彩色显示设备制造技术

描述了基于介电泳的彩色显示设备。该设备包括在半绝缘液体（２４）中包括减原色青色（３２）、洋红（３４）和黄色（３６）的每一种的半绝缘粒子的介电泳混合物。粒子的介电泳频率特性对于相同颜色的粒子是相同或相似的，但在三种颜色之间是不同的。特别地，如果其中一种具有反转意义的介电泳频率特性，则转换频率（ｆ↓［０］）对于每种颜色不同，或者两种颜色可以具有相同的转换频率（ｆ↓［０］）。此外，粒子的速度对于相同颜色的粒子是相同的，但是在三种颜色之间是不同的。像素以所确定的不同频率（ｆ↓［１］、ｆ↓［２］、ｆ↓［３］、ｆ↓［４］）和持续时间的交流电压驱动，使得不同比例的不同颜色的粒子根据其转换频率和速度被移动。由此提供反射式饱和全彩色显示设备。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及介电泳彩色显示设备，并涉及用于这种显示设备的介电泳混合物。已知有很多种利用不同类型光调制材料或机制的显示设备。一些例子是阴极射线管、液晶、电致发光、微机械和介电泳显示设备。在这些显示器中，显示区域通常被分成多个像素。彩色像素以及因此产生的彩色显示通常由将每个像素分成三个子像素来提供，每个子像素显示蓝、绿和红三种加原色中的一种。为了显示这些颜色的其中一种，例如蓝色，将蓝色子像素设置为开模式，而其他两个子像素设置为关模式，从而使得只显示蓝光。对于蓝色、绿色或红色以外的颜色，来自不同子像素的光按照需要以不同的密度被添加。这种显示器能够提供通常具有优异色调的全彩色。但是，由于这种显示器采用了加原色，因此必然会浪费很大比例的可能的输出光，例如当显示蓝色时，浪费了在光线中落在绿色和红色子像素上的所有蓝色波长。在反射式显示设备的情况中，这实质上意味着被反射的光将总比环境光线暗很多。相对比，提供饱和色彩的技术不会固定地浪费这么大比例的可能输出光。这种技术用于例如大多数的纸张彩色打印。这里采用了青色、洋红和黄色三种减原色。为了打印三种颜色其中一种的一个点(我们可以认为该点是类似于显示器中的一个像素)，例如青色，则只打印这种颜色以形成一个点。对于青色、洋红或黄色以外的颜色，不同减原色的墨水按照需要以不同的浓度添加到彼此的上面或者在相同的区域上混和以提供一个点。穿过该点的所有彩色墨水的光被纸张反射，然后再次穿过该点。所产生的输出光包括白光减去由墨水点中减原色所减去的波长。由于青色减去红色、洋红减去绿色、以及黄色减去蓝色，因此减原色可以以不同的密度提供全彩色。如果所有三种都用于充足的密度，从而分别减去了所有的红色、绿色和黄色光，则提供黑色。这种方案提供了饱和彩色图像，因为给定波长的光，例如蓝色，无需被浪费在红色和绿色子像素上。US 6,120.588公开了对于显示设备中减原色的有限使用，其中公开了使用介电泳混合物作为光调制材料的另一类型的显示设备(此后称为介电泳显示设备)。在进一步讨论该公开之前，将给出介电泳的简单解释。众所周知，半绝缘粒子沿半绝缘液体的场梯度移动。粒子根据所施加电场的频率(即转移频率f0的哪一侧)向所施加电场的高电场区域或是低电场区域移动。这种现象称为介电泳。该转移频率f0是液体和粒子的导电率和介电常数的复杂函数，且转移频率f0通常接近于粒子和液体之间界面的松弛时间。附图说明图1中示出了典型的介电泳频率特性。回到US 6,120,588，其公开了包括包含两种减原色的粒子和某种称为余下第三种减原色的“内部相”的物质的微囊体的显示介质。US6,120,588指出通过施加相应给定频率的外加电场，可以移动给定颜色的粒子而无需移动其他颜色的粒子，此外还公开了使用该技术来单独(只)显示三种不同的颜色，即，第一种“青色和黄色”，第二种“青色和洋红”以及第三种“洋红和黄色”。因此，US 6,120,588没有公开全彩色饱和显示，其中可以显示减原色的所有组合，包括单独的青色、洋红或黄色以及其不同的密度。此外，假设已知的介电泳性质，并不清楚在没有超过一种颜色的移动粒子的某些频率下，对于每个施加的频率，依赖单色的粒子移动是如何分别地产生的。US 6,172,798公开了前面描述的其他类型显示设备中的一种，即采用红、绿和蓝的加原色电泳显示器。如采用介电泳显示器那样，电泳显示器也采用了在液体中移动的着色粒子，然而其使用D.C.电场。因此，存在液体中的粒子的移动方向的D.C.极性依赖性，即，移动方向不是依赖于频率的。