CN108735164A - 电子纸显示装置及其显示驱动系统与显示驱动方法 - Google Patents

电子纸显示装置及其显示驱动系统与显示驱动方法 Download PDF

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Abstract

一种电子纸显示装置包括显示面板、图像处理系统以及显示驱动系统。显示面板包括多个像素单元。每个像素单元包括至少三种颜色的电泳粒子，并根据不同的电压显示至少三种颜色中的一种颜色。时序控制电路缓存图像处理系统输出的图像数据。时序控制电路包括扫描顺序设定模块。扫描顺序设定模块根据缓存的图像数据确定像素单元的显示颜色及数量，设定每种显示颜色所对应的参考扫描顺序，并在至少三种显示颜色中根据一预定规则选择一种显示颜色对应的参考扫描顺序作为扫描驱动器输出扫描信号的扫描顺序。本发明还提供一种显示驱动系统与显示驱动方法。

Description

电子纸显示装置及其显示驱动系统与显示驱动方法
技术领域
本发明涉及一种电子纸显示装置，以及电子纸显示装置的显示驱动系统与显示驱动方法。
背景技术
电子纸显示器因其省电的特性被广泛应用于电子书等便携式设备中。电子纸显示器之显示原理为通过施加于第一电极及第二电极之外加电场来驱动设置在二电极间具有不同色带电粒子的多个微胶囊(Microcapsule)或多个微杯(Microcup)，使带电粒子改变在微胶囊或微杯中的存在位置来达到显示不同之灰阶的效果。这些微胶囊或微杯构成了电子纸显示器的像素单元。
现有的电子纸显示器之驱动电压是由源极驱动电路提供的，栅极驱动电路则用于控制选择哪些(或哪行)微胶囊被选通。其中，源极驱动电路能输出+/-15伏特(Voltage)来驱动带电粒子移动，从而显示黑、白色彩。而随着人们的需求，电子纸显示器从常见的黑白显示变换为多色显示，如黑、白、红三色显示，而显示不同颜色需要源极驱动电路提供不同的电位，而多样的电位变换会产生电流，从而影响了电子纸显示器的省电性能。为便于理解，图8a中以8×8像素阵列为例，电子纸显示器的驱动系统包括多个呈矩阵排列的像素单元106、多条数据线S1-S8以、扫描线G1-G8、数据驱动器(图未示)以及扫描驱动器(图未示)。像素单元106可根据图像数据DATA1显示不同的颜色。其中，像素单元106a显示白色，像素单元106b显示红色，像素单元106c显示黑色。其中，每一行像素单元106对应同一条扫描线，同一列像素单元106对应同一条数据线。当扫描驱动器输出扫描信号至第i行扫描线Gi时，扫描信号控制对应行的像素单元106开启以接收对应数据线S1-S8输出的灰阶电压。根据图8b所示的扫描线G1-G8的扫描时序进行扫描时，对应任意一条数据线Sj上的灰阶电压根据图像信息在高低电平之间切换。当任意一条数据线Sj上的灰阶电压根据图像信息在高低电平之间切换，会产生相应的电流I(如图8d所示)。在根据一帧画面进行显示时，同一数据线Sj电平切换的次数越频繁，其产生电流的数量越多，则导致数据驱动器消耗的电能越大。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种降低电能消耗的电子纸显示装置。
还有必要提供一种降低电能消耗的显示驱动电路。
还有必要提供一种降低电能消耗的显示驱动方法。
一种电子纸显示装置包显示面板、图像处理系统以及显示驱动系统。显示驱动系统包括时序控制电路以及扫描驱动电路。时序控制电路缓存图像处理系统输出的图像数据。显示面板包括多个像素单元，每个像素单元包括至少三种颜色的电泳粒子，并根据不同的电压显示至少三种颜色中的一种颜色。时序控制电路包括扫描顺序设定模块。扫描顺序设定模块根据缓存的图像数据统计像素单元的显示颜色及数量，设定每种显示颜色所对应的参考扫描顺序，并在至少三种显示颜色中根据一预定规则选择一种显示颜色对应的参考扫描顺序作为扫描驱动器输出扫描信号的扫描顺序。选择显示颜色对应的参考扫描顺序使得相邻两行内多个像素单元之间该选择的显示颜色变化频率最少。
一种显示驱动系统用于根据图像数据驱动像素单元显示画面。每个像素单元包括至少三种颜色的电泳粒子，并根据不同的电压显示至少三种颜色中的一种颜色。显示驱动系统包括时序控制电路以及扫描驱动电路。时序控制电路缓存图像数据。时序控制电路包括扫描顺序设定模块。扫描顺序设定模块根据缓存的图像数据统计像素单元的显示颜色及数量，设定每种显示颜色所对应的参考扫描顺序，并在至少三种显示颜色中根据一预定规则选择一种显示颜色对应的参考扫描顺序作为扫描驱动器输出扫描信号的扫描顺序。选择显示颜色对应的参考扫描顺序使得相邻两行内多个像素单元之间该选择的显示颜色变化频率最少。
一种显示驱动方法用于驱动电子纸显示装置。电子纸显示装置包括多个像素单元。每个像素单元包括至少三种颜色的电泳粒子，并根据不同的电压显示至少三种颜色中的一种颜色。电子纸显示装置预设有表征三种显示颜色检测的先后顺序的比对顺序值和预定次数。不同显示颜色的像素单元对应不同的灰阶电压。显示驱动方法包括如下步骤：
a:设置多个子区块，根据图像数据确定每个子区块的显示颜色，根据每行子区块的显示颜色变化频率设定第一基准行，读取比对顺序值所表征的显示颜色设定第一基准行内的检测目标；其中，每个子区块对应一个所述像素单元；
b:以第一基准行内的检测目标及其他行的子区块中的所述检测目标为检测对象，并比较检测对象之间的显示颜色变化次数以获得每个其他行子区块对应第一差值并记录；
c:以第一基准行为第一扫描顺位，根据第一差值按照从小到大的顺序将其他行的子区块以行为单位在第一扫描顺位后依次排序以得到该检测目标对应的初级扫描顺序；
d:设置初级扫描顺序中排列在最后一行的子区块作为第二基准行；
e:以第二基准行内的检测目标及其他行的子区块中的检测目标为检测对象，并比较检测对象之间的显示颜色变化次数以获得每个其他行子区块对应第二差值并记录；
