CN101490613B - 改进的显示器电极布局 - Google Patents

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Abstract

一种显示设备(10)，包括像素(13)的行和列的阵列。所述显示设备进一步包括被共同控制的多个第一电极(FE)，用于向阵列的每个像素提供公共信号(DS1)，被共同控制的多个第二电极(SE)，用于向阵列的每个像素提供另外的公共信号(DS2)，和多个像素寻址电极(AC1，AC2，AC3，AC4，TE，FRE)。至少所述多个第一和第二电极彼此平行而设，从而消除被共同控制的电极之间的交叉。

Description

改进的显示器电极布局
技术领域
本发明涉及一种用于显示设备的经改进的电极布局，特别用于平面内电泳显示设备。
背景技术
本领域技术人员公知的显示设备例如有液晶显示器(LCD)、薄膜二极管(TFD)显示器和电泳显示器。显示设备典型地包括以行和列的阵列设置的多个显示像素，并且所述像素可以由各个控制电极控制。所需要的控制电极的总数典型地取决于将被驱动的显示像素的种类和数量。
已知电泳显示器有很多年了；例如可从美国专利U S3612758中得知。电泳显示器的基本原理是显示器中封装的电泳材料的表现可由电场控制。
所谓的“平面内”电泳像素使用位于显示器衬底侧面的电场以将粒子从观看者看不到的屏蔽区域移至有源观察区域。移入或移出有源区域的粒子数量越大，像素的光学特征的变化也就越大。申请人的国际申请WO2004/008238给出了典型的平面内电泳显示器的实例。
对于显示设备的一个重要考虑是各个控制电极之间的交叉的数量。各个电极相互交叉的次数越多，这些交叉之一短路并将交叉电极连接在一起的几率越大。
因此，随着交叉数量的增加，制造过程的产量会减少，并且在显示器投入使用后发生错误的几率会增加。
此外，交叉典型地导致交叉电极之间的电容耦合，这会造成在每个电极承载的信号中引入噪声。
减少交叉数量的一种技术是在不同的衬底层上设置各个电极，从而将发生短路的风险最小化并减少电极之间的电容耦合。例如，TFD显示器可以包括设置于第一和第二衬底层之间的像素的行和列阵列，其中行寻址电极设置于第一衬底层上，列寻址电极设置于第二衬底层上。因此，行和列电极被像素材料间隔开，所述短路和电极间的电容耦合被最小化。美国专利US 4694287讨论了一种显示器背景下的类似方法，所述由被光学有源材料(例如LCD)间隔开的两个衬底形成。
然而，该方法需要在两个衬底上而非一个衬底上对电极进行构图，这增加了制造成本。
对于电极布局的另一重要考虑是，支撑电极所需的显示器区域的比例。如果电极占据了显示器的较大区域，则典型地显示器的较小区域可以用作有源像素区域，其可以被控制以赋予显示器其光学表现。有源像素区域(其光学表现可以被控制的区域)与无源像素区域(其光学表现不可以被控制的区域)的比例通常被看作开口率。开口率越高，能够被控制以改变像素的光学表现的像素的比例越高。高开口率使得更亮的显示器能够具有更高的对比度，因此期望将每个像素的由控制电极占据的区域最小化。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种相对于现有技术有所改进的电极布局。
根据本发明的第一方面，提供一种显示设备，包括像素的行和列的阵列，所述阵列包括：
被共同控制的多个第一电极，用于向阵列的每个像素提供公共信号，每个第一电极延伸经过一行像素或沿着一行像素延伸以向该行像素提供公共信号；
被共同控制的多个第二电极，用于向该阵列的每个像素提供另外的公共信号，每个第二电极延伸经过一行像素或沿着一行像素延伸以向该行像素提供另外的公共信号；
