CN112951167A - 电泳显示器及其驱动方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供一种电泳显示器及其驱动方法。所述电泳显示器包括显示面板及电性连接所述显示面板的驱动电路。所述显示面板包括多个第一电泳粒子和多个第二电泳粒子。所述驱动电路被配置为在平衡时段，提供平衡信号给所述显示面板，以平衡所述显示面板中累积的残存电荷；在混合时段，提供混合信号给所述显示面板，以使所述多个第一电泳粒子以及所述多个第二电泳粒子被均匀地打散；在上色时段，提供驱动信号给所述显示面板，以驱动所述多个第一电泳粒子到达所述显示面板的显示侧。所述平衡时段、所述混合时段以及所述上色时段依时序进行，且所述平衡时段与所述混合时段之间、所述混合时段与所述上色时段之间至少其中之一具有预定的时间间隔。

Description

电泳显示器及其驱动方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种电泳显示器及其驱动方法。
背景技术
电泳显示器通过电场控制带电粒子分布形态，进而改变显示区对环境光的反射率，以产生显示效果。然而，现有的电泳显示器存在电力消耗多的缺点。
发明内容
本发明第一方面提供一种电泳显示器，其包括：
显示面板，所述显示面板包括多个第一电泳粒子和多个第二电泳粒子；以及
驱动电路，电性连接所述显示面板，所述驱动电路被配置为：
在平衡时段，提供平衡信号给所述显示面板，以平衡所述显示面板中累积的残存电荷；
在混合时段，提供混合信号给所述显示面板，以使所述多个第一电泳粒子以及所述多个第二电泳粒子被均匀地打散；
在上色时段，提供驱动信号给所述显示面板，以驱动所述多个第一电泳粒子到达所述显示面板的显示侧；
其中，所述平衡时段、所述混合时段以及所述上色时段依时序进行，且所述平衡时段与所述混合时段之间、所述混合时段与所述上色时段之间至少其中之一具有预定的时间间隔。
所述电泳显示器中，驱动电路被配置为多段式驱动显示面板进行画面切换。即，将所述平衡时段与所述混合时段之间、所述混合时段与所述上色时段之间至少其中之一设置一预定的时间间隔，非是连续地、不分段地输出平衡信号、混合信号以及驱动信号给显示面板。如此，每一时段(如平衡时段、混合时段、上色时段)的驱动只需较小的功率，分散了功耗输出，有利于节约电力。
本发明第二方面提供一种电泳显示器的驱动方法，所述电泳显示器包括显示面板以及电性连接所述显示面板的驱动电路，所述显示面板包括多个第一电泳粒子和多个第二电泳粒子，所述驱动方法包括：
在平衡时段，所述驱动电路提供平衡信号给所述显示面板，以平衡所述显示面板中累积的残存电荷；
在混合时段，所述驱动电路提供混合信号给所述显示面板，以使所述多个第一电泳粒子以及所述多个第二电泳粒子被均匀地打散；
在上色时段，所述驱动电路提供驱动信号给所述显示面板，以驱动所述多个第一电泳粒子到达所述显示面板的显示侧；
其中，所述平衡时段、所述混合时段以及所述上色时段依时序进行，且所述平衡时段与所述混合时段之间、所述混合时段与所述上色时段之间至少其中之一具有预定的时间间隔。
所述驱动方法，采用多段式驱动显示面板进行画面切换。即，将所述平衡时段与所述混合时段之间、所述混合时段与所述上色时段之间至少其中之一设置一预定的时间间隔，非是连续地、不分段地输出平衡信号、混合信号以及驱动信号给显示面板。如此，每一时段(如平衡时段、混合时段、上色时段)的驱动只需较小的功率，分散了功耗输出，有利于节约电力。
附图说明
图1为本发明实施例的电泳显示器的结构示意图。
图2为图1中显示面板的局部剖面示意图。
图3为本发明实施例的电泳显示器的驱动方法的流程示意图。
图4为图3中，步骤S1之数据信号的波形图。
图5为图3中，步骤S2之数据信号的波形图。
