CN101762921A

CN101762921A - 显示器的检测方法及其系统

Info

Publication number: CN101762921A
Application number: CN200810187832A
Authority: CN
Inventors: 蔡琇如; 叶欣达; 程郁娟; 于学玲
Original assignee: Industrial Technology Research Institute ITRI
Current assignee: Industrial Technology Research Institute ITRI
Priority date: 2008-12-23
Filing date: 2008-12-23
Publication date: 2010-06-30
Anticipated expiration: 2028-12-23
Also published as: CN101762921B

Abstract

本发明揭示一种显示器的检测方法及其系统，方法包含以下步骤：取得一残影指标的临界值，显示至少一个子画面于该电子纸显示器，依据该子画面的光学状态进行反射率的测量以及检查该反射率是否大于该残影指标的临界值。

Description

显示器的检测方法及其系统

技术领域

本发明涉及一种显示器的检测方法及其系统，尤指一种电子纸显示器所产生的残影现象(ghost image)的检测方法及其系统。

背景技术

近年来，随着显示科技的进步，新的显示介质材料不停地被开发应用。有别于目前主流的液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)等平面显示器(Flat Panel Display，FPD)，电子纸(E-paper)具备″类纸(Paper-like)″的优点，其材质轻薄、具有可弯曲性且易于携带。电子纸显示器包含电泳式显示器，其显示画面的光学特性是通过显示介质中微胶囊(Microcapsule)内带电的黑色与白色粒子所在的位置所决定。电泳式显示器为反射式的显示器，它反射了外在环境光源而无需内建背光源(Backlight)。此外，电泳式显示器具有双稳态(Bistable)特性，其于电源关闭后仍能保留原有显示影像，只有在需要更新画面时才需要使用电力，因此可减少耗电。另一方面，电泳式显示器不需要偏光片，所以能保持高的反射率，且在阅读时几乎无视角的限制。

然而，电子纸显示器虽有上述优点，残影现象影响了显示画面的影像品质，其使得使用者产生阅读上的不舒适感或是造成资讯显示的谬误。由于电子纸显示器中粒子的光学状态，亦即，灰阶的变化，是通过施加一电信号至两端的电极板，藉以驱动带电粒子的移动。因此，带电粒子基于该电信号而位移的相对位置决定了灰阶亮暗的程度。残影现象形成的原因是由于无法准确地预测该电信号的大小，使得设定灰阶和实际灰阶有所误差。一般而言，设定灰阶和实际灰阶的关系取决于许多因素，例如电信号与带电粒子移动的距离并非呈线性关系，或者亮度衰减的速度会随时间而变化，又或者各种作用力的影响，例如温度变化、粒子间的库仑静电力、重力等，亦会造成带电粒子的移动而使得亮度下降，进而产生显示画面残影的现象。

美国专利公开案US 2007/0164982揭示一种不受不同的初始光学状况的影响而可达到均匀影像稳定度的电泳式显示器。参照图1，曲线100、110、120及130分别表示从一黑色、深灰、浅灰及白色初始状态到达白色光学状态后，其亮度随时间的变化。举例来说，在t＝200秒时，从一黑色初始状态到达白色状态的亮度(曲线130)会低于从一深灰色初始状态到达白色状态的亮度(曲线120)，而后者又低于从一浅灰色初始状态到达白色状态的亮度(曲线110)。此一亮度衰减率的差异产生了残影现象，因此，为了得到共同的亮度衰减特征，每一个别电压波形会新增至少一个重新定址脉冲(re-addressing pulse)，藉以达到影像保持效果。

由于残影现象是电子纸显示器中影响显示品质的重要因素，因此随着电子纸显示器制造方法的改进以及不同的驱动机制下，需要有相对应的残影检测方法。目前残影的判断机制仰赖品管人员逐一检视每片面板的影像品质，该方法容易因为品管人员的认知标准不同，造成对于良品和不良品的判断流于主观，进而影响检验品质的一致性与稳定性。此外，该检测方法实质上相当耗费时间及人工成本，因此，有必要提供一种适用于电子纸显示器的残影检测方法及残影检测系统，藉以订出可量化的检测方法及系统以期符合市场的需求。

发明内容

本发明揭示一种电子纸显示器所产生的残影现象的检测方法及其系统。

本发明的电子纸显示器的残影检测方法的一个实施例，包含以下步骤：取得一残影指标的临界值，显示至少一个子画面于该电子纸显示器，依据该子画面的光学状态进行反射率的测量，以及检查该反射率是否大于该残影指标的临界值。

本发明的电子纸显示器的残影检测系统的一个实施例，包含一载具、一反射率测量装置和一处理装置。该载具被建构以承载一电子纸显示器，其可显示一测试图样以及至少一个子画面，且该测试图样具有多个光学状态。该反射率测量装置耦接于该载具且被建构以测量该测试图样及该些子画面的反射率。该处理装置耦接于该反射率测量装置且被建构以检查该反射率是否大于该残影指标的临界值。

