TW200410035A - Display device - Google Patents

Description

200410035 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係相關於一種用以顯示連續影像之顯示裳置，其 Cj έ ;^數個具有一電泳媒體之顯示元件。 兒泳顯示裝置係基於帶電、通常係彩色粒子在電場之影 響下之運動，該電場係存在兩具有不同穿透率或反射率之 極端狀態之間。利用這些顯示裝置，黑暗（彩色）字體可以成 像在明亮（彩色）背景上，反之亦然。 孩類型之顯示裝置使用在例如監視器、桌上型電腦、個 人數叙助理（PDAs)、行動電話及電子書。 【先前技術】 在孩開頭段落中所提到之類型的顯示裝置係描述於未公 ”國際專利申請案IB 〇2/〇〇611中。該專利申請案描述： 種=子墨水顯示器，其包含兩基材，其中之一係透明的， 、&月基材係配置列（r〇w)及行（c〇lumn)電極。一行電極與 么一】兒極間的父叉點係與一顯示元件有關。該顯示元件係 ^由:薄膜電晶體（TFT)柄合到胃列電#，而其之間極_ 合心行電極。顯示元件、TFT電晶體及行與列電極—起形 成王動矩陣。再者，該顯示元件係包含一第一電柘、一 及：第三電極。-行驅動器係經由薄膜體選 、牵：寺:員：兀件之第一電極’該等顯示元件之閘極電極係 k要到孩等行電極而源極電極係連接到該 :::電極上之資料信號係經由™送到::二; 相耦合之第-電極。再者，在每個顯示元件中，該第二 88121 200410035 電極係經由一額外T F T及一額外列電極連接到額外驅動裝 置，用以接收一第二資料電壓，用以實現該中間光學狀態 。該第三電極係例如藉由一或更多共同計數器電極接地。 再者，提供電子墨水在該第一電極、第二電極及該共同電 極之間。該電子墨水包含多個微膠囊，大約為1 0到1 00微米 。每個微膠囊包含帶正電的黑色粒子懸浮在白色液體内。 當正電壓V施加於該第一電極與該第二電極時，該等黑色粒 子係移動到該為膠囊朝向該最低電位之側邊，在該範例中 為該第三電極。假使該顯示裝置係從含有該第一及第二電 極之透明基材的側邊觀看，該顯示器現在係具有該液體之 色彩，在該範例中為白色。例如，為了獲得一中間光學狀 態，該第二電極係接地，而該第一電極係連接到一負電壓 V-及該第三電極係接地。該等帶正電的黑色粒子會移向該 最低電位，在該範例係在該第一電極的周圍。當該顯示裝 置係從該透明基材之側邊觀看時，該顯示元件僅部分具有 該等黑色粒子之色彩而部分具有該液體之色彩。因此獲得 一灰色數值。中間光學狀態，即灰階，可以藉由控制該等 朝向在該等微膠囊之頂端處的第一及第二電極移動之粒子 之數量來產生在該顯示裝置内。例如，藉由控制在該第一 電極、弟二電極及弟二電極間的電场線’多少有些粒子會 朝向在該第一及第二電極之間的區域移動，因而可以獲得 不同的中間光學狀態（灰色值）。 在該等已知的顯示裝置中，為了改良該等中間光學狀態 之可重製性，係要求將該像素在選擇之前先變成一定義狀 88121 200410035 態，例如藉由給予一重置脈衝，該脈衝會造成該等帶電粒 子能夠事先均勻地散佈在該第三電極上。該已知顯示器之 缺點係該重置脈衝造成該螢幕暫時性模糊，而與慢速視訊 重置不相容。 【發明内容】 本發明之目的在提供一種在該開頭段落中所提到不會有 暫時性模糊之類型的顯示裝置。 為了達到該目的，本發明之一第一方面係提供一種如申 請專利範圍第1項之顯示裝置。 本發明係基於該識別，該識別係指當實現該其次影像之 其次中間狀態時，實現要被顯示之資訊的中間光學狀態的 粒子應該要從在該第一及第二電極之間的區域移除，使得 實質上沒有剩餘粒子可以影響該其次影像之中間光學狀 態。 使用兩群具有相同色彩之粒子，但是一第一群帶正電粒 子而一第二群帶負電粒子，係使得當在相繼影像之間沒有 要求重置脈衝時能夠施加適當的電壓給該等電極變得可能 。當施加適當電壓給該等像素電極時，該第一群之粒子根 據該等所要求的光學狀態移向位在該第一及第二電極之間 的區域，而該第二群的粒子係移向該第三電極。在下個其 次影像中，施加於該等電極之電壓係被挑選，使得該第一 群之粒子係從位在該第一及第二電極之間的區域釋放出來 ，而該第二群的粒子係根據該第二其次影像的中間光學狀 態移向位在該第一及第二電極之間的區域。 88121 200410035 处本^㈤（特疋貫施例係藉由&變該群形；^該中間光學狀 悲〈帶電粒子來說明於申請專利範圍第2項中，重置脈衝便 、再而要戶斤以暫時性模糊該顯示器實質上係被刪除。 本1明另外返有有利的實施例係說明於該等進一步從屬 的申請專利範圍。 在申請專利範圍第3项之實施例中，可重製性可以進一步 」用在Θ驅動仏唬〈則是供一預先設定信號來改良。在該 實施例中，根據該其次驅動脈衝，該等電泳粒子在被導向 新的位置之前會先從該等電極釋放。 較佳地，該預先設定脈衝係具有與該驅動信號之脈衝的 極性相反的極性。 f如申請專利範㈣5預之實施例中，由偶數個相反極性 勺丁’、先叹疋脈衝所組成〈預先設定信號可以被產生，用以 最小化該顯示裝置之預先設定脈衝之直流電組成及明顯性 兩預先严疋脈衝(一脈衝具有正極性，另一脈衝具有負極 f )曰在4作挺式内最小化該顯示裝置的功率消耗。 