JP6393747B2

JP6393747B2 - カラーディスプレイ装置の駆動方法

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Publication number: JP6393747B2
Application number: JP2016514097A
Authority: JP
Inventors: クレイグ・リン; フン・チー−マオ
Original assignee: E Ink California LLC
Current assignee: E Ink California LLC
Priority date: 2013-05-17
Filing date: 2014-05-15
Publication date: 2018-09-19
Anticipated expiration: 2034-05-15
Also published as: CN105593923A; CA2912692A1; WO2014186597A1; KR20160008591A; US10254619B2; ES2916204T3; HK1222941A1; CA2912692C; EP2997567A1; EP2997567B1; JP2016520213A; TW201508718A; TWI503808B; US10901287B2; US20190179209A1; KR102163531B1; EP2997567A4; CN112002286A; US20170031229A1; US20140340734A1

Description

本発明はカラーディスプレイ装置の駆動方法に関する。本方法は、このタイプのディスプレイ装置に使用されるアクティブマトリクスバックプレーンの複雑さを大幅に低減することができる。

カラーディスプレイを実現するために、カラーフィルタがしばしば使用される。最も一般的なアプローチは、赤色、緑色、及び青色を表示するために、ピクセル化されたディスプレイの黒／白のサブ画素上にカラーフィルタを追加することである。

米国特許第７０４６２２８号明細書米国特許出願公開第２０１４／００９２４６６号明細書米国仮特許出願第６１／８２４８８７号明細書

"New Pigment Application Technology", CMC Publishing Co, Ltd, 1986 "Printing Ink Technology", CMC Publishing Co, Ltd, 1984

そのような技術の最も大きな欠点は、白色レベルは、通常、実質的に白黒ディスプレイのそれの半分未満であり、それは、良好に読み取り可能な黒白の明度及びコントラストを必要とするｅリーダー又はディスプレイのようなディスプレイ装置のための選択肢としては受け入れがたいものになる、ということにある。

本発明はカラーディスプレイ装置の駆動方法を提供する。

本発明の第１の態様は、ディスプレイ装置の駆動方法に関する。
上記ディスプレイ装置は、（ｉ）電気泳動流体及び（ｉｉ）複数の画素を備える。
上記電気泳動流体は、第１のタイプの粒子、第２のタイプの粒子、及び第３のタイプの粒子を含み、これらのすべては１つの溶媒又は溶媒の混合物に分散され、
上記第１のタイプの粒子はある電荷極性を有し、上記第２及び第３のタイプの粒子は逆の電荷極性を有し、
各画素は共通電極及び画素電極の間に挟まれる。
上記方法は、
ａ）上記画素電極に電圧を印加せず、上記第１のタイプの粒子の電荷極性の逆極性を有する高電圧であって、すべての画素を上記第１のタイプの粒子の色状態に駆動する高電圧を上記共通電極に印加するステップと、
ｂ）上記画素電極に電圧を印加せず、上記第３のタイプの粒子の電荷極性の逆極性を有する低電圧であって、すべての画素を上記第３のタイプの粒子の色状態に駆動する低電圧を上記共通電極に印加するステップと、
ｃ）上記共通電極を接地状態に維持し、上記画素電極に異なる電圧を印加して複数の画素をそれらの所望の色状態に駆動するステップと
を含む。

１つの実施形態では、ステップ（ｃ）において、上記画素電極に電圧を印加しないことで、上記複数の画素を上記第３のタイプの粒子の色状態に維持する。

１つの実施形態では、ステップ（ｃ）において、上記第２のタイプの粒子と同じ極性を有する高電圧であって、上記複数の画素を上記第２のタイプの粒子の色状態に駆動する高電圧を上記画素電極に印加する。

１つの実施形態では、ステップ（ｃ）において、上記第１のタイプの粒子と同じ極性を有する高電圧であって、上記複数の画素を上記第１のタイプの粒子の色状態に駆動する高電圧を上記画素電極に印加する。

１つの実施形態では、上記方法は、ステップ（ａ）に先行する振動波形をさらに含む。

１つの実施形態では、上記第１のタイプの粒子は負に帯電し、上記第２及び第３のタイプの粒子は正に帯電している。

１つの実施形態では、上記第１のタイプの粒子は白色粒子であり、上記第２のタイプの粒子は黒色粒子であり、上記第３のタイプの粒子は非白色かつ非黒色の粒子である。

本発明の第２の態様は、ディスプレイ装置の駆動方法に関する。
上記ディスプレイ装置は、（ｉ）電気泳動流体及び（ｉｉ）複数の画素を備える。
上記電気泳動流体は、第１のタイプの粒子、第２のタイプの粒子、第３のタイプの粒子、及び第４のタイプの粒子を含み、これらのすべては１つの溶媒又は溶媒の混合物に分散され、
上記第１及び第２のタイプの粒子は逆極性に帯電し、上記第３及び第４のタイプの粒子は逆極性に帯電し、
各画素は共通電極及び画素電極の間に挟まれる。
上記方法は、
ａ）上記画素電極に電圧を印加せず、上記第２のタイプの粒子の電荷極性の逆極性を有する高電圧であって、すべての画素を上記第２のタイプの粒子の色状態に駆動する高電圧を上記共通電極に印加するステップと、
ｂ）上記画素電極に電圧を印加せず、上記第３のタイプの粒子の電荷極性の逆極性を有する低電圧であって、すべての画素を上記第３のタイプの粒子の色状態に駆動する低電圧を上記共通電極に印加するステップと、
ｃ）上記共通電極を接地状態に維持し、上記画素電極に異なる電圧を印加して複数の画素をそれらの所望の色状態に駆動するステップと
を含む。

