用於電泳顯示器的驅動系統的製作方法
2023-11-30 08:57:31 4
專利名稱：用於電泳顯示器的驅動系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於電泳顯示器的驅動系統。
背景技術：
通常，通過使用儲存驅動波形的查找表來驅動電泳顯示器。查找表通常涉及兩個存儲器的使用，一個儲存用於當前圖像的信息，而另一個存儲用於新圖像(即，要被從當前圖像驅動的圖像)的信息。然後，對特定的像素基於當前圖像信息和新圖像信息搜索查找表，以找到適當的波形用於更新該像素。儲存圖像和查找表所需的存儲器空間是較大的。例如，對於能夠顯示16個不同灰度級的電泳顯示器，應有兩個圖像存儲器，除此之外，查找表也需要256個條目以儲存驅動波形。在本公開的某些部分中所述並標識為「背景技術」或「現有方法」某些方法是可以實施的方法，但並非必然是先前已經構想過或實施過的方法。因此，除非另有表述，否則不應當僅通過標識為「背景技術」或「現有方法」的效力而認為如此所述的任何方法實際上有資格作為現有技術。
發明內容
本發明的一個方面涉及一種用於將當前圖像中的像素更新為新圖像的驅動方法，該方法包括下列步驟a)在圖像存儲器中僅存儲一個圖像；以及b)當新圖像數據被發送至顯示控制器的時候生成查找圖，並且使用新圖像數據更新圖像存儲器。該方法還可包括c )基於新圖像數據和由查找圖所識別的類別，從子查找表逐幀地選擇驅動電壓數據；以及d)向顯示器逐幀地發送在步驟c)中的驅動電壓數據。在一個實施方式中，子查找表的數量不超過圖像灰度級數量的50%。在一個實施方式中，基於當前圖像和新形象的實時比較，確定將像素驅動為新圖像中的所期望的顏色狀態所需的波形的類別。在一個實施方式中，圖像具有16個灰度級。本發明的另一個方面涉及一種用於電泳顯示器的驅動系統，該系統包括
a )僅一個圖像存儲器，b)多個子查找表，其中，查找表的數量不超過灰度級數量的50%，並且各個子查找表具有相應的波形選擇器，以及c)查找圖生成器和查找圖。本發明的又一方面涉及一種電泳顯示控制器，包括顯示控制器中央處理單元(CPU)，包括耦接到類別選擇器的多個波形選擇器以及查找表圖生成器；耦接到顯示控制器(PU的多個子查找表；被配置為耦接到主計算機CPU的第一接口 ；被配置為耦接到顯示器的第二接口 ；被配置為耦接到圖像存儲器的第三接口 ；以及被配置為耦接到查找表圖的第四接口。然而，本發明的又一方面涉及一種電泳顯示控制器，包括查找表圖生成器，其具有被配置為耦接到圖像存儲器以接收圖像數據的第一連接，以及被配置為耦接到查找表圖的第二連接；兩個以上的子查找表，各自具有被配置為接收幀數量的輸入以及耦接到各個波形選擇器的輸出；類別選擇器，具有耦接到波形選擇器和查找表圖的多個輸入；以及被配置為耦接到顯示器的接口。本發明的驅動方法和系統能減少驅動電泳顯示器所需的存儲器空間。
圖1示出了通常的電泳顯示裝置。圖2示出了具有二色系統的電泳顯示器的示例。圖3表示了現有的驅動系統。圖4示出了本發明。圖5示出了用於例示目的的示例性波形。圖6表示了結合了本發明的驅動結構。圖7a和圖7b是可應用於本發明的示例性驅動波形。
