驅動電泳顯示器的制作方法

專利名稱：驅動電泳顯示器的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于電泳顯示器的驅動電路、電泳顯示器、包括這樣的電泳顯示器的顯示裝置和驅動電泳顯示器的方法。
電泳顯示器用于例如電子圖書、移動電話、個人數字助理、膝上型計算機和監視器中。
背景技術：
開頭段落中提到類型的顯示設備從國際專利申請WO99/53373可知。該專利申請公開了一種包括兩個襯底的電子墨水顯示器，其中一個襯底是透明的，另一個襯底裝備有排列成行和列的電極。顯示元素或像素與行和列電極的交叉點相關聯。每個顯示元素通過薄膜晶體管(還稱為TFT)的主電極耦合到列電極。TFT的柵極耦合到行電極。顯示元素、TFT和行和列電極的這種排列共同形成一個有源矩陣顯示器件。
每個像素包括一個像素電極，它是通過TFT連接到列電極的像素電極。在圖像更新周期或圖像刷新周期期間，一個行驅動器受到控制以一個一個地選擇顯示元素的所有行，并且列驅動器受到控制并行地通過列電極和TFT提供數據信號到選擇的顯示元素行。數據信號對應于將被顯示的圖像數據。
而且，電子墨水在像素電極和提供在透明襯底上的公共電極之間提供。從而電子墨水夾在公共電極和像素電極之間。電子墨水包括大約10到50微米的多個微膠囊。每個微膠囊包括懸浮在流體中的荷正電的白色粒子和荷負電的黑色粒子。當相對于公共電極的正電壓施加到像素電極時，白色粒子移動到指向透明襯底的微膠囊的一側，并且顯示元素由觀眾看起來是白色的。同時，黑色粒子移動到微膠囊的相反一側的像素電極，在那里它們對于觀眾是隱藏的。通過相對于公共電極的負電壓施加到像素電極，黑色粒子移動到指向透明襯底的微膠囊的一側，并且顯示元素由觀眾開起來是黑色的。當除去電場時，顯示器件保持在已獲得的狀態并且展示雙穩態特性。該具有其黑色和白色粒子的電子墨水顯示器作為一個電子圖書尤其有用。
灰度級能夠通過控制移動到在微膠囊頂部的公共電極的粒子的數量在顯示器件中產生。例如，由電場強度和施加時間的乘積確定的正或負電場的能量控制移動到微膠囊頂部的粒子數量。
從按照稱為PHNL020441和PHNL030091的申請人代理文檔的未在先公開的專利申請中已知通過使用預先設置的脈沖(也稱為搖動脈沖(shaking pulse))將圖像保持力最小化，這兩個申請已經申請為歐洲專利申請02077017.8和03100133.2。最好，搖動脈沖包括一系列AC脈沖，但是搖動脈沖可以只包括單個預置脈沖。在先公開的專利申請目的在于在驅動脈沖之前或在復位脈沖之前直接地搖動脈沖的使用。PHNL030091還公開了圖像質量能夠通過延長在驅動脈沖之前施加復位脈沖的持續時間來改善。一個過復位(over-reset)脈沖加入到復位脈沖，過復位脈沖和復位脈沖一起具有大于把像素帶到兩個限制光學狀態中的一個所需的能量。過復位脈沖的持續時間可以取決于光學狀態需要的轉變。除非明確提到的，為了簡化的目的，術語復位脈沖可以覆蓋沒有過復位脈沖的復位脈沖或復位脈沖和過復位脈沖的組合兩者。通過使用復位脈沖，在驅動脈沖按照將被顯示的圖像改變像素的光學狀態之前，像素首先被帶入兩個良好定義的限制狀態中的一個。這改善了灰度級的精度。
例如，如果使用黑和白粒子，兩個限制光學狀態是黑色和白色。在限制狀態黑色中，黑色粒子在透明襯底附近的位置，在限制狀態白色中，白色粒子在透明襯底附近的位置。
驅動脈沖具有改變像素的光學狀態為一個可能在兩個限制光學狀態中間的所需電平的能量。驅動脈沖的持續時間也可以取決于光學狀態所需要的轉換。
未在先公開的專利申請PHNL030091公開了一個實施例，其中搖動脈沖領先于復位脈沖。搖動脈沖的每個電平(它是一個預置脈沖)具有一個足以釋放呈現在極端位置之一的粒子，但不足以使所述粒子到達另一個極端位置的能量(如果電壓電平固定則是持續時間)。搖動脈沖增加粒子的靈活性，從而復位脈沖具有一個立即效果。如果搖動脈沖包括多于一個預置脈沖，每個預置脈沖具有搖動脈沖的一個電平的持續時間。例如，如果搖動脈沖連續有一個高電平、一個低電平和一個高電平，該搖動脈沖包括三個預置脈沖。如果搖動脈沖具有單個電平，則只存在一個預置脈沖。
在一個圖像更新周期期間必須提供給一個像素的完整電壓波形稱為驅動電壓波形。驅動電壓波形通常由于像素的不同光學轉換而有差別。

發明內容
按照本發明的電泳顯示器的驅動與在未在先公開的專利申請中公開的驅動不同之處在于在驅動電壓波形的相等部分期間，像素的行組在同一時間被選擇。如果它們具有在相同的周期按時出現的相同的電平或者相同的電平時序，則該部分是相等的。如果選擇的與相同數據電極相關的像素必須接收相同的電平，并且如果對于所有數據電極這是真的，各行僅僅能夠按組選擇。不要求所有數據電極必須向所有選擇的像素提供相同的電平。在現有技術中，像素的線路(通常為行)一個一個被選擇。
本發明的第一方面提供一種用于如權利要求1所要求的電泳顯示器的驅動電路。本發明的第二方面提供一種如權利要求9所要求的電泳顯示器。本發明的第三方面提供一種如權利要求20所要求的顯示裝置。本發明的第四方面提供一種如權利要求21所要求的電泳顯示器的驅動方法。本發明的有利實施例在從屬權利要求中定義。
在解釋按照本發明的第一方面的電泳顯示器如何操作和達到什么優點之前，首先說明顯示器一種可能的驅動方法以提供一個框架。
在電泳顯示器中，重要的是能夠實現精確的中間光學狀態。在一個例子中，電泳顯示器是一個E-ink顯示器，它包括具有黑色和白色相反荷電的粒子的微膠囊，中間光學狀態是灰度級。通常，中間光學狀態或灰度級通過在一個特定時間周期期間施加電壓脈沖產生。電泳顯示器中的中間光學狀態的精確度受到圖像歷史、停留時間、溫度、濕度、電泳薄片的橫向不均一性等很大的影響。
精確的中間光學狀態能夠通過使用一個變換矩陣驅動方案獲得，其中基于該像素的驅動歷史確定用于特定像素的驅動脈沖的實際持續時間和/或電平。
精確的中間光學狀態也能夠通過使用一個軌道穩定方案獲得，其中中間光學狀態總是從良好定義的極端光學狀態(兩個軌道)開始實現，如果黑色和白色粒子用在E-ink顯示器中，這是一個參考黑狀態或一個參考白狀態。使用在驅動脈沖之前的單個復位電壓脈沖的驅動方法看起來執行得非常好。復位脈沖引起像素改變其光學狀態從一個任意中間光學狀態到一個極端光學狀態，驅動脈沖使得像素從極端光學狀態改變到所需的中間光學狀態。在復位脈沖和/或驅動脈沖之前的搖動脈沖的使用進一步改善中間光學狀態的精度。
驅動電壓波形的脈沖序列可以連續包括第一搖動脈沖、復位脈沖、第二搖動脈沖和驅動脈沖。復位脈沖應當持續比將電泳材料從其現有狀態轉換到極端狀態之一所需的時間更長的時間。第一和第二搖動脈沖降低了停留時間和圖像歷史影響，從而降低了圖像保持力并且增加了中間光學狀態精度。在該驅動方法中，第一和第二搖動脈沖出現在每個驅動電壓波形中，從而與將實現的光學轉換無關。
因為在這樣的驅動方法中，驅動電壓波形包括很多串行排列的脈沖，所以圖像更新周期的持續時間相當長。應當注意到脈沖的每一個電平必須持續一個幀周期。在一個幀周期中，顯示器的所有線路(通常是行)在一個線路周期期間一個一個地被選擇(尋址)，以允許驅動電壓提供到選擇的行的像素。例如，如果線路周期持續30微秒，這在顯示器是600行時產生例如一個18毫秒的幀周期。因此，驅動電壓波形可以持續0.5到1秒，這具有這樣的缺點，那就是圖像的更新明顯可見并且移動視頻的顯示是不切實際的。尤其是，由具有長的幀持續時間的搖動脈沖引入的光學閃爍變得可見。使用具有有限數量的電壓電平的簡單驅動器產生精確的中間光學狀態也是困難的。
如果為了降低圖像更新周期的持續時間而降低幀周期的持續時間，這造成線路周期的更短的持續時間。這具有像素可能沒有足夠時間完全充電到施加的電壓的缺點。線路時間的最小持續時間因此受到限制。
