TWI611393B - 具有降低的殘留電壓之電光顯示器及相關裝置和方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供具有降低殘留電壓的電光顯示器，及其相關設備與方法。可以藉由啟動該像素的電晶體，並且將該像素的前和後電極之電壓設定約相同的電壓長達一特定時間期間，且/或直到殘留在像素中的殘留電壓的量小於一門檻量，藉此使電光顯示器的像素的殘留電壓進行放電。在一主動式矩陣電光顯示器中的大致所有像素或一子集的像素的殘留電壓可以被同時放電。像素的該殘留電壓的同時放電可在當像素處於相同的狀態時發生，其特徵在於(1)每個像素的電晶體是主動式的，且(2)施加到每個像素的前電極及後電極的電壓約相等。

Description

具有降低的殘留電壓之電光顯示器及相關裝置和方法
本案係主張基於2015年2月4日所申請之美國臨時申請案第62/111,927號的優先權。本申請係有關於同樣處於申請狀態之於2015年6月24日所申請的美國臨時申請案第62/184,076號、2015年2月4日所申請的第62/112,060號、2015年9月16日所申請的第62/219,606號、和2015年11月30日所申請的第62/261,104號。這些全部內容和所有其它美國專利及公報和下文提到的同樣處於申請狀態之申請案在此將藉由參照的方式併入本說明書中。
本揭露的面向係有關於一具有降低的殘留電壓的電光顯示器及有關於用在一電光顯示器減少殘留電壓的技術。一些實施方案涉及一具有降低的殘留電壓的電泳顯示器和涉及用在一電泳顯示器降低殘留電壓的技術。
即使在電光顯示器靜止一段相對長時間，該電光顯示器的殘留電壓仍然可以存在。甚至低殘留電壓可引起在電光顯示器內的假影(artifacts)。因此，一電光顯示器的殘留電壓的排出可以提高顯示圖像的品質，甚至在殘留電壓已經很低的某些地方。然而，用於一電光顯示器的一殘留電壓排出的常規技術可能無法將殘留電壓完全排出。因此，有將殘留電壓從電光顯示器更充分地排出的技術之需求。
藉由啟動該像素的電晶體和設定像素的前電極和後電極的電壓至約相同的值，一電光顯示器的一像素的一殘留電壓可因而被排出。該像素可在一特定時間期間內，和/或直到殘留在像素中的殘留電壓量小於一門檻值時，將該殘留電壓排出。在一電光顯示器的像素的一主動式矩陣的兩列或更多列中的兩個或更多個像素的該等殘留電壓(例如，在兩列或更多列中的所有像素的該等殘留電壓，或在所有列中的所有像素的該等殘留電壓)可藉由將該選取像素放置在同一狀態而同時被排出，其特徵在於：(1)每個選取像素的該電晶體是主動式的；且(2)施加至每個選取像素的前電極和後電極上的該等電壓約相等。
100‧‧‧像素
102‧‧‧前電極
104‧‧‧後電極
106‧‧‧驅動電極
108‧‧‧源極線
110‧‧‧成像膜
120‧‧‧非線性電路元件
202‧‧‧電阻
204‧‧‧電容
212‧‧‧電阻
214‧‧‧電容
216‧‧‧電容
302‧‧‧閘極電壓
304‧‧‧基準電壓
306‧‧‧前電極電壓
308‧‧‧源極電壓
310‧‧‧電光層電壓
320‧‧‧尋址脈衝
330‧‧‧「保持」框架
340‧‧‧「浮動停留」期間
350‧‧‧放電期間
402‧‧‧閘極電壓
404‧‧‧基準電壓
406‧‧‧前電極電壓(Vcom)
408‧‧‧源極電壓
410‧‧‧電光層電壓
420‧‧‧尋址脈衝
430‧‧‧「保持」框架
450‧‧‧放電期間
502‧‧‧光學更新
504‧‧‧殘留電壓放電脈衝
506‧‧‧高階閘極線電壓(VDDH)
508‧‧‧低階閘極線電壓(VEE)
510‧‧‧前電極電壓(VCOM)
512‧‧‧源極驅動器輸出致能電壓(SDOE)
514‧‧‧正電壓值(+υV)
520‧‧‧前電極電壓(VCOM)
522‧‧‧電光膜
524‧‧‧低階閘極線電壓(VEE)
526‧‧‧源極線電壓(Vs)
528‧‧‧汲極線電壓(Vd)
602‧‧‧光學更新
604‧‧‧殘留電壓放電脈衝
606‧‧‧高階閘極線電壓(VDDH)
608‧‧‧低階閘極線電壓(VEE)
610‧‧‧前電極電壓(VCOM)
612‧‧‧源極驅動器輸出致能電壓(SDOE)
614‧‧‧正電壓(VPOS)
616‧‧‧負電壓(VNEG)
618‧‧‧負電壓值(-υV)
620‧‧‧負電壓
630‧‧‧前電極電壓(VCOM)
632‧‧‧電光膜
634‧‧‧閘極(線)電壓(Vg)
636‧‧‧源極(線)電壓(Vs)
638‧‧‧汲極線電壓(Vd)
702‧‧‧3V外加電壓
704‧‧‧5V外加電壓
706‧‧‧10V閘極電壓
708‧‧‧15V閘極電壓
本案的各個態樣和實施例將參照以下附圖進行說明。但應當理解到的是，附圖不一定按比例繪製。出現在多個附圖中的相同元件在它們所出現的所有附圖中將標示相同的參考號碼。
第1圖是一根據一些實施例的一電光顯示器的一像素的一示意圖。
第2圖是根據一些實施例的一成像膜的一電氣模型的一示意圖。
第3圖是根據一些實施例顯示一尋址脈衝之後的一殘留電壓放電脈衝。
第4圖是根據一些實施例顯示一尋址脈衝之後的一殘留電壓放電脈衝。
第5A圖是一用於第5B圖所示該驅動電路的一信號時序圖。
第6A圖是一用於第6B圖所示該驅動電路的一信號時序圖。
第7A圖是在根據一些實施例的施加電壓範圍內剩餘電荷經歷重複排放之後一顯示測得殘留電壓值的曲線圖。
第7B圖是在根據一些實施例的施加電壓範圍內剩餘電荷經歷40次重複排放之後一顯示測得殘留電壓值的曲線圖。
藉由啟動該像素的電晶體和在指定的時間期間內設定像素的前電極和後電極之電壓至約相同的電壓，和/或直到剩餘在像素中的殘留電壓量小於一門檻量，一電光顯示器的一像素的一殘留電壓可進行放電。一電光顯示器的主動式矩陣像素的殘留電壓可藉由將選取像素放置在相同的狀態而給予同時排出，其特徵在 於：(1)每個選取像素的該電晶體是主動式的，且(2)施加該等電壓至每個選取像素的前電極和後電極大致相等。
在本文中所使用的術語「殘留電壓」係指一持續或衰減電壓(其也可以被稱為開路電位並且其通常以V或mV量測)，在一尋址脈衝(一用於改變該電光介質的光學狀態的電壓脈衝)被終止後其可以保持在一電光顯示器當中。這種殘留電壓可導致顯示在電光顯示器上之圖像的不期望效果，其中包括，但不限於，所謂的「重影(ghosting)」的現象，其中，在顯示器被改寫後，先前圖像的痕跡仍然可見。
在本文中的電光顯示器是包括一層電光材料，其在成像領域中的常規含義係指一種材料，由於在至少一不同光學特性下，具有第一和第二顯示狀態，該材料施加電場後從第一顯示狀態改變到第二顯示狀態。儘管該光學性質是可為人眼所感知的顏色，但是它亦可以是另一種光學性質，例如光學透射率、反射率、發光現象、或者旨在用於機器讀取的顯示，在可見範圍之外的電磁波長的反射變化之觀念中的偽彩色(pseudo-color)。
在本揭示的該等顯示器，該電光介質可以是一固體(例如下文中的顯示器為方便起見可以被稱為「固體電光顯示器」)，在這個意義上，該電光介質中，介質雖可且經常是具有內部液體或氣體的填充空間，但具有固體外表面。因此，該術語「固體電光顯示器」包括封裝的電泳顯示器、封裝的液晶顯示器、以及在下文中所討論到的其它類型顯示器。
