TW200402589A - An electrochromic display with analog gray scale - Google Patents

Description

200402589 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 、本發明係關於電化學顯示裝置領域，尤其係關於一種用 於為此類顯示裝置提供灰階的方法與裝置。具體而言，本 發明h青案係關於-種用於為電化學顯示裝置提供類比灰 階的高效率系統。本發明申請案還關於一種包含軟體程式 碼部份的電腦程式產品，用於當在電腦上執行該程式時， 達成為電化學顯示器提供類比灰階的系統及方法。 【先前技術】 1最近已研九電化學顯不裝置，當做電子文件型顯示器的 候選裝置。然而，現今市面上銷售之電化學顯示技術的慢 切換速度及南消電量不符合顯示市場的需求。最近以來， 改良效能的趨勢已使用奈米材料，例如，經化學改質之奈 米結構mesophorous膜。使用此類材料已呈現出大有展望的 、、口困；太而，其餘關键問題之一涉及電化學顯示器是灰階 版。 種&仏灰階之先前技術做法為，在一基板上使用複數 個子電極，而得以將每個顯示元素（像素）細分成複數個子 一素幻如· &供十五個電極；將每個顯示元素分割成十 五個子元素，藉由對該等子元素之每個子元素進行連續開 關操作來達成十六個灰階等級，而得以產生15個灰階等級 ，並且所有子元素都處於「關閉」狀態來提供第十六級灰 階。 另種如供灰階之先前技術做法，建議使用圓形顯示單

86658.DOC 200402589 面其辟::早元都具有曲面(例如，凹形)外壁及平 提供含一電極的曲面壁及含—反電極的平面 有不同電極間隔的位置。圓形電極導致同心半 佐改變的區域，通過該區域的光線以與施加電壓變化成比 例的方式透光。W〇 9U58⑻中發— 【發明内容】 I表種此類型之系統。 因此’本發明的一項g的4於你 口口 的疋#疋供一種用於為電化學顧千 詻提供灰階的改良裝置。 …、 這項目的係可藉由如申讀袁 所達成。 巾園h項之本發明裝置 本發明進一步目的是提供一 .μ 疋仏種用於為電化學顯示哭提供 灰階的改良方法。 予〜丁疋仏 這項目的係可藉由如申請專 所達成。 甲叫專利乾園弟7項之本發明方法 隨附的申請專利範圚φ ρ 進-步優點。 石崔說明本發明具體實施例的 本發明另一項目的是提供_ ^ ^ rr ^ ^ ^ 、 匕$軟體程式碼部份的改 艮私舳私式產口口，用於當在、 ^ ^ -ϋ - - 4Η -- 包上執伃該程式時，達成為 甩化子鮮員7Γ菇k供灰階的裝置及方法 從下文中參考附圖解說的 # ^ π λα -rz ^ 砰、、、田說明’將可明白本發明的 其他目的及特徵。然而，應 个知 Λ, ^ ^ ^ 〜月白’附圖之設計僅僅是基於 解說用途而不是本發明的限 、> 1疋土、 P、左贴AA山、主Φ^ 利疋我，本發明的範疇應引用 隧附的申請專利範圍。應 可 制圖式，除非有明確標示之夕/知道，不一定會按比例繪 卜’附圖僅僅預定觀念上圖解

