JP2007507727A

JP2007507727A - 適切な階調及び自然な画像更新を伴う双安定ディスプレイ

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Publication number: JP2007507727A
Application number: JP2006527557A
Authority: JP
Inventors: ジョウ，グオフゥ; アイレネイ，ネキュライ; ティージョンソン，マーク; ファンデカーメル，ヤン
Original assignee: Koninklijke Philips NV; Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2003-09-29
Filing date: 2004-09-24
Publication date: 2007-03-29
Also published as: US20070052667A1; TW200521600A; CN1860514A; WO2005031689A1; EP1671307A1; KR20060088882A

Abstract

第１シェーキングパルス（Ｓ１）を電気泳動ディスプレイに印加し、リセットパルスの第１部分（Ｒ１）を第１シェーキングパルス（Ｓ１）に続いてそのディスプレイに印加し、第２シェーキングパルス（Ｓ２）を第１部分（Ｒ１）に続いてそのディスプレイに印加し、そしてリセットパルスの第２部分（Ｒ２）を第２シェーキングパルス（Ｓ２）に続いてそのディスプレイに印加することにより、電気泳動ディスプレイを用いる電子読書装置のような双安定電子読書装置において画像（３１０）を更新するとき、より自然な画像更新を伴って適切な階調が得られる。第１部分は標準リセット持続時間を有することが可能である一方、第２部分はオーバーリセット持続時間を有することが可能である。視覚的にショックな影響は、全体のリセットパルスの後にシェーキングパルスを印加することにより回避される。

Description

本発明は、一般に、電子ブック及び電子新聞等の電子読書装置に関し、特に、シェーキングパルスを有する駆動波形を用いて、改善された画像品質を有する画像を更新するための方法及び装置に関する。

近年の技術の進歩は、多くの可能性を開く電子ブックのような“ユーザフレンドリな”電子読書装置を提供している。例えば、電気泳動ディスプレイは非常に期待できるものである。そのようなディスプレイは、固有のメモリ挙動を有し、電力消費を伴わずに比較的長時間、画像を保つことができる。表示がリフレッシュされる又は新しい情報と共に更新されるときにのみ、電力が消費される。それ故、そのようなディスプレイにおける電力消費は、非常に小さく、電子ブック及び電子新聞のような携帯型電子読書装置の用途に対して適切である。電気泳動とは適用される電界の下での帯電粒子の移動のことをいう。液体中で電気泳動が起こるとき、粒子は、その粒子による粘性抵抗、それらの電荷（永久又は誘導）、液体の誘電特性及び印加される電界強度により主に決定される粘度を伴って移動する。電気泳動ディスプレイは一種の双安定ディスプレイであり、画像更新の後に電力消費を伴わずに画像を実質的に維持するディスプレイである。

例えば、１９９９年４月９日に公開された、ＥＩｎｋ社（米国マサチューセッツ州ケンブリッジ市）による“ＦｕｌｌＣｏｌｏｒＲｅｌｅｃｔｉｖｅＤｉｓｐｌａｙＷＩｔｈＭｕｌｔｉｃｈｒｏｍａｔｉｃＳｕｂ−Ｐｉｘｅｌｓ”と題された国際公開第９９／５３３７３号パンフレットにおいて、２つの基板を有する電子インクディスプレイについて記載されている。一の基板は透明であり、他の基板は行列状に配置された電極を備えている。表示要素又は画素は行電極及び列電極の交差部分に関連付けられる。表示要素は薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いて列電極に結合され、そのＴＦＴのゲートは行電極に結合されている。このような表示要素、ＴＦＴ並びに行及び列電極の配置は共に、アクティブマトリクスを構成する。更に、ディスプレイ要素は画素電極を有する。行ドライバは表示要素の行を選択し、列又はソースドライバは、列電極及びＴＦＴを介して選択された表示要素の行にデータ信号を供給する。データ信号は、表示されるべきテキスト又は図等のグラフィックデータに対応している。

電子インクは、透明基板において共通電極と画素電極との間に備えられている。電子インクは、直径約１０乃至５０μｍの複数のマイクロカプセルを有する。一方法においては、各々のマイクロカプセルは、液体担持媒体又は流体中に懸濁された正に帯電した白色粒子と負に帯電した黒色粒子とを有する。正電圧が画素電極に印加されるとき、白色粒子は透明基板の方に方向付けられたマイクロカプセルの側に移動し、ビューアは白色表示要素を見ることとなる。同時に、黒色粒子はマイクロカプセルの反対側の画素電極に移動し、ここで、それらはビューアからは隠されているために見えない。画素電極に負電圧を印加することにより、黒色粒子は透明基板の方に方向付けられたマイクロカプセルの側の共通電極の方に移動し、表示要素はビューアにとって暗くなる。同時に、白色粒子はマイクロカプセルの反対側の画素電極の方に移動し、ここで、それらからは隠されているためにビューアには見えない。電圧が除去されるとき、ディスプレイ装置は、得られた状態のまま維持され、それ故、双安定特性を示す。他の方法においては、粒子は着色液体中に備えられる。例えば、黒色粒子は白色液体中に備えられることが可能であり、又は、白色粒子は黒色液体中に備えられることが可能である。又は、他の着色粒子が異なる色に着色された液体中に備えられることが可能である（例えば、緑色の液体中の白色粒子等）。

