专利名称：具有均匀分布的带电粒子的电泳显示器的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及可工作以在电泳显示器的电泳悬浮液内产生面 内电场的电泳显示器的带电粒子均匀化。本发明具体而言涉及为了设 置或重置电泳显示器的带电粒子的均匀分布，设计利用电泳显示器的 电泳悬浮液内面内电场的电气驱动技术。
背景技术：
图1和2说明顶基板20、底基板21和位于基板20及21之间的带 电粒子的电泳悬浮液22，该电泳悬浮液22支持以4象素30、 40和50为 形式的三(3)个显示元件。像素30是由置于基板20和21之间的电泳 悬浮液22内的一对面内电极31和32以及反射器33来定义。像素40 是由置于基板20和21之间的电泳悬浮液22内的一对面内电极41和 42以及反射器43来定义。像素50是由置于基板20和21之间的电泳 悬浮液22内的一对面内电极51和52以及反射器53来定义。理想地， 像素30、 40和50中的电泳悬浮液22的带电粒子的分布总是均匀的， 如图1中通过像素30、 40和50内相同数目的黑点所示。然而，实践中， 像素30、 40和50之间的电泳悬浮液22的带电粒子的分布通常不是均 匀的，如图2中通过像素30、 40和50内不同数目的黑点所示。
建立和维持像素之间的带电粒子的均匀分布的一种方案是制造用 于电泳显示器的微杯。例如，如图3所示，顶基板60和具有向上延伸 侧壁的底基板64形成微杯70、 80和90。微杯70定义像素形式的显示 元件，该像素具有置于均匀数量的带电粒子的电泳悬浮液74内的一对 面内电极71和72以及反射器73。微杯80定义像素形式的显示元件， 该像素具有置于均匀数量的带电粒子的电泳悬浮液84内的一对面内电 极81和82以及反射器83。微杯90定义像素形式的显示元件，该像素 具有置于均匀数量的带电粒子的电泳悬浮液94内的一对面内电极91 和92以及反射器93。尽管这种方案解决了像素之间的带电粒子的均匀 化，但是微杯的制造已经证实其在电泳显示器中的应用是非常有限的。
发明内容
本发明提供了一种新颖独特的电泳显示器，该电泳显示器采用电 气驱动技术来设置或者重置该电泳显示器的带电粒子的均匀分布。
在本发明的第一种形式中，电泳显示设备包括显示元件的矩阵； 以及与显示元件电气连接的显示驱动器，以基于一次或多次产生用于
在显示元件之间建立带电粒子的均匀分布。显示元件之间的均匀批次 的带电粒子的各种可能运动示例性地包括旋涡(swirling)运动和线性 运动。
在本发明的第二种形式中，电泳显示设备包括显示元件的矩阵； 与至少一个显示元件流体连通的带电粒子的电泳悬浮液；以及与该显 示元件电气连接的显示驱动器，以基于一次或多次产生用于在电泳悬 浮液贮存器和一个或多个显示元件之间移动均匀批次的带电粒子的面 内电力，在显示元件之间建立带电粒子的均匀分布。电泳悬浮液贮存 器和显示元件之间的均匀批次的带电粒子的各种可能运动示例性地包 括线性运动。
本发明的前述形式和其他形式以及本发明的各种特征和优点通过 结合附图阅读对本发明各种实施例的下述详细描述而更为显而易见。 发明详述和附图仅仅是说明而非限制本发明，本发明的范围由所附权 利要求及其等同特征限定。
图1和2说明本领域已知的电泳显示器的三(3)个像素；
图3说明本领域已知的电泳显示器的三(3)个微杯；
图4和5说明根据本发明的电泳显示器的三(3)个像素之间均匀
批次的带电粒子的示例性线性运动；
图6说明根据本发明的电泳显示设备的第一实施例；
图7说明代表根据本发明的旋涡运动粒子均匀化方法的一个实施
例的流程图8说明在根据本发明的图4所示的电泳显示器内并入旋涡对象；
图9说明根据本发明的电泳显示设备的第二实施例；
