电泳显示器驱动方法
专利名称：电泳显示器驱动方法
技术领域：
本发明涉及一种电泳显示器以及这种电泳显示器的驱动方法。
背景技术：
电泳显示器(EPD)是一种基于悬浮于溶剂中的带电色素粒子的电泳现象的非发光装置。该装置通常包括具有彼此相对地设置的电极的两块板。一个电极通常为透明电极。 由彩色溶剂和带电色素粒子组成的悬浮液封闭在两块板之间。当在两个电极之间施加电压差时，色素粒子根据电压差的极性迁移到一侧或另一侧。因此，在观看侧可以看到色素粒子的颜色或者溶剂的颜色。电泳显示器的两个电极层各自连接至驱动器，从而将适当的电压施加至电极层。 对于要施加电压的共电极，通常穿过(连接至共电极的)显示器面板钻孔，以使共电极连接至驱动器。可选地，如美国专利申请公开第2011-0080362号所述，对于附接至共电极但与背板分离的显示面板，需要通过导电接触焊盘使共电极连接至驱动器。这些构造电泳显示器的方法需要复杂的驱动电路以及触点，这导致额外的成本。
发明内容
本发明涉及一种电泳显示装置以及这种显示装置的驱动方法。本发明的一个方面涉及一种电泳显示装置，包括a)多个显示单元，夹置在浮动共电极与包括多个像素电极的背板之间，所述背板连接至显示驱动器；以及b)每个所述显示单元填充有包括分散在溶剂或者溶剂混合物中的带电色素粒子的电泳液。在一个实施方式中，背板时显示装置的固定特征。在另一个实施方式中，背板仅当显示装置处于驱动模式时连接至所述多个显示单元。所述浮动共电极的电压根据以下等式计算Vcoffl=E (V⑴X像素⑴在总像素数中的％ )
并且基本上为零，其中，“ i，，表示特定的像素组。
在一个实施方式中，显示装置为信息显示装置。在一个实施方式中，显示装置为电子价格标签。本发明的另一个方面涉及如上所述的显示装置的驱动方法，该方法包括a)向第一组像素施加+V ；b)向第二组像素施加-V ；以及c)如果存在其余像素的话，则向其余像素施加0V，其中，浮动共电极的电压，Vcoffl = (+V) X (第一组像素在所有像素中的％ )+(-V) X (第二组像素在所有像素中的％ )
4
+(OV) X (如果存在其余像素的话，其余像素在所有像素中的％ )并且基本上为零。在一个实施方式中，背板仅当显示装置处于驱动模式时连接至所述多个显示单兀。本发明的进一步方面涉及如上所述的显示装置的驱动方法，其中，显示装置属于包括第一颜色和第二颜色的二元系统，该方法包括a)向第一组像素施加时长、的电压V1,然后施加时长t2的电压V2,以将像素驱动为第一颜色状态或者保持在第一颜色状态；b)向第二组像素施加时长t3的电压V3,然后施加时长t4的电压V4,以将像素驱动为第二颜色状态或者保持在第二颜色状态；以及c)如果存在其余像素的话，则向其余像素施加0V，其中，浮动共电极的电压，Vcoffl = V2X (第一组像素在所有像素中的％ )+V4X (第二组像素在所有像素中的％ )+OVX (如果存在其余像素的话，其余像素在所有像素中的％ )并且基本上为零，并且t2 = t4。在一个实施方式中，该方法进一步包括总和V1X (第一组像素在所有像素中的％ )+V3X (第二组像素在所有像素中的％ )+OVX (如果存在其余像素的话，其余像素在所有像素中的％ )并且同样基本上为零，并且、=t3。在一个实施方式中，第一和第二颜色分别为黑色和白色。本发明的驱动方法为许多显示应用提供了一种低成本方案。
图1是一种典型的电泳显示装置的截面视图。图2示出了现有技术的驱动方法。图3示出了本发明的驱动方法的单相波形。图4示出了本发明的一种驱动方法的两相波形。图和图恥示出了显示两种颜色状态的显示单元。图6示出了 20个像素的图像。图7a 图7c为本驱动方法的图形表示。图8示出了本发明的无背板设计。图9a和图9b示出了应用本发明显示结构的书写装置。
具体实施例方式图1总体上示出了电泳装置(100)。显示器通常包括电泳显示单元10a、IOb和IOc 的阵列。图中，电泳显示单元，在用图形的眼睛表示的正面观看侧上设置有共电极11 (通常为透明的，因此在观看侧上)。在电泳显示单元的另一侧(即后侧)上有背板(1 。在一个实施方式中，背板可包括分立像素电极12a、12b和12c。每个分立像素电极限定显示器的
单独像素。然而，实际上，多个显示单元(作为像素)可与一个分立像素电极相关联。像素电极实际上可以被分段而不是被像素化(pixellate)，限定要显示的图像区域，而不是单独的像素。因此，尽管在本申请中频繁地使用术语“像素”或“多个像素”来阐述本发明，但是该结构和驱动方法还可应用于分段显示器。还应注意，当背板12以及像素电极为透明时，可以从后侧观看显示装置。电泳液13填充每个电泳显示单元。施加至共电极与(与填充有带电粒子的显示单元相关联的)像素电极的电位差决定显示单元中的带电粒子的移动。例如，带电粒子15可带正电，从而它们将被吸引至像素电极或者共电极，无论哪个处于与带电粒子相反的电压电位。如果将相同的极性施加至像素电极和共电极，则带正电的色素粒子然后将被吸引至具有较低电压电位的电极。在另一个实施方式中，带电色素粒子15也可带负电。带电粒子15可以为白色。此外，如对本领域普通技术人员来说显而易见的是，带电粒子可以为黑色并分散在浅颜色的电泳液13中，以提供视觉上可地分辨的足够对比度。在进一步的实施方式中，电泳显示液也可以具有透明无色的溶剂或者溶剂混合物以及带有相反粒子电荷的和/或具有不同电动力特性的两种不同颜色的带电粒子。