空気のような他の流体を又、帯電した黒色粒子及び白色粒子が電界において動き回る媒体において用いることが可能である（例えば、文献、ＢｒｉｄｇｅｓｔｏｎｅＳＩＤ２００３−ＳｙｍｐｏｓｉｕｍｏｎＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＤｉｓｐｌａｙｓ．Ｍａｙ１８−２３，２００３，−ｄｉｇｅｓｔ２０．３参照）。着色粒子を又、用いることが可能である。

電子ディスプレイを構成するために、電子インクは、回路構成の層に対してラミネートされるプラスチックフィルムのシートに印刷されることが可能である。その回路構成は、ディスプレイドライバにより制御される画素のパターンを構成する。マイクロカプセルは液体担体媒体中に懸濁されているため、事実上、ガラス、プラスチック、繊維及び紙の何れの表面に既存のスクリーン印刷方法を用いて印刷されることが可能である。更に、フレキシブルなシートは、従来の本の外観に類似する電子読書装置のデザインを可能にする。
国際公開第９９／５３３７３号パンフレットＢｒｉｄｇｅｓｔｏｎｅＳＩＤ２００３−ＳｙｍｐｏｓｉｕｍｏｎＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＤｉｓｐｌａｙｓ．Ｍａｙ１８−２３，２００３，−ｄｉｇｅｓｔ２０．３

特に、本発明の特定の特徴において、双安定ディスプレイにおける画像を更新するための方法は、双安定ディスプレイに少なくとも第１シェーキングパルスを印加する段階と、その少なくとも第１シェーキングパルスに後続する双安定ディスプレイの少なくとも一部にリセットパルスの第１部分を印加する段階と、リセットパルスの第１部分に後続する双安定ディスプレイの少なくとも一部に少なくとも第２シェーキングパルスを印加する段階と、その少なくとも第２シェーキングパルスに後続する双安定ディスプレイの少なくとも一部にリセットパルスの第２部分を印加する段階と、所望の中間の光学状態にディスプレイをもたらすように駆動パルスを最終的に印加する段階とを有する。

関連する電子読書装置及びプログラム記憶装置を共に提供する。

欧州特許第０３１００１３３．２号明細書として出願された、予備公開されていない特許出願において、ピクチャ品質が駆動パルスの前に印加されるリセットパルスの持続時間を延ばすことにより更に改善されることについて記載されている。特に、オーバーリセットパルスがリセットパルスに追加され、ここで、オーバーリセットパルス及びリセットパルスは共に、画素を２つの限界光学状態の一にするために必要なエネルギーより大きいエネルギーを有する。オーバーリセットパルスの持続時間は必要とされる光学状態の遷移に依存する。明示的に記載されていない場合、簡単化のために、用語“リセットパルス”は、本発明に従って、オーバーリセットパルスを伴わないリセットパルス又はリセットパルス及びオーバーリセットパルスの組み合わせの両方を網羅するものである。リセットパルスを用いることにより、画素は、駆動パルスが表示されるべき画像に従って画素の光学状態を変化させる前に、画素は先ず、２つの適切に規定された限界状態の一にされる。このことは、階調の正確度を改善する。例えば、黒色粒子及び白色粒子が用いられる場合、２つの限界光学状態は黒色及び白色である。限界状態の黒色においては、黒色粒子は透明基板の近傍の位置にあり、そして、限界状態の白色においては、白色粒子は透明基板の近傍の位置にある。

シェーキングパルスは、極端位置の一にある粒子を開放するに十分なエネルギーを有する電圧レベルを有するが、それらの粒子が極端位置の他の一に達するには不十分である電圧パルスとして定義される。シェーキングパルスは、リセットパルス又は駆動パルスが即座の効果を有するように粒子の移動度を増加させる。シェーキングパルスが２つ以上のプリセットパルスを有する場合、各々のプリセットパルスはシェーキングパルスのレベルの持続時間を有する。例えば、シェーキングパルスが高いレベル、低いレベル及び高いレベルを連続して有する場合、このようなシェーキングパルスは３つのプリセットパルスを有する。シェーキングパルスが単一レベルを有する場合、１つのプリセットパルスのみが存在する。画素の画像履歴の影響は、単一のシェーキングパルス又は一連のシェーキングパルスを用いることにより著しく低減され、画像品質の改善に繋がる。

全ての図において、対応する構成部分は同じ参照番号で示されている。

図１及び２は、第１基板８、対向している第２基板９及び複数のピクチャ要素２を有する電子読書装置のディスプレイパネル１の一部の実施形態を示している。ピクチャ要素２は二次元構造において実質的に直線に沿って配列されることが可能である。ピクチャ要素２は、明確にするために互いに離れているように示されているが、実際には、ピクチャ要素２は、連続した画像を構成するように互いに非常に近接している。更には、フルディスプレイスクリーンの一部のみを示している。ピクチャ要素の他の構成、例えば、ハニカム構成が可能である。帯電粒子６を有する電気泳動媒体５は基板８及び９の間に存在する。第１電極３及び第２電極４は各々のピクチャ要素２に関連付けられている。電極３及び４は電位差を受けることが可能である。図２においては、各々のピクチャ要素に対して、第１基板は第１電極３を有し、第２基板９は第２電極４を有する。帯電粒子６は、電極３及び４の近傍又はそれらの中間の位置を占めることが可能である。各々のピクチャ要素２は、電極３及び４の間の帯電粒子６の位置により決定される外観を有する。電気泳動媒体５自体については、米国特許第５，９６１，８０４号明細書、米国特許第６，１２０，８３９号明細書及び米国特許第６，１３０，７７４号明細書に記載されていて、ＥＩｎｋ社製のものが入手可能である。