图10说明代表根据本发明的线性运动粒子均匀化方法的第一实施例的流程图ll和12说明根据本发明的图IO所示的流程图的示例性实施方
式；
图13说明根据本发明的图9所示的电泳显示器的示例性图像分辨
率；
图14说明根据本发明的电泳显示设备的第三实施例； 图15说明代表根据本发明的线性运动粒子均匀化方法的第二实 施例的流程图16说明根据本发明的图15所示的流程图的示例性实施方式；
以及
图17说明根据本发明的图14所示的电泳显示器的示例性图像分辨率。
具体实施例方式
本发明是基于下述前提，即，产生用于在两个或更多个显示元件 之间或者在电泳悬浮液贮存器和一个或多个显示元件之间移动均匀部 分的带电粒子的面内电力(in-plane electric force )。出于本发明的目的， 术语"面内电力"在这里宽泛地定义为通过下述方式，用于在两个或更 多个显示元件之间或者在电泳悬浮液贮存器和一个或多个显示元件之 间移动均匀批次的带电粒子的单个电场或者一系列电场(1)将均匀 部分的带电粒子从另一显示元件和/或电泳悬浮液贮存器电气吸引到一 个显示元件，以及/或者(2)将均匀部分的带电粒子从一个显示元件或 电泳悬浮液贮存器排斥到另一显示元件。此外，术语"均匀批次的带电 粒子"在这里宽泛地定义为分割的数量、尺寸或大小的带电粒子，用于 在矩阵、矩阵的排(line)(例如，矩阵的行或列)或者矩阵的集群内 的多个显示元件之间大致上建立带电粒子的均匀分布。"均匀批次的带 电粒子"的定义排除了在电泳显示器的工作寿命内一个或多个带电粒 子在像素之间的不可避免的零星移动。
例如，图4说明产生面内电力("INEF")用于在像素30和像素 50之间移动均匀部分的带电粒子。具体而言， 一系列电场(未示出) 通过电极产生，以将均匀部分的带电粒子从像素30电气吸引到像素40 且随后从像素40到像素50，并且/或者将均匀部分的带电粒子从像素30电气排斥到像素40且随后从像素40到像素50。为了产生面内电力， 在一个实施例中，电极序列31-32-41-42-51-52由空间上交替的、极性 按照某个频率翻转的吸引和/或排斥电压来驱动，所述频率选择为将均 匀部分的带电粒子依次移动到电极序列31-32-41-42-51-52内的"下一电 极"，直至该均匀部分的带电粒子稳定在像素50内。
类似地，图5说明由置于基板20和21之间的电泳悬浮液22内的 面内电极31和32以及遮光罩35 (例如黑掩模)定义的像素34、由置 于基板20和21之间的电泳悬浮液22内的面内电极41和42以及遮光 罩45定义的像素44、以及由置于基板20和21之间的电泳悬浮液22 内的面内电极51和52以及遮光軍55定义的像素55。类似地，产生面 内电力(INEF)，在像素34和像素54之间移动均匀部分的带电粒子。 具体而言， 一系列电场(未示出)通过电极产生，以将均匀部分的带 电粒子从像素34电气吸引到像素44且随后从像素44到像素54，并且 /或者将均匀部分的带电粒子从像素34电气排斥到像素44且随后从像 素44到像素54。同样，为了产生面内电力，在一个实施例中，电极序 列31-32-41-42-51-52由空间上交替的、极性按照某个频率翻转的吸引 和/或排斥电压来驱动，所述频率选择为将均匀部分的带电粒子依次移 动到电极序列31-32-41-42-51-52内的"下一个电极"，直至该均匀部分 的带电粒子稳定在像素54内。
实践中，本领域普通技术人员将理解，面内电力的产生依赖于许 多因素，包括但不限于(1)电泳悬浮液内溶剂的类型，(2)每个带电 粒子的类型和尺寸，(3)显示元件内带电粒子的浓度，以及(4)通过 电极施加到显示元件的电场的强度、分布和方向。因此，本发明既不 限制也不约束如何产生面内电力以用于在像素之间或者在电泳悬浮液 贮存器和像素之间移动均匀部分的带电粒子的目的。不过，为了便于 进一步理解本发明，图6至16在这里描述了本发明的电泳显示设备和 用于电泳显示器的带电粒子均匀化的方法的示例性实施例。根据该说 明书，本领域普通技术人员将理解如何采用本发明的发明原理用于制 造和操作依据本发明的各种电泳显示设备。
