CN105684072B - 彩色显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种彩色显示装置，其中每个像素可以显示四种高质量颜色状态。更具体地说，提供了一种电泳流体，其包括四类粒子，分散于溶剂或溶剂混合物中。该流体可进一步包括基本上不带电的中性浮力粒子。

Description

彩色显示装置
技术领域
本发明涉及一种彩色显示装置，其每个像素均可显示四种高质的颜色状态，还涉及所述电泳显示器的电泳流体以及所述显示装置的驱动方法。
背景技术
为了实现彩色显示，常常使用彩色滤光片。最常用的方法是在像素化显示器的黑/白亚像素上方添加彩色滤光片，以显示红、绿和蓝颜色。当期望显现红色时，绿色和蓝色亚像素转向黑色状态致使唯一呈现的颜色是红色。当期望显现黑色状态时，三个亚像素全部转向黑色状态。当期望显现白色状态时，三个亚像素分别转向红、绿和蓝，因而观众可见白色状态。
这种技术最大的缺点是，因为每个亚像素具有所要白色状态的大约三分之一的反射率，所以该白色状态相当暗淡。为弥补这一点，可以添加第四个亚像素，其可以只显现黑色和白色状态，因而在耗费红、绿或蓝颜色电平的条件下(其中每个亚像素仅占像素面积的四分之一)，白色电平得以加倍。通过从白色像素加光可以达到更为明亮的颜色，但是这会使色域受损，导致颜色很淡而不饱合。通过降低三个亚像素的颜色饱合度也可以达到类似结果。即使使用这种方法，白色电平基本上也是小于黑白显示器的一半，因此其成为显示装置(诸如需要良好阅读感的黑白亮度和对比度的电子阅读器或显示器)所不愿接受的选择方案。
发明内容
本发明的一个方面涉及一种显示层，其包括电泳介质，并且在其相反两侧具有第一和第二表面，该电泳介质包括第一类正电粒子、第一类负电粒子、第二类正电粒子和第二类负电粒子，所有粒子都分散于溶剂或溶剂混合物中，所述四类粒子分别具有彼此不同的光学特征，因而：
(a)施加具有与所述第一类正电粒子相同极性的电场将会导致该第一类正电粒子的光学特征在所述第一表面处显示；或者
(b)施加具有与所述第一类负电粒子相同极性的电场将会导致该第一类负电粒子的光学特征在所述第一表面处显示；或者
(c)当所述第一类正电粒子的光学特征在所述第一表面处显示时，施加具有与所述第二类负电粒子相同极性的电场，其强度不足以胜过该第一类正电粒子与该第一类负电粒子之间的吸引力，但却足以胜过其他相反带电的粒子之间的吸引力，这将会导致该第二类负电粒子的光学特征在所述第一表面处显示；或者
(d)当所述第一类负电粒子的光学特征在所述第一表面处显示时，施加具有与所述第二类正电粒子相同极性的电场，其强度不足以胜过该第一类正电粒子与该第一类负电粒子之间的吸引力，但却足以胜过其他相反带电的粒子之间的吸引力，这将会导致该第二类正电粒子的光学特征在所述第一表面处显示。
在一个实施例中，第一类正电粒子为黑色粒子，第一类负电粒子为黄色粒子，第二类正电粒子为红色粒子，而第二类负电粒子为白色粒子。
在一个实施例中，第一类正电粒子和第一类负电粒子的电荷高于第二类正电粒子和第二类负电粒子。
在一个实施例中，低电荷粒子的电荷小于高电荷粒子的电荷的50％。在一个实施例中，低电荷粒子的电荷是高电荷粒子的电荷的5％-30％。在一个实施例中，低电荷粒子的电荷小于高电荷粒子的电荷的75％。在一个实施例中，低电荷粒子的电荷是高电荷粒子的电荷的15％-55％。
在一个实施例中，电泳介质还包括基本上不带电的中性浮力粒子。在一个实施例中，该中性浮力粒子是无电荷的。
本发明的另一方面涉及一种电泳流体的驱动方法，该电泳流体包括四类分散于溶剂或溶剂混合物中的带电颜料粒子，其中该四类带电颜料粒子为高正电颜料粒子、高负电颜料粒子、低正电颜料粒子及低负电粒子，该方法包括
(a)驱动一像素到其中一类低电荷粒子的颜色状态；随后
(b)驱动该像素到高电荷粒子的颜色状态，其中所述低电荷粒子和高电荷粒子携带相反的电荷极性。
在一个实施例中，该方法还包括一振动波形。
