CN102160107A - 电润湿系统 - Google Patents

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Abstract

一种电润湿系统，包括：显示设备(1)，具有多个电润湿元件(2)，该多个电润湿元件包括第一电润湿元件和第二电润湿元件，每一个电润湿元件均可以按照多个不同的显示状态进行配置；以及显示控制器(104，204)，用于电寻址多个电润湿元件，以在不同的显示状态之间切换多个电润湿元件。显示控制器被布置为连续两次寻址第一电润湿元件，这两次通过第一寻址间隔分离，以及连续两次寻址第二电润湿元件，这两次通过第二寻址间隔分离，第二寻址间隔长于第一寻址间隔。本发明还涉及显示控制器、驱动器级和控制显示设备的方法。

Description

电润湿系统
技术领域
本发明涉及电润湿系统，具体地，涉及显示设备的电润湿元件的寻址。
背景技术
像素化显示使用图像数据来控制每个像素的显示状态。在发送给各个像素之前，该数据可以在从主显示控制器发送之后被存储在从属显示模块的存储器中。该存储器可以与像素矩阵以及相关电路一起安装在模块的基板上。
为了刷新所显示的图像，存储器通常保持表示每个像素的显示状态的数据。然而，随着像素技术的微型化以及显示中像素数的随之增加，所需要的存储器的物理尺寸也相应增加。例如，对于具有60Hz像素刷新率的480行及640列像素的视频图形显示(VGA)，需要440Mbits/s速度的存储器。这种速度的存储器具有非常大的功耗，这对于由电池供电的移动设备来说是存在问题的。此外，这种存储器体积大，因此占用基板的较大面积。由于具有所要求面积的基板(例如，硅)比较昂贵且会增大显示器的尺寸，所以这是成问题的。
可以通过逐行而不是逐帧刷新像素显示状态来降低存储器的尺寸。因此，存储器可以是线性的，一次存储一行像素的像素数据；例如参见美国专利公开第2007/0063954号。该方法的问题在于，需要更频繁地刷新由存储器存储的数据；例如，用于上述VGA显示器的长度640位的存储器需要以480×60Hz的速率来刷新。这种刷新率非常高并且难以实现。此外，较高的刷新率涉及更大的功耗，再次引起用于移动应用的问题。此外，产生了大量的电磁干扰(EMI)。
本发明的目的在于提供一种改善的显示设备。
发明内容
根据本发明，提供了一种电润湿系统，包括：显示设备，具有多个电润湿元件，包括第一电润湿元件和第二电润湿元件，每一个电湿润元件均可以按照多个不同的显示状态进行配置；以及显示控制器，用于电寻址多个电润湿元件，以在不同的显示状态之间切换多个电润湿元件，其中，显示控制器被配置为连续两次寻址第一电润湿元件，这两次通过第一寻址间隔(时间间隔)分离，以及连续两次寻址第二电润湿元件，这两次通过第二寻址间隔(时间间隔)分离，第二寻址间隔长于第一寻址间隔。
本发明提供了电润湿元件的选择性寻址。因此，在短于另一个间隔的间隔之后重新寻址一个电润湿元件。这意味着只有需要被寻址的元件(可以为显示像素)被寻址以按照期望的显示状态对它们进行配置。在元件寻址的上下文中，这里所使用的术语“连续两次”是指电润湿元件在寻址间隔的开始被寻址一次，以及在寻址间隔的末端再一次被寻址。因此，两次连续的寻址动作被寻址间隔所分离。在本发明的上下文中，寻址电润湿元件包括刷新电润湿元件的显示状态、重置电润湿元件的显示状态或改变电润湿元件的显示状态的动作。
选择性像素寻址具有显著的优点。由于较少的数据需要被发送给显示器，所以用于控制像素寻址的存储器不需要存储用于整个图像帧的像素数据；仅需要存储与用于更新或刷新的所选像素相关的数据，大大减小了所要求存储器尺寸。此外，显著降低了显示设备的功耗，这是因为与寻址每个帧的每个像素相比，需要提供显著减少的信息来更新显示，即，不需要将数据发送给不需要被寻址的那些元件。此外，当显示状态中的信息为静态或者很少被更新时，可以显著降低显示的寻址率，例如由于需要提供较少信息以及在不发生显示的寻址期间可以将电子器件关闭较长时段的事实。当然，因为没有数据必须被提供给除了接近其第二寻址间隔的期满之外不改变其显示状态的那些像素，功耗被进一步减小。此外，可以大大降低数据时钟速率，导致例如显示控制器中的功耗的降低。此外，通过寻址每帧较少的像素，降低了来自显示的电磁干扰，并改善了电磁兼容性(EMC)。
在可以每像素寻址显示而不是在每帧期间寻址所有线的情况下发生的另一优点在于，可以对信息内容进行强有力地限制，导致数据的强压缩以及与信息交换所要求的数据时钟速率相关的数据率的大大减小。这对于具有用于数据接收的低带宽的移动设备来说尤其有利。
电润湿显示具有视频能力。电润湿显示的典型应用包括手表和移动电话，但是还可以包括用于观看电影的视频显示器，它们都具有低功耗。这是令人惊讶的：显示内容改变的高速率意味着高切换率，功耗与切换率相关。然而，通常，大多数图像内容不从视频中的“帧”变为“帧”，因此，本发明利用这一方面来减小显示器的功率耗散，同时提供显示中图像内容的快速切换率的能力。
注意，美国专利第5,751,266号描述了双稳态液晶(LC)单元的选择性像素寻址，以及美国专利第6,504,524号描述了双稳态电泳像素组的选择性寻址。在这些现有技术文献中公开的像素不同于电润湿元件，如以下所解释的，电润湿元件是准稳定的，原因在于与双稳态单元不同，本发明的电润湿元件的显示状态必须在某一保持间隔之后被刷新。同时，美国专利第6,504,524号提到最终要求“消隐”的双亚稳像素，但这里所使用的术语双稳态是指当从像素移走寻址电压时，像素对于期望应用保持其光学状态充分长的时间。这不同于本发明的电润湿元件，本发明的电润湿元件要求在某一显示状态期间施加电压并且其是准稳定的。此外，这种电泳像素的选择性像素寻址由于相邻像素之间的串扰而产生了质量低劣的图像，这是因为需要施加高电压脉冲以重置像素显示状态。此外，电泳或LC像素不能足够快地被更新以显示视频。在美国专利第6,504,524号的系统中，当移除所施加的电压时，显示状态未改变，或者改变得非常慢，这使其不适合于视频显示。此外，不同于电润湿显示，LC显示要求逆方案；因此，对于电润湿显示的选择性像素寻址更易于实施。
应该注意，国际申请WO 2007/049196公开了有源矩阵显示设备中电润湿元件的使用。然而，没有提及选择性像素寻址。
选择性地寻址显示器的电润湿元件由于它们的准稳定性而是非常有利的；可以期望在相同间隔之后刷新每个元件以避免图像的劣化，而不是在不同间隔之后寻址不同的像素。本发明的这个方面在于电润湿元件与已知的非双稳态像素相比具有较长的显示状态的保持时间。当然，使用存储电容器可以获得甚至更长的保持状态。美国公开第2005/0057552号描述了液晶单元的选择性像素寻址；以60Hz的帧率刷新一些像素而以15Hz的帧率刷新其他像素。这些像素被限制为15Hz的最小帧率，没有公开比15Hz更低的帧率；当然，低于15Hz的帧率与LCD所要求的逆寻址组合是不利的，原因在于正如以下进一步解释的，观看者可以感知图像的闪烁。本发明的电润湿元件的准稳定性允许使用较低的刷新率，这减少了图像闪烁，并允许像素显示状态在没有刷新的情况下保持更长的时间。
