CN101425251A - 电泳显示装置的驱动方法和电泳显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够抑制闪烁的发生、并且能够通过一次写入得到足够的反射率(对比度)的电泳显示装置的驱动方法。电泳显示装置(3)具备包括电泳元件的显示面板(30)、在共用电极和像素电极之间施加电压来驱动电泳显示元件的驱动电路(43)、以及控制驱动电路(43)的控制器(42)。包括图像改写步骤,控制器(42)对共用电极施加重复两个不同电位的共用电极驱动脉冲,对各像素电极根据显示的更新内容施加上述两个不同电位中的任意一个而使图像变化。图像改写步骤包括对共用电极施加第一脉冲的第一脉冲施加步骤和对共用电极施加脉宽比第一脉冲长的第二脉冲的第二脉冲施加步骤。
Description
技术领域
本发明涉及电泳显示装置的驱动方法和电泳显示装置。
背景技术
已知有当对在溶液中使电泳粒子分散而成的分散液施加了电场时电泳粒子由于库仑力而迁移的现象(电泳现象),已开发出利用了该现象的电泳显示装置。但是,现有的电泳显示装置在像质上还有很大的改良余地。
例如,作为液晶显示器和其它显示器的代表性驱动方法,已知有使像素电极的电位可变并且使共用电极的电位也可变的方法(通常被称为共享)。在电泳显示装置中也提出过该共享的驱动方法(参照专利文献1)。
按照该驱动方法,能够用高电位和低电位这两个值控制像素电极和共用电极的电位。因此,能谋求驱动电位的低电压化,电路结构也简单,能够廉价地制造。此外,在作为驱动电路使用了TFT(Thin Film Transistor)的情况下,能够通过降低上述驱动电位而确保TFT的可靠度。
[专利文献1]日本特开昭52-70791号公报
但是,该基于共享的驱动方法存在以下所示的课题。
例如,对共用电极施加脉宽为200毫秒的脉冲信号而进行共享时会发生闪烁,用户会感到不适。即,在进行了基于共享的驱动的情况下,尤其是驱动的初期颜色变化剧烈,所以易于发生闪烁。
作为其对策,当输入短的脉冲、例如脉宽为20毫秒的脉冲信号来进行共享时能防止闪烁,但产生了如下课题,即,施加电压的脉宽短,所以不能使粒子移动到足够饱和,只能得到稍低的反射率。
另外,在使用了脉宽短的脉冲信号的情况下,不能通过一次写入得到足够的反射率。因此,例如,在使用了白色和黑色的电泳粒子的电泳显示装置中,在从白显示改写为白显示的像素和从黑显示改写为白显示的像素中反射率不同,结果产生了在像中产生不匀和残像这样的课题。
发明内容
因此,本发明的目的在于,提供一种电泳显示装置的驱动方法和电泳显示装置,能够抑制闪烁的发生,并且能够通过一次写入得到足够的反射率(对比度)。
本发明的电泳显示装置的驱动方法,上述电泳显示装置包括:电泳元件,其使含有电泳粒子的分散液介于共用电极和多个像素电极之间;驱动单元,其在上述共用电极和上述多个像素电极之间施加电压来驱动上述电泳显示元件;以及控制单元,其控制上述驱动单元,其特征在于:上述驱动方法包括图像改写步骤,在上述图像改写步骤中,对上述共用电极施加重复两个不同电位的共用电极驱动脉冲,根据显示的更新内容来对各像素电极施加上述两个不同电位中的任意一个而使图像变化,上述图像改写步骤包括:第一脉冲施加步骤,将第一脉冲作为上述共用电极驱动脉冲施加给上述共用电极,以及第二脉冲施加步骤,在上述第一脉冲施加步骤之后执行,并且,将脉宽比上述第一脉冲长的第二脉冲作为上述共用电极驱动脉冲施加给上述共用电极。
在此,上述第一脉冲和第二脉冲的各脉宽的具体例子根据成为驱动对象的电泳显示装置的特性进行设定。
具体来说,第一脉冲的脉宽可以取为在图像改写步骤的前半部分对成为驱动对象的电泳显示装置施加了第一脉冲时,在不发生闪烁的范围内尽量长的脉宽。即,在图像改写步骤的前半部分,当施加脉宽比较长的脉冲时,基于共享的驱动的初期颜色变化剧烈,因此有时发生闪烁。另一方面,当施加脉宽短的脉冲时能防止闪烁,但会在图像改写上花时间。因此,在图像改写步骤的前半部分施加的第一脉冲优选的是,在不发生闪烁的范围内尽量长的脉宽。
另一方面,第二脉冲的脉宽可以设定为在图像改写步骤的后半部分对成为驱动对象的电泳显示装置施加了第二脉冲时,能提高显示图像的对比度且能防止保持性退化的范围。即,在图像改写步骤的后半部分,即使施加比上述第一脉冲的脉宽长的脉冲,也处于饱和状态,颜色变化缓慢,所以难以发生闪烁。而且,如果使第二脉宽长,则对比度提高,所以第二脉冲的脉宽的下限可以设定为使对比度在预先设定的预定值以上。此外,由本发明人的实验可以确认,如果第二脉宽过长,则改写后的图像的保持性降低,所以第二脉冲的脉宽的上限可以设定为图像保持性不降低的值。
如上述那样,第一脉冲和第二脉冲的脉宽可以根据成为驱动对象的电泳显示装置的特性进行设定。例如,第一脉冲的脉宽可以设定为不足25毫秒,第二脉冲的脉宽可以设定为25毫秒以上。如果举一个例子的话,可以将第一脉冲的脉宽设定为20毫秒,将第二脉冲的脉宽设定为100~200毫秒。
此外,脉宽是指在交替施加两个不同电位、例如V1=H电平和V2=L电平这两个不同电位的脉冲信号中V1=H电平的信号部分的脉冲长度。通常,V1=H电平的脉宽和V2=L电平的脉宽是相同的,所以也可以将上述脉宽设为V2=L电平的信号部分的脉冲长度。
按照本发明,在改写图像的图像改写步骤中,最先进行第一脉冲施加步骤,然后执行第二脉冲施加步骤,由此能够使施加到共用电极的脉冲信号的脉宽变化。
在此,第一脉冲的脉宽比第二脉冲短,所以电泳粒子的移动量少,但能够防止用户可识别的闪烁的发生。
另一方面,第二脉冲的脉宽比第一脉冲长,所以有可能发生用户可识别的闪烁,但能够增大电泳粒子的移动量,能够使电泳粒子移动达到足够饱和,例如作为黑显示或白显示能得到足够的反射率。
