TWI421826B - 電子紙顯示裝置與其驅動方法 - Google Patents

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Description

電子紙顯示裝置與其驅動方法
本發明係關於一種顯示裝置，特別是關於一種電子紙顯示裝置與其驅動方法。
本發明之背景技術係關於電子紙顯示裝置(Electronic Paper Displays，EPDs)，例如電泳式顯式裝置(Electrophoretic display)。電泳式顯式裝置之基本原理是將電泳媒介封裝在顯式裝置中，並且利用電場來控制電泳媒介之動作來顯式影像。
一般電子紙顯式裝置之製作過程或電泳材料的選擇與設定、以及顯示運作時的控制方式...等，都可能會導致電子紙的顯示不良問題發生。最為熟知的為記憶效應和直流殘存(Remnant DC)；電子紙的更新顯示不單與目前的驅動狀態有關，亦與過去的顯示狀態歷史有關，稱之為記憶效應；直流殘存係因電場驅動方向過度集中於某一方向並因為直流殘存而造程驅動程度與顯示灰階的不匹配。不論記憶效應或直流殘存都會使顯示畫面的對比下降或不正常。已知於每次顯示更新之前加入對稱的重置訊號使顯示狀態重設於全黑然後全白(或先全白然後全黑)，如此可解決記憶效應，同時因為重置訊號的對稱性而避免直流殘存。
然而，對稱的重置訊號卻會導致更新影像之畫面閃爍問題，嚴重地影響使用者之觀賞效果，如第1圖所示，在時間座標1~31畫面由「S」更新至「X」時，會發生由白至黑、黑至白的閃爍現象。
本發明之目的之一，在提供一種電子紙顯示裝置與驅動方法，其可於顯示畫面更新時減少畫面閃爍問題。
本發明之目的之一，在提供一種電子紙顯示裝置與驅動方法，於運作時可具有直流平衡之控制機制。
本發明一實施例提供了一種電子紙顯示裝置，其包含有至少一影像單元與至少一控制單元。該控制單元係接收一影像資料，且用以驅動影像單元在一第一極端狀態(Extreme state)、一第二極端狀態、以及一對應影像資料之影像狀態(Image state)之間。而控制單元利用一控制訊號驅動影像單元，且該控制訊號包含有：至少一重置訊號(Reset signal)與一資料訊號(Data signal)。其中，重置訊號係用以將影像單元於不同預設期間選擇性地設定至第一極端狀態或相反的第二極端極端狀態。而資料訊號係用於重置訊號設定影像單元後，將影像單元設定至影像狀態。
本發明另一實施例提供了一種電子紙顯示裝置，其包含有複數個影像單元與一控制單元。該些影像單元成矩陣狀排列。而控制單元係於電子紙顯式裝置之接收之影像資料寫入該些影像單元前，一第一預設期間，將每兩相鄰之影像單元中的第一影像單元驅動至一第一極端狀態，且將第二影像單元驅動至一第二極端狀態；而於一第二預設期間，將第一影像單元驅動至第二極端狀態，且將第二影像單元驅動至該第一極端狀態。
本發明另一實施例提供了一種電子紙顯示裝置，其包含有複數個影像單元與一控制單元。該些影像單元成矩陣狀排列。而控制單元係接收一影像資料，於影像資料寫入該些影像單元前之一第一預設期間，將至少一第一影像單元驅動至一第一極端狀態，且將影像單元之鄰近至少一影像單元選擇性地驅動至第一極端狀態或一第二極端狀態；另於一第二預設期間，將第一影像單元驅動至第一極端狀態或第二極端狀態，且將鄰近至少一影像單元驅動至與前一極端狀態相反之極端狀態。
本發明另一實施例提供了一種電子紙顯示裝置，其包含有複數個影像單元與一控制單元。該電子紙顯示裝置係接收複數個影像資料以更新顯示畫面，且顯示畫面更新期間為一第一預設期間與一第二預設期間之總合。於運作時，控制單元於一第一影像資料之顯示畫面更新期間之第一預設期間，驅動每兩相鄰影像單元之一第一影像單元至一第一極端狀態、及驅動一第二影像單元至一第二極端狀態，且於該第一影像資料之顯示畫面更新期間之第二預設期間，依據該第一影像資料驅動該些影像單元至相對應該第一影像資料的影像狀態；而於一第二影像資料之顯示畫面更新期間之第一預設期間，驅動每兩相鄰影像單元之一第一影像單元至一第二極端狀態、及驅動一第二影像單元至一第一極端狀態，且於該第二影像資料之顯示畫面更新期間之第二預設期間，依據該第二影像資料驅動該些影像單元至相對應該第二影像資料的影像狀態。
本發明另一實施例提供了一種電子紙顯示裝置，其包含有一電泳式媒介、複數個影像單元、兩電極、以及一控制單元。電泳式媒介包含有複數個帶電荷的粒子於一液體中。而每該影像單元與該些粒子相關聯。該兩電極與每一影像單元相關聯，該兩電極用以接收一控制訊號。以及控制單元係接收影像資料，於一第一預設期間，提供控制訊號至該兩電極以將兩相鄰該影像單元之一第一影像單元驅動至一第一極端狀態，且將一第二影像單元驅動至一第二極端狀態；於一第二預設期間，提供控制訊號至該兩電極以將第一影像單元驅動至該第二極端狀態，且將第二影像單元驅動至第一極端狀態；另於一第三預設期間，依據影像資料驅動該些影像單元至相對應影像資料的影像狀態。
