专利名称：彩色电泳显示器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种彩色电泳显示器，一种驱动彩色电泳显示器的方法，以及一种包括这种彩色电泳显示器的显示设备。
US-B-6,271,823披露了一种反射型电泳彩色显示器。该显示器包括在平面中相邻设置的图像元素(也称作像素)。像素包括至少两个在相同平面中也是相邻设置的子像素或单元。像素的不同单元反射不同颜色。像素的颜色由每个相应单元反射的颜色的迭加混合来决定。
每个单元包括透光前窗口、非遮光反电极、反光板、滤色介质和带电的吸光颜料粒子在透光液体中的悬浮液。
通过向集电极和反电极施加适当电压，由颜料粒子在单元内的位置决定每个单元反射的彩色光的量。当颜料粒子处于光路中时，光在从前窗口射出之前被明显地衰减，观察者看到暗色或者黑色。当从光路中大体上去除了颜料粒子时，光能够通过前窗口反射回观察者，而不会被明显地衰减，并且观察者看到透过滤色介质的颜色。滤色介质可以为例如透光滤色元件，有色反光板或者颜料悬浮液本身。
本发明的目的在于提供一种彩色电泳显示器，当显示不需要使用所有不同颜色颜料粒子的显示信息时，其具有更高刷新速率或者更低能耗。
本发明的第一方面提供一种如权利要求1所述的电泳显示器。本发明的第二方面提供一种如权利要求14所述的驱动电泳显示器的方法。本发明的第三方面提供一种如权利要求16所述的包括电泳显示器的显示设备。从属权利要求中限定了本发明的优选实施例。
在根据本发明第一方面的彩色电泳显示器中，具有不同颜色的粒子具有不同的迁移率。
该彩色电泳显示器包括向像素提供驱动电压的驱动器，使彩色电泳显示器或者工作于其中所有种类种类的粒子都对于至少部分单元的颜色改变有贡献的第一模式，或者工作于其中仅所述粒子种类的子集对于至少部分单元的颜色改变有贡献的第二模式。例如，在第一模式中显示全彩色图像，在第二模式中显示单色图像。由于在第二模式中，并非所有不同颜色粒子都必须运动以便对于所显示的图像有贡献，因此可增大刷新速率，或者在刷新速率相同时降低能耗。如果在第二模式中仅使用最快的粒子，则这种效果最大。
当在在全彩色模式中具有相对较低刷新速率的全彩色E纸张显示器上显示单色视频时更高的刷新速率尤为适宜。
相反，现有技术电泳彩色显示器一般寻址像素的所有子像素，与显示图像所需的颜色数量无关，从而一般使用所有不同颜色的颜料粒子。由于刷新速率低，单色视频显示将呈现出很强的运动赝像。
在如权利要求2所述的根据本发明的实施例中，电泳显示器具有每个均包括图像体积和储存体积的像素。每个像素充满具有不同颜色和不同电泳迁移率的不同种类的粒子。当存在于图像体积中时粒子决定像素的可见颜色，当存在于储存体积中时粒子对于像素的可见颜色没有贡献。该彩色电泳显示器还包括向像素提供驱动电压的驱动器，以使该彩色显示器或者工作于其中所有种类的粒子都对于至少部分单元的颜色改变有贡献的第一模式，或者工作于其中仅所述种类粒子的子集对于至少部分单元的颜色改变有贡献的第二模式。至于哪些粒子从储存体积移动到图像体积中，取决于根据所显示的图像特定像素应当获得的颜色。不过，由于可能存在要求所有种类的粒子都移动到图像体积中的像素，在选择周期内必须选择所有种类的粒子，并且对于每一种所选择种类的粒子，应当可利用填充周期将所选择种类的粒子移动到图像区域中。
在第一模式中，选择储存体积中所有不同颜色的粒子，将其移动到图像体积中。至于实际上多少量的哪些种类的粒子移动到图像体积中，取决于所显示的图像。
在第二模式中，并非选择储存体积中所有不同颜色的粒子，将其移动到图像体积中，因为图像具有允许仅使用可用种类粒子的一个子集的颜色。
例如，在第一模式中，当所有粒子种类都可移动到图像体积中时，可显示全彩色图像。通常，具有三种不同种类的粒子通常为品红色、黄色和青色就足够了。在第二模式中，当例如必须显示单色图像时，仅选择所述不同种类粒子中的一种移动到图像体积中就足以满足需要。由于仅必须选择储存体积中不同种类粒子中的一种，并且仅需要一个填充周期，在第二(单色视频)显示模式中可具有更高刷新速率，或者当刷新速率保持相同时可降低能耗。当然这两种作用的组合也是可能的。
