JP5117470B2 - 電気光学表示装置の駆動の方法 - Google Patents
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ある時間ピクセルを駆動しないことにより、ピクセルを第一の光学的状態とは異なる第二の光学的状態にし、
ピクセルに、ピクセルを実質的に第一の光学的状態に戻すリフレッシュパルスを印加し、リフレッシュパルスがアドレッシングパルスと比較して短い。
表示装置に書き込む第二の画像を示すデータを受信し、
第一の画像と第二の画像とを比較し、表示装置の行を第一のセットに分割し、少なくとも1つのピクセル行が第一の画像と第二の画像との間で異なり、第二のセットは、第一の画像と第二の画像との間でピクセル行が同じであって、
第一のセットの行に対応付けられた行電極だけを順次選択することにより第二の画像を書きこみ、電圧を列電極に印加して第一のセットの行だけを書きこみ、これにより、第二の画像を表示装置に形成する。
本発明のリフレッシュパルス方法
すでに述べたように、一面では本発明は、表示装置に短いリフレッシュパルスを印加することにより、電気光学表示装置上の画像をリフレッシングする方法を提供する。従って、本発明の方法では、まず、双安定表示装置のピクセルに、ピクセルの光学的状態を変化させるのに十分なアドレッシングパルスを印加する。ある時間表示装置を駆動しないでおいた後、ピクセルに、アドレッシングパルスと比較して短いリフレッシュパルスを印加する。典型的には、リフレッシュパルスが印加したインパルスは、アドレッシングパルスが印加したインパルスの約20%以下(望ましくは10%以下、好ましくは5%以下)である。例えば、ピクセルが15Vのアドレッシングパルスを500ミリ秒必要とする場合は、リフレッシュパルスは、15Vで10ミリ秒、アドレッシングパルスのインパルスの2%のインパルスとすることができる。
(項目1)
少なくとも1つのピクセルを有する双安定電気光学表示装置をアドレッシングする方法であって、この方法は、以下:
アドレッシングパルスを印加してピクセルを第一の光学的状態に駆動する工程;および
ある時間ピクセルを駆動しないことにより、ピクセルを第一の光学的状態とは異なる第二の光学的状態にする工程
を包含し、この方法は、
ピクセルに、ピクセルを実質的に第一の光学的状態に戻すリフレッシュパルスを印加し、リフレッシュパルスがアドレッシングパルスと比較して短いことを特徴とする、方法。
(項目2)
リフレッシュパルスがアドレッシングパルスのインパルスの20%以下のインパルスであることを特徴とする項目1に記載の方法。
(項目3)
リフレッシュパルスがアドレッシングパルスのインパルスの10%以下のインパルスであることを特徴とする項目2に記載の方法。
(項目4)
リフレッシュパルスがアドレッシングパルスのインパルスの5%以下のインパルスであることを特徴とする項目3に記載の方法。
(項目5)
第一および第二の光学的状態の間の差がL*の1単位未満であることを特徴とする項目1ないし4のいずれか1に記載の方法。
(項目6)
第一および第二の光学的状態の間の差がL*の0.5単位未満であることを特徴とする項目5に記載の方法。
(項目7)
第一および第二の光学的状態の間の差がL*の0.2単位未満であることを特徴とする項目6に記載の方法。
(項目8)
複数のリフレッシュパルスを一定の間隔でピクセルに印加することを特徴とする項目1ないし7のいずれか1に記載の方法。
(項目9)
リフレッシュパルスを印加した後、表示装置にピクセルを第一および第二の光学的状態とは異なる第三の光学的状態に駆動する第二のアドレッシングパルスを印加し、第二のアドレッシングパルスが印加するインパルスが、(a)ピクセルを第一の光学的状態から第三の光学的状態に駆動するのに必要なインパルスと、
(b)第一のアドレッシングパルスと第二のアドレッシングパルスとの間のピクセルに印加したリフレッシュパルスの代数和に対して極性が逆で同じ大きさのインパルスとの総量であることを特徴とする項目1ないし8のいずれか1に記載の方法。
