CN101107648A - 显示驱动器 - Google Patents

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CN101107648A CNA2006800031319A CN200680003131A CN101107648A CN 101107648 A CN101107648 A CN 101107648A CN A2006800031319 A CNA2006800031319 A CN A2006800031319A CN 200680003131 A CN200680003131 A CN 200680003131A CN 101107648 A CN101107648 A CN 101107648A
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G·周
H·布伦克劳斯
J·范德卡默
M·T·约翰逊
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Abstract

本发明的驱动显示器的方法包括供给多个驱动波形用于更新图像的步骤。在连续时段的各时段中起动多个驱动波形的各驱动波形的供给。多个驱动波形的至少一个随后子集被供给一个或多个随后的像素，上述一个或多个随后的像素中的每一个像素，比为之供给了驱动波形的该随后子集中的前一驱动波形的一个或多个先前的像素，更接近于该图像的对侧。本发明的显示驱动器执行本发明的方法。本发明的控制软件操作以使显示驱动器能够执行本发明的方法。本发明的显示板包括本发明的显示驱动器。本发明的电子设备包括本发明的显示板。

Description

显示驱动器
发明领域
本发明涉及一种显示驱动器、包括这种驱动器的显示板、包括这种显示板的电子设备、驱动显示器的方法、以及操作以使显示驱动器能够执行驱动显示器的方法的控制软件。该显示器例如可以是一种双稳态显示器。
背景技术
在开篇段落中提到的类型的显示器设备从国际专利申请WO99/53373中获知。该专利申请公开了一种包括两个基底的电子墨水显示器(另外也称为E-ink显示器)。一个基底为透明的，另一个基底装备了按行和列排列的电极。显示元件或像素与行电极和列电极的交点相关联。经由薄膜晶体管(另外也称为TFT)的一个主电极，每一个显示元件与列电极耦合。TFT的栅极与行电极耦合。显示元件、TFT和行电极以及列电极的这种排列联合形成一个有源矩阵显示设备。
每一个像素包括一个像素电极，该像素电极是经由TFT与列电极连接的像素的电极。在图像更新或图像刷新期间，控制行驱动器使逐一选择显示元件的所有行，控制列驱动器使经由列电极和TFT与所选择的显示元素的行并行供给数据信号。该数据信号对应于要在矩阵显示设备上显示的图像数据。
另外，在透明基底上所提供的公共电极和该像素电极之间提供电子墨水。该电子墨水因此被夹在公共电极与像素电极之间。电子墨水包括多个约10到50微米的微胶囊。每个微胶囊包括悬浮于流体中的充有正电荷的白色微粒和充有负电荷的黑色微粒。当给像素电极施加正电压时，白色微粒移动到微胶囊的朝向透明基底方向的那侧，对于观察者该显示元件显示为白色。同时，黑色微粒移动到对观察者隐藏的微胶囊对侧的像素电极。通过施加负电压给像素电极，黑色微粒移动到微胶囊的朝向透明基底方向的那侧的公共电极，对于观察者该显示元件显示为暗色。当去除电场后，该显示设备保持所获得的状态并展示双稳态的特性。具有黑色和白色微粒的电子墨水显示器作为电子书尤为有用。
通过控制移动到在微胶囊顶部的公共电极的微粒的数量，在该显示设备中可以产生灰度级。例如，被定义为场强和施加时间的乘积的正电场或负电场的能量，控制了移动到微胶囊顶部的微粒的数量。
该已知显示设备的一个缺点是频繁发生闪光与/或光学闪烁。
发明内容
本发明的目的是减少闪光与/或光学闪烁的可见度。
