CN101887695B - 具有迅速绘制模式波形的电泳显示器 - Google Patents

Abstract

一种电泳显示器(10)和系统(12)执行用于激励所述电泳显示器(10)一部分的方法。所述方法涉及接收绘制信息(14)，根据所述绘制信息(14)来确定至少一个绘制模式波形(68)，并且根据所接收的绘制信息(14)和绘制模式波形(68)来寻址所述电泳显示器(10)。

Description

具有迅速绘制模式波形的电泳显示器

本案为分案申请，母案是申请号为200580011076.3的进入国家阶段的PCT申请，其发明名称为“具有迅速绘制模式波形的电泳显示器”，申请日为2005年4月11日。

本发明总体上涉及电泳显示器，尤其涉及以迅速绘制更新模式来激励电泳显示器。

电泳显示介质采用可视的文字或图像形式来存储数字信息。非易失性的电泳显示器通常特征在于在所施加的电场中移动极化或带电粒子并且可以是双稳态的，显示元件具有在诸如颜色的亮度或暗度之类的至少一个光学性质方面不同的第一和第二显示状态。在近来发展的电泳显示器中，在电子墨水中的微囊封粒子已经被有限持续时间的电子脉冲驱动到一个状态或另一个状态之后出现显示状态，并且在激励电压被移除之后所驱动的状态持续。在2000年5月23日出版的Albert等人的美国专利号6,067,185题目为“Process for Creating anEncapsulated Electrophoretic Display”中描述了一种示例性的具有微囊的电泳显示器，所述微囊包含纤维或胶相和液相或者包含两种或多种不能混合的流体。

电泳显示器接收图像数据并且可以通过驱动位于所述显示器前方或后方的有源矩阵来寻址。有源矩阵显示器具有诸如在逐个像素网格上的固定坐标之类的固有寻址方案，以便准确地写入文本和图形。示例性的电泳显示部件包括在一侧具有透明共用电极的电泳墨水层，和具有成行成列布置的像素电极的衬底或底板。把在行和列之间的交叉与在像素电极和部分共用电极之间所形成的图像像素相关联。像素电极连接到晶体管的漏极，所述晶体管的源极与列电极电耦合并且所述晶体管的栅极电连接到行电极。像素电极、晶体管、行电极和列电极的此配置共同形成有源矩阵。列驱动器经由行电极提供行选信号来选择像素行，并且列驱动器经由列电极和晶体管向所选择的像素行提供数据信号。列电极上的数据信号对应于要显示的数据，并且与行选择信号一起形成用于驱动电泳显示器中的一个或多个像素的驱动信号。

电泳墨水(也被称为电子墨水或e-墨水)位于透明共用电极和像素电极之间，并且通常情况下包括具有直径大约在10和50微米的多个微囊。在黑白显示器的一个例子中，每个微囊包括在流体中悬浮的带正电的白色粒子和带负电的黑色粒子。当从像素电极向透明的共用电极施加负的电场时，带负电的黑色粒子移向所述共用电极并且对于观看者像素变暗。同时，带正电的白色粒子移向底板上的像素电极，远离观看者的视线。

在像素电极和共用电极之间施加激励电压持续指定时间段，可以在有源矩阵的单色电泳显示器中产生黑色或白色像素。对于当前技术特有的有源矩阵电泳显示器，以逐帧为基础的脉宽调制例如可以使用具有三个电压电平-15伏、+15伏和0伏的列驱动器。

电泳显示器当与液晶显示器(LCD)相比较时，在亮度和对比度、宽视角、两个或多个光学状态的高稳定性以及低功耗方面有有利属性。另外，由于电泳显示器所要求的刷新速率更低，所以电泳显示器的平均功耗比LCD的平均功耗要低得多。

较低的刷新速率源于电泳材料的双稳定性，其可以在不提供任何电压脉冲的情况下基本上保持显示器上的图像。只在下一图像更新期间才需要电压脉冲。此外，当在下一图像更新期间像素的光学状态没有改变时不需要更新或刷新像素以及伴随的驱动电压，这仍然导致更低的功率消耗。

有源矩阵电泳显示器已经设计成在几种不同的模式中操作，诸如灰度级清晰模式、四级灰度级图像更新模式和单色更新模式。灰度级清晰模式例如在每读取十分钟之后以相对较长更新时间规则地刷新显示器。四级灰度级图像更新模式例如具有大约900毫秒的图像更新时间来实现灰度级图像转变。更快的黑白单色更新模式对于黑色和白色更新来说具有大约400毫秒的最小值。在后一例子中，当只更新单色数据时，如在黑白电子书应用的例子中，才加载单色数据。好处在于单色更新的总计图像更新时间通常大约是用于灰度级更新的更新时间的一半。

双稳态单色电泳显示器技术的最新发展和商业化需要改进的寻址模式，所述改进的寻址模式能够以更平滑的图像更新过程来实现更快速的绘制和打字(typing)模式。当前的单色电泳显示系统需要大约400毫秒来达到完全黑色或白色级别，因而对于活动的绘制或打字应用来说太过缓慢，在绘制或打字应用的情况下更新次数需要接近于100毫秒的速率。例如，每秒十次击键的打字速率更新每个新字母需要100毫秒。诸如触摸屏或键盘之类的输入设备可以控制活动的绘制或打字应用。

绘制和打字应用需要相对较短的显示更新时间，并且绘制和打字的可见性应当几乎是即时的。为了使显示器上的打字或绘制可为观看者在视觉上接受，在单色电泳显示器上绘制或打字的操作更新速率需要增加到最快正常图像更新模的更新速率的几倍，并且提供闪烁减少的、平滑、改进的感知图像更新过程。

因此，需要一种以更短的等待时间来更新电泳显示器的改进的寻址方法和相关系统，以用于诸如绘制或打字之类的更加交互的应用，在这些应用中相对迅速的视觉响应和反馈是必要的。另外，所希望的用于在电泳显示器上更新绘制或键入文本的方法还降低了功耗以及图像更新时间，同时为所显示的绘图或键入文本提供了所需的均匀性、分辨率和精度。

本发明的一个形式是用于激励电泳显示器一部分的方法。接收绘制信息，并且根据所述绘制信息来确定至少一个绘制模式波形。根据绘制信息和绘制模式波形来寻址所述电泳显示器一部分。

本发明的另一形式是一种用于激励电泳显示器一部分的系统，包括位于底板上的电泳像素阵列、用于接收绘制信息的装置、用于根据所述绘制信息来确定至少一个绘制模式波形的装置以及用于根据所述绘制信息和绘制模式波形来寻址所述电泳显示器一部分的装置。

本发明的另一形式是一种电泳显示器，包括位于底板上的电泳像素阵列、行驱动器、列驱动器和电连接到所述行驱动器和列驱动器的控制器。行驱动器电连接到电泳像素阵列的一组行，并且列驱动器电连接到所述电泳像素阵列的一组列。控制器根据绘制信息来确定至少一个绘制模式波形，并且根据所述绘制信息和绘制模式波形来寻址电泳显示器一部分以便把图像写入到所述电泳显示器中的至少一个电泳像素上。

结合附图，根据本优选实施例的下列详细描述，本发明的上述形式以及其它形式、特征和优点将变得更加清楚。详细说明和附图仅仅是本发明的说明而不是限制，本发明的范围由附加权利要求及其等价物来定义。

由附图来图示本发明的各个实施例，其中：

图1示出了依照本发明一个实施例的电泳显示器一部分的说明性剖视图；

图2示出了依照本发明一个实施例用于激励电泳显示器一部分的系统的示意图；

图3图示了依照本发明一个实施例用于电泳显示器的显示更新模式的流程图；

图4图示了依照本发明一个实施例，当接收键盘输入时工作于绘制更新模式的电泳显示器；

图5图示了依照本发明一个实施例，当接收绘制输入时工作于绘制更新模式的电泳显示器的一部分；

图6图示了依照本发明一个实施例，用于激励电泳显示器一部分的驱动波形和绘制模式波形；和

图7示出了依照本发明一个实施例，用于在绘制更新模式中激励电泳显示器一部分的方法的流程图。

图1示出了依照本发明一个实施例的电泳显示器10一部分的说明性剖视图。电泳显示器10，在当前技术中有时被称为双稳态显示器，包括具有电泳像素22的阵列的可寻址电泳像素阵列20。

