专利名称：具有高帧频及低峰值功耗的电泳显示器的驱动方法
技术领域：
本发明一般涉及诸如电子图书和电子报纸这样的电子阅读装置，更具体而言，涉及一种方法和设备，用于为驱动诸如电泳显示器这样的双稳态显示器提供驱动波形组，同时减小功耗。
最近的技术进步提供了“用户友好”的电子阅读装置，例如有很多机会打开的电子图书。例如，电泳显示器允诺了很多应用前景。这种显示器具有固有存储性能，能够保持图像相对长的时间而没有功耗。仅在显示器需要刷新或更新新信息时才消耗功率。所以，这种显示器的功耗很低，适用于像电子图书和电子报纸之类的便携式电子阅读装置。电泳指带电粒子在所施加的电场中的运动。当在液体中发生电泳时，粒子运动速率主要由粒子遭受的粘滞阻力、它们的电荷(永久性的或感生的)、液体的介电属性以及所施加场的大小决定。电泳显示器是一种双稳态显示器类型，这种显示器在图像更新后基本保持图像而不消耗功率。
例如，由E Ink Corporation，Cambridge，Massachusetts，US于1999年4月9日发表的名称为Full Color Reflective DisplayWith Multichromatic Sub-Pixes的国际专利申请WO 99/53373中描述了这种显示装置。WO 99/53373讨论了具有两个基底的电子墨水显示器。一个基底是透明的，另一个设有成行成列排列的电极。显示元件或像素与行电极和列电极的交叉点相关联。显示元件使用薄膜晶体管(TFT)耦合到列电极，该薄膜晶体管的栅极耦合到行电极。显示元件、TFT晶体管、行和列电极的这种结构一起形成了有源矩阵。而且，该显示元件包括像素电极。行驱动器选择一行显示元件，列或源驱动器通过列电极和TFT晶体管提供数据信号到所选显示元件行。该数据信号对应于需要显示的图形数据，例如文本或图像。
在像素电极和透明基底上的共用电极之间提供电子墨水。电子墨水包括多个直径为约10到50微米的微囊。在一种方法中，每个微囊具有悬浮在液态载体介质或流体中的带正电的白色粒子和带负电的黑色粒子。当正电压施加到像素电极上时，白色粒子向指向透明基底的微囊的一侧移动，观察者可以看到白色显示元件。同时，黑色粒子向微囊相对侧的像素电极移动，在此处它们不为观察者所见。通过施加负电压到像素电极，黑色粒子移向到指向透明衬底的微囊一侧处的公共电极，显示元件向观察者显示暗色。同时，白色粒子移动到微囊的相对侧处的像素电极，在此处它们不为观察者所见。当撤销电压时，显示装置保留在它所获取的状态，这样呈现双稳态特性。在另一种方案中，在染色液体中提供粒子。例如，可以在白色液体中提供黑色粒子，或在黑色液体中提供白色粒子。或者，可以在其它颜色的液体中提供不同颜色的粒子，例如，在蓝色液体中提供白色粒子。
例如空气这样的其他流体也可以在介质中使用，其中带电的黑色和白色粒子在电场中来回移动(例如，Bfidgestone SID2003-Symposium on Information Displays.May 18-23，2003，-digest20.3)。也可以使用有色粒子。
为了形成电子显示器，电子墨水可以印刷到一张在电路层上叠层的塑料薄膜上。该电路形成可被显示驱动器控制的像素图形。因为微囊悬浮在液态载体介质中，所以实际上它们可以使用现有的丝网印刷工艺印刷到任何表面，包括玻璃、塑料、纤维甚至纸张。而且，柔性片的使用允许设计外观近似常规图书的电子阅读装置。
然而，当帧被更新时，特别是使用较高帧频更新时，由于施加到像素的电压的变化大而快速，因此电子显示器消耗的功率可能变得高得不可接收。例如，较高的帧频可以用于较高的温度，或用于增加灰度级的数量或灰度级准确性。
本发明通过提供一种方法和设备解决上述和其他问题，该方法和设备提供驱动波形组来驱动诸如电泳显示器的双稳态显示器，同时减小功耗。
