ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКИЕ ДИСПЛЕИ И СПОСОБЫ ИХ ВОЗБУЖДЕНИЯ Российский патент 2022 года по МПК G02F1/1685 G02F1/167 G02F1/1675 G09G3/34 

Родственная заявка

[0001] Данная заявка относится к предварительной заявке на патент США №62/699,117, поданной 17 июля 2018 года.

[0002] Содержание указанной заявки полностью включено в настоящий документ посредством ссылки.

Область техники, к которой относится настоящее изобретение

[0003] Предмет изобретения, представленный в настоящем документе, относится к способам возбуждения электрооптических устройств отображения.

Предшествующий уровень техники настоящего изобретения

[0004] Для получения цветного изображения часто используются цветные светофильтры. Наиболее распространенный подход заключается в добавлении цветных светофильтров поверх черных/белых субпикселей в пиксельном дисплее для отображения красного, зеленого и синего цветов. Когда необходимо получить красный цвет, зеленые и синие субпиксели переводятся в состояние черного, вследствие чего единственным отображаемым цветом будет красный. Когда необходимо получить синий цвет, зеленые и красные субпиксели переводятся в состояние черного, вследствие чего единственным отображаемым цветом будет синий. Когда необходимо получить зеленый цвет, красные и синие субпиксели переводятся в состояние черного, вследствие чего единственным отображаемым цветом будет зеленый. Когда необходимо получить черный цвет, субпиксели всех трех цветов переводятся в состояние черного. Когда необходимо получить белый цвет, субпиксели трех цветов переводятся, соответственно, в состояние красного, зеленого и синего, в результате чего пользователь может видеть белый цвет.

[0005] Самый большой недостаток такой методики заключается в том, что поскольку коэффициент отражения каждого из субпикселей равен примерно трети (1/3) требуемого белого, белый цвет будет достаточно тусклым. Для компенсации такого состояния может быть добавлен четвертый пиксель, который будет отображать только черный или белый цвет, вследствие чего уровень белого будет удвоен за счет уровня красного, зеленого или синего цвета; при этом каждый субпиксель будет занимать лишь одну четвертую часть всей площади пикселя. За счет дополнительного света от белого пикселя могут быть получены более яркие цвета, но это происходит за счет гаммы цветов, вследствие чего они становятся очень светлыми и ненасыщенными. Аналогичный результат может быть получен за счет уменьшения цветовой насыщенности трех субпикселей. Но даже при использовании таких подходов уровень белого обычно составляет по существу менее половины уровня белого в черно-белом дисплее, что неприемлемо для устройств отображения, таких как электронные книги или дисплеи, где необходима высокая яркость и контрастность черно-белого изображения.

Краткое раскрытие настоящего изобретения

[0006] Предмет заявленного изобретения, раскрытый в настоящем документе, относится к способу возбуждения дисплея, содержащего электрофоретический материал с окрашенными частицами пигментного красителя, по меньшей мере, одного типа. Один из таких способов может предусматривать подачу, по меньшей мере, одной пары импульсов для сброса в исходное состояние окрашенных частиц пигментного красителя, по меньшей мере, одного типа; подачу разделительного импульса; и подачу второй пары импульсов для сброса в исходное состояние окрашенных частиц пигментного красителя, по меньшей мере, одного типа.

Краткое описание фигур

[0007] Различные аспекты и варианты осуществления настоящего изобретения описаны в привязке к прилагаемым чертежам. Следует понимать, что представленные чертежи не обязательно вычерчены в масштабе. Элементы, встречающиеся на множестве чертежей, обозначены одними и теми же номерами позиций на всех чертежах, на которых они встречаются.

[0008] На фиг. 1 представлено схематическое изображение, иллюстрирующее электрооптический дисплей согласно предмету заявленного изобретения, описанному в настоящем документе;

[0009] На фиг. 2 показана эквивалентная схема, отображающая электрооптический дисплей, проиллюстрированный на фиг. 1;

[0010] На фиг. 3 показан вид в поперечном разрезе электрооптического дисплея согласно предмету заявленного изобретения, описанному в настоящем документе;

[0011] На фиг. 4 показан один из вариантов осуществления способа возбуждения, предназначенного для возбуждения электрооптического дисплея, согласно предмету заявленного изобретения, описанному в настоящем документе; и

[0012] На фиг. 5 показан другой вариант осуществления способа возбуждения, предназначенного для возбуждения электрооптического дисплея, согласно предмету заявленного изобретения, описанному в настоящем документе.

Подробное раскрытие настоящего изобретения

[0013] Настоящее изобретение относится к способам возбуждения электрооптических дисплеев в «темном» режиме, в частности, бистабильных электрооптических дисплеев, а также к устройству, которое используется при реализации таких способов. В частности, настоящее изобретение относится к способам возбуждения, которые позволяют уменьшить «двоение» и краевые артефакты, а также уменьшить мерцание таких дисплеев при отображении белого текста на черном фоне. Настоящее изобретения предназначено, в частности, но не исключительно, для использования с электрофоретическими дисплеями на основе частиц, во флюиде которых присутствуют электрически заряженные частицы одного или нескольких типов, перемещающиеся в этом флюиде под действием электрического поля, изменяя изображение на дисплее.

[0014] Термин «электрооптический» применительно к материалу или дисплею используется в настоящем документе в значении, общепринятом в сфере формирования изображений, для обозначения материала, который характеризуется первым и вторым состояниями отображения, отличающимися друг от друга, по меньшей мере, одним оптическим свойством, причем этот материал переходит из первого состояния отображения во второе состояние отображения при приложении к нему электрического поля. Хотя оптическое свойство обычно представляет собой цвет, различимый человеческим глазом, может быть предусмотрено и другое оптическое свойство, такое как оптическая передача, коэффициент отражения, высвечивание или в случае использования дисплеев, предназначенных для машинного чтения псевдоцвет в смысле изменения коэффициента отражения электромагнитных волн за пределами видимой области спектра.

[0015] Термин «состояние серого» в контексте настоящего документа используется в значении, общепринятом в сфере формирования изображений, для обозначения состояния, промежуточного между двумя крайними оптическими состояниями пикселя, и не обязательно предполагает черно-белый переход между этими двумя крайними состояниями. Например, несколько патентов и опубликованных заявок корпорации Е Ink относятся к указанным выше электрофоретическим дисплеям, в которых крайними состояниями являются белый и темно-синий цвета, вследствие чего промежуточным «состоянием серого» фактически будет светло-голубой цвет. Безусловно, как уже было сказано выше, изменение оптического состояния может быть вообще не связано с изменением цвета. Термины «черный» и «белый» могут быть использованы ниже для обозначения двух крайних оптических состояний дисплея, и должны пониматься, как обычно включающие в себя крайние оптические состояния, которые не являются строго черным и былым цветами, а могут представлять собой, например, белый и темно-синий цвета, указанные выше. Термин «монохромный» может быть использован ниже для обозначения схемы возбуждения, которая переводит пиксели лишь в их два крайних оптических состояния, минуя состояния серого.

