Ａ乃至３Ｄの一に示す状態の何れかに対して適用されることが可能である。画像更新周期ではなく、例えば、リセット周期のみである電気泳動ディスプレイの駆動周期に本発明を適用することさえ、可能である。

図３Ａ乃至３Ｄに示すリセット駆動スキームは単なる例示であることを特記しておく必要がある。第１シェーキングパルスＳＰ１、Ｓｐ１′及び／又は第２シェーキングパルスＳＰ２、ＳＰ２′は任意である。リセットパルスＲＥ及びＲＥ′は、異なる光学的送信のために同じ長さを有することが可能である。開始光学状態から限界光学状態に変えるために必要であるものに比べて長くリセットパルスＲＥが続く場合、例えば、粒子の付着を回避するように、異なる光学的送信のためにリセットパルスの異なる持続時間を用いることは有利である。アドレスパルスＡＤは、異なる光学遷移のために異なるレベル及び／又は持続時間を有することが可能である。リセットパルスＲＥ、ＲＥ′及び／又はアドレスパルスは一連のパルスを有することが可能である。

図４は、本発明の実施形態にしたがった駆動電圧を示している。駆動電圧ＶＤは、リセット駆動スキームにおいて適用されるオフセット及びでオフセット駆動スキームを示し、リセットパルスＲＥ１、ＲＥ２及びアドレスパルスＡＤ１、ＡＤ２のみが存在している。駆動電圧の２つの更新期間ＩＵＰ１及びＩＵＰ２のみが示されている。それらの２つの更新期間ＩＵＰ１及びＩＵＰ２は直接、隣接して存在しているが、このことは必要なく、例えば、維持期間は２つの更新期間の間に存在することが可能である。両方の更新期間ＩＵＰ１及びＩＵＰ２は同じフェーズのシーケンスを有する。第１更新期間ＩＵＰ１は、上記の順序において、連続して、デオフセットフェーズＤＯＰ０、リセットフェーズＲＥ１、アドレスフェーズＡＤ１及びオフセットフェーズＯＰ１を有する。第２更新期間ＩＵＰ２は、上記の順序において、連続して、デオフセットフェーズＤＯＰ１、リセットフェーズＲＥ２、アドレスフェーズＡＤ２及びオフセットフェーズＯＰ２を有する。

レベル及び持続時間の乗算として定義されているエネルギーが、更新期間ＩＵＰ１に先行する更新期間（図示せず）のオフセットフェーズ（図示せず）中に適用されるオフセット駆動電圧ＶＤのエネルギーに実質的に同じであるようなレベル及び持続時間を有するデオフセット駆動電圧ＶＤを、デオフセットフェーズＤＯＰ０は有する。デオフセット駆動電圧ＶＤのエネルギーは、先行するオフセット駆動電圧ＶＤのエネルギーに正確に等しい必要はない。

リセット期間ＲＥ１中、リセットパルスは、限界光学状態、即ち、黒色Ｂ又は白色Ｗの一に対するデオフセットフェーズＤＯＰ０の後に得られる光学状態を変化させるために少なくとも十分であるエネルギーを適用される。

アドレスフェーズＡＤ１中、リセットパルスの極性と逆の極性を有するアドレスパルスが供給される。アドレスパルスＡＤ１の後、主階調の一が得られる。主階調は、リセット駆動スキームのみが用いられる場合に得られる同じ階調である。例えば、４階調システムにおいて、アドレスフェーズの後、階調は、黒色Ｂ、濃い灰色Ｇ１、薄い灰色Ｇ２又は白色Ｗである。それらのレベルは、オフセットフェーズＯＰ（図４におけるＯＰ１及びＯＰ２）及び光学でオフセットフェーズＤＯＰ（図４におけるＤＯＰ０及びＤＯＰ１）を有しない従来のリセット駆動スキームにより達するレベルであることを明確にするように、主レベル又は支援レベルと称せられるものである。

