TW202341123A - 用於驅動電光顯示器的方法 - Google Patents

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Abstract

一種用於驅動電光顯示器的方法，此顯示器包括設置在共用電極與背板之間的電光材料層，背板包括一像素電極陣列，每一個像素電極耦接至像素電晶體。用於驅動的方法包括將電光顯示器之可顯示區域分配成N個BRAID線族群，在此N個BRAID線族群的每一個係與幀緩衝器相關聯。此方法亦包括接收包含用於電光顯示器之整個可顯示區域的光學狀態資料之第一影像資料，及將第一影像資料的子集連續地寫入N個幀緩衝器之每一個，其中N個幀緩衝器的每一個係利用與對應BRAID線族群對應之資料寫入。此方法亦包括基於N個幀緩衝器的每一個中之資料連續地更新電光顯示器的可顯示區域之諸多部分。

Description

用於驅動電光顯示器的方法
[相關申請案之交叉參考]
本申請案主張2021年12月30日提交的美國臨時專利申請案第63/295,492號之優先權，此申請案的整個內容係以引用之方式併入本文中。再者，於此中引用的任何專利、已公開之申請案、或其他已公開的作品之整個內容係全部以引用的方式併入本文中。
於此中呈現之標的係針對用於電光顯示裝置的驅動方法。具體而言，在此中呈現之標的係針對用於電泳顯示器的驅動方法。
在驅動電光顯示器中，通常驅動軟體係與顯示器之幀率同步，意指，任何寫入記憶體的東西都會於下一幀更新期間顯示出來。使用液晶顯示器(“LCD”)技術作為範例，寫入至LCD顯示器之影像記憶體的第一影像A直至下一幀更新時才會呈現在顯示器上，於此時可將後續之影像B寫入顯示器的影像記憶體(但尚未呈現在顯示器上)。後續之影像係以根據顯示器的幀率之同樣方式寫入並呈現於顯示器上。
電泳顯示器或EPD能以具有顯示控制器的CPU之LCD顯示器的方式更新，並防止或阻擋顯示控制器之CPU在每一個幀期間將一個以上的影像寫入至影像記憶體，且僅只於一幀更新處呈現每一個個後續影像。
從軟體的角度，使用此方法驅動EPD之實施是簡單的，然而，其係藉由顯示器之幀率所限制。在持續時間中，更新EPD所需的時間可能太長，以未能使用對於EPD常見之一些驅動方案或模式有效地呈現視頻的影像。例如，在一些案例中，使用直接更新驅動方案所驅動之EPD可為受限於每秒四幀的幀率，其可導致視頻品質之明顯不足。
如此，有需要為EPD提供驅動方法，其減少影像更新時間，尤其是對於視頻內容等的連續的影像。
因此，在一態樣中，於此中呈現之標的提供用於驅動電光顯示器的方法，此電光顯示器包括設置在共用電極與背板之間的電光材料層。背板包括一像素電極陣列，於此每一個像素電極係耦接至像素電晶體，且在此顯示控制器電路藉由在共用電極與像素電極陣列之間經由像素電晶體施加一個以上的時間相依之電壓，以將波形施加至此像素電極陣列。用於驅動之方法包括將電光顯示器的可顯示區域分配成N個BRAID線族群，在此N個BRAID線族群之每一個係與幀緩衝器相關聯，並接收包含用於電光顯示器的整個可顯示區域之光學狀態資料的第一影像資料。用於驅動之方法亦包括將第一影像資料的子集連續地寫入N個幀緩衝器之每一個，在此N個幀緩衝器的每一個係利用與對應BRAID線族群對應之資料寫入，並基於N個幀緩衝器的每一個中之資料連續地更新電光顯示器的可顯示區域之諸多部分。
在一些實施例中，N個BRAID線族群的每一個對應於來自此像素電極陣列之複數個行顯示像素。在一些實施例中，用於驅動的方法包括選擇用於更新電光顯示器之可顯示區域的驅動方案。在一些實施例中，用於更新電光顯示器之可顯示區域而選擇的驅動方案係直接更新驅動方案。
在一些實施例中，第一影像資料具有影像大小，且N個幀緩衝器之每一個包含足夠的記憶體，以儲存對應於影像大小除以N之第一影像資料的一部分。
在一些實施例中，用於驅動之方法更包括接收包含用於電光顯示器的整個可顯示區域之光學狀態資料的第二影像資料，並將第二影像資料之子集連續地寫入N個幀緩衝器的每一個，在此N個幀緩衝器之每一個係利用與對應BRAID線族群對應的資料寫入，且於此在基於N個幀緩衝器之每一個中的第一影像資料之子集更新可顯示區域的部分之後，N個幀緩衝器的每一個中之第一影像資料的子集被第二影像資料之子集所覆寫。用於驅動的方法亦包括基於N個幀緩衝器之每一個中的第二影像資料之子集連續地更新電光顯示器的可顯示區域之諸多部分。
在一些實施例中，電光顯示器的可顯示區域係分配成兩個BRAID線族群。於一些實施例中，電光顯示器之可顯示區域係分配成三個BRAID線族群。
在一些實施例中，用於驅動的方法更包括使用驅動方案來更新電光顯示器之可顯示區域，此驅動方案構造為在基於最後之影像資料更新電光顯示器的可顯示區域之後移除影像偽影。在一些實施例中，用於驅動的方法更包括抖動第一影像資料，以將影像資料轉換為1位元影像資料。
本發明有關用於更新電光顯示器、尤其是雙穩態電光顯示器中的影像之方法，及用於使用在此等方法中的設備。更具體地說，本發明有關能夠加速更新電光顯示器之驅動方法及設備(例如，顯示控制器)。本發明尤其但不完全是意欲與以粒子為基礎的電泳顯示器一起使用，其中一個以上之帶電粒子類型係存在於流體中，並在電場的影響之下經過流體運動，以改變顯示器的外觀。
