CN102129843A - 具有可变帧时间的驱动方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于电泳显示器的驱动波形和驱动方法。该方法和波形的优点是使得由于时移导致的驱动电压的改变最小化。此外，波形的总体驱动时间也由于缩短的驱动帧而缩短。由于驱动帧的数目保持不变，所以不要求额外的数据点。因此，功率消耗几乎与具有固定帧时间的驱动帧的波形相同。
Description
技术领域
本发明涉及用于电泳显示器的驱动波形和驱动方法。
背景技术
电泳显示器(EPD)是基于悬浮在溶剂中的荷电(带电荷)颜料颗粒的电泳现象的非发射器件。显示器通常包括两个板，其中电极彼此相对设置，且一个电极是透明的。由着色溶剂和分散其中的荷电颜料颗粒组成的悬浮液被包封在两个板之间。当在两个电极之间施加电压差时，根据电压差的极性，颜料颗粒迁移到一侧或另一侧，引起颜料颗粒的颜色或溶剂的颜色可见。
现代的电泳显示器应用通常利用有源矩阵背板以驱动图像。然而，有源矩阵驱动可导致以非同步的方式从显示面板的顶部到显示面板的底部更新。本发明解决这样的缺陷。
发明内容
本发明涉及一种用于驱动电泳显示器的波形。该波形包括多个驱动帧，且这些驱动帧具有变化的帧时间。
在一种实施方式中，在波形的过渡时间点的驱动帧具有第一帧时间，且其余的驱动帧具有第二帧时间。
在一种实施方式中，第一帧时间是第二帧时间的一部分。
在一种实施方式中，第一帧时间为第二帧时间的约5％到约80％。
在一种实施方式中，第一帧时间为第二帧时间的约5％到约60％。
在一种实施方式中，该波形是单极波形(mono-polar waveform)。
在一种实施方式中，该波形是双极波形(bi-polar waveform)。
本发明涉及一种电泳显示器的驱动方法。该方法包括对像素施加本发明的波形。
附图说明
图1是一种典型电泳显示装置的横截面示图。
图2示出了一种示例性驱动波形。
图3示出了一种像素结构。
图4示出了一种有源矩阵背板。
图5a、5b、6、7a、7b示出与电泳显示器有源矩阵驱动关联的问题。
图8和9示出了本发明的一种单极驱动方法。
图10示出了本发明的一种双极驱动方法。
具体实施方式
图1示出了一种包括多个电泳显示单元10的典型电泳显示器100。在图1中，在以图示的眼睛指示的观看侧上，电泳显示单元10提供有公共电极11(其通常是透明的，因此在观看侧)。在电泳显示单元10的相对侧(即，后侧)，衬底包括离散像素电极12。每个像素电极限定电泳显示器的各像素。实践中，单个显示单元可与一个离散像素电极关联，或多个显示单元可与一个离散像素电极关联。
将包括分散在溶剂中的荷电(带电荷)颜料颗粒15的电泳流体13填充在每个显示单元中。显示单元中荷电颗粒的运动由与其中填充荷电颗粒的显示单元关联的驱动电压确定。
如果电泳流体中仅有一种类型的颜料颗粒，则颜料颗粒可以荷正电(带正电荷)或荷负电(带负电荷)。在另一种实施方式中，电泳显示流体可以具有透明的或稍微着色的溶剂或溶剂混合物和携带相反电荷的两种不同颜色的荷电颗粒，和/或具有不同电动(动电，electro-kinetic)特性。
显示单元可以是传统有壁型的或分隔型的，微胶囊型或微杯型。在微杯型中，电泳显示单元可以利用顶密封层密封。在电泳显示单元和公共电极之间也可以有粘接层。由此，术语“显示单元”意在指微容器，其以显示流体逐个填充。“显示单元”的例子包括但不限于微杯、微胶囊、微通道、其他分隔型显示单元及其等效形式。
术语“驱动电压”用于指示像素区域中荷电颗粒经历的电压电势差。驱动电压是施加到公共电极的电压和施加到像素电极的电压之间的电势差。作为实施例，在二元系统中，荷正电白色颗粒分散在黑色溶剂中。当零电压施加到公共电极，且+15V电压施加到像素电极时，像素区域中荷电颜料颗粒的“驱动电压”是+15V。在该情形中，驱动电压将荷正电的白色颗粒移动到接近或在公共电极处，结果，白色通过公共电极(即观察侧)被看到。可替换地，当零电压施加到公共电极，且-15V电压施加到像素电极时，在该情形中驱动电压为-15V，且在这样的-15V驱动电压下，荷正电白色颗粒移动到像素电极上或靠近像素电极，引起溶剂的颜色(黑色)可在观看侧可见。
图2示出了一种单个像素的驱动波形。对于驱动波形，垂直轴表示施加的电压的强度，而水平轴表示驱动时间。201的长度是驱动波形周期。在该示例性驱动波形中，有两个驱动相，I和II。
