CN104952399A - 一种改进电泳显示器16阶灰度显示效果的驱动方法 - Google Patents
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Landscapes
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Abstract
本发明公开了一种改进电泳显示器16阶灰度显示效果的驱动方法，包括：创建电泳显示器的新驱动波形查询表，所述新驱动波形查询表中驱动波形所处的阶段依次为擦除阶段、激活带电粒子阶段和显示新的灰阶阶段，所述粒子在擦除阶段结束时达到显示灰阶的黑色极端或白色极端，所述粒子在激活带电粒子阶段结束时达到显示灰阶的黑色极端；调用新驱动波形查询表的驱动波形对电泳显示器显示像素的驱动电极进行显示驱动，从而在电泳显示器上显示16阶灰度。本发明增加了激活带电粒子阶段，在擦除阶段过程中，能就近选择黑色极端黑色或白色极端的白灰阶，缩短了显示器的驱动时间；且以黑色灰阶作为参考灰阶，减少了鬼影。本发明可广泛应用于显示技术领域。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其是一种改进电泳显示器16阶灰度显示效果的驱动方法。
背景技术
电子纸是一种薄而柔软的纸状物，是新一代的显示器。它将传统纸的属性和电子显示可重复擦写的特点有机地结合在一起，同时具有传统纸的柔韧性和电子显示屏灵活改变图像和文字的特性。与其他显示技术相比，作为电子纸关键技术之一的电泳图像显示技术具有视角大、低功耗的优点，因此被业内广泛应用。电泳图像显示技术利用了胶体化学中电泳原理，把带电的颜白色和黑色颗粒稳定地分散在含染料的非水体系分散介质中，使分散相与分散介质呈强烈反差。在电场作用下，带电颜料离子移动到电极表面上从而显示出图像。其中，白色固体颗粒受负电荷控制，黑色固体颗粒受正电荷控制。所以，当向像素电极加正电压时，黑色粒子向像素电极移动，白色粒子向公共电极移动，从而使电泳显示器显示黑色。相反，当向像素电极加负电压时电泳显示器显示白色。因此，在特定电压值的作用下，白色粒子和黑色粒子会向某个固定的方向移动，从而可以通过改变像素电极上的电压值得到一系列灰阶。在电泳显示器加上一个TFT（即薄膜场效应晶体管）背板，然后在电极上施加合适的驱动波形，就能驱动电泳颗粒来显示不同的灰阶。
驱动电压的波形一般存储在波形查询表内，通过查询波形查询表的方式施加一驱动电压就能根据之前的灰度值和目标灰度值控制像素显示相应的灰度值。然而由于电泳显示器具有记忆性，因此在灰度控制过程中，需要像素先回到极端光学状态(即黑或白状态)。另外，在施加电极电压改变灰阶时，需要遵循直流平衡原则。
传统驱动波形的示意图如图1所示，传统驱动波形的驱动过程如图2所示。目前，传统驱动波形的灰度控制过程包括两个阶段：擦除原始灰阶阶段、写入新的灰阶阶段。第一阶段采用与写入阶段极性相反的驱动电压来擦除当前图像，第二阶段用于激活新的带电颗粒。在电子纸图像更新过程中，由于要擦除原始图像和激活新粒子，电子纸驱动波形需要在高低电平之间互相切换，电子纸显示屏需要在黑色和白色之间选择性刷新，这样就导致了闪烁（在高低电平切换过程中，电泳粒子会改变运动方向，从宏观角度看，一次电平转换就会引起电子纸显示屏的一次闪烁），影响了阅读舒适度。此外，在第一阶段（即擦除阶段）结束时，电泳显示器到达某一个不确定的黑色状态，但由于液体的黏度与迁移速度不相同，并非所有带电微粒在相应的驱动电压下都能到达同样的位置（即使是施加相应的电压，也会有部分带电颗粒由于库仑力的作用而再次沉降或浮起），因此，电泳显示器在结束时会显示鬼影（在电子纸更新图像的过程中，由于各个像素点的电泳粒子驱动性能不同，原始图像不能被有效擦除，进而在新图像上形成残影，该残影被称为鬼影）图像。因此写入新的图像时，由于受擦除阶段的影响，新的图像也会有鬼影，降低了阅读舒适度。