１つの実施形態では、ステップ（ｃ）において、上記第１のタイプの粒子と同じ極性を有する高電圧を上記画素電極に印加し、その後、上記第４のタイプの粒子と同じ極性を有する低電圧であって、上記複数の画素を上記第４のタイプの粒子の色状態に駆動する低電圧を上記画素電極に印加する。

１つの実施形態では、上記第１及び第３のタイプの粒子は正に帯電し、上記第２及び第４のタイプの粒子は負に帯電している。

１つの実施形態では、上記第１のタイプの粒子は黒色粒子であり、上記第２のタイプの粒子は黄色粒子であり、上記第３のタイプの粒子は赤色粒子であり、上記第４のタイプの粒子は白色粒子である。

１つの実施形態では、上記第１のタイプの粒子は強い正の粒子であり、上記第２のタイプの粒子は強い負の粒子であり、上記第３のタイプの粒子は弱い正の粒子であり、上記第４のタイプの粒子は弱い負の粒子である。

本発明の第３の態様は、複数の画素を備えるカラーディスプレイ装置の駆動方法に関する。
上記複数の画素のそれぞれは共通電極及び画素電極の間に挟まれる。
上記方法は、
ａ）上記共通電極のみを変調することですべての画素を所定の色状態に駆動することと、

ｂ）上記共通電極を接地状態に維持し、上記画素電極に異なる電圧を印加することで、すべての画素をそれらの所望の色状態に駆動することと
を含む。

１つの実施形態では、上記方法は振動波形をさらに含む。

本発明の第４の態様は、電気泳動流体を備えたディスプレイ装置を駆動するためのバックプレーンシステムに関する。
上記流体は、第１のタイプの粒子、第２のタイプの粒子、及び第３のタイプの粒子を備え、これらのすべては１つの溶媒又は溶媒の混合物に分散され、
上記第１のタイプの粒子はある電荷極性を有し、上記第２及び第３のタイプの粒子は逆の電荷極性を有し、
上記バックプレーンシステムは、３レベルの電圧、すなわち、０Ｖ、高い正の電圧、及び高い負の電圧のみを有する。

本発明の第５の態様は、電気泳動流体を備えたディスプレイ装置を駆動するためのバックプレーンシステムに関する。
上記流体は、第１のタイプの粒子、第２のタイプの粒子、第３のタイプの粒子、及び第４のタイプの粒子を備え、これらのすべては１つの溶媒又は溶媒の混合物に分散され、
上記第１及び第２のタイプの粒子は逆極性に帯電し、上記第３及び第４のタイプの粒子は逆極性に帯電し、
上記バックプレーンシステムは、４レベルの電圧、すなわち、０Ｖ、高い正の電圧、高い負の電圧、及び低い正の電圧もしくは低い負の電圧のみを有する。

図１は、本発明のディスプレイ層を示す図である。図２は、３つのタイプの粒子を含む電気泳動流体を示す図である。３粒子流体系の駆動シーケンスを示す図である。３粒子流体系の駆動シーケンスを示す図である。３粒子流体系に係る本発明の駆動方法を示す図である。３粒子流体系に係る本発明の駆動方法を示す図である。３粒子流体系に係る本発明の駆動方法を示す図である。４つのタイプの粒子を含む電気泳動流体を示す図である。４粒子流体系の駆動シーケンスを示す図である。４粒子流体系の駆動シーケンスを示す図である。４粒子流体系の駆動シーケンスを示す図である。４粒子流体系に係る本発明の駆動方法を示す図である。４粒子流体系に係る本発明の駆動方法を示す図である。４粒子流体系に係る本発明の駆動方法を示す図である。本駆動方法の実施例を示す図である。従来技術の駆動方法を示す図である。本駆動方法の実施例を示す図である。従来技術の駆動方法を示す図である。本駆動方法の実施例を示す図である。従来技術の駆動方法を示す図である。

概要：

本発明のディスプレイ流体は３つ又は４つのタイプの粒子を含んでもよい。複数のタイプの粒子は、色が視覚的に識別可能な限り、任意の色であってもよい。流体において、粒子は１つの溶媒又は溶媒の混合物に分散される。

白色粒子について、それらは、ＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２、ＺｎＯ、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｓｂ_２Ｏ_３、ＢａＳＯ_４、ＰｂＳＯ_４などのような無機顔料から形成されてもよい。

黒色粒子について、それらは、ＣＩピグメントブラック２６又は２８など（例えば、マンガンフェライトブラックスピネル又は銅クロム鉄鉱ブラックスピネル）又はカーボンブラックから形成されてもよい。

