JP7201816B2

JP7201816B2 - 電気光学ディスプレイ

Info

Publication number: JP7201816B2
Application number: JP2021533198A
Authority: JP
Inventors: クレッグリン，; ハイヤング，
Original assignee: イーインクカリフォルニア，エルエルシー
Priority date: 2018-12-30
Filing date: 2019-12-30
Publication date: 2023-01-10
Anticipated expiration: 2039-12-30
Also published as: EP3903303A1; CN113228151A; CA3119532C; US20200209703A1; KR20210084679A; KR102534341B1; US20230089428A1; TW202029153A; WO2020142399A1; KR20230070058A; EP3903303A4; TWI734327B; JP2023010960A; JP7438314B2; CN113228151B; JP2022512474A; KR102647463B1; CA3119532A1; US11537024B2

Description

（関連出願の相互参照）
本願は、２０１８年１２月３０日に出願された、米国仮出願第６２／７８６，４３７号に関する。

前述の出願の開示全体は、参照することによって本明細書に援用される。

（技術分野）
本発明は、電気光学ディスプレイ装置に関し、より具体的には、電気光学ディスプレイを駆動するための方法に関する。

粒子ベースの電気泳動ディスプレイが、数年間にわたる精力的な研究および開発の対象となっている。そのようなディスプレイでは、複数の荷電粒子（時として、色素粒子と称される）が、電場の影響下で流体を通して移動する。電場は、典型的には、伝導性フィルム、または電界効果トランジスタ等のトランジスタによって提供される。電気泳動ディスプレイは、液晶ディスプレイと比較すると、良好な輝度およびコントラスト、広い視野角、状態双安定性、ならびに低電力消費量を有する。そのような電気泳動ディスプレイは、ＬＣＤディスプレイより低い切替速度を有するが、しかしながら、電気泳動ディスプレイは、典型的には、遅すぎてリアルタイムのビデオを表示することができない。加えて、電気泳動ディスプレイは、流体の粘性が、電気泳動粒子の移動を限定するため、低温において反応が遅くなり得る。これらの欠点にもかかわらず、電気泳動ディスプレイは、電子書籍（電子書籍リーダ）、モバイルフォンおよびモバイルフォンカバー、スマートカード、看板、腕時計、棚ラベル、およびフラッシュドライブ等の日常製品において見出され得る。

多くの商業的な電気泳動媒体は、本質的には、２つの色のみを表示し、「グレースケール」として公知である黒色の極限と白色の極限との間の勾配を有する。そのような電気泳動媒体は、第２の異なる色を有する着色流体中の第１の色を有する単一のタイプの電気泳動粒子（その場合、第１の色は、粒子がディスプレイの視認表面に隣接して存在するときに表示され、第２の色は、粒子が視認表面から離間されているときに表示される）か、または着色されていない流体中に異なる第１の色および第２の色を有する第１のタイプの電気泳動粒子および第２のタイプの電気泳動粒子のいずれかを使用する。後者の場合では、第１の色は、第１のタイプの粒子がディスプレイの視認表面に隣接して存在するときに表示され、第２の色は、第２のタイプの粒子が視認表面に隣接して存在するときに表示される。典型的には、２つの色は、黒色および白色である。

単純に思われるが、電気泳動媒体および電気泳動デバイスは、複雑な挙動を表示する。例えば、単純な「オン／オフ」電圧パルスが、電子リーダにおいて高品質のテキストを達成するためには不十分であることが発見されている。むしろ、状態間で粒子を駆動し、新しい表示されるテキストが以前のテキストの記憶（すなわち、「残像」）を保有しないことを保証するために、複雑な「波形」が必要とされる。さらに、しばらくの間駆動された後、電荷が、電気泳動媒体の中に蓄積し得、これは、時として、残留電圧と称される。残留電圧は、ディスプレイを経時的に損傷させ、電気泳動媒体に対して光学劣化を引き起こし得る。したがって、電気泳動ディスプレイにおけるこの残留電圧を低減させる必要性が存在する。

本発明は、電気光学ディスプレイを駆動するための方法であって、ディスプレイは、貯蔵コンデンサに結合される少なくとも１つの表示ピクセルを有し、方法は、波形シーケンスを少なくとも１つの表示ピクセルに印加し、貯蔵コンデンサを第１のバイアス電圧に接続することと、印加された波形の完了の後、表示ピクセルにおいて最後のフレーム電圧レベルを維持することとを含む、方法を提供する。
本発明は、例えば、以下の項目を提供する。
（項目１）
電気光学ディスプレイを駆動するための方法であって、前記ディスプレイは、貯蔵コンデンサに結合される少なくとも１つの表示ピクセルを有し、前記方法は、
波形シーケンスを前記少なくとも１つの表示ピクセルに印加し、前記貯蔵コンデンサを第１のバイアス電圧に接続することと、
前記印加された波形の完了の後、前記表示ピクセルにおいて最後のフレーム電圧レベルを維持することと
を含む、方法。
（項目２）
最後のフレーム電圧を維持する前記ステップはさらに、前記貯蔵コンデンサにおいて浮動状態を維持することを含む、項目１に記載の方法。
（項目３）
前記電気光学ディスプレイはさらに、表示媒体を含む、項目１に記載の方法。
（項目４）
波形を印加する前記ステップはさらに、前記表示媒体を第２のバイアス電圧に接続することを含む、項目３に記載の方法。
（項目５）
前記第２のバイアス電圧は、定電圧源である、項目４に記載の方法。
（項目６）
最後のフレーム電圧レベルを維持する前記ステップはさらに、前記表示媒体において浮動状態を維持することを含む、項目４に記載の方法。
（項目７）
最後のフレーム電圧を維持する前記ステップはさらに、前記表示媒体においてゼロボルトバイアスを維持することを含む、項目４に記載の方法。

