JP5734395B2 - 双安定型電気光学ディスプレイを駆動するための方法 - Google Patents
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Description
L* = 116(R/ R0)1/3 − 16
式中、Rは反射率、R0は標準反射率値を示す)、特定のガンマ値を出すように選択されても構わない。モニターにはガンマ値2.2がよく利用され、本出願のディスプレイはモニターの代わりとなるのが目的であるので、同等のガンマ値が好ましい。)当該画素をレベル0からレベル1に変化(以下、便宜上「0−1転移」と呼ぶ)させるのに必要なインパルスは、1−2転移や2−3転移に要されるインパルスとは同様でないことが多いことが判明している。さらに、1−0転移に必要なインパルスは、必ずしも0−1転移の逆と同じではない。また、(例えば)0−1転移に必要なインパルスが、特定の画素の転移の種類、0−0−1、1−0−1、あるいは3−0−1などに従って若干変動するように、見かけ上「メモリ」効果を表示するシステムもある。(上記中、x、y、zが全光学状態0、1、2、3である、「x−y−z」という表記法は、時間的に早い順から遅い順にアクセスされる光学状態の順序を示す)。上記の問題は、目的の画素を次の状態に移動する前に、かなりの期間、全表示画素を一方の極度状態へ駆動することで低減あるいは克服できるが、結果として生じる無地の「フラッシュ」は許容し難いことが多い。例えば、電子ブックの読者が画面の文をスクロールダウンしたい時、もし画面が頻繁に黒か白の無地のフラッシュを表示する必要があるとすると、気が散ったり、読んでいた場所が分らなくなったりする可能性がある。さらに、そのような画面のフラッシュは、消費電力を増加させ、当該ディスプレイの作動時間を減少させる可能性がある。最後に、少なくとも幾つかの事例において、ある特定の転移に必要なインパルスは、ディスプレイの温度と総作動時間、並びに、ある特定の転移以前にある特定の画素がある特定の光学状態に滞留していた時間の影響を受け、また正確なグレースケール演出の確保には、これらの要因の補正が望ましいことが明らかになっている。
以下、初期画像から最終画像への、全ての不可欠なグレーレベルの変更に必要な連続表示のスキャンフレームの配列を示すのに、「スーパーフレーム」という用語が使用される。通常、ディスプレイ更新は一スーパーフレームの初期段階でのみ起動する。
初期グレーレベルを最終グレーレベルに変換するのに必要なインパルスを表すデータを含むルックアップテーブルの保存、
各表示画素の少なくとも初期状態を表すデータの保存、
少なくとも一表示画素の希望最終状態を表す入力信号の受信、および
ルックアップテーブルに基づき決定される、当該一画素の初期状態を希望最終状態へ変換するのに必要なインパルスを表す出力信号の生成、から構成する。
初期グレーレベルを最終グレーレベルに変換するのに必要なインパルスを表すデータを含むルックアップテーブルの保存、
各表示画素の少なくとも初期状態を表すデータの保存、
いずれの画素の補正電圧も、各画素に以前印加された少なくとも一つのインパルスに基づき計算される、各表示画素の補正電圧を表す補正電圧データの保存、
少なくとも一表示画素の希望最終状態を表す入力信号の受信、および
当該画素電圧が、当該画素と当該ルックアップテーブルの当該初期・最終状態より決定される駆動電圧と当該画素の当該補正電圧データより決定される補正電圧の合計であり、当該一画素に印加される画素電圧を表す出力信号の生成から構成する双安定型電気光学ディスプレイの駆動方法を提供する。
初期グレーレベルを最終グレーレベルに変換するのに必要なインパルスを表すデータを含むルックアップテーブルの保存、各表示画素の少なくとも初期状態を表すデータの保存、並びに各表示画素の補正電圧データの保存するよう設定された保存手段、
少なくとも一表示画素の希望最終状態を表す入力信号を受信するための入力手段、
当該画素の初期状態とルックアップテーブルを表す保存データと、当該一画素の初期状態を希望最終状態に変更するのに必要な駆動電圧を入力信号より決定し、さらに当該画素の補正電圧データより、当該画素の補正電圧を決定し、駆動電圧と補正電圧の合計より画素電圧を決定する計算手段、および
当該画素電圧を表す出力信号を生成するための出力手段から構成する。
当該ディスプレイの全域よりは小さいが、一部を構成する特定領域を表す領域データの保存、
各画素につき、当該画素が特定領域内か領域外かの決定、
特定領域内の画素への第一駆動方式の適用、および特定領域外の画素への第一駆動方式とは異なる第二駆動方式の適用、から構成する。
初期グレーレベルを最終グレーレベルに変換するのに必要なインパルスを表すデータを含むルックアップテーブルの保存、
各表示画素の少なくとも初期状態を表すデータの保存、
少なくとも一表示画素の希望最終状態を表す入力信号の受信、および
ルックアップテーブルに基づき決定される、当該一画素の初期状態を希望最終状態へ変換するのに必要なインパルスを表す出力信号の生成から構成し、
初期状態から最終状態への少なくとも一度の転移で、当該出力信号がDCバランス不平衡の微同調シーケンスを構成し、当該微同調シーケンスは、
(a)非ゼロの正味インパルスを有し、
(b)非連続的で、
(c)DC基準パルスが電圧V0のパルスで、V0は微同調シーケンス中の最大印加電圧であるが、当該微同調シーケンスの正味インパルスGと同様の符号で示され、当該基準パルスの継続時間がG/V0であるところの当該DC基準パルスの光学状態からの変化とはかなり異なる(通常50%以上異なる)画素のグレーレベル変化に終わり、
(d)時間基準パルスの定義が、当該微同調シーケンスと同じ継続時間の単極電圧パルスで、当該基準パルスの符号はグレーレベルにより大きな変化を与えるものであるところの当該時間基準パルスによるグレーレベル変化と比べ規模が小さい(通常、半分以下)画素のグレーレベル変化に終わる双安定型電気光学ディスプレイの駆動方法を提供する。
