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Die
Erfindung bezieht sich auf eine elektrophoretische Anzeigeanordnung
mit mindestens einem Pixel mit einem elektrophoretischen Medium
in einem Hauptreservoir, das mindestens eine Elektrode und Mittel, über die
das Pixel in verschiedene optische Zustände gebracht werden kann, umfasst.
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Wo
in dieser Anmeldung eine (Schalt-) Elektrode erwähnt wird, kann diese, wenn
gewünscht,
in eine Vielzahl von Sub-Elektroden geteilt werden, die extern oder über Schaltelemente
mit ein und derselben Spannung gespeist werden.
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Elektrophoretische
Anzeigeanordnungen basieren auf der Bewegung geladener, normalerweise farbiger
Partikel unter dem Einfluss eines elektrischen Feldes zwischen zwei
Extremzuständen
mit einem unterschiedlichen Lichttransmissionsgrad oder einer unterschiedlicher
Lichtreflexion. Mit diesen Anordnungen können dunkle (farbige) Buchstaben
auf einem hellen (farbigen) Hintergrund und umgekehrt abgebildet
werden.
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Elektrophoretische
Anzeigeanordnungen werden deshalb merklich in Anzeigeanordnungen verwendet,
welche die Funktion von Papier übernehmen
und als „papierweiße" Applikationen bezeichnet werden
(elektronische Zeitungen, elektronische Taschenkalender).
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Eine
elektrophoretische Anordnung der oben erwähnten Art ist aus WO 99/53373
bekannt, das Anzeigeanordnungen mit einem elektrophoretischen Medium
zwischen Schaltelektroden zeigt. Die Schaltelektroden werden mit
Ansteuerspannungen versorgt, um das Pixel in einen von zwei optischen
Extremzuständen
zu bringen. Eines der Substrate hat zwei, beispielsweise auf der
Oberseite eines Anzeigeelements realisierte, Schaltelektroden. Im
Fall einer negativen Spannung über
diesen Schaltelektroden in Bezug auf eine Bodenelektrode, welche
die gesamte Bodenfläche
des Anzeigeelements bedeckt, bewegen sich Partikel (die in diesem
Beispiel positiv geladen sind) zu der Potenzialfläche, die durch
die zwei leitenden Elektroden auf dem oberen Substrat definiert
ist. Die geladenen Partikel verteilen sich über die (Front-) Fläche des
Anzeigeelements (Pixel), das dann die Farbe der geladenen Partikel annimmt.
Im Fall einer positiven Spannung über den Schaltelektroden mit
Bezug auf die Bodenelektrode verteilen sich die positiv geladenen
Partikel auf der Bodenfläche,
sodass das Anzeigeelement (Pixel) die Farbe der Flüssigkeit
annimmt. Anstatt dass sich die geladenen Partikel zwischen dem oberen
und unteren Substrat bewegen, ist auch eine laterale Bewegung möglich, wie
in USP 6.144.361 gezeigt.
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In
beiden Fällen
werden geladene Partikel an bestimmten Orten gesammelt, wenn in
einen transparenten Zustand des Bildelements geschaltet wird. In
WO 99/53373 wird zu diesem Zweck eine kleine Elektrode auf der (oberen)
Fläche
verwendet, während
in USP 6.144.361 Partikel entlang Wänden des Hauptreservoirs (oder
an anderen Orten innerhalb des genannten Hauptreservoirs) gesammelt
werden. Dies geht auf Kosten der Apertur.
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Die
vorliegende Erfindung löst
dieses Problem mindestens teilweise und ist zu diesem Zweck gemäß dem kennzeichnenden
Teil von Anspruch 1 gekennzeichnet.
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Die
Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass über ein passendes Impulsmuster
an den weiteren Elektroden für
jede Mischfarbe verschiedene optische Zwischenzustände erhalten
werden können,
wenn man für
verschiedene Farben elektrophoretische Partikel mit einer unterschiedlichen
Beweglichkeit verwendet.
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Um
im Fall einer Änderung
der Einstellung eine zufriedenstellende Verteilung auf der Oberfläche zwischen
den beiden Elektroden zu erhalten, wird bevorzugt, die geladenen
Partikel im Voraus über
die andere Elektrode zu verteilen, beispielsweise indem das Pixel
vor der Selektion in einen definierten Zustand (zum Beispiel durch
Geben eines Rücksetzpulses)
gebracht wird, wenn nötig,
in Kombination mit einer kleinen alternierenden Feldkomponente.