図１は、本明細書に開示される主題による、電気泳動ディスプレイを図示する。

図２は、本明細書に開示される主題による、図１に提示される電気泳動ディスプレイの等価回路を図示する。

図３は、本明細書に開示される主題による、アクティブマトリクス回路を図示する。

図４は、本明細書に提示される主題による、表示ピクセルの概略図を図示する。

図５は、本明細書に提示される主題による、電気泳動ディスプレイを駆動するための１つの方法を図示する。

図６は、本明細書に提示される主題による、電気泳動ディスプレイを駆動するための１つのサンプル設定を図示する。

図７は、本明細書に提示される主題による、ディスプレイの白色状態の変動を図示する略図である。

図８は、本明細書に提示される主題による、電気泳動ディスプレイを駆動するための別の方法を図示する。

図９は、本明細書に提示される主題による、電気泳動ディスプレイを駆動するための別の設定を図示する。

図１０は、本明細書に提示される主題による、ディスプレイの白色状態の変動を図示する別の略図である。

上記に示されるように、本明細書で提示される主題は、電気泳動表示媒体の中に蓄積される電荷を低減させ、電気光学ディスプレイ性能を向上させるための方法および手段を提供する。

材料またはディスプレイに適用される場合、「電気光学」という用語は、本明細書では、結像技術におけるその従来の意味で使用され、少なくとも１つの光学性質が異なる第１の表示状態および第２の表示状態を有する材料であって、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材料を指す。光学性質は、典型的には、ヒトの眼に知覚可能な色であるが、光の透過率、反射率、発光率、または機械読取を対象としたディスプレイの場合は、可視範囲外の電磁波長の反射率の変化という意味での疑似色等の別の光学性質であり得る。

「グレー状態」という用語は、本明細書では、結像技術におけるその従来の意味において、ピクセルの２つの極限光学状態の中間の状態を指すために使用され、必ずしも、これらの２つの極限状態の間の黒白遷移を暗示するわけではない。例えば、下記に参照されるＥＩｎｋ特許および出願公開のうちのいくつかは、中間の「グレー状態」が、実際には淡い青色であるような、極限状態が白色ならびに濃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場合がある。用語「黒色」および「白色」は、以降、ディスプレイの２つの極限状態を指すために使用され得、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、前述の白色および濃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、以降、ピクセルを、介在するグレー状態を有しないそれらの２つの極限光学状態のみに駆動する駆動スキームを示すために使用され得る。

「双安定」および「双安定性」という用語は、本明細書では、当技術分野におけるそれらの従来の意味において使用され、少なくとも１つの光学性質が異なる第１の表示状態および第２の表示状態を有する表示要素を備えるディスプレイであって、その第１の表示状態または第２の表示状態のうちのいずれかを呈するように、有限持続時間のアドレス指定パルスを用いて任意の所与の要素が駆動された後、アドレス指定パルスが終了した後に表示要素の状態を変化させるために要求されるアドレス指定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）にわたってその状態が持続するようなディスプレイを指す。米国特許出願公開第２００２／０１８０６８７号（対応する国際出願公開第ＷＯ０２／０７９８６９号も参照）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、それらの極限の黒色状態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タイプ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。このタイプのディスプレイは、正しくは、双安定ではなく「多安定」と呼ばれるが、便宜上、「双安定」という用語が、本明細書では、双安定ディスプレイおよび複数安定ディスプレイの両方を網羅するために使用され得る。

「インパルス」という用語は、本明細書では、時間に対する電圧の積分というその従来の意味で使用される。しかしながら、いくつかの双安定電気光学媒体は、電荷トランスデューサとして作用し、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（印加される総電荷に等しい）が、使用され得る。媒体が、電圧－時間インパルストランスデューサとして作用するか、または電荷インパルストランスデューサとして作用するか応じて、インパルスの適切な定義が、使用されるべきである。

カプセル化された電気泳動媒体を説明するＭａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＭＩＴ）およびＥＩｎｋＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎに譲渡された多数の特許および出願、またはそれらの名義である多数の特許ならびに出願が、最近、公開された。そのようなカプセル化された媒体は、多数の小カプセルを備え、その各々自体が、液体懸濁媒体中に懸濁される電気泳動的可動粒子を含有する内相と、内相を囲繞するカプセル壁とを備える。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号および米国特許第７，６７９，８１４号参照）