本發明另一實施例提供了一種電子紙顯示裝置，其包含有一電泳式媒介、兩電極、複數個影像單元、以及一控制單元。該電泳式媒介包含有複數個帶電荷的粒子於一液體中。該兩電極用以接收一控制訊號。每該影像單元包含有該電泳式媒介之一部分、該第一電極與該第二電極分別之一部分。以及控制單元用以接收一影像資料，於影像資料寫入該些影像單元前之一第一預設期間，提供控制訊號至該兩電極以將至少一第一影像單元驅動至一第一極端狀態，且將影像單元之鄰近至少一影像單元選擇性地驅動至該一極端狀態或一第二極端狀態；另於一第二預設期間，提供控制訊號至該兩電極以將第一影像單元驅動至第一極端狀態或第二極端狀態，且將鄰近至少一影像單元驅動至與前一極端狀態相反之極端狀態。
本發明另一實施例提供了一種電子紙顯示裝置，其係接收複數個影像資料以更新顯示畫面，且該顯示畫面更新期間為一第一預設期間與一第二預設期間之總合。該電子紙顯示裝置包含有：一電泳式媒介、兩電極、複數個影像單元、以及一控制單元。該電泳式媒介包含有複數個帶電荷的粒子於一液體中。該兩電極用以接收一控制訊號。每該影像單元包含有該電泳式媒介之一部分、該第一電極與該第二電極分別之一部分。以及一控制單元，於一第N影像資料之顯示畫面更新期間之第一預設期間，提供控制訊號驅動鄰近影像單元之至少一第一影像單元至一第一極端狀態、及驅動至少一鄰近其它影像單元至一第二極端狀態，且於第N影像資料之顯示畫面更新期間之第二預設期間，依據第N影像資料提供控制訊號驅動該些影像單元至相對應第N影像資料的影像狀態；於一第M影像資料之顯示畫面更新期間之第一預設期間，提供控制訊號驅動鄰近影像單元之至少一第一影像單元至一第二極端狀態、及驅動至少一鄰近期他第二影像單元至一第一極端狀態，且於第M影像資料之顯示畫面更新期間之第二預設期間，依據第M影像資料提供該控制訊號驅動該些影像單元至相對應該第M影像資料的影像狀態。其中，N、M為正整數，且N部等於M。
本發明各實施例之驅動方法與上述裝置之控制方式相對應，將於實施方式中詳細說明，不在此贅述。
本發明之電子紙顯示方式與其驅動方法，利用在至少一不同預設期間選擇性地將影像單元驅動至相同或不同極端狀態，使影像單元不會長時間接收相同的直流電壓，且使電子紙顯示裝置畫面更新期間，產生黑白分佈的灰階影像，而可達成直流平衡與減少更新畫面閃爍之功效。
第2A圖顯示本發明一實施例之電子紙顯式裝置之示意圖。該電子紙顯式裝置20包含有一控制單元21與一顯示單元22。控制單元21係接收影像訊號Im，且產生控制訊號Cn(如電壓差或脈衝...等)，以驅動顯示單元22中的至少一影像單元(Picture element or pixel unit)Pe。而顯示單元22如該圖之實施例所示，可包含有複數個影像單元Pe，該些影像單元22可成矩陣狀排列，或其他方式排列。當然，圖中影像單元pe之形狀僅為示意，本發明並不受限於圖示中的矩形，其可為各種形狀，如圓形...等。
第2B圖顯示第2A圖顯示單元22部分模組一實施例之示意圖。顯示單元22之部份模組包含有至少一實體媒介(Physical medium)222。該實體媒介222接收至少一控制訊號Cn後，可依據控制訊號Cn之控制產生至少一反射影像(Reflectance image)221。
實體媒介222包含有一上電極Eu、下電極Ed、及電泳式媒介(Electrophoretic medium)Em。一實施例，上電極Eu可為一透明電極。而電泳式媒介222包含有設置在上電極Eu與下電極間的多數個微膠囊(Microcapsules)M。一實施例，上電極Eu之一部分、下電極Ed之一部分、及電泳式媒介Em之一部分(至少一微膠囊M)可定義為上述影像單元Pe。
其中，每一微膠囊M中包含有複數個帶負電的黑色粒子(Pigment chip)Mb、複數個帶正電的白色粒子Mw、與供該些粒子泳動之液體(Clear fluid)Cf。須注意，本發明電子紙顯示裝置20之實體媒介222可採用各種方式設計：如單一粒子或複數個粒子在一液體中、利用至少兩種不同顏色液體之位置顯示畫面、利用粒子轉動、某種結構之方向或位置變化來顯示畫面之設計、或其他目前現有或未來發展出之結構...等。舉設有粒子與液體之例子來說，本發明之實體媒介222可設計為上述的黑色與白色粒子在無色液體中、白色粒子在一黑色液體中、或黑色粒子在白色液體中...等方式。當然，該些粒子或液體亦可採用各種其他相反性質之顏色(例如藍色與黃色)來實施。
本發明電子紙顯示裝置20各實施例之實體媒介222具有可保持(Maintaining)其顯示狀態(State)之功能。該顯示狀態即為：實體媒介222之液體Cf中各粒子Mw、Mb之所在位置相對應呈現的狀態。而該些粒子之位置即可構成反射影像221之顯示影像。本發明電子紙顯示裝置20控制該些粒子位置包含有至少下列兩種方法：第一種是電壓調變(voltage modulation)，就是在固定驅動時間內提供電壓至電極Eu、Ed，越高的電壓即可產生越白(或越黑)的灰階狀態；反之，採用較小的驅動電壓，則可得到不那麼白(或黑)的灰階狀態。第二種脈衝寬度調變(Pulse width modulation)，即將提供至電極Eu、Ed之正負電壓固定，只利用驅動訊號時間長短來決定越黑或越白的灰階狀態，驅動越長就越白(或越黑)；反之，不要那麼白(或黑)便可採用較短的驅動時間。
