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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-11-18
(45)【発行日】2024-11-26
(54)【発明の名称】４粒子電気泳動ディスプレイのために同期された駆動波形
(51)【国際特許分類】
G02F 1/1685 20190101AFI20241119BHJP
G02F 1/167 20190101ALI20241119BHJP
G02F 1/16757 20190101ALI20241119BHJP
G02F 1/16766 20190101ALI20241119BHJP
G02F 1/1681 20190101ALI20241119BHJP
G09G 3/20 20060101ALI20241119BHJP
G09G 3/34 20060101ALI20241119BHJP
【ＦＩ】
G02F1/1685
G02F1/167
G02F1/16757
G02F1/16766
G02F1/1681
G09G3/20 621A
G09G3/20 642J
G09G3/34 C
【請求項の数】
9
(21)【出願番号】P 2023569639
(86)(22)【出願日】2022-05-24
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2024-05-08
(86)【国際出願番号】 US2022030730
(87)【国際公開番号】W WO2022251218
(87)【国際公開日】2022-12-01
【審査請求日】2023-11-09
(31)【優先権主張番号】63/192,905
(32)【優先日】2021-05-25
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】500080214
【氏名又は名称】イー インク コーポレイション
(74)【代理人】
【識別番号】100078282
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 秀策
(74)【代理人】
【識別番号】100113413
【弁理士】
【氏名又は名称】森下 夏樹
(74)【代理人】
【識別番号】100181674
【弁理士】
【氏名又は名称】飯田 貴敏
(74)【代理人】
【識別番号】100181641
【弁理士】
【氏名又は名称】石川 大輔
(74)【代理人】
【識別番号】230113332
【弁護士】
【氏名又は名称】山本 健策
(72)【発明者】
【氏名】チェン， チー－ユー
(72)【発明者】
【氏名】リン， クレッグ
(72)【発明者】
【氏名】ジャン， ニン－ウェイ
(72)【発明者】
【氏名】チウ， チェン－カイ
(72)【発明者】
【氏名】リン， フェン－ショウ
【審査官】植田 裕美子
(56)【参考文献】
【文献】特表２０１７－５２６９８０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１７－５３５８２０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２００６－５２５５４６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２００７－５０６１４１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－０４４１１４（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１２／０１５４８９９（ＵＳ，Ａ１）
【文献】中国特許出願公開第１０６９９７１３５（ＣＮ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０２Ｆ １／１６３－１／１６８５
Ｇ０９Ｇ ３／１６，３／２０，３／３４
Ｇ０９Ｇ ５／４２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ディスプレイ層を駆動する方法であって、前記ディスプレイ層は、光透過性電極を含む視認表面と、前記視認表面とは前記ディスプレイ層の反対側にある第２の表面との間に配置され、前記第２の表面は、第１の駆動電極と、第２の駆動電極とを含み、前記ディスプレイ層は、流体と、前記流体中に分散される第１、第２、第３、および第４のタイプの粒子とを備える電気泳動媒体を含み、前記第１、第２、第３、および第４のタイプの粒子は、それぞれ、相互に異なる第１、第２、第３、および第４の光学特性を有し、前記第１および第３のタイプの粒子は、第１の極性の電荷を有し、前記第２および第４のタイプの粒子は、前記第１の極性と反対の第２の極性の電荷を有し、前記第１および第３のタイプの粒子は、同一の電荷の大きさを有せず、前記第２および第４のタイプの粒子は、同一の電荷の大きさを有せず、
前記方法は、
（ｉ）第１の期間にわたって、大きな大きさと、前記第１の極性とを有する第１の電場を前記第１の駆動電極に印加し、前記第１のタイプの粒子を前記視認表面に向かって駆動し、それによって、前記ディスプレイ層に、前記第１の駆動電極の上方の前記視認表面において前記第１の光学特性を表示させるステップと、
（ｉｉ）第２の期間にわたって、前記大きな大きさと、前記第２の極性とを有する第２の電場を前記第２の駆動電極に印加し、前記第２のタイプの粒子を前記視認表面に向かって駆動し、それによって、前記ディスプレイ層に、前記第２の駆動電極の上方の前記視認表面において前記第２の光学特性を表示させるステップであって、前記第１の電場は、前記第１の駆動電極に印加される一方、同時に、前記第２の電場は、前記第２の駆動電極に印加される、ステップと、
（ｉｉｉ）前記第１の期間に続いて、第３の期間にわたって、前記第１の駆動電極に電場を印加しないステップと、
（ｉｖ）前記第３の期間と重複する第４の期間にわたって、小さな大きさと、第１の極性とを有する第３の電場を前記第２の駆動電極に印加し、前記第３のタイプの粒子を前記視認表面に向かって駆動し、それによって、前記ディスプレイ層に、前記第２の駆動電極の上方の前記視認表面において前記第３の光学特性を表示させるステップと、
（ｖ）ステップ（ｉ）～（ｉｖ）を繰り返すステップと、
（ｖｉ）第５の期間にわたって、ステップ（ｉｉ）と同一の大きさおよび極性を有する第４の電場を前記第２の駆動電極に印加し、それによって、前記ディスプレイ層に、前記第２の駆動電極の上方の前記視認表面において前記第２の光学特性と第３の光学特性との混合物を表示させる一方、前記第１の駆動電極の上方の前記視認表面において前記第１の光学特性を表示させるステップと
を含む、方法。
【請求項2】
前記第１の期間は、前記第３の期間よりも短い、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記第２の期間は、前記第４の期間よりも短い、請求項１または２に記載の方法。
【請求項4】
前記第５の期間は、前記第１の期間よりも長く、前記第３の期間よりも短い、請求項３に記載の方法。
【請求項5】
前記第３の電場の大きさは、前記第２の電場の大きさの５０パーセント未満である、請求項１に記載の方法。
【請求項6】
前記第１の期間および前記第４の期間は、時間内に重複しない、請求項１～２または５のいずれかに記載の方法。
【請求項7】
前記第１および第３のタイプの粒子は、負荷電であり、前記第２および第４のタイプの粒子は、正荷電である、請求項１に記載の方法。
【請求項8】
前記第１のタイプの粒子は、黄色であり、前記第２のタイプの粒子は、黒色であり、前記第３のタイプの粒子は、白色であり、前記第４のタイプの粒子は、赤色である、請求項７に記載の方法。
【請求項9】
前記第１のタイプの粒子は、光透過性であり、前記第２のタイプの粒子は、黄色であり、前記第４のタイプの粒子は、白色であり、前記第１および第３のタイプの粒子は、（いずれかの順序において）赤色および青色である、請求項１に記載の方法。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
（関連出願の相互参照）
本願は、２０２１年５月２５日に出願された、米国仮特許出願第６３／１９２，９０５号の優先権を主張する。下記に述べられる全ての特許および公開文書の内容全体が、参照することによってそれらの全体として本明細書に組み込まれる。
本願は、２０２１年５月２５日に出願された、米国仮特許出願第６３／１９２，９０５号の優先権を主張する。下記に述べられる全ての特許および公開文書の内容全体が、参照することによってそれらの全体として本明細書に組み込まれる。
【0002】
本発明は、その中で各ピクセルが、少なくとも４つの高品質な色状態を表示することができる、カラー電気泳動ディスプレイデバイスのための改良された駆動方法を対象とする。
【背景技術】
【0003】
Ｅ Ｉｎｋ Ｈｏｌｄｉｎｇｓ （Ｈｓｉｎｃｈｕ， Ｔａｉｗａｎ）から商業的に入手可能であるもの等の電気泳動ディスプレイ（電子ペーパー、ｅペーパー等）は、それらが、非常に少ない電力を消費するため、軽量かつ耐久性があり、環境に優しいという利点を有する。本技術は、電子書籍リーダ（例えば、電子書籍、ｅブック）および他のディスプレイ環境（例えば、電話、タブレット、電子棚タグ、病院看板、道路標識、公共交通機関時刻表）の中に組み込まれている。低電力消費と太陽光可読性との組み合わせは、電子看板システムが、単に表面に取り付けられ、既存の通信ネットワークとインターフェースをとり、情報または画像の定期的な更新を提供する、いわゆる「非プラグアンドプレイ」動作において、急速な成長を可能にしている。ディスプレイは、バッテリまたは太陽熱収集器を用いて動力を与えられるため、電線を配線する、またはディスプレイから垂下するプラグを有する必要性さえない。
【0004】
電気泳動ディスプレイのための様々な色の選択肢が、最近では、利用可能な状態になっており、改良された色フィルタアレイから、複雑な減法的顔料セットまで、すなわち、反射性色粒子の複数のセットに依拠する、高忠実性色の選択肢までの範囲に及ぶ。本最新のシステムは、食料品店、衣料品店、および電器小売店等の商業用看板に関して、優れた承認が確認されている。特に、３粒子のＥ Ｉｎｋ ＳＰＥＣＴＲＡＴＭ標識は、食料雑貨店、家電小売店、およびホームセンタにおいて、世界中で見出されることができる。今後予定されている改良は、例えば、米国特許第９，１７０，４６８号（特許文献１）、第９，８１２，０７３号（特許文献２）、第９，６４０，１１９号（特許文献３）、および第１０，１４７，３６６号（特許文献４）（これらは全て、参照することによってそれらの全体として組み込まれる）において説明されるような第４の反射性電気泳動粒子を含むであろう。４粒子システムは、典型的には、黒色、白色、赤色、および黄色粒子を含むが、しかしながら、様々な色が、人工設計された顔料の選択に応じて可能性として考えられる。加えて、第９，６４０，１１９号において説明されるように、例えば、視認表面において、赤色粒子と黄色粒子との混合物としての橙色を達成するために、視認表面において、４つのタイプの粒子のうちの２つの混合物を提示することもまた、可能性として考えられる。本発明は、特に、ピクセル電極のアレイを有するディスプレイ内で実装されるとき、そのようなシステムに対する駆動波形の改良を提供する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】米国特許第９，１７０，４６８号明細書
