CN107507582B - 一种调整电润湿显示器驱动波形的方法 - Google Patents

一种调整电润湿显示器驱动波形的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种调整电润湿显示器驱动波形的方法。该方法根据电润湿电子纸显示器件反射率或开口率或灰度与驱动电压在上升和下降过程中函数关系不同，确定电润湿预置脉冲持续时间和复位脉冲换算函数，驱动电压上升过程控制显示器件的灰度驱动脉冲调制，驱动电压下降过程控制显示器件的复位脉冲调制，使复位脉冲持续时间符合显示器件的驱动灰度，并且用抖动脉冲填充不足的复位帧时间。本发明能够改善图像质量和更新时间。

Description

一种调整电润湿显示器驱动波形的方法
技术领域
本发明涉及显示器技术领域，特别涉及一种调整电润湿显示器驱动波形的方法。
背景技术
近年来，电子纸显示器件因其观感效果类似于纸张，低功耗、环保等优点而备受关注。电润湿电子纸相较于电泳电子纸，同样能实现高亮度、高对比度、低能耗，且在响应速度上快于电泳电子纸，因而成为新一代电子纸显示器的重点研究方向。
电润湿电子纸是基于两种流体接触角改变而实现显示开关，电润湿接触角存在一种迟滞现象，即接触角的变化存在三个阶段。第一阶段是在开始施加像素电压时，电润湿接触角变化不大，从人眼视觉上无法观察到显示器在光学上的变化，即接触角的阈值电压；第二阶段是随着电压的增大，电润湿接触角变化明显，可观察到明显的光学变化；第三阶段是当电压持续增大时，电润湿接触角基本没有发生变化，处于一种饱和的状态，此时同样观察不到明显的光学变化。并且由于电润湿显示器流体中的电子被显示基板所俘获，电润湿接触角在电压减小的过程中无法恢复到原来的状态，使得显示器的光学状态亦即显示器的对比度或灰度减小。基于上述问题在设计电润湿电子纸的驱动波形时，驱动波形由三部分组成，分别是预置脉冲、驱动脉冲、复位脉冲。预置脉冲用来使接触角达到阈值电压的状态，使两种流体处于“激活“的状态；驱动脉冲用来显示图像内容；复位脉冲用来使接触角复位并且释放被基板俘获的电荷。
由于在不同的灰度状态下，基板俘获的电荷程度不同及电润湿接触角复位所需的时间不同，但目前在复位脉冲上一般都是统一用一子帧的脉冲时间来释放电荷。专利号为CN 104795028的中国专利提出一种“电润湿多灰阶显示驱动方法“，驱动波形包括复位脉冲，且复位脉冲位于驱动脉冲之后，复位脉冲占据一子帧，其电势差与共同电极为0。该专利中每一子帧的持续时间相同。
发明内容
本发明的目的在于提供一种调整电润湿显示器驱动波形的方法，能够改善图像质量和更新时间。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种调整电润湿显示器驱动波形的方法，包括如下步骤，
S1、确定电润湿电子纸显示器随着电压增大，电润湿接触角、开口率或反射率的变化即(Vi-Re1)曲线；以及随着电压减小，电润湿接触角、开口率或反射率的变化即(Vd-Re2)曲线；
S2、根据(Vi-Re1)曲线和(Vd-Re2)曲线确定电润湿接触角的阈值电压Vth和复位脉冲换算函数RTF；
S3、由电润湿接触角的阈值电压Vth，计算得到预置脉冲P施加到电润湿显示器上的持续时间tP；
S4、由复位脉冲换算函数RTF计算得到复位脉冲R施加到电润湿显示器上的持续时间tR，以及最大反射率、最大开口率或最大灰度所对应的复位脉冲的持续时间tR-max，以及获得最小反射率、最小开口率或最小灰度所对应的复位脉冲的持续时间tR-min；
S5、将最大反射率或最大开口率或最大灰度所对应的复位脉冲的持续时间tR-max，作为复位脉冲占据的子帧时间TSF，即TSF＝tR-max；将最小反射率或最小开口率或最小灰度所对应的复位脉冲的持续时间tR-min，作为单个抖动脉冲的持续时间TS，即TS＝tR-min；
S6、将复位脉冲R施加到电润湿显示器上的持续时间tR映射到复位脉冲占据的子帧时间TSF上，若tR不等于TSF，则以一个或多个抖动脉冲S填充TSF，得到最后的驱动波形。
