JP6929255B2 - 電気光学ディスプレイおよびそれを駆動する方法 - Google Patents

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本願は出願第１４／９３４，６６２号（２０１５年１１月６日出願）に関連し、上記出願は、第６２／０７７，１５４号（２０１４年１１月７日出願）および仮出願第６２／０９９，７３２号（２０１５年１月５日出願）の利益を主張する。

本願は、以下に関連する：米国特許第５，９３０，０２６；６，４４５，４８９；６，５０４，５２４；６，５１２，３５４；６，５３１，９９７；６，７５３，９９９；６，８２５，９７０；６，９００，８５１；６，９９５，５５０；７，０１２，６００；７，０２３，４２０；７，０３４，７８３；７，１１６，４６６；７，１１９，７７２；７，１９３，６２５；７，２０２，８４７；７，２５９，７４４；７，３０４，７８７；７，３１２，７９４；７，３２７，５１１；７，４５３，４４５；７，４９２，３３９；７，５２８，８２２；７，５４５，３５８；７，５８３，２５１；７，６０２，３７４；７，６１２，７６０；７，６７９，５９９；７，６８８，２９７；７，７２９，０３９；７，７３３，３１１；７，７３３，３３５；７，７８７，１６９；７，９５２，５５７；７，９５６，８４１；７，９９９，７８７；８，０７７，１４１；８，１２５，５０１；８，１３９，０５０；８，１７４，４９０；８，２８９，２５０；８，３００，００６；８，３０５，３４１；８，３１４，７８４；８，３７３，６４９；８，３８４，６５８；８，５５８，７８３；８，５５８，７８５；８，５９３，３９６；および ８，９２８，５６２；および米国特許出願公開第２００３／０１０２８５８；２００５／０２５３７７７；２００７／００９１４１８；２００７／０１０３４２７；２００８／００２４４２９；２００８／００２４４８２；２００８／０１３６７７４；２００８／０２９１１２９；２００９／０１７４６５１；２００９／０１７９９２３；２００９／０１９５５６８；２００９／０３２２７２１；２０１０／０２２０１２１；２０１０／０２６５５６１；２０１１／０１９３８４０；２０１１／０１９３８４１；２０１１／０１９９６７１；２０１１／０２８５７５４；２０１３／００６３３３３；２０１３／０１９４２５０；２０１３／０３２１２７８；２０１４／０００９８１７；２０１４／００８５３５０；２０１４／０２４０３７３；２０１４／０２５３４２５；２０１４／０２９２８３０；２０１４／０３３３６８５；２０１５／００７０７４４；２０１５／０１０９２８３；２０１５／０２１３７６５；２０１５／０２２１２５７；および２０１５／０２６２２５５。

前の段落で記載された特許および出願は、以後、便利のために集合的に「ＭＥＤＥＯＤ」（ＭＥｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｄｒｉｖｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｏｐｔｉｃ Ｄｉｓｐｌａｙｓ）出願と呼ぶ。

本発明は、電気光学ディスプレイ、特に、双安定性電気光学ディスプレイを駆動する方法と、そのような方法の使用のための装置に関する。本発明は、排他的ではないが、特に、１つ以上の種類の荷電粒子が流体中に存在し、それらがディスプレイの外観を変化させるために電場の影響下で流体を通して移動させられる粒子ベースの電気泳動ディスプレイとの使用を目的としている。

材料またはディスプレイに適用されるような「電気光学的」という用語は、画像技術におけるその従来の意味において、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の表示状態からその第２の表示状態に変化させられる。光学特性は、典型的には、人間の眼に知覚可能な色であるが、それは、光の透過、反射率、発光、または、機械読み取りを対象としたディスプレイの場合の可視領域外の電磁波長の反射率の変化という意味での疑似色等、別の光学特性であり得る。

「グレー状態」という用語は、画像技術におけるその従来の意味において、画素の２つの極限光学状態の中間の状態を指すために、本明細書で使用され、必ずしもこれら２つの極限状態の間の黒白遷移を示唆するわけではない。例えば、以下で参照されるＥ Ｉｎｋ特許および公開出願のうちのいくつかは、極限状態が白色および濃い青色であり、中間の「グレー状態」が実際には淡い青色である電気泳動ディスプレイを説明する。実際には、既述のように、光学状態の変化は、全く色の変化ではないこともある。「黒色」および「白色」という用語は、ディスプレイの２つの極限状態を指すために以降で使用され得、通常、厳密には黒色および白色ではない極限光学状態、例えば、前述の白色および青色状態を含むと理解されるべきである。「モノクロ」という用語は、間のグレー状態のないそれらの２つの極限光学状態に画素を駆動するのみである駆動スキームを表すために以降で使用され得る。

「双安定」および「双安定性」という用語は、当技術分野におけるそれらの従来の意味において、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、有限持続時間のアドレッシングパルスを用いて所与の要素が駆動された後、その所与の要素は、その第１または第２の表示状態のうちのいずれか一方を呈し、アドレッシングパルスが終了した後、その状態は、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ッシング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、その極限の黒色および白色状態においてだけではなく、それらの中間グレー状態においても、安定しており、同じことがいくつかの他の種類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。この種類のディスプレイは、双安定性よりもむしろ「多安定性」と正しくは呼ばれるが、便宜上、「双安定性」という用語が、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本明細書で使用され得る。

「インパルス」という用語は、時間に対する電圧の積分というその従来の意味において、本明細書で使用される。しかしながら、いくつかの双安定性電気光学媒体は、電荷変換器の役割を果たし、そのような媒体では、インパルスの代替的な定義、すなわち、経時的な電流の積分（印加される全電荷に等しい）が使用され得る。媒体が電圧時間インパルス変換器の役割を果たすか、または電荷インパルス変換器の役割を果たすかに応じて、インパルスの適切な定義が使用されるべきである。

以下の論議の大部分は、初期グレーレベルから最終グレーレベル（初期グレーレベルとは異なる場合もあり、異ならない場合もある）までの遷移を通して、電気光学ディスプレイを駆動する方法に焦点を合わせるであろう。「波形」という用語は、１つの特定の初期グレーレベルから特定の最終グレーレベルまでの遷移を達成するために使用される、電圧対時間曲線全体を表すために使用されるであろう。そのような波形は、複数の波形要素を備え、その場合、これらの要素は、本質的に長方形であり（すなわち、所与の要素が、ある期間にわたる定電圧の印加を備えている）、要素は、「パルス」または「駆動パルス」と呼ばれ得る。「駆動スキーム」という用語は、特定のディスプレイに対してグレーレベル間での全ての可能な遷移を達成するために十分な一組の波形を表す。ディスプレイは、１つより多くの駆動スキームを利用し得る。例えば、前述の米国特許第７，０１２，６００号は、ディスプレイの温度、またはディスプレイがその寿命の間に動作している時間等のパラメータに応じて、駆動スキームが修正される必要があり得、したがって、ディスプレイには、異なる温度等で使用されるべき複数の異なる駆動スキームが提供され得ることを教示する。このようにして使用される一組の駆動スキームは、「一組の関連駆動スキーム」と称され得る。前述のＭＥＤＥＯＤ出願のうちのいくつかで説明されるように、同一のディスプレイの異なる領域中で同時に１つより多くの駆動スキームを使用することも可能であり、このようにして使用される一組の駆動スキームは、「一組の同時駆動スキーム」と称され得る。