具體實施例方式圖1示出了通過本文中呈現的驅動方法驅動的電泳顯示器100。在圖1中，電泳顯示單元10a、10b和IOc在用眼睛圖形所指示的前觀看側設置有公共電極11(其通常是透明的並因此在觀看側)。在電泳顯示單元10a、10b和IOc的相反側(即，後側)，基板12包括各自獨立的像素電極12a、12b和12c。像素電極12a、12b和12c中的每一個限定電泳顯示器的單個像素。雖然像素電極被顯示為與顯示單元對齊，但實際上，多個顯示單元可與一個獨立的像素相關聯。還應注意，當基板12和像素電極是透明的時候，可從後側觀看顯示裝置。電泳顯示單元10a、10b和IOc中的每一個填充有電泳液13。電泳顯示單元10a、IOb和IOc均由顯示單元壁14所包圍。顯示單元中帶電粒子15的運動通過施加到與填充有帶電粒子的顯示單元相關聯的公共電極和像素電極的電壓電位差來確定。例如，帶電粒子15可以是帶正電的，以使得它們被吸引到像素電極或公共電極中電壓電位與帶電粒子的電位相反的一者。如果將相同的極性施加到顯示單元中的像素電極和公共電極，則帶正電的顏料粒子將被吸引到具有較低電壓電位的電極。帶電粒子15可以是白色的。同樣，對於本領域的普通技術人員顯而易見的是，帶電粒子可以是深色，並散布在淺色的電泳液13中，以提供在視覺上可辨別的足夠的對比度。在另一個實施方式中，帶電顏料粒子15可以是帶負電的。在又一實施方式中，電泳顯示液也可具有透明的或淺色的溶劑或溶劑混合物，並且其中散布有兩種對比顏色並攜帶相反電荷的帶電粒子。例如，可存在帶正電的白色顏料粒子和帶負電的黑色顏料粒子，並且兩種類型的顏料粒子散布在透明的溶劑或溶劑混合物中。術語「顯示單元」旨在表示單獨地填充有顯示液的微容器。「顯示單元」的示例包括但不局限於微杯、微囊、微通道、其他分區型的顯示單元和它們等同物。在微杯型中，可使用頂部密封層來密封電泳顯示單元10a、IOb和10c。在電泳顯示單元10a、IOb和IOc與公共電極11之間也可以有粘合層。在本申請中，術語「驅動電壓」用於表示在像素區域中帶電粒子所經歷的電壓電位差。驅動電壓是施加到公共電極的電壓和施加到像素電極的電壓之間的電位差。例如，在單粒子型系統中，帶正電的白色粒子散布在黑色溶劑中。在零電壓施加到公共電極而+15V的電壓施加到像素電極時，在像素區域中的帶電顏料粒子的「驅動電壓」會是+15V。在這種情況下，驅動電壓會將帶正電的白色粒子移動到接近或到達公共電極，結果，通過公共電極(即，在觀看側)看見白色。可選地，在零電壓施加到公共電極而-15V的電壓施加到像素電極時，這種情況下的驅動電壓將是-15V，並且在這樣的-15V的驅動電壓下，帶正電的白色粒子將移動到或接近像素電極，導致在觀看側看到溶劑的顏色(黑色)。當像素從一個顏色狀態被驅動為另一個顏色狀態的時候，施加驅動波形並且該驅動波形由一系列的驅動電壓組成。術語「二色系統」是指具有兩種極端顏色狀態(S卩，第一顏色和第二顏色)以及在兩種極端顏色狀態之間的一系列中間顏色狀態的顏色系統。圖2a到圖2c示出了白色粒子散布在黑色溶劑中的二色系統的示例。在圖2a中，當白色粒子在觀看側的時候，看到白色。在圖2b中，當白色粒子在顯示單元底部的時候，看到黑色。在圖2c中，白色粒子分散在顯示單元的頂部和底部之間；看到中間顏色。實際上，粒子在單元的整個深度上擴散，或一些分布在頂部而一些分布在底部。在這個示例中，所看到的顏色將是灰色(即，中間顏色)。圖2d到圖2f示出了二色系統的示例，其中兩種類型的粒子(黑和白)散布在透明和無色的溶劑中。在圖2d中，當白色粒子在觀看側的時候，看到白色。在圖2e中，當黑色粒子在觀看側的時候，看到黑色。在圖2f中，白色和黑色的粒子分散在顯示單元的頂部和底部之間；看到中間顏色。實際上，兩種類型的粒子在單元的整個深度上擴散，或一些分布在頂部而一些分布在底部。在這個示例中，所看到的顏色將是灰色(即，中間顏色)。