ДРАЙВЕРЫ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЕ СБАЛАНСИРОВАННЫЕ ПО ПОСТОЯННОМУ ТОКУ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ОБНОВЛЕНИЯ ДЛЯ ЦВЕТНЫХ ЭЛЕКТРОФОРЕТИЧЕСКИХ ДИСПЛЕЕВ Российский патент 2020 года по МПК G09G3/20 G09G3/34 

Ссылка на родственную заявку

[Абзац 1] Согласно настоящей заявке испрашивается приоритет в соответствии с заявкой на выдачу патента США №15/454,276, поданной 9 марта 2017 года, и предварительной заявкой на выдачу патента США №62/509,512, поданной 22 мая 2017 года. Содержания вышеупомянутых заявок ссылкой полностью включаются в настоящую заявку.

Предшествующий уровень техники настоящего изобретения

[Абзац 2] Настоящее изобретение относится к способам возбуждения электрооптических дисплеев, особенно, но не исключительно, электрофоретических дисплеев, способных выдавать более двух цветов, используя один слой электрофоретического материала, содержащего множество окрашенных частиц, например, белых, бирюзовых, желтых и пурпурных частиц, причем две частицы являются положительно заряженными, а две частицы являются отрицательно заряженными, и одна положительно заряженная частица и одна отрицательно заряженная частица содержат толстую полимерную оболочку.

[Абзац 3] Термин «цвет» в значении, в каком он используется в настоящем описании, включает в себя черный и белый. Белые частицы часто относятся к рассеивающему свет типу.

[Абзац 4] Термин «серое состояние» используется в настоящем описании в своем обычном значении в области формирования изображений и означает состояние, промежуточное между двумя крайними оптическими состояниями пикселя, и не обязательно подразумевает черно-белый переход между этими двумя крайними состояниями. Например, в нескольких указанных ниже патентах и опубликованных заявках, предметом которых являются «электронные чернила» (Е Ink), раскрываются электрофоретические дисплеи, в которых крайними состояниями являются белый и густой синий цвета, так что промежуточное серое состояние будет фактически бледно синим цветом. Действительно, как уже отмечалось, изменение оптического состояния вовсе может не быть изменением цвета. Термины «черный цвет» и «белый цвет» могут использоваться далее по тексту означающими два крайних оптических состояния дисплея и должны пониматься как нормально включающие в себя крайние оптические состояния, не являющиеся строго черным цветом и белым цветом, например, вышеупомянутые состояния белого и густого синего цветов.

[Абзац 5] Термины «бистабильный» и «бистабильность» используются в настоящем описании в своем обычном значении в данной области техники и относятся к дисплеям, содержащим элементы отображения, имеющие первое и второе состояния отображения, отличающиеся по меньшей мере одним оптическим свойством, и так что после того, как любой данный элемент возбужден посредством адресующего импульса конечной длительности для принятия своего первого или второго состоянии отображения, после прекращения адресующего импульса это состояние будет сохраняться в течение промежутка, кратного по меньшей мере нескольким, например, по меньшей мере четырем, минимальным длительностям адресующего импульса, требуемого для изменения состояния элемента отображения. В патенте США № 7,170,670 раскрывается, что некоторые основанные на частицах электрофоретические полутоновые дисплеи стабильны не только в их черном и белом состояниях, но и в их промежуточных серых состояниях, и это справедливо для некоторых других типов электрооптических дисплеев. Этот тип дисплея правильно называется скорее мультистабильным (со многими устойчивыми состояниями), чем бистабильным, хотя для удобства в тексте настоящего описания может использоваться термин «бистабильный», охватывающий как бистабильные, так и мультистабильные дисплеи.

[Абзац 6] Термин «импульс», если используется в отношении возбуждения электрофоретического дисплея, используется в настоящем описании означающим интеграл приложенного напряжения по времени в течение периода, в котором дисплей возбуждается.

[Абзац 7] Частица, поглощающая, рассеивающая или отражающая свет в широком диапазоне частот или при выбранных длинах волн, называется в настоящем описании окрашенной или пигментной частицей. В электрофоретических средах и дисплеях согласно настоящему изобретению могут использоваться также различные материалы, иные, нежели пигменты (в строгом понимании этого термина, означающего нерастворимые окрашенные материалы), поглощающие или отражающие свет, такие как краски или фотонные кристаллы и т. п.

[Абзац 8] Основанные на частицах электрофоретические дисплеи являются предметом интенсивных научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ в течение ряда лет. В этих дисплеях множество заряженных частиц (иногда именуемых пигментными частицами) перемещаются через текучую среду под действием электрического поля. Электрофоретические дисплеи могут иметь характеристики хорошей яркости и контрастности, широких углов обзора, бистабильности состояния и низкого потребления энергии по сравнению с жидкокристаллическими дисплеями. Вместе с тем проблемы, связанные с долгосрочным качеством изображения этих дисплеев, препятствуют их широкому использованию. Например, частицы, используемые в электрофоретических дисплеях, имеют тенденцию к осаждению, что в результате приводит к неадекватному сроку службы для этих дисплеев.

[Абзац 9] Как уже отмечалось, электрофоретические среды требуют присутствия текучей среды. В большинстве известных электрофоретических средах эта текучая среда представляет собой жидкость, однако электрофоретические среды могут получаться и с использованием газообразных текучих сред; см., например Kitamura, Т., et al., Electrical toner movement for electronic paper-like display, IDW Japan, 2001, Paper HCS1-1, и Yamaguchi, Y., et al., Toner display using insulative particles charged triboelectrically, IDW Japan, 2001, Paper AMD4-4). См. также патенты США №№7,321,459 и 7,236,291. Из-за осаждения частиц эти основанные на газе электрофоретические среды оказываются чувствительными к тем же типам проблем, что и электрофоретические среды, основанные на жидкости, если эти среды используются в ориентации, позволяющей это осаждение, например, в вывеске, в которой среда расположена в вертикальной плоскости. Фактически, осаждение частиц оказывается более серьезной проблемой в электрофоретических средах, основанных на газе, чем в основанных на жидкости, поскольку более низкая вязкость газообразных суспендирующих текучих сред по сравнению с жидкими обуславливает более быстрое осаждение электрофоретических частиц.

[Абзац 10] В многочисленных патентах и заявках, переуступленных Массачусетскому технологическому институту (МТИ) и корпорации Е Ink Corporation или изначально принадлежащих им, описаны различные технологии, используемые в инкапсулированных электрофоретических и иных электрооптических средах. Эти инкапсулированные среды содержат многочисленные малые капсулы, каждая из которых содержит внутреннюю фазу, содержащую электрофоретически подвижные частицы в текучей среде, и стенку капсулы, окружающую внутреннюю фазу. Обычно для образования когерентного слоя, расположенного между двух электродов, капсулы сами удерживаются в полимерном вяжущем. Технологии, раскрытые в этих патентах и заявках, включают в себя:

(a) электрофоретические частицы, текучие среды и добавки к текучим средам; см., например, патенты США №№7,002,728 и 7,679,814;

(b) капсулы, вяжущие и способы инкапсулирования; см., например, патенты США №№6,922,276 и 7,411,719;

(c) микроячеистые структуры, материалы стенок и способы образования микроячеек; см., например, патенты США №№7,072,095 и 9,279,906;

(d) способы наполнения и уплотнения микроячеек; см., например, патенты США №№7,144,942 и 7,715,088;

(e) пленки и подузлы, содержащие электрооптические материалы; см., например, патенты США №№6,982,178 и 7,839,564;

(f) объединительные платы, клеевые слои и другие вспомогательные слои и способы, используемые к дисплеях; см., например, патенты США №№7,116,318 и 7,535,624;

(g) формирование цвета и настройка цвета; см., например, патенты США №№6,017,584; 6,545,797; 6,664,944; 6,788,452; 6,864,875; 6,914,714; 6,972,893; 7,038,656; 7,038,670; 7,046,228; 7,052,571; 7,075,502***; 7,167,155; 7,385,751; 7,492,505; 7,667,684; 7,684,108; 7,791,789; 7,800,813; 7,821,702; 7,839,564***; 7,910,175; 7,952,790; 7,956,841; 7,982,941; 8,040,594; 8,054,526; 8,098,418; 8,159,636; 8,213,076; 8,363,299; 8,422,116; 8,441,714; 8,441,716; 8,466,852; 8,503,063; 8,576,470; 8,576,475; 8,593,721; 8,605,354; 8,649,084; 8,670,174; 8,704,756; 8,717,664; 8,786,935; 8,797,634; 8,810,899; 8,830,559; 8,873,129; 8,902,153; 8,902,491; 8,917,439; 8,964,282; 9,013,783; 9,116,412; 9,146,439; 9,164,207; 9,170,467; 9,170,468; 9,182,646; 9,195,111; 9,199,441; 9,268,191; 9,285,649; 9,293,511; 9,341,916; 9,360,733; 9,361,836; 9,383,623; и 9,423,666; и публикации заявок на выдачу патента США №№2008/0043318; 2008/0048970; 2009/0225398; 2010/0156780; 2011/0043543; 2012/0326957; 2013/0242378; 2013/0278995; 2014/0055840; 2014/0078576; 2014/0340430; 2014/0340736; 2014/0362213; 2015/0103394; 2015/0118390; 2015/0124345; 2015/0198858; 2015/0234250; 2015/0268531; 2015/0301246; 2016/0011484; 2016/0026062; 2016/0048054; 2016/0116816; 2016/0116818; и 2016/0140909;

(h) способы возбуждения дисплеев; см., например, патенты США №№5,930,026; 6,445,489; 6,504,524; 6,512,354; 6,531,997; 6,753,999; 6,825,970; 6,900,851; 6,995,550; 7,012,600; 7,023,420; 7,034,783; 7,061,166; 7,061,662; 7,116,466; 7,119,772; 7,177,066; 7,193,625; 7,202,847; 7,242,514; 7,259,744; 7,304,787; 7,312,794; 7,327,511; 7,408,699; 7,453,445; 7,492,339; 7,528,822; 7,545,358; 7,583,251; 7,602,374; 7,612,760; 7,679,599; 7,679,813; 7,683,606; 7,688,297; 7,729,039; 7,733,311; 7,733,335; 7,787,169; 7,859,742; 7,952,557; 7,956,841; 7,982,479; 7,999,787; 8,077,141; 8,125,501; 8,139,050; 8,174,490; 8,243,013; 8,274,472; 8,289,250; 8,300,006; 8,305,341; 8,314,784; 8,373,649; 8,384,658; 8,456,414; 8,462,102; 8,514,168; 8,537,105; 8,558,783; 8,558,785; 8,558,786; 8,558,855; 8,576,164; 8,576,259; 8,593,396; 8,605,032; 8,643,595; 8,665,206; 8,681,191; 8,730,153; 8,810,525; 8,928,562; 8,928,641; 8,976,444; 9,013,394; 9,019,197; 9,019,198; 9,019,318; 9,082,352; 9,171,508; 9,218,773; 9,224,338; 9,224,342; 9,224,344; 9,230,492; 9,251,736; 9,262,973; 9,269,311; 9,299,294; 9,373,289; 9,390,066; 9,390,661; и 9,412,314; и публикации заявок на выдачу патента США №№2003/0102858; 2004/0246562; 2005/0253777; 2007/0091418; 2007/0103427; 2007/0176912; 2008/0024429; 2008/0024482; 2008/0136774; 2008/0291129; 2008/0303780; 2009/0174651; 2009/0195568; 2009/0322721; 2010/0194733; 2010/0194789; 2010/0220121; 2010/0265561; 2010/0283804; 2011/0063314; 2011/0175875; 2011/0193840; 2011/0193841; 2011/0199671; 2011/0221740; 2012/0001957; 2012/0098740; 2013/0063333; 2013/0194250; 2013/0249782; 2013/0321278; 2014/0009817; 2014/0085355; 2014/0204012; 2014/0218277; 2014/0240210; 2014/0240373; 2014/0253425; 2014/0292830; 2014/0293398; 2014/0333685; 2014/0340734; 2015/0070744; 2015/0097877; 2015/0109283; 2015/0213749; 2015/0213765; 2015/0221257; 2015/0262255; 2015/0262551; 2016/0071465; 2016/0078820; 2016/0093253; 2016/0140910; и 2016/0180777 (далее по тексту эти патенты и заявки могут именоваться как заявки на СПОВЭОД (СПОсобы Возбуждения ЭлектроОптических Дисплеев));

(i) применения дисплеев; см., например, патенты США №№7,312,784 и 8,009,348; и

(j) неэлектрофоретические дисплеи, описанные в патенте США №6,241,921; публикации заявки на выдачу патента США №2015/0277160; и публикациях заявок на выдачу патента США №№2015/0005720 и 2016/0012710.

[Абзац 11] Во многих из вышеупомянутых патентов и заявок отмечается, что стенки, окружающие дискретные микрокапсулы в инкапсулированной электрофоретической среде, можно было бы заменить непрерывной фазой, получив, таким образом, так называемый электрофоретический дисплей с дисперсией в полимере, в котором электрофоретическая среда содержит множество дискретных капель электрофоретической текучей среды и непрерывную фазу полимерного материала, и что дискретные капли электрофоретической текучей среды в таком электрофоретической дисплее с дисперсией в полимере можно рассматривать как капсулы или микрокапсулы даже при том, что с каждой отдельной каплей не связана мембрана дискретной капсулы; см., например, патент США №6,866,760. Соответственно, для целей настоящей заявки такие электрофоретические среды с дисперсией в полимере рассматриваются как подтипы инкапсулированных электрофоретических сред.

[Абзац 12] Родственным типом электрофоретического дисплея является так называемый микроячеистый электрофоретический дисплей. В микроячеистом электрофоретической дисплее заряженные частицы и текучая среда не инкапсулированы в микрокапсулах, а вместо этого удерживаются во множестве полостей, образованных в несущей среде, обычно в полимерной пленке. См., например, патенты США №№6,672,921 и 6,788,449, оба переуступленные компании SiPix Imaging, Inc.