初期グレーレベルを最終グレーレベルに変換するのに必要なインパルスを表すデータを含むルックアップテーブルの保存、
各表示画素の少なくとも初期状態を表すデータの保存、
少なくとも一表示画素の希望最終状態を表す入力信号の受信、および
ルックアップテーブルに基づき決定される、当該一画素の初期状態を希望最終状態へ変換するのに必要なインパルスを表す出力信号の生成から構成し、
初期状態から最終状態への少なくとも一度の転移で、当該出力信号がDCバランスの取れた微同調シーケンスを構成し、当該微同調シーケンスは、
(a)実質ゼロの正味インパルスを有し、
(b)当該微同調シーケンスのどの時点においても、画素のグレーレベルが、当該微同調シーケンス当初のグレーレベルから、当該画素の二つの極度光学状態間のグレーレベルの差の約3分の1以上変化することはない双安定型電気光学ディスプレイの駆動方法も提供する。
初期グレーレベルを最終グレーレベルに変換するのに必要なインパルスを表すデータを含むルックアップテーブルの保存、
各表示画素の少なくとも初期状態を表すデータの保存、
少なくとも一表示画素の希望最終状態を表す入力信号の受信、および
ルックアップテーブルに基づき決定される、当該一画素の初期状態を希望最終状態へ変換するのに必要なインパルスを表す出力信号の生成、から構成する。
(式中、Tは波形の長さを示し、積分は波形の継続期間にわたり、V(t)は時間tの関数としての波形電圧で、M(t)は、ゼロ時に短パルスより派生する滞留時間依存性を誘起するために、残留電圧の効果減少を特徴付けるメモリ関数である)が約1ボルト秒より少なくなるような、画素への波形V(t)の印加より構成する双安定型電気光学ディスプレイの駆動方法も提供する。当該方法は、以下便宜上、本発明の「DTD積分減少」法と呼ぶ。望ましくは、Jは約0.5ボルト秒以下で、最も望ましくは約0.1ボルト秒以下が良い。実際に、Jは出来るだけ小さな値、理想的にはゼロに設定するべきである。
式中、τは減衰(緩和)時間を示し、望ましくは約0.7から約1.3秒の間の値である。
(項目1)
それぞれが少なくとも三つのグレーレベルを表示可能な複数の画素を持ち、
初期グレーレベルを最終グレーレベルに変換するのに必要なインパルスを表すデータを含むルックアップテーブルの保存、
各表示画素の少なくとも初期状態を表すデータの保存、
少なくとも一表示画素の希望最終状態を表す入力信号の受信、および
当該一画素に印加される画素電圧を表す出力信号の生成から構成し、
いずれの画素の補正電圧も、各画素に以前印加された少なくとも一つのインパルスに基づき計算される、各表示画素の当該補正電圧を表す補正電圧データの保存と、
当該画素電圧が、当該画素と当該ルックアップテーブルの当該初期・最終状態より決定される駆動電圧と当該画素の当該補正電圧データより決定される補正電圧の合計である
ことにより特徴付けられる、
双安定型電気光学ディスプレイ駆動方法。
(項目2)
各画素の当該補正電圧が、当該画素の時間的先行状態あるいは当該画素の先行グレーレベル状態の少なくとも一方の状態に基づき計算される項目1に記載の双安定型電気光学ディスプレイ駆動方法。
(項目3)
各画素の当該補正電圧が、当該画素に駆動電圧が印加される期間と当該画素に駆動電圧が印加されない停止期間の両期間中に当該画素に印加される項目1に記載の双安定型電気光学ディスプレイ駆動方法。
(項目4)
各画素の当該補正電圧が、当該ディスプレイの完全アドレスに必要な各スーパーフレーム中に更新される項目1に記載の双安定型電気光学ディスプレイ駆動方法。
(項目5)
各画素の当該補正電圧が、(1)該当するスーパーフレーム中に印加されたパルスとは独立した固定アルゴリズムを使用して当該補正電圧の先行値に変更を加えるか、(2)該当するスーパーフレーム中に印加されたパルスにより決定される数値分だけステップ(1)の値を増加させることにより更新される項目4に記載の双安定型電気光学ディスプレイ駆動方法。
(項目6)
各画素の当該補正電圧が、(1)固定定数により当該補正電圧の先行値を等分するか、(2)該当するスーパーフレーム中に電気光学媒体に印加された電圧・時間曲線下の総面積に十分に比例する数値分だけステップ(1)の値を増加させることにより更新される項目5に記載の双安定型電気光学ディスプレイ駆動方法。
(項目7)
当該補正電圧が、少なくとも一駆動パルスの終末で印加された指数関数的に減衰する電圧という形式で印加される項目1に記載の双安定型電気光学ディスプレイ駆動方法。
(項目8)
初期グレーレベルを最終グレーレベルに変換するのに必要なインパルスを表すデータを含むルックアップテーブルの保存、各表示画素の少なくとも初期状態を表すデータの保存、並びに各表示画素の補正電圧データの保存するよう設定された保存手段、
少なくとも一表示画素の希望最終状態を表す入力信号を受信するための入力手段、
当該画素の初期状態とルックアップテーブルを表す保存データと、当該一画素の初期状態を希望最終状態に変更するのに必要な駆動電圧を入力信号より決定し、さらに当該画素の補正電圧データより、当該画素の補正電圧を決定し、駆動電圧と補正電圧の合計より画素電圧を決定する計算手段、および
当該画素電圧を表す出力信号を生成するための出力手段、
より構成するデバイスコントローラ。
(項目9)
当該計算手段が、当該画素の時間的先行状態あるいは当該画素の先行グレーレベル状態の少なくとも一つに基づいて当該補正電圧を決定するように設定された項目8に記載のデバイスコントローラ。
(項目10)
当該出力手段が、当該画素に当該駆動電圧が印加される期間と当該画素に当該駆動電圧が印加されない停止期間の両期間中に、当該画素に当該補正電圧を印加するように設定された項目8に記載のデバイスコントローラ。