例如， 可以存在带正电的白色色素粒子以及带负电的黑色色素粒子，这两种色素粒子可以分散在澄清的溶剂中或者溶剂混合物中。术语“显示单元”旨在涉及一种各自填充有显示液的微容器。“显示单元”的实例包括但不限于微杯、微胶囊、微通道、其他分隔型显示单元及其等同物。在微杯型中，可以用顶部密封层来密封电泳显示单元。电泳显示单元与共电极11 之间还可存在粘合层。每个基于微杯的电泳显示单元被显示单元壁14围绕。在本申请中，术语“驱动电压”用于指像素区域中带电粒子所经受的电压电位差。 驱动电压为共电极的电压与施加至像素电极的电压之间的电位差。例如，在带正电白色粒子分散于黑色溶剂的二元系统中，当共电极具有零电压并且向像素电极施加+15V电压时， 像素区域内带电色素粒子的“驱动电压”将为+15V。在这种情况下，驱动电压将使白色粒子移动至共电极处或其附近，因此，透过(即，观看侧)共电极看到白色。可选地，当共电极具有零电压并且向像素电极施加-15V电压时，在这种情况下，驱动电压将为-15V，并且在这样的-15V驱动电压下，带正电的白色粒子将移动至像素电极处或其附近，使得在观看侧看到溶剂(黑色)的颜色。图2为示出当前使用的现有技术方法的简图。包括像素电极(X，、Y和Z)阵列的显示单元层夹置在共电极0 与背板之间。共电极以及背板由单独的电路(共电极驱动电路25以及背板驱动电路26)控制。电路25和沈都连接至显示驱动器(图中未示出)。当从一个图像到另一个图像进行驱动时，在更新区域中(其中像素改变颜色状态)，由显示驱动器通过共电极驱动电路25向共电极22施加第一电压(V1),向像素电极X 施加第二电压(V2),并且向像素电极Y施加第三电压(V3)。驱动电压(V2-V1)将对应于像素
6电极X的像素从第一颜色状态驱动为第二颜色状态，驱动电压(V3-V1)将对应于像素电极Y 的像素从第二颜色状态驱动为第一颜色状态。对于未更新的像素(Z)，共电极的电压必须基本上等于施加至像素电极的电压 (即，零驱动电压)。然而，实际上，施加至共电极的电压与施加至像素电极的电压很难精确匹配。这可能是由于像素电极所经受的偏置电压。现有技术的方法还具有其他缺点。例如，为了将共电极连接至驱动器，从而可以向共电极施加电压，不可避免地需要复杂的驱动电路和触点。本发明的第一方面涉及电泳显示装置，包括a)多个显示单元，夹置在浮动共电极与包括多个像素电极的背板之间，所述背板连接至显示驱动器；以及b)每个所述显示单元填充有包括分散在溶剂或者溶剂混合物中的带电色素粒子的电泳液。术语“浮动”共电极指的是未连接至显示驱动器、地或者电压电源的共电极。在一个实施方式中，背板固定地附接至多个显示单元。换句话说，显示单元固定地夹置在共电极与背板之间。在另一个实施方式中，背板可以从显示单元上拆卸下来。背板仅当显示装置处于驱动模式时附接至显示单元。该实施方式在操作和成本方面尤其有利。浮动共电极的电压可根据如下等式来计算Vcoffl = Σ (V⑴X像素⑴在总像素数中的％ )其中，符号“i”表示具体的像素组。因此，V。。m为施加至一组像素的电压的总和乘以像素组在总像素数种所占的百分比。在本发明中，将V。。m设计为基本上为零。本发明的第二个方面涉及如上所述的显示装置的驱动方法。在这些驱动方法中， 背板固定地附接至显示单元或者暂时性地附接至显示单元。在一个实施方式中，如上所述的显示装置的驱动方法采用单驱动相的波形，如图3 所示。该方法包括a)向第一组像素施加+V ；b)向第二组像素施加-V ；以及c)如果存在其余像素的话，则向其余像素施加0V，其中，浮动共电极的电压，Vcoffl = (+V) X (第一组像素在所有像素中的％ )+ (-V) X (第二组像素在所有像素中的％ )+(OV) X (如果存在其余像素的话，其余像素在所有像素中的％ )并且基本上为零。如上所述，驱动方法的一个基本特征为将浮动共电极所经受的电压控制为基本上为零。术语“基本”指的是约低于满驱动电压的5%。例如，如果满驱动电压为+IV，为了将像素驱动为满颜色状态，则在这种情况下，Vcoffl在+0. 05V与-0. 05V之间。对于浮动共电极，为了实现基本为0V，可以存在施加有零驱动电压的一组像素，而其余像素的一半施加有+V电压，且其余像素的另一半施加有-ν电压。
在另一个实施方式中，如上所述的显示装置的驱动方法采用两个驱动相位的波形，如图4所示。显示装置属于包括第一颜色和第二颜色的二元颜色系统，该方法包括d)向第一组像素施加时长、的电压V1,然后施加时长t2的电压V2,以将像素驱动为第一颜色状态或者保持在第一颜色状态；e)向第二组像素施加时长t3的电压V3,然后施加时长t4的电压V4,以将像素驱动为第二颜色状态或者保持在第二颜色状态；以及f)如果存在其余像素的话，则向其余像素施加0V，其中，浮动共电极的电压，Vcoffl = V2X (第一组像素在所有像素中的％ )+V4X (第二组像素在所有像素中的％ )+OVX (如果存在其余像素的话，其余像素在所有像素中的％ )并且基本上为零，并且t2 = t4。在一个实施方式中，总和V1X (第一组像素在所有像素中的％ )+V3X (第二组像素在所有像素中的％ )+OVX (如果存在其余像素的话，其余像素在所有像素中的％ )同样基本上为零，并且、=t3。实际上，波形可以具有多于两相。驱动方法由多个步骤实施，并且施加至每组像素的电压以及每组像素在总像素数中所占的百分比需要仔细调整，以下的实例将对此做出阐释。