CN1823359A - 电泳显示面板 - Google Patents

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CN1823359A CNA2004800202614A CN200480020261A CN1823359A CN 1823359 A CN1823359 A CN 1823359A CN A2004800202614 A CNA2004800202614 A CN A2004800202614A CN 200480020261 A CN200480020261 A CN 200480020261A CN 1823359 A CN1823359 A CN 1823359A
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R·H·M·科蒂
G·周
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Abstract

本发明涉及一种电泳显示面板(1)，用于显示对应于图像信息的画面，包括：多个像素(2)，每个像素包含一定量的电泳材料，其包括分散在液体中的具有互不相同的电荷的第一和第二类型的电泳微粒(6、7)；第一和第二电极(8、9)，其同每个像素(4)相关联，用于接收如更新驱动波形定义的电位差；和驱动装置(10)，用于控制每个像素(4)的所述更新驱动波形；所述更新驱动波形包括：重置部分(R)，在其过程中重置信号施加在像素上，以及随后的驱动部分(D)，在其过程中图像电位差施加在像素上，用于使微粒(6、7)能够占据对应于图像信息的位置。本发明的特征在于，更新驱动波形的所述重置部分(R)被设置为，在更新波形的所述重置部分(R)期间，使第一和第二类型的微粒(6、7)相互紧密接近。

Description

电泳显示面板
技术领域
本发明涉及一种电泳显示面板，用于显示对应于图像信息的画面，包括：多个像素，每个像素包含一定量的电泳材料，其包括分散在液体中的具有互不相同的电荷的第一和第二类型的电泳微粒；第一和第二电极装置，其同每个像素相关联，用于接收电位差；和驱动装置，用于控制每个像素的所述电位差；其中带电微粒依赖于施加的电位差，能够占据这样的位置用于显示画面，该位置是电极附近的极限位置和电极之间的中间位置中的一个，并且其中所述电位差被控制为在重置部分期间，其是用于使微粒能够基本上占据一个极限位置的具有重置值和重置持续时间的重置电位差，并且随后，在驱动部分期间，其是用于使微粒能够占据对应于图像信息的位置的图像电位差。
背景技术
电泳显示设备基于带电的、通常是着色的微粒在电场的作用下的运动。该显示器适用于纸状显示功能，诸如电子报纸和电子记事本。一种类型的电泳显示设备包括多个微囊，其填充有液体。每个微囊还包括多个带电微粒，其位置受施加在微囊上的电场的控制。这通常是通过将微囊层夹在第一和第二电极之间实现的。在基本实施例中，着色微粒，诸如黑色微粒分散在白色液体中(下文中被称为单微粒型)。可替换地，至少两种不同的类型的着色微粒，其具有不同的电荷，例如黑色带负电的微粒和白色带正电的微粒，分散在透明液体中(下文中被称为双微粒型)。此后面的替换方案的优点在于允许子像素寻址，其改善了显示器的分辨率。在图1中示意性地示出了后面类型的显示器的细节。
在专利申请WO 02/07330中描述了如上文提及的电泳显示设备的一个示例(单微粒型)。