如適用於材料或顯示器之“電光”一詞在此中係使用其在成像技術領域中的傳統意義，以意指具有於至少一種光學特性中不同之第一及第二顯示狀態的材料，此材料係藉由對材料施加電場而從其第一顯示狀態改變至其第二顯示狀態。儘管光學特性典型是人眼可感知之顏色，但其可為另一種光學特性，諸如光學透射、反射、發光，或在意欲用於機器讀取的顯示器之案例中，在可見範圍以外的電磁波反射率中之變化的意義中是一種偽色。
“灰色狀態”一詞在此中係使用其在成像技術領域中之傳統意義，以意指於像素的兩個極端光學狀態中間之狀態，且不一定意味著這些兩個極端狀態之間的黑-白轉換。例如，在此中提及之數個E Ink專利及已公開的申請案敘述電泳顯示器，其中極端狀態係白色及深藍色，以致中間之“灰色狀態”實際上將為淡藍色。事實上，如業已提及，光學狀態中的變化可能根本就不是顏色之變化。“黑色”及“白色”等詞於下文中可使用來意指顯示器的兩個極端光學狀態，並應理解為通常包括並非嚴格意義上之黑色及白色的極端光學狀態，例如上述之白色及深藍色狀態。“單色”一詞在下文中可使用來指示驅動方案，其僅只將像素驅動至它們的兩個極端光學狀態，而沒有中間之灰色狀態。
經過從初始灰階(或“灰調”)轉換至最終灰階(其可為或可不為與初始灰階不同)，下面的大部分討論將集中在用於驅動電光顯示器之一個以上的像素之方法。“灰色狀態”、“灰階”及“灰調”在此中係可互換地使用，且包括極端光學狀態以及中間灰色狀態。
“雙穩態”及“雙穩定性”等詞於此中係使用其在技術領域中的傳統意義，以意指包含具有於至少一種光學特性中不同之第一及第二顯示狀態的顯示元件之顯示器，且使得在已藉著有限持續時間的定址脈衝驅動任何給定之元件以採取其第一或第二顯示狀態之後，於定址脈衝已終止之後，所述狀態將至少持續數倍、例如至少四倍，即改變顯示元件的狀態所需之定址脈衝的最小持續時間。其在美國專利第7,170,670號中顯示一些能夠達成灰階之以粒子為基礎的電泳顯示器不僅只在其極端之黑白狀態中為穩定的，而且於其中間之灰色狀態下亦為穩定的，且一些其他類型之電光顯示器也是如此。此類型的顯示器被恰當地稱為“多穩態”而不是雙穩態，儘管為了方便，在此中可使用“雙穩態”一詞來涵蓋雙穩態及多穩態顯示器兩者。
“脈衝”一詞於此中係使用其傳統意義上之電壓相對於時間的積分。然而，一些雙穩態電光介質作用為電荷轉換器，且以此介質，可使用脈衝之另一種定義，亦即電流隨著時間的推移之積分(其係等於所施加的總電荷)。應該使用適當之脈衝定義，這取決於介質是否作用為電壓-時間脈衝轉換器或電荷脈衝轉換器。
“波形”一詞將被使用於指示整個電壓對時間的曲線，使用於實現從一個特定之初始灰階至特定的最終灰階之轉換。典型地，此波形將包含複數個波形元件；在此這些元件基本上是矩形的(亦即，於此給定之元件包含在一段時間內施加恆定的電壓)；此等元件可被稱為“脈衝”或“驅動脈衝”。“驅動方案”一詞指示一組足以實現用於特定顯示器的灰階之間的所有可能轉換之波形。顯示器可利用一個以上的驅動方案；例如，前面提及之美國專利第7,012,600號教導驅動方案可需要取決於諸如顯示器的溫度或它已在其壽命週期間之操作中的時間之參數進行修改，且因此顯示器可為設有複數個不同的驅動方案，以於不同之溫度等情況下使用。以此方式使用的一組驅動方案可被稱為“一組相關之驅動方案”。如於數個前述MEDEOD應用中所敘述，其係亦可能在同一顯示器的不同區域中同時使用一個以上之驅動方案，且以此方式使用的一組驅動方案可被稱為“一組同時之驅動方案”。
數種類型的電光顯示器是已知。一種類型之電光顯示器係例如於美國專利第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號中所敘述的旋轉式雙色構件類型(儘管此類型之顯示器經常被稱為“旋轉式雙色球”顯示器，“旋轉式雙色構件”一詞較佳為更準確的，因為在上述之一些專利中，旋轉構件不是球形的)。此顯示器使用大量之小本體(典型為球形或圓柱形)，它們具有兩個以上的區段，具有不同光學特性、及內部偶極子。這些本體懸浮於基質中之充滿液體的空泡內，此空泡內充滿液體，以致此等本體係自由旋轉。藉由對其施加電場來改變顯示器之外觀，因此將此等本體旋轉至諸多位置，並經過觀察面看到變動此等本體的哪個區段。此類型之電光介質典型是雙穩態的。
另一類型之電光顯示器使用電致變色介質，例如呈奈米變色膜形式的電致變色介質包含至少部分由半導電金屬氧化物形成之電極及附接至此電極的複數個能夠可逆變色之染料分子；例如參見O'Regan, B.等人，《自然》1991,353,737；及Wood, D.，《資訊顯示器》18(3)，24(2002年3月)。再參見Bach, U.,等人，《先進材料》2002年, 14(11), 845。此類型的奈米變色膜係亦例如敘述在美國專利第6,301,038；6,870,657；及6,950,220號中。此類型之介質典型係亦雙穩態的。