US-B-6,445,323披露了一种用于LCD显示器的数字驱动器。根据格式控制信号来控制数字驱动器的操作模式。不同模式为单色、各种分辨率的彩色以及一位叠加功能。使用格式控制信号优化图像质量和能耗。在单色模式中，驱动信号仅输送给单色LCD单元。不过，US6,445,323B1由于其LCD性质(每种颜色与一个LCD像素有关)，没有披露当显示器包括每个均包含具有不同迁移率的不同种类电泳粒子的像素时是如何进行的。另外，US6,445,323B1没有披露如何根据应当得到的像素颜色在像素的储存体积中选择不同种类的粒子，以及如何将这些必须选择的粒子移动到像素的图像体积中。LCD与电泳显示器的控制完全不同，因为在LCD显示器中，当去除驱动电压时图像消失。
在根据如权利要求3所述的本发明的实施例中，在第二模式期间驱动器调节电泳显示器的刷新速率，按照比第一模式期间产生的第一刷新速率更高的第二刷新速率显示视频信息。如前面所解释的，如果用允许使用不同种类粒子的子集的颜色显示该运动显示信息，则能改善运动显示信息的显示。
在根据权利要求4所述的本发明的实施例中，构成和驱动像素以顺序寻址不同种类的粒子。每个寻址阶段包括选择阶段和填充阶段。在每个选择阶段中，处于储存体积中的其中一个种类的粒子移动到储存体积与图像体积之间开口的前面，从而使得在填充周期期间这些粒子能移动到图像体积中。其它粒子没有处于开口的前面，从而在填充周期中阻止其移动到图像体积中。所选择种类的移动到特定一个像素的图像体积中的粒子的实际量取决于根据所显示的图像该像素应当获得的颜色。
因此，在第一模式中，在每个像素的寻址周期中必须顺序寻址所有不同种类的粒子。显示器的刷新速率由显示器的像素数乘以每个像素或每行像素的寻址周期持续时间决定。通常，逐行地选择像素。通常，由于在寻址像素之前将所有像素复位到相同光学状态所需的复位周期的原因，刷新速率进一步降低。
在第二模式中，不必寻址所述不同种类粒子中的至少一种，这是因为在所显示的图像中不需要相关的颜色。因而，寻址像素的总时间将短得多，因为每个像素或每行像素需要的寻址周期(选择周期和填充周期)至少少一个。从而，可增大刷新速率以便更好地显示视频，或者由于在一部分时间内显示器的驱动是无效的，能耗将降低。
在如权利要求5所述的本发明的实施例中，仅寻址所述不同种类粒子中的一种。这样就能够以更高刷新速率或者以更低能耗来显示单色信息。
在如权利要求6所述的本发明的实施例中，仅寻址具有最高迁移率的那类粒子。这样就使寻址像素、将粒子从储存体积移动到图像体积中以及通过将粒子移动回储存体积而使粒子复位所需的时间最小。
在如权利要求7所述的本发明的实施例中，具有在储存体积中产生选择电场的选择电极，其中所述选择电场在储存体积内的不同子体积中分离不同种类的粒子。选择电极之间输送的电压产生选择电场，将力施加于粒子上。由于该力，粒子将开始以一定速度运动，其中速度取决于粒子的迁移率。在存在选择电场的特定时间周期内，具有高迁移率的粒子比具有低迁移率的粒子移动得更远。通过这种方式，可将不同的粒子分离在储存体积的不同子体积中。
填充电极产生填充电场，将不同种类的粒子从不同的子体积移动到图像体积中。填充电场将分离在不同子体积中的粒子移动到图像体积中，以决定像素的颜色。像素的颜色取决于填充电场存在的时间周期。如果填充电场存在较短的持续时间，则与具有最低迁移率的粒子相比，更多具有最高迁移率的粒子将移动到图像体积中。如果填充电场存在较长持续时间，则所有粒子都将移动到图像体积中，从而使用一个图像体积就可以产生不同的像素颜色。不要求几个分离的单元获得不同颜色。因此，如果图像体积等于现有技术单元的体积，则根据本发明像素将覆盖更小的区域，从而使得显示器的分辨率将更高。如果根据本发明像素的像素体积等于现有技术像素的几个单元的体积，则亮度可能更高，因为像素边界占据更小像素体积或者面积。由于产生所需颜色的每个现有技术像素部分都小于本发明，所以与如果全部像素能产生所需的颜色相比(如本发明的情形)，则颜色显得更不亮。
尽管如权利要求7所述根据本发明的显示器能提供不同颜色，不过不可能对不同粒子的不同颜色的色彩明暗进行任意可能组合。
在如权利要求8所述的实施例中，将至少一个填充电极设置成获得填充电场，用于将不同种类的粒子同时从子体积移动到图像体积中。其优点在于显著减少了粒子填充图像体积所需的时间。
