TWI471836B - 使用移動粒子的顯示裝置 - Google Patents

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Description

使用移動粒子的顯示裝置
本發明係關於一種使用移動粒子的顯示裝置。此類型之顯示器的一實例為一電泳顯示器。
電泳顯示裝置為雙穩態顯示技術之一實例，其使用電場內之移動帶電粒子以提供一選擇性光散射或吸收功能。
在一實例中，白粒子懸浮於一吸收性液體中，且電場可用於將該等粒子帶至裝置之表面。在此位置中，其可執行一光散射功能，使得顯示呈現白色。移離頂面賦能看見液體之色彩，例如黑色。在另一實例中，可存在兩種類型之粒子(例如，黑色帶負電荷粒子及白色帶正電荷粒子)懸浮於一透明流體中。存在多個不同可能組態。
已認識到，電泳顯示裝置由於其雙穩定性而賦能低功率消耗(一影像在未施加電壓之情況下被保持)，且因為無需背光或起偏振器所以其可賦能形成薄且亮的顯示裝置。其亦可由塑料材料製成，且在此等顯示器的製造過程中亦存在低成本捲對捲處理之可能性。
感興趣之應用的一實例為電子貨架標籤。此等標籤提供給零售商若干優點。首先，可一接觸按鈕便實施價格更新，而在使用習知紙貨架標籤的情況下，雇員需要走過所有貨架並手動地調整價格(耗時且易於出錯)。第二，電子貨架標籤提供僅顯示相關資訊之可能性。舉例而言，在營業時間以外，當零售商規劃其貨架空間時，電子貨架標籤 可顯示貨架產品布局、當前庫存及新供應產品之到達日期。在營業時間期間，電子貨架標籤可顯示與消費者相關之資訊，如產品資訊、價格及特殊提供品。
若成本保持儘可能低，則採用被動(直接驅動)定址機制。顯示裝置之最簡單組態為分段反射式顯示器，且存在此類型之顯示器足以滿足的多個應用。分段反射式電泳顯示器具有低功率消耗、良好亮度且在操作中亦係雙穩態的，且因此即使當顯示器關閉時亦能夠顯示資訊。
然而，使用矩陣定址機制提供經改良之效能及通用性。使用被動矩陣定址之電泳顯示器通常包含一下部電極層、一顯示媒體層及一上部電極層。選擇性地施加偏壓至上部及/或下部電極層中之電極以控制與該等經偏壓之電極相關聯的顯示媒體之部分的狀態。
一特定類型之電泳顯示裝置使用所謂的"平面內轉換"。此類型之裝置使用顯示材料層中之粒子的選擇性橫向移動。當粒子朝橫向電極移動時，一開口呈現於粒子之間，經由該開口可看見一下層表面。當粒子隨機分散時，其阻止光通過而至下層表面且看見粒子色彩。粒子可經著色且下層表面可為黑色或白色，或者粒子可為黑色或白色，且下層表面可經著色。
平面內轉換之一優點在於裝置可經調適以適於透射式操作，或透射反射式操作。詳言之，粒子之移動建立一光通道，使得反射式及透射式操作可經由材料而實施。此賦能使用背光而非反射式操作的照明。平面內電極可全部提供 於一基板上，或者可將電極提供給兩個基板。
主動矩陣定址機制亦用於電泳顯示器，且當具有高對比度及大量灰階之亮全色顯示器需要一較快影像更新時，大體需要此等機制。此等裝置正被開發用於標示牌及廣告牌顯示應用，及作為電子窗中之(像素化)光源及周圍發光應用。可使用彩色濾光片或藉由減色原理來實施色彩，且顯示像素接著簡單地充當灰階裝置。下文描述指代灰階及灰度，但將瞭解此無論如何不建議僅單色顯示操作。
本發明應用於此等技術兩者，但對於被動矩陣顯示技術係特別感興趣的，且對於平面內轉換被動矩陣電泳顯示器係特別感興趣的。平面內電泳顯示器為(例如)一用於實現電子貨架標籤的有前途之技術。除上文概述之優點外，此技術還具有消費者所習慣的在所有角度下具有良好可讀性之紙樣外觀。
電泳顯示器通常藉由複合驅動信號來驅動。對於一待自一灰度轉換至另一灰度的像素，在重設階段時常常首先將其轉換至白或黑且接著轉換至最終灰度。灰度至灰度過渡及黑/白至灰度過渡比黑至白過渡、白至黑過渡、灰至白過渡或灰至黑過渡更慢且更複雜。
用於電泳顯示器之典型驅動信號為複合信號且可由不同子信號(例如，旨在增速過渡、改良影像品質等的"揮動"脈衝)組成。
已知驅動機制之進一步論述可在WO 2005/071651及WO 2004/066253中發現。
使用電泳顯示器(且特定言之，被動矩陣型式)之一顯著問題係定址影像顯示需要花費的時間。此定址時間由以下事實引起：像素輸出視像素單元內粒子之實體位置而定，且粒子之移動需要一有限時間量。定址速度可藉由各種措施而增加，例如，提供僅需要在一短距離內之像素移動的影像資料之逐像素地寫入，繼之以一越過用於全部顯示之像素區域而擴散粒子的並行粒子擴散階段。
即使使用此等措施，用於大被動矩陣顯示器之顯示定址仍可能花費數小時而非幾分鐘。此已將大電泳顯示器之使用限於靜態影像及僅偶爾再新的顯示，例如，廣告牌應用。
即使在較小顯示器(諸如，用於電子貨架標籤應用)中，在逐線被動矩陣定址具有300微米像素大小之像素的100列的情況下，此仍將花費大概15分鐘來進行一完整影像更新。當電子貨架標籤在零售商模式中時，此係不可接受之緩慢的。
因此，需要減少此等被動矩陣顯示裝置之定址時間。
