HK40008552B - 电光显示器及驱动方法 - Google Patents

Description

电光显示器及驱动方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年3月3日提交的序列号为62/466,375的美国临时申请的权益。

本申请是有关于美国专利第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；7,116,466；7,119,772；7,193,625；7,202,847；7,259,744；7,304,787；7,312,794；7,327,511；7,453,445；7,492,339；7,528,822；7,545,358；7,583,251；7,602,374；7,612,760；7,679,599；7,688,297；7,729,039；7,733,311；7,733,335；7,787,169；7,952,557；7,956,841；7,999,787；8,077,141；以及8,558,783号；美国专利申请公开第2003/0102858；2005/0122284；2005/0253777；2006/0139308；2007/0013683；2007/0091418；2007/0103427；2007/0200874；2008/0024429；2008/0024482；2008/0048969；2008/0129667；2008/0136774；2008/0150888；2008/0291129；2009/0174651；2009/0179923；2009/0195568；2009/0256799；2009/0322721；2010/0045592；2010/0220121；2010/0220122；2010/0265561；2011/0285754；2013/0194250；2014/0292830；以及2016/0225322号；PCT公开申请第WO 2015/017624号；以及2016年2月3日提出的美国专利申请第15/014,236号。

为了方便起见，上述专利和申请可以在下文中统称为“MEDEOD”(用于驱动电光显示器的方法)申请。在此将这些专利及共同未决申请以及下面所述的所有其他美国专利及公开和共同未决申请的全部内容以参照方式并入本文。

技术领域

本公开的各方面涉及以深色模式显示的电光显示器(特别是双稳态电光显示器)，并且涉及用于深色模式显示的方法及装置。更具体地，本发明涉及在深色模式下的驱动方法，即，当在黑色背景上显示白色文字时，其可以允许减少鬼影(ghosting)、边缘伪影(edgeartifacts)及闪烁更新(flashy updates)。

发明内容

本发明提供驱动具有多个像素的电光显示器的方法，以在黑色背景(“深色模式”)上显示白色文字，同时减少边缘伪影、鬼影和闪烁更新。在一些实施例中，该用于驱动的方法可以包括将多个像素划分成n个群组，其中，n是大于1的整数；施加完全清除波形至该n个像素群组中的至少一个群组；以及施加顶部截止波形(top off waveform)至该至少一个像素群组中的四方像素。

附图说明

将参考以下附图来描述本申请的各个方面和实施例。应该理解的是，附图不一定按比例绘制。出现在多个附图中的项目在它们出现的所有图中用相同的附图标记来表示。

图1A示出具有多个显示像素的电光显示器，其中，每个像素分配有表示更新序列顺序的数值。

图1B示出根据配置经历多个转换的图1A所示的显示器。

图2A示出经历多个转换的具有多个显示像素的电光显示器。

图2B示出经历了边缘清除转换的显示像素。

图2C示出经历了完全清除转换的显示像素。

图2D示出未更新的显示像素。

图3是依据一些实施例的反相顶部截止脉冲的图形示意图。

图4是依据一些实施例的有关电压与帧形数的iFull脉冲的图形示意图。

图5A是经历多个转换的具有多个像素的另一电光显示器。

图5B示出用于更新像素的驱动方法的像素图。

图5C是用于产生图5B所示出的像素图的示例性算法。

图6A是示出图1A和图1B所示的电光显示器的更新的流程图。

图6B是用于更新图1A所示的电光显示器的驱动方法。

图7示出经历更新序列的多个像素的另一实施例。

具体实施方式

本发明涉及用于以深色模式驱动电光显示器(特别是双稳态电光显示器)的方法，并且涉及用于这样的方法的装置。更具体地，本发明涉及驱动方法，当在黑色背景上显示白色文字时，其可以允许在这样的显示器中减少“鬼影”、边缘伪影和闪烁。本发明特别但并非仅仅意欲用于以粒子为基础的电泳显示器，在这种电泳显示器中，一种或多种类型的带电粒子存在于流体中且在电场的影响下移动通过流体，以改变显示器的外观。

应用于材料或显示器的术语“电光”在此以其在成像技术中的传统含义用以提及具有在至少一个光学特性方面是不同的第一及第二显示状态的材料，其中，通过施加电场至材料，将材料从其第一显示状态改变至其第二显示状态。虽然该光学特性通常是人眼可感知的颜色，但是它可以是其它光学特性，例如，光的透射、光的反射和光释发光，或者对用于机器读取的显示器来说，在可见光范围外的电磁波波长的反射率变化意义上的伪色。

术语“灰色状态”在此以其成像技术中的传统含义用以提及在像素的两个极端光学状态中间的状态，以及并不一定意味着这两个极端状态间的黑白转换。例如，上面提及的数个E Ink专利及公开申请描述的电泳显示器，其中，极端状态为白色和深蓝色，使得中间的“灰色状态”实际上是浅蓝色。更确切地，如所述，光学状态的变化可能根本不是颜色变化。术语“黑色”和“白色”在下文可以用以提及显示器的两个极端光学状态，以及应该理解为通常包括并不严格是黑色和白色的极端光学状态，例如，前述白色和深蓝色状态。术语“单色”在下文可以用以表示只将像素驱动至不具有中间灰色状态的它们的两个极端光学状态的驱动方法。

