專利名稱：與最初光學狀態(tài)無關的具有均勻圖像穩(wěn)定性的電泳顯示器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般涉及一種電子閱讀裝置，如電子書和電子報紙，尤其涉及一種在雙穩(wěn)態(tài)顯示器，如電泳顯示器中無論最初光學圖像狀態(tài)如何，能獲得和保持均勻亮度的方法和裝置。
背景技術：
近年來的技術發(fā)展已經(jīng)提供了“用戶友好”的電子閱讀裝置，如能提供一些機會的電子書。例如，電泳顯示器保持了更大的希望。這種顯示器具有固有存儲性能，并能在不需要功耗的情況下保持圖像相對長的時間。僅當需要用新的信息更新或刷新顯示時才消耗功率。所以，這種顯示器中的功耗非常低，適于應用于便攜式電子閱讀裝置，如電子書和電子報紙。電泳是指帶電粒子在所施加的電場中的移動。當在液體中發(fā)生電泳時，粒子以主要由粒子經(jīng)歷的粘滯拖拽力、它們的電荷(永久的或感應的)、液體的電介質特性和施加的電場的幅度確定的速度移動。電泳顯示器是一種雙穩(wěn)態(tài)顯示器，其是在圖像更新后在不需要消耗功率的情況下基本保持圖像的顯示器。
例如，由美國馬薩諸塞州劍橋的Ink Corporation在1999年4月9日公開的題目為“Full Color Reflective Display WithMultichromatic Sub-Pixels”的國際專利申請WO99/53373描述了這種顯示裝置。WO99/53373描述了一種具有兩個基板的電子墨水顯示器。一個基板是透明的，另一個設置有以行和列排列的電極。顯示元素或像素與行電極和列電極的交點有關。使用薄膜晶體管(TFT)將顯示元素連接到列電極，薄膜晶體管的柵電極連接到行電極。顯示元素、TFT晶體管、行和列電極的這種排列一起形成了有源矩陣。此外，顯示元素還包括像素電極。行驅動器選擇一行顯示元素，列或源極驅動器通過列電極和TFT晶體管給所述選定行的顯示元素供給數(shù)據(jù)信號。數(shù)據(jù)信號對應于將要顯示的圖形數(shù)據(jù)，例如文本或圖形。
電子墨水設置在像素電極和透明基板上的公共電極之間。電子墨水包括直徑大約為10到50微米的多個微膠囊。在另一個方案中，每個微膠囊都具有懸浮在液體載體介質或流體中的帶正電的白色粒子和帶負電的黑色粒子。當給像素電極施加正電壓時，白色粒子移到指向透明基板的微膠囊一側，觀察者可以看到白色顯示元素。同時，黑色粒子移到微膠囊相反一側的像素電極，觀察者看不到這些黑色粒子。通過給像素電極施加負電壓，黑色粒子移到指向透明基板的微膠囊一側的公共電極，顯示元素給觀察者表現(xiàn)出黑色。同時，白色粒子移到微膠囊相反一側的像素電極，觀察者看不到這些白色粒子。當移除電壓時，顯示裝置保持已獲得的狀態(tài)，因而表現(xiàn)出雙穩(wěn)態(tài)特性。在另一個方案中，在染色的液體中設置粒子。例如，在白色液體中設置黑色粒子，或在黑色液體中設置白色粒子?；?，在不同顏色的液體中設置其他顏色的粒子，如在藍色液體中設置白色粒子。
在介質中還可以使用其他流體，如空氣，其中帶電黑色和白色粒子在電場中來回移動(例如，Bridgeston SID2003-Symposium onInformation Displays，May18-23，2003，-20.3)。還可以使用有色粒子。
為了形成電子顯示，將電子墨水印刷到層疊到電路層的一片塑料膜上。所述電路形成了由顯示驅動器控制的像素圖案。因為微膠囊懸浮在液體載體介質中，所以可使用現(xiàn)有的絲網(wǎng)印刷工序將它們印刷到實際任意表面上，包括玻璃、塑料、織品，甚至是紙上。此外，使用柔性的片材可設計出近似常規(guī)書外觀的電子閱讀裝置。
然而，需要一種技術在雙穩(wěn)態(tài)顯示器，如電泳顯示器中獲得和保持均勻的亮度，不管最初的光學圖像狀態(tài)如何。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決了上面的和其他的問題。
在本發(fā)明特定的方面中，一種方法提供了用于驅動雙穩(wěn)態(tài)顯示器各個部分的各個電壓波形。該方法包括存取確定各個電壓波形的數(shù)據(jù)，和根據(jù)存取的數(shù)據(jù)如此產(chǎn)生用于驅動雙穩(wěn)態(tài)顯示器各個部分的各個電壓波形以便每個電壓波形都用于將雙穩(wěn)態(tài)顯示器的各個部分從各個不同最初光學狀態(tài)驅動到共同的最終光學狀態(tài)，每個電壓波形都包括至少第一再尋址脈沖。
例如，每個電壓波形都包括在各個電壓波形中具有基本上相同脈沖形狀和/或能量的至少第一再尋址脈沖。
還提供了一種相關的電子閱讀裝置和程序存儲裝置。