[Абзац 13] Хотя электрофоретические среды зачастую являются непрозрачными (поскольку, например, во многих электрофоретических средах частицы по существу блокируют передачу видимого света через дисплей) и работают в режиме на отражение, многие электрофоретические дисплеи могут изготавливаться работающими в так называемом режиме затвора, в котором одно состояние отображения является по существу непрозрачным, а одно - светопропускающим. См., например, патенты США №№5,872,552, 6,130,774, 6,144,361, 6,172,798, 6,271,823, 6,225,971 и 6,184,856. В подобном режиме могут работать диэлектрофоретические дисплеи, которые подобны электрофоретическим дисплеям, но действие которых основано на изменениях напряженности электрического поля; см. патент США № 4,418,346. В режиме затвора могут работать и другие типы электрооптических дисплеев. Электрооптические среды, работающие в режиме затвора, могут использоваться в многослойных структурах для полноцветных дисплеев; в этих структурах по меньшей мере один слой, прилегающий к рабочей поверхности дисплея, работает в режиме затвора для показа или скрытия второго слоя, более дальнего от рабочей поверхности.

[Абзац 14] Инкапсулированному электрофоретическому дисплею, как правило, не присущ режим отказа вследствие образования скоплений и осаждения традиционных электрофоретических устройств, и он обеспечивает дополнительные преимущества, такие как возможность печатать дисплей или наносить его как покрытие на самых разных гибких и жестких подложках. (Подразумевается, что использование слова «печать» включает в себя все формы печати и нанесения покрытий, включая без ограничения: нанесения предварительно дозированных покрытий, такие как нанесение частичного штамповочного покрытия, нанесение покрытия с использованием щелевой экструзионной головки или экструзионным методом, нанесение покрытия обливом или каскадным методом, нанесение покрытия с помощью плоской струи-завесы; нанесение покрытия с помощью валика, такое как нанесение покрытия методом «ракель поверх валика», нанесение покрытия ведущим и реверсивным валиком; нанесение покрытия с помощью гравированного цилиндра; нанесение покрытия погружением; нанесение покрытия распылением; менисковое покрытие; нанесение покрытия методом центрифугирования; нанесение покрытия с помощью щетки; нанесение покрытия с помощью воздушного ракеля; процессы шелкотрафаретной печати; процессы электростатической печати; процессы термопечати; процессы струйной печати; электрофоретическое осаждение (см. патент США №7339715) и другие подобные методы.) Таким образом, результирующий дисплей может быть гибким. Кроме того, поскольку среда дисплея может быть напечатана (с использованием самых разных методов), сам дисплей может быть недорогим в изготовлении.

[Абзац 15] Как указано выше, самые простые известные электрофоретические среды отображают по существу лишь два цвета. Эти электрофоретические среды используют либо один тип электрофоретической частицы, имеющей первый цвет в окрашенной текучей среде, имеющей второй, отличающийся цвет (в этом случае первый цвет отображается, когда частицы прилегают к рабочей поверхности дисплея, а второй цвет отображается, когда частицы находятся на расстоянии от рабочей поверхности), либо первый и второй типы электрофоретических частиц, имеющих первый и второй цвета, в неокрашенной текучей среде (в этом случае первый цвет отображается, когда первый тип частиц прилегает к рабочей поверхности дисплея, а второй цвет отображается, когда второй тип частиц прилегает к рабочей поверхности). Обычно эти два цвета являются черным и белым. Если требуется полноцветный дисплей, на рабочей поверхности монохромного (черно-белого) дисплея может накладываться массив цветных фильтров. Дисплеи с массивами цветных фильтров действуют по принципу совместного использования площади и смешения цветов для создания цветовых стимулов. Имеющаяся площадь дисплея совместно используется тремя или четырьмя основными цветами, таким как красный/зеленый/синий (RGB) или красный/зеленый/синий/белый (RGBW), и фильтры могут располагаться с одномерным (полоса) или двухмерным (2×2) повторным рисунками. В данной области техники известны также другие выборы основных цветов или более трех основных цветов. Три (в случае RGB-дисплеев) или четыре (в случае RGBW-дисплеев) субпикселя выбираются достаточно маленькими, чтобы на намеченном расстоянии от зрителя до экрана они визуально смешивались в одиночный пиксель с однородным цветовым стимулом («смешение цветов»). Присущий совместному использованию площади недостаток заключается в том, что всегда присутствуют пигменты (красители), и цвета можно модулировать лишь переключением соответствующих пикселей нижележащего монохромного дисплея на белый или черный цвет (включением или выключением соответствующих основных цветов). Например, в идеальном RGBW-дисплее каждый из красного, зеленого, синего и белого основных цветов занимает одну четвертую площади дисплея (один субпиксель из четырех), причем белый субпиксель является таким же ярким, как и белый цвет нижележащего монохромного дисплея, и каждый из окрашенных субпикселей не светлее одной третьей белого цвета монохромного дисплея. Яркость белого цвета, показываемого дисплеем в целом, не может быть более половины яркости белого субпикселя (белые площади дисплея создаются отображением одного белого субпикселя из каждых четырех плюс каждого окрашенного субпикселя в его окрашенном виде, являющегося эквивалентом одной третьей белого субпикселя, так что три окрашенных субпикселя совместно привносят не более одного белого субпикселя). Яркость и насыщенность цветов снижают посредством совместного использования площади с цветными пикселями, переключенными на черный цвет. Совместное использование площади является особенно проблематичным при смешивании желтого цвета, поскольку он светлее любого другого цвета одинаковой яркости, и насыщенный желтый цвет почти так же ярок, как белый. Переключение синих пикселей (одна четвертая площади дисплея) на черный цвет делает желтый цвет слишком темным.

[Абзац 16] В данной области техники известны многослойные, многоуровневые электрофоретические дисплеи; см., например, J. Heikenfeld, P. Drzaic, J-S Yeo and Т. Koch, Journal of SID, 19(2), 2011, pp. 129-156. В этих дисплеях внешний свет проходит через изображения в каждом из трех субтрактивных основных цветов по точной аналогии с обычной цветной печатью. В патенте США №6,727,873 раскрыт многоуровневый электрофоретический дисплей, в котором три слоя переключаемый ячеек помещены над светоотражающим фоном. Известны подобные дисплеи, в которых окрашенные частицы перемещаются в боковом направлении (см. международную заявку № WO 2008/065605) или секвестрируются в микроячейки посредством комбинации вертикального и поперечного перемещения. В обоих случаях каждый слой оснащен электродами, служащими, чтобы сосредотачивать или рассредоточивать окрашенные частицы на попиксельной основе, так что каждый из трех слоев требует слоя тонкопленочных транзисторов (ТПТ) (два из трех слоев тонкопленочных транзисторов должны быть по существу прозрачными) и светопропускающего противоэлектрода. Такое сложное устройство электродов является дорогостоящим для изготовления, и в известном уровне технике трудно обеспечить адекватно прозрачную плоскость пиксельных электродов, поскольку белое состояние дисплея должно просматриваться через несколько слоев электродов. Кроме того, многослойные дисплеи страдают от проблем параллакса, поскольку толщина пакета дисплея приближается к размеру пикселя или превышает его.

[Абзац 17] В публикациях заявок на выдачу патентов США №№2012/0008188 и 2012/0134009 раскрываются многоцветные электрофоретические дисплеи, имеющие одну заднюю объединительную панель, содержащую независимо адресуемые пиксельные электроды, и общий светопропускающий передний электрод. Между задней объединительной панелью и передним электродом расположено несколько электрофоретических слоев. Описанные в этих заявках дисплеи способны выдавать любые из основных цветов (красный, зеленый, синий, бирюзовый, пурпурный, желтый, белый и черный) в любом месте пикселя. При этом следует отметить, что использование нескольких электрофоретических слоев, находящихся между одиночным набором адресующих электродов, имеет недостатки. Электрическое поле, воспринимаемое частицами в конкретном слое, слабее, чем было бы в случае одного электрофоретического слоя, адресуемого тем же напряжением. Кроме того, оптические потери (вызванные, например, рассеянием света или нежелательным поглощением) в электрофоретической слое, ближайшем к рабочей поверхности, могут пагубно отразиться на внешнем виде изображений, сформированных в нижележащих электрофоретических слоях.

[Абзац 18] Предприняты попытки создать полноцветные электрофоретические дисплеи, использующие один электрофоретический слой. Например, в публикации заявки на выдачу патента США №2013/0208338 раскрывается цветной дисплей, содержащий электрофоретическую текучую среду, которая содержит один или два типа пигментных частиц, диспергированных в прозрачном и бесцветном или окрашенном растворителе, причем электрофоретическая текучая среда расположена между общим электродом и несколькими пиксельными или возбуждающими электродами. Возбуждающие электроды расположены для экспозиции фонового слоя. В публикации заявки на выдачу патента США №2014/0177031 раскрывается способ возбуждения ячейки дисплея, наполненной электрофоретической текучей средой, содержащей два типа заряженных частиц, несущих заряды противоположных полярностей и имеющих два контрастных цвета. Два типа пигментных частиц диспергированы в окрашенном растворителе или в растворителе с незаряженными или слабо заряженными окрашенными частицами, диспергированными в нем. Способ предусматривает возбуждение ячейки дисплея для отображения цвета растворителя или цвета незаряженных или слабо заряженных окрашенных частиц путем прикладывания возбуждающего напряжения, равного примерно 1-20% от полного возбуждающего напряжения. В публикациях заявок на выдачу патента США №№2014/0092465 и 2014/0092466 раскрываются электрофоретическая текучая среда и способ возбуждения электрофоретического дисплея. Текучая среда содержит первый, второй и третий типы пигментных частиц, все из которых диспергированы в растворителе или смеси растворителей. Первый и второй типы пигментных частиц несут заряды противоположных полярностей, а третий тип пигментных частиц имеет уровень заряда менее примерно 50% уровня заряда частиц первого или второго типа. Эти три типа пигментных частиц имеют разные уровни порогового напряжения и/или разные уровни подвижности. Ни в одной из этих заявок на выдачу патента не раскрыт полноцветный дисплей в том значении, в каком этот термин используется ниже.

[Абзац 19] В публикации заявки на выдачу патента США №2007/0031031 раскрывается устройство обработки изображений, предназначенное для обработки данных изображений для отображения изображения на среде отображения, в которой каждый пиксель способен отображать белый, черный и один другой цвет. В публикациях заявок на выдачу патента США №№2008/0151355; 2010/0188732; и 2011/0279885 раскрывается цветной дисплей, в котором подвижные частицы перемещаются через пористую структуру. В публикациях заявок на выдачу патента США №№2008/0303779 и 2010/0020384 раскрывается среда отображения, содержащая первые, вторые и третьи частицы разного цвета. Первые и вторые частицы могут образовывать агрегаты, а более мелкие третьи частицы могут перемещаться через проходы, оставшиеся между агрегированными первыми и вторыми частицами. В публикации заявки на выдачу патента США №2011/0134506 раскрывается устройство отображения, содержащее электрофоретический элемент отображения, содержащий несколько типов частиц, заключенных между двумя подложками, причем по меньшей мере одна из подложек является полупрозрачной, и каждый из соответствующих нескольких типов частиц заряжен с одинаковой полярностью, отличается оптическими свойствами и отличается скоростью миграции и/или пороговой величиной электрического поля для перемещения; полупрозрачный электрод со стороны отображения, предусмотренный со стороны подложки, где расположена полупрозрачная подложка, первый электрод с задней стороны, предусмотренный со стороны другой подложки, обращенный к электроду со стороны отображения, и второй электрод с задней стороны, предусмотренный со стороны другой подложки, обращенный к электроду со стороны отображения; и регулятор напряжения, регулирующий напряжения, прикладываемые к электроду со стороны отображения, первому электроду с задней стороны и второму электроду с задней стороны таким образом, что типы частиц, имеющие самую высокую скорость миграции из указанных типов частиц, или типы частиц, имеющие самую низкую пороговую величину электрического поля из указанных типов частиц, перемещаются в последовательности каждого из разных типов частиц к первому электроду с задней стороны или ко второму электроду с задней стороны, а затем частицы, которые перемещались к первому электроду с задней стороны, перемещаются к электроду со стороны отображения. В публикациях заявок на выдачу патента США №№2011/0175939, 2011/0298835, 2012/0327504 и 2012/0139966 раскрываются цветные дисплеи, действующие по принципу агрегирования множества частиц и пороговых величин. В публикации заявки на выдачу патента США №2013/0222884 раскрывается электрофоретическая частица, содержащая окрашенную частицу, содержащую полимер с заряженной группой и краситель, и разветвленный полимер на основе кремния, прикрепленный к окрашенной частице и содержащий, в качестве компонентов сополимеризации, реакционноспособный мономер и по меньшей мере один мономер, выбранный из конкретной группы мономеров. В публикации заявки на выдачу патента США № 2013/0222885 раскрывается дисперсная жидкость для электрофоретического дисплея, содержащая дисперсную среду, группу окрашенных электрофоретических частиц, диспергированную с дисперсной среде и мигрирующую в электрическом поле, группу неэлектрофоретических частиц, не мигрирующую и имеющую цвет, отличающийся от цвета группы электрофоретических частиц, и соединение, имеющее нейтральную полярную группу и гидрофобную группу, которое содержится в дисперсной среде в отношении примерно 0,01-1 масс. % от всей массы дисперсной жидкости. В публикации заявки на выдачу патента США № 2013/0222886 раскрывается дисперсная жидкость для дисплея, содержащая плавающие частицы, содержащие: базовые частицы (ядра), включающие краситель и гидрофильную смолу, и оболочку, покрывающую поверхность каждой из базовых частиц (ядер) и содержащую гидрофобную смолу с разницей параметра растворимости 7,95 (Дж/см³)^1/2 или более. В публикациях заявок на выдачу патента США №№2013/0222887 и 2013/0222888 раскрывается электрофоретическая частица, имеющая указанные химические составы. Наконец, в публикации заявки на выдачу патента США № 2014/0104675 раскрывается дисперсия частиц, включающая в себя первые и вторые окрашенные частицы, перемещающиеся в ответ на электрическое поле, и дисперсную среду, причем вторые окрашенные частицы имеют больший диаметр, чем первые окрашенные частицы, и такую же характеристику заряда, как и характеристика заряда первых окрашенных частиц, и в которой отношение (Cs/Cl) количества заряда Cs первых окрашенных частиц к количеству заряда С1 вторых окрашенных частиц на единицу площади дисплея менее или равно 5. Некоторые из вышеупомянутых дисплеев обеспечивают полный цвет, но за счет необходимости в методах адресации, которые длительны и обременительны.

