專利名稱：電光顯示器、顯示器模塊驅動器裝置及顯示器組件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電光顯示器以及驅動這種顯示器的方法。更為特別地，本發(fā)明涉及大面積電光顯示器、用于這種大面積顯示器的驅動器、以及旨在降低有源矩陣電光顯示器中功耗的驅動方案和控制器。本發(fā)明特別用在(但不是排他性的)電泳顯示器中。
背景技術：
電光顯示器包括電光材料層，在此使用的術語“電光材料”在成像技術領域中的傳 統(tǒng)意義是指包括至少有一種光學性能不同的第一和第二顯示狀態(tài)，通過對該材料施加電場可將其從第一顯示狀態(tài)改變到第二顯示狀態(tài)。盡管人眼通常能夠在顏色上感覺到該光學性能，但這種光學性能可以是另外的光學性能，例如光學透射率、反射率、發(fā)光、或者(在用于機器讀取的顯示器的情況下)在可見光范圍之外的電磁波的反射率改變意義上的偽色。在本發(fā)明的顯示器中，從該電光介質具有固體外部表面的意義上來說，電光介質通常是固體的(在下文中為了方便將這種顯示器稱為“固體電光顯示器”)，盡管這種介質可具有且通常具有內部液體或氣體填充的空間。因此，術語“固體電光顯示器”包括膠囊化電泳顯示器、膠囊化液晶顯示器、以及下述的其它類型顯示器。在此使用術語“灰度狀態(tài)”，在成像技術領域中其傳統(tǒng)意思是指介于像素的兩個極端光學狀態(tài)之間的一種狀態(tài)，但并不一定意味著處于這兩個極端狀態(tài)之間的黑白過渡。例如，下文中所參考的諸多專利和公開申請描述了這樣的電泳顯示器，即，該極端狀態(tài)為白色和深藍色，使得中間的“灰度狀態(tài)”實際上為淡藍色。實際上，正如所已經(jīng)描述的，該兩個極端狀態(tài)之間的過渡有可能根本不是顏色變化。在此使用術語“雙穩(wěn)態(tài)”和“雙穩(wěn)態(tài)性”，在成像技術領域中其傳統(tǒng)意思是指包括如下顯示元件的顯示器，該顯示元件具有至少有一種光學性能不同的第一和第二顯示狀態(tài)，使得通過有限持續(xù)時間的尋址脈沖驅動任意特定元件以呈現(xiàn)其第一或第二顯示狀態(tài)后，該尋址脈沖終止之后，該狀態(tài)將會持續(xù)一定的時間，該時間為改變顯示元件狀態(tài)所需的尋址脈沖的最小持續(xù)時間的至少好幾倍，例如至少四倍。公開的美國專利申請No. 2002/0180687表明，能夠顯示灰度色標的一些基于顆粒的電泳顯示器不僅可以穩(wěn)定于其極端的黑色和白色狀態(tài)，還可以穩(wěn)定于其中間的灰度狀態(tài)，一些其它類型的電光顯示器也是如此。這種類型的顯示器確切地可稱為是“多穩(wěn)態(tài)的”而非雙穩(wěn)態(tài)的，盡管為了方便，在此使用術語“雙穩(wěn)態(tài)”以同時覆蓋雙穩(wěn)態(tài)和多穩(wěn)態(tài)顯不器。在此使用術語“脈沖”，在成像技術領域中其傳統(tǒng)意思是指電壓對時間的積分。然而，一些雙穩(wěn)態(tài)電光介質充當電荷轉換器，因此對于這些介質可采用脈沖的備選定義，即電流對時間的積分(等于所施加的總電荷)。應當根據(jù)該介質是用作電壓-時間脈沖轉換器還是用作電荷脈沖轉換器而使用脈沖的恰當定義。
已知好幾種類型的電光顯不器。一種電光顯不器為例如美國專利No. 5808783、5777782、5760761、6054071、6055091、6097531、6128124、6137467、和 6147791 中所描述的旋轉雙色部件類型(盡管這種類型的顯示器經(jīng)常稱為“旋轉雙色球顯示器”，優(yōu)選使用更為確切的術語“旋轉雙色部件”，這是因為在部分上述專利中旋轉部件不是球形的)。這種顯示器使用許多小物體(典型地為球形或圓柱形)和內部偶極子，其中該小體具有光學特性不同的兩個或多個部分。這些小物體懸浮在矩陣中的填充了液體的液泡中，用液體填充該液泡，使得這些小物體可自由地旋轉。通過對顯示器施加電場，由此將小物體旋轉到各種位置并改變透過觀察表面能夠看到的小物體部分，從而改變顯示器的外觀。這種類型的電光介質通常是雙穩(wěn)態(tài)的。另一種類型的電光顯示器使用電變色介質，例如形式為納米變色薄膜的電變色介質，該納米變色薄膜包括至少部分地由半導電金屬氧化物制成的電極以及粘接到該電極的能夠進行可逆顏色變化的多個染料分子；例如可參考O’ Regan, B. et al. , Nature 1991,353，737 和 Wood，D.，Information Display, 18 (3), 24 (March 2002)。還可參考 Bach，U.，et al. ,Adv. Mater.，2002，14 (11)，845。例如在美國專利 No. 6301038、國際專利申請 No. WO 01/27690、以及美國專利申請2003/0214695中也描述了這種類型的納米變色薄膜。這種類型的介質通常也是雙穩(wěn)態(tài)的。成為許多年來廣泛研究和發(fā)展目標的另一種電光顯示器為基于顆粒的電泳顯示器，其中多個帶電顆粒在電場的影響下移動穿過懸浮液。和液晶顯示器相比，電泳顯示器具有良好的亮度和對比度、寬視角、狀態(tài)的雙穩(wěn)定性、以及低功耗的優(yōu)點。然而，這些顯示器的與長期圖像質量相關的問題已經(jīng)阻礙其廣泛使用。例如，構成電泳顯示器的顆粒趨于沉淀，導致這些顯示器的使用壽命不足。如前所述，電泳介質需要存在懸浮液。在絕大多數(shù)現(xiàn)有技術的電泳介質中，這種懸浮液為一種液體，但是可以使用氣體懸浮液制造電泳介質；例如參考Kitamura, T. , et al.,“Electrical toner movement for electronic paper-like display，，，IDff Japan, 2001,Paper HCS1-1和 Yamaguchi, Y. , et al. ,“Toner display using insulative particlescharged triboelectrically”，IDW Japan, 2001, Paper AMD4-4)。還可參考歐洲專利申請1429178、1462847、1482354、和 1484625，以及國際申請 W02004/090626、WO 2004/079442、WO 2004/077140、WO 2004/059379、WO 2004/055586、WO 2004/008239、WO 2004/006006、W02004/001498.W0 03/091799、以及WO 03/088495。