[发明专利]具有悬浮铁电粒子的显示设备

说明书

技术领域

本发明涉及其驱动转矩来源于铁电耦合基底的电泳显示器，并且其特定结构为反射类型显示器和透明类型显示器。

背景技术

由于在功耗及太阳光环境亮度条件下的清晰度方面的优点，记忆类型显示设备自平面显示器工业开始就吸引了很多的硏究及产品考虑。一些液晶显示器正凭借其记忆功能用于此目的。在过去数年里，一些类型的电泳显示器得到广泛使用，特别是用在所谓的电子阅读器显示器中。

基于记忆功能的反射显示技术适合于显示设备，特别是用于字符显示器，正如纸状图像。显示图像的反射性质也很适合于替代纸质介质，在节省纸张资源方面以及自电子能量节能观点来看，强烈需要显示图像替代纸质介质。自替代纸质介质的观点来看，所谓的电子纸张设备具有仅静态图像的显示功能是很自然的。由于显示模块的记忆功能，电子纸张类型显示模块的记忆功能显著节省了其功耗。显著的节能特性也与替换纸质介质良好匹配。

另一方面，强烈期待纸状电子显示设备具有所谓的全色功能。对于电子纸张类型的显示屏幕而言，显示在纸质介质中所显示的全色图像是很自然的要求。全色特性对于大部分记忆类型显示设备或电泳显示设备是挑战之一。原理上，借助于显示设备介质的记忆功能不具有与全色显示功能的直接兼容性。大部分记忆类型显示技术基于显示介质本身的双稳定性。因此，多屏幕亮度级别显示技术及记忆状态显示技术在该等显示技术的显示功能原理上具有根本的差异。显示设备本身的典型记忆功能使用所谓的双稳定性，或两个稳定状态的交替。因此，记忆功能与基于多状态稳定状态的灰阶再现能力是不兼容的。不考虑多状态稳定性的基本问题，电子阅读器上需要全色图像是很自然的。为了获得具有当前最先进的技术的全色功能，广泛使用结合子像素的微滤色器技术。此技术基于人眼的空间分辨率限制。只要将该技术应用于静态图像，该当前最先进的技术足够好的用于基于双稳定性类型的显示技术的所谓电子阅读器应用。然而，不同于背光类型显示设备，反射显示器的颜色识别功能完全取决于环境光亮度及主要波长。此外，与原始图像分辨率相比，使用子像素将图像分辨率至少减少至三分之一。因此，对于大部分反射显示器，使用足够好的亮度显示获得合理的颜色纯度水平需要全新的槪念以摆脱反射显示器的本质特性。

此外，在作为电子阅读器的必需功能方面，甚至电子纸张应用、电影或视频图像再现也在某种程度上是自然要求。根据以上要求，作为新兴技术正需要全新类型的节能类型显示器，其中该等显示器与记忆类型显示器的优点保持足够好的平衡。

也期待当前所谓的电子阅读器类型显示技术应用于数字标识类型大广告牌显示器。众所周知，大部分的广告牌类型大屏幕显示器需要特定的照明(无论自发光及照明系统)，以增强屏幕的反射性质。尽管要求额外照明系统，但是反射显示系统在足够明亮的亮度环境下保持该反射显示系统的特定优点，该亮度环境在全世界大部分地方的晴朗的中午是常见的。当然，在夜间及极其黑暗的环境中，或多或少，需要特定的照明系统。即使需要此类照明系统，基于反射的显示器的有效表面反射形成更有效的光反射，结果是大广告牌类型显示系统的显著节能效应。大体而言，在当前节能要求情境下，更佳的反射率甚至对需要特定照明系统的显示系统是有效的。

本申请案的发明人在于2011年12月27日提出申请的共同未决的申请序列号13/337，551中解释了此类技术的一些基本方面。该申请案的公开内容全部并入本文。

发明内容

本发明旨在提供上文论述的问题的解决方案。基于记忆类型反射显示器的本质功能，本发明赋能全色、全动视频图像显示器的反射及透射模式两者。如上所述，记忆类型显示系统获得足够好的全色能力及足够好的动视频图像能力的最大困难之一是该等显示系统极其缓慢的光学反应性质。类似于传统的液晶显示器(LCD)系统，缓慢的光学反应提供特定显示图像假影。当前已知的电泳显示系统甚至比典型的LCD系统的光学反应更缓慢。令人遗憾地，这自然地导致电泳显示器难以提供足够好的全色功能及足够好的动视频图像功能。

本发明的一个意义在于介绍基于电泳中的铁电耦合转矩的新型全色、全动视频图像显示器。相较于当前已知的电泳显示系统，我们的理论硏究在本质记忆类型电泳显示系统中建立了100至1000倍更快的光学反应。此极快的光学反应通过将具有外部施加的电场的铁电耦合转矩引入显示介质来实现。基于铁电耦合转矩，本发明提供特定显示元件结构，该等结构赋能基于电泳的反射及透射显示器。新结构包括入射光控制元件、入射光控制元件的支持介质、透明滤色器元件、反射滤色器元件及驱动电子元件。