JP2009530654A - 面内パッシブマトリクスディスプレイ駆動装置及び方法 - Google Patents

Abstract

面内移動粒子装置を駆動する駆動回路は移動可能な帯電粒子を有する画素（Ｐ）を有する。画素（Ｐ）は、横方向に前記リザーバ電極（ＲＥ）と前記表示電極（ＤＥ）との間に、リザーバ電極（ＲＥ）、表示電極（ＤＥ）及びゲート電極（ＧＥ）を有する。駆動回路（ＤＣ）は、ドライバ（ＤＲ）と、移動粒子装置に表示される画像を表す入力信号（ＯＳ）を受け入れる制御器（ＣＯ）と、を有する。制御器（ＣＯ）は、リザーバ電極（ＲＥ）とゲート電極（ＧＥ）との間の第１電圧差（ＶＤ１）と、ゲート電極（ＧＥ）と表示電極（ＤＥ）との間の第２電圧差（ＤＶ２）と、を与えるように、ドライバ（ＤＲ）を制御する。画像は、画素（Ｐ）の光学状態が画像と適合して変わる必要がある場合、表示電極（ＤＥ）にゲート電極（ＧＥ）を介してリザーバ電極（ＲＥ）から粒子（ＰＡ）を移動させることにより、書き込みフェーズ（ＴＷ）中に画素（Ｐ）に書き込まれる。書き込みフェーズ（ＴＷ）中に、画素（Ｐ）の光学状態が変わる必要がない場合、第１電圧差（ＶＤ１）は第１書き込みレベルを有し、第２電圧差（ＶＤ２）は第２書き込みレベルを有し、両方の書き込みレベルはゲート電極（ＧＥ）からの粒子（ＰＡ）を反発するように選択される。反発期間（ＴＲ）中、第１電圧差（ＶＤ１）は第１書き込みレベルより粒子に対する反発性が高いレベルを有し、及び／又は第２電圧差（ＶＤ２）は第２書き込みレベルより粒子に対する反発性が高いレベルを有する。

Description

本発明は、面内パッシブマトリクスディスプレイを駆動する駆動回路、駆動回路等を有する面内パッシブマトリクスディスプレイ及び面内パッシブマトリクスディスプレイを駆動する方法に関する。

電気泳動面内パッシブマトリクスディスプレイにおいて、画素は、リザーバ電極、ゲート電極及び少なくとも１つの表示電極を有する。それらの電極は、同じ基板上に備えられる。ゲート電極は、リザーバ電極と表示電極との間に備えられる。電気泳動材料は、それらの電極により生成される電界の影響下で、懸濁液中を移動可能である帯電粒子を有する。画素の光学状態は、表示電極に関連する表示ボリューム内に存在する粒子数により決定される。通常、リザーバ電極に関連するリザーバボリュームは、遮蔽されていてビューアには見えない。

新しい画像は、消去フェーズ又はリセットフェーズ、書き込みフェーズ及びホールドフェーズを有する画像アップデート期間の間に、ディスプレイに書き込まれる。消去フェーズ中、画素全てにおいて、粒子全てがリザーバボリュームに集められる。従って、画素全てが、同様の開始光学状態を有する。書き込まれるデータは、画素全てに列電極を介して並列に供給される。しかしながら、選択された行における画素のみが、最終画像について光学状態を変えることが可能であり、他の画素は、未だに、“エボリューション”フェーズにあり、もはやゲートを横断する粒子はない。選択された行の特定の画素が、実際に、その光学状態を変えるかどうかは、それらの電極間の電圧差に依存する。画素全てが書き込みフェーズ中に選択されるとすぐ、全ての電圧は、電力消費を最小化するように、それらの電極から取り除かれ、ホールドフェーズが開始する。電気泳動材料の双安定挙動のために、画素において何れの電界も存在しない場合、画素は、長い時間期間の間、それらの画素の光学状態を維持する。

そのようなディスプレイは、画素の光学状態が意図された光学状態から外れる可能性がある短所を有する。

本発明の目的は、画素の光学状態の改善された安定性を有する面内移動粒子装置についての駆動方法を提供することである。

本発明の第１の特徴は、請求項１に記載しているように、面内パッシブマトリクスディスプリを駆動する駆動回路を提供する。本発明の第２の特徴は、請求項１６に記載しているように、面内パッシブマトリクスディスプリを提供する。本発明の第３の特徴は、請求項１９に記載しているように、面内パッシブマトリクスディスプレイを駆動する方法を提供する。有利な実施形態については、従属請求項に記載している。

本発明の第１の特徴に従った駆動回路は、移動可能な帯電粒子を有する画素により面内移動粒子装置を駆動する。移動可能な帯電粒子は懸濁液内に保たれることが可能である。例えば、その装置は、電気泳動ディスプレイであることが可能である。画素は、リザーバ電極と、表示電極と、リザーバ電極と表示電極の間に横方向に配列されたゲート電極と、を有する。好適には、それらの電極全ては、電極間の電圧により生成される電界が支配的に基板に対して平行に広がるように、同じ基板において、直接的に又は間接的に備えられる。従って、帯電粒子は、面内に支配的されて電極間を移動する。面内移動粒子装置はパッシブマトリクスディスプレイであることが可能である。

駆動回路は、ドライバ及び制御器を有する。制御器は、面内移動粒子装置において表示される画像を表す入力信号を受け入れ、リザーバ電極とゲート電極との間の第１電圧差、及びゲート電極と表示電極との間の第２電圧差を与えるように、ドライバを制御する。書き込みフェーズ中、画像は、その画像に基づいて画素の光学状態を得るように、リザーバボリュームからベートボリュームを介して表示ボリュームに、粒子を選択的に移動させることにより画素に書き込まれる。画素の光学状態が変わる必要がない場合に、粒子がリザーバボリュームから表示ボリュームに移動しないように、電圧差が選択される。画素の光学状態が変わる必要がある場合に、粒子がリザーバボリュームから表示ボリュームに移動するように、電圧差が選択される。画素の光学状態が変わる必要がない場合、第１電圧差は第１書き込みレベルを有し、前記第２電圧差は第２書き込みレベルを有し、両方の書き込みレベルは、ゲート電極からの粒子が反発し合うように選択される。従って、粒子は、ゲート電極を横断することができず、それ故、リザーバ電極に関連するリザーバボリューム内に、及び、妥当な場合には、表示電極に関連する表示ボリューム内に、留まる。リザーバボリューム、表示ボリューム及びゲート電極に関連するゲートボリュームは共に、画素ボリュームから構成される。粒子は、電極間に印加される電圧差に応じてそれらのボリューム間を移動する。例えば、粒子が正に帯電され、ゲート電極から反発される必要がある場合、ゲート電極とリザーバ電極との間の第１電圧差は、リザーバ電極に対して、ゲート電極において正電位を生成する必要がある。第２電圧差についても、それは同様に真であり、ゲート電極における電位は、表示電極に対して正である必要がある。