在示例性实施例中，电泳像素阵列20包括位于底板32上的电泳墨水层24。电泳墨水24可以包括几种可买到的电泳墨水之一，所述电泳墨水通常被称为电子墨水或e-墨水。电泳墨水24例如包括具有几百万个细小微囊的电泳薄膜，在微囊中带正电的白色粒子和带负电的黑色粒子悬浮在澄清的流体中。其它变形也是可能的，诸如带正电的黑色粒子和带负电的白色粒子，或者一个极性的彩色粒子和相反极性的黑或白色粒子，或在白色流体中的彩色粒子或在气态流体中的粒子或空气中的彩色粒子。

可以通过施加电场将囊封的电泳粒子旋转或转移到所需取向。电泳粒子沿着所施加电场的电场线重定向或迁移，并且可以根据电场的方向和强度以及允许切换状态的时间从一个光学状态切换到另一光学状态。例如，当在像素电极上把正电场施加到显示器时，白色粒子移到微囊的顶部，在那里它们对用户可见。这使微囊的顶部位置或外表面呈现白色。同时，电场把黑色粒子拉到微囊底部，在那里它们被隐藏。当过程被反向时，黑色粒子出现在微囊顶部，这使得微囊表面呈现暗色。当移除激励电压时，固定图像保持在显示表面上。

电泳墨水24可以包含彩色电泳材料阵列以便能够产生并显示彩色图像，诸如一组品红、黄和青色电泳材料，或一组红、绿、蓝和黑色电泳材料。作为选择，电泳显示器10可以包括位于在黑色和白色电泳像素之上的诸如红、绿和蓝色的滤色器阵列。行和列的矩阵使每个电泳像素22能够被单独寻址并切换到所需光学状态，诸如黑、白、灰或其它规定的颜色。每个电泳像素22可以包括一个或多个微囊，与所述微囊的大小以及每个像素元件内所包括的区域部分地相关。

位于电泳墨水24一侧的透明共用电极26例如包括诸如锡铟氧化物的透明导电材料，其使得能够从顶部观看电泳显示器10。共用电极26不必图形化。电泳墨水24和共用电极26可以用诸如聚乙烯薄层之类的透明保护层28覆盖。粘性物质可以位于电泳墨水24的另一侧以便能够粘附到底板32上。电泳墨水24的层可以胶合、粘附或附于底板32上。底板32包括塑料、玻璃、陶瓷或金属背层，具有可寻址像素电极阵列和支持电子装置。在备选实施例中，各个像素电极和共用电极可以布置在相同的衬底上，借此可以产生在平面内的电场以便在平面内方向上移动粒子。

当电泳墨水24的层附着到底板32时，底板32上的各个像素电极36使一个或多个电泳像素22上有预定电荷34。由电荷34所导致的电场使电泳墨水24从一个光学状态转变到另一个光学状态。电场产生重定向和/或移动电泳墨水24层中带电粒子的力，提供黑白或可变颜色显示，由此可以展示文字、图形、图像、照片，来自键盘或小键盘的键盘输入，来自触摸屏或其它绘制输入装置的绘制输入，来自鼠标或光标产生器的指示器输入，绘制信息及其它图像数据。例如可以通过控制激励电压和关联电荷34的幅度、电平、位置和定时来实现电泳墨水24的灰色调或具体颜色。

通过向一个或多个像素电极36施加激励电压，使其上具有预定量的电荷34并且把电泳墨水24切换到所要求的光学状态，来寻址电泳墨水24。把电荷34施加并存储到像素电极36上使得当移除激励电压时仍能够继续激励电泳墨水24，即便激励以比扫描过程更慢的时标发生。电荷34在像素电极36上的短期存储效应使得当图像继续在电泳墨水24中形成时能够扫描并访问其它像素行。移除所施加的激励电荷34将电泳墨水24平息或固定在所获得的光学状态。

例如，可以把电泳墨水24从白色切换到黑色。在另一例子中，最初黑色的光学状态被可控制地切换到灰色或白色状态。在另一例子中，把白色光学状态切换到灰色光学状态。在又一例子中，彩色电泳墨水24根据施加到像素电极36的激励电压和激励电荷34，从一种颜色切换到另一种颜色。在已经完成寻址和切换之后，包括电泳墨水24的电泳显示器继续可视，而不需要额外的功耗。

电泳像素22是可例如利用底板32上的薄膜晶体管阵列和相关联的行和列驱动器来寻址的，它们把预定电荷34置于电泳像素22的像素电极36上持续规定时间以便达到所要求的光学状态。随后移除电荷34以便把电泳像素22保持在所获取的光学状态中。通过控制激励时间量和跨过电泳像素22的电场强度可以获得中间灰度值。当移除电场时，粒子保持在所获取的光学状态中，并且写入到电泳显示器10的图像保持，即使移除电功率也是如此。

各种大小的电泳显示器10的片段或小片(tile)可以被装配在一起或并排放置，以便形成几乎任何所需大小的电泳显示器10，其例如可以安装在面板或在其它大表面上。电泳显示器10可以形成为一边例如几个厘米，直到一米乘一米或更大的尺寸。可以将具有相关联的驱动电子装置的电泳显示器10用在，例如监视器、膝上型计算机、个人数字助理(PDA)、移动电话、电子图书、电子报纸和电子杂志中。利用有源矩阵寻址，可以寻址并激励全部或部分显示器，允许诸如光标和指示器的显示器部分被直接寻址并更新，而显示器的其它部分保持它们先前的写入图像，以便降低功率消耗并且对于便携式应用来说延长电池寿命。

图2示出了依照本发明一个实施例用于激励电泳显示器10一部分的系统12的示意图。所述系统包括具有电泳像素阵列20的电泳显示器10、控制器30、行驱动器40和列驱动器50，所述电泳像素阵列20包含位于显示面板或底板32上的可单独寻址的电泳像素22。行驱动器40经由一组行电极42电连接到电泳像素阵列20的一组行44。列驱动器50经由一组列电极52电连接到电泳像素阵列20的一组列54。控制器30电连接到行驱动器40和列驱动器50。控制器30向行驱动器40和列驱动器50发送命令信号以便寻址电泳像素22。存储器可以耦合或包含在控制器30内以用于存储如下项，诸如图像数据；与图像无关的驱动波形信息；图像相关驱动波形信息；数据帧时间；绘制信息；驱动波形；绘制模式波形；键盘输入；绘制输入；指示器输入；查找表；像素数据；以及诸如像素索引、像素彩色级别、像素坐标或像素计数器之类的像素信息。绘制信息可以包括来自键盘、小键盘或其它字符输入设备的键盘输入；来自触摸屏、笔输入系统或其它绘制设备的绘制输入；来自鼠标、光标产生器或其它指示器输入设备的指示器输入；来自诸如记忆棒之类的存储设备的图像信息；或从PC、膝上型计算机或PDA上行的图像信息。

在一个实施例中，绘制和键入应用需要相对较短的显示更新时间，并且绘制和键入的可见性几乎是即时的。图像的一个或多个部分中的颜色或灰度阴影可随每次更新改变并且响应时间随着每秒更新次数的增加而减少。一个或多个单个像素的图像更新也可以当接收到诸如绘制数据之类的图像信息时立即开始，而与其它像素上图像更新的状态无关。例如，一个像素的图像更新可以在另一像素上的图像更新完成之前开始。用于在单色电泳显示器上绘制或键入的操作更新速率可以增加到最快正常图像更新模式几倍的更新速率，以便在显示器上的键入或绘制在视觉上可为观看者接受。

