用于驅動電光顯示器的方法與流程

相關申請

本申請涉及美國專利Nos.5,930,026；6,445,489；6,504,524；6,512,354；6,531,997；6,753,999；6,825,970；6,900,851；6,995,550；7,012,600；7,023,420；7,034,783；7,116,466；7,119,772；7,193,625；7,202,847；7,259,744；7,304,787；7,312,794；7,327,511；7,453,445；7,492,339；7,528,822；7,545,358；7,583,251；7,602,374；7,612,760；7,679,599；7,688,297；7,729,039；7,733,311；7,733,335；7,787,169；7,952,557；7,956,841；7,999,787；和8,077,141；以及美國專利申請公開Nos.2003/0102858；2005/0122284；2005/0179642；2005/0253777；2006/0139308；2007/0013683；2007/0091418；2007/0103427；2007/0200874；2008/0024429；2008/0024482；2008/0048969；2008/0129667；2008/0136774；2008/0150888；2008/0291129；2009/0174651；2009/0179923；2009/0195568；2009/0256799；2009/0322721；2010/0045592；2010/0220121；2010/0220122；2010/0265561和2011/0285754。

為了方便，前述專利和申請在下文中共同地被稱為“MEDEOD”(用于驅動電光顯示器的方法)申請。這些專利和共同審理中的申請，以及下面提到的全部其他美國專利和公開和共同審理中的申請的全部內容通過引用包含于此。

技術領域

本發明涉及用于驅動電光顯示器特別是雙穩電光顯示器的方法，以及該方法中所使用的裝置。特別地，本發明涉及一種允許減少“幻影”和邊緣效應，以及減少這種裝置中的閃爍的驅動方法。本發明特別地，但并非排他地，意于使用基于粒子的電泳顯示器，其中，一種或多種類型的帶電粒子存在于流體中并且在電場的影響下移動穿過流體以改變顯示器的外觀。

背景技術：

關于電光顯示器的背景術語和現有技術在美國專利No.7,012,600中詳細地討論，讀者參考它得到更多的信息。因此，該術語和現有技術在下文簡要地概括。

作為應用于材料或者顯示器的術語“電光”，其在此使用的是其在成像領域中的常規含義，指的是具有第一和第二顯示狀態的材料，該第一和第二顯示狀態的至少一個光學性能不同，通過向所述材料施加電場使該材料從其第一顯示狀態改變到第二顯示狀態。雖然光學性能一般指的是可被人眼感知的顏色，但是其也可以是其他光學性能，例如光透射、反射、熒光、或者對于用于機器閱讀的顯示器，可見光范圍之外的電磁波長反射的變化的意義上的偽色彩。

在此使用的術語“灰度狀態”，在成像技術領域中其傳統意思是指介于像素的兩個極端光學狀態之間的一種狀態，但并不一定意味著處于這兩個極端狀態之間的黑白過渡。例如，下文中所參考的諸多E Ink公司的專利和公開申請描述了這樣的電泳顯示器，其中，該極端狀態為白色和深藍色，使得中間的“灰度狀態”實際上為淡藍色。實際上，就像已經提到的，光學狀態的改變可以根本不是顏色改變。下文使用的術語“黑色”和“白色”是指顯示器的兩個極端的光學狀態，并且應當被理解為通常包括極端光學狀態(例如上面提到的白色和深藍色狀態)，其并不嚴格是黑色和白色。下文使用的術語“單色的”表示僅將像素驅動至其兩個極端的光學狀態，而沒有中間灰度狀態的驅動方案。

此處使用的術語“雙穩的”和“雙穩定性”取其在本領域中的常規含義，指的是包括具有第一和第二顯示狀態的顯示元件的顯示器，所述第一和第二顯示狀態至少有一種光學性能不同，從而在利用具有有限持續時間的尋址脈沖驅動任何給定元件以呈現其第一或第二顯示狀態之后，在該尋址脈沖終止后，該狀態將持續至少幾倍于(例如至少4倍于)改變該顯示元件的狀態所需的尋址脈沖的最小持續時間的時間。美國專利No.7,170,670表明，能夠顯示灰度的一些基于粒子的電泳顯示器不僅可以穩定于其極端的黑色和白色狀態，還可以穩定于其中間的灰度狀態，一些其它類型的電光顯示器也是如此。這種類型的顯示器可恰當地稱為是“多穩態的”而非雙穩態的，盡管為了方便，在此使用術語“雙穩態”以同時覆蓋雙穩態和多穩態顯示器。