[Абзац 20] В публикациях заявок на выдачу патента США №№2012/0314273 и 2014/0002889 раскрывается электрофоретическое устройство, содержащее множество первых и вторых электрофоретических частиц, включенных в изолирующую жидкость, причем первые и вторые частицы имеют разные зарядные характеристики, отличающиеся друг от друга; причем устройство дополнительно содержит пористый слой, включенный в изолирующую жидкость и образованный из волокнистой структуры. Ни в одной из этих заявок на выдачу патента не раскрыт полноцветный дисплей в том значении, в каком этот термин используется ниже.

[Абзац 21] См. также публикацию заявки на выдачу патента США №2011/0134506 и вышеупомянутую заявку №14/277107; в последней раскрывается полноцветный дисплей, в котором используются три разных типа частиц в окрашенной текучей среде, но присутствие окрашенной текучей среды ограничивает качество состояния белого цвета, которое может быть достигнуто этим дисплеем.

[Абзац 22] Для получения дисплея с высокой разрешающей способностью отдельные пиксели дисплея должны быть адресуемыми без помех от прилегающих пикселей. Одним из путей достижения этой цели является создание матрицы нелинейных элементов, таких как транзисторы или диоды, при этом по меньшей мере один нелинейный элемент связан с каждым пикселем, для получения дисплея «с активной матрицей». Адресующий или пиксельный электрод, адресующийся к одному пикселю, подключен к соответствующему источнику напряжения через связанный нелинейный элемент. Обычно, если нелинейным элементом является транзистор, пиксельный электрод подключен к стоку транзистора, и в последующем описании будет предполагаться именно такое решение, хотя оно по существу является произвольным, и пиксельный электрод мог бы подключаться к истоку транзистора. Обычно в матрицах с высокой разрешающей способностью пиксели расположены в двухмерной матрице, состоящей из строк и столбцов, так что любой конкретный пиксель однозначно определен пересечением одной указанной строки и одного указанного столбца. Истоки всех транзисторов в каждом столбце соединены с электродом одного столбца, а затворы всех транзисторов в каждой строке соединены с электродом одной строки; опять-таки, назначение истоков строкам, а затворов столбцам является общепринятым, но по существу произвольным, и при желании могло бы быть обратным. Электроды строк соединены с драйвером строки, что по существу обеспечивает то, что в любой данный момент времени выбирается лишь одна строка, т.е. что к электроду выбранной строки прикладывается напряжение выбора, чтобы обеспечить то, что все транзисторы в выбранной строке являются проводящими, в то время как ко всем остальным строкам прикладывается напряжение невыбора, чтобы обеспечить то, что все транзисторы в этих невыбранных строках остаются непроводящими. Электроды столбцов соединены с драйверами столбцов, прикладывающими к различным электродам столбцов напряжения, выбранные для возбуждения пикселей в выбранной строке в их требуемые оптические состояния. (Вышеупомянутые напряжения являются относительными для общего переднего электрода, обычно предусматриваемого на противоположной стороне электрооптической среды от нелинейной матрицы и проходящего по всему дисплею.) По истечении предварительно выбранного интервала времени, известного как «время линейного адреса», выбор выбранной строки отменяется, выбирается следующая строка, и напряжения на драйверах столбцов изменяются, и при этом записывается следующая строка дисплея. Этот процесс повторяется таким образом, что построчно записывается весь дисплей.

[Абзац 23] Обычно каждый пиксельный электрод имеет связанный с ним конденсаторный электрод, при этом пиксельный электрод и конденсаторный электрод образуют конденсатор; см., например, международную заявку на выдачу патента WO 01/07961. Согласно некоторым вариантам осуществления полупроводник N-типа (например, аморфный кремний) может использоваться в транзисторах, и напряжения «выбора» и «невыбора», прикладываемые к электродам затвора, могут быть положительными и отрицательными соответственно.

[Абзац 24] На фиг. 1 прилагаемого графического материала показана иллюстративная эквивалентная схема одного пикселя электрофоретического дисплея. Как проиллюстрировано, схема содержит конденсатор 10, образованный между пиксельным электродом и конденсаторным электродом. Электрофоретическая среда 20 представлена как конденсатор и резистор, включенные параллельно. В некоторых случаях емкость 30 прямой или непрямой связи между электродом затвора транзистора, связанного с этим пикселем, и пиксельным электродом (обычно называемая «паразитной емкостью») может создавать нежелательный шум для дисплея. Обычно паразитная емкость 30 намного меньше, чем емкость накопительного конденсатора 10, и когда строки пикселей дисплея выбираются, или их выбор отменяется, паразитная емкость 30 может привести к небольшому отрицательному напряжению смещения на пиксельном электроде, известному также как «напряжение обратного выброса», которое обычно ниже 2 В. Согласно некоторым вариантам осуществления для компенсации нежелательного «напряжения обратного выброса» к верхнему плоскому электроду и конденсаторному электроду, связанному с каждым пикселем, может прикладываться общий потенциал V_com, при этом если V_com установлен равным напряжению обратного выброса (V_KB), каждое напряжение, прикладываемое к дисплею, может смещаться на одну и ту же величину, и чистый небаланс по постоянному току не возникает.

[Абзац 25] Проблемы, однако, могут возникнуть, если общий потенциал V_com установлен таким, что не компенсирует напряжение обратного выброса. Это может произойти, если к дисплею необходимо прикладывать более высокое напряжение, чем доступное только с задней объединительной панели. В данной области техники хорошо известно, что, например, максимальное напряжение, прикладываемое к дисплею, может удваиваться, если на заднюю объединительную панель подается на выбор номинальное +V, 0 или -V, например, когда для V_com используется -V. Максимальное напряжение, возможное в этом случае, равно +2В (т. е. на задней объединительной панели относительно верхней плоскости), а минимальное равно нулю. Если требуются отрицательные напряжения, общий потенциал V_com должен быть повышен по меньшей мере до нуля. Формы волн, используемые для адресации к дисплею положительными и отрицательными напряжениями с использованием переключения верхней плоскости, должны иметь конкретные рамки, выделенные для каждой из более одной настроек напряжения V_com.

[Абзац 26] Набор сигналов для возбуждения цветного электрофоретического дисплея, имеющего четыре типа частиц, описан в заявке на выдачу патента США № 14/849658, содержание которой ссылкой включено в настоящую заявку. В заявке на выдачу патента США №14/849658 к пиксельным электродам прикладываются семь разных напряжений: три положительных, три отрицательных и нулевое. Однако Согласно некоторым вариантам осуществления максимальные напряжения, используемые в этих сигналах, выше, чем напряжение, с которым могут работать тонкопленочные транзисторы на основе аморфного кремния. В таких случаях подходящие высокие напряжения могут получаться путем использования переключения верхней плоскости. Если (как описано выше) V_com намеренно установлено равным V_KB, может использоваться отдельный источник питания. Однако использовать столько отдельных источников питания, сколько имеется настроек V_com, если используется переключение верхней плоскости, дорого и неудобно. Кроме того, известно, что переключение верхней плоскости повышает обратный выброс, тем самым ухудшая стабильность цветных состояний. Следовательно, есть необходимость в способах компенсации смещения по постоянному току, вызванного напряжением обратного выброса, с использованием для задней объединительной панели и V_com одного и тот же источника питания. Естественно, полное смещение по постоянному току приводит к более длительным импульсным последовательностям и, следовательно, более длительным обновлениям изображения.

Краткое раскрытие настоящего изобретения

[Абзац 27] Настоящее изобретение относится к драйверам, выполненных с возможностью доставки в пиксели в цветных электрофоретических дисплеях импульсов сброса, состоящих из двух частей. Состоящие из двух частей импульсы сброса действуют для удаления последней информации о состоянии, но не требуют больше энергии или времени, чем необходимо. Как результат, описанные контроллеры позволяют быстрее обновлять трех(или более)частичный электрофоретический дисплей, используя при этом меньше энергии. Кроме того, контроллеры обеспечивают большую цветовую гамму, если импульсы сброса настроены на индивидуальные цвета. Дополнительно предлагается способ возбуждения электрооптического дисплея, сбалансированного по постоянному току, несмотря на наличие напряжений обратного выброса и изменения напряжений, прикладываемых к переднему электроду.

[Абзац 28] В одном аспекте настоящее изобретение относится к способу возбуждения электрофоретического дисплея, содержащего передний электрод, заднюю объединительную панель и среду отображения, расположенную между передним электродом и задней объединительной панелью, причем среда отображения содержит три набора по-разному окрашенных частиц. Способ предусматривает прикладывание к дисплею фазы сброса и фазы цветового перехода. Фаза сброса включает в себя: прикладывание первого сигнала, характеризующегося первой полярностью, первой амплитудой как функцией времени и первой длительностью, к переднему электроду; прикладывание второго сигнала, характеризующегося второй полярностью, противоположной первой полярности, второй амплитудой как функцией времени, в течение первой длительности к задней объединительной панели; прикладывание третьего сигнала, характеризующегося второй полярностью, противоположной первой полярности, третьей амплитудой как функцией времени, в течение второй длительности к переднему электроду; прикладывание четвертого сигнала, равного сумме первой и второй амплитуд, в течение второй длительности к задней объединительной панели. Фаза цветового перехода включает в себя: прикладывание пятого сигнала, характеризующегося второй полярностью, четвертой амплитудой как функцией времени и третьей длительностью, которой предшествуют первая и вторая длительности, к переднему электроду; прикладывание шестого сигнала, характеризующегося первой полярностью, пятой амплитудой как функцией времени и четвертой длительностью, которой предшествуют первая и вторая длительности, к задней объединительной панели, причем сумма первой и второй амплитуд как функция времени, интегрированная по первой длительности, и сумма первой, второй и третьей амплитуд как функция времени, интегрированная по второй длительности, и четвертая амплитуда как функция времени, интегрированная по третьей длительности, и пятая амплитуда как функция времени, интегрированная по четвертой длительности, создают смещение импульса, предназначенное для поддерживания баланса по постоянному току на среде отображения в фазе сброса и фазе цветового перехода. Согласно некоторым вариантам осуществления фаза сброса стирает предыдущие оптические свойства, выдаваемые на дисплее. Согласно некоторым вариантам осуществления фаза цветового перехода существенно изменяет оптическое свойство, отображаемое дисплеем. Согласно некоторым вариантам осуществления первая полярность представляет собой отрицательное напряжение. Согласно некоторым вариантам осуществления первая полярность представляет собой положительное напряжение. Согласно некоторым вариантам осуществления смещение импульса пропорционально напряжению обратного выброса, приложенному к среде отображения. Согласно некоторым вариантам осуществления четвертая длительность происходит в течение третьей длительности. Согласно некоторым вариантам осуществления третья длительность и четвертая длительность начинаются одновременно.

[Абзац 29] В еще одном аспекте настоящее изобретение относится к способу возбуждения электрофоретического дисплея, содержащего передний электрод, заднюю объединительную панель и среду отображения, расположенную между передним электродом и задней объединительной панелью, причем среда отображения содержит три набора по-разному окрашенных частиц, причем способ предусматривает прикладывание к дисплею фазы сброса и фазы цветового перехода. Фаза сброса включает в себя: прикладывание первого сигнала, характеризующегося первой полярностью, первой амплитудой как функцией времени и первой длительностью, к переднему электроду; отсутствие прикладывания сигнала в течение первой длительности к задней объединительной панели; прикладывание второго сигнала, характеризующегося второй полярностью, противоположной первой полярности, второй амплитудой как функцией времени, в течение второй длительности к переднему электроду; прикладывание третьего сигнала, характеризующегося первой полярностью и третьей амплитудой как функцией времени, в течение второй длительности к задней объединительной панели. Фаза цветового перехода включает в себя: прикладывание четвертого сигнала, характеризующегося первой полярностью, четвертой амплитудой как функцией времени, и третьей длительностью, которой предшествуют первая и вторая длительности, к переднему электроду; прикладывание пятого сигнала, характеризующегося второй полярностью, пятой амплитудой как функцией времени и четвертой длительностью, которой предшествуют первая и вторая длительности, к задней объединительной панели, причем сумма первой амплитуды как функция времени, интегрированная по первой длительности, и сумма второй и третьей амплитуд как функция времени, интегрированная по второй длительности, и четвертая амплитуда как функция времени, интегрированная по третьей длительности, и пятая амплитуда как функция времени, интегрированная по четвертой длительности, создают смещение импульса, предназначенное для поддерживания баланса по постоянному току на среде отображения в фазе сброса и фазе цветового перехода. Согласно некоторым вариантам осуществления фаза сброса стирает предыдущие оптические свойства, выдаваемые на дисплее. Согласно некоторым вариантам осуществления фаза цветового перехода существенно изменяет оптическое свойство, отображаемое дисплеем. Согласно некоторым вариантам осуществления первая полярность представляет собой отрицательное напряжение. Согласно некоторым вариантам осуществления первая полярность представляет собой положительное напряжение. Согласно некоторым вариантам осуществления смещение импульса пропорционально напряжению обратного выброса, приложенному к среде отображения. Согласно некоторым вариантам осуществления четвертая длительность происходит в течение третьей длительности. Согласно некоторым вариантам осуществления третья длительность и четвертая длительность начинаются одновременно.