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In
einer ersten Ausführungsform
umfasst das Pixel, aus einer Richtung quer zu einer Hauptoberfläche der
Anzeigeanordnung gesehen, Hilfsreservoirs entlang mindestens zweier
Seiten des Hauptreservoirs. Da das Hilfsreservoir nun für eine Vielzahl
von (Reihen von) Pixeln gemeinsam ist, erhält man eine größere Apertur.
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In
einer Anzeigeanordnung für
vielfarbige Anzeige können
die elektrophoretischen Partikel verschiedener Farben beispielsweise
selektiv von einem Hilfsreservoir in das Hauptreservoir verschoben
werden, wenn beispielsweise elektrophoretische Partikel einer unterschiedlichen
Beweglichkeit verwendet werden.
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Es
kann auch wünschenswert
sein, die elektrophoretischen Partikel zu fixieren. In einer weiteren Ausführungsform
ist die elektrophoretische Anzeigeanordnung deshalb mit Mitteln
zum Erzeugen eines elektrischen Feldes quer zu der Richtung der Verschiebung
der elektrophoretischen Partikel zwischen dem Hauptreservoir und
einem Hilfs reservoir versehen. Alternativ kann eine mechanische
Trennung zwischen dem Hauptreservoir und einem Hilfsreservoir geschaffen
werden.
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Um
einen eingestellten Grauwert zu fixieren, können die elektrophoretischen
Partikel und mindestens eine Wand des Hauptreservoirs die Fähigkeit gegenseitiger
Adhäsion
haben.
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Diese
und andere Aspekte der Erfindung werden deutlich aus und erklärt mit Bezug
auf die hiernach beschriebenen Ausführungsformen.
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In
der Zeichnung zeigen:
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1 ein
elektrisches Äquivalent
eines Teils einer Farbanzeigeanordnung;
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2 eine
schematische Draufsicht eines Teils einer erfindungsgemäßen Farbanzeigeanordnung;
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3 einen
an der Linie III - III gemachten Querschnitt;
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4 eine
Draufsicht eines Teils einer weiteren elektrophoretischen Farbanzeigeanordnung,
welche die Prinzipien der Anzeige zeigt, in der unterschiedliche
Grauwerte (optische Zwischenzustände) realisiert
werden können;
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5 eine
Querschnittsansicht einer Variante von 4;
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6 eine
Variante von 5;
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7 eine
Draufsicht einer Variante von 5;
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8 ein anderes Prinzip, mit dem unterschiedliche
Farben in einer erfindungsgemäßen Farbanzeigeanordnung
realisiert werden können;
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9 eine
Querschnittsansicht davon, wie unterschiedliche Grauwerte durch
Verwendung des Prinzips von 8 in einer
Farbanzeigeanordnung realisiert werden können;
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10 eine
Variante der Anzeigeanordnung von 9; und
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11 eine andere erfindungsgemäße elektrophoretische
Farbanzeigeanordnung.
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Die
Figuren sind schematisch und nicht maßstabsgerecht gezeichnet; entsprechende
Teile sind generell mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
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1 ist
ein elektrisches Äquivalent
eines Teils einer Farbanzeigeanordnung 1, auf welche die Erfindung
anwendbar ist. Sie umfasst eine Matrix von Pixeln 10 an
der Fläche
der Kreuzungen von Reihen- oder Selektionselektroden 7 und
Spalten- oder Da tenelektroden 6. Die Reihenelektroden 1
bis m werden nacheinander mithilfe eines Reihentreibers 4 selektiert,
während
die Spaltenelektroden 1 bis n über ein
Datenregister 5 mit Daten versorgt werden. Die Pixel in
den Spalten 1, 4, 7, ..., n-2 bilden in diesem Beispiel rote Pixel,
die Pixel in den Spalten 2, 5, 8, ..., n-1 bilden blaue Pixel und
die Pixel in den Spalten 3, 6, 9, ..., n bilden grüne Pixel.