上在：：請專利範圍第7项之實施例，，該等粒子係出現在 在Θ等基材（間的液體内。或者，也有可能該等粒子係 出現在一微膠囊内。 在如申請專利範圍第8项之實施例中，含有該第三電極之 基材表面係配置疏水性，例如—層四氟乙晞。這提供一滑 溜層’使得利用㈣三電極之電位貼覆到該機材之粒子係 分布更為均勻。 【實施方式】 88121 200410035 圖1概略地說明顯示裝置丨之一部分等效於本發明可實施 的電路。它包含一矩陣的像素1〇，其位在行或選擇電極7與 兩列或資料電極6、6,之相交叉的區域。該等行電極係藉由 一行驅動器4相繼地被選擇，而該等列電極丨、丨，到n^係 經由一資料暫存器5配置著資料。為了該目的，假如有需要 的話，該進入資料2係先在一處理器3處理。㈣行驅^4 與該資料暫存器5之間的互相同步係經由驅動線8發生。 來自孩行驅動氣之驅動信號係經由薄膜電晶體（TF丁〇 9、9選擇孩等圖像電極’分別地其閘極係電氣連接到該等 行電極7而其源極21係電氣連接到該等列電極6、6,。在該第 一列驅動器6之處的信號係經由該TFT 9被傳送到該第一圖 像電極。在該第二列驅動器6,之處的信號係經由該丁打9, 被傳运到Μ第二圖像電極。#第三圖像電極假如該像素⑺ 接地^列如’藉由一或更多的計數器電極。在圖i之範例中 ，孩等TFTs 9、9’係概略地說明只針對一像素ι〇。 基材11，例如_玉 弟 圖2 A說明一像素，該像素含有 璃或一合成材料，該基材係配置該第三電極7，一第二透曰 基材12係配置一第一電極6。該像素係填滿一電泳媒體、 如-白色液體含有帶正電的黑色粒子14及帶負電的黑 子14 。該第二透明基材尚包含一—兩 卜一 罘一电極6以經由跨越令 弟二電極6,之電壓來實現中間光學狀態。跨越該第三: 極6’之電壓會影響在該等兩光學狀態之間的切糾為。^ 例如在圖2A中，一第—光學狀態係產生。此外 _ 電極7接地’㈣第一及第二電核6之一連接到一第 88121 200410035 + Vi而該第—及第二電極6,之另一個係連接到一第二電蜃 ^此^^2>〇’該等黑色帶正電的粒子14移向處在該 取低私位〈電極’在該範例中為該第三切換電極7。該等黑 色帶負電的粒子14’移向處在該最高電位之電極，在該範例 中係該第-電極6’及該等粒子出現在直接位在該第一電極 6下方的區域。從該觀看方向15來看，該像素現在實質上具 有該液體13之色彩，除了靠近該第—電極6的部分，在該範 例中其像素色彩係近乎白色。一極端光學狀態係以在圖2B 中之範例來貫現。在圖2B中，該第三電極7接地，而該第一 及第二電極6、6’係都連接到一電壓-V。該等帶正電的黑色 粒子14移向該最低電位，在該範例中朝向在該第一及第二 黾極6、6之間所定義之電位平面，該平面係平行且並靠著 該第一基材12，而該等帶負電的黑色粒子14,移向該最高電 叙’在該範例中朝向該第三電極7所定義之電位平面。從該 觀看方向1 5來看，該像素現在具有該等黑色粒子丨4之色彩 。類似的光學狀態發生於假設該第一及第二電極6、6，連接 到一電壓+V而該第三電極7係接地。 該等帶負電的黑色粒子14，移向該最高電位，在該範例中 係朝向平行且並靠著該第一基材1 2之電位平面，而該等帶 正電的黑色粒子1 4移向該最低電位，在該範例中朝向該第 二電極7所定義之電位平面。從該觀看方向1 5來看，該像素 也具有該等黑色粒子之色彩。 在圖2C中，為了創造中間光學狀態，該第一電極6連接到 —第一電壓+V 1，該第二電極6，係連接到一第三電壓+V3， 88121 -10- 200410035 藉此Vl>V3>〇及V3<V2，及該第三電極7係接地。該等帶正 電的黑色粒子14移向該最低電位，在該範例中為在該第三 電極7附近的區域。該帶負電的黑色粒子ι4，移向在該第一電 極6附近的區域。從該方向1 5來看，該像素現在係一部份具 有該等黑色粒子的色彩而部分具有該白色液體的色彩。因 此便獲得灰色色相（hue)。藉由變化施加於該等第二電極6， 之電壓V3的大小，便可以獲得不同的灰階濃淡（shades)。圖 3說明跨越該等電極6、6，及7之4種可能組合的電壓的電位線 ，而箭頭16係概略地說明施加在帶正電粒子上的力量。依 孩万式，具有一第一灰色色相之一第一影像可以顯示在該 頭π器上。具有一第二灰色色相之連續的第二影像係藉由 將該第一電極6連接到一負第一電壓_V1及將該第二電極。 連接到一負電壓-V3來顯示，藉此Vl<V3<〇，而該第三電極 7保持接地。在該範例中，該等帶正電的粒子14移向該最低 私位’在M la例中為靠近該第—電極6之區域。該等帶备電 的粒子14,移向靠近該第三電極7之區域，因此便獲得新的灰 色色相。出現在該基材12之下的黑色粒子14的數量，從而 該灰色色相係取決於施加於該第_及第二電極卜6，上的電 壓VI、V3的大小。下-個連續的影像係藉由將該第一電極6 再次連接到-正電壓+V1而將該第二電極6，再次連接到一 正電壓+V3來顯示。每個其他連續的影像係藉由改變相對於 該第三電極，分別提供該第一及第二電極6、6，之該等電厚