術語“脈沖”在此使用的常規含義是電壓關于時間的積分。然而，一些雙穩電光介質用作電荷轉換器，并且用這種介質可以使用脈沖的選擇定義，即電流關于時間的積分(等于施加的總電荷)。根據介質是用作電壓-時間脈沖轉換器還是用作電荷脈沖轉換器，應當使用合適的脈沖定義。

下文的討論主要集中于用于通過從初始灰度至最終灰度(可以與初始灰度相同或者不相同)的過渡驅動電光顯示器的一個或多個像素的方法。術語“波形”用于指示整個電壓與時間曲線，其用于實現從第一特定初始灰度到特定的最終灰度的過渡，典型地，該波形包括多個波形元素；其中，這些元素本質上是矩形的(即，其中，給定元素包括在一個周期的時間內施加常數電壓)；該元素可以被稱為“脈沖”或“驅動脈沖”。術語“驅動方案”指用于特定顯示器的足以實現灰度之間的所有可能的過渡的一組波形。顯示器可以使用多于一組驅動方案；例如，前述美國專利No.7,012,600教導了依賴于諸如顯示器溫度或者在其生命周期中已經工作的時間等參數，驅動方案需要被修改，并且因此顯示器可以被提供有多個不同的驅動方案以用在不同的溫度等。以該方式使用的一組驅動方案可以被稱為“一組相關驅動方案”。如一些前述MEDEOD申請中所描述的，也可以在同一顯示器的不同區域同時使用多于一個驅動方案，以該方式使用的一組驅動方案可以被稱為“一組同步驅動方案”。

已知幾種類型的電光顯示器，例如：

(a)旋轉雙色元件顯示器(參見，例如，美國專利Nos.5,808,783；5,777,782；5,760,761；6,054,071；6,055,091；6,097,531；6,128,124；6,137,467以及6,147,791)；

(b)電致色變顯示器(參見，例如，O’Regan，B.等人的Nature，1991，353,737；Wood，D.的Information Display，18(3)，24(2002年3月)；Bach，U.等人的Adv.Mater.，2002，14(11)，845；以及美國專利Nos.6,301,038；6,870.657；以及6,950,220)；

(c)電濕潤顯示器(參見Hayes，R.A.等人在Nature，425，383-385(2003年9月25日)中發表的標題為“基于電潤濕性的視頻高速電子紙”(“Video-Speed Electronic Paper Based on Electro wetting”)一文以及美國專利公開No.2005/0151709)；

(d)基于粒子的電泳顯示器，其中，多個帶電粒子在電場的影響下移動穿過流體(參見美國專利Nos.5,930,026；5,961,804；6,017,584；6,067,185；6,118,426；6,120,588；6,120,839；6,124,851；6,130,773；和6,130,774；美國專利申請公開Nos.2002/0060321；2002/0090980；2003/0011560；2003/0102858；2003/0151702；2003/0222315；2004/0014265；2004/0075634；2004/0094422；2004/0105036；2005/0062714；和2005/0270261；以及國際申請公開Nos.WO 00/38000；WO 00/36560；WO 00/67110；和WO 01/07961；and Eur opean Patents Nos.1,099,207Bl；and 1,145,072Bl；以及在前述美國專利N o.7,012,600中討論的MIT和E Ink公司的專利和申請。