Zu diesem Zweck werden eingehende Daten 2 zuerst, wenn
nötig,
in einem Prozessor 3 bearbeitet. Gegenseitige Synchronisation
zwischen dem Reihentreiber 4 und dem Datenregister 5 findet über Ansteuerleitungen 8 statt.
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Ansteuersignale
von dem Reihentreiber 4 und dem Datenregister 5 selektieren
ein Pixel 10 aus (als passives Treiben bezeichnet). In
einer bekannten Anordnung empfängt
eine Spaltenelektrode 6 in Bezug auf eine Reihenelektrode 7 eine
solche Spannung, dass sich das Pixel an der Kreuzungsfläche in einem
von zwei Extremzuständen
befindet (beispielsweise schwarz oder farbig, abhängig von
den Farben der Flüssigkeit
und der elektrophoretischen Partikel).
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Wenn
gewünscht,
können
Ansteuersignale von dem Reihentreiber 4 die Bildelektroden über Dünnfilmtransistoren
(TFTs) 9, deren Gates elektrisch mit den Reihenelektroden 7 und
deren Source-Elektroden elektrisch mit den Spaltenelektroden 6 verbunden
sind, selektiert werden (als aktives Treiben bezeichnet). Das Signal
an der Spaltenelektrode 6 wird über die TFTs an eine Bildelektrode
eines Pixels 10, die an die Drain-Elektrode gekoppelt ist, übertragen.
Die anderen Bildelektroden des Pixels 10 sind beispielsweise
mittels beispielsweise einer (oder mehrerer) gemeinsamer Gegen-Elektrode
oder – Elektroden
mit Masse verbunden. In dem Beispiel von 1 ist ein
solcher TFT 9 schematisch nur für ein Pixel 10 gezeigt.
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In
einer ersten Farbanzeigeanordnung, welche die Prinzipien der Anzeige
zeigt, ist jedes Pixel mit einer oder mehreren weiteren Elektroden
und, wie im Nachfolgenden beschrieben wird, weiteren Treibermitteln
zum Versehen der weiteren Elektrode oder Elektroden mit elektrischer
Spannung versehen. Obwohl die Spaltenelektroden 6 als Datenelektroden bezeichnet
werden und die Reihenelektroden 7 als Selektionselektroden
bezeichnet werden, können
sie während
Teilen einer Ansteuerperiode eine andere Funktion erfüllen, wie
im Folgenden beschrieben wird, beispielsweise können sie verursachen, dass elektrophoretische
Partikel verschoben werden. Zu diesem Zweck umfassen die Treibermittel
beispielsweise in dem Datenregister 5 (und möglicherweise einem
Teil des Treibers) extra Speichermittel oder andere Elektronik wie
auch extra Spaltenelektroden (nicht gezeigt) (und extra TFTs in
dem Fall von aktivem Treiben).
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Ein
Pixel 10 (2, 3) umfasst
ein erstes Substrat 11, beispielsweise aus Glas oder einem synthetischen
Material, das mit Schaltelektroden 12, 13, 14 versehen
ist, und ein zweites transparentes Substrat 15. Erfindungsgemäß umfasst
das Pixel ein Hauptreservoir 16, das mit einem elektrophoretischem
Medium gefüllt
ist, beispielsweise einer weißen
Flüssigkeit 17,
und (in diesem Beispiel) vier Hilfsreservoirs 18 für die elektrophoretische
Flüssigkeit,
in der in diesem Beispiel farbige positiv geladene Partikel, beispielsweise
rote, grüne,
blaue und, wenn notwendig, schwarze Partikel vorhanden sind (in 2, 3 sind
Hilfsreservoirs mit 18R, 18G, 18B, 18Z bezeichnet).
Das Pixel 10 ist beispielsweise durch eine Wand 19 abgeschlossen,
während
die Hilfsreservoirs 18, wenn notwendig, mit einer schwarzen Maske 21 auf
der Sichtseite, bezeichnet mit einem Pfeil 20, bedeckt
sind.