（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号および米国特許第７，４１１，７１９号参照）

（ｃ）マイクロセル構造、壁材料、およびマイクロセルを形成する方法（例えば、米国特許第７，０７２，０９５号および米国特許第９，２７９，９０６号参照）

（ｄ）マイクロセルを充填し、封止するための方法（例えば、米国特許第７，１４４，９４２号および米国特許第７，７１５，０８８号参照）

（ｅ）電気光学材料を含有するフィルムおよびサブアセンブリ（例えば、米国特許第６，９８２，１７８号および米国特許第７，８３９，５６４号参照）

（ｆ）ディスプレイにおいて使用されるバックプレーン、接着剤層、および他の補助層ならびに方法（例えば、米国特許第Ｄ４８５，２９４号、米国特許第６，１２４，８５１号、米国特許第６，１３０，７７３号、米国特許第６，１７７，９２１号、米国特許第６，２３２，９５０号、米国特許第６，２５２，５６４号、米国特許第６，３１２，３０４号、米国特許第６，３１２，９７１号、米国特許第６，３７６，８２８号、米国特許第６，３９２，７８６号、米国特許第６，４１３，７９０号、米国特許第６，４２２，６８７号、米国特許第６，４４５，３７４号、米国特許第６，４８０，１８２号、米国特許第６，４９８，１１４号、米国特許第６，５０６，４３８号、米国特許第６，５１８，９４９号、米国特許第６，５２１，４８９号、米国特許第６，５３５，１９７号、米国特許第６，５４５，２９１号、米国特許第６，６３９，５７８号、米国特許第６，６５７，７７２号、米国特許第６，６６４，９４４号、米国特許第６，６８０，７２５号、米国特許第６，６８３，３３３号、米国特許第６，７２４，５１９号、米国特許第６，７５０，４７３号、米国特許第６，８１６，１４７号、米国特許第６，８１９，４７１号、米国特許第６，８２５，０６８号、米国特許第６，８３１，７６９号、米国特許第６，８４２，１６７号、米国特許第６，８４２，２７９号、米国特許第６，８４２，６５７号、米国特許第６，８６５，０１０号、米国特許第６，８７３，４５２号、米国特許第６，９０９，５３２号、米国特許第６，９６７，６４０号、米国特許第６，９８０，１９６号、米国特許第７，０１２，７３５号、米国特許第７，０３０，４１２号、米国特許第７，０７５，７０３号、米国特許第７，１０６，２９６号、米国特許第７，１１０，１６３号、米国特許第７，１１６，３１８号、米国特許第７，１４８，１２８号、米国特許第７，１６７，１５５号、米国特許第７，１７３，７５２号、米国特許第７，１７６，８８０号、米国特許第７，１９０，００８号、米国特許第７，２０６，１１９号、米国特許第７，２２３，６７２号、米国特許第７，２３０，７５１号、米国特許第７，２５６，７６６号、米国特許第７，２５９，７４４号、米国特許第７，２８０，０９４号、米国特許第７，３０１，６９３号、米国特許第７，３０４，７８０号、米国特許第７，３２７，５１１号、米国特許第７，３４７，９５７号、米国特許第７，３４９，１４８号、米国特許第７，３５２，３５３号、米国特許第７，３６５，３９４号、米国特許第７，３６５，７３３号、米国特許第７，３８２，３６３号、米国特許第７，３８８，５７２号、米国特許第７，４０１，７５８号、米国特許第７，４４２，５８７号、米国特許第７，４９２，４９７号、米国特許第７，５３５，６２４号、米国特許第７，５５１，３４６号、米国特許第７，５５４，７１２号、米国特許第７，５８３，４２７号、米国特許第７，５９８，１７３号、米国特許第７，６０５，７９９号、米国特許第７，６３６，１９１号、米国特許第７，６４９，６７４号、米国特許第７，６６７，８８６号、米国特許第７，６７２，０４０号、米国特許第７，６８８，４９７号、米国特許第７，７３３，３３５号、米国特許第７，７８５，９８８号、米国特許第７，８３０，５９２号、米国特許第７，８４３，６２６号、米国特許第７，８５９，６３７号、米国特許第７，８８０，９５８号、米国特許第７，８９３，４３５号、米国特許第７，８９８，７１７号、米国特許第７，９０５，９７７号、米国特許第７，９５７，０５３号、米国特許第７，９８６，４５０号、米国特許第８，００９，３４４号、米国特許第８，０２７，０８１号、米国特許第８，０４９，９４７号、米国特許第８，０７２，６７５号、米国特許第８，０７７，１４１号、米国特許第８，０８９，４５３号、米国特許第８，１２０，８３６号、米国特許第８，１５９，６３６号、米国特許第８，２０８，１９３号、米国特許第８，２３７，８９２号、米国特許第８，２３８，０２１号、米国特許第８，３６２，４８８号、米国特許第８，３７３，２１１号、米国特許第８，３８９，３８１号、米国特許第８，３９５，８３６号、米国特許第８，４３７，０６９号、米国特許第８，４４１，４１４号、米国特許第８，４５６，５８９号、米国特許第８，４９８，０４２号、米国特許第８，５１４，１６８号、米国特許第８，５４７，６２８号、米国特許第８，５７６，１６２号、米国特許第８，６１０，９８８号、米国特許第８，７１４，７８０号、米国特許第８，７２８，２６６号、米国特許第８，７４３，０７７号、米国特許第８，７５４，８５９号、米国特許第８，７９７，２５８号、米国特許第８，７９７，６３３号、米国特許第８，７９７，６３６号、米国特許第８，８３０，５６０号、米国特許第８，８９１，１５５号、米国特許第８，９６９，８８６号、米国特許第９，１４７，３６４号、米国特許第９，０２５，２３４号、米国特許第９，０２５，２３８号、米国特許第９，０３０，３７４号、米国特許第９，１４０，９５２号、米国特許第９，１５２，００３号、米国特許第９，１５２，００４号、米国特許第９，２０１，２７９号、米国特許第９，２２３，１６４号、米国特許第９，２８５，６４８号、および米国特許第９，３１０，６６１号、ならびに米国特許出願公開第２００２／００６０３２１号、米国特許出願公開第２００４／０００８１７９号、米国特許出願公開第２００４／００８５６１９号、米国特許出願公開第２００４／０１０５０３６号、米国特許出願公開第２００４／０１１２５２５号、米国特許出願公開第２００５／０１２２３０６号、米国特許出願公開第２００５／０１２２５６３号、米国特許出願公開第２００６／０２１５１０６号、米国特許出願公開第２００６／０２５５３２２号、米国特許出願公開第２００７／００５２７５７号、米国特許出願公開第２００７／００９７４８９号、米国特許出願公開第２００７／０１０９２１９号、米国特許出願公開第２００８／００６１３００号、米国特許出願公開第２００８／０１４９２７１号、米国特許出願公開第２００９／０１２２３８９号、米国特許出願公開第２００９／０３１５０４４号、米国特許出願公開第２０１０／０１７７３９６号、米国特許出願公開第２０１１／０１４０７４４号、米国特許出願公開第２０１１／０１８７６８３号、米国特許出願公開第２０１１／０１８７６８９号、米国特許出願公開第２０１１／０２９２３１９号、米国特許出願公開第２０１３／０２５０３９７号、米国特許出願公開第２０１３／０２７８９００号、米国特許出願公開第２０１４／００７８０２４号、米国特許出願公開第２０１４／０１３９５０１号、米国特許出願公開第２０１４／０１９２０００号、米国特許出願公開第２０１４／０２１０７０１号、米国特許出願公開第２０１４／０３００８３７号、米国特許出願公開第２０１４／０３６８７５３号、米国特許出願公開第２０１４／０３７６１６４号、米国特許出願公開第２０１５／０１７１１１２号、米国特許出願公開第２０１５／０２０５１７８号、米国特許出願公開第２０１５／０２２６９８６号、米国特許出願公開第２０１５／０２２７０１８号、米国特許出願公開第２０１５／０２２８６６６号、米国特許出願公開第２０１５／０２６１０５７号、米国特許出願公開第２０１５／０３５６９２７号、米国特許出願公開第２０１５／０３７８２３５号、米国特許出願公開第２０１６／０７７３７５号、米国特許出願公開第２０１６／０１０３３８０号、および米国特許出願公開第２０１６／０１８７７５９号、ならびに国際出願公開第ＷＯ００／３８０００号、欧州特許第１，０９９，２０７Ｂ１号および欧州特許第１，１４５，０７２Ｂ１号参照）

