用於電泳顯示器的驅動方法
2023-05-06 04:15:31
專利名稱：用於電泳顯示器的驅動方法
技術領域：
本發明涉及用於電泳顯示器的驅動系統和方法。
背景技術：
電泳顯示器(EPD)是基於懸浮在溶劑中的帶電顏料顆粒的電泳現象的非發光型設備。顯示器通常包括具有彼此相對放置的電極的兩塊板，其中一個電極是透明的。在兩塊板之間密封有由有色溶劑和分散在其中的帶電顏料顆粒組成的懸浮液。當在兩個電極之間施加電壓差時，根據電壓差的極性，顏料顆粒移動到一側或另一側，使得看到顏料顆粒的顏色或者溶劑的顏色。為了獲得期望的圖像，對電泳顯示器來說需要驅動波形。驅動波形由施加給每個像素的一系列電壓組成，以允許顏料顆粒在電泳液中移動。在目前的驅動系統中，當圖像被更新時，系統中的顯示控制器將當前圖像與下一圖像進行比較，在查找表中找到適當的波形，並將所選擇的波形發送給顯示器，以將當前圖像驅動為下一圖像。然而，如果在接收到將當前圖像驅動為下一圖像的命令之後且在完成更新之前存在更新不同的期望圖像的新命令，則該第二命令不能自動地覆蓋(override) 第一命令。這是由於在所選波形已經發送至顯示器之後，在可以執行新命令之前必須完成該波形。換句話說，目前的驅動系統不是可中斷的。考慮到在發生中斷時圖像的更新會減慢的這個缺點，目前的方法尤其在用戶與電子設備(諸如電子書)進行交互為基本特徵的情況下是不期望的。
發明內容
本發明的第一方面的目的在於提供一種用於利用將第一顏色的像素驅動為第二顏色的階段A以及將該第二顏色的像素驅動為該第一顏色的階段B連續地更新多個圖像的驅動方法，該方法包括以下步驟a)響應於將當前圖像更新為第一個下一圖像的初始命令，完成階段A以將該當前圖像更新為中間狀態圖像；以及b)響應於在階段A中接收到的更新為第二個下一圖像的第二命令，完成階段B以將該中間狀態圖像更新為該第二個下一圖像。在一個實施方式中，在步驟(a)中，響應於將當前圖像更新為該第一個下一圖像的初始命令，顯示控制器將當前圖像與第一個下一圖像進行比較，找到適當的波形，並將改波形發送至顯示器，以將當前圖像更新為第一個下一圖像。在一個實施方式中，在步驟(b)中，響應於更新為第二個下一圖像的第二命令，顯示控制器將該中間狀態圖像與第二個下一圖像進行比較，找到適當的波形，並將該波形發送至顯示器，以更新為第二個下一圖像。在一個實施方式中，在步驟(a)中，在階段A中可以存在一個或多個中斷命令。在一個實施方式中，在步驟(b)中，在階段B中可以存在一個或多個中斷命令。
本發明的第二方面的目的在於提供一種用於利用將第一顏色的像素驅動為第二顏色的階段A以及將第二顏色的像素驅動為第一顏色的階段B連續地更新多個圖像的驅動方法，該方法包括以下步驟a)響應於將當前圖像更新為第一個下一圖像的初始命令，完成第一個階段A以將該當前圖像更新為中間狀態圖像；b)響應於在第一個階段B中接收到的更新為第二個下一圖像的第二命令，部分地完成第一個階段B以更新為過渡圖像，並終止第一個階段B ；c)在適當的幀處開始第二個階段A，並完成第二個階段A，以更新為第二中間狀態圖像；以及d)完成第二個階段B，以更新為第二個下一圖像。在一個實施方式中，在步驟(a)和(b)中，響應於將當前圖像更新為第一個下一圖像的初始命令，顯示控制器將當前圖像與第一個下一圖像進行比較，找到適當的波形，並將該波形發送至顯示器，以將當前圖像更新為第一個下一圖像。在一個實施方式中，在步驟(C)中，計數器確定在前一步驟中在階段B中完成了多少幀(「n」)，以及在幀N-n+1處開始第二個階段A，其中，N為每個階段A和階段B中的幀數。在一個實施方式中，在步驟(C)中，在完成第二個階段A之後，顯示控制器將中間狀態圖像與第二個下一圖像進行比較，選擇適當的波形，並將波形發送至顯示器，以在步驟 (d)中更新為第二個下一圖像。在一個實施方式中，在步驟(b)中，在階段B中僅接收到一個中斷命令。在一個實施方式中，在步驟(b)中，在階段B中具有多於一個的中斷命令。可選地，可以以以下方式執行本發明的第二方面a)響應於將當前圖像更新為第一個下一圖像的初始命令，完成第一個階段A以將當前圖像更新為中間狀態圖像；b)響應於在第一個階段B中接收到的更新為第二個下一圖像的第二命令，部分地完成第一個階段B以更新為過渡圖像，並終止第一個階段B ；c)完成第二個階段B，以將過渡圖像更新為第二過渡圖像；以及d)在適當幀處開始第二個階段A並完成第二個階段A，以將第二過渡圖像更新為
