JP5478255B2 - 電気泳動セルについての駆動方法及び電気泳動装置 - Google Patents

Description

本発明は、一般に、電気泳動ディスプレイで用いられる電気泳動セルに関する。より詳細には、本発明は、電気泳動セルの駆動方法及びその方法を実行するように適合された装置に関する。

電気泳動表示装置は、選択的光散乱又は光吸収機能を与える電界により制御される帯電粒子の運動を用いる双安定性表示技術の一例である。

一例においては、白色粒子は吸収性液体内に懸濁され、電界が、その装置の表面の方に粒子を移動させるように用いられる。この装置の表面の位置で、その表示は白色に見えるように、粒子は光散乱機能を果たすことが可能である。上部表面からの移動により、液体の色、例えば、黒色が見えるようになる。他の例においては、透明な流体内に懸濁された、２つのタイプの粒子、例えば、黒色の負に帯電した粒子及び白色の正に帯電した粒子が存在することが可能である。

電気泳動表示装置は、それらの双安定性の結果として低電力消費（画像は、印加される電圧なしで保持される）が可能であり、それらの装置は、バックライト又は偏光子を必要としないために、薄い且つ明るい表示装置を構成することが可能である。

電気泳動ディスプレイにおける他の重要な因子は、製造においてコストパフォーマンスの高いことである。そのディスプレイはまた、プラスチック材料から成ることが可能であるために、オープンリール式の製造によるコスト削減が可能である。そのような製造については、電子装置は、単独の表示媒体層のみを用いることを必要とする。低コストの要求は更に、パッシブ型直接駆動アドレッシングスキームを用いることを好ましいものにする。そのような表示装置の最も簡単な構成は、セグメント化された反射型ディスプレイである。セグメント化された反射型電気泳動ディスプレイにおいては、低消費電力及び高輝度であり、動作が双安定性であり、それ故、電力がオフに切り換えられたときでさえ、情報を表示することができる。

パッシブマトリクスの様式で、閾値を用いる既知の電気泳動ディスプレイは、下部電極層と、透明流体又は有色流体内に懸濁された粒子を収容する表示媒体層と、上部電極層とを有する。バイアス電圧が、バイアスされる電極に関連する表示媒体の部分の状態を制御するように、上部電極層及び／又は下部電極層における電極に選択的に印加される。

１つのタイプの電気泳動表示装置は、所謂、“横電界方式”を用いている。横電界方式の電気泳動ディスプレイは、表示材料層における粒子の選択的な横方向の移動を用いる。粒子がランダムに分散しているとき、それらの粒子は、下地表面への光の進路を遮り、粒子の色が見える。それらの粒子は有色であり、下地表面は黒色又は白色であることが可能であり、若しくは、粒子が黒色又は白色であり、下地表面が有色であることが可能である。

横電界方式の有利点は、装置が透過性動作又は半透過反射性動作について適合されることが可能であることである。粒子は、光についての経路を生成するように移動されることが可能である。このことは、バックライトを用いる照明による動作、並びに環境光による及びリフレクタを用いる照明による反射動作を可能にする。横電界方式の電極は１つの基板において備えられることが可能であり、又は互いに対向している２つの基板が電極を備えることが可能である。

アクティブマトリクスアドレッシングスキームがまた、電気泳動ディスプレイのために用いられる。それらのスキームは一般に、高速画像更新が多くの階調を有する高コントラスト比及び明るいフルカラーの表示について望まれるときに、必要とされる。そのような装置は、信号アプリケーション及び広告表示アプリケーションのために、並びに電子ウィンドウアプリケーション及び環境照明アプリケーションにおける光源（ピクセル化された）として特に関心がもたれている。カラーはカラーフィルタを用いて実行され、その場合、表示画素は、階調素子として、又は減法色原理により、又はカラーフィルタ及び減法色原理の両方を用いる組み合わせとして機能する。

従来の電気泳動ディスプレイは、代表的には、複雑な駆動信号により駆動される。一の階調レベルから他の階調レベルに切り換えられるようになっている画素については、しばしば、先ず、リセット位相にある白色又は黒色に切り換えられ、次いで、最終的な階調レベルに切り換えられる。階調レベル間の遷移及び黒色／白色から階調レベルへの遷移はよりゆっくりであり、そして黒色から白色、白色から黒色、灰色から白色又は灰色から黒色への遷移に比べてより複雑である。

例えば、カラーディスプレイにおいて、用いられる特徴的な吸収スペクトルを有する粒子及びディスプレイは、特徴的波長において多くの異なる吸収レベルが得られるように駆動されることが可能である。磁性粒子の数の正確な制御により、例えば、スペクトルの緑色部分における媒体の光学濃度は、“階調レベル”としても知られている多くの異なる値を有することが可能である。

電気泳動セルにおける、特に、電気泳動セルがパッシブマトリクスに基づくディスプレイにおいて配列されているときの１つの重要な課題は、画像をアドレスする及び書き込むのに要する時間である。これは、一部は、画素出力が画素セルにおける粒子の物理的位置に依存することと、特定の距離に亘って粒子を移動させることが時間を要することと、一般に粒子は比較的低速度で移動するためにまた、電気泳動セルの書き込みは低速度であることとによる。これは、粒子が、典型的には、“アウトオブプレーン”装置の場合に比べてより長い距離（横電界方式）に亘って移動する必要があるＩＰＥＰディスプレイにおける特有の課題である。

代表的な画素アドレス時間／書き込み時間は、アウトオブプレーン切り換え型電気泳動ディスプレイにおける小さいサイズの画素についての数十乃至数百ミリ秒から、横電界方式の切り換え電気泳動ディスプレイにおけるより大きいサイズの画素についての数分までの範囲内にある。更に、粒子の移動速度は印加される電界に対応する。従って、原理的には、印加電界が高くなればなる程、より短時間で、階調変化が達成されるが、それらの電界を生成する高電圧は、必ずしも利用可能ではなく、使用することが可能でない。

最も単純な方式で、電気泳動画素は、２つの異なる色、例えば、黒色及び白色で、即ち、１ビットの色で表されるように制御されることが可能である。これは、４乃至６ビットの階調を必要とすると考えられている電子ブック又は電子信号装置については受け入れられないものである。現在、市販されている製品において得られる正確で、再現できる階調数は、まさに４である。

１ビットの色より多いカラーを、再現可能で均一な方式で、そして２つ以上のタイプの顔料について再現することが、それ故、好ましい。しかしながら、このことは、セル当たり２つ以上のタイプの粒子の制御を必要とし、そのセルはまた、より複雑なセルを、例えば、より多くの電極を有するセル、又はマルチカラーの画素に対する異なる複数の色の複数のセルを必要とする。１つの従来の例においては、マルチカラーは、異なる色の２つ又はそれ以上の単色表示層を重ね合わせることにより得られる。しかしながら、その重ね合わせのために、画像品質は損なわれる、又は視差が生じる及び／又は光の吸収が増加する。

横電界方式の電気泳動表示装置における他の特徴は、画素の開口、即ち、コントラスト、輝度、視野角、彩度、視差、モアレ等のパラメータを有する可視出力に直接、寄与するセル領域の一部である。画素の可視領域はできるだけ大きいことが望ましい。しかしながら、画素における粒子数は一定であるため、暗い状態をもたらす顔料は、明るい状態の間、どこかに蓄積されている必要がある。このことは、蓄積電極により画素の開口を犠牲にして達成される。

米国特許出願公開第２００４／０２３９６１３号明細書においては、観測用側面基板から距離を置き、且つその基板と対向している背面基板を有する電気泳動表示装置について開示されている。複数のセルがそれらの基板間の空間に位置していて、その空間は、２つのタイプの帯電粒子が存在する透明な絶縁性泳動液で満たされている。粒子は帯電極性及び色が異なっている、各々のセルにおいては、表示領域は、それらの基板の一に備えられている透明な表示電極を有し、２つの収集電極が存在し、それらの電極の一は各々の基板にあり、互いに対向している。米国特許出願公開第２００４／０２３９６１３号明細書においては、２つのタイプの粒子が、２つの基板の面に対して水平方向及び垂直方向の両方に移動される。マルチカラー表示を得るように、米国特許出願公開第２００４／０２３９６１３号明細書においては、重なり合いにおける各々のセルが異なる色の粒子を有するセルの重なり合いについて開示されている。表示電極は画素の可視領域を覆っているため、これは不可避の、増加する視差、モアレ及び光吸収、それ故低い輝度の画素に繋がる。それはまた、より複雑で、よりコストパフォーマンスの低い装置に繋がる。