下面许多的论述专注于用以经由从最初灰阶(或“灰色调”)至最终灰阶(它可能或可能没有不同于最初灰阶)的转换来驱动电光显示器的一个或更多像素的方法。术语“灰色状态”、“灰阶”和“灰色调”在此可交换使用且包括极端光学状态及中间灰色状态。由于诸如显示驱动器的帧形率所施加的驱动脉冲的离散性和温度灵敏度的限制，在目前系统中的可能灰阶的数目通常是2-16个。例如，在具有16个灰阶的黑白显示器中，通常，灰阶1为黑色及灰阶16为白色；然而，黑白灰阶的命名可以颠倒。在此，灰色调1将用以表示黑色。当该灰色调朝灰色调16(亦即，白色)前进时，灰色调2将是较淡的黑色。

术语“双稳态”和“双稳性”在此以该项技术中的传统含义用以提及显示器包括具有在至少一个光学特性方面是不同的第一及第二显示状态的显示元件，以及以便在以有限持续时间的寻址脉冲驱动任何一给定元件后，呈现其第一或第二显示状态，以及在终止寻址脉冲后，那个状态将持续至少数次，例如，至少4次，即寻址脉冲改变显示元件的状态所需要的最短持续时间。美国专利第7,170,670号显示一些具有灰阶能力的以粒子为基础的电泳显示器不仅在极端黑色和白色状态中稳定，而且在中间灰色状态中是稳定的，以及一些其它类型的电光显示器也同样如此。这类型的显示器可适当地称为“多稳态”而不是双稳态，但是为了方便起见，术语“双稳态”在此可以用以涵盖双稳态和多稳态显示器。

术语“脉冲”在此以电压相对于时间的积分的传统含义来使用。然而，一些双稳态电光介质充当电荷转换器(charge transducer)，以及对于这样的介质，可以使用脉冲的另一定义，亦即，电流相对于时间的积分(其等于所施加的总电荷量)。应该根据介质充当电压-时间脉冲转换器或电荷脉冲转换器，使用脉冲的适当定义。

术语“残留电压”在此用以提及在终止寻址脉冲(用以改变电光介质的光学状态的电压脉冲)后，可能保留在电光显示器中的持续或衰减电场。这样的残留电压会导致对在电光显示器上显示的影像的不良影响，其包括但不局限于所谓的“鬼影”现象，其中，在重写显示器后，先前影像的痕迹仍然是可见的。申请2003/0137521描述直流(DC)不平衡波形如何会导致残留电压的产生，此残留电压可通过测量显示像素的开路电化学电位来确定。

术语“波形”将用于表示用以实现从一特定最初灰阶至一特定最终灰阶的转换的整个电压对时间曲线。通常，这样的波形将包括多个波形元素；其中，这些元素本质上是矩形的(亦即，其中，一既定元素包括在一段时间内施加一恒定电压)；该元素可以称为“脉冲”或“驱动脉冲”。术语“驱动方法”表示一组波形可足以实现一特定显示器的灰阶间的所有可能转换。显示器可以使用超过一种的驱动方法；例如，前述美国专利第7,012,600号讲述了可能需要根据像显示器的温度或显示器所在它的寿命中已使用的时间的参数来修改驱动方法，以及因此，显示器可以具有用于不同温度等的多个不同驱动方法。以此方式所使用的一组驱动方法可以称为“一组相关驱动方法”。如前述数个MEDEOD申请所述，也可在同一显示器的不同区域中同时使用超过一种的驱动方法，以及以此方式所使用的一组驱动方法可以称为“一组同步驱动方法”。

已知几种类型的电光显示器。一种类型的电光显示器为像例如在美国专利第5,808,783；5,777,782；5,760,761；6,054,071；6,055,091；6,097,531；6,128,124；6,137,467；及6,147,791号中所述的旋转双色构件型(虽然此类型的显示器常常称为“旋转双色球”显示器，但是术语“旋转双色构件”是较优选且更精确的，因为在上述一些专利中，旋转构件不是球形的)。这样的显示器使用大量的小物体(通常是球形的或圆柱形的)，其具有两个或多个有不同光学特性的部分及一个内部偶极子。这些物体悬浮于基质内的填充有液体的液泡中，其中，液泡填充有液体，以便物体可以自由旋转。通过施加电场，因而使物体旋转至各种位置并且改变物体的哪个部分可经由一观看面被看到，进而改变该显示器的外观。此类型的电光介质通常是双稳态的。

另一种类型的电光显示器使用电致变色介质，例如，纳米变色薄膜形式的电致变色介质，其包括至少部分由半导体金属氧化物所构成的电极和多个附着至该电极的有可逆变色能力的染料分子；参见例如O”Regan,B.等人的Nature 1991,353,737；以及Wood,D.,Information Display,18(3),24(March 2002)。亦参见Bach,U.等人的Adv.Mater.,2002,14(11),845。此类型的纳米变色薄膜亦被描述于例如美国专利第6,301,038；6,870,657；及6,950,220号中。此类型的介质通常也是双稳态的。