いくつかの種類の電気光学ディスプレイが、知られている。電気光学ディスプレイの一種類は、例えば、米国特許第５，８０８，７８３号（特許文献１）、第５，７７７，７８２号、第５，７６０，７６１号、第６，０５４，０７１号、第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２色部材種類である（この種類のディスプレイは、多くの場合、「回転２色球」ディスプレイと称されるが、前述のいくつかの特許では、回転部材は球形ではないので、「回転２色部材」という用語が、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、多数の小型の本体（典型的には、球形または円筒形）を使用し、小型の本体は、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。これらの本体は、マトリクス内の液体が充填された液胞内に懸濁され、液胞は、本体が回転自在であるように、液体で充填される。ディスプレイの外観は、それに電場を印加することによって変化させられ、したがって、種々の位置に本体を回転させ、本体のどの区分が視認表面を通して見られるかを変動させる。この種類の電気光学媒体は、典型的には、双安定性である。

別の種類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のエレクトロクロミック媒体を使用し、少なくとも部分的に半導電性金属酸化物から形成される電極と、電極に取り付けられる、可逆変色が可能な複数の色素分子とを備えている。例えば、Ｏ’Ｒｅｇａｎ，Ｂ．，他による「Ｎａｔｕｒｅ」（１９９１年、３５３、７３７）およびＷｏｏｄ，Ｄ．による「Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ」（１８（３）、２４、２００２年３月）を参照されたい。Ｂａｃｈ，Ｕ．，他による「Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ」（２００２年、１４（１１）、８４５）も参照されたい。この種類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（特許文献２）、第６，８７０，６５７号、および第６，９５０，２２０号にも説明される。この種類の媒体も、典型的には、双安定性である。

別の種類の電気光学ディスプレイは、Ｐｈｉｌｉｐｓによって開発され、Ｈａｙｅｓ，Ｒ．Ａ．，他による「Ｖｉｄｅｏ−Ｓｐｅｅｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｐａｐｅｒ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｗｅｔｔｉｎｇ」（Ｎａｔｕｒｅ、４２５、３８３−３８５、２００３年）に説明され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（特許文献３）において、そのようなエレクトロウェッティングディスプレイが、双安定性に作製され得ることが示されている。

長年にわたって集中的な研究および開発の対象とされてきた電気光学ディスプレイの一種類は、粒子ベースの電気泳動ディスプレイであり、複数の荷電粒子が、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されると、良好な輝度およびコントラスト、広視野角、状態の双安定性、ならびに低電力消費の属性を有し得る。それにもかかわらず、これらのディスプレイの長期間の画像品質に伴う問題が、それらの広範囲の使用を妨げている。例えば、電気泳動ディスプレイを構成する粒子は、沈降する傾向にあり、これらのディスプレイに対して不十分な運用寿命をもたらす。

前述のように、電気泳動媒体は、流体の存在を必要とする。従来技術の電気泳動媒体の大部分において、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、例えば、Ｋｉｔａｍｕｒａ，Ｔ．，他による「Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｔｏｎｅｒ ｍｏｖｅｍｅｎｔ ｆｏｒ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｐａｐｅｒ−ｌｉｋｅ ｄｉｓｐｌａｙ」（ＩＤＷ Ｊａｐａｎ、２００１年、Ｐａｐｅｒ ＨＣＳ１−１）およびＹａｍａｇｕｃｈｉ，Ｙ．，他による「Ｔｏｎｅｒ ｄｉｓｐｌａｙ ｕｓｉｎｇ ｉｎｓｕｌａｔｉｖｅ ｐａｒｔｉｃｌｅｓ ｃｈａｒｇｅｄ ｔｒｉｂｏｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ」（ＩＤＷ Ｊａｐａｎ、２００１年、Ｐａｐｅｒ ＡＭＤ４−４）を参照されたい。米国特許第７，３２１，４５９号（特許文献４）および第７，２３６，２９１号も参照されたい。そのような気体ベースの電気泳動媒体は、例えば、媒体が鉛直面に配置される標識等、媒体が、そのような沈降を可能にする向きにおいて使用されるとき、液体ベースの電気泳動媒体として、沈降する粒子に起因する同じ種類の問題を起こしやすいと考えられる。実際には、沈降する粒子は、液体のものと比較するとガス状の懸濁流体のより低い粘性は、電気泳動粒子のより速い沈降を可能にするので、液体ベースのものにおいてよりも、気体ベースの電気泳動媒体においてより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である多数の特許および出願は、カプセル化電気泳動媒体および他の電気光学媒体において使用される種々の技術を説明する。そのようなカプセル化媒体は、多数の小カプセルを備え、それらの各々のそれ自体が、流体媒体内に電気泳動的可動粒子を含む内相と、内相を包囲するカプセル壁とを備えている。典型的には、カプセル自体は、ポリマーバインダ内に保持され、２つの電極間に位置付けられるコヒーレント層を形成する。これらの特許および出願において説明される技術は、以下を含む。
（ａ）電気泳動粒子、流体、および流体添加剤。例えば、米国特許第７，００２，７２８号および第７，６７９，８１４号を参照されたい。
（ｂ）カプセル、バインダ、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号を参照されたい。
（ｃ）電気光学材料を含むフィルムおよびサブ部材。例えば、米国特許第６，９８２，１７８号および第７，８３９，５６４号を参照されたい。
（ｄ）バックプレーン、接着層、および他の補助層、ならびにディスプレイにおいて使用される方法。例えば、米国特許第７，１１６，３１８号および第７，５３５，６２４号を参照されたい。
（ｅ）色形成および色調節。例えば、米国特許第７，０７５，５０２号および第７，８３９，５６４号を参照されたい。
（ｆ）ディスプレイを駆動する方法。前述のＭＥＤＥＯＤ出願を参照されたい。
（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７，３１２，７８４を参照されたい。
（ｈ）米国特許第６，２４１，９２１号、第６，９５０，２２０号、第７，４２０，５４９号、第８，３１９，７５９号、および第８，９９４，７０５号、ならびに米国特許出願公開第２０１２／０２９３８５８号に説明されるような非電気泳動ディスプレイ。

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個別のマイクロカプセルを包囲する壁は、連続相によって取って代わられ得、したがって、いわゆるポリマー分散型電気泳動ディスプレイを生成し、電気泳動媒体は、複数の個々の電気泳動流体の液滴と、ポリマー材料の連続相とを備え、そのようなポリマー分散型電気泳動ディスプレイ内の電気泳動流体の個別の液滴は、個別のカプセル膜が各個々の液滴に関連付けられていないにもかかわらず、カプセルまたはマイクロカプセルとして見なされ得ると認識しており、例えば、前述の米国特許第６，８６６，７６０号を参照されたい。故に、本出願の目的のために、そのようなポリマー分散型電気泳動媒体は、カプセル化電気泳動媒体の亜種として見なされる。

関連する種類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、荷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ず、代わりに、典型的にはポリマーフィルムである、キャリア媒体内に形成された複数の空洞内に保持される。例えば、両方ともがＳｉｐｉｘ Ｉｍａｇｉｎｇ，Ｉｎｃに譲渡された、米国特許第６，６７２，９２１号（特許文献５）および第６，７８８，４４９号を参照されたい。

電気泳動媒体は、多くの場合、不透明であり（例えば、多くの電気泳動媒体では、粒子が、実質的にディスプレイを通した可視光線の伝送を遮るので）、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、いわゆる「シャッターモード」で動作するように作製され得、１つのディスプレイ状態は、実質的に不透明であり、１つは光透過性である。例えば、米国特許第５，８７２，５５２号（特許文献６）、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。電気泳動ディスプレイと類似するが、電場強度における変動に依拠する誘電泳動ディスプレイは、類似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、シャッターモードで動作することが可能であり得る。シャッター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のための多層構造において有用であり得、そのような構造では、ディスプレイの視認表面に隣接する少なくとも１つの層は、視認表面からより遠い第２の層を露出または隠すために、シャッターモードで動作する。