在所示的驱动波形中，驱动帧202(或在该应用中称为简单“帧”)。当在有源矩阵背板上驱动EPD时，通常需要许多帧以用于显示图像。在每帧中，电压施加到像素。例如，在帧周期202中，电压-V施加到像素。
帧长度(即帧时间)是有源矩阵TFT驱动系统的固有特征，且其通常设定在20毫秒(msec)。但通常，帧长度范围可在2msec到100msec之间。
一个波形周期中可以有多达1000帧，但通常在波形周期中有20-40帧。
有源矩阵驱动机构通常用于驱动电泳显示器。一般地，有源矩阵显示装置包括像素以矩阵形式设置其上的显示单元。像素结构的示图在图3中示出。每个单独的像素，如在显示单元上的元件350设置在由两个相邻扫描信号线(即，栅极信号线)352和两个相邻图像信号线(即，源极信号线)353所定义的每个交叉区域(intersection region)内。多个在列向上延伸的扫描信号线352设置在行向上，同时多个在与扫描信号线352交叉的在行向上延伸的图像信号线353设置在列向上。栅极信号线352耦合到栅极驱动器IC，且源极信号线353耦合到源极驱动器IC。
更特别地，薄膜晶体管(TFT)阵列由像素和像素电极区域351(透明导电层)的矩阵组成并称为阵列，每个都具有TFT器件354。相当数目的这些像素一起在显示器上形成图像。例如，EPD可具有600线x800像素/线的阵列，因此具有480,000个像素或TFT单元。
TFT器件354是开关器件，其用于开或关每个像素，因此通过电容器355控制流入像素电极区351中的电子数目。随着电子数目达到预期值，TFT关闭且电子得以保持。
图4示出了EPD的有源矩阵背板480。在有源矩阵背板中，源极驱动器481用于施加适当的电压到像素线。栅极驱动器482用于触发每线483的像素数据的更新。
作为实施例，通过如图2所示的系列驱动电压(即驱动波形)，相应于像素的显示单元中荷电颗粒被驱动到所选位置。
实践中，公共电极和像素电极分别连接到两个单独的电路，且这两个电路进而连接到显示控制器。显示控制器逐帧发送波形到电路，从而分别施加适当电压到公共电极和像素电极。术语“帧”表示波形的时序分辨率，如上所示。
图5-7示出了与电泳显示器的有源矩阵驱动关联的问题。
为了说明目的，图5-10表示电泳显示器包括填充有显示流体的显示单元的情形，该显示流体具有分散在黑色溶剂中的荷正电的白色颗粒。
在图5-7中，这些实施例中的每个波形在每个相具有8个帧，每个帧具有20msec的固定帧时间。显示图像(800x600)具有600线，且每线800个像素。
对于20msec的帧时间和具有600线且每线800像素的显示图像，像素的每线更新时间约为33.33微秒(μsec)。如图6所示，图像的线1更新从时间0开始，线2的更新从33.33μsec开始，线3的更新从66.67μsec开始，如此类推。最后线(线600)的更新从19.965msec开始。
公共电极的更新从时间0开始。因此除了线1，各线更新总是滞后于公共电极的更新。在该实施例中，最后线的更新滞后于公共电极更新约20msec的1帧时间。
图5a和5b示出了波形如何驱动像素到黑态，然后到白态，且最后再到黑态。
如两个图所示，单极驱动方法要求调整公共电极。在两个图中，公共电极以相I中的+V电压、相II中-V电压和相III中+V电压施加。
图5a表示第一线的驱动，其中像素电极的更新没有滞后时间。如所示，分别在相I中施加-V电压、在相II中施加+V电压、在相III中施加-V电压到像素电极。结果，像素在相I、II和III中分别经历-2V、+2V和-2V的驱动电压，且公共电极的更新和像素电极的更新(对于被驱动到黑、白，然后再到黑的像素)同步为都在时间0开始。换句话说，施加到公共电极的电压是与施加到像素电极的第一线的电压同步的。
然而，如图6所示，像素更新不是跨整个显示面板同时发生的。像素的第一线和像素的最后线的更新时间差约1帧时间。但施加到公共电极的电压的更新无时间滞后。
图5b表示最后线的驱动，这里像素电极的更新滞后于公共电极的更新约一帧时间(即，20msec)。由于该滞后/时移，公共电极的更新和像素电极的更新没有同步化。换句话说，像素电极更新的滞后导致从面板的顶部到面板底部波形的非同步化更新。
