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电光显示器

阅读：9发布：2020-05-11

专利汇可以提供电光显示器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种电光显示器，具有被配置用于显示图像的电泳材料和耦合至电泳材料的用于释放电泳材料内的电荷的有源组件。，下面是电光显示器专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种电光显示器，包括：
电泳材料，其被配置用于显示图像；以及
有源组件，其耦合到所述电泳材料以用于释放所述电泳材料内的电荷。
2.根据权利要求1所述的电光显示器，其中，所述有源组件是薄膜晶体管(TFT)。
3.根据权利要求2所述的电光显示器，还包括耦合到所述有源组件以激活所述有源组件的第一选择线。
4.根据权利要求3所述的电光显示器，还包括用于将波形传输到所述电泳材料的第二TFT。
5.根据权利要求4所述的电光显示器，还包括耦合到所述第二TFT以激活所述第二TFT的第二选择线，其中所述第二选择线和所述第一选择线不电连接。
6.根据权利要求2所述的电光显示器，其中，所述TFT是n型TFT。
7.根据权利要求1所述的电光显示器，其中，所述电泳材料位于公共电极和像素电极之间。
8.根据权利要求7所述的电光显示器，其中，所述有源组件是TFT，并且所述TFT的漏极耦合至所述像素电极。
9.根据权利要求7所述的电光显示器，其中，所述有源组件是TFT，并且所述TFT的源极耦合至所述像素电极。
10.根据权利要求9所述的电光显示器，其中，所述TFT的漏极耦合到所述公共电极。
11.一种电光显示器，包括：
电泳材料，其被配置用于显示图像；以及
无源组件，其耦合到所述电泳材料以用于释放所述电泳材料内的电荷。
12.根据权利要求11所述的电光显示器，其中，所述电泳材料位于公共电极和像素电极之间。
13.根据权利要求12所述的电光显示器，其中，所述无源组件耦合到所述像素电极和所述公共电极。
14.一种用于从电光显示器释放残余电压的方法，所述电光显示器具有被配置为显示图像的电泳材料，所述电泳材料位于像素电极和公共电极之间，耦合至所述电泳材料并被配置为从所述电泳材料中释放电荷的薄膜晶体管(TFT)，以及耦合至所述TFT以激活所述TFT的选择线，所述方法包括：
通过所述选择线提供电压以激活所述TFT，以通过TFT与所述电泳材料建立导电路径；
以及
通过所述导电路径释放所述电泳材料内的电荷。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述放电步骤还包括通过所述公共电极释放所述电荷。
16.根据权利要求14所述的方法，其中，所述放电步骤还包括通过所述像素电极释放所述电荷。

说明书全文

电光显示器

[0001] 相关申请的引用

[0002] 本申请要求于2017年5月30日提交的美国专利申请No.62/512,212的优先权。本申请还涉及2016年2月4日提交的美国专利申请15/015,822(公开号2016/0225322)；于2016年2月3日提交的美国专利申请15/014,236(公开号2016/0225321)；以及于2016年9月15日提交的美国专利申请15/266,554(公开号2017/0076672)。

[0003] 所有以上列出的申请均通过引用整体并入。

技术领域

[0004] 本文公开的主题涉及驱动电光显示器的装置和方法。具体而言，该主题涉及用于电光显示器的背板设计以及用于驱动这种显示器和/或对其进行放电的方法。

背景技术

[0005] 电泳显示器或EPD通常由所谓的DC(直流)平衡波形驱动。事实证明，DC平衡波形已经被证实通过减少严重的硬件退化并消除其他可靠性问题来改善EPD的长期使用。然而，DC平衡波形约束限制了可用于驱动EPD显示器的可能波形的集合，从而使得难以或有时不可能经由波形模式来实现有利的特征。例如，当实现“无闪光”黑底白字显示模式时，当过渡到黑色的灰色调临近非闪烁的黑色背景时，可能会看到过多的白边累积。为了清除这些边缘，DC不平衡驱动方案可能效果很好，但是这种驱动方案需要打破DC平衡约束。然而，DC不平衡的驱动方案或波形会导致硬件随时间推移而退化，从而缩短显示装置的使用寿命。因此，需要设计能够以DC不平衡波形或驱动方案操作而不会遭受硬件退化的电光显示器。发明内容

[0006] 根据本文提出的主题的一个实施例，电光显示器可以包括被配置用于显示图像的电泳材料，以及被耦合到电泳材料以释放电泳材料内的电荷的有源组件。

[0007] 在根据本文公开的主题的另一实施例中，电光显示器可以包括被配置用于显示图像的电泳材料，以及被耦合到电泳材料以释放电泳材料内的电荷的无源组件。

[0008] 在又一个实施例中，一种用于从电光显示器释放残余电压的方法，其中，电光显示器可以具有被配置为显示图像的电泳材料，该电泳材料位于像素电极和公共电极之间，耦合至电泳材料并被配置用于从电泳材料释放电荷的薄膜晶体管(TFT)，以及耦合至TFT以激活TFT的选择线，该方法可包括通过选择线提供电压来激活TFT以通过TFT与电泳材料建立导电路径，并通过导电路径释放电泳材料内的电荷。附图说明

