TW201841148A - 提供用於彩色電泳顯示器的直流平衡更新序列的驅動器 - Google Patents

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Abstract

一種用於驅動一電光顯示器之方法，該電光顯示器具有一前電極、一背板及一顯示介質，該顯示介質包括至少三個不同顏色的粒子，其中，該介質位於該前電極與該背板之間。該方法包括對該顯示器實施一重置階段及一顏色轉變階段，使得所有脈衝之總和導致一偏移，該偏移維持整個該顯示介質的直流平衡。本發明另外包括用於執行該方法之控制器。

Description

提供用於彩色電泳顯示器的直流平衡更新序列的驅動器 [相關申請案]
本申請案主張2017年3月9日所提出之美國申請案序號第15/454,276號的優先權。此申請案還主張2017年5月22日所提出之美國臨時申請案序號第62/509,512號的優先權。在此將上述申請案的全部內容以參照的方式併入本文。
本發明係有關於用於驅動電光顯示器之方法，但不是特別侷限於能夠使用包括複數個帶色粒子(例如，白色、青綠色、黃色及洋紅色粒子)的單層電泳材料呈現超過兩種顏色之電泳顯示器，其中，兩個粒子帶正電，及兩個粒子帶負電，並且一個帶正電粒子及一個帶負電粒子具有厚的聚合物外殼。
在此所使用的術語「彩色」包括黑色及白色。白色粒子通常是光散射型。
術語「灰色狀態」在此以其成像技術中之傳統含義用以提及在像素之兩個極端光學狀態間的狀態，以及沒有必定意味著這兩個極端狀態間之黑白轉移(black-white transition)。例如，下面提及的數個E Ink專利及公開申請案描述電泳顯示器，其中，極端狀態為白色及深藍色，以致於中間灰色狀態實際上是淺藍色。更確切地，如所述，光學狀態之變化可能根本不是顏色變化。術語「黑色」及「白色」在下面可以用以提及顯示器之兩個極端光學狀態，以及應該理解為通常包括完全不是黑色及白色之極端光學狀態，例如，前述白色及深藍色狀態。
術語「雙穩態(bistable)」及「雙穩性(bistability)」在此以該項技術中之傳統含義用以提及顯示器包括具有在至少一種光學性質方面係不同的第一及第二顯示狀態之顯示元件，以及使得藉由有限持續時間之定址脈波驅動任何一給定元件後，呈現其第一或第二顯示狀態，以及在終止定址脈波後，那個狀態將持續至少數次，例如，至少4次；定址脈波需要最短持續時間來改變顯示元件之狀態。美國專利第7,170,670號顯示一些具有灰階能力的以粒子為基礎的電泳顯示器不僅在其極端黑色及白色狀態中，而且在其中間灰色狀態中係穩定的，以及一些其它類型的電光顯示器亦同樣是如此。這類型的顯示器可適當地稱為多穩態(multi-stable)而不是雙穩態，但是為了方便起見，術語「雙穩態」在此可以用以涵蓋雙穩態及多穩態顯示器。
當用以提及電泳顯示器的驅動時，術語「脈衝(impulse)」在此用以提及在驅動顯示器期間施加電壓相對於時間的積分。
在寬頻帶中或在選定波長下吸收、散射或反射光的粒子在此稱為帶色或顏料粒子。在本發明的電泳介質及顯示器中亦可以使用顏料(在那個術語的嚴格意義上表示不溶性帶色材料)之外的吸收或反射光之各種材料，例如，染料或光子晶體等。
以粒子為基礎的電泳顯示器成為密集研究及發展之主題已有多年。在這樣的顯示器中，複數個帶電粒子(有時稱為顏料粒子)在電場之影響下移動通過流體。當相較於液晶顯示器時，電泳顯示器可具有良好亮度及對比、寬視角、狀態雙穩定性及低功率消耗之屬性。然而，關於這些顯示器之長期影像品質的問題已阻礙它們的廣泛使用。例如，構成電泳顯示器的粒子易於沉降，導致這些顯示器之使用壽命不足。
如上所述，電泳介質需要流體之存在。在大部分先前技術電泳介質中，此流體係液體，但是可使用氣態流體來產生電泳介質；參見例如，Kitamura,T.,et al.,"Electrical toner movement for electronic paper-like display",IDW Japan,2001,Paper HCS1-1以及Yamaguchi,Y.,et al.,"Toner display using insulative particles charged triboelectrically",IDW Japan,2001,Paper AMD4-4)。亦參見美國專利第7,321,459及7,236,291號。當在允許這樣的沉降之方位上(例如，在 垂直平面上配置介質之表現中)使用該等介質時，這樣的以氣體為基礎的電泳介質似乎易受到以液體為基礎的電泳介質之因粒子沉降所造成之相同類型的問題所影響。更確切地，粒子沉降似乎在以氣體為基礎的電泳介質中比在以液體為基礎的電泳介質中更是嚴重問題，因為相較於液態懸浮流體，氣態懸浮流體之較低的黏性允許電泳粒子之更快速沉降。
讓渡給Massachusetts Institute of Technology(MIT)及E Ink Corporation或在它們的名義下之許多專利及申請案描述在膠囊型電泳及其它電光介質方面所使用之各種技術。這樣的膠囊型介質包括許多小膠囊，每個膠囊本身包括包含在流體介質中之電泳移動粒子的內相(internal phase)及包圍內相之膠囊壁。通常，膠囊本身保持在高分子黏著劑中，以形成位於兩個電極間之黏著層(coherent layer)。在這些專利及申請案中所述之技術包括：a)電泳粒子、流體及流體添加劑；參見例如，美國專利第7,002,728及7,679,814號；(b)膠囊、黏著劑及封裝製程；參見例如，美國專利第6,922,276及7,411,719號；(c)微單元結構、壁材料及形成微單元的方法；參見例如，美國專利號第7,072,095及9,279,906號；(d)填充及密封微單元的方法；參見例如，美國專利第7,144,942及7,715,088號； (e)包含電光材料之薄膜及次總成(sub-assemblies)；參見例如，美國專利第6,982,178及7,839,564號；(f)在顯示器中所使用之背板、黏著層及其它輔助層以及方法；參見例如，美國專利第7,116,318及7,535,624號；(g)顏色形成及顏色調整；參見例如，美國專利第6,017,584；6,545,797；6,664,944；6,788,452；6,864,875；6,914,714；6,972,893；7,038,656；7,038,670；7,046,228；7,052,571；7,075,502***；7,167,155；7,385,751；7,492,505；7,667,684；7,684,108；7,791,789；7,800,813；7,821,702；7,839,564***；7,910,175；7,952,790；7,956,841；7,982,941；8,040,594；8,054,526；8,098,418；8,159,636；8,213,076；8,363,299；8,422,116；8,441,714；8,441,716；8,466,852；8,503,063；8,576,470；8,576,475；8,593,721；8,605,354；8,649,084；8,670,174；8,704,756；8,717,664；8,786,935；8,797,634；8,810,899；8,830,559；8,873,129；8,902,153；8,902,491；8,917,439；8,964,282；9,013,783；9,116,412；9,146,439；9,164,207；9,170,467；9,170,468；9,182,646；9,195,111；9,199,441；9,268,191；9,285,649；9,293,511；9,341,916；9,360,733；9,361,836；9,383,623；以及9,423,666號；以及美國專利申請案公開第2008/0043318；2008/0048970；2009/0225398；2010/0156780；2011/0043543；2012/0326957； 2013/0242378；2013/0278995；2014/0055840；2014/0078576；2014/0340430；2014/0340736；2014/0362213；2015/0103394；2015/0118390；2015/0124345；2015/0198858；2015/0234250；2015/0268531；2015/0301246；2016/0011484；2016/0026062；2016/0048054；2016/0116816；2016/0116818；以及2016/0140909號；(h)用於驅動顯示器之方法；參見例如，美國專利第5,930,026；6,445,489；6,504,524；6,512,354；6,531,997；6,753,999；6,825,970；6,900,851；6,995,550；7,012,600；7,023,420；7,034,783；7,061,166；7,061,662；7,116,466；7,119,772；7,177,066；7,193,625；7,202,847；7,242,514；7,259,744；7,304,787；7,312,794；7,327,511；7,408,699；7,453,445；7,492,339；7,528,822；7,545,358；7,583,251；7,602,374；7,612,760；7,679,599；7,679,813；7,683,606；7,688,297；7,729,039；7,733,311；7,733,335；7,787,169；7,859,742；7,952,557；7,956,841；7,982,479；7,999,787；8,077,141；8,125,501；8,139,050；8,174,490；8,243,013；8,274,472；8,289,250；8,300,006；8,305,341；8,314,784；8,373,649；8,384,658；8,456,414；8,462,102；8,514,168；8,537,105；8,558,783；8,558,785；8,558,786；8,558,855；8,576,164；8,576,259；8,593,396；8,605,032；8,643,595；8,665,206；8,681,191；8,730,153；8,810,525；8,928,562；8,928,641；8,976,444；9,013,394；9,019,197；9,019,198； 