米国特許出願公開第２００４／０２３９６１３号明細書

本発明の目的は、従来技術における課題を少なくとも低減する又は克服することである。特定の目的は、少なくとも２つの異なるタイプの粒子の制御により電気泳動セルを効率的な且つ比較的高速の駆動を可能にする。

本発明については、同時提出の特許請求の範囲の独立請求項に記載されている。好適な実施形態については、従属請求項に並びに以下の詳細説明及び図に示されている。

従って、第１の特徴に従って、以下の詳細説明により明らかになる上記の目的及び他の目的は、電気泳動セルについての駆動方法であって、前記セルが第１蓄積電極と、第２蓄積電極と、第１ターゲット領域電極と、第２ターゲット領域電極と、第１タイプの粒子及び第２タイプの粒子を有し、前記第２タイプの粒子は第１タイプの粒子と逆の電荷極性を有し、前記第１及び第２ターゲット領域電極並びに前記第１及び第２ターゲット領域電極間に広がる領域はターゲット領域であり、前記第１及び第２蓄積電極の各々は前記ターゲット領域の外側に位置し、前記方法は：リセットフェーズにおいて、前記第１及び第２タイプの粒子が前記セルにおける決定されたリセット位置にリセットされるステップと；第１書き込みフェーズにおいて、第１タイプの粒子が第１及び第２蓄積電極の一の方に及び／又はその一から移動するように電極制御信号を印加され、それにより前記ターゲット領域における電荷量が変化し、第２タイプの粒子の量がターゲット領域において保たれるステップと；第２書き込みフェーズにおいて、第２タイプの粒子が第１及び第２蓄積電極の一の方に及び／又はその一から移動するように、電極制御信号を印加し、それにより前記ターゲット領域における電荷量が変化し、第１タイプの粒子の量がターゲット領域において保たれるステップと；拡散フェーズにおいて、前記ターゲット領域に位置している第１及び第２タイプの粒子が前記ターゲット領域において分散される及び混合されるように、電極制御信号を印加するステップと；を有する駆動方法により達成される。

第２の特徴に従って、以下の詳細説明により明らかになる上記の目的及び他の目的は、少なくとも１つの電気泳動セルを有する電気泳動装置であって、前記セルが第１蓄積電極と、第２蓄積電極と、第１ターゲット領域電極と、第２ターゲット領域電極と、第１タイプの粒子及び第２タイプの粒子とを有し、前記第２タイプの粒子は第１タイプの粒子と逆の電荷極性を有し、前記第１及び第２ターゲット領域電極並びに前記第１及び第２ターゲット領域電極間に広がる領域はターゲット領域であり、前記第１及び第２蓄積電極の各々は前記ターゲット領域の外側に位置し、前記装置は、前記少なくとも１つの電気泳動セルの電極電位を制御する制御器を更に有し、前記制御器は：リセットフェーズにおいて、前記第１及び第２タイプの粒子が前記セルにおける決定されたリセット位置にリセットされ；第１書き込みフェーズにおいて、第１タイプの粒子が第１及び第２蓄積電極の一の方に及び／又はその一から移動するように電極制御信号を印加され、それにより前記ターゲット領域における電荷量が変化し、第２タイプの粒子の量はターゲット領域において保たれ；第２書き込みフェーズにおいて、第２タイプの粒子が第１及び第２蓄積電極の一の方に及び／又はその一から移動するように、電極制御信号を印加し、それにより前記ターゲット領域における電荷量が変化し、第１タイプの粒子の量がターゲット領域において保たれ；拡散フェーズにおいて、前記ターゲット領域に位置している第１及び第２タイプの粒子が前記ターゲット領域において分散される及び混合されるように、電極制御信号を印加する；ように適合されている、装置により達成される。

粒子の“量”は、ここでは、粒子がゼロであることも含むことが可能であることに留意されたい。２タイプの逆の帯電の粒子は各々のタイプのダブル電極と共に、ターゲット領域の内側及び外側の両方において一のタイプの粒子を保つ一方、他のタイプを移動させることを可能にする。このことは、各々の書き込みフェーズにおいて、ターゲット領域の方に／方から移動されないタイプの粒子の制御を維持することを可能にする。

リセットフェーズを除く全てのフェーズは、決定された位置の方への／方からの移動に基づいていて、そのことは、リセットフェーズについての、即ち、他のフェーズの実行を可能にする主な理由である。リセットフェーズにおいて決定された位置は、例えば、蓄積電極の各々の位置における一のタイプの粒子、ターゲット領域における両方のタイプの粒子、各々のターゲット領域電極における一のタイプの粒子、一の蓄積電極における一のタイプの粒子及び一のターゲット領域電極における他のタイプの粒子であることが可能である。例えば、蓄積電極における一のタイプの粒子の量と、ターゲット領域電極におけるそのタイプの粒子の残り、等を有することも可能である。

書き込みフェーズのみは、粒子が正確な位置の方に移動する又はターゲット領域において広げられる必要がある何れかの要求なしに、ターゲット領域の方に又は方から粒子を移動させることを有する。両方のタイプの粒子は、例えば、最近接のターゲット領域電極の方に移動される。それ故、書き込みフェーズの両方の間に粒子が移動した距離は短くなることが可能であり、従って、書き込みフェーズの実行は、比較的高速であることが可能である。更に、ターゲット領域電極間の領域は、例えば、単に１つの大きいターゲット電極又は表示電極がそれらの粒子について用いられるときと比べて、吸収が低い電極間の透明な開口を可能にする。

蓄積電極は、ターゲット領域の同じ側に位置付けられることが可能であり、第１蓄積電極は、前記ターゲット領域に最近接に位置付けられることが可能であり、前記方法においては：第１書き込みフェーズにおいて、第１タイプの粒子が第１蓄積電極の方に及び／又は方から移動されることが可能であり；書き込みフェーズ間の交換フェーズにおいて、電極制御信号は、第１蓄積電極における第１タイプの何れかの粒子が第２蓄積電極に対して交換されるように印加されることが可能であり；第２書き込みフェーズにおいて、第２タイプの粒子が、前記第１蓄積電極の方に及び／又は方から移動されることが可能である。

第１書き込みフェーズの間にターゲット領域の方に及び／又は方から粒子を移動させるように最近接の蓄積電極を用いることは、第１書き込みフェーズの高速の実行を容易にする。交換フェーズにおいては、第１タイプの粒子は、第２書き込みフェーズの間に用いられる第１蓄積電極を開放するように、第２蓄積電極の方に移動される。第２書き込みフェーズにおいて、第２タイプの粒子は、第１蓄積電極の方に／方から移動され、第２タイプの粒子は、従って、第１タイプの粒子が第１書き込みフェーズにあったために、ターゲット領域の方に／方から同じ短い距離だけ移動し、そのことは、高速の第２書き込みフェーズをまた、可能にする。

何れの場合においても、第１タイプの粒子も第２タイプの粒子も、粒子が移動するときに用いる閾値特性を有さず、この“同じ側の蓄積”電極のレイアウトは、第１蓄積電極とターゲット領域との間に位置付けられた単独のゲート電極と有利に組み合わされることが可能である。蓄積電極の一によりサポートされる単独のゲート電極は、書き込みフェーズの間の両方のタイプの粒子の制御を可能にする。例えば、蓄積電極がターゲット領域の各々の側に位置付けられ、粒子が閾値特性を有さないとき、典型的には、２つのゲート電極が必要である。

第２書き込みフェーズの間の制御信号は、第１書き込みフェーズの間の制御信号の逆のバージョンであることが可能である。これは、制御信号の生成を容易にするように用いられることが可能であり、両方の書き込みフェーズについて同じ蓄積電極を用いることと組み合わせて逆極性の粒子について、達成されることが可能である。

