TWI407404B - 電濕潤顯示器的驅動方法 - Google Patents

Description

電濕潤顯示器的驅動方法

本發明是有關於一種顯示器的驅動方法，且特別是有關於一種電濕潤顯示器的驅動方法。

電潤濕顯示器是一種結構簡單之顯示器，其包括上電極、下電極以及夾於兩電極之間的水層以及油墨層。電濕潤顯示器的操作方法是，當未施加電壓時，油墨層佈滿畫素單元。如此可使入射光被油墨層吸收而使所述畫素單元呈現暗態。反之，當欲使畫素單元呈現亮態時，則對其上下兩電極施加電壓，以使油墨層收縮在所述畫素區域的邊緣，進而露出位於油墨層下方的反射層。如此可使入射光被反射層反射而呈現亮態。

但是，上述在施加電壓以使油墨層收縮的過程中，若瞬間電場能量過大，油墨層會受到水層的強烈推擠而分裂成多個油墨滴，此些油墨滴會分佈於畫素的任一角落，而降低了此畫素單元的反射率。因此上述的分裂現象會降低電潤濕顯示器的顯示品質與反應速度。

本發明提供一種電濕潤顯示器的驅動方法，其可以降低傳統電濕潤顯示器在施加電壓以使油墨層收縮的過程中容易使油墨層分裂成多個油墨滴之問題。

本發明提出一種電濕潤顯示器的驅動方法，此方法首先提供電濕潤顯示器，其包括具有第一電極層之第一基板、位於第一基板的對向且具有第二電極層的第二基板以及位於第一基板與第二基板之間的極性液體層與非極性溶液層。以低能量前置訊號驅動電濕潤顯示器，其中所述低能量前置訊號具有第一波形。再以高能量驅動訊號驅動所述電濕潤顯示器，其中高能量驅動訊號具有第二波形。

基於上述，本發明是先以低能量前置訊號驅動電濕潤顯示器之後，再以高能量驅動訊號驅動所述電濕潤顯示器。藉由上述能量調變的方式可以改善非極性溶液層收縮行為的穩定度，以降低非極性溶液層發生分裂的可能性。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1A以及圖1B是根據本發明一實施例之電濕潤顯示器及其驅動方法的示意圖。請先參照圖1A，本實施例之電濕潤顯示器包括第一基板100、第二基板120、極性溶液層130以及非極性彩色溶液層140。

第一基板100與第二基板120彼此相對向設置。根據本實施例，第一基板100包括基板102、反射層104、第一電極層106、中間層108以及隔牆結構110。

基板102主要是作為承載顯示裝置之用，基板102可為透明基板，其材質例如是玻璃、石英或有機聚合物。基 板102也可以是反射基板。另外，基板102可以是硬質基板也可以是軟質基板。

反射層104位於102基板之一側。反射層104之材質例如是具有高反射率的金屬材料，或是其他適用的反射材料。值得一提的是，倘若基板102是採用反射基板，則可以省略反射層104的製作。另外，若基板102為透明基板且省略反射層104，則可使顯示器整體為一穿透式顯示器。

第一電極層106位於反射層104的上方。根據一實施例，第一電極層106包括多個主動元件與主動元件電性連接的畫素電極以構成畫素陣列層。根據另一實施例，第一電極層106可為單純的被動電極圖案。此外，第一電極層106可包括透明導電材料或是反射導電材料。若第一電極層106是採用反射電極材料，則也可以選擇省略反射層104的製作。

中間層108位於第一電極層106上。一般來說，中間層108包括一層絕緣層以及位於絕緣層上方的疏水層。絕緣層之材質可為氧化矽、氮化矽或是其他介電材料。根據一實施例，在絕緣層上方形成疏水層之方法可為對絕緣層之表面進行疏水表面處理，或者是在絕緣層上以塗佈程序、鍍膜程序或是沈積程序形成疏水層。

隔牆結構110是位於中間層108(疏水層)上，以於第一基板100上定義出多個單元區域。圖1A與圖1B所繪示的結構即是一個單元區域內的結構。所述單元區域是對應一個顯示畫素單元。因此，倘若第一基板100之第一電極 層106為畫素陣列層，則每一單元區域內之第一電極層106是對應設置有至少一主動元件以及至少一畫素電極。一般來說，隔牆結構110為親水隔牆結構。換言之，隔牆結構110本身為親水材質或是其表面為親水表面(例如具有親水官能基)。

另外，第二基板120包括基板122以及第二電極層124。第二基板120也可稱為對向基板。第二基板120之基板122為透明基板，其可為玻璃、石英或是有機聚合物基板。基板122可以是硬質基板也可以是軟質基板。

