專利名稱：電泳顯示器件和驅(qū)動方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種顯示器件，其包括電泳顆粒；顯示元件，該顯示元件包括像素電極和對電極(counter electrode)，在像素電極和對電極之間存在一部分電泳顆粒；和控制裝置，用于給電極施加驅(qū)動信號，以便使顯示元件處于預(yù)定光學(xué)狀態(tài)。
這種類型的顯示器件例如在監(jiān)視器、膝上型計算機(jī)、個人數(shù)字輔助系統(tǒng)(PDA’s)、移動電話和電子書籍、電子報紙和電子雜志中使用。
背景技術(shù)：
開篇所述類型的顯示器件可從國際專利申請WO99/53373中知道。這種專利申請公開了一種電子墨顯示器，其包括兩個基板，其中一個基板是透明的，另一基板設(shè)有設(shè)置成行和列的電極。行和列電極之間的交叉點(diǎn)與顯示元件相關(guān)。顯示元件經(jīng)過薄膜晶體管(TFT)與列電極耦合，該薄膜晶體管的柵極與行電極耦合。顯示元件、TFT晶體管和行電極與列電極的這種設(shè)置一起形成有源矩陣。此外，顯示元件包括像素電極。行驅(qū)動器選擇一行顯示元件和列驅(qū)動器經(jīng)過列電極和TFT晶體管向被選行顯示元件輸送數(shù)據(jù)信號。數(shù)據(jù)信號對應(yīng)要顯示的圖形數(shù)據(jù)。
此外，電子墨設(shè)置在像素電極和設(shè)置在透明基板上的公共電極之間。電子墨包括大約為10-50微米的多個微膠囊。每個微膠囊包括懸浮在流體中的帶正電的白色顆粒和帶負(fù)電的黑色顆粒。當(dāng)正電場施加于像素電極時，白色顆粒向指向透明基板的微膠囊的一側(cè)移動，并且顯示元件對于觀察者來說是可見的。同時，黑色顆粒向微膠囊相反側(cè)的觀察者看不到的像素電極移動。通過給像素電極施加負(fù)電場，黑色顆粒向指向透明基板的微膠囊的一側(cè)的公共電極移動，并且顯示元件對于觀察者來說出現(xiàn)黑暗。當(dāng)除去電場時，該顯示器件保持在已獲得的狀態(tài)，并呈現(xiàn)雙穩(wěn)態(tài)特征。
通過控制向微膠囊的頂部的對電極移動的顆粒的量，可以在顯示器件中產(chǎn)生灰度級。例如，正或負(fù)電場的能量定義為場強(qiáng)和施加時間的乘積，控制移動到微膠囊的頂部的顆粒量。
已知顯示器件呈現(xiàn)所謂的停留時間。停留時間定義為在前圖像更新和新圖像更新之間的間隔。
該顯示器的缺點(diǎn)在于低速驅(qū)動的效果，這導(dǎo)致不準(zhǔn)確的灰度級再現(xiàn)。這個低速驅(qū)動效果例如發(fā)生在顯示器件的初始狀態(tài)是黑色和顯示器周期性地在白色和黑色狀態(tài)之間切換時。例如，在幾秒的停留時間之后，通過在200ms的間隔內(nèi)施加負(fù)電場而將顯示器件切換到白色。在下一間隔中，在200ms內(nèi)不施加電場，該顯示器保持白色，并在下一順序間隔中，在200ms內(nèi)施加正電場，并將該顯示器切換到黑色。作為脈沖串的第一脈沖的響應(yīng)，顯示器的亮度在所希望的最大亮度以下，這可能在后來的幾個脈沖中再現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種開篇所述類型的顯示器件，可以適用于改進(jìn)灰度級的再現(xiàn)。
為了實(shí)現(xiàn)這個目的，本發(fā)明的第一方案提供一種在開篇所述的顯示器件，其特征在于a.控制裝置進(jìn)一步設(shè)置成用于在驅(qū)動信號之前提供預(yù)置信號，包括在驅(qū)動脈沖之前的預(yù)置脈沖，該預(yù)置脈沖具有足以釋放處于對應(yīng)第一光學(xué)狀態(tài)的兩個電極之一附近的第一位置上的電泳顆粒的能量，但是該能量非常低以至于不能使顆粒到達(dá)對應(yīng)第二光學(xué)狀態(tài)的另一電極附近的第二位置，和b.顯示元件分成兩組或多組，和c.控制裝置用于產(chǎn)生預(yù)置信號和將預(yù)置信號提供給各組，所述預(yù)置信號表示各組之間的相位差，d.控制裝置設(shè)置成用于產(chǎn)生預(yù)置信號和驅(qū)動脈沖并將預(yù)置信號和驅(qū)動脈沖提供給每個組，以便關(guān)于驅(qū)動脈沖，使在驅(qū)動脈沖之前的預(yù)置脈沖的相位基本上對于所有組都是相同的。