須注意，下列實施例中，本發明係採用脈衝寬度調變之方式來控制，但本發明並不限於此，熟悉本領域之技術者應可依據本實施例將本實施例之原理轉換成電壓調變控制之方法。當然，本發明之技術亦可採用其他現有或未來發展出之各種方式來控制，該些方式亦同樣落入本發明保護技術之範疇。
首先，當實體媒介222接收控制訊號Cn於上下電極Eu、Ed產生電場，控制微膠囊M粒子Mw、Mb的動作，使各粒子Mw、Mb到達指定之位置時，可如第2B圖所示。當控制訊號Cn驅動白色粒子Mw達到一預設時間時，可讓白色粒子Mw移動至微膠囊M的最上方，而形成具有最高光反射量的白色影像221a，此狀態稱為白色狀態(white state)。當控制訊號Cn(例如以不同的驅動訊號)驅動黑色粒子Mb達到一預設時間時，可讓黑色粒子Mb移動至微膠囊M的最上方，而形成具有最低光反射量的黑色影像221c，此狀態稱為黑色狀態(Black state)。白色狀態與黑色狀態可定義為第一與第二極端狀態(extreme state)。而利用控制訊號Cn以相同或不同訊號形式且採用不同時間長度驅動粒子，可將粒子移動至其他位置形成各種灰階影像(Gray Pixels)，該些狀態統稱為灰階(Gray state)狀態，且定義為中間狀態(Intermediate gray state)。須注意，本發明不限於此，另一實施例中，亦可將黑色狀態定義為第一極端狀態，白色狀態定義為第二極端狀態。
須注意，當本發明實施例之電子紙顯示裝置20不需更改畫面時，可不改變電場，微膠囊M之粒子可以利用物理力量(如其彼此間的吸引力)固定不動。藉此之運作機制，本發明之電子紙顯示裝置20適當控制複數個影像單元Pe之配合運作，即可改變各影像單元Pe之顯示色彩，達成顯示電子紙顯示裝置20接收之影像資料所對應的影像或文字...等效果。
須注意，本發明一實施例之電子紙顯式裝置20，可設計為將粒子Mw、Mb驅動至預設之位置後即不提供控制訊號，粒子Mw、Mb可利用其物理力量保持不動。另一實施例，亦可能在粒子Mw、Mb到達預設位置時，另外提供修正位置之控制訊號來調整粒子Mw、Mb的位置。或是某些狀況下，亦可能持續提供控制訊號。
以下說明本發明電子紙顯示裝置20驅動方法之一實施例。
請參考第3A~3E圖，第3A圖顯示本發明一實施例之驅動方法之流程圖。該方法包含下列步驟：步驟S302：開始。
步驟S304：影像接收步驟，電子紙顯示裝置20接收影像資料Im。
步驟S306：畫面預備更新步驟，請同時參考第3B、3C圖，第3B圖顯示控制訊號Cn之一第一預設訊號與一第二預設訊號；第3C圖顯示顯示單元22之部分影像單元Pe所呈現的畫面。其中，兩該預設訊號均包含有重置訊號(Reset signal)與資料訊號(data signal)。
控制單元21於電子紙顯式裝置20接收之影像資料Im寫入至顯示單元22之影像單元Pe前，如第3B、3C圖所示，將每兩相鄰影像單元Pe之第一影像單元Pe1採用第一預設訊號驅動；且將每兩相鄰影像單元之第二影像單元Pe2採用第二預設訊號來驅動。因此，於一第一預設期間t1(參考第3B、3C圖)，將兩相鄰影像單元Pe之第一影像單元Pe1驅動至一第一極端狀態(extreme state)，使Pe1呈現白色；且將第二影像單元Pe2驅動至一第二極端狀態，使Pe2呈現黑色。而於第二預設期間t2，將該第一影像單元Pe1驅動至該第二極端狀態，使Pe1呈現黑色，且將該第二影像單元Pe2驅動至該第一極端狀態，使Pe2呈現白色。
步驟S308：畫面更新步驟，於第三預設期間t3，控制裝置21依據該些影像資料Im，產生相應的驅動訊號Cn驅動該些影像單元Pe至其影像狀態-將該些影像單元Pe之每該粒子Mw、Mb驅動至對應該些影像資料Im之位置以顯示影像。
步驟S310：結束。
須注意，上述第一、第二、第三預設期間的總合t1+t2+t3為電子紙顯示裝置20一張畫面的更新期間，如第3D圖所示。所以，同一個影像單元Pe在經過時間t1與t2，可被驅動至第一極端狀態與第二極端狀態。依此方式，可讓任一影像單元Pe不會連續處在同一狀態下-即不會長時間接收到相同的直流電壓，可使每一影像單元Pe之接收直流電壓較為平衡(DC-balance)。而在時間t3即可將資料正常寫入影像單元Pe來顯示影像。
另外，由於每一個相鄰影像單元Pe在時間t1與t2的驅動電壓極性相反，視覺上呈現一黑一白，因此，畫面會成現較為均勻的灰階態樣。因此，當每兩張畫面在進行更新的期間t1~t3，如第3D圖所示，均會在畫面的切換過程中呈現黑白方格的灰階態樣。如此，即可消除電子紙顯示裝置20在兩張畫面更新時的閃爍現像。
須注意，本實施例中，觀察第3D圖中左、中、右三組影像單元Pe，可知會發現同一個影像單元Pe在每次顯示畫面更新時均使用同一個預設訊號(如影像單元Pen)。因此，每一影像單元Pe在經過期間t1~t3至少會經過黑、白、黑的極端狀態。
