CN101542574B - 利用粒子运动的显示设备 - Google Patents

Abstract

一种驱动显示设备的方法使用第一显示器寻址模式，在第一显示器寻址模式中，以行依次寻址所述显示器，并且其中，第一图像被显示为具有最亮和最暗像素之间的第一对比率，以及具有最亮的像素输出状态、最暗的像素输出状态和多个中间灰度级输出状态。在第二模式下，以行依次寻址所述显示器，并且第二图像被显示为具有最亮和最暗像素之间的第二对比率，其大于第一对比率。

Description

利用粒子运动的显示设备

技术领域

本发明涉及一种利用粒子运动的显示设备。这类显示器的一个例子是电泳显示器。

背景技术

电泳显示设备是双稳态显示技术的一个例子，其利用电场内的带电粒子的运动来提供选择性的光散射或吸收功能。

在一个例子中，白色粒子悬浮在吸收性的液体中，并且电场可用于将粒子带到设备的表面。在此位置，粒子可以执行光散射功能，以使得显示器呈现白色。远离顶表面的运动使得能够看见液体的颜色，例如黑色。在另一个例子中，可能有两种类型的粒子(例如黑色带负电的粒子和白色带正电的粒子)悬浮在透明流体中。存在许多不同的可能配置。

人们已经认识到，电泳显示设备由于它们的双稳定性(在没有施加电压的情况下也保持图像)而实现低功耗，并且因为不需要背光或偏振器，所以它们能够实现薄且亮的显示设备。它们也可以由塑料材料制成，并且在制造这样的显示器时，也存在低成本的卷到卷(reel-to-ree1)处理的可能性。

令人感兴趣的应用的一个例子是电子货架标签。这些为零售商提供了几个优点。首先，可以在触摸按钮时实现价格更新，而对于常规的纸货架标签，员工需要走过所有的货架并且手动调整价格(耗时且容易出错)。第二，电子货架标签提供仅仅显示相关信息的可能性。例如，除去营业时间之外，当零售商规划他的货架空间时，电子货架标签可以显示货架产品布局、当前库存和新供应的到达日期。在营业时间期间，电子货架标签可以显示与消费者有关的信息，例如产品信息、价格和特别出售。

如果要将成本保持为尽可能低，则采用无源(直接驱动)寻址方案。显示设备的最简单配置是分段反射式显示器，并且存在许多其中这种类型的显示器已足够的应用。分段反射式电泳显示器具有较低的功耗、良好的亮度并且在操作中也是双稳态的，并且因此即使当显示器被关闭时也能够显示信息。

然而，使用矩阵寻址方案提供了改善的性能和通用性。使用无源矩阵寻址的电泳显示器典型地包括下电极层、显示介质层和上电极层。有选择地将偏压施加到在上和/或下电极层中的电极上，以控制显示介质的与正在被偏置的电极有关的(一个或多个)部分的状态。

一种特定类型的电泳显示设备利用所谓的“面内切换”。这种类型的设备利用在显示材料层中的粒子的有选择地横向运动。当粒子向侧电极运动时，粒子之间出现开口，通过该开口可以看见下面的表面。当粒子被随机分散时，它们阻挡了光到下面的表面的通路，并且粒子颜色被看见。粒子可以是有色的而下面的表面是黑色或白色的，或者粒子可以是黑色或白色的而下面的表面是有色的。

面内切换的优点是设备可以适合于透射操作或透射反射操作。具体来说，粒子的运动产生光的通路，以使得反射和透射操作这二者可以通过所述材料实现。这使得能够使用背光而不是反射操作来照明。面内电极可以全部被设置在一个基板上，或者两个基板都可以设有电极。

有源矩阵寻址方案也被用于电泳显示器，并且当对于具有高对比度和大量灰度级的明亮的全色显示器所期望的是更快的图像更新时，通常需要有源矩阵寻址方案。这样的设备正被开发用于标志和广告牌显示应用，并且作为电子窗和环境照明应用中的(像素化)光源。使用滤色器或者通过减色原理可以实现颜色，于是，显示像素简单地用作灰度级设备。以下描述提及灰度级和灰度等级，但是应当理解，这并不以任何方式暗示仅仅是单色显示操作。

本发明适用于这两种技术，但是特别涉及无源矩阵显示技术，并且特别涉及面内切换无源矩阵电泳显示器。面内电泳显示器例如是用于实现电子货架标签的期望技术。除上面概括的优点之外，这种技术还具有像纸一样的外观，在所有角度都具有良好的易读性，消费者习惯于此。