這種基于氣體的電泳介質似乎由于顆粒沉淀，當在允許這種沉淀的取向中使用該介質時，例如對于將該介質置于垂直平面的情形，遭受和基于液體的電泳介質相同類型的問題。實際上，基于氣體的電泳介質中的顆粒沉淀似乎比基于液體的電泳介質中更為嚴重，因為和液體懸浮液相比，氣體懸浮液的粘度更低，使電泳顆粒沉淀地更快。最近已經(jīng)公開了授權給或以麻省理工學院(MIT)和E Ink公司的名義申請的、描述膠囊化電泳介質的許多專利和申請。這種膠囊化介質包括許多小膠囊，每個膠囊本身包括內部相和包圍該內部相的膠囊，該內部相含有懸浮在液體懸浮介質中的電泳移動顆粒。通常，該膠囊本身保持在聚合粘接劑內，從而形成置于兩個電極之間的相干層。例如在下述專利和申請中描述了這種類型的膠囊化介質美國專利No. 5930026,5961804,6017584、6067185、6118426、6120588、6120839、6124851、6130773、6130774、6172798、6177921、6232950、6249721、6252564、6262706、6262833、6300932、6312304、6312971、6323989、6327072、6376828、6377387、6392785、6392786、6413790、6422687、6445374、6445489、6459418、6473072、6480182、6498114、6504524、6506438、6512354、6515649、6518949、6521489、6531997、6535197、6538801、6545291、6580545、6639578、6652075、6657772、6664944、6680725、6683333、6704133、6710540、6721083、6727881、6738050、6750473、6753999、6816147、6819471、和 68 2 2 7 8 2，美國專利申請公開號 No. 2002/0019081、2002/006032 I、2002/006032 I、2002/006366 I、2002/0090980、2002/0 1 13770、2002/0 130832、2002/013 1147、2002/0 171910、2002/0180687、2002/0180688、2003/00 11560、2003/0020844、2003/0025855、2003/0053 189、2003/0 102858、2003/0 132908、2003/013752 I、2003/0137717、2003/0151702、2003/0214695、2003/0214697、2003/0222315、2004/0008398、2004/0012839、2004/00 14265、2004/0027327、2004/0075634、2004/0094422、2004/0105036、2004/0112750、和2004/0119681，以及國際申請公開號 No. WO 99/67678、WO 00/05704、WO 00/38000、WO 00/38001, WO 00/36560、 TO 00/67110、 W000/67327、 WO 01/07961、 TO 01/08241、·WO 03/107315、W02004/023195, WO 2004/049045、WO 2004/059378、WO 2004/088002, WO2004/088395、和 WO 2004/090857。許多前述專利和申請意識到，可以用連續(xù)相替代膠囊化電泳介質中包圍離散微膠囊的壁，從而產(chǎn)生所謂的聚合物分散電泳顯示器，其中電泳介質包括多個電泳液體的離散小滴和聚合材料的連續(xù)相；還意識到，這種聚合物分散的電泳顯示器中的電泳液體的離散小滴可以被看作是膠囊或微膠囊，盡管離散膠囊膜并不和每個小滴相關聯(lián)，見例如前述的專利申請2002/0131147。因此，從本申請的角度來說，這種聚合物分散電泳介質被看作是膠囊化電泳介質的亞種。一種相關類型的電泳顯示器是所謂的“微單元電泳顯示器”。在微單元電泳顯示器中，帶電顆粒以及懸浮液體并不包裹在微膠囊內，而是保持在形成于載體介質(通常為聚合物薄膜)內的多個腔內。例如，見國際申請公開No. WO 02/01281和已公開的美國專利申請No. 2002/0075556,這兩個專利申請都授權給Sipix Imaging公司。許多前述E Ink及MIT專利和申請還考慮到微單元電泳顯示器和聚合物分散的電泳顯示器。術語“膠囊化電泳顯示器”可指所有這些顯示器類型，這些顯示器也可共同地描述成“微腔電泳顯示器”以概括壁的形貌。另一種類型的電光顯不器為由Phi Iips研發(fā)的電浸濕顯不器,在Nature期刊2003年9月 25 日這一期中標題為“Performing Pixels Moving Images on Electronic Paper”的文章中得到描述。在于2004年10月6日提交的未決的美國申請序號No. 10/711802(還可參考相應的國際申請PCT/US2004/32828)中表明，這種電浸濕顯示器可制成是雙穩(wěn)態(tài)的。本發(fā)明中還可以使用其它類型的電光材料。特別讓人感興趣的是，雙穩(wěn)態(tài)鐵電液晶顯示器(FLC)在本領域中是已知的。盡管電泳介質經(jīng)常是不透明的(因為例如，在許多電泳介質中，顆?；旧献钄嗫梢姽馔干溥^顯示器)并工作于反射模式，但許多電泳顯示器可制成工作于所謂的“快門模式”，其中一個顯示器狀態(tài)基本上是不透明的，一個顯示器狀態(tài)為透光的。例如，見前述美國專利 No. 6130774 和 6172798 以及美國專利 No. 5872552、6144361、6271823、6225971、和6184856 ο介電電泳顯不器和電泳顯不器相似但依賴于電場強度的變化，可工作于類似的模式，見美國專利No. 4418346。其它類型的電光顯示器還可以工作于快門模式。膠囊化或微單元電泳顯示器通常不遭受傳統(tǒng)電泳裝置的群聚和沉淀失效模式，并且可提供另外的優(yōu)點，例如能夠在許多柔性和剛性襯底上印刷或涂敷該顯示器的能力。(使用單詞“印刷”的目的是包括所有形式的印刷和涂敷，包括但不限于諸如斑片模壓涂敷，狹槽或擠壓涂敷，滑塊或級聯(lián)涂敷的預測量涂敷；諸如刀上輥涂，正向和逆向輥涂的輥涂；凹版涂敷；浸潰涂敷；噴涂；彎月涂敷；旋涂；刷涂；氣刀涂敷；絲網(wǎng)印刷工藝；靜電印刷工藝；熱印刷工藝；噴墨印刷工藝；電泳沉積；和其它類似的技術)。