(項目11)
当該計算手段が、当該ディスプレイの完全アドレスに必要な各スーパーフレーム中に、各画素の当該補正電圧を更新するように設定された項目8に記載のデバイスコントローラ。(項目12)
当該計算手段が、各画素の当該補正電圧を(1)該当するスーパーフレーム中に印加されたパルスとは独立した固定アルゴリズムを使用して当該補正電圧の先行値に変更を加えるか、(2)該当するスーパーフレーム中に印加されたパルスにより決定される数値分だけステップ(1)の値を増加させることにより更新するように設定された項目11に記載のデバイスコントローラ。
(項目13)
当該計算手段が、各画素の当該補正電圧を(1)固定定数により当該補正電圧の先行値を等分するか、(2)該当するスーパーフレーム中に電気光学媒体に印加された電圧・時間曲線下の総面積に十分に比例する数値分だけステップ(1)の値を増加することにより更新するように設定された項目12に記載のデバイスコントローラ。
(項目14)
当該出力手段が、少なくとも一駆動パルスの終末で印加された指数関数的に減少する電圧という形式で、当該補正電圧を印加するように設定された項目8に記載のデバイスコントローラ。
(項目15)
各画素が特定の行と特定の縦列の交点で独自に定義される、複数の行と縦列に配列された複数の画素と、少なくとも三つの異なる表示状態を有する各画素の表示状態を変更するため、各画素とは独立して電場を印加する駆動手段を備え、
当該ディスプレイの全域よりは小さいが、一部を構成する特定領域を表す領域データの保存、
各画素につき、当該画素が特定領域内か領域外かの決定、
当該特定領域内の画素への第一駆動方式の適用、および当該特定領域外の画素への第一駆動方式とは異なる第二駆動方式の適用、
から構成する双安定型電気光学ディスプレイ更新方法。
(項目16)
当該第一、第二駆動方式のビット深度が異なる項目15に記載の双安定型電気光学ディスプレイ更新方法。
(項目17)
当該第一、第二駆動方式の一方式はモノクロで、他方式は少なくとも四つの異なるグレーレベルを有するグレースケールである項目16に記載の双安定型電気光学ディスプレイ更新方法。
(項目18)
当該特定領域が当該ディスプレイ上にテキストを入力するために使用されるテキストボックスより構成される項目15に記載の双安定型電気光学ディスプレイ更新方法。
(項目19)
それぞれが少なくとも三つのグレーレベルを表示可能な複数の画素を持ち、
初期グレーレベルを最終グレーレベルに変換するのに必要なインパルスを表すデータを含むルックアップテーブルの保存、
各表示画素の少なくとも初期状態を表すデータの保存、
少なくとも一表示画素の希望最終状態を表す入力信号の受信、および
ルックアップテーブルに基づき決定される、当該一画素の初期状態を希望最終状態へ変換するのに必要なインパルスを表す出力信号の生成から構成し、
初期状態から最終状態への少なくとも一度の転移で、当該出力信号がDCバランス不平衡の微同調シーケンスを構成し、当該微同調シーケンスは、
(a)非ゼロの正味インパルスを有し、
(b)非連続的で、
(c)DC基準パルスが電圧V0のパルスで、V0は当該微同調シーケンス中の最大印加電圧であるが、当該微同調シーケンスの正味インパルスGと同様の符号で示され、当該基準パルスの継続時間がG/V0であるところのDC基準パルスの光学状態からの変化とは著しく異なる当該画素のグレーレベル変化に終わり、
(d)時間基準パルスの定義が、当該微同調シーケンスと同じ継続時間の単極電圧パルスで、当該基準パルスの符号はグレーレベルにより大きな変化を与えるものであるところの当該時間基準パルスによるグレーレベル変化と比べ規模が小さい当該画素のグレーレベル変化に終わる双安定型電気光学ディスプレイの駆動方法。
(項目20)
当該微同調シーケンスが、時間基準パルスによるグレーレベル変化の半分以下の画素のグレーレベル変化に終わる項目19に記載の双安定型電気光学ディスプレイの駆動方法。
(項目21)
当該少なくとも一回の転移において、当該出力信号が、当該微同調シーケンスに加えて、少なくとも一つの単極駆動パルスから構成する項目19に記載の双安定型電気光学ディスプレイの駆動方法。
(項目22)
当該少なくとも一回の転移において、当該出力信号が非周期信号である項目19に記載の双安定型電気光学ディスプレイの駆動方法。
(項目23)
当該ルックアップテーブルにおける転移の大部分において、当該出力信号の正味インパルスは非ゼロで、当該信号は非連続的である項目19に記載の双安定型電気光学ディスプレイの駆動方法。
(項目24)
当該少なくとも一回の転移において、当該出力信号が電圧レベルが+V、0、−Vであるパルスからのみ構成する項目19に記載の双安定型電気光学ディスプレイの駆動方法。
(項目25)
当該少なくとも一回の転移において、当該出力信号が電圧レベルが0と、+VとーVの内一つを有するパルスからのみ構成する項目23に記載の双安定型電気光学ディスプレイの駆動方法。
(項目26)
当該少なくとも一回の転移において、当該出力信号が、+Vか−Vの内どちらか一つの同じ電圧レベルを有する少なくとも二つのパルスに先行、および後行される0の電圧レベルを有するパルスより構成する項目25に記載の双安定型電気光学ディスプレイの駆動方法。
(項目27)
当該画素の当該初期状態と当該最終状態が異なる当該ルックアップテーブルにおける転移の大部分において、当該出力信号が、+Vか−Vの内どちらか一つの同じ電圧レベルを有する少なくとも二つのパルスに先行、および後行される0の電圧レベルを有するパルスより構成する項目26に記載の双安定型電気光学ディスプレイの駆動方法。
(項目28)
当該転移テーブルのDCバランスが取れている項目19に記載の双安定型電気光学ディスプレイの駆動方法。
(項目29)
当該少なくとも一回の転移において、当該出力信号が、単一区間の整数の倍数である一連のパルスから構成する項目19に記載の双安定型電気光学ディスプレイの駆動方法。