由于在电场施加期间元件中的永久电荷聚集，因而LC元件示出了性能的劣化。由于图像滞留和/或灰阶偏移，电荷聚集将导致降低的图像质量。可通过在规则循环中在+V和-V之间交替施加给LC元件的电压来减少劣化。当循环频率降低到15Hz以下时，将发生电荷聚集。该电荷聚集偏移了所施加的电压，这导致在循环的负部分和正部分期间不同的光学图像。由于人眼对5Hz至15Hz左右频率的强度变化最敏感，因此，低于15Hz的刷新率将引起清楚的可视闪烁。这些现象将LC显示的帧率限制为15Hz以上。当LC元件与开关一起使用时，保持时间必须小于67ms以避免元件性能的劣化。
本发明基于电润湿元件示出了不同于液晶(LC)元件的行为的事实。电润湿元件在施加电压期间没有示出电荷聚集。因此，不需要交替电压以在没有劣化的情况下保持显示状态。在必须保持某一显示状态的整个时间期间使用直流电压以控制电润湿元件的可能性允许在长于70ms的周期期间保持状态的应用。电润湿元件的电容和泄漏电流具有在长于70ms的保持状态期间基本保持对于元件所要求电压的大小。“基本保持”是指电压改变中的变化没有引起元件的显示状态的可视变化；这可以是小于10％的改变。由于元件的显示状态是由流体的位置确定而流体在元件中的位置是由电压确定，所以在保持状态期间维持该位置。因此，这种元件状态被称为准稳定状态。
在LC元件中，由LC材料的泄漏电流影响元件的性能。当跨单元间隙施加电压时，泄漏使得电荷在元件中重新定位。现在主要的压降发生在电极与LC材料之间横跨电介质层，因此降低了跨LC材料的压降。这改变了光学状态，因此限制了保持时间，原因在于液晶元件的保持时间很大程度上由液晶分子到它们零电压状态的弛豫所确定。
泄漏电流引起LC材料的充电和击穿，这进一步影响了LC元件的性能。此外，在LCD中，像素电容较低，此外，电容变化较小；与电润湿显示相比，由于泄漏电流，这使得LCD对于像素电压的改变更加敏感。
还通过元件的电容大小和泄漏电流的组合来限制LC元件的保持状态的持续时间。可通过增加电容来增加保持时间。该电容包括元件的电极与在显示设备的支持板上集成的存储电容器之间的电容。例如，通过增加存储电容器的面积、通过减小存储电容器中电介质的厚度或者通过增加存储电容器中所使用的电介质的介电常数来增加该电容。然而，存储电容器面积的增加通过占用更多像素孔径面积并且还占用系统其它部件(诸如晶体管和用于行和列的配线)可用的面积而减小了像素的光学传输，并且可能增加泄漏电流。改变电介质的厚度或介电常数是增加电容的另一种可能性。然而，这对制造产量具有负面影响，因为其对相同元件中的薄膜晶体管(TFT)的性能具有显著影响，这是因为相同的电介质通常用于TFT和存储电容器。因此，改变电介质的厚度或介电常数不是优选的。所以，对于维持期望显示状态的LC元件的保持状态必须短于220ms。应该注意，如果上述元件中的电荷聚集已经减小到了交流电压能够以降至4.5Hz的频率施加给元件而没有导致闪烁的这种程度，则LC元件可以仅在如此长的周期内维持其显示状态。
电润湿元件很少具有由泄漏所引起的问题。由于通过第一流体的电流的泄漏不起作用，所以不存在元件中电荷的重新定位。元件具有相对较大的电容和非常低的泄漏电流。因此，其具有长保持时间。由所施加电压来确定流体的位置，因此由所施加电场来确定流体的位置。当开关打开时，电润湿元件中流体的位置维持较长的时间段。结果，当用于显示设备中时元件也将在该较长的时间段内维持其显示状态，该显示状态由流体的位置确定。
优选地，显示控制器被布置为在第二寻址间隔的末端刷新第二电润湿元件的显示状态。这里在寻址元件以刷新其显示状态，从而在寻址动作之后保持与第二间隔的开始处相同的显示状态的上下文中使用术语刷新。该实施方式中的第二寻址间隔对应于元件的保持时间，其中，在该保持时间之后显示状态劣化至用于显示像素图像的不可接受的显示状态。由于电阻损耗(即，元件中的泄漏电流)而发生这种劣化。刷新涉及将跨元件施加的电压设置回至对于所要求显示状态的预期施加电压值。因此，通过在第二寻址间隔的末端寻址第二元件，准稳定元件的显示状态被刷新为其劣化之前的相同状态，因此保持了高质量图像。因此，通过将显示状态从第二间隔的末端已经开始劣化的显示状态恢复显示状态，这种刷新可以涉及显示状态改变。注意，在美国专利第6,504,524号中描述的消隐信号涉及在相同显示状态中配置所有像素的处理。这不同于本发明此处所描述的刷新，该刷新用于防止在施加电压时的图像劣化。
优选地，显示控制器被布置为在第二寻址间隔的末端重置第二电润湿元件的显示状态。这里所使用的术语重置的含义类似于本文所使用的术语刷新的含义，就此程度来说，其用在对于元件进行寻址以在重置动作之后保持与第二寻址间隔的开始处相同的显示状态的上下文中。优选地，在观看者感知劣化之前，应用重置以在由于回流劣化显示状态之后恢复预期的显示状态。回流是一种现象：不管在没有泄漏电流的情况下在电润湿元件上保持恒定非零电压的事实，至少一个流体的位置趋于后退到在将零电压施加至元件时流体的位置。从而，尽管施加非零电压，电润湿元件的非零电压显示状态会趋于返回到零电压显示状态。对于LC显示不发生回流，因此，LC显示不要求这里所描述的重置。
重置涉及瞬间(例如，大约1ms)将跨元件施加的电压设置为0V或接近0V，然后将所施加的电压恢复为获得预期显示状态所要求的值。以这种方式，消除了由于回流所引起的任何显示劣化。重置的持续时间足够短，从而基本不影响流体配置，即，优选地，使得元件的观看者没有感知到显示状态的改变，因此不会进一步劣化显示状态。
可以在与元件的刷新时刻的不同时刻执行元件的重置。可选地，可以一起(优选地，同时)执行元件的重置和刷新。有利地，在第二寻址间隔的末端，重置可以被布置为与刷新一致。刷新可以比重置更频繁地执行。因此，在显示器被布置为一起执行刷新和重置的实施方式中，这可以包括在持续时间上等于多个第二寻址间隔的寻址间隔的末端，在需要时重置元件。可选地，重置可以比刷新更频繁地执行。以这种方式，以简单且有效的方式实现电润湿元件的选择性像素寻址，克服了任何回流和电流泄漏问题，并且避免了会使选择性像素寻址复杂化并增加功耗的单独的重置和刷新动作。
应该理解，当在这里使用术语刷新时，包括以下描述的实施方式，在第二寻址间隔的末端刷新电润湿元件的显示状态的上下文中，设想另外的实施方式，其中，重置可以被应用为刷新的可替换物；或者重置可以在第二寻址间隔的末端与刷新组合(例如，同时)应用。
进一步优选地，第二寻址间隔长于人眼最敏感的寻址间隔。人眼对以大概5Hz至15Hz的频率寻址所引起的像素显示状态的亮度改变最敏感。在这些频率处，像素显示状态的照度级别(或反射率级别)的小变化(例如，在5％至10％之间)可能已经作为闪烁被人眼看到。人眼对大概5Hz至15Hz范围外的寻址频率所引起的照度改变不太敏感，因此，在将这种改变感知为闪烁之前允许像素照度级别(或反射率)的较大改变。以低于约5Hz的频率寻址所引起的照度改变主要被感知为图像亮度中的变化。通过结合眼睛的效果来引起对高于约15Hz的频率的减小的眼睛灵敏度；这些频率处的照度变化至少部分地被感知为平均图像亮度的改变。5Hz、10Hz和15Hz的频率分别对应于200ms、100ms和66.67ms的寻址间隔。例如对于保持在相同显示状态的元件以慢于大约5Hz至15Hz的速率寻址(例如，刷新)第二电润湿元件几乎不被人眼感知(如果不是不能够察觉的)；这意味着与以这些低频率寻址元件相关联的显示状态的任何改变不被检测为闪烁。