图6说明电泳显示器IOO和显示驱动器110。电泳显示器100采用 像素P00-P99形式的10行xl0列的显示元件矩阵，像素采用本领域普 通技术人员所理解的任何配置用于支持产生本发明的直列(in-line)电力(例如，图4所示的像素30和图5所示的像素34)。显示驱动器IIO 通过本领域普通技术人员所理解的(例如晶体管和电容器)驱动元件 (未示出)与像素P00-P99电气连接。在操作中，显示驱动器110结 构上配置有硬件、软件和/或固件以实施图7所示的流程图120，该流 程图代表用于在像素P00-P99之间建立带电粒子的均匀分布的本发明 的旋涡运动均匀分布方法。
参考图7，流程图120的阶段S122包括，显示驱动器110形成像 素P00-P99之间的带电粒子的旋涡运动，如电泳显示器100中五(5) 个像素环之间所示的顺时针运动箭头示例性所示。为此，在一个实施 例中，显示驱动器110施加电压到每个像素环的电极序列从而沿顺时 针方向移动带电粒子，如顺时针运动箭头所显示，这涉及像素环之间 一定程度的粒子混合(未示出)。
流程图120的阶段S124包括，显示驱动器IIO决定是否重复、翻 转或者调整像素P00-P99之间的带电粒子的旋涡运动。在一个实施例 中，假设在最初执行阶段S122之前像素P00-P99之间的带电粒子的均 匀分布并不存在，以及对于沿固定或变化方向的预定数目的旋涡，带 电粒子的旋涡运动将最终实现像素P00-P99之间均匀批次的带电粒子 的运动，这使得在像素P00-P99之间的带电粒子的旋涡运动终止时， 得到像素P00-P99之间的带电粒子的大致均匀的分布。
为了增强该旋涡运动，旋涡障碍物例如图8所示的旋涡障碍物23 和24可以布置在显示元件之间的电泳悬浮液内，其中图8与图4中的 相同元件使用相同的附图标记。
图9说明电泳显示器130和显示驱动器150。电泳显示器130采用 像素P00-P99形式的显示元件矩阵，像素采用本领域普通技术人员所 理解的任何配置用于支持产生本发明的直列电力(例如，图4所示的 像素30和图5所示的像素34)。显示元件矩阵由物理障碍(例如，图 3所示的壁)或者电气障碍通过电极分隔成十(10)个不同行的显示元 件。电泳显示器130还包括十(10)个电泳悬浮液贮存器140-149，每 个电泳悬浮液贮存器与显示元件的多行之一流体连通。
显示驱动器150通过本领域普通技术人员所理解的(例如晶体管 和电容器)驱动元件(未示出)与像素P00-P99电气连接。在操作中， 显示驱动器150结构上配置有硬件、软件和/或固件以实施图10所示的流程图160，该流程图代表用于在像素P00-P99之间建立带电粒子均匀 分布的本发明的线性运动均匀分布方法。
参考图10,在流程图160的阶段S162执行之前，所有带电粒子包 含在电泳悬浮液贮存器140-149内，如图10所示。在阶段S162，显示 驱动器150形成沿4象素P00-P99每一行的带电粒子的线性运动，如电 泳显示器130中十(10)个像素行环之间所示的线性运动箭头示例性 所示。为此，在一个实施例中，显示驱动器150以这样的方式施加电 压到每个像素行的电极序列，即，如图11示例性所示以单个列为基础， 其中从右到左每个列被依次填充，移动均匀批次的带电粒子一个批次 或者如图12示例性所示以多个列为基础，移动均匀批次的带电粒子一 个批次。
