利用粒子的移动的电子设备制造技术

本发明专利技术提供一种驱动包括一个设备元件阵列的电子设备的方法，其中每一个设备元件包括被移动来控制设备元件状态的粒子，并且每一个设备元件包括收集器电极和输出电极。所述方法包括：在重置阶段中施加第一组控制信号来控制所述设备，以便把所述粒子移动到重置电极；以及在寻址阶段中施加第二组控制信号来控制所述设备，以便从所述重置电极移动所述粒子，从而使得所期望数目的粒子处在所述输出电极处。所述第二组控制信号包括在第一电压与第二电压之间振荡的脉冲波形，其中所述第一电压用于把所述粒子吸引到所述重置电极，所述第二电压用于把所述粒子从所述重置电极吸引到所述输出电极，并且其中所述脉冲波形的占空比决定在所述寻址阶段中被传送到所述输出电极的粒子比例。这种控制方法提供在所述重置电极处的漩涡中收集的受到明确控制的粒子包，所述粒子包随后被（例如经由所述门控电极）部分地朝向所述输出电极传递。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种利用粒子的移动的电子设备。这种类型的设备的 一个例子是电泳显示器。
技术介绍
电泳显示器设备是双稳态显示器技术的一个例子，其利用带电粒 子在电场内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，所述粒子可以形成 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。存在多种不同的可能配置。已经认识到电泳显示器设备作为其双稳态(在不施加电压的情况 下保持图像)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。所述设备还可以由塑料材料 制成，并且还有可能在制造这种设备的过程中实施低成本的巻到巻(real-to-real)处理。如果要把成本保持得尽可能低，则应当采用无源寻址方案。显示 器设备的最简单的配置是分段反射显示器，并且在许多应用中这种类 型的显示器就足够了。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，因此即使在电源被关断的情 况下也能够显示信息。一种利用无源矩阵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具有一定阈值的 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。一种替换类型的电泳显示器设备使用所谓的"平面内切换"。这种类型的设备利用所述粒子在显示材料层中的选择性侧向移动。当朝 向侧向电极移动所述粒子时，在所述粒子之间出现开口，通过所述开 口可以看到底层表面。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透射操作或者透 射反射操作。具体来说，所述粒子的移动产生一个用于光的通道，从 而可以通过所述材料实现反射和透射反射操作。这就实现了利用背光 而不是反射操作的照明。可以把所述平面内电极都提供在一块基板上， 或者也可以为全部两块基板提供电极。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 高分辨率灰度的明亮的全彩色显示器期望有更快的图像更新时就需要 所述有源矩阵寻址方案。这种设备正被开发用于标志和告示牌显示器 应用，以及作为电子橱窗和环境照明应用中的(像素化)光源。可以 利用滤色器或者通过减色原理来实现颜色，并且所述显示器像素简单 地充当灰度设备。下面的描述提到了灰度和灰度级，但是应当理解的 是，这绝不仅仅意味着单色显示器操作。本专利技术适用于全部两种上述技术，但是对于无源矩阵显示器技术 特别有兴趣，并且对于平面内切换无源矩阵电泳显示器特别有兴趣。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，常常首先作为重置阶段将其切换到白色或 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。用于电泳显示器的典型的驱动信号较为复杂并且可能由不同的子 信号构成，例如旨在加速过渡、改进图像质量等等的"震动，，脉冲。可以在WO 2005/071651和WO 2004/066253中找到关于已知的驱 动方案的进一步讨论。电泳显示器(特别是无源矩阵形式)的一个显著问题在于利用图 像对所述显示器进行寻址所花费的时间。导致这一寻址时间的原因是 像素输出取决于粒子在像素单元内的物理位置，并且所述粒子的移动需要有限时间量。