专利名称：降低了存储器需求的双稳态显示器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种显示元素通过应用电势差从第一被改变到第二显示状态的双稳态显示器，并且涉及用于存储和准备供传输的图像数据把图像数据传输到显示器的设备和方法。
背景技术：
这类显示装置一般是在例如监视器、膝上型计算机、个人数字助理(PDA)、移动电话和电子图书、报纸、杂志等等中使用的电泳显示器。
电泳显示器包括包含液体中带电粒子的电泳介质(电子墨水或″E墨水″)，多个被安排成矩阵的显示元素(像素)、与每个像素相关联的第一和第二电极、以及取决于所施加的电势差的值和持续时间，用于向每个像素电极施加电势差以使带电粒子占据电极之间的位置的分压器，以便显示图像或其它信息。
在开头的段落中提及的显示装置类型例如从美国，马萨诸塞州，坎布里奇的E墨水公司于1999年4月9日公开的国际专利申请WO99/53373WO中已知，其标题为″Full Color Reflective DisplayWith Multichromatic Sub-Pixels″。那个专利申请公开了一种包括两个基片的显示器，其中一个基片是透明的。另一个基片配备有被安排成行和列的电极。行和列电极之间的交叉与显示元素或像素相关联。显示元素经由薄膜晶体管(TFT)被耦合到列电极，薄膜晶体管(TFT)的栅极被耦合到行电极。显示元素、TFT晶体管和行列电极的这种安排共同形成一个有源矩阵。而且，显示元素包括像素电极。行驱动器选择显示元素行，而列驱动器经由列电极和TFT晶体管向所选的显示元素行提供数据信号。数据信号相当于将要被显示的图形数据。
而且，电泳介质被提供在透明基片上提供的像素电极和公共电极之间。电泳介质包括多个大约10到50微米的微囊。例如，每个微囊包括悬浮在液体中的正电白色颗粒和负电黑色颗粒。当负电场被施加到公共电极时，白色颗粒移动到对着透明基片的微囊的一侧，并且显示元素变为对观看者可视。同时，黑色颗粒移动到在微囊相对侧的像素电极处，在这里黑色颗粒对于观看者是隐藏的。通过向像素电极施加负电场，黑色颗粒移动到微囊对着透明基片一侧的公共电极，并且显示元素对于观看者显示暗色。当电场被取消时，显示装置保持在所获得的状态中并且呈现双稳态特性。
显示装置图像中颜色的灰度或梯度可以通过控制移动到微囊顶端的对电极的颗粒数量来产生。例如，正或负电场的能量(被定义为场强和施加时间的乘积)控制移动到微囊顶端的颗粒数量。通常，这些分度通过在指定时期内施加电压脉冲来创建。
这些显示器强烈地受到图像历史、停留时间、温度、湿度、电泳箔的侧向不均匀性等等的影响。特别地，为了抵消这些及其它因素并且让显示元素达到期望的光学状态，往往需要施加电势差序列而不是单个电势差。电势差或电势差序列在本申请中也被称为波形。用于光学状态之间的不同转换的参考波形一般以查找表的形式被存储在显示装置的存储器中。一般来说，波形由多个帧组成，因为显示器需要的地址时间长于主动显示器的保持率。
对于图像历史，电子墨水显示器的问题是由于强存储效应(双稳定性)以及停留时间效应而引起的严重残像问题。为了减少停留时间和图像历史的影响，在先前的于2002年5说24日公开的非预先发表的共同未决申请EP02077017.8(申请号PHNL 020441)中建议在驱动电压脉冲之前先使用一连串交流电压短脉冲。为了完全地消除先前的图像，优选地要求一段较长的脉冲时间周期。然而，图像更新可见度随着脉冲时间周期的增加而增加。这种现象在LCD中被称为抖动或闪烁。
为了减少LCD中的闪烁，线或列反转被使用，即偶数线/列的驱动脉冲极性变得与奇数线/列上的极性相反或者被变为零。用这种方法，偶数列的正效应通过奇数列的负效应而被补偿。当这种简单的线或列反转方法被应用于电泳显示器时，闪烁的确得到了减少。实现这种反转的优选方法是把相同的驱动波形用于显示器的偶数和奇数列，但是与偶数列相比，开始编址奇数列至少延迟了一个帧的时间。这个方法在先前于2003年5月22日非预先发表的共同未决申请EP0310148.0(申请号PHNL030560)中被公开。
