CN1938745A - 与最初光学状态无关的具有均匀图像稳定性的电泳显示器 - Google Patents

与最初光学状态无关的具有均匀图像稳定性的电泳显示器 Download PDF

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Abstract

提供了各个电压波形(700，720，740，760；800，820，840，860；900，920，940，960；1000，1020，1040，1060)，用于将双稳态显示器(310)，如电泳显示器的各个部分，如像素驱动到共同的最终光学状态。每个波形都包括用于将各个显示部分从不同最终光学状态驱动到基本上共同的最终光学状态的驱动脉冲(D)。各个电压波形进一步包括至少一个再寻址脉冲(RP，RP1，RP2，RP3)，其在每个波形中都具有基本上相同的脉冲形状。脉冲形状包括具有基本上相同能量的交替极性的脉冲。再寻址脉冲调整各个显示部分的粒子构造，从而使各个显示部分都具有一致的亮度衰退对未加电保持时间的特性(1100，1110，1120，1130)。

Description

与最初光学状态无关的具有均匀图像稳定性的电泳显示器
技术领域
本发明一般涉及一种电子阅读装置，如电子书和电子报纸，尤其涉及一种在双稳态显示器，如电泳显示器中无论最初光学图像状态如何，能获得和保持均匀亮度的方法和装置。
背景技术
近年来的技术发展已经提供了“用户友好”的电子阅读装置，如能提供一些机会的电子书。例如，电泳显示器保持了更大的希望。这种显示器具有固有存储性能，并能在不需要功耗的情况下保持图像相对长的时间。仅当需要用新的信息更新或刷新显示时才消耗功率。所以，这种显示器中的功耗非常低，适于应用于便携式电子阅读装置，如电子书和电子报纸。电泳是指带电粒子在所施加的电场中的移动。当在液体中发生电泳时，粒子以主要由粒子经历的粘滞拖拽力、它们的电荷(永久的或感应的)、液体的电介质特性和施加的电场的幅度确定的速度移动。电泳显示器是一种双稳态显示器，其是在图像更新后在不需要消耗功率的情况下基本保持图像的显示器。
例如，由美国马萨诸塞州剑桥的Ink Corporation在1999年4月9日公开的题目为“Full Color Reflective Display WithMultichromatic Sub-Pixels”的国际专利申请WO99/53373描述了这种显示装置。WO99/53373描述了一种具有两个基板的电子墨水显示器。一个基板是透明的，另一个设置有以行和列排列的电极。显示元素或像素与行电极和列电极的交点有关。使用薄膜晶体管(TFT)将显示元素连接到列电极，薄膜晶体管的栅电极连接到行电极。显示元素、TFT晶体管、行和列电极的这种排列一起形成了有源矩阵。此外，显示元素还包括像素电极。行驱动器选择一行显示元素，列或源极驱动器通过列电极和TFT晶体管给所述选定行的显示元素供给数据信号。数据信号对应于将要显示的图形数据，例如文本或图形。
电子墨水设置在像素电极和透明基板上的公共电极之间。电子墨水包括直径大约为10到50微米的多个微胶囊。在另一个方案中，每个微胶囊都具有悬浮在液体载体介质或流体中的带正电的白色粒子和带负电的黑色粒子。当给像素电极施加正电压时，白色粒子移到指向透明基板的微胶囊一侧，观察者可以看到白色显示元素。同时，黑色粒子移到微胶囊相反一侧的像素电极，观察者看不到这些黑色粒子。通过给像素电极施加负电压，黑色粒子移到指向透明基板的微胶囊一侧的公共电极，显示元素给观察者表现出黑色。同时，白色粒子移到微胶囊相反一侧的像素电极，观察者看不到这些白色粒子。当移除电压时，显示装置保持已获得的状态，因而表现出双稳态特性。在另一个方案中，在染色的液体中设置粒子。例如，在白色液体中设置黑色粒子，或在黑色液体中设置白色粒子。或，在不同颜色的液体中设置其他颜色的粒子，如在蓝色液体中设置白色粒子。
在介质中还可以使用其他流体，如空气，其中带电黑色和白色粒子在电场中来回移动(例如，Bridgeston SID2003-Symposium onInformation Displays，May18-23，2003，-20.3)。还可以使用有色粒子。
为了形成电子显示，将电子墨水印刷到层叠到电路层的一片塑料膜上。所述电路形成了由显示驱动器控制的像素图案。因为微胶囊悬浮在液体载体介质中，所以可使用现有的丝网印刷工序将它们印刷到实际任意表面上，包括玻璃、塑料、织品，甚至是纸上。此外，使用柔性的片材可设计出近似常规书外观的电子阅读装置。
