專利名稱：電泳顯示面板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電泳顯示面板，包括包括帶電粒子的電泳介質(zhì)；多個像素；與每個像素相關(guān)聯(lián)的用于接收電位差的電極；和驅(qū)動裝置，該驅(qū)動裝置被設(shè)置為將多個像素中每一個的電位差控制為復(fù)位的電位差，它在復(fù)位期間具有一復(fù)位值和復(fù)位持續(xù)時間，且隨后為灰度級電位差，該灰度電位差使粒子占據(jù)對應(yīng)圖像信息的位置。
本發(fā)明還涉及一種驅(qū)動電泳顯示設(shè)備的方法，該方法中在施加復(fù)位電位差之后將灰度級電位差施加到該顯示設(shè)備的像素上。
背景技術(shù)：
在國際專利申請WO 02/073304中描述了起始段中所提到的這種類型的電泳顯示面板的一個實施例。
在所描述的電泳顯示面板中，各像素在圖像的顯示期間具有由粒子的位置所決定的外觀。然而，粒子的位置不僅依賴于電位差，而且還依賴于該電位差的歷史。結(jié)果復(fù)位電位差的施加減小了像素的外觀對歷史的依賴性，這是因為在施加灰度級電位差之前粒子基本上占據(jù)了一個極限位置。因此像素在各時間被復(fù)位到一個極限狀態(tài)。隨后，作為施加灰度級電位差的結(jié)果，粒子占據(jù)該位置以顯示對應(yīng)圖像信息的灰度級?！盎叶燃墶北焕斫鉃楸硎救魏沃虚g狀態(tài)。當(dāng)顯示器是黑白顯示器時，“灰度級”實際上涉及灰度陰影，當(dāng)使用其它類型的彩色元件時，“灰度級”被理解為包括在極限光學(xué)狀態(tài)之間的任何中間狀態(tài)。
當(dāng)改變圖像信息時像素被復(fù)位。在復(fù)位之后通過施加灰度級電位差設(shè)置了灰度級。
當(dāng)前顯示器的缺點在于其可能顯示出導(dǎo)致不精確的灰度級再現(xiàn)的效果。精確的灰度級再現(xiàn)是最重要的。盡管施加復(fù)位脈沖大大地增加了灰度級再現(xiàn)的精確度，但是發(fā)明人認識到盡管使用了復(fù)位脈沖，仍然可能發(fā)生較差的最佳灰度級再現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種起始段所述類型的顯示設(shè)備，其能被應(yīng)用于改進灰度級的再現(xiàn)。
為此，在施加反號的復(fù)位電位差和灰度級電位差之間的時間周期中，至少對于代表最大復(fù)位脈沖能量的50％或更多的復(fù)位電位差，該驅(qū)動裝置始終還被設(shè)置為用于施加一個或多個脈沖，該脈沖具有基本上小于復(fù)位值的電壓值。
優(yōu)選地，施加反號的復(fù)位電位差和灰度級電位差之間的時間周期中，該驅(qū)動裝置被設(shè)置為對于所有復(fù)位電位差施加一個或多個脈沖，該脈沖具有基本上小于復(fù)位值的電壓值。
在本發(fā)明的概念中，電位差基本上小于在復(fù)位脈沖(＝復(fù)位電位差)和灰度級脈沖(＝灰度級電位差)之間的時間周期中的復(fù)位值為至少更多的能量復(fù)位脈沖。
優(yōu)選地，該時間周期為至少一幀時間。