[0016] Описание, представленное ниже, в основном сфокусировано на способах возбуждения одного или нескольких пикселей электрооптического дисплея за счет перехода от исходного уровня серого (или «серого тона») к окончательному уровню серого (который может отличаться или не отличаться от исходного уровня серого). Термины «состояние серого», «уровень серого» и «серая шкала/серый тон» используются в настоящем документе взаимозаменяемо и включают в себя крайние оптические состояния, а также промежуточные состояния серого цвета. Количество возможных уровней серого в существующих системах обычно составляет 2-16 из-за определенных ограничений, таких как дискретность возбуждающих импульсов, обусловленных частотой смены кадров в драйверах дисплея и термочувствительностью. Например, в черно-белом дисплее с 16 уровнями серого обычно уровень 1 серого представляет собой черный цвет, а уровень 16 серого белый цвет; однако может быть предусмотрена и обратная нумерация для обозначения тонов черного и белого цветов. В настоящем документе для обозначения черного цвета будет использоваться серый тон 1. Серый тон 2 представляет собой более светлый оттенок черного в направлении смещения серой шкалы к серому тону 16 (т.е. к белому цвету).

[0017] Термины «бистабильный» и «бистабильно» используются в настоящем документе в значении, общепринятом в данной области техники, для обозначения дисплеев, содержащих отображающие элементы, которые характеризуются первым и вторым состояниями отображения, отличающимися друг от друга, по меньшей мере, одним оптическим свойством; при этом после возбуждения любого заданного элемента с помощью адресного импульса конечной длительности для придания ему первого или второго состояния отображения обеспечивается, что по окончании подачи адресного импульса это состояние сохраняется в течение определенного отрезка времени, который, по меньшей мере, в несколько раз, например, по меньшей мере, в четыре раза превышает минимальную длительность адресного импульса, необходимую для изменения состояния отображающего элемента. В патенте США №7,170,670 показано, что некоторые электрофоретические дисплеи на основе частиц, в которых предусмотрена шкала серого, проявляют стабильность не только в крайних состояниях черного и белого, но также и в промежуточных состояниях серого, причем то же самое относится к электрооптическим дисплеям некоторых других типов. Дисплеи этого типа правильно называть «мультистабильными», а не бистабильными, хотя для удобства описания термин «бистабильный» может использоваться в настоящем документе как в отношении бистабильных дисплеев, так и в отношении мультистабильных дисплеев.

[0018] Термин «импульс» используется в настоящем документе в своем общепринятом значении интеграла напряжения по времени. Однако некоторые бистабильные электрооптические среды выполняют функцию преобразователей заряда, и в такой среде могут быть использованы импульсы с альтернативным определением, а именно в значении интеграла тока по времени (равного общему подаваемому заряду). Соответствующее определение импульса должно использоваться в зависимости от того, выполняет ли среда функцию вольт-секундного преобразователя или преобразователя заряда.

[0019] Термин «колебательный сигнал» будет использован для обозначения кривой зависимости напряжения от времени, используемой для осуществления перехода от определенного исходного уровня серого до заданного окончательного уровня серого. Обычно такой колебательный сигнал содержит множество элементов колебательного сигнала; причем эти элементы характеризуются по существу прямоугольной формой (т.е. когда заданный элемент предусматривает подачу постоянного напряжения в течение определенного периода времени); и эти элементы могут называться «импульсами» или «возбуждающими импульсами». Термин «схема возбуждения» обозначает набор колебательных сигналов, достаточных для осуществления всех возможных переходов между различными уровнями серого в конкретном дисплее. Дисплей может использовать более одной схемы возбуждения; например, упомянутый выше патент США №7,012,600 указывает на то, что может потребоваться модификация схемы возбуждения в зависимости от таких параметров, как температура дисплея или время, в течение которого он находится в рабочем состоянии на протяжении срока своей службы, и поэтому дисплей может быть снабжен множеством разных схем возбуждения, которые используются при разных температурах и пр. Набор схем возбуждения, используемых таким образом, может называться «набором связанных схем возбуждения». Кроме того, предусмотрена возможность, как это описано в нескольких указанных заявках MEDEOD (способы возбуждения электрооптических дисплеев), одновременного использования более одной схемы возбуждения на разных участках одного и того же дисплея; и используемый таким образом набор схем возбуждения может называться «набором схем одновременного возбуждения».

[0020] Известны несколько типов электрооптических дисплеев. Одним из типов электрооптических дисплеев является дисплей с вращающимися бихромными элементами, описанный, например, в патентах США №№5,808,783; 5,777,782; 5,760,761; 6,054,071; 6,055,091; 6,097,531; 6,128,124; 6,137,467; и 6,147,791 (хотя дисплеи этого типа часто называются дисплеями «с вращающимися бихромными шариками», причем термин «с вращающимися бихромными элементами» является предпочтительным как более точный, поскольку в некоторых из указанных патентов форма вращающихся элементов не является сферической). В таких дисплеях используется большое количество тел небольшого размера (обычно сферической или цилиндрической формы), имеющих два или более сегмента с разными оптическими характеристиками и внутренний диполь. Эти тела находятся в подвешенном состоянии в заполненных жидкостью пузырьках матрицы, причем эти пузырьки заполнены жидкостью с тем, чтобы указанные тела могли свободно вращаться. Внешний вид изображения на дисплее меняется при подаче на него электрического поля, в результате чего происходит вращение тел с их переходом в различные положения, и через рабочую поверхность дисплея можно видеть смену сегментов тел. Электрооптическая среда этого типа обычно является бистабильной.

[0021] В электрооптических дисплеях другого типа используются электрохромные среды, например, электрохромная среда в виде нанохромной пленки, содержащей электрод, выполненный по меньшей мере, частично из полупроводящего металл-оксида, и множество окрашенных молекул, выполненных с возможностью обращаемого изменения цвета и прикрепленных к электроду; см., например, работу автора по имени O'Regan В. с соавторами, журнал Nature, 1991 год, 353, 737; и работу автора по имени Wood D., журнал Information Display, 18(3), 24 (март 2002 года). См. также работу автора по имени Bach U. с соавторами, журнал Adv. Mater., 2002 год, 14(11), 845. Нанохромные пленки этого типа также описаны, например, в патентах США №№. 6,301,038; 6,870,657; и 6,950,220. Среда этого типа обычно также характеризуется бистабильностью.

[0022] Еще один тип электрооптических дисплеев представлен дисплеем с электросмачиванием, который был разработан компанией Philips и описан в работе «Видеоскоростная электронная бумага на принципе электросмачивания», автор Hayes R.A. с соавторами, журнал Nature, 425, 383-385 (2003 год). В патенте США №7,420,549 показано, что такие дисплеи с электросмачиванием могут быть выполнены бистабильными.

[0023] Одним из типов электрооптических дисплеев, которые в течение многих лет являются предметом серьезных исследований и разработок, является электрофоретический дисплей на основе частиц, в котором множество заряженных частиц перемещается во флюиде под действием электрического поля. Электрофоретические дисплеи могут характеризоваться такими признаками, как высокая яркость и контрастность, широкие углы обзора, бистабильность состояний и низкое энергопотребление в отличие от жидкокристаллических дисплеев. Тем не менее, широкому применению этих дисплеев мешают проблемы с сохранением надлежащего качества изображений на этих дисплеях в течение длительного периода времени. Например, частицы, составляющие электрофоретические дисплеи, проявляют тенденцию к осаждению, что приводит к уменьшению срока службы этих дисплеев.