电润湿元件的显示状态照度的改变可以较小；例如小于总显示状态的10％或5％；这不会被人眼注意到。与元件并行连接的存储电容器可用于降低照度变化。因此，能够以对应于任何寻址频率(包括大约5Hz至15Hz的范围)的间隔寻址电润湿元件。由于闪烁的感知依赖于像素的照度，所以需要选择级别以使其充分低，使得人眼未对于以该频率寻址所引起的任何照度改变感知为闪烁。因此，电润湿显示设备可以提供高质量图像，没有闪烁。
在本发明的又一实施方式中，显示控制器被布置为在第一寻址间隔的末端改变第一电润湿元件的显示状态。在本文对元件进行寻址以更新其显示状态以在该寻址动作之后提供不同于第一间隔开始处的显示状态的上下文中使用术语改变。由于第一间隔短于第二间隔，因此电润湿元件可以将其显示状态更新为不同的显示状态，而不改变第二电润湿元件的显示状态(其将保持其目前的显示状态)。因此，该显示器具有降低的功耗并且要求用于接收图像数据的较低带宽。显示器的附加电润湿元件还在第一寻址间隔处改变它们的显示状态。在本发明的一些实施方式中，像素寻址机制可以寻址不同于改变它们显示状态的那些电润湿元件的其他电润湿元件(而不改变其显示状态)；例如，可以寻址元件的行的所有电润湿元件，但是只有选择的那些元件将使其显示状态改变。
在优选实施方式中，第一寻址间隔短于人眼最敏感的寻址间隔，并且例如可以为10ms或20ms。上面解释了人眼对某寻址频率的敏感性。能够以明显长于可能用于电润湿元件的最小间隔来更新现有技术双稳态显示器的像素。因此，不同于双稳态显示器，本发明的电润湿元件适合于以更大的像素改变率来提供视频，其中，第一间隔可以大约为5ms以下(即，大约200Hz以上的更新速率)。由于第一寻址间隔可以短于人眼最敏感的寻址间隔，因此可以提供高质量视频而没有可感知的闪烁。长于大约5ms的第一间隔还允许(例如)使用模拟灰阶显示器来显示视频图像。
根据本发明的又一实施方式，多个电润湿元件被布置用于无源矩阵、有源矩阵或直接驱动操作。因此，本发明可以应用于各种显示结构，提供高等级的设计自由。
优选地，本发明的电润湿系统包括电连接至多个电润湿元件中至少一个的至少一个驱动器级，其中，显示控制器被布置为控制至少一个驱动器级，以确定多个电润湿元件中至少一个的显示状态，并且驱动器级具有高阻抗状态。使用所谓的三态驱动器级(其具有高阻抗状态以及接通状态和断开状态)允许在电润湿显示器中简单且有效地提供本发明的优点。在直接驱动显示中，一个驱动器级可以连接至一个电润湿元件。高阻抗驱动器级还可以用在有源矩阵显示器中；然后，在具有高阻抗的有源矩阵显示器中的晶体管上采样数据。在又一实施方式中，至少一个驱动器级可以电连接至多个电润湿元件。
在本发明的实施方式中，显示控制器被布置为基本上同时刷新多个电润湿元件中每一个的显示状态。因此，可以刷新每个像素的显示状态，提供全局显示刷新。例如，可以执行这种刷新以更新每个像素，确保显示最新的图像。如稍后解释的，该刷新可以根据诸如移动图片专家组(MPEG)数据的图像数据格式。
在本发明的其他实施方式中，显示控制器被布置为在预定时间点刷新多个电润湿元件中第一组的显示状态，以及在不同的预定时间点刷新多个电润湿元件中第二(不同)组的显示状态。能够以不同于其他像素的间隔刷新一些像素，因此提供显示的选择性刷新。例如，能够以不同于像素其他行的时刻刷新像素的不同行，以提供全局显示刷新而没有一次刷新所有像素，这避免了观看者感知所有像素的刷新。此外，显示器可具有不同的部分(其具有不同的寻址速率)，使得第一部分可以显示快速变化的图像(诸如视频)，而第二部分可以显示静止或缓慢变化的图像。LC显示器由于需要使用交流电压进行寻址而不能被布置为具有不同区域(其具有不同刷新速率)。这是由需要寻址数行/列以获得用于LC显示器正确操作的适当的逆方案而引起。相反，由于不需要逆方案，因此可以使用直流电压来切换电润湿元件。
优选地，电润湿系统包括存储器，该存储器被布置为存储表示自最后寻址多个电润湿元件中的每一个所经过的时间的数据。以这种方式，可以监控第二寻址间隔的流逝，以在由于有限的准稳定性而发生显示状态的劣化之前刷新每个像素的显示状态。
在优选实施方式中，电润湿系统包括图像数据处理器，其被布置为将代表第一图像的输入图像数据与代表连续第二图像的输入图像数据进行比较以生成标识多个电润湿元件中的哪一个要求显示状态改变的输出图像数据。使用该比较，只针对显示状态改变标识所选择的像素，这使得功耗和所要求的显示驱动器的带宽最小化。
在又一优选实施方式中，电润湿系统包括图像数据处理器，其被布置为处理表示第一图像和连续第二图像之间的图像差异的输入图像数据以标识多个电润湿元件中的哪一个要求显示状态改变。输入图像数据(例如MPEG数据或类似图像压缩技术)可以标识第一图像与第二图像之间的差异(也被称为增量数据，delta data)而不是提供第二图像中的每个像素的显示状态的细节。使用这种数据格式使得可以简单地实现选择性像素寻址并允许高效的数据传送。此外，设想利用本发明的电润湿元件的选择性像素寻址使用MPEG解码，以提供高质量视频图像而没有在LCD技术中经历的运动或块伪像。
此外，优选地，周期性地，输入图像数据表示多个电润湿元件中每一个的显示状态。例如，如上面所解释的，MPEG数据表示后续图像之间的差异。然而，连续帧之间像素的显示状态的微小改变可能对于包括在新图像的数据中不足够显著。因此，周期性地，输入数据指明用于每个像素的当前显示状态，并相应地更新像素，确保对于当前图像来说每个像素的显示状态均是正确的。
在优选实施方式中，多个电润湿元件具有包括第一电润湿元件的第一组电润湿元件以及包括第二电润湿元件的第二组电润湿元件，并且显示控制器被布置为连续两次寻址第一组，这两次通过第一寻址间隔分离，以及连续两次寻址第二组，这两次通过第二寻址间隔分离。以这种方式，一组像素(例如，像素块或行)可以被选择性地寻址而不是针对各个像素寻址。换句话说，可以在第一寻址间隔寻址多于一个的元件，并且可以在第二寻址间隔中寻址多于一个的元件。这可以提供更新或刷新更大显示器的像素的更加有效的方案。此外，存储器仅需要存储关于要求寻址的这些行的数据，意味着可以使用更小的存储器。此外，显示器可以被构造为具有较快的像素改变区域以及较慢的像素改变/刷新区域。
根据本发明的又一方面，提供了一种显示控制器，其用于多个电润湿元件的电寻址以在不同的显示状态之间切换多个电润湿元件，其中，多个电润湿元件包括第一电润湿元件和第二电润湿元件，并且显示控制器被布置为连续两次寻址第一电润湿元件，这两次通过第一寻址间隔分离，以及连续两次寻址第二电润湿元件，这两次通过第二寻址间隔分离，第二寻址间隔长于第一寻址间隔。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于电连接至多个电润湿元件中至少一个的驱动器级，其中，该驱动器级被布置为在显示控制器的控制下电寻址多个电润湿元件中的至少一个，以在不同的显示状态之间切换多个电润湿元件，其中，多个电润湿元件包括第一电润湿元件和第二电润湿元件，并且该驱动器级适于在第一寻址间隔的末端寻址第一电润湿元件以及适于在第二寻址间隔的末端寻址第二电润湿元件，第二寻址间隔长于第一寻址间隔。优选地，该驱动器级可具有高阻抗状态，因此如以下进一步详细描述的提供显示器的三态切换。