因此,在本发明中,可以在例如施加第二脉冲时闪烁显著的区间、例如从黑显示变化为白显示的情况下从由黑显示开始变化的时刻到在某种程度上接近白显示的时刻的区间(图像改写步骤的前半部分)施加第一脉冲,在即使施加第二脉冲闪烁也不显著的区间、例如在由黑显示变化为白显示的情况下在某种程度上接近白显示之后的区间(图像改写步骤的后半部分)施加第二脉冲。
因此,能够抑制闪烁的发生,并且,能够通过一次写入得到足够的反射率(对比度)。
在本发明中,优选的是,在上述图像改写步骤中,在变化后的图像的反射率达到被设定为作为目标的极限到达反射率的至少80%以上的阈值之前,执行上述第一脉冲施加步骤,在达到上述阈值之后,执行上述第二脉冲施加步骤。
在此,上述作为目标的极限到达反射率表示考虑消耗电流和显示响应等在电泳显示装置设计时等作为目标而设定的反射率。
例如,作为黑显示的极限到达反射率可以设定为4%,也可以设定为6%等其它的反射率。在黑显示的情况下,反射率越小,与白显示的对比度越高,能够提高显示质量,但因为黑粒子的移动量变大,所以产生功耗的增加和显示响应的降低等。因此,黑显示的极限到达反射率可以考虑显示质量和功耗、显示响应等的平衡进行设定。
同样,作为白显示的极限到达反射率,可以设定为47%,也可以设定为45%等其它的反射率。在白显示的情况下,反射率越大,与黑显示的对比度越高,能够提高显示质量,但因为白粒子的移动量变大,所以产生功耗的增加和显示响应的降低等。因此,白显示的极限到达反射率也可以考虑显示质量和功耗、显示响应等的平衡进行设定。
而且,例如,在将白显示的作为目标的极限到达反射率设定为47%、将图像从黑显示更新为白显示的情况下,将阈值设定为极限到达反射率的90%时,在反射率成为47%×0.9=42.3%这一阈值之前执行第一脉冲施加步骤,当达到作为阈值的42.3%时,执行第二脉冲施加步骤。
另一方面,在将黑显示的作为目标的极限到达反射率设定为4%、将图像从白显示更新为黑显示的情况下,将阈值设定为极限到达反射率的90%时,在反射率达到作为阈值的13.6%之前执行第一脉冲施加步骤,当达到作为阈值的13.6%时,执行第二脉冲施加步骤。另外,黑显示的阈值可以将反射率0%置换为—100%求出。即,可以设反射率4%=4—100=—96%,求出—96%×0.9=—86.4%,设阈值=100—86.4=13.6%而求出。
按照这样的本发明,在反射率达到作为目标的极限到达反射率的预定比例即阈值之前,施加第一脉冲进行驱动,所以能够防止闪烁的发生。即,进行向不同颜色改写的驱动的前半部分颜色变化剧烈,因此易于发生闪烁,但在本发明中,反射率达到上述阈值之前的驱动前半部分,因为施加了脉宽短的第一脉冲,所以能够防止闪烁的发生。
另一方面,在反射率超过了阈值的情况下,因为施加第二脉冲进行驱动,所以能够充分提高反射率,能够提高显示质量。即,进行向不同颜色改写的驱动的后半部分各粒子的移动处于饱和状态,颜色变化缓慢,所以难以发生闪烁。在本发明中,反射率达到上述阈值之后的驱动后半部分,因为施加了脉宽长的第二脉冲,所以能够防止闪烁的发生,并且提高显示质量。
上述阈值通常可以设定在80~90%的范围。当阈值不足80%时,将成为反射率的变化比例大的区域,所以在转换为第二脉冲时有可能闪烁显著。另一方面,当阈值在90%以上时,用第一脉冲驱动的期间长,达到作为目标的极限到达反射率之前的时间长。因此,根据电泳显示装置的特性,通常将阈值设定在80~90%左右即可。
但是,根据电泳显示装置,有时即使将阈值设定为不足极限到达反射率的80%或极限到达反射率的90%以上也能确保必要的特性。在这样的情况下,也可以将上述阈值设定为不足极限到达反射率的80%或极限到达反射率的90%以上。即,可以根据应用本发明的电泳显示装置的特性设定阈值。
在本发明中,优选的是,上述第二脉冲的脉宽处于上述第一脉冲的脉宽的2倍到30倍的范围。
当第二脉冲的脉宽不足第一脉冲的脉宽的2倍时,各脉冲的脉宽差小,所以转换脉冲时的特性没有太大差别,不能进行有效的驱动控制。
另一方面,在第二脉冲的脉宽比第一脉冲的脉宽的30倍大的情况下,转换脉冲时的特性的差别过大,仍然不能进行有效的驱动控制。此外,当第二脉冲的脉宽过大时,结束驱动之后,会发生显示保持性的退化。
对此,如本发明那样,如果将第二脉冲的脉宽设定为第一脉冲的脉宽的2倍到30倍的范围,则转换各脉冲时的特性变化的平衡优良,能够进行有效的驱动控制,能够防止显示保持性的退化。
但是,根据电泳显示装置,有时即使将第二脉冲的脉宽由第一脉冲的脉宽的2~30倍的范围稍作改变,也能确保必要的特性。在这样的情况下,也可以将第二脉冲的脉宽设定为超过第一脉冲的脉宽的2~30倍的范围。
在本发明中,优选的是,上述电泳元件包括用于进行第一色显示的第一色的电泳粒子和用于进行第二色显示的第二色的电泳粒子,上述第一色的电泳粒子和第二色的电泳粒子的粒子大小不同。上述共用电极驱动脉冲是重复使图像变化成第一色显示的第一色写入用电压和使图像变化成第二色显示的第二色写入用电压的脉冲。在上述第一色的电泳粒子比第二色的电泳粒子大的情况下,上述图像改写步骤中的上述共用电极驱动脉冲的最后的脉冲是第一色写入用电压,在上述第二色的电泳粒子比第一色的电泳粒子大的情况下,上述图像改写步骤中的上述共用电极驱动脉冲的最后的脉冲是第二色写入用电压。
在电泳显示装置中,在微胶囊内将第二色粒子(例如黑粒子)和第一色粒子(例如白粒子)配置在分散液中。因此,在各粒子大小不同的情况下,大的粒子移动时的阻力大,难以移动。此外,使图像改写步骤中的最后的脉冲为用于驱动大的粒子的脉冲,能够使大的粒子更加移动到胶囊壁侧,能够提高对比度。
