JP2011517490A - 電子光学ディスプレイおよびカラーフィルタ - Google Patents

Abstract

カラーフィルタアレイは、オレンジ色サブピクセルと、ライム色サブピクセルと、紫サブピクセルとを含み、オプションで、白色サブピクセルの追加がなされる。カラーフィルタアレイは、電子光学ディスプレイ、特に反射電子光学ディスプレイに有用である。新カラーフィルタアレイと共に使用するためにＲＧＢ画像を変換する方法が提供される。複数のピクセルを含むカラーフィルタアレイであって、ピクセルの各々は、Ｌａ^＊ｂ^＊色空間のａ^＊ｂ^＊平面において２５°〜６５°の範囲内の色相を有するオレンジ色サブピクセルと、ａ^＊ｂ^＊平面において１４５°〜１８５°の範囲内の色相を有するライム色サブピクセルと、ａ^＊ｂ^＊平面において２６５°〜３０５°の範囲内の色相を有する紫色サブピクセルとを含むことを特徴とする、カラーフィルタアレイ。

Description

本出願は、
（ａ）米国特許出願公開第２００４／０１９０１１４号と、
（ｂ）米国特許第６，８６４，８７５号と、
（ｃ）米国特許第７，０７５，５０２号と
に関する。

本発明は、電子光学ディスプレイ、およびそのようなディスプレイに使用するためのカラーフィルタに関する。

材料またはディスプレイに適用される場合、用語「電子光学」は、映像技術における従来の意味で本明細書において用いられ、少なくとも１つの光学的性質において異なる第１および第２の表示状態を有する材料をいい、該材料は、該材料に電界を印加することによって、該材料の第１の表示状態から第２の表示状態に変化させられる。光学的性質は、典型的には人間の目に色認知可能であるが、光伝送、反射率、ルミネッセンス、または、機械読み取り用に意図されたディスプレイの場合、可視域外の電磁波長の反射率における変化の意味での擬似色などの別の光学的性質であり得る。

用語「双安定（ｂｉｓｔａｂｌｅ）」および「双安定性（ｂｉｓｔａｂｉｌｉｔｙ）」は、当該分野における従来の意味で本明細書において用いられ、少なくとも１つの光学的性質において異なる第１および第２の表示状態を有する表示素子を備えているディスプレイをいい、その結果、アドレッシングパルスが終了した後、有限継続時間のアドレッシングパルスによって、任意の所与の素子がその第１の表示状態または第２の表示状態のいずれかの表示状態を呈するように駆動された後、その状態が少なくとも数回、例えば少なくとも４回持続し、その表示素子の状態を変化させるためにアドレッシングパルスの最小継続時間が必要とされる。グレースケールの可能ないくつかの粒子ベース電気泳動ディスプレイが、その極限の黒状態および白状態においてのみならず、その中間の灰色状態においても安定していることは、特許文献１に示され、このことはいくつかの他のタイプの電子光学ディスプレイについても当てはまる。このタイプのディスプレイは双安定よりはむしろ「多安定（ｍｕｌｔｉ−ｓｔａｂｌｅ）」と呼ばれることが適切であるが、本明細書において便宜上、用語「双安定」が双安定ディスプレイおよび多安定ディスプレイの両方を含めて用いられ得る。

いくつかのタイプの電子光学ディスプレイは、公知である。１つのタイプの電子光学ディスレイは、例えば特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６、特許文献７、特許文献８、特許文献９、および特許文献１０に説明されるような回転二色部材タイプである（このタイプのディスプレイはしばしば「回転二色ボール」ディスプレイと呼ばれるが、上記の特許のいくつかにおいて回転部材は球形ではないので、用語「回転二色部材」がより正確であり好ましい）。そのようなディスプレイは、異なる光学的特性と内部双極子とを有する２つ以上の部分を有する（典型的には球形または円筒形の）多数の小物体を用いる。これらの物体は鋳型内における液で満たされた液胞内で浮遊し、液胞は物体が自由に回転するように液体で満たされる。ディスプレイの見え方は、ディスプレイに電界を印加し、従って物体を様々な位置に回転させ、表示表面を通って見える物体の切断面を変動させることによって、変化させられる。この種類の媒体は、典型的には双安定である。

別のタイプの電子光学ディスプレイは、例えば、少なくとも部分的に半導体金属酸化膜から構成される電極と、電極に取り付けられ、反転可能な色変化の可能な複数の色素分子とを含むナノクロミック膜の形態のエレクトロクロミック媒体を用いる。例えば、非特許文献１および非特許文献２を参照されたい。また、非特許文献３も参照されたい。この種類のナノクロミック膜はまた、例えば、米国特許第６，３０１，０３８号、同第６，８７０，６５７号、および同第６，９５０，２２０号にも説明される。この種類の媒体もまた、典型的には双安定である。

電子光学ディスプレイの別のタイプは、Ｐｈｉｌｉｐｓによって開発され、非特許文献４に説明されるエレクトロウェッティングディスプレイである。そのようなエレクトロウェッティングディスプレイが双安定に作られ得ることは、２００４年１０月６日に出願された同時係属出願第１０／７１１，８０２号（公開番号２００５／０１５１７０９）に示される。