在附圖中圖1概略地顯示了一個實施方案的電子閱讀裝置一部分顯示屏的前視圖；圖2概略地顯示了沿圖1中的2-2的橫截面圖；圖3概略地顯示了電子閱讀裝置的整體視圖；圖4概略地顯示了具有各自顯示區(qū)域的兩個顯示屏；圖5圖解了在使用圖6的波形從四個不同的最初光學狀態(tài)尋址到白色狀態(tài)后，作為未加電的圖像保持時間(秒)函數(shù)的相對亮度的下降；圖6圖解了用于將雙穩(wěn)態(tài)顯示器從四個不同的最初光學狀態(tài)驅動到白色狀態(tài)的例子波形；圖7圖解了圖6的例子波形，其中在每個波形中還施加了具有相同能量和脈沖形狀的單個再尋址脈沖；圖8圖解了圖6的例子波形，其中在每個波形中還施加了具有相同能量和脈沖形狀的兩個再尋址脈沖；圖9圖解了圖6的例子波形，其中在每個波形中還施加了具有相同能量和脈沖形狀的三個再尋址脈沖；圖10圖解了圖6的例子波形，其中在每個波形中還施加了具有不同能量但具有相同脈沖形狀的兩個再尋址脈沖；和圖11圖解了曲線，其顯示了在使用圖8的波形從四個不同的最初光學狀態(tài)尋址到白色狀態(tài)后，作為未加電的圖像保持時間(秒)函數(shù)的相對亮度的下降。
在所有附圖中，用相同的參考標記表示相應的部件。
具體實施例方式
下面每一個文件都結合作為參考2002年9月16日提交的名稱為“Electrophoretic DisplayPanel”的歐洲專利申請EP02078823.8(標記號PHNL020844)；
2003年1月23日提交的名稱為“Electrophoretic DisplayPanel”的歐洲專利申請EP03100133.2(標記號PHNL030091)；2002年5月24日提交的名稱為“Display Device”的歐洲專利申請EP02077017.8，或2003年2月6日公開的名稱為“Electrophoretic Active Matrix Display Device”的WO03/079323(標記號PHNL020441)；和2003年6月11日提交的名稱為“Electrophoretic Display Unit”的歐洲專利申請EP0311705.6(標記號PHNL030661)。
圖1和2顯示了電子閱讀裝置的一部分顯示面板1的實施方案，所述電子閱讀裝置具有第一基板8、第二相對基板9和多個圖像元素2。圖像元素2以二維結構基本沿直線而設置。為了清楚起見，圖像元素2顯示為彼此間隔開，但實際上圖像元素2彼此非常接近，從而形成連續(xù)的圖像。此外，只顯示了全部顯示屏的一部分。圖像元素的其他排列也是可能的，如蜂巢排列。在基板8和9之間存在具有帶電粒子6的電泳介質5。第一電極3和第二電極4與每個圖像元素2相關。電極3和4能接收電位差。在圖2中，對于每個圖像元素2，第一基板具有第一電極3，第二基板9具有第二電極4。帶電粒子6能占據(jù)靠近電極3或4的位置，或者電極3和4中間的位置。每個圖像元素2都具有由電極3和4之間的帶電粒子6的位置確定的外觀。電泳介質5本身是公知的，如U.S.專利5,961,804，6,120,839和6,130,774中的，并且可以從例如E Ink Corporation獲得。
作為例子，電泳介質5可在白色流體中包含帶負電的黑色粒子6。當由于例如+15伏特的電位差，帶電粒子6靠近第一電極3時，圖像元素2的外觀是白色的。當由于例如-15伏特的相反極性的電位差，帶電粒子6靠近第二電極4時，圖像元素2的外觀是黑色的。當帶電粒子6在電極3和4之間時，圖像元素具有中間的外觀，如黑色和白色之間的灰度級。專用集成電路(ASIC)100控制每個圖像元素2的電位差，從而在全部顯示屏中產(chǎn)生想要的圖像，如圖像和/或文本。全部顯示屏由在顯示器中對應于像素的許多圖像元素組成。
圖3概略地顯示了電子閱讀裝置的整體視圖。電子閱讀裝置300包括顯示ASIC 100。例如ASIC 100可以是Philips Corp.的“Apollo”ASIE E-ink顯示控制器。顯示ASIC100通過尋址電路305控制一個或多個顯示屏310，如電泳屏幕，從而顯示想要的文本或圖像。尋址電路305包括驅動集成電路(IC)。例如，顯示ASIC 100用作通過尋址電路305給顯示屏310中不同像素提供電壓波形的電壓源。尋址電路305提供用于尋址特定像素，例如行和列的信息，以顯示想要的圖像或文本。顯示ASIC 100能使開始于不同行和/或列的連續(xù)頁得以顯示。圖像或文本數(shù)據(jù)存儲在表示一個或多個存儲裝置的存儲器320中，如果需要的話就被ASIC 100訪問。一個例子是Philips Electronics的小波形因數(shù)(small form factor optica1)(SFFO)光盤系統(tǒng)，在其他系統(tǒng)中可利用非易失的閃存。電子閱讀裝置300進一步包括閱讀裝置控制器330或主控制器，其響應于用來啟動用戶命令，如下一頁命令或前一頁命令的用戶激活軟件或硬件按鈕322。
閱讀裝置控制器330可以是執(zhí)行任意類型計算機代碼裝置，如軟件、固件、微代碼等的計算機的一部分，從而獲得這里所述的功能。因此，以對于本領域熟練技術人員很顯然的方式，可提供一種包含這種計算機代碼裝置的計算機程序產(chǎn)品。閱讀裝置控制器330進一步包括存儲器(沒有示出)，其是一種程序存儲裝置，該程序存儲裝置確實包含了可由機器，如閱讀裝置控制器330或執(zhí)行能獲得這里所述功能的方法的計算機執(zhí)行的指令程序?？梢砸员绢I域熟練技術人員很顯然的方式提供這種程序存儲裝置。