另一类型的电光显示器为由Philips所发展出来的电润湿显示器且被描述于Hayes,R.A.等人的“Video-Speed Electronic Paper Based on Electrowetting”,Nature,425,383-385(2003)中。美国专利第7,420,549号显示这样的电润湿显示器可制成双稳态的。

一种类型的电光显示器数年来已成为密集研发的主题，它是以粒子为基础的电泳显示器，其中，多个带电粒子在电场的影响下经由流体移动。当相较于液晶显示器时，电泳显示器可具有良好的亮度及对比、宽视角、状态双稳定性及低功率消耗的属性。然而，关于这些显示器的长期影像质量的问题已阻碍它们的广泛使用。例如，构成电泳显示器的粒子易于沉降，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。在大部分先前技术电泳介质中，此流体是液体，但是可使用气态流体来生产该电泳介质；参见例如，Kitamura,T.等人的"Electricaltoner movement for electronic paper-like display",IDW Japan,2001,Paper HCS1-1以及Yamaguchi,Y.等人的"Toner display using insulative particles chargedtriboelectrically",IDW Japan,2001,Paper AMD4-4。亦参见美国专利第7,321,459及7,236,291号。当在允许粒子沉降的方位上(例如，在垂直平面中配置介质的表现中)使用介质时，这种以气体为基础的电泳介质会像以液体为基础的电泳介质一样，容易受到由于粒子沉降所导致的相同类型的问题。实际上，粒子沉降似乎在以气体为基础的电泳介质中比在以液体为基础的电泳介质中是更加严重的问题，因为相较于液态悬浮流体，气态悬浮流体的较低黏性允许电泳粒子的更快速沉降。

转让给麻省理工学院(MIT)和E Ink公司或在它们的名义下的许多专利和申请描述在胶囊型电泳以及其它电光介质方面所使用的各种技术。这样的胶囊型介质包括许多小胶囊，每个胶囊本身包括包含在流体介质中的电泳移动粒子的内相和包围该内相的胶囊壁。通常，胶囊本身保持在高分子黏着剂中，以形成位于两个电极间的黏着层。在这些专利和申请中所述的技术包括：

(a)电泳粒子、流体和流体添加剂；参见例如，美国专利第7,002,728和7,679,814号；

(b)胶囊、黏着剂和封装工序；参见例如，美国专利第6,922,276及7,411,719号；

(c)包含电光材料的薄膜和子组件；参见例如，美国专利第6,982,178及7,839,564号；

(d)在显示器中所使用的背板、黏着层和其它辅助层以及方法；参见例如，美国专利第7,116,318及7,535,624号；

(e)颜色形成和颜色调整；参见例如，美国专利第7,075,502号及美国专利申请案公开第2007/0109219号；

(f)用以驱动显示器的方法；参见前述MEDEOD申请；

(g)显示器的应用；参见例如，美国专利第7,312,784号和美国专利申请公开第2006/0279527号；以及

(h)非电泳显示器，其如美国专利第6,241,921；6,950,220和7,420,549号；以及美国专利申请公开第2009/0046082号所述。

许多上述专利和申请认识到在胶囊型电泳介质中包围离散微胶囊的壁可以由连续相来取代，从而产生所谓的聚合物分散型电泳显示器，其中，电泳介质包含多个电泳流体的离散小滴和连续相的聚合材料，并且认识到即使没有离散的胶囊膜与每个单个小滴相关联，在这样的聚合物分散型电泳显示器内的离散小滴的电泳流体仍可以被视为胶囊或微胶囊；参见例如前述的美国专利第6,866,760号。于是，基于本申请的目的，这样的聚合物分散型电泳介质被视为胶囊型电泳介质的亚种。

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，没有将带电粒子及流体封装入微胶囊中，而是取而代之，将其保持在载体介质(通常，聚合膜)内所形成的多个空腔中。参见例如，美国专利第6,672,921及6,788,449号，两个专利已转让给Sipix Imaging,Inc.。

虽然电泳介质常常是不透光的(因为，例如，在许多电泳介质中，粒子大致阻挡通过显示器的可见光的传输)且在反射模式中操作，但是可使许多电泳显示器在所谓“光栅模式”中操作，在该光栅模式中，其中一个显示状态是大致不透光的，而另一个显示状态是透光的。参见例如，美国专利第5,872,552；6,130,774；6,144,361；6,172,798；6,271,823；6,225,971；以及6,184,856号。介电泳显示器(其相似于电泳显示器，但是依赖电场强度的变化)可在相似模式中操作；参见美国专利第4,418,346号。其它类型的电光显示器也能够在光栅模式中操作。在光栅模式中操作的电光介质可使用于全色彩显示器的多层结构中；在这样的结构中，相邻于该显示器的观看面的至少一层在光栅模式中操作，以暴露或隐蔽离该观看面更远的第二层。