f:以第二基准行为第一顺位并根据第二差值将其他行的子区块在第一顺位后依次排序以得到当前检测目标对应的参考扫描顺序；参考顺序使得相邻两行内所述多个像素单元之间该选择的显示颜色变化频率最少；
g:判断比对顺序值是否等于预定次数；
若比对顺序值等于预定次数，统计并比较缓冲的所述图像数据内不同显示颜色所述子区块的灰阶电压出现次数，选择一个灰阶电压对应的显示颜色作为指定显示颜色，根据指定显示颜色选择对应的参考扫描顺序并输出；
若比对顺序值不等于预定次数，返回步骤a。
上述电子纸显示装置，通过分析图像数据设定每种显示颜色对应的参考扫描顺序并根据预定规则选择一种显示颜色对应的参考扫描顺序控制扫描驱动电路依参考扫描顺序依次加载扫描信号给扫描线，选择显示颜色对应的参考扫描顺序使得相邻两行内多个像素单元之间该选择的显示颜色变化频率最少，进而减少数据驱动电路的电能消耗，以达到省电之功效。
附图说明
图1为一种较佳实施方式电子纸显示装置的结构示意图。
图2为图1所示之电子纸显示装置的显示面板的剖面示意图。
图3为图1所示之电子纸显示装置中扫描顺序设定模块的功能模块示意图。
图4为图3所示之扫描设定模块设置的子区块示意图。
图5a-d为图1中第一实施方式之电子纸显示装置根据参考扫描顺序排列的像素单元、扫描线的扫描时序、数据线的驱动时序以及数据线电流时序的示意图。
图6a-b为图1所示第二实施方式之电子纸显示装置根据排列顺序排列的子区块和根据参考扫描顺序排列的子区块的示意图。
图7为一种较佳实施方式之用于电子纸显示装置的显示驱动方法之流程图。
图8a-d为现有技术中电子纸显示装置中根据排列顺序排列的子区块、扫描线的扫描时序、数据线的驱动时序以及数据线电流时序的示意图。
主要元件符号说明
电子纸显示装置 1
显示面板 100
数据线 102，S1-S8
扫描线 104.G1-G8
像素单元 106，106a，106b，106c
显示驱动系统 200
时序控制电路 20
扫描顺序设定模块 21
扫描驱动电路 40
数据驱动电路 60
图像处理系统 500
第一基板 110
第二基板 120
第一电极层 130
显示介质层 140
微杯结构 142
第一电泳粒子 1421
第二电泳粒子 1423
第三电泳粒子 1425
第二电极层 150
密封层 160
粘结层 180
第一设定单元 211
图像数据 DATA，DATA1，DATA2
子区块 400，400a，400b，400c
第一检测单元 212
第一调整单元 213
第二设定单元 214
第二检测单元 215
第二调整单元 216
判断单元 217
输出单元 218
显示驱动方法步骤 S601-S608
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
本发明提供一种电子纸显示装置，可显示至少三种显示颜色的电子纸显示装置中的时序控制电路根据接收的预显示图像信息设定每种显示颜色对应的参考扫描顺序并根据预定规则选择一种显示颜色对应的参考扫描顺序作为扫描驱动电路输出扫描信号的扫描顺序。选择显示颜色对应的参考扫描顺序使得相邻两行内多个像素单元之间该选择的显示颜色变化频率最少，进而减少数据驱动电路的电能消耗，以达到省电之功效。
请参阅图1，图1是本发明一实施例的电子纸显示装置1的结构示意图。电子纸显示装置1包括显示面板100、显示驱动系统200以及图像处理系统500。显示面板100包括多条相互平行的数据线102以及多条相互平行的扫描线104。数据线102与扫描线104正交且相互绝缘设置，定义出多个呈矩阵排列的像素单元106。每一列像素单元106通过同一条数据线102与数据驱动电路60电性连接，每一行像素单元通过同一条扫描线104与扫描驱动电路40电性连接。当其中一条扫描线104加载扫描信号时，与该条扫描线104相连的像素单元106自相应连接的数据线102读取显示数据。每个像素单元106包括至少三种颜色的电泳粒子。在本实施方式中，三种颜色的电泳粒子分别为红色、黑色以及白色。在其他实施方式中，三种颜色的电泳粒子可为其他颜色，部局限于本实施例。
请一并参阅图2，其为电子纸显示装置1的显示面板100的截面结构示意图。显示面板100包括第一基板110、与第一基板110相对设置的第二基板120、第一电极层130、显示介质层140、第二电极层150、密封层160以及粘结层180。第一基板110上可设置有薄膜晶体管(Thin Film Transistor,TFT)结构，以控制对应的像素单元106。第一基板110由绝缘材料制成。
第一电极层130设置于第一基板110靠近第二基板120一侧的表面上。第一电极层130可被图案化以形成多个第一电极(图未示)。
显示介质层140设置于第一电极层130和第二电极层150之间。显示介质层140包括多个微杯(Micrpcup)结构142。每个像素单元106对应至少三个微杯结构142。在本实施方式中，微杯结构142沿垂直于第一基板110朝向第二基板120的表面方向上的横截面呈等腰梯形结构。每个微杯结构142包括第一电泳粒子1421、第二电泳粒子1423、第三电泳粒子1425以及介质液体(图未示)。第一电泳粒子1421、第二电泳粒子1423以及第三电泳粒子1425的颜色互不相同。在本实施方式中，第一电泳粒子1421为白色粒子，第二电泳粒子1423为红色粒子，第三电泳粒子1425为黑色粒子。在其他实施方式中，第一电泳粒子1421、第二电泳粒子1423以及第三电泳粒子1425也可以为其他颜色的粒子，不局限于本实施例。在其他实施方式中，显示介质层140也可为微胶囊(Microcapsule)结构或反转球(Gyricon)结构。
密封层160将显示介质层140密封后通过粘结层180粘附在第一电极层130上。
