CN102834857B - 用于驱动电光显示器的方法 - Google Patents

Abstract

一种电光显示器使用了彼此不同的第一和第二驱动方案，例如，一种慢灰度驱动方案和一种快单色驱动方案。首先使用该第一驱动方案将这种显示器驱动到一个预先确定的过渡图像，然后使用该第二驱动方案将其驱动到不同于该过渡图像的一个第二图像。此后，使用该第二驱动方案将该显示器驱动到同一过渡图像，并且由此使用该第一驱动方案将其驱动到不同于该过渡图像和该第二图像二者的一个第三图像。

Description

用于驱动电光显示器的方法

[Para1]本申请涉及第5,930,026、6,445,489、6,504,524、6,512,354、6,531,997、6,753,999、6,825,970、6,900,851、6,995,550、7,012,600、7,023,420、7,034,783、7,116,466、7,119,772、7,193,625、7,202,847、7,259,744、7,304,787、7,312,794、7,327,511、7,453,445、7,492,339、7,528,822、7,545,358、7,583,251、7,602,374、7,612,760、7,679,599、7,688,297、7,729,039、7,733,311、7,733,335和7,787,169号美国专利以及第2003/0102858、2005/0122284、2005/0179642、2005/0253777、2005/0280626、2006/0038772、2006/0139308、2007/0013683、2007/0091418、2007/0103427、2007/0200874、2008/0024429、2008/0024482、2008/0048969、2008/0129667、2008/0136774、2008/0150888、2008/0165122、2008/0211764、2008/0291129、2009/0174651、2009/0179923、2009/0195568、2009/0256799和2009/0322721号美国专利申请公开案。

[Para2]前面提到的专利和申请可以在下文中为了方便而合称为“MEDEOD”（用于驱动电光显示器的方法（MEthodsforDrivingElectro-OpticDisplays））申请。这些专利和共同待决申请的全部内容，以及以下提到的所有其他的美国专利和公开的以及共同待决的申请的全部内容，以引用的方式并入本文中。

[Para3]本发明涉及用于驱动电光显示器的方法，尤其是双稳态的电光显示器，并且涉及在这些方法中使用的设备。更具体而言，本发明涉及可以允许显示器对用户输入进行快速响应的驱动方法。本发明还涉及可以在这样的显示器中减少“重影（ghosting）”的方法。本发明尤其是（但并非排它地）旨在与基于颗粒的电泳显示器一起使用，而在这些基于颗粒的电泳显示器中，一个或多个类别的带电颗粒是存在于一种流体中并且在电场的影响下移动通过这个流体以改变显示器的外观。

[Para4]运用到材料或显示器的术语“电光”在本文中是以其在成像技术中的常规意义来使用以指一种具有在至少一个光学性质方面不同的第一和第二显示状态的材料，通过对该材料施加电场而使其从第一显示状态变化为第二显示状态。尽管人眼典型地能从颜色方面感觉到光学性质，但是它可以是另一种光学性质，例如光透射、反射比、发光或在用于机器读数的显示器的情况下在可见范围外的电磁波长的反射比变化意义上的伪颜色。

[Para5]术语“灰色状态”在本文中是以其在成像技术中的常规意义来使用以指一个像素的两种极限光学状态中间的一种状态，并且不一定暗指这两种极限状态之间的黑白过渡。例如，以下参考的一些EInk公司专利和公开的申请描述了一些电泳显示器，其中极限状态是白色和深蓝色，使得中间的“灰色状态”实际上是淡蓝色。确实，如已经提到的，光学状态的变化可能不完全是颜色变化。下文可以使用术语“黑色”与“白色”来指一个显示器的两种极限光学状态，并且应理解为通常包括不是严格的黑色与白色的极限光学状态，例如前面提到的白色与深蓝色状态。下文可以使用术语“单色”来指代驱动方案，该驱动方案只将像素驱动到它们的两种极限光学状态，而没有中间的灰色状态。

[Para6]术语“双稳态”和“双稳性”在本文中是以其在此项技术中的常规意义来使用以指包括具有第一和第二显示状态的显示元件的显示器，这些第一和第二显示状态在至少一个光学性质方面不同，并且使得在借助于一个有限持续时间的寻址脉冲而将任何给定元件驱动为采取其第一或第二显示状态之后，在这个寻址脉冲已终止之后，这个状态将持续经过改变显示元件状态所需的寻址脉冲的最小持续时间的至少若干倍，例如至少4倍。在第7,170,670号美国专利中显示，一些有灰度功能的基于颗粒的电泳显示器不仅在它们的极限黑色与白色状态中稳定，而且在它们的中间灰色状态中也稳定，并且在一些其他类型的电光显示器中情况也是一样的。这种类型的显示器适当地被称为“多稳态”而不是双稳态，但出于方便，本文可以使用术语“双稳态”来涵盖双稳态和多稳态显示器。

[Para7]术语“脉冲”在本文中是以关于时间的电压积分的其常规意义来使用。然而，一些双稳态电光介质用作电荷转换器，并且用这样的介质，可使用脉冲的替代性定义，即，电流在时间上的积分（等于所施加的总电荷）。脉冲的合适定义应根据该介质是用作电压-时间脉冲转换器还是电荷脉冲转换器而使用。

[Para8]以下大部分讨论将集中于用于通过从最初的灰度级过渡到最终的灰度级（可能或可能不与最初的灰度级不同）而驱动电光显示器的一个或多个像素的方法。使用术语“波形”来指代用于实现从一个具体的最初灰度级过渡到一个具体的最终灰度级的整个电压相对于时间的曲线。典型地，这样的波形将包括多个波形元素，其中这些元素基本上是矩形的（即，其中给定的元素包括在一段时间内施加稳定的电压），这些元素可称为“脉冲”或“驱动脉冲”。术语“驱动方案”指代对于一个具体的显示器足够实现多个灰度级之间的所有可能过渡的一组波形。显示器可以使用一个以上驱动方案，例如，前面提到的第7,012,600号美国专利教导：可能需要根据参数对驱动方案进行修改，这些参数例如为显示器的温度或显示器在使用期限内已运作的时间，并且因此显示器可以具备多个不同的驱动方案以在不同的温度等情况下使用。以这种方式使用的一组驱动方案可称为“一组相关的驱动方案”。还有可能的是，如在前面提到的几个MEDEOD申请中所描述的，在同一显示器的不同区域中同时使用一个以上驱动方案，并且以这种方式使用的一组驱动方案可以称为“一组同时的驱动方案”。