然而，需要一种技术在双稳态显示器，如电泳显示器中获得和保持均匀的亮度，不管最初的光学图像状态如何。
发明内容
本发明解决了上面的和其他的问题。
在本发明特定的方面中，一种方法提供了用于驱动双稳态显示器各个部分的各个电压波形。该方法包括存取确定各个电压波形的数据，和根据存取的数据如此产生用于驱动双稳态显示器各个部分的各个电压波形以便每个电压波形都用于将双稳态显示器的各个部分从各个不同最初光学状态驱动到共同的最终光学状态，每个电压波形都包括至少第一再寻址脉冲。
例如，每个电压波形都包括在各个电压波形中具有基本上相同脉冲形状和/或能量的至少第一再寻址脉冲。
还提供了一种相关的电子阅读装置和程序存储装置。
附图说明
在附图中：
图1概略地显示了一个实施方案的电子阅读装置一部分显示屏的前视图；
图2概略地显示了沿图1中的2-2的横截面图；
图3概略地显示了电子阅读装置的整体视图；
图4概略地显示了具有各自显示区域的两个显示屏；
图5图解了在使用图6的波形从四个不同的最初光学状态寻址到白色状态后，作为未加电的图像保持时间(秒)函数的相对亮度的下降；
图6图解了用于将双稳态显示器从四个不同的最初光学状态驱动到白色状态的例子波形；
图7图解了图6的例子波形，其中在每个波形中还施加了具有相同能量和脉冲形状的单个再寻址脉冲；
图8图解了图6的例子波形，其中在每个波形中还施加了具有相同能量和脉冲形状的两个再寻址脉冲；
图9图解了图6的例子波形，其中在每个波形中还施加了具有相同能量和脉冲形状的三个再寻址脉冲；
图10图解了图6的例子波形，其中在每个波形中还施加了具有不同能量但具有相同脉冲形状的两个再寻址脉冲；和
图11图解了曲线，其显示了在使用图8的波形从四个不同的最初光学状态寻址到白色状态后，作为未加电的图像保持时间(秒)函数的相对亮度的下降。
在所有附图中，用相同的参考标记表示相应的部件。
具体实施方式
下面每一个文件都结合作为参考：
2002年9月16日提交的名称为“Electrophoretic DisplayPanel”的欧洲专利申请EP02078823.8(标记号PHNL020844)；
2003年1月23日提交的名称为“Electrophoretic DisplayPanel”的欧洲专利申请EP03100133.2(标记号PHNL030091)；
2002年5月24日提交的名称为“Display Device”的欧洲专利申请EP02077017.8，或2003年2月6日公开的名称为“Electrophoretic Active Matrix Display Device”的WO03/079323(标记号PHNL020441)；和
2003年6月11日提交的名称为“Electrophoretic Display Unit”的欧洲专利申请EP0311705.6(标记号PHNL030661)。
图1和2显示了电子阅读装置的一部分显示面板1的实施方案，所述电子阅读装置具有第一基板8、第二相对基板9和多个图像元素2。图像元素2以二维结构基本沿直线而设置。为了清楚起见，图像元素2显示为彼此间隔开，但实际上图像元素2彼此非常接近，从而形成连续的图像。此外，只显示了全部显示屏的一部分。图像元素的其他排列也是可能的，如蜂巢排列。在基板8和9之间存在具有带电粒子6的电泳介质5。第一电极3和第二电极4与每个图像元素2相关。电极3和4能接收电位差。在图2中，对于每个图像元素2，第一基板具有第一电极3，第二基板9具有第二电极4。带电粒子6能占据靠近电极3或4的位置，或者电极3和4中间的位置。每个图像元素2都具有由电极3和4之间的带电粒子6的位置确定的外观。电泳介质5本身是公知的，如U.S.专利5,961,804，6,120,839和6,130,774中的，并且可以从例如E Ink Corporation获得。
作为例子，电泳介质5可在白色流体中包含带负电的黑色粒子6。当由于例如+15伏特的电位差，带电粒子6靠近第一电极3时，图像元素2的外观是白色的。当由于例如-15伏特的相反极性的电位差，带电粒子6靠近第二电极4时，图像元素2的外观是黑色的。当带电粒子6在电极3和4之间时，图像元素具有中间的外观，如黑色和白色之间的灰度级。专用集成电路(ASIC)100控制每个图像元素2的电位差，从而在全部显示屏中产生想要的图像，如图像和/或文本。全部显示屏由在显示器中对应于像素的许多图像元素组成。
