具有存储器特性的图像显示设备的制作方法

专利名称：具有存储器特性的图像显示设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有存储器特性并根据电泳显示方法驱动的图像显示设备，更具体地涉及能够适合用于电子纸显示(例如，电子书、电子报纸等)的具有存储器特性的图像显示设备。
背景技术：
作为能够在没有应力的情况下进行“阅读”行为的显示设备，被称作电子书、电子 报纸等的电子纸显示设备目前正在开发中。由于这种类型的电子纸显示器必须薄、重量轻、不易碎并且功耗低，因此期待该类型的电子纸显示器使用具有存储器特性的显示元件来构造。作为要在具有存储器特性的设备中使用的显示元件，传统地，已知电泳显示元件或胆固醇液晶等。然而，近年来，两种或更多种类型的电泳显示元件逐渐受到关注。在本说明书中，电泳显示元件在概念上包含诸如快速响应水粉(liquid powder)元件的器件,该器件能够通过使带电微粒移动来实现显示。首先，作为相关技术，对通过有源矩阵驱动方法来显示黑白颜色的类型的电泳显示设备进行描述。电泳显示设备被配置为，将TFT(薄膜晶体管)玻璃基板、电泳显示元件膜和对向基板(facing substrate)按照该顺序堆叠成层。在TFT玻璃基板上,安装按照矩阵方式布置的TFT、连接至每个TFT的像素电极、驱动TFT的栅极线、以及数据线。电泳显示器件以如下方式进行配置尺寸大约为40 y m的微型胶囊分散在聚合物粘合剂中。将溶剂注入到每个微型胶囊的内部部分中，并且在溶剂中，将两种类型的带正电纳米微粒和带负电纳米微粒(即，由带负电的二氧化钛微粒组成的白染料和由带正电的碳微粒组成的黑染料)密封地限制在分散悬浮状态内。此外，在对向基板上，形成对向电极(也被称作公共电极)以提供基准电势。通过在像素电极与对向电极之间施加与像素数据相对应的电压并且通过向上和向下移动白染料和黑染料，来操作电泳显示设备。即，当对像素电极施加正电压时，同时带正电的黑染料被对向电极吸引，并因此使用对向电极侧作为其显示，在屏幕上显示黑色。此外，当对像素电极施加负电压时，带正电黑染料被像素电极吸弓丨，同时带负电白染料被对向电极吸引，因此在屏幕上显示白色。接着，当图像显示从白色变化到黑色时，对像素电极施加正信号电压，当图像显示从黑色变化到白色时，对像素电极施加负信号电压，并且当要保持当前图像显示时，即，保持白色显示或黑色显示时，由于存储器特性，施加0V。因此，通过将当前屏幕(先前屏幕)与下个屏幕(要更新的屏幕)进行比较，确定要施加的信号。
此外，正在开发一种电泳显示设备，该显示设备能够在单位像素的阶次上显示颜色，而不会丢失白色和黑色的颜色感觉，如在使用纸的情况下一样，并且无需使用滤色器。例如，在专利参考文献1(日本专利No. 4049202)中，公开了一种电泳彩色显示设备，该电泳彩色显示设备由包含相同极性的电泳微粒并且具有白色(W)支撑体以支撑这些电泳微粒的电泳层构成，电泳微粒具有彼此区分的三种颜色(例如，青(C)、品红(M)和黄(Y))。提供三种颜色的电泳微粒中的每一个具有发起电泳的阈值电压(电泳发起电压)，这些电压被设置为使得彼此不同。在专利参考文献I所公开的彩色电泳显示设备中，通过利用阈值电压的差异(绝对值)以及通过控制要施加到每个电泳微粒的电压，一个像元(cell)除了白(W)和黑⑷以外还显示青(C)、品红(M)和黄(Y)，并且显示这些CMY颜色的第二颜色和第三颜色。此外，在专利参考文献2 (日本专利No. 4385438)中公开了另一种电泳显示设备，该电泳显示设备使用电泳显示设备膜，在该电泳显示设备膜上，各种微型胶囊分散在层状态下。将具有第一极性电荷的黑色第一带电微粒、具有第二极性电荷的红(R)、绿(G)和蓝(B)色第二带电微粒R、G、B以及分散这些微粒使得出现电泳的液体分散介质密封地封闭在 上述微型胶囊中。这里，第二带电微粒R、G、B具有彼此不同的带电量，并且每个微粒具有彼此不同的发起电泳的阈值电压，并且密封地被封闭在彼此不同的分离的微型胶囊中。在专利参考文献2所公开的彩色电泳显示器件中，通过使用阈值电压的差异(绝对值)，控制要施加到每个电泳微粒的电压，并因此每个像元在无需滤色器的情况下(如专利参考文献I的情况)可以显示RGB的第二和第三颜色。在专利参考文献3 (日本专利申请特开No. 2009-47737)中，公开了一种彩色电泳显示元件，该彩色电泳显示元件使用不仅具有包括青(C)、品红(M)和黄(Y)的三个颜色而且还具有黑(K)色总共4个颜色的电泳微粒。因此，根据专利参考文献1、2和3中公开的技术，通过带电微粒C、M、Y(或者R、G、B)中的每一个所提供的三个阈值，能够进行彩色显示。参照图32和33来描述专利参考文献3中公开的彩色电泳显示设备的显示操作。设置分别针对每个带电微粒C、M、Y的阈值电压 Vth(c)、Vth (m)和 Vth (y),以满足 I Vth(c) I < Vth (m) < Vth (y)的关系。设置每个施加的电压 VI、V2 和 V3，以满足的 Vth(C) < V3 < Vth(m)|、|Vth(m)| < V2< I Vth (y) I、I Vth (y) I < Vl 关系。图32和33示出了带电微粒C、M和Y的滞后(hysteresis)曲线，表示阈值电压与相对颜色密度之间的关系。