彩色显示设备

摘要

本发明涉及一种包括电泳液体的彩色显示器，该电泳液体包括散布在澄清且无色的溶剂中的具有对比色彩并且带有相反电荷极性的两种类型的色素粒子，其中所述电泳液体是夹在共用电极与多个着色子像素电极或着色像素电极之间的。

权利要求

1.一种包括电泳液体的彩色显示器，所述电泳液体包括散布在澄清且无色的溶剂中的具有对比色彩并且带有相反电荷极性的两种类型的色素粒子，其中所述电泳液体夹在共用电极与多个着色子像素电极或着色像素电极之间，所述彩色显示器包括多个像素，其中：a)所述像素中的每个像素包括两个子像素，

b)所述子像素中的每个子像素夹在共用电极与至少两个着色子像素电极之间，并且c)在这四个子像素电极之中，至少有一个子像素电极是红的、一个子像素电极是绿的、并且一个子像素电极是蓝的。

2.如权利要求1所述的显示器，其中所述两种类型的色素粒子分别是黑的和白的。

3.如权利要求2所述的显示器，其中所述子像素电极在着色层的下方。

4.如权利要求3所述的显示器，其中所述着色层是封围住在显示单元内的所述电泳液体的着色密封层。

5.如权利要求3所述的显示器，进一步包括所述着色层与所述子像素电极之间的粘合层。

6.如权利要求5所述的显示器，其特征在于，所述粘合层是反射层。

7.一种包括电泳液体的彩色显示器，所述电泳液体包括散布在澄清且无色的溶剂中的具有对比色彩并且带有相反电荷极性的两种类型的色素粒子，其中所述电泳液体夹在共用电极与多个着色子像素电极或着色像素电极之间，所述彩色显示器包括多个像素，其中：a)所述像素中的每个像素夹在共用电极与两个着色像素电极之间，并且b)所述两个着色像素电极具有相同色彩。

8.如权利要求7所述的显示器，其特征在于，所述两种类型的色素粒子分别是黑的和白的。

9.如权利要求8所述的显示器，其特征在于，所述像素电极在着色层的下方。

10.如权利要求9所述的显示器，其中所述着色层是封围住显示单元内的所述电泳液体的着色密封层。

11.如权利要求9所述的显示器，进一步包括所述着色层与所述像素电极之间的粘合层。

12.如权利要求11所述的显示器，其中所述粘合层是反射层。

说明书

彩色显示设备

技术领域

[0001] 本发明涉及能够显示多个色彩状态的显示设备。

背景技术

[0002] 美国专利号7,046,228揭示了一种具有双重切换模式的电泳显示设备，该双重切换模式允许显示单元中的带电色素粒子以垂直（上/下）方向或平面（左/右）方向移动。在此类显示设备中，诸显示单元中的每个显示单元被夹在两层之间，这两层之一包括透明顶电极，而另一层包括底电极和至少一个面内电极。典型地，这些显示单元用澄清的、但着色的介电溶剂或带有散布于其间的带电白色色素粒子的溶剂混合物填充。这些显示单元的背景颜色可以是黑色。当带电色素粒子被驱至处于或靠近透明顶电极时，这些粒子的色彩就从顶部观看侧被看到。当带电色素粒子被驱至处于或靠近底电极时，溶剂的色彩就被看到。当带电色素粒子被驱至处于或靠近（诸）面内电极时，显示单元背景的色彩就被看到。相应地，诸显示单元中的每个显示单元均能够显示三种色彩状态，即，带电色素粒子的色彩、介电溶剂或溶剂混合物的色彩或者该显示单元的背景色彩。根据该专利的双重模式电泳显示器可由有源矩阵系统或由无源矩阵系统驱动。

[0003] 当此双重模式方案被用于全色显示应用时，每个像素将具有三个个体显示单元，这三个个体显示单元分别在着红、绿或蓝色的溶剂中包含白色粒子散布，并且每个显示单元必须与背板上的一组电极对齐。红/绿/蓝显示单元与背板上的电极之间的对齐准确性对于达成良好的色彩性能是很重要的。

[0004] 有若干个稍晚提交的揭示彩色显示设备的美国专利申请（例如，美国专利申请号12/432,519、12/416,827、12/644,888、12/644,861和12/547,351），在其中一些彩色显示设备中背板上的电极可与显示单元对齐或不对齐。

