专利名称：显示单元的驱动方法
技术领域：
本发明主要揭示一种显示单元的驱动方法，特别是指一种能保护该显示单元并增加对比度的带电粒子驱动方法。
背景技术：
本领域技术是基于具有两电极及隔间所组成的封闭空间之内，至少有一电极是透明的，且这空间之内会具有至少一种颜色的带电粒子，经由调整施加于两电极上面的不同电压大小与极性，产生电场来移动粒子，兹举例如下请参考图1，其是已知技术一种显示单元及该显示单元的驱动方法示意图。已知技术可能有两种略有差异的驱动方法，分别如图1上、下半部所示，为描述便利本说明书先以上半部为例提出说明。如图式，显示单元1至少包括一第一电极11、一第二电极13、一第一粒子15及一第二粒子17，其中该第一电极11及该第二电极13相互保持该一适当闲距使该第一粒子15及该第二粒子17充塞于该第一电极11及该第二电极13与装置本体(未绘示)所定义的一容置空间内。通过同时或分别施加电压于该第一电极11及第二电极13，使该第一电极11及第二电极13间产生一电压差(或电场)V2，因而驱动该第一粒子15及该第二粒子17运动，在此例，该第一粒子15是朝该第二电极13移动，以及该第二粒子17是朝该第一电极11移动。请继续参阅图1，已知技术的驱动方法为求更佳对比结果，会以PWM的方式来做驱动，并且调整0N/0FF的时间、比例与Pulse数目来达到所需的对比度。希望在ON的时间之内，所施加的电场能让粒子移动，并且在OFF的时间之内，关闭两端电压，让粒子不再受外部电场影响，能够以在ON的时间之内所获得的能量来继续前进，直到能量消失为止。同理， 对于图1下半部所述驱动方法，则是先在第一电极11及第二电极13间产生一与前述V2反向的一电压差-VI，驱动该第一粒子15从该第一电极11处往该第二电极13处移动，以及该第二粒子17从该第二电极13处往该第一电极11处移动。当然，图1下半部所述驱动方法仍以PWM的方式来做驱动，并且调整0N/0FF的时间、比例与Pulse数目来达到所需的对比度，其余作动方式则不再赘述。承上所述，要让能量消失的方式至少有三种(1)粒子与粒子间的相互作用力影响而停止；( 撞击其它粒子或是电极隔间墙而停止；以及C3)与两电极与隔间所形成的密闭空间中的介质相互作用力而停止而因为粒子本身特性、起始位置、分布均勻度、吸引力与互斥力的关系，通常会施加单次且较长驱动时间的Pulse是改采多次驱动Pulses的方式， 来克服这些变量，使得驱动结束之后，粒子能在另外一端电极上停止，且均勻分布。因此ON 的时间越长，粒子所获得的能量也越大，这种能量作用在粒子上，产生三种现象(1)粒子还在移动，在下一次ON的时间之内所获得的能量会让粒子继续加速前进；(2)粒子呈现静止状态，并且与电极接触，在下一次ON的时间之内所获得的能量会让粒子继续向电极方向挤压；以及C3)如果有不同极性的粒子在同一空间之内，此时有可能不同极性的粒子在上一次的驱动结束之后就相互吸引，而在下一次ON的时间之内所获得的能量会抵消掉粒子间的相互吸引力，让粒子分开，到相对应的电极去。而在OFF的时间之内，电场会停止对粒子的作用力，让粒子继续以从ON时间内所获得的能量继续前进或是与其它粒子及电极间的相互作用力来移动达到稳定的状态。然而，上述三种现象均会有以下几种缺失(1)在ON的时间之内所获得的能量不足与让粒子克服粒子间或是电极的相互作用力；( 粒子高速撞击电极，或是撞击其它粒子，造成粒子位置偏移或是反弹，及粒子与电极的永久性破坏；以及C3)粒子不断被电场挤压会造成本身形变，与电极间接触面积变大，造成电极或是粒子本身结构或是带电特性改变。图2A、2B及2C分别为已知技术常用三种驱动方法示意图。请参阅图2A，已知技术(1)使用较长ON时间的单根Pulse的驱动方法，会让粒子以最高速度撞击其它粒子与电极，并且继续挤压粒子，这有可能会造成粒子与电极的永久性破坏。请参阅图2B，已知技术⑵使用较短ON时间的多根Pusles的驱动方法，会固定 0N/0FF时间的比例，让粒子以较低的能量前进，并且在OFF的时间之内让粒子与电极间相互作用使其稳定下来。这种方法会因为需要较长的OFF时间，所以驱动时间会较长。请参阅图2C，已知技术(3)是调整ON的时间长短来让粒子快速移动到另外一端的电极，来减少驱动耗时。但是此方法无法避免粒子高速撞击粒子与电极的现象。