开始更新每个单独的像素的定时可以被有意地控制。控制开始更新各个像素或一组像素的定时使得能够实现平滑或改进的感觉图像更新过程并且减少闪烁。

当由行驱动器40和列驱动器50寻址电泳像素22时，通过施加激励电势并且把预定电荷34置于电泳像素22一侧，来激励在显示器中或在其一部分中的电泳像素22，而共用电极26被偏置在零伏或其它适当的激励电势。一侧具有共用电极26而另一侧具有像素电极36的电泳像素22形成可以充电或放电到所要求电平的电容器。当充电时，电泳像素22将从一个光学状态转变到另一个光学状态。可以与每个电泳像素22并联地添加附加电容以便增加电荷存储能力。在一个例子中，行驱动器40和列驱动器50与控制器30合作以便向所选择的电泳像素22提供具有正幅度、负幅度或零幅度的激励电压，由此把正电荷、负电荷或不把电荷34转移到电泳显示器10内相关联的像素电极上。

电泳像素阵列20的电泳像素22以行-列格式布置，这使行44能够被顺序并依次地选择，同时使对应于在所选行中的每个电泳像素22的图像数据放置在列电极52上。电泳像素阵列20中的每个电泳像素22一侧电连接到作为参考的共用电极26，例如接地或是0伏。预定电荷34可以置于在电泳像素22相对侧上的像素电极36上，以便把电泳像素22驱动到所需光学状态。例如，位于电泳像素22上的正电荷34使像素变为白色，而位于电泳像素22上的负电荷34使所述像素变为深色。放电或以其它方式移除电荷34把电泳像素22冻结在所获得的光学状态。

诸如薄膜晶体管38之类的有源开关元件的阵列使得能够将所需电荷34放置在电泳像素22一侧上。行驱动器40经由行电极42连接到电泳显示器10的行44。每个行电极42连接到薄膜晶体管38的行的栅极，使得当把行电压提升到接通电压以上时能够接通行中的晶体管38。行驱动器40顺序地选择行电极42，而列驱动器50向列电极52提供数据信号。列驱动器50连接到电泳显示器10的列电极52。每个列电极52连接到一列薄膜晶体管38的源极。像素、晶体管38、行电极42和列电极52的此配置共同形成了有源矩阵。行驱动器40提供用于选择电泳像素22的行44的选择信号，并且列驱动器50经由列电极52和晶体管38向所选择的电泳像素22的行44提供数据信号。

优选地是，控制器30首先处理输入图像或绘制信息14，然后产生数据信号，并选择驱动波形和绘制模式波形。行驱动器40和列驱动器50之间的相互同步经由与控制器30的电连接进行。来自行驱动器40的选择信号经由晶体管38选择像素电极36的一个或多个行44。晶体管38的漏电极与像素电极36电耦合、栅电极与行电极42电耦合以及源电极与列电极52电耦合。列电极52上的数据信号同时转送到与接通的晶体管38的漏电极耦合的像素电极36。数据信号和行选择信号一起形成了驱动波形或绘制模式波形的至少一部分。数据信号对应于要显示的数据，并且与选择信号一起形成用于驱动电泳像素阵列20中的一个或多个电泳像素22的驱动波形或绘制模式波形。驱动波形的合成时间例如表示其中新的图像可以被写入或刷新的图像更新时段。绘制模式波形的合成时间例如表示这样的时段，在该时段之后诸如来自小键盘的键盘输入之类的新的绘制信息可以被写到电泳显示器10的一部分上。

放置在每个电泳像素22上的电荷34的幅度和极性取决于施加到像素电极36的激励电压。在一个例子中，可以把负电压、零电压或正激励电压施加于每列上，诸如-15V、0V和15V。当每个行44都被选择时，可以根据列电压来把电荷34置于所述行中的每个像素电极36或从所述每个像素电极36移除电荷34。例如，可以把负电荷、正电荷或不把电荷置于电泳像素22的像素电极36上，以相应地切换光学状态。当寻址另一行44时，在先前寻址的像素上的电荷34继续驻留在像素电极36上，直到用随后的驱动波形或绘制模式波形更新，或者所述电荷34被放电。

可以通过在电泳像素22上维持预定电荷34持续一系列的一个或多个数据帧，来实现把图像数据以灰度级的方式写入电泳显示器10。对于显示器中的每个行44来说，每个数据帧包括像素数据和相应的像素地址信息。利用显示信息来顺序地寻址显示器中所有行44一次的时间间隔构成数据帧时间。为了在帧期间向电泳像素22提供与图像无关的信号，控制器30控制列驱动器50，以便行44中的所有电泳像素22同时接收所述与图像无关的信号。这可以是逐行进行的，其中控制器30依照一个接一个选择行44的方式来控制行驱动器40，例如使所选择行中的所有晶体管38进入导通状态。为了在帧期间向电泳像素22提供图像相关信号，控制器30控制行驱动器40以便依次选择每个行，例如使在所选行44中的所有晶体管38进入导通状态，同时控制器30还控制列驱动器50以便在每个所选行44中的电泳像素22经由相关联的晶体管38同时接收所述图像相关信号。控制器30向行驱动器40提供行驱动器信号以便选择特定行44并且向列驱动器50提供列驱动器信号以便把所需电压电平和相应的电荷34置于在所选行44中的每个电泳像素22上。控制器30可以向电泳显示器10的所选部分提供数据帧，以利用绘制信息对其进行更新。

随后的帧可以包含相同的显示信息或具有附加像素数据的更新显示信息。在电泳像素22已经被复位到白色或黑色光学状态之后将正或负电荷34施加到像素电极36的情况下，可以由具有相同内容的连续帧的数目来确定特定像素的灰度级别，诸如零到15个相邻帧。每个帧具有完全相同的数据帧时间，使得每个像素具有十六级的灰度级分辨率。

控制器30处理输入数据，诸如经由图像输入16所接收的图像信息或绘制信息14。控制器30检测新的绘制信息14的到达并且作为响应开始处理所接收的绘制信息14。处理绘制信息14可以包括加载绘制信息14，把新的绘制信息14与在耦合到控制器30的存储器中所存储的先前图像或绘制信息相比较，访问包含驱动波形查找表的存储器，或与板上温度传感器(未示出)交互作用以补偿随温度而变化的切换时间。控制器30可以接收绘制信息14，根据绘制信息14确定一个或多个绘制模式波形，并且根据绘制信息14和绘制模式波形来寻址电泳显示器10，以便把图像写入到电泳显示器10中的至少一个电泳像素22上。控制器30可以根据绘制信息14来存储像素信息，并且根据所存储的像素信息来寻址电泳显示器10的一部分或全部。在存储器中所存储的像素信息可以被更新并用来寻址电泳显示器10，其中所述存储器在控制器30内或耦合到所述控制器30。控制器30检测何时绘制信息14的处理就绪以及何时可以寻址电泳像素阵列20。

诸如微处理器、微控制器、现场可编程门阵列(FPGA)或其它数字设备之类的控制器30可以接收并执行微代码指令以便寻址并将所需图像写入到电泳显示器10或其一部分上。控制器30向行驱动器40发送行选择信号并且向列驱动器50发送数据信号，以激励电泳显示器10。控制器30可以包含在个人计算机(PC)、膝上型计算机、个人数字助理(PDA)、电子图书或其它数字设备内并且连接到电泳显示器10。作为选择，控制器30包含电泳显示器10内的底板32上。

控制器30产生提供给列驱动器50的数据信号，并且与行驱动器40合作产生提供给该组行44的行选择信号。提供给列驱动器50的数据信号可以包括与图像无关的部分和图像相关部分。驱动波形的图像无关部分包括被同样施加到电泳像素阵列20中的一些或所有电泳像素22的信号，诸如复位脉冲或预处理脉冲。驱动波形的图像相关部分包括图像或绘制信息，并且可以或可以不在各个电泳像素22之间改变。绘制模式波形可以更短，并且可以包括或排除复位脉冲或预处理脉冲。