(項目10)
第二のアドレッシングパルスが一定の電圧であるが期間が可変であることを特徴とする項目9に記載の方法。
(項目11)
表示装置が、複数のピクセルと、表示装置の全ピクセルを一方の極端な光学的状態に駆動するブランキングパルスを含む第二のアドレッシングパルスとを備えることを特徴とする項目9または10に記載の方法。
(項目12)
表示装置が複数のピクセルを備え、白色ピクセルの第一の群と黒色のピクセルの第二の群とを駆動するように、第一のアドレッシングパルスを各ピクセルに印加し、少なくとも1つのリフレッシュパルスを各ピクセルに印加し、そして、全ピクセルを黒色にする第一の
ブランキングパルスと、全ピクセルを白色に駆動する第二のブランキングパルスとを表示装置に印加し、2つのブランキングパルスをいずれかの順で印加し、第一のブランキングパルスの間に第一の群の各ピクセルに印加したインパルスが、(a)ピクセルを白色から黒色に駆動するのに必要なインパルスと、(b)第一のアドレッシングパルスと第一のブランキングパルスとの間のピクセルに印加したリフレッシュパルスの代数和に対して極性が逆で同じ大きさのインパルスとの総量であって、第二のブランキングパルスの間に第二の群の各ピクセルに印加したインパルスが、(c)ピクセルを黒色から白色に駆動するのに必要なインパルスと、(d)第一のアドレッシングパルスと第一のブランキングパルスとの間のピクセルに印加したリフレッシュパルスの代数和に対して極性が逆で同じ大きさのインパルスとの総量であることを特徴とする項目1ないし11のいずれか1に記載の方法。
(項目13)
表示装置が回転重クロム材または電気着色表示装置であることを特徴とする項目1ないし12のいずれか1に記載の方法。
(項目14)
表示装置が電気泳動表示装置であることを特徴とする項目1ないし12に記載の方法。
(項目15)
表示装置が封止電気泳動表示装置であることを特徴とする項目14に記載の方法。
(項目16)
媒体に直流オフセットを有する交流パルスを印加することを特徴とする双安定電気光学媒体をアドレッシングする方法。
(項目17)
媒体に交流パルスを印加し、交流パルスに続いてパルスのデューティサイクルおよび周波数のうち少なくとも1つを変えて、電気光学媒体の光学的状態を変化させることを特徴とする双安定電気光学媒体をアドレッシングする方法。
(項目18)
複数の行と複数の列とに配列した複数のピクセルと、それぞれ複数の行の1つに対応付けられた複数の行電極と、それぞれ複数の列の1つに対応付けられた複数の列電極と、各行電極を順に選択して、選択した行電極に対応付けられたピクセル行をアドレッシングして表示装置上の所望の画像の1行を書き込むように、いずれかの任意の行電極電圧を選択する間に列電極を印加するよう構成された駆動手段とを有する双安定電気光学表示装置をアドレッシングする方法であって、以下を特徴とする方法。
第一の画像を表示装置に書きこみ、
表示装置に書き込む第二の画像を示すデータを受信し、
第一の画像と第二の画像とを比較し、表示装置の行を第一のセットに分割し、少なくとも1つのピクセル行が第一の画像と第二の画像との間で異なり、第二のセットは、第一の画像と第二の画像との間でピクセル行が同じであって、
第一のセットの行に対応付けられた行電極だけを順次選択することにより第二の画像を書きこみ、電圧を列電極に印加して第一のセットの行だけを書きこみ、これにより、第二の画像を表示装置に形成する。
(項目19)
複数のピクセルを有する電気光学表示装置であって、少なくとも1つのピクセルが、領域がそれぞれ異なる複数のサブピクセルを備え、表示装置はサブピクセルの光学的状態が互いに独立して変化するように構成された駆動手段を備えることを特徴とする装置。
(項目20)
少なくとも2つのサブピクセルが実質的に2の倍数で領域が異なっていることを特徴とする項目19に記載の電気光学表示装置。
実施例1
