KR102079858B1 - 암 모드 및 명 모드에서 디스플레이하는 전기-광학 디스플레이들, 및 관련된 장치 및 방법들 - Google Patents

Abstract

본 발명은 에지 아티팩트들, 고스팅, 및 플래시 업데이트들을 감소시키면서 흑색 배경 ("암 모드") 상에서 백색 텍스트를 디스플레이하기 위하여 복수의 픽셀들을 가지는 전기-광학 디스플레이를 구동하는 방법들 및 이를 위한 관련된 장치를 제공한다. 본 발명은 특수한 전이에 의해 도입된 DC 불균형을 관리하기 위한 방법들과 함께, 알고리즘에 따라 특수한 파형 전이를 에지 영역들에 적용함으로써 에지 아티팩트들의 축적을 감소시킨다. 에지 아티팩트 소거는 반전된 탑-오프 펄스 ("iTop 펄스") 로 칭해진 특수한 전이를 수행하기 위하여, 그리고 iTop 펄스가 DC 불균형되므로, 디스플레이로부터 잔여 전압을 추후에 방전시키기 위하여 특정 에지 픽셀들을 식별함으로써 달성될 수도 있다. 본 발명은 반전된 전체 펄스 전이 ("iFull 펄스") 로 칭해진 특수한 전이를 수신하기 위하여 특정 에지 픽셀들을 식별함으로써 에지 아티팩트들 및 플래시 업데이트들로 인한 고스팅의 출현을 감소시키면서, 흑색 배경 ("암 모드") 상에서 백색 텍스트를 디스플레이하기 위하여 복수의 픽셀들을 가지는 전기-광학 디스플레이를 구동하기 위하는 방법들 및 이를 위한 관련된 장치를 추가로 제공한다.

Description

암 모드 및 명 모드에서 디스플레이하는 전기-광학 디스플레이들, 및 관련된 장치 및 방법들{ELECTRO-OPTIC DISPLAYS DISPLAYING IN DARK MODE AND LIGHT MODE, AND RELATED APPARATUS AND METHODS}

관련 출원들에 대한 참조

이 출원은 2015 년 2 월 4 일자로 출원된 미국 가출원 제 62/112,060 호 및 2015 년 6 월 24 일자로 출원된 미국 가출원 제 62/184,076 호의 이익을 주장한다.

본 출원은 미국 특허들 제 5,930,026 호; 제 6,445,489 호; 제 6,504,524 호; 제 6,512,354 호; 제 6,531,997 호; 제 6,753,999 호; 제 6,825,970 호; 제 6,900,851 호; 제 6,995,550 호; 제 7,012,600 호; 제 7,023,420 호; 제 7,034,783 호; 제 7,116,466 호; 제 7,119,772 호; 제 7,193,625 호; 제 7,202,847 호; 제 7,259,744 호; 제 7,304,787 호; 제 7,312,794 호; 제 7,327,511 호; 제 7,453,445 호; 제 7,492,339 호; 제 7,528,822 호; 제 7,545,358 호; 제 7,583,251 호; 제 7,602,374 호; 제 7,612,760 호; 제 7,679,599 호; 제 7,688,297 호; 제 7,729,039 호; 제 7,733,311 호; 제 7,733,335 호; 제 7,787,169 호; 제 7,952,557 호; 제 7,956,841 호; 제 7,999,787 호; 제 8,077,141 호; 및 제 8,558,783 호; 미국 특허 출원들 공개 제 2003/0102858 호; 제 2005/0122284 호; 제 2005/0253777 호; 제 2006/0139308 호; 제 2007/0013683 호; 제 2007/0091418 호; 제 2007/0103427 호; 제 2007/0200874호; 제 2008/0024429 호; 제 2008/0024482 호; 제 2008/0048969 호; 제 2008/0129667 호; 제 2008/0136774 호; 제 2008/0150888 호; 제 2008/0291129 호; 제 2009/0174651 호; 제 2009/0179923 호; 제 2009/0195568 호; 제 2009/0256799 호; 제 2009/0322721 호; 제 2010/0045592 호; 제 2010/0220121 호; 제 2010/0220122 호; 제 2010/0265561 호; 제 2011/0285754 호; 제 2013/0194250 호, 및 제 2014/0292830 호; PCT 공개 출원 WO 2015/017624 호; 및 2016 년 2 월 3 일자로 출원된 미국 특허 출원 제 15/014,236 호와 관련된다.

상기한 특허들 및 출원들은 이하에서 편의상 "MEDEOD" (MEthods for Driving Electro-Optic Displays; 전기-광학 디스플레이들을 구동하기 위한 방법들) 출원들로서 집합적으로 지칭될 수도 있다. 이 특허들 및 공동계류 중인 출원들과, 이하에서 언급된 모든 다른 미국 특허들 및 공개되어 공동계류 중인 출원들의 전체 내용들은 참조에 의해 본원에 편입된다.

본 개시물의 양태들은 암 모드 (dark mode) 에서 디스플레이하는 전기-광학 디스플레이 (electro-optic display) 들, 특히, 쌍안정 전기-광학 디스플레이들, 및 암 모드 디스플레이를 위한 방법들 및 장치에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 암 모드에서의, 즉, 흑색 배경 상에서 백색 텍스트를 디스플레이할 때의 구동 방법들에 관한 것으로, 이것은 감소된 고스팅 (ghosting), 에지 아티팩트 (edge artifact) 들, 및 플래시 업데이트 (flashy update) 들을 허용할 수도 있다. 추가적으로, 본 발명의 양태들은 명 모드 (light mode) 에서, 즉, 백색 또는 밝은 배경 상에서 흑색 텍스트를 디스플레이할 때에 이 구동 방법들을 적용하는 것에 관한 것으로, 이것은 감소된 고스팅, 에지 아티팩트들, 및 플래시 업데이트들을 허용할 수도 있다.

본 발명은 에지 아티팩트들, 고스팅, 및 플래시 업데이트들을 감소시키면서 흑색 배경 ("암 모드") 상에서 백색 텍스트를 디스플레이하기 위하여 복수의 픽셀들을 가지는 전기-광학 디스플레이를 구동하는 방법들을 제공한다. 더욱 구체적으로, 구동 방법들은 특히, 흑색 배경 상에서 백색 텍스트를 디스플레이할 때, 그리고 백색 또는 밝은 배경 ("명 모드") 상에서 흑색 텍스트를 디스플레이할 때, 이러한 디스플레이들에서의 감소된 "고스팅" 및 에지 아티팩트들과, 감소된 플래싱 (flashing) 을 허용한다. 본 발명은 특수한 전이 (transition) 에 의해 도입된 DC 불균형을 관리하기 위한 방법들과 함께, 알고리즘에 따라 특수한 파형 전이 (waveform transition) 를 에지 영역들에 적용함으로써 에지 아티팩트들의 축적을 감소시킨다. 일부 양태들에서, 본 발명은 암 모드에서 디스플레이할 때, 널 전이 (null transition) (즉, 이 전이 동안에는 전압이 픽셀에 인가되지 않음) 를 이용하여, 하나의 픽셀이 비-흑색 톤으로부터 흑색 상태로 전이하고 있고 다른 픽셀이 흑색으로부터 흑색으로 전이하고 있을 때에 인접한 픽셀들 사이에서 나타날 수도 있는 백색 에지 (white edge) 를 소거하는 것에 관한 것이다. 이러한 시나리오에서, 에지 아티팩트 소거는 이러한 인접한 픽셀 전이 쌍들을 식별함으로써, 그리고 반전된 탑-오프 펄스 (inverted top-off pulse) ("iTop 펄스") 로 칭해진 특수한 전이를 수신하기 위하여 흑색 대 흑색 픽셀을 표기함으로써 달성될 수도 있다. iTop 펄스가 DC 불균형되므로, 특수한 전이를 적용하였던 업데이트가 완료된 후에, 잔여 전압 방전이 축적된 전하를 제거하기 위하여 적용될 수도 있다. 또한, 명 모드에서 디스플레이할 때, 이 특수한 파형들은 고스팅, 에지 아티팩트들, 및 플래시니스 (flashiness) 를 감소시키기 위하여 반대로 (반대 극성) 인가될 수도 있다.

또한, 본 발명은 암 모드에서 디스플레이할 때, 널 전이 또는 제로 전이 (즉, 이 전이 동안에는, 전압이 픽셀에 인가되지 않거나 제로 전압이 픽셀에 인가됨) 를 이용하여, 하나의 픽셀이 흑색으로부터 비-흑색 톤으로 전이하고 있고 다른 픽셀이 흑색으로부터 흑색으로 전이하고 있을 때에 나타날 수도 있는 백색 에지를 소거하는 것에 관한 것이다. 이러한 시나리오에서, 흑색 대 흑색 픽셀은 반전된 전체 펄스 전이 (inverted Full Pulse transition) ("iFull 펄스") 로 칭해진 특수한 전이를 수신하기 위하여 식별된다. 또한, 명 모드에서 디스플레이할 때, 본 발명은 반대의 극성을 갖는 특수한 iFull 펄스 전이를 적용함으로써, 하나의 픽셀이 백색으로부터 비-백색으로 전이하고 있고 다른 것은 백색으로부터 백색으로의 널 전이일 때에 인접한 픽셀들 사이에서 나타날 수도 있는 흑색 에지를 소거하는 것에 관한 것이다.

출원의 다양한 양태들 및 실시형태들은 다음의 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 도면들은 반드시 일정한 비율로 그려진 것은 아니라는 것이 인식되어야 한다. 다수의 도면들에서 나타나는 항목들은 그것들이 나타나는 모든 도면들에서 동일한 참조 번호에 의해 표시된다.
도 1a 는 에지 아티팩트 축적이 최소인 암 모드에서의 전기-광학 디스플레이를 도시한다.
도 1b 는 에지 아티팩트들이 축적되는 암 모드에서의 전기-광학 디스플레이를 도시한다.
도 2 는 일부 실시형태들에 따른, 반전된 탑-오프 펄스의 그래픽 개략도이다.
도 3 은 일부 실시형태들에 따른, iTop 튜닝 파라미터들의 범위에 대한 측정된 에지 강도의 그래픽 개략도이다.
도 4 는 일부 실시형태들에 따라, 반전된 탑-오프 펄스를 인가하기 위한 구역 (area) 들로서, 암 모드에서의 텍스트 상의 에지 영역들을 도시한다.
도 5a 는 에지 영역 알고리즘, 버전 1 에 따라 정의된 에지 영역을 도시하는 예시적인 개략도이다.
도 5b 는 에지 영역 알고리즘, 버전 3 에 따라 정의된 에지 영역을 도시하는 예시적인 개략도이다.
도 5c 는 에지 영역 알고리즘, 버전 4 에 따라 정의된 에지 영역을 도시하는 예시적인 개략도이다.
도 6a 는 암 GL 알고리즘 (dark GL algorithm) 을 특정한 업데이트 시퀀스에 적용한 후의 전기-광학 디스플레이를 도시한다.
도 6b 는 iTop 펄스 및 잔여 전압 방전과 함께, 에지 영역들 알고리즘의 버전 3 을 특정한 업데이트 시퀀스에 적용한 후의 전기-광학 디스플레이를 도시한다.
도 7a 는 일부 실시형태들에 따른, 3 개의 상이한 암 모드 알고리즘들에 대한, 암 모드 시퀀스들의 수에 대한 잔여 전압 값들의 그래픽 표현이다.
도 7b 는 일부 실시형태들에 따른, 3 개의 상이한 암 모드 알고리즘들에 대한, 암 모드 시퀀스들의 수에 대한 L* 값들에서의 대응하는 그레이톤 배치 시프트 (graytone placement shift) 의 그래픽 표현이다.
도 7c 는 일부 실시형태들에 따른, 3 개의 상이한 암 모드 알고리즘들에 대한, 암 모드 시퀀스들의 수에 대한 L* 값들에서의 고스팅의 그래픽 표현이다.
도 8a 는 상이한 파형들을 인가할 때에 25 ℃ 에서 디스플레이하는 명 모드에 대한 L* 에서의 에지 스코어 (edge score) 들을 도시하는 그래픽 표현들이다.
도 8b 는 도 8a 에서의 값들에 대응하는 백분율인 에지 감소 효율을 도시하는 그래픽 표현이다.
도 9 는 이전의 이미지가 그레이톤 1 (흑색) 이어서 결과적인 에지 아티팩트들이 더욱 밝은 그레이톤/백색에서 도시되었을 경우에, 그레이톤 1 (흑색) 및 그레이톤 2 의 디더링된 체커보드 패턴 (dithered checkerboard pattern) 을 도시하는 전기영동 디스플레이 (electrophoretic display) 의 확대된 이미지이다.
도 10 은 일부 실시형태들에 따른, 전압 및 프레임 번호에 의한 iFull 펄스의 그래픽 개략도이다.
도 11 은 일부 실시형태들에 따른, 이전의 이미지가 그레이톤 1 이었던, 그레이톤 1 및 그레이톤 2 의 디더링된 체커보드 패턴에 대한, 인가된 iFull 펄스의 프레임 번호에 대한 L* 값들에서의 명도 오차 (lightness error) 를 측정하는 그래픽 표현이다.
도 12 는 암 모드 및 명 모드의 조합에서 이미지를 디스플레이하는 전기-광학 디스플레이를 도시한다.
도 13 은 드리프트 보상을 갖지 않는, 그리고 드리프트 보상을 갖는, 시간 경과에 따른 암 상태 드리프트를 측정하는 그래픽 표현이다.

본 발명은 암 모드에서의 전기-광학 디스플레이들, 특히, 쌍안정 (bistable) 전기-광학 디스플레이들을 구동하기 위한 방법들과, 이러한 방법들에서의 이용을 위한 장치에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 흑색 배경 상에서 백색 텍스트를 디스플레이할 때에 이러한 디스플레이들에서의 감소된 "고스팅" 및 에지 아티팩트들과, 감소된 플래싱을 허용할 수도 있는 구동 방법들에 관한 것이다. 본 발명은 특히, 그러나 배타적이지 않게는, 하나 이상의 타입들의 전기적 대전 입자 (electrically charged particle) 들이 유체 (fluid) 에서 존재하고, 디스플레이의 외관 (appearance) 을 변화시키기 위하여 전기장의 영향 하에서 유체를 통해 이동되는 입자-기반 전기영동 (particle-based electrophoretic) 디스플레이들과의 이용을 위하여 의도된 것이다.

재료 또는 디스플레이에 적용된 바와 같은 용어 "전기-광학" 은, 적어도 하나의 광학적 속성에 있어서 상이한 제 1 및 제 2 디스플레이 상태들을 가지는 재료를 지칭하기 위하여 이미징 분야에서 그 기존의 의미로 본원에서 이용되고, 재료에 대한 전기장의 인가에 의해, 재료는 그 제 1 디스플레이 상태로부터 그 제 2 디스플레이 상태로 변화된다. 광학적 속성은 전형적으로 인간의 눈에 의해 지각가능한 컬러 (color) 이지만, 그것은 광학적 투과율 (optical transmission), 반사율 (reflectance), 발광 (luminescence), 또는 머신 판독 (machine reading) 을 위해 의도된 디스플레이들의 경우에, 가시 범위 외부의 전자기 파장들의 반사율에 있어서의 변화의 의미에서의 의사-컬러 (pseudo-color) 와 같은 또 다른 광학적 속성일 수도 있다.

용어 "그레이 상태 (gray state)" 는 픽셀의 2 개의 극단적인 광학적 상태들 중간의 상태를 지칭하기 위하여 이미징 분야에서 그 기존의 의미로 본원에서 이용되고, 이 2 개의 극단적인 상태들 사이의 흑색-백색 전이 (black-white transition) 를 반드시 암시하지는 않는다. 예를 들어, 이하에서 참조된 E Ink 특허들 및 공개된 출원들 중의 몇몇은, 극단적인 상태들이 백색 및 짙은 청색 (deep blue) 이어서, 중간의 "그레이 상태" 가 실제로 옅은 청색이 될 전기영동 디스플레이들을 설명한다. 실제로, 이미 언급된 바와 같이, 광학적 상태에 있어서의 변화는 컬러 변화가 전혀 아닐 수도 있다. 용어들 "흑색" 및 "백색" 은 디스플레이의 2 개의 극단적인 광학적 상태들을 지칭하기 위하여 이하에서 이용될 수도 있고, 엄격하게 흑색 및 백색이 아닌 극단적인 광학적 상태들, 예를 들어, 상기 언급된 백색 및 어두운 청색 상태들을 통상적으로 포함하는 것으로서 이해되어야 한다. 용어 "단색 (monochrome)" 은 픽셀들을, 중간에 개재하는 그레이 상태들을 갖지 않는 그것들의 2 개의 극단적인 광학적 상태들로 오직 구동하는 구동 방식을 나타내기 위하여 이하에서 이용될 수도 있다.

이하의 논의의 많은 부분은 초기 그레이 레벨 (또는 "그레이톤") 로부터 (초기 그레이 레벨과 상이할 수도 있거나 상이하지 않을 수도 있는) 최종 그레이 레벨로의 전이를 통해 전기-광학 디스플레이의 하나 이상의 픽셀들을 구동하기 위한 방법들에 초점을 맞출 것이다. 용어들 "그레이 상태", "그레이 레벨", 및 "그레이톤" 은 본원에서 상호 교환가능하게 이용되고, 극단적인 광학적 상태들뿐만 아니라, 중간 그레이 상태들을 포함한다. 현재의 시스템들에서의 가능한 그레이 레벨들의 수는, 디스플레이 구동기들의 프레임 레이트 및 온도 감도에 의해 부과된 구동 펄스들의 비연속성 (discreteness) 과 같은 제한들로 인해 전형적으로 2 내지 16 이다. 예를 들어, 16 개의 그레이 레벨들을 가지는 흑색 및 백색 디스플레이에서는, 통상적으로, 그레이 레벨 1 이 흑색이고 그레이 레벨 16 이 백색이지만; 그러나, 흑색 및 백색 그레이 레벨 명칭들은 반전될 수도 있다. 여기서, 그레이톤 1 은 흑색을 지시하기 위하여 이용될 것이다. 그레이톤들이 그레이톤 16 (즉, 백색) 을 향해 진행함에 따라, 그레이톤 2 는 흑색의 더 밝은 음영일 것이다.