图5b也示出了时移/滞后在每个过渡时间点是最显著的，结果，时移/滞后引起最后线与第一线行为不同。这导致显示的图像的不一致性。
应该指出，虽然最后线的时移是最显著的，但也可能是线1之外的其他线，如图6所示。
在图7a和7b中，像素需要保持其原始颜色状态，即，白像素保持白色或黑像素保持黑色。对于这些像素，驱动电压保持0V。然而，这仅对驱动电压为0V的图像的第一线的像素是可能的，如图7a所示。最后线中像素在每个过渡点具有驱动电压，这是由于上述滞后/时移导致的，如图7b所示。这将引起像素在这些过渡时间点改变其颜色状态，这是不期望的。
本发明的第一方面涉及驱动方法，其包括施加波形到像素，其中所述波形包括多个驱动帧，且该驱动帧具有变化的帧时间。
在一种实施方式中，在波形过渡时间点的驱动帧具有第一帧时间，而其余的驱动帧具有第二帧时间。术语“过渡时间点”意在指施加不同电压的时间点。例如，在过渡时间点，施加的电压可从0V增加到+V，或从-V增加到+V，或可从+V减小到0V或从+V减小到-V等等。
在一种实施方式中，第一帧时间是第二帧时间的一部分(分数)。例如，第一帧时间可以为第二帧时间的约5％到约80％，优选为第二帧时间的约5％到约60％。
图8和9示出了本发明。如图8所示，在过渡时间点A、B、C和D，帧时间是10msec，而其余的驱动帧的帧时间为20msec。每个相中仍有8个帧，从帧1到帧8，帧时间依次为10msec、20msec、20msec、20msec、20msec、20msec、20msec、和20msec。
在具有缩短的帧时间的帧中，每线驱动时间也被缩短到16.67μsec。结果，每线(非线1)的滞后时间也被缩短。缩短的帧时间的驱动帧中最后线的更新滞后于公共电极的更新仅约10msec，如图9所示。
通过比较图5b和8，本发明驱动方法的优点是明确的。首先，由于时移导致的驱动电压的变化被最小化。其次，波形的整体驱动时间也由于缩短的驱动帧而被缩短。
此外，只要驱动帧数目保持相同，则不要求额外的数据点，这导致相同次数的TFT电容器充电。因此，功率消耗几乎与具有固定帧时间的驱动帧的波形相同。
该驱动方法可设计并可整合入(incorporated)时序控制器(即显示控制器)，其产生并提供帧时间变化的驱动帧至有源矩阵驱动方案中的源极和栅极驱动器IC。
本发明第二方面涉及包括多个驱动帧的驱动波形，其中所述驱动帧具有变化的帧时间。
在一种实施方式中，在波形的过渡时间点的驱动帧具有第一帧时间且其余的驱动帧具有第二帧时间。
在进一步的实施方式中，第一帧时间是第二帧时间的一部分。例如，第一帧时间为第二帧时间的约5％到约80％，优选第一帧时间为第二帧时间的约5％到约60％。
图8涉及单极驱动波形，作为施加到公共电极的电压调制，其中电压施加需要施加到像素电极。
虽然本发明的驱动方法和波形特别有益于单极驱动方法，双极驱动方法也可利用该方法以缩短总体驱动时间，如图10所示。对于双极驱动，无需调制公共电极，缩短的驱动帧优选在过渡时间点，如图所示。在波形的其他时间点也可以有缩短的驱动帧，尤其是对于灰度驱动，由于缩短的驱动帧将增加灰度图像的分辨率。
虽然前面为了明确理解，一定程度上详细说明了本发明，但本领域技术人员显然可在权利要求限定的范围内做出变化和改进。应该指出，本发明的方法和系统可有许多替换实施方式。因此，本实施例被当作是示例性的而非限制性的，且本发明特征不是局限于这里给出的细节，而是可在权利要求及其等效物范畴内做出改进。
Claims (8)
1.一种用于驱动电泳显示器的波形，其包括多个驱动帧，且所述驱动帧具有变化的帧时间。
2.根据权利要求1所述的波形，其中在所述波形的过渡时间点的所述驱动帧具有第一帧时间，而其余的驱动帧具有第二帧时间。
3.根据权利要求2所述的波形，其中所述第一帧时间是第二帧时间的一部分。
4.根据权利要求3所述的波形，其中所述第一帧时间为所述第二帧时间的约5％到约80％。
5.根据权利要求3所述的波形，其中所述第一帧时间为所述第二帧时间的约5％到约60％。
6.根据权利要求1所述的波形，其是单极驱动波形。
7.根据权利要求1所述的波形，其是双极驱动波形。
8.一种电泳显示器的驱动方法，其包括施加根据权利要求1所述的波形至像素。
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