WO 95/06307揭示一具有減少之寫入時間的電泳顯示器，其中影像係藉由用多個短持續時間定址信號定址顯示器而順序地增強。
根據本發明，提供一種驅動一包含顯示像素之列與行之陣列的顯示裝置之方法，每一像素包含經移動以控制像素之顯示狀態的粒子，該方法包含：在一第一模式中，以列 順序地定址該顯示器，且其中一第一影像係以一在可能處於第一模式中之最亮像素與最暗像素之間的第一對比率，及以一最亮像素輸出狀態、一最暗像素輸出狀態及複數個中間灰度輸出狀態來顯示；及在一第二模式中，以列順序地定址該顯示器，且其中一第二影像係以一在可能處於第二模式中之最亮像素與最暗像素之間的第二對比率來顯示，該第二對比率大於該第一對比率。
此方法提供一高速初始定址模式，但該模式保持一灰階影像內容。該定址係逐列進行的，使得每一列中之多個行被同時並行地定址。
以此方式，第一定址循環之定址時間保持儘可能短，同時賦能一預定品質(如由對比率所設定)的影像被顯示。對於被動矩陣，定址循環包括施加所需電壓於電極上及允許粒子列接列地移動。對於主動矩陣，定址循環包括列接列地施加所需電壓於電極上，但對於所有列可同時發生粒子移動。且當然，可能交換列與行。
另一定址模式較佳以最大數目之灰度顯示一影像。此最大值為特定顯示之極限。
第一模式可包含一第一顯示定址循環，且第二定址模式接著包含至少一另一顯示定址循環。該第一顯示定址循環及該至少一另一定址循環可接著用於相同影像內容之顯示。
以此方式，漸進顯示操作可增加對比率與灰度之數目。然而，較低對比率第一影像可已包括灰度之最終數目(但 比最終影像中更緊密間隔)。
或者，其中第一模式及第二模式可用於顯示不同影像內容。因此，某顯示資訊可能需要被迅速更新但無需高對比度，而其他顯示資訊需要較佳對比度但可能被較慢地更新。
第一對比率可等於或小於6:1，或其可等於或小於4:1，或甚至等於或小於2:1。
該方法較佳用於驅動一平面內被動矩陣電泳顯示裝置。
第一定址模式可包含持續時間地施加定址電壓以使電泳粒子移動，其中該等電壓經施加持續所有灰度之電泳粒子到達其所要狀態所需時間的至多一部分。
以此方式，需要粒子之最大移動的狀態不可到達，且此導致對比度之損失。若顯示以黑背景上之白粒子來操作，則此亦可表示亮度之損失。
如上文所提及，第一影像可具有與第二影像相同數目之灰度。
驅動機制可視像素資料而施加不同電壓至不同像素，以提供灰度。
所有像素之電壓可經施加持續彼等像素到達其所要狀態所需時間之一部分。以此方式，所有像素使其驅動狀態經修改。該部分可為一常數，以提供對像素電壓之施加時間的線性縮放。或者，該部分可為一視影像資料而定之變數以提供對像素電壓之施加時間的非線性縮放。此可改良第一影像之呈現。
舉例而言，非線性縮放可經調適以提供第一影像之灰度之間的恆定感覺到之亮度差。
在替代配置中，用於所有像素之電壓經施加持續與彼等像素到達其所要狀態所需時間一樣長的時間直至一臨限時間，以提供封頂亮度(luminance capping)。此機制可導致在第一次定址後一些像素到達其所要狀態。在至少一另一顯示定址循環期間，接著僅需要重新定址需要與已被寫入之影像內容不同的影像內容之列。
當不同模式用於建立相同影像時，在初始低對比度影像後，至少一另一顯示定址循環可包含增加待定址至一組最低亮度級之像素之亮度範圍的至少一額外對比度改良循環，及校正待定址至一組中間亮度級之像素中之誤差的至少一額外影像校正循環。
每一像素可經驅動至至多一最大對比度級，但該方法係用於驅動一顯示裝置，其中每一像素包含可賦能一大於最大對比度級之對比度級的多個粒子。此表示像素之過度填充(與獲得顯示器被驅動至的最大對比度所需之填充相比)，且此賦能增加驅動速度。可存在5%與15%之間的過度填充。
本發明亦提供一種電泳顯示裝置，其包含顯示像素之列與行之陣列，及一用於控制該顯示裝置之控制器，其中該控制器經調適以實施本發明之方法。
本發明亦提供一種用於一電泳顯示裝置之顯示控制器，其經調適以實施本發明之方法。
本發明提供一種顯示裝置及驅動方法，其中一第一顯示定址循環用於以一第一低對比率顯示一第一影像且至少一另一顯示定址循環以一較高對比率顯示一影像。此減少定址時間以獲得一初始較低品質輸出影像。
在更詳細地描述本發明之前，將簡要描述本發明可應用之類型之顯示裝置的一實例。
圖1展示將用於解釋本發明之顯示裝置2之類型的一實例，且展示平面內轉換被動矩陣透射式顯示裝置之一電泳顯示單元。
該單元以側壁4為邊界以界定容納電泳墨水粒子6的單元體積。圖1之實例為平面內轉換透射式像素布局，具有來自光源(未圖示)並經由彩色濾光片10之照明8。
單元內之粒子位置受一電極配置控制，該電極配置包含一共同電極12、一由行導體驅動之儲存電極14及一由列導體驅動之閘電極16。視情況，該等像素可包含(例如)位於共同電極與閘電極之間的一或多個額外控制電極，以進一步控制單元中之粒子的移動。
電極12、14及16上之相對電壓確定粒子是否在靜電力作用下移動至儲存電極14及驅動電極12。
