CN102467887A - 电泳显示器的驱动方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电泳显示器的驱动方法，具体来说，旨在提供一种具有二元颜色系统的显示器的驱动方法，该方法可有效地改善电泳显示器的性能。该方法包括向所述像素施加一系列驱动电压，以及在从第一图像至最后图像的时间上累计的累积电压为0(零)或基本上为0(零)伏·毫秒。

Description

电泳显示器的驱动方法
技术领域
本发明涉及电泳显示器中的像素驱动方法。
背景技术
电泳显示器是一种基于分布于溶液中带电颜料粒子的电泳现象的设备。该显示器通常包括两个彼此相对设置的极板，以及包括分布于溶剂中的带电颜料粒子的显示介质夹置于两个极板之间。当在两个极板之间施加电压差时，根据电压差的极性，带电颜料粒子可移至一侧或另一侧，以使得从显示器的观看侧可看到颜料粒子或溶剂的颜色。
可选地，电泳分布可具有两种对比色并携带相反电荷的颜料粒子，这两种颜料粒子分布于清澈的溶剂或溶剂混合物中。在此类情况下，当在两个极板之间施加电压差时，这两种颜料粒子将移动至显示单元中的相对端(顶部或底部)。因而，可在显示单元的观看侧看到两种颜料粒子中的一种颜色。
所采用的驱动电泳显示器的方法对于显示器的性能，尤其是所显示的画面的质量，有非常重要的影响。
发明内容
本发明旨在提供一种电泳显示器中像素的驱动方法，该方法通过一系列图像变换，从第一图像中像素的初始颜色驱动至最后图像的颜色状态，其中，最后图像中像素的颜色状态与第一图像中像素的初始颜色状态相同，该方法包括向所述向上施加一系列驱动电压，在从第一图像至最后图像的时间上累计的累积电压为0(零)或基本上为0(零)伏·毫秒。
在一个实施方式中，电泳显示器包括充满显示液体的显示单元，该显示液包括分散在溶剂中的一种颜料粒子。
在一个实施方式中，电泳显示器包括充满显示液体的显示单元，该显示液包括分散在溶剂中的两种颜料粒子。
在一个实施方式中，在从第一图像至最后图像的时间段上累计的累积电压为0伏·毫秒。
在一个实施方式中，在从第一图像至最后图像的时间段上累计的累积电压基本上为0伏·毫秒。
在一个实施方式中，基本上为0伏·毫秒被定义为允许±5％的偏差。
在一个实施方式中，当电泳显示器具有高于0.01伏·秒的阈值能量时，基本上为0伏·毫秒被定义为允许±10％的偏差。
在一个实施方式中，当电泳显示器具有高于0.01伏·秒的阈值能量时，基本上为0伏·毫秒被定义为允许±15％的偏差。
在一个实施方式中，当电泳显示器具有高于0.01伏·秒的阈值能量时，基本上为0伏·毫秒被定义为允许±20％的偏差。
在一个实施方式中，基本上为0伏·毫秒通过在任意给定时间点将电泳显示器的释放速率加入波形生成算法来实现，以生成驱动像素的适当的波形。
在一个实施方式中，释放速率由电泳显示器的阻容(RC)常数确定。
本发明还旨在提供一种用于执行所描述的方法的系统，该系统包括显示控制器，该显示控制器包括显示控制器CPU和查找表，其中，当执行图像更新时，显示控制器CPU从图像存储器访问下一图像和当前图像，并比较这两个图像，然后，基于该比较，从所述查找表中为每个像素选择适当的驱动波形。
附图说明
图1示出了一种典型的电泳显示器。
图2a至图2c示出了具有一种分散在溶剂中的颜料粒子的二元颜色系统的实施例。
图2d至图2f示出了具有两种分散在溶剂中的颜料粒子的二元颜色系统的实施例。
图3示出了本发明的驱动方法。
图4示出了本发明的驱动方法的实施列。
图5的(a)～(d)示出了电泳显示器释放速率的现象。
图6示出了可用于执行本发明的驱动方法的系统。
具体实施方式
