TWI424399B - 雙穩態顯示器、其畫面更新及其時序控制方法 - Google Patents

雙穩態顯示器、其畫面更新及其時序控制方法 Download PDF

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Description

雙穩態顯示器、其畫面更新及其時序控制方法
本發明是有關於一種顯示器裝置及其控制方法，且特別是有關於一種雙穩態顯示器、其畫面更新方法以及其時序控制方法。
雙穩態顯示技術是一種顯示技術的統稱，截至目前為止，最為人所知的便是膽固醇顯示技術以及電子墨水(Electronic Ink)顯示技術。雙穩態顯示技術例如電泳式顯示器，是利用帶電粒子移動達到顯示裝置所需的開/關動作之顯示器，而其時序控制器是連接系統的微處理器，在接受指令與影像資料之後能夠透過驅動晶片驅動電泳式顯示器。進一步來說，雙穩態就是在顯示元件在不施加電壓的狀況之下，仍然可以擁有亮態與暗態兩種不同的狀態，而且能夠持續維持下去，因此在不施加電壓的狀況之下即可具有記憶畫面功能，並且可以有效降低電量耗損。更廣義地來說，雙穩態顯示技術隨著顯示的灰階/色階愈來愈多，亦稱為多穩態顯示技術。雙穩態技術顯示器相較起傳統液晶顯示技術，不需要背景燈(Backlight)且具有記憶畫面功能，可節省高達數百倍的耗電量，並且更為薄輕，這種特性利於延長可攜式設備的電池壽命，適合應用手機、電子書、電子報紙與電子標籤，甚至是大型的電子看板等等。
在雙穩態顯示器的驅動方面，以電泳式顯示器為例，其驅動方式是以類似脈波寬度調變(Pulse Width Modulation,PWM)方式，由時序控制器控制源極驅動器對電泳式顯示器提供對應的脈衝(impulse)。一般常用的源極驅動器電壓位準為三個，分別為正的高壓位準(Positive Voltage,VPOS)、負的高壓位準(Negative Voltage,VNEG)及一個零電壓位準(0V，GND)。高壓位準部份必須依據電泳式顯示器本身的材料特性而定，有的材料需要施加更高的高壓位準，才能有效率地在單位時間內改變像素的灰階值。請參閱圖1，其係習知一實施例之雙穩態顯示器影像更新時期源極驅動輸出電壓示意圖。如圖1所示，影像更新時期具有圖框(Frame)F1 ~F8 ，源極驅動輸出電壓之正與負高壓位準V1 與V2 (未繪示於圖中)，分別例如為+15伏特與-15伏特，並且具有一個0伏特電壓位準。如圖所示，相鄰圖框F1 與F2 的源極驅動輸出電壓在高壓位準V1 與V2 直接切換，F3 與F4 的源極驅動輸出電壓則在由V2 直接切換到V1 。由於更新畫面時，每一個像素的灰階值是依據前一張畫面、下一張畫面、環境溫度來決定驅動方式，因此目前的驅動方式經常有高壓位準直接相互切換的情形，並且屬於高電壓差且快速的電壓位準轉換，對於其他訊號造成極大的雜訊耦合及畫面品質，使得畫面易出現影像不穩定(Image Unstable)、非單一性(Un-uniformity)、鬼影(Ghosting)、串音(Crosstalk)或過多的功率消耗(Power Consumption)等。有鑒於此，一種雙穩態顯示器、其畫面更新方法以及其時序控制方法的研發實為所冀。
本發明的目的就是在提供一種雙穩態顯示器畫面更新方法，以避免因為高壓位準直接相互切換所造成的輸出訊號干擾、畫面品質下降及過多的功率消耗等問題。
本發明的再一目的是提供一種雙穩態顯示器，能避免高電壓差位準直接相互切換，並能儲存相關參數值於記憶體單元以供驅動顯示控制。
本發明的又一目的是提供一種雙穩態顯示器時序控制方法，能以一臨界機制決定並儲存相關參數值，從而提供驅動顯示時序安排與控制。