在本发明的一个特殊方面，一种方法提供电压波形组，用于在连续帧周期更新双稳态显示器的至少一部分。该方法包括存取数据，该数据定义了用于所述连续帧周期的所述电压波形组，以及根据所存取的数据，产生用于在所述连续帧周期期间驱动双稳态显示器的该至少一部分的所述电压波形组。在连续帧周期的持续时间中，每个电压波形跨越第一值范围。而且，所述连续帧周期中的至少一个与跨越第二值范围的每个电压波形的数据相关部分在时间上对准，该第二值范围是第一值范围的子集。
还提供了相关的电子阅读装置和程序存储装置。
附图中
图1示意性地示出了电子阅读装置的显示屏幕的一部分的一个实施例的正视图；图2示意性地示出了图1中沿2-2的剖面图；图3示意性地示出了电子阅读装置的概略图；图4示意性地示出了具有各自显示区域的两个显示屏；图5示出了用于图像转换的实例波形，其中高峰值功率期望在t0到t1、t1到t2之间。
图6示出了根据本发明的第一实施例的用于图像转变的示例波形，其中从B到G2的转变中的驱动脉冲的一部分被延迟三个帧周期。
图7示出了根据本发明的第二实施例的用于图像转换的示例波形，其中从W到G1以及从G2到G1的转变中的驱动脉冲的一部分被延迟两个帧周期。
图8示出了根据本发明的第三实施例的用于图像转变的示例波形，其中从W到G1以及从G2到G1的转变中的驱动脉冲的一部分被延迟三个帧周期。
在所有的附图中，相应的部分由相同的参考数字表示。
此处引用下面每一个文献作为参考欧洲专利申请EP 02078823.8，名称为“Electrophoretic DisplayPanel”，于2002年9月16日提交(代理人案卷号no.PHNL 020844)；欧洲专利申请EP 03100133.2，名称为“Electrophoretic DisplayPanel”，于2003年1月23日提交(代理人案卷号no.PHNL 030091)；欧洲专利申请EP 02077017.8，名称为“Display Device”，于2002年5月24日提交，或WO 03/079323，“Electrophoretic ActiveMatrix Display Device”，2003年2月6日公开(代理人案卷号no.PHNL 020441)；以及欧洲专利申请EP 03101705.6，名称为“Electrophoretic DisplayUnit”，于2003年6月11日提交(代理人案卷号no.PHNL 030661)。
图1和2示出了一种电子阅读装置的显示面板1的一部分的实施例，该电子阅读装置具有第一基底8、第二对置基底9和多个图像元件2。图像元件2可以基本沿二维结构中的直线排列。为清楚起见示出的图像元件2相互远离放置，但实际上，图像元件2可以彼此非常接近以形成连续的图像。而且，仅示出了完整显示屏的一部分。可以使用图像元件的其他结构，例如蜂窝结构。具有带电粒子6的电泳介质5存在于基底8和9之间。第一电极3和第二电极4与每个图像元件2相关。电极3和4能够接收电势差。在图2中，对于每个图像元件2，第一基底具有第一电极3，第二基底9具有第二电极4。带电粒子6能够占据接近电极3或电极4或它们之间的位置。每个图像元件2的外观由电极3和4之间的带电粒子6的位置决定。电泳介质5从美国专利5,961,804、6,120,839以及6,130,744获知，并且例如，可以从EInk Corporation获得。
举例来说，电泳介质5可以包含白色流体中带负电的黑色粒子6。当例如由于+15V的电势差，带电粒子6接近第一电极3时，图像元件2的外观是白色的。当例如由于-15V的相反极性电势差，带电粒子6在第二电极4附近时，图像元件2的外观是黑色的。当带电粒子6位于电极3和4之间时，图像元件具有黑色和白色之间的诸如灰度级的中间外观。专用集成电路(ASIC)100控制每个图像元件2的电势差以在整个显示屏上产生所需图像，例如图像和/或文本。整个显示屏由众多图像元件组成，图像元件对应于显示器中的像素。