例如,在第一色粒子比第二色粒子大的情况下,施加了第一色写入用电压之后,最后施加第二色写入用电压时,有时反射率在最终时刻下降。
对此,如本发明那样,如果在最后施加第一色写入用电压,则能够防止反射率在最终时刻下降。
此时,优选的是,在上述第一色的电泳粒子比第二色的电泳粒子大的情况下,上述图像改写步骤中的上述共用电极驱动脉冲的最初的脉冲是第一色写入用电压,在上述第二色的电泳粒子比第一色的电泳粒子大的情况下,上述图像改写步骤中的上述共用电极驱动脉冲的最初的脉冲是第二色写入用电压。
在本发明中,共用电极驱动脉冲从施加大的粒子的写入用电压开始,然后持续交替施加各粒子的写入用电压,最后,施加大的粒子的写入用电压。例如,在第一色粒子比第二色粒子大的情况下,从施加第一色写入用电压开始,然后,持续交替施加第二色写入用电压、第一色写入用电压,最后施加第一色写入用电压。
即,按照本发明,可以使施加大的粒子的写入用电压的次数比施加小的粒子的写入用电压的次数多。
在电泳显示装置中,粒子尺寸大的粒子比尺寸小的粒子移动速度慢。因此,通过增加大的粒子的写入用电压的施加次数,能够使移动速度慢的大的粒子充分移动,能够提高显示质量。
本发明的电泳显示装置包括:电泳元件,其使含有电泳粒子的分散液介于共用电极和多个像素电极之间;驱动单元,其在上述共用电极和上述多个像素电极之间施加电压来驱动上述电泳显示元件;以及控制单元,其控制上述驱动单元,其特征在于:上述控制单元包括图像改写单元,上述图像改写单元对共用电极施加重复两个不同电位的共用电极驱动脉冲,根据显示的更新内容对各像素电极施加上述两个不同电位中的任意一个而使图像变化,上述图像改写单元包括:第一脉冲施加部,其将第一脉冲作为上述共用电极驱动脉冲施加给上述共用电极;以及第二脉冲施加部,其在上述第一脉冲施加部将第一脉冲施加给上述共用电极之后动作,并且,将脉宽比上述第一脉冲长的第二脉冲作为上述共用电极驱动脉冲施加给上述共用电极。
按照本发明,在改写图像的图像改写单元中,具备第一脉冲施加部和第二脉冲施加部,所以能够使对共用电极施加的脉冲信号的脉宽变化。
在此,第一脉冲的脉宽比第二脉冲短,所以电泳粒子的移动量少,但能够防止用户可识别的闪烁的发生。
另一方面,第二脉冲的脉宽比第一脉冲长,所以有可能发生用户可识别的闪烁,但能增加电泳粒子的移动量,能够使电泳粒子移动到充分饱和,例如作为黑显示或白显示能得到足够的反射率。
因此,在本发明中,可以在例如施加第二脉冲时闪烁显著的区间、例如从黑显示变化为白显示的情况下从由黑显示开始变化的时刻到在某种程度上接近白显示的时刻施加第一脉冲,在即使施加第二脉冲闪烁也不显著的区间、例如在由黑显示变化为白显示的情况下在某种程度上接近白显示之后施加第二脉冲。
因此,能够抑制闪烁的发生,并且,能够通过一次写入得到足够的反射率(对比度)。
按照本发明的电泳显示装置的驱动方法和电泳显示装置,能够抑制闪烁的发生,并且,能够通过一次写入得到足够的反射率(对比度)。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式中的钟表的正视图。
图2是表示上述实施方式的钟表的电路结构的框图。
图3是上述实施方式的显示面板的剖视图。
图4是表示上述实施方式的微胶囊的示意图。
图5是表示基于作为本发明的比较例的驱动方法的反射率的变化的曲线图。
图6是表示上述实施方式的作用在粒子和胶囊壁之间的能量的说明图。
图7是表示上述实施方式的显示处理步骤的流程图。
图8是表示上述实施方式的图像改写步骤的流程图。
图9是表示上述实施方式的驱动信号的时序图。
图10是说明上述实施方式的显示改写状态的说明图。
图11是表示上述实施方式的反射率的变化的曲线图。
图12是表示本发明的第二实施方式的驱动信号的时序图。
图13是表示第二实施方式的反射率的变化的曲线图。
图14是表示本发明的第三实施方式的驱动信号的时序图。
图15是表示第三实施方式的反射率的变化的曲线图。
具体实施方式
以下,参照附图说明本发明的实施方式。
关于第二实施方式以后的说明,对与第一实施方式相同的结构标记同一标号,省略或简略说明。
[第一实施方式]
参照图1~图11说明本发明的第一实施方式。
[1.整体结构]
图1是使用了本实施方式的电泳显示装置的电子钟表1的正视图。该电子钟表1包括矩形环状的壳体2和电泳显示装置3。另外,在壳体2上设有表把5、按钮6、7。
[2.电泳显示装置的结构]
电泳显示装置3如图2所示,包括显示面板30和驱动该显示面板30并具有计时部的驱动控制单元40。
[3.驱动控制单元的结构]
驱动控制单元40包括电源41、控制整个钟表1的控制器42、驱动电路43、检测电路44、以及计时部45。
驱动电路43由驱动器IC构成以执行显示面板30的显示控制。检测电路44检测表把5和按钮6、7的操作,计时部45具有晶体振荡电路以对时刻计时。
由上述控制器42构成本发明的控制单元,由驱动电路43构成驱动单元。
控制器42用于控制驱动电路43,具备数据传送单元421、图像改写单元422。图像改写单元422具备第一脉冲施加部423和第二脉冲施加部424。
数据传送单元421具备图像信号处理电路和定时产生器。该数据传送单元421生成表示显示在显示面板30上的图像和字符的显示数据和用于维持显示的刷新数据等,并向驱动电路43输出。
此外,图像改写单元422与来自数据传送单元421的显示数据和刷新数据的输出连动,由第一脉冲施加部423和第二脉冲施加部424对共用电极(在图2中省略图示)输出脉冲信号(共用电极驱动脉冲)。
驱动电路43根据由控制器42输出的信号来控制显示面板30。在本实施方式中,如后述那样,显示面板30为有源矩阵驱动,具备用于驱动各像素的低温多晶硅TFT电路。
