TWI415065B - 雙穩態顯示器及其面板的驅動方法 - Google Patents

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Description

雙穩態顯示器及其面板的驅動方法
本發明是有關於一種平面顯示技術，且特別是有關於一種雙穩態顯示器及其面板的驅動方法。
雙穩態顯示器(bistable display)是一種使用雙穩態介質來進行顯示的顯示器，而要達成雙穩態顯示的技術包括有電子墨水(electronic ink,E-Ink)顯示、膽固醇液晶顯示(cholesteric liquid crystal display,ChLCD)、電泳顯示(electro-phoretic display,EPD)、電濕潤顯示(electrowetting display,EWD)或快速響應液態粉顯示(quick response-liquid powder display,QR-LPD)等顯示技術。而且，隨著可攜式電子產品的日益普及，採用雙穩態顯示技術的可撓性顯示器(如電子紙(e-paper)、電子書(e-book)等)也逐漸地受到市場的關注。
一般而言，電子紙與電子書係採用電泳顯示(EPD)技術來達到顯示影像的目的。以黑白色的電子書為例，其各畫素主要是由黑色電泳液以及摻雜於黑色電泳液中的白色帶電粒子所構成，並且透過施加電壓的方式以驅動白色帶電粒子移動，從而使得各畫素分別顯示黑色、白色或是不同階調的灰色。另外，以彩色的電子書為例，其各畫素主要是由摻雜有白色帶電粒子的紅色電泳液、綠色電泳液以及藍色電泳液形成於不同的微杯(micro-cups)中所構 成，並且透過施加電壓的方式以驅動白色帶電粒子移動，從而使各畫素得以顯示紅、綠以及藍三原色。
而現今對於粒子式之電泳顯示器的驅動技術大多為利用查表的方式以獲得用以驅動電泳顯示面板內各畫素的驅動資訊。然而，過去於電泳顯示器中所內建的驅動資訊查找表(lookup table,LUT)裡面必須包含有多維資料矩陣，亦即：至少各畫素之初始狀態(initial state)、最終狀態(final state，亦即當下狀態)以及兩先前狀態(two prior states)的四維矩陣；或換言之為包含有雙圖框或雙圖框以上的驅動資訊查找表，亦即：至少包含先前與當下畫面或兩先前與當下畫面之驅動資訊查找表。因此，隨著雙穩態顯示器所支援的色階數的上升，所內建的查找表之記憶空間就會越大，從而耗費相當大的記憶體使用成本。
有鑒於此，本發明提出一種雙穩態顯示器及其面板的驅動方法，其可以有效地解決先前技術所述及的問題。
本發明提供一種雙穩態顯示器，其包括雙穩態顯示面板與驅動裝置。其中，驅動裝置耦接顯示面板，且驅動裝置包含兩種以上的查表機制。
本發明另提供一種雙穩態顯示面板的驅動方法，其包括：提供兩個以上的參考資訊，且每一參考資訊具有相對應的查表機制；根據一輸入值選定一參考資訊；以及利用所選定的參考資訊所相對應的查表機制來決定一輸出值。
於本發明一實施例中，每一查表機制包含一參考資訊與一相對應的驅動資訊查找表，且這些驅動資訊查找表包括多個單圖框驅動資訊查找表與多個雙圖框驅動資訊查找表。
於本發明一實施例中，部分的單圖框驅動資訊查找表內建有雙穩態顯示面板的先前畫面驅動資料，而其餘的單圖框驅動資訊查找表內建有雙穩態顯示面板的當下畫面驅動資料。
於本發明一實施例中，所有的雙圖框驅動資訊查找表內建有雙穩態顯示面板的先前畫面驅動資料與當下畫面驅動資料。
基於上述可知，在粒子式之電泳顯示器的驅動技術中，由於驅動資訊查找表中的顯示面板驅動資訊都是由設計者預先內建於記憶體空間，也因此本發明主要是在設計者預先內建的驅動資訊查找表中多加了一道手續，也就是再額外建立一參考資訊查找表，藉此來縮小驅動資訊查找表所需的記憶體空間大小，而此發明所需額外建立之參考資訊查找表的記憶體空間大小又非常的小，最後藉由事先設定好雙穩態顯示器之每一畫面所需查詢之參考資訊查找表的參考資訊，並且根據所設定的參考資訊以查詢雙穩態顯示面板的先前畫面驅動資料與/或當下畫面驅動資料，從而獲得用以驅動雙穩態顯示面板內各畫素的驅動資訊。如此一來，便可即可大幅地降低所內建之查找表的記憶空間，從而節省記憶體使用成本。