カプセル化電気泳動ディスプレイは、典型的には、従来の電気泳動デバイスの集塊化および沈降失敗モードを被らず、多種多様の可撓性および硬質基板上にディスプレイを印刷または被覆する能力等のさらなる利点を提供する。（「印刷」という言葉の使用は、制限ではないが、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の事前計量コーティング、ナイフオーバーロールコーティング、フォワード・リバースロールコーティング等のロールコーティング、グラビアコーティング、浸漬コーティング、スプレーコーティング、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、静電印刷プロセス、感熱印刷プロセス、インクジェット印刷プロセス、電気泳動体積（米国特許第７，３３９，７１５号参照）、および他の類似技法を含む、あらゆる形態の印刷およびコーティングを含むことを目的としている。）したがって、結果として生じるディスプレイは、可撓性であり得る。さらに、ディスプレイ媒体は、（種々の方法を使用して）印刷されることができるので、ディスプレイ自体は、安価に作製されることができる。

他の種類の電気光学媒体もまた、本発明のディスプレイで使用され得る。

粒子ベースの電気泳動ディスプレイおよび類似挙動を表示する他の電気光学ディスプレイ（そのようなディスプレイは、便宜上、以降では「インパルス駆動型ディスプレイ」と称され得る）の双安定性または多安定性挙動は、従来の液晶（「ＬＣ」）ディスプレイの挙動と好対照である。ねじれネマチック液晶は、双安定性または多安定性ではないが、電圧変換器の役割を果たし、それによって、そのようなディスプレイの画素に所与の電場を印加することにより、画素に以前存在していたグレーレベルにかかわらず、画素において特定のグレーレベルを生成する。さらに、ＬＣディスプレイは、１つの方向（非透過性または「暗」から透過性または「明」）にしか駆動されず、より明るい状態からより暗い状態への逆遷移は、電場を低減または排除することによって達成される。最終的に、ＬＣディスプレイの画素のグレーレベルは、電場の極性ではなく、その大きさのみに対して感受性があり、実際に技術的理由により、市販のＬＣディスプレイは、通常、頻繁な間隔で駆動場の極性を逆転させる。対照的に、双安定性電気光学ディスプレイは、第１近似に対して、インパルス変換器の役割を果たすので、画素の最終状態は、印加される電場およびこの電場が印加される時間だけでなく、電場の印加に先立った画素の状態にも依存する。

高解像度ディスプレイを得るために、使用される電気化学媒体が双安定性であるかどうかにかかわらず、ディスプレイの個々の画素は、隣接する画素からの干渉を伴わずにアドレス可能でなければならない。この目的を達成する１つの方法は、非線形要素（トランジスタまたはダイオード等）のアレイを提供することであり、少なくとも１つの非線形要素は、各画素に関連付けられ、「アクティブマトリクス」ディスプレイを生成する。１つの画素をアドレスするアドレッシングまたは画素電極が、関連非線形要素を通して適切な電圧源に接続される。典型的には、非線形要素がトランジスタであるとき、画素電極は、トランジスタのドレーンに接続され、この配置は、以下の説明で仮定されるであろうが、本質的に恣意的であり、画素電極は、トランジスタのソースに接続されることができる。従来、高解像度アレイでは、画素は、行および列の２次元アレイで配置されるので、任意の特定の画素は、１つの特定行および１つの特定列の交差点によって固有に画定される。各列における全てのトランジスタの電源が、単一の列電極に接続される一方で、各行における全てのトランジスタのゲートは、単一の行電極に接続され、再度、行へのソースの割り当ておよび列へのゲートの割り当ては、従来的であるが、本質的に恣意的であり、所望であれば逆転させることができる。行電極は、行ドライバに接続され、行ドライバは、所与の瞬間に１つの行のみが選択されること、すなわち、選択された行における全てのトランジスタが伝導性であることを確実にするような電圧が選択された行電極に印加される一方で、全ての他の行における全てのトランジスタが非伝導性のままであることを確実にするような圧がこれらの選択されていない行に電印加されていることを事実上確実にする。列電極は、選択された行における画素を所望の光学状態に駆動するように選択される電圧を種々の列電極に印加する列ドライバに接続される。（前述の電圧は、従来、非線形アレイから電気光学媒体の反対側に提供され、ディスプレイ全体を横断して延びている、一般的な前面電極に対するものである。）「ラインアドレス時間」として知られている事前選択された間隔後、選択された行が選択解除され、次の行が選択され、列ドライバ上の電圧は、ディスプレイの次のラインが書かれるように変化させられる。このプロセスは、繰り返され、ディスプレイ全体は、行毎に書かれる。

代替として、実質的閾値電圧を有する電気光学媒体を用いて（大部分の電気泳動媒体は有していない）、パッシブマトリクス駆動が、使用され得る。このタイプの駆動では、２つの組の平行な細長い電極が、電気光学層の対向側に提供され、２つの組の電極は、互いに垂直に配置され、各画素が２つの組の各々における１つの電極の交差点によって画定される。最終的に、電気光学ディスプレイは、いわゆる「直接駆動」を利用することができ、複数の画素の各々が、画素電極をディスプレイコントローラに連結する別個の導体を具備し、したがって、ディスプレイコントローラは、直接、各画素電極の電位を制御することができる。

アクティブおよびパッシブマトリクスディスプレイは、特に、大面積ディスプレイの場合、複雑かつコストがかかる。なぜなら、必要電極のコストが、画素の数ではなく、ディスプレイ面積の関数となる傾向にあるからである。しかしながら、アクティブおよびパッシブマトリクスディスプレイは、任意の画像を表示する柔軟性を有しており、したがって、写真および可変点サイズのテキストの両方を表すことができる。直接駆動ディスプレイは、安価となる傾向にあるが、柔軟性を欠いており、テキストを表示可能である場合、典型的には、単一の点サイズに限定され、画素電極とコントローラとの間の非常に多数の接続を要求する。例えば、種々のバージョンのラテンアルファベットの１つの文字を単一の点サイズで表すために６３画素を要求する米国意匠特許第Ｄ４８５，２９４号を参照されたい。

これまで、電気泳動および類似双安定性電気光学ディスプレイの大部分の市販の用途は、小型の比較的に高価な製品（電子文書リーダ、腕時計、およびソリッドステートメモリデバイス等）におけるものであり、アクティブマトリクスディスプレイの費用は、容認されることができたか、または単純直接駆動ディスプレイで十分であった。しかしながら、家具および建築用途へのそのようなディスプレイの適用に関心が高まりつつあり（前述の出願第１４／９３４，６６２号参照）、そのような用途では、アクティブマトリクスまたは直接駆動のいずれかの費用は、容認することが困難である。さらに、多くの家具および建築用途では、電気光学ディスプレイは、単純な、典型的には、可動式の幾何学パターンを提供することが意図され、アクティブマトリクスおよび直接駆動ディスプレイの複雑なテキストおよびグラフィック能力は、不必要である。本発明は、そのような家具および建築用途において有用なディスプレイおよび駆動方法を提供することを模索する。

以前の提案は、レジスタネットワークを利用して、結像を制御している。例えば、米国特許第３，６７９，９６７号および第５，４００，１２２号を参照されたい。本発明のディスプレイおよび駆動方法は、そのようなレジスタネットワークを利用しない。