電泳介質有幾種不同的變型。電泳介質可使用液態或氣態流體；對于氣態流體，例如參考Kitamura，T.等人的“電子紙顯示器的電子墨粉運動”(“Electrical toner movement for electronic paper-like display”)，IDW Japan，2001，Paper HCSl-1和Yamaguchi，Y.等人的“采用摩擦起電帶電的絕緣粒子的碳粉顯示器”(“Toner display using insulative particles charged triboelectrically”)，IDW Japan，2001，Paper AMD4-4；美國專利公開No.2005/0001810；歐洲專利申請1,462,847；1,482,354；1,484,635；1,500,971；1,501,194；1,536,271；1,542,067；1,577,702；1,577,703；和1,598,694；以及國際申請WO 2004/090626；WO 2004/079442；和WO 2004/001498。介質可以被封裝，包括許多小囊體，每一個小囊體本身包括內部相以及包圍內部相的囊壁，其中所述內部相含有懸浮在液態懸浮介質中的可電泳移動的粒子。典型地，這些囊體本身保持在聚合粘合劑中以形成位于兩個電極之間的連貫層；參見前述MIT和E Ink公司的專利和申請。可替代地，在封裝的電泳介質中包圍離散的微囊體的壁可以被連續相替代，因此產生所謂的聚合物分散型的電泳顯示器，其中電泳介質包括多個離散的電泳流體的微滴和連續相的聚合物材料；參見例如美國專利No.6,866,760。為了本申請的目的，這樣的聚合物分散型電泳介質被認定為是封裝的電泳介質的子類。另一種變型是所謂的“微單元電泳顯示器”，在微單元電泳顯示器中，帶電粒子和流體保持在形成于載體介質(通常是聚合物薄膜)內的多個空腔內；參見諸如美國專利Nos.6,672,921和6,788,449。

封裝的電泳顯示器通常不受傳統電泳裝置的聚集和沉積故障模式的困擾并提供更多的有益效果，例如在多種柔性和剛性基片上印刷或涂布顯示器的能力。(使用詞“印刷”意于包括印刷和涂布的所有形式，包括，但不限于：諸如修補模具涂布、槽或擠壓涂布、滑動或層疊涂布、幕式涂布的預先計量式涂布，諸如羅拉刮刀涂布、正向和反向輥式涂布的輥式涂布，凹面涂布，浸漬涂布，噴霧涂布，彎月面涂布，旋轉涂布，刷涂，氣刀涂布，絲網印刷工藝，靜電印刷工藝，熱印刷工藝，噴墨印刷工藝，電泳沉積(參見美國專利No.7,339,715)，以及其他類似技術。)因此，所產生的顯示器可以是柔性的。另外，因為顯示器介質可以被印刷(使用多種方法)，所以顯示器本身可以被廉價地制作。

雖然電泳介質通常是不透明的(因為，例如在很多電泳介質中，粒子基本上阻擋可見光透射通過顯示器)并且工作在反射模式下，許多電泳顯示器可以制成在所謂的“快門模式”下工作，在該模式下一種顯示狀態實質上是不透明的而一種顯示狀態是透光的。參見諸如前述的美國專利Nos.6,130,774和6,172,798，以及美國專利No.5,872,552；6,144,361；6,271,823；6,225,971；和6,184,856。介電泳顯示器類似于電泳顯示器，但是其依賴于電場強度的變化，介電泳顯示器能夠在類似的模式下工作；參見美國專利No.4,418,346。

其他類型的電光介質也可用于本發明的顯示器。

基于粒子的電泳顯示器，以及顯示類似行為的其他電光顯示器(為了方便，該顯示器在下文被稱為“脈沖驅動顯示器”)的雙穩和多穩性能，與傳統液晶(LC)顯示器的雙穩和多穩性能形成鮮明的對比。扭曲相列型液晶不是雙穩或多穩的，而是作為電壓轉換器工作的，因此，給這種顯示器的像素施加給定電場以在像素處產生特定的灰度，而不考慮像素處之前存在的灰度。此外，LC顯示器僅在一個方向(從非透射或“暗”至透射或“亮”)被驅動，通過減小或消除電場實現從較亮態至較暗態的反轉過渡。最后，LC顯示器的像素的灰度對電場的極性不敏感，僅對其大小敏感，并且實際上，由于技術原因，商業LC顯示器通常以頻繁的間隔反轉驅動電場的極性。相反，雙穩電光顯示器大致上是作為脈沖轉換器工作的，因此，像素的最終態不僅依賴于所施加的電場和施加該電場的時間，還依賴于施加電場之前像素的狀態。