儲存電極14(亦成為一集電極)界定粒子由光屏蔽18隱藏以避免被看見的區域。在該等粒子在儲存電極14上的情況下，像素處於允許照明8傳遞至顯示器之相對側的觀看者的光學透射狀態中，且像素孔徑係由光透射開口相對於總 像素尺寸之大小來界定。視情況，該顯示器可為一反射式裝置，其中光源被反射表面所替代。
在重設階段中，粒子被收集於儲存電極14處。顯示器之定址涉及將粒子朝向電極12驅動，使得其在像素觀看區域內擴散。
圖1展示一具有三個電極之像素，且閘電極16賦能使用一被動矩陣定址機制而獨立控制每一像素。
圖2至圖5用於更詳細地解釋稍微不同之三個電極像素的操作，且以平面圖展示一像素布局。
在圖2中，第一行電極20連接至一共同儲集電極22。行電極20包括突出部(spur)23。第二行電極(資料電極)24連接至像素電極26，且閘/選擇電極28延伸於列方向中。同樣每像素存在三個電極。在此實例中，儲存電極23經配置為一共同電極，且像素電極26耦合至資料行。
像素電極用於將粒子移動至像素之可見部分中，且在圖2中，像素電極26經展示為佔據大部分像素區域。圖2中將每一像素區域展示為區域30，且不同像素區域可彼此實體地隔開。儲集電極20、22、23用於將粒子橫向移動至像素之隱藏部分。閘電極28用於防止粒子自儲集部分移動至所有線而非選定線中的像素之可見部分中，且因此賦能像素之逐列操作。
閘電極28操作以中斷儲集電極與像素電極之間的電場，使得像素電極上之驅動電壓僅使對於一選定列之粒子移動，未中斷對於該選定列之電場。
由於被動定址機制而需要此閘電極28，且需要此閘電極28提供不同條件至選定列而非非選定列。
圖3至圖5展示可如何將電壓施加至圖2之像素設計的三個電極之一實例，且展示帶電粒子如何移動。為解釋起見，左邊行之像素待"被寫入"，此意謂粒子待移動至像素電極，而右邊行之像素待"不被寫入"，此意謂粒子留在電極23附近之儲集電極中。
為解釋起見，假定粒子具有負電荷，且行儲集電極具有用於正常定址之參考電壓0V。
圖3之第一步驟為執行一整體重設階段。此可藉由在儲集電極23上提供如所示(+V)之高電壓而其他電極處於0V來達成。
接著將所有閘電極設定為一負電壓(-V)，且儲集電極返回至此實例中之0V參考電壓。此防止粒子自儲集電極23移動至像素電極且設立一防止粒子移出儲集電極之障壁。
為執行像素之逐線定址，選定線之閘電極28的電壓經設定為一較小負電壓，例如0V。圖4展示頂列之定址，且圖5展示底列之定址。當線經選擇時，具有正電壓之彼等像素電極使粒子移動至像素中，同時具有處於0V之像素電極電壓的彼等像素未被填充，如可在圖4中看見。因此，待寫入之像素的資料線(其連接至像素電極26)具備一正電壓(V)。
如亦可在圖4中看見，對於非選定列之閘電極28防止粒子之任何移動，甚至對於具有正寫入電壓之資料行亦如 此。換言之，圖4之底部左邊像素仍未被寫入，因為列未被選擇，且閘電極28充當一防止粒子移離電極23之障壁。
在像素填充完成後，閘電極返回至一負電壓，且選擇隨後之線且填充下一線之像素(若需要)。此在圖5中展示。
額外階段可用於驅動機制，諸如在資料寫入至像素中之前揮動脈衝。然而，更新時間係由圖4及圖5中所示之定址階段來支配，在定址階段期間粒子自儲存電極選擇性地移動至像素電極。此定址時間隨存在於顯示器中之線的數目而縮放。因此，縮短線時間可具有對顯示之更新速度的顯著影響。
本發明提供一種提供部分填充之驅動方法。詳言之，若使用較短定址時間，則粒子將不會自共同電極23完全轉移至像素電極26。本發明認識到部分轉移可經控制以賦能形成一低對比度初始影像，但其保持灰度細節。詳言之，高速更新可提供比最終顯示狀態低的對比度，但保持在最亮像素狀態與最暗像素狀態之間的至少一中間灰度狀態。
圖6展示對比度調變對線時間之曲線圖以展示減少線時間大體如何影響所顯示影像之對比度。
線60展示多達9:1之對比率的標準填充速率。線62展示具有超過10%粒子的顯示器之回應。像素之此過度填充提供多個粒子，該等粒子可賦能一比實際上顯示器被驅動至的最大對比度大之對比度，且圖6展示此過度填充如何賦能定址顯示器之時間的減少。
對比度調變經定義為(L白-L黑)/(L白＋L黑)，其中L白及 L黑為白色狀態之亮度值及黑色狀態之亮度值。對比度調變經描繪為其為一比對比率更好的對感覺到的對比度之近似。
線60展示具有經最佳化以用於9:1之對比度的粒子濃度之標準單元的行為。x軸上之時間標度為任意的，但所示實例具有一到達8:1之對比度約160秒的時間。虛垂直線指示到達8:1之對比率(對比度調變=0.778)及4:1之對比率(對比度調變=0.6)之時間。
計算出之行為經展示為假定填充速度為共同電極上留下之粒子量的函數，其提供一指數行為。此外，亮度為填充量之指數遞減函數。
最終，時滯經考慮為10秒，因為在第一粒子越過閘電極之前要花費一些時間。當對比度開始變化時，此可被視為時間軸上之點。
線62展示對於具有超過10%懸浮粒子的單元之對比度對時間。此賦能線時間比到達8:1之對比度的正常時間短大約2.5倍。
本發明係基於以下認識：低對比度足以滿足第一影像。舉例而言，可將對於第一訊框之4:1之對比度(0.6之對比度調變)認為係足夠的。在此狀況下，對於過度填充粒子單元而言所需時間變為43秒，或對於標準單元而言為60秒。對於過度填充狀況，此提供因子為3.7之速度改良，且對於標準狀況，因子為2.7。