因此,驱动电路43具备向TFT电路的扫描线输出预定的扫描线信号的扫描线驱动电路431、和向TFT电路的数据线输出预定的数据线信号的数据线驱动电路432。
[4.显示面板的结构]
显示面板30如图3所示,从表面侧起层叠表面玻璃31、共用电极32、电泳层33、像素电极34、TFT电路层35、以及背面玻璃36而构成。表面玻璃31和背面玻璃36并不限于透明的玻璃,也可以由透明的树脂构成。
在TFT电路层35中,构成有上述扫描线驱动电路431、由扫描线驱动电路431驱动的TFT电路。TFT电路层35如在图2中示意性示出的,具备彼此正交配置的多条扫描线351和多条数据线352。而且,在这些扫描线351和数据线352的交叉部分,设有省略图示的开关用晶体管和存储器单元等。而且,各晶体管与设于各像素的像素电极34连接,控制着对像素电极34提供电压。
另一方面,共用电极32由ITO(Indium Tin Oxide)等的透明电极材料构成。该共用电极32被设于几乎整个显示面板30。即,像素电极34被设于显示面板30的各个像素上,但共用电极32被设为对各像素共用。
电泳层33具备与共用电极32接合的多个微胶囊330。微胶囊330如图4所示,被封入了多个带电粒子分散而成的电泳粒子分散液。在电泳粒子分散液中,分散有黑色的电泳粒子(以下称为黑粒子)331和白色的电泳粒子(以下称为白粒子)332,构成了两种颜色的微粒流体方式的电泳层。这些黑粒子331和白粒子332呈彼此不同的极性带电,在本实施方式中,黑粒子331带负电,白粒子332带正电。
在本实施方式中,微胶囊330的直径约为30μm(0.03mm)、黑粒子331的直径为10~30nm、白粒子332的直径为100~300nm。
此外,如图3所示,像素电极34的宽度尺寸L1约为0.09mm,像素电极34间的缝隙的宽度尺寸L2约为0.01mm。
而且,在本实施方式中,第一色被设为白色,由白粒子332构成第一色粒子。另外,第二色被设为黑色,由黑粒子331构成第二色粒子。
显示面板30的侧面用跨表面玻璃31和背面玻璃36而设的密封剂等密封。利用该表面玻璃31、背面玻璃36以及密封剂密封了电泳层33等。
[5.基于电泳的显示]
通过在共用电极32和像素电极34间产生电位差,各微胶囊330的黑粒子331和白粒子332进行电泳,从表面玻璃31侧观察时各微胶囊330的显示色发生变化。
即,在像素电极34为低电平电位(L电位,在图3中示为“—”)、共用电极32为高电平电位(H电位)的情况下,由其电位差产生从共用电极32朝向像素电极34的电场。因此,带正电的白粒子332向像素电极34侧移动,并且,带负电的黑粒子331向共用电极32侧移动。因此,在从表面玻璃31侧观察时,像素电极34的电位比共用电极32的电位低的部分呈黑色显示。
与该黑色显示的情况相反,在设像素电极34为高电平电位(H电位,在图3中示为“+”)、共用电极32被转换为低电平电位(L电位)的情况下,电场的方向反转,显示面板30上的显示呈白色。
另外,通过根据电压的施加时间来调整黑粒子331、白粒子332的移动量,能够显示黑和白之间的色阶的中间色。
当停止电场施加时,黑粒子331、白粒子332的移动也停止,此时的显示色被保持。
[6.显示面板的驱动步骤]
接下来,说明显示面板30的驱动步骤。
首先,说明显示面板30的驱动特性。如上述那样,在进行基于共享的驱动控制的情况下,对共用电极32输入交替施加H电位和L电位的矩形脉冲信号。在图5中,示出作为该脉冲信号施加了脉宽为20毫秒的第一脉冲时和施加了脉宽为100毫秒从而比上述第一脉冲长的第二脉冲时反射率的变化。
反射率是由反射率计测定显示面板30的显示而得到的测量值,本实施方式的显示面板30在黑显示的情况下,图5所示的反射率为4%左右,在白显示的情况下,反射率为45~47%左右。
在图5中,示出最初是反射率约为4%的黑显示、在曲线图的横轴的经过2秒的时刻输入驱动信号而使之变化为白显示的例子。
图5的虚线51是对共用电极32施加了第二脉冲的例子。第二脉冲的脉宽长达100毫秒,所以反射率的变化剧烈,但在第二脉冲从L变化为H时反射率下降,该反射率的下降变化较大,所以识别为闪烁现象。
但是,最终的反射率达到47%左右,作为白显示的质量与实线52的情况相比是优良的。
另一方面,图5的实线52是对共用电极32施加了第一脉冲的例子。第一脉冲的脉宽短至20毫秒,所以反射率的变化比虚线51平缓,但在第一脉冲从L变化为H时的反射率的下降小,不能被识别为闪烁现象。
但是,最终的反射率停留在45%左右,作为白显示的质量与虚线51的情况相比较差。
在对共用电极32施加的脉冲从L电平变化为H电平的情况下,对白显示的像素电极34施加H电平信号,对共用电极32和像素电极34施加相同电位的电压,所以,在理论上,应该在各电极32、34之间不产生电位差,各粒子331、332不移动,反射率不会下降。
但是,实际上,例如在施加了L电平信号的黑显示的像素电极34相邻配置的情况下受到其影响,或由于在TFT电路层35等产生漏电流而发生电压降低等,由上述各种因素导致反射率下降。
本发明掌握了这样的基于对共用电极32施加的脉冲信号的脉宽的特性,进行能够使得闪烁现象不被识别且能够提高显示质量的驱动控制。
即,在改写显示的步骤中,施加了脉宽短的第一脉冲之后,施加脉宽长的第二脉冲,从而提高了显示质量。
在此,参照图6说明通过进行这样的控制能够防止闪烁现象、提高显示质量的理由。
图6是示意地表示微胶囊330和黑粒子331、白粒子332的图。因此,在图6中,各粒子331、332以相同的大小表现。
如上述那样,各粒子331、332带电。因此,在各粒子331、332和胶囊壁330A、或各粒子331、332之间能量(引力)发生作用。