此外，在图32和33中，为了简要起见，使得每个滞后Y、nY、M、nM、C和nC的梯度恒定，Y、M、C从后部移动至显示表面所需的时间被设置为彼此不同。在图32中，假定初始(先前)屏幕为白色(W)。当显示白色(W)时，如果施加V3( =10V)，则青色电泳微粒C移动到显示表面侧，并且因此，在下个屏幕上显示青色(C)。当显示白色(W)时，如果施加V2( = 15V)，则青(C)和品红(M)色电泳微粒移动到显示表面侧，显示蓝色⑶。当显示白色(W)时，如果施加Vl ( = 30V)，则青(C)、品红(M)和黄(Y)色电泳微粒C、M和Y移动到显示表面侧，并因此显示黑色(K)。当显示白色(W)时，如果施加负电压，则不存在彩色微粒，并且仍显示白色(W)。
接着，使先前屏幕为黑色(K)。当显示黑色时，如果施加-V3( = _10V)，则青色电泳微粒C移动到后部基板侧，留下品红(M)和黄(Y)色电泳微粒M和Y，并且因此，在下个屏幕上显示红色(R)。当显示黑色(W)时，如果施加-V2 ( = -15V)，则青(C)和品红(M)色电泳微粒C和M移动到后部基板侧，并且黄电泳微粒Y留在显示表面侧上，并因此显示黄色(Y)。当显示黑色时，如果施加-Vl ( = -30V)，则青(C)、品红(M)和黄(Y)色电泳微粒C、M、Y移动到后部基板侧，并且显示白色(W)。为了显示品红(M)色,如图33所示，当显示白色时,施加V2( = 15V)以将青(C)和品红(M)色电泳微粒移动到显示表面侧，并且允许出现具有蓝(B)色的中间过渡状态。当在中间过渡状态下时，施加_V3( = -10V)以将青(C)色电泳微粒C移动到后部，则显示品红色(M)(见表12)。此外，为了显示绿(R)色，如图32所示，当显示黑色时，施 加-V2( = -15V)以将青(C)、品红(M)色电泳微粒C和M移动到后部侧，并且允许出现具有黄⑴色的中间过渡状态，当在中间过渡状态下时，施加V3( = 10V)以将青(C)色电泳微粒移动到显示表面侧，从而显示绿(G)色(见表12)。因此，当先前屏幕在白色(W)状态下时，如表12所示，能够直接过渡到的原色状态是青(C)、蓝⑶和黑(K)。类似地，如表12所示，通过黑色中间过渡I，显示红(R)或黄(Y)。通过蓝色⑶中间过渡状态I，显示品红(M)，并且通过黑色⑷和黄色⑴中间过渡状态I、II，显示绿色(G)(见，表12)。表 12
先前屏幕中间过渡I 中间过渡II 更新屏幕^
W--W
W--K
W~~C
WB~M
~WK-Y
WK~R
WKYG
W~~B如上所述，在专利文献I所公开的电泳显示设备中，使用阈值电压的差异，从基本状态(ground state),可以显示原色,原色包括红(R)、绿(G)、蓝(B)、青(C)、品红(M)、黄(Y)、白(W)和黑⑷色。对于专利参考文献2至3中公开的三个电泳显示器件而言也是如此，然而，专利参考文献中描述的显示器件具有以下缺陷在从先前屏幕更新到下个屏幕时，通过一个或多个原色(相对颜色密度为I)的中间过渡来实现更新，因此更新过程期间亮度和颜色密度的极大和快速变化弓I起了不适的“闪烁”。附加地，对给定显示颜色La*b*的显示非常复杂并且该问题还没有被专利参考文献I至3中的技术解决，其中给定显示颜色La*b*的显示包括相同像素电极上使用三种颜色带电微粒C、M、Y的中间和/或灰度级显示。

发明内容
鉴于上述，本发明的目的是提供一种具有存储器特性的图像显示设备，能够使用简单配置来抑制在更新屏幕和显示多个灰度级的过程期间出现的不适“闪烁”，多个灰度级不仅包括每个单色(R、G、B、C、M、Y、W和K)而且还包括中间颜色。根据本发明的第一方面，提供了一种具有存储器特性的图像显示设备，包括显 示部，具有其中形成像素电极的第一基板、其中形成对向电极的第二基板、以及夹在第一基 板与第二基板之间的电泳层，并且所述电泳层包含电泳微粒使得在电泳层中允许发生电泳；以及电压施加单元，在屏幕更新时，顺序地将多个指定电压驱动波形施加到像素电极与对向电极之间存在的电泳微粒，以通过单个或多个中间过渡将显示部的显示状态从先前屏幕更新到下个屏幕，其中，电泳微粒包括n(n是2或更大的自然数)个类型的带电微粒Cl,. . . ,Ck,. . .，Cn(k = n-1,然而，当 n = 2 时删除 Ck),带电微粒 Cl,. . ,Ck,. . . ,Cn 具有彼此不同的颜色以及彼此不同的发起电泳的阈值电压，并且每个带电微粒Cl，. . .，Ck，...，Cn满足以下关系特性带电微粒Cl的阈值电压> ... >带电微粒Ck的阈值电压> ...>带电微粒Cn的阈值电压，其中，电压施加单元在屏幕更新时，针对每个要施加的电压驱动波形，通过按照带电微粒Cl ―，..，一 Ck —，...，一 Cn的顺序，将每个带电微粒的相对颜色密度变化为对应的中间过渡状态下的相对颜色密度，将屏幕最终更新到具有期望密度的下个屏幕(如果没有发生相反顺序，则给定或多种类型的带电微粒的同时过渡对于中间过渡状态或最终过渡状态而言是可能的)。