胶囊型电泳显示器通常不会遭受到传统电泳装置的聚集和沉降的失效模式的影响且提供另外的优点，例如，将显示器印刷或涂布在各式各样柔性和刚性基板上的能力。(字词“印刷”的使用意欲包括所有形式的印刷和涂布，其包括但不局限于：预计量式涂布(例如：方块挤压式涂布、狭缝型或挤压型涂布、斜板式或级联式涂布和帘幕式涂布)；滚筒式涂布(例如：辊衬刮刀涂布、正反滚筒式涂布)；凹版涂布；浸涂布；喷洒式涂布；弯月形涂布；旋转涂布；涂刷涂布；气刀涂布；丝网印刷工序；静电印刷工序；热印刷工序；喷墨印刷工序；电泳沉积(参见美国专利第7,339,715号)；以及其它相似技术)。因此，所获得的的显示器可以是柔性的。再者，因为可(使用各种方法)印刷该显示介质，所以可便宜地制造该显示器本身。

其它类型的电光介质也可以使用于本发明的显示器中。

以粒子为基础的电泳显示器和其它呈现相似表现的电光显示器的双稳态和多稳态行为(为了方便起见，这样的显示器在下面可以称为“脉冲驱动显示器”)，与传统液晶(“LC”)显示器的表现成鲜明的对比。扭曲向列型液晶不是双稳态或多稳态的，但是可充当电压转换器，使得施加一既定电场至这样的显示器的一像素，会在该像素上产生一特定灰阶而无视于先前在该像素上存在的灰阶。再者，LC显示器只在一个方向上被驱动(从非透射或“深色”至透射或“浅色”)；可通过减少或去除电场，实现从较浅色状态至较深色状态的反向转换。最后，LC显示器的像素的灰阶对于电场的极性不敏感，只受它的大小的影响，以及更确切地，基于技术原因，商用LC显示器经常在频繁的间隔下反转驱动电场的极性。相较下，双稳态电光显示器可大致充当脉冲转换器，使得像素的最终状态不仅取决于施加的电场和施加电场的时间，而且亦取决于电场施加前的像素的状态。

不论所使用的电光介质是否为双稳态，为了获得高分辨率显示器，显示器的各个像素必须是可寻址的且不受相邻像素的干扰。一种达成此目的的方法是提供一个非线性组件(例如，晶体管或二极管)的数组且至少一个非线性组件与每个像素相关联，以产生一种“主动矩阵(active matrix)”显示器。用以寻址一个像素的寻址或像素电极经由相关非线性组件连接至适当电压源。通常，当该非线性组件为晶体管时，该像素电极连接至该晶体管的漏极，以及下面的叙述将采用这种配置，尽管它实质上是任意的，并且该像素电极可连接至该晶体管的源极。传统上，在高解析数组中，像素以行和列的二维数组来配置，使得任一特定像素是由一特定行与一特定列的交点来唯一确定的。在每一列中的所有晶体管的源极连接至单一列电极，而在每一行中的所有晶体管的栅极连接至单一行电极；再者，源极至行与栅极至列的分配也是常规的，但是本质上是任意的，以及如果需要的话，可以是颠倒的。该行电极连接至一行驱动器，该行驱动器本质上确保在任何既定时间只选择一行，亦即，施加一电压至该被选行电极，以确保在该被选行中的所有晶体管是导通的，而施加一电压至所有其它行，以确保在这些未被选行中的所有晶体管保持未导通。该列电极连接至列驱动器，该列驱动器将电压施加至不同的列电极，其被选来驱动在该被选行中的像素至它们期望的光学状态。(前述电压是相对于一共同前电极，该共同前电极在传统上是设置在电光介质的该非线性数组的相对侧且延伸横跨整个显示器。)在称为“行地址时间”的预选间隔后，取消该被选行、选择下一行及改变在该列驱动器上的电压，以便写入该显示器的下一行。重复此程序，以便以一行接一行的方式写入整个显示器。

起初，用以寻址这样的脉冲驱动电光显示器的理想方法似乎是所谓的“一般灰阶影像流(general grayscale image flow)”，其中，控制器安排影像的每一次写入，使得每个像素直接从它的最初灰阶转换至最终灰阶。然而，不可避免地，在脉冲驱动显示器上写入影像时会有一些误差。实际上所遭遇的一些这样的误差包括：

(a)先前状态相依性；对于至少一些电光介质，用以将像素切换至新的光学状态所需的脉冲不仅取决于目前期望光学状态，而且还取决于像素的先前光学状态。

(b)停留时间相依性；对于至少一些电光介质，用以将像素切换至新的光学状态所需的脉冲取决于像素在它的各种光学状态中所花费的时间。尚未准确理解该相依性的准确性质，但是通常而言，需要的脉冲越多，像素处于它目前光学状态中的时间越长。

(c)温度相依性；用以将像素切换至新的光学状态所需的脉冲在很大程度上取决于温度。

(d)湿度相依性；对于至少一些类型的电光介质，用以将像素切换至新的光学状态所需的脉冲取决于环境湿度。

(e)机械均匀性；用以将像素切换至新的光学状态所需的脉冲可能受在显示器中的机械变动(例如，电光介质或相关层压黏着剂的厚度的变动)的影响。其它类型的机械非均匀性可能起因于不同批所制造出的介质间的不可避免的变动、制造公差和材料变动。