（ｇ）色形成および色調節（例えば、米国特許第７，０７５，５０２号および米国特許第７，８３９，５６４号参照）

（ｈ）ディスプレイを駆動するための方法（例えば、米国特許第７，０１２，６００号および米国特許第７，４５３，４４５号参照）

（ｉ）ディスプレイの適用（例えば、米国特許第７，３１２，７８４号および米国特許第８，００９，３４８号参照）

（ｊ）非電気泳動ディスプレイ（米国特許第６，２４１，９２１号、および米国特許出願公開第２０１５／０２７７１６０号、ならびに米国特許出願公開第２０１５／０００５７２０号、および米国特許出願公開第２０１６／００１２７１０号で説明されている）

上記の特許および特許出願の全てが、参照することによってそれらの全体として本明細書に援用される。

前述の特許および出願の多くは、カプセル化された電気泳動媒体中の個別のマイクロカプセルを囲繞する壁が、連続相によって取って代わられ得、したがって、これは、電気泳動媒体が電気泳動流体の複数の個別の液滴とポリマー材料の連続相とを備えるいわゆるポリマー分散型電気泳動ディスプレイを生産すること、ならびに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と関連付けられ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ことを認識する（例えば、前述の米国特許出願公開第２００２／０１３１１４７号参照）。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、カプセル化された電気泳動媒体の亜種として見なされる。

カプセル化された電気泳動ディスプレイは、典型的には、従来的電気泳動デバイスのクラスタ化および沈降故障モードを被らず、多種多様の可撓性基板および剛性基板上にディスプレイを印刷またはコーティングするための能力等のさらなる利点を提供する。（「印刷」という語の使用は、限定ではないが、事前計量コーティング（パッチダイコーティング、スロットコーティングまたは押出コーティング、スライドコーティング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）、ロールコーティング（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）、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、および他の同様の技法を含む、あらゆる形態の印刷ならびにコーティングを含むことを意図する。）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、表示媒体は、（種々の方法を使用して）印刷され得るため、ディスプレイ自体は、安価に作製され得る。

関連タイプ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、荷電粒子および懸濁流体は、マイクロカプセル内にカプセル化されず、代わりに、キャリア媒体、典型的には、ポリマーフィルム内に形成される複数の空洞内に保有される。例えば、国際出願公開第ＷＯ０２／０１２８１号および米国特許出願公開第２００２／００７５５５６号（両方とも、ＳｉｐｉｘＩｍａｇｉｎｇ，Ｉｎｃ．に譲渡された）を参照されたい。

前述のタイプの電気光学ディスプレイは、双安定であり、典型的には、反射モードで使用されるが、前述の特許および出願のうちのあるものにおいて説明されるように、そのようなディスプレイは、「シャッタモード」で動作し得、シャッタモードでは、ディスプレイが透過モードで動作するように、電気光学媒体が、光の透過を変調させるために使用される。ポリマー分散型液晶を含む液晶もまた、当然ながら、電気光学媒体であるが、典型的には、双安定ではなく、透過モードで動作する。下記に説明される本発明のある実施形態は、反射型ディスプレイと併用するように限局される一方、他のものは、従来の液晶ディスプレイを含む反射型ディスプレイおよび透過型ディスプレイの両方と併用されてもよい。