图3示意性地示出了一种电子阅读装置的概略图。该电子阅读装置300包括显示ASIC 100。例如，该ASIC 100可以是Philips公司的“Apollo”ASIC电子墨水显示控制器。显示ASIC 100通过寻址电路305控制一个或多个显示屏310，例如电泳屏幕，以产生待显示的文本或图像。寻址电路305包括驱动集成电路(IC)。例如，显示ASIC 100可以用作电压电源，其通过寻址电路305为显示屏310中的不同像素提供电压波形。寻址电路305提供用于寻址特定像素(例如行或列)的信息以显示图像或文本。显示ASIC 100使得在不同的行和/或列开始显示连续页。图像或文本数据可以存储在存储器320中，存储器320代表一个或多个存储装置，且根据需要被ASIC 100访问。一个实例是Philips Electronics的小形式因子光(small form factoroptical，SFFO)盘系统，在其他系统中，可以使用非易失性闪存。电子阅读装置300还包括阅读装置控制器330或主机控制器，它可以响应用户激活软件或硬件按钮322，该软件或按钮启动用户命令，例如下一页命令或前一页命令。
阅读装置控制器330可以是计算机的一部分，其执行任何类型的计算机代码装置，例如软件、固件、微代码等，以获得这里描述的功能。因此，包括这种计算机代码装置的计算机程序产品可以以本领域技术人员显而易见的方式提供。阅读装置控制器330还可以包括存储器(未示出)，它是程序存储装置且可以包含由机器(例如阅读装置控制器330或计算机)执行的指令程序，以执行获得这里所述的功能的方法。这种程序存储装置可以以本领域技术人员显而易见的方式提供。
显示ASIC可以具有周期性地为电子图书的显示区域提供强制复位的逻辑，例如在在每x页显示后，每y分钟(例如10分钟)后，当电子阅读装置300第一次被开启时，和/或当亮度偏差大于某一值(例如3％的反射)时。对于自动复位，可以基于产生可接受的图像质量的最低频率，以经验确定可接受的频率。而且，例如，当用户开始阅读该电子阅读装置或当图像质量降低到不可接受的水平时，复位可以由用户通过功能按钮或其他界面装置手动启动。
ASIC 100提供指令到显示器寻址电路305以通过存取存储在存储器320中的信息而驱动显示器310。
本发明可以用于任何类型的电子阅读装置。图4示出了具有两个独立显示屏的电子阅读装置400的一个可能实例。具体而言，在第一屏幕440上提供第一显示区域442，在第二屏幕450上提供第二显示区域452。屏幕440和450可以通过连接扣(binding)445相连，其允许屏幕相互折叠或在一个表面展开并且铺平。这种结构是所期望的，因为它接近复制阅读常规图书的过程。
可以提供各种用户界面装置以允许用户启动前进一页、后退一页命令等。例如，第一区域442可以包括可以使用鼠标或其他点击装置激活的屏上按钮424、接触激活、PDA笔或其他已知技术，以在该电子阅读装置的页之间行进。除了前进一页和后退一页命令，可以提供在相同页上向上或向下滚动的功能。取而代之或额外地，可以提供硬件按钮422以允许用户提供前进一页以及后退一页命令。第二区域452也可以包括屏上按钮414和/或硬件按钮412。注意环绕第一和第二显示区域422和452的边框是不需要的，因为显示区域可以是无框的。也可使用其他接口例如声音命令接口。注意按钮412、414；422、424并不是两个显示区域都需要的。即，可以提供单组前进一页和后退一页按钮。或者，可以启动单个按钮或例如摇臂开关的其他装置以提供前进一页和后退一页命令。也可提供功能按钮或其他接口装置以允许用户手动启动复位。
在其他可能的设计中，电子图书具有单个显示屏幕，其具有一次显示一页的单个显示区域。或者，例如单个显示屏可以分割成水平地或垂直地排列的两个或多个显示区域。而且，当使用多个显示区域时，可以以任何期望的顺序显示连续的页。例如，在图4中，第一页可以在显示区域442显示，同时第二页在显示区域452显示。当用户需要看下一页时，第三页可以在第一显示区域442显示代替第一页，同时第二页保持显示在第二显示区域452。类似地，第四页可以在第二显示区域452显示，以此类推。在另一方法中，当用户请求看下一页时，两个显示区域都更新，使得第三页在第一显示区域442代替第一页显示，第四页在第二显示区域452代替第二页显示。当使用单个显示区域时，可以显示第一页，当用户键入下一页命令时，则第二页重写第一页，以此类推。该过程反向工作用于后退一页命令。而且，该过程也同样适用于文本从右向左读取的语言，例如希伯来语，以及文本是纵向读取而不是横向读取的语言，例如中文。