在本文中的該術語「灰色狀態」，用於成像領域中的其常規含義是指一像素的兩種極端光學狀態的一中間狀態，並且不一定意味著這兩極端狀態之間的一黑色-白色轉變。例如，下文所提到的幾個專利和公開申請案當中所描述的電泳顯示器，其中該極端狀態是白色和深藍色，從而該中間的「灰色狀態」實際上是淺藍色。的確，如上文已經提到者，兩個極端狀態之間的轉變可能不是顏色的改變。
使用在本文中的該等術語「雙穩態」和「雙穩態性」在本領域中它們的常規含義是指包括具有至少一不同光學性質的第一和第二顯示狀態的顯示元件的顯示器，使得任何給定元件被驅動後，藉由有限持續期間的一尋址脈衝的作用以開始進行其第一或第二顯示狀態，並且在該尋址脈衝作用終止之後，該狀態仍將持續用於改變顯示元件狀態的尋址脈衝的最小持續時間的至少若干倍，例如至少四倍。公開的美國專利申請2002/0180687顯示：一些灰色狀態且基於粒子的電泳顯示器不僅在其極端的黑和白狀態是穩定的，並且在它們的中間灰色狀態也是穩定的，此現象在其他類型的電光顯示器也是一樣的。這種類型顯示器較適當地可稱為「多穩態」而不是雙穩態，為方便起見，在本文中使用的該「雙穩態」可同時涵蓋雙穩態和多穩態顯示器。
使用在本文中的術語「脈衝」在成像領域的其常規含義是指相對時間的電壓積分。但是，作動行為類似電荷轉換器的一些雙穩態電光介質，且這樣的介質 的脈衝之替代定義，即在一段時間(其等於總電荷施加時間)的電流積分可被使用。脈衝的適當定義應該被使用，這將取決於該介質是當作電壓-時間脈衝轉換器或當作電荷-時間脈衝轉換器來使用。
有幾種電光顯示器是已知的。其中一電光顯示器是一種旋轉雙色構件類型，如下列專利所描述者，例如，美國專利5,808,783；5,777,782；5,760,761；6,054,071；6,055,091；6,097,531；6,128,124；6,137,467；及6,147,791(儘管此類型顯示器經常稱作「旋轉雙色球」顯示器，但是該術語「旋轉雙色構件」被當作較精確的名稱，因為在上文所提到的不少專利中，有些旋轉構件並不是球形的)。此類顯示器使用大量的小體(可以是球形或圓柱形，但不限於此)，其具有不同光學特性的兩個以上以及一內部偶極。這些物體懸浮在一充滿液體的基質液泡內，該等液泡填充液體使得該等物體可自由旋轉。該顯示器的外表可藉由施加一電場來改變，從而轉動該等物體至各種位置，並透過一觀視表面讓物體的變化部分被看到。此類型電光介質可視為一雙穩態。
另一種電光顯示器使用一電致變色介質，例如一電致變色介質以一奈米變色薄膜形式，包括：一至少部分由半導電金屬氧化物形成的電極，以及附著在電極上之能夠進行可逆顏色變化的複數個染料分子，例如，參見O'Regan,B.等人，Nature 1991,353,737；和Wood,D.,Information Display,18(3),24(2002年3月)。同時亦參見Bach,U.等人，Adv.Mater.,2002,14(11), 845。這種奈米變色薄膜類型同時也描述於，例如，美國專利6,301,038，國際申請公開WO 01/27690，和美國專利申請2003/0214695。此種類型的介質可以是雙穩態。
另一種電光顯示器是以粒子為基礎的電泳顯示器，其中複數個帶電粒子在一電場影響下經過懸浮流體而移動。電泳顯示器的一些屬性在美國專利6,531,997當中有所描述，題為「用於尋址電泳顯示器的方法」，2003年3月11日出版，該文獻以其整體併入本文參考。
與液晶顯示器相比，電泳顯示器可具有的屬性包括：良好的亮度和對比度、寬視角、雙穩定性狀態、和低功耗。然而，一些以粒子為基礎的電泳顯示器長期存在圖像品質問題。例如，構成一些電泳顯示器的粒子會沉降，導致此類顯示器使用壽命不足。
如上所述，電泳介質可包括一懸浮流體。此懸浮流體可是一液體，但電泳介質也可使用氣體懸浮流體來製備；參見，例如，Kitamura,T.等人，「用於電子紙狀顯示器的電氣調色運動」，IDW日本，2001，HCS1-1論文，和Yamaguchi,Y.等人，「使用絕緣粒子摩擦帶電的色劑顯示器」，IDW日本，2001年，AMD4-4論文。同時也參見歐洲專利申請1,429,178；1,462,847；1,482,354；和國際申請WO 2004/090626；WO 2004/079442；WO 2004/077140；WO 2004/059379；WO 2004/055586；WO 2004/008239；WO 2004/006006；WO 2004/001498；WO 03/091799；及WO 03/088495。粒子當該介質使用在一允許此種沉降的定向中，例如該介質 設置在一垂直平面的標誌中的時候，由於粒子沉降，此類以氣體為基礎的電泳介質可能遭受到一些與以液體為基礎的電泳介質相同類型的粒子沉降問題。事實上，在某些以氣體為基礎的電泳介質中的粒子沉降問題似乎比在某些以液體為基礎的電泳介質中的粒子沉降問題要來得嚴重，由於氣態懸浮流體的粘度比液態懸浮液的粘度低，所以允許電泳粒子更迅速沉降。
許多以麻省理工學院(MIT)和電子墨水股份有限公司(E Ink Corporation)名義公告的專利申請有描述到囊封電泳介質。這種囊封介質包括許多小膠囊，其中每一個膠囊本身包括一含有懸浮在一液體懸浮介質中的電泳移動粒子的內相，以及環繞該內相的膠囊壁。該等膠囊可保持在一聚合物粘合劑中，以形成位於兩電極之間的粘附層。這種類型囊封介質說明於，例如，美國專利5,930,026；5,961,804；6,017,584；6,067,185；6,118,426；6,120,588；6,120,839；6,124,851；6,130,773；6,130,774；6,172,798；6,177,921；6,232,950；6,249,271；6,252,564；6,262,706；6,262,833；6,300,932；6,312,304；6,312,971；6,323,989；6,327,072；6,376,828；6,377,387；6,392,785；6,392,786；6,413,790；6,422,687；6,445,374；6,445,489；6,459,418；6,473,072；6,480,182；6,498,114；6,504,524；6,506,438；6,512,354；6,515,649；6,518,949；6,521,489；6,531,997；6,535,197；6,538,801；6,545,291；6,580,545；6,639,578；6,652,075；6,657,772；6,664,944；6,680,725；6,683,333；6,704,133；6,710,540；6,721,083； 6,727,881；6,738,050；6,750,473；6,753,999；6,816,147；6,819,471；6,822,782；和美國專利申請公開2002/0019081；2002/0060321；2002/0060321；2002/0063661；2002/0090980；2002/0113770；2002/0130832；2002/0131147；2002/0171910；2002/0180687；2002/0180688；2003/0011560；2003/0020844；2003/0025855；2003/0053189；2003/0102858；2003/0132908；2003/0137521；2003/0137717；2003/0151702；2003/0214695；2003/0214697；2003/0222315；2004/0008398；2004/0012839；2004/0014265；2004/0027327；2004/0075634；2004/0094422；2004/0105036；2004/0112750；2004/0119681；和國際申請公開WO 99/67678；WO 00/05704；WO 00/38000；WO 00/38001；WO 00/36560；WO 00/67110；WO 00/67327；WO 01/07961；WO 01/08241；WO 03/107315；WO 2004/023195；WO 2004/049045；WO 2004/059378；WO 2004/088002；WO 2004/088395；WO 2004/090857。