因此，所得到的顯示器可以是柔性的。此外，由于可以(使用各種方法)印刷顯示器介質，顯示器本身的制造并不昂貴。基于顆粒的電泳顯示器以及顯示相似行為的其它電光顯示器(這種顯示器在下文中為了方便而稱為“脈沖驅動顯示器”)的雙穩(wěn)態(tài)或多穩(wěn)態(tài)行為與傳統(tǒng)液晶(LC)顯示器的行為成顯著對比。扭轉向列型液晶并不是雙穩(wěn)態(tài)或多穩(wěn)態(tài)的，而是起著電壓轉換器的作用，使得對這種顯示器的像素施加特定的電場會在該像素產(chǎn)生特定灰度電平，該灰度電平與像素上先前的灰度電平無關。此外，LC顯示器只沿一個方向受驅動(從非透光或“暗”轉變到透光或“亮”)，通過降低或消除電場可實現(xiàn)從較亮狀態(tài)到較暗狀態(tài)的逆向轉變。最 后，LC顯示器上像素的灰度電平對電場的極性不敏感而只對其強度敏感，實際上出于技術原因，商品化的LC顯示器通常以頻繁的間隔使驅動電場的極性反向。與此對照的是，雙穩(wěn)態(tài)電光顯示器在一級近似下充當脈沖轉換器，使得像素的最終狀態(tài)不僅取決于所施加的電場以及施加該電場的時間，還取決于施加該電場前像素的狀態(tài)。同樣，為了獲得高分辨率的顯示器，顯示器的單個像素必須是能夠不受鄰近像素干擾而可尋址的。獲得這個目標的一個途徑是提供諸如晶體管或二極管的非線性元件陣列，至少一個非線性元件和每個像素相關聯(lián)，從而產(chǎn)生“有源矩陣”顯示器。尋址一個像素的尋址電極或像素電極通過關聯(lián)的非線性元件連接到適當?shù)碾妷涸?。通常，當非線性元件是晶體管時，像素電極連接到晶體管的漏極，將在下文中采用這種布置，該連接基本上是任意的并且像素電極可連接到晶體管的源極。傳統(tǒng)上，在高分辨率陣列中，像素布置成行和列的二維陣列，使得由一個特定行與一個特定列的交叉而唯一地定義任何特定像素。各列中所有晶體管的源極連接到單個列電極，而各行中所有晶體管的柵極連接到單個行電極；同樣，傳統(tǒng)上將源極分配到行，將柵極分配到列，但這種分配基本上是任意的，如果需要可以進行相反的分配。行電極連接到行驅動器，這基本上確保在任一特定時刻只選擇一個行，即，對所選定的行電極施加電壓從而確保選定行內的所有晶體管都是導通的，而對所有其它行施加電壓從而確保這些未被選擇的行內的所有晶體管保持不導通。列電極連接到列驅動器，該驅動器對各種列電極施加選定電壓，將選定行內的像素驅動到其預期光學狀態(tài)。(前述電壓是相對于公共前電極，并在整個顯示器上延伸，其中該公共前電極傳統(tǒng)上設于電光介質上與非線性陣列相對的一側上。)經(jīng)過預選選定的間隔(已知為“線尋址時間”)后，取消選定已選定的行，選擇下一行，列驅動器上的電壓被改變到寫顯示器下一條線的電壓。重復這個過程，使得以逐行的方式寫整個顯示器。除了電光材料層之外，電光顯示器通常包括置于電光材料兩個相對側上的至少兩個其它層，該兩層中的一層為電極層。在絕大部分這種顯示器中，這兩個層都是電極層，一個或兩個電極層被圖形化以定義顯示器的像素。例如，一個電極層可圖形化成細長的行電極，另一個被圖形化成與行電極成直角的列電極，由行電極與列電極的交點定義像素。備選地且更為普遍地，一個電極層的形式為單個連續(xù)電極，另一個電極層被圖形化成像素電極矩陣，每個像素電極定義顯示器的一個像素。在另一種類型的電光顯示器(目標是用于與該顯示器分離的針式打印頭或類似可移動電極)中，只有毗鄰電光層的一個層包括電極，電光層相對一側上的層通常為用于防止移動電極損傷電光層的保護層。無論所使用的電光介質是否為雙穩(wěn)態(tài)的，為了獲得高分辨率的顯示器，顯示器的單個像素必須是能夠不受鄰近像素干擾而可尋址的。獲得這個目標的一個途徑是提供諸如晶體管或二極管的非線性元件陣列，至少一個非線性元件和每個像素相關聯(lián)，從而產(chǎn)生“有源矩陣”顯示器。尋址一個像素的尋址電極或像素電極通過關聯(lián)的非線性元件連接到適當?shù)碾妷涸?。通常，當非線性元件為晶體管時，像素電極連接到晶體管的漏極，將在下文中采用這種布置，該連接基本上是任意的，像素電極可連接到晶體管的源極。傳統(tǒng)上，在高分辨率陣列中，像素布置成行和列的二維陣列，使得由一個特定行與一個特定列的交叉而唯一地定義任何特定像素。各列中所有晶體管的源極連接到單個列電極，而各行中所有晶體管的柵極連接到單個行電極；同樣，傳統(tǒng)上將源極分配到行，將柵極分配到列，但這種分配基 本上是任意的，如果需要可以進行相反的分配。行電極連接到行驅動器，這基本上確保在任一特定時刻只選擇一個行，即，對所選定的行電極施加電壓從而確保選定行內的所有晶體管都是導通的，而對所有其它行施加電壓從而確保這些未被選擇的行內的所有晶體管保持不導通。列電極連接到列驅動器，該驅動器對各種列電極施加選定電壓，將選定行內的像素驅動到其預期光學狀態(tài)。(前述電壓是相對于公共前電極，并在整個顯示器上延伸，其中該公共前電極傳統(tǒng)上設于電光介質上與非線性陣列相對的一側上。)經(jīng)過預選選定的間隔(已知為“線尋址時間”)后，取消選定已選定的行，選擇下一行，列驅動器上的電壓被改變到寫顯示器下一條線的電壓。重復這個過程，使得以逐行的方式寫整個顯示器。如前所述，并在前述的2003/0137521、于2004年3月31日提交的未決申請序列號10/814205、以及于2004年6月29日提交的未決申請序列號10/879335 (還可參考分別相對應的國際申請W02004/090857和PCT/US2004/21000)，雙穩(wěn)態(tài)電光顯示器在一級近似下充當脈沖轉換器，使得像素的最終狀態(tài)不僅取決于所施加的電場以及施加該電場的時間，還取決于施加該電場前像素的狀態(tài)。此外，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，至少在許多基于顆粒的電光顯示器的情形中，通過等量的灰度電平變化(通過眼睛或標準光學儀器判斷)而改變特定像素所需要脈沖無需保持不變，該脈沖也無需是可交換的。例如，考慮每個像素可顯示O (白色)，1，2，或3(黑色)灰度電平的顯示器中，灰度電平優(yōu)選地被分隔開。(各電平之間的間隔可以是百分比反射率的線性關系，可通過眼睛或儀器測量該間隔，還可使用其它間隔。例如該間隔可以是隨L*線性變化(其中I/具有通常的CIE定義L* = 116(R/R0)1/3-16其中R為反射率，Rtl為標準反射率值)，或者選擇該間隔以提供特定的灰度系數(shù)；監(jiān)視器通常采用2. 