CN101261812A - 驱动电光显示器用的方法 - Google Patents

Abstract

一种具有分为多个组的多个像素的电光显示器通过选择多个相继的像素组中的每一个驱动、并向该选定组中的每一个像素不是施加驱动电压就是施加非驱动电压，全部像素组的扫描都在第一帧周期完成；在第二帧周期过程中重复该像素组的扫描，并在该第一和第二帧周期之间的一个暂停周期过程中中断该像素组的扫描，该暂停周期不长于该第一或第二帧周期。

Description

驱动电光显示器用的方法

本申请是申请人伊英克公司于2005年12月28日提交的发明名称为“驱动电光显示器用的方法”的中国专利申请No.200480018385.9的分案申请。

本发明涉及驱动电光显示器用的方法。本发明的方法尤其是，尽管不只是，为驱动双稳电泳显示器而设计的。

本申请书与国际专利申请书PCT/US02/37241(公告号WO03/044765)和PCT/US2004/10091紧密相关，以下的描述将假定读者熟悉这些文档的内容。

术语″电光″用在材料或显示器时，在这里以其在成像技术的传统的意义使用，指一种具有在至少一个光学特性上不同的第一和第二显示状态的材料，通过向该材料施加电场，该材料从其第一显示状态改变为其第二显示状态。尽管该光学特性一般是人眼可感知的颜色，但是它可以是另一个光学特性，诸如光透射率、反射比、发光或在为机器读数而设计的显示的情况下，在超出可见范围的电磁波长反射比改变的意义上的伪颜色。

术语″灰色状态″在这里以其在成像技术的传统的意义使用，是指像素的两个极端光学状态之间的中间状态，不一定意味着这两个极端状态之间的黑-白转变。例如，几个专利和已公开的专利申请书涉及下面描述的电泳显示器，其中该极端状态是白和深蓝，于是中间的″灰色状态″实际上是浅蓝。确实，正如已经指出的，该两个极端状态之间的转变可能根本不是颜色改变。

术语″双稳″和″双稳态″这里用在成像技术的传统意义上，是指包括其显示元件具有在至少一个光学特性上不同的第一和第二显示状态的显示器，使得任何给定的元素被用一个持续时间有限的寻址脉冲驱动之后，便取其第一或其第二显示状态，寻址脉冲结束之后，该状态将持续改变该显示元件的状态所要求的寻址脉冲的最短持续时间的至少几倍，例如至少四倍。在国际专利申请书WO 02/079869表明，某些基于颗粒的电泳显示器能够具有不仅在其极端黑和白状态下灰度是稳定的，而且在中间灰色状态也是稳定的，某些其它类型的电光显示器情况也是如此。这种类型的显示器可适当地称为″多稳″，而不是双稳，尽管为方便起见，术语″双稳″在这里可以使用来既涵盖双稳显示，又涵盖多稳显示。

术语″脉冲″在这里以其在成像技术的传统的意义使用，指电压对时间的积分。但是，某些双稳电光介质起电荷变送器的作用，因而采用这样的介质，可以使用脉冲的一个替换定义，就是电流对时间的积分(等于所施加的总电荷)。脉冲的适当定义应该取决于该介质是起电压时间脉冲换能器，还是电荷脉冲换能器的作用。

正如在上述WO 03/044765和PCT/US2004/10091所描述的，已知几个类型的电光显示器，例如旋转双色膜类型，例如，正如美国专利No.5,808,783；5,777,782；5,760,761；6,054,071；6,055,091；6,097,531；6,128,124；6,137,467；和6,147,791所描述的，和电致变色类型；例如见O′Regan，B寄人，Nature 1991，353,737；和Wood，D.，InformationDisplay，18(3)，24(March 2002)的文章。另见Bach，U.等人所著的Adv.Mater.，2002，14(11)，845。再例如，美国专利No.6,3019038，国际专利申请公告No.WO 01/27690和在美国专利申请书2003/0214695中也描述该Nanochromic薄膜。

已经成为多年紧张研究和开发对象的另一种类型的电光显示器，是基于颗粒的电泳显示器。许多让予麻省理工学院(MIT)和E.InkCorporation(公司)或以其的名义申请的专利和申请书描述了这样的显示器；例如，见美国专利No.5,930,026；5,961,804；6,017,584；6,067,185；6,118,426；6,120,588；6,120,839；6,124,851；6,130,773；6,130,774；6,172,798；6,177,921；6,232,950；6,249,721；6,252,564；6,262,706；6,262,833；6,300,932；6,312,304；6,312,971；6,323,989；6,327,072；6,376,828；6,377,387；6,392,785；6,392,786；6,413,790；6,422,687；6,445,374；6,445,489；6,459,418；6,473,072；6,480,182；6,498,114；6,504,524；6,506,438；6,512,354；6,515,649；6,518,949；6,521,489；6,531,997；6,535,197；6,538,801；6,545,291；6,580,545；6,639,578；6,652,075；6,657,772；6,664,944；6,680,725；6,683,333；6,704,133；6,710,540；6,721,083；6,724,519；和6,727,881；和美国专利申请公告No.2002/0019081；2002/0021270；2002/0053900；2002/0060321；2002/0063661；2002/0063677；2002/0090980；2002/0106847；2002/0113770；2002/0130832；2002/0131147；2002/0145792；2002/0171910；2002/0180687；2002/0180688；2002/0185378；2003/0011560；2003/0011868；2003/0020844；2003/0025855；2003/0034949；2003/0038755；2003/0053189；2003/0102858；2003/0132908；2003/0137521；2003/0137717；2003/0151702；2003/0189749；2003/0214695；2003/0214697；2003/0222315；2004/0008398；2004/0012839；2004/0014265；2004/0027327；2004/0075634；和2004/0094422；和国际专利申请公告No.WO 99/67678；WO 00/05704；WO 00/38000；WO 00/38001；WO00/36560；WO 00/67110；WO 00/67327；WO 01/07961；WO 01/08241；WO 03/092077；WO 03/107315；WO 2004/017035；和WO2004/023202。

许多上述专利和申请书都意识到，围绕被包封的电泳介质中离散微囊的壁可以用一个连续相代替，从而产生一个所谓″聚合物分散电泳显示器″，其中该电泳介质包括多个离散的电泳小液滴和一个聚合物材料的连续相，而且在这样一个聚合物分散电泳显示器内离散的电泳小液滴可以看作是胶囊或微囊，尽管没有与每一个各个小滴相联系的胶囊膜；例如，见上述2002/0131147。相应地，对于本申请书的目的，这样的聚合物分散电泳介质被看作是包封电泳介质的子类。

有关类型的电泳显示器亦称″微孔电泳显示器″。在一个微孔电泳显示器中，带电粒子和悬浮液体不是包封在胶囊内，而是保持在载体介质，一般是聚合物薄膜内形成的多个空穴中。例如，见国际专利申请公告No.WO 02/01281和美国专利申请公告No.2002/0075556，两者均让予SipixImaging，Inc.(公司)。

尽管电泳介质往往不透明(因为，例如，在许多电泳介质中，粒子基本上阻挡可见光透过显示器)，而且运行在一个反射模式下，可以使许多电泳显示器运行在一个所谓″光闸模式″下，其中一个显示状态基本上是不透明的，而另一个是透光的。例如，见上述美国专利No.6,130,774和6,172,798，和美国专利No.5,872,552；6,144,361；6,271,823；6,225,971；和6,184,856。类似于电泳显示器，但是依赖于电场强度变化的介电泳(Dielectrophoretic)显示器可以运行在一个类似的模式下；见美国专利No.4,418,346。其它的类型的电光显示器也可能工作在光闸模式下。

基于颗粒的电泳显示器的双稳或多稳变化特征，及呈现类似的变化特征的其他电光显示器(为方便起见，这样的显示器可以在下文中称作″脉冲驱动显示器″)，与传统的液晶(″LC)显示器形成鲜明对照。扭曲向列型液晶不起双稳或多稳作用，而是起电压变送器的作用，于是给这样的显示器的像素施加给定的电场，便在该像素上产生一个特定的灰度，而且与该像素以前呈现的灰度无关。另外，LC显示器只在一个方向上驱动(从不透明或″暗″到透明或″亮″)，从较亮的状态转变到较暗的状态是通过减少或消除该电场进行的。最后，LC显示器像素的灰度对电场的极性不敏感，而只对它的振幅敏感，诚然，由于技术上的原因，商售LC显示器一般在频繁的间隔时间上翻转驱动电场的极性。反之，双稳电光显示器，最近似地说，起脉冲变送器的作用，使得一个像素的最后状态不仅取决于所施加的电场和施加该电场的时间，而且取决于施加该电场之前该像素的状态。

可能首先会想到，对付这样一种脉冲驱动电光显示器的理想方法，将是所谓″一般灰度影像流″，其中控制器这样配置一个影像的每一次写入，使得每个像素从它的初始的灰度直接转变到它的最后灰度。但是，在一个脉冲驱动显示器上写入影像不可避免地会有某些误差。在实践中遇到的某些这样的误差包括：

(a)先前状态依赖性；对于至少某些电光介质，使像素切换到一个新的光学状态所要求的脉冲不仅取决于电流和要求的光学状态，而且取决于该像素以前的光学状态。

(b)停留时间依赖性；对于至少某些电光介质，把像素切换到一个新的光学状态所要求的脉冲取决于该像素在它的不同的光学状态所花去的时间。该依赖性的精确性质尚不甚明白，但一般说来，该像素在它的当前光学状态停留时间越长，就要求越多的脉冲。

(c)温度依赖性；把像素切换到一个新的光学状态所要求的脉冲严重地取决于温度。

(d)湿度依赖性；对于至少某些类型的电光介质，把像素切换到一个新的光学状态所要求的脉冲取决于周围的湿度。

(e)机械均匀性；把像素切换到一个新的光学状态所要求的脉冲可以受该显示器中机械变动的影响，例如电光介质或相关的层积粘结剂的厚度的变动影响。其它的类型的机械的不均匀性可能是由于介质的不同的制造批次之间不可避免的变动、制造允差和材料变动造成的。

(f)电压误差；施加在像素的实际脉冲将不可避免地略微不同于理论上施加的脉冲，因为在驱动器提供的电压上不可避免会略微有些误差。

正如在上述WO 03/044765和PCT/US2004/10091所描述的，一般灰度影像流有″误差积累″现象引起的问题，在某些类型的影像上，它可能产生普通观察者会察觉的灰度偏差。这种误差积累现象适用于上面列出的所有类型的误差。正如上述2003/0137521所描述的，补偿这样的误差是可能的，但只是在一个有限的精度上。因而，一般灰度影像流要得出良好的结果，必须对所施加的脉冲有非常精密的控制，而且据经验已经发现，在电光显示器在目前的技术状态下，一般灰度影像流在商售显示器上是不可行的。