第二個下一圖像。本發明的驅動系統和方法能夠中斷更新圖像。該系統和方法具有以下優點它們不僅可以在短時間內連續接收到多於一個的命令時加速更新處理，而且還可以在更新處理期間提供視覺上更加平滑的過渡。
圖1是典型的電泳顯示設備的截面圖。圖2示出了顯示控制器系統。圖3示出了示例性驅動波形。圖4示出了可應用於本發明的一組驅動波形。圖5示出了四個圖像A、B、C和D，其中，光標線在不同的正文行下方。
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圖6示出了目前(現有)的驅動方法。圖7a和圖7b示出了本發明的實施例。圖8示出了 「中間狀態圖像」的實施例。圖9a至圖9c示出了本發明的另一實施例。圖10示出了本發明的又一實施例。圖Ila至圖Ilc示出了本發明的再一實例。圖12a至圖12c示出了圖9a至圖9c的可選驅動序列。
具體實施例方式術語「第一」和「第二」顏色狀態是指任意兩個對比色。雖然在闡述本發明時具體提及了黑色和白色，但應該理解，本發明可應用於二元顏色(binary color)系統中的任意兩個對比色。在本申請中，術語「當前」和「下一」圖像是指兩個連續圖像，並通過驅動方法將「當前圖像」更新為「下一圖像」。當「當前」圖像正在被更新為「下一」圖像時，在完成「當前」圖像到「下一」圖像的更新之前，可以存在更新為另一圖像(其不同於「下一」圖像)的第二命令。在這種情況下， 被驅動至的兩個圖像可以分別稱為第一個下一圖像和第二個下一圖像。如果存在一系列中斷命令，則被驅動至的圖像系列可以稱為第一個下一圖像、第
二個下一圖像、第三個下一圖像等等。在本發明的驅動方法中，特定的驅動階段可以被應用多次。在這種情況下，當第一次應用驅動階段時，其被稱為「第一個階段X」，以及當在隨後步驟中應用相同的驅動階段時，在被稱為「第二個階段X」、「第三個階段X」等等。注意，當應用多次時，相同的驅動階段彼此無關，這意味著例如第一個階段X與後續步驟中應用的階段X無關。例如，第一個階段 X可以為全階段X，而後續的階段X可以為部分階段X。在圖4中例示了術語「階段A」和「階段B」，並且為了方便而在實施例中使用圖4 的波形。然而，兩個術語用於覆蓋任何兩個階段，其中的一個以任意波形將像素從第一顏色驅動為第二顏色，另一個階段以任意波形將像素從第二顏色驅動為第一顏色。術語「階段A」和「階段B」還可以分別稱為「波形階段A」和「波形階段B」。圖1示出了典型的電泳顯示器100，其包括多個電泳顯示單元10。在圖1中，在用眼睛圖形表示的前觀察側上，電泳顯示單元10設置有公共電極11 (其通常為透明的，因此在觀察側上)。在電泳顯示單元10相對側(S卩，後側)上，基板包括分離的像素電極12。每一個像素電極都限定電泳顯示器的各個像素。實際上，單個顯示單元可以與一個分離的像素電極相關，或者多個顯示單元可以與一個分離的像素電極相關。在每個顯示單元中填充電泳液13，其包括分散在溶劑中的帶電顏料顆粒15。通過與填充有帶電顆粒的顯示單元相關聯的驅動電壓來確定帶電顆粒在顯示單元中的移動。如果在電泳液中只有一種類型的顏料顆粒，則顏料顆粒可以帶正電或帶負電。在另一實施例中，電泳顯示液可以具有透明或略帶顏色的溶劑或溶劑混合物，以及承載相反電荷的和/或具有不同電動特性的兩種不同顏色的帶電顆粒。顯示單元可以為傳統的有壁或分隔型、微囊型或微杯型。在微杯型中，電泳顯示單元可以用頂部密封層來密封。還可以在電泳顯示單元和公共電極之間具有粘合層。術語「顯示單元」用於指分別填充有顯示液的微容器。