【文献】米国特許第９，８１２，０７３号明細書
【文献】米国特許第９，６４０，１１９号明細書
【文献】米国特許第１０，１４７，３６６号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、４つのタイプの着色粒子を有する電気泳動ディスプレイ内の隣接するピクセルを駆動させるための改良された方法を提供する。特に、ほぼ同一のフレームに到達するように高電圧パルス協調させることによって、ブルーミングに起因する色変化が、実質的に低減される。加えて、高荷電粒子状態をアドレス指定するために使用される高電圧パルスをトリミングすることによって、混合された状態のピクセルにおいて、殆ど色ドリフトが存在せず、最終的な画像における色忠実性が改良される。一側面では、光透過性電極を含む視認表面と視認表面とはディスプレイ層の反対側にある第２の表面との間に配置される、ディスプレイ層を駆動する方法であって、第２の表面は、第１の駆動電極と、第２の駆動電極とを含み、ディスプレイ層は、流体と、流体中に分散される第１、第２、第３、および第４のタイプの粒子とを備える、電気泳動媒体を含み、第１、第２、第３、および第４のタイプの粒子は、それぞれ、相互に異なる第１、第２、第３、および第４の光学特性を有し、第１および第３のタイプの粒子は、第１の極性の電荷を有し、第２および第４のタイプの粒子は、第１の極性と反対の第２の極性の電荷を有し、第１および第３のタイプの粒子は、同一の電荷の大きさを有せず、第２および第４のタイプの粒子は、同一の電荷の大きさを有しない、方法が、提供される。本方法は、以下のステップ、すなわち、第１の期間にわたって、大きな大きさと、第１の極性とを有する、第１の電場を第１の駆動電極に印加し、第１のタイプの粒子を視認表面に向かって駆動し、それによって、ディスプレイ層に、第１の駆動電極の上方の視認表面において第１の光学特性を表示させるステップと、第２の期間にわたって、大きな大きさと、第２の極性とを有する、第２の電場を第２の駆動電極に印加し、第２のタイプの粒子を視認表面に向かって駆動し、それによって、ディスプレイ層に、第２の駆動電極の上方の視認表面において第２の光学特性を表示させるステップであって、第１の電場は、第１の駆動電極に印加される一方、同時に、第２の電場は、第２の駆動電極に印加される、ステップと、第１の期間に続いて第３の期間にわたって、第１の駆動電極に電場を印加しないステップと、第３の期間と重複する第４の期間にわたって、小さな大きさと、第１の極性とを有する、第３の電場を第２の駆動電極に印加し、第３のタイプの粒子を視認表面に向かって駆動し、それによって、ディスプレイ層に、第２の駆動電極の上方の視認表面において第３の光学特性を表示させるステップと、先のステップを繰り返すステップと、第５の期間にわたって、ステップ（ｉｉ）と同一の大きさおよび極性を有する、第４の電場を第２の駆動電極に印加し、それによって、ディスプレイ層に、第２の駆動電極の上方の視認表面において第２の光学特性と第３の光学特性との混合物を表示させる一方、第１の駆動電極の上方の視認表面において第１の光学特性を表示するステップとを含む。一実施形態では、第１の期間は、第３の期間よりも短い。一実施形態では、第２の期間は、第４の期間よりも短い。一実施形態では、第５の期間は、第１の期間よりも長く、第３の期間よりも短い。一実施形態では、第３の電場の大きさは、第２の電場の大きさの５０パーセント未満である。一実施形態では、第１および第３のタイプの粒子は、負荷電であり、第２および第４のタイプの粒子は、正荷電である。一実施形態では、第１のタイプの粒子は、黄色であり、第２のタイプの粒子は、黒色であり、第３のタイプの粒子は、白色であり、第４のタイプの粒子は、赤色である。一実施形態では、第１のタイプの粒子は、光透過性であり、第２のタイプの粒子は、黄色であり、第４のタイプの粒子は、白色であり、第１および第３のタイプの粒子は、（いずれかの順序において）赤色および青色である。
本発明は、例えば、以下の項目を提供する。
（項目１）
ディスプレイ層を駆動する方法であって、前記ディスプレイ層は、光透過性電極を含む視認表面と、前記視認表面とは前記ディスプレイ層の反対側にある第２の表面との間に配置され、前記第２の表面は、第１の駆動電極と、第２の駆動電極とを含み、前記ディスプレイ層は、流体と、前記流体中に分散される第１、第２、第３、および第４のタイプの粒子とを備える電気泳動媒体を含み、
前記第１、第２、第３、および第４のタイプの粒子は、それぞれ、相互に異なる第１、第２、第３、および第４の光学特性を有し、前記第１および第３のタイプの粒子は、第１の極性の電荷を有し、前記第２および第４のタイプの粒子は、前記第１の極性と反対の第２の極性の電荷を有し、前記第１および第３のタイプの粒子は、同一の電荷の大きさを有せず、前記第２および第４のタイプの粒子は、同一の電荷の大きさを有せず、
前記方法は、
（ｉ）第１の期間にわたって、大きな大きさと、前記第１の極性とを有する第１の電場を前記第１の駆動電極に印加し、前記第１のタイプの粒子を前記視認表面に向かって駆動し、それによって、前記ディスプレイ層に、前記第１の駆動電極の上方の前記視認表面において前記第１の光学特性を表示させるステップと、
（ｉｉ）第２の期間にわたって、前記大きな大きさと、前記第２の極性とを有する第２の電場を前記第２の駆動電極に印加し、前記第２のタイプの粒子を前記視認表面に向かって駆動し、それによって、前記ディスプレイ層に、前記第２の駆動電極の上方の前記視認表面において前記第２の光学特性を表示させるステップであって、前記第１の電場は、前記第１の駆動電極に印加される一方、同時に、前記第２の電場は、前記第２の駆動電極に印加される、ステップと、
（ｉｉｉ）前記第１の期間に続いて、第３の期間にわたって、前記第１の駆動電極に電場を印加しないステップと、
（ｉｖ）前記第３の期間と重複する第４の期間にわたって、小さな大きさと、第１の極性とを有する第３の電場を前記第２の駆動電極に印加し、前記第３のタイプの粒子を前記視認表面に向かって駆動し、それによって、前記ディスプレイ層に、前記第２の駆動電極の上方の前記視認表面において前記第３の光学特性を表示させるステップと、
（ｖ）ステップ（ｉ）～（ｉｖ）を繰り返すステップと、
（ｖｉ）第５の期間にわたって、ステップ（ｉｉ）と同一の大きさおよび極性を有する第４の電場を前記第２の駆動電極に印加し、それによって、前記ディスプレイ層に、前記第２の駆動電極の上方の前記視認表面において前記第２の光学特性と第３の光学特性との混合物を表示させる一方、前記第１の駆動電極の上方の前記視認表面において前記第１の光学特性を表示させるステップと
を含む、方法。
（項目２）
前記第１の期間は、前記第３の期間よりも短い、項目１に記載の方法。
（項目３）
前記第２の期間は、前記第４の期間よりも短い、項目１または２に記載の方法。
（項目４）
前記第５の期間は、前記第１の期間よりも長く、前記第３の期間よりも短い、項目３に記載の方法。
（項目５）
前記第３の電場の大きさは、前記第２の電場の大きさの５０パーセント未満である、項目１に記載の方法。
（項目６）
前記第１の期間および前記第４の期間は、時間内に重複しない、前記項目のいずれかに記載の方法。
（項目７）
前記第１および第３のタイプの粒子は、負荷電であり、前記第２および第４のタイプの粒子は、正荷電である、項目１に記載の方法。
（項目８）
前記第１のタイプの粒子は、黄色であり、前記第２のタイプの粒子は、黒色であり、前記第３のタイプの粒子は、白色であり、前記第４のタイプの粒子は、赤色である、項目７に記載の方法。
（項目９）
前記第１のタイプの粒子は、光透過性であり、前記第２のタイプの粒子は、黄色であり、前記第４のタイプの粒子は、白色であり、前記第１および第３のタイプの粒子は、（いずれかの順序において）赤色および青色である、項目１に記載の方法。
本発明は、例えば、以下の項目を提供する。
（項目１）
ディスプレイ層を駆動する方法であって、前記ディスプレイ層は、光透過性電極を含む視認表面と、前記視認表面とは前記ディスプレイ層の反対側にある第２の表面との間に配置され、前記第２の表面は、第１の駆動電極と、第２の駆動電極とを含み、前記ディスプレイ層は、流体と、前記流体中に分散される第１、第２、第３、および第４のタイプの粒子とを備える電気泳動媒体を含み、
前記第１、第２、第３、および第４のタイプの粒子は、それぞれ、相互に異なる第１、第２、第３、および第４の光学特性を有し、前記第１および第３のタイプの粒子は、第１の極性の電荷を有し、前記第２および第４のタイプの粒子は、前記第１の極性と反対の第２の極性の電荷を有し、前記第１および第３のタイプの粒子は、同一の電荷の大きさを有せず、前記第２および第４のタイプの粒子は、同一の電荷の大きさを有せず、
前記方法は、
（ｉ）第１の期間にわたって、大きな大きさと、前記第１の極性とを有する第１の電場を前記第１の駆動電極に印加し、前記第１のタイプの粒子を前記視認表面に向かって駆動し、それによって、前記ディスプレイ層に、前記第１の駆動電極の上方の前記視認表面において前記第１の光学特性を表示させるステップと、
（ｉｉ）第２の期間にわたって、前記大きな大きさと、前記第２の極性とを有する第２の電場を前記第２の駆動電極に印加し、前記第２のタイプの粒子を前記視認表面に向かって駆動し、それによって、前記ディスプレイ層に、前記第２の駆動電極の上方の前記視認表面において前記第２の光学特性を表示させるステップであって、前記第１の電場は、前記第１の駆動電極に印加される一方、同時に、前記第２の電場は、前記第２の駆動電極に印加される、ステップと、
（ｉｉｉ）前記第１の期間に続いて、第３の期間にわたって、前記第１の駆動電極に電場を印加しないステップと、
（ｉｖ）前記第３の期間と重複する第４の期間にわたって、小さな大きさと、第１の極性とを有する第３の電場を前記第２の駆動電極に印加し、前記第３のタイプの粒子を前記視認表面に向かって駆動し、それによって、前記ディスプレイ層に、前記第２の駆動電極の上方の前記視認表面において前記第３の光学特性を表示させるステップと、
（ｖ）ステップ（ｉ）～（ｉｖ）を繰り返すステップと、
（ｖｉ）第５の期間にわたって、ステップ（ｉｉ）と同一の大きさおよび極性を有する第４の電場を前記第２の駆動電極に印加し、それによって、前記ディスプレイ層に、前記第２の駆動電極の上方の前記視認表面において前記第２の光学特性と第３の光学特性との混合物を表示させる一方、前記第１の駆動電極の上方の前記視認表面において前記第１の光学特性を表示させるステップと
