TW200525268A - A fast full color electrophoretic display with improved driving - Google Patents

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200525268 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於電泳顯示器，且尤其係關於提供高亮度、 南更新速度且易於製造之彩色電泳顯示器。 【先前技術】 可使用單色顯示器結合結構化的11(}6(紅色、綠色、藍色） 彩色濾光器而提供全彩電泳顯示器--此已藉由使用E墨 水顯不器而獲得證明。結構化的RGB濾光器將紅色、綠色 及藍色光透射穿過個別R、（}及B部分。未經透射之光在濾 光器中被吸收且大體上轉換為熱。使用此全彩方法之通常 問題為泫顯示器之有限的亮度。基本上，由於在RGB濾光 器中之吸收，全彩顯示器僅為單色型顯示器之亮度的1/3。 剩餘之光的2/3在彩色濾光器中被吸收。由E Ink c〇rp〇rati〇n 提供基於具有相反極性之黑色及白色粒子之根據此原理的 第一流的系統。 上述配置之替代方法為製造電泳顯示器，其中每一像素 可獲得任何顏色，因此消除對子像素的需要。此可藉由控 制自“儲集層’’區（含有所有三種顏色之許多粒子）移入可 見像素區之每一顏色之粒子的數目而達成。以此方式，可 提供比等效反射LCD亮3至6倍之顯示器。在w〇 〇3/〇19279 中描述了基於此原理之配置。 然而，為能夠分離不同顏色之粒子，其必需具有不同之 遷移率。此導致比目前市售之粒子系統更複雜之粒子系統。 US 2002/0 i 80688提供了各種電泳顯示器之全面的描 96819.doc 200525268 述〇古羊古夕 一 ·二之，US 2002/0180688考慮了兩種不同類型之顯示 一 丨（或透射）顯示元件類型及反射顯示元件類型。發 射顯不裔據說是根據加色規則（additive rule)來操作，且反 射顯不裔據說是根據減色規則（subtractive rule)來操作。在 二、、，中藉由來自複數個發射或透射粒子之發射波長 之、疊加來顯示感覺出的顏色。舉例而t，包含三個子像素 (刀別自用於紅色光’一個用於綠色光且一個用於藍色光） 之像素能夠藉由疊加自子像素發射之具有不同強度之光而 產生：有顏色。然❿，在減色系統中，觀察者感覺出的顏 色由田光入射在反射器上時未被吸收的部分光譜組成。由 於每一反射表面自人射光減去某些基本色，因此將反射系 統看作減色系、统。黃色反射器吸收藍色光，洋紅色反射器 吸收綠色光，且青色反射器吸收紅色光。可根據在US 2002/0 18G688中所述之本發明之—實施例所述反射器 釔合白色狀態而達成減色類型之顯示元件。 然而，當前設計具有有限亮度及/或顏色飽和度，或非常 複雜且昂f ^然後通f與低更新速度有關。因此需要製 造一電泳顯示11，需要其不僅與RGB方法相比具有改良之 亮度，且與使用具有不同遷移率或許多顏色狀態之粒子及 若干、、且粒子之方法相比具有減小之複雜性及增加之更新速 度。 【發明内容】 為此目的，本發明提出基於新穎濾光配置之新的電泳顯 示器設計。 96819.doc 200525268 如通常所知的，為提供全彩顯示器，需要三種基本色（紅 色、綠色及藍色)。意即，倘若三種基本色之強度為獨立可 控制的，則可達成任何顏色。在先前技術之rgb濾光器方 法中，由三個子像素獨立地提供顏色。每一子像素具有吸 收除特定子像素中所需光以外之所有光的彩色濾光器（例 如，紅色濾光部分吸收綠色及藍色光，意即所有光之2/3)。 另一方面，單色顯示器僅用作光間，其反射或多或少透射 穿過RGB濾光器之光。 當然最佳解決方法應為具有彼此獨立可容易且精確控制 之三種不同顏色的粒子。使用不同遷移率之方法為基於此 原理之變體’但導致大大地增加了複雜性及成本。 因此，根據本發明之一通用態樣’可提供彩色電泳顯示 器。本發明之顯示器包含至少一像素，其操作時發射在預 定範圍内之波長的可見光，且其包含至少兩個子像素。接 著，每-子像素包含：操作時吸收該範圍之固定子範圍之 波長的彩色濾光器；包含兩類粒子之電泳介質，每一類型 之粒子操分別％收該範圍 < 第二及第三子範圍之波 長；及用於獨立控制在可見與不可見位置之間的該電泳介 質中之個別粒子之空間分佈的構件。在每一像素中之個別 子像素之固定子範圍基本上為非重疊的，且其組合涵蓋基 本上所有波長之歡範圍。