可以使用脉宽调制、激励电压调制或其组合来寻址电泳显示器10的部分或全部。脉宽调制提供了可变长度的脉冲，诸如增加数据帧时间以便使电泳像素22转变到所需光学状态。激励电压的调制，诸如改变施加到像素电极36的负或正激励电压的幅度，影响电泳粒子的驱动力并且可以用来实现额外的灰度级、灰度级的精度或者与显示器内背景级的匹配。

控制器30可以产生或选择驱动波形或绘制模式波形。可以根据所产生或选择的驱动波形或绘制模式波形来寻址电泳显示器10。参考在图6中更详细描述的附图标记，驱动波形60或绘制模式波形68基于所接收的绘制信息14和电泳像素阵列20中的至少一个电泳像素22当前的光学状态，可以具有至少一个数据帧70的图像相关部分。控制器30例如根据存留在存储器中的查找表来选择驱动波形60或绘制模式波形68，所述存储器在控制器30内或电连接所述控制器30。

控制器30根据所接收的绘制信息14产生多个数据帧70并且相应地寻址电泳像素阵列20。可以经由控制器30的图像输入16来接收绘制信息14。基于绘制信息14及诸如温度输入之类的其它输入，控制器30可以调整数据帧70的数据帧时间74，以便提供提高的灰度级分辨率和精度。

控制器30根据数据帧70的像素数据和数据帧时间74来寻址行驱动器40和列驱动器50，以便激励电泳像素阵列20内的一个或多个电泳像素22。可以通过控制器30操作并执行相关代码，来确定数据帧70的内容。控制器30向电泳像素阵列20提供包括像素数据72和数据帧时间74的数据帧70。控制器30可以向行驱动器40和列驱动器50发送数据帧70的串行或并行像素数据72和数据帧时间74，以激励电泳像素阵列20内的电泳像素22。

控制器30可以使用一个或多个数据帧70来把电泳显示器复位到预定光学状态。在写入图像之后，控制器30可以利用驱动波形的图像相关或图像无关部分中的额外数据帧70来寻址和更新电泳显示器10。当已经写入图像时，控制器30可以使电泳显示器10和相关联的电路停电或断电，同时电泳显示器10保持其上所写入的图像。

可以利用与数字计算设备、键盘、小键盘、触摸屏、鼠标、光标产生器或其它显示信息源的并行或串行连接，向控制器30提供绘制信息14。所提供的显示数据可以包括每个数据帧70的像素数据和数据帧时间74。作为选择，控制器30在接收采用任何适当显示格式的绘制信息14之后，可以为每个数据帧70产生像素数据和数据帧时间74。

在高时钟速度下，控制器30可以调整数据帧70的数据帧时间74，以提供提高的灰度级分辨率和提高的精度。例如通过寻址并切换电泳像素阵列20中的每个电泳像素22可以把电泳显示器10复位到预定光学状态，诸如全黑、全白或预定颜色或灰度级。利用随后提供的绘制信息14，可以通过寻址并写入到电泳显示器10中的电泳像素22上，利用额外的像素数据更新所述电泳显示器10。当电泳显示器10未被寻址或系统12的一部分或全部被断电或停电时，电泳显示器10保持并显示先前写入的图像。

为了说明显示器内的温度改变并且为了缓和切换时间随温度的变化，可以在底板32上或附近包括温度传感器(未示出)。例如可以通过根据电泳显示器10的当前操作温度缩放数据帧时间74来补偿温度影响。

在一个示例性实施例中，电泳显示器10的至少一部分中的每个电泳像素22包括与每个像素相关联的存储器装置，用于存储包括驱动波形的像素信息，所述驱动波形具有用于表示激励电压电平和数据帧数目的帧数据。在图像更新期间例如通过利用计数器递减计数要施加的数据帧的数目并且当所述计数器到达零值时停止图像更新，来更新相关联的存储器。一旦接收到图像或绘制信息14，单个像素上的图像更新可以在任何时间开始，而不管其它像素的任何图像更新的状态如何。例如，一个像素上的图像更新可以在另一像素上的图像更新完成之前开始。系统12允许与另一像素的图像更新并行地处理新输入的图像或像素数据流并将其发送到电泳显示器10。

图3图示了依照本发明一个实施例用于电泳显示器的显示更新模式的流程图。在一个目前优选实施例中，绘制更新模式利用四种其它显示模式操作。当接收诸如来自触摸屏、键盘或绘制设备的绘制信息时，可以进入绘制更新模式80。基于绘制信息产生或选择至少一个绘制模式波形，并且基于所述绘制信息和绘制模式波形来寻址并激励电泳显示器中的一个或多个电泳像素。

快速单色更新模式82允许利用基本上两个光学状态(诸如黑色和白色)来快速单色更新电泳显示器。单色更新模式82例如适于显示所键入的字符和艺术线条。因为电泳墨水的转变时间相对很长，所以单色更新模式82的图像更新周期大约为400毫秒。

灰度级更新模式84需要更多时间来把所想要的灰度级准确地写入到显示器中。例如，在四种灰度级：白色、浅灰色、深灰色和黑色的情况下，灰度级更新模式84的图像更新周期大约为900毫秒。

灰度级清晰模式86用于定期刷新屏幕以便缓和慢慢衰减的像素亮度的影响。灰度级清晰模式86的图像更新周期大约为900毫秒并且例如大约每十分钟调用一次以便为观看者维持图像质量。

当电泳墨水被刷新或更新时，亮度处于其最高级。当断电时，图像继续显示，不过显示器的强度或亮度可能随时间推移而衰减。随着时间推移，亮度降低直到显示器被刷新和更新。高频率地刷新或更新电泳显示器导致持续的高亮度和一致的灰度级。然而，对于诸如便携式显示器之类的低功率应用来说，不经常发生的显示器更新可以略微降低功率消耗要求，获得延长电池寿命的所需属性。

当人们开始使用显示器时或者当显示器被重新初始化以产生例如全白显示或全黑显示时需要初始化模式88。

当已经完成其它显示模式时可以进入睡眠模式90，以最小化功耗和电池泄漏。当时间T小于刷新时间Tr时，如在判定框92所见，当更新模式标志Q已经被设置为零时进入单色更新模式82，或者当更新模式标志Q不等于零时进入灰度级更新模式84，如在判定框94中所见。在时间T超过刷新时间Tr的情况下，当降计数器中的时间T小于或等于零时进入灰度级清晰模式86，如在框96中所见。

在绘制更新模式80中，用于更新一个或多个像素的等待时间短于其它模式的等待时间，从而用户或观看者可以输入字符、绘制笔画，触摸屏幕、移动指示器或者提供绘制信息，并且显示器被迅速地更新，向用户或观看者提供迅速的反馈同时改变受影响像素内的光学状态。绘制更新模式80允许新输入的绘制或键入数据流被处理并发送到显示器。

图4图示了依照本发明一个实施例当接收键盘输入时工作于绘制更新模式的电泳显示器10。例如可以与个人数字助理(PDA)、移动电话、电子图书、电子词典或电子日记一起使用电泳显示器10。

在一个目前的优选实施例中，系统体系结构支持四个灰度级：白色(W)、浅灰色(LG)、深灰色(DG)和黑色(B)。在每次显示器更新期间，控制器把像素数据的灰度与在上次显示器更新期间所显示的像素的当前灰度相比较。在这种显示器更新期间，控制器不接受新的信息，因此如果在每次击键之后必须更新显示器以显示该字符，那么显示新键入字符的打字速度受到图像更新周期的限制。