在如权利要求9所述的实施例中，可针对每种粒子分别控制填充电场，从而可自由控制从于体积输送到图像体积的每种粒子的数量。从而，有可能基于不同粒子的不同颜色得到所有色彩明暗。如果并非需要所有不同种类的粒子产生图像，则仅需要将一个子集移动到图像体积中。由于仅有那些必须移动到图像体积中的粒子种类在储存体积中移动直至能移动到图像体积中就足够了，所以选择周期变短。如果仅仅不使用最慢种类的粒子，则可得到更快寻址，从而使更高刷新速率成为可能。
在如权利要求10所述的实施例中，像素包括另一储存体积。像素包括按照与首先描述的选择电极和首先描述的填充电极与首先描述的储存体积相关联的方式相同的方式，与另一储存体积相关联的另一选择电极和填充电极。另一存储体积的作用与首先描述的储存体积相同。本实施例的优点在于可进一步增大显示器的刷新速率，因为如权利要求10所述，在一个储存体积中的选择过程可以与另一储存体积中的填充或复位过程并行地进行。可以将多于两个储存体积与同一个图像体积相关联。
在如权利要求12所述的实施例中，像素包括另一填充电极，其被设置成放大图像体积中的填充电场，以加速通过粒子从子体积进入图像体积中而对像素可见部分的填充。
在如权利要求13所述的实施例中，改变所述另一填充电极到子体积的距离，使所述另一填充电极最靠近储存体积中的贮藏体积。这样做的优点是粒子获得的电场更高，从而增大粒子运动速度并减小图像体积的填充时间。
本发明的这些和其它方面是显而易见的，并且将参照下面所述的在附图中
图1表示电泳显示器的像素结构，图2表示在全彩色电泳显示器中操纵图1中所示像素的波形，图3表示电泳显示器的另一种像素结构，图4表示电泳显示器的另一种像素结构，
图5表示电泳显示器的另一种像素结构，和图6表示具有根据本发明实施例的电泳矩阵显示器的显示设备的方框图。
图1表示电泳显示器的像素结构。像素体积包括储存体积RV和图像体积IV。存在具有不同颜色和不同迁移率的三种不同种类的粒子Pf，Pm，Ps。如参照图2所述，在选择周期期间，必须逐个地在储存体积RV中选择不同种类的粒子Pf，Pm，Ps，使其移动到储存体积RV与图像体积IV之间的开口OP。通过在储存体积RV中施加选择电场SF移动粒子Pf，Pm，Ps。由肋RI分隔储存体积RV和图像体积IV的其余部分。在填充周期期间，根据要显示的颜色，填充电场FF使处于开口处的粒子移动到像素的图像体积IV中。选择电极E1和E2相对于储存体积RV设置，能将最初被吸引到选择电极E1的粒子朝向开口OP移动。填充电极E3和E4相对于图像体积IV设置，在填充周期期间将所选择的靠近开口OP的粒子移动到图像体积IV中，或者在复位周期期间将处于图像体积IV中的粒子移动回储存体积中。参照图2更详细地说明像素的操作。
图2表示在全彩色电泳显示器中操纵图1中所示像素的波形。
首先描述该电泳显示器如何工作在显示多色信息且所有种类的粒子对于单元颜色的改变都有贡献的第一模式。
第一步，向选择电极E1提供复位脉冲RE1，以将所有粒子Pf，Pm，Ps都集中到选择电极E1附近。如果粒子Pf，Pm，Ps带负电，则复位脉冲RE应当为正。然后，在选择电极E1与E2之间施加电压脉冲SE1，使选择电极E2相对于选择电极E1为正，并且将所有粒子Pf，Pm，Ps都朝向选择电极E2吸引。当最快的粒子Pf(例如青色粒子)到达选择电极E2附近的开口OP时，切断选择电极E2上的电压脉冲SE1。其它较慢粒子还没有到达开口OP。接下来，利用填充电极E3与E4上的填充脉冲FP1产生的电场，将最快的粒子Pf牵引到像素的图像体积IV中。其它粒子Pm和Ps由于受到肋RI的阻挡，没有被填充电极E3与E4产生的电场牵引到图像体积IV中。
第二步，将第二复位脉冲RE2施加给选择电极E1，以将所有粒子Pf，Pm，Ps集中到选择电极E1附近。然后，将最快粒子Pf和具有中间迁移率的粒子Pm移动到开口OP所需的较长时间周期内，向选择电极E2施加电压脉冲SE2。此时，向选择电极E2输送短排斥脉冲RP1，或者向选择电极E1输送短吸引脉冲RP1，使最快的粒子Pf(例如青色)向回朝向电极E1的方向移动。具有中间迁移率的粒子Pm(例如品红色)几乎来不及从开口OP移开，从而在填充周期期间通过填充电极E3与E4上的适当电压脉冲FP2可将其牵引到图像体积IV中。
