CN101128862A - 显示重设图像的电泳显示面板 - Google Patents

Abstract

用于显示图像的显示面板(1)具有拥有光学状态的多个像素(2)和用于控制对于所述图像的图像更新的控制器(10、11、100)。为了使得显示面板(1)能够显示增加的信息内容，控制器(10、11、100)被设置为：为像素(2)提供用于在所述图像更新的至少一部分期间重设像素(2)的重设光学状态，从而显示表示重设图像信息的重设图像，并且随后，为所述像素(2)提供用于显示表示所述图像信息的图像的光学状态，所述重设图像与所述图像无关。

Description

显示重设图像的电泳显示面板

技术领域

本发明涉及一种用于显示图像的显示面板。

本发明还涉及包含这种显示面板的一种显示设备。

本发明还涉及用于这种显示面板的一种控制器、用于驱动这种显示面板的一种方法、以及用于出售这种显示面板的信息和/或者所述信息的显示时间的一种方法。

背景技术

在开头段落中所述的该类型显示面板是电泳显示面板。

通常，电泳显示面板是基于受到电极间电场影响的流体中的充电的、通常为彩色的粒子的运动。使用这些显示面板，可以将暗的或者彩色的字符成像在亮的或者彩色的背景上，反之亦然。因此，电泳面板特别用在实现纸功能(称为“白纸(paper white)”应用)的显示设备中，例如电子报纸和电子日记。

在US6,704,113中公开了一种电泳显示面板。该公开的电泳显示面板具有多个像素。每个像素具有多个粒子，其能够占据相应像素的电极附近的极端位置和在相应像素的电极之间的中间位置。每个像素具有取决于这些粒子的位置的光学状态。光学状态取决于由电极所接收的电势差以及各个电势差的历史变化(history)。控制器被设置为控制电势差来重设像素，这减小了对于历史变化的依赖性。由此，粒子被带到极端位置，并且像素具有彼此等同的重设光学状态。然后，例如对白色流体中的黑色粒子，显示面板显示黑色或白色的图像。随后，控制器被设置为控制电势差，以便为像素提供用于显示表示图像信息的图像的光学状态。然而，以这种方式显示的图像内容相对较少。

发明内容

本发明的一个目的在于，提供一种在开头段落中所述类型的显示面板，其能够显示更多的信息内容。

为了实现该目的，本发明提供了一种用于显示图像的显示面板，其包括：

多个具有光学状态的像素，以及

控制器，用于控制对于所述图像的图像更新，

所述控制器被设置为：

为所述像素提供用于在所述图像更新的至少一部分期间重设所述像素的重设光学状态，从而显示表示重设图像信息的重设图像，并且随后，

为所述像素提供用于显示表示所述图像信息的图像的光学状态，所述重设图像与所述图像无关。

本发明所基于的原理是：所述重设图像能够表示信息内容，同时其与所述图像无关。所述信息内容可以例如涉及广告信息。这与在US6,704,113中公开的电泳显示面板形成对比，在该文献中，所述重设图像是黑色的或者白色的，而不表示信息内容。

这还与在WO2004/034366-A1中公开的电泳显示面板形成对比，在该文献中，显示面板显示对所述图像的估计，作为所述重设图像。从而，观察者能够察觉到经由所述图像的估计而到所述图像的相对较为平滑的变换。然而，尽管所述重设图像表示信息内容，但是其并非与所述图像不相关。

重设一个像素能够被认为是例如将该像素变为一种状态，例如极端的光学状态，从该状态中能够准确地获得下一个状态。因此，重设是所述图像更新的组成部分。

在一个实施例中，所述控制器被设置为在为所述像素提供用于重设所述像素的重设光学状态之前，为所述像素提供用于显示表示先前图像信息的先前图像的光学状态，所述重设图像与所述先前图像无关。然后，在所述先前图像和所述图像之间，即在图像更新的一部分期间，显示所述重设图像。

