TWI823426B - 用於驅動電光顯示器的方法及設備 - Google Patents

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Abstract

本發明提供複數個方法及複數個相關設備，用於藉由下列方式來降低顯示於具有一畫素陣列之一電泳顯示器上的一影像中之一邊緣效應：顯示由該畫素陣列之一第一子集上之複數個畫素所組成的影像並且使每一影像畫素之數值在一第一水平方向及一第一垂直方向中偏移一個位置，使得該影像相同於但在位置上偏移至該畫素陣列之一第二子集。該方法也包括在一第二水平方向及一第二垂直方向中使每一影像畫素之該數值偏移一個位置，其中該第二水平方向係與該第一水平方向相反，且該第二垂直方向係與該第一垂直方向相反，藉此所顯示的該影像相同於但在位置上偏移回到該畫素之陣列之該第一子集。

Description

用於驅動電光顯示器的方法及設備
[相關申請案之交互參照]
本申請案主張2021年6月14日所提交的美國臨時申請第63/210,227號之優先權，其全部內容以參照方式併入本文。本文引用的任何專利案、公開的申請案或其他公開作品的全部內容通過引用的方式全部併入本文。
本發明係關於用於驅動電光顯示器的方法及設備。
多年來，粒子系的電泳顯示器一直是重點研究和開發的主題。在這樣的顯示器中，複數個帶電粒子(有時稱為顏料粒子)在電場的影響下移動穿過流體。電場通常是由導電膜或電晶體提供，例如場效電晶體。當與液晶顯示器相比時，電泳顯示器具有良好的亮度和對比度、廣視角、狀態雙穩性和低功耗。然而這種電泳顯示器的切換速度比LCD顯示器的切換速度慢，且電泳顯示器典型上太慢以致於無法顯示即時動態影像(real-time video)。此外，由於流體的黏度限制了電泳粒子的運動，因此電泳顯示器在低溫下會變得遲鈍。儘管存在著這些缺點，在電子書(電子閱讀器)、手機和手機殼、智慧卡、標牌、手錶、貨架標籤和快閃驅動器等日常產品中可以發現到電泳顯示器。
許多商用電泳介質基本上只以黑色與白色極端之間的階調(稱為「灰階(grayscale)」)顯示兩種顏色。這種電泳介質在具有第二、不同顏色的有色流體中使用具有第一顏色的單一類型的電泳粒子(在這種情況下，當粒子位於顯示器的觀看面附近時顯示第一顏色，並且當粒子與觀看面間隔開時顯示第二顏色)，或者在未著色的流體中具有不同的第一和第二顏色的第一和第二類型的電泳粒子。在後一種情況下，當第一類型粒子位於顯示器的觀看面附近時顯示第一顏色，並且當第二類型粒子位於觀看面附近時顯示第二顏色。通常這兩種顏色是黑色和白色。
雖然看似簡單，但電泳介質和電泳裝置表現出複雜的行為。例如，已經發現，僅是簡單的「開/關」電壓脈衝並不足以達成電子閱讀器中的高品質文本。例如，導致顯示品質差的一個問題是顯示器上的「鬼影影像」(先前影像的模糊殘影)或「鬼影」效應。這種鬼影影像會使用戶分心，並降低影像的感知品質，尤其是在多次更新之後。這種鬼影成為問題的一種情況是，當使用電子書閱讀器滾動瀏覽電子書時，而不是在書的不同頁面之間跳轉。因此，存在著在減少電光顯示器中的這種鬼影或鬼影影像效應的需求。
本文描述的方法和裝置包括用於減少或減輕邊緣偽影(例如顯示在電光顯示器上的影像中的鬼影)的特徵。
在一個態樣中，本發明包括一種用於降低一影像中之一邊緣效應之方法，該影像顯示於具有一畫素陣列之一電泳顯示器上。該方法包括：顯示由在該畫素陣列之一第一子集上之複數個畫素組成的該影像，並且使該複數個畫素之每一者之數值在一第一水平方向中偏移一個畫素位置且在一第一垂直方向中偏移一個畫素位置，使得該影像相同於但在位置上偏移至該畫素陣列之一第二子集。該方法也包括使該複數個畫素之每一者之該數值在一第二水平方向偏移一個畫素位置且在一第二垂直方向中偏移一個畫素位置，其中該第二水平方向係與該第一水平方向相反，及該第二垂直方向係與該第一垂直方向相反，藉此該影像相同於但在位置上偏移至該畫素陣列之該第一子集。
在一些實施例中，該方法包括使該複數個畫素之每一者之該數值在該第二水平方向中偏移一個畫素位置且在該第二垂直方向中偏移一個畫素位置，使得該影像相同於但在位置上偏移至該畫素陣列之一第二子集，及使該複數個畫素之每一者之該數值在該第一水平方向中偏移一個畫素位置且在該第一垂直方向中偏移一個畫素位置，使得該影像相同於但在位置上偏移至該畫素陣列之該第一子集。
在一些實施例中，該方法包括使該複數個畫素之每一者之該數值在該第一水平方向中偏移一個畫素位置且在該第二垂直方向中偏移一個畫素位置，使得該影像相同於但在位置上偏移至該畫素陣列之一第四子集，及使該複數個畫素之每一者之該數值在該第二水平方向中偏移一個畫素位置且在該第一垂直方向中偏移一個畫素位置，使得該影像相同於但在位置上偏移至該畫素陣列之該第一子集。
在一些實施例中，該方法包括使該複數個畫素之每一者之該數值在該第二水平方向中偏移一個畫素位置且在該第一垂直方向中偏移一個畫素位置，使得該影像相同於但在位置上偏移至該畫素陣列之一第五子集，及使該複數個畫素之每一者之該數值在該第一水平方向中偏移一個畫素位置且在該第二垂直方向中偏移一個畫素位置，使得該影像相同於但在位置上偏移至該畫素陣列之該第一子集。
