專利名稱：移動(dòng)粒子顯示設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動(dòng)粒子顯示設(shè)備，尤其涉及用于這種顯示器的像素 電極布局。
背景技術(shù)：
先前的諸如電泳顯示器之類的移動(dòng)粒子顯示器許多年來就是已
知的；例如可從美國專利US3612758獲悉。
電泳顯示器的基本原理在于，封裝在顯示器中的電泳材料的外觀 可以借助于電場來控制。
為此目的，電泳材料一般而言包括具有第一光學(xué)外觀(例如黑色) 的帶電粒子，所述粒子包含于諸如液體或空氣之類、具有與第一光學(xué) 外觀不同的第二光學(xué)外觀(例如白色)的流體中。該顯示器一般包含 多個(gè)像素，每個(gè)像素可以單獨(dú)地借助于由電極布置提供的單獨(dú)的電場 來控制。這樣，粒子可以借助于電場在可見位置、不可見位置以及可 能還有中間的半可見位置之間來移動(dòng)。因此，顯示器的外觀是可控的。 粒子的不可見位置可以例如在液體的深處或者在黑色屏蔽之后。
粒子移動(dòng)穿過電泳材料的距離大致與所施加的電場關(guān)于時(shí)間的 積分成比例。因此，電場強(qiáng)度越大且電場所施加的時(shí)間越長，那么粒
子將移動(dòng)得更遠(yuǎn)。
在例如W099/5 3373中，電子墨水(E Ink )公司描述了電泳顯示 器的更近時(shí)期的一種設(shè)計(jì)。
平面內(nèi)電泳顯示器使用顯示器基底側(cè)向的電場來將粒子從對(duì)觀 察者隱藏的屏蔽區(qū)移動(dòng)到觀察區(qū)。移往/移自觀察區(qū)的粒子數(shù)越大， 那么觀察區(qū)的光學(xué)外觀的變化就越大。申請人的國際申請 WO2004/008238給出了典型平面內(nèi)電泳顯示器的一個(gè)實(shí)例。
一般而言，移動(dòng)粒子顯示器的極端(例如黑色和白色)光學(xué)狀態(tài) 是良好定義的，其中所有的粒子都被吸引到一個(gè)特定的電極。然而， 在中間光學(xué)狀態(tài)(灰度級(jí))下，這些粒子之間總存在空間的擴(kuò)散。電泳顯示器中的灰度級(jí)或中間光學(xué)狀態(tài) 一般通過施加電壓脈沖 達(dá)指定時(shí)間段以便使粒子穿過電泳材料沿空間分布來提供。
已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，作為電泳顯示設(shè)備雙穩(wěn)態(tài)性(沒有施加電壓時(shí)仍保 留圖像)的結(jié)果，它們可以實(shí)現(xiàn)低功耗，并且它們允許形成薄而明亮 的顯示設(shè)備，這是因?yàn)椴⒉恍枰彻饣蛘咂衿?。它們還可以由塑料 材料制造，并且在制造這樣的顯示器時(shí)還存在低成本巻到巻
(reel-to-reel)處理的可能性。
如果要保持盡可能低的成本，那么采用無源尋址方案。最簡單的 顯示設(shè)備結(jié)構(gòu)是分段反射式顯示器，并且存在許多其中這種類型的顯 示器適用的應(yīng)用。分段反射式電泳顯示器具有低功耗、良好的亮度， 工作時(shí)也是雙穩(wěn)態(tài)的，并且因而甚至在關(guān)閉該顯示器時(shí)也能夠顯示信 息。
然而，使用矩陣尋址方案提供了改善的性能和通用性。使用無源 矩陣尋址的電泳顯示器一般包括低端電極層、顯示介質(zhì)層和高端電極 層。將偏置電壓選擇性地施加到所述高端和/或低端電極層中的電極 上，以便控制與偏置的電極相關(guān)聯(lián)的顯示介質(zhì)部分的狀態(tài)。
一種特定類型的電泳顯示設(shè)備使用所謂的"平面內(nèi)開關(guān)"。這種 類型的設(shè)備使用在顯示材料層中橫向有選擇性的粒子移動(dòng)。當(dāng)粒子朝 橫向電極移動(dòng)時(shí)，粒子之間出現(xiàn)開口，通過該開口可以看到底下的表 面。當(dāng)粒子隨機(jī)散布時(shí)，它們阻止光通過到達(dá)所述底下的表面并且看 見粒子顏色。這些粒子可以是彩色的且所述底下的表面可以為黑色或 白色，或者反過來，這些粒子可以為黑色或白色且所述底下的表面可 以是彩色的。
平面內(nèi)開關(guān)的優(yōu)點(diǎn)在于，所述設(shè)備可以適于透射式操作或者透反 式操作。特別地，粒子的移動(dòng)形成光的通路，以便反射式和透射式操 作都可以通過所述材料來實(shí)現(xiàn)。這允許實(shí)現(xiàn)使用背光而不是反射式操 作的照明。平面內(nèi)電極可以全部在一個(gè)基底上提供，或者相反，兩個(gè) 基底都可以具有電極。
有源矩陣尋址方案也用于電泳顯示器，并且當(dāng)具有高分辨率灰度 級(jí)的亮全色顯示器要求更快的圖像更新時(shí)，通常需要這些方案。正在 為標(biāo)志和宣傳顯示應(yīng)用開發(fā)這樣的設(shè)備，并且將這樣的設(shè)備作為電子 窗和環(huán)境照明應(yīng)用中的U象素化(pixilated))光源。使用矩陣尋址方案的顯示器的尋址涉及依次尋址像素行。當(dāng)尋址 了一行時(shí)，將數(shù)據(jù)提供給列線，從而將像素?cái)?shù)據(jù)裝栽到沿著尋址到的 行的每個(gè)像素中。這種尋址產(chǎn)生到該像素的電荷流，并且該電荷流從