本发明的又一方面涉及控制显示设备的方法，该显示设备具有包括第一电润湿元件和第二电润湿元件的多个电润湿元件，每一个电润湿元件均可以通过电寻址电润湿元件按照多种不同显示状态而配置，该方法包括：
a)连续两次寻址第一电润湿元件，这两次通过第一寻址间隔分离；以及
b)连续两次寻址第二电润湿元件，这两次通过第二寻址间隔分离，第二寻址间隔长于第一寻址间隔。
本发明的其他特征和优点将根据参照附图仅通过实例的方式给出的本发明优选实施方式的下列描述而变得显而易见。
附图说明
图1示出了根据本发明的电润湿系统的一部分的示意性截面图；
图2(a)示出了根据本发明的电润湿系统的一部分；
图2(b)示出了根据又一实施方式的包括存储电容器的电润湿系统的一部分；
图3(a)示出了驱动器级的实施方式；
图3(b)示出了图3(a)的实施方式的定时图；
图4(a)示出了驱动器级的可替换实施方式；
图4(b)示出了图4(a)的实施方式的定时图；
图5(a)示出了驱动器级的可替换实施方式；
图5(b)示出了图5(a)的实施方式的定时图；
图6示出了电润湿系统的实施方式；
图7示出了电润湿系统的又一实施方式；以及
图8示出了又一实施方式的电润湿系统的一部分。
具体实施方式
图1示出了电润湿显示设备1的实施方式的示意性截面图。显示设备包括多个电润湿元件2，在图中示出了其中之一。通过两条虚线3、4在图中表示元件的侧向延伸。电润湿元件包括第一支持板5和第二支持板6。支持板可以是每个电润湿元件的分离部件，但是支持板优选地由多个电润湿元件共享。例如，支持板可以由玻璃或聚合物制成并且可以为刚性或柔性的。
显示设备具有观看侧7(在其上可以观看由显示设备形成的图像或显示)和背侧8。第一支持板5面向观看侧；第二支持板6面向背侧8。在可替换实施方式中，可以从背侧8观看显示。显示设备可以为反射型、透射型或透反型。显示可以为分段显示型，其中，图像由片段组成。可同时或单独切换片段。每个片段均包括一个电润湿元件2或可以相邻或远距的多个电润湿元件2。同时切换包括在一个片段中的电润湿元件。显示设备还可以为有源矩阵驱动显示型或无源矩阵驱动显示。
支持板之间的空间10填充有两种流体：第一流体12和第二流体11。第二流体不能与第一流体混合。第二流体是导电的或者有极性的，并且可以为水或者盐溶液(诸如氯化钾在水和乙醇的混合物中的溶液)。优选地，第二流体是透明的，但也可以为有色的、白色，吸收或反射。第一流体是不导电的，并且例如可以为如十六烷或(硅)油的烷烃。在支持板上布置疏水层13，创建面向空间10的电润湿表面积。该层可以为在多个电润湿元件2上延伸的连续层或者如图所示，其可以为中断层，每个部分均仅在一个电润湿元件2上延伸。例如，该层可以为非晶含氟聚合物层，诸如AF 1600或另一种低表面能聚合物。可替换地，电润湿元件可以通过第一流体12、电极14、疏水层13和与第一支持板5相邻的壁16构成。在该配置中，第一流体被布置在空间10的观看侧7处而不是布置在背侧8处。此外，在可替换配置中，电润湿元件可以位于彼此的顶部以包括在光路上串联的多于一个的可切换电润湿元件。可通过在每个电润湿元件中包括一种或多种其他第一流体来实现可切换元件的进一步集成。层13的疏水特性使得第一流体优先粘附至支持板6，这是因为与第二流体相比，第一流体相对于疏水层13的表面具有较高的润湿性。润湿性涉及流体对于固体表面的相对亲和力。润湿性随着亲和性的增加而增加，其可以通过形成在流体和固体之间的接触角来测量并且在感兴趣流体的内部测量。润湿性从大于90°的角度处的相对非润湿性增加至当接触角为0°时的完全润湿性，在这种情况下，流体趋于在固体的表面上形成膜。
每个元件2均包括布置在第二支持板6上的电极9。电极9通过绝缘体(其可以为疏水层13)与流体隔开。通常，电极9可以为任何期望的形状或形式。通过信号线14向电极9提供电压信号。第二信号线15连接至与导电的第二流体11接触的电极。当元件流体互连并共享第二流体、不被壁中断时，该电极对于所有元件来说可以是公用的。通过在信号线14与信号线15之间施加的电压Ve来控制电润湿元件2。支持板6上的电极9均通过支持板上的印刷配线矩阵连接至显示驱动系统。该配线可以通过各种方法(诸如溅射以及构建或印刷技术)来实施。
在片段型的显示器中，电极9可以在数个元件上延伸并限定多个电润湿元件的图像区域(它们都将被同时切换)。当片段覆盖数个电润湿元件元件时，信号线14对于这些电润湿元件来说是公共信号线。
通过壁16(其顺着电润湿元件的截面方向)将第一流体12的侧向延伸限制于一个电润湿元件。在图1所示的实施方式中，壁限定了疏水层13的延伸。当疏水层在多个电润湿元件上延伸时，壁优选地被布置在层的顶部。可替换地，或附加地，壁可以包括用于限制第一流体的亲水区域。此外，在国际专利申请WO 03071346中公开了显示器的电润湿元件的进一步细节。
第一流体吸收至少一部分光谱。流体对于光谱的一部分可以是透射性的，形成滤色器。为此，可通过添加颜料颗粒或染料来对流体进行着色。可替换地，第一流体可以为黑色的，即，基本上吸收光谱的所有部分或者反射。疏水层可以是透明或反射性的。反射层可以反射整个可见光谱，使得该层看起来是白色的，或者反射部分光谱，使其具有颜色。
当施加在信号线14和信号线15之间的电压Ve被设置为非零激活信号电平Va时，元件将进入激活状态。静电力将朝向片段电极来移动第二流体11，从而推开第一流体12并从疏水层13的至少一部分朝向围绕疏水层区域的壁16转移第一流体12。当完全排斥时，如虚线17示意性示出的，第一流体为液滴状的形式。该动作使得从电润湿元件的疏水层13的表面露出第一流体。当跨元件的电压返回到零或值接近零的非激活信号电平时，元件将返回到非激活状态，其中，第一流体流回以覆盖疏水层13。以这种方式，第一流体在每个电润湿元件中形成电可控的光学开关。
电润湿元件形成电容器。第二流体11和电极9形成板，以及第一流体和疏水层13形成电介质层。当第一流体处于激活状态(即，具有形式17)时，元件的电容高于第一流体处于非激活状态(即，具有形式12)时的电容。
图2(a)示出了电润湿系统20，包括示为电容器21的电润湿元件、用于向元件施加电压Ve的驱动器级22以及将电润湿元件21连接至驱动级的输出端24的开关23。驱动器级22在其输入端25处接收来自显示控制器的、用于在电润湿元件上设置电压Ve的信号。当开关23闭合时，电容器21被充至电压Ve。在断开开关23之后，在保持状态期间维持电压电平。该状态的持续时间依赖于电容器21的电容以及电润湿元件和开关的泄漏电流。当开关集成于驱动器级时，泄漏电流为驱动器级处于其高阻抗状态的泄漏电流。具有150μm乘150μm截面的典型电润湿元件在处于非激活状态时具有0.1pF的电容，以及在处于激活状态时具有0.5pF的电容，并且具有小于0.2pA的泄漏电流。诸如薄膜晶体管(TFT)的典型电子开关具有大约1012Ω至1013Ω或以上的开路电阻。
