CN1666143A - 电泳显示板 - Google Patents

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Abstract

一种电泳显示板(1)，用于显示具有多个图像元的图像，包括多个像素(2)和驱动装置(100)。像素(2)具有用于接收电位差的第一电极(3)和第二电极(4)，以及位于第一电极(3)和第二电极(4)之间的电泳介质(5)。该介质(5)具有第一和第二极端光学状态以及介于第一和第二极端光学状态中间的中间光学状态。为了使显示板(1)能够显示可再现的中间光学状态，驱动装置(100)在工作中能根据要显示的图像元控制电位差，用于在第一极端、第二极端和作为中间光学状态的单一平衡光学状态之间改变光学状态。

Description

电泳显示板
本发明涉及一种电泳显示板，用于显示包括多个图像元的图像，包括：
-用于显示图像元的多个像素，每个像素包括：
-用于接收电位差的第一电极和第二电极；和
-在第一电极和第二电极之间的电泳介质，该介质具有第一和第二极端光学状态以及介于第一和第二极端光学状态之间的中间光学状态；和
-驱动装置，在工作中能根据要显示的图像元，控制具有脉冲持续时间的电位差，用于在第一极端、第二极端和中间光学状态之间改变光学状态。
开篇所述类型的电泳显示板的实施例在未公开的欧洲专利申请02075846.2(PHNL 020156)中有所介绍。
在所述电泳显示板中，每个像素表示一个图像元。像素的光学状态等于所表示的图像元的光学状态。像素的电泳介质包括在透明液体中带正电和负电的粒子。带正电的粒子具有不同于带负电粒子的颜色。在工作中，由驱动装置控制的电位差确定带电粒子的运动。如果带正电粒子位于第一电极处，带负电粒子位于第二电极处，则该介质处于第一极端光学状态。在第一电极侧，图像元具有带正电粒子的颜色。在相反的电位差上，带电粒子处在相反的位置上，并且介质处于第二极端光学状态。在第一电极侧，图像元具有带负电粒子的颜色。为了将介质的光学状态从第一极端光学状态改变为第二极端光学状态以及反过来，电位差相对大，并且脉冲持续时间相对长。所达到的光学状态对电位差和/或脉冲持续时间的过冲不灵敏，因为较大的电位差和/或较长的脉冲持续时间对光学状态没有进一步的影响。显示板能显示中间光学状态，这被称为灰度值。这里灰度值指的是，在第一和第二极端光学状态的颜色之间的颜色值。如果第一和第二光学状态表示白色和黑色，则灰度值表示灰度阴影；如果第一和第二光学状态表示两种其他颜色，则灰度值代表这两种颜色的混合色。在工作中，为了显示灰度值，电位差发生脉动，由驱动装置控制，其中脉冲持续时间、电位差和难以控制的很多因素确定了灰度值。例如，如果液体和/或粒子的粘性或介电常数由于例如温度变化而改变，则改变了带电粒子的运动，并且相同的脉冲持续时间和相同的电位差导致了不同的灰度值。因此，难以用可再现方式显示灰度值。
所述显示板的缺点在于难以在显示图像中获得可再现的灰度值。
本发明的目的是提供一种开篇所述类型的显示板，其在工作中能显示可再现灰度值。
由此，该目的的实现在于，驱动装置能控制单一平衡光学状态作为中间光学状态。
本发明基于如下认识：如果驱动装置能够控制表示平衡光学状态的灰度值作为中间状态，以获得其灰度值，则减少了该灰度值和难以控制的很多因素之间的关系的依赖性。例如，温度依赖性取决于液体内粒子的流变性；这种温度依赖性是相当小的，因为流变性不太重要。已经发现如果电位差基本为零，则电泳介质达到相同的灰度值，即平衡光学状态的灰度值。因此，在工作中，显示板能显示可再现灰度值。
达到平衡灰度值的时间间隔例如是几十秒到几十分钟。如果驱动装置能控制电位差，则能更快速地改变显示的图像：
-与用于将光学状态从第一光学状态改变为第二光学状态的电位差和脉冲持续时间相比，具有相等的符号和相对短的脉冲持续时间用于将光学状态从第一光学状态改变为平衡光学状态，和
-与用于将光学状态从第二光学状态改变为第一光学状态的电位差和脉冲持续时间相比，具有相等的符号和相对短的脉冲持续时间用于将光学状态从第二光学状态改变为平衡光学状态，和
-随后基本上为零。
具有相等符号和相对短脉冲持续时间的电位差带来了在平衡灰度值附近的灰度值。接着，电位差基本上为零，电泳介质达到平衡灰度值。
灰度值取决于有色粒子的数量和尺寸。如果平衡光学状态在第一和第二极端光学状态的中间，则显示的图像具有相对良好的图像质量。则灰度值是中间灰度。实际上，如果例如带正电粒子的数量和尺寸接近于带负电粒子的数量和尺寸，则平衡光学状态表示大致中间灰度。
