專利名稱：顯示器以及顯示和存儲(chǔ)圖像的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種顯示器以及顯示并存儲(chǔ)圖像的方法。
背景技術(shù)：
有多種類型的顯示器可以顯示必須實(shí)時(shí)改變的圖像。
必須顯示視頻信息的顯示器——例如陰極射線管、等離子體面板、和矩陣顯示器——由于視頻信息的幀頻而需要頻繁地刷新圖像。這些顯示器消耗大量功率。
其它的僅僅需要相隔相對較長時(shí)間間隔而改變信息的顯示器例如電泳顯示器具有固有的記憶行為，并且能夠在消耗少量的功率的情況下將圖像保持相對較長的時(shí)間。對于這種顯示器為無源尋址的情況尤為如此。然而，對電泳顯示器進(jìn)行無源尋址來改變要顯示的圖像是不容易的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠不需消耗大量功率的情況下容易地改變要顯示的圖像同時(shí)能夠?qū)⒁@示的圖像較長時(shí)間地保持不變的顯示器。
本發(fā)明的第一方面提供一種如權(quán)利要求1所限定的顯示器。本發(fā)明的第二方面提供一種如權(quán)利要求11所限定的顯示方法。在從屬權(quán)利要求中限定了有優(yōu)勢的實(shí)施例。
該顯示器包括一個(gè)具有由光電導(dǎo)層和電泳層構(gòu)成的疊層的光學(xué)可尋址電泳顯示器，該疊層夾在電極之間。光電導(dǎo)層可由尋址光進(jìn)行光學(xué)尋址?？刂破骺刂乞?qū)動(dòng)器，使之響應(yīng)碰撞到光電導(dǎo)層上的尋址光，為電極之間的驅(qū)動(dòng)電壓提供一個(gè)能夠改變電泳層的光學(xué)狀態(tài)的值。然后，該控制器控制驅(qū)動(dòng)器，使之獨(dú)立于碰撞到該光電導(dǎo)層上的尋址光的量將驅(qū)動(dòng)電壓改變到一個(gè)能夠存儲(chǔ)該電泳層的光學(xué)狀態(tài)的值。最后，該控制器控制光學(xué)尋址，以使該光學(xué)尋址的功耗最小化。
該光學(xué)尋址可以通過激光器或者別的顯示圖像的顯示器來完成，將它們籠統(tǒng)地稱為尋址顯示器。
文獻(xiàn)“A novel photo-addressable electronic paper usingorganic photoconductor utilizing hydroxyl gallium phtalocynineas charge generation material”(H.Kobayashy等人，AsiaDisplay/IDW’01，第1731和1732頁)公開了一個(gè)光可尋址電子紙介質(zhì)(也稱之為E-paper)，其包括微膠囊化的膽甾型液晶(也稱之為MCLC)和具有高感光性的有機(jī)光電導(dǎo)體(也稱之為OPC)。該顯示器包括MCLC層和OPC層，它們夾在電極之間。該OPC層用單獨(dú)的圖像設(shè)備來尋址。所公開的圖像設(shè)備是接觸掩模和均勻光源。在光碰撞到OPC的地方，該OPC單元的阻抗減小。MCLC單元上的電壓增加并且MCLC單元的光學(xué)狀態(tài)改變。
該文獻(xiàn)沒有公開通過將圖像投影到OPC層上可以改變所顯示的圖像。然而它沒有公開怎樣控制該E-paper顯示器和該圖像設(shè)備這一組合來獲得這樣的顯示器能夠容易地改變由E-paper顯示器所顯示的圖像，并且能夠在保持該圖像相對較長時(shí)間的同時(shí)功率消耗相對較低。