許多前述專利和專利申請提到：圍繞在一囊封電泳介質中該等分離微囊的壁可由一連續相替代，因而產生一所謂的聚合物分散的電泳顯示器，其中該電泳介質包括複數個不連續電泳流體液滴和聚合物材料連續相，並且在此一類聚合物分散的電泳顯示器內的電泳流體微滴可視為膠囊或微膠囊，即使每個獨立液滴並沒有相關的分離囊膜；例如，可參見上述的2002/0131147。 因此，針對本專利申請目的，此類聚合物分散的電泳介質被視為囊封電泳介質的亞種。
電泳顯示器的另一相關類型是所謂的「微細胞(microcell)電泳顯示器」。在一微細胞電泳顯示器中，該帶電粒子和懸浮流體並不封裝在微膠囊當中，而是被保持在成形於一載體介質當中的複數個空腔內，例如聚合物薄膜。例如參見國際申請公開WO 02/01281，及公開的美國申請2002/0075556，兩項專利都轉讓給Sipix Imaging.Inc.。
許多上述電子墨水股份有限公司和麻省理工學院的專利和專利申請也有同時考慮到微細胞電泳顯示器和聚合物分散電泳顯示器。該術語「囊封電泳顯示器」可泛指所有此類型顯示器，其也可統稱為「微腔電泳顯示器」，以一概而論所有橫跨壁的形態。
另一種以電子濕潤為基礎的電光顯示器是由Philips所開發，並陳述於Hayes,R.A.等人，「以電潤濕為基礎的視頻速度電子紙」，Nature，425，383-385(2003)當中。在2004年10月6日提交的同樣處於申請狀態之10/711,802申請序列號中，其已證明這種電子潤濕顯示器可以製成雙穩態。
其它類型電光材料也可以被使用。特別令人感興趣者，例如，雙穩態鐵電液晶顯示器(FLCs)在本領域是公知的，並且其也有殘留電壓的現象。
儘管電泳介質是可不透明的(因為例如在許多電泳介質中，該等粒子大致阻擋穿過顯示器可見光的 透射)並且在反射模式下操作，但是一些電泳顯示器可製作成一所謂的「快門模式」，其中一顯示狀態是實質上不透明，而另一顯示狀態是光透射的。例如，參見美國專利6,130,774和6,172,798，以及美國專利5,872,552；6,144,361；6,271,823；6,225,971；和6,184,856。介電電泳顯示器類似電泳顯示器，但依賴的是電場強度的變化，可以類似的方式操作；參見美國專利4,418,346。其他類型電光顯示器也同時具有在快門模式下操作的能力。
一囊封或微細胞電泳顯示器可避免傳統電泳設備的群集和沉降故障模式，並且可提供更進一步的優點，例如，於各式各樣柔性和剛性基底上印刷或塗布該顯示器的能力。(單字「印刷」使用的目的在於包括所有形式的印刷和塗布，其包括但不限於：預計量塗布，諸如區塊式塗布、狹縫式或擠壓塗布、斜板或階式塗布、簾幕塗布；輥塗布，諸如刮刀輥塗布、正向和反向輥塗布；凹版印刷塗布；浸塗式塗布；噴灑塗布；彎曲液面塗佈；旋轉塗布；刷塗；氣刀塗布；絲網印刷工藝；靜電印刷工藝；熱印刷工藝；噴墨印刷工藝；電泳沉積；以及其它類似技術)。因此，所得到的顯示器是可撓的。此外，由於顯示介質是可印刷的(使用各種方法)，因此顯示器本身可被便宜製造。
以粒子為基礎的電泳顯示器的雙穩態或多穩態行為，以及其他類似顯示行為的電光顯示器(此類顯示器為方便起見，在下文可簡稱為「脈衝驅動顯示器」)， 係與液晶顯示器(LCD)的行為成明顯對比。扭曲向列液晶不是雙穩態或多穩態的，其作動類似電壓轉換器，所以施加一給定電場至這種顯示器的一像素，將在該像素上產生特定灰階(gray level)，不管該灰階先前是否存在該像素。此外，LC顯示器僅在單一方向驅動(從非透射或「暗」到透射或「亮」)，從一較亮狀態到一較暗狀態的該反向轉變可藉由電場的減小或消除來加以進行。而且，一LC顯示器的一像素的該灰階對於電場的極性並不敏感，僅對其大小(magnitude)有所影響，實際上由於技術原因，商用LC顯示器通常以頻繁的間隔來反轉該驅動電場的極性。與此相反，以一第一近似來講，雙穩態電光顯示器動作類似脈衝轉換器，所以一像素的最終狀態不僅取決於施加電場的大小和施加時間，同時還取決於施加該電場之前的像素狀態。
一高解析度顯示器可包括在不受相鄰像素干擾的情況下為可尋址的一些獨立像素。得到這樣像素的一方法是設置一非線性元件陣列，例如，電晶體或二極管，其具有與每個像素相關的至少一非線性元件，因此製成一「主動式矩陣」顯示器。一尋址或像素電極，當定址一像素時，係透過相關的非線性元件，連接到一適當電壓源。當該非線性元件是一電晶體時，該像素電極可連接到電晶體的汲極，且這種配置將在下面說明中假定，雖然它實質上是可任意的，並且該像素電極可連接到電晶體源極。在高解析度陣列中，該等像素可配置成列和行的一二維陣列，使得任何特定的像素可藉由一指 定列和一指定行的相交點來界定出獨特的定義。在每行中所有電晶體的源極可連接到一單行電極，而在每列中的所有電晶體的閘極可連接到一單列電極；再次，如果需要的話，將該等源極和閘極分配到行以及列的方式是可以反轉過來的。
該顯示器可以一列接一列的方式寫入。該等列電極連接到一列驅動器，其可施加一電壓到一選定的列電極，因此得以確保所選取列中的所有電晶體都是導通的，同時施加一電壓到所有其它列，其也將可確保在這些非選取列的所有電晶體保持非導通。該等行電極連接到行驅動器，其將選取電壓放置在各種行電極上，以驅動在一選取行中的該等像素達到其期望的光學狀態。(上述電壓是相對於一共同前電極，其可從非線性陣列的電光介質的相對側上設置並在整個顯示器上延伸。誠如本領域中所公知的，該電壓是相對的，並且是兩點間一電荷差的一量測，其中一電壓值是相對於另一電壓值，例如，零電壓(0V)是指相對於另一電壓未具有電壓差)。在一被稱為「線定址時間」的預先選定間隔之後，一選取列被取消選取，另一列接著被選取，並且在該等行驅動器上的電壓被改變，使得在顯示器的下一線被寫入。
申請案2003/0137521描述一直流(DC)不平衡波形可能導致殘留電壓的形成，此殘留電壓可藉由一顯示像素的開路電化學電勢之測量來加以確定。
為了更詳細解釋前述同樣處於申請狀態的原因，當驅動一電光顯示器，我們希望使用一DC平衡驅 動方案，亦即，該方案具有的特性為，對於任何序列的光學狀態，該施加電壓的積分是零，在任何時刻該最終光學狀態與初始光學狀態皆能相匹配。此保證由該電光層所經歷的淨直流(DC)不平衡是由一已知值所限定。例如，一15V，300毫秒脈衝可用於驅動一電光層從白到黑的狀態。在此轉變之後，該成像層已經歷一4.5伏秒(V‧s)的DC不平衡脈衝。為了驅動該薄膜返回白色，如果使用一-15V，300毫秒脈衝，則是符合該DC平衡的成像層經歷從白到黑，然後再從黑返白的一系列轉換。
