JP2020522741A - 電気光学ディスプレイ - Google Patents

Abstract

画像を表示するために構成された電気泳動材料と、電気泳動材料内の電荷を放電するために電気泳動材料に結合された能動的構成要素とを有する電気光学ディスプレイ。一実施形態において、能動的構成要素は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）である。一実施形態において、電気光学ディスプレイは、能動的構成要素をアクティブにするために能動的構成要素に結合された第１の選択ラインをさらに備えている。一実施形態において、電気光学ディスプレイは、波形を前記電気泳動材料に伝送するための第２のＴＦＴをさらに備えている。

Description

（関連出願の参照）
本願は、米国特許出願第６２／５１２，２１２号（２０１７年５月３０日出願）に対する優先権を主張する。本願は、米国特許出願第１５／０１５，８２２号（２０１６年２月４日出願、（公開番号２０１６／０２２５３２２））、米国特許出願第１５／０１４，２３６号（２０１６年２月３日出願、（公開番号２０１６／０２２５３２１））、および、米国特許出願第１５／２６６，５５４号（２０１６年９月１５日出願、（公開番号２０１７／００７６６７２））にも関連する。

上で列挙された出願の全ては、参照することによってその全体として組み込まれる。
（発明の主題）

本明細書に開示される主題は、電気光学ディスプレイを駆動する手段および方法に関する。具体的には、本主題は、電気光学ディスプレイのためのバックプレーン設計ならびにそのようなディスプレイを駆動および／または放電する方法に関連する。

電気泳動ディスプレイまたはＥＰＤは、一般に、いわゆるＤＣ平衡波形によって駆動される。ＤＣ平衡波形は、深刻なハードウェア劣化を低減させ、他の信頼性問題を排除することによって、ＥＰＤの長期使用を改良することが証明されている。しかしながら、ＤＣ平衡波形制約は、ＥＰＤディスプレイを駆動するために利用可能である可能な波形の組を限定し、波形モードを介した有利な特徴を実装することを困難または時として不可能にする。例えば、「フラッシュレス」ホワイトオンブラックディスプレイモードを実装するとき、過剰な白色縁蓄積が、黒色に遷移したグレートーンが非点滅黒色背景の隣にあるとき、眼に見えるようになり得る。そのような縁を取り除くために、ＤＣ非平衡駆動スキームが、良好に働き得るが、そのような駆動スキームは、ＤＣ平衡制約を破ることを要求する。しかしながら、ＤＣ非平衡駆動スキームまたは波形は、ハードウェア劣化を経時的に生じさせ得、それは、ディスプレイデバイスの寿命を短くする。したがって、ハードウェア劣化を被らずに、ＤＣ非平衡波形または駆動スキームを用いて動作することが可能な電気光学ディスプレイを設計する必要がある。

本明細書に提示される主題の一実施形態によると、電気光学ディスプレイは、画像を表示するために構成された電気泳動材料と、電気泳動材料内の電荷を放電するために電気泳動材料に結合された能動的構成要素とを備え得る。

本明細書に開示される主題による別の実施形態では、電気光学ディスプレイは、画像を表示するために構成された電気泳動材料と、電気泳動材料内の電荷を放電するために電気泳動材料に結合された受動的構成要素とを備え得る。

さらに別の実施形態では、残留電圧を電気光学ディスプレイから放電する方法であって、電気光学ディスプレイは、画像を表示するように構成された電気泳動材料であって、電気泳動材料は、ピクセル電極と共通電極との間に位置付けられている、電気泳動材料と、電気泳動材料に結合され、電荷を電気泳動材料から放電するために構成された薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）と、ＴＦＴに結合され、ＴＦＴをアクティブにする選択ラインとを有し得、方法は、電圧を選択ラインを通して供給し、ＴＦＴをアクティブにすることにより、ＴＦＴを通した電気泳動材料までの伝導性経路を作成することと、伝導性経路を通して電気泳動材料内の電荷を放電することとを含み得る。

図１は、本明細書に提示される主題によるディスプレイピクセルの等価回路の一実施形態である。

図２Ａおよび２Ｂは、ＴＦＴ性能におけるシフトに起因したディスプレイのグレートーンおよび残影シフトを図示するグラフである。

図３は、本明細書に提示される主題による光学シフトを導入せずに駆動後放電の使用を可能にするための例示的ピクセル設計である。

図４は、本明細書に提示される主題による光学シフトを導入せずに駆動後放電の使用を可能にするための別のピクセル設計である。

図５は、能動的更新後、放電が続く電圧シーケンスである。

図６は、本明細書に提示される主題による光学シフトを導入せずに駆動後放電の使用を可能にするための別のピクセル設計である。

図７は、本明細書に提示される主題による光学シフトを導入せずに駆動後放電の使用を可能にするためのさらに別のピクセル設計である。

図８は、能動的更新後、放電が続く電圧シーケンスである。

本明細書に開示される主題は、電気光学ディスプレイ耐久性を改良することに関する。具体的には、主題は、構成要素応力によって生じるグレートーンシフトおよび残影シフトを緩和すること等、光学性能シフトの改良に関連する。

用語「電気光学」は、材料またはディスプレイに適用されるように、画像化技術分野におけるその従来的な意味で使用され、少なくとも１つの光学特性が異なる第１および第２の表示状態を有する材料を指すために本明細書で使用され、材料は、材料への電場の印加によって、その第１からその第２の表示状態に変化させられる。光学特性は、典型的には、ヒトの眼に知覚可能な色であるが、それは、光学透過率、反射率、ルミネッセンス、または機械読み取りのために意図されるディスプレイの場合の可視範囲外の電磁波長の反射における変化の意味における擬似色等、別の光学特性であり得る。

用語「双安定」および「双安定性」は、当技術分野におけるそれらの従来の意味で、少なくとも１つの光学特性が異なる第１および第２の表示状態を有する表示要素を備えているディスプレイを指すために本明細書で使用され、ディスプレイにおいて、第１または第２の表示状態のうちのいずれか一方を示すように有限持続時間のアドレス指定パルスを用いて所与の要素が駆動された後にアドレス指定パルスが終了した後、その状態が、表示要素の状態を変化させるために必要とされるアドレス指定パルスの最小持続時間の少なくとも数倍（例えば、少なくとも４倍）続く。米国特許第７，１７０，６７０号では、グレースケール対応のいくつかの粒子ベースの電気泳動ディスプレイが、その極端な黒および白状態においてだけではなく、その中間グレー状態においても、安定しており、同じことは、いくつかの他のタイプの電気光学ディスプレイにも当てはまることが示されている。このタイプのディスプレイは、適切には、双安定性ではなく、「多安定性」と呼ばれるが、便宜上、用語「双安定性」が、本明細書では、双安定性および多安定性ディスプレイの両方を対象とするために使用され得る。

用語「グレー状態」は、画像化技術分野におけるその従来的な意味で使用され、２つの極端なピクセルの光学的状態の中間の状態を指し、必ずしも黒と白とのこれらの２つの極端な状態の間の遷移を意味するわけではない。例えば、下で参照されるいくつかのＥ Ｉｎｋの特許および公開された出願は、極端な状態が白および濃青であり、中間の「グレー状態」が実際には薄青である電気泳動ディスプレイを説明している。実際、すでに述べたように、光学的状態の変化は、色の変化では全くないこともある。用語「黒」および「白」は、ディスプレイの２つの極端な光学的状態を指すために以下で使用されることもあり、例えば、前述の白および濃青状態等の厳密には黒および白ではない極端な光学的状態を通常含むものとして理解されるべきである。用語「単色」は、以降、介在グレー状態を伴わず、ピクセルをそれらの２つの極端な光学状態のみに駆動するディスプレイまたは駆動スキームを指すために使用され得る。

用語「ピクセル」は、本明細書では、ディスプレイ自体が示し得る全ての色を発生させることが可能なディスプレイの最小単位を意味するために、その従来の意味において使用される。フルカラーディスプレイでは、典型的には、各ピクセルは、複数のサブピクセルから成り、それらの各々は、ディスプレイ自体が示し得る全てより少ない色を表示することができる。例えば、大部分の従来のフルカラーディスプレイでは、各ピクセルは、赤色サブピクセル、緑色サブピクセル、青色サブピクセル、および随意に、白色サブピクセルから成り、サブピクセルの各々は、黒色からその規定された色の最も明るいバージョンまでの色の範囲を表示することが可能である。