在如權(quán)利要求2所要求保護(hù)的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，該尋址顯示器和光學(xué)可尋址電泳顯示器形成單個(gè)單元。電泳顯示器可以是E-paper顯示器。這樣的單個(gè)單元(也稱之為組合顯示器)在該組合顯示器必須顯示以相對較慢速率改變的圖像的應(yīng)用中特別方便，例如在手持電子書(E-book)中。在這種應(yīng)用中，電池壽命在市場上是一個(gè)極為重要的因素。僅僅當(dāng)需要書的新的一頁時(shí)，才在產(chǎn)生該新圖像的時(shí)間的短周期內(nèi)使尋址裝置活動(dòng)，該尋址裝置優(yōu)選為矩陣顯示器。該組合顯示器的電泳部分被激活，并且投影到光電導(dǎo)層的圖像將使得電泳層接收矩陣顯示器所產(chǎn)生的圖像。然后，能夠?qū)⒔M合顯示器的矩陣顯示器部分和組合顯示器的電泳部分兩者都關(guān)閉，或者說使它們進(jìn)入一種功耗非常低的狀態(tài)?，F(xiàn)在，電泳層保持該圖像，并且用戶能夠在足夠長的時(shí)期內(nèi)看見該圖像(例如，閱讀文本)。這個(gè)時(shí)期甚至可以持續(xù)幾個(gè)小時(shí)或者幾天，而不會(huì)從電池中耗費(fèi)很多功率。
在如權(quán)利要求4所要求保護(hù)的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，矩陣顯示器是多l(xiāng)ed(poly-led)顯示器。改變此眾所周知的具有透射性陽極和多l(xiāng)ed的多l(xiāng)ed顯示器，使得陰極是透射性的。這種多l(xiāng)ed顯示器在待用模式下消耗大量的功率。將無源的光學(xué)尋址電泳顯示器裝在該多l(xiāng)ed顯示器的后面，以在該多l(xiāng)ed顯示器已經(jīng)關(guān)閉之后保持該多l(xiāng)ed矩陣顯示器的圖像。該多l(xiāng)ed矩陣顯示器用來對該無源光學(xué)尋址電泳顯示器尋址。每當(dāng)必須更新該無源光學(xué)尋址電泳顯示器上的信息的時(shí)候，該多l(xiāng)ed矩陣顯示器就為該無源顯示器刷新一幅新圖像。
在如權(quán)利要求5所要求保護(hù)的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在已經(jīng)將圖像傳輸?shù)皆摴鈱W(xué)尋址電泳顯示器后，將該尋址顯示器基本完全關(guān)閉。該尋址顯示器所消耗的功率因而達(dá)到最小限度。
在如權(quán)利要求6所要求保護(hù)的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，基本上完全關(guān)閉為該光學(xué)尋址電泳顯示器供應(yīng)電壓的驅(qū)動(dòng)器，以使得顯示器的功耗達(dá)到最小。
在如權(quán)利要求8所要求保護(hù)的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，微膠囊具有預(yù)定的導(dǎo)電率。在如權(quán)利要求9所要求保護(hù)的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，位于微膠囊之間的粘合劑具有預(yù)定的導(dǎo)電率。這種微膠囊可從E-ink顯示器獲知，這種顯示器是一種專門的電泳顯示器，其中電泳微?；蛘唠娪玖黧w存在于微膠囊中。