在该驱动方法的一个实施例中，高正电粒子为黑色。在另一实施例中，高负电粒子为黄色。在又一实施例中，低正电粒子为红色。在再一实施例中，低负电粒子为白色。
本发明的又一方面涉及一种电泳流体的驱动方法，该电泳流体包括四类分散于溶剂或溶剂混合物中的带电颜料粒子，其中该四类带电颜料粒子为高正电颜料粒子、高负电颜料粒子、低正电颜料粒子及低负电颜料粒子，该方法包括
(a)施加一振动波形；
(b)施加具有与其中一类高电荷颜料粒子相同极性的高驱动电压，以驱动到该高电荷颜料粒子的颜色状态；
(c)施加具有与其中一类低电荷颜料粒子相同极性的低驱动电压，以驱动到该低电荷颜料粒子的颜色状态；以及
(d)施加具有与高电荷颜料粒子相同极性的高驱动电压，以驱动到该高电荷颜料粒子的颜色状态；
其中，该高电荷颜料粒子和低电荷颜料粒子带相反极性的电荷，并且该驱动方法为直流平衡的。
本发明的再一方面涉及一种电泳流体，其包括四类分散于溶剂或溶剂混合物中的带电颜料粒子，其中该四类带电颜料粒子为高正电颜料粒子、高负电颜料粒子、低正电颜料粒子及低负电粒子，并且该低电荷粒子的电荷强度小于该高电荷粒子的电荷强度的75％。
在一个实施例中，低正电粒子的电荷强度小于高正电粒子的电荷强度的50％，并且低负电粒子的电荷强度小于高负电粒子的电荷强度的75％。
在一个实施例中，所述流体还包括基本上不带电的中性浮力粒子，其可以是无电荷的。
附图说明
图1示出了可以显示四种不同颜色状态的显示层。
图2-1至2-3示出了本发明的一实施例。
图3示出了像素电极未对齐的显示单元。
图4A和4B示出了本发明的驱动方法。
图5示出了可被包括在驱动序列中的振动波形。
图6A和6B示出了用于驱动本发明的显示装置的示例波形。
具体实施方式
本发明的电泳流体包括两对带相反极性电的粒子。第一对包括第一类正电粒子和第一类负电粒子，第二对包括第二类正电粒子和第二类负电粒子。
在所述两对相反带电的粒子中，其中一对携带比另一对更强的电荷。因此，所述四类粒子也可以称为高正电粒子、高负电粒子、低正电粒子及低负电粒子。
如图1中示例所示，黑色粒子(K)和黄色粒子(Y)为第一对相反带电粒子，其中，黑色粒子为高正电粒子，而黄色粒子为高负电粒子。红色粒子(R)和白色粒子(W)为第二对相反带电粒子，其中，红色粒子为低正电粒子，而白色粒子为低负电粒子。
在未示出的另一示例中，黑色粒子可以是高正电粒子；黄色粒子可以是低正电粒子；白色粒子可以是低负电粒子；而红色粒子可以是高负电粒子。
此外，所述四类粒子的颜色状态可以特意地混合。例如，因为黄色颜料本质上常常有点偏绿，如果想要更好的黄色状态，则可以使用黄色粒子和红色粒子，其中这两类粒子携带相同极性电荷，并且黄色粒子电荷强度比红色粒子高。因此，在黄色状态，会有少量红色粒子与微绿的黄色粒子混合，以致使黄色状态具有更好的色纯度。
应理解的是，本发明的范围广泛包括任意颜色的粒子，只要四类粒子具有视觉上可辨别的颜色即可。
对于白色粒子，其可以由无机颜料构成，诸如TiO2，ZrO2，ZnO，Al2O3，Sb2O3，BaSO4，PbSO4等等。
对于黑色粒子，其可以由来自Cl颜料的黑26或28或类似物(如铁锰黑或铜铬黑)或者碳黑构成。
其他颜色的粒子为独立颜色，诸如红、绿、蓝、洋红、青或黄。用于有色粒子的颜料可包括但不限于，Cl颜料PR254，PR122，PR149，PG36，PG58，PG7，PB28，PB15：3，PY83，PY138，PY150，PY155或PY20。这些是颜色索引手册“新颜料应用技术(New Pigment ApplicationTechnology)”(CMC出版有限公司，1986)和“印刷油墨技术(Printing Ink Technology)”(CMC出版有限公司，1984)中所述的常用有机颜料。具体示例包括科莱恩(Clariant)Hostaperm红D3G 70-EDS，Hostaperm粉红E-EDS，PVfast红D3G，Hostaperm红D3G 70，Hostaperm蓝B2G-EDS，Hostaperm黄H4G-EDS，Novoperm黄HR-70-EDS，Hostaperm绿GNX，巴斯夫加净红(BASF Irgazine red)L3630，鲜贵色红(Cinquasia Red)L4100HD，及加净红(Irgazin Red)L3660HD；太阳化学酞菁蓝，酞菁绿，联苯胺黄或联苯胺AAOT黄。
