CN114141205A - 一种基于液晶复合电子墨水体系的显示器驱动方法和电泳显示器 - Google Patents
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Abstract
本申请属于电泳显示技术领域，尤其涉及一种基于液晶复合电子墨水体系的显示器驱动方法和电泳显示器。本申请的显示器驱动方法，包括：电子纸显示无画面或起始画面，对所述电子纸施加预置时长、预置极性和预置幅值的电压，然后撤去所述电压，以使所述电子纸显示静态画面；或，对电子纸施加显示驱动波形，使得所述电子纸显示连续画面，所述电子纸结束所述连续画面以显示静态画面时，对所述电子纸施加预置时长、预置极性和预置幅值的电压，然后撤去所述电压，以使所述电子纸显示静态画面。本申请的方法有效解决现有技术中液晶/电泳墨水复合体系的电泳显示器采用现有的驱动波形会出现双稳态特性下降的技术缺陷。
Description
技术领域
本申请属于电泳显示技术领域，尤其涉及一种基于液晶复合电子墨水体系的显示器驱动方法和电泳显示器。
背景技术
使用电泳显示(EPD)技术的电子纸已经成为一种非常重要的信息显示载体，目前已经广泛应用于电子书阅读器、电子标签、电子广告牌等。其具备了良好的双稳态特性，在静态显示时，几乎不耗电，是一种具备节能环保特色的显示技术。然而，电泳电子纸还存在一系列缺点，例如：响应速度较慢。这些缺点严重影响了电泳电子纸显示效果，并制约了市场应用范围。
为了解决普通的电泳墨水(即未加入液晶和配向层的电泳墨水)存在响应速度慢的问题；研究者发现在电泳墨水中添加液晶和配向层可一定程度解决电泳墨水响应速度慢的问题，但是，双稳态是指电子纸在断电后依然能维持断电前所显示的最后的灰阶，双稳态指电子纸在断电后依然能维持断电前所显示的最后的灰阶的状态，添加液晶和配向层的电泳墨水无法维持所显示灰阶的稳定，这会导致用该显示装置播放视频后停止播放时，画面所显示的灰阶会产生明显的变形，影响观感。
发明内容
针对现有基于表面配向层修饰的液晶/电泳墨水复合体系的显示装置采用现有的驱动波形会出现双稳态特性下降的问题，提供一种基于表面配向层修饰的液晶/电泳墨水复合体系的显示器驱动方法和电泳显示器。
本申请第一方面提供了一种基于液晶复合电子墨水体系的显示器驱动方法，包括：
电子纸显示无画面或起始画面，对所述电子纸施加预置时长、预置极性和预置幅值的电压，然后撤去所述电压，以使所述电子纸显示静态画面；
或，对电子纸施加显示驱动波形，使得所述电子纸显示连续画面，所述电子纸结束所述连续画面以显示静态画面时，对所述电子纸施加预置时长、预置极性和预置幅值的电压，然后撤去所述电压，以使所述电子纸显示静态画面。
另一实施例中，所述电压的预置时长为3～8s。
另一实施例中，所述电压的预置极性与驱动所述静态画面所需的极性相反。
另一实施例中，所述电压的预置幅值为8～20V。
具体的，本申请中对电子纸施加预置时长、预置极性和预置幅值的电压，然后撤去所述电压，以使所述电子纸显示静态画面的过程为灰阶反转驱动波形，通过灰阶反转驱动波形可对电泳显示器(在无画面、起始画面或显示连续画面状态)的画面显示静态画面。具体原因是：灰阶反转驱动波形对电子纸施加特定时长、特定极性、特定幅值的电压，施加完并撤去后，在所述电子纸施加所述电压期间所积累的内建电势，使得电泳粒子会从一侧电极朝另一侧电极快速迁移，所显示的灰阶发生明显的反转。
本申请的通过采用灰阶反转驱动波形使得电泳显示器从显示无画面或起始画面到显示静态画面，或者使得电泳显示器从显示连续画面到显示静态画面。
具体的，上述灰阶反转驱动波形的电压的极性取决于要显示的静态画面，而静态画面是电子纸显示无画面、起始画面或连续画面的下一帧画面，即上述灰阶反转驱动波形的电压的极性与电子纸显示的当前画面的下一帧的静态画面相反。