使用導(dǎo)電性的微膠囊和/或粘合劑具有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)。首先，由于存在于光電導(dǎo)層和電泳層的電阻上的分壓，所以可以保持存在于所述層的單元/膠囊上的電壓足夠低，使得在暗淡環(huán)境光下該光學(xué)狀態(tài)不變化，而該電壓足夠大以使得當(dāng)該尋址光碰撞的時(shí)候可以改變所述光學(xué)狀態(tài)。第二，在將存在于由光電導(dǎo)層和電泳層形成的串聯(lián)結(jié)構(gòu)上的電壓去掉后，位于電泳層上的電壓因其電容而不會(huì)維持，因而存在于所述層上的電壓就消失了，而使得所述層內(nèi)的微粒停止進(jìn)一步的移動(dòng)。
本發(fā)明的這些和其它方面將參照以下所述的實(shí)施例進(jìn)行闡述，并且從中變得清楚。


在附圖中圖1示出矩陣顯示器和光學(xué)可尋址電泳顯示器的組合，圖2示出激光掃描器和光學(xué)可尋址電泳顯示器的組合，和圖3詳細(xì)地示出光學(xué)可尋址電泳顯示器的一個(gè)實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
圖1示出一個(gè)矩陣顯示器和光學(xué)可尋址電泳顯示器的組合。圖1A示出處于激活狀態(tài)的該組合顯示器，其中矩陣顯示器AD產(chǎn)生圖像。圖1B示出處于待用狀態(tài)或者存儲(chǔ)狀態(tài)的該組合顯示器，其中圖像存儲(chǔ)在光學(xué)可尋址電泳顯示器PD中且矩陣顯示器AD處于不活動(dòng)狀態(tài)。光學(xué)可尋址電泳顯示器PD包括前電極E1、光電導(dǎo)層或者箔片PCF、電泳(例如e-ink)層EF和后電極E2。矩陣顯示器(或者更一般的光學(xué)尋址裝置)AD可以是產(chǎn)生光AL的任一矩陣顯示器。矩陣顯示器包括夾在透明的前層FL和后層BL之間的像素PI。矩陣顯示器AD通過應(yīng)該是(部分)透明的后層BL光學(xué)耦合到光電導(dǎo)層PCF，以便將尋址光AL提供給光電導(dǎo)層PCF。在圖1中，矩陣顯示器將光AL提供給觀看者(如箭頭所示)以及光電導(dǎo)層PCF。以下闡述該組合顯示器的操作。
控制器CO產(chǎn)生控制信號(hào)CS1和CS2?？刂菩盘?hào)CS1用于控制驅(qū)動(dòng)器DR1，該驅(qū)動(dòng)器提供位于光學(xué)可尋址電泳顯示器EF的電極E1和E2之間的驅(qū)動(dòng)電壓DV?？刂菩盘?hào)CS2用于控制驅(qū)動(dòng)器DR2，該驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)矩陣顯示器AD。
響應(yīng)于碰撞到光電導(dǎo)層PCF上的尋址光AL的量，驅(qū)動(dòng)器DR1為電極E1和E2之間的驅(qū)動(dòng)電壓DV提供一個(gè)能夠改變電泳層EF的光學(xué)狀態(tài)的值。由矩陣顯示器AD的像素PI組成的、傳輸?shù)焦怆妼?dǎo)層PCF的圖像會(huì)改變電泳層EF的光學(xué)狀態(tài)，使得它與該圖像相符合。然后，驅(qū)動(dòng)器DR1將驅(qū)動(dòng)電壓DV改變到一個(gè)值，這個(gè)值能夠不依賴碰撞到光電導(dǎo)層PCF上的尋址光AL的量而存儲(chǔ)電泳層EF的光學(xué)狀態(tài)。因而，矩陣顯示器AD上的圖像就存儲(chǔ)在電泳顯示器PD中。最終，矩陣顯示器AD的功耗得以最小化。