2的灰度系數(shù)，當本發(fā)明的顯示器用作監(jiān)視器的替代品時，理想地使用類似的灰度系數(shù)。)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，將像素從電平O改變到電平I (下文中為了方便，稱之為“0-1轉變”)所需的脈沖經(jīng)常不同于1-2或2-3轉變所需的脈沖。此外，1-0轉變所需的脈沖無需和逆向的0-1轉變所需的脈沖相同。此外，某些系統(tǒng)似乎顯示“記憶”效應，使得(例如)0-1轉變所需的脈沖隨特定像素是否經(jīng)過0-0-1、1-0-1、或3-0-1轉變而略微變化(其中標注“x-y-z”，其中x、y、z都是光學狀態(tài)，0、1、2、3表示從前到后羅列的、在時間順序上依次觀察到的光學狀態(tài)順序)。盡管在將所需像素驅動到其它狀態(tài)之前，將顯示器的所有像素驅動到一個極端狀態(tài)并保持長時間，從而可以降低或克服這些問題，由此引起的單色的“閃耀”通常無法接受；例如，電子書的讀者要求書的文本在屏幕上向下滾動，如果顯示器需要頻繁地閃耀純黑色或白色，則讀者會受到干擾或失去興趣。此外，顯示器的這種閃耀增大了能耗，可能降低顯示器的工作壽命。最后，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，至少在一些情形中，特定轉變所需的脈沖受顯示器的溫度和總工作時間的影響，并受特定像素在給定轉變之前保持在特定光學狀態(tài)時間的影響；還發(fā)現(xiàn)，為了確保精確地再現(xiàn)灰度電平，需要補償這些因素。因此，需要對電光介質控制和施加嚴格定義脈沖的方法，以在電光顯示器中產(chǎn)生良好的圖像再現(xiàn)。當正在重寫有源矩陣電光顯示器時(即，當將新圖像置于顯示器上或正在刷新圖像時)，列電極的充電和放電是功耗的重要來源。(行電極的充電和放電也消耗一些功率，但行電極的功耗非常小，因為只在寫整個顯示器的周期內對任何特定的行電極充電和放電一次，而每次重寫顯示器的新行時都要對列電極充電和放電，通常有源矩陣顯示器具有好幾百個行。)當顯示圖像內的條紋或格子被反轉時，出現(xiàn)這種列電極功耗最嚴重的情形；在這種情形中，在寫顯示器的每一行時，每個列線轉變經(jīng)過整個電壓范圍(即，為了支持白色 到黑色或黑色到白色的像素光學狀態(tài)改變)。在這種情況下，用于充電和放電列電極的電容性功率為P = l/2fCV2 (A)其中P為顯示器掃描時耗費的功率，C為被轉變的所有列電極的組合電容，V為列驅動器的全“擺動電壓”(即，全電壓工作范圍)，f為在列電極看到的波形的有效頻率。在使用相對高電壓的顯示器(例如一些電光顯示器)中，顯示器功耗的大部分來源于此。在一個方面，本發(fā)明尋求提供驅動有源矩陣電光顯示器的方法，該方法降低由于列電極轉變所致的功耗。本發(fā)明還提供了用于執(zhí)行這個方法的經(jīng)過修改的驅動器；這些驅動器可設計成減小平均功耗和峰值功耗。前面已經(jīng)提及，本發(fā)明的第二方面涉及大面積電光顯示器，以及用于這種大面積顯示器的驅動器。特別地，本發(fā)明的這個方面涉及具有用于驅動這種大面積電光顯示器的集成控制器邏輯的顯示驅動器。通常，電子(包括電光)顯示器是剛性裝置，包括安裝到剛性支持結構的元件。為了制造大面積顯示器，通過將子系統(tǒng)粘附到剛性框架而組合出多個剛性顯示器子系統(tǒng)。這種大面積顯示器沉重且昂貴，升級到更大尺寸受到顯著限制。本發(fā)明旨在提供柔性大面積電光顯示器，其中可以使用相對廉價材料并使用包括印刷和疊層步驟的低成本工藝的子部件來制造該電光顯示器。因此，可以制成包括電光顯示器的大面積指示牌(sign)，該顯示器和相似的傳統(tǒng)顯示器相比具有許多優(yōu)點。這些優(yōu)點包括重量輕、更低的功耗、在各種照明條件下的可見度、升級、以及改進的大面積制造能力。這種指示牌基本上是無需維護且是防水的，可在戶內及戶外使用。因此，使用電光顯示器的大面積指示牌在大范圍的商業(yè)或非商業(yè)應用中是特別理想的。然而，在構造這種大面積指示牌時的一個挑戰(zhàn)為驅動電子裝置的設計。如前所解釋，電光介質的驅動要求通常采用設計成驅動液晶顯示器的已知驅動器，這些驅動器如果不經(jīng)過定制修改則不適用于驅動雙穩(wěn)態(tài)電光顯示器。在前述的2003/0317521、W0 2004/090857、和 PCT/US2004/21000 中描述了特別設計成用于驅動電光顯示器的電路驅動器。然而，這些驅動器優(yōu)化成用于驅動有源矩陣顯示器的數(shù)據(jù)線，因此不包括外部邏輯，配備了并未將驅動器逐個級聯(lián)的移位寄存器。這意味著在使用這種驅動器的大面積或長指示牌中，控制器必須順序地載入特定行中用于每個像素的每顯示器像素的兩位中，之后才能更新該顯示器。這種數(shù)據(jù)載入要花費大量的時間。同樣，由于通常以相對高的頻率傳送數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)路徑可能過于脆弱，可能導致數(shù)據(jù)崩潰。

發(fā)明內容
本發(fā)明旨在提供一種驅動器，該驅動器解決了包括電光顯示器的用于大面積指示牌的已知驅動器的這些缺點。特別地，本發(fā)明旨在提供一種驅動器，該驅動器可實現(xiàn)以相對低的帶寬將字符數(shù)據(jù)傳送到大量的顯示驅動器，由此降低功耗并減小數(shù)據(jù)崩潰的可能性。本發(fā)明還旨在通過使用低電壓數(shù)據(jù)界面而降低源于顯示器的電磁干擾的數(shù)量，并提供和現(xiàn)有字符顯示器模塊兼容的驅動器，由此允許顯示器包括相同指示牌上的顯示驅動器的非均 勻混合。最終，本發(fā)明旨在提供改進的控制器功能性和電光介質之間的集成，每個顯示器模塊因此實際上具有各自的控制器，從而允許用較新的、可能具有顯著不同性能的模塊代替每個模塊，而不影響指示牌其余元件的工作。在一個方面，本發(fā)明提供了驅動電光顯示器的方法，該電光顯示器包括電光介質、能夠對電光介質施加電場的像素電極、以及于像素電極相關聯(lián)的列電極，該方法包括將列電極上的電壓從第一個值改變成不同于第一個值的第二個值，由此使像素電極導致電光介質的光學狀態(tài)的改變，其中首先將列電極上的電壓從第一個值改變成第三個值(介于第一和第二個值之間)并保持足夠長的時間以允許電荷從列電極流出或流到列電極，之后將該列電極上的電壓從第三個電壓改變到第二個電壓。