此4:1之對比率表示一可讀影像，例如足以滿足電子報 紙應用中之報紙印刷。該對比率可視應用而降低(例如，2:1)。在隨後訊框中，可將更多粒子驅動至像素之觀看部分中以改良對比率。
當然，可藉由進一步減小初始影像之對比度(例如，減少至0.4或更低之對比度調變)而獲得進一步時間減少。
存在可在較短時間內產生減少之對比度影像的多個方式。
在平面內電泳顯示器中主要存在兩種產生灰階之方式。 一種為在定址階段期間改變固定電壓位準之資料脈衝寬度，且另一種為改變資料電壓位準。
A.電壓位準變化
若將資料電壓位準變化用作產生灰階之方式，使得不同像素以不同電壓來驅動，則以較短線時間驅動顯示器(但保持電壓相同)將導致一較低對比率。所有所要的最終灰階將不同於最終訊框後的灰階，且第一訊框接著表示一依據像素填充量而實質上為最終影像之縮放版本的影像。
圖7中示意性地展示改變驅動信號之方式，其展示相等持續時間但不同高度之電壓脈衝70。此等脈衝沿時間軸而壓縮。
然而，所施加之電壓可以比簡單縮放更複雜之方式來改變，且引起較亮灰階更接近其最終值可能需要此。視影像內容而定，此將導致一比保持電壓相同更舒適之圖像。
圖8展示此之一實例，其中較亮像素最初未使粒子移動，以改良對比度。
在此狀況下，對於任何選定線時間，調整特定電壓之方式將視灰度而定，且為進行此，映射必須考慮特定灰度及選定之線時間，使得可基於可用線時間及所要的灰度而確定所要的電壓。
B.脈衝長度變化
若將資料脈衝長度變化用作產生灰階之方式，則存在一對於每一選定線時間的自初始脈衝長度至最終脈衝長度之單一映射曲線。
在此狀況下，可以不同方式進行以較短線時間驅動顯示器：(i)所有資料脈衝長度可線性地縮放，如圖9中示意性地展示，其展示固定電壓脈衝90。與最終影像相比，此將導致一具有較低對比度及相同數目灰階之影像。然而，灰度之間的L*(感覺到之亮度)之差將並不與最終訊框後的L*之差成比例。如同線性電壓縮放一樣，第一影像將有效地包含依據像素填充位準的最終影像之縮放版本，且所有線將需要在隨後訊框中被定址。
(ii)所有資料脈衝長度可以一非線性型式縮放以達成灰度之間的恆定感覺到之亮度L*，正如最終訊框中一樣。與最終影像相比，此將仍提供一具有較低對比度及相同數目灰階的影像。又，所有線將需要在隨後訊框中被定址。灰度之間的感覺到之對比度級並不線性地縮放，且此係達成恆定感覺到之灰度步驟的縮放並非為簡單之線性縮放的原因。
(iii)僅彼等比縮短之線時間長的資料脈衝被剪短(clip)至線時間。此係在圖10中展示。點線展示截止時間，且在所示之實例中，第一暗像素使其脈衝持續時間被剪短，第二亮像素未使其脈衝持續時間被剪短，且第三像素係在極限位置處且因此未使其脈衝持續時間被剪短。此表示一光封頂功能，詳言之，其將待比臨限值暗的像素封頂至該臨限值。與最終影像相比，此導致一具有較低數目灰階之影像。此機制之優點在於在隨後訊框中，僅該等含有具有最低灰度之像素(其為最暗的且其在第一訊框中被剪短)的線需要被定址。
亦存在用於在多個訊框中建立一影像而無關於已準備第一影像之方式的多個選項。
在一實例中，首先以與產生一舒適影像所必需的灰階數目相同數目之灰階準備低對比度影像。線時間較短以提供一快速更新。
在下一更新中，對比度係藉由降低具有最低灰度之像素的亮度而改良。對於此更新，並非所有線均需要被定址，此導致一相對較快之對比度改良。
最終，可校正中灰像素中之誤差，且同樣並非所有線均需要被定址。
建立訊框之此方式可藉由在第一步驟中改變電壓及/或資料脈衝之脈衝長度而達成。三個步驟各自可由多個定址組成。
亦可能混合不同步驟。舉例而言，顯示之特定部分僅需 要一對比度改良定址步驟，且含有非常少之灰階，但影像之另一部分可具有大量灰階且多數在初始低對比度定址之後及在對比度改良步驟之前藉由應用一灰度校正步驟來改良。
實際應用機制可視影像內容而定且對於面板之每一單一線可不同，且可在處理用於許多顯示之影像的中央電腦中離線計算。
對於一具有過度填充(例如，如上文所解釋，能夠獲得所要對比度級之像素所需的10%額外粒子)之顯示器，可能達成一比以標準量填充的顯示器大的最終對比度，但可能不必每次皆將面板驅動至最大對比度。
上文已結合一簡單的三個電極像素設計來描述本發明。然而，將瞭解本發明可應用於許多像素設計。
舉例而言，更複雜之像素電極設計係可能的，且圖11為一實例。
如圖11中所示，每一像素110具有四個電極。此等電極中之兩者係用於唯一地識別每一像素，該兩個電極以列選擇線電極111及寫入行電極112形式呈現。另外，存在一臨時儲存電極114及像素電極116。
在此設計中，像素又經設計以提供粒子在控制電極111、112附近與像素電極116之間的移動，但提供一中間電極114，其充當一臨時儲存儲集電極。此允許在逐線定址期間轉移距離減小，且自臨時電極114至像素電極116的較大轉移距離可並行執行。圖11將像素區域展示為110。