いくつかのタイプの電気光学ディスプレイが、公知である。１つのタイプの電気光学ディスプレイは、例えば、米国特許第５，８０８，７８３号、第５，７７７，７８２号、第５，７６０，７６１号、第６，０５４，０７１号、６，０５５，０９１号、第６，０９７，５３１号、第６，１２８，１２４号、第６，１３７，４６７号、および第６，１４７，７９１号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、多くの場合、「回転二色ボール」ディスプレイと称されるが、前述の特許のうちのいくつかでは、回転部材が球状ではないので、用語「回転二色部材」の方がより正確なものとして好ましい）。そのようなディスプレイは、異なる光学特性を伴う２つ以上の区分と、内部双極子とを有する多数の小さい本体（典型的には、球状または円筒形）を使用する。これらの本体は、マトリクス内の液体が充填された空胞内に懸濁され、空胞は、本体が自由に回転するように、液体で充填されている。ディスプレイの外観は、ディスプレイに電場を印加することによって、したがって、本体を種々の位置に回転させ、視認表面を通して見られる本体の区分を変動させることによって、変更される。このタイプの電気光学媒体は、典型的には、双安定性である。

別のタイプの電気光学ディスプレイは、エレクトロクロミック媒体、例えば、ナノクロミックフィルムの形態におけるエレクトロクロミック媒体を使用し、ナノクロミックフィルムは、少なくとも部分的に半導体金属酸化物から形成される電極と、電極に付着した色の変化を反転可能な複数の染色分子とから成る。例えば、Ｏ’Ｒｅｇａｎ，Ｂ．，ｅｔ ａｌ，Ｎａｔｕｒｅ １９９１，３５３，７３７，およびＷｏｏｄ，Ｄ．，Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ，１８（３），２４（２００２年３月）を参照されたい。Ｂａｃｈ，Ｕ．，ｅｔ ａｌ，Ａｄｖ． Ｍａｔｅｒ．，２００２，１４（１１），８４５も参照されたい。このタイプのナノクロミックフィルムは、例えば、米国特許第６，３０１，０３８号、第６，８７０，６５７号、および第６，９５０，２２０号にも説明されている。このタイプの媒体も、典型的には、双安定性である。

別のタイプの電気光学ディスプレイは、Ｐｈｉｌｉｐｓによって開発され、Ｈａｙｅｓ，Ｒ．Ａ．，ｅｔ ａｌ，「Ｖｉｄｅｏ−Ｓｐｅｅｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｐａｐｅｒ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｗｅｔｔｉｎｇ」，Ｎａｔｕｒｅ，４２５，３８３−３８５（２００３年）に説明されているエレクトロウェッティングディスプレイである。米国特許第７，４２０，５４９号には、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性となり得ることが示されている。

長年にわたり研究および開発の関心の対象である、あるタイプの電気光学ディスプレイは、粒子ベースの電気泳動ディスプレイであり、複数の帯電粒子が、電場の影響下で流体を通って移動する。電気泳動ディスプレイは、液晶ディスプレイと比較したとき、良好な輝度およびコントラスト、広視野角、状態双安定、ならびに低電力消費の属性を有することができる。

上述のように、電気泳動媒体は、流体の存在を必要とする。殆どの従来技術の電気泳動媒体では、この流体は、液体であるが、電気泳動媒体は、ガス状流体を使用して生成され得る（例えば、Ｋｉｔａｍｕｒａ，Ｔ．，ｅｔ ａｌ． Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｔｏｎｅｒ ｍｏｖｅｍｅｎｔ ｆｏｒ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｐａｐｅｒ−ｌｉｋｅ ｄｉｓｐｌａｙ，ＩＤＷ Ｊａｐａｎ，２００１，Ｐａｐｅｒ ＨＣＳ１−１、およびＹａｍａｇｕｃｈｉ，Ｙ．，ｅｔ ａｌ．，Ｔｏｎｅｒ ｄｉｓｐｌａｙ ｕｓｉｎｇ ｉｎｓｕｌａｔｉｖｅ ｐａｒｔｉｃｌｅｓ ｃｈａｒｇｅｄ ｔｒｉｂｏｅｌｅｃｔｒｉｃａｉｌｙ，ＩＤＷ Ｊａｐａｎ，２００１，Ｐａｐｅｒ ＡＭＤ４−４を号参照）。米国特許第７，３２１，４５９号および第７，２３６，２９１号も参照されたい。そのようなガスベース電気泳動媒体は、例えば、媒体が垂直面に配置される看板等、媒体がそのような沈降を可能にする向きで使用されるとき、粒子沈降のために液体ベース電気泳動媒体と同じ種類の問題の影響を受けやすいと考えられる。実際、流体の粘度と比較したガス状懸濁流体のより低い粘度が電気泳動粒子のより高速の沈降を可能にするので、粒子沈降は、液体ベース電気泳動媒体よりガスベース電気泳動媒体において深刻な問題であると考えられる。

Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＭＩＴ）およびＥ Ｉｎｋ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎに譲渡された、またはそれらの名義の多数の特許および出願は、カプセル化された電気泳動および他の電気光学媒体に使用される種々の技術を説明している。そのようなカプセル化された媒体は、多数の小型カプセルを含み、それらの各々は、それ自体、流体媒体中の電気泳動により移動可能な粒子を含む内相と、内相を包囲するカプセル壁とを含む。典型的には、カプセルは、それら自体、ポリマー接着剤内に保持され、２つの電極間に位置付けられる密着した層を形成する。これらの特許および出願に説明される技術としては、以下が挙げられる。
（ａ）電気泳動粒子、流体、および流体添加物（例えば、米国特許第７，００２，７２８号および第７，６７９，８１４号参照）
（ｂ）カプセル、結合剤、およびカプセル化プロセス（例えば、米国特許第６，９２２，２７６号および第７，４１１，７１９号参照）
（ｃ）電気光学材料を含むフィルムおよびサブアセンブリ（例えば、電気光学材料を含むフィルムおよびサブアセンブリ（例えば、米国特許第６，９８２，１７８号および第７，８３９，５６４号参照）
（ｄ）バックプレーン、接着剤層、および他の補助層、ならびにディスプレイに使用される方法（例えば、米国特許第Ｄ４８５，２９４号、第６，１２４，８５１号、第６，１３０，７７３号、第６，１７７，９２１号、第６，２３２，９５０号、第６，２５２，５６４号、第６，３１２，３０４号、第６，３１２，９７１号、第６，３７６，８２８号、第６，３９２，７８６号、第６，４１３，７９０号、第６，４２２，６８７号、第６，４４５，３７４号、第６，４８０，１８２号、第６，４９８，１１４号、第６，５０６，４３８号、第６，５１８，９４９号、第６，５２１，４８９号、第６，５３５，１９７号、第６，５４５，２９１号、第６，６３９，５７８号、第６，６５７，７７２号、第６，６６４，９４４号、第６，６８０，７２５号、第６，６８３，３３３号、第６，７２４，５１９号、第６，７５０，４７３号、第６，８１６，１４７号、第６，８１９，４７１号、第６，８２５，０６８号、第６，８３１，７６９号、第６，８４２，１６７号、第６，８４２，２７９号、第６，８４２，６５７号、第６，８６５，０１０号、第６，８７３，４５２号、第６，９０９，５３２号、第６，９６７，６４０号、第６，９８０，１９６号、第７，０１２，７３５号、第７，０３０，４１２号、第７，０７５，７０３号、第７，１０６，２９６号、第７，１１０，１６３号、第７，１１６，３１８^＊＊＊号、第７，１４８，１２８号、第７，１６７，１５５号、第７，１７３，７５２号、第７，１７６，８８０号、第７，１９０，００８号、第７，２０６，１１９号、第７，２２３，６７２号、第７，２３０，７５１号、第７，２５６，７６６号、第７，２５９，７４４号、第７，２８０，０９４号、第７，３０１，６９３号、第７，３０４，７８０号、第７，３２７，５１１号、第７，３４７，９５７号、第７，３４９，１４８号、第７，３５２，３５３号、第７，３６５，３９４号、第７，３６５，７３３号、第７，３８２，３６３号、第７，３８８，５７２号、第７，４０１，７５８号、第７，４４２，５８７号、第７，４９２，４９７号、第７，５３５，６２４号、第^＊＊＊７，５５１，３４６号、第７，５５４，７１２号、第７，５８３，４２７号、第７，５９８，１７３号、第７，６０５，７９９号、第７，６３６，１９１号、第７，６４９，６７４号、第７，６６７，８８６号、第７，６７２，０４０号、第７，６８８，４９７号、第７，７３３，３３５号、第７，７８５，９８８号、第７，８３０，５９２号、第７，８４３，６２６号、第７，８５９，６３７号、第７，８８０，９５８号、第７，８９３，４３５号、第７，８９８，７１７号、第７，９０５，９７７号、第７，９５７，０５３号、第７，９８６，４５０号、第８，００９，３４４号、第８，０２７，０８１号、第８，０４９，９４７号、第８，０７２，６７５号、第８，０７７，１４１号、第８，０８９，４５３号、第８，１２０，８３６号、第８，１５９，６３６号、第８，２０８，１９３号、第８，２３７，８９２号、第８，２３８，０２１号、第８，３６２，４８８号、第８，３７３，２１１号、第８，３８９，３８１号、第８，３９５，８３６号、第８，４３７，０６９号、第８，４４１，４１４号、第８，４５６，５８９号、第８，４９８，０４２号、第８，５１４，１６８号、第８，５４７，６２８号、第８，５７６，１６２号、第８，６１０，９８８号、第８，７１４，７８０号、第８，７２８，２６６号、第８，７４３，０７７号、第８，７５４，８５９号、第８，７９７，２５８号、第８，７９７，６３３号、第８，７９７，６３６号、第８，８３０，５６０号、第８，８９１，１５５号、第８，９６９，８８６号、第９，１４７，３６４号、第９，０２５，２３４号、第９，０２５，２３８号、第９，０３０，３７４号、第９，１４０，９５２号、第９，１５２，００３号、第９，１５２，００４号、第９，２０１，２７９号、第９，２２３，１６４号、第９，２８５，６４８号、および第９，３１０，６６１号、ならびに米国特許出願公開第２００２／００６０３２１号、第２００４／０００８１７９号、第２００４／００８５６１９号、第２００４／０１０５０３６号、第２００４／０１１２５２５号、第２００５／０１２２３０６号、第２００５／０１２２５６３号、第２００６／０２１５１０６号、第２００６／０２５５３２２号、第２００７／００５２７５７号、第２００７／００９７４８９号、第２００７／０１０９２１９号、第２００８／００６１３００号、第２００８／０１４９２７１号、第２００９／０１２２３８９号、第２００９／０３１５０４４号、第２０１０／０１７７３９６号、第２０１１／０１４０７４４号、第２０１１／０１８７６８３号、第２０１１／０１８７６８９号、第２０１１／０２９２３１９号、第２０１３／０２５０３９７号、第２０１３／０２７８９００号、第２０１４／００７８０２４号、第２０１４／０１３９５０１号、第２０１４／０１９２０００号、第２０１４／０２１０７０１号、第２０１４／０３００８３７号、第２０１４／０３６８７５３号、第２０１４／０３７６１６４号、第２０１５／０１７１１１２号、第２０１５／０２０５１７８号、第２０１５／０２２６９８６号、第２０１５／０２２７０１８号、第２０１５／０２２８６６６号、第２０１５／０２６１０５７号、第２０１５／０３５６９２７号、第２０１５／０３７８２３５号、第２０１６／０７７３７５号、第２０１６／０１０３３８０号、および第２０１６／０１８７７５９号、ならびに国際出願公開第ＷＯ００／３８０００号、欧州特許第１，０９９，２０７Ｂ１号および第１，１４５，０７２Ｂ１号参照）
（ｅ）色形成および色調節（例えば、米国特許第６，０１７，５８４号、第６，６６４，９４４号、第６，８６４，８７５号、第７，０７５，５０２号、第７，１６７，１５５号、第７，６６７，６８４号、第７，７９１，７８９号、第７，９５６，８４１号、第８，０４０，５９４号、第８，０５４，５２６号、第８，０９８，４１８号、第８，２１３，０７６号、および第８，３６３，２９９号、ならびに米国特許出願公開第２００４／０２６３９４７号、第２００７／０１０９２１９号、第２００７／０２２３０７９号、第２００８／００２３３３２号、第２００８／００４３３１８号、第２００８／００４８９７０号、第２００９／０００４４４２号、第２００９／０２２５３９８号、第２０１０／０１０３５０２号、第２０１０／０１５６７８０号、第２０１１／０１６４３０７号、第２０１１／０１９５６２９号、第２０１１／０３１０４６１号、第２０１２／０００８１８８号、第２０１２／００１９８９８号、第２０１２／００７５６８７号、第２０１２／００８１７７９号、第２０１２／０１３４００９号、第２０１２／０１８２５９７号、第２０１２／０２１２４６２号、第２０１２／０１５７２６９号、および第２０１２／０３２６９５７号参照）
（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号および第７，４５３，４４５号参照）
（ｇ）ディスプレイの適用（例えば、米国特許第７，３１２，７８４号および第８，００９，３４８号参照）
（ｈ）非電気泳動ディスプレイ（米国特許第６，２４１，９２１号、第６，９５０，２２０号、第７，４２０，５４９号、および第８，３１９，７５９号、ならびに米国特許出願公開第２０１２／０２９３８５８号参照）
（ｉ）マイクロセル構造、壁材料、およびマイクロセルを形成する方法（例えば、米国特許第７，０７２，０９５号および第９，２７９，９０６号参照）
（ｊ）マイクロセルを充填およびシールする方法（例えば、米国特許第７，１４４，９４２号および第７，７１５，０８８号参照）。

本願はさらに、米国特許第Ｄ４８５，２９４号、第６，１２４，８５１号、第６，１３０，７７３号、第６，１７７，９２１号、第６，２３２，９５０号、第６，２５２，５６４号、第６，３１２，３０４号、第６，３１２，９７１号、第６，３７６，８２８号、第６，３９２，７８６号、第６，４１３，７９０号、第６，４２２，６８７号、第６，４４５，３７４号、第６，４８０，１８２号、第６，４９８，１１４号、第６，５０６，４３８号、第６，５１８，９４９号、第６，５２１，４８９号、第６，５３５，１９７号、第６，５４５，２９１号、第６，６３９，５７８号、第６，６５７，７７２号、第６，６６４，９４４号、第６，６８０，７２５号、第６，６８３，３３３号、第６，７２４，５１９号、第６，７５０，４７３号、第６，８１６，１４７号、第６，８１９，４７１号、第６，８２５，０６８号、第６，８３１，７６９号、第６，８４２，１６７号、第６，８４２，２７９号、第６，８４２，６５７号、第６，８６５，０１０号、第６，８７３，４５２号、第６，９０９，５３２号、第６，９６７，６４０号、第６，９８０，１９６号、第７，０１２，７３５号、第７，０３０，４１２号、第７，０７５，７０３号、第７，１０６，２９６号、第７，１１０，１６３号、第７，１１６，３１８号、第７，１４８，１２８号、第７，１６７，１５５号、第７，１７３，７５２号、第７，１７６，８８０号、第７，１９０，００８号、第７，２０６，１１９号、第７，２２３，６７２号、第７，２３０，７５１号、第７，２５６，７６６号、第７，２５９，７４４号、第７，２８０，０９４号、第７，３０１，６９３号、第７，３０４，７８０号、第７，３２７，５１１号、第７，３４７，９５７号、第７，３４９，１４８号、第７，３５２，３５３号、第７，３６５，３９４号、第７，３６５，７３３号、第７，３８２，３６３号、第７，３８８，５７２号、第７，４０１，７５８号、第７，４４２，５８７号、第７，４９２，４９７号、第７，５３５，６２４号、第７，５５１，３４６号、第７，５５４，７１２号、第７，５８３，４２７号、第７，５９８，１７３号、第７，６０５，７９９号、第７，６３６，１９１号、第７，６４９，６７４号、第７，６６７，８８６号、第７，６７２，０４０号、第７，６８８，４９７号、第７，７３３，３３５号、第７，７８５，９８８号、第７，８３０，５９２号、第７，８４３，６２６号、第７，８５９，６３７号、第７，８８０，９５８号、第７，８９３，４３５号、第７，８９８，７１７号、第７，９０５，９７７号、第７，９５７，０５３号、第７，９８６，４５０号、第８，００９，３４４号、第８，０２７，０８１号、第８，０４９，９４７号、第８，０７２，６７５号、第８，０７７，１４１号、第８，０８９，４５３号、第８，１２０，８３６号、第８，１５９，６３６号、第８，２０８，１９３号、第８，２３７，８９２号、第８，２３８，０２１号、第８，３６２，４８８号、第８，３７３，２１１号、第８，３８９，３８１号、第８，３９５，８３６号、第８，４３７，０６９号、第８，４４１，４１４号、第８，４５６，５８９号、第８，４９８，０４２号、第８，５１４，１６８号、第８，５４７，６２８号、第８，５７６，１６２号、第８，６１０，９８８号、第８，７１４，７８０号、第８，７２８，２６６号、第８，７４３，０７７号、第８，７５４，８５９号、第８，７９７，２５８号、第８，７９７，６３３号、第８，７９７，６３６号、第８，８３０，５６０号、第８，８９１，１５５号、第８，９６９，８８６号、第９，１４７，３６４号、第９，０２５，２３４号、第９，０２５，２３８号、第９，０３０，３７４号、第９，１４０，９５２号、第９，１５２，００３号、第９，１５２，００４号、第９，２０１，２７９号、第９，２２３，１６４号、第９，２８５，６４８号、および第９，３１０，６６１号、ならびに米国特許出願公開第２００２／００６０３２１号、第２００４／０００８１７９号、第２００４／００８５６１９号、第２００４／０１０５０３６号、第２００４／０１１２５２５号、第２００５／０１２２３０６号、第２００５／０１２２５６３号、第２００６／０２１５１０６号、第２００６／０２５５３２２号、第２００７／００５２７５７号、第２００７／００９７４８９号、第２００７／０１０９２１９号、第２００８／００６１３００号、第２００８／０１４９２７１号、第２００９／０１２２３８９号、第２００９／０３１５０４４号、第２０１０／０１７７３９６号、第２０１１／０１４０７４４号、第２０１１／０１８７６８３号、第２０１１／０１８７６８９号、第２０１１／０２９２３１９号、第２０１３／０２５０３９７号、第２０１３／０２７８９００号、第２０１４／００７８０２４号、第２０１４／０１３９５０１号、第２０１４／０１９２０００号、第２０１４／０２１０７０１号、第２０１４／０３００８３７号、第２０１４／０３６８７５３号、第２０１４／０３７６１６４号、第２０１５／０１７１１１２号、第２０１５／０２０５１７８号、第２０１５／０２２６９８６号、第２０１５／０２２７０１８号、第２０１５／０２２８６６６号、第２０１５／０２６１０５７号、第２０１５／０３５６９２７号、第２０１５／０３７８２３５号、第２０１６／０７７３７５号、第２０１６／０１０３３８０号、および第２０１６／０１８７７５９号、ならびに国際出願公開第ＷＯ００／３８０００号、欧州特許第１，０９９，２０７Ｂ１号および第１，１４５，０７２Ｂ１号（上で列挙された出願は全て、参照することによってその全体として組み込まれる）に関連する。