[0024] Как было указано выше, электрофоретические среды требуют наличия флюида. В большинстве электрофоретических сред предшествующего уровня техники таким флюидом является жидкость, но электрофоретическая среда может быть также создана с использованием газообразных флюидов; см., например, работу «Движение электрического тонера в электронном бумагоподобном дисплее», автор Kitamura Т. с соавторами, издательство IDW, Япония, 2001 год, документ HCS1-1; и работу «Тонерный дисплей, использующий трибоэлектрически заряженные изоляционные частицы», автор Yamaguchi Y. с соавторами, издательство IDW, Япония, 2001 год, документ AMD4-4). См. также патенты США №№7,321,459 и 7,236,291. Такие электрофоретические среды на основе газа представляются чувствительными к таким же проблемам, обусловленным осаждением частиц, что и электрофоретические среды на основе жидкости, когда эти среды используются в ориентации, которая обеспечивает возможность такого осаждения, как это может наблюдаться, например, в надписи с расположением среды в вертикальной плоскости. Безусловно, осаждение частиц представляется более серьезной проблемой в электрофоретических средах на основе газа, чем в аналогичных средах на основе жидкости, поскольку более низкая вязкость газообразных взвешенных флюидов в сравнении с жидкими флюидами обеспечивает более быстрое осаждение электрофоретических частиц.

[0025] В многочисленных патентах и заявках, переуступленных Массачусетскому технологическому институту (MIT) и компании Е Ink Corporation или полученных на их имя и поданных от их имени, описаны различные технологии, используемые в инкапсулированных электрофоретических и прочих электрооптических средах. Такие инкапсулированные среды включают в себя множество капсул небольшого размера, каждая из которых сама включает в себя внутреннюю фазу, содержащую электрофоретически подвижные частицы в текучей среде, причем эту внутреннюю фазу охватывают стенки капсул. Сами капсулы обычно удерживаются в полимерном вяжущем, образуя сцепляющий слой, который располагается между двумя электродами. Технологии, описанные в этих патентах и заявках, включают в себя:

(a) Электрофоретические частицы, флюиды и добавки к флюидам; см., например, патенты США№№7,002,728 и 7,679,814;

(b) Капсулы, связующие вещества и процессы инкапсуляции; см., например, патенты США №№6,922,276 и 7,411,719;

(c) Пленки и субблоки, содержащие электрооптические материалы; см., например, патенты США №№6,982,178 и 7,839,564;

(d) Задние панели, клеевые слои и прочие вспомогательные слои и способы, используемые в дисплеях; см., например, патенты США №№7,116,318 и 7,535,624;

(e) Изменение цвета и цветокоррекция; см., например, патент США №7,075,502 и публикацию заявки на патент США №2007/0109219;

(f) Со способами возбуждения дисплеев можно ознакомиться, например, в патентах 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; 8,537,105; 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 в публикациях заявок на патент США №№2003/0102858; 2004/0246562; 2005/0253777; 2007/0070032; 2007/0076289; 2007/0091418; 2007/0103427; 2007/0176912; 2007/0296452; 2008/0024429; 2008/0024482; 2008/0136774; 2008/0169821; 2008/0218471; 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; 2016/0071465; 2016/0078820; 2016/0093253; 2016/0140910; и 2016/0180777;

(g) Сферы применения дисплеев; см., например, патент США №7,312,784 и публикацию заявки на патент США №. 2006/0279527; и

(h) Не электрофоретические дисплеи, описанные в патентах США №№6,241,921; 6,950,220; и 7,420,549; и в публикации заявки на патент США №2009/0046082.

[0026] Во многих указанных патентах и заявках признано, что стенки, окружающие дискретные микрокапсулы в инкапсулированной электрофоретической среде, могут быть заменены сплошной фазой, в результате чего образуется так называемый электрофоретический дисплей с диспергированным полимером, в котором электрофоретическая среда содержит множество дискретных капель электрофоретического флюида и сплошную фазу полимерного материала, и что дискретные капли электрофоретического флюида в таком электрофоретическом дисплее с диспергированным полимером могут рассматриваться как капсулы или микрокапсулы, даже если ни одна мембрана дискретной капсулы не связана с каждой отдельной каплей; см., например, указанный патент США №6,866,760. Соответственно, в целях настоящего изобретения такие электрофоретические среды с диспергированным полимером рассматриваются как подвиды инкапсулированных электрофоретических сред.

[0027] Родственным типом электрофоретического дисплея является так называемый «микроячеистый электрофоретический дисплей». В микроячеистом электрофоретическом дисплее заряженные частицы и флюид не инкапсулированы в микрокапсулы, а вместо этого удерживаются во множестве полостей, сформованных в несущей среде, которая представляет собой, например, полимерную пленку. См., например, патенты США №№6,672,921 и 6,788,449, права на которые принадлежат компании Sipix Imaging, Inc.

[0028] Хотя электрофоретические среды часто бывают непрозрачными (поскольку, например, во многих электрофоретических средах частицы по существу блокируют передачу видимого света через дисплей) и работают на отражение, многие электрофоретические дисплеи могут быть выполнены с возможностью функционирования в так называемом «шторочном режиме», который предусматривает два состояния дисплея, в одном из которых он непрозрачен, а в другом может пропускать свет. 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 аналогичном режиме могут функционировать диэлектрофоретические дисплеи, которые схожи с электрофоретическими дисплеями, но принцип работы которых основан на изменении напряженности электрического поля; см. патент США №4,418,346. В шторочном режиме могут также работать электрооптические дисплеи и других типов. Электрооптические среды, функционирующие в шторочном режиме, могут демонстрировать эффективность в многослойных структурах полноцветных дисплеев. В таких структурах, по меньшей мере, один слой, примыкающий к рабочей поверхности дисплея, работает в шторочном режиме, открывая или скрывая второй слой, располагающийся дальше от рабочей поверхности.

[0029] Инкапсулированный электрофоретический дисплей обычно не страдает таким недостатком, как выход из строя по причине образования сгустков и расслоения, который присущ обычным электрофоретический устройствам, а обеспечивает дополнительные преимущества, такие как возможность печати и покрытия дисплея на гибких и жестких подложках самых разных типов (использование слова «печать» предполагает включение всех видов печати и покрытия, в том числе, помимо прочего: покрытие с предварительным дозированием, такое как точечное покрытие с использованием матрицы, покрытие с использованием щелевой головки или методом экструзии, покрытие обливом или каскадное покрытие и покрытие поливом; покрытие валиком, такое как покрытие с помощью ножевого валика и покрытие с помощью реверсивного валика; покрытие с помощью гравированного цилиндра; покрытие погружением; покрытие распылением; менисковое покрытие; покрытие методом центрифугирования; покрытие щеткой; покрытие воздушным шабером; способы шелкотрафаретной печати; электростатические способы печати; способы термопечати; способы краскоструйной печати; электрофоретическое осаждение (см. патент США №7,339,715); и прочие аналогичные методы). Таким образом, в итоге может быть получен гибкий дисплей. Кроме того, поскольку среда дисплея может быть получена методом печати (с использованием самых разных способов), производство самого дисплея может быть малозатратным.