为了解决上述问题，KAO等学者研究了悬浮液的黏性和响应延迟的特点，提出了一种新的驱动波形，以白色灰阶作为参考灰阶，如图3所示。该方法驱动波形的灰度控制过程包括三个阶段：擦除原始灰阶到黑色阶段、激活带电粒子到白色灰阶阶段、由白色灰阶到写入新的目标灰阶阶段。该方法与传统方法相比增加了激活带电粒子到白色灰阶这个阶段，缩短了激活新的带电颗粒阶段的激活时间，一定程度上缩短了显示器的更新时间，减少了闪烁。但这种方式采用了白色作为参考灰阶，受白色粒子电泳性能（与材料、密度、体积和电荷量等有关）的影响，由白色灰阶到写入新的目标灰阶这一阶段所需的时间相对较长，也就是说这种方式实际上并没有缩短驱动波形的总时间长度，尤其对于多阶灰度的全屏显示来说，这种方法并没有缩短显示器的响应时间（由驱动波形的总时间长度决定）即没有减少显示器的驱动时间，也没有减少鬼影的存在。
综上所述，目前业内亟需一种能有效减少驱动时间和鬼影的电泳显示器驱动方法。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的是：提供一种有效减少驱动时间和鬼影的改进电泳显示器16阶灰度显示效果的驱动方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种改进电泳显示器16阶灰度显示效果的驱动方法，包括：
S1、创建电泳显示器的新驱动波形查询表，所述新驱动波形查询表中驱动波形所处的阶段依次为擦除阶段、激活带电粒子阶段和显示新的灰阶阶段，所述粒子在擦除阶段结束时达到显示灰阶的黑色极端或白色极端，所述粒子在激活带电粒子阶段结束时达到显示灰阶的黑色极端；
S2、调用新驱动波形查询表的驱动波形对电泳显示器显示像素的驱动电极进行显示驱动，从而在电泳显示器上显示16阶灰度。
进一步，所述16阶灰度由4阶基础灰度调解而成，所述4阶基础灰度包括黑、深灰、浅灰和白，所述16阶灰度分别为黑黑、黑深灰、黑浅灰、黑白、深灰黑、深灰深灰、深灰浅灰、深灰白、浅灰黑、浅灰深灰、浅灰浅灰、浅灰白、白黑、白深灰、白浅灰和白白，所述16阶灰度依次用数字0-15表示，其中，0代表最大黑色，5代表深灰色，10代表浅灰色，15代表最大白色。
进一步，所述步骤S1在擦除阶段包括：
将灰阶在0至7范围内的当前灰阶擦除为最大黑色灰阶；
将灰阶在8至15范围内的当前灰阶擦除为最大白色灰阶。
进一步，所述电泳显示器的显示像素在擦除阶段由原始灰阶擦除为最大黑色或最大白色灰阶，所述电泳显示器的显示像素在激活带电粒子阶段由最大黑色或最大白色灰阶激活为最大黑色灰阶，所述电泳显示器的显示像素在显示新的灰阶阶段由最大黑色灰阶转换为目标灰阶。
进一步，所述步骤S1在擦除阶段包括：
将灰阶在0至3范围内的当前灰阶擦除为最大黑色灰阶；
将灰阶在4至7范围内的当前灰阶擦除为深灰色灰阶；
将灰阶在8至11范围内的当前灰阶擦除为浅灰色灰阶；
将灰阶在12至15范围内的当前灰阶擦除为最大白色灰阶。
进一步，所述电泳显示器的显示像素在擦除阶段由原始灰阶擦除为最大黑色、深灰色灰阶、浅灰色灰阶或最大白色灰阶，所述电泳显示器的显示像素在激活带电粒子阶段由最大黑色、深灰色灰阶、浅灰色灰阶或最大白色灰阶激活为最大黑色灰阶，所述电泳显示器的显示像素在显示新的灰阶阶段由最大黑色灰阶转换为目标灰阶。
进一步，所述电泳显示器的驱动波形由擦除阶段结束时的黑色极端或白色极端到达激活带电粒子阶段结束时的黑色极端这一过程，以黑色色阶作为参考色阶。
进一步，在写入原始图像后，所述电泳显示器的驱动波形包括第一时间长度的负电压、第二时间长度的正电压和第三时间长度的正电压，所述第一时间长度为从原始图像的灰阶至擦除阶段结束过程所需施加电压的时间，所述第二时间长度为擦除阶段结束至激活带电粒子阶段结束过程所需施加电压的时间，所述第三时间长度为激活带电粒子阶段结束至显示新的灰阶阶段结束所需施加电压的时间。