本願は、米国特許第５，９３０，０２６号、第６，４４５，４８９号、第６，５０４，５２４号、第６，５１２，３５４号、第６，５３１，９９７号、第６，７５３，９９９号、第６，８２５，９７０号、第６，９００，８５１号、第６，９９５，５５０号、第７，０１２，６００号、第７，０２３，４２０号、第７，０３４，７８３号、第７，０６１，１６６号、第７，０６１，６６２号、第７，１１６，４６６号、第７，１１９，７７２号、第７，１７７，０６６号、第７，１９３，６２５号、第７，２０２，８４７号、第７，２４２，５１４号、第７，２５９，７４４号、第７，３０４，７８７号、第７，３１２，７９４号、第７，３２７，５１１号、第７，４０８，６９９号、第７，４５３，４４５号、第７，４９２，３３９号、第７，５２８，８２２号、第７，５４５，３５８号、第７，５８３，２５１号、第７，６０２，３７４号、第７，６１２，７６０号、第７，６７９，５９９号、第７，６７９，８１３号、第７，６８３，６０６号、第７，６８８，２９７号、第７，７２９，０３９号、第７，７３３，３１１号、第７，７３３，３３５号、第７，７８７，１６９号、第７，８５９，７４２号、第７，９５２，５５７号、第７，９５６，８４１号、第７，９８２，４７９号、第７，９９９，７８７号、第８，０７７，１４１号、第８，１２５，５０１号、第８，１３９，０５０号、第８，１７４，４９０号、第８，２４３，０１３号、第８，２７４，４７２号、第８，２８９，２５０号、第８，３００，００６号、第８，３０５，３４１号、第８，３１４，７８４号、第８，３７３，６４９号、第８，３８４，６５８号、第８，４５６，４１４号、第８，４６２，１０２号、第８，５３７，１０５号、第８，５５８，７８３号、第８，５５８，７８５号、第８，５５８，７８６号、第８，５５８，８５５号、第８，５７６，１６４号、第８，５７６，２５９号、第８，５９３，３９６号、第８，６０５，０３２号、第８，６４３，５９５号、第８，６６５，２０６号、第８，６８１，１９１号、第８，７３０，１５３号、第８，８１０，５２５号、第８，９２８，５６２号、第８，９２８，６４１号、第８，９７６，４４４号、第９，０１３，３９４号、第９，０１９，１９７号、第９，０１９，１９８号、第９，０１９，３１８号、第９，０８２，３５２号、第９，１７１，５０８号、第９，２１８，７７３号、第９，２２４，３３８号、第９，２２４，３４２号、第９，２２４，３４４号、第９，２３０，４９２号、第９，２５１，７３６号、第９，２６２，９７３号、第９，２６９，３１１号、第９，２９９，２９４号、第９，３７３，２８９号、第９，３９０，０６６号、第９，３９０，６６１号、および第９，４１２，３１４号、ならびに米国特許出願公開第２００３／０１０２８５８号、第２００４／０２４６５６２号、第２００５／０２５３７７７号、第２００７／００７００３２号、第２００７／００７６２８９号、第２００７／００９１４１８号、第２００７／０１０３４２７号、第２００７／０１７６９１２号、第２００７／０２９６４５２号、第２００８／００２４４２９号、第２００８／００２４４８２号、第２００８／０１３６７７４号、第２００８／０１６９８２１号、第２００８／０２１８４７１号、第２００８／０２９１１２９号、第２００８／０３０３７８０号、第２００９／０１７４６５１号、第２００９／０１９５５６８号、第２００９／０３２２７２１号、第２０１０／０１９４７３３号、第２０１０／０１９４７８９号、第２０１０／０２２０１２１号、第２０１０／０２６５５６１号、第２０１０／０２８３８０４号、第２０１１／００６３３１４号、第２０１１／０１７５８７５号、第２０１１／０１９３８４０号、第２０１１／０１９３８４１号、第２０１１／０１９９６７１号、第２０１１／０２２１７４０号、第２０１２／０００１９５７号、第２０１２／００９８７４０号、第２０１３／００６３３３３号、第２０１３／０１９４２５０号、第２０１３／０２４９７８２号、第２０１３／０３２１２７８号、第２０１４／０００９８１７号、第２０１４／００８５３５５号、第２０１４／０２０４０１２号、第２０１４／０２１８２７７号、第２０１４／０２４０２１０号、第２０１４／０２４０３７３号、第２０１４／０２５３４２５号、第２０１４／０２９２８３０号、第２０１４／０２９３３９８号、第２０１４／０３３３６８５号、第２０１４／０３４０７３４号、第２０１５／００７０７４４号、第２０１５／００９７８７７号、第２０１５／０１０９２８３号、第２０１５／０２１３７４９号、第２０１５／０２１３７６５号、第２０１５／０２２１２５７号、第２０１５／０２６２２５５号、第２０１６／００７１４６５号、第２０１６／００７８８２０号、第２０１６／００９３２５３号、第２０１６／０１４０９１０号、および第２０１６／０１８０７７７号（上で列挙された出願は全て、参照することによってその全体として組み込まれる）にも関連する。

前述の特許および出願の多くは、カプセル化電気泳動媒体内の別々のマイクロカプセルを包囲する壁が、連続相と置換され得、したがって、いわゆる高分子分散電気泳動ディスプレイを生成し、その中で、電気泳動媒体が、電気泳動流体の複数の別々の液滴と、高分子材料の連続相とを備え、そのような高分子分散電気泳動ディスプレイ内の電気泳動流体の別々の液滴が、別々のカプセル膜が各個々の液滴に関連付けられない場合でも、カプセルまたはマイクロカプセルと見なされ得ることを認識する。例えば、前述の米国特許第６，８６６，７６０号を参照されたい。故に、本願の目的のために、そのような高分子分散電気泳動媒体は、カプセル化電気泳動媒体の亜種と見なされる。

関連タイプの電気泳動ディスプレイは、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では、帯電粒子および流体は、マイクロカプセル内にカプセル化されないが、代わりに、キャリア媒体、典型的には、高分子フィルム内に形成される複数の空洞内に保持される。例えば、米国特許第６，６７２，９２１号および第６，７８８，４４９号を参照されたい（両方は、Ｓｉｐｉｘ Ｉｍａｇｉｎｇ，Ｉｎｃに譲渡されている）。

多くの場合、電気泳動媒体は不透明であり（例えば、多くの電気泳動媒体では、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ため）、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つのディスプレイ状態が実質的に不透明であり、１つは、光透過性である、いわゆる「シャッタ」モードで動作するように作製され得る。例えば、米国特許第５，８７２，５５２号、第６，１３０，７７４号、第６，１４４，３６１号、第６，１７２，７９８号、第６，２７１，８２３号、第６，２２５，９７１号、および第６，１８４，８５６号を参照されたい。誘電泳動ディスプレイは、電気泳動ディスプレイと類似するが、電場強度の変動に依存し、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。他の種類の電気光学ディスプレイも、シャッタモードで動作することが可能であり得る。シャッタモードで動作する電気光学媒体は、フルカラーディスプレイ用の多層構造で使用されることができ、そのような構造では、ディスプレイの画面に隣接する少なくとも１つの層は、シャッタモードで動作して、画面からより遠くにある第２の層を露出するか、または隠す。