[Para9]已知多种类型的电光显示器。一种类型的电光显示器是旋转的双色构件类型，例如在第5,808,783、5,777,782、5,760,761、6,054,071、6,055,091、6,097,531、6,128,124、6,137,467和6,147,791号美国专利中描述的（尽管这种类型的显示器通常称为“旋转的双色球”显示器，但是优选为术语“旋转的双色构件”是更准确的，因为在以上提到的一些专利中旋转部件不是球形的）。这样的显示器使用大量小物体（通常是球形或圆柱形的），这些小物体具有两个或两个以上部分以及一个内部偶极子，这些两个或两个以上部分具有不同的光学特性。这些物体在基质内的注有液体的空泡内悬浮，这些空泡注有液体，使得这些物体可以自由旋转。显示器的外观是通过对其施加电场从而将这些物体旋转到各种位置并且改变这些物体的通过一个查看表面看到的部分而改变。这种类型的电光介质典型地是双稳态的。

[Para10]另一种类型的电光显示器使用电致变色介质，例如纳米变色膜形式的电致变色介质，该纳米变色膜包括：至少部分由半导电金属氧化物形成的一个电极；以及附接到该电极的多个能够进行可逆颜色变化的染料分子，例如见奥里根·B（O'Regan,B.）等人，《自然》1991，353,737以及伍德·D.（Wood,D.），《信息显示》，18(3),24（2002年3月）。又见巴赫·U.（Bach,U.）等人，《先进材料》（Adv.Mater.），2002,14(11),845。这种类型的纳米变色膜还在例如第6,301,038、6,870,657以及6,950,220号美国专利中有描述。这种类型的介质也典型地是双稳态的。

[Para11]另一种类型的电光显示器是电子润湿式显示器，由飞利浦（Philips）开发并且在海斯·R.A.（Hayes,R.A.）等人的“基于电子润湿的视频速度电子纸”，《自然》，425,383-385（2003）中有描述。在第7,420,549号美国专利中显示，这样的电子润湿式显示器可以做成双稳态。

[Para12]电光显示器在许多年来都是密集的研究与开发的主题，其中一种类型是基于颗粒的电泳显示器，其中多个带电颗粒在电场的影响下移动通过流体。与液晶显示器相比，电泳显示器可以具有以下属性：高亮度和对比度、宽视角、状态双稳性以及低功耗。然而，这些显示器的长期图像质量的问题已阻碍了它们的广泛使用。例如，组成电泳显示器的颗粒倾向于沉淀，从而导致这些显示器的服务寿命不足。

[Para13]如上所述，电泳介质需要有流体存在。在大部分现有技术电泳介质中，此流体是液体，但是电泳介质可以使用气态流体来制造，例如，见北村·T.（Kitamura,T.）等人的“用于电子类纸显示器的电调色剂运动”，IDW日本，2001，文件HCS1-1，以及山口·Y.（Yamaguchi,Y.）等人的“使用摩擦带电的绝缘颗粒的调色剂显示器”，IDW日本，2001，文件AMD4-4。还参见第7,321,459和7,236,291号美国专利。这样的基于气体的电泳介质似乎易受与基于液体的电泳介质相同类型的由于颗粒沉淀所引起的问题的影响，这时该介质是在允许此沉淀的方向上使用，例如在该介质被置于一个垂直平面中的标志中。确实，相比于在基于液体的电泳介质中，在基于气体的电泳介质中的颗粒沉淀似乎是更严重的问题，因为与液态悬浮流体相比，气态悬浮流体的较低粘性使电泳颗粒更快速地沉淀。

[Para14]转让给麻省理工学院（MIT）和EInk公司或在其名下的许多专利和申请描述了在囊封的电泳介质和其他电光介质中使用的各种技术。此囊封的介质包括许多小囊腔，每个囊腔本身包括：内相，该内相含有在流体介质中的电泳移动的颗粒；以及围绕这个内相的囊腔壁。通常，囊腔本身被固持在聚合粘合剂内以形成粘结层，定位在两个电极之间。在这些专利和申请中描述的技术包括：

（a）电泳颗粒、流体和流体添加剂，例如，见第7,002,728和7,679,814号美国专利；

（b）囊腔、粘合剂和囊封工艺，例如，见第6,922,276和7,411,719号美国专利；

（c）含有电光材料的薄膜和子组件，例如，见第6,982,178和7,839,564号美国专利；

（d）底板、粘合剂层和其他辅助层以及在显示器中使用的方法，例如，见第7,116,318和7,535,624号美国专利；

（e）颜色形成和颜色调节，例如，见第7,075,502号美国专利和第2007/0109219号美国专利申请公开案；

（f）用于驱动显示器的方法，见前面提到的MEDEOD申请；

（g）显示器的申请，例如，见第7,312,784号美国专利和第2006/0279527号美国专利申请公开案；以及

（h）非电泳显示器，如在第6,241,921、6,950,220和7,420,549号美国专利以及第2009/0046082号美国专利申请公开案中所描述的。

[Para15]前面提到的许多专利和申请认识到，围绕囊封的电泳介质中离散的微囊腔的壁可以由连续相替代，从而产生所谓的聚合物分散电泳显示器，其中电泳介质包括电泳流体的多个离散的微滴以及聚合材料的连续相，并且这样的聚合物分散电泳显示器内电泳流体的离散的微滴可以当作囊腔或微囊腔，但没有离散的囊腔薄膜与每一单个的微滴相关，例如，见前面提到的第6,866,760号美国专利。因此，出于本申请的目的，这样的聚合物分散电泳介质被当作囊封的电泳介质的亚种。

[Para16]相关类型的电泳显示器是所谓的“微池电泳显示器”。在微池电泳显示器中，带电颗粒和流体不是囊封在微囊腔内，而是保留在多个腔内，这些腔形成于一种载体介质内，该载体介质典型地是聚合膜。例如，见第6,672,921和6,788,449号美国专利，这两个专利都转让给西皮科斯成像公司（SipixImaging,Inc.）。