有色粒子也可以是无机颜料，诸如红、绿、蓝和黄。示例可包括但不限于，Cl颜料蓝28，Cl颜料绿50和Cl颜料黄227。
除所述颜色之外，所述四类粒子还可以具有其他明显的光学特性，诸如光透射，反射，发光或者，在设计用于机器阅读的显示器的情况中，以可视范围之外电磁波长的反射变化为形式的伪彩色。
采用本发明显示流体的显示层具有两个表面，第一表面(13)在观看侧，第二表面(14)在该第一表面(13)的相反侧。该显示流体夹在所述两个表面之间。在第一表面(13)的一边上有公共电极(11)，其为透明电极层(如，ITO)，散布于显示层的整个顶部。在第二表面(14)的一边上有电极层(12)，其包括多个像素电极(12a)。
像素电极在美国专利No.7,046,228中已有描述，该案以引用方式并入本文。应注意到，虽然带有薄膜晶体管(TFT)背板的有源矩阵驱动被提及用于像素电极层，但本发明的范围还包含着其他类型的电极寻址，只要该电极能够满足功能需要即可。
图1中两条垂直虚线之间的空间代表一个像素。如图所示，每个像素均有对应的像素电极。通过施加到公共电极的电压与施加到相应像素电极的电压之间的电位差为像素创建电场。
所述四类粒子在流体中的占比可以变化。例如，在含有黑/黄/红/白粒子的流体中，黑色粒子可占该电泳流体体积的0.1％-10％，优选0.5％-5％；黄色粒子可占该流体体积的1％-50％，优选5％-15％；红色和白色粒子可各占该流体体积的2％-20％，优选4％-10％。
所述四类粒子分散于其中的溶剂是无色透明的。该溶剂优选地具有低粘度和大约2至30范围的介电常数，优选地具有大约2至15的高粒子迁移率。适用的介电溶剂示例包括碳氢化合物，诸如异构烷烃，萘烷，5-亚乙基-2-降冰片烯，脂油，石蜡油，矽液，芳香烃类诸如甲苯、二甲苯、苯基二甲基乙烷、十二烷基苯或烷基萘，卤化溶剂诸如全氟萘烷、全氟甲基苯、全氟二甲苯、二氯三氟甲苯、3，4，5-三氯三氟甲苯、一氯五氟化苯、二氯壬烷或五氯苯，以及全氟溶剂诸如产自明尼苏达圣保罗的3M公司的FC-43，FC-70或FC-5060，含有聚合物的低分子量卤素诸如产自美国俄勒冈波特兰的TCI公司的聚(全氟丙烯氧化物)，聚(三氟氯乙烯)诸如产自新泽西沿岸地区的卤烃产品集团(Halocarbon Product Corp.)的卤烃油，全氟聚醚诸如产自奥赛蒙特(Ausimont)公司的胶登(Galden)系列或者杜邦公司的KrytoxOils和Greases K-Fluid系列，产自道康宁公司(Dow-corning)的硅油基聚二甲基硅氧烷(DC-200)。
在一个实施例中，“低电荷”粒子所携带的电荷可以小于“高电荷”粒子所携带电荷的约50％，优选约5％-30％。在另一实施例中，“低电荷”粒子所携带的电荷可以小于“高电荷”粒子所携带电荷的约75％，或者约15％-55％。在又一实施例中，上述电荷水平的比较适用于具有相同电荷极性的两类粒子。
电荷强度可以用ζ(zeta)电位来测量。在一个实施例中，ζ电位由带有CSPU-100信号处理装置，ESA EN#Attn流通池(K：127)的胶体动力学声波粒度仪IIM来测定。仪器常数，诸如样本中所用溶剂的密度，溶剂的介电常数，溶剂中的音速，溶剂粘度，这些数据都在测试温度(25℃)条件下于测试前予以输入。颜料样本分散于溶剂中(其通常为具有小于12个碳原子的烃类液体)，并且稀释到5-10％，以重量计。该样本也含有电荷控制剂(Solsperse产自Lubrizol Corporation路博润公司，Berkshire Hathaway伯克希尔哈撤韦公司；“Solsperse”为注册商标)，该电荷控制剂与粒子的重量比为1∶10。经过稀释的样本质量被测定，然后将该样本装入流通池测量ζ电位。