例として、電気泳動媒体５は、白色流体中に負に帯電した黒色粒子６を有することが可能である。それらの帯電粒子６が、例えば、＋１５Ｖの電位差により第１電極３の近傍にあるとき、ピクチャ要素２の外観は白色である。それらの帯電した粒子６が、例えば、−１５Ｖの逆の極性の電位差により第２電極４の近傍にあるとき、ピクチャ要素２の外観は黒色である。帯電粒子６が電極３及び４の間にあるとき、ピクチャ要素は黒色と白色との間の階調のような中間の外観を有する。駆動制御部１００は、フルディスプレイスクリーンにおいて、所望のピクチャ、例えば、画像及び／又はテキストを生成するように各々のピクチャ要素２の電位差を制御する。フルディスプレイスクリーンはディスプレイにおける画素に対応する多くのピクチャ要素を有する。

図３は、電子読書装置の概要を示している。電子読書装置３００はアドレス回路１０５を有する制御部１００を有する。制御部１００は、所望のテキスト又は画像が表示されるように、１つ又はそれ以上のディスプレイスクリーン３１０、例えば、電気泳動スクリーンを制御する。例えば、制御部１００はディスプレイスクリーン３１０における異なる画素に電圧波形を供給することが可能である。アドレス回路３０５は、所望の画像又はテキストが表示されるように、特定の画素、例えば、行及び列をアドレス指定するための情報を与える。下で更に説明するように、制御部１００は、異なる行及び／又は列から開始して、連続的にページが表示されるようにする。画像又はテキストデータはメモリ３２０に記憶される。１つの例はＰｈｉｌｉｐｓＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ社製のＳＦＦＯ（ｓｍａｌｌｆｏｒｍｆａｃｔｏｒｏｐｔｉｃａｌ）ディスクシステムである。制御部１００は、次ページコマンド又は前ページコマンドのようなユーザコマンドを開始するユーザ活性化ソフトウェア又はハードウェアボタン３２２に対して責任を負うことが可能である。

制御部１００は、ここで説明する機能性を達成するように、例えば、ソフトウェア、ファームウェア、マイクロコード等のコンピュータコード装置の何れのタイプを実行するコンピュータの一部であることが可能である。更に、メモリ１２０は、例えば、ここで説明する機能性を達成する方法を実行するために制御部１００又はコンピュータ等の機器により実行可能な指令のプログラムを具体的に実施するプログラム記憶装置である。そのようなプログラム記憶装置は、当業者にとって明らかな方式で備えられることが可能である。

従って、そのようなコンピュータコード装置を有するコンピュータプログラムプロダクトは、当業者にとって明らかな方式で備えられることが可能である。制御部１００は、例えば、全てのｘページが表示された後、ｙ分毎例えば１０分毎に、電子読書装置が最初にオンにされたとき、及び／又は輝度が例えば３％反射の値より大きいとき、電子ブックの表示領域の強制的リセットを予め行うためのロジックを有することが可能である。自動的なリセットのために、許容可能な画像品質をもたらす最低周波数に基づいて、許容可能な周波数が経験的に決定される。又、例えば、ユーザが電子読書装置を読み始めるとき、又は、画像品質が許容できないレベルに低下したとき、機能ボタン又は他のインタフェース装置によりユーザが手動でリセットをすることが開始することができる。

本発明は、何れのタイプの電子読書装置に適用することが可能である。図４は、２つの別個のディスプレイスクリーンを有する電子読書装置４００の１つの可能な例を示している。特に、第１ディスプレイ領域４４２は第１スクリーン４４０に備えられ、第２ディスプレイ領域４５２は第２スクリーン４５０に備えられている。それらのスクリーン４４０及び４５０は、スクリーンが互いに対して折り畳まれることを可能にし、又は平らなところで開いて位置付けられることを可能にするバインディング４４５により接続されることが可能である。このような構成は、従来の本を読む状況に非常に近いために好ましい。

種々のユーザインタフェース装置は、ユーザがページ前進コマンド、ページ後退コマンド等を開始することを可能にするように備えられることが可能である。例えば、第１領域４４２は、電子読書装置のページ間をナビゲートするために、マウス又は他のポインティング装置、タッチ活性化部、ＰＤＡペン若しくは他の既知の技術を用いて活性化することができるオンスクリーンボタン４２４を有することが可能である。ページ前進コマンド及びページ後退コマンドに加えて、同じページを上下にスクロールするように能力を備えることが可能である。ユーザがページ前進コマンド及びページ後退コマンドを与えることを可能にするように、代替として又は追加としてハードウェアボタン４２２を備えることが可能である。第２領域４５２は又、オンスクリーンボタン４１４及び／又はハードウェアボタン４１２を有することが可能である。第１及び第２ディスプレイ領域４４２、４５２の周囲のフレーム４０５は、ディスプレイ領域がフレームレスであるために必要ないことに留意されたい。他のインタフェース、例えば、音声コマンドインタフェースを同様に用いること可能である。ボタン４１２、４１４、４２２、４２４は両方のディスプレイ領域に対して必要ないことに留意されたい。即ち、ページ前進ボタン及びページ後退ボタンの１組を備えることが可能である。又は、単一のボタン又は他の装置、例えば、ロッカースイッチを、ページ前進コマンド及びページ後退コマンドの両方を与えるために作動させることが可能である。機能ボタン又は他のインタフェース装置を又、ユーザがリセットを手動で開始することが可能であるように備えることが可能である。