本發(fā)明基于大量認(rèn)識，首先是光學(xué)響應(yīng)取決于顯示元件的歷史記錄。本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)(特征a)在驅(qū)動信號之前將預(yù)置信號提供給像素電極時，該預(yù)置信號包括具有從兩個電極之一上的靜態(tài)足以釋放電泳顆粒的能量的脈沖，但是該能量很低以至于不會到達(dá)另一個電極，減小低速驅(qū)動效果。由于減少的低速驅(qū)動效果，因此對相同數(shù)據(jù)信號的光學(xué)響應(yīng)基本上是相同的，而與顯示器件的歷史記錄、特別是其停留時間無關(guān)?？梢越忉屜旅娴臋C(jī)構(gòu)，因?yàn)轱@示器件被切換到預(yù)定狀態(tài)，例如黑色狀態(tài)之后，電泳顆粒處于靜態(tài)，當(dāng)下一切換是白色狀態(tài)時，顆粒的動量很低，因?yàn)殚_始速度接近于零。這導(dǎo)致長的切換時間。預(yù)置脈沖的施加增加了電泳顆粒的動量，因此縮短了切換時間。還可以在顯示器件切換到預(yù)定狀態(tài)例如黑色狀態(tài)之后，電泳顆粒被被顆粒周圍的相反離子“凍結(jié)”。當(dāng)下一切換是白色狀態(tài)時，這些相反離子必須及時地減少，這需要附加時間。預(yù)置脈沖的施加使相反離子的釋放速度增加，因此使電泳顆粒解凍，因此縮短了切換時間。
另一優(yōu)點(diǎn)是預(yù)置脈沖的施加基本上消除了電子墨的在先歷史記錄，而相反在常規(guī)電子墨顯示器中需要厚重的信號處理電路，用于產(chǎn)生新幀的數(shù)據(jù)脈沖、幾個在前幀的儲存和大查詢表。
預(yù)置脈沖本身對顯示的灰度級沒有大影響。然而，存在發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識到的小的抖動或閃爍效果。通過在各組中設(shè)置元件(特征b)并且提供給他們具有不同相位的預(yù)置信號(特征c)(當(dāng)使用兩組時，這是優(yōu)選的，并且具有相反相位的最簡單設(shè)置，即是180度異相)，在每個組中發(fā)生閃爍效果，但是由于閃爍效果不是所有組中同時發(fā)生的，因此整體效果很小。優(yōu)選地，相位差均勻分布，即，在具有n個組時，相位差是360度/n。這個平滑效果減少了抖動或閃爍效果。例如，當(dāng)在一幀尋址周期內(nèi)，向所有偶數(shù)行提供具有正極性的預(yù)置脈沖和向所有奇數(shù)行提供負(fù)極性的預(yù)置脈沖時，顯示器件的相鄰行將出現(xiàn)交替明亮和黑暗，并在下一幀尋址周期中，使預(yù)置脈沖的正和負(fù)極性相反，則很難實(shí)現(xiàn)感性外觀，因?yàn)檠劬νㄟ^顯示器(空間綜合)和在下一幀上(臨時平均化)綜合了這些短的亮度波動。這個原理與用于驅(qū)動具有減少閃爍的液晶顯示器的方法中的線相反原理(lineinversion principle)是相同的。但是，當(dāng)預(yù)置脈沖在驅(qū)動脈沖之前時，與驅(qū)動脈沖一定程度上相鄰的一部分預(yù)置脈沖與驅(qū)動脈沖協(xié)作，驅(qū)動信號的第一部分變?yōu)橛行?。在其本身中，這不會引起問題。但是，當(dāng)元件分成具有不同預(yù)置脈沖的多組時，預(yù)置脈沖中的相位差可能導(dǎo)致施加于不同組的驅(qū)動脈沖的長度上的有效的差異。這又導(dǎo)致各組之間的灰度級不同和在圖像中可看見條紋，這正如本發(fā)明人認(rèn)識到的那樣。在根據(jù)本發(fā)明的器件中，預(yù)置脈沖和驅(qū)動脈沖設(shè)置成使得對于所有組來說，在驅(qū)動脈沖之前的預(yù)置脈沖的相位相對于驅(qū)動脈沖來說是基本上相同的(特征d)。關(guān)于每個組，驅(qū)動脈沖和在前預(yù)置脈沖的組合基本上是相同的。在驅(qū)動脈沖之前的預(yù)置脈沖和驅(qū)動脈沖的組合灰度級效果基本上是相同的，減小灰度級變化。
預(yù)置脈沖可以具有小于兩個連續(xù)圖像更新之間的時間間隔的大小的一個數(shù)量級的持續(xù)時間。圖像更新是更新或刷新顯示器件的圖像信息的例子。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，控制裝置設(shè)置成使驅(qū)動信號包括驅(qū)動脈沖，以便使顯示元件處于其極端光學(xué)狀態(tài)，即，黑色或白色光學(xué)狀態(tài)。
則驅(qū)動脈沖是所謂的復(fù)位脈沖，即，使顯示元件處于極端光學(xué)狀態(tài)白色或黑色狀態(tài)之一的脈沖。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，控制裝置設(shè)置成使驅(qū)動信號包括使顯示元件呈現(xiàn)灰度級的脈沖，即在極端光學(xué)狀態(tài)之間的位置。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，控制裝置設(shè)置成使得施加于第一和第二組顯示元件的驅(qū)動信號具有基本上等于單個預(yù)置脈沖的相互的時間差。