因而，在現有技術中，像素的線路，這通常是矩陣顯示器的行，被一個一個選擇以能夠通過數據電極通常是列電極提供數據信號到選擇行的像素。以這種方式，有可能單獨尋址每個像素，這表示有可能單獨確定提供到一個像素的驅動電壓波形。應當注意到提供到電泳顯示器的像素的驅動電壓波形可能取決于一個像素的光學轉換而有所不同。例如，對于一個特定光學轉換，相對短的復位脈沖可能是足夠的，而對于另一個光學轉換，可能需要一個較長的復位脈沖。這表示對于每個像素，應當有可能提供適合的復位脈沖，從而每個像素應當可單獨尋址。
在按照本發明的第一方面的驅動電路中，選擇驅動器在同一時間選擇像素的線路組。在線路組選擇期間，數據驅動器通過數據電極提供數據到選擇的像素組。因而，與同一數據電極相關聯的像素線路組的所有像素接收相同的數據信號。不要求線路組的所有像素接收相同的數據信號，如果對于每一列相同列中的像素接收相同的數據信號就足夠了。
按照本發明，對于對行組的每列中的所有像素相等的部分驅動電壓波形，至少同一時間選擇這些行的一個子組。對本發明來說哪個脈沖實際存在于在驅動電壓波形中沒有關系。例如，復位脈沖可以不存在，或者只有單個搖動脈沖存在。考慮的是驅動波形具有對于列中的像素相同的公共部分。公共部分在用于所有列的時間的相同周期期間必須出現，但是可以對不同列具有不同的電平。用于不同列的不同電平可以例如在施加反轉的搖動時出現，其中提供到相鄰列的電壓電平具有相反的極性。
例如，如果電泳矩陣顯示器包括600行，有可能同時選擇10行的組，選擇一個組的時間周期稱為組選擇周期。組的總數是60。這60個組一個一個地選擇，選擇所有行的一個完整循環持續60個組選擇周期，這稱為總選擇周期。在一個限制方案中，在一個線路周期期間選擇組的10行，因而組選擇周期等于能夠完全改變像素所需的單個線路周期。現在，只需要一個幀周期的十分之一來選擇所有像素，從而圖像更新周期的持續時間降低。在這個例子中，選擇整個顯示器的總選擇周期持續60個線路周期，這是持續一個幀周期的原始選擇時間的十分之一。因此，圖像刷新率增加。在另一個限制方案中，10線路的每一組在10線路期間進行選擇，從而，60組的選擇采用原始需要的幀周期。現在，刷新率不降低，但是因為在10個線路期間不需要信號改變所以功率損耗降低。
在另一個限制情況下，其中在驅動電壓波形的一部分期間，所有像素可以接收相同的電壓，這有可能同時選擇所有的像素線路或行。取代幀周期，只需要一個線路周期來尋址所有的像素。這將最大限度增加刷新率，但是這可能引起太大的電容性電流。也有可能在比一個線路周期更長的周期期間同時選擇所有行。因而，即使有可能同時選擇所有行，也可能選擇包括行總數的一個子組的行組更實際。
幀周期的降低的持續時間對于具有搖動脈沖的圖像更新序列特別有用，從而降低由搖動脈沖引入的光學閃爍。功率損耗的降低在其中電池的壽命很重要的便攜式應用中尤其有用。
在按照權利要求2定義的本發明的一個實施例中，行組的像素線路(也稱為行)在一個組選擇周期期間都被選擇。在組選擇周期期間，電壓驅動波形具有一個預定的電平。例如，如果搖動脈沖按時間校準以在相同的時間周期期間為線路組出現，則在組選擇周期期間搖動脈沖的每一個電平提供到數據電極。如果搖動脈沖包括兩個電平，在第一電平期間，順序選擇行組，在組選擇周期期間選擇每一個，直到所有線路都已經選擇。接著，在第二電平期間，順序選擇行組，在組選擇周期期間再一個個選擇，直到所有線路已經選擇。如果線路組包括所有線路，組選擇周期可能在單個線路時間直到完整的幀時間之間改變。
在權利要求3定義的按照本發明的一個實施例中，行組在組選擇周期期間被選擇，組選擇周期具有一個比單個線路周期更長但比幀周期更短的持續時間。這具有這樣的優點，在刷新率的增加和電泳矩陣顯示器的功率損耗的降低之間達到一種折衷。例如，如果十行的組每一個在兩個線路周期期間進行選擇，只需要一個幀周期的五分之一來選擇所有像素，并且功率損耗將降低，因為相同的數據在兩個線路周期期間提供到十行的組。
在如權利要求4定義的按照本發明的一個實施例中，在一個線路周期期間行組的同時選擇用于降低如前面所說明的圖像更新周期。
在如權利要求5定義的按照本發明的一個實施例中，控制器控制選擇驅動器來選擇預定數量的線路組。每個線路組包括預定數量的像素線路。預定數量的線路組和預定數量的線路被選擇從而顯示器的所有像素行被覆蓋。例如，如果選擇的電極在行方向上延伸，并且顯示器具有600行，預定數量的組可以被選擇為30，這給出了上升到20的每組的預定數量線路。一個組被選擇的組選擇周期的持續時間可以在單個線路周期和幀周期除以預定組數之間改變。由于驅動波形的新電平，單個線路周期的持續時間受到像素足夠充電或放電所需的最小時間的限制。幀周期定義為一個一個選擇顯示器的行所需的時間周期，并從而等于顯示器的行數乘以線路周期。
如果組選擇時間是一個線路周期，顯示器的所有行在一個總選擇周期中被選擇，該總選擇周期等于預定組數乘以線路周期。該總選擇周期小于幀周期，從而顯示器的刷新率增加。如果組選擇時間等于幀周期除以預定組數，則總選擇周期等于幀周期。刷新率不增加，但功率損耗降低。在中間情況下，刷新率增加并且功率損耗降低。
在如權利要求6定義的按照本發明的一個實施例中，只選擇單個線路組，它包括顯示器像素的所有線路。實際上，該驅動方案等于預定組數為1時權利要求5說明的一種情況。
在如權利要求7定義的按照本發明的一個實施例中，顯示器操作在兩種顯示模式。在一種顯示模式中，整個顯示器被更新，在另一種顯示模式中，只更新顯示器的一個子區域。這例如與如果在一個窗口中的信息覆蓋了背景信息相關。
如果整個顯示器被更新，顯示器的線路分為n個線路組。代替一個一個選擇線路，一個一個選擇線路組以選擇顯示器中的所有像素并更新由像素顯示的信息。如果選擇一個線路組，這表示該組的所有線路在組選擇周期期間同時被選擇。這只有在對數據電極的每一個相同的部分驅動波形的期間才有可能。從而不同的數據電極可以接收不同的驅動波形，但是提供到特定數據電極的波形應當對數據電極的所有選擇像素有效。
如果顯示器的子區域被更新，子區域內的顯示器線路分為線路組。子區域內的線路組的線路同時被選擇，同時一個驅動電壓波形提供到每個數據電極，這對每個數據電極的所有選擇像素相同。或者換一種說法，在線路組的線路被選擇的整個組選擇周期期間，每一個數據電極必須提供一個由與數據電極相關的選擇電極所需的電壓電平。
從而，在整個顯示更新期間和顯示器的子區域的更新期間，如果對于數據電極的每一個相同的電壓電平必須提供到與數據電極之一相關聯的選擇像素，像素的線路以組進行選擇。在顯示器整個更新期間或在只有子區域更新期間，該驅動方案能夠用于優化刷新率和/或功率損耗。有可能選擇用于更新整個顯示器和用于更新子區域的不同的優化法。例如，在一個整個更新期間，如果刷新率不很重要，這些組可以用于將功率損耗最小化。例如，線路組盡可能長地被選擇，從而在幀周期期間所有組一次都被選擇。并且，在一個子區域更新期間，如果刷新率很重要，這些組可以用于將圖像更新周期最小化。例如，在一個盡可能短的時間期間，最好是在一個線路周期期間，同時選擇很多線路。
在子區域中顯示的信息更新期間，在對每一個數據電極是相同的部分驅動波形期間有可能提供相同的電壓電平到所有數據電極。例如，如果搖動脈沖在獲得不同的光學變換所需的不同驅動電壓波形中按時排列，有可能同時提供搖動脈沖的電平(前脈沖)的每一個到所有的數據電極。從而，子區域之外的像素也接收搖動脈沖。這可能引起窗口外的顯示器上的中間光學狀態的偏差。也有可能提供搖動脈沖只到與子區域相關聯的數據電極并提供保持電壓到不與子區域相關聯的數據電極。
在如權利要求8定義的按照本發明的一個實施例中，整個顯示器使用與權利要求7定義的按照本發明的實施例中相同的驅動方案尋址。線路以組選擇，并且在數據電極上的相同電壓提供到與數據電極相關聯的選擇像素。但是現在，在第二顯示模式中，子區域的像素行一個一個被選擇。這使得能夠只有選擇地更新子區域內的像素。沒有脈沖電平提供到不與子區域相關聯的數據電極，從而子區域之外的光學狀態不受影響。這具有不需要更新相等電平光學轉換的優點。例如，白色到白色轉換不需要在子區域內更新，而且沒有搖動脈沖必須提供給這些相等的光學狀態轉換。
