CN102479487B

CN102479487B - 电湿润显示器的驱动方法

Info

Publication number: CN102479487B
Application number: CN201010603809.5A
Authority: CN
Inventors: 邱永祥; 李威延
Original assignee: Industrial Technology Research Institute ITRI
Current assignee: Industrial Technology Research Institute ITRI
Priority date: 2010-11-30
Filing date: 2010-12-22
Publication date: 2014-09-03
Anticipated expiration: 2030-12-22
Also published as: TWI407404B; TW201222508A; CN102479487A

Abstract

本发明公开了一种电湿润显示器的驱动方法，此方法首先提供电湿润显示器，其包括具有第一电极层的第一衬底、位于第一衬底的对向且具有第二电极层的第二衬底以及位于第一衬底与第二衬底之间的极性液体层与非极性溶液层。以低能量前置信号驱动电湿润显示器，其中所述低能量前置信号具有第一波形。再以高能量驱动信号驱动所述电湿润显示器，其中高能量驱动信号具有第二波形。本发明的驱动方式可以降低非极性溶液层发生分裂的可能性，因此可以改善电湿润显示器的显示质量与反应速度。

Description

电湿润显示器的驱动方法

技术领域

本发明有关于一种显示器的驱动方法，且特别有关于一种电湿润显示器的驱动方法。

背景技术

电湿润显示器是一种结构简单的显示器，其包括上电极、下电极以及夹于两电极之间的水层以及油墨层。电湿润显示器的操作方法是，当未施加电压时，油墨层布满像素单元。如此可使入射光被油墨层吸收而使所述像素单元呈现暗态。反之，当欲使像素单元呈现亮态时，则对其上下两电极施加电压，以使油墨层收缩在所述像素区域的边缘，进而露出位于油墨层下方的反射层。如此可使入射光被反射层反射而呈现亮态。

但是，上述在施加电压以使油墨层收缩的过程中，若瞬间电场能量过大，油墨层会受到水层的强烈推挤而分裂成多个油墨滴，这些油墨滴会分布于像素的任一角落，而降低了此像素单元的反射率。因此上述的分裂现象会降低电湿润显示器的显示质量与反应速度。

发明内容

本发明提供一种电湿润显示器的驱动方法，其可以降低传统电湿润显示器在施加电压以使油墨层收缩的过程中容易使油墨层分裂成多个油墨滴的问题。

本发明提出一种电湿润显示器的驱动方法，此方法首先提供电湿润显示器，其包括具有第一电极层的第一衬底、位于第一衬底的相对方向且具有第二电极层的第二衬底以及位于第一衬底与第二衬底之间的极性液体层与非极性溶液层。以低能量前置信号驱动电湿润显示器，其中所述低能量前置信号具有第一波形。再以高能量驱动信号驱动所述电湿润显示器，其中高能量驱动信号具有第二波形。

基于上述方法，本发明是先以低能量前置信号驱动电湿润显示器之后，再以高能量驱动信号驱动所述电湿润显示器。通过上述能量调变的方式可以改善非极性溶液层收缩行为的稳定度，以降低非极性溶液层发生分裂的可能性。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。

附图说明

图1A以及图1B是根据本发明一实施例的电湿润显示器及其驱动方法的示意图。

图2至图7是根据本发明数个实施例的驱动波形的示意图。

图8是根据本发明另一实施例的电湿润显示器及其驱动方法的示意图。

图9是根据本发明一实施例的驱动波形的示意图。

图10显示两实例与比较例的电湿润显示器的驱动时间与反射率的关系曲线图。

【主要元件符号说明】

100：第一衬底

102：衬底

104：反射层

106：第一电极层

108：中间层

110：隔墙结构

120：第二衬底

122：衬底

124：第二电极层

130：极性溶液层

140：非极性溶液层

200：切换器

202：切换控制器

302、304：波形功能电路

W1、W1-1、W1-2、W1-3、W2：波形

T1、T1-1、T1-2、T1-3、T2：时间区段。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

图1A以及图1B是根据本发明一实施例的电湿润显示器及其驱动方法的示意图。请先参照图1A，本实施例的电湿润显示器包括第一衬底100、第二衬底120、极性溶液层130以及非极性彩色溶液层140。

第一衬底100与第二衬底120彼此相对向设置。根据本实施例，第一衬底100包括衬底102、反射层104、第一电极层106、中间层108以及隔墙结构110。

衬底102主要是作为承载显示装置的用处，衬底102可为透明衬底，其材质例如是玻璃、石英或有机聚合物。衬底102也可以是反射衬底。另外，衬底102可以是硬质衬底也可以是软质衬底。