流程图160的阶段S164包括，显示驱动器150决定是否细化像素 P00-P99的分辨率。在一个实施例中，带电粒子例如可以每行再分布成 子组，例如如图13所示，其中像素P00-P04形成第l再分布组；像素 P05-P09形成第2再分布组；像素P10-P14形成第3再分布组；像素 P15-P19形成第4再分布组；像素P20-P24形成第5再分布组；像素 P25-P29形成第6再分布组；像素P30-P34形成第7再分布组；像素 P35-P39形成第8再分布组；像素P40-P44形成第9再分布组；像素 P45-P49形成第IO再分布组；像素P50-P54形成第11再分布组；像素 P55-P59形成第12再分布组；像素P60-P64形成第13再分布组；像素 P65-P69形成第14再分布组；像素P70-P74形成第15再分布组；像素 P75-P79形成笫16再分布组；像素P80-P84形成第17再分布组；像素 P85-P89形成第18再分布组；像素P90-P94形成第19再分布组；以及 像素P95-P99形成第20再分布组。
图14说明电泳显示器170和显示驱动器l卯。电泳显示器170采 用像素P00-P99形式的显示元件矩阵，像素采用本领域普通技术人员 所理解的任何配置用于支持产生本发明的直列电力(例如，图4所示 的像素30和图5所示的像素34)。电泳显示器170还包括与像素 P00-P99流体连通的电泳悬浮液贮存器180。
显示驱动器l卯通过本领域普通技术人员所理解的(例如晶体管 和电容器)驱动元件(未示出)与像素P00-P99电气连接。在搮作中， 显示驱动器190结构上配置有硬件、软件和/或固件以实施图15所示的流程图200,该流程图代表用于在像素P00-P99之间建立带电粒子均匀 分布的本发明的线性运动均匀分布方法。
参考图14，在流程图200的阶段S202执行之前，所有带电粒子包 含在电泳悬浮液贮存器180内，如图10所示。在阶段S202，显示驱动 器190形成沿第一列像素的均匀批次的带电粒子的线性运动，随后是 沿每一行的均匀批次的带电粒子的线性运动，如电泳显示器170中所 示的线性运动箭头示例性所示。为此，在一个实施例中，显示驱动器 190施加电压到第一列的每个像素的电极序列，从而如图16示例性所 示以单个列为基础，依次移动均匀批次的带电粒子一个批次。随后， 显示驱动器190施加电压到每个像素行的电极序列，其中如图11所示 从右到左每个列被依次填充，或者如图12示例性所示以多个列为基础。
流程图200的阶段S204包括，显示驱动器190决定是否细化像素 P00-P99的分辨率。在一个实施例中，带电粒子例如可以再分布成区块， 例如如图17所示的区块210、 211、 212和213。
参考图4至17，本领域普通技术人员将理解本发明的许多优点， 包括但不限于，提供了一种在其工作寿命内将保持大致上均匀的面内 电泳显示器以及该显示器的气密性密封像素的制作，这些像素填充有 最少量的气泡(如果有的话)。
本发明的范围由所附权利要求限定，且等同含义和范围内的所有 变更均落在本发明的范围之内。
本发明已经参考具体实施例予以描述，不过将理解，可以进行许 多变化而不背离所附权利要求中限定的本发明的精神和范围。说明书 和附图相应地视为说明性的而非旨在限制所附权利要求的范围。
在解释所附的权利要求的过程中，应当理解
a) "包括"、"包含"一词，并不排除那些在特定权利要求列出的元 件或步骤之外的其他元件或步骤；
b) 元件之前的"一"或"一个"用词，并不排除多个这样的元件；
c) 权利要求中的任何附图标记并不限制其范围；
d) 若干"装置"可用同一物品或硬件或软件实现的结构或者功能来
表示；
e) 所公开的任一元件可以包括由硬件部分(例如包括分立的和集
成的电子线路)、软件部分(例如计算机程序)及其任意组合组成。f) 硬件部分可由模拟和数字部分二者之一或全部组成。