在如權利要求10定義的按照本發明的一個實施例中，在對于所有像素相同搖動時間周期期間出現搖動脈沖。即使驅動脈沖可能具有取決于(例如，線性地)一個圖像更新周期之前和之后像素的光學狀態之間的差的持續時間，這也能實現。如前面所討論的，搖動脈沖可以包括單個預置脈沖或者一系列預置脈沖。現在在公共搖動脈沖期間，有可能同時選擇像素的所有線路。但是這可能引起很高的電容性電流。因此，優選仍然同時選擇像素的線路組。例如，像素的10個線路被同時選擇。以這種方式獲得的時間可能完全用于降低圖像更新時間。也有可能增加線路組被選擇的時間以降低功耗。這兩種效果的組合也是有可能的。
如果搖動脈沖同時提供到所有像素(或到像素的線路組)，功率效率將增加，因為對每個預置脈沖有可能同時選擇所有線路(或線路組)并提供相同的數據信號電平到所有選擇的像素。像素和電極之間的電容的影響將降低。進而，因為所有的像素可被同時選擇，搖動脈沖的電平的持續時間不需要是標準的幀周期。搖動脈沖的電平持續時間可能變得比標準幀周期短很多，從而縮短圖像更新周期并降低功率損耗。例如，單個線路選擇周期可能就足夠了。也可能使用比單個線路選擇周期更多的時間來提供搖動脈沖的電平以改善圖像質量。
從而，在按照本發明的實施例中，驅動電壓波形有意適于建立更長的部分，這些部分對所有像素相等。這增加了縮短圖像更新周期和/或降低功率損耗的可能。驅動電壓波形也可以稱為驅動電壓。
在如權利要求11定義的按照本發明的一個實施例中，在對所有像素的相同搖動時間周期期間出現搖動脈沖。即使復位脈沖和/或驅動脈沖可以具有一個取決于(例如線性的)圖像更新周期之前和之后的像素光學狀態之間的差的持續時間，這也可以實現。如前面所討論的，搖動脈沖可以包括單個預置脈沖或一系列預置脈沖。現在又有可能在公共搖動脈沖期間同時選擇所有像素或像素的線路組。
如果領先于復位脈沖或出現在復位脈沖和驅動脈沖之間的搖動脈沖同時提供到所有像素(或像素的線路組)，功率效率將增加，因為對每個預置脈沖有可能同時選擇所有的線路(或線路組)并提供相同的數據信號電平到所有的選擇像素。而且，再次，因為所有的像素可被同時選擇，搖動脈沖電平的持續時間不必是標準幀周期。搖動脈沖電平的持續時間可能變得比標準幀周期短很多，從而縮短圖像更新周期并降低功率損耗。
在如權利要求12定義的按照本發明的一個實施例中，復位脈沖的持續時間對每個像素取決于將進行的光學轉換。
一個太長的復位脈沖具有這樣的缺點，即粒子將在極端位置之一太過擠在一起，這使得從該極端位置移開它們很困難。從而，當復位脈沖隨著像素的光學狀態轉換而改變時這是一個優點。例如，如果使用黑色和白色粒子，可以定義兩個中間光學狀態深灰色和淺灰色。光學狀態轉換現在是黑色到深灰色，黑色到淺灰色，黑色到白色，白色到淺灰色，白色到深灰色，白色到黑色，深灰色到黑色，深灰色到淺灰色，深灰色到白色，淺灰色到黑色，淺灰色到深灰色，淺灰色到白色。
借助于例子，如果搖動脈沖將緊接在復位脈沖之前，并且驅動脈沖全部在相同時刻開始，搖動脈沖出現的時間將取決于復位脈沖的持續時間并且從而將對具有它們的光學狀態的不同轉換的像素有所不同。從而，在一個特定幀周期期間，一些像素必須接收一個搖動脈沖，同時其他像素不應當接收搖動脈沖。為了能夠只提供搖動脈沖到應當接收它的像素，搖動脈沖的每個電平必須在一個完整的幀周期期間可獲得，在該幀周期期間像素所有行必須一個一個地被選擇。在本發明中，對于所有像素在相同的周期期間出現搖動脈沖。從而有可能在單個線路周期中選擇所有像素并對所有像素提供相同的驅動電壓，盡管復位脈沖的持續時間對具有不同光學轉換的像素是不同的。
如果復位脈沖具有小于其最大持續期間的持續期間，由于總在相同的搖動周期期間出現的搖動脈沖，在搖動脈沖和復位脈沖之間或在復位脈沖和驅動脈沖之間或者以上兩者都有尚未使用的時間周期存在。如果該尚未使用的時間周期(停留時間)變得太大，像素的所需光學狀態的干擾可能發生。
在如權利要求13定義的按照本發明的一個實施例中，第一和第二搖動脈沖都生成。第一搖動脈沖在相同的第一搖動脈沖周期期間對所有像素都存在，第一搖動周期在施加了復位脈沖的復位周期之前。第二搖動脈沖在相同的第二搖動周期期間對所有像素都存在，第二搖動周期在施加驅動脈沖的驅動周期之前。該第二搖動脈沖進一步改善將顯示的圖像的再現質量。
在如權利要求14定義的按照本發明的一個實施例中，使用一個過復位，其中復位脈沖的持續時間或多或少比更好地移動粒子到極端位置所需的更長。有可能從一個有限數量的復位脈沖的可能持續時間中進行選擇。但是，優選可獲得足夠數量的復位脈沖的持續時間從而獲得對于不同的光學轉換的可比較的過復位效果。
在如權利要求15定義的按照本發明的一個實施例中，復位脈沖的持續時間與粒子所需移動的距離成比例。因為現在沒有過復位但有一個成比例的復位施加，粒子能夠容易地在復位脈沖之后移動，因為它們沒有比所需要地更加壓緊在一起。
在如權利要求16和17定義的按照本發明的一個實施例中，一個額外的搖動脈沖引入到尚未使用的時間周期中，該時間周期分別存在于搖動脈沖和復位脈沖之間或復位脈沖和驅動脈沖之間。額外的搖動脈沖可以包括單個脈沖或多個脈沖。
在如權利要求12定義的按照本發明的一個實施例中，額外搖動脈沖的預置脈沖具有能含量，它低于第一和第二搖動脈沖的預置脈沖的能含量，因為停留時間的效果小，并且由額外搖動脈沖引起的光學干擾應當很小。
參照以下描述的實施例，本發明的這些和其他方面將變得明顯并被闡明。


在圖中圖1示意性示出了一個電泳顯示器的一部分的橫截面，圖2用電泳顯示器的一部分的等效電路圖示意性示出了一個圖像顯示裝置，圖3示出不同狀態中通過一個像素的電壓，其中使用過復位和多組搖動脈沖，圖4示出了在相同的時間周期期間和沒有使用過復位期間出現搖動周期時通過一個像素的電壓，圖5示出了當復位脈沖在整個復位周期期間不出現時又一個搖動脈沖出現在復位脈沖之前的情況下通過一個像素的電壓，圖6示出了當復位脈沖在整個復位周期期間不出現時進一步搖動脈沖出現在復位脈沖尾部的情況下通過一個像素的電壓，圖7示出了在一個幀周期期間出現的信號，圖8示出了具有一個用于選擇線路組的驅動電路的一個電泳顯示器的框圖，圖9示意性示出了具有一個驅動器和一個雙穩態顯示器的顯示裝置，和圖10示出了顯示屏幕上的不同區域。
具體實施例方式
圖1示意性示出了一個電泳顯示器的一部分的橫截面，例如，為了增加清晰度，它只具有幾個顯示元素的大小。電泳顯示器包括一個基礎襯底2、具有電子墨水的電泳薄膜，電子墨水存在于兩個例如是聚乙烯的透明襯底3和4之間。襯底之一3裝配有透明像素電極5，5’，另一個襯底4裝配有透明反向電極6。反向電極6也可以被分割。電子墨水包括大約10到50微米的多個微膠囊7。每個微膠囊7包括懸浮在流體40中的荷正電的白色粒子8和荷負電的黑色粒子9。畫虛線的材料41是聚合物粘合劑。層3不是必須的或者可以是一個膠水層。當像素18上的像素電壓VD(見圖2)作為正的驅動電壓Vdr(例如見圖3)相對于反向電極6提供到像素電極5、5’時，一個電場生成，它把白色粒子8移動到微膠囊7指向反向電極6的一側并且顯示元素由觀眾看來將是白色的。同時，黑色粒子9移動到微膠囊7的相反一側，在那里它們對觀眾隱藏起來。通過在像素電極5、5’和反向電極6之間施加負驅動電壓Vdr，黑色粒子9移動到指向微膠囊7反向電極6的一側，并且顯示元素由觀眾看起來將是暗的(未示出)。當除去電場時，粒子8、9保持在所獲得的狀態并且顯示器展示一個雙穩態特性并且基本上不消耗功率。電泳介質本身從例如US5,961,804、US6,1120,839和US6,130,774中可以獲知并且從E-ink公司可以獲得。