カプセル化された電気泳動ディスプレイは、典型的には、従来的な電気泳動機器のクラスタ化および沈降故障モードに悩まされることがなく、多様な柔軟な基材および堅い基材の上にディスプレイを印刷またはコーティングする能力等のさらなる利点を提供する。（「印刷」という語の使用は、全ての形態の印刷およびコーティングを含むことが意図され、限定ではないが、前計量コーティング、例えば、パッチダイコーティング、スロットまたは押出コーティング、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等、ロールコーティング、例えば、ナイフオーバーロールコーティング、フォワードおよびリバースロールコーティング等、グラビアコーティング、浸漬コーティング、吹き付けコーティング、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、シルクスクリーン印刷プロセス、静電気印刷プロセス、熱印刷プロセス、インクジェット印刷プロセス、電気泳動析出（米国特許第７，３３９，７１５号を号参照）、ならびに他の同様の技術が挙げられる。）したがって、得られるディスプレイは、柔軟であり得る。さらに、ディスプレイ媒体は、種々の方法を使用して印刷され得るので、ディスプレイ自体は、安価に作製され得る。

他のタイプの電気光学材料も、本発明で使用され得る。

電気泳動ディスプレイは、通常、電気泳動材料の層と、電気泳動材料の両側に配置された少なくとも２つの他の層（これらの２つの層のうちの１つは、電極層である）とを備えている。大部分のそのようなディスプレイでは、両層が、電極層であり、電極層の一方または両方が、ディスプレイのピクセルを画定するようにパターン化される。例えば、一方の電極層は、細長い行電極に、他方は、行電極に対して直角に延びる細長い列電極にパターン化され得、ピクセルは、行電極と列電極との交差によって、画定される。代替として、かつより一般的には、一方の電極層は、単一の連続電極の形態を有し、他方の電極層は、ピクセル電極の行列にパターン化され、それらの各々が、ディスプレイの１ピクセルを画定する。ディスプレイと別個のスタイラス、印字ヘッド、または類似可動電極との使用が意図される別のタイプの電気泳動ディスプレイでは、電気泳動層に隣接する層のうちの１つのみが、電極を備え、電気泳動層の反対側の層は、典型的には、可動電極が、電気泳動層に損傷を及ぼすことを防止することが意図される保護層である。

米国特許第６，７０４，１３３に説明されるようなさらに別の実施形態では、電気泳動ディスプレイは、２つの連続電極と、電極間の電気泳動層および光電気泳動層で構築され得る。光電気泳動材料は、光子の吸収に伴って抵抗率を変化させるので、入射光が、電気泳動媒体の状態を改変するために使用されることができ。そのようなデバイスは、図１に図示される。米国特許第６，７０４，１３３号に説明されるように、図１のデバイスは、ディスプレイの視認表面と反対側に位置するＬＣＤディスプレイ等の発光源によって駆動されるとき、最良に働く。いくつかの実施形態では、米国特許第６，７０４，１３３号のデバイスは、特殊な障壁層を正面電極と光電気泳動材料との間に組み込み、反射性電気光学媒体を越えて漏れるディスプレイの正面からの入射光によって生じる「暗電流」を低減させている。

前述の米国特許第６，９８２，１７８号は、大量生成に非常に適した固体電気光学ディスプレイ（カプセル化された電気泳動ディスプレイを含む）を組み立てる方法を説明している。本質的に、この特許は、光透過性導電性層、導電性層と電気接触する固体電気光学媒体の層、接着剤層、および剥離シートを順に備えている、いわゆる「フロントプレーンラミネート」（「ＦＰＬ」）を説明している。典型的には、光透過性導電性層は、光透過性基材上に支持され、光透過性基材は、好ましくは、その基材が永久的な変形を伴わずに、（例えば）直径１０インチ（２５４ｍｍ）のドラムの周囲に手で巻き付けられ得るという意味で柔軟である。この出願および本明細書において、「光透過性」という用語は、そのように指定される層が、その層を通して見ている観察者が、電気光学媒体のディスプレイ状態の変化を観察することを可能にするために十分な光を透過させ、通常、導電性層および隣接する基材（存在する場合）を通して見られることを意味するために使用され、電気光学媒体ディスプレイが非可視波長における反射率において変化する場合、「光透過性」という用語は、当然ながら、関連する非可視波長の透過に関して解釈されるべきである。基板は、典型的には、ポリマーフィルムであり、通常、約１〜約２５ミル（２５〜６３４μｍ）、好ましくは、約２〜約１０ミル（５１〜２５４μｍ）の範囲内の厚さを有するであろう。導電性層は、都合よく、例えば、アルミニウムもしくはＩＴＯの薄金属または金属酸化物層であるか、または伝導性ポリマーであり得る。アルミニウムまたはＩＴＯでコーティングされたポリ（エチレンテレフタレート）（ＰＥＴ）フィルムは、例えば、Ｅ．Ｉ． ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ＆ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ ＤＥ）からの「アルミ被覆Ｍｙｌａｒ」（「Ｍｙｌａｒ」は、登録商標である）として商業上利用可能であり、そのような商業上の材料は、フロントプレーンラミネートにおける良好な結果を伴い使用され得る。

前述の米国特許第６，９８２，１７８号は、フロントプレーン積層体のディスプレイ内への組み込みに先立って、フロントプレーン積層体内の電気光学媒体を試験する方法を説明する。この試験方法では、剥離シートが、導電層を具備し、電気光学媒体の光学状態を変化させるために十分な電圧が、この導電層と電気光学媒体の反対側の導電層との間に印加される。そして、電気光学媒体の観察によって、媒体内のいかなる瑕疵も明らかにし、したがって、欠陥のあるフロントプレーン積層体のみならずディスプレイ全体を廃棄するために生じるコストとともに、欠陥のある電気光学媒体をディスプレイ内に積層することを回避するであろう。

前述の米国特許第６，９８２、１７８号は、剥離シート上に静電気を配置し、したがって、電気光学媒体上に像を形成することによって、フロントプレーン積層体内の電気光学媒体を試験するための第２の方法を説明する。次いで、この像は、前述と同様に、観察され、電気光学媒体内のいかなる瑕疵も検出する。

そのようなフロントプレーンラミネートを使用した電気光学ディスプレイの組立は、剥離シートをフロントプレーンラミネートから除去し、接着剤層にバックプレーンに接着させるために効果的な条件下で接着剤層をバックプレーンに接触させ、それによって、接着剤層、電気光学媒体の層、および導電性層をバックプレーンに固定することによって達成され得る。このプロセスは、フロントプレーンラミネートが、典型的にはロールからロールへのコーティング技術を使用して大量生成され、そして、特定のバックプレーンとの使用のために必要とされる任意のサイズの片に切断され得るので、大量生成に非常に適している。

米国特許第７，５６１，３２４号は、いわゆる「二重剥離シート」を説明しており、それは、本質的に、前述の米国特許第６，９８２，１７８号のフロントプレーンラミネートの単純化された変形である。二重剥離シートの１つの形態は、２つの接着剤層間に挟まれた固体電気光学媒体の層を備え、接着剤層の一方または両方は、剥離シートによって被覆される。二重剥離シートの別の形態は、２つの剥離シート間に挟まれた固体電気光学媒体の層を備えている。二重剥離フィルムのどちらの形態も、すでに説明されたフロントプレーンラミネートから電気光学ディスプレイを組み立てるためのプロセスに概して類似するプロセスにおける使用を意図されるが、２つの別個の積層を含み、典型的には、第１の積層において、二重剥離シートはフロントプレーン電極に積層されて、フロントプレーン組み立て部品を形成し、次に、第２の積層において、フロントプレーン組立部品は、バックプレーンに積層されて、最終的なディスプレイを形成するが、但し、これらの２つの積層の順序は、所望により逆転され得る。

米国特許第７，８３９，５６４号は、いわゆる「反転されたフロントプレーンラミネート」を説明しており、それは、前述の米国特許第６，９８２，１７８号に説明されるフロントプレーンラミネートの変形である。この反転されたフロントプレーンラミネートは、光透過性保護層および光透過性導電性層のうちの少なくとも１つ、接着剤層、固体電気光学媒体の層、ならびに剥離シートを順に備えている。この反転されたフロントプレーンラミネートは、電気光学層とフロント電極またはフロント基材との間に積層接着剤の層を有する電気光学ディスプレイを形成するために使用され、第２の（典型的には薄い）接着剤の層が、電気光学層とバックプレーンとの間に存在することも、存在しないこともある。そのような電気光学ディスプレイは、良好な解像度を良好な低温性能と組み合わせることができる。

ある顔料の光電気泳動特性が、以前に認識されている。例えば、米国特許第３，３８３，９９３号は、ＩＴＯ等の媒体（典型的には、透明電極）上に投影された画像を再現するために使用され得る光電気泳動結像装置を開示する。しかしながら、第‘９９３号特許およびＸｅｒｏｘ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによる他の関連特許に説明される光電気泳動プロセスは、光電気泳動プロセスが、光電気泳動粒子が「注入電極」に移動することを伴い、それらが電極に付着した状態となるので、可逆的ではない。可逆性のないことによるのみならず、設定のコストおよび複雑性によっても、この現象は、広く商業化されなかった。