本發(fā)明基于下面的知識復(fù)位脈沖的施加將粒子帶入到極限光學(xué)狀態(tài)(例如白或黑)。這是有利的，因為在施加灰度級電位差之前或多或少地固定了電泳粒子的狀態(tài)(位置)。從固定位置開始，灰度級可以被更精確地施加。然而，粒子離開了該位置之后，復(fù)位脈沖的施加還影響粒子的動量，因為粒子在復(fù)位電位差的影響下移動到與極限光學(xué)狀態(tài)一致的位置。發(fā)明人還意識到直接施加灰度級電位差將導(dǎo)致一些灰度級的不精確。在施加灰度級電位差的至少一些時間期間，粒子實際上仍舊釋放動量。在根據(jù)本發(fā)明的裝置中，靜止脈沖被施加在復(fù)位脈沖和灰度級脈沖之間。由于材料的粘度，靜止脈沖的施加導(dǎo)致粒子的停止。在開始施加灰度級電位差時，不僅粒子的位置被固定，而且它們的動量也被固定(理想地動量為零)。通過施加其電壓值基本上小于復(fù)位值的脈沖，粒子的運動被減慢，優(yōu)選地被帶入停止狀態(tài)。由于粒子的動量較小，因此灰度級電位差的施加效果被較好的確定，且因此在實際的灰度級中發(fā)生較小的變化。這種脈沖可稱為“減慢”脈沖。
在本發(fā)明的實施例中該設(shè)備包括在復(fù)位脈沖和灰度級電位差之間施加具有穩(wěn)定減小的電壓值的一個或多個脈沖的裝置。
在本發(fā)明的實施例中該裝置包括在復(fù)位脈沖和灰度級電位差之間施加零電壓值的靜止脈沖的裝置。
在本發(fā)明的概念中，靜止脈沖表示在復(fù)位脈沖(＝復(fù)位電位差)和灰度級脈沖(＝灰度級電位差)之間的時間周期中施加基本上為0伏的電位差。
復(fù)位脈沖和灰度級電位差之間的時間周期足夠用于充分地減小粒子的平均動量，所需的時間依賴于例如材料的粘度和所施加的復(fù)位值。
優(yōu)選地該時間周期至少為2毫秒。
在優(yōu)選的實施例中，該時間周期為至少一幀時間。
在優(yōu)選的實施例中，該設(shè)備包括在施加復(fù)位脈沖的期間中建立依賴于所施加的能量的時間周期的裝置。由復(fù)位脈沖施加的能量與時間和復(fù)位脈沖值的乘積成正比。粒子的動量也依賴于復(fù)位脈沖期間所施加的能量。該能量越高，則動量越大，靜止或減慢脈沖則越長。


通過參考附圖將進一步解釋和描述本發(fā)明的顯示面板的上述和其它方面，其中圖1示意性地示出顯示面板的實施例的前視圖；圖2示意性地示出沿圖1的II-II線的截面圖；圖3示意性地示出電泳顯示設(shè)備的另一示例的一部分的截面圖；圖4示意性地示出圖3的圖像顯示裝置的等效電路圖；圖5通過驅(qū)動圖來圖解說明對于一個像素來說作為時間的函數(shù)的電位差；圖6是本發(fā)明所依據(jù)的基本知識；圖7說明不根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備中粒子運動的松弛效應(yīng)；圖8對于根據(jù)具有本發(fā)明實施例的裝置，通過驅(qū)動圖來圖解說明電位差作為時間的函數(shù)；圖9對于根據(jù)本發(fā)明的裝置，說明粒子運動的松弛效應(yīng)；圖10對于根據(jù)具有本發(fā)明實施例的裝置，通過驅(qū)動圖來圖解說明作為時間的函數(shù)的電位差；在所有圖中對應(yīng)的部件通常由相同的附圖標記表示。
具體實施例方式
圖1和2示出顯示面板1的實施例，該顯示面板1具有第一基板8、第二相對基板9和多個像素2。優(yōu)選地，像素2在二維結(jié)構(gòu)中基本上沿直線排列?？蛇x擇的，像素2的其它排列方式是可行的，例如蜂窩狀排列。具有帶電粒子6的電泳介質(zhì)5存在于基板8和9之間。第一和第二電極3、4與每一像素2相關(guān)聯(lián)。電極3、4能接收電位差。圖2中第一基板8對于每一像素2具有第一電極3，且第二基板9對于每一像素具有第二電極4。帶電粒子6能占據(jù)電極3、4附近的極限位置和電極3、4之間內(nèi)的中間位置。為了顯示圖像，每一像素2具有由電極3、4之間的帶電粒子6的位置決定的外觀。電泳介質(zhì)5可以從例如US 5,961,804、US 6,120,839和US 6,130,774中獲知，并可以例如從E Ink公司獲得。作為示例，電泳介質(zhì)5包括白色流體中的負電黑色粒子6。