CN110998706A - 电光显示器以及用于驱动电光显示器的方法 - Google Patents

电光显示器以及用于驱动电光显示器的方法 Download PDF

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Abstract

提供了一种用于驱动具有至少一个显示像素的显示器的方法，该方法可以包括：向该至少一个显示像素施加波形；在该显示像素上保持浮置状态；以及短路该显示像素。

Description

电光显示器以及用于驱动电光显示器的方法
相关申请的引用
本申请涉及2017年7月24日提交的美国临时申请62/536,301，并要求其优先权。上述申请的全部公开内容通过引用合并于此。
技术领域
本发明涉及反射型电光显示器以及用于这种显示器的材料。更具体地，本发明涉及具有减小的残余电压的显示器以及用于减小电光显示器中的残余电压的驱动方法。
背景技术
由直流(DC)不平衡波形驱动的电光显示器可能产生残余电压，该残余电压可通过测量显示像素的开路电化学电势来确定。已经发现，在原因和结果方面，残余电压在电泳和其他脉冲驱动的电光显示器中是更为普遍的现象。还发现直流不平衡可能导致某些电泳显示器的长期寿命下降。
术语“残余电压”有时也被用作提及整体现象的便利术语。然而，脉冲驱动电光显示器的切换行为的基础是在电光介质上施加电压脉冲(电压相对于时间的积分)。在施加驱动脉冲后，残余电压可以立即达到峰值，并且此后可能会基本上呈指数衰减。残余电压在相当长的时间段内的持续存在会向电光介质施加“残余脉冲”，并且严格来说，该残余脉冲而不是残余电压可能是影响电光显示器的光学状态的原因，该原因通常被认为是由残余电压引起的。
理论上，残余电压的影响应该直接对应于残余脉冲。然而，实际上，脉冲切换模型可能在低电压下失去精度。一些电光介质具有阈值，使得大约1V的残余电压可能不会在驱动脉冲结束后引起介质光学状态的明显变化。然而，其他电光介质(包括本文所述实验中使用的优选的电泳介质)，大约0.5V的残余电压，可能导致光学状态的明显变化。因此，两个等价的残余脉冲可能在实际结果上有所不同，并且增加电光介质的阈值对减少残余电压的影响可能是有帮助的。伊英克公司已经生产了具有足以防止在某些情况下经历的残余电压在驱动脉冲结束后立即改变显示图像的“小阈值”的电泳介质。如果阈值不足或如果残余电压太高，则显示器可能会出现反冲/自擦除或自改善现象。其中术语“光学反冲(opticalkickback)”在本文中用以描述像素光学状态的变化，该变化至少部分是由于像素的残余电压的放电所引起的。
甚至当残余电压低于小阈值时，如果它们在下次图像更新发生时仍然持续存在，则它们可能对图像切换产生严重的影响。例如，假设在电泳显示器的图像更新期间施加了+/-15V的驱动电压以移动电泳粒子。如果来自先前更新的+1V的残余电压持续存在，则驱动电压将有效地从+15V/-15V偏移到+16V/-14V。结果，取决于它具有正的还是负的残余电压，像素将偏向暗或白色状态。此外，由于残余电压的衰减率，该影响随经过的时间而变化。在先前的图像更新后立即使用15V、300ms的驱动脉冲将像素中的电光材料切换为白色，实际上可能会经历接近16V、300ms的波形，然而在一分钟以后使用完全相同的驱动脉冲(15V，300ms)将像素中的材料切换为白色，实际上可能会经历接近15.2V、300ms的波形。因此，像素可能显示明显不同的白色阴影。
如果通过先前图像已经在多个像素上创建了残余电压场(比如说，白色背景上的暗线)，则残余电压也可能以相似的图案在显示器上排列。实际上，残余电压对显示器性能的最明显的影响可能是重影。该问题是除了先前指出的问题之外的问题，即DC不平衡(例如16V/14V而不是15V/15V)可能是电光介质的寿命缓慢下降的原因。
如果残余电压缓慢衰减并且几乎恒定，则其在波形偏移中的影响不会随着图像更新而变化，并且实际上可能比快速衰减的残余电压产生更少的重影。因此，通过在10分钟后更新一个像素并且在11分钟后更新另一个像素所经历的重影比通过立即更新一个像素并且在1分钟之后更新另一个像素所经历的重影要小得多。相反地，残余电压衰减太快以至于其在下一次更新发生之前接近零，实际上可能不会导致可检测到的重影。