上記で説明しているように、高精度で且つ高再現性であることを必要とする多くの異なる波形は、４つの主階調Ｂ、Ｇ１、Ｇ２及びＷの間で光学状態遷移を与える。しばしば、アドレスパルスの正確なエネルギーが、それらの４つの主階調又は主光学状態の間の各々の異なる光学状態遷移について、実験的に決定される必要がある。それ故、更なる多くの階調が要求される場合、既知のリセット駆動スキームは、多くの高精度に決定される駆動波形ＶＤを、通常は、主階調間の全ての有効な光学遷移について一の駆動波形を必要とする。

本発明の基本的概念は、アドレスフェーズＡＤ１に後続するオフセットフェーズＯＰ１を加えることである。このオフセットフェーズＯＰ１中に、アドレスフェーズＡＤ１の後に達せられる主光学状態に対する光学状態の変化をもたらすオフセットパルスが生成される。オフセットパルスのエネルギーは、主光学状態から開始して、従来のリセットスキームのみにより達成可能である主光学状態の間にある新しい光学状態を与える光学遷移を得るように選択される。異なるオフセットパルスのために異なるエネルギーを用いるための可能性を有することにより、従来のリセットスキームにより達成可能である主光学状態の間で多くの付加光学状態を生成することが可能である。それらの付加光学状態は、リセットスキームを必要とせずに、高精度及び高再現性を有することが明らかになった。それ故、ここでは、一度だけ、オフセットパルスのエネルギーが、主レベルの間に要求される付加レベルが存在するように選択される必要がある。この選択は、主光学状態の各々の一から開始して、付加光学状態を与えるために用いられることが可能である。これは、従来のリセット駆動とは対象的であり、光学状態全ての間の異なる遷移全ては注意深く選択され、記憶される必要がある。

デオフセットフェーズＤＯＰ１は、そのエネルギーが更新期間ＩＵＰ２に先行する更新期間ＩＵＰ１のオフセットフェーズＯＰ１中に適用されるオフセット駆動電圧ＶＤのエネルギーに実質的に同じであるようなレベル及び持続時間を有するデオフセット駆動電圧を有する。簡単な実施形態においては、デオフセット期間ＤＯＰ１中のデオフセットパルスは、オフセット期間ＯＰ１中にオフセットパルスと同じ持続時間及び逆のレベルを有する。リセット期間ＲＥ２中に、リセットパルスは、限界光学状態Ｂ又はＷの一に対するデオフセットフェーズＤＯＰ１の後に得られる光学状態を変化させるのに少なくとも十分であるエネルギーを適用される。アドレスフェーズＡＤ２中に、リセットパルスの極性と逆の極性を有するアドレスパルスが供給される。アドレスフェーズＡＤ２の後、リセットスキームのみが用いられる場合に得られる主階調の一がまた、得られる。オフセットフェーズＯＰ２中に、オフセットフェーズＯＰ１中と同じ様式で、付加光学状態が、必要なエネルギーを有するオフセットパルスを選択することにより得られる。

リセット駆動スキームは図４に示すスキームと異なることが可能であることを特記しておく必要がある。オフセットフェーズＯＰ１、ＯＰ２及びでオフセットフェーズＤＯＰ１、ＤＯＰ２はまた、図３Ａ乃至３Ｄに示しているリセット駆動スキームの一に、又はリセットパルスＲＥ及びアドレスパルスＡＤを有する何れかの他のリセット駆動スキームに加えられることが可能である。デオフセット期間ＤＯＰ１、ＤＯＰ２は任意である。しかしながら、階調の精度は、デオフセット期間ＤＯＰ１、ＤＯＰ２を伴わないと、幾らか低くなり、電気泳動材料において実質的に０の平均ＤＣ電圧を維持することはより困難になる。オフセット期間ＯＰ１、ＯＰ２の間に駆動パルスの影響を一部のみにおいて補償するオフセット期間ＤＯＰ１、ＤＯＰ２の間に駆動パルスを用いることが可能である。