此外，在每—子像素中之第二 及第三子範圍彼此不同，且其僅與相關子像素之固定子範 圍組合而涵蓋基本上所有預定範圍之波長。 M MU可為彩⑽光器元件或包含在電泳介 96819.doc 200525268 質中作為彩色流體。 實際上’可由每—像素中之—個以上的子像素顯示在波 長之預疋範圍中之基本上任何波長。為此目的重要的在 於：因為其將使像素無法操作顯示_個以上之飽和色，所 以第一及第二子範圍均不涵蓋波長之全部預定範圍，在該 等波長之全部預定範圍中顯示器係可操作的（例如，在全部 可見光谱中操作之全彩顯示器中沒有粒子類型為黑色的)。 基本上因此顯示器將在其範圍内操作之波長預定範圍 好為三個光譜子範圍，其中每—子範圍對應於波長全部 r:圍之彩色部分。先前技術中，RGB顯示器以低複雜程度 p僅或兩種粒子類型）顯示；每一子像素通常專用於 顯示三種顏色中之—種顏色，且因此可在暗狀態與特定顏 色狀態之間轉換。然而，本發明之顯示器中每一子像素操 作時顯示兩個光譜子範圍（意即，除被個別彩色遽光器元件 吸,之一子範圍外的所有子範圍)。藉此可由兩個子像素而 不是僅由-個子像素來顯示在預定範圍之波長中之任何特 定波長，4致本發明之顯示器為低複雜性顯示器之亮度的 兩倍。 彩色濾光器可提供於電泳介質之觀察者側上或提供於電 泳介質之相對側（意即，後側）上。若將漶光器配置在觀察者 側上，則其應透射其不吸收之波長範圍之♦子^圍。若渡光 器提供於後側_L ’則其可仍然反射其不口及收之波長範圍之 子範圍。在此狀況下，$色濾光器可作為彩色濾光器及反 射器操作。粒子應較佳以基本上無背向散射之方式來透射 96819.doc 200525268 其不吸收之波長範圍的子範圍。藉此可藉由許多光線相交 粒子而過濾傳播經過電泳介f之光線，藉此添加其遽光特 性。另-可能為使該等粒子為可反射的，使得其反射其不 吸收之波長範圍。然而’在此狀況下，不能添加其濾光特 性而使影像控制更困難。因&，根據-實施例，彩色遽光 器以及粒子操作時透射其不吸收之個別子範圍。當缺：粒 子及/或遽光器仍可具有邊緣反射副效應 '然而，根據此實 施例，彩色遽光器及粒子以基本上無背向散射之方式透射 未經吸收之波長範圍之子範圍的剩餘範圍，使得可有效添 加濾光特性。 可將根據本發明之電泳顯示器㈣全彩顯示器，其可在 可見光之全光言普中操作或其可僅對可見光譜之一部分為可 操作的(例如，顯示兩種顏色及省略紅色、綠色及藍色中之 :種顏色）。換言之，顯示器在其範圍内操作的波長之預定 祀圍可為全部可見光譜之限制區域。然而，全彩顯示器係 最廣泛使用的。因Λ，根據—實施例，顯示器在其範圍内 可知作的波長之預定^圍包括可見光之全部光譜。 右顯不器為在可見光之全部光譜中操作之全彩顯示器， 則：像素之個別固定子範圍(意即，個別彩色編吸收之 。範圍)車乂佳/刀別為紅色、綠色及藍色，使得個別濾光元件 $作f透射月& '洋紅色及黃色光波。通常分別將此等遽 光益間單稱為青色、洋紅色及黃色濾、光器。因為在黃色渡 光器中吸收藍色光’所以具有黃色濾光器之子像素不能發 射_色光，但其可潛在發射紅色及綠色光（視電泳介質中特 968l9.doc 200525268 定粒子組態而定）。因為在洋紅色濾光器中吸收綠色光，所 以具有洋紅色濾光器之子像素不能發射綠色光，但其可潛 在發射紅色及藍色光。且最後，因為在青色濾光器中吸收 紅色光，所以具有青色濾光器之子像素不能發射紅色光， 但其可潛在發射藍色及綠色光。 根據一實施例，該等粒子操作時分別吸收紅色、綠色及 藍色光波，且以透射青色、洋紅色及黃色光波。藉此，在 每-子像素中之粒子之吸收光譜基本上為非重疊的。通常 分別將此等粒子簡單稱為青色、洋紅色及黃色粒子。與青 色、洋紅色及黃色渡光器元件組合，每一子像素中之彩色 遽光器元件及兩種粒子類型之三員組合共同形成涵蓋可見 光之全部光譜之非重疊光譜。可將粒子用於選擇性吸收透 射經過渡光器元件之部分光。舉例而t，具有黃色濾光器 心牛且在可見位置僅存在青色粒子之子像素將呈現為綠 色具有青色遽光器元件且在可見位置僅存在黃色粒子的 子像素與其相同。然而’若在可見位置僅存在洋紅色粒子， 則具有黃色遽光器元件之子像素可或者呈現紅色，且若在 :見位置僅存在洋紅色粒子，則具有黃色“器元件之子 像素可或者呈現紅色。 根據-替代實施例，該等粒子可替代操作時分別吸收 通二工色及κ色光波’且以透射紅色、藍色及綠色光波 广別將此等粒子簡單稱為紅色、藍色及綠色粒子” 二色：藍色及綠色粒子系統實際上具有與以上所述粒子〗 目问之功能效果。舉例而言’在具有黃色濾光器元件: 968l9.doc 200525268 子像素中’可將紅色及綠色粒子分散在電泳介質中。