反射层104位于102衬底的一侧。反射层104的材质例如是具有高反射率的金属材料，或是其它适用的反射材料。值得一提的是，倘若衬底102是采用反射衬底，则可以省略反射层104的制作。另外，如果衬底102为透明衬底且省略反射层104，则可使显示器整体为一穿透式显示器。

第一电极层106位于反射层104的上方。根据一实施例，第一电极层106包括多个主动元件与主动元件电性连接的像素电极以构成像素阵列层。根据另一实施例，第一电极层106可为单纯的被动电极图案。此外，第一电极层106可包括透明导电材料或是反射导电材料。如果第一电极层106是采用反射电极材料，则也可以选择省略反射层104的制作。

中间层108位于第一电极层106上。一般来说，中间层108包括一层绝缘层以及位于绝缘层上方的疏水层。绝缘层的材质可为氧化硅、氮化硅或是其它介电材料。根据一实施例，在绝缘层上方形成疏水层的方法可为对绝缘层的表面进行疏水表面处理，或者是在绝缘层上以涂布工艺、镀膜工艺或是沉积工艺形成疏水层。

隔墙结构110是位于中间层108(疏水层)上，以于第一衬底100上定义出多个单元区域。图1A与图1B所绘示的结构即是一个单元区域内的结构。所述单元区域是对应一个显示像素单元。因此，倘若第一衬底100的第一电极层106为像素阵列层，则每一单元区域内的第一电极层106是对应设置有至少一主动元件以及至少一像素电极。一般来说，隔墙结构110为亲水隔墙结构。换而言之，隔墙结构110本身为亲水材质或是其表面为亲水表面(例如具有亲水官能基)。

另外，第二衬底120包括衬底122以及第二电极层124。第二衬底120也可称为对向衬底。第二衬底120的衬底122为透明衬底，其可为玻璃、石英或是有机聚合物衬底。衬底122可以是硬质衬底也可以是软质衬底。

第二电极层124位于衬底122的一侧。第二电极层124也可称为对向电极。因此，第二电极层124与第一电极层106是用来操控位于第一衬底100与第二衬底120之间的液体层，借此达到显示的目的。一般来说，第二电极层124为透明电极层，其材质包括金属氧化物，例如是铟锡氧化物或铟锌氧化物等等。

极性溶液层130位于第一衬底100与第二衬底120之间。更详细来说，极性溶液层130是位于第一衬底100与第二衬底120之间的容纳空间内。极性溶液层130可为水或其它极性液体。

非极性溶液层140位于第一衬底100与第二衬底120之间，且位于隔墙结构110所定义出的单元区域内。换而言之，各个单元区域内的非极性溶液层140是彼此分离的。在此，非极性溶液层140一般又可称为油墨层。根据本实施例，非极性溶液层140包括吸光材料，因此当光线射入包含有吸光材料的非极性溶液层140之后将会被吸收。而上述的吸光材料可以吸收特定波长范围的光线的材料，例如是吸收可见光全波段的吸光材料、吸收可见光中的红光波段的吸光材料、吸收可见光中的绿光波段的吸光材料、吸收可见光中的蓝光波段的吸光材料等等。

根据本实施例，所述电湿润显示器更包括切换器200以及切换控制器202。切换器200具有第一电压端(V1)、第二电压端(V2)以及参考电压端(Vref)。而第一衬底100的第一电极层106以及第二衬底120的第二电极层124是电性连接至切换器200。另外，切换控制器202与切换器200电性连接，其用以控制第一电极层106以及第二电极层124与第一电压端(V1)、第二电压端(V2)或是参考电压端(Vref)电性连接，并且控制施加到第一电极层106以及第二电极层124上的正/负电压的脉冲大小、脉冲宽度、工作周期等等。在此，第一电压端(V1)与第二电压端(V2)上是被施加控制极性溶液层140收缩的驱动信号，且参考电压端(Vref)上被施加参考电压。

如图1A所示，当切换器200尚未将第一电极层106与第二电极层124电性连接至操作电压时，或是同时连接到同一个电压端(例如都接到Vref)时，第一电极层106与第二电极层124之间不会有电场产生，因而非极性溶液层140整个布满隔墙结构110内的中间层108(疏水层)。此时，当外界光线从第二衬底120射入显示器之后，光线将会被非极性溶液层140吸收而使所述像素结构(单元区域)是呈现暗态。