实例实例1 为了说明本驱动方法，假设显示单元填充有包括分散在黑色溶剂中的带正电的白色粒子的电泳液，如图fe和图恥所示。如上所述，图3示出了单相驱动方案。当向显示单元施加+V的驱动电压时，显示单元将在观看侧显示白色状态(见图 5a) 0显示单元的初始颜色可以为黑色，在施加+V的驱动电压之后会变成白色。如果显示单元的初始颜色为白色，则当施加+V的驱动电压之后将继续保持白色状态。当向显示单元施加-V的驱动电压时，显示单元会在观看侧显示黑色状态(见图 5b) 0显示单元的初始颜色可以为白色，在施加-V的驱动电压之后会变成黑色。如果显示单元的初始颜色为黑色，则当施加-V的驱动电压之后将继续保持黑色状态。如上所述，图4示出了两相驱动方案。当向显示单元施加-V的驱动电压(即，V1)(处于相位I)，然后施加+V的驱动电压(即，V2)(处于相位II)时，显示单元将在观看侧显示白色状态(见图fe)。显示单元的初始颜色可以为黑色，其将保持黑色(处于相位I)，然后被驱动为白色(处于相位II)。如果显示单元的初始颜色为白色，则显示单元将先被驱动为黑色(处于相位I)，然后返回白色(处于相位II)。在任意一种情况下，最后的颜色都是白色。当向显示单元施加+V的驱动电压(即，V3)(处于相位I)，然后施加-V的驱动电压(即，V4)(处于相位II)时，显示单元将在观看侧显示黑色状态(见图5b)。显示单元的初始颜色可以为黑色，其将被驱动为白色(处于相位I)，然后返回黑色(处于相位II)。如果驱动单元的初始颜色为白色，则显示单元将先保持白色(处于相位I)，然后被驱动为黑色(处于相位II)。在任意一种情况下，最后的颜色都是黑色。在图4的波形中，假设、=、且、=t4。实例2:进一步假设最终的图像显示将具有80 %白色像素，20 %黑色像素。换句话说，80 % 白色/20%黑色图像是由驱动方法实现的目标图像，这通过以下步骤实现步骤1 百分之五十(50% )的像素被驱动为白色，百分之五十(50% )的像素被驱动为黑色。换句话说，50%的像素被施加+V的电压，50%的像素被施加-V的电压(根据图3的波形图)。因此，V。。m可以根据等式 V。。m= (+ν)Χ0·5+(_ν)Χ0·5 = OV 来计算。步骤2 在步骤1中实现的50 %的白色像素将保持白色；因此在步骤2中没有在这些像素上施加电压。在步骤1中实现的50%的黑色像素中，一半(即总数的25% )被施加 +V的电压，其余一半(即总数的25% )将被施加-V的电压。因此，V·将变为(OV)XO.5+(+V) X 0.25 以及(-V) X 0.25，等于 OV。该步骤的最终结果是75%的像素为白色，25%的像素为黑色。步骤3 在前面的步骤中实现的75%的白色像素将保持白色，因此没有在这些像素上施加电压。在25%黑色像素中，它们的60% (即总数的15%)将保持黑色，因此没有在这些像素上施加电压。黑色像素的其余20% (即总数的5% )将被施加+V的电压以被驱动为白色，黑色像素的另外20% (即总数的5% )被施加-V的电压以被驱动为黑色。因此，V。。m将变成(OV) X0. 75+(OV) X0. 15+(+V) X0. 05 以及(_V) X0. 05，等于 OV。该步骤的最终结果是80%的像素将为白色，20%的像素将为黑色，其为驱动方法的目标图像。注意，尽管本实例使用了图3的波形，但是该方法也可利用图4的波形轻松地实现。实例3:本实例以图形方式示出了实例2的步骤。图6出了由20个像素1-20组成的图像。 图7c是80%的像素(1、2、4、6-10、12-15和18-20)为白色，20%的像素(3、5、11和17)为黑色的目标图像。在实例1的步骤1之后，50%的像素(4、7、9、10、13、15、16、18、19和20)被驱动为白色，其余50%的像素(1、2、3、5、6、8、11、12、14和17)被驱动为黑色，以实现如图7a所示
的中间图像。在步骤2中，步骤1实现的白色像素将保持白色。在步骤1实现的黑色像素中，一半0、6、8、12、和14)被驱动为白色，其余一半(1、3、5、11、和17)被驱动为黑色。步骤2的最终结果是，如图7b所示，15个像素(2、4、6-10、12-15、16、和18-20)将为白色，5个像素 (1、3、5、11、和17)将为黑色。在步骤3中，步骤1和步骤2所实现的白色像素将保持白色。在所实现的黑色像素中，3个像素(3、5、和11)将保持黑色。在其余黑色像素中，一个像素(1)将被驱动为白色，其他像素(17)被驱动为黑色。该步骤的最后结果是80%的像素将为白色，只有20%的像素(3、5、11、和17)将为黑色，其为驱动方法的目标图像。上述实例阐释了简单的驱动方法，其中共电极未连接至显示驱动器。如上所述，为了更好的图像质量，可以通过在每个步骤中应用波形来将像素驱动为白色或者黑色，对该方法进行修改。例如，可以首先将像素驱动为全黑状态，然后是白色状态，而不是直接将像素驱动为白色状态。类似地，可以首先将像素驱动为全白状态，然后是黑色状态，而不是直接将像素驱动到黑色状态。因此，本发明的驱动方法既可以使用图3中的波形，也可以使用图4中的波形。还应注意，如果需要的话，波形可以具有两个以上相位。虽然本实例中具体提到了黑色和白色，但是本方法可应用于任何二元颜色系统， 只要两种颜色提供视觉上可辨认的对比度即可。因此，两种对比颜色可以广泛地由“颜色 1”和“颜色2”来指代。如上所述的显示结构和驱动方法在背板未永久性地附接至显示单元层的情况尤其有用，如图8所示。