注意為了簡明起見，極端光學(xué)狀態(tài)在下面和上面被稱為“白色”和“黑色”光學(xué)狀態(tài)，兩個極端狀態(tài)之間的光學(xué)狀態(tài)被稱為“灰度級”。但是，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，帶負(fù)電和帶正電的顆?？梢跃哂胁煌诤谏桶咨念伾?例如黑色和紅色，或者黑色和綠色，或者黑色和藍(lán)色，或者任何其他顏色組合)。
此外，本發(fā)明的有利實(shí)施例在從屬權(quán)利要求中描述。
在實(shí)施例中，通過施加恰當(dāng)?shù)膯蝹€預(yù)置脈沖可以使顯示器件的功耗最小。
在實(shí)施例中，為了使DC分量和顯示器件的預(yù)置脈沖的可見度最小，可以產(chǎn)生由偶數(shù)個相反極性的預(yù)置脈沖構(gòu)成的預(yù)置信號。兩個預(yù)置脈沖，一個具有正極性和另一個具有負(fù)極性，將在這個工作模式內(nèi)使顯示器件的功耗最小。
在實(shí)施例中，電極設(shè)置成形成無源矩陣顯示器。
在實(shí)施例中，通過第一驅(qū)動裝置一次例如選擇所有奇數(shù)后面的所有偶數(shù)行，在第二驅(qū)動裝置中產(chǎn)生預(yù)置信號并同時施加于像素電極。本實(shí)施例不需要在基板上的附加電子裝置。
在實(shí)施例中，預(yù)置信號直接經(jīng)過對電極施加于像素電極。這種設(shè)置的優(yōu)點(diǎn)在于功耗較低，因?yàn)樵谶@種情況下包括的電容比在尋址行或列電極的情況下的電容低。
在實(shí)施例中對電極分成幾個部分，以便減小預(yù)置脈沖的可見度。
在實(shí)施例中，像素電極經(jīng)過第一附加電容元件進(jìn)行耦合。像素電極上的電壓脈沖現(xiàn)在可以定義為像素電容與第一附加電容元件的比。像素電容是像素電極和透明基板之間的材料的固有電容。特別是，與通過E-Ink公司供給的膠囊電泳材料組合，本實(shí)施例是有利的，因?yàn)榇藭r選擇第一附加電容元件具有比像素電容大的值，預(yù)置信號將基本上被傳輸?shù)较袼仉姌O，這減少了功耗。
此外，像素電容不會隨著不同的施加的灰度級而明顯改變。因此，像素電極上的預(yù)置脈沖對于所有顯示元件來說基本上是相同的，而與施加的灰度級無關(guān)。
在實(shí)施例中，像素元件經(jīng)過另一開關(guān)元件耦合到控制裝置。該另一開關(guān)元件使顯示元件以很容易的方式分成兩個或多個組。


本發(fā)明的這些和其他方案將從下述實(shí)施例中明顯看出并參照下述附圖中圖1示意性地表示一部分顯示器件的剖面圖；圖2示意性地表示一部分顯示器件的等效電路圖；圖3和4表示顯示器件的驅(qū)動信號和內(nèi)部信號；圖5表示數(shù)據(jù)信號的光學(xué)響應(yīng)；圖6表示預(yù)置信號和數(shù)據(jù)信號的光學(xué)響應(yīng)；圖7表示用于由6個相反極性脈沖構(gòu)成的兩個相鄰行或列的像素電極的預(yù)置信號；圖8表示用于不同組的預(yù)置信號和驅(qū)動脈沖。
圖9表示灰度級上的預(yù)置和驅(qū)動脈沖和圖像再現(xiàn)的組合的差異結(jié)果；圖10表示根據(jù)本發(fā)明的方案；圖11表示最終的灰度級變化；圖12表示包括交指型(interdigitized)梳子結(jié)構(gòu)的對電極的例子；和圖13表示具有兩個TFT的顯示元件的等效電路；圖14表示在本發(fā)明的更復(fù)雜實(shí)施例中的用于預(yù)置脈沖和驅(qū)動脈沖的方案。
這些附圖是示意性的，并不是按比例繪制的，一般情況下，相同的參考標(biāo)記表示相同的部分。
具體實(shí)施例方式
圖1示意性地表示例如幾個顯示元件尺寸的電泳顯示器件1的一部分的剖面圖，其包括基底基板2、具有存在于兩個透明基板3、4之間的電子墨例如聚乙烯的電泳膜，基板之一3設(shè)有透明圖像電極5和另一基板4設(shè)有透明對電極6。電子墨包括大約10-50微米的多個微膠囊7。每個微膠囊7包括懸浮在流體F中的帶正電的白色顆粒8和帶負(fù)電的黑色顆粒9。當(dāng)正電場施加于像素電極5時，白色顆粒8向指向?qū)﹄姌O6的微膠囊7的一側(cè)移動，并且觀察者可看到顯示元件。同時，黑色顆粒9向微膠囊7的相反側(cè)移動，在那里觀察者看不到它們。通過給像素電極5施加負(fù)電場，黑色顆粒9向指向?qū)﹄姌O6的微膠囊7的一側(cè)移動，并且顯示元件對于觀察者(未示出)來說變暗。當(dāng)除去電場時，顆粒8、9保持在已獲得的狀態(tài)中，并且顯示器呈現(xiàn)雙穩(wěn)態(tài)特征，并且基本上不消耗功率。