용어들 "쌍안정 (bistable)" 및 "쌍안정성 (bistability)" 은, 적어도 하나의 광학적 속성에 있어서 상이한 제 1 및 제 2 디스플레이 상태들을 가지는 디스플레이 엘리먼트들을 포함하는 디스플레이들을 지칭하기 위하여 당해 분야에서 그들의 기존의 의미로 본원에서 이용되어서, 임의의 소정의 엘리먼트가 유한한 기간의 어드레싱 펄스에 의하여, 어드레싱 펄스가 종결된 후에 그 제 1 또는 제 2 디스플레이 상태의 어느 하나를 취하도록 구동된 후, 그 상태는, 디스플레이 엘리먼트의 상태를 변화시키기 위해 요구된 어드레싱 펄스의 최소 기간의 적어도 몇 배, 예를 들어, 적어도 4 배 동안 지속될 것이다. 그레이 스케일이 가능한 일부 입자-기반 전기영동 디스플레이들은 그 극단적인 흑색 및 백색 상태들에서 뿐만 아니라, 그 중간의 그레이 상태들에서도 안정적이고, 일부의 다른 타입들의 전기-광학 디스플레이들에 대해서도 마찬가지라는 것이 미국 특허 제 7,170,670 호에서 나타내어져 있다. 이 타입의 디스플레이는 쌍안정이 아니라 "다안정 (multi-stable)" 으로 적절하게 칭해지지만, 편의상, 용어 "쌍안정" 은 쌍안정 및 다안정 디스플레이들의 양자를 커버하기 위하여 본원에서 이용될 수도 있다.

용어 "임펄스 (impulse)" 는 시간에 대한 전압의 적분의 그 기존의 의미로 본원에서 이용된다. 그러나, 일부 쌍안정 전기-광학 매체들은 전하 트랜스듀서 (charge transducer) 들로서 작동하고, 이러한 매체들로, 임펄스의 대안적인 정의, 즉, (인가된 총 전하와 동일한) 시간 경과에 따른 전류의 적분이 이용될 수도 있다. 매체가 전압-시간 임펄스 트랜스듀서 또는 전하 임펄스 트랜스듀서로서 작동하는지 여부에 따라, 임펄스의 적절한 정의가 이용되어야 한다.

용어 "잔여 전압" 은 어드레싱 전압 (전기-광학 매체의 광학적 상태를 변화시키기 위하여 이용된 전압 펄스) 이 종결된 후에 전기-광학 디스플레이에서 남아 있을 수도 있는 지속적인 또는 감쇠하는 전기장을 지칭하기 위하여 본원에서 이용된다. 이러한 잔여 전압들은, 디스플레이가 재기록된 후에, 이전의 이미지의 흔적들이 여전히 가시적인 소위 "고스팅" 현상들을 제한 없이 포함하는, 전기-광학 디스플레이들 상에서 디스플레이된 이미지들에 관한 바람직하지 않은 효과들로 이어질 수 있다. 출원 제 2003/0137521 호는 직류 (DC) 불균형된 파형이 어떻게 잔여 전압이 생성되는 것으로 귀착될 수 있는지를 설명하고, 이 잔여 전압은 디스플레이 픽셀의 개방-회로 (open-circuit) 전기화학적 전위를 측정함으로써 확인가능하다.

용어 "파형 (waveform)" 은 하나의 특정 초기 그레이 레벨로부터 특정 최종 그레이 레벨로의 전이를 달성하기 위하여 이용된 시간에 대한 전체 전압 곡선을 나타내기 위하여 이용될 것이다. 전형적으로, 이러한 파형은 복수의 파형 엘리먼트들을 포함할 것이고; 여기서, 이 엘리먼트들은 본질적으로 직사각형이고 (즉, 소정의 엘리먼트가 시간 주기 동안에 일정한 전압의 인가를 포함할 경우); 엘리먼트들은 "펄스들" 또는 "구동 펄스들" 로 칭해질 수도 있다. 용어 "구동 방식" 은 특정 디스플레이에 대한 그레이 레벨들 사이의 모든 가능한 전이들을 달성하기에 충분한 파형들의 세트 (set) 를 나타낸다. 디스플레이는 하나를 초과하는 구동 방식을 이용할 수도 있고; 예를 들어, 상기 언급된 미국 특허 제 7,012,600 호는, 구동 방식이 디스플레이의 온도, 또는 그 수명 동안에 동작 중에 있었던 시간과 같은 파라미터들에 따라 수정될 필요가 있을 수도 있고, 이에 따라, 디스플레이에는 상이한 온도 등에서 이용되어야 할 복수의 상이한 구동 방식들이 제공될 수도 있다는 것을 교시한다. 이 방식으로 이용된 구동 방식들의 세트는 "관련된 구동 방식들의 세트" 로서 지칭될 수도 있다. 상기 언급된 MEDEOD 출원들의 몇몇에서 설명된 바와 같이, 동일한 디스플레이의 상이한 구역들에서 하나를 초과하는 구동 방식을 동시에 이용하는 것이 또한 가능하고, 이러한 방식으로 이용된 구동 방식들의 세트는 "동시 구동 방식들의 세트" 로서 지칭될 수도 있다.

몇몇 타입들의 전기-광학 디스플레이들이 알려져 있다. 하나의 타입의 전기-광학 디스플레이는 예를 들어, 미국 특허들 제 5,808,783 호; 제 5,777,782 호; 제 5,760,761 호; 제 6,054,071 호; 제 6,055,091 호; 제 6,097,531 호; 제 6,128,124 호; 제 6,137,467 호; 및 제 6,147,791 호에서 설명된 바와 같은 회전 이색성 부재 타입 (rotating bichromal member type) 이다 (이 타입의 디스플레이는 "회전 이색성 볼 (rotating bichromal ball)" 디스플레이로서 종종 지칭되지만, 위에서 언급된 특허들의 일부에서, 회전 부재들이 구형이 아니므로, 용어 "회전 이색 부재" 가 더욱 정확한 것으로서 선호됨). 이러한 디스플레이는 상이한 광학적 특성들을 갖는 2 개 이상의 섹션 (section) 들 및 내부 쌍극자 (dipole) 를 가지는 많은 수의 작은 본체들 (전형적으로 구형 또는 원통형) 을 이용한다. 이 본체들은 매트릭스 (matrix) 내의 액체-충전된 액포 (vacuole) 들 내에서 현탁 (suspend) 되어 있고, 액포들은 본체들이 자유롭게 회전하도록 액체로 충전되어 있다. 디스플레이의 외관은, 전기장을 그것에 인가하고, 이에 따라, 본체들을 다양한 위치들로 회전시키고, 본체들의 섹션들 중의 어느 것이 관측 표면을 통해 보이는지를 변동시킴으로써 변화된다. 이 타입의 전기-광학 매체는 전형적으로 쌍안정이다.

또 다른 타입의 전기-광학 디스플레이는 전기변색 매체 (electrochromic medium), 예를 들어, 반-전도 금속 옥사이드 (metal oxide) 로 적어도 부분적으로 형성된 전극, 및 전극에 부착된, 반전가능한 컬러 변화가 가능한 복수의 염료 분자들을 포함하는 나노크로믹 막 (nanochromic film) 형태인 전기변색 매체를 이용하고; 예를 들어, O'Regan, B., 등, Nature 1991, 353, 737; 및 Wood, D., Information Display, 18(3), 24 (March 2002) 를 참조한다. 또한, Bach, U., 등, Adv. Mater., 2002, 14(11), 845 를 참조한다. 이 타입의 나노크로믹 막들은 또한, 예를 들어, 미국 특허들 제 6,301,038 호; 제 6,870,657 호; 및 제 6,950,220 호에서 설명되어 있다. 이 타입의 매체는 또한 전형적으로 쌍안정이다.

또 다른 타입의 전기-광학 디스플레이는, 필립스 (Philips) 에 의해 개발되고 Hayes, R.A., 등, "Video-Speed Electronic Paper Based on Electrowetting (전기습윤에 기초한 비디오-속력 전자 종이)" 에서 설명된 전기-습윤 디스플레이이다. 이러한 전기-습윤 디스플레이들은 쌍안정으로 될 수 있다는 것이 미국 특허 제 7,420,549 호에서 나타내어져 있다.

몇 년 동안에 강렬한 연구 및 개발의 주제였던 하나의 타입의 전기-광학 디스플레이는, 복수의 대전 입자들이 전기장의 영향 하에서 유체를 통해 이동하는 입자-기반 전기영동 디스플레이이다. 전기영동 디스플레이들은 액정 디스플레이들과 비교될 때, 양호한 밝기 및 콘트라스트, 넓은 시야각들, 상태 쌍안정성, 및 낮은 전력 소비의 특성들을 가질 수 있다. 그럼에도 불구하고, 이 디스플레이들의 장기 이미지 품질에 있어서의 문제들은 그 폭넓은 사용을 방지하였다. 예를 들어, 전기영동 디스플레이들을 구성하는 입자들은 침전 (settle) 하는 경향이 있어서, 이 디스플레이들에 대한 부적당한 서비스-수명으로 귀착된다.

위에서 언급된 바와 같이, 전기영동 매체들은 유체의 존재를 요구한다. 대부분의 종래 기술의 전기영동 매체들에서, 이 유체는 액체이지만, 전기영동 매체들은 기체 유체들을 이용하여 제조될 수 있고; 예를 들어, Kitamura, T., 등, "Electrical toner movement for electronic paper-like display (전자 종이와 유사한 디스플레이를 위한 전기적 토너 이동)", IDW Japan, 2001, Paper HCS1-1, 및 Yamaguchi, Y., 등, "Toner display using insulative particles charged triboelectrically (마찰전기 방식으로 대전된 절연성 입자들을 이용하는 토너 디스플레이)", IDW Japan, 2001, Paper AMD4-4 를 참조한다. 또한, 미국 특허들 제 7,321,459 호 및 제 7,236,291 호를 참조한다. 이러한 기체-기반 전기영동 매체들은, 매체들이 이러한 침전을 허용하는 방위에서 이용될 때, 예를 들어, 예를 들어, 매체가 수직 평면에서 배치되는 간판 (sign) 에서, 액체-기반 전기영동 매체들과 동일한 타입들의 입자 침전으로 인한 문제들에 영향받기 쉬운 것으로 보인다. 실제로, 액체인 것들에 비해 기체 현탁 유체들의 더 낮은 점도 (viscosity) 가 전기영동 입자들의 더욱 신속한 침전을 허용하므로, 입자 침전은 액체-기반의 것들보다 기체-기반 전기영동 매체들에서 더욱 심각한 문제인 것으로 보인다.

마사추세츠 공과 대학 (Massachusetts Institute of Technology; MIT) 및 이 잉크 주식회사 (E Ink Corporation) 에 양도되거나 그 명의로 된 수많은 특허들 및 출원들은 캡슐화된 전기영동 (encapsulated electrophoretic) 및 다른 전기-광학 매체들에서 이용된 다양한 기술들을 설명한다. 이러한 캡슐화된 매체들은 수많은 작은 캡슐 (capsule) 들을 포함하고, 캡슐들의 각각은 자체적으로 유체 매체 내의 전기영동적으로-이동가능한 입자들을 포함하는 내부 페이즈 (internal phase), 및 내부 페이즈를 둘러싸는 캡슐 벽을 포함한다. 전형적으로, 캡슐들은 2 개의 전극들 사이에 위치된 코히어런트 층 (coherent layer) 을 형성하기 위하여 폴리머 바인더 (polymeric binder) 내에 자체적으로 유지된다. 이 특허들 및 출원들에서 설명된 기술들은 이하를 포함한다:

(a) 전기영동 입자들, 유체들, 및 유체 첨가물들; 예를 들어, 미국 특허들 제 7,002,728 호; 및 제 7,679,814 호를 참조함;

(b) 캡슐들, 바인더들, 및 캡슐화 프로세스들; 예를 들어, 미국 특허들 제 6,922,276 호; 및 제 7,411,719 호를 참조함;

(c) 전기-광학 재료들을 포함하는 막들 및 서브-어셈블리들; 예를 들어, 미국 특허들 제 6,982,178 호; 및 제 7,839,564 호를 참조함;

(d) 백플레인 (backplane) 들, 접착 층들, 및 다른 보조 층들과, 디스플레이들에서 이용된 방법들; 예를 들어, 미국 특허들 제 7,116,318 호; 및 제 7,535,624 호를 참조함;

(e) 컬러 형성 및 컬러 조절; 예를 들어, 미국 특허 제 7,075,502 호; 및 미국 특허 출원 공개 제 2007/0109219 호를 참조함;

(f) 디스플레이들을 구동하기 위한 방법들; 상기 언급된 MEDEOD 출원들을 참조함;

(g) 디스플레이들의 응용들; 예를 들어, 미국 특허 제 7,312,784 호; 및 미국 특허 출원 공개 제 2006/0279527 호를 참조함; 및

(h) 미국 특허들 제 6,241,921 호; 제 6,950,220 호; 및 제 7,420,549 호; 및 미국 특허 출원 공개 제 2009/0046082 호에서 설명된 바와 같은 비-전기영동 디스플레이들.

상기 언급된 특허들 및 출원들의 다수는, 캡슐화된 전기영동 매체에서 개별 마이크로캡슐들을 둘러싸는 벽들이 연속적인 페이즈에 의해 대체될 수 있고, 이에 따라, 전기영동 매체가 전기영동 매체의 복수의 개별 액적들 및 폴리머 재료의 연속적인 페이즈를 포함하는 소위 폴리머-분산된 전기영동 디스플레이를 제조한다는 것과, 이러한 폴리머-분산된 전기영동 디스플레이 내의 전기영동 유체의 개별 액적들은 개별 캡슐 멤브레인이 각각의 개별적인 액적과 연관되지 않더라도 캡슐들 또는 마이크로캡슐들로서 간주될 수도 있다는 것을 인식하고; 예를 들어, 상기 언급된 미국 특허 제 6,866,760 호를 참조한다. 따라서, 본 출원의 목적들을 위하여, 이러한 폴리머-분산된 전기영동 매체들은 캡슐화된 전기영동 매체들의 서브-종 (sub-species) 으로서 간주된다.

관련된 타입의 전기영동 디스플레이는 소위 "마이크로셀 전기영동 디스플레이" 이다. 마이크로셀 전기영동 디스플레이에서는, 대전 입자들 및 유체가 마이크로캡슐들 내에서 캡슐화되는 것이 아니라, 그 대신에, 캐리어 매체 (carrier medium), 전형적으로 폴리머 막 내에 형성된 복수의 공동 (cavity) 들 내에서 유지된다. 예를 들어, Sipix Imaging, Inc. 에 양자 모두 양도된 미국 특허들 제 6,672,921 호 및 제 6,788,449 호를 참조한다.

전기영동 매체들은 (예를 들어, 다수의 전기영동 매체들에서는, 입자들이 디스플레이를 통한 가시 광의 투과를 실질적으로 차단하므로) 종종 불투명하고 반사 모드에서 동작하지만, 다수의 전기영동 디스플레이들은, 하나의 디스플레이 상태가 실질적으로 불투명하고 하나는 광-투과성인 소위 "셔터 모드 (shutter mode)" 에서 동작하게 만들어질 수 있다. 예를 들어, 미국 특허들 제 5,872,552 호; 제 6,130,774 호; 제 6,144,361 호; 제 6,172,798 호; 제 6,271,823 호; 제 6,225,971 호; 및 제 6,184,856 호를 참조한다. 전기영동 디스플레이들과 유사하지만 전기장 강도에 있어서의 변동들에 의존하는 유전영동 (dielectrophoretic) 디스플레이들은 유사한 모드에서 동작할 수 있고; 미국 특허 제 4,418,346 호를 참조한다. 다른 타입들의 전기-광학 디스플레이들은 또한, 셔터 모드에서 동작할 수 있을 수도 있다. 셔터 모드에서 동작하는 전기-광학 매체들은 전체 컬러 디스플레이들을 위한 다층 구조들에서 유용할 수도 있고; 이러한 구조들에서, 디스플레이의 관측 표면에 인접한 적어도 하나의 층은 관측 표면으로부터 더욱 먼 제 2 층을 노출하거나 은닉하기 위하여 셔터 모드에서 동작한다.

캡슐화된 전기영동 디스플레이는 전통적인 전기영동 디바이스들의 클러스터링 (clustering) 및 침전 고장 모드를 전형적으로 겪지 않으며, 광범위한 플렉시블 및 강성 기판들 상에 디스플레이를 인쇄하거나 코팅하기 위한 능력과 같은 추가의 장점들을 제공한다. (단어 "인쇄" 의 이용은, 패치 다이 (patch die) 코팅, 슬롯 (slot) 또는 압출 (extrusion) 코팅; 슬라이드 (slide) 또는 캐스케이드 (cascade) 코팅, 커튼 (curtain) 코팅과 같은 사전-계량된 (pre-metered) 코팅들; 나이프 오버 롤 (knife over roll) 코팅, 순방향 및 역방향 롤 (forward and reverse roll) 코팅과 같은 롤 코팅; 그라비어 (gravure) 코팅; 딥 (dip) 코팅; 분사 (spray) 코팅; 메니스커스 (meniscus) 코팅; 스핀 (spin) 코팅; 브러쉬 (brush) 코팅; 에어 나이프 (air knife) 코팅; 실크 스크린 인쇄 (silk screen printing) 프로세스들; 정전식 인쇄 (electrostatic prining) 프로세스들; 열방식 인쇄 (thermal printing) 프로세스들; 잉크젯 인쇄 (ink jet printing) 프로세스들; 전기영동 증착 (미국 특허 제 7,339,715 호를 참조); 및 다른 유사한 기법들을 포함하지만 제한 없이 모든 형태들의 인쇄 및 코팅을 포함하도록 의도된 것이다.) 이에 따라, 결과적인 디스플레이는 플렉시블일 수 있다. 또한, 디스플레이 매체는 (다양한 방법들을 이용하여) 인쇄될 수 있으므로, 디스플레이 자체는 저렴하게 만들어질 수 있다.

다른 타입들의 전기-광학 매체들이 본 발명의 디스플레이들에서 또한 이용될 수도 있다.