最后一步，寻址最慢的粒子Ps(例如黄色)。首先，选择电极E2接收用于进行第三次复位的电压脉冲RE3，所有的粒子Pf，Pm，Ps都集中到选择电极E2附近。然后，向选择电极E1输送电压脉冲SE3，使两种最快种类的粒子(青色和品红色)沿着选择电极E1的方向从选择电极E2移开，而最慢的黄色粒子Ps保留在选择电极E2附近，从而靠近开口OP。在填充周期期间，填充电极E3和E4上的电压脉冲FP3将这些黄色粒子Ps移动到图像体积IV中。
因此，为了能使电泳显示器工作在显示多色信息的第一模式，必须根据要显示的颜色相继地选择储存体积RV中的粒子Pf，Pm，Ps，并将其移动到图像体积IV中。必须根据相同像素或单元能显示的多色信息，在下一种颜色之前执行所有这些相继的步骤。从而使电泳显示器的刷新时间受执行这三个相继步骤所需的时间的限制。
电泳显示器工作在第二模式中，其中用数量减少的颜色显示信息，从而不需要所有种类的粒子。此时，与必须使用所有种类粒子显示多色信息相比，必须执行的步骤更少。
在需要显示单色信息的特定情况下，使用一种粒子就足够了。根据要显示的单色信息仅需要选择一种粒子，并将这些粒子移动到图像体积IV中。优选地，仅选择最快的粒子移动到图像体积IV中。由于仅选择一种粒子并移动到图像体积IV中，因而刷新时间要短得多。从而，与多色信息相比以更高刷新速率显示单色信息。这样可使读取大量(非运动)文本时的特定干扰的闪烁赝像最小。可替换地，可保持刷新速率不变以便实现更低能耗。
图3表示电泳显示器的另一种像素结构。该像素具有包括储存体积RV和图像体积IV的像素体积PV。在像素中，存在具有不同电泳迁移率的三种不同颜色的粒子Pa，Pb，Pc。像素的可见颜色由图像体积IV中存在的粒子Pa，Pb，Pc的数量决定。优选地，选择粒子的颜色以便能产生最大量的色调。例如，粒子为黄色，品红色和青色。选择电极SE1和SE2处于储存体积RV的相对侧，以沿y方向在储存体积RV中产生选择电场SF(也称作选择场SF)。填充电极FE1和FE2处于垂直于选择电极SE1和SE2所在平面的平面中。填充电极FE1和FE2沿垂直于y方向的x方向产生填充电场FF(也称作填充场FF)。
通常，可以将所有电极形成为位于单元所包括的一个基片层之上的薄导电层。电极，具体来说填充电极FE2也可以为具有使粒子Pa，Pb，Pc能通过的许多小孔或少数大孔的隔板形式，或者填充电极FE2可包括至少一个条带。
为了能在显示器上显示不同的多色图像，如下面描述中说明的那样驱动像素。
在必须将像素的颜色调节成与该显示周期期间将要显示的数据一致的像素的显示周期(也称作刷新周期)开始处，在复位阶段期间，根据在先图像数据移动到图像体积IV中的所有颜色粒子Pa，Pb，Pc，通过使用选择电极SE1上的吸引电压脉冲来产生电场RF，从图像体积IV移动到储存体积RV的贮藏体积SV中。从而，在初始状态下，有色粒子Pa，Pb，Pc被贮藏在贮藏体积SV中，因此所有粒子Pa，Pb，Pc具有基本上相同的起始位置。
在选择阶段期间，使用选择电极SE1与SE2之间的吸引电压脉冲在储存体积RV内分离粒子Pa，Pb，Pc，以便朝向选择电极SE2吸引粒子Pa，Pb，Pc。最易动的粒子Pc移动得最快，具有最低迁移率的粒子Pa移动最短距离，具有中间迁移率的粒子Pb移动的距离介于这些距离之间。从而，在适当的持续时间期间在选择电极SE1与SE2之间存在电压脉冲之后，可以将粒子Pa，Pb，Pc分离粒子Pa基本上处于子体积SVa中，粒子Pb基本上处于子体积SVb中，粒子Pc基本上处于子体积SVc中，如图3中所示。用椭圆形示意地表示子体积SVa，SVb，SVc。
在填充阶段期间，使用填充电极FE1与FE2之间的吸引电压脉冲将所有粒子Pa，Pb，Pc同时从储存体积RV的子体积SVa，SVb，SVc移动到图像体积IV。只要足够多的粒子Pa，Pb，Pc进入像素体积PV中，就从填充电极FE1和FE2去除吸引电压脉冲。
当粒子Pa，Pb，Pc同时从储存体积RV移动到图像体积IV时，像素的刷新时间可以保持相当短。一旦粒子Pa，Pb，Pc处于图像体积IV内，则由于填充电极FE2上的小排斥电压它们将被保持在该处，直至下一个刷新周期为止。在图像保持时间期间，粒子Pa，Pb，Pc由于布郎运动而混合，或者在需要时可使用(AC)电信号实现粒子在像素内的混合。