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Ein
vollständiger
Ansteuerzyklus für
die Anordnung von 1, 2, 3 umfasst
eine Anzahl von Schritten. In einem ersten Schritt werden möglicherweise
farbige (oder schwarze) positiv geladene elektrophoretische Partikel 22,
die in dem Hauptreservoir vorhanden sind (beispielsweise durch einen
vorhergehenden Ansteuerzyklus), mithilfe einer Rücksetzspannung zwischen den
Elektroden 12 und 13, die (in diesem Beispiel)
ein in Richtung der Elektrode 13 gerichtetes Feld erzeugt,
aus diesem Reservoir entfernt. Diese Partikel haben nicht nur eine
unterschiedliche Farbe, sondern auch einen Unterschied in der Beweglichkeit.
Beispielsweise bewegen sich die roten Partikel in einem elektrischen
Feld schneller als die grünen
und diese wiederum bewegen sich schneller als die blauen,
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Um
den Rücksetzschritt
auszuführen,
wird zuerst, wenn nötig,
eine Situation erzeugt, in der sich alle Partikel in der Nähe der Elektrode 14 befinden (diese
Elektrode hat dann beispielsweise ein Potenzial von 0, während die
Elektrode 13 ein Potenzial von +V hat). Das Pixel hat dann
ein im wesentlichen weißes
Aussehen.
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Anschließend erhält die zu
dem Hilfsreservoir 18R gehörende Elektrode 13 einen
negativen Impuls (Rechteckspannung) mit einer Amplitude von -V, wobei
der Impuls lange genug dauert, um zu verursachen, dass sich alle
roten Partikel 22R zu dieser Elektrode hin bewegen. Indem
gleichzeitig oder anschließend
der zu dem Hilfsreservoir 18R gehörenden Elektrode 12 eine
negative Spannung in Bezug auf die genannte Elektrode 13 gegeben
wird, werden alle der roten Partikel 22R in dem Hilfsreservoir 18R gespeichert.
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Inzwischen
haben die grünen
Partikel 22G beispielsweise den halben Abstand zwischen
den Elektroden 14 und 13 zurückgelegt. Wenn ein negativer
Impuls (Rechteckspannung), der mit einer doppelten Dauer an die
zu dem Hilfsreservoir 18G gehörenden Elektrode 13 gelegt
wird, und möglicherweise positive
Spannungen an den anderen Elekt roden 13 verwendet werden,
erreichen diese Partikel die zu dem Hilfsreservoir 18G gehörende Elektrode 13.
Indem anschließend
der zu dem Hilfsreservoir 18G gehörenden Elektrode 12 eine
negative Spannung in Bezug auf die genannte Elektrode 13 gegeben
wird, werden alle der grünen
Partikel 22G in einer ähnlichen
Weise wie oben mit Bezug auf die roten Partikel beschrieben in dem
Hilfsreservoir 18G gespeichert. Ähnlich werden alle der blauen
Partikel 22B in dem Hilfsreservoir 18B (und, wenn
vorhanden, die schwarzen Partikel 22Z in dem Hilfsreservoir 18Z) gespeichert.
Aus dem Obigen wird auch deutlich, dass an die Partikel 22 die
Anforderung gestellt wird, dass sie im Wesentlichen nicht überlappen
sollten, so weit ihre (Beweglichkeits-) Eigenschaften betroffen sind.
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Anschließend wird
ein positiver Impuls (beispielsweise eine Rechteckspannung) zwischen
der Elektrode 14 und der zu einem der Hilfsreservoirs 18, beispielsweise
Hilfsreservoir 18R gehörenden
Elektrode 12 angelegt. Abhängig von der Dauer und dem Wert
des Impulses, verteilt sich eine Anzahl roter Partikel 22R über das
Hauptreservoir. Dadurch wird der Grauwert für die rote Farbe in dem Pixel 10 definiert.
Für die
anderen Farben können
die Grauwerte entweder nacheinander oder gleichzeitig mit der Festlegung
des Grauwertes für
die rote Farbe definiert werden.
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Die
Einstellung von Grauwerten ist auch mithilfe nur eines Spannungsimpulses
zwischen den zu den verschiedenen Hilfsreservoirs 18 gehörenden Elektroden 12, 13 möglich. In
dem Fall kann die Elektrode 14 weggelassen werden, wenn
gewünscht, aber
die Grauwerte können
nur nacheinander definiert werden.