然後 子像素可藉由僅使綠色粒子可見而顯示紅色光，且或者可 藉由僅使紅色粒子可見而顯示綠色光。與青色、洋紅色及 黃色粒子系統相比，主要差異在於紅色、藍色及綠色粒子 操作時不僅吸收未經彩色濾光器元件吸收之兩種顏色之 一’且吸收與彩色濾光器元件所吸收之相同的顏色。然而， 因為額外顏色總被彩色遽光器吸收，所以此額外吸收效果 沒有實際相關性。 使用此簡單粒子系統（僅需要在每一子像素中存在兩類 粒子），對個別粒子之位置提供了簡單且直接的控制。可藉 由以相反極性對該等粒子充電而最方便地提供個別粒子類 型之選擇控制。因此，根據一實施例，在每一子像素中之 兩種粒子類型具有不同之極性。 根據本發明之一特定態樣，提供一全彩電泳顯示器，其 中每一像素包含：包含黃色濾光器之黃色子像素與包含具 有相反極性之青色粒子及洋紅色粒子之電泳介質；包含洋

配置相比可簡化驅動配 1只I 4 % \ v ^任一基本色。因為在每一子像素中 所以與（例如）使用不同粒子遷移率之 i己置。然而，每一僅吸收一基本色之 96819.doc 200525268 彩色遽光器與粒子之組合使用產生與先前技術之rGb顯示 器相比增加的亮度。 根據此態樣，子像素之個別濾光部分透射兩種基本色（紅 色、藍色及綠色中的兩種）且僅吸收一種基本色。藉此透射 光之2/3，與先前技術之RGB配置相比增加1〇〇%。然後該濾 光器基本上為CM Y濾光器（青色、洋紅色及黃色），其與先 則技術之RGB濾光器以相同方式構成，而替代提供青色、

洋紅色及黃色濾光部分。此外，根據本發明，每一子像素 中之電泳介質包含兩不同類型之粒子，每一類型吸收未被 對應彩色濾光器吸收之兩種基本色中的一種。因此，在具 有青色濾光器（吸收紅色光）之子像素中，電泳介質包含洋紅 色粒子（吸收綠色光）及黃色粒子（吸收藍色光）。每一子像素 中之個別彩色粒子以相反極性充電且因此可藉用電場而容

易地控制。利用此配置’三個子像素中之任何兩個可發射 每-基本色。舉例而言，若需要紅色，則使用在黃色子像 素中之洋紅色粒子及在洋紅色子像素中之黃色粒子。藉此 由黃色遽光特性吸收藍色光且由洋紅色滤光特性吸收綠色 光。在青色子像素中，使用洋紅色及黃色粒子，由於吸收 了所有光而產生暗的子像素。 換曰之，根據此特定態樣，使用CMY彩色遽光器結合減 少數目之粒子類型而提供明亮的全彩電泳顯示器，該等粒 子僅具有正電何或負電荷且不需要存在遷移率差異。藉由 提i、CMY粒子（意即，分別吸收R、g及且將（例如）〔及 Μ粒子與γ彩色渡光器組合（及剩餘之兩排列），能夠產生比 96819.doc -13- 200525268 具有RGB彩色遽光器之顯示器亮兩倍之顯示器。根據一實 施例’每-子像素中之電泳介質含於提供該等可見位置之 可見像素容積（PiXel v〇lume)及每—儲制提供用於個別類 型之粒子之不可見位置的兩個儲集層中。此裝置提供在個 別儲集層中之粒子種類的簡單分離，自對觀察者可見之實 際像素區域提供之可見像素容積分離。 根據-實施例，用於分別控制個別粒子之空間分佈的構 件包含配置於每一儲集層中之資料電極及重設電極。重設 及資料電極提供個別粒子種類之位置的精確控制。餘集層 較佳直徑方向彼此相反的配置，而由可見像素容積分離。 藉此-儲集層之電極可容易形成用於移動相反儲集層之粒 子的電場組態之部分。通常一重設電極及一資料電極對於 每一儲集層係足夠的。然而，電極之實際數目及其特定形 狀視即將設計之顯示器而定。 根據一實施例，黑色矩陣覆蓋該等儲集層，使得駐於個 別健集層中之粒子不可見。藉此像素之外觀與儲集層内精 確粒子位置無關。 本發明之電泳顯示器可為反射環境光之反射類型，或可 為包含光源之透射類型。 因此，根據一實施例，每一子像素包含反射器，使得透 射經過該彩色濾光器元件及該電泳介質之環境光被反射回 且重透射經過該彩色濾光器元件。藉此透射經過彩色濾光 器且經過電泳介質之在波長預定範圍中之任何環境光被有 效地反射回且對於觀察者係可見的。視需要的，可藉由使 96819.doc -14- 200525268 用剷照明總成而增強此反射型顯示器之古产 然而’根據另-實施例，本發明之電 含操作時發射光經由該電泳介質穿過該彩 光源。因此將光源安裝至自顯示号 為之饒察者側看的電泳介 質之後面。光源可為任何習知類型，例如包含光產生器或 燈，其發射光經由光導引件至電泳介 % * ^負。反射與透射組態 之間的選擇通常基於習知的考岸， ，慮渚如與允許功率消耗相 比所需之亮度1此本發明需要置放於不同之子像素之每 -中的兩個不同粒子。因此粒子的直接數目為6。