可以通过各种措施来提高寻址速度，比如提供逐像 素的图像数据写入，其仅仅需要把像素移动较短距离，其后是并行粒 子扩散阶段，其对于整个显示器把所述粒子扩散在所述像素区域内。典型的像素寻址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，对于平面内切换电泳显示器中的大尺寸像 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，所能实现的灰度改变就越快，从而 图像更新时间就可以更短。然而不幸的是，只有在低驱动电压和非常低的驱动电压下才能获得灰度均匀性。 一般来说，在较大的驱动场(~0.1 - lV/jim)下只能获 得不可再现的非均匀灰度，或者只能获得^f艮少数目的灰度色调(shades of greyscales )。例如当前在可以买到的产品中所能实现的精确(可再现的)灰度 仅仅是4个。这对于电子图书和电子标志来说是不可接受的，其通常 被认为需要4-6比特的灰度。 一般来说，电泳显示器中的灰度能力取 决于多个关键参数，比如设备历史、颜料类型和颜料非均匀性、像素 尺寸和逐像素非均匀性、单元间隙和单元间隙非均匀性、像素杂质、 温度效应、像素设计(比如电极布局、拓朴、几何结构)以及设备操 作(驱动方案、寻址循环/序列、DC平衡)。
技术实现思路
本专利技术是基于下面的认识对于当前的电泳显示器设计的受到限 制的灰度能力存在另一个非常重要的原因，即是由于一种被称作电流 体动力流的现象。电流体动力流(EHDF)是在外加电场的影响下(在一个像素或胶 嚢内)出现的某种形式的局部和/或全局湍流。本专利技术的专利技术人已经观 察到，EHDF的性质常常是不稳定、随机并且非线性的，从而导致粒 子轨迹大大偏离预期的粒子轨迹。因此可以理解，受到严重干扰的粒 子轨迹导致灰度不可再现，从而又在所述显示器上以及在像素之间导 致可见的颜色不均匀性。针对上述问题的一种解决方案是以图像更新速度为代价在低驱动 场或者非常低的驱动场下驱动所述电泳显示器。但是这样会导致长得不可接受的更新时间。因此需要在更高的驱动电压下为电泳显示器提 供可以更为可靠地重复的灰度级，从而这样可以增大灰度级的数目。根据本专利技术，提供一种驱动包括一个或多个设备元件的电子设备 的方法，所述一个或每一个设备元件包括被移动来控制设备元件状态 的粒子，并且所述一个或每一个设备元件包括收集器电极和输出电极，其中所述方法包括在重置阶段中施加笫一组控制信号来控制所述设备，以便把所述 粒子移动到重置电极；以及在寻址阶段中施加第二组控制信号来控制所述设备，以便从所述 重置电极移动所述粒子，从而使得所期望数目的粒子处在所述输出电 极处。其中，所述第二组控制信号包括在第一电压与第二电压之间振荡 的脉冲波形，所述第一电压用于把所述粒子吸引到所述重置电极，所 述第二电压用于把所述粒子从所述重置电极吸引到所述输出电极，并 且其中所述脉沖波形的所述第一和第二电压的占空比和量值决定在所 述寻址阶段中被传送到所述输出电极的粒子比例。这种控制方法在所述重置电极处提供在被部分地朝向所述输出电 极传递之前受到明确控制的"粒子包"。这种方法可以被用于具有或 者没有阈值的粒子。所述重置电极可以包括所述收集器电极和输出电 极的其中之一。对于具有一定阈值的粒子，所述第一和第二电压的其中之一可以 低于所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种驱动包括一个或多个设备元件的电子设备的方法，所述一个或每一个设备元件包括被移动来控制设备元件状态的粒子（６），并且所述一个或每一个设备元件包括收集器电极（１４；１２０）和输出电极（１２；１２４，１２６），其中所述方法包括：　在重置 阶段中施加第一组控制信号来控制所述设备，以便把所述粒子移动到重置电极（１４；１２０）；以及　在寻址阶段中施加第二组控制信号来控制所述设备，以便从所述重置电极（１４；１２０）移动所述粒子，从而使得所期望数目的粒子处在所述输出电极（１２； １２４，１２６）处，　其中，所述第二组控制信号包括在第一电压与第二电压之间振荡的脉冲波形，所述第一电压用于把所述粒子吸引到所述重置电极，所述第二电压用于把所述粒子从所述重置电极吸引到所述输出电极，并且其中所述脉冲波形的第一和第二电压的 占空比和量值决定在所述寻址阶段中被传送到所述输出电极的粒子比例。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：MHWM范德尔登，FPM巴泽拉尔，SJ鲁森达尔，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]