第二电极层150设置于显示介质层140和第二基板120之间。第二电极层150可被图案化以形成多个第二电极(图未示)。第一电极层130和第二电极层150配合形成不同的电场以驱动第一电泳粒子1421、第二电泳粒子1423以及第三电泳粒子1425定向移动。第二电极层150为透明电极层，以使得微杯结构142中靠近第二电极层150的电泳粒子可透过第二电极层150显现不同颜色。
第二基板120由透明材料制成。在本实施方式中，第二基板120可以为玻璃基板、或其他具有高强度、高硬度的透明基板，如聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)，聚酯(Polythyleneterephthalate,PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate,PMMA)、环烯烃共聚合物(Cyclic Olefin Copolymer,COC)或聚醚砜(Polyether sulfone,PES)等材料制成。
显示驱动系统200根据图像处理系统500输出的数据和控制信号控制显示面板100显示图像。显示驱动系统200包括时序控制电路20、扫描驱动电路40以及数据驱动电路60。时序控制电路20分别与图像处理系统500、扫描驱动电路40以及数据驱动电路60电性连接。时序控制电路20缓存图像处理系统500输出的图像数据DATA，分析图像数据DATA并产生参考扫描顺序作为扫描驱动电路40输出扫描信号至扫描线104的顺序，以开启对应的一行像素单元106。在本实施方式中，时序控制电路20接收红白黑三色图像信号(W\R\B)、垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync、主时钟MCLK、数据许可信号DE等，时序控制电路20还可输出驱动控制信号以控制数据驱动电路60。在本实施例中，缓存的图像数据DATA可为图像处理系统500为显示待显示画面而对应产生的图像数据，也可为待显示画面的一帧图像数据。
时序控制电路20包括扫描顺序设定模块21。扫描顺序设定模块21对缓存的图像数据DATA的各显示颜色的数量进行分析，以设定每种显示颜色的像素单元106对应的参考扫描顺序，根据预定规则选择其中一种显示的像素单元106所对应的参考扫描顺序，以控制扫描驱动电路40以当前选择的参考扫描顺序输出扫描信号至扫描线104。在显示该缓冲的图像数据DATA时，根据选择显示颜色对应的参考扫描顺序使得相邻两行内多个像素单元106之间该选择的显示颜色变化频率最少。扫描顺序设定模组为一韧体结构，其存储于以存储单元(图未示)中。该存储单元可集成于时序控制电路20内，也可为一独立芯片。后文将结合实施方式详细描述扫描顺序设定模块21在实施方式中的运作原理。
请一并参阅图3及图4，扫描顺序设定模块21包括第一设定单元211、第一检测单元212、第一调整单元213、第二设定单元214、第二检测单元215、第二调整单元216、判断单元217以及输出单元218。
第一设定单元211预设有表征三种显示颜色检测的先后顺序的比对顺序值。第一设定单元211设置多个子区块400，根据图像数据DATA确定每个子区块400的显示颜色，根据每行子区块400的显示颜色变化频率设定第一基准行，读取比对顺序值所表征的显示颜色以设定第一基准行内的检测目标。其中，每个子区块400对应一个像素单元106。第一设定单元211预设有表征三种显示颜色检测的先后顺序的比对顺序值，读取比对顺序值所表征的显示颜色设定第一基准行内对应显示颜色的子区块400为检测目标。其中，第一基准行为显示颜色变化频率最高的一行子区块400。在本实施方式中，比对顺序值为1时，红色作为当前检测目标；比对顺序值为2时，黑色作为当前检测目标；比对顺序值为3时，白色作为当前检测目标。在其他实施方式中，比对顺序值和显示颜色之间的对应关系可根据需求进行适当的调整。
以2×5阵列的图像画面为例进行说明，若第一行子区块400对应的显示颜色分别为黑、红、白、红、白，第二行子区块400对应的显示颜色分别为黑、黑、红、白、白，意味着对应的第一行像素单元106对应的显示颜色分别为黑、红、白、红、白，对应的第二行像素单元106对应的显示颜色分别为黑、黑、红、白、白。由于第一行子区块400在单行自我比较中，子区块400的显示颜色变化频率最高，故第一设定单元211设定第一行子区块400作为第一基准行，且在比对顺序值为1，选择红色作为检测目标。
第一检测单元212以第一基准行内的检测目标及其他行的子区块400中的检测目标为检测对象，并比较检测对象之间的显示颜色变化次数以获得每个其他行子区块400对应的第一差值并记录。其中，第一差值为同一行子区块400的第一子差值和第二子差值之和。其中，第一子差值为第一检测单元212将第一基准行中的检测目标所在位置(定义为第一位置)分别与其他行子区块400中对应该第一位置上子区块400的显示颜色进行比较，显示颜色每改变一次，第一检测单元212将该行子区块400对应的第一子差值增加1个计量单位。第二子差值为第一检测单元212将其他行子区块400中的检测目标所在位置(定义为第二位置)分别与第一基准行内对应第二位置上子区块400的显示颜色进行比较，显示颜色每改变一次，第一检测单元212将该行子区块400对应的第二子差值增加1个计量单位。
以2×5阵列的图像画面为例进行说明，若第一基准行对应子区块400的显示颜色分别为黑、红、白、红、白，第二行子区块400的显示颜色分别为黑、黑、红、白、白，红色为检测目标，则第一基准行内两个红色子区块位置为第一位置，第二行子区块400内对应的第一位置处子区块400的显示颜色为黑色和白色，即显示颜色改变两次，则第一检测单元212将第二行子区块400以红色为检测目标时对应的第一子差值为2；第二行子区块400内红色子区块400位置为第二位置，第一基准行内对应第二位置处子区块400的显示颜色为白色，则第一检测单元212将第二行子区块400以红色为检测目标时对应的第二子差值为1，第一检测单元212将第一子差值和第二子差值相加得到第二行子区块400以红色为检测目标对应的第一差值为3。