蓄積電極は、ターゲット領域の反対側に位置付けられることが可能であり、第１書き込みフェーズにおいて、第１タイプの粒子は第１蓄積電極の方に又は方から移動されることが可能であり、第２書き込みフェーズにおいては、第２タイプの粒子は第２蓄積電極の方に又は方から移動されることが可能である。粒子がターゲット領域の方に／方から反対側に移動されることは、両方のタイプの粒子が、例えば、書き込みフェーズ間の付加交換フェーズを必要とせずに、書き込みフェーズ間の等しい短い距離を移動することが可能であることを意味する。

セルは、蓄積電極の一とターゲット領域との間に位置付けられたゲート電極を有し、書き込みフェーズの少なくとも１つにおいて、電極制御信号は、ターゲット領域の量で蓄積電極の方に／方から移動されない粒子を保つ電位に前記ゲート電極が設定されるように、印加されることが可能である。

少なくとも一のタイプの粒子が閾値特定を有さないとき、ゲート電極について特に関心がもたれている。しかしながら、ゲート電極はまた、１つ又はそれ以上のタイプの粒子が閾値特性を有するときにも用いられることが可能であることに留意されたい。

分散フェーズにおいて、ターゲット領域における粒子は、ターゲット領域電極間に印加される電圧の極性を切り換えることにより前記ターゲット領域において分散及び混合されることが可能である。粒子の分散は、典型的には、ターゲット領域における粒子の均一で均質な分散を得るように、このタイプの制御により高速化されることが可能である。ここでは、２つのタイプの逆に帯電した粒子が、ターゲット領域において印加される電圧により反対方向に影響されることが利用される。例えば、各々のタイプの粒子が、拡散フェーズの開始時にターゲット領域電極の各々の一に主にあるとき、極性の切り換えは、粒子が互いの方に向かって駆動され、ターゲット領域に亘って拡散されることをもたらす。

制御信号は、書き込みフェーズの少なくとも一の少なくとも一部の間、第１制御信号レベルと第２制御信号レベルとの間で交番する電圧パルスの形で印加されることが可能である。それらの交番パルスは、粒子の移動のより良好な制御を可能にし、そのことは、電気流体力学流によりもたらされる負の影響の低減により説明されることが可能である。それらのパルスは、粒子の副量（ｓｕｂ−ａｍｏｕｎｔ）の良好な制御を可能にし、そのことは、ターゲット領域の方に／方から“パケット”の状態で分けられることが可能であり、また、例えば、階調又は色調を得るように用いられることが可能である。

第１制御信号レベルは、粒子がターゲット領域の方に又は方から移動されるようにすることが可能であり、第２制御信号レベルは、粒子が前記ターゲット領域の方に又は方から移動しないようにすることが可能である。

ターゲット領域の方に又は方から移動される粒子の量は、デューティサイクル及び／又は振幅及び／又は周波数及び／又は交番パルスの数により決定されることが可能である。

セルは、付加的なタイプの帯電粒子を更に有することが可能であり、蓄積電極の一の方に及び／又は方から移動される第１タイプの又は第２タイプの粒子が付加的なタイプの帯電粒子と同様の極性を有する書き込みフェーズにおいては、前記付加的なタイプの帯電粒子が蓄積電極の一の方に及び／又は方から移動され、それにより、前記ターゲット領域における量を変化させるように、電極制御信号が印加されることが可能である。

付加的なタイプの粒子は、それらの付加的なタイプの粒子と同様の極性を有する第１タイプ又は第２タイプの粒子に比べて、好適には実効電気泳動移動度で２倍又はそれ以上、実質的に異なることが可能である。

更に、付加的なタイプの粒子は、それらの付加的なタイプの粒子と同様の極性を有する第１タイプ又は第２タイプの粒子に比べて、閾値特性で異なることが可能である。

例えば、第１タイプ又は第２タイプの粒子は、付加的なタイプの粒子が閾値特性を有するときに、閾値特性を有さないことが可能であり、付加的なタイプの粒子は、第１タイプ又は第２タイプの粒子が閾値特性を有するときに、閾値特性を有さないことが可能であり、付加的なタイプの粒子の閾値レベルは、第１タイプ又は第２タイプの粒子の閾値レベルと比べて異なることが可能である。

第１書き込みフェーズ及び第２書き込みフェーズの両方は、付加的なタイプの粒子、即ち、各々のセルにおいて２つのタイプの粒子及び一のセルにおいて全部で４つのタイプの異なる粒子を有することが可能である。単独のセルは、従って、ターゲット領域において４つのタイプの異なる粒子の何れかの組み合わせを与えるように制御されることが可能であり、それ故、それらのタイプの粒子と結び付けられる異なる特性の何れかの組み合わせの有利点をとることが可能である。例えば、その装置が表示装置であり、粒子が異なる色の顔料である場合、単独のセルは、例えば、ＹＭＣＫ（実際には、３つの色成分ＹＭＣ及び１つの輝度成分Ｋ）のような４つの異なる色成分の何れかの組み合わせを与えることが可能である。これは、ターゲット領域における各々のタイプの粒子の異なる量も与えることができるセルと、即ち、各々のタイプの粒子の特性の影響が別個に制御されることが可能であるセルと有利に組み合わされることが可能である。例えば、顔料粒子の場合、各々の色はまた、異なるトーン又は階調で与えられることが可能である場合、セルは、フルカラーのカバレッジを与えることが可能であり、それ故、そのようなセルはフルカラーの表示の一部を構成する又はその一部であることが可能である。電極間の粒子の輸送は一の面に関係し、セルは、従って、横電界方式の電気泳動セルであることが可能である。

電極間の粒子の輸送は一の面に関係し、従って、セルは横電界方式の電気泳動セルであることが可能である。

複数のセルは、アレイにおける行及び列として配列されることが可能であり、各々のセルにおける電極の少なくとも１つは、同じ行に配列されている他のセルのみと共有される行電極であることが可能であり、各々のセルにおける電極の少なくとも１つは、同じ列に配列されている他のセルのみと共有される列電極であることが可能であり、前記方法は、セルの行電極及び列電極の電極制御信号が、書き込みフェーズの影響下に置かれるようになっていないセルの行電極及び列電極に印加される電極制御信号と異なるように、電極信号を印加することにより第１書き込みフェーズ及び第２書き込みフェーズの影響下に置かれるように選択するステップを更に有することが可能である。

リセットフェーズ及び分散フェーズにおいては、アレイの全てのセルは、同じ電極制御信号の影響下に置かれることが可能である。また、交換フェーズの間の制御信号は、並列に印加されることが可能であり、セルが書き込まれるようになっているか、書き込まれてしまったかに拘わらず、そのアレイにおける全てのセルについて同じであることが可能である。このことは、アドレスされる必要がある全ての行においてセルが存在するときに、典型的には、行毎に連続的に処理される必要がある少なくとも書き込みフェーズに比べて匹敵する速度でそれらのリセットフェーズ及び分散フェーズを実行することを可能にする。

アレイは、パッシブマトリクスの形であることが可能である。パッシブマトリクスを用いることは、例えば、コスト及び製造の観点から魅力的であり、本発明の方法は、互換性があり、そのようなマトリクスに配列されたセルにおいて有利に動作されることが可能である。

本発明の装置は、電気泳動表示装置、電気泳動レンズ、電気泳動投与装置又は光フィルタリング装置であることが可能である。電気泳動表示装置は、単にあるアプリケーションを載せる電子ペーパー、電子表示装置、電子プライスタグ又は電子広告掲示板であることが可能である。

以下、添付図を参照しながら、本発明の実施例について詳述する。

図は模式図であって、スケーリングして描かれてはいないことに留意する必要がある。それらの図の部分における相対的な寸法及び比率は、明確化のために及び便宜上、大きさを誇張して又は縮小して示している。

パッシブマトリクスの形式にある電気泳動セルについての電極のレイアウトの模式図である。 図１ａにおける装置の電極のレイアウトの電気泳動セルについての電極のレイアウトの模式図である。 電気泳動セルについての代替の電極のレイアウトの模式図である。 駆動方法の実施形態における異なるフェーズの間の電極電位及び電荷輸送の実施例を示す図である。 駆動方法の実施形態における異なるフェーズの間の電極電位及び電荷輸送の実施例を示す図である。 駆動方法の実施形態における異なるフェーズの間の電極電位及び電荷輸送の実施例を示す図である。 実施形態に従った駆動方法を示すフロー図である。 変調電極電位の模式図である。 電極電位の変調の異なるレベルに対応する異なるコントロールワードにおける一のタイプの粒子の量における変化を示す図である。 図５ａの曲線と、異なる電気泳動移動度を有する他のタイプの粒子についての対応する曲線とを示す図である。