[0009] 图1是根据本文提出的主题的显示像素的等效电路的一个实施例；

[0010] 图2A和2B是示出由于TFT性能的偏移而导致的显示器的灰色调和重影偏移的曲线图；

[0011] 图3是根据本文提出的主题的示例性像素设计，以使得能够在不引入光学偏移的情况下使用驱动后放电；

[0012] 图4是根据本文提出的主题的另一种像素设计，以使得能够在不引入光学偏移的情况下使用驱动后放电；

[0013] 图5是用于主动更新之后放电的电压序列；

[0014] 图6是根据本文提出的主题的另一种像素设计，以使得能够在不引入光学偏移的情况下使用驱动后放电；

[0015] 图7是根据本文提出的主题的又一种像素设计，以使得能够在不引入光学偏移的情况下使用驱动后放电；以及

[0016] 图8是用于主动更新之后放电的电压序列。

具体实施方式

[0017] 本文公开的主题涉及改善电光显示器耐久性。具体地，它涉及改善光学性能的变化，例如减轻由分量应力引起的灰色调变化和重影变化。

[0018] 作为应用于材料或者显示器的术语“电光”，其在此使用的是其在成像领域中的常规含义，指的是具有第一和第二显示状态的材料，该第一和第二显示状态的至少一个光学性质不同，通过向所述材料施加电场使该材料从其第一显示状态改变到第二显示状态。尽管光学性质通常是人眼可感知的颜色，但它可以是另一种光学性质，例如光透射、反射、发光、或者在用于机器阅读的显示器的情况下，在可见光范围之外的电磁波长的反射率的变化意义上的伪色。

[0019] 术语“双稳态的”和“双稳定性”在此使用的是其在本领域中的常规含义，指的是包括具有第一和第二显示状态的显示元件的显示器，所述第一和第二显示状态的至少一个光学性质不同，从而在利用具有有限持续时间的寻址脉冲驱动任何给定元件以呈现其第一或第二显示状态之后，在该寻址脉冲终止后，该状态将持续的时间是用于改变该显示元件的状态所需的寻址脉冲的最小持续时间的至少几倍(例如至少4倍)。在美国专利No.7,170,670中示出，支持灰度的一些基于粒子的电泳显示器不仅可以稳定于其极端的黑色和白色状态，还可以稳定于其中间的灰色状态，一些其它类型的电光显示器也是如此。这种类型的显示器被恰当地称为是“多稳态的”而非双稳态的，但是为了方便，在此可使用术语“双稳态的”以同时涵盖双稳态的和多稳态的显示器。

[0020] 术语“灰色状态”在此使用的是其在成像领域中的常规含义，指的是介于像素的两个极端光学状态之间的一种状态，但并不一定意味着处于这两个极端状态之间的黑白转变。例如，以上所涉及的几个伊英克专利和公开申请描述了这样的电泳显示器，其中，该极端状态为白色和深蓝色，以使得中间的“灰色状态”实际上为淡蓝色。实际上，如已经提到的，光学状态的改变可能根本不是颜色改变。术语“黑色”和“白色”在下文中可用于指代显示器的两个极端光学状态，并且应理解为通常包括并非严格黑白的极端光学状态，例如上述白色和深蓝色状态。在下文中可以使用术语“单色”来表示显示或驱动方案，该显示或驱动方案仅将像素驱动到其两个极端光学状态而没有中间的灰色状态。

[0021] 术语“像素”在此使用的是其在显示器领域中的常规含义，意指能够产生显示器本身可以显示的所有颜色的显示器的最小单元。在全色显示器中，典型地，每个像素由多个子像素组成，每个子像素可以显示少于显示器本身可以显示的所有颜色。例如，在大多数常规的全色显示器中，每个像素由红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素以及可选地白色子像素组成，每个子像素都能够显示从黑色到指定颜色的最亮版本的各种颜色。

[0022] 几种类型的电光显示器是已知的。一种类型的电光显示器是旋转双色构件类型，如在例如美国专利No.5,808,783、5,777,782、5,760,761、6,054,071、6,055,091、6,097,531、6,128,124、6,137,467以及6,147,791中所述(尽管这种类型的显示器通常被称为“旋转双色球”显示器，但术语“旋转双色构件”优选为更精确，因为在以上提到的一些专利中，旋转构件不是球形的)。这种显示器使用许多小的主体(通常球形或圆柱形的)和内部偶极子，主体包括具有不同光学特性的两个或更多个部分。这些主体悬浮在基质内的填充有液体的空泡内，空泡填充有液体以使得主体自由旋转。显示器的外观通过以下而改变：将电场施加至显示器，由此将主体旋转至各个位置，并改变通过观察表面看到的主体的哪一部分。
这种类型的电光介质通常是双稳态的。

[0023] 另一类型的电光显示器使用电致变色介质，例如以纳米电致变色薄膜(nanochromic film)的形式的电致变色介质，该薄膜包括至少部分由半导体金属氧化物形成的电极和附接到电极的能够反向颜色改变的多个染料分子；参见例如O'Regan,B.等,Nature 1991,353,737以及Wood,D.,Information Display,18(3),24(2002年3月)。还参见Bach,U.等,Adv.Mater.,2002,14(11),845。这种类型的纳米电致变色薄膜还例如在美国专利No.6,301,038；6,870,657；和6,950,220中描述。这种类型的介质也通常是双稳态的。

[0024] 另一类型的电光显示器是由Philips开发并在Hayes,R.A.等人的“Video-Speed Electronic Paper Based on Electrowetting”,Nature,425,383-385(2003)中描述的电润湿显示器。在美国专利No.7,420,549中示出这样的电润湿显示器可被制造成双稳态的。

[0025] 多年来一直是密集研究和开发的主题的另一种类型的电光显示器是基于粒子的电泳显示器，其中多个带电粒子在电场的影响下移动通过流体。与液晶显示器相比，电泳显示器可以具有良好的亮度和对比度、宽视角、状态双稳定性以及低功耗的属性。