9,019,318；9,082,352；9,171,508；9,218,773；9,224,338；9,224,342；9,224,344；9,230,492；9,251,736；9,262,973；9,269,311；9,299,294；9,373,289；9,390,066；9,390,661；以及9,412,314；以及美國專利申請案公開第2003/0102858；2004/0246562；2005/0253777；2007/0091418；2007/0103427；2007/0176912；2008/0024429；2008/0024482；2008/0136774；2008/0291129；2008/0303780；2009/0174651；2009/0195568；2009/0322721；2010/0194733；2010/0194789；2010/0220121；2010/0265561；2010/0283804；2011/0063314；2011/0175875；2011/0193840；2011/0193841；2011/0199671；2011/0221740；2012/0001957；2012/0098740；2013/0063333；2013/0194250；2013/0249782；2013/0321278；2014/0009817；2014/0085355；2014/0204012；2014/0218277；2014/0240210；2014/0240373；2014/0253425；2014/0292830；2014/0293398；2014/0333685；2014/0340734；2015/0070744；2015/0097877；2015/0109283；2015/0213749；2015/0213765；2015/0221257；2015/0262255；2015/0262551；2016/0071465；2016/0078820；2016/0093253；2016/0140910；以及2016/0180777號(這些專利及申請案在下面可以稱為MEDEOD(用於驅動電光顯示器之方法)應用)； (i)顯示器之應用；參見例如，美國專利第7,312,784及8,009,348號；以及(j)非電泳顯示器，如在美國專利第6,241,921號；以及美國專利申請案公開第2015/0277160號；以及美國專利申請案公開第2015/0005720及2016/0012710號所述。
許多上述專利及申請案認識到在膠囊型電泳介質中包圍離散微膠囊的壁可以由連續相來取代，從而產生所謂的聚合物分散型電泳顯示器，其中，電泳介質包含複數個離散小滴的電泳流體及連續相的聚合材料，並且即使沒有離散的膠囊膜與每個個別小滴相關聯，在這樣的聚合物分散型電泳顯示器內之離散小滴的電泳流體可以被視為膠囊或微膠囊；參見例如，美國專利第6,866,760號。於是，基於本申請案的目的，這樣的聚合物分散型電泳介質被視為膠囊型電泳介質的亞種。
一種相關類型之電泳顯示器係所謂的微單元電泳顯示器。在微單元電泳顯示器中，沒有將帶電粒子及流體封裝入微膠囊中，但是取而代之，將其保持在載體介質(carrier medium)(通常，聚合膜)內所形成之複數個空腔(cavities)中。參見例如，美國專利第6,672,921及6,788,449號，兩個專利係讓渡給Sipix Imaging Inc.。
雖然電泳介質常常是不透光的(因為，例如，在許多電泳介質中，粒子大致阻擋可見光的傳輸通過顯示器)且在反射模式中操作，但是可使許多電泳顯示器在所謂光柵模式“(shutter mode)”中操作，在光柵模式中， 一顯示狀態係大致不透光的，而一顯示狀態係透光的。參見例如，美國專利第5,872,552、6,130,774、6,144,361、6,172,798、6,271,823、6,225,971及6,184,856號。介電泳顯示器(其相似於電泳顯示器，但是依賴電場強度之變化)可在相似模式中操作；參見美國專利第4,418,346號。其它類型的電光顯示器亦可能夠在光柵模式中操作。在光柵模式中操作之電光介質可使用於全色彩顯示器之多層結構中；在這樣的結構中，相鄰於該顯示器之觀看面的至少一層在光柵模式中操作，以暴露或隱蔽一離觀看面更遠之第二層。
膠囊型電泳顯示器通常沒有遭受傳統電泳裝置之群集(clustering)及沉降(settling)故障失敗且提供另外的優點，例如，將顯示器印刷或塗佈在各式各樣撓性及剛性基板上之能力。(文字印刷的使用意欲包括所有形式之印刷及塗佈，其包括但不侷限於：預計量式塗佈(pre-metered coatings)(例如：方塊擠壓式塗佈(patch die coating)、狹縫型或擠壓型塗佈(slot or extrusion coating)、斜板式或級聯式塗佈(slide or cascade coating)及淋幕式塗佈(curtain coating))；滾筒式塗佈(roll coating)(例如：輥襯刮刀塗佈(knife over roll coating及正反滾筒式塗佈(forward and reverse roll coating))；凹版塗佈(gravure coating)；浸塗佈(dip coating)；噴灑式塗佈(spray coating)；彎月形塗佈(meniscus coating)；旋轉塗佈(spin coating)；手刷塗佈(brush coating)；氣刀塗佈(air-knife coating)；絲網印刷製程(silk screen printing processes)；靜電印刷製程(electrostatic printing processes)；熱印刷製造(thermal printing processes)；噴墨印刷製程(ink jet printing processes)；電泳沉積(electrophoretic deposition)(參見美國專利第7,339,715號)；以及其它相似技術)。因此，所獲得的顯示器係具有可撓性的。再者，因為可(使用各種方法)印刷顯示介質，所以可便宜地製造顯示器本身。
如上所述，大多數簡單的先前技術電泳介質實質上只顯示兩種顏色。這樣的電泳介質使用在具有第二不同顏色的帶色流體中具有第一顏色之單一類型的電泳粒子(在這種情況下，當粒子相鄰於顯示器之觀看面時，顯示第一顏色，而當粒子與觀看面隔開時，顯示第二顏色)，或者使用在未帶色流體中具有不同的第一及第二顏色之第一及第二類型的電泳粒子(在這種情況下，當第一類型的粒子相鄰於顯示器之觀看面時，顯示第一顏色，而當第二類型的粒子相鄰於觀看面時，顯示第二顏色)。通常，這兩種顏色係黑色及白色。如果想要全彩顯示器，則可以在單色(黑白)顯示器的觀看面上沉積彩色濾光片陣列。具有彩色濾光片陣列的顯示器依靠區域共享及顏色混合來產生色刺激。可用的顯示區域在三原色或四原色(例如，紅/綠/藍(RGB)或紅/綠/藍/白(RGBW))之間共享，並且濾光片可以按一維(線條)或二維(2×2)重複圖案來排列。原色的其它選擇或多於三種原色在本技術中亦是已知的。三個(在RGB顯示器的情況下)或四個(在RGBW顯示器的情況下)子像素被選擇得足夠小，使 得在預期的觀看距離處它們在視覺上一起混合成具有一均勻色刺激的單一像素(「混色」)。區域共享的固有缺點是著色劑總是存在的，並且顏色只能藉由將底層單色顯示器的相對應像素切換成白色或黑色(打開或關閉相對應的原色)來調整顏色。例如，在理想的RGBW顯示器中，紅色、綠色、藍色及白色原色中的每一者佔據顯示區域的四分之一(四個子像素中之一)，其中，白色子像素與底層單色顯示器白色一樣亮，並且每個帶色子像素沒有比單色顯示器白色的三分之一亮。顯示器所整體顯示的白色亮度不能超過白色子像素亮度的一半(藉由顯示每四個子像素中的一個白色子像素產生顯示器的白色區域，加上帶色形式的每個帶色子像素相當於一個白色子像素的三分之一，使得三個帶色子像素的組合貢獻不超過一個白色子像素)。顏色的亮度及飽和度藉由將區域共享的顏色像素切換成黑色來降低。當混合黃色時，區域共享尤其成問題，因為它比任何其他亮度相同的顏色亮，並且飽和的黃色幾乎與白色一樣亮。將藍色像素(顯示區域的四分之一)切換成黑色會使黃色變得太暗。
多層堆疊光學顯示器在該項技術中係已知的；參見例如，J.Heikenfeld,P.Drzaic,J-S Yeo and T.Koch,Journal of the SID,19(2),2011,pp.129-156。在這樣的顯示器中，周圍光線以確切類似傳統彩色印刷之方式通過減法三原色之每一者中的影像。美國專利第6,727,873號描述一種堆疊電泳顯示器，其中，將三層可切換單元(switchable cells)放置在反射背景上方。已知相 似的顯示器，其中帶色粒子橫向移動(參見例如，世界申請案第WO 2008/065605號)，或者使用垂直與橫向運動之組合來隔離成微單元。在這兩種情況下，每一層設有用於以一個像素接一個像素方式聚集或分散帶色粒子的電極，使得三層中的每一層都需要一層薄膜電晶體(TFT's)(三層TFT中的兩層必須是實質透明的)及一透光反電極。這種複雜的電極排列製造成本高，並且在當前技術水準中，很難提供足夠透明的像素電極板，特別是因為必須透過數層電極觀看顯示器的白色狀態。隨著顯示器堆疊的厚度接近或超過像素尺寸，多層顯示器亦遭受視差問題。