を含む、方法。
（項目２）
前記第１の期間は、前記第３の期間よりも短い、項目１に記載の方法。
（項目３）
前記第２の期間は、前記第４の期間よりも短い、項目１または２に記載の方法。
（項目４）
前記第５の期間は、前記第１の期間よりも長く、前記第３の期間よりも短い、項目３に記載の方法。
（項目５）
前記第３の電場の大きさは、前記第２の電場の大きさの５０パーセント未満である、項目１に記載の方法。
（項目６）
前記第１の期間および前記第４の期間は、時間内に重複しない、前記項目のいずれかに記載の方法。
（項目７）
前記第１および第３のタイプの粒子は、負荷電であり、前記第２および第４のタイプの粒子は、正荷電である、項目１に記載の方法。
（項目８）
前記第１のタイプの粒子は、黄色であり、前記第２のタイプの粒子は、黒色であり、前記第３のタイプの粒子は、白色であり、前記第４のタイプの粒子は、赤色である、項目７に記載の方法。
（項目９）
前記第１のタイプの粒子は、光透過性であり、前記第２のタイプの粒子は、黄色であり、前記第４のタイプの粒子は、白色であり、前記第１および第３のタイプの粒子は、（いずれかの順序において）赤色および青色である、項目１に記載の方法。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【0008】
【0009】
【0010】
【0011】
【0012】
【0013】
【0014】
【0015】
【0016】
【0017】
【0018】
【0019】
【0020】
【0021】
【0022】
【0023】
【0024】
【0025】
【0026】
【0027】
【0028】
【0029】
【発明を実施するための形態】
【0030】
発明の詳細な説明
すでに述べられているように、本発明は、全て流体中に分散され、全て異なる光学特性を有する、第１、第２、第３、および第４のタイプの粒子を含有する、電気泳動媒体を備える、ディスプレイ層のための駆動方法に関する。これらの光学特性は、典型的には、人間の眼に対して知覚可能な色であるが、光透過率、反射率、ルミネッセンス、または機械読取のために意図されるディスプレイの場合では、可視範囲外の電磁波長の反射率の変化の意味における擬似色等の他の光学性質であってもよい。本発明は、複数のタイプの粒子が視覚的に区別可能である限り、任意の色の粒子を広義に網羅する。
すでに述べられているように、本発明は、全て流体中に分散され、全て異なる光学特性を有する、第１、第２、第３、および第４のタイプの粒子を含有する、電気泳動媒体を備える、ディスプレイ層のための駆動方法に関する。これらの光学特性は、典型的には、人間の眼に対して知覚可能な色であるが、光透過率、反射率、ルミネッセンス、または機械読取のために意図されるディスプレイの場合では、可視範囲外の電磁波長の反射率の変化の意味における擬似色等の他の光学性質であってもよい。本発明は、複数のタイプの粒子が視覚的に区別可能である限り、任意の色の粒子を広義に網羅する。
【0031】
電気泳動媒体中に存在する４つのタイプの粒子は、２つの対の反対荷電粒子を備えるものと見なされてもよい。第１の対（第１および第２のタイプの粒子）は、第１のタイプの正粒子と、第１のタイプの負粒子とから成り、同様に、第２の対（第３および第４のタイプの粒子）は、第２のタイプの正粒子と、第２のタイプの負粒子とから成る。２つの対の反対荷電粒子のうち、一方の対（第１および第２の粒子）は、他方の対（第３および第４の粒子）よりも強い電荷（例えば、より大きな大きさ、例えば、「より高電荷」）を担持する。したがって、４つのタイプの粒子はまた、高正粒子、高負粒子、低正粒子、および低負粒子と称され得る。
【0032】
用語「電荷電位」は、本願の文脈において、「ゼータ電位」または電気泳動移動度と同義的に使用され得る。粒子の電荷極性および電荷電位のレベルは、米国特許出願公開第２０１４／００１１９１３号において説明される方法によって変動され得る、および／またはゼータ電位の観点において測定され得る。一実施形態では、ゼータ電位は、ＣＳＰＵ－１００信号処理ユニット、ＥＳＡ ＥＮ＃ Ａｔｔｎフロースルーセル（Ｋ：１２７）を伴う、Ｃｏｌｌｏｉｄａｌ Ｄｙｎａｍｉｃｓ ＡｃｏｕｓｔｏＳｉｚｅｒ ＩＩＭによって決定される。全て試験温度（２５℃）における、サンプル内で使用される溶媒の密度、溶媒の誘電定数、溶媒中の音速、溶媒の粘度等の器具定数は、試験前に入力される。顔料サンプルが、溶媒（これは、通常、１２個未満の炭素原子を有する、炭化水素流体である）中に分散され、重量比５～１０％であるように希釈される。サンプルはまた、電荷制御剤（Ｂｅｒｋｓｈｉｒｅ Ｈａｔｈａｗａｙ ｃｏｍｐａｎｙの子会社である、Ｌｕｂｒｉｚｏｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能なＳｏｌｓｐｅｒｓｅＴＭ １７０００）も含有し、電荷制御剤対粒子の１：１０の重量比を伴う。希釈されたサンプルの質量が、決定され、サンプルは、次いで、ゼータ電位の決定のために、フロースルーセルの中に充填される。電気泳動移動度の測定のための方法および装置は、電気泳動ディスプレイの技術における当業者に周知である。
【0033】
図１に示される実施例として、第１の黒色粒子（Ｋ）および第２の黄色粒子（Ｙ）が、第１の対の反対荷電粒子であり、本対において、黒色粒子が、高正粒子であり、黄色粒子が、高負粒子である。第３の赤色粒子（Ｒ）および第４の白色粒子（Ｗ）は、第２の対の反対荷電粒子であり、本対では、赤色粒子は、低正粒子であり、白色粒子は、低負粒子である。
【0034】
図示されない別の実施例では、黒色粒子は、高正粒子であり得、黄色粒子は、低正粒子であり得、白色粒子は、低負粒子であり得、赤色粒子は、高負粒子であり得る。図示されない別の実施例では、黒色粒子は、高正粒子であり得、黄色粒子は、低正粒子であり得、白色粒子は、高負粒子であり得、赤色粒子は、低負粒子であり得る。図示されない別の実施例では、黒色粒子は、高正粒子であり得、赤色粒子は、低正粒子であり得、白色粒子は、高負粒子であり得、黄色粒子は、高負粒子であり得る。当然ながら、任意の特定の色が、用途に対する要求に応じて、別の色と置換されてもよい。例えば、黒色、白色、緑色、および赤色粒子の具体的な組み合わせが、望ましい場合、図１に示される高負黄色粒子が、高負緑色粒子と置換され得る。
【0035】
加えて、４つのタイプの粒子の色状態は、意図的に混合されてもよい。例えば、黄色顔料は、性質上、多くの場合、緑色を帯びた色調を有し、より良好な黄色状態が、望ましい場合、黄色粒子および赤色粒子が、使用されてもよく、本場合では、両方のタイプの粒子が、同一の電荷極性を担持し、黄色粒子が、赤色粒子よりも高荷電である。結果として、黄色状態において、わずかな量の赤色粒子が、緑色を帯びた黄色粒子と混合され、黄色状態により良好な色純度を有させるであろう。
【0036】
いくつかの実施形態では、粒子は、それらが、光透過性ではなく、光反射性であるべきであるという意味において、不透明である。他の実施形態では、粒子のうちのいくつかは、第ＷＯ２０２１／２４７９９１号において説明されるように、光透過性、すなわち、部分的光透過性であり、付加的な色の組み合わせを可能にし、それによって、部分光透過性粒子は、入射光のスペクトルの一部のみを吸収し、光の残りの部分が、部分的光透過性粒子を通して通過し、部分的光透過性粒子のすぐ後方にある粒子と相互作用することを可能にする。白色粒子は、当然ながら、反射性ではなく、光散乱性であるが、過剰な量の光が、白色粒子の層を通して通過しないことを確実にするために、注意が払われるべきである。例えば、下記に議論される、図２Ｆに示される白色状態では、白色粒子の層が、実質的量の光がそれを通して通過することを可能にされ、その後方の黒色および黄色粒子から反射される場合、白色状態の輝度は、実質的に低減され得る。
【0037】
いくつかの実施形態では、粒子は、ポリマーシェルを伴わない、一次粒子である。代替として、各粒子は、ポリマーシェルを伴う、不溶性コアを備えてもよい。コアは、有機または無機顔料のいずれかであり得、これは、単一のコア粒子または複数のコア粒子の凝集体であり得る。粒子はまた、中空粒子であってもよい。
【0038】
白色粒子は、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＺｎＯ、Ａｌ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３、ＢａＳＯ４、ＰｂＳＯ４、または同等物等の無機顔料から形成されてもよい。黒色粒子は、Ｃｌ顔料黒色２６または２８または同等物（例えば、マンガンフェライト黒色スピネルまたは銅クロマイト黒色スピネル）またはカーボンブラックから形成されてもよい。（非白色および非黒色である）他の着色粒子は、赤色、緑色、青色、マゼンタ色、シアン色、黄色、または任意の他の望ましい着色であってもよく、例えば、ＣＩ顔料ＰＲ２５４、ＰＲ１２２、ＰＲ１４９、ＰＧ３６、ＰＧ５８、ＰＧ７、ＰＢ２８、ＰＢ１５：３、ＰＹ８３、ＰＹ１３８、ＰＹ１５０、ＰＹ１５５、またはＰＹ２０から形成されてもよい。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）において説明される、一般的に使用される有機顔料である。具体的な実施例は、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、Ｎｏｖｏｐｅｒｍ Ｙｅｌｌｏｗ ＨＲ－７０－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。着色粒子はまた、赤色、緑色、青色、および黄色等の無機顔料であってもよい。実施例は、限定ではないが、ＣＩ ｐｉｇｍｅｎｔ ｂｌｕｅ ２８、ＣＩ ｐｉｇｍｅｎｔ ｇｒｅｅｎ ５０、およびＣＩ ｐｉｇｍｅｎｔ ｙｅｌｌｏｗ ２２７を含み得る。
【0039】
