JP6012766B2 - 電気光学ディスプレイを駆動する方法 - Google Patents
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Description
(a)回転2色部材ディスプレイ(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号を参照)、
(b)エレクトロクロミックディスプレイ(例えば、O’Regan, B.,ら, Nature 1991, 353, 737、Wood, D., Information Display, 18(3), 24 (March 2002)、Bach, U.,ら, Adv. Mater., 2002, 14(11), 845、ならびに米国特許第6,301,038号、第6,870.657号、および第6,950,220号を参照)、
(c)エレクトロウェッティングディスプレイ(Hayes, R.A.,ら, “Video−Speed Electronic Paper Based on Electrowetting”, Nature, 425, 383−385(25 September 2003)、および米国特許公開第2005/0151709号を参照)、
(d)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粒子ベースの電気泳動ディスプレイ(米国特許第5,930,026号、第5,961,804号、第6,017,584号、第6,067,185号、第6,118,426号、第6,120,588号、第6,120,839号、第6,124,851号、第6,130,773号、および第6,130,774、米国特許出願公開第2002/0060321号、第2002/0090980号、第2003/0011560号、第2003/0102858号、第2003/0151702号、第2003/0222315号、第2004/0014265号、第2004/0075634号、第2004/0094422号、第2004/0105036号、第2005/0062714号、および第2005/0270261号、ならびに国際出願公開第WO 00/38000号、第WO 00/36560号、第WO 00/67110号、および第WO 01/07961号、ならびに欧州特許第1,099,207 B1号、第1,145,072 B1号、ならびに前述の米国特許第7,012,600号で議論される他のMITおよびE Inkの特許および出願を参照)である。
(a)以前の状態依存性。少なくともいくつかの電気光学媒体では、画素を新規の光学状態に切り替えるために必要とされるインパルスは、現在および所望の光学状態だけでなく、画素の以前の光学状態にも依存する。
(b)滞留時間依存性。少なくともいくつかの電気光学媒体では、画素を新規の光学状態に切り替えるために必要とされるインパルスは、画素がその種々の光学状態において費やした時間に依存する。この依存性の正確な性質は、よく理解されていないが、一般に、画素がより長くその現在の光学状態にあるほど、より多くのインパルスが必要とされる。
(c)温度依存性。画素を新規の光学状態に切り替えるために必要とされるインパルスは、温度に大きく依存する。
(d)湿度依存性。画素を新規の光学状態に切り替えるために必要とされるインパルスは、少なくともいくつかの種類の電気光学媒体では、周囲湿度に依存する。
(e)機械的均一性。画素を新規の光学状態に切り替えるために必要とされるインパルスは、ディスプレイの機械的変動、例えば、電気光学媒体または関連積層接着剤の厚さの変動の影響を受け得る。他の種類の機械的不均一性が、媒体の異なる製造バッチ間の必然的変動、製造公差、および材料変動から生じ得る。
(f)電圧誤差。画素に印加される実際のインパルスは、ドライバによって送達される電圧の回避不可能なわずかな誤差のため、理論的に印加されるインパルスとは必然的にわずかに異なる。
例えば、本願発明は以下の項目を提供する。
(項目1)
複数の画素を有する電気光学ディスプレイを駆動する方法であって、白色−白色遷移を受ける画素であって、容易に可視的な遷移を受ける少なくとも1つの他の画素に隣接して位置する画素において、1つまたは複数の均衡パルス対が前記画素に印加されており、各均衡パルス対は、前記均衡パルス対の正味インパルスが実質的にゼロであるように、反対極性の一対の駆動パルスを備える、方法。
(項目2)
前記均衡パルス対は、白色−白色遷移を受ける少なくともいくつかの画素に印加され、前記少なくともいくつかの画素は、(非白色)−白色遷移を受けるその8つの隣接画素のうちの少なくとも1つを有する、項目1に記載の方法。