本発明に従って、制御器は、反発期間中、第１書き込みレベルより粒子に対する反発が大きいレベルを有する第１電圧差、及び／又は第２書き込みレベルより反発が大きい第２電圧差を与えるように、ドライバを制御する。それらの付加反発パルスは、粒子がゲート電極を横断しないようにする。

第１書き込みレベル及び第２書き込みレベルのために、粒子がゲート電極を横断しないことが予想されるが、このことは尚も、生じる可能性がある。例えば、２つの連続的な書き込みフェーズの間の時間が比較的長い場合に、そうである。

請求項２に記載の実施形態においては、移動粒子装置は、複数の画素を有するパッシブマトリックスディスプレイである。制御器は、関連ゲート電極と画素のリザーバ電極との間の第１電位差、及び関連ゲート電極と画素の表示電極との間の第２電位差を与えるように、ドライバを制御する。干渉の殆どは、それらの電極が複数の画素についての共通電極であることによる。通常、表示電極は、少なくとも画素の群について相互接続されている一方、リザーバ電極は、少なくとも画素の群について相互接続され、実際には、ディスプレイにおける画素全てに対して共通であることが可能である。それらの共通電極からの信号は、新しい画像情報と共に書き込まれない画素における不所望の粒子の移動をもたらす。ゲート電極における電圧は、ここで、画素の粒子が、書き込みフェーズ中に、ゲート電極を横断することができるか又はできないかを判定する。

請求項４に記載の実施形態においては、駆動シーケンスはホールドフェーズを有する。書き込みフェーズの後、マトリクスディスプレイに表示される画像は更新される。ディスプレイの双安定性のために、この画像は、電極に何ら、電圧を印加する必要性を伴わずに、比較的長い期間の間、保たれる。電圧が画素に印加されず、書き込み画像が維持されるこの時間の期間は、ホールド期間と呼ばれる。

請求項５に記載の実施形態においては、制御器は、書き込みフェーズ中に反発期間を与えるように、ドライバを制御する。それらの付加反発パルスは、共通電極における電圧が光学状態を変える必要がない画素を有する影響を最小化する。

請求項６に記載の実施形態においては、ドライバは、群毎の書き込みフェーズ中に、画素を順次に選択する。各々の群は群選択期間に選択される。それらの群全てが選択された後、画素全てが選択され、ディスプレイにおける画像は更新される。第１電圧差及び第２電圧差が、群選択期間中に、群の選択された一の画素全てに対して与えられる。

通常、マトリクスディスプレイの画素は行列状に配列され、画素の群は、行の画素を有する。それらの行は１つずつ選択される一方、電圧は、実際に選択された行の画素の光学状態を変えることのみができる必要がある画素全てに対して印加される。それらの行全てを選択した後、画素全ては、表示される画素に対応する光学状態を有する。

請求項７に記載の実施形態においては、制御器は、２つの連続する群選択期間の間の反発期間を与えるように、ドライバを制御する。反発期間は、書き込みフェーズ中に、一回のみ又は複数回、存在することが可能である。好適には、反発期間は、書き込みフェーズ中に一様に分配され、好適には、例えば、群の選択期間に対して所定の時間オフセットを有する。代替として、反発パルスが、書き込みフェーズ中に、群選択期間全ての間に適用され、それにより、好ましくは、光学状態を変える必要がない画素のゲートボリュームを粒子が横断しないようにする。

請求項８に記載の実施形態においては、請求項は、複数の連続する群選択期間の後に、反発期間を与えるように、ドライバを制御する。全ての群選択期間の間、反発パルスを適用する必要はないことが可能である。ゲートボリュームを通る粒子の不所望の移動は、一連の群選択期間の後に、反発パルスを与えることにより既に抑制されていることが可能である。例えば、反発期間は、単に、５つの群選択期間毎に挿入されることが可能である。２つの連続する反発パルスの間で許容される群選択期間の数は、画素における粒子の実際の挙動に依存する。次の反発パルスは、粒子がゲートボリュームを横断し始める前に、印加される必要がある。この時間期間は、実験的に決定されることが可能であり、例えば、表示の温度の関数であることが可能である。反発期間の持続時間は、次の反発パルスが印加されるまで、粒子がゲートボリュームを横断することができないように、ゲート電極から十分に離れている粒子を反発するように、十分長く選択される必要がある。また、この持続時間は、実験的に求めることができる。

請求項９に記載の実施形態においては、表示電極の方に移動する必要がある粒子が存在しない画素について、制御器は、２つの群選択期間の間に反発期間を与えるように、そして、後続する画素群の選択に先行する、粒子についてのより大きい反発レベルに第２電圧レベルを変えるように、ドライバを制御する。それ故、次の画素群が選択される前に、反発レベルが適用される。このことは、現在書き込まれている画素における次の画素群の書き込みについての影響を更に低減する。

請求項１０に記載の実施形態においては、制御器は、次の群選択期間の間に必要なレベルに、反発期間の終了時において第２電圧差を先ず変え、次いで、次の画素群を選択するためにゲート電圧を変えるように、ドライバを制御する。また、このことは、現在、書き込まれている画素における次の画素群の書き込みについての影響を更に低減する。

請求項１１に記載の実施形態においては、制御器は、後続の画素群の選択に先行して、粒子についてのより高い反発レベルに第１電圧差を一時的に変えるように、ドライバを制御する。それ故、ゲート電極とリザーバ電極との間の電圧差は、光学状態を変える必要がない画素についての書き込みフェーズ中に、必要であるより高い程度までゲートから粒子を反発するように、一時的に変えられる。