此外，注意不需要在显示区域显示整个页。可以显示该页的一部分，并提供滚动功能，允许用户向上或向下、向左或向右滚动读取该页的其他部分。可以提供放大和缩小功能，以允许用户改变文本或图像的大小。例如这对于视力下降的用户是所希望的。
解决的问题已经发现脉冲宽度调制(PWM)是驱动双稳态显示器(例如电泳显示器)的低成本技术，因为驱动器价格低。使用驱动波形，灰度级准确度由最小帧时间限制，该最小帧时间通常是20ms的标准时间。然而，最近获得了更小的帧时间，大约8ms。
诸如电泳显示器的双稳态显示器基于外部电场下带电粒子的运动。因为粒子迁移率随温度改变和/或流体的粘度随温度改变，所以切换时间是与温度相关的。使用现有的电子墨水材料，切换时间随着温度的升高而减小，为室温发展的驱动电压波形必须延伸到较高的温度。一种可能的方法是例如通过缩放减小帧周期(在欧洲专利申请EP02078823.8，docket no.PHNL 020844中讨论)，其中需要很短的帧时间。此外，需要更短的帧时间以提高灰度级的数量以及进一步改善灰度级准确性。然而，相对短的帧时间的使用导致较高的功耗。特别是，当源驱动器集成电路(IC)必须在相同的短帧扫描内在整个电压值范围工作时，需要不可接受的高峰值功率。本发明解决了该问题。
提出的解决方案讨论了一种技术，其用于在使用高帧频时减小双稳态装置中的功耗，同时获得准确的灰度级、增加灰度级数量。
在一个可能的解决方案中，用于各种灰度图像转换的驱动波形有意地在时间上对准，使得在一个或多个帧期间电压变化限制在可能电压值的子集范围中。换句话说，可以避免最大和最小值之间的整个范围的电压摆幅。例如，当波形中可能电压范围是-15V到+15V时，对于波形的特定部分可以避免从-15V到+15V或者从+15V到-15V的变化。作为替嗲，允许电压波形的这些特定部分从-15V到0V或从0V到+15V变化。这些波形部分可以包括使用相对较短的帧周期的波形的数据相关部分。通过减小一个或多个帧内的电压摆幅或跨度，功耗显著地减小。特别是，双稳态装置消耗的峰值功耗与方波电压变化成比例，即，P∝C×(ΔV)2，其中C表示电容。更具体而言，所消耗的峰值功率是电容×频率×电压摆幅×电源电压的乘积。例如在寻址电路305中供给电压到双稳态装置中的像素的IC或芯片的电源电压必须至少等于电压摆幅，例如可以是30V。电压摆幅或跨度是使用的可能电压的范围，例如30V(+15V-(-15V))。这样，通过减少电压摆幅到一半，即15V，在特定帧过程中减小了一半的功耗。然而，根据本发明的一个方面，例如可以根据减小的电压摆幅，将电源电压减小到例如15V。这将功耗减小到它原来的四分之一。电源电压和电压摆幅减小的结果是，可以使用长度是标准帧时间的四分之一的帧时间，同时维持相同低的功耗。因为短帧时间的利用率对于在较高温度改善灰度级准确性和增加灰度级数量是极为有用的，所以这一点是很重要的。
本发明适用于任何驱动机制，包括总线稳定驱动机制(rail-stabilized driving schemes)，其中驱动脉冲包括复位脉冲和灰度级驱动脉冲。复位脉冲是使双稳态显示器中的粒子移动到两个极限光学状态之一的电压脉冲，灰度级驱动脉冲是使显示器/像素变化到所需最终光学状态的电压脉冲。在下面的实施例中，尽管可以使用其他驱动机制，但是上述欧洲专利申请EP 03100133.2(代理人案卷号no.PHNL030091)中描述的总线稳定驱动用来解释本发明的可能执行。