发明内容

[0005] 本发明的显示架构包括(1)电泳膜，在其中电泳液体包括散布在光学澄清的溶剂中的具有对比色彩并且带有相反电荷极性的两种类型的色素粒子，和(2)带有与个体子像素或像素电极相关联的反射色彩的背板。此显示架构提供两种基本操作模式，即黑/白模式和彩色模式。

[0006] 黑/白模式的操作类似于具有通过使白或黑粒子移动到观看侧来产生的白状态和黑状态的标准电泳显示器的操作。当在此模式中操作时，粒子可或是聚集在共用电极处或是聚集在像素电极处来显示白色或黑色。

[0007] 彩色模式的操作使白和黑粒子移开以曝露各彩色层。另外，移到边上的白和黑粒子可被布置成显示特定灰度级以补足曝露的色彩来满足色彩色度和亮度要求。

[0008] 黑/白模式和彩色模式可以组合来呈递更浓烈或更明亮的彩色图像。

[0009] 子像素数目和与子像素电极中的每个电极相关联的色彩可随应用而变。对于全色应用，需要每像素最少两个子像素的设计。对于具有黑/白加单色（例如，红、绿或蓝）的高光彩色应用，像素中不需要子像素。

[0010] 本发明的第一方面涉及一种彩色显示器，其包括(1)电泳液体，该电泳液体包括散布在澄清且无色的溶剂中的具有对比色彩并且带有相反电荷极性的两种类型的色素粒子，和(2)多个像素，其中：

[0011] a)所述像素中的每个像素包括两个子像素，

[0012] b)所述子像素中的每个子像素夹在共用电极与至少两个着色子像素电极之间，并且

[0013] c)在这四个子像素电极之中，至少有一个红的子像素电极、一个绿的子像素电极、以及一个蓝的子像素电极。

[0014] 在本发明的此方面，这两种类型的色素粒子分别是黑的和白的。在一个实施例中，子像素电极是矩形的或方形的。在一个实施例中，子像素电极是不规则形状的。在一个实施例中，子像素电极涂覆有着色层。在一个实施例中，子像素电极在薄膜晶体管背板上。在一个实施例中，电泳液体被包含在个体显示单元内。在一个实施例中，显示单元是微杯。在一个实施例中，显示单元是微囊。在一个实施例中，显示单元与子像素电极是对齐的。在一个实施例中，显示单元与子像素电极是不对齐的。在一个实施例中，每个像素包括四个以上子像素电极。

[0015] 本发明的第二方面涉及一种彩色显示器，其包括(1)电泳液体，该电泳液体包括散布在澄清且无色的溶剂中的具有对比色彩并且带有相反电荷极性的两种类型的色素粒子，和(2)多个像素，其中：

[0016] a)所述像素中的每个像素夹在共用电极与至少三个着色像素电极之间，并且[0017] b)在这三个像素电极之中，一个像素电极是红的，一个像素电极是绿的，并且一个像素电极是蓝的。

[0018] 在本发明的此第二方面，这两种类型的色素粒子分别是黑的和白的。在一个实施例中，像素电极是矩形的或方形的。在一个实施例中，像素电极是不规则形状的。在一个实施例中，像素电极涂覆有着色层。在一个实施例中，像素电极在薄膜晶体管背板上。在一个实施例中，电泳液体被包含在个体显示单元内。在一个实施例中，显示单元是微杯。在一个实施例中，显示单元是微囊。在一个实施例中，显示单元与像素电极是对齐的。在一个实施例中，显示单元与像素电极是不对齐的。在一个实施例中，每个像素包括三个以上像素电极。

[0019] 本发明的第三方面涉及一种彩色显示器，其包括(1)电泳液体，该电泳液体包括散布在澄清且无色的溶剂中的具有对比色彩并且带有相反电荷极性的两种类型的色素粒子，和(2)多个像素，其中：

[0020] a)所述像素中的每个像素是夹在共用电极与两个着色像素电极之间的，并且[0021] b)这两个着色像素电极具有相同色彩。

[0022] 在本发明的此第三方面，这两种类型的色素粒子分别是黑的和白的。在一个实施例中，像素电极是矩形的或方形的。在一个实施例中，像素电极是不规则形状的。在一个实施例中，像素电极涂覆有着色层。在一个实施例中，像素电极在薄膜晶体管背板上。在一个实施例中，电泳液体被包含在个体显示单元内。在一个实施例中，显示单元是微杯。在一个实施例中，显示单元是微囊。在一个实施例中，显示单元和像素电极是对齐的。在一个实施例中，显示单元和像素电极是不对齐的。

