CN101506727A - 电泳显示装置 - Google Patents

Abstract

一种电泳显示装置，包括显示像素的行和列的阵列。每个像素包括第一和第二行电极(12a、12b)以及第一和第二列电极(14a、14b)。每个行和列电极具有支路(12a’、12b’、14a’、14b’)从而在电极和电极支路之间限定四个重叠。在四个支路/电极重叠的每一个之间，设置各自的颗粒储存器(40a、40b、40c、40d)，各支路/电极对用于控制与各自的颗粒储存器(40a、40b、40c、40d)相关联的颗粒的移动。这提供了可以实现为无源矩阵的显示器设计，其对每个带有四种颗粒的像素仅需要两个列电极和两个行电极。

Description

电泳显示装置

技术领域

本发明涉及电泳显示装置。

背景技术

电泳显示装置是双稳显示技术的一个实例，其使用颗粒在电场内的移动来提供选择性光散射或吸收功能。

在一个实例中，白色颗粒悬浮在吸收性液体中，而电场可以用来将颗粒带到装置的表面。在该位置，颗粒可以执行光散射功能，从而显示器呈现白色。远离顶面的移动使得液体的颜色看起来例如是黑色。在另一实例中，可以有两种类型的颗粒悬浮在透明流体中，例如黑色带负电颗粒和白色带正电颗粒。存在大量不同的可能构造。

已经认识到，由于电泳显示装置的双稳性(不施加电压就可以保持图像)使得其功耗低，并且由于不需要背光或偏振器，所以可以形成薄的显示装置。它们也可以由塑料材料制成，并且在这种显示器的制造中也存在低成本的卷盘到卷盘(reel-to-reel)加工的可能性。

如果要保持尽可能低的成本，则使用直接驱动寻址方案。显示装置的最简单的构造是分段反射显示器(segmented reflectivedisplay)，并且该类型的显示器对大量的应用都是足够的。分段反射电泳显示器具有低的功耗、良好的亮度，并且在运行中也是双稳的，因此即使当该显示器关闭时也能够显示信息。

然而，使用矩阵寻址方案提供了改进的性能和通用性。使用无源矩阵寻址的电泳显示器典型地包括下电极层、显示介质层和上电极层。偏压选择性地施加到上和/或下电极层中的电极上以控制与被偏置的电极相关联的显示介质的一个(或多个)部分的状态。

另一种类型的电泳显示装置使用所谓的“面内转换(in planeswitching”。该类型的装置使用颗粒在显示材料层中选择性的侧向移动。当颗粒向侧向电极移动时，在颗粒之间出现开口，通过该开口可以看见下面的表面。当颗粒随机分散时，其阻挡光到下面表面的通道，所看见的是颗粒的颜色。颗粒可以是有色的而下面的表面是黑色或白色，或者颗粒可以是黑色或白色，而下面的表面有色。

面内转换的优点是装置可以适于透射操作、或者透射反射操作。特别地，颗粒的移动产生光的通道，从而可以通过材料实现反射和透射操作这两者。这使得能够使用背光而不是反射操作来照明。面内电极可以全部设置在一个基板上，或者两个基板都可以设置有电极。

有源矩阵寻址方案也用于电泳显示器，并且当要求具有高分辨率灰度级的明亮的全色显示器时，通常需要这些有源矩阵寻址方案。这样的装置正在被开发用于标牌和广告牌显示的应用，以及作为电子橱窗和环境照明应用中的(像素化，pixellated)光源。

颜色可以使用滤色器或有色反射器来实现，并且显示像素则简单地用作灰度级装置。然而，滤色是以亮度为代价的。

该问题的解决方案是使用面内可控非散射青色、洋红(magenta)、黄色和黑色颗粒的双叠层，例如WO2005/093508中描述的。这就保证了最大的亮度，因为每个像素都可以具有每一种颜色。然而，该解决方案仍然有缺陷：其需要昂贵的有源矩阵，并且全色像素需要四个独立的有源矩阵薄膜晶体管(TFT)。

无源矩阵的使用提供了一种更低成本的解决方案，并且如上所述单色无源矩阵面内电泳显示器确实是已知的，例如US 6639580中所示。对每个像素，都需要行电极、列电极和公共电极。

