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Die
Erfindung betrifft einen elektrophoretischen Displayschirm, zum
Wiedergeben eines Bildes und anschließenden Wiedergeben eines nachfolgenden
Bildes, mit
- – einem Pixel, das Folgendes
aufweist:
- – ein
elektrophoretisches Medium mit ersten und zweiten geladenen Teilchen,
wobei die ersten geladenen Teilchen eine erste optische Eigenschaft haben,
die zweiten geladenen Teilchen eine sich von der ersten optischen
Eigenschaft unterscheidende zweite optische Eigenschaft haben, wobei die
ersten und die zweiten geladenen Teilchen fähig sind, Positionen in einem
gemeinsamen Bereich des Pixels einzunehmen,
- – einen
optischen Zustand, der von den Positionen der Teilchen in dem gemeinsamen
Bereich abhängt,
und
Übergangssteuerungsmitteln,
die fähig
sind, um einen Übergang
von zumindest einer ersten Anzahl der ersten Teilchen und zumindest
einer zweiten Anzahl der zweiten Teilchen, die in separaten Bereichen
des gemeinsamen Bereichs zum Wiedergeben des Bildes liegen, in separate
Bereiche des gemeinsamen Bereichs zum Wiedergeben des nachfolgenden
Bildes zu steuern.
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Die
Erfindung betrifft auch eine Display-Einrichtung mit einem derartigen
elektrophoretischen Displayschirm.
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Die
Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Ansteuern eines derartigen
elektrophoretischen Displayschirms.
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Eine
Ausführungsform
des elektrophoretischen Displayschirms der eingangs erwähnten Art wird
in
US 6.177.921 offenbart.
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Elektrophoretische
Displayschirme beruhen im Allgemeinen auf der Bewegung von geladenen, gewöhnlich farbigen
Teilchen unter dem Einfluss eines zwischen Elektroden herrschenden
elektrischen Feldes. Mit diesen Displayschirmen können dunkle oder
farbige Zeichen auf einem hellen oder farbigen Hintergrund abgebildet
werden und umgekehrt. Elektrophoretische Displayschirme werden daher
insbesondere in Display-Einrichtungen
verwendet, die die Funktion von Papier übernehmen, als "Papierweiß"-Anwendungen bezeichnet, z. B. elektronische Zeitungen
und elektronische Notizbücher.
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Der
offenbarte elektrophoretische Displayschirm ist ein Farbdisplayschirm.
Das Pixel hat eine transparente Elektrode an der dem Betrachter
zugewandten Seite, eine Elektrode an der dem Betrachter abgewandten
Seite, mehrfache Spezies geladener Teilchen in einem klaren, dispergierenden
Fluid zwischen den Elektroden. Jede Spezies von Teilchen hat andere
optische Eigenschaften und weist andere elektrophoretische Beweglichkeiten
auf als die anderen Spezies: z. B. rote Teilchen und blaue Teilchen, wobei
im Durchschnitt die Größe der elektrischen
Beweglichkeit der roten Teilchen die elektrophoretische Beweglichkeit
der blauen Teilchen im Durchschnitt übersteigt. Man betrachte das
Pixel, das eine blaue Farbe zum Wiedergeben des Bildes hat. Das
Pixel mit einer blauen Farbe ergibt sich aus den blauen Teilchen,
die an der dem Betrachter zugewandten Seite näher bei der Elektrode liegen
als die roten Teilchen. Das Bild wird aktualisiert, was dazu führt, dass das
Pixel zum Wiedergeben des nachfolgenden Bildes z. B. eine rote Farbe
hat, und zwar folgendermaßen.
Alle Teilchen werden an der dem Betrachter abgewandten Seite zur
Elektrode angezogen, indem ein elektrisches Feld in der geeigneten
Richtung angelegt wird. Das elektrische Feld sollte lange genug an
das Pixel angelegt werden, um sogar die sich langsamer bewegenden
blauen Teilchen anzuziehen. Dann wird das elektrische Feld gerade
lange genug umgekehrt, um die roten Teilchen zu der Elektrode an
der dem Betrachter zugewandten Seite wandern zu lassen. Die blauen
Teilchen werden sich auch in dem umgekehrten elektrischen Feld bewegen,
aber sie werden sich nicht so schnell bewegen wie die roten Teilchen
und werden daher von den roten Teilchen verdeckt. Die Dauer der
Zeit, in der das angelegte elektrische Feld umgekehrt werden muss, hängt von
den relativen elektrophoretischen Beweglichkeiten der Teilchen und
der Stärke
des angelegten elektrischen Feldes ab. Wenn das Bild aktualisiert wird,
sodass das Pixel zum Wiedergeben des nachfolgenden Bildes eine blaue
Farbe hat, verläuft
das Aktualisieren folgendermaßen.
Nachdem die Teilchen zu der Elektrode an der dem Betrachter abgewandten
Seite hingezogen worden sind, wird das elektrische Feld gerade lange
genug umgekehrt, um die roten und blauen Teilchen zu der Elektrode
an der dem Betrachter zugewandten Seite wandern zu lassen. Das elektrische
Feld wird dann ein zweites Mal umgekehrt und die roten Teilchen,
die sich schneller bewegen als die blauen Teilchen, lassen die blauen Teilchen
dem Betrachtungspunkt ausgesetzt zurück. Daher sind die für das Pixel
zum Wiedergeben des nachfolgenden Bildes erreichbaren optischen
Zustände
rot und blau. Wenn jedoch die Teilchen im Wesentlichen gleiche elektrophoretische
Beweglichkeiten haben, ist nur ein optischer Zustand, der der optische Zustand
ist, der durch die Mischung der ersten und zweiten Teilchen bestimmt
wird, für
das Pixel zum Wiedergeben des nachfolgenden Bildes erreichbar.
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WO 03/019279 offenbart
ein elektrophoretisches Display, entsprechend dem Oberbegriff von Anspruch
1, das zumindest zwei Typen von geladenen Teilchen aufweist, wobei
die Teilchen die gleiche Ladung, aber unterschiedliche Beweglichkeiten
und Farben haben.
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Erfindungsgemäß wird ein
Displayschirm nach Anspruch 1 und ein Verfahren nach Anspruch 19
verschafft.
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Die
Erfindung verschafft einen Displayschirm der eingangs erwähnten Art,
der einen erreichbaren optischen Zustand zum Wiedergeben des nachfolgenden
Bildes haben kann, der ungleich dem optischen Zustand ist, der durch
die Mischung der ersten und der zweiten Teilchen bestimmt wird,
selbst wenn die Teilchen im Wesentlichen gleiche elektrophoretische
Beweglichkeiten haben.
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Die
Aufgabe wird dadurch gelöst,
dass die Übergangssteuerungsmittel
fähig sind,
die erste Anzahl der ersten Teilchen und die zweite Anzahl der zweiten
Teilchen so zu steuern, dass sie während des Übergangs in separaten Bereichen
in dem gemeinsamen Bereich liegen.
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Infolgedessen
sind die ersten und die zweiten Teilchen nicht nur in ungemischten
Zuständen zum
Wiedergeben des Bildes, sondern die Teilchen werden auch während der
Bildaktualisierung in ungemischten Zuständen gehalten und sind daher
imstande, ungemischte Zustande zum Wiedergeben des nachfolgenden
Bildes zu erreichen. Daher entfällt
der Prozess des Mischens und anschließenden Entmischens der ersten
und der zweiten Teilchen während der
Bildaktualisierung, der bei dem offenbarten elektrophoretischen
Displayschirm stattfindet, während der
Bildaktualisierung bei dem erfindungsgemäßen Displayschirm. Infolgedessen
ist der Bildaktualisierungsprozess bei dem erfindungsgemäßen Displayschirm
von Unterschieden in elektrophoretischen Beweglichkeiten der ersten
und der zweiten Teilchen unabhängig.
Darüber
hinaus ist der optische Zustand zum Wiedergeben des nachfolgenden
Bildes ungleich dem optischen Zustand, der durch die Mischung der
ersten und zweiten Teilchen bestimmt wird, da die erste Anzahl der
ersten Teilchen und die zweite Anzahl der zweiten Teilchen aus separaten Bereichen
in dem gemeinsamen Bereich zum Wiedergeben des Bildes über separate
Bereiche in dem gemeinsamen Bereich in separate Bereiche in dem gemeinsamen
Bereich zum Wiedergeben des nachfolgenden Bildes gebracht werden.