歸因於減小行進距離且歸因於增加之電場而增加粒子速度的事實，因此可進行加快定址週期。
其他電極設計及驅動機制亦係可能的。圖12用於解釋類似於圖11之電極布局的操作。存在一集電極120、一閘電極122及兩個像素電極124、126。可將此等像素電極中之第一者124認為係一如參看圖11所解釋的臨時儲存電極。
影像之右邊行展示對於使粒子經驅動至可見區域的像素之電壓序列，且影像之左邊行展示對於粒子保持於集電極區域中的像素之電壓序列。
首先，在重設階段中，同時對於所有像素，將粒子(假定為帶正電荷)全部吸至集電極120。
接著，一次一列，與未經選擇之列相比，每一列係藉由降低閘極電壓來選擇。在所示之實例中，選定之列("選擇")具有0V之閘極電壓而未選定之列("未選擇")具有+20V之閘極電壓。未被寫入之像素具有-10V之集電極電壓且待被寫入之像素具有+10V之集電極電壓。如示意性地展示，僅待被寫入且在一選定列中之像素具有朝向第一像素電極124(充當一臨時儲存電極)之粒子移動。亦可能將第二像素電極126之電壓設定為低於第一像素電極之電壓，在此狀況下粒子將進一步朝向第二像素電極126被傳送。
以此方式定址全部顯示器。
在以下演進階段中，同時對於所有像素，寫入至第一像素電極124(或者第二像素電極126)之粒子藉由使電壓相等而在兩個像素電極之間擴散，如示意性地展示。
在此實例中，集電極為行資料電壓線之部分，且閘電極為列選擇電壓線之部分。替代地可能將集電極作為列寫入且將閘電極作為行寫入。在典型電子貨架標籤中，(垂直)行之數目比(水平)列大得多，且因此若行用於資料且列用於選擇，則總更新時間係最低的。
上文描述之本發明之實施例提供一低對比度初始影像。此可被用作上文所描述之電子標籤應用的一草圖預覽模式(draft preview mode)，以允許預覽經降低品質之影像。此可導致更新時間減少10倍，而影像對比度仍足以滿足可讀性(例如，2:1之對比率)。
對於初始低對比度模式所獲得的時間減少可成比例地大於對比度之損失。此係基於瞭解到粒子轉移與眼睛特性為高非線性的。舉例而言，在使用線時間之僅10%的情況下，可傳送粒子之大概25%，從而產生最大可達成對比度之40%的感覺到之對比度(L*)。
此線時間與所得影像品質之間的關係為高非線性的，如圖13中所示，其表示影像品質與線時間之間的關係。
試驗結果展示，線時間減少10倍(例如，自10s減至1s)導致對比度自7:1降至2:1的損失。此係一比預期小的損失，且對應於如上文所提及的所有粒子之大概25%的傳送。另外，對於觀察者，2:1對比度對於檢驗影像係足夠好的。實際上，將光學對比度表示為亮態與暗態之亮度比並未準確地反映由人眼感覺到之影像的品質如何。較佳以如上文概述之L*值表示亮度值，且接著由此可見對於觀看 者的2:1對比度經感覺為7:1對比度之範圍的40%。
現將更詳細地論述本發明對電子標籤的應用。對於一典型電子貨架標籤，顯示器之寬度將比高度長得多，以匹配貨架之形狀。對於一被動矩陣定址，最可行的係定位沿最大尺寸延伸之(選擇)列，及沿最短尺寸之(資料)行。具有100cmx3cm之尺寸的典型電子貨架標籤可接著含有3000行及100列。
較低對比度初始影像可接著為一觀察影像，其允許使用者檢查資訊內容，而無需最大品質影像。隨後全品質影像無需在檢查後立即被提供，且可存在一在本發明之第一顯示定址模式與至少一另一顯示定址模式之間的延遲。舉例而言，高對比度影像可為次日，且可能係對於低對比度模式中所使用的不同影像。
上文實例使用閘電極以賦能獨立定址像素。已知被動矩陣機制可使用一臨限電壓回應以允許定址像素之一列而不影響已經被定址的其他列。在此狀況下，列電壓與行電壓之組合使得僅在被定址之像素處超過臨限值，且所有其他像素可保持於其先前狀態。本發明亦可應用於使用臨限值回應作為被動矩陣定址機制之部分的顯示裝置。此可替代如上文所描述之閘電極的使用或與其一樣。
本發明最有益於被動矩陣顯示器，及平面內轉換顯示技術。
圖14示意性地展示本發明之顯示器160可經實施為一具有像素陣列之顯示面板162、一列驅動器164、一行驅動器 166及一控制器168。控制器實施本發明之驅動機制，且在一實例中可根據第一定址循環之目標線時間而實施不同驅動機制。
本發明可應用於許多其他像素布局，且不限於電泳顯示器或被動矩陣顯示器。本發明對被動矩陣顯示器係特別感興趣的，因為此等顯示器具有長定址時間，但對於主動矩陣顯示器亦可獲得優點。
所顯示之第一影像為一低對比度影像，但其保持灰階值。灰階之數目將視所挑選機制而定，但通常將為最終影像中之數目的至少一半。
本發明可應用於許多不同應用，包括所描述之電子標籤實例，但更一般而言包括需要增加驅動速度之任何應用。
術語"列"在本文中有些隨意且不應將其理解為限於一水平方向。實情為，逐列地定址簡單地指代一逐線定址序列。列可延伸顯示器之頂至底或左至右，且為可並行定址之像素的線。