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Da
die Partikel aufgrund von beispielsweise Bewegung in der Flüssigkeit
nicht immer auf dem Substrat positioniert bleiben, kann es vorteilhaft
sein, dieses mit einer Haftschicht mit einer geringen Adhäsion zu
versehen.
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Wenn
nötig können die
so eingestellten Grauwerte auch mithilfe eines magnetischen Feldes oder
eines elektrischen Feldes in einer Richtung quer zu den Substraten
fixiert werden.
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In
der Praxis kann es schwer sein, die verschiedenen Hilfsreservoirs 18 mit
Partikeln einer einzigen Farbe zu füllen. Eine Lösung ist,
ein gemeinsames Hilfsreservoir (beispielsweise Hilfsreservoir 18Z in 2)
zu verwenden. Um den Rücksetzschritt auszuführen, empfängt die
zu dem Hilfsreservoir 18Z gehörende Elektrode 12 einen
negativen Impuls (beispielsweise eine negative Rechteckspannung
mit einer Amplitude von -V), der lange genug dauert, um alle Partikel 22 zu
veranlassen, sich zu dieser Elektrode hin zu bewegen.
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Wenn
man die Partikel aus dem gemeinsamen Hilfsreservoir in das Hauptreservoir
(oder die anderen Hilfsreservoirs) verschiebt, müssen Partikel einer unterschiedlichen
Farbe zuerst getrennt werden. Zu diesem Zweck können, wenn nötig, weitere Elektroden
geschaffen werden, um Potenzialbarrieren zu erzeugen, die den Durchgang
gegebener Partikel (die beispielsweise eine größere Ladung als andere Partikel
haben) verhindern. Mit zwei oder drei solcher Barrieren in Serie
können
die Partikel dann wieder untereinander getrennt werden (beispielsweise
während
eines Teils des Rücksetzschritts).
Da dieser Schritt für
alle Pixel derselbe ist, können
die Elektroden zur Erzeugung von Potenzialbarrieren gemeinsam für eine Vielzahl
(oder alle) Pixel geschaffen werden. Andere Möglichkeiten der gegenseitigen Trennung
von Partikeln einer unterschiedlichen Farbe sind beispielsweise
die Bereitstellung physikalischer Barrieren (beispielsweise Filter)
in Kombination mit farbigen Partikeln unterschiedlicher Abmessungen
oder Oberflächenmodifikationen
(Unterschied der Adhäsion),
sodass Partikel einer Farbe das gemeinsame Hilfsreservoir leichter
(oder im Gegensatz mit größerer Schwierigkeit)
verlassen.
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4 ist
eine Draufsicht auf zwei nebeneinander gelegte Pixel 10, 10' mit gemeinsamen
Hilfsreservoirs 18, 18R, 18G, 18B.
Während
des Rücksetzschritts
empfängt
die zu dem Hilfsreservoir 18 gehörige Elektrode 12 eine
in Bezug auf die Elektroden 14, 14' einen negativen Impuls (mithilfe
der Spannungsquelle 23), um so alle Partikel 22 zu
veranlassen, sich zu dieser Elektrode hin zu bewegen. Anschließend empfängt die
zu den Hilfsreservoirs 18, 18R, 18G, 18B gehörende Elektrode 13 einen
in Bezug auf die Elektrode 12 negativen Impuls, wie oben beschrieben
(mithilfe der Spannungsquelle 24) und, möglicherweise
gleichzeitig oder anschließend,
mithilfe der Spannungsquelle 23 eine Spannung an den Elektroden 14,
die in Bezug auf die an der Elektrode 12 negativ ist. Folglich
werden alle der roten, grünen und
blauen Partikel in den Hilfsreservoirs 18R, 18G, 18B gespeichert,
woraufhin die Grauwerte wieder mithilfe beispielsweise Spannungen
zwischen den Elektroden 14, 14' und der Elektrode 12 definiert
werden. Farbauswahl (Bestimmen, welche Partikel in welchem Hilsreservoir 18R, 18G, 18B gespeichert werden)
wird wieder durch Erzeugen von Potenzialbarrieren bewirkt, gegenseitiges
Trennen von Partikeln einer unterschiedlichen Farbe durch Bereitstellen
physikalischer Barrieren (beispielsweise Filter) oder mithilfe von
Oberflächenmodifikationen.