图5示出了用于图像转换的示例性波形，其中高峰值功率预期在t0到t1之间和t1到t2之间出现。示例性波形示出了使用轨道稳定驱动从白色(W)到深灰(G1)的图像转变(波形500)、黑色(B)到浅灰(G2)的图像转变(波形520)、G2到G1的图像转变(波形540)以及G2到G2的图像转变(波形560)。这些实例代表了为具有4个指示亮度水平的电泳显示器更新图像所需的十六个波形的一个子集。使用总线稳定驱动，例如在波形500中使用复位脉冲(R)，其持续时间与粒子在两个电极之间(例如，从白色状态(W)到黑色状态(SB))需要移动的距离成比例。复位脉冲(R)可以具有过复位持续时间，用于改善图像质量。过复位脉冲在上述引用的共同未决的欧洲专利申请03100133.2(docket no.PHNL 030091)中有所描述。在波形500中，后续驱动脉冲(D)具有足够的能量来驱动显示器从黑色状态(SB)到最终状态即深灰(G1)状态。脉冲的能量是电压幅度和持续时间的乘积。
一般地，大量这种波形存储在电子装置的存储器中，并且用于驱动显示器中的像素。这些波形可以用于更新显示器的一部分，例如一个或多个像素，或整个显示器。垂直线表示帧边界。帧时间或帧周期是帧边界之间的时间，或帧频的倒数，它可以在波形中改变。这些波形一般同时开始和结束。如所讨论的，例如8-10ms的较短的帧时间可以用于波形的所选部分，例如以增加准确度和提供更多的灰度级，而例如20ms的较长的标准帧时间可以用于波形的其他部分。
每个波形500、520、540和560包括4个部分第一抖动脉冲(shaking pulse)(S1)、复位部分(R)、第二抖动脉冲(S2)和驱动部分(D)。SB和SW分别指示通过复位脉冲到达的黑色或白色状态。第一和第二脉冲都可以通过与数据无关的“硬件”抖动执行，其中显示器的所有像素同时接收抖动信号，与各个像素上的数据无关。可以看出抖动脉冲S1和S2在不同波形之间是时间对准的。使用硬件抖动，功耗可以最小化。抖动脉冲在上面引用的共同未决的欧洲专利申请02077017.8或WO 03/079324(docket no.PHNL 020441)中有所描述。抖动脉冲和过复位脉冲在驱动波形中的结合显著地改善了灰度级准确性。
然而，复位(R)和驱动脉冲(D)是波形500、520、540和560的数据相关部分的实例，因为它们一帧接一帧地被提供到各个像素，因此取决于定义帧图像的数据。复位脉冲(R)对帧时间的选择不如灰度级驱动脉冲(D)敏感。实际上，灰度驱动脉冲(D)对于帧时间的选择极为敏感，因为每个图像转变(例如，W到G1，B到G2等)中灰度级准确度主要由驱动脉冲帧时间决定。因此我们下面的讨论集中在驱动部分。然而，帧时间的选择对于施加到双稳态显示器的电压波形的任何数据相关部分都是重要的。
在图5的图像转变中，灰度级驱动脉冲(D)时间周期(tD)从两个帧时间或周期变到五个帧时间或周期。尤其是，对于波形500，tD5＝5FT，包括两个标准帧时间(FT)和三个短帧时间(FT’)。对于波形520，tD4＝4FT，包括两个标准帧时间(FT)和两个短帧时间(FT’)。对于波形540，tD3＝3FT，包括两个标准帧时间(FT)和一个短帧时间(FT’)。对于波形560，tD2＝2FT，包括两个标准帧时间(FT)。
然而，对于一些时间对准的帧，灰度级驱动脉冲中的一些具有正电压，另一些具有负电压。每个驱动部分或脉冲(D)包括两个标准帧时间(FT)，它们已经具有相对低的功耗(尽管源驱动器在负和正电压下工作)。人们甚至可以认为这些帧是使用单个扫描的单长度的“标准”帧，保持功耗甚至更低。在t0到t1之间以及t1到t2之间的帧周期中，需要具有最小(短)帧周期FT’的单扫描，其间负和正电压都必须由源驱动器供给，这导致不可接受的高峰值功率。例如，在t0到t1之间，波形500、520、540以及560分别需要-15V、+15V、-15V和0V。因为最小和最大电压(分别为-15V和+15V)在相同的帧中施加，当更新不同的像素时，在相同帧中寻址不同像素时电压源必须在它的最小和最大输出之间切换，导致高的功耗。下面讨论的波形通过在电压波形的特定数据相关部分的一个或多个特定帧避免整个范围的电压摆幅，解决了这个问题，这些帧例如在同一或更多帧中在时间上对齐。