多个像素寻址电极，用于向像素提供数据以控制像素的光学表现；以及
其中至少所述多个第一和第二电极设置于公共衬底上。
因此，像素阵列中被共同控制的多个第一电极和被共同控制的多个第二电极之间的交叉被消除，通过在行方向上安排第一和第二电极以使得它们彼此平行。
被共同控制的多个电极包括所有被相同的(公共)驱动信号驱动的电极。例如，公共驱动信号中的电压脉冲会在所有被共同控制的多个电极上产生电压脉冲。影响被共同控制的多个电极中一电极的短路通常也影响公共驱动信号，因此也影响被共同控制的多个电极中的其它电极。因此，影响被共同控制的多个电极中一电极的短路，特别是被共同控制的多个电极中的一电极和被共同控制的另外多个电极中的一电极之间的短路，通常具有典型地导致显示器的表现出现最严重错误的深远影响。
因此，提出一种像素阵列中的电极布局，其将电极交叉的整体数量最小化，并消除了特定电极之间的电极交叉，如果所述特定电极短路，将对显示器性能造成最为破坏性的影响。
此外，每一行与从该行的第一像素延伸至该行的最后像素的第一电极相关联，从而将公共信号提供给该行的每个像素。而且，每一行可以与从该行的第一像素延伸至该行的最后像素的第二电极相关联，从而将另外的公共信号提供给该行的每个像素。
有利地，所述多个电极至少可以部分地形成用于控制显示设备的像素的无源矩阵。可替代地，所述多个电极至少可以部分地形成有源矩阵，并与显示设备的像素中的有源电路相结合。
此外，所述多个电极可以用于控制平面内电泳像素的阵列。
有利地，所述多个像素寻址电极可以包括多个第三电极和多个第四电极，其中每个第三电极延伸经过一行像素或沿着一行像素延伸，并且其中每个第四电极延伸经过一列像素或沿着一列像素延伸。因此，提供一种包括第三(行)电极和第四(列)电极的显示设备，其可以用于对阵列中的每个像素进行寻址。此外，由于第三电极在行方向上延伸，因此多个第一、第二和第三电极之间的交叉可以避免。
此外，所述多个第一、第二、第三和第四电极可以设置于公共衬底上，从而将制造成本最小化而没有大量交叉的危险。
此外，所述多个第一、第二和第三电极可以通过绝缘层而与所述多个第四电极绝缘，从而将制造显示设备的复杂性最小化。
此外，平面内电泳显示器可以具有这样的像素，每个像素包括第一显示电极、第二显示电极、栅电极和集电极。有利地，所述多个第一电极可以用于将公共信号提供给第一显示电极，所述多个第二电极可以用于将所述另外的公共信号提供给第二显示电极，所述多个第三电极可以用于控制所述栅电极，所述多个第四电极可以用于控制所述集电极。
此外，每个第一电极可以用于将所述公共信号提供给相应各行中像素的第一显示电极，每个第二电极可以用于将所述另外的公共信号提供给相应各行中包括的像素的第二显示电极。
可替代地，每个第一电极可以用于将所述公共信号提供给相应各行中像素的第一显示电极，每个第二电极可以用于将所述另外的公共信号提供给每对行中包括的像素的第二显示电极。因此，第二电极可以连接至两行像素(而不只是一行像素)的第二显示电极的部分或形成两行像素的第二显示电极的部分，从而将第二电极的整体数量减少。这实现了较高的开口率，因为电极占据了较少的显示器区域。由于交叉的整体数量减少，这也实现了较高的制造生产率以及在显示器使用过程中发生错误的风险更低。
附图说明
仅通过实例并参考附图描述本发明的实施例，附图中：
图1示出根据本发明第一实施例的显示设备的示意性附图；
图2示出根据本发明第二实施例的显示设备的示意性附图；
图3示出第二实施例的显示设备中包括的电泳像素的示意性附图；
图4示出用于将第二实施例的显示设备连接至驱动器芯片的柔性箔的示意性附图；
图5示出根据本发明第三实施例的包括十六个图3所示像素的显示设备的示意性附图；以及
图6示出第三实施例的显示设备中的四个图3所示像素形成一列的示意性附图。