[Para17]尽管电泳介质通常是不透明的（例如，由于在许多电泳介质中，颗粒实质上阻挡可见光透射通过显示器）并且以反射的模式运作，但许多电泳显示器可以在所谓的“快门模式”中运作，在该“快门模式”中，一种显示状态实质上是不透明的，并且另一种是光可透射的。例如，见第5,872,552、6,130,774、6,144,361、6,172,798、6,271,823、6,225,971以及6,184,856号美国专利。类似于电泳显示器但是依赖于电场强度的改变的介电电泳显示器能够以类似的模式运作，见第4,418,346号美国专利。其他类型的电光显示器也能够以快门模式运作。以快门模式运作的电光介质可能在全色显示器的多层结构中是有用的，在这样的结构中，邻近于显示器的查看表面的至少一层以快门模式运作，以暴露或隐藏较远离查看表面的第二层。

[Para18]囊封的电泳显示器典型地不具有传统的电泳装置的集聚和沉淀故障模式，并且提供进一步的优势，例如能够将显示器印刷或涂布在各种柔性和刚性的衬底上。（使用单词“印刷”旨在包括所有形式的印刷和涂布，包括但不限于：预调式涂布，如补片模压涂布、狭缝或挤压涂布、滑动或瀑布式涂布、幕式涂布；辊式涂布，如辊式刮刀涂布、来回辊式涂布；凹面涂布；浸渍涂布；喷雾涂布；弯月面法涂布；旋转涂布；刷涂布；气刀涂布；丝网屏印刷工艺；静电印刷工艺；热印刷工艺；墨水喷射印刷工艺；电泳淀积（见第7,339,715号美国专利）；以及其他类似的技术。）因此，所得的显示器可以是柔性的。另外，由于显示介质可以被印刷（使用多种方法），所以显示器本身可廉价地制成。

[Para19]其他类型的电光介质也可在本发明的显示器中使用。

[Para20]基于颗粒的电泳显示器和其他显示类似行为的电光显示器（这样的显示器在下文为了方便可称为“脉冲驱动显示器”）的双稳态或多稳态表现，与常规的液晶（“LC”）显示器的双稳态或多稳态表现形成鲜明对比。扭曲向列型液晶不是双稳态或多稳态的，但用作电压转换器，使得施加给定电场到此类显示器的像素会在该像素上产生特定的灰度级，而与先前出现在该像素上的灰度级无关。另外，LC显示器只在一个方向上被驱动（从非透射或“暗”到透射或“亮”），通过减小或消除这个电场来实现从一种较亮状态到一种较暗状态的相反过渡。最后，LC显示器的像素的灰度级对电场的极性不敏感，只对它的量值敏感，并且确实出于技术原因，商业的LC显示器通常频繁地反转驱动场的极性。相比之下，双稳态的电光显示器相当近似地作为脉冲转换器，使得像素的最终状态不仅取决于所施加的电场和施加这个场的时间，还取决于施加电场之前这个像素的状态。

[Para21]无论所使用的电光介质是否是双稳态的，为了获得高分辨率的显示器，显示器的单个像素都必须是可寻址的，而不受到邻近像素的干扰。实现此目标的一种方法是提供例如晶体管或二极管等非线性元件的阵列，其中每一像素与至少一个非线性元件相关，以产生“有源矩阵”显示器。对一个像素进行寻址的寻址或像素电极通过相关的非线性元件连接到合适的电压源。典型地，当非线性元件是晶体管时，像素电极连接到这个晶体管的漏极，并且在以下描述中将假定此安排方案，但这基本上是任意的，并且像素电极可以连接到晶体管的源极。常规地，在高分辨率的阵列中，像素安排成多行和多列的二维阵列，使得任何特定的像素是由一个指定行和一个指定列的交点唯一确定。每一列中所有晶体管的源极连接到单个列电极，而每一行中所有晶体管的栅极连接到单个行电极，又一次，源极到行以及栅极到列的指派是常规的，但基本上是任意的，并且可根据需要而相反。行电极连接到一个行驱动器，该行驱动器基本上确保在任何给定的时刻只有一行是被选择的，即一个电压施加到所选择的行电极，从而确保所选择的行中所有的晶体管是导电的；同时一个电压施加到所有其他的行，从而确保这些未被选择的行中所有的晶体管保持非导电。列电极连接到列驱动器，这些列驱动器在各个列电极上施加经选择的电压，以将所选择的行中的像素驱动到它们所需的光学状态。（前面提到的电压是相对于一个共同前部电极而言，这个共同前部电极常规地提供在电光介质的与非线性阵列、相反的侧面上并且延伸穿过整个显示器。）在称为“线地址时间”的预先选择的间隔之后，将所选择的行解除选择，选择下一行，并且改变列驱动器上的电压以使得对显示器的下一条线进行写入。重复这个过程，使得对整个显示器以一行接着一行的方式进行写入。

[Para22]最初，似乎为这样的脉冲驱动电光显示器寻址的理想方法是所谓的“一般灰度图像流”，其中控制器安排图像的每次写入，使得每一像素直接从其最初的灰度级过渡到其最终的灰度级。然而，不可避免的是在脉冲驱动显示器上进行图像写入存在一些误差。实践中遇到的一些这样的误差包括：

（a）先前状态相依性；对于至少一些电光介质，将像素切换到新的光学状态所需的脉冲不仅取决于电流和所希望的光学状态，还取决于像素的先前光学状态。

（b）停留时间相依性；对于至少一些电光介质，将像素切换到新的光学状态所需的脉冲取决于像素在其各种光学状态中花的时间。还没有很好地理解这种相依性的准确性质，但是一般而言，像素在其当前的光学状态中的时间越长，就需要越多的脉冲。

（c）温度相依性；将像素切换到新的光学状态所需的脉冲在很大程度上取决于温度。

（d）湿度相依性；对于至少一些类型的电光介质，将像素切换到新的光学状态所需的脉冲取决于周围的湿度。

（e）机械一致性；将像素切换到新的光学状态所需的脉冲可能受到显示器中的机械变化的影响，例如电光介质或相关的叠片粘合剂的厚度的变化。其他类型的机械非一致性可能产生于介质的不同制造批次之间不可避免的变化、制造公差以及材料变化。