所述重设图像信息可以包含任何信息性的图像信息和修饰性的图像信息。在一个实施例中，所述重设图像信息包含广告图像信息。从而，所述重设图像可以被充分利用，以插入(例如观察者)未要求的广告图像作为所述先前图像与所述图像之间的重设图像。这样，所述重设图像就形成用于销售信息(例如、电子图书、电子报纸、电子杂质)的商业模式的基础，并且具有有保证的广告曝光度，因为广告图像会在每次页面变化时显示，或者在预定数量的页面变化之后显示。例如，可以预定所述重设图像的显示持续时间。在对于该实施例的一个变体中，显示所述重设图像的持续时间是可调节的。

在另一实施例中，显示面板是电泳显示面板，其中，每个像素都包含电泳介质，所述电泳介质包含在流体中的充电粒子，各个像素的光学状态取决于在该像素中粒子的位置；并且控制器包括驱动装置以及对于每个像素的、用于接收电势差的电极，所述驱动装置被设置为：

提供重设电势差，以便为所述像素提供重设光学状态，并且随后，

提供图像电势差，以便为所述像素提供用于显示所述图像的光学状态。在这种显示面板中，通过将电势差施加到电极，可以相对简单地实现对图像的更新。在该实施例的一个变体中，所述重设电势差具有可调节的持续时间，这是结合商业模式的一种相对简单的方法。粒子可以在与观察者基本平行的平面内运动，称为平面内运动，或者在与观察者基本垂直的平面内运动，称为垂直运动。在两个实施例的示例中，对于每个像素，充电粒子能够占据的位置是在电极附近的多个极端位置和在电极之间的多个中间位置其中之一。此外，如果对于每个像素，重设电势差具有的重设值和重设持续时间使得粒子能够充分占据多个极端位置之一，则像素光学装置对于电势差的历史变化的依赖性能够降低。例如，如果粒子存在于电极表面上，则粒子充分占据一个极端位置。然而，然后仍然可能会发生的是，对于光学状态的贡献可忽略的一些粒子并不存在于电极表面上。此外，要清楚的是，如果粒子数量非常多，以致于不是所有的粒子都能够存在于电极表面上，则所述多个粒子的一部分最多仅仅能够占据与在电极表面上的粒子相临近的位置。

在本发明的一个变体中，对于至少若干个所述粒子，重设电势差具有额外重设持续时间。所述若干个粒子用子集表示。对于该子集中的每个像素，朝着多个极端位置之一驱动粒子的驱动力在相对较长的时间间隔内存在，导致像素的光学状态对于历史变化的依赖性降低。

此外，已经观察到，具体而言，额外重设持续时间大于参考持续时间的十分之一，这极大地降低了像素的光学状态对于历史变化的依赖性。像素的参考持续时间等于将像素的粒子位置从一个极端位置改变到另一个极端位置的持续时间。因此，有利的是，如果每个额外重设持续时间都大于参考持续时间的十分之一，则参考持续时间等于将各个像素的粒子位置从一个极端位置改变到另一个极端位置的持续时间。

如果对于所述若干个像素中的每个像素，各自的重设持续时间与各自的额外重设持续时间的各自的总和基本上等于常数，则也是有利的。然后，能够简单地通过驱动装置来控制重设电势差。如果对于所述若干个像素中的每个像素，各自的电势差在作为重设电势差之前是一个预设的电势差的序列，该预设电势差序列具有预设值和相关的预设持续时间，序列中的预设值的符号交替变化，每个预设电势差都表示足以将存在于一个极端位置中的粒子从其位置处释放但是不足以使得所述粒子到达另一个极端位置的预定能量，则是更加有利的。作为一个优点，该预设电势差序列降低了像素的光学状态对于电势差历史变化的依赖性。