現在已經發現，殘留電壓在電泳和其它脈衝驅動電光顯示器中是一更普遍的現象，兩者互為因果關係。其同時還已經發現，DC不平衡可能會造成一些電泳顯示器長期壽命的減少。
在本公開中所描述的一些實施方案中，電泳顯示器內殘留電壓的量測可以一樣品為開始，其中該樣品尚未經歷長時間(例如數小時或數天)的切換。一伏特計被應用在橫跨該開放像素電路上，藉此一「基本電壓」讀數被測量。然後施加一電場至該像素，例如一開關波形。緊接著該波形結束後，立即使用該電壓表測量在一系列期間的開路電勢，因此該測量數值與原始基本電壓之間的差值就是所謂的「殘留電壓」。
殘留電壓將以一複雜的方式衰減，其可以近似指數函數總和的鬆散數學方式估計。在一些實驗中，以15V電場施加在整個電光介質之上大約1秒，然後緊接在該電壓脈衝結束之後，一在+3V和-3V之間的殘留電壓被 量測到；在1秒鐘之後，一在+1V和-1V之間的殘留電壓被測出；在十幾分鐘之後，該殘留電壓接近零(相對於原來的基本電壓)。
該術語「殘留電壓」在本文有時候為了便於參考起見被當作一整體現象術語。然而，用於脈衝驅動的電光顯示器的開關行為的基礎在於在橫跨電光介質之上施加一電壓脈衝(電壓相對於時間的積分)。在一驅動脈衝施加後，該殘留電壓立即上升到一峰值，之後其以大致指數型態進行衰減。為了殘留電壓持續一顯著時間，一「殘留脈衝」施加在電光介質之上，所以嚴格來講，是此殘留脈衝而非殘留電壓應該負責普通認為是由殘留電壓所造成的電光顯示器上的光學狀態。
理論上，殘留電壓的效果應該直接對應到殘留脈衝。然而在實務上，該脈衝開關模型在低電壓時將失去精度。一些電光介質具有一門檻值，使得一驅動脈衝結束之後，一大約1V的殘留電壓可能在介質的光學狀態上不會導致顯著的變化。然而，其他電光介質，包括在本文中所描述的實驗中所使用的較佳電泳介質，一約0.5V的殘留電壓就可能導致在光學狀態上的顯著變化。因此，兩等價殘留脈衝可能在實際效果上有所不同，這將有助於增加電光介質的門檻值，藉此降低殘留電壓的效果。E Ink已經生產具有一「小門檻值」的電泳介質，在驅動脈衝結束後，足以防止殘留電壓在某些情況下經歷立即改變顯示圖像的現象。如果該門檻值不適當或如果殘留電壓過高，則該顯示器可呈現一反沖(kickback)/自抹掉(self-erasing)或自我改善的現象。
即使當殘留電壓低於一小門檻值時，它們仍可能對圖像切換產生嚴重影響，如果當下一個圖像更新時，而它們仍然存在。例如，假設在一電泳顯示器的圖像更新期間，一+/-15V驅動電壓被施加，以便移動電泳粒子。如果更新之前的一+1V殘留電壓仍然存在，則該驅動電壓將受到影響從+15V/-15V移位到+16V/-14V。結果，該像素會朝向黑暗或白色狀態偏移，這取決於它是否具有正或負的殘留電壓。此外，由於該殘留電壓的衰減率，上述效應將隨經過時間而變化。在緊接著之前的圖像更新後，使用一15V，300毫秒驅動脈衝，將一像素中的該電光材料切換至白色，而實際上可能會遇到的波形更接近16V，300毫秒，而在一像素中的材料切換為白色1分鐘以後，使用完全相同的驅動脈衝(15V，300毫秒)，實際上可能會遇到的波形更接近15.2V，300毫秒。因此，該等像素可能會顯示與白色明顯不同的色調。
如果該殘留電壓場藉由一先前圖像(例如在一白色背景上的一暗線)而已建立在多個像素之上時，則該等殘留電壓也可以在顯示器上以類似圖案排列。在實際應用中，然後，該殘留電壓對顯示性能最顯著的影響可能是重影。這是除了前述問題的另一項問題，在之前，直流不平衡(例如16V/14V替代15V/15V)是造成電光介質壽命劣化與減少的一原因。
如果一殘留電壓的衰減是緩慢而且幾乎是恆定時，那麼它對圖像每次更新時的波形切換的影響將不會有所變化，實際上緩慢而且幾乎恆定殘留電壓衰減所 製造的重影可能比迅速衰減殘留電壓所製造的重影為少。因此，在10分鐘後更新一圖像與11分鐘之後更新另一圖像所經歷的重影，可能比立即更新一像素和1分鐘之後更新另一像素所經歷的重影少得多。相反地，一殘留電壓衰減如此之快，其在下一更新發生之前就趨近於零，在實際上，將不會造成可檢測到之重影。
正如從上面的討論可知，殘留電壓的某些效應可藉由殘留脈衝的最小化予以降低，其可藉由峰值殘留電壓的降低或藉由衰減率的增加來實現。理論上，我們可預測到，如果能夠在一驅動脈衝結束後，立即測量殘留電壓，則該殘留電壓峰值與驅動脈衝電壓將是大小幾乎相等，但符號相反。在實際上，該殘留電壓最好能夠快速衰減(例如小於20毫秒)，使得實驗測到的殘留電壓「峰值」小很多。因此，殘留電壓「峰值」在實際上可經由任一項措施來予以降低：(1)以一較低電壓操作該顯示器；或(2)在一圖像更新的最初毫秒內增加一非常快速衰減的發生，這將造成非常低的殘留脈衝。本質上，除了以一較低電壓操作之外，降低殘留脈衝的主要方式為增加衰減率。
殘留電壓有多個潛在來源。有人認為該殘留電壓的主要原因來自形成顯示器的各種材料層內的離子極化(雖然一些實施例不以任何方式為此信念所限制)。
此類極化發生的方式有許多種。在第一類型極化(為方便起見，以「I型」表示)中，一離子雙層建立在整個或相鄰的材料界面上。例如，在一銦-錫-氧化物 (ITO)電極的正電位可在一相鄰層疊粘合劑中產生一負離子的相對應極層。此一類極層的衰減率與在層疊粘合劑層中分離離子的重組有關。此一類極層的幾何形狀是由該界面的形狀所決定，但也可以是自然界中的平面狀。
在第二類型(II型)極化中，單一材料內的結節、晶體或其它類型材料的異質性可能會造成區域內離子比周圍材料移動更快或更慢。離子遷移的不同速率將造成整塊介質內不同程度的電荷極化，因此極化可能發生在一單一顯示元件內。此一類極化可自然地被實質上局部化或分散到整個層中。
在第三類型(III型)極化中，極化可發生在任何界面，該界面代表任何特定離子類型的一電荷輸送障壁。在一微腔電泳顯示器中的此一類界面的一個例子是電泳懸浮液之間的邊界，包括懸浮介質和粒子(以下簡稱「內相」)，以及周圍介質，包括壁、粘合劑和結合劑(以下簡稱「外相」)。在許多電泳顯示器中，該內相是疏水性液體，而外相則是聚合物，例如明膠。在內相中的離子可以是不溶性的，而在外相中的離子則是非擴散性的，反之亦然。當一電場垂直於此一類界面施加時，符號相反的極化層會積聚在界面的兩側。當該施加電場去除時，所得到的非平衡電荷分佈將造成一可量測到的殘留電壓勢，該殘留電壓勢將隨著一由兩相中或界面任一側的離子遷移率所決定的弛豫時間而衰退。
極化可能出現在一驅動脈衝過程當中。每個圖像的更新可能是影響殘留電壓的事件。一正波形電壓 在跨越一電光介質中製造一殘留電壓，取決於該特定電光顯示器類型，該殘留電壓的極性可能相同或相反(或接近零)。
從前面的討論，這將是顯而易見的，在該電泳或其它電光顯示器中的多個位置可發生極化，每個位置具有其自身衰變時間的特徵頻譜，尤其是在界面和在材料異質區。取決於相對該電活性成分(例如，電泳懸浮液)的這些電壓源極位置(換言之，極化電荷分佈)、以及每一種電荷分佈之間的電耦合程度、以及透過懸浮液或其它電光活性粒子的運動，各種極化會產生或多或少的有害作用。因為一電泳顯示器係由帶電粒子的運動所作動，其先天上會造成電光層的極化，在某種意義上，一較優的電泳顯示器並非在其中總是沒有殘留電壓出現，而是在其中殘留電壓不會引起不良的電光行為。理想情況下，該殘留脈衝將被最小化，並且殘留電壓將降低到1V以下，並且較佳地低於0.2V，發生時間在1秒內，較佳地在50毫秒內，以便在圖像更新之間，藉由最小暫停的導入，讓該電泳顯示器可產生光學狀態之間的所有轉換，但不用擔心到殘留電壓的影響。對於以視頻速率或低於+/-15V電壓下操作的電泳顯示器，這些理想值應該相對地降低。類似考量適用於其它類型的電光顯示器。