図５は、本発明にしたがった実施形態においてどのように異なる光学状態が得られるかを示している。異なる光学状態は、縦方向において存在していて、異に階調とも称せられるものである。単色ディスプレイにおいては、階調は、実際には、灰色のレベルである。カラーディスプレイにおいては、階調は色付きのレベルである。図５は、従来のリセット駆動スキームに対するオフセットフェーズＯＰ及びでオフセットフェーズＤＯＰの付加の影響を明らかにするように、更新期間ＩＵＰ中の階調遷移を示している。図示している実施例においては、４つの光学状態、即ち、白色Ｗ、薄い灰色Ｇ２、濃い灰色Ｇ１及び黒色Ｂは、従来のリセット駆動スキームにおいて存在する主光学状態であることを特記しておく必要がある。この従来のリセット駆動スキームは、遷移期間ＴＰの前のそれらの４つの光学状態ＲＬ１の各々は遷移期間ＴＰの後のそれらの４つの光学状態ＲＬ２の一に変えられることが可能である遷移期間ＴＰを有する。遷移期間ＴＰは、少なくともリセット期間Ｒ及びアドレス期間ＡＤを有する。それは、主遷移期間と称せられたのは、この遷移期間ＴＰである。既知のリセット駆動スキームにおいては、４つのレベルの一か４つのレベルの同じ又は多の一への光学遷移は、２つの限界光学状態、即ち、黒色Ｂ又は白色Ｗの少なくとも一を介して、常に実行される。

本発明にしたがって、オフセットフェーズＯＰ中に、オフセットパルスが供給され、付加光学状態又は階調が得られる。それらの付加光学状態は、隣接する主光学状態の間の光学状態である。図示している実施例においては、オフセットパルスは、２つの付加光学状態が２つの隣接する主光学状態の間で有効であるように、２つの異なるエネルギーレベルを有することが可能である。黒色の光学状態Ｂと濃い灰色の光学状態Ｇ１との間の付加光学状態はＩＬＢ１及びＩＬＢ２である。濃い灰色の光学状態Ｇ１と薄い灰色の光学状態Ｇ２との間の付加光学状態はＩＬＧ１１及びＩＬＧ１２であり、薄い灰色の光学状態Ｇ２と白色の光学状態Ｗとの間の付加光学状態はＩＬＧ２１及びＩＬＧ２２である。付加光学状態ＩＬＢ１、ＩＬＧ１１、ＩＬＧ２１は、第１エネルギーを有する同じオフセットパルスを用いることにより得られ、付加光学状態ＩＬＢ２、ＩＬＧ１２、ＩＬＧ２２は、第１エネルギーより大きい第２エネルギーを有する同じオフセットパルスを用いることにより得られる。オフセットフェーズＯＰの後に得られる階調の集合はＥＬと表される。

多くの代替のオフセット駆動スキームが可能であることを特記しておく必要がある。図５においては、付加光学状態全てが、関連する主光学状態から開始する光学状態遷移が白色の方に変化されるような極性を有するオフセットパルスにより生成される。代替として、付加光学状態は、光学状態遷移が黒色の方に変化されるような極性を有するオフセットパルスにより生成されることが可能である。図５においては、光学状態が従来のリセットスキームにより達成される主状態と同じであることが示されているが、主状態が異なるように選択することが可能である。例えば、濃い灰色レベルＧ１、薄い灰色レベルＧ２及び白色レベルＷが図示しているより低く選択されることが可能であり、それ故、付加レベルは主白色レベルより高いことが可能である。主白色光学状態は、ここでは、もはや限界白色光学状態ではない。したがって、リセット駆動スキームは、次の主光学状態への遷移が起こる前に、黒色光学状態に光学状態全てをリセットする必要がある。この白色限界光学状態はもはや、主光学状態として生成されるものではないため、白色限界光学状態に主光学状態をリセットすることはもはや、可能ではない。代替として、白色レベルを除くレベル全てが、シフトされた黒色レベル以下でさえ、付加レベルが可能であるように、図５に示されているものより高く選択されることが可能である。ここでは、光学状態間の遷移全てが、尚も限界白色光学状態である白色主光学状態を介してリセットされる必要がある。

