WO2017054435A1 - 一种电泳显示器减弱鬼影的驱动方法 - Google Patents
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- FIG. 13 is a schematic diagram of driving waveforms of a second embodiment of a driving method for reducing ghosting of an electrophoretic display according to the present invention.
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Abstract
一种电泳显示器减弱鬼影的驱动方法，通过改进电泳显示器的驱动波形设计，在不延长驱动波形时间和增加闪烁的前提下，来达到减少鬼影的效果。该驱动波形分为四个步骤，擦除原始图像(S1)，激活电泳微粒的活性(S2)，静置电泳微粒(S3)和写入新图像(S4)。其中，在静置电泳微粒(S3)阶段，以一预设的持续时长(tx)静置电泳微粒，且在预设的持续时长(tx)期间内，驱动波形的电压为0V。
Description
本发明涉及一种电泳显示器减弱鬼影的驱动方法，属于电泳显示器领域。
近年来，电泳显示器以其低功耗、无需背光等特点，受到了人们的广泛关注，并被大量应用于电纸书读书器等领域。电泳显示器利用带电的电泳微粒在电场作用下，向着与其电性相反的方向定向移动这一特点制成，具备了良好的双稳态特性，在静态显示时几乎不耗电，辐射也远低于传统的液晶显示器，是一种具备节能环保特色的显示技术。然而电泳显示器还存在一系列缺点，例如响应速度较慢，图像刷新时易产生鬼影，画面切换时伴随着闪烁现象等。上述缺点严重影响了电泳显示器显示效果，制约了其市场的应用范围。
电泳显示器的灰阶显示，主要是由施加在像素电极上的电压序列驱动形成，这种电压序列被称之为驱动波形。而电泳显示器显示时所表现出来的缺点，诸多是由驱动波形的不良设计所造成。目前电泳显示器消除鬼影的方法，主要是通过使电泳显示器在黑色状态与白色状态之间多次刷新，但是这种方法造成了严重的显示屏闪烁现象，影响了阅读舒适感。同时，驱动显示屏显示白色状态与黑色状态的时间较长，也影响了显示屏的响应速度。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种能够减弱鬼影的电泳显示器的驱动方法，通过改进电泳显示器的驱动波形，在不大幅增加显示屏闪烁和驱动波形的时间的前提下，解决电泳显示器有鬼影残留的技术问题。
本发明解决其问题所采用的技术方案是：
提供了一种电泳显示器鬼影的驱动方法，其特征在于，在器件显示像素的驱动电极上施加驱动电压以实现显示驱动，其中，包括步骤：S1擦除原始图像；S2激活电泳微粒；S3静置电泳微粒；S4写入新图像。
进一步，在步骤S3中，以一预设的持续时长静置电泳微粒，且在所述预设的持续时长期间内，驱动电压为0V。
进一步，所述预设的持续时长取值的计算，具体包括以下步骤：
S01：当步骤S2结束时，测电泳显示器面板的反射率随经过时间变化，取有限个所述电泳显示器面板的反射率和其经过时间的坐标点；
S02：建立数学模型式
其中，y为所述电泳显示器面板的反射率，x为步骤S2结束后的经过时间，P1和P0为双曲线型函数系数；
S03：将上述坐标点代入式
计算出双曲线型函数系数P1和P0的值，再将P1和P0的值代入式
得到系数已经知的式
S04：根据对反射率和驱动波形时长的要求，指定y与x至少一者的取值范围，计算出符合要求的理想的预设的持续时长的取值。