[Абзац 30] В еще одном аспекте настоящее изобретение относится к контроллеру для электрофоретического дисплея, содержащего передний электрод, заднюю объединительную панель и среду отображения, расположенную между передним электродом и задней объединительной панелью, причем среда отображения содержит три набора по-разному окрашенных частиц, при этом контроллер функционально связан с передним электродом и задней объединительной панелью и выполнен с возможностью прикладывания к дисплею фазы сброса и фазы цветового перехода. Фаза сброса включает в себя: прикладывание первого сигнала, характеризующегося первой полярностью, первой амплитудой как функцией времени и первой длительностью, к переднему электроду; прикладывание второго сигнала, характеризующегося второй полярностью, противоположной первой полярности, второй амплитудой как функцией времени, в течение первой длительность к задней объединительной панели; прикладывание третьего сигнала, характеризующегося второй полярностью, противоположной первой полярности, третьей амплитудой как функцией времени, в течение второй длительности к переднему электроду; прикладывание четвертого сигнала, равного сумме первой и второй амплитуд, в течение второй длительности к задней объединительной панели. Фаза цветового перехода включает в себя: прикладывание пятого сигнала, характеризующегося второй полярностью, четвертой амплитудой как функцией времени и третьей длительностью, которой предшествуют первая и вторая длительности, к переднему электроду; прикладывание шестого сигнала, характеризующегося первой полярностью, пятой амплитудой как функцией времени и четвертой длительностью, которой предшествуют первая и вторая длительности, к задней объединительной панели, причем сумма первой и второй амплитуд как функция времени, интегрированная по первой длительности, и сумма первой, второй и третьей амплитуд как функция времени, интегрированная по второй длительности, и четвертая амплитуда как функция времени, интегрированная по третьей длительности, и пятая амплитуда как функция времени, интегрированная по четвертой длительности, создают смещение импульса, предназначенное для поддерживания баланса по постоянному току на среде отображения в фазе сброса и фазе цветового перехода. Согласно некоторым вариантам осуществления в зависимости от цвета, который должен отображаться электрофоретический дисплеем, контроллер прикладывает разную фазу сброса. Согласно некоторым вариантам осуществления среда отображения содержит белые, бирюзовые, желтые и пурпурные частицы. Согласно некоторым вариантам осуществления среда отображения содержит белые, красные, синие и зеленые частицы.

[Абзац 31] В еще одном аспекте настоящее изобретение относится к контроллеру для электрофоретического дисплея, содержащего передний электрод, заднюю объединительную панель и среду отображения, расположенную между передним электродом и задней объединительной панелью, причем среда отображения содержит три набора по-разному окрашенных частиц, при этом контроллер функционально связан с передним электродом и задней объединительной панелью и выполнен с возможностью прикладывания к дисплею фазы сброса и фазы цветового перехода. Фаза сброса включает в себя: прикладывание первого сигнала, характеризующегося первой полярностью, первой амплитудой как функцией времени и первой длительностью, к переднему электроду; отсутствие прикладывания сигнала в течение первой длительности к задней объединительной панели; прикладывание второго сигнала, характеризующегося второй полярностью, противоположной первой полярности, второй амплитудой как функцией времени, в течение второй длительности к переднему электроду; прикладывание третьего сигнала, характеризующегося первой полярностью и третьей амплитудой как функцией времени, в течение второй длительности к задней объединительной панели. Фаза цветового перехода включает в себя: прикладывание четвертого сигнала, характеризующегося первой полярностью, четвертой амплитудой как функцией времени и третьей длительностью, которой предшествуют первая и вторая длительности, к переднему электроду; прикладывание пятого сигнала, характеризующегося второй полярностью, пятой амплитудой как функцией времени и четвертой длительностью, которой предшествуют первая и вторая длительности, к задней объединительной панели, причем сумма первой амплитуды как функция времени, интегрированная по первой длительности, и сумма второй и третьей амплитуд как функция времени, интегрированная по второй длительности, и четвертая амплитуда как функция времени, интегрированная по третьей длительности, и пятая амплитуда как функция времени, интегрированная по четвертой длительности, создают смещение импульса, предназначенное для поддерживания баланса по постоянному току на среде отображения в фазе сброса и фазе цветового перехода. Согласно некоторым вариантам осуществления в зависимости от цвета, который должен отображаться электрофоретическим дисплеем, контроллер прикладывает разную фазу сброса. Согласно некоторым вариантам осуществления среда отображения содержит белые, бирюзовые, желтые и пурпурные частицы. Согласно некоторым вариантам осуществления среда отображения содержит белые, красные, синие и зеленые частицы.

[Абзац 32] Электрофоретические среды, используемые в дисплее согласно настоящему изобретению, могут представлять собой любые из описанных в вышеупомянутой заявке №14/849,658. Эти среды содержат светорассеивающую частицу, обычно белую, и три по существу не светорассеивающие частицы. Электрофоретическая среда согласно настоящему изобретению может быть в любом из рассмотренных выше видов. Таким образом, электрофоретическая среда может быть неинкапсулированной, инкапсулированной в дискретных капсулах, окруженных стенками капсул, или в виде диспергированной в полимере или микроячеистой среды.

Краткое описание фигур

[Абзац 33] На фиг. 1 представлена иллюстративная эквивалентная схема одного пикселя электрофоретического дисплея;

[Абзац 34] на фиг. 2 представлен схематический разрез, на котором показаны положения разных окрашенных частиц в электрофоретической среде согласно настоящему изобретению при отображении черного, белого, трех субтрактивных основных и трех аддитивных основных цветов;

[Абзац 35] на фиг. 3 представлены в схематическом виде четыре типа разных пигментных частиц, используемых в многочастичной электрофоретической среде;

[Абзац 36] на фиг. 4 представлены в схематическом виде относительные силы взаимодействия между парами частиц в многочастичной электрофоретической среде;

[Абзац 37] на фиг. 5 показано поведение нескольких разных частиц в электрофоретической среде под действием электрических полей разной напряженности и длительности;

[Абзац 38] на фиг. 6 представлена иллюстративная форма сигнала, включающая в себя состоящую из двух частей фазу (А) сброса и фазу (В) цветового перехода;

[Абзац 39] на фиг. 7 представлен схематический график зависимости напряжения от времени, на котором показано изменение во времени напряжения переднего и пиксельных электродов и результирующего напряжения, приложенного к электрофоретической среде, с формой сигнала, используемой для генерирования одного цвета в схеме возбуждения согласно настоящему изобретению;

[Абзац 40] на фиг. 8А представлены экспериментальные данные цветовых гамм, полученных при разных комбинациях напряжения состоящих из двух частей фаз сброса;

[Абзац 41] на фиг. 8В представлена общая экспериментальная цветовая гамма, получаемая при использовании контроллера, изменяющего состоящую из двух частей фазу сброса в зависимости от требуемого цвета;

[Абзац 42] на фиг. 9 представлен один вариант осуществления сбалансированного по постоянному току импульса сброса;

[Абзац 43] на фиг. 10 представлен сбалансированный по постоянному току импульс сброса, изображенный на фиг. 9, который воспринимается электрофоретическими частицами.

Подробное раскрытие настоящего изобретения

[Абзац 44] Как уже отмечалось, настоящее изобретение может использоваться с электрофоретической средой, содержащей одну светорассеивающую частицу (обычно белую) и три другие частицы, выдающие три субтрактивных основных цвета. Эта система схематически показана на фиг. 2 и может выдавать белый, желтый, красный, пурпурный, синий, бирюзовый, зеленый и черный цвета в каждом пикселе.

[Абзац 45] Указанные три частицы, выдающие три субтрактивных основных цвета, могут быть по существу не светорассеивающими («SNLS»). Использование SNLS-частиц позволяет смешивать цвета и обеспечивает больше цветовых результатов, чем можно достигнуть с тем же числом светорассеивающих частиц. В вышеупомянутом патенте США №8,587,859 используются частицы, имеющие субтрактивные основные цвета, при этом требуются два разных порога напряжения для независимой адресации небелых частиц (т.е. дисплей адресуется тремя положительными и тремя отрицательными напряжениями). Во избежание помех эти пороги должны быть достаточно разнесены, и для некоторых цветов это разнесение требует использования высоких адресующих напряжений. Кроме того, адресующая окрашенная частица с наивысшим порогом также перемещает все остальные окрашенные частицы.

[Абзац 46] Частицы и эти остальные частицы должны последовательно переключаться в их требуемые положения при более низких напряжениях. Эта ступенчатая схема адресации цветов характеризуется проблесками нежелательных цветов и продолжительным времен перехода. Настоящее изобретение не требует использования такой ступенчатой формы сигнала, и адресация всех цветов может, как описывается ниже, достигаться с использованием лишь двух положительных и двух отрицательных напряжений (т.е. в дисплее требуются лишь пять разных напряжений: два положительных, два отрицательных и нулевое, хотя, как описывается ниже, согласно некоторым вариантам осуществления может быть предпочтительным использование большего числа разных напряжений для адресации дисплея).

[Абзац 47] Как уже отмечалось, на фиг. 2 прилагаемого графического материала приведен схематический разрез, на котором показаны положения разных частиц в электрофоретической среде согласно настоящему изобретению при отображении черного, белого, трех субтрактивных основных и трех аддитивных основных цветов. На фиг. 2 принимается, что рабочая поверхность дисплея находится сверху (как проиллюстрировано), т. е. пользователь видит дисплей с этого направления, и свет падает с этого направления. Как уже отмечалось, согласно предпочтительным вариантам осуществления лишь одна из четырех частиц, используемых в электрофоретической среде согласно настоящему изобретению, по существу рассеивает свет, и на фиг. 2 эта частица принята как белый пигмент. В основном, эта светорассеивающая белая частица образует белый отражатель, на фоне которого рассматриваются любые частицы выше белых частиц (как проиллюстрировано на фиг. 2). Свет, поступающий на рабочую поверхность дисплея, проходит через эти частицы, отражается от белых частиц, проходит обратно через эти частицы и выходит из дисплея. Таким образом, частицы над белыми частицами могут поглощать различные цвета, и свет, появляющийся для пользователя, представляет собой свет, являющийся результатом комбинации частиц над белыми частицами. Любые частицы, расположенные ниже (сзади с точки зрения пользователя) белых частиц, маскируются белыми частицами и не влияют на отображаемый цвет. Поскольку вторые, третьи и четвертые частицы являются по существу не светорассеивающими, их порядок или расположение относительно друг друга неважны, но по уже изложенным соображениям их порядок или расположение относительно белых (светорассеивающих) частиц является критическим.

[Абзац 48] Более конкретно, если бирюзовые, пурпурные и желтые частицы лежат под белыми частицами (ситуация [А] на фиг. 2), над белыми частицами никаких частиц нет, и пиксель просто отображает белый цвет. Если над белыми частицами находится одна частица, отображается цвет этой одной частицы, а именно желтый, пурпурный и бирюзовый в ситуациях [В], [D] и [F] соответственно на фиг. 2. Если над белыми частицами лежат две частицы, отображаемый цвет представляет собой комбинацию цветов этих двух частиц; на фиг. 2 в ситуации [С] пурпурные и желтые частицы отображают красный цвет, в ситуации [Е] бирюзовые и пурпурные частицы отображают синий цвет, и в ситуации [G] желтые и бирюзовые частицы отображают зеленый цвет. Наконец, если над белыми частицами лежат все три окрашенные частицы (ситуация [Н] на фиг. 2), весь входящий свет поглощается тремя частицами субтрактивных основных цветов, и пиксель отображает черный цвет.

[Абзац 49] Возможно, что рассеивающей свет частицей мог бы выдаваться один субтрактивный основной цвет, так что дисплей содержал бы два типа светорассеивающей частицы, один из которых был бы белым, а другой окрашенным. Однако в этом случае важным было бы положение светорассеивающей окрашенной частицы относительно других окрашенных частиц, лежащих поверх белой частицы. Например, при выдаче черного цвета (когда все три окрашенные частицы лежат над белыми частицами) рассеивающая окрашенная частица не может лежать над не рассеивающими окрашенными частицами (иначе они будут частично или полностью скрытыми за рассеивающей частицей, и выдаваемый цвет будет цветом рассеивающей окрашенной частицы, т.е. отличным от черного).

[Абзац 50] Было бы нелегко сделать цвет черным, если бы свет рассеивал более чем один тип окрашенной частицы.

[Абзац 51] На фиг. 2 показана идеальная ситуация, в которой цвета являются незагрязненными (т. е., светорассеивающие белые частицы полностью маскируют любые частицы, лежащие за белыми частицами). На практике маскирование белыми частицами может быть неидеальным, т. е. может быть некоторое небольшое поглощение света частицей, которая в идеале должна быть полностью маскированной. Это загрязнение обычно уменьшает светлоту и насыщенность выдаваемого цвета. В электрофоретической среде согласно настоящему изобретению это загрязнение цвета должно быть минимизировано в такой степени, чтобы выдаваемые цвета отвечали отраслевому стандарту на воспроизведение цветов. Особенно подходящим стандартом является SNAP (стандарт на производство газетной рекламы), который оговаривает значения L*, а* и b* для каждого из восьми основных цветов, упоминаемых выше. (Далее по тексту термин «основные цвета» будет использоваться означающим восемь цветов: черный, белый, три субтрактивные основные цвета и три аддитивные основные цвета, как показано на фиг. 2.)