[0026] 如上所述，电泳介质需要流体的存在。在大多数现有技术的电泳介质中，该流体是液体，但是电泳介质可以使用气态流体来产生；参见例如Kitamura，T.等,“Electronic toner movement for electronic paper-like display”，IDW Japan，2001，Paper HCS 1-1，和Yamaguchi，Y.等,“Toner display using insulative particles charged triboelectrically”,IDW Japan,2001,Paper AMD4-4)。也参见美国专利No.7,321,459和
7,236,291。当这种基于气体的电泳介质在允许粒子沉降的方向中使用时，例如用在介质在垂直平面内布置的指示牌中时，由于与基于液体的电泳介质相同的粒子沉降，这种基于气体的电泳介质容易遭受同样的问题。实际上，在基于气体的电泳介质中的粒子沉降问题比基于液体的电泳介质更严重，因为与液体相比，气态悬浮流体的粘度更低，从而使电泳粒子的沉降更快。

[0027] 被转让给麻省理工学院(MIT)和伊英克公司或以它们的名义的许多专利和申请描述了用于封装的电泳和其他电光介质的各种技术。这种封装的介质包括许多小囊体，每一个小囊体本身包括内相以及包围内相的囊壁，其中所述内相含有在流体介质中的可电泳移动的粒子。典型地，这些囊体本身保持在聚合粘合剂中以形成位于两个电极之间的连贯层。在这些专利和申请中描述的技术包括：

[0028] (a)电泳粒子、流体和流体添加剂；参见例如美国专利No.7,002,728和7,679,814；

[0029] (b)囊体、粘合剂和封装工艺；参见例如美国专利No.6,922,276和7,411,719；

[0030] (c)包含电光材料的薄膜和子组件；参见例如美国专利No.6,982,178和7,839,564；

[0031] (d)用于显示器中的背板、粘合剂层和其他辅助层以及方法；参见例如美国专利No.D485,294；6,124,851；6,130,773；6,177,921；6,232,950；6,252,564；6,312,304；6,312,971；6,376,828；6,392,786；6,413,790；6,422,687；6,445,374；6,480,182；6,498,
114；6,506,438；6,518,949；6,521,489；6,535,197；6,545,291；6,639,578；6,657,772；6,
664,944；6,680,725；6,683,333；6,724,519；6,750,473；6,816,147；6,819,471；6,825,
068；6,831,769；6,842,167；6,842,279；6,842,657；6,865,010；6,873,452；6,909,532；6,
967,640；6,980,196；7,012,735；7,030,412；7,075,703；7,106,296；7,110,163；7,116,
318；7,148,128；7,167,155；7,173,752；7,176,880；7,190,008；7,206,119；7,223,672；7,
230,751；7,256,766；7,259,744；7,280,094；7,301,693；7,304,780；7,327,511；7,347,
957；7,349,148；7,352,353；7,365,394；7,365,733；7,382,363；7,388,572；7,401,758；7,
442,587；7,492,497；7,535,624；7,551,346；7,554,712；7,583,427；7,598,173；7,605,
799；7,636,191；7,649,674；7,667,886；7,672,040；7,688,497；7,733,335；7,785,988；7,
830,592；7,843,626；7,859,637；7,880,958；7,893,435；7,898,717；7,905,977；7,957,
053；7,986,450；8,009,344；8,027,081；8,049,947；8,072,675；8,077,141；8,089,453；8,
120,836；8,159,636；8,208,193；8,237,892；8,238,021；8,362,488；8,373,211；8,389,
381；8,395,836；8,437,069；8,441,414；8,456,589；8,498,042；8,514,168；8,547,628；8,
576,162；8,610,988；8,714,780；8,728,266；8,743,077；8,754,859；8,797,258；8,797,
633；8,797,636；8,830,560；8,891,155；8,969,886；9,147,364；9,025,234；9,025,238；9,
030,374；9,140,952；9,152,003；9,152,004；9,201,279；9,223,164；9,285,648；和9,310,
661；以及美国专利申请公开No.2002/0060321；2004/0008179；2004/0085619；2004/
0105036；2004/0112525；2005/0122306；2005/0122563；2006/0215106；2006/0255322；
2007/0052757；2007/0097489；2007/0109219；2008/0061300；2008/0149271；2009/
0122389；2009/0315044；2010/0177396；2011/0140744；2011/0187683；2011/0187689；
2011/0292319；2013/0250397；2013/0278900；2014/0078024；2014/0139501；2014/
0192000；2014/0210701；2014/0300837；2014/0368753；2014/0376164；2015/0171112；
2015/0205178；2015/0226986；2015/0227018；2015/0228666；2015/0261057；2015/
0356927；2015/0378235；2016/077375；2016/0103380；和2016/0187759；以及国际申请公开No.WO 00/38000；欧洲专利No.1,099,207B1和1,145,072B1；

[0032] (e)颜色形成和颜色调节；参见例如美国专利No.6,017,584；6,664,944；6,864,875；7,075,502；7,167,155；7,667,684；7,791,789；7,956,841；8,040,594；8,054,526；8,
098,418；8,213,076；和8,363,299；以及美国专利申请公开No.2004/0263947；2007/
0109219；2007/0223079；2008/0023332；2008/0043318；2008/0048970；2009/0004442；
2009/0225398；2010/0103502；2010/0156780；2011/0164307；2011/0195629；2011/
0310461；2012/0008188；2012/0019898；2012/0075687；2012/0081779；2012/0134009；
2012/0182597；2012/0212462；2012/0157269；和2012/0326957；