“高正电”粒子和“高负电”粒子的量级可以相同或不同。同样，“低正电”粒子和“低负电”粒子的量级可以相同或不同。
还应注意到，在同一流体中，两对高-低电荷粒子可以具有不同的电荷差水平。例如，在一对粒子中，低正电粒子的电荷强度可以是高正电粒子电荷强度的30％。在另一对粒子中，低负电粒子的电荷强度可以是高负电粒子电荷强度的50％。
还应注意到，所述四类粒子可以具有不同的颗粒尺寸。例如，较小粒子的尺寸可以在大约50nm-800nm范围。较大粒子的尺寸可以是较小粒子尺寸的约2-50倍，优选约2-10倍。
以下是说明本发明的示例。
示例1
本示例见图2所示。高正电粒子为黑色(K)；高负电粒子为黄色(Y)；低正电粒子为红色(R)；及低负电粒子为白色(W)。
在图2(a)中，当高负电压电位差(如-15V)在一个足够长的时间段内施加到像素时，会产生电场以导致黄色粒子(Y)被推向公共电极(21)侧，并且黑色粒子(K)被拉向像素电极(22a)侧。红色(R)和白色(W)粒子因携带较弱电荷，所以移动得比高电荷的黑色和黄色粒子慢，故会停留在像素中间，白色粒子处于红色粒子之上。在这种情况下，观看侧可见黄色。
在图2(b)中，当高正电压电位差(如+15V)在一个足够长的时间段内施加到像素时，会产生相反极性的电场，其导致粒子分布与图2(a)中所示的相反，因此，观看侧可见黑色。
在图2(c)中，当低正电压电位差(如+3V)在一个足够长的时间段内施加到图2(a)的像素时(即，从黄色状态驱动)，会产生电场，以导致黄色粒子(Y)向像素电极(22a)移动，同时黑色粒子(K)向公共电极(21)移动。不过，当它们在像素中间相遇时，则会停止移动并且停留在那里，因为由低驱动电压生成的电场强度不足以克服其彼此间强大的吸引力。另一方面，由低驱动电压生成的电场足以分离弱电荷的白色和红色粒子，以导致低正电红色粒子(R)一直移到公共电极(21)侧(即，观看侧)，并且低负电白色粒子(W)移到像素电极(22a)侧。因此，红色可见。还应注意到，在此图中，弱电荷粒子(如R)与相反极性的强电荷粒子(如Y)之间也存在吸引力。不过，此吸引力不像两类强电荷粒子(K和Y)之间的吸引力那么强，因此能够被低驱动电压生成的电场所压制。换句话说，弱电荷粒子与相反极性的强电荷粒子可以被分离。
在图2(d)中，当低负电压电位差(如-3V)在一个足够长的时间段内施加到图2(b)的像素时(即，从黑色状态驱动)，会产生电场，其导致黑色粒子(K)向像素电极(22a)移动，同时黄色粒子(Y)向公共电极(21)移动。当黑色和黄色粒子在像素中间相遇时，则会停止移动并且停留在那里，因为由低驱动电压生成的电场不足以克服其彼此间强大的吸引力。同时，由低驱动电压生成的电场足以分离白色和红色粒子，以导致低负电白色粒子(W)一直移到公共电极侧(即，观看侧)，并且低正电红色粒子(R)移到像素电极侧。因此，白色可见。还应注意到，在此图中，弱电荷粒子(如W)与相反极性的强电荷粒子(如K)之间也存在吸引力。不过，此吸引力不像两类强电荷粒子(K和Y)之间的吸引力那么强，因此能够被低驱动电压生成的电场所压制。换句话说，弱电荷粒子与相反极性的强电荷粒子可以被分离。
虽然在此例中，黑色粒子(K)以携带高正电荷示出，黄色粒子(Y)携带高负电荷，红色(R)粒子携带低正电荷及白色粒子(W)携带低负电荷，但在实际应用中，携带高正电荷或高负电荷或低正电荷或低负电荷的粒子可以是任意颜色。所有这些变型都包含在本发明范围之内。
还应注意到，达到图2(c)和2(d)中的颜色状态所施加的低电压电位差，可以是驱动像素从高正电粒子的颜色状态到高负电粒子的颜色状态所需的全驱动电压电位差的约5％-50％，反之亦然。
上述电泳流体注入显示单元。该显示单元可以是美国专利No.6,930,818中所述的微型杯，该案以引用方式并入本文。显示单元也可以是其他类型的微容器，诸如微胶囊、微通道或等同物，无形状或尺寸限制。所有这些均包含在本发明范围之内。