另一種類型之電光顯示器係藉由飛利浦公司開發的電潤濕顯示器，且敘述於Hayes, R.A.等人之“基於電潤濕的視頻速率電子紙”，《自然》425, 383-385(2003年)。其係顯示在美國專利第7,420,549號中，此等電潤濕顯示器可被製成雙穩態的。
多年來一直是深入研究及發展之主題的一種類型之電光顯示器係以粒子為基礎的電泳顯示器，其中複數個帶電粒子在電場的影響之下運動經過流體。當與液晶顯示器相比時，電泳顯示器可具有良好的亮度及對比度、寬視角、狀態雙穩定性、及低功耗之屬性。然而，具有這些顯示器的長期影像品質之問題已阻礙它們的廣泛利用。例如，組成電泳顯示器之粒子傾向於沉降，導致這些顯示器的使用壽命不足。
如上所述，電泳介質需要有流體之存在。於大多數現有技術領域的電泳介質中，此流體是液體，但電泳介質可為使用氣態流體來生產；例如，參見Kitamura, T.等人之“電子紙狀顯示器的電調色劑運動”，IDW日本、2001年、Paper HCS1-1，及Yamaguchi, Y.,等人之“使用摩擦帶電的絕緣粒子之調色劑顯示器”，IDW日本、2001年、Paper AMD4-4。亦參見美國專利第7,321,459及7,236,291號。由於沉降作為以液體為基礎的電泳介質之粒子，當介質被使用於允許此沉降的定向時，例如在介質被設置於垂直平面中之處的符號中，此等以氣體為基礎之電泳介質顯現為易遭受相同類型的問題之影響。事實上，粒子沉降顯現為在以氣體為基礎的電泳介質中比在以液體為基礎之電泳介質中有更嚴重的問題，因為與液體懸浮流體相比，氣態懸浮流體之黏度更低，這允許電泳粒子的沉降更快。
許多受讓予麻省理工學院(MIT)及E Ink公司或在其名下之專利及申請案敘述使用於封裝電泳及其他電光介質的各種技術。此等封裝介質包含許多小膠囊，每一個膠囊本身包含內相，此內相在此含有於流體介質中之電泳-行動粒子，及圍繞此內相的膠囊壁。典型地，此等膠囊本身被固持在聚合物黏合劑內，以形成定位於兩個電極之間的連貫層。在這些專利及申請案中敘述之技術包括：
(a)電泳粒子、流體及流體添加劑；例如參見美國專利第7,002,728；及7,679,814號；
(b)膠囊、黏合劑及封裝製程；例如參見美國專利第6,922,276；及7,411,719號；
(c)含有電光材料的薄膜及子組件；例如參見美國專利第6,982,178；及7,839,564號；
(d)背板、黏著層及其他使用於顯示器中之輔助層及方法；例如參見美國專利第7,116,318；及7,535,624號；
(e)顏色形成及顏色調整；例如參見美國專利第7,075,502號；及美國專利申請案公告第2007/0109219號；
(f)用於驅動顯示器的方法；例如參見美國專利第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；7,061,166；7,061,662；7,116,466；7,119,772；7,177,066；7,193,625；7,202,847；7,242,514；7,259,744；7,304,787；7,312,794；7,327,511；7,408,699；7,453,445；7,492,339；7,528,822；7,545,358；7,583,251；7,602,374；7,612,760；7,679,599；7,679,813；7,683,606；7,688,297；7,729,039；7,733,311；7,733,335；7,787,169；7,859,742；7,952,557；7,956,841；7,982,479；7,999,787；8,077,141；8,125,501；8,139,050；8,174,490；8,243,013；8,274,472；8,289,250；8,300,006；8,305,341；8,314,784；8,373,649；8,384,658；8,456,414；8,462,102；8,537,105；8,558,783；8,558,785；8,558,786；8,558,855；8,576,164；8,576,259；8,593,396；8,605,032；8,643,595；8,665,206；8,681,191；8,730,153；8,810,525；8,928,562；8,928,641；8,976,444；9,013,394；9,019,197；9,019,198；9,019,318；9,082,352；9,171,508；9,218,773；9,224,338；9,224,342；9,224,344；9,230,492；9,251,736；9,262,973；9,269,311；9,299,294；9,373,289；9,390,066；9,390,661；與9,412,314號；及美國專利申請案公告第2003/0102858；2004/0246562；2005/0253777；2007/0070032；2007/0076289；2007/0091418；2007/0103427；2007/0176912；2007/0296452；2008/0024429；2008/0024482；2008/0136774；2008/0169821；2008/0218