这些值允许保持状态的持续时间大于70ms。对于静态应用(诸如手表显示、电子书、电子字典、GPS设备)，典型的持续时间为100ms至1s，这将导致功耗的显著降低。电润湿元件相对较长的保持状态不是由于第一流体返回到非激活状态的缓慢响应，而是由于在元件上维持电压的事实。由于通常的电润湿元件不是双稳态而是准稳态，所以与诸如电泳元件的双稳态元件相反(其中，在两个状态的任一状态中，没有要求电压来维持状态)，电润湿必须维持元件上的电压以维持显示状态。保持时间被定义为从开关断开直到元件上的电压下降使得显示状态减小到断开开关时显示状态的90％时刻的时间。优选地，保持状态的持续时间充分短，使得不引起元件的光学状态的可见改变。苛求的应用可以要求保持状态的持续时间短于该保持时间。不太苛求的应用可以要求保持状态的持续时间短于保持时间的两倍或三倍。在保持状态的末端，通过使电压再次上升到所要求的电平来刷新元件。
由于电润湿元件不是双稳态(诸如电泳元件)而是准稳定的，所以电润湿元件易于在激活状态与非激活状态之间获得第一流体和第二流体的位置。在这种状态下，元件具有所谓的灰度值显示状态，其还可以在断开开关时维持。可通过相应地改变流体位置来获得许多不同的灰阶状态。此外，可以在用于示出具有例如10ms或20ms的刷新率的视频图像的显示状态之间充分快地切换具有长持续时间保持状态的电润湿元件。
图2(b)示出了类似于图2(a)的电润湿系统26。存储电容器27与元件21并联。确定保持状态的持续时间的电容为电容器21和电容器27的电容。存储电容器可以连接至任何固定的电压线。可通过增加与元件并联的电容器来增加保持状态的持续时间。然而，LC显示器具有小电容并且还具有作为白(即，断开)显示状态函数的电容较小变化，因此意味着其对泄漏电流更加敏感。因此，LC显示元件要求存储电容器与元件并联以减小元件中泄漏的影响。电润湿元件可使用电容器来减小由元件中流体位置的变化所引起的元件电容变化的影响。
在图2(a)和图2(b)中，开关23被示为驱动器级22的输出端24与电润湿元件21之间的单独元件。还能够以类似于在美国专利第4165494号中公开的用于双稳态线性放大器的方式来集成开关和驱动器级。该放大器可以在低阻抗放大状态与极高输出阻抗状态之间切换。集成开关的优点是较低的功耗和廉价的实现方式。此外，集成开关需要显示器或PCB(印刷电路板)上较小的面积。
例如，通过制造疏水层和绝缘层的电介质层，可通过选择绝缘层13的厚度、介电常数或材料来调整电润湿单元的电容。
尽管图1和图2中的电润湿元件被描述为显示设备中的图像元件，但其可以用于可以有利地使用维持流体位置的任何应用，诸如一般的光阀、光学隔膜、可调透镜等。
图3(a)示出了用于在激活状态和非激活状态之间切换电润湿元件(由电容器21表示)的驱动器级的可替换实施方式。电压Vp是多个电润湿元件公用的电压并且被施加给图1的电极15。S1和S2是开关。通过开关S1和S2的状态组合来确定元件状态：当S1接通且S2断开时，元件电压为0且元件处于断开状态。当S1断开且S2接通时，元件电压等于-Vp，将元件切换为接通状态。图3(b)示出了开关的定时图。在时刻t1处，元件必须根据显示数据设置为非激活显示状态。因此，开关S1闭合且开关S2打开(图中分别表示为“导通”和“断开”)。在图中顶部线中示出的跨元件的电压Ve为零，导致非激活元件。在t2处，两个开关都打开且电压Ve维持零。在t3处，元件的显示状态必须被更新且元件被设置为激活状态。开关S1打开且S2闭合。现在跨元件的电压为-Vp。负号是约定的结果以表示电极15处的电压为零。当在t4处开关S2打开时，电压Ve基本上维持等于-Vp。在t5处，通过闭合开关S1将元件设置为非激活状态。
在保持状态t2-t3以及t4-t5中，从电容器21来看的阻抗由于打开的开关而较高。由于元件和开关的泄漏电流较小，所以将在元件上保持电压。由于元件的准稳定性，因此在保持状态中维持元件的显示状态。在改变显示状态或保持时间届满之前元件不需要被重新寻址，使得整体系统中功耗的大大降低。图3(b)所示切换的模式被称为三态切换，原因在于从元件来看具有三种不同状态：低阻抗零电压、低阻抗高电压和高阻抗任意电压。
图3(b)的切换过程用于具有两个电压状态的驱动器级，但是类似的过程适用于其他实施方式，例如，驱动器级具有多个输出电压并是适于幅度调制的灰阶、多个开关、非推挽式驱动器级或数模转换器。在图4(a)中示出了提供8个输出电平的具有3位DAC(数模转换器)的驱动器级的实施方式。DAC的输出端经由开关S3连接至电润湿元件21。图4(b)示出了驱动器级的定时图。跨元件的电压Ve示出了分别对应于数字DAC输入值111和000的0V与-Vp之间的8个电平。在时刻t1处，开关S3闭合，并且对应于数字输出101的电压Ve被施加给元件。在t2处，开关打开，且元件进入高阻抗保持状态直到t3。在t3处，显示状态被更新为数字输出001，且在t4处，元件再次处于保持状态。相同的过程应用于具有任何数目的输出电压的驱动器级。
阻抗切换还可以与寻址电润湿元件的其他方法组合，诸如使用帧混合或空间混合的寻址以及在专利申请PCT/EP2007/062427(Reset pulse andintermittent supply voltage)、专利申请PCT/EP2007/062429(booster burstmodes)、专利申请PCT/EP2007/062428(Vcom modulation)中所描述的寻址。
图5(a)示出了将阻抗切换与重置脉冲组合的驱动器级。可以通过开关S4和开关S5在0V和-Vp之间切换元件21上的电压Ve。图5(b)示出了驱动器级的定时图。在时刻t1处，为了发起重置脉冲，开关S4接通，将跨元件的电压Ve减小为零。在短时间之后，在t2处，S4返回到打开状态且S5闭合，将Ve设置为-Vp。在t1至t2的周期内施加重置脉冲。该周期必须充分短以免重置脉冲影响所观察的元件的显示状态。一旦元件被再充电，开关S5就在t3处再次打开，将元件设置为保持状态。当开关S4再次闭合用于下一重置脉冲(其持续到t5)时，保持状态结束于t4处。在保持状态下，功耗基本上为零。当保持状态与充电和重置周期相比较长时，总功耗的降低将是显著的。如上面所解释的，例如在第二寻址间隔的末端，当要求与电润湿元件的刷新一致时，可以有利地执行重置脉冲。