如果每个图像元由一个像素表示，则每个图像元能具有三个光学状态。然而，如果驱动装置能通过至少两个相邻像素来表示每个图像元，则每个图像元能够具有三个以上的光学状态，这是因为通过组合至少两个相邻像素的光学状态而形成的光学状态。此外，如果平衡光学状态处于第一和第二极端光学状态的中间，则显示的图像具有甚至更好的图像质量。此外，如果至少两个相邻像素各具有带有用于显示光学状态的区域的表面，该区域的第一区域基本上是该区域的第二区域的1/3，则图像元具有在两个极端光学状态之间的至少九个基本均匀分布的光学状态。
下面参照附图进一步阐明和介绍本发明的这些和其它方案，其中：
图1示意性地表示显示板的正视图，
图2示意性地表示沿着图1中的II-II截取的剖面图，
图3示意性地表示显示板的正视图，和
图4示意性地表示一部分显示板的等效电路图。
附图是示意性的，而不是按比例绘制的，并且所有附图中相同的参考标记表示对应部件。
在图1中，显示板1具有像素2。像素2例如在二维结构中基本上沿直线设置。例如，一个像素表示一个图像元。
在图2中，像素2具有位于衬底9上的第一电极3和第二电极4，用于接收电位差。此外，电泳介质5位于第一电极3和第二电极4之间，例如在透明液体中的带正电的黑色粒子6和带负电的白色粒子7。如果带正电粒子6位于第一电极3处，带负电粒子7位于第二电极4处，则电泳介质5处于第一极端光学状态。电位差例如为-5伏特。如果从第一电极3该侧观察图像元，第一电极3是透明的，该图像元是黑色的。在带电粒子6、7的颠倒位置上，电泳介质5处于第二极端光学状态，从第一电极3该侧观察的图像元是白色的。则电位差例如为5伏特。为了将电泳介质5的光学状态改变为极端光学状态其中之一，驱动装置可以施加例如-5伏特的电位差持续施加5秒的时间段，用于将光学状态改变为第一极端光学状态，以及施加例如5伏特的电位差持续施加5秒的时间段，用于将光学状态改变为第二极端光学状态。
如果电泳介质5处于极端光学状态其中之一，且电位差被驱动装置改变为0伏特，则光学状态缓慢地向平衡光学状态改变，介于极端光学状态中间，在本例中为灰度值。达到中间光学状态的间隔可以进行调整，通常从几十秒到几十分钟变化。如果电位差为以下值，则该间隔较短，例如为2秒：
施加5伏特持续1秒钟，用于将光学状态从第一光学状态改变为平衡光学状态，和
施加-5伏特持续1秒钟，用于将光学状态从第二光学状态改变为平衡光学状态，然后，电位差基本上为零。则电泳介质达到平衡灰度值。
如果带正电和带负电粒子6、7的数量和尺寸是相同的，则平衡光学状态表示中间灰度，并且显示的图像具有相对好的图像质量。如果带正电粒子6的尺寸大于带负电粒子7的尺寸，则平衡光学状态表示的颜色相比带负电粒子7的颜色更接近带正电粒子6的颜色。
在图3中，示出了代表图像元的两个相邻像素2’。每个相邻像素2’的光学状态定义为，0是第一极端光学状态，1是平衡光学状态，并且2是第二极端光学状态。则图像元具有九个光学状态：
-00：两个相邻像素2’都在光学状态0中，
-01：第一相邻像素2’在光学状态0中，且第二相邻像素2’在光学状态1中，
-02、10、11、12、20、21和22。
作为例子，两个相邻像素2’每个都具有在第一和第二极端光学状态中间的其平衡光学状态。此外，用于显示第一相邻像素2’的光学状态的区域基本上是用于显示第二相邻像素2’的光学状态的区域的三倍。所表示的图像元具有在两个极端光学状态之间的九个基本上均匀分布的光学状态。对于代表该图像元的三个相邻像素，用于显示第一相邻像素的光学状态的区域大约是用于显示第二相邻像素的光学状态的区域的三倍，用于显示第二相邻像素的光学状态的区域大约是用于显示第三相邻像素的光学状态的区域的三倍，图像元具有在两个极端光学状态之间的27个基本均匀分布的光学状态，等等。
如图4中示意性地示出的，可应用本发明的显示板1的一部分的电学等效包括，驱动装置100和在行或选择电极70与列或数据电极60的交叉区域处的像素2的矩阵。图4中从1到m编号的行电极70由行驱动器40连续选择，而图4中从1到n编号的列电极60经数据寄存器50被提供以数据。如果需要的话，首先在处理器30中处理要显示的数据20。经连接到处理器30的驱动线80产生行驱动器40和数据寄存器50之间的相互同步。驱动装置100包括例如行驱动器40、行电极70、数据寄存器50、列电极60、驱动线80和处理器30。
来自行驱动器40和数据寄存器50的驱动信号选择像素2，这被称为被动驱动。列电极60相对于行电极70接收这样的电位，使得像素2在交叉区域处获得极端光学状态其中之一或平衡光学状态，例如黑色、白色或中间灰度。来自行驱动器40的驱动信号经薄膜晶体管(表示为TFT 90)来选择像素2，该薄膜晶体管的栅电极电连接到行电极70，其源电极电连接到列电极60，这被称为主动驱动。位于列电极60上的信号经TFT 90传递到像素2。在图4的例子中，示意性地示出了只用于一个像素2的这种TFT 90。
对于本领域技术人员来说，应该理解在本发明的范围内可以做出很多修改。
本发明的范围不限于这里所述的典型实施例。本发明以每个新的特征以及这些特征的每个组合来体现。