[0023] 本发明的第四方面涉及一种用于彩色显示器的驱动方法，该彩色显示器包括电泳液体，该电泳液体包括散布在澄清且无色的溶剂中的带有相反电荷极性的白和黑色素粒子，其中所述电泳液体夹在共用电极与多个着色子像素或像素电极之间，该方法包括：

[0024] a)在共用电极与色素粒子要被聚集之处的子像素或像素电极之间施加恒定驱动电压；以及

[0025] b)在共用电极与要被曝露的子像素或像素电极之间施加交变的正驱动电压和负驱动电压。

[0026] 在一个实施例中，步骤(a)中的恒定驱动电压是0V。

[0027] 在一个实施例中，着色子像素或像素电极可以是着色层下方的电极，并且该着色层可以是封围住显示单元内的电泳液体的着色密封层。

[0028] 在另一实施例中，在着色层与子像素或像素电极之间可以有粘合层。

[0029] 本发明的彩色显示器提供许多优点。例如，不需要精密显示单元结构。换言之，不需要用背板上电极的尺寸去匹配显示单元的尺寸。也不需要显示单元与背板上电极之间逐个位置的精确对齐。另外，不需要在其中散布有色素粒子的溶剂中溶解或散布着色剂。

附图说明

[0030] 图1a、1b和1c描绘本发明的示例。

[0031] 图2a至2b和3a至3b解说不同类型的子像素或像素电极。

[0032] 图4a至4e解说图1a的彩色显示器如何可以显示不同色彩状态。

[0033] 图5a至5d示出不同场景，并且解说如何可调整和控制所显示的色彩的强度。

[0034] 图6a至6e是示出分别在图4a至4e中的像素的观看侧看到的色彩的顶视图。

[0035] 图7a至7e解说图1b的彩色显示器如何可以显示不同色彩状态。

[0036] 图8a至8e是示出分别在图7a至7e中的像素的观看侧看到的色彩的顶视图。

[0037] 图9a至9c解说图1c的彩色显示器如何可以显示不同色彩状态。

[0038] 图10a至10c解说图1a的彩色显示器如何可以显示青、品红或黄色状态。

[0039] 图11a至11c解说图1b的彩色显示器如何可以显示青、品红或黄色状态。

[0040] 图12解说像素电极的尺寸如何可影响色彩强度。

[0041] 图13和14分别示出对齐的设计和不对齐的设计。

[0042] 图15以顶视图描绘不对齐的设计。

[0043] 图16-1至16-3解说图15的不对齐设计如何可显示不同色彩状态。

[0044] 图17以顶视图描绘替换的不对齐设计。

[0045] 图18-1至18-4是用于本发明的彩色显示器的驱动步骤的示例。

[0046] 图19a和19b解说带有用作子像素或像素电极的着色层的着色密封层的显示设备。

[0047] 图20解说用于形成着色电极层的替换方法。

具体实施方式

[0048] 图1a描绘本发明可应用于全色显示器的一个实施例。在此设计中，两个子像素（A和B）形成像素。显示液体（105）夹在第一层（101）与第二层（102）之间。第一层包括共用电极（103）。在子像素A中，第二层包括两个子像素电极（104a和104b），并且在子像素B中，第二层包括两个子像素电极（104c和104d）。

[0049] 在图1a中且贯穿本申请始终在附图中，虚线指示子像素或像素。

[0050] 显示液体（105）可以是包括带有相反极性电荷的例如黑的和白的之类的两种类型的色素粒子（106a和106b）的电泳液体。该显示液体中的溶剂是澄清且无色的。

[0051] 子像素电极是着色的。例如，这些子像素电极中的每个电极可贴附有着色层（分别是108a至108d）。该着色层可以是滤色材料或着色粘合材料。在对所有子像素电极应用单个色彩时，此类着色层可以被涂覆或层叠到这些子像素电极上。当需要不止一种色彩时，色彩图案可利用例如激光热传递、喷墨或光图案化技术来印刷或沉积到不同子像素电极上。

