JP7250898B2 - 電気光学ディスプレイおよび駆動方法 - Google Patents

Description

（関連出願への参照）
本願は、２０１８年７月１７日に出願された米国仮出願第６２／６９９，１１７号に関連する。

前述される出願の開示全体は、参照によって本明細書中に援用される。

（本発明の分野）
本明細書中で提示される主題は、電気光学ディスプレイデバイスの駆動方法に関する。

（背景）
カラーディスプレイを達成するために、カラーフィルタがしばしば用いられる。最も一般的な手法は、赤色、緑色およ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／白サブピクセルの上にカラーフィルタを付加することである。赤色が所望されるとき、表示される色が赤のみであるように、緑および青のサブピクセルは黒状態にされる。青色が所望されるとき、表示される色が青のみであるように、緑および赤のサブピクセルは黒状態にされる。緑色が所望されるとき、表示される色が緑のみであるように、赤および青のサブピクセルは、黒状態にされる。黒状態が所望されるとき、３つのサブピクセル全てが黒状態にされる。白状態が所望されるとき、３つのサブピクセルは、それぞれ、赤、緑および青にされ、結果として、白状態が閲覧者によって見られる。

そのような技術の最大の欠点は、サブピクセルの各々が、所望される白状態の約３分の１（１／３）の反射性を有するので、白状態がかなりほの暗いことである。これを埋め合わせるために、黒状態および白状態のみを表示し得る第４のサブピクセルが追加され、それによって、赤色、緑色または青色レベルを犠牲にして、白レベルが倍増する（このとき、各サブピクセルは、ピクセルの領域の４分の１のみである）。より明るい色は、白ピクセルからの光を追加することによって達成され得るが、これは、色域を犠牲にして達成され、色を非常に薄くかつ不飽和であることを引き起こす。同様の結果は、３つのサブピクセルの色飽和を低減させることによって達成され得る。これらの手法によってもなお、白レベルは、通常、白黒ディスプレイの白レベルの半分より実質的に小さいので、非常に読みやすい黒－白の明るさおよびコントラストを必要とするｅ－リーダまたはディスプレイ等のディスプレイデバイスのために、それを受け入れられない選択にする。

（概要）
本明細書中で開示される主題は、少なくとも１タイプのカラー顔料粒子を有する電気泳動材料を備えているディスプレイを駆動する駆動方法に関する。１つのそのような方法は、少なくとも１つのパルス対を印加して、少なくとも１タイプのカラー顔料粒子をリセットすることと、分離パルスを印加することと、第２のパルス対を印加して、少なくとも１タイプのカラー顔料粒子をリセットすることとを含み得る。
本明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
（項目１）
少なくとも１つのタイプのカラー顔料粒子を有する電気泳動材料を備えているディスプレイを駆動する駆動方法であって、前記駆動方法は、
少なくとも１つのパルス対を印加し、前記少なくとも１つのタイプのカラー顔料粒子をリセットすることと、
分離パルスを印加することと、
第２のパルス対を印加し、前記少なくとも１つのタイプのカラー顔料粒子をリセットすることと
を含む、駆動方法。
（項目２）
前記少なくとも１つのパルス対は、正の振幅を有するパルスと、負の振幅を有するパルスとを含む、項目１に記載の駆動方法。
（項目３）
前記正の振幅を有する前記パルスと前記負の振幅を有する前記パルスとは、同一の持続時間を有する、項目２に記載の駆動方法。
（項目４）
前記分離パルスは、前記少なくとも１つのパルス対より長い持続時間を有する、項目１に記載の駆動方法。
（項目５）
前記少なくとも１つのパルス対は、前記第２のパルス対と異なる持続時間を有する、項目１に記載の駆動方法。
（項目６）
前記パルス対は、ＤＣバランスされる、項目１に記載の駆動方法。
（項目７）
前記駆動方法は、ＤＣバランスされる、項目１に記載の駆動方法。
（項目８）
前記分離パルスは、前記負の振幅を有する前記パルスと同一の振幅を有する、項目２に記載の駆動方法。
（項目９）
前記分離パルスは、前記正の振幅を有する前記パルスと同一の振幅を有する、項目２に記載の駆動方法。
（項目１０）
前記分離パルスは、前記負の振幅を有する前記パルスと異なる振幅を有する、項目２に記載の駆動方法。

（図面の簡単な説明）
以下の図を参照して、本出願の種々の側面および実施形態が説明される。図は必ずしも縮尺通りに描かれていないことが認識されるべきである。複数の図に現れる項目は、それらが現れる全ての図において、同一の参照番号で示される。

図１は、本明細書中で提示される主題による電気光学ディスプレイの概略的表現を図示する。

図２は、図１に図示される電気光学ディスプレイを表す等価回路を図示する。

図３は、本明細書中で提示される主題による電気光学ディスプレイの断面図を図示する。

図４は、本明細書中で提示される主題による電気光学ディスプレイを駆動する駆動方法の一実施形態を図示する。

図５は、本明細書中で提示される主題による電気光学ディスプレイを駆動する駆動方法の別の実施形態を図示する。

（詳細な説明）
本発明は、暗モードである電気光学ディスプレイ、特に双安定電気光学ディスプレイを駆動する方法に関し、そのような方法における使用のための装置に関する。より具体的に、この発明は、低減させられた「焼き付き」およびエッジアーティファクト、ならびに、黒い背景に白いテキストを表示するときのそのようなディスプレイにおける低減させられた発光を可能とし得る駆動方法に関する。この発明は、特に、しかし排他的ではなく、粒子ベースの電気光学ディスプレイでの使用を意図しており、粒子ベースの電気光学ディスプレイでは、１つ以上のタイプの荷電粒子が流体中に存在し、それらが電場の影響下で流体を通って移動させられ、ディスプレイの様相を変化させる。

「電気光学」という語は、本明細書中で材料またはディスプレイに適用される場合、少なくとも１つの光学特性の異なる第１および第２のディスプレイ状態を有する材料を指す、画像技術におけるその従来の意味で用いられ、材料は、材料への電場
の印加によってその第１のディスプレイ状態からその第２のディスプレイ状態へと変化させられる。光学特性は、典型的には、人間の目に知覚可能な色であるが、光学特性は、光透過性、反射性、発光、または、マシンリーディング向けのディスプレイの場合、可視範囲外の電磁波長の反射性の変化の意味での偽色等の、別の光学特性であり得る。

「グレー状態」という語は、本明細書中で、ピクセルの２つの極限光学状態の中間の状態を指す、画像化技術におけるその従来の意味で用いられ、これら２つの極限状態間での黒－白遷移を必ずしも示さない。例えば、上記で参照されるＥ Ｉｎｋの特許および公開された出願のいくつかは、極限状態が白および深い青であることにより、中間の「グレー状態」が実際は淡い青であり得る電気泳動ディスプレイを説明する。実際、既に述べられたように、光学状態の変化は、色の変化でないことがある。「黒」および「白」という語は、本明細書中でこれ以降、ディスプレイの２つの極限光学状態を指すために用いられ得、厳密には黒および白でない極限光学状態、例えば前述された白い状態および暗い青の状態を通常含むものとして理解されるべきである。「モノクローム」という語は、本明細書中でこれ以降、介在するグレー状態のないそれらの２つの極限光学状態にピクセルを駆動する駆動スキームを表すためのみに用いられ得る。