他の可能な設計においては、電子ブックは、一度に１ページを表示する単一のディスプレイ領域を有する単一ディスプレイスクリーンを有する。又は、単一のディスプレイスクリーンは、例えば、水平方向又は垂直方向に配置された２つ又はそれ以上のディスプレイ領域に分割されることが可能である。何れの場合、本発明は、画像残像の影響を低減するため及び画像更新の円滑さを改善するために各々の表示領域により用いられる。

更に、複数の表示領域が用いられる場合、何れの所望の順序で連続してページを表示することができる。例えば、図４においては、第１ページがディスプレイ領域４４２に表示されている一方、第２ページはディスプレイ領域４５２に表示されている。ユーザが次のページを見ることを要求するとき、第３ページが第１ページに置き換えられて第１ディスプレイ領域４４２に表示される一方、第２ページは第２ディスプレイ領域４５２に表示されたまま保たれることが可能である。同様に、第４ページが第２ディスプレイ領域４５２に表示される等などが可能である。他の方法においては、ユーザが次ページを見ることを要求するとき、第３ページが第１ページと置き換わって第１ディスプレイ領域４４２に表示され、第４ページが第２ページと置き換わって第２ディスプレイ領域４５２に表示されるように、両方のディスプレイ領域が更新される。単一のディスプレイ領域が用いられるとき、第１ページが表示され、次いで、第２ページは第１ページに上書きされる、等が可能である。その処理はページ後退コマンドに対しては逆に機能することが可能である。更に、その処理は、ヘブライ語のような右から左に読まれる言語、及び行ではなく列においてテキストが読まれる中国語のような言語に対して同様に適用可能である。

更に、全体のページは表示領域に表示される必要はない。ページの一部が表示され、そのページの他の一部を読むように、ユーザが上方に、下方に、左方に又は右方にスクロールすることを可能にするようにスクロール能力が備えられることが可能である。ユーザがテキスト又は画像のサイズを変えることが可能であるように、拡大及び縮小能力が備えられることが可能である。これは、例えば、視力が低下しているユーザにとって好ましいことである。

階調の適切さ及び画像更新の円滑さの改善の検討
電気泳動ディスプレイのような双安定ディスプレイの研究開発における主な課題の１つは適切な階調を達成することであり、その階調は、一般に、特定の時間の期間、電圧パルスを印加することにより生成される。電気泳動ディスプレイの階調の適切さは、画像履歴、滞留時間、温度、湿度、電気泳動フォイルの横方向不均一性等の因子に強く依存する。適切な階調はレール安定化方法を用いて達成され、それは、階調が基準の黒色状態又は基準の白色状態（２つのレール又は極端階調レベル）から常に達成されることを意味する。特に、現階調レベルはリセットパルスを用いてレールの１つに対して駆動され、続く駆動パルスは所望の新しい階調に双安定ディスプレイにおける画素を駆動する。１つ又はそれ以上の画素は双安定ディスプレイの一部を構成するとみなされる。

欧州特許第０２０７７０１７．８号明細書及び欧州特許第０３１００１３３．２号明細書として出願された、予備公開されていない特許出願において、画像残像がプリセットパルス（又、シェーキングパルスと呼ばれる）により最小化されることができることについて記載されている。好適には、シェーキングパルスは一連の交流パルスを有する。しかしながら、シェーキングパルスは単一のプリセットパルスのみを有することが可能である。予備公開された出願特許において、駆動パルスの直前か又はリセットパルスの直前のどちらかにおいてシェーキングパルスを用いることが記載されている。上記した欧州特許第０３１００１３３．２号明細書として出願された、予備公開されていない特許出願において、ピクチャ品質は、リセットパルスにオーバーリセットパルスを付加することにより駆動パルスの前に印加されるリセットパルスの持続時間を延ばすことにより改善されることについて更に記載されている。駆動パルスは、２つの限界光学状態の間にあることが可能である所望のレベルに画素の光学状態を変えるためのエネルギーを有する。又、駆動パルスの持続時間は必要とされる光学状態の遷移に依存する。

予備公開されていない欧州特許第０３１００１３３．２号明細書において、実施例においてシェーキングパルスがリセットパルスに先行することが記載されている。シェーキングパルスの各々のレベル（１つのプリセットパルス）は、極端位置の一にある粒子を開放するに十分であるが、粒子が極端位置の他の一に達するには不十分なエネルギー（又は、電圧レベルが固定されている場合の持続時間）を有する。シェーキングパルスは、リセットパルスが即座の効果を有するように粒子の移動度を増加させる。シェーキングパルスが２つ以上のプリセットパルスを有する場合、各々のプリセットパルスはシェーキングパルスのレベルの持続時間を有する。例えば、シェーキングパルスが高いレベル、低いレベル及び高いレベルを連続して有する場合、このようなシェーキングパルスは３つのプリセットパルスを有する。シェーキングパルスが単一レベルを有する場合、１つのプリセットパルスのみが存在する。