在此,不同颜色的粒子彼此之间、即黑粒子331和白粒子332之间,以不同符号(正和负)带电,所以以强的能量相接触。
另外,相同颜色的粒子彼此之间、即黑粒子331彼此之间、白粒子332彼此之间以相同符号带电,但各粒子331、332存在带电的差别,所以以弱的能量相接触。
在图6中,用箭头示意地表示出在各粒子331、332之间、粒子331、332和胶囊壁330A之间作用的能量。箭头的粗细和长短表示能量的强度,箭头越粗越长,表示越强的能量发生作用。
而且,在改写图像的情况下,需要克服在上述各粒子331、332之间等作用的能量(引力)而使各粒子331、332移动。即,需要将各粒子331、332从其它粒子331、332和胶囊壁330A剥离,并使之向相反侧的胶囊壁330A移动,从而充分挤压到该胶囊壁330A上。因此,为了图像改写而施加的脉冲(第一脉冲和第二脉冲)需要使脉宽在预定宽度以上以能够施加某种程度的能量。
另一方面,当脉宽过长时,闪烁现象发生。即,当脉宽长时作用于各粒子331、332的能量也大,因此各粒子331、332的移动量变大。另外,在转换了施加脉冲的电压时,在理论上应该成为相同电位的电极32、34之间实际上产生电位差,所以当脉宽长时各粒子331、332向反方向返回的移动量变大。例如,当在图6的黑粒子331集中在微胶囊330的表面侧的状态下输入使该黑粒子331移动到微胶囊330的相反侧(背面侧)的脉宽长的脉冲时,由于被施加了大的能量,所以黑粒子331的移动量变大,在分散液中大幅移动。因此,黑粒子331移动到例如从表面侧无法辨认的位置。而且,当施加到共用电极32的脉冲的电位在L和H之间变化时,在理论上,应该在各电极32、34之间不产生电位差,各粒子331、332不移动,但是,实际上,由于如上所述的各种因素,例如,在电压不同的相邻像素电极上产生的电场、横向的漏电流引起的电压下降等而产生电位变化,黑粒子331向反方向移动,例如返回到从表面侧在某种程度上可辨认的位置。由此,如图5所示,反射率在短时间内大幅变化,所以发生闪烁现象。
对此,如果脉宽短则各粒子331、332的移动量小,返回量更小。因此,如图5所示,反射率的变化比例也小,所以能防止闪烁现象的发生。
然后,当各粒子331、332在微胶囊330内在某种程度上移动而无法辨认之后,即使施加脉宽大的脉冲(第二脉冲),由于反射率的变化小,所以也不会发生闪烁现象。例如,在使黑粒子331从微胶囊330的表面侧移动到背面侧时,从黑粒子331无法辨认的状态进一步施加脉宽大的脉冲而使黑粒子331移动。接下来,当转换共用电极32的电位时,黑粒子331略微向反方向返回,但其返回量比上述移动方向的移动量小,所以黑粒子331无法辨认的状态不变。因此,如图5所示,反射率的变化小,不发生闪烁现象。
此外,在改写步骤的后半部分,当施加第二脉冲时,能够对各粒子331、332施加大的能量。因此,能够使各粒子331、332移动到微胶囊330的相反侧的壁上,从而充分挤压到该壁上,能够提高对比度。
但是,根据本发明人的实验,明确了当第二脉冲的脉宽过长时,在结束驱动之后,作为颜料的各粒子331、332不保留,结果发生退色,图像的保持性降低。
因此,图像改写步骤的前半部分(从初期到中期)施加脉宽短的脉冲(第一脉冲)在能防止闪烁现象这一点上是优选的,上述步骤的后半部分(从中期到后期)施加脉宽长的脉冲(第二脉冲)在能提高对比度这一点上是优选的。
出于以上观点,由于当脉宽短时粒子331、332的移动量小,所以第一脉冲优选设定为在不发生闪烁现象的范围内尽量长的脉宽。
另一方面,由于当脉宽短时,将粒子331、332挤压到胶囊壁330A上的力弱,对比度降低,当脉宽过长时,粒子331、332不保留,图像的保持性降低,所以第二脉冲可以设定为能够确保预定的对比度、并且能够防止保持性降低的范围的脉宽。
接下来,参照图7、8的流程图说明电泳显示装置3的驱动方法。
如图7的流程图所示,控制器42在改写显示面板30的显示的情况下,首先,执行由数据传送单元421控制驱动电路43而向各像素传送数据的数据传送步骤(S1)。
接下来,控制器42执行由图像改写单元422根据所传送的数据改写在显示面板30上显示的图像的图像改写步骤(S2)。
在图像改写步骤S2中,如图8所示,控制器42由第一脉冲施加部423对共用电极32施加第一脉冲(S21)。在本实施方式中,如图9所示,施加到共用电极(COM)32的第一脉冲是脉宽(信号电平为H电平的部分和L电平的部分)为20毫秒的矩形波信号。即,第一脉冲是周期为40毫秒的脉冲信号。
然后,第一脉冲施加部423将第一脉冲输出预定次数。该次数可以预先通过实验求出相对于显示面板30的作为目标的极限到达反射率达到预定比例(例如80~90%左右)的次数,根据其实验结果进行设定。在本实施方式中,第一脉冲施加部423被设定为在使黑显示的像素变化为白显示的情况下,将1个周期为40毫秒的第一脉冲输出100个周期、即40毫秒×100=4秒钟。
此外,在图像改写步骤S2中,控制器42针对像素电极34,对进行黑显示的像素输出L电平的信号,对进行白显示的像素输出H电平的信号。
在图9的时序图中,对像素A进行白显示,所以对像素电极34输出H电平的信号。另外,对像素B进行黑显示,所以对像素电极34输出L电平的信号。
在图10中,示意地示出了对共用电极32和像素电极34施加了各电平的信号时的黑粒子331和白粒子332的移动状态。
即,如图10(A)所示,对共用电极32施加了H电平的信号时,施加了相同的H电平的信号的像素A在共用电极32和像素电极34之间不产生电位差,所以各粒子331、332不移动。
