專利名稱：電泳顯示器及其畫面更新方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明系有關(guān)一種電泳顯示器(Electro Phoretic Display ；EPD)，特別是關(guān)于一種EPD的畫面更新方法。
背景技術(shù)：
與其他種類的顯示器相比，EPD具有較低功耗的優(yōu)點，但卻有驅(qū)動方式較復(fù)雜的缺點。對EPD而言，要將一個像素從某個灰階改變?yōu)榱硪粋€灰階，其驅(qū)動信號不只要考慮最終的灰階，還要考慮初始的灰階，例如M. Johnson等人的“High Quality Images on Electronic PaperDisplays", SID 05Digest 1666(2005)參照。以圖1所示的主動矩陣式EPD為例，在控制EPD 10更新畫面時，主機12將新畫面?zhèn)魉椭習(xí)r序控制器14，時序控制器14利用存儲器16分別儲存新、舊畫面，再根據(jù)每一個像素的新、舊灰階值從快閃存儲器18查出相對應(yīng)的驅(qū)動波形，然后產(chǎn)生控制信號給EPD面板 20，由列驅(qū)動器22循序驅(qū)動列電極M，行驅(qū)動器沈提供特定的電壓給行電極觀。在EPD 面板20中，每一條列電極M與每一條行電極觀相交處有一個像素30，每一個像素30配置一個薄膜晶體管32，其柵極、源極與漏極分別連接該像素30的列電極M、行電極觀與像素電極，因此可選擇性地施加電壓到該像素30，以產(chǎn)生電場驅(qū)動該像素30的電泳粒子遷移，因而使該像素30變亮或變暗。以圖2所示的微膠囊雙元粒子系統(tǒng)為例，在兩平行電極 34及36之間夾著微膠囊38，其內(nèi)有懸浮的黑粒子40及白粒子42，二者攜帶相反電性的電荷，因此施加電壓V在電極34及36上可驅(qū)動黑粒子40及白粒子42分別往相反的方向移動。當(dāng)黑粒子40越接近觀視側(cè)，例如在電極34的那一側(cè)，像素30所呈現(xiàn)的顏色越黑，反之，當(dāng)白粒子42越接近觀視側(cè)，像素30所呈現(xiàn)的顏色越白，因而可藉控制黑粒子40及白粒子42的位移表現(xiàn)不同的灰階。黑粒子40及白粒子42的位移，以及因而衍生的光學(xué)狀態(tài)的變化，與電壓V對時間的積分(稱為電壓脈沖)為正相關(guān)，例如R. Zehner等人的“Drive waveforms for active matrix electrophoretic displays，，, SID 03Digest 842 (2003)參照?；氐綀D1，從任一個灰階改變?yōu)榱硪粋€灰階的驅(qū)動波形，系以檢索表的形式儲存在存儲器18中，供時序控制器14讀取，例如H. Gates等人的“High Performance ActiveMatrix Electrophoretic Display Controller", SID 08Digest 693(2008)參照。以圖 3 所示的 16灰階系統(tǒng)為例，初始的灰階有16種，最終的灰階也有16種，因此共有16 X 16 = 256種灰階改變方式，亦即需要256種驅(qū)動波形。在現(xiàn)有的EPD中，如圖4所示，其驅(qū)動方式系將電泳粒子從目前的位置經(jīng)過多個框架的驅(qū)動遷移到目標(biāo)灰階對應(yīng)的位置，過程中包含反復(fù)驅(qū)動電泳粒子，使其逐漸到達(dá)目標(biāo)灰階對應(yīng)的位置。這種驅(qū)動方式非常復(fù)雜且耗時，而且因為框架數(shù)量多而導(dǎo)致耗電量較多。此外，如果一個框架的驅(qū)動波形需要2個位元儲存，那么檢索表就需要 256XNX2 + 8 = 64N個位元組(byte)的容量，而且會隨著灰階數(shù)的增加而大幅增加。 