第二電極層124位於基板122之一側。第二電極層124也可稱為對向電極。因此，第二電極層124與第一電極層106是用來操控位於第一基板100與第二基板120之間的液體層，藉以達到顯示的目的。一般來說，第二電極層124為透明電極層，其材質包括金屬氧化物，例如是銦錫氧化物或銦鋅氧化物等等。

極性溶液層130位於第一基板100與第二基板120之間。更詳細來說，極性溶液層130是位於第一基板100與第二基板120之間的容納空間內。極性溶液層130可為水或其他極性液體。

非極性溶液層140位於第一基板100與第二基板120之間，且位於隔牆結構110所定義出的單元區域內。換言之，各個單元區域內的非極性溶液層140是彼此分離的。在此，非極性溶液層140一般又可稱為油墨層。根據本實施例，非極性溶液層140包括吸光材料，因此當光線射入 包含有吸光材料之非極性溶液層140之後將會被吸收。而上述之吸光材料可以吸收特定波長範圍的光線的材料，例如是吸收可見光全波段的吸光材料、吸收可見光中的紅光波段的吸光材料、吸收可見光中的綠光波段的吸光材料、吸收可見光中的藍光波段的吸光材料等等。

根據本實施例，所述電濕潤顯示器更包括切換器200以及切換控制器202。切換器200具有第一電壓端(V1)、第二電壓端(V2)以及參考電壓端(Vref)。而第一基板100之第一電極層106以及第二基板120之第二電極層124是電性連接至切換器200。另外，切換控制器202與切換器200電性連接，其用以控制第一電極層106以及第二電極層124與第一電壓端(V1)、第二電壓端(V2)或是參考電壓端(Vref)電性連接，並且控制施加到第一電極層106以及第二電極層124上的正/負電壓的脈波大小、脈波寬度、工作週期等等。在此，第一電壓端(V1)與第二電壓端(V2)上是被施予控制極性溶液層140收縮的驅動訊號，且參考電壓端(Vref)上被施予參考電壓。

如圖1A所示，當切換器200尚未將第一電極層106與第二電極層124電性連接至操作電壓時，或是同時連接到同一個電壓端(例如都接到Vref)時，第一電極層106與第二電極層124之間不會有電場產生，因而非極性溶液層140整個佈滿隔牆結構110內的中間層108(疏水層)。此時，當外界光線從第二基板120射入顯示器之後，光線將會被非極性溶液層140吸收而使所述畫素結構(單元區域) 是呈現暗態。

若要使所述畫素結構(單元區域)呈現亮態，則其操作如圖1B所示。也就是，透過切換控制器202控制切換器200以使第一電極層106與第二電壓端(V2)電性連接並且使第二電極層124與參考電壓端(Vref)電性連接、或是第一電極層106與參考電壓端(Vref)電性連接電性連接並且使第二電極層124與第一電壓端(V1)電性連接。根據本實施例，第一電極層106與第二電極層124之間的跨壓即是驅動訊號與參考電壓之間的壓差。此時，因第一電極層106與第二電極層124之間產生電場，因而非極性溶液層140便開始往單元區域的邊緣(親水隔牆結構110)收縮。

為了避免非極性溶液層140在上述之收縮過程之中發生分裂成多個液滴之情形，本實施例以特殊的驅動方式對上述第一電極層106與第二電極層124施予對應的驅動電壓。換言之，本實施例是先對第一電極層106與第二電極層124施予低能量前置訊號之後，再對第一電極層106與第二電極層124施予高能量驅動訊號。上述之低能量前置訊號的在單位時間內的能量或電場是小於高能量驅動訊號在單位時間內的能量或電場。

上述之低能量前置訊號以及高能量驅動訊號可以以多種實施方式來實現，如下所述。

圖2是根據本發明一實施例之驅動波形的示意圖。請參照圖2，本實施例之低能量前置訊號具有第一波形W1，且高能量驅動訊號具有第二波形W2。換言之，本實施例 在時間區段T1中是以低能量前置訊號(第一波形W1)驅動顯示器之後，接著在時間區段T2中再以高能量驅動訊號(第二波形W2)驅動顯示器。根據本實施例，上述之低能量前置訊號(第一波形W1)的能量大於所述電濕潤顯示器的臨界能量。在此，所謂臨界能量指的是能夠驅使電濕潤顯示器中的非極性溶液層140開始進行收縮行為的能量。