圖2用電泳顯示器的一部分的等效電路圖示意性示出了一個圖像顯示裝置。圖像顯示器件1包括層疊在基礎襯底2上的電泳薄膜，基礎襯底2裝配有有源開關單元19、行驅動器16和列驅動器10。優選，反向電極6提供在包括密封的電泳墨水的薄膜上，但是如果顯示器基于使用平面內的電場來操作，反向電極6能夠替換地提供在基礎襯底上。通常，有源開關單元19是薄膜晶體管TFT。顯示器件1包括一個與行或選擇電極17和列或數據電極11的交叉點相關聯的顯示元素的矩陣。行驅動器16連續地選擇行電極17，同時列驅動器10與列電極11并行地提供數據信號到與選擇的行電極17相關聯的像素。優選，處理器15首先處理輸入數據13為將由列電極11提供的數據信號。
驅動線路12載有控制列驅動器10和行驅動器16之間的相互同步的信號。
行驅動器16提供適當的選擇脈沖到TFT19的柵極，TFT的柵極與特定行電極17連接以獲得相關聯的TFT19的低阻抗主電流路徑。連接到其他行電極17的TFT19的柵極接收一個電壓，從而它們的主電流路徑具有高阻抗。TFT的源電極21和漏極電極之間的低阻抗允許數據電壓存在于列電極11以被提供到連接到像素18的像素電極22的漏極電極。以這種方式，如果TFT由其柵極上的適當電平選擇，存在于列電極11的數據信號傳送到耦合到TFT的漏極電極的像素的像素電極22或顯示元素18。在所示的實施例中，圖1的顯示器件也包括在每個顯示元素18位置上的附加的電容器23。該附加電容器23連接在像素電極22和一個或多個存儲電容器線路24之間。代替TFT，能夠使用其他開關元件，比如二極管、MIM等。
圖3示出了其中使用了過復位的不同情況下一個像素上的電壓。作為例子，圖3基于具有黑色和白色粒子和四個光學狀態的電泳顯示器，四個光學狀態是黑色B，深灰G1，淺灰G2，白色W。圖3A示出了用于從淺灰G2或白色W轉換到深灰G1的圖像更新周期IUP。圖3B示出了用于從深灰G1或黑色B轉換到深灰G1的圖像更新周期IUP。垂直虛線表示幀周期TF(其通常持續20毫秒)，在幀周期TF內出現的線路周期TL沒有在圖3到6中示出。線路周期TL在圖7中示出。
在圖3A和圖3B中，在像素18上的像素電壓VD連續地包括第一搖動脈沖SP1、SP1’、復位脈沖RE、RE’、第二搖動脈沖SP2、SP2，和驅動脈沖Vdr。驅動脈沖Vdr在相同的驅動周期TD期間出現，該驅動周期TD從時刻t7持續到時刻t8。第二搖動脈沖SP、SP’緊接在驅動脈沖Vdr的前面并從而在相同的第二搖動周期TS2期間出現。復位脈沖RE、RE’緊接在第二搖動脈沖SP2、SP2’前面。但是，分別由于復位脈沖RE、RE’的不同持續時間TR1、TR1’，復位脈沖RE、RE’的起始時刻t3和t5不同。分別緊接在復位脈沖RE、RE’前面的第一搖動脈沖SP1、SP1’從而分別出現在時間TS1、TS1’中不同的第一搖動周期期間。
在按照本發明的實施例中，第二搖動脈沖SP2、SP2’在相同的第二搖動周期TS2期間對每個像素18發生。這使得能夠選擇比圖3A和3B中所示的短很多的該第二搖動周期TS2的持續時間。為了清楚起見，第二搖動脈沖SP2、SP2’的每個電平出現在標準幀周期TF期間。實際上，按照本發明的該實施例，在第二搖動周期TS2期間，相同的電壓電平能夠提供到所有像素18。從而，代替一個線路一個線路地選擇像素18，現在有可能一次選擇所有像素18，并且只有單個線路選擇周期TL(見圖7)滿足每個電平。從而，在按照圖3A和3B所示的發明的實施例中，第二搖動周期TS2只需要持續四個線路周期TL，而不是四個標準幀周期TF。但是，仍然有可能同一時間只選擇像素的線路組(不包括所有線路)以降低電容性電流。
可替代地，也可能改變驅動信號的計時，從而第一搖動脈沖SP1和SP1’在時間上排成一列，第二搖動脈沖SP2則不在時間上排成一列(未示出)。現在第一搖動周期TS1能夠短很多。
示出驅動脈沖Vdr為具有一個固定持續時間，但是，驅動脈沖Vdr可以具有一個可變持續時間。
如果圖3A和3B所示的驅動方法應用到電泳顯示器，在第二搖動周期TS2之外，像素18必須通過一個線路一個線路地起動開關19被一個線路一個線路地選擇。選擇的線路的像素18上的電壓VD按照像素18應當具有的光學狀態通過列電極11提供。例如對于像素光學狀態必須從白色W改變到深灰G1的選擇的行中的一個像素18，在時刻t0開始的幀周期TF期間必須在相關的列電極11處提供正電壓。對于像素光學狀態必須從黑色B改變到深灰G1的選擇的行中的一個像素18，在從時刻t0持續到t1的幀周期TF期間必須在相關列電極提供一個零電壓。
圖3C示出了一個波形，它基于圖3B所示的波形。圖3C的這個波形引起相同的光學轉換。差別在于圖3B的第一搖動脈沖SP1’現在在時間上移動以符合圖3A的搖動脈沖SP1。移動后的搖動脈沖SP1’由SP1”表示。從而，現在與復位脈沖RE的持續時間無關，在相同的搖動周期TS1期間也出現所有的搖動脈沖SP1、SP1”。這具有與光學轉換無關的優點，相同的搖動脈沖SP1、SP1”和SP2、SP2’都能夠同時提供到所有像素18。從而在第一搖動周期TS1和第二搖動周期TS2期間都不需要一個線路一個線路地選擇像素18。而在圖3C中，搖動脈沖SP1”和SP2’在整個幀周期期間具有預定的高或低電平，有可能使用持續一個或多個線路周期TL的搖動脈沖SP1”和SP2’(見圖7)。以這種方式，圖像更新時間可以最大限度縮短。而且，由于同時選擇所有線路并提供相同的電壓到所有列，在搖動周期TS1和TS2期間，相鄰像素和電極之間的電容將不受影響。這將雜散電容性電流最小化，從而將功耗最小化。甚至，進而公共搖動脈沖SP1、SP1”和SP2和SP2’使得能夠通過使用結構化的反向電極6實現搖動。
該方案的一個缺點是引入小的停留時間(在第一搖動脈沖周期TS1和復位周期TR1’之間)。與使用的電泳顯示器相關，該停留時間不應當長于例如0.5秒。
圖3D示出了一個波形，它基于圖3C所示的波形。對于該波形，加入第三搖動脈沖SP3，其出現在第三搖動周期TS3期間。如果復位脈沖RE’不使其長度最大，第三搖動周期TS3出現在第一搖動脈沖SP1和復位脈沖RE’之間。第三搖動脈沖SP3可以具有比第一搖動脈沖SP1低的能含量，以將其搖動的可視性最小化。也可能第三搖動脈沖SP3是第一搖動脈沖SP1的延續部分。最好，第三搖動脈沖SP3在時間上填滿在第一搖動周期TS1’和復位周期TR1’之間可用的完整周期，以將圖像保持力最小化并增加灰度級精度。關于按照圖3C示出的本發明的實施例，圖像保持力進一步降低，并且停留時間也大幅度降低。
可替換地，有可能復位脈沖RE’出現在緊接著第一搖動脈沖SP1后面并且第三搖動脈沖出現在復位脈沖RE’和第二搖動脈沖SP2’之間。
按照圖3所示的本發明的實施例基于過復位。圖像保持力能夠通過使用復位脈沖RE、RE’進一步改善，復位脈沖RE、RE’具有一個與粒子8、9必須在像素電極5、5’和反向電極6之間移動的距離成比例的長度。按照本發明的基于這種成比例復位脈沖的實施例在圖4到6中示出。
圖4示出了在相同的時間周期期間出現搖動周期和沒有使用過復位期間時在一個像素上的電壓。圖4示出了用于到深灰G1的所有光學轉換的驅動波形。
圖4A示出了像素18從白色W向深灰G1改變的光學狀態所需的波形。圖4B示出了從淺灰G2向深灰G1改變像素18的光學狀態所需的波形。圖4C示出了保持像素18的光學狀態為深灰G1所需的波形。圖4D示出了從黑色B向深灰G1改變像素18的光學狀態所需的波形。對于其他轉換，需要類似的驅動波形。例如，對于從白色W向黑色B的轉換，能夠使用圖4A的部分波形，但是Vdr＝0V。