第一调整单元213以第一基准行为第一扫描顺位，根据第一差值按照从小到大的顺序将其他行的子区块400以行为单位在第一扫描顺位后依次排序以得到该检测目标对应的初级扫描顺序。当存在多个第一差值相等的情况下，第一调整单元213以其他行子区块400的排列顺序根据行编号从小到大的顺序依次排列。例如，其中第一行子区块400与第一基准行比较得到的第一差值和第三行子区块400与第一基准行比较得到的第一差值相等时，第一调整单元213设定的初级扫描顺序中第一行子区块400先于第三行子区块400。
第二设定单元214设置初级扫描顺序中排列在最后一行的子区块400作为第二基准行。
第二检测单元215以第二基准行内的检测目标及其他行的子区块400中的检测目标为检测对象，并比较检测对象之间的显示颜色变化次数以获得每个其他行子区块400对应第二差值并记录。其中，第二差值为同一行子区块400的第三子差值和第四子差值之和。其中，第三子差值为第二检测单元215将第一基准行中的检测目标所在位置(定义为第三位置)分别与其他行子区块400中对应该第三位置上子区块400的显示颜色进行比较，显示颜色每改变一次，第二检测单元215将该行子区块400对应的第三子差值增加1个计量单位。第四子差值为第二检测单元215将其他行子区块400中的检测目标所在位置(定义为第四位置)分别与第一基准行内对应的第四位置上子区块400的显示颜色进行比较，显示颜色每改变一次，第二检测单元215将该行子区块400对应的第四子差值增加1个计量单位。
第二调整单元216以第二基准行为第二扫描顺位，根据第二差值按照从小到大的顺序将其他行的子区块400以行为单位在第二扫描顺位后依次排序以得到该检测目标对应的参考扫描顺序。当存在多个第二差值相等的情况下，第二调整单元216以其他行子区块400的排列顺序根据行编号从小到大的顺序依次排列。例如，其中第一行子区块400与第二基准行比较得到的第二差值和第三行子区块400与第二基准行比较得到的第二差值相等时，第二调整单元216设定的初级扫描顺序中第一行子区块400先于第三行子区块400。
判断单元217内存储有预定次数。其中，预定次数与电子纸显示装置1内像素单元106的显示颜色种类相对应。例如，当电子纸显示装置1包括三种显示颜色的像素单元106时，预定次数设定为3次。判断单元217判断当前比对顺序值是否等于预定次数。若比对顺序值不等于预定次数，则表示未完成所有显示颜色对应扫描顺序的设定，判断单元217控制第一设定单元211变更为下一个比对顺序值；若比对顺序值等于预定次数，则表示完成所有种显示颜色的参考扫描顺序的设定，判断单元217产生控制信号给输出单元218。在另一变更实施方式中，该比对顺序值亦可为检测目标的设定次数，当首次设定检测目标为一显示颜色时，该比对顺序值为1，后续每变更一次，该比对顺序值增加一个计量单位。不同的计量单位表征不同的显示颜色的先后检测顺序。在再一实施方式中，也可省略设定该比对顺序值，而更改为计数模块，每当完成对一个显示颜色的所有行的子区块的检测时，该计数模块的计数增加一，该判断单元217比较该计数模块的计数是否等于该预定次数。
输出单元218存储有一预设的默认显示颜色所对应的灰阶电压。输出单元218统计并比较缓冲的图像数据DATA内不同显示颜色子区块400的灰阶电压出现次数，并选择一个灰阶电压对应的显示颜色作为指定显示颜色，根据指定显示颜色选择对应的参考扫描顺序，以控制扫描驱动电路40以当前选择的参考扫描顺序作为扫描控制信号依序加载至扫描线104。其中，若每种显示颜色像素单元106对应的灰阶电压数量相同，则输出单元218选择默认显示颜色作为指定显示颜色；若任意两种显示颜色对应的灰阶电压的数量相同，另一种显示颜色对应的灰阶电压的数量不同，则输出单元218将数量不同于其他显示颜色的显示颜色作为指定显示颜色；若每种显示颜色对应的灰阶电压的数量互不相同，输出单元218根据灰阶电压统计数量的排序选择对应显示颜色的作为指定显示颜色。在本实施方式中，默认显示颜色可以为黑色。在其他实施方式中，若每种显示颜色像素单元106对应的灰阶电压数量相同，输出单元218可选择任意一种显示颜色作为指定显示颜色。
请一并参阅图5a，以8×8的像素单元106的一个检测目标的检测过程为例进行说明。第一设定单元211具有多个呈矩阵排列的子区块400。多个子区块400呈8行R1-R8和8列C1-C8排列。其中，根据缓存的图像数据DATA1，子区块400a对应白色，子区块400b对应红色，子区块400c对应黑色。第一设定单元211分析每行内子区块400的显示颜色变化频率，R2、R4以及R8的显示颜色变化频率均为3次，选择R2作为第一基准行，根据读取的比对顺序值为1设定第一基准行R2内的红色作为检测目标。第一检测单元212比较第一基准行R2与其他行R1,R3-R8内检测目标的第一差值。如表一所示，其为第一基准行R2与其他行R1,R3-R8第一差值关系表。
表一第一基准行与其他行的第一差值关系表
行数 第一子差值 第二子差值 第一差值
R1 1 1 2
R3 2 3 5
R4 1 0 1
R5 1 1 2
R6 3 1 4
R7 2 2 4
R8 1 1 2
第一调整单元213以第一基准行R2为第一扫描顺位，根据第一差值按照从小到大的顺序排序后得到初级扫描顺序为R2，R4，R1，R5，R8，R6，R7，R3。第二设定单元214将第三行R3作为第二基准行。第二检测单元215比较第二基准行与其他行R1-R2,R4-R8内检测目标的第二差值。如表二所示，其为第二基准行R2与其他行R1-R2,R4-8的第二差值关系表。
表二第二基准行与其他行的第二差值关系表
行数 第三子差值 第三子差值 第二差值