當首次打開電子閱讀裝置300，和/或當亮度偏差大于一定值，如3％反射時，顯示ASIC 100具有周期性給電子書的顯示區(qū)域提供強行復位的邏輯，例如在每隔y分鐘，如十分鐘，每顯示x頁之后。為了自動復位，根據(jù)能產(chǎn)生可接受的圖像質量的最低頻率實驗地確定可接受的頻率。此外，例如當用戶開始閱讀電子閱讀裝置，或當圖像質量下降到不可接受的水平時，用戶可通過功能按鈕或其它接口裝置可手動地產(chǎn)生復位。
ASIC 100通過存取存儲在存儲器320中的信息來給顯示尋址電路305提供驅動顯示器310的指令。
本發(fā)明可用于任何類型的電子閱讀裝置。圖4圖解了具有兩個分離顯示屏幕的電子閱讀裝置400的一個實施例。具體地說，在第一屏幕440上設置第一顯示區(qū)域442，在第二屏幕450上設置第二顯示區(qū)域452。屏幕440和450由連接部445連接，該連接部能使屏幕彼此平坦面對而折疊，或在一個平面上打開和平躺。這種結構是理想的，因為其非常接近地再現(xiàn)了閱讀常規(guī)書籍的經(jīng)驗。
可以設置各種用戶接口裝置，以使用戶可以開始向前翻頁，向后翻頁的命令等。例如，第一區(qū)域442可以包括屏幕上按鈕424，其可以使用鼠標或其它指示裝置、觸摸激活、PDA筆、或其它公知的技術來激活，以在電子閱讀裝置的頁之間進行導航。除了向前翻頁和向后翻頁的命令之外，可提供在相同的頁中向上或向下滾動的能力。可選擇地或附加地設置硬件按鈕422，以使用戶可提供向前翻頁和向后翻頁的命令。第二區(qū)域452也可以包括屏幕上按鈕414和/或硬件按鈕412。注意到，不需要在第一和第二顯示區(qū)域422，452周圍的框架，因為顯示區(qū)域是無框架的。還可以使用其它接口，例如聲音命令接口。注意到，對于兩個顯示區(qū)域來說不需要按鈕412，414；422，424。就是說，提供了單組向前翻頁和向后翻頁的按鈕?；蛘?，可以激勵單個按鈕或其它裝置，如搖桿開關來提供向前翻頁和向后翻頁的命令。還可以設置功能按鈕或其它接口裝置，以使用戶手動進行復位。
在其它可能的設計中，電子書具有一次顯示一頁的單個顯示區(qū)域的單個顯示屏幕?；蛘撸蓪蝹€顯示屏幕分成例如水平或垂直排列的兩個或多個顯示區(qū)域。此外，當使用多個顯示區(qū)域時，按任意希望的順序顯示連續(xù)頁。例如，在圖4中，在顯示區(qū)域442上顯示第一頁，而在顯示區(qū)域452上顯示第二頁。用戶需要觀看下一頁時，代替第一頁而在第一顯示區(qū)域442中顯示第三頁，同時第二頁仍在第二顯示區(qū)域452中顯示。類似地，在第二顯示區(qū)域452中顯示第四頁，等等。在另一個方案中，當用戶需要觀看下一頁時，如此刷新兩個顯示區(qū)域以便代替第一頁在第一顯示區(qū)域442中顯示第三頁，代替第二頁在第二顯示區(qū)域452中顯示第四頁。當使用單個顯示區(qū)域時，顯示第一頁，然后當用戶進入下一頁命令時，第二頁覆蓋第一頁，等等。對于向后翻頁命令相反地進行該工序。此外，該工序可等價地適用于從右到左閱讀文本的語言，如希伯來語，以及適用于以列方式閱讀而不是以行方式的語言，如漢語。
附加地，注意到在顯示區(qū)域上不必顯示整頁?？梢燥@示頁的一部分，并提供滾動能力，從而使用戶向上、向下、向左或向右滾動來閱讀該頁的其它部分?？梢蕴峁┓糯蠛涂s小能力，從而使用戶改變文本或圖像的尺寸。例如這對于視力下降的用戶是很理想的。
解決的問題在高亮度、高對比度、寬視角和雙穩(wěn)態(tài)或圖像穩(wěn)定特性方面而言，與其它顯示器，如LCD相比而言，雙穩(wěn)態(tài)顯示器，如電泳顯示器是有利的。附加地，由于雙穩(wěn)態(tài)所提供的較低刷新率，所以平均功耗比LCD小得多。就是說，在完成圖像更新之后，圖像基本保持在像素上，而不需要供給任何電壓脈沖。僅在下一個圖像更新過程中需要電壓脈沖。還可在下一個圖像更新過程中，如從白色到白色轉變中，不更新/刷新其上光學狀態(tài)不變的像素，導致更加低的功消。然而，在實際的電泳顯示器中，觀察到緊隨圖像更新之后在未加電的圖像保持周期期間光學狀態(tài)發(fā)生偏移，如圖5中所示。
圖5圖解了在緊隨從四個不同的最初光學狀態(tài)尋址到白色狀態(tài)之后作為未加電圖像保持時間(秒)函數(shù)的相對亮度的下降。垂直軸表示白色狀態(tài)的相對亮度下降，其中1.00表示沒有亮度下降，水平軸表示以秒為單位的未加電等待時間。曲線500，510，520和530表示當分別從白色、淺灰色、暗灰色、和黑色到達白色狀態(tài)時的亮度下降。顯著的亮度下降要求在一些裝置中在特定量的時間，如十分鐘之后刷新顯示器。使用下面所述的圖6中所示的尋址波形獲得圖5中的數(shù)據(jù)。