几乎所有电光介质都具有内置的复位(误差限制)机构，就是说，它们的极端(一般黑和白)光学状态，起″光学围栏″的作用。一个特定的脉冲施加在电光显示器的一个像素之后，该像素无法变得更白(或更黑)。例如，在一个包封电泳显示器中，施加一个特定的脉冲之后，全部电泳粒子都被迫彼此顶住或顶着胶囊壁，无法再移动，因而，产生一个限制性的光学状态或光学围栏。因为在这样一个介质中，存在电泳颗粒大小和电荷分布，某些粒子在其他粒子之前碰到该围栏，建立一个″软围栏″现象，因此当一个转变的最后光学状态接近黑和白的极端状态时，降低了所要求的脉冲精确度，因而当转变的最后光学状态接近该极端的黑和白状态时，所要求的光学精确度降低，而当转变的终点接近该像素的光学范围的中间时，所要求的光学精确度急剧提高。

已知电光显示器用的利用光学围栏的不同类型的驱动方案。例如，上述WO 03/044765的图9和10和有关描述，描述了一种″放幻灯″驱动方案，其中在写入任何新的影像以前，整个显示器被驱动到两个光学围栏。这样的一个放幻灯驱动方案产生准确的灰度，但是将其驱动到光学围栏时，显示器的闪烁使观看者心烦。已经有人建议(见美国专利No.6,531,997)，采用一个类似的驱动方案，其中在该新的影像中只有其光学状态需要变化的像素才被驱动到该光学围栏。但是，该类型的″受限放幻灯″驱动方案，如果有的话，甚至更使观看者心烦，因为普通的放幻灯驱动方案的整体(solid)闪烁被取决于影像的闪烁代替，其中在写入新的影像以前屏幕上旧影像和新影像的特征以相反的颜色闪烁。

显然，纯一般灰度影像流驱动方案不能指望利用该光学围栏来避免灰度误差，因为在这样的一个驱动方案中任何给定的像素都可能在灰度上经历数目无限大的改变，而不触及任何光学围栏。

在一个方面，本发明力求提供在电光显示器上达到灰度控制用的方法，它达到类似于放幻灯驱动方案所达到的灰度的稳定，但是没有放幻灯驱动方案的令人心烦的闪烁问题。本发明优选的方法可以给观看者一个类似于纯一般灰度影像流驱动方案所提供的视觉体验。

在其他方面，本发明力求提供在由脉宽调制驱动的显示器中达到灰度精细控制的方法。

当驱动一个具有双稳电光介质以便在其上写灰度影像的有源矩阵显示器时，最好能够给每个像素施加一个精密的脉冲量，以便达到所显示的灰度的准确控制。所用的驱动方法可以依靠施加在每个像素上的电压的调制和/或所施加电压的″宽度″(持续时间)的调制。因为电压调制驱动器和它们相关的电源成本相对较高，而脉宽调制在商业上具有吸引力。但是，在利用这样的脉宽调制的有源矩阵显示器一个扫描过程中，传统的驱动电路在该矩阵任何一个的扫描过程中只允许给任何给定的像素施加一个单一的电压。因而，有源矩阵显示器的脉宽调制驱动是通过多次扫描该矩阵进行的，在零次、几次或全部扫描过程中施加的驱动电压取决于特定的像素在灰度上要求的改变。每一次扫描都可以看作是一帧驱动波形，完整的寻址脉冲是由多个相继的帧形成的一个超帧。应该指出，在每次扫描过程中对于一行地址时间，尽管驱动电压只施加在任何特定的像素电极上，但是在同一行的相继选择之间的时间过程中，该驱动电压维持在该像素电极上，只会缓慢衰减，使得该像素在同一行的相继选择之间被驱动。

正如已经指出的，在每一帧过程中该矩阵的每一行都需要个别选定，使得对于高分辨率显示器(例如，800×600像素显示器)在实践中帧速率无法超过约50至100Hz；因而，每一帧一般持续10至20ms。这种长度的帧导致难以对许多快速切换的电光介质进行灰度的精细控制例如，某些包封电泳介质基本上在它们的极端光学状态(一次转变约30L*单位)之间在约100ms内完成一次切换，而对于这样的介质一个20ms的帧对应于约6L*单位的灰度移动。这样的一个移动对于灰度的准确控制而言是太大了；人眼对约1L*单位灰度差异敏感，而且只在等效于6L*单位的刻度上控制该脉冲，很可能引起可见的失真，诸如该电光介质的先前状态依赖性造成的″重影″。更具体地说，可能会体验重影，因为正如所讨论的，在一些上述专利和申请书中，施加的脉冲灰度的变动不是线性的，而且任何特定的灰度改变所需要的总脉冲可能随着施加脉冲的时间和中间的灰度而变化。例如，在一个具有灰度0(黑)、1(暗灰度)、2(亮灰度)和3(白)的简单的4灰度(2位)显示器中，由一个简单的脉宽调制驱动方案驱动，这些非线性可能造成名义上0-2转变之后所达到的实际的灰度不同于名义上1-2转变之后所达到的灰度，同时产生极不希望有的视觉失真。本发明提供在由脉宽调制驱动的显示器中达到灰度精细控制用的方法，因而，避免了上述问题。

相应地，在一个方面，本发明提供一种驱动具有至少一个像素，能够达到至少四个不同的灰度中的任何一个的，包括两个极端光学状态的电光显示器。该方法包括：

在该显示器上显示第一影像；和

重写该显示器，以便在其上显示第二影像，

其中，在重写该显示器的过程中，转变次数超过一个预定的数值的任何像素，该预定值至少是一，而不触及极端光学状态，在该像素驱动到该第二影像中它的最后的光学状态以前、被驱动到至少一个极端光学状态。

为方便起见，该方法可以称作本发明的″有限转变法″。

在该有限转变法的一个形式中，显示器的重写这样进行，使得一旦像素被一个极性的脉冲从一个极端光学状态向相反的极端光学状态驱动，在达到相反的极端光学状态之前，该像素便不接收相反极性的脉冲。

另外，在该有限转变法中，预定值(预定的转变次数)不大于N/2，其中N是一个像素能够显示的灰度总数。该有限转变法可以利用三级驱动器进行，亦即，显示器的重写可以通过给该像素或每一个像素施加电压-V，0和+V中的任何一个或以上进行。另外，该有限转变法可以是DC平衡的，亦即，该显示器的重写可以这样进行，使得对于一个像素所经受的任何转变系列，外加电压对时间的积分是有界的。

本发明的有限转变法，该显示器的重写可以这样进行，使得在一个转变过程中施加在一个像素上的脉冲只取决于该转变的初始的和最后的灰度。作为另一方案，该方法可以设计成考虑该显示器的其它状态，正如在下面更详细地描述的。在该有限转变法在一个优选的形式中，对于至少一个像素所经受的至少一个从灰度R2到灰度R1的转变，施加在该像素一序列以下形式的脉冲：

TM(R1，R2)IP(R1)-IP(R2)TH(R1，R2)

其中″IP(Rx)″代表来自一个对于每一灰度都具有一个数值的脉冲电势矩阵的相关数值，而TM(R1，R2)代表来自一个对于每一个R1/R2组合都具有一个数值的转移矩阵的相关数值。(为方便起见，在下文中该类型的脉冲序列可以缩写为″-x/ΔIP/x″序列。)这样的-x/ΔIP/x序列可以应用于其中初始的和最后的灰度不同的全部转变。另外，在这样的-x/IP/x序列中，最后的″x″段可以占用最大更新时间一半以上。该TM限1，R2)或x值可以这样选择，使得每一个数值的符号只取决于R1；具体地说，对于一个或多个亮灰度，这些值可以是选择为正，而对于一个或多个暗灰度选择为负，使得两个极端光学状态以外的灰度从较接近极端光学状态的方向趋近。

上述-x/ΔIP/x序列可以包含附加的脉冲。具体地说，这样的序列可以包括附加的一对[+y][-y]形式的脉冲，其中y是负或正的脉冲值，该[+y]和[-y]脉冲插入-x/ΔIP/x序列。该序列还可以包括第二附加的一对[+z][-z]形式的脉冲，其中z是不同于y的一个脉冲值，而且可以是负或正，该[+z]和[-z]脉冲插入-x/ΔIP/x序列。该-x/ΔIp/x序列还可以包括一个无电压施加于该像素的周期。该″无电压″周期可以出现在该-x/ΔIP/x序列的两个元素之间，或在其单一的元素内。该-x/ΔIp/x序列可以包括两个或多个″无电压周期。

利用上述-x/ΔIP/x序列时，该显示器可以包括被分为多个组的多个像素，而该转变可以通过以下步骤进行：(a)选择多个相像素组中的每一个，并对该选定组中的每一个像素，不是施加驱动电压就是非驱动电压，所有像素组的扫描都在第一帧周期中完成；(b)在第二帧周期过程中重复该像素组的扫描；和(c)在该第一和第二帧周期之间的一个暂停周期过程中中断该像素组的扫描，该暂停周期不比第一第二第二帧周期长。

在该有限转变法中，该显示器的重写可以这样进行，使得向一个给定的灰度的转变总是通过同极性的一个最后的脉冲进行。具体地说，两个极端光学状态以外的灰度可以从较接近的极端光学状态的方向趋近。

本发明还提供一个驱动电光显示器的方法，该电光显示器具有分为多组的多个像素。该方法包括：

(a)选择多个相继的像素组中的每一个，并对选定组中的每像素，不是施加驱动电压，就是施加非驱动电压，所有像素组的扫描都在第一帧周期完成；

(b)在第二帧周期过程中，重复该像素组的扫描；和

(c)在第一和第二帧周期之间的一个暂停周期过程中，中断该像素组的扫描，该暂停周期不长于第一或第二帧周期。

为方便起见，在下文中该方法可以称作本发明的″中断扫描″法。

在这样一个中断扫描法中，一般第一和第二帧周期长度相等。该暂停周期的长度可以是第一和第二帧周期中一个长度的几分之一(sub-multiple)。该中断扫描法可以包括多个暂停周期；因而，该方法可以包括在至少第一、第二和第三帧周期过程中扫描像素组，并在相继的帧周期之间至少第一和第二暂停周期过程中中断像素组的扫描。该第一、第二和第三帧周期可以是基本上长度相等的，而各暂停周期的总长度等于一个帧周期或一个帧周期减去一个暂停周期。一般，在该中断扫描法中，该像素被排列在一个具有多个行和多个列的矩阵中，其中每个像素都由一个给定的行和一个给定的列的交点定义，而每一组像素包括该矩阵的一行或一列。该中断扫描法最好是DC平衡的，亦即，该显示器的扫描最好这样进行，使得对于一个像素所经受的任何系列的转变，外加电压对时间的积分是有界的。