米国特許第５，８０８，７８３号明細書 米国特許第６，３０１，０３８号明細書 米国特許第７，４２０，５４９号明細書 米国特許第７，３２１，４５９号明細書 米国特許第６，６７２，９２１号明細書 米国特許第５，８７２，５５２号明細書

本発明は、電気光学材料の層と、電気光学材料の層の両側の第１および第２の電極であって、その電極のうちの少なくとも１つは、光透過性であり、そのうちの少なくとも１つは、少なくとも２つの間隔を置かれた接点を有する、第１および第２の電極と、同一電極に取り付けられた２つの間隔を置かれた接点間の電位差を変動させるために配置されている電圧制御手段とを備えている（第１の、すなわち、「間隔を置かれた接点」）ディスプレイを提供する。

用語「光透過性」は、例えば、前述の米国特許第６，９８２，１７８号に説明されるように、十分な可視光を伝送し、観察者が、光透過性電極を通して電気光学材料を視認し、電気光学材料の光学状態の変化を観察することを可能にすることを意味する、ディスプレイ技術におけるその従来の意味において本明細書で使用される。

本発明の間隔を置かれた接点ディスプレイの好ましい形態では、第１および第２の電極は両方とも、少なくとも２つの間隔を置かれた接点を有し、電圧制御手段が、各電極に取り付けられた２つの間隔を置かれた接点間の電位差を変動させるために配置される。電極または各電極は、当然ながら、３つ以上の間隔を置かれた接点を有し得る。これが該当する場合、電圧制御手段が、互いに独立して、これらの接点の１つを除いて全ての電位を変動させるために配置されることは、絶対不可欠ではない。例えば、接点は、２つ以上の群に分割され得、各群内の接点は、同一電位に維持されるが、電位差が、異なる群間に印加される。

本発明の間隔を置かれた接点ディスプレイは、電気光学媒体の層の各側に１つを上回る電極を有し得る。実際、非常に大型のディスプレイ（おそらく、非常に大きな壁を被覆する）の場合、ディスプレイが、それらの各々が第１の電極と第２の電極との間に挟入された電気光学層を有する一連の別個のモジュールに分割されることが必要または望ましくあり得る。さらに、本発明の間隔を置かれたディスプレイは、電気光学媒体の層の各側に異なる数の電極を有し得る。

本発明の間隔を置かれた接点ディスプレイでは、少なくとも２つの接点を有する電極または各電極は、単に、２つの接点間に延びている均一細片の形態を有し得る。しかしながら、より魅力的視覚効果は、非均一電極を使用することによって生成され得る。例えば、第１および第２の電極のうちの少なくとも１つは、電流がその電極上の２つの接点間の非線形経路を辿らなければならないように、少なくとも１つの非伝導性エリアによって妨げられ得る。そのような非線形経路の可能な幾何学的配置の例は、図面を参照して以下に論じられる。代替として、第１および第２の電極のうちの少なくとも１つは、異なる単位長あたり電気抵抗を有する複数の区分、および／または異なる単位面積あたり電気静電容量を有する複数の区分に分割され得る。

前述のＭＥＤＥＯＤ用途のうちのいくつかにおいて論じられるように、電気光学ディスプレイに印加される波形が、ＤＣ平衡されない場合、電極への損傷が、特に、典型的には、非常に薄く、１μｍ未満である光透過性電極の場合、生じ得る。そのような電極への損傷を低減または排除するために、第１および第２の電極のうちの一方の少なくとも一部は、電極と電気光学材料の層との間に配置された不動態化層を具備し得る。適切な不動態化層は、例えば、米国特許第６，７２４，５１９号に説明されている。

本発明はまた、間隔を置かれた接点電気光学ディスプレイを駆動する方法を提供し、方法は、電気光学材料の層と、電気光学材料の層の両側の第１および第２の電極とを備えているディスプレイを提供することであって、第１および第２の電極のうちの少なくとも１つは、少なくとも２つの間隔を置かれた接点を有する、ことと、同一電極上の２つの接点間に時間に伴って変動する電位差を印加することとを含む。

そのような「間隔を置かれた接点」方法では、第１および第２の電極は両方とも、少なくとも２つの間隔を置かれた接点を有し得、電圧制御手段は、時間に伴って変動する電位差を第１および第２の電極の両方に取り付けられる対の接点間に印加するために配置され得る。電圧制御手段は、異なる周波数で第１および第２の電極に印加される電位差を変動させ得る。電圧制御手段は、例えば、固定または可変周波数の正弦波、三角波、鋸歯波、もしくは方形波として、電位差を変動させ、第１および第２の電極のうちの少なくとも１つに印加され得る。

本発明はまた、電気光学材料の層と、電場をそこに印加するように電気光学材料の層に隣接して配置される一連の少なくとも３つの電極を備えている（第２の、すなわち、「絶縁電極」）ディスプレイを提供し、電気光学材料の層の少なくとも１つの表面上の電極は、光透過性であり、電圧制御手段が、一連の電極の最初の電極と最後の電極との間の電位差を変動させるために配置され、
（ａ）一連の電極のうちの各電極は、一連の電極におけるそれに先行する電極および一連の電極におけるそれに続く電極の両方から電気光学材料の層の反対側にあり、
（ｂ）一連の電極のうちの各電極は、一連の電極におけるそれに先行する電極と重複しているか、またはそれに隣接してある第１の縁と、一連の電極におけるそれに続く電極と重複しているか、またはそれに隣接してある第２の縁とを有し、
（ｃ）一連の電極のうちの各電極は、一連の電極のうちの最初および最後以外、その電位が電気光学材料の層を通る電流の移動によって制御されるように、電気的に絶縁される。

本発明はまた、本発明の絶縁電極ディスプレイを駆動する方法を提供し、方法は、絶縁接点ディスプレイ（前述で定義される）を提供することと、電圧制御手段に、電位差を一連の電極の最初の電極と最後の電極との間に印加させることとを含む。電圧制御手段は、最初の電極と最後の電極との間に時間に伴って変動する電位差を印加するために配置され得る。