[Абзац 52] В известном уровне технике описаны способы электрофоретического расположения множества разных окрашенных частицы в «слоях», как показано на фиг. 2. Простейший из этих способов предусматривает «гонки» пигментов, имеющих разные электрофоретические подвижности; см., например, патент США №8,040,594. Эти гонки являются более сложными, чем могли бы показаться на первый взгляд, поскольку само движение заряженных пигментов изменяет электрические поля, локально воздействующие в электрофоретической текучей среде. Например, поскольку положительно заряженные частицы движутся к катоду, а отрицательно заряженные к аноду, их заряды экранируют электрическое поле, воспринимаемое заряженными частицами на полпути между двумя электродами. Думается, что, хотя в электрофоретической среде согласно настоящему изобретению и предусматривается гонка пигментов, это не единственное явление, ответственное за расположения частиц, проиллюстрированных на фиг. 2.

[Абзац 53] Второе явление, которое может использоваться для управления движением множества частиц, представляет собой гетероагрегацию между разными типами пигментов; см., например, вышеупомянутую заявку на выдачу патента США №2014/0092465. Эта агрегация может быть опосредствованной зарядом (кулоновской) или может возникать в результате, например, образования водородной связи или взаимодействий Ван-дер-Ваальса. На силу взаимодействия может влиять выбор поверхностной обработки пигментных частиц. Например, кулоновские взаимодействия могут ослабевать, если кратчайшее расстояние сближения противоположно заряженных частиц максимально увеличено посредством стерического барьера (обычно полимер, привитый или адсорбированный к поверхности одной или обеих частиц). В настоящем изобретении, как уже отмечалось, указанные полимерные барьеры используются на первом и втором типах частиц и могут использоваться или не использоваться на третьем и четвертом типах частиц.

[Абзац 54] Третье явление, которое может использоваться для управления движением множества частиц, представляет собой зависящую от напряжения или тока подвижность, что подробно описывается в вышеупомянутой заявке №14/277,107.

[Абзац 55] На фиг. 3 показаны схематические представления в разрезе четырех типов пигмента (1-4), используемых согласно предпочтительным вариантам осуществления настоящего изобретения. Широким темным кольцом показана полимерная оболочка, абсорбированная в сердцевинный пигмент (ядро), при этом сам сердцевинный пигмент показан незатемненным. Для сердцевинного пигмента могут использования самые разные формы: сферическая, игловидная или иначе анизометрическая, агрегаты более мелких частиц (т. е. так называемые «виноградные грозди»), составные частицы, содержащие небольшие пигментные частицы или краски, диспергированные в вяжущем, и т. п., как хорошо известно в данной области техники. Полимерная оболочка может представлять собой ковалентно связанный полимер, полученный процессами прививки или хемосорбции, как хорошо известно в данной области техники, или может быть физически адсорбированной на поверхность частицы. Например, полимер может представлять собой блок-сополимер, содержащий растворимые и нерастворимые сегменты. Некоторые способы крепления полимерной оболочки к сердцевинным пигментам (ядрам) описываются ниже в разделе «Примеры».

[Абзац 56] Первый и второй типы частиц в одном варианте осуществления настоящего изобретения предпочтительно имеют более массивную полимерную оболочку, чем третий и четвертый типы частиц. Светорассеивающая белая частица является частицей первого или второго типа (отрицательно или положительно заряженной). В последующем описании принимается, что белая частица несет отрицательный заряд (т. е. относится к типу 1), хотя специалисту в данной области техники будет ясно, что описанные общие принципы будут применимы и к набору частиц, в котором белые частицы заряжены положительно.

[Абзац 57] В настоящем изобретении электрическое поле, необходимое для разделения агрегата, образованного из смесей частиц типов 3 и 4, в суспендирующем растворителе, содержащем средство управления зарядом, больше, чем требуется для разделения агрегатов, образованных из любой иной комбинации двух типов частиц. С другой стороны, электрическое поле, необходимое для разделения агрегатов, образованных из первого и второго типов частиц, меньше, чем требуется для разделения агрегатов, образованных из первого и четвертого типов частиц или второго и третьего типов частиц (и, естественно, меньше, чем требуется для разделения третьих и четвертых частиц).

[Абзац 58] На фиг. 3 сердцевинные пигменты, содержащие частицы, показаны имеющими приблизительно одинаковый размер, и электрокинетический потенциал (дзета-потенциал) каждой частицы, хотя и не показанный, принимается приблизительно одинаковым. Изменяется лишь толщина полимерной оболочки, окружающей каждый сердцевинный пигмент. Как показано на фиг. 3, эта полимерная оболочка для частиц типов 1 и 2 толще, чем для частиц типов 3 и 4, - и для некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения это, фактически, является предпочтительным случаем. [Абзац 59] Для того чтобы понять, каким образом толщина полимерной оболочки влияет на электрическое поле, необходимое для разделения агрегатов противоположно заряженных частиц, может быть полезным рассмотреть баланс сил между парами частиц. На практике агрегаты могут состоять из большого числа частиц, и ситуация будет намного сложнее, чем в случае простых попарных взаимодействий. Тем не менее, анализ пар частиц дает определенное руководство для понимания настоящего изобретения.

[Абзац 60] Сила, действующая на одну из частиц пары в электрическом поле, рассчитывается по следующей формуле:

где F_App - сила, прикладываемая к частице приложенным электрическим полем, F_C - кулоновская сила, прикладываемая к частице второй частицей противоположного заряда, F_VW - сила притяжения Ван-дер-Ваальса, прикладываемая к одной частице второй частицей, и F_D - сила притяжения, прикладываемая вытеснительной флокуляцией к паре частиц как результат (факультативного) включения в суспендирующий растворитель стабилизирующего полимера.

[Абзац 61] Сила F_App, прикладываемая к частице приложенным электрическим полем, рассчитывается по следующей формуле:

где q - заряд частицы, связанный с дзета-потенциалом (ζ), как показано в формуле (2) (приблизительно в пределе Хюккеля), а - радиус сердцевинного пигмента, s - толщина набухшей от растворителя полимерной оболочке, и остальные символы имеют их обычные значения, известные в данной области техники.

[Абзац 62] Величина силы, прикладываемой к одной частице другой как результат кулоновских взаимодействий, рассчитывается приблизительно по следующей формуле:

для частиц типов 1 и 2.

[Абзац 63] Следует отметить, что силы F_App, прикладываемые к каждой частице, действуют так, чтобы разделить частицы, в то время как остальные три силы являются силами притяжения частиц. Если сила F_App, действующая на одну частицу, больше силы, действующей на другую (поскольку заряд в одной частице выше, чем в другой), то в соответствии с третьим законом Ньютона сила, действующая для разделения пары, дается более слабой из двух сил F_App.

[Абзац 64] Как можно видеть из формул (2) и (3), величина разницы между кулоновскими членами притяжения и разделения рассчитывается по следующей формуле:

если частицы имеют равный радиус и дзета-потенциал, меньшая сумма (a+s) или более высокий дзета-потенциал ζ, затруднят разделение частиц. Поэтому согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения частицы типов 1 и 2 предпочтительно являются большими и имеют относительно низкий дзета-потенциал, а частицы 3 и 4 являются маленькими и имеют относительно высокий дзета-потенциал.

[Абзац 65] Однако силы Ван-дер-Ваальса между частицами могут также существенно изменяться при увеличении толщины полимерной оболочки. Полимерная оболочка на частицах набухает от растворителя и перемещает поверхности сердцевинных пигментов, взаимодействующие через силы Ван-дер-Ваальса, еще дальше друг от друга. Для сферических сердцевинных пигментов с радиусами (a₁, a₂), намного большими, чем расстояние между ними (s₁+s₂),

где А - константа Гамакера. При увеличении расстояния между сердцевинными пигментами это выражение становится более сложным, но результат остается неизменным: увеличение s₁ или s₂ оказывает значительное влияние на уменьшение притягивающего взаимодействия Ван-дер-Ваальса между частицами.

[Абзац 66] С этой предварительной информацией становится возможным понимание мотивировки относительно типов частиц, проиллюстрированных на фиг. 3. Частицы типов 1 и 2 имеют массивные полимерные оболочки, набухшие от растворителя, перемещающие сердцевинные пигменты еще дальше друг от другу и уменьшающие взаимодействия Ван-дер-Ваальса между ними в большей мере, чем возможно для частиц типов 3 и 4, имеющих меньшие полимерные оболочки или не имеющие их вовсе. Даже если частицы имеют одинаковые размер и величину дзета-потенциала, в соответствии с настоящим изобретением силы взаимодействия между попарными частицами можно будет предусмотреть в соответствии с требованиями, изложенными выше.

[Абзац 67] Более полную информацию о предпочтительных частицах для использования в дисплее, показанных на фиг. 3, можно найти в вышеупомянутой заявке №14/849,658.

[Абзац 68] На фиг. 4 показаны в схематическом виде напряженности электрических полей, необходимые для разделения попарных агрегатов типов частиц в соответствии с настоящим изобретением. Взаимодействие между частицами типов 3 и 4 сильнее, чем между частицами типов 2 и 3. Взаимодействие между частицами типов 2 и 3 почти одинаково с взаимодействием между частицами типов 1 и 4 и сильнее, чем между частицами типов 1 и 2. Все взаимодействия между парами частиц одного знака заряда являются столь же слабыми или слабее, чем взаимодействие между частицами типов 1 и 2.

[Абзац 69] На фиг. 5 показано, как могут использоваться эти взаимодействия для получения всех основных цветов (субтрактивных, аддитивных, черного и белого), как было в общих чертах рассмотрено со ссылками на фиг. 2.

[Абзац 70] Будучи адресуемыми низким электрическим полем (фиг. 5(A)), частицы 3 и 4 агрегируются и не разделяются. Частицы 1 и 2 могут свободно двигаться в поле. Если частица 1 представляет собой белую частицу, цвет, видимый, если смотреть слева, является белым, а справа является черным. При реверсировании полярности поля происходит переключение между черным и белым состояниями. Однако переходные цвета между черным и белым состояниями окрашены. Агрегат частиц 3 и 4 будет двигаться в поле относительно частиц 1 и 2 очень медленно. Можно найти состояния, в которых частица 2 прошла частицу 1 (слева), в то время как агрегат частиц 3 и 4 заметно не продвинулся. В этом случае частица 2 будет видна, если смотреть слева, а если смотреть справа, будет виден агрегат частиц 3 и 4. Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения агрегат частиц 3 и 4 слабо положительно заряжен, и поэтому в начале этого перехода расположен вблизи частицы 2.

[Абзац 71] Будучи адресуемыми высоким электрическим полем (фиг. 5(B)), частицы 3 и 4 разделяются. Какая из частиц 1 и 3 (каждая из которых имеет отрицательный заряд) будет видна, если смотреть слева, будет зависеть от формы сигнала (см. ниже). Как проиллюстрировано, слева видна частица 3, а справа видна комбинация частиц 2 и 4.

[Абзац 72] Начиная с состояния, показанного на фиг. 5(B), низкое напряжение противоположной полярности будет перемещать положительно заряженные частицы влево, а отрицательно заряженные частицы перемещать вправо. Однако при этом положительно заряженная частица 4 будет сталкиваться с отрицательно заряженной частицей 1, а отрицательно заряженная частица 3 будет сталкиваться с положительно заряженной частицей 2. В результате, если смотреть слева, будет видна комбинация частиц 2 и 3, а если справа видна частица 4.

[Абзац 73] Как уже отмечалось, частица 1 предпочтительно является белой, частица 2 является бирюзовой, частица 3 является желтой и частица 4 является пурпурной.

[Абзац 74] Сердцевинный пигмент, используемый в белой частице, обычно представляет собой оксид металла с высоким показателем преломления, как хорошо известно в области электрофоретических дисплеев. Примеры белых пигментов описываются в разделе «Примеры» ниже.

[Абзац 75] Сердцевинные пигменты, используемые для получения частиц типов 2-4, описанных выше, выдают три субтрактивных основных цвета: бирюзовый, пурпурный и желтый.

[Абзац 76] Устройство отображения может изготавливаться с использованием электрофоретической текучей среды согласно настоящему изобретению несколькими путями, известными в данной области техники. Электрофоретическая текучая среда может быть инкапсулирована в микрокапсулы или введена в микроячеистые структуры, которые затем уплотняются полимерным слоем. Слои микрокапсул или микроячеистые слои могут наноситься покрытием или тиснением на пластиковую подложку или пленку, несущую прозрачное покрытие из электропроводного материала. Этот узел может наслаиваться на заднюю объединительную панель, несущую пиксельные электроды, с помощью электропроводного клея.

[Абзац 77] Далее описывается первый вариант осуществления форм сигнала, используемых для достижения каждого из расположений частиц, показанных на фиг. 2. В этом описании принимается, что первые частицы являются белыми и отрицательно заряженными, вторые частицы являются бирюзовыми и положительно заряженными, третьи частицы являются желтыми и отрицательно заряженными, а четвертые частицы являются пурпурными и положительно заряженными. Специалистам в данной области техники будет понятно, как будут изменяться цветовые переходы при изменении этих назначений цветов частиц, поскольку может предусматриваться, что белыми являются одни из первых и вторых частиц. Подобным образом, полярности зарядов всех частиц могут инвертироваться, и электрофоретическая среда по-прежнему будет функционировать неизменным образом при условии, что полярность форм сигнала (см. следующий параграф), используемого для возбуждения среды, аналогичным образом инвертируется.

[Абзац 78] В последующем обсуждении описывается и вычерчивается форма сигнала (кривая зависимости «напряжение-время»), прикладываемого к пиксельному электроду задней объединительной панели дисплея согласно настоящему изобретению, причем передний электрод принимается заземленным (т.е., с нулевым потенциалом). Электрическое поле, воспринимаемое электрофоретической средой, естественно, определяется разностью потенциалов между задней объединительной панелью и передним электродом и расстоянием, разделяющим их. Дисплей обычно рассматривается через его передний электрод, поэтому цветом, отображаемым пикселем, управляют частицы, прилегающие к переднему электроду, и если происходящие оптические переходы иногда легче понять, если рассматривать потенциал переднего электрода относительно задней объединительной панели, для этого формы сигнала, рассмотренные ниже, можно просто инвертировать.