長年、真剣な研究開発の主題であった電子光学ディスプレイの１つのタイプは、粒子ベースの電気泳動ディスプレイであり、電気泳動ディスプレイにおいて複数の荷電粒子が電界の影響によって流体を通って動く。電気泳動ディスプレイは、液晶ディスプレイと比較した場合、良好な輝度およびコントラスト、広視野角、状態双安定性、および低消費電力の特質を有し得る。それにもかかわらず、これらディスプレイの長期の画質に伴う問題は、それらディスプレイの広範囲の使用を妨げた。例えば、電気泳動ディスプレイを構成する粒子は、沈降分離する傾向があり、結果として、これらのディスプレイの不適切な有効寿命をもたらした。

上記のように、電気泳動媒体は、流体の存在を必要とする。ほとんどの先行技術泳動媒体において、この流体は液体である。しかし、電気泳動媒体は気体の流体を用いて生成され得る。例えば、Ｋｉｔａｍｕｒａ，Ｔ．ら、「Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｔｏｎｅｒ ｍｏｖｅｍｅｎｔ ｆｏｒ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｐａｐｅｒ−ｌｉｋｅ ｄｉｓｐｌａｙ」，ＩＤＷ Ｊａｐａｎ，２００１、Ｐａｐｅｒ ＨＣＳ１−１、およびＹｍａｇｕｃｈｉ，Ｙ．ら、「Ｔｏｎｅｒ Ｄｉｓｐｌａｙ ｕｓｉｎｇ ｉｎｓｕｌａｔｉｖｅ ｐａｒｔｉｃｌｅｓ ｃｈａｒｇｅｄ ｔｒｉｂｏｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ」，ＩＤＷ Ｊａｐａｎ，２００１、Ｐａｐｅｒ ＡＭＤ４−４）を参照されたい。また、米国特許出願公開第２００５／０００１８１０号、欧州特許出願第１，４６２，８４７号、同第１，４８２，３５４号、同第１，４８４，６３５号、同第１，５００，９７１号、同第１，５０１，１９４号、同第１，５３６，２７１号、同第１，５４２，０６７号、同第１、５７７，７０２号、同第１，５７７，７０３号、および同第１，５９８，６９４号、ならびに国際出願番号ＷＯ ２００４／０９０６２６、同ＷＯ ２００４／０７９４４２、および同第２００４／００１４９８も参照されたい。そのような気体ベースの電気泳動媒体は、例えば媒体が垂直な平面に配置される場合の標識においてそのような沈降分離を許容する配向で媒体が用いられるとき、粒子沈降分離による液体ベースの電気泳動媒体と同じ種類の問題の影響を受けやすいように見える。実際は、粒子沈降分離は、液体ベースの電気泳動媒体におけるよりも気体ベースの電気泳動媒体において深刻な問題であるように見える。なぜなら、液体流体と比較して気体の浮遊流体のより低い粘性は、電気泳動粒子のより急速な沈降分離を可能にするからである。

Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＭＩＴ）およびＥ Ｉｎｋ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎに譲渡されたか、またはその名における多数の特許および出願は、カプセルに入れられた電気泳動媒体およびその他の電子光学媒体において用いられる様々な技術を説明する。そのようなカプセルに入れられた媒体は、多数の小さなカプセルを含み、その小さなカプセルの各々は、それ自体、流体媒体において電気泳動により可動な粒子を含む内部相と、内部相を囲むカプセル壁とを含む。典型的には、カプセルは、それ自体、ポリマー結合剤内に保持され、２つの電極間に位置を決められる干渉性層を形成する。これらの特許および出願において説明される技術は、次のものを含む。
（ａ）電気泳動粒子、流体および流体添加剤。例えば、米国特許第７，００２，７２８号および米国特許出願公開第２００７／０１４６３１０号を参照されたい。
（ｂ）カプセル、結合剤およびカプセル封入プロセス。例えば、米国特許第６，９２２，２７６号および同第７，４１１，７１９号を参照されたい。
（ｃ）電気光学材料を含む膜およびサブアセンブリ。例えば、米国特許第６，９８２，１７８号および米国特許出願公開第２００７／０１０９２１９号を参照されたい。
（ｄ）ディスプレイにおいて用いられるバックプレイン、接着層および他の補助層および方法。例えば、米国特許第７，１１６，３１８号および米国特許出願公開第２００７／００３５８０８号を参照されたい。
（ｅ）色形成および色調整。例えば、米国特許第６，０１７，５８４号、同第６，６６４，９４４号、同第６，８６４，８７５号、同第７，０７５，５０２号、および同第７，１６７，１５５号、ならびに米国特許出願公開第２００４／０１９０１１４号、同第２００４／０２６３９４７号、同第２００７／０１０９２１９号、同第２００７／０２２３０７９号、同第２００８／００２３３３２号、同第２００８／００４３３１８号、および同第２００８／００４８９７０号を参照されたい。
（ｆ）ディスプレイを駆動する方法。例えば、米国特許第７，０１２，６００号および米国特許出願公開第２００６／０２６２０６０号を参照されたい。
（ｇ）ディスプレイの出願。例えば、米国特許第７，３１２，７８４号および米国特許出願公開第２００６／０２７９５２７号を参照されたい。
（ｈ）米国特許第６，２４１，９２１号、同第６，９５０，２２０号、および同第７，４２０，５４９号に説明される非電気泳動ディスプレイ。

