專利名稱：電泳顯示板的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種電泳顯示板，用于顯示包括多個圖像元的圖像，包括-用于顯示圖像元的多個像素，每個像素包括-用于接收電位差的第一電極和第二電極；和-在第一電極和第二電極之間的電泳介質，該介質具有第一和第二極端光學狀態以及介于第一和第二極端光學狀態之間的中間光學狀態；和-驅動裝置，在工作中能根據要顯示的圖像元，控制具有脈沖持續時間的電位差，用于在第一極端、第二極端和中間光學狀態之間改變光學狀態。
開篇所述類型的電泳顯示板的實施例在未公開的歐洲專利申請02075846.2(PHNL 020156)中有所介紹。
在所述電泳顯示板中，每個像素表示一個圖像元。像素的光學狀態等于所表示的圖像元的光學狀態。像素的電泳介質包括在透明液體中帶正電和負電的粒子。帶正電的粒子具有不同于帶負電粒子的顏色。在工作中，由驅動裝置控制的電位差確定帶電粒子的運動。如果帶正電粒子位于第一電極處，帶負電粒子位于第二電極處，則該介質處于第一極端光學狀態。在第一電極側，圖像元具有帶正電粒子的顏色。在相反的電位差上，帶電粒子處在相反的位置上，并且介質處于第二極端光學狀態。在第一電極側，圖像元具有帶負電粒子的顏色。為了將介質的光學狀態從第一極端光學狀態改變為第二極端光學狀態以及反過來，電位差相對大，并且脈沖持續時間相對長。所達到的光學狀態對電位差和/或脈沖持續時間的過沖不靈敏，因為較大的電位差和/或較長的脈沖持續時間對光學狀態沒有進一步的影響。顯示板能顯示中間光學狀態，這被稱為灰度值。這里灰度值指的是，在第一和第二極端光學狀態的顏色之間的顏色值。如果第一和第二光學狀態表示白色和黑色，則灰度值表示灰度陰影；如果第一和第二光學狀態表示兩種其他顏色，則灰度值代表這兩種顏色的混合色。在工作中，為了顯示灰度值，電位差發生脈動，由驅動裝置控制，其中脈沖持續時間、電位差和難以控制的很多因素確定了灰度值。例如，如果液體和/或粒子的粘性或介電常數由于例如溫度變化而改變，則改變了帶電粒子的運動，并且相同的脈沖持續時間和相同的電位差導致了不同的灰度值。因此，難以用可再現方式顯示灰度值。
所述顯示板的缺點在于難以在顯示圖像中獲得可再現的灰度值。
本發明的目的是提供一種開篇所述類型的顯示板，其在工作中能顯示可再現灰度值。
由此，該目的的實現在于，驅動裝置能控制單一平衡光學狀態作為中間光學狀態。
本發明基于如下認識如果驅動裝置能夠控制表示平衡光學狀態的灰度值作為中間狀態，以獲得其灰度值，則減少了該灰度值和難以控制的很多因素之間的關系的依賴性。例如，溫度依賴性取決于液體內粒子的流變性；這種溫度依賴性是相當小的，因為流變性不太重要。已經發現如果電位差基本為零，則電泳介質達到相同的灰度值，即平衡光學狀態的灰度值。因此，在工作中，顯示板能顯示可再現灰度值。
達到平衡灰度值的時間間隔例如是幾十秒到幾十分鐘。如果驅動裝置能控制電位差，則能更快速地改變顯示的圖像-與用于將光學狀態從第一光學狀態改變為第二光學狀態的電位差和脈沖持續時間相比，具有相等的符號和相對短的脈沖持續時間用于將光學狀態從第一光學狀態改變為平衡光學狀態，和-與用于將光學狀態從第二光學狀態改變為第一光學狀態的電位差和脈沖持續時間相比，具有相等的符號和相對短的脈沖持續時間用于將光學狀態從第二光學狀態改變為平衡光學狀態，和-隨后基本上為零。
具有相等符號和相對短脈沖持續時間的電位差帶來了在平衡灰度值附近的灰度值。接著，電位差基本上為零，電泳介質達到平衡灰度值。
灰度值取決于有色粒子的數量和尺寸。如果平衡光學狀態在第一和第二極端光學狀態的中間，則顯示的圖像具有相對良好的圖像質量。則灰度值是中間灰度。實際上，如果例如帶正電粒子的數量和尺寸接近于帶負電粒子的數量和尺寸，則平衡光學狀態表示大致中間灰度。