像素沿著放電線耗散掉，所述放電線可以耦合到地。
移動(dòng)粒子顯示器的一個(gè)問題在于，像素具有大的電容，與液晶顯 示技術(shù)相比，情況尤其如此。結(jié)果，將數(shù)據(jù)裝載進(jìn)像素中可能需要明 顯大的電荷流，這接著會(huì)造成明顯大的電流沿著放電線流動(dòng)。此外， 一般通過利用電壓對(duì)電泳顯示設(shè)備的像素充電來向這些像素裝載數(shù) 據(jù)，所述電壓對(duì)于所有像素極性相同。結(jié)果，如果與將數(shù)據(jù)裝載到多 個(gè)像素中相關(guān)聯(lián)的電流流向公共的放電線，那么這些電流將會(huì)累積。 于是，放電線需要設(shè)計(jì)成具有足夠低的電阻以便允許這些電流的流 動(dòng)，而不沿著放電線長度給出電壓變化。

發(fā)明內(nèi)容
依照本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供了移動(dòng)粒子顯示設(shè)備，其包括 -顯示像素的行和列陣列；
-多根行地址線，每根行地址線用于尋址對(duì)應(yīng)的像素行； -多根列地址線，每根用于將像素?cái)?shù)據(jù)提供給對(duì)應(yīng)的像素列；以
及
-多根放電列線，
的像素來尋址像素，并且其中從列地址線到該列中尋址到的像素的電 荷 流流 向?qū)?yīng)的i文電列線。
本發(fā)明的顯示設(shè)備具有沿列方向的放電線。這意味著當(dāng)尋址像素 行時(shí)，通過所述像素的用來將數(shù)據(jù)從列地址線裝載到該像素中的電流 流量傳遞到列放電線。通過這種方式，列放電線只攜帶了與來自所述 行的少量像素相關(guān)聯(lián)的電流流量。例如，通過單個(gè)像素的電流流量可 以傳遞到放電線，或者如果列放電線在兩個(gè)相鄰的像素列之間共享， 則是來自兩個(gè)相鄰像素的電流。這允許將放電線的寬度保持為最小， 并且也允許縮放行中的像素?cái)?shù)量，而無需放電線攜帶增大的電流。
每個(gè)像素可以包括單元(cell )，該單元包括密封區(qū)域，所述密 封區(qū)域包含其中懸浮著粒子的流體，其中粒子在每個(gè)單元內(nèi)的移動(dòng)受到控制以便限定單元狀態(tài)，所有設(shè)備單元的單元狀態(tài)一起限定了該設(shè) 備的輸出。所述設(shè)備優(yōu)選地為電泳顯示設(shè)備，其中移動(dòng)粒子包括電泳 粒子。該設(shè)備可以包括平面內(nèi)開關(guān)電泳顯示設(shè)備。
在一個(gè)實(shí)例中，每根列放電線在兩個(gè)相鄰的像素列之間共享。這 意味著每根放電線攜帶了流過兩個(gè)像素的電流，不過這減少了需要沿 著顯示區(qū)延伸的導(dǎo)體線的數(shù)量。作為替代，每根列放電線可以與單個(gè) 像素列關(guān)聯(lián)。
本發(fā)明還提供了驅(qū)動(dòng)移動(dòng)粒子顯示設(shè)備的方法，所述顯示設(shè)備包
括顯示像素的行和列陣列，該方法包括
-按順序?qū)ぶ废袼匦?，通過將行選擇信號(hào)施加到對(duì)應(yīng)的行地址線 來選擇像素行；
-當(dāng)尋址到像素行時(shí)，利用列地址線為該行的像素裝載數(shù)據(jù)， -其中在從列地址線裝栽數(shù)據(jù)期間，從所述列地址線到該列中尋 址到的像素的電荷流沿著對(duì)應(yīng)的放電列線放電。


根據(jù)以下非限制性實(shí)例并且參照附圖，本發(fā)明的另外的特征將變 得清楚明白，在附圖中
圖1示出了用于驅(qū)動(dòng)顯示設(shè)備的方法的流程圖，其可以用于驅(qū)動(dòng)
本發(fā)明的顯示設(shè)備；
圖2示出了可以用于本發(fā)明的設(shè)備中的電泳單元的示圖3示出了可以用于本發(fā)明的設(shè)備中的平面內(nèi)電泳單元的示圖4示出了兩對(duì)圖3的電泳單元的平面示圖5示出了依照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的顯示設(shè)備的電路圖，其結(jié)合
了圖4的兩對(duì)電'》^單元；
圖6示出了用于驅(qū)動(dòng)圖5的顯示設(shè)備的時(shí)序圖。
圖7示出了本發(fā)明的像素電極布局的第一實(shí)例；以及
圖8示出了本發(fā)明的像素電極布局的第二實(shí)例。
在所有附圖中，使用相同的附圖標(biāo)記來表示相同或相似的特征。
這些附圖不是按比例繪制的，因此不能期望試圖從中導(dǎo)出相對(duì)尺寸/
時(shí)間段。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了用于驅(qū)動(dòng)移動(dòng)粒子顯示設(shè)備的方法的流程圖，其可以 用于本發(fā)明的顯示設(shè)備。該移動(dòng)粒子顯示設(shè)備通常具有數(shù)百或數(shù)千移 動(dòng)粒子單元，每個(gè)單元形成一個(gè)配對(duì)中的第一或笫二單元。每個(gè)單元
