TWI428879B - 分離式之電泳顯示裝置及其資料傳輸方法 - Google Patents

Description

分離式之電泳顯示裝置及其資料傳輸方法

本發明係關於一種電泳顯示裝置及其資料傳輸方法；具體而言，本發明係一種可提升資料傳輸與資料顯示之均勻效果的電泳顯示裝置及其資料傳輸方法。

以往傳統的陰極射線管顯示裝置，在現今追求短小輕薄之電子設備的趨勢下，漸漸被具備體積較小、耗電量較少等優勢的平面顯示裝置所取代。因此，平面顯示裝置已成為目前顯示裝置市場的主流商品。

平面顯示裝置的種類繁多，其中運用液晶顯示技術的液晶顯示裝置是目前較為受歡迎的商品，其市場應用也十分廣泛，像是電腦顯示裝置、液晶電視等也日漸普及中。除了液晶顯示技術之外、運用電泳顯示技術的顯示裝置，如電子紙、電子書，觸碰顯示裝置等商品，也開始被市場所注意，逐漸邁向產業化。

傳統上電泳顯示技術的電子書顯示裝置，如圖1所示，包含：第一電極層10、電泳顯示層30、黏著層50、第二電極層20以及基板40。電泳顯示層30設置在第一電極層10與第二電極層20間且緊密地貼合於第一電極層10，黏著層50則將電泳顯示層30固定在第二電極層20。

如圖1所示，電泳顯示層30包含電子顯示粒子層31以及密封層33，並且電泳顯示粒子層31緊鄰於第一電極層10。電泳顯示粒子層31中含有複數個電泳顯示粒子35。當第一電極層10與第二電極層20之間存有電壓差時，會使得電泳顯示粒子35受到電場變化的影響而開始移動，進而完成資料傳輸與顯示的動作。

由於在圖1所示的電子書顯示裝置中具有黏著層50可使電泳顯示層30與第二電極層20緊密地貼覆，因此無空氣間隙形成於電泳顯示層30與第二電極層20之間。然而若因製程不良或其他因素造成當有空氣間隙形成於電泳顯示層30與第二電極層20之間時，由於受到空氣間隙的影響，會使得電泳顯示層30所形成之電場差小於原先設定的電場差或是沒有任何電場差異的形成，進而影響電泳顯示粒子35的移動狀態。如此一來，在有空氣間隙形成的位置上，會影響電泳顯示粒子35的移動狀態會受到影響，進而發生資料傳輸與顯示不完全、不均勻的現象。

除此之外，有時電子紙裝置採用之電泳顯示層30與第二電極層20可彼此相互分離。當需要資料傳輸時，才將電泳顯示層30與第二電極層20相互貼合；然後再施加電壓以進行資料傳輸的動作。然而，此時容易在電泳顯示層30與第二電極層20之間形成空氣間隙，進而發生資料傳輸與顯示不完全、不均勻的現象。

本發明之目的在於提供一種電泳顯示裝置及其資料傳輸方法，可避免在電泳顯示層及電極層間產生空氣間隙。

本發明之另一目的在於提供一種電泳顯示裝置及其資料傳輸方法，具有資料均勻傳輸與顯示的效果。

本發明之電泳顯示裝置包含第一電極層、第二電極層、電泳顯示層以及驅動模組。電泳顯示層設置於第一電極層與第二電極層之間，並且電泳顯示層貼覆於第一電極層。電泳顯示層含有複數個電泳顯示粒子，藉由第一電極層與第二電極層之間的電壓差，來操控電泳顯示粒子的移動方向，進而達到電泳顯示裝置的資料傳輸與資料顯示。

電泳顯示裝置中的驅動模組包含吸附驅動模式與顯示驅動模式。當吸附驅動模式啟動時，驅動模組於第一電極層與第二電極層形成第一電壓差，使兩層電極層之間產生靜電吸附，進而減少在電泳顯示層與第二電極層之間空氣間隙的形成。當顯示驅動模式啟動時，驅動模組於第一電極層與第二電極層形成小於第一電壓差之第二電壓差，使兩層電極層之間產生電場，進而驅動電泳顯示層中之電泳顯示粒子的移動，來進行資料傳輸與資料顯示的作動。

電泳顯示裝置中的第二電極層，可以藉由黃光微影技術以及物理氣相沉積方式，在基板上設置複數個薄膜電晶體與複數個畫素電極，以形成薄膜電晶體陣列。於吸附驅動模式時，驅動模組可於第一電極層與畫素電極之間形成第一電壓差；於顯示驅動模式時，驅動模組可於第一電極層與畫素電極之間形成第二電壓差。