Die gemeinsamen Hilfsreservoirs 18, 18R, 18G, 18B sind mit
einer schwarzen Maske 21 abgedeckt.
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5 ist
ein Querschnitt eines anderen Beispiels eines erfindungsgemäßen Pixels,
in dem die Hilfsreservoirs
18,
18R,
18G,
18B durch
ein einzelnes Hilsreservoir zwi schen der Elektrode
12 und
einer weiteren Eintrittselektrode
25 ausgetauscht sind. In
diesem Beispiel wird die Funktion wieder in einem Rücksetzschritt
(eine negative Spannung zwischen den Elektroden
12 und
14)
ausgeführt,
der verursacht, dass sich alle Partikel zu der Elektrode
12 hinbewegen.
Anschließend
findet eine Farbselektion statt, in der Partikel einer unterschiedlichen
Farbe eine unterschiedliche Beweglichkeit haben. Abhängig von
der Beweglichkeit und der Impulsdauer und Impulshöhe des (negativen)
Impulses an der Eintrittselektrode
25, wie in
US 6.017.584 beschrieben, bewegen
sich Partikel einer Farbe zu der Elektrode
25, beispielsweise
zuerst die roten Partikel.
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Durch
eine passende Wahl der Spannungen an den Elektroden 14, 25 (abhängig von
dem einzustellenden Grauwert) wird die gewünschte Anzahl an Partikeln
zu dem sichtbaren Gebiet geführt.
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Ein
möglicher Überschuss
an Partikeln in dem sichtbaren Gebiet (dem Hauptreservoir 16) kann,
wenn nötig,
durch Anlegen einer Spannung zwischen den Elektroden 12 und 13 entfernt
werden, wobei die Elektroden 13, 14 im Wesentlichen
auf der gleichen Spannung gehalten werden. Anschließend werden
diese Schritte (mit Ausnahme des Rücksetzschritts) für die anderen
zwei Farben wiederholt. Die endgültige
Einstellung kann, wenn notwendig, durch ein elektrisches Feld fixiert
werden. Dieses kann (wenn notwendig, auf einem vergleichsweise großen Teil
der gesamten Anzeigeanordnung) beispielsweise mithilfe der Elektroden 32 und
der Spannungsquelle 33 geschaffen werden.
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6 ist
ein Querschnitt einer Variante mit einer physikalischen Barriere 31.
Hier ist die Farbauswahl wieder mithilfe der Elektroden 12, 25 realisiert,
während
die Grauwerte mithilfe der Elektroden 13, 14 eingestellt
werden.
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Der
Prozess kann durch Wiederverwenden einer Draufsicht, die mit der
von 2 vergleichbar ist, und durch Erweitern der gezeigten
Anzeigezelle durch die Eintrittselektrode 25 wie in 7 gezeigt beschleunigt
werden. Alle Hilsreservoirs 18, 18R, 18G, 18B umfassen
nun rote, grüne,
blaue (und möglicherweise
schwarze) Partikel. Die Farbauswahl und anschließende Einstellung des Grauwertes
kann aber für
die drei (vier) Arten von Partikeln (Farben) gleichzeitig stattfinden.
Die Bezugszeichen haben dieselbe Bedeutung wie in den vorigen Beispielen.
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Die
in 5, 6, 7 gezeigten
Anordnungen sind merklich besonders für Anzeigeanordnungen geeignet,
die auf den Farben Gelb, Zyan und Magenta (subtraktive Farbmischung)
basieren.
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8 ist ein Querschnitt einer weiteren erfindungsgemäßen Farbanzeigezelle.
Ein Hilfsreservoir 18, nun unterhalb des Hauptreservoirs 16 angeordnet,
wird wieder mit einem elektrophoretischen Medium gefüllt, beispielsweise
eine weiße
Flüssigkeit,
in der sich elektrophoretische Partikel 22, in diesem Beispiel
farbige positiv geladene Partikel, befinden, die aus roten Partikeln 22R,
grünen
Partikeln 22G und blauen Partikeln 22B bestehen.
Die Partikel haben in diesem Beispiel nicht nur eine unterschiedliche
Farbe, sondern auch einen Unterschied in der Beweglichkeit. Beispielsweise
bewegen sich die roten Partikel in einem elektrischen Feld schneller
als die grünen
und diese wiederum bewegen sich schneller als die blauen.