圖2示意性地表示圖像顯示器件1的等效電路，其包括疊加在設(shè)有有源開關(guān)元件的基底基板2上的電泳膜、行驅(qū)動器16和列驅(qū)動器10。優(yōu)選地，對電極6設(shè)置在包括膠囊狀電泳墨的膜上，但是在使用平面內(nèi)電場工作的情況下也可以設(shè)置在基底基板上。該顯示器件1由有源開關(guān)元件驅(qū)動，在本例中，為薄膜晶體管19。它包括在行或選擇電極17和列或數(shù)據(jù)電極11的交叉區(qū)域上的顯示元件矩陣。行驅(qū)動器16連續(xù)地選擇行電極17，而列驅(qū)動器10提供數(shù)據(jù)信號給列電極11。優(yōu)選地，處理器15首先處理引入到數(shù)據(jù)信號中的數(shù)據(jù)13。經(jīng)過驅(qū)動線12產(chǎn)生列驅(qū)動器10和行驅(qū)動器16之間的相互同步。來自行驅(qū)動器16的選擇信號經(jīng)過薄膜晶體管19選擇像素電極22，該薄膜晶體管19的柵極20電連接到行電極17，源電極21電連接到列電極11。存在于列電極11上的數(shù)據(jù)信號經(jīng)過TFT被傳輸?shù)今詈系铰╇姌O的顯示元件的像素電極22上。在該實(shí)施例中，圖1的顯示器件還包括處于每個顯示元件18的位置上的附加電容器23。在本實(shí)施例中，附加電容器23連接到一個或多個存儲電容器線24上。代替TFT，也可以采用其他開關(guān)元件，如二極管、MIM’s等。
圖3和4表示常規(guī)顯示器件的驅(qū)動信號。在時刻t0，行電極17通過選擇信號Vsel激勵(圖1)，同時數(shù)據(jù)信號Vd被提供給列電極11。在經(jīng)過了線選擇時間TL之后，在時刻t1選擇下一行電極17，等等。一些時間之后，在不變圖像的情況下，例如，場時間或幀時間，通常為16.7msec或20msec之后，所述行電極17再次通過選擇信號Vsel在時刻t2被激勵，同時數(shù)據(jù)信號Vd存在于列電極11上。經(jīng)過了選擇時間TL之后，在時刻t3選擇下一行電極。這是從時刻t4的重復(fù)。由于顯示器件的雙穩(wěn)態(tài)特征，電泳顆粒保持在它們的選擇狀態(tài)下，并在獲得所希望的灰度級時、在幾幀時間之后停止數(shù)據(jù)信號的重復(fù)。通常，圖像更新時間是幾幀。
圖5表示圖2的顯示器件的顯示元件的光學(xué)響應(yīng)的第一信號51。在數(shù)據(jù)信號50上包括在幾秒停留周期之后交替極性的脈沖。在圖5中，光學(xué)響應(yīng)51由----表示，數(shù)據(jù)信號由——表示。數(shù)據(jù)信號50的每個脈沖52具有200ms的持續(xù)時間和交替正和負(fù)15V的電壓。圖5表示在第一負(fù)脈沖52不是所希望的灰度級之后的光學(xué)響應(yīng)51，所述所希望的灰度級是在第三或第四負(fù)脈沖之后獲得的。
為了利用數(shù)據(jù)信號提高所希望灰度級的精度，處理器15在下一更新場的數(shù)據(jù)脈沖之前產(chǎn)生單個預(yù)置脈沖或一系列預(yù)置脈沖，在那里脈沖時間通常比圖像更新和下一圖像更新之間的間隔少5-10倍。在這種情況下，兩個圖像更新之間的間隔是200ms。預(yù)置脈沖的持續(xù)時間通常為20ms。
圖6表示作為20ms的12個一系列預(yù)置脈沖的和200ms的數(shù)據(jù)脈沖的響應(yīng)的圖2的顯示器件的數(shù)據(jù)信號60的光學(xué)響應(yīng)，所述數(shù)據(jù)脈沖具有正和負(fù)15V的交替極性的電壓。在圖6中，光學(xué)響應(yīng)51由----表示，改進(jìn)的光學(xué)響應(yīng)61由-.-.-.-.-表示，并且數(shù)據(jù)信號由——表示。一系列預(yù)置脈沖由12個交替極性的脈沖構(gòu)成。每個脈沖的電壓是正或負(fù)15V。圖6表示灰度級精度的顯著增加，光學(xué)響應(yīng)61基本上處于與第四數(shù)據(jù)脈沖55之后的光學(xué)響應(yīng)相同的電平。施加預(yù)置脈沖，該預(yù)置脈沖是具有足以釋放處于對應(yīng)第一光學(xué)狀態(tài)的兩個電極之一附近的第一位置上的電泳顆粒的能量，但是該能量很低以至于不會使顆粒到達(dá)對應(yīng)第二光學(xué)狀態(tài)的另一電極附近的第二位置，由此增加圖像的質(zhì)量。但是，通過預(yù)置脈沖引入了有些閃爍是可見的，見光學(xué)響應(yīng)56。