进一步，步骤S1-S4一个周期内的驱动波形遵守直流平衡。
进一步，步骤S1中的非0V的驱动电压持续时长，等于与步骤S4中的非0V的驱动电压持续时长。
进一步，步骤S1-S4内，驱动电压的波形为方波。
进一步，参考灰阶为白色灰阶。
本发明的有益效果在是：通过在驱动波形的激活电泳微粒和写入新图像阶段之间，增设静置电泳微粒阶段，使被激活的电泳微粒的活性状态趋于稳定后，再写入新图像。从而达到减弱鬼影的作用。在增设静置电泳微粒阶段的同时可以从写入新图像阶段中的等待阶段的持续时长中减去相应的所述静置电泳微粒阶段的时长，从而达到不增加额外时间的效果。驱动波形遵守直流平衡，可以防止直流残留损害电泳显示器。此外，本发明的技术方案还公开了一种静置电泳微粒的持续时长的设计方法，可以驱动波形的自动化设计提供参考。
下面结合附图和实例对本发明作进一步说明。
图1为传统驱动波形示意图；
图2为使用传统驱动波形的驱动效果图A；
图3为使用传统驱动波形的驱动效果图B；
图4为使用传统驱动波形的驱动效果图C；
图5为使用传统驱动波形的驱动效果图D；
图6为使用图1所述传统驱动波形后的鬼影图像示意图；
图7为加入多次刷新黑色和白色的改进后的驱动波形示意图；
图8为本发明一种电泳显示器减弱鬼影的驱动方法第一实施例驱动波形示意图；
图9为使用本发明一种电泳显示器减弱鬼影的驱动方法的第一实施例驱动波形时的驱动效果图A’；
图10为使用本发明一种电泳显示器减弱鬼影的驱动方法的第一实施例驱动波形时的驱动效果图B’；
图11为使用本发明一种电泳显示器减弱鬼影的驱动方法的第一实施例驱动波形时的驱动效果图C’；
图12为使用本发明一种电泳显示器减弱鬼影的驱动方法的第一实施例驱动波形时的驱动效果图D’；
图13为本发明一种电泳显示器减弱鬼影的驱动方法的第二实施例驱动波形示意图；
图14为驱动结束后电泳显示屏的像素反射率的变化与时间的关系；
图15为使用本发明一种电泳显示器减弱鬼影的驱动方法的第一实施例驱动波形后的鬼影减弱图像示意图。
参考图1，传统驱动波形通常包含三个步骤：擦除原始图像，激活电泳微粒和写入新图像。由于受到驱动电压不稳、微粒由于放置时间的不同造成驱动性能的不同、驱动波形不同所造成的微粒活性等不同因素的影响，时常会出现写入相同的目标灰阶，最终的反射率不同的现象(即鬼影残留)。利用商业化的Eink电泳显示屏验证传统驱动波形的驱动效果，由处于白、灰白、浅黑、黑的四级不同原始灰阶的像素在传统驱动波形的作用下，写入相同的目标灰阶。已知亮度与反射率的关系如式L*＝116(R/R0)1/3-16(R是样本的反射率，R0是100％的反射率参考标准，L*是一个亮度的基本单位)，亮度L*与反射率R呈正相关，通过观察被测像素亮度的变化，即可知道所述传统驱动波形对像素的反射率的影响。图2-5为检测被测像素的亮度在应用传统驱动波形前后的变化情况。其中W、LG、BG、B分别代表四级原始灰阶白，灰白，浅黑，黑的像素的亮度。图2表示处于所述四级原始灰阶W、LG、BG、B的像素在应用传统驱动波形刷新到白色目标灰阶后的亮度曲线；图3表示处于所述四级原始灰阶W、LG、BG、B的像素在应用传统驱动波形刷新到白灰目标灰阶后的亮度曲线；图4表示所述处于四级原始灰阶W、LG、BG、B的像素在应用传统驱动波形刷新到浅黑目标灰阶后的亮度曲线；图5表示处于所述四级原始灰阶W、LG、BG、B的像素在应用传统驱动波形刷新到黑色目标灰阶后的亮度曲线。通过观察图2的曲线图形可知，刷写至白色目标灰阶的四条亮度曲线呈离散状，并没有达到同一目标灰阶应有的亮度。图3-5反映的结果与图2相同，在此予以省略。由此可以得出处在不同原始灰阶的像素在应用传统驱动波形刷写同一目标灰阶后，并不能真
正达到同一目标灰阶。