电泳显示器典型地由复合驱动信号驱动。对于要被从一个灰度级切换到另一个灰度级的像素来说，通常它首先被切换到白色或黑色以作为复位阶段，然后被切换到最终的灰度级。灰度级到灰度级的转换以及黑/白到灰度级的转换比黑到白、白到黑、灰到白或灰到黑的转换更慢且更复杂。

用于电泳显示器的典型的驱动信号是复合的，并且可以由不同的子信号组成，例如目的在于加速转换、改进图像质量等的“振动”脉冲。

对于已知驱动方案的进一步的讨论可以在WO 2005/071651和WO2004/066253中找到。

电泳显示器，特别是无源矩阵版本的电泳显示器的一个显著问题在于，用于寻址具有图像的显示器所花费的时间。该寻址时间是由下述事实引起的：像素输出取决于像素单元内的粒子的物理位置以及粒子的运动需要有限的时间量。寻址速度可以通过各种方法来提高，例如通过提供图像数据的逐像素写入，其仅仅需要像素在短距离内运动，之后是并行的粒子散布阶段，其将粒子在整个显示器的像素区域上散布。

即使利用这些方法，用于大的无源矩阵显示器的显示器寻址可能花费数小时而不是数分钟。这已经限制了将大的电泳显示器用于对于静态图像以及仅仅偶尔刷新的显示器(例如广告牌应用)。

即使在较小的显示器中，例如电子货架标签应用，其具有100行300微米像素尺寸的像素的逐行无源矩阵寻址，这也将花费大约15分钟的时间来用于整个图像更新。当电子货架标签处于零售商模式时，这是不可接受的缓慢。

因此，需要减少这样的无源矩阵显示设备的寻址时间。

WO 95/06307公开了一种电泳显示器，具有减少的写入时间，其中通过利用多个短持续时间寻址信号寻址显示器来依次增强图像。

发明内容

根据本发明，提供了一种驱动显示设备的方法，该显示设备包括显示像素的行和列的阵列，每个像素包括被移动以控制像素的显示状态的粒子，该方法包括：在第一模式中，以行依次寻址显示器，并且其中第一图像被显示为具有第一模式中可能的最亮和最暗像素之间的第一对比率(contrast ratio)，并具有最亮的像素输出状态、最暗的像素输出状态和多个中间灰度级输出状态；以及，在第二模式中，以行依次寻址显示器，并且其中第二图像被显示为具有第二模式中可能的最亮和最暗像素之间的第二对比率，其大于第一对比率。

这种方法提供了高速的初始寻址模式，但是其保持了灰度级图像内容。该寻址是逐行的，以使得每行中的多个列被并行地同时寻址。

这样，第一寻址周期的寻址时间被保持为尽可能短，同时能够使预定质量(由对比率设置)的图像被显示。对于无源矩阵，寻址周期包括，在电极上施加需要的电压并且使得粒子逐行运动。对于有源矩阵，寻址周期包括，逐行地在电极上施加需要的电压，但是粒子的运动可以对于所有行同时发生。当然，能够互换行和列。

进一步的寻址模式优选地显示具有最大数目的灰度级的图像。该最大值是对于特定显示器的极限。

第一模式可以包括第一显示器寻址周期，而随后第二寻址模式包括至少一个另外的显示器寻址周期。第一显示器寻址周期和所述至少一个另外的寻址周期可以用于显示相同的图像内容。

这样，渐近的显示操作可以构建对比率和灰度级的数目这二者。然而，较低对比率的第一图像可能已经包括最终数目的灰度级(但是比最终图像中的间距更紧密)。

可替换地，其中第一和第二模式可以被用于显示不同的图像内容。因而，一些显示信息可能需要被快速更新但是不需要具有高对比度，而其他显示信息需要较好的对比度但是可以被较慢地更新。