然而，根 據-實施例，粒子係全部選自由下列各物組成之群：摔作 時吸收第-顏色之波長的帶正電荷粒子、操作時吸收第二 顏色之波長的帶負電荷粒子、操作時吸收第三顏色之波長 之帶正電荷粒子以及帶負電荷粒子。藉此可將顯示器中粒 子種類之總數減少至4,再現了更簡單的粒子系統且不需要 提供同樣數目之粒子類型。 當製造顯示^時，通常將電泳介質之精確混合物與正確 t子類3L及數目填人每—子像素巾。此處直接方法為使 用三個不同類型之混合物，每一混合物適合於一類子像 素然而，僅利用兩類混合物能夠進一步簡化製造方法。 牛例而5 ’可在CMY像素中使用包含帶正電荷之青色與洋 紅色粒子及帶負電荷之黃色粒子的第—混合物及包含帶正 電荷之青色粒子與帶負電荷之洋紅色粒子的第二混合物。 第二混合物❹於青色及洋紅色子像素且第二混合物適用 :汽色子像素。在黃色子像素中沒有明顯差異，其仍然僅 96819.doc 200525268 含有兩種不同粒子類型L t色與洋紅色子像素含有 三個粒子類型’由於其中兩個具有相同極性，其不能由電 場分離。因此，在此等子像素中，青色與洋紅色粒子將總 是一起出現。增加可見青色粒子之數目將不可避免地增加 可見洋紅色粒子之數目’且反之亦然。然而，纟青色子像 素中’紅色光已經被彩色濾光器吸收，因為將不存在红色 光被吸收，所讀料像素㈣示之料將不受青色粒子 存在之影響。此對於在洋紅色子像素中之洋紅色粒子同樣 適用。 因此，根據-實施例，電泳介質包含操作時吸收與對 彩色遽光^件相同之光譜子範圍的第三粒子類型。第 ，子類型可存在於每-像素中之每—子像素中或僅存在; 每-像f中之子像素之子集中此對於具有三個子像 之像素，不同電泳混合物之所需數目自3減少i變為2。 根據本發明之另—態樣，提供如上所述之製造彩色電泳

’’’、員不态之方法。根據本發明之方法，噴墨印刷技術適用於 以粒子/電泳介質填充像素。舉例而言，可使用喷墨印刷頭 以類似於用於製造聚合發光二極體顯示器之方式將流體中 之粒子m夜之所界定體積攙人個別子像素區域中，其每 一由像素壁結構圍繞。 仍根據悲樣，提供用於驅動如上所述之電泳顯示器之 方法。本發明之方法包含以下步驟· #由將粒子移動至其 個別儲集層而重設每_子像素，·接收關於待顯示之影像的 像素影像資訊，·決定對應於該影像之粒子混合物；及以彩 96819.doc • 16 - 200525268 j子填充每—像素容積’因此形成該粒子混合 由^定址顯示器之前在粒子之個別儲集層中重設粒子而: :因於不精確之粒子位置而出現的最小色差達成精確顏 根據驅動方法之一實施例 以下子步驟： 重設每一子像素之步驟包含 施加重設電壓至每一子像素中之重設電極， 且填充每一像素容積之步驟包含以下子步驟： 施加填充電壓⑽VGltage)至該等重設電極，該填充電壓 比該等重設電壓低， 藉由施加控制電壓至每一子像辛中 — π 丁1豕I甲之貝枓電極而控制進 入每一像素容積之粒子數目； 藉由增加控制電壓而自像素容積移除任何過量粒子。 、根據-實施例’對於每一子像素中之兩種粒子類型同時 進行填充每一像素容積之步驟。 根據另一實施例，對於每一子像素中之兩種粒子類型連 續進行填充每一像素容積之步驟。 【實施方式】 因此，圖1說明了可見光之全部光譜，其由紅色區域1〇1、 綠色區域102及藍色區域103組成。青色濾光器1〇7吸收紅色 區域，洋紅色濾光器108吸收綠色區域，且黃色濾光器1〇9 吸收藍色區域。因為其將一特定顏色移除而留下其它顏色 不受影響，所以通常將此類型彩色濾光器稱為減色濾光 器。比較起來，紅色濾光器105吸收綠色區域及藍色區域（留 96819.doc 200525268 下紅色光不受影響），綠色濾光器106吸收紅色區域及藍色 區域’且藍色濾光器1 〇4吸收紅色區域及綠色區域。 圖2圖解展示了包含青色子像素21〇、洋紅色子像素22〇 及只色子像素230之像素200的橫截面。此特定像素經調言皆 以顯示純綠色光。因此，其反射綠色光且吸收剩餘光。青 色子像素210無法操作以顯示綠色光（其被青色濾光器211 吸收）’且因此’此特定子像素藉由展示兩種粒子類型（洋紅 色粒子202及黃色粒子2〇1)而變為黑色。洋紅色子像素 220(包含洋紅色濾光器22丨）藉由展示僅青色粒子2〇3而反射 綠色光，且黃色子像素23〇(包含黃色濾光器231)藉由展示僅 洋紅色粒子202而反射綠色光。因此，入射之綠色光之2/3 被反射（1/3被洋紅色子像素被反射且1/3被黃色子像素被反 射）。然而，此等值係理論的，且必須根據孔徑比及其它可 能之限制因素而減小。 自以上可知，顯示純紅色光或純藍色光係直接的。此外， 每一子像素之粒子密度之精確平衡有助於以高達每一對應 顏色之入射光之亮度之2/3的亮度來顯示任何顏色之混合 物。 圖3圖解展示了用於本發明之顯示器之可能的粒子系 統。在此特定實施例中，青色子像素3 1〇包含洋紅色粒子3〇1 及黃色粒子302，洋紅色子像素320包含黃色粒子3〇2及青色 粒子303，且黃色子像素330包含洋紅色粒子301及青色粒子 303。因此在每一子像素中之粒子操作時選擇性地吸收未經 個別彩色濾光器吸收之基本色中的僅一種。在每一子像素 96819.doc 200525268 中，粒子種類之-具有正電荷，且另—粒子種類具有負電