在所有圖4中，第一搖動脈沖SP1出現在相同的第一搖動周期TS1期間，第二搖動脈沖SP2出現在相同的第二搖動周期TS2期間，并且驅動脈沖Vdr出現在相同的驅動周期TD期間。驅動脈沖Vdr可以具有不同的持續時間。復位脈沖RE具有一個依賴于像素18的光學轉換的長度。例如，在脈沖寬度調制驅動中，需要完整的復位脈沖寬度TR來從白色W向黑色B或從W到深灰G1來復位像素18，見圖4A。為了從淺灰G2向黑色B或從G2向深灰G1復位像素18，只需要該整個復位脈沖寬度TR的持續時間的2/3，見圖4B。為了從深灰G1向黑色B或從G1向深灰復位像素18，只需要該整個復位脈沖寬度TR的持續時間的1/3，見圖4C。為了從黑色B向深灰G1復位像素18，不需要復位脈沖，見圖4D。
在使用已知的基于驅動方法的轉換矩陣時，這些波形也是有用的，其中在確定下一個圖像的脈沖(時間×電壓)時考慮先前的圖像。可替換地，當用在顯示器中的電泳材料對圖像歷史和/或停留時間較不敏感時，這些波形也是有用的。
從而，斷定，獨立于復位脈沖RE的持續時間，第一搖動脈沖SP1和第二搖動脈沖SP2能夠同時提供到所有像素18，這具有前面提到的優點。
圖5示出了當復位脈沖在整個復位周期期間不出現時又一個搖動脈沖出現在復位脈沖之前的情況下像素上的電壓。圖5A與圖4A相同，并且圖5B到5D分別基于圖4B到4D。在圖5B到5D中，在出現在第一搖動脈沖SP1和復位脈沖RE中間的時間周期TS3a、TS3b和TS3c期間，分別加入第三復位脈沖SP3。這些附加的第三復位脈沖SP3可以與第一和第二搖動脈沖SP1和SP2在取決于需要的圖像質量的脈沖長度和/或脈沖高度方面不同。通常，這些附加搖動脈沖SP3中的能量可以比第一搖動脈沖SP1中的能量低，因為停留時間效果小并且光學干擾應被最小化。不同序列中搖動量最好與第一搖動脈沖SP1和復位脈沖RE之間可用的時間間隔成比例。第一搖動脈沖SP1和復位脈沖RE之間的時間周期用附加搖動脈沖SP3完全填充從而最小化圖像保持力并增加灰度級精度更好。再者，按照本發明的關于圖4所說明的實施例的優點被保持，同時圖像保持力和停留時間效應的程度能夠由附加搖動進一步降低。
圖6示出了其中當復位脈沖在整個復位周期期間不出現時其它搖動脈沖出現在復位脈沖尾部的情況下像素上的電壓。圖6A與圖5A相同。在分別基于圖5B到5D的圖6B到6D中，復位脈沖RE和附加的第三搖動脈沖SP3的位置交換，從而復位脈沖RE現在在附加搖動脈沖SP3前面。優選，復位脈沖RE緊接著第一搖動脈沖SP1的完成之后開始。附加搖動脈沖SP3可以覆蓋第一和第二搖動脈沖SP1、SP2之間的時間上周期的一部分或時間上的整個周期，而SP1、SP2沒有被復位脈沖RE覆蓋。附加搖動脈沖SP3的使用改善了灰度級精度。
圖7示出了在一個幀周期期間出現的信號，通常圖3到6中表示的每個幀周期TF包括許多線路周期TL，該線路周期等于電泳矩陣顯示器行的數量。在圖7中，連續幀周期TF之一被更詳細地示出。該幀周期TF在時刻t10開始并持續直到時刻t14。幀周期TF包括n線路周期TL。第一線路周期TL從時刻t10持續到t11，第二線路周期TL從時刻t11持續到t12，并且最后的線路周期TL從時刻t13持續到t14。
通常，在幀周期TF期間，通過提供適當的選擇脈沖SE1到SEn到行來一個一個地選擇行。一行可以通過提供具有預定的非零電平的脈沖進行選擇，其他行接收一個零電壓并從而不被選擇。數據DA并行地提供到選擇的行的所有像素18。用于特定像素18的數據信號DA的電平取決于該特定像素18的光學狀態轉換。
從而，如果不同的數據信號DA可以必須被提供到一列的不同像素，圖3到6所示的幀周期TF包括n個線路或選擇周期TL。但是，如果第一和第二搖動脈沖SP1和SP2分別在相同的搖動周期TS1和TS2期間對所有像素18同時發生，則有可能同時選擇像素18的所有線路并不需要一個線路一個線路地選擇像素18。從而，在其中使用了公共搖動脈沖的圖3和6所示的幀周期TF期間，有可能通過提供適當的選擇脈沖到顯示器的所有行，在單個線路周期TL中選擇所有的像素18。因此，這些幀周期可以具有比其中與列相關的像素18可以接收不同的數據信號的幀周期短很多的持續時間(一個線路周期TL，或小于n而不是n的線路周期數)。從而，本發明不僅在所有像素必須接收相同電壓的情況下有用，而且在像素的每一列的所有像素必須接收相同電壓的情況下也是有用的，同時提供到不同列的電壓可以不同。
作為例子，顯示器的尋址關于圖3C更詳細地說明。在時刻t0，圖像更新周期IUP的第一幀周期TF開始。圖像更新周期IUP在時刻t8結束。
在從時刻t0持續到t3的第一搖動周期TS1期間，第一搖動脈沖SP”提供到所有像素18。在該第一搖動周期TS1期間，在每個幀周期TF期間，像素18的所有線路(或線路組)同時在至少一個線路周期TL期間被選擇，并且相同的數據信號提供到顯示器的所有列。數據信號的電平在圖3C中示出。例如，在從時刻t0持續到t1的第一幀周期TF期間，高電平提供到所有像素。在從時刻t1開始的下一個幀周期TF期間，低電平提供到所有像素。相同的推理對公共第二搖動周期TS2有效。
復位脈沖RE、RE’的持續時間對不同的像素18可以不同，因為不同像素18的光學轉換取決于前一個圖像更新周期IUP期間顯示的圖像和應當在本圖像更新周期IUP結束時顯示的圖像。例如，光學狀態必須從白W向深灰G1改變的一個像素18，高電平數據信號DA必須在從時刻t3開始的幀周期TF期間提供，而對于光學狀態必須從黑色B向深灰G1改變的一個像素18，在該幀周期期間需要一個零電平數據信號DA。將提供到該最后提到的像素18的第一非零數據信號DA出現在開始于時刻t4的幀周期TF。在不同的數據信號DA可以必須提供到不同的像素18的幀TF中，像素18必須一行一行地被選擇。
這樣，盡管圖3到6中的所有幀周期用等距的垂直虛線表示，但是幀周期的實際持續時間可以不同。在不同的數據信號DA必須提供到像素18的幀周期TF中，通常像素18必須一行一行地被選擇，從而存在n個線路選擇周期TL。在相同的數據信號DA必須提供到所有像素18的幀周期TF中，幀周期TF可以和單個線路選擇周期TL一樣短。但是，有可能在多于單個線路選擇周期TL的期間同時選擇所有線路。也有可能連續選擇線路的子組，每個子組在一個或幾個線路選擇周期期間被選擇。
圖8示出具有用于選擇線路組的一個驅動電路的電泳顯示器的框圖。
數據驅動器SDR1、SDR2、SDR3提供驅動電壓波形VD到數據電極11。驅動電壓波形VD包括對所有像素18都相等的部分，像素18與特定的數據電極11相關聯而與像素18將做出的光學轉換無關。使用相等的部分表示在特定時間周期期間具有相同脈沖電平的驅動電壓波形VD的部分。相等的驅動電壓波形VD中的脈沖稱為數據無關驅動脈沖DIDP。
圖8示意性示出了在數據無關驅動脈沖DIDP出現期間，選擇驅動器RDR在一個時刻以組SAR對選擇電極17進行選擇。例如，如果電泳矩陣顯示器包括600個選擇電極17(從而有600個像素18的行)，選擇驅動器RDR可以在相同的時間周期期間選擇10個選擇電極17。最好，組SAR包括相鄰的選擇電極17。在一個幀周期TF中，選擇所有行。從而，在該例子中，幀周期TF現在是行數除以十倍的線路選擇周期TL(也稱為行選擇周期)，而不是行數乘以行選擇周期TL。從而，在相同的行選擇周期TL，幀周期TF現在持續如果行必須一個一個被選擇所需時間的十分之一。在選擇的行SAR的組開始的箭頭表示選擇的行組沿著數據電極11的方向移動。
在數據相關的驅動電壓波形VD的部分中(從而這可能對相同列中的不同像素18不同，因為需要不同的光學狀態轉換)，行被一個一個地選擇并且幀周期TF具有原始的、相對長的持續時間。