上記の特許および出願の多くは、カプセルに入れられた電気泳動媒体における分離したマイクロカプセルを囲む壁が連続相によって置き換えられ得、従っていわゆるポリマー分散電気泳動ディスプレイを生成し、この場合、電気泳動媒体が電気泳動流体およびポリマー材料の連続相の複数の分離した小滴を含むこと、および、どの分離したカプセル部材も各個々の小滴と関連付けられていないとしても、そのようなポリマー分散電気泳動ディスプレイ内の電気泳動流体の分離した小滴がカプセルまたはマイクロカプセルとして見なされ得ることを認識する。例えば、上記の米国特許第６，８６６，７６０号を参照されたい。従って、本出願の目的のために、そのようなポリマー分散電気泳動媒体は、カプセルに入れられた電気泳動媒体の亜種として見なされる。

電気泳動ディスプレイの関連するタイプは、いわゆる「マイクロセル電気泳動ディスプレイ」である。マイクロセル電気泳動ディスプレイにおいて、荷電粒子および流体は、マイクロカプセル内に入れられないで、代わりに、典型的にはポリマー膜である担体媒体内に形成される複数の空洞内に保持される。例えば、いずれもＳｉｐｉｘ Ｉｍａｇｉｎｇ，Ｉｎｃ．に譲渡された、米国特許第６，６７２，９２１号および同第６，７８８，４４９号を参照されたい。

電気泳動媒体は、しばしば不透明であり（なぜなら、例えば、多くの電気泳動媒体において、粒子はディスプレイを通る可視光の透過を実質的に遮断するからであり）、反射モードで動作するが、多くの電気泳動ディスプレイは、１つの表示状態が実質的に不透明であり、１つの表示状態が光透過であるといういわゆる「シャッタモード」で動作するように作られ得る。例えば、米国特許第６，１３０，７７４号および同第６，１７２，７９８号、ならびに米国特許第５，８７２，５５２号、同第６，１４４、３６１号、同第６，２７１，８２３号、同第６，２２５，９７１号、および同第６，１８４，８５６号を参照されたい。電気泳動ディスプレイと類似しているが、電界強度の変動に依存する誘電泳動ディスプレイは、類似のモードで動作し得る。米国特許第４，４１８，３４６号を参照されたい。他のタイプの電気光学ディスプレイもまた、シャッタモードで動作することが可能であり得る。

カプセルに入れられた電気泳動ディスプレイは、典型的には従来の電気泳動デバイスのクラスタ化および沈降分離破損モードを被むらないで、種々様々な可撓性のある剛性の基板上に表示をプリンティングまたはコーティングする能力などのさらなる利点を提供する。（単語「プリンティング」の使用は、パッチダイコーティングなどのプレメータ（ｐｒｅ−ｍｅｔｅｒｅｄ）コーティング、スロットまたは押出しコーティング、スライドまたはカスケードコーティング、カーテンコーティング、ナイフオーバロールコーティングなどのロールコーティング、前進および後退ロールコーティング、グラビアコーティング、浸漬コーティング、スプレーコーティング、メニスカスコーティング、スピンコーティング、ブラシコーティング、エアナイフコーティング、シルクスクリーンコーティングプロセス、静電プリンティングプロセス、熱プリンティングプロセス、インクジェットプリンティングプロセス、電気泳動蒸着（米国特許第７，３３９，７１５号を参照されたい）、および他の類似の技術を含むが、これらに限定されない、すべての形式のプリンティングおよびコーティングを含むことが意図される）。従って、結果として生じるディスプレイは、可撓性であり得る。さらに、表示媒体は（様々な方法を用いて）プリントされ得るので、ディスプレイ自体は安価に作られ得る。

電子光学媒体の他のタイプもまた、本発明において有用であり得る。

多くの種類の電子光学媒体は、任意の所与の媒体が２つの極限光学状態と、２つの極限の光学状態の間にある灰色レベルの範囲とを有するという意味で、本質的に単色である。既に示されるように、２つの極限の光学状態は、黒および白である必要はない。例えば、一方の極限の光学状態が白であり得、もう一方の極限の光学状態が濃い青であり得、その結果、中間の灰色レベルは青の変化する色合いであり、または一方の極限の光学状態が赤であり得、もう一方の極限の光学状態が青であり得、その結果、中間の灰色レベルは紫の変化する色合いである。

米国特許第７，１７０，６７０号明細書 米国特許第５，８０８，７８３号明細書 米国特許第５，７７７，７８２号明細書 米国特許第５，７６０，７６１号明細書 米国特許第６，０５４，０７１号明細書 米国特許第６，０５５，０９１号明細書 米国特許第６，０９７，５３１号明細書 米国特許第６，１２８，１２４号明細書 米国特許第６，１３７，４６７号明細書 米国特許第６，１４７，７９１号明細書

Ｏ‘Ｒｅｇａｎ，Ｂら、Ｎａｔｕｒｅ １９９１，３５３，７３７ Ｗｏｏｄ，Ｄ．，Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ，１８（３），２４（２００２年３月） Ｂａｃｈ，Ｕ．ら，Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．，２００２，１４（１１），８４５ Ｈａｙｅｓ，Ｒ．Ａ．ら、「Ｖｉｄｅｏ−Ｓｐｅｅｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｐａｐｅｒ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｗｅｔｔｉｎｇ」、Ｎａｔｕｒｅ，４２５，３８３−３８５（２００３）