為了減少這個閃爍的可見度，處理器15和行驅(qū)動器16可以設(shè)置成使與顯示元件相關(guān)的行電極17在兩組中互連，并且處理器15和列驅(qū)動器10設(shè)置成通過對第一組顯示元件產(chǎn)生具有第一相位的第一預(yù)置信號和對第二組顯示元件產(chǎn)生具有第二相位的第二預(yù)置信號，用于執(zhí)行倒置方案，由此第二相位與第一相位相反?；蛘撸梢韵薅ǘ鄠€組，給其提供具有不同相位的預(yù)置脈沖。例如，行電極17可以在偶數(shù)行之一的兩個組和奇數(shù)行的一個組中互連，由此該處理器對偶數(shù)行的顯示元件產(chǎn)生由六個預(yù)置脈沖構(gòu)成的第一預(yù)置信號，所述六個預(yù)置脈沖具有正和負(fù)15V的交替極性，并以負(fù)脈沖開始，該處理器還對奇數(shù)行顯示元件產(chǎn)生由六個預(yù)置脈沖構(gòu)成的第二預(yù)置信號，所述預(yù)置脈沖具有正和負(fù)15V的交替極性，并以正脈沖開始。
圖7表示用于倒置方案的兩個曲線。第一曲線71涉及提供給偶數(shù)行n的顯示元件的由六個20ms預(yù)置脈沖構(gòu)成的第一預(yù)置信號，第二曲線72涉及提供給奇數(shù)行n+1的顯示元件的由6個20ms預(yù)置脈沖構(gòu)成的第二預(yù)置信號，由此第二預(yù)置信號的相位與第一預(yù)置信號的相位相反。脈沖的電壓在正和負(fù)15V之間交變。
代替施加于兩個或多個不同行組的預(yù)置脈沖串，顯示元件可以分成兩組列，例如，一組偶數(shù)列和一組奇數(shù)列，由此處理器15通過對偶數(shù)列顯示元件產(chǎn)生由正和負(fù)15V的交替極性的6個預(yù)置脈沖構(gòu)成的并以負(fù)脈沖開始的第一預(yù)置信號和對奇數(shù)列顯示元件產(chǎn)生由正和負(fù)15V的交替極性的6個預(yù)置脈沖構(gòu)成的并以正脈沖開始的第二預(yù)置信號，用于執(zhí)行倒置方案。這里，可以同時選擇所有行。在其他實(shí)施例中，如所述的倒置方案可以同時施加于行和列，從而產(chǎn)生所謂的點(diǎn)倒置方案，這仍然進(jìn)一步減少了光學(xué)閃爍。一般情況下，通過提供兩個或多個組和在各個組之間的預(yù)置脈沖中引入相位差可以減少閃爍。在圖7中使用兩組，因此相位差是180度。但是，在本發(fā)明的較大概念內(nèi)，盡管兩組(當(dāng)使用根據(jù)本發(fā)明的方案時，對于行和列，或四組)的使用是優(yōu)選的，也可以采用三、四、或更多組。一般情況下，如果使用n組，則具有相鄰元件的各組之間的相位差優(yōu)選為360度/n。
因此，分割，優(yōu)選通過互連兩組或多組(行或列或者任何其它組設(shè)置)中的顯示元件，并設(shè)置用于產(chǎn)生和提供給各組的預(yù)置信號的控制裝置，該預(yù)置信號表示各組之間的相位差，這可以減少閃爍的可見度。
預(yù)置信號和脈沖還可以被稱為“顫抖”或“震動”信號或脈沖。它們的效果是在施加驅(qū)動脈沖之前“震動”顯示元件。
盡管減少了閃爍，本發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識到可能出現(xiàn)的不同問題。圖8表示舉例的波形，其中使用了奇數(shù)和偶數(shù)預(yù)置脈沖(V(t)預(yù)置-奇數(shù)和(V(t)預(yù)置-偶數(shù))以及驅(qū)動脈沖((V，t)驅(qū)動)，使用列倒置。在本例中，預(yù)置脈沖以奇數(shù)列上的正號和偶數(shù)列上的負(fù)號開始。有效的驅(qū)動時間實(shí)際上由驅(qū)動脈沖之前的預(yù)置脈沖和驅(qū)動脈沖的組合來確定，并且奇數(shù)列上的有效驅(qū)動脈沖的長度是一幀(預(yù)置脈沖的一個脈沖長度)，比偶數(shù)列上的長，導(dǎo)致各列之間的光學(xué)狀態(tài)的不同。有效驅(qū)動脈沖長度在圖中由箭頭表示。最終的圖像再現(xiàn)示于圖9中，表示偶數(shù)列和奇數(shù)列具有不同的灰度級。這些條紋通常是由觀察者可見的，降低了圖像的質(zhì)量。
這個問題的解決方案示意性地示于圖10中。通過使預(yù)置脈沖的相位在驅(qū)動脈沖之前，關(guān)于驅(qū)動脈沖，對于所有組來說是基本上相同的。這將減少條紋效應(yīng)。缺點(diǎn)是不同組的圖像更新的定時表示小變化。然而，這個效果沒有條紋效果更可見。圖11表示圖像上的解決方案的效果。預(yù)置脈沖與圖8中的相同，但是圖8中的驅(qū)動脈沖在相位上是同時的完全同相位的，在圖10中，對于偶數(shù)列的驅(qū)動脈沖偏移一個預(yù)置脈沖長度，以便在考慮驅(qū)動脈沖和緊接著之前的預(yù)置脈沖(在圓圈內(nèi)的圖8和10的部分)時，這種組合基本上對于圖10中的兩組是相同的，而在圖8中，產(chǎn)生了長度差和效果上的不同，因此導(dǎo)致灰度級變化。因而，圖9的圖像表示條紋狀外觀，這是由于各組之間的灰度級變化造成的，而圖11的圖像不表示(或至少到很小的程度)這種灰度級變化。通過相對于驅(qū)動脈沖使預(yù)置脈沖的相位基本上對于所有組都是相同的，減少了各組之間的灰度級的不同。