参考图6，在传统驱动波形结束后，电泳显示器上留下了鬼影残留图像效果。
参考图7，为克服传统驱动波形有鬼影残留的缺点，改进后的驱动波形在传统驱动波形的基础上，对激活电泳微粒阶段作出改进，通过加入了多次刷新黑色和白色灰阶的脉冲波形来，进一步激活微粒的活性，从而抑制了鬼影的发生。然后所述改进后的驱动波形会产生闪烁和耗电量增加等新的缺陷。
图8为本发明一种电泳显示器减弱鬼影的驱动方法的第一实施例驱动波形。
根据本发明一种电泳显示器的减弱鬼影的驱动方法的第一实施例的具体实施过程如下：
利用商业化的Eink电泳显示屏作为显示设备，设置参考色阶为白色。本发明第一实施例提供了一种电泳显示器鬼影的四级灰度驱动方法，在器件显示像素的驱动电极上施加驱动电压以实现显示驱动，包括步骤：S1擦除原始图像；S2激活电泳微粒；S3静置电泳微粒；S4写入新图像。其中，步骤S1包括：驱动电压为0V，用于等待所有电泳微粒完成灰阶转换的等待阶段，以及用于擦除像素原始图像的擦除阶段。其中，所述擦除阶段的持续时长(即步骤S1中的非0V的驱动电压持续时长)为te，波形为15V的正向电压的方波，从而使带有原图像的像素擦除至参考灰阶。
步骤S2，为了达到激活电泳微粒的活性的目的，先在驱动电极上施加一个15V的正向电压，波形为方波，持续时间为步骤S2总时长的一半；其次在驱动电极上施加一个大小为15V，极性方向相反的反向电压，波形为方波，持续时间为于步骤S2总时长的一半。
进一步，在步骤S3中，以一预设的持续时长tx静置电泳微粒，且在所述预设的持续时长tx期间内，驱动电压为0V。其中，所述预设的持续时长tx取值的计算，具体包括以下步骤：
S01：当步骤S2结束时，以时间为x轴，电泳显示器的反射率为y轴，建立平面直角坐标系，测电泳显示器面板的反射率随经过时间的变化，取有限个所述电泳显示器面板的反射率和其经过时间的坐标点，示例性地取40个坐标点，根据坐标点的分布画出拟合曲线；
S02：建立数学模型式
其中，y为所述电泳显示器面板的反射率，x为步骤S2结束后的经过时间，P1和P0为双曲线型函数系数；
S03：将上述坐标点代入式
计算出双曲线型函数系数P1和P0的值，再将
P1和P0的值代入式
得到系数已经知的式
S04：根据对反射率和驱动波形时长的要求，示例性地，根据对原始图像的灰阶和下一图像的目标灰阶的反射率，以及驱动波形时长的要求，指定y或x的取值范围，计算出符合要求的理想的预设的持续时长tx的取值。从而有利于满足自动化设计驱动波形的需要。
步骤S4，包括用于写入新图像的写入阶段和电压波形为0V，用于等待所有电泳微粒完成灰阶转换的等待阶段，其中，所述写入阶段的持续时长(即步骤S4中的非0V的电压波形持续时长)为tw，驱动电压波形为15V的反向电压的方波，从而使像素写入新图像的目标灰阶。所述写入阶段的持续时长tw等于所述擦除阶段的持续时长te。
进一步，为了防止直流残留损害电泳显示器，步骤S1-S4，一个周期内的驱动波形需遵守直流平衡。步骤S1-S4，驱动波形的电压为方波，且正向电压的电压幅度等于反向电压的电压幅度。其中，步骤S1中的非0V的驱动电压持续时长te等于步骤S4中的非0V的驱动电压持续时长tw，且te期间电压为正向电压，tw期间的电压为反向电压；步骤S2中的正向电压持续时长等于反向电压持续时长；步骤S3的电压为0，因此在步骤S1到S4的整个周期内，驱动波形遵守了直流平衡。