包括可移動(dòng)帶電粒子，并且具有存儲(chǔ)區(qū)域，至少一些所述可移動(dòng)帶 電粒子可以移動(dòng)到該存儲(chǔ)區(qū)域中；柵極(gate)區(qū)域，至少一些所述 可移動(dòng)帶電粒子可以移動(dòng)到該柵極區(qū)域中；以及顯示區(qū)域，至少一些 所述可移動(dòng)帶電粒子可以移動(dòng)到該顯示區(qū)域中。
狀態(tài)由所述單元的i示區(qū)域內(nèi)的一(可移動(dòng)帶電),粒子數(shù)決定。單元的
柵極區(qū)域是粒子從其中移動(dòng)到顯示區(qū)域的單元中的區(qū)域。單元的存儲(chǔ) 區(qū)域是單元的粒子可以臨時(shí)存儲(chǔ)于其中的區(qū)域，并且通常用來存儲(chǔ)顯 示區(qū)域中不需要的過剩粒子。
在步驟10中，通過將配對(duì)的第一單元的基本上所有的粒子電吸 引到該單元的存儲(chǔ)區(qū)域來將該第一單元設(shè)置成存儲(chǔ)模式。術(shù)語"存儲(chǔ) 模式"在本文通篇中用來表示在其存儲(chǔ)區(qū)域中具有基本上其所有粒子 的單元。
在步驟12中，通過將第二單元的基本上所有粒子電吸引到該單 元的柵極區(qū)域來將該第二單元設(shè)置成柵極模式。術(shù)語"柵極模式，，在
本文通篇中用來表示在其柵極區(qū)域中具有基本上其所有粒子的單元。 在步驟14中，將顯示數(shù)量的粒子從第一單元的存儲(chǔ)區(qū)域吸引到
該單元的柵極區(qū)域，并且然后從柵極區(qū)域吸引到顯示區(qū)域，從而將該 單元設(shè)置成目標(biāo)光學(xué)狀態(tài)。單元粒子的顯示數(shù)量是轉(zhuǎn)移到單元的顯示 區(qū)域中以便設(shè)置該單元的光學(xué)狀態(tài)的單元粒子的數(shù)量/比例。
在步驟16中，將剩余數(shù)量的粒子從第二單元的柵極區(qū)域吸引到 該單元的存儲(chǔ)區(qū)域，在該單元的柵極區(qū)域留下顯示數(shù)量的粒子。然后， 將柵極區(qū)域中的顯示數(shù)量的粒子吸引到顯示區(qū)域，從而將該單元設(shè)置 成目標(biāo)光學(xué)狀態(tài)。單元粒子的剩余數(shù)量是必須從該單元的柵極區(qū)域移 動(dòng)到該單元的存儲(chǔ)區(qū)域以便在該單元的柵極區(qū)域留下顯示數(shù)量的粒 子的單元粒子的數(shù)量或比例。
這些方法步驟可以按照不同的順序或彼此重合來實(shí)施。例如，可 以在將第二單元設(shè)置成柵極模式的同時(shí)將第一單元設(shè)置成存儲(chǔ)模式。接著，將第一單元的顯示數(shù)量的粒子移動(dòng)到該單元的柵極區(qū)域，接著 將第二單元的剩余數(shù)量的粒子移動(dòng)到該單元的存儲(chǔ)區(qū)域，并且然后將
每個(gè)單元的柵極區(qū)域中的顯示數(shù)量的粒子同時(shí)移動(dòng)到每個(gè)單元的顯 示區(qū)域。
圖2示出了適合用于圖1的方法中的電泳單元20的示圖。該示 圖示出了填充有不透明白色流體212并且具有可移動(dòng)黑色帶電粒子 28的單個(gè)單元20的截面視圖。為了控制粒子28的移動(dòng)，單元20具 有包括透明顯示電極22、柵極電極24和存儲(chǔ)電極26的單元電極。 該單元從方向210觀察，因而該單元的當(dāng)前光學(xué)狀態(tài)為白色，這是因 為所有的黑色30粒子都位于下面的存儲(chǔ)電極26的區(qū)域中并且被不透 明白色流體212遮擋而不可見。
如果單元20要作為第一單元來驅(qū)動(dòng)，那么顯示數(shù)量的黑色粒子 28將被向上吸引到柵極電極24的區(qū)域并且然后向上吸引到透明顯示 電極22，這使得當(dāng)從方向210觀看時(shí)，該單元給出黑色或者灰色的 光學(xué)狀態(tài)。
如果該單元要作為第二單元來驅(qū)動(dòng)，那么首先將所有的粒子28 吸引到柵極電極24的區(qū)域，從而將該單元設(shè)置在柵極模式中。接著， 將剩余數(shù)量的粒子28向下吸引到存儲(chǔ)電極26的區(qū)域，從而在柵極電 極24的區(qū)域中留下顯示數(shù)量的粒子28。然后，將所述顯示數(shù)量的粒 子28向上吸引到透明顯示電極22，這使得當(dāng)從方向210觀看時(shí)，該 單元給出黑色或者灰色的光學(xué)狀態(tài)。
該單元看清來是黑色還是灰色顯然取決于移動(dòng)到顯示電極22的 粒子數(shù)量。因此，粒子的顯示數(shù)量越大，則該單元的光學(xué)狀態(tài)將越接 近黑色。
在其他實(shí)施例中，流體和粒子的顏色可以與上述流體和粒子的顏 色不同，以便給出不同顏色的光學(xué)狀態(tài)。
圖3示出了適合用于圖1的方法中的平面內(nèi)電泳單元的示圖。該 平面內(nèi)電泳單元30以截面形式示出，并且填充有透明流體并且具有 可移動(dòng)黑色帶電粒子38。單元30具有包括透明顯示電極32、柵極電 極34和存儲(chǔ)電極36的單元電極。為了便于理解，將兩條虛線疊加在 該示圖上以便大致表示存儲(chǔ)區(qū)域314、柵極區(qū)域316和顯示區(qū)域318 之間的分界所在的位置。光源312置于顯示區(qū)域318的下方，從而該單元是透射式工作的。該單元當(dāng)前處于存儲(chǔ)模式下，這是因?yàn)樗械?br> 粒子28都處于該單元的存儲(chǔ)區(qū)域314中。因此，該單元具有透明光 學(xué)狀態(tài)，因?yàn)闆]有任何黑色粒子處于顯示區(qū)域318中，并且因此當(dāng)從 方向310觀看該單元時(shí)，看到的是來自光源312的白光。