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In
der Situation von 8a befinden sich alle Partikel
in der Nähe
der Elektrode 12 (sie hat ein Potenzial von 0, während Elektrode 13 ein
Potenzial von +V hat). Das Pixel hat deshalb ein weißes Aussehen. In 8b empfängt die
Elektrode 13 einen negativen Impuls (Rechteckspannung) 28 mit
einer Amplitude von -V, der lange genug dauert, um zu verursachen, dass
sich alle roten Partikel 22R zu der Elektrode 13 hinbewegen.
Die blauen Partikel 22B haben beispielsweise den halben
Abstand zwischen den Elektroden 12, 13 zurückgelegt.
Durch anschließendes Anlegen
von Spannungen 0, -V an die Elektroden 27, 26 (8c)
bewegen sich die roten Partikel 22R überwiegend zu der Elektrode 16 hin
und für
Rot wird wieder ein Grauwert eingeführt. Abhängig von den Spannungen an
den Elektroden 27, 26 werden verschiedene Grauwerte
eingestellt.
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In
einer Anzeigeanordnung mit drei solcher Pixel wird der negative
Impuls (Rechteckspannung) 28 mit einer Amplitude von -V
während
der doppelten Dauer angelegt, wenn eine blaue Farbe bei einer Beweglichkeit
der blauen Partikel, die näherungsweise die
halbe der roten Partikel beträgt,
gewünscht
wird. Alle der roten und blauen Partikel befinden sich dann am Ort
der Elektrode 13. Anschließend empfängt die Elektrode 13 einen
positiven Impuls (Rechteckspannung) mit einer Amplitude von +V,
der lange genug andauert, um zu verursachen, dass sich alle der
roten Partikel 22R von der Elektrode 13 wegbewegen. Durch
anschließendes
Anlegen von Spannungen an die Elektroden 27, 26 bewegen
sich die blauen Partikel zu den Elektroden 26, 27 hin
und es wird wieder ein Grauwert eingeführt. Ähnliche Impulsmuster schaffen
die Möglichkeit,
einen Grauwert für
ein blaues Pixel einzustellen. Das Hilfsreservoir kann wieder für eine Vielzahl
von Pixeln gemeinsam sein.
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9 ist
ein Querschnitt eines Pixels, das auf der Basis des oben beschriebenen
Prinzips arbeitet. Das Hilfsreservoir 18 befindet sich
zwischen den Elektroden 12, 13. Ähnlich wie
mit Bezug auf 8 beschrieben, werden
Partikel einer gegebenen Farbe ausgewählt, die sich nach der Auswahl
an dem Ort der Elektrode 14 befinden. Mithilfe einer passenden negativen
Spannung an Elektrode 29 werden die Partikel in das Hauptreservoir 16 eingeführt. Da
die Partikel nicht immer auf dem Substrat positioniert bleiben,
beispielsweise durch Bewegung in der Flüssigkeit, kann es vorteilhaft
sein, dieses mit einer Haftschicht mit einer geringen Adhäsion zu
versehen, um so die Partikel gleichmäßig über dem Substrat 11 zu verteilen.
Die gleichmäßige Verteilung
der Partikel über
dem Substrat kann auch mithilfe einer geringen Wechselspannung an
einer Extraelektrode 30 (die für eine Vielzahl von Pixeln
gemeinsam sein kann) erreicht werden.
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Anschließend wird
wieder über
elektrische Spannungen an den Elektroden 26, 27 (möglicherweise
in Kombination mit einer Spannung an Elektrode 30) ein
Grauwert eingestellt. Wenn nötig,
können die
so eingestellten Grauwerte mithilfe eines magnetischen Feldes oder
durch ein elektrisches Feld in einer Richtung quer zu den Substraten
fixiert werden. Mithilfe von Spannungen an der Elektrode 13 werden Partikel
unterschiedlicher Farbe daran gehindert, das Hauptreservoir 16 zu
erreichen.
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In
der Anordnung von 10 wird das Letztere mittels
einer Barriere 31 aus beispielsweise einem organischen
(Polymer) oder anorganischen (Glasurmasse) Material erreicht. Die
Elektrode 13 befindet sich nun in dem Hilfsreservoir 18.