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Bei
einer Ausführungsform
sind die Übergangssteuerungsmittel
fähig,
den Übergang
der ersten und der zweiten Teilchen, die in im Wesentlichen separaten
Bereichen in dem gemeinsamen Bereich zum Wiedergeben des Bildes
liegen, in im Wesentlichen separate Bereiche in dem gemeinsamen
Bereich zum Wiedergeben des nachfolgenden Bildes zu steuern, und
sind die Übergangssteuerungsmittel weiterhin
fähig,
die ersten Teilchen und die zweiten Teilchen so zu steuern, dass
sie während
des Übergangs
in im Wesentlichen separaten Bereichen in dem gemeinsamen Bereich
liegen.
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Da
im atomaren/molekularen Maßstab
zwei Teilchen immer ungleiche Positionen haben, ist deutlich, dass
im Wesentlichen separate Bereiche nur aus makroskopischer Sicht
eine Bedeutung haben. Erste und zweite Teilchen liegen in im Wesentlichen separaten
Bereichen, wenn z. B. die die ersten Teilchen umgebende makroskopische
Umhüllung
im Wesentlichen nicht mit der die zweiten Teilchen umgebenden makroskopischen
Umhüllung
zusammenfällt.
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In
einer Ausführungsform
- – umfasst
der gemeinsame Bereich zumindest drei im Wesentlichen separate Teilbereiche,
von denen zumindest einer nicht belegt ist,
- – umfassen
die Übergangssteuerungsmittel
Folgendes:
- – Elektroden
zum Empfangen von Potenzialen, wobei jede der Elektroden zu einem
im Wesentlichen separaten Teilbereich gehört, und
- – Ansteuerungsmittel,
die fähig
sind, die Potenziale zu steuern, um den Übergang der ersten und der
zweiten Teilchen, die in separaten Bereichen der im Wesentlichen
separaten Bereiche zum Wiedergeben des Bildes liegen, in separate
Bereiche der im Wesentlichen separaten Bereiche zum Wiedergeben
des nachfolgenden Bildes zu steuern, und
- – umfasst
der Übergang
einen Teilübergang,
in dem ein Glied einer Liste, die als Glieder eine Menge der ersten
und einer Menge der zweiten Teilchen aufweist, aus seinem im Wesentlichen separaten
Bereich in einen der im Wesentlichen leeren Teilbereichen gebracht
wird. Darüber
hinaus kann der Übergang
auch eine Anzahl solcher Teilübergänge umfassen.
Dann hängt
die Bewegung und Position der Teilchen von der elektrischen Feldverteilung
ab. Da die elektrische Feldverteilung von den Potenzialdifferenzen
und der Geometrie der Elektroden abhängt, wird die Kombination aus
der Geometrie der Elektroden und den Potenzialdifferenzen so gewählt, dass
die Teilchen aus im Wesentlichen separaten Bereichen zum Wiedergeben
des Bildes über
im Wesentlichen separate Bereiche während der Bildaktualisierung
in im Wesentlichen separate Bereiche zum Wiedergeben des nachfolgenden
Bildes gebracht werden können.
Weiterhin sind sowohl die im Wesentlichen separaten Bereiche als
auch Teilübergänge wohldefiniert.
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Bei
einer Variante der Ausführungsform
- – verschafft
ein erster der im Wesentlichen separaten Bereiche ein erstes Reservoir
für die
ersten Teilchen, die im Wesentlichen nicht zu dem optischen Zustand
des Pixels beitragen, und
- – verschafft
ein zweiter der im Wesentlichen separaten Bereiche ein zweites Reservoir
für die
zweiten Teilchen, die im Wesentlichen nicht zu dem optischen Zustand
des Pixels beitragen,
- – trägt ein dritter
der im Wesentlichen separaten Bereiche im Wesentlichen zu dem optischen
Zustand des Pixels bei und
- – umfasst
der Übergang:
- – einen
ersten Teilübergang,
bei dem das Glied in dem dritten der im Wesentlichen separaten Bereiche
zum Wiedergeben des Bildes in das Reservoir des Gliedes gebracht
wird, und anschließend
- – einen
zweiten Teilübergang,
bei dem eines der Glieder aus seinem Reservoir in den dritten der
im Wesentlichen separaten Bereiche zum Wiedergeben des nachfolgenden
Bildes gebracht wird.
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Dann
ist die Geometrie relativ einfach und das Ansteuerungsschema kann
relativ einfach implementiert werden. Darüber hinaus hat das Pixel zumindest
drei erreichbare optische Zustände,
wobei die optischen Zustände
dadurch bestimmt werden, dass
- 1) die ersten
Teilchen in dem dritten der im Wesentlichen separaten Bereiche liegen,
- 2) die zweiten Teilchen in dem dritten der im Wesentlichen separaten
Bereiche liegen, und
- 3) keines der ersten und der zweiten Teilchen in dem dritten
der im Wesentlichen separaten Bereiche liegt.
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Weiterhin
sind auch optische Zustande erreichbar, die zwischen den optischen
Zuständen
1) und 3) liegen. Dies kann z. B. realisiert werden, wenn bei dem Übergang
nur eine begrenzte Anzahl der ersten Teilchen in den dritten der
im Wesentlichen separaten Bereiche gebracht wird. Weiterhin sind
auch optische Zustände
erreichbar, die zwischen den optischen Zu ständen 2) und 3) liegen. Dies
kann z. B. realisiert werden, wenn bei dem Übergang nur eine begrenzte
Anzahl der zweiten Teilchen in den dritten der im Wesentlichen separaten
Bereiche gebracht wird.
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Bei
einer anderen Variante der Ausführungsform
- – verschafft
ein erster der im Wesentlichen separaten Bereiche ein erstes Reservoir
für die
ersten Teilchen, die im Wesentlichen nicht zu dem optischen Zustand
des Pixels beitragen, und
- – verschafft
ein zweiter der im Wesentlichen separaten Bereiche ein zweites Reservoir
für die
zweiten Teilchen, die im Wesentlichen nicht zu dem optischen Zustand
des Pixels beitragen,
- – trägt ein dritter
und vierter der im Wesentlichen separaten Bereiche jeweils im Wesentlichen
zu dem optischen Zustand des Pixels bei und
- – umfasst
der Übergang:
- – einen
ersten Teilübergang,
bei dem die Glieder, die in dem dritten und dem vierten der im Wesentlichen
separaten Bereiche zum Wiedergeben des Bildes liegen, in ihre jeweiligen
Reservoirs gebracht werden, und anschließend
- – einen
zweiten Teilübergang,
bei dem die Glieder aus ihren jeweiligen Reservoirs in den dritten
und den vierten der im Wesentlichen separaten Bereiche zum Wiedergeben
des nachfolgenden Bildes gebracht werden.
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Dann
ist die Geometrie relativ einfach und das Ansteuerungsschema kann
relativ einfach implementiert werden. Darüber hinaus hat das Pixel zumindest
neun erreichbare optische Zustände,
wobei die optischen Zustände
dadurch bestimmt werden, dass
- 1) die ersten
Teilchen in dem dritten und dem vierten der im Wesentlichen separaten
Bereiche liegen,
- 2) die ersten Teilchen in dem dritten der im Wesentlichen separaten
Bereiche liegen und keines der ersten und der zweiten Teilchen in
dem vierten der im Wesentlichen separaten Bereiche liegt,
- 3) die ersten Teilchen in dem vierten der im Wesentlichen separaten
Bereiche liegen und keines der ersten und der zweiten Teilchen in
dem dritten der im Wesentlichen separaten Bereiche liegt,
- 4) die zweiten Teilchen in dem dritten und dem vierten der im
Wesentlichen separaten Bereiche liegen,
- 5) die zweiten Teilchen in dem dritten der im Wesentlichen separaten
Bereiche liegen und keines der ersten und der zweiten Teilchen in
dem vierten der im Wesentlichen separaten Bereiche liegt,
- 6) die zweiten Teilchen in dem vierten der im Wesentlichen separaten
Bereiche liegen und keines der ersten und der zweiten Teilchen in
dem dritten der im Wesentlichen separaten Bereiche liegt,
- 7) die ersten Teilchen in dem dritten der im Wesentlichen separaten
Bereiche liegen und die zweiten Teilchen in dem vierten der im Wesentlichen
separaten Bereiche liegen,
- 8) die zweiten Teilchen in dem dritten der im Wesentlichen separaten
Bereiche liegen und die ersten Teilchen in dem vierten der im Wesentlichen separaten
Bereiche liegen, und
- 9) keines der ersten und der zweiten Teilchen in dem dritten
und dem vierten der im Wesentlichen separaten Bereiche liegt.