その中に４つのタイプの粒子が分散される流体は、クリアかつ無色であってもよい。これは、好ましくは、高粒子移動度のために、低粘度と、約２～約３０、好ましくは、約２～約１５の範囲内の誘電定数とを有する。好適な誘電性溶媒の実施例は、炭化水素、例えば、イソパラフィン、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、パラフィンオイル、シリコン溶液、芳香族炭化水素、例えば、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、ハロゲン化溶媒、例えば、ペルフルオロデカリン、ペルフルオロトルエン、ペルフルオロキシレン、ジクロロベンゾトリフルオライド、３，４，５－トリクロロベンゾトリフルオライド、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、およびペルフルオロ化溶媒、例えば、３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ． Ｐａｕｌ ＭＮ）製ＦＣ－４３、ＦＣ－７０、またはＦＣ－５０６０、低分子量ハロゲン含有ポリマー、例えば、ＴＣＩ Ａｍｅｒｉｃａ（Ｐｏｒｔｌａｎｄ， Ｏｒｅｇｏｎ）製ポリ（酸化ペルフルオロプロピレン）、ポリ（クロロトリフルオロエチレン）、例えば、Ｈａｌｏｃａｒｂｏｎ Ｐｒｏｄｕｃｔ Ｃｏｒｐ．（Ｒｉｖｅｒ Ｅｄｇｅ， ＮＪ）製ハロ炭素オイル、ペルフルオロポリアルキルエーテル、例えば、ＡｕｓｉｍｏｎｔまたはＫｒｙｔｏｘ Ｏｉｌｓ製Ｇａｌｄｅｎ、ＤｕＰｏｎｔ（Ｄｅｌａｗａｒｅ）製Ｇｒｅａｓｅｓ Ｋ－Ｆｌｕｉｄ Ｓｅｒｉｅｓ、Ｄｏｗ－ｃｏｒｎｉｎｇ製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）を含む。
【0040】
流体中の異なるタイプの粒子の比率は、変動し得る。例えば、１つのタイプの粒子は、電気泳動流体の体積比０．１％～１０％、好ましくは、０．５％～５％を占め得、別のタイプの粒子は、流体の体積比１％～５０％、好ましくは、５％～２０％を占め得、残りのタイプの粒子はそれぞれ、流体の体積比２％～２０％、好ましくは、４％～１０％を占め得る。
【0041】
種々のタイプの粒子は、異なる粒子サイズを有し得る。例えば、より小さい粒子は、約５０ｎｍ～約８００ｎｍの範囲に及ぶサイズを有し得る。より大きい粒子は、より小さい粒子のサイズの約２～約５０倍、より好ましくは、約２～約１０倍であるサイズを有し得る。
【0042】
電気泳動ディスプレイは、通常、電気泳動材料の層と、電気泳動材料の対向側に配置される、少なくとも２つの他の層とを備え、これらの２つの層のうちの一方は、電極層である。殆どのそのようなディスプレイでは、両方の層が、電極層であり、電極層のうちの一方または両方が、ディスプレイのピクセルを画定するようにパターン化される。典型的には、各ピクセルは、単一の駆動場、例えば、駆動（ピクセル）電極と上部光透過性電極との間のアドレス指定可能な電場によって画定される。例えば、一方の電極層は、伸長行電極にパターン化され、他方は、行電極に対して直角に延設される伸長列電極にパターン化され、ピクセルは、行電極および列電極の交点によって画定され得る。代替として、かつより一般的には、一方の電極層は、単一の連続電極の形態を有し、他方の電極層は、ピクセル電極のマトリクスにパターン化され、そのそれぞれが、ディスプレイの１つのピクセルを画定する。いくつかの実施形態では、各ピクセル電極は、単一の薄膜トランジスタに結合され、これは、加えて、データ線およびゲート線に結合される。ディスプレイと別個のスタイラス、印刷ヘッド、または同様の移動可能電極との併用が意図される、別のタイプの電気泳動ディスプレイでは、電気泳動層に隣接する層のうちの１つのみが、電極を備え、電気泳動層の対向側にある層は、典型的には、移動可能電極が、電気泳動層に損傷を与えないように防止することが意図される、保護層である。
【0043】
Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＭＩＴ）、Ｅ Ｉｎｋ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、Ｅ Ｉｎｋ（Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ）、ＬＬＣ、Ｅ Ｉｎｋ Ｈｏｌｄｉｎｇｓ、Ｐｒｉｍｅ Ｖｉｅｗ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ、および関連会社に譲渡された、またはそれらの名義の多数の特許および出願は、カプセル化およびマイクロセル電気泳動および他の電気光学媒体内で使用される種々の技術を説明している。カプセル化電気泳動媒体は、多数の小型カプセルを備え、それ自体がそれぞれ、電気泳動により移動可能な粒子を流体媒体中に含有する内相と、内相を囲繞するカプセル壁とを含む。典型的には、カプセルは、それら自体が、ポリマー結合剤内に保持され、２つの電極間に位置付けられるコヒーレント層を形成する。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ず、代わりに、キャリア媒体、典型的には、ポリマーフィルム内に形成される複数の空洞内に留保される。これらの特許および出願において説明される技術は、以下を含む。
（ａ）電気泳動粒子、流体、および流体添加物（例えば、米国特許第７，００２，７２８号および第７，６７９，８１４号参照）
（ｂ）カプセル、結合剤、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）
（ｃ）マイクロセル構造、壁材料、およびマイクロセルを形成する方法（例えば、米国特許第７，０７２，０９５号および第９，２７９，９０６号参照）
（ｄ）マイクロセルを充填およびシールするための方法（例えば、米国特許第７，１４４，９４２号および第７，７１５，０８８号参照）
（ｅ）電気光学材料を含有するフィルムおよびサブアセンブリ（例えば、米国特許第６，９８２，１７８号および第７，８３９，５６４号参照）
（ｆ）バックプレーン、接着剤層および他の補助層、およびディスプレイ内で使用される方法（例えば、米国特許第７，１１６，３１８号および第７，５３５，６２４号参照）
（ｇ）色形成および色調節（例えば、米国特許第７，０７５，５０２号および第７，８３９，５６４号参照）
（ｈ）ディスプレイを駆動するための方法（例えば、米国特許第７，０１２，６００号および第７，４５３，４４５号参照）
（ｉ）ディスプレイの適用（例えば、米国特許第７，３１２，７８４号および第８，００９，３４８号参照）
（ｊ）米国特許第６，２４１，９２１号および米国特許出願公開第２０１５／０２７７１６０号において説明されるような非電気泳動ディスプレイ、およびディスプレイ以外のカプセル化およびマイクロセル技術の適用（例えば、米国特許出願公開第２０１５／０００５７２０号および第２０１６／／００１２７１０号参照）
（ａ）電気泳動粒子、流体、および流体添加物（例えば、米国特許第７，００２，７２８号および第７，６７９，８１４号参照）
（ｂ）カプセル、結合剤、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）
（ｃ）マイクロセル構造、壁材料、およびマイクロセルを形成する方法（例えば、米国特許第７，０７２，０９５号および第９，２７９，９０６号参照）
（ｄ）マイクロセルを充填およびシールするための方法（例えば、米国特許第７，１４４，９４２号および第７，７１５，０８８号参照）
（ｅ）電気光学材料を含有するフィルムおよびサブアセンブリ（例えば、米国特許第６，９８２，１７８号および第７，８３９，５６４号参照）
（ｆ）バックプレーン、接着剤層および他の補助層、およびディスプレイ内で使用される方法（例えば、米国特許第７，１１６，３１８号および第７，５３５，６２４号参照）
（ｇ）色形成および色調節（例えば、米国特許第７，０７５，５０２号および第７，８３９，５６４号参照）
（ｈ）ディスプレイを駆動するための方法（例えば、米国特許第７，０１２，６００号および第７，４５３，４４５号参照）
（ｉ）ディスプレイの適用（例えば、米国特許第７，３１２，７８４号および第８，００９，３４８号参照）
（ｊ）米国特許第６，２４１，９２１号および米国特許出願公開第２０１５／０２７７１６０号において説明されるような非電気泳動ディスプレイ、およびディスプレイ以外のカプセル化およびマイクロセル技術の適用（例えば、米国特許出願公開第２０１５／０００５７２０号および第２０１６／／００１２７１０号参照）
【0044】
前述の特許および出願の多くは、カプセル化電気泳動媒体中の離散マイクロカプセルを囲繞する壁が、連続相によって置換され得、したがって、いわゆる「ポリマー分散電気泳動ディスプレイ」を生産し、その中で、電気泳動媒体が、電気泳動流体の複数の離散液滴と、ポリマー材料の連続相とを含み、そのようなポリマー分散電気泳動ディスプレイ内の電気泳動流体の離散液滴が、いかなる離散カプセル膜も、各個々の液滴と関連付けられない場合であっても、カプセルまたはマイクロカプセルと見なされ得ることを認識する（例えば、前述の第２００２／０１３１１４７号参照）。故に、本願の目的のために、そのようなポリマー分散電気泳動媒体は、カプセル化電気泳動媒体の亜種と見なされる。
【0045】
関連タイプの電気泳動ディスプレイは、いわゆる「マイクロセル電気泳動ディスプレイ」である。マイクロセル電気泳動ディスプレイでは、荷電粒子および懸濁流体は、マイクロカプセル内にカプセル化されず、代わりに、キャリア媒体、典型的には、ポリマーフィルム内に形成される複数の空洞内に留保される（例えば、国際出願公開第ＷＯ ０２／０１２８１号および米国特許第６，７８８，４４９号参照）。
【0046】
本発明の好ましい実施形態が、ここで、付随の図面を参照して、例証のみのためであるが、詳細に説明されるであろう。
【0047】
図１は、本発明の方法によって駆動され得る、ディスプレイ層を通した概略断面である。ディスプレイ層は、２つの主要な表面、すなわち、それを通してユーザがディスプレイを視認する、第１の視認表面１３（図１に図示されるような上側表面）と、第１の表面１３とはディスプレイ層の反対側にある、第２の表面１４とを有する。ディスプレイ層は、流体と、高正電荷を有する第１の黒色粒子（Ｋ）、高負電荷を有する第２の黄色粒子（Ｙ）、低正電荷を有する第３の赤色粒子（Ｒ）、および低負電荷を有する第４の白色粒子（Ｗ）とを備える、電気泳動媒体を備える。ディスプレイ層は、ディスプレイ層を横断して電場を印加するために、当技術分野において公知であるような電極を具備し、すなわち、２つの電極層を含み、このうちの第１の電極は、ディスプレイ層の視認表面１３全体を横断して延在する、光透過性または透明な共通電極層１１である。本電極層１１は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）または同様の光透過性導体から形成されてもよい。他方の電極層１２は、第２の表面１４上の離散ピクセル電極１２ａの層であり、これらの電極１２ａは、ディスプレイの個々のピクセルを画定し、これらのピクセルは、図１における点線の垂直線によって示される。代替として、他方の電極層１２は、固体電極、例えば、金属箔、または黒鉛平面、または伝導性ポリマーであり得る。代替として、電極層１２はまた、透明な共通電極層１１と同様に、光透過性または透明な電極層であり得る。電場が、共通電極に印加される電圧と対応するピクセル電極に印加される電圧との間の電位差によって、ピクセルに対して生成される。ピクセル電極１２ａは、例えば、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）バックプレーンを伴うアクティブマトリクス駆動システムの一部を形成し得るが、他のタイプの電極アドレス指定も、電極が、ディスプレイ層を横断して必要とされる電場を提供することを前提として、使用されてもよい。いくつかの実施形態では、複数の電極は、所望の電荷が、ピクセル電極に送達されることを可能にする、スイッチを用いて直接制御される。いくつかの実施形態では、電極層１２は、それらの区画化された電極が、励起されるとき、事前に決定されたパターンが、視認側において現れるように区画化されてもよい。