[0033] (f)用于驱动显示器的方法；参见例如美国专利No.7,012,600和7,453,445；

[0034] (g)显示器的应用；参见例如美国专利No.7,312,784和8,009,348；

[0035] (h)非电泳显示器，如在美国专利No.6,241,921；6,950,220；7,420,549和8,319,759；以及美国专利申请公开No.2012/0293858中所述。

[0036] (i)微单元结构、壁材料和形成微单元的方法；参见例如美国专利No.7,072,095和9,279,906；以及

[0037] (j)用于填充和密封微单元的方法；参见例如美国专利No.7,144,942和7,715,088。

[0038] 本申请进一步涉及美国专利No.D485,294；6,124,851；6,130,773；6,177,921；6,232,950；6,252,564；6,312,304；6,312,971；6,376,828；6,392,786；6,413,790；6,422,
687；6,445,374；6,480,182；6,498,114；6,506,438；6,518,949；6,521,489；6,535,197；6,
545,291；6,639,578；6,657,772；6,664,944；6,680,725；6,683,333；6,724,519；6,750,
473；6,816,147；6,819,471；6,825,068；6,831,769；6,842,167；6,842,279；6,842,657；6,
865,010；6,873,452；6,909,532；6,967,640；6,980,196；7,012,735；7,030,412；7,075,
703；7,106,296；7,110,163；7,116,318；7,148,128；7,167,155；7,173,752；7,176,880；7,
190,008；7,206,119；7,223,672；7,230,751；7,256,766；7,259,744；7,280,094；7,301,
693；7,304,780；7,327,511；7,347,957；7,349,148；7,352,353；7,365,394；7,365,733；7,
382,363；7,388,572；7,401,758；7,442,587；7,492,497；7,535,624；7,551,346；7,554,
712；7,583,427；7,598,173；7,605,799；7,636,191；7,649,674；7,667,886；7,672,040；7,
688,497；7,733,335；7,785,988；7,830,592；7,843,626；7,859,637；7,880,958；7,893,
435；7,898,717；7,905,977；7,957,053；7,986,450；8,009,344；8,027,081；8,049,947；8,
072,675；8,077,141；8,089,453；8,120,836；8,159,636；8,208,193；8,237,892；8,238,
021；8,362,488；8,373,211；8,389,381；8,395,836；8,437,069；8,441,414；8,456,589；8,
498,042；8,514,168；8,547,628；8,576,162；8,610,988；8,714,780；8,728,266；8,743,
077；8,754,859；8,797,258；8,797,633；8,797,636；8,830,560；8,891,155；8,969,886；9,
147,364；9,025,234；9,025,238；9,030,374；9,140,952；9,152,003；9,152,004；9,201,
279；9,223,164；9,285,648；和9,310,661；以及美国专利申请公开No.2002/0060321；2004/
0008179；2004/0085619；2004/0105036；2004/0112525；2005/0122306；2005/0122563；
2006/0215106；2006/0255322；2007/0052757；2007/0097489；2007/0109219；2008/
0061300；2008/0149271；2009/0122389；2009/0315044；2010/0177396；2011/0140744；
2011/0187683；2011/0187689；2011/0292319；2013/0250397；2013/0278900；2014/
0078024；2014/0139501；2014/0192000；2014/0210701；2014/0300837；2014/0368753；
2014/0376164；2015/0171112；2015/0205178；2015/0226986；2015/0227018；2015/
0228666；2015/0261057；2015/0356927；2015/0378235；2016/077375；2016/0103380；和
2016/0187759；以及国际申请公开No.WO00/38000；欧洲专利No.1,099,207B1和1,145,
072B1；以上列出的所有申请的全部内容通过引用包含。

[0039] 该申请还涉及美国专利No.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；和9,412,
314；以及美国专利申请公开No.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；and 2016/
0180777；以上列出的所有申请的全部内容通过引用包含。

[0040] 许多前述专利和申请认识到在封装的电泳介质中围绕离散的微囊体的壁可以由连续相替代，由此产生所谓的“聚合物分散型的电泳显示器”，其中电泳介质包括多个离散的电泳流体的微滴和聚合物材料的连续相，并且在这种聚合物分散型的电泳显示器内的离散的电泳流体的微滴可以被认为是囊体或微囊体，即使没有离散的囊体薄膜与每个单独的微滴相关联；参见例如前述美国专利No.6,866,760。因此，为了本申请的目的，这样的聚合物分散型电泳介质被认为是封装的电泳介质的子类。

[0041] 一种相关类型的电泳显示器是所谓的“微单元电泳显示器”。在微单元电泳显示器中，带电粒子和流体不被封装在微囊体内，而是保持在载体介质(通常为聚合物膜)内形成的多个空腔内。参见例如均转让给Sipix Imaging公司的美国专利No.6,672,921和6,788,449。

[0042] 虽然电泳介质通常是不透明的(因为，例如在很多电泳介质中，粒子基本上阻挡可见光透射通过显示器)并且在反射模式下工作，但许多电泳显示器可以制成在所谓的“快门模式(shutter mode)”下工作，在该模式下，一种显示状态实质上是不透明的，而一种显示状态是光透射的。参见例如美国专利No.5,872,552、6,130,774、6,144,361、6,172,798、6,271,823、6,225,971和6,184,856。类似于电泳显示器但是依赖于电场强度的变化的介电泳显示器可以在类似的模式下工作；参见美国专利No.4,418,346。其他类型的电光显示器也能够在快门模式下工作。在快门模式下工作的电光介质可以用于全色显示器的多层结构；
在该结构中，邻近显示器的观察表面的至少一层在快门模式下工作，以暴露或隐藏更远离观察表面的第二层。