上文已经概略地叙述本发明的技术特征及优点，从而使下文的本发明详细描述得以获得较佳了解。构成本发明的申请专利范围标的的其它技术特征及优点将描述于下文。本发明所属技术领域中具有通常知识者应可了解，下文揭示的概念与特定实施例可作为基础而相当轻易地予以修改或设计其它结构或制造方法而实现与本发明相同的目的。本发明所属技术领域中技术人员应可了解，这类等效的建构并无法脱离申请专利范围所提出的本发明的精神和范围。

附图说明

图1显示不同初始光学状态到达白色光学状态后，亮度随时间变化的波形图；

图2A、2B及2C显示本发明的电子纸显示器残影的检测方法的流程图；

图3说明该残影指标临界值取得的流程；

图4说明该电子纸显示器分割为十六个子画面；以及

图5显示本发明的电子纸显示器的残影检测系统。

主要元件符号说明

100 曲线 110 曲线

120 曲线 130 曲线

30 背景画面 31～33 测试图样

40 显示画面 401 子画面

41 显示画面 411 子画面

50 载具 51 反射率测量装置

52 积分球 521 第一开口

522 第二开口 523 第三开口

53～53′ 光检测器 54 光源

55 信号转换装置 56 处理装置

57 电子纸显示器

具体实施方式

图2A显示本发明的电子纸显示器残影的检测方法的流程图的一个实施例，包含：取得一残影指标的临界值(步骤S21)，显示至少一个子画面于该电子纸显示器(步骤S22)，依据该子画面的光学状态进行反射率的测量(步骤S23)，以及检查该反射率是否大于该残影指标的临界值(threshold value)(步骤S24)。图2B显示步骤S21的一个实施例，其包含：显示一测试图样以及一背景画面于该电子纸显示器(步骤S211)，设定该测试图样以及该背景画面的初始光学状态(步骤S212)，渐序变化该测试图样的光学状态(步骤S213)，以及通过至少一个观察者决定该残影指标的临界值(步骤S214)。在步骤S211中，该测试图样可以为一具有转角的图样，例如英文字母，多边形，或者如图4所示的十字形图样，以方便观察者进行辨识。另外，在本实施例中，带电粒子为黑色及白色粒子，故初始光学状态计有黑色、深灰色、浅灰色及白色四种。在其他实施例中，带电粒子为不同颜色的粒子，或者有其他中间状态。

现以图3说明该残影指标临界值取得的流程的一个实施例。首先设定该测试图样为一十字形图样(步骤S211)。接着，设定该背景画面30及该测试图样的起始光学状态皆为白色(步骤S212)。然后，该背景画面30的光学状态保持不变而将该测试图样由白色状态渐序变化至浅灰色状态(步骤S213，31→32→33)。在步骤S213中，粒子光学状态的渐序变化可以通过调整一连接至两端电极板的电信号，例如逐渐增加其脉冲周期的比例或是振幅，来达成光学状态的转换。此外，在光学状态渐序变化的过程中，会由至少一个观察者进行视觉检测以确认是否能区别该测试图样与该背景画面。当观察者视觉观察可识别该测试图样时，测量该测试图样的反射率，其即为光学状态由浅灰色转换至白色的残影指标的临界参考值，在此以R(浅灰至白)表示。接着，将该些临界参考值汇总并平均以取得该残影指标的临界值，并以R_avg(浅灰至白)表示(步骤S214)。带电粒子的光学状态转换计有：白色变成浅灰色，其临界值以R_avg(白至浅灰)表示；白色变成深灰色，其临界值以R_avg(白至深灰)表示；白色变成黑色，其临界值以R_avg(白至黑)表示；浅灰色变成白色，其临界值以R_avg(浅灰至白)表示；浅灰色变成深灰色，其临界值以R_avg(浅灰至深灰)表示；浅灰色变成黑色，其临界值以R_avg(浅灰至黑)表示；深灰色变成白色，其临界值以R_avg(深灰至白)表示；深灰色变成浅灰色，其临界值以R_avg(深灰至浅灰)表示；深灰色变成黑色，其临界值以R_avg(深灰至黑)表示；黑色变成白色，其临界值以R_avg(黑至白)表示；黑色变成浅灰色，其临界值以R_avg(黑至浅灰)表示；及黑色变成深灰色，其临界值以R_avg(黑至深灰)表示。

