專利名稱：降低了存儲器需求的雙穩態顯示器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種顯示元素通過應用電勢差從第一被改變到第二顯示狀態的雙穩態顯示器，并且涉及用于存儲和準備供傳輸的圖像數據把圖像數據傳輸到顯示器的設備和方法。
背景技術：
這類顯示裝置一般是在例如監視器、膝上型計算機、個人數字助理(PDA)、移動電話和電子圖書、報紙、雜志等等中使用的電泳顯示器。
電泳顯示器包括包含液體中帶電粒子的電泳介質(電子墨水或″E墨水″)，多個被安排成矩陣的顯示元素(像素)、與每個像素相關聯的第一和第二電極、以及取決于所施加的電勢差的值和持續時間，用于向每個像素電極施加電勢差以使帶電粒子占據電極之間的位置的分壓器，以便顯示圖像或其它信息。
在開頭的段落中提及的顯示裝置類型例如從美國，馬薩諸塞州，坎布里奇的E墨水公司于1999年4月9日公開的國際專利申請WO99/53373WO中已知，其標題為″Full Color Reflective DisplayWith Multichromatic Sub-Pixels″。那個專利申請公開了一種包括兩個基片的顯示器，其中一個基片是透明的。另一個基片配備有被安排成行和列的電極。行和列電極之間的交叉與顯示元素或像素相關聯。顯示元素經由薄膜晶體管(TFT)被耦合到列電極，薄膜晶體管(TFT)的柵極被耦合到行電極。顯示元素、TFT晶體管和行列電極的這種安排共同形成一個有源矩陣。而且，顯示元素包括像素電極。行驅動器選擇顯示元素行，而列驅動器經由列電極和TFT晶體管向所選的顯示元素行提供數據信號。數據信號相當于將要被顯示的圖形數據。
而且，電泳介質被提供在透明基片上提供的像素電極和公共電極之間。電泳介質包括多個大約10到50微米的微囊。例如，每個微囊包括懸浮在液體中的正電白色顆粒和負電黑色顆粒。當負電場被施加到公共電極時，白色顆粒移動到對著透明基片的微囊的一側，并且顯示元素變為對觀看者可視。同時，黑色顆粒移動到在微囊相對側的像素電極處，在這里黑色顆粒對于觀看者是隱藏的。通過向像素電極施加負電場，黑色顆粒移動到微囊對著透明基片一側的公共電極，并且顯示元素對于觀看者顯示暗色。當電場被取消時，顯示裝置保持在所獲得的狀態中并且呈現雙穩態特性。
顯示裝置圖像中顏色的灰度或梯度可以通過控制移動到微囊頂端的對電極的顆粒數量來產生。例如，正或負電場的能量(被定義為場強和施加時間的乘積)控制移動到微囊頂端的顆粒數量。通常，這些分度通過在指定時期內施加電壓脈沖來創建。
這些顯示器強烈地受到圖像歷史、停留時間、溫度、濕度、電泳箔的側向不均勻性等等的影響。特別地，為了抵消這些及其它因素并且讓顯示元素達到期望的光學狀態，往往需要施加電勢差序列而不是單個電勢差。電勢差或電勢差序列在本申請中也被稱為波形。用于光學狀態之間的不同轉換的參考波形一般以查找表的形式被存儲在顯示裝置的存儲器中。一般來說，波形由多個幀組成，因為顯示器需要的地址時間長于主動顯示器的保持率。
對于圖像歷史，電子墨水顯示器的問題是由于強存儲效應(雙穩定性)以及停留時間效應而引起的嚴重殘像問題。為了減少停留時間和圖像歷史的影響，在先前的于2002年5說24日公開的非預先發表的共同未決申請EP02077017.8(申請號PHNL 020441)中建議在驅動電壓脈沖之前先使用一連串交流電壓短脈沖。為了完全地消除先前的圖像，優選地要求一段較長的脈沖時間周期。然而，圖像更新可見度隨著脈沖時間周期的增加而增加。這種現象在LCD中被稱為抖動或閃爍。
為了減少LCD中的閃爍，線或列反轉被使用，即偶數線/列的驅動脈沖極性變得與奇數線/列上的極性相反或者被變為零。用這種方法，偶數列的正效應通過奇數列的負效應而被補償。當這種簡單的線或列反轉方法被應用于電泳顯示器時，閃爍的確得到了減少。實現這種反轉的優選方法是把相同的驅動波形用于顯示器的偶數和奇數列，但是與偶數列相比，開始編址奇數列至少延遲了一個幀的時間。這個方法在先前于2003年5月22日非預先發表的共同未決申請EP0310148.0(申請號PHNL030560)中被公開。