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Ebenso
wie bei der vorherigen Ausführungsform
sind optische Zwischenzustände
auch erreichbar.
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Bei
einer anderen Variante der Ausführungsform
- – verschafft
ein erster der im Wesentlichen separaten Bereiche ein erstes Reservoir
für die
ersten Teilchen, die im Wesentlichen nicht zu dem optischen Zustand
des Pixels beitragen, und
- – verschafft
ein zweiter der im Wesentlichen separaten Bereiche ein zweites Reservoir
für die
zweiten Teilchen, die im Wesentlichen nicht zu dem optischen Zustand
des Pixels beitragen,
- – trägt ein dritter
und ein vierter der im Wesentlichen separaten Bereiche jeweils im
Wesentlichen zu dem optischen Zustand des Pixels bei und
- – umfasst
der Übergang:
- – einen
ersten Teilübergang,
bei dem die Glieder in dem dritten und vierten der im Wesentlichen
separaten Bereiche zum Wiedergeben des Bildes, die in dem dritten
und vierten der im Wesentlichen separaten Bereiche zum Wiedergeben
des nachfolgenden Bildes nicht vorhanden sein werden, in ihre jeweiligen
Reservoirs gebracht werden, und anschließend
- – einen
zweiten Teilübergang,
bei dem die in dem dritten und vierten der im Wesentlichen separaten Bereiche
zum Wiedergeben des Bildes nicht vorhandenen Glieder, die in dem
dritten und vierten der im Wesentlichen separaten Bereiche zum Wiedergeben des
nachfolgenden Bildes vorhanden sein müssen, aus ihren jeweiligen
Reservoirs in den dritten und/oder vierten der im Wesentlichen separaten
Bereiche zum Wiedergeben des nachfolgenden Bildes gebracht werden.
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Auf
diese Weise wird eine unnötige
Bewegung von Teilchen vermindert, während darüber hinaus der optische Zustand
während
der Bildaktualisierung optisch näher
bei dem optischen Zustand des nachfolgenden Bildes liegen darf als
bei der vorigen Variante der Ausführungsform, wodurch eine gleitendere
Bildaktualisierung verschafft wird.
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Bei
noch einer anderen Variante der Ausführungsform
- – hat das
Pixel eine Betrachtungsfläche,
um von einem Betrachter betrachtet zu werden,
- – haben
die Elektroden im Wesentlichen flache Oberflächen, die den Teilchen zugewandt
sind, und
- – sind
die Oberflächen
im Wesentlichen parallel zu der Betrachtungsfläche.
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Dann
kann die Geometrie der Elektroden und Oberflächen der Elektroden relativ
einfach hergestellt werden. Wenn darüber hinaus die Oberflächen der
Elektroden sich in einer im Wesentlichen flachen Ebene befinden,
wird der Herstellungsprozess der Elektroden weiter vereinfacht.
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Bei
noch einer anderen Variante der Ausführungsform
- – hat das
Pixel eine Betrachtungsfläche,
um von einem Betrachter betrachtet zu werden,
- – haben
die Elektroden im Wesentlichen flache Oberflächen, die den Teilchen zugewandt
sind,
- – sind
die Oberflächen
der Elektroden, die zu im Wesentlichen separaten Bereichen gehören, die im
Wesentlichen zu dem optischen Zustand des Pixels beitragen, nahezu
parallel zu der Betrachtungsfläche
und
- – sind
die Oberflächen
der Elektroden, die zu im Wesentlichen separaten Bereichen gehören, die im
Wesentlichen nicht zu dem optischen Zustand des Pixels beitragen,
nahezu senkrecht zu der Betrachtungsfläche.
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Dies
führt zu
einem kompakteren Layout des Pixels.
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Bei
noch einer andere Variante der Ausführungsform
- – verschafft
ein erster der im Wesentlichen separaten Bereiche ein erstes Reservoir
für die
ersten Teilchen,
- – verschafft
ein zweiter der im Wesentlichen separaten Bereiche ein zweites Reservoir
für die
zweiten Teilchen und
- – umfasst
der Displayschirm weiterhin erste Entkopplungsmittel, um den Einfluss
des Potenzials der zu dem ersten Reservoir gehörenden Elektrode auf die Position
der zweiten Teilchen zu verringern.
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Wenn
darüber
hinaus der Displayschirm weiterhin zweite Entkopplungsmittel umfasst,
um den Einfluss des Potenzials der zu dem zweiten Reservoir gehörenden Elektrode
auf die Position der ersten Teilchen zu verringern, dann können die
Positionen der ersten und zweiten Teilchen relativ genau durch die
Potenziale bestimmt werden.
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Bei
einer Variante der Ausführungsform
sind die ersten und die zweiten Entkopplungsmittel mit Hilfe des
elektrophoretischen Mediums realisiert, das eine Hysteresewirkung
aufweist. Das elektrophoretische Medium umfasst einen Hysteresewirkung, wenn
Folgendes gilt: Wenn das elektrophoretische Medium durch Anlegen
einer Potenzialdifferenz aus einem ersten Zustand in einen zweiten
Zustand gebracht wird, bringt eine Umkehr der angelegten Potenzialdifferenz
das Medium nicht aus dem zweiten Zustand in den ersten Zustand zurück. Dann
hängt die
Bewegung und Position der Teilchen auch von der Vorgeschichte der
Potenzialdifferenzen ab. Diese Hysteresewirkung kann als Entkopplungsmittel
verwendet werden.
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Bei
einer anderen Variante der Ausführungsform
umfassen die ersten und die zweiten Entkopplungsmittel eine erste
und eine zweite Steuerelektrode zum Empfangen eines ersten und eines
zweiten Steuerpotenzials, wobei die erste und die zweite Steuerelektrode
sich zwischen den zu dem ersten und dem zweiten Reservoir gehörenden Elektroden befinden.
Es ist vorteilhaft, wenn weiterhin die erste Steuerelektrode sich
zwischen der zu dem ersten Reservoir gehörenden Elektrode und der zu
einem dritten der im Wesentlichen separaten Bereiche gehörenden Elektrode
befindet und die zweite Steuerelektrode sich zwischen der zu dem
zweiten Reservoir gehörenden
Elektrode und der zu dem dritten der im Wesentlichen separaten Bereiche
gehörenden
Elektrode befindet. Es ist vorteilhaft, wenn weiterhin im Betrieb
die Potenziale der zu dem ersten und dem zweiten Reservoir gehörenden Elektroden
und das Potenzial der zu dem dritten der im Wesentlichen separaten
Bereiche gehörenden
Elektrode im Wesentlichen zeitlich konstant sind. Dann sind die
zu dem ersten und dem zweiten Reservoir gehörenden Elektroden und die zu
dem dritten der im Wesentlichen separaten Bereiche gehörende Elektrode
während der
Bildaktualisierung pas sive Bauteile, während der Übergang durch das erste und
das zweite Steuerpotenzial gesteuert wird. Infolgedessen ist der
Entwurf des Displayschirms weniger kompliziert.
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Bei
noch einer anderen Variante der Ausführungsform umfassen die ersten
und die zweiten Entkopplungsmittel eine erste Teilchen abstoßende Schicht,
die sich zwischen der zu dem ersten Reservoir gehörenden Elektrode
und der zu einem dritten der im Wesentlichen separaten Bereiche
gehörenden Elektrode
befindet, und eine zweite Teilchen abstoßende Schicht, die sich zwischen
der zu dem zweiten Reservoir gehörenden
Elektrode und der zu dem dritten der im Wesentlichen separaten Bereiche
gehörenden
Elektrode befindet.
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In
noch einer anderen Variante der Ausführungsform umfassen die ersten
und die zweiten Entkopplungsmittel eine erste Membran, durch die
ein Durchgang der ersten Teilchen mittels einer ersten Schwelle
bestimmt wird, wobei die erste Membran sich zwischen der zu dem
ersten Reservoir gehörenden
Elektrode und der zu einem dritten der im Wesentlichen separaten
Bereiche gehörenden
Elektrode befindet, sowie eine zweite Membran, durch die ein Durchgang
der zweiten Teilchen mittels einer zweiten Schwelle bestimmt wird,
wobei die zweite Membran sich zwischen der zu dem zweiten Reservoir
gehörenden
Elektrode und der zu dem dritten der im Wesentlichen separaten Bereiche
gehörenden Elektrode
befindet.