[0043] 封装的电泳显示器通常不受传统电泳装置的聚集和沉降故障模式的困扰并提供更多的有益效果，例如在多种柔性和刚性基底上印刷或涂布显示器的能力。(使用词“印刷”意于包括印刷和涂布的所有形式，包括但不限于：诸如修补模具涂布、槽或挤压涂布、滑动或层叠涂布、幕式涂布的预先计量式涂布；诸如罗拉刮刀涂布、正向和反向辊式涂布的辊式涂布；凹面涂布；浸渍涂布；喷雾涂布；弯月面涂布；旋转涂布；刷涂；气刀涂布；丝网印刷工艺；静电印刷工艺；热印刷工艺；喷墨印刷工艺；电泳沉积(参见美国专利No.7,339,715)；以及其他类似技术。)因此，所产生的显示器可以是柔性的。另外，因为显示器介质可以使用多种方法被印刷，所以显示器本身可以被便宜地制造。

[0044] 其他类型的电光材料也可用于本发明中。

[0045] 电泳显示器通常包括电泳材料层和设置在电泳材料的相对侧上的至少两个其他层，这两个层之一是电极层。在大多数这样的显示器中，两个层都是电极层，并且电极层中的一个或两个被图案化以限定显示器的像素。例如，一个电极层可以被图案化为细长的行电极，而另一电极层可以被图案化为与行电极成直角延伸的细长的列电极，像素由行电极和列电极的交叉点限定。可替代地，并且更通常地，一个电极层具有单个连续电极的形式，另一电极层被图案化为像素电极矩阵，每个像素电极限定显示器的一个像素。在旨在与触控笔、打印头或与显示器分开的类似可移动电极一起使用的另一种类型的电泳显示器中，与电泳层相邻的层中的仅一个层包括电极，该层在电泳层的相对侧上通常是保护层，旨在防止可移动电极损坏电泳层。

[0046] 在又一个实施例中，例如在美国专利No.在US 6,704,133中所述，电泳显示器可以被构造为具有两个连续的电极以及在电极之间的电泳层和光电泳层。因为光电泳材料会随着光子的吸收而改变电阻率，所以可以使用入射光来改变电泳介质的状态。这样的装置在图1中示出。如在美国专利No.6,704,133中所述，图1的装置在由发射源(例如LCD显示器)驱动时工作得最好，发射源位于显示器的与观察表面的相对侧。在一些实施例中，美国专利No.6,704,133的装置在前电极和光电泳材料之间包含特殊的阻挡层，以减少由来自显示器前部的入射光泄漏通过反射电光介质而引起的“暗电流”。

[0047] 前述的美国专利No.6,982,178描述了一种组装固态电光显示器(包括封装的电泳显示器)的方法，该方法非常适于大规模生产。本质上，该专利描述了一种所谓的“前平面层压板”(“FPL”)，其依次包括透光的导电层；与导电层电接触的固态电光介质层；粘合剂层；以及释放片。通常，透光的导电层将被承载在透光的基板上，该基板优选是柔性的，在这种意义上，基板可以被手动地缠绕在直径为10英寸(254mm)的鼓(例如，鼓)上，而没有永久变形。在该专利中使用术语“透光的”，并且在本文中是指这样指定的层透射足够的光，以使观察者透过该层观察时能够观察到电光介质的显示状态的变化，其通常将通过导电层和相邻的基板(如果有)观察；在电光介质在不可见波长处显示反射率变化的情况下，术语“透光的”当然应该被解释为是指相关不可见波长的透射。基板通常将是聚合物薄膜，并且通常将具有约1至约25密耳(25至634μm)，优选约2至约10密耳(51至254μm)的厚度。导电层通常是例如铝或ITO的薄金属或金属氧化物层，或者可以是导电聚合物。涂有铝或ITO的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜可商购，例如购自特拉华州的威明顿市的杜邦公司的“镀铝的Mylar”(“Mylar”是注册商标)，并且这样的商业材料可以在前平面层压板中很好地使用。

[0048] 前述的美国专利No.6,982,178也描述了一种在将前平面层压板结合到显示器中之前测试前平面层压板中的电光介质的方法。在该测试方法中，释放片设置有导电层，并且在该导电层和位于电光介质的相对侧上的导电层之间施加足以改变电光介质的光学状态的电压。然后观察电光介质将发现介质中的任何故障，从而避免将有故障的电光介质层压到显示器中，从而产生报废整个显示器的成本，而不仅仅是报废有缺陷的前平面层压板。

[0049] 前述美国专利No.6,982,178也描述了第二种方法，该方法通过在释放片上放置静电荷来在前平面层压板中测试电光介质，从而在电光介质上形成图像。然后以与以前相同的方式观察该图像，以检测电光介质中的任何故障。

[0050] 使用这样的前平面层压板的电光显示器的组装可以通过以下来实现：从前平面层压板移除释放片并使粘合剂层与背板在有效地使粘合剂层粘附到背板的条件下接触，从而将粘合剂层、电光介质层和导电层固定到背板。该工艺非常适合批量生产，因为通常可以使用辊对辊涂布技术批量生产前平面层压板，然后将其切成任意尺寸，以用于特定背板。

[0051] 美国专利No.7,561,324描述了所谓的“双释放片”，其基本上是上述美国专利No.6,982,178的前平面层压板的简化版本。一种形式的双释放片包括夹在两个粘合剂层之间的固态电光介质层，其中粘合剂层中的一个或两个被释放片覆盖。另一种形式的双释放片包括固态电光介质层，其夹在两个释放片之间。两种形式的双释放薄膜都打算用于与从已经描述的前平面层压板组装电光显示器的工艺大体相似的工艺中，但是涉及两次单独的层压；通常，在第一次层压中，将双释放片层压至前电极以形成前子组件，然后在第二次层压中，将前子组件层压至背板以形成最终显示器，但是如果需要，这两次层压的顺序可以颠倒。