在其他方面，本发明提供一个方法，用以驱动一个具有多个像素的电光显示器，该像素用能够向每个像素施加多个不同的脉冲的脉宽调制波形驱动。该方法包括：

(a)存储指示给一个像素施加一个给定的脉冲是否产生一个高于或低于一个要求灰度的灰度的数据；

(b)检测何时两个相邻像素都要求同样的灰度；和

(c)调节施加在该两个像素的脉冲，使得一个像素低于要求的灰度，而同时另一个像素高于要求灰度。

为方便起见，在下文中该方法可以称作本发明的″平衡灰度法″。

在该方法中，像素可以分为两个组，使得每一个像素都具有至少一个相反组的邻居，并对该两个组使用不同的驱动方案。

正如上面描述的，本发明的每一种方法都可以应用于任何一个上述类型的电光介质。因而，本发明的方法可以与包括电致变色或旋转双色薄膜电光介质、被包封的电泳介质、或微孔电泳介质的电光显示器一起使用。也可以使用其它类型的电光介质。

图1A和1B举例说明本发明该有限转变驱动方案的两个部分；

图2举例说明可用于本发明该方法的优选的-x/ΔIP/x序列；

图3示意地举例说明图2所示的波形如何可以修改，以便包括一对附加的驱动脉冲；

图4举例说明用图3举例说明的方式改变图2的波形来产生一个波形；

图5举例说明以图3举例说明方式改变图2的波形来产生第二波形；

图6示意地例说明如何可以进一步修改图5所示的波形来包括一对附加的驱动脉冲；

图7举例说明以图6举例说明方式改变图5的波形来产生一个波形；

图8-10举例说明图2所示的波形的三个修改，以便包含一个零电压周期；

由上述可知，显然本发明在电光显示器驱动方法上提供几个不同的改善方法。在下面的描述中，本发明提供的各种不同的改善一般将单独描述，尽管成像技术专业的技术人员将会明白，在实践中单一的显示器可以利用一个以上这些主要方面；例如，使用本发明的有限转变法的显示器还可以利用中断扫描法。另外，因为本发明所提供的这些改善可以应用上述WO 03/044765和PCT/US2004/10091所描述的各种各样驱动电光显示器的方法，以下描述将假定(读者)熟悉WO03/044765图1-10所示的基本驱动方法和有关的描述。具体地说，该申请书的图9和10描述所谓具有三个基本段的未补偿的n-前脉冲放幻灯(n-PP SS)波形。首先，把该像素擦除至一个均匀的光学状态，一般不是白就是黑。接着，在两个光学状态之间，一般再一次白和黑，往返驱动该像素。最后，使该像素处于一个新的光学状态，它可以是几个灰色状态之一。该最后的(或写)脉冲称作寻址脉冲，其他脉冲(该第一(或擦除)脉冲和中间的(或空白)脉冲)集体地称作前脉冲。

该类型波形的一个主要缺点是它在几个影像之间具有大振幅的光学闪烁。这可以通过使更新序列移动像素一半用的超帧时间和以高分辨率交错像素来改善，正如在WO 0303044765参照其图形9和10所讨论的。可能的模式包括每隔一行，每隔一列或棋盘图案。注意，这并不意味着利用相反的极性，亦即，″从黑″和″从白″，因为这会在相邻的像素上造成非匹配灰度。而是可以通过使更新的开始延迟一个″超帧″(一组等效于黑-白更新的最大长度的几帧)完成像素的一半(亦即，第一组像素完成擦除脉冲，在该第一组像素开始第一空白脉冲时，该第二组像素开始该擦除脉冲)。这将要求加一个总更新时间的超帧，以便允许它们同步。

本发明的有限转变法

为了避免WO 03/044765的图9和10所示的驱动方案的上述闪烁问题，而同时还避免以前讨论的一般灰度影像流的问题，最好按照本发明该有限转变法配置驱动方案，使得任何给定的像素，在通过一个极端光学状态(黑或白)以前，都可以只经历一个预定的最大数目(至少一个)的灰度转变。一个离开该极端光学状态的转变从一个准确已知的光学状态开始，实际上取消任何以前累积的误差。在WO03/044765中进行了讨论了把这样使像素通过极端光学状态的光学作用(诸如显示器的闪烁)减到最小用的不同的技术。

在上述这样的驱动方案的复位步骤过程中出现在显示器上的黑和白闪烁，对用户当然是可见的，而且对许多用户而言是令人讨厌的。为了减少这样的复位步骤的视觉效果，方便的办法是，把该显示器的像素分成两个(或更多个)小组，并对该不同的小组施加不同类型的复位脉冲。更具体地说，若必须使用交替黑和白地驱动任何给定像素的复位脉冲，方便的办法是，把像素分为至少两个小组，并配置驱动方案，使得一个像素组驱动到白，而同时另一个像素组驱动到黑。假定仔细选择该两个小组的空间分布，而且这些像素充分的小，则用户将在该显示器上经历该复位步骤如同经历一个灰度间隔时间(或许出现某些轻度雪花)，而且这样的一个灰度间隔时间一般比一系列黑和白闪烁一般较较少令人讨厌。

例如，以这样一个″两组复位″步骤的一种形式，奇数号列上的像素可以归入″奇数″组，而偶数号列上的像素归入第二″偶数″组。然后，奇数像素可以利用图9所示的驱动方案，在擦除步骤过程中，把这些像素驱动到黑状态，而同时在擦除步骤过程中，可以利用该驱动方案的变型把这些像素驱动到白状态。然后，两个像素组都在复位步骤过程中会经受偶数个复位脉冲，使得两个小组用的复位脉冲基本上相差180度相位，该显示器在整个复位步骤都出现灰度。最后，在该步骤的第二影像写的过程中，奇数像素从黑驱动到它们的最后状态，而同时偶数像素从白驱动到它们的最后状态。为了保证每一个像素长时间都以同样的方式复位(因而，该复位方式不在该显示器上引入任何失真)，该控制器最好在相继的影像之间切换驱动方案，使得在一系列新影像写入显示器，每一个像素交替地从黑和白状态写入它的最后状态。

显然，可以使用类似的方案，其中奇数编号的行的像素形成第一组，而偶数编号的行的像素形成第二组。在另一个类似的驱动方案中，第一组包括奇数列和奇数行和偶数列和偶数行的像素，而第二组包括奇数列和偶数行以及偶数列和奇数行，使得该两组设置成棋盘方式。

取代(或除了)把像素分为两个小组，并在一组以与另一组相差180度相位配置复位脉冲，可以把这些像素分为使用不同的复位步骤的小组，在脉冲的数目和频率上不同。例如，一组可以用六个脉冲复位序列，而同时第二组可以使用具有12个两倍该频率的脉冲的类似的序列。在一个更精细的方案中，像素可以分为四组，对于第一和第二组利用六脉冲方案，相位彼此相差180度，而同时第三和第四组使用12脉冲方案，但是相位彼此相差180度。

按照本发明的有限转变法，另一个缩小闪烁问题的方法可以利用这样一个驱动方案进行，允许任何一个给定的假定为非零、但在触及一个光学围栏以前相继灰色状态数目有限。在这样的一个驱动方案中，当改写显示器以便在其上显示一个新的影像时，任何一个已经经受了转变次数超过预定值而又未触及一个极端光学状态的像素，在该像素被驱动到它的最后的光学状态以前，驱动到至少一个极端光学状态。在这样的一个驱动方案的一个优选形式中，被驱动到一个极端光学状态的像素在该转变之后，被驱动到其灰度较接近的极端光学状态，当然假定该要求光学状态不是极端光学状态之一。另外，在这样的一个利用如前所述的查用表的驱动方案的一个优选形式中，像素在不触及光学围栏(极端光学状态)的情况下被允许经受的转变最大次数设置得等于在该转移矩阵考虑的先前光学状态的个数；这样的方法不要求额外的控制逻辑或存储器。

触及一个光学围栏之前限制转变最大次数的驱动方法不必显著地增大完成该显示器的重写所用的时间。例如，考察四个灰度等级(2位)的显示器，其中一个从白到黑的转变或相反要用200毫秒，使得一般灰度影像流驱动方案要用这个时间来完全改写显示器。在这样的一个显示器上转变需要修改的唯一的情况是当像素在两个中央灰度之间重复切换时。若这样的一个像素在两个中央灰度之间切换的转变次数超过该预定的数目，则本发明该有限转变法要求该下一个切换通过光学围栏(极端光学状态)进行。已经发现，在这样一种情况下，转到光学围栏需要70毫秒，而同时后来的转到该灰度要用约13毫秒，使得总的转变时间大约只有200毫秒。因而，本有限转变法与一般灰度影像流相比，完全不必延长转变时间。

现将参照图1A和1B描述一个减少复位步骤令人讨厌的影响的有限转变驱动方法。在该方案中，这些像素再一次被分为两个小组，第一(偶数)组按照图1A所示的驱动方案，而该第二(奇数)组按照图1B所示的驱动方案。另外，在该方案中，黑和白中间的全部灰度分为第一组邻近黑等级的相邻暗灰度，而第二组邻近白等级的相邻亮灰度等级，这样划分和两个像素组一样。最好，但并不是重要的，在这两个小组中有数目相同的灰度等级；若有奇数灰度等级，则中央等级可以任意给予任何一组。为了便于举例说明，图1A和1B显示应用于一个八等级灰度显示器的驱动方案，这些等级被标示为0(黑)至7(白)；灰度等级1，2和3是暗灰度等级，而灰度等级4，5和6是亮灰度等级。

在图1A和1B图形驱动方案中，灰度到灰度的转变是按照以下规则处理的：

(a)在第一偶数像素组中，在转向暗灰度等级的过程中，所施加的最后脉冲总是趋向白的脉冲(亦即，其极性趋向于驱动该像素从它的黑状态转向它的白状态)，然而在转向亮灰度的转变中，所施加的最后脉冲总是趋向黑的脉冲；

(b)在第二奇数像素组中，在转向暗灰度等级过程中，所施加的最后脉冲总是趋向黑的脉冲，而在转向亮灰度等级的转变中，所施加的最后脉冲总是趋向白的脉冲；

(c)在所有情况下，达到了白状态之后，一个趋向黑的脉冲只可以在一个趋向白的脉冲之后，而达到了黑状态之后，一个趋向白的脉冲只可以在一个趋向黑的脉冲之后；和

(d)偶数像素不可以用一个单一的趋向黑的脉冲从一个暗灰度等级向黑驱动，奇数像素也不可以用一个单一的趋向白的脉冲从一个亮灰度等级向白驱动。

(显然，在所有情况下，白状态只可以利用最后的趋向白的脉冲达到，而黑状态只可以利用最后的趋向黑的脉冲达到。)