优选地，如图所示，填充电极FE2包括三个子填充电极FE2a，FE2b，FE2c，以便分别在子体积SVa，SVb，SVc内产生具有三个子填充场FFa，FFb，FFc的填充场。从而，此时，可存在三种不同(强度和/或持续时间)的填充场FFa，FFb，FFc，允许分别控制将要移动到图像体积IV中的粒子Pa，Pb，Pc的量。
优选地，填充电极FE1包括沿x方向延伸的臂FE1a和FE1b。这些臂FE1a和FE1b将相邻子体积SVa，SVb，SVc中产生的填充场FFa，FFB，FFc彼此屏敝。这样在控制必须离开子体积SVa，SVb，SVc的粒子Pa，Pb，Pc的量时可减小串扰效应。在优选实施例中，FE1a和FE1b实现为分离的电极，可具有单独定义的电压。这样进一步增大选择粒子和填充图像体积的效率。
可以存在另一填充电极CF以便通过在图像体积IV中产生另一填充场FFF以将粒子Pa，Pb，Pc进一步吸引到图像体积IV中，从而加速图像体积IV的填充。
只要足够多的粒子Pa，Pb，Pc进入图像体积IV(即通过较小的填充电极FE2a，FE2b，FE2c)，可使用这些较小的像素电极FE2a，FE2b，FE2c使过量的粒子Pa，Pb，Pc送回。
箭头RF表示当选择电极SE1上存在高压时，在像素的复位阶段期间使粒子Pa，Pb，Pc移动到贮藏体积SV时所需的电场。可以将显示器构造成可以直接向选择电极SE1输送高压，以加速复位阶段。如果必须通过TFT向选择电极输送电压，则电压电平将受到限制。
还可以例如在图像体积IV中增加复位电极，以便增大将粒子Pa，Pb，Pc引导回储存器RE的场。优选的是该额外的复位电极位于图像体积IV的中心。在复位阶段期间，首先向所述额外的复位电极输送电压，以便将粒子Pa，Pb，Pc集中到像素的中心，然后向选择电极SE1输送电压，以便将粒子Pa，Pb，Pc吸引到贮藏体积SV中。可替换地，在复位阶段期间一个已有电极例如FE2a可以暂时起到附加复位电极的作用。
在图3中所示储存体积RV的几何结构中，最慢粒子Pa的迁移率通常比最快粒子Pc的迁移率慢三倍。可改变储存体积RV的几何结构，以使从贮藏体积SV到子体积的距离变得更大。由于储存器较长，即使迁移率的差别小得多，也能分离粒子Pa，Pb，Pc。例如，可将最慢粒子Pa的迁移率选择为最快粒子Pc的迁移率的75％。从而，由于最慢粒子Pa的迁移率要高得多，填充图像体积IV所需的时间和将粒子Pa，Pb，Pc移动回贮藏体积SV的时间明显缩短。
在操纵电泳显示器以显示单色信息的第二模式中，调节电泳显示器的驱动，使得仅选择具有最高迁移率的粒子Pf移动到图像体积IV中。这通过在比多色模式更短的时间内在选择电极SE1与SE2之间施加电压来实现，从而使得最快的粒子Pf移动到子体积SVa中，而其它较慢粒子Pm和Ps依然处于贮藏体积SV中。由于仅需要将最快的粒子Pf移动到图像体积IV中，填充周期的持续时间也短于多色模式。
还可以使用具有最高和具有中间迁移率的粒子而非使用所有粒子种类。而且，与工作于所有粒子种类、从而最慢的粒子也被选择并移动的多色模式的电泳显示器相比，选择和移动两种粒子到图像体积IV中所需的时间要短。从而，能以高于多色信息的刷新速率显示信息，不需要将所有种类的粒子都移动到图像体积IV中，或者可降低能耗。当仅使用最快的粒子显示单色信息时增益最大。
图4表示电泳显示器的另一种像素结构。
图4中所示的像素基于图3中所示的像素，其中去除另一填充电极CF，并增加与储存器RV相对设置的第二储存器FRV。存储器FRV的结构与储存器RV的结构相同。
由于应当将像素构造成能显示多色信息，讨论能显示全彩色图像的像素结构。在这种像素中，应当存在至少三种具有原色的粒子。
所述额外的储存器FRV包括选择电极SEV1和SEV2，分别在子体积FSVa，FSVb，FSVc中产生子填充场FFFa，FFFb，FFFc的三个子填充电极FFE2a，FFE2b，FFE2c。从而，存在三个不同(强度和/或持续时间)的填充电场FFFa，FFFb，FFFc，能分别控制将要从储存体积FRV移动到图像体积IV中的粒子FPa，FPb，FPc的量。在此情形中，子填充电极FE2a，FE2b，FE2c临时起到另一填充电极CF的作用，通过在图像体积IV中产生另一填充场FFF以将粒子进一步吸引到图像体积IV中来加速图像体积IV的填充。