[Абзац 79] Эти формы сигнала требуют, чтобы каждый пиксель дисплея мог возбуждаться при пяти разных адресующих напряжениях, обозначенных +V_high (положительное высокое), +V_low (положительное низкое), 0, -V_low (отрицательное низкое) и -V_high (отрицательное высокое), проиллюстрированных как 30 В, 15 В, 0, -15 В и -30 В. На практике может быть предпочтительным использовать большее число адресующих напряжений. Если имеются лишь три напряжения (т.е. +V_high, 0 и -V_high), такого же результата, как и при адресации при низком напряжении (скажем, V_high/n, где n - положительное целое число >1), можно добиться путем адресации импульсами напряжения V_high, но с рабочим циклом 1/n.

[Абзац 80] Формы сигнала, используемые в настоящем изобретении, могут содержать три фазы: фазу балансировки по постоянному току, на которой устраняется небаланс по постоянному току вследствие предыдущих форм сигнала, прикладывавшихся к пикселю, или на которой устраняется небаланс по постоянному току, который возникнет при последующем переходе выдачи цвета (как известно в данной области техники), фазу «сброса», на которой пиксель возвращается в исходную конфигурацию, являющую приблизительно такой же независимо от предыдущего оптического состояния пикселя, и фазу «выдачи цвета», описываемую ниже. Фазы балансировки по постоянному току и сброса являются факультативными и в зависимости от требований конкретного применения могут упускаться. Фаза «сброса», если используется, может быть такой же, как и форма сигнала выдачи пурпурного цвета, описываемая ниже, или может включать возбуждение максимально возможных положительных и отрицательных напряжений в последовательности, или может представлять собой иную временную диаграмму последовательности импульсов при условии, что она возвращает дисплей в состояние, из которого могут воспроизводимо получаться последующие цвета.

[Абзац 81] Далее будут описаны общие принципы, используемые при получении восьми основных цветов (белый, черный, бирюзовый, пурпурный, желтый, красный, зеленый и синий) с использованием этой второй схемы возбуждения, применимой к дисплею согласно настоящему изобретению (такому как показанный на фиг. 2). Будет принято, что первый пигмент является белым, второй является бирюзовым, третий является желтым, а четвертый является пурпурным. Специалисту в данной области техники будет ясно, что при изменении назначения цветов пигментов произойдет изменение цветов, отображаемых дисплеем.

[Абзац 82] Самые высокие положительное и отрицательное напряжения (обозначенные на фиг. 6 как ±V_max), приложенные к пиксельным электродам, создают соответственно цвет, образованный смесью вторых и четвертых частиц (бирюзовых и пурпурных для получения синего цвета - см. фиг. 2[Е]) или одними третьими частицами (желтый цвет - см. фиг. 2 [В] белый пигмент рассеивает свет и лежит между окрашенными пигментами). Эти синий и желтый цвета не обязательно являются наилучшими синим и желтым цветами, достижимыми дисплеем. Положительное и отрицательное напряжения среднего уровня (обозначенные на фиг. 6 как ±V_mid), приложенные к пиксельным электродам, создают цвета, являющиеся соответственно черным и белым (хотя не обязательно наилучшими черным и белым цветами, достижимыми дисплеем - см. фиг. 5(A)).

[Абзац 83] Из этих синего, желтого, черного или белого оптических состояний могут быть получены другие четыре основных цвета путем перемещения только вторых частиц (в данном случае бирюзовых частиц) относительно первых частиц (в данном случае белых частиц), что достигается путем использования самых низких прикладываемых напряжений (обозначенных на фиг. 6 как ±V_min). Таким образом, выведение бирюзового цвета из синего (путем прикладывания -V_min к пиксельным электродам) создает пурпурный цвет (см. фиг. 2[Е] и [D] для синего и пурпурного цветов соответственно); введение бирюзового цвета в желтый (путем прикладывания +V_min к пиксельным электродам) создает зеленый цвет (см. фиг. 2[В] и [G] для желтого и зеленого цветов соответственно); выведение бирюзового цвета из черного (путем прикладывания -V_min к пиксельным электродам) создает красный цвет (см. фиг. 2[Н] и [С] для черного и красного цветов соответственно), и введение бирюзового цвета в белый (путем прикладывания +V_min к пиксельным электродам) создает бирюзовый цвет (см. фиг. 2[А] и [F] для белого и бирюзового цветов соответственно).

[Абзац 84] Хотя эти общие принципы и пригодны при построении форм сигнала для получения конкретных цветов в дисплеях согласно настоящему изобретению, на практике вышеописанное идеальное поведение может не наблюдаться, и, соответственно, используются модификации базовой схемы.

[Абзац 85] Характерная форма сигнала для адресации цветного электрофоретического дисплея согласно настоящему изобретению проиллюстрирована на фиг. 6, причем на этой фигуре абсцисса представляет время (в произвольных единицах), а ордината представляет собой разность напряжений между пиксельным электродом и общим передним электродом. Величины трех положительных напряжений, используемых в схеме возбуждения, проиллюстрированных на фиг. 6, могут лежать между примерно +3 В и +30 В, а трех отрицательных напряжений могут лежать между примерно -3 В и -30 В. Согласно одному предпочтительному варианту осуществления самое высокое положительное напряжение +V_max равно +30 В, среднее положительное напряжение +V_mid равно 15 В, и самое низкое положительное напряжение +V_min равно 9 В. Подобным образом, отрицательные напряжения -V_max, -V_mid и -V_min равны согласно одному предпочтительному варианту осуществления -30 В, -15 В и -9 В. Вовсе не обязательно, чтобы абсолютные величины напряжений были равными |+V|=|-V| для любого из трех уровней напряжения, хотя в некоторых случаях это может быть предпочтительным.

[Абзац 86] В типичной форме сигнала, проиллюстрированной на фиг. 6, есть две отличающиеся фазы. В первой фазе есть подаваемые импульсы (в настоящем описании «импульс» означает однополюсный прямоугольный сигнал, т.е. прикладывание постоянного напряжения в течение предопределенного времени) при +V_max и -V_max, служащие для стирания предыдущего изображения, выдаваемого на дисплее (т. е. для «сброса» дисплея). Длительности этих импульсов (t₁ и t₃) и периодов покоя (т. е. периодов нулевого напряжения между ними (t₂ и t₄)) могут выбираться так, чтобы вся форма сигнала (т.е. интеграл напряжения по времени по всей форме сигнала, как проиллюстрировано на фиг. 6) была сбалансирована по постоянному току (т.е. интеграл напряжения по времени по существу равен нулю). Баланс по постоянному току может достигаться путем регулирования длительностей импульсов и периодов покоя в фазе А так, чтобы чистый импульс, подаваемый в этой фазе, был равным по величине и противоположным по знаку чистому импульсу, подаваемому в фазе В, в течение которой дисплей переключается на конкретный требуемый цвет.

[Абзац 87] В настоящем описании термин «кадр» относится к одному обновлению всех строк в дисплее. Специалисту в данной области техники будет ясно, что в дисплее согласно настоящему изобретению, возбуждаемом с использованием матрицы тонкопленочных транзисторов (ТПТ), имеющиеся приращения времени на оси абсцисс на фиг. 6 обычно будут квантоваться частотой кадров дисплея. Подобным образом, будет ясно, что дисплей адресуется изменением потенциала пиксельных электродов относительно переднего электрода и что это может осуществляться путем изменения потенциала либо пиксельных электродов, либо переднего электрода, либо обоих. В известном уровне техники матрица пиксельных электродов обычно присутствует на задней объединительной панели, а передний электрод является общим для всех пикселей. Следовательно, изменение потенциала переднего электрода отражается на адресации всех пикселей. Базовая структура формы сигнала, описанная выше со ссылками на фиг. 6, является неизменной независимо от того, изменяются или нет напряжения, прикладываемые к переднему электроду.

[Абзац 88] Типичная форма сигнала, проиллюстрированная на фиг. 6, требует, чтобы при обновлении выбранной строки дисплея электроника возбуждения подавала целых семь разных напряжений в линии передачи данных. Хотя драйверы многоуровневого источника питания, способные подавать семь разных напряжений, имеются, многие имеющиеся на рынке драйверы источника питания для электрофоретических дисплеев позволяют подавать в течение одного кадра лишь три разных напряжения (обычно положительное напряжение, нуль и отрицательное напряжение). Для реализации трехуровневой архитектуры драйвера источника питания типичную форму сигнала на фиг. 6 можно изменять при условии, что три напряжения, подаваемые на панель (обычно +V, 0 и V), можно изменять от кадра к кадру (т.е., например, в кадре n могли бы подаваться напряжения (+V_max, 0, -V_min), а в кадре n+1 могли бы подаваться напряжения (+V_mid, 0, -V_max)).

[Абзац 89] Иногда для управления электрофоретический дисплеем может оказаться желательным использовать схему возбуждения с так называемым «переключением верхней плоскости». В схеме возбуждения с переключением верхней плоскости общий электрод верхней плоскости может переключаться между V, 0 и +V, а напряжения, прикладываемые к пиксельным электродам, могут изменяться от V, 0 до +V с переходами пикселя в одном направлении, осуществляемыми, когда общий электрод находится в состоянии 0, и переходами в другом направлении, осуществляемыми, когда общий электрод находится в состоянии +V.

[Абзац 90] Если переключение верхней плоскости используется в сочетании драйвером трехуровневого источника питания, применимы те же общие принципы, что и описанные выше со ссылками на фиг. 6. Переключение верхней плоскости может быть предпочтительным, если драйверы источника питания не могут подавать напряжение, столь же высокое, как предпочтительное V_max. Способы возбуждения электрофоретических дисплеев с использованием переключения верхней плоскости хорошо известны в данной области техники.

[Абзац 91] Типичная форма сигнала известного уровня техники (Е Ink) показана ниже в таблице 1, в которой числа в скобках соответствуют числу кадров, возбуждаемых указанным напряжением задней объединительной панели (относительно верхней панели, принимаемой имеющей нулевой потенциал).

[Абзац 92] В фазе сброса этой формы сигнала импульсы максимальных отрицательного и положительного напряжений подаются для стирания предыдущего состояния дисплея. Ряд кадров при каждом напряжении смещается на величину (показанную как Δx для цвета x), компенсирующую чистый импульс в фазах высокого/среднего напряжения и низкого/среднего напряжения, в которых выдается цвет. Для достижения баланса по постоянному току Δx выбирается равной половине этого чистого импульса. Вовсе не требуется, чтобы фаза сброса реализовывалась точно так, как показано в таблице; например, если используется переключение верхней плоскости, необходимо конкретное число кадров выделить отрицательному и положительному возбуждениям. В этом случае предпочтительно подавать максимальное число импульсов высокого напряжения, согласующееся с достижением баланса по постоянному току (т.е. вычитать 2Δx из соответствующих отрицательного или положительного кадров).

[Абзац 93] В описанной выше фазе высокого/среднего напряжений создается последовательность из N повторений последовательности импульсов, соответствующая каждому цвету, где N может быть 1-20. Как показано, эта последовательность содержит 14 кадров, которым выделены положительное или отрицательное напряжения величиной V_max или V_mid, или нуль. Показанные последовательности импульсов согласуются с приведенным выше описанием. Можно видеть, что в этой фазе формы сигнала последовательности импульсов для выдачи белого, синего и бирюзового цветов одинаковы. Подобным образом, в этой фазе последовательности импульсов для выдачи желтого и зеленого цветов одинаковы (поскольку зеленый цвет достигается, начиная с желтого состояния).

[Абзац 94] В фазе низкого/среднего напряжений цвета синий и бирюзовый получаются из белого цвета, и зеленый цвет из желтого.

[Абзац 95] В вышеприведенном обсуждении форм сигнала и, в частности, обсуждении баланса по постоянному току, не уделено внимание вопросу напряжения обратного выброса. На практике, как уже отмечалось, каждое напряжение задней объединительной панели смещено от напряжения, подаваемого источником питания, на величины, равные напряжению обратного выброса V_KB. Таким образом, если используемый источник питания подает три напряжения +V, 0 и -V, задняя объединительная панель фактически будет получать напряжения V+V_KB, V_KB и -V+V_KB (следует отметить, что V_KB в случае тонкопленочных транзисторов (ТПТ) на основе аморфного кремния обычно отрицательное число). Однако тот же самый источник питания будет подавать на передний электрод +V, 0 и V без какой-либо поправки на смещение напряжением обратного выброса. Таким образом, например, если на передний электрод будет подаваться напряжение -V, дисплей будет воспринимать максимальное напряжение 2V+V_KB и минимальное V_KB. Вместо использования отдельного источника питания для подачи V_KB на передний электрод, что может быть дорого и неудобно, форма сигнала может разбиваться на участки, на которых на передний электрод подается положительное напряжение, отрицательное напряжение и V_KB.

[Абзац 96] Как уже отмечалось, в некоторых из форм сигнала, описанных в вышеупомянутой заявке №14/849658, к пиксельным электродам могут прикладываться семь разных напряжений: три положительных, три отрицательных и нуль. Предпочтительно, максимальные напряжения, используемые в этих формах сигнала, выше напряжения, с которым могут работать тонкопленочные транзисторы на основе аморфного кремния в известном уровне техники. В таких случаях высокие напряжения можно получать путем использования переключения верхней плоскости, и формы сигнала возбуждения могут конфигурироваться для компенсации напряжения обратного выброса и могут быть внутренне сбалансированными по постоянному току способами в соответствии с настоящим изобретением. На фиг. 7 схематически показана одна такая форма сигнала, используемая для отображения одного цвета. Как показано на фиг. 7, формы сигнала для каждого цвета имеют одинаковую базовую форму, т.е. форма сигнала внутренне сбалансирована по постоянному току и может содержать две части или фазы: (1) предварительную серию кадров, используемую для обеспечения «сброса» дисплея в состояние, из которого может воспроизводимо получаться любой цвет и в течение которого обеспечивается небаланс по постоянному току, равный и противоположный небалансу по постоянному току остальной части формы сигнала, и (2) серию кадров, конкретную для цвета, который должен выдаваться; см. части А и В формы сигнала, показанной на фиг. 6.