在具有四个级别的显示器更新期间，每个像素具有多达十六种可能的转变：W到W；W到LG；W到DG；W到B；LG到W等。对于这些转变中的每个来说，控制器保持用于把像素驱动到新灰度级的波形。通常，每个驱动波形具有用于定义从任何灰度级到另一灰度级的完全转变的全长图像更新周期，如对于单色更新模式，可以为大约为400毫秒，使显示器能够每秒2-1/2次地显示浮现的字符。图像更新周期为900毫秒的灰度级更新模式更长地增加了观看字符的等待时间。

对于打字来说，通常在白色背景上使用黑色字符。在这种情况下，控制器可以利用LG和DG状态作为从W到B或从B到W转变的中间级。驱动波形包括例如三段，这三个段在时间上近似相等并且可被存储为用于W到LG、LG到DG和DG到B转变的三个独立的绘制模式波形。当显示字符时，控制器执行三个更短显示更新周期以便在白色背景上显示黑色字符。在每次图像更新之间，可以添加新的信息，诸如刚刚键入的新字符。在绘制更新模式中，屏幕对所键入输入的响应改进到133毫秒的最大值，使显示器能够每秒近似7-1/2次地显示浮现字符。相应地，把绘制模式波形缩短到几个帧降低了等待时间。

在用户把“Travel”键入到全白显示背景的例子中，组成字母“T”的像素在第一显示更新期间从W转变到LG。在第二显示更新中，字母“T”从LG转变到DG并且字母“R”从W转变到LG。在第三转变中，字母“T”从DG转变到B，字母“R”从LG转变到DG，并且字母“A”从W转变到LG。在第四转变中，字母“R”从DG转变到B，字母“A”从LG转变到DG，并且字母“V”从W转变到LG。在第五转变中，字母“A”从DG转变到B，字母“V”从LG转变到DG，并且字母“E”从W转变到LG。在第六转变中，字母“V”从DG转变到B，字母“E”从LG转变到DG，并且字母“L”从W转变到LG。在第七转变中，字母“E”从DG转变到B，并且字母“L”从LG转变到DG。在第八转变中，字母“L”从DG转变到B等。

在另一例子中，来自鼠标或光标产生器的指示器输入(诸如选择箭头、鼠标图标或光标条)可以由用户来重新定位，当接收新的指示器输入时在观看电泳显示器10上的改变之前需要最小的等待时间。当指示器对象被移动时，局部更新电泳显示器10。可以独立地更新每个像素。可以单独执行每个像素的驱动波形。例如当包含要施加到像素的帧数目的计数器到达零或另一预定值时，停止对单个像素的更新。

图5图示了依照本发明一个实施例当接收绘制输入时工作于绘制更新模式的电泳显示器的一部分。电泳显示器10的一部分(由电泳像素22的阵列表示)，当从划过该部分表面的绘制笔和其它绘制设备接收绘制输入时被更新。电泳像素22a、22b、22c和22d被连续地激励。在最初为白色背景的情况下，电泳像素22a从白色状态经由连续的灰度级切换到黑色状态。电泳像素22b从白色状态经由深灰级别向黑色状态切换。电泳像素22c从白色状态经由浅灰级别向黑色状态切换。电泳像素22d刚好开始从白色状态向黑色状态切换。

在另一实施例中，相应地接收、处理并显示来自触摸屏的绘制输入。例如，当用户触摸触摸屏上的软按钮时，显示器上的软按钮被高亮度显示或未被高亮度显示。可以独立地激励每个像素并且可以独立地施加每个像素的驱动波形。例如当用于要施加的帧数目的计数器到达零或预定的最大值时，停止像素的图像更新。可以使用全长驱动波形，而不把驱动波形分为更短绘制模式波形的子集。

图6图示了依照本发明一个实施例，当接收绘制输入时激励电泳显示器一部分的驱动波形60和绘制模式波形68的例子。参考图1和2中的附图标记，驱动波形60表示电泳显示器10中电泳像素22两端的电压作为时间t的函数。使用来自行驱动器40的行选择信号和经由列驱动器50所提供的数据信号来把驱动波形60施加到电泳像素22。驱动波形60例如包括用于提供预处理或震动脉冲(shaking pulse)的列驱动信号和行选择信号、一个或多个复位信号和与每个光学状态及向其转变相关联的数据信号。数据帧70施加在驱动波形60的图像相关部分中，由数据帧70a、70b、70c、70d、70e和70f表示。还可以把数据帧70引入驱动波形60的图像无关部分中，诸如预处理部分62和复位部分64。

驱动波形60包括多个数据帧70，包括具有多个数据帧70的图像相关部分。驱动波形60还可以包括图像无关部分，所述图像无关部分例如包括一个或多个预处理部分62、复位部分64或其组合。图像相关数据帧70、预处理部分62和复位部分64的表示时间及其之间的时间关系意在说明性的而不必按比例绘制。数据帧时间74是通过一个接着一个地驱动每个行并且通过每行一次同时驱动所有列54来寻址所有行44的像素一次所需的时间间隔。在每个数据帧70期间，向阵列中的一个或多个电泳像素22提供图像相关或图像无关数据。驱动波形60例如包括预处理部分62中的一系列震动脉冲，后面是复位部分64中的一系列复位脉冲、另一预处理部分62中的另一组震动脉冲和驱动脉冲的组合，以便把电泳像素22驱动到所想要的光学状态。

例如，具有四个灰度级的电泳显示器10可以在存储器的查找表中存储十六个不同的驱动波形60，所述存储器电连接到控制器30或是其一部分。从初始黑色状态，四个不同的驱动波形60使最初的黑色像素能够光学切换到黑色、深灰色、浅灰色或白色。从最初深灰色状态，四个不同的驱动波形60使最初的深灰色像素能够光学切换到黑色、深灰色、浅灰色或白色。另外的驱动波形60使浅灰色或白色像素能够切换到四个灰度级中的任何一个。响应于经由图像输入16所接收的绘制信息14，控制器30可以根据查找表为一个或多个电泳像素22的选择相应的驱动波形60，并且经由行驱动器40和列驱动器50向连接到相应像素电极36的相应晶体管38提供相应的行选择信号和列数据信号。

为了降低电泳显示器10的光响应对像素图像历史的依赖性，可以在施加复位信号或图像相关信号之前把预处理信号施加到电泳像素22。预处理使电泳像素22能够在一个光学状态和另一光学状态之间以更高的转变均匀性来更快地进行切换。在驱动波形60的预处理部分62期间，将正和负电压的交替脉冲——有时被称为震动脉冲66——施加到工作中的显示器的一个或多个电泳像素22，以用于随后的光学状态转变。例如，一组交替的正和负电压被顺序地施加到所述像素。这些预处理信号可以包括把交流电压电平施加到电泳像素，所述电平足以在一个或两个电极处把电泳粒子从静态释放，然而其和为零或太短而不能显著地改变电泳粒子的当前位置或所述像素的光学状态。由于降低了对图像历史的依赖性，所以像素对新图像数据的光响应基本上不依赖于所述像素先前是黑色、白色还是灰色的。施加预处理信号降低了依赖性并且能够实现更短的切换时间。

例如，在驱动波形60的初始部分期间，把包括预处理信号脉冲的第一组帧提供给像素，每个脉冲具有一个帧周期的持续时间。第一震动脉冲66具有正幅度，第二震动脉冲66具有负幅度，并且第三震动脉冲66具有正幅度，额外的脉冲也呈交替的序列，直到预处理部分62完成。只要这些脉冲的持续时间相对较短或所述脉冲以快速改变的正和负电平来施加，所述脉冲就不会改变由像素所显示的灰度值。震动脉冲通常被定义为代表如下能量的电压脉冲，所述能量足以在一个或两个电极把电泳粒子从当前状态释放出来但是不足以把所述粒子从接近该电极的一个极限位置到达接近另一电极的另一极限位置。