更詳細而言，本實施例之低能量前置訊號的第一波形W1具有正電壓準位與負電壓準位，且上述之高能量前置訊號之第二波形W2具有正電壓準位與負電壓準位。在圖2之實施例之中，第一波形W1之正電壓準位等於V1且負電壓準位等於-V2。第二波形W2之正電壓準位等於V1且負電壓準位等於-V2。

特別是，第一波形W1之正電壓準位與負電壓準位是相同的，也就是說，第一波形W1之正電壓與負電壓的絕對值是相同的。另外，第一波形W1在正電壓準位的脈波寬度與第一波形W1在負電壓準位的脈波寬度是相同的。再者，第二波形W2之正電壓準位與負電壓準位是相同的，也就是說，第二波形W2之正電壓與負電壓的絕對值是相同的。此外，第二波形W2在正電壓準位的脈波寬度與第二波形W2在負電壓準位的脈波寬度是相同的。除此之外，本實施例之第一波形W1的正電壓準位與第二波形W2的正電壓準位相同。另外，第一波形W1的負電壓準位也與第二波形的負電壓準位相同。特別是，本實施例之第一波形W1的正負電壓準位的脈波寬度小於第二波形 W2之正負電壓準位的脈波寬度。因此，第一波形W1的在單位時間內的能量小於第二波形W2在單位時間內的能量。

有關低能量前置訊號除了上述圖2之實施方式之外，還可以有多種變化，如下所述。在以下之實施例中，其高能量驅動訊號(第二波形W2)都與圖2實施例相同，因此不再重複贅述。

請參照圖3，本實施例之低能量前置訊號的第一波形W1包括多個子波形W1-1、W1-2、W1-3，其中在時間區段T1-1中是以子波形W1-1驅動，在時間區段T1-2中是以子波形W1-2驅動，且在時間區段T1-3中是以子波形W1-3驅動。此外，子波形W1-1、W1-2、W1-3之正電壓準位等於V1且負電壓準位等於-V2。另外，本實施例之子波形W1-1、W1-2、W1-3的正電壓準位與第二波形W2的正電壓準位相同。另外，子波形W1-1、W1-2、W1-3的負電壓準位也與第二波形的負電壓準位相同。除此之外，在本實施例中，子波形W1-1、W1-2、W1-3之正電壓準位與負電壓準位是相同的。子波形W1-1、W1-2、W1-3各自的正電壓準位的脈波寬度與其各自負電壓準位的脈波寬度是相同的。然而，子波形W1-1、W1-2、W1-3的正負電壓準位的脈波寬度隨著時間區段而增加，也就是，子波形W1-3的正負電壓準位的脈波寬度>子波形W1-2的正負電壓準位的脈波寬度>子波形W1-1的正負電壓準位的脈波寬度。

請參照圖4，圖4之實施例與圖3之實施例相似，不 同之處在於，子波形W1-1、W1-2、W1-3的正負電壓準位的脈波寬度不完全隨著時間區段而增加。換言之，在本實施例中，子波形W1-3的正負電壓準位的脈波寬度>子波形W1-1的正負電壓準位的脈波寬度>子波形W1-2的正負電壓準位的脈波寬度，且子波形W1-1、W1-2、W1-3各自的正負電壓準位的脈波寬度也可以不同。

請參照圖5，圖5之實施例與圖3之實施例相似，不同之處在於，子波形W1-1、W1-2、W1-3的正電壓準位低於第二波形W2的正電壓準位，且子波形W1-1、W1-2、W1-3的負電壓準位也低於第二波形的負電壓準位。除此之外，在本實施例中，子波形W1-1、W1-2、W1-3之正電壓準位與負電壓準位不完全相同。在此，第二波形W2的正電壓準位>子波形W1-3的正電壓準位>子波形W1-2的正電壓準位=子波形W1-1的正電壓準位，且第二波形W2的負電壓準位>子波形W1-3的負電壓準位=子波形W1-2的負電壓準位>子波形W1-1的負電壓準位。另外，子波形W1-1、W1-2、W1-3的正電壓準位的脈波寬度與負電壓準位的脈波寬度也是不完全相同。在此，子波形W1-3的正負電壓準位的脈波寬度>子波形W1-2的正負電壓準位的脈波寬度>子波形W1-1的正負電壓準位的脈波寬度，且子波形W1-1、W1-2、W1-3各自的正負電壓準位的脈波寬度也可以不同。