控制器15按照驅動電壓波形VD的部分是否是數據無關的來控制選擇驅動器RDR和數據驅動器SDR1到SDR3的計時。控制器15檢測數據無關驅動脈沖DIDP出現在哪里，或者被指示這些數據無關驅動脈沖DIDP出現的時間周期。在驅動電壓波形VD數據相關的部分的期間，已知的驅動序列在其間執行，其中行被一個一個地選擇并且數據提供到像素18的每個選擇的行。在驅動電壓波形VD數據無關的部分的期間，控制器15指示數據驅動器SDR1到SDR3來提供數據到數據電極11。在特定數據電極11上的數據可以與在另一個數據電極11上的數據不同。在具有一個允許所有行的組SAR被選擇的持續期間的幀周期TF期間，數據保持在可用的狀態，從而選擇所有行。控制器15指示選擇驅動器RDR一個一個地選擇行的組SAR，直到所有行已被選擇。現在數據驅動器SDR1到SDR3提供用于下一個幀周期TF的數據。如果在下一個幀周期TF期間，還存在數據無關的驅動脈沖DIDP，則還有行在組SAR等中被選擇。代替三個數據驅動器SDR1到SDR3，可以使用任意其他適合數量的數據驅動器。但是，如果數據驅動器被集成，集成電路中的功耗和可用的連接引線的數量可能升高到多于一個數據驅動器。
組SAR中的行數可以與應用相關地選擇。例如，如果需要最小的幀周期TF并從而需要最小圖像更新周期IUP，則在單個線路周期TL期間選擇所有行，從而只有行的單個組SAR存在。盡管達到了低的平均功率損耗，峰值功率將變得很大，因為顯示器中非常大的電容性驅動電流。在縮短幀周期TF和防止大的驅動電流之間的一種折衷，例如，在原始幀周期TF十分之一的期間同時選擇10行。在縮短幀周期TF和降低功率損耗之間的一種折衷，例如，在原始幀周期TF一半的期間同時選擇10行。現在，在5個線路周期TL而不是1個線路周期TL期間選擇10行。這將造成整個顯示器中時鐘速率低5倍并且因此產生可觀的功率節省。
行組SAR的選擇能夠以不同的方式執行。控制器15可以通過指示將被選擇的行數，指示用于每個行組SAR的選擇驅動器RDR來選擇特定的行組SAR。整個計時由控制器15執行。可替換地，控制器15可以只被指示特定幀周期TF的開始，和在該特定幀周期TF中行是否必須以組SAR被選擇。如果控制器15指示數據相關數據脈沖在數據電極11上存在，選擇驅動器RDR包括從特定幀周期TF的開始開始一個一個選擇行的計時電路(未示出)。或者，當控制器15表示數據無關數據脈沖DIDP存在于數據電極11上時，選擇驅動器RDR以連續組SAR選擇行。
按照本發明的驅動方法對于包含搖動脈沖SP1、SP2的驅動方案尤其重要。目前，搖動脈沖SP1、SP2的預置脈沖的長度由一個一個地選擇行所需的幀周期TF確定。如果搖動脈沖SP1、SP2在獨立于特定像素18必須進行的光學轉換的驅動電壓波形VD的相同時間周期TS1、TS2期間出現(或被安排出現)，該公共搖動脈沖SP1、SP2期間的幀周期TF的持續時間降低。由搖動脈沖SP1、SP2引起的光學干擾將變得更小。
盡管關于整個顯示器的更新討論了組的選擇，但是相同的方案也能夠用于選擇顯示器的一個子區域W1內的線路組。可被選擇的像素18的線路則被限制為子區域內的線路。
圖9示意性示出了具有一個驅動器101和一個雙穩態矩陣顯示器100的顯示裝置。矩陣顯示器100包括與選擇電極17和數據電極11的交叉點相關的像素18。通常，選擇電極17在行方向上延伸，也稱為行電極，并且數據電極11在列方向上延伸，也稱為列電極。通常雙穩態矩陣顯示器100是一個有源矩陣顯示器，它包括由選擇電極17上的選擇電壓控制的晶體管19(在圖2中示出，在圖9中未示出)。如果驅動器101(圖5的選擇驅動器16)提供一個選擇電壓到選擇電極17中特定的一個以獲得導通晶體管19，像素18的特定行或線路被選擇，其控制輸入與特定的一個選擇電極17連接。數據電極11上的數據電壓經導通晶體管19提供到該選擇的像素18的行。如果驅動器101提供選擇電壓以獲得非導通的晶體管19，與其他選擇電極17相關聯的其他像素18的行不被選擇。數據電極11上的數據電壓基本上不能影響通過這些未被選擇的像素18的行上的像素18的電壓，因為晶體管19是非導通的。
圖9表示在矩陣顯示器100的顯示屏上的第一區域W1和顯示屏幕上的第二區域W2。僅作為例子，第一區域W1是一個矩形窗口。第一區域W1還稱為子區域W1以表示第一區域W1小于顯示器100的整個顯示區域。第二區域W2可以表示顯示器100的整個顯示區域，或者子區域W1之外的顯示器100的區域。
通常，整個顯示器100的像素18的光學狀態在圖像更新周期IUP期間更新。通常，在圖像更新周期IUP期間，驅動器電路101一個一個地選擇像素18的行。驅動器電路101還并行地經數據電極11提供驅動波形到選擇的行的像素18。因為驅動波形通常包括一系列電壓電平，所以驅動波形也稱為驅動電壓波形。
用于特定像素18的驅動波形取決于將由像素18作出的光學轉換。這對于圖3到6的電泳顯示器說明。因為通常顯示器100的所有像素18都必須更新，并且每個像素18的光學轉換是任意的，顯示器的線路必須一個一個地選擇。每個像素18的任意光學轉換意味著每個像素18可以接收可能的驅動波形中的一組。通常對于不同的光學變換，需要不同的驅動波形。因為取決于將被顯示的圖像，哪個驅動波形必須提供到哪個像素18是任意的，最長的驅動波形確定圖像更新周期IUP。最長的驅動波形包括一個具有最長持續時間的電平序列。也必須注意到，圖3到6示出的驅動波形包括一系列幀周期TF。在每個幀周期TF期間，所有像素18必須更新(實際上，每個像素18接收獲得像素18的理想光學變換所需的驅動波形)。因而，在每個幀周期TF期間，所有的像素18的行必須一行接一行地選擇并且驅動器101并行地經數據電極11提供驅動電壓波形的適當電平到像素18的每個選擇的行。在允許電容性像素18足夠地充電到適當的電平的最小時間期間，應當選擇像素18的一行。幀周期TF的持續時間由該最小時間和必須選擇的行數確定，該最小時間通常稱為線路周期。因此，驅動波形的持續時間取決于特定光學變換所需的驅動波形和用于驅動波形的每個電平的幀周期TF的持續時間。
但是，在按照本發明的一個實施例中，當在第一顯示模式期間更新整個顯示器時，在對每個像素18都相同從而具有相同的電平并在時間上相同的周期期間出現的驅動電壓波形的部分的期間，組選擇周期期間像素18的線路按組進行選擇。例如，在圖3所示的驅動波形中，在相同的搖動周期TS2期間，搖動脈沖SP2和SP2’對每個像素18都出現。從而，在該搖動周期TS2期間，有可能為搖動脈沖SP2、SP2’的每個電平(或前脈沖)同時提供該電平到所有像素18或像素18的子組。如果同時選擇像素18的一個線路組，有可能增加刷新率，因為必須提供的電平的持續時間變得比幀周期TF更短。也可能降低功率損耗，因為在一個更長的時間期間，像素18上的電壓電平不改變。或者，有可能在刷新周期的增加和功率損耗的降低之間找到一個理想的折衷。對于驅動波形的其他部分，像素18的線路必須一個一個地選擇以能夠在相同的幀周期TF期間提供不同的電平到不同的像素。
如果以第二顯示模式，只有與顯示器101的一個子區域W1相關聯的像素18必須被更新；在圖像更新周期IUP期間只有與子區域W1相關聯的像素18的行必須被選擇。因為比像素18的所有行少的行必須被選擇，所以幀周期TF(將被選擇的行數乘以線路周期)將更短并從而驅動波形的持續時間將更短。因為有可能在子區域W1內用比其中像素18的所有行都必須選擇的第二區域W2所需的圖像更新周期IUP更短的圖像更新周期IUP來更新圖像。因此，子區域W1中顯示的信息的刷新率高于第二區域W2中顯示的信息的刷新率。
在第二顯示模式中，在子區域的一個完整的圖像更新周期期間，子區域W1內的像素18可以通過一個一個地選擇與子區域W1相關聯的像素18的行來更新。如果不同的驅動波形必須提供到像素18以執行不同的光學變換，則這是尤其相關的。因而，只選擇在子區域W1內的選擇電極17。不與子區域W1相關聯的數據電極接收一個通常基本上為零的保持電壓。盡管子區域W1內的該驅動方案不提供增加子區域W1內顯示信息的刷新率或降低子區域W1內信息更新期間的功率損耗的可能性，子區域W1之外的像素18的光學狀態不被干擾并且用在子區域W1中的驅動波形不需要具有相同的部分。