R1 2 1 3
R2 3 2 5
R4 4 2 6
R5 2 1 3
R6 5 2 7
R7 1 0 1
R8 2 1 3
第二调整单元216根据第二差值进行排序后得到红色对应的扫描顺序为R3→R7→R1→R5→R8→R2→R4→R6。红色对应的参考扫描顺序为R3→R7→R1→R5→R8→R2→R4→R6。从图5a可以看出，相邻两行内，红色子区块400的变化频率最少。
进一步地，请继续参阅图5b，其为根据第二调整单元216输出的参考扫描顺序进行扫描时的扫描线G1-G8的扫描时序图。扫描驱动电路40根据参考扫描顺序R3→R7→R1→R5→R8→R2→R4→R6依次加载扫描控制信号至扫描线G1-G8。由于扫描控制信号为高电平有效，故，扫描线G1-G8上高电平出现的顺序为G3,G7,G1,G5,G8,G2,G4,G6。
再进一步地，请参阅图5c，其为数据线S1-S8的驱动时序图。当按照上述扫描顺序进行扫描时，数据驱动电路60控制对应的每条数据线S1-S8上输出相应显示颜色时的驱动时序，其中，显示黑色需加载第一电压V1，显示白色需加载第二电压V2，显示红色则需加载第三电压V3，第一电压V1与第二电压V2为电性相反的二固定电压，第三电压V3介于第一电压V1与第二电压V2之间。在本实施例中，第一电压为+15V，第二电压为+4V，第三电压为-15V。其中，每条数据线S1-S8上的电压根据图像数据在第一电压V1、第二电压V2以及第三电压V3之间切换。在对扫描线G3进行扫描时，其对应的数据线S1上的电压为第一电压V1。
请参阅图5d，其为像素单元106根据调整过的扫描顺序在显示图像数据DATA1时，当从一种显示颜色切换为另一显示颜色时所产生的切换电流的效果示意图。
比较图5d和图8d可以看出，相对于根据排列顺序对扫描线G1-G8进行扫描时，根据参考扫描顺序对扫描线G1-G8进行扫描时，较大的切换电流的产生频率降低，在显示如图8a的图像时，较以G1→G2→G3→G4→G5→G6→G7→G8的扫描顺序进行扫描，显示驱动系统10的电能消耗明显降低，在本实施例中，根据理论推算，至少降低了60％。
请参阅图6a，其为电子纸显示装置1显示雪花图像数据的示意图。其中，根据缓存的图像数据DATA2，子区块400a对应白色，子区块400b对应红色，子区块400c对应黑色。任意一行或一列上子区块400a，子区块400，子区块400c交替设置。图6b为根据显示红色对应的参考扫描顺序排列后的子区块400。可以看出，相邻两行内多个子区块400之间红色显示颜色变化频率减少，数据驱动电路60上的电能的消耗可降低71％。
在其他实施方式中，当电子纸显示装置1包括四种显示颜色像素单元106时，第一设定单元211内比对顺序值包括表征4种显示颜色的4个数值。判断单元217内预存的预定次数变更为4，进而使得时序控制电路20完成四种显示颜色的参考扫描顺序的设定，其他内容不变。
上述电子纸显示装置，通过分析图像信息设定每种显示颜色对应的参考扫描顺序并根据预定规则选择一种显示颜色对应的参考扫描顺序控制扫描驱动电路依参考扫描顺序依次加载扫描信号给扫描线，选择显示颜色对应的参考扫描顺序使得相邻两行内多个像素单元之间该选择的显示颜色变化频率最少，进而减少数据驱动电路的电能消耗，以达到省电之功效。
图7为一种显示驱动方法的流程图，其应用于电子纸显示装置1。电子纸显示装置1包括至少三种显示颜色的像素单元106。其中，每种显示颜色的像素单元106对应一个灰阶电压。该显示驱动方法包括如下步骤：
步骤S601，第一设定单元211第一设定单元211设置多个子区块400，根据图像数据DATA确定每个子区块400的显示颜色，根据每行子区块400的显示颜色变化频率设定第一基准行，读取比对顺序值所表征的显示颜色以设定第一基准行内对应显示颜色的子区块400为检测目标。其中，第一基准行为显示颜色变化频率最高的一行子区块400。在本实施方式中，比对顺序值为1时，红色作为当前检测目标；比对顺序值为2时，黑色作为当前检测目标；比对顺序值为3时，白色作为当前检测目标。在其他实施方式中，比对顺序值和显示颜色之间的对应关系可根据需求进行适当的调整。
以2×5阵列的图像画面为例进行说明，若第一行子区块400对应的显示颜色分别为黑、红、白、红、白，第二行子区块400对应的显示颜色分别为黑、黑、红、白、白，意味着对应的第一行像素单元106对应的显示颜色分别为黑、红、白、红、白，对应的第二行像素单元106对应的显示颜色分别为黑、黑、红、白、白。由于第一行子区块400在单行自我比较中，子区块400的显示颜色变化频率最高，故第一设定单元211设定第一行子区块400作为第一基准行，且在比对顺序值为1，选择红色作为检测目标。
步骤S602，第一检测单元212以第一基准行内的检测目标及其他行的子区块400中的检测目标为检测对象，并比较检测对象之间的显示颜色变化次数以获得每个其他行子区块400对应第一差值并记录。其中，第一差值为同一行子区块400的第一子差值和第二子差值之和。其中，第一子差值为第一检测单元212将第一基准行中的检测目标所在位置(定义为第一位置)分别与其他行子区块400中对应该第一位置上子区块400的显示颜色进行比较，显示颜色每改变一次，第一检测单元212将该行子区块400对应的第一子差值增加1个计量单位。第二子差值为第一检测单元212将其他行子区块400中的检测目标所在位置(定义为第二位置)分别与第一基准行内对应第二位置上子区块400的显示颜色进行比较，显示颜色每改变一次，第一检测单元212将该行子区块400对应的第二子差值增加1个计量单位。