美國專利申請案公開第2012/0008188及2012/0134009號描述多色電泳顯示器，其具有包括獨立可定址像素電極之單一背板及一共用透光前電極。在該背板與該前電極間配置複數個電泳層。在這些申請案中所述之顯示器能夠在任何像素位置呈現任何原色(紅色、綠色、藍色、青綠色、洋紅色、黃色、白色及黑色)。然而，對於在單一組定址電極間之多個電泳層的使用具有缺點。在一特定層中之粒子所經歷的電場比以相同電壓定址之單一電泳層的情況低。此外，最靠近觀看面之電泳層中的光損失(例如，因光散射或不需要吸收所造成)可能影響在下面電泳層中所形成之影像的外觀。
已試圖提供使用單一電泳層之全彩電泳顯示器。見，例如，美國專利申請案公開第2013/0208338描述一種彩色顯示器，其包括電泳流體，所述電泳流體包 括分散在透明且無色或有色溶劑中的一種或兩種類型的顏料粒子，所述電泳流體配置在一共用電極與複數個像素或驅動電極之間。驅動電極配置成暴露背景層。美國專利申請案公開第2014/0177031號描述一種用於驅動填充有電泳流體之顯示單元的方法，所述電泳流體包括帶有相反電荷極性及兩個對比顏色之兩種類型的帶電粒子。這兩種類型的顏料粒子分散在有色溶劑，或者不帶電或稍微帶電的帶色粒子溶劑中。這個方法包括藉由施加為全驅動電壓的約1%至約20%的驅動電壓來驅動顯示單元，以顯示溶劑的顏色或者不帶電或稍微帶電的帶色粒子之顏色。美國專利申請案公開第2014/0092465及2014/0092466號描述一種電泳流體以及一種用於驅動電泳顯示器的方法。所述流體包含第一、第二及第三類型的顏料粒子，所有顏料粒子分散在溶劑或溶劑混合物中。第一及第二類型的顏料粒子攜帶相反的電荷極性，並且第三類型的顏料粒子具有小於第一或第二類型的電荷位準之約50%的電荷位準。這三種類型的顏料粒子具有不同的臨界電壓位準或不同的遷移率位準，或兩者皆不同。全彩顯示器在下面使用那個術語的意義上來說皆未被揭露於這些專利申請案中。
美國專利申請案公開第2007/0031031號描述一種影像處理裝置，其用於處理影像資料，以便在顯示介質上顯示影像，其中，每個像素能夠顯示白色、黑色及另一種顏色。美國專利申請案公開第2008/0151355號；2010/0188732；及2011/0279885號描述一種彩色顯 示器，其中，可移動粒子移動通過多孔結構。美國專利申請案公開第2008/0303779及2010/0020384號描述一種包含不同顏色的第一、第二及第三粒子的顯示介質。第一及第二粒子可以形成聚集體，並且較小的第三粒子可以移動通過聚集的第一及第二粒子之間所留下的孔隙。美國專利申請案公開第2011/0134506號描述一種顯示裝置，其包括電泳顯示元件，電泳顯示元件包括封裝在一對基板之間的多種類型的粒子，至少一基板係半透明的，並且個別多種類型的粒子中的每一種均帶有相同極性的電，具有不同的光學性質，以及具有不同的遷移速度及/或用於移動的電場臨界值，半透明顯示側電極設置在配置有半透明基板的基板側，第一背面電極設置在另一基板側且面對顯示側電極，以及第二背面電極設置在另一基板側且面對顯示側電極；以及電壓控制部分，其控制施加至顯示側電極、第一背面電極及第二背面電極的電壓，使得多種類型的粒子中具有最快遷移速度之類型的粒子或者多種類型的粒子中具有最低臨界值之類型的粒子根據不同類型的粒子之每一種類型依序移動至第一背面電極或第二背面電極，然後移動至第一背面電極的粒子移動至顯示側電極。美國專利申請案公開第2011/0175939；2011/0298835；2012/0327504；以及2012/0139966號描述依賴於多個粒子的聚集及臨界電壓的彩色顯示器。美國專利申請案公開第2013/0222884號描述一種電泳粒子，其包含含有帶電基團的聚合物及著色劑的帶色粒子以及附著於帶色粒子且含有作為共聚成 分的反應性單體及至少一種選自特定單體組的單體之支鏈矽基聚合物(branched silicone-based polymer)。美國專利申請案公開第2013/0222885號描述用於電泳顯示器的分散液，其包含分散介質、分散在分散介質中且在電場中遷移的帶色電泳粒子群組、不遷移且具有不同於電泳粒子群組的顏色之非電泳粒子群組以及具有中性極性基及疏水性基的化合物，化合物包含在分散介質中的比例為基於全部分散液的約0.01至約1個質量百分比。美國專利申請案公開第2013/0222886號描述一種用於顯示器的分散液，其包含漂浮粒子，漂浮粒子包含：含有著色劑及親水性樹脂的核心粒子；以及覆蓋每個核心粒子的表面且包含具有7.95(J/cm3)1/2以上的溶解度參數差異之疏水性樹脂的外殼。美國專利申請案公開第2013/0222887及2013/0222888號描述一種具有特定化學組成的電泳粒子。最後，美國專利申請案公開第2014/0104675號描述一種粒子分散體，其包括回應於電場而移動的第一及第二帶色粒子以及分散介質，第二帶色粒子具有大於第一帶色粒子的直徑且具有相同於第一帶色粒子的充電特性，並且其中，顯示器的每單位面積之第一帶色粒子的電荷量Cs與第二帶色粒子的電荷量C1之比率(Cs/C1)小於或等於5。上述某些顯示器確實提供全彩，但代價是需要長且繁瑣的定址方法。
美國專利申請案公開第2012/0314273及2014/0002889號描述一種電泳裝置，其包括包含在絕緣液體中的複數個第一及第二電泳粒子，第一及第二粒子 具有彼此不同的充電特性；所述裝置進一步包括包含在絕緣液體中且由纖維結構形成的多孔層。這些專利申請案在下面所使用的那個術語(全彩顯示器)的意義上來說不是全彩顯示器。
亦參見美國專利申請案公開第2011/0134506及上述申請案序列第14/277,107號；後者描述在帶色流體中使用三種不同類型的粒子之全彩顯示器，但是帶色流體的存在限制顯示器可以實現的白色狀態之品質。
為了獲得高解析度顯示器，顯示器的各個像素必須是可定址的且不受相鄰像素的干擾。實現這個目標的一種方法是提供一個非線性元件的陣列，例如，電晶體或二極體，其中，至少一非線性元件與每個像素相關聯，以產生「主動矩陣」顯示。用於定址像素之定址或像素電極係經由相關非線性元件連接至適當的電壓源。通常，當非線性元件係電晶體時，像素電極連接至電晶體之汲極，以及將在下面敘述中採用此配置，但是其實質上是任意的及像素電極可以連接至電晶體之源極。通常，在高解析陣列中，像素以列及行的兩維陣列來配置，以便以一特定列與一特定行之交點來唯一界定任何一個特定像素。在每一行中之所有電晶體的源極連接至單一行電極，而在每一列中之所有電晶體的閘極連接至單一列電極；再者，源極至列及閘極至行之分配係常見的，但是它實質上係任意的，以及如果期望的話，它可以是相反的。列電極連接至一列驅動器，列驅動器實質上確保在一給定時刻只選擇一列，亦即，施加一選 擇電壓至被選列電極，以確保在被選列中之所有電晶體係導通的，而施加一選選擇電壓至所有其它列，以便確保在這些未被選列中之所有電晶體保持非導通。行電極連接至行驅動器，行驅動器在各種行電極上設置所選擇電壓，以驅動在被選列中之像素至它們期望光學狀態。(前述電壓係相對於共用前電極，而共用前電極通常係設置在遠離非線性陣列之電光介質的相對側上且延伸橫跨整個顯示器)。在稱為「行位址時間(line address time)」之預選時間間隔後，取消被選列之選擇，選擇下一列，以及改變在行驅動器上之電壓，以便寫入顯示器的下一行。重複此程序，以便以一列接著一列方式寫入整個顯示器。
通常，每個像素電極具有與其相關聯的電容器電極，使得像素電極與電容器電極構成電容器；參見例如，世界專利申請案第WO 01/07961號。在一些實施例中，可以使用N型半導體(例如，非晶矽)來形成電晶體，並且施加至閘極電極的「選擇」及「非選擇」電壓可以分別為正的及負的。
所附圖式的第1圖描繪電泳顯示器之單一像素的示例性等效電路。如圖所示，電路包括在像素電極與電容器電極之間形成的電容器10。電泳介質20以並聯的電容器及電阻器來表示。在一些情況下，在與像素相關聯的電晶體之閘極電極與像素電極(通常稱為「寄生電容」)之間的直接或間接耦合電容30可能對顯示器產生不需要的的雜訊。通常，寄生電容30遠小於儲存電容 器10的寄生電容，並且當顯示器的像素列被選擇或取消選擇時，寄生電容30可能對像素電極造成小的負偏移電壓，亦稱為「反沖電壓(kickback voltage)」，其通常小於2伏特。在一些實施例中，為了補償不需要的「反沖電壓」，可以將共用電位Vcom供應至與每個像素相關聯的上板電極及電容器電極，使得當Vcom被設定為等於反沖電壓(VKB)的數值時，供應至顯示器的每個電壓可能會偏移相同的量，並且不會經歷淨直流失衡。
然而，當Vcom被設定為未對反沖電壓進行補償的電壓時，可能會出現問題。當希望向顯示器施加比單獨從背板獲得還高的電壓時，可能發生這種情況。在該項技術中眾所周知的是，例如，如果以例如標稱+V、0或-V的選擇來供應背板，而以-V來供應Vcom，則施加至顯示器的最大電壓可能加倍。在這種情況下經歷的最大電壓係+2V(亦即，在背板相對於上板下)，而最小值為零。如果需要負電壓，則Vcom電位必須至少提高到零。因此，用於以使用上板切換(top plane switching)的正負電壓定址顯示器的波形必須具有分配給一個以上的Vcom電壓設定的每一者之特定訊框。
在美國申請案序號第14/849,658號中描述一組用於驅動具有四個粒子的彩色電泳顯示器的波形，在此以參照方式將所述美國申請案併入本文。在美國申請案序號第14/849,658中，將七個不同電壓施加至像素電極：三個正電壓、三個負電壓及零電壓。然而，在一些實施例中，這些波形中使用的最大電壓高於可以由非晶 矽薄膜電晶體處理的最大電壓。在這種情況下，可以藉由使用上板切換來獲得合適的高電壓。當(如上所述)將Vcom故意設定為VKB時，可以使用獨立的電源。然而，使用與使用上板切換時的Vcom設定一樣多的獨立電源係昂貴且不方便的。再者，已知上板切換會增加反沖，從而降低顏色狀態的穩定性。因此，需要使用用於背板及Vcom的同一電源來補償由反沖電壓造成之直流偏移的方法。當然，全部的直流偏移會導致更長的脈衝序列，因而導致更長的影像更新時間。