应用这些规则就使每一个灰度到灰度的转变得以利用最多三个相继的脉冲进行。例如，图1A表示偶数像素经受从黑(等级0)到灰度等级1的转变。这是利用标示为1102的单一的趋向白的脉冲(当然用图1A中的正梯度表示)达到的。接着，把该像素驱动到灰度等级3。因为灰度等级3是一个暗灰度等级，按照规则(a)，必须通过一个趋向白的脉冲达到，因而，等级1/等级3转变可以通过单一的趋向白的脉冲1104处理，它具有不同于脉冲1102的脉冲。

该像素现在被驱动到灰度等级6。因为这是一个亮灰度等级，按规则(a)它必须通过一个趋向黑的脉冲达到。相应地，应用规则(a)和(c)要求等级3/等级6转变通过两个脉冲序列进行，就是说，第一趋向白的脉冲1106，它驱动像素变白(等级7)，后跟一个第二趋向黑的脉冲1108，它驱动该像素从等级7到要求等级6。

接着，把该像素驱动到灰度等级4。因为这是一个亮灰度等级，通过一个刚好类似于早期讨论的等级1/等级3的转变所用的参数进行，该等级6/等级4的转变通过一个单一的趋向黑的脉冲1110进行。下一个转变是到等级3。因为这是一个暗灰度等级，通过一个刚好类似于等级3/等级6的转变所用的参数进行，该等级4/等级3的转变通过两个脉冲序列处理，就是说，第一趋向黑的脉冲1112，它把该像素驱动到黑(等级0)，后跟一个第二趋向白的脉冲1114，它把该像素从等级0驱动到要求的等级3。

图1A所示的最后的转变是从等级3到等级1。因为等级1是暗灰度等级，按照规则(a)它必须通过趋向白的脉冲来趋近。相应地，应用规则(a)和(c)，该等级3/等级1的转变必须通过三个脉冲序列处理，包括驱动该像素到白(等级0)的第一趋向白的1116、驱动该像素到黑(等级7)的第二趋向黑的1118个和驱动该像素从黑到要求的等级1状态的第三趋向白的脉冲1120。

图1B表示奇数像素进行同样0-1-3-6-4-3-1灰色状态序列，正如图1A的偶数像素。但是，将会看出，所使用的脉冲序列是非常不同的。规则(b)要求等级1，一个暗灰度等级，通过趋向黑的脉冲趋近。因而，该0-1转变是通过驱动该像素到白(等级7)的第一趋向白的脉冲1122进行的，后跟一个驱动该像素从等级7到要求的等级1的趋向黑的脉冲1124。该1-3转变要求三个脉冲序列，一个驱动该像素到黑(等级0)的第一趋向黑的脉冲1126、一个驱动该像素到白(等级7)的第二趋向白的脉冲1128和一个驱动该像素从等级7到要求等级3的第三趋向黑的脉冲1130。该下一个转变是到等级6，这是一个亮灰度等级，按照规则(b)，通过一个趋向白的脉冲趋近，该等级3/等级6转变是通过两个脉冲序列进行的，包括一个驱动该像素到黑(等级0)的趋向黑的脉冲1132、一个驱动该像素到要求的等级6的趋向白的脉冲1134。该等级6/等级4转变通过三个脉冲序列进行，就是说，一个驱动该像素到白(等级7)趋向白的脉冲1136、一个驱动该像素到黑(等级0)的趋向黑的脉冲1138和一个驱动该像素到要求的等级4的趋向白的脉冲1140。该等级4/等级3的转变是通过两个脉冲序列进行的，包括一个驱动该像素到白(等级7)的趋向白的脉冲1142，后跟一个驱动该像素到要求的等级3的趋向黑的脉冲1144。最后，等级3/等级1的转变是通过一个单一的趋向黑的脉冲1146进行的。

从图1A和1B将会看出，该驱动方案保证每一个像素跟随一个锯齿图案，其中该像素从黑转到白，而不改变方向(显然，尽管该像素可以停留在任何中间灰度等级一段短的或长的期间)，并此后从白转到黑，而不改变方向。因而，上面的规则(c)和(d)可以是用如下单一的规则(e)代替：

(e)一旦像素已经被一个极性的脉冲从一个极端光学状态(亦即，白或黑)向相反的极端光学状态驱动，该像素便不可以接收相反极性的脉冲，直至它已经达到上述相反极端光学状态为止。

因而，该驱动方案是一个″栅栏稳定灰度″即″RSGS″驱动方案。这样的一个RSGS驱动方案是有限转变驱动方案的一个特殊情况，它保证一个像素最多只可以经受等于N/2的转变次数(或更准确地说(N-1)/2)的转变，其中N是能够显示的灰度等级总数，而不要求转变通过一个光学围栏发生。这样的一个驱动方案避免各个转变中的轻微误差(例如，由驱动器施加的电压不可避免的较小的波动引起的)，无穷累积直至灰度影像严重畸变出现在观察者面前为止。另外，该驱动方案这样设计，使得偶数和奇数像素总是从相反的方向趋近一个给定的中间灰度，亦即，在一种情况下，该序列最后的脉冲是趋向白的脉冲，而在另一种情况下，是趋向黑的脉冲。若该显示器的大部分区域包含基本上相等数目的偶数和奇数像素写入一个单一的灰度等级，则″相反方向″特征把该区域的闪烁减到最小。

由于类似于上面涉及其它的驱动方案所讨论的那些原因，当实现图1A和1B锯齿驱动方案时，把像素分为两个离散的小组，应该仔细注意偶数和奇数小组中像素的布置。这种配置将最好地保证任何基本上连续的显示器区域都将包含基本上相等数目的奇数和偶数像素，而且同一组像素连续块的最大尺寸充分的小，普通观察者不易察觉。正如已经讨论的，两个像素组的棋盘图案配置符合这些要求。另外，随机屏幕化技术可以用来配置该两个小组的像素。

但是，在该锯齿驱动方案中，棋盘图案的使用往往增大显示器的能耗。在这样的一个图案的任何给定的列，相邻像素将属于相反的小组，而在其中全部像素都经受同样灰度转变(一个并非不平常的情况)尺寸相当大的一个连续区域，相邻的像素将在任何给定的时间往往要求极性相反的脉冲。在任何列上向相继出现的像素施加极性相反的脉冲，每写入一个新行时，要求对该显示器的列电极(源极)放电和重新充电。在有源矩阵显示器的驱动中，对列电极放电和重新充电是一个显示器能耗的主要因素，这对技术人员是众所周知的。因而，棋盘状布置往往增大显示器的能耗。

在能耗和避免大的同组像素连续区域的愿望之间一个合理折衷是给每一组像素赋予矩形，其中的像素全部都位于同一列，但是沿着该列伸展几个像素。采用这样一个布置，当重写具有同样灰度等级的区域时，只有当从一个矩形移到下一个矩形时，才必须对列电极放电和重新充电。矩形最好是1×4像素，并配置得相邻列中的矩形不在同一行结束，亦即，相邻列中的矩形具有不同″相位″。各列中的矩形赋予各相位可以随机地或以循环方式进行。

图1A和1B所示的锯齿驱动方案的一个优点是，该影像的任何单色的区域都简单地用单一的脉冲更新，不是黑到白，就是白到黑，作为该显示器总体更新的一部分。重写这样的单色区域所用的最长时间只是灰度到灰度转变所要求的区域重写所需最长时间的一半，而且该特征可以有利地用来迅速地更新影像特征，诸如用户的字符输入、下拉式菜单等。控制器可以检查一个影像的要求是否要求灰度到灰度的转变；若不要求，则需要重写的影像区域可以利用该迅速的单色更新模式改写。因而，用户可以快速更新该显示器的输入的字符、下拉式菜单及其他用户交互特征，无缝地重叠在一般灰度影像较慢的更新上。

一个有限转变驱动方案不一定要求使用计数器来测量显示器的每一个像素所经受的转变次数，而且不妨碍驱动方案(诸如已经参照图1A和1B描述的循环RSGS驱动方案)的使用，后者即使尚未达到预定的转变次数，就要求某些转变通过光学围栏发生，假定确定转变的进行方式用的算法不允许任何像素经受多于预定次数的转变而不触及光学围栏。另外，会认识到，在不触及光学围栏的情况下一个给定的像素经受的转变次数不必每重写一次显示器影像都进行，尤其是在显示器以频繁的间隔时间更新的情况下。例如，该检查可以只在交替更新时才进行，假定全部像素不是超过预定的转变次数，就是下一个更新被驱动到光学围栏之后可能超过该数目。

现将描述本发明的另一个优选有限转变法，尽管只是以举例说明的方式。该优选的方法用来运行四灰度等级(2位)有源矩阵显示器，它使用只考虑要进行的转变的初始的和最后的灰度等级(分别标示″R2″和″R1″)和不考虑附加的在先的状态的转移矩阵。该显示控制器是三等级脉宽调制(PWM)控制器，能够相对于保持在0(电平)的公用的前端电极向每一个像素电极施加-V，0或+V。

该显示控制器包含两个RAM影像缓冲区。一个缓冲区(″A″)存储该显示器上当前的影像。一般，该控制器处于休眠模式，在RAM中保存数据并使该显示器驱动器保持非激活。该电光介质的双稳态保存该显示器上同样的影像。当收到影像更新命令时，该控制器把新的影像装入该第二缓冲区(″B″)。然后，根据该像素要求的最后的状态R1(从缓冲区″B″)和每一个像素的当前、初始的状态R2(从缓冲区″A″)，对于该显示器的每一个像素，该控制器都查看(在闪存中)多帧驱动波形。

在该闪存文件中的数据组织成一个三维电压值V(R1，R2，帧)阵列，其中正如已经表明的R1和R2每一个都是从1到4(与四个可用灰度等级对应)的整数，而″帧″是帧的数目，亦即，在用于每一个转变的超帧内相关帧的数目。一般，超帧可以是1秒长，同时每一帧占用20ms，使得帧的数目可以在1到50的范围内。因而，该阵列具有4×4×50＝800项。因为阵列中的每一项都必须能够代表该电压值-V，0和+V的任何一个，所以一般用两位来存储每一个电压值(阵列值)。

非常明显，因为每个800阵列项都可以有该三个可能的电压值的任何一个，所以会有一个数目庞大的可能阵列(波形)，数目太大以至于无法穷尽搜索。在理论上，有3⁸⁰⁰或约5×10³⁸¹个可能的阵列；因为宇宙约有1078个原子，人的平均寿命有10⁹秒，实际能力至少有200数量级，无法穷尽搜索。幸运的是，现有关于电光显示器变化特征的知识，尤其是其上DC平衡的需要，给可能的波形强制加上附加的约束并允许对最佳或接近最佳的波形的搜索限制在可行的范围内。