第一对比率可以等于或小于6∶1，或者可以等于或小于4∶1，甚至等于或小于2∶1。

该方法优选地用于驱动面内无源矩阵电泳显示设备。

第一寻址模式可以包括，在持续时间内施加寻址电压以使得电泳粒子运动，其中该电压在所有灰度级的电泳粒子达到它们的期望状态所需的时间的至多一部分时间内被施加。

这样，需要粒子的最大运动的状态可能不会达到，并且这导致对比度的损失。如果显示器利用白色粒子在黑色背景上工作，则这还可以表示亮度的损失。

如上所述，第一图像可以与第二图像具有相同数目的灰度级。

该驱动方案可以根据像素数据向不同的像素施加不同的电压，以便提供灰度级级别。

所有像素的电压可以在要达到它们的期望状态的那些像素所需的时间的一部分时间内被施加。这样，所有像素的驱动状态被修改。该部分可以是常数，以提供像素电压的施加时间的线性缩放。可替换地，该部分可以是取决于图像数据的变量，以提供像素电压的施加时间的非线性缩放。这可以改进第一图像的外观。

例如，非线性缩放可以适合于提供第一图像的灰度级之间的恒定的所察觉的亮度差异。

在可替换配置中，所有像素的电压在与要达到它们的期望状态的那些像素所需的时间一样长的时间直到阈值时间内被施加，以提供亮度封顶(capping)。该方案可以导致一些像素在第一寻址之后达到它们的期望状态。在该至少一个另外的显示器寻址周期期间，只有那些需要与已被写入的图像内容不同的图像内容的行需要被再寻址。

当不同的模式用于构建相同的图像时，在最初的低对比度图像之后，该至少一个另外的显示器寻址周期可以包括：至少一个附加的对比度改善周期，以增加要被寻址到最低一组亮度级的像素的亮度范围；和至少一个附加的图像校正周期，以校正要被寻址到中间一组亮度级的像素中的误差。

每个像素可以被驱动到至多最大对比度级别，但是该方法用于驱动这样的显示设备：其中每个像素包括可以实现比最大对比度级别更大的对比度级别的大量粒子。这表示像素的过填充(与获得显示器被驱动到的最大对比度所需的填充相比)，并且这使得能够增加驱动速度。可以存在5％到15％的过填充。

本发明还提供一种电泳显示设备，包括显示像素的行和列的阵列以及用于控制该显示设备的控制器，其中该控制器适合于实现本发明的方法。

本发明还提供一种用于电泳显示设备的显示控制器，该显示控制器适合于实现本发明的方法。

附图说明

现在将参照附图详细描述本发明的示例，其中：

图1示意地示出了一种已知类型的设备以说明基本技术；

图2以平面图示出了可以应用本发明的另一种已知类型的设备；

图3到5示出了图2的显示设备是如何工作的；

图6示出了图像的对比度和用于产生该图像的线时间之间的关系；

图7到10示出了用于修改显示数据以提供低对比度图像的不同的方案；

图11示出了像素电极布局的另一个示例；

图12示出了与图11类似的另一像素布局是如何被驱动的；

图13示出了对应于图12的设备的图像质量和线时间之间的关系；和

图14示出了本发明的显示设备。

应当注意，这些图是示意性的而并非按照比例绘制。在附图中为了清楚和方便，这些图的一部分的相对尺寸和比例在大小方面被示出为夸大的或减小的。相同的附图标记用于不同的图中以表示相同的层或部件，并且不再重复描述。

具体实施方式

本发明提供一种显示设备和驱动方法，其中，第一显示器寻址周期用来显示具有第一低对比率(contrast ratio)的第一图像，并且至少一个另外的显示器寻址周期显示具有更高对比率的图像。这减小了获得最初的较低质量的输出图像的寻址时间。

在更详细地描述本发明之前，将简要地描述可以应用本发明的显示设备的类型的一个示例。

图1示出了将要用于说明本发明的显示设备2的类型的示例，并且示出了面内切换无源矩阵透射型显示设备的一个电泳显示单元。

该单元由侧壁4包围以限定容纳电泳墨粒子6的单元体积。图1的示例是面内切换透射像素布局，且光照8来自于光源(未示出)并且通过滤色器10。

单元内的粒子位置由电极排列控制，该电极排列包括公共电极12、由列导体驱动的存储电极14和由行导体驱动的栅电极16。可选地，像素可以包括例如位于公共电极和栅电极之间的一个或多个附加的控制电极，以便进一步控制单元中粒子的运动。

电极12、14和16上的相对电压确定粒子在静电力的作用下是移动到存储电极14还是驱动电极12。

存储电极14(也被称为集电器)通过遮光罩18限定粒子被隐藏不可见的区域。当粒子在存储电极14上时，像素处于光透射状态，以使得光照8传给显示器相对侧上的观看者，并且像素孔径由光透射开口相对于总的像素尺寸的大小定义。可选地，显示器可以是反射型设备，其中光源被反射表面代替。