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Bei
einer anderen Ausführungsform
ist der Displayschirm ein Displayschirm mit aktiver Matrix.
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Ein
anderer Aspekt der Erfindung verschafft eine Display-Einrichtung
mit einem elektrophoretischen Displayschirm, nach Anspruch 18.
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Noch
ein anderer Aspekt der Erfindung verschafft ein Verfahren zum Ansteuern
eines elektrophoretischen Displayschirms, nach Anspruch 19.
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Bei
einer Ausführungsform
umfasst das Verfahren Steuern des Übergangs der ersten und der zweiten
Teilchen aus im Wesentlichen separaten Bereichen in dem gemeinsamen
Bereichs zum Wiedergeben des Bildes über im Wesentlichen separate
Bereiche in dem gemeinsamen Bereich in im Wesentlichen separate
Bereiche in dem gemeinsamen Bereich zum Wiedergeben des nachfolgenden
Bildes.
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Diese
und andere Aspekte des Displayschirms der Erfindung sind in der
Zeichnung dargestellt und werden im Weiteren näher beschrieben. Es zeigen:
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1 schematisch
eine Vorderansicht einer Ausführungsform
des Displayschirms;
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2 schematisch
eine Querschnittsansicht entlang II-II in 1;
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3 schematisch
einige Details von 2;
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4 schematisch
eine Querschnittsansicht entlang IV-IV in 3, wobei
die Querschnittsansicht ein Layout der Elektroden eines Pixels darstellt;
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5–11 schematisch
andere Layouts von Elektroden eines Pixels;
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12 schematisch
eine Querschnittsansicht einer anderen Ausführungsform des Displayschirms
entlang II-II in 1;
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13 schematisch
ein Layout von Elektroden eines Pixels und
-
14 schematisch
eine Querschnittsansicht einer anderen Ausführungsform des Displayschirms
entlang II-II in 1; In allen Figuren werden gleiche
Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
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1, 2, 3 und 4 zeigen
ein Beispiel des Displayschirms 1, der ein erstes Substrat 8,
ein zweites transparentes gegenüber
liegendes Substrat 9 und eine Vielzahl von Pixeln 2 aufweist. Vorzugsweise
sind die Pixel 2 entlang im Wesentlichen gerader Linien
in einer zweidimensionalen Struktur angeordnet. Andere Anordnungen
der Pixel 2 sind auch möglich,
z. B. eine wabenförmige
Anordnung. In einer Ausführungsform
mit aktiver Matrix können
die Pixel 2 darüber
hinaus Schaltelektronik umfassen, beispielsweise Dünnschichttransistoren (TFTs),
Dioden, MIM-Komponenten oder Ähnliches.
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Zwischen
den Substraten
8,
9 befindet sich ein elektrophoretisches
Medium
5, das erste geladene Teilchen
6 und zweite
geladene Teilchen
7 in einem Fluid aufweist. Elektrophoretische
Medien
5 sind aus z. B.
US
2002/0180688 an sich bekannt und können z. B. von E Ink Corporation
bezogen werden. Die ersten geladenen Teilchen
6 haben eine
erste optische Eigenschaft. Die zweiten geladenen Teilchen
7 haben
eine zweite optische Eigenschaft, die sich von der ersten optischen
Eigenschaft unterscheidet. Die ersten Teilchen
6 können eine
beliebige Farbe haben, während
die zweiten Teilchen
7 jede beliebige Farbe haben können, die
sich von der Farbe der ersten Teilchen
6 unterscheidet.
Die Farbe der ersten Teilchen
6 ist beispielsweise Rot,
Grün, Blau,
Gelb, Cyan, Magenta, Weiß oder
Schwarz. Vorzugsweise haben die ersten und zweiten Teilchen
6,
7 unterschiedliche
Grundfarben, wobei z. B. die ersten Teilchen
6 rot und
die zweiten Teilchen
7 grün sind. Die ers ten und die
zweiten Teilchen
6,
7 sind fähig, Positionen in einem gemeinsamen
Bereich
30 des Pixels
2 einzunehmen. Der optische
Zustand eines Pixels
2 hängt von den Positionen der
Teilchen
6,
7 in dem gemeinsamen Bereich
30 ab.
Die Übergangssteuerungsmittel
sind fähig,
einen Übergang
der ersten und der zweiten Teilchen
6,
7, die
in im Wesentlichen separaten Bereichen des gemeinsamen Bereichs
30 zum
Wiedergeben des Bildes liegen, in im Wesentlichen separate Bereiche
des gemeinsamen Bereichs
30 zum Wiedergeben des nachfolgenden
Bildes zu steuern. Die Übergangssteuerungsmittel
sind weiterhin fähig,
die ersten und die zweiten Teilchen
6,
7 so zu
steuern, dass sie während
des Übergangs
in im Wesentlichen separaten Bereichen des gemeinsamen Bereichs
30 liegen.
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Die
Konfiguration von 2 ist in 3 etwas
im Detail dargestellt. Das Pixel 2 hat eine Betrachtungsfläche 91,
um von einem Betrachter betrachtet zu werden. Der gemeinsamen Bereich 30 hat drei
im Wesentlichen separate Bereiche 20, 21, 25. Die Übergangssteuerungsmittel
haben Elektroden 10, 11, 15 zum Empfangen
von Potenzialen. Jede der Elektroden 10, 11, 15 gehört zu einem
jeweiligen im Wesentlichen separaten Bereich 20, 21, 25.
In diesem Fall hat jede der Elektroden 10, 11, 15 eine
den Teilchen 6, 7 und der Betrachtungsfläche 91 zugewandte
im Wesentlichen flache Oberfläche 110, 111, 115.
Weiterhin befinden sich die Oberflächen 110, 11, 115 der
Elektroden 10, 11, 15 in einer im Wesentlichen
flachen Ebene. Die Übergangssteuerungsmittel haben
Ansteuerungsmittel 100, die die Potenziale steuern können, um
den Übergang
der ersten und der zweiten Teilchen 6, 7, die
in separaten der im Wesentlichen separaten Bereiche 20, 21, 25 zum
Wiedergeben des Bildes liegen, in separate der im Wesentlichen separaten
Bereiche 20, 21, 25 zum Wiedergeben des
nachfolgenden Bildes zu steuern. Weiterhin umfasst der Übergang
eine Anzahl Teilübergänge, wodurch
in jedem Teilübergang
ein Glied der ersten und der zweiten Teilchen 6, 7 aus
dem im Wesentlichen separaten Bereich des Gliedes in einen der im
Wesentlichen leeren separaten Bereiche gebracht wird.
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In 4 wird
ein Layout der Elektroden 10, 11, 15 gezeigt.
In diesem Beispiel tragen die im Wesentlichen separaten Bereiche 20, 21, 25 jeweils 25%,
25% und 50% zu dem optischen Zustand des Pixels 2 bei.
Dies kann z. B. dadurch erreicht werden, dass, wie von einem Betrachter
gesehen, die Elektroden 10, 11, 15 Oberflächengebiete
im Verhältnis 1:2:1
haben. Angenommen sei, dass das Fluid transparent ist, die ersten
und zweiten Teilchen 6, 7 negativ geladen sind
und die ersten Teilchen 6 eine rote Farbe haben, mit R
bezeichnet, und die zweiten Teilchen 7 eine grüne Farbe
haben, mit G bezeichnet. Weiterhin sind die Elektroden 10, 11, 15 blau,
mit B bezeichnet. Man betrachte das Pixellayout von 4.
Als Beispiel liegen zum Wiedergeben des Bildes die roten Teilchen 6 in
dem im Wesentlichen separaten Bereich 20 nahe der Oberfläche 110 von Elektrode 10,
und die grünen
Teilchen 7 in dem im Wesentlichen separaten Bereich 21 nahe
der Oberfläche 111 von
Elektrode 11, während
in dem im Wesentlichen separaten Bereich 25 nahezu keine
Teilchen 6, 7 liegen. Die Elektroden 10, 11, 15 haben
jeweilige Potenziale von z. B. 10 Volt, 10 Volt und 0 Volt. Der
optische Zustand des Pixels 2 zum Wiedergeben des Bildes
wird mit 1/4 R 1/4 G 1/2 B bezeichnet, d. h. der optische Zustand
des Pixels 2 ist ein Gemitteltes von 25% Rot, 25% Grün und 50%
Blau. Angenommen sei, dass der optische Zustand des Pixels 2 zum
Wiedergeben des nachfolgenden Bildes 1/4 R 1/2 G 1/4 B ist. Um diesen
optischen Zustand zu erhalten, empfangen die Elektroden 10, 11, 15 jeweilige Potenziale
von z. B. 10 Volt, 0 Volt, und 10 Volt von den Ansteuerungsmitteln 100.