存在多种残余电压电势源。可以相信(尽管某些实施例绝不受此信条的限制)，引起残余电压的一大原因是形成显示器的各层材料中的离子极化。
总而言之，残余电压作为一种现象可以以多种方式作为图像重影或视觉伪像呈现，其严重程度会随着图像更新之间的经过时间而变化。残余电压还会造成DC不平衡，并缩短最终显示寿命。因此，残余电压的影响可能对电泳或其他电光装置的质量有害，并且期望使残余电压本身以及装置的光学状态对残余电压影响的敏感度最小化。
因此，释放电光显示器的残余电压可以改善显示图像的质量，甚至在残余电压已经很低的情况下。发明人已经认识到并理解，用于释放电光显示器的残余电压的传统技术可能不能完全释放残余电压。即，释放残余电压的传统技术可能导致电光显示器保持至少低的残余电压。因此，需要用于更完全地从电光显示器释放残余电压的技术。
发明内容
本文提出的主题提供一种用于驱动具有至少一个显示像素的显示像素的方法。该方法可以包括：向该至少一个显示像素施加波形；在该显示像素上保持浮置状态；以及短路该显示像素。
附图说明
图1是表示电泳显示器的电路图；
图2示出了电光成像层的电路模型；
图3示出了示例性浮置再短路(float-then-shot)(FTS)波形的框图；
图4示出了示例性FTS波形的时序图；
图5示出了使用FTS方法的显示器性能；
图6示出了本文提出的FTS方法的示例性实施方式；以及
图7示出了本文提出的FTS方法的另一实施方式。
具体实施方式
作为应用于材料或者显示器的术语“电光”，其在此使用的是其在成像领域中的常规含义，指的是具有第一和第二显示状态的材料，该第一和第二显示状态的至少一个光学性质不同，通过向所述材料施加电场使该材料从其第一显示状态改变到第二显示状态。尽管光学性质通常是人眼可感知的颜色，但它可以是另一种光学性质，例如光透射、反射、发光、或者在用于机器阅读的显示器的情况下，在可见光范围之外的电磁波长的反射率的变化意义上的伪色。
术语“灰色状态”在此使用的是其在成像领域中的常规含义，指的是介于像素的两个极端光学状态之间的一种状态，但并不一定意味着处于这两个极端状态之间的黑白转变。例如，以上所涉及的几个伊英克专利和公开申请描述了这样的电泳显示器，其中，该极端状态为白色和深蓝色，以使得中间的“灰色状态”实际上为淡蓝色。实际上，如已经提到的，光学状态的改变可能根本不是颜色改变。术语“黑色”和“白色”在下文中可用于指代显示器的两个极端光学状态，并且应理解为通常包括并非严格黑白的极端光学状态，例如上述白色和深蓝色状态。在下文中可以使用术语“单色”来表示驱动方案，该驱动方案仅将像素驱动到其两个极端光学状态而没有中间的灰色状态。
下面的很多讨论将聚焦于用于通过从初始灰阶到最终灰阶(其可以或可以不与初始灰阶不同)的转换来驱动电光显示器的一个或多个像素的方法。术语“波形”将用以表示用于实现从一个特定初始灰阶到特定最终灰阶的转换的整个电压与时间的曲线。一般，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，其中给定元素包括在一段时间期间施加恒定电压)；该元素可以被称为“脉冲”或“驱动脉冲”。术语“驱动方案”表示足以实现在特定显示器的灰阶之间的所有可能的转换的一组波形。在一些实施例中，波形或驱动波形可以包括被配置为将显示像素驱动到期望的光学状态的多个驱动脉冲。其中，在多个驱动脉冲之间，显示像素可以保持在浮置状态。在一些实施例中，当显示器处于该浮置状态时，显示像素的晶体管(例如，参见图1中下面的元件120)可以处于非导通状态，例如，像素晶体管的栅极电压可以是低。
实际上，显示器可以使用多于一个驱动方案；例如，前面提到的美国专利No.7,012,600教导了驱动方案可能需要根据参数(例如显示器的温度或显示器在它的寿命期间已使用的时间)来修改，以及因此，显示器可以具备用于不同温度等的多个不同的驱动方案。以这种方式使用的一组驱动方案可以被称为“一组相关驱动方案”。如在数个前面提到的MEDEOD申请中描述的，也可能在同一显示器的不同区域中同时地使用多于一个驱动方案，以及以这种方式使用的一组驱动方案可以被称为“一组同步驱动方案”。
从材料具有固态外表面的意义上来讲，某些电光材料是固态的，尽管材料可能而且经常确实具有内部充满液体或气体的空间。为了方便起见，这种使用固态电光材料的显示器在下文中可以被称为“固态电光显示器”。因此，术语“固态电光显示器”包括旋转双色构件显示器、封装的电泳显示器、微单元电泳显示器和封装的液晶显示器。
