「フラッシュ」がE-Inkディスプレイのゴーストを防ぐのはなぜですか？

E-Inkデバイス（Kindleなど）を所有している人なら誰でも「フラッシュ」現象に慣れているでしょう。基本的に、ページをめくると、デバイスはまずすべてのピクセルを黒に反転させ、次に「ネガ」を描きます。ページの、そして全体を反転します。

「電子ペーパー」のウィキペディアのページには、問題の簡単な説明が記載されており、前の画像が新しい画像に「ゴースト」するのを防ぐ必要があるとされています。これは、私自身の証拠によって裏付けられています。KDKを使用して、画面をフラッシュしないアプリケーションを作成すると、ゴーストが明らかになります。

私の質問は、なぜゴーストが発生するのか、そしてなぜ点滅がそれを防ぐのかということです。E-Inkの動作については大まかに理解しています（前述のWiki記事のおかげです）が、ゴーストが発生する理由や、電荷を数回反転させることで問題が軽減される理由については説明していません。

ピクセルは、白い液体に黒インクで満たされた小さなボールで構成されています。ピクセルの黒の見え方は、ボールの何パーセントが液体の上部近くにあるかによって異なります。黒いピクセルの場合、それらは理想的にはすべて上部にあり、白いピクセルの場合は下部にあります。それらの一部のみが上部にある場合、またはそれらの多くが半分下に浮いている場合など、ピクセルは灰色の影に見える場合があります。フローティングボールはサブピクセルと考えることができます。

各セルに適切な電荷を適用することにより、ボールが上部または下部に到達します。ただし、各セルは、適用された電荷だけでなく、隣接セルによっても影響を受ける可能性があります。ボールは、自身のセル（垂直方向）ではなく、隣接するセル（水平方向）を充電するように引き付けられる程度まで、意図した場所に巻き込まれません。セルが黒から白に変化し、すべての隣接セルも変化している場合、一部の隣接セルが黒のままであるか、他の方向に向かっている場合よりも完全に遷移します。これがゴーストの発生源です。

解決策は、画面全体を白-黒-白（または同様）にして、隣接するセルに問題のあるセルがないようにしてから、目的の画面イメージを適用することです。すべての画面の書き込みは、前の画面の残像がないように、きれいに消去された画面から始まります。

EInkは白い液体ディスプレイで黒い粒子の特許を取得していますが、出荷品は、ある電荷の白い粒子と反対の電荷の黒い粒子で構成される二重粒子システムです。

これらは電気泳動ディスプレイです。これは、「電界で粒子を流体中に移動させる」と言っているだけの凝った方法です。粒子自体は事前に充電されており、印加された電圧は電界を生成して、粒子をディスプレイ内でドラッグします。粒子は、立体安定化プロセスによって互いにくっつかないようになっています。粒子は、流体の粘度を制御することで、流体内の位置を維持することを目的としています。

粒子と液体は、TFTパネル全体に均一な層で適用される、小さな透明な柔軟な球体（液体中の黒と白の球体を「内部相」と呼びます）にカプセル化されます。マイクロカプセル化は、異なるレベルにある隣接ピクセルによって引き起こされる横電界からの粒子の横移動を防ぐことです。

グレースケールは、白と黒の粒子混合物の状態によって決まります。彼らは反対の電荷を持っているので、全電圧が一方向にすべての黒い粒子を上に引っ張り、逆に全電圧が逆にすべての白い粒子を上に引っ張ることを簡単に見ることができます。中間状態は、2つの混合です。

問題が発生するのは、潜在的に同じグレー状態を生成する可能性のある多くの可能な電圧設定があるということです。理由は実際には非常に単純です。たとえば、グレーの状態が最も白い白よりもわずかに暗い場合、つまり、上部近くにいくつかの暗い粒子しか必要ないということです。残りの黒い粒子は暗さを決定しませんが、セル内の電荷状態に影響します。ディスプレイの背面にすべての黒い粒子を配置することも、白い粒子の束のすぐ下のレイヤーにすべて配置することもできます。

これが本当に意味することは、システムにヒステリシスがあり、特定のグレースケールを得るためにピクセルに印加する適切な電圧がその履歴に大きく依存することです。2つのシナリオがある場合：1つのピクセルが白である行に5つのシーンがあり、6番目のフレームで黒に駆動する必要がある場合、または2：ピクセルが同じ黒レベルにある6つのシーンがある場合。これらの2つのシナリオでは、5番目から6番目のフレームに移行するときにピクセルに異なる電圧が必要です。

これらのディスプレイを駆動するコントローラーは、各ピクセルの電圧履歴を経時的に追跡しますが、最終的には次のフレームで適切なグレースケールに到達するためのスペースがなくなります。次に、ディスプレイがリセットされ、ピクセルが白にフラッシュされ、次に黒にフラッシュされてから書き換えられます。これにより、光学軌跡の追跡が再び開始されます。

通常、リセットパルスは5〜8画面の更新ごとに発生します。

そのため、印加電圧はシステムに電荷を注入しません。電荷はすでに存在し、印加電圧によって動きます。いいえ、リセットパルスは隣接するピクセルの破損を修正するものではありません。それはマイクロカプセル化によって解決されます。これは、白インクの黒い粒子のシステムではなく、2粒子システムです。

特許USPTO 6987603 B2の断面を次に示します。

122 =前面パネルとTFTの分離を維持するためのスペーサーボール

104 =柔軟なマイクロカプセル化-ディスプレイで押しつぶされた状態

110 =白/黒の粒子

108 =黒/白の粒子

118 = TFT電極

114 =共通（Vcom）ITO電極

点滅は充電を均等にします。それがなければ、前のページからの残留電荷があります。

ページ全体を1回の充電で埋め、その電荷を逆にすることで、その残留電荷をクリーンアップします。