不管所使用的電光介質是不是雙穩，為了獲得高分辨率的顯示器，顯示器的單個像素必須是不被鄰近像素干擾地可尋址的。實現該目的的一種方法是提供諸如晶體管或二極管的非線性元件的陣列，其中至少一個非線性元件與每個像素相關，以產生“有源矩陣”顯示器。訪問一個像素的尋址或像素電極通過相關的非線性元件與合適的電壓源連接。典型地，當非線性元件是晶體管時，像素電極連接至晶體管的漏極，并且該布置將在下文的描述中呈現，然而這實質上是任意的并且像素電極能夠連接至晶體管的源極。通常，在高分辨率陣列中，以行和列的二維陣列布置像素，以使任意特定像素被一個特定行和一個特定列的交叉點唯一地限定。每一列中所有晶體管的源極都連接至單獨一列電極，而每一行中所有晶體管的柵極都連接至單獨一行電極；再次，將源極分配給行和將柵極分配給列是常規的，但是實質上是任意的，并且如果需要，可以反轉。行電極連接至一行驅動器，其實質上確保在任意給定的時刻僅選擇一行，即，給所選擇的行電極施加電壓例如以確保在所選擇的行上的所有晶體管都是導電的，然而給其他的行施加電壓例如以確保在這些未選擇的行上的所有晶體管保持不導電。列電極連接至列驅動器，其安排所選擇的不同列的電極電壓以將所選擇的行上的像素驅動至它們期望的光學狀態。(前述電壓與普通的前電極有關，后者通常提供在電光介質中與非線性陣列相對的側面并且在整個顯示器上延伸。)在被稱為“線尋址時間”的預選擇間隔之后，取消選擇被選擇的行，選擇下一行，并且改變列驅動器上的電壓以使顯示器的下一行被寫入。重復該過程以使整個顯示器以逐行模式被寫入。

首先可能的是，用于為這種脈沖驅動電光顯示器尋址的理想方法是所謂的“一般灰度圖像流”，其中控制器安排每個圖像的寫入，以使每個像素直接從其初始灰度過渡至其最終灰度。然而，不可避免地，在脈沖驅動顯示器的寫入圖像上存在一些誤差。一些實際所遇到的這種誤差包括：

(a)之前狀態依賴性；對于至少一些電光介質，將像素轉換至新的光學狀態所需的脈沖不僅依賴于電流和期望的光學狀態，還依賴于像素的之前的光學狀態。

(b)駐留時間依賴性；對于至少一些電光介質，將像素轉換至新的光學狀態所需的脈沖依賴于像素在其不同的光學狀態已經花費的時間。這種依賴性的確切性質不好理解，但是大體上，像素在其當前光學狀態已經存在的時間越長，所需的脈沖越多。

(c)溫度依賴性；將像素轉換至新的光學狀態所需的脈沖嚴重依賴于溫度。

(d)濕度依賴性；對于至少一些類型的電光介質，將像素轉換至新的光學狀態所需的脈沖依賴于環境濕度。

(e)機械均勻性；將像素轉換至新的光學狀態所需的脈沖可以被顯示器的機械變化影響，例如電光介質或相關層疊粘合劑的厚度的變化。其他類型的機械非均勻性可以起因于介質的不同生產批次，制造公差和材料變化之間的必然變化。

(f)電壓誤差；由于驅動器所傳送的電壓的不可避免的微小誤差，施加至像素的實際脈沖不可避免地與理論上施加的脈沖有微小差別。

因此，一般灰度圖像流需要非常精確地控制所施加的電流以給出好的結果，并且從經驗出發已經發現，在當前的電光顯示器技術中，在商業顯示器中，一般灰度圖像流是不可行的。

在一些情況下，可能期望單個顯示器使用多個驅動方案。例如，有多于兩個灰度的顯示器可以使用灰度驅動方案(“GSDS”)和單色驅動方案(“MDS”)，GSDS能夠實現所有可能的灰度之間的過渡，MDS僅實現兩個灰度之間的過渡，MDS提供比GSDS更快的顯示器的重寫。當顯示器的重寫過程中正在被改變的所有像素僅在MDS所使用的兩個灰度之間實現過渡時，使用MDS。例如，前述美國專利No.7,119,772描述了以電子書的形式或者以能夠顯示灰度圖像也能夠顯示允許用戶輸入關于所顯示的圖像的文本的單色對話框的類似裝置的形式的顯示器。當用戶輸入文本時，使用快速MDS以快速更新對話框，因此為用戶提供所輸入的文本的快速確認。另一方面，當顯示器上所展示的整個灰度圖像改變時，使用較慢的GSDS。

