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公開番号2025105639
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-10
出願番号2025067383,2024092951
出願日2025-04-16,2021-11-01
発明の名称多色電気泳動ディスプレイにおいて原色組を達成するための強化プッシュプル(EPP)波形
出願人イーインクコーポレイション
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類G02F 1/167 20190101AFI20250703BHJP(光学)
要約【課題】好適な多色電気泳動ディスプレイにおいて原色組を達成するための強化プッシュプル(EPP)波形を提供すること。
【解決手段】4粒子電気泳動媒体を駆動するための強化プッシュプル駆動波形であって、当該4粒子電気泳動媒体は、4つの異なるタイプの粒子、例えば、散乱粒子の組と、減法的粒子の3つの組とを含む、強化プッシュプル駆動波形。少なくとも5つの異なる電圧レベルを有する電圧ドライバを使用するときに標的色状態に対する好ましい波形を識別する方法。
【選択図】図8
特許請求の範囲【請求項１】
電気泳動ディスプレイを駆動するためのプッシュプル波形を決定する方法であって、前記方法は、
前記電気泳動ディスプレイを駆動するための候補波形の組を決定することと、
前記電気泳動ディスプレイを表すモデルを使用して前記候補波形のそれぞれによって生成される光学状態を推定することであって、前記モデルは、
Ｏ（ｔ）＝ｆ（Ｖ（ｔ），ｘ（０））
によって表される伝達関数を含み、ｔは、時間であり、Ｏ（ｔ）は、ｔの関数としての前記電気泳動ディスプレイの前記光学状態であり、Ｖ（ｔ）は、ｔの関数としての前記電気泳動ディスプレイに印加される電圧であり、ｘ（０）は、ｔ＝０における前記電気泳動ディスプレイの初期光学状態であり、ｆは、Ｖ（ｔ）およびｘ（０）の関数である、ことと、
前記候補波形によって生成される前記推定された光学状態に基づいて、標的化された光学状態を生成するためにプッシュプル波形を識別することと
を含む、方法。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記標的化された光学状態を生成するために識別される前記プッシュプル波形を使用してカラー出力を生成するように前記電気泳動ディスプレイを駆動することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記電気泳動ディスプレイの前記カラー出力を評価することと、前記カラー出力を標的カラーと比較することとをさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記モデルのための訓練データとして前記カラー出力および関連付けられた波形を使用することをさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記候補波形の組を決定することは、
前記電気泳動ディスプレイを駆動するための波形に対して、少なくとも５つの異なる電圧レベルの有限の組を選択することと、
前記波形のための有限の時間幅を選択することと、
それぞれが正の部分および負の部分を有する、波形の組を識別することと
を含み、
前記正および負の部分のそれぞれは、少なくとも１つのパルスを備え、前記正および負の部分のうちの少なくとも一方は、それぞれが前記少なくとも５つの異なる電圧レベルのうちの１つに対応する、異なる電圧大きさを有する２つのパルスを備え、前記正および負の部分のパルス幅の合計は、前記有限の時間幅と等しい、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記有限の時間幅を選択することは、標的カラーを予測された出力カラーと比較することを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記少なくとも５つの異なる電圧レベルの有限の組は、－３０Ｖ～－２０Ｖの高い負電圧と、－２０Ｖ～－２Ｖの中程度の負電圧と、２Ｖ～２０Ｖの中程度の正電圧と、２０Ｖ～３０Ｖの高い正電圧とを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記少なくとも５つの異なる電圧レベルの有限の組は、－２７Ｖと、０Ｖと、＋２７Ｖとを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項９】