[0052] 美国专利No.7,839,564描述了所谓的“倒置的前平面层压板”，其是上述美国专利No.6,982,178中描述的前平面层压板的变型。该倒置的前平面层压板依次包括透光保护层和透光导电层中的至少一个；粘合剂层；固态电光介质层；以及释放片。该倒置的前平面层压板用于形成电光显示器，该电光显示器在电光层和前电极或前基板之间具有层压粘合剂层；在电光层和背板之间可以存在或可以不存在通常薄的第二粘合剂层。这种电光显示器可以将良好的分辨率与良好的低温性能相结合。

[0053] 某些颜料的光电泳性质是在一段时间之前被认识到的。例如，美国专利No.3,383,993公开了一种光电泳成像设备，其可用于在通常为透明电极(例如ITO)的介质上再现投影图像。然而，‘993专利和施乐公司(Xerox Corporation)的其他相关专利中描述的光电泳过程是不可逆的，因为光电泳过程涉及到光电泳粒子迁移到“注入电极”，在此处它们将附接至电极。由于缺乏可逆性，以及安装的成本和复杂性，这种现象并未得到广泛的商业化。

[0054] 虽然本发明的显示器旨在长时间显示图像而几乎没有能量输入，但是如上所述的循环(loop)显示器可用于在与发光显示器(例如，大幅面LED显示器)相同的时间尺度上刷新内容。本发明的显示器可以在不到一小时内，例如在不到10分钟内，例如在不到五分钟内，例如在不到两分钟内显示两个不同的图像。此外，取决于显示器的使用，刷新周期可以错开。例如，可以用持续30秒的广告每五分钟刷新一次运输计划，然后在另外五分钟的时间段内返回该运输计划。

[0055] 在某些情况下，启用DC不平衡波形的一种方法是在主动更新后使显示模块放电。放电涉及使显示器的成像薄膜短路，以消除由于DC不平衡驱动而积聚在成像薄膜(例如，电泳材料层)上的残留电荷。使用更新的驱动后放电(此处称为uPDD或UPD)已成功证明了残余电荷(通过残余电压测量)的积累的减少以及相应的模块极化，这些极化会导致由于电化学的原因引起的成像薄膜的永久退化。

[0056] 现在已经发现，在原因和效果上，残余电压在电泳和其他脉冲驱动的电光显示器中是更普遍的现象。还发现DC不平衡可能导致某些电泳显示器的长期寿命下降。

[0057] 存在多种潜在的残余电压源。可以相信(尽管某些实施例绝不受此想法的限制)，残余电压的主要原因是形成显示器的各层材料内的离子极化。

[0058] 这种极化以各种方式发生。在第一(为方便起见，称为“I型”)极化中，跨材料界面或邻近材料界面创建了离子双层。例如，在氧化铟锡(“ITO”)电极处的正电势可在相邻的层压粘合剂中产生负离子的相应极化层。这种极化层的衰减率与层压粘合剂层中分离的离子的重新组合有关。这种极化层的几何形状由界面的形状确定，但是本质上可以是平面的。

[0059] 在第二(“II型”)类型的极化中，单个材料内的结节、结晶或其他类型的材料异质性可导致离子可比周围材料移动得更快或移动得更慢的区域。离子迁移速率的不同会导致介质主体中电荷极化的程度不同，因此极化可能会在单个显示组件中发生。这样的极化本质上可以基本上是局部的或分散在整个层中。

[0060] 在第三(“III型”)类型的极化中，极化可在表示对任何特定类型的离子的电荷传输的阻挡的任何界面处发生。在微腔电泳显示器中的这种界面的一个示例是包括悬浮介质和粒子的电泳悬浮液(“内相”)与包括壁、粘合剂和粘结剂的周围介质(“外相”)之间的边界。在许多电泳显示器中，内相是疏水性液体，而外相是聚合物，例如明胶。内相中存在的离子在外相中可能不溶且不可扩散，反之亦然。在施加垂直于这种界面的电场时，相反符号的极化层将积聚在界面的任一侧。当所施加的电场被移除时，所产生的非平衡电荷分布将导致可测量的残余电压电势，该电势会随着弛豫时间而衰减，该弛豫时间由界面的任一侧上离子在两相中的迁移率确定。

[0061] 在驱动脉冲期间可能发生极化。每次图像更新都是可能影响残余电压的事件。正波形电压可以在整个电光介质上产生残余电压，该残余电压取决于特定的电光显示器，具有相同或相反的极性(或几乎为零)。

[0062] 从前面的讨论中将显而易见的是，极化可以发生在电泳显示器或其他电光显示器内的多个位置，每个位置具有其自己的衰减时间特征谱，主要是在界面处和在材料异质性上。取决于这些电压源相对于电活性部分(例如，电泳悬浮液)的布置(换句话说，极化电荷分布)，以及每种电荷分布与粒子通过悬浮液的运动或其他光电活动之间的电耦合程度，各种极化将或多或少地产生有害作用。因为电泳显示器通过带电粒子的运动而操作，这固有地引起电光层的极化，所以在某种意义上，优选的电泳显示器不是显示器中总是不存在残余电压的显示器，而是其中残余电压不会引起不良的电光行为的显示器。理想地，残余脉冲将被最小化，并且残余电压将在1秒内、优选地在50ms内降低到1V以下，优选地0.2V以下，从而通过在图像更新之间引入最小的停顿，电泳显示器可以影响光学状态之间的所有转变，而无需考虑残余电压的影响。对于以视频速率或低于+/-15V的电压操作的电泳显示器，这些理想值应相应地降低。类似的考虑也适用于其他类型的电光显示器。