如果每個圖像元由一個像素表示，則每個圖像元能具有三個光學狀態。然而，如果驅動裝置能通過至少兩個相鄰像素來表示每個圖像元，則每個圖像元能夠具有三個以上的光學狀態，這是因為通過組合至少兩個相鄰像素的光學狀態而形成的光學狀態。此外，如果平衡光學狀態處于第一和第二極端光學狀態的中間，則顯示的圖像具有甚至更好的圖像質量。此外，如果至少兩個相鄰像素各具有帶有用于顯示光學狀態的區域的表面，該區域的第一區域基本上是該區域的第二區域的1/3，則圖像元具有在兩個極端光學狀態之間的至少九個基本均勻分布的光學狀態。
下面參照附圖進一步闡明和介紹本發明的這些和其它方案，其中
圖1示意性地表示顯示板的正視圖，圖2示意性地表示沿著圖1中的II-II截取的剖面圖，圖3示意性地表示顯示板的正視圖，和圖4示意性地表示一部分顯示板的等效電路圖。
附圖是示意性的，而不是按比例繪制的，并且所有附圖中相同的參考標記表示對應部件。
在圖1中，顯示板1具有像素2。像素2例如在二維結構中基本上沿直線設置。例如，一個像素表示一個圖像元。
在圖2中，像素2具有位于襯底9上的第一電極3和第二電極4，用于接收電位差。此外，電泳介質5位于第一電極3和第二電極4之間，例如在透明液體中的帶正電的黑色粒子6和帶負電的白色粒子7。如果帶正電粒子6位于第一電極3處，帶負電粒子7位于第二電極4處，則電泳介質5處于第一極端光學狀態。電位差例如為-5伏特。如果從第一電極3該側觀察圖像元，第一電極3是透明的，該圖像元是黑色的。在帶電粒子6、7的顛倒位置上，電泳介質5處于第二極端光學狀態，從第一電極3該側觀察的圖像元是白色的。則電位差例如為5伏特。為了將電泳介質5的光學狀態改變為極端光學狀態其中之一，驅動裝置可以施加例如-5伏特的電位差持續施加5秒的時間段，用于將光學狀態改變為第一極端光學狀態，以及施加例如5伏特的電位差持續施加5秒的時間段，用于將光學狀態改變為第二極端光學狀態。
如果電泳介質5處于極端光學狀態其中之一，且電位差被驅動裝置改變為0伏特，則光學狀態緩慢地向平衡光學狀態改變，介于極端光學狀態中間，在本例中為灰度值。達到中間光學狀態的間隔可以進行調整，通常從幾十秒到幾十分鐘變化。如果電位差為以下值，則該間隔較短，例如為2秒施加5伏特持續1秒鐘，用于將光學狀態從第一光學狀態改變為平衡光學狀態，和施加-5伏特持續1秒鐘，用于將光學狀態從第二光學狀態改變為平衡光學狀態，然后，電位差基本上為零。則電泳介質達到平衡灰度值。
如果帶正電和帶負電粒子6、7的數量和尺寸是相同的，則平衡光學狀態表示中間灰度，并且顯示的圖像具有相對好的圖像質量。如果帶正電粒子6的尺寸大于帶負電粒子7的尺寸，則平衡光學狀態表示的顏色相比帶負電粒子7的顏色更接近帶正電粒子6的顏色。
在圖3中，示出了代表圖像元的兩個相鄰像素2’。每個相鄰像素2’的光學狀態定義為，0是第一極端光學狀態，1是平衡光學狀態，并且2是第二極端光學狀態。則圖像元具有九個光學狀態-00兩個相鄰像素2’都在光學狀態0中，-01第一相鄰像素2’在光學狀態0中，且第二相鄰像素2’在光學狀態1中，-02、10、11、12、20、21和22。
作為例子，兩個相鄰像素2’每個都具有在第一和第二極端光學狀態中間的其平衡光學狀態。此外，用于顯示第一相鄰像素2’的光學狀態的區域基本上是用于顯示第二相鄰像素2’的光學狀態的區域的三倍。所表示的圖像元具有在兩個極端光學狀態之間的九個基本上均勻分布的光學狀態。對于代表該圖像元的三個相鄰像素，用于顯示第一相鄰像素的光學狀態的區域大約是用于顯示第二相鄰像素的光學狀態的區域的三倍，用于顯示第二相鄰像素的光學狀態的區域大約是用于顯示第三相鄰像素的光學狀態的區域的三倍，圖像元具有在兩個極端光學狀態之間的27個基本均勻分布的光學狀態，等等。