填充电极FEV1包括沿x方向延伸的臂FFE1b和FFE1a。这些臂FFE1a和FFE1b将相邻子体积FSVa，FSVb，FSVc中产生的填充场FFFa，FFFb，FFFc彼此屏蔽。这样就减少了在控制必须离开子体积FSVa，FSVb，FSVc的粒子FPa，FPb，FPc的量时发生的串扰效应。
在额外储存体积FRV的复位阶段期间，粒子FPa，FPb，FPc由贮藏场FRF吸引到贮藏体积FSV中。
由aF，bF，cF所示的箭头分别表示从储存器FRV向图像体积IV的填充阶段期间，粒子FPa，FPb，FPc的运动。
如图3中所示根据本发明的实施例具有以下缺点在复位阶段期间从像素体积PV移开粒子之后，在填充图像体积IV之前首先必须选择粒子Pa，Pb，Pc。
在如图4中所示的优选实施例中，图像体积IV将与两个储存体积SV和FSV接触，从而粒子FPa，FPb，FPc被复位到储存体积FRV的贮藏体积FSV中，并且选择处于另一储存体积RV中的粒子Pa，Pb，Pc。通过这种方式，可以在所述另一储存体积FRV的刷新周期开始之前执行粒子Pa，Pb，Pc的分离(颜色选择)。从而可以直接从储存体积FRV的复位阶段转到由储存器RV进行的填充阶段，因此进一步缩短刷新时间。
这对于进一步增大仅使用最快的粒子Pf填充图像体积IV的单色模式的刷新速率也是有用的。
任选的填充电极CF相对于储存器RV倾斜设置，使分别到达子体积SVa，FSVa中粒子Pa，FPa的距离短于分别到达子体积SVc，FSVc中粒子Pc，FPc的距离。图像体积IV的尺寸相同。在这种结构中，用于将粒子牵引出子体积SVa或FSVa的电场更大。这在使用所有种类的粒子以加速最慢粒子Ps的运动的多色模式中是有益的，此外在单色模式(或者其中不使用所有种类粒子的模式)中加速最快粒子Pf(或者所用粒子种类)的运动。此外，进一步增大刷新速率。
图5表示电泳显示器的另一种像素结构。此时，每个像素包括三个子像素。每个子像素包含溶解到含有黑色染料的溶剂中的不同种类的粒子。观察者可看到靠近顶部电极的粒子。最快的粒子Pf存在于显示单元CE1中，最慢的粒子Ps存在于显示单元CE3中，具有中间迁移率的粒子存在于显示单元CE2中。
图5A表示取决于根据要显示的图像像素应当具有的颜色，必须移动所有不同种类粒子的全彩色操作。在图5B中仅使用最快的粒子Pf，其它粒子种类保持设定为其黑色状态。尽管仅能显示单色图像，不过可明显增大刷新速率，因为较慢的粒子不会防碍电泳显示器的操作速度。
更一般而言，只要不使用最慢的粒子，从而不需要针对该粒子的寻址周期，则刷新速率就可能更高。
图6表示具有根据本发明实施例的电泳矩阵显示器的显示设备的方框图。显示器1包括处于相交的行或选择电极7与列或数据电极6的交点处的像素10的矩阵。两个选择电极SE1，SE2和四个数据电极FE1，FE2a，FE2b，FE2c与一个像素10相对应。选择电极SE1可以相互连接。数据电极FE1也可以相互连接。
利用行驱动器4相继地寻址1到m行像素10，同时通过数据寄存器5向列电极组1到n提供数据。每个像素10包括储存体积RV和图像体积IV。全彩色像素10仅包括一个图像体积IV。
如果需要，则首先在数据处理器3中处理输入数据2。通过驱动线8将行驱动器4与数据寄存器5之间相互同步。
在选择周期期间，来自行驱动器4的驱动信号输送给选择电极SE1和SE2，在子体积SVa，SVb，SVc中分离粒子Pa，Pb，Pc，并且在复位阶段期间将粒子Pa，Pb，Pc移动回贮藏体积SV中。
来自数据驱动器5的驱动信号输送给填充电极FE1，FE2a，FE2b，FE2c，将分离的粒子Pa，Pb，Pc从储存体积RV移动到图像体积IV中。额外填充电极CF上存在电压时，其电压也可以通过数据驱动器5输送。
这种驱动方式适于小矩阵或分段显示器。不过，更普遍而言，将通过包括薄膜晶体管(TFT)、二极管或其它有源元件的有源矩阵来驱动显示器。在TFT有源矩阵的情形中，每个像素还将包括多个寻址(或选择)TFT。通过向寻址TFT施加脉冲电压来选择一行像素，从而使这些寻址TFT导通，并连接像素中的电极与由数据驱动器5产生的数据信号。多个像素还可以共用某些电极。