特別地，雖然這些反轉方法極大地改進了電子墨水顯示器的視覺性能，但是它們導致需要兩倍于先有技術情況中將被存儲為查找表的參考波形。這個附加存儲器用這些裝置添加了這個共同的問題傳統的電子墨水顯示裝置一般需要較大的處理電路以產生新幀的數據脈沖，存儲若干先前的幀和大的查找表。因為在不同的溫度下需要不同的驅動波形，所以查找表可能變成相當大。減少查找表所需的存儲器的大小是有利的。
發明內容
本發明的目的是提供一種顯示器，其中，通過排序查找表使得波形的極大部分被重新用于屏幕的不同部分，從而減小了用于存儲被用來在電泳顯示器的查找表中更新圖像的波形的存儲需求。這種能力在用同一波形開始編址奇數列的時候尤其有用，但是與偶數列相比具有至少一個幀時間的延遲。盡管如此，本發明可以在任何雙穩態顯示器中被實現，其中，與其它部分相比，編址屏幕的任何部分都有一個時間延遲。
本發明另外的有利實施例在下面被敘述并且在從屬的權利要求中被闡明。
本發明的這些及其它方面將變得明顯并且將通過參考下述的(一個或多個)實施例而被闡明。
圖1是顯示裝置一部分的剖面示意圖。
圖2是顯示裝置一部分的等效電路圖。
圖3示出了可仿效的線反轉波形。
圖4是具有存儲器的顯示裝置的示意圖。
圖5示出了根據先有技術的查找表的格式。
圖6示出了根據本發明實施例的查找表的格式。
附圖是示意圖而不是按比例繪制的，并且同樣的附圖標記通常指的是同樣的部分。
具體實施例方式
圖1是電泳顯示器101一部分的剖面示意圖，該部分例如是幾個顯示元素118的大小，電泳顯示器101包括基礎基片102、具有呈現在兩個例如聚乙烯的透明基片103、104之間的電子墨水的電泳膜。其中一個基片103配備有透明像素電極105，而另一個基片104配備有透明對電極106。電子墨水包括多個大約為10到50微米的微囊107。每個微囊107都包括懸浮在液體110中的正電白色顆粒108和負電黑色顆粒109。當負電場被施加到對電極106時，白色顆粒108移動到微囊107對著對電極106的一側，并且在此包括對電極106、像素電極105和微囊107的顯示元素118變為對觀看者可視。同時，黑色顆粒109移動到微囊107的相對側，而對于觀看者是隱藏的。通過向對電極106施加正電場，黑色顆粒109移動到微囊107對著對電極106的一側，并且顯示元素對于觀看者(未示出)顯出暗色。當電場被除去時，顆粒107保持在所獲得的狀態中，而顯示器呈現雙穩態特性并且基本上沒有耗費功率。
圖2是圖像顯示裝置201的等效電路圖，包括層壓在配備有有源開關元件、行驅動器216和列驅動器225的基礎基片202上的電泳膜。優選地，對電極206被提供在包括密封電泳墨水的薄膜上，但是在用平行(in-plane)電場操作的情況下也可能替換地被提供在基礎基片上。顯示裝置201在這個例子中通過有源開關元件(薄膜晶體管219)來驅動。它包括在行或選擇電極217和列或數據電極211交叉區域的顯示元素矩陣。行驅動器216連續地選擇行電極217，而列驅動器225則把數據信號提供給列電極211。優選地，控制器215首先把輸入數據213處理成數據信號。控制器215包括可能是控制器215的CPU寄存器的中間存儲器214。列驅動器225和行驅動器216之間的互同步經由驅動線路212發生。來自于行驅動器216的選擇信號經由薄膜晶體管219選擇像素電極222，薄膜晶體管219的柵極220被電連接到行電極217，而其源極221被電連接到列電極211。存在于列電極211的數據信號被傳送到經由TFT被耦合到漏極的顯示元素的像素電極222。在這個實施例中，圖1的顯示裝置還包括在每個顯示元素218位置處的輔助電容器223。在這個實施例中，輔助電容器223被連接到一個或多個存儲電容器線路224。諸如二極管、MIM等等之類的其它開關元件也可以代替TFT被使用。
圖3示出了示例波形330、331，其中，利用列反轉將一連串相反的電壓脈沖施加到偶數列336和奇數列337。水平方向332、333是時間。垂直方向334、335是被施加到顯示元素的電勢差的振幅。在此，波形330、331的電壓脈沖由預置信號338、339和驅動信號340、341組成。在這個例子中，波形在偶數列336從正號開始，而在奇數列337從負號開始，并且奇數列337的波形被延遲了一個幀周期TF342。