电泳显示面板能够形成多个应用的基础，其中，可以以例如信息标记、公共交通标记、广告牌、价格标签、告示牌等等的形式来显示信息。

本发明的另一方面提供了一种包含如权利要求1所述的显示面板的显示设备和一种为该显示面板提供图像信息的电路。

本发明的另一方面提供了一种显示面板的控制器，所述显示面板用于显示图像，所述图像包含多个具有光学状态的像素，所述控制器用于控制对于所述图像的图像更新，其被设置为：

为所述像素提供用于在所述图像更新的至少一部分期间重设所述像素的重设光学状态，从而显示表示重设图像信息的重设图像，并且随后，

为所述像素提供用于显示表示图像信息的图像的光学状态，所述重设图像与所述图像无关。

本发明的另一方面提供了一种驱动显示面板的方法，所述显示面板用于显示图像，所述图像包含多个具有光学状态的像素，

所述方法包括以下步骤：

为所述像素提供用于在所述图像更新的至少一部分期间重设所述像素的重设光学状态，从而显示表示重设图像信息的重设图像，并且随后，

为所述像素提供用于显示表示图像信息的图像的光学状态，所述重设图像与所述图像无关。

在一个实施例中，重设像素信息包括广告图像信息，并且显示所述重设图像的持续时间是可调节的。在本实施例的一个变体中，显示所述重设图像的持续时间由与服务提供商关联的服务器提供。在本实施例的一个变体中，所述服务器根据支付给所述服务提供商的货币数量，选择显示所述重设图像的持续时间。

本发明的另一方面提供了一种出售显示面板信息和/或者该信息的显示时间的方法，所述信息包括重设图像信息，所述显示面板用于显示图像，所述显示面板包括：

多个具有光学状态的像素，以及

控制器，

所述控制器被设置为：

为所述像素提供用于重设所述像素的重设光学状态，从而显示表示重设图像信息的重设图像，并且随后，

为所述像素提供用于显示表示图像信息的图像的光学状态，所述重设图像与所述图像无关。

在不同权利要求中描述了特定措施的这一事实并不表示不能使用这些措施的组合来获得有利结果。

附图说明

将参考附图阐述和描述本发明的显示面板的这些方面和其他方面，其中：

图1图示出了显示面板的实施例的前视图；

图2图示出了沿着图1中II-II的截面图，该截面图表示像素的布局；

图3图示出了沿着图2中的IH-III的截面图；

图4图示出了像素的另一个布局；

图5A-5C示出了图像更新的元素：图5A示出了先前图像，图5B示出了重设图像，图5C示出了一图像；以及

图6示出了描述两种用于增加重设图像持续时间的驱动波形。

在所有的附图中，相应部分用相同的参考数字进行标记。

具体实施方式

图1-3示出了显示面板1的示例，其具有第一基板8、第二透明相对基板9和多个光调制元件2，即像素2。优选地，像素2在2维结构中沿着非常直的直线排列。像素2的其他排列也是可行的，例如，蜂窝排列。在一个有源矩阵的实施例中，像素2还可以包括开关电子装置，例如薄膜晶体管(TFT)、二极管、MIM装置等等。

像素2具有电泳介质5。电泳介质5位于两个基板8、9之间，具有在流体中的充电粒子6。电泳介质5本身在例如US2002/0180688中可知。粒子6和流体具有不同的光学特性。粒子6可以具有任何颜色，而流体可以具有与粒子6的颜色不同的任何颜色或者可以是透明的。粒子6的颜色的示例是，例如，红色、绿色、蓝色、黄色、青色、品红色、白色或者黑色。粒子6可以大到足以散射光，或者小到足以基本上不散射光。流体可以是例如液体或者气体。

像素2具有观看表面91，用于由观看者观看。此外，屏障514形成将像素2与其环境分开的像素墙。像素2的光学状态取决于粒子6的位置。

在透射模式中，像素2的光学状态由在第一基板8的面92处入射到像素2上的可见光部分的光谱确定，该部分受到了穿过第一基板8、介质5和第二基板9的累积影响。在反射模式中，像素2的光学状态由在第二基板9一侧入射到像素2上的可见光部分的光谱确定，该部分受到以下的累积影响：其穿过第二基板9、介质5，随后与第一基板8的表面15(其可能是可反射的或者具有任何颜色)发生相互作用，并且随后返回再次穿过介质5和第二基板9。