[0052] 着色层（108a至108d）可以在子像素电极的上方（如图所示），或在子像素电极的下方（未示出）（如果子像素电极是透明的）。

[0053] 着色层向子像素电极提供色彩。例如，在本申请中，贴附有着红色层的子像素电极称为红子像素电极。

[0054] 在此设计中的像素中有四个以上子像素电极以便增强色彩亮度或色彩饱和度也是可行的。对于附加的子像素电极，它们可以是白的、黑的或是其它色彩的。

[0055] 图1b是本发明的同样可应用于全色显示器的替换设计。在此设计中，显示液体（105）还是夹在包括共用电极（103）的第一层（101）与第二层（102）之间。在此替换设计中，仅有一个像素，并且用于该像素的第二层包括三个像素电极（104a、104b和104c）。这些像素电极（104a至104c）中的每个电极也贴附有着色层（分别是108a至108c）。

[0056] 在此设计中的像素中有三个以上像素电极以便增强色彩亮度或色彩饱和度也是可行的。对于附加的像素电极，它们可以是白的、黑的或是其它色彩的。

[0057] 图1c是本发明的可应用于高光彩色显示器的又一替换设计。在此设计中，显示液体（105）还是夹在包括共用电极（103）的第一层（101）与第二层（102）之间。在此替换设计中，像素包括相同色彩的两个像素电极（104a和104b）。换言之，着色层108a和108b具有相同色彩。

[0058] 用于图1a的彩色显示器的显示液体和着色层的以上描述也可应用于图1b和1c的彩色显示器。

[0059] 在相同的第二层上的子像素电极（图1a中）或像素电极（图1b或1c中）的尺寸可以是相同或不同的，这取决于设计需要。这在下节中进一步讨论。

[0060] 子像素电极或像素电极的形状还可以变化，只要它们提供合意的功能即可。例如，子像素电极或像素电极的形状可以是矩形的，如图2a和3a中所示，其示出第二层的顶视图。图2a示出第二层上用于子像素的两个子像素电极（例如，用于图1a的设计），并且图3a示出第二层上用于像素的三个像素电极（例如，用于图1b的设计）。

[0061] 在本发明的又一实施例中，子像素电极可用力图提高图像过渡速度的方式来配置。图2b和3b描绘此类替换设计。在图2b中，用于子像素的这两个子像素电极（红的和绿的）配置成相扣但彼此不相接触。在图3b中，有用于像素的三个像素电极（红的、绿的和蓝的），呈与图2b的配置相类似的配置。图2b和3b中不规则形状的子像素或像素电极提供使带电色素粒子行进至合意位置的距离将会较短、由此提高图像过渡速度的益处。

[0062] 本发明上下文中的术语“不规则形状的”是指除矩形或方形以外任何形状的子像素或像素电极，这些形状可为带电色素粒子提供行进至合意位置的较短距离。

[0063] 应理解，术语“不规则形状的”像素电极不仅涵盖单件式的（即，其各件组件既物理连接又电连接的）子像素或像素电极，而且涵盖被分成（物理上不连接的）数件且各件电连接的子像素或像素电极，只要该像素电极的总体形状将为带电色素粒子提供较短距离供其行进。在后一种情形中，注意到，所提及的分开的各件可以是矩形的、方形的或不规则形状的。

[0064] 图1a至1c的设计中的共用电极（103）通常是扩展在显示设备的整个顶部上方的透明电极层（例如，ITO）。子像素和像素电极（104）在美国专利号7,046,228中描述，其内容通过援引整体纳入于此。

[0065] 应注意，尽管对第二层（102）提及了用薄膜晶体管（TFT）背板进行的有源矩阵驱动，但是本发明的范围涵盖其它类型的电极寻址，只要这些电极提供合意功能即可。

[0066] 本申请中提及的术语“色彩”可以是单色、中间色调色或合成色。

[0067] 图4a至4e解说图1a的彩色显示器如何可以显示不同色彩状态。

[0068] 出于解说的目的，假定像素具有两个子像素，A和B。在子像素A中，有一个红子像素电极和一个绿子像素电极，并且在子像素B中，有一个绿子像素电极和一个蓝子像素电极。显示液体中的溶剂是澄清且无色的，白色素粒子带正电荷，并且黑粒子带负电荷。第一层的那侧是观看侧。

