一种电泳电子纸驱动方法及其系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种电泳电子纸驱动方法，包括以下步骤：S1、直流平衡补偿步骤，在驱动电极施加与待显示灰阶的驱动电压的电压数值相同、施加时间相同、极性相反的补偿电压；S2、直流平衡步骤，在驱动电极施加电压数值相同、施加时间相同的正、负电压；S3、刷写待显示灰阶步骤，在驱动电极施加待显示灰阶的驱动电压以刷写待显示灰阶；还公开了一种电泳电子纸驱动系统，包括直流平衡补偿装置，直流平衡装置，刷写待显示灰阶装置。本发明一种电泳电子纸驱动方法及其系统可实现驱动过程中直流平衡，保证电泳电子纸显示器的性能稳定性和使用寿命。本发明作为一种电泳电子纸驱动方法及其系统，可广泛应用于电泳电子纸驱动领域。
【专利说明】
一种电泳电子纸驱动方法及其系统
技术领域
[0001]本发明涉及电泳电子纸驱动领域，尤其是一种电泳电子纸驱动方法及其系统。
【背景技术】
[0002]当今，电子纸已经是一种非常重要的显示装置，可数字化控制并能迅速更新信息。电子纸的反射式显示方式可以提供舒适的阅读感受，符合人类的阅读习惯，具有非常广泛的应用前景。电泳显示(EPD)是实现电子纸显示的一个重要的技术手段。首先，它具有良好的双稳态特性，并且可以长时间保存显示的内容;第二，电泳材料较为容易实现驱动控制，可以通过控制施加的驱动电压的形态来显示不同灰阶。另外，电泳显示器的材料价格相对较低，显示过程中能耗小，因此，电泳显示技术被广泛应用在电子书阅读器中。
[0003]电泳显示装置由一个有源矩阵基板、时序控制器和一套驱动系统组成。电泳粒子是电泳显示器的一个重要组成部分。在电泳显示过程中，电泳粒子在外加电压的驱动下进行电泳运动，但其对驱动电压的响应时长，且是非线性的。因此，需要选择合适的电压时序，以校正粒子的电泳运动来实现灰阶显示。在实际应用中，施加到像素驱动电极上的电压时序被称作驱动波形。然而在驱动电泳显示器的过程中，参考图1，图1是现有技术的驱动波形示意图，传统的驱动波形需要三个阶段:擦除原始灰阶、激活粒子阶段、写入下一个灰阶，其中在激活粒子阶段的过程是重置显示屏为黑色灰阶，再次清除为白色灰阶，让微胶囊里面的黑色和白色粒子保持活性，并且这个阶段刷写白色灰阶和刷写黑色灰阶加载的电压时间长度是一样的，即占空比为50%。因此这个阶段不会导致直流残留。只有在其他两个阶段需要考虑直流不平衡的现象，而当驱动电压的电压平均值不为O时，这些带电离子将被集中到一个特定的地方形成一个内部电场，进而这种内部电场会阻断电泳粒子的运动。更加严重的情况下，当这种离子积累到一定程度时会破坏电泳显示屏。
[0004]传统去除电荷残留的方法是通过在公共电极电压值的极性变化。但是在电子纸显示器中，粒子的运动没有特定的规律，并且也没有极性反转的特性。因此，对于电子纸显示器不能使用改变共用电极电压值的方法，来达到去除直流残留的目的。
【发明内容】
[0005]为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种可去除灰阶驱动过程的残留电荷的电泳电子纸驱动方法及其系统，实现直流平衡，提高了电子纸的性能稳定性和使用寿命O
[0006]本发明所采用的技术方案是:一种电泳电子纸驱动方法，包括以下步骤:
51、直流平衡补偿步骤，在驱动电极施加与待显示灰阶的驱动电压的电压数值相同、施加时间相同、极性相反的补偿电压；
52、直流平衡步骤，在驱动电极施加电压数值相同、施加时间相同的正、负电压；
53、刷写待显示灰阶步骤，在驱动电极施加待显示灰阶的驱动电压以刷写待显示灰阶。
[0007]进一步地，所述步骤S2包括以下步骤: 在驱动电极施加占空比为50%的方波，所述方波为低电平为负的方波。
[0008]进一步地，所述步骤S2包括以下步骤:
激活粒子并刷写中间灰阶，在驱动电极施加与中间灰阶的驱动电压的电压数值、施加时间相同、极性相反的电压。