发明内容
本发明主要目的在于提供一种显示单元的驱动方法，在驱动过程当中，提供一组与ON驱动时间之内相反极性的电场，让粒子在OFF的时间之内获得反相电场来(1)减低粒子撞击粒子与电极的能量，减少损耗，提高粒子与电极寿命；以及( 施加反向电压时， 提供的反向电场来抵减粒子与粒子及粒子与电极间的吸引力，让粒子较容易受到其它粒子或是电极间的作用力影响而移动，但是又不让粒子因此脱离电极，此作用力可以让粒子排列时间更短，更容易且更加整齐。或是让在ON时间之内，在电极上受到挤压的粒子，可以回复原先形状，减少与电极间的接触面积。驱动过程中新增加一组与ON的反向电压/电场，再配合单根/多根Pulses的驱动方式，可以大幅度的减少驱动耗时，减少粒子撞击与变形，提高使用寿命，且粒子排列更加整齐，获得更高的对比度。
图1为已知技术一种显示单元及该显示单元的驱动方法示意图；图2A、2B及2C分别为已知技术常用三种驱动方法示意图；图3为本发明一种显示单元及该显示单元的驱动方法示意图；图4A及4B分别为图3所示显示单元的两种驱动方法示意图；图5为使用本发明驱动方法相对已知技术驱动方法，在对比度及驱动时间上的比较图表；以及附表一、二及三分别为使用本发明驱动方法相对已知技术驱动方法，在驱动时间、 对比度及耗时等实验数据的比较表。[主要元件标号说明]
显示单元1，2第一电极11，21第二电极13，23第一粒子15，25第二粒子17，2具体实施例方式图3为本发明一种显示单元及该显示单元的驱动方法示意图。如图所示，本发明主要应用在显示单元的技术领域，显示单元例如是电子纸或具带电显示颗粒的类似装置。 本发明同样提供两种略有差异的驱动方法，分别被绘示于图3的上、下半部波型图及对应的显示装置示意图，为便于说明先以图3上半部所示的驱动方法为例。如图3上半部所示。显示单元2至少包括相对设置且保持一距离的一第一电极 21及一第二电极23。而该第一电极21及该第二电极23与显示装置2本体所共同界定的封闭空间内具有两种带不同电性及颜色的粒子，在此实施例中不同电性的粒子例如为第一粒子25及第二粒子27，为了便于示意，各种粒子仅绘示一粒，特此说明。其中，该第一粒子 25例如为白色带负电，该第二粒子27例如为黑色带正电。该显示单元2至少有一面是透明的，可以让光线穿透进来，经由不同颜色粒子的表面反射回去，所以接近穿透面的粒子分布多寡及颜色，就会让显示单元2显示出不同的颜色或是灰阶度，在此实施例中该透明面例如是第一电极21所在的面。在驱动之前的静止状态，该第一粒子25例如是部分贴附于该第一电极21上，该第二粒子27例如是部分贴附于该第二电极23上，而图3上半部(及下半部)所绘示的状态，是驱动开始之后粒子的运动方向及位置，详如后述。而改变粒子位置则由调整施加在各电极上的电压大小、维持时间及极性等来决定。本实施例中，例如当在第一电极21施加负电，以及在第二电极23施加正电，此时会形成一个电压差(或电场)V2，此电压差V2强度一但大于粒子吸附在电极的吸引力，以及粒子与粒子间的吸引力，就会让粒子开始顺着电场移动，此时原部分贴附于第二电极23上的第二粒子27，会开始往第一电极21靠近(或移动)；反之，原部分贴附于第一电极21上的第一粒子25，则开始往第二电极23靠近(或移动)。