請參照圖6，圖6之實施例與圖5之實施例相似，不同之處在於，子波形W1-1、W1-2、W1-3之正電壓準位所 佔的時間與負電壓準位所佔的時間比例不完全相同。舉例來說，子波形W1-1的正電壓準位的脈波寬度與負電壓準位的脈波寬度不相同，子波形W1-2的正電壓準位的脈波寬度與負電壓準位的脈波寬度不相同，而子波形W1-3的正電壓準位的脈波寬度與負電壓準位的脈波寬度是相同的。

請參照圖7，圖7之實施例與圖3之實施例相似，不同之處在於，子波形W1-1與第二波形W2相同，而子波形W1-2、W1-3在單位時間內的能量小於第二波形W2。而本實施例之子波形W1-2、W1-3的正負電壓準位的脈波寬度隨著時間區段而增加，也就是，子波形W1-2的正負電壓準位的脈波寬度>子波形W1-1的正負電壓準位的脈波寬度。

在上述圖3至圖7之實施例中，第一波形W1是以具有三個子波形W1-1、W1-2、W1-3為例，然本發明不限於此。根據其他實施例，第一波形W1可以是單一波形、兩種子波形或是三種以上之子波形。

在此外，上述各實施中，第一波形W1與第二波形W2都是以方形波為例來說明。然，本發明不限於此。根據其他實施例，低能量前置訊號(第一波形W1)還可以是其他種形式之波形，如鋸齒波、正弦波、或是其他形狀的波形。一般來說，如果低能量前置訊號(第一波形W1)要以其他種形式之波形來實現，通常會在切換器200與第一電極層106與第二電極層124之間加裝波形功能電路302、 304，如圖8所示，其主要是用來改變波形的形狀。當切換器控制器202控制切換器200與第一電極層106/第二電極層124電性連通之後，低能量前置訊號(第一波形W1)在通過波形功能電路302、304時會被改變其波形形狀，如圖9所示，而以鋸齒波的形式(子波形W1-1、W1-2)驅動顯示器。在以低能量前置訊號完成前置驅動之後，以高能量驅動訊號(第二波形W2)驅動，此時可使波形功能電路302、304不運作，而以原有的方形波來驅動顯示器。

圖10顯示兩實例與比較例之電濕潤顯示器的驅動時間與反射率的關係曲線圖。請參照圖10，圖10之橫軸表示反應時間且縱軸表示反射率。比較例是直接以高能量驅動訊號驅動顯示器，而實例1與實例2是先以低能量前置訊號驅動之後再以高能量驅動訊號驅動顯示器，其中實例1是以圖2之驅動波形來驅動，且實例2是以圖3之之驅動波形來驅動。由圖10可知，實例1與實例2的反射率表現明顯優於比較例的反射率表現。由此可知，實例1與實例2之顯示器中非極性溶液層產生分裂的情形遠低於比較例，因而具有較佳的反射率表現。

綜上所述，本發明是先以低能量前置訊號驅動電濕潤顯示器之後，再以高能量驅動訊號驅動所述電濕潤顯示器。藉由上述能量調變的方式可以改善非極性溶液層收縮行為的穩定度，以降低非極性溶液層發生分裂的可能性。

更詳細來說，當以低能量前置訊號驅動電濕潤顯示器時，因低能量前置訊號的能量或電場可驅使顯示器內的非 極性溶液層產生前置收縮反應(液體擾動)的作用。當後續再以高能量驅動訊號來驅動時，可使極性溶液層完整地收縮至單元區域(畫素單元)的邊緣，進而減少極性溶液層破裂成分散的液滴。

由於本發明之驅動方式可以降低非極性溶液層發生分裂的可能性，因此可以改善電潤濕顯示器的顯示品質與反應速度。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧第一基板

102‧‧‧基板

104‧‧‧反射層

106‧‧‧第一電極層

108‧‧‧中間層

110‧‧‧隔牆結構

120‧‧‧第二基板

122‧‧‧基板

124‧‧‧第二電極層

130‧‧‧極性溶液層

140‧‧‧非極性溶液層

200‧‧‧切換器

202‧‧‧切換控制器

302、304‧‧‧波形功能電路

W1、W1-1、W1-2、W1-3、W2‧‧‧波形

T1、T1-1、T1-2、T1-3、T2‧‧‧時間區段

圖1A以及圖1B是根據本發明一實施例之電濕潤顯示器及其驅動方法的示意圖。

圖2至圖7是根據本發明數個實施例之驅動波形的示意圖。

圖8是根據本發明另一實施例之電濕潤顯示器及其驅動方法的示意圖。

圖9是根據本發明一實施例之驅動波形的示意圖。

圖10顯示兩實例與比較例之電濕潤顯示器的驅動時間與反射率的關係曲線圖。

100‧‧‧第一基板

102‧‧‧基板

104‧‧‧反射層

106‧‧‧第一電極層

108‧‧‧中間層

110‧‧‧隔牆結構

120‧‧‧第二基板

122‧‧‧基板

124‧‧‧第二電極層

130‧‧‧極性溶液層

140‧‧‧非極性溶液層

200‧‧‧切換器

202‧‧‧切換控制器

Claims (20)