Die Bezugszeichen haben wieder die gleiche Bedeutung wie in dem
vorigen Beispiel. In den Beispielen von 8, 9 kann
Elektrode 29 weggelassen werden, wenn nötig. Dies verlangt unterschiedliche
Ansteuermuster an den Elektroden 26, 27, 30,
um das gewünschte Anziehungsfeld
zu erzeugen, während
zudem die Elektroden 27, 30 an den anderen Seiten
der Pixel bereitgestellt sind.
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11 zeigt, wie ein vielfarbiges Pixel,
vergleichbar mit dem von 8, angesteuert
werden kann. Nachdem im Wesentlichen alle der roten Partikel 22R wieder
mithilfe, beispielsweise, eines negativen Impulses (Rechteckspannung)
mit einer Amplitude, die ausreichend lange genug andauert, um alle von
ihnen zu der Elektrode 13 hinzubewegen, bewegt wurden,
werden die roten Partikel mithilfe von Spannungen V1, V2 an den
Elektroden 26, 27, wobei V2 >> V1,
hauptsächlich
zu der Elektrode 27 (siehe 11a)
hinbewegt. Die blauen Partikel 22B befinden sich in der
Nähe und
direkt unterhalb der Elektrode 13, abhängig von der Beweglichkeit
und der Spannung an Elektrode 13. Nachdem sich alle Partikel
zu Elektrode 13 hinbewegt haben, werden blaue Partikel 22B mithilfe
von Spannungen V2, V1, wobei V2 < V1,
hauptsächlich
zu der Elektrode 26 hinbewegt. Nur die grünen Partikel 22G (siehe 11b) befinden sich dann noch in dem Hilfsreservoir.
Abhängig von
den Spannungen V1, V2 an den Elektroden 26, 27 wird
eine Endsituation erreicht, in dem das Substrat 11 vollständig (siehe 11c) oder komplett (siehe 11d)
mit farbigen Partikeln 22 bedeckt ist. Die endgültige Farbe
und der endgültige
Grauwert hängen
natürlich
auch von den für
die Elektroden 26, 27 verwendeten Spannungen und
Impulsweiten ab.
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Die
Erfindung ist natürlich
nicht auf die hierin zuvor beschriebenen Beispiele begrenzt. Die
obigen Beispiele beziehen sich auf rote, grüne und blaue Farben für die Sub-Pixel,
während,
wie schon geäußert wurde,
exzellente Ergebnisse auch mit den Farben Gelb, Zyan und Magenta
erreicht werden können,
während
ein viertes (beispielsweise schwarzes) Element hinzugefügt werden
kann. Die Erfindung ist auch auf Anordnungen mit zwei Farben (einfarbig, beispielsweise
Schwarz und Weiß)
anwendbar.
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Da
die Hilfsreservoirs nicht zu dem aktuellen Pixel gehören, werden
sie vorzugsweise mit einer lichtundurchlässigen (schwarzen) Maske abgedeckt. Die
Kanten eines Pixels oder einer Gruppe von Pixeln fallen dann vorzugsweise
mit Wänden 19 der kombinierten
Reservoirs (Kapseln) zusammen. Dies verhindert Übersprechen zwischen nebeneinander gelegten
Pixeln, weil eine vollständige
Trennung zwischen den Reservoirs (Kapseln) realisiert wird.
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Eine
Kombination einer oder mehrerer dieser Möglichkeiten ist in der Praxis
auch anwendbar.
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Der
Schutzrahmen der Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen
begrenzt.
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Die
Erfindung wohnt jeder einzelnen neuen kennzeichnenden Eigenschaft
und jeder einzelnen Kombination kennzeichnender Eigenschaften inne. Referenzzeichen
in den Ansprüchen
begrenzen nicht ihren Schutzrahmen. Verwendung des Verbs „umfassen" und seine Konjugationen
schließen
nicht die Anwesenheit von anderen als der in den Ansprüchen vorgetragenen
Elemente aus. Verwendung eines Artikel „ein", „eine" oder „einer" vor einem Element schließen nicht
die Anwesenheit einer Vielzahl solcher Elemente aus.