ディスプレイが反射型であるか、または透過型であるかにかかわらず、かつ、使用される電気光学媒体が双安定性であるかどうかにかかわらず、高分解能ディスプレイを取得するために、ディスプレイの個々のピクセルは、隣接するピクセルからの干渉なくアドレス可能でなければならない。この目的を達成するための１つの方法は、「アクティブマトリクス」ディスプレイを生産するように、少なくとも１つの非線形要素が各ピクセルと関連付けられているトランジスタまたはダイオード等の非線形要素のアレイを提供することである。１つのピクセルをアドレス指定するアドレス指定電極またはピクセル電極が、関連付けられる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、ピクセル電極は、トランジスタのドレインに接続され、この配列が、以下の説明において仮定されるが、本質的に恣意的であり、ピクセル電極は、トランジスタのソースに接続され得る。従来、高分解能アレイでは、ピクセルは、任意の具体的なピクセルが１つの特定の行および１つの特定の列の交点によって一意に画定されるように、行および列の２次元アレイで配列される。各列内の全てのトランジスタのソースが、単一の列電極に接続される一方、各行内の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、行へのソースの割当および列へのゲートの割当は、従来のものであるが、本質的に恣意的であり、所望される場合、逆にされ得る。行電極は、行駆動部に接続され、行駆動部は、本質的に、任意の所与の瞬間において１つのみの行が選択されることを確実にし、すなわち、選択された行内のトランジスタ全てが伝導性であること等を確実にするように、選択された行電極に電圧が印加されている一方、選択されていない行内のトランジスタ全てが非伝導性のままであることを確実にするように、電圧がこれらの全ての他の行に印加されている。列電極は、列駆動部に接続され、列駆動部は、選択された行内のピクセルをそれらの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かける。（前述の電圧は、共通前面電極に対するものであり、共通前面電極は、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、ディスプレイ全体にわたって延在する。）「ラインアドレス時間」として既知の事前選択された間隔の後、選択された行が、選択解除され、次の行が、選択され、列駆動部における電圧が、ディスプレイの次のラインが書き込まれるように変更される。このプロセスは、ディスプレイ全体が行毎の態様で書き込まれるように繰り返される。

アクティブマトリクスディスプレイを製造するためのプロセスが、しっかりと確立されている。薄膜トランジスタは、例えば、種々の堆積およびフォトリソグラフィ技術を使用して製作され得る。トランジスタは、ゲート電極と、絶縁誘電層と、半導体層と、ソース電極およびドレイン電極とを含む。ゲート電極への電圧の印加は、誘電層にわたる電場を提供し、これは、半導体層のソース／ドレイン間伝導性を劇的に増加させる。この変化は、ソース電極とドレイン電極との間の導電を可能にする。典型的には、ゲート電極、ソース電極、およびドレイン電極が、パターン化される。一般に、半導体層もまた、近隣回路要素間の浮遊伝導（すなわち、クロストーク）を最小限にさせるためにパターン化される。

液晶ディスプレイは、一般的には、表示ピクセルのための切替デバイスとして、アモルファスシリコン（「ａ－Ｓｉ」）薄膜トランジスタ（「ＴＦＴ」）を採用する。そのようなＴＦＴは、典型的には、ボトムゲート型構成を有する。１つのピクセル内で、薄膜コンデンサが、典型的には、切替ＴＦＴによって移送される電荷を保持する。電気泳動ディスプレイは、コンデンサを有する同様のＴＦＴを使用し得るが、コンデンサの機能は、液晶ディスプレイにおけるものとは幾分異なる（前述の同時係属出願第０９／５６５，４１３号、ならびに出願公開第２００２／０１０６８４７号および出願公開第２００２／００６０３２１号参照）。薄膜トランジスタは、高性能を提供するように作製され得る。しかしながら、製作プロセスは、著しいコストをもたらし得る。

ＴＦＴアドレス指定アレイでは、ピクセル電極は、ラインアドレス指定時間の間、ＴＦＴを介して充電される。ラインアドレス時間の間、ＴＦＴは、印加されるゲート電圧を変更することによって、伝導状態に切り替えられる。例えば、ｎ型ＴＦＴに関して、ＴＦＴを伝導状態に切り替えるために、ゲート電圧が、「高」状態に切り替えられる。

さらに、電圧偏移等の不要な影響が、表示ピクセルに駆動波形を供給するデータラインとピクセル電極との間で発生するクロストークによって引き起こされ得る。上記に説明される電圧偏移と同様に、データラインとピクセル電極との間のクロストークは、表示ピクセルがアドレス指定されていない（例えば、関連付けられるピクセルＴＦＴが枯渇している）ときでさえ、２者の間の容量結合によって引き起こされ得る。そのようなクロストークは、電圧偏移をもたらし得、電圧偏移は、画像筋等の光学アーチファクトにつながり得るため、望ましくない。

ある場合には、電気泳動ディスプレイ、すなわち、ＥＰＤは、２つの基板（例えば、プラスチックまたはガラス）を含み得、フロントプレーンラミネート、すなわち、ＦＰＬが、２つの基板の間に位置付けられる。いくつかの実施形態では、上部基板の底部は、伝導性電極（すなわち、Ｖ_ｃｏｍ平面）として機能するために、透明な伝導性材料でコーティングされ得る。下側基板の上部は、電極要素のアレイ（例えば、表示ピクセル毎の伝導性電極）を含み得る。薄膜トランジスタ、すなわち、ＴＦＴ等の半導体スイッチが、これらのピクセル電極の各々と関連付けられ得る。ピクセル電極およびＶ_ｃｏｍ平面へのバイアス電圧の印加が、ＦＰＬの電気光学変換をもたらし得る。この光学変換が、ＥＰＤ上でのテキストまたグラフィック情報の表示のための基礎として使用され得る。所望の画像を表示するために、適切な電圧が、各ピクセル電極に印加される必要がある。