在该设计中，显示装置(89)包括显示单元层(80)，每个显示单元填充有电泳液；共电极(81)以及可选的保护层(88)，保护层(88)通过粘合剂(86)层压在显示单元层(80)上。层(87)为基板层。背板(8 与显示单元层分开。图9a和图9b示出了利用本发明的显示结构的书写装置(90)的截面图。书写装置具有盖(盖子)(91)、主体(容器)(9 以及显示驱动器(95)。装置的主体(容器)(92)包括背板(94)。背板可以是分段电极层(用于简单符号)或者有源矩阵驱动系统(用于更复杂的图像)。书写装置(90)可以处于打开位置(图9a)或者关闭位置(图9b)。只有背板(94)连接至显示装置中的显示驱动器(％)。共电极(81)未连接至显示装置中的显示驱动器(95)。当图8中的显示装置(例如89)需要显示图像时，或者图像需要改变或者更新时， 将显示器放置在书写装置的容器(92)中。当书写装置在显示器位于其中的情况下关闭时 (见图9b)，按压显示器以与背板(94)接触。显示驱动器向电路发送信号，以向背板(94)施加适当的电压。然后根据本发明的驱动方法，将显示器驱动为期望的图像。在图像更新之后，显示器可以从书写装置中移除。美国专利第61/248，793号描述了具有单独背板的更多显示装置，其全部内容结合于此作为参考。虽然为了清楚地理解，已经用某些细节描述了上述发明，但是对于本领域普通技术人员来说显而易见的是，在所附权利要求的范围内可以进行适当的改变以及修改。注意， 本发明适用于任何双稳态显示装置。因此，本发明的实施方式应看作示例性的而不是限制性的，发明特征不限于这里给出的细节，而是可以在所附权利要求及其等同物的范围内进行修改。
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权利要求
1.一种电泳显示装置，包括a)多个显示单元，夹置在浮动共电极与包括多个像素电极的背板之间，所述背板连接至显示驱动器；以及b)每个所述显示单元填充有包括分散在溶剂或者溶剂混合物中的带电色素粒子的电泳液。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述背板是所述显示装置的固定特征。
3.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述背板仅当所述显示装置处于驱动模式时连接至所述多个显示单元。
4.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述浮动共电极的电压根据以下等式计算 Vcoffl=E (V(i) X像素⑴在总像素数中的％ )并且基本上为零，其中，“i”表示特定的像素组。
5.根据权利要求4所述的显示装置，其中，所述背板仅当所述显示装置处于驱动模式时连接至所述多个显示单元。
6.根据权利要求5所述的显示装置，所述显示装置为信息显示装置。
7.根据权利要求6所述的显示装置，所述显示装置为电子价格标签。
8.一种根据权利要求1所述的显示装置的驱动方法，所述方法包括a)向第一组像素施加+V；b)向第二组像素施加-V;以及c)如果存在其余像素的话，则向其余像素施加0V， 其中，所述浮动共电极的电压，Vcoffl = (+V) X (所述第一组像素在所有像素中的％ ) + (-V) X (所述第二组像素在所有像素中的％ ) + (OV) X (如果存在其余像素的话，所述其余像素在所有像素中的％ ) 并且基本上为零。
9.根据权利要求8所述的驱动方法，其中，所述背板仅当所述显示装置处于驱动模式时连接至所述多个显示单元。
10.一种根据权利要求1所述的显示装置的驱动方法，其中，所述显示装置属于包括第一颜色和第二颜色的二元系统，所述方法包括a)向第一组像素施加时长、的电压V1,然后施加时长t2的电压V2,以将所述像素驱动为第一颜色状态或者保持在第一颜色状态；b)向第二组像素施加时长t3的电压V3,然后施加时长t4的电压V4,以将所述像素驱动为第二颜色状态或者保持在第二颜色状态；以及c)如果存在其余像素的话，则向其余像素施加0V， 其中，所述浮动共电极的电压，Vcoffl = V2X (所述第一组像素在所有像素中的％ )+V4X (所述第二组像素在所有像素中的％ )+OVX (如果存在其余像素的话，所述其余像素在所有像素中的％ )并且基本上为零，并且t2 = t4。
11.根据权利要求10所述的方法，进一步包括总和 V1X (所述第一组像素在所有像素中的％ )+V3X (所述第二组像素在所有像素中的％ )+OVX (如果存在其余像素的话，所述其余像素在所有像素中的％ )并且同样基本上为零，并且ti = t3。
12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述背板仅当所述显示装置处于驱动模式时连接至所述多个显示单元。
13.根据权利要求10所述的方法，其中，所述第一颜色和所述第二颜色分别为黑色和白色。
全文摘要
本发明公开了电泳显示器驱动方法。一种电泳显示装置，其中共电极未连接至显示驱动器。适用于该显示装置的驱动方法为许多显示应用提供了一种低成本方案。
文档编号G09G3/34GK102270429SQ20111015110
公开日2011年12月7日 申请日期2011年6月7日 优先权日2010年6月4日
发明者林怡璋 申请人:希毕克斯影像有限公司
技术领域：