[0069] 在图4a中，当共用电极（403）被施加有比这四个子像素电极低的电压电势时，白粒子将移至该共用电极处或其附近，同时黑粒子将移至这些子像素电极处或其附近。结果是，在观看侧看到白色状态。

[0070] 在图4b中，当共用电极（403）被施加有比这四个子像素电极高的电压电势时，白粒子将移至这些子像素电极处或其附近，同时黑粒子将移至共用电极处或其附近。结果是，在观看侧看到黑色状态。

[0071] 在图4c中，对于子像素A，施加于共用电极（403）和这两个子像素电极的电压被设置成使得红子像素电极将被曝露，并且对于子像素B，施加于共用电极（403）和这两个像素电极的电压被设置成使得黑粒子将移至共用电极（403）处或其附近并且白粒子将移至这两个子像素电极处或其附近。结果是，在观看侧看到红色。

[0072] 本发明的彩色显示器的关键特征之一是要利用毗邻的子像素或像素电极（在此情形中，是子像素A中的绿子像素电极）作为用于需要被移开以便聚集的粒子的集电极，以便曝露子像素或像素电极（在此情形中，是子像素A中的红子像素电极）的合意色彩。

[0073] 在图4d中，对于子像素A，施加于共用电极（403）和这两个子像素电极的电压被设置成使得绿子像素电极将被曝露，并且对于子像素B，施加于共用电极（403）和这两个像素电极的电压被设置成使得绿子像素电极也将被曝露。结果是，在观看侧看到绿色。

[0074] 仅仅曝露一个绿子像素电极（子像素A或子像素B中的）也是可行的。然而，在那种情形中，绿色将不是如此明亮。

[0075] 在图4e中，对于子像素A，施加于共用电极（403）和这两个像素电极的电压被设置成使得黑粒子将移至共用电极处或其附近同时白粒子将移至两个子像素电极处或其附近，并且对于子像素B，施加于共用电极（403）和这两个子像素电极的电压被设置成使得蓝像素电极被曝露。结果是，在观看侧看到蓝色。

[0076] 在图4c至4e中，示出黑粒子在顶部，并且白粒子在底部。使白粒子在顶部有并且黑粒子在底部是可行的。然而为了色彩饱和度，优选的是使黑粒子在顶部。

[0077] 图5a至5d示出不同场景，并且演示所显示的色彩的强度如何可被调整和控制。在此示例中，为解说目的只示出一个子像素。

[0078] 在图5a中，黑粒子在顶部，并且因此，所显示的绿色将是较强烈的（即，较饱和的）。在图5b中，白粒子在顶部，并且因此，所显示的绿色将是较明亮的。在图5c中，以使得黑和白粒子随机散布在该液体的一侧但在顶部有较多黑粒子的方式来施加电压，并且因此，较暗的灰色将使得绿色比图5a中的绿色强度要弱，但比图5b中的绿色强烈。在图5d中，以使得黑和白粒子随机散布在该液体的一侧但在顶部有较多白粒子的方式来施加电压，并且因此，稍少的灰色将使得绿色比图5a和5c中的绿色强度要弱，但比图5b中的绿色强烈。

[0079] 图6a至6e是示出分别在图4a至4d中的包括两个子像素的像素的观看侧看到的色彩的顶视图。

[0080] 图7a至7e解说图1b的彩色显示器如何可以显示不同色彩状态。

[0081] 出于解说目的，白色素粒子带正电荷，并且黑色素粒子带负电荷。这两种类型的色素粒子散布在澄清且无色的溶剂中。

[0082] 在图7a中，当共用电极（703）被施加有比这三个像素电极低的电压电势时，白粒子将移至共用电极处或其附近，同时黑粒子将移至这些像素电极处或其附近。结果是，在观看侧看到白色状态。

[0083] 在图7b中，当共用电极（703）被施加有比这三个像素电极高的电压电势时，白粒子将移至这些像素电极处或其附近，同时黑粒子将移至共用电极处或其附近。结果是，在观看侧看到黑色状态。

[0084] 在图7c中，施加于共用电极（703）和这三个像素电极的电压被设置成使得白粒子将移至红和绿像素电极处或其附近，并且黑粒子将移至共用电极（703）附近并且对应于该红和绿像素电极的区域中。结果是，在观看侧看到蓝色。