在驱动波形60的复位部分64期间，电泳显示器10被复位到预定光学状态，诸如全黑色状态、全白色状态、灰度状态或其组合。复位部分64内的复位脉冲在图像相关脉冲之前，以便通过为图像相关脉冲定义诸如黑色、白色或中间灰度级的固定开始点，改进电泳显示器10的光响应。例如，根据先前图像信息或与新的图像数据最接近的灰度级来选择开始点。提供包括一个或多个帧周期的一组帧，其包括与所想要光学状态相关联的像素数据。激励电压和激励电荷34可以施加比用于把的电泳显示器10的寻址部分完全切换到初始化光学状态所需的更长的时间，继而可以移除所述激励电压和激励电荷34。作为选择，可以用施加到共用电极26的正或负电压来复位电泳显示器10，同时把像素电极36维持在低电压或地电势。为了把电泳像素22设置在所想要的光学状态，可以使用适应的数据帧70。

在已经施加驱动波形60的复位部分64之后，电泳像素22以预定光学状态呈现给观看者。在施加复位部分64之后，可以把额外的预处理部分62施加到一个或多个电泳像素22以备把图像写入或更新到显示器。在利用图像相关数据来寻址显示器之前，可以把额外的预处理部分62添加到复位部分64之后来让像素准备接收图像相关帧数据。

在驱动波形60的图像相关部分期间，产生并提供包括一个或多个帧时间或周期的一组数据帧70。图像相关信号具有例如零、一、二到十五个帧周期或更长的持续时间，非零的数据信号例如对应于十六个或更多的灰度级。当像素以黑色光学状态开始时，具有零值像素数据的图像相关信号对应于像素继续显示黑色。在显示特定灰度级的像素的情况下，当以具有零幅度的脉冲或具有零幅度的脉冲序列来驱动时，灰度级保持不变。具有十五个帧周期持续时间的图像相关信号包括十五个连续的脉冲并且例如对应于像素转变到白色并且显示白色。具有一到十四个帧周期持续时间的图像相关信号包括一到十四个连续的脉冲，并且对应于例如显示在黑色和白色之间有限个灰度值之一的像素。

利用被转换并作为像素数据逐行施加于显示器中每个像素的图像或绘制信息来更新电泳显示器10，一个或多个数据帧70表示为数据帧70a、70b、70c、70d、70e和70f，每一个均具有像素数据。在所示出的例子中，数据帧70a到70f的数据帧时间是恒定的。可以调整与数据帧70相关联的数据帧时间74以便提供提高的灰度级分辨率和精度。控制器30可以调整驱动波形60中任何帧的数据帧时间74以便改进灰度级分辨率或达到特定的灰度级，诸如通过延迟在帧周期的开始并由此延长在前的帧时间，通过调整行选择信号开始和下一行选择信号开始之间的时钟周期的数目，或者调整施加到行驱动器40的整个系统的时钟速度。

可以利用由随后施加的驱动波形60所提供的额外像素数据来更新电泳显示器10。例如，为了更新电泳显示器10中的电泳像素22，向显示器的每个行44顺序地施加行选择信号，而把每个行中电泳像素22的像素数据72施加到连接到像素电极36的列54。根据帧数据，正电荷、负电荷或没有电荷转送到像素电极36上，并且电泳像素22据此用更暗状态、更亮状态或不变来作出响应。

驱动波形60可以用于较早所描述的图像模式中，诸如单色更新模式、灰度级更新模式、灰度级清晰模式、初始化模式或绘制更新模式。作为选择，缩短版本的驱动波形60可以用于绘制更新模式以减少等待时间并且更迅速地显示键盘、绘制或指示器输入。绘制模式波形68包括至少一个数据帧70，并且可以包括具有一个或多个震动脉冲66的预处理部分62，并且可以包括复位部分64。驱动波形60和一个或多个绘制模式波形68可以存储在存储器中并且例如利用查找表来访问。

为了激励电泳显示器10，控制器30可以执行计算机程序来把图像信息和绘制信息转变为一系列驱动波形60和绘制模式波形68，并且据此来寻址显示器。计算机程序包括用于接收绘制信息14、用于根据绘制信息14来确定至少一个绘制模式波形68、以及用于根据绘制信息14和绘制模式波形68来寻址电泳显示器10一部分的计算机程序代码。该计算机程序可以包括用于根据所接收的绘制信息14来存储像素信息和用于根据所存储像素信息来寻址所述电泳显示器10该部分的代码，所述像素信息诸如像素索引、像素彩色级别、像素坐标或像素计数器。计算机程序可以包括用于当寻址所述电泳显示器的该部分时更新所存储的像素信息的代码。

图7示出了依照本发明一个实施例，用于在绘制更新模式中激励电泳显示器一部分的方法的流程图。该激励方法包括用于激励电泳显示器中的一个或多个电泳像素的示例性步骤。

接收绘制信息并且进入绘制模式更新模式，如在框100中所见。绘制信息可以包括从键盘、小键盘或其它字符输入设备所接收的键盘输入。作为选择，绘制信息可以包括来自触摸屏、笔输入系统或其它绘制设备的绘制输入。触摸屏可以使用在本领域中已知的任何触摸屏技术。作为选择，绘制信息可以包括从鼠标、光标产生器或其它指示器输入设备所接收的指示器输入。作为选择，可以从诸如记忆棒之类的存储设备或从PC、膝上型计算机或PDA经由上行链路接收绘制信息，所述PC、膝上型计算机或PDA可选择连接到与电泳显示器电耦合的控制器。可以经由有线或无线连接从诸如图像服务器或存储文件的任何适当源接收绘制信息。控制器可以连接到诸如局域网(LAN)、广域网(WAN)或因特网之类的通信网络以便接收和发送信息以及把图像传送到电泳显示器上。绘制信息可以在把图像写入电泳显示器时实时提供，或者被存储在存储器内直到写入。当接收绘制信息时，可以处理图像数据以便产生或选择一个或多个绘制模式波形来寻址并激励电泳显示器的一部分。

确定一个或多个绘制模式波形，如在框102中所见。绘制模式波形是基于绘制信息。可以根据所述绘制信息和在电泳显示器所述部分中的至少一个电泳像素的当前光学状态，从一组存储的驱动波形中选择所述绘制模式波形。作为选择，从在存储器中所存储的查找表中选择绘制模式波形。作为选择，根据一个或多个驱动波形来产生或修改绘制模式波形。

所选择的绘制模式波形可以包括一部分，该部分具有至少一个基于所接收的绘制信息和电泳显示器中至少一个电泳像素的当前光学状态的数据帧。所选择的绘制模式波形可以包括一个或多个震动脉冲。所选择的绘制模式波形可以包括一个或多个复位脉冲。

在另一实施例中，根据例如比例因数表中的比例因数来调整所选择的绘制模式波形。可以调整一个或多个数据帧的数据帧时间以便提供提高的灰度级分辨率和增加的精度。作为选择，可以调整一个或多个数据帧的激励电压幅度以便提供所想要的级别。

在另一实施例中，所选绘制模式波形中数据帧的数目调整为脉宽调制的形式，并且利用所调整的绘制模式波形来寻址电泳显示器以便激励一个或多个电泳像素。在另一实施例中，所选绘制模式波形中的激励电压幅度调整为激励电压调制的形式，并且利用所调整的绘制模式波形来寻址电泳显示器。

寻址电泳显示器的一部分，如在框104中所见。根据所接收的绘制信息和绘制模式波形来寻址所述电泳显示器的一部分。寻址所述电泳显示器的一部分例如包括把像素数据写入到所述部分中的至少一个电泳像素上。

在一个实施例中，通过施加所确定的绘制模式波形预定次数来寻址所述电泳显示器的该部分，以便把图像写入到所述电泳显示器中的至少一个电泳像素上。可以使用诸如降计数器或升计数器之类的像素计数器来跟踪所施加到像素的帧或绘制模式波形的数目。计数器例如可以与一个或多个像素相关联，以便能够寻址一组像素同时继续更新第二组像素。在另一实施例中，使用脉宽调制、激励电压调制或其组合来寻址电泳显示器的该部分。

