專(zhuān)利名稱(chēng)：移動(dòng)粒子顯示設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動(dòng)粒子顯示器，并且更具體地涉及用于這種顯示器的像素電極布局。本發(fā)明的
背景技術(shù)：
早先的諸如電泳顯示器的移動(dòng)粒子顯示器已經(jīng)已知了很多年。電泳顯示器的基本原理在于，封裝在顯示器中的電泳材料的形態(tài)(appearance) 借助電場(chǎng)是可控制的。為此，電泳材料一般包括包含在諸如液體或空氣的流體中的具有第一光學(xué)形態(tài) (例如，黑色)的帶電粒子，所述流體具有不同于第一光學(xué)形態(tài)的第二光學(xué)形態(tài)(例如，白色)。顯示器一般包括多個(gè)像素，借助由電極裝置供給的單獨(dú)的電場(chǎng)，每個(gè)像素是單獨(dú)可控制的。因此，借助于電場(chǎng)，粒子在可見(jiàn)位置、不可見(jiàn)位置、以及可能也在中間的半可見(jiàn)位置之間是可移動(dòng)的。顯示器的形態(tài)因而是可控的。粒子的不可見(jiàn)位置例如可以在液體的深處中或者在黑色掩膜后面。電泳顯示器的一種設(shè)計(jì)例如由e ink公司在W099/53373中進(jìn)行了描述。該設(shè)計(jì)使用透明的微型腔層，該微型腔填充有懸浮在液體中的帶電著色粒子，如圖Ia所示。微型腔2夾在透明的電極層10和像素化tft背板形式的電極層12之間。在本說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求中使用術(shù)語(yǔ)“單元”來(lái)指代這些微型腔，盡管如此，應(yīng)當(dāng)理解與圖1中的和W099/53373中描述的單元不同的單元設(shè)計(jì)也是可以使用的。如果施加電場(chǎng)，則粒子根據(jù)其電荷和電場(chǎng)極性而移動(dòng)。最靠近透明電極10的粒子的類(lèi)型決定像素的顏色。如果白色粒子14最靠近電極，那么像素將顯白色，如對(duì)像素16所示出的。如果黑色粒子20最靠近電極10 (并因此最靠近觀察者22)，那么像素將顯黑色，如對(duì)像素18所示出的。不同的電泳墨(electrophoretic ink)使用不同類(lèi)型的微型腔(杯或艙室)、不同數(shù)量的粒子類(lèi)型、著色的或透明的流體、規(guī)則的或不規(guī)則的微型腔布置等。從SipiX成像公司可以獲得一種稍微不同的用于電子紙的技術(shù)。該技術(shù)基于凸出的微型杯而不是艙室，以及具有僅僅一種類(lèi)型的著色粒子的著色流體。這些微型杯以規(guī)則的陣列布置。該設(shè)計(jì)示意性地示出在圖Ib中。微型杯23填充有吸收性流體。微型杯限定在透明的塑料基底M中，并且該設(shè)計(jì)還具有透明的頂部電極10和不透明的底部電極12。白色粒子14被提供在微型杯中。已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，電泳顯示設(shè)備由于其雙穩(wěn)定性(圖像在沒(méi)有施加電壓的情況下被保留)而能夠?qū)崿F(xiàn)低功耗，并且它們能使得纖薄且明亮的顯示設(shè)備被形成，因?yàn)闊o(wú)需背光或偏光器。它們也可以由塑料材料制成，并且在這種顯示器的制造中還存在低成本卷對(duì)卷 (roll-to-roll)處理的可能性。如果成本保持盡可能地低，則采用被動(dòng)尋址方案。顯示設(shè)備的最簡(jiǎn)單構(gòu)造是分割式反射顯示器，并且存在很多這種類(lèi)型的顯示器足以勝任的應(yīng)用。分割式反射電泳顯示器具有低功耗、良好的亮度，并且在工作中還是雙穩(wěn)定的，因此即使在顯示器關(guān)閉時(shí)也能夠顯 /J^fn 息。然而，利用矩陣尋址方案提供了改進(jìn)的性能和多用途。使用被動(dòng)矩陣尋址的電泳顯示器一般包括下部電極層、顯示介質(zhì)層、以及上部電極層。對(duì)上部電極層和/或下部電極層中的電極選擇性地施加偏壓，以控制顯示介質(zhì)的與正被偏壓的電極相關(guān)聯(lián)的部分(一個(gè)或多個(gè))的狀態(tài)。在主動(dòng)矩陣方案中，設(shè)有像素電路以控制控制電壓到各個(gè)像素的施加，并在其它像素被尋址時(shí)保持這些電壓。像素可以包括單個(gè)單元或多個(gè)單元。已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，電泳顯示器是對(duì)電子紙最有前途的解決方案。盡管首個(gè)為大多數(shù)消費(fèi)者所生產(chǎn)的(mass-market)產(chǎn)品正在被引入，但是該技術(shù)仍然具有顯著的缺點(diǎn)，這些缺點(diǎn)阻礙了其商業(yè)上的成功。