可替換地，以第二顯示模式，子區域W1內的像素18可以更新為選擇與不同驅動波形的那些部分的子區域W1相關聯的像素18的線路組，不同驅動波形的該部分是相同的，從而具有相同的電平并在時間上相同的周期期間出現。對驅動波形的其他部分，像素18的線路仍然必須一個一個地選擇。從而，再次只有子區域W1內的選擇電極17被選擇。在相同時間周期期間出現的驅動波形的相同部分期間，子區域W1內的像素18的線路按組選擇。在這些部分期間，選擇像素18的所有線路所需的時間可以比幀周期TF短，以增加子區域W1內顯示的信息的刷新率。可替換地，選擇像素18的所有線路所需的時間可以仍選為幀周期TF。功率損耗降低。當子區域W1中的信息更新時，也可能在刷新率增加和功率損耗降低之間選擇一個折衷。
盡管子區域W1內的該驅動方案提供增加子區域W1內顯示的信息的刷新率或降低子區域W1內信息的更新期間的功率損耗的可能性，但是當在相同時間周期期間出現的驅動波形的相同部分期間，驅動波形的相關電平提供到所有選擇像素18，從而也提供到子區域W1之外的像素18時，子區域W1之外的像素18的光學狀態可能受到干擾。這將例如出現在使用圖4C到6C所示的驅動波形的情況下。在搖動脈沖SP1和SP2期間，子區域W1內的像素18的線路按組選擇。子區域W1外的選擇線路的像素18必須保持它們的光學狀態并從而可以接收如圖4C到6C所示的驅動波形。因為在搖動脈沖SP1和SP2期間，像素18的線路按組選擇，所以子區域W1之外的像素18也按組選擇并且接收與子區域W1內的像素18相同的搖動電平。這些搖動脈沖可以使子區域W1之外的性能惡化。因此，最好保持電壓提供到與子區域W1之外的像素相關聯的數據電極。
圖10示出了顯示屏幕上的不同區域。現在子區域W1包括兩個區域W11和W12。第二區域W2覆蓋沒有被第一區域W11、W12覆蓋的顯示屏幕的區域或顯示屏幕的整個區域。區域W12是表示由用戶輸入的一系列字符的一個矩形區域。在該例子中，用戶輸入字符串fa。區域W11是表示以字符串fa開始的詞的矩形區域。區域W2表示用戶不知道的背景信息，例如它是具有灰色圖像的喜劇書頁和由詞“fabulous”組成的文本。用戶開始在W12中敲入fa并且以fa開頭的更多的詞列在W11中。區域W11和W12不需要是矩形的，但這將使該區域的像素18的尋址變得復雜。
當用戶輸入在窗口W12中將顯示的字符時，他得到一個即時的反映是重要的。實際上，用戶希望其打字動作有一個立即的響應。但是，更新具有600個像素18的行的整個電泳顯示器所需的圖像更新周期IUP按照規律是0.6到1.1秒，從而對于立即響應來說太長了。但是，如果響應于一個檢測到的用戶輸入，只有子區域W12中的信息被更新，則只有像素18的幾個行需要在圖像更新周期IUP期間被尋址并且圖像更新周期IUP將變得更短，并且獲得更高的刷新率，從而對輸入有一個更快的響應。因而，最好，子區域W1內的像素18的線路組的進一步選擇用于將圖像更新周期IUP的持續期間最小化并只將子區域W1中的第一顯示模式期間顯示信息的刷新率最大化。如果整個顯示器上顯示的信息被更新，并且如果用于該整個更新的刷新率不是非常重要，則第一顯示模式期間的線路組的選擇被優化以降低功率損耗以增加電池壽命。如果只有背景信息或需要相對長時間來讀出的文本顯示在整個顯示器上，則整個顯示器的刷新率可以不太相關。
這樣的驅動方案在不具有電泳顯示器的雙穩行為的顯示器中是不可能的。這些其他顯示器，比如例如液晶顯示器不能在不更新像素電壓的條件下，顯示時間上相當長周期不改變的信息。
應當注意到，以上提到的實施例說明而不是限制了本發明，并且本領域技術人員將能夠在不脫離所附權利要求的范圍的條件下設計很多替換實施例。
例如，第二搖動脈沖SP2不需要存在。如果只有一組搖動脈沖SP1或SP2存在并且該組出現在相同的搖動周期TS1或TS2期間，則已經實現了更短的圖像更新周期IUP和/或更低的功率損耗。盡管在圖中涉及包括幾個電平或預置脈沖的搖動脈沖SP1或SP2，也有可能搖動脈沖SP1或SP2只包括單個電平或預置脈沖。在這些例子中，示出了每個預置脈沖中的恒定能量。可替換地，每個預置脈沖中的能量能夠是可變的。
有可能使用驅動方案，其中預置脈沖RE不存在并且最好基于轉換矩陣方案實現直接灰度到灰度級轉換(或者更普通的，一個中間光學狀態到另一個中間狀態轉換)。使用按照本發明的實施例中獲得的更高的幀速率以降低由搖動脈沖SP1、SP2引入的光學閃爍，也降低總的圖像更新時間IUP。
盡管在圖3到6所示的驅動波形中，所有的電平被指示具有一個幀周期TF的持續時間，實際上如果線路組在驅動波形的相同部分期間被選擇，該持續時間可以比幀周期TF短。相同的驅動波形示出為搖動脈沖SP1、SP2，并且像素18的線路組的選擇出現在搖動脈沖SP1、SP2的每個電平期間。可替換地，如果沒有搖動脈沖存在，在對與相同的數據電極相關聯的所有像素相同的其他電平期間，像素18的線路可以按組選擇。這樣的情況也可能出現，即在搖動脈沖旁邊存在其它電平，它們對與相同的數據電極相關聯的所有像素都相同。而且在這些電平期間，像素18的線路可以按組選擇。
本發明也可以應用于彩色電泳顯示器。
使用例如電壓調制或脈沖寬度調制或它們的組合的任意驅動方案都可以使用。可以使用具有頂部和底部電極、蜂窩或其他結構的電極結構。
在權利要求中，放在括號之間的任何參考符號不應當解釋為限制權利要求。詞語“包括”不排除與列在權利要求中的那些不同的其他單元或步驟的存在。本發明能夠借助于包括幾個明確的單元的硬件和借助于適當編程的計算機實現。在列舉幾個裝置的器件權利要求中，這幾個裝置能夠由同一項硬件實現。
權利要求
1.一種用于具有多個像素(18)的電泳矩陣顯示器的驅動電路，該驅動電路包括一個用于選擇像素(18)的線路的選擇驅動器(16)，一個用于經數據電極(5，5’)提供驅動波形(VD)到選擇的像素(18)的數據驅動器(10)，和控制器(15)，用于在對于至少每個數據電極(5，5’)的所有選擇像素(18)都相同的部分驅動波形(VD)期間，控制該選擇驅動器(16)以同時選擇像素(18)的一個線路組。
2.如權利要求1所要求的驅動電路，其中設置控制器(15)以控制該選擇驅動器(16)在一個組選擇周期期間選擇像素(18)的線路組，在該組選擇周期期間驅動電壓波形(VD)具有預定電平。
3.如權利要求2所要求的驅動電路，其中設置控制器以控制該選擇驅動器(16)以在具有比一個線路周期(TL)長但比一個幀周期(TF)短的持續時間的組選擇周期期間選擇線路組，幀周期(TF)的持續時間定義為一個一個地選擇電泳矩陣顯示器的像素(18)所有線路所需的時間，線路周期(TL)是幀周期(TF)除以電泳矩陣顯示器的線路數。
4.如權利要求1所要求的驅動電路，其中設置控制器(15)以控制該選擇驅動器(16)在一個線路周期(TL)期間選擇所述的線路組，線路周期是幀周期(TF)除以電泳矩陣顯示器的線路數，從而降低圖像更新周期(IUP)的持續時間，幀周期(TF)的持續時間定義為一個一個地選擇電泳矩陣顯示器像素(18)的所有線路所需的時間。
5.如權利要求2所要求的驅動電路，其中設置控制器(15)以控制該選擇驅動器(16)選擇像素(18)的預定數量的線路組，每個線路組包括像素(18)預定數量的線路，像素(18)預定數量的線路組和每個像素(18)線路組的像素(18)預定數量的線路被選擇以覆蓋電泳矩陣顯示器像素(18)的所有線路，像素(18)的線路組中每一個在具有以如下間隔選擇的持續時間的組選擇周期期間被選擇單個線路周期(TL)到單個幀周期(TF)除以像素(18)預定數量的線路組，線路周期(TL)是幀周期(TF)除以電泳矩陣顯示器的線路數，幀周期(TF)的持續時間定義為一個一個地選擇電泳矩陣顯示器的像素(18)的所有線路所需的時間。