术语“双稳态的”和“双稳定性”在此使用的是其在本领域中的传统含义，指的是包括具有第一和第二显示状态的显示元件的显示器，所述第一和第二显示状态的至少一个光学特性不同，从而在利用有限持续时间的寻址脉冲驱动任何给定元件以呈现其第一或第二显示状态之后，在该寻址脉冲终止后，该状态将持续的时间是用于改变该显示元件的状态所需的寻址脉冲的最小持续时间的至少几倍(例如至少4倍)。在美国专利No.7,170,670中示出，支持灰度的一些基于粒子的电泳显示器不仅可以稳定于其极端的黑色和白色状态，还可以稳定于其中间的灰色状态，一些其它类型的电光显示器也是如此。这种类型的显示器被恰当地称为是“多稳态的”而非双稳态的，但是为了方便，在此可使用术语“双稳态的”以同时涵盖双稳态的和多稳态的显示器。
几种类型的电光显示器是已知的。一种类型的电光显示器是旋转双色构件类型，如在例如美国专利No.5,808,783、5,777,782、5,760,761、6,054,071、6,055,091、6,097,531、6,128,124、6,137,467以及6,147,791中所述(尽管这种类型的显示器通常被称为“旋转双色球”显示器，但术语“旋转双色构件”优选为更精确，因为在以上提到的一些专利中，旋转构件不是球形的)。这种显示器使用许多小的主体(通常球形或圆柱形的)和内部偶极子，主体包括具有不同光学特性的两个或更多个部分。这些主体悬浮在基质内的填充有液体的空泡内，空泡填充有液体以使得主体自由旋转。显示器的外观通过以下而改变：将电场施加至显示器，由此将主体旋转至各个位置，并改变通过观察表面看到的主体的哪一部分。这种类型的电光介质通常是双稳态的。
多年来一直是密集研究和开发的主题的一种类型的电光显示器是基于粒子的电泳显示器，其中多个带电粒子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良好的亮度和对比度、宽视角、状态双稳定性以及低功耗的属性。然而，这些显示器的长期图像质量的问题阻止了它们的广泛使用。例如，构成电泳显示器的粒子往往会沉降，从而导致这些显示器的使用寿命不足。
如上所述，电泳介质需要流体的存在。在大多数现有技术的电泳介质中，该流体是液体，但是电泳介质可以使用气态流体来产生；参见例如Kitamura，T.等,“Electronictoner movement for electronic paper-like display”，IDW Japan，2001，Paper HCS1-1，和Yamaguchi，Y.等,“Toner display using insulative particles chargedtriboelectrically”,IDW Japan,2001,Paper AMD4-4)。也参见美国专利No.7,321,459和7,236,291。当这种基于气体的电泳介质在允许粒子沉降的方向中使用时，例如用在介质在垂直平面内布置的指示牌中时，由于与基于液体的电泳介质相同的粒子沉降，这种基于气体的电泳介质容易遭受同样的问题。实际上，在基于气体的电泳介质中的粒子沉降问题比基于液体的电泳介质更严重，因为与液体相比，气态悬浮流体的粘度更低，从而使电泳粒子的沉降更快。
被转让给麻省理工学院(MIT)和伊英克公司或以它们的名义的许多专利和申请描述了用于封装的电泳以及其他电光介质的各种技术。这些封装的介质包括许多小囊体，每一个小囊体本身包括内相以及包围内相的囊壁，其中所述内相含有在流体介质中的可电泳移动的粒子。典型地，囊体本身保持在聚合物粘结剂中以形成位于两个电极之间的连贯层。在这些专利和申请中描述的技术包括：
(a)电泳粒子、流体和流体添加剂；参见例如美国专利No.7,002,728和7,679,814；
(b)囊体、粘结剂和封装工艺；参见例如美国专利No.6,922,276和7,411,719；
(c)微单元结构、壁材料和形成微单元的方法；参见例如美国专利No.7,072,095和9,279,906；
(d)用于填充和密封微单元的方法；参见例如美国专利No.7,144,942和7,715,088；