g) 任何所公开的设备或其部分可组合在一起或被分开为更多的部
分，除非另有明确的说明；以及
h) 除非明确指出，否则并未要求各项步骤的特定顺序。
权利要求
1. 一种电泳显示设备，包括包括显示元件的矩阵的电泳显示器；以及与所述显示元件电气连接的显示驱动器，其中基于至少一次产生用于在至少两个显示元件之间移动均匀批次的带电粒子的面内电力，所述显示驱动器可工作，以在所述显示元件之间建立带电粒子的均匀分布。
2. 如权利要求l所述的电泳显示设备，其中每个显示元件是由顶基 板和底基板之间的电泳悬浮液内的至少两个面内电极定义的像素。
3. 如权利要求l所述的电泳显示设备，其中所述至少一个面内电力 形成所述至少两个显示元件之间的均匀批次的带电粒子的旋涡运动。
4. 如权利要求3所述的电泳显示设备，其中所述电泳显示器还包括 布置在所述至少两个显示元件之间的旋涡障碍物，以增强所述至少两个显示元件之间的均匀批次的带电粒子的旋涡运动。
5. 如权利要求l所述的电泳显示设备，其中所述至少一个面内电力 形成所述至少两个显示元件之间的均匀批次的带电粒子的一维线性运 动。
6. 如权利要求l所述的电泳显示设备，其中所述至少一个面内电力 形成所述至少两个显示元件之间的均匀批次的带电粒子的二维线性运 动。
7. 如权利要求l所述的电泳显示设备，其中所述显示驱动器还可工 作以在所述显示元件之间建立带电粒子的均匀分布之后，细化所述显示 元件的分辨率。
8. —种电泳显示设备，包括 电泳显示器，包括显示元件的矩阵；以及与至少一个显示元件流体连通的带电粒子的电泳悬浮液贮存 器；以及与所述显示元件电气连接的显示驱动器，其中基于至少一次产生用 于在所述电泳悬浮液贮存器和至少一个显示元件之间移动均匀批次的带 电粒子的面内电力，所述显示驱动器可工作，以在所述显示元件之间建 立带电粒子的均匀分布。
9. 如权利要求8所述的电泳显示设备，其中每个显示元件是由顶基板和底基板之间的电泳悬浮液内的至少两个面内电极定义的像素。
10. 如权利要求8所述的电泳显示设备，其中所述至少一个面内电力形成所述电泳悬浮液贮存器和所述至少一个显示元件之间的均匀批次的带电粒子的一维线性运动。
11. 如权利要求8所述的电泳显示设备，其中所述至少一个面内电力形成所述电泳悬浮液贮存器和所述至少一个显示元件之间的均匀批次的带电粒子的二维线性运动。
12. 如权利要求8所述的电泳显示设备，其中所述显示驱动器还可工作以在所述显示元件之间建立带电粒子的均匀分布之后，细化所述显示元件的分辨率。
13. 如权利要求8所述的电泳显示设备，其中带电粒子的电泳悬浮液贮存器排他地与显示元件的矩阵流体连通。
14. 如权利要求8所述的电泳显示设备，其中带电粒子的电泳悬浮液贮存器排他地与显示元件的矩阵的排流体连通。
15. 如权利要求8所述的电泳显示设备，其中带电粒子的电泳悬浮液贮存器排他地与显示元件的矩阵的集群流体连通。
全文摘要
具有均匀分布的带电粒子的电泳显示器。一种电泳显示设备采用电泳显示器(100)和显示驱动器(110)。电泳显示器(100)包括显示元件(30、40、50；P00-P99)的矩阵，且基于一次或多次产生用于在两个或更多个显示元件(30、40、50；P00-P99)之间移动均匀批次的带电粒子的面内电力(INEF)，显示驱动器(110)在显示元件(30、40、50；P00-P99)之间建立带电粒子的均匀分布。
文档编号G02F1/167GK101479658SQ200780024687
公开日2009年7月8日 申请日期2007年4月11日 优先权日2006年6月30日
发明者E·尼森, K·-M·兰森 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司