图3概略地显示了电子阅读装置的整体视图。电子阅读装置300包括显示ASIC 100。例如ASIC 100可以是Philips Corp.的“Apollo”ASIE E-ink显示控制器。显示ASIC100通过寻址电路305控制一个或多个显示屏310，如电泳屏幕，从而显示想要的文本或图像。寻址电路305包括驱动集成电路(IC)。例如，显示ASIC 100用作通过寻址电路305给显示屏310中不同像素提供电压波形的电压源。寻址电路305提供用于寻址特定像素，例如行和列的信息，以显示想要的图像或文本。显示ASIC 100能使开始于不同行和/或列的连续页得以显示。图像或文本数据存储在表示一个或多个存储装置的存储器320中，如果需要的话就被ASIC 100访问。一个例子是Philips Electronics的小波形因数(small form factor optica1)(SFFO)光盘系统，在其他系统中可利用非易失的闪存。电子阅读装置300进一步包括阅读装置控制器330或主控制器，其响应于用来启动用户命令，如下一页命令或前一页命令的用户激活软件或硬件按钮322。
阅读装置控制器330可以是执行任意类型计算机代码装置，如软件、固件、微代码等的计算机的一部分，从而获得这里所述的功能。因此，以对于本领域熟练技术人员很显然的方式，可提供一种包含这种计算机代码装置的计算机程序产品。阅读装置控制器330进一步包括存储器(没有示出)，其是一种程序存储装置，该程序存储装置确实包含了可由机器，如阅读装置控制器330或执行能获得这里所述功能的方法的计算机执行的指令程序。可以以本领域熟练技术人员很显然的方式提供这种程序存储装置。
当首次打开电子阅读装置300，和/或当亮度偏差大于一定值，如3％反射时，显示ASIC 100具有周期性给电子书的显示区域提供强行复位的逻辑，例如在每隔y分钟，如十分钟，每显示x页之后。为了自动复位，根据能产生可接受的图像质量的最低频率实验地确定可接受的频率。此外，例如当用户开始阅读电子阅读装置，或当图像质量下降到不可接受的水平时，用户可通过功能按钮或其它接口装置可手动地产生复位。
ASIC 100通过存取存储在存储器320中的信息来给显示寻址电路305提供驱动显示器310的指令。
本发明可用于任何类型的电子阅读装置。图4图解了具有两个分离显示屏幕的电子阅读装置400的一个实施例。具体地说，在第一屏幕440上设置第一显示区域442，在第二屏幕450上设置第二显示区域452。屏幕440和450由连接部445连接，该连接部能使屏幕彼此平坦面对而折叠，或在一个平面上打开和平躺。这种结构是理想的，因为其非常接近地再现了阅读常规书籍的经验。
可以设置各种用户接口装置，以使用户可以开始向前翻页，向后翻页的命令等。例如，第一区域442可以包括屏幕上按钮424，其可以使用鼠标或其它指示装置、触摸激活、PDA笔、或其它公知的技术来激活，以在电子阅读装置的页之间进行导航。除了向前翻页和向后翻页的命令之外，可提供在相同的页中向上或向下滚动的能力。可选择地或附加地设置硬件按钮422，以使用户可提供向前翻页和向后翻页的命令。第二区域452也可以包括屏幕上按钮414和/或硬件按钮412。注意到，不需要在第一和第二显示区域422，452周围的框架，因为显示区域是无框架的。还可以使用其它接口，例如声音命令接口。注意到，对于两个显示区域来说不需要按钮412，414；422，424。就是说，提供了单组向前翻页和向后翻页的按钮。或者，可以激励单个按钮或其它装置，如摇杆开关来提供向前翻页和向后翻页的命令。还可以设置功能按钮或其它接口装置，以使用户手动进行复位。
在其它可能的设计中，电子书具有一次显示一页的单个显示区域的单个显示屏幕。或者，可将单个显示屏幕分成例如水平或垂直排列的两个或多个显示区域。此外，当使用多个显示区域时，按任意希望的顺序显示连续页。例如，在图4中，在显示区域442上显示第一页，而在显示区域452上显示第二页。用户需要观看下一页时，代替第一页而在第一显示区域442中显示第三页，同时第二页仍在第二显示区域452中显示。类似地，在第二显示区域452中显示第四页，等等。在另一个方案中，当用户需要观看下一页时，如此刷新两个显示区域以便代替第一页在第一显示区域442中显示第三页，代替第二页在第二显示区域452中显示第四页。当使用单个显示区域时，显示第一页，然后当用户进入下一页命令时，第二页覆盖第一页，等等。对于向后翻页命令相反地进行该工序。此外，该工序可等价地适用于从右到左阅读文本的语言，如希伯来语，以及适用于以列方式阅读而不是以行方式的语言，如汉语。
附加地，注意到在显示区域上不必显示整页。可以显示页的一部分，并提供滚动能力，从而使用户向上、向下、向左或向右滚动来阅读该页的其它部分。可以提供放大和缩小能力，从而使用户改变文本或图像的尺寸。例如这对于视力下降的用户是很理想的。