입자-기반 전기영동 디스플레이들, 및 유사한 거동 (behavior) 을 디스플레이하는 다른 전기-광학 디스플레이들 (이러한 디스플레이들은 편의상 "임펄스 구동 디스플레이들 (impulse driven displays)" 이라고 이하에서 지칭될 수도 있음) 의 쌍안정 또는 다안정 거동은 기존의 액정 ("liquid crystal; LC") 디스플레이들의 그것과 뚜렷하게 대조적이다. 트위스티드 네마틱 (twisted nematic) 액정들은 쌍안정 또는 다안정이 아니라 전압 트랜스듀서 (voltage transducer) 들로서 작동하여, 소정의 전기장을 이러한 디스플레이의 픽셀에 인가하는 것은 픽셀에서 이전에 존재하는 그레이 레벨에 관계없이, 픽셀에서 특정 그레이 레벨을 생성한다. 또한, LC 디스플레이들은 하나의 방향으로 (비-투과성 또는 "어두움 (dark)" 으로부터 투과성 또는 "밝음 (light)" 으로) 구동되기만 하고, 더 밝은 상태로부터 더 어두운 상태로의 역방향 전이는 전기장을 감소시키거나 제거함으로써 달성된다. 최종적으로, LC 디스플레이의 픽셀의 그레이 레벨은 전기장의 극성에 민감하지 않고 그 크기에만 민감하고, 실제로, 기술적인 이유들로, 상업적인 LC 디스플레이들은 빈번한 간격들로 구동 필드의 극성을 통상적으로 반전시킨다. 대조적으로, 쌍안정 전기-광학 디스플레이들은 제 1 근사치까지 임펄스 트랜스듀서들로서 작동하므로, 픽셀의 최종 상태는 인가된 전기장과, 이 필드 (field) 가 인가되는 동안의 시간뿐만 아니라, 전기장의 인가 이전의 픽셀의 상태에도 종속된다.

이용된 전기-광학 매체가 쌍안정이든지 그렇지 않든지 간에, 고-해상도 (high-resolution) 디스플레이를 획득하기 위하여, 디스플레이의 개별적인 픽셀들은 인접한 픽셀들로부터의 간섭 없이 어드레싱 가능해야 한다. 이 목적을 달성하기 위한 하나의 방법은 "능동 매트릭스 (active matrix)" 디스플레이를 제조하기 위하여, 각각의 픽셀과 연관된 적어도 하나의 비-선형 엘리먼트를 갖는, 트랜지스터들 또는 다이오드들과 같은 비-선형 엘리먼트들의 어레이를 제공하는 것이다. 하나의 픽셀을 어드레싱하는 어드레싱 또는 픽셀 전극은 연관된 비-선형 엘리먼트를 통해 적절한 전압 소스에 접속된다. 전형적으로, 비-선형 엘리먼트가 트랜지스터일 때, 픽셀 전극은 트랜지스터의 드레인에 접속되고, 이 배열은 다음의 설명에서 가정될 것이지만, 그것은 본질적으로 임의적이고 픽셀 전극은 트랜지스터의 소스에 접속될 수 있다. 기존에는, 고 해상도 어레이들에서, 픽셀들이 행 (row) 들 및 열 (column) 들의 2 차원 어레이로 배열되어, 임의의 특정 픽셀은 하나의 특정된 행 및 하나의 특정된 열의 교차에 의해 고유하게 정의된다. 각각의 열에서의 모든 트랜지스터들의 소스들은 단일 열 전극에 접속되는 반면, 각각의 행에서의 모든 트랜지스터들의 게이트들은 단일 행 전극에 접속되고; 다시, 소스들 대 행들 그리고 게이트들 대 열들의 배정은 관례적이지만 본질적으로 임의적이며, 희망할 경우에 반전될 수 있다. 행 전극들은 행 구동기에 접속되고, 이러한 행 구동기는 본질적으로, 임의의 소정의 순간에, 오직 하나의 행이 선택되는 것, 즉, 선택된 행에서의 모든 트랜지스터들이 전도성 (conductive) 인 것을 보장하기 위한 것과 같은 전압이 선택된 행 전극에 인가되는 반면, 이 비-선택된 행들에서의 모든 트랜지스터들이 비-전도성 (non-conductive) 을 유지하는 것을 보장하기 위한 것과 같은 전압이 모든 다른 행들에 인가되는 것을 보장한다. 열 전극들은 열 구동기들에 접속되고, 이러한 열 구동기들은 선택된 행에서의 픽셀들을 그 희망하는 광학적 상태들로 구동하기 위해 선택된 전압들을 다양한 열 전극들에 배치한다. (상기 언급된 전압들은, 비-선형 어레이로부터 전기-광학 매체의 대향측 상에 기존에 제공되며 전체 디스플레이에 걸쳐 연장되는 공통 전방 전극에 관련된다.) 선택된 행이 선택해제되는 "라인 어드레스 시간" 으로 알려진 미리-선택된 간격 후에, 다음 행이 선택되고, 열 구동기들 상의 전압들은 디스플레이의 다음 라인이 기록되도록 변화된다. 이 프로세스는 전체 디스플레이가 행-대-행 (row-by-row) 방식으로 기록되도록 반복된다.

처음에는, 이러한 임펄스-구동 전기-광학 디스플레이를 어드레싱하기 위한 이상적인 방법은, 각각의 픽셀이 그 초기 그레이 레벨로부터 그 최종 그레이 레벨로 직접적으로 전이하도록, 제어기가 이미지의 각각의 기록을 배열하는 소위 "일반적인 그레이스케일 이미지 흐름 (general grayscale image flow)" 일 것으로 보일 수도 있다. 그러나, 불가피하게도, 임펄스-구동 디스플레이 상에서 이미지들을 기록할 시에 일부 오차가 있다. 실제로 조우하게 된 일부의 이러한 오차들은 이하를 포함한다:

(a) 이전 상태 종속성 (Prior State Dependence); 적어도 일부의 전기-광학 매체들에 있어서, 픽셀을 새로운 광학적 상태로 스위칭하기 위해 요구되는 임펄스는 현재 그리고 희망하는 광학적 상태뿐만 아니라, 픽셀의 이전의 광학적 상태들에도 종속된다.

(b) 체류 시간 종속성 (Dwell Time Dependence): 적어도 일부의 전기-광학 매체들에 있어서, 픽셀을 새로운 광학적 상태로 스위칭하기 위해 요구되는 임펄스는 픽셀이 그 다양한 광학적 상태들에서 소비한 시간에 종속된다. 이 종속성의 정확한 본질은 잘 이해되지 않지만, 일반적으로, 더 많은 임펄스가 요구될 수록, 더 오랫 동안 픽셀은 그 현재의 광학적 상태에 있다.

(c) 온도 종속성 (Temperature Dependence): 픽셀을 새로운 광학적 상태로 스위칭하기 위해 요구되는 임펄스는 온도에 아주 많이 종속된다.

(d) 습도 종속성 (Humidity Dependence): 픽셀을 새로운 광학적 상태로 스위칭하기 위해 요구되는 임펄스는, 적어도 일부 타입들의 전기-광학 매체들에 있어서, 주변 습도 (ambient humidity) 에 종속된다.

(e) 기계적 균일성 (Mechanical Uniformity): 픽셀을 새로운 광학적 상태로 스위칭하기 위해 요구되는 임펄스는 디스플레이에서의 기계적 변동들, 예를 들어, 전기-광학 매체 또는 연관된 라미네이션 접착제 (lamination adhesive) 의 두께 변동들에 의해 영향을 받을 수도 있다. 다른 타입들의 기계적 비-균일성 (non-uniformity) 은 매체의 상이한 제조 배치 (batch) 들, 제조 공차들, 및 재료들 변동들 사이의 불가피한 변동들로부터 기인할 수도 있다.

(f) 전압 오차들 (Voltage Errors): 픽셀에 인가되는 실제 임펄스는 구동기들에 의해 전달되는 전압들에 있어서의 피할 수 없는 약간의 오차들로 인해 이론적으로 인가되는 것과 불가피하게 약간 상이할 것이다.

일반적인 그레이스케일 이미지 흐름은 "오차들의 축적" 현상을 겪는다. 예를 들어, 온도 종속성은 각각의 전이 상에서의 포지티브 방향에서의 0.2 L* (여기서, L* 은 통상적인 CIE 정의를 가지고:

L* = 116(R/R0)1/3 - 16,

여기서, R 은 반사율이고 R0 은 표준 반사율 값임) 오차로 귀착된다. 50 개의 전이들 후에, 이 오차는 10 L* 로 축적될 것이다. 아마도 더욱 현실적으로, 디스플레이의 이론적 및 실제적인 반사율 사이의 차이의 측면에서 표현된 각각의 전이 상에서의 평균 오차가 ± 0.2 L* 인 것으로 추정한다. 100 개의 연속적인 전이들 후에, 픽셀들은 2 L* 의 그 예상된 상태로부터의 평균 편차를 디스플레이할 것이고; 이러한 편차들은 어떤 타입들의 이미지들 상에서 평균 관찰자에게 분명하다.

이 오차들의 축적 현상은 온도로 인한 오차들뿐만 아니라, 위에서 열거된 모든 타입들의 오차들에도 적용된다. 상기 언급된 미국 특허 제 7,012,600 호에서 설명된 바와 같이, 오직 제한된 정밀도까지지만, 이러한 오차들을 보상하는 것이 가능하다. 예를 들어, 온도 오차들은 온도 센서 및 룩업 테이블을 이용함으로써 보상될 수 있지만, 온도 센서는 제한된 분해능을 가지고, 전기-광학 매체의 그것과는 약간 상이한 온도를 판독할 수도 있다. 유사하게, 이전 상태 종속성은 이전 상태들을 저장하고 다차원 전이 매트릭스를 이용함으로써 보상될 수 있지만, 제어기 메모리는 레코딩될 수 있는 상태들의 수와, 저장될 수 있는 전이 매트릭스의 크기를 제한하여, 이 타입의 보상의 정밀도에 대해 제한을 둔다.

이에 따라, 일반적인 그레이스케일 이미지 흐름은 양호한 결과들을 제공하기 위하여 인가된 임펄스의 매우 정밀한 제어를 요구하고, 경험적으로, 전기-광학 디스플레이들의 기술의 현재 상태에서, 일반적인 그레이스케일 이미지 흐름은 상업적인 디스플레이에서 실행 불가능하다는 것이 밝혀졌다.

상기 언급된 US 2013/0194250 은 플래싱 (flashing) 및 에지 고스팅을 감소시키기 위한 기법들을 설명한다. "선택적인 일반적 업데이트 (selective general update)" 또는 "SGU" 방법으로 나타낸 하나의 이러한 기법은, 모든 픽셀들이 각각의 전이에서 구동되는 제 1 구동 방식과, 일부 전이들을 거치는 픽셀들이 구동되지 않는 제 2 구동 방식을 이용하여, 복수의 픽셀들을 가지는 전기-광학 디스플레이를 구동하는 것을 수반한다. 제 1 구동 방식은 디스플레이의 제 1 업데이트 동안에 픽셀들의 비-제로 마이너 부분 (non-zero minor proportion) 에 적용되는 반면, 제 2 구동 방식은 제 1 업데이트 동안에 나머지 픽셀들에 적용된다. 제 1 업데이트 이후의 제 2 업데이트 동안에는, 제 1 구동 방식이 상이한 비-제로의 소수 비율의 픽셀들에 적용되는 반면, 제 2 업데이트 동안에는, 제 2 구동 방식이 나머지 픽셀들에 적용된다. 전형적으로, SGU 방법은 텍스트 또는 이미지를 둘러싸는 백색 배경을 리프레시 (refresh) 하기 위하여 적용되어, 백색 배경에서의 작은 비율의 픽셀들만이 임의의 하나의 디스플레이 업데이트 동안에 업데이트를 거치지만, 배경의 모든 픽셀들은 그레이 컬러로의 백색 배경의 드리프트가 플래시 업데이트에 대한 임의의 필요성 없이 회피되도록 점차 업데이트된다. SGU 방법의 적용은 각각의 전이에 대한 업데이트를 거쳐야 할 개별적인 픽셀들에 대한 특수한 파형 (이하, "F" 파형 또는 "F-전이" 로서 지칭됨) 을 요구한다는 것이 전기-광학 디스플레이들의 기술에서의 당업자들에게 용이하게 분명할 것이다.

상기 언급된 US 2013/0194250 은 또한, 에지 아티팩트들을 일으킬 가능성이 있는 것으로 식별될 수 있으며 균형잡힌 펄스 쌍 (들) 이 에지 아티팩트를 소거하거나 감소시킴에 있어서 효과적이도록 할 공간-시간적 구성에 있는, 픽셀들에서의 백색-대-백색 전이들 동안의 하나 이상의 균형잡힌 펄스 쌍들 (균형잡힌 펄스 쌍 (balanced pulse pair) 또는 "BPP" 는 균형잡힌 펄스 쌍의 순 임펄스 (net impulse) 가 실질적으로 제로가 되도록 하는 반대의 극성들의 구동 펄스들의 쌍임) 의 인가를 수반하는 "균형잡힌 펄스 쌍 백색/백색 전이 구동 방식 (balanced pulse pair white/white transition drive scheme)" 또는 "BPPWWTDS" 를 설명한다. 바람직하게는, BPP 가 인가되는 픽셀들은, BPP 가 다른 업데이트 활동에 의해 마스킹 (masking) 되도록 선택된다. 각각의 BPP 는 본래 제로의 순 임펄스를 가지고, 이에 따라, 구동 방식의 DC 균형을 변경하지 않으므로, 하나 이상의 BPP 들의 인가는 구동 방식의 바람직한 DC 균형에 영향을 주지 않는다는 것에 주목한다. "백색/백색 탑-오프 펄스 구동 방식 (white/white top-off pulse drive scheme)" 또는 "WWTOPDS" 로 나타낸 제 2 의 이러한 기법은, 에지 아티팩트들을 일으킬 가능성이 있는 것으로 식별될 수 있는 픽셀들에서의 백색-대-백색 전이들로서, 탑-오프 펄스가 에지 아티팩트를 소거하거나 감소시킴에 있어서 효과적이도록 할 공간-시간적 구성에 있는 상기 픽셀들에서의 백색-대-백색 전이들 동안에 "탑-오프" 펄스를 인가하는 것을 수반한다. BPPWWTDS 또는 WWTOPDS 의 적용은, 각각의 전이에 대한 업데이트를 거쳐야 하는 개별적인 픽셀들에 대한 특수한 파형 (이하, "T" 파형 또는 "T-전이" 로서 지칭됨) 을 다시 요구한다. T 및 F 파형들은 백색-대-백색 전이들을 거치는 픽셀들에 통상적으로 인가되기만 한다. 글로벌 제한 구동 방식에서는, 백색-대-백색 파형이 비어 있는 (즉, 일련의 제로 전압 펄스들로 구성됨) 반면, 모든 다른 파형들은 비어 있지 않다. 따라서, 적용가능할 때, 비어 있지 않은 T 및 F 파형들은 글로벌 제한 구동 방식에서 비어 있는 백색-대-백색 파형들을 대체한다.

일부의 상황들 하에서는, 단일 디스플레이가 다수의 구동 방식들을 이용하는 것이 바람직할 수도 있다. 예를 들어, 2 개를 초과하는 그레이 레벨들이 가능한 디스플레이는 모든 가능한 그레이 레벨들 사이의 전이들을 달성할 수 있는 그레이 스케일 구동 방식 ("gray scale drive scheme; GSDS") 과, 2 개의 그레이 레벨들 사이에서만 전이들을 달성하는 단색 구동 방식 ("monochrome drive scheme; MDS") 을 이용할 수도 있고, MDS 는 GSDS 보다 디스플레이의 더욱 신속한 재기록을 제공할 수도 있다. MDS 는, 디스플레이의 재기록 동안에 변화되고 있는 모든 픽셀들이 MDS 에 의해 이용된 2 개의 그레이 레벨들 사이에서만 전이들을 달성하고 있을 때에 이용된다. 예를 들어, 상기 언급된 미국 특허 제 7,119,772 호는 전자 책 (electronic book) 의 형태의 디스플레이, 또는 그레이 스케일 이미지들을 디스플레이할 수 있으며 또한, 사용자가 디스플레이된 이미지들과 관련 있는 텍스트를 입력하는 것을 허용하는 단색 대화 박스 (dialog box) 를 디스플레이할 수 있는 유사한 디바이스를 설명한다. 사용자가 텍스트를 입력하고 있을 때, 대화 박스의 신속한 업데이팅을 위하여 신속한 MDS 가 이용되어, 이에 따라, 입력되고 있는 텍스트의 급속한 확인을 사용자에게 제공한다. 다른 한편으로, 디스플레이 상에 도시된 전체 그레이 스케일 이미지가 변화되고 있을 때, 더 느린 GSDS 가 이용된다.

대안적으로, 디스플레이는 "직접 업데이트" 구동 방식 ("direct update drive scheme; DUDS") 과 동시에 GSDS 를 이용할 수도 있다. DUDS 는 전형적으로 GSDS 보다 더 적은, 2 개 이상의 그레이 레벨들을 가질 수도 있지만, DUDS 의 가장 중요한 특징은, GSDS 에서 종종 이용되는 "간접" 전이들과는 반대로, 전이들이 초기 그레이 레벨로부터 최종 그레이 레벨로의 단순한 단방향 구동에 의해 처리된다는 것이고, 여기서, 적어도 일부의 전이들에서는, 픽셀이 초기 그레이 레벨로부터 하나의 극단적인 광학적 상태로, 그 다음으로, 역 방향에서 최종 그레이 레벨로 구동되고; 일부의 경우들에 있어서, 초기 그레이 레벨로부터 하나의 극단적인 광학적 상태로, 그 후, 반대의 극단적인 광학적 상태로, 그리고 그런 다음에, 최종 극단적인 광학적 상태로 구동함으로써 전이가 달성될 수도 있고 - 예를 들어, 상기 언급된 미국 특허 제 7,012,600 호의 도 11a 및 도 11b 에서 예시된 구동 방식을 참조한다. 이에 따라, 본 전기영동 디스플레이들은 포화 펄스의 길이의 약 2 배 내지 3 배의 그레이스케일 모드에 있어서의 업데이트 시간 (여기서, "포화 펄스의 길이" 는 디스플레이의 픽셀을 하나의 극단적인 광학적 상태로부터 다른 상태로 구동하기에 충분한, 특정 전압에서의 시간 주기로서 정의됨) 또는 대략 700 - 900 밀리초 (millisecond) 를 가질 수도 있는 반면, DUDS 는 포화 펄스의 길이, 또는 약 200 - 300 밀리초 (millisecond) 와 동일한 최대 업데이트 시간을 가진다.