為了方便，在下文中將本發(fā)明的這個方面稱為本發(fā)明的“兩步電壓改變方法”(“TSVCM”)，盡管應該了解到，這個方法不限于僅使用兩個步驟，通過采用介于第一和第二電壓之間的不止一個的中間電壓而在實踐中可以采用兩個以上的步驟。在本發(fā)明的兩步電壓改變方法中，第一和第二電壓可以是相反的極性，第三電壓可以為接地電壓。第三電壓可以基本上等于第一和第二電壓的算術平均值。當顯示器包括置于電光介質上和像素電極相對一側上的前電極時(有源矩陣顯示器通常是這種情形)，前電極保持在基本恒定的電壓，第三電壓可以等于或至少基本上等于前電極上的電壓。同樣，當顯示器包括連接到列電極并布置成對列電極施加第一、第二、和第三電壓的列驅動器，并包括布置成向列驅動器提供至少兩種電壓的電壓提供工具時(實際情形通常是這樣的)，可以實現(xiàn)TSVCM，使得當公共電極上的電壓設為第三個值時，從列電極流出或流向列電極的電荷并不流經(jīng)電壓提供工具。電光顯示器技術領域中技術人員所熟知的是，這種顯示器通常使用連接到列電極的列驅動器，這種列電極具有處于導通和截止狀態(tài)的“允許輸出”(“0E”)輸入，使得當OE輸入處于導通狀態(tài)時，列驅動器可對列電極施加至少三種不同的電壓，但是當OE輸入處于截止狀態(tài)時，列驅動器只對列電極施加單個電壓(通常為公共前電極的電壓)。當本發(fā)明的TSVCM用于這種顯示器時，可以這樣實現(xiàn)這個方法先將OE輸入設于截止狀態(tài)，由此使列驅動器對列電極施加第三電壓，之后將OE輸入設成導通狀態(tài)，由此使列驅動器對列電極施加第二電壓。同樣，將在下文中進行更加詳細的討論，實際上理想地TSVCM包括將列電極的初始狀態(tài)和預期最終狀態(tài)進行比較的步驟，只有當列電極的兩個狀態(tài)不同時才將OE輸入設置成截止狀態(tài)。更為特別地，如果電光顯示器是包括多個列電極和多個像素電極的傳統(tǒng)類型，使得每個像素電極連接到一個列電極，在TSVCM中，當正重寫顯示器上的圖像時，將一個重寫過程步驟期間每個列電極上的初始電壓和重寫過程后續(xù)步驟期間列電極上的最終電壓進行比較，只有當該初始電壓和最終電壓不同時才對列電極施加第三電壓。TSVCM可應用于任意類型的電光顯示器，包括例如在諸多前述E Ink和MIT專利及申請中的所謂“直接驅動”顯示器，其中為每個像素電極提供了分離的導電路徑(“列電極”)，通過該列電極可以控制像素電極上的電壓。TSVCM還可用于無源矩陣尋址顯示器。然而，TSVCM可特別用于有源矩陣顯示器，該有源矩陣顯示器包括位于電光介質一側上的二維陣列像素電極和位于電光介質相對一側上的公共電極，連接到該二維陣列像素電極的列的多個列電極和連接到該二維陣列像素電極的行的多個行電極，使得由一個特定列電極和一個特定行電極的交叉唯一地定義每個像素電極。TSVCM可以用于任意類型的電光介質，包括任一前述的電光介質。因此，例如，該電 光介質可以是旋轉雙色部件或電致變色介質，或者是基于顆粒的電泳介質，該基于顆粒的電泳介質包括懸浮液和保持在該懸浮液中并且在向該懸浮液施加電場時能夠在其中移動的多個帶電顆粒。該懸浮液可以是液體或是氣體。該電泳介質可以是具有連續(xù)相的膠囊化介質，該連續(xù)相的膠囊化介質將懸浮液和帶電顆粒分離成多個離散的小滴(當懸浮液為氣體時稱之為“空隙”可能更好)。本發(fā)明還提供了用于本發(fā)明的兩步電壓控制方法的設備。因此，本發(fā)明提供了用于驅動電光顯不器的設備，其中該電光顯不器包括電光介質、能夠施加電場的像素電極、以及和像素電極相關聯(lián)的列電極，該設備包括能夠對列電極施加至少第一、第二、和第三電壓的列驅動器，第一和第二電壓互不相同，第三電壓介于第一電壓和第二電壓之間；以及邏輯工具，該邏輯工具被布置成確定何時需要將施加于列電極的電壓從第一電壓改變到第二電壓，以及當檢測到需要這種改變時，使列驅動器先對該列電極施加第三電壓并保持足夠長的時間以允許電荷從該列電極流出或流到該列電極，之后使列驅動器將第二電壓施加到該列電極。另一方面，本發(fā)明提供了電光顯示器系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括柔性襯底和粘附到該柔性襯底的多個柔性電光顯示器單元。為了方便，在下文中將本發(fā)明的這個方面稱為本發(fā)明的“柔性大面積顯示器”(“FLAD”)，其中這個方面主要用于大面積顯示器，但是并非專用于大面積顯示器。這種柔性大面積顯示器可進一步包括將多個顯示器單元固定到柔性襯底的粘附層。通常，該柔性襯底是透光的(基本上透明的，盡管不排除存在某些顏色，例如出于顯示器的顏色校正或抗反射或抗眩光目的)。該顯示器單元可以用于任何已知的顯示器介質，包括前述各種類型的電光介質、液晶介質(包括聚合物分散和基于塑料的液晶介質)、電致發(fā)光介質、和有機發(fā)光二極管。柔性襯底可設有任意已知的濾光器或表面處理特性；例如柔性襯底可具有紫外濾光性能或抗眩光表面處理。
在本發(fā)明的FLAD中，顯示器單元通常將被定向成通過柔性襯底進行觀察。FLAD可設有毗鄰襯底的掩模，該掩模有效地隱藏了顯示器單元的非活性部分。該掩模的顏色基本上和顯示器單元的顏色或其一個顏色匹配。存在粘附層時，該層通?；旧鲜峭该鞯?。粘附層可包括例如下述材料中的至少一種乙烯樹脂醋酸纖維、聚乙烯丁酸酯、熱固材料、熱塑材料、和輻射固化材料。該粘附層可以是薄層的形式，或包括液體。FLAD還可包括保護薄膜以及介于該保護薄膜和柔性襯底之間的第二粘附層。該保護層可以是熱成形的和/或包括基本上透明的塑料薄層。柔性襯底可包括下述材料中的至少一種聚酯、丙烯酸、聚碳酸酯、聚碳酸酯-PVF合成物、及透明的含氟聚合物。FLAD可包括內嵌在粘附層(存在該層時)內的安裝塊。在FLAD中，顯示器單元可以在它們的邊緣處交疊。本發(fā)明還提供了制造電光顯示器系統(tǒng)的工藝，該工藝包括提供柔性襯底、提供多個柔性電光顯示器單元、以及將該多個柔性電光顯示器單元粘附到該柔性襯底上。