最重要的問(wèn)題是轉(zhuǎn)換速度慢、亮度低(“白色”狀態(tài)實(shí)際上是淺灰色)、以及限制于兩者顏色(通常為黑色和白色)。能夠使用濾色器來(lái)產(chǎn)生附加的顏色， 但這是以犧牲亮度為代價(jià)的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種具有改進(jìn)的轉(zhuǎn)換速度的移動(dòng)粒子顯示設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明，提供一種移動(dòng)粒子顯示設(shè)備，其包括顯示單元的陣列，每個(gè)單元包括含有顯示粒子和流體的封閉體(enclosed volume)，以及第一電極裝置(arrangement)和第二電極裝置，其中顯示單元設(shè)置在第一電極裝置和第二電極裝置之間，并且粒子設(shè)置以便在與第一電極裝置相鄰的第一區(qū)域和與第二電極裝置相鄰的第二區(qū)域之間移動(dòng)，其中每個(gè)單元與用來(lái)控制單元內(nèi)的粒子移動(dòng)的一組電極相關(guān)聯(lián)，其中對(duì)于大多數(shù)單元，所述一組電極被設(shè)置以提供封閉體中的電場(chǎng)線的不對(duì)稱(chēng)性，從而影響顯示單元內(nèi)的粒子流動(dòng)狀態(tài)。引入到電場(chǎng)線中的不對(duì)稱(chēng)性被用來(lái)獲得驅(qū)動(dòng)方案，在該方案中，較快且可預(yù)測(cè)的流動(dòng)圖案被引入到單元中。優(yōu)選地，該不對(duì)稱(chēng)性被提供給多于60%的單元，甚至更優(yōu)選地提供給多于80%的單元而甚至更優(yōu)選地提供給多于90%的單元。在一種設(shè)置中，所述一組電極包括第一電極裝置的第一電極集和第二電極裝置的第二電極集，其中所述第一電極集和第二電極集中的一個(gè)包括至少兩個(gè)電極，從而限定子電極，其中不同的電壓波形被施加到所述至少兩個(gè)子電極，從而影響顯示單元內(nèi)的粒子流動(dòng)狀態(tài)。因此，以多個(gè)子電極的形式提供至少一個(gè)電極裝置能夠用來(lái)引入不對(duì)稱(chēng)性。 在一種設(shè)置中，所述第一電極集包括上部電極并且所述第二電極集包括下部電極，其中顯示單元夾在所述電極集之間，并且其中子電極設(shè)置在單元的相對(duì)的橫向側(cè)上。如果該相對(duì)的電極設(shè)置具有單個(gè)電極，這便產(chǎn)生了電極三角形，并且這些電極能夠用來(lái)產(chǎn)生單元內(nèi)的旋轉(zhuǎn)流動(dòng)。用獨(dú)立的電壓波形，子電極可以是可驅(qū)動(dòng)的，使得能夠產(chǎn)生任何期望的驅(qū)動(dòng)序列。 然而，在一個(gè)替代性設(shè)置中，電路被連接在子電極之間，使得施加到一個(gè)子電極的單個(gè)驅(qū)動(dòng)電壓波形在另一個(gè)子電極上引起不同的輸出電壓波形。這意味著僅僅需要一個(gè)像素電路， 并且子電極之間的電路能夠作為延時(shí)。該電路可以非常簡(jiǎn)單，例如其可以是電容器。上部電極裝置和下部電極裝置中的一個(gè)可以恰好包括與每個(gè)單元相關(guān)聯(lián)的兩個(gè)子電極，并且上部電極裝置和下部電極裝置中的另一個(gè)可以包括與每個(gè)單元相關(guān)聯(lián)的單個(gè)
5電極。與傳統(tǒng)的對(duì)于矩陣尋址方案的情況一樣，電極和子電極可以被共享在成行或成列的單元之間。在另一個(gè)設(shè)置中，第一電極裝置包括第一規(guī)則電極圖案，并且電極裝置包括第二規(guī)則電極圖案，其中多個(gè)單元位于自第一電極裝置和第二電極裝置的任何對(duì)稱(chēng)軸的交點(diǎn)偏移的位置處。電極的形狀然后被用來(lái)提供期望的不對(duì)稱(chēng)性，而無(wú)需到每個(gè)單元的電極的多個(gè)驅(qū)動(dòng)電壓。例如，第一電極裝置可以包括公共電極，該公共電極包括具有規(guī)則的開(kāi)口陣列的連續(xù)層，并且第二電極裝置可以包括與所述開(kāi)口對(duì)準(zhǔn)的規(guī)則的電極焊盤(pán)陣列。所述設(shè)備優(yōu)選為電泳顯示設(shè)備。例如，每個(gè)單元可以包括具有相反電荷的第一類(lèi)型的粒子和第二類(lèi)型的粒子，例如具有一種電荷的黑色粒子和具有相反電荷的白色粒子。電極裝置中的一個(gè)可以設(shè)置在基底上方，該基底包括用于容納所述單元的一系列凹部。