本发明的第一方面提供一个显示驱动器，其包括一个操作来供给多个驱动波形用于更新图像的处理器，其中，在连续时段的各时段中开始多个驱动波形中的各驱动波形的供给，多个驱动波形的至少一个随后子集被供给一个或多个随后的像素，上述一个或多个随后的像素中的每一个像素，比为之供给了驱动波形的该随后子集的前一驱动波形的一个或多个先前的像素，更接近于该图像的对侧(opposite side)。发明人已经确认，在页面过渡中光学闪烁或闪光表现为振动效果，因为通常对各种光学过渡需要复杂的驱动波形来减少图像的赝象或重影。图像更新时间即翻页时间，典型为1到2秒。通过产生一个有意的视频效果，以下称作“波移动(wave moving)”效果，本发明减少了这些振动效果。通过在图像更新中有意地逐像素或逐线引入比矩阵显示器中可用的自然线时间显著更长的一个延迟，可以在矩阵显示器中实现该效果。
该“波移动”效果优选提供与在传统的纸书或报纸中翻页相同的感觉。一个页面例如可以被从左向右、从右向左、从右上角向左下角或从右下角向左上角地翻动。例如，当顺序地引入一个逐线延迟时间时，该波可以从右边第一线开始且逐渐横跨页面移动到左边；当使用一个顺序的逐像素的延迟时间时，该波可以从右上角第一个像素开始且按对角线方向逐渐移动到左下角。每一个驱动波形的供给或每一组驱动波形(例如每像素线一组)的供给可以在不同时间开始。可以提供除传统页面翻动效果以外的“波移动”效果。例如，图像更新可以从该图像的所有边缘开始，继续进行到图像中心；或者从图像中心开始，继续进行到图像的所有边缘。
多个驱动波形的子集可以包括多个驱动波形的所有波形，但这不是必需的。该子集仅需要大到能产生“波移动”效果的程度。
在本发明的显示驱动器的实施例中，在连续时段的一个或多个最初时段中供给多个驱动波形中的一个特定驱动波形，该特定驱动波形是用于向灰度级的图像过渡的驱动波形。用于向灰度级的图像过渡的驱动波形通常是最长的波形。通过在连续时段的一个或多个最初时段中，例如在图像更新的开始，供给这些特定驱动波形，可以限制总图像更新时间的增加。
附加或另外可选地，该特定驱动波形可以是用于较少发生的图像过渡的驱动波形。频繁发生的图像过渡的延迟已经被确定为足以产生“波移动”效果。
多个驱动波形的特定驱动波形可以包括用于除白色到白色的图像过渡以外的所有图像过渡的驱动波形。在电子书和报纸中白色到白色的图像过渡频繁发生。
基于用户指定的时段，显示驱动器可以限制连续时段的持续时间。随着增加的延迟时间，“波移动”效果被加强，但也导致用于更新整个页面的更长刷新时间。因此另外更为有益的是，使得能够选择具有例如约1秒默认值的、类似于阅读传统纸书的、个人化的总延迟时间。
驱动波形被供给的顺序可以是用户可编程的。用户可能能够选择他更喜欢的特定“波移动”效果，从而有可能减少图像更新中所察觉的延迟。
依赖于特定驱动波形的长度，显示驱动器可以确定一个时段用于起动驱动波形中的一个特定驱动波形的供给。代替在这些时段中的一个特定时段中起动驱动波形，通过使驱动波形在这些时段中的一个特定时段中结束，可以增强“波移动”效果。
该显示器可以是一种双稳态显示器，例如电泳显示器或反射型胆甾型显示器。在电子书中使用的这种类型的显示器，似乎受光学闪烁和闪光的发生影响最大。然而，该显示器也可以是传统显示器，例如在大多数电视中所使用的那种。
本发明的第二方面提供包括该显示驱动器的显示板。
本发明的第三方面提供包括该显示板的电子设备。该电子设备例如可以是电子书、PDA、移动电话、电视或计算机监视器。
附图说明
本发明的这些及其它方面将参考附图进一步详细阐述和描述，在附图中：
图1是电泳显示器的一部分的横截面图；
图2概略显示具有图1中电泳显示器的一部分的等效电路图的电子设备；
图3是一个有源矩阵显示器的图示；
图4例证性说明本发明的方法的第一个实施例；
图5例证性说明本发明的方法的第二个实施例；
图6例证性说明本发明的方法的第三个实施例；
图7例证性说明本发明的方法的第四个实施例；
在附图中相应的元件由相同参考数字标识。
具体实施方式