在无源矩阵寻址方案内，具有阈值响应(threshold response)的电泳材料的使用也是已知的。矩阵寻址典型地包括使用列数据线轮流将数据写入每行。所述寻址方案要求：当数据正被写入一行时，列线上的数据不破坏已经写到之前行的数据。对于有源矩阵装置，有源矩阵开关提供了已经写入的像素与列线的所需的隔离。已经对无源矩阵寻址方案提出了电泳材料的阈值响应的使用，以实现像素数据的这种独立写入。该寻址方案对行和列(如果需要，还有公共电极)提供电压，从而利用电泳材料的阈值响应。

然而存在的困难是，将无源矩阵方法推广到全色实现。

而且，一种方法将是：使用四种不同的有色颗粒，并提供四个列电极、四个行电极和公共电极以控制像素颗粒。该数量的寻址导体使得制造过程复杂化并且使用大量的像素空间，因此这不是对提供全色无源矩阵寻址的问题的实用的解决方案。

发明内容

根据本发明，提供一种电泳显示装置，其包括显示像素的行和列的阵列，

其中每个像素包括第一和第二行电极以及第一和第二列电极，

其中第一列电极具有与第一行电极重叠的支路，

第一行电极具有与第二列电极重叠的支路，

第二列电极具有与第二行电极重叠的支路，并且

第二行电极具有与第一列电极重叠的支路，

并且其中在四个支路/电极重叠的每一个之间，设置相应的颗粒储存器，各支路/电极对用于控制与各自的颗粒储存器相关联的颗粒的移动。

因此，本发明提供可以实现为无源矩阵的显示器设计，其对具有四种颗粒的每个像素仅需要两个列电极和两个行电极。这节省了可观数量的连接。

与每个颗粒储存器相关联的颗粒的移动优选地具有阈值电压行为，从而可以实现无源矩阵寻址方案。

储存器优选地限定像素观看区之外的区域，并且像素的中心部分限定观看区。在观看区内每个像素优选地包括第一和第二颗粒室，第一和第二颗粒室中一个堆叠在另一个之上。这样，每个室可以包含两种不同的有色颗粒，从而两个室一起可以用于提供全色显示输出。

随后一个颗粒室连接到两个储存器，而另一个颗粒室连接到其他两个储存器。与颗粒室相关联的储存器之一中的颗粒优选地具有带正电的颗粒，而与相同颗粒室相关联的另一个储存器中的颗粒具有带负电的颗粒。这实现了对颗粒从所述两个储存器的移动的独立控制。

第一和第二行电极可以用于控制与颗粒室之一相关联的储存器的颗粒的移动，而第一和第二列电极可以用于控制与另一个颗粒室相关联的储存器的颗粒的移动。行电极可以在一个平面中而列电极可以在另一个平面中，且颗粒室夹在其间。

第一和第二行电极支路可以用于利用阈值来控制与所述另一个颗粒室相关联的储存器内的颗粒的移动，而第一和第二列电极支路用于利用阈值来控制与所述颗粒室之一相关联的储存器内的颗粒的移动。这使得能够通过使用阈值电压和不同的颗粒极性来独立控制四种不同颗粒。

因此，该显示器具有用于控制颗粒储存器内(特别是储存器的横向上和下)的颗粒的阈值电压，但该阈值电压不用于控制可见像素区和储存器顶部之间的侧向面内颗粒移动。因此，通过使用横向(transverse)移动和阈值，以及使用没有阈值的侧向(lateral)颗粒移动，实现了对四个颗粒种类的独立控制。

阈值可以由储存器的底部和相应电极支路之间的层提供。

优选地，储存器和颗粒室之间的颗粒的移动基本是侧向的，从而提供面内转换，然而储存器储存颗粒移动的侧向平面之外的颗粒。这避免了颗粒在储存器和室之间的扩散。

颗粒优选地包括吸收颗粒，例如，在所述四个储存器中的每一个存储器中为青色、洋红、黄色和黑色颗粒之一。

像素可以被两个行电极及两个列电极界定，并且每个像素也可以基本被两个行电极支路及两个列电极支路界定。

每个行和列电极可以在两个相邻像素之间共享，从而使用一半数量的连接，并减小短路的风险。当然，这是以略微损失分辨率为代价的。

本发明还提供一种驱动电泳显示装置的方法，电泳显示装置包括显示像素的行和列的阵列，每个像素包括用于四个不同颗粒种类的四个颗粒储存器、第一和第二行导体以及第一和第二列导体，所述方法包括：