通過(guò)使電極相對(duì)于凹部對(duì)準(zhǔn)，這能夠提供單元和子電極之間的對(duì)準(zhǔn)，即使單元在尺寸和形狀上是不均勻的。凹部例如可以是直槽。每個(gè)槽可以具有兩個(gè)側(cè)面，電極位于每個(gè)側(cè)面上。本發(fā)明還提供一種制造移動(dòng)粒子顯示設(shè)備的方法，該方法包括形成具有一系列凹部的第一基底，在第一基底上設(shè)置電極陣列，該陣列包括相對(duì)于所述凹部對(duì)準(zhǔn)的子電極，其中面對(duì)的一對(duì)子電極(facing pair of sub-electrodes)形成用于顯示單元的第一電極集，將顯示單元陣列設(shè)置在所述凹部中，每個(gè)單元包括含有顯示粒子的封閉體，將所述單元夾在所述第一基底和載有第二電極裝置的第二基底之間。該制造方法使得單元能夠與子電極對(duì)準(zhǔn)，使得使用子電極的驅(qū)動(dòng)方案在單元內(nèi)提供可預(yù)測(cè)的期望流動(dòng)。對(duì)使用不規(guī)則單元尺寸或形狀的技術(shù)而不是已經(jīng)具有規(guī)則單元陣列的技術(shù)而言，這具有特別的益處。本發(fā)明還提供一種驅(qū)動(dòng)移動(dòng)粒子顯示設(shè)備的方法，包括對(duì)第一電極裝置和第二電極裝置施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)，其中顯示單元夾在第一電極裝置和第二電極裝置之間，顯示單元包括被提供以便在與第一電極裝置相鄰的第一區(qū)域和與第二電極裝置相鄰的第二區(qū)域之間移動(dòng)的粒子，其中每個(gè)單元由第一電極集和第二電極集驅(qū)動(dòng)，其中電極集中的一個(gè)包括至少兩個(gè)子電極，其中所述方法包括對(duì)電極集施加電壓波形以控制單元內(nèi)的粒子移動(dòng)，其中對(duì)于大多數(shù)單元，電極集被設(shè)置以提供封閉體中的電場(chǎng)線的不對(duì)稱(chēng)性，從而影響顯示單元內(nèi)的粒子流動(dòng)狀態(tài)。


參照附圖，本發(fā)明的進(jìn)一步的特征將從下面的非限制性示例中變得顯而易見(jiàn)，在附圖中圖Ia和Ib示出了已知類(lèi)型的電泳顯示設(shè)備；圖2示出了電泳單元中電泳粒子和離子速度與流體速度的比較；圖3a和北示意性地示出了單元內(nèi)的典型流動(dòng)圖案(圖3a)和通過(guò)本發(fā)明的設(shè)備近似得到的流動(dòng)圖案(圖北)；圖4是顯微鏡圖像，其示出了真實(shí)世界的顯示器中的單元一般是如何非一致地呈白色的；
圖fe和恥用來(lái)解釋單元內(nèi)的流動(dòng)狀態(tài)；圖6示出了本發(fā)明的顯示單元布局的第一示例；圖7示出了圖6的布局如何提高轉(zhuǎn)換速度；圖8示出了圖6的單元布局中的流動(dòng)狀態(tài)；圖9示出了本發(fā)明的顯示單元布局的第二示例；圖10示出了描繪本發(fā)明如何改進(jìn)顯示器的顏色一致性的顯微鏡圖像；圖11以橫截面示出了本發(fā)明的顯示單元布局的第三示例；圖12以平面圖示出了圖11的顯示單元布局；圖13a和13b以平面圖示出了已知的顯示單元布局和本發(fā)明的單元布局的第四示例；以及圖Ha和14b示出了圖13a和13b的布局的橫截面。應(yīng)當(dāng)注意到，這些附圖是概略性的，并非按照比例繪制的。為了清楚和方便起見(jiàn)， 這些圖的部件的相對(duì)尺寸和比例已經(jīng)在大小上放大或縮小顯示。在所有附圖中使用相同的附圖標(biāo)記來(lái)指代相同或相似的特征。
具體實(shí)施例方式已經(jīng)基于在電泳顯示器建模方面最近取得的進(jìn)步實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明。這些進(jìn)步已經(jīng)對(duì)電泳墨如何工作產(chǎn)生了新的了解。特別地，本發(fā)明基于以下認(rèn)知流體對(duì)于轉(zhuǎn)換過(guò)程比以前懷疑的要重要的多。實(shí)際上，對(duì)粒子而言，通過(guò)流體流動(dòng)被沖走(sweep away)是目前為止最快的輸送機(jī)制，如圖2所示。不幸的是，流體流動(dòng)圖案通常由小的渦流構(gòu)成，這些渦流在粒子重新分布時(shí)是不高效的。圖2示出了流體速度(曲線24)與正離子的漂移速度(曲線26)和著色粒子(曲線觀)的漂移速度的比較。漂移速度是由于所施加的電場(chǎng)而導(dǎo)致的粒子相對(duì)于流體的速度。描繪了在垂直于電極的方向上相對(duì)于時(shí)間的平均絕對(duì)速度。