今日小さなポータブルディスプレイでさえもフルカラー表示に対するますます増加する需要があり、セルラ電話のほとんどのディスプレイは今日フルカラーである。単色媒体を用いてフルカラー表示を提供するために、表示がカラーフィルタアレイを通して見られ得るカラーフィルタアレイを配置するか、または互いに隣接して異なる色を表示することが可能な異なる電子光学媒体の領域を配置するかのいずれかが必要である。

添付の図面の図１は、複数のピクセル電極１０４を支えるバックプレイン１０２を備えているカラー電気泳動ディスプレイ（全体として１００で示される）の概略断面図である。上記の２００７／０１０９２１９に説明されるように、このバックプレイン１０２に対して逆転前面積層板が積層され、この逆転前面積層板は、黒および白の極限光学状態を有する単色の電気泳動媒体層１０６と、接着層１０８と、ピクセル電極１０４に整列させられた赤、緑および青の領域を有するカラーフィルタアレイ１１０と、実質的に透明な伝導層１１２（典型的には、酸化インジウムスズ、ＩＴＯから形成される）と、前部保護層１１４とを備えている。

ディスプレイ１００において、電気泳動層１０６は、もちろん１００パーセント反射ではなく、アレイ１１０におけるカラーフィルタ素子の飽和は、十分な光がアレイ１１０を通過することを可能にし、電気泳動層１０６から反射し、アレイ１１０を通って戻るために、減少させられなければならない。しかしながら、カラーフィルタアレイを用いることは、単一の黒／白の電子光学媒体がフルカラー表示を提供することを正に可能にし、典型的には、電子光学媒体の色を変化させるよりも、カラーフィルタアレイにおいて色を変化させることによって表示の色全領域を制御することが容易であり、ほとんどの電子光学媒体の場合よりも、カラーフィルタアレイにおいて使用するための利用可能な材料は、はるかに多い。

図１に示されるカラーフィルタアレイは、ＲＧＢカラーフィルタである。白ピクセルが含まれ、従ってＲＧＢＷフィルタを生成する場合、改良されたコントラストがフィルタから得られ得ることは公知である。ＲＧＢＷフィルタが電子光学ディスプレイと共に用いられ、赤、緑および青のピクセルが適切に飽和された赤、緑および青の色を用いる場合、ディスプレイの白状態はやや不十分であることが見出された。カラー印刷業界において用いられるＣＭＹ（シアン／マゼンタ／黄）印刷システムに類似したＣＭＹフィルタがＲＧＢフィルタの代わりに用いられることが提案された。カラー印刷において、シアン、マゼンタおよび黄のインクは重なり合い得、それでその結果生じる印刷は、減法色方式を用いて十分に飽和した色を提供し得る。電子光学ディスプレイと共に用いるカラーフィルタにおいて、そのような重なり合いは可能ではない。なぜなら、シアン、マゼンタおよび黄のピクセルは、互いに沿って置かれており、重なり合わない。ＲＧＢＷカラーフィルタの代わりにＣＭＹＷ（シアン／マゼンタ／黄／白）カラーフィルタを用いることは、ディスプレイの白状態を改善するが、赤、緑および青の色を非飽和した、すなわち「洗い流された」ように見えるようにする。

従って、電子光学ディスプレイにおいて改良されたカラーフィルタアレイに対するニーズがあり、本発明は、そのような改良されたカラーフィルタアレイ、およびそのようなカラーフィルタを含むディスプレイを提供するように努める。本発明はまた、本発明のカラーフィルタアレイと共に用いるＲＧＢカラー画像をマッピングする方法を提供するように努める。

電子光学ディスプレイ上のカラー画像の見え方が新しい組の原色を用いることによって改善され得、この新しい組の原色は、ＲＧＢ原色とＹＣＭ原色とをその正確な順序で混合することによって形成されることがここで見出された。新しい組の原色を用いる結果は、ＲＧＢ原色およびＣＭＹ原色の上記の特性間の中間物であり、より具体的には、新しい組の原色はＣＭＹ原色によって達成される赤、緑および青の色の飽和よりも大きい赤、緑および青の色の飽和を生成し、一方、ＲＧＢ原色によって達成される白状態より良い白状態を生成し、結果として生じる特性は、ＲＧＢ原色またはＣＭＹ原色のいずれかによって達成されるカラー画像よりも人間の眼にとってより魅力的なカラー画像を表現する。白ピクセルを用いることは、適切なコントラストを維持するためになおも大いに望ましい。

従って、一局面において、本発明は、複数のピクセルを含むカラーフィルタアレイを提供し、ピクセルの各々は、
Ｌａ^＊ｂ^＊色空間のａ^＊ｂ^＊平面において２５°〜６５°の範囲内の色相を有するオレンジ色サブピクセルと、
該ａ^＊ｂ^＊平面において１４５°〜１８５°の範囲内の色相を有するライム色サブピクセルと、
該ａ^＊ｂ^＊平面において２６５°〜３０５°の範囲内の色相を有する紫色サブピクセルと
を含む。