（f）电压误差；由于由驱动器递送的电压中不可避免的轻微误差，施加到像素的实际脉冲将不可避免地与理论上施加的脉冲略微不同。

[Para23]一般灰度图像流存在“误差积累”现象的问题。例如，设想一下温度相依性在每一过渡上在正向上导致0.2L*（其中L*具有通常的CIE定义：

L*=116(R/R₀)^1/3-16,

其中R是反射比并且R0是标准反射比的值）的误差。在50次过渡之后，此误差将积累到10L*。或许更实际地，假定鉴于显示器的理论与实际反射比之间的差异方面而表达的每一过渡上的平均误差是±0.2L*。在100次连续的过渡之后，像素将显示出从它们的预期状态平均偏离2L*，这样的偏离在某些类型的图像上对于普通的观察者都是非常明显的。

[Para24]此误差积累现象不仅适用于因温度产生的误差，而且适用于以上列出的所有类型的误差。如在前面提到的第7,012,600号美国专利中所描述，补偿这样的误差是有可能的，但只能到有限程度的精确度。例如，可以通过使用温度传感器和查找表来补偿温度误差，但温度传感器的分辨率有限并且可能读取的温度与电光介质的温度稍微有所不同。类似地，可以通过存储先前状态并且使用多维过渡矩阵来补偿先前状态相依性，但控制器存储量限制了可以记录的状态的数量以及可以存储的过渡矩阵的大小，从而限制了这种类型的补偿的精确度。

[Para25]因此，一般灰度图像流需要非常精确地对所施加的脉冲进行控制以获得好的结果，并且从经验可知，在电光显示器技术的当前状态中，一般灰度图像流在商业显示器中是不可行的。

[Para26]在一些情况下，可能需要单个显示器使用多个驱动方案。例如，具有两个以上灰度级能力的显示器可以使用能实现所有可能灰度级之间的过渡的灰度驱动方案（“GSDS”）以及只在两个灰度级之间实现过渡的单色驱动方案（“MDS”），MDS比GSDS提供更快的显示器重新写入。当在显示器的重新写入期间发生变化的所有像素只在由MDS使用的两个灰度级之间实现过渡时，使用MDS。例如，前面提到的第7,119,772号美国专利描述了电子书形式的显示器或者能够显示灰度图像并且还能够显示单色对话框的类似装置，该单色对话框允许用户输入与所显示图像相关的文本。当用户正在输入文本时，使用快速的MDS来快速更新对话框，从而为用户提供对正在输入的文本的快速确认。另一方面，当显示器上显示的整个灰度图像正在改变时，使用较慢的GSDS。

[Para27]或者，显示器可将“直接更新”驱动方案（“DUDS”）与GSDS同时使用。DUDS可以具有两个或两个以上灰度级，典型地是少于GSDS，但是DUDS最重要的特性是通过从最初灰度级到最终灰度级的简单的单向驱动来操纵过渡，而这与在GSDS中经常使用的“间接”过渡相反，在GSDS的至少一些过渡中，像素是从最初灰度级被驱动到一个极限光学状态，然后在相反的方向上被驱动到最终灰度级；在一些情况下，这种过渡可以是通过以下方式来实现的，即：从最初灰度级驱动到一个极限光学状态、此后到相反的极限光学状态，并且只在这时才到达最终的极限光学状态——例如，见以上提到的第7,012,600号美国专利的图11A和11B中图示的驱动方案。因此，当前的电泳显示器在灰度模式中的更新时间是一个饱和脉冲长度（其中“一个饱和脉冲长度”定义为在特定的电压下，足够将显示器的一个像素从一个极限光学状态驱动到另一个极限光学状态的时间段）的约两到三倍，或大约700-900毫秒，而DUDS的最大更新时间等于这个饱和脉冲长度，或大约200-300毫秒。

[Para28]然而，在一些情况下，需要提供额外的驱动方案（下文中出于方便，称为“应用更新驱动方案”或“AUDS”），其最大更新时间甚至短于DUDS，并且因此小于饱和脉冲长度，但是这样的快速更新损害所产生图像的质量。AUDS可能对于交互式应用而言是所希望的，这些交互式应用例如使用尖笔和触摸传感器在显示器上画图，在键盘上打字，菜单选择以及文本或光标的滚动。AUDS可能有用的一种具体应用是电子书阅读器，它通过当用户对电子书进行翻页（在一些情况下是通过在触摸屏上做手势）时显示页翻转的图像来模拟实体书。在此页翻转期间，快速的移动通过相关页比所翻转页的图像的对比率或质量更加重要，一旦用户已选择他所希望的页，便可以使用GSDS驱动方案以较高质量重新写入那一页的图像。因此，现有技术的电泳显示器在交互式应用中是受限的。然而，由于AUDS的最大更新时间小于饱和脉冲长度，所以通过AUDS可以获得的极限光学状态将与DUDS的有所不同，实际上，AUDS的有限更新时间不允许像素被驱动到正常的极限光学状态。

[Para29]然而，使用AUDS存在额外的难题，即总体的DC平衡需要。如在许多前面提到的MEDEOD申请中所讨论的，如果所使用的驱动方案没有充分地DC平衡（即，如果在同一灰度级处开始和结束的任何系列的过渡期间，施加到像素的脉冲的代数和不接近于0），那么显示器的电光性质和工作寿命可能受到不利影响。尤其见前面提到的第7,453,445号美国专利，其讨论了在涉及使用一个以上驱动方案进行的过渡的所谓“异构环”中的DC平衡的问题。在使用GSDS和AUDS的任何显示器中，由于AUDS中对高速过渡的需要，不可能两个驱动方案是总体DC平衡的。（一般而言，可能同时使用GSDS和DUDS，同时仍然维持总体的DC平衡。）因此，需要提供允许总体的DC平衡的使用GSDS和AUDS两者来驱动显示器的某种方法，本发明的一个方面涉及这样的方法。

[Para30]本发明的第二方面涉及用于在电光显示器中减少所谓的“重影”的方法。此类显示器的某些驱动方案，尤其是旨在减少显示器闪烁的驱动方案，将“重影图像”（先前图像的模糊副本）留在显示器上。这样的重影图像分散用户的注意力，并且降低所感觉的图像质量，尤其是在多次更新之后。此重影图像成为问题的一种情况是当使用电子书阅读器来滚动通过电子书时的情况，这与在书的单独页之间跳跃不同。

[Para31]因此，在一方面中，本发明提供使用两种不同的驱动方案来运行电光显示器的第一方法。在此方法中，使用第一驱动方案将显示器驱动到一个预先确定的过渡图像。然后，使用第二驱动方案将显示器驱动到不同于过渡图像的第二图像。此后，使用第二驱动方案将显示器驱动到同一过渡图像。最后，使用第一驱动方案将显示器驱动到不同于过渡图像和第二图像的第三图像。