電泳顯示裝置資料傳輸方法包含下列步驟：首先提供電泳顯示裝置，此電泳顯示裝置包含第一電極層、第二電極層以及電泳顯示層，其中電泳顯示層貼覆於第一電極層，並且設置於第一電極層與第二電極層中間，而電泳顯示層與第二電極層之間含有一間隙層。之後，在吸附驅動模式，施加第一電壓差於第一電極層與第二電極層，在兩層電極層之間形成靜電力，使電泳顯示層與第二電極層緊密吸附，減少空氣間隙的形成；在顯示驅動模式，施加小於第一電壓差之第二電壓差於第一電極層與第二電極層，在兩層電極層之間形成電壓差，使電泳顯示層中的電泳顯示粒子產生移動，而進行資料傳輸與資料顯示。

由於在顯示驅動模式步驟前，藉由吸附驅動模式步驟的進行，使電泳顯示層與第二電極層受到第一電壓差所產生的靜電力而緊密貼合，避免空氣間隙的形成，因此，在進行顯示驅動模式步驟時，可以達到使資料完全傳輸且均勻顯示的效果。

本發明係提供一種電泳顯示裝置及其資料傳輸方法。本發明之電泳顯示裝置包含第一電極層、第二電極層、電泳顯示層以及驅動模組。電泳顯示裝置資料傳輸方法步驟，包含藉由驅動模組之吸附驅動模式與顯示驅動模式，來完成電泳顯示裝置資料傳輸的動作。

在圖2A所示的實施例中，電泳顯示裝置包含第一電極層100、第二電極層200、電泳顯示層300與驅動模組500。電泳顯示層300設置於第一電極層100與第二電極層200間，並且電泳顯示層300貼覆於第一電極層100。在不施加電壓的狀態下，電泳顯示層300與第二電極層200間可能含有間隙層600，例如空氣間隙層(air gap)。在本實施例中，第一電極層100係為一具有導電特性且透明的材質，常見的材料為銦錫氧化物(Indium Tin Oxide，ITO)。

如圖2A所示，在電泳顯示裝置的電泳顯示層300中，含有電泳顯示粒子層310及密封層330，並且電泳顯示粒子層310夾於第一電極層100與密封層330間。除此之外，在電泳顯示粒子層310中含有複數個電泳顯示粒子350。在本實施例中，電泳顯示裝置的顯示效果是藉由電泳顯示粒子350的作動來完成，而電泳顯示粒子的作動則是藉由第一電極層100與第二電極層200之間的電場變化來控制。如圖2A所示，在電泳顯示裝置的電泳顯示層300中，密封層330是用來密封電泳顯示粒子層310於其與第一電極層100之間。在本實施例中，密封層330較佳為一非導電材料層，常用的材質為紫外光線硬化樹脂、熱熔膠或是熱塑性的彈性材質。

在本實施例中，可利用物理氣相沉積方法與黃光微影技術設置第二電極層200於基板400上。如圖2B所示，第二電極層200包含複數閘極線GL、複數資料線DL、複數個薄膜電晶體210與複數個畫素電極230。因此，其複數個薄膜電晶體210與複數個畫素電極230在基板400上形成薄膜電晶體陣列。電泳顯示裝置中的驅動模組500，在本實施例中，可包含兩種驅動模式：吸附驅動模式以及顯示驅動模式。如圖2A所示，驅動模組500會與電泳顯示裝置中的第一電極層100及第二電極層200之薄膜電晶體210之源極電性連接。於吸附驅動模式時，驅動模組500在第一電極層100與第二電極層200之畫素電極230間形成第一電壓差，在兩層電極層間產生靜電力，使電泳顯示層300與畫素電極230緊密吸附，以減少空氣間隙的形成。於顯示驅動模式時，驅動模組500藉由薄膜電晶體210在第一電極層100與畫素電極230之間形成第二電壓差，以控制電泳顯示層中的電泳顯示粒子產生移動，而進行資料傳輸與資料顯示。其中第二電壓差小於第一電壓差。

在本實施例中，驅動模組500較佳可包含低驅動電壓電路510、開關電路530與升壓電路550，經由開關電路530來控制低驅動電壓電路510與升壓電路550的電導通關係。如圖3A所示，當吸附驅動模式啟動時，藉由開關電路530，使低驅動電壓電路510耦接於升壓電路550，以將低驅動電壓電路510的電壓提升，並使驅動模組500於兩層電極層之間形成第一電壓差；如3B所示，當顯示驅動模式啟動時，藉由開關電路530，使低驅動電壓電路510不與升壓電路550耦接。此時，因低驅動電壓電路510的電壓無法提升，使驅動模組500於在兩層電極層之間形成小於第一電壓差之第二電壓差。然而，在不同的實施例中，驅動模組500可以包含其他的電路組合，只要使得驅動模組500可提供第一電壓差與小於第一電壓差之第二電壓差於電泳顯示裝置。