进一步，所述第一时间长度等于第二时间长度与第三时间长度之和。
进一步，所述电泳显示器显示像素的驱动电极上所施加的显示驱动电压为正负15V的方波电压。
本发明的有益效果是：在传统灰度控制过程的基础上增加了激活带电粒子阶段，先让粒子在擦除阶段结束时回到黑色极端或白色极端的特定状态，再在激活带电粒子阶段结束时达到黑色极端的状态，最后从特定的状态去往想要驱动的状态，在擦除阶段过程中，能就近选择黑色极端黑色或白色极端的白灰阶，缩短了显示器的驱动时间；且粒子在激活带电粒子阶段结束时达到黑色极端，以黑色灰阶作为参考灰阶，减少了白色灰阶作为参考灰阶时带来的鬼影。进一步，第一时间长度等于第二时间长度与第三时间长度之和，考虑了驱动波形的直流均衡影响，减少了鬼影消除过程中的直流残留，延长了电泳显示器的寿命。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1为传统驱动波所施加电压形示意图；
图2为传统电泳显示器的驱动方法示意图；
图3为传统电泳显示器改进后的驱动方法示意图；
图4为本发明一种改进电泳显示器16阶灰度显示效果的驱动方法的步骤流程图；
图5为本发明电泳显示器的一种驱动方法示意图。
图6为本发明电泳显示器的另一种驱动方法示意图。
具体实施方式
参照图4，一种改进电泳显示器16阶灰度显示效果的驱动方法，包括：
S1、创建电泳显示器的新驱动波形查询表，所述新驱动波形查询表中驱动波形所处的阶段依次为擦除阶段、激活带电粒子阶段和显示新的灰阶阶段，所述粒子在擦除阶段结束时达到显示灰阶的黑色极端或白色极端，所述粒子在激活带电粒子阶段结束时达到显示灰阶的黑色极端；
S2、调用新驱动波形查询表的驱动波形对电泳显示器显示像素的驱动电极进行显示驱动，从而在电泳显示器上显示16阶灰度。
进一步作为优选的实施方式，所述16阶灰度由4阶基础灰度调解而成，所述4阶基础灰度包括黑、深灰、浅灰和白，所述16阶灰度分别为黑黑、黑深灰、黑浅灰、黑白、深灰黑、深灰深灰、深灰浅灰、深灰白、浅灰黑、浅灰深灰、浅灰浅灰、浅灰白、白黑、白深灰、白浅灰和白白，所述16阶灰度依次用数字0-15表示，其中，0代表最大黑色，5代表深灰色，10代表浅灰色，15代表最大白色。
其中，最大黑色是指黑黑，深灰色是指深灰深灰，浅灰色是指浅灰浅灰，最大白色是指白白。
进一步作为优选的实施方式，所述步骤S1在擦除阶段包括：
将灰阶在0至7范围内的当前灰阶擦除为最大黑色灰阶；
将灰阶在8至15范围内的当前灰阶擦除为最大白色灰阶。
参照图5，进一步作为优选的实施方式，所述电泳显示器的显示像素在擦除阶段由原始灰阶擦除为最大黑色或最大白色灰阶，所述电泳显示器的显示像素在激活带电粒子阶段由最大黑色或最大白色灰阶激活为最大黑色灰阶，所述电泳显示器的显示像素在显示新的灰阶阶段由最大黑色灰阶转换为目标灰阶。
进一步作为优选的实施方式，所述步骤S1在擦除阶段包括：
将灰阶在0至3范围内的当前灰阶擦除为最大黑色灰阶；
将灰阶在4至7范围内的当前灰阶擦除为深灰色灰阶；
将灰阶在8至11范围内的当前灰阶擦除为浅灰色灰阶；
将灰阶在12至15范围内的当前灰阶擦除为最大白色灰阶。
参照图6，进一步作为优选的实施方式，所述电泳显示器的显示像素在擦除阶段由原始灰阶擦除为最大黑色、深灰色灰阶、浅灰色灰阶或最大白色灰阶，所述电泳显示器的显示像素在激活带电粒子阶段由最大黑色、深灰色灰阶、浅灰色灰阶或最大白色灰阶激活为最大黑色灰阶，所述电泳显示器的显示像素在显示新的灰阶阶段由最大黑色灰阶转换为目标灰阶。
进一步作为优选的实施方式，所述电泳显示器的驱动波形由擦除阶段结束时的黑色极端或白色极端到达激活带电粒子阶段结束时的黑色极端这一过程，以黑色色阶作为参考色阶。