圖4示出了用于顯示以一連串連續幀N、N-1、N+1被提供給顯示裝置的圖像信息的傳統電泳顯示器401。該顯示裝置具有與圖2中所示裝置類似的布置，擴展了例如RAM存儲器426和中間存儲器414的存儲器裝置，RAM存儲器426例如用于存儲對應于正在被顯示的當前幀N的顯示元素的當前狀態，而中間存儲器414一般是限制尺寸和高速的RAM。而且，取決于對應于正在被顯示的當前幀N的顯示元素被存儲的當前狀態和對應于將被顯示的新幀N+1的顯示元素的新狀態，控制器415被安排來產生驅動信號412。驅動信號412被施加到列驅動器425。
控制器415包括查找表445，其具有對應于顯示元素的當前狀態和新狀態的地址條目。查找表條目然后由16個波形組成。查找表445的這些條目指向用于轉換顯示元素的預定參數，例如從四個灰度值之一的第一灰度值轉換到也是四個灰度值之一的第二灰度值，第一灰度值對應于幀N的當前狀態，而第二灰度值對應于幀N+1的新狀態。
查找表445可以被實現在ROM存儲器中，并且可以被實現在控制器415之外。驅動信號可能包括具有固定持續時間和變化振幅的脈沖、具有固定振幅及兩個極值之間的交變極性和變化持續時間的脈沖、以及脈沖寬度和振幅都可能變化的混合驅動信號。對于脈沖振幅驅動信號來說，這個預定驅動參數指示了包括其符號的驅動信號振幅。對于脈沖時間調制的驅動信號來說，該預定的驅動參數指示了補償驅動信號的脈沖的持續時間和符號。對于混合型或脈沖形狀的驅動信號來說，預定的驅動參數指示了補償驅動脈沖的部分的振幅和長度。被預定的驅動參數可能例如是8位數。對于查找表445中的每個條目來說，實驗上為所選擇的電子墨水類型驅動參數，以用于對應的灰度級轉換和不同預定的工作溫度。
圖5說明了根據先前技術的查找表的格式。在圖5中，水平方向550指出用于每個可以被編址到顯示器像素的替換波形(例如圖3中的330)的地址號551。垂直方向552是幀編號。時間延遲是外部的。示出從圖5的頂部553被掃描到底部554的幀。圖5的查找表是用于用四個灰度級來操作的顯示器。在這種情況下，把像素從四個先前的灰度級中任何一個改變到任何新的灰度級所需的波形有16個。在列反轉被用于上述的任何原因的情況的反轉中，第二組列還需要另外16個驅動波形。如圖5中的地址號551所指，這導致需要具有32個用于波形的每個幀周期的地址的存儲器。例如，圖5的行中的前16個地址被用于偶數列，而后16個地址被用于奇數列。地址包括每個波形在重置的每個幀周期內所需的電壓-例如，如果正在使用脈寬調制方案則是正、負或零電壓，而如果電壓調制驅動器可用則是可變電壓。
圖6表示在延遲的列反轉的情況中根據本發明的實施例來構造的查找表，但是卻相同地使用了圖3中所示的驅動波形。
圖6的參考數字指的是與圖5中對應數字的相同的部分。圖6中的水平方向650指出用于每個可以被編址到顯示器像素的替換波形的地址號651。垂直方向652是幀編號。時間延遲是外部的。示出從圖5的頂部653被掃描到底部654的幀。
現在，查找表只由圖6的先有技術情況一半數量的地址來組成(在4灰度級顯示器這種情況下是16個地址)。
在顯示器操作中查找表的第一條線被讀入例如由圖4的參考數字414指出的小中間存儲器。
顯示器第一部分中的像素(例如偶數列)從頂部的線(第一幀編號)開始從中間存儲器414讀取數據。
控制器415為至少第一和第二幀(在1幀的延遲內)讀取查找表。該數據被保留在中間存儲器414中(在此，其包含2×16×2＝64位)。
現在，顯示器第一部分中的像素(偶數列)將從第二條線(第二幀編號)開始從中間存儲器414讀取數據，而顯示器第二部分中的像素(奇數列)將從頂部的線(第一幀編號)開始從中間存儲器414讀取數據。
在下一步驟中，第二和第三幀的數據被存儲在第二中間存儲器中，然后處理繼續。
用這種方法，所需要的列反轉被實現，同時產生一個較小的查找表。如果需要較長的延遲，則更多的幀將被讀入存儲器。