具体的，电子纸在显示连续画面阶段，当电子纸结束该连续画面以显示静态画面时，对电子纸施加预置时长、预置极性和预置幅值的电压，然后撤去所述电压，使电子纸内部积累内建电场，电泳粒子会由于内建电场的积累以及液晶在电场驱动下对周围流体的加速流动而快速地向另一侧电极迁移，从而导致电子纸所显示的灰阶产生明显的反转，而灰阶反转的程度可以通过设计不同的驱动电压幅度和时间调节，即通过控制断电时液晶分子的回流和内建电场的强度来增强电子墨水微粒的灰阶反转，达到理想的灰阶。反转后所显示的灰阶由上一步施加电压的幅值大小与时间长短所决定，施加电压的幅值越大，或者施加电压的时间越长，则反转所产生的灰阶变化越大。根据施加电压的幅值大小、时间长短，与反转后所显示的灰阶建立相对应的查找表，即可实现电子墨水反转后的灰阶显示。
另一实施例中，所述显示驱动波形包括视频信号。
具体的，所述显示驱动波形可以为现有的快速驱动波形，所述电子纸显示连续画面采用一般的快速驱动波形即可，由于显示连续画面，电压波形一直在施加，双稳态消退的问题不明显。
另一实施例中，所述电压可为现有任意电压，具体的，所述电压为直流电压波形、脉冲电压、三角波电压或半周期正弦波电压中的一种。
具体的，上述波形的周期重复个数，当撤去所述电压后，电泳粒子会有不同程度地反向迁移，从而使电泳显示装置显示不同的灰阶。
具体的，本申请的电子纸可为现有常规的电子纸，采用的电泳墨水可为现有常规的电泳墨水，也可以为添加液晶的电泳墨水，或者添加液晶和配向层的电泳墨水。
本申请第二方面提供了一种电泳显示器，包括：
电子纸和控制单元；所述控制单元与所述电子纸连接，使得所述控制单元控制所述电子纸的电压情况；
所述电子纸显示无画面或起始画面，所述控制单元用于对所述电子纸施加预置时长、预置极性和预置幅值的电压，然后撤去所述电压，以使所述电子纸显示静态画面；
所述控制单元用于对所述电子纸施加显示驱动波形，使得所述电子纸显示连续画面，所述控制单元接收所述电子纸结束所述连续画面以显示静态画面的信号，所述控制单元对所述电子纸施加预置时长、预置极性和预置幅值的电压，然后撤去所述电压，以使所述电子纸显示静态画面。
具体的，所述控制单元中，所述电压的预置时长为3～8s；所述电压的预置极性与驱动所述静态画面所需的极性相反；所述电压的预置幅值为8～20V。
具体的，控制单元中可预先设置不同的驱动波形，通过调用不同波形控制电子纸的显示，如预设上述灰阶反转驱动波形，通过调用灰阶反转驱动波形实现电泳显示器实现静态画面。
另一实施例中，所述电子纸包括电泳墨水、第一电极、第二电极和配向层，所述电泳墨水刮涂在所述第一电极和所述第二电极之间形成电子纸；所述电泳墨水包括电泳粒子、非极性溶剂、电荷控制剂、增稠剂和液晶；
具体的，本申请所用的电泳粒子、非极性溶剂、电荷控制剂、增稠剂、液晶以及电极侧的配向层可为现有常规的物质。
另一实施例中，所述配向层分别附着在所述第一电极和所述第二电极上；所述配向层的材料选自聚酰亚胺、聚苯乙烯及其衍生物、聚肉桂酸乙烯酯、聚乙烯醇、环氧树脂、聚氨酯和聚硅烷中的一种或多种。具体的，所述配向层可锚定液晶分子的物质。
另一实施例中，所述第一电极和所述第二电极的材质为氧化铟锡(ITO)、纳米银、石墨烯、掺铝氧化锌(AZO)、掺氟氧化锡(FTO)和聚苯胺薄膜中的一种。
另一实施例中，所述非极性溶剂选自正构烷烃、异构烷烃、硅氧烷、环氧化合物、芳烃、脂肪烃和卤代烃中的一种或多种；所述电荷控制剂的选自有机磺酸盐、有机硫酸盐、有机磷酸盐、有机磷酸酯、聚酯类、聚烯烃类、聚丙烯酸酯类以及聚醚类的一种或多种。
另一实施例中，所述电泳粒子选自经过表面修饰聚合物处理的二氧化钛粒子、炭黑粒子、二氧化硅粒子、铁红粒子、铁黄粒子、铁黑粒子、铁蓝粒子和聚甲基丙烯酸甲酯粒子中的两种或两种以上。