有色の粒子（非白色かつ非黒色）は、赤、緑、青、マゼンタ、シアン、又は黄色のような色であってもよい。このタイプの粒子のための顔料は、ＣＩピグメントＰＲ２５４、ＰＲ１２２、ＰＲ１４９、ＰＧ３６、ＰＧ５８、ＰＧ７、ＰＢ２８、ＰＢ１５：３、ＰＹ１３８、ＰＹ１５０、ＰＹ１５５、及びＰＹ２０を含んでもよいが、これらに限定されない。これらは、非特許文献１及び２のカラーインデックスハンドブックに記載されている、一般的に使用されている有機顔料である。特定の例は、クラリアント（Ｃｌａｒｉａｎｔ）のＨｏｓｔａｐｅｒｍ（登録商標）ＲｅｄＤ３Ｇ７０−ＥＤＳ、ＨｏｓｔａｐｅｒｍＰｉｎｋＥ−ＥＤＳ、ＰＶｆａｓｔｒｅｄＤ３Ｇ、ＨｏｓｔａｐｅｒｍｒｅｄＤ３Ｇ７０、ＨｏｓｔａｐｅｒｍＢｌｕｅＢ２Ｇ−ＥＤＳ、ＨｏｓｔａｐｅｒｍＹｅｌｌｏｗＨ４Ｇ−ＥＤＳ、ＨｏｓｔａｐｅｒｍＧｒｅｅｎＧＮＸ、ＢＡＳＦのＩｒｇａｚｉｎｅｒｅｄＬ３６３０、ＣｉｎｑｕａｓｉａＲｅｄＬ４１００ＨＤ、及びＩｒｇａｚｉｎ（登録商標）ＲｅｄＬ３６６０ＨＤ、サンケミカル（ＳｕｎＣｈｅｍｉｃａｌ）のフタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、ジアリリドイエロー、又はジアリリドＡＡＯＴイエロー
を含む。

色に加えて、複数つのタイプの粒子は他の別個の光学的特性を有してもよく、例えば、光透過性、反射率、又はルミネセンスを有していてもよく、又は、機械読み取りのためのディスプレイの場合には、可視域外の電磁波長の反射率の変化の意味でシュードカラーを有していてもよい。

本発明のディスプレイ流体を利用するディスプレイ層は、図１に示すように、２つの面、すなわち、見る側における第１の面（１３）と、第１の面（１３）の反対側における第２の面（１４）とを有する。ディスプレイ流体は２つの面の間に挟まれている。第１の面（１３）の側には、ディスプレイ層の上面全体に広がっている、透明電極層（例えばＩＴＯ）である共通電極（１１）がある。第２の面（１４）の側には、複数の画素電極（１２ａ）を備える電極層（１２）がある。

画素電極は特許文献１に述べられ、その内容の全体は参照によってここに組み込まれる。画素電極の層として薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）バックプレーンで駆動されるアクティブマトリクスに言及しているが、電極が所望の機能に役立つ限り、本発明の範囲が他のタイプの電極アドレシングを包含するということに注意する。

図１において、垂直方向の２つの点線間の各空間は画素を示す。図示するように、各画素は対応する画素電極を有する。電界は、ある画素について、共通電極に印加された電圧と、対応する画素電極に印加された電圧との間の電位差によって生成される。

複数のタイプの粒子は異なる電荷レベルを有してもよい。１つの実施形態では、より弱く帯電した粒子は、より強く帯電した粒子の電荷強度の約５０％未満、又は約５％〜約３０％の電荷強度を有する。もう１つの実施形態では、より弱く帯電した粒子は、より強く帯電した粒子の電荷強度の約７５％未満、又は約１５％〜約５５％の電荷強度を有する。別の実施形態では、開示したような電荷レベルの比較は、同じ電荷極性を有する２つのタイプの粒子に適用される。

電荷強度はゼータ電位に関して測定されてもよい。１つの実施形態では、ゼータ電位は、ＣＳＰＵ−１００信号処理装置、ＥＳＡＥＮ＃Ａｔｔｎフロースルーセル（Ｋ：１２７）とともに、コロイダルダイナミクス（ＣｏｌｌｏｉｄａｌＤｙｎａｍｉｃｓ）のＡｃｏｕｓｔｏＳｉｚｅｒＩＩＭによって決定される。サンプルで使用される溶媒の密度、溶媒の誘電率、溶媒中の音速、溶媒の粘度のような装置定数は、テスト前に入力される。これらの装置定数のすべては、テスト温度（摂氏２５度）における値が使用される。顔料サンプルは、溶媒（それは通常、１２個未満の炭素原子を有する炭化水素流体である）において分散し、重量に関して５〜１０％の間で希釈される。サンプルは、電荷制御剤（バークシャーハサウェイ（ＢｅｒｋｓｈｉｒｅＨａｔｈａｗａｙ）の会社であるリューブリゾルコーポレイション（ＬｕｂｒｉｚｏｌＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）から入手可能であるＳｏｌｓｐｅｒｓｅ（登録商標）１７０００）も含む。ここで、粒子に対する電荷制御剤のウェイトレシオは１：１０である。希釈されたサンプルの質量が決定され、次いで、サンプルは、ゼータ電位を決定するためにフロースルーセルに装填される。

同じ流体に高い電荷の粒子及び低い電荷の粒子からなる２組のペアがある場合、２つのペアは異なるレベルの電荷の差を有してもよい。例えば、１つのペアにおいて、弱く正に帯電した粒子は、強く正に帯電した粒子の電荷強度の３０％である電荷強度を有してもよい。もう１つのペアにおいて、弱く負に帯電した粒子は、強く負に帯電した粒子の電荷強度の５０％である電荷強度を有してもよい。