图1是例如具有几个显示元件的尺寸的电泳显示器板1的一部分的横截面图。电泳显示器板1包括一个基板2、一个具有处于例如聚乙烯的两个透明基底3和4之间的电子墨水的电泳薄膜。一个基底3装备有透明的图像电极5和5’，另一个基底4装备有一个透明的反电极6。电子墨水包括多个约10到50微米的微胶囊7。微胶囊7不需要为球形；也可能为任何其它形状，例如主要为矩形。每一个微胶囊7包括悬浮于流体中的充有正电荷的黑色微粒8和充有负电荷的白色微粒9。短划线的物质为聚合物粘合剂。微粒8和9可以是黑色和白色之外的其它颜色。唯一重要的是，两种类型的微粒8和9具有不同的光学特性和不同的电荷，使得它们根据施加的电场做出不同反应。层3不是必需的，或者可以为胶质层。当相对图像电极5给反电极6施加负电压时，产生一个电场把黑色微粒8移动到微胶囊7的朝向反电极6方向的那侧，对于观察者该显示元件将显示为暗色。同时，白色微粒9移动到对观察者隐藏的微胶囊7的对侧。通过在反电极6和图像电极5之间施加正电场，白色微粒9移动到微胶囊7的朝向反电极6方向的那侧，对于观察者该显示元件将显示为白色(未显示)。当去除电场时，微粒7保持所获得的状态，显示器显示双稳态的特征，并且基本上不耗能。
图2概略显示包括覆盖于基板2之上的电泳薄膜的显示板1的等效电路，该电路装备有有源开关元件19、行驱动器16以及列驱动器10。反电极6优选在包括已封装的电泳墨水的薄膜上提供，但是如果该显示器的操作是基于在面内电场中使用，则反电极6另外可备选地在基板上提供。显示板1由例如是薄膜晶体管(TFT)19的有源开关元件驱动。显示板1包括行(或选择电极17)和列(或数据电极11)的交叉区域处的显示元件矩阵。行驱动器16连续地选择行电极17，同时列驱动器10为用于所选择的行电极17的列电极11提供数据信号。优选地，处理器15首先将输入数据13处理为要由列电极11供给的数据信号。
控制线12和12’传送那些控制在列驱动器10和行驱动器16之间的相互同步的信号。经由薄膜晶体管19的栅电极20，来自电连接于行电极17的行驱动器16的选择信号去选择像素电极22。薄膜晶体管19的源极21电连接于列电极11。在列电极11上显示的数据信号被传送到与TFT的漏极耦合的显示元件18(也称作像素)的像素电极22。在所示的实施例中，图1中的显示设备还包括在每一个显示元件18的位置处的一个可选的电容器23。该可选的电容器23被连接于所关联的像素18的像素电极22与一个或多个储能电容器线24之间。代替TFT也可以使用其它开关元件，诸如二极管、MIM等。
处理器15操作以供给多个驱动波形用于更新图像。在连续时段的各时段中起动多个驱动波形的各驱动波形的供给。多个驱动波形的至少一个随后子集被供给一个或多个随后的像素。上述一个或多个随后像素中的每一个像素比为之供给驱动波形中的该随后子集中的前一驱动波形的一个或多个先前的像素更接近于该图像的对侧。在包括显示板1的电子设备中，存在一个图像处理电路25，该电路接收输入数据信号IV以把图像作为输入数据13供给处理器15。
图3例证性说明一个由m列(例如800列)和n线(例如600线)组成的有源矩阵显示器。在图像刷新期间，例如在翻页时，在具有20ms的典型的帧时间-对应于约33us(＝20ms/600线)的线时间-的每一帧中从像素P11到P12...P1m、P21、P22...Pnm，逐线地扫描该有源矩阵显示器。通常需要多个帧，因为驱动波形典型长度为1000到2000ms。这些驱动波形通常由多个部分组成，如预置脉冲、过复位(over-reset)脉冲，从而在图像更新中导致一个具有闪光或光学闪烁的长波形。可以使用诸如列或线反演(line inversion)的方法以减少闪光量，但是发现这些方法不足以达到消费者感觉真正舒适的程度。产生一个“波移动”效果，例如用户熟悉的阅读传统纸书的一个特征，能够减少这种闪光。在图像更新中有意地逐像素或逐线引入一个比该矩阵显示器中可用的自然线时间明显更长的延迟。