Die Kombination aus Elektrodengeometrien und Potenzialen wird so
gewählt,
dass nahe der Oberfläche 110 von
Elektrode 10 im Wesentlichen kein elektrisches Feld vorhanden ist
und zwischen den Elektroden 11 und 15 ein elektrisches
Feld in geeigneter Richtung vorhanden ist. Infolgedessen bleiben
die roten Teilchen 6 nahe der Oberfläche 110 von Elektrode 10 in
dem im Wesentlichen separaten Bereich 20 und werden die
grünen Teilchen 7 aus
ihrer Position nahe der Oberfläche 111 von
Elektrode 11 in eine Position nahe der Oberfläche 115 von
Elektrode 15 in dem im Wesentlichen separaten Bereich 25 gebracht.
Dann ist der optische Zustand des Pixels 2 zum Wiedergeben
des nachfolgenden Bildes 1/4 R 1/2 G 1/4 B.
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Man
beachte, dass das Pixel 2 zumindest drei erreichbare optische
Zustände
hat: 1/4 R 1/4 G 1/2 B, 1/4 R 1/2 G 1/4 B und 1/2 R 1/4 G 1/4 B.
Wenn der optische Zustand des Pixels 2 zum Wiedergeben des
Bildes 1/4 R 1/2 G 1/4 B ist und der optische Zustand des Pixels 2 zum
Wiedergeben des nachfolgenden Bildes 1/2 R 1/4 G 1/4 B, dann ist
der Übergang
etwas komplizierter. Zum Wiedergeben des Bildes haben die Elektroden 10, 11, 15 jeweilige
Spannungen 10 Volt, 0 Volt, 10 Volt. Um den ersten Teilübergang
zu erreichen, empfangen die Elektroden 10, 11, 15 jeweilige
Potenziale 10 Volt, 10 Volt und 0 Volt von den Ansteuerungsmitteln 100.
Infolgedessen bleiben die roten Teilchen 6 nahe der Oberfläche 110 von
Elektrode 10 in dem im Wesentlichen separaten Bereich 20 und
die grünen
Teilchen 7 werden aus ihrer Position nahe der Oberfläche 115 von
Elektrode 15 in eine Position nahe der Oberfläche 111 von
Elektrode 11 in dem im Wesentlichen separaten Bereich 21 gebracht.
Anschließend
empfangen die Elektroden 10, 11, 15,
um den zweiten Teilübergang
zu erreichen, jeweilige Potenziale 0 Volt, 10 Volt und 10 Volt von
den Ansteuerungsmitteln 100. Infolge dieser Potenziale
bleiben die grünen
Teilchen 7 nahe der Oberfläche 111 von Elektrode 11 in
dem im Wesentlichen separaten Bereich 21 und die roten
Teilchen 6 werden aus ihrer Position nahe der Oberfläche 110 von
Elektrode 10 in eine Position nahe der Oberfläche 115 von
Elektrode 15 in dem im Wesentlichen separaten Bereich 25 gebracht.
Dann ist der optische Zustand des Pixels 2 zum Wiedergeben
des nachfolgenden Bildes 1/2 R 1/4 G 1/4 B.
-
In 5 wird
ein Layout der Elektroden 10, 11, 15 in
einer anderen Ausführungsform
des Pixels 2 gezeigt. In diesem Beispiel verschafft der
im Wesentlichen separate Bereich 20 ein erstes Reservoir für die roten
Teilchen 6 und trägt
im Wesentlichen nicht zu dem optischen Zustand des Pixels 2 bei
und verschafft der im Wesentlichen separate Bereich 21 ein
zweites Reservoir für
die grünen
Teilchen 7 und trägt
im Wesentlichen nicht zu dem optischen Zustand des Pixels 2 bei.
Der im Wesentlichen separate Bereich 25 bestimmt im Wesentlichen
den optischen Zustand des Pixels 2. Dies wird dadurch erreicht, dass
das Oberflächengebiet
von Elektrode 15, wie von einem Betrachter gesehen, zumindest
um eine Größenordnung
größer ist
als die Oberflächengebiete
der Elektroden 10 und 11, wie von einem Betrachter
gesehen. Eine andere Weise, um dies zu erreichen, ist das Abschirmen
der Elektroden 10 und 11 gegenüber dem Betrachter, indem z.
B. eine Licht absorbierende Schicht zwischen den Elektroden 10 und 11 und
dem Betrachter vorliegt. Das Ansteuerungsschema zum Ändern des
optischen Zustandes ist ähnlich
dem Ansteuerungsschema des Pixels 2 von 4.
Man beachte, dass das Pixel 2 zumindest drei erreichbare
optische Zustände
bezogen auf die drei Grundfarben hat: R (rote Teilchen 6 nahe
der Oberfläche 115 von
Elektrode 15), G (grüne
Teilchen 7 nahe der Oberfläche 115 von Elektrode 15)
und B (blaue Farbe dieser Oberfläche 115 von
Elektrode 15, wenn keine roten und grünen Teilchen 6, 7 nahe der
Oberfläche 115 von
Elektrode 15 liegen). Weiterhin sind optische Zustände, die
zwischen den drei Grundfarben liegen, auch erreichbar. Dies kann
z. B. realisiert werden, wenn in dem Übergang nur eine begrenzte
Anzahl der roten Teilchen 6 oder der grünen Teilchen 7 in
die Nähe
der Oberfläche 115 von Elektrode 15 gebracht
werden.
-
Viele
andere Layouts der Elektroden 10, 11, 15 des
Pixels 2 sind möglich,
siehe z. B. die in 6 und 7 gezeigten
Layouts.
-
Bei
einer anderen Ausführungsform
sind die ersten, zweiten, dritten und vierten Teilchen 6, 7, 40, 41 negativ
geladen und die Teilchen 6, 7, 40, 41 sind rot,
grün, blau
bzw. weiß,
mit W bezeichnet. Der gemeinsame Bereich 30 weist fünf im Wesentlichen
separate Bereiche 20, 21, 22, 23, 25 auf.
Die Übergangssteuerungsmittel
haben Elektroden 10, 11, 12, 13, 15 zum
Empfangen von Potenzialen. Jede der Elektroden 10, 11, 12, 13, 15 ge hört zu einem
jeweiligen im Wesentlichen separaten Bereich 20, 21, 22, 23, 25.
In diesem Fall hat jede der Elektroden 10, 11, 12, 13, 15 eine
dem zweiten Substrat 9 zugewandte flache Oberfläche 110, 111, 112, 115.
Das Layout des Pixels 2 wird in 8 gezeigt.
Die im Wesentlichen separaten Bereiche 20, 21, 22, 23 verschaffen
ein erstes Reservoir für
die roten Teilchen 6, ein zweites Reservoir für die grünen Teilchen 7,
ein drittes Reservoir für
die blauen Teilchen 40 bzw. ein viertes Reservoir für die weißen Teilchen 41 und
tragen im Wesentlichen nicht zu dem optischen Zustand des Pixels 2 bei.
Der im Wesentlichen separate Bereich 25 bestimmt im Wesentlichen
den optischen Zustand des Pixels 2. Die Elektrode 15 ist
schwarz.
-
Das
Pixel hat fünf
erreichbare optische Zustände:
Schwarz, R, G, B und W. Daher ist das Display imstande, ein genaues
Farbbild zu verschaffen. Als Beispiel liegen, zum Wiedergeben des
Bildes, die roten Teilchen 6 in dem im Wesentlichen separaten Bereich 20 nahe
der Oberfläche 110 der
Elektrode 10, die grünen
Teilchen 7 in dem im Wesentlichen separaten Bereich 21 nahe
der Oberfläche 111 der Elektrode 11,
die blauen Teilchen 40 in dem im Wesentlichen separaten
Bereich 22 nahe der Oberfläche 112 der Elektrode 12,
die weißen
Teilchen 41 in dem im Wesentlichen separaten Bereich 25 nahe
der Oberfläche 115 der
Elektrode 15, während
nahezu keine Teilchen 6, 7, 40, 41 in
dem im Wesentlichen separaten Bereich 23 nahe der Oberfläche 113 der Elektrode 13 liegen.
