CN111856834A - 一种用于优化时间显示的电泳型电子纸装置及其驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于优化时间显示的电泳型电子纸装置及其驱动方法，属于电子纸技术领域，该电泳型电子纸装置包括：电泳型电子纸显示屏和驱动控制芯片；驱动控制芯片内部存储有时间刷新的驱动波形，可以驱动电泳型电子纸显示屏的显示模式在全刷模式和局刷模式之间切换。每隔一段时间内通过全刷的方式来显示一次画面，能够解决局刷不平衡造成的显示对比度下降的技术问题，同时，在解决电子纸时间显示装置局刷不平衡造成对比度下降的问题外，还丰富了电子纸时间显示装置的显示模式，更具个性化，有利于电子纸在时间显示领域的应用。

Description

一种用于优化时间显示的电泳型电子纸装置及其驱动方法

技术领域

本发明涉及电子纸技术领域，尤其涉及一种用于优化时间显示的电泳型电子纸装置和提高对比度的驱动方法。

背景技术

电泳型电子纸以其高对比度、广视角和低功耗的优势使得问世之后得到了广泛关注；在诸如电子书产品、电子价格标签产品、可穿戴设备、装饰和广告领域得到了广泛的应用。

但由于电子纸本身的特性与LCD相比在某些领域的应用存在很大的缺陷，例如在时间显示屏的领域，由于电子纸本身材料的特性需要刷新时候的波形保持平衡，也就是每个显示粒子在显示过程中需要保证：正向电压*作用时间＝负向电压*作用时间，否则在长期不平衡的波形下会造成电子纸显示粒子极化，对电子纸产生损坏，影响显示效果。

但是为了满足波形平衡，需要在电子纸显示时间的时候对需要变化的时间显示段增加用于平衡变化数字的波形，但是这些波形在终端客户的应用场景中是没有必要显示出来的，不仅浪费了时间，增加了驱动功耗，而且影响了客户端对产品实际的观察效果，不利于电子纸在时间显示领域的推广和应用。

发明内容

本发明针对以上问题，研制出一种用于优化时间显示的电泳型电子纸装置和提高对比度的驱动方法。

本发明的技术方案是：

一种用于优化时间显示的电泳型电子纸装置，所述装置包括：电泳型电子纸显示屏和驱动控制芯片，电泳型电子纸显示屏与所述驱动控制芯片相连接；

所述电子纸显示屏包括：电子纸以及电子纸所贴附的玻璃基板；

所述玻璃基板包括ITO层、OC层和钼铝钼层；所述ITO层上形成有显示引线电极；所述钼铝钼层上形成有显示电极；所述OC层把所述ITO层上的显示引线电极和所述钼铝钼层上的显示电极分开，并通过在OC层上面打孔的方式把显示引线电极和显示电极导通；

所述驱动控制芯片内存储有时间刷新的驱动波形，所述驱动波形包括驱动所述电泳型电子纸显示屏的显示模式为局刷模式的波形、驱动所述电泳型电子纸显示屏的显示模式为全刷正显模式的波形和驱动所述电泳型电子纸显示屏的显示模式为全刷负显模式的波形；所述电泳型电子纸显示屏的显示模式在局刷模式、全刷正显模式和全刷负显模式之间切换。

优选地，所述电子纸包括电子纸ITO层、微胶囊带电粒子层和胶层；所述胶层贴附在所述玻璃基板的钼铝钼层上；所述微胶囊带电粒子层工作在所述电子纸ITO层和所述玻璃基板的钼铝钼层所产生的电场中。

优选地，所述玻璃基板的ITO层上还设置有公共引线电极；所述公共引线电极通过转印电极与所述电子纸ITO层相连接。

优选地，所述玻璃基板的ITO层还包括未被OC层覆盖的用于绑定所述驱动控制芯片的pad电极和用于控制驱动控制芯片的控制引脚电极；所述pad电极包括输入端和输出端，输入端连接到所述玻璃基板的ITO层的控制引脚电极处，输出端连接到显示引线电极和公共电极上；所述控制引脚电极与柔性电路板进行压接。