總之，視為一種現象的殘留電壓至少大致是發生在顯示材料元件之中的界面上或材料本身當中的一種離子極化結果。當殘留電壓持續約50毫秒到一小時或更長的中時間尺度(meso time scale)時，此類極化特別是 一項問題。殘留電壓本身可以圖像重影或視覺假影等多種方式呈現，所具有一定程度的嚴重性，可隨圖像更新之間所經過的時間而變化。殘留電壓也可製造一直流不平衡，並降低顯示器最終使用壽命。殘留電壓的影響可能有害電泳或其它電光器件的品質，因此殘留電壓本身和其影響該裝置的光學狀態之靈敏度此兩者的最小化是我們所期待的。
詞語L星號將在本文中使用到，並且以「L*」來表示。L*具有通常的CIE定義為：L*=116(R/R0)1/3-16，其中R是反射率，R0是標準反射率。
本發明人已經體認並理解到，當該殘留電壓接近一門檻值(例如，大約200mV的門檻值)時，一電光顯示器的一殘留電壓的該衰減率可能變低。例如，即使在該電光顯示器靜止一很長的時段(例如，15小時以上)，該電光顯示器的一殘留電壓可能仍保持在或接近門檻值。本發明人同時已經體認和理解到，即使是低殘留電壓(例如，大約200mV以下的殘留電壓)可在該電光顯示器中產生假影，包括但不限於，相關於一尋址脈衝的光學狀態位移、該顯示器光學狀態中隨著時間的漂移、和/或重影。
相關於一尋址脈衝的光學狀態中的一「位移」指的一種情況，其中一特定尋址脈衝的第一次施加到一電光顯示器的結果產生一第一光學狀態(例如，一第一灰度色調)，接著該相同尋址脈衝施加到電光顯示器的結果產生一第二光學狀態(例如，一第二灰度色調)。因為一 尋址脈衝的施加期間，施加到該電光顯示器的一像素上的電壓包括殘留電壓和尋址脈衝電壓的總和，所以殘留電壓可能產生位移的光學狀態。
在一顯示器隨時間遷移所產生的光學狀態中一「漂移」係指一狀態，其中一電光顯示器的該光學狀態受到改變，而該顯示器係處於靜止狀態(例如，在一段期間，其中一尋址脈衝並不施加在顯示器上)。殘留電壓可在光學狀態中產生漂移，因為一像素的該光學狀態係依據像素的殘留電壓所決定，並且一像素的殘留電壓可以隨時間衰減。
如上文所討論到，「重影」是指一種情況，其中，在該電光顯示器被重寫之後，先前圖像的痕跡仍然可見。殘留電壓可能引起「邊緣重影」一類的重影，其中一先前圖像的一部分的輪廓(邊緣)保持可見。
因此，一電光顯示器的一殘留電壓的排出可提高該顯示圖像的品質，甚至在某些地方其殘留電壓已經很低。本發明人已經體認並理解到，用於排出一電光顯示器的一殘留電壓的傳統技術可能無法將該殘留電壓完全排出。亦即，排出該殘留電壓的傳統技術將造成電光顯示器保持至少一低殘留電壓。因此，從電光顯示器更充分地排出殘留電壓的技術是需要的。
一電光顯示器的一像素的一殘留電壓，可藉由該像素之電晶體的啟動和像素的前電極和後電極的電壓的設定為大致相同的值，而被排出。該像素可以一指定時段內排出殘留電壓，和/或直到殘留在像素內的殘留 電壓的量小於一門檻量為止。在一些實施方案中，在一電光顯示器的像素的一主動式矩陣的兩列或多列中的兩個或更多個像素的該殘留電壓可同時被排出，而不是僅在同一列中的兩個或更多個像素的殘留電壓的同時排出。亦即，該主動式矩陣的不同列中的兩個或更多個像素可同時處於相同的狀態，其特徵在於(1)兩個或更多像素的每一個所述電晶體是主動式的，並且(2)施加大致相等的該等電壓至兩個或更多個像素的前電極和後電極。當兩個或更多個像素在同時間處於同一狀態時，該等像素可同時排出其殘留電壓。在一像素處於此狀態期間，可稱作一「殘留電壓放電期間」。在一些實施方案中，像素的一主動式矩陣的兩列或更多列中的所有像素的該殘留電壓(例如，在所有的列中的所有像素)可以同時排出，而不是僅在同一列中的兩個或更多個像素的殘留電壓的同時排出而已。
在一些實施方案中，一主動式矩陣顯示模組中所有像素的殘留電壓的同時排出，可藉由該主動式矩陣的掃描模式的「關閉」和該非掃描模式的「接通」來加以實現。主動式矩陣顯示器通常具有控制閘極線電壓的電路，和控制掃描該閘極線和源極線之源極線的電路，來顯示一圖像。這兩個電路通常是分別含括在「選取或閘極驅動器」和「源極驅動器」的積體電路當中。選取和源極驅動器可以是安裝在一顯示模組上的獨立晶片，也可以被集成為保持用於驅動閘極線和源極線之電路的多個單一晶片，甚至可與顯示控制器集成一起。
一用於排除殘留電壓的較佳實施例，係將所有像素電晶體帶入一延長時間的導通狀態。所有像素電晶體可被帶入導通狀態，例如，藉由將閘極線的電壓相對源極線的電壓帶入數值，使得像素電晶體被帶入一與使用於將像素從源極線獨立出來以成為普通主動式矩陣驅動器的一部份之非導通狀態相比，它們是相對導通的狀態。對於n型薄膜像素電晶體，這可藉由使閘極線的電壓值遠高於源極線的電壓值來加以實現。對於p型薄膜像素電晶體，這可藉由使閘極線的電壓值遠低於源極線的電壓值來加以實現。在一替代實施例中，藉由將該閘極線電壓帶入零而將源極線電壓帶入一負值(或者，對於p型電晶體，一正值)，所有像素電晶體因而被帶入導通狀態。
在一些實施例中，一專門設計的電路可被提供，以用於在同一時間內處理所有的像素。在一標準的主動式矩陣操作中，選取線控制電路通常不會把所有閘極線帶到實現上述所有像素電晶體皆導通狀態的數值。實現此狀態的一簡便方法是由選取線驅動器晶片來提供，該等晶片具有一輸入控制線，其允許一外部信號造成一狀態，在該狀態中，所有選取線路輸出接收一提供給選取驅動器的電壓，該選取驅動器被選取，使得像素電晶體被帶入導通狀態。藉由此特定輸入控制線適當電壓值的施加，所有電晶體可被帶入導通狀態。舉例來說，對於具有n型像素電晶體的顯示器，一些選取驅動器具有一「Xon」控制線輸入。藉由選取一電壓值，經由該 Xon管腳輸入該等選取驅動器，該「閘極高」電壓被路由到所有選取線。
上述各種面向以及其它面向，現在將在下文中詳細描述。應當理解到的是，這些面向可被單獨使用，或以兩種或多種的任意組合使用，在某種程度上，它們並不相互排斥的。
第1圖表示根據一些實施例的一電光顯示器的一像素100的示意圖。像素100可以包括一成像膜110。在一些實施方案中，成像膜110可以是雙穩態的。在一些實施方案中，成像膜110可以包括，但不限於，一囊封電泳成像膜，其可以包括，例如，帶電顏料粒子。
成像膜110可設置在一前電極102和一後電極104之間。前電極102可在成像膜和顯示器前方之間形成。在一些實施例中，前電極102可以是透明的。在一些實施例中，前電極102可以由任何適當的透明材料形成，包括但不限於銦錫氧化物(ITO)。後電極104可在前電極102的對面形成。在一些實施例中，一寄生電容(未表示)可在前電極102和後電極104之間形成。
像素100可以是複數個像素中的一個。該複數個像素可以列和行的二維陣列被配置以形成一矩陣，使得任何特定像素是由一特定列和一特定行的交叉點所唯一地界定。在一些實施例中，像素矩陣可以是一「主動式矩陣」，其中每個像素係相關至少一非線性電路元件120。該非線性電路元件120可耦合在背板電極104和一尋址電極108之間。在一些實施方案中，非線性元 件120可包括一二極體和/或一電晶體，包括但不限於一MOSFET。該MOSFET的汲極(或源極)可耦合到背板電極104，該MOSFET的源極(或汲極)可耦合到尋址電極108，該MOSFET的閘極可耦合至一驅動電極106，其配置成控制該MOSFET的啟動和去啟動。(為簡單起見，耦合到背板電極104的該MOSFET之端子將當作該MOSFET的汲極來指稱。耦合到尋址電極108的該MOSFET之端子將當作MOSFET的源極來指稱。然而，精於該項技藝的普通人士將體認到，在一些實施方案中，該MOSFET的源極和汲極是可以互換的。)