图6为图3中，步骤S3之数据信号的波形图。
主要元件符号说明
电泳显示器 100
显示面板 10
第一基板 11
公共电极层 12
电泳单元 13
第一电泳粒子 131
第二电泳粒子 132
第三电泳粒子 133
电泳液 134
驱动基板 14
第二基板 141
扫描线 SL
数据线 DL
像素 P
像素电极 142
驱动电路 20
栅极驱动电路 21
源极驱动电路 22
时序控制电路 23
公共电极驱动电路 24
供电装置 30
太阳能电池 31
方波信号 40
正脉冲信号 50
负脉冲信号 60
第一驱动脉冲 70
第二驱动脉冲 80
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
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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
为能进一步阐述本发明达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施方式，对本发明作出如下详细说明。
图1为本发明实施例的电泳显示器100的结构示意图。如图1所示，电泳显示器100至少包括显示面板10、电性连接显示面板10的驱动电路20、以及电性连接显示面板10的供电装置30。供电装置30用于为显示面板10提供电源。显示面板10包括多个第一电泳粒子131(示出在图2中)和多个第二电泳粒子132(示出在图2中)。驱动电路20被配置为在平衡时段，提供平衡信号给显示面板10，以平衡显示面板10中累积的残存电荷；在混合时段，提供混合信号给显示面板10，以使多个第一电泳粒子131以及多个第二电泳粒子132被均匀地打散；在上色时段，提供驱动信号给显示面板10，以驱动多个第一电泳粒子131到达显示面板10的显示侧。平衡时段、混合时段以及上色时段依时序进行，且平衡时段与混合时段之间、混合时段与上色时段之间至少其中之一具有预定的时间间隔。
该电泳显示器100中，驱动电路20被配置为多段式驱动显示面板10进行画面切换。即，将平衡时段与混合时段之间、混合时段与上色时段之间至少其中之一设置一预定的时间间隔，非是连续地、不分段地输出平衡信号、混合信号以及驱动信号给显示面板10。如此，每一时段(如平衡时段、混合时段、上色时段)的驱动只需较小的功率，分散了功耗输出，有利于节约电力。
显示面板10包括多条扫描线SL(图1中示意性画出一条)、多条数据线DL(图1中示意性画出一条)以及多个像素P(图1中示意性画出一个)。其中，扫描线SL与数据线DL大致垂直设置。多个像素P呈矩阵排布为多行多列。每一像素P分别电性连接一条对应的扫描线SL与一条对应的数据线DL。
驱动电路20包括栅极驱动电路21、源极驱动电路22以及时序控制电路23。时序控制电路23电性连接栅极驱动电路21和源极驱动电路22。时序控制电路23用于控制栅极驱动电路21依序开启显示面板10的每一像素P以及输出数据信号给源极驱动电路22。数据信号包括平衡信号、混合信号以及驱动信号。栅极驱动电路21电性连接显示面板10的多条扫描线SL和时序控制电路23，用于在时序控制电路23的控制下依序开启显示面板10的每一像素P。源极驱动电路22电性连接显示面板10的多条数据线DL和时序控制电路23，用于在时序控制电路23的控制下施加数据信号给被栅极驱动电路21开启的像素P。
图2为图1中显示面板10的局部剖面示意图。如图2所示，显示面板10包括相对设置的第一基板11以及驱动基板14。多个电泳单元13位于第一基板11和驱动基板14之间。各像素P分别对应于阵列排列的多个电泳单元13。每一电泳单元13包括电泳液134以及位于电泳液134中的电泳粒子。第一基板11的靠近驱动基板14的表面设置有公共电极层12。驱动基板14包括第二基板141以及位于第二基板141一侧的间隔设置的多个像素电极142。每一像素电极142对应一个电泳单元13。