(f)电压误差；由于驱动器所传送的电压的不可避免些微误差，施加至像素的实际脉冲将不可避免地稍微不同于理论上所施加的脉冲。

一般灰阶影像流受“误差累积”现象的困扰。例如，想象温度相依性导致每一个转换在正方向上有0.2L*误差(其中，L*具有通常CIE定义：

L*＝116(R/R0)1/3-16，

其中，R为反射系数及R0为标准反射系数值)。在50个转换后，此误差将累积至10L*。或许更真实的是，假定每一转换的平均误差以显示器的理论与实际反射系数间的差表示为±0.2L*。在100个连续转换后，像素将显示出离它们的预期状态有2L*的平均偏差；这样的偏差对于某些类型的影像的一般观看者是显而易见。

此误差累积的现象不仅适用于因温度所造成的误差，而且也适用于上面所列出的所有类型的误差。如前述美国专利第7,012,600号所述，对于这样的误差的补偿是可能的，但是只有有限的精度。例如，可通过使用温度传感器和查找表，补偿温度误差，但是温度传感器具有有限的分辨率及可能读取的温度稍微不同于电光介质的温度。同样地，可通过储存先前状态及使用多维转换矩阵，补偿先前状态相依性，但是控制器内存限制可被记录的状态的数目及可被储存的转换矩阵的大小，进而限制此类型的补偿的精度。

因此，一般灰阶影像流施加的脉冲需要非常精密的控制，以提供良好的结果，以及凭着经验已发现到，在电光显示器技术的目前情况中，一般灰阶影像流在商用显示器中是不可实行的。

前述美国专利申请公开第2013/0194250号描述用以减少闪烁和边缘鬼影的技术。一个这样的技术被表示为“选择性一般更新(selective general update)”或“SGU”方法，其包含使用第一驱动方法(在每一个转换时驱动所有像素)及第二驱动方法(不驱动经历一些转换的像素)来驱动具有多个像素的电光显示器。在显示器的第一更新期间应用该第一驱动方法至非零的小部分像素，然而在该第一更新期间应用该第二驱动方法至剩余像素。在该第一更新后的第二更新期间，应用该第一驱动方法至不同的非零小部分像素，然而在该第二更新期间应用该第二驱动方法至剩余像素。通常，应用该SGU方法，以更新围绕文字或影像的白色背景，使得在任何一个显示更新期间，只有在该白色背景中的小部分的像素经历更新，但是逐渐更新该背景的所有像素，使得在不需任何闪烁更新下避免该白色背景至灰色的漂移。熟悉电光显示器技术者将显而易见，该SGU方法的应用对于在每一转换经历更新的个别像素而言需要一特殊波形(以下，称为“F”波形或“F转换”)。

前述美国专利申请公开第2013/0194250号也描述“平衡脉冲对白色/白色转换驱动方法(balanced pulse pair white/white transition drive scheme)”或“BPPWWTDS”，其包含在像素中的白色至白色转换期间施加一个或多个平衡脉冲对(平衡脉冲对或“BPP”是一对相反极性的驱动脉冲，使得该平衡脉冲对的净脉冲实质上为零)，其中，像素被确定为可能引起边缘伪影且处于一时空配置中，以便该平衡脉冲对将可有效清除或减少边缘伪影。期望的是，选择施加有该BPP的像素，以便该BPP被其它更新活动所屏蔽。注意到，一个或多个BPP的施加不会影响驱动方法的期望的直流(DC)平衡，因为每个BPP固有地具有零净脉冲，因而不会改变驱动方法的直流平衡。第二个这样的技术被表示为“白色至白色顶部截止脉冲驱动方法(white/white top-off pulse drive scheme)”或“WWTOPDS”，其包含在像素中的白色至白色转换期间施加一“顶部截止(top-off)”脉冲，其中，像素被确定为可能引起边缘伪影且处于一时空配置，以便该顶部截止脉冲将可有效清除或减少边缘伪影。BPPWWTDS或WWTOPDS的施加对于将在每个转换经历更新的单个像素而言另外需要一特殊波形(以下，称为“T”波形或“T转换”)。T和F波形通常只被施加至经历白色至白色转换的像素。在总体限制驱动方法(global limited drive scheme)中，该白色至白色波形是空的(亦即，由一连串零电压脉冲所构成)，而所有其它波形不是空的。于是，当适用时，在总体限制驱动方法中不是空的T和F波形取代空的白色至白色波形。

在某些环境下，可以期望对于单一显示器使用多种驱动方法。例如，具有超过两个灰阶能力的显示器可以使用可在所有可能灰阶间实现转换的灰阶驱动方法(“GSDS”)和只在两个灰阶间实现转换的单色驱动方法(“MDS”)，相较于GSDS，MDS提供显示器的更快速重写。当在显示器的重写期间改变的所有像素只在MDS所使用的两个灰阶间实现转换时，使用MDS。例如，前述美国专利第7,119,772号描述一种电子书形式的显示器或一种能显示灰阶影像且亦能显示一允许用户输入关于显示影像的文字的单色对话框的相似装置。当用户输入文字时，为了该对话框的快速更新而使用快速MDS，因而提供用户所输入文字的快速确认。另一方面，当改变在显示器上所显示的整个灰阶影像时，使用较慢的GSDS。