[0085] 如以上所述并且亦可应用于此替换设计的，该彩色显示器设备利用毗邻像素电极（在此情形中，是红和绿像素电极）作为用于需要被移开以曝露像素电极（在此情形中，是蓝像素电极）的合意色彩的粒子的集电极。

[0086] 类似地在图7d中，施加于共用电极（703）和这两个像素电极的电压被设置成使得白粒子将移至红和蓝像素电极处或其附近，并且黑粒子将移至共用电极（703）附近并且对应于该红和蓝像素电极的区域中。结果是，在观看侧看绿色。

[0087] 在图7e中，施加于共用电极（703）和这两个像素电极的电压被设置成使得白粒子将移至绿和蓝像素电极处或其附近，并且黑粒子将移至共用电极（703）附近并且对应于该绿和蓝像素电极的区域中。结果是，在观看侧看到红色。

[0088] 在图7c至7e中，示出黑粒子在顶部，并且白粒子在底部。使白粒子在顶部并且黑粒子在底部是可行的。然而为了色彩饱和度，优选的是使黑粒子在顶部。所显示出的色彩的强度也可如以上讨论地调整和控制。

[0089] 图8a至8e是示出分别在图7a至7e中的像素的观看侧看到的色彩的顶视图。

[0090] 图9a至9c解说图1c的高光彩色显示器如何可以显示不同色彩状态。在图9a中，在观看侧看到白色。在图9b中，在观看侧看到黑色。在图9c中，在观看侧看到红色。

[0091] 本发明的显示设备还能够显示青、品红和黄色状态。

[0092] 图10a至10c示出图1a的彩色显示器如何可以显示青、品红或黄色状态。

[0093] 在图10a中，在绿子像素电极在子像素A中被曝露并且蓝子像素电极在子像素B中被曝露的同时显示青色。在此示例中，只有一个绿像素电极被曝露，其在子像素A中。在实践中，所曝露的绿像素电极也可以是在子像素B中的那个绿像素电极。

[0094] 两个绿像素电极皆被曝露也是可行的。在那种情形中，色彩将具有较绿的色度。

[0095] 在图10b中，在子像素A中的红子像素电极和子像素B中的蓝子像素电极被曝露的同时显示品红色。

[0096] 在图10c中，在子像素A中的红子像素电极和子像素B中的绿子像素电极被曝露时显示黄色。类似地，所曝露的绿子像素电极可以是子像素A中的、是子像素B中的、或这两者中的。

[0097] 图11a至11c解说图1b的彩色显示器如何可以显示青、品红和黄色状态。

[0098] 在图11a中，白粒子被驱至红像素电极处或其附近，并且黑粒子被驱至共用电极处或其附近并且对应于红像素电极的区域中。结果是，绿和蓝像素电极被曝露给观看者，并且在观看侧看到青色。

[0099] 类似地，在图11b中，白粒子被驱至绿像素电极处或其附近，并且黑粒子被驱至共用电极处或其附近并且对应于绿像素电极的区域中。结果是，红和蓝像素电极被曝露给观看者，并且在观看侧看到品红色。

[0100] 在图11c中，白粒子被驱至蓝像素电极处或其附近，并且黑粒子被驱至共用电极处或其附近并且对应于蓝像素电极的区域中。结果是，红和绿像素电极被曝露给观看者，并且在观看侧看到黄色。

[0101] 为了优化色彩质量，子像素或像素电极的尺寸可被调整。

[0102] 图12给出示例。如图所示，在一个附图中，四个子像素电极具有相同尺寸。因此，三个着色子像素电极的尺寸比R:G:B是1:2:1。

[0103] 在如所示出的另一附图中，红子像素电极与绿子像素电极的尺寸比在子像素A中是3:2，并且绿子像素电极与蓝子像素电极的尺寸比在子像素B中是2:3。结果是，三个着色像素电极的尺寸比R:G:B是3:4:3。

[0104] 在此示例中，三个色彩的尺寸比是1:2:1的像素中的绿色将更明亮，因为绿子像素电极的相对总体面积更大。相应地，子像素或像素电极的尺寸可被调整以给出不同级别的色彩强度。在此节中的讨论不仅关于规则形状的子像素或像素电极；还关于不规则形状的子像素或像素电极。