471；2008/0291129；2008/0303780；2009/0174651；2009/0195568；2009/0322721；2010/0194733；2010/0194789；2010/0220121；2010/0265561；2010/0283804；2011/0063314；2011/0175875；2011/0193840；2011/0193841；2011/0199671；2011/0221740；2012/0001957；2012/0098740；2013/0063333；2013/0194250；2013/0249782；2013/0321278；2014/0009817；2014/0085355；2014/0204012；2014/0218277；2014/0240210；2014/0240373；2014/0253425；2014/0292830；2014/0293398；2014/0333685；2014/0340734；2015/0070744；2015/0097877；2015/0109283；2015/0213749；2015/0213765；2015/0221257；2015/0262255；2016/0071465；2016/0078820；2016/0093253；2016/0140910；及2016/0180777號。
(g)顯示器之應用；例如參見美國專利第7,312,784號；及美國專利申請案公告第2006/0279527號；及
(h)非電泳顯示器，如在美國專利第6,241,921；6,950,220；及7,420,549號；與美國專利申請案公告第2009/0046082號中所述。
許多上述專利及申請案承認，於封裝電泳介質中，圍繞離散微膠囊之壁可藉由連續相取代，因此產生所謂的聚合物分散式電泳顯示器，其中電泳介質包含複數個離散之電泳流體液滴及聚合物材料的連續相，且在此聚合物分散式電泳顯示器內之離散的電泳流體液滴可被視為膠囊或微膠囊，即使沒有離散之膠囊隔膜係與每一個分開的液滴相關聯；例如，參見前述之美國專利第6,866,760號。因此，為了本申請案之目的，此聚合物分散式電泳介質被視為封裝式電泳介質之亞種。
一種相關類型的電泳顯示器是所謂之“微胞電泳顯示器”。在微胞電泳顯示器中，帶電粒子及懸浮流體未被封裝於微膠囊內，但反之被保留在載體介質、典型是聚合物薄膜內形成的複數個空腔內。例如，參見美國專利第6,672,921及6,788,449號，兩者都分配給Sipix Imaging公司。
儘管電泳介質可為不透明的(因為，例如，於許多電泳介質中，粒子實質上阻擋可見光經過顯示器之透射)及在反射模式中操作，一些電泳顯示器可被製成於所謂的“快門模式”中操作，其中一個顯示狀態係實質上不透明的，且一個顯示狀態係透光的。例如，參見美國專利第5,872,552；6,130,774；6,144,361；6,172,798；6,271,823；6,225,971；及6,184,856號。類似於電泳顯示器但視電場強度中之變動而定的電泳顯示器能以類似之模式操作；參見美國專利第4,418,346號。其他類型的電光顯示器亦可為能夠在快門模式中操作。於快門模式中操作之電光介質在用於全彩顯示器的多層結構中可為有用的；在此等結構中，鄰接顯示器之觀察表面的至少一層於快門模式中操作，以暴露或掩蓋遠離此觀察表面之第二層。
封裝的電泳顯示器典型不會遭受來自傳統電泳裝置之聚類及沉降故障模式，並提供進一步的優勢，諸如在各種各樣之撓性及剛性基材上印刷或塗佈顯示器的能力。(使用“印刷”一字係意欲包括所有形式之印刷及塗層，包括但不限於：預計量的塗佈，諸如貼片模具塗佈、狹縫或擠壓式塗佈、滑動或級聯塗佈、簾式塗佈；輥式塗佈，諸如刀輥式塗佈、正向及反向輥式塗佈；凹版塗佈；浸漬塗佈；噴霧塗佈；彎曲式塗佈；自旋塗佈；毛刷式塗佈；氣刀塗佈；絲網印刷製程；靜電印刷製程；熱印刷製程；噴墨印刷製程；電泳沉積(參見美國專利第7,339,715號)；及其他類似之技術。)因此，所產生的顯示器可為具有撓性的。再者，因為可印刷(使用各種方法)顯示介質，顯示器本身可被廉價地製成。
其他類型之電光介質亦可使用於本發明的顯示器中。
以粒子為基礎之電泳顯示器的雙穩態或多穩態行為、及顯示類似行為之其他電光顯示器(為方便起見，此等顯示器在下文中可被稱為“脈衝驅動顯示器”)係與傳統液晶顯示器的行為形成明顯之對比。扭曲向列型液晶不是雙穩態或多穩態，而是作用為電壓轉換器，以致將給定電場施加至此顯示器的像素於此像素處產生特定之灰階，而不管先前存在於此像素處的灰階。再者，LC顯示器僅只於一個方向中被驅動(從非透射性或“暗”至透射性或“亮”)，從較亮狀態至較暗狀態之反向轉換係藉由減少或消除電場來實施。最後，LC顯示器的像素之灰階對電場的極性不敏感，僅只對其量值敏感，且事實上由於技術上之理由，商用LC顯示器通常在頻繁的間隔處反轉驅動場之極性。相比之下，雙穩態電光顯示器大致上作用為脈衝轉換器，以致像素的最終狀態不僅取決於所施加之電場及施加此電場的時間，而且亦取決於施加此電場之前的像素狀態。