特别地，虽然这些反转方法极大地改进了电子墨水显示器的视觉性能，但是它们导致需要两倍于先有技术情况中将被存储为查找表的参考波形。这个附加存储器用这些装置添加了这个共同的问题传统的电子墨水显示装置一般需要较大的处理电路以产生新帧的数据脉冲，存储若干先前的帧和大的查找表。因为在不同的温度下需要不同的驱动波形，所以查找表可能变成相当大。减少查找表所需的存储器的大小是有利的。
发明内容
本发明的目的是提供一种显示器，其中，通过排序查找表使得波形的极大部分被重新用于屏幕的不同部分，从而减小了用于存储被用来在电泳显示器的查找表中更新图像的波形的存储需求。这种能力在用同一波形开始编址奇数列的时候尤其有用，但是与偶数列相比具有至少一个帧时间的延迟。尽管如此，本发明可以在任何双稳态显示器中被实现，其中，与其它部分相比，编址屏幕的任何部分都有一个时间延迟。
本发明另外的有利实施例在下面被叙述并且在从属的权利要求中被阐明。
本发明的这些及其它方面将变得明显并且将通过参考下述的(一个或多个)实施例而被阐明。
图1是显示装置一部分的剖面示意图。
图2是显示装置一部分的等效电路图。
图3示出了可仿效的线反转波形。
图4是具有存储器的显示装置的示意图。
图5示出了根据先有技术的查找表的格式。
图6示出了根据本发明实施例的查找表的格式。
附图是示意图而不是按比例绘制的，并且同样的附图标记通常指的是同样的部分。
具体实施例方式
图1是电泳显示器101一部分的剖面示意图，该部分例如是几个显示元素118的大小，电泳显示器101包括基础基片102、具有呈现在两个例如聚乙烯的透明基片103、104之间的电子墨水的电泳膜。其中一个基片103配备有透明像素电极105，而另一个基片104配备有透明对电极106。电子墨水包括多个大约为10到50微米的微囊107。每个微囊107都包括悬浮在液体110中的正电白色颗粒108和负电黑色颗粒109。当负电场被施加到对电极106时，白色颗粒108移动到微囊107对着对电极106的一侧，并且在此包括对电极106、像素电极105和微囊107的显示元素118变为对观看者可视。同时，黑色颗粒109移动到微囊107的相对侧，而对于观看者是隐藏的。通过向对电极106施加正电场，黑色颗粒109移动到微囊107对着对电极106的一侧，并且显示元素对于观看者(未示出)显出暗色。当电场被除去时，颗粒107保持在所获得的状态中，而显示器呈现双稳态特性并且基本上没有耗费功率。
图2是图像显示装置201的等效电路图，包括层压在配备有有源开关元件、行驱动器216和列驱动器225的基础基片202上的电泳膜。优选地，对电极206被提供在包括密封电泳墨水的薄膜上，但是在用平行(in-plane)电场操作的情况下也可能替换地被提供在基础基片上。显示装置201在这个例子中通过有源开关元件(薄膜晶体管219)来驱动。它包括在行或选择电极217和列或数据电极211交叉区域的显示元素矩阵。行驱动器216连续地选择行电极217，而列驱动器225则把数据信号提供给列电极211。优选地，控制器215首先把输入数据213处理成数据信号。控制器215包括可能是控制器215的CPU寄存器的中间存储器214。列驱动器225和行驱动器216之间的互同步经由驱动线路212发生。来自于行驱动器216的选择信号经由薄膜晶体管219选择像素电极222，薄膜晶体管219的栅极220被电连接到行电极217，而其源极221被电连接到列电极211。存在于列电极211的数据信号被传送到经由TFT被耦合到漏极的显示元素的像素电极222。在这个实施例中，图1的显示装置还包括在每个显示元素218位置处的辅助电容器223。在这个实施例中，辅助电容器223被连接到一个或多个存储电容器线路224。诸如二极管、MIM等等之类的其它开关元件也可以代替TFT被使用。
图3示出了示例波形330、331，其中，利用列反转将一连串相反的电压脉冲施加到偶数列336和奇数列337。水平方向332、333是时间。垂直方向334、335是被施加到显示元素的电势差的振幅。在此，波形330、331的电压脉冲由预置信号338、339和驱动信号340、341组成。在这个例子中，波形在偶数列336从正号开始，而在奇数列337从负号开始，并且奇数列337的波形被延迟了一个帧周期TF342。