以2×5阵列的图像画面为例进行说明，若第一基准行对应子区块400的显示颜色分别为黑、红、白、红、白，第二行子区块400的显示颜色分别为黑、黑、红、白、白，红色为检测目标，则第一基准行内两个红色子区块位置为第一位置，第二行子区块400内对应的第一位置处子区块400的显示颜色为黑色和白色，即显示颜色改变两次，则第一检测单元212将第二行子区块400以红色为检测目标时对应的第一子差值为2；第二行子区块400内红色子区块400位置为第二位置，第一基准行内对应第二位置处子区块400的显示颜色为白色，则第一检测单元212将第二行子区块400以红色为检测目标时对应的第二子差值为1，第一检测单元212将第一子差值和第二子差值相加得到第二行子区块400以红色为检测目标对应的第一差值为3。
步骤S603，第一调整单元213以第一基准行为第一扫描顺位，根据第一差值按照从小到大的顺序将其他行的子区块400以行为单位在第一扫描顺位后依次排序以得到该检测目标对应的初级扫描顺序。当存在多个第一差值相等的情况下，第一调整单元213以其他行子区块400的排列顺序根据行编号从小到大的顺序依次排列。例如，其中第一行子区块400与第一基准行比较得到的第一差值和第三行子区块400与第一基准行比较得到的第一差值相等时，第一调整单元213设定的初级扫描顺序中第一行子区块400先于第三行子区块400。
步骤S604，第二设定单元214设置初级扫描顺序中排列在最后一行的子区块400作为第二基准行。
步骤S605，第二检测单元215以第二基准行内的检测目标及其他行的子区块400中的检测目标为检测对象，并比较检测对象之间的显示颜色变化次数以获得每个其他行子区块400对应第二差值并记录。其中，第二差值为同一行子区块400的第三子差值和第四子差值之和。其中，第三子差值为第二检测单元215将第一基准行中的检测目标所在位置(定义为第三位置)分别与其他行子区块400中对应该第三位置上子区块400的显示颜色进行比较，显示颜色每改变一次，第二检测单元215将该行子区块400对应的第一子差值增加1个计量单位。第四子差值为第二检测单元215将其他行子区块400中的检测目标所在位置(定义为第四位置)分别与第一基准行内对应的第二位置上子区块400的显示颜色进行比较，显示颜色每改变一次，第二检测单元215将该行子区块400对应的第二子差值增加1个计量单位。
步骤S606，第二调整单元216以第二基准行为第二扫描顺位，根据第二差值按照从小到大的顺序将其他行的子区块400以行为单位在第二扫描顺位后依次排序以得到该检测目标对应的参考扫描顺序。当存在多个第二差值相等的情况下，第二调整单元216以其他行子区块400的排列顺序根据行编号从小到大的顺序依次排列。例如，其中第一行子区块400与第二基准行比较得到的第二差值和第三行子区块400与第二基准行比较得到的第二差值相等时，第二调整单元216设定的初级扫描顺序中第一行子区块400先于第三行子区块400。
步骤S607，判断单元217判断当前比对顺序值是否等于预定次数。若当前比对顺序值不等于预定次数，则表示未完成所有显示颜色参考扫描顺序的设定，并进入步骤S601；若当前比对顺序值等于预定次数，则表示完成所有显示颜色对应参考扫描顺序的设定，并进入步骤S608。其中，预定次数与电子纸显示装置1内像素单元106的显示颜色种类相对应。例如，当电子纸显示装置1包括三种显示颜色的像素单元106时，预定次数设定为3次。在另一变更实施方式中，该比对顺序值亦可为检测目标的设定次数，当首次设定检测目标为一显示颜色时，该比对顺序值为1，后续每变更一次，该比对顺序值增加一个计量单位。不同的计量单位表征不同的显示颜色的先后检测顺序。在再一实施方式中，也可省略设定该比对顺序值，而更改为计数模块，每当完成对一个显示颜色的所有行的子区块的检测时，该计数模块的计数增加一，该判断单元217比较该计数模块的计数是否等于该预定次数。
步骤S608，输出单元218统计并比较缓冲的图像数据DATA内不同显示颜色子区块400的灰阶电压出现次数，根据预定规则选择一个灰阶电压对应的显示颜色作为指定显示颜色，根据指定显示颜色选择对应的参考扫描顺序，以控制扫描驱动电路40以当前选择的参考扫描顺序作为扫描控制信号依序加载至扫描线104。其中，若每种显示颜色对应的灰阶电压数量相同，则输出单元218选择默认显示颜色作为指定显示颜色；若任意两种显示颜色对应的灰阶电压的数量相同，另一种显示颜色对应的灰阶电压的数量不同，则输出单元218将数量不同于其他显示颜色的显示颜色作为指定显示颜色；若每种显示颜色对应的灰阶电压的数量互不相同，输出单元218根据灰阶电压统计数量的排序选择对应显示颜色的作为指定显示颜色。在本实施方式中，默认显示颜色可以为黑色。在其他实施方式中，若每种显示颜色对应的灰阶电压数量相同，输出单元218可选择任意一种显示颜色作为指定显示颜色。
上述电子纸显示装置，通过分析图像数据设定每种显示颜色对应的参考扫描顺序并根据预定规则选择一种显示颜色对应的参考扫描顺序作为扫描驱动电路输出扫描信号给扫描线，选择显示颜色对应的参考扫描顺序使得相邻两行内多个像素单元之间该选择的显示颜色变化频率最少，进而减少数据驱动电路的电能消耗，以达到省电之功效。
本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围之内，对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (22)

1.一种电子纸显示装置，包括显示面板、图像处理系统以及显示驱动系统，所述显示驱动系统包括时序控制电路以及扫描驱动电路；所述时序控制电路缓存所述图像处理系统输出的图像数据；其特征在于：所述显示面板包括多个像素单元，每个所述像素单元包括至少三种颜色的电泳粒子，并根据不同的电压显示至少三种颜色中的一种颜色；所述时序控制电路包括扫描顺序设定模块，所述扫描顺序设定模块根据所述缓存的图像数据统计所述像素单元的显示颜色及数量，设定每种显示颜色所对应的参考扫描顺序，并在至少三种显示颜色中根据一预定规则选择一种显示颜色对应的参考扫描顺序作为所述扫描驱动器输出扫描信号的扫描顺序；其中，所述选择显示颜色对应的参考扫描顺序使得相邻两行内所述多个像素单元之间该选择的显示颜色变化频率最少。