そのようなカラーフィルタの好ましい形態において、各オレンジ色サブピクセルは、ａ^＊ｂ^＊平面において３５°〜５５°（最も望ましくは４０°〜５０°）の範囲内の色相を有し、各ライム色サブピクセルは、ａ^＊ｂ^＊平面において１５５°〜１７５°（最も望ましくは１６０°〜１７０°）の範囲内の色相を有し、各紫色サブピクセルは、ａ^＊ｂ^＊平面において２７５°〜２９５°（最も望ましくは２８０°〜２９０°）の範囲内の色相を有する。各ピクセルは、白色サブピクセルをさらに含み得る。明らかに、カラーフィルタのカラー全領域は、オレンジ色、ライム色および紫のクロミナンスによって影響され、オレンジ色サブピクセル、ライム色サブピクセルおよび紫色サブピクセルの各々に対して、ａ^＊ｂ^＊座標は、
（ａ^＊）^２＋（ｂ^＊）^２≧２５
の関係を満足し、
好ましくは、
（ａ^＊）^２＋（ｂ^＊）^２≧１００
の関係を満足する。
以下に説明される理由により、ａ^＊ｂ^＊平面においてオレンジ色サブピクセルと、ライム色サブピクセルと、紫色サブピクセルとの間の角度はすべて、１２０°±５°の範囲内に入ることが望ましい。

本発明は、本発明のカラーフィルタの備え付けられた電子光学ディスプレイまで及ぶ。本発明は、反射する電子光学媒体を有するそのようなディスプレイに専用に用いられるように意図されてはいないが、特に、光が、カラーフィルタを通過し、電子光学媒体から反射され、カラーフィルタを通過して観察者に戻るようになっている。電子光学ディスプレイは、上記に考察された任意のタイプの電子光学媒体を利用し得る。従って、電子光学材料は、回転二色部材またはエレクトロクロミック材料を含み得る。代わりに、電子光学材料は、流体内に配置され、電界の影響によって流体を通って動くことが可能な複数の電気的に帯電した粒子を含む電気泳動材料を含み得る。電気的に帯電した粒子および流体は、複数のカプセルまたはマイクロセルによって閉じ込められ得る。代わりに、電気的に帯電した粒子および流体は、ポリマー材料を含む連続相によって囲まれる複数の分離した小滴として存在し得る。流体は液体または気体であり得る。

本発明は、本発明のディスプレイを構成する、電子ブックリーダ、ポータブルコンピュータ、タブレットコンピュータ、セルラ電話、スマートカード、標識、腕時計、書架見出しまたはフラッシュドライブに及ぶ。

明らかに、本発明のカラーフィルタと共に用いるためにＲＧＢ画像データを変換することが可能であることが必要である。以下のパラグラフにおいて説明される方法は、白色サブピクセルを有する本発明のカラーフィルタと共に用いるように設計され、そのような白色サブピクセルのないカラーフィルタと共に用いるために当業者によって容易に修正され得る。

従って、本発明は、請求項１２に記載のディスプレイ上に表示するためにＲＧＢ画像を変換する方法を提供し、該方法は、各ピクセルに対して、
（ａ）ＲＧＢ値に対応するシアン値、マゼンタ値および黄値を推定することと、
（ｂ）ステップ（ａ）において推定されたシアン値、マゼンタ値および黄値の最低値を決定し、ステップ（ａ）において推定されたシアン値、マゼンタ値および黄値の各々からこの最低値を引き、修正されたシアン値、マゼンタ値、黄値を提供することと、
（ｃ）赤値、緑値および青値の最低値を決定し、ステップ（ｂ）において計算された修正されたシアン値、マゼンタ値、黄値にこの最低値を追加し、最終のシアン値Ｃ、マゼンタ値Ｍ、黄値Ｙをそれぞれ生成することと、
（ｄ）赤値および黄値、緑値およびシアン値、ならびに青値およびマゼンタ値の重みつき平均をそれぞれ用いて、オレンジ色値、ライム色値、紫色値を得ることと、
（ｅ）赤値、緑値および青値の最低値および最終のシアン値Ｃ、マゼンタ値Ｍ、黄値Ｙの重みつき平均値に白値を設定することと
を包含する。

既に言及されたように、添付の図面の図１は、カラー電気泳動ディスプレイの概略断面図である。 図２は、用いられた正確なオレンジ原色の機能として、本発明のディスプレイの特定の特性の変化を示すグラフである。 図３は、Ｌａ^＊ｂ^＊空間において本発明のカラーフィルタアレイを用いて得られる赤、緑、青、シアン、マゼンタおよび黄色を示すカラー図である。

既に言及されたように、本発明は、オレンジ、ライムおよび紫の原色に基づく色フィルタを提供する。従って、本発明のカラーフィルタは、「ＯＬＰ」カラーフィルタ、またはカラーフィルタが白色サブピクセルを組み込んだ場合、「ＯＬＰＷ」と呼ばれる。本発明はまた、そのようなカラーフィルタを用いた電子光学ディスプレイ、およびそのようなカラーフィルタと共に使用するためにＲＧＢ画像データを変換する方法を提供する。

既に示されたように、本発明のカラーフィルタにおいて用いられる原色は、ＲＧＢおよびＹＣＭの組（その順序で）から関連する原色の重みつき量を混合することによって生成され、その結果、原色は、以下のように定義され得る。

オレンジ色−赤および黄の混合
ライム色−緑およびシアンの混合
グレープ色−青およびマゼンタの混合
新しい原色は、所望の色全領域およびコントラスト要求に従って、種々の割合でＲＧＢ原色とＹＣＭ原色とを混ぜ合わせることによって生成され得る。混ぜ合わせの最適化は、カラーフィルタから入手可能な個々のＲＧＢＣＭＹ色の飽和における最適なバランスを達成するために、原色を効果的に回転させる方法で、ＲＧＢおよびＹＣＭの原色の割合を変えることによって達成され得る。例えば、本発明において用いられる新オレンジ（Ｏ）、ライム（Ｌ）および紫（Ｐ）の原色は、概して以下のように定義され得る。