好適には、従来のリセット駆動スキームにしたがって主状態間の光学遷移が行われる前に、デオフセットフェーズＤＯＰが挿入される。このデオフセットフェーズＤＯＰ中、先行する画像更新期間中に達せられたレベルＳＬの一は主レベルの一に戻るように変化される。このデオフセットは非常に高精度である必要はなく、オフセットパルスが付加光学レベルをもたらした主レベルの一にデオフセットフェーズが近くなった後にそのレベルが達せられることが満足される。リセット駆動スキームは、それらの差の影響を除去する。デオフセットフェーズ中に適用されるデオフセットパルスを決定する一方法は、先行するオフセットパルスのエネルギーに対して逆であるエネルギーによりデオフセットパルスを生成することである。逆のエネルギーを用いることは同じエネルギーである一方、用いられる電圧レベルは逆極性を有することを意味する。逆エネルギーを生成する簡単な方法は、先行するオフセットフェーズＯＰ中に適用された先行オフセットパルスの持続時間と同じであるが、その逆極性である同じ絶対値を有するデオフセットフェーズＤＯＰの間に、デオフセットパルスを適用することである。

上記の実施形態は本発明を制限するものではなく、同時提出の特許請求の範囲における範囲から逸脱することなく、多くの代替の実施形態をデザインすることができることを特記しておく必要がある。

双安定ディスプレイは、電気泳動ディスプレイ以外の何れかのディスプレイであることが可能である。例えば、双安定ディスプレイは、回転するジリコンボールディスプレイであることが可能である。双安定ディスプレイは、画素に対する電圧が取り除かれた後に、画素が輝度レベルを維持する何れかのディスプレイである。双安定ディスプレイは３つ以上の輝度レベルを有することが可能であることを特記しておく必要がある。

電気泳動ディスプレイパネルは、例えば、情報サイン、信号、広告ポスター、価格ラベル、広告看板等の形で情報を表示することが可能である種々のアプリケーションの基板を築くことができる。更に、電気泳動ディスプレイパネルは、特に、表面が紙のような外観を必要とする場合に、パターン又はカラーの変化を伴う壁紙のような変化する非情報表面が必要とされる場合に用いられることが可能である。

用語“を有する”及びその用語の派生用語は、請求項に記載されている要素又は段階以外の要素又は段階の存在を排除するものではない。要素の単数表現は、その要素の複数の存在を排除するものではない。本発明は、複数の別個の要素を有するハードウェアにより、そして適切にプログラムされたコンピュータにより実施されることが可能である。複数の要素を列挙している装置請求項においては、それらの手段の幾つかは、全く同一のハードウェアにより実施されることが可能である。特定の手段が互いに異なる従属請求項に記載されているということのみにより、それらの手段の組み合わせが有利に用いられることができないことを意味するものではない。

電気泳動ディスプレイの一部を示す断面図である。 電気泳動ディスプレイの一部の等価回路図によりピクチャ表示装置を示す図である。 異なるリセット駆動スキームにある画素における駆動電圧を示す図である。 異なるリセット駆動スキームにある画素における駆動電圧を示す図である。 異なるリセット駆動スキームにある画素における駆動電圧を示す図である。 異なるリセット駆動スキームにある画素における駆動電圧を示す図である。 本発明の実施形態にしたがった駆動電圧を示す図である。 異なる光学状態がどのように得られるかを本発明にしたがった実施形態について示す図である。

Claims (11)