(項目30)
さらに、当該一画素の少なくとも一つの時間的先行状態あるいは/または当該一画素の少なくとも一つの先行グレーレベル状態を表すデータの保存と、当該一画素の少なくとも一つの時間的先行状態あるいは/または少なくとも一つの先行グレーレベル状態に基づく当該出力信号の生成から構成する19に記載の双安定型電気光学ディスプレイの駆動方法。(項目31)
それぞれが少なくとも三つのグレーレベルを表示可能な複数の画素を持ち、各表示画素に画素を初期状態から最終状態に変更できる出力信号から印加することから構成し、画素の初期状態と最終状態が異なる少なくとも一回の転移において、当該出力信号は、+Vか−Vの内どちらか一つの同じ電圧レベルを有する少なくとも二つのパルスに先行、および後行される0の電圧レベルを有するパルスより構成する双安定型電気光学ディスプレイ駆動方法。
(項目32)
それぞれが少なくとも三つのグレーレベルを表示可能な複数の画素を持ち、
初期グレーレベルを最終グレーレベルに変換するのに必要なインパルスを表すデータを含むルックアップテーブルの保存、
各表示画素の少なくとも初期状態を表すデータの保存、
少なくとも一表示画素の希望最終状態を表す入力信号の受信、および
ルックアップテーブルに基づき決定される、当該一画素の初期状態を希望最終状態へ変換するのに必要なインパルスを表す出力信号の生成から構成し、
初期状態から最終状態への少なくとも一度の転移で、当該出力信号がDCバランスの取れた微同調シーケンスを構成し、当該微同調シーケンスは、
(a)実質ゼロの正味インパルスを有し、
(b)当該微同調シーケンスのどの時点においても、当該画素の当該グレーレベルが、当該微同調シーケンス当初のグレーレベルから、当該画素の二つの極度光学状態間のグレーレベルの差の約3分の1以上変化することはない双安定型電気光学ディスプレイの駆動方法。
(項目33)
当該少なくとも一回の転移において、当該出力信号が、当該微同調シーケンスに加えて、少なくとも一つの単極駆動パルスから構成する項目32に記載の双安定型電気光学ディスプレイの駆動方法。
(項目34)
それぞれが少なくとも三つのグレーレベルを表示可能な複数の画素を持ち、各表示画素に画素を初期状態から最終状態に変更できる出力信号を印加することから構成し、少なくとも一回の転移において、当該出力信号は非ゼロであるがDCバランスが取れている双安定型電気光学ディスプレイ駆動方法。
(項目35)
当該少なくとも一回の転移で、当該出力信号が、同長であるが符号が逆であるパルスにより先行される電圧パルスより構成する一組目のパルスを構成する項目34に記載のDCバランスの取れた双安定型電気光学ディスプレイの駆動方法。
(項目36)
当該出力信号が、さらに二つのパルス間に電圧ゼロのある期間を構成する項目35に記載のDCバランスの取れた双安定型電気光学ディスプレイの駆動方法。
(項目37)
少なくとも一パルスを電圧ゼロのある期間で中断する項目35に記載のDCバランスの取れた双安定型電気光学ディスプレイの駆動方法。
(項目38)
当該少なくとも一回の転移で、当該出力信号が、さらに同長であるが符号が逆である二組目のパルスを構成する項目35に記載のDCバランスの取れた双安定型電気光学ディスプレイの駆動方法。
(項目39)
当該二組目のパルスの長さが一組目のパルスと異なる項目38に記載のDCバランスの取れた双安定型電気光学ディスプレイの駆動方法。
(項目40)
当該二組目のパルスの一つ目のパルスは、当該一組目のパルスの一つ目のパルスと極性が異なる項目38に記載のDCバランスの取れた双安定型電気光学ディスプレイの駆動方法。
(項目41)
当該一組目のパルスが、当該二組目のパルスの一つ目のパルスと二つ目のパルスの間に出現する項目38に記載のDCバランスの取れた双安定型電気光学ディスプレイの駆動方法。
(項目42)
当該少なくとも一回の転移で、当該出力信号が、一方の光レールへ画素をかなり移動できる少なくとも一つのパルス要素から構成する項目34に記載のDCバランスの取れた双安定型電気光学ディスプレイの駆動方法。
(項目43)
当該画素の当該初期状態と当該最終状態が同様である各転移において、当該出力信号は非ゼロであるがDCバランスが取れており、当該画素の当該初期状態と当該最終状態が同様ではない各転移において、当該出力信号はDCバランス不平衡である項目34に記載のDCバランスの取れた双安定型電気光学ディスプレイの駆動方法。
(項目44)
当該画素の当該初期状態と当該最終状態が同様ではない各転移において、当該出力信号の形式が−x/ΔIP/xであり、当該形式中、ΔIPは当該画素の当該初期状態と当該最終状態間のインパルスポテンシャルの差を示し、−xとxは同長であるが符号が逆である一組のパルスを示す項目43に記載のDCバランスの取れた双安定型電気光学ディスプレイの駆動方法。
(項目45)
当該初期グレーレベルを最終グレーレベルに変換するのに必要なインパルスを表すデータを含むルックアップテーブルの保存、
各表示画素の少なくとも初期状態を表すデータの保存、
少なくとも一表示画素の希望最終状態を表す入力信号の受信、および
ルックアップテーブルに基づき決定される、当該一画素の当該初期状態を当該希望最終状態へ変換するのに必要な当該インパルスを表す出力信号の生成
より、さらに構成する項目34に記載のDCバランスの取れた双安定型電気光学ディスプレイの駆動方法。
(項目46)
少なくとも一画素を持ち、
(式中、Tは波形の長さを示し、積分は波形の継続期間にわたり、V(t)は時間tの関数としての波形電圧で、M(t)は、ゼロ時に短パルスより派生する滞留時間依存性を誘起するために、残留電圧の効果減少を特徴付けるメモリ関数である)が約1ボルト秒より少なくなるような、当該画素への波形V(t)の印加より構成する双安定型電気光学ディスプレイの駆動方法。