此外，四個曲線偏差非常大。例如，在相同的等待時間時，從黑色的最初狀態(tài)到達白色狀態(tài)(曲線530)時的亮度總低于從暗灰色的最初狀態(tài)到達白色狀態(tài)(曲線520)時的亮度，其依次低于從淺灰色的最初狀態(tài)到達白色狀態(tài)(曲線510)時的亮度。一般地，亮度衰退的速度或速率與在尋址周期期間顯示器中粒子移動的距離成比例。作為不同亮度衰退速率的結果，出現(xiàn)了重像。此外，增加等待時間加強了重像級別。就是說，由于不同的連續(xù)圖像從不同的最初光學狀態(tài)和不同的等待時間而更新，所以在顯示屏幕上出現(xiàn)了具有不同反射率的一些白色狀態(tài)。特別當白色狀態(tài)用作顯示器的背景時，例如特別在電子閱讀裝置常是這種情形，所述重像很快變?yōu)椴豢山邮艿?。當顯示器在其它光學狀態(tài)，如黑色，暗灰色或淺灰色中經(jīng)歷了較長的未加電保持時間時，會遇到類似的問題。必須解決該問題，以確保用戶有滿意的感受。
圖6圖解了用于將雙穩(wěn)態(tài)顯示器從四個不同的最初光學狀態(tài)驅動到白色狀態(tài)的例子波形。波形600，620和640包括用于將顯示器的粒子從黑色(B)、暗灰色(DG)、或淺灰色(LG)狀態(tài)驅動到白色狀態(tài)(W)的驅動脈沖(D)。波形660包括具有基本上零電壓的幀。圖中的每個垂直線都表示幀時間的開始和結束，其例如可以是20ms。在一個可能的脈沖寬度調(diào)制(PWM)驅動方案中，驅動脈沖(D)可以假定為-15V，0V或+15V的幅度。作為周期與幅度乘積的驅動脈沖的能量足夠可以將顯示器中的粒子從當前光學狀態(tài)驅動到理想的最終光學狀態(tài)。分別使用波形600，620，640和660獲得曲線530，520，510和500的亮度下降數(shù)據(jù)。此外，在該圖和隨后的圖中，由時間坐標tx表示的垂直箭頭表示驅動脈沖的完成時間。該時間與在圖5中零秒的時間一致，在該時間時亮度開始衰退。
提出的方案本發(fā)明提供了一種用于雙穩(wěn)態(tài)顯示器，如電泳顯示器的驅動技術，其獲得了均勻的圖像穩(wěn)定性。特別地，對于從不同最初光學狀態(tài)，如黑色、暗灰色、淺灰色等到達的共同的最終光學狀態(tài)，如白色來說，本發(fā)明獲得了基本上逐漸減小的亮度衰減對未加電的圖像保持時間的特性。為此，給驅動波形施加至少一個再尋址脈沖。在一個可能的方案中，在所有波形轉變到共同的最終光學狀態(tài)過程中使用相同的再尋址脈沖。再尋址脈沖基本為在完成“標準的”驅動波形之后提供的相同電壓脈沖。“標準的”驅動波形包括含有基本上單電壓極性脈沖的驅動波形，所述單電壓極性脈沖能將粒子基本上在一個方向上移向理想的最終光學狀態(tài)。再尋址脈沖在一個或多個方向上移動粒子。結果，最終光學狀態(tài)基本沒有凈(net)變化。此外，重要的是再尋址脈沖重新構造了顯示裝置中的粒子/離子。特別地，各個驅動波形中的再尋址脈沖具有基本上相同/同樣的脈沖形狀或結構，從而產(chǎn)生了基本上相同的最終粒子構造，導致了共同的亮度衰退特性。這樣，大大減小了圖像滯留效果。
脈沖形狀例如是指再尋址脈沖的數(shù)量和再尋址脈沖極性的順序。再尋址脈沖可包括單個或多個電壓脈沖。例如，可通過在每個波形中具有正極性的第一再尋址脈沖確定脈沖形狀?；蛘?，通過具有正極性的第一再尋址脈沖，然后隨后緊跟具有負極性的第二再尋址脈沖等等來確定脈沖形狀。在每個波形中每個脈沖的幅度和定時可以變化。雖然在所有波形中再尋址脈沖形狀基本相同，但在不同波形中再尋址脈沖的能量可以變化。然而，再尋址脈沖的能量還可在不同波形中基本上相同。脈沖形狀獨立于驅動方法，如脈沖寬度調(diào)制(PWM)或電壓調(diào)制(VM)驅動方案。
實施方案1圖7圖解了圖6的例子波形，其中還使用了在每個波形中具有相同能量和脈沖形狀的單個再尋址脈沖。波形700，720，740和760的組分別用于從黑色、暗灰色、淺灰色和白色的最初光學狀態(tài)轉變到白色的最終光學狀態(tài)。在該圖和隨后的圖中，SW表示使用標準的驅動脈沖(D)而到達的基本白色的狀態(tài)。波形700，720，740和760每個都包括單個再尋址脈沖(RP)，其對于每個波形都是相同的。就是說，當使用PWM時，每個再尋址脈沖(RP)都具有相同的能量，即相同的周期。此外，每個再尋址脈沖(RP)都具有相同的脈沖形狀或極性。該極性與驅動脈沖(D)或標準驅動波形的最后電壓脈沖的極性相同。當該再尋址脈沖(RP)的極性與標準驅動波形的最后電壓脈沖的極性相同時，再尋址脈沖在所有各個波形中用作過驅動脈沖，從而在所有這些被尋址的像素上產(chǎn)生明亮的白色狀態(tài)。在另一個可能的方案中，再尋址電壓脈沖(RP)的極性與標準驅動波形的最后電壓脈沖的極性相反。在該情形中，標準驅動波形需要包括用于延伸驅動脈沖周期的基本上“過驅動”的部分。