如果流体基本上不对像素2的光学状态产生影响，则可以通过粒子6的位置和颜色来控制由介质5传送的光的量和颜色。当粒子6位于进入像素2的光的路径上时，粒子6吸收或者散射光中的选定部分，并且传送剩余的光。当粒子6基本上从进入像素2的光的路径上移走时，光能够穿过像素2而不会具有明显的视觉变化。因此，观察者所看到的光取决于在像素2中的粒子6的分布。

控制器被设置为：为像素2提供用于重设像素2的重设光学状态，从而显示表示重设图像信息的重设图像，并且随后，为像素2提供用于显示表示图像信息的图像的光学状态，所述重设图像与所述图像无关。控制器对于每个像素2都具有电极10、11，用于接收电势差。此外，控制器具有驱动装置100，其被设置为控制电势差。在该情况下，电极10、11中的每一个都具有面向介质5的基本扁平的表面110、111。此外，在该布局中，电极10、11被设置为使得粒子6能够在平行于观看表面91的平面中运动。

在图4中示出了像素布局的另一示例。在图4中，第一基板8对于每个像素2都具有第一电极10，并且第二基板9对于每个像素2都具有第二电极11。在该情况下，电极10、11中的每一个都具有面向介质5的基本扁平的表面110、111。此外，在该布局中，电极10、11被设置为使得粒子6能够在垂直于观看表面91的平面中运动。每个像素2都具有一个光学状态，其为以下之一：第一和第二极端光学状态以及在第一和第二极端光学状态之间的多个中间光学状态。作为一个示例，电泳介质5包含在白色流体中的带负电的黑色粒子6。当由于15伏特的电势差而使得带电粒子6位于第一电极10附近时，像素2具有第一极端光学状态，即白色。当由于相反极性(即-15伏特)的电势差而使得带电粒子6位于第二电极11附近时，像素2具有第二极端光学状态，即黑色。中间光学状态，例如浅灰色和深灰色，是白色和黑色之间的灰度级，并且可以通过为粒子6提供不同的能量来获得(能量定义为电势差与该电势差的持续时间的乘积)。

此外，控制器被设置为在为像素2提供用于重设所述像素的重设光学状态之前，为像素2提供用于显示表示先前图像信息的先前图像的光学状态，所述重设图像与所述先前图像无关。图5A-5C示出了一个实例。在图5A中，除了其他内容之外，示出了人和某些文本的图，像素2具有用于显示表示先前图像信息的先前图像的光学状态。随后，驱动装置100将重设电势差施加给像素2，以便为像素2提供重设光学状态，从而显示表示重设图像信息的重设图像。该重设图像在图5B中示出，并且表示广告信息：在该情况下是Philip的标识。随后，驱动装置100施加图像电势差，以便为像素2提供用于显示所述图像的光学状态。在图5C中示出了所述图像，即一个瓶子和两个玻璃杯。重设图像与先前图像和所述图像都无关。在该示例中，使得像素的重设是高度可见的。在这种情况下，所述重设具有在先前图像的擦除与所述图像的写入之间插入额外显示信息的功能。因此，图像更新序列为(见图5A-5C)：先前图像-＞重设图像-＞所述图像。重设图像可以是纯粹的1比特图像(在彩色滤光器设置中或者在每层中都有一种彩色粒子类型的多层显示面板中，也可以是每种颜色1比特)，而先前图像和所述图像通常将具有更多的比特信息。重设图像可以被充分利用，以在两个期望图像之间插入未要求的(广告)图像。这样，重设图像可以形成一种商业模式的基础，该商业模式用于销售广告曝光时间有保证的电子图书/电子报纸/电子杂志(因为广告图像将在每次页面改变时都显示)。