此时使用者由第一电极21的透明面外侧看起来就会显示出黑色，反之亦然。因此，要让粒子开始移动，电场强度就至少要大于粒子与电极所形成的吸引力，施加电压就必须够大，而大于此临限电压(Threshold Voltage)之后，粒子会开始受到电场的影响及本身带电的大小，形成一种推力开始移动，再加上施加电压的时间的影响(Fe = qE = ma ;v = at)，在关闭施加电压之后，粒子本身会根据最后所获得的速度继续飞行，直到(1)受到与其它粒子的相互作用力影响而减速至停止；或是(2) 直接撞击电极而停止。上述第一种方式因为是非接触力的影响，对于粒子本身特性上并不会有太大影响，但是这种相对排斥或吸引力有机会会让粒子改变移动路径，造成混乱，影响到粒子是否能排列整齐，及相对位置。上述第二种方式因为是以相对高的速度来直接撞击电极，在撞击的时候能量会相对影响到粒子与电极，可能会造成粒子及电极本身物理材质上的永久破坏，而粒子接触电极时会在接触面上面产生某种程度的电性中和，会让粒子带电特性受到些微影响，而直接撞击时会让粒子产生形变，导致与电极间的接触面积变大，电性中和的区域也变大，粒子带电特性会受到更大的影响。而粒子多次撞击电极之后，会对电极产生用久性破坏，影响电场产生的强度，甚至这种撞击在较软的面板材质(Flexible type)上会产生震荡，震荡的震波有可能会影响到其它显示区域的粒子排列结果或是产生声响。这些问题主要的发生原因就是已知技术在粒子在移动过程中，采用粒子相互作用力及直接撞击电极来做停止移动的动作，而电场强度不够时，粒子飞行距离不够，或是能量不足，无法推挤开其它在电极上的粒子，排列就会不整齐，造成对比度变差。而使用较大的驱动电场就会产生问题如前言所叙。本发明主要用来改善这些缺点，兹叙述如下请同时参阅图3、4A及4B，其中图4A及4B分别为图3所示显示单元的两种驱动方法示意图。如图所示，El/mVE2分别代表为因为两电极21及23不同电压所产生的电场强度，正负值则代表电场方向或电压差数值，本实施例为V2/-Vl。T0n/T0ff_l/T0ff_2/Tbreak 则代表电场施加时间。因此，以图3上半部为例，本发明提供的驱动方法至少包括下列步骤(1)施加一第一电压差V2于该第一及第二电极21、23之间，以使该第一粒子25朝该第二电极23方向移动；(2)停止施加该第一电压差V2 ；以及(3)施加一第二电压差-Vl于该第一电极21及第二电极23之间，该第二电压差-Vl与该第一电压差V2的极性相反，故得以驱动该第一粒子25朝该第二电极23方向作减速运动。其中在上述步骤(1)、(2)、(3)，仍可同时对第二粒子27做相同的驱动，而第二粒子27与第一粒子25电性相反，故在上述步骤(1)“2)、C3)所呈现的运动方式，均应对应第一粒子25相反而为之。另外，施加第一及第二电压差V2/-V1时，均可包括单独施加该些电位差V2/-V1于该第一电极21或该第二电极23，或施加不同电位于该第一电极21及第二电极23使其总和电压差达到所需极性及数值。再者，上述步骤C3)若经适当电压差、时间等控制，可使该第一粒子25在运动后轻靠、停止、或部分贴附于该第二电极23，以及可使第二粒子27在运动后轻靠、停止、或部分贴附于该第一电极21，因此达到保护粒子及电极免于遭受碰撞破坏的效果。上述多种操作，均应为业界从业人员能轻易思及者，故不赘述。承上所述，本发明主要的特点在于，新增加一种与Ton时间之内的驱动电场的反向电场，让粒子25及27获得一组可调整的非接触式的反作用力来(1)减速；以及(2)减少粒子与粒子或是粒子与电极间的相互吸引力。这组相反电场施加时间、电场强度、施加次数可依照所需反射率、上下两电极间隔、粒子材质特性、粒子起始位置、温度等等外在设备条件来做调整。