該組合顯示器能夠?qū)D像存儲(chǔ)在光學(xué)可尋址電泳顯示器PD中較長時(shí)間，同時(shí)功耗矩陣顯示器AD是(基本上)不活動(dòng)的。當(dāng)圖像應(yīng)該改變的時(shí)候，矩陣顯示器AD就僅在一幅新的圖像傳輸?shù)诫娪撅@示器PD中的時(shí)間內(nèi)進(jìn)入一個(gè)短期的激活狀態(tài)。因而，電泳顯示器PD中的信息能夠容易地改變，同時(shí)功耗最少。
在圖1A中，矩陣顯示器AD產(chǎn)生了看得見的光AL。在圖1B中，電泳顯示器EL產(chǎn)生看得見的光EL，矩陣顯示器AD處于透射模式。矩陣顯示器AD和電泳顯示器PD的位置可以互換。當(dāng)矩陣顯示器AD處于激活時(shí)，它的光通過電泳顯示器到達(dá)觀看者。在矩陣顯示器AD處于不活動(dòng)狀態(tài)時(shí)，它的光學(xué)狀態(tài)是無關(guān)的，因?yàn)橛^看者可以直接看見存儲(chǔ)在電泳顯示器PD中的圖像。
也可以交換電泳顯示層EF和光電導(dǎo)層PCF的位置。
圖2示出激光掃描器和光學(xué)可尋址電泳顯示器的組合情形?，F(xiàn)在，電泳顯示器PD可以由激光掃描器LAD尋址。激光掃描器LAD沿光學(xué)可尋址電泳顯示器PD掃描激光光束LB。激光光束LB的強(qiáng)度是根據(jù)要寫到光電導(dǎo)層PCF上的圖像來控制的。激光尋址電泳顯示器PD的操作與通過矩陣顯示器AD對光學(xué)尋址電泳顯示器PD進(jìn)行尋址的操作類似。首先，將電泳顯示器PD帶入一個(gè)狀態(tài)，在該狀態(tài)中光電導(dǎo)層PCF的局部導(dǎo)電率決定了電泳層EF的光學(xué)狀態(tài)。然后，激活激光掃描器LAD，使之沿電泳顯示器PD掃描激光，以將圖像傳輸?shù)焦怆妼?dǎo)層PCF?，F(xiàn)在，電泳顯示器PD就進(jìn)入這樣一個(gè)狀態(tài)，其中電泳層EF的光學(xué)狀態(tài)獨(dú)立于光電導(dǎo)層PCF的局部導(dǎo)電率而被存儲(chǔ)起來。最終，使激光掃描器LAD處于非激活狀態(tài)，以使它的功耗最小。又，僅僅要求激光掃描器LAD在需要將圖像存儲(chǔ)在電泳顯示器PD內(nèi)的一個(gè)短期內(nèi)是激活的。
圖3更詳細(xì)地示出光學(xué)可尋址電泳顯示器的一個(gè)實(shí)施例。該光學(xué)可尋址電泳顯示器包括以下各連續(xù)層的疊層后箔片BF、后電極E2、電泳層EF、光電導(dǎo)箔片PCF、前電極E1、和前箔片F(xiàn)F。電泳層EF包括微膠囊MC和微膠囊之間的粘合劑RB。微膠囊MC中填充有色微粒。在所示的顯示器中，每個(gè)微膠囊MC包括具有相反充電的白色和黑色微粒。在供應(yīng)電壓以及由此產(chǎn)生的穿過微膠囊MC的電場的作用下，這些微粒在微膠囊MC中移動(dòng)。在前電極E1和后電極E2之間所供應(yīng)的電壓施加于由光電導(dǎo)箔片PCF和e-ink層EF構(gòu)成的串聯(lián)結(jié)構(gòu)上。如果光碰撞到光電導(dǎo)箔片PCF一個(gè)特定的位置上，那么光電導(dǎo)箔片PCF的導(dǎo)電率增大。在這個(gè)特定的位置，供應(yīng)到電極E1和E2上的電壓中有大部分出現(xiàn)在電泳層EF上，并且在這個(gè)位置的微膠囊的光學(xué)狀態(tài)將由這個(gè)電壓所決定。
因?yàn)楣怆妼?dǎo)箔片PCF和電泳層都具有電容，所以施加到電極E1和E2上的電壓在電平改變期間會(huì)被電容性地分出來。因此，當(dāng)顯示器處于激活的時(shí)候，必須要將這個(gè)電壓足夠慢地增大，使得位于電泳層上的電壓處于足夠低的水平。如果電壓急劇增加——由于電容性分支(capacitivedivision)，位于電泳層上的電壓可能變得太大，因此影響到它的行為。在足夠慢地施加電壓后，可以啟動(dòng)用尋址光寫入數(shù)據(jù)。在寫入操作之后，該電壓應(yīng)該慢慢地減小，再次防止可能影響電泳層的光學(xué)行為的不期望的電壓位于電泳層上。