图1示出了可由本发明提供的驱动方法驱动的电泳显示器(100)。图1中，在由图示的眼睛所表示的正面观看侧，电泳显示单元10a、10b、10c设置有公用电极11(通常为透明的并因此位于观看侧)。在电泳显示单元10a、10b、10c的相对侧(即，后侧)上，基板(12)分别包括分散的像素电极12a、12b和12c。每个像素电极12a、12b和12c均限定电泳显示器的单个像素。然而，实际上，多个显示单元(作为像素)可与一个分散的像素电极相关。
值得注意的是，当基板12和像素电极是透明的时候，可从后侧观察该显示装置。
每个电泳显示单元中均充满电泳液体13。每个电泳显示单元均被显示单元壁14所包围。
显示单元内带电粒子的移动由施加给与该显示单元相关的公用电极和像素电极的电势差决定。
比如，带电粒子15可带正电荷，这样，对于像素电极或公用电极，哪个电极处在与带电粒子的反向电势，带电粒子就被吸引到哪个电极。如果给显示单元内的像素电极和公用电极施加相同的极性，则带正电的颜料粒子将被吸引到具有较低电势的电极。
在另一个实施方式中，带电颜料粒子15可带负电。
带电粒子15可为白色。同样，对本领域的技术人员来讲，显然带电粒子可以为深色并且分散在浅色的电泳液13中，从而提供视觉可分辨的足够对比度。
在另一个实施方式中，电泳显示液也可以具有透明的或浅颜色的溶剂或溶剂混合物和携带相反粒子电荷的两种不同颜色的和/或具有不同的电动属性的带电粒子。例如，可存在带正电的白色颜料粒子和带负电的黑色颜料粒子，并且两种颜料粒子均分散在清澈的(clear)溶剂或溶剂混合物中。
术语“显示单元”意指单个地装满显示液体的微容器。“显示单元”的实例包括但不限于微杯、微胶囊、微通道、其他分割型显示单元或其等价物。在微杯型中，电泳显示单元10a、10b和10c可通过顶密封层密封。在电泳显示单元10a、10b、10c和公用电极11之间还可存在粘合层。
在本申请中，术语“驱动电压”用于指一个像素区域内带电粒子所受的电势差。该驱动电压是施加于公用电极的电压与施加于像素电极的电压之间的电势差。例如，在二元系统中，带正电的白色粒子分散在黑色溶剂中。当没有电压施加于公用电极并且+15V的电压施加于像素电极时，在像素区域内带电颜料粒子的“驱动电压”为+15V。在此类情况下，驱动电压将带正电的白色粒子移动到或靠近公用电极，结果，通过公用电极(即，观看侧)可以看见白色。可选地，当没有电压施加于公用电极并且-15V的电压施加于像素电极时，在此类情况下驱动电压将为-15V，在该-15V驱动电压下，带正电的白色粒子将移动到或靠近像素电极，致使在观看侧可以看到溶剂的颜色(黑色)。
术语“二元颜色系统”指具有两个极端颜色状态(即，第一颜色和第二颜色)以及在两个极端颜色状态之间的一系列中间颜色状态的颜色系统。
图2a-2c示出了白色粒子分散在黑色溶剂中的二元颜色系统的一个实施例。
在图2a中，当白色粒子位于观看侧，可以看到白色。
在图2b中，当白色粒子位于显示单元的底部时，可以看到黑色。
在图2c中，白色粒子分散在显示单元顶部和底部之间，可以看到中间颜色。在实践中，粒子散布遍及该单元的深度，或者一些散布在顶部一些散布在底部。在此类实施例中，可以看见灰色(即，中间颜色)。
图2d-2f示出了黑色和白色两种粒子分散在清澈无色的溶剂中的二元颜色系统的一个实施例。
图2d中，当白色粒子位于观看侧时，可以看到白色。
图2e中，当黑色粒子位于观看侧时，可以看到黑色。
图2f中，白色和黑色粒子分散在显示单元的顶部和底部之间；可以看到中间色。在实践中，两种粒子散布遍及该单元的深度，或者一些散布在顶部、一些散布在底部。在此类实施例中，可以看到灰色(即，中间颜色)。
在显示液体中还可以具有多于两种的颜料粒子。不同类型的颜料粒子可携带相反电荷或不同强度水平的相同电荷。