複数のタイプの粒子が分散する溶媒は透明かつ無色である。それは好ましくは、低い粘度と、約２〜約３０の範囲の誘電率とを有し、高い粒子移動度の場合には好ましくは約２〜約１５の範囲の誘電率を有する。適切な誘電性の溶媒の例は、ｉｓｏｐａｒ、デカヒドロナフタレン（ＤＥＣＡＬＩＮ）、５−エチリデン−２−ノルボルネン、脂肪油、パラフィン油のような炭化水素を含み、シリコン流体を含み、トルエン、キシレン、フェニルキシリルエタン、ドデシルベンゼン、又はアルキルナフタレンのような芳香族炭化水素を含み、ペルフルオロデカリン、ペルフルオロトルエン、ペルフルオロキシレン、ジクロロベンゾトリフルオリド、３，４，５−トリクロロベンゾトリフルオリド、クロロペンタフルオロ−ベンゼン、ジクロロノナン、又はペンタクロロベンゼンのようなハロゲン化された溶媒を含み、ミネソタ州セントポールの３Ｍカンパニー（３ＭＣｏｍｐａｎｙ）からのＦＣ−４３、ＦＣ−７０、又はＦＣ−５０６０のようなフッ素化溶媒（ｐｅｒｆｌｕｏｒｉｎａｔｅｄｓｏｌｖｅｎｔ）を含み、オレゴン州ポートランドのＴＣＩアメリカ（ＴＣＩＡｍｅｒｉｃａ）からのポリ（ペルフルオロプロピレンオキシド）のような低分子量のハロゲンを含有するポリマーを含み、ニュージャージー州リヴァーエッジのハロカーボンプロダクトコーポレイション（ＨａｌｏｃａｒｂｏｎＰｒｏｄｕｃｔＣｏｒｐ．）からのハロカーボン油のようなポリ（クロロトリフルオロエチレン）を含み、アウジモント（Ａｕｓｉｍｏｎｔ）からのＧａｌｄｅｎ（登録商標）又はデラウェア州のデュポン（ＤｕＰｏｎｔ）からＫｒｙｔｏｘ（登録商標）油及びグリースのＫ−流体シリーズのようなペルフルオロポリアルキルエーテルを含み、ダウコーニング（Ｄｏｗ−ｃｏｒｎｉｎｇ）からのポリジメチルシロキサンに基づいたシリコーン油（ＤＣ−２００）を含む。

本発明では、少なくとも１つタイプの粒子は電界しきい値を示してもよい。１つの実施形態では、より強く帯電したあるタイプの粒子は所定の電界しきい値を有する。

本発明のコンテキストでは、用語「電界しきい値」は、所定の時間期間（典型的には３０秒より長くなく、好ましくは１５秒より長くない）にわたって一群の粒子に印加される可能性がある電界であって、ある画素の見る側において粒子を出現させることなく、当該画素が一群の粒子の色状態とは異なる色状態から駆動されるときに印加される最大の電界として定義される。用語「見る側（ｖｉｅｗｉｎｇｓｉｄｅ）」は、本願では、見る人によって画像が見られるディスプレイ層における第１の面を示す。

電界しきい値は、帯電した粒子の固有の特性、又は、添加物によって引き起こされた特性のいずれかである。

前者の場合では、電界しきい値は、逆極性で帯電した粒子の間の、又は、粒子と所定の基板面との間の所定の引力に依存して発生される。

添加物によって引き起こされた電界しきい値の場合では、電気泳動流体のしきい値特性を引き起こすか増強するしきい値エージェントが追加されてもよい。しきい値エージェントは、電気泳動流体の溶媒において又は溶媒の混合物において溶解可能であるか分散可能である材料であって、帯電した粒子の電荷とは反対の電荷を有するか引き起こす任意の材料であってもよい。しきい値エージェントは、印加された電圧の変化に敏感であってもよく、又は鈍感であってもよい。用語「しきい値エージェント」は、広く、染料又は顔料、電解質又は高分子電解質、ポリマー、オリゴマー、界面活性剤、電荷制御エージェントなどを含んでもよい。

３粒子系：

図２は、特許文献２に開示されたような３粒子流体系を示す。その内容の全体は参照によってここに組み込まれる。

電気泳動流体は、誘電性の１つの溶媒又は溶媒の混合物に分散された３つのタイプの粒子を含む。図示の簡単化のために、３つのタイプの粒子は、第１のタイプの粒子、第２のタイプの粒子、及び第３のタイプの粒子と呼ばれることがある。第１のタイプの粒子は白色粒子（Ｗ）であり、図２に示す例のように、第１のタイプの粒子は白色粒子（Ｗ）であり、第２のタイプの粒子は黒色粒子（Ｋ）であり、第３のタイプの粒子は赤色粒子（Ｒ）である。第３のタイプの粒子は、白色及び黒色ではない任意の色であってもよい。

３つのタイプの粒子のうちの２つ（すなわち、第１及び第２のタイプの粒子）は逆の電荷極性を有し、第３のタイプの粒子は他の２つのタイプの粒子のうちの１つと同じ電荷極性を有する。例えば、黒色粒子が正に帯電して、白色粒子が負に帯電している場合、赤色粒子は正負のいずれかに帯電される。

図３は、このタイプのカラーディスプレイ装置の駆動シーケンスを示す。説明の目的で、白色粒子（Ｗ）は負に帯電している一方、黒色粒子（Ｋ）は正に帯電している。赤色粒子（Ｒ）は黒色粒子（Ｋ）と同じ電荷極性を有する。

黒色粒子及び白色粒子の間の引力のために、黒色粒子（Ｋ）は電界しきい値ｌＶを有すると仮定される。従って、印加された電位差がｌＶ以下であれば、黒色粒子は見る側に移動しない。

赤い粒子は、黒色粒子及び白色粒子より弱い電荷を有する。その結果、黒色粒子の電荷よりも強い電荷に起因して印加電位がｌＶより高くなるとき、黒色粒子は赤色粒子（Ｒ）より速く移動する。