当不希望相关联像素的光学状态发生改变时，绘制模式波形内的数据帧可以包括零值像素数据。作为选择，可以使用对应于正或负激励电压以及像素电极上的正或负电荷的像素数据来激励电泳像素。

当电泳显示器被寻址并且图像被传送到所述电泳显示器时，根据像素数据和数据帧时间来把激励电压施加到一个或多个电泳像素并且把预定电荷置于相应的像素电极上。选择激励电压以便把电泳显示器的所选部分从复位状态或先前的光学状态切换到所想要的光学状态。当电荷被置于像素电极上时，电泳墨水被激励并且切换到所想要的光学状态。当把预定电荷置于电泳显示器的像素上时，只要施加激励电压或者把所施加的电荷保持在像素电极上，那么电泳墨水就会继续转变到所期望的显示状态。根据数据帧的数目、长度和内容，为电泳墨水提供足够的时间以便在所指定像素中切换光学状态。通过从显示器中的像素移除激励电荷和激励电压，可以锁定或冻结所想要的电泳显示器的光学状态。

电泳显示器的一部分可以预处理和/或复位到预定光学状态。在寻址电泳显示器之前，显示材料的电泳墨水可以复位到明确定义的状态。通过所施加的电场可以迫使电泳墨水进入初始化或复位光学状态，例如经由像素电极向电泳像素持续施加相对较高的激励电压。当电泳显示器被复位时，电泳显示器中的一个或多个像素根据电泳墨水的类型和所施加的激励电压被复位到预定的光学状态，诸如全白、全黑、灰色或有色光学状态。从此复位光学状态，根据施加到电泳像素的驱动力可以在一个共同方向或另一个共同方向上调整电泳墨水。作为选择，可以利用与要写入的图像类似的图案来复位电泳显示器，以便电泳墨水只需要整个切换时间的一部分来以所想要的灰度级分辨率和精度写入图像。可以利用包括像素数据和数据帧时间的多个数据帧来复位电泳显示器。

在复位显示器之前，与复位显示器相结合或代替复位显示器，可以通过施加一个或多个震动或预处理脉冲来预处理电泳显示器的一部分。把震动脉冲施加到显示器中的电泳像素来预处理所述电泳像素以便接收像素数据或切换到复位状态。例如通过向显示器中的像素电极施加交变的激励电压来预处理电泳墨水。在复位电泳显示器之后以及在写入图像之前，通过施加额外的震动脉冲可以再次预处理电泳显示器。

当寻址电泳显示器的一部分时可以动态地更新并存储像素数据，如在框106中所见。根据所接收的绘制信息来存储像素信息以便使存储器存储要求最小化并且允许寻址显示器中的所选像素。可以根据所存储的像素信息来寻址电泳显示器的一部分，诸如利用被分配给正在更新的一个或多个电泳像素的降计数器。所存储的像素信息可以包括像素索引、像素彩色级别、像素坐标和像素计数器或其组合。当寻址电泳显示器的所述部分时，可以更新所存储的诸如像素计数器的像素信息。

当电泳像素继续被更新时，可以根据所存储的像素信息来更新在电泳显示器的所述部分中的像素，如在框108中所见。例如，像素计数器递减并且寻址所述电泳显示器的所述部分。当像素计数器已经到达零或其它规定的数并且显示器像素被更新时，完成绘制模式。

当接收新的绘制信息时可以再次进入绘制模式，如在框110中所见。可以利用附加的绘制信息来更新电泳显示器。可以接收新的绘制信息，并且通过重复框100到108的上述步骤来相应地更新电泳显示器。

例如，对于从白色背景到黑色光学状态的图像转变来说，驱动或绘制模式波形在15V具有600毫秒的更新时间。在此例子中，二十毫秒的固定帧时间用于有源矩阵显示器，需要三十帧来完成图像更新。在一个方法中，驱动波形被拆分成三个子集。每个子集具有十帧并且重复每个子集三次来完成图像更新。观看者首先看见浅灰色外观，然后深灰色外观，继而是黑色外观。可以使用相对廉价的控制器来实现此方法。

在另一例子中，把包括完整、不可分割的驱动波形的绘制模式波形施加到电泳显示器并且在更新期间计数要施加的其余更新帧的数目。与第一组像素相关联的像素计数器(诸如帧计数器)最初读数为三十。用户立即看见绘图为非常浅的灰色，逐渐地变向所想要的黑色状态。在已经更新了十个帧时，帧计数器读数为二十。现在第二组像素接收绘制数据，并且相应的波形被立即施加到所述第二组像素，同时第一组像素的图像更新继续进行。在下一帧期间，用于第一组像素的帧计数器变为十九并且用于第二组像素的帧计数器变为二十九。在用于第一组像素的帧计数器到达零之后停止对第一组像素的图像更新，同时用于第二组像素的帧计数器变为十。第二组像素的图像更新继续直到用于所述第二组像素的帧计数器到达零。依照类似的方式，可以向其它像素施加并计数驱动或绘制模式波形。

作为选择，可以进入其它显示模式，诸如单色更新模式、灰度级更新模式、灰度级清晰模式、初始化模式或睡眠模式并且继续显示器的功能，如在框112中所见。例如，显示器可能需要利用所存储的图像或绘制信息来进行刷新并且先前的图像数据重新发送到显示器。在图像正被写入电泳显示器时，就可以观看所述图像。在写入先前图像之后的不到一秒、几分钟、几小时、几天、几星期或者甚至几个月内，可以按照要求来进一步刷新或写入新的图像。

当不需要刷新或更新图像时，可以使电路断电或关闭，并且可以使电泳显示器停电或置于断电模式中。当停电或断电时，电泳显示器保持先前写入到显示器的图像或诸如全白、全黑之类的另一预定显示的图像，或其它预定屏幕图像。

在另一实施例中，控制器接收用于把具有坐标的输入像素数据转换为像素信息的命令代码，所述像素信息包括显示地址、像素索引和表示要达到的灰色或彩色级别的像素颜色。然后此信息被写入到先入先出存储器(FIFO)中。像素信息从FIFO存储器被转送到诸如静态随机存取存储器的控制器存储器。像素信息连同像素计数器一起被写入到具有将使用绘制更新模式来更新的像素的列表中。开始显示帧更新。在显示帧更新结束时，如果FIFO存储器不是空的或者像素更新列表不是空的，那么开始另一显示帧更新并且所述过程继续直到每个像素的相关联像素计数器等于零。当像素的像素计数器为零时，像素数据存储在存储器中并且该像素的绘制模式更新完成。可以与显示帧更新过程并行把新的图像数据置于存储器中。在接收到像素和像素在显示器上显现之间所流逝的像素更新时间短，以使图像等待时间影响最小化。

当在绘制更新模式中时，控制器与接收像素数据并行地继续更新显示器。表示先前和当前图像的两个存储器帧在绘制更新模式期间并不会被改变。当已经开始绘制过程时，由背景给出先前的像素状态。当像素达到所想要的光学状态时，所述像素状态被写入到先前的存储器帧中。依照这种方式，当控制器检测到像素没有转变时，所述像素会得到零电压。每个像素的计数器用来存储已经更新该像素的帧的数目。像素计数器被存储并保持在存储缓冲器中，所述存储缓冲器具有需要被更新的像素列表。在应用每个帧之后，控制器使像素计数器递减。当像素计数器变为零时，从所述列表中移除相关联的像素并且把像素数据写入到先前的存储器帧中。取决于温度的一组计数器值可以被定义并存储在非易失存储器中，以便在处于绘制更新模式时提供温度补偿的灰度级。

在此实施例中，绘制模式波形可以短到一个帧时间。当施加新的图像更新时可以刷新显示器以便降低或消除图像虚像，所述图像虚像可能发生于在绘制模式中使用相对短的驱动波形的情况下。