画像更新期間中に画素に供給される必要がある完全な電圧波形は駆動電圧波形と呼ばれる。駆動電圧波形は画素の異なる光学的遷移に対して、通常、異なる。

オーバーリセットパルスを用いる駆動技術は、電気泳動ディスプレイを駆動するために最も有望であると認識されたものである。オーバーリセットパルスは、現カラー状態から極端カラー状態に双安定ディスプレイの粒子を移動させるに十分である以上の持続時間を有するリセットパルスである。オーバーリセットは画像品質を改善することができる。

パルスシーケンス又は波形を、完全なデータ依存性の波形を用いてディスプレイにおける個々の画素に印加することができることに留意されたい。この場合、シェーキングパルスは個々の波形の一部であり、そして各々の波形において自由に位置付けられ／タイミング調節されることができる。又は、パルスシーケンスは、シェーキングパルスのようなデータ非依存性部分を有する波形を用いてディスプレイにおける画素全部に印加されることができる。この場合、シェーキングパルスは、個々の画素に表示されるようになっている画像データに依存しない画像更新期間の間の同じ瞬間に全体のディスプレイ又は全体のサブディスプレイの画素全てに印加される。ライン／行の群が同時にアドレス指定されるとき、それらのアライメントされたシェーキングパルスはより短いフレーム時間を有することが可能であり、そのようなシェーキングパルスは“ハードウェア”シェーキングパルスと呼ばれる。本発明は上記の場合の全てにおいて用いられる。

この技術については、薄い灰色（Ｇ２）又は白色（Ｗ）から濃い灰色（Ｇ１）（波形５００）への及び濃い灰色（Ｇ１）又は黒色（Ｂ）から濃い灰色（Ｇ１）（波形５２０）への画像遷移について図５に示されている。全画像更新時間は矢印５０５で示されている。パルスシーケンスは４つの部分であって、第１シェーキングパルス（Ｓ１）、リセットパルス（Ｒ）、第２シェーキングパルス（Ｓ２）及び階調駆動パルス（Ｄ）の４つの部分を有することが可能である。Ｇ１状態からＷ、Ｇ２、Ｇ１及びＢへの遷移は、ディスプレイをリセットするために設定される２つのタイプのパルスシーケンスを用いて実現される。特に、長いシーケンスがＧ２又はＷからＧ１への遷移に対して用いられ、そして短いシーケンスがＧ１又はＢからＧ１への遷移に対して用いられる。長いシーケンスとは、短いシーケンスにおいて濃い色Ｇ１及びＢから濃い色Ｇ１に遷移する粒子に比べて、薄い色Ｇ２及びＷから濃い色Ｇ１に遷移するとき、双安定ディスプレイにおける粒子が相対的に長い距離を移動する必要があることをいう。短いリセット持続時間は短いシーケンスに対して用いられる。

この方法の不利点は、中間画像（例えば、リセット状態）の生成とディスプレイへの階調の導入との間の長い減衰である。その減衰は、連続するリセットパルス及び第２シェーキングパルス（Ｓ２）の持続時間からもたらされる。画像品質を保証するために、オーバーリセットパルスが、通常、リセットパルスに付加され、ここで、オーバーリセットパルス及びリセットパルスは共に、画素を２つの限界光学状態の一にするために必要なエネルギーより大きいエネルギーを有する。オーバーリセットパルスの持続時間は必要な光学状態の遷移に依存する。リセットパルスを用いることにより、駆動パルスが表示されるべき画像に従って画素の光学状態を変える前に、画素は、最初に、２つの適切に規定された限界状態の一にされる。オーバーリセットパルスを付加することにより、基準の中間状態が適切に規定され、所望の階調の正確度が改善されることが確実になる。しかしながら、このようなオーバーリセットパルスは何れの視覚的光学変化を含まない。又、シェーキングパルスは何れの視覚的光学変化を含まない。オーバーリセットは、シェーキングパルスと共に、ユーザにより視覚的光学変化が観測されない長いデッド期間をもたらす。その減衰は、ユーザにとって受け入れられない視覚的な階調の突然の導入（例えば、ショックの影響）をもたらす。特に、シェーキングパルスが、更新効率を改善するように非常に所望される波形全てにおいて同時に同調されるとき、このショックの影響は更に重大になる。ショック／突発的な影響は、オーバーリセット部分が又波形全てに同時に同調されるとき、更に大きくなる。

本発明においては、改善されたレール安定化波形が少なくとも２ビット階調を有する電気泳動ディスプレイに対して提案される。２ビット階調は４つの階調であって、即ち、黒色（Ｂ）、濃い灰色（Ｇ１）、薄い灰色（Ｇ２）及び白色（Ｗ）を有する。本発明の一特徴においては、シェーキングパルスの第２集合が、画像更新シーケンスに依存しないで、全体のリセットパルスが終了する十分前に印加される。このようにして、より自然な画像更新を伴って適切な階調が得られる。リセットパルスはオーバーリセット部分により後続される標準的なリセット部分を含む。その標準的リセット部分は、現位置から極端位置、例えば、黒色又は白色レール位置の一に双安定ディスプレイ内の粒子を駆動するに十分である持続時間を有する。オーバーリセット部分は輝度における変化をもたらさないが、画像残像を低減し、階調の正確度を増加させるために必要である。長いシーケンスにおいてオーバーリセット部分によりもたらされる減衰時間は、より短いシーケンスにおける連続的輝度変化により部分的に補償される。最も重大な状態を示すために、本発明は、第２シェーキングパルスにより引き起こされる減衰はデータ依存性であり、画素における光学的変化が生じない期間が長過ぎるときに大きいショックの影響がもたらされる課題に対処する。