各組中的元件的分割例如可以通過對電極80來實(shí)現(xiàn)，所述對電極80的形狀是如圖12所示的兩個交指型梳子結(jié)構(gòu)81、83，以便減少光學(xué)閃爍。這種電極對于本領(lǐng)域技術(shù)人員是公知的。兩個對電極81、83耦合到處理器15的兩個輸出85、87。此外，處理器15設(shè)置成通過向第一梳子結(jié)構(gòu)81提供由六個20ms的預(yù)置脈沖構(gòu)成的第一預(yù)置信號和向第二梳子結(jié)構(gòu)83提供由六個20ms的預(yù)置脈沖構(gòu)成的第二預(yù)置信號而用于產(chǎn)生倒置方案，同時保持像素電極23為0V。其中所述第一預(yù)置信號的六個預(yù)置脈沖優(yōu)選被延遲一個預(yù)置脈沖的持續(xù)時間和具有正和負(fù)15V的交替極性，而且以負(fù)脈沖開始；所述第二預(yù)置信號的六個預(yù)置脈沖具有正和負(fù)15V的交替極性并以正脈沖開始。在給兩組列提供預(yù)置脈沖之后，如果需要的話，在新數(shù)據(jù)被提供給顯示器件之前，兩個梳子結(jié)構(gòu)81、83可以彼此連接。
在另一實(shí)施例中，可以由處理器15經(jīng)過附加存儲電容器23借助附加存儲電容器23和像素電容18之間的電荷共用來提供預(yù)置脈沖。在本例中，一行顯示元件上的存儲電容器經(jīng)過存儲電容器線而彼此連接，并且行驅(qū)動器16設(shè)置成使這些存儲電容器線在兩組中彼此互連，從而在兩組上實(shí)現(xiàn)預(yù)置脈沖的倒置，第一組涉及偶數(shù)行顯示元件，第二組涉及奇數(shù)行圖像元件。為了改進(jìn)在新數(shù)據(jù)提供給顯示元件之前的灰度級再現(xiàn)，行驅(qū)動器通過向第一組產(chǎn)生由六個交替極性的預(yù)置脈沖構(gòu)成的第一預(yù)置信號和向第二組產(chǎn)生由延遲了一個脈沖持續(xù)時間并具有交替極性的六個預(yù)置脈沖構(gòu)成的第二預(yù)置信號而用于執(zhí)行倒置方案。在預(yù)置脈沖提供給兩組顯示元件之后，如果需要的話，在新數(shù)據(jù)提供給顯示元件之前，存儲電容器可以接地。
在再一實(shí)施例中，可以通過處理器15經(jīng)過附加薄膜晶體管90直接向像素電極22施加預(yù)置脈沖，所述附加薄膜晶體管90經(jīng)其源極94連接到專用預(yù)置脈沖線95，如圖13所示。漏極92耦合到像素電極22。柵極91經(jīng)過分開的預(yù)置脈沖尋址線93連接到行驅(qū)動器16。尋址TFT19必須是例如通過設(shè)置行電極17為0V而是非導(dǎo)電的。
如上所述，當(dāng)預(yù)置信號同時施加于所有顯示元件時，同時可能發(fā)生閃爍。因此，在本例中，通過分割附加薄膜晶體管90為兩組而施加預(yù)置信號倒置，其中一組與偶數(shù)行的顯示元件連接，另一組與奇數(shù)行的顯示元件相連。兩組TFT90是可分開尋址的，并連接到預(yù)置脈沖線95。處理器15通過經(jīng)預(yù)置脈沖線95向第一組TFT 90產(chǎn)生第一預(yù)置信號和向第二組TFT90產(chǎn)生第二預(yù)置信號而執(zhí)行倒置方案，其中所述第一預(yù)置信號例如由20ms和具有交替極性的15V電壓的6個預(yù)置脈沖構(gòu)成，所述第二預(yù)置信號由20ms和15V電壓的6個預(yù)置脈沖構(gòu)成并延遲了一個預(yù)置脈沖的持續(xù)時間并具有交替極性，由此第二信號的相位與第一信號的相位相反?；蛘撸嗤瑫r間內(nèi)的可尋址的一組TFT可以附著于具有倒置預(yù)置脈沖的兩個分開的預(yù)置脈沖線。
預(yù)置信號輸送給兩組像素的TFT90之后，在經(jīng)過列驅(qū)動器10提供新數(shù)據(jù)之前，去激勵(deactivated)該TFT。
此外，通過向(倒置)預(yù)置脈沖序列施加任何公知電荷再循環(huán)技術(shù)，以便減少用于在預(yù)置脈沖循環(huán)期間給像素電極充電和放電的功率，在所述實(shí)施例中進(jìn)一步減少了功率。