図１は、本明細書に提示される主題による、電気光学ディスプレイの表示ピクセル１００の概略的モデルを図示する。ピクセル１００は、結像フィルム１１０を含み得る。いくつかの実施形態では、結像フィルム１１０は、電気泳動材料の層であり、本質的に双安定であり得る。この電気泳動材料は、複数の荷電着色色素粒子（例えば、黒色、白色、黄色、または赤色）を含み得、複数の荷電着色色素粒子は、流体中に配置され、電場の影響下で流体を通して移動することが可能である。いくつかの実施形態では、結像フィルム１１０は、荷電色素粒子を有するマイクロセルを有する電気泳動フィルムであり得る。いくつかの他の実施形態では、結像フィルム１１０は、限定ではないが、例えば、荷電色素粒子を含み得るカプセル化された電気泳動結像フィルムを含み得る。下記に提示される駆動方法が、いずれのタイプの電気泳動材料（例えば、カプセル化型またはマイクロセルを有するフィルム）のためにも容易に取り入れられ得ることを理解されたい。

いくつかの実施形態では、結像フィルム１１０は、前面電極１０２と背面電極またはピクセル電極１０４との間に配置され得る。前面電極１０２は、結像フィルムとディスプレイの前面との間に形成され得る。いくつかの実施形態では、前面電極１０２は、透明かつ光透過性であり得る。いくつかの実施形態では、前面電極１０２は、限定ではないが、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）を含む任意の好適な透明材料から形成され得る。背面電極１０４は、前面電極１０２に対する結像フィルム１１０の反対側に形成され得る。いくつかの実施形態では、寄生容量（図示せず）が、前面電極１０２と背面電極１０４との間に形成され得る。

ピクセル１００は、複数のピクセルのうちの１つであり得る。複数のピクセルは、任意の具体的なピクセルが、１つの特定の行および１つの特定の列の交点によって一意に画定されるように、行および列の２次元アレイで配列され、マトリクスを形成し得る。いくつかの実施形態では、ピクセルのマトリクスは、各ピクセルが少なくとも１つの非線形回路要素１２０と関連付けられる「アクティブマトリクス」であり得る。非線形回路要素１２０は、裏面平板電極１０４とアドレス指定電極１０８との間に結合され得る。いくつかの実施形態では、非線形要素１２０は、ダイオード、および／または、限定ではないが、ＭＯＳＦＥＴもしくは薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を含むトランジスタであり得る。ＭＯＳＦＥＴまたはＴＦＴのドレイン（もしくはソース）は、裏面平板電極またはピクセル電極１０４に結合され得、ＭＯＳＦＥＴまたはＴＦＴのソース（もしくはドレイン）は、アドレス指定電極１０８に結合され得、ＭＯＳＦＥＴまたはＴＦＴのゲートは、ＭＯＳＦＥＴまたはＴＦＴのアクティブ化および非アクティブ化を制御するように構成される駆動部電極１０６に結合され得る。（単純化のために、裏面平板電極１０４に結合されるＭＯＳＦＥＴまたはＴＦＴの端子は、ＭＯＳＦＥＴまたはＴＦＴのドレインと称され、アドレス指定電極１０８に結合されるＭＯＳＦＥＴまたはＴＦＴの端子は、ＭＯＳＦＥＴまたはＴＦＴのソースと称される。しかしながら、当業者は、いくつかの実施形態では、ＭＯＳＦＥＴまたはＴＦＴのソースおよびドレインが入れ換えられ得ることを認識するであろう。）

アクティブマトリクスのいくつかの実施形態では、各列内のピクセル全てのアドレス指定電極１０８は、同一の列電極に接続され得、各行内のピクセル全ての駆動部電極１０６は、同一の行電極に接続され得る。行電極は、行駆動部に接続され得、行駆動部は、選択される行内のピクセル１００全ての非線形要素１２０をアクティブ化するために十分な電圧を、選択される行電極に印加することによって、ピクセルの１または複数の行を選択し得る。列電極は、列駆動部に接続され得、列駆動部は、ピクセルを所望の光学状態に駆動するために好適な電圧を、選択される（アクティブ化される）ピクセルのアドレス指定電極１０６にかけ得る。アドレス指定電極１０８に印加される電圧は、ピクセルの前面平板電極１０２に印加された電圧に相対的であり得る（例えば、約ゼロボルトの電圧）。いくつかの実施形態では、アクティブマトリクス内のピクセル全ての前面平板電極１０２が、共通電極に結合され得る。

使用時、アクティブマトリクスのピクセル１００は、行毎の態様で書き込まれ得る。例えば、ピクセルの行が、行駆動部によって選択され得、ピクセルの行に関する所望の光学状態に対応する電圧が、列駆動部によってピクセルに印加され得る。「ラインアドレス時間」として既知の事前選択された間隔の後、選択された行が、選択解除され得、別の行が、選択され得、列駆動部における電圧が、ディスプレイの別の行が書き込まれるように変更され得る。

図２は、本明細書に提示される主題による、前面電極１０２と背面電極１０４との間に配置される電気光学結像層１１０の回路モデルを図示する。抵抗器２０２およびコンデンサ２０４は、任意の接着層を含む、電気光学結像層１１０、前面電極１０２、および背面電極１０４の抵抗および静電容量を表し得る。抵抗器２１２およびコンデンサ２１４は、積層接着層の抵抗および静電容量を表し得る。コンデンサ２１６は、前面電極１０２と裏面電極１０４との間、例えば、結像層と積層接着層との間および／または積層接着層とバックプレーン電極との間の界面等、層間の界面接触領域に生じ得る静電容量を表し得る。ピクセルの結像フィルム１１０にわたる電圧Ｖｉは、ピクセルの残留電圧を含み得る。