根据本发明的第二方面，提供了一种具有存储器特性的图像显示设备，包括其中形成像素电极的第一基板、其中形成对向电极的第二基板、以及夹在第一基板与第二基板之间的电泳层，并且所述电泳层允许发生电泳微粒的电泳；以及电压施加单元，在屏幕更新时，将预定电压波形施加到像素电极与对向电极之间的电泳微粒，以将显示部的显示状态从先前屏幕更新到下个屏幕，其中，电泳微粒包括n (n是2或更大的自然数)个类型的带电微粒 Cl, . . . , Ck, . . . , Cn(k = n-1,然而，当 n = 2 时删除 Ck),带电微粒 Cl, . . . , Ck,...,Cn具有彼此不同的颜色以及彼此不同的发起电泳的阈值电压，并且每个带电微粒Cl，...，Ck，. . .，Cn满足以下关系特性带电微粒Cl的阈值电压> ... >带电微粒Ck的阈值电压> ... >带电微粒Cn的阈值电压，其中，当屏幕上要去除的带电微粒Cl的相对颜色密度为Rl (0彡Rl彡I).带电微粒Ck的相对颜色密度是Rk(0彡Rk彡I)带电微粒Cn的相对颜色密度是Rn(0 ^ Rn ^ I)时，电压施加单元通过施加预定电压驱动波形，通过施加I第一电压I (>带电微粒Cl的阈值电压)和/或0V，并且通过参考先前屏幕上
带电微粒Cl的相对颜色密度，来确定带电微粒Cl的相对颜色密度是Rl，............，然
后通过施加I第k电压I (>带电微粒Ck的阈值电压)和/或0V，并且通过参考先前屏幕上带电微粒Ck的相对颜色密度，来确定带电微粒Ck的相对颜色密度为Rk，............，
以及最后，通过施加I第n电压I (>带电微粒Cn的阈值电压)和/或0V，并且通过参考先前屏幕上带电微粒Cn的相对颜色密度，来确定带电微粒Ck的相对颜色密度为Rn，(如果颜色没有反转，则可以同时确定给定的多个带电微粒的相对颜色密度)，实现将屏幕更新到具有期望密度的下个屏幕。根据本发明的第三方面，提供了一种具有存储器特性的图像显示设备，包括显示部，包括其中形成像素电极的第一基板、其中形成对向电极的第二基板、以及夹在第一基板与第二基板之间的电泳层，并且所述电泳层允许发生电泳；以及 电压施加单元，在屏幕更新时，对像素电极与对向电极之间存在的电泳微粒施加电压驱动波形，使显示部的显示状态从先前屏幕通过中间过渡状态过渡到下个屏幕，其中，电泳微粒包括2个类型的带电微粒Cl和C2，带电微粒Cl和C2具有彼此不同的颜色以及彼此不同的阈值电压，并且设置带电微粒Cl的阈值电压使得高于带电微粒C2的阈值电压，并且电压施加单元在屏幕更新时，通过首先重置先前屏幕并然后施加预定电压驱动电压，按照带电微粒Cl — C2的顺序，来确定相对颜色密度，(如果没有顺序反转，则能够同时确定带电微粒Cl和C2的相对颜色密度)，从而将先前屏幕更新到具有期望密度的下个屏幕。因此，根据本发明的上述配置，通过简单配置不仅实现了每个单个颜色(R、G、B、C、M、Y、W和K)而且还实现了包括中间颜色和中间色调颜色的给定颜色。因此，可以抑制更新屏幕过程期间的不适闪烁。


根据结合附图的以下描述，本发明的上述和其他目的、优点和特征将变得显而易见。附图中图I是概念上示出了根据本发明第一示例实施例的构成电子纸显示设备的显示部的配置的部分截面图；图2是说明了构成根据本发明第一实施例的显示部的电泳显示设备的颜色显示原理的图；图3A、3B和3C是说明了本发明的参考示例的图，并且该图详细说明了在显示中间颜色和灰度级时要施加到显示部的驱动电压波形；图4A、4B和4C是示出了要施加到显示部的驱动电压波形的图；图5A、5B和5C是示出了要施加到显示部的驱动电压波形的图；图6A、6B和6C是示出了要施加到显示部的驱动电压波形的图；图7A、7B和7C是示出了要施加到显示部的驱动电压波形的图；图8A、8B和8C是示出了要施加到显示部的驱动电压波形的图；图9A、9B和9C是示出了要施加到显示部的驱动电压波形的图；图10AU0B和IOC是示出了要施加到显示部的驱动电压波形；图11A、11B和IlC是示出了要施加到显示部的驱动电压波形的图；图12是示出了要在参考示例中使用的屏幕更新时的驱动波形和中间过渡状态的图；图13是示出了要在参考示例中使用的屏幕更新时的驱动波形和中间过渡状态的图；图14A、14B和14C是说明根据本发明第一示例实施例的驱动操作的图，并且该图详细示出了显示中间颜色和灰度级时要施加到显示部的驱动电压波形；图15A、15B和15C是示出了要施加到根据第一示例实施例的显示部的驱动电压波形的图；图16A、16B和16C是示出了要施加到根据第一示例实施例的显示部的驱动电压波形的图； 图17A、17B和17C是示出了要施加到根据第一示例实施例的显示部的驱动电压波形的图；图18A、18B和18C是示出了要施加到根据第一示例实施例的显示部的驱动电压波形的图；图19A、19B和19C是示出了要施加到根据第一示例实施例的显示部的驱动电压波形的图；图20A是示出了驱动波形的图以及图20B是示出了第一示例实施例中屏幕更新时的中间过渡状态；图21是示出了代表第一示例实施例中屏幕更新时电泳微粒的行为的中间过渡状态的图；图22是示出了根据第一示例实施例的电子纸显示设备(图像显示设备)的电子配置的框图；图23是详细示出了构成根据第一示例实施例的电子纸显示设备的电子纸控制器的框图；图24是详细示出了构成根据第一示例实施例的电子纸显示设备的电子纸控制电路的框图；图25是详细示出了构成根据第一示例实施例的电子纸显示设备的LUT转换电路的框图；图26A是示出了驱动电压波形的图，以及图26B是示出了要在本发明第二示例实施例中使用的屏幕更新时中间过渡状态的表；图27A、27B和27C是示出了要施加到根据第二实施例的显示部(电子电泳显示设备)的驱动电压波形的图；图28A、28B和28C是示出了要施加到根据第二实施例的显示部的驱动电压波形的图；图29A和29B是示出了要施加到根据第二实施例的显示部的驱动电压波形的图；图30A是示出了驱动波形的图，以及图30B是示出了相应地在本发明第四示例实施例中使用的屏幕更新时要使用的中间过渡状态的表；图31是示出了表示第四示例实施例中屏幕更新时电泳微粒的行为的中间过渡状态图；图32是说明了现有技术中问题的图；图33是说明了现有技术中问题的图。