本発明のディスプレイおよび駆動方法は、前述の種類の電気光学媒体のうちのいずれかを利用し得る。したがって、例えば、電気光学ディスプレイは、回転２色部材またはエレクトロクロミックもしくはエレクトロウェッティング材料を備え得る。代替として、電気光学ディスプレイは、流体中に配置され、電場の影響下で流体を通って移動することが可能な複数の荷電粒子を備えている電気泳動材料を備え得る。荷電粒子および流体は、複数のカプセルまたはマイクロセル内に閉じ込められ得る。代替として、荷電粒子および流体は、ポリマー材料を備えている連続相によって包囲された複数の個別の液滴として存在し得る。流体は、液体またはガス状であり得る。
本明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
（項目１）
ディスプレイ（１００；３００；４００；５００）であって、
電気光学材料の層（１１２；５１０）と、
前記電気光学材料の層（１１２；５１０）の両側の第１および第２の電極（１１０、１１６；３０６；５０６、５１２）と
を備え、
前記第１および第２の電極のうちの少なくとも１つ（１１０；３０６；５０６）は、光透過性であり、
前記ディスプレイは、前記第１および第２の電極のうちの少なくとも１つ（１１０、１１６；３０６；５０６）が、少なくとも２つの間隔を置かれた接点（Ｔ１−Ｔ４、Ｂ１−Ｂ４；３０２、３０４；４０２、４０４；５０２、５０４）と、同一電極（１１０、１１６；３０６；５０６）に取り付けられた前記２つの間隔を置かれた接点（Ｔ１−Ｔ４、Ｂ１−Ｂ４；３０２、３０４；４０２、４０４；５０２、５０４）間の電位差を変動させるために配置された電圧制御手段とを有することを特徴とする、ディスプレイ。
（項目２）
前記第１および第２の電極（１１０、１１６）は両方とも、少なくとも２つの間隔を置かれた接点（Ｔ１−Ｔ４、Ｂ１−Ｂ４）を有し、前記電圧制御手段は、各電極に取り付けられた前記２つの間隔を置かれた接点間の電位差を変動させるために配置されている、項目１に記載のディスプレイ。
（項目３）
前記電気光学材料は、回転２色部材、エレクトロクロミック、またはエレクトロウェッティング材料を備えている、項目１に記載のディスプレイ。
（項目４）
前記電気光学材料は、流体中に配置され、電場の影響下で前記流体を通って移動することが可能な複数の荷電粒子を備えている電気泳動材料を備えている、項目１に記載のディスプレイ。
（項目５）
前記荷電粒子および前記流体は、複数のカプセルまたはマイクロセル内に閉じ込められている、項目４に記載のディスプレイ。
（項目６）
前記荷電粒子および前記流体は、ポリマー材料を備えている連続相によって包囲された複数の個別の液滴として存在する、項目４に記載のディスプレイ。
（項目７）
前記第１および第２の電極のうちの少なくとも１つ（３０６）は、電流がその電極（３０６）上の前記２つの接点（３０２、３０４）間の非線形経路を辿らなければならないように、少なくとも１つの非伝導性エリア（３０８）によって妨げられている、項目１に記載のディスプレイ。
（項目８）
前記第１および第２の電極のうちの少なくとも１つは、異なる単位長あたり電気抵抗を有する複数の区分（４１４、４１０、４１６、４１２、４１８）に分割されている、項目１に記載のディスプレイ。
（項目９）
前記第１および第２の電極のうちの少なくとも１つ（５０６）は、異なる単位面積あたり電気静電容量を有する複数の区分に分割されている、項目１に記載のディスプレイ。
（項目１０）
前記第１および第２の電極のうちの一方の少なくとも一部は、前記電極と前記電気光学材料の層との間に配置された不動態化層を具備している、項目１に記載のディスプレイ。
（項目１１）
電気光学ディスプレイを駆動する方法であって、前記方法は、
電気光学材料の層（１１２；５１０）と、前記電気光学材料の層（１１２；５１０）の両側の第１および第２の電極（１１０、１１６；３０６；５０６、５１２）とを備えているディスプレイ（１００；３００；４００；５００）を提供することであって、前記第１および第２の電極のうちの少なくとも１つ（１１０；３０６；５０６）は、光透過性であり、前記第１および第２の電極のうちの少なくとも１つ（１１０、１１６；３０６；５０６）は、少なくとも２つの間隔を置かれた接点を有する、ことと、
同一電極上の前記２つの接点（１１０、１１６；３０６；５０６）間に、時間に伴って変動する電位差を印加することと
を含む、方法。
（項目１２）
前記第１および第２の電極（１１０、１１６）は両方とも、少なくとも２つの間隔を置かれた接点（Ｔ１−Ｔ４、Ｂ１−Ｂ４）を有し、電圧制御手段が、前記第１および第２の電極の両方に取り付けられた前記対の接点間に時間に伴って変動する電位差を印加するために配置されている、項目１１に記載の方法。
（項目１３）
前記電圧制御手段は、前記第１および第２の電極（１１０、１１６）に印加される電位差を異なる周波数で変動させる、項目１２に記載の方法。
（項目１４）
前記電圧制御手段は、固定または可変周波数の正弦波、三角波、鋸歯波、もしくは方形波として、前記第１および第２の電極のうちの少なくとも１つに印加される電位差を変動させる、項目１２に記載の方法。
（項目１５）
ディスプレイ（６００）であって、
電気光学材料の層（６１０）と、
前記電気光学材料の層（６１０）に隣接して配置された一連の少なくとも３つの電極（６１２−６２４）であって、前記一連の電極は、電場を前記電気光学材料の層に印加し、前記電気光学材料の層（６１０）の少なくとも１つの表面上の電極（６１４、６１８、６２２）は、光透過性である、一連の電極と、
前記一連の電極のうちの最初の電極（６１２）と最後の電極（６２４）との間の電位差を変動させるために配置されている電圧制御手段（６２６）と
を備え、
（ａ）前記一連の電極のうちの各電極（６１２−６２４）は、前記一連の電極におけるそれに先行する電極および前記一連の電極におけるそれに続く電極の両方から前記電気光学材料の層（６１０）の反対側にあり、
（ｂ）前記一連の電極のうち、前記最初および最後の電極以外の各電極（６１４−６２２）は、前記一連の電極におけるそれに先行する電極と重複しているか、またはそれに隣接してある第１の縁と、前記一連の電極におけるそれに続く電極と重複しているか、またはそれに隣接してある第２の縁とを有し、
（ｃ）前記一連の電極のうち、前記最初および最後の電極以外の各電極（６１４−６２２）は、その電位が前記電気光学材料の層（６１０）を通る電流の移動によって制御されるように、電気的に絶縁されている、ディスプレイ。
（項目１６）
項目１５に記載のディスプレイを駆動する方法であって、前記方法は、
項目１５に記載のディスプレイ（６００）を提供することと、
前記電圧制御手段（６２６）に、前記一連の電極の前記最初の電極と最後の電極（６１２、６２４）との間に電位差を印加させることと
を含む、方法。
（項目１７）
前記電圧制御手段（６２６）は、前記最初の電極と最後の電極（６１２、６２４）との間に時間に伴って変動する電位差を印加するために配置されている、項目１６に記載の方法。

図１は、非常に概略的である本発明のディスプレイの上部平面図であり、第１および第２の電極上の接点の位置を図示し、このディスプレイは、コーヒーテーブルとしての使用のために意図される。 図２は、非常に概略的である、矢印の方向から見た図１における線ＩＩ−ＩＩに沿った断面である。 図３は、本発明の第２のディスプレイの概略上部平面図であり、電流がその電極上の２つの接点間の非線形経路を辿らなければならないように、間隙が１つの電極内に提供される。 図４は、概して、図３のものに類似する本発明の第３のディスプレイの概略上部平面図であり、１つの電極は、異なる単位長あたり電気抵抗を有する区分に分割される。 図５は、１つの電極が単位面積あたり静電容量が変動する領域を有する本発明のディスプレイである。 図６は、本発明の第５の絶縁電極ディスプレイを通した概略断面である。

既述のように、本発明は、電気光学材料の層と、電気光学材料の層の反対側の第１および第２の電極であって、そのうちの少なくとも１つは、少なくとも２つの間隔を置かれた接点を有する、第１および第２の電極と、同一電極に取り付けられた２つの間隔を置かれた接点間の電位差を変動させるために配置される電圧制御手段とを備えている間隔を置かれた接点ディスプレイを提供する。