[0105] 如上所述，根据本发明，显示单元和背板上像素电极的尺寸不一定要完全匹配。更重要的是，显示单元也不一定要与像素电极逐个位置地对齐。

[0106] 术语“显示单元”是指用显示液体填充的微容器。显示单元可以是如在美国专利号6,930,818中描述的微杯，其内容通过援引整体纳入于此。

[0107] 显示单元还可以是其它微容器（例如，微囊或微沟道），不管它们的形状或尺寸如何。所有这些都在本发明的范围内，只要微容器是用显示液体填充的并且具有与微杯相同的功能即可。

[0108] 图13和14分别示出对齐的设计和不对齐的设计。

[0109] 在对齐类型中，每组子像素或像素电极在显示单元的边界内。对于微杯类型的显示单元，显示单元的边界是围绕该显示单元的隔断壁。对于微囊类型的显示单元，显示单元的边界是微囊嵌入在其中的聚合物基质材料。

[0110] 图15以顶视图示出不对齐的设计。在此示例中，每个像素（由虚线标记）具有三个着色像素电极，红、绿和蓝。显示单元并不与像素电极对齐。然而，显示单元的X/Y轴是与像素电极的X/Y轴对齐的。

[0111] 图16a至16e示出此类不对齐设计如何可显示不同色彩状态。

[0112] 在图16a和16b中，分别看到白色状态或黑色状态的像素。在图16c中，看到红色状态的像素，因为仅红像素电极被曝露。在图16d中，看到绿色的像素，因为仅绿像素电极被曝露。在图16e中，蓝色的像素被看到，因为仅蓝像素电极被曝露。

[0113] 图17也以顶视图示出替换的不对齐设计。在此示例中，不仅显示单元与像素电极不是对齐的，而且显示单元的X’/Y’轴与像素电极的X/Y轴也不是对齐的。

[0114] 在图15和17中示出，显示单元的隔断壁是透明的。因此，像素电极的色彩透过隔断壁被看到。隔断壁不透明也是可行的。

[0115] 图18解说用于本发明的彩色显示器的驱动步骤的示例，其演示本彩色显示器如何可被实现。

[0116] 由于粒子的移动遵循电场线，并且因为电场线垂直于共用电极的表面，所以粒子的所有横向移动均是在子像素或像素的下部中（靠近像素电极），在那里有发散的电场线。

[0117] 在驱动期间粒子是以驱动电压来保持稳定的，并且因此它们在该时间期间不依赖于双稳态（bistability）。

[0118] 如图18中所示，每个子像素（1800）被夹在共用电极（1803）与一对子像素电极（1804a和1804b）之间。

[0119] 在此示例中，目标是要通过使粒子移至子像素电极1804a来曝露子像素电极1804b上的色彩层。

[0120] 共用电极被设置在0V。

[0121] 在驱动期间，共用电极和一个子像素电极（1804a）保持在恒定驱动电压以使粒子在子像素电极（1804b）处保持就位，而同时子像素电极（1804b）在正驱动电压与负驱动电压之间被来回切换，以使得粒子在渡越期间陷在弥散场中，并且因此横向移至子像素电极（1804a）。

[0122] 为简明起见，子像素电极1804a是其中色素粒子将聚集的子像素电极，该子像素电极因此还可称为“集电极”，并且子像素电极1804b是将被曝露的子像素电极，并且因此该子像素电极还可称为“快门（shutter）电极”。

[0123] 在步骤1（起始步骤）中，白粒子在共用电极（1803）处或其附近的，而黑粒子是在子像素电极（1804a和1804b）处或其附近的。

[0124] 在步骤2中，黑和白粒子在共用电极与子像素电极（“快门电极”）（1804b）之间交换位置。

[0125] 在步骤3中，黑和白粒子在共用电极与“快门电极”（1804b）之间再次交换位置，并且黑粒子中的一些被驱至子像素电极（“集电极”）（1804a）。

[0126] 步骤4和5是分别为步骤2和3的重复的任选步骤。若有必要，这两个步骤可以重复许多次。

[0127] 在步骤6中，所施加的驱动电压被反转，使得在步骤3（或5）结束时的黑和白粒子交换位置。

[0128] 在步骤7中，“快门电极”1804b处的白粒子被驱至共用电极，并且在同一时间，白粒子中的一些被驱至“集电极”1804a。

[0129] 在步骤8中，共用电极处的白粒子被驱至“集电极”1804a，并且在同一时间，白粒子中的一些被驱至“快门电极”1804b。

[0130] 步骤9和10是分别为步骤7和8的重复的任选步骤。如果驱动在步骤8结束时完成，那么不需要步骤9和10。附图中的步骤10示出粒子已经被移至子像素电极1804a以曝露子像素电极1804b的色彩状态。