或者，显示器可以同时使用GSDS与“直接更新”驱动方法(“DUDS”)。DUDS可以具有两个或两个以上的灰阶，通常比GSDS少，但是DUDS的最重要特性是，相对于DSDS所常常使用的“间接”转换(其中，在至少一些转换中，将像素从最初灰阶驱动至一极端光学状态，然后，朝相反方向至最终灰阶；在某些情况下，可以通过从最初灰阶至一极端光学状态，然后至相反极端光学状态，然后到最终极端光学状态的驱动来实现转换-参见例如，前述美国专利第7,012,600号的图11A和图11B所例示的驱动方法)，通过从最初灰阶至最终灰阶的简单的单向驱动来处理转换。因此，本电泳显示器在灰阶模式中可以具有饱和脉冲的长度(其中，“饱和脉冲的长度”被定义为在一特定电压下的时段，其足以将显示器的像素从一极端光学状态驱动至另一极端光学状态)的约2至3倍或约700-900毫秒的更新时间，而DUDS具有等于饱和脉冲的长度或约200-300毫秒的最大更新时间。

然而，驱动方法的变化没有局限于所使用的灰阶数目的差异。例如，可以将驱动方法分成总体驱动方法和部分更新驱动方法，其中，在总体驱动方法中，将驱动电压施加至实施总体更新驱动方法(更准确地称为“总体完全(global complete)”或“GC”驱动方法)的区域(该区域可以是整个显示器或它的一些定义部分)中的每个像素；以及在部分更新驱动方法中，只将驱动电压施加至经历非零转换(亦即，最初灰阶与最终灰阶是彼此不同的转换)的像素，但是在零转换或空转换(其中，最初灰阶与最终灰阶是相同的)期间没有施加驱动电压或施加零电压。根据在此所使用，可以互换使用术语“零转换”和“空转换”。除了没有施加驱动电压至经历零白色至白色转换的像素，驱动方法的中间形式(被称为“总体限制”或“GL”驱动方法)是相似于GC驱动方法的。在例如当作电子书阅读器的显示器(其在白色背景上显示黑色文字)中，特别是在边缘中或从一页文字至下一页文字保持不变的字行间具有许多的白色像素；因此，没有重写这些白色像素，可实质减少显示器重写的明显“闪烁”。

然而，在此类型的GL驱动方法中仍然有某些问题。第一，如一些前述MEDEOD申请所详述，双稳态电光介质通常不是完全双稳态的，并且处于一极端光学状态的像素随着一段数分钟到数小时的时间逐渐地朝中间灰阶漂移。特别地，被驱动成白色的像素缓慢地朝浅灰色漂移。因此，如果在GL驱动方法中允许一白色像素经过数次翻页仍然保持未驱动(在此期间，驱动其它白色像素(例如，构成文字字符部分的那些像素))，则最近更新白色像素将稍微比未驱动白色像素浅，以及最后，甚至对未经训练的使用者，差异也将变得明显。

第二，当一未驱动像素相邻于一被更新像素时，发生称为“影像扩散(blooming)”的现象，其中，该经驱动像素的驱动促使在稍微大于该经驱动像素的区域的光学状态的变化，并且此区域侵入相邻像素的区域。这样的影像扩散自身显示为沿着未驱动像素相邻于经驱动像素所处的边缘的边缘效应。除了以区域更新在被更新区域的边界上发生边缘效应以外，当使用区域更新(其中只更新显示器的一特定区域，例如显示影像)时，发生相似边缘效应。随着时间，这样的边缘效应变得在视觉上分散注意力并且必须被清除。至今，通常可以通过每间隔时间使用单一GC更新，去除这样的边缘效应(及在未驱动白色像素中的颜色漂移的效应)。不幸地，这样的偶然GC更新的使用再次引入“闪烁”更新的问题，以及确切而言，可能因为只在每长间隔时间发生闪烁更新的事实而增加更新的闪烁。

本发明的一些方面涉及减少或去除上述问题，同时仍然尽可能避免闪烁更新。然而，在试图解决前述问题时具有额外的复杂度，亦即，需要总体直流平衡。如前述诸多MEDEOD申请所述，如果所使用的驱动方法实质上没有直流平衡(亦即，在开始且结束于同一灰阶的任何连续转换期间对像素所施加的脉冲的代数和没有接近零)，可能不利地影响显示器的电光特性和工作寿命。特别参见美国专利第7,453,445号，其论述在包含使用一个以上驱动方法所实施的转换的所谓“异质循环(heterogeneous loops)”中的直流平衡的问题。直流平衡驱动方法确保在任何既定时间的总净脉冲偏差是受限制的(针对有限数目的灰色状态)。在直流平衡驱动方法中，显示器的每个光学状态分配有一脉冲电位(IP)并且定义光学状态间的各个转换，这样，转换的净脉冲等于转换的最初及最终状态间的脉冲电位差。在直流平衡驱动方法中，需要任何往返净脉冲实质上是零。