「顯示單元」的實施例包括但不限於微杯、微囊、微通道、其他分隔型顯示單元及其等效物。術語「驅動電壓」用於指在像素區域中帶電顆粒所受到的電壓電位差。驅動電壓是施加給公共電極的電壓與施加給像素電極的電壓之間的電位差。作為實例，在二元系統中， 在黑色溶劑中分散有帶正電的白色顆粒。當對公共電極不施加電壓但對像素電極施加+15V 的電壓時，像素區域中用於帶電顏料顆粒的「驅動電壓」為+15V。在這種情況下，驅動電壓可以將帶正電的白色顆粒移動到公共電極附近或公共電極處，結果，通過公共電極(即，觀察側)看到白色。可選地，當對公共電極不施加電壓但對像素電極施加-15V的電壓時，這種情況下的驅動電壓為-15V，並且在這種-15V的驅動電壓下，帶正電的白色顆粒將移動到像素電極處或像素電極附近，使得在觀察側看到溶劑的顏色(黑色)。在圖2中示出了顯示控制系統200的實施例。CPU 205能夠讀取CPU存儲器204 或向CPU存儲器204寫入。在顯示應用中，在CPU存儲器204中存儲圖像。當圖像將被顯示時，CPU 205向顯示控制器202發送請求。然後，CPU 205指示CPU存儲器204將圖像數據傳送至顯示控制器202。當正在執行圖像更新時，顯示控制器CPU 212訪問來自圖像存儲器203的當前圖像和下一圖像並比較兩個圖像。基於這種比較，顯示控制器CPU 212參考查找表以找到用於每個像素的適當波形。更具體地，當從當前圖像驅動為下一圖像時，針對每個像素，根據該像素的兩個連續圖像的顏色狀態，從查找表中選擇適當的驅動波形。例如，像素在當前圖像中可以為白色狀態且在下一圖像中處於級別5灰色狀態，據此來選擇波形。所選擇的驅動波形被發送至顯示器201以被應用於像素，以將當前圖像驅動為下一圖像。然而，驅動波形逐幀被發送至顯示器。術語「幀」表示波形的定時解析度並在以下部分中闡述。實際上，公共電極和像素電極分別連接至兩個單獨的電路，這兩個電路又連接至顯示控制器。顯示控制器將波形發送至電路以分別將適當的電壓施加於公共電極和像素電極。更具體地，基於當前和下一圖像，顯示控制器選擇適當的波形並逐幀地將波形發送至電路，以通過向公共電極和像素電極施加適當的電壓來執行波形。像素電極可以為TFT(薄膜電晶體)底板。圖3示出了驅動波形的實施例。在該圖中，縱軸表示所施加電壓的強度，橫軸表示驅動時間。長度301是驅動波形周期。在該實施例驅動波形中，具有兩個驅動階段I和II。如圖所示，在驅動波形內具有幀302。當在有源矩陣底板上驅動EPD時，其通常對將被顯示的圖像採用許多幀。在每一幀期間，電壓被施加給像素。例如，在幀周期302期間， 電壓-ν被施加給像素。幀長為有源矩陣TFT驅動系統的固有特徵，其通常設置為20msec (毫秒)。但是典型地，幀長可以在ansec至IOOmsec的範圍內。在波形周期中可以具有多達1000幀，但是通常在波形周期中具有20至40幀。在示例性波形中，在階段I中具有12幀周期。假設階段I和II具有相同的驅動時間，則該波形將具有M幀。假定幀長為20msec，則波形周期301為480msec。注意，兩個階段中的幀數不是必須相同。
圖4示出了可應用於本發明的一組驅動波形。在該實施例中假設帶電顏料顆粒為白色且帶正電，它們分散在黑色溶劑中。對於公共電極，在階段A中施加電壓-V以及在階段B中施加電壓+V。為了使白色像素保持白色狀態以及黑色像素保持黑色狀態，在階段A和B中施加給像素的電壓與施加給公共電極的電壓相同，因此為零「驅動電壓」。為了使黑色像素被驅動為白色狀態，在階段A和B中施加+V的電壓，使得黑色像素在階段A中變為白色。為了使白色像素被驅動為黑色狀態，在階段A和B中施加-V的電壓，使得白色像素在階段B中變為黑色。因此，當應用該組波形來更新圖像時，在白色像素變為黑色(在階段B中)之前，黑色像素總是變為白色(在階段A中)。可以容易地修改波形以使得在黑色像素變為白色(在階段B中)之前，白色像素變為黑色(在階段A中)。在如圖所示的波形中，每個階段的驅動時間假設為MOmsec。