图4示出了用于显示以一连串连续帧N、N-1、N+1被提供给显示装置的图像信息的传统电泳显示器401。该显示装置具有与图2中所示装置类似的布置，扩展了例如RAM存储器426和中间存储器414的存储器装置，RAM存储器426例如用于存储对应于正在被显示的当前帧N的显示元素的当前状态，而中间存储器414一般是限制尺寸和高速的RAM。而且，取决于对应于正在被显示的当前帧N的显示元素被存储的当前状态和对应于将被显示的新帧N+1的显示元素的新状态，控制器415被安排来产生驱动信号412。驱动信号412被施加到列驱动器425。
控制器415包括查找表445，其具有对应于显示元素的当前状态和新状态的地址条目。查找表条目然后由16个波形组成。查找表445的这些条目指向用于转换显示元素的预定参数，例如从四个灰度值之一的第一灰度值转换到也是四个灰度值之一的第二灰度值，第一灰度值对应于帧N的当前状态，而第二灰度值对应于帧N+1的新状态。
查找表445可以被实现在ROM存储器中，并且可以被实现在控制器415之外。驱动信号可能包括具有固定持续时间和变化振幅的脉冲、具有固定振幅及两个极值之间的交变极性和变化持续时间的脉冲、以及脉冲宽度和振幅都可能变化的混合驱动信号。对于脉冲振幅驱动信号来说，这个预定驱动参数指示了包括其符号的驱动信号振幅。对于脉冲时间调制的驱动信号来说，该预定的驱动参数指示了补偿驱动信号的脉冲的持续时间和符号。对于混合型或脉冲形状的驱动信号来说，预定的驱动参数指示了补偿驱动脉冲的部分的振幅和长度。被预定的驱动参数可能例如是8位数。对于查找表445中的每个条目来说，实验上为所选择的电子墨水类型驱动参数，以用于对应的灰度级转换和不同预定的工作温度。
图5说明了根据先前技术的查找表的格式。在图5中，水平方向550指出用于每个可以被编址到显示器像素的替换波形(例如图3中的330)的地址号551。垂直方向552是帧编号。时间延迟是外部的。示出从图5的顶部553被扫描到底部554的帧。图5的查找表是用于用四个灰度级来操作的显示器。在这种情况下，把像素从四个先前的灰度级中任何一个改变到任何新的灰度级所需的波形有16个。在列反转被用于上述的任何原因的情况的反转中，第二组列还需要另外16个驱动波形。如图5中的地址号551所指，这导致需要具有32个用于波形的每个帧周期的地址的存储器。例如，图5的行中的前16个地址被用于偶数列，而后16个地址被用于奇数列。地址包括每个波形在重置的每个帧周期内所需的电压-例如，如果正在使用脉宽调制方案则是正、负或零电压，而如果电压调制驱动器可用则是可变电压。
图6表示在延迟的列反转的情况中根据本发明的实施例来构造的查找表，但是却相同地使用了图3中所示的驱动波形。
图6的参考数字指的是与图5中对应数字的相同的部分。图6中的水平方向650指出用于每个可以被编址到显示器像素的替换波形的地址号651。垂直方向652是帧编号。时间延迟是外部的。示出从图5的顶部653被扫描到底部654的帧。
现在，查找表只由图6的先有技术情况一半数量的地址来组成(在4灰度级显示器这种情况下是16个地址)。
在显示器操作中查找表的第一条线被读入例如由图4的参考数字414指出的小中间存储器。
显示器第一部分中的像素(例如偶数列)从顶部的线(第一帧编号)开始从中间存储器414读取数据。
控制器415为至少第一和第二帧(在1帧的延迟内)读取查找表。该数据被保留在中间存储器414中(在此，其包含2×16×2＝64位)。
现在，显示器第一部分中的像素(偶数列)将从第二条线(第二帧编号)开始从中间存储器414读取数据，而显示器第二部分中的像素(奇数列)将从顶部的线(第一帧编号)开始从中间存储器414读取数据。
在下一步骤中，第二和第三帧的数据被存储在第二中间存储器中，然后处理继续。
用这种方法，所需要的列反转被实现，同时产生一个较小的查找表。如果需要较长的延迟，则更多的帧将被读入存储器。