进一步作为优选的实施方式，在写入原始图像后，所述电泳显示器的驱动波形包括第一时间长度的负电压、第二时间长度的正电压和第三时间长度的正电压，所述第一时间长度为从原始图像的灰阶至擦除阶段结束过程所需施加电压的时间，所述第二时间长度为擦除阶段结束至激活带电粒子阶段结束过程所需施加电压的时间，所述第三时间长度为激活带电粒子阶段结束至显示新的灰阶阶段结束所需施加电压的时间。
进一步作为优选的实施方式，所述第一时间长度等于第二时间长度与第三时间长度之和。
进一步作为优选的实施方式，所述电泳显示器显示像素的驱动电极上所施加的显示驱动电压为正负15V的方波电压。
下面结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例一
本发明改进了电泳显示器16阶灰度显示的驱动方法，设计了一种新的16阶转换至16阶的驱动方法，具体包括如下步骤：
首先，确定16阶灰度的L*值，可由公式（1）和（2）得出:
R=反射光/入射光×100% （1）
L*=116×R1/3-16 （2）
其中，R为屏幕的反射率，标准白色的R值为99%，黑色的R值为2%，而由于材料原因，实际上电泳白色显示屏最大的R值为37%，黑色的R值为2.7%。因此实际上代入上式计算出白色的L*值为67.5，黑色的L*值为19。
因为L*与R成线性关系，则可以根据公式（3）的ΔL*计算出其他各个灰阶L*值。
ΔL*=(白色L*-黑色L*)/15 （3）
第二步，编辑擦除阶段的驱动波形，以使显示像素的灰度值达到黑白状态下的灰度L*值。
第三步，在粒子的激活过程中，通过刷新使由不同原始灰阶得到的黑色或白色灰阶的屏幕反射率完全相同，以避免因擦除阶段驱动波形长度的限制而出现黑色或白色粒子不能被充分激活的现象。
第四步，以黑色灰阶为参考灰阶，在显示新的灰阶阶段写入新灰阶图像。
由于本实施例采用了黑色作为参考灰阶，电泳显示器不会缺失其他的参考灰度级。
其中，在写入原始图像之后，所述驱动波形的电压脉冲包括第一时间长度的负电压、第二时间长度的正电压和第三时间长度的正电压。在施加第一时间长度的负电压后，电泳显示器显示白色状态；在施加第三时间长度的正电压后，电泳显示器显示黑色状态。
令T1为由原始灰阶到白色灰阶所需施加电压的时间，T2为从黑色状态到写入原始图像所需施加电压所需时间，T3为由黑色或白色灰阶状态到极端黑色状态所需施加电压的时间。由于擦除阶段与原始图像写入阶段相反，驱动波形的复位电压脉冲包括第一时间长度为T1的负电压、第二时间长度的T2正电压和第三时间长度为T3的正电压。
在显示新的灰阶阶段写入新图像时，需要在整个周期中遵循直流平衡原则，即T1=T2+T3。
本实施例提供了一种改进电泳显示器16阶灰度显示效果的驱动方法。如果电泳显示器直接进行16到16阶的变换，那么其变换就有16*16=256种，此时每一种变换都需设计一个相应的波形，显然会占用更多的内存，且设计起来也非常繁琐。虽然在传统方案的基础上，已有人提出先选择先擦除到达黑色状态，再以白色灰阶作为参考灰阶，最后到目标灰阶的改进方案。这一方案虽然减少了更新时间，但是其并没有缩短驱动波形的时间长度，也没有减少鬼影的存在。本实施例在传统灰度控制过程的基础上增加了激活带电粒子阶段，先让粒子在擦除阶段结束时回到黑色极端或白色极端的特定状态，再在激活带电粒子阶段结束时达到黑色极端的状态，最后从特定的状态去往想要驱动的状态，在擦除阶段过程中，能就近选择黑色极端的黑色灰阶或白色极端的白色灰阶，缩短了显示器的驱动时间，大大降低了波形设计的工作量，也提高了效率。由于16阶灰度值由4阶灰度值调制而成和电光效应的记忆性，前一灰阶会影响目标灰阶。考虑到悬浮液的黏性和响应延迟的特点，本实施例在灰度控制中粒子在激活带电粒子阶段结束时达到黑色极端，即以黑色灰阶作为参考灰阶，减少了白色灰阶作为参考灰阶时带来的鬼影。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (10)