通过驱动所有颗粒种类到它们各自的储存器中来复位显示像素；

使第一种类的颗粒朝向相应储存器的易接近面(access surface)移动，并使第二种类的颗粒朝向相应储存器的易接近面移动，对各像素依次进行颗粒移动；

在第一室内散布第一和第二种类的颗粒，对所有像素并行进行散布，并提供颗粒从储存器的易接近面到像素的观看区中的侧向移动；

使第三种类的颗粒朝向相应的储存器的易接近面移动，并使第四种类的颗粒朝向相应的储存器的易接近面移动，对各像素依次进行颗粒移动；并且

在第二室内散布第三和第四种类的颗粒，对所有像素并行进行散布，并提供颗粒从储存器的易接近面到像素的观看区中的侧向移动。

该方法在两个室内提供对四个颗粒种类的独立控制。可以将保持电压施加到行和列导体以完成驱动周期。

移动颗粒优选地包括施加行和列导体电压，从而使得仅对所选择的像素超过行和列导体对之间的阈值电压，像素储存器之一被设置在行和列导体对之间。只有当超过阈值时，颗粒才会被控制以移动，并且这使得能够独立控制每个像素内每个颗粒种类。

复位显示像素可以包括：

使四个种类的颗粒从像素的观看区朝向其各自的储存器的易接近面侧向移动；

使第一和第二种类的颗粒在相应的储存器内朝向相应的储存器的底部表面移动；并且

使第三和第四种类的颗粒在相应的储存器内朝向相应的储存器的底部表面移动。

因此，所述方法使用观看区之外的侧向移动和横向移动来储存颗粒或者将其从各自的储存器释放。

附图说明

现在将会参考附图来详细描述本发明的实例，其中：

图1示出本发明的像素布局；

图2到6示出制造本发明的显示装置的步骤；

图7示出本发明的已完成的显示装置的一个像素；

图8A到8E示出用于复位本发明的装置的步骤；

图9A到9H示出用于驱动本发明的装置的步骤；

图10示出本发明第二实施例的显示装置；

图11用于说明在图10的装置中如何控制颜色。

在不同的图中使用相同的附图标记来指示相同的层或元件，并且不重复描述。

具体实施方式

本发明提供用于电泳显示器的像素布局和驱动方法，所述电泳显示器可以实现为无源矩阵并且其对具有四种颗粒的每个像素仅需要两个列电极和两个行电极。这里有第一和第二行电极以及第一和第二列电极，每个电极具有支路/分支(branch/spur)，从而限定四个独立的重叠区，每个重叠区在唯一对(unique pair)的行和列之间。

图1示出一个像素10的电极布局。

在一个平面中，有两个行电极12a、12b，而在另一平行的平面中，有两个列电极14a、14b。每个行和列电极具有垂直的支路12a’、12b’、14a’、14b’从而限定四个重叠区，每个行/电极对都有重叠区。在四个支路/电极重叠的每一个之间，设置各自的颗粒储存器(reservoir)，并且各支路/电极对用于控制与各自的颗粒储存器相关联的颗粒的移动。因此，唯一的行/电极对与每个储存器相关联，这就使得能够以无源矩阵的方式独立控制四个颗粒种类，特别是使用阈值电压响应，这在下面将会进一步详细描述。

像素限定两个颗粒室(particle chamber)，其中一个堆叠在另一个之上。每个颗粒室包含两个颗粒种类，并且与所述储存器中的两个流体相通。这样，像素有效地充当两个堆叠的独立像素，但是这两个独立像素被集成到单一结构中。

将参照图2到4来详细描述制造像素的一种方法。

像素的每个表面限定所述室之一和所述储存器中的两个。为了产生该布局，图2所示的两个相同的压模(embossing mould)20、22从相反侧被压在塑料透明基板上，从而在基板内产生不相连的两个相同的室。

每个模具有主要部分24和较深的侧腿26，并且由此限定延伸过主室并在主室之下的侧腔，主室由主要部分24限定。

这两个模20、22是相同的并且相对于彼此旋转90度。用于产生所述室的可替代技术也是可能的，诸如研磨粉加工(abrasive powdermachining)、喷砂、微电放电加工、激光烧蚀或者喷射模塑。

顶室20在基板的顶侧开口，并且可选地也在储存器区域中的底侧开口(如果模被穿通)。

图3示出了所得的基板形状30。

在侧腔中两个室的端部插入四个墨储存器，并且这在图4中示出，且墨储存器被示作40a到40d。墨储存器可以包括多孔或海绵状材料并用颜料颗粒填充空隙。颜料颗粒可以例如在顶部是青色和黄色，而在底部是洋红和黑色，并优选地是非散射吸收颗粒。图5示出在适当位置的储存器40a到40d。