[Para32]本发明的方法可以在下文中称为本发明的“过渡图像”或“TI”方法。在此方法中，第一驱动方案优选是能够将显示器驱动到至少4个并且优选是至少8个灰度级并且具有大于饱和脉冲长度（如以上所定义）的最大更新时间的灰度驱动方案。第二驱动方案优选是具有比灰度驱动方案少的灰度级并且具有小于饱和脉冲长度的最大更新时间的AUDS。

[Para33]另一方面中，本发明提供使用彼此不同的第一和第二驱动方案以及至少一个不同于该第一和第二驱动方案两者的过渡驱动方案来运行电光显示器的第二方法，该方法按以下顺序包括：使用第一驱动方案将显示器驱动到第一图像；使用过渡驱动方案将显示器驱动到不同于过渡图像的第二图像；使用第二驱动方案将显示器驱动到不同于第二图像的第三图像；使用过渡驱动方案将显示器驱动到不同于第三图像的第四图像；并且使用第一驱动方案将显示器驱动到不同于第四图像的第五图像。

[Para34]本发明的第二方法不同于第一方法之处在于在显示器上没有形成对过渡而言特定的过渡图像。相反，使用特殊的过渡驱动方案，其特性在下文中讨论，用来实现两个主要的驱动方案之间的过渡。在一些情况下，将需要单独的过渡驱动方案以用于从第一图像过渡到第二图像以及从第三图像过渡到第四图像；在其他情况下，单个过渡驱动方案可能已经足够。

[Para35]另一方面中，本发明提供运行电光显示器的方法，在该电光显示器中一个图像滚动经过显示器，并且其中在正滚动的图像的两个部分之间提供一个清理条，该清理条与该图像的所述两个部分同步地在显示器中滚动经过，该清理条的写入被实现为使得该清理条从其上经过的每个像素被重新写入。

[Para36]另一方面中，本发明提供运行电光显示器的方法，其中一个图像形成于显示器上，并且其中提供一清理条，该清理条行进经过显示器上的图像，使得该清理条从其上经过的每个像素被重新写入。

[Para37]在本发明的所有方法中，显示器可以使用以上所讨论的任一类型的电光介质。因此，例如，电光显示器可以包括旋转的双色构件或电致变色材料。或者，电光显示器可以包括电泳材料，该电泳材料包括多个带电颗粒，这些带电颗粒被置于一种流体中并且能够在电场的影响下移动穿过该流体。带电颗粒和流体可以被限制在多个囊腔或微池内。或者，带电颗粒和流体可以呈现为由一个连续相围绕的多个离散的微滴，该连续相包含聚合材料。流体可以是液态或气态的。

[Para38]附图的图1示意性地展示了用于驱动电光显示器的灰度级驱动方案。

[Para39]图2示意性地展示了用于驱动电光显示器的灰度级驱动方案。

[Para40]图3示意性地展示了使用本发明的过渡图像方法从图1的灰度级驱动方案过渡到图2的单色驱动方案。

[Para41]图4示意性地展示了与图3所示的过渡相反的过渡。

[Para42]图5示意性地展示了使用本发明的过渡驱动方案方法从图1的灰度级驱动方案过渡到图2的单色驱动方案。

[Para43]图6示意性地展示了与图5所示的过渡相反的过渡。

[Para44]如已在一方面中提到的，本发明提供两种不同但相关的方法，来使用两种不同的驱动方案运行电光显示器。在这两种方法的第一种方法中，首先使用第一驱动方案将显示器驱动到预先确定的过渡图像，随后使用第二驱动方案将显示器重新写入到第二图像。此后，使用第二驱动方案使显示器返回到同一过渡图像，并且最终使用第一驱动方案将显示器驱动到第三图像。在此“过渡图像”（“TI”）驱动方法中，过渡图像用作第一与第二驱动方案之间已知的转换图像。将了解，在过渡图像的两次出现之间，可以使用第二驱动方案在显示器上写入一个以上图像。如果第二驱动方案（通常是AUDS）实质上是DC平衡的，那么当显示器从第一驱动方案过渡到第二驱动方案并且回到第一驱动方案（通常是GSDS）时，在同一过渡图像的两次出现之间使用第二驱动方案将引起很少或没有DC不平衡。

[Para45]由于对第一到第二（GSDS到AUDS）过渡以及相反（第二到第一）过渡使用同一过渡图像，所以过渡图像的确切性质不影响本发明的TI方法的运行，并且过渡图像可以任意选择。典型地，将选择过渡图像以最小化过渡的视觉效应。例如，过渡图像可以选择为纯白色或黑色，或纯灰色调，或可以用具有一些有利质量的方式进行图案化。换句话说，过渡图像可以是任意的，但这个图像的每一像素必须具有预先确定的值。还将明显的是，由于第一和第二驱动方案均必须实现从过渡图像到一个不同的图像的变化，所以过渡图像必须是可以由第一和第二驱动方案两者进行操纵的图像，即，过渡图像必须被限制于灰度级的数量等于由第一和第二驱动方案所使用的灰度级的数量中的较小者。过渡图像可以由每一驱动方案以不同方式来解译，但是必须由每一驱动方案一致地处理。另外，如果对特定的第一到第二过渡以及对紧随其后的相反过渡使用同一过渡图像，那么对每一对过渡使用同一过渡图像是没有必要的，可以提供多个不同的过渡图像，并且显示控制器可以被安排成用于根据例如在显示器上已存在的图像的性质来选择一个特定的过渡图像，以便使闪烁最少化。本发明的TI方法还可以使用多个连续的过渡图像以在过渡较慢的代价下进一步提高图像性能。

[Para46]由于电光显示器的DC平衡需要逐个像素地实现（即，此驱动方案必须确保每一像素实质上是DC平衡的），所以在显示器只有一部分切换到第二驱动方案的情况下，例如，在需要提供屏幕上的文本框以显示来自键盘的文本输入的情况下，或需要提供屏幕上的键盘、其中单独的键闪烁以确认输入的情况下，可以使用本发明的TI方法。