應瞭解的是，上述一般描述及以下具體實施方式僅為例示性及闡釋性的，其並不能限制本發明所欲主張之範圍。
現將詳細參考本發明之實施例，並在附圖中說明所述實施例之實例。另外，凡可能之處，在圖式及實施方式中使用相同標號的元件/構件代表相同或類似部分。
圖1繪示為本發明一實施例之雙穩態顯示器(bistable display)10的示意圖。請參照圖1，雙穩態顯示器10包括雙穩態顯示面板(bistable display panel)101與驅動裝置(driving device)103。於本實施例中，雙穩態顯示面板101包括有多條掃描線(scan line)SL、多條資料線(data line)DL，以及多個畫素(pixel)P。其中，資料線DL大體與掃描線SL垂直設置；而所有畫素P係以矩陣方式排列，且其各別會與對應的資料線DL以及掃描線SL電性連接。
於此值得一提的是，本實施例之雙穩態顯示面板101可以是微杯式(micro-cup)電泳顯示面板，但並不限制於此，其亦可為其他類型的雙穩態顯示面板，例如：電子墨水顯示面板、電濕潤顯示面板、快速響應液態粉顯示面板或膽固醇液晶顯示面板。若顯示面板101為微杯式電泳顯示面板的話，則各畫素P可由摻雜有白色帶電粒子(particle)的紅色電泳液、綠色電泳液以及藍色電泳液形成於不同的微杯中所構成。然而，由於該等雙穩態顯示面 板的結構為本領域具有通常知識者所熟識，故而在此並不再加以贅述之。
另外，驅動裝置103耦接顯示面板101，用以根據不同參考資訊(reference information)而對應地進行不同的查表機制(lookup mechanism)，並且透過這些不同的查表機制獲得畫素驅動資訊(pixel driving information)以對顯示面板101進行驅動，從而讓顯示面板101內的各畫素P可以達到目標灰階值(target gray level)。換言之，驅動裝置103包含兩種以上的查表機制，而且每一查表機制又包含一參考資訊與一相對應的驅動資訊查找表。相對於以往，傳統的驅動方式都是採用單一的查表機制(亦即固定查找雙圖框驅動資訊查找表，或者固定查找兩個以上的多數圖框驅動資訊查找表)以獲得畫素驅動資訊來直接驅動顯示面板。
更清楚來說，驅動裝置103可以包括有時序控制器(timing controller,T-con)105、閘極驅動器(gate driver)107、源極驅動器(source driver)109、共用電極驅動單元111，以及溫度感測器(temperature sensor)113。其中，時序控制器105可以具有畫面計數器(frame counter)105a與記憶單元(memory unit)105b。當然，在本發明的其他實施例中，記憶單元105b亦可以在時序控制器105的外部，一切端視實際設計需求而論。
於本實施例中，畫面計數器105a用以協助時序控制器105，藉以讓時序控制器105得知雙穩態顯示器10之每 一畫面(frame)的時間。
另一方面，記憶單元105b可以為快閃記憶體(flash memory)或隨機存取記憶體(RAM)，但並不限制於此。而且，記憶單元105b用以儲存一個參考資訊查找表(reference information lookup table)RLUT與多個驅動資訊查找表(driving lookup table)DLUT。其中，參考資訊查找表RLUT內建有關聯於雙穩態顯示器10之每一畫面的參考資訊(可以為兩位元的數值，亦即：“00”、“01”、“10”、“11”，但並不限制於此)，且參考資訊查找表RLUT可以藉由燒錄軟體而進行更新。
另外，內建在記憶單元105b的所有驅動資訊查找表DLUT包括有多個單圖框驅動資訊查找表(single frame driving information lookup table)與多個雙圖框驅動資訊查找表(double frame driving information lookup table)。於本實施例中，部分的單圖框驅動資訊查找表DLUT內建有雙穩態顯示面板101的先前畫面驅動資料(previous frame driving data)，而其餘的單圖框驅動資訊查找表DLUT內建有雙穩態顯示面板101的當下畫面驅動資料(current frame driving data)。再者，所有的雙圖框驅動資訊查找表DLUT內建有雙穩態顯示面板101的先前畫面驅動資料與當下畫面驅動資料。