(e)包含电光材料的薄膜和子组件；参见例如美国专利No.6,982,178和7,839,564；
(f)用于显示器中的背板、粘合剂层和其他辅助层以及方法；参见例如美国专利No.7,116,318和7,535,624；
(g)颜色形成和颜色调节；参见例如美国专利No.7,075,502和7,839,564。
(h)显示器的应用；参见例如美国专利No.7,312,784；8,009,348；
(i)非电泳显示器，如美国专利No.6,241,921和美国专利申请公开No.2015/0277160中所述；以及除了在显示器以外的封装和微单元技术的应用；参见例如美国专利申请公开No.2015/0005720和2016/0012710；以及
用于驱动显示器的方法；参见例如美国专利No.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；7,061,166；7,061,662；7,116,466；7,119,772；7,177,066；7,193,625；7,202,847；7,242,514；7,259,744；7,304,787；7,312,794；7,327,511；7,408,699；7,453,445；7,492,339；7,528,822；7,545,358；7,583,251；7,602,374；7,612,760；7,679,599；7,679,813；7,683,606；7,688,297；7,729,039；7,733,311；7,733,335；7,787,169；7,859,742；7,952,557；7,956,841；7,982,479；7,999,787；8,077,141；8,125,501；8,139,050；8,174,490；8,243,013；8,274,472；8,289,250；8,300,006；8,305,341；8,314,784；8,373,649；8,384,658；8,456,414；8,462,102；8,537,105；8,558,783；8,558,785；8,558,786；8,558,855；8,576,164；8,576,259；8,593,396；8,605,032；8,643,595；8,665,206；8,681,191；8,730,153；8,810,525；8,928,562；8,928,641；8,976,444；9,013,394；9,019,197；9,019,198；9,019,318；9,082,352；9,171,508；9,218,773；9,224,338；9,224,342；9,224,344；9,230,492；9,251,736；9,262,973；9,269,311；9,299,294；9,373,289；9,390,066；9,390,661；和9,412,314；以及美国专利申请公开No.2003/0102858；2004/0246562；2005/0253777；2007/0070032；2007/0076289；2007/0091418；2007/0103427；2007/0176912；2007/0296452；2008/0024429；2008/0024482；2008/0136774；2008/0169821；2008/0218471；2008/0291129；2008/0303780；2009/0174651；2009/0195568；2009/0322721；2010/0194733；2010/0194789；2010/0220121；2010/0265561；2010/0283804；2011/0063314；2011/0175875；2011/0193840；2011/0193841；2011/0199671；2011/0221740；2012/0001957；2012/0098740；2013/0063333；2013/0194250；2013/0249782；2013/0321278；2014/0009817；2014/0085355；2014/0204012；2014/0218277；2014/0240210；2014/0240373；2014/0253425；2014/0292830；2014/0293398；2014/0333685；2014/0340734；2015/0070744；2015/0097877；2015/0109283；2015/0213749；2015/0213765；2015/0221257；2015/0262255；2016/0071465；2016/0078820；2016/0093253；2016/0140910；和2016/0180777。