具体实施例方式参照附图使用不同示例实施例更详细地描述执行本发明的最佳模式。本发明的配置通过如下来实现配置每个电压驱动波形周期以具有作为第一电压施加周期(I第一电压I >带电微粒Cl的阈值)的第一子帧组周期，在指定数目的子帧期间施加I第一电压I和/或0V，用于带电微粒Cl，...，Ck，...，Cn沿着电泳层厚度方向以预定距离的电泳，...，作为第k电压施加周期(带电微粒Ck-I的阈值电压> I第k电压
>带电微粒Ck的阈值；第k电压施加周期>第k-1电压施加周期)的第k子帧组周期在指定数目的子帧期间施加I第k电压I和/或0V，用于带电微粒Ck，...，Cn沿着电泳层厚
度方向以预定距离的电泳，...，作为第n电压施加周期(带电微粒Cn-I的阈值电压> I第k电压I >带电微粒Cn的阈值；第n电压施加周期>第n-1电压施加周期)的第n子帧组周期，在指定数目的子帧期间最后施加I第n电压I和/或0V，用于仅使带电微粒Cn沿着厚度方向以指定距离的电泳。参考示例首先，参考附图，描述本发明申请人先前申请的发明的实施例。图I是在概念上示出了作为本发明参考示例的电子纸显示设备(图像显示设备)的显示部的配置的部分截面图。显示部I由电泳显示设备(元件)2构成，电泳显示设备2具有存储器特性以通过有源矩阵驱动方法来执行彩色显示，并且电泳显示器件2包括TFT玻璃基板3、对向基板4以及密封在TFT玻璃基板3与对向基板之间的电泳层5。在TFT玻璃基板3上，许多TFT 6用作按照矩阵方式布置的开关元件，像素电极7连接至每个TFT 6、栅极线(未示出)以及数据线(未示出)。形成为具有大约10到大约100 U m的电泳层5填充有分散介质D，电泳微粒C、M和Y分别是青(C)、品红(M)和黄(Y)色，并且具有白色支撑体H，这些微粒是分散介质中分散的纳米微粒，白色支撑体H支撑电泳微粒(在本文的实施例中是相同的)，电泳微粒的微粒直径为大约10 ii m到大约100 u m。此外，在该示例中电泳层5具有大约10 y m到大约100 u m的层厚度。分别具有三种颜色之一的电泳微粒C、M和Y带电，以在分散介质D中被放电的状态下具有相同极性(在参考示例中，为正极性)，然而，针对带电量的设定值在C、M和Y之间是不同的，因此每个C、M和Y与支撑体H的表面分开，并且在分散介质中，用于发起电泳的阈值电压(电泳发起电压)的绝对值彼此不同。优选地，支撑体H的尺寸与电泳微粒C、M和Y相比是巨大的，并且C、M、Y带电以具有相反极性。此外，在对向基板4上，形成提供基准电势的对向电极8，并且施加对电泳显示设备2的基准电势进行确定的COM电压。在彩色电泳显示设备2中，在像素电极7与对向电极8之间施加对应于像素数据的电压，并且将电泳微粒C、M、Y(下文中，被称作“带电微粒”)从TFT玻璃基板3侧移动到对向基板4侧，或者从对向基板4侧移动到TFT玻璃基板3侦U。在该参考示例中，对向电极2 —侧的表面用作显示表面(在以下实施例中是相同的)。接着，参照图I和2，描述根据参考示例的电泳显示设备2的颜色显示原理。在参考示例中，设置三种类型的电泳微粒C、M和Y的阈值电压Vth (c)、Vth (m)和Vth (y)以满足!Vth(C) I < Vth (m) I < Vth (y) | 的关系。
此外，设置要在像素电极7与对向电极8之间施加的电压(下文中，施加电压)VI、V2 和 V3，以满足 |Vth(c) I < V3 < Vth(m)|、|Vth(m)| < V2 < Vth (y)|、Vth (y)〈I Vl I的关系。这里，阈值电压表示当施加电压的绝对值不小于阈值电压的绝对值时对应的微粒将被激活时的电压(电泳发起电压)。如从图2中理解的，说明电泳微粒C的行为。当电压变得不低于阈值电压Vth(C)时，电泳微粒C从TFT玻璃基板3侧移动到对向基板4侧，并且青色的显示密度变得更高，并且青色的密度在电压达到电压vth (m)之前达到饱和密度。在这种状态下，如果施加负电压，并且电压不高于阈值电压-Vth (C)，则电压微粒C从对向基板4侧移动到TFT玻璃基板3侧，并且品红色的显示密度变得低于青色显示密度，并在电压达到电压-Vth(m)之前达到最小。