在本发明中，提供了电润湿系统，其包括如前所述的显示设备，并且提供了选择性像素寻址而不是目前更加普遍的帧寻址。显示设备的显示控制器被布置为连续两次寻址显示设备的第一电润湿元件，这两次由第一寻址间隔分离，以及连续两次寻址不同于第一电润湿元件的第二电润湿元件，这两次由第二寻址间隔分离。第二寻址间隔长于第一寻址间隔。在第一寻址间隔的开始时刻寻址第一电润湿元件，以提供期望的显示状态，然后在第二时刻、在第一间隔的末端再次寻址第一电润湿元件以改变显示状态。在寻址元件以更新其显示状态的上下文中使用术语改变，以在寻址动作之后提供与第一间隔的开始处不同的显示状态。可以设置第一间隔用于显示器的快速更新部分。例如，第一电润湿元件可以显示视频，因此第一间隔可以大约为10ms至20ms或更短，优选地短于前面所解释的人眼最敏感的寻址间隔，以避免观看者将显示状态的改变检测为(例如)闪烁。相反，可以在第二寻址间隔的开始处的第一时刻寻址第二电润湿元件，以提供期望的显示状态，然后再次在第二间隔的末端的第二时刻进行寻址以刷新第二元件的显示状态。在寻址元件以刷新其显示状态的上下文中使用术语刷新，以在寻址动作之后维持与第二间隔的开始处相同的显示状态。在本发明的实施方式中，第二寻址间隔为用于将第二元件保持在相同显示状态的时间周期，其后显示状态由于有限的准稳定性而劣化。例如，第二寻址间隔可以为大约70ms至1s，优选地长于前面所解释的对应于大约5Hz至15Hz的刷新率的人眼最敏感的寻址间隔，以避免显示器的观看者注意例如作为闪烁的刷新。在有源矩阵显示器中，根据用于构造显示器的材料的特性，第二寻址间隔可以为秒的级别，以及在直接驱动显示器中为分钟的级别。
为了提供选择性像素寻址，显示控制器输出端处的信号可以为通过在显示器中要求的改变所确定的级别。显示控制器仅将信号发送至属于具有不同于在更新之后获得的显示状态的当前显示状态的元件的那些驱动器级。没有被寻址的驱动器级可以保持为静态。这充分减少了将被发送给显示设备的信号的数目，因此减小了显示驱动系统的功耗。此外，可以减小显示控制器内数据速率和时钟频率，导致显示驱动系统功耗进一步降低。
当元件接近保持状态的末端时，即，元件接近其第二寻址间隔的期满，应该通过将施加给元件的电压增加回到产生元件的期望显示状态的电平来刷新该元件。在液晶显示设备中，以充分高的速率在显示刷新期间刷新所有元件，从而应付元件的有限稳定性(避免由于充电所引起的劣化)。该帧率通常为50Hz或60Hz，并且最近已经增加到100Hz或120Hz以实现更高的图像质量。输出端处的信号可以为通过保持状态的期满所确定的级别。
在本发明的实施方式中，电润湿系统可以包括存储器，其存储表示多个元件中的每一个何时被最终寻址以刷新或改变显示状态的数据。这允许使用(例如)定时器对于每个元件来监控第二寻址间隔的流逝，使得每个元件可以在其显示状态劣化之前被刷新。例如在第一寻址间隔或第二寻址间隔期满之后，一旦元件显示状态被刷新或改变，就更新存储器中的数据。此外，如果元件接近第二寻址间隔的期满，则其显示状态可以在需要之前被改变或刷新，(例如)以与显示器中其他元件的寻址一致。存储器可用于确定何时执行显示器的全局刷新，诸如稍后所描述的那些情况。例如，存储器可以设置在电润湿系统的主机端显示控制器中，(例如)作为嵌入或外部存储器，或者在其他实施方式中可以位于显示器的从属端，(例如)在像素的显示驱动器集成电路(IC)、存储IC或存储器中。
根据本发明的电润湿系统可包括另一存储器和比较器。比较器是图像数据处理器。在显示器的操作期间，另一存储器包含表示显示器的第一、当前的图像，即，该数据表示每个元件的当前显示状态。比较器将存储的第一图像数据与表示显示器的连续第二图像的输入图像数据进行比较。基于该比较，比较器生成标识要求显示状态改变的那些所选元件的输出图像数据，以将显示图像更新为连续第二图像。因此，未选择的元件不需要改变它们的显示状态，并因此在保持显示状态下保持不被寻址(除非它们要求显示状态更新)。因此，显示控制器可以通过仅向要求显示状态改变的元件输出信号来影响显示变化。例如，在直接驱动显示中，比较器可以利用逻辑异或(EXOR)功能，其中，旧的第一图像数据异或新的第二图像数据导致显示状态改变。因此，0异或0导致没有显示状态改变(即，没有锁存)，1异或0导致显示状态改变(即，锁存)，0异或1导致显示状态改变，1异或1导致没有显示状态改变。
对于有源矩阵、无源矩阵和直接驱动显示器，可以基于逐行来刷新/改变元件，即，如果行中的至少一个元件要求刷新/改变显示状态，则元件的该行应该被选择用于更新。例如，通过存储表示每个元件的显示状态的数据，或者通过存储表示以第一间隔寻址的像素组以及以第二间隔寻址的像素组的数据，存储器可用于跟踪像素行中的哪些像素需要刷新或改变。可替换地，寄存器可用于跟踪哪些行要求寻址，诸如稍后描述的移位寄存器或线寄存器。
在又一实施方式中，上述另一存储器和比较器可以不是必需的，例如，电润湿系统被布置为利用按照标识连续图像之间的差异的格式的输入图像数据，以仅标识在第一连续图像与第二连续图像之间要求显示状态改变的那些像素而不是标识每个像素的显示状态。在这种实施方式中，电润湿系统包括被布置为处理这种数据(例如，MPEG数据)的图像数据处理器。周期性地，这种数据可以表示显示器的每个元件的显示状态，以确保显示的图像是最新的。根据MPEG编码原理以及最大带宽，该周期(例如)可以为每2帧，或者在其他实施例中为每指定数目(其可以为3至16之间的数目)的帧，例如8以上，诸如12。按照以下描述的方式，这可以导致显示的全局刷新。否则，由于连续图像之间的微小改变对于在图像数据中被编码不足够显著，元件的显示状态可以随着当前显示的图像所要求的显示状态而缓慢地变得过时。这种数据承载用于标识显示状态改变所涉及的像素的显示坐标数据。显示控制器可以包括用于将坐标数据与显示器的元件的地址进行比较的地址比较器，以标识用于更新的那些元件。
本发明的电润湿系统的显示控制器可以被布置为基本上同时刷新显示器的每个电润湿元件的显示状态。换句话说，可以全局地刷新显示。考虑到与显示器的不同像素(例如，在不同行中)相比刷新一个像素的任何延迟，“基本上同时”意味着以基本相同的时间点刷新显示的每个像素。当元件的预定部分已经保持在一个显示状态长达第二寻址间隔的持续时间时，可以执行全局刷新。从属行存储器、线存储器或较小容量的存储器可用于确定何时要求全局刷新。可替换地，或此外，显示控制器可以在一个预定的时间点处基本上同时刷新第一组元件的显示状态，以及在不同的预定时间点处基本上同时刷新第二(不同)组元件的显示状态。当然，可以在不同的时间点处刷新多个不同组元件中的每一个。例如，每一组可以为元件的行或列。通过根据预定的刷新算法或者随机地刷新每一组，可以实现显示器的全局刷新而不会使观看者观察到刷新，不会同时刷新所有元件。
现在将描述根据本发明的示例性电润湿系统。
图6示出了根据本发明的电润湿显示驱动系统的实施方式的示意图。显示驱动系统为所谓的直接驱动型，并且可以为优选粘附至图1所示支持板6或者集成在显示模块中别处的电子器件中(例如在PCB上)的集成电路的形式。显示驱动系统100通过信号线14和公共信号线15连接至显示设备。每条电极信号线14均分别将来自显示驱动系统100的输出端连接至不同的电极9。公共信号线通过电极连接至第二导电流体11。还包括一条或多条输入显示数据线102，从而可以利用数据指示显示驱动系统，从而在任何时刻确定哪些元件应该处于激活状态以及哪些元件应该处于非激活状态。
通过利用激活电压信号选择地启动特定电极9，对应的电润湿元件被驱动为开放状态，其中，从支持板6的表面至少部分地移除第一流体12，而利用非激活电压信号(其等于或至少基本上等于施加给公共信号线15的公共电压信号)驱动其他未选择电极，即，未选择信号线14和公共信号线15具有相同电压，或者它们之间的差接近0V。