當(dāng)帶電粒子6處于第一極限位置時，即第一電極3附近，作為電位差為例如15伏的結(jié)果，像素2的外觀為例如白色。這里考慮到像素2是從第二基板9的側(cè)面被觀測到。當(dāng)帶電粒子6處于第二極限位置，即第二電極4附近，作為相反極性的電位差是例如-15伏的結(jié)果，像素2的外觀為黑色。當(dāng)帶電粒子6處于中間位置之一時，即在電極3、4之間，像素2具有一中間外觀，例如灰度級在白色和黑色之間的淺灰、中間灰和深灰。驅(qū)動裝置100用于將每一像素2的電位差控制為一個復(fù)位電位差，該復(fù)位電位差具有使粒子6基本上占據(jù)了一個極限位置的一個復(fù)位值和一個復(fù)位持續(xù)時間，且隨后將每一像素2的電位差控制為一個灰度級電位差，該灰度級電位差能使粒子6占據(jù)與圖像信息對應(yīng)的位置。
圖3示意性地示出了電泳顯示裝置31的另一示例的部分的截面圖，例如多個顯示元件的尺寸，該顯示裝置包括底部基板32，具有位于兩個透明基板33、34之間的電子墨水的電泳薄膜，例如聚乙烯，一個基板33被提供有透明像素電極35，且另一基板34被提供為一透明反電極36。電子墨水包括多個大約為10到50微米的微囊37。每一微囊37包括懸浮在流體F中的帶正電的白色粒子38和帶負電的黑色粒子39。當(dāng)在像素電極35上施加正電場時，白色粒子38移動到微囊37指向反電極36的一側(cè)，且該顯示元件對于觀測者變?yōu)榭梢?。同時，黑色粒子39移動到微囊37的相對側(cè)，在那兒它們對于觀測者被隱藏。通過將負電場施加到像素電極35，黑色粒子39移動到微囊37指向反電極36的一側(cè)，且顯示元件對于觀測者(未示出)變黑。當(dāng)去除電場時，粒子38、39保持在所獲得的狀態(tài)，且顯示器顯示出雙穩(wěn)態(tài)特性且基本上不消耗能量。
圖4示意性地示出了圖像顯示裝置31的等效電路圖，該圖像顯示裝置31包括層疊在底部基板32上的電泳薄膜，該底部基板32被提供有源開關(guān)元件、行驅(qū)動器43和列驅(qū)動器40。優(yōu)選地，反電極36被提供在薄膜上方，該薄膜包括密封的電泳墨水，但是在利用面內(nèi)電場的情況下可以被選擇性地提供在底部基板上。顯示裝置31由有源開關(guān)元件驅(qū)動，在該示例中是薄膜晶體管49。該顯示裝置包括在行或選擇電極47以及列或數(shù)據(jù)電極41的交叉區(qū)域內(nèi)的顯示元件矩陣。行驅(qū)動器43連續(xù)地選擇行電極47，同時列驅(qū)動器40將數(shù)據(jù)信號提供給列電極41。優(yōu)選地，處理器45首先將輸入數(shù)據(jù)46處理為數(shù)據(jù)信號。列驅(qū)動器40和行驅(qū)動器43之間的相互同步是通過驅(qū)動線42發(fā)生。來自于行驅(qū)動器43的選擇信號通過薄膜晶體管49選擇像素電極，該薄膜晶體管49的柵極50電連接于行電極47，其源極51電連接于列電極41。存在于列電極41的數(shù)據(jù)信號通過TFT被傳送到連接漏極的顯示元件的像素電極52。在該實施例中，圖3中的顯示裝置還包括在每一顯示元件的位置處的附加電容器53。在該實施例中，附加電容器53與一條或多條存儲電容器線54相連。其它的開關(guān)元件例如二極管、MIM等可以代替TFT被使用。