以下の議論の多くは、初期グレーレベル（または「グレートーン」）から最終グレーレベル（最終グレーレベルは、初期グレーレベルとは異なることも、異ならないこともある）への遷移を通して電気光学ディスプレイの１つ以上のピクセルを駆動する方法に焦点を当てる。「グレー状態」、「グレーレベル」および「グレートーン」という語は、本明細書中で交換可能に用いられ、極限光学状態および中間グレー状態を含む。現在のシステムにおいてあり得るグレーレベルの数は、典型的には、２－１６であり、それは、ディスプレイドライバのフレームレートおよび温度敏感性によって課される駆動パルスの離散性等の限定に起因する。例えば、１６のグレーレベルを有する白黒ディスプレイでは通常、グレーレベル１は黒であり、グレーレベル１６は白である。しかし、黒のグレーレベルおよび白のグレーレベルの指定は、逆であり得る。本明細書中で、グレートーン１は、黒を指定するために用いられる。グレートーン２は、グレートーンがグレートーン１６（すなわち白）に向かって進行するより薄い色合いの黒である。

「双安定」および「双安定性」という用語は、業界におけるそれらの従来的な意味で本明細書中において用いられ、少なくとも１つの光学特性において異なる第１および第２のディスプレイ状態を有するディスプレイ要素を備えているディスプレイを指し、少なくとも１つの光学特性において異なることによって、有限の持続時間のアドレスパルスによって任意の所与の要素が駆動された後に、その第１または第２のディスプレイ状態のいずれかをとり、アドレスパルスが終了した後に、その状態は、ディスプレイ要素の状態を変化させるために要求されるアドレス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倍の間持続する。グレースケールを可能とするいくつかの粒子ベースの電気泳動ディスプレイは、それらの極端な黒色状態および白色状態だけでなく、それらの中間のグレー状態でも安定することが、米国特許第７，１７０，６７０号に示されており、いくつかの他のタイプの電気光学ディスプレイに同一のことが当てはまる。このタイプのディスプレイは、適切には、双安定よりむしろ「複数安定」と呼ばれるが、便宜上、「双安定」という用語が、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カバーするように本明細書中で用いられ得る。

「インパルス」という語は、本明細書中で、時間についての電圧の積分というその従来の意味で用いられる。しかし、いくつかの双安定電気光学媒質は、電荷変換器としての機能を果たし、そのような媒質では、インパルスの代替の定義、すなわち（印加される電荷合計と等しい）時間にわたる電流の積分が用いられ得る。インパルスの適切な定義は、媒質が電圧―時間インパルス変換器としての機能を果たすか、または電荷インパルス変換器としての機能を果たすかに依存して用いられるべきである。

「波形」という語は、ある特定の初期グレーレベルから特定の最終グレーレベルへの遷移をもたらすために用いられる時間対全体電圧曲線を表すために用いられる。典型的に、そのような波形は、複数の波形要素を備え、これらの要素は基本的には長方形である（すなわち、所与の要素は、ある期間の間、一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」という語は、特定のディスプレイのグレーレベル間の全てのあり得る遷移をもたらすために十分な波形の組を表す。ディスプレイは、２つ以上の駆動スキームを活用し得る。例えば、前述される米国特許第７，０１２，６００号は、駆動スキームが、ディスプレイの温度、またはその寿命中に動作してきた時間等のパラメータに依存して修正される必要があり得、従って、ディスプレイは、異なる温度等で用いられるべき複数の異なる駆動スキームを提供され得ることを教示する。この態様で用いられる駆動スキームの組は、「関連する駆動スキームの組」と称され得る。前述されるＭＥＤＥＯＤ出願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において２つ以上の駆動スキームを同時に用いることも可能であり、この態様で用いられる駆動スキームの組は、「同時駆動スキームの組」と称され得る。

いくつかのタイプの電気光学ディスプレイが公知である。１タイプの電気光学ディスプレイは、例えば米国特許第５，８０８，７８３号、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号で説明されるような、回転式２色部材タイプである（このディスプレイのタイプはしばしば、「回転する２色ボール」ディスプレイと称されるが、上記で述べられる特許のいくつかにおいては、回転する部材は球状ではないので、「回転式２色部材」という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、光学特性を異にする２またはそれより多いセクションおよび内部の双極子を有する数多くの（典型的には球状または柱状の）小さなボディを用いる。これらのボディは、マトリクス内の液体で満たされた液胞内に浮遊させられ、液胞は、ボディが自由に回転するように液体で満たされている。ディスプレイの様相は、液体に電場を印加し、それによってボディを種々の位置へ回転させ、どのボディのセクションが閲覧面を通して見られるかを変化させることにより変化させられる。このタイプの電気光学媒質は典型的に双安定である。

別の電気光学ディスプレイのタイプは、エレクトロクロミック媒質、例えば、少なくとも部分的に半導体金属酸化物から形成される電極と、電極へ取り付けられ裏表の色変化を可能とする複数の染料モジュールとを備えているナノクロミックフィルムの形式のエレクトロクロミック媒質を用いる。例えば、Ｏ’Ｒｅｇａｎ， Ｂ．， ｅｔ ａｌ．， Ｎａｔｕｒｅ， １９９１年，３５３，７３７、および、Ｗｏｏｄ，Ｄ．， Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ， ２００２年３月， １８（３），２４を参照されたい。また、Ｂａｃｈ， Ｕ．， Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ， ２００２年， １４（１１）， ８４５も参照されたい。このタイプ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、第６，８７０，６５７号および第６，９５０，２２０号でも説明される。このタイプの媒質は、典型的に双安定でもある。

別のタイプの電気光学ディスプレイは、Ｐｈｉｌｉｐｓにより開発され、Ｈａｙｅｓ，Ｒ．Ａ．，ｅｔ ａｌ．，「Ｖｉｄｅｏ－Ｓｐｅｅｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｐａｐｅｒ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｗｅｔｔｉｎｇ」， Ｎａｔｕｒｅ， ２００３年， ４２５， ３８３－３８５で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。そのようなエレクトロウェッティングディスプレイは、双安定で作製され得ることが米国特許第７，４２０，５４９号において示される。

長年にわたる熱心な研究および開発の主題であった１タイプの電気光学ディスプレイは、粒子ベースの電気泳動ディスプレイであり、このディスプレイでは、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すると、良い明るさおよびコントラスト、幅広い閲覧角度、状態双安定性、および、低い電力消費という属性を有し得る。それにもかかわらず、これらのディスプレイの長期的な画像の質についての問題がそれらの広範な使用を妨げてきた。例えば、電気泳動ディスプレイを構成する粒子は沈殿する傾向にあり、この傾向は、これらのディスプレイのための不十分な耐用年数となる。