在另外的实施例中，多个时间延误可以由控制器415来定义，凭此显示器另外的部分可以被延迟不同时间。在这种情况下，如果需要可变的延迟，则更多的帧也将被读入存储器。
最后，上述讨论仅仅意在说明本发明，而不应当被看作是把附加的权利要求限制到任何特殊的实施例或实施例组。例如，控制器415可以是用于根据本发明来执行的专用处理器，或者可以是只运行其众多功能之一以便根据本发明进行执行的通用处理器。处理器可以使用程序部分、多个程序段来操作，或者可以是使用专用或通用集成电路的硬件装置。每个所使用的系统还可以连同别的系统一起来使用。从而，虽然本发明已经特别地参考其特殊的可仿效实施例被详细地描述，但是也应当理解，在不脱离在随后的权利要求中阐明的本发明的预定精神和范围的前提下可以做出大量的修改和变化。因此，说明书和附图将用说明性的方式来看待，而不是意在限制附加的权利要求的范围。
在解释附加的权利要求的时候，应当明白a)话″包括″不排除给出的权利要求中所列出之外的其它元件或动作的存在；b)元件前面的单词″一个″不排除多个这类元件的存在；c)权利要求中的任何参考数字都是用于说明性的目的，并且不限制它们的保护范围；d)几个″装置″可以由实现了结构或功能的同一条目或硬件或软件来表示；和每个所公开的元件都可以由硬件部分(例如离散电子线路)、软件部分(例如计算机程序)或其任何组合来组成。
权利要求
1.一种显示装置(101)，包括电泳颗粒(108、109)；显示元素(118)和下一个显示元素，分别包括像素电极(222)和相关联的对电极(206)，在这两个电极之间存在电泳颗粒(108、109)的一部分；控制器(215)，控制器(215)被配置用于确定将被应用于显示元素像素电极(222)和显示元素对电极(206)的期望波形(340)，以便把显示元素(118)带到对应于将被显示的输入数据(213)的预定光学状态，控制器(215)还被配置用于确定将被应用于下一个显示元素像素电极(222)和下一个显示元素对电极(206)的下一个期望波形(341)，以便把下一个显示元素带到对应于将被显示的输入数据(213)的下一个预定光学状态；存储器，用于存储包括一个或多个参考波形的查找表；和中间存储器(414)，由中间存储器(414)在连续帧中接收并存储一个或多个参考波形中的一个参考波形以及一个或多个参考波形中的下一个参考波形，中间存储器(414)在下一帧N+1之前存储帧N，其中帧N包括可由控制器(215)访问的一个或多个参考波形中的一个参考波形的一部分，下一帧N+1包括一个或多个参考波形中的下一个参考波形的全部或下一个部分，控制器(215)还被安排用于取决于期望波形(340)产生下一个期望波形(341)。
2.权利要求1的显示装置(101)，其中，控制器(415)产生下一个期望波形(341)以实现线反转。
3.权利要求1的显示装置(101)，其中，控制器(415)产生下一个期望波形(341)以实现列反转。
4.权利要求1的显示装置(101)，其中，通过改变期望波形(340)和下一个期望波形(341)的帧从中间存储器(414)读取并且被编址到显示元素(118)和下一个显示元素的顺序，控制器(415)产生下一个期望波形(341)。
5.权利要求1的显示装置(101)，其中，控制器设置期望波形(340)和一个或多个参考波形的下一个参考波形之间的多个时间延迟，从而形成可从中间存储器(414)读取的辅助帧以产生下一个期望波形(341)。
6.权利要求1的显示装置(101)，其中，中间存储器(414)是限制尺寸和高速的随机存取存储器。
7.权利要求6的显示装置(101)，其中，中间存储器(414)是控制器(415)的CPU的寄存器。
8.权利要求1的显示装置(101)，其中，显示装置(101)的部分屏幕用相对显示屏其它部分的时间延迟来编址。
9.权利要求1的显示装置(101)，其中，预定的光学状态是灰度。
10.权利要求1的显示装置(101)，其中，预定的光学状态是颜色。