本发明中使用白色和黑色仅用了说明的目的，值得注意的是只要能形成足够的视觉对比，这两种颜色可为任意颜色。因而，二元颜色系统中的两种颜色可称为第一颜色和第二颜色。
中间颜色是第一和第二颜色之间的颜色。中间颜色在两个极端(即第一和第二颜色)之间具有不同的饱和度等级。以灰色为例，其可具有8、16、64、256或更多的灰阶。
在16灰阶中，灰度级0(G0)可为全黑色，灰度级15(G15)可为全白色。灰度级1～14(G1～G14)为由深至浅的灰色。
显示装置中的每个图像都是通过大量的像素形成，当从第一图像驱动至第二图像时，驱动电压(或多个驱动电压)被施加至每个像素。例如，第一图像中的像素可处于G5颜色状态，第二图像中的同一像素处于G10颜色状态，那么，当第一图像被驱动至第二图像时，从G5驱动至G10的驱动电压(或多个驱动电压)被施加给该像素。
当一系列图像被连续地从一个图像驱动至下一个图像时，每个像素将会被施加一系列驱动电压以驱动通过一系列颜色状态。例如，像素可从G1颜色状态(在第一图像中)开始，然后分别被驱动至一系列图像(即，图像2、3、4以及5)的G3、G8、G10和G1颜色状态。
如以上说明，驱动电压可为正驱动电压或负驱动电压。每个驱动电压施加一段时间(通常以毫秒计)。在以上给出的实施例中，可对像素施加驱动电压V1一段时间t1，以从G1被驱动至G3；施加驱动电压V2一段时间t2，以从G3被驱动至G8；然后施加驱动电压V3一段时间t3，以从G8被驱动至G10，最后施加驱动电压V4一段时间t4，以从G10驱动至G1。
该实施例为简单的说明，其中只有一个驱动电压施加于像素，以将像素从一个颜色状态驱动至另一个颜色状态。然而在大多数情况下，当驱动像素从一个颜色状态至另一个颜色状态时，可施加多于一个的驱动电压，每个驱动电压施加一段时间。不同驱动电压可具有不同的极性和/或不同的强度，不同驱动电压施加的时间长度也可不同。更具体地，该情况可由以下等式表示以上实施例中的驱动的第一阶段：
V1×t1＝V1a×t1a+V1b×t1b+V1c×t1c+....                (A)
其中V1a、V1b和V1c为驱动像素从颜色G1至G3的第一阶段施加的不同的电压，t1a、t1b和t1c分别为V1a、V1b和V1c施加的时间长度。
本发明人现已发现用于具有二元颜色系统的显示器的驱动方法，该方法可有效地改善电泳显示器的性能。
该方法包括驱动像素通过从第一图像中的初始颜色状态至最后图像中的颜色状态的一系列图像变换，其中，所述最后图像中像素的颜色状态与第一图像中像素的初始颜色状态相同，该方法包括给该像素施加驱动电压，在从第一图像至最后图像的时间段上累计的累积电压为0(零)或基本上为0(零)伏·毫秒。
只要第一图像中的颜色状态和最后图像中的颜色状态相同，本方法中对图像变化的次数就没有限制。
在以上给定的实施例(其中，像素在第一和最后图像中处于相同的颜色状态(G1))之后，采用本发明方法，可使用下面的等式：
V1×t1+V2×t2+V3×t3+V4×t4＝0(零)或基本上为0(零)伏·毫秒(B)
如在上面的等式(A)中所表示的，上式中的每个分量V×t(例如，V1×t1)可以为在施加驱动电压的时间段上累计的多于一个的施加驱动电压的和。
图3进一步示出了本发明的驱动方法。本实施例中的显示器经历了多次图像变化(事实上是22次)。结果，像素经历了一系列颜色状态的变化。初始，该像素处于G1颜色状态。在所标识的序列I中，像素的开始颜色和结束颜色相同(G3)。因而，驱动像素从G3通过G4、G8、G0、G10、G6并且结束于G3(即，序列I)期间累计的累积电压应该为0(零)或基本上为0(零)伏·毫秒。这同样也适用于序列II和III。