[0009]进一步地，所述驱动电压包括正驱动电压、负驱动电压。
[0010]进一步地，当补偿电压为正电压时，所述正、负电压设置为负电压转向正电压；当补偿电压为负电压时，所述正、负电压设置为正电压转向负电压。
[0011]进一步地，所述在驱动电极施加的电压的数值范围为5?22。
[0012]进一步地，刷写至少I级中间灰阶。
[0013]进一步地，所述步骤S3包括以下步骤:
激活粒子并在驱动电极施加待显示灰阶的驱动电压以刷写待显示灰阶。
[0014]进一步地，所述激活粒子包括以下步骤:
在驱动电极施加占空比为50%的方波，所述方波为低电平为负的方波。
[0015]本发明所采用的另一技术方案是:一种电泳电子纸驱动系统，包括以下:
直流平衡补偿装置，用于在驱动电极施加与待显示灰阶的驱动电压的电压数值相同、施加时间相同、极性相反的补偿电压；
直流平衡装置，用于在驱动电极施加电压数值相同、施加时间相同的正、负电压； 刷写待显示灰阶装置，用于在驱动电极施加待显示灰阶的驱动电压以刷写待显示灰阶。
[0016]本发明的有益效果是:本发明中一种电泳电子纸驱动方法通过在刷写待显示灰阶前施加与待显示灰阶的驱动电压的电压数值相同、施加时间相等、极性相反的补偿电压，即可以实现驱动过程中直流平衡，方法简单，容易实现，保证电泳电子纸显示器的性能稳定性和使用寿命。
[0017]本发明的另一有益效果是:本发明中一种电泳电子纸驱动系统通过直流平衡补偿装置实现驱动像素的驱动波形中等效电压为0V，即实现直流平衡，提高电泳电子纸显示器的使用寿命和性能稳定性。
【附图说明】
[0018]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步说明:
图1是本发明的现有技术的驱动波形示意图；
图2是本发明中一种电泳电子纸驱动方法的步骤流程图；
图3是本发明中一种电泳电子纸驱动方法的示意图；
图4是本发明中一种电泳电子纸驱动方法中显示屏的反射率变化示意图；
图5是本发明中一种电泳电子纸驱动方法中单一灰阶驱动的示意图；
图6是本发明中一种电泳电子纸驱动方法中单一灰阶驱动的一具体实施例波形图；
图7是本发明中一种电泳电子纸驱动方法中灰阶循环驱动的一具体实施例波形图。
【具体实施方式】
[0019]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0020]—种电泳电子纸驱动方法，参考图2，图2是本发明中一种电泳电子纸驱动方法的步骤流程图，包括以下步骤:
51、直流平衡补偿步骤，在驱动电极施加与待显示灰阶的驱动电压的电压数值相同、施加时间相同、极性相反的补偿电压；
52、直流平衡步骤，在驱动电极施加电压数值相同、施加时间相同的正、负电压；
53、刷写待显示灰阶步骤，在驱动电极施加待显示灰阶的驱动电压以刷写待显示灰阶。
[0021]在本实施例中，参考图3，图3是本发明中一种电泳电子纸驱动方法的示意图，本发明的方法分为直流平衡补偿步骤、直流平衡步骤和刷写待显示灰阶步骤，相应的驱动状态为直流平衡补偿阶段、直流平衡阶段和刷写待显示灰阶阶段，本发明通过在刷写待显示灰阶前即直流平衡补偿阶段施加与待显示灰阶的驱动电压的电压数值相同、施加时间相等(Te=Tw)、极性相反的补偿电压，并保证直流平衡阶段中所施加的正电压与负电压的电压数值相等、施加时间相等，最后，施加待显示灰阶的驱动电压，即可使驱动电泳电子纸显示的驱动波形的等效电压为0V，可以有效释放刷写灰阶时残留的静电荷，实现直流平衡。
[0022]在驱动波形的作用下，微胶囊内的颗粒开始朝向公共电极或像素电极移动。最终，粒子的运动将通过电泳显示屏的亮度和反射率变化来体现。如图4所示，图4是本发明中一种电泳电子纸驱动方法中显示屏的反射率变化示意图，当电泳显示屏的初始状态是黑色灰阶时，将呈现的反射率变化如图4所示。