圖4A所示為本發明電泳顯示裝置之資料傳輸方法實施例流程圖。步驟610係提供電泳顯示裝置，此電泳顯示裝置包含第一電極層100、第二電極層200以及具有複數個電泳顯示粒子350之電泳顯示層300，其中電泳顯示層300貼覆於第一電極層100，並且設置於第一電極層100與第二電極層200中間，而電泳顯示層300與第二電極層200中間含有一間隙層600。此步驟提供之電泳顯示裝置，其中電泳顯示層300貼合於第一電極層100，並且夾於兩層電極層中間，因此當電泳顯示裝置完成資料傳輸時，可以將電泳顯示層300與第二電極層200分離以攜帶具有資料顯示作用的電泳顯示層300與第一電極層100，增加其電泳顯示裝置的可攜性與方便性。而當呈現於電泳顯示層300與第一電極層100之資料需要更新時，再將電泳顯示層300服貼於第二電極層200，使其能夾於兩層電極層之間，然後開始進行資料傳輸的步驟。

步驟650係於吸附驅動模式，施加第一電壓差於第一電極層100與第二電極層200間。此步驟是利用施加第一電壓差於第一電極層100與第二電極層200之間，使兩層電極間產生靜電吸附現象，進而將貼覆於第一電極層100之電泳顯示層300與第二電極層200達到緊密貼合的作用。藉由此步驟可以避免電泳顯示層300與第二電極層200之間含有空氣間隙，而使後續之資料傳輸與顯示時，發生其作動不完全或是不均勻的現象。

圖4A所示之實施例中，步驟670係於顯示驅動模式，施加小於第一電壓差之第二電壓差於第一電極層100與第二電極層300間。此步驟是利用施加第二電壓差於第一電極層與第二電極層間，而形成電場。藉由兩層電極間的電場來驅動面板上電泳顯示層300之電泳顯示粒子350的移動，因而產生資料傳輸與顯示的作用。此步驟較佳發生於步驟650之後，以確保電泳顯示層300與第二電極層200之間可以緊密貼合，減少空氣間隙的形成，當實施步驟670時，可使傳輸資料傳輸與資料顯示達到均勻之效果。

如圖4B所示之另一實施例中，步驟611係提供電泳顯示裝置，電泳顯示裝置包含第一電極層100、具有複數個薄膜電晶體210與複數個畫素電極230之第二電極層200以及具有複數個電泳顯示粒子350之電泳顯示層300，其中電泳顯示層300貼覆於第一電極層100，並且設置於第一電極層100與第二電極層200中間，而電泳顯示層300與第二電極層200之間含有間隙層600。此步驟提供之電泳顯示裝置包含複數個薄膜電晶體210與複數個畫素電極230，因而形成薄膜電晶體陣列來控制畫素電極230之電壓。

步驟651係於吸附驅動模式，施加第一電壓差於第一電極層100與薄膜電晶體210之源極。步驟651藉由施加第一電壓差於第一電極層100與薄膜電晶體210之源極間，使得第一電極層100與畫素電極230之間形成靜電力，進而造成電泳顯示層300緊密貼合於畫素電極230，減少空氣間隙出現的機會。

如圖4B所示，步驟671為於顯示驅動模式，施加小於第一電壓差之第二電壓差於第一電極層100與薄膜電晶體210之源極間。步驟671係藉由施加小於第一電壓差之第二電壓差於第一電極層100與薄膜電晶體210之源極間，使得第一電極層100與畫素電極230形成電場，而驅動電泳顯示粒子350在電泳顯示層300產生移動，進行電泳顯示裝置之資料傳輸與顯示。

在較佳本實施例中，電泳顯示裝置之驅動模組500於顯示驅動模式所提供的第二電壓差，需在第一電極層100與第二電極層200間產生足夠的電場變化，讓電泳顯示粒子350可以完全受到控制而移動到所預期的位置。驅動模組500施加的第二電壓差範圍較佳為10~15伏特。

在較佳實施例中，電泳顯示裝置之驅動模組500於吸附驅動模式所提供的第一電壓差，需在第一電極層100與第二電極層200間產生足夠的靜電力，讓電泳顯示層300可以緊密貼合於第二電極層200，減少空氣間隙的形成。因此，在本實施例中，當驅動模組500施加的第一電壓差大於15伏特時，電泳顯示層300可以貼合於第二電極層200。當驅動模組500施加的第一電壓差範圍為150~200伏特時，可使其貼合的緊密效果更好。

本發明已由上述相關實施例加以描述，然而上述實施例僅為實施本發明之範例。必需指出的是，已揭露之實施例並未限制本發明之範圍。相反地，包含於申請專利範圍之精神及範圍之修改及均等設置均包含於本發明之範圍內。