在所描述的电泳显示面板中，每个像素在图像的显示过程中具有由每个微囊中的微粒位置确定的外观。因此，通常通过在每个像素上施加特定时间周期的电压脉冲序列，其被称为更新驱动波形，产生了该显示器中的灰度级。为了显示看起来自然的画面，需要大量的灰度级。为此，开发了多种不同的更新驱动波形，以便于生成不同的灰度级。然而，关于该类型的显示器的一个问题是，微粒的位置不仅依赖于施加的电位差或波形，而且还依赖于先前施加的每个像素的电位差的历史。而且，电泳显示器中灰度级的精确度受到其他的因素的强烈影响，诸如驻留时间、温度、湿度和电泳材料的横向非匀质性。大部分所开发的更新驱动波形需要将待显示的图像中的每个像素的灰度级同现有图像中的其状态进行比较，并且基于该比较，选择一系列波形中的一个。因此，在具有4个灰度级的示例中，有必要存储16个不同的波形，即从4个灰度级中的任何一个到任何一个的每个变换产生一个波形。以相似的方式生成双微粒型显示器中的灰度级。
使用所谓的轨道稳定方法可以实现上文类型的电泳显示器中精确的灰度级，其意味着由基准黑色状态或者由基准白色状态(即，两个轨道)实现灰度级。在图2中示意性公开了该驱动波形的一个示例，如目前同申请No.PHNL030091一起共同未决的申请所公开的，用于分别从状态黑(B)、深灰(G1)、浅灰(G2)和白(W)图像变换到状态浅灰(G2)。从W、G1、G2和B到G2的4个变换是使用4种类型的更新驱动波形实现的，其使用用于重置显示器的过重置(over-reset)：用于从G1或B变换到G2的序列越长，则用于从G2或W变换到G2的序列就越短。每个更新驱动波形基本上包括第一振动周期(S1)、重置周期(R)、第二振动周期(S2)和驱动周期(D)。在图3中公开了根据上文的现有技术驱动的从B到G2以及从G2到G2的变换中的微囊中的微粒分布的示意性示例。上文的共同未决申请PHNL030091在一个实施例中公开了振动脉冲(还被称为预置脉冲)，其是在振动周期中出现的。优选地，振动脉冲包括一连串AC脉冲。然而，振动脉冲还可以仅包括单一的预置脉冲。振动脉冲的每个电平(其是一个预置脉冲)具有这样的能量(如果电压电平是固定的，则是持续时间)，其足够用于释放存在于一个极限位置的微粒，但是不够用于使所述微粒到达另一个极限位置。
然而，该方法的一个缺点是，从G2或W的变换与从G1或B的变换相比，在时间上具有较宽的亮度分布。因此，从G2或W的变换基本上定义了显示器灰度级的精确度。
因此，本发明的目的在于实现一种电泳显示面板，其克服了上文的关于现有技术的问题。另一目的在于，改善关于电泳显示器的灰度再现的精确度。
发明内容
通过作为介绍的电泳显示面板至少部分地实现了上文的和其他的目的，其特征在于，更新驱动波形的所述重置部分被设置为使得在更新波形的所述重置部分期间，使第一和第二类型的微粒相互紧密接近。因此，可以实现两种类型的微粒的混合，由此在图像更新周期中，使微粒相互紧密接近。这样，可以减少显示器中的余像量，或者可以增加显示器可提供的灰度级的数目。在该背景下，应注意到，仅需要将上文的混合引入到所需用于控制全部可能的显示器变换的全部驱动形式的子集中，这是因为，在剩余的子集中，在不需要额外改变驱动波形的情况下实现了所需的混合。因此，在全面利用本发明的显示面板中，在关于任何变换的全部像素中的每个更新驱动波形中，执行所需的混合。
优选地，所述重置部分被设置为使其是双极性的，即，仅包括第一和第二后继的重置信号部分，其中一个所述信号部分是正脉冲，而另一个是负脉冲。而且，更新驱动波形进一步包括至少一个振动部分，并且其中所述正的和负的重置信号部分均具有比所述至少一个振动部分更长的持续时间。而且，所述第一重置信号部分比所述后继的第二重置信号部分更短。适当地，所述第一脉冲被配置为，使所述第一和第二类型的微粒在离开极限位置的方向中移动，以便于实现所述的混合。