驱动基板14可以为薄膜晶体管阵列基板。第一基板11的材料例如为聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene terephthalate，PET)，第二基板141的材料例如为玻璃。公共电极层12及像素电极142的材料例如为氧化铟锡(Indium Tin Oxide，ITO)。
如图1所示，驱动电路20还包括公共电极驱动电路24。公共电极驱动电路24电性连接显示面板10以及时序控制电路23，用于在时序控制电路23的控制下提供公共电压(例如，一固定的电压值)给显示面板10的公共电极层12。
时序控制电路23中内建有关于不同像素P的画面显示所需施加的数据信号和公共电压的查找表。时序控制电路23可通过接收查找表中信号，控制公共电极驱动电路24施加公共电压给公共电极层12，控制栅极驱动电路21依序打开显示面板10的每一像素P，控制源极驱动电路22分段式施加数据信号给被开启的像素P。相应地，第一电泳粒子131、第二电泳粒子132及第三电泳粒子133在公共电压和数据信号(如，数据电压)的控制下，在电泳液134中移动，以使使用者可以看到影像。
于一实施例中，电泳显示器100为彩色电泳显示器，每一电泳单元13包括至少三种颜色的电泳粒子。驱动电路20电性连接驱动基板14，以通过施加电压的方式驱动电泳粒子移动，以使显示面板10中的各个像素P可以分别显示黑色、白色、灰阶或特定颜色。
图2中，电泳单元13为微杯结构，并具有三种颜色的电泳粒子，即黑色电泳粒子、白色电泳粒子以及彩色电泳粒子。彩色电泳粒子例如可以为红色电泳粒子或黄色电泳粒子，在此不做限制。于其他实施例中，电泳单元13也可以为其他类型的结构，如微胶囊结构。
图2中，第一电泳粒子131、第二电泳粒子132及第三电泳粒子133分别为黑色电泳粒子、白色电泳粒子以及彩色电泳粒子之一。即，第一电泳粒子131、第二电泳粒子132及第三电泳粒子133其中之一为黑色电泳粒子，另一为白色电泳粒子，再一为彩色电泳粒子。于其他实施例中，显示面板10中电泳单元13也可以只包括黑色电泳粒子和白色电泳粒子，而不包括彩色电泳粒子，显示面板10中的各个像素P可以分别显示黑色、白色以及灰阶。
由于该电泳显示器100采用分段式刷图以进行画面显示，使得每一驱动时段(如，平衡时段、混合时段及上色时段)只需较小的功率即可启动，如此，分散功耗，节省电力。因此其供电装置30可以采用能量储存结构，取代普通的电池装置(例如，锂电池)。如此，使得电泳显示器100更轻薄化。另外，由于无需使用普通的电池装置，因此，电泳显示器100的使用寿命可大幅延长。
于一实施例中，供电装置30包括无线控制芯片，无线控制芯片用于使外部电源通过无线充电的方式为显示面板10提供电源。其中，电泳显示器100包括电性连接显示面板10的电路板(图未示)，无线控制芯片可以设置在电路板上。由于无线控制芯片为电泳显示器100无线充电的方式，可以省略普通的电池(如，锂电池)等，如此可减小电泳显示器100的体积，延长电泳显示器100的使用寿命。
于另一实施例中，供电装置30包括太阳能电池31。太阳能电池31用于将环境光之光能转换为电能，以为显示面板10提供电源。如图2所示，太阳能电池31位于驱动基板14远离第一基板11的一侧。另，太阳能电池31也可以设置在电路板上。
于其他实施例中，电泳显示器100既包括太阳能电池31也包括无线控制芯片。即，电泳显示器100既可以通过太阳能电池31进行供电，也可以通过无线控制芯片，使外部电源以无线充电的方式进行供电。由于太阳能电池31可以将环境光转换为电泳显示器100所需的电能，并且能够将该电能先储存或再使用。如此，可以减少电泳显示器100对外在电力的需求而具有储存电能及节能省电的特点。