储存器的目的是在没有电场时在其内部保持颜料颗粒(即抑制扩散)，而只有施加足够大的电场，带电的颜料颗粒才可以移动并能够离开储存器。多孔材料可以通过高分子量聚合物的局部聚合来产生。例如从US2002/0180687中得知这样的聚合物以产生“剪切细化”流变效应，其表现出对于低剪切应力的高粘度(扩散情况)和对高剪切应力的低粘度(迁移情况)。

以此方式，抑制了扩散，但是在电场的影响下迁移仍然是可能的。可替代地，通过使用表现固有的双稳性的颗粒也可以实现这种抑制，例如通过可逆凝聚或粘附到表面。

随后，所述室(即主室区和侧腔)被透明绝缘油(例如十二烷或异构烷烃G)填充，并被电极板覆盖。

图6示出顶和底电极板60、62。在示出的实例中，顶电极板60具有图1的列导体图案14a、14b，而底电极板62具有图1的行导体图案12a、12b。

列电极14a、14b与上室直接接触并重叠青色和黄色墨储存器40a、40b。优选地，储存器的多孔或海绵状材料被限制在室的内部并且不与列电极直接接触。

行电极12a、12b与底室接触，重叠黑色和洋红储存器，但优选地也不直接接触。

列电极的侧支路重叠下室的黑色和洋红储存器，而行电极的支路重叠顶室的青色和黄色储存器。由此，每个行/列重叠与不同的墨储存器相关联。

在该优选实例中，模没有被穿通，因此电极的支路12a’、12b’、14a’、14b’不与墨储存器直接接触，而是被基板材料的薄层隔开。已经揭示，电极和悬浮液(suspension)之间的涂层可以产生电阈值。因此基板的薄层用作这样的涂层，或者可替代地多孔或海绵状材料的聚合物可以提供该功能。在任一种情况中，储存器内的颗粒仅当足够强的电场施加到对应的列和行电极之间时开始移动。

电极的材料可以是不透明导体，并且优选地是黑色金属(例如黑色铬)，从而使墨储存器对于观察者是不可见的。

最后，在靠近具有黑色和洋红墨储存器的室的底侧，可以利用外部反射器完成电子纸显示器(可选)。

图7示出已完成的显示装置。

现在将参照图8和9来说明可以驱动显示器的方式。

将会讨论单个像素的驱动。像素包括与具有黑色和洋红颗粒的底室接触的2个行电极，为简化起见而将其表示为R1和R2。存在与具有青色和黄色颗粒的顶室接触的2个列电极，为简化起见而将其表示为C1和C2。

如图8A所示，室的边界由矩形80表示。在带有行电极的底层中，室边界80包括到黑色和洋红储存器的连接，而青色和黄色储存器与底室分开。类似地，在带有列电极的顶层中，室边界80包括到青色和黄色储存器的连接，而黑色和洋红储存器与顶室分开。

保持以下原则：

-储存器内的颗粒不会移动，除非当电场超过某一阈值的时候，例如由R1>>C1(第一行电压远大于第一列电压，实践中为10-20V的电势差)表示。

-底室的可见部分内的颗粒仅经历由第一和第二行电极产生的电场，而顶室的可见部分内的颗粒仅经历由第一和第二列电极产生的电场。其原因是，悬浮液(即油加上颗粒加上充电剂(charging agent))的电导率远大于基板材料的电导率，并且因此电场线将会集中在室的内部而不会穿透两个室之间的基板势垒(barrier)。

这两种效应的组合使得能够通过在一对行或列电极上施加适度的电压来将室的可见部分中的颗粒控制在面内，并通过在行和列电极的适当组合上施加足够大的电压来将颗粒储存在储存器中。

以此方式，像素的可见部分可以被可控地驱动以填充青色、洋红、黄色和黑色颗粒的任何希望的组合，从而能够以高亮度产生任何希望的颜色。

驱动过程包括复位阶段和写入阶段。在复位阶段之前，像素已经被控制并处在保持状态。该保持状态在图8A中示出，并代表复位阶段之前的位置。在保持状态下，像素可以具有四个颗粒种类的任何组合。如图8A所示，行和列都被驱动到相同的电压(R1＝R2＝C1＝C2)。所有其他像素也是这样。