[0030] В дисплеях согласно настоящему изобретению также могут быть использованы электрооптические среды других типов.

[0031] Бистабильные или мультистабильные свойства электрофоретических дисплеев на основе частиц и прочих электрооптических дисплеев, демонстрирующих такие же свойства (эти дисплеи для удобства именуются «импульсными дисплеями»), заметно отличаются от аналогичных свойств обычных жидкокристаллических дисплеев (ЖК-дисплеев). Скрученные нематические жидкие кристаллы не являются бистабильными или мультистабильными, а выполняют функцию преобразователей напряжения, вследствие чего подача заданного электрического поля на пиксель такого дисплея придает этому пикселю заданный уровень серого вне зависимости от того, какой уровень серого у него был ранее. Более того, ЖК-дисплеи возбуждаются только в одном направлении (с переходом из непропускающего или «темного» состояния в пропускающее или «светлое» состояние), причем обратный переход из более светлого состояния в более темное состояние осуществляется путем уменьшения или устранения электрического поля. И, наконец, на серый цвет пикселя в ЖК-дисплее влияет не полярность электрического поля, а только его величина; и обычно серийные ЖК-дисплеи регулярно меняют полярность возбуждающего поля на противоположную лишь по техническим причинам. В то же время бистабильные электрооптические дисплеи, в первом приближении, выступают в роли импульсных датчиков, вследствие чего окончательное состояние пикселя будет зависеть не только от подаваемого электрического поля и времени, в течение которого это поле подается, но также и от состояния пикселя до подачи электрического поля.

[0032] Для получения дисплея с высоким разрешением необходимо обеспечить, чтобы адресации отдельных пикселей дисплея не мешали соседние пиксели вне зависимости от того, является ли используемая электрооптическая среда бистабильной или нет. Один из способов достижения этой цели состоит в том, чтобы обеспечить наличие массива нелинейных элементов, таких как транзисторы или диоды; причем для получения дисплея с «активной матрицей» с каждым пикселем должен быть связан, по меньшей мере, один нелинейный элемент. Через соответствующий нелинейный элемент адресный или пиксельный электрод, который обращается к одному пикселю, соединен с соответствующим источником напряжения. Когда в качестве нелинейного элемента используется транзистор, пиксельный электрод может быть соединен со стоком транзистора, и эта схема будет принята в последующем описании, хотя такой выбор носит по существу произвольный характер, и пиксельный электрод может быть соединен с истоком транзистора. В массивах с высокой разрешающей способностью пиксели обычно располагаются в виде двухмерного массива строк и столбцов так, что каждый отдельный пиксель будет однозначно определен в точке пересечения одной конкретной строки и одного конкретного столбца. Истоки всех транзисторов в каждом столбце соединены с одним столбцовым электродом, тогда как затворы всех транзисторов в каждой строке соединены с одним строчным электродом. Повторим еще раз, что схема с привязкой истоков к строкам, а затворов - к столбцам является стандартной, но при необходимости она может быть изменена на обратную. Строчные электроды соединены со строчным драйвером, который по существу обеспечивает выбор только одной строки в каждый данный момент времени; т.е. при подаче напряжения на выбранный строчный электрод гарантируется, что все транзисторы в выбранной строке будут токопроводящими, тогда как при подаче напряжения на все остальные строки гарантируется, что все транзисторы в этих невыбранных строках останутся непроводящими. Столбцовые электроды соединены со столбцовыми драйверами, которые подают на различные столбцовые электроды напряжения, выбранные для возбуждения пикселей в выбранной строке с целью получения требуемого оптического состояния (указанные напряжения соотносятся с общим передним электродом, который может быть предусмотрен на противоположной стороне электрооптической среды относительно массива нелинейных элементов и проходит поперек всего дисплея). По истечении предварительно заданного времени, известного как «время адресации строки», выбор выбранной строки отменяется, выбирается следующая строка, и напряжения на столбцовых драйверах изменяются, вследствие чего на дисплее отображается следующая строка. Этот процесс повторяется, обеспечивая построчное заполнение всего дисплея.

[0033] Следует понимать, что хотя в различных вариантах осуществления настоящего изобретения, описанных ниже, используются электрофоретические материалы на основе микроячеек для демонстрации принципов работы согласно предмету изобретения, представленному в настоящем документе, эти же принципы могут быть свободно приняты для электрофоретических материалов на основе частиц, заключенных в микрокапсулы (например, пигментных частиц). Электрофоретический материал на основе микроячеек используется в настоящем документе лишь в иллюстративных целях, и не носит ограничительного характера.

[0034] На фиг. 1 схематически показана модель пикселя 100 электрооптического дисплея согласно предмету заявленного изобретения, представленному в настоящем документе. Пиксель 100 может включать в себя пленку 110 для формирования изображения. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения пленка 110 для формирования изображения может представлять собой слой электрофоретического материала, и может быть бистабильной по своей природе. Этот электрофоретический материал может включать в себя множество электрически заряженных окрашенных частиц пигментного красителя (например, черного, белого или красного цвета), располагающихся во флюиде и способных перемещаться в этом флюиде под действием электрического поля. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения пленка 110 для формирования изображения может представлять собой электрофоретическую пленку на основе микроячеек с заряженными частицами пигментного красителя. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения пленкой 110 для формирования изображения может служить, помимо прочего, инкапсулированная электрофоретическая пленка для формирования изображения, которая может включать в себя, например, заряженные частицы пигментного красителя. Следует понимать, что способ возбуждения, представленный ниже, может быть свободно принят для электрофоретического материала обоих типов (например, инкапсулированного или в виде пленки с микроячейками).

[0035] В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения пленка 110 для формирования изображения может располагаться между передним электродом 102 и задним или пиксельным электродом 104. Передний электрод 102 может быть сформирован между пленкой для формирования изображения и лицевой поверхностью дисплея. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения передний электрод 102 может быть прозрачным и светопропускающим. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения передний электрод 102 может быть выполнен из любого подходящего прозрачного материала, включая, помимо прочего, оксид индия-олова (ITO). Задний электрод 104 может быть сформирован на стороне пленки 110 для формирования изображения, противоположной переднему электроду 102. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения между передним электродом 102 и задним электродом 104 может быть образована паразитная емкость (не показана).

[0036] Пикселем 100 может служить любой из множества пикселей. Множество пикселей может располагаться в виде двухмерного массива, состоящего из образующих матрицу строк и столбцов так, что каждый отдельный пиксель будет однозначно определен в точке пересечения одной конкретной строки и одного конкретного столбца. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения матрица пикселей может представлять собой «активную матрицу», в которой каждый пиксель соотносится, по меньшей мере, с одним нелинейным элементом 120. Нелинейный элемент 120 цепи может быть включен между задним электродом 104 и адресным электродом 108. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения нелинейным элементом 120 может служить диод и/или транзистор, включая, помимо прочего, полевой МОП-транзистор (полевой транзистор со структурой металл-оксид-полупроводник) или тонкопленочный транзистор (TFT). Сток (или исток) полевого МОП-транзистора или TFT-транзистора может быть соединен с задним или пиксельным электродом 104; исток (или сток) полевого МОП-транзистора или TFT-транзистора может быть соединен с адресным электродом 108; а затвор полевого МОП-транзистора или TFT-транзистора может быть соединен с электродом 106 драйвера, выполненным с возможностью управления активацией и деактивацией полевого МОП-транзистора или TFT-транзистора (для упрощения вывод полевого МОП-транзистора или TFT-транзистора, соединенный с задним электродом 104, будет называться стоком полевого МОП-транзистора или TFT-транзистора; а вывод полевого МОП-транзистора или TFT-транзистора, соединенный с адресным электродом 108, будет называться истоком полевого МОП-транзистора или TFT-транзистора; однако специалисту в данной области техники станет очевидным, что в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения термины «сток» и «исток» полевого МОП-транзистора или TFT-транзистора могут использоваться взаимозаменяемо).