上記で指摘されたように、電気泳動媒質は流体の存在を要求する。ほとんどの先行技術の電気泳動媒質において、この流体は液体であるが、電気泳動媒質は気体の流体を用いて生み出され得る。例えばＫｉｔａｍｕｒａ，Ｔ．， ｅｔ ａｌ．， “Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｔｏｎｅｒ ｍｏｖｅｍｅｎｔ ｆｏｒ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｐａｐｅｒ－ｌｉｋｅ ｄｉｓｐｌａｙ”， ＩＤＷ Ｊａｐａｎ，２００１年，Ｐａｐｅｒ ＨＣＳ１－１、および、Ｙａｍａｇｕｃｈｉ，Ｙ．， ｅｔ ａｌ．， “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７３２１４５９号および第７２３６２９１号も参照されたい。媒質が、粒子の沈殿を許容する向き、例えば媒質が垂直面に配置される標識において用いられるとき、そのような気体ベースの電気泳動媒質は、粒子の沈殿に起因する液体ベースの電気泳動媒質と同一のタイプの問題に影響されやすいと思われる。実際は、液体の粘性と比較して流体を浮遊させる気体のより低い粘性は、電気泳動粒子のより速い沈殿を可能とするため、粒子の沈殿は、液体ベースの電気泳動媒質より気体ベースの電気泳動媒質においてより深刻な問題であるように思われる。

Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＭＩＴ）およびＥ Ｉｎｋ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎへ譲渡されまたはその名における非常に多くの特許および出願は、カプセル化された電気泳動媒質および他の電気光学媒質において用いられる種々のテクノロジを説明する。そのようなカプセル化された媒質は、非常に多くの小さなカプセルを備え、各カプセル自体は、流体媒質内の電気泳動可動粒子を含む内相と、内相を囲むカプセル壁とを備えている。典型的には、２つの電極間に位置付けられる干渉性の層を形成するために、ポリマバインダ内にカプセル自体が保持される。これらの特許および出願において説明されるテクノロジは、
（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号参照）と、
（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号参照）と、
（ｃ）電気光学材料を含む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号および第７，８３９，５６４号参照）と、
（ｄ）バックプレーン、接着剤層および他の補助層、ならびにディスプレイにおいて用いられる方法（例えば、米国特許第７，１１６，３１８号および第７，５３５，６２４号参照）と、
（ｅ）色形成および色調節（例えば、米国特許第７，０７５，５０２号および米国特許出願公報第２００７／０１０９２１９号参照）と、
（ｆ）ディスプレイを駆動する方法（例えば、米国特許第５，９３０，０２６号、第６，４４５，４８９号、第６，５０４，５２４号、第６，５１２，３５４号、第６，５３１，９９７号、第６，７５３，９９９号、第６，８２５，９７０号、第６，９００，８５１号、第６，９９５，５５０号、第７，０１２，６００号、第７，０２３，４２０号、第７，０３４，７８３号、第７，０６１，１６６号、第７，０６１，６６２号、第７，１１６，４６６号、第７，１１９，７７２号、第７，１７７，０６６号、第７，１９３，６２５号、第７，２０２，８４７号、第７，２４２，５１４号、第７，２５９，７４４号、第７，３０４，７８７号、第７，３１２，７９４号、第７，３２７，５１１号、第７，４０８，６９９号、第７，４５３，４４５号、第７，４９２，３３９号、第７，５２８，８２２号、第７，５４５，３５８号、第７，５８３，２５１号、第７，６０２，３７４号、第７，６１２，７６０号、第７，６７９，５９９号、第７，６７９，８１３号、第７，６８３，６０６号、第７，６８８，２９７号、第７，７２９，０３９号、第７，７３３，３１１号、第７，７３３，３３５号、第７，７８７，１６９号、第７，８５９，７４２号、第７，９５２，５５７号、第７，９５６，８４１号、第７，９８２，４７９号、第７，９９９，７８７号、第８，０７７，１４１号、第８，１２５，５０１号、第８，１３９，０５０号、第８，１７４，４９０号、第８，２４３，０１３号、第８，２７４，４７２号、第８，２８９，２５０号、第８，３００，００６号、第８，３０５，３４１号、第８，３１４，７８４号、第８，３７３，６４９号、第８，３８４，６５８号、第８，４５６，４１４号、第８，４６２，１０２号、第８，５３７，１０５号、第８，５５８，７８３号、第８，５５８，７８５号、第８，５５８，７８６号、第８，５５８，８５５号、第８，５７６，１６４号、第８，５７６，２５９号、第８，５９３，３９６号、第８，６０５，０３２号、第８，６４３，５９５号、第８，６６５，２０６号、第８，６８１，１９１号、第８，７３０，１５３号、第８，８１０，５２５号、第８，９２８，５６２号、第８，９２８，６４１号、第８，９７６，４４４号、第９，０１３，３９４号、第９，０１９，１９７号、第９，０１９，１９８号、第９，０１９，３１８号、第９，０８２，３５２号、第９，１７１，５０８号、第９，２１８，７７３号、第９，２２４，３３８号、第９，２２４，３４２号、第９，２２４，３４４号、第９，２３０，４９２号、第９，２５１，７３６号、第９，２６２，９７３号、第９，２６９，３１１号、第９，２９９，２９４号、第９，３７３，２８９号、第９，３９０，０６６号、第９，３９０，６６１号、および第９，４１２，３１４号、ならびに、米国特許出願公報第２００３／０１０２８５８号、第２００４／０２４６５６２号、第２００５／０２５３７７７号、第２００７／００７００３２号、第２００７／００７６２８９号、第２００７／００９１４１８号、第２００７／０１０３４２７号、第２００７／０１７６９１２号、第２００７／０２９６４５２号、第２００８／００２４４２９号、第２００８／００２４４８２号、第２００８／０１３６７７４号、第２００８／０１６９８２１号、第２００８／０２１８４７１号、第２００８／０２９１１２９号、第２００８／０３０３７８０号、第２００９／０１７４６５１号、第２００９／０１９５５６８号、第２００９／０３２２７２１号、第２０１０／０１９４７３３号、第２０１０／０１９４７８９号、第２０１０／０２２０１２１号、第２０１０／０２６５５６１号、第２０１０／０２８３８０４号、第２０１１／００６３３１４号、第２０１１／０１７５８７５号、第２０１１／０１９３８４０号、第２０１１／０１９３８４１号、第２０１１／０１９９６７１号、第２０１１／０２２１７４０号、第２０１２／０００１９５７号、第２０１２／００９８７４０号、第２０１３／００６３３３３号、第２０１３／０１９４２５０号、第２０１３／０２４９７８２号、第２０１３／０３２１２７８号、第２０１４／０００９８１７号、第２０１４／００８５３５５号、第２０１４／０２０４０１２号、第２０１４／０２１８２７７号、第２０１４／０２４０２１０号、第２０１４／０２４０３７３号、第２０１４／０２５３４２５号、第２０１４／０２９２８３０号、第２０１４／０２９３３９８号、第２０１４／０３３３６８５号、第２０１４／０３４０７３４号、第２０１５／００７０７４４号、第２０１５／００９７８７７号、第２０１５／０１０９２８３号、第２０１５／０２１３７４９号、第２０１５／０２１３７６５号、第２０１５／０２２１２５７号、第２０１５／０２６２２５５号、第２０１６／００７１４６５号、第２０１６／００７８８２０号、第２０１６／００９３２５３号、第２０１６／０１４０９１０号、および第２０１６／０１８０７７７号参照）と、
（ｇ）ディスプレイの用途（例えば、米国特許第７，３１２，７８４号および米国特許出願公報第２００６／０２７９５２７号参照）と、
（ｈ）米国特許第６，２４１，９２１号、第６，９５０，２２０号、および第７，４２０，５４９号、ならびに、米国特許出願公報第２００９／００４６０８２号で説明されるような非電気光学ディスプレイとを含む。