在第一实施例中，引入一个逐线延迟，其在图4中概略表示。通过执行用于第一线上的所有像素的所有波形，从第一线开始该图像更新。在随后的扫描中没有执行用于线2到线n上的所有像素的波形。当延迟时间tL已经经过时，开始执行用于线2上的所有像素的波形，并且在随后的扫描中没有执行用于线3到线n上的所有像素的波形。在每一个随后的帧中继续执行用于线1上的像素的波形。相似地，当延迟时间2×tL已经经过时，开始执行用于线3上的所有像素的波形，并且在随后的扫描中没有执行用于线4到线n上的所有像素的波形。在每一个随后的帧中继续执行用于线1、线2上的像素的波形。对随后的线重复同样的过程直到线n被处理。当用于最末线上的像素的最长波形的最末一帧被更新后，全部显示的更新结束。当显示器被用作写真书(portrait book)时，该波于是从右边第一线开始横跨页面逐渐移动到左边，如图4中所示(下面部分)。假定用户要求从右到左为1.2秒的总延迟时间并且显示器上的线数为600，则恒定的线延迟时间tL将会是约2ms(＝1200ms/600线)。也可能对不同的线定义可变的延迟时间以产生更多的用户需要的特征。
在第二实施例中，通过如图5中例证性说明的以固定帧时间延迟线块，而实现波移动效果。在此例中，使用10线的块，该块具有20ms的总延迟时间(tF)，即一帧时间，相当于每线2ms的延迟时间。通过执行用于头10线上所有像素的所有波形，该图像更新从由线1到线10组成的第一个块开始。在随后的扫描中没有执行用于线11到线n上的所有像素的波形。当延迟时间tF已经经过时，开始执行用于线11到线20(第二个线块)上的所有像素的波形，并且在随后的扫描中没有执行用于线21到线n上的所有像素的波形。在每一个随后的帧中继续执行用于线1到线10上的像素的波形。相似地，当延迟时间2×tF已经经过时，开始执行用于线21到线30上的所有像素的波形，并且在随后的扫描中没有执行用于线31到线n上的所有像素的波形。在每一个随后的帧中继续执行用于线1到线10、线11到线20上的像素上的波形。对下一个10线的块重复同样的过程直到线n被处理。这样，该波于是从右边第一个10条线的块开始横跨页面逐渐移动到左边，如图5中所示(下面部分)。假定用户要求从右到左为1.2秒的总延迟时间并且显示器上的线数为600，则对于一个10线的块，恒定的延迟时间tF将会是约20ms(＝1200ms/60块)，该时间正好有利地为一个(标准)帧时间。
在第三实施例中，引入一个逐像素的延迟，其在图6中概略表示。通过执行用于右上角的像素的波形，该图像更新从第一个像素P11开始。在随后的扫描中没有执行用于其它所有像素的波形。当延迟时间tP已经经过时，开始执行用于像素P12和P21的波形，并且在随后的扫描中没有执行用于其它所有在先前的扫描中一直没有被起动的像素的波形。相似地，当延迟时间2×tP已经经过时，开始执行用于像素P13、P31和P22的波形，并且在随后的扫描中没有执行用于其它所有在先前的扫描中一直没有被起动的像素的波形。对随后的像素重复同样的过程直到最后的像素Pnm被处理。当最后一个像素完全被更新，全部显示的更新结束。当显示器被用作写真书时，该波于是从右上角开始横跨页面逐渐移动到左下角，如图6中所示(下面部分)。假定用户要求从右上角到左下角为2秒的总延迟时间并且沿对角线方向的像素数量为1000，则恒定的像素延迟时间tP将会是约2ms(＝2000ms/1000像素)。另外一种可选方案为，也可以考虑连续顺序P11、P12、P13......P1m、P21、P22、P23、......P2m、P31、P32、P33.......P3m、......、Pnm并以像素间的大的顺序延迟时间使用。也可能从像素到像素去定义可变的延迟时间以产生更多的用户需要的特征。
在第四实施例中，通过如图7中例证性说明的以固定帧时间延迟像素块，来实现波移动效果。在此例中，使用一个沿对角线方向的10个像素的块，具有20ms的总延迟时间(tF)即一帧时间，相当于每像素2ms的延迟时间。通过执行用于右上角的像素块的波形，该图像更新从第一个像素块BP1开始。在随后的扫描中没有执行用于其它所有像素的波形。当延迟时间tF已经经过时，开始执行用于像素BP2的波形，并且在随后的扫描中没有执行用于其它所有在先前的扫描中一直没有被起动的像素的波形。相似地，当延迟时间2×tF已经经过时，开始执行用于像素块BP3的波形，并且在随后的扫描中没有执行用于其它所有在先前的扫描中一直没有被起动的像素的波形。对下一个像素组或块重复同样的过程直到最后的像素组BPn/10被处理。该波从右上角开始横跨页面逐渐移动到左下角，如图7中所示(下面部分)。假定用户要求从右上角到左下角为2秒的总延迟时间并且沿对角线方向的像素数量为1000，则对于一个10像素的块，恒定的延迟时间tF将会是约20ms(＝2000ms/100块)，该时间正好有利地为一个正常帧时间。