Vi、V3的極性來顯示。相較於傳統的電泳顯示器，該顧示 器之優點為連續影像可以名了田、A 1 " 』以在不用施加可以從該第一基材n 88121 -11 - 200410035 中釋放所有粒子14、14,的舌栗〇 、 々重置脈衝的情形下顯示。依該方

法，便可以避免該顧元與I 兄頊不茸暴的暫時性模糊。 車乂佳地在母個新影像之前，少數的預先脈衝係在該等 貧料脈衝V1、V3之前先施加於該第-及第：電柄6、6，，以 改良該反應時間。圖4說明施加於該像素吸❹"，之一 電極或兩電極的4個預先脈衝4〇及資料脈衝Vn、Vn+1、Vn + 2 、％的·组合。提供給該第一電極6之預先脈衝40之大小及 持續時間係與-能量以用以釋放該等電泳粒子14、Μ，在 靠近該電極6之一第一區枕 ,e τ 匚或，但疋太低以致無法將該等粒子 移動到靠近該第三電極7之區域。較佳地，該最後預先脈衝 40之極性相反於提供給該第—及第二電極6、6，之電壓^、 V3的極性。或者’該等預纽衝40可以在該等tmvi、V2 提供給該電極6、6,之前，先提供給該第三電極7。 β等基材U、12係配置一疏水層，例如四氟乙缔以避免該 等帶電粒子14、14,黏附在該等基材上。 或者，該等粒子可以封藏在微膠囊，如同在“2〇⑽年，第 20次IDRC研討會，84_87頁，電子紙張顯示器之微封藏電泳φ 材料”中所述。該電泳媒體（該液體包含該等帶正電的粒子Μ 及該等帶負電的粒子14，）現在係出現在微膠囊16中，該等微 膠囊位在透明基材或黏接劑（bin(ier)中。 圖5A及5B說明該含有兩微膠囊16之顯示裝置之部分的橫 斷面50，該第三電極7再次地接地，而該第一及第二電極6 、6’分別連接到電壓νΐ、V2。該等微膠囊16在橫向方向上 的尺寸L大約等於該第一及第二電極6、6，之間的距離。 88121 -12- 200410035 很明顯地，在本發筘明之靶圍内而不背離該等附屋+ 利軛圍的情形下，绊容押仆你_ p W屬_請專 汗夕變化係可能的。 τ 【圖式簡單說明】 、、&月之這些及其他方面可從以上所描述的余、A 為清楚，並且可以夂考等每、 、⑤她例而更 /亏邊寺男她例加以說明。圖1概咯地說明一顯示裝置的部分；圖2說明一電泳顯示裝置的像素，其 色值及中間光學狀態； "現不同的灰圖3 4明在一電泳顯示裝置之像素内的電場線；圖4况明在一資料信號之前的4預先脈 電泳顯示裝置的像素電U 用叫供給- 圖5 δ兄明配置微膠囊之電泳顯示裝置的像素 係包含帶電電泳粒子。 ’、 —邊等圖式為概略式而並未依照比例繪製， 同參考數字係指相同零件。 【圖式代表符號說明】 ，該等微膠囊 一般來說，相 2 3 顯示裝置 進入資料 處理器