[Para47]本发明的TI方法不限于除了AUDS以外只使用GSDS的方法。确实，在TI方法的一个优选实施方案中，将该显示器安排成用于使用GSDS、DUDS以及AUDS。在此方法的一项优选形式中，由于AUDS具有的更新时间小于饱和脉冲，因此相比于由DUDS和GSDS实现的，由AUDS实现的白色与黑色光学状态减少了（即，相比于由GSDS实现的“真正的”黑与白状态，由AUDS实现的白色与黑色光学状态实际上是极浅灰色与极深灰色），并且相比于由GSDS和DUDS实现的，由AUDS实现的光学状态中可变性增加了，因为先前状态（历史）以及停留时间效应导致了不需要的反射比误差以及图像伪影。为了减少这些误差，提议使用以下图像序列。

GC波形将从n位图像过渡到n位图像。

DU波形将n位（或小于n位）图像过渡到m位图像，其中m<=n。

AU波形将p位图像过渡到p位图像，典型地，n=4，m=1，并且p=1，或n=4，m=2或1，p=2或1。

–GC—>图像n-1–GC或DU—>过渡图像–AU—>图像n–AU—>图像n+1–AU—>…–AU—>图像n+m-1–AU—>图像n+m–AU—>过渡图像–GC或DU—>图像n+m+1

[Para48]从上文中，将看到在本发明的TI方法中，AUDS可能需要很少调谐或不需要调谐，并且可以比所使用的其他驱动方案（GSDS或DUDS）快得多。DC平衡是通过使用过渡图像而得以保持，并且较慢驱动方案（GSDS和DUDS）的动态范围得以保持。所实现的图像质量可以比不使用中间更新更好。图像质量可以在AUDS更新期间提高，因为可以将第一AUDS更新应用于具有所希望的属性的（过渡）图像。对于立体图像，可以通过将AUDS更新应用于均匀的背景而提高图像质量。这样减少了先前状态重影。还可以通过将GSDS或DUDS更新应用于均匀的背景而提高在最后的中间更新之后的图像质量。

[Para49]在本发明的第二方法中（下文中可称为“过渡驱动方案”或“TDS”方法），不使用过渡图像，而是使用过渡驱动方案，使用过渡驱动方案的单个过渡替换了使用第一驱动方案的最后过渡（它产生过渡图像）以及使用第二驱动方案的第一过渡（它从过渡图像过渡到第二图像）。在一些情况下，根据过渡的方向，可能需要两种不同的过渡驱动方案，在其他情况下，单个过渡驱动方案将足够用于任一方向上的过渡。注意，过渡驱动方案只对每一像素应用一次，并且不重复应用到同一像素，如同主要的（第一和第二）驱动方案那样。

[Para50]将不参照附图更详细地解释本发明的TI和TDS方法，这些附图以高度示意性的方式展示了发生在这两种方法中的过渡。在所有的附图中，时间从左到右增加，方形或圆形表示灰度级，并且连接这些方形或圆形的线表示灰度级过渡。

[Para51]图1示意性地展示了具有N个灰度级的标准灰度波形（图示为N=6，其中灰度级由方形表示），并且由链接一个过渡的最初灰度级（在图1的左手侧）与最终灰度级（在右手侧）的线来图示NxN个过渡。（注意，有必要在最初和最终灰度级相同的情况下提供零过渡，如在以上提到的几个MEDEOD申请中说明的，典型地，零过渡仍然涉及非零电压时间段对相关像素的施加）。每一灰度级不仅具有特定的灰度级（反射比），而且如果根据需要，总体的驱动方案是DC平衡的（即，在同一灰度级处开始和结束的任何系列的过渡期间，施加到像素的脉冲的代数和实质上是0），那么还具有特定的DC偏移。DC偏移不一定要均匀地间隔或甚至是唯一的。所以对于具有N个灰度级的波形，将存在对应于这些灰度级中的每一者的DC偏移。

[Para52]当一组驱动方案互相达到DC平衡时，达到特定的灰度级所采取的路径可变化，但每一灰度级的总的DC偏移是相同的。因此，可以在互相达到平衡的一组驱动方案中切换驱动方案，而不用担心引起增长的DC不平衡，该增长的DC不平衡可对前面提到的MEDEOD申请中所讨论的某些类型的显示器产生损害。

[Para53]前面提到的DC偏移是相对于彼此而进行测量的，即，一个灰度级的DC偏移被任意地设置成任意零，并且剩余灰度级的DC偏移是相对于此任意零而进行测量的。

[Para54]图2是类似于图1的图，但展示了单色的驱动方案（N=2）。

[Para55]如果显示器具有未互相达到DC平衡的两个驱动方案（即，在特定的灰度级之间它们的DC偏移是不同的；这不一定意味着这两个驱动方案具有不同数量的灰度级），那么仍然有可能在这两个驱动方案之间进行切换，而不会随着时间而引起不断增大的DC不平衡。然而，在这些驱动方案之间进行切换时需要特别注意。必需的过渡可以根据本发明的TI方法，使用过渡图像而实现。使用一个共同的灰色调在不同的驱动方案之间进行过渡。无论何时在模式之间进行切换，必须总是通过切换到这个共同的灰度级而进行过渡，从而确保DC平衡得以保持。

[Para56]图3展示了在从图1所示的驱动方案过渡到图2所示的驱动方案期间所运用的此TI方法，假定这两个驱动方案互相未达到平衡。图3的左手四分之一所示为使用图1的驱动方案的常规灰度过渡。此后，过渡的第一部分使用图1的驱动方案将显示器的所有像素驱动到一个共同的灰度级（在图3中图示为最上面的灰度级），而过渡的第二部分使用图2的驱动方案根据需要将各像素驱动到图2驱动方案的两个灰度级。因此，过渡的总长度等于这两个驱动方案中的过渡的组合长度。如果这个据推测是共同的灰度级的光学状态在这两个驱动方案中不匹配，那么可能产生一些重影。最后，只使用图2的驱动方案来实现进一步的过渡。

[Para57]将了解，尽管在图3中只显示单个的共同灰度级，但是在这两个驱动方案之间可能存在多个共同灰度级。在这种情况下，可以对过渡图像使用任何一个共同灰度级，并且过渡图像可以简单地通过将显示器的每个像素驱动到一个共同灰度级而产生。这样倾向于产生视觉上愉悦的过渡，其中一个图像“融化”到均匀的灰场中，从该均匀的灰场中一个不同的图像渐渐出现。然而，在这种情况下，不一定所有的像素均使用同一个共同灰度级；一组像素可以使用一个共同灰度级，而第二组像素使用一个不同的共同灰度级；只要驱动控制器知道哪些像素使用哪个共同灰度级，过渡的第二部分就仍然可以使用图2的驱动方案来实现。例如，使用不同灰度级的两组像素可以用棋盘图案进行安排。