在一些實施例中，該畫素陣列在該第一水平方向中包括比該影像多至少一個畫素。在一些實施例中，該畫素陣列在該第一垂直方向中包括比該影像多至少一個畫素。在一些實施例中，該畫素陣列在該第二水平方向中包括比該影像多至少一個畫素。在一些實施例中，該畫素陣列在該第二垂直方向中包括比該影像多至少一個畫素。在一些實施例中，該畫素陣列經組織為列及行之二維陣列。
在一些實施例中，該影像包括條碼。在一些實施例中，該邊緣效應包括該條碼之至少兩個線條之間的鬼影。
在另一態樣中，本發明包括一種電泳顯示器，其包括定位於複數個列行之一畫素陣列，及與該畫素陣列電氣通訊之一控制器。該控制器係構造成藉由下述方式來降低顯示於該畫素陣列上之一影像中之一邊緣效應：顯示包含在該畫素陣列之一子集上之複數個畫素的該影像；使該複數個畫素之每一者之數值在一第一水平方向中偏移一個畫素位置且在一第一垂直方向中偏移一個畫素位置；及使該複數個畫素之每一者之該數值在一第二水平方向中偏移一個畫素位置且在一第二垂直方向中偏移一個畫素位置，其中該第二水平方向係與該第一水平方向相反，及其中該第二垂直方向係與該第一垂直方向相反。
在一些實施例中，該控制器係進一步構造成使該複數個畫素之每一者之該數值在該第二水平方向中偏移一個畫素位置且在該第二垂直方向中偏移一個畫素位置，及使該複數個畫素之每一者之該數值在該第一水平方向中偏移一個畫素位置且在該第一垂直方向中偏移一個畫素位置。
在一些實施例中，該控制器係進一步構造成使該複數個畫素之每一者之該數值在該第一水平方向中偏移一個畫素位置且在該第二垂直方向中偏移一個畫素位置，及使該複數個畫素之每一者之該數值在該第二水平方向中偏移一個畫素位置且在該第一垂直方向中偏移一個畫素位置。
在一些實施例中，該控制器係進一步構造成使該複數個畫素之每一者之該數值在該第二水平方向中偏移一個畫素位置且在該第一垂直方向中偏移一個畫素位置，及使該複數個畫素之每一者之該數值在該第一水平方向中偏移一個畫素位置且在該第二垂直方向中偏移一個畫素位置。
在一些實施例中，該畫素陣列在該第一水平方向中包括比該影像多至少一個畫素。在一些實施例中，該畫素陣列在該第一垂直方向中包括比該影像多至少一個畫素。在一些實施例中，該畫素陣列在該第二水平方向中包括比該影像多至少一個畫素。在一些實施例中，該畫素陣列在該第二垂直方向中包括比該影像多至少一個畫素。在一些實施例中，該畫素陣列經組織為列及行之二維陣列。
在一些實施例中，該影像包括條碼。在一些實施例中，該邊緣效應包括該條碼之至少兩個線條之間的鬼影。
在另一態樣中，本發明包括一種用於降低一影像中之一邊緣效應之方法，該影像顯示於具有一畫素陣列之一電泳顯示器上，該畫素陣列經組織為列畫素及行畫素之二維陣列。該方法包括步驟(a)定義該畫素陣列內之一邊界框，該邊界框包括複數個列畫素及複數個行畫素。該方法包括步驟(b)顯示該影像於該畫素之陣列之一第一子集，其中該畫素陣列之該第一子集包括比該邊界框少兩個列畫素及少兩個行畫素。該方法也包括步驟(c)使該畫素陣列之該第一子集之每一畫素之數值以下列之一者的方式偏移一個列畫素及一個行畫素，使得該影像相同於但在位置上相對於該畫素陣列之該第一子集偏移：(i)一個列畫素向左且一個行畫素向上；(ii)一個列畫素向右且一個行畫素向下；(iii)一個列畫素向左且一個行畫素向下；或(iv)一個列畫素向右且一個行畫素向上。該方法尚包括步驟(d)使該畫素陣列之該第二子集之每一畫素之數值偏移一個列畫素及一個行畫素，使得該影像相同於但在位置偏移回到該畫素陣列之該第一子集。該方法包括步驟(e)在該電泳顯示器之每一次後續更新期間，交替執行步驟(c)或步驟(d)中之一者，使得該影像僅顯示在該邊界框內，其中每當執行步驟(c)時，以(i)至(iv)中不同於前次執行步驟(c)之一者的方式使該影像在位置上相對於該畫素之陣列之該第一子集偏移。
在一些實施例中，該邊界框包括與該電泳顯示器相同數量之畫素。在一些實施例中，該影像包括條碼。在一些實施例中，該邊緣效應包括該條碼之至少兩個線條之間的鬼影。
在另一態樣中，本發明包括一種電泳顯示器，其包括經組織為列畫素及行畫素之二維陣列的一畫素之陣列及與該畫素陣列電氣通訊之一控制器。該控制器係構造成藉由下列方式來降低顯示於該畫素陣列上之一影像中之一邊緣效應：(a)定義該畫素陣列內之一邊界框，該邊界框包括複數個列畫素及複數個行畫素；(b)顯示該影像於該畫素陣列之一第一子集，其中該畫素陣列之該第一子集包括比該邊界框少兩個列畫素及少兩個行畫素；(c)使該畫素陣列之該第一子集之每一畫素之數值以下列之一者的方式偏移一個列畫素及一個行畫素，使得該影像相同於但在位置上相對於該畫素之陣列之該第一子集偏移：(i)一個列畫素向左且一個行畫素向上；(ii)一個列畫素向右且一個行畫素向下；(iii)一個列畫素向左且一個行畫素向下；或(iv)一個列畫素向右且一個行畫素向上；(d)使該畫素陣列之該第二子集之每一畫素之數值偏移一個列畫素及一個行畫素，使得該影像相同於但在位置上偏移回到該畫素之陣列之該第一子集；及(e)在該電泳顯示器之每一次後續更新期間，交替執行步驟(c)或步驟(d)之一者，使得該影像僅顯示在該邊界框內，其中每當執行步驟(c)時，以(i)至(iv)中不同於前次執行步驟(c)之一者的方式使該影像在位置上相對於該畫素陣列之該第一子集偏移。
在一些實施例中，該邊界框包括與該電泳顯示器相同數量之畫素。在一些實施例中，該影像包括條碼。在一些實施例中，該邊緣效應包括該條碼之至少兩個線條之間的鬼影。
如上指出，此處所呈現之標的係提供方法及手段以減少建立在電泳顯示介質中的電荷及改善電泳顯示器的效能。