[Абзац 97] В течение первой фазы «сброса» сброс дисплея идеально стирает любую память предыдущего состояния, включая остаточные напряжения и конфигурации пигментов, специфические для отображавшихся ранее цветов. Это стирание наиболее эффективно, если дисплей адресуется при максимально возможном напряжении в фазе «сброс/балансировка по постоянному току». Кроме того, в этой фазе может быть выделено достаточно кадров для обеспечения балансировки наиболее несбалансированных цветовых переходов. Поскольку некоторые цвета требуют положительного баланса по постоянному току во второй части формы сигнала, а другие требуют отрицательного баланса, приблизительно в половине кадров фазы «сброс/балансировка по постоянному току» напряжение V_com переднего электрода устанавливается на V_pH (что обеспечивает максимальное возможное отрицательное напряжение между задней объединительной панелью и передним электродом), а в оставшейся части V_com устанавливается на V_nH (что обеспечивает максимальное возможное положительное напряжение между задней объединительной панелью и передним электродом). Эмпирически установлено, что кадрам V_com=V_nH предпочтительно предшествуют кадры V_com=V_pH.

[Абзац 98] «Желательная» форма сигнала (т.е. фактическая кривая зависимости «напряжение-время», которую желательно применять для электрофоретической среды) иллюстрируется внизу фиг. 7, а ее реализация с переключением верхней плоскости показана выше, где проиллюстрированы потенциалы, приложенные к переднему электроду (Vcom) и задней объединительной панели (BP). Принимается, что используется драйвер столбца, соединенный с источником питания, который может подавать следующие напряжения: V_pH, V_nH (самые высокие положительное и отрицательное напряжения, типично в пределах ±10-15 В), V_pL, V_nL (более низкие положительное и отрицательное напряжения, типично в пределах ±1-10 В) и нуль. В дополнение к этим напряжениям дополнительным источником питания на передний электрод может подаваться напряжение обратного выброса V_KB (малая величина, специфическая для конкретной используемой задней объединительной панели, измеренная, как описано, например, в патенте США №7,034,783).

[Абзац 99] Как показано на фиг. 7, каждое напряжение на задней объединительной панели напряжение смещено на V_KB (показанное как отрицательное число) от напряжения, подаваемого источником питания, в то время как напряжения на переднем электроде не настолько смещены, за исключением случая, когда передний электрод прямо установлен на V_KB, как описано выше.

[Абзац 100] Хотя дисплей согласно настоящему изобретению описан как выдающий восемь основных цветов, на практике предпочтительно, чтобы на уровне пикселя выдавалось как можно больше цветов. Затем путем плавного перехода между этими цветами с использованием методов, хорошо известных специалистам в области технологии формирования изображений, может выдаваться полноцветное полутоновое изображение. Например, в дополнение к восьми основным цветам, выдаваемым, как описано выше, дисплей может предназначаться для выдачи восьми дополнительных цветов. Согласно одному варианту осуществления этими дополнительными цветами являются: светло-красный, светло-зеленый, светло-синий, темно-бирюзовый, темно-пурпурный, темно-желтый и два уровня серого между черным и белым. Термины «светло-» и «темно-», используемые в этом контексте, относятся к цветам, имеющим по существу одинаковый угол цветного тона в цветовом пространстве, таком как CIE L*a*b* Международной комиссии по освещению, с углом цветного тона основного цвета, но более высоким или более низким значением L* соответственно.

[Абзац 101] Как правило, светлые цвета получают таким же образом, как и темные, но с использованием форм сигнала, имеющих в фазах В и С несколько отличный чистый импульс. Таким образом, например, формы сигнала светло-красного, светло-зеленого и светло-синего цвета имеют в фазах В и С более отрицательный чистый импульс, чем соответствующие формы сигнала красного, зеленого и синего цветов, а формы сигнала темно-бирюзового, темно-пурпурного и темно-желтого цвета имеют в фазах В и С более положительный чистый импульс, чем соответствующие формы сигнала бирюзового, пурпурного и желтого цветов. Изменение чистого импульса может достигаться путем изменения длительностей импульса, числа импульсов или величин импульсов в фазах В и С.

[Абзац 102] Серые цвета обычно достигаются последовательностью импульсов, колеблющихся между низким и средним напряжениями.

[Абзац 103] Специалисту в данной области техники будет ясно, что в дисплее согласно настоящему изобретению, возбуждаемом с использованием матрицы тонкопленочных транзисторов (ТИТ), имеющиеся приращения времени на оси абсцисс на фиг. 7 обычно будут квантоваться частотой кадров дисплея. Подобным образом, будет ясно, что дисплей адресуется изменением потенциала пиксельных электродов относительно переднего электрода и что это может осуществляться путем изменения потенциала либо пиксельных электродов, либо переднего электрода, либо обоих. В известном уровне техники матрица пиксельных электродов обычно присутствует на задней объединительной панели, а передний электрод является общим для всех пикселей. Следовательно, изменение потенциала переднего электрода отражается на адресации всех пикселей. Базовая структура формы сигнала, описанная выше со ссылками на фиг. 7, является неизменной независимо от того, изменяются или нет напряжения, прикладываемые к переднему электроду.

[Абзац 104] Типичная форма сигнала, проиллюстрированная на фиг. 7, требует, чтобы при обновлении выбранной строки дисплея электроника возбуждения подавала целых семь разных напряжений в линии передачи данных. Хотя драйверы многоуровневого источника питания, способные подавать семь разных напряжений, имеются, многие имеющиеся на рынке драйверы источника питания для электрофоретических дисплеев позволяют подавать в течение одного кадра лишь три разных напряжения (обычно положительное напряжение, нуль и отрицательное напряжение). В настоящем описании термин «кадр» означает одно обновление всех строк в дисплее. Для реализации трехуровневой архитектуры драйвера источника питания типичную форму сигнала на фиг. 7 можно изменять при условии, что три напряжения, подаваемые на панель (обычно +V, 0 и V), можно изменять от кадра к кадру (т.е., например, в кадре n могли бы подаваться напряжения (+V_max, 0, -V_min), а в кадре n+1 могли бы подаваться напряжения (+V_mid, 0, -V_max)).

[Абзац 105] Обратимся теперь к фиг. 6, на которой фаза А (фаза сброса) разбита на две части равной длительности (показанные пунктирными линиями). Если будет использоваться переключение верхней плоскости, верхняя плоскость в первой из этих частей будет поддерживаться под одним потенциалом, а во второй части будет поддерживаться под потенциалом противоположной полярности. В конкретном случае на фиг. 6 в течение этой первой части верхняя плоскость поддерживалась бы под потенциалом V_pH, а задняя объединительная панель под потенциалом V_nH, для достижения разности потенциалов на электрофоретической текучей среде V_nH - V_pH (если потенциал задней объединительной панели принимается относительно потенциала верхней плоскости). В течение второй части верхняя плоскость поддерживалась бы под потенциалом V_nH, а задняя объединительная панель под потенциалом V_pH. Как показано, в течение второй части на электрофоретическую текучую среду действовал бы потенциал V_pH - V_nH - самый высокий возможный потенциал. Однако для воспроизведения определенных цветов экспозиция этому высокому напряжению могла бы привести к начальному расположению пигментов, из которого было бы трудно добиться идеальной конечной конфигурации. Например, как отмечено в известном уровне, для выдачи бирюзового цвета необходимо, чтобы пурпурный пигмент (имеющий ту же полярность заряда, что и бирюзовой пигмент) был увязан в агрегат с желтым пигментом. Высоким приложенным потенциалом этот агрегат был бы разбит, и, таким образом, пурпурный цвет не управлялся бы и загрязнял бы бирюзовый цвет.

[Абзац 106] Однако использовать в обеих частях фазы А формы сигнала максимальные возможные напряжения не требуется. Все, что требуется в фазе А, это стереть предыдущее цветовое состояние так, чтобы вновь выдаваемый цвет был таким же независимо от того, какой цвет предшествовал ему, и чтобы чистый импульс, подаваемый в фазе А, уравновешивал чистый импульс в фазе В.

[Абзац 107] В этой связи был проведен эксперимент, в котором фазу В формы сигнала типа, проиллюстрированного в таблице 1, поддерживали постоянной, а напряжение, прикладываемое к каждой из двух частей фазы А, изменяли (хотя в каждом случае фазе А выделяли одно и то же число кадров: 120 кадров всего, 60 кадров для первой части и 60 кадров для второй). После адресации дисплея измерили значения CIE Lab L*, а* и b* каждого основного цвета.

[Абзац 108] В таблице 2 показана стандартная ситуация, в которой в первой и второй частях фазы А прикладываются максимальные возможные отрицательное и положительное напряжения. Это осуществляется с помощью переключения верхней плоскости, при котором первое перечисленное напряжение прикладывается к задней объединительной панели, а второе перечисленное напряжение к верхней плоскости. Цветовая гамма, измеренная как объем выпуклой оболочки, содержащий восемь точек, перечисленных в таблице 2, составляет 21336 АЕ³.

[Абзац 109] В таблице 3 показан случай, когда в течение первой части фазы А задняя объединительная панель поддерживается на нуле. Прикладываемое напряжение в этом случае ниже, чем в случае для таблицы 2. Напряжение, прикладываемое во второй части фазы А, является таким же, что и в случае для таблицы 2. Для того чтобы поддерживать баланс по постоянному току, время прикладывания более низкого напряжения, должно быть, естественно, соответственно продолжительней. Цветовая гамма, измеренная как объем выпуклой оболочки, содержащий восемь точек, перечисленных в таблице 2, составляет 20987 ΔЕ³.

[Абзац 110] В таблице 4 показан случай, когда в течение второй части фазы А задняя объединительная панель поддерживается на нуле. Напряжение, прикладываемое в первой части фазы А, является таким же, что и в случае для таблицы 2. Цветовая гамма, измеренная как объем выпуклой оболочки, содержащий восемь точек, перечисленных в таблице 2, составляет 20339 ΔЕ³.

[Абзац 111] На фиг. 8А показаны результаты этих экспериментов как проекция на плоскость а*/b*: абсцисса представляет а*, а ордината представляет b*. Как видно на этой фигуре, некоторые цвета (например, красный, пурпурный и синий) лучше выдаются настройками фазы А, соответствующими таблицам 2 или 3, а другие цвета (бирюзовый, зеленый и желтый) лучше выдаются настройками фазы А, соответствующими таблице 4.

[Абзац 112] Интересно отметить, что альтернативный эксперимент, в котором порядок первой и второй частей фазы А был обратный, дал очень плохие результаты: все цвета были загрязнены желтым.

[Абзац 113] В таблице 5 показана комбинация лучших цветов из этого эксперимента. Цветовая гамма, измеренная как объем выпуклой оболочки, содержащий восемь точек, перечисленных в таблице 2, составляет 28092 ΔЕ³. Таким образом, при соответствующем выборе напряжений, прикладываемых в фазе сброса (фазе А) формы сигнала, цветовая гамма увеличивалась приблизительно на 50%. Результаты в таблице 5 представлены на фиг. 8В.

[Абзац 114] Способ согласно настоящему изобретению особенно важен, если форму сигнала необходимо сделать как можно короче. Для того чтобы компенсировать смещение, внесенное в фазе А для некоторых цветов, при фиксированных напряжениях в фазе А фазу В необходимо сделать продолжительней.

[Абзац 115] Хотя настоящее изобретение описывалось лишь с двумя частями в фазе А, специалисты в данной области техники поймут, что может использоваться любое разумное число этих частей. Однако если используется переключение верхней плоскости, то независимо от того, какой цвет должен выдаваться, фиксируется одна и та же структура потенциалов верхней плоскости. В соответствии с настоящим изобретением настройки задней объединительной панели, соответствующие каждому потенциалу верхней плоскости, варьируют в фазе А формы сигнала в зависимости от того, какой цвет выдается, но без нарушения условия, что общая форма сигнала, содержащая фазы А и В, должна быть сбалансирована по постоянному току.

[Абзац 116] Балансировка по постоянному току импульса сброса может достигаться следующим образом:

[Абзац 117] Для процесса сброса, сбалансированного по постоянному току, для всех переходов в форме сигнала должен выбираться один набор напряжений. Выбор набора напряжений может оказаться проблематичным, поскольку некоторые цвета палитры требуют высокого напряжения, а другие требуют низкого. Для устройства с большим числом доступных одновременных напряжений задней объединительной панели это не проблема, поскольку каждый переход может балансироваться отдельно, а вот в случае переключения верхней плоскости каждый переход верхней плоскостью увязан с другими, что требует выравнивания переходов между собой. Дополнительное ограничение вносится стандартами на драйверы источников питания, в настоящее время ограничивающими число одновременных напряжений задней объединительной панели тремя.

[Абзац 118] Переход - это последовательность напряжений, прикладываемых к задней объединительной панели и верхней плоскости, где - напряжение задней объединительной панели для перехода j в кадре i, а - напряжение верхней плоскости в кадре i. Пусть - общий импульс T_j до прикладывания сброса, сбалансированного по постоянному току, где n_j - обновленная длительность (в кадрах) T_j, a V_KB - напряжение обратного выброса дисплея.