解决的问题
在高亮度、高对比度、宽视角和双稳态或图像稳定特性方面而言，与其它显示器，如LCD相比而言，双稳态显示器，如电泳显示器是有利的。附加地，由于双稳态所提供的较低刷新率，所以平均功耗比LCD小得多。就是说，在完成图像更新之后，图像基本保持在像素上，而不需要供给任何电压脉冲。仅在下一个图像更新过程中需要电压脉冲。还可在下一个图像更新过程中，如从白色到白色转变中，不更新/刷新其上光学状态不变的像素，导致更加低的功消。然而，在实际的电泳显示器中，观察到紧随图像更新之后在未加电的图像保持周期期间光学状态发生偏移，如图5中所示。
图5图解了在紧随从四个不同的最初光学状态寻址到白色状态之后作为未加电图像保持时间(秒)函数的相对亮度的下降。垂直轴表示白色状态的相对亮度下降，其中1.00表示没有亮度下降，水平轴表示以秒为单位的未加电等待时间。曲线500，510，520和530表示当分别从白色、浅灰色、暗灰色、和黑色到达白色状态时的亮度下降。显著的亮度下降要求在一些装置中在特定量的时间，如十分钟之后刷新显示器。使用下面所述的图6中所示的寻址波形获得图5中的数据。
此外，四个曲线偏差非常大。例如，在相同的等待时间时，从黑色的最初状态到达白色状态(曲线530)时的亮度总低于从暗灰色的最初状态到达白色状态(曲线520)时的亮度，其依次低于从浅灰色的最初状态到达白色状态(曲线510)时的亮度。一般地，亮度衰退的速度或速率与在寻址周期期间显示器中粒子移动的距离成比例。作为不同亮度衰退速率的结果，出现了重像。此外，增加等待时间加强了重像级别。就是说，由于不同的连续图像从不同的最初光学状态和不同的等待时间而更新，所以在显示屏幕上出现了具有不同反射率的一些白色状态。特别当白色状态用作显示器的背景时，例如特别在电子阅读装置常是这种情形，所述重像很快变为不可接受的。当显示器在其它光学状态，如黑色，暗灰色或浅灰色中经历了较长的未加电保持时间时，会遇到类似的问题。必须解决该问题，以确保用户有满意的感受。
图6图解了用于将双稳态显示器从四个不同的最初光学状态驱动到白色状态的例子波形。波形600，620和640包括用于将显示器的粒子从黑色(B)、暗灰色(DG)、或浅灰色(LG)状态驱动到白色状态(W)的驱动脉冲(D)。波形660包括具有基本上零电压的帧。图中的每个垂直线都表示帧时间的开始和结束，其例如可以是20ms。在一个可能的脉冲宽度调制(PWM)驱动方案中，驱动脉冲(D)可以假定为-15V，0V或+15V的幅度。作为周期与幅度乘积的驱动脉冲的能量足够可以将显示器中的粒子从当前光学状态驱动到理想的最终光学状态。分别使用波形600，620，640和660获得曲线530，520，510和500的亮度下降数据。此外，在该图和随后的图中，由时间坐标tx表示的垂直箭头表示驱动脉冲的完成时间。该时间与在图5中零秒的时间一致，在该时间时亮度开始衰退。
提出的方案
本发明提供了一种用于双稳态显示器，如电泳显示器的驱动技术，其获得了均匀的图像稳定性。特别地，对于从不同最初光学状态，如黑色、暗灰色、浅灰色等到达的共同的最终光学状态，如白色来说，本发明获得了基本上逐渐减小的亮度衰减对未加电的图像保持时间的特性。为此，给驱动波形施加至少一个再寻址脉冲。在一个可能的方案中，在所有波形转变到共同的最终光学状态过程中使用相同的再寻址脉冲。再寻址脉冲基本为在完成“标准的”驱动波形之后提供的相同电压脉冲。“标准的”驱动波形包括含有基本上单电压极性脉冲的驱动波形，所述单电压极性脉冲能将粒子基本上在一个方向上移向理想的最终光学状态。再寻址脉冲在一个或多个方向上移动粒子。结果，最终光学状态基本没有净(net)变化。此外，重要的是再寻址脉冲重新构造了显示装置中的粒子/离子。特别地，各个驱动波形中的再寻址脉冲具有基本上相同/同样的脉冲形状或结构，从而产生了基本上相同的最终粒子构造，导致了共同的亮度衰退特性。这样，大大减小了图像滞留效果。
脉冲形状例如是指再寻址脉冲的数量和再寻址脉冲极性的顺序。再寻址脉冲可包括单个或多个电压脉冲。例如，可通过在每个波形中具有正极性的第一再寻址脉冲确定脉冲形状。或者，通过具有正极性的第一再寻址脉冲，然后随后紧跟具有负极性的第二再寻址脉冲等等来确定脉冲形状。在每个波形中每个脉冲的幅度和定时可以变化。虽然在所有波形中再寻址脉冲形状基本相同，但在不同波形中再寻址脉冲的能量可以变化。然而，再寻址脉冲的能量还可在不同波形中基本上相同。脉冲形状独立于驱动方法，如脉冲宽度调制(PWM)或电压调制(VM)驱动方案。