本發明提出一種雙穩態顯示器畫面更新方法，此方法係比較影像更新時期相鄰圖框之源極驅動輸出電壓差值與預設臨界電壓值大小，並且當源極驅動輸出電壓差值不小於預設臨界電壓值時，決定相鄰圖框暫態之參數值，以控制源極驅動輸出電壓之位準變化。
在本發明的較佳實施例中，上述之雙穩態顯示器畫面更新方法之暫態可以是位於該相鄰圖框之間之暫態圖框，參數值則可以是暫態數目或各暫態對應之源極驅動輸出電壓值。換言之，因為現有雙穩態顯示器(例如電泳式顯示器)的時序控制器在更新畫面時，都是以圖框接著圖框(frame by frame)方式更新像素的灰階值，因此暫態可以是以圖框為單位，也就是加入空白圖框(blank frame)作為暫態所在的暫態圖框。在本發明其他實施例中，暫態還可以是位於各相鄰圖框之啞掃描線(dummy line)，也就是在每個圖框的有效掃描線(active scan line)之後加入空白掃描線(blank line)作為暫態，其參數值包含啞掃描線對應之源極驅動輸出電壓值。此外，雙穩態顯示器畫面更新方法，更包含儲存暫態之參數值至一記憶體單元，以供讀取後控制源極驅動輸出電壓此一步驟。其中，記憶體單元係設置於雙穩態顯示器面板、驅動控制電路板或中介電路板。
本發明提出一種雙穩態顯示器，此顯示器至少包含一雙穩態顯示器面板、一驅動控制電路板、一中介電路板以及一記憶體單元。驅動控制電路板具有一中介電路板連接端、一控制晶片、一面板電源模組、一系統電源供應模組以及一微處理器；中介電路板連接於中介電路板連接端，其材質通常是軟式電路板(FPC)，記憶體單元係用以儲存暫態之參數值以供顯示時序控制器讀取，其中參數值係根據一影像更新時期之源極驅動輸出電壓與預設臨界電壓值之比較結果而決定。
在本發明的較佳實施例中，上述雙穩態顯示器之記憶體單元係設置於雙穩態顯示器面板、驅動控制電路板或中介電路板，並且參數值可以是暫態數目、暫態電壓值或啞掃描線對應之源極驅動輸出電壓值。
本發明提出一種雙穩態顯示器時序控制方法，此方法係比較一影像更新時期相鄰圖框之源極驅動輸出電壓之差值與預設臨界電壓值之大小，並且當源極驅動輸出電壓之差值不小於預設臨界電壓值時，增加至少一暫態。
在本發明的較佳實施例中，上述之雙穩態顯示器時序控制方法之暫態可以是位於各相鄰圖框有效掃描線之後之啞掃描線，或是位於相鄰圖框之間。此外，雙穩態顯示器時序控制方法更包含至少儲存暫態數目或暫態電壓值至記憶體單元以供讀取此一步驟。
本發明因採用加入空白圖框或空白掃描線以形成暫態之雙穩態顯示器、其畫面更新方法以及其時序控制方法，因此可以控制源極驅動輸出電壓的位準以一種遞減或遞增方式依序變化，從而避免在高電壓差位準直接且快速切換所導致的其他訊號干擾、畫面品質下降及過多的功率消耗等問題。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
請參閱圖2，其係依據本發明一實施例之雙穩態顯示器畫面更新方法步驟流程圖。於步驟S211，比較一影像更新時期相鄰圖框之源極驅動輸出電壓差值△V(等於∣V1 -V2 ∣)與預設臨界電壓值VT 之大小，也就是比較△V是否大於或等於VT ，以判斷電壓位準切換幅度是否大於臨界電壓。在實務上，源極驅動輸出電壓與預設臨界電壓可以利用預設之二進位值予以記錄，例如以00代表0伏特，01代表-15伏特，10代表+15伏特等，因此於步驟S211比較源極驅動輸出電壓差值△V與預設臨界電壓值VT 之大小，實質上等同於比較該些預設二進位值之異同，或等同於比較該些預設二進位值對應的源極驅動輸出電壓值運算後之差值與預設臨界電壓值。