具体的，两种电泳粒子的吸收光的波长不同。
另一实施例中，所述表面修饰聚合物选自聚苯乙烯、聚异丁烯、聚丙烯酸酯、N-(聚乙烯基苄基)邻苯二甲酰亚胺和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中的一种或多种。
另一实施例中，所述液晶选自向列相液晶、近晶相液晶、胆甾相液晶、蓝相液晶和铁电液晶中的一种或多种。
另一实施例中，所述增稠剂为现有常规的增稠剂，所述增稠剂选自甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚异丁烯、聚乙烯吡咯烷酮和聚氧化乙烯中的一种或多种。
具体的，控制单元为现有常规可对电子纸施加驱动电压波形，施加预置时长、预置极性和预置幅值的电压波形的设备，譬如波形发生器，微控制单元连接的无源驱动背板或薄膜晶体管背板。
具体的，本申请的电泳显示器可采用灰阶反转驱动波形，即当电子纸将要结束当前画面时，施加预置时长、预置极性和预置幅值的电压，然后撤去所述电压，以使电子纸显示静态画面，电压的时长范围在3s-8s，电压的极性与驱动静态画面所需要的极性相反，电压的幅值范围在8V-20V，使其内部积累内建电场；电泳粒子会由于内建电场的积累以及液晶在电场驱动下对周围流体的加速流动而快速地向另一侧电极迁移，从而导致电子纸所显示的灰阶产生明显的反转，通过控制断电时液晶分子的回流和内建电场的强度来增强电子墨水微粒的灰阶反转，达到理想的灰阶，从而实现电泳显示器的快速响应且具有双稳态性能。
本申请的目的针对现有技术的缺陷，提供了一种基于液晶复合电子墨水体系的显示器驱动方法和电泳显示器。本申请的方法是电子纸显示无画面或起始画面，对电子纸施加灰阶反转驱动波形，以使电子纸显示静态画面；电子纸施加显示连续画面，对电子纸施加灰阶反转驱动波形，以使电子纸显示静态画面。本申请的灰阶反转驱动波形可为电泳粒子积累内建电场，并在电压撤去时，电泳粒子由于积累的内建电场释放而被驱动到电极另一侧的目标位置，使得电泳显示装置显示目标灰阶，从而实现快速响应且具有双稳态性能的电泳墨水。
1、本申请的显示器驱动方法基于表面取向层修饰的液晶/电泳墨水复合体系，保证了电子纸显示装置的快速响应。
2、本申请的灰阶反转驱动波形，解决了基于表面取向层修饰的液晶/电泳墨水复合体系所存在的双稳态特性下降的问题。
可见，本申请提供的驱动电泳显示器的方法可在实现电泳墨水快速响应的同时保持断电时灰阶不变，并通过驱动波形的设计控制液晶的回流或者电泳墨水内部内建电场的强度。本申请的驱动方法具有普适性的应用场景，可将电泳墨水更好地应用于反射式动态显示的领域，增加了更多的电泳式电子纸的应用场景。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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作简单地介绍。
图1为本申请实施例提供的电子纸的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的电泳显示器的正面、侧面和该电泳显示器单个像素示意图，图2A为电泳显示器，图2B为电泳显示器的侧面结构，图2C为电子纸的单个像素正面结构；
图3为本申请实施例提供的用于驱动电泳显示器的流程图；
图4为本申请实施例提供的普通电泳墨水和添加液晶的电泳墨水制得的电子纸在显示连续画面的1s时施加15V的直流电压的光电响应结果；
图5为本申请实施例提供的普通电泳墨水和添加液晶的电泳墨水制得的电子纸在显示连续画面的1s时分别施加-15V的直流电压的光电响应结果；
图6为本申请实施例提供的电泳墨水制得的电子纸驱动不同时间后撤去电压后的光电响应结果；