在复位阶段，粒子聚集在存储电极14处。显示器的寻址包括将粒子向电极12驱动以使得它们散布在像素观看区域内。

图1示出了具有三个电极的像素，并且栅电极16使得能够使用无源矩阵寻址方案来独立控制每个像素。

图2到5用来更详细地说明稍微不同的三电极像素的操作并且以平面图示出了像素布局。

在图2中，第一列电极20连接到公共储存(reservoir)电极22。列电极20包括突出物23。第二列电极(数据电极)24连接到像素电极26，并且栅/选择电极28在行方向上延伸。每个像素再次存在三个电极。在此示例中，存储电极23被布置为公共电极，并且像素电极26耦合到数据列。

像素电极用来将粒子移动到像素的可见部分中，并且在图2中，像素电极26被示出为占据大部分的像素区域。每个像素区域在图2中被示出为区域30，并且不同的像素区域可以在物理上彼此分开。储存电极20、22、23用来将粒子横向移动到像素的隐藏部分。栅电极28用来在除了被选线之外的其它所有线中阻止粒子从储存部分移动到像素的可见部分中，并且因而实现像素的逐行操作。

栅电极28工作以中断储存电极和像素电极之间的电场，从而使像素电极上的驱动电压仅仅使得被选行的粒子运动，对于该被选行，电场未被中断。

作为无源寻址方案的结果，需要栅电极28，并且需要栅电极28向被选行提供与非被选行不同的条件。

图3到5示出了电压可以怎样被施加于图2的像素设计的三个电极上的一个示例，并且示出了带电粒子如何移动。为了说明，左列的像素将被“写”，其意指粒子将被移动到像素电极，而右列的像素将被“不写”，其意指粒子将停留在电极23附近的储存器中。

为了说明，假定粒子具有负电荷，并且公共储存电极具有0V的参考电压用于正常寻址。

图3的第一步骤是执行全局复位阶段。这可以通过在储存电极23上提供示出为(+V)的高电压而在其它电极上提供0V来实现。

然后在此示例中，所有的栅电极被设置为负电压(-V)，并且储存电极返回到0V的参考电压。这阻止粒子从储存器23移动到像素电极，并且对于粒子移动出储存器建立了屏障。

为了执行像素的逐线寻址，被选线的栅电极28的电压被设置为较小的负电压，例如0V。图4示出了顶行的寻址，并且图5示出了底行的寻址。当一条线被选中时，那些具有正电压的像素电极使得粒子移动到像素中，同时那些具有0V的像素电极电压的像素不被填充，如从图4可以看出的。因而，要被写的像素的数据线(其连接到像素电极26)被提供正电压(V)。

从图4还可以看出，非被选行的栅电极28阻止粒子的任何运动，甚至对于具有正的写电压的数据列。换句话说，图4的左下像素还未被写，因为该行没有被选中，并且栅电极28充当了阻止粒子远离电极23运动的屏障。

在像素填充完成后，栅电极回到负电压，如果需要的话，下一线被选中并且下一线的像素被填充。这在图5中示出。

附加的阶段可以被用于该驱动方案中，例如在将数据写到像素中之前的振动脉冲。然而，更新时间是由图4和5所示的寻址阶段控制的，在该更新时间期间，粒子被有选择地从存储电极移动到像素电极。该寻址时间与存在于显示器中的线的数目成比例。因此缩短线时间(line time)可以对显示器的更新速度具有显著的影响。

本发明提供一种提供了局部填充的驱动方法。具体来说，如果使用较短的寻址时间，则粒子将不会从公共电极23完全转移到像素电极26。本发明认识到，部分转移可以被控制，以使得能够形成低对比度但是保持灰度级细节的初始图像。具体来说，高速更新可以给出比最终显示状态更低的对比度，但是维持在最亮的和最暗的像素状态之间的至少一个中间灰度级状态。

图6示出了对比度调制相对于线时间的曲线图，用于示出降低线时间如何广泛地影响显示的图像的对比度。

线60示出了对比率高达9∶1的标准填充率。线62示出了具有多出10％的粒子的显示器的响应。像素的这种过填充(overfilling)给出了可以实现比显示器事实上被驱动到的最大对比度更大的对比度的许多粒子，并且图6示出了该过填充如何使得寻址显示器的时间减少。