(項目3)
いずれか1つの遷移において前記均衡パルス対が印加される画素の割合は、画素の総数の所定の割合に限定される、項目2に記載の方法。
(項目4)
複数の画素を有する電気光学ディスプレイを駆動する方法であって、白色−白色遷移を受ける画素であって、容易に可視的な遷移を受ける少なくとも1つの他の画素に隣接して位置する画素において、前記画素をその白色状態に駆動する極性を有する少なくとも1つのトップオフパルスが前記画素に印加される、方法。
(項目5)
前記少なくとも1つのトップオフパルスは、白色−白色遷移を受ける少なくともいくつかの画素に印加され、前記少なくともいくつかの画素は、(非白色)−白色遷移を受けるその8つの隣接画素のうちの少なくとも1つを有する、項目4に記載の方法。
(項目6)
いずれか1つの遷移において前記少なくとも1つのトップオフパルスが印加される画素の割合は、画素の総数の所定の割合に限定される、項目4に記載の方法。
(項目7)
全ての画素が各遷移で駆動される第1の駆動スキームと、いくつかの遷移を受ける画素が駆動されない第2の駆動スキームとを使用して、複数の画素を有する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、
前記第1の駆動スキームを前記画素の非ゼロのわずかな割合に適用することによって、前記ディスプレイの第1の更新を行うことであって、前記第2の駆動スキームは、残りの画素に適用される、ことと、
前記第1の駆動スキームを前記画素の異なる非ゼロのわずかな割合に適用することによって、前記第1の更新に続いて第2の更新を行うことであって、前記第2の駆動スキームは、残りの画素に適用される、ことと
を含む、方法。
(項目8)
前記第1の駆動スキームは、全体的完全駆動スキームであり、駆動電圧は、前記全体的完全更新駆動スキームが適用される領域中の全画素に印加され、前記第2の駆動スキームは、全体的限定駆動スキームであり、駆動電圧は、ゼロ白色−白色遷移を受ける画素を除いて全ての画素に印加される、項目7に記載の方法。
(項目9)
前記ディスプレイは、連続した画素のグループに分割され、各グループ内の1つの画素は、各遷移中に前記第1の駆動スキームを適用される、項目7に記載の方法。
(項目10)
各更新において前記第1の駆動スキームを使用する前記画素は、平行四辺形または疑似六角格子に配列される、項目9に記載の方法。
(項目11)
前記第1の駆動スキームは、全体的完全駆動スキームであり、駆動電圧は、前記全体的完全更新駆動スキームが適用される領域中の全画素に印加され、前記第2の駆動スキームは、部分的更新駆動スキームであり、駆動電圧は、非ゼロ遷移を受ける全ての画素に印加される、項目7に記載の方法。
(項目12)
複数の画素を有する電気光学ディスプレイを駆動する方法であって、前記複数の画素のそれぞれは、第1の駆動スキームまたは第2のいずれか一方を使用して駆動することができ、駆動電圧が全画素に印加される全体的完全更新は、少なくとも2つのグループに分割される前記ディスプレイの前記画素を分割することによって達成され、異なる駆動スキームは、各グループに対して使用され、前記駆動スキームは、少なくとも1つの遷移について、光学状態間の同一の遷移を伴う異なるグループ内の画素が同一の波形を受けないように、相互に異なっている、方法。
(項目13)
前記画素グループのうちの少なくとも1つ、および、使用される前記波形は、前記全体的完全駆動スキームを使用して、連続する画像更新の間で調整される、項目12に記載の方法。
(項目14)
前記画素は、チェッカー盤格子上で2つのグループに分割され、一方のパリティの画素は、第1のクラスに割り当てられ、他方のパリティの画素は、第2のクラスに割り当てられ、白色−白色遷移を受ける前記画素は、中間点で前記画素を黒色に駆動する波形によって駆動され、前記2つのクラスの白色−白色波形は、前記2つのクラスが決して同時に黒色状態にはないように、時間においてオフセットされるように選択される、項目12に記載の方法。
(項目15)
白色−白色遷移を受ける前記画素は、均衡パルス対波形を使用して駆動され、前記均衡パルス対波形は、等しいインパルスであるが反対極性の2つの矩形電圧パルスを備え、一方のクラスの画素に対する前記波形は、他方のクラスの画素に対して単一のパルスの持続時間だけ遅延させられる、項目14に記載の方法。
(項目16)
前記少なくとも1つの遷移は、少なくとも1つの中間グレー−中間グレー遷移を備え、2つの中間グレーレベルは、同一であってもよく、または、異なってもよく、2つの異なる単一レールバウンス波形が、この遷移を受ける異なる画素のグループに対して使用され、一方の波形が、前記画素を中間グレーレベルから白色に駆動し、中間グレーに戻す一方で、他方の波形は、前記画素を前記中間グレーレベルから黒色に駆動し、次いで、中間グレーに戻す、項目12に記載の方法。