许多前述专利和申请认识到在封装的电泳介质中围绕离散的微囊体的壁可以由连续相替代，由此产生所谓的聚合物分散型电泳显示器，其中电泳介质包括多个离散的电泳流体的微滴和聚合物材料的连续相，并且在这种聚合物分散型的电泳显示器内的离散的电泳流体的微滴可以被认为是囊体或微囊体，即使没有离散的囊体薄膜与每个单独的微滴相关联；参见例如前述的2002/0131147。因此，为了本申请的目的，这样的聚合物分散型电泳介质被认为是封装的电泳介质的子类。
一种相关类型的电泳显示器是所谓的“微单元电泳显示器”。在微单元电泳显示器中，带电粒子和悬浮流体不被封装在微囊体内，但替代地被保持在载体介质(例如聚合物膜)内形成的多个空腔中。参见例如国际申请公开No.WO 02/01281和公开的美国申请No.2002/0075556，两者均被转让给Sipix Imaging公司。
许多前述的伊英克以及MIT专利和申请也考虑了微单元电泳显示器和聚合物分散型电泳显示器。术语“封装的电泳显示器”可以指所有这样的显示器类型，其也可以被统称为“微腔电泳显示器”，以概括整个壁的形态。
另一种类型的电光显示器是由飞利浦(Philips)开发的电润湿显示器，描述于Hayes，R.A.等人的“Video-Speed Electronic Paper Based on Electrowetting，”Nature,425,383-385(2003)。其在2004年10月6日提交的共同未决的申请序列No.10/711,802中示出，这种电润湿显示器可以被制成双稳态的。
也可以使用其他类型的电光材料。特别感兴趣的是，双稳态铁电液晶显示器(FLC)在本领域中已知，并且表现出残余电压行为。
虽然电泳介质可以是不透明的(因为，例如在很多电泳介质中，粒子基本上阻挡可见光透射通过显示器)并且在反射模式下操作，但一些电泳显示器可以制成在所谓的“快门模式(shutter mode)”下操作，在该模式下，一种显示状态实质上是不透明的，而一种显示状态是光透射的。参见例如美国专利No.6,130,774和6,172,798以及美国专利No.5,872,552、6,144,361、6,271,823、6,225,971、和6,184,856。类似于电泳显示器但是依赖于电场强度的变化的介电泳显示器可以在类似的模式下操作；参见美国专利No.4,418,346。其他类型的电光显示器也能够在快门模式下操作。
高分辨率显示器可以包括可寻址的、且不受相邻像素干扰的各个像素。获得这种像素的一种方式是提供非线性元件(例如晶体管或二极管)的阵列，且至少一个非线性元件与每个像素相关联，以产生“有源矩阵(active matrix)”显示器。用以寻址一个像素的寻址或像素电极通过相关联的非线性元件连接到适当的电压源。当非线性元件是晶体管时，像素电极可以连接到晶体管的漏极，且这种布置将在下面的描述中被采用，虽然它本质上是任意的且该像素电极可连接到晶体管的源极。在高分辨率阵列中，像素可以布置在行和列的二维阵列中，使得任何特定的像素唯一地由一个特定行和一个特定列的交叉点定义。在每列中的所有晶体管的源极可以连接到单个列电极，而在每行中的所有晶体管的栅极可以连接到单个行电极；再者，如果需要的话，源极到行和栅极到列的布置可以被颠倒。
可以以逐行的方式写入显示器。行电极连接到行驱动器，该行驱动器可以向所选择的行电极施加电压，例如以确保在所选择的行中的所有晶体管都是导通的，同时向所有其它的行施加电压，例如以确保在这些未选择的行中的所有晶体管保持不导通。列电极连接到列驱动器，该列驱动器将电压施加至不同的列电极，所述电压被选择以驱动在所选择的行中的像素至它们期望的光学状态。(前述电压是相对于公共前电极，该公共前电极可以设置在电光介质的与非线性阵列的相对侧上并延伸跨越整个显示器。如本领域中已知的，电压是相对的并且是两点之间的电荷差值的测量。一个电压值是相对于另一个电压值的。例如，零电压(“0V”)表示相对于另一个电压没有电压差。)在被称为“行地址时间”的预选择间隔之后，所选择的行被取消选择，下一行被选择，且在列驱动器上的电压被改变，以使得显示器的下一行被写入。