高解析度顯示器可包括能定址之個別像素，而不受鄰接像素的干擾。達成此目標之一方式係提供一非線性元件陣列、諸如電晶體或二極體，使至少一個非線性元件與每一個像素相關聯，以生產“主動矩陣”顯示器。對一個像素定址的定址或像素電極係經過相關聯之非線性元件連接至適當的電壓源。當非線性元件係電晶體時，此像素電極可為連接至電晶體之汲極，且此配置將在下面的敘述中採用，儘管它基本上是任意的，且像素電極可連接至電晶體之源極。於高解析度陣列中，此像素可配置在行及列的二維陣列中，使得任何特定之像素可藉由一個指定行及一個指定列的交叉點唯一地界定。每一列中之所有電晶體的源極可為連接至單一列電極，而每一行中的所有電晶體之閘極係連接至單一行電極。如果期望，分配源極給行及分配閘極給列可以顛倒。
顯示器能以逐行之方式寫入。行電極係連接至行驅動器，其可將電壓施加至選定的行電極，以便確保選定行中之所有電晶體都是導電的，同時將電壓施加至所有其他行，以便確保這些非選定行中之所有電晶體保持不導電。列電極係連接至列驅動器，其將選定的電壓加至諸多列電極上，以將選定行中之像素驅動至它們所期望的光學狀態。(上述電壓係相對共用前電極而言，此共用前電極照慣例設在與非線性陣列相對的電光介質之一側上，並延伸橫越整個顯示器。如本技術領域中已知，電壓係相對的，且係兩點之間的電荷差之測量。一個電壓值係相對另一個電壓值。例如，零電壓(“0V”)意指相對另一電壓沒有電壓差。)於已知為“行定址時間”的預選間隔之後，所選的行被取消選擇，另一行被選擇，且列驅動器上之電壓被改變，以致寫入此顯示器的下一行。可重複此過程，以致以逐行之方式寫入整個顯示器。
在一些應用中，EPD可利用“直接更新”驅動方案(“DUDS”或“DU”)。DU驅動方案可具有兩個或兩個以上的灰階，典型比灰階驅動方案(“GSDS”)要少，其可於所有可能的灰階之間實施轉換。但DU方案的最重要特點係藉由從初始灰階至最終灰階之單向驅動來處理所述轉換，而不是GSDS中經常使用的“間接”轉換，在此於至少一些轉換中，像素係從初始灰階驅動至一個極端之光學狀態，然後在相反方向中驅動至最終灰階。於一些案例中，此轉換可藉由從初始灰階驅動至一個極端的光學狀態、接著至相反之極端光學狀態、且接著才至最終的極端光學狀態來實施--例如，參見上述美國專利第7,012,600號之圖11A及11B中說明的驅動方案。因此，目前之電泳顯示器在灰階模式中的更新時間可為飽和脈衝之長度的約兩至三倍(於此“飽和脈衝之長度”被界定為在特定電壓處足以將EPD的像素從一個極端光學狀態驅動至另一狀態之時間段)，或大約700-900毫秒，反之DU方案可具有等於飽和脈衝的長度之最大更新時間，或約200-300毫秒，且典型大約250ms。
應理解的是，即使下面呈現之各種實施例使用帶有微胞的電泳材料，以說明按照在此中呈現之標的的工作原理，同樣之原理可採用於帶有微膠囊化粒子(例如顏料粒子)的電泳材料。在此中使用帶有微胞之電泳材料是用於說明，而不是作為一種限制。
圖1說明按照在此中呈現的標的之電泳顯示器或EPD的顯示像素100之示意模型。像素100可包括成像薄膜110。於一些實施例中，成像薄膜110是一電泳材料層且在本質上是雙穩態的。此電泳材料可包括複數個帶電之彩色顏料粒子(例如，黑色、白色、黃色或紅色)，它們被設置於流體中，並能夠在電場的影響之下運動經過流體。於一些實施例中，成像薄膜110係具有帶電顏料粒子的微胞之電泳薄膜。在一些其他實施例中，成像薄膜110包括、但不限於封裝的電泳成像薄膜，其本身可包括例如帶電顏料粒子。
在一些實施例中，成像薄膜110被設置於前電極102與後電極或像素電極104之間。前電極102可為形成在成像薄膜與顯示器的正面之間。於一些實施例中，前電極102係透明及透光的。在一些實施例中，前電極102係由任何合適之透明材料形成，包括、但不限於氧化銦錫(ITO)。後電極104可為形成在成像薄膜110至前電極102的相反側上。於一些實施例中，寄生電容(未示出)係形成在前電極102與後電極104之間。
像素100可為複數個像素的其中一者。此複數個像素可配置於行及列之二維陣列中，以形成一矩陣，使得任何特定的像素係藉由一個指定行及一個指定列之交叉點唯一地界定。在一些實施例中，像素矩陣係“主動矩陣”，其中每一個像素係與至少一個非線性電路元件120相關聯。此非線性電路元件120可耦接於背板電極104與定址電極108之間。在一些實施例中，非線性元件120係二極體及/或電晶體，包括、但不限於MOSFET或薄膜電晶體(TFT)。MOSFET或TFT的汲極(或源極)可為耦接至背板或像素電極104，MOSFET或TFT之源極(或汲極)可為耦接至定址電極108，且MOSFET或TFT的閘極可為耦接至構造來控制MOSFET或TFT之啟動及停止的驅動器電極106。(為簡單起見，耦接至背板電極104之MOSFET或TFT的端子將被稱為MOSFET或TFT之汲極，且耦接至定址電極108的MOSFET或TFT之端子將被稱為MOSFET或TFT的源極。然而，普通熟諳本技術領域之人員將認識到在一些實施例中，MOSFET或TFT的源極及汲極可被互換。)