图6示出了根据本发明的第一实施例的用于图像转变的示例性波形，其中从B到G2的转变中的驱动脉冲的一部分延迟三个帧周期。波形600提供从白(W)到深灰(G1)的图像转变、波形620提供从黑(B)到浅灰(G2)的图像转换、波形640提供从G2到G1的图像转变、波形660提供从G2到G2的图像转变。示出了与图5中使用的相同的波形，但是现在从B到G2的转变(波形620)中的灰度级驱动脉冲的一部分延迟三个短帧(FT’)。尤其是，波形620的驱动部分包括第一和第二驱动部分，分别为D1和D2，其中D2在延迟之后跟随D1。
在t0到t1之间，使用具有帧时间FT’的单次扫描。然而，现在在相同帧中施加到不同像素的电压电平不在-15V到15V的整个(第一)范围内变化。而是，该电压电平仅在-15V到0V的子集(第二)范围变化。尤其是，在t0到t1之间，波形600、620、640和660需要-15V、0V、-15V以及0V。类似地，在t1到t2之间以及t2到t3之间的帧时间内，波形600、620、640以及660需要-15V、0V、0V和0V。同样，电压电平仅在-15V到0V的子集范围内变化。在t3到t4之间的帧时间内，波形600、620、640和660需要0V、+15V、0V和0V。这里，电压电平仅在0V到+15V的子集(第三)范围变化。实际上，对于每个短帧时间(FT’)，电压摆幅限制在子集电压范围之一。
在讨论的实例中，可能电压值在最小值-15V到最大值+15V之间变化，其中中间值0V也使用。然而，本发明可以使用任何范围的电压，电压范围不需要以零为中心。例如，最小和最大电压可以都是正值，例如从+10V到+40V。而且，可以限制电压电平到可能值范围内的两个或更多个子集范围。子集范围可以是连续地、不连续的和/或重叠的。例如，可以使用两个子集范围，例如-15V到0V，和0V到+15V，它们是连续的并跨越-15V到+15V的值的第一范围。因为施加到像素的电压值的范围减小，所以也可以减小到电压源的电源电压，如所讨论的，导致特定帧时间的功耗减小。
图7示出了根据本发明的第二实施例的用于图像转变的示例性波形，其中从W到G1和从G2到G1的转换中的驱动脉冲的一部分被延迟两个帧周期。波形700提供从白(W)到深灰(G1)的图像转变、波形720提供从黑(B)到浅灰(G2)的图像转变、波形740提供G2到G1的图像转变、以及波形760提供从G2到G2的图像转变。示出了与图5中使用的相同的波形，但现在W到G1的转变(波形700)和G2到G1的转变(波形740)中的灰度级驱动脉冲(D2)的部分被延迟两个帧。尤其是，对于波形700，驱动部分包括第一驱动部分(D1)，接着是一个或多个帧时间延时，接着是第二驱动部分(D2)。类似地，波形740包括第一和第二驱动部分，分别为D1和D2。
同样，对于短帧时间(FT’)的帧，配置波形使得电压电平仅在可能值的子集范围内变化。例如，在t0到t1和t1到t2之间，电压电平仅在0V到+15V之间变化，因为波形700、720、740和760分别需要0V、+15V、0V和0V。在t2和t3之间，电压电平仅在-15V到0V之间变化，因为波形700、720、740和760分别需要-15V、0V、-15V和0V。在t3和t4之间和t4到t5之间，电压电平仅在-15V到0V之间变化，因为波形700、720、740和760分别需要-15V、0V、0V和0V。
在第三和第四帧(t0和t2之间)中，可以使用双扫描，每个扫描都具有帧时间FT’，或者可以使用具有2FT’的帧时间的单扫描。在第五帧中，在t2和t3之间，使用具有最小FT的单扫描。在第六和第七帧中，在t3和t5之间，可以使用双扫描，每个扫描都具有FT’的帧时间，或使用具有2FT’帧时间的单扫描。