在图8和9中，储存器被标记为B(黑色)M(洋红)Y(黄色)和C(青色)。

在图8和9中，还说明了施加到其他电极的电压。Co代表施加到其他奇数列电极(即所有其他像素的C1导体)的电压，Ce代表施加到其他偶数列电极(即所有其他像素的C2导体)的电压，Ro代表施加到其他奇数行电极(即所有其他像素的R1导体)的电压，Re代表施加到其他偶数行电极(即所有其他像素的R2导体)的电压。

当与正在被驱动的像素相同的驱动条件可以被施加到其他像素时，可以看出，可以使用共用的驱动阶段。

复位阶段将所有颗粒驱动到其对应的储存器中。这是通过首先根据极性将颗粒分离在两个室中来完成的，如图8B所示。

对于以下说明，假设洋红和黄色颗粒带负电而黑色和青色颗粒带正电。

如果第一行电极的电压比第二行电压更正(R2<R1)，则带负电的洋红颗粒将会被第一行电极吸引，而带正电的黑色颗粒将会被第二行电极吸引。如果第二列电极比第一列电极更正(C1<C2)，则正的青色颗粒将会被第一列电极吸引，而第二列电极将会吸引负的黄色颗粒。

该分离阶段包括颗粒的面内移动。

为了将黑色和洋红颗粒储存在它们的储存器中，使第二行远比第一列更正，如图8C所示。在第二行R2和第一列C1(的支路)之间的黑色储存器内，将会存在大的电场(超过阈值)，所述电场朝顶层中第一列电极的支路吸引黑色颗粒。因此，颗粒横向移动到设置电极支路的其储存器的底部(base)。当第二列的支路远比第一行更正时，对洋红颗粒也是如此。

保持第一行电极的电压比第二行的电压更正，从而使像素可见部分中的黑色和洋红颗粒上的分离力仍然在适当位置(in place)。其逻辑结果是，第二列电压会远大于第一列电压，并且因此黄色和青色颗粒也会保持分离。另一逻辑结果是，第二列电压会远大于第二行电压，这会使黄色颗粒保持在黄色储存器之外。对于青色颗粒也是如此。

因此，在图8C中，所有颗粒已向顶层聚集。

然后，青色和黄色颗粒被储存在它们的储存器中。这是通过使第一行远比第一列更负而第二行远比第二列更正来实现的。这在图8D中示出。第二列电压维持在第一列电压之上，从而保持青色和黄色颗粒分离。

其逻辑结果是，现在第二行电压会远大于第一行电压。这会趋向于颠倒黑色和洋红颗粒的位置。然而，由于黑色和洋红颗粒已经存储在其储存器中，它们不能自由地侧向移动，因此行电压差不会有影响。另一逻辑结果是，第二行电压会远大于第一列电压，这会使黑色颗粒保持在其储存器中并朝向顶层的平面。对于洋红颗粒也是如此。

最后，使得所有电压都彼此相等(例如都为零)，并且所有颗粒种类都保持在其储存器中(由于布朗运动被抑制在储存器内部)。像素的可见部分会保持透明。该保持状态在图8E中示出。

因此，图8就示出了使得所有颗粒保持在其各自的储存器的底部中的复位步骤。

在写入阶段期间，颗粒从其(不可见的)储存器向着像素的可见部分转移，一个种类在另一个种类之后。

只要希望将颗粒保持在其储存器内部，就可以简单地跳过相应的步骤，或者当希望较少的颗粒时，步骤简单地进行较短的持续时间。结果是可以通过混合适量的颗粒来产生任意的颜色。

图9A示出对应于图8E的保持状态。

图9B示出通过将第一列电压设定为远高于第二行电压而将黑色颗粒从其储存器转移。另外，第一行电压和第二列电压选择成等于第二行电压。则黑色颗粒将会离开其储存器并聚集在底层中的第二行电极上，即在储存器的易接近面附近。

在此阶段，由于R1＝R2而没有黑色颗粒的面内移动。

可以依靠阈值来将黑色颗粒的移位限制到所选的像素。对于所选的像素，C1>>R2，以克服阈值电压。然而，对于相同列中的其他像素，R2较高，从而对这些像素C1>R2。对于相同行中的其他像素，C1较低，从而对这些像素C1>R2。因此，仅在C1特别高而R2特别低的一个像素处超过阈值(“>>”表示超过阈值而“>”表示不超过阈值)。