2.如权利要求1所述之电子纸显示装置，其特征在于：所述扫描顺序设定模块包括第一设定单元、第一检测单元、第一调整单元、第二设定单元、第二检测单元以及第二调整单元；所述第一设定单元设置有与多个所述像素单元对应的多个子区块，根据缓存的所述图像数据确定每个所述子区块的显示颜色，根据每行所述子区块的显示颜色变化频率设定第一基准行，读取比对顺序值所表征的显示颜色并设定所述第一基准行内的检测目标；所述第一检测单元以所述第一基准行内的所述检测目标及其他行的所述子区块中的所述检测目标为检测对象，并比较所述检测对象之间的显示颜色变化次数以获得每个其他行所述子区块对应的第一差值并记录；所述第一调整单元以所述第一基准行为第一扫描顺位，根据第一差值按照从小到大的顺序将其他行的所述子区块以行为单位在第一扫描顺位后依次排序以得到该检测目标对应的初级扫描顺序；所述第二设定单元设置所述初级扫描顺序中排列在最后一行的所述子区块作为第二基准行；所述第二检测单元以所述第二基准行中的所述检测目标及其他行的所述子区块中的所述检测目标为检测对象，并比较所述检测对象之间的显示颜色变化次数以获得每个其他行所述子区块对应的第二差值并记录；所述第二调整单元以所述第二基准行为第一扫描顺位，根据所述第二差值按照从小到大的顺序将其他行的所述子区块以行为单位在第一扫描顺位后依次排序以得到该检测目标对应的参考扫描顺序。
3.如权利要求2所述之电子纸显示装置，其特征在于：所述第一基准行为一行内显示颜色变化频率最高的一行所述子区块。
4.如权利要求2所述之电子纸显示装置，其特征在于：所述第一差值为第一子差值和第二子差值之和；所述第一子差值为所述第一检测单元将所述第一基准行中的检测目标所在位置分别与其他行所述子区块中对应位置上所述子区块的显示颜色进行比较，显示颜色每改变一次，所述第一检测单元将该行所述子区块对应的第一子差值增加1个计量单位；所述第二子差值为所述第一检测单元将其他行所述子区块中的检测目标所在位置分别与所述第一基准行内对应位置所述子区块的显示颜色进行比较，显示颜色每改变一次，所述第一检测单元将该行所述子区块对应的第二子差值增加1个计量单位。
5.如权利要求2所述之电子纸显示装置，其特征在于：所述第二差值为第三子差值和第四子差值之和；所述第三子差值为所述第二检测单元将所述第二基准行中的检测目标所在位置分别与其他行所述子区块中对应位置上所述子区块的显示颜色进行比较，显示颜色每改变一次，所述第二检测单元将该行所述子区块对应的第三子差值增加1个计量单位；所述第四子差值为所述第二检测单元将其他行所述子区块中的检测目标所在位置分别与所述第二基准行内对应位置处所述子区块的显示颜色进行比较，显示颜色每改变一次，所述第二检测单元将该行所述子区块对应的第四子差值增加1个计量单位。
6.如权利要求2所述之电子纸显示装置，其特征在于：当存在多个所述第一差值相等的情况下，所述第一调整单元以其他行所述子区块的排列顺序根据行编号从小到大的顺序依次排列。
7.如权利要求2所述之电子纸显示装置，其特征在于：当存在多个所述第二差值相等的情况下，所述第二调整单元以其他行所述子区块的排列顺序根据行编号从小到大的顺序依次排列。
8.如权利要求1所述之电子纸显示装置，其特征在于：所述显示面板包括三种显示颜色的像素单元；所述扫描顺序设定模块统计并比较缓冲的所述图像数据内不同显示颜色所述子区块的灰阶电压出现次数；若每种显示颜色对应的灰阶电压数量相同，所述扫描顺序设定模块选择默认显示颜色作为指定显示颜色；若任意两种显示颜色对应的灰阶电压的数量相同，另一种显示颜色对应的灰阶电压的数量不同，所述扫描顺序设定模块选择数量不同于其他显示颜色的显示颜色作为指定显示颜色。
9.一种显示驱动系统，用于根据图像数据驱动像素单元显示画面；每个所述像素单元包括至少三种颜色的电泳粒子，并根据不同的电压显示至少三种颜色中的一种颜色；；所述显示驱动系统包括时序控制电路以及扫描驱动电路；所述时序控制电路缓存所述图像数据；其特征在于：所述时序控制电路包括扫描顺序设定模块；所述扫描顺序设定模块根据所述缓存的图像数据统计所述像素单元的显示颜色及数量，设定每种显示颜色所对应的参考扫描顺序，并在至少三种显示颜色中根据一预定规则选择一种显示颜色对应的参考扫描顺序作为所述扫描驱动器输出扫描信号的扫描顺序；其中，所述选择显示颜色对应的参考扫描顺序使得相邻两行内所述多个像素单元之间该选择的显示颜色变化频率最少。
10.如权利要求9所述之显示驱动系统，其特征在于：所述像素单元呈矩阵设置；所述扫描顺序设定模块包括第一设定单元、第一检测单元、第一调整单元、第二设定单元、第二检测单元以及第二调整单元；所述第一设定单元设置有与多个所述像素单元对应的多个子区块，根据所述图像数据确定每个所述子区块的显示颜色，根据每行所述子区块的显示颜色变化频率设定第一基准行，读取比对顺序值所表征的显示颜色以设定所述第一基准行内的检测目标；所述第一检测单元以所述第一基准行内的所述检测目标及其他行的所述子区块中的所述检测目标为检测对象，并比较所述检测对象之间的显示颜色变化次数以获得每个其他行所述子区块对应的第一差值并记录；所述第一调整单元以所述第一基准行为第一扫描顺位，根据第一差值按照从小到大的顺序将其他行的所述子区块以行为单位在第一扫描顺位后依次排序以得到该检测目标对应的初级扫描顺序；所述第二设定单元设置所述初级扫描顺序中排列在最后一行的所述子区块作为第二基准行；所述第二检测单元以所述第二基准行中的所述检测目标及其他行的所述子区块中的所述检测目标为检测对象，并比较所述检测对象之间的显示颜色变化次数以获得每个其他行所述子区块对应的第二差值并记录；所述第二调整单元以所述第二基准行为第一扫描顺位，根据所述第二差值按照从小到大的顺序将其他行的所述子区块以行为单位在第一扫描顺位后依次排序以得到该检测目标对应的参考扫描顺序。