於主動矩陣之一些實施例中，每一列中的所有像素之定址電極108係連接至同一列電極，且每一行中的所有像素之驅動器電極106係連接至同一行電極。行電極可為連接至行驅動器，此行驅動器可藉由向選定的行電極施加足以啟動選定行中之所有像素100的非線性元件120之電壓來選擇一個以上的行像素。列電極可連接至列驅動器，其可在選定(啟動)像素之定址電極106上施加適合用於將像素驅動進入所期望的光學狀態之電壓。施加至定址電極108的電壓可為相對施加至像素之前板電極102的電壓(例如，大約零伏特之電壓)。在一些實施例中，主動矩陣中的所有像素之前板電極102係耦接至共用電極。
於使用中，主動矩陣的像素100能以逐行之方式寫入。例如，可藉由行驅動器選擇一行像素，並藉由列驅動器將對應於此行像素的期望光學狀態之電壓施加至此等像素。在已知為“行定址時間”的預選間隔之後，可取消選擇所選的行，可選擇另一行，並可改變列驅動器上之電壓，以致寫入顯示器的另一行。
圖2顯示按照於此中呈現之標的設置在前電極102與後電極104之間的電光成像層110之電路模型。電阻器202及電容器204可代表包括任何黏著層的電光成像層110、前電極102及後電極104之電阻及電容。電阻器212及電容器214可代表層壓黏著層的電阻及電容。電容器216可代表能在前電極102與後電極104之間形成的電容，例如，層與層之間的介面接觸區域，諸如成像層與層壓黏著層之間的介面及/或層壓黏著層與背板電極之間的介面。橫越像素之成像薄膜110的電壓Vi可包括此像素之殘餘電壓。
採用直接更新驅動模式或方案的傳統EPD之更新時間典型為約250ms。因此，使用類似LCD的更新方案及DU驅動模式連續地更新具有三個影像(例如，影像A、B及C)之EPD需要(250ms x 3)或750ms來完成。因此，EPD可受限於每秒4幀(“FPS”)的幀率，其可導致視頻品質之明顯不足。
圖3說明按照在此中呈現的標的之流水線式更新方法。使用於此中所述的流水線式更新方法，影像資料可藉由EPD之顯示控制器流水線化，以施行增量式更新，如在圖3中所說明。
有利地係，使影像資料流水線化能夠使顯示控制器在先前的影像仍然被更新至顯示器螢幕時寫入至幀或影像記憶體，從而重疊影像更新過程之某些部分，並減少整體更新時間。例如，如於圖3中所說明，用於在85Hz下操作的顯示器，第一影像、即影像A(Image A)於0ms標記處開始其之更新，並在250ms標記處完成更新，如藉由DU驅動模式所指示。隨後，於12ms標記左右，第二影像、即影像B(Image B)開始其之增量式更新，而影像A的更新仍在進行中。影像B於262ms標記左右完成更新(在圖3中未顯示)。同樣地，第三影像、即影像C(Image C)可於24ms標記處開始其之更新，而影像A及B亦正在更新。最後，影像C於274ms標記處完成更新。
在此方式下，如比較於如果沒有影像資料的流水線處理則需要750ms，所有三個影像A、B及C可於274ms內完成更新並呈現在顯示器上。此更新方案可使EPD可能施行快速更新，其對採用筆輸人之應用、或對於從一個影像到下一個影像沒有重疊區域之動畫來說是有用的。
圖4A及圖4B各顯示根據另一種被稱為輕快刷新高級交錯設計(Brisk Refresh Advanced Interlacing Design)或“BRAID”驅動方案所分配之顯示器的示範圖解。使用BRAID驅動方案，顯示器之面積可被分配成在不同時間更新的多數組或族群之交替線。例如，圖4A顯示被分配成兩個族群(例如族群401及族群402)的交替BRAID線之顯示器405a的圖解400a，且圖4B顯示被分配成三個族群(例如族群411、族群412、及族群413)之交替BRAID線的顯示器405b之圖解400b。
如下文所更詳細地敘述，此方案能夠使來自多數個影像的影像資料被流水線化，並可大大地減少整體更新時間。例如，如於圖4A中將顯示器之面積分配成兩個族群的交替線可有效地將EPD更新影像之速率增至兩倍。同樣地，如於圖4B中將顯示器的面積分配成三個族群之交替線可有效地將EPD更新影像的速率增至三倍。
從這些範例可推斷出，藉由使用BRAID驅動方案，影像更新率或幀率可計算為[波形時間÷BRAID線之族群數]，在此“波形時間”意指利用影像更新EPD所需的時間。在上述對於採用直接更新驅動方案之傳統EPD的範例中，波形時間典型為約250ms。
如上所解釋，使用類似LCD之更新方案及DU驅動模式連續地更新具有三個影像(例如，影像A、B及C)的傳統EPD需要(250msx3)或750ms來完成。圖5說明按照在此中所呈現之標的使用兩個族群的BRAID線之BRAID驅動方法。如圖5中所說明，使用BRAID方法將顯示器分配成兩個族群之BRAID線，在影像A之後用於每一個影像的更新時間可減少至125ms。再者，使用BRAID方法對影像資料進行流水線處理可將用於所有三個影像A、B及C以完成更新並呈現在顯示器上之整體更新時間減少至500ms，如比較於如果沒有影像資料的流水線處理則需要750ms。