本發明的第一方面的目的在於提供一種用於利用將第一顏色的像素驅動為第二顏色的階段A以及將第二顏色的像素驅動為第一顏色的階段B連續地更新多個圖像的驅動方法，該方法包括以下步驟a)響應於將當前圖像更新為第一個下一圖像的初始命令，完成階段A以將當前圖像更新為中間狀態圖像；以及b)響應於在階段A中接收到的更新為第二個下一圖像的第二命令，完成階段B以將該中間狀態圖像更新為第二個下一圖像。術語「中間狀態圖像」將在下面進行闡述。在所述方法中，存在兩個連續命令，並且在階段A期間接收到中斷第二命令。對於步驟(a)，響應於將當前圖像更新為第一個下一圖像的第一命令，顯示控制器將當前圖像與第一個下一圖像進行比較，找到適當的波形，並將該波形發送至顯示器，以將當前圖像更新為第一個下一圖像。對於步驟(b)，響應於更新為第二個下一圖像的第二命令，顯示控制器將中間狀態圖像與第二個下一圖像進行比較，找到適當的波形，並將該波形發送至顯示器，以更新為第二個下一圖像。在本發明該方面的一個實施方式中，在步驟(a)中，在階段A中可以存在一個或多個中斷命令。在這種情況下，響應於初始命令，需要在執行後續命令之前完成步驟(a)。在另一個實施方式中，在步驟(b)中，在階段B中可以存在一個或多個中斷命令。 將在下面討論階段B中中斷後續命令的處理。本發明的第二方面的目的在於提供一種用於利用將第一顏色的像素驅動為第二顏色的階段A以及將第二顏色的像素驅動為第一顏色的階段B連續地更新多個圖像的驅動方法，該方法包括以下步驟a)響應於將當前圖像更新為第一個下一圖像的初始命令，完成第一個階段A以將當前圖像更新為中間狀態圖像；b)響應於在第一個階段B中接收到的更新為第二個下一圖像的第二命令，部分地完成第一個階段B以更新為過渡圖像並終止第一個階段B ；
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c)在適當的幀處開始第二個階段A，並完成第二個階段A，以更新為第二中間狀態圖像；以及d)完成第二個階段B，以更新為第二個下一圖像。術語「中間狀態圖像」將在下面進行闡述。在所述方法中，存在兩個連續命令，並且在第一個階段B期間接收到中斷第二命令。對於步驟(a)和(b)，響應於將當前圖像更新為第一個下一圖像的第一命令，顯示控制器將當前圖像與第一個下一圖像進行比較，找到適當的波形，並將該波形發送至顯示器，以將當前圖像更新為第一個下一圖像。對於步驟(C)，在完成此時的第二命令和驅動幀處理之後，需要計數器來確定在步驟(b)中在第一個階段B中完成了多少幀，並且在適當幀處在第二個階段A中開始驅動。例如，如果在第一個階段B的幀1期間接收到第二命令並且在第一個階段B的中間幀3中完成第二命令的處理，則僅在完成第一個階段B的幀3之後終止第一個階段B的驅動並開始第二個階段A。視覺上出現在第一個階段B終止時的點處的圖像被稱為「過渡圖像」(Tl)。當終止第一個階段B並開始第二個階段A時，顯示控制器在該點將第一個下一圖像作為當前圖像以及將中間狀態圖像ISI作為下一圖像，以將過渡圖像更新為中間狀態圖像 ISI。計時器確定在已經驅動的第一個階段B中完成的幀數，並且計時器還通知顯示控制器在適當幀處開始第二個階段A，使得將被驅動的第二個階段A中的幀數與已經在第一個階段B中完成的幀數相同。例如，如果階段A具有「N」幀並且在已經完成的階段B中具有「η」幀，則在幀號(Ν-η+1)處重新開始第二個階段A中的驅動。對於本發明的這個方面， 以下給出實施例。對於步驟(d)，在完成第二個階段A之後，顯示控制器將中間狀態圖像與第二個下一圖像進行比較，選擇適當的波形，並將該波形發送至顯示器，以更新為第二個下一圖像。在本發明的第二方面的一個實施方式中，如上所述，在第一個階段B中僅接收到一個中斷命令。在另一實施方式中，在階段B中可以具有多於一個的中斷命令。為了簡單，術語「中間狀態圖像」用於指兩個連續圖像之間的圖像。如所提到的，在上面的圖4中，在白色像素變為黑色(在階段B中)之前，黑色像素總是變為白色(在階段A中)。因此，作為實例，在圖4中階段A的末端，中間狀態圖像可以為表1