この実施例では、無色の懸濁液にポリマーコーティングした二酸化チタン白色粒子とポリマーコーティングした黒色粒子とを備える、逆に帯電する型の封止2粒子媒体を含む表示装置を用いる。表示装置は、おおむね前述の第2002/0180687号のパラグラフ[0061]〜[0068]に記載の”方法B”により用意されたものである。
480分法
表示装置を標準画像でアドレッシングして、前述のリフレッシュパルスを480分用いてこの画像を維持した。次に一連のブランキングパルスを印加して、アドレッシングパルスとリフレッシュパルスとのサイクルを繰り返した。DCバランスパルスはまったく印加しなかった。83時間動作した後、一連のブランキングパルスを印加して、そして標準画像でそれぞれ白色と黒色とであった表示装置の別々の領域について検査した。以下の表で、検査期間の間白色を呈示した表示装置の領域を”480W”とし黒色を呈示した領域を”480D”と示す。各検査した領域を、標準500ミリ秒アドレッシングパルスで白色光学的状態に駆動して、パーセント反射値を測定した。この値を”w%”と表に示す。次に、各検査した領域にリフレッシュパルスを全く印加せずに15秒放置して、15秒間経過した後でL*の変化を測定した。”明るさ保持の違い”として周知の得られるL*の変化を、”bhdl”と表に示す。さらにブランキングパルスを印加した後で、各検査した領域を標準500ミリ秒アドレッシングパルスを印加して黒色光学的状態に駆動して、パーセント反射値を測定した。この値は、”d%”と表に示す。次に、各検査した領域にリフレッシュパルスを全く印加せずに15秒間放置して、2度目の15秒間経過した後でL*の変化を測定した。暗さ保持の違い”として周知の得られるL*の変化を、”dhdl”と表に示す。
60分法
この方法は、480分法と同じであるが、ブランキングパルスを印加する前に画像を60分維持した点が異なっている。検査期間の間白色を呈示していた表示装置の領域を、”60W”と以下の表に示し、黒色を呈示していた領域を”60D”と示す。
10分法
この方法では、画像を480分法と同じやり方で書き込んで、480分法と同じリフレッシュパルスを用いて10分維持した。次に、逆の極性のパルスを40秒間印加して、表示装置のDCバランスをとり、そして画像を書き換えてこのサイクルを繰り返した。検査期間の間白色を呈示していた表示装置の領域を”10W”と以下の表に示し、黒色を呈示していた領域を”10D”と示す。
1分法
この方法は、10分法と同じであるが、画像を1分だけ維持して、次に第二のDCバランスパルスを4秒印加してこのサイクルを繰り返した点が異なる。検査期間の間白色を呈示していた表示装置の領域を、”1W”と以下の表で示し、黒色を呈示していた領域を、”1D”と示す。
階調駆動波形の基本的な要素(ACパルスの利用を含む)
前述の米国特許第6,531,997号および第6,504,524号に述べたように、現在、多くの表示装置は、電圧パルスを十分な期間印加して、電気光学媒体を飽和することにより、一方の極端な光学的状態からもう一方の光学的状態に切り換えられる(例えば、黒色から白色に、あるいは逆の場合も同様)。例えば、粒子ベースの電気泳動媒体では、前面または裏面電極の全域に渡って荷電粒子を移動させる。光学的状態が飽和するまで電気光学媒体をアドレッシングする従来の要件では、中間階調状態が不可能である。階調を実現する電気光学表示装置により、グラフィック性能と画像品質とに大きな利点をもたらす。
パルス幅変調を用いたDCパルス
所望の階調状態を実現する最も簡単な方法は、一方の極端な光学的状態からもう一方の状態へ移行する途中でピクセルのアドレッシングを停止することである。添付の図面の図1では、主要図に示される封止電気泳動媒体に階調移行を生成するために用いるDCパルス長変調波形要素を、挿入図に示す。(以下で述べるこの実験およびこれに続く実験で用いられる表示装置は、おおむね前述の第2002/0180687号のパラグラフ[0061]〜[0068]に記載の”方法B”に基づいたものである。)用いた3つのパルスはそれぞれ、15Vを200ミリ秒、400ミリ秒、600ミリ秒印加し、発生した3つの曲線をこれに従って表示している。挿入図の時間尺度は、主要図の時間尺度と同じでないことに留意されたい。従って、パルス高は一定であるが、パルス時間は反射率が別々に変化するので異なっていた。図1では、これらの電圧パルスを印加して、その反射状態が黒色からレベルが違う階調に変化したピクセルの反射率を、時間に対してプロットしている。パルス長が長くなると、反射率の変化が大きくなることがわかる。