[0037] В некоторых вариантах осуществления активной матрицы адресные электроды 108 всех пикселей в каждом столбце могут быть соединены с одним общим электродом, а электроды 106 драйверов всех пикселей в каждой строке могут быть соединены с одним и тем же строчным электродом. Строчные электроды могут быть соединены со строчным драйвером, который может выбрать одну или несколько строк пикселей путем подачи на выбранные строчные электроды напряжения, достаточного для активации нелинейных элементов 120 всех пикселей 100 в выбранной строке/строках. Столбцовые электроды могут быть соединены со столбцовыми драйверами, которые могут подавать на адресный электрод 106 выбранного (активированного) пикселя напряжение, рассчитанное на приведение пикселя в требуемое оптическое состояние. Напряжение, подаваемое на адресный электрод 108, может представлять собой напряжение, являющееся относительным по отношению к напряжению, подаваемому на передний электрод 102 пикселя (например, равное примерно нулю вольт). В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения передние электроды 102 всех пикселей в активной матрице могут быть соединены с общим электродом.

[0038] В процессе работы пиксели 100 активной матрицы могут заполняться построчно. Например, строка пикселей может быть выбрана строчным драйвером, а напряжения, соответствующие требуемым оптическим состояниям для строки пикселей, могут подаваться на пиксели столбцовыми драйверами. По истечении предварительно заданного времени, известного как «время адресации строки», выбор выбранной строки может быть отменен, может быть выбрана следующая строка, и напряжения на столбцовых драйверах могут быть изменены, вследствие чего на дисплее отобразится следующая строка.

[0039] На фиг. 2 показана модель цепи электрооптического слоя 110 формирования изображения, расположенного между передним электродом 102 и задним электродом 104, согласно предмету изобретения, представленному в настоящем документе. Резистор 202 и конденсатор 204 могут отображать сопротивление и электрическую емкость электрооптического слоя 110 формирования изображения, переднего электрода 102 и заднего электрода 104, включая любые клеевые слои. Резистор 212 и конденсатор 214 могут отображать сопротивление и электрическую емкость многослойного клеевого слоя. Конденсатор 216 может отображать электрическую емкость, которая может быть образована между передним электродом 102 и задним электродом 104, например, в пограничных контактных областях между слоями, таких как граница раздела между слоем формирования изображения и многослойным клеевым слоем и/или между многослойным клеевым слоем и задним электродом. Напряжение Vi на пленке 110 для формирования изображения может включать в себя остаточное напряжение на пикселях.

[0040] Вид в поперечном разрезе одного из примеров осуществления пленки 310 для формирования изображения (например, электрофоретической пленки), аналогичной слою 110 формирования изображения, показанному на фиг. 1, проиллюстрирован на фиг.3. Пленка 310 для формирования изображения может включать в себя микроячейки, заключающие в себе электрофоретический флюид. Следует понимать, что в контексте настоящего документа электрофоретический материал с микроячейками используется для иллюстрации общих принципов работы предмета заявленного изобретения, описанного в настоящем документе, но эти же принципы применимы также к электрофоретической пленке с капсулами. Как можно видеть, что пленка 110 для формирования изображения может включать в себя три типа частиц пигментного красителя, диспергированных в диэлектрическом растворе или смеси растворителей. Для наглядности эти три типа частиц пигментного красителя могут называться белыми частицами 311, черными частицами 312 и окрашенными частицами 313, причем окрашенные частицы не являются белыми или черными.

[0041] При этом следует иметь в виду, что объем предмета изобретения, представленного в настоящем документе, в широком смысле охватывает частицы пигментного красителя любого цвета при условии, что три типа частиц пигментного красителя характеризуются визуально различимыми цветами. Следовательно, три типа частиц пигментного красителя могут подразделяться на первый тип частиц пигментного красителя, второй тип частиц пигментного красителя и третий тип частиц пигментного красителя.

[0042] Также следует иметь в виду, что хотя в настоящем документе используется система с тремя типами частиц для иллюстрации общих принципов работы предмета заявленного изобретения, эти же принципы применимы к системам с иным количеством типов частиц (например, с 4 типами частиц, 5 типами частиц, 6 типами частиц и т.д.).

[0043] Белые частицы могут быть образованы из неорганического пигмента, например, TiO₂, ZrO₂, ZnO, Аl₂О₃, Sb₂O₃, BaSO₄, PbSO₄ и т.п. Черные частицы могут быть образованы из черного пигмента, имеющего по справочнику C.I. (Color-Index) обозначение «Pigment black 26» или «Pigment black 28» или подобное (например, ферромарганцевая черная шпинель или меднохромовая черная шпинель), или из углеродной сажи.

[0044] Частицы третьего типа могут характеризоваться таким цветом, как красный, зеленый, синий, пурпурный, голубой или желтый. Пигменты для частиц этого типа могут включать в себя, помимо прочего, пигмент, имеющий по С.I. обозначение PR 254, PR122, PR149, PG36, PG58, PG7, РВ28, РВ15:3, PY138, PY150, PY155 или PY20. Они представляют собой широко используемые органические пигменты, описанные в справочнике С.I. «Технология применения новых пигментов» (CMC Publishing Со, Ltd, 1986 год) и «Технология печатных красок» (CMC Publishing Со, Ltd, 1984 год). Конкретные примеры включают в себя такие пигменты, как Hostaperm Red D3G 70-EDS (красный), Hostaperm Pink E-EDS (розовый), PV fast red D3G (прочный красный), Hostaperm Red D3G 70 (красный), Hostaperm Blue B2G-EDS (синий), Hostaperm Yellow H4G-EDS (желтый) и Hostaperm Green GNX (зеленый) от компании Clariant; Irgazine Red L 3630 (красный), Cinquasia Red L 4100 HD (красный) и Irgazin Red L 3660 HD (красный) от компании BASF; фталоцианиновый синий, фталоцианиновый зеленый, диарилидный желтый или диарилидный желтый ААОТ от компании Sun Chemical.

[0045] Помимо цвета, частицы первого, второго и третьего типов могут отличаться и другими оптическими характеристиками, такими как оптическая передача, коэффициент отражения, высвечивание или - в случае использования дисплеев, предназначенных для машинного чтения псевдоцвет в смысле изменения коэффициента отражения электромагнитных волн за пределами видимой области спектра.