舉一實施例詳細說明，如3E圖所示，第3E圖顯示電子紙顯式裝置20畫面切換(更新)時之示意圖。當電子紙顯示裝置20將顯示畫面由「S」切換至顯示畫面「X」時，習知技術之處理會發生如第1圖中的畫面閃爍(Flicker)現象。
而本發明一實施例之電子紙顯示裝置20與其驅動方法，在畫面由時間座標1之初始影像「S」更新為時間31之目標影像「X」時，會有一段時間2至時間30之中間影像-即由目前反射率(current reflectance)至一趨近欲得反射率數值的方向更新。如第3E圖中的連續畫面更新，在顯示畫面「S」切換至顯示畫面「X」時，時間2至時間30之間係將相鄰影像單元Pe採用不同的訊號波形驅動，以令相鄰的影像單元Pe1、Pe2形成不同的顏色-例如第3D圖中的影像單元Pe1的白色、與影像單元Pe2的黑色。
依此方式，如第3E圖所示，時間2至時間30之連續的多個中間影像會呈現實質上灰階狀態，若將畫面放大來看，如第3E圖中的放大圖A~E，畫面會形成黑白方格(Grid)或近似黑白之方格圖案(Pattern)。其中，放大圖A~E之放大區域相同，起始點作標均為(Xn,Yn)。此種高頻的圖案，可讓人眼在觀賞正常大小的畫面時，看到灰階態樣的連續畫面。如此，畫面更新的期間會多出中間轉承的連續灰階色彩，可減少畫面直接由黑色轉白色、或白色轉黑色造成的閃爍。
綜上所述，本發明實施例之電子紙顯示裝置20處理畫面更新時，可以產生連續的灰階態樣畫面(例如時間座標12～20)，而連續的灰階變化可使人眼看到較少的顏色變化，達成在畫面切換(更新)時減少畫面閃爍之功效。再者，本發明實施例之電子紙顯示裝置20利用其驅動方法，在畫面更新期間至少將同一個影像單元Pe驅動至不同的極端狀態一次，而可達成影像單元Pe的直流電壓平衡(DC-balance)功效，同時解決習知技術顯示畫面閃爍與直流不平衡之問題。
第4A圖係顯示本發明電子紙顯示裝置20實作電路一實施例之示意圖。該電子紙顯示裝置20’之控制單元21包含有一影像訊號處理電路211、一時脈產生器212、一資料線驅動電路Drd、以及一掃描線驅動電路Drs。而顯示單元22包含有複數個成矩陣形式排列之影像單元Pe(pixel cell)。須注意，本實施例為主動式驅動顯示裝置，熟悉本領域之技術者應能了解該裝置之架構與特性，於此不在另外贅述每個電路的細節。
於運作時，電子紙顯示裝置20’可接收第4B圖之波形來驅動影像單元Pe。依此方式，可得到如第3D圖所示黑白分佈之高頻影像。說明至此，熟悉本領域之技術者，應可根據上述說明而理解本電路依據第3B圖波形之運作邏輯，即可達成減少電子紙顯示裝置之顯示畫面更新時的閃爍問題、及達成直流平衡之功效。
另外，為了節省資料線驅動電路Drd之電路運作功耗，本發明實施例之電子紙顯示裝置20’亦可採用第4C圖之驅動波形。第4C圖係在不同的預設期間分別連續第一預設群組之驅動奇數X條掃描線(X為正整數，小於無限大)、與連續驅動第二預設群組之Z偶數條掃描線(Z為正整數，小於無限大)之影像單元Pe，所以資料線驅動電路Drd只需針對該兩群組之掃描線產生適當的控制訊號，不必特別針對每一個影像單元Pe來作控制。舉例而言，假設第一預設群組為全部的奇數掃描線、而第二預設群組為全部的偶數掃描線，依此方式，在奇數條掃描線Y1、Y3、Y5...根據驅動訊號D=HLHLHLH...驅動影像單元Pe，且偶數條掃描線Y2、Y4、Y6根據驅動訊號D’=LHLHLHL...來驅動影像單元Pe，如此可減少驅動訊號D之變化次數，以達成省電之功效亦可得到如第3D圖所示黑白分佈之高頻影像，解決閃爍與直流不平衡問題。
須注意，本發明之電子紙顯示裝置之驅動方式並不侷限於上述區分為兩種群組之方式，亦可分為複數個(兩個以上)群組，且該些群組的掃描線數目可相同或不相同，可由設計者任意設計，其主要精神係在於減少減少驅動訊號D之變化次數。而分為多數群組之方式，可配合實施本發明第8A~8F圖，當然，本發明亦不限於該些圖示，設計之方式可由設計依據需求而設定。另外，本發明之電子紙顯示裝置之驅動電路並不限於此，亦可適用於各種被動式顯示裝置、或各種目前現有或未來發展出之顯示裝置，熟悉本領域者應能根據本發明之技術思想來設計。
再者，本發明電子紙顯示裝置20之驅動訊號可另外包含有搖動訊號(shaking signal)，如第5圖時間t1’與t2’之波形所示。該搖動訊號可用以提高第2B圖實體媒介222中白色與黑色粒子Mw、Mb之活動性(mobility)。如圖所示，該搖動訊號對其後的重置訊號與資料訊號具有增加驅動速度的效果。一實施例，該搖動訊號可僅包含一個脈衝(pulse)、亦可包含如圖所示的兩個脈衝，當然，亦可包含兩個以上的脈衝。另一實施例，搖動訊號可選擇性地施加在重置訊號及/或資料訊號之前，或依據設計者設定的預設期間如資料訊號寫入的某些時間內。
須注意，本發明實施例之電子紙顯示裝置20與其驅動方法，亦可在一預定數目畫面之更新期間，固定將影像單元Pe驅動至一極端狀態，而於另一預定數目畫面之更新期間，固定將影像單元驅動至另一相反的極端狀態。