圖表示出了在轉(zhuǎn)換期間， 流體流動(dòng)是最快的輸送機(jī)制，而非粒子漂移(粒子隨流體被有效地沖走)。圖3用來(lái)示出優(yōu)化流體流動(dòng)以改進(jìn)電泳墨的性能的原理。圖3a示意性地示出了正常的非優(yōu)化的流動(dòng)圖案，而圖北示出了期望的、優(yōu)化了的流動(dòng)圖案。存在于具有黑色和白色粒子的圓形艙室中的正常流體流動(dòng)圖案的基本形式示出在圖3a中。這是被強(qiáng)烈簡(jiǎn)化的圖示。在實(shí)際中，該圖案是取決于電場(chǎng)、粒子、離子、流體以及艙室壁之間的相互作用而一直變化的。一般地，圖案由多個(gè)小的渦流構(gòu)成。這些小的渦流對(duì)于電泳顯示器的轉(zhuǎn)換(即，在交換黑色粒子和白色粒子的位置時(shí))是非常不有效的。盡管該示例描繪了使用兩種不同帶電粒子類(lèi)型的電泳顯示器，但同樣的原理適用于使用僅僅一種或三種或更多種不同粒子類(lèi)型的系統(tǒng)。如果存在僅僅帶正電荷或僅僅帶負(fù)電荷的粒子，那么帶電相反的離子將導(dǎo)致流動(dòng)圖案逐漸發(fā)展，該流動(dòng)圖案與使用帶電相反的粒子的系統(tǒng)中的圖案非常相似。理想地，期望得到僅由一個(gè)大的渦流構(gòu)成的優(yōu)化的流動(dòng)圖案，如圖北所示。在這種情況下，粒子能夠僅隨流動(dòng)而移動(dòng)，導(dǎo)致轉(zhuǎn)換時(shí)間大為減少。流動(dòng)圖案不僅對(duì)轉(zhuǎn)換速度有很強(qiáng)的影響；它還決定由轉(zhuǎn)換而產(chǎn)生的粒子圖案，并因此決定最大可實(shí)現(xiàn)亮度。例如，市場(chǎng)上可獲得的電泳墨通常在名義上的白色狀態(tài)期間呈現(xiàn)出黑點(diǎn)或環(huán)形圖案。這在圖4中示出，其中在大多數(shù)白色艙室上能夠看到較黑的點(diǎn)狀圖案。這大大地降低了白色狀態(tài)的亮度。普通的黑色圖案與流動(dòng)圖案之間的關(guān)系能夠以模擬的方式示出。本發(fā)明基于以下認(rèn)識(shí)使用與圖北中描繪的流動(dòng)圖案相似的改進(jìn)的流動(dòng)圖案，消除了正常的環(huán)形或點(diǎn)狀圖案，并因此增加了箔片(foil)的亮度。由于拖拽和移位，粒子和離子的移動(dòng)弓I起流體流動(dòng)，如圖5所示。由于流體是不可壓縮的，所以微型腔的封閉空間中的帶電粒子/離子50的任何移動(dòng)都意味著某種物質(zhì)(通常為流體)必須沿相反的方向移動(dòng)(圖fe)。此外，流體的粘性意味著任何移動(dòng)的帶電粒子 /離子將會(huì)把一部分周?chē)牧黧w一起拖拽(圖恥)。在這兩個(gè)圖中，大的箭頭輪廓線表示帶電粒子/離子50的運(yùn)動(dòng)方向，而細(xì)的箭頭表示周?chē)黧w的運(yùn)動(dòng)方向。帶電粒子和離子的移動(dòng)反過(guò)來(lái)由所施加的電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)，但其也由流體流動(dòng)強(qiáng)烈地決定。因此，流動(dòng)圖案是電場(chǎng)、粒子、離子、流體和具有很強(qiáng)的反饋機(jī)制的艙室壁之間的非常復(fù)雜的相互作用的結(jié)果。另外，流體圖案不是穩(wěn)定的，而是隨同離子和粒子的分布一起改變。 因此，優(yōu)化流體圖案是僅能夠通過(guò)建?；蛟囼?yàn)完成的復(fù)雜任務(wù)。本發(fā)明提供旨在優(yōu)化流體流動(dòng)并隨后提高設(shè)備的轉(zhuǎn)換速度的構(gòu)架。同樣，能通過(guò)優(yōu)化的流動(dòng)圖案來(lái)增加由此所產(chǎn)生的設(shè)備的亮度。特別地，本發(fā)明提供一種移動(dòng)粒子顯示設(shè)備，其中顯示單元由上部電極裝置和下部電極裝置驅(qū)動(dòng)。所述裝置中的一個(gè)包括至少兩個(gè)子電極，并且不同的電壓波形被施加到所述至少兩個(gè)子電極，從而影響顯示單元內(nèi)的粒子流動(dòng)狀態(tài)。這樣，通過(guò)使用結(jié)構(gòu)化的電極改變所施加的電場(chǎng)而改變了流體流動(dòng)。所述結(jié)構(gòu)比顯示單元的尺寸小。在圖6中示出了第一示例。至少一個(gè)電極被結(jié)構(gòu)化，使得每個(gè)微型腔被不止一個(gè)的可獨(dú)立尋址的子電極覆蓋。微型腔的頂部被兩個(gè)能夠單獨(dú)尋址的子電極60、62接觸，例如被兩個(gè)tft接觸。腔的底部以已知的方式與單個(gè)電極63接觸。為了切換腔的狀態(tài)，將如64 和66所示意性示出的不同的驅(qū)動(dòng)波形施加到不同的子電極。