図１ａは、電気泳動セルを有する電気泳動装置の電極レイアウトを模式的に示している。図２と関連付けて示す、実施形態に従った方法は、その装置において動作可能である。

以下、表示装置はそもそも例示として示しているため、ターゲット領域及びターゲット領域電極はまた、表示領域又はビューイング領域、及び表示電極又はビューイング電極のそれぞれと、互換的であるものとして、呼ばれることが可能である。同様の理由で、セルはまた、互換的であるものとして、画素セル又は単にセルと呼ばれることが可能であり、粒子は、互換的であるものとして、顔料粒子又は単に顔料（表示装置において色を与える効果を有する粒子）と呼ばれることが可能である。

参照番号は、図１においては、セル２０のみについて設定されているが、示されているレイアウトは、２行及び３列に配列された６個組のセル２０を複数有することを理解することができる。各々のセル２０は、逆の帯電極性の少なくとも２つのタイプの粒子の懸濁液と、第２ターゲット領域電極３０と、第１ターゲット領域電極２８と、ゲート電極２６と、第１蓄積電極２４と、第２蓄積電極２２とを有する。図１ａにおいて主に縦方向に延びている電極は、横方向の電極に対して平行である横方向部分を有する。図１ａのセル２０は、それ故、単に平行な電極部分を有する。

第１蓄積電極２４及び第２蓄積電極２２は面積及び大きさが等しいことが可能であるが、必ずしもそうである必要はない。第１蓄積電極近傍の粒子が第１蓄積電極と画素壁との間の位置に保持されることが可能であるとき、粒子は必ずしも第２蓄積電極において位置付けられる必要はないため、第２蓄積電極が第１蓄積電極と画素壁との間に位置付けられているとき、第２蓄積電極はより小さいサイズであることが可能である。

また、例えば、顔料の異なる光学的特性のために、粒子の量及びサイズが異なっているとき、それらの第１蓄積電極及び第２蓄積電極はサイズが異なることが可能である。

表示装置の場合、粒子タイプは、典型的には、異なる色の顔料粒子である。顔料流体、即ち、粒子懸濁液は、両方の粒子タイプについて同じ量を有することが可能であるが、必ずしも同じではない。

図１ｂは、便宜的に、２つのセル壁２０ａ、２０ｂ間に複数の電極が平行に並べられているセル２０の主要部分を示している。

ターゲット領域電極２８、３０及びそれらの間の空間はターゲット領域３１を有する。２つの隣接する電極間の最大距離は、ここでは、第２ターゲット領域電極３０と第１ターゲット領域電極２８との間の距離である。ターゲット領域電極間の大きい開口を可能にする大きいターゲット領域３１は、特に、電気泳動セルが表示装置における画素セルであるときに好ましい。表示領域における顔料粒子のタイプ及び量は、画素の光学的外観、例えば、色、輝度等を決定する。

ここでいうターゲット領域は、ディスプレイのアプリケーションで用いる画素セルにおける表示領域に相当するが、実際に可視的であるものを意味する表示領域は、代表的には、ターゲット領域電極自体による乱れを回避するようにターゲット領域電極間の空間の領域のみをいうことに留意されたい。

セル壁２０ａ、２０ｂに隣接する電極、即ち、ここでは、ターゲット電極３０及び第２蓄積電極２２は、各々の全体が又は一部が、それぞれのセル壁の一部である又はそのセル壁に統合されていることが可能である。電極及び画素壁を組み合わせる１つの有利な理由は、より大きい表示領域３１を可能にすることである。

別個の画素壁及び電極を有する図１ｂのレイアウトの例示としての実施形態においては、開口、即ち、２００μｍのターゲット電極間の領域は、全画素の約４２％（図１ｂにおける比ＷＡ／ＷＣ）である。画素壁に統合されている第２蓄積電極を有する他の例示としての実施形態においては、２４０μｍの開口は全画素の約５０％である。全画素領域は、それらの例示としての実施形態の両方について同じである。

図１ｃは、２つのセル壁１２０ａ、１２０ｂ間で複数の電極が平行に並んでいる他の電極レイアウトを示している。ここでは、１つの蓄積電極１２２、１２４がターゲット領域１３１の各々の側方に位置付けられ、１つのゲート電極１２６ａ、１２６ｂは、ターゲット領域と各々の蓄積電極との間に入っている。

以下で参照のために用いられる図１ａ乃至１ｃによる電極レイアウトは、単に例示として与えられていることに留意する必要がある。当業者は、提示されている方法は、他の電極レイアウト、例えば、移動している粒子が閾値特性を有するときにゲート電極を伴わない電極レイアウトを有する装置においても動作可能であることを理解することができる。また、１つ又はそれ以上のセルの形状及びサイズは、その実施例と異なることが可能であり、複数の異なるサイズ及び形状の画素が同じ装置において存在することが可能である。

図２は、パッシブマトリクスの形式にあるセルを有する電気泳動装置についての駆動方法の異なるフェーズの間の電極電位及び電荷輸送を示す実施例である。各々のフェーズにおいて、図１ａ及び１ｂに関連付けて説明する電極に対応する電極のセットを有する少なくとも１つの電気泳動セルを示している。それらの２つのタイプは、正に帯電した第１タイプ３２及び負に帯電した第２タイプ３３である。それらの粒子の位置をもたらした例示としての電極電位を、図２の各々の電極に示している。例示目的で、それらの電位からもたらされる電極間の電圧の極性は、的確な電位値に比べてより適切であることに留意されたい。市場のアプリケーションにおいては、その電位は、代表的には、数ボルトであるた、用いるのにどのような的確な電位が好ましいかは、ケースバイケースで決定される必要があり、アプリケーション、粒子のタイプ等に依存する。

図２の各々のセルにおいて上下に示している破線の右側には、ターゲット領域電極２８、３０を有するターゲット領域を示している。その破線の左側には、ゲート電極２６、第１蓄積電極２４及び第２蓄積電極２２を示している。

フェーズ毎に、即ち、リセットフェーズにおけるように、１つのセルのみが示されているとき、このことは、電極電位及び粒子分布がマトリクスの全てのセルについて同様であることを表している。行において２つのセルが存在するとき、左側のセルは“書き込み”セル、即ち、現在のアドレッシングサイクルの間にターゲット領域における粒子量が変化したセル、又は、そのようなセルと蓄積電極を共有するセルと対応し、即ち、左側のセルは、マトリクスにおいてセルのコンテンツを書き込んで変化させる特定の電位（データがロードされた列として認識される）に設定されている蓄積電極（マトリクスの列に対応することが可能である）を有するセルに対応する。それとは対照的に、右側のセルは、“非書き込み”セル、即ち、コンテンツの変化がないように現在のアドレッシングサイクル中の電位が設定された蓄積電極を共有するセル、即ち、ターゲット領域における粒子量を保っているセルに対応する。各々のフェーズにおける表示電極２８、３０及び第２蓄積電極２２は、全てのセルについて、即ち、第１蓄積電極２４及びゲート電極２６の電位に拘わらず、同じである電位にそれぞれ設定されることに留意されたい。表示電極２８、３０及び第２蓄積電極２２は、それ故、アレイについての共通電極であることが可能である。更に、表示電極は、全てのフェーズにおいて同じ電位をさえ、有することが可能であり、それ故、変化される必要さえないことが可能であることに留意する必要がある。

例えば、図１における第２蓄積電極２２は、全体の表示についての１つの共通電極として備えられることが可能であり、そのことはコストパフォーマンスを高くし、１つの入力ラインのみが必要である（第１蓄積電極について）ために、第２電極のＩ／Ｏのフルセットを有する状況と比べて、結合ミスが少なくなる。

図３は、以下で、実施形態に従った駆動方法について説明するために用いるフロー図である。その方法については、図１ａ乃至１ｃの電極レイアウト、上記の電気泳動装置及び図２を参照して説明している。