[Para58]图4展示了与图3所示过渡相反的过渡。图4的左手四分之一所示为使用图2的驱动方案的常规单色过渡。此后，过渡的第一部分使用图2的驱动方案将显示器的所有像素驱动到一个共同灰度级（在图4中图示为最上面的灰度级），而过渡的第二部分使用图1的驱动方案，根据需要将各像素驱动到图1驱动方案的六个灰度级。因此，过渡的总长度还是等于这两个驱动方案中的过渡的组合长度。最后，只使用图1的驱动方案来实现进一步的灰度过渡。

[Para59]图5和图6展示了分别与图3和图4中的过渡大体上类似的过渡，但图5和图6中的过渡使用本发明的过渡驱动方案方法，而不是过渡图像方法。图5的左手三分之一所示为使用图1的驱动方案的常规灰度过渡。此后，使用过渡图像驱动方案而从图1驱动方案的六个灰度级直接过渡到图2驱动方案的两个灰度级，因此，尽管图1驱动方案是6x6驱动方案并且图2驱动方案是2x2驱动方案，但过渡驱动方案是6x2驱动方案。过渡驱动方案可以根据需要而复制图3和图4的共同灰度级方法，但是使用过渡驱动方案而不是过渡图像使得设计更加自由，并且因此过渡驱动方案不需要经过共同灰度级情况。注意，过渡驱动方案在任一时刻只用于单个过渡，不像图1和图2驱动方案那样将典型地用于许多连续的过渡。使用过渡驱动方案实现了灰度级的更好的光学匹配，并且过渡的长度可以减小到单独的驱动方案的总和的长度以下，从而提供更快的过渡。

[Para60]图6展示了与图5所示过渡相反的过渡。如果图2到图1的过渡与图1到图2的过渡是一样的，那么对于重叠的过渡（不总是这种情况），可以在两个方向上使用同一个过渡驱动方案，否则就需要两个单独的过渡驱动方案。

[Para61]如上所述，本发明的另一方面涉及使用清理条来运行电光显示器的方法。在一种这样的方法中，一个图像滚动经过显示器，并且在所滚动图像的两个部分之间提供一个清理条，该清理条与图像的这两个邻近部分同步地在显示器中滚动经过，清理条的写入被实现为使得清理条从其上经过的每个像素被重新写入。在另一种这样的方法中，一个图像在显示器上形成，并且提供一个清理条，这个清理条行进经过显示器上的图像，使得清理条从其上经过的每个像素被重新写入。该方法的这两种形式在下文中可以分别称为“同步的清理条”和“非同步的清理条”方法。

[Para62]“清理条”方法主要是（但并不排他地）当使用局部更新或不良构建的驱动方案时移除或至少减轻可能发生在电光显示器中的重影效应。这样的重影可能发生的一种情况是显示器的滚动，即，显示器上一系列图像的写入彼此稍微不同，从而留下大于显示器本身的图像（例如，电子书、网页或地图）正在移动经过显示器的印象。这样的滚动可在显示器上留下重影的拖影，并且所显示的连续图像的数量越大，此重影变得越严重。

[Para63]在双稳态显示器中，可以将黑色（或其他非背景色）清理条添加到屏幕上图像的一个或多个边缘（在边限中、在边界上或在接缝中）。此清理条可以定位在最初在屏幕上的像素中，或者如果控制器存储器保持着大于所显示实体图像的图像（例如，用以加速滚动），那么清理条也可以定位于在软件存储器中但不在屏幕上的像素中。当显示图像在所显示的图像中滚动时（如当读取长的网页时），清理条与图像本身的移动同步地行进经过图像，使得所滚动的图像留下显示两个单独页而不是卷页的印象，并且清理条强制更新其行进经过的所有像素，从而当它通过时减少重影和类似伪影的积累。

[Para64]清理条可采用各种形式，其中一些形式至少对于临时用户也许不能被识别为清理条。例如，清理条可以在聊天或公告牌应用中的多个组成部分之间用作定界符，使得每一组成部分将随着在每一对连续的组成部分之间的清理条一起滚动经过屏幕，从而当聊天或公告牌话题前进时清理屏幕伪影。在这样的应用中，在一个时刻通常有一个以上清理条在屏幕上。

[Para65]清理条可以具有简单的线的形式，该线垂直于滚动的方向，并且滚动的方向通常是水平的。然而，许多其他形式的清理条可以用于本发明的方法中。例如，清理条可以具有平行线、锯齿状（锯齿）线、对角线、波形（正弦）线或虚线的形式。清理条还可以具有不同于线的其他形式，例如，清理条可以具有围绕图像的框的形式、栅格的形式，可以是可见的或可以是不可见的（这个栅格可以小于显示器大小或大于显示器大小）。清理条还可以具有穿过显示器的一系列离散点的形式，这些离散点有策略地放置，使得当它们滚动经过显示器时，它们强迫每个像素进行切换。这样的离散点尽管实施起来较复杂，但是具有自我掩蔽的优势，并且因此对用户较不可见，因为它们是分散的。

[Para66]在滚动方向上清理条中的最小像素数量（下文出于方便称为清理条的“高度”）应至少等于在每次滚动图像更新时图像移动通过的像素的数量。因此，清理条高度可以动态地改变，当页滚动加快时清理条高度将增加，并且当滚动减慢时清理条高度将缩小。然而，对于简单的实施方案，最方便的可以是将清理条高度设置成足够允许最大的滚动速度并且使此高度保持不变。由于在滚动停止之后清理条是不需要的，所以清理条可以在滚动停止时被移除或者保留在显示器上。当使用快速更新驱动方案（DUDS或AUDS）时，使用清理条将典型地是最有利的。

[Para67]当清理条是许多分散点的形式时，清理条的“高度”必须考虑到点之间的间隔。在滚动方向上每一点的位置的设置与在每次滚动更新时图像移动的像素数量的模运算结果应在0到在每次滚动更新时移动的像素数量减1的范围内，并且应在滚动方向上对像素的每一平行线满足此要求。