适当地，第一信号部分(R1)的持续时间被选择为使得重置部分的总持续时间等于所需用于像素中的变换的最长单极性重置部分的长度。因此，可以使双极性的重置脉冲的总长度最大，其导致了改善的最终灰度级的精确度。
而且，通过一种用于驱动电泳显示设备的方法，实现了本发明的上文的和其他的目的，该设备包括多个像素，每个像素包含一定量的电泳材料，其包括分散在液体中的具有互不相同的电荷的第一和第二类型的微粒，第一和第二电极，其同每个像素相关联，用于接收电位差；和驱动装置，用于控制每个像素的所述电位差；其中带电微粒依赖于施加的电位差，能够占据这样的位置用于显示画面，该位置是电极附近的极限位置和电极之间的中间位置中的一个，并且其中所述电位差被控制为：在重置部分期间，其是用于使微粒能够基本上占据一个极限位置的重置电位差，并且随后，在驱动部分期间，其是用于使微粒能够占据对应于图像信息的位置的图像电位差，该方法包括步骤，在所述重置部分期间，在所述像素上施加重置信号，其间使第一和第二类型的微粒相互紧密接近。以与上文所述相同的方式，本发明的方法确保了在关于任何变换的全部像素中的每个更新驱动波形中执行所需的混合。
而且，通过一种用于驱动电泳显示设备的驱动装置，实现了本发明的上文的和其他的目的，该设备包括多个像素，每个像素包含一定量的电泳材料，其包括分散在液体中的具有互不相同的电荷的第一和第二类型的微粒；第一和第二电极，其同每个像素相关联，用于接收电位差；和驱动装置，其被配置为控制每个像素的所述电位差；其中带电微粒，依赖于施加的电位差，能够占据这样的位置用于显示画面，该位置是电极附近的极限位置和电极之间的中间位置中的一个，并且其中所述电位差被控制为：在重置部分期间，其是用于使微粒能够基本上占据一个极限位置的重置电位差，并且随后，在驱动部分期间，其是用于使微粒能够占据对应于图像信息的位置的图像电位差，该驱动装置进一步被配置为，在所述重置部分期间，在所述像素上施加重置信号，其间使第一和第二类型的微粒相互紧密接近。以与上文所述相同的方式，本发明的驱动装置确保了在关于任何变换的全部像素中的每个更新驱动波形中执行所需的混合。
本发明的其他的优点由附属权利要求所限定，并且在此处得到更详细的描述。
附图说明
下面通过参考附图，借助于本发明的优选实施例，将更详细地描述本发明。
图1是根据现有技术的显示设备中两个相邻的微囊的示意性剖面图，并且本发明可以应用于此。
图2是关于用于驱动图1中公开的微囊的现有技术波形的示例的图示。
图3是示出了通过两个图2中公开的现有技术的波形驱动时，着色微粒在微囊中的运动的示意性剖面图。
图4是公开了根据本发明的第一实施例的一组驱动波形集合的示例的图示。
图5是示出了通过根据本发明(图5b)波形和相应的根据现有技术的波形(图5a)驱动时，着色微粒在微囊中的运动的示意性剖面图。
图6是公开了根据本发明第二实施例的一组驱动波形集合的示例的图示。
图7是公开了同图4中公开的实施例变型(图7b)以及图5中公开的另一实施例变型(图7c)比较的根据现有技术的示例波形(图7a)的图示。
具体实施方式
图1示出了电泳显示面板1的实施例，本发明可以应用于该电泳显示面板1。显示面板1包括第一透明基板2、第二相对基板3和多个像素4，在该情况中每个像素由微囊5构成。每个微囊包含电泳材料，诸如一定量的浅色微粒6和深色微粒7，悬浮在纯净液体中。用于微囊中的电泳材料在现有技术中是已知的，并且因此此处将不再详细描述。浅色微粒6和深色微粒7带有互不相同的电荷。在该示例中，浅色微粒基本上是白色带正电的微粒，而深色微粒基本上是黑色带负电的微粒。电泳显示面板1进一步包括第一电极装置8和第二电极装置9，其同每个像素4相关联。电极8、9连接到驱动器10，以便于接收电位差。驱动器10被配置为向电极8、9提供适当的更新驱动波形，以便于控制施加的电位差。而且，用于每个像素4的第二电极装置9可以包括或可以不包括两个独立可控的电极9a、9b(参看图1)，以便于提供子像素分辨率。在主动矩阵的实施例中，每个像素4进一步以本身已知的方式包括开关电子装置(未示出)，其包括例如，薄膜晶体管(TFT)、二极管或MIM器件。