請求項１２に記載の実施形態においては、群選択期間は、画素のライン（通常は、行）が選択されるライン期間である。制御器は、選択された画素のラインの画素全てに対して並列に、第１電圧差及び第２電圧差を与えるように、ドライバを制御する。

請求項１３に記載の実施形態においては、制御器は、ホールド期間中に反発期間を与えるように、ドライバを制御する。付加反発パルスは、電圧が電極に印加されないホールド期間中に、画素の光学状態が変わらないようにする。電圧が印加されないことにより、ブラウン運動のために、粒子がゲートボリュームを通ってゆっくり移動するようになる。従って、画像は、ゆっくり不明瞭になる。反発期間中に、ホールド期間を中断することにより、粒子は、ゲート電極から反発され、それ故、オリジナルの画像は、より長い時間の期間、高コントラストに保たれる。

請求項１４に記載の実施形態においては、制御器は、画素全てについて、重なり合う反発期間を与えるように、ドライバを駆動させる。ここで、反発パルスは、画素全てについて、同様の時間期間の間の少なくとも一部の時間の間に存在する。異なる画素について異なる電圧差を用いることは必要ない。異なる画素を用いることは、異なる光学状態の変化を有することを意味する。２つの状態の表示においては、それらの異なる光学状態は、粒子が表示ボリューム内にない状態又は粒子全てが表示ボリューム内にある状態である。

請求項１５に記載の実施形態においては、制御器は、リザーバボリュームにおけるリザーバ電極で粒子を集めることにより、消去期間中に画素全てを消去するように、ドライバを制御する。従来通り、移動可能な帯電粒子を有する画素を有するディスプレイにおいては、画像更新期間は次の順序、即ち、リセット期間、書き込みフェーズ、（任意の）発展フェーズ及びホールド期間の順序を有する。本発明に従って、反発パルスが、画像更新期間中に存在するこの駆動シーケンスに付加される。上記のように、反発パルスは多くの場合に、即ち、２つの連続する群（通常は、行）選択期間の間、複数の連続する群選択期間又はホールド期間中に、存在することが可能である。書き込みフェーズ中の反発パルスは、選択期間の終わりに直接、挿入されることが可能である。

本発明の上記の及び他の特徴については、以下で詳述する実施形態を参照することにより明らかになり、理解することができるであろう。

異なる図において同様の参照番号を有するアイテムは、同様の構造的特徴及び同様の機能を有する、又は同様の信号であることに留意する必要がある。そのようなアイテムの機能及び／又は構造について既に説明されている場合、それ以下の説明においては、繰り返して説明する必要はない。

図１は、面内電気泳動パッシブマトリクスディスプレイの画素についての模式的な断面図である。リザーバ電極ＲＥ、ゲート電極ＧＥ及び表示電極ＤＥが基板ＳＵ１の上部に備えられている。ゲート電極ＧＥが、リザーバ電極ＲＥと表示電極ＤＥとの間に備えられている。代替として、１つ又はそれ以上の電極が、同様の横方向の配列を維持する場合に、第２基板において備えられることが可能である。関連事項は、粒子ＰＡが面内方向に移動することである。リザーバ電圧ＶＲがリザーバ電極ＲＥに印加され、電圧ＶＧがゲート電極ＧＥに印加され、そして電圧ＶＤＰが表示電極ＤＥに印加される。

電気泳動材料ＥＭは、基板ＳＵ１及びＳＵ２間に挟まれている。画素Ｐは、壁Ｗにより境界付けられている。電気泳動材料ＥＭは、電極ＲＥ、ＧＥ、ＤＥにおける電圧により生成される電界の影響下で、懸濁流体（液体又は気体）内を移動可能である。

図１においては、実施例として、粒子ＰＡ全てが、リザーバ電極ＲＥの上のリザーバボリュームＲＶに集められる。ゲートボリュームＧＶはゲート電極ＧＥの上に存在し、表示ボリュームＤＶは表示電極ＤＥの上に存在する。電圧差ＶＤ１が、ゲート電極ＧＥとリザーバ電極ＲＥとの間に適用される。電圧差ＶＤ２が、ゲート電極ＧＥと表示電極ＤＥとの間に適用される。

図２Ａは、面内電気泳動パッシブマトリクスディスプレイの４つの画素についての電極配列を模式的に示している。図１は、画素Ｐの側面図であり、図２は、４つの画素Ｐについての平面図である。列方向に延び、行方向に凸部を有するリザーバ電極ＲＥは、全ての画素Ｐについて共通リザーバ電圧ＶＲを受け入れるように相互接続されることが可能である。また、表示電極ＤＥ１及びＤＥ２は、列方向の延び、行方向に画素Ｐ毎に正方形の凸部を有する。表示電極ＤＥ１は表示電圧ＶＤＰ１を受け入れ、表示電極ＤＥ２は表示電圧ＶＤＰ２を受け入れる。ゲート電極ＧＥ１及びＧＥ２は、リザーバ電極ＲＥと表示電極ＤＥ１、ＤＥ２の凸部との間の行方向に延びている。ゲート電圧ＶＧ１及びＶＧ２は、ゲート電極ＧＥ１及びＧＥ２のそれぞれに対して印加される。

代替として、図２Ｂは、列方向に延び、行方向に凸部を有するリザーバ電極ＲＥを示している。ここでは、リザーバ電極は相互接続していず、図２に示すデータ電圧ＶＤＰ１、ＶＤＰ２であるリザーバ電圧ＶＲ１及びＶＲ２を受け入れる。リザーバ電圧ＶＲ１は、図３、４及び５に示すデータ電圧ＶＤＰ１である。それ故、ここでは、リザーバ電極は、選択された行について、データ電圧ＶＤＰ１及びＶＤＰ２を受け入れるディスプレイの列としての役割を果たす。表示電極ＤＥ１及びＤＥ２は列方向に延び、行方向に画素Ｐ毎に正方形の凸部を有する。表示電極は相互接続され、図２Ａ、３、４及び５に示すリザーバ電圧ＶＲである、画素Ｐ全てのための共通表示電圧ＶＤＰを受け入れる。ゲート電圧ＶＧ１及びＶＧ２は、ゲート電極ＧＥ１及びＧＥ２のそれぞれに印加される。表示電極及びリザーバ電極の機能は、この場合、置き換え可能であり、対応する駆動信号は、図３、４及び５において説明することから容易に導き出されることに留意されたい。

