专利名称：电致变色显示器的驱动的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于在由电致变色像素所构造的显示装置中单独给每个像素染色和/或使每个像素褪色的方法。
这种电致变色像素或单元基于电致变色材料的化学氧化或还原，这些电致变色材料根据化学状态改变其颜色。氧化或还原可以通过流经单元的电流来控制，其中类似于电容器的充电或放电来实现颜色变化。
例如通过无源矩阵驱动实现显示装置中的像素的驱动，其中电致变色材料位于两个电极之间。在进行(无源矩阵)驱动时，电致变色材料在其中不驱动像素的时间内丢失一些在之前所获得的变色，并且因此其延长持续时间，直到达到所期望的变色度。
利用有源矩阵进行驱动具有成本缺点。
在
图1中示出用于说明电致变色单元或像素的变色-电荷曲线图。该一目了然的曲线图示出像素的颜色F与所存储的电荷Q的关系的特性曲线K。在这种情况下，无源矩阵中的电致变色材料被布置在可见电极(Sichtelektrode)SE和反向电极RE之间，其中电极SE、RE具有取决于所存储的电荷Q的极性的颜色F。目前的常用颜色组合是黄-蓝、黄-红或蓝与白。
电致变色单元是亚稳定的，也就是说，最后达到的状态在较长的时间间隔上保持。在单元的电荷范围内，只有某一范围NB是可利用的，该范围NB通过零位线和电荷Q的最大值Qmax来确定。
本发明所基于的任务在于消除前面所说明的问题。
根据本发明，该任务通过权利要求1中所描述的特征来解决。
根据本发明的方法能够显著更快地实现图像描绘(Bilddarstellung)，因为这些像素不必全部被充电。
根据本发明的方法以亚稳定为代价使根据图像内容的要求实现可变的转换速度成为可能，以及以该速度为代价使根据图像内容的要求实现可变的亚稳定成为可能。
在根据本发明的方法中，至少对于充电状态的擦除过程，不再必须监控单个图像点或图像像素。由此导致更小的计算工作量以及更小的存储需求。另外不再发生零点漂移。
另外，显示器中的所有像素可以同时被擦除。
下面，根据附图中所示出的实施例对本发明进行详细说明。在此图1示出电致变色像素的变色-电荷曲线图，图2示出电致变色像素的可能的等效电路图，图3示出电致变色像素的可能的电流-电压特性曲线，图4示出根据本发明的电致变色像素的放电曲线，图5示出根据本发明的反复擦除(ueberloescht)的电致变色像素的放电曲线，以及图6示出随着交流电压变化的根据本发明的放电曲线。
对于电致变色单元典型的变色/电压特性曲线在图2中示出。对于高的对比度范围，在一侧实际选择零点而在另一侧实际选择电压值Umax作为工作特性曲线或工作范围的限制。通过这两个值之间的电荷量区别可以实现高的亚稳定。在这种情况下，工作特性曲线上的电压范围按意义应被理解为工作范围，该电压范围位于带有显示内容或颜色的像素状态与没有内容的状态之间。
根据本发明，对于较高的转换速度，(受限的)工作范围被选择在直流电压值Ue和电压值Umax之间。在此，电压值Ue稍低于激活电压Uf，该激活电压Uf取决于电致变色单元的所应用的材料和化学电势Uchem(对此参见图3)。可利用的对比度范围在此微小地减少，并且为了转换所必需的电荷量明显减少。
为了详细说明，在图3中给出了简化的等效电路图。在此假定，像素可以大致通过两个反向并联的二极管与连接在后面的电容器Cchem一起来描述。激活电压Uf落在未详细标识的二极管上(也参见图2)，而充电电压Uchem落在电容器Cchem上。
由这些电致变色单元或像素的矩阵布局可以构造显示器或显示装置。在此，新图像的驱动电压或者驱动时间必须考虑当前的图像信息。在此，驱动为每个像素写入要显示的内容和正在显示的内容的差或要显示的内容和所存储的电荷的差。
在根据本发明的用于单独给每个像素染色和/或使每个像素褪色的方法中，以值稍低于激活电压Uf的偏置电压Ue(相应于图2中的电压值Ue)持续驱动像素或者单元。为了使像素褪色或擦除像素，偏置电压Ue相对单元中所包含的电荷具有负符号。
才在需要时，在给像素染色时，使驱动电压的值在激活电压Uf之上。由此，在动态运行时，要进入单元中的电荷量减少。