本發明涉及構造成傳送兩部分重置脈波至彩色電泳顯示器中的像素之驅動器。兩部分重置脈波可有效去除最後的狀態資訊，但是不需要比所需更多的能量或時間。結果，所述控制器允許三個(或更多)粒子電泳顯示器更快速地更新，同時使用更少的能量。令人驚訝的是，當針對個別顏色調整重置脈波時，控制器亦提供更大的色域。本發明另外提供一種驅動電光顯示器的方法，該電光顯示器儘管存在反沖電壓及施加至前電極的電壓之變化，但仍是直流平衡的。
在一態樣中，本發明涉及一種用於驅動電泳顯示器之方法，該電泳顯示器具有一前電極、一背板及一位於該前電極與該背板之間的顯示介質，該顯示介質包括三組不同顏色的粒子。該方法包括對該顯示器實施一重置階段及一顏色轉變階段。該重置階段包括施加一第一信號於該前電極上，該第一信號具有第一極性、隨 時間變化之第一振幅及第一持續時間；在該第一持續時間期間施加一第二信號於該背板上，該第二信號具有與該第一極性相反之第二極性、隨時間變化之第二振幅；在第二持續時間期間施加一第三信號於該前電極上，該第三信號具有與該第一極性相反之該第二極性、隨時間變化之第三振幅；在該第二持續時間期間施加一等於該第一及第二振幅之總和的第四信號於該背板上。該顏色轉變階段包括施加一第五信號於該前電極上，該第五信號具有該第二極性、隨時間變化之第四振幅及在該第一及第二持續時間之後的第三持續時間；施加一第六信號於該背板上，該第六信號具有該第一極性、隨時間變化之第五振幅及在該第一及第二持續時間之後的第四持續時間；其中，在該第一持續時間上對隨時間變化之第一及第二振幅的總和進行積分及在該第二持續時間上對隨時間變化之第一、第二及第三振幅的總和進行積分及在該第三持續時間上對隨時間變化之第四振幅進行積分以及在該第四持續時間上對隨時間變化之第五振幅進行積分產生一脈衝偏移，該脈衝偏移設計成在該重置階段及該顏色轉變階段維持該顯示介質之直流平衡。在一些實施例中，該重置階段抹除在該顯示器上呈現的先前光學性質。在一些實施例中，該顏色轉變階段實質上改變該顯示器所顯示之光學性質。在一些實施例中，該第一極性係負電壓。在一些實施例中，該第一極性係正電壓。在一些實施例中，該脈衝偏移與該顯示介質所經歷之反沖電壓成比例關係。在一些實施例中，該第四持續時間 發生在該第三持續時間期間。在一些實施例中，該第三持續時間與該第四持續時間同時開始。
在另一態樣中，本發明包括一種用於驅動電泳顯示器之方法，該電泳顯示器具有一前電極、一背板及一位於該前電極與該背板之間的顯示介質，該顯示介質包括三組不同顏色的粒子，該方法包括對該顯示器實施一重置階段及一顏色轉變階段。該重置階段包括施加一第一信號於該前電極上，該第一信號具有第一極性、隨時間變化之第一振幅及第一持續時間；在該第一持續時間期間沒有施加信號於該背板上；在第二持續時間期間施加一第二信號於該前電極上，該第二信號具有與該第一極性相反之第二極性、隨時間變化之第二振幅；在該第二持續時間期間施加一第三信號於該背板上，該第三信號具有該第一極性及隨時間變化之第三振幅。該顏色轉變階段包括施加一第四信號於該前電極上，該第四信號具有該第一極性、隨時間變化之第四振幅及在該第一及第二持續時間之後的第三持續時間；施加一第五信號於該背板上，該第五信號具有該第二極性、隨時間變化之第五振幅及在該第一及第二持續時間之後的第四持續時間，其中，在該第一持續時間上對隨時間變化之第一振幅的總和進行積分及在該第二持續時間上對隨時間變化之第二及第三振幅的總和進行積分及在該第三持續時間上對隨時間變化之第四振幅進行積分以及在該第四持續時間上對隨時間變化之第五振幅進行積分產生一脈衝偏移，該脈衝偏移設計成在該重置階段及該顏色轉變 階段維持該顯示介質之直流平衡。在一些實施例中，該重置階段抹除在該顯示器上呈現的先前光學性質。在一些實施例中，該顏色轉變階段實質上改變該顯示器所顯示之光學性質。在一些實施例中，該第一極性係負電壓。在一些實施例中，該第一極性係正電壓。在一些實施例中，該脈衝偏移與該顯示介質所經歷之反沖電壓成比例關係。在一些實施例中，該第四持續時間發生在該第三持續時間期間。在一些實施例中，該第三持續時間與該第四持續時間同時開始。
在另一態樣中，本發明包括一種用於電泳顯示器之控制器，該電泳顯示器包括一前電極、一背板及一位於該前電極與該背板之間的顯示介質，該顯示介質包括三組不同顏色的粒子，該控制器可操作地連接至該前電極及該背板，並且構造成對該顯示器實施一重置階段及一顏色轉變階段。該重置階段包括施加一第一信號於該前電極上，該第一信號具有第一極性、隨時間變化之第一振幅及第一持續時間；在該第一持續時間期間施加一第二信號於該背板上，該第二信號具有與該第一極性相反之第二極性、隨時間變化之第二振幅；在第二持續時間期間施加一第三信號於該前電極上，該第三信號具有與該第一極性相反之第二極性、隨時間變化之第三振幅；在該第二持續時間期間施加一第四信號於該背板上，該第四信號等於該第一及第二振幅之總和。該顏色轉變階段包括施加一第五信號於該前電極上，該第五信號具有該第二極性、隨時間變化之第四振幅及在該第一 及第二持續時間之後的第三持續時間；施加一第六信號於該背板上，該第六信號具有該第一極性、隨時間變化之第五振幅及在該第一及第二持續時間之後的第四持續時間，其中，在該第一持續時間上對隨時間變化之第一及第二振幅的總和進行積分及在該第二持續時間上對隨時間變化之第一、第二及第三振幅的總和進行積分及在該第三持續時間上對隨時間變化之第四振幅進行積分及在該第四持續時間上對隨時間變化之第五振幅進行積分產生一脈衝偏移，該脈衝偏移設計成在該重置階段及該顏色轉變階段維持該顯示介質之直流平衡。在一些實施例中，該控制器根據該電泳顯示器所要顯示之顏色實施不同的重置階段。在一些實施例中，該顯示介質包括白色、青綠色、黃色及洋紅色粒子。在一些實施例中，該顯示介質包括白色、紅色、藍色及綠色粒子。
在另一態樣中，本發明包括一種用於電泳顯示器之控制器，該電泳顯示器包括一前電極、一背板及一位於該前電極與該背板之間的顯示介質，該顯示介質包括三組不同顏色的粒子，該控制器可操作地連接至該前電極及該背板，並且構造成對該顯示器實施一重置階段及一顏色轉變階段。該重置階段包括施加一第一信號於該前電極上，該第一信號具有第一極性、隨時間變化之第一振幅及第一持續時間；在該第一持續時間期間沒有施加信號於該背板上；在第二持續時間期間施加一第二信號於該前電極上，該第二信號具有與該第一極性相反之第二極性、隨時間變化之第二振幅；在該第二持續 時間期間施加一第三信號於該背板上，該第三信號具有該第一極性及隨時間變化之第三振幅。該顏色轉變階段包括施加一第四信號於該前電極上，該第四信號具有該第一極性、隨時間變化之第四振幅及在該第一及第二持續時間之後的第三持續時間；施加一第五信號於該背板上，該第五信號具有該第二極性、隨時間變化之第五振幅及在該第一及第二持續時間之後的第四持續時間，其中，在該第一持續時間上對隨時間變化之第一振幅的總和進行積分及在該第二持續時間上對隨時間變化之第二及第三振幅的總和進行積分及在該第三持續時間上對隨時間變化之第四振幅進行積分及在該第四持續時間上對隨時間變化之第五振幅進行積分產生一脈衝偏移，該脈衝偏移設計成在該重置階段及該顏色轉變階段維持該顯示介質之直流平衡。在一些實施例中，該控制器根據該電泳顯示器所要顯示之顏色實施不同的重置階段。在一些實施例中，該顯示介質包括白色、青綠色、黃色及洋紅色粒子。在一些實施例中，該顯示介質包括白色、紅色、藍色及綠色粒子。
在本發明之顯示器中所使用的電泳介質可以是前述申請案序號第14/849,658號中所述的那些電泳介質中之任何一者。這樣的介質包括一個通常為白色的光散射粒子及三個實質非光散射粒子。本發明的電泳介質可以採用上面論述的任何形式。因此，電泳介質可以是未封裝的，封裝在由膠囊壁包圍的離散膠囊中，或者處於聚合物分散或微單元介質的形式。
1‧‧‧粒子
2‧‧‧粒子
3‧‧‧粒子
4‧‧‧粒子
10‧‧‧電容器
20‧‧‧電泳介質
30‧‧‧耦合電容
Vcom‧‧‧共用電位
第1圖說明電泳顯示器之單一像素的示例性等效電路。
第2圖係顯示在顯示黑色、白色、減色三原色及色三原色時本發明的電泳介質中之各種帶色粒子的位置之示意剖面圖。
第3圖以示意方式顯示用於多粒子電泳介質中之四種類型的不同顏料粒子；第4圖以示意方式顯示多粒子電泳介質中粒子對之間的相互作用之相對強度；第5圖顯示當受到不同強度及持續時間的電場時電泳介質中多種不同粒子的行為；第6圖係包括兩部分重置階段(A)及顏色轉變階段(B)之示例性波形；第7圖係顯示前電極及像素電極以及本發明的驅動方法中用於產生顏色之波形的橫跨電泳介質所獲得之電壓隨時間變化的電壓對時間圖；第8A圖顯示用兩部分重置階段的各種電壓組合產生之色域的實驗資料；第8B圖顯示可藉由實施控制器獲得的總實驗色域，所述控制器根據期望的顏色改變兩部分重置階段；第9圖顯示直流平衡重置脈波的實施例；第10圖顯示如電泳粒子所經歷之第9圖的直流平衡重置脈波。
如上所述，本發明可以用於包含一個光散射粒子(通常是白色)及三個提供三種可減原色之其他粒子的電泳介質。這樣的系統示意性地顯示於第2圖中，並且它可以在每個像素提供白色、黃色、紅色、洋紅色、藍色、青綠色、綠色及黑色。
提供減法三原色的三個粒子可以是實質非光散射的(「SNLS」)。SNLS粒子的使用允許顏色混合且提供比相同數量的散射粒子可實現還多的顏色結果。前述US8,587,859使用具有可減原色的粒子，但是需要兩個不同的電壓臨界值用於非白色粒子的獨立定址(亦即，顯示器用三個正電壓及三個負電壓來定址)。這些臨界值必須充分分離以避免串擾，並且這種分離需要對某些顏色使用高定址電壓。此外，以最高臨界值來定址帶色粒子亦會移動所有其他帶色粒子。