然而，在使用中，某些波形可能会向电光显示器的像素产生残余电压，并且如从以上的讨论中显而易见的，该残余电压产生几种不需要的光学效应，并且通常是不期望的。
如本文所述，与寻址脉冲相关联的光学状态中的“偏移(shift)”是指这样的情况，其中特定寻址脉冲首先施加到电光显示器导致第一光学状态(例如，第一灰度)，以及相同的寻址脉冲随后施加到电光显示器导致第二光学状态(例如，第二灰度)。由于在施加寻址脉冲期间施加到电光显示器的像素的电压包括残余电压和寻址脉冲电压之和，因此残余电压可能引起光学状态的偏移。
显示器的光学状态随时间的“漂移(drift)”是指电光显示器的光学状态在显示器静止时(例如，在寻址脉冲没有施加到显示器的时间段期间)改变的情况。由于像素的光学状态可能取决于像素的残余电压，并且像素的残余电压可能会随时间衰减，因此残余电压可能引起光学状态的漂移。
如上所述，“重影”是指在重写电光显示器之后，先前图像的痕迹仍然可见的情况。残余电压可能引起“边缘重影”，即重影的一种类型，其中先前图像的一部分的轮廓(边缘)保持可见。
术语“光学反冲”在此使用以描述至少部分地由于像素的残余电压放电而发生的像素的光学状态的变化。
图1示出了根据本文提出的主题的电光显示器的像素100的示意图。像素100可以包括成像膜110。在一些实施例中，成像膜110可以是双稳态的。在一些实施例中，成像膜110可以包括但不限于封装的电泳成像膜，其可以包括例如带电的颜料粒子。
成像膜110可以设置在前电极102和后电极104之间。前电极102可以形成在成像膜和显示器的前面之间。在一些实施例中，前电极102可以是透明的并且可以由任何合适的透明材料形成，包括但不限于氧化铟锡(ITO)。后电极104可以与前电极102相对地形成。在一些实施例中，寄生电容(未示出)可以形成于前电极102和后电极104之间。
像素100可以是多个像素中的一个。该多个像素可以布置成行和列的二维阵列以形成矩阵，使得任何特定的像素唯一地由一个特定行和一个特定列的交叉点定义和/或驱动。在一些实施例中，像素的矩阵可以是“有源矩阵”，其中每个像素与至少一个非线性电路元件120相关联。非线性电路元件120可以耦合在背板电极104和寻址电极108之间。在一些实施例中，非线性元件120可以包括二极管和/或晶体管，包括但不限于金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。MOSFET的漏极(或源极)可以耦合至背板电极104，MOSFET的源极(或漏极)可以耦合至寻址电极108，并且MOSFET的栅极可以耦合至驱动器电极106，该驱动器电极106被配置为控制MOSFET的激活和去激活。(为简单起见，MOSFET的耦合到背板电极104的端子将被称为MOSFET的漏极，以及MOSFET的耦合到寻址电极108的端子将被称为MOSFET的源极。然而，本领域技术人员将认识到，在一些实施例中，MOSFET的源极和漏极可以互换。)。
在有源矩阵的一些实施例中，每列中所有像素的寻址电极108可以连接到相同的列电极，并且每行中所有像素的驱动器电极106可以连接到相同的行电极。行电极可以连接到行驱动器，该行驱动器可以通过向所选择的行电极施加电压来选择一行或多行像素，所述电压足以激活所选择行中所有像素100的非线性元件120。列电极可以连接到列驱动器，该列驱动器可以在所选择的(激活的)像素的寻址电极106上施加适合于将像素驱动到期望的光学状态的电压。施加到寻址电极108的电压可以相对于施加到像素的前板电极102的电压(例如，大约零伏的电压)。在一些实施例中，有源矩阵中所有像素的前板电极102可以耦合到公共电极。
在一些实施例中，有源矩阵的像素100可以以逐行的方式写入。例如，行驱动器可以选择一行像素，并且列驱动器可以将与像素行的期望的光学状态相对应的电压施加到像素。在被称为“行地址时间”的预选择间隔之后，所选择的行可以被取消选择，另一行可以被选择，并且可以改变列驱动器上的电压，以使得显示器的另一行被写入。