共通リザーバ電極ＲＥを有する構成は、表示ボリュームＤＶに対するリセットを必要とすることに留意する必要がある。しかしながら、粒子がリザーバボリュームＲＶに対してリセットされる場合、反発ゲートパルスは、全ての画素について必要である。休止（図３Ａ乃至３Ｅにおいては、瞬間ｔ４から瞬間ｔ６まで続く時間の期間）が、非書き込み画素Ｆの場合に粒子がリザーバボリュームＲＶに戻るようにラインが選択された後に、必要である。データ電圧ＶＤＰがリザーバ電極ＲＥに印加され、共通表示電極が用いられる場合、この休止はもはや、必要なく、後続の行における選択期間ＴＬが、互いにすぐに後続することが可能である。

図１及び２に示す画素Ｐは、かなり特定の実施形態に過ぎないことに留意する必要がある。画素Ｐの方向は異なることが可能であり、例えば、上部及び下部並びに／又は行及び列方向は置き換えることが可能である。基板ＳＵ２は必要ないことが可能である。ゲート電極ＧＥ及び表示電極ＤＥの凸部は、同じ画素Ｐにおいて複数回、インターリーブされることが可能である。壁Ｗは、画素Ｐ群の周囲に備えられることが可能である。画素Ｐの形状及び大きさは、異なることが可能である。更に、画素は、画素を横断しての粒子の分配において、又は隣接画素から画素を電気的に遮断するために支援するように、付加電極を有することが可能である。

通常、リザーバボリュームＲＶは表示ボリュームＤＶより小さい。更に、通常、リザーバボリュームＲＶにおける粒子ＰＡは、遮蔽されていてビューアには見えないが、画素Ｐの光学状態は、表示電極ＤＥの上の表示ボリュームＤＶにおいて存在する粒子ＰＡの数により決定される。リセットフェーズ又は消去フェーズ中、図１に示す画素Ｐの従来技術の駆動方法においては、帯電粒子ＰＡが、それら全てが集まるリザーバボリュームＲＶの方に引き寄せられるように、適切な電圧レベルが、リザーバ電極ＲＥ、ゲート電極ＧＥ及び表示電極ＤＥに印加される。ここでは、画素全てが同じ光学状態を有する。電極ＲＥ、ＧＥ、ＤＥに印加される実際の電圧は、用いられる電気泳動材料の種類、電極ＲＥ、ＧＥ、ＤＥの寸法及び画素の他の要素に依存する。書き込みフェーズ中、電極ＲＥ、ＧＥ、ＤＥにおける電圧のレベルは、粒子ＰＡの全て又は一部がリザーバボリュームＲＶから表示ボリュームＤＶに移動されるように、選択される。

画素Ｐ毎に閾値を導入するためには、ゲート電極ＧＥが必要である。ゲート電極ＧＥを使用することにより、不所望の影響が生じることが理解できる。

第１に、書き込みフェーズ中に、光学状態を変える必要がない画素Ｐについて、表示ボリュームＤＶの方にゲート電極ＧＥ乃至ゲートボリュームＧＶを横断して、リザーバボリュームＲＶからの粒子ＰＡの不所望の漏れが生じることが理解されている。それらの画素Ｐは、更に、アドレスされていない画素Ｐと呼ばれる。書き込みフェーズ中に光学状態を変える必要がある画素Ｐは、アドレスされた画素Ｐと呼ばれる。同じボリュームにおける多くの他の画素Ｐが表示ボリュームＤＶ内に粒子ＰＡを移動させるように駆動されている場合、リークが引き起こされて現れる。明らかに、同じ列においてアドレスされていない画素Ｐに対して長い時間の期間、駆動電圧を印加することは、ゲート電極ＧＥの効率の低下をもたらし、ゲート電極を横断する粒子ＰＡのゆっくりしたリークを引き起こす。そのリークはしばしば、画素の壁に近接する画素Ｐの側面に現れ、しばしば、画素Ｐにおける乱れた挙動の始まりに関連する。

第２に、ゲート電極ＧＥを横断する粒子ＰＡの不所望の漏れ及び結果として得られる書き込まれた画像の損失は、ホールドフェーズ中に現れる。

図３Ａ乃至３Ｅ、４Ａ乃至４Ｅ及び５Ａ乃至５Ｅに示す信号について明らかになるように、本発明は、粒子ＰＡがゲート電極ＧＥから反発され、そしてゲート電極ＧＥ乃至ゲートボリュームＧＶを横断する粒子ＰＡの不所望の横断が回避されるように、通常の駆動シーケンスへの反発レベルの付加の方に方向付けられる。

例示として、上記の図全てを参照するに、マトリクスディスプレイは、行列状に備えられた画素Ｐを有することを前提としている。リザーバ電極ＲＥ全ては同じリザーバ電圧ＶＲを受け入れ、また、同じ列の画素Ｐの表示電極ＤＥ１、ＤＥ２全ては同じ表示電圧ＶＤＰ１、ＶＤＰ２のそれぞれを受け入れる。書き込みフェーズ中、画素Ｐは，それぞれの行に適切な選択電圧ＶＧ１、ＶＧ２を印加することにより、行毎に選択される。選択された行の画素Ｐのみが、列に印加される表示電圧ＶＤＰ１、ＶＤＰ２に依存する光学状態を変える。更に、粒子ＰＡは正に帯電されていることを前提としている。粒子ＰＡが負に帯電されている場合、又はゲート電極ＧＥ全てが同じゲート電圧ＶＧを受け入れ、表示電極ＤＥが列毎に同じ表示電圧ＶＤを受け入れる（しかし、異なる列については異なる表示電圧ＶＤを受け入れることが可能である）場合、マトリクスディスプレイの駆動シーケンスの変え方について、容易に考えることが可能である。