【0048】
ピクセル電極は、米国特許第７，０４６，２２８号において説明され得る。ピクセル電極１２ａは、アクティブマトリクス薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）バックプレーンの一部を形成してもよいが、他のタイプの電極アドレス指定も、電極が、ディスプレイ層を横断して必要とされる電場を提供することを前提として、使用されてもよい。
【0049】
一実施形態では、「低電荷」粒子によって担持される電荷は、「高電荷」粒子によって担持される電荷の約５０％未満、好ましくは、約５％～約３０％であり得る。別の実施形態では、「低電荷」粒子は、「高電荷」粒子によって担持される電荷の約７５％未満、または約１５％～約５５％であり得る。さらなる実施形態では、示されるような電荷レベルの比較が、同一の電荷極性を有する、２つのタイプの粒子に適用される。「高正」粒子および「高負」粒子上の電荷は、同一である、または異なり得る。同様に、「低正」粒子および「低負」粒子の振幅は、同一である、または異なり得る。任意の具体的な電気泳動流体では、２つの対の高－低電荷粒子は、異なるレベルの電荷差を有し得る。例えば、ある対では、低正荷電粒子は、高正荷電粒子の電荷強度の３０％である、電荷強度を有し得、別の対では、低負荷電粒子は、高負荷電粒子の電荷強度の５０％である、電荷強度を有し得る。
【0050】
図２Ａ－２Ｊは、図１に示されるディスプレイ層の各ピクセルの視認表面において表示され得る、６つの色状態、およびそれらの間の遷移を図示する。先に言及されているように、高正粒子は、黒色（Ｋ）であり、高負粒子は、黄色（Ｙ）であり、低正粒子は、赤色（Ｒ）であり、低負粒子は、白色（Ｗ）である。
【0051】
図２Ａおよび２Ｂでは、高負駆動電圧（ＶＨ２と下記では称され、例えば、－１５Ｖ、例えば、－３０Ｖ）が、ピクセル電極２２ａ（以降では、共通電極２１が、０Ｖに維持され、したがって、本場合では、共通電極は、ピクセル電極に対して、著しく正であると仮定されるであろう）に、十分な長さの期間にわたって印加されるとき、電場が、発生され、高負黄色粒子を共通電極２１に隣接して駆動させ、高正黒色粒子をピクセル電極２２ａに隣接して駆動させ、図２Ａの状態を生産する。
【0052】
低正赤色Ｒおよび低負白色Ｗ粒子は、それらが、より弱い電荷を担持するため、より高荷電黒色および黄色粒子よりも低速で移動し、結果として、それらは、ピクセルの中央に滞留し、白色粒子は、赤色粒子の上方に存在し、両方とも、黄色粒子によってマスクされ、したがって、視認表面において非可視となる。したがって、黄色が、視認表面において表示される。
【0053】
逆に言えば、高正駆動電圧（ＶＨ１と下記では称され、例えば、＋１５Ｖ、例えば、＋３０Ｖ）が、（共通電極２１が、ピクセル電極に対して著しく負であるように）ピクセル電極２２ａに、十分な長さの期間にわたって印加されるとき、電場が、発生され、高正黒色粒子を共通電極２１に隣接して駆動させ、高負黄色粒子をピクセル電極２２ａに隣接して駆動させる。図２Ｂの結果として生じる状態は、図２Ａと正反対であり、黒色が、視認表面において表示される。
【0054】
図２Ｃおよび２Ｄは、低正（赤色）粒子が、図１に示されるディスプレイ層の視認表面において表示される、様式を図示する。本プロセスは、図２Ａに示され、図２Ｃとして繰り返される（黄色）状態から開始する。低正電圧（ＶＬ１、例えば、＋３Ｖ、例えば、＋５Ｖ、例えば、＋１０Ｖ）が、ピクセル電極２２ａに、十分な長さの期間にわたって印加され（すなわち、共通電極２１は、ピクセル電極に対してわずかに負にさせられ）、高負黄色粒子をピクセル電極２２ａに向かって移動させる一方、高正黒色粒子を共通電極２１に向かって移動させる。しかしながら、黄色および黒色粒子が、図２Ｄにおいて示されるように、ピクセルと共通電極の中間において衝合するとき、それらは、低駆動電圧によって発生された電場が、それらの間の引力を打ち消すために十分に強くないため、中間の位置において留まったままである。示されるように、黄色および黒色粒子は、混合された状態において、ピクセル電極と共通電極の中間に滞留する。
【0055】
本明細書で使用されるような用語「引力」は、静電相互作用を網羅し、粒子電荷電位に線形に依存し、引力はさらに、ファンデルワールス力、疎水性相互作用、および同等物等の他の力によって強化されることができる。
【0056】
明白なこととして、引力はまた、低正赤色粒子と高負黄色粒子との間、および低負白色粒子と高正黒色粒子との間にも存在する。しかしながら、これらの引力は、黒色粒子と黄色粒子との間の引力と同程度に強くなく、したがって、赤色および白色粒子に対する弱い引力は、低駆動電圧によって発生される電場によって打ち消され得、したがって、低荷電粒子および反対極性の高荷電粒子は、分離されることができる。低駆動電圧によって発生される電場もまた、低負白色粒子および低正赤色粒子を分離するために十分であり、それによって、赤色粒子を共通電極２１に隣接するように移動させ、白色粒子をピクセル電極２２ａに隣接するように移動させる。結果として、図２Ｄに示されるように、ピクセルが、赤色を表示する一方、白色粒子は、ピクセル電極の最近傍に存在する。
【0057】
図２Ｅおよび２Ｆは、低負（白色）粒子が、図１に示されるディスプレイ層の視認表面において表示される、様式を図示する。本プロセスは、図２Ｂの（黒色）状態から開始し、図２Ｅとして繰り返される。低負電圧（ＶＬ２、例えば、－３Ｖ、例えば、－５Ｖ、例えば、－１０Ｖ）が、ピクセル電極に、十分な長さの期間にわたって印加され（すなわち、共通電極は、ピクセル電極に対してわずかに正にさせられ）、高正黒色粒子をピクセル電極２２ａに向かって移動させる一方、高負黄色粒子を共通電極２１に向かって移動させる。しかしながら、黄色および黒色粒子が、図２Ｆにおいて示されるように、ピクセルと共通電極の中間において衝合するとき、それらは、低駆動電圧によって発生された電場が、それらの間の引力を打ち消すために十分に強くないため、中間位置において留まったままである。したがって、図２Ｄを参照して先に議論されるように、黄色および黒色粒子は、混合された状態において、ピクセルと共通電極の中間に滞留する。
【0058】
図２Ｃおよび２Ｄを参照して上記に議論されるように、引力はまた、低正赤色粒子と高負黄色粒子との間、および低負白色粒子と高正黒色粒子との間にも存在する。しかしながら、これらの引力は、黒色粒子と黄色粒子との間の引力と同程度に強くなく、したがって、赤色および白色粒子に対する弱い引力は、低駆動電圧によって発生される電場によって打ち消され得、したがって、低荷電粒子および反対極性の高荷電粒子は、分離されることができる。低駆動電圧によって発生される電場は、低負白色粒子および低正赤色粒子を分離するために十分であり、それによって、白色粒子を共通電極２１に隣接するように移動させ、赤色粒子をピクセル電極２２ａに隣接するように移動させる。結果として、図２Ｆに示されるように、ピクセルが、白色を表示する一方、赤色粒子は、ピクセル電極の最近傍に存在する。
【0059】
図２Ｇおよび２Ｈは、低正（赤色）粒子と高負（黄色）粒子との混合物が、図１に示されるディスプレイ層の視認表面において表示され得る、様式を図示する。本プロセスは、本質的に、例えば、図２Ｃおよび２Ｄに示されるような赤色状態につながるプロセスの続きである。高品質な赤色状態を達成すると、短縮された高負電圧（ＶＨ２、例えば、－１５Ｖ、例えば、－３０Ｖ）が、高負（黄色）粒子の一部を視認表面に向かって駆動させるために提供されるが、インパルスは、図２Ａに示されるような完全な黄色状態を達成するためには不十分である。下記により詳細に解説されるように、正常な橙色状態を達成することは、前提となる赤色状態を達成することに依存する。故に、橙色光学状態を達成するための波形の殆どは、赤色波形と同じである。
【0060】
図２Ｉおよび２Ｊは、低負（白色）粒子と高正（黒色）粒子との混合物が、図１に示されるディスプレイ層の視認表面において表示され得る、様式を図示する。本プロセスは、本質的に、例えば、図２Ｅおよび２Ｆに示されるような白色状態につながるプロセスの続きである。高品質な白色状態を達成すると、短縮された高正電圧（ＶＨ１、例えば、＋１５Ｖ、例えば、＋３０Ｖ）が、高正（黒色）粒子の一部を視認表面に向かって駆動させるために提供されるが、インパルスは、図２Ｂに示されるような完全な黒色状態を達成するためには不十分である。下記により詳細に解説されるように、正常な灰色状態を達成することは、前提となる白色状態を達成することに依存する。故に、灰色光学状態を達成するための波形の殆どは、白色波形と同じである。
【0061】
図１および２Ａ－２Ｊに示されるディスプレイ層では、黒色粒子（Ｋ）は、高正電荷を担持し、黄色粒子（Ｙ）は、高負電荷を担持し、赤色粒子（Ｒ）粒子は、低正電荷を担持し、白色粒子（Ｗ）は、低負電荷を担持するが、しかしながら、原理上、高正電荷、または高負電荷、または低正電荷、または低負電荷を担持する粒子は、任意の色であってもよい。これらの変形例は全て、本願の範囲内にあることが意図される。
【0062】
また、図２Ｄおよび２Ｆの色状態に到達するために印加される低電位差は、ピクセルを高正粒子の色状態から高負粒子の色状態に、またはその逆に、すなわち、図２Ａおよび２Ｂに示されるように駆動するために要求される高電位差の約５％～約５０％であってもよいことにも留意されたい。
【0063】
図示の容易性のために、図１および２Ａ－２Ｊは、非カプセル化であるものとして、ディスプレイ層を示すが、電気泳動流体は、ディスプレイセルの中に充填されてもよく、これは、米国特許第６，９３０，８１８号において説明されるようなカップ様マイクロセルであってもよい。ディスプレイセルはまた、それらの形状またはサイズにかかわらず、マイクロカプセル、マイクロチャネル、または均等物等の他のタイプのマイクロ容器であってもよい。これらは全て、本願の範囲内にある。
【0064】
「鮮明」かつ十分に飽和状態である色が、図２Ａ－２Ｊに図示される種々の色状態において取得される場合、電気泳動媒体内で使用される全ての非黒色および非白色粒子は、光透過性ではなく、光反射性であるべきであることは、結像科学における当業者にとって容易に明白であろう（白色粒子は、本質的に、光散乱性である一方、黒色粒子は、本質的に、光吸収性である）。例えば、図２Ｄの赤色状態では、赤色粒子が、実質的に光透過性である場合、視認表面を通して電気泳動層に進入する光の実質的割合が、赤色粒子を通して通過し、本透過された光の割合は、赤色粒子の「後方」（すなわち、図２Ｄに図示されるように、下方）の黄色粒子から戻るように反射されるであろう。全体的な影響は、黄色の色合いを伴う、望ましい赤色の深刻な「汚染」であろう。