前記少なくとも５つの異なる電圧レベルの有限の組は、７つの電圧レベル：高い負電圧、中程度の負電圧、低い負電圧、ゼロ電圧、低い正電圧、中程度の正電圧、および高い正電圧を含む、請求項５に記載の方法。
【請求項１０】
前記候補波形の組を決定することは、
前記電気泳動ディスプレイを駆動するための電圧の有限の組を選択することであって、前記電圧の組は、少なくとも５つの異なる電圧レベルを含む、ことと、
候補波形のための時間の有限の時間幅を選択することと、
全ての波形を計算することと
を含み、
前記全ての波形は、第１のパルスと第２のパルスとから成る第１の正の部分であって、前記第１のパルスは、第１の正の大きさと第１の時間幅とを有し、前記第２のパルスは、第２の正の大きさと第２の時間幅とを有する、第１の正の部分と、第３のパルスと第４のパルスとから成る第２の負の部分であって、前記第３のパルスは、第１の負の大きさと第３の時間幅とを有し、前記第４のパルスは、第２の負の大きさと第４の時間幅とを有する、第２の負の部分とを有し、
前記第１の正の大きさ、前記第２の正の大きさ、前記第１の負の大きさ、および前記第２の負の大きさはそれぞれ、前記電圧の有限の組からの値を有し、
前記第１のパルス幅、前記第２のパルス幅、前記第３のパルス幅、および前記第４のパルス幅の合計は、前記有限の時間幅と等しい、請求項１に記載の方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【背景技術】
【０００１】
（関連出願）
本願は、２０２０年１１月２日に出願された米国仮特許出願第６３／１０８，５２１号の優先権を主張する。本明細書に開示される、全ての特許および公開は、参照することによって、全体として組み込まれる。
続きを表示（約 3,300 文字）【０００２】
電気泳動ディスプレイ（ＥＰＤ）は、光透過性視認表面に対する荷電着色粒子の位置を修正することによって、カラーを変更する。そのような電気泳動ディスプレイは、結果として生じるディスプレイが、紙上のインクとほぼ同様に、高コントラストを有し、太陽光読み取り可能であるので、典型的に、「電子ペーパー」または「ｅペーパー」と称される。電気泳動ディスプレイは、電気泳動ディスプレイが、書籍同様の読書体験を提供し、少ない消費電力を使用し、ユーザが、軽量な手持ちデバイス内に数百冊の書籍のライブラリを携行することを可能にするので、ＡＭＡＺＯＮＫＩＮＤＬＥ（登録商標）等、電子書籍読み取り機において幅広い採用に恵まれている。
【０００３】
何年もの間、電気泳動ディスプレイは、２つのタイプの荷電色粒子、すなわち、黒色および白色のみを含んでいた（確実にするために、「カラー」は、本明細書内で使用されるように、黒色および白色を含む）。白色粒子は、多くの場合、光散乱型であり、例えば、二酸化チタンを備えている一方、黒色粒子は、可視スペクトルにわたって吸収性であり、カーボンブラック、または銅クロマイト等の吸収性金属酸化物を備え得る。最も単純な意味では、黒色および白色電気泳動ディスプレイは、視認表面における光透過性電極、背後電極、および反対に荷電した白色粒子および黒色粒子を含む電気泳動媒体のみを要求する。１つの極性の電圧が提供されると、白色粒子が、視認表面に移動し、異極性の電圧が提供されると、黒色粒子が、視認表面に移動する。背後電極が、制御可能領域（ピクセル）、すなわち、分割電極、またはトランジスタによって制御されるピクセル電極のアクティブマトリクスのいずれかを含む場合、あるパターンが、視認表面において電子的に現わせられることができる。このパターンは、例えば、書籍にとっての本文であり得る。
【０００４】
さらに最近では、３色ディスプレイ（黒色、白色、赤色、および黒色、白色、黄色）および４色ディスプレイ（黒色、白色、赤色、黄色）を含む様々なカラーの選択肢が、電気泳動ディスプレイのために商業的に利用可能となっている。黒色および白色電気泳動ディスプレイの動作と同様に、３つまたは４つの反射性顔料を伴う電気泳動ディスプレイは、所望の色粒子が、視認表面に対して駆動されるので、単純な黒色および白色ディスプレイと同様に動作する。この駆動スキームは、黒色および白色のみよりはるかに複雑であるが、最終的に、粒子の光学機能は、同じである。
【０００５】
高度カラー電子ペーパー（ＡＣｅＰ
ＴＭ