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然而，圖4說明了替代粒子系統，其中青色子像素41〇包 含藍色粒子4〇1及綠色粒子4〇2,洋紅色子像素㈣包含紅色 粒子403及藍色粒子4〇1，且黃色子像素43〇包含紅色粒子 403及綠色粒子402。此實施例實際上係以參看圖3所述之系 統相同之方式操作的。唯一的差異在於，在每一子像素中 個別粒子不僅吸收兩剩餘顏色，且吸收本應被彩色滤光器 吸收之任何顏色之光。因此’每—子像素中之彩色滤光器 及粒子具有重疊之吸收帶。倘若彩色濾光器實際上吸收其 對應顏色之所有光’則該重疊不影響感覺出的影像。在替 代實施例中δ亥重豐僅為部分的。此處重要之問題在於該等 粒子不需要具有完全獨立之吸收帶。然而，其應具有用於 未經個_色滤光(器吸收之顏色的基本上獨立之吸收帶以 供全部且可控制之彩色重現。

為了提供完全黑色之影像，每一子像素中之粒子及彩色 濾光器必須能夠吸收全部範圍之可見顏色。然而，實際吸 收帶之邊界，意即三種基本色之每一顏色之界定可視應用 而變化。仍然重要的是’因為此將使像素無法操作以顯示 一個以上之原色及再現明亮的全彩重現不可能達成，所以 形成以上粒子系統之在每一子像素中之兩種粒子類型中， 白無法吸收來自對應彩色濾光器之全部的剩餘色帶。 以上所述像素全部包含三個子像素且提供全彩影像。然 而，其亦能夠使用僅具有兩個子像素之像素來提供影像。 96819.doc -19- 200525268 舉例而言’見圖3但忽、略例如黃色子像素33()，其給出仍可 在操作時顯示任何顏色之像素。然而，由於僅可使用一個 子像素（產生1/2的亮度），顯示紅色光及綠色光之能力下降 了另方面，由於然後每一子像素皆能夠顯示藍色光， 顯不藍色光之能力增加至ιη。且當然黑色狀態仍可用於每 -：像素。視即將進行之應用而定，此可為有利的。舉例 而s，可選擇彩色濾光器及粒子之吸收帶，使得可由僅子 像素之-顯示之波長帶(子區域)比可由兩個子像素顯示之 波長帶更寬。藉此可使每一波長帶之最大亮度相等。使用 此方法替代僅使用沒有彩色據光器且具有不同顏色粒子之 子像素的優點在於黑色狀態之提供。 或者，能夠將三個以上之子像素添加至每一像素，藉以 有助於所謂之多原色顯示器。熟習此項技術者亦可瞭解， 對於此描述可給出許多不同之變化。 如圖5所不，在一特定實施例中集中於單個子像素5〇〇， 可注意到子像素包含由可見像素容積530分離之兩個儲集 層510、520,其每一儲集層用於每一粒子種類514、524。 此外’子像素包含彩色滤光器54()。在圖式中，子像素之個 別區域由虛線分離’其包括該等虛線在内僅用於達成說明 之目的。儲集層510、520包含資料電極512、521、用於帶 負電荷粒子514之重設電極511，及用於帶正電荷粒子似之 重設電極522。可經由薄膜電晶體（丁FT)將資料冑極512、521 連接至在主動式矩陣中之資料驅動器，因此使其自可見顯 示器屏蔽，同時重設電極可為用於複數個像素或甚至用於 96819.doc -20- 200525268 整個顯示器之共同電極。黑色矩陣513、523覆蓋儲集層。 像素進步包含白色反射背景5 3 1。此外，形成子像素壁之 P早壁可將子像素彼此分離。視需要，可藉由使用前照明總 成而增強此反射型顯示器之亮度。 在一替代實施例中，本發明之顯示器為透射型。此已在 圖6中說明，其中每一子像素包含··兩個儲集層61〇、; 可見區域630;及彩色濾光器64〇。每一儲集層61〇、62〇包 含個別資料及操作時控制帶負電荷粒子614及帶正電荷之 粒子624之位置的重設電極612、623、611、622,且其由黑 色矩陣613、623覆蓋。然而，替代白色反射器，該顯示器 配備一背光，包含（例如）光導引件631及光源632。 通常基於習知基礎而在用於特定應用之透射與反射顯示 器之間加以選擇，其視（例如）所需亮度及所允許之功率消耗 而定。 