如果單元30要作為第一單元來驅(qū)動(dòng)，那么將顯示數(shù)量的黑色粒 子38從存儲(chǔ)電極的區(qū)域314吸引到柵極電極34的區(qū)域316并且然后 吸引到透明顯示電極32的區(qū)域318,其中所述顯示數(shù)量的粒子將遮 擋來自光源312的光，使得當(dāng)從方向310觀看時(shí)該單元看起來呈黑色 或灰色。
如果該單元要作為第二單元來驅(qū)動(dòng)，那么首先將所有的粒子38 吸引到柵極電極34的區(qū)域316,從而將該單元設(shè)置成柵極模式。接 著，將剩余數(shù)量的粒子38吸引到存儲(chǔ)電極36的區(qū)域3H，從而在柵 極電極34的區(qū)域316中留下顯示數(shù)量的粒子38。然后，將所述顯示 數(shù)量的粒子38吸引到透明顯示電極32的區(qū)域318，其中這些粒子將 遮擋來自光源312的光，使得當(dāng)從方向310觀看時(shí)該單元看起來呈黑 色或灰色。
該單元看起來是黑色還是灰色顯然取決于移動(dòng)到顯示電極32的 區(qū)域的粒子數(shù)量。粒子的顯示數(shù)量越大，則來自光源312的白光將被 遮擋得越多，并且從方向310觀看時(shí)該單元看起來將越接近黑色。
在其他布置中，光源312和粒子38的顏色可以與上述光源和粒 子的顏色不同。例如，在一個(gè)包括六個(gè)單元作為三對(duì)單元來對(duì)待的實(shí) 施例中，第一對(duì)單元在其下方具有紅色光源，第二對(duì)單元在其下方具 有綠色光源，第三對(duì)單元在其下方具有藍(lán)色光源。所有六個(gè)單元的粒 子都是帶色的黑色，因此這六個(gè)單元一起構(gòu)成單個(gè)RGB彩色像素。
圖3的平面內(nèi)電泳單元可以通過用反射表面(例如置于透明導(dǎo)體 32之下的白色表面)替換光源312來修改，以便給出反射式而不是 透射式操作。于是，當(dāng)顯示區(qū)域中沒有黑色粒子時(shí)，單元將呈白色， 并且當(dāng)多個(gè)黑色粒子處于顯示區(qū)域中時(shí)，單元將呈黑色或灰色。
圖4示出了兩對(duì)適合用于圖1的方法中的、圖3的電泳單元的平 面示圖。為了簡單起見，這些單元為反射式單元，當(dāng)單元具有透明光 學(xué)狀態(tài)時(shí)其呈白色，并且當(dāng)單元具有黑色或灰色的相應(yīng)光學(xué)狀態(tài)時(shí)， 其呈黑色或灰色。為了清楚起見而未在圖4中示出的反射器，置于透明顯示電極D1-D4的下方。在其他實(shí)施例中，這些顯示電極本身可以 是反射的而不是透明的，以便減少對(duì)于單獨(dú)的反射器的需求。
在圖4的示圖中，單元41和42形成一對(duì)單元，并且單元43和 44形成另一對(duì)單元。每個(gè)單元具有包括存儲(chǔ)電極(SI-S4)、柵極電 極(Gl-G4 )和顯示電極(Dl-D4 )的單元電極。單元電極Dl-D4都連 接到地址電極(Disp )。
每個(gè)單元內(nèi)的可移動(dòng)粒子都帶負(fù)電，并且因而朝向更高的、正的 電勢移動(dòng)，即沿著與所施加的電場相反的方向移動(dòng)。例如，可以將地 址電極Disp驅(qū)動(dòng)到高電勢以便將粒子從每個(gè)單元的柵極區(qū)域移動(dòng) (吸引)到每個(gè)單元的顯示區(qū)域。
單元電極G1、 S2、 S3和G4都連接到0V。單元電極S1、 G2、 G3、 S4中的每一個(gè)都使用包括有源開關(guān)電路系統(tǒng)和行和列地址電極的有 源矩陣來單獨(dú)地控制。該有源矩陣在圖4中出于清楚的原因而未示 出，但是在圖5中示出了并且將在下面進(jìn)一步詳細(xì)地描述。將單元 41和44作為第一單元來驅(qū)動(dòng)，其通過向Sl和S4施加正電壓從而將 這些單元的粒子吸引到Sl和S4而被設(shè)置成存儲(chǔ)模式。將單元42和 43作為第二單元來驅(qū)動(dòng)，其通過向G2和G3施加正電壓從而將這些 單元的粒子吸引到G2和G3而被設(shè)置成柵極模式。此外，當(dāng)把這些單 元設(shè)置成存儲(chǔ)或柵極才莫式時(shí)，地址電極Disp ,皮驅(qū)動(dòng)到負(fù)電壓，從而 將粒子從這些單元的顯示區(qū)域吸引到這些單元的柵極區(qū)域。
在圖4的示圖中，每個(gè)配對(duì)中的第一和第二單元示為彼此緊鄰。 可替換地，配對(duì)中的第一和第二單元可以通過其他單元而彼此隔開。 在這種情況下，所述第一和第二單元仍然被認(rèn)為是彼此鄰近，這是因 為當(dāng)從一定距離觀看所述第一和第二單元時(shí)，來自這些單元的光看起 來仍然合并在一起，從而單元的光學(xué)狀態(tài)中的誤差看起來仍然將彼此 補(bǔ)償。