在步骤S22中，该电子纸显示器可以显示至少一个子画面以缩短检测的时间。参照图4，该电子纸显示器分割为十六个子画面，以显示不同的光学状态。图2C显示步骤S23的一个实施例，其包含：设定该子画面的初始光学状态(步骤S231)，保持该初始光学状态T₁时间(步骤S232)，切换该初始光学状态至下一光学状态(步骤S233)以及测量该子画面的反射率(步骤S234)。在步骤S232中，T₁时间的选择是基于EPD应用在不同的场合时其画面更新的频率。举例而言，EPD使用在电子书上，画面更新频率约为数分钟一次，而EPD使用在卖场或展览会场上，其画面更新频率约为数小时一次。如前所述，EPD显示画面上亮度衰减的速度会随时间而变化，因此保持时间T₁是依据EPD使用的场合而加以调整，以确保灰阶的稳定度。参照图4，显示画面40中的子画面401的初始光学状态为深灰色，在保持时间T₁后切换至下一光学状态浅灰色，并即时测量此时该子画面411的反射率，藉以判断时间T₁后该反射率是否大于前述残影指标的临界值R_avg(深灰至浅灰)。R_avg(黑至白)、R_avg(黑至浅灰)、R_avg(黑至深灰)、R_avg(深灰至白)、R_avg(深灰至浅灰)和R_avg(浅灰至白)是个别对应于相对深色光学状态转换至相对浅色光学状态的残影指标的临界值，因此当该反射率大于前述该些临界值时，该电子纸显示器为合格品；反之，则该电子纸显示器为不良品。R_avg(白至黑)、R_avg(浅灰至黑)、R_avg(深灰至黑)、R_avg(白至浅灰)、R_avg(浅灰至深灰)和R_avg(白至深灰)是个别对应于相对浅色光学状态转换至相对深色光学状态的残影指标的临界值，因此当该反射率小于前述该些临界值时，该电子纸显示器为合格品；反之，则该电子纸显示器为不良品。

在依据本发明的电子纸显示器残影检测方法的另一实施例中，为了确保EPD显示画面上亮度衰减的速度在即时和一段时间后皆不会产生残影现象，因此，步骤S233之后可以保持显示画面于该下一光学状态T₂时间，再进行测量步骤(步骤S224)。T₂时间的选择是基于EPD应用在不同的场合时其画面更新的频率而调整。

图5显示本发明的电子纸显示器的残影检测系统。该残影检测系统包括一载具50、一反射率测量装置51和一处理装置56。该载具50用以固定一电子纸显示器57，该电子纸显示器57被建构以用于显示一测试图样以及至少一个子画面，其中该测试图样具有多个光学状态，该些多个光学状态是由相对深色光学状态渐序变化至相对浅色光学状态，或者由相对浅色光学状态渐序变化至相对深色光学状态。该测试图样可以为一具有转角的图样，例如英文字母，多边形，或者如图4所示的十字形图样。此外，该些子画面在保持时间T₁后可以切换至下一子画面，该保持时间T₁的选择是基于EPD应用在不同的场合时其画面更新的频率。

参照图5，该反射率测量装置51包括一积分球52、一光检测器53、一光源54以及一信号转换装置55。该积分球52具有一第一开口521、一第二开口522以及一第三开口523。该第二开口522紧贴于该电子纸显示器57的表面上。该第一开口521将光源54的光线导入积分球52中，并且通过第二开口522照射于电子纸显示器57的表面上而产生反射光。接着由电子纸显示器57所反射的光线经由第三开口523传递至该光检测器53。上述检测器53被建构以用于将上述光信号转换为电信号，接着将该电信号以该信号转换装置55，例如一微电流表读出，再传递该信号至处理装置56中进行数据分析，藉以得到该电子纸显示器57显示画面的反射率。此外，该光检测器53可以移动θ角度以模拟使用者依不同视角观察该显示画面的情况。该处理装置56被建构以用于接收前述残影指标的临界值与该切换后的子画面的反射率并进行比较，藉以判断该电子纸显示器为合格品或为不良品。在另一实施例中，该切换后的子画面可以于保持时间T₂后，进行反射率的测量，再输入处理装置56与前述残影指标的临界值进行比较。该保持时间T₂的选择是基于EPD应用在不同的场合时其画面更新的频率。

在本发明的另一实施例中，反射率的测量方式可以使用一影像撷取装置，例如一CCD感测装置或是一CMOS感测装置，来撷取该显示画面，其中该显示画面具有多个像素。接着，使用一影像处理装置，例如一处理装置，计算出对应该多个像素的灰阶值的反射率。本发明的电子纸显示器，其中该电子纸显示器可为一电泳式显示器。

本发明的技术内容及技术特点揭示如上，然而本领域技术人员仍可能基于本发明的教示及揭示而作种种不背离本发明精神的替换及修饰。因此，本发明的保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包含各种不背离本发明的替换及修饰，并为申请专利范围所涵盖。