10‧‧‧第一電極層

20‧‧‧第二電極層

30‧‧‧電泳顯示層

31‧‧‧電泳顯示粒子層

33‧‧‧密封層

35‧‧‧電泳顯示粒子

40‧‧‧基板

100‧‧‧第一電極層

200‧‧‧第二電極層

210‧‧‧薄膜電晶體

230‧‧‧畫素電極

300‧‧‧電泳顯示層

310‧‧‧電泳顯示粒子層

330‧‧‧密封層

350‧‧‧電泳顯示粒子

400‧‧‧基板

500‧‧‧驅動模組

510‧‧‧低驅動電壓電路

530‧‧‧開關電路

550‧‧‧升壓電路

600‧‧‧間隙層

圖1為習之電泳顯示裝置之示意圖；

圖2A為本發明之電泳顯示裝置的實施例示意圖；

圖2B為電泳顯示裝置之第二電極層的實施例示意圖；

圖3A為吸附驅動模式之電路組合的實施例示意圖；

圖3B為顯示驅動模式之電路組合的實施例示意圖；

圖4A為本發明之電泳顯示裝置資料傳輸方法之實施例流程圖；及

圖4B為本發明之電泳顯示裝置資料傳輸方法之另一實施例流程圖。

100．．．第一電極層

200．．．第二電極層

300．．．電泳顯示層

310．．．電泳顯示粒子層

330．．．密封層

350．．．電泳顯示粒子

400．．．基板

500．．．驅動模組

600．．．間隙層

Claims (10)

1. 一種電泳顯示裝置，包含：一第一電極層；一第二電極層；一電泳顯示層，貼覆於該第一電極層，並且設置於該第一電極層與該第二電極層中間，其中該電泳顯示層與該第二電極層之間含有一間隙層；以及一驅動模組，電連接於該第一電極層以及該第二電極層，其中該驅動模組具有一吸附驅動模式以及一顯示驅動模式，當處於該吸附驅動模式時，該驅動模組在該第一電極層與該第二電極層間形成一第一電壓差，以減少該電泳顯示層及該第二電極層之間的該間隙層；當處於該顯示驅動模式時，該驅動模組在該第一電極層與該第二電極層間形成一第二電壓差，以進行該電泳顯示層之資料傳輸，其中該第一電壓差大於該第二電壓差。
2. 如請求項第1項所述之電泳顯示裝置，其中該第一電壓差大於15伏特。
3. 如請求項第1項所述之電泳顯示裝置，其中該第二電極層包含複數個薄膜電晶體與複數個畫素電極，並且該驅動模組提供該第一電壓差與該第二電壓差於該些薄膜電晶體的源極與該第二電極層之間。
4. 如請求項第1項所述之電泳顯示裝置，其中該驅動模組包含一低驅動電壓電路、一升壓電路以及一開關電路。
5. 如請求項第4項所述之電泳顯示裝置，其中當該驅動模組處於該吸附驅動模式時，該低驅動電壓電路透過該開關電路與該升壓電 路連接；當該驅動模組處於該顯示驅動模式時，該低驅動電壓電路透過電連接該開關電路，不與該升壓電路連接。
6. 一種電泳顯示裝置之資料傳輸方法，包含下列步驟：提供一電泳顯示裝置，該電泳顯示裝置包含一第一電極層、一第二電極層以及具有複數個電泳顯示粒子之一電泳顯示層，其中該電泳顯示層貼覆於該第一電極層，並且設置於該第一電極層與該第二電極層中間，而該電泳顯示層與該第二電極層之間含有一間隙層；於一吸附驅動模式，施加一第一電壓差於該第一電極層與該第二電極層，以減少該電泳顯示層及該第二電極層之間的該間隙層；以及於一顯示驅動模式，施加小於該第一電壓差之一第二電壓差於該第一電極層與該第二電極層，以進行該電泳顯示層之資料傳輸。
7. 如請求項第6項所述之電泳顯示裝置之資料傳輸方法，其中該吸附驅動模式操作步驟，施加該第一電壓差的電壓值高於15伏特。
8. 如請求項第6項所述之電泳顯示裝置之資料傳輸方法，其中該電泳顯示裝置提供步驟中，該第二電極層進一步包含複數個薄膜電晶體與複數個畫素電極。
9. 如請求項第8項所述之電泳顯示裝置之資料傳輸方法，其中該吸附驅動模式操作步驟包含施加該第一電壓差於該第一電極層與該些薄膜電晶體之源極間。
10. 如請求項第8項所述之電泳顯示裝置之資料傳輸方法，其中該顯示驅動模式操作步驟包含施加小於該第一電壓差之該第二電壓 差於該第一電極層與該些薄膜電晶體之源極間。