易于调整已知驱动方法以便适合并非使用所有种类粒子的情形。在图1和2的顺序驱动显示器中，不考虑未使用粒子种类的电压序列。在图3或4的并行驱动显示器中，仅使用最快种类的粒子。通过使用更短的选择时间执行粒子的选择，从而仅有那些将要移动到图像体积IV中的粒子移出贮藏体积SV。此外在更短时间周期内执行填充和复位，因为至少不再使用最慢的粒子。在像素包括三个子像素的显示器中，驱动器适于仅寻址一个子像素。
应当注意，上述实施例说明而非限制本发明，本领域技术人员在不偏离所附权利要求范围的条件下可以设计出多个可选择的实施例。
例如，本发明并非必须存在三种不同种类的粒子，重要的是存在不同种类的粒子。在顺序寻址显示器中，如果不选择所有粒子种类，则具有实现更高刷新速率或更低消耗的优点。在并行寻址显示器中，如果选择至少一种不具有最慢迁移率的粒子种类显示信息，则可实现该优点。粒子可以带正电而非带负电。还可以将带正电和带负电粒子结合。
在权利要求中，置于圆括号内的任何附图标记都不应当视作限制该权利要求。词语“包括”不排除存在除权利要求中列举出之外的其它元件或步骤。可利用包括多个不同元件的硬件和利用适当编程的计算机来实施本发明。在列举多个装置的产品权利要求中，可由一个相同的硬件项来实现这些装置中的数个。
权利要求
1.一种彩色电泳显示器，包括每个均包括具有不同颜色和不同电泳迁移率的不同种类的粒子(Pf，Pm，Ps；Pa，Pb，Pc)的像素，和驱动器(4，5)，用于向像素输送驱动电压，以便使该彩色电泳显示器工作于其中所有种类的粒子(Pf，Pm，Ps；Pa，Pb，Pc)对于至少部分像素的颜色改变都有贡献的第一模式，或者其中仅所述种类粒子(Pf，Pm，Ps；Pa，Pb，Pc)的一个子集对于至少部分像素的颜色改变有贡献的第二模式。
2.如权利要求1所述的彩色电泳显示器，其中所述像素每个均包括图像体积(IV)和储存体积(RV)，并且其中当处于显示体积(IV)中时不同种类的粒子(Pf，Pm，Ps；Pa，Pb，Pc)决定像素(10)的可见颜色，并且其中当处于储存体积(RV)中时粒子(Pf，Pm，Ps；Pa，Pb，Pc)对于像素(10)的可见颜色没有贡献。
3.如权利要求1所述的彩色电泳显示器，其中所述驱动器(4，5)包括用于调节第二模式中电泳显示器的刷新速率的装置，以便以高于第一模式中产生的第一刷新速率的第二刷新速率显示视频信息。
4.如权利要求2所述的彩色电泳显示器，其中所述储存体积(RV)包括用于在储存体积(RV)中产生选择电场(SF)的选择电极(E1，E2)，其中所述图像体积(IV)包括用于在图像体积(IV)中产生填充电场(FF)的填充电极(E3，E4)，所述选择电场(SF)沿着第一方向(y)延伸，所述填充电场(FF)沿着与所述第一方向(y)不对准的第二方向(x)延伸，并且其中粒子(Pf，Pm，Ps)仅能局部地沿着选择电极(E1，E2)之间的距离从储存体积(RV)移动到图像体积(IV)，所述驱动器(4，5)适用于向选择电极(E1，E2)和填充电极(E3，E4)输送电压脉冲，以便将不同组粒子(Pf，Pm，Ps)相继移动到图像体积(IV)中。
5.如权利要求4所述的彩色电泳显示器，其中所述驱动器适用于在第二模式中仅选择所述不同种类的粒子(Pf，Pm，Ps)中的一种，并根据要显示的单色图像将这些粒子(Pf，Pm，Ps)移动到图像体积(IV)中。
6.如权利要求5所述的彩色电泳显示器，其中所述的不同种类粒子中的一种粒子(Pf，Pm，Ps)为具有最高迁移率的粒子(Pf)。
7.如权利要求2所述的彩色电泳显示器，还包括选择电极(SE1，SE2)，用于在储存体积(RV)中产生选择电场(SF)，以便在储存体积(RV)中的不同的子体积(SVa，SVb，SVc)中分离不同种类的粒子(Pa，Pb，Pc)，和至少一个填充电极(FE1，FE2)，用于产生填充电场(FF)，以将不同种类的粒子(Pa，Pb，Pc)从子体积(SVa，SVb，SVc)移动到图像体积(IV)中。
8.如权利要求7所述的电泳显示器，其中所述至少一个填充电极(FE1，FE2)被设置成获得用于将不同种类的粒子(Pa，Pb，Pc)从子体积(SVa，SVb，SVc)同时移动到图像体积(IV)中的填充电场(FF)。