如第6A、6B圖所示，第6A圖顯示本發明電子紙顯示裝置之控制訊號Cn另一實施例之波形，且控制訊號Cn包含有一第一預設訊號與一第二預設訊號；第6B圖顯示顯示單元22之部分影像單元Pe所呈現的畫面，於圖中白色的影像單元是採用第一預設訊號，黑色的影像單元是採用第二預設訊號。須注意，本實施例之控制訊號Cn僅包含有單一重置訊號(時間t1)，因此，其設計係在經過一畫面之更新期間，將影像單元Pe驅動至一極端狀態，而於下一畫面之更新期間，將影像單元驅動至另一相反的極端狀態。如第6B圖所示，以影像單元Pen為例，在前一張畫面更新期間，影像單元Pen依據第二預設訊號操作於黑色狀態(第二極端狀態)；而在目前畫面更新期間，影像單元Pen則依據第一預設訊號操作於白色狀態(第一極端狀態)。依此方式，同一張畫面中，相鄰畫素採用不同的預設訊號，可使一張更新畫面產生高頻的灰階圖案，而在不同張畫面中，相同的畫素又可被驅動置相反的極端狀態。如此，可同時達到減少畫面閃爍與直流平衡之功效。並且，因為，減少了一次重置時間t2，而加快電子紙顯示裝置更新畫面的速度。如第6C圖所示，採用第6A圖之控制訊號Cn只需時間座標1~22即可完成畫面的更新動作。當然，上述各數據僅為示例用，本發明並不限於此。
再者，本發明電子紙顯示裝置亦可採用如第7圖所示之控制訊號Cn。該圖中，包含有搖動訊號(時間t1’與t2’)、重置訊號(時間t1與t2)，以及資料訊號(t3)。須注意，本實施例中時間t2的重置訊號並非固定，係依資料訊號成相對應的反相設計。依此方式，本發明實施例之電子紙顯示裝置可達到百分之百的直流平衡效果，並且可得到如第6B圖所示的黑白分佈高頻圖案，達成減少畫面更新之閃爍功效。
本發明另一實施例之電子紙顯示裝置20其控制單元21可於影像資料寫入影像單元Pe前之第一預設期間，將至少一第一影像單元Pe1驅動至一第一極端狀態，且將該第一影像單元Pe1之鄰近之至少一影像單元Pe選擇性地驅動至該第一極端狀態或一第二極端狀態；於第二預設期間，將該第一影像單元Pe1驅動至該第二極端狀態，且將該至少一鄰近影像單元Pe驅動至與前一極端狀態相反之極端狀態；而於地三預設期間，驅動該些影像單元至該資料寫入之影像狀態以顯示影像。依此方式，本發明實施例之電子紙顯示裝置20在畫面更新期間，可將其顯示畫面之顯示單元Pe驅動為如第8A~8F圖所示之圖案，此種圖案放大來看亦會呈現灰階影像，亦可在畫面更新時減少畫面之閃爍。當然，第8A~8F圖知該些圖案僅為示例，本發明並不限於此。另須注意，該些圖案之黑白分佈出現之頻率可如第8G圖所示，當該些圖案之黑白分佈越密集則頻率越高，該些頻率數值越接近座標(π,π)的，灰階影像的顯示效果越好，即如第3C圖所示的相鄰黑白分佈圖案最接近座標(π,π)。
須注意者，本發明各實施例之電子紙顯示裝置與驅動方法可適用於目前現有或會來發展出之各種顯示裝置，例如適用於包含有電泳式顯示裝置(Electrophoretic display)之雙穩態顯示裝置(Bi-stable display)。目前現有或未來發展出之各種驅動方式(Driving scheme)，例如脈衝寬度調變(Pulse-width modulated)、電壓調變驅動(Voltage modulated driving)、或該兩種方式之結合...等，均可適用於本發明各實施例之架構。再者，本發明各實施例所採用之電極並不限置於任何特定的結構，可採用各種目前現有或未來發展出之電極，例如上下電極形式(Top-bottom electrode)、或蜂窩狀電極形式(Honeycomb structure)、梳狀電極形式(Comb shaped structure)...等均可適用。當然，上述之實施例中，亦可在驅動訊號中不採用搖動訊號來設計控制方式。
本發明之電子紙顯示方式與其驅動方法，利用在至少一不同預設期間選擇性地將影像單元驅動至相同或不同極端狀態，使影像單元不會長時間接收相同的直流電壓，且使電子紙顯示裝置畫面更新期間，產生黑白分佈的灰階影像，而可達成直流平衡與減少更新畫面閃爍之功效。
以上雖以實施例說明本發明，但並不因此限定本發明之範圍，只要不脫離本發明之要旨，該行業者可進行各種變形或變更。
20、20’．．．電子紙顯示裝置
21．．．控制單元
22．．．顯示單元
211．．．影像訊號處理電路
212．．．時脈產生器
Drs．．．掃描線驅動電路
Drd．．．資料線驅動電路
第1圖顯示習知技術之電子紙顯示裝置畫面更新之一示意圖。
第2A圖顯示本發明一實施例之電子紙顯式裝置之示意圖。
第2B圖顯示第2A圖顯示單元22部分模組一實施例之示意圖。
第3A圖顯示本發明一實施例之驅動方法之流程圖。
第3B圖顯示本發明一實施例之控制訊號之波形圖。
第3C圖顯示本發明一實施例顯示單元之部分影像單元所呈現的畫面示意圖。
第3D圖顯示本發明一實施例電子紙顯示裝置之畫面更新之示意圖。
第3E圖顯示本發明另一實施例電子紙顯示裝置之畫面更新之示意圖。
第4A圖係顯示本發明電子紙顯示裝置實作電路一實施例之示意圖。
第4B圖顯示本發明另一實施例之控制訊號之波形圖。
第4C圖顯示本發明另一實施例之控制訊號之波形圖。