可替代地，顯示器可以在使用GSDS的同時使用“直接更新”驅動方案(“DUDS”)。DUDS可以具有兩個或多個灰度，典型地比GSDS更少，但是DUDS的最重要的特征是通過簡單的單向驅動處理從初始灰度到最終灰度的過渡，與GSDS中通常使用的“間接”過渡完全不同，其中，在至少一些過渡中，將像素從初始灰度驅動至一個極端光學狀態，然后反轉方向至最終灰度；在某些情況下，過渡可以如下實現：從初始灰度驅動至一個極端光學狀態，再從那里至相對的極端光學狀態，然后才到達最終極端光學狀態，參見，例如，前述美國專利No.7,012,600的圖11A和11B所示的驅動方案。因此，當前電泳顯示器可以具有以灰度模式的約兩倍至三倍于飽和脈沖長度(其中，“飽和脈沖長度”被定義為時間周期，在特定電壓，其足以將顯示器的像素從一個極端光學狀態驅動至另一極端光學狀態)或大約700-900毫秒的更新時間，然而，DUDS的最大更新時間等于飽和脈沖長度或者約200-300毫秒。

然而，驅動方案中的變型不限于所使用的灰度數量的差別。例如，驅動方案可以被分為整體驅動方案和部分更新驅動方案，對于整體驅動方案，對于應用整體更新驅動方案(更精確地稱為“整體完全”或“GC”驅動方案)的區域(其可以是整個顯示器或者其某些限定的部分)中的每個像素施加驅動電壓；對于部分更新驅動方案，僅對經歷非零過渡(即，初始和最終灰度彼此不同的過渡)的像素施加驅動電壓，而對零過渡(其中，初始和最終灰度相同)過程不施加驅動電壓。除了沒有驅動電壓施加至經歷白色至白色的零過渡的像素的情況之外，中間形式的驅動方案(命名為“整體受限”或“GL”驅動方案)與GC驅動方案類似。在例如用作在白色背景上顯示黑色文本的電子書閱讀器的顯示器中，具有許多白色像素，特別是在從一頁文本到另一頁文本保持不變的邊緣和文本行之間；因此，不重寫這些白色像素顯著地減少了顯示器重寫的明顯的“閃爍”。然而，這種類型的GL驅動方案中也存在一定的問題。首先，如在一些前述MEDEOD申請中所詳細討論的，雙穩電光介質典型地不完全雙穩，并且在幾分鐘至幾小時的周期內，位于一個極端光學狀態的像素逐漸變換至中間灰度。特別地，驅動像素從白色緩慢地變換至淺灰色。因此，如果在GL驅動方案中，允許一個白色像素保持未驅動地通過許多翻頁，在這個過程中，其他白色像素(例如，那些構成文本字符一部分的)被驅動，剛剛更新的白色像素將比未驅動的白色像素稍微更亮，最終，即使對于沒有經驗的用戶，這種差異也將變得明顯。

其次，當未驅動像素位于正在被更新的像素的附近時，一種被稱為“圖像浮散”的現象發生，其中被驅動像素的驅動引起在略大于被驅動像素的面積的面積上的光學狀態的改變，該面積侵入鄰近像素的面積。該圖像浮散表現為沿未驅動像素臨近驅動像素的邊緣的邊緣效應。當使用局部更新時(其中，僅顯示器的特定區域被更新，例如展示圖像)也發生類似的邊緣效應，不過對于局部更新邊緣效應發生在正在被更新的區域的邊界。這種邊緣效應隨著時間變得干擾視覺并且必須被清除。到目前為止，這種邊緣效應(以及在未驅動白色像素中的顏色漂移效應)典型地通過不時地使用單個GC更新被移除。遺憾的是，使用這種臨時的GC更新再次引入了“閃爍”更新的問題，而實際上，這種更新的閃爍可能由于閃爍更新僅在較長的間隔的發生的事實而加重。