9.如权利要求7所述的电泳显示器，其中所述填充电极(FE2)包括与不同的子体积(SVa，SVb，SVc)有关的子填充电极(FE2a，FE2b，FE2c)，用于产生包括处于不同子体积(SVa，SVb，SVc)中的子填充电场(FFa，FFb，FFc)的填充电场(FF)。
10.如权利要求7所述的电泳显示器，还包括另一储存体积(FRV)，另外的选择电极(SEV1，SEV2)，用于在所述另一储存体积(FRV)中产生另一选择电场(SFV)，在另外的储存体积(FRV)中的另外的不同子体积(FSVa，FSVb，FSVc)中分离不同种类的粒子(FPa，FPb，FPc)，以及另外的填充电极(FFE2a，FFE2b，FFE2c)，用于产生另一填充电场(FFFa，FFFb，FFFc)，以便同时或者相继地将不同种类的粒子(FPa，FPb，FPc)从所述另外的子体积(FSVa，FSVb，FSVc)移动到图像体积(IV)中。
11.如权利要求7所述的电泳显示器，其中所述电泳显示器包括用于控制首先述及的选择电极(SE1，SE2)、至少一个首先述及的填充电极(FE1，FE2)、所述另外的选择电极(SEV1，SEV2)以及所述另外的填充电极(FFE2a，FFE2b，FFE2c)的控制器，用于在首先述及的储存体积(RV)中实现不同种类粒子(Pa，Pb，Pc)的分离，同时向所述另一储存体积(FRV)填充或者从另一储存体积(FRV)复位粒子(FPa，FPb，FPc)，或者周围的其它路线。
12.如权利要求11所述的电泳显示器，其中像素(10)包括在图像体积(IV)中沿与子填充电极(FE2a，FE2b，FE2c)相比距储存体积(RV)更远的第二方向设置的另一填充电极(CF)，用于吸引离开子体积(SVa，SVb，SVc)的粒子(Pa，Pb，Pc)进一步进入图像体积(IV)中。
13.如权利要求12所述的电泳显示器(1)，其中所述另一填充电极(CF)相对于子体积(SVa，SVb，SVc)设置，以获得距离最靠近储存体积(RV)中的贮藏体积(SV)的子体积(SVa)的最小距离。
14.一种驱动具有像素的彩色电泳显示器的方法，所述像素包括具有不同颜色和不同电泳迁移率的不同种类的粒子(Pf，Pm，Ps；Pa，Pb，Pc)，所述方法包括向像素输送(4，5)驱动电压，使该彩色电泳显示器工作于其中所有种类的粒子(Pf，Pm，Ps；Pa，Pb，Pc)对于至少部分像素的颜色改变都有贡献的第一模式，或者其中仅所述种类粒子(Pf，Pm，Ps；Pa，Pb，Pc)的一个子集对于至少部分像素的颜色改变有贡献的第二模式。
15.如权利要求14所述的方法，其中所述像素的每个均包括图像体积(IV)和储存体积(RV)，并且其中当处于图像体积(IV)中时粒子(Pf，Pm，Ps；Pa，Pb，Pc)决定像素(10)的可见颜色，并且当处于储存体积(RV)中时粒子(Pf，Pm，Ps；Pa，Pb，Pc)对于像素(10)的可见颜色没有贡献。
16.一种显示设备，包括如权利要求1到13中任何一个所述的彩色电泳显示器。
全文摘要
一种具有像素的彩色电泳显示器，每个像素均包括图像体积(IV)和储存体积(RV)。具有不同颜色和不同电泳迁移率的不同种类的粒子(Pf，Pm，Ps；Pa，Pb，Pc)存在于每个像素中。存在于图像体积(IV)中的粒子(Pf，Pm，Ps；Pa，Pb，Pc)决定像素(10)的可见颜色，存在于储存体积(RV)中的粒子(Pf，Pm，Ps；Pa，Pb，Pc)对于像素(10)的可见颜色没有贡献。驱动该彩色电泳显示器，使其工作于其中所有种类的粒子(Pf，Pm，Ps；Pa，Pb，Pc)对于至少部分像素的颜色改变都有贡献的第一模式，或者其中仅所述种类粒子(Pf，Pm，Ps；Pa，Pb，Pc)的一个子集对于至少部分像素的颜色改变有贡献的第二模式。
文档编号G09G3/20GK1768298SQ200480009165
公开日2006年5月3日 申请日期2004年3月26日 优先权日2003年4月3日
发明者L·J·M·施兰根, M·T·约翰逊 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司