对比度调制被定义为(Lwhite-Lblack)/(Lwhite+Lblack)，其中Lwhite和Lblack是白色和黑色状态的亮度值。绘制了对比度调制，因为对比度调制与对比率相比是对所观察到的对比度的更好近似。

线60示出了标准单元的行为，其中粒子浓度被优化用于9∶1的对比度。X轴上的时间标是任意的，但是所示的示例在大约160秒时达到8∶1的对比度。垂直虚线指示达到8∶1(对比度调制＝0.778)和4∶1(对比度调制＝0.6)的对比度的时间。

所计算的行为被示出为假定填充速度是留在公共电极上的粒子量的函数，这给出了指数行为。此外，亮度是填充量的指数型递减函数。

最后，考虑10秒的时间滞后，因为在第一粒子越过栅电极之前需要花费一些时间。这可以被看作是在时间轴上对比度开始变化的点。

线62示出了对于在悬浮液中具有多出10％的粒子的单元来说，相对于时间的对比度。这使得线时间是达到8∶1的对比度的正常时间的大约2.5分之一。

本发明基于下面的认识：即，对于第一图像，较低的对比度足够了。例如，对于第一帧，4∶1的对比度(0.6的对比度调制)可以被认为是足够的。在这种情况下，对于过填充的粒子单元，需要的时间变成43秒，或者对于标准单元，需要的时间变成60秒。对于过填充情况，这给出了3.7倍的速度提高，对于标准情况，给出了2.7倍的速度提高。

4∶1的对比率表示例如足够用于在电子纸应用中的报纸印刷的可读图像。根据应用，该比率可以更低，例如2∶1。在后续的帧中，更多的粒子可以被驱动到像素的观看部分中以改进对比率。

当然，通过进一步降低初始图像的对比度，例如降低到0.4或者更低的对比度调制，可以实现进一步的时间减少。

有许多方式可以在较短的时间内产生降低的对比度的图像。

在面内电泳显示器中基本上有两种方式产生灰度级。一种是对于固定的电压电平改变寻址阶段期间的数据脉冲宽度，另一种是改变数据电压电平。

A.电压电平变化

如果数据电压电平变化被用作产生灰度级的方式，以使得不同的像素被不同的电压驱动，则用较短的线时间驱动显示器但是保持电压相同将导致较低的对比率。所有期望的最终灰度级将不同于在最终帧之后的灰度级，并且第一帧表示依据像素填充量的基本上为最终图像的缩放版本(scaled version)的图像。

在图7中示意地示出改变驱动信号的方式，图7示出了相等的持续时间但是不同高度的电压脉冲70。这些脉冲沿着时间轴被压缩。

然而所施加的电压可以以比简单缩放更复杂的方式变化，并且这可能是所期望的，以带来更接近于其最终值的更亮的灰度级。根据图像内容，这将产生比保持电压相同更令人愉快的画面。

图8示出了一个这样的示例，其中较亮的像素最初没有移动的粒子，以改善对比度。

在这种情况下，对于任何选定的线时间，调整特定电压的方式将取决于灰度级，并且为此，映射必须考虑特定的灰度级和选定的线时间，以使得可以基于可用的线时间和期望的灰度级来确定期望的电压。

B.脉冲宽度(pulse length)变化

如果数据脉冲宽度变化被用作产生灰度级的方式，则对于每个选定的线时间，存在从初始脉冲宽度到最终脉冲宽度的单一映射曲线。

在这种情况下，可以以不同的方式来完成以较短的线时间来驱动显示器：

(i)所有的数据脉冲宽度可以被线性缩放，如图9示意性所示，图9示出了固定的电压脉冲90。这将产生与最终图像相比具有较低对比度和相同数目的灰度级的图像。然而，灰度级之间的L*(所察觉的亮度)的差异将不与最终的帧之后的L*的差异成比例。随着线性电压缩放，第一图像将有效地包括根据像素填充水平的最终图像的缩放版本，并且在后续的帧中，所有线将需要被寻址。

(ii)所有的数据脉冲宽度可以以非线性方式被缩放以实现灰度级之间的恒定的所察觉的亮度L*，正如在最终帧中那样。与最终图像相比，这仍将给出具有较低对比度和相同数目的灰度级的图像。再次，在后续的帧中，所有的线将需要被寻址。灰度级之间所察觉的对比度级别没有线性地缩放，并且这就是为什么实现恒定的所察觉的灰度级梯级的缩放不是简单的线性缩放的原因。