具体实施方式
现在参考图1描述本发明的第一实施例。显示设备10包括设置于公共衬底11上的四行和四列像素13的阵列。显示设备10包括多个第一电极FE，多个第二电极SE，和用于每个像素的像素寻址电极。用于第一列的像素寻址电极标为AC1，用于第二列的标为AC2，用于第三列为AC3，用于第四列为AC4。所述多个第一电极FE全部由驱动信号DS1(公共信号)共同控制，所述多个第二电极SE全部由驱动信号DS2(另一公共信号)共同控制。所述多个像素寻址电极AC1、AC2、AC3和AC4用于向像素提供数据以控制每一个像素的光学表现。
显示设备中的每个像素具有三个接点：与第一电极FE的一个接点14，与第二电极SE的一个接点12，和与像素寻址电极的一个接点16。这些接点可以是与直接控制像素光学表现的像素电极的接点，或者它们可以是与用于控制像素的有源切换电路的接点。
每行像素具有延伸经过该行像素的第一电极FE，和延伸经过该行像素的第二电极SE。所述像素寻址电极在列方向上延伸，并且每个像素寻址电极从一像素向该阵列的更低端延伸。
在像素阵列的边缘和与DS1和DS2驱动信号的接点之间的任何位置，第一电极FE可以与驱动信号DS1连接在一起，第二电极SE可以与驱动信号DS2连接在一起。例如，电极可以在像素阵列的外周连接在一起，或者在像素阵列和驱动器芯片之间的柔性箔上连接在一起，或者甚至可以在驱动器芯片自身内部连接在一起。
第一电极FE和第二电极SE都在行方向上延伸，因此彼此平行。这将阵列中交叉的总数最小化，并去除了被共同控制的第一电极FE和被共同控制的第二电极SE之间的所有交叉。因此，短路的可能性特别是第一电极和第二电极之间的短路的可能性被最小化。
第一、第二和像素寻址电极都设置在公共衬底11上，因此不需要在其它衬底上对这些电极中的任何一个进行构图以便形成相同的显示设备。
为了简化，图1的显示设备只包括16个像素，虽然实际的显示设备可以包括成千上万的像素。
现在参考附图2、3和4描述本发明的第二实施例。
请看图2，平面内电泳显示设备20包括以四行和四列的阵列设置的16个邻接的像素30。有源区域(例如22)作为阴影区域示出，其被控制以改变像素光学表现。所述电泳显示设备还包括多个第一电极FE、多个第二电极SE和多个像素寻址电极，所述多个像素寻址电极包括多个第三电极TE和多个第四电极FRE。所述多个第一电极FE被共同控制，多个第二电极SE被共同控制，多个第三和第四电极被单独控制以便它们可以用于寻址各独立的像素。
在此实施例中，像素彼此邻接，因此多个电极延伸经过像素。然而，在其它实施例中，每个像素的边界的限定有所不同，因此多个电极可以被认为在像素旁沿着像素延伸而非延伸经过像素。例如，一像素可以被认为是一有源区域22。
多个第一FE、第二SE、第三TE和第四FRE电极都设置于公共衬底(40)上。所述多个第一、第二和第三电极在行方向上彼此平行而设，因此在阵列中彼此不交叉。所述多个第四电极与所述多个第一、第二和第三电极交叉，因此由绝缘层将它们与所述第一、第二和第三电极分开。
所述多个第一FE、第二SE、第三TE和第四FRE电极共同形成用于控制平面内电泳像素30的无源矩阵。
图3示出显示设备20的平面内电泳像素中的一个。像素30具有集电极CLTR、栅电极GTE、第一显示电极FVE和第二显示电极SVE。这四种电极用于控制有源区域22中存在的带电粒子的数量。典型地，集电极CLTR用于将带电粒子远离有源区域而保存起来，栅电极GTE用于将特定数量的带电粒子从集电极的区域吸引至栅电极的区域，第一显示电极FVE用于将带电粒子从栅电极区域拉至有源区域22，第二显示电极SVE用于将带电粒子从第一显示电极区域拉入有源区域22，从而改变像素光学表现。