正如在上述美国专利No.6,504,524和6,531,997和上述WO03/044765所讨论的，已知大部分，若不是全部，电光介质要求直流电流(DC)平衡波形，否则就可能出现有害的影响。当使用失衡的DC波形时，这样的影响可以包括对电极的损伤和在几个L*单位的范围内的灰色状态的长期漂移(周期超过一个小时)。因此，看来每当力求使用DC平衡驱动波形的方案都应三思而行。

从以上所述可能首先会想到，这样的DC平衡法可能是无法达到的，因为任何特定的灰度到灰度的转变所需要的通过该像素的脉冲以至电流，基本上是恒定的。但是，这只是最近似地说才是真的，而且按经验已经发现，至少在基于粒子的电泳介质(其它的电光介质看来也一样)的情况下，向一个像素施加五个间隔50毫秒的脉冲的效果与施加同样电压的一个250毫秒脉冲不相同。相应地，在流过一个像素达到给定的转变的电流上有某些灵活性，而且该灵活性可以用来协助达到DC平衡。例如，该查用表可以存储给定的转变用的多个脉冲，连同这些脉冲中间每一个所提供的总电流的数值，而且该控制器可以对每一个像素维持一个寄存器，配置来存入从某些先前的时间(例如，从该像素维持在黑状态)起施加在该像素上的脉冲的代数和。当特定的像素要从白或灰色状态驱动到黑状态时，该控制器可以检查与该像素相联系的寄存器，确定从以前的黑状态转向即将来临的黑状态的转变的总体序列DC平衡所要求的电流，并选择多个存储的从白/灰到黑的转变用的脉冲之一，其不是准确地把相关的寄存器减少到零，便是至少把余数减到尽可能小(在该情况下，该相关的寄存器将维持该余数的值，并将其加到在随后转变过程中所施加电流上)。显然，重复施加该处理可以达到每一个像素的准确的长期DC平衡。

必须考察波形中DC平衡的精确定义波形。为了确定一个波形是否DC平衡，一般用一个电光介质的电阻性模型。这样的一个模型不是完全准确的，但是可以是假定对当前的目的是足够准确的。利用这样的一个模型，定义DC平衡波形的特性是所施加的电压对时间(所施加的脉冲)的积分是有界的。请注意，该定义要求积分是″有界的″和不为″零″。为了举例说明这一点，考察一个单色的寻址波形，它使用一个300ms×-15V矩形脉冲驱动从白到黑的转变，并用300ms×15V矩形脉冲来驱动从黑到白的转变。该波形显然是DC平衡的，但是每一时刻所施加的电压的积分不为零；该积分在0和±4.5V-sec之间改变。但是，就该积分是有界的而言，该波形是DC平衡的；例如，该积分从不达到9或18V-sec。

为了进一步考虑DC平衡波形，对术语作某些定义是明智的。术语″脉冲″已经定义为在特定的间隔时间，一般一个寻址脉冲或脉冲元素过程中所施加的电压对时间的确定的积分(单位M-sec)。术语″脉冲电势″将用来指从一个任意起点(一般所考虑的一系列转变的起点)起施加在该显示器上所有脉冲的和。在该开始点，脉冲电势任意地设置为零，而且在施加脉冲时该脉冲电势上升和下降。

利用这些术语，DC平衡的定义是，当而且仅当该脉冲电势是有界时，该波形才是DC平衡的。有了有界的脉冲电势，就意味着人们必须能够说脉冲电势将处于有限数目可能的情况中的每一个。

对于时间独立的控制器(亦即，其脉冲的波形只受所考虑的转变的初始的和最后的状态影响，而不受停留次数、温度其它的因素影响的控制器，诸如上述的R1/R2控制器)，为了表明一个波形是DC平衡，必须能够证明在任何无限长的光学状态序列的每一个转变之后，脉冲电势将是有界的。这样的证明的一个充分条件是该脉冲电势可以表示为固定数目的先前状态的函数，而且为电光显示器控制器提供一个DC平衡的工作概念，亦即，该脉冲电势可以表示为有限数目先前和当前光学状态的函数。请注意，该显示器任何像素的脉冲电势从一个影像更新的结束到另一个影像更新的起点是不变的，因为在此期间没有施加电压。

对于一个(有限)数目先前状态的每一个组合，该控制器施加固定的脉冲(由上述闪存中的数据确定的脉冲)，而且这些固定的脉冲可以列举的。为了列举它们，必须通过至少在该控制器中使用的先前状态的数目(亦即，对于R1/R2控制器，用于该枚举先前状态的数目需要针对两个后端全部先前状态的组合来定义)。

为了定义该更新结束时的脉冲电势，知道了在该脉冲过程中施加的固定的脉冲，必须能够针对该枚举中的全部状态确定该更新的起点处的脉冲电势。这意味着，一个波形所施加的净脉冲必须是一个比唯一地定义结束处的脉冲电势所需要数目少的先前状态的函数。为了将其转变为确定要由一个控制器施加的最佳波形确定问题，这意味着，一个波形的脉冲电势必须是一个其数目比确定该波形用的状态的数目少的先前状态的函数。例如，若一个控制器具有通过三个状态R1，R2和R3(其中R3是紧接在所考虑的转变的初始灰度等级之前的灰度等级)确定的脉冲数据，则R1和R2的每一个结合都必须让该电光介质保持于同样的与R3无关的脉冲电势。

换句话说，该控制器必须″知道″该电光介质当所考虑的转变开始时的脉冲电势，于是它可以施加正确的脉冲来产生继该转变之后脉冲电势的适当的值。若在上述示例中该脉冲电势被允许根据全部R1，R2和R3而变化，则在下一个转变中，将没有办法让该控制器″知道″该开始的脉冲电势，因为以前用的R3信息可能已经被弃置。

正如已经表明的，本发明的有限转变法最好利用一个R1/R2控制器(亦即，其中在任何转变过程中施加的脉冲只取决于该转变初始的和最后的灰度等级)进行，而且由以上的讨论可知，在这样的一个控制器中该脉冲电势必须唯一地定义为只有R1的函数。

在确定最佳波形时更复杂的情况是从这样一个可以称为″脉冲滞后″的现象产生的。除在光学围栏下极端过驱动的稀少情况外，由一个极性的电压驱动的电光介质总是变得更黑，而由相反极性的电压驱动的电光介质总是变得更白。但是，对于某些电光介质，具体地说对于某些包封电光介质，光学状态随着脉冲的变化显示出滞后；在该介质被驱动进一步向白变化时，每个所施加的脉冲单位的光学改变减少，但若所施加的电压的极性突然翻转，使得该显示器被驱动向相反方向变化，则每脉冲单位的光学改变突然增大。换句话说，每脉冲单位的光学变化不仅强烈地取决于当前的光学状态，而且取决于光学状态的改变方向。

该脉冲滞后产生一个固有的″恢复力″，趋向于使该电光介质向中间灰度等级变化，挫败用单极性脉冲(和一般灰度影像流程一样)驱动该介质从一个状态到另一个状态的努力，而同时仍旧维持DC平衡。在施加脉冲时，该介质漂浮在三维R1/R2/脉冲滞后表面，直到它达到一个平衡为止。对于每一个脉冲长度，该平衡是固定的，而且一般地处于该光学范围的中心。例如，按经验已经发现，驱动一个包封四灰度等级电光介质从黑到暗灰度要求一个100ms×-15V单极性脉冲，驱动它从暗灰度回到黑要求一个300ms×15V单极性脉冲。由于明显的原因，该波形不是DC平衡的。

解决脉冲滞后问题的一个方案是使用双极性驱动，就是说，在(潜在)非直接路径从一个灰度等级，驱动该电光介质到下一个灰度等级，必要时，首先施加一个脉冲来驱动该像素光学围栏进入光学围栏，以便维持DC平衡，然后施加第二脉冲来达到该要求的光学状态。例如，在上述情况下，人们可以通过施加100ms×-15V脉冲从黑变为暗灰度，但是通过首先施加附加的负电压，然后施加正电压，使R1/R2脉冲曲线向下漂浮在黑状态上，从暗灰度变回白。正如已经讨论的，通过栅栏稳定灰度，这样的间接转变还避免误差积累问题。

电光介质的脉冲滞后现象和先前状态依赖性，正如上面讨论的，在上述专利和申请书中，要求每一个转变的波形随着所考虑的像素先前状态履历而变化。正如在上述WO 03/044765所描述的，每一个转变的最佳波形，可以通过利用初始的″猜测″转移矩阵建立波形(它用来通过固定的一般为伪随机或先前状态完成光学状态系列访问该电光介质)来确定(亦即，与上述数据阵列对应的转变表可以是″调谐″)。一个程序从每一个先前状态的目标灰色状态减去同一组合中达到的实际的光学状态，以便计算一个误差矩阵，其大小与该转移矩阵相同。该误差矩阵中的每一个元素都对应于转移矩阵中的一个元素。若在该转移矩阵中的一个元素太高，则把该误差矩阵中相应的元素也推得较高。然后可以用PID(比例-积分-微分)控制来把误差矩阵向零驱动。存在交叉项(该转移矩阵中的每一个元素都影响该误差矩阵中的一个以上的元素)，但是这些作用比较小，往往随着调谐通过多次叠代而进行，随着该误差矩阵中的值的幅度减小而减小。(请注意，有时PID控制器的I或D常数可以设置为0，结果是PI，PD或P控制。)

当该调谐处理完成时，发现某些数目的先前光学状态应该是在该转移矩阵中，以便达到某些灰度等级精确性能。例如，利用该处理特定的包封电光介质，结果得到一个波形，其中该控制器记录一个比在该转移矩阵中的更先前的光学状态，并利用算法算出该波形第一段中的脉冲来保证DC平衡。在该波形中，该脉冲电势被允许对被该转移矩阵覆盖的每一个先前状态的组合是不同的。

求出该转移矩阵大小的数目之间的相关(″TM大小″)和该波形的最大光学误差，正如下面表1列出的：

表1

TM维数	最大光学误差(L*)
		1	10.6
2	3.8
		3	2.1
4	1.7

因为普通观察者视觉感受的极限约为1L*单位，在该表中的数据表明，该转移矩阵中具有一个以上的维数是非常有用的，二维矩阵优于一维，三维矩阵优于二维等。

注意到上述所有各点，为上述R1/R2两位灰度控制器设计优选波形。该波形对于每一个最后的光学状态R1维持固定的脉冲电势，但是使用二维转移矩阵。稳定了栅栏，以便减少误差的积累，并设计来在翻转的过程中具有低的发散度，因为它考虑脉冲滞后曲线。

在下面用的符号中，数字代表脉冲。通过在一段给定的时间施加-V(亦即，-15V)施加负脉冲，通过在一段给定的时间施加+V施加正脉冲(亦即，波形是脉宽调制)，使得伏-时间乘积的振幅等于该脉冲的振幅。电压调制可以作为另一方案使用。