如果要使所述像素结构(单元区域)呈现亮态，则其操作如图1B所示。也就是，通过切换控制器202控制切换器200以使第一电极层106与第二电压端(V2)电性连接并且使第二电极层124与参考电压端(Vref)电性连接、或是第一电极层106与参考电压端(Vref)电性连接电性连接并且使第二电极层124与第一电压端(V1)电性连接。根据本实施例，第一电极层106与第二电极层124之间的跨压即是驱动信号与参考电压之间的压差。此时，因为第一电极层106与第二电极层124之间产生电场，因而非极性溶液层140便开始往单元区域的边缘(亲水隔墙结构110)收缩。

为了避免非极性溶液层140在上述的收缩过程之中发生分裂成多个液滴的情形，本实施例以特殊的驱动方式对上述第一电极层106与第二电极层124施加对应的驱动电压。换而言之，本实施例是先对第一电极层106与第二电极层124施加低能量前置信号之后，再对第一电极层106与第二电极层124施加高能量驱动信号。上述的低能量前置信号的在单位时间内的能量或电场是小于高能量驱动信号在单位时间内的能量或电场。

上述的低能量前置信号以及高能量驱动信号可以以多种实施方式来实现，如下所述。

图2是根据本发明一实施例的驱动波形的示意图。请参照图2，本实施例的低能量前置信号具有第一波形W1，且高能量驱动信号具有第二波形W2。换而言之，本实施例在时间区段T1中是以低能量前置信号(第一波形W1)驱动显示器之后，接着在时间区段T2中再以高能量驱动信号(第二波形W2)驱动显示器。根据本实施例，上述的低能量前置信号(第一波形W1)的能量大于所述电湿润显示器的临界能量。在此，所谓临界能量指的是能够驱使电湿润显示器中的非极性溶液层140开始进行收缩行为的能量。

更详细而言，本实施例的低能量前置信号的第一波形W1具有正电压准位与负电压准位，且上述的高能量前置信号的第二波形W2具有正电压准位与负电压准位。在图2的实施例之中，第一波形W1的正电压准位等于V1且负电压准位等于-V2。第二波形W2的正电压准位等于V1且负电压准位等于-V2。

特别是，第一波形W1的正电压准位与负电压准位是相同的，也就是说，第一波形W1的正电压与负电压的绝对值是相同的。另外，第一波形W1在正电压准位的脉冲宽度与第一波形W1在负电压准位的脉冲宽度是相同的。再者，第二波形W2的正电压准位与负电压准位是相同的，也就是说，第二波形W2的正电压与负电压的绝对值是相同的。此外，第二波形W2在正电压准位的脉冲宽度与第二波形W2在负电压准位的脉冲宽度是相同的。除此之外，本实施例的第一波形W1的正电压准位与第二波形W2的正电压准位相同。另外，第一波形W1的负电压准位也与第二波形的负电压准位相同。特别是，本实施例的第一波形W1的正负电压准位的脉冲宽度小于第二波形W2的正负电压准位的脉冲宽度。因此，第一波形W1的在单位时间内的能量小于第二波形W2在单位时间内的能量。

有关低能量前置信号除了上述图2的实施方式之外，还可以有多种变化，如下所述。在以下的实施例中，其高能量驱动信号(第二波形W2)都与图2实施例相同，因此不再重复赘述。

请参照图3，本实施例的低能量前置信号的第一波形W1包括多个子波形W1-1、W1-2、W1-3，其中在时间区段T1-1中是以子波形W1-1驱动，在时间区段T1-2中是以子波形W1-2驱动，且在时间区段T1-3中是以子波形W1-3驱动。此外，子波形W1-1、W1-2、W1-3的正电压准位等于V1且负电压准位等于-V2。另外，本实施例的子波形W1-1、W1-2、W1-3的正电压准位与第二波形W2的正电压准位相同。另外，子波形W1-1、W1-2、W1-3的负电压准位也与第二波形的负电压准位相同。除此之外，在本实施例中，子波形W1-1、W1-2、W1-3的正电压准位与负电压准位是相同的。子波形W1-1、W1-2、W1-3各自的正电压准位的脉冲宽度与其各自负电压准位的脉冲宽度是相同的。然而，子波形W1-1、W1-2、W1-3的正负电压准位的脉冲宽度随着时间区段而增加，也就是，子波形W1-3的正负电压准位的脉冲宽度＞子波形W1-2的正负电压准位的脉冲宽度＞子波形W1-1的正负电压准位的脉冲宽度。