図６は、リセットパルスの第１部分と第２部分との間において双安定ディスプレイに第２シェーキングパルスが印加される波形を示している。全画像更新時間は矢印６０５により示されている。特に、図６の波形６００は、リセットパルスの第１部分（Ｒ１）の後及びリセットパルスの第２部分（Ｒ２）の前に第２シェーキングパルス（Ｓ２）を与えることにより、図５の波形のショックの影響の問題を克服する。波形６００及び６２０が、少なくとも２ビット階調を有するディスプレイに対して与えられる。波形６２０においては、第２シェーキングパルス（Ｓ２）が、短いシーケンスにおけるリセットパルス（Ｒ）の開始の直前に位置付けられている。波形６００及び６２０における第２シェーキングパルス（Ｓ２）の終了点は時間同調されていることに留意されたい。換言すれば、波形６００における第２リセット部分（Ｒ２）の開始点と波形６２０におけるリセットパルス（Ｒ）の開始点は時間同調されている。通常、画像更新のために長いシーケンスを必要とする画素について、輝度は全体のリセットパルスの約半分が終了する後に変化が止まり、より短い画像更新時間を必要とする画素はすぐにオンに切り換えられる。ショックの影響を分散させ、スムーズなピクチャを得るために、第２シェーキングパルス（Ｓ２）が短いシーケンスにおけるリセットパルス（Ｒ）の開始の前に位置付けられている。このようにして、階調の正確度が又、改善される。第２シェーキングパルス（Ｓ２）は、殆どの場合、データに依存せず、そのことは、同じシェーキングパルスを双安定ディスプレイにおける画素全てに印加することができることを意味する。

図７は、リセットパルスの第１部分と第２部分との間において双安定ディスプレイに第２シェーキングパルスが印加される波形であって、短い色遷移を有する波形を示している。全画像更新時間は矢印７０５で示されている。パルス幅変調駆動が用いられている。特に、波形７００について、第２シェーキングパルス（Ｓ２）が第１リセット部分（Ｒ１）と第２リセット部分（Ｒ２）との間に印加される。波形７２０においては、第２シェーキングパルス（Ｓ２）は、短いシーケンスのためのリセットパルスの第１部分（Ｒ１）の後に位置付けられている。又、波形７００及び７２０における第２シェーキングパルス（Ｓ２）の開始点は時間同調されていることに留意されたい。換言すれば、波形７００及び７２０における第１リセット部分（Ｒ１）の終了点は時間同調されている。

図８は、リセットパルスに続いて双安定ディスプレイに第２シェーキングパルスが印加される波形であって、ショックの影響をもたらす波形を示している。全画像更新時間は矢印８０５で示されている。４つのタイプのパルスシーケンスが、Ｗ、Ｇ２、Ｇ１、Ｂ（波形８００、８２０、８４０及び８６０それぞれ）からＧ１状態への４つの異なる遷移について用いられている。各々のシーケンスは、第１シェーキングパルス（Ｓ１）、リセットパルス（Ｒ）、第２シェーキングパルス（Ｓ２）及び駆動パルス（Ｄ）を有する。波形８００において、ｔ１は標準リセットパルス時間を示し、その標準リセットパルス時間は、現位置から極端位置、例えば、黒色、白色又はレール位置に双安定ディスプレイ内の粒子を駆動するに十分である時間である。波形８２０及び８４０に対する標準的なリセットパルス時間はそれぞれ、ｔ２及びｔ３である。波形８６０において、ディスプレイは、レールの一、例えば、黒色の状態に既にあり、それ故、標準リセットパルスは用いられない。それに代えて、オーバーリセット部分のみを用いることができる。リセットパルスの第２部分はオーバーリセットパルスを表し、そのオーバーリセットパルスは、画像遷移に依存する異なる波形において異なる持続時間を有することが可能である。

リセットパルス（Ｒ）の終了点と第２シェーキングパルス（Ｓ２）の開始点は時間同調されていることに留意されたい。しかしながら、シェーキングパルス（Ｓ２）は全体のリセットパルス（Ｒ）に続くため、ショックの影響が生じる。改善された技術について、下で説明する。

図９は、第２シェーキングパルス（Ｓ２）が、リセットパルスの第１部分（Ｒ１）とリセットパルスの第２部分（Ｒ２）との間において双安定ディスプレイに印加されることを示している。全画像更新時間は矢印９０５で示されている。各々の波形において、リセットパルスは２つの部分であって、標準リセットパルス及びオーバーリセットパルスを有する。上記のように、標準リセット時間は、粒子がレールの１つに移動するために必要な距離に比例する。その距離は、波形９００、９２０及び９４０それぞれにおいてＧ１から、Ｗ、Ｇ２及びＧ１それぞれへの遷移に対する時間ｔ_１、ｔ_２及びｔ_３に対応する。各々の波形におけるオーバーリセット時間は、適切な階調が達成され、画像残像が最小化されるときまでに殆ど決定され、異なる階調遷移に対応する異なる波形に対して異なることが可能である。第２シェーキングパルスのタイミングは、例えば、駆動波形の印加時の各々の遷移についての光学的応答を測定することにより実験的に決定される。異なる遷移について測定された曲線は、第２シェーキングパルスを位置付けるための可変タイミングと比較される。この実施例においては、第２シェーキングパルス（Ｓ２）は、最長の波形における標準リセットパルスの終了直後に、即ち、ＷからＧ１への遷移において位置付けられる。この方法の有利点は、比較的短い波形、例えば、Ｇ２からＧ１への及びＧ１からＧ１への遷移における標準リセットパルスが第２シェーキングパルスの後に終了し、そのとき、最長の波形ＷからＧ１を受ける画素は何れの視覚的は光学的効果を有しないことである。この期間において比較的短い波形を受ける他の画素における連続的変化は、ユーザに全体的な表示更新のスムーズな印象を与える。ピクチャの品質と実験的な測定結果に依存して、２番目に長いリセットパルスの前に第２シェーキングパルスを位置付けることが又、可能である。