承上實施例，當源極驅動輸出電壓差值△V不小於預設臨界電壓值VT 時，也就是△V≧VT 時，於步驟S212決定相鄰圖框之暫態之參數值，以控制源極驅動輸出電壓之位準變化。參數值可以是暫態數目或各暫態對應之源極驅動輸出電壓值而用以分配源極驅動輸出電壓之差值△V。換言之，步驟212決定暫態數目或各暫態對應的源極驅動輸出電壓值等參數值，並且設定倒數計數的暫態數目計數器SC與執行預設驅動方式的條件等參數值。在此一提，若暫態是相鄰圖框之間的暫態圖框，參數值是暫態數目或各暫態對應之源極驅動輸出電壓值；若暫態是各相鄰圖框有效掃描線之後之啞掃描線，則參數值包含啞掃描線對應之源極驅動輸出電壓值。然後，於步驟S213儲存暫態之參數值至一記憶體單元，以供讀取後控制源極驅動輸出電壓。此記憶體單元可以設置於一雙穩態顯示器面板、驅動控制電路板或通常是軟式電路板的中介電路板，並且中介電路板連接至驅動控制電路板。另一方面，若於步驟S211源極驅動輸出電壓之差值△V小於預設臨界電壓值VT ，或是步驟S214判斷暫態數目計數器SC內容已遞減到0(即判斷SC=0)，則於步驟S215執行預設的驅動方式而不調整源極驅動輸出電壓位準，也就是以相鄰圖框預設之源極驅動輸出電壓位準更新雙穩態顯示器畫面。
為了便於對照說明，請一併參閱圖1與圖3，其係分別為習知與本發明一實施例之雙穩態顯示器影像更新時期源極驅動輸出電壓示意圖。如圖3所示，對於圖1相鄰圖框F1 與F2 ，其正負高壓位準V1 與V2 (未繪示於圖中)分別為+15與-15伏特，預設臨界電壓值VT (未繪示於圖中)為20伏特，則源極驅動輸出電壓差值△V為30伏特且大於預設臨界電壓值VT ，因此若決定暫態數目與暫態數目計數器SC內容為1，相對應的源極驅動輸出電壓值分別是+15、0以及-15伏特，也就是在圖1相鄰圖框F1 與F2 之間以具有1包含一個暫態的暫態圖框，讓差值大於或等於預設臨界電壓值的正負高壓位準不會直接切換而有不良影響，所以此次的影像更新是在圖3的圖框F1 到F3 期間完成。在其他實施例中，若決定暫態數目為2，相對應的源極驅動輸出電壓值分別是+15、+5、-5以及-15伏特。依此類推。
承接上述圖3實施例，對於圖1相鄰圖框F3 與F4 ，其正負高壓位準V1 與V2 分別為-15與+15伏特，則源極驅動輸出電壓差值△V為30伏特且大於20伏特的預設臨界電壓值VT ，因此若決定暫態數目與暫態數目計數器SC內容為1，相對應的源極驅動輸出電壓值分別是-15、0以及+15伏特，也就是在圖1相鄰圖框F3 與F4 之間具有包含一個暫態的暫態圖框，讓差值大於或等於預設臨界電壓值的正負高壓位準不會直接切換而有不良影響，所以此次的影像更新是在圖3的圖框F4 到F6 期間完成。接著，對於圖1相鄰圖框F5 與F6 ，其正負高壓位準V1 與V2 皆為0伏特，則源極驅動輸出電壓差值△V為0伏特且小於20伏特的預設臨界電壓值VT ，因此以預設源極驅動輸出電壓值0伏特於圖3的圖框F7 與F8 更新雙穩態顯示器畫面。然後，對於圖1相鄰圖框F7 與F8 ，其正負高壓位準V1 與V2 分別為-15與0伏特，則源極驅動輸出電壓差值△V為15伏特且小於20伏特的預設臨界電壓值VT ，因此仍以預設源極驅動輸出電壓值-15與0伏特於圖3的圖框F9 與F10 更新雙穩態顯示器畫面。