4 5 6 6, 7 行驅動器 資料暫存器 第一列或資料電極 弟一列或資料電極 行或擇電極 88121 -13 - 200410035 8 驅動線 9、9’ 薄膜電晶體 10 像素 11 12 13 14 14, 15 VI V2 V3

Vn，Vn+1，

Vn + 2, 第一基材 第二透明基材 液體 帶正電的黑色粒子 帶負電的黑色粒子 觀看方向 第一電壓 第二電壓 第三電壓 資料脈衝

Vn + 3- 16 微膠囊 21 源極電極 40 預先脈衝 50 顯示裝置之一部分的橫斷面 -14- 88121

Claims (1)

1. 200410035 拾、申凊專利範圍： ^ ^ ^ ^ 开巴含複數個具有 一"： 顯示元件’該等元件包含兩群電泳粒子， -群帶正電的電泳粒子及—群帶負電的粒子，而，第一 電泳粒子的色彩係等於該第二群之電泳粒二色 、罘電極、一第二電極及一第三電極，其係與每個 用以接收一驅動信號之顯示元件有關；及 J衣置用以根據要被頭示的資訊，將該驅動信號 提供給該等電極，用以實現中間光學狀態。 2.如申請專利範圍第丄項之電泳顯示裝置，其中欲顯示之 資訊包含連續影像及該控制裝置係能夠產生一驅動信 唬、，使得刀别在該第一、第二電極與第三電極之間的電 位差係與每個其次影像之顯示同步的情形下交替地正 負變化。 3.如申請專利範圍第丨項之電泳顯示裝置，其中該控制聋 置進一步配置用以在該驅動信號之前先提供一預先言 疋U⑤k 5虎係、包含—預先設定脈衝κ系相關於^ 夠用以從t近位在該等基材上之電極之 置釋放該等電泳粒子之能量，但是該能量太低而無法系 達靠近位在該等基材上的其他電極之一白勺一第二位置 4· t :5青專利範圍第3項之電泳顯示裝置，其中該預先， 定仏唬提供給該第一及第二電極之一。 5.如申請專利範圍第4項之電泳顯示裝置’其中該等控, 88121 裝置進一步配置用以違 、 生帶有負極性或正極性之預弁 -定脈衝，而該等控制 … 信號，該信號包含—具右㈠配置用以厓生該驅動 、 正或負脈衝之脈衝，藉此咳 預先設定脈衝之極性# 5猎此4 ,, ⑦相反於該驅動信號之脈衝的極 性。 6·如申請專利範圍第3項之啦、、 ^ ^ 、兒冰顯不裝置，其中該預先設 疋仏唬提供給該第三電極。 如申凊專利範圍第1項 — 触&、+ 兒，水_不衣置，其中該電泳媒 缸係设在兩基材之間，該菩 一中 遠寺基材之一係包含該第一及第 -电極’而該其他基材係包含該第三電極。 •如申請專利範圍第7項之電決錮+ #著 一中 包，水靜員不取置，其中包含該第 —电極之基材表面係配置—疏水層。 9· ί申請專利範圍第1項之電泳顯示裝置，其中該電泳媒 係存在於一微膠囊内。 88121