(iii)仅有那些比缩短的线时间更长的数据脉冲被消减到线时间。这在图10中示出。虚线示出了切断时间，在示出的示例中，第一、暗像素的脉冲持续时间被消减，第二、亮像素的脉冲持续时间未被消减，第三像素处于界限上并且因而它的脉冲持续时间未被消减。这表示了光封顶(light capping)功能，特别是，其将会比阈值更暗的像素封顶至该阈值。与最终图像相比，这产生具有较低数目的灰度级的图像。此方案的优点是，在后续的帧中，只有包含具有最低灰度级的像素(其将是最暗的并且在第一帧中被消减)的线需要被寻址。

还有许多选择来在多个帧中构建图像，不管第一图像被准备的方式如何。

在一个示例中，首先准备低对比度图像，其具有与产生令人愉快的图像所需要的灰度级一样多的灰度级。线时间短以给出快速的更新。

在下一更新中，通过降低具有最低灰度级的像素的亮度来改善对比度。对于此更新，不是所有的线都需要被寻址，这导致相对快速的对比度改善。

最后，可以校正中灰度像素中的误差，并且再次，不是所有线都需要被寻址。

在第一步骤中，可以通过改变数据脉冲的脉冲宽度和/或电压来实现构建帧的这种方式。三个步骤的每一个可以包括多寻址。

也可以混合不同的步骤。例如，显示器的某些部分仅仅需要对比度改善寻址步骤，并且包含非常少的灰度级，但是图像的另一部分可能具有大量灰度级并且通过在最初的低对比度寻址之后以及在对比度改善步骤之前应用灰度级校正步骤来被最大地改善。

确切的应用的方案可以取决于图像内容，并且对于面板的每一个单线有可能不同，并且可以在处理许多显示器的图像的中央计算机中脱机计算。

对于具有过填充(例如像素需要10％的额外粒子以能够实现期望的对比度级别，如上所述)的显示器来说，有可能实现比填充标准量的显示器更大的最终对比度，但是可能不必每次都将面板驱动到最大对比度。

以上已经结合简单的三电极像素设计描述了本发明。然而，应当理解，本发明可以被用于许多像素设计。

例如，更复杂的像素电极设计是可能的，并且图11是一个示例。

如图11所示，每个像素110具有四个电极。这些电极中的两个用于以行选择线电极111和写列电极112的形式唯一地识别每个像素。另外，存在暂时存储电极114和像素电极116。

在此设计中，像素被再次设计为提供粒子在控制电极111、112附近和像素电极116之间的运动，但是提供中间电极114，其用作暂时存储储存器。这使得逐线寻址期间的转移距离减小，并且可以并行执行从暂时电极114到像素电极116的较大的转移距离。图11将像素区域示出为110。

因而，由于要行进的距离被减小并且由于电场增加而使得粒子速度增加，寻址周期可以由此更快速地进行。

其他电极设计和驱动方案也是可能的。图12用来说明类似于图11的电极布局的操作。存在集电器电极120、栅电极122和两个像素电极124、126。这些电极中的第一电极124可以被认为是暂时存储电极，如参照图11所述的。

图像的右列示出了用于其粒子被驱动到观看区域中的像素的电压序列，而图像的左列示出了用于其粒子保持在集电器区域中的像素的电压序列。

首先，在复位阶段，对于所有像素，同时将粒子(被假定为带正电)全部拉到集电器电极120处。

然后，每次一行，与不被选择的行相比，通过降低栅电压来选择每一行。在示出的示例中，被选行(″选择″)具有0V的栅电压，而非被选行(″非选择″)具有+20V的栅电压。不要被写的像素具有-10V的集电器电压，而要被写的像素具有+10V的集电器电压。如示意地所示，仅仅要被写且在被选行中的像素具有向充当暂时存储电极的第一像素电极124的粒子运动。也可以将第二像素电极126的电压设置为低于第一像素电极的电压，在这样情况下，粒子还将向着第二像素电极126被输送。

用这种方式寻址整个显示器。

在下面的演变阶段，对于所有的像素，通过使得电压相等，被写到第一像素电极124(或者可替换地第二像素电极126)的粒子同时散布在两个像素电极之间，如示意地示出。

在此示例中，集电器电极是列数据电压线的一部分，并且栅电极是行选择电压线的一部分。取而代之，可以将集电器电极布线为行并且将栅电极布线为列。在典型的电子货架标签中，(垂直的)列的数目远大于(水平的)行，因此，如果列用于数据并且行用于选择的话，则总的更新时间是最低的。