パルス高変調を用いたDCパルス
所望の階調状態を実現する別のアプローチは、ピクセルの一方の極端な光学的状態からもう一方の状態に完全に切り換えるのに必要な電圧より低い電圧でピクセルをアドレッシングすることである。添付の図面の図2では、主要図に示される封止電気泳動媒体に階調移行を生成するDCパルス高変調波形要素を、挿入図に示す。最大電圧レベルで媒体を完全に切り換えるのに必要な時間長で、電圧パルス長を固定する。用いた3つのパルスはそれぞれ、5V,10V,15Vで500ミリ秒印加し、発生した3つの曲線はこれに従って表示している。挿入図の時間尺度は、主要図の時間尺度と同じでないことに留意されたい。従って、パルス長は一定であるが、パルス高パルス時間は反射率が別々に変化するので異なっていた。図2では、これらの電圧パルスを印加すると、その反射状態が黒色からレベルが違う階調に変化したピクセルの反射率を、時間に対してプロットしている。パルス高が高くなると、反射率の変化が大きくなることがわかる。
DCオフセット変調を用いたACパルス
前述の封止電気泳動媒体を階調駆動することは、発振(AC)電界により行われていた。このようなAC電界を用いたスイッチング機構は、上述の同じ媒体をDC駆動することとは完全に異なっていると考えられる。添付の図面の図3では、主要図に示す封止電気泳動媒体に階調移行を生成するために用いられるDCオフセット変調波形要素を用いたACパルスを、挿入図に示す。いずれの場合でも、AC構成部品の周波数(およそ10Hz)を、粒子が発振電界に反応可能な値に設定したが、DCオフセットの大きさおよび方向(図3の3つの曲線に示されているように0V、−1Vまたは−2.5V)が、結果的にピクセルがとる階調状態を判定した。前の図面のように、挿入図の時間尺度は、主要図の時間尺度と同じでない。図3では、これらの電圧パルスを印加すると、その反射状態が黒色からレベルが違う階調に変化したピクセルの反射率を、時間に対してプロットしている。DCオフセットが大きくなると、反射率の変化が大きくなることがわかる。
デューティサイクル変調を用いたACパルス
発振電界を用いてDCバイアスを誘発する別のやり方は、デューティサイクルを変調することである。添付の図面の図4では、主要図に示す階調移行を生成するデューティサイクル変調を用いたACパルスを、挿入図に示す。各パルスでは、電圧を最大値に設定し、デューティサイクル(電圧が正または負の方向の時間百分比)により反射率を判定する。図4に示すように、用いた3つのデューティサイクルは50%、47%、40%であった。前の図面のように、挿入図の時間尺度は、主要図の時間尺度と同じでない。この図では、これらの電圧パルスを印加すると、その反射状態が黒色からレベルが違う階調に変化したピクセルの反射率を、時間に対してプロットしている。
周波数変調を用いたACパルス
AC階調を切り換える別のアプローチは、電気光学媒体にAC電界を印加して、その電界が媒体の光学的状態を発生して発振させ、そして所望の反射率になった時点でサイクルの半ばでAC電界を停止することである。この電圧を最大値に設定して、AC周波数を順に変えてより大きい、あるいはより小さい反射率範囲を達成する。周波数により、反射率の発振の大きさを判定する。