図３乃至３Ｅは、図２に示す面内電気泳動ディスプレイの電極を駆動する信号を示している。図３Ａは、リザーバ電極ＲＥに印加されるリザーバ電圧ＶＲを示している。図３Ｂは、画素Ｐの第１行に印加されるゲート電圧ＶＧ１を示し、図３Ｃは、画素Ｐの第２行に印加されるゲート電圧ＶＧ２を示し、そして図３Ｄは、画素Ｐの第３行に印加されるゲート電圧ＶＧ３を示している。マトリクスディスプレイの他の行についてのゲート電圧ＶＧは示されていない。図３Ｅは、画素Ｐの第１列の表示電極ＤＥ１に印加される表示電圧ＶＤＰ１を示している。マトリクスディスプレイの他の列に印加される表示電圧ＶＤＰは示されていない。

先ず、面内電気泳動マトリクスディスプレイの通常の駆動について、それ故、反発レベルを伴わない場合の動作について説明するが、そのことは、図３Ｂ、３Ｃ、３Ｄにおいて、反発期間ＴＲ中のゲート電圧ＶＧ１、ＶＧ２、ＶＧ３における場合であるとして示されている。画像更新期間ＩＵＰは、連続して、消去フェーズＴＥ、書き込みフェーズＴＷ及びホールドフェーズＴＨを有する。

第１ステップにおいては、画素Ｐ全てについて、瞬間ｔ１から瞬間ｔ２まで続く消去期間ＴＥ中に、粒子ＰＡはリザーバボリュームＲＶに集められる。消去期間ＴＥ中、リザーバ電極ＲＥとゲート電極ＧＥとの間の電圧差は、リザーバ電極ＲＥの方に粒子ＰＡを引き寄せるように選択される。それ故、正に帯電した粒子ＰＡについては、リザーバ電圧ＶＲは、ゲート電圧ＶＧ１、ＶＧ２、ＶＧ３に対して負である必要がある。示している実施形態においては、リザーバ電圧ＶＲは負のレベルＶＲＬ、例えば、−３０Ｖを有し、ゲート電圧ＶＧ１、ＶＧ２、ＶＧ３は、より小さい負のレベル、例えば、−５Ｖを有する。ゲート電極ＧＥとリザーバ電極ＲＥとの間の電圧差はまた、一般に、ゲート−リザーバ電圧ＶＤ１と呼ばれる。特定のゲート電極ＧＥｉについては、ゲート−リザーバ電圧はＶＤ１ｉで表される。

更に、ゲート電圧ＶＧ１、ＶＧ２、ＶＧ３と表示電圧ＶＤＰ１、ＶＤＰ２との間の差は、ゲート電極ＧＥの方に粒子ＰＡを引き寄せるように選択される必要がある。従って、正に帯電した粒子ＰＡについては、表示電圧ＶＤＰ１、ＶＤＰ２が、ゲート電圧ＶＧ１、ＶＧ２、ＶＧ３に対して正である必要がある。図示している実施例においては、表示電圧ＶＤＰ１は、正レベル、例えば、＋１０Ｖを有する。ゲート電極ＧＥと表示電極ＤＥとの間の電圧差はまた、一般に、ゲート−表示電圧ＶＤ２と呼ばれる。特定のゲート電極ＧＥｉについては、ゲート−表示電圧はＶＤ２ｉで表される。

第２ステップにおいては、瞬間ｔ２から瞬間ｔ３まで続く書き込みフェーズＴＷ中、通常、画素Ｐの行が、全ての行が選択されるまで、１つずつ選択される。

ゲート−リザーバ電圧はＶＤ１がリザーバボリュームＲＶにおいて粒子ＰＡを保つように選択される場合、行は選択されない。図示している実施例においては、リザーバ電圧ＲＶは０Ｖであり、正に帯電した粒子ＰＡは、ゲート電極ＶＧ１、ＶＧ２、ＶＧ３における正の電圧レベルＶＮＳにより、リザーバボリュームＲＶから表示ボリュームＤＶに移動しないようにされている。この正のレベルはまた、非選択レベルと呼ばれる。ゲート−リザーバ電圧ＶＤ１が粒子ＰＡにゲートボリュームＧＶを横断しないようにするため、表示電圧ＶＤＰ１のレベルは、ここでは、関連していない。

ゲート−リザーバ電圧ＶＤ１がリザーバボリュームＲＶからゲートボリュームＧＶの方に粒子ＰＡを引き付けるレベルを有する場合に、行は選択される。図示している実施例においては、粒子ＰＡはまた、負の電圧レベルが選択された画素Ｐの行のゲート電極ＧＥに印加される場合、リザーバボリュームＲＶを離れることができる。この負のレベルはまた、選択レベルと呼ばれる。従って、画素Ｐの第１行は、瞬間ｔ３から瞬間ｔ４まで続く選択期間ＴＬ中に選択され、画素Ｐの第２行は、瞬間ｔ６から瞬間ｔ７まで続く選択期間ＴＬ中に選択され、画素Ｐの第３行は、瞬間ｔ９から瞬間ｔ１０まで続く選択期間ＴＬ中に選択される。他の行選択期間については示していない。選択された行の画素Ｐは、ゲート−表示電圧ＶＤ２が表示電極ＤＥから粒子ＰＡを反発するように選択される場合、光学状態を変えない。従って、正の粒子ＰＡについては、表示電圧ＶＤＰ１が選択されたゲート電極ＶＧ１、ＶＧ２、ＶＧ３の選択レベルＶＳについて正である場合である。図示している実施例においては、この正の非充填レベルがＶＮＦで示されている。ゲート−表示電圧ＤＶ２が表示電極ＤＥの方に粒子ＰＡを引き付けるように選択される場合、選択された行の画素Ｐは光学状態を変える。従って、正の粒子ＰＡについては、表示電圧ＶＤＰ１は、選択されたゲート電極ＶＧ１、ＶＧ２、ＶＧ３の選択レベルＶＳに対して負である。図示している実施例においては、この負の充填レベルはＶＦで示されている。