86658.DOC 200402589 本又中所說明的結構和程序。 【實施方式】 、圖1顯示根據本發明第一項具體實施例之電化學顯示器 ::素1的原理斷面圖。該電化學顯示器的每個像素都可獨 上疋址，並且在電氣上或實際上互相分離，以便避免像素 、’串& °像素1包括一第—基板6，最佳為透明並且係 、破璃之類材料所製成，或由一塑膠板所製成；一第二 練7’在某些情況下(例如’背光顯示器)第二基板也可： 主現也明’―電化學材料2，其配置在該第-基板6與該第 了基板7之間。至少兩個獨立導電電極3、4,該等電極3、4 與孩第-基板6關聯並且較佳為透明；—獨立導電反電梓5 ’该反電極與該第二基板7關聯。像素i還包含一透 質材料，其接㈣該電化學材料2及該反電極5。每個個別 《電極3、4、5都被連接至一可獨立控制型電壓源⑽中未 顯外該顯示裝置包括用於控制施加至每個個別電極3、4 、5《電壓的構件（圖中未顯示），例如，可包含—微處理哭 的電予顯示控制裝置。在此方式中，使用顯示控制裝置7 可在每個像素中產生非均勻電場，例如，圖ι中所描输的電 場線，其中係將约2V電壓施加至該電極3,同時將〇v電壓 施加至該電極4及該反電極5。這些非均勻電 化學材料2從-第-狀態（較佳為透明）局部切換成—第^ 狀態（如圖所示之該電化學材料2的較深色區域）。由於 勻場分佈，電荷流向起始集中力 果宁在一接近正電荷電極3之區域 。結果，認區域將最先切換，並且所產生的像素以現出所

86658.DOC -7- 200402589 屬電化學材料2部份處於黑暗狀態，並且一部份處於透明( 明亮）狀態。在這項方法中，可在像素！中產生面積比率型 =階。以此方式產生的灰階係由進入電化學材料2的總電^ 里所疋義，並且因此係在像素丨的電極3、4、5被連接至各 自電壓源時所定義。就較佳類型顯示器而言，切換至所期 望狀態所需的時間小於丨秒。透過改變電荷極性就可很容易 達成擦除，即，重置。此項重置可用來定義一可以產生所 有可能灰階的參考狀態。如果不使用重置，則必須先記住 像素的則一狀態，之後才能供應正確電荷量（或釋放電荷） 乂達到新灰階。在此情況下，電子顯示控制裝置將包含記 憶體儲存構件（圖中未顯示），用於儲存先前產生的灰階， 並且比車乂所要達到之新灰階與先前灰階，以及判斷為了達 到所期望之灰階所要供應的必要電荷（或釋放電荷）。 至 呈 圖2顯示當將〇v施加至電極3和4,同時將一負電位施加 反甩極5之情況下的像素丨。在此情況下，所產生的像素工 現出所屬電化學材料2整個處於黑暗狀態。 圖3顯示當在一既定時間週期期間將中間正電位施加至 電f 3和4,同時將0V施加至反電極5之情況下的像素丨。在 此情況下，所產生的像素丨呈現出，所屬電化學材料2中接 近正電荷電極3和4之區域處於黑暗狀態，並且所屬電化學 材料2中介於電極3與4間之中央部份處於透明（明亮）狀態。 圖4顯示當在相同時間週期期間將稍高之正電位（相較於 圖3中所犯加之電位）施加至電極3，同時將施加至電極4 ，並且將0V施加至反電極5之情況下的像素1。在此情況下

86658.DOC 200402589 ，所產生的像素1呈現出， + ^, , 斤屬电化學材料2中最接近正電 何电極3义稍大部份處於垔 中最接近ον電柄4之补處、人:、，並且所屬電化學材料2 爻4伤處於透明（明亮）狀態。 圖5顯示當將_正雷 π r π ^, 圖3與圖4中所施加之電位之 :)她加至電極3，同時將ον施加至電極4，並且 知ον犯加至反電極5之倍 生的像辛1呈料 “ϋΤ的像素卜在此情況下’所產 t f現出，所屬電化學材料2中最接近正電荷電極3 、二::Γ處於黑暗狀態，並且所屬電化學材料2中最接 近廷極4的二分之—處於透明（明亮）狀態。 至=示當：―中間正電位(如圖2中所施加之電位)施加 ^ 5日、將〇V施加至電極4’並且將0V施加至反電極 所V:"下的像素1。在此情況下，所產生的像素1呈現出， f電Γ材料2中最接近正電荷電極3之小部份處於黑暗 並且所屬電化學材料2中最接近QV電極4之其 處於透明（明赛、舳能 _ ^ , 示之狀態。圖6所示之狀態實質上相當於圖"斤 s圖：員示當將0V施加至電極3和4,同時將-正電位施加 :反屯極5《情況下的像素卜在此情況下，所產生的像素1 呈現出所屬電化學材料2整個處於透明（明亮）狀態。 叫如圖1到圖7所示’顯而易見，在一種根據本發明之顯示 -的像素1中使用數個可獨立控制型電極，促進了在像素1 中達成類比灰階的可能性，其方法為’控制施加至各自電 極3'4'5的電位及施加時間，而得以促使切換電化學材^ 2的適當部份。 啊竹