當應用於材料或顯示器時的術語「電光」在本文中以其成像領域中的常規含義使用，是指具有在至少一種光學特性上是不同的第一和第二顯示狀態的材料，該材料是通過對材料施加電場，從第一顯示狀態變為第二顯示狀態。儘管光學特性通常是人眼可感知的顏色，但它也可能是另一種光學特性，例如光透射率、反射率、發光性，或者在用於機器讀取的顯示器的情況下，在可見範圍之外的電磁波長的反射率變化於意義上的偽色。
在此使用的術語「灰狀態」在成像技術中的常規含義是指畫素的兩種極端光學狀態之間的狀態，並不一定意味著這兩種極端狀態之間的黑白過渡。例如，下面提到的幾項電子墨水(E Ink)專利和已公開的申請案描述了電泳顯示器，其中極端狀態為白色和深藍色，使得中間的「灰狀態」實際上會是淡藍色。確實，正如已經提到的，光學狀態的變化可能根本不是顏色變化。術語「黑色」和「白色」在下文中可以用來指顯示器的兩種極端光學狀態，並且應該理解為通常包含並非嚴格的黑色和白色的極端光學狀態，例如前述的白色和深藍色狀態。下文中可以使用術語「單色」來表示僅將畫素驅動到它們的兩個極端光學狀態而沒有介於中間灰狀態的驅動方案。
在此使用的術語「雙穩態」和「雙穩性」在本領域中其常規含義是指包含具有在至少一種光學特性上不同的第一和第二顯示狀態的顯示元件的顯示器，並因此在任何給定的元件被驅動之後，通過有限期間的定址脈衝來呈現其為第一或第二顯示狀態；在定址脈衝終止後，該狀態將持續至少幾倍例如至少四倍於改變顯示元件狀態所需的定址脈衝的最短持續時間。在已公開的美國專利申請號2002/0180687(亦可參見對應之國際公開號WO 02/079869)中，顯示一些能灰階顯示的粒子系的電泳顯示器不僅在其極端黑白狀態下穩定，在它們的中間的灰狀態下也是穩定的，並且一些其它類型的電光顯示器也是如此。這種類型的顯示器被恰當地稱為「多穩態」而非雙穩態的顯示器，儘管為了方便起見，這裡可以使用術語「雙穩態」來涵蓋雙穩態和多穩態顯示器。
術語「脈衝(impulse)」在本文中以其電壓對時間的積分的常規含義來使用。然而，一些雙穩態電光介質作用成電荷傳感器，並且以這種介質，可以使用脈衝的另一種定義，即電流對時間的積分(其等於施加的總電荷)。應該使用脈衝的適當定義，這取決於介質是作用成電壓-時間脈衝傳感器還是電荷脈衝傳感器。
讓渡給麻省理工學院(MIT)和E Ink Corporation或以其名義申請的許多專利和申請案最近已經公開，這些專利和申請案描述了封裝電泳介質。這種封裝介質包含許多小膠囊，每個小膠囊本身包含在流體懸浮介質中含有可電泳移動的粒子的內相，以及圍繞該內相的膠囊壁。通常，膠囊本身被固定在聚合物接合劑內，以形成位於兩個電極之間的黏合層。這些專利和申請案中描述的技術包含：
(a)電泳粒子、流體和流體添加劑；參見例如美國專利號7,002,728及7,679,814；
(b)膠囊、接合劑、及封裝製程；參見例如美國專利號6,922,276及7,411,719；
(c)微胞結構、壁材料和形成微胞的方法；參見例如美國專利號7,072,095及9,279,906；
(d)填充和密封微胞的方法；參見例如美國專利號7,144,942及7,715,088；
(e)含有電光材料的薄膜和子總成；參見例如美國專利號6,982,178及7,839,564；
(f)用於顯示器中的背板、黏合層和其它輔助層及方法；參見例如美國專利號D485,294；6,124,851；6,130,773；6,177,921；6,232,950；6,252,564；6,312,304；6,312,971；6,376,828；6,392,786；6,413,790；6,422,687；6,445,374；6,480,182；6,498,114；6,506,438；6,518,949；6,521,489；6,535,197；6,545,291；6,639,578；6,657,772；6,664,944；6,680,725；6,683,333；6,724,519；6,750,473；6,816,147；6,819,471；6,825,068；6,831,769；6,842,167；6,842,279；6,842,657；6,865,010；6,873,452；6,909,532；6,967,640；6,980,196；7,012,735；7,030,412；7,075,703；7,106,296；7,110,163；7,116,318；7,148,128；7,167,155；7,173,752；7,176,880；7,190,008；7,206,119；7,223,672；7,230,751；7,256,766；7,259,744；7,280,094；7,301,693；7,304,780；7,327,511；7,347,957；7,349,148；7,352,353；7,365,394；7,365,733；7,382,363；7,388,572；7,401,758；7,442,587；7,492,497；7,535,624；7,551,346；7,554,712；7,583,427；7,598,173；7,605,799；7,636,191；7,649,674；7,667,886；7,672,040；7,688,497；7,733,335；7,785,988；7,830,