可以使用這個(gè)電容性分支來擦除顯示器。如果足夠快地施加足夠高的電壓，那么電泳層會(huì)改變到它的光學(xué)極限情形之一例如，它將變得全黑或者全白——如果采用了黑色和白色微粒的話。
此外，e-ink層EF的電容具有的缺點(diǎn)是，位于電泳層EF上的電壓將僅僅慢慢地泄漏掉。因而在除去電極E1和E2上的電壓后，仍然有電壓存在于微膠囊MC上，引起微膠囊的光學(xué)狀態(tài)的改變。
通過給微膠囊MC和/或粘合劑RB一個(gè)預(yù)定的導(dǎo)電率可以減輕兩個(gè)缺點(diǎn)?？梢赃x擇電泳層EF的預(yù)定電阻，以減小電容性分支的影響，并且這個(gè)預(yù)定的電阻增加了電泳層EF上的電壓降。
應(yīng)該注意，上述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了解釋而不是限制，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠在不脫離所附權(quán)利要求的范圍的情況下設(shè)計(jì)出許多變例。
在權(quán)利要求中，任何置于括號(hào)內(nèi)的參考符號(hào)不應(yīng)認(rèn)為是對權(quán)利要求的限制。動(dòng)詞“包括”及其變化的使用不排除存在那些權(quán)利要求中所述之外的元件或者步驟。元件前面的冠詞“一個(gè)”不排出存在多個(gè)這種元件。本發(fā)明可以通過含有若干不同元件的硬件來實(shí)現(xiàn)，以及通過合適的程序計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)。在列舉若干裝置的設(shè)備權(quán)利要求中，這些裝置中的若干可以通過硬件之一以及硬件的相同項(xiàng)來具體化。唯一的事實(shí)在于在互不相同的從屬權(quán)利要求中列舉的某些措施不表示不能有利地組合使用這些措施。
權(quán)利要求
1.一種用來顯示以及存儲(chǔ)圖像的顯示器，包括具有夾在電極(E1，E2)之間的、由光電導(dǎo)層(PCF)和電泳層(EF)構(gòu)成的疊層的光學(xué)可尋址電泳顯示器(PD)，光學(xué)耦合到該光電導(dǎo)層(PCF)以提供尋址光(AL)的光學(xué)尋址裝置(AD；LA)，用于提供在所述電極(E1，E2)之間的驅(qū)動(dòng)電壓(DV)的驅(qū)動(dòng)器(DR1)，控制器(CO)，其控制該驅(qū)動(dòng)器(DR1)，使之響應(yīng)碰撞到該光電導(dǎo)層(PCF)上的尋址光(AL)的量，為該驅(qū)動(dòng)電壓(DV)提供一個(gè)能夠改變該電泳層(EF)的光學(xué)狀態(tài)的值，該驅(qū)動(dòng)器(DR1)，使之不依賴碰撞到該光電導(dǎo)層(PCF)上的尋址光(AL)的量而將該驅(qū)動(dòng)電壓(DV)改變到一個(gè)能夠存儲(chǔ)該電泳層(EF)的光學(xué)狀態(tài)的值，以及該光學(xué)尋址裝置(AD)，使之最小化該光學(xué)尋址裝置(AD)和/或該電泳顯示器的功耗。
2.如權(quán)利要求1所述的顯示器，其中該光學(xué)尋址裝置(AD)粘合到該光學(xué)可尋址電泳顯示器(PD)，以形成單個(gè)單元。