Ｏ＝（α_１Ｒ＋α_２Ｙ）／（α_１＋α_２）
Ｌ＝（α_３Ｇ＋α_４Ｃ）／（α_３＋α_４）
Ｐ＝（α_５Ｂ＋α_６Ｍ）／（α_５＋α_６）
ここで、α_１〜α_６の各々は定数であり、比率α_１：α_２、α_３：α_４およびα_５：α_６は、ａ^＊ｂ^＊平面において、オレンジ色サブピクセルが２５°〜６５°の範囲内の色相を有し、ライム色サブピクセルが１４５°〜１８５°の範囲内の色相を有し、紫サブピクセルが２６５°〜３０５°の範囲内の色相を有するように選ばれる（このことは、比率α_１：α_２、α_３：α_４およびα_５：α_６の各々は、１：２．３〜２．３：１の範囲内に入ることを含意する）。最適な比率は、最大全領域と色の標準の組に調和する能力との間の所望のバランスに依存する。概して、ａ^＊ｂ^＊平面において４５°に対応する色相を有するオレンジ原色を用いることが好ましい。

添付の図面の図２は、本発明の典型的なカラーフィルタに対する色相角度回転の関数として、カラー目標距離（すなわち、ＣＩＥ ＤＥ ２０００規格に従って計算された標準の赤、緑、青、シアン、マゼンタおよび黄色の組を提供することが不能の程度。−例えば、ｗｗｗ．ｂｒｕｃｅｌｉｎｄｂｌｏｏｍ．ｃｏｍ／ｉｎｄｅｘ．ｈｔｍｌ？Ｅｑｎ＿ＤｅｌｔａＥ＿ＣＩＥ２０００．ｈｔｍｌを参照されたい）、飽和およびカラー全領域の変化を示すグラフであり、ここで、零の色相角度回転は、ａ^＊ｂ^＊平面において４５°に対応する色相を有するオレンジ原色に対応する（上記に与えられたα_１＝α_２に対応する）。図２から分かることは、目標距離が零の色相角度回転において最小値に到達するが（すなわち、オレンジ原色がａ^＊ｂ^＊平面において４５°の色相にあるとき）、飽和および色全領域の両方がわずかにマイナスの色相角度回転において増加することである。従って、飽和および／またはカラー全領域が目標距離以上に重要であると考えられる用途において、ａ^＊ｂ^＊平面において３０°〜３５°に対応する色相を有するオレンジ原色に対応して約−１０°〜約−１５°の色相角度回転、または約１．４〜１．７の範囲のα_１／α_２を用いることが有利であり得る。プラスの色相角度回転が避けられるべきであることに注意されたい。なぜなら、図２から分かり得るように、色相角度を零よりも上に増加させることは、結果として、目標距離の増加ならびに飽和およびカラー全領域の両方の減少をもたらし、これらはすべて望ましくないからである。

典型的には、選択された原色が色相角度において正確に１２０±５°離れ、その結果、ディスプレイの「白」状態が実質的に中性灰色であることが望ましい。これは、同じα_１：α_２、α_３：α_４およびα_５：α_６比率がＯＬＰ原色の各々の計算において用いられることを確実にすることによって達成され得る。原色の正確な位置は、ディスプレイの白状態のための望ましい白点を得るために選択され得る。特に、多くの人が、ディスプレイの白状態において厳密に中性灰色よりわずかに青の色相を好むが、白状態における微量の赤または緑の色相を嫌悪することは色彩科学の当業者にとって周知である。

ＯＬＰ（Ｗ）原色はまた、白状態を改善するためにわずかに非飽和にされ得るが、色彩の豊かさにおけるいくらかの犠牲となり得る。

画像分野における当業者に容易に明らかであるように、本発明によって提供される新しい原色への（ほとんどの画像がコンピュータによって格納される形態である）ＲＧＢ画像の適切な変換は、ディスプレイのカラー全領域の完全な利点を享受するために必須である。ＲＧＢ画像をＯＰＬＷ原色に変換する好ましい方法は、以下のとおりである。

１．シアン、マゼンタおよび黄の値を、それらの補原色（ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ｐｒｉｍａｒｙ）を加えることによって、推定する。

ｃ’＝Ｂ＋Ｇ、
ｍ’＝Ｒ＋Ｂ、および
ｙ’＝Ｒ＋Ｇ
これらの式は、演色を改善するために調整され得る。例えば、黄に対する異なる比率の赤および緑が用いられ得る。結果として生じる値は、いくつかの場合において典型的には２５５である任意のカラーチャネルの許容可能な最大値を超え得ることに注意されたい。