例如使用噴墨印刷技術以對應的電泳溶液填充子像素， 該電泳溶液包含正確顏色及電荷之粒子。在噴墨印刷技術 中’可使用噴墨印刷頭將流體中之粒子懸浮液之界定體積 攙入個別子像素區域中’其每一由像素壁結構圍繞。類似 技術適用於製造聚合發光二極體顯示器。 像素之感覺㈣顏色由存在於每—子像素容積中之每 顏色類型之可見粒子的數目來決定。若不存在粒子，則 像素採用其彩色濾光器之顏色(若為全彩顯示器，則由孔 =料為亮度之2/3)。若存在所有的粒子，則子像素變為 色。错由提供個別粒子之中間數目可達成其它顏色。 96819.doc -21 - 200525268 根據圖7中所說明之本發明之一實施例，提供一種描述像 素之操作之同時驅動方法。該方法如下進行： 重設（步驟701):藉由分別供應負電壓及正電壓至重設電 極730及71〇而使所有帶正電荷之粒子及帶負電荷之粒子返 回至其個別儲集層。由於此等電極可為整個顯示器所共用 的’因為其（與資料電極不同）無需連接至TFT，所以可能夠 施加極高電壓至此等電極。 填充··分別將較低負電壓及正電壓供應至重設電極71〇、 730 〇 若沒有一類粒子將移動至像素容積，則將較高正電壓供 應至一資料電極720,且將較低或負電壓供應至其它資料電 極740(步驟702)。 若僅有一類粒子將移動至像素容積，則可將較高電壓供 應至一資料電極，且將較低或零電壓供應至其它資料電極 (分別為步驟703或704)。 若兩類粒子均將移動至像素容積，則可分別將較低負電 壓及正電壓同時供應至資料電極72〇及74〇(步驟7〇5)。 當足夠數目之粒子已進人像素容積時，藉由供應較高負 電壓至一資料電極72〇或將較高正電壓供應至其它資料電 極740,而使過量粒子返回至儲集層。在填充兩種粒子之狀 況下，供應（例如）較高負電壓至一資料電極72〇將防止進一 步填充帶負電荷之粒子（步驟706)’但將增加帶正電荷之粒 子的填充速度。在此狀況下’必須修正驅動訊號以縮短在 將較鬲正電壓供應至另一資料電極74〇之前的時間（以停止 96819.doc -22- 200525268 像素之填充）。類似考慮適用於帶正電荷之粒子（步驟7〇7)。 在步驟708中，沒有填充任何類型之粒子。 在完成填充程序後，可將資料電極72〇、74〇及重設電極 71 0 7 3 0 〇又疋為0 V ’且若需要可使系統功率下降以避免功 率耗散。 根據圖8所說明之本發明之另一實施例，提供了利用連續 雜動方法之替代驅動方案，其提供以不同類型之粒子來連 縯填充像素容積。最初的兩個步驟8〇1及8〇2與參看圖7所說 明之同時驅動（意即’步驟7〇1及7〇2)相等。然而在此狀況 下，當首先填充正電荷粒子時（步獅3)，供應較高負電壓 至一資料電極820將防止填充帶負電荷之粒子，同時允許填 充帶正電荷之粒子。隨後，當填充負電荷粒子時（步驟8〇4)， 供應較高正電壓至另一資料電極84〇將防止填充帶負電荷 之粒子，同時允許填充帶正電荷之粒子。在此實施例中， 正電荷粒子及負電荷粒子之填充將比在先前實施例中之填 充進行得更快（此係由於填充電場可更高）。 、 通常，可使用六種不同類型之帶電粒子以實現本發明之 用於具有三個子像素的像素設計。然而，可將粒子之數目 減少至僅為4類。此為具有三個子像素之像素所需粒子種類 之最小數目。在此狀況下’第一顏色之粒子需要僅與正極 性一起出現（如青色）’第二顏色之粒子需要僅與負極性—起 出現（如洋紅色），同時第三顏色之粒子需要與兩種極性—起 出現（如黃色）。在此狀況下，可如下進行每一像素之 像素的填充： 96819.doc •23- 200525268 子像素1 :青色（+)/洋紅色（-) 子像素2 ··黃色（+)/洋紅色（_) 子像素3 :青色（+)/黃色（-) 在另一實施例中，能夠在製造期間進一步減少填充步驟 之數目，自上述之3個較少為僅2個。此可藉由使用用於子 像素之填充的預混合之三種粒子之懸浮液而達成，該懸浮 液可為例如青色（ + )/洋紅色（-V黃色（+)(混合物1)及青色（+)/ 洋紅色（-)/頁色（_)(混合物2)。能夠以第一混合物來填充三個 子像素中之兩個，以第二混合物來填充第三個子像素，例 如，在黃色子像素中使用混合物丨，在青色子像素中使用混 合物1及在洋紅色子像素中使用混合物2。因為每一子像素 中粒子之一之顏色（C、γ或M)對應於彩色濾光器，所以此 能夠使彼等粒子對於觀察者來說基本上不可見。使用此方 法，可減少處理步驟之數目。然而，因為第二混合物僅用 於一類子像素，所以其僅需要含有兩個粒子種類。