通过在电极8、9上施加更新驱动波形，因此施加了变化的电位差，可以使微囊5中的带电微粒6、7在微囊中移动，以便于占据其不同的部分，因此改变了该微囊的视觉外观。依赖于施加的电位差的大小，带电微粒6、7可以在第一和第二极限位置之间移动，引起了例如视觉外观黑(B)和白(W)，并且还可以移动到中间位置，引起了例如视觉外观浅灰(G2)和深灰(G1)。当然，可以实现更大量的灰度级，但是为了清楚起见，这里的描述集中于具有4个状态，即B、W、G1和G2的设备。为了从每个所述状态转移到每个其他的状态，使用了16个特定的变换驱动波形，每个变换一个。因此，驱动器10被配置为通过在像素上施加一个适当的所述驱动波形，控制施加在每个像素上的电位差，以便于使像素从第一状态变换到第二状态。每个驱动波形或者脉冲序列基本上由4个波形部分组成，即第一振动脉冲部分S1，其具有持续时间tS1，重置部分R，其具有持续时间tR，第二振动脉冲部分S1，其具有持续时间tS2，以及灰度级驱动部分D，其具有持续时间tD。如上文所指出的，在图3中示出了根据现有技术的4个该驱动波形的示例。然而，应当注意，通过不同的波形驱动像素时实现的亮度不同。这意味着，例如在状态G2下的像素的亮度依赖于该像素先前所处的状态，并且不同变换的亮度分布是相对宽的。
本发明基于这样的认识，即具有窄的和宽的分布的驱动波形之间的差异在于，窄的分布对应于这样的变换，其中在图像更新期间，即在施加的更新驱动波形期间，在微囊5中，浅色微粒6和深色微粒7相互交叉，或者以任何其他的方式相互紧密接触。在现有技术中，对于从G1或B到G2的变换(图3a)，在重置部分R期间，微粒首先相互交叉，在该点处像素呈现W。随后以高精确度将微粒驱动到浅灰色阶G2。相反地(图3b)，在G2或W到G2的变换中，白色微粒从不与黑色微粒交叉，并且呈现宽的分布，如上文所述。
而且，应当注意，如果黑色和白色微粒在先前的图像更新中相互交叉，则具有对灰度级精确度的进一步改善。例如，对于从W到G2的变换，如果先前针对W的图像更新是从B或G1，则相比于先前的图像更新是从G2或W的情况，我们还找到了更窄的分布。
因此，根据本发明，为了基于两种类型的带有相反极性电荷的微粒的原理，来减少分布的宽度和改善关于电泳显示器的灰度级再现的精确度，通过在更新驱动波形的重置部分R期间施加双极性的脉冲序列，有意地扩展所有波形的子集。作为示例，根据本发明的重置部分R可以由跟随有正脉冲R2的负脉冲R1构成。这样，在每个图像更新周期中，使两种类型的电泳微粒6、7相互紧密接近。这样，可以减少显示器中的余像量，或者增加电泳显示器可提供的灰度级的数目。
示例1
改进的双极性的过重置波形
在本发明的第一实施例中，更新驱动波形的集合中的每个更新驱动波形被设计为，迫使微粒6、7在每个更新驱动波形的重置部分R期间混合。对于某些变换，诸如图3中公开的从B到G2的变换，这是在不需要改变现有技术的构造的情况下实现的。然而，对于更新驱动波形的子集，这是根据本发明通过在更新驱动波形的重置部分R期间施加双极性的重置波形实现的(参看图4)。这样，对于不会自然出现微粒混合的那些更新驱动波形，也实现了微粒混合(参看图5a和5b)。在图4中说明的示例中，对于从G2或W到G2变换的更新驱动波形的重置部分R最初包括负电压脉冲R1，其跟随有正电压脉冲R2，当在驱动部分D期间施加最终的灰度级之前，需要其用于将全部像素设置到白色状态。需要额外的负电压脉冲，用于确保浅色微粒6和深色微粒7首先向着彼此移动，由此它们相互紧密接近，并且随后通过施加正电压脉冲R2(参看图5b)，使微粒6、7的移动方向颠倒。