如果實施上是以啞掃描線作為暫態，請一併參閱圖1與圖4，其中圖4係本發明另一實施例之雙穩態顯示器影像更新時期源極驅動輸出電壓示意圖。對於圖1相鄰圖框F1 與F2 ，其正負高壓位準V1 與V2 (未繪示於圖中)分別為+15與-15伏特，預設臨界電壓值VT 為20伏特，則源極驅動輸出電壓差值△V為30伏特且大於預設臨界電壓值VT ，因此若暫態係位於有效掃描線之後之啞掃描線，並且參數值包含啞掃描線對應之源極驅動輸出電壓值0伏特。對於圖1相鄰圖框F1 與F2 ，圖4的圖框F1 中具有有效掃描線411與啞掃描線421，相對應的源極驅動輸出電壓值分別是+15與0伏特；圖4的圖框F2 中具有有效掃描線412與啞掃描線422，相對應的源極驅動輸出電壓值分別是-15與0伏特。相似地，對於圖1相鄰圖框F3 與F4 ，其正負高壓位準V1 與V2 分別為-15與+15伏特，預設臨界電壓值VT 為20伏特，則源極驅動輸出電壓差值△V為30伏特且大於預設臨界電壓值VT ，則圖4的圖框F3 中具有有效掃描線413與啞掃描線423，相對應的源極驅動輸出電壓值分別是-15與0伏特；圖4的圖框F4 中具有有效掃描線414與啞掃描線424，相對應的源極驅動輸出電壓值分別是+15與0伏特，讓差值大於或等於預設臨界電壓值的正負高壓位準不會直接切換而有不良影響。依此類推。
請參閱圖5，其係本發明一實施例之雙穩態顯示器方塊示意圖。如圖5所示實施例中，雙穩態顯示器5包含一雙穩態顯示器面板51、一驅動控制電路板52、一中介電路板53。其中，驅動控制電路板52具有一中介電路板連接端521、一控制晶片522、一面板電源模組523、一系統電源供應模組524以及一微處理器525，並且系統電源供應模組524電性連接於控制晶片522、面板電源模組523與微處理器525；中介電路板53通常是軟式電路板，並且經由中介電路板53之軟排線531(FPC Tail)再連接至中介電路板連接端521。記憶體單元532在此實施例係設置於中介電路板53上，用以儲存暫態之參數值以供控制晶片522讀取，此參數值係根據影像更新時期的源極驅動輸出電壓與預設臨界電壓值之比較結果而決定，可以是暫態圖框或啞掃描線之暫態數目或各暫態對應之源極驅動輸出電壓。
請參閱圖6，其係本發明另一實施例之雙穩態顯示器方塊示意圖。在圖6所示實施例中，雙穩態顯示器6包含一雙穩態顯示器面板61、一驅動控制電路板62、一中介電路板63。其中，驅動控制電路板62具有一中介電路板連接端621、一控制晶片622、一面板電源模組623、一系統電源供應模組624以及一微處理器625，並且系統電源供應模組624電性連接於控制晶片622、面板電源模組623與微處理器625；中介電路板63通常是軟式電路板，並且經由中介電路板63之軟排線631(FPC Tail)再連接至中介電路板連接端621。記憶體單元611在此實施例係設置在雙穩態顯示器面板61上。如同圖5實施例所述，記憶體單元611同樣用以儲存暫態之參數值以供控制晶片622讀取，其中參數值係根據影像更新時期之源極驅動輸出電壓與預設臨界電壓值之比較結果而決定，在此不再贅述。
請參閱圖7，其係本發明其他實施例之雙穩態顯示器方塊示意圖。在圖7所示實施例中，雙穩態顯示器7包含一雙穩態顯示器面板71、一驅動控制電路板72、一中介電路板73。其中，驅動控制電路板72具有一中介電路板連接端721、一控制晶片722、一面板電源模組723、一系統電源供應模組724、一微處理器725以及一記憶體單元726，並且系統電源供應模組724電性連接於控制晶片722、面板電源模組723、微處理器725與記憶體單元726；中介電路板73通常是軟式電路板，並且經由中介電路板73之軟排線731(FPC Tail)再連接至中介電路板連接端721。記憶體單元726在此實施例係設置在驅動控制電路板72上，如同圖5實施例所述，記憶體單元726同樣用以儲存暫態之參數值以供控制晶片722讀取，其中參數值係根據影像更新時期之源極驅動輸出電壓與預設臨界電壓值之比較結果而決定，在此不再贅述。