前述のように、大部分の従来の電気光学ディスプレイは、アクティブマトリクスであるか、直接駆動タイプであるかにかかわらず、電気光学層の片側の単一光透過性「共通」電極と、電気光学層の反対側の電極（画素電極または直接駆動電極のいずれか）のアレイとを使用する。電極のアレイの各々と共通電極との間の電位差は、ディスプレイドライバによって制御され、それによって、各アレイ電極は、そのアレイ電極と共通電極との間にある電気光学媒体のエリアの光学状態の変化を制御し原理上）、これらの変化は、電位差の極性および大きさとそれが印加される時間とに依存する。（複数の接続を前面電極に提供し、不良接点のリスクを低減させることが慣例であるが、そのような複数の接続は、独立して、制御可能ではない。）対照的に、本発明のディスプレイは、単一電極上の２つ以上の間隔を置かれた接点間の電位差に依拠し、電位勾配をその電極内に発生させ、故に、その単一電極および電気光学層の反対側の電極の異なるエリア間の電位差を変動させる。（典型的場合のように、ディスプレイの電極が両方とも、複数の接点を具備する場合、電位勾配は、両電極内に存在し、電気光学層内の任意の点に印加される電位差は、電気光学層内の選択された点の両側にある２つの電極上の点における電位間の差異であろう。）したがって、電気光学層に印加される電位差は、電気光学層にわたって継続的に変動し、電気光学媒体の光学状態に対応する連続変動をもたらすであろう。これらの電位差は、単純パターンおよび切り替え効果の発生を可能にする。

本発明のディスプレイは、電位勾配を電極内に展開する（１つの電極内に、電極に取り付けられた２つ以上の接点間の電位勾配を提供することによって）ことによって動作するように意図されるので、電極によって提供される抵抗は、非常に重要である。低すぎる電極抵抗は、過剰電流を電極内に生成し、それは、電圧制御手段内の電子機器を短絡させ得、他の問題、例えば、過剰局所加熱も生じさせ得、それは、電気光学層を損傷させ得る。一方、過剰電極抵抗は、間隔を置かれた接点から電圧の非常に短距離伝搬をもたらし、接点に隣接する非常に小エリアのみの切り替えをもたらし、ディスプレイのエリア全体が切り替えられるべき場合、多数の接点を必要とし得る。当然ながら、最適電極抵抗は、ディスプレイのサイズ、接点の数、および使用される具体的電気光学媒体の特性に伴って変動するであろうが、一般に、電極の抵抗は、実質的に、３００Ω／□を下回るべきではない。インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）および類似セラミック電極を用いた実践では、約５０００Ω／□を上回ると、電極連続性および信頼性に関わる問題に遭遇する一方、３００Ω／□を下回ると、電極の厚さの増加が、光損失の増加に伴って問題を生じさせる。したがって、一般に、約３００〜約５０００Ω／□の伝導性範囲が、概して、推奨される。ＰＥＤＯＴ、カーボンナノチューブ、グラフェン、およびナノワイヤ等の他の光透過性導体も、当然ながら、所望に応じて使用されることができる。

本発明のディスプレイにおいて使用される電気光学材料は、通常、エレクトロクロミック、回転２色部材、または電気泳動材料等の双安定性ディスプレイ材料であろう。そのような双安定性材料は、有意な期間、典型的には、約０．１〜１秒の間の電場へのばく露後のみ、その電気光学状態を変化させる。故に、本発明のディスプレイの外観は、間隔を置かれた接点における電位が変動するときに各電極の種々のエリア上に存在する電位だけではなく、使用される電気光学材料がそれがばく露される電場に反応する速度によっても制御される。さらに、前述のＭＥＤＥＯＤ用途のいくつかにおいて論じられるように、いくつかの電気光学材料は、電極における電位の変化が電極自体のものより大きいエリアにわたって材料の電気光学状態に影響を及ぼす、「ブルーミング」として知られる現象を被る。ブルーミングは、表示される画像を歪ませる傾向にあるので、多くの場合、電気光学ディスプレイ内の問題として扱われるが、本発明の少なくともいくつかのディスプレイでは、ブルーミングは、ディスプレイのそうでなければ非アクティブのエリアを隠すことにおいて、実際には有利であり得る。例えば、本発明のいくつかのディスプレイにおいて既述のように、第１のおよび／または第２の電極は、その電極上の電流が２つの接点間の非線形経路を辿らなければならないように、少なくとも１つの非伝導性エリアによって妨げられ得る。ブルーミングは、そのような非伝導性エリアの光学効果を隠すために使用され得る。実際、ある場合には、そのような隠すことを補助するために、ブルーミング増加を伴って電気光学材料を設計することが望ましくあり得る。

本発明の典型的ディスプレイは、順番に以下の層を備え得る。
（ａ）ディスプレイの視認表面を形成する透明伝導性層（「前面電極」）
（ｂ）カプセル化電気泳動媒体の層
（ｃ）積層接着剤の層
（ｄ）透明である必要がない基板（典型的には、ポリマーフィルム）と導体とから成る「バックプレーン」
層（ａ）および（ｄ）内の各電極の少なくとも２つのエリアは、独立してアドレスされることができる電気接点のために、導体を露出するために取り除かれる。最後に、ディスプレイは、前面電極およびバックプレーンを互いに対して正および負電位に駆動し、電位勾配を各電極内に生成するための電圧制御手段を備えている。

そのようなディスプレイは、以下の材料を使用して生成されている。前面電極は、ＩＴＯ（グレードＯＣ３００または４５０）で片面がコーティングされた５ミル（１２７μｍ）テレフタル酸ポリエチレンから形成された。代替として、前面電極は、任意の支持基板を伴わずに、ディスプレイの残りの層上にコーティングされることができる。カプセル化電気泳動媒体は、実質的に、米国特許第８，２７０，０６４号に説明されるようなものであり、積層接着剤は、実質的に、米国特許第７，０１２，７３５号に説明されるような２５μｍ層であり、それは、電気特性を制御するために、５０００ｐｐｍのテトラブチルアンモニウムヘキサフルオロホスファートドーパントを含んでいた。バックプレーンは、前面電極のために使用されるものに類似するＰＥＴ／ＩＴＯフィルムであるが、印刷炭素導体または他の低コスト透明もしくは非透明導体も代用され得る。

コーヒーテーブルとしての使用における、このタイプのディスプレイが、付随の図面の図１および２に図式的に図示される。図１に示されるように、コーヒーテーブル（概して、１００として指定される）は、脚部１０４上にその４つの角で支持される、細長い長方形ガラストップ１０２を備えている。概して、１０６として指定される、ディスプレイ自体は、ガラストップがディスプレイ１０６を機械的損傷から保護し得るように、テーブルのガラストップ１０２の真下に支持される。

図２に示されるように、ディスプレイ１０６は、ディスプレイ１０６のエリア全体にわたって延びているＩＴＯ前面電極１１０を支承するＰＥＴフィルム１０８を備えている。前面電極１１０と接触して、カプセル化電気泳動媒体１１２があり、その下側表面は、積層接着剤１１４の層を支持し、それは、カプセル化電気泳動媒体１１２をＰＥＴフィルム１１８上のＩＴＯ電極１１６の層を備えているバックプレーンに固定する。図１に示されるように、前面電極１１０は、長方形テーブルの角に近接して配置される４つの接点Ｔ１−Ｔ４を具備する一方、バックプレーン電極１１６も同様に、類似様式で配置される４つの接点Ｂ１−Ｂ４を具備する。

図２は、接点Ｔ１−Ｔ４およびＢ１−Ｂ４が形成される様式を図示する。接点Ｂ１−Ｂ４は、典型的には、レーザカッタを用いて、上側フィルム１０８を通して開口をキスカットし、電気泳動媒体１１２および積層接着剤１１４の下層部分を取り除くことによって生成される。同様に、接点Ｔ１−Ｔ４も、下側フィルム１１８を通して開口をキスカットし、溶媒を使用し、手動または電動歯ブラシのような機械的手段のいずれかによってこすることによって、電気泳動媒体１１２および積層接着剤１１４の重複部分を取り除くことによって生成される。得られた開口は、伝導性材料、例えば、炭素充填接着剤または伝導性インクで充填され、個々にアドレスされることができる接点を生成する。接点Ｔ１−Ｔ４およびＢ１−Ｂ４を独立して正および負電位に駆動可能な電圧制御手段が、各々が±３０Ｖ（各チャネル上で独立してプログラム可能）〜３０Ｖの任意の電圧および波形を供給し、高インピーダンスまたはフロート状態も有することが可能な１２個の出力を有するディスプレイコントローラ（図示せず）によって提供される。コントローラは、各出力に対して１つの駆動ラインを有す、直接駆動である。