优选地，所述驱动控制芯片通过异方性导电膜与所述玻璃基板的ITO层的pad电极绑定。

优选地，所述驱动控制芯片的输出端与所述公共引线电极和所述显示引线电极相连接。

优选地，所述驱动控制芯片的输出端输出0-15V的电压波形。

优选地，所述电泳型电子纸显示屏还包括：贴附在所述电子纸表面，并与所述玻璃基板共同构成封闭结构的保护膜体。

优选地，所述显示引线电极包括背景段显示引线电极和图形显示引线电极；所述显示电极包括背景显示电极，笔段显示电极；所述笔段显示电极至少包括第一笔段显示电极和第二笔段显示电极。

另一方面，本发明还提供了一种上述电泳型电子纸装置的驱动方法，所述方法包括：

在等时间间隔切换所述电泳型电子纸装置的显示模式；所述显示模式包括：局刷模式、全刷正显模式和全刷负显模式；

所述全刷正显模式下，按照第一时段至第四时段的顺序，第一笔段像素电极上被施加的电信号依次为负极性信号、负极性信号、正极性信号、正极性信号，第二笔段像素电极上被施加的电信号依次为负极性信号、正极性信号、正极性信号、负极性信号，背景电极上被施加的电信号依次为负极性信号、正极性信号、正极性信号、负极性信号，所述公共电极上被施加的电信号依次为正极性信号、负极性信号、负极性信号、正极性信号；

所述全刷负显模式下，按照第一时段至第四时段的顺序，所述第一笔段像素电极上被施加的电信号依次为负极性信号、正极性信号、正极性信号、负极性信号，所述第二笔段像素电极上被施加的电信号依次为负极性信号、负极性信号、正极性信号、正极性信号，所述背景电极上被施加的电信号依次为负极性信号、正极性信号、正极性信号、负极性信号，所述公共电极上被施加的电信号依次为正极性信号、负极性信号、负极性信号、正极性信号；

所述局刷模式下，按照第一时段至第二时段的顺序，所述第一笔段像素和第二笔段像素电信号根据前后数据的对比，如果是白到白，电极上被施加的电信号依次为正极性信号、负极性信号；如果是黑到黑，电极上被施加的电信号依次为正极性信号、负极性信号；如果是白到黑，电极上被施加的电信号依次为正极性信号、正极性信号；如果是黑到白，电极上被施加的电信号依次为负极性信号、负极性信号；公共电极的电信号依次为正极性信号、负极性信号。

本发明具有如下有益效果：本发明提供的电泳型电子纸装置，包括：电泳型电子纸显示屏和驱动控制芯片；驱动控制芯片内部存储有时间刷新的驱动波形，可以驱动电泳型电子纸显示屏的显示模式在全刷模式和局刷模式之间切换。每隔一段时间内通过全刷的方式来显示一次画面，能够解决局刷不平衡造成的显示对比度下降的技术问题，同时，在解决电子纸时间显示装置局刷不平衡造成对比度下降的问题外，还丰富了电子纸时间显示装置的显示模式，更具个性化，有利于电子纸在时间显示领域的应用。

同时，本发明提供的电泳型电子纸装置中，玻璃基板由三层结构组成，通过OC层将ITO层上的引线与钼铝钼层上的显示电极分隔开，成本低，利于加工，并能很完美的实现断码产品想要的显示效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明所述电子纸装置的结构示意图；

图2是本发明电子纸装置工作在全刷正显模式下的驱动波形示意图；

图3是本发明电子纸装置工作在全刷负显模式下的驱动波形示意图；

图4是本发明电子纸装置工作在局刷模式下的驱动波形示意图；

图中：1、FPC(柔性电路板)，2、驱动控制芯片IC，3、保护膜体，4、公共电极，5、钼铝钼层，6、OC层，7、ITO层，8、玻璃基板(下基板)，9、转印电极，10、上基板，11、电子纸ITO层，12、显示介质层，13、胶层。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