在该优选的波形中，在每一次更新过程中施加以下的脉冲序列，从左到右及时读数：

-TM(R1，R2)IP(R1)-IP(R2)TM(R1，R2)

其中″IP(Rx)″代表来自每一个灰度等级具有一个数值的脉冲电势矩阵的相关数值(在这种情况下为矢量)，而TM(R1，R2)代表来自每一个R1/R2组合具有一个数值的转移矩阵的相关数值。当然，对于某些R1和R2的值，TM(R1，R2)可以是负的。(正如已经指出的，为方便起见，在下文中该类型的脉冲序列可以缩写为″-x/ΔIP/x″序列。)

该转移矩阵中的值可以根据需要调节，而不必担心DC平衡，因为该波形的第一和第三段的净脉冲总为0。初始的和最后的状态之间的脉冲电势差值施加在该波形的中间段。

按经验已经发现，该最后的驱动脉冲对最后的灰度等级几乎总是比初始的脉冲具有更大的作用，于是该波形用的该转移矩阵可以用上述同样的PID方法调谐。对于固定的最后的灰度等级，为该脉冲电势设置的值影响该波形的更新速度。例如，所有的脉冲电势都可以设置为零，但是它造成一个长的更新时间，因为该最后的驱动脉冲(第三段)总是与长度相等的初始的脉冲(第一段)相反。因而，在这种情况下，该最后的驱动脉冲不能长于总更新时间的一半。通过仔细选择脉冲电势，有可能把大得多的总更新时间百分率用于该最后的脉冲；例如，可以达到占一半以上的最后的驱动脉冲，和高达最大总更新时间的80％。

不同的脉冲的长度最好通过计算机选定，利用梯度跟随最佳化方法、类似的PID控制、有限差值结合求值等。

正如WO 03/044765所指出的，电光介质中的转变一般是温度敏感的，已经发现，当全部到特定的灰度等级的转变都总是来自同样的光学围栏时，灰度等级对温度的未补偿的稳定性增大。其原因很简单，随着温度而改变，电光介质的切换速度变得较快或较慢。假如，在2位灰度显示器中，暗灰度到亮灰度的转变从黑栅栏被弹出，但是白到亮灰度的转变从白栅栏被弹出。若该介质的切换速度变得较慢，则从黑寻址的亮灰度状态将变得较暗，但是从黑寻址的亮灰度状态将变得较亮。因而，对于温度稳定的波形，一个给定的灰度等级总是从同样一″侧″趋近，亦即，该波形的最后的脉冲总是具有同样的极性，这是重要的。在上述利用-TM(R1，R2)IP(R1)-IP(R2)TM(R1，R2)序列的优选驱动方案中，这要求选择TM(R1，R2)值，使得每一个数值的符号只取决于R1，至少对某些灰度等级而言。一个优选方法是，允许TM值是黑和白状态中任何一个的符号，但是对于亮灰度只用正，而对于暗灰度只用负，因而，只从较接近的光学围栏趋近中间灰度。

该优选的波形与技术充分地兼容，诸如短的暂停周期的插入该波形以便增大脉冲分辨率，正如下面描述的。

正如已经表明的，上述-x/ΔIP/x脉冲序列可以修改，以便包含附加的脉冲。一个这样的修改允许包括一个附加类的脉冲，在下文中称作″y″脉冲。″y″脉冲的特征是，它是[+y][-y]的形式，其中y是一个脉冲值，可以是负或正(换句话说，该形式[-y][+y]同样有效)。该y脉冲与以前描述的″x″脉冲截然不同，在于该″x″脉冲对的一半[-x]和[+x]是该ΔIP脉冲以前和之后设置的，然而″y″脉冲可以设置在该脉冲序列的其它位置。

第二个这样的修改是在该脉冲序列内的任意点上加一个0V″脉冲″(亦即，对相关像素不施加电压时的一个周期)，来改善该序列的性能，例如通过使该转变造成的该灰度等级少量地向上或向下移动，或减少或改变先前状态信息对该像素最后状态的影响。这样的0V段不是可以插入不同的脉冲元素之间，就是插入单一的脉冲元素中间。

一个构造栅栏稳定波形用的优选的方法，利用在WO 03/044765所描述的转变表，该方法如下：

(a)设置每一个灰度等级用的脉冲电势的数值(一般按经验推算)，并为每一个转变插入转变表适当的ΔIP脉冲；

(b)对于每一个转变，挑拣一个x用的数值，并在ΔIP以前插入一个-x脉冲，并在ΔIP脉冲之后插入一个+x脉冲(正如已经指出的，x的值可以是负的，于是-x和+x脉冲可以具有任意的极性)；

(c)对于每一个转变，挑拣一个y值，并插入一个-y和+y脉冲到该脉冲序列。该-y/+y脉冲组合可以在任何脉冲边界插入该脉冲序列，例如在-x脉冲以前、ΔIP脉冲以前、+x脉冲以前或+x脉冲之后；

(d)对于每一个转变，在该序列内的任何一点或几点插入n帧0V，其中n＝0或更大；和

(e)根据需要重复上述步骤多次，直到该波形性能达到要求的水平为止。

现将参照附图举例说明该处理。图2表示一个转变用的波形的基本的-x/ΔIP/+x结构，为举例说明起见，假定x和ΔIP两个的值都是正的。除非要求在ΔIP和+x脉冲之间提供一个0V间隔时间，否则不必降低在这两个脉冲之间施加在该结上的电压，使得该ΔIP和+x脉冲实际上形成一个长的正脉冲。

图3用符号举例说明一个[-y][+y]脉冲对插入图2所示的基本的-x/ΔIP/+x波形。该-y和+y脉冲不一定要相继出现的，而是可以在不同的位置插入原来的波形。有两个特别有利的特殊情况。

第一种特殊情况，该″-y，+y″脉冲对放置在-x/ΔIP/+x波形的起点、-x脉冲以前，以便产生图4所示的波形。已经发现，当y和x符号相反时，正如在图4举例说明的，该最后的光学状态可以通过对持续时间y甚至适度粗糙的调节来精细地调谐。因而，x的值可以针对粗糙的控制进行调节、而y的值可以针对该电光介质最后光学状态的最后的控制进行调节。相信这是要发生的，因为y脉冲增大-x脉冲，因而，改变该电光介质被推入它的光学围栏之一的程度。推入光学围栏之一的程度是已知的，以便得出远离该光学围栏的脉冲之后该最后的光学状态的精细调节(在这种情况下，通过x脉冲提供)。

在第二种特殊情况下，在图5举例说明，该-y脉冲再一次放置在该-x/ΔIP/+x波形的起点，-x脉冲以前，但是该+y脉冲放置在该波形的末尾，该+x脉冲之后。在该类型的波形中，该最后的脉冲提供粗调谐，因为该最后的光学状态对y的振幅非常敏感。该x脉冲提供较细的调谐，因为最后的光学状态一般不那么强烈地取决于驱动进入该光学围栏的振幅。

正如已经表明的，一对以上的″y″脉冲可以插入该基本的-x/ΔIP/+x波形，以便允许对该电光介质的灰度等级进行″精细调谐″，而这样的多对″y″脉冲可以彼此不同。图6用符号例说明，以这样一种类似于图3的方式，把第二对y类型脉冲(标示″-z″，″+z″)插入图5的波形。很容易明白，因为该-z和+z脉冲可以在图5所示的波形的任何脉冲边界引入，从引入该-z和+z脉冲可以造成大量的不同的波形。一个优选的所得波形如图7所示；该类型的波形对最后的光学状态的精细调谐是有用的，其原因如下。考察没有-z和+z脉冲的情况(亦即，上面讨论的图5波形)。该x脉冲元素用于精细调谐，而该最后的光学状态可以通过增大x来减少，并通过缩小x来增大。但是，把x减少到某个点以外是不希望的，因为然后该电光介质不带来稳定该波形所需地足够接近于一个光学围栏。为了避免该问题，通过如图7所示，加上-z，+z脉冲对，使z具有与x相反的符号，不是缩小x，可以(实际上)增大-x脉冲而不改变+x脉冲。该+z脉冲增大-x脉冲，而同时-z脉冲在该要求的净脉冲下保持该转变，因而，维持一个总体上的DC平衡转变表。

在本发明的有限转变波形方案中，对于″对角线要素″(该转变表要素与零转变对应，其中该初始的和最后的灰度等级是同样的，这样称呼是因为在一个转变表的一个普通的矩阵表述中这样的要素处于主导对角线上；这样的对角线要素具有ΔIP＝0)以便包含x和y两个脉冲。任何给定的转变表元素都可以包含零组或多组x和/或y脉冲。

本发明的有限转变法还可以利用帧周期。在为完全重写该显示器所需要的帧组(方便地称作超帧)过程中，重复像素组的扫描，并在一个典型电光显示器上，该扫描将重复一次以上。一般，一个固定的扫描速率用于更新，例如50Hz，这对20毫秒的帧，这是允许的。但是，该帧长度可能提供对优化波形性能不足的分辨率。在许多情况下，长度t/2的帧最好，例如在一个一般20毫秒帧长度的波形中。有可能结合不同延迟时间次数的帧，以便产生一个脉冲分辨率为n/2。为了考虑一个特定的情况，可以把长度为1.5*t的单一帧插入该波形的起点，而一个类似的帧插入该波形末端，而一个类似的帧在该波形结束处(紧接在0V帧的结束以前，这应以普通的帧速率出现，而且它一般用于该波形的末端，以便避免由像素上的剩余电压所引起的不希望有的影响)。该两个较长的帧可以通过简单地加上两个相邻帧的扫描之间的0.5*t延迟时间来实现。然后该波形会具有以下结构：

t ms帧：t/2ms延迟时间：t ms帧[...]t ms帧：t/2ms延迟时间：t ms帧(全部输出到0V)

对于一个长度为20毫秒的普通帧，初始的和最后的帧加上它们的各自的延迟总计都为30毫秒。

利用该波形、结构，初始的和最后的脉冲通过以下算法允许变化10毫秒长度：

(a)若该初始脉冲的长度可被t整除，则第一帧由0V驱动构成，而一个相应的数目的t ms的帧被激活以便达到要求的脉冲长度；或

(b)若该初始脉冲的长度除以t时留下t/2的余数，则第一帧1.5*t被激活，继该初始帧之后相应的数目的t毫秒帧被激活以便达到要求的脉冲长度。

最后的脉冲遵循同样的算法。请注意，要使该算法适当地工作，该初始的和最后的脉冲必须分别起点对齐和终点对齐。另外，为了维持DC平衡，该初始的和最后的脉冲可以是一个-x/+x对相应的部分。