在显示设备20中，每个像素的第一显示电极FVE是第一电极FE的一部分，它的第二显示电极SVE是第二电极SE的一部分，它的栅电极GTE是第三电极TE的一部分，它的集电极CLTR是第四电极FRE的一部分。
在显示设备20中，每个第一电极FE形成各行中像素的第一显示电极FVE的部分，每个第二电极SE形成各行中像素的第二显示电极SVE的部分，每个第三电极TE形成各行中像素的栅电极GTE的部分，每个第四电极FRE连接24至各列中像素的集电极CLTR。
为了寻址显示设备20，首先，像素的集电极CLTR和栅电极GTE由所述多个第三电极TE和第四电极FRE顺序地寻址，第二，像素的第一显示电极FVE全部由被共同控制的多个第一电极FE同时寻址，第三，像素的第二显示电极SVE全部由被共同控制的多个第二电极SE同时寻址。
图4示出所述多个第一电极FE和第二电极SE如何被共同连接至两个驱动信号DS1和DS2。衬底40承载着形成显示设备20的像素和多个第一、第二、第三和第四电极。为了简化，没有示出显示设备20的细节。围绕显示设备20外周的是八个连接衬垫(例如44)，其连接至显示设备20的第一电极FE和第二电极SE。然后，这些衬垫分别连接至柔性箔连接器42的八个连接衬垫(例如46)。柔性箔连接器将所有第一电极FE连接至连接衬垫用于接收驱动信号DS1，将所有第二电极SE连接至连接衬垫用于接收驱动信号DS2。通过将柔性箔连接至驱动器芯片可以接收驱动信号。使用附加的柔性箔来将所述多个第三和第四电极连接至驱动器芯片。
本实施例提供的电极布局将交叉的整体数量最小化，并且特别是在阵列中在被共同控制的多个第一电极和被共同控制的多个第二电极之间没有任何交叉。所述电极布局非常适用于平面内电泳像素，其每个像素均需要两个寻址电极和两个被共同控制的电极。
可以使用各向异性胶层(ACF)将柔性箔42粘于显示衬底40，这对于本领域技术人员是显而易见的。典型地，柔性箔中发生短路的几率远小于阵列电极之间交叉处发生短路的几率。
在可替换的实施例中，在显示设备20的外周周围，例如在衬底40上，可以将第一电极连接在一起，并将第二电极连接在一起。这样的优点在于从衬底40到柔性箔只需要两个连接(一个用于给第一电极的驱动信号，一个用于给第二电极的驱动信号)来连接驱动器芯片。此外，在外周电路中的第一和第二电极之间的任何交叉比在阵列中的情况更不易造成短路，因为在外周电路中比阵列中更易于形成鲁棒的交叉。
在另一实施例中，所有第一和第二电极可以直接连接至驱动器芯片。这需要与驱动器芯片有更多的连接(每个第一/第二电极要一个连接)，虽然由于典型地用于制造芯片的成熟工艺，在驱动器芯片中发生短路的风险非常低。
现在参考图5和6描述本发明的第三实施例。
图5示出平面内电泳显示设备50，其包括十六个图3所示的平面内电泳像素30，和与第二实施例的设置有所不同的多个第一FE、第二SE、第三TE和第四FRE电极。特别是，像素的相邻行彼此对称，因此每个第二电极形成行的各个相邻对中(而非如第二实施例情况中的每单个行中)的像素的第二显示电极的部分。
由于这造成第二电极的数量更低，因此阵列中交叉的数量更低，从而发生短路的几率被减小。此外，有更多的阵列区域可以用作有源像素区域，因此显示器的亮度和对比度得到提高。
图6更加详细地示出显示设备50的一列四个像素30。所述四个像素分别被标为60、62、64和66，并且具有各自的有源区域61、63、65和67。像素的第一显示电极FVE形成显示设备50的第一电极FE的部分，像素的第二显示电极SVE形成显示设备50的第二电极SE的部分，像素的栅电极GTE形成显示设备50的第三电极TE的部分，像素的集电极CLTR连接52至显示设备50的第四电极FRE。从图6可以看出，第二显示电极SVE之一在行的相邻对的像素62和64之间被共享。很显然，如果行数增加，在行的相邻对的像素之间被共享的第二显示电极的数量也增加。