第5圖顯示本發明另一實施例之控制訊號之波形圖。
第6A圖顯示本發明另一實施例之控制訊號之波形圖。
第6B圖顯示本發明一實施例電子紙顯示裝置之畫面更新之示意圖。
第6C圖顯示本發明另一實施例電子紙顯示裝置之畫面更新之示意圖。
第7圖顯示本發明另一實施例之控制訊號之波形圖。
第8A圖顯示本發明一實施例之顯示畫面之圖案。
第8B圖顯示本發明另一實施例之顯示畫面之圖案。
第8C圖顯示本發明另一實施例之顯示畫面之圖案。
第8D圖顯示本發明另一實施例之顯示畫面之圖案。
第8E圖顯示本發明另一實施例之顯示畫面之圖案。
第8F圖顯示本發明另一實施例之顯示畫面之圖案。
第8G圖顯示本發明實施例之圖案分佈頻率圖。
20．．．電子紙顯示裝置
21．．．控制單元
22．．．顯示單元

Claims (51)

  1. 一種電子紙顯示裝置，包含有至少一影像單元；以及至少一控制單元，係接收一影像資料，且用以驅動該至少一影像單元在一第一極端狀態(Extreme state)、一第二極端狀態、以及一對應該影像資料之影像狀態(Image state)之間；該至少一控制單元利用一控制訊號驅動該至少一影像單元，且該控制訊號包含有：至少一重置訊號(Reset signal)，用以將該至少一影像單元於不同預設期間選擇性地設定至該第一極端狀態或相反的該第二極端極端狀態；以及一資料訊號(Data signal)，用於該重置訊號設定該至少一影像單元後，將該至少一影像單元設定至該影像狀態。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載之電子紙顯示裝置，其中當該電子紙顯示裝置係包含有複數個該影像單元，該些影像單元呈現之顯示畫面於更新期間依據該重置訊號與該資料訊號之設定，係形成相反性質色彩相鄰分佈之高頻圖案。
  3. 如申請專利範圍第1項所記載之電子紙顯示裝置，其中該控制訊號更包含一搖動訊號(shaking signal)，該搖動訊號係選擇性地施加在該至少一重置訊號及/或該資料訊號之前，用以提高該至少一影像單元之顯示活動性(mobility)。
  4. 如申請專利範圍第1項所記載之電子紙顯示裝置，其中該搖動訊號包含有至少一個脈衝(pulse)。
  5. 如申請專利範圍第1項所記載之電子紙顯示裝置，其中該至少一影像單元包含有至少一粒子與至少一液體，且該粒子係依據該控制訊號之控制於該液體中移動至預設位置。
  6. 如申請專利範圍第5項所記載之電子紙顯示裝置，其中該粒子於該預設位置構成該第一極端狀態、該第二極端狀態、或該影像狀態之反射影像。
  7. 如申請專利範圍第5項所記載之電子紙顯示裝置，其中當該至少一影像單元包含有複數個該粒子時，係設定該些粒子為全部帶有相同電荷、或設定該些粒子為部分帶有正電荷與部分帶有負電荷。
  8. 如申請專利範圍第5項所記載之電子紙顯示裝置，其中該粒子與該液體的顏色互為相反性質之顏色。
  9. 如申請專利範圍第5項所記載之電子紙顯示裝置，其中該液體為透明，部分該粒子為白色、部分該粒子為黑色。
  10. 如申請專利範圍第1或2項所記載之電子紙顯示裝置，其中該第一極端狀態為一白色狀態(White state)、該第二極端狀態為一黑色狀態(Black state)。
  11. 如申請專利範圍第1項所記載之電子紙顯示裝置，其中該第一極端狀態與該第二極端狀態之間包含有至少一中間狀態(Intermediate gray state)，且該中間狀態為一灰階狀態(Gray state)。
  12. 一種電子紙顯示裝置，包含有複數個影像單元，該些影像單元成矩陣狀排列；以及一控制單元，於該電子紙顯式裝置之接收之影像資料寫入該 些影像單元前，一第一預設期間，將每兩相鄰之該些影像單元中的第一影像單元驅動至一第一極端狀態，且將第二影像單元驅動至一第二極端狀態；於一第二預設期間，將該第一影像單元驅動至該第二極端狀態，且將該第二影像單元驅動至該第一極端狀態。
  13. 如申請專利範圍第12項所記載之電子紙顯示裝置，其中該控制單元於一第三預設期間，依據該影像資料驅動該些影像單元至相對應該影像資料的影像狀態，以顯示影像。
  14. 如申請專利範圍第12項所記載之電子紙顯示裝置，其中該第一極端狀態為一白色狀態(White state)、該第二極端狀態為一黑色狀態(Black state)。
  15. 如申請專利範圍第13項所記載之電子紙顯示裝置，其中於該第一預設期間、該第二預設期間、及第三預設期間，該些影像單元呈現之顯示畫面係包含有黑白相鄰分佈之高頻圖案。
  16. 如申請專利範圍第13項所記載之電子紙顯示裝置，其中該影像單元包含有至少一粒子與至少一液體，且該粒子係依據該控制單元之控制於該液體中移動至至少一預設位置。
  17. 如申請專利範圍第16項所記載之電子紙顯示裝置，其中該粒子於該些預設位置係分別構成該第一極端狀態、該第二極端狀態、或該影像狀態之反射影像。