青色颗粒在其储存器内部也会受到电力的作用，然而该电力是定向的从而将青色颗粒保持在其储存器内。在列电极之间也会有电场，但是由于在顶层的可见部分中不存在颗粒，该电场没有影响。

在图9C中，通过将第二列电压设定成远小于第一行电压示出了洋红颗粒从其储存器的转移。黄色颗粒也受力但停留在其储存器内。

再次，可以依靠阈值来将洋红颗粒的移位限制到所选的像素。对于所选的像素，R1>>C2，以克服阈值电压。然而，对于相同列中的其他像素，R1较低，从而对这些像素R1>C2。对于相同行中的其他像素，C2较高，从而对这些像素R1>C2。因此，仅在R1特别高而C2特别低的一个像素处超过阈值。

因此，图9B和9C示出了所有储存器颗粒朝向底层的转移。可以控制移动到底层的黑色和洋红颗粒的数量以提供颜色控制。

在图9D的后续步骤中，黑色和洋红颗粒在底层的可见部分之上散布(spread)。这是通过使第二行电压适度地比第一行电压更正来实现的。第一列电压和第二列电压选择为等于第一行电压。因此所有储存器内的场不超过阈值，并且仅有在之前的两个步骤中已经从储存器释放的黑色和洋红颗粒将会散布。当颗粒已经遍及像素充分散布时，驱动阶段继续到图9E的下一步骤。

图9E示出青色颗粒从储存器的底部到表面的移动。使第一列电极远比第一行电极(及其他电极)更负。则带正电的青色颗粒被朝向第一列电极拉出其储存器。由于两个行电极具有相等的电压，不会干扰黑色和洋红颗粒。此外，黑色储存器内的电场将会超过阈值，但该电场的方向使得其不会释放任何黑色颗粒。

再次，可以依靠阈值来将青色颗粒的移位限制到所选的像素。对于所选的像素，R1>>C1，以克服阈值电压。然而，对于相同列中的其他像素，R1较低，从而对这些像素R1>C1。对于相同行中的其他像素，C1较高，从而对这些像素R1>C1。因此，仅在R1特别高而C1特别低的一个像素处超过阈值。

类似地，如图9F所示，通过将第二列电压设定成远大于第二行电压(及其他电极)来写入黄色颗粒。随后，带负电的黄色颗粒朝向第二列电极从其储存器被释放。同时，洋红颗粒在其储存器内受力，但是停留在内部。

再次，可以依靠阈值来将黄色颗粒的移位限制到所选的像素。对于所选的像素，C2>>R2，以克服阈值电压。然而，对于相同列中的其他像素，R2较高，从而对这些像素C2>R2。对于相同行中的其他像素，C2较低，从而对这些像素C2>R2。因此，仅在C2特别高而R2特别低的一个像素处超过阈值。

最后，如图9G所示，通过将第二列电压设定成适度地低于第一列电压(及其他电压)，青色和黄色颗粒在顶层的可见部分之上散布。当颗粒已经充分散布时，在图9H的保持状态中，使所有电压彼此相等。

因此，以上次序使得能够控制各个像素并且能够独立控制四个颗粒种类。

已经描述了如何建立并驱动单个像素。这可以通过以阵列简单地复制所有结构而扩展到多个像素。这样，对于N乘M个像素，需要2N个列电极和2M个行电极。保证了寻址每个单个像素的充分的灵活性。

用于完全像素阵列的写入阶段优选地被这样划分：显示器中所有像素使它们的黑色和洋红数据被写入，随后是用于所有像素的这两种颜色的单一的公共散布阶段。随后显示器中所有像素使它们的黄色和青色数据被写入，随后是用于所有像素的这两种颜色的单一的公共散布阶段。

特别地，必须依次对每个像素执行写入阶段，然而散布阶段可以并行执行。从图8和9所示的“其他电极”的电压条件来看，这是显而易见的。

在以上实例中，每行像素都有专用的一对行导体而每列像素都有专用的一对列导体。

在可替代的实施例中，相邻像素的行和列电极可以被共享，如图10所示，其示出了2×2像素的区域。

这具有的益处在于，对于N乘M个像素，仅需要N个列电极和M个行电极。这是能够实现的最小值。也降低了平行延伸的行或列之间的短路风险。

电极共享的后果是损失分辨率。但不是简单的因数2，这是因为对于不同的颗粒种类来说共享的像素是不同的。共享的行电极R1、R2和R3以及共享的列电极C1、C2和C3被用于四乘四像素布局。中间的2×2像素将会共享相同的黄色强度。对于青色、洋红和黑色，这将是不同组的2×2像素，这在图11中被示意性示出，图11示出了对于每种颜色不能被独立驱动的像素的颜色正方形。通过适当的图像处理，得到的可见分辨率(apparent resolution)会在单个和2×2像素阵列之间，从而分辨率的损失小于行和列导体所节省的。