图8示出了根据本发明的第三实施例的图像转变的实例波形，其中从W到G1和从G2到G1的转变中的驱动脉冲的一部分被延迟三个帧周期。波形800提供从白色(W)到深灰(G1)的图像转变、波形820提供从黑色(B)到浅灰(G2)的图像转变、波形840提供从G2到G1的图像转变、以及波形860提供从G2到G2的图像转变。第三实施例从第二实施例得出，但是加入了额外的帧。尤其是，与图7的对应波形有关，在B到G2转变(波形800)和G2到G2转变(波形860)的正驱动脉冲完成之后且在W到G1和G2到G1转变(分别为波形800和840)的负驱动脉冲(D2)开始之前，使用V＝0的额外帧。尤其是，在波形800中，驱动脉冲的第二部分(D2)从驱动脉冲的第一部分(D1)延迟三个帧而不是两个帧。在波形820中，在驱动部分(D)之后提供V＝0的额外帧。在波形840中，驱动脉冲的第二部分(D2)从驱动脉冲的第一部分(D1)延迟三个帧而不是两个帧。在波形860中，在驱动部分(D)之后提供V＝0的额外帧。这种方法可以进一步减小源驱动器的时间平均负载，由此进一步减小了平均时间功耗。
注意，在上述实例中，脉冲宽度调制(PWM)驱动用于阐述本发明，其中脉冲时间在每个波形中变化，而电压幅度保持恒定。然而，本发明还适用于其他驱动机制，例如，基于电压调制驱动(VM)(其中脉冲电压幅度在每个波形中变化)或组合的PWM和VM驱动的驱动机制。本发明适用于彩色以及灰度双稳态显示器。而且，电极结构不受限制。例如，可以使用顶/底电板结构、蜂窝结构、平面内开关结构或其他组合的平面内开关和垂直开关。而且，本发明可以在无源矩阵以及有源矩阵电泳显示器中执行。实际上，本发明可以在任何双稳态显示器中使用，该双稳态显示器在图像更新之后图像基本保留在显示器上时不消耗功率。而且，本发明适用于单和多窗口显示器，例如，其中存在打字机模式。
尽管示出的和描述的是本发明的优选实施例，当然应当理解可以不偏离本发明的精神在形式或细节上做各种修改和改变。因此，本发明不限制于所描述和阐述的具体形式，而是应该覆盖属于所有附加权利要求范围内的所有修改。
权利要求
1.一种在连续帧周期内提供用于更新双稳态显示器至少一部分的电压波形组的方法，该方法包括存取数据，该数据定义了用于所述连续帧周期的所述电压波形组；以及根据所存取的数据，在所述连续帧周期期间产生用于驱动该双稳态显示器(310)的至少一部分的所述电压波形组(600，620，640，660；700，720，740，760；800，820，840，860)；其中在所述连续帧周期的持续时间期间，这些电压波形中的每一个跨越第一值范围；且所述连续帧周期中的至少一个在时间上与跨越第二值范围的每个电压波形的数据相关部分对齐，该第二值范围是第一值范围的子集。
2.权利要求1的方法，其中所述连续帧周期中的至少另一个在时间上与跨越第三值范围的每个电压波形的数据相关部分对齐，该第三值范围是第一值范围的子集。
3.权利要求2的方法，其中第二和第三值范围是连续的并跨越第一值范围。
4.权利要求1的方法，其中在所述连续帧周期的所述至少一个中使用相对较短的帧周期(FT’)。
5.权利要求1的方法，其中每个电压波形的数据相关部分包括复位部分(R)。
6.权利要求1的方法，其中每个电压波形的数据相关部分包括驱动部分(D，D1，D2)。
7.权利要求1的方法，其中每个电压波形的数据相关部分包括第一驱动部分(D1)，接着是一个延时，接着是第二驱动部分(D2)。
8.权利要求1的方法，其中该双稳态显示器包括电泳显示器。
9.权利要求1的方法，进一步包括将电压源的电源电压从与第一值范围相关的电源电压降低到与第二值范围相关的电源电压，该电压源用于在所述连续帧周期的所述至少一个期间产生所述电压波形组。
10.一种程序存储装置，确实实施由机器执行的指令程序以执行一种在连续帧周期内提供用于更新双稳态显示器至少一部分的电压波形组的方法，该方法包括存取数据，该数据定义了用于所述连续帧周期的所述电压波形组；以及根据所存取的数据，在所述连续帧周期期间产生用于驱动该双稳态显示器(310)的至少一部分的所述电压波形组(600，620，640，660；700，720，740，760；800，820，840，860)；其中在所述连续帧周期的持续时间期间，这些电压波形中的每一个跨越第一值范围；且所述连续帧周期中的至少一个在时间上与跨越第二值范围的每个电压波形的数据相关部分对齐，该第二值范围是第一值范围的子集。