그러나, 구동 방식들에 있어서의 변동은 이용되는 그레이 레벨들의 수의 차이들에 국한되지 않는다. 예를 들어, 구동 방식들은, 글로벌 업데이트 구동 방식 (더욱 정확하게는 "글로벌 완전 (global complete)" 또는 "GC" 구동 방식으로서 지칭됨) 이 적용되고 있는 (전체 디스플레이 또는 그 일부의 정의된 부분일 수도 있는) 영역에서의 매 픽셀에 구동 전압이 인가되는 글로벌 구동 방식 (global drive scheme) 들과, 비-제로 (non-zero) 전이 (즉, 초기 및 최종 그레이 레벨들이 서로 상이한 전이) 를 거치고 있는 픽셀들에만 구동 전압이 인가되지만, (초기 및 최종 그레이 레벨들이 동일한) 제로 전이들 또는 널 전이들 동안에는 구동 전압이 인가되지 않거나 제로 전압이 인가되는 부분적인 업데이트 구동 방식 (partial update drive scheme) 들로 나누어질 수도 있다. 본원에서 이용된 바와 같이, 용어들 "제로 전이" 및 "널 전이" 는 상호 교환가능하게 이용된다. ("글로벌 제한 (global limited)" 또는 "GL" 구동 방식으로 지시된) 중간 형태 구동 방식은, 제로의 백색-대-백색 (white-to-white) 전이를 거치고 있는 픽셀에 구동 전압이 인가되지 않는다는 것을 제외하고는, GC 구동 방식과 유사하다. 예를 들어, 백색 배경 상에 흑색 텍스트를 디스플레이하는, 전자 책 리더 (electronic book reader) 로서 이용된 디스플레이에서는, 특히, 여백들에서, 그리고 텍스트의 하나의 페이지로부터 다음 페이지로 변화되지 않은 상태로 남아있는 텍스트의 라인들 사이에, 수많은 백색 픽셀들이 있고; 이 때문에, 이 백색 픽셀들을 재기록하지 않는 것은 디스플레이 재기록의 분명한 "플래시니스 (flashiness)" 를 실질적으로 감소시킨다.

그러나, 어떤 문제들은 이 타입의 GL 구동 방식에서 남아 있다. 첫째로, 상기 언급된 MEDEOD 출원들의 일부에서 상세하게 논의된 바와 같이, 쌍안정 전기-광학 매체들은 전형적으로 완전히 쌍안정은 아니고, 하나의 극단적인 광학적 상태에서 배치된 픽셀들은 수 분 내지 수 시간의 주기에 걸쳐 중간 그레이 레벨을 향해 점차 드리프트한다. 특히, 백색으로 구동된 픽셀들은 밝은 그레이 컬러를 향해 서서히 드리프트한다. 이 때문에, GL 구동 방식에서, 백색 픽셀이 다수의 페이지 넘김 (page turn) 들을 통해 구동되지 않은 상태로 남아 있도록 허용될 경우, 그 동안에, 다른 백색 픽셀들 (예를 들어, 텍스트 문자들의 일부들을 형성하는 것들) 이 구동되고, 새롭게 업데이트된 백색 픽셀들은 구동되지 않은 백색 픽셀들보다 약간 더 밝을 것이고, 궁극적으로, 차이는 심지어 훈련되지 않은 사용자에게도 분명해질 것이다.

둘째로, 구동되지 않은 픽셀이 업데이트되고 있는 픽셀에 인접하게 놓여 있을 때, "블루밍 (blooming)" 으로서 알려진 현상이 발생하고, 이러한 현상에서는, 구동된 픽셀의 구동이 구동된 픽셀의 구역보다 약간 더 큰 구역에 걸쳐 광학적 상태에 있어서의 변화를 야기시키고, 이 구역은 인접한 픽셀들의 구역으로 침입한다. 이러한 블루밍은, 구동되지 않은 픽셀들이 구동된 픽셀들에 인접하게 놓여 있는 에지들을 따라 에지 효과들로서 자체적으로 발현한다. 유사한 에지 효과들은, 지역적인 업데이트들에 의해, 업데이트되고 있는 영역의 경계에서 에지 효과들이 발생하는 것을 제외하고는, 지역적인 업데이트들을 이용할 때 (여기서, 예를 들어, 이미지를 보여주기 위하여 디스플레이의 특정한 영역만이 업데이트됨) 에 발생한다. 시간 경과에 따라, 이러한 에지 효과들은 시각적으로 산만해지고 제거되어야 한다. 지금까지, 이러한 에지 효과들 (그리고 구동되지 않은 백색 픽셀들에서의 컬러 드리프트의 효과들) 은 간격들에서 단일 GC 업데이트를 이용함으로써 전형적으로 제거되었다. 불운하게도, 이러한 우발적인 GC 업데이트의 이용은 "플래시 (flashy)" 업데이트의 문제를 재도입하고, 실제로, 플래시 업데이트가 단지 긴 간격들로 발생한다는 사실에 의해 업데이트의 플래시니스가 고조될 수도 있다.

본 발명은 가능한 한 플래시 업데이트들을 회피하면서도 위에서 논의된 문제점들을 감소시키거나 제거하는 것에 관한 것이다. 그러나, 상기 언급된 문제점들을 해결하는 것을 시도함에 있어서 추가적인 복잡함 (complication), 즉, 전체적인 DC 균형이 필요하다. 상기 언급된 MEDEOD 출원들의 다수에서 논의된 바와 같이, 디스플레이들의 전기-광학 속성들 및 작동 수명은, 이용되는 구동 방식들이 실질적으로 DC 균형잡히지 않을 경우에 (즉, 동일한 그레이 레벨에서 시작하고 종료되는 임의의 일련의 전이들 동안에 픽셀에 인가되는 임펄스들의 대수적인 합이 제로에 근접하지 않을 경우에) 악영향을 받을 수도 있다. 특히, 하나를 초과하는 구동 방식을 이용하여 수행된 전이들을 수반하는 소위 "이종 루프 (heterogeneous loop) 들" 에서의 DC 균형의 문제점들을 논의하는 상기 언급된 미국 특허 제 7,453,445 호를 참조한다. DC 균형잡힌 구동 방식 (DC balanced drive scheme) 은, 임의의 소정의 시간에서의 전체적인 순 임펄스 바이어스 (net impulse bias) 가 (한정된 수의 그레이 상태들에 대하여) 바운딩되는 (bounded) 것을 보장한다. DC 균형잡힌 구동 방식에서는, 디스플레이의 각각의 광학적 상태가 임펄스 전위 (impulse potential; IP) 에 배정되고, 광학적 상태들 사이의 개별적인 전이들은, 전이의 순 임펄스가 전이의 초기 및 최종 상태들 사이의 임펄스 전위에 있어서의 차이와 동일하도록 정의된다. DC 균형잡힌 구동 방식에서는, 임의의 라운드 트립 순 임펄스가 실질적으로 제로가 되도록 요구된다.

하나의 양태에서, 본 발명은 에지 아티팩트들, 고스팅, 및 플래시 업데이트들을 감소시키면서 흑색 배경 ("흑색 모드" 로서 본원에서 또한 지칭된 "암 모드") 상에서 백색 텍스트를 디스플레이하기 위하여 복수의 픽셀들을 가지는 전기-광학 디스플레이를 구동하는 방법들을 제공한다. 게다가, 텍스트가 안티-에일리어싱 (anti-alias) 될 경우에, 백색 텍스트는 중간 그레이 레벨들을 가지는 픽셀들을 포함할 수도 있다. 밝은 또는 백색 배경 상에서 흑색 텍스트를 디스플레이하는 것은 "명 모드" 또는 "백색 모드" 로서 본원에서 지칭된다. 도 1a 는 에지 아티팩트들 (102) 의 축적이 최소화되는 암 모드에서의 전기-광학 디스플레이를 도시한다. 전형적으로, 흑색 배경 상에서 백색 텍스트를 디스플레이할 때, 백색 에지들 또는 에지 아티팩트들은 (명 모드에서의 어두운 에지들에서와 같이) 다수의 업데이트들 후에 축적될 수도 있다. 이 에지 축적은 특히, 배경 픽셀들 (즉, 여백들에서, 그리고 텍스트의 라인들 사이의 선두에서의 픽셀들) 이 업데이트들 동안에 플래싱하지 않을 때 (즉, 반복된 업데이트들을 통해 흑색의 극단적인 광학적 상태에서 남아 있는 배경 픽셀들이 반복된 흑색-대-흑색 제로 전이들을 거치고, 그 동안에는, 구동 전압이 픽셀들에 인가되지 않고 그것들은 플래싱하지 않음) 에 가시적이다. 도 1b 는 배경의 어두운 픽셀들이 제로 전이들을 경험할 때에 에지 아티팩트들이 축적되는 (104) 암 모드에서의 전기-광학 디스플레이를 도시한다. 구동 전압들이 흑색-대-흑색 전이들 동안에 인가되지 않는 암 모드는 "암 GL 모드 (dark GL mode)" 로서 지칭될 수도 있고; 이것은 본질적으로, 구동 전압들이 백색-대-백색 제로 전이들을 거치는 배경 픽셀들에 인가되지 않는 밝은 GL 모드의 역이다. 암 GL 모드는 흑색-대-흑색 픽셀들에 대한 제로 전이를 간단하게 정의함으로써 구현될 수도 있지만, 또한, 제어기에 의한 부분적인 업데이트와 같은 일부 다른 수단에 의해 구현될 수도 있다.

본 발명의 목적은 특수한 전이에 의해 도입된 DC 불균형을 관리하기 위한 방법들과 함께, 알고리즘에 따라 특수한 파형 전이를 적용함으로써, 암 GL 모드에서 에지 아티팩트들의 축적을 감소시키기 위한 것이다. 본 발명은 하나의 픽셀이 비-흑색 톤으로부터 흑색 상태로 전이하고 있고 다른 픽셀이 흑색으로부터 흑색으로 전이하고 있을 때에 인접한 픽셀들 사이에서 나타날 수도 있는 백색 에지를 소거하는 것에 관한 것이다. 암 GL 모드에 대하여, 흑색 대 흑색 전이는 널이다 (즉, 이 전이 동안에는, 전압이 픽셀에 인가되지 않음). 이러한 시나리오에서, 에지 아티팩트 소거는 이러한 인접한 픽셀 전이 쌍들을 식별함으로써, 그리고 반전된 탑-오프 펄스 ("iTop 펄스") 로 칭해진 특수한 전이를 수신하기 위하여 흑색 대 흑색 픽셀을 표기함으로써 달성될 수도 있다.

도 2 는 반전된 탑-오프 펄스의 그래픽 개략도이다. iTop 펄스는 2 개의 튜닝가능한 파라미터들 - 펄스의 크기 (임펄스) ("iTop 크기" - 즉, 시간에 대한 인가된 전압의 적분) 및 "패딩 (padding)" 즉, iTop 펄스의 종점과 파형의 종점 사이의 주기 ("iTop 패드") 에 의해 정의될 수도 있다. 이 파라미터들은 튜닝가능하고, 디스플레이의 타입 및 그 이용에 의해 결정될 수도 있고, 프레임들의 수에 있어서의 선호된 범위들은: 1 과 35 사이의 크기 및 0 과 50 사이의 패드이다. 위에서 기재된 바와 같이, 이 범위들은 디스플레이 성능이 그렇게 요구할 경우에 더 클 수도 있다.

도 3 은 본 발명의 실시형태에 대한 iTop 크기 및 iTop 패드 파라미터들의 범위 상에서의 3 개의 상이한 능동 업데이트 플러스 iTop 펄스 시퀀스들에 대한 L* 에서의 측정된 에지 컴포넌트 강도의 그래픽 개략도이다. 데이터 라벨들 ec #1, ec #5, 및 ec #15 는, L* 에서의 에지 컴포넌트 값을 수량화하기 전에, 능동 업데이트 및 iTop 펄스가 실행되는 횟수들을 표시한다. ec #1 에 대하여, 하나의 업데이트 및 하나의 iTop 펄스가 실행되고, 그 다음으로, L* 값이 측정된다. ec #5 에 대하여, 5 개의 업데이트들 및 5 개의 iTop 펄스들이 실행되고, 그 다음으로, L* 값이 측정되는 등등과 같다. 데이터 포인트 (302) 는 iTop 크기 및 iTop 패드가 양자 모두 제로인 명목상의 암 GL 시스템을 위한 것이다. 이 학습을 위하여, ec #5 에 대한 최저 데이터 포인트 (304) 는, 10 의 iTop 크기 및 3 의 iTop 패드를 가지는 최상의 iTop 파형인 것으로 선택되었다.

도 4 는 흑색 배경 (402) 상에서 디스플레이된 백색 텍스트 (404) 의 반전된 탑-오프 펄스를 인가하기 위하여 에지 영역들 (408) 을 식별하는 본 발명의 실시형태의 예시적인 개략도이다. 도 4 에서, 텍스트는 안티-에일리어싱되므로, 그레이톤들 (506) 이 있다. iTop 펄스는 예시된 바와 같은 에지 영역 (408) 에서의 픽셀들에 인가될 수도 있다. 알고리즘의 4 개의 상이한 버전들은 iTop 펄스가 인가되는 에지 영역에서의 픽셀들의 수를 식별하기 위하여 이용될 수도 있다. DC 불균형을 제한하고 및/또는 과잉 픽셀 암화 (excess pixel darkening) 를 방지하기 위하여, iTop 펄스가 인가되는 픽셀들의 총 수를 최소화하는 것이 바람직할 수도 있다.

에지 영역 파형 알고리즘들은 로케이션 (i,j) 에서의 픽셀이 에지 영역 내에 있는지 아닌지 여부를 결정하기 위하여 다음의 데이터를 이용한다; 픽셀 (i,j) 의 현재의 그레이톤; 픽셀 (i,j) 의 다음의 그레이톤; 픽셀 (i,j) 의 북쪽, 남쪽, 동쪽, 및 서쪽 이웃들을 나타내는, 픽셀 (i,j) 의 기본 이웃들의 현재 및/또는 다음의 그레이톤들; 및 픽셀 (i,j) 의 대각 이웃들의 다음의 그레이톤들.

도 5a 는 에지 영역 파형 알고리즘의 제 1 버전의 예시적인 개략도이다. 버전 1 에서, 에지 영역들은 다음의 규칙들에 따라, 임의의 순서로, 모든 픽셀들 (i,j) 에 대하여 배정되고: a) 픽셀 그레이톤 전이가 흑색-대-흑색이 아닐 경우, 표준 파형을 인가하거나, 즉, 이용되고 있는 어떤 구동 방식에 대한 관련된 전이를 위한 파형을 인가하거나; b) 픽셀 전이가 흑색-대-흑색이고 적어도 하나의 기본 이웃이 흑색이 아닌 현재의 그레이톤을 가질 경우, iTop 파형을 인가하거나; 또는 c) 그렇지 않을 경우에, 흑색-대-흑색 (GL) 널 파형을 인가한다.

버전 2 에서, 에지 영역들은 다음의 규칙들에 따라, 임의의 순서로, 모든 픽셀들 (i,j) 에 대하여 배정되고: a) 픽셀 그레이톤 전이가 흑색-대-흑색이 아닐 경우, 표준 파형을 인가하거나; b) 픽셀 전이가 흑색-대-흑색이고 적어도 하나의 기본 이웃이 흑색이 아닌 현재의 그레이톤 및 흑색의 다음의 그레이톤을 가질 경우, iTop 파형을 인가하거나; 또는 c) 그렇지 않을 경우에, 흑색-대-흑색 (GL) 널 파형을 인가한다.

도 5b 는 에지 영역 파형 알고리즘의 제 3 버전의 예시적인 개략도이다. 버전 3 에서, 에지 영역들은 다음의 규칙들에 따라, 임의의 순서로, 모든 픽셀들 (i,j) 에 대하여 배정되고: a) 픽셀 그레이톤 전이가 흑색-대-흑색이 아닐 경우, 표준 파형을 인가하거나; b) 픽셀 전이가 흑색-대-흑색이고 모두 4 개의 기본 이웃들이 흑색의 다음의 그레이톤을 가지고 적어도 하나의 기본 이웃이 흑색이 아닌 현재의 그레이톤을 가질 경우, iTop 파형을 인가하거나; 또는 c) 그렇지 않을 경우에, 흑색-대-흑색 (GL) 널 파형을 이용한다.

도 5c 는 에지 영역 파형 알고리즘의 제 4 버전의 예시적인 개략도이다. 버전 4 에서, 에지 영역들은 다음의 규칙들에 따라, 임의의 순서로, 모든 픽셀들 (i,j) 에 대하여 배정되고: a) 픽셀 그레이톤 전이가 흑색-대-흑색이 아닐 경우, 표준 파형을 인가하거나; b) 픽셀 전이가 흑색-대-흑색이고 모두 4 개의 기본 및 대각 이웃들이 흑색의 다음의 그레이톤을 가지고 적어도 하나의 기본 이웃이 흑색이 아닌 현재의 그레이톤을 가질 경우, iTop 파형을 인가하거나; 또는 c) 그렇지 않을 경우에, 흑색-대-흑색 (GL) 널 파형을 이용한다.

이 특정한 계열의 알고리즘들, 버전들 1 내지 4 는 iTop 펄스의 전체적인 사용에서의 순차적인 감소를 나타낸다. 일부 실시형태들에서는, iTop 펄스의 사용을 감소시키는 것이 희망된다. 예를 들어, 픽셀 이웃들이 흑색으로 전이하지 않고, 오히려, 백색 또는 그레이 톤들로 전이하는 상황들에서는, 이 이웃 전이들이 훨씬 더 강력하고, iTop 전이를 무효화할 수도 있다. 또한, 일부 이웃들이 백색 또는 밝은 그레이 톤들에서 종료될 경우, 픽셀에서의 백색 에지는 덜 현저할 수도 있다. 그 결과, 버전들 2 내지 4 는 일부 이웃들이 흑색에서 종료되지 않는 다양한 경우들에 대하여 iTop 펄스를 인가하지 않는다. 이 예들은 증가된 복잡도가 iTop 전이의 적용의 감소로 이어지는 알고리즘들의 스펙트럼을 예시한다. 명확히, 다수의 다른 알고리즘들은 iTop 이 특정 상황들에서 적용될 경우에 가능하다. 이것들은 알고리즘 복잡도, 유효성, DC-불균형, 픽셀 암화, 및 전이 외관에서의 절충들을 나타낸다. 일부 실시형태들에서, 알고리즘들은, 그 이후에 그렇게 행하는 것이 가장 필요하고 효과적일 때에 iTop 펄스를 트리거링하기 위하여 이용될 수도 있는, 인접한 백색-대-흑색 전이와 같은 에지-유도 이벤트 (edge-inducing event) 들을 레코딩하는 픽셀-당 플래그들 또는 카운터들을 이용할 수도 있다.