通过将本发明的双极性重置部分引入到更新驱动波形中，呈现出可以从5.3L*减少到2，9L*的G2分布的宽度。在该情况中，负电压脉冲R1具有约为100ms的持续时间tR1。在向变换到G1级添加短的、在该情况中是正的电压脉冲，而且在该情况中使更新驱动波形的重置部分为双极性的时候，也呈现出从2.3L*到2.0L*的较小的但是仍显著的改善。
示例2
具有最优长度的改进的双极性的过重置波形
应当注意，第一脉冲，即引起混合的脉冲(在上文的示例中是负脉冲R1)越长，则可以使最终的灰度级越精确。
然而，在本发明的优选实施例中，总的图像更新时间，即更新驱动波形集合中最长的更新驱动波形的总长度保持恒定。因此，在图2中公开的现有技术的示例中，总的图像更新时间由最长的更新驱动波形定义，在该情况中是对于从B到G2的变换，或者更一般地，由从极限状态到与相反的极限状态最接近的中间灰度级的更新驱动波形定义。
利用本发明，这可以通过将重置波形限制于由现有技术波形的最长重置时间给出的时间周期实现。这在图6中说明。这样，可以使双极性的重置脉冲的长度最大。
示例3
额外的波形示例
在图7a～7c中，公开了关于在G2到W之间变换的当前情况中的另外的波形示例。图7a公开了根据现有技术的波形，即可以属于与图2中公开的波形集合相同的波形集合的波形。然而，根据本发明，当从最近的灰度级进入轨道时，在当前示例中是从W到G2，双极性的重置信号也是有用的。在图7b中公开了其基本设置，其可以属于与图4中公开的波形集合相同的波形集合。而且，如上文的示例2所描述的，还可以将重置波形限制于由现有技术波形的最长重置时间给出的时间周期，这在图7c中说明，其可以属于与图6中公开的波形集合相同的波形集合。

Claims (15)

1.一种电泳显示面板(1)，用于显示对应于图像信息的画面，包括：
-多个像素(2)，每个包含一定量的电泳材料，包括分散在液体(11)中的具有互不相同的电荷的第一和第二类型的微粒(6、7)；
-第一和第二电极(8、9)，同每个像素(4)相关联，用于接收如由更新驱动波形定义的电位差；和
-驱动装置(10)，用于控制每个像素(4)的所述更新驱动波形；
其中带电微粒(6、7)依赖于施加的更新驱动波形，能够占据这样的位置用于显示画面，该位置是电极(8、9)附近的极限位置和电极(8、9)之间的中间位置中的一个，并且其中所述更新驱动波形包括：
-重置部分(R)，在其期间重置信号施加在像素上，以及随后的
-驱动部分(D)，在其期间图像电位差施加在像素上，用于使微粒(6、7)能够占据对应于图像信息的位置，其特征在于
更新驱动波形的所述重置部分(R)被设置为，使得在更新波形的所述重置部分(R)期间，使第一和第二类型的微粒(6、7)相互紧密接近。
2.根据权利要求1的电泳显示面板(1)，其中在所述重置部分(R)中施加的重置信号包括第一信号部分(R1)和后继的第二信号部分(R2)。
3.根据权利要求1或2的电泳显示面板，其中所述重置部分(R)被设置为使得其是双极性的，即，仅包括第一和第二后继的重置信号部分(分别是R1和R2)，其中一个所述信号部分是正脉冲，而另一个是负脉冲。
4.根据权利要求3的电泳显示面板，其中更新驱动波形进一步包括至少一个振动部分(S)，并且其中所述正的和负的重置信号部分均具有比所述至少一个振动部分(S)更长的持续时间。