在本发明一实施例中，所述步骤S4的具体计算过程为：根据(Vi-Re1)曲线和(Vd-Re2)曲线，分别得到电润湿显示器Re1和Vi的函数关系f(Re1＝f(Vi))以及Re2和Vd的函数关系g(Re2＝g(Vd))，令Re2＝Re1得到此时显示的灰度级，利用函数关系g得到Vd，即Vd＝g-1(Re2)＝g-1(Re1)，并根据所得的Vd换算得到复位脉冲R施加到电润湿显示器上的持续时间tR，以及最大反射率、最大开口率或最大灰度所对应的复位脉冲的持续时间tR-max，以及获得最小反射率、最小开口率或最小灰度所对应的复位脉冲的持续时间tR-min。
相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明方法能够改善图像质量和更新时间，且能够减小显示器的功耗。
附图说明
图1为电润湿电子纸显示器像素单元结构图。
图2为(Vi-Re1)曲线。
图3为(Vd-Re2)曲线。
图4为传统的电润湿电子纸驱动波形。
图5为电润湿复位脉冲换算函数RTF。
图6为根据本发明调整后灰度5的电润湿电子纸驱动波形。
图7为根据本发明调整后灰度9的电润湿电子纸驱动波形。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的技术方案进行具体说明。
本发明的一种调整电润湿显示器驱动波形的方法，包括如下步骤，
S1、确定电润湿电子纸显示器随着电压增大，电润湿接触角、开口率或反射率的变化即(Vi-Re1)曲线；以及随着电压减小，电润湿接触角、开口率或反射率的变化即(Vd-Re2)曲线；
S2、根据(Vi-Re1)曲线和(Vd-Re2)曲线确定电润湿接触角的阈值电压Vth和复位脉冲换算函数RTF；
S3、由电润湿接触角的阈值电压Vth，计算得到预置脉冲P施加到电润湿显示器上的持续时间tP；
S4、由复位脉冲换算函数RTF计算得到复位脉冲R施加到电润湿显示器上的持续时间tR，以及最大反射率、最大开口率或最大灰度所对应的复位脉冲的持续时间tR-max，以及获得最小反射率、最小开口率或最小灰度所对应的复位脉冲的持续时间tR-min；
S5、将最大反射率或最大开口率或最大灰度所对应的复位脉冲的持续时间tR-max，作为复位脉冲占据的子帧时间TSF，即TSF＝tR-max；将最小反射率或最小开口率或最小灰度所对应的复位脉冲的持续时间tR-min，作为单个抖动脉冲的持续时间TS，即TS＝tR-min；
S6、将复位脉冲R施加到电润湿显示器上的持续时间tR映射到复位脉冲占据的子帧时间TSF上，若tR不等于TSF，则以一个或多个抖动脉冲S填充TSF，得到最后的驱动波形。
所述步骤S4的具体计算过程为：根据(Vi-Re1)曲线和(Vd-Re2)曲线，分别得到电润湿显示器Re1和Vi的函数关系f(Re1＝f(Vi))以及Re2和Vd的函数关系g(Re2＝g(Vd))，令Re2＝Re1得到此时显示的灰度级，利用函数关系g得到Vd，即Vd＝g-1(Re2)＝g-1(Re1)，并根据所得的Vd换算得到复位脉冲R施加到电润湿显示器上的持续时间tR，以及最大反射率、最大开口率或最大灰度所对应的复位脉冲的持续时间tR-max，以及获得最小反射率、最小开口率或最小灰度所对应的复位脉冲的持续时间tR-min。
以下为本发明的一具体实例。
图1所示是电润湿电子纸显示器像素单元的结构图，具有两种流体分别是极性流体1和非极性流体2，像素墙3，疏水绝缘介质层4，透明导电电极5以及白色基板6。极性流体1一般为水溶液，非极性流体2为油墨。当不加电压时，非极性流体平铺在疏水绝缘介质层4上，如图1左图所示。当加电压时，极性流体1和非极性流体2之间接触角发生改变，疏水绝缘介质层4转变为亲水介质层，极性流体1将非极性流体2“推”到角落里，如图1右图所示。由此实现电润湿电子纸显示器的开关状态。
图2所示是电润湿电子纸显示器随着电压增大时，电润湿电子纸显示器的反射率，亦即开口率，用来控制电润湿电子纸显示器所需显示灰度时的电压大小。图3所示是电润湿电子纸显示器随着电压减小时，电润湿电子纸显示器的反射率，亦即开口率，可用来调节电润湿电子纸显示器复位时所需的电压大小。
图4所示是电润湿电子纸显示器表示灰度级为5的驱动波形，其中Frame0是预置脉冲P，Frame5是复位脉冲R，Frame1～Frame4是驱动脉冲，4个子帧包括9种状态，可实现9种灰阶调制。每个子帧的持续时间是TS。