参见图1，其示出了本发明实施例中的一种用于优化时间显示的电泳型电子纸装置的结构示意图。该电泳型电子纸装置包括：

电泳型电子纸显示屏和驱动控制芯片2，电泳型电子纸显示屏与驱动控制芯片2相连接；通过设定施加在驱动控制芯片输入端的驱动波形和驱动时序来控制电泳型电子纸显示屏显示想要的图形。

驱动控制芯片2具有波形储存功能，可以进行局刷模式和全刷模式的自由切换。具体地，驱动控制芯片2内存储有时间刷新的驱动波形，驱动波形包括驱动电泳型电子纸显示屏的显示模式为局刷模式的波形、驱动电泳型电子纸显示屏的显示模式为全刷正显模式的波形和驱动电泳型电子纸显示屏的显示模式为全刷负显模式的波形；电泳型电子纸显示屏的显示模式在局刷模式、全刷正显模式和全刷负显模式之间切换。

其中，局刷模式指的是局部刷新进行时间显示；全刷正显模式指的是全部刷新并以正显方式进行时间显示，全刷负显模式指的是全部刷新并以负显方式进行时间显示。

电泳型电子纸显示屏的结构如下：

上基板10、电子纸以及电子纸所贴附的玻璃基板8。

电子纸包括电子纸ITO层11、微胶囊带电粒子层(也就是显示介质层12)和胶层13。

玻璃基板，也就是下基板8，包括3层结构，从下而上分别是ITO(氧化烟锡)层7、OC层(over coating，绝缘层)6和钼铝钼层5；

玻璃基板8的ITO层7上，设置有显示引线电极和公共引线电极；显示引线电极包括背景段显示引线电极和图形显示引线电极。ITO层7表面形成有公共电极4；公共电极4通过转印电极9与电子纸ITO层11连接；ITO层7还包括未被OC覆盖的用于绑定驱动控制芯片的pad电极和用于控制驱动控制芯片的控制引脚电极；pad电极包括输入端和输出端，输入端连接到基板的控制引脚电极处，输出端连接到显示引线电极和公共电极上；控制引脚电极与FPC1进行压接。

驱动控制芯片2通过ACF(异方性导电胶膜，Anisotropic Conductive Film)与下基板8的ITO层7的pad电极绑定。驱动控制芯片2的输出端与公共引线电极和显示引线电极相连接，通过设定施加在驱动控制芯片输入端的驱动波形和驱动时序来控制显示图形。驱动控制芯片的输出端可以随意输出0-15V的电压波形。

0C层6，其材料是绝缘树脂，其作用是把ITO层7上的显示引线电极和钼铝钼层5上的显示电极通过绝缘层分开，并通过在OC层6上面打孔的方式把显示引线电极和显示电极导通。

钼铝钼层5，上面为图像显示层，包括背景图形。图像显示层上的图形间距为0.03mm,由于电子纸胶囊粒子的扩散作用，在电子纸装置工作的时候图形之间0.03mm的线缝会被周围同样颜色的粒子覆盖掉，不会在显示画面中看到线缝。钼铝钼层5表面上形成有显示电极；钼铝钼层5通过胶层13连接显示介质层12，该显示介质层12容置于胶层13和电子纸ITO层11之间；钼铝钼层5与电子纸ITO层11之间之间形成一电场，该电场足以驱动显示介质层12的显示。电子纸中的黑白带电粒子会在电场作用下会产生上下移动，通过程序更改IC中的驱动波形来得到想要的图案。

显示电极有多个，显示电极5包括背景电极；对应刷屏的最终时段和该最终时段的前一时段，背景电极被施加的电信号极性相反。显示电极5还包括笔段像素电极；笔段像素电极至少包括第一笔段像素电极和第二笔段像素电极；显示内容的任意段可认为是第一笔段像素电极和第二笔段像素电极，显示内容以外空白处的填充是背景电极。