图7为本申请实施例提供的普通电泳墨水和含有液晶和配向层的电泳墨水制得的电子纸驱动相同时间后撤去电压后的灰阶反转驱动的光电响应；
图8为本申请对比例提供的采用现有常规的驱动电压波形驱动1s撤去电压后电泳墨水制得的电子纸的灰阶反转的变化曲线；
图9为本申请对比例提供的采用现有常规的驱动电压波形驱动2s撤去电压后电泳墨水制得的电子纸的灰阶反转的变化曲线；
图10为本申请对比例提供的采用现有常规的驱动电压波形驱动3s撤去电压后电泳墨水制得的电子纸的灰阶反转的变化曲线。
具体实施方式
本申请提供了一种基于液晶复合电子墨水体系的显示器驱动方法和电泳显示器，用于解决现有技术中液晶/电泳墨水复合体系的电泳显示器采用现有的驱动波形会出现双稳态特性下降的技术缺陷。
下面将对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
其中，以下实施例所用原料或试剂均为市售或自制。
本申请将电泳墨水、第一电极和第二电极制备电子纸的方法为现有常规的手段，制备电子纸一般有两个方法，具体包括：
1、采用制作微杯的方式制备电子纸，包括以下步骤：
以ITO电极作为第一电极，在ITO电极上通过光刻的方法形成微杯结构，每个微杯大小在50μm～500μm。微杯被线宽为5～50μm光刻胶区分开来。
以下实施例的电泳墨水包括电泳粒子、非极性溶剂、电荷控制剂、增稠剂、液晶以及电极侧的配向层，在微杯用刮涂等方法中填充以下实施例的电泳墨水，然后用一层不导电材料贴在上面把微杯封闭。最后在不导电材料的表面贴上第二电极形成电子纸。
2、采用制作胶囊的方式制备电子纸，包括以下步骤：
以下实施例的电泳墨水包括电泳粒子、非极性溶剂、电荷控制剂、增稠剂、液晶以及电极侧的配向层，将以下实施例的电泳墨水用包胶囊的技术包在直径5～100μm的胶囊中(制作胶囊的方法为现有常规手段，本申请不作赘述)，然后把胶囊用刮涂的方法涂在第一电极上，贴上第二电极形成电子纸。
本申请实施例的表面取向层为可锚定液晶分子的配向层
本申请的双稳态指电子纸在断电后依然能维持断电前所显示的最后的灰阶。
本申请的灰阶反转驱动波形：指的是先用一段时间的直流电压驱动经过基于取向层修饰的含有液晶的电子纸，之后施加3～8s时长、施加与结束画面所需驱动的极性相反的幅值为8～20V的电压，以使电子纸显示静态画面，此时电泳粒子会从一侧电极朝另一侧电极快速迁移，所显示的灰阶也会发生明显的反转，这个现象成为灰阶反转，该驱动方法为灰阶反转驱动方法。
实施例1
本申请实施例提供了一种电泳显示器以及显示器驱动方法，具体步骤包括：
请参阅图1～图3，图1为本申请实施例提供的电子纸的结构示意图；图2为本申请实施例提供的电泳显示器的正面、侧面和该电泳显示器单个像素示意图；图3为本申请实施例提供的用于驱动电泳显示器的流程图。图1可知，本申请的电子纸的配向层6分别附着在第一电极1和第二电极2的内侧，白色电泳粒子3、黑色电泳粒子4和液晶5分散在第一电极1和第二电极2之间。图2可知，本申请实施例可采用电泳墨水以像素为单位制备电子纸和电泳显示器。图3可知，控制单元对电泳显示器D施加包含视频信号的驱动电压波形E，使电泳显示器F播放视频(即显示连续画面)，在结束连续画面那一刻，启动灰阶反转驱动波形G(即对电子纸施加预置时长、预置极性和预置幅值的电压，预置时长为3～8s，预置极性与连续画面前一帧画面所需驱动的极性相反，预置幅值为8～20V)，然后撤去所述电压，从而使得电泳显示器H显示双稳态画面，即电泳显示器H在断电后由于内建电势的释放，驱动电泳显示器显示后一帧的静态画面；此外，控制单元也可直接对电子纸施加灰阶反转驱动波形G(即施加预置时长、预置极性和预置幅值的电压，预置极性与驱动静态画面那一帧画面所需的极性相反，预置时长为3～8s，预置幅值为8～20V)，然后撤去所述电压，以使电子纸显示静态画面。