在主動式矩陣的一些實施例中，每一行當中的所有該等像素的尋址電極108可連接到一相同的行電極，每一列中的所有該等像素的驅動電極106可連接到一相同的列電極。該等列電極可連接到一列驅動器，其可藉由施加選定列電極一充分電壓，啟動選定列中的所有像素100的非線性元件120，以選取一列或更多列的像素。該等行電極可連接到行驅動器，其可在一選取(啟動)像素的該尋址電極106上放置一電壓，該電壓適於將像素驅動成所需的光學狀態。施加在一尋址電極108上的該電壓可相對於施加在像素的前板電極102上的電壓(例如，接近0V的電壓)。在一些實施例中，在該主動式矩陣中的所有像素的前板電極102可耦合到一公共電極。
在一些實施例中，該主動式矩陣的像素100可以連續逐列的方式寫入。例如，像素的一列可藉由該 列驅動器而被選取，對應於像素之該列所期望的光學狀態之電壓可藉由行驅動器施加在像素之上。在一被稱為「線定址時間」的一預先選定時間間隔之後，所選取的列可被取消選取，另一列可被選取，該行驅動器上的電壓可以被改變，使得該顯示器的另一線被寫入。
第2圖表示根據一些實施例配置在一前電極102和一後電極104之間的電光學成像層110的一電模型。電阻202和電容204可代表該電光成像層110、前電極102和後電極104、包括任何粘合層的電阻和電容。電阻212和電容214可代表一層疊粘合劑層的電阻和電容。電容216可以代表一電容，其可以在該前電極102和後電極104之間形成，例如，層與層之間的界面接觸區域，諸如該成像層和層疊粘合劑層之間和/或層疊粘合劑層和背板電極之間的界面。一跨越一像素的成像膜110之一電壓Vi可包括像素的殘留電壓。
藉由施加任何適當設定信號至一像素，該像素之殘留電壓可被排放、啟動、和/或控制，其中包括，但不限於，一組信號如第3圖所示，或一組信號如第4圖所示。
根據一些實施例，第3圖表示一殘留電壓放電脈衝350。如第3圖中的範例所示，該殘留電壓放電脈衝350的前面可為一尋址脈衝320(其可包括一「保持」框架330)和一「浮動停留」期間340。在第圖中的範例，電壓302為一閘極電壓(例如，施加在像素電晶體之閘極上的電壓)，電壓304代表一基準電壓(例如，0V)，電壓 306(通常稱為Vcom)是一施加在前電極102的電壓，電壓308是一源極電壓，電壓310是電光層所遭受的電壓。
如上文所討論者，當該殘留電壓接近一門檻值時，殘留電壓的衰減率可以是更慢。該門檻值係隨不同顯示器而不同，並取決於顯示器的型態、顯示器中的材料、顯示器的使用、和顯示的期望性能等等。例如，用於第3圖中的一電泳顯示器的門檻值可小於1V、在約500mV和約1V之間、在約300mV和500mV之間、和/或在約200mV和300mV之間。然而，對於不同的電光顯示器的殘留電壓的門檻值可以大於1V或低於200mV。
該殘留電壓放電脈衝350的特徵在於，該電壓306和308被設定為與電壓304大致相同，閘極電壓302被設定成一適合於啟動該像素非線性電路元件120的值(例如，一適合啟動一像素電晶體的值)。在一些實施方案中，該足以啟動像素電晶體的值可以是大約為300mV以上、約400mV以上、約450mV以上、約700mV以上、約1V以上、約1.5V以上、和/或大於或等於該像素電晶體之門檻電壓的任何其它值。
該殘留電壓放電脈衝350的施加期間可稱作「殘留電壓放電脈衝」、「放電期間」、「更新後驅動放電」(update post drive discharge，以下簡稱「uPPD」)。在放電期間，像素100可從成像膜110排放電荷載體，藉此減少殘留電壓。放電期間350的持續時間可由使用者來指定、根據殘留電壓的餘量自動確定、和/或使用任何其它合適技術來確定。在一些實施例中，放電期間350的持續時間可以被指定(由該使用 者和/或自動地)，使得殘留電壓在放電期間結束時的水平小於或等於門檻值(例如，1V、500mV、250mV、100mV、50mV、25mV、或0mV，此乃依據該顯示器和所需的光學性能而定)。
在「浮動停留」期間340，像素100可置於一電浮動狀態。該像素可使用任何合適技術放置在電浮動狀態，包括，但不限於，將該電壓302(例如，施加在該像素電晶體之閘極上的電壓)設定為一適合像素電晶體被啟動的值(例如，一低於像素電晶體之門檻電壓的值)，及將該像素之前電極放置在一高阻抗狀態。在「流動停留」期間，該殘留電壓可能衰減。在一些實施方案中，該殘留電壓可能會在「浮動停留」期間衰減到門檻電壓。
第4圖根據一些實施例表示一殘留電壓放電脈衝450。如第4圖中所示的範例，該殘留電壓的放電脈衝450之前可為一尋址脈衝420(其可包括一「保持」框架430)，在該尋址脈衝和放電脈衝之間，不須插入任何「浮動停留」期間。在第4圖的範例中，電壓402是該閘極電壓，電壓404表示一基準電壓(例如，控制器邏輯接地)，電壓406(通常被稱為Vcom)是一施加在前電極102上的電壓，電壓408是一源極電壓，電壓410是該電光層所經歷的電壓。
殘留電壓放電脈衝450的特徵在於，該等電壓406和408被設定為與電壓404大致相同(亦即，接地)，該電壓402(例如，施加在該像素電晶體的閘極上的 電壓)被設定一適合像素之非線性電路元件120啟動的值(例如，一適合啟動像素電晶體的值)。在一些實施方案中，該足以啟動像素電晶體的值可以大約是300mV以上、約400mV以上、約450mV以上、約700mV以上、約1V以上、約1.5V以上、和/或任何其它大於或等於該像素電晶體的門檻電壓的值。
在該放電期間450，像素100可從成像膜110釋放電荷載體，從而降低殘留電壓。放電期間450的持續時間可由使用者來指定、依據殘留電壓水平自動確定(例如，在該放電期間開始的殘留電壓之水平，或在該放電期間測量殘留電壓的水平)、和/或使用任何其他合適技術來確定。在一些實施例中，放電期間450的持續時間可以被指定(由使用者和/或自動地)，使得在放電前間結束的殘留電壓的水平小於或等於門檻值。
在一些實施方案中，將殘留電壓從一電光顯示器排出的方法可包括將一個或多個像素放置在一殘留電壓的放電狀態，其特徵在於(1)，一個或多個像素的每一個像素電晶體是主動式的，和(2)施加在一個或多個像素的每一個之前電極和後電極上的該等電壓約相等。為了反映被放置在殘留電壓放電狀態，一像素可排出其殘留電壓的至少一部分。在一些實施方案中，該一個或多個像素可包括兩個或更多個像素，該兩個或更多個像素可將它們各自的殘留電壓的至少一部分同時排出。在一些實施方案中，該兩個或更多個像素可以包括在一主動式矩陣中不同列上的兩個或更多個像素。在一些實施方 案中，該兩個或更多個像素可包括主動式矩陣的所有或大致所有的像素。