如圖4和5所示，每個(gè)單元都借助于列線連接到地(0V)。對(duì)于 單元41和42而言，該列線連接到端子Gl和S2。這些列線充當(dāng)放電 線。如下面將要參照圖5的電路圖進(jìn)一步解釋的那樣，當(dāng)尋址單元時(shí)， 電流流向這些列放電線。由于這些在列方向上進(jìn)行，因而當(dāng)尋址一行 單元時(shí)，從尋址每個(gè)像素而結(jié)果得到的電流將流向?qū)?yīng)的列放電線。 這使得在放電線中流動(dòng)的電流保持最小。圖5示出了依照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的顯示設(shè)備的電路圖，其中并 入了圖4的兩對(duì)電泳單元。該電路圖示出了電子驅(qū)動(dòng)電路系統(tǒng)50以 及用于控制施加到S1、 G2、 G3和S4單元電極的電勢的地址電極Row 1、 Row 2、 Col l和Col 2。電子驅(qū)動(dòng)電路系統(tǒng)50包括用于驅(qū)動(dòng)地址 電極Row 1和Row 2的行驅(qū)動(dòng)器52以及用于驅(qū)動(dòng)地址電極Col 1、 Col 2和Disp的列驅(qū)動(dòng)器54。
薄膜晶體管(TFT) Tl-T4用作有源開關(guān)，其由Row 1和Row 2 地址電極控制以便選擇性地將Col l和Col 2地址電極上的電壓施加 到單元電極S1、 G2、 G3和S4。電容器Csl-Cs4用于幫助(甚至在關(guān) 閉相應(yīng)的TFT之后仍然如此)維持在單元電極Sl、 G2、 G3和S4上施 加的列電壓。在另一個(gè)實(shí)施例(未示出)中，尋址電極并不控制用于 控制Sl、 G2、 G3和S4的有源開關(guān)電路系統(tǒng)，因而形成無源矩陣的一 部分。例如，在無源矩陣中，單元電極可以直接連接到所述地址電極， 這對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯然的。
驅(qū)動(dòng)電路系統(tǒng)50可以是顯示基底上的TFT布置、場可編程門陣 列(FPGA)、專用集成電路(ASIC)或者被配置成生成用于以規(guī)定的 方式驅(qū)動(dòng)所述地址電極的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的任何其他電路，這對(duì)于本領(lǐng)域技 術(shù)人員是顯然的。
圖6示出了用于驅(qū)動(dòng)圖5的顯示設(shè)備的時(shí)序圖。該時(shí)序圖示出了 施加到Disp、 Row 1、 Row 2、 Col 1和Col 2地址電極的電壓波形，
跡線PG 41-44表示對(duì)應(yīng)單元41-44的柵極區(qū)域中的粒子數(shù)量，跡線 PS 41-44表示對(duì)應(yīng)單元41-44的存儲(chǔ)區(qū)域中的粒子數(shù)量。例如，在 時(shí)間段64開始處，跡線PG 41顯示出單元41的33%的粒子處于單元 41的柵極區(qū)域內(nèi)，而跡線PS 41顯示出單元41的66°/ 的粒子處于單 元41的存儲(chǔ)區(qū)域內(nèi)。在時(shí)間段64結(jié)束處，柵極區(qū)域PG41中的粒子 數(shù)量已經(jīng)下降到0%,而存儲(chǔ)區(qū)域PS 41中的粒子數(shù)量保持在66°/。，這 表明33%的顯示粒子已經(jīng)移動(dòng)到單元41的顯示區(qū)域。
該時(shí)序圖示出了所述行和列被驅(qū)動(dòng)以便將第 一 對(duì)單元41和4 2驅(qū) 動(dòng)到灰度級(jí)為33%的目標(biāo)光學(xué)狀態(tài)(即從透明到黑色的距離的33%， 這通過將單元的33%的移動(dòng)黑色粒子移動(dòng)到單元的顯示區(qū)域中來進(jìn) 行)，并且將第二對(duì)單元43和44驅(qū)動(dòng)到灰度級(jí)為66%的目標(biāo)光學(xué)狀
12200780017757.X
說明書第10/14頁
態(tài)(即從透明到黑色的距離的66%，這通過將單元的66%的黑色粒子 移動(dòng)到單元的顯示區(qū)域中來進(jìn)行)。
首先，在時(shí)間段60期間，所有的第一單元(41, 44)被設(shè)置成 存儲(chǔ)模式，并且所有的第二單元(42， 43)被設(shè)置成柵極模式。為了 實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，將Disp電極設(shè)置成負(fù)電壓，并且對(duì)于每個(gè)單元，將該 單元的存儲(chǔ)或柵極電極之一設(shè)置成正電壓。因此，每個(gè)單元的帶負(fù)電 粒子移動(dòng)到設(shè)置成正電壓的該單元中的電極。例如，在時(shí)間段60結(jié) 束處，PS 41跡線顯示單元41的100。/。的粒子處于單元41的存儲(chǔ)區(qū)域 中，即單元41處于存儲(chǔ)模式下。