本申请实施例的控制单元为现有常规可对电子纸施加驱动电压波形，施加预置时长、预置极性和预置幅值的电压波形的设备，为波形发生器。该控制单元与上述制得的电子纸连接，控制单元用于控制该电子纸的电压情况。
本实施例测定普通电泳墨水和添加液晶的电泳墨水制得的电子纸在显示连续画面的1s时分别施加15V和-15V的直流电压，两者的光电响应结果如图4～图5所示，图4和图5标记的电泳墨水+液晶为实施例1添加液晶的电泳墨水。其中施加15V时，普通电泳墨水从黑态到白态响应时间为0.066s，本实施例添加液晶的电泳墨水从黑态到白态响应时间为0.033s；其中施加-15V时，普通电泳墨水从黑态到白态响应时间为0.39s，本实施例添加液晶的电泳墨水从黑态到白态响应时间为0.20s。从结果来看，在相同驱动波形下，本实施例添加液晶的电泳墨水的驱动响应速度要明显快于普通的电泳墨水，使本实施例添加液晶的电泳墨水更适合于快速响应的电泳显示。
本申请实施例添加液晶的电泳墨水包括：质量百分比为30％的电泳粒子、质量百分比为59.5％的非极性溶剂、质量百分比为0.5％的电荷控制剂、质量百分比为6％的增稠剂、质量百分比为4％的液晶；将上述原料混合制得电泳墨水。采用上述制作微杯的方式将该电泳墨水封闭在第一电极和第二电极之间制得电子纸，第一电极和第二电极均为ITO电极。
电泳粒子包括黑子粒子和白色粒子(质量比为1：3)，炭黑粒子作为黑色粒子，二氧化钛粒子作为白色粒子，双(2-乙己基)磺基丁二酸钠(AOT)作为电荷控制剂CCA，Isopar G作为非极性溶剂，E7液晶作为液晶，聚异丁烯作为增稠剂，聚酰亚胺作为配向层材料，ITO玻璃作为第一电极和第二电极；配向层为聚酰亚胺，厚度大约为20-25纳米，通过旋涂的方式制备，配向层不会溶解于电泳墨水，而是附着在第一电极、第二电极与电泳墨水的交界面处，使液晶分子更好地一致性响应电场进行偏转。
本申请实施例采用的普通电泳墨水与上述添加液晶的电泳墨水相似，区别在于不添加液晶，其余成分一致，通过增加非极性溶剂，使得电泳墨水的质量百分比达到100％。
实施例2
本申请实施例提供了一种电泳显示器以及显示器驱动方法，具体步骤包括：
按照实施例1的方法制备电泳墨水，本申请实施例电泳墨水成分与实施例1的一致。按照实施例1的方法制备电子纸，将上述的电泳墨水采用上述实施例1制作微杯的方式将该电泳墨水封闭在第一电极和第二电极之间制得电子纸，第一电极和第二电极均为ITO电极。
制备电泳显示器，包括上述的电子纸和控制单元，本申请实施例的控制单元为现有常规可对电子纸施加驱动电压波形，施加预置时长、预置极性和预置幅值的电压波形的设备，为波形发生器。该控制单元与上述制得的电子纸连接，控制单元用于控制该电子纸的电压情况。
控制单元对电泳显示器施加包含视频信号的驱动电压波形，使电泳显示器显示连续画面，在结束连续画面那一刻，启动灰阶反转驱动波形(即对电子纸施加预置时长、预置极性和预置幅值的电压，预置时长为6、7、8s，预置极性与驱动连续画面下一帧画面(即静态画面)所需的极性相反，预置幅值为20V)，断电后通过上述电压的施加积累内建电势，使电子墨水在断电后反转驱动到静态画面，即电泳显示器在断电后维持断电前所显示的最后的灰阶，测定对电泳墨水驱动不同时长的光电响应，结果如图6所示。
可见，对于本申请实施例的含有液晶和配向层的电泳墨水，当要结束画面刷新并显示静态画面时，先用单极性的电压分别驱动电泳墨水6、7和8秒(对应图6的驱动6秒曲线、驱动7秒曲线、驱动8秒曲线)，之后撤去驱动电压(图6三种情况都在时间轴上的1s撤去驱动电压)，电泳显示的灰阶会快速反转到另一种状态(譬如说从黑态反转到白态，或从白态反转到黑态，但是该方法不限于黑白电子纸)。从图6可以看出，灰阶反转大约在1.5s内完成，并且在驱动电压保持为0V时，本申请实施例的电泳墨水的显示灰阶也保持不变，可见，可通过施加不同时间的驱动电压，以得到具有不同光响应强度的电子纸，从而控制显示的静态画面。
