CN110288954B - 一种低功耗多灰度电润湿显示器的驱动方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种低功耗多灰度电润湿显示器的驱动方法，包括以下步骤：步骤S1：采集灰度‑电压曲线；步骤S2：根据灰度‑电压曲线确定电润湿接触角的阈值电压；步骤S3:根据灰度‑电压曲线和电润湿接触角的阈值电压，计算得到预置脉冲P施加到电润湿显示器上的持续时间Tp；步骤S4：将预置脉冲P分为若干个短子帧；步骤S5:根据灰度‑电压曲线，将分为a、b、c、d四个阶段;步骤S6:将阶段b的脉冲分为四个短子帧，阶段c的脉冲分为四个短子帧，阶段d的脉冲由一个子帧构成;步骤S7:在显示脉冲之后施加一个复位脉冲，得到由预置脉冲、显示脉冲及复位脉冲组成的最终波形。本发明能够实现电润湿显示器精准灰度调制的同时降低显示器的功耗。

Description

一种低功耗多灰度电润湿显示器的驱动方法
技术领域
本发明涉及显示器技术领域，特别涉及一种低功耗多灰度电润湿显示器的驱动方法。
背景技术
近年来，电子纸显示器件因其观感效果类似于纸张，低功耗、环保等优点而备受关注。电润湿电子纸相较于电泳电子纸，同样能实现高亮度、高对比度、低能耗，且在响应速度上快于电泳电子纸，可以用于视频显示。因而成为新一代电子纸显示器的重点研究方向。
电润湿接触角存在一种迟滞现象，即接触角的变化存在四个阶段。第一阶段是在开始施加像素电压时，电润湿接触角变化不大，从人眼视觉上无法观察到显示器在光学上的变化，即接触角的阈值电压；第二阶段是随着电压的增大，电润湿接触角变化明显，可观察到明显的光学变化；第三阶段是电压继续增大，电润湿接触角变化较第二阶段明显变缓；第四阶段是当电压持续增大时，电润湿接触角基本没有发生变化，处于一种饱和的状态，此时同样观察不到明显的光学变化。并且由于电润湿显示器存在油墨回流、电荷捕获等现象，使得显示器的光学状态亦即显示器的对比度或灰度减小。
由于在不同的灰度状态下，基板俘获的电荷程度不同及电润湿接触角复位所需的时间不同，但目前在复位脉冲上一般都是统一用一子帧的脉冲时间来释放电荷。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种低功耗多灰度电润湿显示器的驱动方法，改善电润湿电子纸显示器的显示质量以及降低电润湿显示器的功耗。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种低功耗多灰度电润湿显示器的驱动方法，包括以下步骤：
步骤S1：采集电润湿电子纸显示器随着电压增大，电润湿灰度的变化曲线，即灰度-电压曲线；
步骤S2：根据灰度-电压曲线确定电润湿接触角的阈值电压Vth；
步骤S3:根据灰度-电压曲线和电润湿接触角的阈值电压Vth，计算得到预置脉冲P施加到电润湿显示器上的持续时间Tp；
步骤S4：根据持续时间Tp，将预置脉冲P分为若干个短子帧；
步骤S5:根据灰度-电压曲线，将分为a、b、c、d四个阶段;
步骤S6:将阶段b的脉冲分为四个短子帧，阶段c的脉冲分为四个短子帧，阶段d的脉冲由一个子帧构成;
步骤S7:在显示脉冲之后施加一个复位脉冲，得到由预置脉冲、显示脉冲及复位脉冲组成的最终波形。
进一步的，所述多灰度电润湿显示器像素单元包括从上之下设置的极性流体、非极性流体、疏水绝缘介质层、透明导电电极以及白色基板；所述非极性流体两侧设置有像素墙。
进一步的，所述a、b、c、d四个阶段分别对应电压值0-10V、10-15V、15-25V、25-30V。
进一步的，采用步进增大的方式将预置脉冲P分为三个宽度相等的短子帧。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
本发明能够有效改善电润湿电子纸显示器的显示质量以及降低电润湿显示器的功耗。
附图说明
图1是本发明电润湿电子纸显示器像素单元结构图；
图2是本发明一实施例中电压-灰度曲线；
图3是本发明一实施例中预置帧驱动波形；
图4是本发明一实施例中传统的9灰度电润湿电子纸驱动波形；
图5是本发明一实施例中传统的16灰度不等间距灰度调制驱动波形；
图6是本发明一实施例中本发明调整后灰度16的电润湿电子纸驱动波形。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
请参照图1，在本实施例中，所述多灰度电润湿显示器像素单元包括从上之下设置的极性流体1、非极性流体2、疏水绝缘介质层4、透明导电电极5以及白色基板6；所述非极性流体5两侧设置有像素墙3。极性流体1为水溶液，非极性流体2为油墨。当不加电压时，非极性流体平铺在疏水绝缘介质层4上，如图1左图所示。当加电压时，极性流体1和非极性流体2之间接触角发生改变，疏水绝缘介质层4转变为亲水介质层，极性流体1将非极性流体2“推”到角落里，如图1右图所示。由此实现电润湿电子纸显示器的开关状态。
本发明提供一种低功耗多灰度电润湿显示器的驱动方法，包括以下步骤：
步骤S1：采集电润湿电子纸显示器随着电压增大，电润湿灰度的变化曲线，即灰度-电压曲线；
步骤S2：根据灰度-电压曲线确定电润湿接触角的阈值电压Vth；
步骤S3:根据灰度-电压曲线和电润湿接触角的阈值电压Vth，计算得到预置脉冲P施加到电润湿显示器上的持续时间Tp；
步骤S4：根据持续时间Tp，将预置脉冲P分为若干个短子帧；
步骤S5:根据灰度-电压曲线，将分为a、b、c、d四个阶段;
步骤S6:将阶段b的脉冲分为四个短子帧，阶段c的脉冲分为四个短子帧，阶段d的脉冲由一个子帧构成;
步骤S7:在显示脉冲之后施加一个复位脉冲，得到由预置脉冲、显示脉冲及复位脉冲组成的最终波形。
参考图2，在本实施例中，电润湿显示器灰度变化大致可以分为四个阶段a、b、c、d，第一个阶段a油墨处于待激活状态，灰度几乎不变；在第二个阶段b紧接在预置脉冲之后，其灰度变化最快；第三个阶段c接在第一个阶段b之后，其灰度变化速度较a阶段变缓；第四个阶段d接在第二个阶段c之后，其灰度变化速度最慢。第三个灰度阶段c相较于其他三个阶段持续时间最长。第二个灰度阶段d的最终灰度可以达到总灰度级的一半。所述a、b、c、d四个阶段分别对应电压值0-10V、10-15V、15-25V、25-30V。
图4中传统的驱动波形通过每个子帧组合可以调制出9个灰度等级。
图6中，子帧1对应于图2中的b阶段，子帧1的4个短子帧类似于传统9灰度电润湿驱动波形组合，可以调制出9个灰度等级，与传统驱动波形不同的是，子帧1中4个短子帧的持续时间远低于传统波形中4个子帧的持续时间，也即在驱动低灰度等级像素时，拥有更低的功耗，可以达到更好的功耗限制效果，同时为了改善油墨回流现象，将连续4个短子帧的都处于打开状态的情况舍去，即子帧1可以调制出8个灰度等级；子帧2、3的调制需要确保子帧1处在最高的灰度等级，其4个短子帧也可以调制出8个灰度等级，但是还需要舍去4个短子帧都关闭的状态避免与子帧1调制出的最高灰度等级重复，这样子帧2、3共可以调制出7个灰度等级；子帧4单子帧持续时间较之前子帧最长，为了避免与子帧2、3组合出来的最高灰度等级压差相同，形成同一压差持续时间过长，导致油墨回流现象，舍弃最大电压差的情况，所以子帧4可以调制出1个灰度等级。综上所诉，本发明提出的低功耗多灰度驱动波形最终可以调制出8+7+1=16个灰度等级，改善了油墨***、油墨回流等现象且功耗较传统驱动波形更低。
在本实施例中，采用步进增大的预置帧为波形1，在预置帧中分成了多个宽度相等的短子帧，并且让驱动电压逐渐增大，用于降低稳定油墨运动所需的瞬时静电力，油墨和水之间的作用较为缓和，相比于固定不变的驱动波形2，油墨有更多的时间可以相互合并，可有效抑制油墨***，提高像素开口率。
在本实施例中，每两个相同脉冲之后接一个不同脉冲，进一步改善油墨回流以及电荷捕获现象。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (4)