上述される特許および出願の多くは、カプセル化された電気泳動媒質内の個別のマイクロカプセルを囲む壁が、連続相によって取り替えられ得、従っていわゆるポリマ分散型電気泳動ディスプレイを生産し、電気泳動媒質は、複数の電気泳動流体の複数の個別の液滴と、ポリマ材料の連続相とを備えていること、および、いずれの個別のカプセル膜も各々の個々の液滴に関連付けられないとしても、そのようなポリマ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、カプセルまたはマイクロカプセルとみなされ得ることを認めている（例えば、上述される米国特許第６，８６６，７６０号参照）。よって、本出願の目的のために、そのようなポリマ分散型電気泳動媒質は、カプセル化された電気泳動媒質の亜種とみなされる。

関連する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、荷電粒子および流体は、マイクロカプセル内にカプセル化されないが、その代わりに、キャリア媒質、典型的にはポリマ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、共にＳｉｐｉｘ Ｉｍａｇｉｎｇ，Ｉｎｃへ譲渡された米国特許第６，６７２，９２１号および第６，７８８，４４９号を参照されたい。

電気泳動媒質はしばしば（例えば多くの電気泳動媒質においては、粒子がディスプレイを通して可視光の透過を実質的に遮蔽するので、）不透明であり、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、１つのディスプレイ状態が実質的に不透明であり１つのディスプレイ状態が透光性であるいわゆる「シャッターモード」で動作するように作製され得る。例えば、米国特許第５，８７２，５５２号、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同様であるが電場の強さの変化に依存する誘電泳動ディスプレイは、同様の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。他の電気光学ディスプレイのタイプもまた、シャッターモードで動作することが可能である。シャッターモードで動作する電気光学媒質は、フルカラーディスプレイのための多層構造において役立ち得る。そのような構造において、ディスプレイの閲覧面に隣接する少なくとも１つの層は、閲覧面からより遠い第２の層を曝露しまたは隠蔽するようにシャッターモードで動作する。

カプセル化された電気泳動ディスプレイは、典型的には、伝統的な電気泳動デバイスのクラスタリングおよび沈殿破壊モードを被らず、多種多様な可撓性かつ硬い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。（「印刷する（ｐｒｉｎｔｉｎｇ）」という語の使用は、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、正逆方向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、ディップコーティング、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加工、静電印刷加工、熱印刷加工、インクジェット印刷加工、電気泳動堆積（米国特許第７，３３９，７１５号を参照されたい）、および他の同様の技術を含むがこれら限定されない印刷およびコーティングの全ての形式を含むように意図される。）従って、結果的にディスプレイは可撓性であり得る。さらに、ディスプレイ媒質が（各種の方法を用いて）印刷され得るので、ディスプレイ自体は安価に作製され得る。

他のタイプの電気光学媒質も、本発明のディスプレイにおいて用いられ得る。

粒子ベースの電気泳動ディスプレイの双安定および複数安定の振る舞いおよび同様の振る舞いを表示する他の電気光学ディスプレイ（本明細書においてこれ以降、そのようなディスプレイは便宜上「インパルス駆動型ディスプレイ」と称され得る）は、従来の液晶（「ＬＣ」）ディスプレイの振る舞いと顕著に対照的である。ねじれネマチック液晶は双安定または複数安定ではないが、電圧変換器として作用することによって、そのようなディスプレイのピクセルへ所与の電場を印加することは、ピクセルにおいて以前に存在したグレーレベルに関係なく、そのピクセルにおいて特定のグレーレベルを生み出す。さらに、ＬＣディスプレイは、（非透光性のまたは「暗い」方から透光性または「明るい」方へ）一方向においてのみ駆動され、より明るい状態からより暗い状態への逆遷移は、電場を低減しまたは取り除くことによってもたらされる。最終的に、ＬＣディスプレイのピクセルのグレーレベルは、電場の極性に対して敏感でなく、その大きさにのみ敏感であり、実際は、技術的理由のため、商業用ＬＣディスプレイは通常、頻繁な間隔で駆動する電場の極性を逆にする。対照的に、双安定電気光学ディスプレイは、第１次近似へのインパルス変換器として作用し、これによってピクセルの最終状態は、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、電場の印加より前のピクセル状態にも依存する。

用いられる電気光学媒質が双安定か否かにかかわらず、高解像度ディスプレイを得るためには、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を受けずにアドレス指定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、トランジスタまたはダイオードなどの非線形要素のアレイに各ピクセルと関連付けられる少なくとも１つの非線形要素を設けて、「アクティブマトリクス」ディスプレイを生み出すことである。１つのピクセルをアドレス指定するアドレス電極またはピクセル電極は、関連付けられた非線形要素を通して適切な電圧源へ接続される。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へ接続される。配置は本質的には任意であり、ピクセル電極はトランジスタのソースへ接続され得るが、以下の説明においてはこの配置が想定される。従来的には、高解像度アレイにおいて、ピクセルは行および列の２次元アレイ中に配列され、これにより、任意の特定のピクセルは、１つの特定の行および１つの特定の列の交差によって一意に画定される。各列内の全てのトランジスタのソースは、単一の列電極へ接続され、各行内の全てのトランジスタのゲートは、単一の行電極へ接続される。また、行へのソースおよび列へのゲートの配置は、従来的であるが本質的に任意であり、所望に逆にされ得る。行電極は行ドライバに接続され、これにより、任意の所与の瞬間に１つの行のみが選択されることを本質的に確実にする。つまり、選択された行内の全てのトランジスタが導電性であることを確実にするように、電圧が選択された行電極へ印加される一方で、他の全ての行における全てのトランジスタが非導電性のままであるように、電圧がこれらの選択されなかった行へ印加される。列電極は列ドライバへ接続され、列ドライバは、選択された行におけるピクセルをそれらの所望の光学状態へ駆動するために選択される種々の列電極電圧上に位置付けられる。（前述された電圧は、従来的には非線形アレイから電気光学媒質の反対側面上に提供され、かつ、ディスプレイ全体にわたって延在する共通の前面電極に関連する。）「ラインアドレス時間」として知られる予め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、列ドライバの電圧は、ディスプレイの次のラインが記されるように充電される。この処理は、ディスプレイ全体が行ごとに記されるように繰り返される。

以下で提示される種々の実施形態は、本明細書中で提示される主題による動作原理を図示するためにマイクロセルを有する電気泳動材料を用いるが、同一の原理は、マイクロカプセル型粒子（例えば顔料粒子）を有する電気泳動材料のために容易に適応させられ得ることが認識されるはずである。マイクロセルを有する電気泳動材料は、本明細書中で図示のために用いられ、限定としての役割を果たすためではない。