实施例3
本申请实施例基于表面取向层修饰的液晶/电泳墨水复合体系制得电泳显示器，为可播放高帧率动画的电子纸阅读装置，包括：
按照实施例1的方法制备电泳墨水，本申请实施例电泳墨水成分与实施例1的一致。按照实施例1的方法制备电子纸，即将实施例1的电泳墨水采用上述实施例1制作微杯的方式将该电泳墨水封闭在第一电极和第二电极之间制得电子纸，第一电极和第二电极均为ITO电极。
制备普通电子墨水，组分与实施例1的基于液晶和表面配向层的电泳墨水相似，区别在于不添加液晶和不旋涂配向层物质，其余组分一致，通过增加非极性溶剂，使得电泳墨水的质量百分比达到100％。
制备基于液晶和表面配向层的电子纸，包括将上述的电泳墨水采用上述制作微杯的方式将该电泳墨水封闭在第一电极和第二电极之间制得电子纸，第一电极和第二电极均为ITO电极。
制备普通电子纸，制备步骤与制备基于液晶和表面配向层的电子纸的方法相似，采用上述的普通电子墨水制得。
制备基于液晶和表面配向层的电泳显示器，包括上述的电子纸和控制单元，本申请实施例的控制单元为现有常规可对电子纸施加驱动电压波形，施加预置时长、预置极性和预置幅值的电压波形的设备，为波形发生器。该控制单元与上述制得的电子纸连接，控制单元用于控制该电子纸的电压情况。
制备普通的电泳显示器，制备步骤与制备基于液晶和表面配向层的电泳显示器的方法相似。
控制单元分别对上述两种电泳显示器施加包含视频信号的驱动电压波形，使电泳显示器显示连续画面，在结束连续画面那一刻，启动灰阶反转驱动波形(即对电子纸施加预置时长、预置极性和预置幅值的电压，预置时长为n s，预置极性与静态画面所需驱动的极性相反，预置幅值为-15V)，测定对两种电泳墨水对同样的灰阶反转驱动波形的光电响应，结果如图7所示。
本申请的基于液晶和表面配向层的电子纸在启动灰阶反转驱动波形后，电泳显示器回到静态画面(即连续画面的下一帧画面)，即电泳显示器在断电后由于积累内建电场的释放而反转驱动到静态画面，在画面切换阶段(即显示连续画面阶段)，利用表面取向层控制液晶排列和偏转使周围液体流动，增加电泳墨水微粒的响应速度；当电子纸将要结束画面切换的时候(及结束连续画面那一刻)，为其施加特定时长、极性和幅值的直流电压，时长的范围在3s-8s，极性与驱动连续画面下一帧画面(即静态画面)所需的极性相反，幅值的范围在8V-20V，使其内部积累内建电场；通过控制断电时液晶分子的回流和内建电场的强度来增强电泳墨水微粒的灰阶反转，在撤去电压后，达到本申请理想的灰阶，从而实现快速响应且具有双稳态性能的电泳墨水。
因此，本申请的用于驱动电泳显示器的方法，可同时用于静态的双稳态显示和动态的高帧率动画显示。本申请的电子纸阅读装置采用含有液晶和取向层修饰的电子纸，配合本申请的用于驱动电泳显示器的方法，电泳墨水的响应速度明显快于普通的电泳墨水，从而在响应速度上可满足动画显示的要求。当上述电子纸阅读装置需要显示静态画面，或者停止显示动画并暂停在下一帧画面时，使用灰阶反转的驱动方案，即根据每一个像素所要显示的灰阶，通过控制电压施加时间点，以及直流电压的时长、极性和幅值，在撤去电压后，达到增强灰阶反转，从而实现快速响应兼具良好双稳态的电子纸阅读装置。
可见，与电子纸常规的利用直流平衡原理设计的驱动波形不同，本申请用于驱动电泳显示器的方法利用直流不平衡的原理积累电泳粒子的内建电场，并在驱动电压撤去后电泳显示装置才进入到驱动阶段，即电泳粒子会由于内建电场的释放而驱动到目标位置。如图7所示，实验表明，基于液晶和表面配向层的电泳墨水的显示装置与普通的电泳墨水(即未加入液晶和表面配向层的电泳墨水的显示装置在用正电压驱动n秒(3≤n≤8)后停止施加电压，前者的灰阶反转明显强于后者。灰阶反转后所显示的灰阶由上一步施加电压的幅值大小与时间长短所决定，施加电压的幅值越大，或者施加电压的时间越长，则反转所产生的灰阶变化越大。根据施加电压的幅值大小、时间长短，与反转后所显示的灰阶建立相对应的查找表，即可实现电泳墨水反转后的灰阶显示。