本発明のディスプレイは、皆無かそれに近いエネルギー入力を伴って画像を長時間にわたって表示するように意図されるが、上で説明されるループ型ディスプレイが、発光型ディスプレイ（例えば、大型ＬＥＤディスプレイ）と同じ時間スケールで内容をリフレッシュするために使用されることができる。本発明のディスプレイは、２つの異なる画像を１時間未満、例えば、１０分未満、例えば、５分未満、例えば、２分未満で表示することができる。さらに、リフレッシュ期間は、ディスプレイの使用に応じて交互されることができる。例えば、移送スケジュールが、３０秒間続く広告で５分毎にリフレッシュされ得、そうすると、移送スケジュールは、別の５分の期間のために戻される。

ある場合、ＤＣ非平衡波形の使用を可能にする１つの方法は、能動的更新後、ディスプレイモジュールを放電することである。その場合、放電することは、ディスプレイの結像フィルムを短絡させ、ＤＣ非平衡駆動に起因して結像フィルム（例えば、電気泳動材料の層）上に蓄積する残留電荷を排除することを伴う。更新駆動後放電（ｕｐｄａｔｅ Ｐｏｓｔ Ｄｒｉｖｅ Ｄｉｓｃｈａｒｇｉｎｇ、本明細書では、ｕＰＤＤまたはＵＰＤと称される）の使用は、残留電荷（残留電圧によって測定される）の蓄積および電気化学に起因する結像フィルムの恒久的劣化をもたらすであろう対応するモジュール分極の低減を実証することに成功している。

現在、残留電圧は、原因および影響の両方において、電気泳動および他のインパルス駆動式電気光学ディスプレイにおけるより一般的現象であることが見出されている。ＤＣ非平衡がいくつかの電気泳動ディスプレイの長期寿命劣化を生じさせ得ることも見出されている。

残留電圧の複数の潜在的源がある。残留電圧の主要原因は、ディスプレイを形成する種々の層の材料内のイオン分極であると考えられる（但し、いくつかの実施形態は、この考えによっていかようにも限定されない）。

そのような分極は、種々の方法において生じる。第１の（便宜上、「タイプＩ」と示される）分極では、イオン二重層が、材料界面を横断してまたはそれに隣接して作成される。例えば、酸化インジウムスズ（「ＩＴＯ」）電極における正の電位は、隣接する積層接着剤内に負のイオンの対応する分極層を生産し得る。そのような分極層の減衰率は、積層接着剤層内の分離されたイオンの再結合に関連付けられる。そのような分極層の幾何学形状は、界面の形状によって決定されるが、性質上、平面であり得る。

第２の（「タイプＩＩ」）タイプの分極では、単一材料内の団塊、結晶、または他の種類の材料異質性が、イオンが周囲材料より低速に移動し得る領域をもたらし得る。異なるイオン移動率は、異なる電荷分極度を媒体のバルク内にもたらし得、分極は、したがって、単一ディスプレイ構成要素内で生じ得る。そのような分極は、性質上、実質的に局所化されるか、または層全体を通して分散され得る。

第３の（「タイプＩＩＩ」）タイプの分極では、分極は、任意の特定のタイプのイオンの電荷移送に対する障壁を表す任意の界面において生じ得る。マイクロキャビティ電気泳動ディスプレイ内のそのような界面の一例は、懸濁媒体および粒子を含む電気泳動懸濁液（「内相」）と、壁、接着剤、および結合剤を含む周囲媒体（「外相」）との間の境界である。多くの電気泳動ディスプレイでは、内相は、疎水性液体である一方、外相は、ゼラチン等のポリマーである。内相内に存在するイオンは、外相内で不溶性かつ非拡散性であり、その逆も同様であり得る。そのような界面と垂直な電場の印加時、反対符号の分極層が、界面の両側に蓄積するであろう。印加される電場が、除去されると、結果として生じる非平衡電荷分布は、界面の両側の２つの相内のイオンの移動度によって決定される緩和時間に伴って減衰する測定可能残留電圧電位をもたらすであろう。

分極は、駆動パルス中、生じ得る。各画像更新は、残留電圧に影響を及ぼし得る事象である。正の波形電圧は、特定の電気光学ディスプレイに応じて、同じまたは反対極性（またはほぼゼロ）である残留電圧を電気光学媒体にわたって作成することができる。

前述の議論から、分極は、主に、界面および材料異質性において、電気泳動または他の電気光学ディスプレイ内の複数の場所で生じ得、各場所が、減衰時間のそれ自身の特性スペクトルを有することが明白であろう。電気活性部品（例えば、電気泳動懸濁液）に対するこれらの電圧源の場所（言い換えると、分極された電荷分布）と、各種類の電荷分布と懸濁液を通した粒子の運動または他の電気光学活性との間の電気結合度とに応じて、種々の種類の分極が、多かれ少なかれ有害な効果を生産するであろう。電気泳動ディスプレイは、電気光学層の分極を本質的に生じさせる荷電粒子の運動によって動作するので、ある意味、好ましい電気泳動ディスプレイは、残留電圧が、常時、ディスプレイ内に存在しない電気泳動ディスプレイではなく、むしろ、残留電圧が好ましくない電気光学挙動を生じさせない電気泳動ディスプレイである。理想的には、残留インパルスは、最小化され、残留電圧は、１秒以内、好ましくは、５０ｍｓ以内に、１Ｖを下回って、好ましくは、０．２Ｖを下回って減少し、それによって、最小限の一時停止を画像更新間に導入することによって、電気泳動ディスプレイは、残留電圧効果の懸念なしに、光学状態間の全ての遷移に影響を及ぼし得るであろう。ビデオレートまたは＋／−１５Ｖを下回る電圧で動作する電気泳動ディスプレイのために、これらの理想的値は、対応して低減させられるべきである。類似考慮点は、他のタイプの電気光学ディスプレイにも適用される。

要約すると、現象としての残留電圧は、少なくとも実質的に、界面または材料自体内のいずれかにおいて、ディスプレイ材料成分内に生じるイオン分極の結果である。そのような分極は、特に、それらが約５０ｍｓ〜約１時間またはより長いメソ時間スケールで持続するとき、問題となる。残留電圧自体は、画像更新間の経過時間に伴って変動し得るある深刻度を伴って、種々の方法で、画像残影または視覚的アーチファクトとして存在し得る。残留電圧は、ＤＣ非平衡も作成し、最終ディスプレイ寿命を短縮させ得る。残留電圧の影響は、したがって、電気泳動または他の電気光学デバイスの品質に有害であり、残留電圧自体と残留電圧の影響に対するデバイスの光学状態の感度との両方を最小化することが望ましくあり得る。

実際は、上で説明される分極効果に起因して電気泳動材料内に蓄積される電荷は、残留電圧効果を緩和するために放電または排除され得る。いくつかの実施形態では、そのような放電は、更新または駆動シーケンス後に実施され得る。

いくつかの実施形態では、駆動後または更新後放電は、図１に図示されるように、ＥＰＤおよびＥＰＤのコントローラ回路のための容易に利用可能な薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）バックプレーン１００を使用して実施され得る。使用時、各ディスプレイピクセルは、ある電気伝導度を提供するように構成され得る薄膜トランジスタＵＰＤ（例えば、ＴＦＴ_{（ｕｐｄ）}）１０２を含み得、それによって、ディスプレイのトッププレーン１０６とソース（またはデータ）ラインＶＳとは、ある時間にわたって同じ電位（例えば、接地）に保持される。上で述べられた特許出願第１５／０１４，２３６号（全体として本明細書に組み込まれる）は、そのような駆動方法についてより詳細に議論する。本明細書に図示されるようなディスプレイピクセル１００ならびに下で図示される種々の実施形態は、通常、ピクセル電極１０４とトッププレーン１０６との間に位置付けられる電気泳動材料１０８を含み、トッププレーン１０６は、基板と、共通電極とを含み得、共通電極は、透明伝導性層であることができる。通常、ＴＦＴ_{（ｕｐｄ）}１０２は、駆動波形をピクセルのピクセル電極１０４に提供または伝送するためのピクセル制御トランジスタとして機能するように設計される。したがって、ＴＦＴ_{（ｕｐｄ）}１０２は、通常、非伝導状態（すなわち、「オフ」状態）と比較して、非常に短時間量にわたって、ある伝導状態（すなわち、「オン」状態）で動作するように構成される（例えば、１：１０００を上回る、「オン」時間：「オフ」時間の比率）。ｕＰＤＤの使用は、ｕＰＤＤ構成に応じて、この比率を約１：２または１：５０に変化させるであろうが、それは、長期使用後、正のバイアス応力につながり、ある場合、使用量は、通常、数万回またはそれを上回る画像更新によって生じる応力に匹敵するであろう。正のバイアス応力は、恒久的である閾値電圧シフトを非晶質シリコンＴＦＴに生じさせることが公知である。閾値電圧のシフトは、影響されたＴＦＴおよびＴＦＴバックプレーンに対して挙動における変化をもたらし得、それは、次に、光学シフトをＥＰＤの光学性能にもたらす。ｕＰＤＤに起因する光学シフトが、観察され、それは、図２Ａおよび２Ｂに例証される。示されるように、ｕＰＤＤに起因して、ディスプレイグレートーン（図２Ａ）および残影シフト（図２Ｂ）値は、数万更新サイクル後の２年の期間以内に著しく増加し得る。