Claims (5)

1、一种电泳显示板，用于显示包括多个图像元的图像，包括：
-用于显示图像元的多个像素，每个像素包括：
-用于接收电位差的第一电极和第二电极；和
-在第一电极和第二电极之间的电泳介质，该介质具有第一和第二极端光学状态以及介于第一和第二极端光学状态中间的中间光学状态；和
-驱动装置，在工作中能根据要显示的图像元来控制具有脉冲持续时间的电位差，用于在第一极端、第二极端和中间光学状态之间改变光学状态，
其特征在于，驱动装置能够控制单一平衡光学状态作为中间光学状态。
2、根据权利要求1所述的电泳显示板，其特征在于驱动装置能够控制下列电位差：
-与用于将光学状态从第一光学状态改变为第二光学状态的电位差和脉冲持续时间相比，具有相等的符号和相对短的脉冲持续时间用于将光学状态从第一光学状态改变为平衡光学状态，和
-与用于将光学状态从第二光学状态改变为第一光学状态的电位差和脉冲持续时间相比，具有相等的符号和相对短的脉冲持续时间用于将光学状态从第二光学状态改变为平衡光学状态，和
-随后基本上为零。
3、根据权利要求1所述的电泳显示板，其特征在于，平衡光学状态处于第一和第二极端光学状态的中间。
4、根据权利要求1-3所述的电泳显示板，其特征在于，驱动装置可以通过至少两个相邻像素来表示每个图像元。
5、根据权利要求4所述的电泳显示板，其特征在于，至少两个相邻像素每个都具有带有用于显示光学状态的区域的表面，所述区域的第一区域基本上是所述区域的第二区域的1/3。
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