在另一实施例中，根据图像或绘制信息利用所选择的驱动或绘制模式波形来寻址第一组像素。根据相同或不同的图像或绘制信息连同相同或不同的驱动或绘制模式波形一起来寻址显示器中的第二组像素。可以在第一组像素更新完成之前开始第二组像素的驱动或绘制模式波形。

虽然目前这里所公开的本发明实施例被认为是优选的，但是在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以进行各种改变和修改。例如，预处理和复位电压的极性、数据帧时间、绘制模式波形的长度及其所包括部分的次序、灰度级的数目、像素元件的大小和数目、电泳墨水的颜色以及各个层的厚度选择成说明性和指导性的。在不脱离所要求本发明的精神和范围的情况下，根据所示出的内容可以略微改变激励电压、时序、电泳墨水的颜色、所包括的层、像素大小、阵列大小、驱动波形、绘制模式波形及其它信号和数值。本发明适用于其它双稳态显示器，诸如电致变色显示器或液晶显示器。在附加权利要求中表明了本发明的范围，并且在其等价物的意义和范围内所有的变化都包含在其中。

Claims (12)

1.一种用于激励电泳显示器一部分的方法，所述方法包括：

接收针对第一图像更新的第一绘制信息，以便在电泳显示器上通过第一组电泳像素显示第一图像；

基于所述第一绘制信息确定第一绘制模式波形；

基于所述第一绘制信息和第一绘制模式波形来寻址电泳显示器的所述部分，包括施加所确定的第一绘制模式波形预定次数，以便通过从白色像素值的初始状态转换所述第一组电泳像素，在到达黑色像素值的最终状态前经历浅灰值和深灰值的灰度转换，从而把第一图像写入到第一组电泳像素上；以及

在完成第一图像更新并且到达第一组电泳像素的最终状态前，并且在开始针对第一组电泳像素的第一图像更新之后：

接收针对第二图像更新的第二绘制信息，以便在电泳显示器上通过第二组电泳像素显示第二图像；

基于所述第二绘制信息确定第二绘制模式波形；以及

基于所述第二绘制信息和第二绘制模式波形来寻址电泳显示器的所述部分，包括施加所确定的第二绘制模式波形预定次数，以便通过从白色像素值的初始状态转换所述第二组电泳像素，在到达黑色像素值的最终状态前经历浅灰值和深灰值的灰度转换，从而把第二图像写入到第二组电泳像素上，

其中在第一图像和第二图像中的至少一个到达最终状态前所述第一图像和第二图像是可见的，当所述第二图像最初可见时，所述第一组电泳像素具有深灰像素值。

2.如权利要求1所述的方法，其中，为了从白色像素值转换到黑色像素值，当第二图像被更新到浅灰值时把第一组电泳像素从浅灰值更新到深灰值，并且，其中当第二图像被更新到深灰值时把第一组电泳像素从深灰值更新到黑色像素值。

3.如权利要求1所述的方法，还包括当包含要将帧施加到第一组电泳像素的次数的计数器达到预定值以指示已经将预定的第一绘制模式波形施加了预定次数时，停止第一图像更新。

4.一种用于激励电泳显示器的一部分的系统，所述系统包括：

位于底板(32)上的电泳像素阵列(20)；

用于接收绘制信息(14)的装置；

用于基于所述绘制信息(14)确定至少一个绘制模式波形(68)的装置；和

用于基于所述绘制信息(14)和绘制模式波形(68)寻址电泳显示器(10)的所述部分的装置；

其中，接收针对第一图像更新的第一绘制信息，以便在电泳显示器上通过第一组电泳像素显示第一图像；

基于所述第一绘制信息确定第一绘制模式波形；

基于所述第一绘制信息和第一绘制模式波形寻址电泳显示器的所述部分，包括施加所确定的第一绘制模式波形预定次数，以便通过从白色像素值的初始状态转换所述第一组电泳像素，在到达黑色像素值的最终状态前经历浅灰值和深灰值的灰度转换，从而把第一图像写入到第一组电泳像素上；以及

在完成第一图像更新并且到达第一组电泳像素的最终状态前，并且在开始针对第一组电泳像素的第一图像更新之后：

接收针对第二图像更新的第二绘制信息，以便在电泳显示器上通过第二组电泳像素显示第二图像；

基于所述第二绘制信息确定第二绘制模式波形；以及

基于所述第二绘制信息和第二绘制模式波形来寻址电泳显示器的所述部分，包括施加所确定的第二绘制模式波形预定次数，以便通过从白色像素值的初始状态转换所述第二组电泳像素，在到达黑色像素值的最终状态前经历浅灰值和深灰值的灰度转换，从而把第二图像写入到第二组电泳像素上，

其中在第一图像和第二图像中的至少一个到达最终状态前所述第一图像和第二图像是可见的，当所述第二图像最初可见时，所述第一组电泳像素具有深灰像素值。

5.如权利要求4所述的系统，还包括：

用于基于所接收的绘制信息存储像素信息的装置；和

用于基于所存储的像素信息寻址电泳显示器的所述部分的装置。

6.如权利要求5所述的系统，还包括：

用于当寻址电泳显示器的所述部分时更新所存储的像素信息的装置。

7.如权利要求4所述的系统，其中，为了从白色像素值转换到黑色像素值，当第二图像被更新到浅灰值时把第一组电泳像素从浅灰值更新到深灰值，并且，其中当第二图像被更新到深灰值时把第一组电泳像素从深灰值更新到黑色像素值。

8.如权利要求4所述的系统，其中，在包含要将帧施加到第一组电泳像素的次数的计数器达到预定值以指示已经将预定的第一绘制模式波形施加了预定次数时停止第一图像更新。

9.一种电泳显示器，包括：

位于底板上的电泳像素阵列；

行驱动器，电连接到所述电泳像素阵列的一组行；

列驱动器，电连接到所述电泳像素阵列的一组列；和

控制器，电连接到所述行驱动器和列驱动器；

其中所述控制器基于第一绘制信息确定第一绘制模式波形；并且

其中所述控制器基于所述第一绘制信息和第一绘制模式波形来寻址所述电泳显示器的一部分，以便把图像写入到所述电泳显示器的第一组电泳像素上，包括施加所确定的第一绘制模式波形预定次数，以便通过从白色像素值的初始状态转换所述第一组电泳像素，在到达黑色像素值的最终状态前经历浅灰值和深灰值的灰度转换，从而把第一图像写入到第一组电泳像素上；以及

在完成第一图像更新并且到达第一组电泳像素的最终状态前，并且在开始针对第一组电泳像素的第一图像更新之后：

所述控制器接收针对第二图像更新的第二绘制信息，以便在电泳显示器上通过第二组电泳像素显示第二图像；

所述控制器基于所述第二绘制信息确定第二绘制模式波形；以及

所述控制器基于所述第二绘制信息和第二绘制模式波形来寻址电泳显示器的所述部分，包括施加所确定的第二绘制模式波形预定次数，以便通过从白色像素值的初始状态转换所述第二组电泳像素，在到达黑色像素值的最终状态前经历浅灰值和深灰值的灰度转换，从而把第二图像写入到第二组电泳像素上，

其中在第一图像和第二图像中的至少一个到达最终状态前所述第一图像和第二图像是可见的，当所述第二图像最初可见时，所述第一组电泳像素具有深灰像素值。

10.如权利要求9所述的电泳显示器，其中所述控制器接收用于电泳显示器的所述部分的绘制信息。

11.如权利要求9所述的电泳显示器，其中，为了从白色像素值转换到黑色像素值，当第二图像被更新到浅灰值时把第一组电泳像素从浅灰值更新到深灰值，并且，其中当第二图像被更新到深灰值时把第一组电泳像素从深灰值更新到黑色像素值。

12.如权利要求9所述的电泳显示器，其中控制器在包含要将帧施加到第一组电泳像素的次数的计数器达到预定值以指示已经将预定的第一绘制模式波形施加了预定次数时停止第一图像更新。

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