(項目47)
Jが約0.5ボルト秒以下である項目46に記載の双安定型電気光学ディスプレイの駆動方法。
(項目48)
Jが約0.1ボルト秒以下である項目47に記載の双安定型電気光学ディスプレイの駆動方法。
(項目49)
Jが、
により計算され、式中、τが減少(緩和)時間を示す項目46に記載の双安定型電気光学ディスプレイの駆動方法。
(項目50)
Tが約0.7から約1.3秒の間の値である項目49に記載のプロセス。
(a)先行状態依存性:画素を新規光学状態へ切り替えるのに必要なインパルスは、初期光学状態と希望光学状態だけでなく、当該画素の以前の光学状態にも依存する。
本発明法におけるグレーレベルの微調節は、本発明の非連続アドレス法により実現できる。上述のように、当該非連続アドレス法には二つの主な形態、つまりDCバランス不平衡形態とDCバランス形態がある。DCバランス不平衡形態は、非ゼロの正味インパルス(つまり、正セグメントと負セグメントの長さが同等でない)を有する出力信号によりグレーレベル間の少なくとも一転移を達成するので、内部的にはDCバランスが取れておらず、非連続である(つまり、パルスが電圧ゼロの部分、あるいは異極性を含む)。当該非連続アドレス法に使用される当該出力信号は非周期的であることもないこともある(つまり、+/−/+/−や++/−−/++/−−などの反復単位で構成することも構成しないこともある)。
1)飽和パルス:一符号、あるいは一符号とゼロボルトの電圧を持ち、反射率を一極度光学状態(光レール、すなわち本出願で黒状態と呼ばれる暗い状態と本出願で白状態と呼ばれる明るい状態)付近へ転移するフレームシーケンス、
2)セットパルス:一符号、あるいは一符号とゼロボルトの電圧を持ち、反射率を希望グレーレベル(黒、白、あるいは中間のグレーレベル)へ転移するフレームシーケンス、
3)FTシーケンス:同長の単一符号シーケンスと比べ、インクの光学状態の移動量が著しく減少するように、正、負、あるいはゼロになるように個々に選択された電圧を有するフレームシーケンス。全長が5スキャンフレームであるFドライブシーケンスの例は、[+−+−−](ここで各フレームの電圧は順番に正電圧が+、電圧ゼロが0、負電圧が−で示されている)、[−−0++]、[00000]、[00+−0]、[0−+00]などである。上記のシーケンスは、図1A〜1Eに上記の順で図式的に図に示されており、図中の丸はFTシーケンスの始点と終点を表し、各点の間には5つのスキャンフレームが存在する。
set(WO 03/044765号、図11A中転移1104など)
sat−set(WO 03/044765号、図11A中転移1106/1108など)
sat−sat’−set(WO 03/044765号、図11A中転移1116/1118/1120など)
であり、satとsat’は二つの異なる飽和パルスを示す。
N−set
set−N
つまり、FTシーケンスがセットパルスに後行されるか、同じ要素が逆になるかである。
N−sat−set
sat−N−set
sat−set−N
sat−N−set−N’
N−sat−set−N’
N−sat−N’−set
N−sat−N’−set−N”
上記中、N、N’、N”は三つのFTシーケンスであり、相異なることも異ならないこともある。
N−sat−sat’−set
N−sat−sat’−set−N’
sat−N−sat’−N’−set−N”
N−sat−N’−sat’−N”−set−N”’
FTシーケンスにより変更できる他の基本的波形としては、黒(あるいは白)へ駆動する単一パルスのスライドショー型グレースケールがある。当該波形において、光学状態は、まず光レール、それから希望画像へ移行される。各転移波形は以下二つのシーケンスのどちらででも記号的に示される:
sat−set
set
上記の波形は、レール安定型グレースケールシーケンスで既述の方法と基本的に同じ方法で、FTドライブシーケンス要素を挿入することで変更でき、結果的に以下のようなシーケンスが生じる:
sat−set−N
sat−N−set など。
sat−set
は、以下のような形式に変更される:
{sat、part I}−N−{sat、part II}−set
あるいは、
sat−{set、part I}−N−{set、part II}
既述のように、一連の転移後に実現される多くの電気光学媒体の光学状態は先行光学状態、および当該先行光学状態における経過時間に敏感であることが明らかになっており、転移波形を適宜調節することで先行状態と先行滞留時間を補正する方法が報告されている。同様の方法でFTシーケンスを使用することにより、先行光学状態と先行滞留時間が補正できる。
RnRnー1Rn−2......R3R2R1
グレーレベルiに先行する滞留時間はDiで表記される。Diはグレーレベルiに滞留するスキャンフレーム数を表すこともできる。
N=N(R2、R1)
FTシーケンスNがR2かR1に依存することを示す。
N=N(R3、R2、R1)
つまり、FTシーケンスはR1とR2だけでなく、R3にも基づいて選択できる。
N=N(Dm,Dm−1,…D3,D2;Rn,Rnー1,…R3,R2,R1)
式中、DkはグレーレベルRkに滞留した時間を示し、光学状態数nはFT決定関数に必要な滞留時間数mと同等である必要はない。したがって、FTシーケンスは先行画像あるいは/または先行・現行グレーレベル滞留時間の関数であり得る。
本実施例は、単一画素ディスプレイにおいて、4グレーレベル(2ビット)アドレス達成を目的とした、FTシーケンスの使用による波形の光学性能の改善を示す。当該ディスプレイはマイクロカプセル式電気泳動媒体を使用し、前述2002/0180687号の[0069]〜[0076]項記載の方法に実質的に基づき構成された。
set−N
sat−set−N
sat−sat’−set−N