図示している実施例においては、データが表示電極ＤＥ１、ＤＥ２に存在する時間の期間は、ゲート電極ＶＧ１、ＶＧ２、ＶＧ３の選択レベルＶＳが存在する選択期間ＴＬに比べて幾らか長い。画素Ｐの第１行についてのデータは、瞬間ｔ３から瞬間ｔ５まで続く時間期間中存在し、画素Ｐの第２行についてのデータは、瞬間ｔ６から瞬間ｔ８まで続く時間期間中存在し、そして画素Ｐの第３行についてのデータは、瞬間ｔ９から瞬間ｔ１１まで続く時間期間中、存在する。この付加時間は、選択された（ゲート電極ＧＥに対して選択電圧ＶＳにより）が、書き込まれていない（表示電圧ＶＤＰ１がレベルＶＮＦを有する）粒子ＰＡがリザーバボリュームＲＶに戻るようにするように必要である。

書き込みフェーズＴＷの終わりに、画像は画素Ｐに書き込まれ、瞬間ｔ１３からｔ１４まで続くホールドフェーズＴＨが開始する。ここで、電圧全てが電極から取り除かれ、画素Ｐの光学状態は変化しないまま保たれる。明示的に示していないが、ホールドフェーズＴＨは、書き込みフェーズＴＷに対して、比較的長い持続時間を有することが可能である。瞬間ｔ１５において、次の消去フェーズＴＨが開始する。

ここで、反発期間ＴＲ中、ゲート電圧ＶＧ１、ＶＧ２、ＶＧ３において反発レベルが付加される、面内電気泳動マトリクスディスプレイの駆動シーケンスについての本発明に従った実施形態について、説明する。

書き込みフェーズ中、光学状態を変える必要がない画素Ｐについて、表示ボリュームＤＶへのゲート電極ＧＥ乃至ゲートボリュームを横断してリザーバボリュームＲＶからの粒子ＰＡの不所望のリークは、書き込みフェーズ中に生じる反発期間ＴＲ中の反発レベルを付加することにより回避される。その反発レベルは、粒子ＰＡがゲート電極ＧＥから反発されるように、選択される必要がある。このことは、リザーバボリュームＲＶ及び／又は表示ボリュームＤＶの方に戻るように、ゲート電極ＧＥを横断する傾向にある何れの粒子ＰＡをも動かす。換言すれば、反発期間ＴＲ中、ゲート−リザーバ電圧ＶＤ１は、非選択画素Ｐについてのゲート−リザーバ電圧ＶＤ１に比べて大きい粒子ＰＡへの反発を有するレベルを有する必要があり、及び／又は、ゲート−リザーバ電圧ＶＤ２は、非選択画素Ｐについてのゲート−表示電圧ＶＤ２に比べて大きい粒子ＰＡへの反発を有するレベルを有する必要がある。それらのより大きい反発レベルは、連続する群選択期間ＴＬの間の書き込みフェーズ中に生じる。

図示している実施例においては、反発期間中、パルスは、選択電圧ＶＧ１、ＶＧ２、ＶＧ３の選択期間ＴＬに後続する選択期間ＴＬの後、選択電圧ＶＧ１、ＶＧ２、ＶＧ３に重ね合わされる。選択電圧ＶＧ１については、選択期間ＴＬは、瞬間ｔ３から瞬間ｔ４まで存在し、付加反発レベルは、瞬間ｔ７から瞬間ｔ９まで、それ故、瞬間ｔ６からｔ７まで続く選択期間ＴＬの後に存在する。選択電圧ＶＧ２については、選択期間は、瞬間ｔ６から瞬間ｔ７まで存在し、付加反発レベルは、瞬間ｔ１０において、それ故、瞬間ｔ９からｔ１０まで続く選択期間ＴＬの後に開始する、等である。これは単なる実施形態であり、多くの代替の実施形態が可能であることに留意する必要がある。例えば、付加反発レベルが、複数の選択期間ＴＬ、続く特定の選択電圧ＶＧ１、ＶＧ２、ＶＧ３の選択期間ＴＬに対して固定された時間オフセットが存在することが可能である。幾つかの付加反発レベルは、ゲート電圧ＶＧ１、ＶＧ２、ＶＧ３の各々における書き込みフェーズＴＷ中に存在することが可能である。好適には、ゲート電圧ＶＧ１、ＶＧ２、ＶＧ３の各々について、複数の反発レベルが、時間経過につれて一様に分配される。

更に、ゲート電極ＧＥを横断する不所望の粒子ＰＡのリーク及びその結果としての書き込み画像の損失は、ホールドフェーズＴＨ中の反発期間ＴＲの間に付加反発レベルを付加することにより回避される。付加反発レベルは、書き込みフェーズＴＷ及び／又はホールドフェーズＴＨ中に付加されることが可能である。

図４Ａ乃至４Ｅは、図２に示す面内電気泳動ディスプレイの電極を駆動する信号を示す。図４Ａは、リザーバ電極ＲＥに印加されるリザーバ電夏ＶＲを示している。図４Ｂは、画素Ｐの第１行に印加されるゲート電圧ＶＧ１を示し、図４Ｃは、画素Ｐの第２行に印加されるゲート電圧ＶＧ２を示し、図４Ｄは、画素Ｐの第３行に印加されるゲート電圧ＶＧ３を示している。マトリクスディスプレイの他の行についてのゲート電圧ＶＧは示していない。図４Ｅは、画素Ｐの第２列の表示電極ＤＥ１に印加される表示電圧ＶＤ１を示している。マトリクスディスプレイの他の列に印加される表示電圧ＶＤについては示していない。

それらの図４Ａ乃至４Ｅは、図３Ａ乃至３Ｅとは僅かに異なるのみであり、それ故、それらの違いのみについて説明する。ここで、付加反発レベルＶＰＳを有する反発期間ＴＲは、ゲート電圧ＶＧ１、ＶＧ２、ＶＧ３全てにおいて、２つの連続する選択期間ＴＬの間に存在する。反発期間ＴＲは、選択期間ＴＬ全ての間に、又は選択期間ＴＬの所定の数毎に、付加されることが可能である。任意に、付加反発レベルはまた、ホールド期間ＴＨ中に存在することが可能である。