請參閱圖8，其係依據本發明一實施例之雙穩態顯示器時序控制方法步驟流程圖。於步驟S811，比較一影像更新時期相鄰圖框之源極驅動輸出電壓差值△V(等於∣V1 -V2 ∣)與預設臨界電壓值VT 之大小，也就是比較△V是否大於或等於VT ，以判斷電壓位準切換幅度是否大於臨界電壓。如前所述，源極驅動輸出電壓與預設臨界電壓在實務上可以利用預設之二進位值予以記錄，例如以00代表0伏特，01代表-15伏特，10代表+15伏特等，因此於步驟S811比較源極驅動輸出電壓差值△V與預設臨界電壓值VT 之大小，實質上等同於比較該些預設二進位值之異同，或等同於比較該些預設二進位值對應的源極驅動輸出電壓值運算後之差值與預設臨界電壓值。當源極驅動輸出電壓差值△V不小於預設臨界電壓值VT 時，也就是△V≧VT 時，於步驟S812增加至少一暫態。在一實施例中，暫態可以是位於相鄰圖框之間，或者在另一實施例，暫態還可以是位於各相鄰圖框有效掃描線之後之啞掃描線。並且，於步驟S813，儲存暫態數目及/或暫態電壓值至一記憶體單元以供讀取。
綜上所述，在本發明之雙穩態顯示器、其畫面更新及其時序控制方法，因採用加入空白圖框或空白掃描線以形成暫態之雙穩態顯示器、其畫面更新方法以及其時序控制方法，因此可以控制源極驅動輸出電壓的位準以一種遞減或遞增方式依序變化，從而避免在高電壓差位準直接且快速切換所導致的其他訊號干擾、畫面品質下降及過多的功率消耗等問題。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，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，因此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。
F1 、F2 、F3 、F4 、F5 、F6 、F7 、F8 、F9 、F10 ．．．圖框
V1 、V2 ．．．源極驅動輸出電壓之正負高壓位準
S211~S215．．．本發明一實施例之雙穩態顯示器畫面更新方法各步驟
△V．．．源極驅動輸出電壓差值
VT ．．．預設臨界電壓值
SC．．．暫態數目計數器
411、412、413、414．．．有效掃描線
421、422、423、424．．．啞掃描線
5、6、7．．．雙穩態顯示器
51、61、71．．．雙穩態顯示器面板
52、62、72．．．驅動控制電路板
521、621、721．．．中介電路板連接端
522、622、722．．．控制晶片
523、623、723．．．面板電源模組
524、624、724．．．系統電源供應模組
525、625、725．．．微處理器
53、63、73．．．中介電路板
532、611、726．．．記憶體單元
531、631、731．．．軟排線
S811~S813．．．本發明一實施例之雙穩態顯示器時序控制方法各步驟
圖1繪示為習知一實施例之雙穩態顯示器影像更新時期源極驅動輸出電壓示意圖。
圖2繪示為本發明一實施例之雙穩態顯示器畫面更新方法步驟流程圖。
圖3繪示為本發明一實施例之雙穩態顯示器影像更新時期源極驅動輸出電壓示意圖。
圖4繪示為本發明另一實施例之雙穩態顯示器影像更新時期源極驅動輸出電壓示意圖。
圖5繪示為本發明一實施例之雙穩態顯示器方塊示意圖。
圖6繪示為本發明另一實施例之雙穩態顯示器方塊示意圖。
圖7繪示為本發明其他實施例之雙穩態顯示器方塊示意圖。
圖8繪示為本發明一實施例之雙穩態顯示器時序控制方法步驟流程圖。
S211．．．△V≧VT ？
S212．．．△V≧VT 時，決定相鄰圖框的暫態數目或各暫態對應的輸出電壓值等參數值
S213．．．儲存參數值至記憶體單元以供讀取後控制源極驅動輸出電壓