上述的本发明的实施例提供低对比度的初始图像。这可以被用作上述电子标签应用的草图预览模式，从而允许预览降低的质量的图像。这可以导致更新时间的10倍的减少，同时图像对比度对于可读性而言仍然是足够的(例如，2∶1的对比率)。

对于初始的低对比度模式获得的时间的减少可以成比例地大于对比度的损失。这是基于如下理解：粒子转移和眼睛特性这二者都是高度非线性的。例如，利用仅仅10％的线时间，大约25％的粒子可以被输运，产生最大可实现对比度的40％的所察觉的对比度(L*)。

该线时间和所得图像质量之间的关系是高度非线性的，如图13所示，其表示图像质量和线时间之间的关系。

实验结果显示，线时间减少为十分之一(例如从10s到1s)，则产生对比度从7∶1降至2∶1的损失。这是比所预期的更小的损失，并且对应于所有粒子中大约25％的输运，如上所述。另外，对于观察者，2∶1对比度对于检查图像而言是足够好的。实际上，将光学对比度表示为亮状态和暗状态的亮度比不能精确地反映人眼察觉的图像的质量如何。如上所述将亮度值以L*值表示是更好的，那么由此，对于观看者的2∶1的对比度被察觉为7∶1的对比度的范围的40％。

现在将更详细地论述本发明在电子标签中的应用。对于典型的电子货架标签，显示器的宽度将远比高度长，以匹配货架的形状。对于无源矩阵寻址，最可行的是将(选择)行定位为沿着最大的尺寸延伸，并且(数据)列沿着最短的尺寸延伸。则具有100cm×3cm尺寸的典型的电子货架标签能够包含3000列和100行。

于是，较低对比度的初始图像可以是检查图像，这允许用户核对信息内容，而不需要最高质量的图像。后续的全质量图像不一定需要在之后被立即提供，并且在本发明的第一显示器寻址模式和至少一个另外的显示器寻址模式之间可以存在延迟。例如，对比度高的图像可以是次日，并且可以是与低对比度模式中所用的图像不同的图像。

上述的示例使用栅电极来实现像素的独立寻址。已知的是无源矩阵方案可以使用阈值电压响应来使得一行像素的寻址不影响已被寻址的其它行。在这种情况下，行和列电压的组合使得仅仅在正被寻址的像素处超过阈值，而所有其他像素可以被保持在它们的先前状态下。本发明还可以被用于使用阈值响应作为无源矩阵寻址方案的一部分的显示设备。这可以代替如上所述的栅电极的使用，或者也使用如上所述的栅电极。

本发明最有利于无源矩阵显示器以及面内切换显示技术。

图14示意地示出了，本发明的显示器160可以被实现为显示面板162，该显示面板162具有像素阵列、行驱动器164、列驱动器166和控制器168。控制器实现本发明的驱动方案，并且在一个示例中，可以根据第一寻址周期的目标线时间来实现不同的驱动方案。

本发明可以被用于许多其他像素布局，并且不局限于电泳显示器或者无源矩阵显示器。本发明对无源矩阵显示器尤为关注，因为这些显示器具有长的寻址时间，但是对于有源矩阵显示器，也可以获得益处。

所显示的第一图像是低对比度的图像，但是其保持灰度级值。灰度级的数目将取决于所选择的方案，但是将典型地是最终图像中的数目的至少一半。

本发明可以被用于许多不同的应用，包括描述的电子标签示例，但是更一般地被用于期望增大驱动速度的任何应用。

术语″行″在本文中在某种程度上是任意的，并且不应当被理解为限于水平方向。取而代之，逐行寻址简单地指逐线寻址序列。行可以在显示器的上下或者左右延伸，并且是可以被并行寻址的像素的线。

虽然在附图和前面的描述中示出并且详细描述了本发明，但是这样的示出和描述将被认为是说明性的或者示范性的而非限制性的；本发明不限于公开的实施例。在实践所要求保护的发明时，根据对附图、公开和所附权利要求的研究，本领域技术人员可以理解和实现对所公开的实施例的改变。在权利要求中，词″包括″不排除其他元件，不定冠词“a”或“an”不排除多个。在相互不同的从属权利要求中叙述某些措施，这个起码的事实不表示这些措施的组合不能被有利地使用。权利要求中任何附图标记不应当被理解为限制本发明的范围。