【0065】
しかしながら、Ｈｏｓｔａｐｅｒｍ Ｒｅｄ Ｄ３Ｇ ７０顔料またはＫｒｅｍｅｒ Ｐｉｇｍｅｎｔｅ ４５０３０ Ｕｌｔｒａｍａｒｉｎｅ Ｂｌｕｅ顔料等の慎重に選定された顔料を使用することは、図１６Ａ－１６Ｆ（光透過性青色粒子）および１７Ａ－１７Ｆ（光透過性赤色粒子）に示されるように、入射光の部分的透過および部分的反射を可能にし、積層された色状態が、部分的光透過性顔料が視認者と白色顔料との間に配列されるときに第１の色を、部分的光透過性顔料が反射性顔料と混合されるときに第２の色を生産することを可能にする。例えば、２つの顔料が、図１６Ａに示されるように配列され、部分的光透過性青色顔料が、視認表面に隣接し、反射性赤色顔料が、視認表面から青色顔料の真逆側にあるとき、視認表面を通して進入し、青色顔料を通して通過する、全ての可視放射は、赤色顔料によって吸収され、視認表面は、黒色に現れるであろう。
【0066】
図１６Ａ－１６Ｆに関しては、高正部分的光透過性粒子は、青色（Ｂ）であり、高負粒子は、黄色（Ｙ）であり、低正粒子は、赤色（Ｒ）であり、低負粒子は、白色（Ｗ）である。図１６Ａに示される遷移は、「（Ｍ）」と表される、完全に混合された状態から始まり、下記に説明されるように、震盪パルスを印加することによって生産される。高正電位差（例えば、＋１５Ｖ）および無電位差（０Ｖ）の交互パルスが、十分な長さの期間にわたって、ピクセル電極２２ａに印加されるとき、青色（Ｂ）および赤色（Ｒ）粒子は、共通電極（２１）または視認側に向かって駆動され、黄色および白色粒子は、ピクセル電極２２ａ側に向かって駆動される。赤色（Ｒ）および白色（Ｗ）粒子は、それらが、より弱い電荷を担持するため、高荷電青色および黄色粒子よりも低速で移動する。結果として、（図１６Ａに図示されるように）青色粒子は、共通電極に直接隣接して存在し、赤色粒子は、それらの真下にある。すでに上記に議論された理由のために、これは、ピクセルを、図１６Ａでは「（Ｋ）」と表される黒色に現れるようにさせ、白色および黄色粒子は、反射性赤色粒子によってマスクされ、表示される色には影響を及ぼさない。
【0067】
同様に、図１６Ｂに示される遷移は、完全に混合された状態（Ｍ）から始まり、下記に説明されるように、震盪パルスを印加することによって生産される。高負電位差（例えば、－１５Ｖ）および無電圧（０Ｖ）の交互パルスが、十分な長さの期間にわたって、ピクセル電極２２ａに印加されるとき、青色（Ｂ）および赤色（Ｒ）粒子は、ピクセル電極２２ａ側に向かって駆動され、黄色および白色粒子は、共通電極側に向かって駆動される。赤色（Ｒ）および白色（Ｗ）粒子は、それらが、より弱い電荷を担持するため、高荷電青色および黄色粒子よりも低速で移動する。結果として、反射性黄色粒子は、共通電極に直接隣接して存在し、したがって、ピクセルを、図１６Ｂでは「（Ｙ）」と表される黄色に現れるようにさせ、白色、赤色、および青色粒子は全て、反射性黄色粒子によってマスクされ、表示される色には影響を及ぼさない。原理上、黄色は、－１５Ｖおよび０Ｖの交互パルスによって生産されることができるが、実践では、より複雑な波形が好ましい。
【0068】
図１６Ｃに示される遷移は、完全に混合された状態（Ｍ）から始まる。高負電位差（例えば、－１５Ｖ）および低正電位差（例えば、＋８Ｖ）の交互パルスが、高負パルスよりもはるかに長い低正パルスを伴って、十分な長さの期間にわたって、ピクセル電極２２ａに印加されるとき、赤色（Ｒ）粒子は、共通電極２１側に向かって駆動され、白色（Ｗ）粒子は、ピクセル電極２２ａ側に向かって駆動される。発振電場の影響は、高荷電青色および黄色粒子を電気泳動層の厚さの中間に相互に繰り返し通過させることであり、高荷電正粒子と高荷電負粒子間との間の強固な電気的引力が、これらの粒子の移動を大幅に減速させ、電気泳動層の厚さの中間にそれらを保つ傾向がある。しかしながら、低正パルスによって発生される電場は、低荷電白色および赤色粒子を分離するために十分であり、それによって、低正赤色粒子（Ｒ）が、共通電極２１側まで完全に移動し、低負白色粒子が、ピクセル電極２２ａ側まで移動することを可能にする。結果として、反射性赤色粒子は、共通電極に直接隣接して存在し、したがって、ピクセルを、図１６Ｃでは「（Ｒ）」と表される赤色に現れるようにさせ、白色、黄色、および青色粒子は全て、反射性赤色粒子によってマスクされ、表示される色には影響を及ぼさない。重要なこととして、本システムは、より弱い荷電粒子が、反対極性のより強固な荷電粒子から分離されることを可能にする。
【0069】
図１６Ｄに示される遷移は、完全に混合された状態（Ｍ）から始まる。高正電位差（例えば、＋１５Ｖ）および低負電位差（例えば、－８Ｖ）の交互パルスが、高正パルスよりもはるかに長い低負パルスを伴って、十分な長さの期間にわたって、ピクセル電極２２ａに印加されるとき、赤色（Ｒ）粒子は、ピクセル電極２２ａ側に向かって駆動され、白色（Ｗ）粒子は、共通電極２１側に向かって駆動される。図１６Ｃに示される遷移と同様に、発振電場の影響は、高荷電青色および黄色粒子を電気泳動層の厚さの中間にともに留まったままにさせることである。しかしながら、低負パルスによって発生される電場は、低荷電白色および赤色粒子を分離するために十分であり、それによって、低正赤色粒子（Ｒ）が、ピクセル電極２２ａ側まで完全に移動し、低負白色粒子が、共通電極２１側まで移動することを可能にする。結果として、白色粒子は、共通電極に直接隣接して存在し、したがって、ピクセルを、図１６Ｄでは「（Ｗ）」と表される白色に現れるようにさせ、赤色、黄色、および青色粒子は全て、白色粒子によってマスクされ、表示される色には影響を及ぼさない。原理上、白色は、＋１５Ｖおよび－８Ｖの交互パルスによって生産されることができるが、実践では、より複雑な波形が好ましい。
【0070】
図１６Ｅに示される遷移は、図１６Ｄに示される白色状態（Ｗ）から始まる。本状態におけるデバイスに、正電位差パルスが印加され、この全体的なインパルスは、デバイスを図１６Ａに示される黒色状態（Ｋ）まで駆動させるために十分ではない。正パルスは、高荷電青色粒子を共通電極２１側に向かって移動させ、白色粒子をピクセル電極２２ａ側に向かって移動させる。しかしながら、高荷電青色粒子が、低荷電白色粒子よりも高速で移動するため、青色粒子と白色粒子との混合物が、視認表面を通して可視となり、したがって、ピクセルは、青色に現れる。
【0071】
視認表面において見られる青色の飽和が、前面電極に直接隣接して配置される白色顔料からの反射のために、実質的に低減されるであろうことは、最初に、図１６Ｅから明らかであり得る。しかしながら、図１６Ｅ（および図１６Ａ－１６Ｄ、１６Ｆ、および１７Ａ－１７Ｆ）は全て、極めて概略的であることを理解されたい。実践では、顔料粒子は、球状ではなく（使用される結晶性顔料が、ある結晶平面に沿って優先的に破砕するため、例えば、電気泳動媒体中の白色顔料として一般的に使用されるルチルチタニアは、正方晶であり、正四角柱を形成する傾向がある）、粒子は、サイズにおいて著しく変動し、白色粒子からの「反射」は、本質的に、鏡面反射ではなく、ランバート光散乱であり、図１６Ｅに図示されるものよりも数層上回る粒子の層が、存在する（層の正確な数は、当然ながら、電気泳動媒体中の粒子装填量、本媒体の厚さ、および個々の粒子のサイズに依存するが、実践では、少なくとも５～１０層が、通常、存在する）。全ての前述の因子の全体的な効果は、視認表面を通して、電気泳動媒体に進入する可視光の極小さな割合のみが、白色粒子によって視認表面を通して戻るように直接反射されることであり、実践では、十分に飽和された青色が、達成されることができる。
【0072】
また、図１６Ａは、完全に別個の層内の青色および赤色粒子を示すのに対し、図１６Ｅは、青色粒子と白色粒子との完全な混和を示すが、これらが、２つの極端な状態を表し、実践では、完全に別個の層と完全な混和との間に連続的な段階化が存在し得ることが理解されるであろう。必須の色が取得されることを前提として、本発明は、粒子の正確な位置および他の粒子とのそれらの混和度に関するいかなる理論的な解説にも限定されない。
【0073】
最終的に、図１６Ｆに示される遷移は、図１６Ｃに示される赤色状態（Ｒ）から始まる。本状態におけるデバイスに、負電位差パルスが印加され、この全体的なインパルスは、デバイスを図１６Ｂに示される黄色状態（Ｙ）まで駆動させるために十分ではない。負パルスは、高負黄色粒子を共通電極（２１）側に向かって移動させる一方、低正赤色粒子をピクセル電極（２２ａ）側に向かって、はるかにより低速で移動させる。その結果は、赤色粒子と黄色粒子との混合物が、共通電極２１を通して可視となり、ピクセルは、橙色に現れる。
【0074】
部分的光透過性赤色粒子を使用する代替の実施形態が、図１７Ａ－１７Ｆに図示されている。図１７Ａは、図１６Ａに示されるものと同様の遷移を示し、完全に混合された状態（Ｍ）から始まる。最終的な状態（Ｋ）では、（図１７Ａに図示されるように）赤色光透過性粒子は、共通電極２１に直接隣接して存在し、青色反射性粒子は、それらの真下にあり、したがって、図１６Ａと比較して、赤色および青色粒子の位置の逆転にもかかわらず、黒色光学状態が、依然として、発生される。
【0075】
図１７Ｂは、図１６Ｂに示されるものと同様の遷移を示す。共通電極に隣接する黄色粒子が、白色、赤色、および青色粒子をマスクするため、黄色状態が、再度、生産され、したがって、図１７Ｂにおける赤色および青色粒子の位置の逆転は、図１６Ｂと比較して、光学状態に何ら影響を有しない。
【0076】
図１７Ｃは、図１６Ｃに示されるものと同様の遷移を示す。図１６Ｃと同様に、図１７Ｃの遷移は、低正粒子を共通電極に隣接させ、これらの低正粒子が、ここでは反射性青色粒子であるため、図１６Ｃの赤色光学状態ではなく、青色光学状態が、生産される。
【0077】
図１７Ｄは、図１６Ｄに示されるものと同様の遷移を示す。共通電極に隣接する白色粒子が、黄色、赤色、および青色粒子をマスクするため、白色状態が、再度、生産され、したがって、図１７Ｄにおける赤色および青色粒子の位置の反転は、図１６Ｄと比較して、光学状態に何ら影響を有しない。
【0078】
図１７Ｅは、図１６Ｅに示されるものと同様の遷移を示す。図１６Ｅと同様に、図１７Ｅの遷移は、高正粒子と白色粒子との混合物を共通電極に隣接させ、これらの高正粒子は、ここでは光透過性赤色粒子であるため、図１６Ｅの青色光学状態ではなく、赤色光学状態（Ｒ）が、生産される。
【0079】
最終的に、図１７Ｆは、図１６Ｆに示されるものと同様の遷移を示す。初期状態は、低正粒子が、共通電極に隣接して存在する状態であり、これは、図１７Ｆの媒体では、青色光学状態（Ｂ）である。故に、最終的な状態は、共通電極に隣接する低正青色粒子と高負黄色粒子との混合物を有し、したがって、緑色光学状態（Ｇ）が、表示される。