基於上述，當驅動裝置103欲驅動雙穩態顯示面板101時，時序控制器105會根據畫面計數器105a所提供的計數資訊來尋找事先設定於參考資訊查找表RLUT中關聯於畫 面的參考資訊(亦即單筆2位元的參考資訊)，接著再利用所尋找出之參考資訊相對應的查表機制來查詢驅動資訊查找表DLUT。如此一來，時序控制器105即可獲得畫素驅動資訊以控制閘極驅動器107、源極驅動器109與共用電極驅動單元111的運作。
更清楚來說，閘極驅動器107會反應於時序控制器105所獲得的畫素驅動資訊而產生掃描訊號(scan signal)SS，藉以逐一開啟顯示面板101內的每一列畫素；源極驅動器109會反應於時序控制器105所獲得的畫素驅動資訊而產生多筆資料訊號DS，藉以對應地驅動被閘極驅動器105所開啟的列畫素；以及共用電極驅動單元111會反應於時序控制器105所獲得的畫素驅動資訊而產生共用電壓(common voltage)Vcom給顯示面板101的共用電極(common electrode)。
於本實施例中，雙穩態顯示器10會循序從力學平衡狀態(mechanical balance state)進入至重置狀態(reset state)，藉著再從重置狀態進入至驅動狀態(driving state)，但並不限制於此，一切端視實際設計需求而論。
有鑒於此，當雙穩態顯示器10處於力學平衡狀態時，時序控制器105於參考資訊查找表RLUT所讀取出的參考資訊可以為“00”的2位元資訊，且其可以對應至內建有雙穩態顯示面板101之先前畫面驅動資料的單圖框驅動資訊查找表DLUT。如此一來，由於時序控制器105可以得知雙穩態顯示面板101內各畫素P的前一畫面驅動資料，所 以時序控制器105即可利用與各畫素P之前一畫面驅動資料相反(opposite)的驅動電壓來驅動各畫素P，藉以使得雙穩態顯示面板101內各畫素P的白色帶電粒子恢復至原先的狀態，從而實現力學平衡的目的。
接著，當雙穩態顯示器10處於重置狀態時，時序控制器105於參考資訊查找表RLUT所讀取出的參考資訊可以為“10”的2位元資訊，且其可以對應至內建有雙穩態顯示面板101之先前畫面驅動資料與當下畫面驅動資料的雙圖框驅動資訊查找表DLUT。如此一來，由於時序控制器105可以得知雙穩態顯示面板101內各畫素P的前一畫面驅動資料與當下畫面驅動資料，所以時序控制器105即可利用各畫素P之前一畫面驅動資料與當下畫面驅動資料來產生相對應的驅動電壓以驅動各畫素P，藉以使得雙穩態顯示面板101內各畫素P的白色帶電粒子移動到最上方或者最下方，從而實現重置的目的。
最後，當雙穩態顯示器10處於驅動狀態時，時序控制器105於參考資訊查找表RLUT所讀取出的參考資訊可以為“01”的2位元資訊，且其可以對應至內建有雙穩態顯示面板101之當下畫面驅動資料的單圖框驅動資訊查找表DLUT。如此一來，由於時序控制器105可以得知雙穩態顯示面板101內各畫素P的當下畫面驅動資料，所以時序控制器105即可利用與各畫素P之當下畫面驅動資料相對應的驅動電壓來驅動各畫素P，藉以使得雙穩態顯示面板101內各畫素P的白色帶電粒子會從前一重置狀態下的最 上方或者最下方移動到目標位置，從而讓雙穩態顯示面板101內的各畫素P達到目標灰階值。當然，在本發明的其他實施例中，時序控制器105亦可同時利用與各畫素P之前一畫面驅動資料與當下畫面驅動資料相對應的驅動電壓來驅動各畫素P，不侷限僅利用各畫素P之當下畫面驅動資料而已。一切端視實際設計需求而論。
由此可知，時序控制器105會根據事先於參考資訊查找表RLUT所設定的參考資訊以查詢雙穩態顯示面板101的先前畫面驅動資料與/或當下畫面驅動資料，藉以獲得用以驅動雙穩態顯示面板101內各畫素P的驅動資訊。如此一來，由於時序控制器105只需查詢內建有顯示面板101之當下畫面資料的單圖框驅動資訊查找表DLUT，就可獲得畫素驅動資訊以對雙穩態顯示面板101進行驅動，而不用像傳統必須固定內建雙圖框驅動資訊查找表或兩個以上的多數圖框驅動資訊查找表。