粒子及這些其他粒子隨後必須在較低的電壓下切換至它們所需的位置。這樣的逐步顏色定址方法產生不需要的顏色閃爍及較長的轉變時間。本發明不需要使用這樣的逐步波形，以及對所有顏色的定址可以如下所述僅用兩個正電壓及兩個負電壓來達成(亦即，在顯示器中僅需要五個不同電壓，兩個正電壓、兩個負電壓及零電壓，但是如下面在某些實施例中所述，可以較佳地使用更多不同電壓來對顯示器進行定址)。
如上所述，附圖中的第2圖係顯示在顯示黑色、白色、減法三原色及加法三原色時本發明的電泳介 質中之各種粒子的位置之示意性剖面圖。在第2圖中，假設顯示器的觀看面係在上面(如圖所示)，亦即，使用者從這個方向觀看顯示器，並且光從這個方向入射。如前所述，在較佳實施例中，本發明的電泳介質中使用的四個粒子中僅有一個粒子實質上散射光線，並且在第2圖中，這個粒子被認為是白色顏料。基本上，這種光散射白色粒子形成白色反射器，以白色反射器為背景可以觀看到白色粒子上方的任何粒子(如第2圖所示)。進入顯示器的觀看面之光線通過這些粒子，從白色粒子反射回來，向後通過這些粒子，並且從顯示器出來。因此，白色粒子上方的粒子可以吸收各種顏色，而對使用者所呈現的顏色係由白色粒子上方的粒子組合產生的。任何在白色粒子下方(在使用者觀看角度的後面)配置的粒子被白色粒子遮蔽，因而不影響顯示的顏色。因為第二、第三及第四粒子實質上係非光散射的，所以它們相對於彼此的順序或排列不重要，但是由於上述的原因，它們相對於白色(光散射)粒子的順序或排列係關鍵的。
更具體地，當青綠色、洋紅色及黃色粒子位於白色粒子下方(第2圖中的情形[A])時，沒有粒子在白色粒子上方，因而像素僅顯示白色。當單一粒子在白色粒子上方時，顯示那個單一粒子之顏色成為分別在第2圖之情況[B]、[D]及[F]中的黃色、洋紅色及青綠色。當兩個粒子在白色粒子上方時，所顯示之顏色為這兩個粒子之顏色的組合；在第2圖的情況[C]中，洋紅色及黃色粒子顯示出紅色，在情況[E]中，青綠色及洋紅色粒子顯 示出藍色，以及在情況[G]中，黃色及青綠色粒子顯示出綠色。最後，當所有三個帶色粒子位於白色粒子上方(在第2圖中之情況[H])時，所有入射光被減色三原色帶色粒子吸收，因而像素顯示出黑色。
可能的是，可由使光線散射之粒子呈現可減原色，以致於顯示器包括兩種類型的光散射粒子，其中，一種類型的光散射粒子係白色的，而另一種類型的光散射粒子係帶色的。然而，在此情況下，光散射帶色粒子相對於覆蓋白色粒子之其它帶色粒子的位置將是重要的。例如，在呈現黑色中(當所有三個帶色粒子位於白色粒子上方時)，散射帶色粒子不能位於非散射帶色粒子上方(否則，它們將部分或完全隱藏在散射粒子後面，因而所呈現之顏色將是散射帶色粒子之顏色，而不是黑色)。
如果一種類型以上的帶色粒子使光線散射，則將不易呈現黑色。
第2圖顯示理想的情況，其中，顏色不受污染(亦即，光散射白色粒子完全遮蔽在白色粒子後面的任何粒子)。實際上，以白色粒子來遮蔽可能是不完整的，以致於在理想上要完全被遮蔽的粒子可能吸收一點光。這樣的污染通常降低所呈現顏色之亮度及色度。在本發明的電泳介質中，應該使這樣顏色污染減至最小程度，以便所形成之顏色符合色彩還原之產業標準。特別有利標準是SNAP(報紙廣告製作標準)，其具體指定用於上面所提及之八個原色的每一者之L*、a*及b*值。(在下文中，「原色」將用以表示八個顏色，亦即，如第2圖所示，黑色、白色、減色三原色以及加色三原色。)
用於如第2圖所示以「層」來電泳排列複數個不同帶色粒子之方法已描述於先前技術中。最簡單的方法涉及使具有不同電泳遷移率的顏料「競賽」；參見例如，美國專利第8,040,594號。因為帶電顏料本身的運動會改變電泳液體中局部經歷的電場，所以這種競賽比起初可能理解的還複雜。例如，當帶正電粒子朝著陰極移動，而帶負電粒子朝向陽極移動時，它們的電荷屏蔽帶電粒子在兩個電極之間的中間處所經歷的電場。可以認為，雖然在本發明的電泳中涉及顏料競賽，但是它不是作為第2圖所示之粒子排列的唯一現象之原因。
可以用來控制複數個粒子的運動之第二現像係不同顏料類型之間的異質聚集(hetero-aggregation)；參見例如，前述US 2014/0092465。這樣的聚集可能是電荷介導的(庫侖定律)或可能由於例如氫鍵結或凡得瓦交互作用而產生。交互作用的強度可能受到顏料粒子表面處理之選擇的影響。例如，當帶相反電荷的粒子接近的最近距離被空間阻障(steric barrier)(通常是被接枝或吸附至一個或兩個粒子表面的聚合物)最大化時，庫侖交互作用可能被削弱。在本發明中，如上所述，這樣的聚合物阻障用於第一種及第二種類型的粒子，並且可以或可以不使用於第三種及第四種類型的粒子。
如前述申請案序號第14/277,107號所詳細描述，可用於控制複數個粒子的運動之第三現像係電壓或電流相依的遷移率。
第3圖顯示本發明之較佳實施例中使用的四種顏料類型(1-4)之示意性剖面圖。吸附在核心顏料上的聚合物外殼以深色陰影來表示，而核心顏料本身以無陰影來表示。各種形狀可以用於核心顏料：球形、針狀或其他不等軸的，較小粒子的聚集體(亦即，「葡萄串」)、包含分散在黏著劑中的小顏料粒子或染料的複合粒子等在該項技術中係眾所皆知的。聚合物外殼可以是由該項技術所熟知的接枝法或化學吸附法製成的共價鍵結聚合物，或者可以物理吸附在粒子表面上。例如，聚合物可以是包含不溶性及可溶性鏈段(segments)的嵌段共聚物(block copolymer)。在下面的實例中描述一些用於將聚合物外殼附加至核心顏料的方法。
在本發明之一實施例中的第一及第二粒子類型較佳地具有比第三及第四粒子類型更堅固的聚合物外殼。光散射白色粒子係第一或第二類型(帶負電或帶正電)。在接下來的討論中，假定白色粒子帶有負電荷(亦即，屬於類型1)，但是熟悉該項技術者將顯而易見的是，所描述的一般原理將適用於白色粒子帶正電的一組粒子。
在本發明中，在含有電荷控制劑的懸浮溶劑中分離由類型3和4的粒子之混合物形成的聚集體所需的電場大於分離由兩種類型的粒子之任何其他組合形成的聚集體所需的電場。另一方面，分離第一及第二類型粒子之間形成的聚集體所需的電場小於分離第一及第四粒子或第二及第三粒子之間形成的聚集體所需的電場(當然，小於分離第三及第四粒子所需的電場)。
在第3圖中，顯示包含粒子的核心顏料具有大致相同的尺寸，並且假定每個粒子的ζ電位(儘管未顯示)係大致相同的。包圍每個核心顏料的聚合物外殼之厚度係變化的。如第3圖所示，類型1及2的粒子具有比類型3及4的粒子還厚的聚合物外殼-並且這對於本發明的某些實施例實際上係較佳的情況。
為了理解聚合物外殼的厚度如何影響分離帶相反電荷的粒子之聚集體所需的電場，考慮粒子對之間的力平衡可能係有幫助的。實際上，聚集體可能由大量的粒子組成，並且情況將比簡單的成對交互作用的情況複雜得多。然而，粒子對分析確實對理解本發明提供一些指導。
電場中作用在一對粒子中之一的力由下式算出：F Total =F App +F C +F VW +F D (1)
其中，FApp係由施加的電場施加在粒子上的力，FC係由具有相反電荷的第二粒子施加在粒子上的庫侖力，FVW係第二粒子施加在粒子上之吸引的凡得瓦力，FD係由於懸浮溶劑包含穩定聚合物(任選的)所造成的空缺絮凝(depletion flocculation)在粒子對上施加的吸引力。
由施加的電場施加在粒子上的力FApp由下式算出：F App =qE=4πε r ε 0(a+s)ζ E (2)
其中，q係粒子的電荷，它與方程式(2)所示的ζ電位(ζ)有關(大約在Huckel極限內)，其中，a是核心顏料半徑，s係溶劑-膨潤聚合物外殼之厚度，並且其它符號具有該項技術所已知的傳統含義。
由於庫侖交互作用所造成的另一粒子施加在一個粒子上的力之大小大致由用於粒子1及2的下式算出：
注意到，施加至每個粒子的FApp力用於分離粒子，而其他三個力是粒子之間的吸引。根據牛頓第三定律，如果作用於一個粒子的FApp力大於作用於另一個粒子的FApp力(因為一個粒子上的電荷高於另一個粒子上的電荷)，則用於分離粒子對的力由兩個FApp力中的較弱者來提供。
從(2)及(3)可以看出，吸引與分離庫侖項之間的差之大小由下式算出：F App -F C =4πε r ε 0((a+s)ζ｜E｜-ζ 2) (4)
如果粒子具有相同的半徑及ζ電位，則使(a+s)變小或ζ變大將使得粒子更難以分離。因此，在本發明的一實施例中，較佳的是，類型1及2的粒子較大，並且具有相對低的ζ電位，而粒子3及4較小，並且具有相對較大的ζ電位。
然而，如果聚合物外殼的厚度增加，則粒子之間的凡得瓦力亦可以顯著改變。粒子上的聚合物外殼被溶劑溶脹，並且使透過凡得瓦力交互作用的核心顏料之表面進一步分開。對於半徑(a1,a2)比其間之距離(s1+s2)大得多的球形核心顏料，
其中，A係漢馬克常數(Hamaker constant)。隨著核心顏料之間的距離增加，式子變得更加複雜，但是效果保持不變：增加s1或s2對降低粒子之間的吸引凡得瓦交互作用具有顯著效果。
有了這個背景，變得可以理解第3圖所示之粒子類型的邏輯依據。類型1及2的粒子具有被溶劑溶脹的堅固聚合物外殼，使得核心顏料進一步分開，因而相較於具有較小或沒有聚合物外殼的類型3及類型4之粒子，可減小它們之間的凡得瓦交互作用更多。即使粒子具有大致相同的尺寸及ζ電位的大小，依據本發明，可以將成對聚集體之間的交互作用之強度安排成符合上述要求。
關於第3圖之顯示器中使用的較佳粒子之更多細節，讀者參考前述申請案序號第14/849,658號。
第4圖以示意方式顯示分離本發明的粒子類型之成對聚集體所需的電場之強度。類型3及4的粒子之間的交互作用比類型2及3的粒子之間的交互作用還 強。類型2及3的粒子之間的交互作用大約等於類型1及4的粒子之間的交互作用，然而比類型1及2的粒子之間的交互作用還強。具有相同電荷符號的粒子對之間的所有交互作用與類型1及2的粒子之間的交互作用一樣弱或比其還弱。
第5圖顯示如何利用這些交互作用來形成像第2圖所一般論述的所有原色(可減原色、可加原色、黑色及白色)。