实施方案1
图7图解了图6的例子波形，其中还使用了在每个波形中具有相同能量和脉冲形状的单个再寻址脉冲。波形700，720，740和760的组分别用于从黑色、暗灰色、浅灰色和白色的最初光学状态转变到白色的最终光学状态。在该图和随后的图中，SW表示使用标准的驱动脉冲(D)而到达的基本白色的状态。波形700，720，740和760每个都包括单个再寻址脉冲(RP)，其对于每个波形都是相同的。就是说，当使用PWM时，每个再寻址脉冲(RP)都具有相同的能量，即相同的周期。此外，每个再寻址脉冲(RP)都具有相同的脉冲形状或极性。该极性与驱动脉冲(D)或标准驱动波形的最后电压脉冲的极性相同。当该再寻址脉冲(RP)的极性与标准驱动波形的最后电压脉冲的极性相同时，再寻址脉冲在所有各个波形中用作过驱动脉冲，从而在所有这些被寻址的像素上产生明亮的白色状态。在另一个可能的方案中，再寻址电压脉冲(RP)的极性与标准驱动波形的最后电压脉冲的极性相反。在该情形中，标准驱动波形需要包括用于延伸驱动脉冲周期的基本上“过驱动”的部分。
在完成了标准驱动脉冲(D)之后在所有的四个转变过程中施加单个再寻址脉冲(RP)。例如，在时间tx时完成了标准驱动脉冲(D)后施加一个帧的单个再寻址脉冲(RP)。此外，可在一个或多个共同帧周期中及时排列再寻址脉冲。如上所述，通过在所有四个转变中施加相同的再寻址脉冲(RP)，可获得一般会聚的亮度衰退曲线，因为不管不同的最初光学状态怎么样，在最终的白色状态中产生了相似的离子/粒子构造。
各个电压波形700，720，740和760的每一个都根据例如从存储器存取的电压波形数据来驱动双稳态显示器(310)的各个部分，如一个或多个像素。各个电压波形的每一个都用于将双稳态显示器的各个部分从各个不同的最初光学状态，如黑色、暗灰色、浅灰色或白色驱动到共同的最终光学状态，如白色。各个电压波形的每一个都包括一个或多个再寻址脉冲。
在该图和随后的图中，标准波形与再寻址脉冲之间的时间可以从零ms变化到任意的时间周期。
实施方案2
图8图解了图6的例子波形，其中还使用了在每个波形中具有相同能量和脉冲形状的两个再寻址脉冲。波形800，820，840和860分别用于从黑色、暗灰色、浅灰色和白色的最初光学状态转变到白色的最终光学状态。波形800，820，840和860每个都包括两个再寻址脉冲(RP1，RP2)，其对于每个波形都具有相同的脉冲形状。这里，通过具有正极性的第一再寻址脉冲(RP1)和紧随的具有负极性的第二再寻址脉冲(RP2)确定所述脉冲形状。
在该方案中，在时间tx时完成标准驱动脉冲(D)之后，在所有的四个转变中都施加相同的双极性再寻址电压脉冲。双极性脉冲如此构造以便第一再寻址脉冲(RP1)将粒子从与SW状态相关的显示表面移开。在该情形中，第一再寻址脉冲(RP1)具有与标准驱动脉冲(D)的极性相反的极性。具有与标准驱动脉冲(D)的极性相同极性的第二再寻址脉冲(RP2)将粒子带回正确的亮度。
实施方案3
图9图解了图6的例子波形，其中还使用了在每个波形中具有相同能量和脉冲形状的三个再寻址脉冲。波形900，920，940和960分别用于从黑色、暗灰色、浅灰色和白色的最初光学状态转变到白色的最终光学状态。波形900，920，940和960每个都包括三个再寻址脉冲(RP1，RP2和RP3)，其对于每个波形都是相同的。这里，通过具有负极性的第一再寻址脉冲(RP1)、按顺序紧随的具有正极性的第二再寻址脉冲(RP2)、和紧随的具有与第一极性相同的负极性的第三再寻址脉冲(RP3)确定所述脉冲形状。
在该方案中，在完成标准驱动脉冲(D)之后，在所有的四个转变中都施加相同的具有交替极性的三重电压脉冲。三重再寻址脉冲如此构造以便第一再寻址脉冲(RP1)补偿残留的直流电(DC)(如果有的话)，和/或提高白色状态的亮度。特别地，例如由于施加寻址波形，在显示装置的粘结层或胶囊层中构建了残留或残余的DC。该波形的平均(之和)DC应当在称作DC平衡的特定闭环图像转变环路处理(closed image transition loop process)中被最小化。闭环图像转变环路例如包括B-DG-B或B-DG-LG-W-B或零。一般通过粘附脉冲电位原理获得DC平衡。如此构造该波形以便对于将显示器通过任意组的状态而从最初光学状态变到一个或多个中间光学状态，以及从黑色变到最初状态的所有组的图像转变来说，没有净(net)脉冲(DC)。