在圖6給出的示例中，腔的一側(cè)利用簡(jiǎn)單的電壓脈沖64驅(qū)動(dòng)，而另一側(cè)首先利用短的計(jì)數(shù)脈沖驅(qū)動(dòng)(例如，從10毫秒到幾百毫秒)，然后利用與另一半相同的電壓脈沖驅(qū)動(dòng)。這被示出為電壓配置(profile)66。模擬結(jié)果表示，產(chǎn)生根據(jù)圖北的有效流動(dòng)圖案的一個(gè)重要要求在于打破流動(dòng)對(duì)稱(chēng)性。在圖3a中，穿過(guò)艙室的中心的豎直線是對(duì)稱(chēng)軸。因此，圖3a中的流體圖案是鏡像和旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)的。為了產(chǎn)生不對(duì)稱(chēng)的流動(dòng)圖案(如圖北所示)，需要不對(duì)稱(chēng)電極結(jié)構(gòu)或不對(duì)稱(chēng)艙室形式。本發(fā)明針對(duì)的是設(shè)置不對(duì)稱(chēng)電極結(jié)構(gòu)。圖7示出了與具有未結(jié)構(gòu)化的電極的正常墨設(shè)備(曲線72)相比，根據(jù)圖6的電泳顯示器的模擬的轉(zhuǎn)換到黑色(switch-to-black)的光學(xué)響應(yīng)(曲線70)。利用結(jié)構(gòu)化電極的墨的轉(zhuǎn)換比利用標(biāo)準(zhǔn)化的電極的相同墨的轉(zhuǎn)換快的多。白色到黑色方向上的性能增益比黑色到白色方向上的性能增益大。圖8示出了首次施加電壓脈沖之后僅采用41ms的根據(jù)圖6的設(shè)備中的流體流動(dòng)的模擬的快照。該圖以箭頭示出了流體速度分布，并且這些箭頭形成順時(shí)針路徑。因此，流體圖案示為一個(gè)大的與圖: 中的期望流動(dòng)圖案非常相似的渦流，該流動(dòng)圖案能夠非常有效地將粒子從一側(cè)運(yùn)送到另一側(cè)。圖像中的灰色的密度顯示樂(lè)黑色粒子的濃度分布。
圖6的設(shè)置能夠與優(yōu)化的驅(qū)動(dòng)方案相結(jié)合，因?yàn)樽与姌O是獨(dú)立可尋址的，并且也可以選擇腔的形式以?xún)?yōu)化流動(dòng)狀態(tài)。圖9中示出的第二實(shí)施例再次使用子電極90、92，使得每個(gè)微型腔被不止一個(gè)子電極所覆蓋。然而，該子電極不是單獨(dú)可尋址的，但是利用電路將該子電極電連接。在所示的示例中，電路94是電容器。施加于一個(gè)子電極90的單個(gè)驅(qū)動(dòng)電壓波形在另一個(gè)子電極 92上引起不同的輸出電壓波形。所述電路引入子電極電壓之間的臨時(shí)電勢(shì)差。對(duì)于電容器的示例，第二子電極92 將利用電容器負(fù)載曲線確定的延遲達(dá)到全電勢(shì)。該實(shí)施例需要每個(gè)像素一個(gè)tft，因此對(duì)傳統(tǒng)的像素電路未引入任何顯著的附加復(fù)雜性。這種與適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)波形相結(jié)合的設(shè)備設(shè)計(jì)使得期望的流動(dòng)狀態(tài)能夠被提供。圖10是利用傳統(tǒng)的同質(zhì)電極實(shí)現(xiàn)的白色狀態(tài)(左邊)與利用本發(fā)明的電極裝置實(shí)現(xiàn)的白色狀態(tài)(右邊)的比較。當(dāng)使用同質(zhì)電極時(shí)產(chǎn)生的黑點(diǎn)被大大減少。當(dāng)電極結(jié)構(gòu)與腔對(duì)準(zhǔn)時(shí)，設(shè)備能夠最佳地工作。對(duì)于一些類(lèi)型的電泳膜，這是容易實(shí)施的。例如，由Sipix成像公司(sipix imaging, inc.)開(kāi)發(fā)并分發(fā)(distribute)的一種類(lèi)型的電泳顯示器包括電泳箔片，其中每個(gè)腔對(duì)應(yīng)于一個(gè)像素，并且所有的腔都完美地對(duì)準(zhǔn)在規(guī)則的網(wǎng)格中(如參照?qǐng)DIb所描述的)。然而，由e-ink公司開(kāi)發(fā)并分發(fā)的電泳箔片對(duì)每個(gè)像素使用多個(gè)小的微型艙室， 這些微型艙室通常完全不對(duì)準(zhǔn)，如圖4所示。每個(gè)像素是微型艙室的陣列——例如圖4的完整圖像可以代表單個(gè)像素。這使得它實(shí)際上不可能單獨(dú)地接觸每個(gè)腔以及實(shí)現(xiàn)通過(guò)使用根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)化電極所獲得的全速的優(yōu)點(diǎn)。