如圖4中示意性地示出的，可應用本發明的顯示板1的一部分的電學等效包括，驅動裝置100和在行或選擇電極70與列或數據電極60的交叉區域處的像素2的矩陣。圖4中從1到m編號的行電極70由行驅動器40連續選擇，而圖4中從1到n編號的列電極60經數據寄存器50被提供以數據。如果需要的話，首先在處理器30中處理要顯示的數據20。經連接到處理器30的驅動線80產生行驅動器40和數據寄存器50之間的相互同步。驅動裝置100包括例如行驅動器40、行電極70、數據寄存器50、列電極60、驅動線80和處理器30。
來自行驅動器40和數據寄存器50的驅動信號選擇像素2，這被稱為被動驅動。列電極60相對于行電極70接收這樣的電位，使得像素2在交叉區域處獲得極端光學狀態其中之一或平衡光學狀態，例如黑色、白色或中間灰度。來自行驅動器40的驅動信號經薄膜晶體管(表示為TFT 90)來選擇像素2，該薄膜晶體管的柵電極電連接到行電極70，其源電極電連接到列電極60，這被稱為主動驅動。位于列電極60上的信號經TFT 90傳遞到像素2。在圖4的例子中，示意性地示出了只用于一個像素2的這種TFT 90。
對于本領域技術人員來說，應該理解在本發明的范圍內可以做出很多修改。
本發明的范圍不限于這里所述的典型實施例。本發明以每個新的特征以及這些特征的每個組合來體現。
權利要求
1.一種電泳顯示板，用于顯示包括多個圖像元的圖像，包括-用于顯示圖像元的多個像素，每個像素包括-用于接收電位差的第一電極和第二電極；和-在第一電極和第二電極之間的電泳介質，該介質具有第一和第二極端光學狀態以及介于第一和第二極端光學狀態中間的中間光學狀態；和-驅動裝置，在工作中能根據要顯示的圖像元來控制具有脈沖持續時間的電位差，用于在第一極端、第二極端和中間光學狀態之間改變光學狀態，其特征在于，驅動裝置能夠控制單一平衡光學狀態作為中間光學狀態。
2.根據權利要求1所述的電泳顯示板，其特征在于驅動裝置能夠控制下列電位差-與用于將光學狀態從第一光學狀態改變為第二光學狀態的電位差和脈沖持續時間相比，具有相等的符號和相對短的脈沖持續時間用于將光學狀態從第一光學狀態改變為平衡光學狀態，和-與用于將光學狀態從第二光學狀態改變為第一光學狀態的電位差和脈沖持續時間相比，具有相等的符號和相對短的脈沖持續時間用于將光學狀態從第二光學狀態改變為平衡光學狀態，和-隨后基本上為零。
3.根據權利要求1所述的電泳顯示板，其特征在于，平衡光學狀態處于第一和第二極端光學狀態的中間。
4.根據權利要求1-3所述的電泳顯示板，其特征在于，驅動裝置可以通過至少兩個相鄰像素來表示每個圖像元。
5.根據權利要求4所述的電泳顯示板，其特征在于，至少兩個相鄰像素每個都具有帶有用于顯示光學狀態的區域的表面，所述區域的第一區域基本上是所述區域的第二區域的1/3。
全文摘要
一種電泳顯示板(1)，用于顯示具有多個圖像元的圖像，包括多個像素(2)和驅動裝置(100)。像素(2)具有用于接收電位差的第一電極(3)和第二電極(4)，以及位于第一電極(3)和第二電極(4)之間的電泳介質(5)。該介質(5)具有第一和第二極端光學狀態以及介于第一和第二極端光學狀態中間的中間光學狀態。為了使顯示板(1)能夠顯示可再現的中間光學狀態，驅動裝置(100)在工作中能根據要顯示的圖像元控制電位差，用于在第一極端、第二極端和作為中間光學狀態的單一平衡光學狀態之間改變光學狀態。
文檔編號G02F1/17GK1666143SQ03815489
公開日2005年9月7日 申請日期2003年6月19日 優先權日2002年7月1日
發明者M·T·約翰遜 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司