技術實現要素：

本發明涉及減少或消除上面討論的問題，同時仍然盡可能避免閃爍更新的問題。然而，在嘗試解決前述問題時存在另外的難題，也就是需要整體DC平衡。如在許多前述MEDEOD申請中所討論的，如果所使用的驅動方案不是基本DC平衡(即，如果在相同灰度開始和結束的任意系列的過渡過程中，施加至一個像素的脈沖的代數和不接近于零)，顯示器的電光性能和工作壽命會被不利地影響。特別參見前述美國專利No.7,453,445，其討論了在所謂的“異構循環”中的DC平衡問題，該“異構循環”涉及使用多于一種驅動方案所實施的過渡。DC平衡驅動方案確保在任意給定時刻的總的凈脈沖偏置被限制(對于有限數量的灰態)。在DC平衡驅動方案中，顯示器的各個光學狀態被分配一個脈沖電位(IP)并且光學狀態之間的單個過渡被限定，從而使過渡的凈脈沖等于過渡的初態和末態之間的脈沖電位的差。在DC平衡驅動方案中，任意往返凈脈沖需要大致為零。

因此，在一個方面，本發明提供了使用第一驅動方案和第二驅動方案驅動具有多個像素的電光顯示器的(第一)方法，在第一驅動方案中，在每個過渡所有的像素都被驅動，在第二驅動方案中，經歷某些過渡的像素不被驅動。在本發明的第一方法中，在顯示器的第一更新過程中將第一驅動方案應用至非零的較小比例的像素，同時在第一更新過程中將第二驅動方案應用至剩余像素。在緊隨第一更新的第二更新過程中，將第一驅動方案應用至不同的非零的較小比例的像素，同時在第二更新過程中將第二驅動方案應用至剩余像素。

為了方便，在下文中可將本發明的第一驅動方法稱為本發明的“選擇性一般更新”或“SGU”方法。

本發明提供了驅動具有多個像素的電光顯示器的(第二)方法，每個像素可以使用第一和第二驅動方案二者之一來驅動。當需要整體完全更新時，像素被分成兩個(或更多個)組，并且每個組使用不同的驅動方案，驅動方案彼此不同以使對于至少一個過渡，在光學狀態之間具有同一過渡的不同組中的像素不會經歷相同的波形。為了方便，在下文中可將本發明的第二驅動方法稱為本發明的“整體完全多重驅動方案”或“GCMDS”方法。

前面討論的SGU和GCMDS方法減少了圖像更新的被感知的閃爍。然而，本發明也提供了用于在驅動雙穩電光顯示器時減少或消除邊緣假象的多個方法。一種減少該邊緣假象的方法，下文中稱為本發明的第三方法，要求在下述像素的白色至白色過渡過程中應用一個或多個平衡脈沖對(平衡脈沖對或“BPP”是一對相反極性的驅動脈沖，以使平衡脈沖對的凈脈沖大致為零)，所述像素可以被識別為很可能引起邊緣假象，并被時空配置為使得平衡脈沖對將有效地消除或減少邊緣假象。有利地，選擇施加BPP的像素以使BPP被其他更新活動掩蓋。注意，因為每個BPP內在地具有零凈脈沖并且因此不會改變驅動方案的DC平衡，所以施加一個或多個BPP不會影響驅動方案的期望的DC平衡。為了方便，在下文中可將本發明的第三驅動方法稱為本發明的“平衡脈沖對白色/白色過渡驅動方案”或“BPPWWTDS”方法。

在本發明的用于減少或消除邊緣假象的相關的第四方法中，在下述像素的白色至白色過渡過程中施加“結束(top-off)”脈沖，所述像素可以被識別為很可能引起邊緣假象，并被時空配置為使得結束脈沖將有效地消除或減少邊緣假象。為了方便，在下文中可將本發明的第四驅動方法稱為本發明的“白色/白色結束脈沖驅動方案”或“WWTOPDS”方法。