11.如权利要求10所述之显示驱动系统，其特征在于：所述第一基准行为一行内显示颜色变化频率最高的一行所述子区块。
12.如权利要求10所述之显示驱动系统，其特征在于：所述第一差值为第一子差值和第二子差值之和；所述第一子差值为所述第一检测单元将所述第一基准行中的检测目标所在位置分别与其他行所述子区块中对应位置上所述子区块的显示颜色进行比较，显示颜色每改变一次，所述第一检测单元将该行所述子区块对应的第一子差值增加1个计量单位；所述第二子差值为所述第一检测单元将其他行所述子区块中的检测目标所在位置分别与所述第一基准行内对应位置所述子区块的显示颜色进行比较，显示颜色每改变一次，所述第一检测单元将该行所述子区块对应的第二子差值增加1个计量单位。
13.如权利要求10所述之显示驱动系统，其特征在于：所述第二差值为第三子差值和第四子差值之和；所述第三子差值为所述第二检测单元将所述第二基准行中的检测目标所在位置分别与其他行所述子区块中对应位置上所述子区块的显示颜色进行比较，显示颜色每改变一次，所述第二检测单元将该行所述子区块对应的第三子差值增加1个计量单位；所述第四子差值为所述第二检测单元将其他行所述子区块中的检测目标所在位置分别与所述第二基准行内对应位置处所述子区块的显示颜色进行比较，显示颜色每改变一次，所述第二检测单元将该行所述子区块对应的第四子差值增加1个计量单位。
14.如权利要求10所述之显示驱动系统，其特征在于：当存在多个所述第一差值相等的情况下，所述第一调整单元以其他行所述子区块的排列顺序根据行编号从小到大的顺序依次排列。
15.如权利要求10所述之显示驱动系统，其特征在于：当存在多个所述第二差值相等的情况下，所述第二调整单元以其他行所述子区块的排列顺序根据行编号从小到大的顺序依次排列。
16.一种显示驱动方法，用于驱动电子纸显示装置；所述电子纸显示装置包括多个像素单元；每个所述像素单元包括至少三种颜色的电泳粒子，并根据不同的电压显示至少三种颜色中的一种颜色；所述电子纸显示装置预设有表征三种显示颜色检测的先后顺序的比对顺序值和预定次数；所述不同显示颜色的像素单元对应不同的灰阶电压；所述显示驱动方法包括如下步骤：
a:设置多个子区块，根据图像数据确定每个所述子区块的显示颜色，根据每行所述子区块的显示颜色变化频率设定第一基准行，读取比对顺序值所表征的显示颜色以设定所述第一基准行内的检测目标；其中，每个子区块对应一个所述像素单元；
b:以第一基准行内的检测目标及其他行的所述子区块中的所述检测目标为检测对象，并比较检测对象之间的显示颜色变化次数以获得每个其他行所述子区块对应第一差值并记录；
c:以所述第一基准行为第一扫描顺位，根据所述第一差值按照从小到大的顺序将其他行的所述子区块以行为单位在第一扫描顺位后依次排序以得到该检测目标对应的初级扫描顺序；
d:设置所述初级扫描顺序中排列在最后一行的所述子区块作为第二基准行；
e:以第二基准行内的检测目标及其他行的所述子区块中的所述检测目标为检测对象，并比较检测对象之间的显示颜色变化次数以获得每个其他行所述子区块对应第二差值并记录；
f:以所述第二基准行为第一顺位并根据所述第二差值将其他行的子区块在第一顺位后依次排序以得到当前检测目标对应的参考扫描顺序；该参考顺序使得相邻两行内所述多个像素单元之间该选择的显示颜色变化频率最少；
g:判断比对顺序值是否等于预定次数；
若比对顺序值等于预定次数，统计并比较缓冲的所述图像数据内不同显示颜色所述子区块的灰阶电压出现次数，选择一个灰阶电压对应的显示颜色作为指定显示颜色，根据指定显示颜色选择对应的参考扫描顺序并输出；
若比对顺序值不等于预定次数，返回步骤a。
17.如权利要求16所述的显示驱动方法，其特征在于：所述第一基准行为一行内显示颜色变化频率最高的一行所述子区块。
18.如权利要求16所述的显示驱动方法，其特征在于：所述第一差值为第一子差值和第二子差值之和；所述第一子差值为将所述第一基准行中的检测目标所在位置分别与其他行所述子区块中对应位置上所述子区块的显示颜色进行比较，显示颜色每改变一次，将该行所述子区块对应的第一子差值增加1个计量单位；所述第二子差值为将其他行所述子区块中的检测目标所在位置分别与所述第一基准行内对应位置所述子区块的显示颜色进行比较，显示颜色每改变一次，将该行所述子区块对应的第二子差值增加1个计量单位。
19.如权利要求16所述的显示驱动方法，其特征在于：所述第三子差值为将所述第二基准行中的检测目标所在位置分别与其他行所述子区块中对应位置上所述子区块的显示颜色进行比较，显示颜色每改变一次，将该行所述子区块对应的第三子差值增加1个计量单位；所述第四子差值为将其他行所述子区块中的检测目标所在位置分别与所述第二基准行内对应位置处所述子区块的显示颜色进行比较，显示颜色每改变一次，将该行所述子区块对应的第四子差值增加1个计量单位。
20.如权利要求16所述的显示驱动方法，其特征在于：当存在多个所述第一差值相等的情况下，以其他行所述子区块的排列顺序根据行编号从小到大的顺序依次排列。
21.如权利要求16所述的显示驱动方法，其特征在于：当存在多个所述第二差值相等的情况下，以其他行所述子区块的排列顺序根据行编号从小到大的顺序依次排列。
22.如权利要求16所述的显示驱动方法，其特征在于：所述显示驱动方法进一步包括：
h:统计并比较缓冲的所述图像数据内不同显示颜色所述子区块的灰阶电压出现次数；
i:若每种显示颜色对应的灰阶电压数量相同，所述扫描顺序设定模块选择默认显示颜色作为指定显示颜色；
j:若任意两种显示颜色对应的灰阶电压的数量相同，另一种显示颜色对应的灰阶电压的数量不同，所述扫描顺序设定模块选择数量不同于其他显示颜色的显示颜色作为指定显示颜色。
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