1.一种低功耗多灰度电润湿显示器的驱动方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：采集电润湿电子纸显示器随着电压增大，电润湿灰度的变化曲线，即灰度-电压曲线；
步骤S2：根据灰度-电压曲线确定电润湿接触角的阈值电压Vth；
步骤S3:根据灰度-电压曲线和电润湿接触角的阈值电压Vth，计算得到预置脉冲P施加到电润湿显示器上的持续时间Tp；
步骤S4：根据持续时间Tp，将预置脉冲P分为若干个短子帧；
步骤S5:根据灰度-电压曲线，将电润湿显示的灰度变化分为a、b、c、d四个阶段，其中a阶段是施加预置脉冲的阶段，在b,c,d三个阶段施加显示脉冲;
步骤S6:将阶段b的脉冲分为四个短子帧，阶段c的脉冲分为四个短子帧，阶段d的脉冲由一个子帧构成;
步骤S7:在显示脉冲之后施加一个复位脉冲，得到由预置脉冲、显示脉冲及复位脉冲组成的最终波形。
2.根据权利要求1所述的一种低功耗多灰度电润湿显示器的驱动方法，其特征在于：所述多灰度电润湿显示器像素单元包括从上之下设置的极性流体、非极性流体、疏水绝缘介质层、透明导电电极以及白色基板；所述非极性流体两侧设置有像素墙。
3.根据权利要求1所述的一种低功耗多灰度电润湿显示器的驱动方法，其特征在于：所述a、b、c、d四个阶段分别对应电压值0-10V、10-15V、15-25V、25-30V。
4.根据权利要求1所述的一种低功耗多灰度电润湿显示器的驱动方法，其特征在于：所述步骤S4采用步进增大的方式将预置脉冲P分为三个宽度相等的短子帧。
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