[Абзац 119] Пусть σ_j - требуемое смещение импульса баланса по постоянному току (время *V), d_r - требуемая общая длительность сброса с балансировкой по постоянному току. Сброс с балансировкой по постоянному току имеет в себе два импульса, поэтому напряжения верхней плоскости придется выбирать для каждого импульса, а напряжения задней объединительной панели придется выбирать для каждого импульса и для каждого перехода. Пусть - напряжение k-го импульса перехода T_j, где - напряжение задней объединительной панели для k-го импульса сброса перехода T_j, а - напряжение верхней плоскости k-го импульса сброса. Важно, что чтобы напряжения для двух импульсов выбирались так, чтобы имели противоположные знаки для каждого перехода.

[Абзац 120] Необходимо выбрать «нулевое» напряжение, которое в идеальном случае должно равняться 0 В, хотя это не всегда возможно:

где

[Абзац 121] Затем рассчитываем общую максимальную длительность для каждого из двух импульсов:

[Абзац 122] Затем рассчитываем «идеальную» длительность каждого импульса для каждого перехода, являющуюся длительностью в случае, когда Определяем обозначение Затем

[Абзац 123] Затем для балансировки перехода разбиваем каждый импульс на «активную» и «нулевую» части:

[Абзац 124] Теперь мы готовы построить фазу сброса с балансировкой по постоянному току формы сигнала. Верхняя плоскость возбуждается при в течение длительности затем при в течение длительности Для каждого перехода T_j мы возбуждаем при в течение длительности затем при в течение длительности затем при в течение длительности затем при в течение длительности как показано на фиг. 9. Результирующая форма сигнала, воспринимаемая краской, показана на фиг. 10.

[Абзац 125] На первый взгляд может показаться, что последовательное сканирование различных строк дисплея с активной матрицей могло бы расстроить вышеприведенные расчеты, предназначенные для обеспечения точной балансировки по постоянному току форм сигнала и схем возбуждения, поскольку при изменении напряжения переднего электрода (обычно между последовательными сканами активной матрицы), каждый пиксель дисплея будут воспринимать «неправильное» напряжение, пока скан не дойдет до соответствующего пикселя, и напряжение на его пиксельном электроде не будет откорректировано для компенсации изменения напряжения переднего электрода, и период времени между изменением напряжения передней плоскости и временем, когда скан доходит до соответствующего пикселя, варьирует в зависимости от строки, в которой находится соответствующий пиксель. Однако дальнейшее исследование покажет, что действительная «ошибка» в импульсе, прикладываемом к пикселю, пропорциональна изменению напряжения передней плоскости, кратному периоду между изменением напряжения передней плоскости и временем, когда скан доходит до соответствующего пикселя. Последний период является фиксированным, принимая неизменность частоты сканирования, так что для любой серии изменений напряжения передней плоскости, оставляющей конечное напряжение передней плоскости равным начальному, общая сумма «ошибок» в импульсе будет равна нулю, и общий баланс по постоянному току схемы возбуждения останется неизменным.

[Абзац 126] Следовательно, настоящее изобретение обеспечивает сбалансированные по постоянному току формы сигнала для многочастичных электрофоретических дисплеев. Таким образом, после описания несколько аспектов и вариантов осуществления технологии этой заявки должно быть понятно, что специалистам в данной области техники будут очевидными различные изменения, модификации и усовершенствования. При этом подразумевается, что эти изменения, модификации и усовершенствования будут в пределах сущности и объема технологии, описанной в настоящей заявке. Например, специалисты в данной области техники легко представят себе целых ряд других средств и/или структур для выполнения функции и/или получения результатов и/или достижения одного или нескольких преимуществ, описанных в настоящей заявке, и каждое и/или каждая из этих изменений и/или модификаций считается в пределах объема вариантов осуществления, описанных в настоящей заявке. Специалисты в данной области техники признают или смогут определить, используя не более чем обычное экспериментирование, многие эквиваленты конкретным вариантам осуществления, описанным в настоящей заявке. Поэтому следует понимать, что вышеописанные варианты осуществления представлены лишь для примера, и что в пределах объема прилагаемой формулы изобретения и ее эквивалентов варианты осуществления согласно настоящему изобретению могут осуществляться на практике иначе, чем конкретно описывается. Кроме того, в пределы объема настоящего изобретения включается любое сочетание двух или более признаков, систем, изделий, материалов, комплектов и/или способов, описанных в настоящей заявке, если эти признаки, системы, изделия, материалы, комплекты и/или способы не являются взаимно несовместимыми.

Способ возбуждения электрофоретического дисплея, содержащего передний электрод, заднюю объединительную панель и среду отображения, содержащую три набора по-разному окрашенных частиц, причем среда отображения расположена между передним электродом и задней объединительной панелью. Способ предусматривает прикладывание к дисплею фазы сброса и фазы цветового перехода так, что сумма всех импульсов дает в результате смещение, поддерживающее баланс по постоянному току на среде отображения. Кроме того, настоящее изобретение относится к контроллерам для осуществления этого способа. 4 н. и 15 з.п. ф-лы, 5 табл., 10 ил.

1. Способ возбуждения электрофоретического дисплея, содержащего передний электрод, заднюю объединительную панель и среду отображения, расположенную между передним электродом и задней объединительной панелью, причем среда отображения содержит три набора по-разному окрашенных частиц, причем способ предусматривает:

прикладывание к дисплею фазы сброса и фазы цветового перехода, причем фаза сброса включает в себя:

прикладывание к переднему электроду первого сигнала, характеризующегося первой полярностью, первой амплитудой как функцией времени и первой длительностью;

прикладывание к задней объединительной панели второго сигнала, характеризующегося второй полярностью, противоположной первой полярности, второй амплитудой как функцией времени, в течение первой длительности;

прикладывание к переднему электроду третьего сигнала, характеризующегося второй полярностью, противоположной первой полярности, третьей амплитудой как функцией времени, в течение второй длительности;

прикладывание к задней объединительной панели четвертого сигнала, равного сумме первой и второй амплитуд, в течение второй длительности;

причем фаза цветового перехода включает в себя:

прикладывание к переднему электроду пятого сигнала, характеризующегося второй полярностью, четвертой амплитудой как функцией времени и третьей длительностью, которой предшествуют первая и вторая длительности;

прикладывание к задней объединительной панели шестого сигнала, характеризующегося первой полярностью, пятой амплитудой как функцией времени и четвертой длительностью, которой предшествуют первая и вторая длительности;

причем сумма первой и второй амплитуд как функция времени, интегрированная по первой длительности, и сумма первой, второй и третьей амплитуд как функция времени, интегрированная по второй длительности, и четвертая амплитуда как функция времени, интегрированная по третьей длительности, и пятая амплитуда как функция времени, интегрированная по четвертой длительности, создают смещение импульса, предназначенное для поддерживания баланса по постоянному току на среде отображения в фазе сброса и фазе цветового перехода.

2. Способ по п. 1, в котором фаза сброса стирает предыдущие оптические свойства, выдаваемые на дисплее.

3. Способ по п. 1, в котором фаза цветового перехода существенно изменяет оптическое свойство, отображаемое дисплеем.

4. Способ по п. 1, в котором первая полярность представляет собой отрицательное напряжение.

5. Способ по п. 1, в котором первая полярность представляет собой положительное напряжение.

6. Способ по п. 1, в котором смещение импульса пропорционально напряжению обратного выброса, приложенному к среде отображения.

7. Способ по п. 1, в котором четвертая длительность происходит в течение третьей длительности.

8. Способ по п. 1, в котором третья длительность и четвертая длительность начинаются одновременно.

9. Способ возбуждения электрофоретического дисплея, содержащего передний электрод, заднюю объединительную панель и среду отображения, расположенную между передним электродом и задней объединительной панелью, причем среда отображения содержит три набора по-разному окрашенных частиц, причем способ предусматривает:

прикладывание к дисплею фазы сброса и фазы цветового перехода, причем фаза сброса включает в себя:

прикладывание к переднему электроду первого сигнала, характеризующегося первой полярностью, первой амплитудой как функцией времени и первой длительностью;

отсутствие прикладывания сигнала к задней объединительной панели в течение первой длительности;

прикладывание к переднему электроду второго сигнала, характеризующегося второй полярностью, противоположной первой полярности, второй амплитудой как функцией времени, в течение второй длительности;

прикладывание к задней объединительной панели третьего сигнала, характеризующегося первой полярностью и третьей амплитудой как функцией времени, в течение второй длительности;

причем фаза цветового перехода включает в себя:

прикладывание к переднему электроду четвертого сигнала, характеризующегося первой полярностью, четвертой амплитудой как функцией времени и третьей длительностью, которой предшествуют первая и вторая длительности;

прикладывание к задней объединительной панели пятого сигнала, характеризующегося второй полярностью, пятой амплитудой как функцией времени и четвертой длительностью, которой предшествуют первая и вторая длительности;

причем сумма первой амплитуды как функция времени, интегрированная по первой длительности, и сумма второй и третьей амплитуд как функция времени, интегрированная по второй длительности, и четвертая амплитуда как функция времени, интегрированная по третьей длительности, и пятая амплитуда как функция времени, интегрированная по четвертой длительности, создают смещение импульса, предназначенное для поддерживания баланса по постоянному току на среде отображения в фазе сброса и фазе цветового перехода.

10. Способ по п. 9, в котором четвертая длительность происходит в течение третьей длительности.

11. Способ по п. 10, в котором третья длительность и четвертая длительность начинаются одновременно.

12. Контроллер для электрофоретического дисплея, содержащий передний электрод, заднюю объединительную панель и среду отображения, расположенную между передним электродом и задней объединительной панелью, причем среда отображения содержит три набора по-разному окрашенных частиц, причем контроллер функционально связан с передним электродом и задней объединительной панелью и выполнен с возможностью прикладывания к дисплею фазы сброса и фазы цветового перехода,

причем фаза сброса включает в себя:

прикладывание к переднему электроду первого сигнала, характеризующегося первой полярностью, первой амплитудой как функцией времени и первой длительностью;

прикладывание к задней объединительной панели второго сигнала, характеризующегося второй полярностью, противоположной первой полярности, второй амплитудой как функцией времени, в течение первой длительности;

прикладывание к переднему электроду третьего сигнала, характеризующегося второй полярностью, противоположной первой полярности, третьей амплитудой как функцией времени, в течение второй длительности;

прикладывание к задней объединительной панели четвертого сигнала, равного сумме первой и второй амплитуд, в течение второй длительности;

причем фаза цветового перехода включает в себя:

прикладывание к переднему электроду пятого сигнала, характеризующегося второй полярностью, четвертой амплитудой как функцией времени и третьей длительностью, которой предшествуют первая и вторая длительности;

прикладывание к задней объединительной панели шестого сигнала, характеризующегося первой полярностью, пятой амплитудой как функцией времени и четвертой длительностью, которой предшествуют первая и вторая длительности;

причем сумма первой и второй амплитуд как функция времени, интегрированная по первой длительности, и сумма первой, второй и третьей амплитуд как функция времени, интегрированная по второй длительности, и четвертая амплитуда как функция времени, интегрированная по третьей длительности, и пятая амплитуда как функция времени, интегрированная по четвертой длительности, создают смещение импульса, предназначенное для поддерживания баланса по постоянному току на среде отображения в фазе сброса и фазе цветового перехода.

13. Контроллер по п. 12, где в зависимости от цвета, который должен отображаться электрофоретическим дисплеем, указанный контроллер прикладывает разную фазу сброса.

14. Контроллер по п. 12, в котором среда отображения содержит белые, бирюзовые, желтые и пурпурные частицы.

15. Контроллер по п. 12, в котором среда отображения содержит белые, красные, синие и зеленые частицы.

16. Контроллер для электрофоретического дисплея, содержащий передний электрод, заднюю объединительную панель и среду отображения, расположенную между передним электродом и задней объединительной панелью, причем среда отображения содержит три набора по-разному окрашенных частиц, причем контроллер функционально связан с передним электродом и задней объединительной панелью и выполнен с возможностью прикладывания к дисплею фазы сброса и фазы цветового перехода,

причем фаза сброса включает в себя:

прикладывание к дисплею фазы сброса и фазы цветового перехода, причем фаза сброса включает в себя:

прикладывание к переднему электроду первого сигнала, характеризующегося первой полярностью, первой амплитудой как функцией времени и первой длительностью;

отсутствие прикладывания сигнала к задней объединительной панели в течение первой длительности;

прикладывание к переднему электроду второго сигнала, характеризующегося второй полярностью, противоположной первой полярности, второй амплитудой как функцией времени, в течение второй длительности;

прикладывание к задней объединительной панели третьего сигнала, характеризующегося первой полярностью и третьей амплитудой как функцией времени, в течение второй длительности;

причем фаза цветового перехода включает в себя:

прикладывание к переднему электроду четвертого сигнала, характеризующегося первой полярностью, четвертой амплитудой как функцией времени и третьей длительностью, которой предшествуют первая и вторая длительности;

прикладывание к задней объединительной панели пятого сигнала, характеризующегося второй полярностью, пятой амплитудой как функцией времени и четвертой длительностью, которой предшествуют первая и вторая длительности;

причем сумма первой амплитуды как функция времени, интегрированная по первой длительности, и сумма второй и третьей амплитуд как функция времени, интегрированная по второй длительности, и четвертая амплитуда как функция времени, интегрированная по третьей длительности, и пятая амплитуда как функция времени, интегрированная по четвертой длительности, создают смещение импульса, предназначенное для поддерживания баланса по постоянному току на среде отображения в фазе сброса и фазе цветового перехода.

17. Контроллер по п. 16, в котором в зависимости от цвета, который должен отображаться электрофоретическим дисплеем, контроллер прикладывает разную фазу сброса.

18. Контроллер по п. 16, в котором среда отображения содержит белые, бирюзовые, желтые и пурпурные частицы.

19. Контроллер по п. 16, в котором среда отображения содержит белые, красные, синие и зеленые частицы.