另一方面,对共用电极32施加了H电平的信号时,施加了L电平的信号的像素B在共用电极32和像素电极34之间产生电位差。因此,被施加了负电的黑粒子331移动到被施加了H电平的信号的共用电极32侧,被施加了正电的白粒子332移动到被施加了L电平的信号的像素电极34侧。
此外,如图10(B)所示,对共用电极32施加了L电平的信号时,施加了相同的L电平的信号的像素B在共用电极32和像素电极34之间不产生电位差,所以各粒子331、332不移动。
另一方面,对共用电极32施加了L电平的信号时,施加了H电平的信号的像素A在共用电极32和像素电极34之间产生电位差。因此,被施加了正电的白粒子332移动到被施加了L电平的信号的共用电极32侧,被施加了负电的黑粒子331移动到被施加了H电平的信号的像素电极34侧。
因此,在本实施方式中,共用电极32为H电平时,对像素电极34输入L电平信号而向选择了黑显示的像素写入黑显示。另外,共用电极32为L电平时,对像素电极34输入H电平信号而向选择了白显示的像素写入白显示。
在本实施方式中,第一脉冲从L电平开始因此进行白显示的写入,然后,交替进行黑显示写入和白显示写入,最后以黑显示写入结束。另外,第二脉冲也从L电平开始因此进行白显示的写入,然后,交替进行黑显示写入和白显示写入,最后以黑显示写入结束。
另外,白显示的写入控制和黑显示的写入控制严格来说错开20毫秒进行,但由于其转换时间短,所以被用户认为各显示的变化同时进行。
接着,如图11所示,在第一脉冲施加步骤S21中,施加到共用电极32的第一脉冲的脉宽短至20毫秒,所以第一脉冲的信号电平的转换时的反射率的下降小。该反射率的下降如图11所示,在从黑显示转换为白显示的情况下,在第一脉冲从L电平变化为H电平时产生,但通过使第一脉冲的脉宽缩短为20毫秒等,可以减小到看着显示面板30的用户不能识别为闪烁的程度。由此,能防止由闪烁给用户带来不适。
当第一脉冲施加步骤S21结束时,控制器42通过第二脉冲施加部424对共用电极32施加第二脉冲(S22)。在本实施方式中,如图9所示,第二脉冲是脉宽(信号电平为H电平的部分和L电平的部分)为100毫秒的矩形波信号。即,第二脉冲是周期为200毫秒的脉冲信号。
然后,第二脉冲施加部424将第二脉冲输出预定次数。该次数可以预先通过实验求出达到显示面板30的作为目标的极限到达反射率的次数,根据其实验结果进行设定。在本实施方式中,控制器42被设定为在使黑显示的像素变化为白显示的情况下,将1个周期为200毫秒的第二脉冲输出2个周期、即200毫秒×2=0.4秒钟。
在该第二脉冲的施加步骤S22的结束时刻,如图10(C)所示,对于各像素A、B部分,黑粒子331和白粒子332分别移动到共用电极32侧和像素电极34侧,从共用电极32侧即表面玻璃31侧观察为白显示(像素A)、黑显示(像素B)。
在第二脉冲施加步骤S22中,使用了脉宽比第一脉冲大的第二脉冲,所以,如图11所示,反射率的下降稍大,但已经达到作为目标的极限到达反射率附近,反射率的下降被抑制在不能作为闪烁识别的程度。另外,第二脉冲的脉宽是第一脉冲的大约5倍,1个脉冲的电压施加时间长,相应地,能够增加各粒子331、332的移动来增大反射率的变化。因此,能够使第二脉冲施加步骤S22的结束时刻的最后的到达反射率比仅使用了第一脉冲时的高,显示质量也提高。
另外,控制器42在第二脉冲的施加步骤S22结束时,中止向共用电极32和像素电极34输入信号,将各电极32、34控制为高阻抗状态(S23)。在该驱动停止状态(S23)下,在共用电极32和像素电极34之间不产生电位差,显示面板30的显示维持通过图像改写步骤S2(第一脉冲施加步骤S21、第二脉冲施加步骤S22)写入的图像。
然后,控制器42在每次更新显示面板30上显示的图像时,按照图7、8的流程图进行显示的更新控制。例如,在如图1那样显示年、月、日、时、分的时刻数据的情况下,分的部分在每分钟更新显示,所以,控制器42对显示分的像素部分在每分钟进行显示的更新控制。控制器42对其它的数据显示部分也根据各自的更新间隔进行显示的更新控制。
按照以上的本实施方式,具有以下这样的效果。
(1)在图像改写步骤S2中,最初进行第一脉冲施加步骤S21,所以,能够减小反射率的下降,能够防止闪烁的发生。另外,在图像改写步骤S2的最后进行第二脉冲施加步骤S22,所以能够达到与仅将第一脉冲施加给共用电极32的情况相比更高的反射率,能够进行进一步提升电泳显示元件的对比度性能的控制,提高显示质量。
因此,在使用了电泳显示元件的显示面板30中,能够实现平稳的高品质显示改写,并且,能够提高显示特性而不使用户感到不适。
(2)此外,图像改写步骤S2中的总驱动时间,与图5所示的用1种脉冲驱动的情况几乎不变,所以能防止功耗的增加。因此,不会阻碍由于在维持图像显示时没有功耗而能实现节电的电泳显示装置的特性。
(3)并且,通过设置第一脉冲施加步骤S21和第二脉冲施加步骤S22,能够进行使各粒子331、332完全移动到各电极32、34侧的饱和驱动。因此,能够减少以前的图像浮现出来的残像现象。
[第二实施方式]
接下来,说明本发明的第二实施方式的钟表。
第二实施方式的钟表如图12所示,控制器42的驱动脉冲、尤其是第二脉冲施加步骤S22中的第二脉冲的输入数与第一实施方式不同。其它的结构与上述第一实施方式相同,因此省略说明。
即,控制器42在进行显示的更新控制的情况下,根据上述第一实施方式的图7、8的流程图进行控制。
在此,在第一脉冲施加步骤S21中,如图12所示,控制器42(第一脉冲施加部423)进行与第一实施方式相同的控制。即,对共用电极32施加第一脉冲,对进行白显示的像素A施加H电平信号,对进行黑显示的像素B施加L电平信号。