図３ａにおいて、高い正の電位差＋ｈＶが印加される。この場合、白色粒子（Ｗ）は画素電極（３２ａ）の近くに、又は画素電極（３２ａ）に移動し、黒色粒子（Ｋ）及び赤色粒子（Ｒ）は共通電極（３１）の近くに、又は共通電極（３１）に移動する。その結果、見る側では黒色が見られる。赤色粒子（Ｒ）は共通電極（３１）に向かって移動するが、それらはより弱い電荷を有するので、それらは黒色粒子（Ｋ）より遅く移動する。

図３ｂにおいて、高い負の電位差−ｈＶが印加されるとき、白色粒子（Ｗ）は共通電極（３１）の近くに、又は共通電極（３１）に移動し、黒色粒子（Ｋ）及び赤色粒子（Ｒ）は画素電極（３２ａ）の近くに、又は画素電極（３２ａ）に移動する。その結果、見る側では白色が見られる。赤色粒子（Ｒ）は、正に帯電しているので、画素電極に向かって移動する。しかしながら、それらはより弱い電荷強度を有するので、それらは黒色粒子より遅く移動する。

図３ｃにおいて、低い正の電位差＋ｌＶは、図３ａの画素に印加される（すなわち、白色状態から駆動する）。この場合、図３ａの負に帯電した白色粒子（Ｗ）は画素電極（３２ａ）に向かって移動する。黒色粒子（Ｋ）は、それらの電界しきい値がｌＶであることに起因して、ほとんど移動しない。赤い粒子（Ｒ）が有意な電界しきい値をもたないという事実に起因して、それらは共通電極（３１）の近くに、又は共通電極（３１）に移動し、その結果、見る側において赤色が見られる。

印加されるより低い電圧（＋ｌＶ又は−ｌＶ）は、通常、黒色状態から白色状態に画素を駆動するのに必要な全駆動電圧（−ｈＶ）、又は白色状態から黒色状態に画素を駆動するのに必要な全駆動電圧（＋ｈＶ）の大きさの約５％〜約５０％の大きさを有するということに注意する。１つの実施形態では、＋ｈＶ及び−ｈＶはそれぞれ＋１５Ｖ及び−１５Ｖであってもよく、＋ｌＶ及び−ｌＶはそれぞれ＋３Ｖ及び−３Ｖであってもよい。さらに、＋ｈＶ及び−ｈＶの大きさが同じであっても異なっていてもよいということに注意する。同様に、＋ｌＶ及び−ｌＶの大きさは同じであっても異なっていてもよい。

用語「駆動電位差」は、共通電極及び画素電極の間の電圧差を示す。従来の駆動方法では、すべての画素によって共用される共通電極は接地されたままであり、各画素は対応する画素電極に印加される電圧によって駆動される。そのようなアプローチが図２及び３に示したような流体系を駆動するために使用される場合、バックプレーンシステムは、各画素電極を少なくとも４つの異なる電圧レベル、すなわち、０Ｖ、＋ｈＶ、−ｈＶ、及び＋ｌＶにする必要がある。そのようなバックプレーンシステムは、以下のセクションで説明するように、実装するのにコストがかかる。

本発明者は、ここで、高品質の色状態をなお表示可能でありながらバックプレーンシステムが簡単化される新規な駆動方法を提案する。

図４ａ及び図４ｂは本駆動方法の初期ステップを示し、このステップはすべての画素に適用される。最初に振動波形が印加され、その後のフェーズＩにおいて、すべての画素によって共用される共通電極に＋ｈＶが印加されるとともに、すべての画素電極が０Ｖにされ、その結果、すべての画素について駆動電位差が−ｈＶになり、これにより、それらのすべてを白色状態に駆動する（図３ａを参照）。フェーズＩＩにおいて、共通電極に−ｌＶが印加されるとともに、すべての画素電極がなお０Ｖのままであり、その結果、駆動電位差が＋ｌＶになり、これにより、すべての画素を赤色状態に駆動する（図３ｃを参照）。この初期ステップにおいて、すべての画素電極は０Ｖのままである一方で、共通電極は＋ｈＶから−ｌＶに切り換えられて変調される。

フェーズＩの後で印加される振動波形は、多くのサイクルにわたる、一対の逆方向に駆動するパルスからなる。例えば、振動波形は、２０ミリ秒にわたる＋１５Ｖパルス及び２０ミリ秒にわたる−１５Ｖパルスからなってもよい。そのような一対のパルスは５０回繰り返される。そのような振動波形の合計時間は２０００ミリ秒になる。

この追加された振動波形により、色状態（すなわち赤）は、色の明度及び色の純度の両方について、振動波形なしの場合よりも著しく良好になりうる。これは、赤い粒子から白色粒子をより良好に分離するとともに、赤色粒子から黒色粒子をより良好に分離することを示す。

振動波形において駆動パルスのそれぞれは、完全な黒色状態から完全な白色状態への、又はその逆への駆動時間の半分を超えない時間にわたって印加される。例えば、完全な黒色状態から完全な白色状態に、又はその逆にディスプレイ装置を駆動するのに３００ミリ秒かかる場合、振動波形は、１５０ミリ秒を超えない時間にわたってそれぞれ供給される正及び負のパルスからなってもよい。実際上、パルスがより短いことが好まれる。

図５は、駆動方法の次のステップを示す。このステップにおいて、すべての画素は、それらの所望の色状態になるように同時に駆動される。このステップで、共通電極は０Ｖで接地されている一方、画素電極には異なる電圧が印加されている。赤色状態のままである画素については、対応する画素電極に電圧は印加されず、その結果、駆動電位差は生じない。画素が黒色状態であるためには、対応する画素電極に＋ｈＶが印加される。画素が白色状態であるためには、対応する画素電極に−ｈＶが印加される。