図１および２に示されるディスプレイは、実質的に、前述の米国特許第６，９８２，１７８号に説明されるように構築され得る。ＰＥＴ／ＩＴＯフィルム（最終的に、下側フィルム１０８および電極１１０を形成するであろう）は、電気泳動媒体１１２でコーティングされるか、またはそれに積層され、ＰＥＴ／ＩＴＯ／電気光学サブアセンブリを形成する。第２のＰＥＴ／ＩＴＯフィルム（最終的に、下側フィルム１１８および電極１１６を形成するであろう）は、積層接着剤を用いて、サブアセンブリに積層される。前述のように、下側電極１１６は、電気泳動媒体１１２が光を透過しないので、透明であることも、そうでないこともある。結果として得られる構造は、所与の正しい電気接続を切り替え可能な完全電気光学ディスプレイである。この媒体は、大規模なロールツーロールベースで作成され、個々のディスプレイのために要求されるサイズ、例えば、図示されるコーヒーテーブルに対して、１６×６０インチ（４０６×１５２３ｍｍ）に切断（典型的には、レーザ切断）されることができる。他の構築方法も、使用され得、例えば、前述の米国特許第６，９８２，１７８号に説明されるようなフロントプレーン積層（ＦＰＬ）の形成後、バックプレーンへの積層前、あるサイズに切断されるＦＰＬの切断が続く。キスカットエリア内の基板は、除去され、次いで、電気泳動媒体が、取り除かれる。ディスプレイの周縁の周囲における接点の数およびこれらの接点の空間分布が大きいほど、より複雑な切り替えパターンがもたらされ得る。

図１および２に示されるディスプレイの駆動は、例えば、上部接点Ｔ２およびＴ３が、それぞれ、−２０Ｖおよび＋２０Ｖに設定される一方、バックプレーン接点Ｂ２およびＢ３が、接地に設定され、残りの接点全てがフロートされることによってたらされ得る。この駆動パターンが、約１秒を上回って維持される場合、電気泳動層の光学状態は、拡散勾配エリアを中央に伴って、半分が暗く、半分が白いであろう。駆動される電極が、代わりに、固定電圧の代わりとして可変電圧パターンをフィードされる場合、移動パターンが電気泳動層内に生成される。例えば、一方の接点が、０．１Ｈｚ周波数で２０Ｖ振幅正弦波を受信し、同一電極上の他方の駆動接点が、０．０９Ｈｚ周波数で２０Ｖ振幅正弦波を受信する場合、黒色から白色に切り替わる波が、供給される２つの正弦波の異なる周波数に起因して、異なる速度および異なる方向を伴って、左から右または右から左にディスプレイにわたってゆっくり移動し、時間に伴って変動するであろう。白色から黒色または黒色から白色の移動する波の速度および方向は、２つの正弦波の周波数を同一にし、それらに一定位相差を与えることによって、一定かつ反復するようにされることができる。より複雑なパターンは、特に、反対対角線が上部および底部電極において使用される場合、ディスプレイの対角線の反対端における２つの接点を駆動することによって形成されることができる。さらに複雑なパターンは、ディスプレイの周縁の周囲により多くの数の接点を提供することによって生成されることができる。

図１および２に示されるディスプレイは、単純長方形の形態における電極を有し、各電極は、その２つの端部における間隔を置かれた接点間で本質的に均一であるが、本発明は、長方形または任意の特定の形状のディスプレイに制限されず、魅力的な効果が、多角形（例えば、六角形もしくは八角形）ディスプレイまたは円形もしくは楕円形ディスプレイを使用して生成されることができる。そのような場合、電気光学材料の変化が、線形ではなく、半径方向に伝搬するように、１つ以上の接点が、ディスプレイの周縁の周囲に、別の接点が、ディスプレイの中心に提供され得る。さらに、本発明は、平面、すなわち、２次元ディスプレイに制限されず、３次元物体に適用され得る。電極および電気光学媒体は両方とも、３次元物体上に堆積させられることができる。例えば、有機導体から形成される電極が、溶液から堆積させられ得、電気泳動媒体は、スプレー技法によって堆積させられ得る。

さらに、魅力的光学効果が、間隙を一方または両方の電極内に提供することによって、例えば、電流がその電極上の２つの接点間の非線形経路を辿らなければならないように、電極材料を除去または化学的に改変することによって、獲得され得る。図３は、このタイプのディスプレイ（概して、３００として指定される）の概略上部平面図である。図１および２に示されるディスプレイ１００と同様に、ディスプレイ３００は、細長い長方形の形態を有し、細片接点３０２および３０４が、その反対端に提供される。接点３０２と３０４との間に延びている電極３０６は、電流（したがって、電気光学効果）が接点３０２と３０４との間の略正弦波経路を辿らなければならないように、複数の非伝導性エリア３０８によって妨げられる。

図３におけるエリア３０８等の非伝導性エリアは、電気光学効果を種々の魅力的パターンで「導く」ために使用されることができる。例えば、円形、楕円形、または多角形ディスプレイは、ディスプレイの周縁上の単一接点と、ディスプレイの中心における第２の接点と、２つの接点間に延びている渦巻電極に沿う電気光学効果を導くための渦巻非伝導性エリアとを有し得る。さらなる設計自由度が、３次元ディスプレイの場合に利用可能である。例えば、円筒形基板上に形成されるディスプレイは、円筒形基板の反対端に提供される接点間の螺旋経路に沿う電気光学効果を導くための螺旋非伝導性エリアを使用し得る。

既述のように、本発明の間隔を置かれた接点ディスプレイでは、第１および第２の電極のうちの少なくとも１つは、異なる単位長あたり電気抵抗を有する複数の区分に分割され得、そのようなディスプレイ（概して、４００として指定される）の概略上部平面図は、図４に示される。ディスプレイ４００は、ディスプレイ４００がその反対端に接点４０２および４０４を具備する細長い長方形の形態を有するという点において、概して、図３に示されるディスプレイ３００に類似する。ディスプレイ３００のように、ディスプレイ４００は、非伝導性エリア４０８も具備する。しかしながら、エリア４０８の配置は、図３におけるエリア３０８のものと異なる：エリア４０８は、各隣接する対間に伝導性材料４１０または４１２の狭い「ネック」または「峡部」を残すように、ディスプレイ４００の反対長縁から延びている２つの隣接する対の形態のエリアである。したがって、接点４０２と４０４との間を通る電流は、低抵抗領域４１４、高抵抗ネック４１０、低抵抗領域４１６、高抵抗ネック４１２、および低抵抗領域４１８を通して連続的に通過する。