図１は、本明細書中で提示される主題による電気光学ディスプレイのディスプレイピクセル１００の概略的モデルを図示する。ピクセル１００は、画像フィルム１１０を含み得る。いくつかの実施形態では、画像フィルム１１０は、電気泳動材料の層であり、双安定性質であり得る。この電気泳動材料は、複数の荷電カラー顔料粒子（例えば、黒、白、または赤）を含み、複数の荷電カラー顔料粒子は、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であり得る。いくつかの実施形態では、画像フィルム１１０は、荷電顔料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、画像フィルム１１０は、カプセル化された電気泳動画像フィルムを含み得るが、これに限定されず、カプセル化された電気泳動画像フィルムは、例えば、荷電顔料粒子を含み得る。以下で提示される駆動方法は、いずれかのタイプの電気泳動材料（例えば、カプセル化されたもの、またはマイクロセルを有するフィルム）のために容易に適応され得る。

いくつかの実施形態では、画像フィルム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、画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、透明で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、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）を含むがこれに限定されない任意の適切な透明材料で形成され得る。背面電極１０４は、前面電極１０２と画像フィルム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（示されず）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、行および列の２次元配列で配列されてマトリクスを形成し得、それによって、どの特定のピクセルも、１つの特定の行および１つの特定の列の交差によって固有に画定される。いくつかの実施形態では、ピクセルのマトリクスは、「アクティブマトリクス」であり得、各ピクセルは、少なくとも１つの非線形回路素子１２０に関連付けられる。非線形回路素子１２０は、バックプレーン電極１０４とアドレス電極１０８との間に結合され得る。いくつかの実施形態では、非線形素子１２０は、ＭＯＳＦＥＴまたは薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を含むがこれに限定されないダイオードおよび／またはトランジスタであり得る。ＭＯＳＦＥＴまたはＴＦＴのドレイン（またはソース）は、バックプレート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（またはドレイン）は、アドレス電極１０８に結合され得、ＭＯＳＦＥＴまたはＴＦＴのゲートは、ＭＯＳＦＥＴまたはＴＦＴの作動および休止を制御するように構成されたドライバ電極１０６に結合され得る。（単純化のために、バックプレート電極１０４に結合されたＭＯＳＦＥＴまたはＴＦＴの端子は、ＭＯＳＦＥＴまたはＴＦＴのドレインと称され、アドレス電極１０８に結合された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、当業者は、いくつかの実施形態において、ＭＯＳＦＥＴまたはＴＦＴのソースとドレインとが、交替させ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、各列内の全てのピクセルのアドレス電極１０８は、同一の列電極に接続され得、各行内の全てのピクセルのドライバ電極１０６は、同一の行電極に接続され得る。行電極は、行ドライバに接続され得、行ドライバは、選択された行（単数または複数）内の全てのピクセル１００の非線形素子１２０を作動させるために十分な電圧を選択された行電極に印加することによって、ピクセルの１つ以上の行を選択し得る。列電極は、列ドライバに接続され得、列ドライバは、ピクセルを所望の光学状態に駆動するために適した電圧を選択された（作動させられた）ピクセルのアドレス電極１０６に与え得る。アドレス電極１０８に印加された電圧は、ピクセルの前面板電極１０２に印加された電圧（およそ０ボルトの電圧）に対応し得る。いくつかの実施形態では、アクティブマトリクス内の全てのピクセルの前面板電極１０２は、共通の電極に結合され得る。

使用中、アクティブマトリクスのピクセル１００は、行ごとに書き込まれ得る。例えば、ピクセルの行は、行ドライバ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、列ドライバによってピクセルに印加され得る。「ラインアドレス時間」として知られる予め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、列ドライバにおける電圧が、ディスプレイの別のラインが書き込まれるように変更され得る。

図２は、本明細書中で提示される主題による前面電極１０２と背面電極１０４との間に配置された電気光学画像層１１０の回路モデルを示す。抵抗２０２およびコンデンサ２０４は、任意の接着剤層を含む電気光学画像層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２１２およびコンデンサ２１４は、積層接着剤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と背面電極１０４との間、例えば、画像層と複層接着剤層との間の界面、および／または複層接着剤層と背面板電極との間の界面等の層間の界面接触領域に生じ得る静電容量を表し得る。ピクセルの画像フィルム１１０を横断する電圧Ｖ_ｉは、ピクセルの残留電圧を含み得る。

図１に示される画像層１１０と同様の例示的画像フィルム３１０（例えば、電気泳動フィルム）の断面図が、図３に図示される。画像フィルム３１０は、電気泳動流体を囲うマイクロセルを含み得る。本明細書中で提示される主題の概略的な動作原理を図示するために、本明細書中でマイクロセルを有する電気泳動材料が用いられ、同一の原理が、カプセルを有する電気泳動フィルムのために動作し得ることが認識されるはずである。図示されるように、画像フィルム３１０は、誘電性溶媒または溶媒混合物内に分散させられた３タイプの顔料粒子を含み得る。図示の容易さのために、３タイプの顔料粒子は、白粒子３１１、黒粒子３１２およびカラー粒子３１３と称され得、カラー粒子は、白でも黒でもない。

しかし、本明細書中で提示される主題の範囲は、３タイプの顔料粒子が視覚的に識別可能な色を有する限り、任意の色の顔料粒子を幅広く含むことが認識されるべきである。従って、３タイプの顔料粒子は、第１タイプの顔料粒子、第２タイプの顔料粒子および第３タイプの顔料粒子とも称され得る。

３粒子システムは、本明細書中で図示される主題の概略的原理に用いられるが、同一の原理は、異なる数の粒子（例えば、４粒子、５粒子、６粒子等）を有するシステムのために容易に適用され得る。

白粒子に関して、それらは、ＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２、ＺｎＯ、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｓｂ_２Ｏ_３、ＢａＳＯ_４、ＰｂＳＯ_４等の無機顔料から形成され得る。黒顔料に関して、それらは、Ｃｌ ｐｉｇｍｅｎｔ ｂｌａｃｋ２６もしくは２８等（例えば、マンガンフェライトブラックスピネル、または銅クロムブラックスピネル）、または、カーボンブラックから形成され得る。