FTシーケンス要素をうまく当該波形に取り入れるには、次の二つのステップが、各グレーレベルでの様々なFTシーケンスの光学状態への影響の確認と、様々な波形要素へ印加するFTシーケンスの選択が必要であった。
次に、表2〜4と図11(特に表2のシーケンス33、表3のシーケンス49、および表4のシーケンス4)に示される結果と他のグレーレベルの類似物を用いて選択されたFTシーケンスを使用して、cRSGS波形が構成された。図11のy軸上の〜36.9と〜37.5L*間部は、DCバランスの取れたFTシーケンスで使用可能になった同じ最終(R1)状態と異なる初期(R2)状態の光反射率間の重複部を示す。したがって、R1=1のターゲットグレーレベルは37.2L*で選択され、本ターゲットに最も近い最終光学状態を提示する各R2のFTシーケンスが選択された。本プロセスは他の最終光学状態(R1=0、2、3)に対しても反復された。
上述WO 03/044765号の図11Aと11Bに示された鋸歯状駆動方式は、いかなる任意の画素についても、黒状態を連続して通過する間である限られた数の転移しか起らないという点で、また実際に一画素は平均して全転移の半数でしか黒状態を通過しないという点で、DCバランスを取るために用いるのに好適であるという事実は注目に値する。
本発明のDCバランス型アドレス法に従った三種類のDCバランス転移、およびDCバランス転移とDCバランス不平衡転移の両方を用いた複合型駆動方式を以下に説明する。以下の記述では、便宜上、各パルスは数字で表記され、数字の大きさは持続時間の長さをを示す。数字が正数ならばパルスは正電圧であり、数字が負数ならばパルスは負電圧である。したがって、例えば使用可能な電圧が+15V、0V、−15Vで、パルスの持続時間がミリ秒(ms)で測られるならば、x =300という性質を持つパルスは300msで15Vのパルスを表し、x =−60という性質を持つパルスは60msで−15Vのパルスを表す。
本発明の最も単純な一番目のDCバランス転移では、図13に示されるように、電圧パルス(x)が、同じ持続時間で符号が逆の電圧パルス(−x)に先行されている。(注:xの値自体が負であることもあり得るので、正と負のパルスが図13とは逆の順番で現れることもある。)
前述の通り、本発明の非連続アドレス法に従えば、転移のために用いる波形の効果は、波形に含まれるいかなるパルスの途中、または出現以前に電圧がゼロの期間(事実上の時間遅延)が存在することによって変化することが分っている。図13の波形の変形を図14と図15に示す。図14では、図13の二つのパルス間に時間遅延が挿入されている。一方、図15では、図13の二つ目のパルスの中間に時間遅延が挿入されている、つまり言い換えれば、図13の二つ目のパルスは当該時間遅延によって二つのパルスに分割されているのである。既述の通り、当該時間遅延がなくては実現できない光学状態を実現するために、ある波形に時間遅延を導入することが可能なのである。時間遅延は、最終光学状態の微同調にも使用できる。アクティブマトリクス型駆動では、各パルスの時間分解能はディスプレイの走査速度によって決まるので、当該微同調能力は重要である。当該走査速度による時間分解能は、何らかの追加的な微同調手段なしでは正確な最終光学状態が実現できないほどに粗い可能性もある。時間遅延が最終光学状態に対し小規模な微同調を提供する一方、以下に述べるような他の特徴は最終光学状態の粗同調と微同調の追加手段を提供する。
タイプII型の波形は、図16に記号的に示すように、上述のタイプI型の波形とそのある地点に挿入した正負1対のパルス(パルスy及び−y)から構成する。これらy及び−yのパルスは連続している必要はなく、基本波形の異なる地点に存在するのでも構わない。当該タイプII型の波形には、特に有効な二つの形態がある。
この特殊な形態では、−yとyのパルス対が−xとxのパルス対の前に位置している。図17のようにxとyとの符号が逆の場合、yの持続時間の調節がある程度粗くても、最終光学状態の微同調が可能であることが分っている。したがって、電気光学媒体の最終光学状態の粗調整のためにはxの値を調節し、最終調整のためにはyの値を調節する方法が可能である。これは、yパルスが−xパルスを延長させ、その結果、電気光学媒体を一方の光レールに押込む程度が変化するためと考えられる。当該電気光学媒体を一方の光レールに押込む度合いにより、当該光レールから離れる方向へあるパルス(この場合、xパルスがもたらす)が印加された後、最終光学状態が微調整できることが知られている。
上記の理由により、電気光学媒体を一方の光レールへ著しく移動するのに十分な長さを有するパルス要素を少なくとも一つ有する波形を用いることが有効であることが分っている。また、さらに見た目の良い転移のためには、一方の光レールに近いグレーレベルを実現するには短い最終パルスさえあればよいので、最終光学状態の実現はより近い光レールから実施するのが望ましい。このタイプの波形は、ある光レールへ移動するのに少なくとも一つの長いパルスが必要で、さらに当該光レール近くの最終光学状態を実現するためには短いパルスが一つ必要であるので、上記のタイプIの構造を有することはできないが、タイプII型の波形の特例はこのタイプの波形を実現できる。図18はこの型の波形の一例を示すが、当該波形ではyパルスは−x/xパルス対の後に位置し、−yパルスは同パルス対の前に位置している。最終光学状態はyの大きさに非常に敏感であるので、この型の波形では当該最後yパルスが粗同調を行う。一方、最終光学状態は通常光レールへの移動の度合いにはそれほど強く左右されないので、当該xパルスが微同調を行う。