(項目17)
クラスへの前記画素の分割は、少なくとも1つの一過性のモノクロ画像が更新中に表示されるように編成される、項目12に記載の方法。
(項目18)
前記少なくとも1つの一過性のモノクロ画像は、少なくとも1つのモノクロチェッカー盤、会社ロゴ、ストライプ、時計、ページ数、または、エッシャープリントを備える、項目17に記載の方法。
(項目19)
複数の画素を有する電気光学ディスプレイを駆動する方法であって、前記ディスプレイの第1の領域中に位置する複数の画素がそれらの光学状態を変化させるよう駆動され、かつ、前記ディスプレイの第2の領域中に位置する複数の画素がそれらの光学状態を変化させるように要求されず、かつ、前記第1の領域および第2の領域が直線に沿って連続的であるとき、2段階駆動スキームが使用され、第1の段階では、前記第2の領域内に位置し前記直線に隣接するいくつかの画素が、実際に、前記直線に隣接する前記第1の領域中の前記画素と同一の色に駆動される一方で、第2の段階では、前記第1の領域中の前記画素および前記第2の領域中の前記いくつかの画素の両方は、それらの最終光学状態まで駆動される、方法。
(項目20)
DC均衡駆動スキームおよび少なくとも1つのDC不均衡駆動スキームを使用して、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、
前記ディスプレイの各画素に対して1つの値を含むインパルスバンクレジスタを維持することであって、任意の画素に対するレジスタ値の絶対値は、所定量を超過することができない、ことと、
画素がDC不均衡駆動スキームを使用した遷移を受けるとき、結果として導入されるDC不均衡を可能にするように、関連画素に対する前記インパルスバンクレジスタを調整することと、
任意の画素に対する前記インパルスバンクレジスタ値が非ゼロであるとき、前記DC均衡駆動スキームの対応する波形とは異なる波形を使用して、前記画素の少なくとも1つの後続の遷移を行うことであって、前記波形は、前記レジスタ値の前記絶対値を低減させる、ことと
を含む、方法。
(項目21)
非ゼロインパルスバンクレジスタ値は、時間とともに低減されるように編成される、項目20に記載の方法。
上記で説明されるように、本発明の選択的全体更新(SGU)方法は、複数の画素を有する電気光学ディスプレイで使用するために意図されている。本方法は、全ての画素が各遷移で駆動される第1の駆動スキームと、いくつかの遷移を受ける画素が駆動されない第2の駆動スキームとを利用する。SGU方法では、第1の駆動スキームが、ディスプレイの第1の更新中に画素の非ゼロのわずかな割合に適用される一方で、第2の駆動スキームは、第1の更新中に残りの画素に適用される。第1の更新に続く第2の更新中に、第1の駆動スキームが、画素の異なる非ゼロのわずかな割合に適用される一方で、第2の駆動スキームは、第2の更新中に残りの画素に適用される。
1 2 5 4 6 3
6 3 1 2 5 4
5 4 6 3 1 2
および
1 2 6 7 8 3 4 5
3 4 5 1 2 6 7 8
6 7 8 3 4 5 1 2
5 1 2 6 7 8 3 4
8 3 4 5 1 2 6 7
2 6 7 8 3 4 5 1
4 5 1 2 6 7 8 3
7 8 3 4 5 1 2 6
上記で説明されるように、本発明の全体的完全複数駆動スキームまたはGCMDS方法は、複数の画素を有する電気光学ディスプレイを駆動する第2の方法であり、複数の画素のそれぞれは、第1の駆動スキームまたは第2の駆動スキームのいずれか一方を使用して駆動されることができる。全体的完全更新が必要とされるとき、画素は、2つ(以上)のグループに分割され、異なる駆動スキームが、各グループに対して使用され、駆動スキームは、少なくとも1つの遷移について、光学状態間の同一の遷移を伴う異なるグループ内の画素が同一の波形を経験しないように、相互に異なる。
上記で説明されるように、本発明の均衡パルス対白色/白色遷移駆動スキーム(BPPWWTDS)は、双安定電気光学ディスプレイを駆動するときにエッジアーチファクトを低減または排除することを目的としている。エッジアーチファクトを生じる可能性が高いものとして識別され得、均衡パルス対(単数または複数)がエッジアーチファクトを消去または低減することに有効であるように時空間構成にある画素における白色−白色遷移中に、BPPWWTDSは、1つ以上の均衡パルス対(均衡パルス対の正味インパルスが実質的にゼロであるように、反対極性の一対の駆動パルスである均衡パルス対、つまり「BPP」)の印加を必要とする。