592；7,843,626；7,859,637；7,880,958；7,893,435；7,898,717；7,905,977；7,957,053；7,986,450；8,009,344；8,027,081；8,049,947；8,072,675；8,077,141；8,089,453；8,120,836；8,159,636；8,208,193；8,237,892；8,238,021；8,362,488；8,373,211；8,389,381；8,395,836；8,437,069；8,441,414；8,456,589；8,498,042；8,514,168；8,547,628；8,576,162；8,610,988；8,714,780；8,728,266；8,743,077；8,754,859；8,797,258；8,797,633；8,797,636；8,830,560；8,891,155；8,969,886；9,147,364；9,025,234；9,025,238；9,030,374；9,140,952；9,152,003；9,152,004；9,201,279；9,223,164；9,285,648；及9,310,661；以及美國專利申請公開號2002/0060321；2004/0008179；2004/0085619；2004/0105036；2004/0112525；2005/0122306；2005/0122563；2006/0215106；2006/0255322；2007/0052757；2007/0097489；2007/0109219；2008/0061300；2008/0149271；2009/0122389；2009/0315044；2010/0177396；2011/0140744；2011/0187683；2011/0187689；2011/0292319；2013/0250397；2013/0278900；2014/0078024；2014/0139501；2014/0192000；2014/0210701；2014/0300837；2014/0368753；2014/0376164；2015/0171112；2015/0205178；2015/0226986；2015/0227018；2015/0228666；2015/0261057；2015/0356927；2015/0378235；2016/077375；2016/0103380；及2016/0187759；以及國際專利申請公開號WO 00/38000；歐洲專利號1,099,207 B1及1,145,072 B1；
(g)顏色形成和顏色調整；參見例如美國專利號7,075,502和7,839,564；
(h)用於驅動顯示器的方法，參見例如美國專利號7,012,600和7,453,445；
(i)顯示器的應用；參見例如美國專利號7,312,784；和8,009,348；
(i)非電泳顯示器，如美國專利號6,241,921和美國專利申請公開號2015/0277160；以及美國專利申請公開號2015/0005720和2016/0012710中所述。
所有上述專利和專利申請案均以參照的方式全文併入本文中。
許多上述專利和申請案都認識到封裝的電泳介質中圍繞離散微膠囊的壁可以被連續相取代，從而產生所謂的聚合物分散電泳顯示器，其中該電泳介質包含複數個離散的電泳流體的液滴以及聚合物材料的連續相，並且即使沒有離散的囊膜與每個單獨的液滴相關聯，在這種聚合物分散的電泳顯示器內的電泳流體的離散液滴也可以被視為膠囊或微膠囊；參見例如先前提到的2002/0131147。因此，就本申請案的目的而言，這種聚合物分散的電泳介質被視為是封裝電泳介質的亞種。
封裝的電泳顯示器通常不受傳統電泳裝置的聚集和沉澱故障模式的困擾並提供更多的有益效果，例如在多種柔性和剛性基板上印刷或塗布顯示器的能力。(「印刷」一詞的使用意於包括印刷和塗布的所有形式，包括，但不限於:諸如修補模具塗布、槽或擠壓塗布、滑動或層疊塗布、幕式塗布的預先計量式塗布；諸如羅拉刮刀塗布、正向和反向輥式塗布的輥式塗布；凹版塗布；浸漬塗布；噴霧塗布；液面彎曲式塗布；旋轉塗布；刷塗；氣刀塗布；絲網印刷工藝；靜電印刷工藝；熱印刷工藝；噴墨印刷工藝；以及其他類似技術。)因此，所產生的顯示器可以是柔性的。另外，因為可以(使用多種方法)印刷顯示器介質，所以可以便宜製造顯示器本身。
一種相關類型的電泳顯示器是所謂的「微胞電泳顯示器」。在微胞電泳顯示器中，帶電粒子和懸浮流體並未封裝在微膠囊內，而是保留在載體介質(例如聚合物膜)內形成的複數個空腔內。例如，參見國際申請公開號WO 02/01281和公開的美國申請號2002/0075556，其皆讓渡給Sipix Imaging, Inc。
上述類型的電光顯示器是雙穩態且通常使用於反射模式，儘管如在某些上述專利和申請中所描述的，此等顯示器可以以「快門模式」操作，其中電光介質是用於調變光的透射，使顯示器工作在透射模式。液晶，包括聚合物分散液晶，當然也是電光介質，但通常不是雙穩態且操作於透射模式。以下描述的本發明的某些實施例僅限使用於反射式顯示器，而其他實施例可使用於反射式和透射式顯示器，包括傳統的液晶顯示器。