この波形では、波形の好適な形態について添付の図面の図5に示す。電気光学媒体のピクセルをはじめに、部分的なパルスを用いて、黒色(100と示す)から初期(第一の)階調状態に駆動する。ピクセルをこの初期階調状態から別の所望の(第二の)階調状態に変化させるには、ピクセルをまず、第一の階調状態(102)から白色に駆動して、次に白色(104)から黒色にする。最後に、第二の階調状態になる適切なパルスを106に印加する。この種類の波形がDCバランス全体に確実に保持されるようにするには、106でのアドレッシングパルス長と102での白色パルス長の総量が、104での白色黒色パルス長と等しいことが必要である。この波形は、2つの任意の階調状態の間で移行するために、最大で媒体のスイッチング時間の3倍(すなわち、1つのピクセルを黒色光学的状態から白色光学的状態に切り換えるのに必要な時間、あるいは逆の場合も同様に)必要なので、3倍波形と呼ぶ。
この波形では、波形の好適な形態について添付の図面の図6に示す。上記ダブルプレパルス波形のセクション6と同じ方法で、電気光学媒体のピクセルをはじめに、部分的なパルスを用いて、黒色(110と示す)から初期(第一の)階調状態に駆動する。ピクセルをこの初期階調状態から別の所望の(第二の)階調状態に変化させるには、ピクセルをまず、第一の階調状態(112)から黒色に駆動して、次に、第二の階調状態になる適切なパルスを114に印加する。明らかに、第二の移行の前に、ピクセルは再び116で黒色に戻る。この種類の波形により波形全体でDCバランスを保持するのは、112と116とで印加したインパルスが、(極性を除いて)110と114とで印加したインパルスそれぞれと等しいからである。この波形は、2つの任意の階調状態の間で移行するために、最大で媒体のスイッチング時間の2倍必要なので、2倍波形と呼ぶ。
上述のスライドショー波形を用いる代わりに、黒色状態または白色状態を経ずに、ある階調状態から別の階調状態に直接アドレッシングすることにより、表示装置を更新する。このような移行に伴う明白なアーティファクト(すなわち、黒色および/または白色の”点滅”)がないので、これを”階調対階調”アドレッシングと呼ぶ。階調対階調波形には主に2つの形態がある。すなわちDCバランスとDCアンバランスとである。
選択的な行の駆動
本発明の別の面は、表示装置の行を選択的に駆動することにより、アクティブマトリックス双安定電気光学表示装置の性能を向上させることに関する。
LCDでは画像を連続してリフレッシングすることが必要なので、表示される画像のほんの一部分を変えることは、全体的なリフレッシング手順の一部分として扱われる。連続リフレッシング表示装置では、画像の更新する部分を用意する必要がない。新規の画像は、1秒当たり数回表示装置を書き込むことにより行われるので(LCDの場合)、表示装置で消えてしまった画像部分のどのような変化も、自動的に短い間隔で表示装置に現れることになる。その結果、LCDで利用されるよう開発された従来の回路では、画像の一部分だけ更新するようにするようにできない。
空間領域ディザリング
上述の本発明の面は、駆動電気光学表示装置に用いられる波形に関する。しかしながら、かかる表示装置の挙動についても、バックプレーンの構造を変えることにより変更することができる。本発明のこの面は、表示装置の1つ以上のピクセル、好ましくは各ピクセルを、別々の領域を有する複数のサブピクセルに分割することに関する。
様々な技術
電気光学表示装置の従来のアクティブマトリックス駆動方法の多くでは、表示装置のバックプレーン上のピクセル電極の電圧を順に変えて所望の電圧をピクセルに印加する。上面は典型的には、ピクセルをアドレッシングするのに有利と思われる特定の電圧で保持する。例えば、ピクセル電極に供給するデータ線の電圧をゼロボルトと電圧V0との間で変化させる場合、上面をV0/2で保持して、順にピクセル全体で電圧を低下して両方向でV0/2の大きさとする。
Claims (1)
- 双安定電気光学媒体をアドレッシングする方法であって、直流オフセットを有する交流パルスを、該直流オフセットの大きさおよび方向によって決定される実質的に一定の光学階調状態を生成するのに十分な期間にわたり、該媒体に印加することを特徴とする方法。
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