図２のリセットフェーズに対応する第１ステップ２１０において、粒子タイプ３２、３３は分離され、最初の位置に対して移動される。蓄積電極の各々における最初の位置に対する各々の粒子タイプの分離は、第１蓄積電極２４に対して正電位の粒子３２を移動させ、第１蓄積電極２４に対して最も低い電極電位を印加することに後続して、第２蓄積電極２２に対して負電位の粒子タイプ３３を移動させ、先ず、第２蓄積電極２２に対して最も高い電極電位を印加することにより得られる。好適には、第１分離ステップにおいて、線形電位勾配は、外側の電極間で、即ち、ここでは、第２蓄積電極２２と第２ターゲット領域電極３０との間で用いられる。代替として、中間電極２４、２６、２８は、指数関数の、漸近線の又は対数の電位勾配を有するように、フローティング状態である又は制御されることが可能である。

リセットフェーズの前には、粒子の位置は不明である又は少なくとも異なるセルにおいては異なっているため、リセットフェーズ中の電位は、実質的に全ての粒子がそれぞれの蓄積電極の方に移動する時間を得るように十分に長く設定される必要がある。しかしながら、リセットフェーズは全てのセルについて同じであるため、リセットフェーズの電位の印加はマトリクスにおける全てのセルにおいて行われ、そのことは、特に、大きいマトリクスについて、“行毎の”アドレッシング及び書き込みに比べて、時間を節約することができる。リセットフェーズを高速化するための他の解決方法はより大きい電位差を用いることである。潜在的に最も長い距離を移動する必要がある粒子は、ここでは、第２蓄積電極２２への負に帯電した粒子３３は、好適には、より高速のリセットフェーズを可能にする最も大きい実効電気泳動移動度を有する粒子である。しかしながら、２つの粒子タイプはまた、同じ実効電気泳動移動度を実質的に有することが可能である。粒子３２、３３が分離され、第２蓄積電極２２（＋１６０Ｖ）及び第１蓄積電極２４（−１００Ｖ）のそれぞれにおいて決定された最初の位置に位置付けられた後、ゲート電極２６は、粒子がそれらの最初の位置に保たれ続けることを確実にするように、＋１６０Ｖに設定される。

更に図３を参照するに、ステップ２１０の後、図２における第１書き込みフェーズに対応するステップ２２０が後続し、各々のセルにおいて正に帯電した粒子３２が、ターゲット領域３１における量を保つ又は変えるように選択される。

セルは、ゲート電極２６の電圧を６０Ｖに低下させることにより選択される（図２における選択行）。選択されたセルについては、第１蓄積電極を＋１００Ｖに設定することにより、正に帯電した粒子が書き込まれ、即ち、ここでは、ターゲット領域３１の方に移動するように選択される（図２における選択行、左側の列）。それ故、それらのセルについては、第１蓄積電極２４とゲート電極２６との間の電圧は変化し、それらの電極間の電圧極性は反転される。その結果、第１タイプの粒子はゲートを通過し、第１ターゲット領域電極２８の方に移動する。選択された、即ち、同じゲート電極２６を共有するセルについては、正に帯電した粒子３２はターゲット領域３１の方に移動しないように選択されるが（図２における選択行、右側の列）、第１ターゲット領域電極２８の電圧は変化されず、第１蓄積電極２４とゲート電極２６との間の電圧の極性は変化されない。その結果、正に帯電した粒子３２は、それらのセルについてのゲート２６を通過しない。

選択されないセルについては、ゲート電圧は＋１６０Ｖに保たれる（図２における非選択行）。

書き込まれる選択されたセルにより共有される第１蓄積電極を有する非選択セルについては、第１蓄積電極の電圧は＋１００Ｖである（図２における非選択行、左側の列）。それ故、第１蓄積電極２４の電圧が変化されるとき、第１蓄積電極２４とゲート電極２６との間の電圧の極性は変化されない。ゲート電極２６は、第１ターゲット領域電極２８と第１蓄積電極２４の両方より高い電位を有し、従って、第１タイプの粒子はゲートからターゲット領域３１の方に、又はターゲット領域から第１蓄積電極の方に通過しない。後者の場合は、前に書き込まれたセルについて適切であり、第１タイプの粒子３２は既に、ターゲット領域３１に存在している。

書き込まれない選択されたセルにより共有される第１蓄積電極を有する非選択セルについては（図２における非選択行、右側の列）、電圧は、ここでは、リセットフェーズの後と同じであり、ゲートは、それ故、粒子３２がターゲット領域３１の方に又は方から移動しないようにする。

図２においては、全第１書き込みフェーズ中及び全てのセルについて、負に帯電した粒子３３は、＋１６０Ｖに保たれている第２蓄積電極２２におけるリセットフェーズによりそれらの粒子の最初の位置に保持される。＋１６０Ｖは全ての電極についての最も高い電位であることに留意されたいが、より適切には、第２蓄積電極の電位は、第１書き込みフェーズ中の全ての値において第１蓄積電極が第２蓄積電極２２において負に帯電した粒子３３について電位障壁を与えるように、設定される。従って、第１蓄積電極は、第１書き込みフェーズ中、第２蓄積電極２２において負極性タイプの粒子３３について（ロックされた）ゲートとして認識されることが可能である。

従って、共通のゲート電極（行）を有する全てのセルが第１書き込みフェーズに従って書き込まれるように選択された後、各々のセルにおける正に帯電した粒子３２は、第１蓄積電極２４（非書き込み）か又は第１ターゲット領域電極２８（書き込み）のどちらかに位置付けられる。

図２を更に参照するに、ステップ２２０の後、図２における交換フェーズに対応するステップ２３０が後続する。第１収集電極及び第２収集電極における粒子が、ここで、位置を交換され、即ち、選択されたセルについて書き込まれなかった正極性の粒子３２は、第２蓄積電極２２から第１蓄積電極３２４に移動される負極性の粒子３３についての空間を残すように、第２蓄積電極２２の方に移動される。これは、蓄積電極２２、２４間の電圧の極性を反転することにより得られることに留意する必要がある。同時に、ゲート電極２６の極性は、反転され、従って、第１蓄積電極２４の位置に負の粒子３３を保つ電位障壁が得られるように、設定される。第１蓄積電極と第２蓄積電極との間の距離は比較的小さいために、この位置の変化はかなり高速で生じる。上記のようにまた、図２に示しているもの以外の電位が交換フェーズにおいて用いられることが可能であるが、電極電位は、ターゲット領域にある正の粒子３２がそのターゲット領域に留まるように設定される必要がある。更に、交換フェーズにおいて、ターゲット領域３１における正極性の粒子３２は、−２０Ｖである第２ターゲット電極の方に移動される。これは、蓄積電極２２、２４の方への正極性の粒子３２の逆流のリスクを低減する。

図３を更に参照するに、ステップ２３０の後、図２における第２書き込みフェーズに対応するステップ２４０が後続する。第１蓄積電極において負に帯電した粒子は、ここで、第１書き込みフェーズ中に用いられる信号に比べて反転した制御信号による駆動スキームを用いて駆動される、図２においては、その電極の粒子は、第１書き込みフェーズに比べて反転され、負極性の粒子３３の移動及び分散は第１書き込みフェーズにおける正極性の粒子３２の移動に対応していることが理解できる。それ故、第１書き込みフェーズに関連付けている上記の説明及び理由付けにより、第２書き込みフェーズにも適用可能であることを容易に理解することができる必要がある。

ステップ２４０の後、図２における分散フェーズに対応するステップ２５０が後続する。第２書き込みフェーズの終了時に、選択された粒子量は、ターゲット領域電極２８、３０の両方に又は一方に位置付けられる、即ち、ターゲット領域に存在する。しかしながら、それらの粒子は、均質に分散及び混合されない。それ故、分散フェーズにおいては、顔料は、反対方向に移動する必要がある。これを得るように、ターゲット領域電極間の電圧の極性は反転され、ここでは、それらの電極間の電位が切り換えられる。その結果、ターゲット領域３１における粒子はターゲット領域において混合及び分散される（図２の左側の列）。蓄積電極間の電圧の極性及びゲート電極の極性は反転される。このことは、ターゲット領域の方に移動されなかった粒子が、リセットフェーズの後（図２における右側の列）と同じ蓄積電極２２、２４に位置付けられることをもたらす。蓄積電極の方に戻るようにターゲット領域からの粒子の漏れることを回避するように、ターゲット電極及びゲート電極の極性の反転のタイミング及び順序に関して拡散フェーズにおいて注意が払われる必要があることに留意されたい。