雖然已在圖式及前述描述中詳細說明並描述本發明，將此說明及描述認為係說明性的或例示性的且並非為限制性的；但本發明並不限於所揭示之實施例。在實踐所主張之本發明時，熟習此項技術者可自圖式、揭示內容及隨附申請專利範圍之研究而瞭解並實現所揭示實施例的變化。在申請專利範圍中，詞"包含"不排除其他元件，且不定冠詞"一"不排除複數個。在相互不同的附屬項中敍述特定措施這一事實並不指示此等措施之組合不可用於達成良好效 果。申請專利範圍中之任何參考符號不應被理解為限制範疇。
2‧‧‧顯示裝置
4‧‧‧側壁
6‧‧‧電泳墨水粒子
8‧‧‧照明
10‧‧‧彩色濾光片
12‧‧‧共同電極/驅動電極
14‧‧‧儲存電極
16‧‧‧閘電極
18‧‧‧光屏蔽
20‧‧‧第一行電極/儲集電極
22‧‧‧共同儲集電極
23‧‧‧儲存電極/突出部/儲集電極
24‧‧‧第二行電極(資料電極)
26‧‧‧像素電極
28‧‧‧閘/選擇電極
30‧‧‧區域
60‧‧‧線
62‧‧‧線
70‧‧‧電壓脈衝
90‧‧‧電壓脈衝
110‧‧‧像素/像素區域
111‧‧‧列選擇線電極/控制電極
112‧‧‧寫入行電極/控制電極
114‧‧‧中間電極/臨時電極/臨時儲存電極
116‧‧‧像素電極
120‧‧‧集電極
122‧‧‧閘電極
124‧‧‧像素電極
126‧‧‧像素電極
160‧‧‧顯示器
162‧‧‧顯示面板
164‧‧‧列驅動器
166‧‧‧行驅動器
168‧‧‧控制器
圖1示意性展示一已知類型之裝置以解釋基礎技術；圖2以平面圖展示本發明可應用的另一已知類型之裝置；圖3至圖5展示如何操作圖2之顯示裝置；圖6展示影像之對比度與用於產生該影像之線時間之間的關係；圖7至圖10展示用於修改顯示資料以提供一低對比度影像之不同機制；圖11展示像素電極布局之另一實例；圖12展示如何驅動類似於圖11之另一像素布局；圖13展示對應於圖12之裝置的影像品質與線時間之間的關係；及圖14展示本發明之一顯示裝置。
應注意，此等圖式為圖解的且未按比例繪製。為了圖式之清楚及方便起見，已在大小上誇示或減小地展示此等圖式之部分的相對尺寸及比例。不同圖式中所使用之相同參考數字表示相同層或組件，且不重複描述。
60‧‧‧線
62‧‧‧線

Claims (11)

  1. 一種驅動一包含顯示像素之列與行之一陣列的顯示裝置之方法，每一像素包含經移動以控制像素輸出狀態(pixel output state)的多個粒子(6)，該方法包含：在一第一模式中，藉由施加定址電壓使該等粒子產生移動來以列順序地(sequentially in rows)定址該顯示器，且其中一第一影像係以一第一影像最亮像素輸出狀態、一第一影像最暗像素輸出狀態及複數個第一影像中間灰度(intermediate grey level)輸出狀態以及在該第一影像最亮像素輸出狀態與該第一影像最暗像素輸出狀態之間的一第一對比率被顯示；及在一第二模式中，藉由施加定址電壓使該等粒子產生移動來以列順序地定址該顯示器，且其中一第二影像係以一第二影像最亮像素輸出狀態、一第二影像最暗像素輸出狀態及在該第二影像最亮像素輸出狀態與該第二影像最暗像素輸出狀態之間的一第二對比率被顯示，該第二對比率大於該第一對比率，其中該第一及第二模式各自包含將粒子自一集電極(collector electrode)逐列地驅動至一臨時儲存電極(temporary storage electrode)之一第一驅動階段(first drive phase)及將用於該整個顯示器之粒子自該臨時儲存電極平行地移動至觀看區域之一第二驅動階段。
  2. 如請求項1之方法，其中該第一模式包含一第一顯示定址循環，且該第二定址模式包含至少一另一顯示定址循環。
  3. 如請求項1之方法，其中該第一模式及該第二模式用於顯示不同影像內容。
  4. 如請求項1之方法，其中該第一對比率等於或小於4：1。
  5. 如請求項1之方法，其中該第一模式包含持續時間地施加定址電壓以使電泳粒子移動，其中該等電壓經施加持續所有灰度之該等電泳粒子到達其所要狀態所需時間的至多一部分。
  6. 如請求項5之方法，其中該第一影像具有與該第二影像相同數目之灰度。
  7. 如請求項5之方法，其中該等用於所有像素之電壓經施加持續與彼等像素到達其所要狀態所需時間一樣長的時間直至一臨限時間，以提供封頂亮度。
  8. 如請求項1之方法，其中在該第二模式期間，僅需要與已經被寫入之影像內容不同的影像內容之列被重新定址。
  9. 如請求項1之方法，其中該第二模式包含增加待定址至一組最低亮度級之像素之亮度範圍的至少一額外對比度改良循環，及校正待定址至一組中間亮度級之像素中的誤差之至少一額外影像校正循環。
  10. 一種用於一電泳顯示裝置之顯示控制器(168)，其經調適以實施一如請求項1之方法。
  11. 一種電泳顯示裝置，其包含顯示像素之列與行之一陣列(162)及如請求項10之顯示控制器(168)。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008209893A (ja) * 2007-01-29 2008-09-11 Seiko Epson Corp 表示装置の駆動方法、駆動装置、表示装置、および電子機器