序列IV是序列I和II的组合。由于像素的初始颜色状态和结束颜色状态相同(G3)，在序列IV的时间段上累计的累积电压也为0(零)或基本上为0(零)伏·毫秒。这同样也适用于序列V和VI。
在序列VII中，像素的初始颜色和结束颜色相同(G4)。因而，根据本发明的驱动方法，序列VII的时间段上累计的积累电压应为0(零)或基本上为0(零)伏·毫秒。
图4进一步说明了本发明的驱动方法。在该图中，数字(0、+50、+100、+150、-50、-100或-150)均在时间上累计的累积电压，单位为伏·毫秒(为了简洁起见，未在图中示出)。符号Gx、Gy、Gz和Gu分别表示灰度级x、y、z和u。
如图所示，例如，如果将像素从Gx直接驱动至Gy，在时间上累计的累积电压为+50伏·毫秒，如果将像素从Gy直接驱动至Gx，在时间上累计的累积电压为-50伏·毫秒。
当像素不改变其颜色状态(即，Gx保持Gx或Gy保持Gy)，在时间上累计的累积电压为0(零)伏·毫秒。很多种可能性可导致0值。例如，可能是由于没有驱动电压施加。也可能是由于在施加了+V后接着施加了-V，并且两个驱动电压施加相同的时间长度。
在驱动像素从Gx→Gz→Gy→Gx的情况中，图像经历三次变化。在时间上累计的累积电压将为(+100)+(-50)+(-50)＝0(零)伏·毫秒。
如果图像经历六次变化并且驱动像素从Gu→Gx→Gy→Gz→Gx→Gy→Gu，在时间上累计的累积电压将为(-150)+(+50)+(+50)+(-100)+(+50)+(+100)＝0(零)伏·毫秒。
然而在该实施例中，在时间上累计的累积电压被示为零伏·毫秒。事实上，如果在时间上累计的累积电压基本上为0伏·毫秒，本发明依然有效。
在一个实施方式中，术语“基本上为零伏·毫秒”可定义为允许±5％的偏差，每次图像更新，其等于在一个脉冲中(即，通过一个驱动电压)在驱动像素从一个极端颜色状态(即，第一颜色)至另一个极端颜色状态(即，第二颜色状态)的时间上累计的累积电压乘以±5％。例如，一个脉冲中在驱动像素从全黑状态至全白状态的时间上累计的累积电压为3000伏·毫秒(例如，15伏x 200毫秒)，则每次图像更新，术语“基本上为零伏·毫秒”将为±150伏·毫秒。该±5％的允许偏差适合于典型的电泳显示器面板。然而，根据显示面板和驱动电路的质量等，该允许偏差可变高或变低。
在一个实施方式中，当电泳显示器具有高于0.01伏·秒的阈值能量时，术语“基本上为零伏·毫秒”可被定义为允许±20％的偏差，优选±15％的偏差，或更优选±10％的偏差。
在另一个实施方式中，术语“基本上为零伏·毫秒”可基于电泳显示器面板的阻容(RC)常数确定。在此类情况下，在时间上累计的累积电压的部分可转化为粒子的动能，而其他部分可以势能的形式储存于粒子、抗衡离子、溶剂分子、基板、边界和添加剂之间。在移除外磁场后，该势能趋于释放。根据材料的性能，该释放速率可为线性的、抛物线的、指数的或任意种多项式函数。为简化该模型，该势能释放速率可被视为电泳显示器的放电速率。因而，该放电速率可进一步由显示器的RC常数描述。
如图5a所示，如果释放速率可忽略，则可以直接计算在时间上累计的电压。
然而，在实践中，如图5b所示，该释放速率更可能发生。因而，应将其纳入考虑范围。
图5c示出了图5a的一个考虑了释放速率的变形。可以看出在该情况下在时间上累计的累积电压不为零。
在图5d中，在时间上累计的累积电压基本上为零，这是本发明的目标。如图5d所示出的情况可通过在任意给定时间点将电泳显示器的剩余能量的释放速率加入波形生成算法中实现，以生成用于驱动像素至期望状态的适当的波形。
释放速率可能受诸如温度、湿度的环境条件或图像历史的影响。
图6示出了可用于执行本发明的方法的系统。如所示出的，系统(600)包括显示控制器602，显示控制器602具有显示控制器的CPU 612和查找表610。