還可以在顯示液中具有超過兩種類型的顏料粒子。不同類型的顏料粒子可攜帶相反的電荷和/或不同強度等級的電荷。在本申請中，使用黑色和白色以用於例示目的，但應注意，這兩種顏色可以是任何顏色，只要它們表現出足夠的視覺對比度即可。因此，二色系統中的兩種顏色也可以稱為「第一顏色」和「第二顏色」。中間顏色是第一顏色和第二顏色之間的顏色。中間顏色具有兩個極端(即,第一和第二顏色)之間按比例的不同的強度程度。用灰色作為示例，它可具有8、16、64、256或更多的灰階。在16的灰階中，灰度級O (GO)可以是全黑的顏色，而灰度級15 (G15)可以是全白的顏色。灰度級I到14 (G1-G14)是範圍從深到淺的灰色。在顯示裝置中的各個圖像由大量的像素形成，並且從當前圖像驅動為新圖像時，由一系列的驅動電壓組成的驅動波形施加到各個像素。例如，當前圖像的像素可以處於G5顏色狀態，而新圖像中的同一像素處於GlO顏色狀態，接著，在當前圖像被驅動為新圖像 時，該像素被施加驅動波形以從G5被驅動為G10。圖3表示示出了涉及查找表的使用的現有驅動系統的示圖。在如圖中所示的現有系統中，顯示控制器32包括顯示控制器CPU 36和查找表37。當正在執行圖像更新的時候，顯示控制器CPU 36從圖像存儲器33存取當前圖像數據和新圖像數據。存儲器33a表示用於所有像素的當前圖像數據的存儲器，而存儲器33b表示用於這些像素的新圖像數據的存儲器。當將像素從當前圖像更新為新圖像時，顯示控制器CPU 36參考查找表37以發現用於各像素的適當的波形。更具體地說，當從當前圖像驅動為新圖像時，根據像素的兩個連續圖像中的顏色狀態，為各像素從查找表選擇適當的驅動波形。例如，像素在當前圖像中可處於白色狀態，而在新圖像中處於G5狀態，由此相應地選擇波形。對於能夠具有16個灰階等級的顯示裝置，在查找表(LUT)中會有256 (16X 16)種波形以用來選擇。所選的驅動波形被發送到顯示器31以施加到像素，從而將當前圖像驅動為新圖像。然而，驅動波形是被逐幀地發送到顯示器的。在本申請全文中，術語「當前圖像」和「新圖像」分別用以表示當前正被顯示的圖像和要顯示的下一圖像。換言之，驅動系統將當前圖像更新為新圖像。圖4示出了說明本發明的示圖。I) 一個單個圖像存儲器本發明的第一獨有特徵是僅需要一個圖像存儲器47。單個圖像存儲器僅儲存新圖像的圖像數據。根據本發明，對具有600X800像素以及16個等級的灰階(即4比特)的顯示器，圖像存儲器47將僅需要240k字節(B卩，600 X 800 X 4比特)的存儲器空間。相比之下，在現有系統中，因為存在兩個圖像存儲器，一個用於當前圖像而另一個用於新圖像，所以，所需的存儲器空間加倍(480k字節)。2)子查找表本發明的第二個獨有特徵是，查找表分成子查找表(S-LUT)。如圖4中所示的示例中，有四個s_LUT，44a到44d。
各個s-LUT代表一個類別的驅動波形，並且各個類別具有將像素驅動為各個可能的顏色狀態的波形。因此，各個s-LUT中的驅動波形的數量，可與驅動系統所顯示的可能的灰度級的數量相同。例如，對於16灰度級的驅動系統，各個s-LUT具有16種波形。決定在驅動系統中有多少s-LUT取決於系統設計員。但規則是，s-LUT的數量不能超過灰度級數量的50%。在16灰度級的驅動系統中，在系統中不能多於8個s-LUT。決定波形怎樣分類也取決於系統設計員。在本申請的上下文中，高灰度級可定義為G8到G15中的任何一個，而低灰度級可定義為GO到G7中的任何一個。然而，不管波形怎樣分類，s-LUT覆蓋了像素的當前和新顏色狀態的所有可能的組