DC 불균형 반전된 탑-오프 펄스의 이용은 모듈을 분극시킬 위험을 증가시킬 수도 있고, 가속화된 모듈 피로 (글로벌 및 국소화된 피로) 및 잉크 시스템 상에서의 바람직하지 않은 전기화학 (electrochemistry) 으로 이어질 수도 있다. 이 위험들을 추가로 완화시키기 위하여, 상기 언급된 공동계류 중인 미국 특허 출원 제 15/014,236 호에서 설명된 바와 같이, 포스트 구동 잔여 방전 알고리즘은 iTop 펄스 후에 실행될 수도 있다. 능동 매트릭스 디스플레이에서, 잔여 전압은 픽셀 전극들과 연관된 모든 트랜지스터들을 동시에 턴 온 함으로써, 그리고 능동 매트릭스 디스플레이의 소스 라인들 및 그 전방 전극을 동일한 전압, 전형적으로 접지로 접속함으로써 방전될 수도 있다. 전기-광학 층의 양 면들 상의 전극들이 접지되게 함으로써, DC 불균형된 구동으로 인한 결과로서 전기-광학 층에서 축적되는 전하들을 방전시키는 것이 지금 가능하다.

전기-광학 디스플레이의 픽셀의 잔여 전압은 픽셀의 트랜지스터를 활성화함으로써, 그리고 픽셀의 전방 및 후방 전극들의 전압들을 대략 동일한 값으로 설정함으로써 방전될 수도 있다. 픽셀은 특정된 시간의 주기 동안, 및/또는 픽셀에서 남아 있는 잔여 전압의 양이 임계치 양보다 더 작을 때까지, 잔여 전압을 방전시킬 수도 있다. 일부 실시형태들에서는, 동일한 행에서의 2 개 이상의 픽셀들의 잔여 전압들만을 동시에 방전시키는 것과 반대로, 전기-광학 디스플레이의 픽셀들의 능동 매트릭스의 2 개 이상의 행들에서의 2 개 이상의 픽셀들의 잔여 전압들이 동시에 방전될 수도 있다. 즉, 능동 매트릭스의 상이한 행들에서의 2 개 이상의 픽셀들은 동시에 동일한 상태에 있을 수도 있고, (1) 2 개 이상의 픽셀들의 각각의 픽셀의 트랜지스터가 활성이고, (2) 2 개 이상의 픽셀들의 각각의 픽셀의 전방 및 후방 전극들에 인가된 전압들이 대략 동일한 것을 특징으로 한다. 2 개 이상의 픽셀들이 동시에 이 동일한 상태에 있을 때, 픽셀들은 그 잔여 전압들을 동시에 방전시킬 수도 있다. 픽셀이 이 상태에 있는 동안의 주기는 "잔여 전압 방전 주기" 로서 지칭될 수도 있다. 일부 실시형태들에서는, 동일한 행에서의 2 개 이상의 픽셀들의 잔여 전압들만을 동시에 방전시키는 것과 반대로, 픽셀들의 능동 매트릭스의 2 개 이상의 행들에서의 모든 픽셀들 (예컨대, 모든 행들에서의 모든 픽셀들) 의 잔여 전압들이 동시에 방전될 수도 있다.

일부 실시형태들에서, 동시에서 능동 매트릭스 디스플레이 모듈에서의 모든 픽셀들의 잔여 전압들을 방전시키는 것은 능동 매트릭스의 스캐닝 모드를 "턴 오프" 함으로써, 그리고 비-스캐닝 모드를 "턴 온" 함으로써 달성될 수도 있다. 능동-매트릭스 디스플레이들은 전형적으로, 게이트 라인들의 전압들을 제어하기 위한 회로부와, 이미지를 디스플레이하기 위하여 게이트 라인들 및 소스 라인들을 통해 스캐닝하는 소스 라인들을 제어하기 위한 회로부를 가진다. 이 2 개의 회로들은 각각 "선택 또는 게이트 구동기" 및 "소스 구동기" 집적 회로들 내에 공통적으로 포함된다. 선택 및 소스 구동기들은 디스플레이 모듈 상에 장착된 별도의 칩들일 수도 있고, 양자의 게이트 및 소스 라인들을 구동하기 위한 회로부를 보유하는 단일 칩들 내로 통합될 수도 있고, 심지어, 디스플레이 제어기와 통합될 수도 있다.

잔여 전압을 소산 (dissipate) 시키기 위한 바람직한 실시형태는 연장된 시간 동안에 모든 픽셀 트랜지스터들을 전도되게 한다. 예를 들어, 모든 픽셀 트랜지스터들은 소스 라인 전압들에 대한 게이트 라인 전압을, 정상적인 능동-매트릭스 구동의 일부로서 소스 라인들로부터 픽셀들을 격리시키기 위하여 이용된 비-전도성 상태에 비해, 픽셀 트랜지스터들이 상대적으로 전도성인 상태로 되게 하는 값들로 되게 함으로써 전도되게 할 수도 있다. n-타입 박막 픽셀 트랜지스터들에 대하여, 이것은 게이트 라인들을 소스 라인 전압 값들보다 실질적으로 더 높은 값들로 되게 함으로써 달성될 수도 있다. p-타입 박막 픽셀 트랜지스터들에 대하여, 이것은 게이트 라인들을 소스 라인 전압 값들보다 실질적으로 더 낮은 값들로 되게 함으로써 달성될 수도 있다. 대안적인 실시형태에서, 모든 픽셀 트랜지스터들은 게이트 라인 전압들을 제로로, 그리고 소스 라인 전압들을 네거티브 (또는 p-타입 트랜지스터들에 대하여, 포지티브) 전압으로 되게 함으로써 전도되게 할 수도 있다.

일부 실시형태들에서, 특수하게 설계된 회로부는 동시에 모든 픽셀들을 어드레싱하는 것을 제공할 수도 있다. 표준 능동-매트릭스 동작에서, 선택 라인 제어 회로부는 전형적으로, 모든 게이트 라인들을, 모든 픽셀 트랜지스터들에 대한 상기 언급된 전도 상태를 달성하는 값들로 되게 하지 않는다. 이 조건을 달성하기 위한 편리한 방법은, 외부 신호가 모든 선택 라인 출력들이 픽셀 트랜지스터들이 전도되게 하도록 선정된 선택 구동기에 공급된 전압을 수신하는 조건을 부과하는 것을 허용하는 입력 제어 라인을 가지는 선택 라인 구동기 칩들에 의해 제공된다. 적절한 전압 값을 이 특수한 입력 제어 라인에 인가함으로써, 모든 트랜지스터들은 전도되게 될 수도 있다. 예로서, n-타입 픽셀 트랜지스터들을 가지는 디스플레이들에 대하여, 일부 선택 구동기들은 "Xon" 제어 라인 입력을 가진다. 선택 구동기들에 대한 Xon 핀 입력으로 입력하기 위한 전압 값을 선택함으로써, "게이트 하이 (gate high)" 전압은 모든 선택 라인들에 라우팅 (routing) 된다.

도 6a 는 6 개의 연속적인 암 모드 텍스트 업데이트들 (다음의 시퀀스로 업데이트하는 "텍스트 6 업데이트 시퀀스": 백색-흑색-흑색-흑색-텍스트1-텍스트2-텍스트3-텍스트4-텍스트5-텍스트6). 배경에서의 에지 아티팩트들 (702) 의 축적은 분명하다.

도 6b 는 동일한 "텍스트 6 업데이트 시퀀스" 후에, iTop 펄스 및 잔여 전압 방전 (500 ms 지연 시간을 갖는 uPDD) 과 함께, 에지 영역 알고리즘의 버전 3 을 적용하는 결과들을 도시한다. 배경에서의 에지 아티팩트들 (704) 의 축적은 최소화된다.

도 7a 는 암 모드 시퀀스들이 디더 패턴의 9 개의 업데이트들로 구성되었던 최악의 경우의 시나리오에서, 암 GL 알고리즘 (804), 에지 영역 알고리즘 플러스 iTop 펄스 단독 (806), 및 에지 영역 알고리즘 플러스 iTop 펄스 및 잔여 전압 방전 (802) 을 위한 암 모드 시퀀스들의 수에 대한 잔여 전압 값들을 측정하는 그래픽 표현이다. 이 실험에서, 잔여 전압을 방전시키는 것은 iTop 펄스에 의해 도입될 수도 있는 과도한 모듈 분극의 위험을 완화시켰고, 결국, 과도한 광학적 응답 시프트들을 완화시켰다. 도 7b 는 동일한 최악의 경우의 시나리오 하에서, 암 GL 알고리즘 (810), 에지 영역 알고리즘 플러스 iTop 펄스 (808), 및 에지 영역 알고리즘 플러스 iTop 펄스 및 잔여 전압 방전 (812) 을 위한 대응하는 그레이 톤 배치 시프트 시퀀스들에 대한 결과들을 그래프로 나타낸다. 도 7c 는 동일한 최악의 경우의 시나리오 하에서, 암 GL 알고리즘 (814), 에지 영역 알고리즘 플러스 iTop 펄스 (818), 및 에지 영역 알고리즘 플러스 iTop 펄스 및 잔여 전압 방전 (816) 을 위한 암 모드 시퀀스들의 수에 대한 L* 값들에서의 고스팅의 메디안 (median) 양을 그래프로 나타낸다. 이 데이터에 기초하여, 최상의 총 성능은 에지 영역 알고리즘 플러스 iTop 펄스 및 잔여 전압 방전으로부터 기인하였다.

실제적인 구현예에서는, 매 업데이트 후에 실행하기 위한 잔여 전압 방전을 위한 몇 초들을 가지는 것이 가능하지 않을 수도 있고; 잔여 전압 방전은 잔여 전압 방전이 완료되기 전에, 모듈에 관한 새로운 업데이트가 개시될 경우에 중단될 수도 있고, 이에 따라, 방전의 완전한 장점들이 획득되지 않을 수도 있다. 전자 문서 판독기에서 예상될 수도 있는 바와 같이, 이것이 드물게 발생할 경우 (사용자가 각각의 업데이트 후에 제시된 새로운 페이지를 판독하기 위하여 적어도 10 초 동안에 전형적으로 정지시킬 경우), 더 이후의 잔여 전압 방전들은 중단된 방전 후에 남아 있는 임의의 잔여 전압을 제거할 것이므로, 그것은 디스플레이 성능에 대해 거의 효과를 가지지 않을 것이다. 잔여 전압 방전이 수많은 연속적인 업데이트들 동안에, 예를 들어, 고속 페이지 플립핑 (fast page flipping) 동안에 규칙적으로 중단될 경우, 궁극적으로, 충분한 잔여 전압은 영구적인 손상을 야기시키기 위하여 디스플레이 상에 퇴적할 수도 있다. 이러한 손상 전하 축적을 방지하기 위하여, 타이머는 잔여 전압 방전 프로세스가 병발하는 전이 (supervening transition) 에 의해 중단되었는지를 인식하기 위하여 제어기 내로 편입될 수도 있다. 미리 결정된 주기 내의 중단된 잔여 전압 방전들의 수가 경험적으로-결정된 임계치를 초과할 경우, 방전까지의 iTop 파형의 이용이 발생하였다. 이것은 에지 아티팩트들에서의 일시적인 증가로 귀착될 수도 있지만, 그것들은 일단 고속 페이지 넘김이 완결되면, GC 업데이트에 의해 소거될 수 있다.

암 모드 디스플레이에서 이용된 iTop 펄스는 "탑-오프 펄스" 로서 명 모드에서 디스플레이할 때에 고스팅, 에지 아티팩트들, 및 플래시니스를 감소시키기 위하여 반대로 (반대 극성) 인가될 수도 있다. 상기 언급된 미국 특허 공개 제 2013/0194250 호에서 설명된 바와 같이, 백색 또는 백색-근접 픽셀에 인가된 "탑-오프 펄스" 는 픽셀을 극단적인 광학적 백색 상태로 구동한다 (그리고 픽셀을 극단적인 광학적 흑색 상태로 구동하는 iTop 펄스의 반대의 극성임). 전형적으로, 탑-오프 펄스는 그 DC 불균형된 파형으로 인해 이용되지 않는다. 그러나, 잔여 전압 방전과 함께 이용될 때, DC 불균형된 파형의 효과들은 감소될 수도 있거나 제거될 수도 있고, 디스플레이 성능은 개량될 수도 있다. 이에 따라, 탑-오프 펄스는 크기 및 적용의 측면에서 덜 제한된다. 도 8a 및 도 8b 에서 도시되어 있는 바와 같이, 탑-오프 크기는 최대 10 프레임들일 수도 있고, 훨씬 더 클 수도 있다. 또한, 설명된 바와 같이, 탑-오프 펄스는, 균형잡힌 펄스 쌍의 순 임펄스가 실질적으로 제로가 되도록 반대 극성들의 한 쌍의 구동 펄스들인 균형잡힌 펄스 쌍 ("BPP") 대신에 인가될 수도 있다.

도 8a 및 도 8b 는 에지 보정이 적용되지 않을 때, BPP 전이가 적용될 때, 그리고 단일 상부오프 패딩 (topoff padding) 을 갖는 상이한 상부오프 크기들을 가지는 탑-오프 펄스들이 적용될 때, 25 ℃ 에서의 명 모드 디스플레이를 위한 에지 스코어들 및 대응하는 에지 감소 효율을 각각 도시하는 그래픽 표현들이다. 에지 스코어는 L* 값들로 측정되고, 0 L* 의 에지 스코어가 이상적이다. 에지 감소 효율은 백분율 (%) 로 측정되고, 100 % 의 에지 감소 효율이 이상적이다. 도시된 바와 같이, 에지 소거를 위한 DC 불균형 탑-오프 펄스들은 에지 보정 없음과, 심지어 25 ℃ 에서의 BPP 전이에 비해 명 모드 성능을 개선시킬 수도 있다. 상부오프 (탑-오프 크기) 의 프레임들의 수가 2 로부터 10 으로 증가될 때, 재료의 전도성이 온도와 함께 변화함에 따라 에지 소거 효율이 변화할 것이므로, 특히 상이한 온도들에 걸쳐 최상의 성능을 달성하기 위하여 파형이 튜닝가능할 수도 있다는 것을 표시하는 에지 스코어 및 에지 감소 효율 값들이 변화한다.

상기 언급된 공동계류 중인 US 2013/0194250 및 US 2014/0292830 은 블랙-온-화이트 (black-on-white) 디스플레이들에서의 이미지 품질을 개선시키기 위한 몇몇 기법들을 설명하고, 예를 들어, 이러한 이 기법들을 이미 지원하는 디스플레이들의 디스플레이들 리트로피팅 (retrofitting) 을 가능하게 하기 위하여, 화이트-온-블랙 (white-on-black) 디스플레이들에서 (즉, 암 모드에서) 이 기법들을 이용할 수 있는 것이 유익할 수도 있다. 이것을 가능하기 위한 하나의 방법은 상기 언급된 기법들을 구현하기 위하여 이용된 구동 방식들의 특수한 "암 모드" 수정을 생성하기 위한 것이다. 암 모드 구동 방식 수정은 이용된 그레이 스케일을 반전시킴으로써 구성될 것이어서, 초기로부터 최종 그레이 레벨로의 전이는 1 내지 N 의 규칙적인 그레이스케일 대신에, 반전된 그레이스케일 N 으로부터 1 로 갈 것이다 (여기서, N 은 구동 방식에서 이용되는 그레이 레벨들의 수임). 다시 말해서, 수정된 구동 방식에서, [A-B] 파형 (즉, 그레이 레벨 A 로부터 그레이 레벨 B 로의 전이) 은 수정되지 않은 구동 방식으로부터의 [(N+1-A)-(N+1-B)] 파형일 것이다. 예를 들어, 수정된 16-16 파형은 수정되지 않은 구동 방식으로부터의 실제적인 1-1 파형을 이용할 것인 반면, 수정된 16-3 파형은 수정되지 않은 구동 방식으로부터의 실제적인 1-14 파형을 이용할 것이다. 수정된 암 모드 구동 방식은 "명 모드" 로부터 "암 모드" 내로 그리고 그 외부로 전이하기 위하여 2 개의 추가적인 구동 방식들을 요구할 것이다. 이 추가적인 "IN" 및 "OUT" 구동 방식들은 새로운 암 또는 명 모드에서 이미지를 재설정하기 위하여 디스플레이 상에서 요구된 변화들을 수행할 것이다. 예를 들어, IN 구동 방식에서의 16-16 파형은 배경이 이전의 명 모드 구동 방식 및 후속하는 암 모드 구동 방식의 양자에서 상태 16 에 있는 것으로 간주되더라도 배경을 백색으로부터 흑색으로 변화시키기 위하여, 암 모드 구동 방식의 실제적인 16-1 전이일 것이다. 유사하게, IN 구동 방식의 3-3 파형은 암 모드 구동 방식의 실제적인 3-대-14 (3-to-14) 파형을 포함할 것이다. OUT 파형은 이 변화들을 간단하게 반전시킬 것이다. 수정된 구동 방식을 이용함으로써, (디스플레이 제어기에 대해 내부적이든지 또는 외부적이든지) 이미지 렌더링 소프트웨어는 디스플레이가 명 또는 암 모드에 있었는지 여부에 따라 이미지들의 렌더링을 변화시킬 필요가 있는 것이 아니라, 요구된 바와 같이 암 또는 명 모드에서 이미지들을 디스플레이하기 위하여 암 모드 구동 방식을 간단하게 호출할 것이다.

본 발명은 고스팅, 에지 아티팩트들, 플래시니스를 감소시키면서 흑색 배경 ("암 모드") 상에서 백색 텍스트를 디스플레이하기 위하여 복수의 픽셀들을 가지는 전기-광학 디스플레이를 구동하는 방법들을 제공한다. 게다가, 텍스트가 안티-에일리어싱될 경우에, 백색 텍스트는 중간 그레이 레벨들을 가지는 픽셀들을 포함할 수도 있다. 본 발명은 픽셀이 전이하고 있고 인접한 픽셀이 전이하고 있지 않을 때에 인접한 픽셀들 사이에서 나타날 수도 있는 백색 에지를 소거하는 것에 관한 것이다. 예를 들어, 백색 에지 아티팩트는 하나의 픽셀이 흑색으로부터 비-흑색 톤으로 전이하고 있고 다른 픽셀이 흑색으로부터 흑색으로 전이하고 있을 때에 인접한 픽셀들 사이에서 나타날 수도 있다. 암 GL 모드에 대하여, 이 흑색 대 흑색 전이는 널이다 (즉, 이 전이 동안에는, 전압이 픽셀에 인가되지 않음). 에지 아티팩트들은 각각의 이미지 업데이트로, 그리고 비-플래시 암 모드를 구현할 때 (즉, 여기서, 배경은 암 GL 모드에서와 같이 페이지 넘김들 동안에 플래싱하지 않음) 에 축적될 수도 있다. 이러한 시나리오들에서, 에지 아티팩트 소거는 이러한 인접한 픽셀 전이 쌍들을 식별함으로써, 그리고 반전된 전체 펄스 전이 ("iFull 펄스") 로 칭해진 특수한 전이를 수신하기 위하여 널 흑색 대 흑색 픽셀을 표기함으로써 달성될 수도 있다.