实施例4
本申请实施例基于表面取向层修饰的液晶/电泳墨水复合体系制得电泳显示器，为可播放高帧率动画的电子纸广告牌，包括：
与实施例3相类似，上述电子纸广告牌的电泳像素包含电极、表面配向层、非极性溶剂、两种或两种以上的经过表面修饰的电泳粒子、液晶。通过输入包含视频信号的驱动波形，驱动电子纸广告牌显示动态画面的广告，而当广告牌需要显示静态画面的广告时，使用本申请的用于驱动电泳显示器的方法(灰阶反转的驱动方案)，驱动电子纸广告牌，即根据每一个像素所要显示的灰阶，通过控制施加电压的时间点，以及直流电压的时长、极性和幅值，在撤去电压后，使广告牌显示静态的画面并具有双稳态。采用上述电子纸显示装置的广告牌具有多种优点，在强光的户外下保持高对比度的显示；可显示静态和动态的广告，丰富广告内容；通过物联网方便快捷地管理广告牌的显示内容，降低维护的难度。
本实施例所述的电子纸广告牌采用基于表面取向层修饰的液晶/电泳墨水复合体系和灰阶反转驱动方案，可同时用于静态的广告画面和动态的高帧率动画广告。
实施例5
本申请实施例基于表面取向层修饰的液晶/电泳墨水复合体系制得电泳显示器，为基于电子纸的车载显示屏，包括：
与实施例3相类似，本实施例的车载显示屏采用基于表面取向层修饰的液晶/电泳墨水复合体系，使用本申请的用于驱动电泳显示器的方法(灰阶反转的驱动方案)，在撤去电压后，可显示静态的画面并具有双稳态，也可显示高帧率的动态画面。上述车载显示屏的显示结构与驱动方法与实施例3的电子纸广告牌类似，差别在于分辨率和屏幕尺寸的不同。采用上述基于电子纸的车载显示屏具有以下优点：广视角，车组人员在大范围的视角内都能看到清晰的画面；强光的户外下保持高对比度显示；可播放动态的画面，满足车载显示内容对显示屏的要求。
对比例1
本申请对比例提供了一种电泳显示器以及驱动方法，具体步骤包括
本申请对比例采用了添加液晶和配向层的电泳墨水的电子纸，电泳墨水按照实施例1的方法制备电泳墨水，本申请实施例电泳墨水成分与实施例1的一致。按照实施例1的方法制备电子纸，即将上述的电泳墨水采用实施例1制作微杯的方式将该电泳墨水封闭在第一电极和第二电极之间制得电子纸，第一电极和第二电极均为ITO电极。
本申请对比例的控制单元为现有常规可对电子纸施加驱动电压波形的设备，为波形发生器。该控制单元与上述制得的电子纸连接，控制单元用于控制该电子纸的电压情况。
通过控制单元对上述电子纸施加现有常规的快速驱动电压波形，驱动时间分别为1s、2s和3s，测定对应的电泳墨水的灰阶反转的变化曲线，结果如图8～图10所示，从图8～图10结果可知，本对比例采用现有常规的驱动电压波形，波形结构为振荡+激活+驱动，驱动时间分别为1s、2s、3s，图8～图10说明：一方面展示了基于液晶和配向层的电子墨水在断电后双稳态下降，另一方面当驱动时间大于3s后，可以看到断电后电子纸的灰阶快速反转，提供了灰阶反转驱动的可行性。从实验结果来看，本对比例的电泳墨水体系在驱动时遵循直流平衡原则，但是依然产生明显的自消退，可见，采用添加了液晶和配向层的电子纸采用现有常规的驱动电压波形，在断电后无法维持断电前所显示的最后的灰阶，即其双稳态特性下降。
综上所述，本申请通过控制电压施加时间点，以及施加特定时长、幅值、单极性的直流电压，为电泳粒子积累内建电场，并在直流电压撤去时，电泳粒子由于积累的内建电场释放而被驱动到电极另一侧的目标位置，撤去电压后使得电泳显示装置显示目标灰阶，从而实现快速响应且具有双稳态性能的电泳墨水。该方案有以下优势：