）はまた、４つの粒子を含むが、シアン色、黄色、およびマゼンタ色粒子が、反射性ではなく減法的であり、それによって、数千色が、各ピクセルにおいて生成されることを可能にする。この色プロセスは、オフセット印刷およびインクジェットプリンタにおいて長い間使用されてきた、印刷方法と機能的に同等である。所与のカラーは、明るい白色ペーパー背景上で、シアン色、黄色、およびマゼンタ色の正しい比率を使用することによって生成される。ＡＣｅＰの事例では、視認表面に対するシアン色、黄色、マゼンタ色、および白色粒子の相対的な位置が、各ピクセルにおけるカラーを決定するであろう。このタイプの電気泳動ディスプレイは、各ピクセルにおいて数千色を可能にするが、厚さ約１０～２０ミクロンの作業空間内で、（５０～５００ナノメートルサイズの）顔料の各々の位置を慎重に制御することが、極めて重要である。明
白なこととして、顔料の位置の変動は、誤ったカラーが、所与のピクセルにおいて表示されることをもたらすであろう。故に、精緻な電圧制御が、そのようなシステムに対して要求される。システムのさらなる詳細は、以下の米国特許において入手可能であり、その全てが、参照することによって全体として組み込まれる：米国特許第９，３６１，８３６号（特許文献１）、第９，９２１，４５１号、第１０，２７６，１０９号、第１０，３５３，２６６号、第１０，４６７，９８４号、および第１０，５９３，２７２号。
【０００６】
本発明は、カラー電気泳動ディスプレイを駆動するための波形に関し、具体的に、排他的ではないが、複数の着色粒子、例えば、白色、シアン色、黄色、およびマゼンタ色粒子を備えている電気泳動材料の単一層を使用して、２つ以上のカラーをレンダリング可能である電気泳動ディスプレイに関する。いくつかの事例では、粒子のうちの２つは、正に荷電され、２つの粒子は、負に荷電されるであるであろう。いくつかの事例では、１つの正荷電粒子が、厚いポリマーシェルを有し、１つの負荷電粒子が、厚いポリマーシェルを有する。
【０００７】
用語「グレー状態」は、結像技術におけるその従来の意味において、本明細書で使用され、２つの極限ピクセルの光学状態の中間の状態を指し、必ずしもこれら２つの極限状態の間の黒色－白色遷移を含意するわけではない。例えば、下記に参照されるＥＩｎｋの特許および公開された出願のうちのいくつかは、極限状態が白色および濃青色である電気泳動ディスプレイを説明し、それによって、中間グレー状態は、実際には薄青色であろう。実際、すでに記述されているように、光学状態の変化は、カラーの変化では全くないこともある。用語「黒色および白色」は、以降では、ディスプレイの２つの極限光学状態を指すために本明細書で使用され得、通常、厳密に黒色および白色ではない極限光学状態、例えば、前述の白色および濃青色状態を含むものとして理解されたい。
【０００８】
用語「双安定」および「双安定性」は、当技術分野におけるそれらの従来の意味において、少なくとも１つの光学特性が異なる第１および第２の表示状態を有する表示要素を備え、それによって、その第１または第２の表示状態のいずれかを示すように有限持続時間のアドレスパルスを用いて任意の所与の要素が駆動されてから、アドレスパルスが終了した後、表示要素の状態を変化させるために要求されるアドレスパルスの最小持続時間の少なくとも数倍、例えば、少なくとも４倍、その状態が持続するであろう、ディスプレイを指すために本明細書で使用される。グレースケール対応のいくつかの粒子ベースの電気泳動ディスプレイが、その極限黒色および白色状態においてだけではなく、その中間グレー状態においても安定しており、同じことが、いくつかの他のタイプの電気光学ディスプレイにも当てはまることが、米国特許第７，１７０，６７０号（特許文献２）に示されている。このタイプのディスプレイは、適切に、「双安定」ではなく、「多安定」と呼ばれるが、便宜上、用語「双安定」が、本明細書では、双安定および多安定ディスプレイの両方を網羅するために使用され得る。
【０００９】
用語「インパルス」は、電気泳動ディスプレイの駆動を指すために使用されるとき、ディスプレイが駆動される期間中の時間に対する印加電圧の積分を指すために本明細書で使用される。用語「波形」は、電気泳動ディスプレイの駆動を指すために使用されるとき、電気泳動媒体において所望の光学効果を生成するために、所与の期間（秒、フレーム等）にわたって、電気泳動媒体に提供される一連の電圧、またはそのパターンを説明するために使用される。
【００１０】
広帯域または選択された波長のいずれかにおいて、光を吸収し、散乱させ、または反射する粒子は、本明細書では、着色または顔料粒子と称される。染料またはフォトニック結晶等の光を吸収または反射する顔料（不溶性着色材料を意味するとものとしてのその用語の厳密な意味において）以外の種々の材料も、本発明の電気泳動媒体およびディスプレイ
において使用され得る。
（【００１１】以降は省略されています）

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