Die Elektroden 10, 11, 12, 13, 15 haben
jeweilige Potenziale 10 Volt, 10 Volt, 10 Volt, 0 Volt und 10 Volt.
Der optische Zustand des Pixels 2 zum Wiedergeben des Bildes
ist W. Angenommen sei, dass der optische Zustand des Pixels 2 zum
Wiedergeben des nachfolgenden Bildes R ist. Zum Erreichen des ersten
Teilübergangs
empfangen die Elektroden 10, 11, 12, 13, 15 jeweilige
Potenziale 0 Volt, 0 Volt, 0 Volt, 10 Volt und 0 Volt von den Ansteuerungsmitteln 100.
Daher bleiben die roten, grünen und
blauen Teilchen 6, 7, 40 nahe der Oberfläche ihrer
jeweiligen Elektroden 10, 11, 12, während die
weißen
Teilchen 41 aus ihrer Position nahe der Oberfläche 115 von
Elektrode 15 in eine Position nahe der Oberfläche 114 von
Elektrode 14 in dem im Wesentlichen separaten Bereich 24 gebracht
werden. Anschließend
empfangen die Elektroden 10, 11, 12, 13, 15 zum
Erreichen des zweiten Teilübergangs
jeweilige Potenziale 0 Volt, 10 Volt, 10 Volt, 10 Volt und 10 Volt
von den Ansteuerungsmitteln 100. Infolge dieser Potenziale
bleiben die grünen,
blauen und weißen Teilchen 7, 40, 41 nahe
der Oberfläche
ihrer jeweiligen Elektroden 11, 12, 13 und
werden die roten Teilchen 6 aus ihrer Position nahe der
Oberfläche 110 von
Elektrode 10 in eine Position nahe der Oberfläche 115 von
Elektrode 15 in dem im Wesentlichen separaten Bereich 25 gebracht.
Dann ist der optische Zustand des Pixels 2 zum Wiedergeben
des nachfolgenden Bildes R.
-
Viele
andere Layouts der Elektroden 10, 11, 12, 13, 15 des
Pixels 2 sind möglich,
siehe z. B. die in 9 und 10 gezeigten
Layouts.
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Als
ein anderes Beispiel sei angenommen, dass die ersten Teilchen 6 negativ
geladen sind und eine rote Farbe haben und die zweiten Teilchen 7 positiv
geladen sind und eine grüne
Farbe haben. Der gemeinsame Bereich 30 weist vier im Wesentlichen separate
Bereiche 20, 21, 25, 26 auf.
Die Übergangssteuerungsmittel
haben Elektroden 10, 11, 15, 16 zum
Empfangen von Potenzialen. Jede der Elektroden 10, 11, 15, 16 gehört zu einem
jeweiligen im Wesentlichen separaten Bereich 20, 21, 25, 26.
In diesem Fall hat jede der Elektroden 10, 11, 15, 16 eine dem
zweiten Substrat 9 zugewandte flache Oberfläche 110, 111, 115, 116.
Das Layout des Pixels 2 wird in 11 gezeigt.
Die im Wesentlichen separaten Bereiche 10 und 11 verschaffen
ein erstes Reservoir für
die roten Teilchen 6 bzw. ein zweites Reservoir für die grünen Teilchen 7 und
tragen im Wesentlichen nicht zu dem optischen Zustand des Pixels 2 bei.
Die im Wesentlichen separaten Bereiche 25 und 26 bestimmen
im Wesentlichen den optischen Zustand des Pixels 2; in
diesem Beispiel trägt
jeder Bereich 25 und 26 50% zu dem optischen Zustand
des Pixels 2 bei. Die Elektroden 15 und 16 sind
blau. Als Beispiel liegen zum Wiedergeben des Bildes die roten Teilchen 6 in
dem im Wesentlichen separaten Bereich 20 nahe der Oberfläche 110 von
Elektrode 10 und die grünen
Teilchen 7 in dem im Wesentlichen separaten Bereich 21 nahe
der Oberfläche 111 von
Elektrode 11, während
in den im Wesentlichen separaten Bereichen 25 und 26 nahe
den Oberflächen 116, 116 der Elektroden 15 und 16 nahezu
keine Teilchen 6, 7 liegen. Die Elektroden 10, 11, 15, 16 haben
jeweilige Potenziale 10 Volt, –10
Volt, 0 Volt und 0 Volt. Dann ist der optische Zustand des Pixels 2 zum
Wiedergeben des Bildes B. Um einen optischen Zustand des Pixels 2 zum
Wiedergeben des nachfolgenden Bildes zu erhalten, der R ist, empfangen
die Elektroden 10, 11, 15, 16 jeweilige
Potenziale 0 Volt, –10
Volt, 10 Volt und 10 Volt von den Ansteuerungsmitteln 100. Infolge
dieser Potenziale werden die roten Teilchen 6 aus ihrer
Position nahe der Oberfläche 110 von
Elektrode 10 in eine Position nahe den Oberflächen 115, 116 der
Elektroden 15 und 16 in im Wesentlichen separaten
Bereichen 25 und 26 gebracht und bleiben die grünen Teilchen 7 nahe
der Oberfläche 111 von Elektrode 11 in
dem im Wesentlichen separaten Bereich 21. Dann ist der
optische Zustand des Pixels 2 zum Wiedergeben des nachfolgenden
Bildes R.
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Man
beachte, dass, um einen optischen Zustand des Pixels 2 zum
Wiedergeben des nachfolgenden Bildes zu erhalten, der 1/2 R 1/2
B ist, die Elektroden 10, 11, 15, 16 jeweilige
Potenziale 0 Volt, –10
Volt, 10 Volt und 0 Volt empfangen. Infolge dieser Potenziale werden
die roten Teilchen 6 aus ihrer Position nahe der Oberfläche 110 von
Elektrode 10 in eine Position nahe der Oberfläche 115 von
Elektrode 15 in dem im Wesentlichen separaten Bereich 25 gebracht
und bleiben die grünen
Teilchen 7 nahe der Oberfläche 111 von Elektrode 11 in
dem im Wesentlichen separaten Bereich 21.
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Man
beachte weiterhin, dass ein optischer Zustand des Pixels 2 zum
Wiedergeben des nachfolgenden Bildes, der 1/2 R 1/2 G ist, auch
erreichbar ist. Um diesen optischen Zustand zu erhalten, empfangen
die Elektroden 10, 11, 15, 16 jeweilige
Potenziale 0 Volt, 0 Volt, 10 Volt und –10 Volt. Infolge dieser Potenziale
werden die roten Teilchen 6 aus ihrer Position nahe der
Oberfläche 110 von
Elektrode 10 in eine Position nahe der Oberfläche 115 von
Elektrode 15 in dem im Wesentlichen separaten Bereich 25 gebracht
und werden die grünen
Teilchen 7 aus ihrer Position nahe der Oberfläche 111 von
Elektrode 11 in eine Position nahe der Oberfläche 116 von
Elektrode 16 in dem im Wesentlichen separaten Bereich 26 gebracht.
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Wenn
der optische Zustand des Pixels 2 zum Wiedergeben des Bildes
R ist und der optische Zustand des Pixels 2 zum Wiedergeben
des nachfolgenden Bildes 1/2 R 1/2 G ist, sind zumindest zwei unterschiedliche Übergänge möglich.
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Der
erste Übergang
ist folgendermaßen. Zum
Wiedergeben des Bildes haben die Elektroden 10, 11, 15, 16 jeweilige
Potenziale 0 Volt, –10
Volt, 10 Volt und 10 Volt. Zum Erreichen des ersten Teilübergangs
empfangen die Elektroden 10, 11, 15, 16 jeweilige
Potenziale 10 Volt, –10
Volt, 0 Volt und 0 Volt von den Ansteuerungsmitteln 100.
Infolgedessen werden die roten Teilchen 6 aus ihrer Position
nahe den Oberflächen 115, 116 von
Elektroden 15 und 16 in eine Position nahe der
Oberfläche 110 von
Elektrode 10 in dem im Wesentlichen separaten Bereich 20 gebracht
und die grünen
Teilchen 7 bleiben nahe der Oberfläche 111 von Elektrode 11 in
dem im Wesentlichen separaten Bereich 21. Dieser erste
Teilübergang
kann als Rücksetzen
des optischen Zustandes des Pixels 2 betrachtet werden.