權利要求
1.一種利用將第一顏色的像素驅動為第二顏色的波形階段A以及將所述第二顏色的像素驅動為所述第一顏色的波形階段B連續地更新多個圖像的驅動方法，所述方法包括以下步驟a)響應於將當前圖像更新為第一個下一圖像的初始命令，完成階段A以將所述當前圖像更新為中間狀態圖像；以及b)響應於在所述階段A中接收到的更新為第二個下一圖像的第二命令，完成階段B以將所述中間狀態圖像更新為所述第二個下一圖像。
2.根據權利要求1所述的方法，其中，在步驟(a)中，響應於將所述當前圖像更新為所述第一個下一圖像的所述初始命令，顯示控制器比較所述當前圖像與所述第一個下一圖像，找到適當的波形並將所述波形發送至顯示器，以將所述當前圖像更新為所述第一個下一圖像。
3.根據權利要求1所述的方法，其中，在步驟(b)中，響應於在步驟(a)中接收到的更新為所述第二個下一圖像的所述第二命令，顯示控制器比較所述中間狀態圖像與所述第二個下一圖像，找到適當的波形並將所述波形發送至顯示器，以更新為所述第二個下一圖像。
4.根據權利要求1所述的方法，其中，在階段A中存在一個或多個中斷命令。
5.根據權利要求1所述的方法，其中，在階段B中存在一個或多個中斷命令。
6.一種利用將第一顏色的像素驅動為第二顏色的波形階段A以及將所述第二顏色的像素驅動為所述第一顏色的波形階段B連續地更新多個圖像的驅動方法，所述方法包括以下步驟a)響應於將當前圖像更新為第一個下一圖像的初始命令，完成第一個階段A以將所述當前圖像更新為中間狀態圖像；b)響應於在第一個階段B中接收到的更新為第二個下一圖像的第二命令，部分地完成所述第一個階段B以更新為過渡圖像，並終止所述第一個階段B ；c)在適當的幀處開始第二個階段A，並完成所述第二個階段A，以更新為第二中間狀態圖像；以及d)完成第二個階段B以更新為所述第二個下一圖像。
7.根據權利要求6所述的方法，其中，在步驟(a)和(b)中，響應於將所述當前圖像更新為所述第一個下一圖像的初始命令，顯示控制器比較所述當前圖像與所述第一個下一圖像，找到適當的波形並將所述波形發送至顯示器，以將所述當前圖像更新為所述第一個下一圖像。
8.根據權利要求6所述的方法，其中，在步驟(c)中，計數器確定在所述第一個階段B 中完成了多少幀(「η」)。
9.根據權利要求8所述的方法，其中，在步驟(c)中，在幀Ν-η+1處開始所述第二個階段Α，其中，N為每個階段A和階段B中的幀數。
10.根據權利要求6所述的方法，其中，顯示控制器比較所述中間狀態圖像與所述第二個下一圖像，選擇適當的波形並將所述波形發送至顯示器，以更新為所述第二個下一圖像。
11.根據權利要求6所述的方法，其中，在階段B中僅接收到一個中斷命令。
12.根據權利要求6所述的方法，其中，在階段B中接收到多於一個的中斷命令。
13.一種利用將第一顏色的像素驅動為第二顏色的波形階段A以及將所述第二顏色的像素驅動為所述第一顏色的波形階段B連續地更新多個圖像的驅動方法，所述方法包括以下步驟a)響應於將當前圖像更新為第一個下一圖像的初始命令，完成第一個階段A以將所述當前圖像更新為中間狀態圖像；b)響應於在第一個階段B中接收到的更新為第二個下一圖像的第二命令，部分地完成所述第一個階段B以更新為過渡圖像，並終止所述第一個階段B ；c)完成第二個階段B，以將所述過渡圖像更新為第二過渡圖像；以及d)在適當幀處開始第二個階段A，並完成所述第二個階段A，以將所述第二過渡圖像更新為所述第二個下一圖像。
全文摘要
本發明提供了用於電泳顯示器的驅動系統和方法。本發明的驅動系統和方法能夠中斷圖像更新。該系統和方法具有以下優點不僅可以在短時間內連續接收到多於一個的命令時加速更新處理，而且還可以在更新處理期間提供視覺上更加平滑的過渡。
文檔編號G09G3/34GK102194417SQ201110054949
公開日2011年9月21日 申請日期2011年3月8日 優先權日2010年3月8日
發明者林怡璋, 陳天佑 申請人:希畢克斯影像有限公司