當用低電場定址(第5(A)圖)時，粒子3及4聚集而不分離。粒子1及2可以在電場中自由移動。如果粒子1係白色粒子，則從左側看到的顏色係白色，而從右側看到的顏色係黑色。反轉電場的極性，以在黑色狀態與白色狀態之間作切換。然而，黑色狀態與白色狀態之間的暫態顏色係彩色的。粒子3及4的聚集體在電場中相對於粒子1及2非常緩慢地移動。可以發現這樣的情況：粒子2已移動通過粒子1(至左側)，而粒子3及4的聚集體還沒有明顯移動。在這種情況下，粒子2將從左側看到，而粒子3及4的聚集體將從右側看到。在本發明的某些實施例中，粒子3及4的聚集體帶弱正電，因此在這樣的轉變開始時位於粒子2附近。
當用高電場定址(第5(B)圖)時，粒子3及4被分開。當從左側觀看時，粒子1及3中的哪一個(每個粒子皆帶有負電荷)係可見的將取決於波形(見下文)。如圖所示，粒子3可從左側看到，粒子2及4的組合可從右側看到。
從第5(B)圖所示的狀態開始，相反極性的低電壓將使帶正電粒子向左側移動，而帶負電粒子向右側移動。然而，帶正電粒子4將遇到帶負電的粒子1，而帶負電粒子3將遇到帶正電粒子2。結果是粒子2及3的組合將從左側看到，而粒子4可從右側看到。
如上所述，較佳地，粒子1係白色，粒子2係青綠色，粒子3係黃色，以及粒子4係洋紅色。
如電泳顯示器技術所熟知，用於白色粒子的核心顏料通常是具有高折射率的金屬氧化物。白色顏料的實例將描述於下面實例中。
如上所述，用於製造類型2-4的粒子之核心顏料提供三種可減原色：青綠色、洋紅色及黃色。
可以使用本發明的電泳流體以該項技術所已知的數種方式來構成顯示裝置。電泳流體可以封裝在微膠囊中或併入其後用聚合層密封的微單元結構中。可以將微膠囊或微單元層塗布或壓印至帶有導電材料透明塗層的塑料基板或薄膜上。可以使用導電黏著劑將這個組合件層壓至帶有像素電極的背板。
現在將描述用於實現第2圖所示的每個粒子排列之波形的第一實施例。在這個討論中，假定第一粒子係是白色且帶負電，第二粒子係青綠色且帶正電，第三粒子係黃色且帶負電，而第四粒子係洋紅色且帶正電。熟悉該項技術者將理解到，當假定第一及第二粒子中之一為白色時，如果改變這些粒子顏色的分配，顏色轉變將如何改變。同樣地，可以使所有粒子上的電荷之 極性反轉，以及假如同樣使用於驅動介質的波形之極性(參見下一段)反轉，則電泳介質將仍然以相同的方式起作用。
在下面的討論中，描述及繪製施加至本發明的顯示器之背板的像素電極上之波形(電壓對時間曲線)，同時假定前電極接地(亦即，處於零電位)。電泳介質所經受的電場當然由背板與前電極之間的電位差及它們分開的距離來決定。顯示器通常透過其前電極來觀看，使得是相鄰於前電極的粒子控制由像素顯示的顏色，以及如果考量前電極相對於背板的電位，則有時更容易理解所涉及的光激過渡(optical transitions)；這可以簡單地藉由反轉下面論述的波形來完成。
這些波形要求顯示器的每個像素可以五個不同定址電壓(以+Vhigh、+Vlow、0、-Vlow及-Vhigh來表示，其以30V、15V、0、-15V及-30V來說明)來驅動。實際上，較佳地可以使用更大數量的定址電壓。如果只有三個電壓可用(亦即，+Vhigh、0及-Vhigh)，則可能藉由以具有電壓Vhigh但具有1/n的工作週期之脈波定址來實現與在較低電壓(例如，Vhigh/n，其中，n係大於1的正整數)下定址相同的結果。
在本發明中使用的波形可以包括三個階段：直流平衡階段，其中，校正由於施加至像素的先前波形所導致的直流失衡或者校正在隨後顏色再現轉變中所引起的直流失衡(如該項技術所已知)；「重置」階段，其中，像素返回到至少近似相同而不管像素的先前光學狀 態如何的起始配置；以及下面所述的「顯色」階段。取決於特定應用的要求，直流平衡及重置階段係任選的且可以被省略。如果採用的話，「重置」階段可以與下面所述的洋紅色顯色波形相同，或者可以涉及連續地驅動最大可能的正電壓及負電壓，或者可以是某個其他脈波模式，只要其使顯示器返回至可以可再現地獲得後續顏色的狀態。
現在將描述使用適用於本發明的顯示器之第二驅動方法來產生八個原色(白色、黑色、青綠色、洋紅色、黃色、紅色、綠色及藍色)的一般原理(例如，如第2圖所示)。假定第一顏料係白色，第二顏料係青綠色，第三顏料係黃色及第四顏料係洋紅色。熟習發明所屬技術領域的一般技術者將清楚知道，如果改變顏料顏色的分配，則顯示器所呈現的顏色將會改變。
施加至像素電極的最大正負電壓(在第6圖中以±Vmax來表示)分別產生由第二及第四粒子(青綠色及洋紅色，以產生藍色-參見第2[E]圖)的混合物或單獨由第三粒子(黃色-參見第2[B]圖-白色顏料散射光線且位於帶色顏料之間)形成的顏色。這些藍色及黃色不一定是顯示器可達到的最佳藍色及黃色。施加至像素電極的中階正負電壓(在第6圖中以±Vmid來表示)分別產生黑色及白色的顏色(但是不一定是顯示器可達到的最佳黑色及白色-參見第5(A)圖)。
從這些藍色、黃色、黑色或白色光學狀態，可以藉由相對於第一粒子(在這種情況下，白色粒子)僅 移動第二粒子(在這種情況下，青綠色粒子)來獲得其他四種原色，這是使用最低施加電壓(在第6圖中以±Vmin來表示)來實現。因此，將青綠色移出藍色(藉由施加-Vmin至像素電極)可產生洋紅色(參見分別用於藍色及洋紅色的第2[E]及2[D]圖)；將青綠色移入黃色(藉由施加+Vmin至像素電極)可提供綠色(參見分別用於黃色及綠色的第2[B]及2[G]圖)；將青綠色移出黑色(藉由施加-Vmin至像素電極)可提供紅色(參見分別用於黑色及紅色的第2[H]及2[C]圖)，並且將青綠色移入白色(藉由施加+Vmin至像素電極)可提供青綠色(參見分別用於白色及青綠色的第2[A]及2[F]圖)。
雖然這些一般原理在用於在本發明的顯示器中產生特定顏色的波形之構造中係有用的，但是實際上可能不會觀察到上述理想行為，因而希望採用對基本方法的修改。
用於定址本發明的彩色電泳顯示器之通用波形將描述於第6圖中，其中，橫坐標表示時間(任意單位)，而縱坐標表示像素電極與共用前電極之間的電壓差。在第6圖所示的驅動方法中使用的三個正電壓之大小可以在大約+3V與+30V之間，而所使用的三個負電壓係在大約-3V與-30V之間。在一較佳實施例中，最高正電壓+Vmax為+30V，中間正電壓+Vmid為15V，最低正電壓+Vmin為9V。以相似的方式，負電壓-Vmax，-Vmid及-Vmin在一較佳實施例中為-30V、-15V及-9V。電壓大小｜+V｜=｜-V｜對於三種電壓等級中的任何一種來說是沒有必要的，但是這在某些情況下是較佳的。
在第6圖所示的通用波形中具有兩個不同的階段。在第一階段中，以+Vmax及-Vmax提供用於抹除在顯示器上呈現的先前影像(亦即，「重置」顯示器)之脈波(其中，「脈波」表示單極方波，亦即，在預定時間施加恆定電壓)。可以選擇這些脈波(t1及t3)及剩餘時間(亦即，在它們(t2與t4)之間的零電壓週期)的長度，使得整個波形(亦即，第6圖所示之整個波形的電壓對時間的積分)係直流平衡的(亦即，電壓對時間的積分實質上為零)。直流平衡可以藉由在階段A中調整脈波及剩餘時間的長度來實現，使得在這個階段中所提供的淨脈衝與在階段B中所提供的淨脈衝具有相同振幅及相反符號，在階段B期間顯示器被切換至特定期望顏色。
在此，術語「訊框」意指顯示器中所有列的單一更新。熟習發明所屬技術領域的一般技術者將清楚知道，在使用薄膜電晶體(TFT)陣列驅動的本發明之顯示器中，在第6圖的橫坐標上的可用時間增量通常將以顯示器的訊框速率來量化。同樣地，顯而易見的是，藉由改變像素電極相對於前電極的電位來定址顯示器，並且這可以藉由改變像素電極或前電極的電位或兩者來實現。在當前技術水準中，通常在背板上存在像素電極矩陣，而前電極係所有像素共用的。因此，當改變前電極的電位時，會影響所有像素的定址。不論是否向前電極施加變動電壓，上面第6圖所述的波形之基本結構係相同的。
第6圖所示的通用波形要求驅動電子裝置在顯示器的一個選定列之更新期間提供多達七個不同的電壓至資料線。雖然能夠傳送七個不同電壓的多階源極驅動器係可獲得的，但是許多用於電泳顯示器之市售源極驅動器只允許在單一訊框期間傳送三個不同電壓(通常，正電壓、零電壓及負電壓)。可以修改第6圖的通用波形，以適應3階源極驅動器架構，只要提供給面板的三個電壓(通常為+V、0及-V)可以從一個訊框改變至下一個訊框(亦即，使得例如在訊框n中可以供應電壓(+Vmax、0、-Vmin)，而在訊框n+1中可以供應電壓(+Vmid、0、-Vmax))。
有時可能需要使用所謂的「上板切換」驅動方法來控制電泳顯示器。在上板切換驅動方法中，上板共用電極可以在-V、0及+V之間作切換，而施加至像素電極的電壓亦可以從-V、0至+V作變化，並且當共用電極處於0電壓時，處理在一個方向上的像素轉變，而當共用電極處於+V時，處理在另一方向上的像素轉變。
當上板切換與3階源極驅動器結合使用時，相同於上面第6圖所述的一般原理係適用的。當源極驅動器不能供應與較佳的Vmax一樣高的電壓時，上板切換可能是較佳的。使用上板切換來驅動電泳顯示器的方法在該項技術中係眾所皆知的。
(E Ink)習知技術的典型波形在下面顯示於表1中，其中，括號中的數字對應於用所指示的背板電壓(相對於被認為是零電位的上板)驅動之訊框數。
在這個波形的重置階段中，提供最大負電壓及正電壓的脈波，以抹除顯示器的先前狀態。每個電壓的訊框數偏移有一個數量(針對顏色x以△x來表示)，這個數量補償在呈現顏色的高/中階電壓及低/中階電壓階段中之淨脈衝。為了達到直流平衡，選擇△x為淨脈衝的一半。重置階段不必精確地以表中所示的方式來實施；例如，當使用上板切換時，必需向負及正驅動器分配特定數量的訊框。在這樣的情況下，較佳的是提供與實現直流平衡一致的最大數量的高電壓脈波(亦即，在適當情況下，從負或正訊框減去2△x)。
在高/中階電壓階段中，如上所述，提供適合於每種顏色的一個脈波序列之N次重複的序列，其中，N可以是1-20。如所示，這個序列包括14個訊框，其被分配有大小為Vmax或Vmid的正電壓或負電壓或者零電壓。所示的脈波序列符合上面給出的討論。可以看出， 在波形的這個階段中，呈現白色、藍色及青綠色顏色的脈波序列係相同的。同樣地，在這個階段中，呈現黃色及綠色的脈波序列係相同的(因為從黃色狀態開始來實現綠色)。