在所示的例子中，第一再寻址脉冲(RP1)的极性与驱动脉冲(D)的极性相同。极性与标准驱动脉冲(D)相反的第二再寻址脉冲(PR2)将粒子从与基本上白色(SW)状态相关的显示表面移开。第三再寻址脉冲(PR3)将粒子带向朝向正确的亮度级别。通过在所有四个转变中施加三重再寻址脉冲，如前面所述获得了一般会聚的亮度衰退曲线。此外，标准波形(D)与附加的脉冲(PR1，PR2和PR3)之间的时间可从零ms变化到任意的时间周期。各个再寻址脉冲PR1，PR2和PR3之间的时间也可以变化。该实施方案的一个优点是易于DC平衡。附加地，可获得更多精确的最终光学状态。此外，亮度修正通常是非常满意的，因为显示器中的粒子/离子可在两个方向上移动。对于每个再寻址脉冲的能量(时间×电压级)的选择可根据如结合实施方案2中讨论的相似标准来选择。
在上面的实施方案中，不同脉冲之间的时间可从0ms变化到任意的时间周期。在这些时间周期中，或在这些脉冲之前/或在这些脉冲过程中，还可施加其他脉冲，如振动脉冲。在上述欧洲专利申请EP02077017.8(标记号PHNL020441)中讨论了振动脉冲。
保留在相同光学状态大量时间的像素还需要刷新/更新，从而确保会聚的(convergent)图像稳定性，从而确保图像质量。然而，在刷新之前仍改善图像。该情形中的缺点是平均电力消耗有一些增加。
实施方案4
图10了图6的例子波形，其中还使用了在每个波形中具有不同能量但具有相同脉冲形状的两个再寻址脉冲。波形1000，1020，1040和1060分别用于从黑色、暗灰色、浅灰色和白色的最初光学状态转变到白色的最终光学状态。这里，在时间tx时完成标准驱动脉冲(D)之后，在所有四个转变中施加具有相同脉冲形状但不同能量的再寻址电压脉冲。再一次，第一再寻址脉冲(PR)将粒子从与基本上白色(SW)状态相关的显示表面移开。在该情形中，第一再寻址脉冲(RP1)在每个各个波形中都具有正极性，但B-W转变(波形1000)中第一再寻址脉冲的能量低于在DG-W转变(波形1020)中的能量，并依次低于LG到W转变(1040)和W到W转变(波形1060)中的能量。第二再寻址脉冲(RP2)在每个各个波形中具有负极性，但第二再寻址脉冲(RP2)的能量在不同波形中不同，其通过由电光特性实验测量的光学性能，即获得的最终光学状态来确定。第一再寻址脉冲(RP1)的能量还可在不同的各个驱动波形中任意地不同，其通过由电光特性实验测量的光学性能，即获得的最终光学状态的图像稳定性来确定。当在所有四个转变都使用该方案时，获得了会聚的亮度衰退曲线。这些脉冲任意一个之间的时间可从零ms变到任意的时间周期。
该实施方案的优点是易于DC平衡，因为再寻址脉冲RP1和RP2的两个电压彼此抗衡(counter balance)了。附加地，获得了更加精确的最终光学状态。此外，亮度修正通常是非常满意的，因为显示器中的粒子/离子可在两个方向上移动。如前面所述，对于每个再寻址脉冲中涉及的能量(时间×电压级)的选择并没有限制，但例如可根据墨水或其他双稳态材料以及重像/亮度要求来确定。此外，为了将闪烁最小化，可如此设定第一再寻址脉冲(RP1)中的能量以便其仅对于将粒子移到靠近中间灰度级来说是充分的，但对于将粒子移到相反的轨道来说是不充分的。为了将亮度最大化，PR1用于重构粒子，需要PR2修正亮度。PR1中能量的选择与对于PR2相比不怎么重要。实验显示出，第二再寻址脉冲(PR2)中的能量大于第一再寻址脉冲(RP1)中的能量通常是理想的。通过改变脉冲的时间和/或电压级来改变能量。
实验结果
图11图解了曲线，其显示了在图8所示的驱动波形中施加两个再寻址脉冲，从四个不同的最初光学状态寻址到白色状态后，作为未加电的图像保持时间(秒)函数的相对亮度的下降。与图5相似，垂直轴表示白色状态的相对亮度下降，而水平轴表示以秒为单位的未加电的等待时间。使用实施方案2的方案的代表性实验结果分别显示为曲线1100，1110，1120和1130中从白色、黑色、浅灰色和暗灰色的最初光学状态转变到白色状态。最初黑色状态的曲线(曲线1110)和最初白色状态的曲线(曲线1100)实质上彼此交迭。最初浅灰色状态的曲线(曲线1120)和最初暗灰色状态的曲线(曲线1130)实质上也彼此交迭，尽管曲线1120在较高等待时间时稍微较高。
当这些结果与图5中没有使用再寻址脉冲的那些相比较时，可以清楚看到，本发明大大减小了亮度衰退曲线的发散。因而，通过从不同最初光学状态驱动到共同最终光学状态的双稳态显示器的各个部分而经历了基本上一致的亮度衰退对未加电保持时间的特性。例如，在300秒时可获得小于大约1-2％的亮度差。在有源矩阵电泳显示器上还可以观察到大大改善了图像质量。