無論顯示器是反射式或透射式，以及無論所使用的電光介質是否為雙穩態，為了獲得高解析度顯示器，顯示器的各個畫素必須是可定址的且不受相鄰畫素的干擾。實現此目標的一種方式是提供非線性元件陣列，例如電晶體或二極體，其中至少一個非線性元件與每個畫素相關聯以產生「主動矩陣」顯示器。定址一個畫素的定址或畫素電極，是通過相關的非線性元件連接到適當的電壓源。典型地，當非線性元件是電晶體時，畫素電極連接到電晶體的汲極，並且在下面的說明中將假定為這種配置，儘管它本質上是任意的且畫素電極可連接到電晶體的源極。傳統上，在高解析度陣列中，畫素以行和列的二維陣列排列，使得任何特定畫素由一個指定行和一個指定列的交集而唯一地定義。每行所有電晶體的源極連接到單個行電極，而每列所有電晶體的柵極連接到單個列電極；同樣，將源極分配給列和閘極分配給行是傳統的，但本質上是任意的，可視需要顛倒過來。列電極連接到列驅動器，這基本上確保在任何給定時刻僅選擇一列。換言之，向所選列電極施加電壓以確保所選列中的所有電晶體都導通，同時向所有其他列施加電壓以確保這些未選擇列中的所有晶體管保持不導通。列電極連接到行驅動器，該驅動器將選擇的電壓施加在各個行電極上，以將所選行中的畫素驅動到其所需的光學狀態。(上述電壓是相對於共用前電極而言，其通常設置在電光介質之非線性陣列的相反側並延伸橫越整個顯示器)。在稱為「行地址時間」的預選間隔之後，取消選擇所選列，選擇下一列，並且改變列驅動器上的電壓為所寫入顯示器的下一行。重複該過程，從而以逐列方式寫入整個顯示器。
製造主動矩陣顯示器的工藝已臻成熟。例如，可以使用各種沉積和光微影技術製造薄膜電晶體。電晶體包括閘極電極、絕緣介電層、半導體層以及源極電極和汲極電極。向閘極電極施加電壓提供了穿過介電層的電場，其顯著增加了半導體層的源極至汲極的電導率。此改變允許源極電極和汲極電極之間的電導通。典型上，閘極電極、源極電極和汲極電極被圖案化。通常而言，半導體層也被圖案化以最小化相鄰電路元件之間的雜散傳導(即串擾)。
液晶顯示器通常採用非晶矽(“a-Si”)、薄膜電晶體(“TFT”)作為顯示器畫素的開關裝置。這種TFT通常具有底閘極配置。在一個畫素內，薄膜電容器通常保持由開關TFT傳輸的電荷。電泳顯示器可使用類似的具有電容器之TFT，即使電容器的功能不同於液晶顯示器中的功能。參見上述同時處於審查中之專利申請號09/565,413，以及專利申請公開號2002/0106847和2002/0060321。製造薄膜電晶體可以提供高性能。然而，製造過程會導致顯著的成本。
在TFT定址陣列中，畫素電極在行定址時間期間通過TFT充電。在行定址時間期間，通過改變施加的閘極電壓將TFT切換到導通狀態。例如，對於n型TFT而言，閘極電壓被切換到「高」狀態以將TFT切換到導通狀態。
此外，在向顯示畫素提供驅動波形的資料線和畫素電極之間發生串擾，可能會導致諸如電壓偏移等不想要的效應。與上述電壓偏移類似，資料線和畫素電極之間的串擾可能由兩者之間的電容耦合所引起，即便當顯示畫素未被定址時(例如，相關的畫素TFT耗盡)。此等串擾會導致不希望的電壓偏移，因為它會導致光學偽影，例如影像條紋。
在一些情況下，電泳顯示器或EPD可包括兩個基板(例如塑膠或玻璃)，其中一前平面積層體或FPL位於兩個基板之間。在一些實施例中，頂部基板的底部可以塗有透明導電材料以作用成導電電極之用(亦即Vcom平面)。下基板的頂部可包括電極元件陣列(例如用於每個顯示畫素的導電電極)。諸如薄膜電晶體或TFT之類的半導體開關，可與這些畫素電極中的每一者相關聯。對畫素電極和Vcom平面施加偏置電壓可導致FPL的電光轉換。使用此光學轉換作為在EPD上顯示文字或圖形資訊的基礎。為了顯示所期望之影像，需要施加適當的電壓於每個畫素電極。
圖1係例示根據在此提出的標的之電光顯示器的顯示畫素100之示意模型。畫素100可以包括成像膜110。在一些實施例中，成像膜110可以是電泳材料層並且本質上為雙穩態。這種電泳材料可包括複數個帶電的彩色顏料顆粒(例如，黑色、白色、黃色或紅色)，它們設置在流體中並且能夠在電場的影響下移動通過流體。在一些實施例中，成像膜110可以是具有帶電顏料顆粒的微胞的電泳膜。在一些其他實施例中，成像膜110可包括但不限於一封裝電泳成像膜，其可包括例如帶電顏料顆粒。應該理解的是，下面提出的驅動方法可以很容易地用於任何類型的電泳材料(例如，封裝的或帶有微胞的薄膜)。
在一些實施例中，成像膜110可以設置在前電極102和後電極或畫素電極104之間。前電極102可以形成在成像膜和顯示器的前面之間。在一些實施例中，前電極102可以是透明的且透光的。在一些實施例中，前電極102可由任何合適的透明材料形成，包含但不限於氧化銦錫(ITO)。後電極104可以形成在成像膜110之與前電極102相反的一側。在一些實施例中，寄生電容(未示出)可以形成在前電極102和後電極104之間。
畫素100可以是複數個畫素中的一個畫素。該複數個畫素可以排列在二維的行列陣列中以形成矩陣，使得任何特定畫素都由一個指定列和一個指定行的交叉點來唯一地定義。在一些實施例中，畫素矩陣可以是「主動矩陣」，其中每個畫素與至少一個非線性電路元件120相關聯。非線性電路元件120可以耦合在背板電極104和定址電極108之間。在一些實施例中，非線性元件120可以是二極體及/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)可耦合到背板或畫素電極104，MOSFET或TFT的源極(或汲極)可以耦合到定址電極108，並且MOSFET或TFT的閘極可以耦合到構造為控制MOSFET或TFT的啟動和停用的驅動器電極106。(為了簡單起見，與背板電極104耦合的MOSFET或TFT的端子將被稱為MOSFET或TFT的汲極，而與定址電極108耦合的MOSFET或TFT的端子將被稱為MOSFET或TFT的源極。然而，在一些實施例中，本領域普通技術人員將認識到MOSFET或TFT的源極和汲極可以互換。)