Anschließend
empfangen die Elektroden 10, 11, 15, 16 zum
Erreichen des zweiten Teilübergangs
die jeweiligen Potenziale 0 Volt, 0 Volt, 10 Volt und –10 Volt
von den Ansteuerungsmitteln 100. Infolge dieser Potenziale
werden die roten Teilchen 6 aus ihrer Position nahe der
Oberfläche 110 von
Elektrode 10 in eine Position nahe der Oberfläche 115 von
Elektrode 15 in dem im Wesentlichen separaten Bereich 25 gebracht
und die grünen Teil chen 7 werden
aus ihrer Position nahe der Oberfläche 111 von Elektrode 11 in
eine Position nahe der Oberfläche 116 von
Elektrode 16 in dem im Wesentlichen separaten Bereich 26 gebracht.
Dann ist der optische Zustand des Pixels 2 zum Wiedergeben
des nachfolgenden Bildes 1/2 R 1/2 G.
-
Der
zweite Übergang
ist folgendermaßen. Zum
Wiedergeben des Bildes haben die Elektroden 10, 11, 15, 16 jeweilige
Potenziale 0 Volt, –10
Volt, 10 Volt und 10 Volt. Zum Erreichen des ersten Teilübergangs
empfangen die Elektroden 10, 11, 15, 16 jeweilige
Potenziale 0 Volt, –10
Volt, 10 Volt und 0 Volt von den Ansteuerungsmitteln 100.
Infolgedessen werden die roten Teilchen 6 aus ihrer Position
nahe den Oberflächen 115, 116 der
Elektroden 15 und 16 in eine Position nahe der
Oberfläche 115 von
Elektrode 15 in dem im Wesentlichen separaten Bereich 25 gebracht
und bleiben die grünen
Teilchen 7 nahe der Oberfläche 111 von Elektrode 11 in
dem im Wesentlichen separaten Bereich 21. Anschließend empfangen
die Elektroden 10, 11, 15, 16,
zum Erreichen des zweiten Teilübergangs,
jeweilige Potenziale 0 Volt, 0 Volt, 10 Volt und –10 Volt
von den Ansteuerungsmitteln 100. Infolge dieser Potenziale
bleiben die roten Teilchen 6 nahe der Oberfläche 115 von
Elektrode 15 in dem im Wesentlichen separaten Bereich 25 und werden
die grünen
Teilchen 7 aus ihrer Position nahe der Oberfläche 111 von
Elektrode 11 in eine Position nahe der Oberfläche 116 von
Elektrode 16 in dem im Wesentlichen separaten Bereich 26 gebracht.
Dann ist der optische Zustand des Pixels 2 zum Wiedergeben
des nachfolgenden Bildes 1/2 R 1/2 G.
-
Man
beachte, dass das Pixel 2 6 erreichbare optische Zustände hat:
R, G, B, 1/2 R 1/2 G, 1/2 R 1/2 B, 1/2 G 1/2 B.
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In 12 wird
das Layout der Elektroden 10, 11, 15 in
einer anderen Ausführungsform
des Pixels 2 gezeigt. In diesem Beispiel hat das Pixel 2 eine
Betrachtungsfläche 91,
um von einem Betrachter betrachtet zu werden, und haben die Elektroden 10, 11, 15 den
Teilchen 6, 7 zugewandte, im Wesentlichen flache
Oberflächen 110, 111, 115.
Oberfläche 110 von
Elektrode 10, die zu dem im Wesentlichen separaten Bereich 20 gehört, der
im Wesentlichen nicht zu dem optischen Zustand des Pixels 2 beiträgt, steht
im Wesentlichen senkrecht zu der Betrachtungsfläche 91. Weiterhin
steht die Oberfläche 111 von
Elektrode 11, die zu dem im Wesentlichen separaten Bereich 21 gehört, der
im Wesentlichen nicht zu dem optischen Zustand des Pixels 2 beiträgt, im Wesentlichen senkrecht
zu der Betrachtungsfläche 91.
Darüber
hinaus ist die Oberfläche 115 von
Elektrode 15, die zu dem im Wesentlichen separaten Bereich 25 gehört, der
im Wesentlichen zu dem optischen Zustand des Pixels 2 beiträgt, im Wesentlichen
parallel zu der Betrachtungsfläche 91.
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Bei
einer anderen Ausführungsform
gehört die
Elektrode 10 zu dem im Wesentlichen separaten Bereich 20,
der ein erstes Reservoir für
die negativ geladenen ersten Teilchen 6 verschafft, gehört die Elektrode 11 zu
dem im Wesentlichen separaten Bereich 21, der ein zweites
Reservoir für
die negativ geladenen zweiten Teilchen 7 verschafft, und
weist das elektrophoretische Medium eine Hysteresewirkung auf. Ein
Beispiel des Layouts des Pixels 2 wird in 4 gezeigt.
Als Beispiel liegen zum Wiedergeben des Bildes die roten Teilchen 6 in
dem im Wesentlichen separaten Bereich 20 nahe der Oberfläche 110 von
Elektrode 10 und die grünen
Teilchen 7 in dem im Wesentlichen separaten Bereich 21 nahe
der Oberfläche 111 von
Elektrode 11, während
in dem im Wesentlichen separaten Bereich 25 nahezu keine
Teilchen 6, 7 liegen. Weiterhin sind die Elektroden 10, 11, 15 blau.
Die Elektroden 10, 11, 15 haben jeweilige Potenziale
von z. B. 10 Volt, 10 Volt und 0 Volt. Der optische Zustand des
Pixels 2 zum Wiedergeben des Bildes ist 1/4 R 1/4 G 1/2
B. Angenommen sei, dass der optische Zustand des Pixels 2,
der zum Wiedergeben des nachfolgenden Bildes erhalten werden muss,
1/4 R 1/2 G 1/4 B ist. Um diesen optischen Zustand zu erreichen,
empfangen die Elektroden 10, 11, 15 jeweilige
Potenziale von z. B. 10 Volt, 0 Volt, und 10 Volt von den Ansteuerungsmitteln 100.
Infolgedessen bleiben die roten Teilchen 6 nahe der Oberfläche 110 von
Elektrode 10 in dem im Wesentlichen separaten Bereich 20 und
werden die grünen
Teilchen 7 aus ihrer Position nahe der Oberfläche 111 von
Elektrode 11 in eine Position nahe der Oberfläche 115 von
Elektrode 15 in dem im Wesentlichen separaten Bereich 25 gebracht.
Dann ist der optische Zustand des Pixels 2 zum Wiedergeben
des nachfolgenden Bildes 1/4 R 1/2 G 1/4 B. Infolge der Tatsache,
dass das elektrophoretische Medium eine Hysteresewirkung aufweist,
haben die im Wesentlichen separate Bereiche eine geringere Überlappung,
verglichen mit den im Wesentlichen separaten Bereichen für den Fall,
dass das elektrophoretische Medium ideal ist. Darüber hinaus
kann, da das elektrophoretische Medium eine Hysteresewirkung aufweist, das
Potenzial von Elektrode 15 etwas größer sein als das Potenzial
von Elektrode 10, wobei z. B. das Potenzial der Elektroden 10 und 15 10
Volt bzw. 11 Volt ist, ohne dass sich die Position der roten Teilchen 6 nahe
der Oberfläche 110 von
Elektrode 10 wesentlich ändert.
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Bei
noch einer anderen Ausführungsform
gehört
die Elektrode 10 zu dem im Wesentlichen separaten Bereich 20,
der ein erstes Reservoir für
die negativ geladenen ersten Teilchen 6 verschafft, und Elektrode 11 zu
dem im Wesentlichen separaten Bereich 21, der ein zweites
Reservoir für
die negativ geladenen zweiten Teilchen 7 verschafft. Weiterhin
sind eine erste und eine zweite Steuerelektrode 50, 51 zum
Empfangen eines ersten und eines zweiten Steuerpotenzials vorhanden.
Die erste Steuerelektrode 50 befindet sich zwischen Elektrode 10 und
den Elektroden 11 und 15, während die zweite Steuerelektrode 51 sich
zwischen Elektrode 11 und den Elektroden 10 und 15 befindet.
Ein Beispiel des Layouts des Pixels 2 wird in 13 gezeigt.