図５Ａ乃至５Ｅは、図２に示す面内電気泳動ディスプレイの電極を駆動する信号を示している。図５Ａは、リザーバ電極ＲＥに印加されるリザーバ電圧ＶＲを示す。図５Ａは、リザーバ電極ＲＥに印加されるリザーバ電圧ＶＲを示している。図５Ｂは、画素Ｐの第１行に印加されるゲート電圧ＶＧ１を示し、図５Ｃは、画素Ｐの第２行に印加されるゲート電圧ＶＧ２を示し、そして図５Ｄは、画素Ｐの第３行に印加されるゲート電圧ＶＧ３を示している。マトリクスディスプレイの他の行についてのゲート電圧ＶＧは示されていない。図５Ｅは、画素Ｐの第１列の表示電極ＤＥ１に印加される表示電圧ＶＤＰ１を示している。マトリクスディスプレイの他の列に印加される表示電圧ＶＤＰは示されていない。

図５Ａ乃至５Ｅは、図３Ａ乃至３Ｅと僅かに異なるのみであり、それ故、それらの僅かな違いのみについて説明する。ここで、反発期間ＴＲ中、反発レベルは、ゲート電圧ＶＧ１、ＶＧ２、ＶＧ３に対して付加されないが、リザーバ電圧ＶＲ及び表示電圧ＶＤＰ１の両方に対しては付加される。正の粒子ＰＡについては、反発期間ＴＲ中、リザーバ電圧ＶＲは負レベルＶＲＰを得、表示電圧ＶＤＰ１は、非充填レベルＶＮＦに比べて高い正レベルＶＤＰＥを得る。図示している実施例においては、反発期間ＴＲは選択期間ＴＬ全ての間に存在している。代替として、反発期間ＴＲは、図３Ａ乃至３Ｅ及び図４Ａ乃至４Ｅに対して、図示して説明している時間期間の間に存在することが可能である。

図６は、表示装置のブロック図を示している。信号処理回路ＳＰは入力信号ＩＶを受け入れ、その入力信号は、駆動回路ＤＣに出力信号ＯＳを供給するように、面内駆動電気泳動装置ＤＰに表示される画像を表す。駆動回路ＤＣは、制御器ＣＯ及びドライバＤＲを有する。制御器ＣＯは、信号処理回路ＳＰの出力信号ＯＳを受け入れ、面内電気泳動装置ＤＰに駆動信号ＤＳを供給するようにドライバを制御する。

上記の実施形態は、本発明を限定するのではなく、例示としてのものであり、当業者は、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に留意する必要がある。

例えば、本発明に従った殆どの実施形態は、特定の電気泳動ディスプレイに関して説明しているが、本発明はまた、一般的な電気泳動ディスプレイ及び双安定電気泳動ディスプレイについて適するものである。双安定ディスプレイは、画素への電力／電圧が取り除かれた後、画素は階調／輝度を実質的に保つことができるディスプレイを規定する。粒子が白黒以外のカラーを有する場合、それでも尚、中間状態を階調ということが可能である。代替として、その装置は移動粒子装置、例えば、帯電した生物学的粒子（等電点にないＤＮＡ又は蛋白質）を有するマイクロ流体装置であることが可能である。マイクロ流体装置の場合、“画素”の概念は、例えば、サンプル流体を含むカプセルにより置き換えられ、電極についての用語は、マイクロ流体装置における処理領域又はセンサ領域に関連付けられる電極に“表示”電極から変更される必要がある。

双安定ディスプレイパネルは、例えば、情報標識、交通信号、広告用ポスター、価格ラベル、広告看板等の形で表示されることが可能である種々のアプリケーションの基本部分を構成することが可能である。更に、それらの双安定ディスプレイパネルは、パターン又はカラー変更を伴う壁紙のような、変化する非情報面が必要とされる場合であって、特に、その面が紙のような外観を必要とする場合に、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語は、請求項に記載されている要素又はステップ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。要素の単数表現は、そのような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。複数の手段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、同位置のハードウェアにより実施されることが可能である。互いに異なる従属請求項において、特定の手段が列挙されていることは、単に、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。

面内パッシブ電気泳動ディスプレイの画素の模式的な断面図である。 面内パッシブ電気泳動ディスプレイの４つの画素の電極配置についての模式的な図である。 面内パッシブ電気泳動ディスプレイの４つの画素の電極配置についての模式的な図である。 図２に示す面内電気泳動ディスプレイの電極を駆動する信号を示す図である。 図２に示す面内電気泳動ディスプレイの電極を駆動する信号を示す図である。 図２に示す面内電気泳動ディスプレイの電極を駆動する信号を示す図である。 図２に示す面内電気泳動ディスプレイの電極を駆動する信号を示す図である。 図２に示す面内電気泳動ディスプレイの電極を駆動する信号を示す図である。 図２に示す面内電気泳動ディスプレイの電極を駆動する信号を示す図である。 図２に示す面内電気泳動ディスプレイの電極を駆動する信号を示す図である。 図２に示す面内電気泳動ディスプレイの電極を駆動する信号を示す図である。 図２に示す面内電気泳動ディスプレイの電極を駆動する信号を示す図である。 図２に示す面内電気泳動ディスプレイの電極を駆動する信号を示す図である。 図２に示す面内電気泳動ディスプレイの電極を駆動する信号を示す図である。 図２に示す面内電気泳動ディスプレイの電極を駆動する信号を示す図である。 図２に示す面内電気泳動ディスプレイの電極を駆動する信号を示す図である。 図２に示す面内電気泳動ディスプレイの電極を駆動する信号を示す図である。 図２に示す面内電気泳動ディスプレイの電極を駆動する信号を示す図である。 表示装置のブロック図である。

Claims (19)