[0046] Растворитель, в котором диспергированы частицы пигментного красителя трех типов, может быть прозрачным и бесцветным. В предпочтительном варианте он обладает низкой вязкостью и диэлектрической постоянной в диапазоне от около 2 до около 30, предпочтительно в диапазоне от около 2 до около 15 при высокой подвижности частиц. Примерами подходящего для использования диэлектрического раствора служат углеводороды, такие как высокочистые изопарафины-растворители, декагидронафталин (декалин), 5-этилиден-2-норборнен, жирные масла, парафиновое масло, кремнийсодержащие жидкости, ароматические углеводороды, такие как толуол, ксилол, фенилксилилэтан, додецилбензол или алкилнафталин, галогенированные растворители, такие как перфлюородекалин, перфтортолуол, перфторксилол, дихлорбензотрифторид, 3,4,5-трихлорбензотрифторид., хлорпентафторбензол, дихлорнонан или пентахлорбензол, и перфторированные растворители, такие как FC-43, FC-70 или FC-5060 от компании 3М (г. Сент-Пол, штат Миннесота, США), галоген с малой молекулярной массой, содержащий полимеры, такие как полиперфторпропиленоксид от компании TCI America (г. Портленд, штат Орегон, США), полихлортрифторэтилен, такой как галогеноуглеродные масла от компании Halocarbon Product Corp.(Ривер-Эдж, штат Нью-Джерси, США), перфторполиалкилэфир, такой как Galden от компании Ausimont или масла Krytox и смазки серии кератиновых флюидов от компании DuPont (штат Делавэр, США), силиконовое масло на основе полидиметилсилоксана от компании Dow Corning (DC-200).

[0047] Отображающий слой, в котором используется флюид дисплея согласно настоящему изобретению, характеризуется наличием двух поверхностей, а именно первой поверхности 316 на наблюдаемой стороне и второй поверхности 317 на стороне, противоположной первой поверхности 316. Следовательно, вторая поверхность располагается не на наблюдаемой стороне. Термин «наблюдаемая сторона» обозначает сторону, на которой можно просматривать изображения.

[0048] Флюид дисплея располагается между двумя указанными поверхностями. На стороне первой поверхности 316 предусмотрен общий электрод 314, который представляет собой прозрачный электродный слой (например, ITO), захватывающий всю верхнюю часть отображающего слоя. На стороне второй поверхности 317 предусмотрен электродный слой 315, содержащий множество пиксельных электродов 315а.

[0049] Флюид дисплея заполнен ячейками дисплея. Ячейки дисплея могут располагаться в одну линию или не в одну линию с пиксельными электродами. Термин «ячейка дисплея» относится к микроконтейнерам, заполненным электрофоретическим флюидом. Примеры «ячеек дисплея» могут включать в себя чашеобразные микроячейки согласно описанию, представленному в патенте США №6,930,818, или микрокапсулы согласно описанию, представленному в патенте США №5,930,026. Микроконтейнеры могут характеризоваться любыми формами и размерами, которые все входят в объем настоящего изобретения.

[0050] Область, соответствующая пиксельному электроду, может называться пикселем (или субпикселем). Возбуждение области, соответствующей пиксельному электроду, осуществляется путем приложения разности потенциалов (известной как возбуждающее напряжение или электрическое поле) между общим электродом и пиксельным электродом.

[0051] Пиксельные электроды могут входить в состав системы возбуждения активной матрицы с подложкой из тонкопленочных транзисторов (TFT), или представлять собой адресные электроды другого типа при условии, что они соответствуют требуемым функциям.

[0052] Пространство между двумя вертикальными пунктирными линиями обозначает пиксель (или субпиксель). Для краткости изложения предусмотрено, что при упоминании термина «пиксель» в рамках описания способа возбуждения он также включает в себя термин «субпиксель».

[0053] В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения два из трех типов частиц пигментного красителя могут нести заряды противоположной полярности, а частицы пигментного красителя третьего типа могут быть слабо заряженными. Термин «слабо заряженный» или «сниженная интенсивность заряда» относится к уровню заряда частиц, составляющему менее 50%, а предпочтительно - от около 5% до около 30% от уровня заряда более сильно заряженных частиц. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения интенсивность заряда может быть измерена в виде дзета-потенциала. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения дзета-потенциал определяется прибором AcoustoSizer ИМ от компании Colloidal Dynamics с блоком обработки сигналов CSPU-100 и проточной ячейкой от компании ESA (K: 127). Постоянные прибора, такие как плотность раствора, используемого в пробе, диэлектрическая постоянная раствора, скорость звука в растворе и вязкость раствор, вводятся при температуре тестирования (25°С) перед тестированием. Пробы пигмента диспергируются в растворе (который обычно представляет собой углеводородный флюид, содержащий менее 12 атомов углерода) и разбавляется до концентрации в пределах 5-10 масс. %. Проба также содержит агент управления зарядом (Solsperse 17000®, реализуемый корпорацией Lubrizol Corporation, компания Berkshire Hathaway; «Solsperse» является зарегистрированной торговой маркой), причем соотношение между агентом управления зарядом и частицами составляет 1:10. Сначала определяется масса разбавленной пробы, после чего проба загружается в проточную ячейку для определения дзета-потенциала.

[0054] Например, если черные частицы заряжены положительно, а белые частицы заряжены отрицательно, то окрашенные частицы пигментного красителя могут быть слабо заряженными. Иначе говоря, в этом примере уровни заряда, переносимые черными и белыми частицами, превышают уровень заряда, переносимый окрашенными частицами.

[0055] Кроме того, окрашенные частицы, которые переносят слабый заряд, характеризуются полярностью заряда, которая совпадает с полярностью заряда, переносимого каким-либо одним типом частиц с более сильным зарядом из числа частиц двух других типов.

[0056] Следует отметить, что из трех типов частиц пигментного красителя один тип частиц со слабым зарядом предпочтительно может иметь больший размер.

[0057] Кроме того, в контексте предмета изобретения, раскрытого в настоящем документе, высокое возбуждающее напряжение может быть определено как возбуждающее напряжение, достаточное для возбуждения пикселя с его переводом из одного крайнего состояния цвета в другое крайнее состояние цвета. Если частицы пигментного красителя первого и второго типов представляют собой частицы с более высоким зарядом, то высокое возбуждающее напряжение будет означать возбуждающее напряжение, достаточное для возбуждения пикселя с его переводом из состояния цвета частиц пигментного красителя первого типа в состояние цвета частиц пигментного красителя второго типа или наоборот.

[0058] На практике белые частицы 311 пигментного красителя могут быть заряжены отрицательно, тогда как черные частицы 312 пигментного красителя могут быть заряжены положительно, причем по своим размерам частицы пигментного красителя обоих указанных типов могут быть меньше окрашенных частиц 313. Окрашенные частицы 313 могут нести заряд той же полярности, что и черные частицы, но быть при этом слабо заряженными. В результате под действием определенного возбуждающего напряжения черные частицы будут перемещаться быстрее, чем окрашенные частицы 313.