a)基于表面取向层修饰的液晶/电泳墨水复合体系，解决了传统电泳墨水所存在的响应速度慢的问题。
b)使用本申请的用于驱动电泳显示器的方法(灰阶反转的驱动方案)，解决了基于表面取向层修饰的液晶/电泳墨水复合体系所存在的双稳态特性下降的问题。
以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。
Claims (10)
1.一种基于液晶复合电子墨水体系的显示器驱动方法，其特征在于，包括：
电子纸显示无画面或起始画面，对所述电子纸施加预置时长、预置极性和预置幅值的电压，然后撤去所述电压，以使所述电子纸显示静态画面；
或，对电子纸施加显示驱动波形，使得所述电子纸显示连续画面，所述电子纸结束所述连续画面以显示静态画面时，对所述电子纸施加预置时长、预置极性和预置幅值的电压，然后撤去所述电压，以使所述电子纸显示静态画面。
2.根据权利要求1所述的显示器驱动方法，其特征在于，所述电压的预置时长为3～8s。
3.根据权利要求1所述的显示器驱动方法，其特征在于，所述电压的预置极性与驱动所述静态画面所需的极性相反。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电压的预置幅值为8～20V。
5.根据权利要求1所述的显示器驱动方法，其特征在于，所述显示驱动波形包括视频信号。
6.根据权利要求1所述的显示器驱动方法，其特征在于，所述电压为直流电压波形、脉冲电压、三角波电压或半周期正弦波电压中的一种。
7.一种电泳显示器，其特征在于，包括：
电子纸和控制单元；所述控制单元与所述电子纸连接，使得所述控制单元控制所述电子纸的电压情况；
所述电子纸显示无画面或起始画面，所述控制单元用于对所述电子纸施加预置时长、预置极性和预置幅值的电压，然后撤去所述电压，以使所述电子纸显示静态画面；
所述控制单元用于对所述电子纸施加显示驱动波形，使得所述电子纸显示连续画面，所述控制单元接收所述电子纸结束所述连续画面以显示静态画面的信号，所述控制单元对所述电子纸施加预置时长、预置极性和预置幅值的电压，然后撤去所述电压，以使所述电子纸显示静态画面。
8.根据权利要求7所述的电泳显示器，其特征在于，所述电压的预置时长为3～8s；所述电压的预置极性与驱动所述静态画面所需的极性相反；所述电压的预置幅值为8～20V。
9.根据权利要求7所述的电泳显示器，其特征在于，所述电子纸包括电泳墨水、第一电极、第二电极和配向层，所述电泳墨水刮涂在所述第一电极和所述第二电极之间形成电子纸；所述电泳墨水包括电泳粒子、非极性溶剂、电荷控制剂、增稠剂和液晶。
10.根据权利要求7所述的电泳显示器，其特征在于，
所述配向层分别附着在所述第一电极和所述第二电极上；所述配向层的材料选自聚酰亚胺、聚苯乙烯及其衍生物、聚肉桂酸乙烯酯、聚乙烯醇、环氧树脂、聚氨酯和聚硅烷中的一种或多种；
所述第一电极和所述第二电极的材质为氧化铟锡、纳米银、石墨烯、掺铝氧化锌、掺氟氧化锡和聚苯胺薄膜中的一种；
所述非极性溶剂选自正构烷烃、异构烷烃、硅氧烷、环氧化合物、芳烃、脂肪烃和卤代烃中的一种或多种；所述电荷控制剂的选自有机磺酸盐、有机硫酸盐、有机磷酸盐、有机磷酸酯、聚酯类、聚烯烃类、聚丙烯酸酯类以及聚醚类的一种或多种；所述液晶选自向列相液晶、近晶相液晶、胆甾相液晶、蓝相液晶和铁电液晶中的一种或多种；
所述电泳粒子选自经过表面修饰聚合物处理的二氧化钛粒子、炭黑粒子、二氧化硅粒子、铁红粒子、铁黄粒子、铁黑粒子、铁蓝粒子和聚甲基丙烯酸甲酯粒子中的两种或两种以上；
所述表面修饰聚合物选自聚苯乙烯、聚异丁烯、聚丙烯酸酯、N-(聚乙烯基苄基)邻苯二甲酰亚胺和聚甲基丙烯酸甲酯中的一种或多种。
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