在主動矩陣的一些實施例中，每行中所有畫素的定址電極108可以連接到同一個行電極，每列中所有畫素的驅動電極106可以連接到同一個列電極。列電極可以連接到列驅動器，該列驅動器可以藉由向所選列電極施加足以啟動所選列中所有畫素100的非線性元件120的電壓來選擇一列以上的畫素。行電極可以連接到行驅動器，該行驅動器可以將適合將畫素驅動到所需光學狀態的電壓施加到所選(啟動)畫素的定址電極106上。施加到定址電極108的電壓可以相對於施加到畫素的前板電極102的電壓(例如，大約零伏的電壓)。在一些實施例中，主動矩陣中所有畫素的前板電極102可以耦合到共用電極。
在使用中，主動矩陣的畫素100可以以逐列的方式寫入。例如，可以由列驅動器選擇一列畫素，並且可以藉由行驅動器向畫素施加與該列畫素的期望光學狀態相對應的電壓。在稱為「行定址時間(line address time)」的預選間隔之後，可以取消選擇所選擇的列，可以選擇另一列，並且可以改變行驅動器上的電壓，使得顯示器的另一行被寫入。
圖2係例示根據在此提出的標的之設置在前電極102和後電極104之間的電光成像層110的電路模型。電阻器202和電容器204可以代表包含任何黏合層的電光成像層110、前電極102和後電極104的電阻和電容。電阻器212和電容器214可以代表一積層黏合層的電阻和電容。電容器216可以代表可以在前電極102和後電極104之間形成的電容，例如層之間的界面接觸區域，例如成像層和積層黏合層之間及/或積層黏合層和背板電極之間的界面。畫素的成像膜110兩端的電壓Vi可以包含畫素的殘餘電壓。
在使用中，一些電光顯示器，例如圖1和圖2所示的電泳顯示器，可能會遭遇邊緣鬼影的獨特情況。例如，當在電子貨架標籤(ESL)等電泳顯示器上反覆更新特定影像時，當在ESL的一部份上重複更新諸如條碼之類的影像時，由於畫素在左側以+15伏特和在右側以-15伏特加偏壓，條碼影像的線條之間可能會出現鬼影。
在一實施例中，可以在每次更新時「改變」或偏移影像以減輕鬼影問題。例如，在第一次更新期間，如圖3所示的條碼400可以向左偏移一個畫素並向上偏移一個畫素(參見圖4a)，且在後續的第二次更新期間，整個條碼影像400可以被移回原來的位置。在另一實施例中，第三次更新可以將條碼400向右偏移一個畫素並向下偏移一個畫素(參見圖4b)。然後是第四次更新，將條碼400影像移回原始位置。在又一實施例中，第五次更新可以將條碼影像400向左和向下偏移一個畫素(參見圖4c)，隨後進行第六次更新以將條碼影像400移回原始位置。在另一實施例中，第七次更新可以將條碼影像400向右和向上偏移一個畫素(參見圖4d)，隨後進行第八次更新以將條碼影像400移回原始位置。
上述過程可以以確切的順序或組合重複多個週期(例如50次更新)。進行實驗以確定此處所述的創造性方法是否導致條碼影像中的鬼影減少(例如圖3)。條碼影像更新50次不變，這意味著影像沒有上述的偏移。另外，使用上述偏移或更改順序將相同的條碼影像更新50次。與更新50次未更改的條碼影像相比，使用偏移或更改序列減少了條碼影像中的鬼影效應。
圖5a和5b是用於減少邊緣效應(諸如上述條碼的線條之間的邊緣鬼影)的更新序列的示範性步驟的例示。控制器(例如，列和行驅動器)可以被構造為在顯示器的列和行畫素陣列內定義邊界框530。邊界框530由顯示器的幾個連續的列和行畫素所組成，且描繪了在更新序列期間在其上顯示影像500的顯示器部分。然而，邊界框530是在軟體中定義的元素或資料結構，且在顯示器上不可見。
邊界框530可以包括顯示器的列和行畫素的子集。在一些實施例中，邊界框530包括顯示器的可視區域的每一列和每一行畫素。在一些實施例中，在顯示器內定義了多個邊界框530，並且對顯示在每個邊界框530內的影像執行更新序列。
結合邊界框530的更新序列類似於上述連結圖4a至4d所述之更新序列。例如，為了使必要空間能夠在更新序列期間在邊界框530內偏移影像500，在邊界框530內顯示的影像500必須比邊界框530佔用至少少兩個列畫素和少兩個行畫素。圖5a顯示在邊界框530內的初始位置所顯示的影像500。如圖5a所示，影像500在水平(行)方向和垂直(列)方向上都比邊界框530小一個畫素尺寸532。
更新序列繼續如上所述。在顯示器的更新期間，影像500的每個畫素的數值被偏移一個列畫素和一個行畫素，使得正在顯示的影像與影像500相同，但在位置上相對於的初始位置在邊界框530內偏移。例如，每個畫素可以偏移：(i)一個列畫素向左且一個行畫素向上，(ii)一個列畫素向右且一個行畫素向下，(iii)一個列畫素向左且一個行畫素向下，或(iv)一個列畫素向右且一個行畫素向上。圖5b例示在向右偏移一列畫素並且向下偏移一行畫素後顯示在邊界框530內的影像500(類似於上述圖4b)。如圖5b所示，影像500現位於距離邊界框530之左邊緣的兩個畫素尺寸534、並且距離邊界框530之頂部邊緣兩個畫素尺寸534的位置。