満足のいく分散及び混合が達成されているときに、ホールドフェーズ（図示せず）が後続することが可能であり、その混合及び分散が保持される。低周波数の交番電位が、このホールドフェーズを得るように、少なくともターゲット領域電極について用いられることが可能である。ホールドフェーズ電位は、ＤＣ、ＡＣ、又はそれらの組み合わせである、連続的な駆動又は一時的な駆動からもたらされる若しくは駆動していない状態でもたらされる、規則的な間隔又は不規則な間隔で中断される、等が可能である。

上記の駆動方法に基づくパッシブマトリクスは、ゲート電極を共有するセルのみが並列して書き込まれる（行毎のアドレッシング）ようにするため、各々の書き込みフェーズは、典型的には、全てのゲート電極におけるセルが選択されて書き込まれるまで、ゲート電極２６の後続の選択を有する。

Ｎ個の共有ゲート電極（例えば、パッシブマトリクスにおけるＮ個の行に対応する）が存在するとき、典型的には、複数の、即ち、Ｎ個の選択／書き込み動作が存在する。実際の１つの付加的な行は、Ｎ番目のセルについての粒子が先行してアドレスされた行についてと同じ方式で確定するようにすることが可能である。

特定の粒子タイプに関してセルが書き込まれる必要がない行は、書き込みフェーズに関してスキップされることが可能であることを理解する必要がある。

リセットフェーズ、交換フェーズ及び分散フェーズにおいて、電極電位は全てのセルについて同じであり、それ故、全てのセルは、行毎のアドレッシングを必要とすることなく、並列してアドレスされることが可能であり、そのことは、それらのフェーズが比較的高速に実行されるようにする。例えば、約２＊Ｎ個のアドレッシング動作は、Ｎ個の行（セルの各々の行について１つのゲート電極）において書き込まれるようになっているセルを有するアレイについての書き込みフェーズにおいて実行される必要があるが、他のフェーズ全てについては共に、単に３つのアドレッシング動作を実行するだけでよい。時間ｔｓだけセルの行を更新する／書き込む必要がある時間を短縮することは、それ故、全体として２＊Ｎ＊ｔｓの短縮に繋がることが可能である。フェーズ間の速度における違い、又は改善は、書き込まれるようになっているセルの多くの行を有する大きいアレイにおいて最も明白であり、それ故、典型的には、ディスプレイにおけるセルに画像を書き込むときがそのような場合である。

他の実施形態においては、粒子３２、３３は、ターゲット領域３１における最初の位置に対してリセットされる。この場合、それらのフェーズは反転して実行されることが可能である。これは、拡散フェーズにおける２つのタイプの粒子はターゲット領域３１において反対方向に移動するために、可能である。従って、１つのタイプの粒子は、ゲート２６を用いることにより、第１蓄積電極２４の方に移動するように選択されることが可能である。ターゲット領域３１における顔料の残りを再混合するように、第１ターゲット領域電極２８と第２ターゲット領域電極３０との間の電位が反転され、そのことは、第１蓄積電極２４における粒子が第２蓄積電極２２の方に同時に移動されるようにし、他のタイプの粒子は、ゲート２６を介して第１蓄積電極２２の方に移動されるようにする。上記の方法が、“光”の状態から表示装置を更新する（粒子がターゲット領域に存在しない）場合、この“反転”方法は、“暗い”状態（ターゲット領域における全ての粒子）からその表示装置を更新する。

他の実施形態においては、本発明の方法は、図１ｃに対応する電極レイアウトにおいて動作される。ここでは、第１書き込みフェーズ及び第２書き込みフェーズが同時に実行されることが可能である。正に帯電した粒子は、例えば、第１蓄積電極１２２からゲート電極１２６ａを介して第１ターゲット領域電極１２８に移動されることが可能である一方、同時に、負に帯電した粒子は、第１蓄積電極１２４からゲート電極１２６ｂを介して第２ターゲット領域電極１３０に移動されることが可能である。

このことは、２つのターゲット領域電極及び逆極性の粒子タイプにより可能であることを理解する必要がある。また、この実施形態においては、粒子が最初に、各々のセルにおいて決定された位置にあるように、リセットフェーズが存在する。しかしながら、蓄積電極は異なるタイプの粒子を蓄積する必要はないため、交換フェーズは必要でない。分散フェーズは上記と同様であることが可能である。

他の実施形態においては、粒子タイプは閾値特性を有する。この場合、ゲート電極は省かれることが可能であり、粒子の閾値レベルは、ゲート電極の“閾値”関数と、即ち、上記のターゲット領域への又はターゲット領域からの粒子の通過を回避するようにゲート電極により与えられる電位障壁と、置き換えられることが可能である。

ターゲット領域の方へ／方から全ての粒子を移動させることに代えて、本発明の方法は、例えば、表示装置における“階調”、又は色のトーンを得るように、移動する副量を有することが可能である。例えば、色の４トーン（２ビット）については、一のタイプの粒子についての書き込みフェーズ（例えば、正に帯電した粒子）は、一の期間は遷移時間の２／３を有し、他の期間は遷移時間の１／３を有する２つの書き込み期間に分割されることが可能である。各々の書き込み期間の持続時間は、それ故、粒子の全てを移動させるのに必要な輸送時間（全期間）より短く設定される。このことはまた、全期間の全部分に略相当する粒子の全部分が、第１蓄積電極から第１ターゲット領域電極に輸送されるように選択されることが可能である。一実施例においては、第１書き込みフェーズの期間中に、６６％及び１００％の吸収を有する画素がターゲット領域に対して書き込まれる一方、第２書き込み期間中に、３３％及び１００％の吸収を有する画素が書き込まれる。第１書き込みフェーズの期間中に第１ターゲット領域電極２６に既に書き込まれてしまっている粒子は第２書き込みフェーズの期間によっては分散されないため、同じ画素は２回目に書き込まれることが可能であることに留意されたい。

全ての粒子が書き込まれるようになっているセルについてターゲット領域の方に又は方から移動し、それ故、ターゲット領域に粒子の伏竜を書き込むことにより階調を生成する異なる方式が達成されることが可能であることに留意する必要がある。階調書き込みは、書き込みフェーズの一において又は両方において実行されることが可能である。

階調を書き込む１つの特定の有利な方法は、“書き込み”電位と“非書き込み”電位との間の交番電位により書き込まれるようになっている選択セルについての変調電極電位を有する。この方法については、ここでは、上記の方法に関連して及び参照して、ある程度詳細に説明する。

書き込まれるようになっている選択セルについて第１蓄積電極２６に一定電位を印加する書き込みフェーズにおいてではなく、第１蓄積電極電位は、“書き込み”電位と“非書き込み”電位との間の電位を繰り返して切り換えることにより変調される。例えば、第１蓄積電極の“書き込み”電位が＋１００Ｖであり、非書き込み電位が−１００Ｖである図２の第１書き込みフェーズにおいては、選択された左側の列のセルは、例えば、＋１００Ｖと−１００Ｖの間で切り換えられる。その変調は、それ故、書き込みフェーズ中のＮ個のパルス列として示されている。

図４は、そのような変調電極電位の例の模式図である。振幅Ａで全Ｎ個パルスについてのパルスｎは期間ＴＰを有する。Ｎ個パルスは持続時間ＴＮを有し、書き込みフェーズの持続時間はＴｗｒｉｔｅである。デューティサイクル、即ち、書き込みポテンシャル即ちターゲット領域への／からの粒子の輸送を可能にする電位に対応するＴＰの一部を変えることにより、ターゲット領域に（又はから）輸送される粒子の量を制御することが可能である。５０％のデューティサイクルがゲートを通過する粒子が存在しないことをもたらすように、それらのパルスは調節されることが可能である。５０％のデューティサイクルからのずれは、その場合、ターゲット領域における粒子量の正味の変化をもたらす。