S214．．．SC=0？
S215．．．以預設的源極驅動輸出電壓位準來更新顯示器畫面

Claims (13)

  1. 一種雙穩態顯示器畫面更新方法，包含：比較一影像更新時期一相鄰圖框之一源極驅動輸出電壓之差值與一預設臨界電壓值之大小；以及當該源極驅動輸出電壓之差值不小於該預設臨界電壓值時，決定該相鄰圖框之一暫態之一參數值，以控制該源極驅動輸出電壓之位準變化。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之雙穩態顯示器畫面更新方法，其中該暫態係位於該相鄰圖框之間之一暫態圖框，該參數值係一暫態數目或各該暫態對應之該源極驅動輸出電壓值。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之雙穩態顯示器畫面更新方法，其中該暫態係位於各該相鄰圖框有效掃描線之後之一啞掃描線，該參數值包含該啞掃描線對應之該源極驅動輸出電壓值。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之雙穩態顯示器畫面更新方法，更包含：當該相鄰圖框之該源極驅動輸出電壓之差值小於該預設臨界電壓值時，以該相鄰圖框預設之該源極驅動輸出電壓之位準更新雙穩態顯示器畫面。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之雙穩態顯示器畫面更新方法，更包含：儲存該參數值至一記憶體單元以供讀取。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之雙穩態顯示器畫面更新方法，其中該記憶體單元係設置於一雙穩態顯示器面板、一驅動控制電路板或一中介電路板，該中介電路板連接至該驅動控制電路板。
  7. 一種雙穩態顯示器，至少包含：一雙穩態顯示器面板；一驅動控制電路板，係具有一中介電路板連接端、一控制晶片、一面板電源模組、一系統電源供應模組以及一微處理器；一中介電路板，係連接於該中介電路板連接端；以及一記憶體單元，係用以儲存一暫態之一參數值以供該控制晶片讀取，其中該參數值係根據一影像更新時期之一源極驅動輸出電壓與一預設臨界電壓值之比較結果而決定。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之雙穩態顯示器，其中該記憶體單元係設置於該雙穩態顯示器面板、該驅動控制電路板或該中介電路板。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之雙穩態顯示器，其中該參數值係一暫態數目、一暫態電壓值或一啞掃描線電壓值。
  10. 一種雙穩態顯示器時序控制方法，包含：比較一影像更新時期一相鄰圖框之一源極驅動輸出電壓之差值與一預設臨界電壓值之大小；以及當該源極驅動輸出電壓之差值不小於該預設臨界電壓值時，增加至少一暫態。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之雙穩態顯示器時序控制方法，其中該暫態係位於各該相鄰圖框之有效掃描線之後之一啞掃描線。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之雙穩態顯示器時序控制方法，其中該暫態係位於該相鄰圖框之間。
  13. 如申請專利範圍第10項所述之雙穩態顯示器時序控制方法，更包含：至少儲存該暫態之一暫態數目或一暫態電壓值至一記憶體單元以供讀取。
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