[0023]作为技术方案的进一步改进，所述驱动电压包括正驱动电压、负驱动电压。在本实施例中，当施加正驱动电压刷写待显示灰阶时，驱动电压设置为由负电压转向正电压；当施加负驱动电压刷写待显示灰阶时，驱动电压设置为由正电压转向负电压，在本发明中，以正驱动电压为驱动电压说明本发明的实现过程，负驱动电压的实现过程与正驱动电压相似，原理相同。
[0024]作为技术方案的进一步改进，所述在驱动电极施加的电压的数值范围为5?22，电压数值越大，驱动完成所需时间越短。本发明的直流平衡补偿阶段、直流平衡阶段和刷写待显示灰阶阶段三个阶段所施加的正电压或者负电压的数值可以相同或者不相同，为了方便阐述本发明的实现过程，选择施加的正电压或者负电压的数值相同。
[0025]作为技术方案的进一步改进，当补偿电压为正电压时，所述正、负电压设置为负电压转向正电压;当补偿电压为负电压时，所述正、负电压设置为正电压转向负电压。
[0026]运用本发明中的方法可以实现单一灰阶的驱动和循环灰阶的驱动，下面分别对其做具体说明:
作为技术方案的进一步改进，所述步骤S2包括以下步骤:
在驱动电极施加占空比为50%的方波，所述方波为低电平为负的方波。
[0027]在本实施例中，参考图5，图5是本发明中一种电泳电子纸驱动方法中单一灰阶驱动的示意图，所述直流平衡补偿步骤、直流平衡步骤和刷写待显示灰阶步骤分别对应直流平衡补偿阶段、激活粒子阶段、刷写待显示灰阶阶段，在2个虚线之间的间隔代表单位时间，当帧速率是50帧/秒时，单位时间的长度为1/50 =20ms。驱动电压采用正驱动电压，电压数值以15为例，在每个时隙上的电压的状态可以被设置为15V，OV或-15 V。其中，激活粒子阶段施加占空比为50%的方波，正电压和负电压的时间是相等的，因此，这一阶段不会导致直流残留，保持直流平衡，则在刷写单一灰阶时，只要在激活粒子阶段之前，施加与待刷写的单一灰阶的驱动电压的电压数值相等、施加时间相等的负电压即可实现刷写单一灰阶时维持直流平衡。另外，当驱动电压采用正驱动电压时，则补偿电压采用负电压，方波信号设置为由正电压转向负电压；当驱动电压采用负驱动电压时，则补偿电压采用正电压，方波信号设置为由负电压转向正电压。
[0028]参考图6，图6是本发明中一种电泳电子纸驱动方法中单一灰阶驱动的一具体实施例波形图，其中B代表黑色灰阶、DG代表深灰色灰阶、LG代表浅灰色灰阶、W代表白灰色灰阶，以黑色灰阶为参考灰阶，利用本发明的方法刷写单一灰阶，黑色灰阶、深灰色灰阶、浅灰色灰阶、白灰色灰阶的驱动波形如图6所示。
[0029]灰阶循环表示图像从一种特定的灰阶变化到其他灰阶之后，最终返回显示所述特定灰阶，即刷新特定灰阶的过程。
[0030]作为技术方案的进一步改进，所述步骤S2包括以下步骤:
激活粒子并刷写中间灰阶，在驱动电极施加与中间灰阶的驱动电压的电压数值、施加时间相同、极性相反的电压。
[0031]作为技术方案的进一步改进，所述步骤S3包括以下步骤:
激活粒子并在驱动电极施加待显示灰阶的驱动电压以刷写待显示灰阶。
[0032]在本实施例中，灰阶循环驱动包括以下步骤:
直流平衡补偿步骤，在驱动电极施加与循环灰阶的驱动电压的电压数值相同、施加时间相同、极性相反的补偿电压；
中间灰阶刷写步骤，激活粒子并刷写中间灰阶，在驱动电极施加与中间灰阶的驱动电压的电压数值、施加时间相同、极性相反的电压；
刷写循环灰阶步骤，激活粒子并在驱动电极施加循环灰阶的驱动电压以刷写循环灰阶。
[0033]只要保证直流平衡补偿步骤和刷写循环灰阶步骤所施加的电压的电压值相同、施加时间相等、电压极性相反，中间灰阶刷写步骤中所施加的总正电压、总负电压的施加时间相等、电压值相同，即可以刷新循环灰阶，整个循环过程中，所施加正电压与负电压的时间相等，即可保证灰阶循环直流平衡。
[0034]作为技术方案的进一步改进，刷写至少I级中间灰阶。
[0035]在本实施例中，灰阶循环的驱动方法中，至少刷写I个中间灰阶。下面以刷写3级中间灰阶为例说明，参考图7，图7是本发明中一种电泳电子纸驱动方法中灰阶循环驱动的一具体实施例波形图，以刷新黑色灰阶为例，在中间灰阶阶段中刷写深灰色灰阶、浅灰色灰阶、白灰色灰阶3级中间灰阶，整个循环过程中，不需要对中间灰阶的状态进行预判，灰阶循环未完成前，直流不平衡，当灰阶循环完成后，整个灰阶循环则直流平衡。