于一实施例中，太阳能电池31为有机太阳能电池、多晶硅太阳能电池、微晶硅太阳能电池或铜铟镓硒太阳能电池之一，但不限于此。
图3为本发明实施例的电泳显示器的驱动方法的流程示意图。该驱动方法用于驱动上述的电泳显示器100。如图3所示，该驱动方法包括以下步骤。
S1：在平衡时段，提供平衡信号给显示面板，以平衡显示面板中累积的残存电荷。
S2：在混合时段，提供混合信号给显示面板，以使多个第一电泳粒子以及多个第二电泳粒子被均匀地打散。
S3：在上色时段，提供驱动信号给显示面板，以驱动多个第一电泳粒子到达显示面板的显示侧。
其中，平衡时段、混合时段以及上色时段依时序进行，且平衡时段与混合时段之间、混合时段与上色时段之间至少其中之一具有预定的时间间隔。
以下以显示面板10包括三种颜色的电泳粒子，第一电泳粒子131为带正电的彩色电泳粒子(如，红色带电粒子)，第二电泳粒子132为带正电黑色电泳粒子，第三电泳粒子133带负电的白色电泳粒子为例进行说明。其中，彩色电泳粒子的带电量低于黑色电泳粒子，也就是说，当驱动基板14施加负电压(如-V1)时，带负电的白色电泳粒子在电泳单元13中朝向显示面板10的显示侧移动。显示侧定义为第一基板11远离驱动基板14的一侧。当驱动基板14施加较高的正电压(如+V1)时，带正电的黑色电泳粒子在电泳单元13中朝向显示面板10的显示侧移动。当驱动基板14施加较低的正电压(如+V2，V2小于V1)时，带正电的彩色电泳粒子在电泳单元13中朝向显示面板10的显示侧移动。黑色电泳粒子和彩色电泳粒子的移动速度依据驱动基板14施加的正电压的大小而决定。
于一实施例中，驱动电路20可分三个阶段来提供数据信号给驱动基板14，以显示一个画面，也即数据信号的驱动区间依序包括平衡时段、混合时段及上色时段。其中，平衡时段和混合时段之间或混合时段和上色时段之间至少其中之一具有一预定的时间间隔。以下结合图4至图6以驱动彩色电泳粒子移动至显示面板10的显示侧为例说明该驱动方法。
如图4所示，在平衡时段，驱动电路20提供平衡信号至驱动基板14，以平衡显示面板10中累积的残存电荷，消除各个电泳粒子上的累积电荷，以使电泳单元13中的各个电泳粒子为电荷中和状态。其中，公共电极驱动电路24施加一固定的电压至公共电极层12，源极驱动电路22通过数据线DL施加平衡信号至像素电极142，使公共电极层12和像素电极142之间具有一定的电压差。图4中，平衡信号为方波信号40，且方波信号40为具有一定时间长度的-15V的电压信号。
于一实施例中，当经过平衡时段后，驱动电路20经一预定的时间间隔再向驱动基板14施加混合信号。该时间间隔可以为几分钟、几小时甚至一天时间，对此不作限制，其可以由使用者定义。
当该预定的时间间隔过去后，如图5所示，在混合时段，驱动电路20提供混合信号给显示面板10，以使电泳单元13中的电泳粒子被均匀地打散。
于一实施例中，电泳显示器100包括两种颜色的电泳粒子，那么该步骤S2中，混合信号用于驱动使该两种颜色的电泳粒子被均匀的打散。于其他实施例中，电泳显示器100包括三种以上颜色的电泳粒子，那么该步骤S2中，混合信号用于驱动使该三种以上的电泳粒子被均匀的打散。
图5中，混合信号包括交错排列的多个正脉冲信号50以及多个负脉冲信号60。正脉冲信号50用于驱动黑色电泳粒子以及彩色电泳粒子。负脉冲信号60用于驱动白色电泳粒子。正脉冲信号50的振幅等于负脉冲信号60的振幅。正脉冲信号50例如是+15V的电压信号。负脉冲信号60例如是-15V的电压信号。