对于根据本发明的方法存在两种改进方案a)驱动电压被分为其中之一位于激活电压Uf之下的两个电压值(或被分为两个工作范围)。以直流电压或偏置电压Ue给所有像素来预加负载并且出现静止状态，在该静止状态处，尽管引进了电荷，这些像素还不具有颜色。对于该图像结构，以较高的(在激活电压Uf之上的)电压驱动所期望的像素并且实现染色。
b)通过对电致变色材料的充电特性和放电特性的认知，可以通过具有稍高于激活电压Uf的电压值的脉冲这样来驱动显示器，使得所有像素充电到靠近变色阀值之下。在此，充分利用像素的惯性，以致即使电压脉冲具有在激活电压Uf之上的值，对于颜色变化还不够的电荷在单元中被传输。所期望的像素现在通过其他驱动超过变色阈值。其他驱动在此也可以通过脉冲或通过直流电压来实现。
像素的褪色或擦除通过去除电荷(Ladungsentzug)进行。在此，施加与在单元中所存储的电荷Q相反的电压。在这种情况下也必须已知在褪色之前被存储在像素中的电荷量Q。像素之间的串扰、温度、所应用的材料及其老化对电荷量具有动态影响。每个像素的电荷量的确定非常复杂。在每个像素(单元)的变色范围的长期移位以及非均匀性上表现出不准确性。
根据本发明，为了擦除单元或像素，如在图4中根据放电曲线所示的那样，应用直流电压或擦除电压Ue。在此，擦除电压Ue的值稍低于激活电压Uf(参见图2和3)，由此近似补偿二极管的导通电压(Flussspannung)。未被充电的像素因此不受影响，也就是该像素未流有电流。在被充电的像素中，外部施加的直流电压或擦除电压Ue朝向内部化学电压Uchem增加，超过激活电压Uf，从而流过用于擦除像素的电流。起作用的放电电压由-Ue与-Ue+Uf之间的电压范围给出。该范围在图4中(并且也在图5和6中)用阴影示出。
另外，在本发明的改进方案中，擦除电压周期性地转换极性，如在图5中根据反复擦除的(ueberloescht)像素的放电曲线所示的那样。由此，所谓的反复擦除的图像像素也可以进入所定义的放电状态。转换极性的速度可以根据材料具有不同的最佳值。此处，起作用的放电电压也由-Ue与-Ue+Uf之间的电压范围给出。该范围在图5中再度用阴影示出。
对于这种转换极性过程，也可应用低频交流电压，如在图6中根据随着交流电压变化的放电曲线所示的那样。在这种情况下，可利用相同的信号擦除显示器的所有像素，而不取决于其最初的充电状态。
在根据本发明的方法的扩展方案中，擦除电压的转换极性或交流擦除电压可以与前述的有源擦除脉冲组合。
电压比激活电压Uf大的有源擦除脉冲引起特别快的、但不准确的擦除。此后，所有放电的像素能够在较长的时间间隔上以(具有稍低于激活电压Uf的值的)周期性转换极性的直流电压Ue进一步被擦除。这例如可以在随后的刷新周期期间中力求达到。
通过根据本发明的方法，在显示文本或者其它图像内容期间出现的阴影通过背景的单个像素的不同的剩余电荷来消除。
权利要求
1.用于在由电致变色像素所构造的显示装置中单独给每个像素染色和/或使每个像素褪色的方法，其中，为了给像素染色/使像素褪色，应用近似通过激活电压(Uf)被限制到低值的工作范围，以及其中，给不要染色/褪色的像素施加还未引起颜色转换的偏置电压(Ue)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述偏置电压(Ue)通过脉冲来起作用。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，为了使所述像素褪色，带有交变极性且值稍低于所述像素的激活电压(Uf)的擦除电压(Ue)被施加到所述像素上。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述极性交变的擦除电压(Ue)与前述的单极擦除脉冲组合。
全文摘要
本发明涉及一种用于在由电致变色像素所构造的显示装置中单独给每个像素染色和/或使每个像素褪色的方法，其中，为了给所述像素染色/使像素褪色，应用近似通过激活电压(Uf)被限制到低值的工作范围，其中，给不要染色/褪色的像素施加还未引起颜色转换的偏置电压(Ue)。
文档编号G09G3/20GK1934615SQ200480042452
公开日2007年3月21日 申请日期2004年12月8日 优先权日2004年3月17日
发明者R·卡勒, M·沃纳 申请人:西门子公司