図３は、電気泳動ディスプレイを駆動するための例示的アクティブマトリクスを図示する。いくつかの実施形態では、電気泳動ディスプレイの各表示ピクセルは、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）によって制御され得る。このＴＦＴは、駆動電圧を受け取り、関連付けられる表示ピクセルの光学状態を変調させるようにオンおよびオフにされ得る。関連付けられる表示ピクセルの駆動を効果的に制御するために、図３に図示されるような各ＴＦＴ１０２は、ゲートライン信号と、データライン信号と、Ｖ_ｃｏｍライン信号と、貯蔵コンデンサとを提供され得る。一実施形態では、図１に図示されるように、各ＴＦＴ１０２のゲートは、走査ラインに電気的に結合され得、トランジスタのソースまたはドレインは、データラインに接続され得、貯蔵コンデンサの２つの端子は、それぞれ、Ｖ_ｃｏｍラインおよびピクセル電極のピクセルに接続され得る。いくつかの実施形態では、上部基板の底部におけるＶ_ｃｏｍおよび底部基板の上部におけるＶ_ｃｏｍライングリッドは、同一のＤＣ源に接続され得る。

図４は、本明細書に開示される主題による、表示ピクセル４００の上面図を図示する。表示ピクセル４００は、表示ピクセルを駆動するように構成されるピクセル電極４０４を含む。使用時、表示ピクセル４００は、ピクセル電極４０４上に誘起される一連の電圧パルスによって駆動される。一連の電圧パルスは、トランジスタ４０８を通してピクセル電極２０４に印加され得る。トランジスタ４０８は、ピクセル電極４０４につながる信号経路をオンおよびオフに切り替えるスイッチとして機能し得る。例えば、トランジスタ４０８のゲート４１６は、信号選択ゲートライン４０２に接続され得る。使用時、このゲート４０２は、トランジスタ４０８のゲート４１６に電圧を印加し、または印加しないことによって、トランジスタ４０８を選択的にオンおよびオフにするために使用され得る。さらに、一連の電圧パルスは、データライン４０６を通して供給され得る。このデータライン４０６はまた、図４に図示されるように、トランジスタ４０８に電気的に結合される。動作時、信号（例えば、電気パルス）が、ゲートライン４０２を通して伝送され、トランジスタ４０８をアクティブ化またはオンにし得、いったんトランジスタ４０８がオンにされると、データライン４０６を通して印加された信号が、トランジスタ４０８を通してピクセル電極４０４に伝送され得る。また、図４に提示されるものは、Ｖ_ｃｏｍライン４１０である。いくつかの実施形態では、このＶ_ｃｏｍライン４１０は、ディスプレイの上部電極（図４に示されず）に電気的に結合され、上部電極を一定の電圧レベル（例えば、Ｖ_ｃｏｍ）に保ち得る。通常、このＶ_ｃｏｍライン４１０は、ピクセル電極４０４の下方に位置付けられるデバイスレベルにある。また、このＶ_ｃｏｍライン４１０に接続されるものは、貯蔵コンデンサの電極４１４であり、電極４１４は、Ｖ_ｃｏｍライン４０と同一のデバイス層上に位置付けられ得る。いくつかの実施形態では、この貯蔵コンデンサは、図６に図示される貯蔵コンデンサＣｓｔ６０２または図９に図示されるＣｓｔ９０２であり得る。

図５は、ＥＰＤを駆動する１つの方法を図示する。この構成では、貯蔵コンデンサ、すなわち、Ｃｓｔと、その抵抗Ｒｅｐｄによって表されるＥＰＤ電気泳動材料層とが、図６に図示されるように、一定電圧Ｖｃｏｍにともに繋合される。動作時、ＥＰＤの表示ピクセルを駆動する波形は、０Ｖ駆動部分で終了し、残存電圧全てを貯蔵コンデンサ（すなわち、Ｃｓｔ）に放電し得る。

しかしながら、いくつかの場合には、ＥＰＤモジュールは、ＥＰＤの光学品質の不要な変動または偏移につながり得るキックバック電圧を被り得る。図７は、キックバック効果に起因するＥＰＤの白色状態の偏移を示すプロットを図示し、キックバック効果は、完全な偏光の後、電極が両方とも、媒体上のいかなる画像の消去ももたらし得る接地に接続された（または共通電位にされた）場合、最初に印加された電場に等しいかまたはそれと反対の電場に起因してディスプレイの内相によって経験される効果であり得る。

ここで図７を参照すると、駆動波形または波形シーケンスの終了部が、時間スケールの２７．７付近に存在し、白色状態のＬ＊は、瞬時に約８Ｌ＊減衰する。図７に図示されるものは、厳密には、図５の波形が０Ｖ駆動に変化した時点におけるものである。