也可能为具有要求最长驱动波形的光学过渡的像素无任何延迟地供给波形，使得产生“波移动”效果，并且不显著延长用于更新整个页面的刷新时间。用于朝向灰度级的图像过渡的波形通常是最长的。实验中已经观察到，在每一个页面更新中整个显示的50％到60％经常要求白色到白色的过渡。用于白色到白色过渡的波形长度通常约为最长驱动波形的一半。因此可能，仅顺序地、逐像素地延迟为白色到白色过渡的波形的更新，从而避免刷新时间的显著增加。
虽然已经结合优选的实施例对本发明进行了描述，应当理解，在以上概述的原理内对其的修改对本领域的技术人员而言是显然的，因此，本发明不局限于该优选的实施例而是意图包括如此的修改。本发明存在于每一个新颖的特有特征以及特有特征的每一个组合。权利要求中的参考数字不限定其保护范围。动词“包括”的使用以及其词性变化不排除权利要求中未陈述的元件的存在。位于元件之前的冠词“一个”的应用不排除多个这样的元件的存在。
“装置”是指包括运行中执行或设计来执行指定功能的任何硬件(诸如单独或集成的电路或电子元件)或软件(诸如程序或部分程序)，不论该功能是单独的或与其它功能结合在一起，也不论其独立或是与其它元件协同运行，这一概念对本领域的技术人员将是显而易见的。通过包括几个不同元件的硬件以及通过适当编程的计算机，可以实施本发明。在列举几个单元的设备权利要求中，这些单元中的几个可以由同一项硬件具体实现。“控制软件”应被理解为存储于计算机可读介质(例如软盘)上的、经由网络(例如互联网)可下载的、或以任何其它方式可买到的任何软件产品。

Claims (11)

1.一种显示驱动器(15、10、16)，包括一个操作来供给多个驱动波形用于更新图像的处理器(15)，其中，在连续时段的各时段中起动多个驱动波形的各驱动波形的供给，多个驱动波形的至少一个随后子集被供给一个或多个随后的像素，上述一个或多个随后像素中的每一个像素，比为之供给驱动波形的该随后子集中的前一驱动波形的一个或多个先前的像素，更接近于该图像的对侧。
2.如权利要求1中要求的显示驱动器(15、10、16)，其中，在连续时段的一个或多个最初时段中供给多个驱动波形中的特定驱动波形，该特定驱动波形是用于向灰度级的图像过渡的驱动波形。
3.如权利要求1中要求的显示驱动器(15、10、16)，其中，在连续时段的一个或多个最初时段中供给多个驱动波形中的特定驱动波形，该特定驱动波形是用于较少发生的图像过渡的驱动波形。
4.如权利要求3中要求的显示驱动器(15、10、16)，其中，多个驱动波形的特定驱动波形包括用于除白色到白色的图像过渡以外的所有图像过渡的驱动波形。
5.如权利要求1中要求的显示驱动器(15、10、16)，其中，基于用户指定的时段，显示驱动器(15、10、16)限制连续时段的持续时间。
6.如权利要求1中要求的显示驱动器(15、10、16)，其中，依赖于特定驱动波形的长度，显示驱动器(15、10、16)确定一个时段用于起动驱动波形中的一个特定驱动波形的供给。
7.如权利要求1中要求的显示驱动器(15、10、16)，其中，显示器(1)是一双稳态显示器。
8.一种包括权利要求1的显示驱动器(15、10、16)的显示板。
9.包括权利要求8的显示板的电子设备。
10.一种驱动显示器(1)的方法，包括供给多个驱动波形用于更新图像的步骤，其中，在连续时段的各时段中起动多个驱动波形的各驱动波形的供给，多个驱动波形的至少一个随后子集被供给一个或多个随后的像素，上述一个或多个随后的像素中的每一个像素，比为之供给驱动波形的该随后子集中的前一驱动波形的一个或多个先前的像素，更接近于该图像的对侧。
11.操作来使显示驱动器能够执行权利要求10的方法的控制软件。
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