[0036]作为技术方案的进一步改进，所述激活粒子包括以下步骤:
在驱动电极施加占空比为50%的方波，所述方波为低电平为负的方波。在本实施例中，灰阶循环中，每次刷写灰阶前均需激活粒子，通过施加50%的低电平为负的方波来实现。
[0037]本发明中一种电泳电子纸驱动方法在传统的驱动波形上增加直流平衡补偿步骤，根据待显示灰阶施加补偿电压，每次灰阶变化都能够有效释放静电，灰阶变化包括刷写灰阶、刷新灰阶，不增加驱动波形的周期、不需要增加复杂的驱动芯片和编写复杂的驱动波形即可直流平衡，并且在保证器件显示效果的情况下，保障了显示器件的稳定性和寿命。
[0038]—种电泳电子纸驱动系统，包括以下:
直流平衡补偿装置，用于在驱动电极施加与待显示灰阶的驱动电压的电压数值相同、施加时间相同、极性相反的补偿电压；
直流平衡装置，用于在驱动电极施加电压数值相同、施加时间相同的正、负电压； 刷写待显示灰阶装置，用于在驱动电极施加待显示灰阶的驱动电压以刷写待显示灰阶。
[0039]在本实施例中，一种电泳电子纸驱动系统通过直流平衡补偿装置实现驱动像素的驱动波形中等效电压为0V，即实现直流平衡，提高电泳电子纸显示器的使用寿命和性能稳定性。
[0040]以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
【主权项】
1.一种电泳电子纸驱动方法，其特征在于，包括以下步骤: 51、直流平衡补偿步骤，在驱动电极施加与待显示灰阶的驱动电压的电压数值相同、施加时间相同、极性相反的补偿电压； 52、直流平衡步骤，在驱动电极施加电压数值相同、施加时间相同的正、负电压； 53、刷写待显示灰阶步骤，在驱动电极施加待显示灰阶的驱动电压以刷写待显示灰阶。2.根据权利要求1所述的一种电泳电子纸驱动方法，其特征在于，所述步骤S2包括以下步骤: 在驱动电极施加占空比为50%的方波，所述方波为低电平为负的方波。3.根据权利要求1所述的一种电泳电子纸驱动方法，其特征在于，所述步骤S2包括以下步骤: 激活粒子并刷写中间灰阶，在驱动电极施加与中间灰阶的驱动电压的电压数值、施加时间相同、极性相反的电压。4.根据权利要求1至3任一项所述的一种电泳电子纸驱动方法，其特征在于，所述驱动电压包括正驱动电压、负驱动电压。5.根据权利要求4所述的一种电泳电子纸驱动方法，其特征在于，当补偿电压为正电压时，所述正、负电压设置为负电压转向正电压；当补偿电压为负电压时，所述正、负电压设置为正电压转向负电压。6.根据权利要求5所述的一种电泳电子纸驱动方法，其特征在于，所述在驱动电极施加的电压的数值范围为5?22。7.根据权利要求3所述的一种电泳电子纸驱动方法，其特征在于，刷写至少I级中间灰阶。8.根据权利要求3所述的一种电泳电子纸驱动方法，其特征在于，所述步骤S3包括以下步骤: 激活粒子并在驱动电极施加待显示灰阶的驱动电压以刷写待显示灰阶。9.根据权利要求7或8所述的一种电泳电子纸驱动方法，其特征在于，所述激活粒子包括以下步骤: 在驱动电极施加占空比为50%的方波，所述方波为低电平为负的方波。10.一种电泳电子纸驱动系统，其特征在于，包括以下: 直流平衡补偿装置，用于在驱动电极施加与待显示灰阶的驱动电压的电压数值相同、施加时间相同、极性相反的补偿电压； 直流平衡装置，用于在驱动电极施加电压数值相同、施加时间相同的正、负电压； 刷写待显示灰阶装置，用于在驱动电极施加待显示灰阶的驱动电压以刷写待显示灰阶。
【文档编号】G09G3/34GK106023906SQ201610471527
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月24日
【发明人】刘先明, 易子川, 王利, 翟迪国, 张泰原, 周国富
【申请人】深圳市国华光电科技有限公司, 华南师范大学, 深圳市国华光电研究院