一般地，当使用较小的脉冲时，粒子更加好地更加快速地被离子“冻结”，因为只需要相对短距离的移动。使用根据本发明的再寻址脉冲，冻结动作可变得相同，而不管例如作为最初光学状态函数的标准驱动波形的大小或周期如何。因而最终光学状态的显示变得基本上对最初光学状态不敏感。
因而，可以看到本发明涉及了通过在向着理想最终光学状态的所有相关转变过程中使用基本上相同、或同样的脉冲形状的再寻址波形，将基本上使用标准驱动波形从不同最初状态获得的光学状态进行再寻址。此外，尽管在上面的例子中，使用白色状态作为理想的最终光学状态来图解所述问题和相应的方案，但是类似的方案也可适用于其他最终的光学状态，如黑色或中间状态或其他彩色状态。
还注意到，在上面的例子中，使用脉冲宽度调制(PWM)驱动来图解本发明，其中脉冲时间在每个波形中变化，而电压幅度保持恒定。然而，本发明还适用于其他驱动方案，例如基于其中脉冲电压幅度在每个波形中变化的电压调制驱动(VM)，或者结合PWM和VM驱动。本发明适用于彩色以及灰度级双稳态显示器。此外，电极结构没有限制。例如，可以使用顶部/底部电极结构、蜂巢结构、面内切换结构或其他的组合有面内切换和垂直切换的结构。此外，可以在无源矩阵以及有源矩阵电泳显示器中执行本发明。实际上，可以在图像更新之后图像基本保留在显示器上的不消耗功率的任何双稳态显示器中执行本发明。此外，本发明还适用于单个和多个窗口显示器，例如其中存在打字机模式。
尽管这里已经显示并描述了本发明的优选实施方案，但当应当理解到，在不脱离本发明精神的情况下很容易在形式上或细节上做各种修改和变化。因此本发明并不限于所述的和所图解的具体形式，而是应解释为覆盖落入所附权利要求范围内的所有修改。

Claims (20)

1.一种提供用于驱动双稳态显示器各个部分的各个电压波形的方法，该方法包括：
存取确定各个电压波形的数据；和
根据存取的数据如此产生用于驱动双稳态显示器(310)各个部分的各个电压波形(700，720，740，760；800，820，840，860；900，920，940，960；1000，1020，1040，1060)以便各个电压波形的每个都用于将双稳态显示器的各个部分从各个不同最初光学状态驱动到共同的最终光学状态，各个电压波形的每个都包括至少第一再寻址脉冲(RP，RP1，RP2，RP3)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述产生各个电压波形包括如此产生各个电压波形以便各个电压波形的每个都包括至少第一再寻址脉冲(RP，RP1，RP2，RP3)，其用于给双稳态显示器的各个部分的每个提供基本上一致的亮度衰退对未加电保持时间的特性(1100，1110，1120，1130)。
3.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述产生各个电压波形包括如此产生各个电压波形以便各个电压波形的每个都包括在各个电压波形的每个中具有基本上相同能量的至少第一再寻址脉冲(RP，RP1，RP2，RP3)。
4.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述产生各个电压波形包括如此产生各个电压波形以便各个电压波形的每个都包括在各个电压波形的每个中具有基本上相同脉冲形状的至少第一再寻址脉冲(RP，RP1，RP2，RP3)。
5.根据权利要求4所述的方法，其中：
在各个电压波形的每个中基本上相同的脉冲形状都包括具有第一极性的至少第一脉冲，该第一极性在各个电压波形的每个中都是相同的。
6.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述产生各个电压波形包括如此产生各个电压波形以便各个电压波形的每个都包括在各个电压波形的每个中具有基本上相同脉冲形状的多个再寻址脉冲(RP1，RP2，RP3)。
7.根据权利要求6所述的方法，其中：
在各个电压波形的每个中基本上相同的脉冲形状包括具有第一极性的至少第一再寻址脉冲(RP1)，该第一极性在各个电压波形的每个中都是相同的、以及随后紧跟的具有第二极性的第二再寻址脉冲(RP2)，该第二极性与第一极性相反且在各个电压波形的每个中都是相同的。
8.根据权利要求6所述的方法，其中：
在各个电压波形的每个中基本上相同的脉冲形状包括具有第一极性的至少第一再寻址脉冲(RP1)，该第一极性在各个电压波形的每个中都是相同的、随后紧跟的具有第二极性的第二再寻址脉冲(RP2)，该第二极性与第一极性相反且在各个电压波形的每个中都是相同的、以及随后紧跟的具有第一极性的第三再寻址脉冲(RP3)。