在該“FLAD工藝”中，通常通過疊層而將顯示器單元粘附到柔性襯底上。該疊層可以是真空疊層，可通過加熱執(zhí)行。該疊層還可以是軋輥疊層。使用熱熔粘附劑可執(zhí)行該堆疊，其中該粘附劑包括下述至少一種乙烯樹脂醋酸纖維、聚酰胺、聚氨基甲酸乙脂；和/或可以通過涂敷包括硅酮、環(huán)氧樹脂、和聚氨基甲酸乙脂中至少一種的液體粘附劑而實現(xiàn)該置層。在另一個方面中，本發(fā)明提供了顯示器模塊驅動器裝置，用于控制待顯示在顯示器模塊上的圖像，該顯示器模塊包括多個像素，每個像素具有與其相關聯(lián)的像素電極，該驅動器裝置包括輸入工具，用于接收表示待顯示的初始和最終圖像的數(shù)據(jù)；轉換工具，用于將輸入工具接收的數(shù)據(jù)轉變成初始和最終圖像的像素方式的表示；存儲工具，用于存儲初始和最終圖像的像素方式的表示；多個輸出工具，布置成控制將被施加到顯示器的像素電極的電壓；以及邏輯工具，布置成從存儲工具接收數(shù)據(jù)并在多個輸出工具上根據(jù)該數(shù)據(jù)產(chǎn)生所需要的輸出。在本發(fā)明的這種顯示器模塊驅動器裝置(“DMDD”)中，邏輯工具可布置成改變輸出工具內的輸出，該改變是根據(jù)下述參數(shù)中的至少一種環(huán)境參數(shù)、表示顯示器模塊工作壽命的參數(shù)、以及表示顯示器模塊的電光特性的參數(shù)。該DMDD主要用于包括前述任意類型電光介質的電光顯示器。該DMDD尤其適用于前面提及的直接驅動類型的顯示器，其中該顯示器被劃分成一系列像素，每個像素設有分離的電極，該顯示器進一步包括用于獨立地控制施加到每個分離電極的電壓的轉換工具。該DMDD還可用于大面積直接驅動矩陣顯示器，其中和諸如電光介質成本的其它成本相比，為每個像素提供驅動器連接的總體成本相對較低。本發(fā)明還提供了顯示器組件(本發(fā)明的“DMDD組件”)，該顯示器組件包括多個顯示器模塊和顯示器組件輸入工具，其中每個顯示器模塊包括與其相關聯(lián)并控制顯示在其關聯(lián)顯示器模塊上的圖像的本發(fā)明的顯示器模塊驅動器裝置，該顯示器組件輸入工具布置成接收表示將被顯示在顯示器組件上圖像的圖像數(shù)據(jù)并將至少部分圖像數(shù)據(jù)提供給每個顯示器模塊驅動器裝置。在這種DMDD組件中，可以通過任何已知的方式實現(xiàn)將圖像數(shù)據(jù)分布在各種DMDD內，將在下文中詳細地描述這種數(shù)據(jù)分布的優(yōu)選方法。典型地，這些DMDD是“菊花鏈”(daisy-chained);在該菊花鏈中，每個DMDD具有被連接到該鏈中下一個DMDD的輸入工具的數(shù)據(jù)輸出工具(和控制像素上電壓的輸出工具分離)。本發(fā)明的DMDD可被布置成執(zhí)行在前述的2003/0137521、W02004/090857、和PCT/US2004/21000中描述的任何一種驅動方法，包括例如校正溫度、相對濕度、電光介質的工作壽命等的這些驅動方法的可選方面。因此，該DMDD可包含這些驅動方法所需的附加電子裝置或傳感器，例如溫度或濕度傳感器，或者測量關聯(lián)電光顯示器模塊的工作時間的計時器。


圖I為本發(fā)明的用于尋址顯示器的兩步電壓改變方法的流程圖。圖2A為用于執(zhí)行圖I方法的列驅動器和關聯(lián)設備的方框圖。圖2B為和圖2A相似的，示出了用于執(zhí)行現(xiàn)有技術驅動方法的設備的方框圖。圖2C示出了在圖2B的驅動方法中對列電極施加的電壓以及特定控制信號的數(shù)值隨時間變化的圖示。圖2D為和圖2B相似的方框圖，但示出了現(xiàn)有技術驅動方法的后期階段。圖3A為和圖2B相似的方框圖，但闡述了本發(fā)明的兩步電壓改變方法的第一階段。圖3B和圖2C的圖示相似，示出了圖3A的兩步電壓改變方法中對列電極施加的電壓以及特定控制信號的數(shù)值隨時間變化的圖示。圖3C為和圖3A相似的方框圖，但闡述了兩步電壓改變方法的第二階段。圖3D為和圖3A及3C相似的方框圖，但闡述了兩步電壓改變方法的最后階段。圖4A示出了和圖2C及3B的視圖相似的視圖，但示出了當需要在列電極上施加多個連續(xù)周期的相同電壓時，現(xiàn)有技術驅動方法的相應信號。圖4B示出了和圖4A相似的圖示，示出了在和圖4A相同條件下的本發(fā)明的兩步電壓改變方法。圖5為現(xiàn)有技術列驅動器的一個通道的方框圖(即，用于控制一個列電極的這種驅動器的一部分)。圖6為和圖5相似的方框圖，示出了用于本發(fā)明兩步電壓控制方法中調整驅動器的一個列。圖7為和圖2C、3B、4A、和4B相似的圖示，示出了當使用圖6的驅動器執(zhí)行本發(fā)明的優(yōu)選兩步電壓改變方法時，施加在顯示器的同一列但位于兩個毗鄰線內的像素上的電壓以及特定控制信號隨時間的變化。圖8為本發(fā)明的柔性大面積顯示器的俯視圖。圖9為沿圖8的線9-9的示意性截面。圖10為可用于制造圖8和9所示的柔性大面積顯示器的軋輥疊層工藝。圖11為本發(fā)明的顯示器模塊驅動器裝置的方框圖。圖12為闡述圖11所示顯示器模塊驅動器裝置的操作方法的流程圖。
具體實施例方式前面已經(jīng)提及，本發(fā)明包括三個主要方面，S卩，(a)兩步電壓改變方法和用于執(zhí)行這種方法的設備；(b)柔性大面積顯示器；和(C)顯示器模塊驅動器裝置以及包括這種裝置的顯示器組件。下面將分開描述本發(fā)明的這些各個方面，盡管應該了解到，單個顯示器或其驅動方法可利用本發(fā)明的一個以上的方面。例如，本發(fā)明的DMDD組件可實現(xiàn)本發(fā)明的兩步電壓改變方法，并可用于驅動本發(fā)明的柔性大面積顯示器。兩步電壓改變方法以及用于執(zhí)行該方法的設備已經(jīng)提到，本發(fā)明提供了用于驅動電光顯示器的兩步電壓改變方法(TSVCM)，該電光顯示器包括電光介質、能夠對該電光介質施加電場的像素電極、以及和該像素電極相關聯(lián)的列電極。TSVCM涉及分兩步改變列電極上的電壓在第一步中，將電壓從第一個值改變到介于第一個(初始)值和第二個(最終)值之間的第三個值，并保持足夠的時間以允許電荷從列電極流出或流到列電極。之后，在第二步中，將列電極上的電壓從第三電壓改變到第二電壓。同樣，如前所述，該TSVCM用于降低顯示器的功耗?！SVCM是基于下述認識，S卩，在電源沒有提供電流的情況下，先將列電極設為介于改變所需要的初始(第一)電壓和最終(第二)電壓之間的中間(第三)電壓，之后使用電源提供的電流對列電極充電以完成列電極電壓的改變，這樣可以以更低的功耗實現(xiàn)列電極電壓的改變。通常，當對包括多個列電極的顯示器應用TSVCM時(商品化的顯示器可能具有好幾百個列電極)，對所有列電極使用相同的第三電壓，該公共第三電壓可以是接地電勢，或者是電光介質上和像素電極相對一側上的公共前電極所保持的電壓。因此，在TSVCM中，電源只提供列電極電壓變化所需的電荷的一部分，因此降低了由電源提供的功率。在TSVCM中，優(yōu)選地第三電壓為第一和第二電壓的算數(shù)平均值，因為根據(jù)平均值，這提供了最大的功耗降低。使用算數(shù)平均值的第三電壓使上述方程A中的頻率f增大一倍或兩倍，同時有效地將電源需要提供的電壓V降低兩倍，最終使功率P降低兩倍。