因此，本發(fā)明提供了一種使單元(微型艙室)與結(jié)構(gòu)化電極裝置對(duì)準(zhǔn)的方法，其中載有結(jié)構(gòu)化電極的第一基底形成有一系列凹部，例如平行的槽。在槽的情況下，子電極設(shè)置在每個(gè)槽的每個(gè)側(cè)面上。然后在槽中設(shè)置顯示單元的陣列。這能夠?qū)崿F(xiàn)單元(即便單元不具有統(tǒng)一的尺寸)與子電極之間的精確的相對(duì)布置。傳統(tǒng)的e-ink箔片包括平面的塑料箔(plastic foil)，其載有平面的電極結(jié)構(gòu)。 然后將艙室粘附在電極平面上，艙室在該電極平面上形成不規(guī)則的圖案。參照?qǐng)D11解釋本發(fā)明的工藝。起始點(diǎn)是利用槽112結(jié)構(gòu)化的塑料箔110。在該基底上，利用標(biāo)準(zhǔn)化的技術(shù)(例如光刻)來(lái)敷設(shè)結(jié)構(gòu)化電極114。當(dāng)艙室粘接在基底上時(shí)，它們將自動(dòng)地根據(jù)槽而布置自身。艙室116被層118粘接，并且頂部箔片120攜載第二平面電極122。并非所有的艙室都將以這種方式布置自身，而是大部分艙室將這樣布置，并且由于艙室是稍微彈性的(如能夠在圖4中看到的，形成六角形而非球形)，因此艙室仍能夠填充大部分區(qū)域。通過(guò)如圖11所示，用第一子電極涂覆每個(gè)槽的一側(cè)并用第二子電極涂覆另一側(cè)， 在e-ink材料中重現(xiàn)本發(fā)明的電極方案是可能的。形成結(jié)構(gòu)化電極圖案的此方法僅僅需要一個(gè)使基底結(jié)構(gòu)化的附加步驟。這能夠例如通過(guò)進(jìn)行壓紋(emboss)以低廉的方式在卷對(duì)卷工藝中實(shí)現(xiàn)。圖12以平面圖示出了圖11的布置。其具有設(shè)置在槽面上的條紋電極lHa、114b， 但是其他的電極設(shè)計(jì)也是可以使用的。
上面的示例使用具有不同信號(hào)的子電極，以便利用單元產(chǎn)生電場(chǎng)線的不對(duì)稱(chēng)性。 然而，不同的電極設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)期望的不對(duì)稱(chēng)性而無(wú)需每個(gè)單元具有兩個(gè)不同的驅(qū)動(dòng)電壓和子電極。在圖13中示出了示例。圖13a示出了具有像素電極130 (其連接像素tft)和公共電極132的傳統(tǒng)電極布局。公共電極是連續(xù)層，并且像素電極形成焊盤(pán)的陣列(行和列的線未示出)。圖1 示出了用于提供期望的不對(duì)稱(chēng)性的電極布局的示例。為了清楚起見(jiàn)，電泳艙室已經(jīng)被省去。公共電極裝置130包括具有規(guī)則的開(kāi)口陣列的連續(xù)層的規(guī)則電極圖案。像素電極裝置132包括與所述開(kāi)口對(duì)準(zhǔn)的電極焊盤(pán)陣列形式的規(guī)則圖案。大多數(shù)單元位于與第一和第二電極裝置的任何對(duì)稱(chēng)軸線的交點(diǎn)偏離的位置處。這意味著這些單元在頂部電極和底部電極之間不具有電場(chǎng)線的對(duì)稱(chēng)布置，即使單個(gè)電壓被施加到像素電極也是如此。該不對(duì)稱(chēng)性然后提供單元內(nèi)的優(yōu)先流體流動(dòng)。盡可能多的單元位于提供該不對(duì)稱(chēng)性的位置，例如至少80%的單元，更優(yōu)選地為至少90%的單元，以及如果可能的話(huà)是所有的單元。在圖13的示例中，公共電極的對(duì)稱(chēng)線和像素電極的對(duì)稱(chēng)線相同， 并且示出為134。中心精確地位于像素電極的中心的這些線的交點(diǎn)上的單元將具有對(duì)稱(chēng)的電場(chǎng)線，但所有其他的單元都將不具有對(duì)稱(chēng)的電場(chǎng)線。圖14以橫截面示出了圖13的布置。圖1 對(duì)應(yīng)于圖13a的布置，并且圖14b對(duì)應(yīng)于圖13b的布置。圖14中的線140表示電場(chǎng)線。如圖14b所示，通過(guò)使電極結(jié)構(gòu)化而非將它們?cè)O(shè)置為剛好覆蓋整個(gè)像素，電場(chǎng)線的對(duì)稱(chēng)性基本上被打破。這種方法在提高轉(zhuǎn)換速度方面與前面的實(shí)施例的多個(gè)子電極方法相比較為低效，但是實(shí)施起來(lái)卻低廉地多。然而，該布置確實(shí)以圖10中所示的方式抑制黑點(diǎn)。