接下來，在時(shí)間段62期間，利用要置于電極S1、 G2、 G3和S4 上的電壓來驅(qū)動(dòng)列Col 1和Col 2，并且利用脈沖驅(qū)動(dòng)行Row 1和Row 2以便在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間導(dǎo)通每個(gè)單元的TFT。例如，單元"具有電極 Sl、 Gl、 Dl，柵極電極Gl連接到0V，并且存儲(chǔ)電極Sl由Row 1和 Col l控制。如圖6所示，當(dāng)?shù)谝淮螌?duì)Row 1加脈沖使其為高時(shí)，Tl 將電極Sl連接到負(fù)的Col 1電壓，將Sl設(shè)置在比Gl更低的電勢， 并且使得粒子從存儲(chǔ)區(qū)域PS 41移動(dòng)到柵極區(qū)域PG 41。由于電容器 Csl的原因，在存儲(chǔ)電極Sl上保持負(fù)的列電壓，甚至在Row 1電壓 下降并且關(guān)閉Tl之后仍然如此。然后，當(dāng)?shù)诙螌?duì)Row 1加脈沖4吏 其為高時(shí)，Tl將電極Sl連接到OV的Col 1電壓，將Sl設(shè)置在與Gl 相同的電壓，并且因此停止進(jìn)一步的粒子移動(dòng)。
在單元43的情況下，第一和第二 Row 1脈沖二者使得負(fù)電勢施 加到電極G3,并且因此粒子移動(dòng)繼續(xù)達(dá)更長的時(shí)間段，這導(dǎo)致更高 數(shù)量的粒子在柵極和存儲(chǔ)區(qū)域之間移動(dòng)。因此，在每個(gè)單元的柵極和 存儲(chǔ)區(qū)域之間移動(dòng)的粒子的數(shù)量(以及從而該單元的光學(xué)狀態(tài))可以 由行脈沖的數(shù)量來控制，對(duì)于這些行脈沖，將負(fù)電壓施加到單元的柵 極或存儲(chǔ)電極。
在時(shí)間段62結(jié)束時(shí)，單元41和42在其柵極區(qū)域中具有其粒子 的33%,單元43和44在其柵極區(qū)域中具有其粒子的66°/。。單元"和 44是第一單元，因而通過被設(shè)置成存儲(chǔ)模式并且然后讓其顯示數(shù)量 的粒子從其存儲(chǔ)區(qū)域移動(dòng)到其柵極區(qū)域來達(dá)到這種狀態(tài)。單元42和 43是第二單元，因而通過被設(shè)置成柵極模式并且然后讓其剩余數(shù)量 的粒子從其柵極區(qū)域移動(dòng)到其存儲(chǔ)區(qū)域來達(dá)到這種狀態(tài)。在時(shí)間段64期間，將電極Disp驅(qū)動(dòng)為高，這將每個(gè)單元的柵極 區(qū)域中的粒子吸引到該單元的顯示區(qū)域。每個(gè)單元的存儲(chǔ)區(qū)域中的粒 子數(shù)量保持相同，這是因?yàn)樵跂艠O和存儲(chǔ)電極之間沒有顯著的電場。 到時(shí)間段64結(jié)束時(shí)，每個(gè)單元的顯示數(shù)量的粒子已經(jīng)移動(dòng)到該單元 的顯示區(qū)域中，從而將每個(gè)單元設(shè)置成其目標(biāo)光學(xué)狀態(tài)。
如果例如由于溫度降低、列電壓幅度減小或者0V電勢出現(xiàn)負(fù)偏 移的原因，所有單元的粒子比期望的更緩慢地移動(dòng)，那么時(shí)間段62 期間跡線PG 41 - PS 44的梯度將減小。這會(huì)使得單元41的少于33% 的粒子移動(dòng)到單元41的顯示區(qū)域中，單元42的多于33%的粒子移動(dòng) 到單元42的顯示區(qū)域。因此，單元"將具有比預(yù)期還遠(yuǎn)離黑色的光 學(xué)狀態(tài)，并且單元42將具有比預(yù)期還接近黑色的光學(xué)狀態(tài)。于是， 當(dāng)從一定距離觀看單元41和42時(shí)，來自這些單元中的每一個(gè)的光將 看起來合并在一起，因而它們將一起看起來好像它們都具有正確的光 學(xué)狀態(tài)，即33%的灰度級(jí)。因此，由于緩慢的粒子移動(dòng)而引起的誤差 實(shí)際上彼此相消了。
本發(fā)明涉及電極布局，特別地，涉及充當(dāng)流向存儲(chǔ)電容器Csl-Cs4 的電流的放電路徑的列線。如圖5所示，將存儲(chǔ)電容器的地側(cè)耦合到 地的接地放電線沿著列方向延伸。通過這種方式，每根放電線只攜帶 來自每個(gè)被尋址行的單個(gè)像素(或像素對(duì))的電流。
圖7更詳細(xì)地示出了像素電極布局的第一實(shí)例，示出了用于諸如 圖5中的像素41之類的像素的電極布局。
圖7示出了單行中的四個(gè)相鄰像素電路。這些像素電路布局被設(shè) 計(jì)成使得一個(gè)像素電路的物理布局是沿著所述行緊鄰的像素電路的 鏡像。根據(jù)以下描述應(yīng)當(dāng)變得清楚明白的是，這使得能夠?qū)崿F(xiàn)尋址線 數(shù)量的減少。
一個(gè)特定的像素用粗輪廓示為70，下面將描述用于該像素的電 極線。
行尋址線72沿著行延伸并且連接到像素TFT 74的柵極。對(duì)于圖 5的第一像素行而言，該線72相應(yīng)于行線"Row 1"。
如圖5所示，列尋址線76連接到TFT的漏極。
TFT 74的源極連接到像素電極，所述像素電極定義了存儲(chǔ)電容 器的像素側(cè)。這些像素電極位于行線之上并且示為78。同樣，存在這些像素電極78中的兩個(gè)， 一個(gè)接近像素區(qū)域的頂部， 一個(gè)接近底 部。這使得粒子的移動(dòng)能夠更加有效地在像素區(qū)域上擴(kuò)散。鏈路80 將這兩個(gè)像素電極78連接在一起。
像素存儲(chǔ)電容器的另 一側(cè)使用本發(fā)明的列方向放電線連接到地。
在圖7的像素布置中， 一根列放電線在一對(duì)相鄰像素之間共享， 它是線82。這根線落在像素70區(qū)域之外。