5.根据权利要求1、2或3的电泳显示面板，其中所述第一重置信号部分(R1)比所述后继的第二重置信号部分(R2)更短。
6.根据权利要求2～5的任何一个的电泳显示面板，其中所述第一脉冲被配置为使所述第一和第二类型的微粒(6、7)在离开极限位置的方向中移动。
7.根据权利要求2～6的任何一个的电泳显示面板，其中第一信号部分(R1)的持续时间被选择为使得重置部分的总持续时间等于所需用于像素中变换的最长单极性重置部分的长度。
8.一种用于驱动电泳显示设备的方法，该设备包括：
-多个像素(2)，每个包含一定量的电泳材料，包括分散在液体(11)中的具有互不相同的电荷的第一和第二类型的微粒(6、7)；
-第一和第二电极(8、9)，其同每个像素(4)相关联，用于接收电位差；和
-驱动装置(10)，用于控制每个像素(4)的所述电位差；
其中带电微粒(6、7)依赖于施加的电位差，能够占据这样的位置用于显示画面，该位置是电极(8、9)附近的极限位置和电极(8、9)之间的中间位置中的一个，并且其中所述电位差被控制为：
-在重置部分(R)期间，用于使微粒(6、7)能够基本上占据其中一个极限位置的重置电位差，并且随后
-在驱动部分(D)期间，用于使微粒(6、7)能够占据对应于图像信息的位置的图像电位差，
该方法包括步骤：
-在所述重置部分(R)期间，在所述像素(4)上施加重置信号，在这期间使第一和第二类型的微粒相互紧密接近。
9.根据权利要求8的方法，其中在所述重置部分(R)中施加的重置信号包括第一信号部分(R1)和后继的第二信号部分(R2)。
10.根据权利要求8或9的方法，其中所述重置部分(R)的所述重置信号被设置为使得其是双极性的，即，仅包括第一和第二后继的重置信号部分(分别是R1和R2)，其中一个所述信号部分是正脉冲，而另一个是负脉冲。
11.根据权利要求9或10的方法，其中更新驱动波形进一步被配置为包括至少一个振动部分(S)，并且其中所述正的和负的重置信号部分均被配置为具有比所述至少一个振动部分(S)更长的持续时间。
12.根据权利要求9、10或11的方法，其中所述第一重置信号部分(R1)比所述后继的第二重置信号部分(R2)更短。
13.根据权利要求9～12的任何一个的方法，其中所述第一脉冲被配置为使所述第一和第二类型的微粒(6、7)在离开极限位置的方向中移动。
14.根据权利要求9～13的任何一个的方法，其中第一信号部分(R1)的持续时间被选择为使得重置部分的总持续时间等于所需用于像素中变换的最长的单极性重置部分的长度。
15.用于驱动电泳显示设备的驱动装置，该设备包括
-多个像素(2)，每个包含一定量的电泳材料，包括分散在液体(11)中的具有互不相同的电荷的第一和第二类型的微粒(6、7)；
-第一和第二电极(8、9)，其同每个像素(4)相关联，用于接收电位差；和
-驱动装置(10)，其被配置为控制每个像素(4)的所述电位差；
其中带电微粒(6、7)依赖于施加的电位差，能够占据这样的位置用于显示画面，该位置是电极(8、9)附近的极限位置和电极(8、9)之间的中间位置中的一个，并且
其中所述电位差被控制为：
-在重置部分(R)期间，用于使微粒(6、7)能够基本上占据其中一个极限位置的重置电位差，并且随后
-在驱动部分(D)期间，用于使微粒(6、7)能够占据对应于图像信息的位置的图像电位差，
该驱动装置进一步被配置用于，
-在所述重置部分(R)期间，在所述像素(4)上施加重置信号，在此期间使第一和第二类型的微粒相互紧密接近。
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