에지 아티팩트들이 축적되는 또 다른 공통적인 시나리오는, 널 전이 (즉, 흑색 대 흑색) 를 가지는 하나의 픽셀이 흑색 대 비-흑색 전이를 갖는 픽셀에 인접할 때와 같이, 이미지들이 흑색 상태로부터 중간 그레이 레벨들을 생성하기 위하여 디더링될 때이다. 전형적으로, 디스플레이는 최대 16 개의 그레이 레벨들을 가질 수도 있다. 디더링함으로써, 추가적인 중간 그레이 레벨들이 달성될 수도 있다. 예를 들어, 그레이톤 N 및 그레이톤 N+1 을 디더링함으로써, 그레이톤 N 및 N+1 사이에서의 그레이 레벨이 달성될 수도 있다. 에지 아티팩트들을 축적하는 하나의 공통적인 디더링 시나리오는 이전의 이미지가 G1 (즉, 이 예에서, 흑색) 일 때에 그레이톤 1 ("G1") 및 그레이톤 2 ("G2") 를 이용하여 체커보드 패턴에서 디더링하고 있다. G1 대 G2 전이는 G1 으로부터 G1 으로의 픽셀 전이가 G1 으로부터 G2 로의 픽셀 전이에 인접한 널 전이일 경우에 상당한 에지 아티팩트들을 생성할 것이다.

도 9 는 이전의 이미지가 G1 이어서 결과적인 에지 아티팩트들이 더욱 밝은 그레이톤/백색에서 도시되었을 경우에, G1 및 G2 의 이러한 디더링된 체커보드 패턴을 도시하는 전기영동 디스플레이의 확대된 이미지이다. 각각의 체커보드 정사각형은 4x4 픽셀이고, 여기서, 각각의 G1 정사각형은 널 전이 (G1 대 G1) 를 수신하는 반면, 각각의 G2 정사각형은 G1 대 G2 전이를 수신한다. 이 에지 아티팩트들이 축적될 때, 디스플레이 성능은 감소하고 디스플레이의 전체적인 명도 (즉, L* 값) 는 증가한다. 이 에지 아티팩트들을 소거하기 위한 하나의 방법은 파형 알고리즘에 의해 선정된 선택된 에지 영역 상에서 iFull 펄스 전이를 적용하기 위한 것이다.

상기 언급된 US 2013/0194250 에서 설명된 "명 모드" (즉, 백색 배경 상의 흑색 텍스트) SGU 전이에서와 같이, 암 모드에 대한 iFull 펄스 전이는, 간단하게 명 모드에서의 백색 대 백색 전이의 역인, 표준 흑색 대 흑색 전이 (즉, 흑색으로부터 백색으로의 초기 구동, 그 다음으로, 흑색 대 흑색 구동) 의 형태를 취할 수 있다. 그러나, 암 모드에서, 널 흑색 대 흑색 전이 (변화되지 않은) 픽셀이 표준 흑색 대 흑색 전이 픽셀에 인접할 때, 에지 아티팩트들이 발생할 수도 있고 명도 오차를 야기시킬 수도 있다. 이전의 단락에서 설명된 경우에, 선택된 에지 영역 상에서의 표준 흑색 대 흑색 전이로서의 iFull 펄스의 인가는 새로운 에지들로 귀착될 수도 있다. 이 새로운 에지들은 iFull 펄스 전이를 경험하는 픽셀이 널 흑색 대 흑색 전이를 경험하는 픽셀에 인접할 때에 나타날 것이다. 이 개시물에서, iFull 펄스 전이는 표준 흑색 대 흑색 전이가 아닐 것이다. 제안된 iFull 펄스 전이는 이하에서 상세하게 설명된다.

도 10 은 전압이 y-축 상에 있고 프레임 번호가 x-축 상에 있을 경우의 iFull 펄스의 그래픽 개략도이다. 각각의 프레임 번호는 능동 매트릭스 모듈의 프레임 레이트 상에서의 1 의 시간 간격을 나타낸다. iFull 펄스는 4 개의 튜닝가능한 파라미터들에 의해 정의될 수도 있다: 1) 백색으로 구동하는 iFull 펄스의 크기 (임펄스) ("pl1" 파라미터); 2) "갭 (gap)" 파라미터, 즉, "pl1" 및 "pl2" 파라미터의 종점 사이의 주기; 3) 흑색으로 구동하는 iFull 펄스의 크기 ("pl2") 및 "패딩" 파라미터 - 즉, pl2 의 종점과 파형 ("패드") 의 종점 사이의 주기. pl1 은 백색 상태로의 초기 구동을 나타낸다. pl2 는 흑색 상태로의 구동을 나타낸다. iFull 펄스는 흑색으로부터 흑색으로 구동하지 않는 인접한 픽셀들에 의해 생성될 수도 있는 에지 아티팩트들을 소거함으로써 명도 오차를 개선시킨다. 그러나, iFull 펄스는 상당한 DC 불균형을 도입할 수도 있다. iFull 펄스 파라미터들은 최소 DC 불균형을 갖는 에지 아티팩트 축적을 감소시킴으로써 디스플레이의 성능을 최적화하기 위하여 튜닝가능하다. 모든 파라미터들은 튜닝가능하고 디스플레이의 타입 및 그 이용에 의해 결정될 수도 있지만, 프레임들의 수에 있어서의 선호된 범위들은: 1 과 25 사이의 임펄스 크기, 0 과 25 사이의 갭, 1 과 35 사이의 크기, 및 0 과 50 사이의 패드이다. 위에서 기재된 바와 같이, 이 범위들은 디스플레이 성능이 그렇게 요구할 경우에 더 클 수도 있다.

바람직한 실시형태에서, 4 개의 에지 영역 파형 알고리즘들은 iFull 펄스를 인가할 것인지 아닌지 여부를 결정하기 위하여 적용될 수도 있다. 에지 영역 파형 알고리즘들은 로케이션 (i,j) 에서의 픽셀이 에지 아티팩트를 생성할 가능성이 있는지 없는지 여부를 결정하기 위하여 다음의 데이터를 이용한다: 1) 픽셀 (i,j) 의 로케이션; 2) 픽셀 (i,j) 의 현재의 그레이톤; 3) 픽셀 (i,j) 의 다음의 그레이톤; 4) 픽셀 (i,j) 의 기본 이웃들의 현재 및/또는 다음의 그레이톤들, 여기서, "기본" 은 픽셀 (i,j) 의 북쪽, 남쪽, 동쪽, 서쪽 이웃들을 나타냄; 및 5) 픽셀 (i,j) 의 기본 이웃들의 다음의 그레이톤들.

에지 영역 알고리즘의 제 1 버전 ("버전 1") 에서, 에지 영역들은 다음의 규칙들에 따라, 우선순위의 순서로 모든 픽셀들 (i,j) 에 대하여 배정되고: a) 픽셀 그레이톤 전이가 흑색-대-흑색이 아닐 경우, 표준 파형을 인가하거나, 즉, 이용되고 있는 어떤 구동 방식에 대한 관련된 전이를 위한 파형을 인가하거나; b) 픽셀 전이가 흑색-대-흑색이고 적어도 하나의 기본 이웃이 흑색이 아닌 현재의 그레이톤을 가질 경우, (2015 년 2 월 4 일자로 출원된, 이전에 인용된 미국 가출원 제 62/112,060 호에서 설명된 바와 같이) iTop 파형을 인가하거나; c) 픽셀 전이가 흑색-대-흑색이고 적어도 SIT 기본 이웃들이 흑색으로부터 흑색으로 전이하고 있지 않을 경우, iFull 펄스 흑색 대 흑색 파형을 인가하거나; 또는 d) 그렇지 않을 경우에, 흑색-대-흑색 (GL) 널 파형을 인가한다.

에지 영역 알고리즘의 제 2 버전 ("버전 2") 에서, 에지 영역들은 다음의 규칙들에 따라, 우선순위의 순서로 모든 픽셀들 (i,j) 에 대하여 배정되고: a) 픽셀 그레이톤 전이가 흑색-대-흑색이 아닐 경우, 표준 파형을 인가하거나; b) 픽셀 전이가 흑색-대-흑색이고 적어도 하나의 기본 이웃이 흑색이 아닌 현재의 그레이톤 및 흑색의 다음의 그레이톤을 가질 경우, iTop 파형을 인가하거나; c) 픽셀 전이가 흑색-대-흑색이고 적어도 SIT 기본 이웃들이 흑색으로부터 흑색으로 전이하고 있지 않을 경우, iFull 펄스 흑색 대 흑색 파형을 인가하거나; 또는 d) 그렇지 않을 경우에, 흑색-대-흑색 (GL) 널 파형을 이용한다.

에지 영역 알고리즘의 제 3 버전 ("버전 3") 에서, 에지 영역들은 다음의 규칙들에 따라, 우선순위의 순서로 모든 픽셀들 (i,j) 에 대하여 배정되고: a) 픽셀 그레이톤 전이가 흑색-대-흑색이 아닐 경우, 표준 파형을 인가하거나; b) 픽셀 전이가 흑색-대-흑색이고 모두 4 개의 기본 이웃들이 흑색의 다음의 그레이톤을 가지고 적어도 하나의 기본 이웃이 흑색이 아닌 현재의 그레이톤을 가질 경우, iTop 파형을 인가하거나; c) 픽셀 전이가 흑색-대-흑색이고 적어도 SIT 기본 이웃들이 흑색으로부터 흑색으로 전이하고 있지 않을 경우, iFull 펄스 흑색 대 흑색 파형을 인가하거나; 또는 d) 그렇지 않을 경우에, 흑색-대-흑색 (GL) 널 파형을 이용한다.

에지 영역 알고리즘의 제 4 버전 ("버전 4") 에서, 에지 영역들은 다음의 규칙들에 따라, 우선순위의 순서로 모든 픽셀들 (i,j) 에 대하여 배정되고: a) 픽셀 그레이톤 전이가 흑색-대-흑색이 아닐 경우, 표준 파형을 인가하거나; b) 픽셀 전이가 흑색-대-흑색이고 모두 4 개의 기본 및 대각 이웃들이 흑색의 다음의 그레이톤을 가지고 적어도 하나의 기본 이웃이 흑색이 아닌 현재의 그레이톤을 가질 경우, iTop 파형을 인가하거나; c) 픽셀 전이가 흑색-대-흑색이고 적어도 SIT 기본 이웃들이 흑색으로부터 흑색으로 전이하고 있지 않을 경우, iFull 펄스 흑색 대 흑색 파형을 인가하거나; 또는 d) 그렇지 않을 경우에, 흑색-대-흑색 (GL) 널 파형을 이용한다.

SIT 값은 제로 내지 기본 이웃들 플러스 1 의 최대 수를 나타내는 0 으로부터 5 까지의 범위이다. SIT 값은, 에지 아티팩트들을 감소시키지만, 디스플레이 성능을 열화시킬 수도 있는 모듈 분극 (즉, DC 불균형 파형으로 인한 잔류 전하의 퇴적) 에 대한 노출을 증가시키는 iFull 펄스의 영향의 균형을 잡는다. SIT 값이 제로일 때, 흑색 대 흑색 픽셀 전이들의 최대 수는 iFull 펄스를 인가함으로써 만들어질 것이다. 이것은 에지 아티팩트들의 양을 최대로 감소시키지만, iFull 펄스 파형의 DC 불균형으로 인한 과도한 모듈 분극의 위험을 증가시킨다. SIT 값이 1, 2, 또는 3 일 때, 흑색으로부터 흑색으로 전이하는 픽셀들의 중간 수는 iFull 펄스를 이용하여 변환될 것이다. 이 값들은 디스플레이가 제로의 SIT 값보다 더 적지만, 에지 아티팩트들을 감소시키고 과도한 모듈 분극의 위험을 감소시키는 것을 가능하게 한다. SIT 값이 4 일 때, iFull 펄스 파형을 이용하는 흑색 대 흑색 전이들의 수는 최소화될 것이다. 에지 아티팩트들을 감소시키기 위한 능력은 약화되지만, 과도한 모듈 분극의 위험은 가장 작다. SIT 값이 5 일 때, iFull 펄스 파형은 디스에이블되고, 에지 아티팩트들을 감소시키기 위하여 인가되지 않는다. SIT 값은 사전설정될 수도 있거나, 제어기에 의해 결정될 수도 있다.

DC 불균형 iFull 펄스의 이용은 모듈을 분극시킬 위험을 증가시킬 수도 있고, 가속화된 모듈 피로 (글로벌 및 국소화된 피로) 및 잉크 시스템 상에서의 바람직하지 않은 전기화학으로 이어질 수도 있다. 이 위험들을 추가로 완화시키기 위하여, 상기 언급된 공동계류 중인 미국 특허 출원 제 15/014,236 호에서 설명되고 위에서 설명된 바와 같이, 포스트 구동 잔여 방전 알고리즘은 iFull 펄스 후에 실행될 수도 있다.

능동 매트릭스 디스플레이에서, 잔여 전압은 픽셀 전극들과 연관된 모든 트랜지스터들을 동시에 턴 온 함으로써, 그리고 능동 매트릭스 디스플레이의 소스 라인들 및 그 전방 전극을 동일한 전압, 전형적으로 접지로 접속함으로써 방전될 수도 있다. 전기-광학 층의 양 면들 상의 전극들이 접지되게 함으로써, DC 불균형된 구동의 결과로서 전기-광학 층에서 축적되는 전하들을 방전시키는 것이 지금 가능하다.

도 11 은 거시적인 레벨에서, 에지 아티팩트들의 축적이 희망하는 디더링 패턴에 대한 명도에서의 상당한 증가로 귀착될 수도 있다는 것을 도시한다. 예를 들어, 초기 G1 이미지로부터 구동된 G1 및 G2 의 1x1 픽셀 체커보드 디더링 패턴은 희망하는 명도에 비해 명도에 있어서의 최대 10L* 증가를 가질 수도 있다. 이것은 특히, G1 및 G2 체커보드 디더링 패턴이 이전의 이미지가 백색인 구역들에 위치된 이전의 이미지가 흑색인 구역들을 가질 때에, 상당한 고스팅으로 귀착될 것이다. 이것은 이전의 이미지가 백색인 G1 및 G2 디더링 패턴의 명도가 희망하는 명도에 전형적으로 훨씬 더 근접하기 때문이다. iFull 펄스를 인가함으로써, 에지 아티팩트들의 축적은 명도 오차가 그러한 바와 같이 감소된다.

도 11 은 이전의 이미지가 G1 이었던, 1x1 픽셀 체커보드를 가지는 G1 및 G2 디더링 패턴에 대한 적용된 pl2 크기의 프레임 크기에 대한 L* 값들에서의 명도 오차를 측정하는 그래픽 표현이다. 이 실험에서는, 오직 pl2 크기 파라미터가 변화되었고 - pl1 및 갭은 0 프레임들에서 설정되었고 패드는 1 프레임에서 설정되었다. 명도 오차는 측정된 L* 값을, 이 경우에, [(명도 G1 + 명도 G2)/2] 인 예상된 L* 값을 비교함으로써 결정되었다. 이 실험에서, 더 큰 pl2 크기는 명도 오차를 완화시켰다. pl2 크기가 0 프레임들이었을 때 (즉, iFull 펄스가 인가되지 않았음), 명도 오차는 대략 11 L* 이었다. pl2 크기가 9 프레임들이었을 때, 거의 명도 오차가 없었다. pl2 크기가 10 프레임들이었을 때, 명도 오차는, 디스플레이가 그렇게 되었어야 하는 것보다, 더욱 밝은 것이 아니라 더욱 어두웠다는 것을 표시하는 네거티브 값이었다.

iFull 펄스가 인가되었고 다른 파라미터들이 증가되었던 또 다른 실험에서는, 명도 오차의 양이 감소되었다. 0 프레임들의 pl1, 0 프레임들의 갭, 5 프레임들의 pl2 크기, 및 18 프레임들의 패드를 가지는 iFull 펄스에 대하여, 명도 오차는 최초의 3 개의 파라미터들이 동일하였고 패드가 1 프레임이었을 때 (예컨대, 도 10 참조) 의 대략 2 L* 에 비해 1.5 L*이었다. 유사하게, pl1 및 패드 파라미터들이 증가되었던 또 다른 실험에서는, 명도 오차의 양이 감소되었다. 2 프레임들의 pl1 크기, 0 프레임들의 갭, 7 프레임들의 pl2 크기, 및 18 프레임들의 패드를 가지는 iFull 펄스에 대하여, 명도 오차가 1.1 L* 이었다.

상기 언급된 US2013/0194250 에서 설명된 바와 같이, 선택적인 일반 업데이트 (selective general update; SGU) 전이는 복수의 픽셀들을 가지고 명 모드에서 디스플레이하는 전기-광학 디스플레이에서의 이용을 위하여 의도된다. SGU 방법은, 모든 픽셀들이 각 전이에서 구동되는 제 1 구동 방식과, 일부 전이들을 겪는 픽셀들은 구동되지 않는 제 2 구동 방식을 이용한다. SGU 방법에서, 제 1 구동 방식은 디스플레이의 제 1 업데이트 동안에 비-제로의 소수 비율의 픽셀들에 적용되는 반면, 제 2 구동 방식은 제 1 업데이트 동안에 나머지 픽셀들에 적용된다. 제 1 업데이트 이후의 제 2 업데이트 동안에는, 제 1 구동 방식이 상이한 비-제로 (non-zero) 의 소수 비율의 픽셀들에 적용되는 반면, 제 2 업데이트 동안에는, 제 2 구동 방식이 나머지 픽셀들에 적용된다. SGU 방법의 바람직한 형태에서는, 제 1 구동 방식이 GC 구동 방식이고 제 2 구동 방식이 GL 구동 방식이다.