[Para68]清理条不需要是纯颜色的，而可以是图案化的。图案化的清理条可以根据所使用的驱动方案而添加重影噪声到背景，从而更好地掩饰图像伪影。清理条的图案可以根据条位置和时间而改变。因在空间中使用图案化的清理条而产生的伪影可以用较吸引眼球的方式产生重影。例如，可以使用公司商标形式的图案，使得留下的重影伪影表现为这个商标的“水印”，但是如果使用错误的驱动方案，那么也会产生不需要的伪影。可以通过使用立体背景图像使具有所需驱动方案的图案化的清理条滚动经过显示器，并且判断所得伪影是需要的还是不需要的，来确定图案化的清理条的适用性。

[Para69]当显示器使用图案化的背景时，图案化的清理条会尤其有用。所有相同的规则将适用，在最简单的情况下，可以选择与背景颜色不同的清理条颜色。或者，可以使用不同颜色或图案的两个或两个以上清理条。图案化的清理条可以有效地与分散点式清理条相同，但在分散点的情况下要求被修改以使得对于背景的每一灰色调，在清理条上存在一个点（与在背景上被清理的特定一点的颜色不同），使得在滚动方向上每一清理点的位置的设置与在每一滚动步骤中移动的像素数量的模运算结果所覆盖的范围与在滚动方向上图案化背景点的位置与每一滚动步骤中移动的像素数量的模运算结果所覆盖的范围相同。

[Para70]在使用条纹背景的显示器中，清理条可以使用与条纹背景相同的灰色调，但与背景异相达一个块。这可以有效地隐藏清理条，使得清理条可以放在文本与后面的图像之间的背景中。来自图案化的清理条的带有随机重影的纹理的背景可以掩盖来自一个可识别图像的图案化的重影，并且可以产生对一些用户较有吸引力的显示。可替代地，这种清理条可以被安排成用于留下特定图案的重影（如果存在重影的话），这样使得这种重影变为显示器上的一种水印并且变为一种有用资源。

[Para71]尽管清理条的前面讨论集中于在显示器上与图像一起滚动的清理条，但是清理条不一定要以这种方式滚动，而是可以周期性地与滚动不同步或者完全与滚动无关，例如，清理条可以像挡风玻璃刮水器或像常规的视频滑动一样运行，它在一个方向上横穿显示器，而背景图像完全不动。可以同时使用或依序使用多个非同步的清理条来清理显示器的各部分。在显示器的一个或多个部分中提供非同步的清理条可以由显示器应用来控制。

[Para72]清理条不需要使用与显示器的其他部分相同的驱动方案。如果对清理条使用与对显示器的剩余部分所使用的驱动方案相同或更小长度的驱动方案，那么实施方案是直接的。如果清理条的驱动方案较长（在实践中有可能是这种情况），那么清理条中并不是所有的像素将立刻切换，而是大部分的像素将切换，同时存在围绕清理条移动的非切换的像素以及常规切换的像素。非切换像素的数量应足够大，使得常规切换区与清理条区不冲突，而清理条需要足够宽，使得当清理条移动经过屏幕时不会错过任何像素。用于清理条的驱动方案可以是从用于显示器的剩余部分的驱动方案中选择的一个驱动方案，或者可以是特定根据清理条的需要而调整的驱动方案。如果使用多个清理条，那么它们不需要都使用相同的驱动方案。

[Para73]从上文中将看到，本发明的清理条方法可以容易地并入到许多类型的电光显示器中并且提供页清理的方法，这些页清理的方法在视觉上没有其他页清理的方法那么突兀。清理条方法的同步的和非同步的几种变体可以并入到特定的显示器中，使得软件或用户可以根据例如用户对可接受性的感知等因素或者正在显示器上运行的特定程序来选择所使用的方法。

[Para74]所属领域的技术人员将明白，可以在以上描述的本发明的特定实施方案中作出许多变化和修改，而不脱离本发明的范围。因此，前面的所有描述是以说明性的意义而不是以限制性的意义来解释的。

Claims (10)

1.一种使用彼此不同的第一驱动方案和第二驱动方案以及不同于该第一驱动方案和该第二驱动方案两者的至少一种过渡驱动方案来运行双稳态电光显示器的方法，其中该第一驱动方案和该第二驱动方案具有不同数量的灰度级，该方法按以下顺序包括：

使用该第一驱动方案将该电光显示器驱动到一个第一图像上；

使用该过渡驱动方案将该电光显示器驱动到不同于该第一图像的一个第二图像上；

使用该第二驱动方案将该电光显示器驱动到不同于该第二图像的一个第三图像上；

使用该过渡驱动方案将该电光显示器驱动到不同于该第三图像的一个第四图像上；并且

使用该第一驱动方案将该电光显示器驱动到不同于该第三图像和该第四图像的一个第五图像上。

2.根据权利要求1所述的方法，其中该第一驱动方案是一种灰度驱动方案，该灰度驱动方案能够将该电光显示器驱动到至少四个灰度级。

3.根据权利要求2所述的方法，其中该第一驱动方案是一种灰度驱动方案，该灰度驱动方案能够将该电光显示器驱动到至少八个灰度级。

4.根据权利要求1所述的方法，其中该第二驱动方案是一种应用更新驱动方案，该应用更新驱动方案具有比该第一驱动方案少的灰度级并且具有小于该电光显示器的饱和脉冲长度的一个最大更新时间。

5.根据权利要求1所述的方法，其中将一个第一过渡驱动方案用于从该第一图像到该第二图像的过渡，并且将不同于该第一过渡驱动方案的一个第二过渡驱动方案用于从该第三图像到该第四图像的过渡。

6.根据权利要求1所述的方法，其中该电光显示器包括一个旋转的双色构件或电致变色材料。

7.根据权利要求1所述的方法，其中该电光显示器包括一种电泳材料，该电泳材料包括多个带电颗粒，这些带电颗粒被置于一种流体中并且能够在一个电场的影响下移动穿过该流体。

8.根据权利要求7所述的方法，其中这些带电颗粒以及该流体被限制在多个囊腔或微池之内。

9.根据权利要求7所述的方法，其中这些带电颗粒以及该流体是作为由一个连续相围绕的多个离散的微滴而存在的，该连续相包含一种聚合材料。

10.根据权利要求7所述的方法，其中该流体是气态的。