在根据现有技术的电泳显示面板中，通常通过将当前图像的内容与(存储的)先前图像的内容进行逐个像素的比较并且定义用于所有可能光学变换的驱动波形，来更新一副图像。例如，在2比特的显示面板中，存在16个波形，用于解决从先前图像的4个亮度级别中任意一个到所述图像的4个亮度级别中任意一个的所有可能变换。由于重设状态始终是唯一性地定义的-通过所述图像(在WO2004/034366-A1中公开的电泳显示面板中)，或者通过每个重设图像都相同的实际情况(在US6,704,113中公开的电泳显示面板中)，因此不再需要其他图像波形。在根据本发明的电泳显示面板中，需要额外的驱动波形和图像存储器。用于图像更新的可能方法是：

●将先前图像的内容、(1比特)重设图像的内容、以及所述图像的内容进行比较。这要求额外的图像存储器-然而，存储将会很小(因为图像仅仅为1比特)。

●为每个像素2定义取决于比较结果的驱动波形。由于每个重设光学状态能够任意地是黑色或者白色，这就意味着需要额外的驱动波形。在大多数简单情况下，驱动波形的数量加倍-一组用于每个可能的重设光学状态(在上述的2比特显示面板的示例中，是从16到32)。

●将驱动波形施加给每个像素2，从而将按照需求在先前图像和所述图像之间显示重设图像。

在另一实施例中，将重设电势差设置的尽可能接近驱动波形的起始，以确保重设图像尽可能快速地出现，并且最大化其可见程度。在现有技术的波形中，常常延迟重设电势差，以便平滑图像转换或者因为其他原因(即，降低串扰)。

可以期望的是，根据单个广告客户所支付的货币数量来改变重设图像的持续时间。该特征可以是商业模式的组成部分。

通过在创建重设图像之后为波形引入非驱动时间段，或者通过增加波形中重设电势差的持续时间(例如，通过增加该部分波形的帧周期)-见图6，可以增加重设时间。可以看到，增加的重设持续时间对于图像质量而言是有利的(因为其减小了图像停滞和虚影)，并且同样该方法也是优选的。

通常，在已经将图像写入并且关闭电源之后(即，当显示面板1处于其双稳态时)，在电泳显示面板1中的图像质量轻微降低-例如，黑色和白色像素2轻微地变得更加灰色。为了将图像质量恢复到其期望的级别，使用了所谓的图像刷新，其中，将同一图像再次写入到显示面板1。这可以在给定时间段之后发生。在一个实施例中，将重设(广告)图像插入到图像刷新序列中。此外，图像更新的频率可以与单个广告客户所支付的货币数量相关，例如，作为商业模式的组成部分，更高的价格得到刷新之间的更短的时间段，。

虽然已经结合基于例如电子报纸的电泳显示面板1描述了上述多个实施例，它们也可以应用于能够在图像更新过程中使用对像素的重设的其他显示面板，例如铁电液晶显示器、基于MEM的显示器(例如，运动薄片显示器或者卷动薄片显示器)、电变色显示器或者电子湿润显示器。

Claims (19)

1.一种用于显示图像的显示面板(1)，包括：

多个具有光学状态的像素(2)，以及

用于控制对于所述图像的图像更新的控制器(10、11、100)，

所述控制器(10、11、100)被设置为：

为所述像素(2)提供用于在所述图像更新的至少一部分期间重设所述像素(2)的重设光学状态，从而显示表示重设图像信息的重设图像，并且随后，

为所述像素(2)提供用于显示表示图像信息的所述图像的光学状态，所述重设图像与所述图像无关。

2.如权利要求1所述的显示面板(1)，其特征在于，所述控制器(10、11、100)被设置为，在为所述像素(2)提供用于重设所述像素(2)的重设光学状态之前，为所述像素(2)提供用于显示表示先前图像信息的先前图像的光学状态，所述重设图像与所述先前图像无关。

3.如权利要求1所述的显示面板(1)，其特征在于，所述重设图像信息包含广告图像信息。

4.如权利要求1所述的显示面板(1)，其特征在于，显示所述重设图像的持续时间是可调节的。

5.如权利要求1所述的显示面板(1)，其特征在于，

每个像素(2)都包括电泳介质(5)，其包含在流体中的充电粒子(6)，每个像素(2)的光学状态取决于所述粒子(6)在所述像素(2)中的位置；并且所述控制器(10、11、100)包含驱动装置(100)和对于每个像素(2)的电极(10、11)，所述电极(10、11)用于接收电势差，所述驱动装置(100)被设置为：