9.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述产生各个电压波形包括如此产生各个电压波形以便各个电压波形的每个在用于将双稳态显示器的各个部分从各个不同最初光学状态基本上驱动到共同的最终光学状态的至少第一再寻址脉冲(RP，RP1，RP2，RP3)之前都包括驱动脉冲(D)。
10.根据权利要求1所述的方法，其中：
双稳态显示器(310)包括电泳显示器。
11.一种确实包含可由机器执行的程序指令的程序存储装置，其用于执行给驱动双稳态显示器各个部分提供各个电压波形的方法，该方法包括：
存取确定各个电压波形的数据；和
根据存取的数据如此产生用于驱动双稳态显示器(310)各个部分的各个电压波形(700，720，740，760；800，820，840，860；900，920，940，960；1000，1020，1040，1060)以便各个电压波形的每个都用于将双稳态显示器的各个部分从各个不同最初光学状态驱动到共同的最终光学状态，各个电压波形的每个都包括至少第一再寻址脉冲(RP，RP1，RP2，RP3)。
12.根据权利要求11所述的程序存储装置，其中：
所述产生各个电压波形包括如此产生各个电压波形以便各个电压波形的每个都包括至少第一再寻址脉冲(RP，RP1，RP2，RP3)，其用于给双稳态显示器的各个部分的每个提供基本上一致的亮度衰退对未加电保持时间的特性(1100，1110，1120，1130)。
13.根据权利要求11所述的程序存储装置，其中：
所述产生各个电压波形包括如此产生各个电压波形以便各个电压波形的每个都包括在各个电压波形的每个中具有基本上相同能量的至少第一再寻址脉冲(RP，RP1，RP2，RP3)。
14.根据权利要求11所述的程序存储装置，其中：
所述产生各个电压波形包括如此产生各个电压波形以便各个电压波形的每个都包括在各个电压波形的每个中具有基本上相同脉冲形状的多个再寻址脉冲(RP1，RP2，RP3)；和
在各个电压波形的每个中基本上相同的脉冲形状包括具有第一极性的至少第一再寻址脉冲(RP1)，该第一极性在各个电压波形的每个中都是相同的、以及随后紧跟的具有第二极性的第二再寻址脉冲(RP2)，该第二极性与第一极性相反且在各个电压波形的每个中都是相同的。
15.根据权利要求11所述的程序存储装置，其中：
双稳态显示器(310)包括电泳显示器。
16.一种电子阅读装置，包括：
双稳态显示器(310)；和
用于通过下述步骤提供将双稳态显示器的各个部分驱动到共同的最终光学状态的各个电压波形的控制器(100)：(a)存取确定各个电压波形的数据，和(b)根据存取的数据如此产生用于驱动双稳态显示器(310)各个部分的各个电压波形(700，720，740，760；800，820，840，860；900，920，940，960；1000，1020，1040，1060)以便各个电压波形的每个都用于将双稳态显示器的各个部分从各个不同最初光学状态驱动到共同的最终光学状态，各个电压波形的每个都包括至少第一再寻址脉冲(RP，RP1，RP2，RP3)。
17.根据权利要求16所述的电子阅读装置，其中：
所述产生各个电压波形包括如此产生各个电压波形以便各个电压波形的每个都包括至少第一再寻址脉冲(RP，RP1，RP2，RP3)，其用于给双稳态显示器的各个部分的每个提供基本上一致的亮度衰退对未加电保持时间的特性(1100，1110，1120，1130)。
18.根据权利要求16所述的电子阅读装置，其中：
所述产生各个电压波形包括如此产生各个电压波形以便各个电压波形的每个都包括在各个电压波形的每个中具有基本上相同能量的至少第一再寻址脉冲。
19.根据权利要求16所述的电子阅读装置，其中：
所述产生各个电压波形包括如此产生各个电压波形以便各个电压波形的每个都包括在各个电压波形中具有基本上相同脉冲形状的多个再寻址脉冲(RP1，RP2，RP3)；和
在各个电压波形的每个中基本上相同的脉冲形状包括具有第一极性的至少第一再寻址脉冲(RP1)，该第一极性在各个电压波形的每个中都是相同的、以及随后紧跟的具有第二极性的第二再寻址脉冲(RP2)，该第二极性与第一极性相反且在各个电压波形的每个中都是相同的。
20.根据权利要求16所述的电子阅读装置，其中：
双稳态显示器(310)包括电泳显示器。
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