代替として、図８および図９に図示されるように、貯蔵コンデンサ（すなわち、Ｃｓｔ９０２）およびＥＰＤ表示媒体層（すなわち、Ｒｅｐｄ９０４）は、別個にバイアスされ得る。例えば、貯蔵コンデンサＣｓｔ９０２は、図４に図示されるＶｃｏｍライン４１０と同様のＶｃｏｍライン（例えば、ＴＦＴＶｃｏｍ９０６）によってバイアスされ得る。一方、表示媒体Ｒｅｐｄ９０４は、上記に述べられるようなＶｃｏｍ平面（例えば、ＦＰＬＶｃｏｍ９０８）によって別個にバイアスおよび制御され得る。さらに、波形駆動シーケンスの終了時において、ゼロボルト駆動の周期の代わりに、関連付けられるＴＦＴのソースおよびゲートが、電力遮断され得る。言い換えると、表示ピクセルは、波形の最後のフレームの電圧に、または実質的に浮動状態（すなわち、ピクセルが、実質的に絶縁されるか、またはいかなる伝導性経路にも接続されていないかのような状態）に保たれ得る。そして、貯蔵コンデンサは、徐々に放電され得る。いくつかの実施形態では、ＦＰＬＶｃｏｍ９０８は、次のフレームにおいて浮動状態に置かれるように構成され得る。いくつかの実施形態では、ピクセルとＶｃｏｍ制御との間にわずかなタイミング差が存在することを確実にするために、ＦＰＬＶｃｏｍ９０８電圧は、波形がピクセルにおいて終了することに先立って、１フレーム分浮動するように設定され得る。いくつかの実施形態では、ＴＦＴＶｃｏｍ９０６電圧は、異なるように制御され、ゼロボルトまたはあるＤＣ電圧のいずれかに設定され、貯蔵コンデンサが適切に充電されることを確実にし得る。いくつかの他の実施形態では、ＴＦＴＶｃｏｍ９０６は、浮動状態になるように構成され得、ＦＰＬＶｃｏｍ９０８は、浮動状態またはゼロボルトバイアスのいずれかであるように構成され得る。

代替として、ＴＦＴＶｃｏｍ９０６およびＦＰＬＶｃｏｍ９０８電圧は、図５に図示される実施形態のように、浮動状態であるように電気的に結合され、プログラムされ得る。

いくつかの実施形態では、本明細書に説明されるような電気光学ディスプレイは、最初に、波形シーケンスをディスプレイの表示ピクセルに印加し、表示ピクセルと関連付けられる貯蔵コンデンサを、ＴＦＴＶ_ｃｏｍ電圧等の第１のバイアス電圧に接続し、駆動シーケンスの完了時に、表示ピクセルにおいて最後のフレーム電圧レベルを維持することによって、駆動され得る。さらに、駆動シーケンスの終了時に、貯蔵コンデンサは、浮動状態に保たれ得、ディスプレイの表示媒体は、浮動状態またはゼロボルトバイアスに保たれ得る。

図８に図示される駆動方法は、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）内のいくつかの波形または全ての波形に適用され得る。例えば、ＬＵＴが、黒色状態と、白色状態と、赤色状態と、黄色状態、したがって、４つの波形を有する場合、設計者が、図８で説明されるシーケンスを起動し得る波形（単数または複数）を選定し得る。また、それらは、ＬＵＴの最後のフレームにおいて終了してもよく、このシーケンスを起動しない他の波形は、ゼロボルトに駆動するために少なくとも１つのフレーム分早く終了することが必要とされる。この駆動シーケンスは、キックバック効果を排除するか、または少なくともそれを低減させ得る。新しいシーケンスの光学トレース線が、図１０に図示される。

Claims

電気光学ディスプレイを駆動するための方法であって、前記電気光学ディスプレイは、少なくとも１つの表示ピクセル電極と第１の共通電極との間に電気的に結合された電気泳動表示媒体を備え、前記少なくとも１つの表示ピクセル電極は、貯蔵コンデンサの第１の端子に結合され、第２の共通電極が前記貯蔵コンデンサの第２の端子に結合され、前記方法は、
前記少なくとも１つの表示ピクセル電極と前記第１の共通電極との間で前記電気泳動表示媒体に駆動電圧を印加するために、波形シーケンスを前記少なくとも１つの表示ピクセル電極に印加し、前記第２の共通電極に印加される第１のバイアス電圧に前記貯蔵コンデンサを接続することと、
前記少なくとも１つの表示ピクセル電極および前記第１の共通電極を浮動状態にすることによって、前記印加された波形シーケンスの完了の後、前記少なくとも１つの表示ピクセル電極において最後のフレーム電圧レベルを維持することと、
前記貯蔵コンデンサを前記第２の共通電極を通して放電することによって、前記少なくとも１つの表示ピクセル電極における前記最後のフレーム電圧レベルを放電することであって、前記第２の共通電極に印加される前記第１のバイアス電圧は、ゼロボルトに設定されている定電圧である、ことと
を含む、方法。
前記少なくとも１つの表示ピクセル電極において前記最後のフレーム電圧レベルを維持することはさらに、前記貯蔵コンデンサにおいて浮動状態を維持することを含む、請求項１に記載の方法。
前記波形シーケンスを前記少なくとも１つの表示ピクセル電極に印加することはさらに、前記前記第１の共通電極を第２のバイアス電圧に接続することを含む、請求項１に記載の方法。
前記第２のバイアス電圧は、定電圧源である、請求項３に記載の方法。
前記少なくとも１つの表示ピクセル電極において前記最後のフレーム電圧レベルを維持することはさらに、前記少なくとも１つの表示ピクセル電極の１フレーム後に前記第１の共通電極を浮動状態にすることを含む、請求項３に記載の方法。
前記少なくとも１つの表示ピクセル電極において前記最後のフレーム電圧レベルを維持することはさらに、前記少なくとも１つの表示ピクセル電極の１フレーム前に前記第１の共通電極を浮動状態にすることを含む、請求項３に記載の方法。