第３タイプの粒子は、赤、緑、青、マゼンタ、シアンまたは黄色等の色であり得る。このタイプの粒子の顔料は、ＣＩ ｐｉｇｍｅｎｔ ＰＲ２５４、ＰＲ１２２、ＰＲ１４９、ＰＧ３６、ＰＧ５８、ＰＧ７、ＰＢ２８、ＰＢ１５：３、ＰＹ１３８、ＰＹ１５０、ＰＹ１５５またはＰＹ２０を含み得るが、これらに限定されない。それらは、色指数ハンドブック「Ｎｅｗ Ｐｉｇｍｅｎｔ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」（ＣＭＣ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ Ｃｏ，Ｌｔｄ，１９８６）および「Ｐｒｉｎｔｉｎｇ Ｉｎｋ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」（ＣＭＣ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ Ｃｏ， Ｌｔｄ，１９８４）で説明される一般的に用いられる有機物顔料である。特定の例は、Ｃｌａｒｉａｎｔ Ｈｏｓｔａｐｅｒｍ Ｒｅｄ Ｄ３Ｇ ７０－ＥＤＳ、Ｈｏｓｔａｐｅｒｍ Ｐｉｎｋ Ｅ－ＥＤＳ、ＰＶ ｆａｓｔ ｒｅｄ Ｄ３Ｇ、Ｈｏｓｔａｐｅｒｍ ｒｅｄ Ｄ３Ｇ ７０、Ｈｏｓｔａｐｅｒｍ Ｂｌｕｅ Ｂ２Ｇ－ＥＤＳ、Ｈｏｓｔａｐｅｒｍ Ｙｅｌｌｏｗ Ｈ４Ｇ－ＥＤＳ、Ｈｏｓｔａｐｅｒｍ Ｇｒｅｅｎ ＧＮＸ、ＢＡＳＦ Ｉｒｇａｚｉｎｅ ｒｅｄ Ｌ ３６３０、Ｃｉｎｑｕａｓｉａ Ｒｅｄ Ｌ ４１００ ＨＤ、およびＩｒｇａｚｉｎ Ｒｅｄ Ｌ ３６６０ ＨＤ、Ｓｕｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ ｂｌｕｅ、ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ ｇｒｅｅｎ、ｄｉａｒｙｌｉｄｅ ｙｅｌｌｏｗ、またはｄｉａｒｙｌｉｄｅ ＡＡＯＴ ｙｅｌｌｏｗを含む。

色に加えて、第１、第２および第３タイプの粒子は、光透過性、反射性、発光、または、マシンリーディング向けのディスプレイの場合、可視範囲外の電磁波長の反射性の変化の意味での偽色等の他の異なる光学特性を有し得る。

３タイプの顔料粒子が分散させられる溶媒は、透明かつ無色であり得る。溶媒は、好ましくは低粘性を有し、高い粒子移動性のために、約２から約３０の範囲の誘電率、好ましくは約２から約１５の範囲の誘電率を有する。好適な誘電性溶媒の例は、アイソパー、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、シリコン流体、芳香族炭化水素（トルエン、キシレン、フェニルキシリルエタン、ドデシルベンゼンまたはアルキルナフタレン等）、ハロゲン化溶媒（ペルフルオロデカリン、ペルフルオロトルエン、ペルフルオロオキシレン、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、ジクロロノナンまたはペンタクロロベンゼン等）、およびペルフルオロ化溶媒（ミネソタ州Ｓｔ．Ｐａｕｌの３Ｍ ＣｏｍｐａｎｙのＦＣ－４３、ＦＣ－７０またはＦＣ－５０６０等）、低分子量ハロゲンを含むポリマ（オレゴン州ＰｏｒｔｌａｎｄのＴＣＩ Ａｍｅｒｉｃａのポリ（ペルフルオロプロピレン酸化物）等）、ポリ（クロロトリフルオロ－エチレン）（ニュージャージー州Ｒｉｖｅｒ ＥｄｇｅのＨａｌｏｃａｒｂｏｎ Ｐｒｏｄｕｃｔ Ｃｏｒｐ．のＨａｌｏｃａｒｂｏｎ Ｏｉｌ等）、ペルフルオロポリアルキルエーテル（ＡｕｓｉｍｏｎｔのＧａｌｄｅｎ、または、デラウェア州のＤｕＰｏｎｔのＫｒｙｔｏｘ Ｏｉｌ ａｎｄ Ｇｒｅａｓｅ Ｋ－Ｆｌｕｉｄ Ｓｅｒｉｅｓ、およびＤｏｗ－ｃｏｒｎｉｎｇのポリジメチルシロキサンベースのシリコーンオイル（ＤＣ－２００）等）等の炭化水素を含む。

本発明のディスプレイ流体を活用するディスプレイ層は、２つの表面を有し、第１の表面３１６は、視認側にあり、第２の表面３１７は、第１の表面３１６の反対側にある。従って、第２の表面は、非閲覧側にある。「閲覧側」という語は、画像が閲覧される側を指す。

ディスプレイ流体は、２表面間に挟まれる。第１の表面３１６の側には、透明な電極層（例えば、ＩＴＯ）でありディスプレイ層の頂部全体にわたって広がる共通電極３１４が存在する。第２の表面３１７の側には、複数のピクセル電極３１５ａを備えている電極層３１５が存在する。

ディスプレイ流体は、ディスプレイセル内に充填される。ディスプレイセルは、ピクセル電極と位置合わせさせられることも、されないこともある。「ディスプレイセル」という語は、電気泳動流体で充填されたマイクロコンテナを指す。「ディスプレイセル」の例は、米国特許第６，９３０，８１８号で説明されるコップ様マイクロセル、および米国特許第５，９３０，０２６号で説明されるマイクロカプセルを含み得る。マイクロコンテナは、任意の形状またはサイズであり得、その全てが本出願の範囲内にある。

ピクセル電極に対応する領域は、ピクセル（またはサブピクセル）と称され得る。ピクセル電極に対応する領域の駆動は、共通電極とピクセル電極との間の電位差（または駆動電圧もしくは電場として知られるもの）を印加することによって有効化される。

ピクセル電極は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）背面板を有するアクティブマトリクス駆動システムであるか、または、電極が所望の機能を果たしさえすれば、他のタイプの電極アドレッシングであり得る。

２つの鉛直破線間の空間は、ピクセル（またはサブピクセル）を表す。簡潔さのために、駆動方法において「ピクセル」が言及されるとき、この語は「サブピクセル」も含む。

いくつかの実施形態では、３タイプの顔料粒子のうちの２つは反対の電荷極性を帯び得、第３タイプの顔料粒子は、わずかに帯電し得る。「わずかに帯電する」または「より低い電荷強度」という語は、より強く帯電した粒子の電荷レベルより約５０％、好ましくは約５％から約３０％小さい粒子の電荷レベルを指すように意図される。一実施形態では、電荷強度は、ゼータ電位の観点から測定され得る。一実施形態では、ゼータ電位は、Ｃｏｌｌｏｉｄａｌ Ｄｙｎａｍｉｃｓ ＡｃｏｕｓｔｏＳｉｚｅｒ ＩＩＭ ｗｉｔｈ ａ ＣＳＰＵ－１００ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ，ＥＳＡ ｆｌｏｗ ｔｈｒｏｕｇｈ ｃｅｌｌ（Ｋ：１２７）によって決定される。試料で用いられる溶媒の密度、溶媒の誘電率、溶媒中の音の速さ、溶媒の粘性等の機器定数は、試験温度（２５度）におけるこれら全ての値が、試験前に入力される。顔料試料は、（通常１２より少ない炭素原子を有する炭化水素流体である）溶媒中で分散させられ、重量の５－１０％の間に希釈される。試料は、電荷制御剤（Ｌｕｂｒｉｚｏｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｂｅｒｋｓｈｉｒｅ Ｈａｔｈａｗａｙ ｃｏｍｐａｎｙから利用可能なＳｏｌｓｐｅｒｓｅ １７０００^Ｒ（「Ｓｏｌｓｐｅｒｓｅ」は登録商標である））も含み、電荷制御剤と粒子との重量比は１：１０である。希釈された試料の質量が決定され、その後、試料は、ゼータ電位の決定のためにフロースルーセル内に入れられる。