在完成了標準驅動脈沖(D)之后在所有的四個轉變過程中施加單個再尋址脈沖(RP)。例如，在時間tx時完成了標準驅動脈沖(D)后施加一個幀的單個再尋址脈沖(RP)。此外，可在一個或多個共同幀周期中及時排列再尋址脈沖。如上所述，通過在所有四個轉變中施加相同的再尋址脈沖(RP)，可獲得一般會聚的亮度衰退曲線，因為不管不同的最初光學狀態(tài)怎么樣，在最終的白色狀態(tài)中產(chǎn)生了相似的離子/粒子構造。
各個電壓波形700，720，740和760的每一個都根據(jù)例如從存儲器存取的電壓波形數(shù)據(jù)來驅動雙穩(wěn)態(tài)顯示器(310)的各個部分，如一個或多個像素。各個電壓波形的每一個都用于將雙穩(wěn)態(tài)顯示器的各個部分從各個不同的最初光學狀態(tài)，如黑色、暗灰色、淺灰色或白色驅動到共同的最終光學狀態(tài)，如白色。各個電壓波形的每一個都包括一個或多個再尋址脈沖。
在該圖和隨后的圖中，標準波形與再尋址脈沖之間的時間可以從零ms變化到任意的時間周期。
實施方案2圖8圖解了圖6的例子波形，其中還使用了在每個波形中具有相同能量和脈沖形狀的兩個再尋址脈沖。波形800，820，840和860分別用于從黑色、暗灰色、淺灰色和白色的最初光學狀態(tài)轉變到白色的最終光學狀態(tài)。波形800，820，840和860每個都包括兩個再尋址脈沖(RP1，RP2)，其對于每個波形都具有相同的脈沖形狀。這里，通過具有正極性的第一再尋址脈沖(RP1)和緊隨的具有負極性的第二再尋址脈沖(RP2)確定所述脈沖形狀。
在該方案中，在時間tx時完成標準驅動脈沖(D)之后，在所有的四個轉變中都施加相同的雙極性再尋址電壓脈沖。雙極性脈沖如此構造以便第一再尋址脈沖(RP1)將粒子從與SW狀態(tài)相關的顯示表面移開。在該情形中，第一再尋址脈沖(RP1)具有與標準驅動脈沖(D)的極性相反的極性。具有與標準驅動脈沖(D)的極性相同極性的第二再尋址脈沖(RP2)將粒子帶回正確的亮度。
實施方案3圖9圖解了圖6的例子波形，其中還使用了在每個波形中具有相同能量和脈沖形狀的三個再尋址脈沖。波形900，920，940和960分別用于從黑色、暗灰色、淺灰色和白色的最初光學狀態(tài)轉變到白色的最終光學狀態(tài)。波形900，920，940和960每個都包括三個再尋址脈沖(RP1，RP2和RP3)，其對于每個波形都是相同的。這里，通過具有負極性的第一再尋址脈沖(RP1)、按順序緊隨的具有正極性的第二再尋址脈沖(RP2)、和緊隨的具有與第一極性相同的負極性的第三再尋址脈沖(RP3)確定所述脈沖形狀。
在該方案中，在完成標準驅動脈沖(D)之后，在所有的四個轉變中都施加相同的具有交替極性的三重電壓脈沖。三重再尋址脈沖如此構造以便第一再尋址脈沖(RP1)補償殘留的直流電(DC)(如果有的話)，和/或提高白色狀態(tài)的亮度。特別地，例如由于施加尋址波形，在顯示裝置的粘結層或膠囊層中構建了殘留或殘余的DC。該波形的平均(之和)DC應當在稱作DC平衡的特定閉環(huán)圖像轉變環(huán)路處理(closed image transition loop process)中被最小化。閉環(huán)圖像轉變環(huán)路例如包括B-DG-B或B-DG-LG-W-B或零。一般通過粘附脈沖電位原理獲得DC平衡。如此構造該波形以便對于將顯示器通過任意組的狀態(tài)而從最初光學狀態(tài)變到一個或多個中間光學狀態(tài)，以及從黑色變到最初狀態(tài)的所有組的圖像轉變來說，沒有凈(net)脈沖(DC)。
在所示的例子中，第一再尋址脈沖(RP1)的極性與驅動脈沖(D)的極性相同。極性與標準驅動脈沖(D)相反的第二再尋址脈沖(PR2)將粒子從與基本上白色(SW)狀態(tài)相關的顯示表面移開。第三再尋址脈沖(PR3)將粒子帶向朝向正確的亮度級別。通過在所有四個轉變中施加三重再尋址脈沖，如前面所述獲得了一般會聚的亮度衰退曲線。此外，標準波形(D)與附加的脈沖(PR1，PR2和PR3)之間的時間可從零ms變化到任意的時間周期。各個再尋址脈沖PR1，PR2和PR3之間的時間也可以變化。該實施方案的一個優(yōu)點是易于DC平衡。附加地，可獲得更多精確的最終光學狀態(tài)。此外，亮度修正通常是非常滿意的，因為顯示器中的粒子/離子可在兩個方向上移動。對于每個再尋址脈沖的能量(時間×電壓級)的選擇可根據(jù)如結合實施方案2中討論的相似標準來選擇。
在上面的實施方案中，不同脈沖之間的時間可從0ms變化到任意的時間周期。在這些時間周期中，或在這些脈沖之前/或在這些脈沖過程中，還可施加其他脈沖，如振動脈沖。在上述歐洲專利申請EP02077017.8(標記號PHNL020441)中討論了振動脈沖。
保留在相同光學狀態(tài)大量時間的像素還需要刷新/更新，從而確保會聚的(convergent)圖像穩(wěn)定性，從而確保圖像質量。然而，在刷新之前仍改善圖像。該情形中的缺點是平均電力消耗有一些增加。