类似地，在电泳微粒M的情况下，当电压变得高于阈值电压Vth (m)(或者变得低于电压-Vth (m))时，显示密度增加(或降低)，并且在电泳微粒Y的情况下，当电压变得高于阈值电压Vth(m)(或者变得低于电压-Vth(y))时，显示密度增加(或降低)。接着，以下描述根据参考示例的彩色电泳显示设备(元件)的TFT驱动方法。在电泳显示设备2的TFT驱动中，如液晶显示设备的情况下，对于每条线的位移操作对栅极线施加栅极信号，并且通过开关元件的TFT将数据线信号写入到像素电极中。将完成写所有线所需的时间限定为一巾贞，并且在一巾贞期间，以例如60Hz(16. 6ms周期)执行扫描。通常，在液晶显示设备中，在一个帧内扫描整个图像。同时，电泳显示设备的响应时间与液晶相比较慢，并且，在多个子帧周期(被称作“子帧周期组”)以及由多个子帧周期组成的屏幕更新周期(被称作“屏幕更新周期”)期间，除非连续施加电压，否则屏幕不能更新。因此，在电泳显示设备中，采用脉宽调制(PWM)方法，通过该脉宽调制方法，在多个子帧周期期间连续施加指定电压。然后，在指定数目的子帧期间，施加预定恒定电压V1(V2或V3)，执行灰度级显示。在以下说明书中，为了表示给定显示颜色(例如，La*b*制式、XYZ制式或RGB制式)，进行到CMY制式(例如三种电泳微粒C、M和Y的颜色)的相对颜色密度的转换。驱动操作
_9] <驱动波形的一次施加的情况>在参考示例中，为了实现先前显示状态“当前”(下文中，为“先前屏幕”或“当前屏幕”)的显示以及在图像更新之后出现的“下个”状态(下文中，为“下个屏幕”或“更新屏幕”)的显示，通过后续描述的中间过渡状态WK — I-I — 1-2，可以实现用于显示包括中间颜色和灰度级的系统化且简单的驱动方法。通过在多个子帧期间进行驱动，更新指定图像。多个子帧之上的驱动周期包括过渡到白色或黑色显示基本状态重置周期，用于施加电压V1、0或-Vl [V]的第一子帧组周期(第一电压施加周期)，用于施加电压V2、0或_V2[V]的第二子帧组周期(第二电压施加周期)，以及用于施加电压V3、0或-V3[V]的第三子帧组周期(第三电压施加周期)。包括第一到第三电压施加周期的周期被称作“设置周期”。更具体地，当要显示的图像(要更新的下个屏幕NEXT)的像素的显示信息由Re、Rm和Ry表示时，Re、Rm和Ry分别是每个带电微粒C、M和Y的相对颜色密度(C，M，Y)，(I)第一子帧组周期是从白(W)或黑(K)显示基本状态过渡到第一中间过渡状态I-I的周期，在该周期期间，带电微粒Y的相对颜色密度变为Ry ；(2)第二子帧组周期是从第一中间过渡状态I-I过渡到第二中间状态1-2的周期，在该周期期间，相对颜色密度变为Rm ;以及(3)第三子帧组周期是从第二中间状态1-2过渡到最终状态NEXT的周期。这里,在相对颜色密度Rx(x = c、m、y)中，x取数字0至I。Rx = 0表示在表面上不存在任何X微粒(任何带电微粒C、M和Y)的状态，状态Rx = I表示所有X微粒移动到表面的状态。因此,状态(C,M,Y) = (0,0,0)表示显示白色(W)，状态(C,M,Y) = (1,1,1)表示 显示黑色(K)。表I示出了驱动电压数据，其中CMY三种颜色的每个灰度级为3。为了简单起见，将带电微粒的带电量Q设置为IQcI > Qm| > |Qy|。使微粒开始移动的阈值电压的条件是|Vth(C) I < IVth(m) I < I Vth (y) |，原因在于，通过使每个微粒的重量和尺寸彼此不同，对于带电微粒C、M和Y，将针对相同施加电压的迁移率设置为相同。如表I所示，在第一子帧组周期上将驱动电压IVlI设置为30V，在第二子帧组周期上将驱动电压IVlI设置为15V，在第三子帧组周期上将驱动电压IVlI设置为IOV (不言而喻，可以设置驱动电压的给定电压)。此外，在阈值电压或更大电压的情况下，每个带电微粒C、M和Y从后部表面迁移到显示表面所需的时间A t与施加的电压V成反比，并且Vx A t的关系=常数。在参考示例中，当驱动电压|V| = 30V时，带电微粒C从后部迁移到表面(或者从表面移动到后部)所需的时间是0.2秒，当电压|V| = 15V时所需时间是0.4秒，当电压
V = IOV时所需时间是0.6秒。当驱动电压|V| = 30V时，带电微粒M从后部迁移到表面(或者从表面移动到后部)所需的时间是0. 2秒，当电压|v| = 15V时所需时间是0. 4秒。当驱动电压|V| = 30V时，带电微粒Y从后部迁移到表面(或者从表面移动到后部)所需的时间是0.2秒。考虑上述情况，在参考示例中，将I个子帧周期设置为100毫秒，并且屏幕更新周期由14个子帧(2个用于重置电压施加周期，2个子帧用于第一子帧组周期，4个子帧用于第二子帧组周期，以及6个子帧用于第三子帧组周期)组成。附加地，如果下个屏幕是静止图像，贝U当包括有结束端(end terminal) OV施加子帧时，屏幕更新周期由15个子帧组成。
权利要求