不管是否采用暂停周期，已经发现，实现转变用的波形的作用通过在该波形中任何脉冲过程中或在其之前，存在一个零电压周期(实际上是一个时间延迟)来修改，本发明的有限转变法可以在该波形内相继脉冲内或它们之间包括零电压周期，亦即，该波形可以是″非连续的″，正如该术语在上面和在上述PCT/US2004/010091中使用的。图8至10举例说明图2的包括这样的零电压周期的基本-x/ΔIP/+x波形的变化。在图8的波形中，在该-x脉冲和该ΔIP脉冲之间插入一个时间延迟。在图9的波形中，在该ΔIP脉冲内插入一个时间延迟，或者，仍旧一样，该ΔIP脉冲拆分为相隔该时间延迟的两个单独的脉冲。图10的波形类似于图9的波形，只是该时间延迟插入该+x脉冲内。时间延迟可以包含于一个波形，达到没有这样的延迟就无法达到的光学状态。时间延迟还可以被用来精细调谐最后的光学状态。该精细调谐能力是重要的，因为在一个有源矩阵驱动中，每一个脉冲的时间分辨率由该显示器的扫描速率定义。由该扫描速率提供的时间分辨率可能非常粗糙，以至没有某些精细调谐的附加手段就不能达到精确的最后光学状态。

本发明的中断扫描法

正如已经指出的，本发明为驱动具有分为多个组的多个像素的电光显示器，提供一种″中断扫描″法。该方法包括选择多个相继的像素组中的每一个，并对该选定组中每一个像素不是施加驱动电压，就是施加非驱动电压，在第一帧周期完成所有像素组的扫描。在第二帧周期(应该明白，任何特定的像素都可以在第一帧周期施加驱动电压，而在第二帧周期过程中施加非驱动电压，反之亦然)过程中施加驱动电压过程中重复该像素组的扫描。在本发明的中断扫描法中，在第一和第二帧周期之间暂停周期中中断该像素组的扫描，该暂停周期不长于第一或第二帧周期。在该方法中，该第一和第二帧周期一般长度相等，而该暂停周期的长度一般是各帧周期之一的长度的几分之一(最好1/2、1/4等)。

在不同对相邻帧周期之间，该中断扫描法可以包括多个暂停周期。这样的多个暂停周期最好长度基本上相等，而且多个暂停周期的总长度最好不是等于一个完整的帧周期，就是等于一个帧周期减去一个暂停周期。例如，正如下面将要更详细论述的，第一方法的一个实施例可以使用多个20ms帧周期，而且不是三个就是四个5ms暂停周期。

在该中断扫描法中，像素组当然一般是一个传统的行/列有源矩阵像素阵列的各行。该中断扫描法包括选择多个相继的像素组中的每一个(亦即，一般，扫描该矩阵的各行)，并在该选定组中不是施加驱动电压，就是施加非驱动电压，所有各像素组的扫描都在第一帧周期完成。重复该像素组的扫描，并在一个典型的电光显示器上，在重写该显示器所要求的超帧过程中重复该扫描一次以上。该像素组的扫描在第一和第二帧周期之间的一个暂停周期过程中中断，该暂停周期不长于第一或第二帧周期。

尽管驱动电压只在每一次扫描的过程中以一行寻址时间施加在任何特定的像素电极，在相继选择同一行之间的时间过程中该驱动电压持续在该像素电极上，只是缓慢地衰减，当该矩阵其它行正在被选定时，使得该像素在该时间过程中继续被驱动，而中断扫描法依靠该像素的这个继续被驱动。在它的″非选定″时间过程中忽略该瞬间，在它的非选定时间过程中，在该像素电极上该电压的缓慢衰减，在紧接在该暂停周期前面的帧周期过程中，设置到该驱动电压的像素将在该暂停周期过程中继续经历该驱动电压，使得对于这样的一个像素，前面的帧周期实际上延长一段暂停周期的长度。另一方面，设置到该非驱动(一般为零)电压的像素，在紧接在x前面的该暂停周期前面的帧周期过程中，将在该暂停周期过程中继续经历零电压。可能希望调节该暂停周期的长度，以便允许该像素电极上的电压的缓慢衰减，以保证在该暂停周期过程中输送的总脉冲具有要求的数值。

为了举该中断扫描法一个简单的示例用于举例说明的目的，考察具有由多个(例如，10个)20ms帧构成的超帧简单的脉宽调制驱动方案。一般，该超帧的最后一帧将设置全部像素到该非驱动电压，因为双稳电光显示器一般只当所显示的影像变化时或当认为最好刷新所显示的影像时处于相对较长的间隔时间才被驱动，使得每一个超帧将一般后跟一个长的周期，其中该显示器不被驱动，而且为了避免在这个长的非驱动周期过程中在某些像素上发生迅速的改变，在该超帧结束时把全部像素设置为非驱动电压是非常好的。为了按照本发明的中断扫描法改变这样的一个驱动方案，可以在两个相继的20ms帧之间插入一个10ms暂停周期，而且这个简单的修改使所施加的脉冲和完成一个给定的转变理想地需要的脉冲之间可能的最大差值减半，以此在实践中在所达到的灰度等级的最大偏差大致减半。该10ms暂停周期方便地插入在每一个超帧中倒数第二帧之后，但是必要时可以在该超帧中的其它的点上插入。

实践中，在该示例中，最好不仅插入10ms暂停周期，而且还把一个附加的20ms帧插入每一个超帧。未修改的驱动方案使人们能够向任何一个给定的像素施加这样的脉冲：

0，20，40，60...160，180单位

其中一个脉冲单位定义为施加驱动电压1ms造成的的脉冲。因而，可用脉冲和一个给定的转变用的理想的脉冲之间的最大差值是10单位。(因为该超帧的最后一帧把全部像素都设置为非驱动电压，只有该超帧的1/9帧可用来施加该驱动电压。正如已经说明的，在该暂停周期前面的帧上设置为该驱动电压的任何像素都继续经历该驱动电压一个等于该帧周期加上暂停周期的周期，因而，对于该帧而言，是经历一个30单位的脉冲，而不是20单位。相应地，修改后的驱动方案允许向任何给定的像素施加这样的脉冲：

0，20，30，40，50，60单位等

最好把该附加帧插入超帧，以便允许该修改后的驱动方案可以传输一个刚好180单位的脉冲。因为任何刚好是20单位的数倍的脉冲，都要求在该暂停周期前面的帧过程中该相关像素被设置到非驱动电压，达到一个刚好180单位的脉冲要求一个11帧的超帧，使得任何要接收该180脉冲的像素都可以在9帧过程中设置到该驱动电压，在该暂停周期前面的帧中设置到该非驱动电压，并(如总是)在该超帧的最后一帧中设置到非驱动电压。因而，当利用该修改后的驱动方案时，可用脉冲和一个给定的转变用的理想脉冲之间的最大差值减少为5单位。(尽管该修改后的驱动方案不能够施加一个10单位的脉冲，但在实践中其后果很小。为了产生相当一致的灰度等级，可用脉冲的数目必须显著地大于该显示器的灰度等级数，使得任何灰度转变都不大可能要求一个小到10单位的脉冲。)

当然该暂停周期可以具有达到对所施加的脉冲的要求的控制所要求的任何数目和长度。例如，不是改变该上述驱动方案以包括一个10ms暂停周期，而是该驱动方案可以修改得在不同的20ms驱动帧之后包括三个5ms暂停周期，最好还给该驱动方案加上另外三个20ms的驱动帧，不后跟暂停周期。这个修改后的驱动方案允许向任何给定的像素施加一些这样的脉冲：

0，20，25，30，35...170，175，180单位

以此把可用脉冲和一个给定的转变用的理想脉冲之间的最大差值减少到2.5单位，与原来的未修改的驱动方案相比缩小了四倍。

该中断扫描法前面的讨论已经忽略了所施加的脉冲的极性问题。正如上面和在上述WO 03/044765讨论的，双稳电光介质要求两种极性的脉冲都施加。在某些驱动方案中，诸如放幻灯驱动方案，在新的影像写入显示器以前，该显示器的全部像素都首先驱动到一个极端光学状态，不是黑就是白，而且此后通过单一极性的脉冲把该像素驱动到它们的最后的灰色状态。这样的驱动方案可以用已经描述的方式按照该中断扫描法修改。其它的驱动方案要求两种极性的脉冲都施加来把该像素驱动到它们的最后的灰色状态。两个极性的脉冲可以是施加在单独的帧中，或者两个极性的脉冲可以是施加在同一帧上，例如利用三等级驱动方案，其中公用的前端电极保持在一个V/2电压上，而同时各个像素电极保持在0，V/2或V上。当两个极性的脉冲施加在单一的帧上，则期望通过提供至少2个单一的暂停周期来影响中断扫描法，一个暂停周期跟随其中被施加一个极性脉冲的帧，另一个暂停周期跟随其中被施加相反极性脉冲的帧。但是，当利用一个其中两种极性的脉冲都施加在同一帧上的驱动方案时，该中断扫描法可以只利用一个单一的暂停周期，因为正如由上述可知将变得显而易见的，在一帧之后包括一个暂停周期的作用是，增大施加在任何在该帧中已经施加了驱动电压的像素上的脉冲的振幅，而与该驱动电压的极性无关。

还正如上述WO 03/044765和上面所讨论的，许多双稳电光介质最好用这样的驱动方案驱动，它达到长期的直流电流(DC)平衡，而且这样的DC平衡方便地利用这样的驱动方案实现，其中一个其像素的灰度等级基本上不改变的DC平衡段应用在要改变灰度等级的主驱动段以前，该两段选择得使所施加的脉冲代数和为0或至少非常小。若该主驱动段按照该中断扫描法修改，则强烈建议修改该DC平衡段，以避免由插入累积引起DC严重失衡的暂停周期所引起的附加的脉冲。但是，该DC平衡段不必以作为该主驱动段修改的精确镜象的方式修改，因为该DC平衡段可以具有间隙(零电压帧)，而且大部分电光介质不受短时间DC失衡伤害。因而，在上面讨论的利用一个插入10个20ms帧中间的单一的10ms暂停周期的驱动方案中，通过使该驱动方案的第一帧的持续时间为30ms，可以达到DC平衡。在该帧过程中向一个像素施加或不施加驱动电压，会使总脉冲等于20单位的若干倍，使得该脉冲随后可以容易地平衡。在利用三个5ms暂停周期的驱动方案，该驱动方案的首两帧在持续时间上可以类似地为25和30ms(以任何顺序)，再一次使总脉冲等于20单位的若干倍。

由上述可知，将会看出，本发明的中断扫描法要求在延长寻址时间和改善对脉冲和因此对该方法产生的灰度的控制之间权衡利弊，延长寻址时间是由于在每一个超帧中为每一个插入的暂停周期而包括一个附加的帧的需要造成的。但是，该中断扫描法只要使寻址时间延长不太多，即可提供对脉冲的控制非常显著的改善；例如，上述一个超帧包括10个20ms帧修改来包括三个5ms暂停周期的驱动方案，会以40％的寻址时间延长为代价，在脉冲准确性上产生四倍的改善。