如图3所示，在本发明中，显示单元(30)和像素电极(32a)不必须对齐。
在本发明的又一方面中，所述流体还可以包括基本上不带电的中性浮力粒子。
术语“基本上不带电”指不带电的或者携带电荷小于高电荷粒子所带平均电荷的5％的粒子。在一个实施例中，该中性浮力粒子无电荷。
术语“中性浮力”指不随重力升或降的粒子。换言之，该粒子会在两个电极板之间的流体中飘浮。在一个实施例中，中性浮力粒子的密度可以与用于其分散的溶剂或溶剂混合物的密度相同。
所述显示流体中基本上不带电的中性浮力粒子的浓度以体积计优选在约0.1-10％的范围内，更优选地以体积计在约0.1-5％范围内。
术语“约”是指所示数值的±10％的范围。
基本上不带电的中性浮力粒子可以由聚合材料构成。该聚合材料可以是共聚物或均聚物。
用于基本上不带电的中性浮力粒子的聚合材料示例可以包括但不限于，聚丙烯酸酯，聚甲基丙烯酸酯，聚苯乙烯，聚苯胺，聚吡咯，多酚和聚硅氧烷。该聚合材料的具体示例可包括但不限于，聚(十溴二苯甲基丙烯酸酯)，聚(2-乙烯基萘)，聚(萘基甲基丙烯酸酯)，聚(α-甲基苯乙烯)，聚(N-苄基甲基丙烯酰胺)和聚(苄基甲基丙烯酸酯)。
更优选地，基本上不带电的中性浮力粒子由不溶于所述显示流体溶剂并且具有高折射率的多聚物构成。在一个实施例中，基本上不带电的中性浮力粒子的折射率与用于粒子分散的溶剂或溶剂混合物的折射率不同。不过，通常基本上不带电的中性浮力粒子的折射率高于溶剂或溶剂混合物的折射率。在某些情况中，基本上不带电的中性浮力粒子的折射率可以是1.45以上。
在一个实施例中，用于基本上不带电的中性浮力粒子的材料可以包括芳香族。
基本上不带电的中性浮力粒子可以通过单体聚合技术来制备，诸如悬浮聚合，分散聚合，种子聚合，无皂聚合，乳液聚合或者物理方法，包括反相乳化-蒸发工艺。单体在有分散剂加入的条件下进行聚合。分散剂的存在使得聚合物颗粒在理想的尺寸范围内形成，并且分散剂还可以形成物理性或化学性地附着于聚合物颗粒表面的保护层，以防止颗粒结块。
分散剂优选地具有长链(至少8个原子)，其可以使聚合物颗粒在烃类溶剂中保持稳定。这种分散剂可以是丙烯酸酯封端或乙烯基封端的大分子，由于丙烯酸酯或乙烯基可以与单体在反应介质中共聚，所以比较适用。
该分散剂的一个具体示例为丙烯酸酯封端的聚硅氧烷(Gelest，MCR-M17，MCR-M22)。
另一种适用的分散剂是聚乙烯大分子单体，如下所示：
CH3-[-CH2-]n-CH2O-C(＝O)-C(CH3)＝CH2
该大分子单体的主干可以是聚乙烯链，并且整数“n”可以是30-200。此类大分子单体的合成可查阅Seigou Kawaguchi等人的《设计的单体和聚合物(Designed Monomers andPolymers)》，2000，3，263。
如果流体系统是氟化的，则分散剂优选也是氟化的。
可替代地，基本上不带电的中性浮力粒子也可以由涂有聚合物外层的内核粒子构成，该外层例如，可以由上述任意聚合材料构成。
该内核粒子可以是无机颜料，诸如TiO2，ZrO2，ZnO，Al2O3，Cl颜料黑26或28或类似物(如铁锰黑或铜铬黑)，或者有机颜料，诸如酞菁蓝，酞菁绿，联苯胺黄或联苯胺AAOT黄，及喹吖啶酮，偶氮化合物，罗丹明，产自Sun Chemical的二萘嵌苯颜料系列，产自KantoChemical的Hansa黄G颗粒，以及产自Fisher的Carbon Lampblack，诸如此类。
在内核-包层型基本上不带电的中性浮力粒子的情况中，其可以通过微囊化方法来构成，诸如凝聚，界面缩聚，界面交联，原位聚合或模板聚合。
基本上不带电的中性浮力粒子的尺寸优选在大约100纳米至5微米的范围内。
在本发明此方面的一个实施例中，添加到流体的基本上不带电的中性浮力粒子可以具有与所述四类带电粒子其中一种的颜色从视觉上而言基本相同的颜色。例如，在显示流体中，可以存在带电的黑色、黄色、红色和白色粒子及基本上不带电的中性浮力粒子，这种情况下，基本上不带电的中性浮力粒子可以是黑色、黄色、红色或白色。