1.一种具有存储器特性的图像显示设备，包括 显示部，具有其中形成像素电极的第一基板、其中形成对向电极的第二基板、以及插入在所述第一基板与所述第二基板之间的电泳层，所述电泳层包含电泳微粒使得允许在所述电泳层中发生电泳；以及 电压施加单元，在屏幕更新时，顺序地将多个指定电压驱动波形施加到所述像素电极与所述对向电极之间存在的所述电泳微粒，以通过单个或多个中间过渡将所述显示部的显示状态从先前屏幕更新到下个屏幕， 其中，所述电泳微粒包括η个类型的带电微粒Cl, . . . , Ck, . . . , Cn, η是2或更大的自然数，k = η-I,当η = 2时省略Ck,所述带电微粒Cl, . . . , Ck, . . . , Cn具有彼此不同的颜色以及彼此不同的发起电泳的阈值电压，并且每个带电微粒Cl，...，Ck, , Cn满足以下关系特性所述带电微粒Cl的阈值电压> ... >所述带电微粒Ck的阈值电压> ... >所述带电微粒Cn的阈值电压， 其中，所述电压施加单元在屏幕更新时，对于每个要施加的电压驱动波形，按照带电微粒Cl — ...，一 Ck —，...，一 Cn的顺序将每个带电微粒的相对颜色密度改变为对应的中间过渡状态下的相对颜色密度，最终将屏幕更新到具有期望密度的下个屏幕，其中如果没有顺序反转，则给定类型的或多种类型的带电微粒能够同时过渡到中间过渡状态或最终显示状态。
2.根据权利要求I所述的具有存储器特性的图像显示设备，每个电压驱动波形周期包括 第一电压施加周期，I第一电压I >带电微粒Cl的阈值电压，第一电压施加周期用于施加I第一电压I和/或0V，以引起所述带电微粒Cl，. . .，Ck，. . .，Cn沿着所述电泳层的厚度方向以预定距离进行电泳，............9 第k电压施加周期，带电微粒Ck-I的阈值电压> I第k电压I >带电微粒Ck的阈值电压，第k电压施加周期用于施加I第k电压I和/或0V，以引起所述带电微粒Ck，...，Cn沿着所述电泳层的厚度方向以预定距离进行电泳，其中k = n-1，当η = 2时，省略第k电压施加周期，............，以及 第η电压施加周期，带电微粒Cn-I的阈值电压> I第k电压| >带电微粒Cn的阈值电压，第η电压施加周期用于最终施加I第η电压I和/或0V，以仅引起所述带电微粒Cn沿着所述电泳层的厚度方向以预定距离进行电泳。
3.根据权利要求I所述的具有存储器特性的图像显示设备，每个电压驱动波形周期包括 第一子帧组周期，I第一电压I >带电微粒Cl的阈值电压，第一子帧组周期用于针对预定数目的子帧施加I第一电压I和/或0V，以引起所述带电微粒Cl，...，Ck，...，Cn沿着所述电泳层的厚度方向以预定距离进行电泳，............9 第k子帧组周期，带电微粒Ck-I的阈值电压> I第k电压I >带电微粒Ck的阈值电压，第k子帧组周期>第k-Ι子帧组周期，第k子帧组周期用于针对预定数目的子帧施加第k电压I和/或0V，以引起所述带电微粒Ck，. . .，Cn沿着所述电泳层的厚度方向以预定距离进行电泳，其中k = η-I,当η = 2时，省略第k电压施加周期，............，以及 第η子帧组周期，带电微粒Cn-I的阈值电压> I第k电压| >带电微粒Cn的阈值电压，第η子帧组周期>第η-I子帧组周期，第η子帧组周期用于最终施加I第η电压|和/或0V，以仅引起所述带电微粒Cn沿着所述电泳层的厚度方向以预定距离进行电泳。
4.根据权利要求I所述的具有存储器特性的图像显示 设备，其中，所述多个电压驱动波形包括具有相同波形图案的单位波形。
5.根据权利要求I所述的具有存储器特性的图像显示设备，其中，所述电压施加单元在更新屏幕时，在重置先前屏幕之后以及在完成从电泳状态到基本状态的过渡之后，施加所述电压驱动波形。
6.根据权利要求I所述的具有存储器特性的图像显示设备，其中，在施加所述多个电压驱动波形的过程中，当给定中间状态与作为最终显示状态的下个屏幕的显示状态一致时，省略余下电压驱动波形的施加。
7.根据权利要求I所述的具有存储器特性的图像显示设备，其中，所述电压施加单元在更新屏幕时，不进行先前屏幕的重置处理，而是在要施加的电压驱动波形与下个要施加的电压驱动波形之间施加校正电压驱动波形，以校正给定带电微粒沿着相反方向的电泳所引起的给定带电微粒的电泳偏离。
8.根据权利要求3所述的具有存储器特性的图像显示设备，其中，所述电压施加单元在更新屏幕时，不进行先前屏幕的重置处理，而是在要施加的电压驱动波形与下个要施加的电压驱动波形之间施加校正电压驱动波形，以校正给定带电微粒沿着相反方向的电泳所引起的给定带电微粒的电泳偏离，其中校正驱动波形周期包括其间针对预定数目的子帧施加所述I第二电压I的子帧组周期，其间针对预定数目的子帧施加所述I第k电压I的子帧组周期，以及其间针对预定数目的子帧施加所述I第η电压I的子帧组周期。
9.一种具有存储器特性的图像显示设备，包括 显示部，包括其中形成像素电极的第一基板、其中形成对向电极的第二基板、以及电泳层，所述电泳层插入在第一基板与第二基板之间，并允许电泳微粒的电泳；以及 电压施加单元，在屏幕更新时，将预定电压波形施加到所述像素电极与对向电极之间的电泳微粒，以将所述显示部的显示状态从先前屏幕更新到下个屏幕； 其中，所述电泳微粒包括η个类型的带电微粒Cl, . . . , Ck, . . . , Cn, η是2或更大的自然数，k = η-I,当η = 2时省略Ck,所述带电微粒Cl, . . . , Ck, . . . , Cn具有彼此不同的颜色以及彼此不同的发起电泳的阈值电压，以及 每个带电微粒Cl，...，Ck，...，Cn满足以下关系特性带电微粒Cl的阈值电压>... >带电微粒Ck的阈值电压 >... >带电微粒Cn的阈值电压，其中，当要被去除的屏幕上带电微粒Cl的相对颜色密度为Rl (O < Rl < I).