在另外的實施例中，多個時間延誤可以由控制器415來定義，憑此顯示器另外的部分可以被延遲不同時間。在這種情況下，如果需要可變的延遲，則更多的幀也將被讀入存儲器。
最后，上述討論僅僅意在說明本發明，而不應當被看作是把附加的權利要求限制到任何特殊的實施例或實施例組。例如，控制器415可以是用于根據本發明來執行的專用處理器，或者可以是只運行其眾多功能之一以便根據本發明進行執行的通用處理器。處理器可以使用程序部分、多個程序段來操作，或者可以是使用專用或通用集成電路的硬件裝置。每個所使用的系統還可以連同別的系統一起來使用。從而，雖然本發明已經特別地參考其特殊的可仿效實施例被詳細地描述，但是也應當理解，在不脫離在隨后的權利要求中闡明的本發明的預定精神和范圍的前提下可以做出大量的修改和變化。因此，說明書和附圖將用說明性的方式來看待，而不是意在限制附加的權利要求的范圍。
在解釋附加的權利要求的時候，應當明白a)話″包括″不排除給出的權利要求中所列出之外的其它元件或動作的存在；b)元件前面的單詞″一個″不排除多個這類元件的存在；c)權利要求中的任何參考數字都是用于說明性的目的，并且不限制它們的保護范圍；d)幾個″裝置″可以由實現了結構或功能的同一條目或硬件或軟件來表示；和每個所公開的元件都可以由硬件部分(例如離散電子線路)、軟件部分(例如計算機程序)或其任何組合來組成。
權利要求
1.一種顯示裝置(101)，包括電泳顆粒(108、109)；顯示元素(118)和下一個顯示元素，分別包括像素電極(222)和相關聯的對電極(206)，在這兩個電極之間存在電泳顆粒(108、109)的一部分；控制器(215)，控制器(215)被配置用于確定將被應用于顯示元素像素電極(222)和顯示元素對電極(206)的期望波形(340)，以便把顯示元素(118)帶到對應于將被顯示的輸入數據(213)的預定光學狀態，控制器(215)還被配置用于確定將被應用于下一個顯示元素像素電極(222)和下一個顯示元素對電極(206)的下一個期望波形(341)，以便把下一個顯示元素帶到對應于將被顯示的輸入數據(213)的下一個預定光學狀態；存儲器，用于存儲包括一個或多個參考波形的查找表；和中間存儲器(414)，由中間存儲器(414)在連續幀中接收并存儲一個或多個參考波形中的一個參考波形以及一個或多個參考波形中的下一個參考波形，中間存儲器(414)在下一幀N+1之前存儲幀N，其中幀N包括可由控制器(215)訪問的一個或多個參考波形中的一個參考波形的一部分，下一幀N+1包括一個或多個參考波形中的下一個參考波形的全部或下一個部分，控制器(215)還被安排用于取決于期望波形(340)產生下一個期望波形(341)。
2.權利要求1的顯示裝置(101)，其中，控制器(415)產生下一個期望波形(341)以實現線反轉。
3.權利要求1的顯示裝置(101)，其中，控制器(415)產生下一個期望波形(341)以實現列反轉。
4.權利要求1的顯示裝置(101)，其中，通過改變期望波形(340)和下一個期望波形(341)的幀從中間存儲器(414)讀取并且被編址到顯示元素(118)和下一個顯示元素的順序，控制器(415)產生下一個期望波形(341)。
5.權利要求1的顯示裝置(101)，其中，控制器設置期望波形(340)和一個或多個參考波形的下一個參考波形之間的多個時間延遲，從而形成可從中間存儲器(414)讀取的輔助幀以產生下一個期望波形(341)。
6.權利要求1的顯示裝置(101)，其中，中間存儲器(414)是限制尺寸和高速的隨機存取存儲器。
7.權利要求6的顯示裝置(101)，其中，中間存儲器(414)是控制器(415)的CPU的寄存器。
8.權利要求1的顯示裝置(101)，其中，顯示裝置(101)的部分屏幕用相對顯示屏其它部分的時間延遲來編址。
9.權利要求1的顯示裝置(101)，其中，預定的光學狀態是灰度。
10.權利要求1的顯示裝置(101)，其中，預定的光學狀態是顏色。