6.如權利要求2所要求的驅動電路，其中設置控制器(15)以控制該選擇驅動器(16)在組選擇周期期間選擇包括電泳矩陣顯示器的所有像素(18)的線路的線路組，該組選擇周期具有以如下間隔選擇的持續時間單個線路周期(TL)到單個幀周期(TF)，線路周期(TL)是幀周期(TF)除以電泳矩陣顯示器的線路數，幀周期(TF)的持續時間定義為一個一個選擇電泳矩陣顯示器的像素(18)的所有線路所需的時間。
7.如權利要求1所要求的驅動電路，其中控制器(15)進行設置以在其中所有像素(18)被更新的第一顯示模式期間，控制該選擇驅動器(16)連續選擇像素(18)的n個線路組，所述n組線路中每一組的像素(18)的線路在驅動電壓波形(VD)的一部分期間同時被選擇，驅動電壓波形的該部分對每個數據電極(5，5’)中的至少所有選擇的像素(18)相同，和在其中只有在顯示器的一個子區域(W1)中的像素(18)被更新的第二顯示模式期間，控制該選擇驅動器(16)以只在子區域(W1)內同時選擇像素(18)的線路組，像素(18)的線路組在驅動電壓波形(VD)的一部分期間被選擇，驅動電壓波形的該部分對每個數據電極(5，5’)的至少所有選擇的像素(18)相同。
8.如權利要求1所要求的驅動電路，其中設置控制器(15)以在其中所有像素(18)被更新的第一顯示模式期間，控制該選擇驅動器(16)連續選擇n組像素(18)線路，所述n組線路中每一組的像素(18)的線路在驅動電壓波形(VD)的一部分期間同時被選擇，驅動電壓波形的該部分對每個數據電極(5，5’)的至少所有選擇的像素(18)相同，在其中只有顯示器的一個子區域中的像素(18)被更新的第二顯示模式期間，控制選擇驅動器(16)只選擇子區域(W1)內的像素(18)的線路，子區域(W1)內的像素(18)的線路一個一個地被選擇。
9.一種包括如權利要求1所要求的驅動電路的電泳顯示器。
10.如權利要求9所要求的電泳顯示器，其中像素(18)包括電泳材料(8，9)，電泳材料包括荷電粒子，每個像素(18)與第一電極(6)相關并和數據電極(5，5’)中的一個相關聯，數據驅動器(10)被設置用于在第一電極(6)和數據電極(5，5’)之間提供驅動電壓波形(VD)，其中荷電粒子能夠響應于驅動電壓波形(VD)占據第一電極(6)和第二電極(5)之間的兩個限制位置，并且其中控制器(15)被設置用于以控制數據驅動器(10)來提供驅動電壓波形(VD)，驅動電壓波形在圖像更新周期(IUP)期間包括一驅動脈沖(Vdr)，具有一個按照將由相關的一個像素(18)達到的一個光學狀態的電平和/或持續時間，和一第一搖動脈沖(SP1)，它對像素(18)的選擇的線路組的所有像素(18)出現在一個相同的第一搖動時間周期(TS1)期間，第一搖動脈沖(SP1)包括至少一個預置脈沖，該預置脈沖具有足以釋放存在于限制位置之一中的粒子但不足以使所述粒子達到限制位置中的另一個位置的能量。
11.如權利要求10所要求的電泳顯示器，其中控制器(15)被設置用于控制數據驅動器(10)提供驅動電壓波形(VD)，驅動電壓波形(VD)包括在圖像更新周期(IUP)期間連續地(i)一復位脈沖(RE)，用于使所述粒子基本占用限制位置中的一個，和(ii)驅動脈沖(Vdr)，和第一搖動脈沖(SP1)，它在復位脈沖(RE)之前或出現在復位脈沖(RE)和驅動脈沖(Vdr)之間。
12.如權利要求11所要求的電泳顯示器，其中數據驅動器(10)被設置用于生成復位脈沖(RE)，其具有取決于圖像更新周期(IUP)之前和之后的像素(18)的光學狀態之間的差異的持續時間。
13.如權利要求11所要求的電泳顯示器，其中數據驅動器(10)被設置用于提供在復位脈沖(RE)之前的第一搖動脈沖和用于進一步生成在復位脈沖(RE)和驅動脈沖(Vdr)中間的第二搖動脈沖(SP2)，其中對于像素的線路組的所有像素(18)第二搖動脈沖(SP2)出現在相同的第二搖動時間周期(TS2)期間。
14.如權利要求11所要求的電泳顯示器，其中數據驅動器(10)被設置用于生成復位脈沖(RE)，其具有比使粒子占用極端位置之一所需的更長的持續時間。
15.如權利要求11所要求的電泳顯示器，其中數據驅動器(10)被設置用于生成具有基本上與粒子從當前位置移動到極端位置之一所需的距離成正比的持續時間的復位脈沖(RE)。
16.如權利要求11所要求的電泳顯示器，其中如果復位脈沖(RE)具有比最大持續時間短的持續時間，數據驅動器(10)被設置用于在第一搖動脈沖(SP1)和復位脈沖(RE)中間出現的第三搖動周期(TS3)的至少一部分期間生成第三搖動脈沖(SP3)。
17.如權利要求11所要求的電泳顯示器，其中，如果復位脈沖(RE)具有比最大持續期間短的持續期間，數據驅動器(10)被設置用于在在復位脈沖(RE)和驅動脈沖(Vdr)中間出現的第三搖動周期(TS3)的至少一部分期間生成第三搖動脈沖(SP3)。
18.如權利要求16或17所要求的電泳顯示器，其中數據驅動器(10)被設置用于生成具有比第一搖動脈沖(SP1)更低的能含量的第三搖動脈沖(SP3)。
19.如權利要求17所要求的電泳顯示器，其中數據驅動器(10)被設置用于進一步生成在第三搖動脈沖(SP3)和驅動脈沖(Vdr)中間的第二搖動脈沖(SP2)，其中對像素的一個線路組的所有像素(18)第二搖動脈沖(SP2)出現在一個相同的第二搖動時間周期(TS2)期間。
20.一種顯示裝置，包括如權利要求1到19任一個所要求的電泳顯示器。
21.一種驅動電泳矩陣顯示器的方法，該電泳矩陣顯示器包括多個像素(18)，該方法包括選擇(16)像素(18)的線路，通過數據電極(5，5’)提供(10)驅動電壓波形(VD)到每一個選擇的像素(18)，和控制(15)選擇驅動器(16)以在部分驅動電壓波形(VD)期間同時選擇像素(18)的一個線路組，對于每個數據電極(5，5’)驅動電壓波形的所述部分對與同一個數據電極(5，5’)相關聯的至少所有像素(18)相等。
22.如權利要求18所要求的方法，其中像素(18)包括電泳材料(8、9)，電泳材料包括荷電粒子，每個像素(18)與第一電極(6)相關并和數據電極(5，5’)中的一個相關聯，提供步驟(10)呈現第一電極(6)和數據電極(5，5’)之間的驅動電壓波形(VD)，其中荷電粒子能夠響應于驅動電壓波形(VD)占據第一電極(6)和第二電極(5)之間的兩個限制位置，并且其中控制步驟(15)控制提供步驟(10)以提供驅動電壓波形(VD)，驅動電壓波形包括在一個圖像更新周期(IUP)期間連續包括(i)一復位脈沖(RE)，用于使所述粒子基本占用限制位置中的一個，和(ii)驅動脈沖(Vdr)，其具有按照將由一個相關像素(18)達到的光學狀態的電平和/或持續時間，和第一搖動脈沖(SP1)，其出現在用于像素(18)的選擇的線路組的所有像素(18)的相同的第一搖動時間周期期間，第一搖動周期(TS1)在復位脈沖(RE)之前或出現在復位脈沖(RE)和驅動脈沖(Vdr)之間，第一搖動脈沖(SP1)包括至少一個預置脈沖，該預置脈沖具有足以釋放存在于極端位置之一的粒子但不足以使所述粒子到達另一個極端位置的能量。
全文摘要
一種用于電泳矩陣顯示器的驅動電路包括一個用于選擇矩陣顯示器的像素(18)的線路的選擇驅動器(16)。數據驅動器(10)經數據電極(5，5′)提供驅動電壓波形(VD)到每個選擇的像素(18)。控制器(15)控制選擇驅動器(16)以在驅動電壓波形(VD)的一部分期間同時選擇像素(18)的一個線路組，對于每個數據電極(5，5′)驅動電壓波形的該部分對至少所有與數據電極(5，5′)中相同的一個相關聯的像素相等。
文檔編號G09G3/34GK1742315SQ200480002639
公開日2006年3月1日 申請日期2004年1月13日 優先權日2003年1月23日
發明者M·T·約翰遜, G·周, N·艾勒內 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司