作為示例(參見圖5)，在施加復(fù)位電位差之前子集的像素的外觀為白色(W)、淺灰(Lg)、深灰(Dg)或黑色(B)。另外，對應(yīng)于相同像素的圖像信息的圖像外觀是深灰色。對于這些示例，圖5中像素的電位差顯示為時間的函數(shù)。復(fù)位電位差(R)在復(fù)位期間即在復(fù)位周期期間具有例如15伏的電壓值。在這些示例中最大的復(fù)位持續(xù)時間例如為12幀時間，例如，如果幀時間為25毫秒，則對應(yīng)總時間為300毫秒。復(fù)位時間周期是0幀周期(為了將黑色復(fù)位為黑色)，4幀周期(為了將深灰復(fù)位為黑色)，8幀周期(為了將淺灰復(fù)位為黑色)直到12幀周期(為了將白色復(fù)位為黑色)。結(jié)果，在復(fù)位電位施加之后，每一像素具有實質(zhì)為黑色的外觀，表示為B。在施加復(fù)位脈沖后施加灰度級電位差(Gs)，該灰度級電位差為例如-15伏，且在該示例中持續(xù)時間為4幀時間，在該示例中4幀時間大約為100毫秒。結(jié)果，對于顯示圖像，在施加灰度級電位差后，像素具有深灰色(G1)外觀。這些示例顯示在圖5中，圖5示出在沒有施加靜止脈沖或減慢脈沖，即在本發(fā)明的范圍之外的情況下的驅(qū)動圖。
圖6是本發(fā)明所基于的基本知識。圖中最上面的部分示意性地說明粒子的運動，中間部分給出所施加的電壓，下面部分說明黑色的白色度。下面的結(jié)構(gòu)可以在圖6上部分的幫助下被解釋，其中白色和黑色粒子的詳細運動示意性地表示了兩個極限轉(zhuǎn)變白色到深灰色(左邊圖)和黑色到深灰色(右邊圖)。為了簡單起見，只用一個粒子進行討論，且對于白色粒子的全部描述也適用于黑色粒子。通過將負電壓施加于頂部電極，帶正電的白色粒子將需要最大時間來移動到底部電極(最大距離)。理想地，其理想位置示意性地說明在圖6中，較下部分，亮度級相同。然而，正如發(fā)明人已經(jīng)意識到的，實際上在關(guān)閉復(fù)位脈沖R后，因為移動速度逐漸接近零，所以白色(和/或黑色)粒子將進一步向電極的底部或頂部移動。當(dāng)在完成復(fù)位脈沖之后立即提供灰度級驅(qū)動脈沖GS，則沒有時間可用于粒子的松弛，這是因為它必須朝相反方向移動。在復(fù)位脈沖末端的粒子移動的速度(V末端復(fù)位)明顯地依賴于圖像的歷史，因此在驅(qū)動時初始速度和最終速度也依賴于圖像的歷史。從而灰度級錯誤將產(chǎn)生，這主要由粒子的位置決定。
圖7詳細地說明這一點，其中詳細示出了復(fù)位脈沖灰度級差異的轉(zhuǎn)變附近的灰度級的值。
在施加了復(fù)位脈沖之后，在松弛時間t松弛期間粒子繼續(xù)移動。換句話說，灰度級電位差要停止該潛在的移動需要一些時間。在復(fù)位脈沖后立即施加灰度級電位差將導(dǎo)致有效施加時間teff小于實際時間周期tGS且滿足公式teff＝tGS-t松弛。當(dāng)不施加復(fù)位脈沖時，正如當(dāng)原始圖像是黑色的情況下，松弛時間周期是零。結(jié)果，即使當(dāng)施加精確相同的復(fù)位脈沖和灰度級電位差，灰度級也存在差別ΔDg換句話說灰度級不同。因此，例如，當(dāng)棋板(黑色和白色區(qū)域)的圖像變成深灰區(qū)域時，棋板就會留下一余像，即它作為“幻像”仍舊可見。
圖8說明了本發(fā)明的一個實施例。在至少大于最大能量的50％的復(fù)位脈沖之間，在這種情況下是所有復(fù)位脈沖，施加靜止脈沖(Rp)。靜止脈沖的長度大于或等于松弛時間，即tRp≥t松弛。松弛時間依賴于粒子和材料的特性。復(fù)位脈沖的施加時間至少為2毫秒，優(yōu)選地是一幀時間并且優(yōu)選地其長于松弛時間t松弛。在施加復(fù)位脈沖之后的粒子的動量可能依賴于所施加的復(fù)位脈沖(復(fù)位脈沖越長動量越大)。因此在優(yōu)選的實施例中復(fù)位脈沖的長度是復(fù)位脈沖強度的函數(shù)。
圖9說明松弛時間、靜止脈沖Rp的施加時間、和灰度級電位差Gs的施加周期之間的關(guān)系。由于靜止脈沖，對于從白色通過黑色到深灰色的轉(zhuǎn)變，灰度級電位差的有效時間與從黑色到深灰色的轉(zhuǎn)變相同。