因此，不但可以大幅地降低所內建之驅動資訊查找表DLUT的記憶空間，從而節省記憶體使用成本(因為傳統的驅動方式會恆定查詢具有多維(4維)資料矩陣的驅動資訊查找表，而非如本發明會變化地查詢內建有雙穩態顯示面板101之先前/當下畫面驅動資料的單/雙圖框驅動資訊查找表DLUT)；並且也能同時減少時序控制器105從外部記憶體單位下載驅動資訊查找表DLUT的下載時間，藉此提升整體雙穩態顯示器10運作的效能，從而使得雙穩態顯示面板101的速度更加提升。
當然，於本實施例中，由於雙穩態顯示器10對於環境溫度的變化相當敏感，所以時序控制器105還可以參照溫度感測器113所提供的溫度資訊TEM來適應性地調整於記憶單元105b所執行/進行的查找機制，藉以作為驅動雙穩態顯示面板101的溫度補償。換言之，時序控制器105可以參照溫度感測器113所提供的溫度資訊TEM來選定內建在參考資訊號查找表中的一參考資訊，藉以再利用所選定的參考資訊所相對應的查表機制來決定一輸出值(亦即畫素驅動資訊)，從而達到驅動雙穩態顯示面板101的溫度補償。
基於上述實施例所揭示/教示的內容，可以歸納出一個普遍的原則，如圖2所示。圖2繪示為本發明一實施例之雙穩態顯示面板的驅動方法流程圖。請參照圖2，本實施例之雙穩態顯示面板的驅動方法包括：提供兩個以上的參考資訊，且每一參考資訊具有相對應的查表機制(步驟S201)；根據一輸入值(例如前述實施例的2位元資訊或溫度資訊TEM)選定一參考資訊(步驟S203)；以及利用所選定的參考資訊所相對應的查表機制來決定一輸出值(亦即畫素驅動資訊)(步驟S205)。
相似地，於本實施例中，所有查表機制各別對應一驅動資訊查找表，且這些驅動資訊查找表包括多個單圖框驅動資訊查找表與多個雙圖框驅動資訊查找表。其中，部分的單圖框驅動資訊查找表內建有雙穩態顯示面板的先前畫面驅動資料，而其餘的單圖框驅動資訊查找表內建有雙穩 態顯示面板的當下畫面驅動資料。另外，所有雙圖框驅動資訊查找表內建有雙穩態顯示面板的先前畫面驅動資料與當下畫面驅動資料。而且，單圖框或雙圖框驅動資訊查找表的使用時機會因不同的驅動資訊查找表設計不同，而有所不同。
綜上所述，本發明主要是事先設定好雙穩態顯示器之每一畫面所需查詢之驅動資訊查找表的參考資訊，並且根據所設定的參考資訊以查詢雙穩態顯示面板的先前畫面驅動資料與/或當下畫面驅動資料，從而獲得用以驅動雙穩態顯示面板內各畫素的驅動資訊。如此一來，不但可以大幅地降低所內建之驅動資訊查找表的記憶空間，從而節省記憶體使用成本；並且也能同時減少時序控制器從外部記憶體單位下載驅動資訊查找表的下載時間，藉此提升整體雙穩態顯示器運作的效能，從而使得雙穩態顯示面板的速度更加提升。顯然地，本發明如應用在具備有重置機制之驅動資訊查找表設計的雙穩態顯示器(例如：微杯式電泳顯示面板、電子墨水顯示面板、電濕潤顯示面板、快速響應液態粉顯示面板或膽固醇液晶顯示面板)，其效果會更好。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。另外，本發明的任一實施例或申請專利範圍不須達成本發明所揭露之全部目的或優點或特點。此外，摘要部分和標 題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制本發明之權利範圍。
10‧‧‧雙穩態顯示器
101‧‧‧雙穩態顯示面板
103‧‧‧驅動裝置
105‧‧‧時序控制器
105a‧‧‧畫面計數器
105b‧‧‧記憶單元
107‧‧‧閘極驅動器
109‧‧‧源極驅動器
111‧‧‧共用電極驅動單元
113‧‧‧溫度感測單元
DLUT‧‧‧驅動資訊查找表
RLUT‧‧‧參考資訊查找表
SL‧‧‧掃描線
DL‧‧‧資料線
P‧‧‧畫素
SS‧‧‧掃描訊號
DS‧‧‧資料訊號
Vcom‧‧‧共用電壓
TEM‧‧‧溫度資訊
S201~S205‧‧‧本發明一實施例之雙穩態顯示面板的驅動方法流程圖各步驟