请参照图4，图4的实施例与图3的实施例相似，不同之处在于，子波形W1-1、W1-2、W1-3的正负电压准位的脉冲宽度不完全随着时间区段而增加。换而言之，在本实施例中，子波形W1-3的正负电压准位的脉冲宽度＞子波形W1-1的正负电压准位的脉冲宽度＞子波形W1-2的正负电压准位的脉冲宽度，且子波形W1-1、W1-2、W1-3各自的正负电压准位的脉冲宽度也可以不同。

请参照图5，图5的实施例与图3的实施例相似，不同之处在于，子波形W1-1、W1-2、W1-3的正电压准位低于第二波形W2的正电压准位，且子波形W1-1、W1-2、W1-3的负电压准位也低于第二波形的负电压准位。除此之外，在本实施例中，子波形W1-1、W1-2、W1-3的正电压准位与负电压准位不完全相同。在此，第二波形W2的正电压准位＞子波形W1-3的正电压准位＞子波形W1-2的正电压准位＝子波形W1-1的正电压准位，且第二波形W2的负电压准位＞子波形W1-3的负电压准位＝子波形W1-2的负电压准位＞子波形W1-1的负电压准位。另外，子波形W1-1、W1-2、W1-3的正电压准位的脉冲宽度与负电压准位的脉冲宽度也是不完全相同。在此，子波形W1-3的正负电压准位的脉冲宽度＞子波形W1-2的正负电压准位的脉冲宽度＞子波形W1-1的正负电压准位的脉冲宽度，且子波形W1-1、W1-2、W1-3各自的正负电压准位的脉冲宽度也可以不同。

请参照图6，图6的实施例与图5的实施例相似，不同之处在于，子波形W1-1、W1-2、W1-3的正电压准位所占的时间与负电压准位所占的时间比例不完全相同。举例来说，子波形W1-1的正电压准位的脉冲宽度与负电压准位的脉冲宽度不相同，子波形W1-2的正电压准位的脉冲宽度与负电压准位的脉冲宽度不相同，而子波形W1-3的正电压准位的脉冲宽度与负电压准位的脉冲宽度是相同的。

请参照图7，图7的实施例与图3的实施例相似，不同之处在于，子波形W1-1与第二波形W2相同，而子波形W1-2、W1-3在单位时间内的能量小于第二波形W2。而本实施例的子波形W1-2、W1-3的正负电压准位的脉冲宽度随着时间区段而增加，也就是，子波形W1-2的正负电压准位的脉冲宽度＞子波形W1-1的正负电压准位的脉冲宽度。

在上述图3至图7的实施例中，第一波形W1是以具有三个子波形W1-1、W1-2、W1-3为例，然本发明不限于此。根据其它实施例，第一波形W1可以是单一波形、两种子波形或是三种以上的子波形。

在此之外，上述各实施中，第一波形W1与第二波形W2都是以方形波为例来说明。然，本发明不限于此。根据其它实施例，低能量前置信号(第一波形W1)还可以是其它种形式的波形，如锯齿波、正弦波、或是其它形状的波形。一般来说，如果低能量前置信号(第一波形W1)要以其它种形式的波形来实现，通常会在切换器200与第一电极层106与第二电极层124之间加装波形功能电路302、304，如图8所示，其主要是用来改变波形的形状。当切换器控制器202控制切换器200与第一电极层106/第二电极层124电性连通之后，低能量前置信号(第一波形W1)在通过波形功能电路302、304时会被改变其波形形状，如图9所示，而以锯齿波的形式(子波形W1-1、W1-2)驱动显示器。在以低能量前置信号完成前置驱动之后，以高能量驱动信号(第二波形W2)驱动，此时可使波形功能电路302、304不运行，而以原有的方形波来驱动显示器。

图10显示两实例与比较例的电湿润显示器的驱动时间与反射率的关系曲线图。请参照图10，图10的横轴表示反应时间且纵轴表示反射率。比较例是直接以高能量驱动信号驱动显示器，而实例1与实例2是先以低能量前置信号驱动之后再以高能量驱动信号驱动显示器，其中实例1是以图2的驱动波形来驱动，且实例2是以图3的驱动波形来驱动。由图10可知，实例1与实例2的反射率表现明显优于比较例的反射率表现。由此可知，实例1与实例2的显示器中非极性溶液层产生分裂的情形远低于比较例，因而具有较佳的反射率表现。

综上所述，本发明是先以低能量前置信号驱动电湿润显示器之后，再以高能量驱动信号驱动所述电湿润显示器。通过上述能量调变的方式可以改善非极性溶液层收缩行为的稳定度，以降低非极性溶液层发生分裂的可能性。