其次，材料的特性會隨著溫度改變，因此檢索表需要儲存多種不同溫度下的驅(qū)動波形， 例如 H. Gates 等人的“High Performance Active Matrix Electrophoretic DisplayController”，SID 08Digest693 (2008)參照，造成檢索表更龐大。由于材料的差異，同一筆灰階調(diào)整的驅(qū)動波形無法適用全部的EPD面板，因此每一批產(chǎn)品都要重新設(shè)定檢索表，不適合大量生產(chǎn)。上述的驅(qū)動方式對EPD面板的亮度調(diào)整也有不利的影響，這是因為亮度由電泳粒子的位置決定，一旦要改變每個灰階的亮度差異，則所有的驅(qū)動波形都必須更新。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一，在于提出一種EPD及其畫面更新方法。本發(fā)明的目的之一，在于提出一種畫面更新較快的EPD及其畫面更新方法。本發(fā)明的目的之一，在于提出一種較省電的EPD及其畫面更新方法。本發(fā)明的目的之一，在于提出一種減少檢索表容量的EPD及其畫面更新方法。本發(fā)明的目的之一，在于提出一種簡化亮度調(diào)整的EPD及其畫面更新方法。根據(jù)本發(fā)明，一種EPD包括EPD面板，時序控制器連接該EPD面板，快閃存儲器連接該時序控制器，該快閃存儲器以檢索表的形式儲存變動一個灰階的驅(qū)動波形。在更新畫面時，先抹除該EPD面板上舊畫面的殘影，再連續(xù)開啟多個框架，每一個框架只變動一個灰階，以逐步將所有像素調(diào)整至其各自所要的灰階。由于每一個框架只變動一個灰階，因此簡化畫面的更新，也減少框架的數(shù)量，因而加快更新畫面的速度，且減少耗電。由于只儲存變動一個灰階的驅(qū)動波形，因此大幅減少檢索表的容量。更進(jìn)一步地，使用此驅(qū)動方式，調(diào)整系統(tǒng)時脈的頻率即可調(diào)整每個灰階的亮度差異。


圖1系主動矩陣式EPD的示意圖；圖2系微膠囊雙元粒子系統(tǒng)的示意圖；圖3系16灰階系統(tǒng)的灰階改變方式的示意圖；圖4系習(xí)知的EPD驅(qū)動方式的示意圖；圖5系不同電壓及脈沖長度與亮度變化之間的關(guān)系圖；圖6系根據(jù)本發(fā)明的一個方法實施例；圖7系將所有像素調(diào)整至相同灰階的示意圖；圖8系將像素調(diào)整到灰階15的過程；圖9系將像素調(diào)整到灰階3的過程；圖10系將像素調(diào)整到灰階0的過程；圖11系將雙向調(diào)整灰階的過程；圖12系可調(diào)整灰階的變動亮度的EPD的示意圖；以及圖13系兩種系統(tǒng)時脈頻率的示意圖。主要元件符號說明10EPD12 主機14時序控制器
16存儲器18快閃存儲器20EPD 面板22列驅(qū)動器24列電極26行驅(qū)動器觀行電極30 像素32薄膜晶體管34 電極36 電極38微膠囊40黑粒子42白粒子44 灰階 046 灰階 I548 灰階 750壓控振蕩器
具體實施例方式如圖2所示，電泳粒子40及42的位移dL是電壓V及其施加時間長度的函數(shù)，例如R. Zehner等人的"Drive waveforms for active matrix electrophoretic displays，，， SID 03Digest842(2003)參照，因此可事先規(guī)劃每變動一個灰階所需的電壓脈沖。例如， 1 5 ^ T. Whitesides ^A^: “ Towards video-rate microencapsulated dual-particle electrophoreticdisplays, “ SID 04Digest 133(2004)中揭示的，不同電壓及脈沖長度與亮度變化dL*之間的關(guān)系，其中脈沖長度表示施加電壓的時間長度，L*系在CIELAB標(biāo)準(zhǔn)中定義的亮度(lightness)單位。