Als Beispiel liegen zum Wiedergeben des Bildes die roten Teilchen 6 in
dem im Wesentlichen separaten Bereich 20 nahe der Oberfläche 110 von
Elektrode 10, und die grünen Teilchen 7 in
dem im Wesentlichen separaten Bereich 21 nahe der Oberfläche 111 von
Elektrode 11, während
in dem im Wesentlichen separaten Bereich 25 nahezu keine
Teilchen 6, 7 liegen. Weiterhin sind die Elektroden 10, 11, 15 blau.
In diesem Beispiel tragen die im Wesentlichen separaten Bereiche 20, 21, 25 jeweils
25%, 25% und 50% zu dem optischen Zustand des Pixels 2 bei.
Die Elektroden 10, 11, 15, 50, 51 haben
jeweilige Potenziale von z. B. 10 Volt, 10 Volt, 0 Volt, –1 Volt
und –1
Volt. Der optische Zustand des Pixels 2 zum Wiedergeben
des Bildes wird mit 1/4 R 1/4 G 1/2 B bezeichnet. Die Elektroden 10, 11, 15, 50, 51 haben
jeweilige Potenziale von z. B. 10 Volt, 10 Volt, 15 Volt, –1 Volt
und –1
Volt. In diesem Beispiel verhindern das erste und das zweite Steuerpotenzial
von –1
Volt, dass die roten Teilchen 6 und die grünen Teilchen 7 von
der Elektrode 15 angezogen werden. Angenommen sei, dass
der optische Zustand des Pixels 2, der zum Wiedergeben
des nachfolgenden Bildes erhalten werden muss, 1/4 R 1/2 G 1/4 B
ist. Um diesen optischen Zustand zu erreichen, empfangen die Elektroden 10, 11, 15, 50, 51 jeweilige Potenziale
von z. B. 10 Volt, 10 Volt, 15 Volt, –1 Volt und 0 Volt von den
Ansteuerungsmitteln 100. In diesem Beispiel verhindert
das erste Steuerpotenzial von –1
Volt, dass die roten Teilchen 6 von der Elektrode 15 angezogen
werden. Weiterhin verhindert das zweite Steuerpotenzial von 0 Volt
nicht, dass die grünen
Teilchen 7 von der Elektrode 15 angezogen werden.
Andere Werte für
das zweite Steuerpotenzial, z. B. der Bereich 0 bis 10 Volt, können auch
verwendet werden. Infolgedessen bleiben die roten Teilchen 6 nahe
der Oberfläche 110 von
Elektrode 10 in dem im Wesentlichen separaten Bereich 20 und
werden die grünen
Teilchen 7 aus ihrer Position nahe der Oberfläche 111 von
Elektrode 11 in eine Position nahe der Oberfläche 115 von
Elektrode 15 in dem im Wesentlichen separaten Bereich 25 gebracht.
Dann ist der optische Zustand des Pixels 2 zum Wiedergeben
des nachfolgenden Bildes 1/4 R 1/2 G 1/4 B. Infolgedessen werden
die roten Teilchen 6 nahe der Oberfläche 110 von Elektrode 10 und
die grünen
Teilchen 7 nahe der Oberfläche 115 von Elektrode 15 eingefangen.
Daher weisen die im Wesentlichen separaten Bereiche 20, 21, 25 eine
geringere oder vorzugsweise keine Überlappung auf, verglichen
mit den im Wesentlichen separaten Bereichen 20, 21, 25 für den Fall,
dass die Steuerelektroden fehlen würden.
-
Viele
andere Layouts der Elektroden 10, 11, 15, 50, 51 des
Pixels 2 sind möglich,
siehe z. B. das in 14 gezeigte Layout.
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In
dem Pixel 2 liegen die Teilchen in im Wesentlichen separaten
Bereichen. Dies kann in folgender Weise bei der Herstellung relativ
einfach erreicht werden. Angenommen sei, dass die Elektrodenstruktur
bereits hergestellt ist und die verschiedenen Teilchen in die im
Wesentlichen separate Bereichen gefüllt werden. Als Beispiel wird
die Geometrie der Elektroden des Pixels 2 verwendet, wie
sie in 8 gezeigt ist. Angenommen sei, dass die roten,
grünen, blauen
und weißen
Teilchen 6, 7, 40, 41 positiv
geladen sind. Die Reihenfolge, in der die Teilchen 6, 7, 40, 41 eingefüllt werden,
ist willkürlich.
-
In
diesem Beispiel werden zuerst die roten Teilchen 6 eingefüllt. Um
dies zu erreichen, empfangen die Elektroden 10, 11, 12, 13, 15 jeweilige
Potenziale 10 Volt, 0 Volt, 0 Volt, 0 Volt und 0 Volt von den Ansteuerungsmitteln 100 und
der Behälter,
von dem aus die roten Teilchen 6 eingefüllt werden, hat ein Potenzial
von z. B. –5
Volt. Der Ausgang des Behälters ist
nahe dem Pixel 2 angeordnet, um zu erreichen, dass, als
Folge der Potenziale, die roten Teilchen 6 aus dem Behälter austreten
und eine Position nahe der Oberfläche 110 von Elektrode 10 in
dem im Wesentlichen separaten Bereich 20 einnehmen.
-
Als
Zweites werden die grünen
Teilchen 7 eingefüllt.
Um dies zu erreichen, empfangen die Elektroden 10, 11, 12, 13, 15 jeweilige
Potenziale 0 Volt, 10 Volt, 0 Volt, 0 Volt und 0 Volt von den Ansteuerungsmitteln 100 und
der Behälter,
von dem aus die grünen
Teilchen 7 eingefüllt
werden, hat ein Potenzial von –5
Volt. Der Ausgang des Behälters
ist nahe dem Pixel 2 angeordnet, um zu erreichen, dass,
als Folge der Potenziale, die grünen
Teilchen 7 aus dem Behälter
austreten und eine Position nahe der Oberfläche 111 von Elektrode 11 in
dem im Wesentlichen separaten Bereich 21 einnehmen. Weiterhin
bleiben als Folge der Potenziale die roten Teilchen 6,
die bereits eingefüllt
sind, an ihrer Position.
-
Drittens
werden die blauen Teilchen 40 eingefüllt. Um dies zu erreichen,
empfangen die Elektroden 10, 11, 12, 13, 15 jeweilige
Potenziale 0 Volt, 0 Volt, 10 Volt, 0 Volt und 0 Volt von den Ansteuerungsmitteln 100 und
der Behälter,
von dem aus die blauen Teilchen 40 eingefüllt werden,
hat ein Potenzial von –5
Volt. Der Ausgang des Behälters
ist nahe dem Pixel 2 angeordnet, um zu erreichen, dass,
als Folge der Potenziale, die blauen Teilchen 40 aus dem
Behälter
austreten und eine Position nahe der Oberfläche 112 von Elektrode 12 in
dem im Wesentlichen separaten Bereich 22 einnehmen. Weiterhin
bleiben als Folge der Potenziale die roten und grünen Teilchen 6, 7,
die bereits eingefüllt
sind, an ihrer jeweiligen Position.
-
Viertens
werden die weißen
Teilchen 41 eingefüllt.
Um dies zu erreichen, empfangen die Elektroden 10, 11, 12, 13, 15 jeweilige
Potenziale 0 Volt, 0 Volt, 0 Volt, 10 Volt und 0 Volt von den Ansteuerungsmitteln 100 und
der Behälter,
von dem aus die weißen Teilchen 41 eingefüllt werden, hat ein Potenzial von –5 Volt.
Der Ausgang des Behälters
ist nahe dem Pixel 2 angeordnet, um zu erreichen, dass,
als Folge der Potenziale, die weißen Teilchen 41 aus
dem Behälter
austreten und eine Position nahe der Oberfläche 113 von Elektrode 13 in
dem im Wesentlichen separaten Bereich 23 einnehmen.
-
Außerdem bleiben,
als Folge der Potenziale, die roten, grünen und blauen Teilchen 6, 7, 40,
die bereits eingefüllt
sind, an ihren jeweiligen Positionen. Daher hat das Pixel 2 vier
unterschiedliche Teilchen 6, 7, 40, 41 in
im Wesentlichen separaten Bereichen 20, 21, 22, 23,
während
sich in dem im Wesentlichen separaten Bereich 24 nahezu
keine Teilchen 6, 7, 40, 41 befinden.