  18. 一種電子紙顯示裝置，包含有：複數個影像單元，該些影像單元成矩陣狀排列；以及一控制單元，接收一影像資料，於該影像資料寫入該些影像單元前之一第一預設期間，將至少一第一影像單元驅動至一第一 極端狀態(extreme state)，且將該影像單元之鄰近至少一影像單元選擇性地驅動至該第一極端狀態或一第二極端狀態；於一第二預設期間，將該第一影像單元驅動至該第一極端狀態或該第二極端狀態，且將該鄰近至少一影像單元驅動至與前一極端狀態相反之極端狀態。
  19. 如申請專利範圍第18項所記載之電子紙顯示裝置，其中該控制單元於一第三預設期間，依據該影像資料驅動該些影像單元至相對應該影像資料的影像狀態，以顯示影像。
  20. 如申請專利範圍第19項所記載之電子紙顯示裝置，其中該第二預設期間之訊號波形與該第三預設期間之訊號波形反相且互對應。
  21. 如申請專利範圍第18項所記載之電子紙顯示裝置，其中該第一預設期間、該第二預設期間、該第三預設期間之總合該電子紙顯示裝置之畫面更新期間。
  22. 如申請專利範圍第21項所記載之電子紙顯示裝置，其中於該畫面更新期間，該些影像單元呈現之顯示畫面係包含有黑白分佈或相反性質色彩分佈之高頻圖案。
  23. 如申請專利範圍第18項所記載之電子紙顯示裝置，其中該第一極端狀態與該第二極端狀態互為相反性質之顏色狀態。
  24. 如申請專利範圍第18或19項所記載之電子紙顯示裝置，其中該影像單元包含有至少一粒子與至少一液體，且該粒子係依據該控制單元之控制於該液體中移動至至少一預設位置。
  25. 如申請專利範圍第24項所記載之電子紙顯示裝置，其中該粒子於該些預設位置係分別構成該第一極端狀態、該第二極端狀態、或該影像狀態之反射影像。
  26. 一種電子紙顯示裝置，接收複數個影像資料以更新顯示畫面，且該顯示畫面更新期間為一第一預設期間與一第二預設期間之總合，該電子紙顯示裝置包含有：複數個影像單元；以及一控制單元，於一第一影像資料之顯示畫面更新期間之第一預設期間，驅動每兩相鄰影像單元之一第一影像單元至一第一極端狀態、及驅動一第二影像單元至一第二極端狀態，且於該第一影像資料之顯示畫面更新期間之第二預設期間，依據該第一影像資料驅動該些影像單元至相對應該第一影像資料的影像狀態；於一第二影像資料之顯示畫面更新期間之第一預設期間，驅動每兩相鄰影像單元之一第一影像單元至一第二極端狀態、及驅動一第二影像單元至一第一極端狀態，且於該第二影像資料之顯示畫面更新期間之第二預設期間，依據該第二影像資料驅動該些影像單元至相對應該第二影像資料的影像狀態。
  27. 如申請專利範圍第26項所記載之電子紙顯示裝置，其中於該顯示畫面更新期間，該些影像單元呈現之顯示畫面係包含有黑白分佈或相反性質色彩分佈之高頻圖案。
  28. 如申請專利範圍第26項所記載之電子紙顯示裝置，其中該第一極端狀態與該第二極端狀態互為相反性質之顏色狀態。
  29. 如申請專利範圍第26項所記載之電子紙顯示裝置，其中該影像單元包含有至少一粒子與至少一液體，且該粒子係依據該控制單元之控制於該液體中移動至至少一預設位置。
  30. 如申請專利範圍第29項所記載之電子紙顯示裝置，其中該粒子於該些預設位置係分別構成該第一極端狀態、該第二極端狀態、或該影像狀態之反射影像。
  31. 一種電子紙顯示裝置，包含有：一電泳式媒介，包含有複數個帶電荷的粒子於一液體中；複數個影像單元，每一該些影像單元與該些粒子相關聯；一第一電極與一第二電極，該兩電極與每一該些影像單元相關聯，該兩電極用以接收一控制訊號；以及一控制單元，係接收影像資料，於一第一預設期間，提供該控制訊號至該兩電極以將兩相鄰之該些影像單元之一第一影像單元驅動至一第一極端狀態，且將一第二影像單元驅動至一第二極端狀態；於一第二預設期間，提供該控制訊號至該兩電極以將該第一影像單元驅動至該第二極端狀態，且將該第二影像單元驅動至該第一極端狀態；於一第三預設期間，依據該影像資料驅動該些影像單元至相對應該影像資料的影像狀態。
  32. 如申請專利範圍第31項所記載之電子紙顯示裝置，其中該控制訊號為脈衝。
  33. 如申請專利範圍第31項所記載之電子紙顯示裝置，其中該兩電極之一電極為透明電極，或該兩電極為上下電極形式、蜂窩狀電極形式、或梳狀電極形式。
  34. 如申請專利範圍第31項所記載之電子紙顯示裝置，其中該第一預設期間、該第二預設期間、及該第三預設期間為顯示畫面更新期間，於該顯示畫面更新期間該些影像單元呈現之顯示畫面係包含有黑白分佈或相反性質色彩分佈之高頻圖案。
  35. 如申請專利範圍第31項所記載之電子紙顯示裝置，其中該第一極端狀態與該第二極端狀態互為相反性質之顏色狀態。
  36. 如申請專利範圍第31項所記載之電子紙顯示裝置，其中該些粒子係依據該控制單元之控制於該液體中移動至至複數個預設位置，且該些粒子於該些預設位置係分別構成對應該第一極端狀態、該第二極端狀態、或該影像狀態之反射影像。