在另一实施例中，基本上不带电的中性浮力粒子可以具有与所述四类带电粒子都不相同的颜色。
流体中存在基本上不带电的中性浮力粒子增加了入射光的反射，从而也提高了对比度，尤其是若由反光材料构成的则更明显。
通过在四类粒子流体系统中添加基本上不带电的中性浮力粒子还可以提高图像稳定性。基本上不带电的中性浮力粒子可以填充电场作用下带电粒子在电极表面过度聚集而产生的间隙，从而防止带电粒子因引力关系而沉积。
此外，如果基本上不带电的中性浮力粒子为白色，则会增强显示器的反射率。如果其为黑色，则会增强显示器的黑度。
无论怎样，基本上不带电的中性浮力粒子都不会影响流体中四类带电粒子的驱动行为。
理论上讲，当如图2(b)所示的高正驱动电压(如+15V)被应用时，生成的电场会导致高正电黑色粒子向公共电极侧(即，观看侧)移动，而高负电黄色粒子和低负电白色粒子向非观看侧移动，从而显示黑色状态。低正电红色粒子会向观看侧移动。但由于红色粒子携带相比黑色粒子而言较低的电荷，所以移动得较慢，因而在观看侧看到黑色。不过，在实践中，所达到的黑色状态可能会微微发红，这是由于一些红色粒子在观看侧与黑色粒子混合所造成的。
本发明还提供可以解决令人不满意的颜色问题的驱动方法。在其中一个驱动方法中，像素首先向其中一类低电荷粒子的颜色状态驱动，然后再向高电荷粒子的颜色状态驱动，其中该低电荷粒子和该高电荷粒子携带相反电荷极性。
例如，像素可以向黑色颜色状态驱动，按照下列步骤：
a)首先通过施加低负驱动电压，将其驱动到白色粒子(低负电)的颜色状态；并且
b)通过施加高正驱动电压，将其向黑色粒子(高正电)的颜色状态驱动。
此驱动顺序如图4A所示。
在步骤(a)中，一旦处于白色状态(如，图2(d))，两类“高电荷”粒子，黑色和黄色，将会彼此吸引以导致其停留在像素中间，而低正电红色颜料粒子会移到靠近或位于像素电极处。
在步骤(b)中，白色和黄色粒子被推向像素电极侧，而低正电红色粒子不太可能显现在观看侧。这个顺序将会导致黑色状态的质量更佳。
在这个驱动方法中，白色颜色状态直接被驱动成黑色状态而不经过红色或黄色颜色状态。业已发现，步骤(a)中的白色状态质量较高，则会导致步骤(b)中黑色状态的质量较高。“白色状态的质量较高”简单地说就是，该白色状态在L*a*b*颜色系统中具有高L*值，低a*和b*值。
类似的驱动方法可以适用于驱动像素到黄色状态。该方法将具有下列步骤：
a)首先通过施加低正驱动电压，将其驱动到红色粒子(低正电)的颜色状态；并且
b)通过施加高负驱动电压，将其向黄色粒子(高负电)的颜色状态驱动。
此驱动序列见图4B所示。
在这个驱动方法中，红色颜色状态直接被驱动成黄色状态而不经过白色或黑色颜色状态。业已发现，步骤(a)中的红色状态质量较高，则会导致步骤(b)中黄色状态的质量较高。“红色状态的质量较高”简单地说就是，该红色状态在L*a*b*颜色系统中具有高a*值。
图4A和4B中所示的驱动方法也可以概括如下：
一种用于驱动显示层的驱动方法，该显示层包括电泳介质，并且在其相反两侧具有第一和第二表面，该电泳介质包括第一类正电粒子，第一类负电粒子，第二类正电粒子和第二类负电粒子，所有粒子都分散于溶剂或溶剂混合物中，所述四类粒子分别具有彼此不同的光学特征，该方法包括：
(a)施加一电场，其强度不足以克服该第一类正电粒子与该第一类负电粒子之间的吸引力并且具有与第二类正电或负电粒子相同的极性，以致使该第二类正电或负电粒子的光学特征在所述第一表面显示；以及
(b)施加一电场，其强度足以克服该第一类正电粒子与该第一类负电粒子之间的吸引力并且具有与步骤(a)中电场相反的极性，以致使该第一类正电粒子或该第一类负电粒子的光学特征在所述第一表面显示。
此外，为保证颜色亮度和颜色纯度，在从一种颜色状态驱动到另一种颜色状态之前，可以使用振动波形。该振动波形包括一对重复多个周期的相反驱动脉冲。例如，该振动波形可以包括20毫秒的+15V脉冲以及20毫秒的-15V脉冲，并且这一对脉冲重复50次。上述振动波形的总时间会是2000毫秒(见图5)。