1. 駆動電圧が印加されるときに光学状態が変化し、前記駆動電圧が存在しない場合に実質的に変化しないように前記光学状態を保つ、双安定材料を有する双安定ディスプレイ装置をリセット駆動するための駆動システムであって、画像更新期間中にフェーズのシーケンスを生成するための手段を有する、駆動システムであり、前記のフェーズのシーケンスは：
   少なくとも２つの限界光学状態に前記双安定材料の先行する光学状態をリセットするためのリセットフェーズ；
   前記２つの限界光学状態の少なくとも一から前記２つの限界光学状態の間にある中間光学状態に変えるためのアドレスフェーズであって、前記２つの限界光学状態及び前記中間光学状態は主光学状態である、アドレスフェーズ；並びに
   前記中間光学状態から始めて、前記主光学状態と異なる付加光学状態を生成するためのオフセットフェーズ；
   を少なくとも有する、駆動システム。
2. 請求項１に記載の駆動システムであって、前記のフェーズのシーケンスを生成するための手段は、更なる画像更新期間に先行する又は後続するデオフセットフェーズ中に、前記オフセットフェーズ中に駆動電圧のエネルギーを実質的に補償するためのエネルギーを有する駆動電圧を生成する、駆動システム。
3. 請求項２に記載の駆動システムであって、前記のフェーズのシーケンスを生成するための手段は：
   前記オフセットフェーズ中に、オフセットレベル及びオフセット持続時間を有する駆動電圧を；そして
   前記デオフセットフェーズ中に、デオフセットレベル及びデオフセット持続時間を有する駆動電圧であって、前記デオフセットレベルは前記オフセットレベルに対して逆の極性を有し、前記デオフセットレベル及び前記デオフセット持続時間の乗算は前記オフセットレベル及び前記オフセット持続時間の乗算に実質的に等しい、駆動電圧を；
   生成する、駆動システム。
4. 請求項２に記載の駆動システムであって、前記のフェーズのシーケンスを生成するための手段は：
   前記オフセットフェーズ中に、オフセットレベルを有する駆動電圧を；そして
   前記デオフセットフェーズ中に、前記オフセットレベルと実質的に同じ振幅及び持続時間並びに逆の極性を有するデオフセットレベルを有する駆動電圧を；
   生成する、駆動システム。
5. 請求項２に記載の駆動システムであって、前記のフェーズのシーケンスを生成するための手段は、前記オフセットフェーズ中に、一連のパルスを有する駆動電圧を、そして前記デオフセットフェーズ中に、前記一連のパルスを実質的に補償するためのエネルギーを有する駆動電圧を、生成する、駆動システム。
6. 請求項１に記載の駆動システムであって、前記のフェーズのシーケンスを生成するための手段は、前記リセットフェーズ中に、限界レベルを有する駆動電圧を、前記アドレスフェーズ中に、逆の限界レベルを有する駆動電圧を、供給する、駆動システム。
7. 請求項１に記載の駆動システムであって、前記のフェーズのシーケンスを生成するための手段は、前記リセットフェーズの前及び／又は前記リセットフェーズと前記アドレスフェーズとの間にシェーキングパルスを供給する、駆動システム。
8. 請求項６に記載の駆動システムであって、前記のフェーズのシーケンスを生成するための手段は、連続して、前記デオフセットフェーズ、第１シェーキングパルス、前記リセットフェーズ、第２シェーキングパルス、前記アドレスフェーズ及び前記オフセットフェーズの順序で供給する、駆動システム。
9. 双安定ディスプレイ装置と、請求項１に記載の駆動システムとを有するディスプレイユニット。
10. 請求項９に記載のディスプレイユニットと、駆動システムにデータ信号及び同期信号を供給するように前記ディスプレイ装置に表示される画像を表す入力信号を受信するための信号処理器とを有するディスプレイ機器。
11. 駆動電圧が印加されるときに光学状態が変化し、前記駆動電圧が存在しない場合に実質的に変化しないように前記光学状態を保つ材料を有する双安定ディスプレイ装置をリセット駆動するための方法であって、画像更新期間中にフェーズのシーケンスを生成する段階を有する、方法であり、前記のフェーズのシーケンスは：
    リセットフェーズ中に、少なくとも２つの限界光学状態に前記双安定材料の先行する光学状態をリセットする段階；
    アドレスフェーズ中に、前記２つの限界光学状態の少なくとも一から前記２つの限界光学状態の間にある中間光学状態に変えるためのアドレスフェーズであって、前記２つの限界光学状態及び前記中間光学状態は主光学状態である、アドレスフェーズ；並びに
    前記中間光学状態から始めて、前記主光学状態と異なる付加光学状態を生成するためのオフセットフェーズ；
    を少なくとも有する、方法。

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