從圖2及圖5可知，灰階可由dL* = vXt = kVXt公式 1決定，其中ν為電泳粒子40及42的移動速度。在理想狀況下，亮度變化dL*與電泳粒子40及42的移動時間t成正比，亦即k是常數(shù)。但實施上dL*的特性曲線不是線性的，如圖5所示。不過從dL*的特性曲線可以訂出每變動一個灰階所需的電壓脈沖，例如在某個電壓V所需的脈沖長度t。以此為基礎(chǔ)，將所有變動一個灰階所需的驅(qū)動波形儲存在圖 1的快閃記體18中。當(dāng)調(diào)整像素30的灰階時，連續(xù)開啟多個框架，施加相對應(yīng)的驅(qū)動波形到像素30，每一個框架只變動一個灰階，直到像素30達(dá)到想要的灰階。圖6系根據(jù)本發(fā)明的一個方法實施例。參照圖1及圖6，在更新畫面時，先由步驟 Sl抹除目前畫面的殘影。在這個步驟中，時序控制器14開啟數(shù)個框架，對EPD面板20的所有像素30施加重設(shè)電壓脈沖，較佳者，包含至少一次黑白交替。接著步驟S2將所有像素 30調(diào)整至相同的灰階，例如參照圖7，全部的像素30都調(diào)整至灰階0，如虛線44所示，或灰階15，如虛線46所示，灰階7，如虛線48所示?；氐綀D1及圖6，最后步驟S3連續(xù)開啟多個
5框架，每一個框架只變動一個灰階，逐步將所有像素30調(diào)整至其各自所要的灰階。例如參照圖8，要將像素調(diào)整到灰階15，不論其初始灰階為何，先經(jīng)抹除，然后連續(xù)開啟16個框架， 在第1個框架后調(diào)整到灰階0，在第2個框架后調(diào)整到灰階1，依此類推，直到第16個框架后調(diào)整到灰階15。如圖8所示，在一個16灰階的系統(tǒng)中，最多只需要16個框架便可完成所有像素的灰階調(diào)整，再加上先前抹除的框架，其框架總數(shù)比習(xí)知的驅(qū)動方式少，因此畫面更新的速度較快，也較省電。參照圖9，要將像素調(diào)整到灰階3，其過程與圖8相同，但是在第4 個框架后已經(jīng)達(dá)到灰階3，后續(xù)的框架即不再對該像素施加電壓，該像素保持灰階3直到16 個框架結(jié)束。其他灰階的像素也是相同的情況，任何一個像素在達(dá)到其目標(biāo)灰階后便不再變動，只有尚未達(dá)到目標(biāo)灰階的像素會在后續(xù)的框架中繼續(xù)每一個框架變動一個灰階。由于較低灰階的像素較早停止變動其灰階，因此更進(jìn)一步省電。圖10顯示另一種狀況，在抹除后全部的像素都調(diào)整到灰階15，然后也是每一個框架變動一個灰階，目標(biāo)為灰階0的像素經(jīng)過16個框架達(dá)到灰階0。在圖11中，全部的像素在抹除后都先調(diào)整至灰階7，然后連續(xù)開啟多個框架，目標(biāo)低于灰階7的像素經(jīng)每一個框架降低一個灰階，目標(biāo)高于灰階7的像素經(jīng)每一個框架增加一個灰階，如此更進(jìn)一步減少框架的數(shù)量。如前所述，電泳粒子的位移取決于電壓脈沖。如果施加的電壓較高，則所需的脈沖長度便較短，反之亦然。又因為dL*特性曲線的非線性，即使施加相同的電壓，從不同的灰階變動一個灰階所需的時間也未必相同。因此，不同框架的時間長度未必相同，不同框架的驅(qū)動電壓也未必要相同，每一個框架的時間長度及驅(qū)動電壓由系統(tǒng)設(shè)計者決定。不過在一個系統(tǒng)中，每一個框架的時間長度都是以系統(tǒng)時脈為基礎(chǔ)產(chǎn)生的，因此可以利用這項特點來調(diào)整EPD面板的灰階差異。因為每一個框架變動一個灰階，所以在相同的驅(qū)動電壓下，改變框架的時間長度即改變一個灰階變動的亮度。例如圖12所示，時序控制器18包含壓控振蕩器50提供系統(tǒng)時脈CLK，該系統(tǒng)時脈CLK即為決定框架的時間長度的基礎(chǔ)。當(dāng)要調(diào)整 EPD面板20的亮度時，可以調(diào)整系統(tǒng)時脈CLK的頻率，因而改變每一個框架的時間長度。