初期ステップにおいて共通電極が変調されるこの駆動方法では、バックプレーンシステムは、各画素電極を３つの異なる電圧レベル、すなわち、０Ｖ、＋ｈＶ、及び−ｈＶにすることだけが必要であり、これは、従来の方法で使用されるバックプレーンシステムより非常に簡単化されている。

図１０ａは、本駆動方法の実施例を示す簡略図である。図示するように、共通電極（Ｖｃｏｍ）に印加されてもよい３つの異なる電圧レベル、すなわち、０Ｖ、＋ｈＶ、及び−ｌＶがあり、また、画素電極に印加されてもよい３つの異なる電圧レベル、すなわち、０Ｖ、＋ｈＶ、及び−ｈＶがある。

図１０ｂは、対応する従来技術の方法を示す図である。この図において、画素電極に印加されてもよい３つの電圧レベル、すなわち、＋ｈＶ、−ｈＶ、及び＋ｌＶがある。市販のＴＦＴバックプレーンは、通常、０Ｖ、＋ｈＶ、及び−ｈＶをサポートするソースＩＣのみを有する。従って、従来技術の方法が利用されれば、画素電極に印加される＋ｌＶの追加の電圧オプションをサポートするようにソースＩＣを修正する必要がある。

４つのタイプの粒子：

図６は、特許文献３に開示されるように、電気泳動流体が誘電性の１つの溶媒又は溶媒の混合物に分散された４つのタイプの粒子を含む、代替のディスプレイ装置を示し、その全体は参照によってここに組み込まれる。図示の簡単化のために、４つのタイプの粒子は、第１のタイプの粒子、第２のタイプの粒子、第３のタイプの粒子、及び第４のタイプの粒子と呼ばれることがある。図６に示す例のように、第１のタイプの粒子は黒色粒子（Ｋ）であり、第２のタイプの粒子は黄色粒子（Ｙ）であり、第３のタイプの粒子は赤色粒子（Ｒ）であり、第４のタイプの粒子は白色粒子（Ｗ）である。

この実施例において、黒色粒子及び黄色粒子は逆の電荷極性を有する。例えば、黒色粒子が正に帯電した場合、黄色粒子は負に帯電している。赤色粒子及び白色粒子も逆極性で帯電している。しかしながら、黒色粒子及び黄色粒子の電荷は、赤色粒子及び白色粒子の電荷よりも強い。

例えば、黒色粒子（Ｋ）は強い正の電荷を有し、黄色粒子（Ｙ）は強い負の電荷を有し、赤色（Ｒ）粒子は弱い正の電荷を有し、白色粒子（Ｗ）は弱い負の電荷を有する。図７に、このタイプのカラーディスプレイ装置の駆動シーケンスを示す。

図７ａにおいて、強い負の電位差（例えば−ｈＶ）が画素に印加されるとき、黄色粒子（Ｙ）は共通電極（７１）の側に押され、かつ、黒色粒子（Ｋ）は画素電極（７２ａ）の側に引かれる。赤色（Ｒ）粒子及び白色（Ｗ）粒子は、それらがより弱い電荷を有するので、より強く帯電した黒色粒子及び黄色粒子より遅く移動し、従って、それらは共通電極及び画素電力の間にとどまり、白色粒子は赤色粒子の上に位置する。その結果、見る側では黄色が見られる。

図７ｂでは、高い正の電位差（例えば＋ｈＶ）が画素に印加されるとき、粒子分布は図７ａに示すものの逆になり、その結果、見る側において黒色が見られる。

図７ｃにおいて、より弱い正の電位差（例えば＋ｌＶ）が図７ａの画素に印加されるとき（すなわち、黄色状態から駆動されるとき）、黄色粒子（Ｙ）は画素電極（７２ａ）に移動され、かつ、黒色粒子（Ｋ）は共通電極（７１）に移動される。しかしながら、それらの相互の強い引力に起因してそれらが移動中に互いに遭遇したとき、それらは移動をやめて、共通電極及び画素電極の間にとどまる。より弱く帯電した（正の）赤色粒子（Ｒ）は、共通電極（７１）の側（すなわち見る側）にまで移動し、より弱く帯電した（負の）白色粒子（Ｗ）は、画素電極（７２ａ）の側に移動する。その結果、赤色が見られる。

図７ｄにおいて、より弱い負の電位差（例えば−ｌＶ）が図７ｂの画素に印加されるとき（すなわち、黒色状態から駆動されるとき）、黒色粒子（Ｋ）は画素電極（７２ａ）に移動され、かつ、黄色粒子（Ｙ）は共通電極（７１）に移動される。黒色粒子及び黄色粒子がそれらの相互の強い引力に起因して互いに遭遇したとき、それらは移動をやめて、共通電極及び画素電極の間にとどまる。より弱く帯電した（負の）白色粒子（Ｗ）は、共通電極の側（すなわち見る側）にまで移動し、より弱く帯電した（正の）赤色粒子（Ｒ）は、画素電極の側に移動する。その結果、白色が見られる。

しかしながら、図７ｃ及び図７ｄにおいて、印加される低い駆動電圧（＋ｌＶ又は−ｌＶ）は、より強く帯電した黒色粒子及び黄色粒子を分離するのには十分ではないが、それらは、より弱い電荷強度の２つのタイプの逆極性で帯電した粒子を分離するのに十分であるだけでなく、より弱く帯電した粒子を逆の電荷極性でより強く帯電した粒子から分離するのにも十分であるということにも注意する。