[0131] 概言之，该驱动方法包括：

[0132] a)在共用电极与集电极之间施加恒定驱动电压；以及

[0133] b)在共用电极与快门电极之间施加交变的正驱动电压和负驱动电压。

[0134] 遵照如所描述的方法，对于图4c、像素A中例示的色彩显示，在共用电极与集电极（即，绿子像素电极）之间施加恒定驱动电压，并且在共用电极与快门电极（即，红子像素电极）之间施加交变的正驱动电压和负驱动电压。

[0135] 在一些情形中，有不止一个集电极（例如，见图7c至7e），并且在一些情形中，有不止一个快门电极（例如，见图11a至11c）。

[0136] 如上所述，着色子像素或像素电极可通过在电极上方添加滤色器或着色粘合层来达成。替换地，色彩图案可以被印刷、热传递或沉积在电极之上。

[0137] 在本发明的又一实施例中，着色子像素或像素电极可由其他方法制成。

[0138] 第一选项是尤其适合于如从在美国专利号6,930,818中所描述的微杯技术制备的电泳显示器，其内容通过援引整体纳入于此。

[0139] 如图19a中所示，包括基于微杯的显示单元（1901）的膜结构（1900）形成在透光电极层（1902）上，并且然后根据美国专利号6,930,818填充和密封。在此情形中，着色剂被添加到密封组成物来使得密封层（1903）变为着色的。包括子像素或像素电极的第二层（1904）然后用粘合层（1905）层叠在经填充和密封的显示单元上。

[0140] 添加到密封组成物的着色剂可以是染料或色素。密封层可以是透明着色层或反射着色层。

[0141] 在使用时，该膜结构从透光电极层（1902）的那侧被观看，如图19b所示。图19b与图19a相同，只是旋转了180°。

[0142] 此选项有若干个独特特征。例如，无需添加或形成单独的着色层，并且因此尤其适合于其中各子像素或像素电极具有相同色彩的高光彩色显示器。

[0143] 然而，在显示设备中各密封层具有不同色彩从而实现全色显示器也是可行的。

[0144] 另外，粘合层（1905）可以被制成反射性的（例如，白的），以不仅用作粘合层而且用作色彩亮度增强层。换言之，密封层下方的反射粘合层可通过将更多光反射回给观看者来进一步增进色彩亮度。

[0145] 此选项进一步的优点是，因为无需将着色层或附加反射层直接放置在子像素或像素电极顶上，所以因额外层的存在引起的电压损失将是较少的。结果是，图像过渡速度也可得到改进。

[0146] 进一步的选项可应用于高光彩色显示器和全色显示器两者。该选项在图20中描绘。

[0147] 如图所示，粘合层（2005）被直接层叠在包括子像素或像素电极的层（2004）的顶上。该粘合层可以是覆盖整个区域的单个层。

[0148] 粘合层（2005）可以是反射层（即，白的）。着色层（2006）然后被层叠、印刷、热传递或激光传递到反射粘合层（2005）上。对于多色显示器设备，不同色彩层是与子像素或像素电极对齐的。该对齐是相对容易的，因为首先粘合层可被层叠到包括电极的层上，并且然后着色层可通过使用电极层上用于对齐的寻址标记来被放置在粘合层的顶上。包括显示液体（2007）和透光电极层（2008）的层（2001）然后被层叠到粘合层结构（2002）来完成显示器组装件。

[0149] 替换地，在此情形中，色彩可由白粘合层吸收。例如，可通过使用精密印刷技术以在白粘合层上印刷染色材料来完成，并且白粘合层可吸收色彩以显示该色彩。此选项的优点之一是，白粘合层可增强色彩的反射效率并且使色彩显得较明亮。

[0150] 尽管已参照本发明的具体实施例对本发明进行了描述，然而本领域技术人员应当理解，可作出各种变化并替代以等效物而不会脱离本发明的范围。另外，可作出许多修改以使特定情形、材料、组成、工艺、过程步骤或步骤适应本发明的目标、精神和范围。所有此类修改均旨在落在所附权利要求书的范围内。