因此， 在一替代實施例中，僅有一個混合物含有三個不同粒子種 類（例如，混合物1:青色（+)/洋紅色（_)/黃色（+))而另一混合 物含有僅兩個粒子種類（例如，混合物2 :青色（+)/黃色（_))。 應注意··不應將本發明之上述實施例理解為對本發明的 限制，而相反，其為給出的如何可利用本發明之實例。熟 習此項技術者將能夠在不脫離由附加之申請專利範圍所界 定的本發明之精神及範疇的狀況下，設計本發明之許多替 代實施例。 詳言之，當已描述了關於具有2及3個子像素之彩色系統 96819.doc -24- 200525268 之實施例時’將顯而易見本發明同等適用於包含三個以上 之子像素且使用所謂多原色方法操作的系統。 另外’當已描述實施例藉以將彩色濾光器配置於顯亍器 之反射元件之相對側上時，亦能夠配置彩色渡光器使立鄰 近反射器定位，或可另外調整反射器之反射光譜以製造適 當之減色反射器。 ▲本質上’本發明提供了用於彩色電泳顯示器之新穎設 计。在該顯示器中，每一像素包含至少兩個子像素，且每 一子像素配備彩色渡光器且含有包含兩種粒子類型之電泳 介質。在每-像素之子像素中之彩色遽光器具有基本上 重疊之吸收帶’且共同涵蓋基本上所有波長，在該等波長 的範圍内顯示器是可操作的。此外，在每一子像素中之粒 子之吸收帶各涵蓋未被在個別子像素中之渡光器涵蓋之波 :之-部分。波長帶通常對應於不同顏色。藉此可藉由在 每一像素中之一個以上的子像素而發射每一波長帶或顏 色，使得亮度增強。根據一特定實施例，每一像素包含分 別具有青色、洋紅色及黃色吸收濾光器之三個子像素。 【圖式簡單說明】 ” 圖1為說明可見光之全部光譜之圖式，其包含紅色、藍色 及綠色區域，以及青色、洋紅色、黃色、紅色、綠色及藍 色吸收渡光器之吸收區域。 圖2圖解展示了本發明之顯示器之橫截面，且說明了綠色 光之透射率。 圖3及4說明了本發明分別具有CMY及RGB粒子之實施例 96819.doc -25- 200525268 的棱截面，且其亦說明了由每一子像 圖5及6說明了本發明 《可能的顏色。 示器的橫截φ。 〃 ^域及兩個儲集層之顯 圖7及8說明了用於本發明之顯示器的兩個替代驅動方 案0 【主要元件符號說明】 101 102 103 104 105 106 107 108 109 200 201 、 302 202 、 301 203 、 303 210 、 310 、 410 211 220 、 320 、 420 221 230、330、430 紅色區域 綠色區域 藍色區域 藍色濾光器 紅色濾光器 綠色濾光器 青色濾光器 洋紅色濾光器 黃色濾光器 像素 黃色粒子 洋紅色粒子 青色粒子 青色子像素 #色濾光器 洋紅色子像素 洋紅色濾光器 黃色子像素 96819.doc -26 - 200525268 231 黃色濾光器 401 藍色粒子 402 綠色粒子 403 紅色粒子 500 子像素 510 、 520 、 610 、 620 儲集層 511、522、611、612、重設電極 622 ^ 710 > 730 512、521、720、740、資料電極 820 、 840 513 、 523 、 613 514 、 614 524 、 624 530 531 540 、 640 623 630 黑色矩陣 帶負電荷粒子 帶正電荷粒子 像素容積 反射背景 彩色濾光器 重設電極、黑色矩陣 可見區域 631 光導引件 632 光源 -27- 96819.doc

Claims (1)

1. 200525268 十、申請專利範圍·· 種毛色電永顯不器，包含操作時顯示在預定波長範圍 ( 1〇3)内之可見光的至少一像素（200)，每一像 素（2〇0)包含至少兩個子像素（210、220、230)，#各包含： 彩色濾光器，其操作時吸收該預定波長範圍（101、 102、1G3)之-固^ 子範圍（1()7、1()8、1〇9); 電水"負，包含兩類粒子（2〇 1、202、203)，每一 類粒子操作時分別吸收該預定波長範圍（1 〇卜1 、】〇3) 之一第：及第三子範圍（1〇7、108、1〇9 ,· 1〇4、105、 106);及 用於獨立控制在可見位置（530)與不可見位置（510、 520)間之該電泳介質中之該等個別粒子（2〇ι、2们） 之空間分佈的構件（511、512、521、522); 其中在每一像素中之該等個別子像素之該等固定子範 圍（107、1〇8、1〇9)基本上非重疊，且其組合涵蓋基本上 所有该預定波長範圍（101、102、103);及 其中，在每一子像素中，該第二子範圍及該第三子範 圍（1〇7、108、109)彼此不同，且其僅與該相關子像素之 该固定子範圍組合而涵蓋基本上所有該預定波長範圍 (101 、 102 、 103)。 