US8446358B2 (en) * 2008-04-16 2013-05-21 Nlt Technologies, Ltd. Image display device having memory property, driving control device and driving method to be used for same
CN104155776B (zh) * 2014-07-22 2017-02-15 京东方科技集团股份有限公司 电子窗及其控制方法
US20160217447A1 (en) * 2015-01-23 2016-07-28 Shyamal K. Sarkar Dynamic Price Change Management

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995006307A1 (en) * 1993-08-26 1995-03-02 Copytele, Inc. Electrophoretic display having reduced writing time
US20020175946A1 (en) * 2001-05-11 2002-11-28 Junji Sakuta Display device and image display system
US6639580B1 (en) * 1999-11-08 2003-10-28 Canon Kabushiki Kaisha Electrophoretic display device and method for addressing display device
US20050024353A1 (en) * 2001-11-20 2005-02-03 E Ink Corporation Methods for driving electro-optic displays
US20050104843A1 (en) * 2002-02-19 2005-05-19 Koninklijke Philips Electronics N.V. Electrophoretic display device
TW200517998A (en) * 2003-09-08 2005-06-01 Koninkl Philips Electronics Nv Driving method for an electrophoretic display with high frame rate and low peak power consumption
WO2006013502A1 (en) * 2004-07-27 2006-02-09 Koninklijke Philips Electronics N.V. Improved scrolling function in an electrophoretic display device
WO2006061730A1 (en) * 2004-12-06 2006-06-15 Koninklijke Philips Electronics N.V. Passive matrix electrophoretic display with reset
US20060262082A1 (en) * 2003-09-11 2006-11-23 Johnson Mark T Electrophoretic display unit

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2906652A1 (de) * 1979-02-02 1980-08-14 Bbc Brown Boveri & Cie Verfahren zur herstellung einer elektrophoretischen anzeige mit wachsumhuellten pigmentteilchen
JP2000147466A (ja) * 1998-11-17 2000-05-26 Minolta Co Ltd 液晶表示素子の駆動方法及び情報表示装置
US7119759B2 (en) 1999-05-03 2006-10-10 E Ink Corporation Machine-readable displays
JP3625421B2 (ja) * 1999-11-08 2005-03-02 キヤノン株式会社 電気泳動表示装置
EP1590789A1 (en) 2003-01-23 2005-11-02 Koninklijke Philips Electronics N.V. Driving an electrophoretic display
CN100492479C (zh) * 2003-09-04 2009-05-27 富士通株式会社 信息显示系统和显示元件驱动方法