在顯示器的接下來的更新期間，影像500被偏移回其初始位置。例如，在下一次更新期間，圖5b中所示的影像500向左偏移一個列畫素並且向上偏移一個行畫素，並且再次出現在圖5a中所示的位置。
更新序列在顯示器更新期間根據偏移模式(i)至(iv)中之一者而使影像500偏移，以及在後續更新期間使影像500偏移回其初始位置之間繼續交替。偏移模式(i)至(iv)可以在更新序列期間以任何順序執行，然而，在每次影像500從其初始位置偏移時選擇不同的偏移模式(圖5a)。例如，圖5b中所示的影像500是由圖5a中的影像500根據模式(ii)偏移所產生的。因此，在影像500從其初始位置偏移的下一次更新期間，將選擇模式(i)、(iii)或(iv)的其中之一者。
上述實施例提供優於用於減少邊緣效應的傳統方法的優點。例如，傳統方法試圖通過在將所需畫素驅動到其他狀態之前，將顯示器的所有畫素驅動到極端黑色或白色狀態之一者持續相當長的時間來減少邊緣效應。然而，由此產生的實色的「閃爍」通常會分散觀眾的注意力，並且對觀眾來說是不受歡迎的。此外，顯示器的這種閃爍增加了其能量消耗並且可能降低顯示器的工作壽命。
相比之下，根據本文所述的實施例，在顯示器的每次更新期間，影像的位置僅水平和垂直偏移一個畫素。因此，減少邊緣效應所需的能量更少，並且顯示器的更新對於觀看者來說基本上是察覺不到的，因而改善了觀看者的體驗。
對本領域技術人員來說淺顯易懂的是，在不脫離本發明的範圍的情況下，可以對上述本發明的具體實施例進行多種改變和修改。因此，前述說明的全部內容將被解釋為例示性而非限制性的。
100:畫素 102:前電極 104:後電極 106:驅動器電極 108:定址電極 110:成像膜 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 400:條碼影像 500:影像 530:邊界框 532:畫素尺寸 534:畫素尺寸
在附圖和以下說明中闡述了本說明書中描述的標的之一個以上的實施例的額外細節。標的之其他特徵、態樣和優點將從本文所包含的說明和附圖變得淺顯易懂。附圖未必依照比例繪製，且在整個附圖中，出於例示目的，相似結構的元件通常以相同的元件符號標記。然而，不同實施例中元件的特定屬性和功能可能不同。再者，附圖僅旨在促進標的之描述。附圖不一定繪示所描述的實施例的每個態樣並且不限制本揭示或請求項的範圍。 圖1例示依本文所揭標的之電泳顯示器； 圖2顯示依本文所揭標的之圖1所示之電泳顯示器的等效電路； 圖3顯示依本文所揭標的之示範性條碼； 圖4a至圖4d係為依本文所揭標的之更新序列的例示；及 圖5a及圖5b係為依本文所揭標的之結合邊界框之更新序列的示範性步驟的例示。
400:條碼影像

Claims (27)

  1. 一種用於降低一影像中之一邊緣效應之方法，該影像顯示於具有一畫素陣列之一電泳顯示器上，該方法包括： 顯示該影像，其包含在該畫素陣列之一第一子集上之複數個畫素； 使該複數個畫素之每一者之數值在一第一水平方向中偏移一個畫素位置且在一第一垂直方向中偏移一個畫素位置，使得該影像相同於但在位置上偏移至該畫素陣列之一第二子集；及 使該複數個畫素之每一者之該數值在一第二水平方向偏移一個畫素位置且在一第二垂直方向中偏移一個畫素位置， 其中該第二水平方向係與該第一水平方向相反，及 其中該第二垂直方向係與該第一垂直方向相反，藉此該影像相同於但在位置上偏移至該畫素陣列之該第一子集。
  2. 如請求項1之方法，更包括： 使該等畫素之每一者之該數值在該第二水平方向中偏移一個畫素位置且在該第二垂直方向中偏移一個畫素位置，使得該影像相同於但在位置上偏移至該畫素陣列之一第二子集；及 使該等畫素之每一者之該數值在該第一水平方向中偏移一個畫素位置且在該第一垂直方向中偏移一個畫素位置，使得該影像相同於但在位置上偏移至該畫素陣列之該第一子集。
  3. 如請求項1之方法，更包括： 使該等畫素之每一者之該數值在該第一水平方向中偏移一個畫素位置且在該第二垂直方向中偏移一個畫素位置，使得該影像相同於但在位置上偏移至該畫素陣列之一第四子集；及 使該等畫素之每一者之該數值在該第二水平方向中偏移一個畫素位置且在該第一垂直方向中偏移一個畫素位置，使得該影像相同於但在位置上偏移至該畫素陣列之該第一子集。
  4. 如請求項1之方法，更包括： 使該等畫素之每一者之該數值在該第二水平方向中偏移一個畫素位置且在該第一垂直方向中偏移一個畫素位置，使得該影像相同於但在位置上偏移至該畫素陣列之一第五子集；及 使該等畫素之每一者之該數值在該第一水平方向中偏移一個畫素位置且在該第二垂直方向中偏移一個畫素位置，使得該影像相同於但在位置上偏移至該畫素陣列之該第一子集。
  5. 如請求項1之方法，其中該畫素陣列在該第一水平方向中包括比該影像多至少一個畫素。
  6. 如請求項1之方法，其中該畫素陣列在該第一垂直方向中包括比該影像多至少一個畫素。
  7. 如請求項1之方法，其中該畫素陣列在該第二水平方向中包括比該影像多至少一個畫素。
  8. 如請求項1之方法，其中該畫素陣列在該第二垂直方向中包括比該影像多至少一個畫素。
  9. 如請求項1之方法，其中該畫素陣列經組織為列及行之二維陣列。
  10. 如請求項1之方法，其中該影像包括一條碼。