带电微粒Ck的相对颜色密度是Rk (O≤Rk≤I)，…，…，带电微粒Cn的相对颜色密度是Rn (O彡Rn彡I)时，施加所述预定电压驱动波形的所述电压施加单元通过施加I第一电压I和/或0V，并且通过参考先前屏幕上所述带电微粒Cl的相对颜色密度，来确定所述带电微粒Cl的相对颜色密度是R1，其中I第一电压I >带电微粒Cl的阈值电压，............9 然后通过施加I第k电压I和/或0V，并且通过参考所述先前屏幕上所述带电微粒Ck的相对颜色密度，来确定所述带电微粒Ck的相对颜色密度为Rk，其中I第k电压I >带电微粒Ck的阈值电压，............，以及 最后，通过施加I第η电压I和/或0V，并且通过参考所述先前屏幕上所述带电微粒Cn的相对颜色密度，来确定所述带电微粒Ck的相对颜色密度为Rn，其中|第η电压| >带电微粒Cn的阈值电压， 从而实现将屏幕更新到具有期望相对颜色密度的下个屏幕， 如果没有颜色反转，则同时确定给定多个带电微粒的相对颜色密度。
10.根据权利要求9所述的具有存储器特性的图像显示设备，其中所述电压驱动波形周期包括 第一子帧组周期，用于针对预定数目的子帧施加I第一电压I和/或0V， 第k子帧组周期，用于针对预定数目的子帧施加I第k电压I和/或ov，第k子帧组周期>第1^-1子帧组周期，以及 最终的第η子帧组周期，用于针对预定数目的子帧施加I第η电压I和/或0V。
11.根据权利要求9所述的具有存储器特性的图像显示设备，其中，当作为最终显示状态的下个屏幕的显示状态出现在所述电压驱动波形的施加期间时，省略剩余部分的所述电压驱动波形的施加。
12.—种具有存储器特性的图像显示设备，包括 显示部，包括其中形成像素电极的第一基板、其中形成对向电极的第二基板、以及插入在第一基板与第二基板之间的电泳层，并且所述电泳层具有电泳微粒以允许发生电泳；以及 电压施加单元，在屏幕更新时，对所述像素电极与所述对向电极之间的所述电泳微粒施加电压驱动波形，使所述显示部的显示状态从先前屏幕通过中间过渡状态过渡到下个屏幕，其中，所述电泳微粒包括2个类型的带电微粒Cl和C2，所述带电微粒Cl和C2具有彼此不同的颜色以及彼此不同的阈值电压，所述带电微粒Cl的阈值电压设置为高于所述带电微粒C2的阈值电压，所述电压施加单元在屏幕更新时，通过首先重置先前屏幕，然后施加预定电压驱动电压，按照带电微粒Cl — C2的顺序，来确定相对颜色密度，从而将先前屏幕更新到具有期望密度的下个屏幕， 如果没有顺序反转，则同时确定带电微粒Cl和C2的相对颜色密度。
13.根据权利要求12所述的具有存储器特性的图像显示设备，其中，预定电压驱动波形周期包括 第一电压施加周期，用于引起所述带电微粒Cl和C2沿着所述电泳层的厚度方向以预定距离进行电泳，并施加I第一电压I和/或0V，以将显示状态引导至预定过渡状态，其中第一电压I >带电微粒Cl的阈值电压，以及 第二电压施加周期，用于仅引起所述带电微粒C2沿着所述电泳层的厚度方向以预定距离进行电泳，并施加I第二电压I和/或0V，以将屏幕更新到具有期望颜色密度的下个屏幕，其中带电微粒Cl的阈值电压> I第二电压I >带电微粒C2的阈值电压，并且I第一电压I > I第二电压I。
14.根据权利要求12所述的具有存储器特性的图像显示设备，其中，其中，所述预定电压驱动波形周期包括 第一子帧组周期，用于引起所述带电微粒Cl和C2沿着所述电泳层的厚度方向以预定距离进行电泳，并施加I第一电压I和/或0V，以将显示状态引导至预定过渡状态，I第一电压I >带电微粒Cl的阈值电压，以及 第二子帧组周期，用于仅引起所述带电微粒C2沿着所述电泳层的厚度方向以预定距离进行电泳，并施加I第二电压I和/或0V，以将屏幕更新到具有期望颜色密度的下个屏眷。
15.根据权利要求14所述的具有存储器特性的图像显示设备，其中，所述电压施加单 元在施加所述电压驱动波形期间，当所述第一子帧组周期结束之后的显示状态与作为最终显示状态的下个屏幕的显示状态一致时，省略所述第二子帧组周期。
16.根据权利要求I所述的具有存储器特性的图像显示设备，其中，所述电泳层夹在第一基板与第二基板之间，在所述第一基板中按照矩阵方式布置有开关元件和所述像素电极，在所述第二基板中形成有对向电极，并且电压施加单元在屏幕更新时，驱动每个所述开关元件以像素为单位在所述像素电极与所述对向电极之间施加所述电压驱动波形。
17.根据权利要求I所述的具有存储器特性的图像显示设备，其中，在所述电泳层中包含用于支撑所述η种类型的带电微粒的支撑微粒。
18.根据权利要求I所述的具有存储器特性的图像显示设备，其中，所述η个类型的带电微粒包括青、品红和黄三种颜色的微粒，或者红、绿和蓝三种颜色的微粒。
19.根据权利要求I所述的具有存储器特性的图像显示设备，其中，在所述电泳层中包括各自具有青、品红或黄色的三种类型的带电微粒以及支撑所述三种类型带电微粒的白色支撑微粒。
20.根据权利要求I所述的具有存储器特性的图像显示设备，其中，在所述电泳层中包括各自具有红、绿或蓝色的三种类型的带电微粒以及支撑所述三种类型带电微粒的黑色支撑微粒。
21.根据权利要求I所述的具有存储器特性的图像显示设备，其中，所述电泳微粒包括颜色互补的两种类型的带电微粒。
22.根据权利要求I所述的具有存储器特性的图像显示设备，其中，两种类型的带电微粒具有彼此互补的颜色关系，并且白色或黑色支撑微粒支撑所述两种类型的带电微粒。