1. 移動可能な帯電粒子を有する画素を有する面内移動粒子装置を駆動する駆動回路であって、リザーバ電極、表示電極及びゲート電極は、前記リザーバ電極と前記表示電極との間で横方向に間隔を置いている駆動回路であり：
   ドライバ；並びに
   （ｉ）前記画素の光学状態が変わる必要がある場合に、前記表示電極に前記ゲート電極を介して前記リザーバ電極から前記粒子の少なくとも一部を移動させることにより、画像と適合する前記画素の光学状態を得る、又は、前記画素の前記光学状態が変わる必要がない場合に、前記第１電圧差が前記ゲート電極からの前記粒子を反発するように選択された第１書き込みレベルを有し、前記第２電圧差が前記ゲート電極から前記粒子を反発するように選択される第２書き込みレベルを有する、書き込みフェーズの間に、及び
   （ｉｉ）前記第１書き込みレベルに比べて前記粒子に対する反発性が高いレベルを有する前記第１電圧差と、前記第２書き込みレベルに比べて反発性が高い前記第２電圧差と、を与える反発期間の間に、
   前記リザーバ電極と前記ゲート電極との間の前記第１電圧差、及び前記ゲート電極と前記表示電極との間の前記第２電圧差、を与えるように、前記ドライバを制御するように前記移動粒子装置に表示される画像を表す入力信号を受け入れる制御器；
   を有する駆動回路。
2. 請求項１に記載の駆動回路であって、前記移動粒子装置は、複数の前記画素を有するパッシブマトリクスディスプレイであり、前記制御器は、前記画素の関連ゲート電極と関連リザーバ電極との間の第１電圧差、及び前記画素の関連ゲート電極と関連表示電極との間の第２電圧差、を与えるように、前記ドライバを制御する、駆動回路。
3. 請求項１に記載の駆動回路であって、前記リザーバ電極、前記ゲート電極及び前記表示電極は同じ基板に備えられている、駆動回路。
4. 請求項１又は２に記載の駆動回路であって、前記制御器は、ホールド期間中に前記書き込み画像を保つ、駆動回路。
5. 請求項１又は２に記載の駆動回路であって、前記制御器は、前記書き込みフェーズ中に前記反発期間を得る、駆動回路。
6. 請求項５に記載の駆動回路であって、前記ドライバは、群毎の前記書き込みフェーズ中に、連続して画素の選択し、各々の群は群選択期間に選択され、画素全てが選択されるまで、前記第１電圧差及び前記第２電圧差が、前記群選択期間中に、前記群の選択された一の前記画素の全てに対して与えられる、駆動回路。
7. 請求項６に記載の駆動回路であって、前記制御器は、２つの連続する群選択期間の間で前記反発期間を得る、駆動回路。
8. 請求項６に記載の駆動回路であって、前記制御器は、複数の連続する群選択期間の後、前記反発期間を得る、駆動回路。
9. 請求項６に記載の駆動回路であって、前記表示電極の方に移動する必要がある粒子がない画素について、前記制御器は、２つの群選択期間の間で前記反発期間を得、後続の画素群の選択に先行して、前記粒子についてより高い反発レベルに前記第２電圧差を変えるように前記ドライバを制御する、駆動回路。
10. 請求項７に記載の駆動回路であって、前記制御器は、先ず、次の群選択期間のために必要なレベルに、前記反発期間の終わりに前記第２電圧差を変え、次いで、前記画素の次の群を選択するように、前記ゲート電圧を変えるように前記ドライバを制御する、駆動回路。
11. 請求項７に記載の駆動回路であって、前記制御器は、前記後続の画素群の選択に先行して、前記粒子について、より高い反発レベルに前記第１電圧差を一時的に変えるように、前記ドライバを制御する、駆動回路。
12. 請求項６乃至１１の何れか一項に記載の駆動回路であって、前記群選択期間は、画素のラインが選択されるライン期間であり、前記制御器は、前記選択された画素のラインの画素全てに対して並列に、前記第１電圧差及び前記第２電圧差を与えるように、前記ドライバを制御する、駆動回路。
13. 請求項４に記載の駆動回路であって、前記制御器は、前記ホールド期間中に、前記反発期間を与えるように、前記ドライバを制御する、駆動回路。
14. 請求項５乃至１２の何れか一項に記載の駆動回路であって、前記制御器は、前記画素全てについて時間的に重なり合う反発期間を与えるように、前記ドライバを制御する、駆動回路。
15. 請求項５乃至１２及びは１４の何れか一項に記載の駆動回路であって、前記制御器は、前記リザーバ電極において前記粒子を集めるリセット期間中に前記画素全てをリセットするように、前記ドライバを制御して、前記リセット期間、前記書き込みフェーズ、前記ホールド期間をこの順序で有する画像更新期間を生成するようにする、駆動回路。
16. 画素を有する表示パネルと、請求項１乃至１５の何れか一項に記載の駆動回路と、を有する面内移動粒子ディスプレイ。
17. 請求項１６に記載の面内移動粒子ディスプレイであって、前記画素は、行列のマトリクス状に配列され、ゲート電極は行方向の延び、リザーバ電極は列方向に延び、且つ行方向に凸部を有し、表示電極は前記列方向に延び、且つ前記行方向に凸部を有し、前記ゲート電極は、前記リザーバ電極の前記凸部と前記表示電極の前記凸部との間に備えられ、前記画素は、前記リザーバ電極の対応する凸部、前記表示電極の対応する凸部、及び前記ゲート電極の対応する凸部により形成される、面内移動粒子ディスプレイ。
18. 請求項１７に記載の面内移動粒子ディスプレイであって、前記画素において、前記表示電極の前記凸部の領域は前記リザーバ電極の前記凸部の領域より大きい、面内移動粒子ディスプレイ。
19. 移動可能な帯電粒子を有する画素を有する面内移動粒子装置を駆動する方法であって、リザーバ電極、表示電極及びゲート電極は、前記リザーバ電極と前記表示電極との間で横方向に間隔を置いている方法であり：
    ドライバ；並びに
    （ｉ）前記画素の光学状態が変わる必要がある場合に、前記表示電極に前記ゲート電極を介して前記リザーバ電極から前記粒子の少なくとも一部を移動させることにより、画像と適合する前記画素の光学状態を得る、又は、前記画素の前記光学状態が変わる必要がない場合に、前記第１電圧差が前記ゲート電極からの前記粒子を反発するように選択された第１書き込みレベルを有し、前記第２電圧差が前記ゲート電極から前記粒子を反発するように選択される第２書き込みレベルを有する、書き込みフェーズの間に、及び
    （ｉｉ）前記第１書き込みレベルに比べて前記粒子に対する反発性が高いレベルを有する前記第１電圧差と、前記第２書き込みレベルに比べて反発性が高い前記第２電圧差と、を与える、反発期間の間に、
    前記リザーバ電極と前記ゲート電極との間の前記第１電圧差、及び前記ゲート電極と前記表示電極との間の前記第２電圧差、を与えるように、前記移動粒子装置に表示される画像を表す入力信号を受け入れる段階；
    を有する方法。

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