本发明涉及一种电泳显示器以及这种电泳显示器的驱动方法。
背景技术：
电泳显示器(EPD)是一种基于悬浮于溶剂中的带电色素粒子的电泳现象的非发光装置。该装置通常包括具有彼此相对地设置的电极的两块板。一个电极通常为透明电极。 由彩色溶剂和带电色素粒子组成的悬浮液封闭在两块板之间。当在两个电极之间施加电压差时，色素粒子根据电压差的极性迁移到一侧或另一侧。因此，在观看侧可以看到色素粒子的颜色或者溶剂的颜色。电泳显示器的两个电极层各自连接至驱动器，从而将适当的电压施加至电极层。 对于要施加电压的共电极，通常穿过(连接至共电极的)显示器面板钻孔，以使共电极连接至驱动器。可选地，如美国专利申请公开第2011-0080362号所述，对于附接至共电极但与背板分离的显示面板，需要通过导电接触焊盘使共电极连接至驱动器。这些构造电泳显示器的方法需要复杂的驱动电路以及触点，这导致额外的成本。
发明内容
本发明涉及一种电泳显示装置以及这种显示装置的驱动方法。本发明的一个方面涉及一种电泳显示装置，包括a)多个显示单元，夹置在浮动共电极与包括多个像素电极的背板之间，所述背板连接至显示驱动器；以及b)每个所述显示单元填充有包括分散在溶剂或者溶剂混合物中的带电色素粒子的电泳液。在一个实施方式中，背板时显示装置的固定特征。在另一个实施方式中，背板仅当显示装置处于驱动模式时连接至所述多个显示单元。所述浮动共电极的电压根据以下等式计算Vcoffl=E (V⑴X像素⑴在总像素数中的％ )
并且基本上为零，其中，“ i，，表示特定的像素组。
在一个实施方式中，显示装置为信息显示装置。在一个实施方式中，显示装置为电子价格标签。本发明的另一个方面涉及如上所述的显示装置的驱动方法，该方法包括a)向第一组像素施加+V ；b)向第二组像素施加-V ；以及c)如果存在其余像素的话，则向其余像素施加0V，其中，浮动共电极的电压，Vcoffl = (+V) X (第一组像素在所有像素中的％ )+(-V) X (第二组像素在所有像素中的％ )
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+(OV) X (如果存在其余像素的话，其余像素在所有像素中的％ )并且基本上为零。在一个实施方式中，背板仅当显示装置处于驱动模式时连接至所述多个显示单兀。本发明的进一步方面涉及如上所述的显示装置的驱动方法，其中，显示装置属于包括第一颜色和第二颜色的二元系统，该方法包括a)向第一组像素施加时长、的电压V1,然后施加时长t2的电压V2,以将像素驱动为第一颜色状态或者保持在第一颜色状态；b)向第二组像素施加时长t3的电压V3,然后施加时长t4的电压V4,以将像素驱动为第二颜色状态或者保持在第二颜色状态；以及c)如果存在其余像素的话，则向其余像素施加0V，其中，浮动共电极的电压，Vcoffl = V2X (第一组像素在所有像素中的％ )+V4X (第二组像素在所有像素中的％ )+OVX (如果存在其余像素的话，其余像素在所有像素中的％ )并且基本上为零，并且t2 = t4。在一个实施方式中，该方法进一步包括总和V1X (第一组像素在所有像素中的％ )+V3X (第二组像素在所有像素中的％ )+OVX (如果存在其余像素的话，其余像素在所有像素中的％ )并且同样基本上为零，并且、=t3。在一个实施方式中，第一和第二颜色分别为黑色和白色。本发明的驱动方法为许多显示应用提供了一种低成本方案。
图1是一种典型的电泳显示装置的截面视图。图2示出了现有技术的驱动方法。图3示出了本发明的驱动方法的单相波形。图4示出了本发明的一种驱动方法的两相波形。图和图恥示出了显示两种颜色状态的显示单元。图6示出了 20个像素的图像。图7a 图7c为本驱动方法的图形表示。图8示出了本发明的无背板设计。图9a和图9b示出了应用本发明显示结构的书写装置。
具体实施例方式图1总体上示出了电泳装置(100)。显示器通常包括电泳显示单元10a、IOb和IOc 的阵列。图中，电泳显示单元，在用图形的眼睛表示的正面观看侧上设置有共电极11 (通常为透明的，因此在观看侧上)。在电泳显示单元的另一侧(即后侧)上有背板(1 。在一个实施方式中，背板可包括分立像素电极12a、12b和12c。每个分立像素电极限定显示器的
单独像素。然而，实际上，多个显示单元(作为像素)可与一个分立像素电极相关联。像素电极实际上可以被分段而不是被像素化(pixellate)，限定要显示的图像区域，而不是单独的像素。因此，尽管在本申请中频繁地使用术语“像素”或“多个像素”来阐述本发明，但是该结构和驱动方法还可应用于分段显示器。还应注意，当背板12以及像素电极为透明时，可以从后侧观看显示装置。电泳液13填充每个电泳显示单元。施加至共电极与(与填充有带电粒子的显示单元相关联的)像素电极的电位差决定显示单元中的带电粒子的移动。例如，带电粒子15可带正电，从而它们将被吸引至像素电极或者共电极，无论哪个处于与带电粒子相反的电压电位。如果将相同的极性施加至像素电极和共电极，则带正电的色素粒子然后将被吸引至具有较低电压电位的电极。在另一个实施方式中，带电色素粒子15也可带负电。带电粒子15可以为白色。此外，如对本领域普通技术人员来说显而易见的是，带电粒子可以为黑色并分散在浅颜色的电泳液13中，以提供视觉上可地分辨的足够对比度。在进一步的实施方式中，电泳显示液也可以具有透明无色的溶剂或者溶剂混合物以及带有相反粒子电荷的和/或具有不同电动力特性的两种不同颜色的带电粒子。