在一方面，本发明提供驱动具有多个像素的电光显示器，以在黑色背景上显示白色文字(“深色模式”在此亦称为“黑色模式”)，同时减少边缘伪影、鬼影和闪烁更新的方法。此外，如果文字是抗锯齿的，则白色文字可以包括具有中间灰阶的像素。在浅色或白色背景上显示黑色文字，在此称为“浅色模式”或“白色模式”。通常，当在黑色背景上显示白色文字时，白色边缘或边缘伪影可能在多次更新后累积(如同在浅色模式中的深色边缘)。当背景像素(亦即，在边缘中且主要在字行间的像素)在更新期间没有闪烁(亦即，背景像素在重复更新中一直保持黑色极端光学状态，其经历重复的黑色至黑色零转换，在此期间没有施加驱动电压至像素，并且它们没有闪烁)时，这种边缘累积尤其可见。在黑色至黑色转换期间没有施加驱动电压的深色模式可以称为“深色GL模式”；这实质上与没有施加驱动电压至经历白色至白色零转换的背景像素的浅色GL模式相反。深色GL模式可以通过针对黑色至黑色像素简单地定义零转换来实施，然而也可以通过像使用控制器做部分更新的一些其它方法来实施。

在一些实施例中，为了在上述“深色模式”中保持一致的黑色背景，为了更新显示器中的像素以保持一致的灰色调外观，并且为了避免在更新期间显示器太闪烁，可以选择以将像素分为多个群组且一次更新一个像素群组的方式来编程显示器。换句话说，在任何给定时间下用波形更新像素的子族群，并且每个像素在一定数量的更新中被访问或更新，从而随着时间清除边缘及其他伪影(例如，灰色调漂移)的显示。这种配置允许显示像素的完全更新或重置，同时对使用者保持相对令人舒适的外观(例如，避免过度闪烁)。

图1A示出以轮换每次更新为基础更新或重置背景像素的数个子族群的设置。关于哪个像素子族群可以在任何给定时间被更新或重置的决定可以使用镶嵌图案(tessellating pattern)来有系统地预先确定，或者以每次更新时随机选择的适当像素方案(proposition)来统计地预先确定。图1A和图1B显示递色屏蔽(dithering mask)及每个帧形中背景像素的更新子族群。此配置可以有效地减少影像灰色调漂移，因为所有背景像素都会针对一些所有固定数量的面板更新进行更新，而在更新期间背景深色状态仅产生温和的闪烁或突降(dip)。使用如图1A所示的递色屏蔽作为实例，其中，每个像素分配有一个数值n(例如，1-8)，并且所有背景像素每n(例如，n＝8)个帧形将进行更新一次。换句话说，可将显示器内的多个显示像素划分成n个群组，其中n是大于1的数值，并且n个像素群组可一次更新一个群组，直到所有像素都已更新或重置为止。可以通过例如计算机算法来预先确定待更新的任一个像素群组的序列。在图1A所示的实例中，可以根据数字顺序1-8来更新像素群组，但是应该理解到，可以根据应用需求实施任何其他更新顺序或序列。在一些实施例中，可以更新所有像素群组，而在一些其他实施例中，可以更新某些像素群组。应该理解到，递色屏蔽的尺寸可能影响影像灰色调漂移、更新闪烁、局部疲劳及/或残余电压。例如，使屏蔽尺寸较大，将使每个帧形有较少的更新像素，这可导致较大的影像灰色调漂移，然而导致较少的闪烁更新、局部疲劳及残余电压。

再者，墨水的性质决定可能需要直流不平衡的波形来重置或更新背景像素，直流不平衡波形的细节将在下面详细论述于图3和图4中。这样的直流不平衡波形可以是完全清除波形(例如，iFull脉冲)或者顶部截止脉冲(例如，iTop脉冲)。在一些实施例中，完全清除波形可以产生较佳的清除或重置结果。然而，当施加完全清除波形时，这样的波形可能在一个更新像素周围产生会持续到那些像素本身被更新为止的其自身的边缘伪影。因此，可能需要对这些更新像素执行边缘清除。

图2A示出经历如上所述的更新/重置，接着经历边缘清除转换或序列的多个显示像素。如所示，一些像素(例如，像素200、202、204)可以经历完全清除转换(例如，如图2C所例示，施加状态I的iFull脉冲)；并且这样的像素可能产生一些边缘伪影，以及因此，其四方像素(例如，像素206、208、210及212是像素200的四方像素)将被施加“边缘清除”转换(亦即，如图1B所例示，iTop脉冲或状态S)。此过程可以应用于被选群组内的所有像素及其四方像素，以确保所有像素皆没有光学伪影，并且可在整个显示中产生均匀的灰色调。否则，如图2D所示，其他像素(例如，像素214、216)可以保持空闲(亦即，经历空转换)，它们仍处于“空”状态。

图3示出反相顶部截止脉冲的图形示意图，其中，如以上图2B所示，这样的波形可以被应用于对显示像素进行“边缘清除”。iTop脉冲可以由两个可调参数来定义-脉冲的大小(脉冲)(“iTop大小”-亦即，施加电压相对于时间的积分)和“填补(padding)”，亦即，iTop脉冲的结束与波形的结束之间的期间(“iTop填补(iTop pad)”)。这些参数是可调的且可以由显示器的类型及其使用来决定；帧形数量的较佳范围是：在1至35之间的大小及在0至50之间的填补(pad)。如上所述，如果很要求显示器性能，则这些范围可能更大。