本发明的平衡的灰度方法

正如已经指出的，本发明还提供一种平衡灰度方法，用以驱动一个在一个阵列中配置多个像素的电光显示器。该像素以能够施加多个不同的脉冲的脉宽调制波形驱动。驱动电路存储指示是否施加一个给定的脉冲的数据，将产生一个高于或低于要求灰度等级的灰度等级。当两个相邻像素两个都要求处于同样的灰度时，施加在该两个像素上的脉冲调节得使一个像素低于要求的灰度，而同时另一个像素高于要求的灰度。

在该方法一个优选的形式上，像素被分为两个小组，在下文中标示″偶数″和″奇数″。该两个像素组可以配置成棋盘图案(使得每一行和列的像素在该两个小组之间交替)，或者作其它的配置，正如在上述WO 03/044765所描述的，假定每一个像素具有至少一个相反小组的邻居，而且两个小组使用不同的驱动方案。若存储的数据指出可用脉冲之一将产生基本上是要求灰度等级的转变，则针对该转变而施加的脉冲，既对偶数像素，又对奇数像素施加该脉冲。但是，若存储的数据指出一个特定的灰度等级转变所要求的脉冲基本上处于该两个可用脉冲之间一半，则这些脉冲之一在偶数像素中用于该转变，而这些脉冲的另一些用于奇数像素的转变。因而，若两个相邻的像素想要处于同样灰色状态(对灰度的精确控制最重要的状态下)，这些像素之一将具有略微高于要求等级的灰度等级，而同时另一个将具有略微低于该要求等级的灰度等级。视觉的和光学平均的结果将是看到该两个灰度等级的平均，因而，产生一个比用可用脉冲达到的等级更接近于要求等级的近似灰度。实际上，该平衡灰度等级方法使用小信号空间抖动(施加来校正所施加的脉冲的误差)重叠在大信号真实灰度上，来增大两个可用脉冲等级的因素。因为每一个像素仍旧在大致正确的灰度等级上，实际显示器的有效分辨率没有折衷。

一个完整实现的必须的计算用MATHLAB伪代码给出如下。该floor函数向下四舍五入到最近的整数，而mod函数计算的它的第一自变量除以它的第二自变量的余数：

quotient＝floor(desired_impuslse)

remainder＝mod(desired_impulse，1)

if remainder≤＝0.25

     even_parity_impulse＝quotient

     odd_parity_impulse＝quotient

else if remainder≤＝0.75

     even_parity_impulse＝quotient+1

     odd_parity_impulse＝quotient

else

     even_parity_impulse＝quotient+1

     odd_parity_impulse＝quotient+1

end.

在以前描述的某些驱动方案中，例如上面参照图1A和1B描述的循环RSGS驱动方案，该显示器的像素已经分为两组，而且把不同的驱动方案应用于该两组，以便达到要求的灰度等级所需要的脉冲的振幅将是两组不同的。可以按照平衡灰度等级法修改这样的″两组″驱动方案，但是该方法的实现细节略为不同于上面讨论的简单的情况。不是简单地把可用脉冲与要求的转变所需要的加以比较，而是单独地计算两组灰度的误差，对该误差取算术平均，并确定移动一个小组到不同的可用脉冲是否将会减少该算术平均。请注意，在这种情况下，减少算术平均可以不同地取决于哪个组被移动到一个不同的脉冲，而且显然，移动哪一个能产生较小的平均就进行哪一个。

再一次，该方法可以设想为在大信号内部灰度的顶部实现的小信号空间抖动，用该小信号抖动来校正所用脉宽调制的局限性造成的脉冲误差。因为在该方案中，每一个像素仍旧大致在正确的灰度上，而且校正只是校正四舍五入误差，显示器的实际分辨率并未被折中。换一个说法，该方法在大信号真实的灰度的顶部实现小信号空间抖动。

本发明的不同的方法可以利用在上述申请书，尤其是上述WO03/044765和PCTUS2004/010091描述的不同的附加变化和技术。会认识到，在用以驱动一个电光显示器的总波形上，至少在某些情况下，某些转变可以按照本发明的不同的方法进行，而同时其它的转变可以不利用本发明的该方法，但是可以利用下面描述的其它类型的转变。例如，本发明的不同的方法可以利用任何一个或更多：

非连续寻址(见上述PCT/US2004/010091，段落[0142]至[0234]和图1-12)；

DC平衡寻址，正如上面部分地讨论的(还见上述PCT/US2004/010091，段落[0235]至[0260]和图13-21)；

已定义的区域更新(见上述PCT/US2004/010091，段落[0261]至[0280])；

补偿电压寻址(见上述PCT/US2004/010091，段落[0284]至[0308]和图22)；

DTD积分缩小寻址(见上述PCT/US2004/010091，段落[0309]至[0326]和图23)；和

剩余电压寻址(见上述WO 03/044,765，59至62页)。

Claims (28)

1.一种驱动具有多个像素的电光显示器用的方法，该像素用能够对每一个像素施加多个不同脉冲脉宽调制波形驱动，该方法的特征是：

(a)存储指示对像素施加给定的脉冲是否将产生一个高于或低于要求灰度等级的灰度等级的数据；

(b)检测何时两个相邻像素都要求处于同样的灰度等级；和

(c)调节施加在该两个像素的脉冲，使得一个像素低于要求的灰度等级，而同时另一个像素高于该要求的灰度等级。

2.按照权利要求1的方法，其中该像素分为两组，使得每一个像素具有至少一个相反组的邻居，而且把不同的驱动方案用于该两组。

3.按照权利要求1的方法，其中该电光显示器包括电致变色或旋转双色薄膜电光介质。

4.按照权利要求1的方法，其中该电光显示器包括被包封的电泳介质。

5.按照权利要求1的方法，其中该电光显示器包括微孔电泳介质。

6.一种驱动具有至少一个像素的电光显示器用的方法，它能够达到包括两个极端光学状态的至少四个不同的灰度等级中的任何一个，该方法包括：

在该显示器上显示第一影像；和

重写该显示器，以便在其上显示第二影像，

该方法的特征是，在该显示器的重写过程中任何像素，若已经经受的转变次数超过一个预定值，该预定值至少是一，而不触及极端光学状态，则在驱动该像素到它在该第二影像中的最后的光学状态以前，被驱动到至少一个极端光学状态。

7.按照权利要求6的方法，其中该显示器的重写这样进行，使得一旦像素已经被一个极性的脉冲从一个极端光学状态驱动到相反的极端光学状态，该像素便不接收极性相反的脉冲，直至它已经达到该相反的极端光学状态为止。

8.按照权利要求6的方法，其中所述预定值不大于N/2，其中N是像素能够显示的灰度等级总数。

9.按照权利要求6的方法，其中该显示器的重写通过向该像素或每一个像素施加-V，0和+V中的任何一个或以上电压进行。

10.按照权利要求6的方法，其中该显示器的重写这样进行，使得对于像素所经受的任何系列的转变，所施加的电压对时间的积分都是有界的。

11.按照权利要求6的方法，其中该显示器的重写这样进行，使得在转变过程中施加在像素上的脉冲只取决于该转变的初始的和最后的灰度等级。

12.按照权利要求6的方法，其中对于至少一个像素所经受的至少一个转变是从灰度等级R2到灰度等级R1，施加在该像素的是以下形式的脉冲序列：

-TM(R1，R2)IP(R1)-IP(R2)TM(R1，R2)

其中″IP(Rx)″代表来自对于每一个灰度等级都具有一个数值的脉冲电势矩阵的相关数值，而TM(R1，R2)代表来自对于每一个R1/R2组合都有一个数值的转移矩阵的相关数值。

13.按照权利要求12的方法，其中对于全部初始的和最后的灰度等级不同的转变，该脉冲序列具有以下形式：

-TM(R1，R2)IP(R1)-IP(R2)TM(R1，R2)。

14.按照权利要求12的方法，其中在-TM(R1，R2)IP(R1)-IP(R2)TM(R1，R2)序列中，最后的TM(R1，R2)段占用最大更新时间的一半以上。

15.按照权利要求6的方法，其中该显示器的重写这样进行，使得向给定的灰度等级的转变总是通过一个同样极性的最后的脉冲进行的。

16.按照权利要求15的方法，其中两个极端光学状态以外的灰度等级都从该较接近的极端光学状态的方向趋近。

17.按照权利要求12的方法，其中TM(R1，R2)的值选择得使每一个数值的符号只取决于R1。

18.按照权利要求17的方法，其中TM(R1，R2)的值选择得使对于一个或多个亮灰度等级为正，而对于一个或多个暗灰度等级为负，使得该两个极端光学状态以外的灰度等级从该较接近的极端光学状态的方向趋近。

19.按照权利要求12的方法，其中该至少一个转变还包括[+y][-y]形式的附加的脉冲对，其中y是一个正或负的脉冲值，该[+y]和[-y]脉冲插入-TM(R1，R2)IP(R1)-IP(R2)TM(R1，R2)序列。

20.按照权利要求19的方法，其中该至少一个转变还包括[+z][-z]形式的第二附加的脉冲对，其中z是一个不同于y的脉冲值，而且可以是负或正，该[+z]和[-z]脉冲插入-TM(R1，R2)IP(R1)-IP(R2)TM(R1，R2)序列。

21.按照权利要求12的方法，其中该至少一个转变还包括不向该像素施加电压的周期。

22.按照权利要求21的方法，其中该不向该像素施加电压的周期发生在-TM(R1，R2)IP(R1)-IP(R2)TM(R1，R2)序列的两个元素之间。

23.一个按照权利要求21的方法，其中该不向该像素施加电压的周期发生在-TM(R1，R2)IP(R1)-IP(R2)TM(R1，R2)序列的单一元素内的中间点之间。

24.按照权利要求21的方法，其中该至少一个转变包括至少两个不向该像素施加电压的周期。

25.按照权利要求12的方法，其特征在于，该显示器包括分为多个组的多个像素而且该转变是通过以下方法进行：

(a)选择多个相继像素组中的每一个，并向该选定的组中的每一像素不是施加驱动电压，就是施加非驱动电压，全部像素组的扫描都在第一帧周期内完成；

(b)在第二帧周期过程中重复该像素组的扫描；和

(c)在该第一和第二帧周期之间的一个暂停周期中中断该像素组的扫描，该暂停周期不长于该第一或第二帧周期。

26.按照权利要求6的方法，其中该电光显示器包括电致变色或旋转双色薄膜电光介质。

27.按照权利要求6的方法，其中该电光显示器包括被包封的电泳介质。

28.按照权利要求6的方法，其中该电光显示器包括微孔电泳介质。

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