Claims

1.一种电子纸显示器的残影检测方法，包含以下步骤：

取得一残影指标的临界值；

显示至少一个子画面于该电子纸显示器；

依据该子画面的光学状态进行反射率的测量；以及

检查该反射率是否大于该残影指标的临界值。

2.根据权利要求1的电子纸显示器的残影检测方法，其中该光学状态为黑色、深灰色、浅灰色及白色。

3.根据权利要求1的电子纸显示器的残影检测方法，其中该光学状态为彩色及其他中间光学状态。

4.根据权利要求1的电子纸显示器的残影检测方法，其中该测试图样为一具有转角的图样。

5.根据权利要求1的电子纸显示器的残影检测方法，其中该电子纸显示器显示十六个子画面。

6.根据权利要求1的电子纸显示器的残影检测方法，其中该电子纸显示器为一电泳式显示器。

7.根据权利要求1的电子纸显示器的残影检测方法，其中取得一残影指标的临界值的步骤包含以下步骤：

显示一测试图样以及一背景画面于该电子纸显示器；

设定该测试图样以及该背景画面的初始光学状态；

渐序变化该测试图样的光学状态；以及

通过至少一个观察者决定该残影指标的临界值。

8.根据权利要求7的电子纸显示器的残影检测方法，其中当该光学状态由一相对浅色状态渐序变化至一相对深色状态时，检查该反射率是否小于前述残影指标的临界值。

9.根据权利要求7的电子纸显示器的残影检测方法，其中当该光学状态由一相对深色状态渐序变化至一相对浅色状态时，检查该反射率是否超过前述残影指标的临界值。

10.根据权利要求7的电子纸显示器的残影检测方法，其中该光学状态的渐序变化可以通过调整连接至两端电极板的电信号来达到。

11.根据权利要求10的电子纸显示器的残影检测方法，其中该电信号的调整基于其脉冲周期时间的大小。

12.根据权利要求10的电子纸显示器的残影检测方法，其中该电信号的调整基于其振幅的大小。

13.根据权利要求7的电子纸显示器的残影检测方法，其中该残影指标的临界值为一汇总由至少一个观察者决定的临界参考值后的平均值。

14.根据权利要求1的电子纸显示器的残影检测方法，其中依据该子画面的光学状态进行反射率的测量的步骤包含以下步骤：

设定该子画面的初始光学状态；

在第一时间内保持该初始光学状态；

切换该初始光学状态至下一光学状态；以及

测量该子画面的反射率。

15.根据权利要求14的电子纸显示器的残影检测方法，其中该第一时间的选择基于该电子纸显示器应用在不同场合时其画面更新的频率。

16.根据权利要求14的电子纸显示器的残影检测方法，其中更包含在切换该初始光学状态至下一光学状态的步骤后，在第二时间内保持该下一光学状态。

17.根据权利要求16的电子纸显示器的残影检测方法，其中该第二时间的选择基于该电子纸显示器应用在不同场合时其画面更新的频率。

18.一种电子纸显示器的残影检测系统，包含：

一载具，被建构以承载一电子纸显示器，其中该电子纸显示器可显示一测试图样以及至少一个子画面，且该测试图样具有多个光学状态；

一反射率测量装置，耦接于该载具，该反射率测量装置被建构以测量该测试图样及该些子画面的反射率；以及

一处理装置，耦接于该反射率测量装置，该处理装置被建构以检查该反射率是否大于该残影指标的临界值。

19.根据权利要求18的电子纸显示器的残影检测系统，其中该电子纸显示器为一电泳式显示器。

20.根据权利要求18的电子纸显示器的残影检测系统，其中该些子画面基于一第三时间而加以切换，且该些子画面的反射率的测量依据切换后的子画面的光学状态。

21.根据权利要求18的电子纸显示器的残影检测系统，其中该些子画面基于一第三时间而加以切换，该些切换后的子画面于一第四时间后进行反射率的测量。

22.根据权利要求18的电子纸显示器的残影检测系统，其中该反射率测量装置包括一积分球、一光检测器、一光源以及一信号转换装置，其中该积分球具有一第一开口、一第二开口以及一第三开口，该第一开口耦合于该光源，该第二开口耦合于该电子纸显示器，该第三开口耦合于该光检测器，且该信号转换装置耦接至光检测器与该处理装置之间。

23.根据权利要求18的电子纸显示器的残影检测系统，其中该残影指标的临界值是一基于该测试图样的多个光学状态的反射率的汇总平均值。

24.根据权利要求18的电子纸显示器的残影检测系统，其中该测试图样为一具有转角的图样。

25.根据权利要求20的电子纸显示器的残影检测系统，其中该第三时间基于该电子纸显示器应用在不同场合时其画面更新的频率。

26.根据权利要求21的电子纸显示器的残影检测系统，其中该第四时间基于该电子纸显示器应用在不同场合时其画面更新的频率。

27.根据权利要求18的电子纸显示器的残影检测系统，其中该反射率测量装置包括一影像撷取装置以及一影像处理装置。