第5A圖描繪施加電壓隨時間變化的圖示，其表示一種用於第5B圖之驅動器電路的一主動式矩陣顯示器中促進非掃描功能的方法，第5B圖表示具有n型電晶體的一主動式矩陣顯示器的兩電晶體和一專門驅動器，該驅動器能使正電壓施加在低階閘極線之上。第5A圖描繪隨時間變化的施加電壓值，其中一殘留電壓放電脈衝504在一光學更新502結束時運行，因而排出剩餘電荷。該四個顯示電壓分別為：高階閘極線電壓(VDDH)506、低階閘極線電壓(VEE)508、前電極電壓(VCOM)510、和源極驅動器輸出致能電壓(SDOE)512。SDOE是一源極驅動器輸出致能旗標(enable flag)。當該SDOE高時，根據將供應給源極線(108)的波形數據，該源極驅動器選取一VPOS和VNEG電壓。當SDOE低時，源極線(108)將被接地。每個電壓具有被繪成灰色實線的單獨零電壓軸。該實灰線以上的電壓表示正電壓，而實灰線以下的電壓則表示負電壓。表示在第5A圖中的殘留電壓的排放方法可藉由將一正電壓值+υV 514施加在該低階閘極線電壓(VEE)508之上而加以實現，這將在同一時間牽涉到所有電晶體的閘極，以及將該前平面電極(VCOM)510和源極線接地。
第5B圖表示具有n型電晶體的一主動式矩陣電光顯示器的兩電晶體的電連接以及一致使正電壓施加在低階閘極線上的專門驅動器的配置。該表示的電光 膜522連接，包括：低階閘極線電壓(VEE)524、源極線電壓(Vs)526、汲極線電壓(Vd)528、和前電極電壓(VCOM)520。藉由將一正電壓施加在該低柵電壓(VEE)524之上，和藉由將前平面電極(VCOM)520和源極線兩者的接地(藉由讓SDOE低)，來致使非掃描功能性的形成。
第6A圖表示另一種方法，其目的在於致使一具有n型電晶體的主動式矩陣顯示器中的非掃描功能性。第6A圖是一施加電壓隨時間變化的圖形描繪，其中一殘留電壓放電脈衝604是在一光學更新602的末端運行，藉此耗盡剩餘的電荷。所表示的六個電壓分別為：高階閘極線電壓(VDDH)606、低階閘極線電壓(VEE)608、前電極電壓(VCOM)610、源極驅動器輸出致能電壓(SDOE)612、正電壓(VPOS)614、和負電壓(VNEG)616。VPOS和VNEG電壓是，取決於當SDOE是高時之波形數據，而可供應給源極驅動器和施加在源極線108上的電壓。一負波形數據將應用該VNEG電壓軌之上，一正波形數據將應用該VPOS電壓軌之上。如第6A圖所示，在殘留電壓放電脈衝604期間，藉由設定SDOE高和波形數據負值，具有一-υV值618的VNEG將施加到源極線。
在第6A圖中，每個電壓具有被繪成灰色實線的單獨零電壓軸。實灰線以上的電壓表示正電壓，實灰線以下的電壓表示負電壓。表示在第6A圖中的排放殘留電壓的方法可由下列步驟來完成：藉由施加一足夠的 負電壓值(-υV)618到前電極電壓(VCOM)和大約相同的負電壓620到源極線，並藉由接地該閘極電壓606,608，藉此製造從閘極到該源極和汲極線的正電壓。針對該n型電晶體，一閘極-源極正電壓使電子容易流動，因此，接通所有電晶體。針對該p型電晶體，一閘極-源極負電壓使電子容易流動，因此，接通所有電晶體。
第6B圖表示具有n型電晶體和一專門驅動器的主動式矩陣電光顯示器的兩電晶體的電性連接構造，該驅動器致使從閘極到源極和汲極線正電壓的施加。所示的電光膜632連接包括：一閘極線電壓(Vg)634、一源極線電壓(Vs)636、一汲極線電壓(Vd)638、和一前電極電壓(VCOM)630。藉由施加零電壓值至閘極電壓(Vg)634，並藉由將前平面電極(VCOM)630和源極線(Vs)636兩者的電壓帶至一足夠負值(-υV)，非掃描功能性被賦能。
第7A圖，以四種不同外加電壓，針對一特定電光顯示器配置，描繪殘留電壓量測值對應以一分鐘排出殘留電荷的重複次數的關係圖。在外加電壓值為3V702和5V704時，所測量的殘留電壓大約保持在0.05V和0.1V之間，即使在重複排出超過40次之後。在施加閘極電壓值為10V706和15V708時，該測得的殘留電壓降到小於0.05V，所經歷的重複排出約為15次。
第7B圖是一在重複40次一分鐘排出殘留電荷所測得殘留電壓相對高階閘極線電壓(VDDH)的圖形描繪。在這些實驗中，該殘留電壓下降到較低值，大約10mV(0.010V)，僅有當施加的VDDH電壓在7V以上時。
排出一像素的殘留電壓造成一通過該像素成像膜110電流，這可能會改變像素的光學狀態。使用在本文中的術語「光學反沖」係用於描述一在一像素光學狀態的改變，其乃反映該像素殘留電壓所至少部分發生的光學狀態之改變。
當該殘留電壓排出率降低時，光學反沖的該頻率和/或嚴重性可被減少。在一些實施方案中，藉由施加閘極-源極電壓至該像素的像素電晶體，一像素的殘留電壓排出率可被至少部分地確定。當在一殘留電壓排放期間的該像素電晶體的閘極-源極電壓較高時(亦即，至少為需要用於排出幅度的兩倍以上)，該像素電晶體的導通電阻可能相對低，導致該殘留電壓相對快速放電。相反地，當在一殘留電壓排放期間的該像素電晶體的閘極-源極電壓較低時，該像素電晶體的導通電阻可能相對較高，導致該殘留電壓相對緩慢放電。在一些實施例中，在一殘留電壓放電脈衝期間，該像素電晶體的閘極-源極電壓可設定為像素電晶體的門檻電壓(例如，約300mV-1.5V)和像素電晶體的擊穿電壓(例如，大約20V)之間的值，這取決於該殘留電壓放電所要求的速率。
由一像素在一殘留電壓放電脈衝期間所排放的殘留電壓量的大小，係至少部分地取決於該像素排放殘留電壓的速率，以及該殘留電壓放電脈衝的持續時間。在一些實施方案中，一殘留電壓放電脈衝施加時間可以是：至少50毫秒、至少100毫秒、至少200毫秒、至少300毫秒、或者任何其他合適的持續時間。較佳地， 該殘留電壓放電時間約為1秒。最佳地，該放電時間在約0.5秒至約3秒之間，但是，如果時間允許，該放電時間可以是5秒或更長的時間。在一些實施方案中，可以確定在一殘留電壓放電期間的該像素電晶體的閘極-源極電壓(其影響該殘留電壓放電率)，以及該殘留電壓放電持續時間，使得一特定量的殘留電壓被排出，使得在該殘留電壓放電脈衝期間，所有的殘留電壓大致被排出，使得在該殘留電壓放電脈衝期間，該殘留電壓被排放到一特定的門檻值，或者以任何其他合適方式來確定。
反映於任何合適的事件和/或任何合適的時間，殘留電壓放電脈衝可施加到一個或多個像素之上。在一些實施例中，一殘留電壓放電脈衝可，在一第一值被寫入像素之後(例如，在一第一尋址脈衝被施加到該像素之後)和一連續值被寫入像素之前，施加在該像素之上。在一些實施例中，像素已經被更新的指定次數後的殘留電壓的放電脈衝可施加到像素。在一些實施例中，一殘留電壓放電脈衝可，在該像素已經被更新一特定次數之後，施加在該像素之上。在一些實施例中，在一數值寫入像素的一主動式矩陣中的任何像素之後，或者有時候在一數值寫入像素的一主動式矩陣中的任何像素之後，或者在該主動式矩陣中任何像素的一連續更新之後，一殘留電壓放電脈衝可施加到所有像素。在一些實施例中，在該顯示器已經更新一特定次數之後或者在一些延伸使用之後，一殘留電壓放電脈衝可施加到所有像素。在一些實施例中，在一主動式更新開始之前或者有 時候在一主動式更新開始之前，一殘留電壓放電脈衝可施加到所有像素。在一些實施例中，一殘留電壓放電脈衝可在任何時間施加，而將該顯示器放回其原始電狀態，例如，重置該顯示器的性能。一殘留電壓放電脈衝可以被中斷並在稍後時間重新開始。在一些實施方案中，當該殘留電壓被排出頻率減小時，光學反沖的頻率和/或嚴重性可被降低。在一些實施例中，一殘留電壓放電脈衝可併入主動式更新，其能夠縮短放電時間並維持一較小量的殘餘電荷積聚。當併入該主動式更新時，一殘留電壓放電脈衝可以不被中斷。例如，在一需要重置的特殊類型波形中，該殘留電壓放電過程將會形成主動式更新的第一部分，藉此排出殘留電壓，同時該光波形將形成主動式更新的第二部分，藉此改變正在顯示的圖像。