實施方案4圖10了圖6的例子波形，其中還使用了在每個波形中具有不同能量但具有相同脈沖形狀的兩個再尋址脈沖。波形1000，1020，1040和1060分別用于從黑色、暗灰色、淺灰色和白色的最初光學狀態(tài)轉變到白色的最終光學狀態(tài)。這里，在時間tx時完成標準驅動脈沖(D)之后，在所有四個轉變中施加具有相同脈沖形狀但不同能量的再尋址電壓脈沖。再一次，第一再尋址脈沖(PR)將粒子從與基本上白色(SW)狀態(tài)相關的顯示表面移開。在該情形中，第一再尋址脈沖(RP1)在每個各個波形中都具有正極性，但B-W轉變(波形1000)中第一再尋址脈沖的能量低于在DG-W轉變(波形1020)中的能量，并依次低于LG到W轉變(1040)和W到W轉變(波形1060)中的能量。第二再尋址脈沖(RP2)在每個各個波形中具有負極性，但第二再尋址脈沖(RP2)的能量在不同波形中不同，其通過由電光特性實驗測量的光學性能，即獲得的最終光學狀態(tài)來確定。第一再尋址脈沖(RP1)的能量還可在不同的各個驅動波形中任意地不同，其通過由電光特性實驗測量的光學性能，即獲得的最終光學狀態(tài)的圖像穩(wěn)定性來確定。當在所有四個轉變都使用該方案時，獲得了會聚的亮度衰退曲線。這些脈沖任意一個之間的時間可從零ms變到任意的時間周期。
該實施方案的優(yōu)點是易于DC平衡，因為再尋址脈沖RP1和RP2的兩個電壓彼此抗衡(counter balance)了。附加地，獲得了更加精確的最終光學狀態(tài)。此外，亮度修正通常是非常滿意的，因為顯示器中的粒子/離子可在兩個方向上移動。如前面所述，對于每個再尋址脈沖中涉及的能量(時間×電壓級)的選擇并沒有限制，但例如可根據(jù)墨水或其他雙穩(wěn)態(tài)材料以及重像/亮度要求來確定。此外，為了將閃爍最小化，可如此設定第一再尋址脈沖(RP1)中的能量以便其僅對于將粒子移到靠近中間灰度級來說是充分的，但對于將粒子移到相反的軌道來說是不充分的。為了將亮度最大化，PR1用于重構粒子，需要PR2修正亮度。PR1中能量的選擇與對于PR2相比不怎么重要。實驗顯示出，第二再尋址脈沖(PR2)中的能量大于第一再尋址脈沖(RP1)中的能量通常是理想的。通過改變脈沖的時間和/或電壓級來改變能量。
實驗結果圖11圖解了曲線，其顯示了在圖8所示的驅動波形中施加兩個再尋址脈沖，從四個不同的最初光學狀態(tài)尋址到白色狀態(tài)后，作為未加電的圖像保持時間(秒)函數(shù)的相對亮度的下降。與圖5相似，垂直軸表示白色狀態(tài)的相對亮度下降，而水平軸表示以秒為單位的未加電的等待時間。使用實施方案2的方案的代表性實驗結果分別顯示為曲線1100，1110，1120和1130中從白色、黑色、淺灰色和暗灰色的最初光學狀態(tài)轉變到白色狀態(tài)。最初黑色狀態(tài)的曲線(曲線1110)和最初白色狀態(tài)的曲線(曲線1100)實質上彼此交迭。最初淺灰色狀態(tài)的曲線(曲線1120)和最初暗灰色狀態(tài)的曲線(曲線1130)實質上也彼此交迭，盡管曲線1120在較高等待時間時稍微較高。
當這些結果與圖5中沒有使用再尋址脈沖的那些相比較時，可以清楚看到，本發(fā)明大大減小了亮度衰退曲線的發(fā)散。因而，通過從不同最初光學狀態(tài)驅動到共同最終光學狀態(tài)的雙穩(wěn)態(tài)顯示器的各個部分而經(jīng)歷了基本上一致的亮度衰退對未加電保持時間的特性。例如，在300秒時可獲得小于大約1-2％的亮度差。在有源矩陣電泳顯示器上還可以觀察到大大改善了圖像質量。
一般地，當使用較小的脈沖時，粒子更加好地更加快速地被離子“凍結”，因為只需要相對短距離的移動。使用根據(jù)本發(fā)明的再尋址脈沖，凍結動作可變得相同，而不管例如作為最初光學狀態(tài)函數(shù)的標準驅動波形的大小或周期如何。因而最終光學狀態(tài)的顯示變得基本上對最初光學狀態(tài)不敏感。
因而，可以看到本發(fā)明涉及了通過在向著理想最終光學狀態(tài)的所有相關轉變過程中使用基本上相同、或同樣的脈沖形狀的再尋址波形，將基本上使用標準驅動波形從不同最初狀態(tài)獲得的光學狀態(tài)進行再尋址。此外，盡管在上面的例子中，使用白色狀態(tài)作為理想的最終光學狀態(tài)來圖解所述問題和相應的方案，但是類似的方案也可適用于其他最終的光學狀態(tài)，如黑色或中間狀態(tài)或其他彩色狀態(tài)。
還注意到，在上面的例子中，使用脈沖寬度調(diào)制(PWM)驅動來圖解本發(fā)明，其中脈沖時間在每個波形中變化，而電壓幅度保持恒定。然而，本發(fā)明還適用于其他驅動方案，例如基于其中脈沖電壓幅度在每個波形中變化的電壓調(diào)制驅動(VM)，或者結合PWM和VM驅動。本發(fā)明適用于彩色以及灰度級雙穩(wěn)態(tài)顯示器。此外，電極結構沒有限制。例如，可以使用頂部/底部電極結構、蜂巢結構、面內(nèi)切換結構或其他的組合有面內(nèi)切換和垂直切換的結構。此外，可以在無源矩陣以及有源矩陣電泳顯示器中執(zhí)行本發(fā)明。實際上，可以在圖像更新之后圖像基本保留在顯示器上的不消耗功率的任何雙穩(wěn)態(tài)顯示器中執(zhí)行本發(fā)明。此外，本發(fā)明還適用于單個和多個窗口顯示器，例如其中存在打字機模式。