本発明のDCバランス波形の三番目のタイプ(タイプIII型)では、図19に図式的に示すように、当該波形にさらにもう一組のDCバランスの取れたパルス対(zと−z)を導入する。当該タイプIII型波形の好適例を図20に示す。以下に述べる理由により、この型の波形は最終光学状態を微同調するのに有効である。zと−zのパルスがない状況(即ち、上記タイプII型の波形)を例に取ると、当該xパルス要素が微同調に用いられ、xを増加すると最終光学状態が減少され、xを減少すると最終光学状態が増加される。しかしながら、xをある点以下に減少させるのは、電気光学媒体を光レールに十分に、波形の安定性に必要な程度に近づけられなくなるため望ましくない。この問題を避けるために、xを減少させる代わりに、図20に示すように、−zとzのパルス対を追加すれば、xパルスを変えずに−xパルスを(実際に)延長させることが可能である。なお、zはxとは符号が逆である。zパルスは−xパルスを延長させ、−zパルスは転移の正味インパルスをゼロに、即ち転移をDCバランスに維持する。
DCバランス転移は初期及び最終グレーレベルが同じである「リーディング・ダイアゴナル(leading diagonal)型」転移だけに限定されているが、当該DCバランス型アドレス法は、当然ながら当該タイプの転移マトリクスだけに限られるものではない。グレーレベルの制御を最大限に改善するには、DCバランス転移の数を極力多くすることが望ましい。しかしながら、使用する特定の電気光学媒体によっては、例えば黒や白へ、または黒や白からの転移、即ちグレーレベル1や4といった極度グレーレベルへの転移またはそういった極度グレーレベルからの転移を伴った転移のDCバランスを取ることが困難な場合がある。その上、どの転移のDCバランスを取るか決定する際、転移マトリクス全体を不平衡にしないこと、つまり同じグレーレベルから開始・終了する閉ループのDCバランスが不平衡である転移マトリクスを形成しないことが重要である。例えば、グレーレベルの0または1レベルの変化だけを含んだ転移のDCバランスは取れているが、その他の転移はDCバランスが取れていないなどの規則は好ましくない。なぜなら、こういった規則は、次の例で示すように、転移マトリクス全体のバランスを不平衡にするからである。2−4−3−2というグレーレベルのシーケンスを実施している画素は、2−4(DCバランス不平衡)、4−3(DCバランスが取れている)、3−2(DCバランスが取れている)という転移を経過するので、全体のループのDCバランスが不平衡となる。上記の対立する二つの要求間で現実的な妥協を図るには、中間グレーレベル(レベル2と3)だけが関与する場合にDCバランス転移を用い、転移が極度グレーレベル(レベル1か4)で開始・終了する場合にはDCバランス不平衡転移を用いる方法がある。言うまでもなく、当該規則で選択される中間グレーレベルは、使用する具体的な電気光学媒体とコントローラによって異なるであろう。例えば、3ビット(8グレーレベル)のディスプレイでは、グレーレベル2〜7(または、場合によって3〜6)で開始・終了する全ての転移にはDCバランス転移を用い、グレーレベル1または8(あるいは1、2、7、8)で開始・終了する全ての転移にはDCバランス不平衡転移を用いることが可能な場合がある。
上記のようなリセット方法の好ましくない効果は、全体的ではなく部分的に更新を行う、つまり、ディスプレイの書き直す部分を「局部」または画素単位で選んで、連続した画像間で変化する部分だけを書き直すことで、さらに減少できる可能性がある。例えば、機械装置の一部を表示する図や、事故解析の図などに見られるように、大きな静止背景の中で比較的小さな物体が動くような一連の画像は珍しくない。部分更新を用いるには、ディスプレイのコントローラは最終画像と初期画像を比較して、二画像間でどの部分が変化し、したがってどの部分を書き直す必要があるかを決定しなければならない。当該コントローラは、一つかそれ以上の局部、通常、更新が必要な画素を含んだ、画素のマス目に沿って縦軸と横軸が並んだ長方形の領域を特定するか、または単純に更新が必要な画素を個別に特定することがある。上述のどの駆動方式でも使用して、上記で書き直しが必要と確認された局部または個々の画素だけを更新できる。上述の部分更新方式は、ディスプレイの消費電力を大幅に減少できる。
REGIONS)」コマンドを規定することにより、本発明の特定領域法を実行するように変更可能である。通常、当該「領域特定」コマンドは、例えば特定領域の右上角と左下角のような、ディスプレイ内の長方形の領域を完全に特定するのに十分な位置情報を独立変数として使用する。当該コマンドは、当該領域が設定されているビット深度を特定する独立変数をもう一つ持つことがあるが、当該特定領域が常にモノクロである場合、当該最終独立変数は単純な形式の特定領域法では必要ではない。当該最終独立変数が設定するビット深度は、当然ながら、当該領域について以前設定されたすべてのビット深度に優先する。もう一つの方法として、当該「領域特定」コマンドは多角形の頂点を形成する一連の点を特定することも可能である。当該「全領域消去」コマンドは独立変数を取らず、単にディスプレイ全体を予め定めた単一のビット深度にリセットする、または適用可能な各種ビット深度の中から、消去後に全表示画面をどのビット深度にするかを特定する一つの独立変数を取ることもある。
1.新しい画像では、特定(例えば)1ビット領域内の画素だけが変化した。この場合、ディスプレイの更新には1ビット(高速)波形が使用できる。
(Old_image XOR new_image) AND mode_array > 0:グレースケールの画素が変更された
(Old_image XOR new_image) AND (NOT mode_array) > 0:モノクロ画素が変更された
当該コントローラによって当該ディスプレイの走査中、ケース1かケース2では、全画素に対して一波形のルックアップテーブルが使用できる。理由は、1ビットモードでの無転移はグレースケールモードでの無転移と同じであると仮定すれば、無変化の画素にはゼロボルトの電圧が印加される(言い換えれば、両波形共に部分更新である)からである。反対に、グレースケール波形が全体更新(ディスプレイが更新される都度、全画素が更新される)であるなら、全体更新波形の使用可否を決定するため、当該コントローラはある画素が正しい領域内に存在するか調査する必要がある。ケース3では、当該コントローラがどの波形を使用するか決定する目的で走査する際に、各画素のモードを表すビット配列の数値を確認する必要がある。