[0059] На практике может возникнуть несколько проблем, которые могут повлиять на качество каждого из трех состояний цвета. Одной из таких проблем является оттенение черного и белого цветов. Например, если бы окрашенные частицы были красными, то белый цвет мог бы иметь красный оттенок (т.е. высокое значение а*), обусловленный тем, что красные частицы надлежащим образом не отделились от белых частиц. Хотя черные и белые частицы могут нести заряды противоположной полярности, небольшое количество красных частиц, видимых с наблюдаемой стороны, могут придать белому цвету красный оттенок, что может раздражать пользователя. Красный оттенок может также придаваться и черному цвету. Черные и белые частицы переносят заряды одинаковой полярности, но разной интенсивности. Предполагается, что черные частицы с более высоким зарядом будут перемещаться быстрее, чем белые частицы с более низким зарядом, обеспечивая идеальное состояние черного без красного оттенка, но на практике предотвратить появление такого оттенка сложно.

[0060] Второй возможной проблемой является такое явление, как двоение, которое может быть обусловлено переводом пикселей из разных цветовых состояний в одно цветовое состояние, при этом полученное в итоге состояние цвета часто демонстрирует разность величины L* (т.е. ΔL*) и/или разность величины а* (т.е. Δа*), поскольку предыдущие цветовые состояния были разными.

[0061] В одном из примеров предусмотрена возможность одновременного перевода двух групп пикселей в состояние черного. Первая группа пикселей, переводимая из состояния белого в состояние черного, может характеризоваться величиной L*, равной 15, тогда как другая группа пикселей, переводимая из состояния черного в окончательное состояние черного, может характеризоваться величиной L*, равной 10. В этом случае окончательный черный цвет будет характеризоваться величиной ΔL*, равной 5.

[0062] В другом примере трехцветной системы в состояние черного одновременно переводятся три группы пикселей. Первая группа пикселей, переводимая из состояния красного в состояние черного, может характеризоваться величиной L*, равной 17, и величиной а*, равной 7 (высокое значение величины а* в данном случае также указывает на оттенение). Вторая группа пикселей, переводимая из состояния черного в окончательное состояние черного, может характеризоваться величиной L*, равной 10, и величиной а*, равной 1. Третья группа пикселей, переводимая из состояния белого в окончательное состояние черного, может характеризоваться величиной L*, равной 15, и величиной а*, равной 3. В этом случае наиболее сильное двоение обусловлено значением величины ΔL*, равным 7, и значением величины Δа*, равным 6.

[0063] Еще одной возможной проблемой является постепенное выцветание с течением времени. Например, примерно через 50 обновлений изображения дисплей со слоями передней панели, включающими в себя уплотнительные материалы с высоким сопротивлением, может проявлять постепенную потерю цвета. Такое выцветание обычно не носит постоянного характера, но может при этом многократно повторяться.

[0064] Предмет изобретения, описанный в настоящем документе, включает в себя способы возбуждения, которые могут смягчить все перечисленные проблемы. Иначе говоря, способы возбуждения, представленные в настоящем документе, могут уменьшить/устранить не только оттенение (т.е. уменьшить значение величины а* для черного и/или белого цвета), но также и эффект двоения (т.е. уменьшить значения ΔL* и Δа*), с одновременным улучшением чистоты цветов и уменьшением степени выцветания, которое может наблюдаться с течением времени.

[0065] На практике одним из способов уменьшения или устранения нежелательных оптических эффектов, указанных выше (например, оттенения, двоения и выцветания), заключается в «сбросе в исходное состояние» или «предварительной подготовке» частиц перед возбуждением пикселя с целью его перевода в требуемое состояние цвета. На фиг. 4 и 5 проиллюстрированы способы возбуждения, которые могут быть использованы для выполнения «сброса в исходное состояние» или «предварительной подготовки» согласно предмету изобретения, описанному в настоящем документе.

[0066] Сокращение «мс» в контексте настоящего изобретения обозначает миллисекунды.

[0067] В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения «сброс в исходное состояние» или «предварительная подготовка» частиц может предусматривать подачу так называемого «встряхивающего» колебательного сигнала, причем такой встряхивающий колебательный сигнал может предусматривать повторение пары возбуждающих импульсов противоположной полярности в течение множества циклов. Например, как показано на фиг. 4, встряхивающий колебательный сигнал 400 может состоять из пары импульсов, включающей в себя импульс +15 В длительностью 20 мс и импульс -15 В длительностью 20 мс, и такая пара импульсов может повторяться более 80 раз, причем общая длительность встряхивающего колебательного сигнала будет превышать 3200 мс.

[0068] В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения каждый из возбуждающих импульсов в составе встряхивающего колебательного сигнала может подаваться в течение времени, которое не должно превышать половину времени возбуждения, необходимого для перевода пикселя дисплея из полностью черного состояния в полностью белое состояние или наоборот. Например, если возбуждение пикселя с его переводом из полностью черного состояния в полностью белое состояние или наоборот занимает 300 мс, то встряхивающий колебательный сигнал может состоять из положительного и отрицательного импульсов, каждый из которых подается в течение не более 150 мс. На практике, как правило, желательно, чтобы длительность этих импульсов была меньше.

[0069] В некоторых других вариантах осуществления настоящего изобретения может оказаться предпочтительным, чтобы встряхивающий колебательный сигнал включал в себя один или несколько разделительных импульсов. Это значит, что вместо подачи пары импульсов +15 В/-15 В в повторяющемся и непрерывном режиме, как это показано на фиг. 4, могут вводиться разделительные импульсы для сброса или разделения пар импульсов. При этом в контексте настоящего документа термин «разделительный импульс» относится к импульсу с постоянной амплитудой напряжения и полярностью в отличие от пары импульсов, описанной выше. Иначе говоря, между повторяющимися парами импульсов +15 В/-15 В могут быть предусмотрены импульсы с постоянным напряжением, а длительность импульсов сброса или разделительных импульсов может быть больше или меньше длительности пары импульсов +15 В/-15 В, что зависит от целевого применения дисплея. Например, пара импульсов +15 В/-15 В может состоять из импульса +15 В длительностью 20 мс и импульса -15 В длительностью 20 мс, т.е. с общей длительностью 40 мс. При этом длительность разделительного импульса может в 2 или 3 раза превышать длительность пары импульсов. В предпочтительном варианте длительность разделительного импульса не должна быть чрезмерно большой для возбуждения пикселя с целью его перевода в крайнее оптическое состояние (например, в полностью черное состояние или полностью белое состояние). В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, который проиллюстрирован на фиг. 5, встряхивающий колебательный сигнал, содержащий множество пар импульсов +15 В/-15 В, может быть разделен на 8 групп пар импульсов, между которыми предусмотрены разделительные импульсы. В этом варианте осуществления настоящего изобретения пара встряхивающих импульсов состоит из импульса +15 В и импульса -15 В.

[0070] В некоторых других вариантах осуществления настоящего изобретения встряхивающий колебательный сигнал, описанный выше, не обязательно должен состоять из групп пар импульсов, разделенных равными интервалами. Это значит, что каждая группа пар импульсов в составе встряхивающего колебательного сигнала может включать в себя разное число пар импульсов (например, указанной пары импульсов +15 В/-15 В). Например, одна группа может содержать 20 пар импульсов, тогда как другая группа может содержать 30 таких пар импульсов.