能夠通過(guò)使tft電極、公共電極、或該兩者結(jié)構(gòu)化來(lái)獲得不對(duì)稱(chēng)性。所示的示例基本上是光柵圖案，但這不是唯一的可能。存在此處描述的單元布置和驅(qū)動(dòng)方案的很多其他變型，這些變型同樣落在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)，其對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員是顯而易見(jiàn)的。本發(fā)明能夠被應(yīng)用于已有的電子墨技術(shù)，并且由于此原因，沒(méi)有對(duì)這些已有顯示技術(shù)的物理和化學(xué)細(xì)節(jié)進(jìn)行詳細(xì)描述。E-ink公司系統(tǒng)的進(jìn)一步細(xì)節(jié)能夠在前面所引用的 W099/53373中找到。Sipix設(shè)計(jì)的進(jìn)一步細(xì)節(jié)同樣也是廣泛地可利用的。簡(jiǎn)言之，單元含有分散在懸浮流體中的粒子。粒子代表了 0. 至20%的單元容量，并且它們是帶正電或帶負(fù)電的。流體具有低的介電常數(shù)，并且可以是清澈的或染色的。盡管已經(jīng)在附圖和前面的描述中示出并詳細(xì)描述了本發(fā)明，但是這種示出和描述應(yīng)理解為示意性的或示例性的，而非限制性的；本發(fā)明不限于所公開(kāi)的實(shí)施例。從對(duì)附圖、 公開(kāi)以及所附權(quán)利要求的研究中，本領(lǐng)域技術(shù)人員在實(shí)施要求保護(hù)的本發(fā)明時(shí)能夠理解和實(shí)現(xiàn)所公開(kāi)實(shí)施例的變型。在權(quán)利要求中，詞語(yǔ)“包括”并不排除其他元件，并且不定冠詞 “一”并不排除復(fù)數(shù)形式。單單在相互不同的從屬權(quán)利要求中列舉出特定的措施的事實(shí)并不表明不能有利地使用這些措施的組合。權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記都不應(yīng)理解為限制其范圍。
權(quán)利要求
1.一種移動(dòng)粒子顯示設(shè)備，包括顯示單元陣列，每個(gè)顯示單元包括含有顯示粒子和流體的封閉體；以及第一電極裝置(60,6 和第二電極裝置(63)，其中所述顯示單元設(shè)置在所述第一電極裝置和所述第二電極裝置之間，并且所述粒子設(shè)置為在與所述第一電極裝置相鄰的第一區(qū)域和與所述第二電極裝置相鄰的第二區(qū)域之間移動(dòng)，其中，每個(gè)顯示單元與用來(lái)控制所述顯示單元內(nèi)的粒子移動(dòng)的一組電極(60，62，63) 相關(guān)聯(lián)，其中對(duì)于大多數(shù)的所述顯示單元，所述一組電極設(shè)置為提供所述封閉體內(nèi)的電場(chǎng)線(140)的不對(duì)稱(chēng)性，從而影響所述顯示單元內(nèi)的粒子流動(dòng)狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述一組電極包括所述第一電極裝置的第一電極集(60,6 和所述第二電極裝置的第二電極集(63)，其中所述第一電極集和所述第二電極集中的一個(gè)包括至少兩個(gè)電極(60，62 ；90,92 ；114)，從而限定子電極，其中不同的電壓波形被施加到所述至少兩個(gè)子電極，從而影響所述顯示單元內(nèi)的粒子流動(dòng)狀態(tài)。
3.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，所述第一電極裝置(60,6 包括上部電極，并且所述第二電極裝置包括下部電極(63)，其中所述顯示單元夾在所述電極裝置之間，并且其中所述子電極(114)設(shè)置在所述單元的相對(duì)的橫向側(cè)上。
4.如權(quán)利要求2至3中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述子電極(60，62;90，92;114)是用獨(dú)立的電壓波形可驅(qū)動(dòng)的。
5.如權(quán)利要求2至4中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，無(wú)源或有源電子電路元件(94)或者它的表示被連接在所述子電極(60，62 ；90,92 ； 114)之間，使得施加于一個(gè)子電極的單個(gè)驅(qū)動(dòng)電壓波形引起另一個(gè)子電極上的不同輸出電壓波形。
6.如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中，所述電路(94)包括電容器。