US 6,172,798公开了使用具有源于不同Z电势的不同电泳迁移率的不同着色的粒子(红、绿、蓝)。通过使用电场极性定时反转以允许迁移率中的差异来分离不同着色的粒子，不同着色的粒子被吸引到囊体的任一侧。这一过程基本上依赖于(a)作为加原色的颜色，即，读出光仅冲击那些通过移动被带到囊体顶侧的彩色粒子，因此，其他颜色的粒子会保留在囊体的顶侧之下，以及(b)电泳混合物中的粒子移动方向的D.C.极性依赖性。因此，对于原因(a)和(b)中的至少每一种，US 6,172,798公开的方法不适用于采用减原色的介电泳显示器或饱和全彩色显示器。因此，期望提供一种饱和全彩色显示器，即采用减原色的显示器，其中可以在任一一个像素上提供颜色的每种组合。在第一个方面中，本专利技术提供一种用于显示的介电泳混合物，包括在半绝缘液体中的青色、洋红和黄色中的每种颜色的半绝缘粒子，每种颜色的转换频率和其他两种颜色是区分开的，且给定一种颜色的粒子的移动速度基本相同，但是每种相应颜色的粒子的移动速度与其他两种颜色明显不同。给定一种颜色的多个粒子相应转换频率彼此基本相同，或者和其他两种颜色的粒子的转换频率的差异相比，至少彼此相似。优选地，通过对于每种颜色采用大小基本相同的粒子、而对于不同颜色采用大小不同的粒子，来提供不同的转换频率和移动速度。在另一方面中，介电泳混合物包含在聚合物囊体中。在另一方面中，一种或多种颜色的粒子可以具有反转力介电泳频率特性，在这种情况下，该种颜色的转换频率可以和其他颜色其中之一近似相同。在另一方面中，只包括青色、洋红和黄色的其中两种。在另一方面中，本专利技术提供一种包括根据上述任一方面的介电泳混合物的介电泳显示设备，该设备被设计为使得介电泳混合物被分成多个像素，每个像素具有主光调制区域，使得介电泳混合物根据哪一种颜色粒子出现在主光调制区域中而提供穿过主光调制区域混合物的光的选择性颜色调制，该设备还包括排列的电极以提供高电场和低电场区域。优选地，一个或多个高电场区域或者一个或多个低电场区域对应于主光调制区域，使得粒子可以通过向高电场或低电场区域移动从而移入或移出主光调制区域。优选地，该设备包括用于以提供不同频率和持续时间(“脉冲长度”)的交流电压来驱动电极的驱动方案，不同频率和持续时间被确定使得不同比例的不同颜色粒子根据其转换频率和速度移动。根据哪种颜色或哪些颜色的粒子将被移动，可以采用频率和持续时间的单一组合，或者顺序采用频率和持续时间的多个组合。优选地，该设备是反射式显示设备，包括用于将输入光反射回来通过介电泳混合物的反射层。在另一方面中，本专利技术提供一种驱动介电泳显示设备的方法，包括使用驱动频率选择来控制哪种颜色的粒子移入或移出像素或像素的主光调制区域，并采用电压脉冲长度(“持续时间”)来控制移动的粒子比例或数量。优选地，通过将所有颜色移入主光调制区域而将像素重置为黑色，或者通过将所有颜色移出主光调制区域而将像素重置为白色，从而使像素在每一帧被刷新。本专利技术的更多方面在附属权利要求中所声明。参考附图，通过示例方式将描述本专利技术的实施例，其中图1示出了介电泳频率特性；图2示出了介电泳混合物中每种不同颜色粒子的介电泳频率特性，以及不同颜色粒子的不同速度表示；图3示出了穿过介电泳显示设备的一个像素的示意性的非比例性截面视图，其中图2的介电泳混合物用作光调制材料；图4示出了当像素将显示绿色输出光时，对图3的像素在一帧期间施加的驱动电压；图5示出了提供在包括图3的像素的显示设备底板上的有源矩阵阵列的电路图；图6示出了进一步的介电泳显示设备的四个像素，其中介电泳混合物被封在透明聚合物囊体之中。图7示意性地示出了可以在图6的像素/本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于显示设备的介电泳混合物，包括：透明液体；第一种减原色的多个第一颜色透明介电泳粒子；以及第二种减原色的多个第二颜色透明介电泳粒子；其中第一颜色透明介电泳粒子在透明液体中与第二颜色透明介电泳粒子相比具有不 同的介电泳频率特性；并且第一颜色透明介电泳粒子在透明液体中的介电泳移动具有与第二颜色透明介电泳粒子相比不同的速度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：JM香农，ID弗伦奇，JN桑多，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]