EP1665213A1 (en) 2003-09-08 2006-06-07 Koninklijke Philips Electronics N.V. Driving method for an electrophoretic display with accurate greyscale and minimized average power consumption
JP2007519046A (ja) 2004-01-22 2007-07-12 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 表示装置
JP4759920B2 (ja) * 2004-01-29 2011-08-31 セイコーエプソン株式会社 表示装置、表示制御方法及びその方法をコンピュータに実行させるためのプログラム
JP2005215499A (ja) * 2004-01-30 2005-08-11 Seiko Epson Corp 表示装置
JP4609168B2 (ja) * 2005-02-28 2011-01-12 セイコーエプソン株式会社 電気泳動表示装置の駆動方法
JP2006257258A (ja) * 2005-03-17 2006-09-28 Sumitomo Chemical Co Ltd プロピレン系樹脂組成物を用いた自動車用成形体
JP5054953B2 (ja) * 2006-09-22 2012-10-24 株式会社ブリヂストン 情報表示用パネルの駆動方法
JP2010511200A (ja) * 2006-11-30 2010-04-08 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 粒子の移動を使用した表示デバイス

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995006307A1 (en) * 1993-08-26 1995-03-02 Copytele, Inc. Electrophoretic display having reduced writing time
US6639580B1 (en) * 1999-11-08 2003-10-28 Canon Kabushiki Kaisha Electrophoretic display device and method for addressing display device
US20020175946A1 (en) * 2001-05-11 2002-11-28 Junji Sakuta Display device and image display system
US20050024353A1 (en) * 2001-11-20 2005-02-03 E Ink Corporation Methods for driving electro-optic displays
US20050104843A1 (en) * 2002-02-19 2005-05-19 Koninklijke Philips Electronics N.V. Electrophoretic display device
TW200517998A (en) * 2003-09-08 2005-06-01 Koninkl Philips Electronics Nv Driving method for an electrophoretic display with high frame rate and low peak power consumption
US20060262082A1 (en) * 2003-09-11 2006-11-23 Johnson Mark T Electrophoretic display unit
WO2006013502A1 (en) * 2004-07-27 2006-02-09 Koninklijke Philips Electronics N.V. Improved scrolling function in an electrophoretic display device
WO2006061730A1 (en) * 2004-12-06 2006-06-15 Koninklijke Philips Electronics N.V. Passive matrix electrophoretic display with reset
TW200636660A (en) * 2004-12-06 2006-10-16 Koninkl Philips Electronics Nv Passive matrix electrophoretic display with reset

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CN101542574A (zh) 2009-09-23

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