1. 一種電濕潤顯示器的驅動方法，包括：提供一電濕潤顯示器，其包括：一第一基板，其具有一第一電極層；一第二基板，位於該第一基板的對向且具有一第二電極層；以及一極性液體層以及一非極性溶液層，位於該第一基板與該第二基板之間；以一低能量前置訊號驅動該電濕潤顯示器，該低能量前置訊號具有一第一波形；以及以一高能量驅動訊號驅動該電濕潤顯示器，該高能量驅動訊號具有一第二波形。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電濕潤顯示器的驅動方法，其中該低能量前置訊號的能量大於該電濕潤顯示器的一臨界能量。
3. 如申請專利範圍第1項所述之電濕潤顯示器的驅動方法，其中該低能量前置訊號之該第一波形具有一正電壓準位與一負電壓準位，且該高能量前置訊號之該第二波形具有一正電壓準位與一負電壓準位。
4. 如申請專利範圍第3項所述之電濕潤顯示器的驅動方法，其中該第一波形的該正電壓準位與該負電壓準位相同或是不相同。
5. 如申請專利範圍第3項所述之電濕潤顯示器的驅動方法，其中該第二波形的該正電壓準位與該負電壓準位 相同或不相同。
6. 如申請專利範圍第3項所述之電濕潤顯示器的驅動方法，其中該第一波形在該正電壓準位的脈波寬度與該第一波形在該負電壓準位的脈波寬度相同或不相同。
7. 如申請專利範圍第3項所述之電濕潤顯示器的驅動方法，其中該第二波形在該正電壓準位的脈波寬度與該第二波形在該負電壓準位的脈波寬度相同或不相同。
8. 如申請專利範圍第3項所述之電濕潤顯示器的驅動方法，其中該第一波形的該正電壓準位與該第二波形的該正電壓準位相同。
9. 如申請專利範圍第3項所述之電濕潤顯示器的驅動方法，其中該第一波形的該負電壓準位與該第二波形的該負電壓準位相同。
10. 如申請專利範圍第3項所述之電濕潤顯示器的驅動方法，其中該第一波形的該正電壓準位低於該第二波形的該正電壓準位。
11. 如申請專利範圍第3項所述之電濕潤顯示器的驅動方法，其中該第一波形的該負電壓準位低於該第二波形的該負電壓準位。
12. 如申請專利範圍第1項所述之電濕潤顯示器的驅動方法，其中該第一波形包括多個子波形。
13. 如申請專利範圍第12項所述之電濕潤顯示器的驅動方法，其中該些子波形的脈波寬度不相同。
14. 如申請專利範圍第13項所述之電濕潤顯示器的驅動方法，其中該些子波形的脈波寬度隨著時間區段逐漸 增大。
15. 如申請專利範圍第12項所述之電濕潤顯示器的驅動方法，其中該些子波形分別具有一正電壓準位以及一負電壓準位，且該些子波形之正電壓準位所佔的時間與負電壓準位所佔的時間比例不相同。
16. 如申請專利範圍第12項所述之電濕潤顯示器的驅動方法，其中該些子波形分別具有一正電壓準位，且該些子波形之該些正電壓準位不相同。
17. 如申請專利範圍第12項所述之電濕潤顯示器的驅動方法，其中該些子波形分別具有一負電壓準位，且該些子波形之該些負電壓準位不相同。
18. 如申請專利範圍第12項所述之電濕潤顯示器的驅動方法，其中該些子波形中的其中一個子波形與該第二波形相同。
19. 如申請專利範圍第1項所述之電濕潤顯示器的驅動方法，其中該第一波形與該第二波形各自為方形波或是鋸齒波。
20. 如申請專利範圍第1項所述之電濕潤顯示器的驅動方法，其中該電濕潤顯示器更包括：一切換器，該切換器具有一第一電壓端、一第二電壓端以及一參考電壓端，且該第一電極層以及該第二電極層電性連接至該切換器：以及一切換控制器，其與該切換器電性連接，用以控制該該第一電極層以及該第二電極層與該第一電壓端、該第二電壓端或是該參考電壓端電性連接。