例如， 可以存在带正电的白色色素粒子以及带负电的黑色色素粒子，这两种色素粒子可以分散在澄清的溶剂中或者溶剂混合物中。术语“显示单元”旨在涉及一种各自填充有显示液的微容器。“显示单元”的实例包括但不限于微杯、微胶囊、微通道、其他分隔型显示单元及其等同物。在微杯型中，可以用顶部密封层来密封电泳显示单元。电泳显示单元与共电极11 之间还可存在粘合层。每个基于微杯的电泳显示单元被显示单元壁14围绕。在本申请中，术语“驱动电压”用于指像素区域中带电粒子所经受的电压电位差。 驱动电压为共电极的电压与施加至像素电极的电压之间的电位差。例如，在带正电白色粒子分散于黑色溶剂的二元系统中，当共电极具有零电压并且向像素电极施加+15V电压时， 像素区域内带电色素粒子的“驱动电压”将为+15V。在这种情况下，驱动电压将使白色粒子移动至共电极处或其附近，因此，透过(即，观看侧)共电极看到白色。可选地，当共电极具有零电压并且向像素电极施加-15V电压时，在这种情况下，驱动电压将为-15V，并且在这样的-15V驱动电压下，带正电的白色粒子将移动至像素电极处或其附近，使得在观看侧看到溶剂(黑色)的颜色。图2为示出当前使用的现有技术方法的简图。包括像素电极(X，、Y和Z)阵列的显示单元层夹置在共电极0 与背板之间。共电极以及背板由单独的电路(共电极驱动电路25以及背板驱动电路26)控制。电路25和沈都连接至显示驱动器(图中未示出)。当从一个图像到另一个图像进行驱动时，在更新区域中(其中像素改变颜色状态)，由显示驱动器通过共电极驱动电路25向共电极22施加第一电压(V1),向像素电极X 施加第二电压(V2),并且向像素电极Y施加第三电压(V3)。驱动电压(V2-V1)将对应于像素
6电极X的像素从第一颜色状态驱动为第二颜色状态，驱动电压(V3-V1)将对应于像素电极Y 的像素从第二颜色状态驱动为第一颜色状态。对于未更新的像素(Z)，共电极的电压必须基本上等于施加至像素电极的电压 (即，零驱动电压)。然而，实际上，施加至共电极的电压与施加至像素电极的电压很难精确匹配。这可能是由于像素电极所经受的偏置电压。现有技术的方法还具有其他缺点。例如，为了将共电极连接至驱动器，从而可以向共电极施加电压，不可避免地需要复杂的驱动电路和触点。本发明的第一方面涉及电泳显示装置，包括a)多个显示单元，夹置在浮动共电极与包括多个像素电极的背板之间，所述背板连接至显示驱动器；以及b)每个所述显示单元填充有包括分散在溶剂或者溶剂混合物中的带电色素粒子的电泳液。术语“浮动”共电极指的是未连接至显示驱动器、地或者电压电源的共电极。在一个实施方式中，背板固定地附接至多个显示单元。换句话说，显示单元固定地夹置在共电极与背板之间。在另一个实施方式中，背板可以从显示单元上拆卸下来。背板仅当显示装置处于驱动模式时附接至显示单元。该实施方式在操作和成本方面尤其有利。浮动共电极的电压可根据如下等式来计算Vcoffl = Σ (V⑴X像素⑴在总像素数中的％ )其中，符号“i”表示具体的像素组。因此，V。。m为施加至一组像素的电压的总和乘以像素组在总像素数种所占的百分比。在本发明中，将V。。m设计为基本上为零。本发明的第二个方面涉及如上所述的显示装置的驱动方法。在这些驱动方法中， 背板固定地附接至显示单元或者暂时性地附接至显示单元。在一个实施方式中，如上所述的显示装置的驱动方法采用单驱动相的波形，如图3 所示。该方法包括a)向第一组像素施加+V ；b)向第二组像素施加-V ；以及c)如果存在其余像素的话，则向其余像素施加0V，其中，浮动共电极的电压，Vcoffl = (+V) X (第一组像素在所有像素中的％ )+ (-V) X (第二组像素在所有像素中的％ )+(OV) X (如果存在其余像素的话，其余像素在所有像素中的％ )并且基本上为零。如上所述，驱动方法的一个基本特征为将浮动共电极所经受的电压控制为基本上为零。术语“基本”指的是约低于满驱动电压的5%。例如，如果满驱动电压为+IV，为了将像素驱动为满颜色状态，则在这种情况下，Vcoffl在+0. 05V与-0. 05V之间。对于浮动共电极，为了实现基本为0V，可以存在施加有零驱动电压的一组像素，而其余像素的一半施加有+V电压，且其余像素的另一半施加有-ν电压。
在另一个实施方式中，如上所述的显示装置的驱动方法采用两个驱动相位的波形，如图4所示。显示装置属于包括第一颜色和第二颜色的二元颜色系统，该方法包括d)向第一组像素施加时长、的电压V1,然后施加时长t2的电压V2,以将像素驱动为第一颜色状态或者保持在第一颜色状态；e)向第二组像素施加时长t3的电压V3,然后施加时长t4的电压V4,以将像素驱动为第二颜色状态或者保持在第二颜色状态；以及f)如果存在其余像素的话，则向其余像素施加0V，其中，浮动共电极的电压，Vcoffl = V2X (第一组像素在所有像素中的％ )+V4X (第二组像素在所有像素中的％ )+OVX (如果存在其余像素的话，其余像素在所有像素中的％ )并且基本上为零，并且t2 = t4。在一个实施方式中，总和V1X (第一组像素在所有像素中的％ )+V3X (第二组像素在所有像素中的％ )+OVX (如果存在其余像素的话，其余像素在所有像素中的％ )同样基本上为零，并且、=t3。实际上，波形可以具有多于两相。驱动方法由多个步骤实施，并且施加至每组像素的电压以及每组像素在总像素数中所占的百分比需要仔细调整，以下的实例将对此做出阐释。