上記で説明されるように、エッジアーチファクトを低減または排除するための本発明の第4の方法は、画素における白色−白色遷移中に、「特別なパルス」が印加されるという点で、上記で説明されるBPPWWTDSに類似しており、その画素は、エッジアーチファクトを生じる可能性が高いものとして識別されることができ、特別なパルスがエッジアーチファクトを消去または低減することに有効となるように、時空間構成にある。しかしながら、この第4の方法は、特別なパルスが均衡パルス対ではなく、むしろ「トップオフ」または「リフレッシュ」パルスであるという点で、第3の方法とは異なる。「トップオフ」または「リフレッシュ」パルスという用語は、前述の米国特許第7,193,625号と同様に、画素をその極限光学状態に向かって駆動する傾向がある、1つの極限光学状態(通常は白色または黒色)またはその付近にある画素に印加されるパルスを指すために本明細書で使用される。本事例において、「トップオフ」または「リフレッシュ」パルスという用語は、画素をその極限白色状態に駆動する極性を有する駆動パルスの白色またはほぼ白色の画素への印加を指す。本発明のこの第4の駆動方法は、便宜上、以降では本発明の「白色/白色トップオフパルス駆動スキーム」または「WWTOPDS」方法と称され得る。
PI:W−>W−>B−>W−>W、および
P2:W−>B−>B−>B−>W
P2は、その白色−黒色遷移中にP1にエッジを誘導する可能性が高いが、このエッジは、後にP1の黒色−白色遷移中に消去されるため、最終的なP2の黒色−白色遷移がP1におけるトップオフパルスの印加を引き起こさないはずである。多くのより複雑な保守的なスキームを開発することができる。例えば、エッジの誘導は、隣接画素ごとに予測されることができる。さらに、ある所定の閾値を下回る場合に、いくつかの少数のエッジを触れないままにしておくことが望ましくあり得る。代替として、エッジ効果が非常に異なるグレーレベルを有する2つの画素の間のエッジに隣接して位置するときに、エッジ効果が容易に可視的ではない傾向があるため、画像が白色画素のみによって包囲される状態になるまで、エッジを消去する必要がない場合がある。
既述のように、本発明の「直線状エッジ余剰画素駆動スキーム」または「SEEPDS」方法は、駆動された画素と駆動されていない画素との間の直線状エッジに沿って発生するエッジアーチファクトを低減または排除しようとする。人間の眼は、特に、線形エッジアーチファクト、特に、ディスプレイの行または列に沿って延在するものに敏感である。SEEPDS方法では、駆動された領域と駆動されていない領域との間の直線状エッジに隣接して位置するいくつかの画素は、遷移によって引き起こされる、いかなるエッジ効果も直線状エッジに沿って位置するのみならず、この直線状エッジと垂直なエッジを含むように、実際に駆動される。このようにして限られた数の余剰画素を駆動することにより、エッジアーチファクトの可視性を大幅に低減させることが分かっている。
−領域−>標準画像[任意の時間量]−領域(新しいエッジを捕捉するようにわずかに拡張される)−>修正されたエッジを伴う画像−領域−>次の画像、または、
−部分−>標準画像[任意の時間量]−部分−>修正されたエッジを伴う画像−部分−>次の画像
代替として、完全更新が特定の領域中で使用されている場合、パターンは以下であってもよい。
−全領域−>標準画像[任意の時間量]−領域(新しいエッジを捕捉するようにわずかに拡張される)−>次の画像
−部分−>修正されたエッジを伴う標準画像[任意の時間量]−部分−>次の画像
既述のように、本発明のインパルスバンク駆動スキーム(IBDS)方法では、画素は、インパルス「負債」を追跡する「バンク」からインパルス単位を借りるか、または返すことを「可能にされる」。一般に、画素は、ある目標を達成する必要があるときに、バンクから(正または負のいずれか一方である)インパルスを借り、完全DC均衡駆動スキームに必要とされるものよりも小さいインパルスを使用して、次の所望の光学状態に達することが可能であるときに、インパルスを返す。実践では、インパルス返還波形は、低減したインパルスを伴う所望の光学状態を達成するために、均衡パルス対およびゼロ電圧の期間等のゼロ正味インパルス調整要素を含むことができる。