印加されるより低い電圧（＋ｌＶ又は−ｌＶ）は、通常、黒色状態から黄色状態に画素を駆動するのに必要な全駆動電圧（−ｈＶ）、又は黄色状態から黒色状態に画素を駆動するのに必要な全駆動電圧（＋ｈＶ）の大きさの約５％〜約５０％の大きさを有するということに注意する。１つの実施形態では、＋ｈＶ及び−ｈＶはそれぞれ＋１５Ｖ及び−１５Ｖであってもよく、＋ｌＶ及び−ｌＶはそれぞれ＋３Ｖ及び−３Ｖであってもよい。さらに、＋ｈＶ及び−ｈＶの大きさが同じであっても異なっていてもよいということに注意する。同様に、＋ｌＶ及び−ｌＶの大きさは同じであっても異なっていてもよい。

図８ａ及び図８ｂは、４粒子系に係る本駆動方法の初期ステップを示し、このステップはすべての画素に適用される。フェーズＩでは、すべての画素によって共用される共通電極に＋ｈＶが印加されるとともに、すべての画素電極が０Ｖにされ、その結果、すべての画素について駆動電位差が−ｈＶになり、これにより、それらのすべてを黄色状態に駆動する。フェーズＩＩでは、共通電極に−ｌＶが印加されるとともに、すべての画素電極がなお０Ｖのままであり、その結果、駆動電位差が＋ｌＶになり、これにより、すべての画素を赤色状態に駆動する。この初期ステップにおいて、すべての画素電極は０Ｖのままである一方で、共通電極は＋ｈＶから−ｌＶに切り換えられて変調される。

この場合にも、図４で説明したような振動波形が印加されてもよい。

図９は、駆動方法の次のステップを示す。このステップで、共通電極は０Ｖで接地されている一方、画素電極には異なる電圧が印加されている。赤色状態のままである画素については、対応する画素電極に電圧は印加されず、その結果、駆動電位差は生じない。画素が黒色状態であるためには、対応する画素電極に＋ｈＶが印加される。画素が黄色状態であるためには、対応する画素電極に−ｈＶが印加される。画素が白色状態であるためには、対応する画素電極に＋ｈＶが印加され、その後に−ｌＶが印加される。

初期ステップにおいて共通電極が変調されるこの駆動方法では、バックプレーンシステムは、各画素電極を４つの異なる電圧レベル、すなわち、０Ｖ、＋ｈＶ、−ｈＶ、及び−ｌＶにすることだけが必要であり、これは、各画素を５つの異なる電圧レベル、すなわち、０Ｖ、＋ｈＶ、−ｈＶ、＋ｌＶ、及び−ｌＶにすることが必要になる従来の方法で使用されるバックプレーンシステムより非常に簡単化されている。

図１１ａは、本駆動方法の実施例を示す簡略図である。図示するように、共通電極（Ｖｃｏｍ）に印加されてもよい３つの異なる電圧レベル、すなわち、０Ｖ、＋ｈＶ、及び−ｌＶがあり、また、画素電極に印加されてもよい４つの異なる電圧レベル、すなわち、０Ｖ、＋ｈＶ、−ｈＶ、及び−ｌＶがある。

図１１ｂは、対応する従来技術の方法を示す図である。この図において、画素電極に印加されてもよい４つの電圧レベル、すなわち、＋ｈＶ、−ｈＶ、＋ｌＶ、及び＋ｌＶがある。市販のＴＦＴバックプレーンは、通常、０Ｖ、＋ｈＶ、及び−ｈＶをサポートするソースＩＣのみを有する。従って、従来技術の方法が利用されれば、本駆動方法と比較して、画素電極に印加される＋ｌＶの追加の電圧オプションをサポートするようにソースＩＣを修正する必要がある。

以上の説明において、初期ステップにおいて、すべての画素は赤色状態に駆動される。しかしながら、（画素電極を接地したままで共通電極に−ｈＶを印加して後に＋ｌＶを印加することによって）初期ステップにおいてすべての画素を白色状態に駆動し、その後、画素を白色から黒色（＋ｈＶ）に駆動し、画素を白色から黄色（−ｈＶ）に駆動し、白色画素に駆動電位差を印加しないことで白色のままにすることも可能である。赤色になる画素は、白色から黄色（−ｈＶ）に駆動され、その後、黄色から赤色（＋ｌＶ）に駆動される。このシナリオでは、バックプレーンシステムは、各画素電極を４つの異なる電圧レベル、すなわち、０Ｖ、＋ｈＶ、−ｈＶ、及び＋ｌＶにすることだけが必要である。

図１２ａは、本駆動方法の実施例を示す簡略図である。図示するように、共通電極（Ｖｃｏｍ）に印加されてもよい３つの異なる電圧レベル、すなわち、０Ｖ、−ｈＶ、及び＋ｌＶがあり、また、画素電極に印加されてもよい４つの異なる電圧レベル、すなわち、０Ｖ、＋ｈＶ、−ｈＶ、及び−ｌＶがある。

図１２ｂは、対応する従来技術の方法を示す図である。この図において、画素電極に印加されてもよい４つの電圧レベル、すなわち、＋ｈＶ、−ｈＶ、＋ｌＶ、及び＋ｌＶがある。市販のＴＦＴバックプレーンは、通常、０Ｖ、＋ｈＶ、及び−ｈＶをサポートするソースＩＣのみを有する。従って、従来技術の方法が利用されれば、本駆動方法と比較して、画素電極に印加される−ｌＶの追加の電圧オプションをサポートするようにソースＩＣを修正する必要がある。