控制器42在将第一脉冲施加步骤S21持续4秒钟之后,由第二脉冲施加部424进行第二脉冲施加步骤S22。在第二脉冲施加步骤S22中,控制器42将1个脉宽为100毫秒的L电平的第二脉冲施加给共用电极32。
然后,控制器42停止向各电极32、34提供信号,执行取为高阻抗状态的驱动停止步骤S23。
在这样的第二实施方式中,如图13的曲线图所示,反射率发生变化。
在这样的第二实施方式中,也能获得与上述第一实施方式相同的作用效果。
(4)此外,作为第二脉冲施加步骤S22中的第二脉冲,仅施加L电平的信号,以白显示的写入结束,所以在第二脉冲中没有从L电平到H电平的变更,如图13所示,能够防止第二脉冲施加步骤S22中的反射率的下降。
另一方面,在第一实施方式中,输入2个周期的第二脉冲(输入2次100毫秒的L电平信号),所以能够进一步提高最终的反射率。
(5)另外,从在第一脉冲施加步骤S21中L电平即白显示的写入开始,到在第二脉冲施加步骤S22中L电平即白显示的写入结束,所以,能够使白显示的写入比黑显示的写入多一次。
因此,能够提高白显示的反射率,能够提高显示质量。即,如前所述,在本实施方式中,黑粒子331比白粒子332小,所以黑显示的响应速度比白显示快,即使短的脉冲也能充分移动。因此,即使黑显示的写入数比白显示的写入数少,也能在黑显示时得到足够的反射率(例如4%)。
因此,如果像本实施方式那样进行控制,使响应速度比黑显示慢的白显示的写入数多,并且作为脉宽长的第二脉冲施加白显示的写入用信号,能够使黑显示和白显示都分别达到作为目标的极限到达反射率(例如黑显示为4%、白显示为48%),能够可靠地使显示面板30的电泳显示元件饱和驱动。
[第三实施方式]
接下来,说明本发明的第三实施方式。
第三实施方式如图14所示,控制器42的驱动脉冲、尤其是第二脉冲施加步骤S22中的第二脉冲的输入数与第一、第二实施方式不同。其它的结构与上述第一、第二实施方式相同,因此,简略或省略说明。
即,控制器42在进行显示的更新控制的情况下,根据上述第一实施方式的图7、8的流程图进行控制。
在此,在第一脉冲施加步骤S21中,如图14所示,控制器42进行与第一实施方式相同的控制。即,对共用电极32施加第一脉冲,对进行白显示的像素A施加H电平信号,对进行黑显示的像素B施加L电平信号。
但是,在第三实施方式中,不同之处在于,第一脉冲的输入从H电平即黑显示的写入开始。
控制器42在将第一脉冲施加步骤S21持续4秒钟之后,进行第二脉冲施加步骤S22。在第二脉冲施加步骤S22中,控制器42将脉宽为100毫秒的H电平和L电平的第二脉冲向共用电极32施加1个周期。即,第二脉冲在脉宽为100毫秒的H电平信号之后输入脉宽为100毫秒的L电平信号而结束。
然后,控制器42停止向各电极32、34提供信号,执行取为高阻抗状态的驱动停止步骤S23。
在这样的第三实施方式中,如图15所示,反射率发生变化。
在这样的第三实施方式中,也能获得与上述第一、第二实施方式相同的作用效果。
(6)此外,作为第二脉冲施加步骤S22中的第二脉冲,在输入了H电平信号之后施加L电平的信号,以白显示的写入结束,所以,如图15所示,能够在第二脉冲施加步骤S22的最后使反射率提高而结束控制,相应地,能够抑制反射率的下降。即,在从第一脉冲施加步骤S21转换到第二脉冲施加步骤S22时,施加到共用电极32的脉冲信号从L电平信号变化为H电平信号,但第一脉冲的脉宽短,所以在第二脉冲施加步骤S22中转换为H电平信号后反射率的下降小。而且,在第二脉冲施加步骤S22中,不会像第一实施方式那样从脉宽长的L电平信号转换为H电平信号,所以能防止像第一实施方式那样在第二脉冲施加步骤S22的最后反射率下降。因此,能够提高白显示的反射率,能够提高显示质量。
[本发明的变形例]
以上,具体示出了本发明的实施方式,但不限于上述各实施方式,本发明在不脱离其主旨的范围内可进行各种改良、变形。
在上述各实施方式中,在更新图像显示时必须执行包括第一脉冲施加步骤S21、第二脉冲施加步骤S22的图像改写步骤S2。与此相对,也可以根据显示内容使得能够选择本发明的基于图像改写步骤S2的应对了闪烁的驱动控制和仅使用了脉宽长的脉冲的不应对闪烁的驱动控制。
例如,也可以通常进行本发明的应对了闪烁的驱动控制,仅在积极地要求显示变化的情况下,为了将闪烁用作图像显示效果之一而进行不应对闪烁的驱动控制。要求显示变化的情况是指,例如像处于报警时刻之时、显示警告画面时、有效地表现显示表现中的雪或枯叶落下的状态时那样,在使闪烁发生反而能有效地显示图像的情况下,也可以进行不应对闪烁的驱动控制。
另外,上述第一脉冲的脉宽和第二脉冲的脉宽不限定为上述实施方式的例子。这些脉宽可以根据控制对象的电泳显示元件的特性等进行设定。
具体来说,第一脉冲可以设定为短到即使在图像改写步骤的初期施加第一脉冲评价者也不能识别闪烁的发生的程度的脉宽。而且,为了增大各粒子331、332的移动量,优选设定为在不能识别闪烁的发生的范围内尽量长的脉宽。
此外,第二脉冲可以在图像改写步骤的后半部分施加了第二脉冲时提高图像的对比度且能确保图像保持性的范围内设定脉宽。
举一个例子,第一脉冲的脉宽优选不足25毫秒,第二脉冲的脉宽优选25毫秒以上。
尤其是,优选将第二脉冲的脉宽设定为第一脉冲的脉宽的2~30倍左右。
如果第一脉冲的脉宽过短,则不能使各粒子331、332移动,所以需要预定的宽度。即,需要适当设定第一脉冲的脉宽的下限值,例如设定为15毫秒以上等。
此外,如果第二脉冲的脉宽过长,则用户判断出黑显示和白显示的写入交替进行,并且,图像的改写要花费时间,并且,图像保持性降低。因此,需要适当设定第二脉冲的脉宽的上限值,例如设定为200~300毫秒以下等。
因此,第二脉冲的脉宽并不限于第一脉冲的脉宽的2~30倍的范围,只要满足上述条件,也可以超过2~30倍的范围。