对称行布局也使得集电极CLTR能够在相邻行的像素之间被共享，进一步增加了阵列中可以用作有源区域的面积。
总之，公开了一种具有改进的电极布局的显示设备。所述显示设备包括像素的行和列的阵列。所述显示设备进一步包括被共同控制的多个第一电极，用于向每个像素提供公共信号，被共同控制的多个第二电极，用于向每个像素提供另外的公共信号，以及多个用于寻址各个像素的像素寻址电极。至少多个第一电极和多个第二电极彼此平行而设，以便消除被共同控制的电极之间的交叉。
虽然附图中参考了行和列，但是可以理解的是这些项目可以互换。例如，如果显示器被旋转90°，则可以将行看作列，将列看作行。实质上，行和列在彼此正交的方向上延伸。
落入权利要求范围中的其它实施例对于本领域技术人员也是显而易见的。特别是，这里所述的实施例的各个特征可以进行合并以形成其它实施例。权利要求中的附图标记不构成对权利要求范围的限制。

Claims (9)

1.一种显示设备(10)，包括平面内电泳像素(13)的行和列的阵列，所述阵列包括：
多个第一电极(FE)，用于向阵列的每个像素提供公共驱动信号(DS1)，每个第一电极延伸经过一行像素或沿着一行像素延伸；
多个第二电极(SE)，用于向阵列的每个像素提供另外的公共驱动信号(DS2)，每个第二电极延伸经过一行像素或沿着一行像素延伸；和
多个像素寻址电极(AC1，AC2，AC3，AC4，TE，FRE)，用于向像素提供数据以控制像素的光学表现；
其中至少所述多个第一和第二电极设置于公共衬底(11，40)上；
其特征在于，第一电极(FE)一起连接到公共驱动信号(DS1)，并且第二电极(SE)一起连接到另外的公共驱动信号(DS2)。
2.根据权利要求1的显示设备，其中：
每一行像素与从该行的第一像素延伸至该行的最后像素的第一电极相关联；并且
每一行像素与从该行的第一像素延伸至该行的最后像素的第二电极相关联。
3.根据权利要求1或2的显示设备，其中所述多个电极至少部分地形成无源矩阵用于控制显示器的像素。
4.根据前述任一权利要求的显示设备，其中所述多个像素寻址电极包括多个第三电极(TE)和多个第四电极(FRE)，每个第三电极延伸经过一行像素或沿着一行像素延伸，并且每个第四电极延伸经过一列像素或沿着一列像素延伸。
5.根据权利要求4的显示设备，其中所述多个第一、第二、第三和第四电极都设置于公共衬底(40)上。
6.根据权利要求5的显示设备，其中一绝缘层将所述多个第一、第二和第三电极与所述多个第四电极绝缘。
7.根据权利要求4到6中任意一项的显示设备，其中每个像素包括：
第一显示电极(FVE)，所述第一显示电极连接至第一电极的一部分或形成第一电极的一部分；
第二显示电极(SVE)，所述第二显示电极连接至第二电极的一部分或形成第二电极的一部分；
栅电极(GTE)，所述栅电极连接至第三电极的一部分或形成第三电极的一部分；以及
集电极(CLTR)，所述集电极连接至第四电极的一部分或形成第四电极的一部分。
8.根据权利要求7的显示设备，其中每个第一电极连接至各个行中像素的第一显示电极的部分或形成各个行中像素的第一显示电极的部分，每个第二电极连接至各个行中像素的第二显示电极的部分或形成各个行中像素的第二显示电极的部分。
9.根据权利要求7的显示设备，其中每个第一电极连接至各个行中像素的第一显示电极的部分或形成各个行中像素的第一显示电极的部分，每个第二电极连接至各对行中像素的第二显示电极的部分或形成各对行中像素的第二显示电极的部分。
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