在实践中，可能至少会有10个重复振动波形(即，10对正和负脉冲)。
振动波形可以在施加驱动电压前应用，而不用管是何光学状态(黑色、白色、红色或黄色)。振动波形应用之后，光学状态将不是纯白色、纯黑色、纯黄色或纯红色。反之，颜色状态会是所述四类颜料粒子的混合结果。
振动波形中各个驱动脉冲的应用时间不超过示例中从全黑状态到全黄状态所需驱动时间的50％(或不超过30％，10％或5％)。例如，如果驱动显示装置从全黑状态到全黄状态要用300毫秒，反之亦然，则振动波形可以包含正、负脉冲各应用不多于150毫秒。在实践中，优选脉冲更短些。
在一个实施例中，振动波形可以先于图4A或图4B的驱动顺序而应用。
在另一实施例中，像素可以：
(i)被施加一振动波形；
(ii)被驱动到黑色(即，首次黑色状态)
(iii)被驱动到白色；随后
(iv)被驱动到黑色(即，二次黑色状态)。
在上述顺序中，步骤(ii)可以按照图2(b)执行；步骤(iii)可以按照图2(d)执行；而步骤(iv)可以按照图4A执行。
上述驱动顺序的示例性波形在图6A中示出。在本发明的任意驱动顺序中，波形均优选直流平衡，也就是说，当整合一个时间段时，施加给显示器的平均电压基本上为0。如图6A，在示出的初始步骤中，高负驱动电压被施加以保证整个波形的直流平衡。
同样，振动波形和图4B的方法都可以纳入一个驱动顺序：
(i)被施加一振动波形；
(ii)被驱动到黄色(即，首次黄色状态)
(iii)被驱动到红色；随后
(iv)被驱动到黄色(即，二次黄色状态)。
在上述顺序中，步骤(ii)可以按照图2(a)执行；步骤(iii)可以按照图2(c)执行；而步骤(iv)可以按照图4B执行。
上述驱动顺序的示例性波形在图6B中示出，其也是“直流平衡的”。
在实践中，所述首次颜色状态(黑色或黄色)通常比二次颜色状态(黑色或黄色)质量差。
虽然已经参照特定实施例对本发明进行了描述，但本领域技术人员应理解，对此可做多种改变并且等同方案可以替代，这些均不违背本发明的实质精神和范围。此外，还可以做许多修正以使得特定的条件、材料、成分、过程、工序或步骤适应于本发明的目的、实质精神和范围。上述所有变更均包含在后附权利要求范围内。

Claims (14)

1.一种显示层，其包括电泳介质，并且具有位于观看侧的第一表面和位于该观看侧的相反侧的第二表面，夹在公共电极与像素电极层之间的电泳介质包括高正电粒子、高负电粒子、低正电粒子和低负电粒子，所有粒子全部分散于溶剂或溶剂混合物中，四类粒子分别具有彼此不同的光学特征，因而：
(a)在所述公共电极与一像素电极之间施加高正电压电位差将会导致与该像素电极对应的像素在所述观看侧显现高正电粒子的光学特征；或者
(b)在所述公共电极与一像素电极之间施加高负电压电位差将会导致与该像素电极对应的像素在所述观看侧显现高负电粒子的光学特征；或者
(c)当高正电粒子的光学特征在所述第一表面处显示时，在所述公共电极与一像素电极之间施加低负电压电位差将会导致与该像素电极对应的像素在所述观看侧显现低负电粒子的光学特征，并且移动低正电粒子到达像素电极侧；或者
(d)当高负电粒子的光学特征在所述第一表面处显示时，在所述公共电极与一像素电极之间施加低正电压电位差将会导致与该像素电极对应的像素在所述观看侧显现低正电粒子的光学特征，并且移动低负电粒子到达像素电极侧。
2.如权利要求1中所述的显示层，其中低电荷粒子的电荷水平小于高电荷粒子的电荷水平的50％。
3.如权利要求1中所述的显示层，其中低电荷粒子的电荷水平是高电荷粒子的电荷水平的5％－30％。
4.如权利要求1中所述的显示层，其中低电荷粒子的电荷水平小于高电荷粒子的电荷水平的75％。
5.如权利要求1中所述的显示层，其中低电荷粒子的电荷水平是高电荷粒子的电荷水平的15％－55％。
6.一种电泳介质，其夹在位于观看侧的公共电极与像素电极层之间，该介质包括高正电粒子、高负电粒子、低正电粒子和低负电粒子，所有粒子全部分散于溶剂或溶剂混合物中，并且四类粒子分别具有彼此不同的光学特征，因而：