圖10說明本發(fā)明的一個實施例，其中在復(fù)位脈沖R和灰度級電位差Gs之間施加具有強度基本上小于復(fù)位值的減慢脈沖。結(jié)果是與圖5中示意性解釋的情況相比，在開始施加灰度級電位差的時候粒子動量的傳播被減小。該動量傳播的減小導(dǎo)致所獲得的灰度級的傳播的減小，即得到更一致的圖像。
注意到在本發(fā)明的概念中，復(fù)位電位差的施加可能包括，且在優(yōu)選的實施例中包括過復(fù)位的應(yīng)用。“過復(fù)位”表示復(fù)位電壓施加的方法，其中有目的的，至少對于一些灰度級狀態(tài)(中間狀態(tài))的轉(zhuǎn)變施加復(fù)位脈沖，其具有比將相關(guān)元件驅(qū)動到期望的極限光學(xué)狀態(tài)所需要的電壓差具有更長時間的電壓差。該過復(fù)位可以有利地確保達到極限光學(xué)狀態(tài)，或其可用于簡化施加方案，使得例如相同長度的復(fù)位脈沖用于將不同的灰度級復(fù)位到極限光學(xué)狀態(tài)。
簡單地，本發(fā)明可描述為一種電泳顯示面板(1)，包括驅(qū)動裝置(100)，該驅(qū)動裝置用于將每一像素(2)的電位差控制為；復(fù)位電位差，使得粒子(6)基本上占據(jù)一個極限位置，且隨后灰度級電位差，使得粒子(6)占據(jù)與圖像信息對應(yīng)的位置。
至少對于代表最大復(fù)位脈沖能量的50％或更多的復(fù)位電位差，該驅(qū)動裝置被設(shè)置在復(fù)位電位差和灰度級電位差之間施加一個或多個脈沖(Rp，SDp)，該脈沖具有基本上小于復(fù)位值的一電壓值。
本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解本發(fā)明不限于上面特別示出和描述的內(nèi)容。本發(fā)明包括在每個新特定的特征和每個特定特征的組合內(nèi)。權(quán)利要求中的附圖標記不限制它們的保護范圍。動詞“包括”的使用和其動詞變化不排除權(quán)利要求中所陳述的其它元件的存在。元件前的冠詞“一個”的使用不排除多個這種元件的存在。
也可以在任何計算機程序中以及任何計算機程序產(chǎn)品中、還有在任何程序產(chǎn)品中實施本發(fā)明，其中任何計算機程序包括程序編碼裝置，當(dāng)所述程序在計算機上運行時其用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法；任何計算機程序產(chǎn)品包括存儲于計算機可讀媒介上的程序編碼裝置，當(dāng)所述程序在計算機上運行時其用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法；任何程序產(chǎn)品包括用在根據(jù)本發(fā)明的顯示板中的，特別用于執(zhí)行本發(fā)明的操作的程序編碼裝置。
已經(jīng)根據(jù)特定的實施例描述了本發(fā)明，該特定的實施例對于本發(fā)明是說明性的，而不是限制性的。本發(fā)明可以通過硬件、固件、軟件或它們的組合來實現(xiàn)。其它的實施例包括在下面權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。
很明顯可能的多種變化都在本發(fā)明的范圍之內(nèi)而不脫離所附的權(quán)利要求的范圍。
權(quán)利要求