驅(qū)動信號或驅(qū)動脈沖可以是用于驅(qū)動顯示元件為其極端光學(xué)狀態(tài)之一的驅(qū)動信號，即，使顯示元件為“白色”或“黑色”。驅(qū)動脈沖也可以是向顯示元件施加灰度級的脈沖，即，使顯示元件為從光學(xué)狀態(tài)、通常為極端光學(xué)狀態(tài)開始到極端光學(xué)狀態(tài)之間的光學(xué)狀態(tài)。
這兩種驅(qū)動信號可以在預(yù)置脈沖之后。
圖14表示了這一點(diǎn)。為了在復(fù)位信號(V，t)復(fù)位之后向奇數(shù)列和偶數(shù)列提供預(yù)置信號(顫抖1、V(t)預(yù)置-偶數(shù)和V(t)預(yù)置-奇數(shù)。施加于奇數(shù)列和偶數(shù)列的預(yù)置信號其相位相差180度。復(fù)位信號(V，t)復(fù)位驅(qū)動顯示元件為極端光學(xué)狀態(tài)之一，在本例中為黑色狀態(tài)。復(fù)位信號形成驅(qū)動信號的類型，因?yàn)樗鼈凃?qū)動顯示元件處于光學(xué)狀態(tài)。復(fù)位信號之后是預(yù)置信號(顫抖2)，然后是灰度級驅(qū)動信號(V，t)驅(qū)動，以便驅(qū)動顯示元件處于黑色灰度級?；叶燃夠?qū)動信號(V，t)驅(qū)動表示第二類型驅(qū)動信號，其驅(qū)動顯示元件從極端光學(xué)狀態(tài)(其為黑色或白色)到灰度級。當(dāng)使用復(fù)位信號時，驅(qū)動顯示元件處于極端光學(xué)狀態(tài)，后面的灰度級驅(qū)動信號一般是與在前的復(fù)位信號相反符號的?；叶燃夠?qū)動信號(V，t)驅(qū)動以及施加于奇數(shù)列和偶數(shù)列的復(fù)位信號(V，t)復(fù)位的形狀和形式基本上是相同的(假設(shè)對于驅(qū)動信號來說，顯示元件將被驅(qū)動成相同的灰度級)，但是在施加于各組的驅(qū)動信號之間存在基本上與單個預(yù)置脈沖的周期相同的時間延遲。因而，關(guān)于驅(qū)動信號，當(dāng)觀察預(yù)置信號的相位時，它們對于兩組都是相同的，并且驅(qū)動信號(V，t)復(fù)位和/或(V，t)驅(qū)動與在前預(yù)置信號的組合是相同的。因此，得到的灰度級基本上對于兩組都是相同的。在本例中，偶數(shù)列的驅(qū)動信號被延遲了時間周期TF。
簡言之，本發(fā)明可以通過以下來表述
顯示器件(1)包括具有電泳顆粒(8、9)的兩組或多組顯示元件、像素電極(5)和對電極(6)。驅(qū)動信號(50，(V，t)驅(qū)動，(V，t)復(fù)位)提供給電極，使顯示元件處于預(yù)定光學(xué)狀態(tài)。驅(qū)動信號在預(yù)置信號(53，(V，t)預(yù)置)之后，從而釋放電泳顆粒，但是強(qiáng)度很低以至于不會使電泳顆粒顯著地改變光學(xué)狀態(tài)。提供給各組的預(yù)置信號顯示相位差。這減少了閃爍。在工作時，預(yù)置信號和驅(qū)動信號是如此提供的，以至于關(guān)于驅(qū)動脈沖而言在驅(qū)動脈沖之前的預(yù)置脈沖的相位基本上對于所有組都是相同的。驅(qū)動脈沖和在前的預(yù)置脈沖的組合則對于各組基本上都是相同的，這減少了灰度級變化。
應(yīng)該理解，在不脫離所附權(quán)利要求書的范圍的情況下在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以做各種修改。
權(quán)利要求
1.一種顯示器件(1)，包括電泳顆粒(8，9)；顯示元件，該顯示元件包括像素電極(5)和對電極(6)，在像素電極和對電極之間存在一部分電泳顆粒(8，9)；和控制裝置(10，15，16)，用于給電極提供驅(qū)動信號(50，(V，t)驅(qū)動，(V，t)復(fù)位)，以便使顯示元件處于預(yù)定光學(xué)狀態(tài)，其特征在于a.控制裝置進(jìn)一步設(shè)置成用于在驅(qū)動信號之前提供預(yù)置信號(53，(V，t)預(yù)置)，包括在驅(qū)動脈沖之前的預(yù)置脈沖，該預(yù)置信號表示足以釋放處于對應(yīng)第一光學(xué)狀態(tài)的兩個電極之一附近的第一位置上的電泳顆粒的能量，但是該能量非常低以至于不能使顆粒到達(dá)對應(yīng)第二光學(xué)狀態(tài)的另一電極附近的第二位置，和b.顯示元件分成兩組或多組，和c.控制裝置設(shè)置成用于產(chǎn)生預(yù)置信號和將預(yù)置信號提供給各組，所述預(yù)置信號表示各組之間的相位差，d.