盡管這里已經(jīng)顯示并描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，但當應當理解到，在不脫離本發(fā)明精神的情況下很容易在形式上或細節(jié)上做各種修改和變化。因此本發(fā)明并不限于所述的和所圖解的具體形式，而是應解釋為覆蓋落入所附權利要求范圍內(nèi)的所有修改。
權利要求
1.一種提供用于驅動雙穩(wěn)態(tài)顯示器各個部分的各個電壓波形的方法，該方法包括存取確定各個電壓波形的數(shù)據(jù)；和根據(jù)存取的數(shù)據(jù)如此產(chǎn)生用于驅動雙穩(wěn)態(tài)顯示器(310)各個部分的各個電壓波形(700，720，740，760；800，820，840，860；900，920，940，960；1000，1020，1040，1060)以便各個電壓波形的每個都用于將雙穩(wěn)態(tài)顯示器的各個部分從各個不同最初光學狀態(tài)驅動到共同的最終光學狀態(tài)，各個電壓波形的每個都包括至少第一再尋址脈沖(RP，RP1，RP2，RP3)。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述產(chǎn)生各個電壓波形包括如此產(chǎn)生各個電壓波形以便各個電壓波形的每個都包括至少第一再尋址脈沖(RP，RP1，RP2，RP3)，其用于給雙穩(wěn)態(tài)顯示器的各個部分的每個提供基本上一致的亮度衰退對未加電保持時間的特性(1100，1110，1120，1130)。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述產(chǎn)生各個電壓波形包括如此產(chǎn)生各個電壓波形以便各個電壓波形的每個都包括在各個電壓波形的每個中具有基本上相同能量的至少第一再尋址脈沖(RP，RP1，RP2，RP3)。
4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述產(chǎn)生各個電壓波形包括如此產(chǎn)生各個電壓波形以便各個電壓波形的每個都包括在各個電壓波形的每個中具有基本上相同脈沖形狀的至少第一再尋址脈沖(RP，RP1，RP2，RP3)。
5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其中在各個電壓波形的每個中基本上相同的脈沖形狀都包括具有第一極性的至少第一脈沖，該第一極性在各個電壓波形的每個中都是相同的。
6.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述產(chǎn)生各個電壓波形包括如此產(chǎn)生各個電壓波形以便各個電壓波形的每個都包括在各個電壓波形的每個中具有基本上相同脈沖形狀的多個再尋址脈沖(RP1，RP2，RP3)。
7.根據(jù)權利要求6所述的方法，其中在各個電壓波形的每個中基本上相同的脈沖形狀包括具有第一極性的至少第一再尋址脈沖(RP1)，該第一極性在各個電壓波形的每個中都是相同的、以及隨后緊跟的具有第二極性的第二再尋址脈沖(RP2)，該第二極性與第一極性相反且在各個電壓波形的每個中都是相同的。
8.根據(jù)權利要求6所述的方法，其中在各個電壓波形的每個中基本上相同的脈沖形狀包括具有第一極性的至少第一再尋址脈沖(RP1)，該第一極性在各個電壓波形的每個中都是相同的、隨后緊跟的具有第二極性的第二再尋址脈沖(RP2)，該第二極性與第一極性相反且在各個電壓波形的每個中都是相同的、以及隨后緊跟的具有第一極性的第三再尋址脈沖(RP3)。
9.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述產(chǎn)生各個電壓波形包括如此產(chǎn)生各個電壓波形以便各個電壓波形的每個在用于將雙穩(wěn)態(tài)顯示器的各個部分從各個不同最初光學狀態(tài)基本上驅動到共同的最終光學狀態(tài)的至少第一再尋址脈沖(RP，RP1，RP2，RP3)之前都包括驅動脈沖(D)。
10.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中雙穩(wěn)態(tài)顯示器(310)包括電泳顯示器。
11.一種確實包含可由機器執(zhí)行的程序指令的程序存儲裝置，其用于執(zhí)行給驅動雙穩(wěn)態(tài)顯示器各個部分提供各個電壓波形的方法，該方法包括存取確定各個電壓波形的數(shù)據(jù)；和根據(jù)存取的數(shù)據(jù)如此產(chǎn)生用于驅動雙穩(wěn)態(tài)顯示器(310)各個部分的各個電壓波形(700，720，740，760；800，820，840，860；900，920，940，960；1000，1020，1040，1060)以便各個電壓波形的每個都用于將雙穩(wěn)態(tài)顯示器的各個部分從各個不同最初光學狀態(tài)驅動到共同的最終光學狀態(tài)，各個電壓波形的每個都包括至少第一再尋址脈沖(RP，RP1，RP2，RP3)。