11.权利要求10的程序存储装置，其中所述连续帧周期中的至少另一个在时间上与跨越第三值范围的每个电压波形的数据相关部分对齐，该第三值范围是第一值范围的子集。
12.权利要求10的程序存储装置，其中在所述连续帧周期的所述至少一个中使用相对较短的帧周期(FT’)。
13.权利要求10的程序存储装置，其中每个电压波形的数据相关部分至少包括复位部分(R)和驱动部分(D，D1，D2)之一。
14.权利要求10的程序存储装置，其中该双稳态显示器包括电泳显示器。
15.权利要求10的程序存储装置，其中该方法进一步包括将电压源的电源电压从与第一值范围相关的电源电压降低到与第二值范围相关的电源电压，该电压源用于在所述连续帧周期的所述至少一个期间产生所述电压波形组。
16.一种显示装置，包括双稳态显示器(310)，以及控制器(100)，用于通过如下步骤在连续帧周期中提供用于更新双稳态显示器(310)的至少一部分的电压波形组(a)存取数据，该数据定义了用于所述连续帧周期的所述电压波形组；以及(b)根据所存取的数据，在所述连续帧周期期间产生用于驱动该双稳态显示器(310)的至少一部分的所述电压波形组(600，620，640，660；700，720，740，760；800，820，840，860)；其中在所述连续帧周期的持续时间期间，这些电压波形中的每一个跨越第一值范围；且所述连续帧周期中的至少一个在时间上与跨越第二值范围的每个电压波形的数据相关部分对齐，该第二值范围是第一值范围的子集。
17.权利要求16的显示装置，其中在所述连续帧周期的所述至少一个期间使用相对较短的帧周期(FT’)。
18.权利要求16的显示装置，其中每个电压波形的数据相关部分至少包括复位部分(R)和驱动部分(D，D1，D2)之一。
19.权利要求16的显示装置，其中该双稳态显示器包括电泳显示器。
20.权利要求16的显示装置，其中控制器将电压源的电源电压从与第一值范围相关的电源电压降低到与第二值范围相关的电源电压，，该电压源用于在所述连续帧周期的所述至少一个期间产生所述电压波形组。
21.一种控制器(100)，包括存取数据的装置，该数据定义了用于在连续帧周期更新双稳态显示器(310)的至少一部分的电压波形组(600，620，640，660；700，720，740，760；800，820，840，860)；并包括运算逻辑电路，其配置成根据所存取的数据，在连续帧周期期间产生用于驱动该双稳态显示器的至少一部分的所述电压波形组(600，620，640，660；700，720，740，760；800，820，840，860)；其中在所述连续帧周期的持续时间期间，每个电压波形跨越第一值范围；且所述连续帧周期中的至少一个在时间上与跨越第二值范围的每个电压波形的数据相关部分对齐，该第二值范围是第一值范围的子集。
全文摘要
通过使用电压波形(600，620，640，660；700，720，740，760；800，820，840，860)，图像在诸如电泳显示器这样的双稳态显示器(310)上更新，配置这些电压波形，使得在特定帧时间期间电压的变化限制到可能电压电平的子集。特定帧时间可以发生在波形的数据相关部分，例如复位部分(R)和/或驱动部分(D，D1，D2)。由于电压摆幅减小，所以电源电压可减小，使得功耗降低。而且，帧时间(FT’)可以在波形的数据相关部分缩短以增加灰度级准确度和灰度级数量。在其他帧时间，在使用标准帧时间(FT)的同时，电压电平可以在可能的电压电平的整个范围变化。
文档编号G09G3/34GK1849639SQ200480025683
公开日2006年10月18日 申请日期2004年8月30日 优先权日2003年9月8日
发明者G·周, A·V·亨岑, J·范德卡默, M·T·约翰逊 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司