図４は、電極の幅を変動させることによる可変抵抗の領域の形成を図示するが、当然ながら、抵抗を変動させるための他の技法も採用され得る。例えば、図４に示されるディスプレイは、各ネック領域４１０および４１２を隣接する領域上に提供され、適切なレジスタを介して相互接続される接点と置き換えることによって修正され得る。目に見える電気構成要素の見苦しい存在を回避するために、レジスタおよび関連付けられた導体は、多くの場合、例えば、従来のコーヒーテーブル内に存在するようなディスプレイを包囲するフレーム内に収容され得る。そのようなフレーム内に配置される電気構成要素を用いて電極領域を「目に見えずに」相互接続する能力は、追加の設計自由度、すなわち、その物理的場所と異なる順序で電極区画を電気的に配置する能力を提供する。例えば、電極が、図４に示される３つの区画４１４、４１６、および４１８ではなく、５つの区画（便宜上、図４の左から右に読むように、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、およびＥとして指定される）に分割され、区画Ａ−Ｅが、フレーム内に隠された導体およびレジスタを介して相互接続されるディスプレイ４００の修正バージョンを考える。電気相互接続は、電極区画が、（例えば）Ａ、Ｄ、Ｂ、Ｃ、Ｅの順序で電気的に相互接続されるように配置され得、これは、図１および２に示されるディスプレイ１００におけるように、それに沿って線形に進行するのではなく、ディスプレイの周囲でジャンプするように見える、電気光学効果を生成するであろう。

種々の抵抗の領域を電極内に提供する代わりに、可変静電容量の領域が、使用され得、そのようなディスプレイ（概して、５００として指定される）を通した概略断面が、図５に示される。ディスプレイ５００は、概して、その反対端に接点５０２および５０４を具備する電極５０６を伴う細長い長方形の形態を有するので、図３および４に示されるディスプレイ３００および４００に類似する。しかしながら、ディスプレイ３００および４００の図示される電極と異なり、ディスプレイ５００の電極５０６は、妨げられない。しかしながら、電極５０６は、電気光学媒体の電極５０６から対向の側に、一連の間隔を置かれた電極５１２（それらの全てが接地される）を提供することによって、単位面積あたりの静電容量が変動する領域を具備する。電極５１２の反対にある電極５０６の領域が、電極５１２の反対にない電極５１２の領域より実質的に大きい単位面積あたり静電容量を有し、したがって、ディスプレイ５００の電気光学性能に、概して、ディスプレイ４００内の可変抵抗の領域によって提供されるものに類似する変動を提供するであろうことは容易に明白であろう。（典型的には、図２に示される接着剤層１１４に類似する接着剤層は、電気光学層５１０と電極５０６との間または電気光学層５１０と電極５１２との間のいずれかに存在するであろう。接着剤層は、例証を容易にするために、図５から省略されているが、その存在または不在は、ディスプレイ５００の基本的動作様式に差異をもたらさない。）

本発明の絶縁電極ディスプレイの一実施形態が、ここで、図６を参照して説明される。概念上、絶縁電極ディスプレイは、図４に示されるタイプの可変抵抗電極ディスプレイの修正と見なされ得、修正は、電気光学層自体を低抵抗電極間の高抵抗領域として使用することを含む。この修正は、単一組の電極のみが要求されるように、連続高抵抗領域（電極）を電気光学層の両側に置く。

より具体的には、図６に示されるように、絶縁電極ディスプレイ（概して、６００として指定される）は、図５に示されるディスプレイのものに類似する細長い長方形の形態を有し、電気光学材料の層６１０と、それらの各々がディスプレイの全幅を横断して延びている細長い細片の形態を有する一連の７つの電極６１２−６２４とを備えている。最初の電極と最後の電極６１２および６２４の各々は、時間可変電位差が電極６１２と６２４との間に印加されることを可能にする電圧制御ユニット（６２６に図式的に示される）に接続される。残りの電極６１４−６２２は、その電位が電気光学材料の層６１０を通る電流の移動によって制御されるように、電気的に絶縁される。電極６１２−６２４は、層６１０の下側表面と上側表面との間で交互し（図示されるように）、上側表面（ディスプレイの視認表面である）上の電極６１４、６１８、および６２２は、光透過性であり、電極６１２、６１６、６２０、および６２４は、光透過性であることも、そうでないこともある。図６から分かり得るように、電極６１４−６２２の各々は、先行電極と重複する第１の縁（図６に図示されるようなその左縁）と、後続電極と重複する第２の縁（図６に図示されるようなその右縁）とを有する。層６１０を通して合理的長さの伝導性経路を残すように互いに隣接してあるならば、隣接する縁が重複することは、絶対に必要というわけではない。電極の第１および第２の縁が電極の反対側にあることは、必要ではないことを理解されたい。例えば、電極６１２−６２４は、二等辺三角形の形態であり得、第１および第２の縁が平行とならないか、または、電極が格子縞模様の形態で配置され得、その場合、いくつかの電極は、互いに直角に第１および第２の縁を有するであろう。

電圧制御手段６２６による電極６１２と６２４との間への時変電位差の印加は、層６１０の抵抗率、電極間の静電容量、層６１０内の分極等の要因に応じて、電極６１４−６２２の電位に複雑な変動を生じさせ、層６１０の種々の部分の光学状態により複雑な変動を生じさせるであろう。最も一般的には、層６１０の種々の部分は、電圧制御手段６２６によって印加される電圧が変動させられる場合、「明滅」するように知覚されるであろう。

前述から、本発明は、非常に単純かつ安価な電極を用いて、電気光学媒体（特に、電気泳動媒体等の双安定性媒体）の光学状態の移動変化および視覚的に魅力のあるパターンの発生を可能にするディスプレイおよび駆動方法を提供することが分かるであろう。

多数の変更および修正が前述の本発明の具体的実施形態に成されることができることは、当業者に明白であろう。例えば、可変電圧は、当然ながら、単純正弦波に制限されず、固定または可変周波数の三角波、鋸歯波、および方形波も全て、採用され得る。

Claims (2)

1. ディスプレイ（６００）であって、
   電気光学材料の層（６１０）と、
   前記電気光学材料の層（６１０）に隣接して配置された一連の少なくとも３つの電極（６１２−６２４）であって、前記一連の電極は、電場を前記電気光学材料の層に印加し、前記電気光学材料の層（６１０）の少なくとも１つの表面上の電極（６１４、６１８、６２２）は、光透過性である、一連の電極と、
   前記一連の電極のうちの最初の電極（６１２）と最後の電極（６２４）との間の電位差を変動させるために配置されている電圧制御手段（６２６）と
   を備え、
   （ａ）前記一連の電極のうちの各電極（６１２−６２４）は、前記一連の電極におけるそれに先行する電極および前記一連の電極におけるそれに続く電極の両方から前記電気光学材料の層（６１０）の反対側にあり、
   （ｂ）前記一連の電極のうち、前記最初および最後の電極以外の各電極（６１４−６２２）は、前記一連の電極におけるそれに先行する電極と重複しているか、またはそれに隣接してある第１の縁と、前記一連の電極におけるそれに続く電極と重複しているか、またはそれに隣接してある第２の縁とを有し、
   （ｃ）前記一連の電極のうち、前記最初および最後の電極以外の各電極（６１４−６２２）は、その電位が前記電気光学材料の層（６１０）を通る電流の移動によって制御されるように、電気的に絶縁されており、
   （ｄ）前記電圧制御手段（６２６）は、前記最初の電極（６１２）と前記最後の電極（６２４）との間に時間に伴って変動する電位差を印加して前記電圧制御手段（６２６）によって印加される前記電位差が変動する場合に前記電気光学材料の層（６１０）が時間経過に伴い明暗が変化するように知覚されるようにするために配置されている、ディスプレイ。
2. 請求項１に記載のディスプレイを駆動する方法であって、前記方法は、
   請求項１に記載のディスプレイ（６００）を提供することと、
   前記電圧制御手段（６２６）に、前記一連の電極のうちの前記最初の電極（６１２）と前記最後の電極（６２４）との間に電位差を印加させることと
   を含む、方法。

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