更详细来说，当以低能量前置信号驱动电湿润显示器时，因低能量前置信号的能量或电场可驱使显示器内的非极性溶液层产生前置收缩反应(液体扰动)的作用。当后续再以高能量驱动信号来驱动时，可使极性溶液层完整地收缩至单元区域(像素单元)的边缘，进而减少极性溶液层破裂成分散的液滴。

由于本发明的驱动方式可以降低非极性溶液层发生分裂的可能性，因此可以改善电湿润显示器的显示质量与反应速度。

虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作多种的更改与修饰，故本发明的保护范围当视前附的权利要求所界定者为准。

Claims

1.一种电湿润显示器的驱动方法，包括：

提供一电湿润显示器，其包括：

一第一衬底，其具有一第一电极层；

一第二衬底，位于该第一衬底的对向且具有一第二电极层；以及

一极性液体层以及一非极性溶液层，位于该第一衬底与该第二衬底之间；

以一低能量前置信号驱动该电湿润显示器，该低能量前置信号具有一第一波形；以及

以一高能量驱动信号驱动该电湿润显示器，该高能量驱动信号具有一第二波形，

其中，该低能量前置信号的在单位时间内的能量是小于该高能量驱动信号在单位时间内的能量。

2.根据权利要求1所述的电湿润显示器的驱动方法，其中该低能量前置信号的能量大于该电湿润显示器的一临界能量。

3.根据权利要求1所述的电湿润显示器的驱动方法，其中该低能量前置信号的该第一波形具有一正电压准位与一负电压准位，且该高能量驱动信号的该第二波形具有一正电压准位与一负电压准位。

4.根据权利要求3所述的电湿润显示器的驱动方法，其中该第一波形的该正电压准位与该负电压准位相同或是不相同。

5.根据权利要求3所述的电湿润显示器的驱动方法，其中该第二波形的该正电压准位与该负电压准位相同或不相同。

6.根据权利要求3所述的电湿润显示器的驱动方法，其中该第一波形在该正电压准位的脉冲宽度与该第一波形在该负电压准位的脉冲宽度相同或不相同。

7.根据权利要求3所述的电湿润显示器的驱动方法，其中该第二波形在该正电压准位的脉冲宽度与该第二波形在该负电压准位的脉冲宽度相同或不相同。

8.根据权利要求3所述的电湿润显示器的驱动方法，其中该第一波形的该正电压准位与该第二波形的该正电压准位相同。

9.根据权利要求3所述的电湿润显示器的驱动方法，其中该第一波形的该负电压准位与该第二波形的该负电压准位相同。

10.根据权利要求3所述的电湿润显示器的驱动方法，其中该第一波形的该正电压准位低于该第二波形的该正电压准位。

11.根据权利要求3所述的电湿润显示器的驱动方法，其中该第一波形的该负电压准位低于该第二波形的该负电压准位。

12.根据权利要求1所述的电湿润显示器的驱动方法，其中该第一波形包括多个子波形。

13.根据权利要求12所述的电湿润显示器的驱动方法，其中这些子波形的脉冲宽度不相同。

14.根据权利要求13所述的电湿润显示器的驱动方法，其中这些子波形的脉冲宽度随着时间区段逐渐增大。

15.根据权利要求12所述的电湿润显示器的驱动方法，其中这些子波形分别具有一正电压准位以及一负电压准位，且这些子波形的正电压准位所占的时间与负电压准位所占的时间比例不相同。

16.根据权利要求12所述的电湿润显示器的驱动方法，其中这些子波形分别具有一正电压准位，且这些子波形的这些正电压准位不相同。

17.根据权利要求12所述的电湿润显示器的驱动方法，其中这些子波形分别具有一负电压准位，且这些子波形的这些负电压准位不相同。

18.根据权利要求12所述的电湿润显示器的驱动方法，其中这些子波形中的其中一个子波形与该第二波形相同。

19.根据权利要求1所述的电湿润显示器的驱动方法，其中该第一波形与该第二波形各自为方形波或是锯齿波。

20.根据权利要求1所述的电湿润显示器的驱动方法，其中该电湿润显示器更包括：

一切换器，该切换器具有一第一电压端、一第二电压端以及一参考电压端，且该第一电极层以及该第二电极层电性连接至该切换器：以及

一切换控制器，其与该切换器电性连接，用以控制该第一电极层以及该第二电极层与该第一电压端、该第二电压端或是该参考电压端电性连接。