[0063] 总而言之，残余电压作为一种现象至少基本上是由于在界面处或在材料本身内部的显示材料组件内发生离子极化的结果。当这种极化持续大约50毫秒到约一个小时或更长的中等时间尺度时，它们尤其成问题。残余电压可以通过多种方式表现为图像重影或视觉伪影，其严重程度可能随图像更新之间的消逝时间而变化。残余电压还会造成DC不平衡，并降低最终显示寿命。因此，残余电压的影响可能对电泳或其他电光装置的质量有害，并且期望使残余电压本身以及装置的光学状态对残余电压的影响的敏感性最小化。

[0064] 实际上，由于上述极化效应而在电泳材料内累积的电荷可以被释放或排出以减轻残余电压效应。在一些实施例中，可以在更新或驱动序列之后执行这种放电。

[0065] 在一些实施例中，可以使用容易获得的用于EPD的薄膜晶体管(TFT)背板100和EPD的控制器电路来执行驱动后或更新后放电，如图1所示。在使用中，每个显示像素可以包括薄膜晶体管UPD(例如TFT(upd))102，该薄膜晶体管UPD 102可以被配置为提供一定程度的电传导，从而将显示器的顶平面106和源极(或数据)线VS保持处于相同电压电位一段时间(例如，接地)。上述专利申请15/014,236(其全部内容合并于此)更详细地讨论了这种驱动方法。如本文所示的显示像素100以及下面所示的各种实施例通常包括位于像素电极104和顶平面106之间的电泳材料108，其中顶平面106可以包括基板和公共电极，以及公共电极可以是透明导电层。通常，TFT(upd)102被设计为用作像素控制晶体管，以提供驱动波形或将驱动波形传输到像素的像素电极104。这样，相比于非导通状态(即，“OFF”状态)，TFT(upd)102通常被配置为在导通状态(例如，“ON”状态)下操作非常短的时间，例如，“ON”时间与“OFF”时间的比率大于1:1000。尽管根据uPDD的配置，使用uPDD会使该比率改变为大约1:2或1:50，这会导致长期使用后产生正偏置应力，但在某些情况下，使用量将相当于通常由成千上万的图像更新或更多导致的应力。已知正偏置应力会导致永久性非晶硅TFT中的阈值电压偏移。阈值电压的偏移会导致受影响的TFT和TFT背板的行为发生变化，进而导致EPD的光学性能发生光学偏移。已经观察到由于uPDD引起的光学偏移，并在图2A和2B中示出。如图所示，由于uPDD，在数万次更新周期后的两年内，显示灰色调(图2A)和重影偏移(图2B)值会显著增加。

[0066] 通过仅使用单个TFT，例如图1所示的TFT(upd)102，正常图像更新和uPDD都通过相同的TFT(即TFT(upd))实现。可替换地，在一些实施例中，可以将附加的TFT添加到每个像素，并且仅将其用于uPDD放电方案。在总体放电方案保持不变的同时，用于正常显示操作的像素TFT(例如，图1的TFT(upd)102)将仅用于有源显示更新，就像在不包括放电的EPD的标准有源矩阵驱动中一样。这种配置确保了用于正常显示操作的像素TFT的性能稳定并且不受放电影响。虽然用于放电的附加TFT可能经历由于正偏置应力而引起的阈值电压偏移，但这将不会引起EPD的光学偏移，并且只要TFT在放电期间导通(即，只要可能的阈值电压偏移由放电方案考虑)，这将不影响放电操作。这样的配置可以允许稳定的显示操作而没有光学响应偏移，同时允许通过驱动后放电实现的DC不平衡波形。

[0067] 在图3中示出了根据上述概念的一个示例性实施例。除了标准像素TFT(例如，TFT(upd)302)之外，显示像素300可以包括专用于排出电泳薄膜314的剩余电压或过量电荷的有源组件。该有源组件可以是任何种类的晶体管(例如TFT、CMOS等)，或者可以通过施加电能(例如电压)或光能来激活或开启的任何其他组件(例如二极管或光电检测器/二极管)，或者一般地任何电/光激活开关。为了说明一般概念，本文中使用TFT(例如，n型TFT)，但是应当理解，这并不意味着限制。如图3所示，可以使用指定的晶体管TFT(dis)304以释放电泳成像薄膜314内的残余电压的电荷。在这种配置中，TFT(upd)302的栅极从栅极驱动器输出连接到选择线(例如，Vg(upd)308)，而TFT(dis)304的栅极连接到放电选择线，例如Vg(dis)306，其中该选择线可以用于(例如，通过经由选择线向晶体管的栅极提供电压以影响栅极-源极或栅极-漏极电势)在其栅极处打开和关闭TFT(dis)304。在一个实施例中，用于多个像素的所有像素放电选择线可以一起连接到单个显示输出，例如以同时开启显示器的所有显示像素的所有像素放电TFT(例如，TFT(dis)304)晶体管以用于使整个显示器同时放电。在一些实施例中，TFT(upd)302和TFT(dis)304的源极线都可以连接到数据线Vs 310。在操作期间，可以针对所有像素关闭TFT(dis)304，而TFT(upd)302用于主动更新显示器。在放电期间，TFT(dis)304可以被开启，而TFT(upd)302可以被关闭。在一些实施例中，TFT(upd)302和TFT(dis)304中的任一者或两者可以是n型晶体管。在那种情况下，TFT(upd)302的源极可以电耦合到源极线Vs310，并且TFT(upd)302的漏极可以耦合到显示像素300的像素电极312。另外，如果TFT(dis)304晶体管是n型晶体管，则其源极可以耦合到源极线Vs 310，而其漏极可以耦合到像素电极312。实际上，当TFT(dis)304被开启并导通时，来自电泳薄膜314的电荷可通过TFT(dis)304和/或源极线Vs310被排出或释放。