八
口 ο在下面的部分中給出s-LUT的一個示例。在圖3中所示的現有系統中，整個查找表37會需要大約16k字節(SP，16X16X256X2比特)的存儲器空間，假定各個驅動波形具有256幀並且每幀具有4種施加電壓的選擇(即，2比特)。計算中的16X16代表像素的當前(16)和新(16)顏色狀態的可能組合。圖5示出了其餘的計算。為了例示目的，圖5示出了對單個像素的示例性波形50。對於該波形，縱軸表示所施加的電壓的強度和極性，而橫軸表示驅動時間。該波形具有驅動波形周期51。在波形中有許多幀，並且幀的長度稱為幀周期或幀時間52。典型的巾貞周期範圍為2msec至100msec,並且在波形周期中可能有多達1000個中貞。波形中的幀周期長度由TFT驅動系統設計來確定。波形中的幀數量由將像素驅動為所期望的顏色狀態所需的時間來確定。在上面的計算中，假定各個波形具有256個幀。如所述，當驅動有源矩陣背板上的Ero的時候，通常會用許多幀來顯示圖像。在幀周期期間，為了更新圖像，對像素施加特定的電壓。例如，如圖5中所示，在各個幀周期期間，至少有三種不同的可用電壓選擇，即，+V、0或-V。因此，在各個s-LUT中的數據需要大小至少為2比特來儲存三種可能的選擇。波形由具有不同的要施加電壓的幀組成。基於如圖4中所示的示例中提供的信息，本發明的各個s-LUT會需要大約Ik字節(即，16X256X2比特)的存儲器空間。在這個計算中的數字16代表在s-LUT中的16種波形。因此，4個s-LUT所需要的總存儲器空間會是大約4k字節。在利用如圖4中所示的本發明的系統時，涉及操作的以下幾個方面方面1:首先，當所期望的新圖像被發送到顯示控制器42時，含有當前圖像(S卩，前一「新」圖像)的圖像存儲器47和LUT圖生成器41來執行當前圖像和新圖像的實時比較，之後，當前圖像數據被新圖像數據覆寫，並且新圖像數據存儲在圖像存儲器47中。換言之，只有新圖像數據存儲在圖像存儲器47中，而圖像存儲器47逐像素地持續更新為向顯示控制器42中提供的新圖像。基於當前和新圖像數據的實時比較，查找表圖生成器41逐像素地確定將像素從其當前顏色狀態驅動到新顏色狀態所需的波形類別。接著，這樣的信息存儲在查找表圖43中。查找表圖43具有所有像素的類別信息。
方面2 驅動方法的該方面從波形的第一幀開始並在最後一幀中結束而逐幀地完成。向各個s-LUT 44a到44d提供正被更新的幀。在完成新圖像數據轉移到圖像存儲器47的方面I之後，為更新圖像，將更新命令發送到顯示控制器。新圖像中像素的所期望的顏色狀態從圖像存儲器47被發送到波形選擇器(45a到45d)。基於新圖像中像素的所期望的顏色狀態，波形選擇器45a到45d從s-LUT選擇用於正被更新的幀的驅動電壓數據。例如，通過波形選擇器45a JPjljs-LUT 44a中將像素驅動為所期望的顏色狀態的波形(在16種波形之中)，然後，波形選擇器45a將該波形中正被 更新的幀的驅動電壓數據發送到類別選擇器46。對於s-LUT 44a和波形選擇器45a所述的處理類似於每對s_LUT(44b、44c或44d)和其相應的波形選擇器(45b到45c)而執行。由於該方面的結果，存在被發送到類別選擇器46的用於正被更新的幀的四個驅動電壓數據，它們各自來自一個波形選擇器。這裡來自各個波形選擇器的、發送到類別選擇器46的各個驅動電壓數據，僅是基於新的顏色狀態並且因此數據大小是2比特。