另外,转换脉宽不同的各种脉冲的施加的阈值,并不限定为作为目标的极限到达反射率的80~90%的范围,可以不足80%,也可以大于90%。具体的阈值可以根据应用本发明的电泳显示装置3进行设定。
此外,在上述实施方式中,施加第一脉冲和第二脉冲这两种脉冲,但也可以将脉宽不同的3种以上的脉冲从脉宽短的脉冲开始顺次转换来施加。
例如,可以最初施加脉宽为20毫秒的第一脉冲,反射率达到作为目标的极限到达反射率的70%之后,施加脉宽为60毫秒的第二脉冲,反射率达到作为目标的极限到达反射率的85%之后,施加脉宽为100毫秒的第三脉冲。
另外,也可以顺次施加脉宽为20、21、22、...97、98、99、100毫秒的、每周期各延长1毫秒的第1~n脉冲。
如果能够这样使施加的脉宽更多阶段变化,则具有能够使闪烁更加不显著并且能够使反射率平稳地变化到作为目标的极限到达反射率、能够实现平稳的高品位显示改写的优点。
在上述各实施方式中,在使用了利用TFT电路的有源矩阵驱动电路的点矩阵方式的显示面板30上应用了本发明,但也可以将本发明应用于具有与数字等显示图形对应的形状的电极的段式显示面板。在段式显示面板中,不必设置数据传送单元421或数据传送步骤S1。
在上述实施方式中,进行了基于黑粒子331和白粒子332的黑白双粒子类的电泳,但并不限于此,也可以进行蓝白等单粒子类的电泳,另外,也可以是黑白以外的组合。
此外,通过本发明人的实验可以确认,本发明的电泳显示装置3及其驱动方法在使用电泳显示装置3的环境温度发生了变化的情况下也能取得效果。因此,本发明可用于在各种温度环境下使用的各种电泳显示装置。
本发明的电泳显示装置能够广泛应用于具有使用了电泳显示元件的显示面板的各种电子设备中,作为这样的设备,例如可以例示PDA(Personal Digital Assistants)、手机、数字照相机、摄像机、打印机、个人电脑等。
以上记载公开了用于实施本发明的最佳结构、方法等,但本发明并不限于此。即,本发明主要对特定的实施方式特别进行了图示并进行了说明,但本领域技术人员可不脱离本发明的技术思想和目的的范围而对以上所述的实施方式在形状、材质、数量、其他详细的结构上加以各种变形。
因此,限定了以上公开的形状、材质等的记载是为了易于理解本发明而例示记载的,并不限定本发明,因此,使用除这些形状、材质等限定的一部分或全部的限定以外的部件名称的记载包含在本发明中。
Claims (6)
1.一种电泳显示装置的驱动方法,上述电泳显示装置包括:
电泳元件,其使含有电泳粒子的分散液介于共用电极和多个像素电极之间;
驱动单元,其在上述共用电极和上述多个像素电极之间施加电压来驱动上述电泳显示元件;以及
控制单元,其控制上述驱动单元,
其特征在于:
上述驱动方法包括图像改写步骤,在上述图像改写步骤中,对上述共用电极施加重复两个不同电位的共用电极驱动脉冲,根据显示的更新内容来对各像素电极施加上述两个不同电位中的任意一个而使图像变化,
上述图像改写步骤包括:
第一脉冲施加步骤,将第一脉冲作为上述共用电极驱动脉冲施加给上述共用电极,以及
第二脉冲施加步骤,在上述第一脉冲施加步骤之后执行,并且,将脉宽比上述第一脉冲长的第二脉冲作为上述共用电极驱动脉冲施加给上述共用电极。
2.根据权利要求1所述的电泳显示装置的驱动方法,其特征在于:
在上述图像改写步骤中,在变化后的图像的反射率达到被设定为作为目标的极限到达反射率的至少80%以上的阈值之前,执行上述第一脉冲施加步骤,
在达到上述阈值之后,执行上述第二脉冲施加步骤。
3.根据权利要求1或2所述的电泳显示装置的驱动方法,其特征在于:
上述第二脉冲的脉宽处于上述第一脉冲的脉宽的2倍到30倍的范围。
4.根据权利要求1至3的任意一项所述的电泳显示装置的驱动方法,其特征在于:
上述电泳元件包括用于进行第一色显示的第一色的电泳粒子和用于进行第二色显示的第二色的电泳粒子,上述第一色的电泳粒子和第二色的电泳粒子的粒子大小不同,
上述共用电极驱动脉冲是重复使图像变化成第一色显示的第一色写入用电压和使图像变化成第二色显示的第二色写入用电压的脉冲,
在上述第一色的电泳粒子比第二色的电泳粒子大的情况下,上述图像改写步骤中的上述共用电极驱动脉冲的最后的脉冲是第一色写入用电压,
在上述第二色的电泳粒子比第一色的电泳粒子大的情况下,上述图像改写步骤中的上述共用电极驱动脉冲的最后的脉冲是第二色写入用电压。
5.根据权利要求4所述的电泳显示装置的驱动方法,其特征在于:
在上述第一色的电泳粒子比第二色的电泳粒子大的情况下,上述图像改写步骤中的上述共用电极驱动脉冲的最初的脉冲是第一色写入用电压,
在上述第二色的电泳粒子比第一色的电泳粒子大的情况下,上述图像改写步骤中的上述共用电极驱动脉冲的最初的脉冲是第二色写入用电压。
6.一种电泳显示装置,上述电泳显示装置包括:
电泳元件,其使含有电泳粒子的分散液介于共用电极和多个像素电极之间;
驱动单元,其在上述共用电极和上述多个像素电极之间施加电压来驱动上述电泳显示元件;以及
控制单元,其控制上述驱动单元,
其特征在于:
上述控制单元包括图像改写单元,上述图像改写单元对共用电极施加重复两个不同电位的共用电极驱动脉冲,根据显示的更新内容对各像素电极施加上述两个不同电位中的任意一个而使图像变化,
上述图像改写单元包括:
第一脉冲施加部,其将第一脉冲作为上述共用电极驱动脉冲施加给上述共用电极;以及
第二脉冲施加部,其在上述第一脉冲施加部将第一脉冲施加给上述共用电极之后动作,并且,将脉宽比上述第一脉冲长的第二脉冲作为上述共用电极驱动脉冲施加给上述共用电极。
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