2·如請求項1之彩色電泳顯示器，其中該彩色濾光器為一彩 色濾光器元件（211、221、231)。 3·如請求項1之彩色電泳顯示器，其中該電泳介質包含該彩 色濾光器作為一彩色流體。 96819.doc 200525268 4·如請求項1或2之彩色電泳顯示器，其中該等彩色濾光器 (211、221、231)及該等粒子（201、202、203)操作時透射 未經吸收之波長。 5 ·如請求項1或2之彩色電泳顯示器，其中該預定波長範圍 (101、102、103)大體上涵蓋可見光之全部光譜。 6·如請求項1或2之彩色電泳顯示器，其中每一像素（2〇〇)包 δ *—個子像素（210、220、230)，在該等子像素中，該等 濾光器元件（211、221、231)之該等固定子範圍分別涵蓋 紅色波長（107)、綠色波長（1〇8)及藍色波長（1〇9)，使得該 等個別濾光器元件操作時分別透射青色、洋紅色及黃色 光波。 7·如請求項1或2之彩色電泳顯示器，其中該等粒子（2〇1、 2〇2、203)操作時分別吸收紅色波長（107)、綠色波長（1〇8) 或藍色波長（109) ’且由此透射青色波長、洋紅色波長或 黃色波長。 8·如請求項1或2之彩色電泳顯示器，其中該等粒子操作時 分別吸收青色波長（105)、洋紅色波長（1〇6)或黃色波長 (1 0 4 )’且由此透射紅色波長、綠色波長或藍色波長。 9.如請求項1或2之彩色電泳顯示器，其中在每一子像素中 之該等兩種粒子類型具有不同極性。 10·如請求項2之彩色電泳顯示器，其中在每一子像素（5〇〇) 中之該電泳介質容納於一提供該等可見位置之可見像素 容積（530)中，且容納於兩個儲集層（51〇、52〇)中，每一 儲集層提供用於個別類型之粒子之不可見位置。 96819.doc 200525268 11. 12. 13. 14. 15. 16. 如請求項10之彩色電泳顯示器，其中用於獨立控制該等 個別粒子之邊空間分佈的該構件包含配置於每一儲集層 中之資料電極及重設電極（511、512、521、522)。 如請求項10之彩色電泳顯示器，其中該等儲集層（51〇、 520)由一黑色矩陣（5 13、523)覆蓋，使得駐於該個別儲集 層中之粒子不可見。 如請求項1或2之彩色電泳顯示器，其中每一子像素（5〇〇) 包含一對於在該預定波長範圍内之光可反射的反射器 (5 3 1)’使付透射經過该彩色濾光器元件及經過該電泳介 質之環境光被反射回且重透射經過該彩色濾光器元件。 如請求項1或2之彩色電泳顯示器，其進一步包含一光源 (631、632)，其操作時發射在該預定波長範圍内之光經過 该等彩色遽光器元件且經過該電泳介質。 如請求項1或2之彩色電泳顯示器，其中該等粒子係全部 選自由下列各物組成之群： 操作時吸收一第一顏色之波長的帶正電荷粒子， 操作時吸收一第二顏色之波長的帶負電荷粒子， 操作時吸收一第三顏色之波長的帶正電荷粒子，及 操作時吸收該第三顏色之波長的帶負電荷粒子， 使得在該顯示器中之粒子類型之總數為4。 如請求項1或2之彩色電泳顯示器，其中在至少一子像素 中之該電泳介質包含一第三粒子類型，其操作時吸收與 在邊子像素中之§亥對應彩色濾光器元件所吸收之基本上 相同的子波長範圍。 96819.doc 200525268 17·種製：如凊求項1或2之彩色電泳顯示器之方法，其 使用喷墨印刷技術來以該電泳介質填充該等像素。 18.種用於驅動-如請求項1〇之彩色電泳顯示器之方法， 包含以下步驟： 藉由移動β亥等粒子至其個別儲集層而重設每一子像素 (701、801); 接收與-待顯示之影像相關之像素影像資訊； 決定對應於該影像之_粒子混合物；及 以彩色粒子填充⑽、7〇4 ; 8〇3、謝）每一像素容積， 由此形成該粒子混合物。 1 9 ·如請求項18之方法，甘士 ^ 中该重設（7〇1、8〇1)每一子像素之 步驟包含以下子步驟·· 施加重設μ至每—子料巾之重設電極， ^其中該填充每一像素容積之步驟包含以下子步驟： 細加-填充電I至該等重設電極（7Q3、⑽），該填充電 壓比該等重設電壓低， 、 ，藉由，加控制電屢至在每-子像素中之資料電極而控 制進入母一像素容積之粒子數目，· 藉由增加該等控制電塵而自該像素容積移除任何過量 粒子（707、708)。 20·如請求項〗8之方法，其 ,, 耵在母子像素中之兩種粒子 類尘同時進行該填充每—像素容積之步驟。 1如請求们8之方法，其中對在每—子像素中之每 類型逹續進行該填充每—料容積之步驟。 ’ 96819.doc