상기 언급된 US2013/0194250 에서 설명된 바와 같이, 균형잡힌 펄스 쌍 백색/백색 전이 구동 방식 (BPPWWTDS) 은 명 모드에서 디스플레이할 때에 에지 아티팩트들을 감소시키거나 제거하도록 의도된다. BPPWWTDS 는, 에지 아티팩트들을 일으킬 가능성이 있는 것으로 식별될 수 있으며 균형잡힌 펄스 쌍(들) 이 에지 아티팩트를 소거하거나 감소시킴에 있어서 효과적이도록 하는 공간-시간적 구성에 있는, 픽셀들에 있어서의 백색-대-백색 전이들 동안의 하나 이상의 균형잡힌 펄스 쌍들 (균형잡힌 펄스 쌍 또는 "BPP" 는 균형잡힌 펄스 쌍의 순 임펄스가 실질적으로 제로가 되도록 하는 반대의 극성들의 한 쌍의 구동 펄스들임) 의 인가를 요구한다. BPPWWTDS 는, 전이 동안에 산만한 외관을 갖지 않는 방식으로, 그리고 바운딩된 DC 불균형을 갖는 방식으로, 축적된 오차들의 가시성을 감소시키도록 시도한다. 이것은 하나 이상의 균형잡힌 펄스 쌍들을 디스플레이의 픽셀들의 서브세트에 인가함으로써 달성되고, 서브세트에서의 픽셀들의 비율은, 균형잡힌 펄스 쌍들의 인가가 시각적으로 산만하지 않을 정도로 충분히 작다. BPP 들의 인가에 의해 야기되는 시각적인 산만 (distraction) 은, BPP 들이 용이하게 가시적 전이들을 겪는 다른 픽셀들에 인접하게 인가되는 픽셀들을 선택함으로써 감소될 수도 있다. 예를 들어, BPPWWTDS 의 하나의 형태에서, BPP 들은, 백색-대-백색 전이를 겪는 임의의 픽셀로서, 그 8 개 이웃들 중의 적어도 하나가 (비 백색)-대-백색 전이를 겪는, 상기 임의의 픽셀에 인가된다. (비 백색)-대-백색 전이는 이것이 적용되는 픽셀과, 백색-대-백색 전이를 겪는 인접한 픽셀 사이에 가시적 에지를 유발할 가능성이 있고, 이 가시적 에지는 BPP 들의 인가에 의해 감소되거나 제거될 수 있다. BPP 들이 인가되어야 할 픽셀들을 선택하기 위한 이러한 방식은 간단하다는 장점을 가지지만, 다른, 특히, 더욱 보수적인 픽셀 선택 방식들이 이용될 수도 있다. 보수적인 방식 (즉, 작은 비율의 픽셀들만이 임의의 하나의 전이 동안에 인가되는 BPP 들을 가지는 것을 보장하는 방식) 은, 이러한 방식이 전이의 전체적인 외관에 대해 최소의 영향을 미치기 때문에 바람직하다.

이미 표시된 바와 같이, 본 발명의 BPPWWTDS 에서 이용되는 BPP 들은 하나 이상의 균형잡힌 펄스 쌍들을 포함할 수 있다. 균형잡힌 펄스 쌍의 각각의 절반은, 단지 그 쌍의 각각이 동일한 양을 갖는 것을 조건으로, 단일 또는 다중 구동 펄스들로 구성될 수도 있다. BPP 들의 전압들이, 단지 BPP 의 2 개의 절반들이 동일한 진폭이지만 반대의 부호를 갖는 것을 조건으로, 변동될 수도 있다. 제로 전압의 주기들은 BPP 의 2 개의 절반들 사이 또는 연속 BPP 들 사이에서 발생할 수도 있다. 예를 들어, 그 결과들이 아래에 설명되어 있는 하나의 실험에서는, 균형잡힌 BPP 들은 일련의 6 개의 펄스들, +15 V, -15 V, +15V, -15V, +15 V, -15V 를 포함하고, 각각의 펄스는 11.8 밀리초 지속된다. BPP 들의 트레인 (train) 이 길수록, 획득되는 에지 소거가 더 커진다는 점이 경험적으로 발견되었다. BPP 들이 (비-백색)-대-백색 전이들을 겪는 픽셀들에 인접한 픽셀들에 인가될 때, (비-백색)-대-백색 파형에 관해 시간적으로 BPP 들을 시프트하는 것은 획득되는 에지 감소의 정도에 또한 영향을 준다는 것이 또한 발견되었다. 이 발견들에 대한 완전한 이론적인 설명은 현재 없다.

본 발명의 또 다른 양태는 명 모드 및 암 모드의 조합에서 디스플레이할 때에 에지 아티팩트들, 고스팅, 및/또는 플래시니스를 감소시키기 위한 것이다. 도 12 는 암 모드 및 명 모드의 조합에서 이미지를 디스플레이하는 전기-광학 디스플레이를 도시한다. 명 모드 및 암 모드 디스플레이를 위한 이미징 파형은 에지 아티팩트들을 소거하기 위한 특수한 파형 알고리즘들뿐만 아니라, 명 모드 및 암 모드에서 디스플레이하기 위하여 이용된 정상적인 파형들을 조합한다. 이 특수한 파형들은 그것이 백색일 때에 배경을 플래싱하는 것을 회피하기 위하여 비어 있는 백색 대 백색 전이를 포함하고, 그것은 명 모드에서 디스플레이할 때에 어두운 에지 소거를 위하여 요구된 F-전이 및 T-전이를 포함한다. 특수한 파형들은 또한, 그것이 흑색일 때에 배경을 플래싱하는 것을 회피하기 위하여 비어 있는 흑색 대 흑색 전이를 포함하고, 그것은 암 모드에서 디스플레이할 때에 밝은 에지 소거를 위하여 요구된 iTop 펄스 및 iFull 펄스 전이들을 포함한다. 백색 대 백색 및 흑색 대 흑색 비어 있는 전이들의 양자로, 백색 및 흑색 배경들의 양자는 감소된 플래시니스를 가질 것이다.

바람직한 실시형태에서, 이미지 파형 알고리즘들은 특수한 파형 또는 정상적인 (또는 표준) 파형을 인가할 것인지 아닌지 여부를 결정하기 위하여 픽셀에 적용될 수도 있다. 이미징 파형 알고리즘들은 명 모드 및 암 모드의 조합을 디스플레이할 때에 로케이션 (i,j) 에서의 픽셀이 에지 아티팩트를 생성할 가능성이 있는지 없는지 여부를 결정하기 위하여 다음의 데이터를 이용한다: 1) 픽셀 (i,j) 의 로케이션; 2) 픽셀 (i,j) 의 현재의 그레이톤; 3) 픽셀 (i,j) 의 다음의 그레이톤; 4) 픽셀 (i,j) 의 기본 이웃들의 현재 및/또는 다음의 그레이톤들, 여기서, "기본" 은 픽셀 (i,j) 의 북쪽, 남쪽, 동쪽, 서쪽 이웃들을 나타냄; 및 5) 픽셀 (i,j) 의 기본 이웃들의 다음의 그레이톤들.

SFT 값은 제로 내지 기본 이웃들 플러스 1 의 최대 수를 나타내는 0 으로부터 5 까지의 범위이다. SFT 값은, 에지 아티팩트들을 감소시키지만, 디스플레이 성능을 열화시킬 수도 있는 플래시니스에 대한 노출을 증가시키는 SGU 전이의 영향의 균형을 잡는다. SFT 값이 제로일 때, 백색 대 백색 픽셀 전이들의 최대 수는 SGU 전이를 적용함으로써 만들어질 것이다. 이것은 에지 아티팩트들의 양을 최대로 감소시키지만, SGU 전이의 적용으로 인한 과도한 플래시니스의 위험을 증가시킨다. SFT 값이 1, 2, 또는 3 일 때, 백색으로부터 백색으로 전이하는 픽셀들의 중간 수는 SGU 전이를 이용하여 변환될 것이다. 이 값들은 디스플레이가 제로의 SFT 값보다 더 적지만, 에지 아티팩트들을 감소시키고 플래시니스를 여전히 최소화하는 것을 가능하게 한다. SFT 값이 4 일 때, SGU 파형을 이용하는 백색 대 백색 전이들의 수는 최소화될 것이다. 에지 아티팩트들을 감소시키기 위한 능력은 약화되지만, 과도한 플래시니스의 위험은 가장 작다. SFT 값이 5 일 때, SGU 파형은 디스에이블되고, 에지 아티팩트들을 감소시키기 위하여 인가되지 않는다. SFT 값은 사전설정될 수도 있거나, 제어기에 의해 결정될 수도 있다.

SIT 값은 iFull 펄스를 참조하여 위에서 설명된 것과 동일한 정의를 가진다.

이미징 알고리즘의 제 1 버전 ("버전 A") 에서, 에지 영역들은 다음의 규칙들에 따라, 기재되어 있지 않을 경우에 임의의 순서로, 모든 픽셀들 (i,j) 에 대하여 배정되고: a) 픽셀 그레이톤 전이가 백색-대-백색이 아니고 흑색-대-흑색이 아닐 경우, 정상적인 파형을 인가하거나, 즉, 이용되고 있는 어떤 구동 방식에 대한 관련된 전이를 위한 파형을 인가하거나; b) 픽셀 그레이톤 전이가 백색-대-백색이고 적어도 SFT 기본 이웃들이 백색으로부터 백색으로의 그레이톤 전이를 행하고 있지 않을 경우, SGU 전이 (또는 F-전이) 를 적용하거나; c) 픽셀 그레이톤 전이가 백색-대-백색이고 모두 4 개의 기본 이웃들이 백색의 다음의 그레이톤을 가지고 적어도 하나의 기본 이웃이 백색이 아닌 현재의 그레이톤을 가질 경우, BPP 전이 (또는 T-전이) 를 적용하거나; d) 픽셀 그레이톤 전이 백색-대-백색이고 규칙들 a 내지 c 가 적용되지 않을 경우, 명 모드 GL 전이 (즉, 백색-대-백색 널 전이) 를 적용하거나; e) 픽셀 그레이톤 전이가 흑색-대-흑색이고, 적어도 SIT 기본 이웃들이 흑색으로부터 흑색으로의 그레이톤 전이를 행하고 있지 않을 경우, iFull 펄스 전이를 적용하거나; f) 픽셀 그레이톤 전이가 흑색-대-흑색이고, 적어도 하나의 기본 이웃이 흑색이 아닌 현재의 그레이톤을 가질 경우, iTop 펄스 전이를 적용하거나; 또는 g) 픽셀 그레이톤 전이가 흑색-대-흑색이고 규칙들 e 내지 f 가 적용되지 않을 경우, 암 모드 GL 전이, 즉, 흑색-대-흑색 널 전이를 적용한다.

이미징 알고리즘의 제 2 버전 ("버전 B") 에서, 에지 영역들은 다음의 규칙들에 따라, 기재되어 있지 않을 경우에 임의의 순서로, 모든 픽셀들 (i,j) 에 대하여 배정되고: a) 픽셀 그레이톤 전이가 백색-대-백색이 아니고 흑색-대-흑색이 아닐 경우, 정상적인 파형을 인가하거나; b) 픽셀 그레이톤 전이가 백색-대-백색이고 적어도 SFT 기본 이웃들이 백색으로부터 백색으로의 그레이톤 전이를 행하고 있지 않을 경우, SGU 전이를 적용하거나; c) 픽셀 그레이톤 전이가 백색-대-백색이고 모두 4 개의 기본 이웃들이 백색의 다음의 그레이톤을 가지고 적어도 하나의 기본 이웃이 백색이 아닌 현재의 그레이톤을 가질 경우, BPP 전이를 적용하거나; d) 픽셀 그레이톤 전이가 백색-대-백색이고 규칙들 a 내지 c 가 적용되지 않을 경우, 명 모드 GL 백색-대-백색 널 전이를 적용하거나; e) 픽셀 그레이톤 전이가 흑색-대-흑색이고, 적어도 SIT 기본 이웃들이 흑색으로부터 흑색으로의 그레이톤 전이를 행하고 있지 않을 경우, iFull 펄스 전이를 적용하거나; f) 픽셀 그레이톤 전이가 흑색-대-흑색이고, 적어도 하나의 기본 이웃이 흑색이 아닌 현재의 그레이톤 및 흑색의 다음의 그레이톤을 가질 경우, iTop 펄스 전이를 적용하거나; 또는 g) 픽셀 그레이톤 전이가 흑색-대-흑색이고 규칙들 e 내지 f 가 적용되지 않을 경우, 암 모드 GL 전이 흑색-대-흑색 널 전이를 적용한다.

이미징 알고리즘의 제 3 버전 ("버전 C") 에서, 에지 영역들은 다음의 규칙들에 따라, 기재되어 있지 않을 경우에 임의의 순서로, 모든 픽셀들 (i,j) 에 대하여 배정되고: a) 픽셀 그레이톤 전이가 백색-대-백색이 아니고 흑색-대-흑색이 아닐 경우, 정상적인 파형을 인가하거나; b) 픽셀 그레이톤 전이가 백색-대-백색이고 적어도 SFT 기본 이웃들이 백색으로부터 백색으로의 그레이톤 전이를 행하고 있지 않을 경우, SGU 전이를 적용하거나; c) 픽셀 그레이톤 전이가 백색-대-백색이고 모두 4 개의 기본 이웃들이 백색의 다음의 그레이톤을 가지고 적어도 하나의 기본 이웃이 백색이 아닌 현재의 그레이톤을 가질 경우, BPP 전이를 적용하거나; d) 픽셀 그레이톤 전이가 백색-대-백색이고 규칙들 a 내지 c 가 적용되지 않을 경우, 명 모드 GL 백색-대-백색 널 전이를 적용하거나; e) 픽셀 그레이톤 전이가 흑색-대-흑색이고, 적어도 SIT 기본 이웃들이 흑색으로부터 흑색으로의 그레이톤 전이를 행하고 있지 않을 경우, iFull 펄스 전이를 적용하거나; f) 픽셀 그레이톤 전이가 흑색-대-흑색이고, 모두 4 개의 기본 이웃들이 흑색의 다음의 그레이톤을 가지고 적어도 하나의 기본 이웃이 흑색이 아닌 현재의 그레이톤을 가질 경우, iTop 펄스 전이를 적용하거나; 또는 g) 픽셀 그레이톤 전이가 흑색-대-흑색이고 규칙들 e 내지 f 가 적용되지 않을 경우, 암 모드 GL 전이 흑색-대-흑색 널 전이를 적용한다.

이미징 알고리즘의 제 4 버전 ("버전 D") 에서, 에지 영역들은 다음의 규칙들에 따라, 기재되어 있지 않을 경우에 임의의 순서로, 모든 픽셀들 (i,j) 에 대하여 배정되고: a) 픽셀 그레이톤 전이가 백색-대-백색이 아니고 흑색-대-흑색이 아닐 경우, 정상적인 파형을 인가하거나; b) 픽셀 그레이톤 전이가 백색-대-백색이고 적어도 SFT 기본 이웃들이 백색으로부터 백색으로의 그레이톤 전이를 행하고 있지 않을 경우, SGU 전이를 적용하거나; c) 픽셀 그레이톤 전이가 백색-대-백색이고 모두 4 개의 기본 이웃들이 백색의 다음의 그레이톤을 가지고 적어도 하나의 기본 이웃이 백색이 아닌 현재의 그레이톤을 가질 경우, BPP 전이를 적용하거나; d) 픽셀 그레이톤 전이가 백색-대-백색이고 규칙들 a 내지 c 가 적용되지 않을 경우, 명 모드 GL 백색-대-백색 널 전이를 적용하거나; e) 픽셀 그레이톤 전이가 흑색-대-흑색이고, 적어도 SIT 기본 이웃들이 흑색으로부터 흑색으로의 그레이톤 전이를 행하고 있지 않을 경우, iFull 펄스 전이를 적용하거나; f) 픽셀 그레이톤 전이가 흑색-대-흑색이고, 모두 4 개의 기본 및 대각 이웃들이 흑색의 다음의 그레이톤을 가지고 적어도 하나의 기본 이웃이 흑색이 아닌 현재의 그레이톤을 가질 경우, iTop 펄스 전이를 적용하거나; 또는 g) 픽셀 그레이톤 전이가 흑색-대-흑색이고 규칙들 e 내지 f 가 적용되지 않을 경우, 암 모드 GL 전이 흑색-대-흑색 널 전이를 적용한다.

이미징 알고리즘의 모두 4 개의 버전들, 버전들 A 내지 D 에서, BPP 전이는 명 모드 탑-오프 펄스 및 필요한 바와 같이, 잔여 전압 방전과 대체될 수도 있다.

본 발명의 또 다른 양태는, 시간에 따른 전기-광학 디스플레이의 광적 상태에서의 변화들을 보상하고 상기 언급된 WO 2015/017624 에서 명 모드 디스플레이에 대하여 설명되는 드리프트 보상 (drift compensation) 에 관한 것이다. 이 드리프트 보상은 암 모드 디스플레이에 대하여 반대로 적용될 수도 있다. 이미 언급된 바와 같이, 전기영동 및 유사한 전기-광학 디스플레이들은 쌍안정이다. 그러나, 이러한 디스플레이들의 쌍안정성은 실제적으로 무제한이 아니고, 이미지 드리프트로서 알려진 현상이 발생함으로써, 극단적인 광학적 상태들에 있거나 극단적인 광학적 상태들 근처의 픽셀들이 매우 느리게 중간 그레이 레벨들로 복귀하는 경향이 있고; 예를 들어, 흑색 픽셀들은 점차 어두운 그레이로 되고 백색 픽셀들은 점차 밝은 그레이로 된다. 암 상태 드리프트는 암 모드에서 디스플레이할 때에 관심 있다. 전기-광학 디스플레이가 완전한 디스플레이 리프레시 없이 긴 시간의 주기들 동안에 글로벌 제한 구동 방식 (여기서, 배경 암 상태에서의 픽셀들은 널 전이들로 구동됨) 을 이용하여 업데이트될 경우, 암 상태 드리프트는 디스플레이의 전체적인 시각적 외관의 필수적인 부분이 된다. 시간 경과에 따라, 디스플레이는 암 상태가 최근에 재기록되었던 디스플레이의 구역들과, 암 상태가 최근에 재기록되지 않았으며, 이에 따라, 일부의 시간 동안에 드리프트하고 있었던 배경과 같은 다른 구역들을 도시할 것이다. 전형적인 암 상태 드리프트는 약 0.5L* 내지 > 2L* 의 범위를 가지고, 여기서, 암 상태 드리프트의 대부분은 10 초 내지 60 초 내에서 발생한다. 이것은 고스팅으로서 알려진 광학적 아티팩트를 발생시킴으로써, 디스플레이가 이전의 이미지들의 흔적들을 도시한다. 이러한 고스팅 효과들은 긴 시간의 주기들 동안에 배타적으로 글로벌 제한 구동 방식들의 이용을 방지함에 있어서 상당한 부분 존재하여 대부분의 사용자들을 충분히 짜증나게 하고 있다.