像素電容器與像素電極相對(duì)的側(cè)面在所迷相鄰像素對(duì)之間共享， 并且該電容器電極示為81，其對(duì)應(yīng)于圖5的像素41中的端子Gl。
顯示控制線(圖5中的Disp)也被設(shè)置成一系列列線，再次讓 一根列線在一對(duì)相鄰像素之間共享。它是線84。
因此，可以看出，兩個(gè)相鄰像素86—起具有一根行線72、在所 述相鄰像素之間共享的一根顯示線84、在所述相鄰像素之間共享的 一根列放電線82以及兩根列線76。由此可以看出圖7的像素布局如 何映射到圖5的電路中的像素。該布局的對(duì)稱性也可以在圖7中看出。
連接到地的列放電線也連接到中心支線(spur) 88，以及連接到 頂部和底部地電極90、 92。
因此將粒子的移動(dòng)控制為在三根接地的支線88、 90、 92以及像 素電極區(qū)78之間。通過這種方式，像素區(qū)實(shí)際上被劃分成頂部和底 部半部分，但是可以認(rèn)為該電路對(duì)應(yīng)于圖5，其中每個(gè)存儲(chǔ)電容器Cs 代表不同像素區(qū)的組合效應(yīng)。
存儲(chǔ)電容器由區(qū)域78和81限定，并且因而包括兩個(gè)部分，所述 部分沿著行方向延伸穿過像素孔徑。電流沿著列線放電。這些列放電 線攜帶從所述兩個(gè)相鄰的像素流向它們的電流，特別地，攜帶流向接 地區(qū)88、 90、 92的電流。如圖所示，接地區(qū)88、 90、 92只在兩個(gè)相 鄰的 <象素之間沿;f亍方向延伸。
單元壁在圖7中示為線94。
圖8示出了一種替換的布局，其中每個(gè)像素包括三個(gè)子像素。一 個(gè)像素示為100。 一個(gè)子像素由粗輪廓102示出。每個(gè)子像素與顏色 濾波器關(guān)聯(lián)。此外，每個(gè)子像素被劃分成兩個(gè)光學(xué)上相同的半部分 104和106,以便通過減小粒子距離(以及為給定電壓增大場)來提 高速度。
每個(gè)子像素具有沿列方向延伸到像素孔徑一側(cè)的列數(shù)據(jù)線108。中心列方向線110限定了公共的電容器電極(圖5的像素41中的Gl )， 并且像素電極111位于頂部，列放電線位于下面。通過這種方式，傳_ 素存儲(chǔ)電容器由中心列線110限定。行導(dǎo)體示為112,并且TFT示為 114。
顯示控制線"Disp"在像素的一個(gè)邊緣沿列方向延伸，例如如 116所示。它可以在相鄰像素之間共享。
這種布局提供了布置成規(guī)則圖案的更筒單的像素設(shè)計(jì)。
層之間的連接利用適當(dāng)?shù)耐仔纬伞Ｔ趫D7和8中可以看到其中 一些通孔，但是由于所需詳細(xì)的掩模圖案的實(shí)現(xiàn)對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員 而言是司空見慣的，因此將不給出其詳細(xì)的描述。
在圖7和8的實(shí)例中，像素(或子像素)沿列方向伸長，因而子 像素三元組(triplet)定義了一個(gè)基本上呈方形的像素。這意味著 放電線沿著子像素的長軸延伸。相比于列放電線沿行方向延伸的情 況，這將暗示這些列放電線占據(jù)像素孔徑的更大的面積。然而，沿著 放電線流動(dòng)的電流的減小意味著寬度可以減小，并且因而仍然存在增 大可用的像素孔徑的可能性。
由圖7和8的實(shí)例顯然可知，存在許多實(shí)現(xiàn)所述像素布局以便提 供列放電線的不同方式。
盡管為圖5的像素電路示出了兩種可能的布局，但是應(yīng)當(dāng)理解的 是，可以使用其他的像素電路，例如不使用顯示控制線"Disp"的更
簡單的像素電路。
在上面，描述了用于驅(qū)動(dòng)諸如電泳顯示設(shè)備之類的移動(dòng)粒子顯示 設(shè)備的系統(tǒng)。所述顯示設(shè)備包括第一和第二單元，所述單元被設(shè)置成 目標(biāo)光學(xué)狀態(tài)以便給出其目標(biāo)光學(xué)外觀。第一和第二單元被彼此不同 地驅(qū)動(dòng)，使得第一單元的目標(biāo)光學(xué)狀態(tài)中的誤差沿著與第二單元的目 標(biāo)光學(xué)狀態(tài)中的誤差相反的方向出現(xiàn)。因此，當(dāng)該顯示器的觀察者從 一定距離觀看這些單元時(shí)，來自第一和第二單元的光混合在一起，并 且所述光學(xué)狀態(tài)誤差看起來彼此補(bǔ)償或者彼此相消。
雖然已經(jīng)詳細(xì)地描述了一個(gè)特定的驅(qū)動(dòng)方案，但是應(yīng)當(dāng)理解的 是，許多其他的驅(qū)動(dòng)方案是可能的。關(guān)于所描述的詳細(xì)方案，應(yīng)當(dāng)理 解的是，將所述配對(duì)或每個(gè)配對(duì)中的第一和第二單元稱為第一和第二 單元，這僅僅是出于用來驅(qū)動(dòng)它們的驅(qū)動(dòng)方法不同的緣故。可能的是，僅僅通過好像第一單元是第二單元一樣來驅(qū)動(dòng)第一單元，第一單元在 效果上就變成第二單元。第一和第二單元的物理結(jié)構(gòu)可以相同，或者 它們可以例如因?yàn)榫哂胁煌牡刂冯姌O連接而不同。