  11. 一種電泳顯示器，包括： 定位於複數個列行之一畫素陣列；及 與該畫素陣列電氣通訊之一控制器，該控制器係構造成藉由下述方式來降低顯示於該畫素陣列上之一影像中之一邊緣效應： 顯示該影像，其包含在該畫素陣列之一子集上之複數個畫素； 使該等畫素之每一者之數值在一第一水平方向中偏移一個畫素位置且在一第一垂直方向中偏移一個畫素位置；及 使該等畫素之每一者之該數值在一第二水平方向中偏移一個畫素位置且在一第二垂直方向中偏移一個畫素位置， 其中該第二水平方向係與該第一水平方向相反，及 其中該第二垂直方向係與該第一垂直方向相反。
  12. 如請求項11之電泳顯示器，其中該控制器係構造成： 使該等畫素之每一者之該數值在該第二水平方向中偏移一個畫素位置且在該第二垂直方向中偏移一個畫素位置；及 使該等畫素之每一者之該數值在該第一水平方向中偏移一個畫素位置且在該第一垂直方向中偏移一個畫素位置。
  13. 如請求項11之電泳顯示器，其中該控制器係構造成： 使該等畫素之每一者之該數值在該第一水平方向中偏移一個畫素位置且在該第二垂直方向中偏移一個畫素位置；及 使該等畫素之每一者之該數值在該第二水平方向中偏移一個畫素位置且在該第一垂直方向中偏移一個畫素位置。
  14. 如請求項11之電泳顯示器，其中該控制器係構造成： 使該等畫素之每一者之該數值在該第二水平方向中偏移一個畫素位置且在該第一垂直方向中偏移一個畫素位置；及 使該等畫素之每一者之該數值在該第一水平方向中偏移一個畫素位置且在該第二垂直方向中偏移一個畫素位置。
  15. 如請求項11之電泳顯示器，其中該畫素陣列在該第一水平方向中包括比該影像多至少一個畫素。
  16. 如請求項11之電泳顯示器，其中該畫素陣列在該第一垂直方向中包括比該影像多至少一個畫素。
  17. 如請求項11之電泳顯示器，其中該畫素陣列在該第二水平方向中包括比該影像多至少一個畫素。
  18. 如請求項11之電泳顯示器，其中該畫素陣列在該第二垂直方向中包括比該影像多至少一個畫素。
  19. 如請求項11之電泳顯示器，其中該影像包括一條碼。
  20. 如請求項19之電泳顯示器，其中該邊緣效應包括該條碼之至少兩個線條之間的鬼影。
  21. 一種用於降低一影像中之一邊緣效應之方法，該影像顯示於具有一畫素陣列之一電泳顯示器上，該畫素陣列經組織為列畫素及行畫素之二維陣列，該方法包括以下步驟： (a)   定義該畫素陣列內之一邊界框，該邊界框包括複數個列畫素及複數個行畫素； (b)   顯示該影像於該畫素之陣列之一第一子集，其中該畫素陣列之該第一子集包括比該邊界框少兩個列畫素及少兩個行畫素； (c)   使該畫素陣列之該第一子集之每一畫素之數值以下列之一者的方式偏移一個列畫素及一個行畫素，使得該影像相同於但在位置上相對於該畫素陣列之該第一子集： (i)   一個列畫素向左且一個行畫素向上， (ii)  一個列畫素向右且一個行畫素向下， (iii) 一個列畫素向左且一個行畫素向下，或 (iv)  一個列畫素向右且一個行畫素向上， (d)   使該畫素陣列之該第二子集之每一畫素之數值偏移一個列畫素及一個行畫素，使得該影像相同於但在位置偏移回到該畫素陣列之該第一子集；及 (e)   在該電泳顯示器之每一次後續更新期間，交替執行步驟(c)或步驟(d)中之一者，使得該影像僅顯示在該邊界框內， 其中每當執行步驟(c)時，以(i)至(iv)中不同於前次執行步驟(c)之一者的方式使該影像在位置上相對於該畫素之陣列之該第一子集偏移。
  22. 如請求項21之方法，其中該邊界框包括與該電泳顯示器相同數量之畫素。
  23. 如請求項21之方法，其中該影像包括一條碼。
  24. 一種電泳顯示器，其包括： 一畫素之陣列，經組織為列畫素及行畫素之二維陣列；及 與該畫素陣列電氣通訊之一控制器，該控制器係構造成藉由下列方式來降低顯示於該畫素陣列上之一影像中之一邊緣效應： (a)   定義該畫素陣列內之一邊界框，該邊界框包括複數個列畫素及複數個行畫素； (b)   顯示該影像於該畫素陣列之一第一子集，其中該畫素陣列之該第一子集包括比該邊界框少兩個列畫素及少兩個行畫素； (c)   使該畫素陣列之該第一子集之每一畫素之數值以下列之一者的方式偏移一個列畫素及一個行畫素，使得該影像相同於但在位置上相對於該畫素之陣列之該第一子集偏移： (i)   一個列畫素向左且一個行畫素向上， (ii)  一個列畫素向右且一個行畫素向下， (iii) 一個列畫素向左且一個行畫素向下，或 (iv)  一個列畫素向右且一個行畫素向上， (d)   使該畫素陣列之該第二子集之每一畫素之數值，使得該影像相同於但在位置上偏移回到該畫素之陣列之該第一子集；及 (e)   在該電泳顯示器之每一次後續更新期間，交替執行步驟(c)或步驟(d)之一者，使得該影像僅顯示在該邊界框內， 其中每當執行步驟(c)時，以(i)至(iv)中不同於前次執行步驟(c)之一者的方式使該影像在位置上相對於該畫素陣列之該第一子集偏移。
  25. 如請求項24之電泳顯示器，其中該邊界框包括與該電泳顯示器相同數量之畫素。
  26. 如請求項24之電泳顯示器，其中該影像包括一條碼。
  27. 如請求項26之電泳顯示器，其中該邊緣效應包括該條碼之至少兩個線條之間的鬼影。
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