另外，该电泳型电子纸装置包括还包括贴附在上基板10上，并与下基板8共同构成封闭结构的保护膜体3。

针对上述电泳型电子纸装置，本发明还提供了相应地驱动方法。该驱动方法包括：

在等时间间隔切换该电泳型电子纸装置的显示模式；显示模式包括：局刷模式、全刷正显模式和全刷负显模式。

全刷正显模式下，按照图2所示第一时段至第四时段的顺序，第一笔段像素电极上被施加的电信号依次为负极性信号、负极性信号、正极性信号、正极性信号，第二笔段像素电极上被施加的电信号依次为负极性信号、正极性信号、正极性信号、负极性信号，背景电极上被施加的电信号依次为负极性信号、正极性信号、正极性信号、负极性信号，公共电极上被施加的电信号依次为正极性信号、负极性信号、负极性信号、正极性信号；

全刷负显模式下，按照图3所示第一时段至第四时段的顺序，第一笔段像素电极上被施加的电信号依次为负极性信号、正极性信号、正极性信号、负极性信号，第二笔段像素电极上被施加的电信号依次为负极性信号、负极性信号、正极性信号、正极性信号，背景电极上被施加的电信号依次为负极性信号、正极性信号、正极性信号、负极性信号，公共电极上被施加的电信号依次为正极性信号、负极性信号、负极性信号、正极性信号；

局刷模式下，按照图4所示第一时段至第二时段的顺序，第一笔段像素电信号和第二笔段像素电信号根据前后数据的对比(以黑白电子纸为例)会有四种情况：

(1)白到白，电极上被施加的电信号依次为正极性信号、负极性信号

(2)黑到黑，电极上被施加的电信号依次为正极性信号、负极性信号

(3)白到黑，电极上被施加的电信号依次为正极性信号、正极性信号

(4)黑到白，电极上被施加的电信号依次为负极性信号、负极性信号

公共电极的电信号依次为正极性信号、负极性信号。

另外，正显全刷和负显全刷完全可根据客户的实际需要在程序中进行控制，可以用正显和负显的方式交替刷新，也可以在白天用正显的方式进行全刷去残影，黑天的时候用负显的方式进行全刷去残影。此驱动方法可以弥补电子纸在局刷领域中的应用，不需要额外成本。由于第一笔段像素和第二笔段像素在每次局刷过程中只会出现白到白，黑到黑，白到黑，黑到白，这四种情况，当状态为黑到黑和白到白时，笔段像素无电压变化。当为白到黑(正压)和黑到白(负压)时对应的像素会有相对应的电压变化，但不能保证对应像素的电压波形是平衡的，波形不平衡会导致电子纸的对比度下降，产生底影。本发明中，每隔一段时间内通过负显全刷或者正显全刷的方式来显示一次画面，解决了局刷不平衡造成显示的对比度下降的问题，消除了底影。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种用于优化时间显示的电泳型电子纸装置，其特征在于，所述装置包括：电泳型电子纸显示屏和驱动控制芯片，电泳型电子纸显示屏与所述驱动控制芯片相连接；

所述电子纸显示屏包括：电子纸以及电子纸所贴附的玻璃基板；

所述玻璃基板包括ITO层、OC层和钼铝钼层；所述ITO层上形成有显示引线电极和公共引线电极；所述钼铝钼层上形成有显示电极；所述OC层把所述ITO层上的显示引线电极和所述钼铝钼层上的显示电极分开，并通过在OC层上面打孔的方式把显示引线电极和显示电极导通；

所述驱动控制芯片内存储有时间刷新的驱动波形，所述驱动波形包括驱动所述电泳型电子纸显示屏的显示模式为局刷模式的波形、驱动所述电泳型电子纸显示屏的显示模式为全刷正显模式的波形和驱动所述电泳型电子纸显示屏的显示模式为全刷负显模式的波形；所述电泳型电子纸显示屏的显示模式在局刷模式、全刷正显模式和全刷负显模式之间切换。