２．ステップ１において決定されたｃ’、ｍ’またはｙ’の値の最低値（この最低値は「ｍｉｎ（ｃ’，ｍ’，ｙ’）」で示される）を決定し、ステップ１において計算された値の各々からこの最低値を引き、修正されたシアン、マゼンタおよび黄の値（各々、ｃ”、ｍ”、およびｙ”で示される）を生成する。よって、
ｃ”＝ｃ’−ｍｉｎ（ｃ’，ｍ’，ｙ’）
ｍ”＝ｍ’−ｍｉｎ（ｃ’，ｍ’，ｙ’）
ｙ’＝ｙ’−ｍｉｎ（ｃ’，ｍ’，ｙ’）
３．Ｒ、ＧおよびＢ値の最低値（「ｍｉｎ（ＲＧＢ）」で示され、−この最低値は本質的に元のＲＧＢ画像の灰色成分を表す）を決定し、次のように、ステップ２において決定された修正されたシアン、マゼンタおよび黄の値にこの最低値を加え、最終値シアンＣ、マゼンタＭおよび黄Ｙを得る。

Ｃ＝ｃ”＋ｍｉｎ（ＲＧＢ）
Ｍ＝ｍ”＋ｍｉｎ（ＲＧＢ）
Ｙ＝ｙ”＋ｍｉｎ（ＲＧＢ）
４．上記に説明されるように、ＲＧＢ原色とＹＣＭ原色との平均ｅを用いて、紫色、ライム色およびオレンジ色を得る。

Ｐ＝（Ｂ＋Ｍ）／２
Ｌ＝（Ｇ＋Ｃ）／２
Ｏ＝（Ｒ＋Ｙ）／２
（明らかに、１以外のα_１：α_２、α_３：α_４およびα_５：α_６を有する修正されたＯＰＬＷが用いられる場合、そのような修正された原色に対する適切な式はこのステップにおいて用いられるべきである）。

５．白ピクセル値は、
Ｗ＝（ｍｉｎ（ＲＧＢ）＋ｍｉｎ（ＣＭＹ）／２
Ｗ＝ｍｉｎ（ＯＬＰ）
によって概算され得る。

上記に説明されるようなＯＰＬＷ原色または修正されたＯＰＬＷ原色は、赤、緑、青、シアン、マゼンタ、および黄色のバランスのとれた構成を可能にする。なぜなら、これらの色の各々は、アレイからの単一のピクセルと、２分の１の白反射率の隣接格子とを用いて表示されるからである。表示色の有効面積は、従って２５＋２５／２＝３７．５パーセントである。従って、有効面積は、ディスプレイの面積の３分の１よりも大きく、従って、白ピクセルを導入する影響を補償することより多い。結果として生じる色は、最大の色全領域がコントラストを犠牲にすることなく達成される場合の快い中間物である画像を生成する。

さらに、ＯＰＬＷのカラーフィルタアレイは、従来のＲＧＢＷまたはＣＭＹＷカラーフィルタアレイが可能ではなかった方法で、赤、緑、青、シアン、マゼンタおよび黄色のバランスのとれた表示を可能にする。図３は、ＲＧＢおよびＣＭＹ色素の組の公知のスペクトル特性を用いて本発明のＯＰＬＷカラーフィルタアレイのモデルを作ることと、ＯＰＬカラーフィルタ素子が等しい量の２つの関連する色素を用いることを仮定することとによって、得られた結果を示す。（これは最適未満のモデルのようであり、ＯＰＬカラーフィルタ素子のために特に開発された色素の組は、最初に他の原色と共に用いられるために開発された色素の組の混合より良い結果をもたらしそうあることに注意されたい）。図３から分かることは、本発明のカラーフィルタアレイが、（図３の線の内側端部において）飽和が少ないが、（線の外側端部に示されるように）赤、緑、青、シアン、マゼンタおよび黄色の表示のための望ましい目標が良くバランスがとれており、かつ良好なＬ^＊値を有する色を達成することが可能であることである。本発明のカラーフィルタアレイによるこのバランスのとれたカラーディスプレイは、従来のＲＧＢＷカラーフィルタアレイ（これは良好な赤、緑および青の色を生成するが、不十分なシアン、マゼンタおよび黄色を生成する）および従来のＣＭＹＷカラーフィルタアレイ（これは、良好なシアン、マゼンタおよび黄色を生成するが、不十分な赤、緑および青の色を生成する）と著しい対照をなしている。

上記に説明されるように、ＯＰＬＷ原色または修正されたＯＰＬＷ原色を用いることは、双安定の電子光学ディスプレイに限定されない。これらの原色は、液晶ディスプレイのカラーフィルタに用いられ得、液晶ディスプレイにおいて、これらの原色は、大きな色全領域を維持しながら、コントラストを改善し、従って、フロントライトまたはバックライトの所要電力を減少させ得る。ＯＰＬＷ原色または修正されたＯＰＬＷ原色を用いる場合、典型的には、フロントライトまたはバックライトのスペクトルを調整することが望ましい。

ＯＰＬＷ原色または修正されたＯＰＬＷ原色を用いてディスプレイ用にＲＧＢ画像を変換する、上記に説明される方法は、計算的に単純かつ優雅であり、ＣＭＹカラーフィルタの高透過率をＲＧＢカラーフィルタの高飽和と組み合せて視覚的に快い画像を生み出す。既に言及されたように、この変換方法は、修正されたＯＰＬＷ原色が用いられる場合、カラーフィルタアレイ原色の正確な混ぜ合わせのために調整されるべきである。

要約すると、本発明は、基本色の飽和に対して小さな影響を与えるだけで、カラーディスプレイの改善された白状態を提供し、バランスのとれた演色およびより良い見掛け飽和を提供し、フロントライティングまたはバックライティングが用いられる場合、省エネを提供し得る。