図１に図示されるＴＦＴ_{（ｕｐｄ）}１０２等の単一ＴＦＴのみの使用の場合、通常の画像更新とｕＰＤＤとの両方が、同じＴＦＴ（すなわち、ＴＦＴ_{（ｕｐｄ）}）を通して達成される。代替として、いくつかの実施形態では、追加のＴＦＴが、各ピクセルに追加され、ｕＰＤＤ放電スキームのためのみに使用され得る。全体的放電スキームは、同一のままであるが、通常のディスプレイ動作のために使用されるピクセルＴＦＴ（例えば、図１のＴＦＴ_{（ｕｐｄ）}１０２）は、放電を組み込まないＥＰＤの標準的能動的マトリクス駆動におけるように、能動的ディスプレイ更新のためにのみ使用されるであろう。この構成は、通常のディスプレイ動作のために使用されるピクセルＴＦＴの性能が、安定し、放電によって影響されないことを確実にする。放電のために使用される追加のＴＦＴは、正のバイアス応力に起因して、閾値電圧シフトを被り得るが、それは、放電中にＴＦＴがオンにされる限り（すなわち、潜在的閾値電圧シフトが、放電スキームによって考慮される限り）、光学シフトをＥＰＤに生じさせず、放電動作に影響を及ぼさないであろう。そのような構成は、光学応答シフトを伴わずに、安定したディスプレイ動作を可能にすることができる一方、同時に、駆動後放電によって可能にされるＤＣ非平衡波形を可能にする。

上で説明される概念による一例示的実施形態は、図３に図示される。標準的ピクセルＴＦＴ（例えば、ＴＦＴ_{（ｕｐｄ）}３０２）に加え、ディスプレイピクセル３００は、残留電圧または過剰な電荷を電気泳動フィルム３１４から排除するため専用の能動的構成要素を含み得る。この能動的構成要素は、任意の種類のトランジスタ（例えば、ＴＦＴ、ＣＭＯＳ等）、または電気（例えば、電圧）もしくは光学エネルギーの印加によってアクティブに、またはオンにされ得る任意の他の構成要素、すなわち、ダイオードまたは光検出器／ダイオード、または任意の電気的に／光学的にアクティブにされるスイッチ全般等のデバイスであり得る。一般的概念を例証する目的のために、ＴＦＴ（例えば、ｎ型ＴＦＴ）が、本明細書で使用されるが、それは、限定としての役割を果たすことを意味するものではないことを理解されたい。図３に図示されるように、指定されるトランジスタＴＦＴ_{（ｄｉｓ）}３０４は、電気泳動結像フィルム３１４内の残留電圧の電荷を放電する目的のために使用され得る。この構成では、ＴＦＴ_{（ｕｐｄ）}３０２のゲートは、ゲートドライバ出力からの選択ライン（例えば、Ｖｇ（ｕｐｄ）３０８）に接続される一方、ＴＦＴ_{（ｄｉｓ）}３０４のゲートは、Ｖｇ（ｄｉｓ）３０６等の放電選択ラインに接続され、この選択ラインは、ＴＦＴ_{（ｄｉｓ）}３０４をそのゲートにおいてオンおよびオフにするために使用され得る（例えば、電圧を選択ラインを通してトランジスタのゲートに供給し、ゲート−ソースまたはゲート−ドレイン電位に影響を及ぼすことによって）。一実施形態では、複数のピクセルのための全てのピクセル放電選択ラインは、全体的ディスプレイの同時放電のためにディスプレイの全てのディスプレイピクセルの全てのピクセル放電ＴＦＴ（例えば、ＴＦＴ_{（ｄｉｓ）}３０４）トランジスタを同時にオンにする等のために、単一ディスプレイ出力に一緒に接続され得る。いくつかの実施形態では、ＴＦＴ_{（ｕｐｄ）}３０２およびＴＦＴ_{（ｄｉｓ）}３０４のソースラインの両方は、データラインＶｓ３１０に接続され得る。動作中、ＴＦＴ_{（ｄｉｓ）}３０４は、全てのピクセルに対してオフにされ得る一方、ＴＦＴ_{（ｕｐｄ）}３０２は、ディスプレイの能動的更新のために使用される。放電中、ＴＦＴ_{（ｄｉｓ）}３０４は、オンにされることができる一方、ＴＦＴ_{（ｕｐｄ）}３０２は、オフにされ得る。いくつかの実施形態では、ＴＦＴ_{（ｕｐｄ）}３０２およびＴＦＴ_{（ｄｉｓ）}３０４の一方または両方は、ｎ型トランジスタであり得る。その場合、ＴＦＴ_{（ｕｐｄ）}３０２のソースは、ソースラインＶｓ３１０に電気的に結合され得、ＴＦＴ_{（ｕｐｄ）}３０２のドレインは、ディスプレイピクセル３００のピクセル電極３１２に結合され得る。加えて、ＴＦＴ_{（ｄｉｓ）}３０４トランジスタが、ｎ型トランジスタである場合、そのソースは、ソースラインＶｓ３１０に結合され得る一方、そのドレインは、ピクセル電極３１２に結合され得る。実際は、ＴＦＴ_{（ｄｉｓ）}３０４が、オンにされ、伝導性になると、電気泳動フィルム３１４からの電荷は、ＴＦＴ_{（ｄｉｓ）}３０４および／またはソースラインＶｓ３１０を通して、排除または放電され得る。

図４は、本明細書に提示される主題による、ディスプレイピクセル４００の別の実施形態を図示する。本実施形態では、放電ＴＦＴ_{（ｄｉｓ）}４０２は、図４に示されるように、ＥＰＤのトッププレーン４０４（例えば、ＥＰＤの共通電極に接続される）およびＶｃｏｍ４０６電圧ラインに電気的に結合され得る（例えば、放電ＴＦＴ４０２のドレインは、直接、ＥＰＤのトッププレーン４０４に結合される一方、そのソースは、ピクセルのピクセル電極４０８に結合される）。この構成では、ディスプレイモジュールの放電は、ソースドライバ（例えば、Ｖｓ４１０）を通して生じず、代わりに、直接、トッププレーン接続を通して行われる。加えて、この設定では、Ｖｓ４１０が、放電ＴＦＴ_{（ｄｉｓ）}４０２に接続されず、この場合、したがって、その動作に影響を及ぼさないので、放電のための抵抗または伝導性経路としての機能を果たすように、放電ＴＦＴ_{（ｄｉｓ）}４０２を弱伝導性状態に置くことによって、更新中にディスプレイを放電することが可能である。この構成では、ＴＦＴ_{（ｄｉｓ）}４０２は、選択ラインＶｇ_{（ｄｉｓ）}４１２を通してアクティブにされ得る一方、トランジスタＴＦＴ_{（ｕｐｄ）}４１４は、選択ラインＶｇ_{（ｕｐｄ）}４１６を通してアクティブにされ得、２つの選択ライン（すなわち、Ｖｇ_{（ｄｉｓ）}４１２およびＶｇ_{（ｕｐｄ）}４１６）は、随意に、電気的に結合されないこともある。