例如圖13所示，系統(tǒng)時脈從CLKl變成CLK2，其頻率提高，所以施加到EPD面板20的每一個框架的時間長度都會縮短，于是每一個框架期間電泳粒子移動的時間變短，在相同的電壓驅(qū)動下，其位移縮短。參照公式1，時間t的縮短將使灰階的差異變小，因此可藉由調(diào)整系統(tǒng)時脈CLK的頻率來改變每個灰階的細(xì)致度。在不同的實施例中，不改變系統(tǒng)時脈CLK的頻率，而是改變每一個框架對應(yīng)時脈計數(shù)的數(shù)量。例如，原來一個框架的時間長度相當(dāng)于50個時脈計數(shù)，將其減少為40個時脈計數(shù)，即縮短其時間長度20%?，F(xiàn)在檢視檢索表的容量。在一個16灰階的系統(tǒng)中，檢索表只需要儲存16個框架的驅(qū)動波形。如果每一個框架所對應(yīng)的頻率階以4個位元儲存，則檢索表需要16X4 + 8 = 8個位元組的容量，遠(yuǎn)低于習(xí)知檢索表的容量。
權(quán)利要求
1.一種電泳顯示器，其特征在于，所述的顯示器包括 電泳顯示器面板，含有多個像素；時序控制器，連接所述的電泳顯示器面板；以及快閃存儲器，連接所述的時序控制器，儲存所述的多個像素變動一個灰階的驅(qū)動波形；其中，在更新畫面時，所述的時序控制器從所述的快閃存儲器讀取需要的驅(qū)動波形，產(chǎn)生控制信號給所述的電泳顯示器面板，調(diào)整所述的多個像素當(dāng)中的至少一個像素的灰階。
2.一種電泳顯示器的畫面更新方法，其特征在于，所述的方法包括下列步驟A、抹除舊畫面的殘影；以及B、連續(xù)開啟多個框架，每一個框架只變動一個灰階，以逐步將要更新的像素調(diào)整至其各自所要的灰階。
3.如權(quán)利要求2畫面更新方法，其特征在于，所述的步驟A包括對所述的電泳顯示器的全部像素施加重設(shè)電壓脈沖。
4.如權(quán)利要求2畫面更新方法，其特征在于，所述的步驟B包括將所述的電泳顯示器的全部像素先調(diào)整至同一灰階。
5.如權(quán)利要求2畫面更新方法，其特征在于，所述的步驟B包括將所述的電泳顯示器的全部像素先調(diào)整至全黑灰階。
6.如權(quán)利要求2畫面更新方法，其特征在于，所述的步驟B包括將所述的電泳顯示器的全部像素先調(diào)整至全白灰階。
7.如權(quán)利要求2畫面更新方法，其特征在于，所述的步驟B包括將所述的電泳顯示器的全部像素先調(diào)整至介于全黑灰階及全白灰階之間的一個灰階。
8.如權(quán)利要求2畫面更新方法，其特征在于，所述的方法更包括調(diào)整所述的多個框架的時間長度。
9.如權(quán)利要求2畫面更新方法，其特征在于，所述的方法更包括調(diào)整系統(tǒng)時脈的頻率， 以調(diào)整所述的多個框架的時間長度。
10.如權(quán)利要求2畫面更新方法，其特征在于，所述的方法更包括調(diào)整每一個框架對應(yīng)時脈計數(shù)的數(shù)量，以調(diào)整所述的多個框架的時間長度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電泳顯示器，在更新畫面時，先抹除舊畫面的殘影，再連續(xù)開啟多個框架，每一個框架只變動一個灰階，因而逐步將所有像素調(diào)整至其各自所要的灰階。本發(fā)明可以簡化畫面的更新、加快更新畫面的速度以及減少檢索表的容量。配合調(diào)整框架的時間長度，本發(fā)明更可簡化亮度的調(diào)整。
文檔編號G02F1/167GK102456320SQ201010511658
公開日2012年5月16日 申請日期2010年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月19日
發(fā)明者莊翔琮, 郭文源, 魏嘉宏 申請人:天鈺科技股份有限公司