【0080】
色の輝度および色の純度の両方を確実にするために、震盪波形が、ディスプレイ層をある色状態から別の色状態まで駆動するステップに先立って、印加されてもよい。図３は、そのような震盪波形の電圧対時間グラフである。震盪波形は、多くのサイクルにわたって、対の反対駆動パルスを繰り返すことから成ってもよい。アクティブマトリクスディスプレイと併用されるとき、各正または負パルスは、少なくとも更新のフレーム幅である。例えば、各パルス幅は、ディスプレイが、６０Ｈｚにおいて更新されるとき、約１６ミリ秒であり得る。しかしながら、実際、フレーム時間は、典型的には、バックプレーンの容量要素のための種々の電荷および減衰時間に起因して、わずかにより長い。例えば、図３に示されるように、震盪波形は、２０ミリ秒にわたる＋１５Ｖパルスと、２０ミリ秒にわたる－１５Ｖパルスとから成り、本対のパルスは、５０回繰り返され得る。そのような震盪波形の総持続時間は、２，０００ミリ秒であろう。図示の容易性のために、図３は、７つの対のパルスのみを図示する。
【0081】
パルス幅は、フレーム時間に限定される必要はなく、各パルスは、複数のフレーム、例えば、４０ミリ秒のパルス幅、例えば、６０ミリ秒のパルス幅、例えば、８０ミリ秒のパルス幅、例えば、１００ミリ秒のパルス幅を含んでもよい。いくつかの実施形態では、震盪パルスの各要素のパルス幅は、８０ミリ秒またはそれ未満、例えば、６０ミリ秒またはそれ未満、例えば、４０ミリ秒またはそれ未満、例えば、２０ミリ秒またはそれ未満であってもよい。実践では、少なくとも４回の反復（すなわち、４つの対の正および負パルス）、例えば、少なくとも６回の反復、例えば、少なくとも８回の反復、例えば、少なくとも１０回の反復、例えば、少なくとも１２回の反復、例えば、少なくとも１５回の反復が存在し得る。同様に、震盪波形を示す、全ての後続の図面は、同一の様式において、震盪波形を単純化する。震盪波形は、駆動電圧が印加されるステップに先立って、光学状態にかかわらず、印加されてもよい。震盪波形が印加された後、光学状態は、（視認表面、または可視となる場合、第２の表面のいずれかにおいて）純粋な色ではなく、種々のタイプの顔料粒子の色の混合物であろう。ある事例では、複数の震盪パルスが、震盪パルス間の０Ｖの一時停止を伴って送達され、電気泳動媒体が、平衡化されることを可能にする、および／または電極上に蓄積される電荷が、放散されることを可能にするであろう。
【0082】
震盪波形内の駆動パルスはそれぞれ、高正粒子の色状態から高負粒子の色状態への駆動、またはその逆のために要求される駆動時間の５０％を超過しない（または３０％、１０％、または５％を超過しない）時間にわたって印加される。例えば、図２Ｂの色状態から高正粒子まで、すなわち、図２Ａの色状態まで、またはその逆に、ディスプレイデバイスを駆動するために、３００ミリ秒を要する場合、震盪波形は、正および負パルスから成り、それぞれが、１５０ミリ秒を超えない時間にわたって印加され得る。実践では、パルスが、よい短くあることが、好ましい。
【0083】
本目的のために、高駆動電圧（ＶＨ１またはＶＨ２）は、高正粒子の色状態から高負粒子の色状態まで、またはその逆に、ピクセルを駆動するために十分である、駆動電圧として定義される（図２Ａおよび２Ｂ参照）。低駆動電圧（ＶＬ１またはＶＬ２）は、高荷電粒子の色状態から低荷電粒子の色状態までピクセルを駆動するために十分であり得る、駆動電圧として定義される（図２Ｄおよび２Ｆ参照）。一般に、ＶＬの大きさ（例えば、ＶＬ１またはＶＬ２）は、ＶＨの振幅（例えば、ＶＨ１またはＶＨ２）の５０％未満、好ましくは、４０％未満である。
【0084】
図４Ａは、図２Ｃおよび２Ｄの黄色から赤色（高負から低正）への遷移をもたらすために使用され得る、標準波形を図示する。図４Ａの波形では、高負駆動電圧（ＶＨ２、例えば、－１５Ｖ）が、ｔ１の期間にわたって印加され、ピクセルを黄色状態に向かって駆動する（図２Ｃ参照）。高負駆動電圧の本初期印加は、平衡位相として公知であり、図４Ａの波形全体が、ＤＣ平衡であることを確実にするために含まれる（用語「ＤＣ平衡」は、波形全体にわたって要される時間に対するピクセルに印加される駆動電圧の積分が、実質的にゼロであることを意味するために、本明細書で使用される）。ｔ１の平衡パルスは、５００ミリ秒またはそれを上回って、例えば、１秒よりも長く持続し得る。震盪波形（別名、混合波形）が、次いで、印加され、高負駆動電圧（ＶＨ２）の印加が、ｔ２の期間にわたって続き、これは、図２Ｃに示される黄色状態にピクセルを置く。期間ｔ２の幅は、典型的には、ｔ１よりも小さく、例えば、半分の長さ、例えば、約２００ミリ秒、または約２５０ミリ秒、または約５００ミリ秒である。図４Ａのいくつかの実施形態では、震盪パルスの各パルスは、約８０ｍｓ幅であり得るが、しかしながら、より長いまたはより短いパルス幅も、容認可能である。本黄色状態から、ピクセルは、ｔ３の期間にわたって、低正駆動電圧（ＶＬ１、例えば、＋３Ｖ）を印加することによって、赤色状態まで駆動され、図２Ｃから図２Ｄまで進んで示される、黄色から赤色への遷移をもたらす。期間ｔ２は、ＶＨ２が印加されるとき、黄色状態までピクセルを駆動するために十分であり、期間ｔ３は、ＶＬ１が印加されるとき、黄色状態から赤色状態までピクセルを駆動するために十分である。期間ｔ３は、典型的には、ｔ２よりも長く、例えば、約３００ミリ秒、例えば、約４００ミリ秒、例えば、約６００ミリ秒である。図４Ａの波形は、視認表面における赤色の調製のための「ベース」波形であることを理解されたい。
【0085】
多くの商用的適用では、例えば、図４Ａに示されるようなベース波形は、ユーザによって所望される豊富な色を提供するためには不十分である。故に、波形の一部が、繰り返され得、例えば、平衡パルスおよび震盪パルスは、第１の駆動パルスが印加される前に、繰り返され得る。いくつかの実施形態では、波形の繰り返される部分の間に、０Ｖの一時停止が存在し得、すなわち、平衡、震盪、一時停止、平衡、震盪となる。加えて、汚染除去パルスが、米国特許第１０，５８６，４９９号（参照することによってその全体として組み込まれる）において説明されるように、波形に追加されてもよい。飽和された赤色状態を達成するために好適である、繰り返し波形の実施例が、図４Ｂに示されている。図４Ｂの実施例では、平衡パルスｔ１、震盪パルス、および事前パルスｔ２は、図４Ａとほぼ同等であるが、アドレス指定パルスｔ３は、図４Ｂに示されるように、ｔ１７およびｔ１８の一連の反復的パルスと置換されている。典型的には、パルスｔ１７は、高負パルスであり、２０～４００ミリ秒のパルス幅を有する一方、ｔ１８は、２００ミリ秒以上のパルス幅を有する、低正パルスである。一連のパルスは、少なくとも２サイクル（Ｎ≧２）、好ましくは、少なくとも４サイクル、より好ましくは、少なくとも８サイクルにわたって繰り返される。赤色は、各駆動サイクル後、より強烈な状態になる。いくつかの修正が、図４Ｂに対して利用可能であり、例えば、米国特許第９，６４０，１１９号に示されるように、ｔ１７とｔ１８との間のゼロボルト「待機」パルスを提供することを含む。待機パルスを追加することは、下記に説明されるように、近隣のピクセルのパルスを同期させることに有用であり得る。
【0086】
同様の方式において、図５Ａおよび５Ｂは、図２Ｅから２Ｆまでの黒色から白色（高正から低負）への遷移をもたらすために使用され得る、波形を図示する。図５Ａの波形は、標準波形である一方、図５Ｂの波形は、上記に議論されるｔ１７およびｔ１８の相反パルスである、パルスｔ１９およびｔ２０の繰り返しを含む。図４Ａの波形の略反転バージョンである、図５Ａの波形では、高正駆動電圧（ＶＨ１、例えば、＋１５Ｖ）が、ｔ４の期間にわたって、平衡パルスとして印加される。震盪波形が、次いで、印加され、高正駆動電圧（ＶＨ１）の印加が、ｔ５の期間にわたって続き、したがって、ピクセルが、図２Ｅに示される黒色状態にあることを確実にする。本黒色状態から、ピクセルは、ｔ６の期間にわたって、低負駆動電圧（ＶＬ２、例えば、－３Ｖ）を印加することによって、白色状態まで駆動され、図２Ｅから図２Ｆまでに示される、黒色から白色への遷移をもたらす。期間ｔ５は、ＶＨ１が印加されるとき、ピクセルを黒色状態まで駆動するために十分であり、期間ｔ６は、ＶＬ２が印加されるとき、ピクセルを黒色状態から白色状態まで駆動するために十分である。同様に、図５Ｂは、図４Ｂの波形の略反転バージョンである。
【0087】
図６Ａは、図２Ａから２Ｂまでの黄色から黒色（高負から高正）への遷移をもたらすために使用され得る、標準波形を図示する。幅ｔ７であり、高負電圧を有する平衡パルスが、震盪波形に先立って送達される。平衡パルスは、波形全体に関するＤＣ平衡を達成し、震盪パルスは、色の輝度および純度を確実にするために含まれる。平衡および震盪パルスに続いて、図６Ａに示されるように、高正駆動電圧（ＶＨ１、例えば、＋１５Ｖ、＋３０Ｖ）が、期間ｔ８にわたって印加され、震盪波形後、ピクセルを黒色状態に向かって駆動する。図６Ｂに示される、黒色の繰り返し波形は、実際に、赤色（図４Ｂ）および白色（図５Ｂ）に関する繰り返し波形と比較して、かなり単純である。本質的に、繰り返し波形は、幅ｔ７の平衡パルス、震盪パルス、および高正駆動パルスｔ２１の並びで始まり、所望のピクセルにおいて、飽和された黒色状態を達成する。典型的には、パルスｔ２１は、２０～４００ミリ秒のパルス幅を有する一方、無電圧の「静止」または「待機」期間ｔ２２は、２００ミリ秒以上のパルス幅を有する。一連のパルスは、少なくとも２サイクル（Ｎ≧２）、好ましくは、少なくとも４サイクル、より好ましくは、少なくとも８サイクルにわたって繰り返される。黒色は、各駆動サイクル後、より強烈な状態になる。重要なこととして、連続高駆動パルス間の待機時間ｔ２２は、重要ではなく、下記に議論されるように、これは、他の色との黒色波形の同期を可能にするように、±４０％調節されることができる。
【0088】
図７Ａおよび７Ｂは、図２Ｂから２Ａまでの黒色から黄色（高正から高負）への遷移をもたらすために使用され得る、波形を図示する。幅ｔ９であり、高負電圧を有する平衡パルスが、震盪波形に先立って送達される。平衡パルスは、波形全体に関するＤＣ平衡を達成し、震盪パルスは、色の輝度および純度を確実にするために含まれる。平衡および震盪パルスに続いて、図７Ａに示されるように、高負駆動電圧（ＶＨ２、例えば、＋１５Ｖ、＋３０Ｖ）が、期間ｔ１０にわたって印加され、震盪波形後、ピクセルを黄色状態に向かって駆動する。図７Ｂは、図７Ａと同様に始まるが、幅ｔ２３の連続高負パルスで終了し、ゼロボルトであり、ｔ２４のパルス幅を有する、「待機」パルスによって間隔が空けられる。図７Ａおよび７Ｂの波形は、図６Ａおよび６Ｂの波形の略反転であり、個別のパルスのパルス幅は、図６Ａおよび６Ｂに対して上記に説明される通りである。
【0089】