如上所述，驱动过程包括“复位”阶段和“写入”阶段。

对于像素阵列，可以对所有像素同时执行“复位”阶段，这从图8明显可见，图8中所有其他像素的驱动条件与正在被复位的像素的相同。

“写入”阶段逐行(或逐列)进行。

关键步骤是仅在所选择的位置将恰当的颗粒种类从其储存器释放。这个步骤的完成是通过：将(四个相关的电极中的)适当的电极设定成与其他三个显著不同，从而在适当的储存器内产生的电场超过阈值并具有用于释放的有效方向。所有其他行和列电极都不应超过该阈值。

例如，可以假定10V的阈值电压。为了将黑色颗粒写入某一像素线(line of pixels)，两个边界行电极设置为-6V，所有其他行电极设置为0V并且所有偶数(洋红)列设置为-6V。C1上的驱动电压为+6V。

因此，参照图9B，可以使用10V的阈值，而电压C2＝R1＝R2＝-6V，C1＝6V，Re＝Ro＝Ce＝Co＝0V。

在被设置为+6V的奇数(黑色)列中，黑色将会被写入与所选择的线相交的像素中(由于仅在此处会超过10V的阈值)。对于设置为0V的其他奇数(黑色)列，什么都不被写入。

随后，通过将行R1和R2设定为到+6V，奇数(黑色)列为+6V，并且偶数(洋红)列根据要求为-6V或0V，而对洋红逐行重复。因此，参照图9C，C1＝R1＝R2＝6V，C2＝-6V，Re＝Ro＝Ce＝Co＝0V。

在所有希望的黑色和洋红储存器已经变空之后，通过将偶数行设置为+6V而所有其他电极设置为0V，来同时对所有像素散布黑色和洋红颗粒。因此，参照图9D，R2＝Re＝6V，R1＝Ro＝C1＝C2＝Co＝Ce＝0V。

随后以类似方式，所希望的青色和黄色颗粒逐行从其储存器释放，并同时遍及像素散布。

最后，所有行和列可以被设置为0V，以保持写入的图像而没有任何的功率耗散。因此，参照图9H，保持电压为R1＝R2＝C1＝C2＝Re＝Ro＝Ce＝Co＝0V。

本发明使得能够形成高亮度、全色且低功率的显示器，并特别适合于电子纸、标牌和广告牌的应用，但是本发明也可以用于小型显示器，诸如价格标签。

对于本领域技术人员来说，各种修改是明显的。

Claims (22)

1.一种电泳显示装置，包括显示像素的行和列的阵列，

其中每个像素包括第一和第二行电极(12a、12b)以及第一和第二列电极(14a、14b)，

其中所述第一列电极(14b)具有与所述第一行电极(12a)重叠的支路(14b’)，

所述第一行电极(12a)具有与所述第二列电极(14a)重叠的支路(12a’)，

所述第二列电极(14a)具有与所述第二行电极(12b)重叠的支路(14a’)，以及

所述第二行电极(12b)具有与所述第一列电极(14b)重叠的支路(12b’)，

并且其中在所述四个支路/电极重叠的每一个之间，设置相应的颗粒储存器(40a、40b、40c、40d)，各支路/电极对用于控制与各自的颗粒储存器(40a、40b、40c、40d)相关联的颗粒的移动。

2.如权利要求1所述的装置，其中与每个颗粒储存器(40a、40b、40c、40d)相关联的所述颗粒的移动具有阈值电压行为。

3.如权利要求1或2所述的装置，其中所述储存器(40a、40b、40c、40d)限定像素观看区之外的区域，并且其中每个像素包括在所述观看区内的第一和第二颗粒室(22、24)，所述第一和第二颗粒室中一个堆叠在另一个之上。