11.一種顯示裝置(101)，包括電泳顆粒(108、109)；顯示元素(118)，包括像素電極(222)和相關聯的對電極(206)，在這兩個電極之間存在電泳顆粒(108、109)；控制器(215)，被配置用于確定將被應用于像素電極(222)和對電極(206)的期望波形(340)，從而將顯示元素(118)帶到對應于將被顯示的輸入數據(213)的預定光學狀態；和存儲器，用于存儲包含一個或多個參考波形的查找表，控制器(215)還被安排用來合并一個或多個參考波形中的一個參考波形的一部分和另外一個參考波形以確定期望波形(340)。
12.權利要求11的顯示裝置(101)，其中，控制器(215)從能夠被應用到顯示裝置(101)的第二顯示元素的第二期望波形中讀取一個或多個參考波形中的一個參考波形的所述部分。
13.一種用于在具有以多行和多列安排的顯示元素(118)的顯示器(101)上顯示信息的計算機程序產品，該計算機程序產品包括計算機代碼裝置，被配置用于使計算機通過應用波形把一個或多個顯示元素(118)從第一狀態改變成第二狀態，所述波形通過合并參考波形的一部分和另一個參考波形而被確定。
14.權利要求13的計算機程序產品，其中，被合并的參考波形的一部分是時間延遲。
15.權利要求13的計算機程序產品，其中，波形與之前的波形在時間延遲上不同。
16.權利要求13的計算機程序產品，其中，參考波形的所述部分的至少一幀和另一個參考波形的至少一幀被存儲在計算機的中間存儲器(414)中。
17.用于在顯示裝置(101)的顯示元素(118)上顯示信息的方法，包括存儲包含數據的查找表，所包含的數據表示把顯示元素(118)帶到一個或多個狀態所必需的參考波形；檢索表示對應于顯示元素(118)的期望狀態的參考波形的至少一部分數據，并且把表示參考波形的所述至少一部分數據存儲在中間存儲器(414)中；在中間存儲器(414)中存儲表示第二參考波形的一部分數據，第二參考波形的該部分數據是把顯示元素(118)帶到期望狀態所必需的；和把表示第二參考波形的該部分數據插入表示對應于顯示元素(118)的所期望狀態的參考波形的至少一部分數據，以形成所期望波形，所期望波形能夠被應用于顯示元素(118)，以將顯示元素(118)帶到所期望狀態。
18.權利要求17的方法，其中，表示第二參考波形的所述數據部分包括時間延遲幀。
19.權利要求17的方法，其中，參考波形和第二參考波形是同一波形。
20.一種用于在顯示裝置(101)的顯示元素(118)上顯示信息的方法，包括存儲包含數據的查找表，所包含的數據表示把顯示元素(118)帶到一個或多個狀態所必需的參考波形；檢索數據的至少一部分，該部分表示對應于第一顯示元素(118)的期望狀態的第一參考波形，并且在中間存儲器(414)中存儲該表示第一參考波形的數據的至少一部分；檢索數據的至少一部分，該部分表示對應于第二顯示元素(118)的期望狀態的第二參考波形，并且在中間存儲器(414)中存儲該表示第二參考波形的數據的至少一部分；和讀取所述表示第一參考波形的數據的至少一部分的第一幀以產生第一期望波形；并且接著讀取所述表示第一參考波形的數據的至少一部分的第一幀，依次讀取所述表示第二參考波形的數據的至少一部分的后續幀以產生第二期望波形，第二期望波形能夠被應用于第二顯示元素以把第二顯示元素帶到第二顯示元素(118)的期望狀態。
全文摘要
具有顯示元素群(118)的顯示裝置(401)，顯示元素通過應用電勢差的波形(330、331)序列從一個光學狀態改變成另一個光學狀態。要被應用的波形(330、331)被存儲在裝置(401)的存儲器中的查找表(445)中。查找表被排序，使得一部分波形(330、331)被重新用于不同的顯示元素群(401)。用于存儲波形(330、331)的存儲器需求得到了降低。
文檔編號G09G3/34GK1856817SQ200480027293
公開日2006年11月1日 申請日期2004年9月17日 優先權日2003年9月22日
發明者M·T·約翰遜, G·周 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司