86658.DOC 200402589 “吏用-種包含一微處理器之電子顯示控制基板時，可 使用一種包含軟體程式碼部份的電腦程式產品，用於當在 孩控制裝置的該微處理器上執行該程式時，根據本發明來 控制所要施加的電位，而得以將灰階提供給電化學顯示器。 一種用於在—顯示裝置的—像素1巾產生㈣灰階的方 法’㈣素1具有一第-基板、-第二基板、-配置在該第 -基板6與該第二基板7之間的電化學材料2，該方法包括 下列步驟：提供至少兩個獨立電極3、4,該等電極3、核 m第-基板6„;提供一獨立反電極5，該反電極5與該第 一基板7關聯；提供將每個個別之電極3、4、5連接至一可 獨立控制型電壓源；提用於控制施加至每個個別電極3、4 〜電壓的構件’而得以在每個像素1中產生非均勾電場 ’促使該電化學材料2從一第一狀態局部切換成一第二狀 態’而產生—面積比率之像素灰階。該方法 用 於控制將電壓施加至每個個別之# 心挺供用 媸杜沾丰政 母個個叙书極3、4、5之時間期間之 二:二Γ促!灰階切換，該方法還建議下列步驟 疋，、用万“者存一先前產生之灰階的記憶體 供用於比較所要達収灰階與—切產生之灰 件. 提供用於決定要施加至每個個別之電極之必要電位以便牛達 到一所期望灰階的構件。 較佳具體實施例來展現 ，但是熟悉此項技術者 之裝置的的形式和細節 與範疇。例如，明確預 因此，雖然已按照適用的本發明 、描述及指出本發明的基本新功能 應知道可省略、替代及變更所解說 及運作，而不會脫離本發明的精神

86658.DOC 200402589 定，用於以大體上相同方式來執行大 肖且上相同功能爽壷 相同結果的元件及/或方法步驟的所組合， 成 f ^ ΑΙ ^ π ^ 自屬於本發明的 ㈣。另外，應明白，配合本發明之任何揭示形式或 實施例所展現及/或描述之結構及/或元件及/或方法步驟； 可併入按照一般設計選渥祕4 — 、、 又^、擇所揭不、描述或建議的任何其他 形式或具體實施例。因此，箱令版 无、疋僅按隨附的申請專利範圍 的指示來限定本發明。 【圖式簡單說明】 附圖中，相似的參考數字代表整份附圖中相似的元件： 圖1顯示根據本發明第-項具體實施例之顯示裝置之像 素的原理斷面圖，闰士、 口 圖中選描繪出電場線； 圖2顯示圖1所士 士 像素的原理斷面圖，圖中之整個電化 學層處於黑暗狀態； 圖3顯示圖1所+ π <像素的原理斷面圖，圖中之電化學層 的中央部份處於漆日Β 。 _ 、透明（明亮）狀態； 圖中之電化學層 圖中之電化學層 圖中之電化學層 圖中之整個電化 圖4顯示圖1所示之像素的原理斷面圖 的大部份處於__ ; 圖5顯示圖1所 、 #<像素的原理斷面圖 的約二分之_ #、人 處於黑暗狀態； 圖6顯示圖1所 ^ 、八 不又像素的原理斷面圖 的小邵份處於$u 口 、黑暗狀態；以及 圖7顯7F圖1所 與臨南 ’、< 像素的原理斷面圖 學層處於透明（ 口 v月冗）狀態。