图2示出了根据本文提出的主题的电光成像层110的电路模型，该电光成像层100设置在前电极102和后电极104之间。电阻器202和电容器204可以表示包括任何粘合剂层的电光成像层110、前电极102和后电极104的电阻和电容。电阻器212和电容器214可以表示层压粘合剂层的电阻和电容。电容器216可以表示可以在前电极102和后电极104之间形成的电容，例如，层之间的界面接触区域，诸如成像层和层压粘合剂层之间的界面和/或层压粘合剂层和背板电极之间的界面。横跨像素的成像膜110的电压Vi可以包括像素的残余电压。
可以通过将任何合适的信号集施加到像素而启动和/或控制像素的残余电压的放电，该信号集包括但不限于如下图3中更详细示出的信号集。
图3示出了根据本文提出的主题的，用于减小残余电压的信号集的一个示例性实施例。在将一个或多个驱动波形或信号(即一个或多个正电压和/或负电压脉冲)施加到显示像素后，像素可以被置于浮置状态(即像素基本上被隔离或如同它没有连接到任何导电路径的状态)一段时间(例如1-10秒)，以及随后像素可以基本上被短路，直到下一个更新时间为止。实际上，当显示像素处于该浮置状态时，来自显示器的泄漏电流非常低，使得该泄漏电流可以被忽略，如同在该显示像素和任何导电路径之间存在开路连接一样。例如，如图1所示，耦合到显示像素的非线性元件120可以是晶体管，其可以处于截止或不导通状态，并且可以有效地用作显示像素的开路，使显示像素处于浮置状态。在一些其他实施例中，高阻抗元件或电路可以被使用以基本上用作开路(例如，但是降低泄漏电流)并且将显示像素与任何导电路径隔离，使显示像素处于浮置状态。
重新参考图3所示的浮置再短路(float-then-short)(FTS)模式，通常，该工作原理涵盖任何数量的短路部分和浮置部分，只要驱动波形具有每个部分中的一个以上。
在一些实施例中，例如，可以通过在一段浮置时间之后在更新间时间段期间唤醒显示器并且向显示器驱动若干零伏帧，来在薄膜晶体管(TFT)中实现较长的短路持续时间。显示器可以随后返回浮置状态，或者可以在下一次更新之前在浮置和0V驱动之间交替任意次数。以这种方式，在更新间时间段期间，显示器可能经历一段时间的低外部放电(即，高阻抗或浮置)，随后经历高外部放电(即，低阻抗、短路或零伏驱动)。
在一个示例中，以不平衡波形操作一杯样本墨水(例如，EInkTM V220墨水)，该不平衡波形为：如图4所示，在15V时为0.24秒，在0V时为1秒，以及然后在-15V时为0.74秒。如图4所示，每个更新可以随后跟随8秒的更新间时间段，该时间段被划分为1秒部分(a)和7秒部分(b)。四个样本像素如下表1所示，其中各个像素可以在更新间时间段(a)和(b)期间以短路或浮置的不同组合来驱动。这杯墨水运行40天，并且测量了每个样本像素的残余电压和光学状态，并且也在表1中示出。样本的背面的b*是永久性损坏的测量值，其中浮置再短路(FTS)模式未显示损坏迹象，而仅浮置的方法，以及短路-再-浮置(STF)和仅短路的方法均显示出明显的反冲。
Figure BDA0002386323320000121
表1
在一些实施例中，可以评估减轻短期光学反冲的功效，并且可以确定用于特定显示器的浮置部分的最佳持续时间。例如，可以使用1440ms、+/-15V脉冲来驱动分段PCB背板(例如El Dorado)上的EPD样本(例如V230MLT FPL显示器)，然后电浮置0、0.5、1、3、5或10秒，然后在以L*单位测量光学亮度之前，电短路30秒。白色状态和暗状态之间的差L*是动态范围(DR)。这是用在0C、10C、25C和50C的温度下的显示器执行的。结果示于图5，该图示出了足够持续时间的短路浮置时间段可以比在驱动脉冲之后短路实现显著的改善，并且接近无限的浮置持续时间的性能。
在这两个实验之间，可以示出FTS方法在减轻长期损害方面与短路一样有效，以及同时，在减轻短期反冲方面与浮置一样有效。
总之，浮置减轻了驱动部分之后的短期反冲，短路减轻了长期残余电压的影响。在驱动部分之后立即浮置像素以防止颜料反冲，同时短期残余电压会在内部衰减。在短期残余内部衰减之后，可以使像素短路以释放长期残余电压，而不会引起光学反冲。
实际上，本文描述的驱动方法可以以多种方式来实现。例如，当显示像素耦合到用于通过导电路径施加驱动波形的装置(例如，驱动器或控制器)时，可以以多种方式调节导电阻抗值，以为显示像素创建类似开路的状态，从而如上所述将显示像素置于基本上浮置的状态。在一些实施例中，用于调节该导电路径的阻抗值的装置可以是开关、晶体管、阻抗电路或可调节的阻抗电路。