因此，通過在更新顯示器的一部分時允許電荷泄漏而不是通過在更新該部分時主動地施加電流，降低了由電源元件驅動的電壓改變部分，從而降低顯示器功耗。TSVCM可利用電子顯示技術領域中普通技術人員已知的顯示器圖像數(shù)值數(shù)據(jù)信號。例如，顯示器可包括例如視頻卡的控制器，該控制器處理圖像位圖數(shù)據(jù)并將圖像數(shù)據(jù)發(fā)送到邏輯電路。本領域中已知的邏輯電路可以接收表征電壓信號、水平計時數(shù)據(jù)、和垂直計時數(shù)據(jù)的數(shù)值電壓脈沖數(shù)據(jù)。該邏輯電路隨后可向行驅動器和列驅動器提供數(shù)值信號。由于從電源提取的功率與輸出電壓的平方有關，為了實現(xiàn)顯示器列電壓改變而降低由驅動器部件施加的電壓可以實現(xiàn)總功耗的大幅降低。本發(fā)明的一些實施例并不要求提供傳統(tǒng)列驅動器中的附加電路，可實現(xiàn)峰值功率輸出的降低。不要求提供附加電路的其它實施例可以減小平均功率和峰值功率。通過參考附圖進行的下述描述，可以看出本發(fā)明的上述優(yōu)點以及另外的優(yōu)點。在附圖中，所有不同視圖中的相同參考字符通常表示相同部分。同樣，這些附圖不一定按比例繪制，重點放在闡述本發(fā)明的原理。圖I為示出了本發(fā)明的TSVCM的廣泛特征的流程圖。該方法包括提供和具有電壓的列電極相關的像素；定義和像素的圖像狀態(tài)轉變相關聯(lián)的列電極從第一電壓到第二電壓的電壓轉變；以及從列電極提取電荷以導致列電極的電壓至少部分地轉變到第二電壓?？梢詿o需電源的支持而提取該電荷，因此不會消耗電源的功率。該電源可僅支持全電壓轉變的一部分，實現(xiàn)顯示器的峰值和/或平均功耗的降低。之后，可選地，電源向列電極提供第二電荷以完成列電極電壓轉變成第二電壓。圖2A為用于尋址顯示器一個列的設備(通常用100表示)的方框圖。該設備包括輸入線102，承載例如來自電池的+3V。該輸入線連接到+15V的升壓電源104和-15V的升壓電源106，這些增壓器電源提供的+15V和-15V輸出被提供到列驅動器108，該驅動器轉而連接到地或連接到顯示器的列線或電極110。該顯示器為有源矩陣顯示器，具有OV的公共前電極電壓；組合列電容為20nF，行尋址時間(即，在顯示器掃描期間選擇每個行的時間)為30微秒。升壓電源104和106為80%的效率。假設一種最糟糕的情形，其中正被寫入的圖像包括交替的黑色和白色行，使得每次選擇新行時，列電極110必須在+15V和-15V之間轉變。在寫這種圖像的傳統(tǒng)方法中，如圖2B和2C所示，當線允許(LE)信號為高電平時，列驅動器108使用-15V的升壓電源106輸出Q1庫侖的電荷以將列電極110從+15V轉變到-15V，如圖2C中的112所示。
當30微秒之后選擇顯示器的下一個行時，列電極110需要進行從-15V到+15V的逆向轉變。因此，如圖2C和2D所示，當LE再次變?yōu)楦唠娖綍r，列驅動器108使用+15V升壓電源104從而將Q1庫侖的電荷輸出到列電極110，如圖2C中的114所示。在112和114發(fā)生的這兩個連續(xù)轉變中，可如下計算Q1的值Q1 = CVQ1 = 20nF*30VQ1 = 600nC將在交替的行上或者每60微秒發(fā)生正的轉變(例如，對于從白色到黑色的轉化)。因此在一秒內，+15V電源將提供I秒/60微秒次數(shù)的600nC電荷，這導致IOmA的電流提取。如果升壓電源的效率為80 %，這對應于3. OV輸入時62. 5mA的平均電流，或者是187. 5mff的
功率提取。類似地，對于負的轉變，-15V電源106提供Q1庫侖的電荷(例如，將其余行從黑色轉化成白色)，這導致另一個輸入的187. 5mff功率，形成375mW的總電容性功率。(和傳統(tǒng)相同，為列驅動器108提供了“允許輸出”(“0E”)輸入，使得當該OE輸入為高電平時，列驅動器108可向列電極110提供+15V、0V、或-15V，但當OE為低電平時，列驅動器只提供0V，和提供給顯示器的公共前電極的電壓相同，而與載入到驅動器內的顯示器數(shù)據(jù)無關。通常該OE輸入用于向顯示器上電或者斷電，或者有時用于實施休眠(低功率)模式。如圖2C所示，在現(xiàn)有技術驅動方法中，OE在整個過程中保持高電平，因此對列驅動器108的輸出沒有影響。)圖3A至3D闡述了使用和圖2A至2D所示相同的設備用于執(zhí)行本發(fā)明的兩步電壓改變方法。該TSVCM和圖2A至2D的現(xiàn)有技術過程不同之處在于在使用升壓電源104和106之一將列電極充電到預期最終值之前，不使用升壓電源104和106，在列電極電壓轉變時使用驅動器108的OE輸入先將列電極110放電到0V。圖3B示出了和圖2C相同系列的列電極電壓轉變，再次假設最糟糕的情形，即，每次選擇新行時，其中列電極電壓必須從+15V改變到-15V，或者從-15V改變到+15V。將在下文中詳細地解釋，根據(jù)本發(fā)明的TSVCM，從一個黑色行轉變到兩行之后的下一個黑色行的完整黑色-白色-黑色周期可分成四個階段實現(xiàn)。該周期的第一個部分為列電極電壓從+15V到-15V的轉變，并分兩個階段實現(xiàn)這個轉變。在第一階段，如圖3A以及圖3B中的312所示，OE變?yōu)榈碗娖?同時LE保持低電平)，因此迫使列驅動器108的輸出為0V，并從列電極110提取Q2到列驅動器108的地輸出。該階段并不從電源104或106驅動任何電流。在該周期的第二部分中，如圖3B中的322所示，在短時間之后(對于列電極110至少絕大部分完成放電到OV而言足夠長)，LE和OE都被驅動到高電平。這產(chǎn)生了如下效應重新允許驅動器110，還將新載入的行數(shù)據(jù)鎖存到其輸出。這導致驅動器110輸出02庫侖的電荷到-15V的電源106，如圖3C所示，由此分兩個階段完成+15V到-15V的轉變。如圖3B中的324所示，該周期的第三階段和第一階段非常相似。OE再次變?yōu)榈碗娖?同時LE保持低電平)，因此迫使列驅動器108的輸出為0V，并從列驅動器108的地輸出提取Q2到列電極110 ;換而言之，該情形和圖3A中所示相同，除了電流相反。同樣，該階段并不需要來自電源104和106的任何電流。 最后，在該周期的第四階段，如圖3B的326所示，LE和OE都被驅動到高電平。這產(chǎn)生了如下效應重新允許驅動器110，還將新載入的行數(shù)據(jù)鎖存到其輸出。這導致電源104輸出Q2庫侖的電荷到列驅動器108，如圖3D所示，由此分兩個階段完成-15V到+15V的轉變。