図１０は、図９における波形９００、９２０、９４０及び９６０それぞれに対応する波形１０００、１０２０、１０４０及び１０６０を示しているが、ここでは、シェーキングパルスの第３集合はリセットパルスの後に印加される。全画像更新時間は矢印１００５で示されている。特に、第３シェーキングパルス（Ｓ３）はリセットパルス（Ｒ又はＲ２）の終了と駆動パルス（Ｄ）の開始との間に付加される。このように付加されるシェーキングパルス（Ｓ３）は、画像更新時間における大きい減衰を回避するように“共通の”第１及び第２シェーキングパルス（Ｓ１及びＳ２）よりかなり持続時間が短い。更に、付加されるシェーキングパルス（Ｓ３）は、階調の正確度又は画像残像が適切にされるときのみ、例えば、インク材料が強い画像残像を有する場合のみに一般に必要とされる。

図１１は、本発明の他の実施形態を示し、ここで、第２シェーキングパルス（Ｓ２）が、各々の波形１１００、１１２０、１１４０及び１１６０における何れのタイミングに位置付けられ、異なる波形におけるタイミングは異なる。この方法は画像更新処理を更にスムーズにする。この実施形態の不利点は、時間同調されるシェーキングが不可能であり、より低い効率に繋がることである。全画像更新時間は矢印１１０５で示されている。

本発明は、単一の及び複数のウィンドウ表示の両方に適用可能であり、ここで、例えば、タイプライターモードを有することが可能であることに留意されたい。上記の実施形態においては、パルス幅変調（ＰＷＭ）駆動が本発明の例示として用いられ、即ち、パルス時間は各々の波形において変化する一方、電圧振幅が一定に保たれていることを強調する必要がある。しかしながら、本発明は又、例えば、電圧変調駆動（ＶＭ）に基づいて他の駆動スキームに対して適用可能であり、ここでは、パルス電圧振幅は各々の波形において変化し又はＰＷＭ又はＶＭ駆動と組み合わされる。ＶＭ駆動又は組み合わされたＶＭ及びＰＷＭ駆動が用いられるとき、補償パルスに含まれるエネルギーが標準リセットパルスとオーバーリセットパルスとの間のエネルギー差に基づくように補償パルスは選択される。本発明は又、カラー双安定ディスプレイに適用可能であり、その電極構造は制限されない。例えば、上部／下部電極構造、ハニカム構造又は他の結合されたインプレーンスイッチング構造及び垂直スイッチング構造を用いることが可能である。

本発明の好適と考えられる実施形態について図示し、詳述したが、勿論、本発明の範囲から逸脱することなく形式上又は詳細に、種々の修正及び変形が容易になされることが理解されるであろう。それ故、本発明は、詳述され且つ例示されたまさにそれらの形態に限定されるものではなく、同時提出の特許請求の範囲における範囲から逸脱することのない全ての修正を網羅するように意図されるものである。

電子読書装置のディスプレイスクリーンの一部の実施形態の平面図である。図１のライン２−２に沿った断面図である。電子読書装置の概要を示す図である。それぞれの表示領域を有する２つのディスプレイスクリーンを示す図である。リセットパルスに続いて双安定ディスプレイに第２シェーキングパルスが印加される波形であって、ショックの影響を低減する波形を示す図である。パルスの第１部分と第２部分との間において双安定ディスプレイに第２シェーキングパルスが印加される波形を示す図である。リセットパルスの第１部分と第２部分との間において双安定ディスプレイに第２シェーキングパルスが印加される波形であって、短い色遷移に対して含まれる波形を示す図である。リセットパルスに続いて双安定ディスプレイに第２シェーキングパルスが印加される波形であって、ショックの影響を低減する波形を示す図である。リセットパルスの第１の標準部分と、リセットパルスの第２のオーバーリセット部分との間において双安定ディスプレイに第２シェーキングパルスが印加される波形を示す図である。図９における波形と対応する波形であって、第３シェーキングパルスがオーバーリセットパルスのオーバーリセット部分の後に印加される、波形を示す図である。図９における波形と対応する波形であって、第３シェーキングパルスは各々の波形における何れのタイミングにおいて位置付けられ、異なる波形におけるタイミングは異なっている（ソフトウェアシェーキングの例）、波形を示す図である。