实例实例1 为了说明本驱动方法，假设显示单元填充有包括分散在黑色溶剂中的带正电的白色粒子的电泳液，如图fe和图恥所示。如上所述，图3示出了单相驱动方案。当向显示单元施加+V的驱动电压时，显示单元将在观看侧显示白色状态(见图 5a) 0显示单元的初始颜色可以为黑色，在施加+V的驱动电压之后会变成白色。如果显示单元的初始颜色为白色，则当施加+V的驱动电压之后将继续保持白色状态。当向显示单元施加-V的驱动电压时，显示单元会在观看侧显示黑色状态(见图 5b) 0显示单元的初始颜色可以为白色，在施加-V的驱动电压之后会变成黑色。如果显示单元的初始颜色为黑色，则当施加-V的驱动电压之后将继续保持黑色状态。如上所述，图4示出了两相驱动方案。当向显示单元施加-V的驱动电压(即，V1)(处于相位I)，然后施加+V的驱动电压(即，V2)(处于相位II)时，显示单元将在观看侧显示白色状态(见图fe)。显示单元的初始颜色可以为黑色，其将保持黑色(处于相位I)，然后被驱动为白色(处于相位II)。如果显示单元的初始颜色为白色，则显示单元将先被驱动为黑色(处于相位I)，然后返回白色(处于相位II)。在任意一种情况下，最后的颜色都是白色。当向显示单元施加+V的驱动电压(即，V3)(处于相位I)，然后施加-V的驱动电压(即，V4)(处于相位II)时，显示单元将在观看侧显示黑色状态(见图5b)。显示单元的初始颜色可以为黑色，其将被驱动为白色(处于相位I)，然后返回黑色(处于相位II)。如果驱动单元的初始颜色为白色，则显示单元将先保持白色(处于相位I)，然后被驱动为黑色(处于相位II)。在任意一种情况下，最后的颜色都是黑色。在图4的波形中，假设、=、且、=t4。实例2:进一步假设最终的图像显示将具有80 %白色像素，20 %黑色像素。换句话说，80 % 白色/20%黑色图像是由驱动方法实现的目标图像，这通过以下步骤实现步骤1 百分之五十(50% )的像素被驱动为白色，百分之五十(50% )的像素被驱动为黑色。换句话说，50%的像素被施加+V的电压，50%的像素被施加-V的电压(根据图3的波形图)。因此，V。。m可以根据等式 V。。m= (+ν)Χ0·5+(_ν)Χ0·5 = OV 来计算。步骤2 在步骤1中实现的50 %的白色像素将保持白色；因此在步骤2中没有在这些像素上施加电压。在步骤1中实现的50%的黑色像素中，一半(即总数的25% )被施加 +V的电压，其余一半(即总数的25% )将被施加-V的电压。因此，V·将变为(OV)XO.5+(+V) X 0.25 以及(-V) X 0.25，等于 OV。该步骤的最终结果是75%的像素为白色，25%的像素为黑色。步骤3 在前面的步骤中实现的75%的白色像素将保持白色，因此没有在这些像素上施加电压。在25%黑色像素中，它们的60% (即总数的15%)将保持黑色，因此没有在这些像素上施加电压。黑色像素的其余20% (即总数的5% )将被施加+V的电压以被驱动为白色，黑色像素的另外20% (即总数的5% )被施加-V的电压以被驱动为黑色。因此，V。。m将变成(OV) X0. 75+(OV) X0. 15+(+V) X0. 05 以及(_V) X0. 05，等于 OV。该步骤的最终结果是80%的像素将为白色，20%的像素将为黑色，其为驱动方法的目标图像。注意，尽管本实例使用了图3的波形，但是该方法也可利用图4的波形轻松地实现。实例3:本实例以图形方式示出了实例2的步骤。图6出了由20个像素1-20组成的图像。 图7c是80%的像素(1、2、4、6-10、12-15和18-20)为白色，20%的像素(3、5、11和17)为黑色的目标图像。在实例1的步骤1之后，50%的像素(4、7、9、10、13、15、16、18、19和20)被驱动为白色，其余50%的像素(1、2、3、5、6、8、11、12、14和17)被驱动为黑色，以实现如图7a所示
的中间图像。在步骤2中，步骤1实现的白色像素将保持白色。在步骤1实现的黑色像素中，一半0、6、8、12、和14)被驱动为白色，其余一半(1、3、5、11、和17)被驱动为黑色。步骤2的最终结果是，如图7b所示，15个像素(2、4、6-10、12-15、16、和18-20)将为白色，5个像素 (1、3、5、11、和17)将为黑色。在步骤3中，步骤1和步骤2所实现的白色像素将保持白色。在所实现的黑色像素中，3个像素(3、5、和11)将保持黑色。在其余黑色像素中，一个像素(1)将被驱动为白色，其他像素(17)被驱动为黑色。该步骤的最后结果是80%的像素将为白色，只有20%的像素(3、5、11、和17)将为黑色，其为驱动方法的目标图像。上述实例阐释了简单的驱动方法，其中共电极未连接至显示驱动器。如上所述，为了更好的图像质量，可以通过在每个步骤中应用波形来将像素驱动为白色或者黑色，对该方法进行修改。例如，可以首先将像素驱动为全黑状态，然后是白色状态，而不是直接将像素驱动为白色状态。类似地，可以首先将像素驱动为全白状态，然后是黑色状态，而不是直接将像素驱动到黑色状态。因此，本发明的驱动方法既可以使用图3中的波形，也可以使用图4中的波形。还应注意，如果需要的话，波形可以具有两个以上相位。虽然本实例中具体提到了黑色和白色，但是本方法可应用于任何二元颜色系统， 只要两种颜色提供视觉上可辨认的对比度即可。因此，两种对比颜色可以广泛地由“颜色 1”和“颜色2”来指代。如上所述的显示结构和驱动方法在背板未永久性地附接至显示单元层的情况尤其有用，如图8所示。