例えば、黒粒子が正に帯電し、白粒子が負に帯電する場合、カラー顔料粒子は、わずかに帯電し得る。つまり、この例では、黒粒子および白粒子によって帯びられた電荷レベルは、カラー粒子によって帯びられた電荷レベルより高い。

加えて、わずかな電荷を帯びるカラー粒子は、他の２タイプのより強く帯電した粒子のいずれか１つによって帯びられた電荷極性と同一の電荷極性を有する。

３タイプの顔料粒子のうち、１タイプのわずかに帯電した粒子は、好ましくはより大きいサイズを有し得る。

加えて、本明細書中で提示される主題のコンテキストにおいては、高駆動電圧は、１つの極限色状態から別の極限色状態にピクセルを駆動するために十分な駆動電圧として定義され得る。第１タイプの顔料粒子および第２タイプの顔料粒子がより高く帯電した粒子である場合、高駆動電圧は、第１タイプの顔料粒子の色状態から、第２タイプの顔料粒子の色状態に、またはその逆にピクセルを駆動するために十分な駆動電圧を指す。

実務上、白顔料粒子３１１は、負に帯電し得るのに対し、黒顔料粒子３１２は、正に帯電し、両タイプの顔料粒子は、カラー粒子３１３より小さくあり得る。カラー粒子３１３は、黒粒子と同一の電荷極性を帯び得るが、わずかに帯電している。結果として、黒粒子は、特定の駆動電圧下でカラー粒子３１３より速く移動する。

実務上、３つの色状態の各々の質に影響を及ぼし得るいくつかの問題が生じ得る。問題の１つは、黒状態および白状態の着色である。例えば、カラー粒子が赤である場合、白状態は、白粒子から十分に分離されていない赤粒子から生じる赤の着色（すなわち、高いａ^＊値）を有することを被り得る。白粒子と赤粒子とは、反対の電荷極性を帯び得るが、白状態において閲覧側に示される少量の赤粒子は、閲覧者にとって好ましくない赤の着色を引き起こし得る。黒状態も、赤の着色を被る。黒粒子および赤粒子は、同一の電荷極性を帯びているが、異なるレベルの電荷強度である。より高く帯電している黒粒子は、より低く帯電している赤粒子より速く移動して、赤の着色のない良い黒状態を示すことが期待されるが、実務上、赤の着色は、回避することが難しい。

生じ得る第２の問題は、ゴースト現象であり、ゴースト現象は、異なる色状態から同一の色状態に駆動されるピクセルによって引き起こされ得、以前の状態が異なる色であることにより、結果的な色状態はしばしば、Ｌ^＊における差（すなわち、ΔＬ^＊）および／またはａ^＊における差（すなわち、Δａ^＊）を示す。

一例では、２つの群のピクセルが、同時に黒状態に駆動され得る。白状態から黒状態に駆動される第１群のピクセルは、１５のＬ^＊を示し得、黒状態から最終黒状態に駆動されるもう一方の群のピクセルは、１０のＬ^＊を示し得る。この場合、最終黒状態は５のΔＬ^＊を有する。

３色システムの別の例では、３つの群のピクセルが同時に黒状態に駆動される。赤状態から黒状態に駆動される第１群のピクセルは、１７のＬ^＊および７のａ^＊値（ここで、高いａ^＊値は着色も示す）を示し得る。黒状態から最終黒状態に駆動される第２の群のピクセルは、１０のＬ^＊および１のａ^＊値を示し得る。白状態から最終黒状態に駆動される第３群のピクセルは、１５のＬ^＊および３のａ^＊を示し得る。この場合、最も激しいゴーストは、ΔＬ^＊が７でありΔａ^＊が６であることから生じる。

生じ得る別の問題は、経時的な色の劣化である。例えば、５０回ほどの画像更新後、高抵抗封止材料を有する前面積層ディスプレイは、段階的な色劣化を経験し得る。この劣化は、通常永久的ではないが、それでも非常に反復性が高い。

本明細書中で提示される主題は、上述される問題の全ての改善を提供し得る駆動方法を含む。つまり、本明細書中で提示される駆動方法は、色の純度を向上させ、経時的に発生し得る色劣化を低減させながら、着色（すなわち、黒状態および／または白状態のａ^＊値を低下させること）のみならずゴースト効果（すなわち、ΔＬ^＊およびΔａ^＊を低下させること）も低減させ／除去し得る。

実務上、上述される望ましくない光学的欠陥（例えば、着色、ゴースト、および色劣化）を低減させ、または除去する１つの方法は、所望の色状態にピクセルを駆動する前に粒子を「リセット」または「事前調整」することである。図４および図５は、本明細書中で開示される主題によって「リセット」または「事前調整」を遂行するために用いられ得る駆動方法を図示する。

本明細書中で用いられる「ｍｓｅｃ」という表記は、ミリ秒の略である。

いくつかの実施形態では、粒子のリセットまたは事前調整は、振動波形を含み得、そのような振動波形は、多くのサイクルの間反対の極性を有する対の駆動パルスを繰り返すことを含み得る。例えば、図４に図示されるように、振動波形４００は、２０ｍｓｅｃ間の＋１５Ｖパルスと２０ｍｓｅｃ間の－１５Ｖパルスとを有するパルス対から成り得、そのようなパルス対は、８０回より多く繰り返され得、この振動波形の全体の持続時間は、３２００ｍｓｅｃより長い。

いくつかの実施形態では、振動波形中の駆動パルスの各々は、完全な黒状態から白状態に、またはその逆にディスプレイピクセルを駆動するために要求される駆動時間の半分を超えない間印加され得る。例えば、完全な黒状態から完全な白状態に、またはその逆にピクセルを駆動するために３００ｍｓｅｃ要する場合、振動波形は、正のパルスと負のパルスとから成り得、各々が１５０ｍｓｅｃより長くない間印加される。実務上、これらのパルスは、持続時間においてより短いことが通常好ましい。

いくつかの他の実施形態では、振動波形は、１または複数の分離パルスを含むことが好ましいことがある。つまり、図４に図示されるように＋１５Ｖ／－１５Ｖパルス対を繰り返し継続して印加する代わりに、パルス対をリセットまたは分離するために分離パルスが導入され得る。本明細書中で用いられる場合、「分離パルス」という語は、上記で説明されるパルス対とは異なる一定の電圧振幅および極性を有するパルスを指す。つまり、一定電圧パルスが、繰り返し＋１５Ｖ／－１５Ｖパルス対の間に配置され得、リセットパルスまたは分離パルスの持続時間は、＋１５Ｖ／－１５Ｖパルス対より長いことも、短いこともあり、意図されるディスプレイ用途に依存する。例えば、＋１５Ｖ／－１５Ｖパルス対は、２０ｍｓｅｃ間の＋１５Ｖパルスおよび２０ｍｓｅｃ間の－１５Ｖパルスの合計４０ｍｓｅｃの持続時間から成り得る。分離パルスは、パルス対の２倍もしくは３倍、またはそれより長い持続時間を有し得る。分離パルスの持続時間は、極限光学状態（例えば、完全な黒または完全な白）にディスプレイピクセルを駆動するために十分長くないことが好ましい。図５に示される一実施形態では、複数の＋１５Ｖ／－１５Ｖパルス対を有する振動波形は、群を分離する分離パルスで８群に分割され得る。この実施形態では、振動パルス対は、＋１５Ｖパルスと－１５Ｖパルスとから成る。