控制裝置設(shè)置成用于產(chǎn)生預(yù)置信號和驅(qū)動脈沖并將預(yù)置信號和驅(qū)動脈沖提供給每個組，以便關(guān)于驅(qū)動脈沖使在驅(qū)動脈沖之前的預(yù)置脈沖的相位基本上對于所有組都是相同的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的顯示器件，其特征在于控制裝置設(shè)置成使驅(qū)動信號包括驅(qū)動脈沖((V，t)復(fù)位)，使顯示元件處于其極端光學(xué)狀態(tài)之一。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的顯示器件，其特征在于控制裝置設(shè)置成使驅(qū)動信號包括灰度級驅(qū)動脈沖((V，t)驅(qū)動)，使顯示元件處于極端光學(xué)狀態(tài)之間的位置上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的顯示器件，其特征在于對于每組來說，在驅(qū)動脈沖之前的預(yù)置脈沖的極性與驅(qū)動脈沖的極性相反。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的顯示器件，其特征在于顯示元件在兩組中互連，并且控制裝置設(shè)置成用于向第一組產(chǎn)生和提供具有第一相位的第一預(yù)置信號和向第二組產(chǎn)生和提供具有與第一相位相反的第二相位的第二預(yù)置信號，其中一組的驅(qū)動信號在形式上與第二組的相同，但是被延遲了與單個預(yù)置脈沖的周期(TF)相同的時間周期。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的顯示器件，其中預(yù)置脈沖的持續(xù)時間比兩個連續(xù)圖像更新之間的時間間隔小一個數(shù)量級。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的顯示器件，其中控制裝置進(jìn)一步設(shè)置成用于產(chǎn)生偶數(shù)個預(yù)置脈沖。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的顯示器件，其中一個電極包括數(shù)據(jù)電極，并且另一電極包括選擇電極，控制裝置進(jìn)一步包括用于向選擇電極施加選擇信號的第一驅(qū)動裝置和用于向數(shù)據(jù)電極施加數(shù)據(jù)信號的第二驅(qū)動裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的顯示器件，其中顯示元件的像素電極經(jīng)過開關(guān)元件耦合到選擇電極或數(shù)據(jù)電極，并且控制裝置進(jìn)一步包括用于向選擇電極施加選擇信號的第一驅(qū)動裝置和用于向數(shù)據(jù)電極施加數(shù)據(jù)信號的第二驅(qū)動裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9的顯示器件，其中與顯示元件相關(guān)的選擇電極在兩組中互連，并且控制裝置設(shè)置成用于向第一組產(chǎn)生具有第一相位的第一預(yù)置信號和向第二組產(chǎn)生具有與第一相位相反的第二相位的第二預(yù)置信號。
11.根據(jù)權(quán)利要求8或9的顯示器件，其中第二驅(qū)動裝置設(shè)置成用于產(chǎn)生預(yù)置信號。
12.根據(jù)權(quán)利要求8或9的顯示器件，其中像素電極經(jīng)過對電極耦合到用于產(chǎn)生預(yù)置信號的控制裝置。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的顯示器件，其中對電極分成兩部分，其中每個部分與經(jīng)過選擇電極連接的一組顯示元件相關(guān)。
14.根據(jù)權(quán)利要求9的顯示器件，其中像素電極經(jīng)第一附加電容元件耦合到用于接收預(yù)置信號的控制裝置。
15.根據(jù)權(quán)利要求9的顯示器件，其中像素電極經(jīng)另一開關(guān)元件耦合到控制裝置。
16.根據(jù)權(quán)利要求1的顯示器件，其中電泳材料是膠囊狀電泳材料。
全文摘要
一種顯示器件(1)包括具有電泳顆粒(8，9)的兩組或多組顯示元件、像素電極(5)和對電極(6)。驅(qū)動信號(50，(V，t)
文檔編號G09G3/34GK1791900SQ200480013684
公開日2006年6月21日 申請日期2004年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月22日
發(fā)明者G·周, M·T·約翰遜, N·艾勒內(nèi) 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司