[0071] В еще некоторых других вариантах осуществления настоящего изобретения разделительные импульсы могут характеризоваться разной длительностью для оптимизации производительности дисплея. Например, один разделительный импульс может характеризоваться первой длительностью, а другой разделительный импульс в составе того же встряхивающего колебательного сигнала может характеризоваться второй длительностью, отличной от первой длительности. Более того, разделительные импульсы могут иметь разную амплитуду напряжения. Например, первый разделительный импульс может характеризоваться первой амплитудой напряжения, а второй разделительный импульс в составе того же встряхивающего колебательного сигнала может характеризоваться второй амплитудой, отличной от первой амплитуды.

[0072] Следует также иметь в виду, что разделительные импульсы могут характеризоваться разной полярностью, как это показано на фиг. 5. На фиг. 5 представлены разделительные импульсы 510 с отрицательной полярностью (например, с отрицательным напряжением 15 вольт). Необходимо отметить, что разделительный импульс может иметь и положительную полярность (например, положительное напряжение 15 вольт). При этом следует также отметить, что разделительные импульсы в составе встряхивающего колебательного сигнала могут характеризоваться полярностью, противоположной полярности другого разделительного импульса. Например, первый разделительный импульс может представлять собой положительный по амплитуде и полярности 15-вольтовый импульс, а другой разделительный импульс в составе того же встряхивающего колебательного сигнала может представлять собой отрицательный по амплитуде и полярности 15-вольтовый импульс. Аналогичным образом разделительный импульс может характеризоваться амплитудой напряжения, отличной от амплитуды другого разделительного импульса. Например, один разделительный импульс может представлять собой положительный по амплитуде 10-вольтовый импульс, а второй разделительный импульс может характеризоваться амплитудой в 15 вольт.

[0073] Следует также отметить, что длительность или ширина встряхивающего импульса может зависеть от физических свойств электрофоретического материала и/или самого дисплея. Например, длительность встряхивающего импульса может увеличиваться или уменьшаться в зависимости от сопротивления уплотнительного материала, используемого в дисплее.

[0074] Дополнительно необходимо отметить, что на фиг. 4 и 5 встряхивающий колебательный сигнал изображен в урезанном виде (т.е. количество импульсов меньше их фактического количества, используемого в рамках некоторых способов возбуждения).

[0075] По завершении «сброса в исходное состояние» или «предварительной подготовки» частиц с их встряхиванием частицы всех трех типов должны перемешаться во флюиде дисплея. После этого пиксель может быть переведен в состояние требуемого цвета (например, черного, красного или белого). Например, для перевода пикселя в состояние черного может быть подан положительный импульс; для перевода пикселя в состояние белого может быть подан отрицательный импульс; или для перевода пикселя в состояние красного может быть подан отрицательный импульс с последующей подачей положительного импульса меньшей амплитуды.

[0076] Если сравнивать способы возбуждения с использованием и без использования «сброса в исходное состояние» или «предварительной подготовки» согласно настоящему изобретению, то способы с использованием «сброса в исходное состояние» или «предварительной подготовки» согласно настоящему изобретению обеспечивают дополнительное преимущество, состоящее в сокращении длительности колебательного сигнала для получения аналогичных оптических характеристик (включая двоение).

[0077] На практике за встряхивающим колебательным сигналом, как это показано на фиг. 4 и 5, может следовать период возбуждения с нулевым напряжением до перевода пикселя в состояние требуемого цвета (например, красного).

[0078] Следует отметить, что пары импульсов, показанные на фиг. 4 и 5, сбалансированы по постоянному току, а это значит, что положительный импульс (например, импульс +15 вольт) и отрицательный импульс (например, импульс -15 вольт) имеют одинаковую амплитуду, что дает в итоге встряхивающий колебательный сигнал, сбалансированный по постоянному току. Таким образом, за счет применения встряхивающего колебательного сигнала в среду дисплея (например, электрофоретическую среду) или в сам дисплей не подаются дополнительные заряды, что может препятствовать снижению рабочих характеристик дисплея. Однако в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения для достижения различных целей (например, для лучшего разделения частиц) может быть использована пара импульсов, несбалансированная по постоянному току. Например, пара импульсов может состоять из положительного импульса +15 вольт и отрицательного импульса -10 вольт; и аналогично предмету изобретения, представленному на фиг. 4 и 5, встряхивающий колебательный сигнал, состоящий из таких пар импульсов, также может включать в себя разделительные импульсы. В случае, когда пара импульсов и встряхивающий колебательный сигнал не сбалансированы по постоянному току, в конце обновления может выполняться процесс заряда-снятия заряда (например, процесс снятия остаточного напряжения). Примеры способов снятия остаточного напряжения и зарядов подробнее описаны в заявке на патент США №15/266,554, содержание которой полностью включено в настоящий документ.

[0079] Специалистам в данной области техники должно быть очевидно, что в конкретные варианты осуществления настоящего изобретения, описанные выше, могут быть внесены многочисленные изменения и модификации без отступления от объема заявленного изобретения. Соответственно, предшествующее описание в полном объеме должно толковаться как носящее иллюстративный, а не ограничительный характер.

Изобретение относится к способам возбуждения электрооптических устройств отображения. Способ возбуждения, предназначенный для возбуждения дисплея, содержащего электрофоретический материал с окрашенными частицами пигментного красителя по меньшей мере одного типа, причем этот способ предусматривает: подачу по меньшей мере одной пары импульсов для сброса в исходное состояние окрашенных частиц пигментного красителя по меньшей мере одного типа; подачу разделительного импульса, причем разделительный импульс имеет постоянную амплитуду и постоянную отрицательную полярность; и подачу второй пары импульсов для сброса в исходное состояние окрашенных частиц пигментного красителя по меньшей мере одного типа. Технический результат – получение более ярких цветов. 8 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ возбуждения, предназначенный для возбуждения дисплея, содержащего электрофоретический материал с окрашенными частицами пигментного красителя по меньшей мере одного типа, причем этот способ предусматривает:

подачу по меньшей мере одной пары импульсов для сброса в исходное состояние окрашенных частиц пигментного красителя по меньшей мере одного типа;

подачу разделительного импульса, причем разделительный импульс имеет постоянную амплитуду и постоянную отрицательную полярность; и

подачу второй пары импульсов для сброса в исходное состояние окрашенных частиц пигментного красителя по меньшей мере одного типа.

2. Способ возбуждения по п. 1, в котором по меньшей мере одна пара импульсов включает в себя импульс с положительной амплитудой и импульс с отрицательной амплитудой.

3. Способ возбуждения по п. 2, в котором импульс с положительной амплитудой и импульс с отрицательной амплитудой характеризуются одинаковой длительностью.

4. Способ возбуждения по п. 1, в котором разделительный импульс характеризуется большей длительностью в сравнении с длительностью по меньшей мере одной пары импульсов.

5. Способ возбуждения по п. 1, в котором по меньшей мере одна пара импульсов характеризуется длительностью, отличной от длительности второй пары импульсов.

6. Способ возбуждения по п. 1, в котором пара импульсов сбалансирована по постоянному току.

7. Способ возбуждения по п. 1, отличающийся тем, что этот способ возбуждения сбалансирован по постоянному току.

8. Способ возбуждения по п. 2, в котором разделительный импульс характеризуется такой же амплитудой, что и импульс с отрицательной амплитудой.

9. Способ возбуждения по п. 2, в котором разделительный импульс характеризуется иной амплитудой в сравнении с импульсом с отрицательной амплитудой.