方面3 基於來自查找表圖43的類別信息，類別選擇器46從接收自波形選擇器45a到45d的多個驅動電壓數據中選擇一個驅動電壓數據。接著，類別選擇器46向顯示器(例如，驅動器晶片)發送用於正被更新的幀的所選驅動電壓數據。在操作中，對於每個幀，方面2的步驟總是先於方面3的步驟。例如，對幀I執行方面2和3的步驟，隨後對幀2執行方面2和3的步驟等。圖6示出了怎樣可以把本發明結合到顯示控制器中。用於儲存新圖像數據的單個圖像存儲器47將像素的所期望的顏色狀態提供到波形選擇器45a到45d中。波形選擇器選擇並發送多個驅動電壓數據到類別選擇器46。波形選擇器和s-LUT包括在顯示控制器之中。在一個實施方式中，s-LUT不必在顯示控制器內。例如，它們可以在外部晶片中。對於600X800像素的圖像，查找圖43所需的存儲器空間是大約120k字節(600X800X2比特)。因為有4個s-LUT，所以計算包括「2比特」。正如本申請中所討論的，下表概述了本發明可以如何減少所需的存儲器空間。
存儲器空間現有系統本發明 圖像存儲器 480k240k
查找表16k4k
查找表圖 Ok120k
權利要求
1.一種驅動方法，用於將當前圖像中的像素更新為新圖像，所述方法包括以下步驟 a)在圖像存儲器中僅存儲一個圖像；以及 b)當新圖像數據被發送至顯示控制器時生成查找圖，並且利用所述新圖像數據更新所述圖像存儲器。
2.根據權利要求1所述的方法，當更新圖像時，還包括 c )基於新圖像數據和由所述查找圖所識別的類別，從子查找表逐幀地選擇驅動電壓數據；以及 d)向顯示器逐幀地發送步驟c)中的所述驅動電壓數據。
3.根據權利要求2所述的方法，其中，所述子查找表的數量不超過所述圖像的灰度級數量的50%。
4.根據權利要求2所述的方法，其中，基於所述當前圖像和所述新圖像的實時比較，確定將像素驅動為所述新圖像中的所期望的顏色狀態所需的波形的類別。
5.根據權利要求2所述的方法，其中，所述圖像具有16個灰度級。
6.一種用於電泳顯不器的驅動系統，所述系統包括 a)僅一個圖像存儲器， b)多個子查找表，其中，所述子查找表的數量不超過灰度級數量的50%，並且各個子查找表具有相應的波形選擇器，以及 c)查找圖生成器和查找圖。
7.—種電泳顯示控制器，包括顯示控制器CPU包括耦接到類別選擇器的多個波形選擇器以及查找表圖生成器；耦接到所述顯示控制器CPU的多個子查找表；被配置為耦接到主計算機CPU的第一接口 ；被配置為耦接到顯示器的第二接口 ；被配置為耦接到圖像存儲器的第三接口 ；以及被配置為耦接到查找表圖的第四接口。
8.—種電泳顯不控制器,包括 查找表圖生成器，其具有被配置為耦接到圖像存儲器以接收圖像數據的第一連接以及被配置為耦接到查找表圖的第二連接； 兩個以上的子查找表，各自具有被配置為接收幀數量的輸入以及耦接到各個波形選擇器的輸出； 類別選擇器，其具有耦接到所述波形選擇器和所述查找表圖的多個輸入；以及 接口，被配置為耦接到顯示器。
全文摘要
本申請涉及用於電泳顯示器的驅動系統。該驅動系統包括僅一個圖像存儲器；多個子查找表，其中，查找表的數量不超過灰度級數量的50%，並且各個子查找表具有相應的波形選擇器；以及查找圖生成器和查找圖。該驅動系統能減少驅動電泳顯示器所需的存儲器空間。
文檔編號G02F1/167GK103000136SQ201210316809
公開日2013年3月27日 申請日期2012年8月30日 優先權日2011年9月12日
發明者克雷格·林 申請人:希畢克斯影像有限公司