于一实施例中，当经过混合时段后，驱动电路20经一预定的时间间隔再向驱动基板14施加驱动信号。该时间间隔可以为几秒钟、几分钟、几小时甚至一天时间，对此不作限制，其可以由使用者定义。
当该预定的时间间隔过去后，如图6所示，在上色时段，提供驱动信号给显示面板10，以驱动多个彩色电泳粒子到达显示面板10的显示侧。图6中，驱动信号包括交错排列的多个第一驱动脉冲70以及多个第二驱动脉冲80。第一驱动脉冲70用于驱动白色电泳粒子至一特定位置，第二驱动脉冲80用于驱动彩色电泳粒子在电泳单元13中向显示面板10的显示侧运动。第一驱动脉冲70例如是-15V的电压信号，第二驱动脉冲80例如是+5V的电压信号。其中，驱动电路20先向驱动基板14施加-15V的电压信号，以驱动白色电泳粒子移动到特定位置，接着向驱动基板14施加+5V的电压信号，以推动彩色电泳粒子向显示面板10的显示侧运动。如此循环输出第一驱动脉冲70和第二驱动脉冲80。当上色时段结束，待显示的图像完整显示。
于其他实施例中，平衡信号、混合信号以及驱动信号的驱动脉冲的电压振幅、时间长度等可根据不同电泳粒子的特性来决定。
于一实施例中，当电泳显示器100显示的画面为红色图像时，其平衡时段、混合时段及上色时段持续的时间依次为1.83s、6.33s、8.08s，启动电流依次为21.64mA、22.12mA、22.4mA，平均电流依次为1.37mA、1.5mA、1.3mA(即，大致20mJ的功率)。光学值中，亮度L为30.84，色彩饱和度a为41.42，色彩饱和度b为27.92(即，比较纯的红色)。当电泳显示器100显示的画面为白色图像时，其平衡时段、混合时段及上色时段持续的时间依次为1.83s、6.33s、8.07s，启动电流依次为21.2mA、21.08mA、24.12mA，平均电流依次为1mA、1.48mA、1.04mA(即，大致20mJ的功率)。光学值中，亮度L为67.54，色彩饱和度a为-1.59，色彩饱和度b为0.84(即，比较纯的白色)。当电泳显示器100显示的画面为黑色图像时，其平衡时段、混合时段及上色时段持续的时间依次为1.83s、6.33s、8.07s，启动电流依次为19.68mA、21.6mA、21.5mA，平均电流依次为1.41mA、1.59mA、1.08mA(即，大致20mJ的功率)。光学值中，亮度L为12.01，色彩饱和度a为1.61，色彩饱和度b为-3.48(即，比较纯的黑色)。
因此，该驱动方法采用分段式刷图，每一次刷图只需要较小的功率(大概20mJ左右)，而且最终显示出的画面的光学特性也不受影响。而一段式刷图(或者不分段式刷图)的方式，由于每一次刷图需要一次性输出平衡时段、混合时段及上色时段三个时段，其所需的功率高达66.1mJ。因此，本发明实施例的驱动方法，既可以维持较佳的光学特性，又可以降低每一次刷图的功率。
于一实施例中，电泳显示器100为电子货架标签，以用于显示待销售商品的信息(如，待销售商品的图片、价格、二维码等)。例如，电泳显示器100第一天需要显示第一种待销售商品(如手机)的信息，第二天需要显示第二种待销售商品(如衣服)的信息。营业人员可以在第一天下班时，使电泳显示器100完成平衡时段和混合时段，并设定一时间间隔，使第二天开始营业时，电泳显示器100完成上色时段，以将第二种待销售商品的信息显示出。因此，在第一天下班后，第二天开始营业前，电泳显示器100的显示画面为混乱的，第二种待销售商品的信息还未完整显示出。而在第二天开始营业时，电泳显示器100完成上色时段，将显示的信息更新为第二种待销售商品的信息。
于其他实施例中，电泳显示器100也可以为电子阅读器、电子纸等。
由于该电泳显示器100采用多段式刷图以显示画面，其具有小功耗即可启动、节约电力、体积小及使用寿命长等优点。
以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种电泳显示器，其特征在于，包括：