在一些實施方案中，在一該殘留電壓從一主動式矩陣的一個或更多個像素中被排出的期間，該任何一個或更多個像素的光學狀態可由小於一門檻值所改變(例如，小於10L*，小於5L*，小於3L*，小於2L*，小於1L*，或小於0.5L*)。
在一分段電光顯示器當中，藉由施加大致相同的電壓至一前電極和一後電極上經過設定時間量或直到一界定殘留電壓值達到為止，該殘留電壓可被放電。
應當理解的是，在圖示中所示的各種實施例是一種說明性的表示，並且不一定按比例繪製。參考整個說明書中，「一個實施例」或「一實施例」或「一些 實施例」是指一相關於該(等)實施例之特定的特徵、結構、材料、或特性被包括在至少一實施方案中，但不一定包括在所有實施例當中。因此，在整個說明書中各個地方所出現的若干短語，例如，「在一個實施例中」，「在一實施例中」，或「在一些實施例」並不一定指的是同一實施例。
除非文中有明確地要求，否則，在整個公開中，該等詞語「包括」，「組成」等是以一包容性的意義來解釋，而非獨特性或包括一切含意；也就是說，具有「包括但不限於」的精神。此外，類似含義的詞語「本文」，「以下」，「上文」，「下文」，指的是本申請書的一整體，而不是本申請書的任何特定部分。當該詞語「或」被使用於參照一列出的兩個或更多個項目時，該「或」語詞覆蓋所有以下「或」語詞的解釋：所列出項目中的任何一項目；所列出項目中的所有項目；和，所列出項目中的任意項目之組合。
由此本申請書已經描述該技術的至少一實施例的一些面向，但是應該理解到的是，各種改變、修改、和改進將容易為精於本領域的技術人員所構思到。此一類改變、修改、和改進旨在含括在該技術的精神和範圍內。因此，前文所描述和附圖僅提供非限制性的例子。
100‧‧‧像素
102‧‧‧前電極
104‧‧‧後電極
106‧‧‧驅動電極
108‧‧‧尋址電極
110‧‧‧成像膜
120‧‧‧非線性電路元件

Claims (40)

  1. 一種降低一具有複數個像素的主動式矩陣電光顯示器的殘留電壓的方法，該方法包括：設定該驅動器以同時接合在多列中的複數個像素電晶體；施加大致相同的電壓至一前電極及一後電極；施加一足以啟動複數個像素電晶體的電壓至一閘極電壓；及施加一浮動停留時間，其中該閘極電壓係被設定為將該像素電晶體關閉一設定期間或直到一設定殘留電壓值達到的值。
  2. 如請求項1之方法，更包括n型像素電晶體，其中該閘極電壓約在300mV以上。
  3. 如請求項1之方法，更包括n型像素電晶體，其中該閘極電壓約在450mV以上。
  4. 如請求項1之方法，更包括n型像素電晶體，其中該閘極電壓約在700mV以上。
  5. 如請求項1之方法，更包括n型像素電晶體，其中該閘極電壓約在1V以上。
  6. 如請求項1之方法，更包括n型像素電晶體，其中該閘極電壓約在2V以上。
  7. 如請求項1之方法，更包括n型像素電晶體，其中該閘極電壓約在2V和8V之間。
  8. 如請求項1之方法，更包括n型像素電晶體，其中該閘極電壓約在1V和25V之間。
  9. 如請求項1之方法，更包括n型像素電晶體，其中該閘極電壓等於或大於像素電晶體的啟動電壓。
  10. 如請求項1之方法，更包括p型像素電晶體，其中該閘極電壓約在-300mV以下。
  11. 如請求項1之方法，更包括p型像素電晶體，其中該閘極電壓約在-450mV以下。
  12. 如請求項1之方法，更包括p型像素電晶體，其中該閘極電壓約在-700mV以下。
  13. 如請求項1之方法，更包括p型像素電晶體，其中該閘極電壓約在-1V以下。
  14. 如請求項1之方法，更包括p型像素電晶體，其中該閘極電壓約在-2V以下。
  15. 如請求項1之方法，更包括p型像素電晶體，其中該閘極電壓約在-2V和-8V之間。
  16. 如請求項1之方法，更包括p型像素電晶體，其中該閘極電壓約在-1V和-25V之間。
  17. 如請求項1之方法，更包括p型像素電晶體，其中該閘極電壓等於或小於像素電晶體的啟動電壓。
  18. 如請求項1之方法，其中施加該等電壓一設定時間。
  19. 如請求項18之方法，其中施加該等電壓的時間在約50毫秒到約300毫秒之間。
  20. 如請求項18之方法，其中施加該等電壓的時間在約300毫秒到約500毫秒之間。
  21. 如請求項18之方法，其中施加該等電壓的時間在約500毫秒到約1秒之間。
  22. 如請求項18之方法，其中施加該等電壓的時間約在約500毫秒到約3秒之間。
  23. 如請求項18之方法，其中施加該等電壓的時間約在3秒以上。
  24. 如請求項1之方法，其中施加該等電壓，直到一設定的殘留電壓值達到為止。
  25. 如請求項24之方法，其中施加該等電壓，直到該殘留電壓值等於或小於1V。
  26. 如請求項24之方法，其中施加該等電壓，直到該殘留電壓值等於或小於約500mV。
  27. 如請求項24之方法，其中施加該等電壓，直到該殘留電壓值等於或小於約300mV。
  28. 如請求項24之方法，其中施加該等電壓，直到該殘留電壓值等於或小於約100mV。
  29. 如請求項24之方法，其中施加該等電壓，直到該殘留電壓值約為0mV為止。
  30. 如請求項1之方法，其中所有像素電晶體大致是同時被啟動。
  31. 如請求項1之方法，其中被施加到該前電極及後電極的電壓大於0V或小於0V。
  32. 如請求項1之方法，其中該電光顯示器是一電泳顯示器。
  33. 一種降低一主動式矩陣電光顯示器之殘留電壓的方法，其中該顯示器具有複數個n型像素電晶體及一控制 器，該控制器能夠施加電壓至一低階閘極線、一高階閘極線、一前電極、及一源極線的控制器，該方法包括：施加一正電壓至該低階閘極線；將該源極線接地；及將該前電極接地。
  34. 如請求項33之方法，其中該電光顯示器是一電泳顯示器。
  35. 一種降低一主動式矩陣電光顯示器之殘留電壓的方法，其中該顯示器具有複數個p型像素電晶體及一控制器，該控制器能夠施加電壓至一低階閘極線、一高階閘極線、一前電極、及一源極線，該方法包括：施加一負電壓至該低階閘極線；將該源極線接地；及將該前電極接地。
  36. 如請求項35之方法，其中該電光顯示器是一電泳顯示器。
  37. 一種降低一主動式矩陣電光顯示器之殘留電壓的方法，其中該顯示器具有複數個n型像素電晶體及一控制器，該控制器能夠施加電壓至一低階閘極線、一高階閘極線、一前電極、一正源極線、和一負源極線的控制器，該方法包括：施加一負電壓至該前電極；施加與該前電極約相同的負電壓至該源極線；及該低階及高階閘極線接地。
  38. 如請求項37之方法，其中該電光顯示器是一電泳顯示器。
  39. 一種降低一主動式矩陣電光顯示器之殘留電壓的方法，其中該顯示器具有複數個p型像素電晶體及一控制器，該控制器能夠施加電壓至一低階閘極線、一高階閘極線、一前電極、一正源極線、和一負源極線，該方法包括：施加一正電壓至該前電極；施加與該前電極約相同的正電壓至該源極線；及該低階及高階閘極線接地。
  40. 如請求項39之方法，其中該電光顯示器是一電泳顯示器。
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