[发明专利]彩色反射显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及彩色显示装置，特别是彩色反射显示装置。

背景技术

有多种类型的单色反射显示器，例如，反射式LCD、电泳显示器、电润湿(electrowetting)显示器和电致变色显示器。

LCD显示器、面内电泳显示器和电润湿显示器基于透射光闸，透射光闸在透明状态和吸收状态之间切换并放置在反射体前面。

有几种方法采用上述技术来制造反射彩色显示器。对于LCD技术而言，传统的方法是将每个像素分成三个子像素并用红色、绿色、蓝色滤色器来覆盖这些像素。这种方法的优点是，不必改变闸层(shutterlayer)。缺点是损耗了亮度和孔径(aperture)。每个子像素透射大约1/3的可见光，从而最大白光强度是单色显示器的最大白光强度的1/3。

图1示出了滤色器如何用来提供彩色反射显示器。图1的顶部部分示出了显示器的侧视图，并示例了滤色器层10和光吸收(显示)层12。图1的底部部分示出了两个相邻像素的顶视图，每一个包括三个子像素。左侧组的三个子像素用来显示白色像素，并且吸收层12允许光通过所有三个子像素，发出充分亮度的红色、绿色和蓝色(RGB)输出。

右侧组的三个子像素用来显示绿色像素，并且吸收层12阻止光到达红色和蓝色子像素，只发出明亮的绿色输出。

电润湿和面内电泳反射显示器这两者的优点都是它们的减色方案的应用。

这能够利用参考图2所说明的方法来产生彩色图像。

该显示器由三层20a、20b、20c构成，其可以分别在透明与青色、品红色和黄色之间切换。因为全部像素区可以做成透明的，所以该彩色显示器的明亮度目前是单色版的100％(忽略由堆叠引起的孔径损失)。

左侧像素是白色的，而吸收层20a、20b在右侧像素中被控制，以给出期望的像素输出颜色。

本发明是特别关注其中提供了多重反射粒子种类的彩色反射显示器，因此特别关注电泳显示装置。面内切换电泳显示装置可以适用于这种类型的操作。

在减色方案中，通过把透明流体中的青色、品红色和黄色电泳粒子(分别地)移动到光路内而吸收背光光谱的红色、绿色和蓝色部分，可以产生黑色级(black level)。通过把所有这些有色粒子移出光路使其到所谓的“贮存器(container)”内，能够产生白色。

这种方法还能够采用背光。但是，需要可以在贮存器和像素孔(pixel aperture)之间独立地移动的三种不同类型的粒子。

面内电泳显示器的优点(与电润湿显示器相比)，是可能例如通过不同的迁移率、不同的电荷、或不同的传输机制、或上述这些的组合来在单层中控制两种类型的颜料(pigment)。

例如，通过具有以不同速度移动的粒子，这些速度差异可以用来设计控制方案，使选定的粒子能够移至像素孔。在WO2004/088409和WO04/066023中描述了这样的方法。还提出使用粒子的不同频率响应来作为对每个有色粒子提供独立驱动的方式。

这可以用来把图2中层的数目从三减少到二。此外，可以在第二层中控制额外的黑色颜料，产生了可与现代打印机媲美的4色系统(CMYK)。

使用更少的层是所希望的，因为对于制造含有如图2所示的三层可控颜料的显示器来说，是一个技术挑战。

图1示出了制造单层系统的一种方法，但这样做的缺点是低明亮度。

图3中示出了制造彩色系统的一种可选方法，该彩色系统不需要三层有源光闸层。每个像素具有滤色器层，带有青色、品红色和黄色滤色器染料(C、M、Y)，并且每个像素具有相同的滤色器图案。

在每个像素内，在三种减色法原色之一中存在固定的滤色器，并且通过两个有源光闸层32、34可以控制其它两个减色法原色的密度。

由此，两个有源光闸层32、34在不同的像素位置处具有不同的粒子颜色。由此，每个子像素具有一种减色法原色的滤色器和其它两种减色法原色的有色粒子。

最左侧的像素(又一组三个子像素)用来显示白色，并且在视野中没有粒子。像素的光输出对应于滤色器，即，品红色、青色和黄色子像素。

第二个像素用来显示绿色。由于品红色滤色器吸收绿色，所以青色、黄色粒子用来使第一子像素成为黑色。通过把滤色器和粒子层放置在一起以包括青色和黄色，紧接着的两个子像素显示绿色。

下一个像素用来显示品红色。这是红色和蓝色的组合。第一子像素没有粒子，使得品红色滤色器提供品红色输出，并且紧邻着的两个子像素分别显示红色和蓝色。