(a)在所述公共电极与一像素电极之间施加高正电压电位差将会导致与该像素电极对应的像素在所述观看侧显现高正电粒子的光学特征；或者
(b)在所述公共电极与一像素电极之间施加高负电压电位差将会导致与该像素电极对应的像素在所述观看侧显现高负电粒子的光学特征；或者
(c)当高正电粒子的光学特征在所述第一表面处显示时，在所述公共电极与一像素电极之间施加低负电压电位差将会导致与该像素电极对应的像素在所述观看侧显现低负电粒子的光学特征，并且移动低正电粒子到达像素电极侧；或者
(d)当高负电粒子的光学特征在所述第一表面处显示时，在所述公共电极与一像素电极之间施加低正电压电位差将会导致与该像素电极对应的像素在所述观看侧显现低正电粒子的光学特征，并且移动低负电粒子到达像素电极侧。
7.如权利要求6中所述的介质，其中低正电粒子的电荷水平小于高正电粒子的电荷水平的50％，并且低负电粒子的电荷水平小于高负电粒子的电荷水平的75％。
8.如权利要求6中所述的介质，其进一步包括基本上不带电的中性浮力粒子，其中所述基本上不带电的中性浮力粒子不带电或者携带的电荷小于高电荷粒子所带平均电荷的5％。
9.一种显示装置的驱动方法，该显示装置包括电泳介质并且具有位于观看侧的第一表面和位于该观看侧的相反侧的第二表面，夹在公共电极与像素电极层之间的电泳介质包括高正电粒子、高负电粒子、低正电粒子和低负电粒子，所有粒子全部分散于溶剂或溶剂混合物中，四类粒子分别具有彼此不同的光学特征，该方法包括：
(a)在所述公共电极与一像素电极之间施加高正电压电位差，以驱动与该像素电极对应的像素在所述观看侧显现高正电粒子的光学特征；或者
(b)在所述公共电极与一像素电极之间施加高负电压电位差，以驱动与该像素电极对应的像素在所述观看侧显现高负电粒子的光学特征；或者
(c)当高正电粒子的光学特征在所述第一表面处显示时，在所述公共电极与一像素电极之间施加低负电压电位差，以驱动与该像素电极对应的像素在所述观看侧显现低负电粒子的光学特征，并且移动低正电粒子到达像素电极侧；或者
(d)当高负电粒子的光学特征在所述第一表面处显示时，在所述公共电极与一像素电极之间施加低正电压电位差，以驱动与该像素电极对应的像素在所述观看侧显现低正电粒子的光学特征，并且移动低负电粒子到达像素电极侧。
10.如权利要求9中所述的方法，其中所施加的低电压电位差是所施加的高电压电位差的5％－50％。
11.一种电泳流体的驱动方法，该电泳流体包括四类分散于溶剂或溶剂混合物中的带电颜料粒子，其中四类带电颜料粒子为高正电颜料粒子、高负电颜料粒子、低正电颜料粒子及低负电颜料粒子；该方法包括：
(a)驱动一像素到其中一类低电荷粒子的颜色状态；随后
(b)驱动该像素到高电荷粒子的颜色状态；其中(a)的低电荷粒子和(b)的高电荷粒子携带相反极性的电荷。
12.如权利要求11中所述的驱动方法，其进一步包括在步骤(a)之前施加一振动波形，该振动波形包括一对重复多个周期的相反驱动脉冲。
13.一种电泳介质的驱动方法，该电泳介质包括四类分散于溶剂或溶剂混合物中的带电颜料粒子，其中四类带电颜料粒子为高正电颜料粒子、高负电颜料粒子、低正电颜料粒子及低负电颜料粒子；该方法包括：
(a)对一像素施加具有与其中一类高电荷颜料粒子相同极性的高驱动电压，以驱动该像素到该类高电荷颜料粒子的颜色状态，
(b)对该像素施加具有与其中一类低电荷颜料粒子相同极性的低驱动电压，以驱动该像素到该类低电荷颜料粒子的颜色状态；以及
(c)施加具有与该类高电荷颜料粒子相同极性的高驱动电压，以驱动到该类高电荷颜料粒子的颜色状态；
其中，(a)和(c)的高电荷颜料粒子与(b)的低电荷颜料粒子是相反带电的，并且该驱动方法是直流平衡的。
14.如权利要求13中所述的方法，其进一步包括在步骤(a)之前施加一振动波形，该振动波形包括一对重复多个周期的相反驱动脉冲。
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