드리프트 보상은 각각이 2 개의 극단적인 광학적 상태들을 디스플레이할 수 있는 복수의 픽셀들을 가지는 쌍안정 전기-광학 디스플레이를 구동하는 방법을 제공하고, 상기 방법은: 디스플레이 상에서 제 1 이미지를 기록하는 단계; 제 1 및 제 2 이미지들의 양자에서 동일한 극단적인 광학적 상태에 있는 복수의 배경 픽셀들이 구동되지 않는 구동 방식을 이용하여 디스플레이 상에서 제 2 이미지를 기록하는 단계; 디스플레이를 시간의 주기 동안에 구동되지 않도록 함으로써, 배경 픽셀들이 그 극단적인 광학적 상태와 상이한 광학적 상태를 취하는 것을 허용하는 단계; 상기 시간의 주기 후에, 그것이 인가되는 픽셀들을 그 극단적인 광학적 상태로 실질적으로 복원하는 리프레시 펄스 (refresh pulse) 를 배경 픽셀들의 제 1 비-제로 부분에 인가하는 단계로서, 상기 리프레시 펄스는 그것들의 상기 제 1 비-제로 부분 이외의 배경 픽셀들에 인가되지 않는, 상기 리프레시 펄스를 배경 픽셀들의 제 1 비-제로 부분에 인가하는 단계; 및 그 후에, 그것이 인가되는 픽셀들을 그 극단적인 광학적 상태로 실질적으로 복원하는 리프레시 펄스를 제 1 비-제로 부분과 상이한 배경 픽세들의 제 2 비-제로 마이너 부분에 인가하는 단계로서, 상기 리프레시 펄스는 그것들의 상기 제 2 비-제로 부분 이외의 배경 픽셀들에 인가되지 않는, 상기 리프레시 펄스를 제 1 비-제로 부분과 상이한 배경 픽세들의 제 2 비-제로 마이너 부분에 인가하는 단계를 포함한다.

암 모드에 대한 이 드리프트 보상 방법의 바람직한 형태에서는, 배경 픽셀들의 상이한 비-제로 부분들에 대한 리프레시 펄스들의 연속적인 인가들 사이의 최소 시간 간격 (예를 들어, 바람직하게는 약 3 초, 그러나, 그것은 약 10 초일 수도 있거나 약 60 초만큼 길 수도 있음) 설정하는 타이머가 디스플레이에 제공된다. 이미 표시된 바와 같이, 드리프트 보상 방법은 전형적으로, 흑색의 극단적인 광학적 상태에서, 또는 명 모드 및 암 모드의 조합을 디스플레이할 때에는, 양자의 극단적인 광학적 상태들에서, 배경 픽셀들에 적용될 수도 있다. 드리프트 보상 방법은 물론 단색 및 그레이 스케일 디스플레이들의 양자에 적용될 수도 있다.

암 모드에 대한 드리프트 보상 방법은 일부 전기-광학 및 특히, 전기영동 디스플레이들에서 보여진 바와 같이 배경 암 상태를 능동적으로 보상하기 위하여, 알고리즘 및 타이머와의 특수하게 설계된 파형의 조합으로서 간주될 수도 있다. 암 상태 반사율을 제어된 방식으로 약간 아래로 구동하기 위하여 전형적으로 타이머에 기초하고 있는 트리거링 이벤트가 발생할 때, 특수한 iTop 펄스 파형은 배경 암 상태에서 선택된 픽셀들에 인가된다. 이 파형의 목적은, 본질적으로 사용자에게 비가시적이며, 그러므로, 비-침입적인 방법으로 배경 암 상태를 약간 감소시키기 위한 것이다. iTop 펄스의 구동 전압은 암 상태 감소의 양을 제어하기 위하여 조절될 수도 있다 (예를 들어, 다른 전이들에서 이용된 15V 대신에 10V). 또한, 설계된 픽셀 맵 매트릭스 (pixel map matrix; PMM) 는 드리프트 보상을 적용할 때에 iTop 펄스를 수신하는 픽셀들의 백분율을 제어하기 위하여 이용될 수도 있다.

드리프트 보상은 디스플레이 상에서 현재 디스플레이된 이미지에 대한 특수한 업데이트를 요청함으로써 적용된다. 특수한 업데이트는 특수한 iTop 펄스 전이를 제외하고, 모든 전이들에 대해 비어 있는 파형을 저장하는 별도의 모드를 호출한다. 드리프트 보상 방법은 매우 바람직하게는 타이머의 이용을 편입시킨다. 이용된 특수한 iTop 펄스 파형은 배경 암 상태 명도에서의 감소로 귀착된다. 타이머는 드리프트 보상 방법에서 몇몇 방법들로 이용될 수도 있다. 타임아웃 값 (timeout value) 또는 타이머 주기는 알고리즘 파라미터로서 기능할 수도 있고; 타이머가 타임아웃 값 또는 다수의 타이머 주기에 도달할 때마다, 타이머는 위에서 설명된 특수한 업데이트를 요청하는 이벤트를 트리거링하고, 타임아웃 값의 경우에 타이머를 재설정한다. 타이머는 전체 스크린 리프레시 (글로벌 완전 업데이트) 가 요청될 때에 재설정될 수도 있다. 타임아웃 값 또는 타이머 주기는 온도에 따른 드리프트의 변동을 수용하기 위하여 온도와 함께 변동될 수도 있다. 알고리즘 플래그는 드리프트 보상이 필요하지 않은 온도들에서 드리프트 보상이 적용되는 것을 방지하기 위하여 제공될 수도 있다.

드리프트 보상을 구현하는 또 다른 방법은 타이머 주기를, 예를 들어, 매 3 초에서 고정하고, iTop 펄스가 언제 인가되는지에 대해 더 많은 신축성을 제공하기 위하여 알고리즘 PMM 을 이용하기 위한 것이다. 다른 변형들은 최후의 사용자-요청된 페이지 넘김 이후의 시간과 함께 타이머 정보를 이용하는 것을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 사용자가 일부의 시간 동안에 페이지 넘김들을 요청하지 않았을 경우, iTop 펄스들의 인가는 미리 결정된 최대 시간 후에 중단될 수도 있다. 대안적으로, iTop 펄스는 사용자-요청된 업데이트와 조합될 수 있다. 최후 페이지 넘김 이후의 경과된 시간과, 탑-오프 펄스의 최후의 인가 이후의 경과된 시간을 추적하기 위하여 타이머를 이용함으로써, 누군가는 이 업데이트에서 iTop 펄스를 인가할 것인지 아닌지의 여부를 결정할 수 있다. 이것은 배경에서 이 특수한 업데이트를 적용하는 제약을 제거할 것이고, 일부의 경우들에는 구현하기가 더욱 바람직하거나 더욱 용이할 수도 있다.

이전에 표시된 바와 같이, 암 상태 드리프트 보정은 픽셀 맵 매트릭스, 타이머 주기, 및 iTop 펄스에 대한 구동 전압, iTop 크기, 및 iTop 패드의 조합에 의해 튜닝될 수도 있다. 이미 언급된 바와 같이, iTop 펄스와 같은 DC 불균형된 파형들의 이용은 쌍안정 디스플레이들에서 문제들을 야기시킬 가능성을 가지는 것으로 알려져 있고; 이러한 문제들은, 증가된 고스팅을 야기시킬 것이고, 극단적인 경우들에는, 디스플레이로 하여금 극심한 광학적 킥백 (kickback) 을 보이게 하고, 심지어 기능하는 것을 정지시키게 할 수도 있는, 시간 경과에 따른 광학적 상태들에서의 시프트 (shift) 들을 포함할 수도 있다. 이것은 전기-광학 층에 걸친 잔여 전압 또는 잔류 전하의 퇴적에 관련된 것으로 믿어진다. DC 불균형 파형들과 조합하여 잔여 전압 방전 (상기 언급된 미국 출원 제 15/014,236 호에서 설명된 바와 같은 포스트-구동 방전) 을 수행하는 것은 신뢰성 쟁점들 없이 개선된 성능을 허용하고, 더 많은 DC 불균형 파형들의 이용을 가능하게 한다.

도 13 은 최초의 15 초 후에, iTop 펄스가 드리프트를 보상하기 위하여 매 3 초에 인가될 경우의 시간 경과에 따른 암 상태 드리프트의 그래픽 표현이다. 암 상태 드리프트는 L* 에서의 명도에 의해 측정된다. 크기 9 의 iTop 펄스는 포스트-구동 방전을 적용하는 것과 함께, 매 3 초에 인가된다. 도시되어 있는 바와 같이, 전체적인 암 상태 드리프트는 감소된다.

도면들에서 도시된 다양한 실시형태들은 예시적인 표현들이고 반드시 일정한 비율로 그려진 것은 아니라는 것이 이해되어야 한다. "하나의 실시형태" 또는 "실시형태" 또는 "일부 실시형태들" 에 대한 명세서의 전반에 걸친 참조는, 실시형태 (들) 와 관련하여 설명된 특정한 특징, 구조, 재료, 또는 특성이 반드시 모든 실시형태들이 아니라, 적어도 하나의 실시형태 내에 포함된다는 것을 의미한다. 결과적으로, 명세서의 전반에 걸친 다양한 장소들에서의 어구들 "하나의 실시형태에서" 또는 "실시형태에서" 또는 "일부 실시형태들에서" 의 출현들은 반드시 동일한 실시형태를 지칭하고 있는 것은 아니다.

맥락이 명확하게 이와 다르게 요구하지 않으면, 개시물의 전반에 걸쳐, 단어들 "포함한다(comprise)", "포함하는(comprising)" 등은 배타적(exclusive)이거나 철저한(exhaustive) 의미와는 반대로, 포함적 inclusive) 의미; 즉, "포함하지만, 이에 제한되지 않는" 의 의미로 해석되어야 한다. 추가적으로, 단어들 "본원에서 (herein)", "이후에 (hereunder)", "위에서(above)", "이하에서(below)" 및 유사한 의미의 단어들은 이 출원을 이 출원의 임의의 특정한 부분들이 아니라 전체로서 지칭한다. 단어 "또는 (or)" 이 2 개 이상의 항목들의 리스트와 관련하여 이용될 때, 그 단어는 단어의 다음의 해독들의 전부를 포괄한다: 리스트에서의 항목들 중의 임의의 것; 리스트에서의 항목들의 전부; 및 리스트에서의 항목들의 임의의 조합.

기술의 적어도 하나의 실시형태의 몇몇 양태들을 이와 같이 설명하였지만, 다양한 변경들, 수정들, 및 개선들이 당해 분야의 당업자들에게 용이하게 발생할 것이라는 것이 인식되어야 한다. 이러한 변경들, 수정들, 및 개선들은 기술의 사상 및 범위 내에 있도록 의도된다. 따라서, 상기한 설명 및 도면들은 오직 비-제한적인 예들을 제공한다.

Claims (29)

1. 복수의 픽셀들을 가지고 암 모드에서 디스플레이하는 전기-광학 디스플레이를 구동하는 방법으로서,
   능동 전이 (active transition) 를 거치는 적어도 하나의 기본 이웃 픽셀을 가지는, 흑색-대-흑색 전이 (black-to-black transition) 를 거치는 픽셀을 식별하는 단계;
   상기 픽셀을 그 흑색 상태를 향해 구동하는 극성을 가지는 탑-오프 (top-off) 펄스를 상기 픽셀에 인가하는 단계; 및
   잔여 전압 방전 알고리즘을 적용하는 단계를 포함하는, 복수의 픽셀들을 가지고 암 모드에서 디스플레이하는 전기-광학 디스플레이를 구동하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   능동 전이를 거치는 상기 적어도 하나의 기본 이웃은 흑색이 아닌 현재의 그레이톤 (graytone) 을 가지는, 복수의 픽셀들을 가지고 암 모드에서 디스플레이하는 전기-광학 디스플레이를 구동하는 방법.
3. 제 1 항에 있어서,
   능동 전이를 거치는 상기 적어도 하나의 기본 이웃은 흑색이 아닌 현재의 그레이톤 및 흑색의 다음의 그레이톤을 가지는, 복수의 픽셀들을 가지고 암 모드에서 디스플레이하는 전기-광학 디스플레이를 구동하는 방법.
4. 제 1 항에 있어서,
   흑색-대-흑색 전이를 거치는 상기 픽셀의 모든 4 개의 기본 이웃들은 흑색의 다음의 그레이톤을 가지고, 적어도 하나의 기본 이웃은 흑색이 아닌 현재의 그레이톤을 가지는, 복수의 픽셀들을 가지고 암 모드에서 디스플레이하는 전기-광학 디스플레이를 구동하는 방법.
5. 제 1 항에 있어서,
   흑색-대-흑색 전이를 거치는 상기 픽셀의 모든 4 개의 기본 및 4 개의 대각 이웃들은 흑색의 다음의 그레이톤을 가지고, 적어도 하나의 기본 이웃은 흑색이 아닌 현재의 그레이톤을 가지는, 복수의 픽셀들을 가지고 암 모드에서 디스플레이하는 전기-광학 디스플레이를 구동하는 방법.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 전기-광학 디스플레이는 전기영동 디스플레이인, 복수의 픽셀들을 가지고 암 모드에서 디스플레이하는 전기-광학 디스플레이를 구동하는 방법.
7. 삭제
8. 복수의 픽셀들을 가지고 암 모드에서 디스플레이하는 전기-광학 디스플레이를 구동하는 방법으로서,
   흑색으로부터 흑색으로 전이하지 않는 적어도 하나의 기본 이웃 픽셀을 가지는, 흑색-대-흑색 전이를 거치는 픽셀을 식별하는 단계;
   상기 픽셀을 그 백색 상태를 향해 구동하는 극성을 가지는 제 1 구동 펄스, 및 상기 픽셀을 그 흑색 상태를 향해 구동하는 극성을 가지는 제 2 구동 펄스를 상기 픽셀에 인가하는 단계로서, 상기 제 1 구동 펄스 및 제 2 구동 펄스는 함께 DC 불균형되는, 상기 제 1 구동 펄스 및 제 2 구동 펄스를 상기 픽셀에 인가하는 단계; 및
   잔여 전압 방전 알고리즘을 적용하는 단계를 포함하는, 복수의 픽셀들을 가지고 암 모드에서 디스플레이하는 전기-광학 디스플레이를 구동하는 방법.
9. 제 8 항에 있어서,
   흑색-대-흑색 전이를 거치는 상기 픽셀은 흑색으로부터 흑색으로 전이하지 않는 적어도 2 개의 기본 이웃 픽셀들을 가지는, 복수의 픽셀들을 가지고 암 모드에서 디스플레이하는 전기-광학 디스플레이를 구동하는 방법.
10. 제 8 항에 있어서,
    흑색-대-흑색 전이를 거치는 상기 픽셀은 흑색으로부터 흑색으로 전이하지 않는 적어도 3 개의 기본 이웃 픽셀들을 가지는, 복수의 픽셀들을 가지고 암 모드에서 디스플레이하는 전기-광학 디스플레이를 구동하는 방법.
11. 제 8 항에 있어서,
    흑색-대-흑색 전이를 거치는 상기 픽셀은 흑색으로부터 흑색으로 전이하지 않는 모두 4 개의 기본 이웃 픽셀들을 가지는, 복수의 픽셀들을 가지고 암 모드에서 디스플레이하는 전기-광학 디스플레이를 구동하는 방법.
12. 제 8 항에 있어서,
    인가된 상기 제 1 구동 펄스는 1 과 20 사이의 프레임 수의 임펄스 크기를 가지는, 복수의 픽셀들을 가지고 암 모드에서 디스플레이하는 전기-광학 디스플레이를 구동하는 방법.
13. 삭제
14. 복수의 픽셀들을 가지고 암 모드에서 디스플레이하는 전기-광학 디스플레이를 구동하는 방법으로서,
    흑색-대-흑색 전이를 거치는 픽셀을 식별하는 단계;
    상기 픽셀을 그 백색 상태를 향해 구동하는 극성을 가지는 제 1 구동 펄스, 및 상기 픽셀을 그 흑색 상태를 향해 구동하는 극성을 가지는 제 2 구동 펄스를 상기 픽셀에 인가하는 단계로서, 상기 제 1 구동 펄스 및 제 2 구동 펄스는 함께 DC 불균형되는, 상기 제 1 구동 펄스 및 제 2 구동 펄스를 상기 픽셀에 인가하는 단계; 및
    잔여 전압 방전 알고리즘을 적용하는 단계를 포함하는, 복수의 픽셀들을 가지고 암 모드에서 디스플레이하는 전기-광학 디스플레이를 구동하는 방법.
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 인가된 제 1 구동 펄스는 1 과 20 사이의 프레임 수의 임펄스 크기를 가지는, 복수의 픽셀들을 가지고 암 모드에서 디스플레이하는 전기-광학 디스플레이를 구동하는 방법.
16. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 구동 펄스와 상기 제 2 구동 펄스 사이의 갭은 0 과 10 사이의 프레임 수인, 복수의 픽셀들을 가지고 암 모드에서 디스플레이하는 전기-광학 디스플레이를 구동하는 방법.
17. 제 14 항에 있어서,
    상기 인가된 제 2 구동 펄스는 2 와 20 사이의 프레임 수의 크기를 가지는, 복수의 픽셀들을 가지고 암 모드에서 디스플레이하는 전기-광학 디스플레이를 구동하는 방법.
18. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 2 구동 펄스 후의 패드는 0 과 50 사이의 프레임 수인, 복수의 픽셀들을 가지고 암 모드에서 디스플레이하는 전기-광학 디스플레이를 구동하는 방법.
19. 제 14 항에 있어서,
    상기 전기-광학 디스플레이는 전기영동 디스플레이인, 복수의 픽셀들을 가지고 암 모드에서 디스플레이하는 전기-광학 디스플레이를 구동하는 방법.
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