所示控制器的实施方式包括显示控制器104(例如，微控制器或硬件控制器)，其从输入数据线102接收与要显示的图像相关的输入数据。微控制器的输出端连接至信号分配器和数据输出锁存器106的数据输入端。信号分配器在优选经由驱动器级108连接至显示设备的多个输出端上分配输入数据。信号分配器使得表示要被设置为特定显示状态的某些元件的输入数据被发送到连接至该元件的输出端。分配器可以为移位寄存器。输入数据被计时到移位寄存器中，并且在接收锁存脉冲时，移位寄存器的内容被复制到输出锁存器。输出锁存器具有连接至驱动器组件107的一个或多个输出端。锁存器的输出端连接至驱动系统内的一个或多个驱动器级108的输入端。每个驱动器级的输出端通过信号线14和信号线15连接至对应的显示元件。上述显示驱动系统可用于直接驱动显示器、有源矩阵显示器或无源矩阵显示器。
每个驱动器级均包括诸如图2所示的开关，该开关作为分离元件或集成元件。通过控制信号来控制开关。每个驱动器级可以自身生成该控制信号，在从分配器106接收电压时闭合开关以及在一定周期之后再次打开开关。驱动器级可以使用公共控制信号来控制开关。驱动器级还可以接收来自分配器的控制信号。
响应于输入数据，驱动器级将输出电压，从而将元件之一设置为显示状态。当开关打开时，元件处于保持状态。
图7示出了根据本发明的、用于控制矩阵显示设备202的图像的电润湿显示驱动系统200的另一实施方式的示意图。以具有多列和多行的矩阵形式布置显示设备的显示元件。该图示出了标为n至n+3的4列以及标为n至n+4的5行。
显示驱动系统200是所谓的有源矩阵型，并且可以为优选粘附至支持板6的集成电路的形式。所示控制器包括微控制器或硬件控制器204，其包括控制逻辑和切换逻辑。其接收来自输入数据线102的、关于将被显示图像的输入数据。微控制器具有用于显示设备的每列的、提供列信号的输出端。列信号线206将每个输出端连接至显示设备的列。微控制器还具有用于显示设备的每行的、提供行寻址信号的输出端。行信号线208将每个输出端连接至显示设备的行。分别在每条列信号线和行信号线中布置列驱动器210和行驱动器212。该图示出了仅用于图中所示那些列和行的信号线。行驱动器可以集成在单个集成电路中。类似地，列驱动器可以集成在单个集成电路中。集成电路可以包括完整的驱动器组件。集成电路可以集成在显示设备的支持板6上。集成电路可包括整个显示驱动系统。
显示设备202的每个元件均包括按照一个或多个晶体管形式的有源元件。晶体管可以为薄膜晶体管。晶体管作为开关进行操作。元件的电极被表示为电容器Cp。将电容器连接至公共电压的线为公共信号线15，以及将电容器连接至晶体管的线为图1所示的信号线14。元件可包括用于存储目的、或者用于使保持状态的持续时间或者施加给元件的电压在显示设备上均匀的可选电容器Cs。该电容器与Cp并联布置，并且如图7所示没有分离。列驱动器为元件提供对应于输入数据的信号电平。行驱动器提供用于选择将被设置的元件行的信号。该图示出了针对时间t＝1至10的、用于行的一系列选择信号。在该图中示出了列驱动器210之一的电压序列。信号电平214和216表示对应于输入数据的信号电平。
当元件的晶体管接收行选择信号时，晶体管将其列驱动器的信号电平传送至单元的电极。在晶体管已经截止之后，将充分维持单元上的电压，直到通过用于元件的下一行选择信号再次导通晶体管。晶体管截止期间的时间为元件的保持状态。
根据又一实施方式，图8示出了先前使用图7描述的有源矩阵显示的每个像素的可替换配置。在该实施方式中，每个像素均包括两个晶体管：一个用于使用第一列驱动器318的列选择，一个用于使用行驱动器320的行选择。当通过在使用第一列驱动器318和行驱动器320的晶体管上进行切换来选择像素时，通过另一列驱动器322施加列信号电压并将其传送至单元的电极。以这种方式，当选择适当的列和行时，仅改变/刷新像素的显示状态，意味着与先前实施方式相比只有一个列消耗功率。因此，对需要改变显示状态的像素进行寻址，并且对于那些保持不变的像素，没有传送显示状态信号。在逐行扫描显示期间，如前所述，或者通过仅扫描包含用于更新或刷新的像素的那些行，可以进行这种方式对像素进行寻址。在该实施方式中，每像素具有两条列电路线，用于将两个列驱动器连接至每个像素。因此，这使得列驱动器的数量加倍，这会是不利的。在又一实施方式中，不同像素的至少两条列选择线可以连接在一起以及连接至一个列驱动器318，以减少所要求的驱动器和连接的数量，因此简化了制造并减少了显示器中驱动器的数量。可通过限定元件的面积(即，同时更新的元件块或组)进一步减少列驱动器的数量，由此通过增加一次寻址的元件的数量减少了列驱动器的数量。该方法还可以应用于行连通性；多于一行的元件可以连接至一个驱动器。然后，通过选择用于像素的列和行，像素可以被更新或改变。例如，可以连接6行；第一行和第二行连接至第一行驱动器，第三行和第四行连接至第二行驱动器，以及第五行和第六行连接至第三行驱动器。还通过将第二行和第三行与第一列驱动器连接以及将第四行和第五行与第二列驱动器连接，可以通过选择第一行驱动器和第一列驱动器来从第二行中选择像素。通过这种连接方案，可以针对列和行这两者减少所要求的驱动器数量。
上述实施方式可以被理解为本发明的示意性实施例。设想本发明的其他实施方式。例如，可以按照具有包括第一电润湿元件的第一组和包括第二电润湿元件的第二组的组来布置本发明的多个电润湿元件。在这些实施方式中，显示控制器被布置为连续两次寻址第一组，这两次通过第一寻址间隔分离，以及连续两次寻址第二组，这两次通过第二寻址间隔分离。以这种方式，可以使用不同的帧率写显示的不同部分。例如，第一组可以在显示器中显示菜单栏或图标并因此以低帧率驱动，由于元件的显示状态没有频繁改变因此通过根据第二寻址间隔来刷新元件。与第二组对应的显示的另一部分(例如，示出视频的显示的插入)可以根据第一寻址间隔按照高帧率来驱动。电润湿元件允许在相同显示中同时低帧率刷新和视频模式显示更新这两者。以这种方式选择性地寻址元件组可以应用于诸如上述那些直接驱动、有源矩阵和无源矩阵显示器，或者在下面进一步描述的包括有源矩阵显示区域和直接驱动显示区域这两者的显示器中，并且可以使用诸如上述那些存储器和比较器来控制并适于像素组寻址。存储器可用于标识哪些元件属于哪个像素组，以根据正确的间隔来寻址像素。在其他实施方式中，可通过将每个电润湿元件的当前显示状态用作每个像素的显示状态的存储记录来提供本文所描述的存储器。或者，例如当在第二寻址间隔的末端刷新第二电润湿元件时通过刷新第一电润湿元件(即使没有要求刷新第一电润湿元件)，可以在其他实施方式中省略存储器。以这种方式，不需要存储哪些元件(包括第一元件和第二元件)应该被刷新，以及应在何时刷新。
对于有源矩阵显示器，显示驱动系统200可以包括类似于图6中所示显示控制器104的显示控制器，允许部分更新或刷新显示设备。当一组元件的显示状态要求改变时，显示控制器向列和行驱动器发送信号，从而选择与要被改变的元件组相交的行。还针对完整行执行元件的更新，但是仅在已经被选择的那些行与被寻址的那些列的交点处有效地改变像素状态。