パルス列の他のパラメータは、ターゲット領域に（又はから）移動されるようになっている粒子量、例えば、パルスの振幅、パルスの持続時間（ＴＰｎ）、パルス列持続時間（ＴＮ）、及び書き込みフェーズの持続に間のパルス列持続時間（ＴＮ）の一部を制御するように変えられることが可能である。

８ビットのコントロールワードが、例えば、ターゲット領域に（又はから）移動されるようになっている粒子の２５６の副量のうちのどれ位かを決定することが可能である。最大のコントロールワード値０は、例えば、１００％のデューティサイクルをもたらし、全ての粒子はターゲット領域の方に移動し、最小の制御値２５５は、ターゲット領域の方に移動される粒子が存在しないことをもたらすことが可能である。方形波形状のパルスの場合、１００％のデューティサイクルは固定（書き込み）電位に相当する。

ターゲット領域における粒子の副量（階調）を得るこの“変調電位”方式は、後続のフェーズにおいて副量（階調レベル）を書き込む必要なしに、単独の書き込みフェーズにおいて実行されることが可能である。

一実施形態においては、２つのタイプの粒子が各々の書き込みフェーズにおいて書き込まれ、それ故、各々のセルにおいて２つの付加的なタイプの粒子が、即ち、各々の極性について一の付加的なタイプの粒子が存在する。それらのタイプの粒子は、同じ極性を有する他の粒子に比べて、実効電気泳動移動度において約２倍又はそれ以上異なる。この実施形態について、ここでは、上記駆動方法及び変調電位に基づいて階調を書き込む方法を参照してある程度詳細に説明している。

図５ａは、単独のタイプの粒子について、例えば、正に帯電した粒子の一のタイプについて、書き込みフェーズにおいて書き込まれる階調によりターゲット領域に移動されることが可能である全粒子量の副量を示している。その副量は、例えば、ディスプレイの画素セルに与えられる輝度値に対応することが可能である。コントロールワード値、約１２８（８ビットワード）に対応する第１蓄積電極電位の変調については、粒子はターゲット領域３１の方に向かってゲート２６を通過しないが、１２８以下の値については、図５ａにおけるライン１０１ａにより示されているように、かなり多くの粒子がターゲット領域３１の方に移動されることが可能である。１２８のコントロールワードは、それ故、５０％のデューティサイクルに対応し、０のコントロールワードは１００％のデューティサイクルに対応し、２５５のコントロールワードは０％のデューティサイクルに対応することが可能である。０乃至２５５の範囲内のコントロールワード値は、それ故、０乃至１００％の範囲内のデューティサイクルに対応する。粒子がターゲット領域に位置しているとき、５０％以下のデューティサイクルは、粒子がターゲット領域から移動されることをもたらす、それ故、デューティサイクルが、０乃至２５５の範囲内でコントロールワードを変化させることと同等である、０乃至１００％の範囲内でデューティサイクルが変えられるとき、その結果として曲線１０１ａ及び１０１ｂが得られ、それらの曲線はヒステリシス曲線を構成する。

図５ｂは、図５ａからの曲線１０１ａ及び１０１ｂを示しているが、ここではまた、対応する曲線１０２ａ及び１０２ｂが、同じ極性の付加的な粒子のタイプについて描かれているが、約２倍の実効電気泳動移動度を有する。それらの付加的なタイプの粒子は、それ故、ターゲット領域の方により高速に移動する。実際には、実効移動度における２倍の差については、付加的なタイプの粒子は、１９２のコントロール値においてターゲット領域の方に既に移動していて、付加的なタイプの粒子の全量は、１２８のコントロールワード値において書き込まれている。それ故、第１タイプの粒子がゲートからターゲット領域の方に横断し始めることができる時点（コントロールワード値１２８）の直前に、付加的なタイプの粒子の全部は既に、ターゲット領域にある。付加的なタイプの粒子がターゲット領域から移動されるとき、得られる結果は曲線１０２ｂである。

図５ｂの実質的に重なり合わない“ヒステリシス”曲線１０１ａ及び１０１ｂ並びに１０２ａ及び１０２ｂは、単独の書き込みフェーズにおいて、同じ符号の２つのタイプの粒子が制御され、ターゲット領域の方に／方から移動されることが可能である。

同様の重なり合わない“ヒステリシス”曲線はまた、粒子のタイプが、実効電気泳動移動度における差に代えて又はそれと組み合わされて、閾値において異なるときに、得られることを理解する必要がある。

付加的なタイプの粒子は、第１蓄積電極の方に過剰な量が再収集される前に、先ず、ターゲット領域に対して十分に書き込まれる必要があることに留意されたい。これについては、例えば、第１のタイプの粒子のみがターゲット領域にある必要があるときがその場合である。

異なるタイプの粒子が異なる色、例えば、シアン色及びマゼンタ色を表すとき、それらの色の異なる組み合わせを得ることが可能である。

第２書き込みフェーズにおいてまた、同じ原理を用いることにより、４つの異なるタイプの粒子全部が、各々のタイプの種々の量においてターゲット領域に／から書き込まれることが可能であることが理解される必要がある。

これは、例えば、それらの色の異なる組み合わせを得るように３つの異なる色の顔料（ＹＭＣ）を制御するように用いられることが可能である。第４の黒色の顔料が、ターゲット領域における黒色顔料のない状態又は全量に対応する何れかの輝度レベルに設定するように制御されることが可能である。ターゲット領域において黒色粒子が存在するとき、ターゲット領域における白色リフレクタの反射特性は高い輝度レベルを決定することが可能である。

同じ符号の異なる３つのタイプの粒子が別個に書き込みフェーズにおいてアドレスされることも可能であるように、その原理が拡大適用されることが可能であることが理解される必要がある。例えば、閾値特性を有さない１つのタイプの粒子、実質的に２倍だけ異なる閾値を有する２つのタイプの粒子が存在することが可能である。実質的に重なり合わないヒステリシス曲線はまた、そのような場合であることが可能である。それ故、６つの異なるタイプの粒子の全部が、各々のタイプの種々の量でターゲット領域に／から書き込まれることが可能である。このことは、例えば、写真品質の電子ペーパーを得るように、６つの異なる色の顔料（Ｙ１Ｙ２Ｍ１Ｍ２Ｃ又はＲＧＢＹＭＣ）を制御するように用いられることが可能である。

更に、本発明の方法については、上で、パッシブマトリクスアドレッシングについて記載されているが、当業者が理解するであろうように、基本的な原理は、アクティブマトリクス装置についても適用可能である。フルカラーのディスプレイを得る他の粒子システム、例えば、ＲＧＢ、散乱粒子及び黒色背景の使用等が用いられることが可能であることが理解される必要がある。更に、上では、１つの面における電極構造に関する実施例について記載されている。そのような構造において本発明の方法を動作させることは特に有利であるが、その方法はまた、電極が異なる面に及び／又は異なる担体に形成されている電極構造において動作されることも可能であることが理解される必要がある。例えば、ゲート電極は、電子ゲーティング（一部の画素壁が、それ故、存在する）によるのではなく、機械的に粒子移動を遮るように、ゲート電極を上昇させることが可能である。

本発明については、詳細に図に示し、上で詳述しているが、そのような図示及び説明は例示であるとみなされ、限定的なものではない。本発明は開示されている実施形態に限定されるものではない。開示されている実施形態の変形が、本発明を実行する上で可能であることを、当業者は、上記の詳述及び特許請求の範囲から理解することができる。請求項における用語“を有する”は他の要素を排除するものではなく、単数表現は複数の存在を排除するものではない。単に特定の手段が異なる独立請求項に記載されているということだけで、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。

Claims (14)