Claims (16)

1. 複数のピクセルを含むカラーフィルタアレイであって、該ピクセルは、それぞれ、
   Ｌａ^＊ｂ^＊色空間のａ^＊ｂ^＊平面において２５°〜６５°の範囲内の色相を有するオレンジ色サブピクセルと、
   該ａ^＊ｂ^＊平面において１４５°〜１８５°の範囲内の色相を有するライム色サブピクセルと、
   該ａ^＊ｂ^＊平面において２６５°〜３０５°の範囲内の色相を有する紫色サブピクセルと
   を含むことを特徴とする、カラーフィルタアレイ。
2. 各オレンジ色サブピクセルは、前記ａ^＊ｂ^＊平面において３５°〜５５°の範囲内の色相を有し、
   各ライム色サブピクセルは、該ａ^＊ｂ^＊平面において１５５°〜１７５°の範囲内の色相を有し、
   各紫色サブピクセルは、該ａ^＊ｂ^＊平面において２７５°〜２９５°の範囲内の色相を有する、請求項１に記載のカラーフィルタアレイ。
3. 各オレンジ色サブピクセルは、前記ａ^＊ｂ^＊平面において４０°〜５０°の範囲内の色相を有し、
   各ライム色サブピクセルは、該ａ^＊ｂ^＊平面において１６０°〜１７０°の範囲内の色相を有し、
   各紫色サブピクセルは、該ａ^＊ｂ^＊平面において２８０°〜２９０°の範囲内の色相を有する、請求項２に記載のカラーフィルタアレイ。
4. 各ピクセルは、白色サブピクセルをさらに含む、請求項１に記載のカラーフィルタアレイ。
5. 前記オレンジ色サブピクセル、ライム色サブピクセルおよび紫色サブピクセルの各々に対して、前記ａ^＊ｂ^＊座標は、
   （ａ^＊）^２＋（ｂ^＊）^２≧２５
   の関係を満足する、請求項１に記載のカラーフィルタアレイ。
6. 前記オレンジ色サブピクセル、ライム色サブピクセルおよび紫色サブピクセルの各々に対して、前記ａ^＊ｂ^＊座標は、
   （ａ^＊）^２＋（ｂ^＊）^２≧１００
   という関係を満足する、請求項５に記載のカラーフィルタアレイ。
7. 前記ａ^＊ｂ^＊平面において、オレンジ色サブピクセルと、ライム色サブピクセルと、紫色サブピクセルとの間の角度はすべて、１２０°±５°の範囲内に入る、請求項１に記載のカラーフィルタアレイ。
8. 前記請求項のいずれか１項に記載のカラーフィルタを特徴とする電子光学ディスプレイ。
9. 反射性である電子光学媒体を有することにより、光は、前記カラーフィルタを通過し、該電子光学媒体から反射され、該カラーフィルタを通過して観察者に戻る、請求項８に記載の電子光学ディスプレイ。
10. 前記電子光学材料は、回転二色部材またはエレクトロクロミック材料を含む、請求項８に記載の電子光学ディスプレイ。
11. 前記電子光学材料は、電気泳動材料を含み、該電気泳動材料は、流体内に配置され、電界の影響によって該流体を通って動くことが可能な複数の電気的に帯電した粒子を含む、請求項８に記載の電子光学ディスプレイ。
12. 前記電気的に帯電した粒子および前記流体は、複数のカプセルまたはマイクロセル内に閉じ込められる、請求項１１に記載の電子光学ディスプレイ。
13. 前記電気的に帯電した粒子および前記流体は、ポリマー材料を含む連続相によって囲まれる複数の分離した小滴として存在する、請求項１１に記載の電子光学ディスプレイ。
14. 前記流体は気体である、請求項１１に記載の電子光学ディスプレイ。
15. 請求項８〜１４のいずれか１項に記載のディスプレイを備えている、電子ブックリーダ、ポータブルコンピュータ、タブレットコンピュータ、セルラ電話、スマートカード、標識、腕時計、書架見出しまたはフラッシュドライブ。
16. 請求項８に記載のディスプレイ上に表示するためにＲＧＢ画像を変換する方法であって、該方法は、各ピクセルに対して、
    （ａ）ＲＧＢ値に対応するシアン値、マゼンタ値および黄値を推定することと、
    （ｂ）ステップ（ａ）において推定された該シアン値、該マゼンタ値および該黄値の最低値を決定し、ステップ（ａ）において推定された該シアン値、該マゼンタ値および該黄値の各々からこの最低値を引き、修正されたシアン値、マゼンタ値、黄値を提供することと、
    （ｃ）赤値、緑値および青値の最低値を決定し、ステップ（ｂ）において計算された該修正されたシアン値、マゼンタ値、黄値にこの最低値を加算し、最終的なシアン値Ｃ、マゼンタ値Ｍ、黄値Ｙをそれぞれ生成することと、
    （ｄ）該赤値および黄値、緑値およびシアン値、ならびに青値およびマゼンタ値の重みつき平均をそれぞれ用いて、オレンジ色値、ライム色値、紫色値を得ることと、
    （ｅ）該赤値、緑値および青値の該最低値と、該最終的なシアン値Ｃ、マゼンタ値Ｍ、黄値Ｙとの重みつき平均値に白値を設定することと
    を行うことを特徴とする、方法。

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