本发明提供一种调整电润湿电子纸显示器驱动波形的方法，用于调整预置脉冲和复位脉冲在电润湿电子纸显示器中的持续时间。
该方法包括以下步骤：对电润湿电子纸显示器进行测量得到随着电压增大反射率变化的曲线(Vi-Re1)，如图2所示；和随着电压减小反射率变化的曲线(Vd-Re2)，如图2所示，即可得到电润湿的阈值电压Vth，Re1和Vi的函数关系f，以及Re2和Vd的函数关系g。
根据所得到的电润湿的阈值电压Vth确定预置脉冲P施加到电润湿显示器上的持续时间tP。
根据(Vi-Re1)曲线和(Vd-Re2)曲线确定电润湿复位脉冲换算函数RTF，确定将复位脉冲R施加到电润湿显示器上的持续时间tR。
所述的电润湿复位脉冲换算函数RTF，其换算过程是：根据所得到的电润湿显示器Re1和Vi的函数关系f以及Re2和Vd的函数关系g，根据此时显示的灰度级令Re2＝Re1，利用函数关系g得到Vd即Vd＝g-1(Re2)＝g-1(Re1)，并根据所得的Vd换算得到复位脉冲R施加到电润湿显示器上的持续时间tR。如图5所示，根据此时的显示灰度，在(Vi-Re1)曲线和(Vd-Re2)曲线上找到相应的反射率，并从Vd-Re2关系中找到此时显示灰度对应的Vd，换算Vd成复位脉冲R施加到电润湿显示器上的持续时间tR。
所述的电润湿驱动波形是以子帧的形式进行显示的，复位脉冲所占据的子帧时间TSF由最大灰度所对应的复位时间tR-max确定，即TSF＝tR-max。
所述确定复位脉冲R施加到电润湿显示器上的持续时间tR，将其映射到复位脉冲占据的子帧时间TSF上，若tR不等于TSF，则以一个或多个抖动脉冲S填充TSF。所述单个抖动脉冲的持续时间TS由最小灰度对应的复位时间tR-min(非零)确定，得到最后的驱动波形。
如图6所示，是灰度5对应Vd4经本发明提出的方法调整后所得到的驱动灰度5的驱动波形。如图7所示，是灰度9对应Vd8经本发明提出的方法调整后所得到的驱动灰度9的驱动波形。
以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种调整电润湿显示器驱动波形的方法，其特征在于：包括如下步骤，
S1、确定电润湿电子纸显示器随着电压增大，电润湿接触角、开口率或反射率的变化即(Vi-Re1)曲线；以及随着电压减小，电润湿接触角、开口率或反射率的变化即(Vd-Re2)曲线；
S2、根据(Vi-Re1)曲线和(Vd-Re2)曲线确定电润湿接触角的阈值电压Vth和复位脉冲换算函数RTF；
S3、由电润湿接触角的阈值电压Vth，计算得到预置脉冲P施加到电润湿显示器上的持续时间tP；
S4、由复位脉冲换算函数RTF计算得到复位脉冲R施加到电润湿显示器上的持续时间tR，以及最大反射率、最大开口率或最大灰度所对应的复位脉冲的持续时间tR-max，以及获得最小反射率、最小开口率或最小灰度所对应的复位脉冲的持续时间tR-min；
S5、将最大反射率或最大开口率或最大灰度所对应的复位脉冲的持续时间tR-max，作为复位脉冲占据的子帧时间TSF，即TSF＝tR-max；将最小反射率或最小开口率或最小灰度所对应的复位脉冲的持续时间tR-min，作为单个抖动脉冲的持续时间TS，即TS＝tR-min；
S6、将复位脉冲R施加到电润湿显示器上的持续时间tR映射到复位脉冲占据的子帧时间TSF上，若tR不等于TSF，则以一个或多个抖动脉冲S填充TSF，得到最后的驱动波形；
所述步骤S4的具体计算过程为：根据(Vi-Re1)曲线和(Vd-Re2)曲线，分别得到电润湿显示器Re1和Vi的函数关系f(Re1＝f(Vi))以及Re2和Vd的函数关系g(Re2＝g(Vd))，令Re2＝Re1得到此时显示的灰度级，利用函数关系g得到Vd，即Vd＝g-1(Re2)＝g-1(Re1)，并根据所得的Vd换算得到复位脉冲R施加到电润湿显示器上的持续时间tR，以及最大反射率、最大开口率或最大灰度所对应的复位脉冲的持续时间tR-max，以及获得最小反射率、最小开口率或最小灰度所对应的复位脉冲的持续时间tR-min。
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