在圖3A至3D所示的TSVCM中Q2 = CVQ2 = 20nF*15VQ2 = 300nC從該事實可以看出，本發(fā)明的TSVCM的電壓為現(xiàn)有技術方法的一半。因此Q1 = 2Q2S卩，在本方法中，電源提供的電荷只為圖2A至2D的現(xiàn)有技術方法中的一半，本方法實際上向列電極提供功率時的電壓只是現(xiàn)有技術方法的一半。在現(xiàn)有技術方法中，通過OE始終保持高電平，在一個完整(黑色-白色-黑色)周期(兩行)內提供的電荷為2Qi庫侖。在本發(fā)明的方法中，流進或流出列電極的電荷為4Q2，但只需電源提供2Q2;因此，現(xiàn)有技術方法電流的一半是由電源提供，由此導致輸入的總電容性功率為187. 5mW。圖3A至3D所示的TSVCM具有可用于絕大部分傳統(tǒng)列驅動器而無需修改任何電路的優(yōu)點。然而，當需要將OE驅動到低電平以導致從一個或多個列電極提取電荷時，它確實要求迫使整個顯示器的所有列驅動器通道都為0V。因此，在任何時候選擇新行而無需將列電極110在+15V和-15V之間轉變的情形中，該TSVCM方法會導致低于最佳功率使用的功耗。例如，圖3A至3D的方法不是非常適用于全黑和全白屏幕(或者更為普遍地，同一列電極上大量的相鄰像素需要同時經(jīng)歷相同的轉變，當待顯示的圖像包括大面積的單色時這種情形很普遍)之間的轉變，因為在這些情形中，列電極110可停留在+15V或-15V而保持延長的時間段，而幾乎不從電源提取任何電容性功率。圖4A示出了這種情況，該圖示出了列電極110上的電壓(假設為+15V)以及連續(xù)好幾個掃描線上的OE和LE信號。圖4B示出了當對相同的情況施加圖3A至3D的TSVCM時，和圖4A相同的信號。如圖4B所示，每次OE變成低電平時(S卩，就在選擇每個新行之前)，迫使列電極將其電荷清空至地，隨后必須使用+15V電源104將列電極110充電回到+15V，因此在每次選擇新行時要求該電源提供Q2，使得消耗的功率約為圖3A至3D中的交替行示例中所消耗功率的大約一半。然而在這種情況下，無需消耗功率即可實現(xiàn)每次轉變回到+15V，這是因為無需將電荷清空從而將列電極電壓電平降低到公共電壓電平。通過本發(fā)明的更為精細的方法可避免這種不必要的功耗，該方法要求修改驅動器電路，且現(xiàn)在將參考圖5至7描述一個這種方法。將要描述的方法允許按照和圖3A至3D的方法中所實現(xiàn)的相同方式而提取單個列電極，但只有當該列電極電壓需要改變時才提取該電極；當列電極電壓保持相同時，可以避免將電荷清空到地，由此還可以避免由于需要重新對列電極充電而引起的不必要功耗。圖5闡述了列驅動器(通常用500表示)的一個通道，即用于控制一個列電極的列驅動器的部分。列驅動器500的通道包括第一(下一個)數(shù)據(jù)寄存器502、第二(當前)數(shù)據(jù)寄存器504、以及輸出級506。當前數(shù)據(jù)寄存器504接收LE信號，而輸出級506的輸入包括+15V、-15V、地電勢、以及(在“允許”輸入處)全局OE信號，并包括連接到列電極110 的輸出。圖5所示的設備以下述方式工作。通過輸入時鐘和輸入移位寄存器邏輯(都未在圖5中示出)，將兩位的輸入數(shù)據(jù)載入下一個數(shù)據(jù)寄存器502。當LE變?yōu)楦唠娖綍r，來自下一個數(shù)據(jù)寄存器502的數(shù)據(jù)被載入當前數(shù)據(jù)寄存器504。輸出級506與寄存器502和504是異步地起作用的，并根據(jù)當前數(shù)據(jù)寄存器504中的數(shù)據(jù)位以及OE信號的值，按照下表，在列電極110上輸出+15V、0 (地電勢)、或-15V，其中下表中的Dl和DO分別為當前數(shù)據(jù)寄存器504中的最高和最低有效位，X代表O或I :表
權利要求
1.ー種用于控制待顯示在顯示器模塊上圖像的顯示器模塊驅動器裝置，該顯示器模塊包括多個像素，每個像素具有與其相關聯(lián)的像素電極，該驅動器裝置的特征在于 輸入工具，用于接收表示待顯示的初始圖像和最終圖像的數(shù)據(jù)； 轉換工具，用于將輸入工具接收的數(shù)據(jù)轉變成初始圖像和最終圖像的像素方式的表示； 存儲工具，用于存儲初始圖像和最終圖像的像素方式的表示； 多個輸出工具，布置成控制將被施加到顯示器的像素電極的電壓；以及邏輯工具，布置成從存儲工具接收數(shù)據(jù)并在多個輸出工具上根據(jù)該數(shù)據(jù)產(chǎn)生所需要的輸出。
2.如權利要求I所述的顯示器模塊驅動器裝置，其中邏輯工具被布置成根據(jù)下述參數(shù)中的至少ー個來改變輸出工具內的輸出環(huán)境參數(shù)、表不顯不器模塊工作壽命的參數(shù)、以及表不顯不器模塊的電光特性的參數(shù)。
3.ー種電光顯示器，包括如權利要求I所述的顯示器模塊驅動器裝置和電光介質。
4.如權利要求3所述的電光顯示器，其中電光介質為旋轉雙色部件或電致變色介質。
5.如權利要求3所述的電光顯示器，其中電光介質為基于顆粒的電泳介質，該基于顆粒的電泳介質包括懸浮液和保持在該懸浮液中并且在向該懸浮液施加電場時能夠在其中移動的多個帶電顆粒。
6.如權利要求5所述的電光顯示器，其中電泳介質為具有連續(xù)相的膠囊化介質，該具有連續(xù)相的膠囊化介質將懸浮液和帶電顆粒分離成多個離散的小滴。
7.—種顯示器組件，其特征在于多個顯示器模塊和顯示器組件輸入工具，其中每個顯示器模塊包括與其相關聯(lián)并被布置成控制顯示在其關聯(lián)的顯示器模塊上的圖像的如權利要求I所述的顯示器模塊驅動器裝置，該顯示器組件輸入工具被布置成接收表示將被顯示在顯示器組件上圖像的圖像數(shù)據(jù)并將至少部分圖像數(shù)據(jù)提供給每個顯示器模塊驅動器裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及電光顯示器及驅動方法。該電光顯示器包括電光介質、用于對該介質施加電場的像素電極、以及和該像素電極相關聯(lián)的列電極。為了降低功耗，當需要將列電極上的電壓從第一個值改變到第二個值從而改變該電光介質的光學狀態(tài)時，先將該列電極電壓改變到介于第一個和第二個值之間的第三個值以允許電荷流到該列電極或從該列電極流出，之后將該列電極電壓從第三個值改變到第二個值。
文檔編號G02BGK102842289SQ20121017759
公開日2012年12月26日 申請日期2004年11月26日 優(yōu)先權日2003年11月25日
發(fā)明者H·G·加特斯, R·W·策納, J·D·阿爾伯特 申請人:伊英克公司