Claims (23)

1.一种驱动显示设备的方法，所述显示设备包括显示像素的行和列的阵列，每个像素包括被移动以控制像素的显示状态的粒子(6)，所述方法包括：在第一模式中，以行依次寻址所述显示器，并且其中，第一图像被显示为具有所述第一模式中可能的最亮和最暗像素之间的第一对比率，并具有最亮的像素输出状态、最暗的像素输出状态和多个中间灰度级输出状态；以及在第二模式中，以行依次寻址所述显示器，并且其中，第二图像被显示为具有所述第二模式中可能的最亮和最暗像素之间的第二对比率，所述第二对比率大于所述第一对比率，

其中所述第一模式包括，在持续时间内施加寻址电压以引起电泳粒子的运动，其中所述电压在所有灰度级的电泳粒子达到它们的期望状态所需的时间的至多一定份额的时间内被施加，

其中所述第一和第二模式中的每一个包括：第一驱动阶段，在所述第一驱动阶段中逐行将粒子从集电器电极驱动到暂时存储电极；和第二驱动阶段，在所述第二驱动阶段中，并行地将整个显示器的粒子从所述暂时存储电极移动到观看区域。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述第一模式包括第一显示器寻址周期，而所述第二模式包括至少一个另外的显示器寻址周期。

3.如权利要求2所述的方法，其中所述第一显示器寻址周期和所述至少一个另外的寻址周期用于显示相同的图像内容。

4.如权利要求2或3所述的方法，其中最终的显示器寻址周期显示具有最大数目的灰度级的图像。

5.如权利要求1所述的方法，其中所述第一和第二模式用于显示不同的图像内容。

6.如权利要求1-3中任一权利要求所述的方法，其中所述第一对比率等于或小于4∶1。

7.如权利要求6所述的方法，其中所述第一对比率等于或小于2∶1。

8.如权利要求1-3中任一权利要求所述的方法，用于驱动无源矩阵电泳显示设备。

9.如权利要求1到3中任一权利要求所述的方法，用于驱动有源矩阵电泳显示设备。

10.如权利要求1-3中任一权利要求所述的方法，用于驱动面内切换电泳显示设备。

11.如权利要求1所述的方法，其中所述第一图像具有与所述第二图像相同数目的灰度级。

12.如权利要求1所述的方法，其中根据像素数据，不同的电压被施加到不同的像素。

13.如权利要求1所述的方法，其中所有像素的电压在要达到它们的期望状态的那些像素所需的时间的一定份额的时间内被施加。

14.如权利要求13所述的方法，其中所述份额是常数，以提供像素电压的施加时间的线性缩放。

15.如权利要求13所述的方法，其中所述份额是取决于图像数据的变量，以提供像素电压的施加时间的非线性缩放。

16.如权利要求15所述的方法，其中非线性缩放适合于提供第一图像的灰度级之间的恒定的所察觉的亮度差异。

17.如权利要求1所述的方法，其中所有像素的电压在与要达到它们的期望状态的那些像素所需的时间一样长的时间直到阈值时间内被施加，以提供亮度封顶。

18.如权利要求1-3中任一权利要求所述的方法，其中在第二模式期间，只有需要与已被写入的图像内容不同的图像内容的行被再寻址。

19.如权利要求1-3中任一权利要求所述的方法，其中所述第二模式包括：至少一个附加的对比度改善周期，以增加要被寻址到最低一组亮度级的像素的亮度范围；和至少一个附加的图像校正周期，以校正要被寻址到中间一组亮度级的像素中的误差。

20.如权利要求1-3中任一权利要求所述的方法，其中每个像素被驱动到最大对比度级别，并且其中，所述方法用于驱动显示设备，在所述显示设备中，每个像素包括能够实现比所述最大对比度级别更大的对比度级别的大量粒子。

21.如权利要求20所述的方法，其中粒子的数目比能够实现所述最大对比度级别所需的多出5％到15％。

22.一种电泳显示设备，包括显示像素的行和列的阵列(162)，以及用于控制所述显示设备的控制器(168)，其中所述控制器适合于实现如权利要求1至21中任一权利要求所述的方法。

23.如权利要求22所述的设备，其中每个像素适合于被驱动到最大对比度级别，并且其中，每个像素包括能够实现比所述最大对比度级别更大的对比度级别的大量粒子(6)。

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