提供重设电势差，以便为所述像素(2)提供重设光学状态，并且随后，

提供图像电势差，以便为所述像素(2)提供用于显示所述图像的光学状态。

6.如权利要求5所述的显示面板(1)，其特征在于，所述重设电势差具有可调节的持续时间。

7.如权利要求5所述的显示面板(1)，其特征在于，对于每个像素(2)，所述充电粒子(6)能够占据以下之一的位置：在所述电极(10、11)附近的多个极端位置和在所述电极(10、11)之间的多个中间位置。

8.如权利要求7所述的显示面板(1)，其特征在于，对于每个像素(2)，所述重设电势差具有的重设值和重设持续时间使得所述粒子(6)能够充分占据所述多个极端位置之一。

9.如权利要求8所述的显示面板(1)，其特征在于，对于至少若干个所述像素(2)，所述重设电势差具有额外重设持续时间。

10.如权利要求9所述的显示面板(1)，其特征在于，每个额外重设持续时间大于参考持续时间的十分之一，所述参考持续时间等于将相应像素(2)的粒子(6)的位置从所述多个极端位置之一改变到所述多个极端位置中的另一个的持续时间。

11.如权利要求9所述的显示面板(1)，其特征在于，对于所述若干个像素(2)中的每个像素(2)，各自的重设执行时间和各自的额外重设持续时间所具有的各自的总和基本上等于常数。

12.如权利要求8所述的显示面板(1)，其特征在于，对于所述若干个像素(2)中的每个像素(2)，各自的电势差在作为所述重设电势差之前是一个预设电势差序列，所述预设电势差序列具有预设值和相关的预设持续时间，在所述序列中的预设值符号交替，每个预设电势差都表示足以将位于所述多个极端位置之一处的粒子(6)从其位置处释放，但是不足以使得所述粒子(6)到达所述多个极端位置的另一处的预设能量。

13.包含如权利要求1所述的显示面板(1)的显示设备以及用于为所述显示面板(1)提供图像信息的电路。

14.一种用于显示面板(1)的控制器，所述显示面板(1)用于显示图像，所述显示面板(1)包含多个具有光学状态的像素(2)，所述控制器用于控制对于所述图像的图像更新，其被设置为：

为所述像素(2)提供用于在所述图像更新的至少一部分期间重设所述像素(2)的重设光学状态，从而显示表示重设图像信息的重设图像，并且随后，

为所述像素(2)提供用于显示表示图像信息的图像的光学状态，所述重设图像与所述图像无关。

15.一种用于驱动显示面板(1)的方法，所述显示面板用于显示图像，所述显示面板包含多个具有光学状态的像素(2)，

所述方法包括以下步骤：

为所述像素(2)提供用于在图像更新的至少一部分期间重设所述像素(2)的重设光学状态，从而显示表示重设图像信息的重设图像，并且随后，

为所述像素(2)提供用于显示表示图像信息的图像的光学状态，所述重设图像与所述图像无关。

16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述重设图像信息包含广告图像信息，并且显示所述重设图像的持续时间是可调节的。

17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，显示所述重设图像的持续时间由与服务提供商关联的服务器提供。

18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述服务器根据支付给所述服务提供商的货币数量，选择显示所述重设图像的持续时间。

19.一种用于销售显示面板(1)的信息和/或所述信息的显示时间的方法，所述信息包含重设图像信息，所述显示面板(1)用于显示图像，所述显示面板(1)包括：

多个具有光学状态的像素(2)，以及

控制器(10、11、100)，

所述控制器(10、11、100)被设置为：

为所述像素(2)提供用于重设所述像素(2)的重设光学状态，从而显示表示所述重设图像信息的重设图像，并且随后，

为所述像素(2)提供用于显示表示图像信息的图像的光学状态，所述重设图像与所述图像无关。

Images