当图像更行被执行时，显示控制器CPU 612从图像存储器603访问下一图像和当前图像，并比较这两个图像。基于该比较，显示控制器CPU 612查阅查找表610以找到每个像素适当的波形。更具体地，当从当前图像驱动到下一图像时，根据像素的两个连续图像的颜色状态，从查找表中为每个像素选择适当的驱动波形。例如，像素可以在当前图像中为白色状态，在下一图像为灰度5级状态，据此选择波形。
所选择的驱动波形被发送到显示器601，以被施加至像素，从而驱动当前图像至下一图像。然而，驱动波形被逐帧发送到显示器。
虽然参考了本发明的实施方式对本发明进行了说明，但本领域的技术人员应当理解，在不背离本发明的范围的情况下，可对本发明进行各种变化或等价物替换。此外，为实现本发明的目的、精神和范围，可对本发明进行各种修改从而适合具体的情况、材料、合成物、过程、工艺步骤或步骤。所有的这种修改都应在所附的权利要求的范围内。

Claims (12)

1.一种电泳显示器中像素的驱动方法，所述方法通过一系列的图像转换，将第一图像中像素的初始颜色状态驱动至最后图像中的颜色状态，其中，所述最后图像中所述像素的所述颜色状态与所述第一图像中所述像素的所述初始颜色状态相同，所述方法包括向所述像素施加一系列驱动电压，以及在从所述第一图像至所述最后图像的时间段上累计的累积电压为0(零)或基本上为0(零)伏·毫秒。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电泳显示器包括充满显示液的显示单元，所述显示液包括分散在溶剂中的一种颜料粒子。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电泳显示器包括充满显示液的显示单元，所述显示液包括分散在溶剂中的两种颜料粒子。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，在从所述第一图像至所述最后图像的时间段上累计的所述累积电压为0伏·毫秒。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，在从所述第一图像至所述最后图像的时间段上累计的所述累积电压基本上为0伏·毫秒。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述基本上为0伏·毫秒被定义为允许±5％的偏差。
7.根据权利要求5所述的方法，其中，当所述电泳显示器具有高于0.01伏·秒的阈值能量时，所述基本上为0伏·毫秒被定义为允许±10％的偏差。
8.根据权利要求5所述的方法，其中，当所述电泳显示器具有高于0.01伏·秒的阈值能量时，所述基本上为0伏·毫秒被定义为允许±15％的偏差。
9.根据权利要求5所述的方法，其中，当所述电泳显示器具有高于0.01伏·秒的阈值能量时，所述基本上为0伏·毫秒被定义为允许±20％的偏差。
10.根据权利要求5所述的方法，其中，所述基本上为0伏·毫秒通过在任意给定时间点将电泳显示器的释放速率加入波形生成算法来实现，以生成驱动像素的适当的波形。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述释放速率由所述电泳显示器的阻容(RC)常数确定。
12.一种用于执行权利要求1所述的方法的系统，所述系统包括显示控制器，所述显示控制器包括显示控制器CPU和查找表，其中，当执行图像更新时，所述显示控制器CPU从图像存储器访问下一图像和当前图像，并比较这两个图像，然后，基于该比较，从所述查找表中为每个像素选择适当的驱动波形。
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