1.一种改进电泳显示器16阶灰度显示效果的驱动方法，其特征在于：包括：
S1、创建电泳显示器的新驱动波形查询表，所述新驱动波形查询表中驱动波形所处的阶段依次为擦除阶段、激活带电粒子阶段和显示新的灰阶阶段，所述粒子在擦除阶段结束时达到显示灰阶的黑色极端或白色极端，所述粒子在激活带电粒子阶段结束时达到显示灰阶的黑色极端；
S2、调用新驱动波形查询表的驱动波形对电泳显示器显示像素的驱动电极进行显示驱动，从而在电泳显示器上显示16阶灰度。
2.根据权利要求1所述的一种改进电泳显示器16阶灰度显示效果的驱动方法，其特征在于：所述16阶灰度由4阶基础灰度调解而成，所述4阶基础灰度包括黑、深灰、浅灰和白，所述16阶灰度分别为黑黑、黑深灰、黑浅灰、黑白、深灰黑、深灰深灰、深灰浅灰、深灰白、浅灰黑、浅灰深灰、浅灰浅灰、浅灰白、白黑、白深灰、白浅灰和白白，所述16阶灰度依次用数字0-15表示，其中，0代表最大黑色，5代表深灰色，10代表浅灰色，15代表最大白色。
3.根据权利要求2所述的一种改进电泳显示器16阶灰度显示效果的驱动方法，其特征在于：所述步骤S1在擦除阶段包括：
将灰阶在0至7范围内的当前灰阶擦除为最大黑色灰阶；
将灰阶在8至15范围内的当前灰阶擦除为最大白色灰阶。
4.根据权利要求3所述的一种改进电泳显示器16阶灰度显示效果的驱动方法，其特征在于：所述电泳显示器的显示像素在擦除阶段由原始灰阶擦除为最大黑色或最大白色灰阶，所述电泳显示器的显示像素在激活带电粒子阶段由最大黑色或最大白色灰阶激活为最大黑色灰阶，所述电泳显示器的显示像素在显示新的灰阶阶段由最大黑色灰阶转换为目标灰阶。
5.根据权利要求2所述的一种改进电泳显示器16阶灰度显示效果的驱动方法，其特征在于：所述步骤S1在擦除阶段包括：
将灰阶在0至3范围内的当前灰阶擦除为最大黑色灰阶；
将灰阶在4至7范围内的当前灰阶擦除为深灰色灰阶；
将灰阶在8至11范围内的当前灰阶擦除为浅灰色灰阶；
将灰阶在12至15范围内的当前灰阶擦除为最大白色灰阶。
6.根据权利要求5所述的一种改进电泳显示器16阶灰度显示效果的驱动方法，其特征在于：所述电泳显示器的显示像素在擦除阶段由原始灰阶擦除为最大黑色、深灰色灰阶、浅灰色灰阶或最大白色灰阶，所述电泳显示器的显示像素在激活带电粒子阶段由最大黑色、深灰色灰阶、浅灰色灰阶或最大白色灰阶激活为最大黑色灰阶，所述电泳显示器的显示像素在显示新的灰阶阶段由最大黑色灰阶转换为目标灰阶。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种改进电泳显示器16阶灰度显示效果的驱动方法，其特征在于：所述电泳显示器的驱动波形由擦除阶段结束时的黑色极端或白色极端到达激活带电粒子阶段结束时的黑色极端这一过程，以黑色色阶作为参考色阶。
8.根据权利要求1-6任一项所述的一种改进电泳显示器16阶灰度显示效果的驱动方法，其特征在于：在写入原始图像后，所述电泳显示器的驱动波形包括第一时间长度的负电压、第二时间长度的正电压和第三时间长度的正电压，所述第一时间长度为从原始图像的灰阶至擦除阶段结束过程所需施加电压的时间，所述第二时间长度为擦除阶段结束至激活带电粒子阶段结束过程所需施加电压的时间，所述第三时间长度为激活带电粒子阶段结束至显示新的灰阶阶段结束所需施加电压的时间。
9.根据权利要求8所述的一种改进电泳显示器16阶灰度显示效果的驱动方法，其特征在于：所述第一时间长度等于第二时间长度与第三时间长度之和。
10.根据权利要求1-6任一项所述的一种改进电泳显示器16阶灰度显示效果的驱动方法，其特征在于：所述电泳显示器显示像素的驱动电极上所施加的显示驱动电压为正负15V的方波电压。
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