在低/中階電壓階段中，從白色獲得藍色及青綠色的顏色，而從黃色獲得綠色的顏色。
波形的先前討論，特別是直流平衡的討論，忽略反沖電壓的問題。實際上，如前所述，每個背板電壓從電源供應的電壓偏移有等於反沖電壓VKB的數量。因此，如果所使用的電源提供三個電壓+V、0及-V，則背板實際上會接收電壓V+VKB、VKB及-V+VKB(注意到，在非晶矽薄膜電晶體的情況下，VKB通常是負數)。然而，相同的電源將供應+V、0及-V至前電極而沒有任何反沖電壓偏移。因此，例如，當以-V供應前電極時，顯示器將經歷2V+VKB的最大電壓和VKB的最小電壓。取代使用個別的電源來供應VKB至前電極(這可能是昂貴的且不便的)，可以將波形劃分成以正電壓、負電壓及VKB供應前電極的部分。
如上所述，在前述申請案序號第14/849,658號所述的一些波形中，可以將七個不同電壓施加至像素電極：三個正電壓、三個負電壓及零電壓。較佳地，在這些波形中使用的最大電壓高於當時技術水準中可以由非晶矽薄膜電晶體處理的最大電壓。在這樣的情況下，藉由上板切換的使用可以獲得高電壓，並且驅動波形可以構造成用以補償反沖電壓且可以藉由本發明的方法來 實質進行直流平衡。第7圖示意性地描繪用於顯示單一顏色的一個這樣的波形。如第7圖所示，每個顏色的波形具有相同的基本形式：亦即，波形本質上係直流平衡的且可以包括兩個部分或階段：(1)用於提供顯示器的「重置」至可再現地獲得任何顏色的狀態之初步系列訊框，並且在此期間提供與波形的其餘部分的直流失衡相等且相反的直流失衡，以及(2)對於要呈現的顏色係特定的系列訊框；參見第6圖所示之波形的部分A及B。
在第一「重置」階段期間，顯示器的重置理想地抹除先前狀態的任何記憶，其包括先前顯示顏色特有的殘留電壓及顏料配置。當在「重置/直流平衡」階段以最大可能電壓定址顯示器時，這樣的抹除係最有效的。此外，在這個階段中可以分配足夠的訊框，以允許最失衡的顏色轉變之平衡。因為某些顏色在波形的第二部分中需要正直流平衡，而其他顏色需要負平衡，所以在「重置/直流平衡」階段的大約一半訊框中，將前電極電壓Vcom設定為VpH(允許在背板與前電極之間的最大可能負電壓)，並且在其餘部分中，將Vcom設定為VnH(允許在背板與前電極之間的最大可能正電壓)。根據經驗，已經發現到Vcom=VpH訊框在Vcom=VnH訊框之前係較佳的。
在第7圖的下面描述「期望」波形(亦即，期望施加在電泳介質上的實際電壓對時間曲線)，並且上面顯示其以上板切換來實施，其中，說明施加至前電極(Vcom)及背板(BP)的電位。假定行驅動器用以連接至能夠 供應下列電壓的電源：VpH、VnH(最高正負電壓，通常在±10-15V範圍內)、VpL、VnL(較低正負電壓，通常在±1-10V範圍內)以及零電壓。除了這些電壓之外，還可以藉由額外的電源供應反沖電壓VKB(所使用的特定背板特有的小數值，其如例如美國專利第7,034,783號所述那樣來測量)至前電極。
如第7圖所示，每個背板電壓從電源所供應的電壓偏移VKB(以負數來表示)，然而除了如上所述前電極明確地被設定為VKB的時候，前電極電壓沒有如此偏移。
雖然本發明的顯示器已被描述為產生八種原色，但是實際上，較佳的是以像素級(pixel level)產生盡可能多的顏色。然後，可以使用熟悉成像技術的技術者所熟知的技術，藉由這些顏色之間遞色來呈現全彩灰階影像。例如，除了如上述所產生的八種原色外，顯示器還可以構造成呈現額外的八種顏色。在一實施例中，這些額外的顏色係：淺紅色、淺綠色、淺藍色、深青綠色、深洋紅色、深黃色以及黑色與白色之間的兩個灰階。在上下文中所使用的術語「淺」及「深」分別意指在色空間(例如，CIE L*a*b*)中具有與參考顏色大致相同的色相角度(hue angle)但分別具有較高或較低的L*之顏色。
通常，以相同於深色方式來獲得淺色，但是使用在階段B及C中具有稍微不同淨脈衝的波形。因此，例如，淺紅色、淺綠色及淺藍色波形在階段B及C中具有比相應的紅色、綠色及藍色波形還負的淨脈衝， 而深青綠色、深洋紅色及深黃色波形在階段B及C中具有比相應的青綠色、洋紅色及黃色波形還正的淨脈衝。淨脈衝的變化可以藉由改變階段B及C中之脈波的長度、脈波的數量或脈波的振幅來實現。
灰色通常藉由在低電壓或中電壓之間振盪的一個脈衝序列來實現。
熟習發明所屬技術領域的一般技術者將清楚知道，在使用薄膜電晶體(TFT)陣列驅動的本發明之顯示器中，在第7圖的橫坐標上之可用時間增量通常將藉由顯示器的訊框速率來量化。同樣地，將顯而易見的是，顯示器藉由改變像素電極相對於前電極的電位來定址，並且這可以藉由改變像素電極或前電極的電位或兩者來實現。在當前技術水準中，通常在背板上存在像素電極矩陣，而前電極對於所有像素係共用的。因此，當改變前電極的電位時，會影響所有像素的定址。不論是否向前電極施加變動電壓，上面第7圖所述的波形之基本結構係相同的。
第7圖所示的通用波形要求驅動電子裝置在顯示器的一個選定列之更新期間提供多達七個不同的電壓至資料線。雖然能夠傳送七個不同電壓的多階源極驅動器係可獲得的，但是許多用於電泳顯示器之市售源極驅動器只允許在單一訊框期間傳送三個不同電壓(通常，正電壓、零電壓及負電壓)。在此術語「訊框」意指顯示器中所有列的單一更新。可以修改第7圖的通用波形，以適應3階源極驅動器架構，只要提供給面板的三 個電壓(通常為+V、0及-V)可以從一個訊框改變至下一個訊框(亦即，使得例如在訊框n中可以供應電壓(+Vmax、0、-Vmin)，而在訊框n+1中可以供應電壓(+Vmid、0、-Vmax))。
現在參考第6圖，從階段A(重置階段)可以看出，這個階段被分成具有相等持續時間的兩個部分(以虛線來表示)。當使用上板切換時，上板在這些部分中的第一部分中保持在一個電位，並且在第二部分中處於一個相反極性的電位。在第6圖的特定情況下，在第一個這樣的部分期間，上板將保持在VpH，而背板將保持在VnH，以實現整個電泳流體有VnH-VpH的電位降(其中，習慣參考背板電位相對於上板電位)。在第二部分期間，上板將保持在VnH，而背板保持在VpH。如所示，在第二部分期間，電泳流體將經受VpH-VnH的電位，這是可用的最高電位。然而，對於某些顏色的再呈，暴露於這種高電壓可能導致很難據以實現理想最終配置的初始顏料排列。例如，如先前技術所述，為了呈現青綠色，需要將洋紅色顏料(其與青綠色顏料具有相同的電荷極性)與黃色顏料約束在一個聚集體中。這樣的聚集體將被高的施加電位分開，因而洋紅色將不被控制且會污染青綠色。
然而，沒有必要在波形之階段A的兩個部分中使用最大可能的電壓。階段A所需要的是，抹除先前的顏色狀態，使得無論何種顏色在先，新呈現的顏色都是相同的，並且階段A中所提供的淨脈衝平衡階段B中的淨脈衝。
因此，進行一個實驗，其中，將表1所示的類型之波形的階段B保持恆定，而改變在階段A的兩個部分中之每一者中所施加的電壓(但是在每個情況中分配相同數量的訊框給階段A：總共120個訊框，第一部分60個訊框，以及第二部分60個訊框)。在定址顯示器後，測量每個原色的CIELab L*、a*及b*值。
表2顯示預設情況，其中，在階段A的第一及第二部分中施加最大可能的負電壓及正電壓。這可使用上板切換來完成，其中，將第一列出的電壓施加至背板，而將第二列出的電壓施加至上板。以包含表2中所列出之八個點的凸包(convex hull)之體積來衡量的色域為21,336△E3。
表3顯示在階段A的第一部分期間背板保持在零電壓的情況。所施加的電壓在這種情況下比在表2的情況下還小。在階段A之第二部分中所施加的電壓與表2的情況相同。為了維持直流平衡，較低電壓的施加時間當然必須是相對較長的。以包含表2中所列出之八個點的凸包之體積來衡量的色域為20,987△E3。
表4顯示在階段A的第二部分期間背板保持在零電壓的情況。在階段A之第一部分中所施加的電壓與表2的情況相同。以包含表2中所列出之八個點的凸包之體積來衡量的色域為20,339△E3。
第8A圖將這些實驗的結果顯示為a*/b*平面上的投影：橫坐標表示a*，而縱坐標表示b*。可以看出，某些顏色(例如，紅色、洋紅色及藍色)透過對應於表2或3的階段A設定會呈現更好，而其他顏色(青綠色、綠色及黃色)透過對應於表4的階段A設定會呈現更好。
有趣的是，將階段A的第一及第二部分的順序反轉之替代實驗給出非常差的結果，所有顏色皆被黃色所污染。
表5顯示根據這個實驗的最佳顏色之組合。以包含表2中所列出之八個點的凸包之體積來衡量的色域為28,092△E3。因此，藉由適當選擇在波形的重置階段(階段A)中所施加的電壓，色域增加大約50%。表5的結果描繪於在第8B圖中。
當希望使波形盡可能短時，本發明的方法就顯得特別重要。在階段A中具有固定電壓的情況下，為了補償在階段A中為某些顏色所引入的偏差，需要使階段B更長。
雖然描述本發明在階段A中僅用兩個部分，但是熟悉該項技術者將理解可以使用任何合理數量的部分。然而，當使用上板切換時，無論要呈現哪種顏色，固定上板電位的相同結構。依據本發明，對應於每個上板電位的背板設定在波形的階段A中根據要呈現的顏色而變化，但是不違反包括階段A及B的整體波形係直流平衡的條件。
重置脈波的直流平衡可以透過以下方式來實現：對於直流平衡重置過程，必須為波形中的所有轉換選擇一組電壓。選擇一組電壓可能會有問題，因為某些調色盤顏色需要高電壓，而其它則需要低電壓。對於具有大量同時背板電壓的裝置，這不是問題，因為每個轉換可以個別進行平衡，但是在上板切換的情況下，每個轉換透過上板連結在一起，這強迫轉換彼此對齊。源極驅動器標準強加一個額外的限制，其目前將同時背板電壓的數量限制為三個。
轉換係施加至背板及上板的一個電壓序列，，其中，係在訊框i時用於轉換j的背板電壓，係在訊框i時的上板電壓。在實施直流平衡重置前，讓為T j 的總脈衝，其中n j 係T j 的更新長度(以訊框為單位)，以及V KB 係顯示器的反沖電壓。