  37. 一種電子紙顯示裝置，包含有：一電泳式媒介，包含有複數個帶電荷的粒子於一液體中；一第一電極與一第二電極，該兩電極用以接收一控制訊號；複數個影像單元，每該影像單元包含有該電泳式媒介之一部分、該第一電極與該第二電極分別之一部分；以及一控制單元，接收一影像資料，於該影像資料寫入該些影像單元前之一第一預設期間，提供該控制訊號至該兩電極以將至少一第一影像單元驅動至一第一極端狀態，且將該第一影像單元之鄰近至少一該些影像單元選擇性地驅動至該第一極端狀態或一第二極端狀態；於一第二預設期間，提供該控制訊號至該兩電極以將該第一影像單元驅動至該第一極端狀態或該第二極端狀態，且將該鄰近至少一該些影像單元驅動至與前一極端狀態相反之極端狀態。
  38. 如申請專利範圍第37項所記載之電子紙顯示裝置，其中該控制單元於一第三預設期間，依據該影像資料驅動該些影像單元至相對應該影像資料的影像狀態，以顯示影像。
  39. 如申請專利範圍第38項所記載之電子紙顯示裝置，其中該第一預設期間、該第二預設期間、該第三預設期間之總合該電子紙顯示裝置之畫面更新期間。
  40. 如申請專利範圍第39項所記載之電子紙顯示裝置，其中於該畫面更新期間，該些影像單元呈現之顯示畫面係包含有黑白分佈或相反性質色彩分佈之高頻圖案。
  41. 一種電子紙顯示裝置，接收複數個影像資料以更新顯示畫面，且該顯示畫面更新期間為一第一預設期間與一第二預設期間之總合，該電子紙顯示裝置包含有：一電泳式媒介，包含有複數個帶電荷的粒子於一液體中；一第一電極與一第二電極，該兩電極用以接收一控制訊號；複數個影像單元，每該影像單元包含有該電泳式媒介之一部分、該第一電極與該第二電極分別之一部分；以及一控制單元，於一第N影像資料之顯示畫面更新期間之第一預設期間，提供該控制訊號驅動鄰近影像單元之至少一第一影像單元至一第一極端狀態、及驅動至少一鄰近其它影像單元至一第二極端狀態，且於該第N影像資料之顯示畫面更新期間之第二預設期間，依據該第N影像資料提供該控制訊號驅動該些影像單元至相對應該第N影像資料的影像狀態；於一第M影像資料之顯示畫面更新期間之第一預設期間，提供該控制訊號驅動鄰近影像單元之至少一第一影像單元至一第二極端狀態、及驅動至少一鄰 近期他第二影像單元至一第一極端狀態，且於該第M影像資料之顯示畫面更新期間之第二預設期間，依據該第M影像資料提供該控制訊號驅動該些影像單元至相對應該第M影像資料的影像狀態；其中，N、M為正整數，且N不等於M。
  42. 如申請專利範圍第41項所記載之電子紙顯示裝置，其中於該顯示畫面更新期間，該些影像單元呈現之顯示畫面係包含有黑白分佈或相反性質色彩分佈之高頻圖案。
  43. 如申請專利範圍第41項所記載之電子紙顯示裝置，其中該第一極端狀態與該第二極端狀態互為相反性質之顏色狀態。
  44. 如申請專利範圍第41項所記載之電子紙顯示裝置，其中每一該些影像單元包含有至少一粒子與至少一液體，且該粒子係依據該控制訊號之控制於該液體中移動至至少一預設位置。
  45. 如申請專利範圍第44項所記載之電子紙顯示裝置，其中該粒子於該些預設位置係分別構成對應該第一極端狀態、該第二極端狀態、或該影像狀態之反射影像。
  46. 一種顯示裝置驅動方法，包含有：提供複數個影像單元；接收一影像資料；於該影像資料寫入該些影像單元前之一第一預設期間，將至少一第一影像單元驅動至一第一極端狀態，且將該第一影像單元之鄰近至少一該些影像單元選擇性地驅動至該第一極端狀態或一第二極端狀態；以及於一第二預設期間，將該第一影像單元驅動至該第一極端狀 態或該第二極端狀態，且將該鄰近至少一該些影像單元驅動至與前一極端狀態相反之極端狀態。
  47. 如申請專利範圍第47項所記載之方法，更包含：於一第三預設期間，依據該影像資料驅動該些影像單元至相對應該影像資料的影像狀態，以顯示影像。
  48. 如申請專利範圍第47項所記載之方法，其中該第一預設期間、該第二預設期間、該第三預設期間之總合該電子紙顯示裝置之畫面更新期間。
  49. 如申請專利範圍第48項所記載之方法，其中於該畫面更新期間，該些影像單元呈現之顯示畫面係包含有黑白分佈或相反性質色彩分佈之高頻圖案。
  50. 一種顯示裝置驅動方法，包含有：接收複數個影像資料以更新顯示畫面，且該顯示畫面更新期間為一第一預設期間與一第二預設期間之總合；提供複數個影像單元；於一第一影像資料之顯示畫面更新期間之第一預設期間，驅動每兩相鄰之該些影像單元之一第一影像單元至一第一極端狀態、及驅動一第二影像單元至一第二極端狀態，且於該第一影像資料之顯示畫面更新期間之第二預設期間，依據該第一影像資料驅動該些影像單元至相對應該第一影像資料的影像狀態；以及於一第二影像資料之顯示畫面更新期間之第一預設期間，驅動每兩相鄰之該些影像單元之一第一影像單元至一第二極端狀態、及驅動一第二影像單元至一第一極端狀態，且於該第二影像資料之顯示畫面更新期間之第二預設期間，依據該第二影像資料 驅動該些影像單元至相對應該第二影像資料的影像狀態。
  51. 如申請專利範圍第50項所記載之方法，其中於該顯示畫面更新期間，該些影像單元呈現之顯示畫面係包含有黑白分佈或相反性質色彩分佈之高頻圖案。
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