在该设计中，显示装置(89)包括显示单元层(80)，每个显示单元填充有电泳液；共电极(81)以及可选的保护层(88)，保护层(88)通过粘合剂(86)层压在显示单元层(80)上。层(87)为基板层。背板(8 与显示单元层分开。图9a和图9b示出了利用本发明的显示结构的书写装置(90)的截面图。书写装置具有盖(盖子)(91)、主体(容器)(9 以及显示驱动器(95)。装置的主体(容器)(92)包括背板(94)。背板可以是分段电极层(用于简单符号)或者有源矩阵驱动系统(用于更复杂的图像)。书写装置(90)可以处于打开位置(图9a)或者关闭位置(图9b)。只有背板(94)连接至显示装置中的显示驱动器(％)。共电极(81)未连接至显示装置中的显示驱动器(95)。当图8中的显示装置(例如89)需要显示图像时，或者图像需要改变或者更新时， 将显示器放置在书写装置的容器(92)中。当书写装置在显示器位于其中的情况下关闭时 (见图9b)，按压显示器以与背板(94)接触。显示驱动器向电路发送信号，以向背板(94)施加适当的电压。然后根据本发明的驱动方法，将显示器驱动为期望的图像。在图像更新之后，显示器可以从书写装置中移除。美国专利第61/248，793号描述了具有单独背板的更多显示装置，其全部内容结合于此作为参考。虽然为了清楚地理解，已经用某些细节描述了上述发明，但是对于本领域普通技术人员来说显而易见的是，在所附权利要求的范围内可以进行适当的改变以及修改。注意， 本发明适用于任何双稳态显示装置。因此，本发明的实施方式应看作示例性的而不是限制性的，发明特征不限于这里给出的细节，而是可以在所附权利要求及其等同物的范围内进行修改。
10
权利要求
1.一种电泳显示装置，包括a)多个显示单元，夹置在浮动共电极与包括多个像素电极的背板之间，所述背板连接至显示驱动器；以及b)每个所述显示单元填充有包括分散在溶剂或者溶剂混合物中的带电色素粒子的电泳液。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述背板是所述显示装置的固定特征。
3.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述背板仅当所述显示装置处于驱动模式时连接至所述多个显示单元。
4.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述浮动共电极的电压根据以下等式计算 Vcoffl=E (V(i) X像素⑴在总像素数中的％ )并且基本上为零，其中，“i”表示特定的像素组。
5.根据权利要求4所述的显示装置，其中，所述背板仅当所述显示装置处于驱动模式时连接至所述多个显示单元。
6.根据权利要求5所述的显示装置，所述显示装置为信息显示装置。
7.根据权利要求6所述的显示装置，所述显示装置为电子价格标签。
8.一种根据权利要求1所述的显示装置的驱动方法，所述方法包括a)向第一组像素施加+V；b)向第二组像素施加-V;以及c)如果存在其余像素的话，则向其余像素施加0V， 其中，所述浮动共电极的电压，Vcoffl = (+V) X (所述第一组像素在所有像素中的％ ) + (-V) X (所述第二组像素在所有像素中的％ ) + (OV) X (如果存在其余像素的话，所述其余像素在所有像素中的％ ) 并且基本上为零。
9.根据权利要求8所述的驱动方法，其中，所述背板仅当所述显示装置处于驱动模式时连接至所述多个显示单元。
10.一种根据权利要求1所述的显示装置的驱动方法，其中，所述显示装置属于包括第一颜色和第二颜色的二元系统，所述方法包括a)向第一组像素施加时长、的电压V1,然后施加时长t2的电压V2,以将所述像素驱动为第一颜色状态或者保持在第一颜色状态；b)向第二组像素施加时长t3的电压V3,然后施加时长t4的电压V4,以将所述像素驱动为第二颜色状态或者保持在第二颜色状态；以及c)如果存在其余像素的话，则向其余像素施加0V， 其中，所述浮动共电极的电压，Vcoffl = V2X (所述第一组像素在所有像素中的％ )+V4X (所述第二组像素在所有像素中的％ )+OVX (如果存在其余像素的话，所述其余像素在所有像素中的％ )并且基本上为零，并且t2 = t4。
11.根据权利要求10所述的方法，进一步包括总和 V1X (所述第一组像素在所有像素中的％ )+V3X (所述第二组像素在所有像素中的％ )+OVX (如果存在其余像素的话，所述其余像素在所有像素中的％ )并且同样基本上为零，并且ti = t3。
12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述背板仅当所述显示装置处于驱动模式时连接至所述多个显示单元。
13.根据权利要求10所述的方法，其中，所述第一颜色和所述第二颜色分别为黑色和白色。
全文摘要
本发明公开了电泳显示器驱动方法。一种电泳显示装置，其中共电极未连接至显示驱动器。适用于该显示装置的驱动方法为许多显示应用提供了一种低成本方案。
文档编号G09G3/34GK102270429SQ20111015110
公开日2011年12月7日 申请日期2011年6月7日 优先权日2010年6月4日
发明者林怡璋 申请人:希毕克斯影像有限公司
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