3.如權(quán)利要求1所述的顯示器，其中該光學(xué)尋址裝置(AD)是帶有像素的矩陣顯示器(AD)，該像素產(chǎn)生碰撞該光電導(dǎo)層(PCF)的相應(yīng)單元的所述尋址光(AL)。
4.如權(quán)利要求3所述的顯示器，其中該矩陣顯示器(AD)是多1ed顯示器。
5.如權(quán)利要求1所述的顯示器，其中設(shè)置該控制器(CO)，以通過關(guān)閉該光學(xué)尋址裝置(AD)來使得該光學(xué)尋址裝置(AD)的功耗最小化。
6.如權(quán)利要求1所述的顯示器，其中，在該驅(qū)動(dòng)電壓(DV)改變?yōu)槟軌虼鎯?chǔ)該電泳層(EL)的光學(xué)狀態(tài)的值之后，該驅(qū)動(dòng)器(DR1)關(guān)閉。
7.如權(quán)利要求1所述的顯示器，其中該電泳層(EF)包括微膠囊(MC)。
8.如權(quán)利要求7所述的顯示器，其中該微膠囊(MC)具有預(yù)定的導(dǎo)電率。
9.如權(quán)利要求7所述的顯示器，其中該電泳層(EF)包括位于該微膠囊(MC)之間的粘合劑(RB)，該粘合劑(RB)具有預(yù)定的導(dǎo)電率。
10.如權(quán)利要求8或者9所述的顯示器，其中選擇該預(yù)定的導(dǎo)電率，使得電泳層(EF)上的電壓在暗淡環(huán)境光中保持得足夠低，以防止它的光學(xué)狀態(tài)發(fā)生改變，同時(shí)位于電泳層(EF)上的電壓足夠大，以使在該尋址光(AL)碰撞的時(shí)候改變光學(xué)狀態(tài)。
11.一種在光學(xué)可尋址電泳顯示器上進(jìn)行顯示的方法，該顯示器具有由光電導(dǎo)層(PCF)和電泳層(EF)構(gòu)成的疊層，該疊層夾在電極(E1，E2)之間，并且光學(xué)耦合該光電導(dǎo)層(PCF)的用于提供尋址光(AL)的光學(xué)尋址裝置(AD；LA)，該方法順次地包括響應(yīng)碰撞到該光電導(dǎo)層(PCF)上的尋址光(AL)的量，為在所述電極(E1，E2)之間的驅(qū)動(dòng)電壓(DV)提供(AD，LA)一個(gè)能夠改變該電泳層(EF)的光學(xué)狀態(tài)的值，為該驅(qū)動(dòng)電壓(DV)提供(AD，LA)一個(gè)能夠存儲(chǔ)該電泳層(EF)的光學(xué)狀態(tài)的值，和控制(CO)該尋址裝置(AD)，以使該尋址裝置(AD)和/或該電泳顯示器的功耗最小化。
全文摘要
一種用于顯示和存儲(chǔ)圖像的顯示器包括具有夾在電極(E1，E2)之間由光電導(dǎo)層(PCF)和電泳層(EF)構(gòu)成的疊層的光學(xué)可尋址電泳顯示器(PD)。光學(xué)尋址裝置(AD)將尋址光(AL)提供給該光電導(dǎo)層(PCF)。控制器(CO)控制驅(qū)動(dòng)器(DR1)，使之響應(yīng)碰撞到該光電導(dǎo)層(PCF)上的尋址光(AL)為電極(E1，E2)之間的驅(qū)動(dòng)電壓(DV)提供一個(gè)能夠改變該電泳層(EF)的光學(xué)狀態(tài)的值。最終，該光學(xué)尋址裝置(AD)的功耗得以最小化。
文檔編號(hào)G09G3/00GK1768297SQ200480009056
公開日2006年5月3日 申請日期2004年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月8日
發(fā)明者S·T·德滋瓦特, G·周, E·I·哈斯卡 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司