12.根據(jù)權利要求11所述的程序存儲裝置，其中所述產(chǎn)生各個電壓波形包括如此產(chǎn)生各個電壓波形以便各個電壓波形的每個都包括至少第一再尋址脈沖(RP，RP1，RP2，RP3)，其用于給雙穩(wěn)態(tài)顯示器的各個部分的每個提供基本上一致的亮度衰退對未加電保持時間的特性(1100，1110，1120，1130)。
13.根據(jù)權利要求11所述的程序存儲裝置，其中所述產(chǎn)生各個電壓波形包括如此產(chǎn)生各個電壓波形以便各個電壓波形的每個都包括在各個電壓波形的每個中具有基本上相同能量的至少第一再尋址脈沖(RP，RP1，RP2，RP3)。
14.根據(jù)權利要求11所述的程序存儲裝置，其中所述產(chǎn)生各個電壓波形包括如此產(chǎn)生各個電壓波形以便各個電壓波形的每個都包括在各個電壓波形的每個中具有基本上相同脈沖形狀的多個再尋址脈沖(RP1，RP2，RP3)；和在各個電壓波形的每個中基本上相同的脈沖形狀包括具有第一極性的至少第一再尋址脈沖(RP1)，該第一極性在各個電壓波形的每個中都是相同的、以及隨后緊跟的具有第二極性的第二再尋址脈沖(RP2)，該第二極性與第一極性相反且在各個電壓波形的每個中都是相同的。
15.根據(jù)權利要求11所述的程序存儲裝置，其中雙穩(wěn)態(tài)顯示器(310)包括電泳顯示器。
16.一種電子閱讀裝置，包括雙穩(wěn)態(tài)顯示器(310)；和用于通過下述步驟提供將雙穩(wěn)態(tài)顯示器的各個部分驅動到共同的最終光學狀態(tài)的各個電壓波形的控制器(100)(a)存取確定各個電壓波形的數(shù)據(jù)，和(b)根據(jù)存取的數(shù)據(jù)如此產(chǎn)生用于驅動雙穩(wěn)態(tài)顯示器(310)各個部分的各個電壓波形(700，720，740，760；800，820，840，860；900，920，940，960；1000，1020，1040，1060)以便各個電壓波形的每個都用于將雙穩(wěn)態(tài)顯示器的各個部分從各個不同最初光學狀態(tài)驅動到共同的最終光學狀態(tài)，各個電壓波形的每個都包括至少第一再尋址脈沖(RP，RP1，RP2，RP3)。
17.根據(jù)權利要求16所述的電子閱讀裝置，其中所述產(chǎn)生各個電壓波形包括如此產(chǎn)生各個電壓波形以便各個電壓波形的每個都包括至少第一再尋址脈沖(RP，RP1，RP2，RP3)，其用于給雙穩(wěn)態(tài)顯示器的各個部分的每個提供基本上一致的亮度衰退對未加電保持時間的特性(1100，1110，1120，1130)。
18.根據(jù)權利要求16所述的電子閱讀裝置，其中所述產(chǎn)生各個電壓波形包括如此產(chǎn)生各個電壓波形以便各個電壓波形的每個都包括在各個電壓波形的每個中具有基本上相同能量的至少第一再尋址脈沖。
19.根據(jù)權利要求16所述的電子閱讀裝置，其中所述產(chǎn)生各個電壓波形包括如此產(chǎn)生各個電壓波形以便各個電壓波形的每個都包括在各個電壓波形中具有基本上相同脈沖形狀的多個再尋址脈沖(RP1，RP2，RP3)；和在各個電壓波形的每個中基本上相同的脈沖形狀包括具有第一極性的至少第一再尋址脈沖(RP1)，該第一極性在各個電壓波形的每個中都是相同的、以及隨后緊跟的具有第二極性的第二再尋址脈沖(RP2)，該第二極性與第一極性相反且在各個電壓波形的每個中都是相同的。
20.根據(jù)權利要求16所述的電子閱讀裝置，其中雙穩(wěn)態(tài)顯示器(310)包括電泳顯示器。
全文摘要
提供了各個電壓波形(700，720，740，760；800，820，840，860；900，920，940，960；1000，1020，1040，1060)，用于將雙穩(wěn)態(tài)顯示器(310)，如電泳顯示器的各個部分，如像素驅動到共同的最終光學狀態(tài)。每個波形都包括用于將各個顯示部分從不同最終光學狀態(tài)驅動到基本上共同的最終光學狀態(tài)的驅動脈沖(D)。各個電壓波形進一步包括至少一個再尋址脈沖(RP，RP1，RP2，RP3)，其在每個波形中都具有基本上相同的脈沖形狀。脈沖形狀包括具有基本上相同能量的交替極性的脈沖。再尋址脈沖調(diào)整各個顯示部分的粒子構造，從而使各個顯示部分都具有一致的亮度衰退對未加電保持時間的特性(1100，1110，1120，1130)。
文檔編號G09G3/34GK1938745SQ200580009673
公開日2007年3月28日 申請日期2005年3月22日 優(yōu)先權日2004年3月25日
發(fā)明者G·周 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司