例如，如圖5中所說明，用於在85Hz下操作之顯示器，第一影像、即影像A於0ms標記處開始其之更新。隨後，在125ms標記左右，第二影像、即影像B開始其增量式更新，而影像A的更新係仍於進行中。影像A在250ms標記處完成更新，如藉由DU驅動方案所指示，而影像B繼續被遞增地更新。此外，第三影像、即影像C於250ms標記處開始更新。影像B在375ms標記左右完成更新，而影像C繼續遞增地更新。最後，影像C於500ms標記處完成更新。
因此，使用BRAID方法，所有三個影像A、B及C可在500ms內完成更新並呈現於顯示器上，如比較於如果沒有影像資料之流水線處理則需要750ms。此更新方案可使EPD可能施行快速更新，其對採用筆輸入的應用、或對於從一個影像到下一個影像沒有重疊區域之動畫來說是有用的。
圖6顯示表格600，列出使用BRAID更新方法及DU驅動方案利用三個影像更新之顯示器的總更新時間。其可推斷出，增加BRAID線之族群數可進一步減少整體更新時間。例如，如圖6中所指示，使用BRAID方法將顯示器分配成兩個族群的BRAID線，如在圖5之範例中，總更新時間減少至500ms。使用額外族群的BRAID線可進一步減少總更新時間。例如，使用BRAID方法將顯示器分配成三個族群之BRAID線使總更新時間減少至417ms，四個族群的BRAID線將總更新時間減少至375ms，且五個族群之BRAID線將總更新時間減少至350ms。熟諳本技術領域的人員將理解，藉由將顯示器分配成更多族群之BRAID線，可達成總更新時間中的額外減少。
圖7係按照於此中所呈現之標的的示範性BRAID系統700之方塊圖。BRAID系統700包括影像資料702，其可為一系列藉由主控制器或另一數位媒體源供應的影像或視頻資料。BRAID系統700亦包括BRAID開關704、複數個EPD幀緩衝器706、及選擇邏輯708，用於選擇來自EPD幀緩衝器706之哪個輸出被發送至TCON 710，TCON 710係用於控制驅動TFT的矩陣之閘極及源極線的顯示器之控制邏輯。
在操作中，影像資料702係根據BRAID的族群數以固定速率發送至BRAID開關704。例如，影像可於影像更新率或幀率發送，此速率可被計算為[波形時間÷BRAID線之族群數]，在此“波形時間”意指用影像更新EPD所需的時間。
BRAID開關704可包括足夠之記憶體資源來儲存至少一個完整影像，且每一幀可被覆寫。每一個EPD幀緩衝器706可至少包括足夠的記憶體資源來儲存對應於一個BRAID線族群之影像資料。在一些實施例中，每一個EPD幀緩衝器706的大小可藉由[影像之總大小÷BRAID線的族群數]決定。再者，EPD幀緩衝器706之數量可對應於BRAID線的族群數。例如，在使用三個BRAID線族群之系統中，可有三個EPD幀緩衝器706。
BRAID開關704可構造為將對應於BRAID線族群的其中一者之影像資料寫入至EPD幀緩衝器706的其中一者。藉由BRAID開關704寫入之影像資料包括總影像資料的子集，亦即，僅只顯示影像之一部分所需的影像資料才會顯示在特定族群之每條BRAID線處。例如，使用圖4B作為用於BRAID線族群的參考，BRAID開關704可將對應於BRAID線族群411之影像資料寫入至EPD幀緩衝器706a。繼續此範例，BRAID開關704接著推進計數器或指標，並將對應於BRAID線族群412的影像資料寫入至EPD幀緩衝器706b。BRAID開關704以此方式繼續在對應上述幀率之固定速率下接收及寫入影像資料。
一旦BRAID開關704已寫入至最後的EPD幀緩衝器706(例如EPD幀緩衝器706n)，其計數器環繞並再次開始寫入至第一EPD幀緩衝器706(例如EPD幀緩衝器706a)，其將包括來自後續影像之影像資料。
選擇邏輯708以與BRAID開關704相同的速率操作，並選擇哪一個EPD幀緩衝器706之輸出發送至TCON 710，其依次以影像資料更新顯示器上的對應BRAID線族群。此過程持續直至抵達視頻之最後影像。
圖8顯示示範性流程圖800，說明BRAID更新方法。於此範例中，在Y8影像資料802提供8位元的灰階影像。來自Y8影像資料802之影像資料可藉由Y8-＞Y1轉換804選擇性轉換至黑色及白色的1位元影像。於一些實施例中，Y8-＞Y1轉換804使用抖動演算法來轉換藉由Y8影像資料802提供之影像資料。在一些實施例中，使用資料Floyd-Steinberg常式或藍色雜訊遮罩演算法。
於步驟806，其係基於藉由BRAID系統步驟810提供的幀資訊判定藉由Y8-＞Y1轉換804提供之影像資料是否為一系列影像或視頻中的第一影像。在一些實施例中，BRAID系統步驟810從主控制器或從嵌入影像資料之資訊獲得幀資訊。如果此影像資料係一系列影像中的第一影像，則此過程持續進行至步驟808，於此可使用驅動模式(例如，DU驅動方案)，以用第一影像(例如，來自圖5中之範例的影像A)更新整個顯示器，且此影像資料進入BRAID系統步驟810，用於進行上述及亦在圖7中說明之BRAID處理。如果此影像被判定為異於一系列影像中的第一影像之影像，則影像資料持續進行至步驟810，在此BRAID更新系統根據BRAID更新方法處理影像資料。