[0068] 图4示出了根据本文提出的主题的显示像素400的另一实施例。在该实施例中，如图4所示，放电TFT(dis)402可以电耦合至EPD的顶平面404(例如，连接至EPD的公共电极)和Vcom 406电压线(例如，放电TFT402的漏极直接耦合至EPD的顶平面404，而其源极耦合到像素的像素电极408)。在这种配置中，显示模块的放电不是通过源极驱动器(例如，VS 410)发生的，而是直接通过顶平面连接完成的。另外，通过该设置，因为Vs 410在该情况下未连接到放电TFT(dis)402并且因此不影响其操作，因此可以通过将放电TFT(dis)402置于弱导电状态以充当用于放电的电阻或导电路径来在更新期间使显示器放电。在该配置中，TFT(dis)402可以通过选择线Vg(dis)412被激活，而晶体管TFT(upd)414可以通过选择线Vg(upd)416被激活，其中两条选择线(即，Vg(dis)412和Vg(upd)416)可以可选地不电耦合。

[0069] 图5示出可应用于图3和图4中提出的两个提议的像素设计中的任一者的示例性电压序列。该电压序列忽略了从一个电压切换到另一电压时可能出现的或可能在例如掉电期间引入的潜在RC时间约束。Vg(upd)连接到选择线，就像在标准有源矩阵驱动中一样，在高电压和低电压之间切换以开启和关闭TFT。在主动更新期间，Vcom可以保持恒定的电压，该电压通常等于TFT(upd)的跳变电压。Vs连接到数据线，该数据线提供数据信号来利用期望波形刷新像素。Vg(dis)连接到低电压，以保持TFT(dis)关闭。在主动更新后的放电期间，Vg(upd)关闭，并且Vcom和Vs保持在0V。接通Vg(dis)以便通过TFT(dis)使电泳成像薄膜短路。图5所示的电压序列是使用新型TFT像素设计的放电方案的示例说明。这种新的TFT像素设计足够灵活以适应放电方案的更复杂的实现。主要思想是通过开启专用TFT进行放电，同时将用于正常显示操作的像素TFT排除在放电操作之外。次要影响可能包括以下可能性：在放电结束关闭时，TFT(dis)承受的跳变电压可能会影响显示器的放电效率或光学性能。通过为Vg(dis)实施适当设计的掉电电路(具有一定的RC衰减)可以减轻这种影响，以防止或最小化这种影响。

[0070] 在以上描述中，TFT(upd)和TFT(dis)都是N型TFT。这些晶体管也可以分别是P型TFT或N型和P型。基于图3中的电路的示例之一在图6中示出，其中TFT(upd)604和TFT(dis)602均为P型TFT。可以对图4中的电路(此处未显示)执行相同的操作。

[0071] 可替代地，代替诸如TFT的有源组件，也可以采用无源组件来对EPD进行放电。图7示出了本文提出的主题的另一种可能的实现方式，其中电阻器Rdis 702与像素的存储电容器Cs 704并联放置。如图所示，电阻器Rdis 702也耦合到像素电极706和公共电极708。该电阻器的目的是提供在驱动周期结束时从电泳成像薄膜释放残余电压的路径。这种像素设计的好处在于，它不需要添加额外的线Vgdis来控制第二TFT。然而，由于Rdis 702现在具有固定的电阻值，因此需要适当地设计Rdis 702的电阻值。例如，与Rdis 702添加到像素电路相关联的RC常数Rdis 702需要大于驱动帧时间，以便在帧时间期间实现所需的像素电压保持特性。该RC常数还需要足够低以在驱动周期结束时提供足够的放电。在一些其他实施例中，Rdis702也可以被现场可切换分流电阻器代替，其使用非晶硅或提供与电泳成像薄膜并联的适当电阻以进行放电而不会阻止正常驱动操作的任何其他技术。

[0072] 除了提供仅用于放电的专用TFT和仅用于显示更新的另一TFT，以避免由于正偏置应力引起的显示性能的光学偏移之外，本文提出的主题还使得能够进行如下所述的可能有益的一些额外的使用模式。

[0073] 图8示出了仅可应用于图3所示的电路的示例性电压序列，其中TFTupd 302和TFTdis 304具有专用栅极线。在该电压序列中，在有源更新阶段期间，TFTupd 302和TFTdis 304都开启，而在更新结束时TFTdis304可以开启或不开启，以进行放电。在该使用模式下，TFTdis 304可以提供额外的电流以用于更快的像素充电，这可以实现例如更高的帧频驱动。此外，所提出的像素设计中的TFTdis 304也可以用作全局更新晶体管。通过开启TFTdis 304和关闭TFTupd 302，当执行全局更新时，我们可以防止对TFTupd302的长期正偏置。

[0074] 这样，本文提出的主题引入了一种方法，该方法通过利用驱动后放电及其各种实现方式来实现DC不平衡波形，而不会在用于标准有源矩阵驱动显示操作的像素TFT上产生正偏置应力。这将导致更稳定的显示器光学响应，同时实现驱动后放电。

[0075] 对于本领域技术人员将显而易见的是，在不脱离本发明的范围的情况下，可以对上述本发明的特定实施例进行许多改变和修改。因此，整个前述描述将以说明性而非限制性的意义来解释。

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