2.根据权利要求1所述的电泳型电子纸装置，其特征在于，所述电子纸包括电子纸ITO层、微胶囊带电粒子层和胶层；所述胶层贴附在所述玻璃基板的钼铝钼层上；所述微胶囊带电粒子层工作在所述电子纸ITO层和所述玻璃基板的钼铝钼层所产生的电场中。

3.根据权利要求2所述的电泳型电子纸装置，其特征在于，所述玻璃基板的ITO层上还设置有公共电极；所述公共电极通过转印电极与所述电子纸ITO层相连接。

4.根据权利要求1所述的电泳型电子纸装置，其特征在于，所述玻璃基板的ITO层还包括未被OC层覆盖的用于绑定所述驱动控制芯片的pad电极和用于控制驱动控制芯片的控制引脚电极；所述pad电极包括输入端和输出端，输入端连接到所述玻璃基板的ITO层的控制引脚电极处，输出端连接到显示引线电极和公共电极上；所述控制引脚电极与柔性电路板进行压接。

5.根据权利要求4所述的电泳型电子纸装置，其特征在于，所述驱动控制芯片通过异方性导电膜与所述玻璃基板的ITO层的pad电极绑定。

6.根据权利要求2所述的电泳型电子纸装置，其特征在于，所述驱动控制芯片的输出端与所述公共引线电极和所述显示引线电极相连接。

7.根据权利要求1所述的电泳型电子纸装置，其特征在于，所述驱动控制芯片的输出端输出0-15V的电压波形。

8.根据权利要求1所述的电泳型电子纸装置，其特征在于，所述电泳型电子纸显示屏还包括：贴附在所述电子纸表面，并与所述玻璃基板共同构成封闭结构的保护膜体。

9.根据权利要求1所述的电泳型电子纸装置，其特征在于，所述显示引线电极包括背景段显示引线电极和图形显示引线电极；所述显示电极包括背景显示电极，笔段显示电极；所述笔段显示电极至少包括第一笔段显示电极和第二笔段显示电极。

10.一种权利要求1-9任一项所述的电泳型电子纸装置的驱动方法，其特征在于，所述方法包括：

在等时间间隔切换所述电泳型电子纸装置的显示模式；所述显示模式包括：局刷模式、全刷正显模式和全刷负显模式；

所述全刷正显模式下，按照第一时段至第四时段的顺序，第一笔段像素电极上被施加的电信号依次为负极性信号、负极性信号、正极性信号、正极性信号，第二笔段像素电极上被施加的电信号依次为负极性信号、正极性信号、正极性信号、负极性信号，背景电极上被施加的电信号依次为负极性信号、正极性信号、正极性信号、负极性信号，所述公共电极上被施加的电信号依次为正极性信号、负极性信号、负极性信号、正极性信号；

所述全刷负显模式下，按照第一时段至第四时段的顺序，所述第一笔段像素电极上被施加的电信号依次为负极性信号、正极性信号、正极性信号、负极性信号，所述第二笔段像素电极上被施加的电信号依次为负极性信号、负极性信号、正极性信号、正极性信号，所述背景电极上被施加的电信号依次为负极性信号、正极性信号、正极性信号、负极性信号，所述公共电极上被施加的电信号依次为正极性信号、负极性信号、负极性信号、正极性信号；

所述局刷模式下，按照第一时段至第二时段的顺序，所述第一笔段像素和第二笔段像素电信号根据前后数据的对比，如果是白到白，电极上被施加的电信号依次为正极性信号、负极性信号；如果是黑到黑，电极上被施加的电信号依次为正极性信号、负极性信号；如果是白到黑，电极上被施加的电信号依次为正极性信号、正极性信号；如果是黑到白，电极上被施加的电信号依次为负极性信号、负极性信号；公共电极的电信号依次为正极性信号、负极性信号。

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