86658.DOC 200402589 【圖式代表符號說明】 1 像素 2 電化學材料 5 反電極 6 第一基板 7 第二基板 3, 4 電極 86658.DOC -12-

Claims (1)

1. 200402589 拾、申請專利範園：

   匕各複數個可獨立定址型像素的顯示裝置，其 等像素都包括··—第—基板；-第二基板；-電化學材 料、=配置在該第一基板與該第二基板之間；至少兩個 獨乂電極’該等電極與該第-基板關聯；一獨立反電極 ’ β反電極與該第二基板關聯；其中每個個別電極都被 連接至一可獨立控制型電壓源；該顯示裝置具有用於控 制她加至母個個別電極之電壓的構件，而得以在每個像 素中產生非均勻電場，促使該電化學材料從一第一狀能 局I5刀換A第二狀態，而產生—面積比率定義之像素 申μ專利範圍第1項之顯示裝置，其中該顯示裝置進一 V /、有用於控制將電壓施加至每個個別之電極之 間之構件。 申明專利圍第1項之顯示裝置，其中該顯示裝置進一 V /、有用万；㊣處於該第二狀態時控制施加至該像素之每 個個別電極之電壓的構件，而得以促使從該第二狀態重 置成该第一狀態。 4.如申請專利範圍第1項之顯示裝置，其中該顯示裝置進一 A、有用於儲存-先前產生之灰階的記憶體儲存構件。 5 ·如申请專利範園第4項之顯示裝置，其中該顯示裝置進一 步具有用於比較所要達到之灰階與-先前產生之灰階的 6. 如申請專利範圍第5项 之顯示裝置，其中該顯示裝置進一 86658.DOC 200402589 步具有用於決定要施加至每個個別之電極之必要電位以 便達到一所期望灰階的構件。 7·—種用於在一顯示裝置的一像素中產生類比灰階的方法 ，薇像素具有一第一基板、―第二基板、以及一配置在 邊第一基板與孩第二基板之間的電化學材料，該方法包 括下列步騾： 提供至少兩個獨立電極，該等電極與該第一基板關聯； 提供一獨立反電極，該反電極與該第二基板關聯； k供將每個個別之電極連接至一可獨立控制型電壓 源之連接； 棱供控制施加至每個個別電極之電壓的構件，而得以 在每個像素中產生非均勻電場，促使該電化學材料從一 第-狀態局部切換成一第二狀態，而產生一面積比率定 義之像素灰階。 8.如申請專利範圍第7項之方法，進一步包括下列步驟： 提供用於控制將電壓施加至每個個別之電極 期間之構件。 9·如:請專利範圍第7項之方法，進—步包括下列步驟： 棱i、用万；儲存一先前產生之灰階的記憶體儲存構件； 提供用於比較所要達到之灰階與4前產階 的構件； U 提供用於決定要施加至每個個別之電極之必要電位 以便達到一所期望灰階的構件。 ^ 10· -種可直接載人到—數位電腦中的電腦程式產品，其包 86658.DOC -2- 200402589 產品時，用來執行下列 括當在一電腦上執行該電腦程式 步驟的軟體程式碼部份·· 、、、-電化學顯示裝置的_可獨立定址型像素的至少 兩個獨乂電極’提供—連接至_可獨立控制型電壓源的 連接； 提供施加至每個個別電極的電壓控制，而得以在每個 像素中產生非均勻的電場； 11. 提供將電壓施加至每個個別電極的時間控制。 一種儲存在一電腦可讀型儲存媒體上的電腦程式產品， 其包含電腦可讀型程式碼構件，用於促使—電腦執^下 列步騾： 為一電化學顯示裝置的一可獨立定址型像素的至少 兩個獨立電極，提供-連接至_可獨立控制型電壓源的 連接； 提供施加至每個個別電極的電壓控制，而得以在每個 像素中產生非均勻的電場； 提供將電壓施加至每個個別電極的時間控制。 86658.DOC