并且可配合单根/多根Pulse输出的驱动方法来达到更加的显示结果。请参阅图5，为使用本发明驱动方法相对已知技术驱动方法，在对比度及驱动时间上的比较图表。以下为图5的实验数据图表(1)两组测试条件为 Pulse number = 20，连续输出 20 根 Pulse, Ton 为 100 μ s， 其中μs指时间单位的微秒。(2)其中图5上方线为本发明的驱动方法，其Toff_l为150μ s，不输出反向电压。(3)其中图5下方线为已知技术的驱动方法，其Toff_l为0 μ s, Tbreak为50 μ s， Toff_2 为 10 μ s。由图5的图表可知，当使用本发明的驱动方法之后，在同样时间之内可以得到更佳的对比度，而使用本发明也可以得到更高的对比度，也就是说本发明不但可以提升对比度，且还可以节省不少时间。另外，亦可参阅附表一、二及三，其分别为使用本发明驱动方法相对已知技术驱动方法，在驱动时间、对比度及耗时等实验数据的比较表。由该些附表亦可验证上述说法，足证本发明提供的驱动方法具有相对已知技术更佳的显示效果。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附权利要求范围所界定者为准。
权利要求
1.一种显示单元的驱动方法，该显示单元包括相对设置且保持一距离的一第一电极及一第二电极，以及具极性的一第一粒子，该第一粒子散布于该第一电极及第二电极之间，其中该驱动方法包括以下步骤施加一第一电压差于该第一及第二电极之间，以使该第一粒子朝该第二电极方向移动；停止施加该第一电压差；以及施加一第二电压差于该第一电极及第二电极之间，该第二电压差与该第一电压差的极性相反，以驱动该第一粒子朝该第二电极方向作减速运动。
2.根据权利要求1所述的驱动方法，其中施加该第一电压差前，该第一粒子部分贴附于该第一电极上。
3.根据权利要求1所述的驱动方法，其中该第一粒子受该第一电压差驱动，朝该第二电极方向以等速度或加速度移动。
4.根据权利要求1所述的驱动方法，其中施加该第一电压差包括单独施加该电位差于该第一电极或该第二电极，或施加不同电位于该第一电极及第二电极。
5.根据权利要求1所述的驱动方法，其中施加该第二电压差包括单独施加该电位差于该第一电极或该第二电极，或施加不同电位于该第一电极及第二电极。
6.根据权利要求1所述的驱动方法，还包括使该第一粒子停止并贴附于该第二电极的表面。
7.根据权利要求1所述的驱动方法，其中该第一粒子是白色带负电。
8.根据权利要求1所述的驱动方法，其中还包括一第二粒子散布于该第一电极及第二电极之间，该第二粒子与该第一粒子具不同极性。
9.根据权利要求8所述的驱动方法，还包括使该第二粒子停止并贴附于该第一电极的表面。
10.根据权利要求8所述的驱动方法，其中该第二粒子是黑色带正电。
11.根据权利要求8所述的驱动方法，其中施加该第一电压差前，该第二粒子部分贴附于该第二电极上。
12.根据权利要求11所述的驱动方法，其中该第一电压差足以克服该第一粒子或第二粒子受该第一电极或第二电极的吸引力。
13.根据权利要求12所述的驱动方法，其中该第一电压差大于临限电压。
全文摘要
一种显示单元的驱动方法，包括下列步骤施加一第一电压差于第一及第二电极之间，使第一粒子朝第二电极方向移动；停止施加该第一电压差；以及施加一第二电压差于第一及第二电极之间，使第一粒子朝第二电极方向作一减速运动，避免第一粒子过度撞击或贴附于第二电极上。
文档编号G09G3/34GK102376256SQ201010254619
公开日2012年3月14日 申请日期2010年8月10日 优先权日2010年8月10日
发明者杨长暻, 陈照勗, 黄耀庆 申请人:台达电子工业股份有限公司