図５は、図３および４に提示される２つの提案されるピクセル設計のいずれかに適用可能であり得る例示的電圧シーケンスを図示する。この電圧シーケンスは、例えば、ある電圧から別の電圧に切り替わるときに現れ得る、または電力低下中に導入され得る潜在的ＲＣ時間制約を無視する。Ｖｇ_{（ｕｐｄ）}は、標準的能動的マトリクス駆動におけるように、選択ラインに接続され、ＴＦＴをオンおよびオフにするための高電圧と低電圧との間で切り替わる。能動的更新中、Ｖｃｏｍは、典型的には、ＴＦＴ_{（ｕｐｄ）}のキックバック電圧と等しい電圧において、一定に保持され得る。Ｖｓは、所望の波形を用いて、データ信号を提供し、ピクセルをリフレッシュするデータラインに接続される。Ｖｇ_{（ｄｉｓ）}は、ＴＦＴ_{（ｄｉｓ）}をオフにしたまま保つために、低電圧に接続される。能動的更新後の放電中、Ｖｇ_{（ｕｐｄ）}は、オフにされ、ＶｃｏｍおよびＶｓは、０Ｖに保持される。Ｖｇ_{（ｄｉｓ）}は、ＴＦＴ_{（ｄｉｓ）}を通して電気泳動結像フィルムを短絡させるために、オンにされる。図５に示される電圧シーケンスは、新しいＴＦＴピクセル設計を使用した放電スキームの例示的例証である。この新しいＴＦＴピクセル設計は、放電スキームのより複雑な実装に適応するために十分に柔軟である。本旨は、専用ＴＦＴをオンにする一方、通常のディスプレイ動作のために使用されるピクセルＴＦＴを放電動作から除外することによって、放電が発生することである。二次的影響は、放電の終了時にオフにするときにＴＦＴ_{（ｄｉｓ）}によって被られるキックバック電圧が、ディスプレイの放電有効性または光学性能に影響を及ぼし得る可能性を含み得る。そのような影響は、そのような影響を防止または最小化するためのあるＲＣ減衰を伴うＶｇ_{（ｄｉｓ）}のために適切に設計された電源切回路を実装することによって緩和され得る。

上記説明では、ＴＦＴ_{（ｕｐｄ）}およびＴＦＴ_{（ｄｉｓ）}の両方は、Ｎ型ＴＦＴである。これらのトランジスタは、両方が、Ｐ型ＴＦＴであるか、または、Ｎ型およびＰ型１つづつである。図３における回路に基づく例のうちの１つは、図６に示され、ＴＦＴ_{（ｕｐｄ）}６０４およびＴＦＴ_{（ｄｉｓ）}６０２の両方は、Ｐ型ＴＦＴである。同じことは、図４における回路（ここでは示されない）に関しても行われ得る。

代替として、ＴＦＴ等の能動的構成要素の代わりに、受動的構成要素も、ＥＰＤを放電するために採用されることができる。図７は、本明細書に提示される主題の別の可能な実装を示し、抵抗器Ｒ_ｄｉｓ７０２が、ピクセルの蓄電コンデンサＣｓ７０４と並列に設置される。示されるように、抵抗器Ｒ_ｄｉｓ７０２は、ピクセル電極７０６および共通電極７０８の両方にも結合される。この抵抗器の目的は、駆動期間の終了時、残留電圧を電気泳動結像フィルムから放電するための経路を提供することである。このピクセル設計の利点は、第２のＴＦＴを制御するために、余分なラインＶｇ_ｄｉｓを追加することを要求しないことである。しかしながら、Ｒ_ｄｉｓ７０２は、ここで、固定抵抗値を有するので、Ｒ_ｄｉｓ７０２の抵抗値は、適切に設計される必要がある。例えば、ピクセル回路へのＲ_ｄｉｓ７０２の追加に関連付けられたＲＣ定数Ｒ_ｄｉｓ７０２は、フレーム時間中、要求されるピクセル電圧保持特性を達成するために、駆動フレーム時間より大きくある必要がある。このＲＣ定数はまた、駆動期間の終了時、十分な放電を提供するために、十分に低くある必要がある。いくつかの他の実施形態では、Ｒ_ｄｉｓ７０２は、通常の駆動動作を妨害せずに放電するために、電気泳動結像フィルムと並列の適切な抵抗を提供する非晶質シリコンまたは任意の他の技術を使用して、電場切り替え可能シャント抵抗器と置換されることもある。

正のバイアス応力に起因したディスプレイ性能における光学シフトを回避するために、放電のためにのみ使用される専用ＴＦＴおよびディスプレイ更新のためにのみ使用される別のＴＦＴを提供することに加え、本明細書に提示される主題は、下で説明されるように、有益であり得るいくつかの追加の使用モードも可能にする。

図８は、図３に提示される回路のみに適用可能な例示的電圧シーケンスを示し、ＴＦＴ_ｕｐｄ３０２およびＴＦＴ_ｄｉｓ３０４は、専用ゲートラインを有する。この電圧シーケンスでは、ＴＦＴ_ｕｐｄ３０２およびＴＦＴ_ｄｉｓ３０４の両方は、能動的更新段階中、オンにされる一方、ＴＦＴ_ｄｉｓ３０４は、放電のために、更新の終了時、オンにされることも、オンにされないこともある。この使用モードでは、ＴＦＴ_ｄｉｓ３０４は、例えば、より高いフレームレート駆動を可能にし得るより高速のピクセル充電のための特別な電流を提供し得る。さらに、提案されるピクセル設計におけるＴＦＴ_ｄｉｓ３０４は、全体的更新トランジスタとして使用されることもできる。ＴＦＴ_ｄｉｓ３０４をオンにし、ＴＦＴ_ｕｐｄ３０２をオフにすることによって、全体的更新が実施されるとき、ＴＦＴ_ｕｐｄ３０２上での長期正のバイアスを防止し得る。

したがって、本明細書に提示される主題は、正のバイアス応力を標準的能動的マトリクス駆動ディスプレイ動作のために使用されるピクセルＴＦＴ上に作成することなく、駆動後放電およびその種々の実装を利用することによって、ＤＣ非平衡波形を可能にする方法を導入する。これは、より安定したディスプレイ光学応答をもたらす一方、同時に、駆動後放電を可能にする。

多数の変更および修正が、本発明の範囲から逸脱することなく、上で説明される本発明の具体的実施形態に行われることができることが、当業者に明白であろう。故に、前述の説明の全体は、限定的意味ではなく、例証的意味で解釈されるべきである。

Claims (16)

1. 電気光学ディスプレイであって、前記電気光学ディスプレイは、
   画像を表示するために構成された電気泳動材料と、
   前記電気泳動材料内の電荷を放電するために前記電気泳動材料に結合された能動的構成要素と
   を備えている、電気光学ディスプレイ。
2. 前記能動的構成要素は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）である、請求項１に記載の電気光学ディスプレイ。
3. 前記能動的構成要素をアクティブにするために前記能動的構成要素に結合された第１の選択ラインをさらに備えている、請求項２に記載の電気光学ディスプレイ。
4. 波形を前記電気泳動材料に伝送するための第２のＴＦＴをさらに備えている、請求項３に記載の電気光学ディスプレイ。
5. 前記第２のＴＦＴをアクティブにするために前記第２のＴＦＴに結合された第２の選択ラインをさらに備え、前記第２の選択ラインおよび前記第１の選択ラインは、電気的に接続されていない、請求項４に記載の電気光学ディスプレイ。
6. 前記ＴＦＴは、ｎ型ＴＦＴである、請求項２に記載の電気光学ディスプレイ。
7. 前記電気泳動材料は、共通電極とピクセル電極との間に位置付けられている、請求項１に記載の電気光学ディスプレイ。
8. 前記能動的構成要素は、ＴＦＴであり、前記ＴＦＴのドレインは、前記ピクセル電極に結合されている、請求項７に記載の電気光学ディスプレイ。
9. 前記能動的構成要素は、ＴＦＴであり、前記ＴＦＴのソースは、前記ピクセル電極に結合されている、請求項７に記載の電気光学ディスプレイ。
10. 前記ＴＦＴのドレインは、前記共通電極に結合されている、請求項９に記載の電気光学ディスプレイ。
11. 電気光学ディスプレイであって、前記電気光学ディスプレイは、
    画像を表示するために構成された電気泳動材料と、
    前記電気泳動材料内の電荷を放電するために前記電気泳動材料に結合された受動的構成要素と
    を備えている、電気光学ディスプレイ。
12. 前記電気泳動材料は、共通電極とピクセル電極との間に位置付けられている、請求項１１に記載の電気光学ディスプレイ。
13. 前記受動的構成要素は、前記ピクセル電極および前記共通電極に結合されている、請求項１２に記載の電気光学ディスプレイ。
14. 残留電圧を電気光学ディスプレイから放電する方法であって、
    前記電気光学ディスプレイは、
    画像を表示するように構成された電気泳動材料であって、前記電気泳動材料は、ピクセル電極と共通電極との間に位置付けられている、電気泳動材料と、
    前記電気泳動材料に結合され、電荷を前記電気泳動材料から放電するために構成された薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）と、
    前記ＴＦＴに結合され、前記ＴＦＴをアクティブにする選択ラインと
    を有し、
    前記方法は、
    電圧を前記選択ラインを通して供給し、前記ＴＦＴをアクティブにすることにより、前記ＴＦＴを通した前記電気泳動材料までの伝導性経路を作成することと、
    前記伝導性経路を通して前記電気泳動材料内の電荷を放電することと
    を含む、方法。
15. 前記放電するステップは、前記共通電極を通して前記電荷を放電することをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
16. 前記放電するステップは、前記ピクセル電極を通して前記電荷を放電することをさらに含む、請求項１４に記載の方法。