11.一种显示装置(101)，包括电泳颗粒(108、109)；显示元素(118)，包括像素电极(222)和相关联的对电极(206)，在这两个电极之间存在电泳颗粒(108、109)；控制器(215)，被配置用于确定将被应用于像素电极(222)和对电极(206)的期望波形(340)，从而将显示元素(118)带到对应于将被显示的输入数据(213)的预定光学状态；和存储器，用于存储包含一个或多个参考波形的查找表，控制器(215)还被安排用来合并一个或多个参考波形中的一个参考波形的一部分和另外一个参考波形以确定期望波形(340)。
12.权利要求11的显示装置(101)，其中，控制器(215)从能够被应用到显示装置(101)的第二显示元素的第二期望波形中读取一个或多个参考波形中的一个参考波形的所述部分。
13.一种用于在具有以多行和多列安排的显示元素(118)的显示器(101)上显示信息的计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机代码装置，被配置用于使计算机通过应用波形把一个或多个显示元素(118)从第一状态改变成第二状态，所述波形通过合并参考波形的一部分和另一个参考波形而被确定。
14.权利要求13的计算机程序产品，其中，被合并的参考波形的一部分是时间延迟。
15.权利要求13的计算机程序产品，其中，波形与之前的波形在时间延迟上不同。
16.权利要求13的计算机程序产品，其中，参考波形的所述部分的至少一帧和另一个参考波形的至少一帧被存储在计算机的中间存储器(414)中。
17.用于在显示装置(101)的显示元素(118)上显示信息的方法，包括存储包含数据的查找表，所包含的数据表示把显示元素(118)带到一个或多个状态所必需的参考波形；检索表示对应于显示元素(118)的期望状态的参考波形的至少一部分数据，并且把表示参考波形的所述至少一部分数据存储在中间存储器(414)中；在中间存储器(414)中存储表示第二参考波形的一部分数据，第二参考波形的该部分数据是把显示元素(118)带到期望状态所必需的；和把表示第二参考波形的该部分数据插入表示对应于显示元素(118)的所期望状态的参考波形的至少一部分数据，以形成所期望波形，所期望波形能够被应用于显示元素(118)，以将显示元素(118)带到所期望状态。
18.权利要求17的方法，其中，表示第二参考波形的所述数据部分包括时间延迟帧。
19.权利要求17的方法，其中，参考波形和第二参考波形是同一波形。
20.一种用于在显示装置(101)的显示元素(118)上显示信息的方法，包括存储包含数据的查找表，所包含的数据表示把显示元素(118)带到一个或多个状态所必需的参考波形；检索数据的至少一部分，该部分表示对应于第一显示元素(118)的期望状态的第一参考波形，并且在中间存储器(414)中存储该表示第一参考波形的数据的至少一部分；检索数据的至少一部分，该部分表示对应于第二显示元素(118)的期望状态的第二参考波形，并且在中间存储器(414)中存储该表示第二参考波形的数据的至少一部分；和读取所述表示第一参考波形的数据的至少一部分的第一帧以产生第一期望波形；并且接着读取所述表示第一参考波形的数据的至少一部分的第一帧，依次读取所述表示第二参考波形的数据的至少一部分的后续帧以产生第二期望波形，第二期望波形能够被应用于第二显示元素以把第二显示元素带到第二显示元素(118)的期望状态。
全文摘要
具有显示元素群(118)的显示装置(401)，显示元素通过应用电势差的波形(330、331)序列从一个光学状态改变成另一个光学状态。要被应用的波形(330、331)被存储在装置(401)的存储器中的查找表(445)中。查找表被排序，使得一部分波形(330、331)被重新用于不同的显示元素群(401)。用于存储波形(330、331)的存储器需求得到了降低。
文档编号G09G3/34GK1856817SQ200480027293
公开日2006年11月1日 申请日期2004年9月17日 优先权日2003年9月22日
发明者M·T·约翰逊, G·周 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司