讓σ j 係期望的直流平衡脈衝偏移(時間*V)，d r 係直流平衡重置的期望總持續時間。直流平衡重置在其中有兩個脈波，所以針對每個脈波需要選擇上板電壓，並且針對每個脈波及每個轉換需要選擇背板電壓。讓為轉換T j 的第k th個脈波之電壓，其中，係用於轉換T j 的第k th個重置脈波之背板電壓，並且係用於第k th個重置脈波的上板電壓。重要的是，選擇兩個脈波之電壓，使得及對於每個轉換具有相反符號。
需要選擇「零」電壓，其在理想情況下為0V，這並非總是可能的
其中，
接下來，計算兩個脈波中之每一者的總體最大持續時間
然後，計算每個轉換的每個脈波之「理想」持續時間，其為在之情況下的持續時間。定義記號。接著，
然後，我們將每個脈波分解為一個「有效」部分及一個「零」部分，以便平衡轉換：
現在我們準備建構波形的直流平衡重置階段。上板以來驅動一段持續時間，接著以來驅動 一段持續時間。如第9圖所示，對於每個轉換T j ，我們 以驅動一段持續時間，接著以驅動一段持續時間 ，然後以驅動一段持續時間，接著以驅動一段 持續時間。由墨水經歷的結果波形顯示於第10圖中。
乍看之下，看起來主動矩陣顯示器的不同列之連續掃描可能會擾亂上述設計成用以確保波形及驅動方法的精確直流平衡之計算，因為當改變前電極的電壓(通常在主動矩陣的連續掃描之間)時，顯示器的每個像素將經歷「不正確」電壓，直到掃描到達相關像素及調整其像素電極上的電壓，以補償前電極電壓的變化為止，並且前板電壓的變化與掃描到達相關像素的時間之間的期間取決於相關像素所在的列而變化。然而，進一步的研究將顯示施加至像素的脈衝之實際「誤差」與前板電壓的變化乘前板電壓變化與掃描到達相關像素的時 間之間的期間成比例關係。假定掃描速率沒有變化，後者的期間係固定的，以致於對於使最終前板電壓等於最初前板電壓的前板電壓之任何系列變化，脈衝的「誤差」之總和將為零，並且將不會影響驅動方法的整體直流平衡。
因此，本發明提供用於多粒子電泳顯示器的直流平衡波形。已如此描述本申請案的技術之數個態樣及實施例，將理解到，熟習發明所屬技術領域的一般技術者將容易想到各種變更、修改及改進。這樣的變更、修改及改進意欲落在本申請案所述的技術之精神及範圍內。例如，熟習發明所屬技術領域的一般技術者將容易想到用於執行功能及/或獲得在此所述的結果及/或一個或多個優點的各種其他手段和/或結構，並且每個這樣的變更及/或修改被認為是在本文所述的實施例之範圍內。熟悉該項技術者將認識到或僅僅使用例行實驗就能夠確定本文所述的具體實施例之許多均等物。因此，將理解的是，前述實施例僅以示例的方式呈現，並且在所附請求項及其均等物的範圍內，可以以與具體描述不同的方式來實施發明實施例。此外，如果這樣的特徵、系統、物件、材料、套件及/或方法沒有相互不一致，則本文所述之兩個以上的特徵、系統、物件、材料、套件及/或方法的任何組合包含在本揭露的範圍內。

Claims (19)

  1. 一種用於驅動一電泳顯示器之方法，該電泳顯示器具有一前電極、一背板及一位於該前電極與該背板之間的顯示介質，該顯示介質包括三組不同顏色的粒子，該方法包括：對該顯示器實施一重置階段及一顏色轉變階段，該重置階段包括：施加一第一信號於該前電極上，該第一信號具有第一極性、隨時間變化之第一振幅及第一持續時間；在該第一持續時間期間施加一第二信號於該背板上，該第二信號具有與該第一極性相反之第二極性、隨時間變化之第二振幅；在第二持續時間期間施加一第三信號於該前電極上，該第三信號具有與該第一極性相反之該第二極性、隨時間變化之第三振幅；在該第二持續時間期間施加一等於該第一及第二振幅之總和的第四信號於該背板上；該顏色轉變階段包括：施加一第五信號於該前電極上，該第五信號具有該第二極性、隨時間變化之第四振幅及在該第一及第二持續時間之後的第三持續時間；施加一第六信號於該背板上，該第六信號具有該第一極性、隨時間變化之第五振幅及在該第一及第二持續時間之後的第四持續時間； 其中，在該第一持續時間上對隨時間變化之第一及第二振幅的總和進行積分及在該第二持續時間上對隨時間變化之第一、第二及第三振幅的總和進行積分及在該第三持續時間上對隨時間變化之第四振幅進行積分以及在該第四持續時間上對隨時間變化之第五振幅進行積分產生一脈衝偏移，該脈衝偏移設計成在該重置階段及該顏色轉變階段維持該顯示介質之直流平衡。
  2. 如請求項1之方法，其中，該重置階段抹除在該顯示器上呈現的先前光學性質。
  3. 如請求項1之方法，其中，該顏色轉變階段實質上改變該顯示器所顯示之光學性質。
  4. 如請求項1之方法，其中，該第一極性係負電壓。
  5. 如請求項1之方法，其中，該第一極性係正電壓。
  6. 如請求項1之方法，其中，該脈衝偏移與該顯示介質所經歷之反沖電壓成比例關係。
  7. 如請求項1之方法，其中，該第四持續時間發生在該第三持續時間期間。
  8. 如請求項8之方法，其中，該第三持續時間與該第四持續時間同時開始。
  9. 一種用於驅動電泳顯示器之方法，該電泳顯示器具有一前電極、一背板及一位於該前電極與該背板之間的顯示介質，該顯示介質包括三組不同顏色的粒子，該方法包括： 對該顯示器實施一重置階段及一顏色轉變階段，該重置階段包括：施加一第一信號於該前電極上，該第一信號具有第一極性、隨時間變化之第一振幅及第一持續時間；在該第一持續時間期間沒有施加信號於該背板上；在第二持續時間期間施加一第二信號於該前電極上，該第二信號具有與該第一極性相反之第二極性、隨時間變化之第二振幅；在該第二持續時間期間施加一第三信號於該背板上，該第三信號具有該第一極性及隨時間變化之第三振幅；該顏色轉變階段包括：施加一第四信號於該前電極上，該第四信號具有該第一極性、隨時間變化之第四振幅及在該第一及第二持續時間之後的第三持續時間；施加一第五信號於該背板上，該第五信號具有該第二極性、隨時間變化之第五振幅及在該第一及第二持續時間之後的第四持續時間；其中，在該第一持續時間上對隨時間變化之第一振幅的總和進行積分及在該第二持續時間上對隨時間變化之第二及第三振幅的總和進行積分及在該第三持續時間上對隨時間變化之第四振幅進行積分以及在該第四持續時間上對隨時間變化之第五振幅進行積分產生一脈衝偏移，該脈衝偏移設計成在該重置階段及該顏色轉變階段維持該顯示介質之直流平衡。
  10. 如請求項9之方法，其中，該第四持續時間發生在該第三持續時間期間。
  11. 如請求項10之方法，其中，該第三持續時間與該第四持續時間同時開始
  12. 一種用於電泳顯示器之控制器，該電泳顯示器包括一前電極、一背板及一位於該前電極與該背板之間的顯示介質，該顯示介質包括三組不同顏色的粒子，該控制器可操作地連接至該前電極及該背板，並且構造成對該顯示器實施一重置階段及一顏色轉變階段，該重置階段包括：施加一第一信號於該前電極上，該第一信號具有第一極性、隨時間變化之第一振幅及第一持續時間；在該第一持續時間期間施加一第二信號於該背板上，該第二信號具有與該第一極性相反之第二極性、隨時間變化之第二振幅；在第二持續時間期間施加一第三信號於該前電極上，該第三信號具有與該第一極性相反之第二極性、隨時間變化之第三振幅；在該第二持續時間期間施加一第四信號於該背板上，該第四信號等於該第一及第二振幅之總和；該顏色轉變階段包括：施加一第五信號於該前電極上，該第五信號具有該第二極性、隨時間變化之第四振幅及在該第一及第二持續時間之後的第三持續時間； 施加一第六信號於該背板上，該第六信號具有該第一極性、隨時間變化之第五振幅及在該第一及第二持續時間之後的第四持續時間；其中，在該第一持續時間上對隨時間變化之第一及第二振幅的總和進行積分及在該第二持續時間上對隨時間變化之第一、第二及第三振幅的總和進行積分及在該第三持續時間上對隨時間變化之第四振幅進行積分及在該第四持續時間上對隨時間變化之第五振幅進行積分產生一脈衝偏移，該脈衝偏移設計成在該重置階段及該顏色轉變階段維持該顯示介質之直流平衡。
  13. 如請求項12之控制器，其中，該控制器根據該電泳顯示器所要顯示之顏色實施不同的重置階段。
  14. 如請求項12之控制器，其中，該顯示介質包括白色、青綠色、黃色及洋紅色粒子。
  15. 如請求項12之控制器，其中，該顯示介質包括白色、紅色、藍色及綠色粒子。
  16. 一種用於電泳顯示器之控制器，該電泳顯示器包括一前電極、一背板及一位於該前電極與該背板之間的顯示介質，該顯示介質包括三組不同顏色的粒子，該控制器可操作地連接至該前電極及該背板，並且構造成對該顯示器實施一重置階段及一顏色轉變階段，該重置階段包括：對該顯示器實施一重置階段及一顏色轉變階段，該重置階段包括： 施加一第一信號於該前電極上，該第一信號具有第一極性、隨時間變化之第一振幅及第一持續時間；在該第一持續時間期間沒有施加信號於該背板上；在第二持續時間期間施加一第二信號於該前電極上，該第二信號具有與該第一極性相反之第二極性、隨時間變化之第二振幅；在該第二持續時間期間施加一第三信號於該背板上，該第三信號具有該第一極性及隨時間變化之第三振幅；該顏色轉變階段包括：施加一第四信號於該前電極上，該第四信號具有該第一極性、隨時間變化之第四振幅及在該第一及第二持續時間之後的第三持續時間；施加一第五信號於該背板上，該第五信號具有該第二極性、隨時間變化之第五振幅及在該第一及第二持續時間之後的第四持續時間；其中，在該第一持續時間上對隨時間變化之第一振幅的總和進行積分及在該第二持續時間上對隨時間變化之第二及第三振幅的總和進行積分及在該第三持續時間上對隨時間變化之第四振幅進行積分及在該第四持續時間上對隨時間變化之第五振幅進行積分產生一脈衝偏移，該脈衝偏移設計成在該重置階段及該顏色轉變階段維持該顯示介質之直流平衡。
  17. 如請求項16之控制器，其中，該控制器根據該電泳顯示器所要顯示之顏色實施不同的重置階段。
  18. 如請求項16之控制器，其中，該顯示介質包括白色、青綠色、黃色及洋紅色粒子。
  19. 如請求項16之控制器，其中，該顯示介質包括白色、紅色、藍色及綠色粒子。
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