本発明はその特定の実施形態に関して説明されているが、本発明の真の精神及び範囲を逸脱することなく、様々な変更を行ってもよく、等価物で置き換えてもよいことは当業者には理解されるべきである。さらに、特定の状況、材料、組成、処理、１つ又は複数の処理ステップを本発明の目的及び範囲に適合させるために、多くの変更がなされてもよい。そのような変更のすべては、ここに添付された特許請求の範囲内にあることが意図される。

Claims

（ｉ）電気泳動流体及び（ｉｉ）複数の画素を備えたディスプレイ装置の駆動方法であって、
上記電気泳動流体は、第１のタイプの粒子、第２のタイプの粒子、及び第３のタイプの粒子を含み、これらのすべては１つの溶媒又は溶媒の混合物に分散され、
上記第１のタイプの粒子はある電荷極性を有し、上記第２及び第３のタイプの粒子は上記第１のタイプの粒子のものとは逆の電荷極性を有し、
各画素は共通電極及び画素電極の間に挟まれ、
上記方法は、
ａ）上記画素電極を接地状態に維持し、上記第１のタイプの粒子の電荷極性の逆極性を有する高電圧であって、すべての画素を上記第１のタイプの粒子の色状態に駆動する高電圧を上記共通電極に印加するステップと、
ｂ）上記画素電極を接地状態に維持し、上記第３のタイプの粒子の電荷極性の逆極性を有する低電圧であって、すべての画素を上記第３のタイプの粒子の色状態に駆動する低電圧を上記共通電極に印加するステップと、
ｃ）ステップ（ｂ）の後において、上記共通電極を接地状態に維持し、複数の上記画素電極に互いに異なる複数の電圧を印加して複数の画素をそれらの所望の色状態に駆動するステップと
を順に実行することを含む駆動方法。
ステップ（ｃ）において、複数の上記画素電極を接地して、上記複数の画素を上記第３のタイプの粒子の色状態に維持する請求項１記載の駆動方法。
ステップ（ｃ）において、上記第２のタイプの粒子と同じ極性を有する高電圧であって、上記複数の画素を上記第２のタイプの粒子の色状態に駆動する高電圧を複数の上記画素電極に印加する請求項１記載の駆動方法。
ステップ（ｃ）において、上記第１のタイプの粒子と同じ極性を有する高電圧であって、上記複数の画素を上記第１のタイプの粒子の色状態に駆動する高電圧を複数の上記画素電極に印加する請求項１記載の駆動方法。
上記第３のタイプの粒子の電荷強度は上記第２のタイプの粒子の電荷強度よりも弱い請求項１記載の駆動方法。
上記第１のタイプの粒子は負に帯電し、上記第２及び第３のタイプの粒子は正に帯電している請求項１記載の駆動方法。
（ｉ）電気泳動流体及び（ｉｉ）複数の画素を備えたディスプレイ装置の駆動方法であって、
上記電気泳動流体は、第１のタイプの粒子、第２のタイプの粒子、第３のタイプの粒子、及び第４のタイプの粒子を含み、これらのすべては１つの溶媒又は溶媒の混合物に分散され、
上記第１のタイプの粒子は強い正の粒子であり、上記第２のタイプの粒子は強い負の粒子であり、上記第３のタイプの粒子は弱い正の粒子であり、上記第４のタイプの粒子は弱い負の粒子であり、
各画素は共通電極及び画素電極の間に挟まれ、
上記方法は、
ａ）上記画素電極を接地状態に維持し、すべての画素を上記第１又は第２のタイプの粒子の色状態に駆動する高電圧を上記共通電極に印加するステップと、
ｂ）上記画素電極を接地状態に維持し、すべての画素を、上記第１のタイプの粒子の色状態から上記第４のタイプの粒子の色状態に、又は、上記第２のタイプの粒子の色状態から上記第３のタイプの粒子の色状態に駆動する低電圧を上記共通電極に印加するステップと、
ｃ）ステップ（ｂ）の後において、上記共通電極を接地状態に維持し、複数の上記画素電極に互いに異なる複数の電圧を印加して複数の画素をそれらの所望の色状態に駆動するステップと
を順に実行することを含む駆動方法。
ステップ（ｃ）において、複数の上記画素電極を接地して、上記複数の画素を上記第３又は第４のタイプの粒子の色状態に維持する請求項７記載の駆動方法。
ステップ（ｃ）において、上記第１のタイプの粒子と同じ極性を有する高電圧であって、上記複数の画素を上記第１のタイプの粒子の色状態に駆動する高電圧を複数の上記画素電極に印加する請求項７記載の駆動方法。
ステップ（ｃ）において、上記第２のタイプの粒子と同じ極性を有する高電圧であって、上記複数の画素を上記第２のタイプの粒子の色状態に駆動する高電圧を複数の上記画素電極に印加する請求項７記載の駆動方法。
請求項１の駆動方法のためのバックプレーンシステムであって、３レベルの電圧、すなわち、０Ｖ、高い正の電圧、及び高い負の電圧のみを有するバックプレーンシステム。
請求項７の駆動方法のためのバックプレーンシステムであって、４レベルの電圧、すなわち、０Ｖ、高い正の電圧、高い負の電圧、及び低い正の電圧もしくは低い負の電圧のみを有するバックプレーンシステム。