本文描述的單元布置以及驅(qū)動(dòng)方案存在許多其他變型，這些變型 同樣都落入所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)，這對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯然 的。事實(shí)上，可以采用其中獨(dú)立地尋址每一行的更加常規(guī)的尋址方案。
權(quán)利要求
1. 一種移動(dòng)粒子顯示設(shè)備，包括-顯示像素(41，42，43，44)的行和列陣列；-多根行地址線(Row1，Row2；72；112)，每根行地址線用于尋址對(duì)應(yīng)的像素行；-多根列地址線(Col1，Col2；76；108)，每根用于將像素?cái)?shù)據(jù)提供給對(duì)應(yīng)的像素列；以及-多根放電列線(82)，其中通過尋址像素行并且使用列地址線(Col1，Col2；76；108)將數(shù)據(jù)提供給所尋址到的行中的像素來尋址像素，并且其中從列地址線到該列中尋址到的像素的電荷流流向?qū)?yīng)的放電列線(82)。
2. 如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中每個(gè)像素包括單元，該單元 包括密封區(qū)域，所述密封區(qū)域包含其中懸浮著粒子(28; 36)的流體(212)，其中粒子在每個(gè)單元內(nèi)的移動(dòng)受到控制以便限定單元狀態(tài)， 所有設(shè)備單元的單元狀態(tài)一起限定了該設(shè)備的輸出。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，包括電泳設(shè)備，其中所述移 動(dòng)粒子(28; 38)包括電泳粒子。
4. 如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，包括平面內(nèi)開關(guān)電泳顯示設(shè)備。
5. 如前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中每根列放電線 (82)在兩個(gè)相鄰的像素列之間共享。
6. 如權(quán)利要求1-4中任何一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中每根列放電線 (82)與單個(gè)像素列相關(guān)聯(lián)。
7. —種驅(qū)動(dòng)移動(dòng)粒子顯示設(shè)備的方法，所述顯示設(shè)備包括顯示 像素(41, 42， 43， 44)的行和列陣列，該方法包括-按順序?qū)ぶ废袼匦?，通過將行選擇信號(hào)施加到對(duì)應(yīng)的行地址線 (Rowl， Row2; 72; 112)來選擇4象素行；-當(dāng)尋址到像素行時(shí)，利用列地址線(Coll, Col2; 76; 108) 將數(shù)據(jù)裝載進(jìn)該行的像素中，其中在從列地址線(Coll， Col2; 76; 108)裝栽數(shù)據(jù)期間，從所述 列地址線(Coll， Col2; 76; 108 )到該列中尋址到的像素(41， 42, 43， 44)的電荷流沿著對(duì)應(yīng)的放電列線(82)進(jìn)行放電。
8. 如權(quán)利要求7所述的用于驅(qū)動(dòng)電泳顯示設(shè)備的方法，其中所述移動(dòng)粒子(28; 38)包括電泳粒子。
9. 如權(quán)利要求8所述的方法，用于驅(qū)動(dòng)平面內(nèi)開關(guān)電泳顯示設(shè)備。
10. 如權(quán)利要求7-9中任何一項(xiàng)所述的方法，其中每根列放電線 (82 )在兩個(gè)相鄰的像素列之間共享，使得每根列放電線對(duì)于到行中的兩個(gè)相鄰像素的電荷流進(jìn)行放電。
全文摘要
一種移動(dòng)粒子顯示設(shè)備包括顯示像素(41，42，43，44)的行和列陣列；多根行地址線(Row1，Row2；72；112)，每根行地址線用于尋址對(duì)應(yīng)的像素行；以及多根列地址線(Col1，Col2；76；108)，每根用于將像素?cái)?shù)據(jù)提供給對(duì)應(yīng)的像素列。提供了多根放電列線(82)。通過尋址像素行并且使用列地址線(Col1，Col2；76；108)將數(shù)據(jù)提供給尋址到的行中的像素來尋址像素。從列地址線到該列中尋址到的像素的電荷流流向?qū)?yīng)的放電列線(82)。通過在列方向上具有放電線，當(dāng)尋址像素行時(shí)，通過所述像素的用來將數(shù)據(jù)從列地址線裝載到該像素中的電流傳遞到列放電線。通過這種方式，列放電線只攜帶了與來自所述行的少量像素相關(guān)聯(lián)的電流流量。這使得能夠?qū)⒎烹娋€的寬度保持為最小，并且也使得能夠縮放行中的像素?cái)?shù)量，而無需放電線攜帶增大的電流。
文檔編號(hào)G09G3/34GK101443837SQ200780017757
公開日2009年5月27日 申請日期2007年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月17日
發(fā)明者I·弗倫奇, S·C·迪恩 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司