显示面板，所述显示面板包括多个第一电泳粒子和多个第二电泳粒子；以及
驱动电路，电性连接所述显示面板，所述驱动电路被配置为：
在平衡时段，提供平衡信号给所述显示面板，以平衡所述显示面板中累积的残存电荷；
在混合时段，提供混合信号给所述显示面板，以使所述多个第一电泳粒子以及所述多个第二电泳粒子被均匀地打散；
在上色时段，提供驱动信号给所述显示面板，以驱动所述多个第一电泳粒子到达所述显示面板的显示侧；
其中，所述平衡时段、所述混合时段以及所述上色时段依时序进行，且所述平衡时段与所述混合时段之间、所述混合时段与所述上色时段之间至少其中之一具有预定的时间间隔。
2.如权利要求1所述的电泳显示器，其特征在于，所述显示面板包括相对设置的第一基板以及驱动基板，所述多个第一电泳粒子以及所述多个第二电泳粒子位于所述第一基板和所述驱动基板之间；
所述驱动电路电性连接所述驱动基板，以通过所述驱动基板驱动所述显示面板。
3.如权利要求2所述的电泳显示器，其特征在于，所述电泳显示器还包括供电装置，所述供电装置电性连接所述显示面板，用于为所述显示面板提供电源。
4.如权利要求3所述的电泳显示器，其特征在于，所述供电装置包括无线控制芯片，所述无线控制芯片用于使外部电源通过无线充电的方式为所述显示面板提供电源。
5.如权利要求3所述的电泳显示器，其特征在于，所述供电装置包括太阳能电池，所述太阳能电池用于将光能转换为电能，以为所述显示面板提供电源。
6.如权利要求5所述的电泳显示器，其特征在于，所述太阳能电池位于所述驱动基板远离所述第一基板的一侧。
7.如权利要求1至6中任意一项所述的电泳显示器，其特征在于，所述显示面板包括阵列排布为多行多列的多个像素，每一所述像素包括所述第一电泳粒子和所述第二电泳粒子；
所述驱动电路包括栅极驱动电路、源极驱动电路以及时序控制电路；
所述时序控制电路电性连接所述栅极驱动电路和所述源极驱动电路，用于控制所述栅极驱动电路依序开启所述显示面板的每一像素以及输出数据信号给所述源极驱动电路；
所述栅极驱动电路电性连接所述显示面板，用于在所述时序控制电路的控制下依序开启所述显示面板的每一像素；
所述源极驱动电路电性连接所述显示面板，用于在所述时序控制电路的控制下施加所述数据信号给被所述栅极驱动电路开启的像素；
其中，所述数据信号包括所述平衡信号、所述混合信号以及所述驱动信号。
8.如权利要求7所述的电泳显示器，其特征在于，所述第一电泳粒子和所述第二电泳粒子其中之一为黑色电泳粒子，另一为白色电泳粒子。
9.如权利要求7所述的电泳显示器，其特征在于，所述显示面板还包括多个第三电泳粒子，在所述混合时段，所述多个第三粒子和所述多个第一电泳粒子以及所述多个第二电泳粒子一起被均匀地打散；
所述第一电泳粒子、所述第二电泳粒子、所述第三电泳粒子其中之一为黑色电泳粒子，另一为白色电泳粒子，再一为彩色电泳粒子。
10.一种电泳显示器的驱动方法，所述电泳显示器包括显示面板以及电性连接所述显示面板的驱动电路，所述显示面板包括多个第一电泳粒子和多个第二电泳粒子，其特征在于，所述驱动方法包括：
在平衡时段，所述驱动电路提供平衡信号给所述显示面板，以平衡所述显示面板中累积的残存电荷；
在混合时段，所述驱动电路提供混合信号给所述显示面板，以使所述多个第一电泳粒子以及所述多个第二电泳粒子被均匀地打散；
在上色时段，所述驱动电路提供驱动信号给所述显示面板，以驱动所述多个第一电泳粒子到达所述显示面板的显示侧；
其中，所述平衡时段、所述混合时段以及所述上色时段依时序进行，且所述平衡时段与所述混合时段之间、所述混合时段与所述上色时段之间至少其中之一具有预定的时间间隔。
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