7.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述第一電極集和所述第二電極集中的一個(gè)恰好包括兩個(gè)子電極(60，62 ；90，92 ； 114)。
8.如權(quán)利要求2至7中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述第一電極集和所述第二電極集中的另一個(gè)包括單個(gè)電極(63)。
9.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述第一電極裝置包括第一規(guī)則電極圖案(132)并且所述電極裝置包括第二規(guī)則電極圖案(130)，其中多個(gè)所述單元位于自所述第一電極裝置和所述第二電極裝置的任何對(duì)稱(chēng)軸(134)的交點(diǎn)偏移的位置。
10.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中，所述第一電極裝置(132)包括公共電極，所述公共電極包括具有規(guī)則的開(kāi)口陣列的連續(xù)層，并且所述第二電極裝置(130)包括與所述開(kāi)口對(duì)準(zhǔn)的規(guī)則的電極焊盤(pán)陣列。
11.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，包括電泳顯示設(shè)備。
12.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述電極裝置中的所述一個(gè)設(shè)置在包括一系列用于容納所述單元的凹部(112)的基底的上方。
13.如權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中，所述凹部(112)包括槽，并且每個(gè)槽具有兩個(gè)側(cè)面，所述子電極中的一個(gè)在每個(gè)側(cè)面上。
14.一種制造移動(dòng)粒子顯示設(shè)備的方法，包括-形成具有一系列凹部(112)的第一基底(110)，-在所述第一基底上設(shè)置電極(114)的陣列，所述陣列包括相對(duì)于所述凹部(11 對(duì)準(zhǔn)的子電極，其中面對(duì)的一對(duì)子電極形成用于顯示單元的第一電極集，-在所述凹部中設(shè)置顯示單元(118)的陣列，每個(gè)單元包括含有顯示粒子的封閉體，以及-將所述單元(118)夾在所述第一基底與載有第二電極裝置的第二基底(120)之間。
15. 一種驅(qū)動(dòng)移動(dòng)粒子顯示設(shè)備的方法，包括對(duì)第一電極裝置(60,6 和第二電極裝置(6 施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)，其中顯示單元夾在所述第一電極裝置和所述第二電極裝置之間，所述顯示單元包括被提供以便在與所述第一電極裝置相鄰的第一區(qū)域和與所述第二電極裝置相鄰的第二區(qū)域之間移動(dòng)的粒子，其中每個(gè)單元由第一電極集(60,6 和第二電極集(6 驅(qū)動(dòng)，其中所述電極集中的一個(gè)包括至少兩個(gè)子電極(60，62 ；90,92 ；114)，其中所述方法包括對(duì)所述電極集施加電壓波形以控制所述單元內(nèi)的粒子移動(dòng)，其中對(duì)于大多數(shù)的所述單元，所述電極集被設(shè)置以提供封閉體內(nèi)的電場(chǎng)線(140)的不對(duì)稱(chēng)性，從而影響所述顯示單元內(nèi)的粒子流動(dòng)狀態(tài)。
全文摘要
一種移動(dòng)粒子顯示設(shè)備，包括顯示單元陣列，每個(gè)單元包括含有顯示粒子的封閉體。顯示單元設(shè)置在第一電極裝置和第二電極裝置之間，并且粒子設(shè)置為在與所述第一電極裝置相鄰的第一區(qū)域和與所述第二電極裝置相鄰的第二區(qū)域之間移動(dòng)。每個(gè)單元與用來(lái)控制所述單元內(nèi)的粒子移動(dòng)的一組電極(60，62，63)相關(guān)聯(lián)，其中對(duì)于大多數(shù)的所述單元，所述一組電極設(shè)置為提供所述封閉體內(nèi)的電場(chǎng)線(140)的不對(duì)稱(chēng)性，從而影響所述顯示單元內(nèi)的粒子流動(dòng)狀態(tài)。
文檔編號(hào)G02F1/167GK102177464SQ200980140383
公開(kāi)日2011年9月7日 申請(qǐng)日期2009年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月7日
發(fā)明者J·F·施特勒默, M·米勒 申請(qǐng)人:愛(ài)利亞有限責(zé)任公司