4.如权利要求3所述的装置，其中一个颗粒室连接到两个所述储存器(40a、40b)，而另一个颗粒室连接到其他两个所述储存器(40c、40d)。

5.如权利要求4所述的装置，其中与颗粒室相关联的所述储存器(40a、40b；40c、40d)之一中的所述颗粒具有带正电的颗粒，而与相同颗粒室相关联的所述储存器(40a、40b；40c、40d)的另一个中的所述颗粒具有带负电的颗粒。

6.如权利要求4或5所述的装置，其中所述第一和第二行电极(12a、12b)用于控制与所述颗粒室之一相关联的储存器的颗粒的移动，而所述第一和第二列电极(14b、14a)用于控制与所述颗粒室的另一个相关联的储存器的颗粒的移动。

7.如权利要求6所述的装置，其中所述第一和第二行电极支路(12a’、12b’)用于利用阈值来控制与所述颗粒室的所述另一个相关联的储存器内的颗粒的移动，而所述第一和第二列电极支路(14b’、14a’)用于利用阈值来控制与所述颗粒室的所述之一相关联的储存器内的颗粒的移动。

8.如权利要求7所述的装置，其中所述阈值通过所述储存器的底部和相应的电极支路之间的层来提供。

9.如权利要求3到8中任一项所述的装置，其中储存器和颗粒室之间的颗粒的移动基本是侧向的。

10.如权利要求9所述的装置，其中所述储存器储存颗粒移动的侧向平面之外的颗粒。

11.如前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述颗粒包括吸收颗粒。

12.如权利要求11所述的装置，其中与一个储存器相关联的颗粒包括青色(C)颗粒，与另一储存器相关联的颗粒包括洋红(M)颗粒，与又一储存器相关联的颗粒包括黄色(Y)颗粒，而与其他储存器相关联的颗粒包括黑色(B)颗粒。

13.如前述权利要求中任一项所述的装置，其中每个像素被所述两个行电极(12a、12b)及所述两个列电极(14b、14a)界定。

14.如前述权利要求中任一项所述的装置，其中每个像素基本被所述两个行电极支路(12a’、12b’)及所述两个列电极支路(14b’、14a’)界定。

15.如前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述电极(12、14)是不透明的。

16.如权利要求15所述的装置，其中所述电极(12、14)是黑色的。

17.如前述权利要求中任一项所述的装置，其中每个行和列电极在两个相邻像素之间被共享。

18.一种驱动电泳显示装置的方法，所述电泳显示装置包括显示像素的行和列的阵列，每个像素包括用于四个不同颗粒种类的四个颗粒储存器(40a、40b、40c、40d)、第一和第二行导体(12a、12b)以及第一和第二列导体(14b、14a)，所述方法包括：

通过将所有颗粒种类驱动到其各自的储存器(40a、40b、40c、40d)中来复位所述显示像素；

使第一种类(B)的颗粒朝向相应储存器的易接近面移动，并使第二种类(M)的颗粒朝向相应储存器的易接近面移动，对各像素依次进行颗粒移动；

在第一室内散布所述第一和第二种类(B、M)的颗粒，对所有像素并行进行所述散布，并提供颗粒从储存器的易接近面到像素的观看区中的侧向移动；

使第三种类(C)的颗粒朝向相应储存器的易接近面移动，并使第四种类(Y)的颗粒朝向相应储存器的易接近面移动，对各像素依次进行颗粒移动；并且

在第二室内散布所述第三和第四种类(C、Y)的颗粒，对所有像素并行进行所述散布，并提供颗粒从储存器的易接近面到像素的观看区中的侧向移动。

19.如权利要求18所述的方法，进一步包括将保持电压施加到所述行和列导体(12、14)。

20.如权利要求18或19所述的方法，其中移动颗粒包括施加行和列导体电压，从而仅对所选择的像素超过行和列导体对之间的阈值电压，所述像素储存器(40a、40b、40c、40d)之一设置在所述行和列导体对之间。

21.如权利要求18到20中任一项所述的方法，其中复位所述显示像素包括：

使所述四个种类(B、M、C、Y)的颗粒从所述像素的观看区朝向其各自的储存器的易接近面侧向移动；

使所述第一和第二种类(B、M)的颗粒在相应的储存器(40c、40d)内朝向相应储存器的底部表面移动；并且

使所述第三和第四种类(C、Y)的颗粒在相应的储存器(40a、40b)内朝向相应储存器的底部表面移动。

22.如权利要求21所述的方法，进一步包括将保持电压施加到所述行和列导体。

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