在一些实施例中，当在浅色模式中以“顶部截止脉冲”显示时，可以以相反(极性相反)方式施加在深色模式显示中使用的iTop脉冲，以减少鬼影、边缘伪影及闪烁。如前述美国专利公开第2013/0194250号所述(在此并入其全部)，对白色或接近白色像素所施加的“顶部截止脉冲”驱动像素至极端光学白色状态(及为iTop脉冲的相反极性，该iTop脉冲驱动像素至极端光学黑色状态)。通常，顶部截止脉冲因其直流不平衡波形而不被使用。然而，当结合残留电压放电来使用顶部截止脉冲时，可以减少或去除直流不平衡波形的影响，以及可以增加显示器性能。因此，很少限制顶部截止脉冲的大小及应用。在一些实施例中，顶部截止大小(top-off size)可以高达10个帧形且甚至可能更大。再者，如所述，可以施加顶部截止脉冲，以代替平衡脉冲对(“BPP”)，平衡脉冲对是一对相反极性的驱动脉冲，使得平衡脉冲对的净脉冲实质上为零。

图4是iFull脉冲的图形示意图，其中，电压在y轴上，而帧形数在x轴上。每个帧形数表示主动矩阵模块的帧形率分之一的时间间隔。可以由4个可调参数来定义该iFull脉冲：1)驱动至白色的iFull脉冲的大小(脉冲)(“pl1”参数)；2)“间隙”参数，亦即，“pl1”的结束与“pl2”参数之间的期间；3)驱动至黑色的iFull脉冲的大小(“pl2”)；以及“填补”参数-亦即，pl2的结束与波形的结束间的期间(“填补”)。pl1表示至白色状态的初始驱动。pl2表示至黑色状态的驱动。iFull脉冲通过清除可能由不从黑色驱动至黑色的相邻像素所产生的边缘伪影，改善亮度误差。然而，iFull脉冲可能引进显著的直流不平衡。iFull脉冲参数是可调的，以通过在最小直流不平衡下减少边缘伪影累积来优化显示器的性能。虽然所有参数是可调的且可以由显示器的类型及其使用来决定，但是帧形数较佳范围为：1至25之间的脉冲大小、0至25之间的间隙、1至35之间的大小及0至50之间的填补。如上所述，如果很要求显示器性能，则这些范围可能更大。

图5A示出多个像素经历一连串更新周期(例如，8个周期)，以更新整组像素，其中，每个更新周期仅更新上述像素的一部分。图5B示出了示例性像素图矩阵，其中，每个显示像素被编程为在特定更新周期中被更新。图5C示出了示例性算法，其可以产生图5B的像素图。

图6A示出了示例性流程，其中，可以先计划出多个像素，并且随后在特定更新周期中对其进行更新。在步骤610中可以选择期望的递色屏蔽的情况下，递色屏蔽的尺寸可以取决于关于总体显示闪烁、像素疲劳及更新时间的设计目标。在步骤612中，每个显示像素分配有一个数值，使得显示像素将根据其分配的数值来分组，并且将一次更新一个群组的像素(例如，如上所述的8个群组)。最后，在步骤614中，当像素正在经历更新阶段时，适当的波形会被施加至像素。例如，如上所述，被选择经历更新的像素群组将被施加iFull脉冲，而其四方相邻像素将被施加iTop脉冲，以消除边缘伪影。图6B示出了示例性可以实施图6A所示出的程序的算法的一个实施例。

或者，在一些其他实施例中，为了完全更新或重置被选的像素(例如，像素702及704)可以被改为施加顶部截止脉冲(例如，iTop脉冲)，而不是被施加完全清除脉冲(例如，iFull脉冲)，并且其四方像素可以保持空闲或被施加空波形。这种设置允许在深色模式操作中深色背景像素有更少闪烁的更新。由于墨水粒子的性质，仅施加像iTop脉冲的顶部截止脉冲而不是完全清除脉冲可以让显示像素产生更少的闪烁更新，同时仍然在整个显示器中保持相对一致的灰色调(例如，在更新的像素702、704与其空闲的四方像素之间)。

熟悉该项技术者将显而易见的是，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变更及修改。因此，整个前面的叙述将被解释为示例性的而非限制性的。

Claims (6)

1.一种用于驱动具有多个像素的电光显示器的方法，该方法包括：

将该多个像素划分成n个群组，其中，n是大于1的整数；以及

施加完全清除波形至选择的像素；

所述方法的特征在于：

所述显示器配置为在黑色背景上显示白色文字；

所述完全清除波形被施加至像素的所述n个群组中的至少一个群组中的背景像素，从而将这些背景像素恢复至它们的黑色状态；以及

顶部截止波形被施加至像素的所述至少一个群组中的背景像素的四方相邻像素，所述顶部截止波形将所述四方相邻像素朝它们的黑色状态驱动。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，该施加完全清除波形步骤进一步包括以预定顺序施加该完全清除波形至像素的所有群组中的背景像素。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，该电光显示器是具有一层显示介质的电泳显示器。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，该层显示介质是一电泳介质。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，该层显示介质是一胶囊型电泳显示介质。

6.根据权利要求4所述的方法，其中，该电泳显示介质包括一电泳介质，该电泳介质包括一液体和至少一粒子，该粒子配置在该液体内且能够在施加电场至该介质时移动通过该液体。