在其他实施方式中设想显示器包括被布置用于使用直接驱动配置控制的电润湿元件以及被布置用于使用有源矩阵配置控制的其他电润湿元件。例如，有源矩阵驱动的元件可被用于显示变化相对较快的图像(诸如视频图像)。直接驱动配置的元件可以显示与有源矩阵元件的图像相比不频繁变化的图像。例如，这种不频繁变化的图像可包括图标、按钮、菜单或时钟图像。对于显示器的至少一些电润湿元件使用直接驱动配置的优点在于，只有一个驱动器(具有比有源矩阵驱动器大的电容负荷)可被用于驱动显示一幅不频繁变化图像的元件。因此，用于与显示器的直接驱动区域的每个元件相对应的每行和列的独立驱动器是不必要的。此外，有源矩阵驱动显示器中元件的直接驱动区域对于显示不频繁变化图像的直接驱动显示区域的形状和形式提供了更大的设计自由度。
上面已经描述了根据本发明的用于控制显示的电路的实施例，例如参考附图并参考专利申请PCT/EP2007/062427(Reset pulse and intermittentsupply voltage)、专利申请PCT/EP2007/062429(booster burst modes)和专利申请PCT/EP2007/062428(Vcom modulation)。应该理解，在另外设想的实施方式中，可替换电路可用于控制本发明的显示器，尤其是使用晶体管(诸如薄膜晶体管)的电路用于电切换。
应该理解，关于任何一个实施方式描述的任何特征可以单独使用或者与所描述的其他特征组合使用，并且还可以与任何其他实施方式的一个或多个特征或者任何其他实施方式的任何组合来结合使用。此外，还可以采用上面没有描述的等效物和修改，而不背离在所附权利要求中限定的本发明的范围。

Claims (21)

1.一种电润湿系统，包括：显示设备，具有多个电润湿元件，所述多个电润湿元件包括第一电润湿元件和第二电润湿元件，所述多个电润湿元件中的每一个均可被配置为多种不同的显示状态；以及显示控制器，用于电寻址所述多个电润湿元件，以在不同的显示状态之间切换所述多个电润湿元件，其中，所述显示控制器被布置为对所述第一电润湿元件进行以第一寻址时间间隔分离的连续两次寻址，以及所述显示控制器被布置为对所述第二电润湿元件进行以第二寻址时间间隔分离的连续两次寻址，所述第二寻址时间间隔长于所述第一寻址时间间隔。
2.根据权利要求1所述的电润湿系统，其中，所述显示控制器被布置为在所述第二寻址时间间隔的末端处刷新所述第二电润湿元件的显示状态。
3.根据权利要求2所述的电润湿系统，其中，所述第二寻址时间间隔长于人眼最敏感的寻址时间间隔。
4.根据权利要求1、2或3所述的电润湿系统，其中，所述显示控制器被布置为在所述第一寻址时间间隔的末端处改变所述第一电润湿元件的显示状态。
5.根据权利要求4所述的电润湿系统，其中，所述第一寻址时间间隔短于人眼最敏感的寻址时间间隔。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电润湿系统，其中，所述多个电润湿元件被布置用于无源矩阵操作、有源矩阵操作或直接驱动操作。
7.根据前述权利要求中任一项所述的电润湿系统，所述电润湿系统包括电连接至所述多个电润湿元件中的至少一个的至少一个驱动器级，其中，所述显示控制器被布置为控制所述至少一个驱动器级以确定所述多个电润湿元件中的至少一个的显示状态，并且所述驱动器级具有高阻抗状态。
8.根据权利要求7所述的电润湿系统，其中，至少一个驱动器级电连接至多个电润湿元件。
9.根据前述权利要求中任一项所述的电润湿系统，其中，所述显示控制器被布置为基本上同时刷新所述多个电润湿元件中的每一个的显示状态。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的电润湿系统，其中，所述显示控制器被布置为在预定时间点处刷新所述多个电润湿元件中的第一组的显示状态，以及在不同的预定时间点处刷新所述多个电润湿元件中的与所述第一组不同的第二组的显示状态。
11.根据权利要求10所述的电润湿系统，其中，所述显示控制器被布置为随机地刷新所述第一组和所述第二组。
12.根据前述权利要求中任一项所述的电润湿系统，其中，所述显示控制器被布置为在所述第二寻址时间间隔的末端处重置所述第二电润湿元件的显示状态。
13.根据前述权利要求中任一项所述的电润湿系统，包括存储器，所述存储器被布置为存储表示自从最后寻址所述多个电润湿元件中的每一个之后所经过的时间的数据。
14.根据前述权利要求中任一项所述的电润湿系统，包括图像数据处理器，所述图像数据处理器被布置为将代表第一图像的输入图像数据与代表连续第二图像的输入图像数据进行比较，以生成标识所述多个电润湿元件中的哪一个需要改变显示状态的输出图像数据。
15.根据权利要求1至13中任一项所述的电润湿系统，包括图像数据处理器，所述图像数据处理器被布置为处理表示第一图像与连续第二图像之间的图像差异的输入图像数据，以标识所述多个电润湿元件中的哪一个需要改变显示状态。
16.根据权利要求15所述的电润湿系统，其中，周期性地，所述输入图像数据表示所述多个电润湿元件中的每一个的显示状态。
17.根据前述权利要求中任一项所述的电润湿系统，其中，所述多个电润湿元件具有包括所述第一电润湿元件的第一组电润湿元件以及包括所述第二电润湿元件的第二组电润湿元件，并且所述显示控制器被布置为对所述第一组进行以所述第一寻址时间间隔分离的连续两次寻址，以及所述显示控制器被布置为对所述第二组进行以所述第二寻址时间间隔分离的连续两次寻址。
18.一种显示控制器，用于电寻址多个电润湿元件以在不同的显示状态之间切换所述多个电润湿元件，其中，所述多个电润湿元件包括第一电润湿元件和第二电润湿元件，并且所述显示控制器被布置为对所述第一电润湿元件进行以第一寻址时间间隔分离的连续两次寻址，以及所述显示控制器被布置为对所述第二电润湿元件进行以第二寻址时间间隔分离的连续两次寻址，所述第二寻址时间间隔长于所述第一寻址时间间隔。
19.一种驱动器级，用于电连接至多个电润湿元件中的至少一个，其中，所述驱动器级被布置为在显示控制器的控制下电寻址所述多个电润湿元件中的至少一个，以在不同的显示状态之间切换所述多个电润湿元件，其中，所述多个电润湿元件包括第一电润湿元件和第二电润湿元件，并且所述驱动器级适于在第一寻址时间间隔的末端处寻址所述第一电润湿元件并且适于在第二寻址时间间隔的末端处寻址所述第二电润湿元件，所述第二寻址时间间隔长于所述第一寻址时间间隔。
20.根据权利要求19所述的驱动器级，具有高阻抗状态。
21.一种控制显示设备的方法，所述显示设备具有包括第一电润湿元件和第二电润湿元件的多个电润湿元件，通过电寻址所述电润湿元件，所述多个电润湿元件中的每一个均可被配置为多种不同的显示状态，所述方法包括：
a)对所述第一电润湿元件进行以第一寻址时间间隔分离的连续两次寻址；以及
b)对所述第二电润湿元件进行以第二寻址时间间隔分离的连续两次寻址，
所述第二寻址时间间隔长于所述第一寻址时间间隔。
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