下面的所附圖式是本發明的說明書的一部分，繪示了本發明的示例實施例，所附圖式與說明書的描述一起說明本發明的原理。
圖1繪示為本發明一實施例之雙穩態顯示器(bistable display)10的示意圖。
圖2繪示為本發明一實施例之雙穩態顯示面板的驅動方法流程圖。
10‧‧‧雙穩態顯示器
101‧‧‧雙穩態顯示面板
103‧‧‧驅動裝置
105‧‧‧時序控制器
105a‧‧‧畫面計數器
105b‧‧‧記憶單元
107‧‧‧閘極驅動器
109‧‧‧源極驅動器
111‧‧‧共用電極驅動單元
113‧‧‧溫度感測單元
DLUT‧‧‧驅動資訊查找表
RLUT‧‧‧參考資訊查找表
SL‧‧‧掃描線
DL‧‧‧資料線
P‧‧‧畫素
SS‧‧‧掃描訊號
DS‧‧‧資料訊號
Vcom‧‧‧共用電壓
TEM‧‧‧溫度資訊

Claims (13)

  1. 一種雙穩態顯示器，包括：一雙穩態顯示面板；以及一驅動裝置，耦接該雙穩態顯示面板，該驅動裝置包含兩個以上的查表機制，其中每一該些查表機制包含一參考資訊與一相對應的驅動資訊查找表，並且該些驅動資訊查找表包括多個單圖框驅動資訊查找表與多個雙圖框驅動資訊查找表。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之雙穩態顯示器，其中部分的該些單圖框驅動資訊查找表內建有該雙穩態顯示面板的先前畫面驅動資料，而其餘的該些單圖框驅動資訊查找表內建有該雙穩態顯示面板的當下畫面驅動資料。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之雙穩態顯示器，其中該些雙圖框驅動資訊查找表內建有該顯示面板的先前畫面驅動資料與當下畫面驅動資料。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之雙穩態顯示器，更包括一記憶單元，用以儲存該些參考資訊與該些驅動資訊查找表。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之雙穩態顯示器，其中該記憶單元更用以儲存一參考資訊查找表，且該參考資訊查找表內建有該些參考資訊。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之雙穩態顯示器，其中該記憶單元為一快閃記憶體或一隨機存取記憶體。
  7. 如申請專利範圍第4項所述之雙穩態顯示器，其中 該記憶單元所儲存之該參考資訊查找表可藉由一燒錄軟體而更新。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之雙穩態顯示器，更包含一溫度感測器。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之雙穩態顯示器，其中該雙穩態顯示面板包括微杯式電泳顯示面板、電子墨水顯示面板、電濕潤顯示面板、快速響應液態粉顯示面板或膽固醇液晶顯示面板。
  10. 一種雙穩態顯示面板的驅動方法，包括：提供兩個以上的參考資訊，每一該些參考資訊具有相對應的查表機制，其中該些查表機制各別對應一驅動資訊查找表，並且該些驅動資訊查找表包括多個單圖框驅動資訊查找表與多個雙圖框驅動資訊查找表；根據一輸入值選定一參考資訊；以及利用所選定的該參考資訊所相對應的查表機制來決定一輸出值。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之雙穩態顯示面板的驅動方法，其中部分的該些單圖框驅動資訊查找表內建有該雙穩態顯示面板的先前畫面驅動資料，而其餘的該些單圖框驅動資訊查找表內建有該雙穩態顯示面板的當下畫面驅動資料。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之雙穩態顯示面板的驅動方法，其中該些雙圖框驅動資訊查找表內建有該雙穩態顯示面板的先前畫面驅動資料與當下畫面驅動資料。
  13. 如申請專利範圍第10項所述之雙穩態顯示面板的驅動方法，其中該輸入值包含一溫度資訊。
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