在一些实施例中，可以用类似于图6中示出的系统来实现本文提出的主题。这种实现可以通过但不限于使用一个或多个电子控制开关、电子管(valve)或晶体管来实现，该电子控制开关、电子管或晶体管可以将显示器顶板和/或背板与显示器驱动电子设备断开连接、在与驱动电子设备串联的两个或多个电阻器之间切换、或者跨显示器端子连接一些电阻或电短路。图6中示出的是开关612，该开关612将来自控制器或驱动器610的电压输出(VOUT)连接到EPD 614，其中该开关可以通过使能信号EN 616来激活。该配置使人能够如上所述将EPD置于基本上浮置的状态(例如，施加EN信号以断开开关612，从而在VOUT处创建开路)。开关612可以在VOUT或VCOM上，或者两个开关可以放在两条线路上。开关612实际上可以是物理开关，例如簧片开关或继电器，或者可以是等效的电子装置，例如模拟开关。开关612的功能也可以与使用高阻抗输出模式的驱动器组合。
在一些其他实施例中，如图7所示，修改显示器驱动电子设备到显示器的输出阻抗的任何系统，也在显示器图像更新之间的时间段期间修改该输出阻抗。如所示，控制器712使用使能信号EN 718来控制阻抗电路710。例如，如上所述，EN 718信号可以使电路710的阻抗值增加如此之多，以至于电路710基本上作为EPD 714的开路，有效地将EPD 714置于浮置状态。实际上，从驱动器716生成的驱动波形或信号将在到达EPD 714之前首先通过阻抗电路710。
对于本领域技术人员将显而易见的是，在不脱离本发明的范围的情况下，可以对上述本发明的特定实施例进行许多改变和修改。因此，前述说明书的全部将被解释为说明性的而非限制性的。

Claims (15)

1.一种用于驱动包括至少一个显示像素的显示器的方法，所述方法包括：
向所述至少一个显示像素施加波形；
在所述显示像素上保持浮置状态；以及
短路所述显示像素。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述短路步骤的持续时间比所述保持浮置状态步骤的持续时间长。
3.根据权利要求1所述的方法，其中在所述保持浮置状态步骤期间，没有电势施加到所述至少一个显示像素。
4.根据权利要求1所述的方法，其中在所述施加波形步骤、所述保持浮置状态步骤以及所述短路所述显示像素步骤之间的净电势基本上是DC平衡的。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述保持浮置状态步骤的持续时间为1至10秒。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述保持浮置状态步骤的持续时间为0至0.5秒。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述保持浮置状态步骤的持续时间为0至1秒。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述保持浮置状态步骤的持续时间为0至3秒。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述保持浮置状态步骤的持续时间为0至5秒。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述短路步骤的持续时间为0至30秒。
11.一种电光显示器，包括：
至少一个显示像素；
耦合至所述至少一个显示像素的导电路径，所述导电路径用以向所述显示像素施加驱动波形；以及
用于调节所述导电路径的阻抗值的装置。
12.根据权利要求11所述的显示器，其中，用于调节所述阻抗值的装置是开关。
13.根据权利要求11所述的显示器，其中，用于调节所述阻抗值的装置是晶体管。
14.根据权利要求11所述的显示器，其中，用于调节所述阻抗值的装置是阻抗电路。
15.根据权利要求11所述的显示器，其中，所述阻抗电路的阻抗值是可调节的。
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