Claims

双安定ディスプレイにおいて画像を更新するための方法であって：
前記双安定ディスプレイの少なくとも部分に少なくとも第１シェーキングパルスを印加する段階；
前記の少なくとも第１シェーキングパルスに続いて前記双安定ディスプレイの前記の少なくとも部分にリセットパルスの第１部分を印加する段階；
前記リセットパルスの前記第１部分に続いて前記双安定ディスプレイの前記の少なくとも部分に少なくとも第２シェーキングパルスを印加する段階；並びに
前記の少なくとも第２シェーキングパルスに続いて前記の双安定ディスプレイの前記の少なくとも部分に前記リセットパルスの第２部分を印加する段階；
を有することを特徴とする方法。
請求項１に記載の方法であって：
前記リセットパルスの前記第２部分はオーバーリセット持続時間である；
ことを特徴とする方法。
請求項１に記載の方法であって：
前記リセットパルスの前記第１部分は標準リセット持続時間である；
ことを特徴とする方法。
請求項３に記載の方法であって：
前記標準リセット持続時間は、黒色又は白色の極端色状態に前記の少なくとも第１シェーキングパルスを印加する前に、前記双安定ディスプレイにおける粒子がそれらの開始色状態から遷移するように移動する必要がある距離に比例する；
ことを特徴とする方法。
請求項１に記載の方法であって：
前記リセットパルスの前記第１部分の終了点は前記の少なくとも第２シェーキングパルスの開始点に時間的に隣接している；
ことを特徴とする方法。
請求項１に記載の方法であって：
所望の色又は階調レベルに前記双安定ディスプレイの前記の少なくとも部分を駆動するように前記リセットパルスの前記第２部分に続いて前記双安定ディスプレイの前記の少なくとも部分に駆動パルスを印加する段階；
を更に有する、ことを特徴とする方法。
請求項１に記載の方法であって：
前記リセットパルスの前記第２部分に続いて前記双安定ディスプレイの前記の少なくとも部分に少なくとも第３シェーキングパルスを印加する段階；
を更に有する方法であり、
前記の少なくとも第３シェーキングパルスは、前記の少なくとも第１シェーキングパルス及び前記の少なくとも第３シェーキングパルスのパルス幅に比較して短いパルス幅を有する；
ことを特徴とする方法。
双安定ディスプレイにおいて画像を更新するための方法を実行するように機器により実行可能である指令のプログラムを具体的に実施するプログラム記憶装置であって、前記方法は：
前記双安定ディスプレイの少なくとも部分に少なくとも第１シェーキングパルスを印加する段階；
前記の少なくとも第１シェーキングパルスに続いて前記双安定ディスプレイの前記の少なくとも部分にリセットパルスの第１部分を印加する段階；
前記リセットパルスの前記第１部分に続いて前記双安定ディスプレイの前記の少なくとも部分に少なくとも第２シェーキングパルスを印加する段階；並びに
前記の少なくとも第２シェーキングパルスに続いて前記の双安定ディスプレイの前記の少なくとも部分に前記リセットパルスの第２部分を印加する段階；
を有する、ことを特徴とするプログラム記憶装置。
電子読書装置であって：
双安定ディスプレイ；並びに
前記双安定ディスプレイの少なくとも部分に少なくとも第１シェーキングパルスを印加し、前記の少なくとも第１シェーキングパルスに続いて前記双安定ディスプレイの前記の少なくとも部分にリセットパルスの第１部分を印加し、前記リセットパルスの前記第１部分に続いて前記双安定ディスプレイの前記の少なくとも部分に少なくとも第２シェーキングパルスを印加し、そして前記の少なくとも第２シェーキングパルスに続いて前記の双安定ディスプレイの前記の少なくとも部分に前記リセットパルスの第２部分を印加することにより、前記双安定ディスプレイにおける画像を更新するための制御部；
を有する、ことを特徴とする電子読書装置。
請求項９に記載の電子読書装置であって：
前記リセットパルスの前記第２部分はオーバーリセット持続時間である；
ことを特徴とする電子読書装置。
請求項９に記載の電子読書装置であって：
前記リセットパルスの前記第１部分は標準リセット持続時間である；
ことを特徴とする電子読書装置。
請求項１１に記載の電子読書装置であって：
前記標準リセット持続時間は、黒色又は白色の極端色状態に前記の少なくとも第１シェーキングパルスを印加する前に、前記双安定ディスプレイにおける粒子がそれらの開始色状態から遷移するように移動する必要がある距離に比例する；
ことを特徴とする電子読書装置。
請求項９に記載の電子読書装置であって：
前記リセットパルスの前記第１部分の終了点は前記の少なくとも第２シェーキングパルスの開始点に時間的に隣接している；
ことを特徴とする電子読書装置。
請求項９に記載の電子読書装置であって：
前記制御部は、所望の色又は階調レベルに前記双安定ディスプレイの前記の少なくとも部分を駆動するように前記リセットパルスの前記第２部分に続いて前記双安定ディスプレイの前記の少なくとも部分に駆動パルスを印加する；
ことを特徴とする電子読書装置。
請求項９に記載の電子読書装置であって：
前記制御部は、前記リセットパルスの前記第２部分に続いて前記双安定ディスプレイの前記の少なくとも部分に少なくとも第３シェーキングパルスを印加し；
前記の少なくとも第３シェーキングパルスは、前記の少なくとも第１シェーキングパルス及び前記の少なくとも第３シェーキングパルスのパルス幅に比較して短いパルス幅を有する；
ことを特徴とする電子読書装置。