1.一種電泳顯示面板(1)，包括包含帶電粒子(6)的電泳介質(zhì)(5)；多個像素(2)；與各像素(2)相連的用于接收電位差的電極(3，4)；和驅(qū)動裝置(100)；該驅(qū)動裝置(100)被設(shè)置為將各像素(2)的電位差控制成為復(fù)位電位差，其具有一復(fù)位值和一復(fù)位持續(xù)時間，使得粒子(6)基本上占據(jù)一個極限位置，且隨后為灰度級電位差，使得粒子(6)占據(jù)與圖像信息對應(yīng)的位置，其中在施加相反號的復(fù)位電位差和灰度級電位差之間的時間周期中，至少對于代表最大復(fù)位脈沖能量的50％或更多的復(fù)位電位差，該驅(qū)動裝置還被設(shè)置為用于施加一個或多個脈沖(Rp，SDp)，該脈沖具有基本上小于復(fù)位值的電壓值。
2.如權(quán)利要求1所述的電泳顯示面板，其中在施加相反號的復(fù)位電位差和灰度級電位差之間的時間周期中，該驅(qū)動裝置被設(shè)置為對于所有復(fù)位電位差施加為一個或多個脈沖，該脈沖具有基本上小于復(fù)位值的電壓值。
3.如權(quán)利要求1所述的電泳顯示面板，其中該時間周期為至少一幀時間。
4.如權(quán)利要求1所述的電泳顯示面板，其特征在于該設(shè)備包括用于在復(fù)位脈沖和灰度級電位差之間施加一個或多個具有穩(wěn)定減小的電壓值的脈沖的裝置。
5.如權(quán)利要求1所述的電泳顯示面板，其中該設(shè)備包括用于在復(fù)位電位差和灰度級電位差之間施加具有零伏值的靜止脈沖的裝置。
6.如權(quán)利要求4所述的電泳顯示面板，其中該設(shè)備包括用于在復(fù)位電位差和灰度級電位差之間施加具有零伏值的靜止脈沖的裝置，該靜止脈沖持續(xù)至少2毫秒的時間。
7.一種驅(qū)動電泳顯示設(shè)備的方法，該設(shè)備包括包含帶電粒子(6)的電泳介質(zhì)(5)；多個像素(2)，在該方法中在施加灰度級電位差之前，將復(fù)位電位差施加于顯示設(shè)備的元件，其中在施加相反號的復(fù)位電位差和灰度級電位差之間的時間周期中，至少對于代表最大復(fù)位脈沖能量的50％或更多的復(fù)位電位差，施加具有基本上小于復(fù)位值的電壓值的一個或多個脈沖(Rp，SDp)。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中在施加相反號的復(fù)位電位差和灰度級電位差之間的時間周期中，對于所有復(fù)位電位差施加具有基本上小于復(fù)位值的電壓值的一個或多個脈沖(Rp，SDp)。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其中施加具有穩(wěn)定減小的電壓值的一個或多個脈沖(SDp)。
10.如權(quán)利要求7所述的方法，其中施加具有零伏電壓值的靜止脈沖。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中具有零電壓的靜止脈沖被施加的時間為至少2毫秒。
全文摘要
一種電泳顯示面板(1)包括驅(qū)動裝置(100)，該驅(qū)動裝置用于將各像素(2)的電位差控制為復(fù)位電位差，使得粒子(6)基本上占據(jù)一個極限位置，隨后將其控制為灰度級電位差，使得粒子(6)占據(jù)與圖像信息對應(yīng)的位置。在復(fù)位電位差和灰度級電位差之間的時間周期中，至少對于代表最大復(fù)位脈沖能量的50％或者更多的復(fù)位電位差，該驅(qū)動裝置還被設(shè)置為用于施加一個或多個脈沖(Rp，SDp)，該脈沖具有基本上小于復(fù)位值的電壓值。
文檔編號G09G3/34GK1864196SQ200480029200
公開日2006年11月15日 申請日期2004年10月5日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月7日
發(fā)明者G·周, 安居勝, M·T·約翰遜 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司