[发明专利]用于电泳单元的驱动方法和电泳设备

说明书

技术领域

本发明总体上涉及一种比如用在电泳显示器中的电泳单元。更具体来说，本发明涉及一种电泳单元的驱动方法以及一种适于实现该方法的设备。

背景技术

电泳显示器设备是双稳态显示器技术的一个例子，其利用受到电场控制的带电粒子的移动来提供选择性的光散射或吸收功能。

在一个例子中，白色粒子悬浮在吸收性液体中，并且可以使用电场把所述粒子带到所述设备的表面。在该位置处，所述粒子可以执行光散射功能，从而使得所述显示器呈现白色。远离顶表面的移动允许看到所述液体的颜色，例如黑色。在另一个例子中可以有两种类型的粒子，例如悬浮在透明流体中的带负电的黑色粒子和带正电的白色粒子。

电泳显示器设备作为其双稳态（在不施加电压的情况下可以保持图像）的结果可以实现低功率消耗，并且由于不需要背光或偏光器而可以实现又薄又亮的显示器设备。

电泳显示器中的另一个重要因素是低成本制造。由于所述设备可以由塑料材料制成，因此有可能通过卷到卷（reel-to-reel）制造来降低成本。对于这种制造来说，期望所述电子设备仅仅使用单一显示介质层。低成本要求进一步使得期望采用无源直接驱动寻址方案。这种显示器设备的最简单的配置是分段反射显示器。分段反射电泳显示器的功率消耗较低，其具有良好的亮度并且在操作中也是双稳态的，因此即使在断电的情况下也能够显示信息。

一种具有无源矩阵的形式并且利用具有一定阈值的粒子的已知的电泳显示器包括下电极层、容纳悬浮在透明或有色流体中的所述粒子的显示介质层以及上电极层。对所述上电极层和/或下电极层中的电极选择性地施加偏置电压，以便控制所述显示介质的与所偏置的电极相关联的（多个）部分的状态。

一种类型的电泳显示器设备使用所谓的“平面内切换”。平面内电泳显示器利用所述粒子在显示材料层中的选择性侧向移动。当所述粒子随机分散时，其阻挡光通到底层表面，此时看到粒子的颜色。所述粒子可以是有色的，并且所述底层表面是黑色或白色的；或者所述粒子可以是黑色或白色的，并且所述底层表面是有色的。

平面内切换的一个优点是可以把所述设备适配于反射操作和/或透射操作。所述粒子可以被移动来产生一个用于光的通道，从而可以实现反射和透射操作。这就实现了利用背光进行照明的操作，以及通过环境光进行照明并且利用反射体的反射操作。所述平面内电极被提供在一块基板上，或者为彼此相对的两块基板提供电极。平面内电泳显示器设备可以提供独立于视角的亮度和颜色。

有源矩阵寻址方案也被用于电泳显示器。一般来说，在对于具有更高对比度比值和许多灰度级的明亮的全彩色显示器期望有快速图像更新时就需要所述有源矩阵寻址方案。这种设备对于标志和告示牌应用特别有意义，以及作为电子橱窗和环境照明应用中的（像素化）光源。可以利用滤色器来实现颜色，于是所述显示器像素充当灰度设备。或者可以通过减色原理来实现颜色，或者同时利用滤色器和减色原理的组合来实现颜色。

已知的电泳显示器通常由复杂的驱动信号来驱动。为了把像素从一个灰度级切换到另一个灰度级，常常首先在重置阶段中将其切换到白色或黑色，并且随后才将其切换到最终的灰度级。灰度级到灰度级过渡和黑色/白色到灰度级过渡比黑色到白色、白色到黑色、灰色到白色或者灰色到黑色过渡更慢并且更加复杂。

例如，在彩色显示器中使用具有特征吸收光谱的粒子，并且在驱动所述显示器时可以实现各特征波长下的许多不同的吸收水平。通过精确地控制品红色粒子的数目，例如可以使得所述介质的光学密度在所述光谱的绿色部分内具有许多不同的值，这也被称作“灰度级”。

（特别被设置在基于无源矩阵的显示器中的）电泳单元的一个重大问题在于寻址及写入图像所花费的时间。这部分地是因为像素输出取决于所述粒子在像素单元内的物理位置，并且把所述粒子移动一定距离将花费时间，由于所述粒子一般来说移动相对缓慢，因此对所述电泳单元进行写入也较缓慢。这在IPEP显示器中特别成问题，在此类显示器中，所述粒子比起“平面外”设备的情况通常必须移动更长的（平面内）距离。

典型的像素寻址/写入时间范围对于平面外切换电泳显示器中的小尺寸像素是从几十到几百毫秒，对于平面内电泳显示器中的更大尺寸像素则长达几分钟。此外，所述粒子的移位速度与所施加的场成比例。因此在原理上，所施加的场越高，所述寻址/写入时间就越短，但是并不总是可以获得或者可能使用生成这些场的高电压。