先述の説明から容易に明白となるように、本発明の方法の多くは、従来技術のディスプレイコントローラの望ましい修正を要求または提供する。例えば、中間画像が2つの所望の画像の間にディスプレイ上で点滅させられる、上記のB部で説明されたGCMDS方法の形態(この変形例は、以降で「中間画像GCMDS」または「II−GCMDS」方法と称される)は、同一の全体的遷移を受ける(すなわち、同一の初期グレーレベルおよび最終グレーレベルを有する)画素が、中間画像内の画素のグレーレベルに応じて、2つ以上の異なる波形を受けることを要求し得る。例えば、図5で図示されるII−GCMDS方法では、初期画像および最終画像の両方の中で白色である画素は、それらが第1の中間画像の中で白色であり、第2の中間画像の中で黒色であるか、第1の中間画像の中で黒色であり、第2の中間画像の中で白色であるかに応じて、2つの異なる波形を受ける。したがって、そのような方法を制御するために使用されるディスプレイコントローラは、通常、遷移画像(単数または複数)と関連付けられる画像マップに従って、各画素を利用可能な遷移のうちの1つにマップしなければならない。明確に、2つより多くの遷移が、同一の初期状態および最終状態と関連付けられ得る。例えば、図4で図示されるII−GCMDS方法では、初期画像および最終画像との間の白色−白色遷移が4つの異なる波形と関連付けられ得るように、画素は、両方の中間画像で黒色、両方の中間画像で白色、または一方の中間画像で黒色、および他方の中間画像で白色であってもよい。
ビット単位論理演算(AND、NOT、OR、XOR)、
整数算術演算(加算、減算、および必要に応じて、乗算および除算)、および
ビット偏移演算
(a)アルファブレンディングが、遷移マップ/マスクに基づいて二重遷移を可能にし得る。遷移モードAおよび遷移モードBと関連付けられる領域を識別する画素毎1ビットアルファマスクが維持される場合、このマップは、n+1ビット波形を使用することができるn+1ビット遷移マップ画像を作成するように、nビットの次の画像と混合されてもよい。好適なアルゴリズムは、
DP=αIP+(1−α)M
{(if M=0, DP=0.5IP, Designating shift right 1−bit for IP data
if M=1, DP=IP, Designating no shift of data)}
であり、
DP=ディスプレイ画素
IP=画像画素
M=画素マスク(1または0のいずれか一方)
α=0.5
である。
上記で議論される4ビットグレーレベル画像画素を有する5ビットの例については、このアルゴリズムは、遷移モードA領域内に位置する画素(画素マスク内で0によって指定される)を16−31範囲の中に置き、遷移モードB領域中に位置する画素を0−15範囲の中に置く。
(b)単純ラスタ演算が、より実装し易いことが証明され得る。マスクビットを画像データの最上位ビットに単純にOR演算することにより、同一の結果を達成する。
(c)加えて、遷移マップ/マスクに従って、遷移領域のうちの1つと関連付けられる画像画素に16を追加することもまた、問題を解決する。
Claims (6)
- 電気光学ディスプレイを駆動する方法であって、
前記電気光学ディスプレイにおける白色−白色遷移を受ける画素に、前記画素の少なくとも1つの隣接する画素が可視的な遷移を受ける場合には、1つまたは複数の均衡パルス対のみを印加し、
前記画素のいずれの隣接する画素も可視的な遷移を受けない場合には、前記画素に、均衡パルス対は印加されず、
各均衡パルス対は、前記均衡パルス対の正味インパルスが実質的にゼロであるように、反対極性の一対の駆動パルスを備える、方法。 - 前記可視的な遷移は、(非白色)−白色遷移である、請求項1に記載の方法。
- 前記均衡パルス対が印加される画素の割合は、前記電気光学ディスプレイの画素の総数の所定の割合に限定される、請求項2に記載の方法。
- 電気光学ディスプレイを駆動する方法であって、
前記電気光学ディスプレイにおける白色−白色遷移を受ける画素に、前記画素の少なくとも1つの隣接する画素が可視的な遷移を受ける場合には、(i)少なくとも1つのトップオフパルスおよび少なくとも1つのクリアリングパルス、または(ii)少なくとも1つのトップオフパルスのみを印加し、
前記画素のいずれの隣接する画素も可視的な遷移を受けない場合には、前記画素に、トップオフパルスは印加されず、
前記少なくとも1つのトップオフパルスは、前記画素をその白色状態に駆動する極性を有し、
前記少なくとも1つのクリアリングパルスおよび前記少なくとも1つのトップオフパルスは、DC均衡化されたシーケンスを形成する、方法。 - 前記可視的な遷移は、(非白色)−白色遷移である、請求項4に記載の方法。
- 前記少なくとも1つのトップオフパルスが印加される画素の割合は、前記電気光学ディスプレイの画素の総数の所定の割合に限定される、請求項4に記載の方法。
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