参考图9-12被测像素的亮度在应用本发明第一实施例驱动波形前后的变化情况。其中W、LG、BG、B分别代表白，灰白，浅黑、黑四级原始灰阶的像素的亮度。图9表示处于所述四级原始灰阶W、LG、BG、B的像素在应用本发明第一实施例驱动波形刷新到白色目标灰阶后的亮度曲线；图10表示所述四级原始灰阶W、LG、BG、B的像素在应用本发明第一实施例驱动波形刷新到白灰目标灰阶后的亮度曲线；图11表示处于所述四级原始灰阶W、LG、BG、B的像素应用本发明第一实施例驱动波形刷新到浅黑目标灰阶后的亮度曲线；图12表示处于所述四级原始灰阶W、LG、BG、B的像素应用本发明第一实施例驱动波形刷新到黑色目标灰阶后的亮度曲线。通过观察图9的曲线图形可知，刷写至白色目标灰阶的四条曲线近似收束于同一目标灰阶的亮度。图10-12反映的结果与图9相同，在此予以省略。由此可以得出处在不同原始灰阶的像素在应用本发明第一实施例驱动波形刷写至同一目标灰阶后，反射率近似达到同一目标灰阶。参考图15，电泳显示器在应用本发明第一实施例的驱动波形后，消弱了鬼影残留，显示效果有了显著的提升。
在图14中，所示为撤销驱动电压后电子纸参考灰阶的反射率的变化情况，其可以用双曲线进行良好的拟合。这种参考灰阶反射率的变化是提供参考灰阶校正的一种有效途径。此外，校正的量级可以通过拟合曲线进行计算，并形成精确的参考灰阶。在一个驱动波形参考灰阶
的形成过程中，当原始灰阶的反射率值较高时，驱动波形的参考灰阶反射率值也会较高，所以，在参考灰阶形成后，需要有一定的静置时间，用以形成一致的参考灰度值。另外，这种等待时间可以由拟合曲线来精确计算。
图13为本发明一种电泳显示器减弱鬼影的驱动方法第二实施例驱动波形，其特征在于，步骤S2包括数量相等的6个正向脉冲方波和反向脉冲方波，其中所述正向脉冲方波与反向脉冲方波的脉宽都为0.02秒，电压幅度同为15V，方向相反。其具体实施方式与所述第一实施例相同，故在此省略。
以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。在本发明的保护范围内其技术方案和/或实施方式可以有各种不同的修改和变化。
Claims (7)
- 一种电泳显示器减弱鬼影的驱动方法，其特征在于，在器件显示像素的驱动电极上施加驱动电压以实现显示驱动，其中，包括步骤：S1:擦除原始图像；S2:激活电泳微粒；S3:静置电泳微粒；S4:写入新图像。
- 根据权利要求1所述的一种电泳显示器减弱鬼影的驱动方法，其特征在于，在步骤S3中，以一预设的持续时长(tx)静置电泳微粒，且在所述预设的持续时长(tx)期间内，施加驱动电压为0V。
- 根据权利要求2所述的一种电泳显示器减弱鬼影的驱动方法，其特征在于，所述预设的持续时长(tx)取值的计算，具体包括以下步骤：S01：当步骤S2结束时，测量电泳显示器面板的反射率随经过时间的变化，取有限个所述电泳显示器面板的反射率和其经过时间的坐标点；S02：建立数学模型式其中，y为所述电泳显示器面板的反射率，x为步骤S2结束后的经过时间，P1和P0为双曲线型函数系数；
S03：将上述坐标点代入式计算出双曲线型函数系数P1和P0的值，再将P1和P0的值代入式
得到系数已经知的式
S04：根据对反射率和驱动波形时长的要求，指定y与x至少一者的取值范围，计算出符合要求的理想的预设的持续时长(tx)的取值。 - 根据权利要求1所述的一种电泳显示器减弱鬼影的驱动方法，其特征在于，步骤S1-S4一个周期内的驱动波形遵守直流平衡。
- 根据权利要求1所述的一种电泳显示器减弱鬼影的驱动方法，其特征在于，步骤S1中的非0V的驱动电压持续时长(te)，等于与步骤(4)中的非0V的驱动电压持续时长(tw)。
- 根据权利要求1所述的一种电泳显示器减弱鬼影的驱动方法，其特征在于，步骤S1-S4内，驱动电压的波形为方波。
- 根据权利要求1所述的一种电泳显示器减弱鬼影的驱动方法，其特征在于，参考灰阶为白色灰阶。
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