図８Ａおよび８Ｂは、図２Ｇから２Ｈへの遷移を用いて図示されるような赤色状態から橙色状態を達成するための波形を図示する。殆どの部分に関して、図８Ａおよび８Ｂの波形は、最後のパルス、すなわち、図８Ａにおけるｔ１１および図８Ｂにおけるｔ２５を除いて、図４Ａおよび４Ｂの赤色波形と同じであり、これは、黄色粒子が、視認表面においてすでに存在している赤色粒子と混合するように、黄色粒子のいくつかの部分を視認表面に向かって駆動させるために、切り取られた高負パルスである。図８Ａの最後のパルス、すなわち、ｔ１１は、典型的には、ｔ２またはｔ３よりも幅が短いが、ｔ２と同等の（０Ｖに対する）大きさおよび極性である。典型的には、ｔ１１は、ｔ２の幅の５０％よりも長くはない。同様に、図８Ｂの最後のパルス、すなわち、ｔ２５は、ｔ１８よりもパルス幅が短いが、ｔ１７と同等の（０Ｖに対する）大きさおよび極性である。典型的には、ｔ２５は、ｔ１８のパルス幅の約５０％よりも長くはないが、しかしながら、ｔ２５は、典型的には、ｔ１７と同程度に長い、またはそれよりも長い。
【0090】
図９Ａおよび９Ｂは、図２Ｉから２Ｊへの遷移を用いて図示されるような白色状態から灰色状態を達成するための波形を図示する。殆どの部分に関して、図９Ａおよび図９Ｂの波形は、最後のパルス、すなわち、図９Ａにおけるｔ１２および図９Ｂにおけるｔ２６を除いて、図５Ａおよび５Ｂの白色波形と同じであり、これは、黒色粒子が、視認表面においてすでに存在している白色粒子と混合するように、黒色粒子のいくつかの部分を視認表面に向かって駆動させるために、切り取られた高正パルスである。図９Ａの最後のパルス、すなわち、ｔ１２は、典型的には、ｔ５またはｔ６よりも幅が短いが、ｔ５と同等の（０Ｖに対する）大きさおよび極性である。典型的には、ｔ１２は、ｔ５の幅の５０％よりも長くはない。同様に、図９Ｂの最後のパルス、すなわち、ｔ２６は、ｔ２０よりもパルス幅が短いが、ｔ１９と同等の（０Ｖに対する）大きさおよび極性である。典型的には、ｔ２６は、ｔ２０のパルス幅の約５０％よりも長くはないが、しかしながら、ｔ２６は、典型的には、ｔ１９と同程度に長い、またはそれよりも長い。
【0091】
これまでに説明された波形は、図２Ａ－２Ｊに示される６つの光学状態のうちの１つ、すなわち、本質的に、ディスプレイ層内に存在する４つのタイプの粒子のうちの１つの色、または粒子が反対極性を有する、１つの高荷電粒子と１つの低荷電粒子との混合物を表示することが意図されている。先に説明された本発明の実施形態が、各ピクセルにおいて、６つの色のうちのいずれか１つの表示を可能にする一方、それらは、各色のグレーレベルまたはその飽和度を制御する、再現性のための容易な方法を提供しないことが、前述から分かるであろう。故に、グレースケールカラー画像を提供するために、本発明を使用することが望ましい場合、必要とされるグレースケールを提供するために、ディスプレイのピクセルをディザリングする（面積的に変調させる）ことが必要とされるであろう。例えば、非飽和状態である赤色（桃色）は、ディスプレイの交互するピクセルを赤色および白色に設定することによって表示され得る。面積変調は、事実上、（個々のピクセルが、事実上、グレーレベル表示が可能である、より大きなピクセルのサブピクセルとして使用されるため）表示分解能における低減のために、増加された数のグレーレベルを交換し、分解能における損失は、各ピクセルにおいて表示され得る、再現可能な色状態（原色）の数を増加させることによって限定され得る。
【0092】
先に議論されるように、４粒子電気泳動媒体の主要用途は、電子棚ラベル等のデジタル看板における使用のためのものであり、本場合では、ピクセル化された画像が、価格、数量、原産地、または「グルテンフリー」等の特別な特徴等の情報を視認者に伝達するために使用される。図１のシステムの断面に再度目を向けると、文字列、画像等を提示するとき、１つのピクセルが第１の色であり、隣接するピクセルが異なる色である、境界が存在するであろうことが明白である。本概念が、図１０に図示されており、本場合では、第１のピクセルは、公称上、黒色であり、図６Ｂの波形を用いて駆動され、第２および第３のピクセルは、公称上、橙色であり、図８Ｂの波形を用いて駆動される。故に、各連続ピクセルは、例えば、図２Ｂおよび２Ｈに対して、上記に説明されるような順序付けられた粒子セットを有する。
【0093】
残念ながら、現実では、電気泳動媒体は、電気泳動媒体の真下のピクセル電極からのみではなく、近隣のピクセル電極からも電場を被る。隣接するピクセルからの磁力線は、いくつかの事例では、粒子の不整合を引き起こすために十分であり、これは、多粒子電気泳動媒体では、色変化を結果としてもたらす。本特徴は、電気泳動ディスプレイの分野では「ブルーミング」として公知であり、本問題は、図１１に図示されており、本場合では、左端のピクセルは、視認表面から引き戻されるわずかな量の黒色顔料を有する一方、真中のピクセルは、実際には、隣のピクセルにおける高負電荷状態からの電場に起因して、黄色粒子が、それらの意図される場所から逆方向に偏向されるため、完全に異なる色を達成する。人間の眼は、ある色に対して非常に高感度であるため、カラーディスプレイ内のブルーミングは、衰弱し得る。例えば、５４０ｎｍ（緑色）～５８０ｎｍ（橙色）の波長間には、膨大な数の独立して識別可能な色（琥珀色、レモン色、鮮黄色、辛子色、黄緑色、ライム色）が存在し、本領域内の色における小さな偏移は、特に、目立つ。歴史的に見て、電気泳動ディスプレイにおけるブルーミングは、電極間に絶縁構造を追加することによって（米国特許第７，３８８，５７２号参照）、または所与のピクセルから、大抵の場合、側方とは対照的に、上下に発出される指向性磁力線を制限する、特別な層を使用することによって減少されてきた。例えば、米国特許第７，１１０，１６３号および第１０，６１３，４０７号を参照されたい。
【0094】
上記に説明されるタイプの４粒子電気泳動媒体では、ブルーミングは、図１１に図示される状況、すなわち、混合された状態で存在しない高電荷粒子の光学状態を有するピクセルに隣接する、混合された状態のピクセルが存在する状況において、最も明白である。上記に議論される色のセットに関して、これは、黒色ピクセルが、橙色ピクセルに隣り合うとき、または黄色ピクセルが、灰色ピクセルに隣り合うときに発生する。これらの事例では、混合された状態は、隣接するピクセル電極からの引動の影響を非常に受けやすい。したがって、橙色状態が、赤色に進行し、灰色状態は、黄色に見える。
【0095】
一連の色の組み合わせを示す、アクティブマトリクス試験パネルの写真が、図１２に示されている。「ｒｅａｄａｂｉｌｉｔｙ」という右下のバナーを見ると、図１１に図示されるタイプのブルーミングに起因して、黒色文字の周囲に、顕著な赤色ハレーションが見られ得る。加えて、パネルを横断する文字列は、例えば、最上位機種の白黒電気泳動ディスプレイを用いて予期されるであろうものほど鮮明なものではない。特に、パネルの左側の「ａ」、「ｅ」、「ｄ」、および「ｂ」の湾曲部分は、ピクセルが、正確にアドレス指定されていない破断部分を有する（下記の図１５と比較されたい）。多くの事例では、文字列の忠実性における損失は、スーパーマーケットの棚ラベル等のデジタル看板のためには、依然として、十分であろう。しかしながら、色変化は、典型的には、特に、橙色、黄色、および緑色においてより顕著である。
【0096】
隣接するピクセルの駆動波形をより厳密に見ると、アドレス指定パルスは、典型的には、図１３に示されるように送達され、本場合では、ピクセル１は、黒色に関してアドレス指定されており、ピクセル２は、橙色に関してアドレス指定されており、すなわち、図６Ｂおよび８Ｂに関して上記に議論される通りである。典型的な電気泳動ディスプレイドライバは、ある事前に決定されたフレーム数を通して、個々のピクセルに送達するために、色波形のデータベースを有する。画像を更新する過程において、近隣のピクセルのフレームは、典型的には、協調されず、高電圧パルスが、重複する時間が、存在し、高電圧パルスが、相互から互い違いに配列される時間が、存在する。恐らく、より重要なこととして、例えば、視認表面において赤色光学状態を達成するために、１つの極性のより低電圧なアドレス指定パルスが、同一の極性のより高電圧なアドレス指定パルスと重複する時間もまた、存在する。結果として、近隣のピクセルが異なる最終的な光学状態を表示する、低電荷粒子によって被られるインパルス（時間×電圧）は、最適なものからかけ離れているであろう。加えて、図１３の事例では、高荷電粒子に関する最後の高電圧なアドレス指定が、橙色波形が終了した後に来ることもまた、可能性として考えられる（破線ボックス参照）。
【0097】
隣接する高電荷状態の粒子波形をトリミングし、高電圧パルスを同期させ、ほぼ同一のフレームに到達することのみが、色変化に対するブルーミングの影響を大幅に低減させ得ることが、発見されている。必須ではないが、これはまた、第１の極性の高電圧パルスが、同一の極性の低電圧パルスと実質的に重複しないときに有益である。隣接するピクセルに関するそのような修正された波形のセットが、図１４に示されている。図１５に示されるように、図１２の同じ試験パネルが、協調された波形を用いてアドレス指定されるとき、図１５から明らかであるように、試験パネルの右下における「ｒｅａｄａｂｉｌｉｔｙ」の周囲の赤色ハレーションは、消滅し、文字列は、概して、読み取ることがより容易である。
【0098】
故に、本発明は、４つのタイプの着色粒子を有する、電気泳動ディスプレイ内の隣接するピクセルを駆動させるための改良された方法を提供する。特に、ほぼ同一のフレームに到達するように高電圧パルス協調させることによって、ブルーミングに起因する色変化が、実質的に低減される。加えて、高荷電粒子状態をアドレス指定するために使用される高電圧パルスをトリミングすることによって、混合された状態のピクセルにおいて、殆ど色ドリフトが存在せず、色忠実性が改良される。
【0099】
本発明は、その具体的な実施形態を参照して説明されているが、本発明の範囲から逸脱することなく、種々の変更が行われ得、均等物が代用され得ることが、当業者によって理解されるべきである。加えて、多くの修正が、特定の状況、材料、組成物、プロセス、プロセスステップ、またはステップを、本発明の目的および範囲に適合させるために行われ得る。そのような修正は全て、本明細書に添付される請求項の範囲内にあることが意図される。
【図1】
【図2-1】
【図2-2】
【図2-3】
【図2-4】
【図2-5】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B】
【図7A】
【図7B】
【図8A】
【図8B】
【図9A】
【図9B】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16A】
【図16B】
【図16C】
【図16D】
【図16E】
【図16F】
【図17A】
【図17B】
【図17C】
【図17D】
【図17E】
【図17F】