いくつかの他の実施形態では、上で説明される信号波形は、均等に間隔を置かれたパルス対の群を有している必要はない。つまり、振動波形内の各パルス対の群は、異なる数のパルス対（例えば、上述される＋１５Ｖ／－１５Ｖパルス対）を含み得る。例えば、１つの群は、２０パルス対を有し得るが、別の群は、３０のそのようなパルス対を有し得る。

さらにいくつかの他の実施形態では、分離パルスは、ディスプレイ性能を最適化する目的で、異なる持続時間を有し得る。例えば、１つの分離パルスは第１の持続時間を有し得るが、同一の振動波形内の別の分離パルスは、第１の持続時間と異なる第２の持続時間を有し得る。さらに、分離パルスは、異なる電圧振幅を有し得る。例えば、第１の分離パルスは、第１の電圧振幅を有し得るが、同一の振動波形内の第２の分離パルスは、第１の振幅と異なる第２の振幅を有し得る。

分離パルスは、図５に図示されるような異なる極性を帯び得ることがさらに認識されるべきである。図５は、負の極性（例えば、マイナス１５ボルト）を有する分離パルス５１０を図示する。分離パルスが正の極性（例えば、プラス１５ボルト）を帯び得ることが十分にあり得ることを留意される必要がある。そして、振動波形内の分離パルスは、別の分離パルスと反対の極性を帯び得ることがさらに留意される必要がある。例えば、第１の分離パルスは、プラス１５ボルトの振幅および極性であり得るのに対し、同一の振動波形内の異なる分離パルスは、マイナス１５ボルトの振幅および極性であり得る。同様に、分離パルスは、別の分離パルスと異なる電圧振幅を有し得る。例えば、１つの分離パルスは、プラス１０ボルトの振幅であり得るのに対し、第２の分離パルスは、１５ボルトの振幅であり得る。

振動パルスの持続時間または長さは、電気泳動材料および／またはディスプレイ自体の物理的属性に依存し得ることも留意されるべきである。例えば、振動パルスの持続時間は、ディスプレイで用いられる封止材料の抵抗に依存して増加または減少し得る。

図４および図５において振動波形が短縮され得る（すなわち、パルスの数は、いくつかの駆動方法における実際の数より少ない）ことがさらに留意される。

振動を用いた「リセット」または「事前調整」が完了した後、３タイプの粒子は、ディスプレイ流体中の混合された状態にあるはずである。続いて、ピクセルはそれから、所望の色状態（例えば、黒、赤または白）に駆動され得る。例えば、正のパルスが、ピクセルを黒に駆動するために印加され得るか、負のパルスが、ピクセルを白に駆動するために印加され得るか、または、より小さい振幅の正のパルスに先行する負のパルスが、ピクセルを赤に駆動するために印加され得る。

本発明の「リセット」または「事前調整」を有する方法と有しない方法とを比較すると、本発明の「リセット」または「事前調整」を有する方法は、同一のレベルの光学性能（ゴーストを含む）を達成することにおいてより短い波形時間というさらなる利点を有する。

実務上、図４および図５に図示される振動波形は、ピクセルが所望の色状態（例えば、赤）に駆動される前、０ボルト駆動の期間が続き得る。

図４および図５に図示されるパルス対は、ＤＣバランスされていること、つまり、正のパルス（例えば、＋１５ボルトパルス）と負のパルス（例えば、－１５ボルトパルス）とが、振幅において等しく、ＤＣバランスされた全体の振動波形をもたらすことが留意されるべきである。そのため、過剰な電荷は、振動波形の印加に起因してディスプレイ媒質（例えば、電気泳動媒質）またはディスプレイ自体に導入されず、それは、ディスプレイ性能の劣化を防ぎ得る。しかし、いくつかの用途では、種々の目的（例えば、よりよい粒子分離）を達成するために、ＤＣバランスされていないパルス対が用いられ得る。例えば、パルス対は、＋１５ボルトの正のパルスと－１０ボルトの負のパルスとから成り得る。そして、図４および図５に提示される主題と同様、そのようなパルス対から成る振動波形は、分離パルスも含み得る。パルス対および振動波形がＤＣバランスされない場合、電荷放電プロセス（例えば、残留電圧放電プロセス）が、更新の終わりに印加され得る。残留電圧および電荷を放電する例示的方法は、米国特許出願第１５／２６６，５５４号でより詳細に議論されており、その全体が本明細書中に援用される。

本発明の範囲から逸脱することなく、上記で説明される本発明の特定の実施形態において、多数の変更および修正がなされ得ることが当業者に明らかであろう。よって、前述の説明の全体は、例示的な意味で解釈されるべきであり、限定的な意味で解釈されるべきではない。

Claims (10)

1. 少なくとも１つのタイプのカラー顔料粒子を有する電気泳動材料を備えているディスプレイを駆動する駆動方法であって、前記駆動方法は、
   少なくとも１つのパルス対を印加し、前記少なくとも１つのタイプのカラー顔料粒子をリセットすることと、
   前記少なくとも１つのパルス対の後に、第１の分離パルスを印加することであって、前記第１の分離パルスは、一定のＤＣ電圧および一定の極性を有する、ことと、
   第２のパルス対を印加し、前記少なくとも１つのタイプのカラー顔料粒子をリセットすることと、
   前記第２のパルス対の後に、第２の分離パルスを印加することであって、前記第２の分離パルスは、前記第１の分離パルスと同一の一定のＤＣ電圧を有し、前記第２の分離パルスは、前記第１の分離パルスと同一の一定の極性を有する、ことと
   を含む、駆動方法。
2. 前記少なくとも１つのパルス対は、正の振幅を有するパルスと、負の振幅を有するパルスとを含む、請求項１に記載の駆動方法。
3. 前記正の振幅を有する前記パルスと前記負の振幅を有する前記パルスとは、同一の持続時間を有する、請求項２に記載の駆動方法。
4. 前記第１の分離パルスは、前記少なくとも１つのパルス対より長い持続時間を有する、請求項１に記載の駆動方法。
5. 前記少なくとも１つのパルス対は、前記第２のパルス対と異なる持続時間を有する、請求項１に記載の駆動方法。
6. 前記少なくとも１つのパルス対は、ＤＣバランスされる、請求項１に記載の駆動方法。
7. 前記駆動方法は、ＤＣバランスされる、請求項１に記載の駆動方法。
8. 前記第１の分離パルスは、前記負の振幅を有する前記パルスと同一の振幅を有する、請求項２に記載の駆動方法。
9. 前記第１の分離パルスは、前記正の振幅を有する前記パルスと同一の振幅を有する、請求項２に記載の駆動方法。
10. 前記第１の分離パルスは、前記負の振幅を有する前記パルスと異なる振幅を有する、請求項２に記載の駆動方法。

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