上記の駆動方式は、使用する特定の電気光学ディスプレイの特性に基づき、様々な方法で変形し得る。例えば、上記の駆動方式で、リセット手順を大幅に除外できる場合もある。一例を挙げると、使用する電気光学媒体が長期間に渡り双安定で(つまり、書き込まれた画素のグレーレベルが時間の経過と共に非常に低速でしか変化せず)、画素が初期グレー状態に滞留した時間によって特定の転移に必要なインパルスが大きく変化しない場合には、黒・白状態への干渉的な帰還を経過せずに、あるグレー状態から別のグレー状態へ直接転移するようにルックアップテーブルを配列し、かなりの時間が経過して画素がその名目上のグレーレベルから次第に「ドリフト」し、その結果、表示画像に目立った誤差が生じた場合にのみ、ディスプレイのリセットを実行すればよい。したがって、例えば、あるユーザーが電子ブックの読み出しに本発明のディスプレイを使用する場合には、当該ディスプレイのリセットが必要となるまでに数多くの情報画面が表示できるのである。適切な波形とドライバを使用すれば、リセットが必要になるまでに、千画面にも及ぶ情報画面が表示できるので、現実には電子ブックの通常の読み出しではリセットが必要ではないことが、実験的に分っている。
03/044765号の図9と10に示す駆動方式では、リセットパルスはディスプレイの総消費電力の大部分を消費するので、コントローラは、ディスプレイを頻繁にリセットすることによりグレースケールの誤差を最小限に抑える第一駆動方式と、グレースケールのより大きな誤差を許容する一方で消費電力を削減することで、ディスプレイを時々リセットする第二駆動方式を装備していることがある。当該二つの駆動方式間の切替えは、手動、または外部要因に基づいて実行できる。例えば、ディスプレイがラップトップコンピュータに使用されている場合、当該コンピュータが主電源で作動中には当該第一駆動方式を用い、当該コンピュータが内部電力で作動中には第二駆動方式が使用できる。
本発明の補正電圧法とその装置は、本発明の基本ルックアップテーブル法とその装置に対して、さらなる変化を提供する。詳細は以下に記載する。
(2)該当するスーパーフレーム中に印加されたパルスにより決定される数値分だけ、上記ステップ(1)の数値を増加するステップ。
各スーパーフレーム中に、各画素に対応した数値レジスタが2で等分され、次いで表13に示した当該スーパーフレーム中に該当する画素に印加するパルスの数値だけ増加された。当該スーパーフレーム中に各画素に印加された電圧は、表12に示す駆動電圧と下式から得られる補正電圧Vcompとの合計である。
式中、画素レジスタの値は該当する画素に対応したレジスタから読み取った数値で、Aは所定の定数である。
側の平行電極は光伝達性のITOを用いた。当該ディスプレイは白状態から開始し、黒状態へ移動され、滞留時間を開けた後、白状態へ戻された。添付図面の図22に示される通り、最終白状態の明度は滞留状態の関数であることが判明した。したがって、当該マイクロカプセル式電気泳動媒体は滞留時間に対する感度が高く、白状態のL*は滞留時間の長さによって約3単位変動した。
既述の通り、少なくとも場合によっては、一定の転移に必要なインパルスは、双安定型電気光学ディスプレイではある光学状態下での画素の滞留時間によって異なることが判明した。先行文献で取り上げられたことがないようである当該現象は、以下、「滞留時間依存性」または「DTD」と呼ぶ。上述の性質ゆえに、ある転移に印加するインパルスを、画素の初期光学状態での滞留時間の関数として変化させることが望ましい、あるいは実践上、場合によっては、それが必要なこともあるだろう。
(式中、Tは波形の長さを示し、積分は波形の継続期間にわたり、V(t)は時間tの関数としての波形電圧で、M(t)は、ゼロ時に短パルスより派生する滞留時間依存性を誘起するために、残留電圧の効果減少を特徴付けるメモリ関数である)が約1ボルト秒より少なくなるような、画素への波形V(t)の印加より構成する双安定型電気光学ディスプレイの駆動方法も提供する。望ましくは、Jは約0.5ボルト秒以下で、最も望ましくは約0.1ボルト秒以下が良い。実際、Jは出来るだけ小さな値、理想的にはゼロに設定するべきである。
Claims (1)
- 複数の画素を有している双安定型電気光学ディスプレイを駆動する方法であって、該複数の画素の各々は、少なくとも3つのグレーレベルを表示可能であり、該方法は、
初期グレーレベルを最終グレーレベルに変換するために必要なインパルスを表すデータを含んでいるルックアップテーブルを保存することと、
該双安定型電気光学ディスプレイの各画素の初期状態を少なくとも表すデータを保存することと、
該双安定型電気光学ディスプレイの少なくとも1つの画素の所望の最終状態を表す入力信号を受信することと、
該ルックアップテーブルから決定されるように、該1つの画素の該初期状態から該所望の最終状態への移行を引き起こすために必要なインパルスを表す出力信号を生成することと
を含み、
初期状態から最終状態への少なくとも1つの移行に対して、該出力信号は、直流(DC)バランスの微同調シーケンスを含み、該微同調シーケンスは、
(a)ゼロの正味電圧インパルスを有し、
(b)該微同調シーケンスにおけるどの時点においても、該画素の該グレーレベルが、該微同調シーケンス当初のグレーレベルから、該画素の二つの極端な光学状態間のグレーレベルの差の3分の1よりも大きく変化することはない、方法。
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