23.根据权利要求I所述的具有存储器特性的图像显示设备，其中，在所有更新周期上满足公式/ vdt = 0，并且添加DC抵消补偿子帧组，并且将要在DC抵消补偿子帧组中添加的电压设置为小于I阈值电压I，所述I阈值电压I是带电微粒的阈值电压之中的最小值。
24.根据权利要求I所述的具有存储器特性的图像显示设备，其中，要施加至所述电压施加单元的电压信号取三个值-VdcUO和Vdd，并且驱动基准电压在每个子帧周期中是可变的。
25.根据权利要求I所述的具有存储器特性的图像显示设备，其中，改变每个子帧周期中的COM电压，所述COM电压用于确定要被施加至所述对向电极的所述电泳微粒的基准电势。
26.根据权利要求9所述的具有存储器特性的图像显示设备，其中，所述电泳层夹在第一基板与第二基板之间，在所述第一基板中按照矩阵方式布置有开关元件和所述像素电极，在所述第二基板中形成有对向电极，并且所述电压施加单元在屏幕更新时，驱动每个所述开关元件以像素为单位在所述像素电极与所述对向电极之间施加所述电压驱动波形。
27.根据权利要求9所述的具有存储器特性的图像显示设备，其中，在所述电泳层中包含支撑所述η个类型的带电微粒的支撑微粒。
28.根据权利要求9所述的具有存储器特性的图像显示设备，其中，所述η个类型的带电微粒包括青、品红和黄三种颜色的微粒，或者红、绿和蓝三种颜色的微粒。
29.根据权利要求9所述的具有存储器特性的图像显示设备，其中，在所述电泳层中包括各自具有青、品红或黄色的三种类型的带电微粒以及支撑所述三种类型带电微粒的白色支撑微粒。
30.根据权利要求9所述的具有存储器特性的图像显示设备，其中，在所述电泳层中包 括各自具有红、绿或蓝色的三种类型的带电微粒以及支撑所述三种类型带电微粒的黑色支撑微粒。
31.根据权利要求9所述的具有存储器特性的图像显示设备，其中，所述电泳微粒包括颜色互补的两种类型的带电微粒。
32.根据权利要求9所述的具有存储器特性的图像显示设备，其中，两种类型的带电微粒具有彼此互补的颜色关系，并且白色或黑色支撑微粒支撑所述两种类型的带电微粒。
33.根据权利要求9所述的具有存储器特性的图像显示设备，其中，在所有更新周期上满足公式/ vdt = 0，并且添加DC抵消补偿子帧组，并且将要在DC抵消补偿子帧组中添加的电压设置为小于I阈值电压I，所述I阈值电压I是带电微粒的阈值电压之中的最小值。
34.根据权利要求9所述的具有存储器特性的图像显示设备，其中，要施加至所述电压施加单元的电压信号取三个值-VdcUO和Vdd，并且驱动基准电压在每个子帧周期中是可变的。
35.根据权利要求9所述的具有存储器特性的图像显示设备，其中，改变每个子帧周期中的COM电压，所述COM电压用于确定要被施加至所述对向电极的所述电泳微粒的基准电势。
36.根据权利要求12所述的具有存储器特性的图像显示设备，其中，所述电泳层夹在第一基板与第二基板之间，在所述第一基板中按照矩阵方式布置有开关元件和所述像素电极，在所述第二基板中形成有对向电极，并且所述电压施加单元在屏幕更新时，驱动每个所述开关元件以像素为单位在所述像素电极与所述对向电极之间施加所述电压驱动波形。
37.根据权利要求12所述的具有存储器特性的图像显示设备，其中，所述电泳微粒包括颜色互补的两种类型的带电微粒。
38.根据权利要求12所述的具有存储器特性的图像显示设备，其中，两种类型的带电微粒具有彼此互补的颜色关系，并且白色或黑色支撑微粒支撑所述两种类型的带电微粒。
39.根据权利要求12所述的具有存储器特性的图像显示设备，其中，在所有更新周期上满足公式/ vdt = 0，并且添加DC抵消补偿子帧组，并且将要在DC抵消补偿子帧组中添加的电压设置为小于I阈值电压I，所述I阈值电压I是带电微粒的阈值电压之中的最小值。
40.根据权利要求12所述的具有存储器特性的图像显示设备，其中，要施加至所述电压施加单元的电压信号取三个值-VdcUO和Vdd，并且驱动基准电压在每个子帧周期中是可变的。
41.根据权利要求12所述的具有存储器特性的图像显示设备，其中，改变每个子帧周期中的COM电压，所述COM电压用于确定要被施加至所述对向电极的所述电泳微粒的基准电势。
全文摘要
本发明提供一种具有简单配置的图像显示设备，能够抑制更新屏幕过程中的不适“闪烁”，实现包括中间颜色的多灰度级显示。电泳微粒由n个类型的带电微粒C1，...，Ck，...，Cn组成，带电微粒C1，...，Ck，...，Cn具有彼此不同的颜色以及不同的发起电泳的阈值电压，每个带电微粒C1，...，Ck，...，Cn满足关系特性带电微粒C1的阈值电压＞...＞带电微粒Ck的阈值电压＞...＞带电微粒Cn的阈值电压。电压施加单元在屏幕更新时，针对每个带电微粒的电压驱动波形，按照带电微粒C1→...，→Ck→，...，→Cn的顺序将每个带电微粒的相对颜色密度过渡到对应中间过渡状态下的相对颜色密度，将屏幕更新到具有期望密度的下个屏幕。
文档编号G09G3/34GK102736350SQ20121010178
公开日2012年10月17日 申请日期2012年4月9日 优先权日2011年4月7日
发明者坂本道昭, 重村幸治, 金子节夫 申请人:Nlt科技股份有限公司