1. 電気泳動セルについての駆動方法であって、前記セルは、第１蓄積電極と、第２蓄積電極と、第１ターゲット領域電極と、第２ターゲット領域電極と、第１タイプの粒子と、第２タイプの粒子とを有し、前記第２タイプの粒子は前記第１タイプの粒子に対して逆の帯電極性にあり、前記第１及び第２ターゲット領域電極間に広がっている領域はターゲット領域であり、前記第１及び第２蓄積電極は前記ターゲット領域の同じ側に位置付けられ、前記第１蓄積電極は前記ターゲット領域に最近接で位置付けられ、前記セルは、前記第１及び第２蓄積電極の一と前記ターゲット領域との間に位置付けられているゲート電極を更に有し、前記電極間の粒子の輸送は１つの面に関係し、それ故、前記セルは横電界方式電気泳動セルである、駆動方法であり：
   リセットフェーズにおいて、前記第１及び第２タイプの粒子が前記セルにおいて前記第１蓄積電極及び第２蓄積電極の決定されたリセット位置に位置付けられるように、電極制御信号を印加する段階；
   第１書き込みフェーズにおいて、前記第１タイプの粒子が前記第１蓄積電極に及び／又は前記第１蓄積電極から移動され、それにより、前記ターゲット領域における量の変化及び前記第２タイプの粒子の量が前記ターゲット領域に保たれるように、電極制御信号を印加する段階；
   交換フェーズにおいて、前記第１蓄積電極における前記第１タイプの粒子の何れかが前記第２蓄積電極に対して交換されるように、電極制御信号を印加する段階；
   第２書き込みフェーズにおいて、前記第２タイプの粒子が前記第１蓄積電極に及び／又は前記第１蓄積電極から移動され、それにより、前記ターゲット領域における量の変化及び前記第１タイプの粒子の量が前記ターゲット領域に保たれるように、電極制御信号を印加する段階；
   拡散フェーズにおいて、前記ターゲット領域に位置付けられている前記第１及び第２タイプの粒子が前記ターゲット領域において分散する及び混合するように、電極制御信号を印加する段階；並びに、
   前記第１及び第２書き込みフェーズの少なくとも一において、前記ターゲット領域における量で前記前記第１及び第２蓄積電極に及び／又は前記前記第１及び第２蓄積電極から移動されない前記第１及び第２タイプの粒子を保つ電位に設定されるように、前記電極制御信号が印加される、
   を連続的に有する駆動方法。
2. 請求項１に記載の駆動方法であって、前記第２書き込みフェーズ中の前記制御信号は、前記第１書き込みフェーズ中に前記制御信号の反転された電圧の極性を有する、駆動方法。
3. 請求項１又は２に記載の駆動方法であって、前記拡散フェーズにおいて、前記ターゲット領域における前記第１及び第２タイプの粒子は、前記第１及び第２ターゲット領域電極間に印加される電圧の極性を切り換えることにより前記ターゲット領域において分散される及び混合される、駆動方法。
4. 請求項１乃至３の何れか一項に記載の駆動方法であって、前記制御信号は、前記第１及び第２書き込みフェーズの少なくとも一における少なくとも一部の間に、第１制御信号レベルと第２制御信号レベルとの間で交番する電圧パルスの形で印加される、駆動方法。
5. 請求項４に記載の駆動方法であって、前記第１制御信号レベルは、前記第１及び第２タイプの粒子が前記ターゲット領域に又はから移動することを可能にし、前記第２制御信号レベルは、前記第１及び第２タイプの粒子が前記ターゲット領域に又はから移動しないようにする、駆動方法。
6. 請求項４に記載の駆動方法であって、前記ターゲット領域に又はから移動される前記第１及び第２タイプの粒子の量は、前記交番パルスのデューティサイクル及び／又は振幅及び／又は周波数及び／又は数により決定される、駆動方法。
7. 請求項１乃至６の何れか一項に記載の駆動方法であって、前記セルは付加的なタイプの帯電粒子を更に有し、前記第１蓄積電極に及び／又は前記第１蓄積電極から移動される前記第１及び第２タイプの粒子は、前記付加的なタイプの帯電粒子と同じ極性を有し、前記付加的なタイプの帯電粒子も前記第１蓄積電極に及び／又は前記第１蓄積電極から移動され、それにより、前記ターゲット領域における量を変化させるように、前記電極制御信号が印加される、駆動方法。
8. 請求項７に記載の駆動方法であって、前記付加的なタイプの帯電粒子は、前記付加的なタイプの帯電粒子と同じ極性を有する前記第１又は第２タイプの粒子と比べて、実効電気泳動移動度で実質的に２倍又はそれ以上異なる、駆動方法。
9. 請求項７又は８に記載の駆動方法であって、前記付加的なタイプの帯電粒子は、前記付加的なタイプの帯電粒子と同じ極性を有する前記第１又は第２タイプの粒子と比べて、閾値特性で異なる、駆動方法。
10. 請求項１乃至９の何れか一項に記載の駆動方法であって、複数のセルがアレイにおいて行及び列として配列され、各々のセルにおける前記第１及び第２蓄積電極並びに前記第１及び第２ターゲット領域電極の少なくとも１つは同じ行に配列されている他のセルとのみ共有される行電極であり、各々のセルにおける前記第１及び第２蓄積電極並びに前記第１及び第２ターゲット領域電極の少なくとも１つは同じ列に配列されている他のセルとのみ共有される列電極であり、前記方法は、前記セルの前記行電極及び前記列電極の前記電極制御信号が前記書き込みフェーズの影響下に置かれていないセルの前記行電極及び前記列電極に印加される前記電極制御信号と異なる、駆動方法。
11. 請求項１０に記載の駆動方法であって、前記アレイにおける前記リセットフェーズ及び前記拡散フェーズの全てのセルは前記同じ電極制御信号の影響下に置かれる、駆動方法。
12. 少なくとも１つの電気泳動セルを有する電気泳動装置であって、前記セルは、第１蓄積電極と、第２蓄積電極と、第１ターゲット領域電極と、第２ターゲット領域電極と、第１タイプの粒子と、第２タイプの粒子とを有し、前記第２タイプの粒子は前記第１タイプの粒子に対して逆の帯電極性にあり、前記第１及び第２ターゲット領域電極間に広がっている領域はターゲット領域であり、前記第１及び第２蓄積電極は前記ターゲット領域の同じ側に位置付けられ、前記第１蓄積電極は前記ターゲット領域に最近接で位置付けられ、前記セルは、前記第１及び第２蓄積電極の一と前記ターゲット領域との間に位置付けられているゲート電極を更に有し、前記電極間の粒子の輸送は１つの面に関係し、それ故、前記セルは横電界方式電気泳動セルであり、前記装置は、前記少なくとも１つの電気泳動セルの電極電位を制御する制御器を更に有する、電気泳動装置であり、前記制御器は：
    リセットフェーズにおいて、前記第１及び第２タイプの粒子が前記セルにおいて前記第１蓄積電極及び第２蓄積電極の決定されたリセット位置に位置付けられるように、電極制御信号を印加し；
    第１書き込みフェーズにおいて、前記第１タイプの粒子が前記第１蓄積電極に及び／又は前記第１蓄積電極から移動され、それにより、前記ターゲット領域における量の変化及び前記第２タイプの粒子の量が前記ターゲット領域に保たれるように、電極制御信号を印加し；
    第２書き込みフェーズにおいて、前記第２タイプの粒子が前記第１蓄積電極に及び／又は前記第１蓄積電極から移動され、それにより、前記ターゲット領域における量の変化及び前記第１タイプの粒子の量が前記ターゲット領域に保たれるように、電極制御信号を印加し；
    交換フェーズにおいて、前記第１書き込みフェーズと前記第２書き込みフェーズとの間に、前記第１蓄積電極における前記第１タイプの粒子の何れかが前記第２蓄積電極に対して交換されるように、電極制御信号を印加し；そして
    拡散フェーズにおいて、前記ターゲット領域に位置付けられている前記第１及び第２タイプの粒子が前記ターゲット領域において分散する及び混合するように、電極制御信号を印加し；
    前記第１及び第２書き込みフェーズの少なくとも一において、前記ターゲット領域における量で前記前記第１及び第２蓄積電極に及び／又は前記前記第１及び第２蓄積電極から移動されない前記第１及び第２タイプの粒子を保つ電位に設定されるように、前記電極制御信号が印加される、
    ように適合されている電気泳動装置。
13. 請求項１２に記載の電気泳動装置であって、該電気泳動装置は、電気泳動表示装置、電気泳動レンズ、電気泳動投与装置又は光フィルタリング装置である、電気泳動装置。
14. 請求項１３に記載の電気泳動装置であって、前記電気泳動表示装置は、電子ペーパー、電子信号装置、電子プライスタグ又は電子広告掲示板の方式である、電気泳動装置。

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