處理後的資料持續進行至步驟812，於此其基於藉由BRAID系統步驟810提供之幀資訊判定正在處理的影像資料是否來自一系列影像或視頻中之最後影像。如果影像資料不是來自一系列影像中的最後影像，則處理後之影像資料被饋送至面板814，且對應於待處理的BRAID線族群之顯示器的部分係以影像資料更新。如果影像資料係來自一系列影像中的最後影像，在完成對最後影像之處理時，步驟816被使用來將波形施加顯示器，用以清理於更新之後可能存在的諸如重影或發暈之任何偽影。例如，GLR波形(例如，基於E Ink的Regal演算法修改之全局有限波形)可被使用於靜態的最後影像，以清理偽影。在一些實施例中，步驟816在用於最後影像的所有影像資料已被處理並發送至顯示面板814之後，將GLR波形施加至顯示器。
對於那些熟諳本技術領域者將為明顯的是，可在不偏離本發明範圍之情況下，對上述本發明的特定實施例中進行很多改變及修改。因此，前面敘述之全部係以說明性而非限制性的意義來解釋。
100:顯示像素 102:前電極 104:後電極 106:驅動器電極 108:定址電極 110:成像薄膜 120:非線性電路元件 202:電阻器 204:電容器 212:電阻器 214:電容器 216:電容器 400a:圖解 400b:圖解 401:族群 402:族群 405a:顯示器 405b:顯示器 411:族群 412:族群 413:族群 600:表格 700:BRAID系統 702:影像資料 704:BRAID開關 706:EPD幀緩衝器 706a:EPD幀緩衝器 706b:EPD幀緩衝器 706n:EPD幀緩衝器 708:選擇邏輯 710:TCON 800:流程圖 802:影像資料 814:面板
本申請案之諸多態樣及實施例將參考以下圖式敘述。應理解的是，此等圖式不需要按比例繪製。在多數個圖式中顯現之項目係藉由它們顯現的所有圖式中之相同參考數字指示。
圖1按照於此中呈現的標的說明電光顯示器之示意圖。
圖2說明代表圖1中所說明的電光顯示器之等效電路。
圖3按照在此中呈現的標的說明流水線式更新方法。
圖4A及4B按照於此中呈現之標的說明兩種示範性BRAID驅動方法。
圖5按照在此中呈現的標的說明使用兩條BRAID線之BRAID驅動方法。
圖6按照於此中呈現的標的說明當使用不同之BRAID線時的更新時間中之差異。
圖7按照在此中呈現的標的說明示範性BRAID驅動系統。
圖8顯示示範性流程圖，其按照於此中呈現之標的說明BRAID更新方法。
700:BRAID系統
702:影像資料
704:BRAID開關
706a:EPD幀緩衝器
706b:EPD幀緩衝器
706n:EPD幀緩衝器
708:選擇邏輯
710:TCON

Claims (10)

  1. 一種用於驅動電光顯示器之方法，該顯示器包含設置在共用電極與背板之間的電光材料層，該背板包括一像素電極陣列，其中每一個像素電極係耦接至像素電晶體，其中顯示控制器電路藉由在該共用電極與該像素電極陣列之間經由該等像素電晶體施加一個以上的時間相依電壓，以將波形施加至該像素電極陣列，該用於驅動之方法包含： 將該電光顯示器的可顯示區域分配成N個BRAID線族群，其中該N個BRAID線族群之每一個係與幀緩衝器相關聯； 接收包含用於該電光顯示器的整個可顯示區域之光學狀態資料的第一影像資料； 將該第一影像資料之子集連續地寫入該N個幀緩衝器的每一個，其中該N個幀緩衝器之每一個係利用與該對應BRAID線族群對應的資料寫入；及 基於該N個幀緩衝器之每一個中的資料連續地更新該電光顯示器之可顯示區域的諸多部分。
  2. 如請求項1之方法，其中該N個BRAID線族群的每一個對應於來自該像素電極陣列之複數個行顯示像素。
  3. 如請求項1之方法，更包含選擇用於更新該電光顯示器的可顯示區域之驅動方案。
  4. 如請求項3之方法，其中用於更新該電光顯示器的可顯示區域而選擇之驅動方案係直接更新驅動方案。
  5. 如請求項1之方法，其中該第一影像資料具有影像大小，且該N個幀緩衝器的每一個包含足夠之記憶體，以儲存對應於該影像大小除以N的第一影像資料之一部分。
  6. 如請求項1之方法，更包含： 接收包含用於該電光顯示器的整個可顯示區域之光學狀態資料的第二影像資料； 將該第二影像資料之子集連續地寫入該N個幀緩衝器的每一個，其中該N個幀緩衝器之每一個係利用與該對應BRAID線族群對應的資料寫入，且其中在基於該N個幀緩衝器之每一個中的第一影像資料之子集更新該可顯示區域的部分之後，該N個幀緩衝器的每一個中之第一影像資料的子集被該第二影像資料之子集所覆寫；及 基於該N個幀緩衝器的每一個中之第二影像資料的子集連續地更新該電光顯示器之可顯示區域的諸多部分。
  7. 如請求項1之方法，其中該光電顯示器的可顯示區域係分配成兩個BRAID線族群。
  8. 如請求項1之方法，其中該電光顯示器的可顯示區域係分配成三個BRAID線族群。
  9. 如請求項1之方法，更包含使用驅動方案來更新該電光顯示器的可顯示區域，該驅動方案構造為在基於最後之影像資料更新該電光顯示器的可顯示區域之後移除影像偽影。
  10. 如請求項1之方法，更包含抖動該第一影像資料，以將該影像資料轉換為1位元影像資料。
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