本發明的第五方法也力圖減少或消除邊緣假象。該第五方法力圖消除沿直邊緣發生的這種假象，在缺乏特別調整時，直邊緣之間將是驅動和未驅動像素。在第五方法中，使用兩步驅動方案以使，在第一步，位于直邊緣的“未驅動”側的許多“額外”像素實際上被驅動至與邊緣的“驅動”側的像素相同的顏色。在第二步，邊緣的驅動側的像素和邊緣的未驅動側的額外像素都被驅動至它們的最終光學狀態。因此，本發明提供了一種驅動具有多個像素的電光顯示器的方法，其中，當驅動位于顯示器的第一區域的多個像素以改變它們的光學狀態，而位于顯示器的第二區域的多個像素不需要改變它們的光學狀態，且第一和第二區域沿直邊緣連續時，使用兩步驅動方案，其中，在第一步，位于第二區域內且鄰近所述直線的一定數量的像素實際上被驅動至與鄰近直線的第一區域內的像素相同的顏色，而在第二步，第一區域內的像素和第二區域內的所述數量的像素被驅動至它們的最終光學狀態。已經發現，以這種方式驅動有限量的額外像素極大地降低了邊緣假象的可見度，因為沿額外像素限定的蛇形邊緣發生的任何邊緣假象相比沿原始直邊緣的相應邊緣假象要不明顯得多。為了方便，在下文中可將本發明的第五驅動方法稱為本發明的“直邊緣特別像素驅動方案”或“SEEPDS”方法。

本發明的第六方法允許像素暫時偏離DC平衡。暫時允許像素偏離DC平衡，在許多情況下是有益的。例如，一個像素可能因為被預測包含暗假象而需要朝向白色的特殊脈沖，或者，可能需要快速顯示器轉換以使所需要的用于平衡的全脈沖不被施加。由于未預料事件，過渡可能中斷。在該情況下，必須，或者至少期望，存在允許或者校正脈沖偏離(特別在短時間尺度上)的方法。

在本發明的第六方法中，顯示器維持包含用于顯示器的每個像素的一個值的“脈沖庫寄存器”。當一個像素必須偏離標準DC平衡驅動方案時，調整用于相關像素的脈沖庫寄存器以指示這種偏離。當用于任意像素的寄存器值非零時(即，當像素已經偏離標準DC平衡驅動方案時)，使用與標準DC平衡驅動方案的相應波形不同的并且減小寄存器值的絕對值的波形來實施像素的至少一個后續的過渡。用于任意像素的寄存器值的絕對值不允許超過預定量。為了方便，在下文中可將本發明的第六驅動方法稱為本發明的“脈沖庫驅動方案”或“IBDS”方法。

本發明還提供了被設置以實施本發明的方法的新穎的顯示器控制器。在一個這樣的新穎的顯示器控制器中，標準圖像，或者經過選擇的標準圖像之一，在從第一任意圖像至第二任意圖像的過渡的中間步驟閃現至顯示器。為了顯示這種標準圖像，必須為任意給定像素根據所顯示的標準圖像的像素狀態改變用于從第一至第二圖像過渡的波形。例如，如果標準圖像是單色的，根據標準圖像中的特定像素是黑色還是白色，將需要兩個可能的波形以用于第一和第二圖像中特定灰度之間的每個過渡。另一方面，如果標準圖像具有十六個灰度，將需要十六個可能的波形用于每個過渡。為了方便，在下文中可將本發明的這種類型的控制器稱為本發明的“中間標準圖像”或“ISI”控制器。

此外，在本發明的某些方法中(例如SEEDPS方法)，必須或期望使用能夠更新顯示器的任意區域的控制器，并且本發明提供了這種控制器，為了方便，在下文可將其稱為本發明的“任意區域分配”或“ARA”控制器。

在本發明的所有方法中，顯示器可以使用上述的任意類型的電光介質。因此，例如，電光顯示器可以包括旋轉雙色元件或電致變色材料。可替代地，電光顯示器可以包括包含存在于流體中并能夠在電場的影響下移動穿過流體的多個帶電粒子的電泳材料。帶電粒子和流體可以被限定在多個囊體或微單元內。可替代地，帶電粒子和流體可以以被包含聚合物材料的連續相包圍的多個離散的微滴的形式存在。流體可以是液態或氣態。

附圖說明

附圖的圖1A和1B示出了用于本發明的的GCMDS方法所使用的兩個平衡對波形的電壓與時間曲線。

圖1C示出了用于顯示器的反射率與時間的關系圖，其中使用圖1A和1B所示的波形驅動等量的像素。

圖2、3、4和5示意性地示出了本發明的經由中間圖像處理的GCMDS方法。

圖6A和6B分別示出了使用本發明的BPPWWTDS和現有技術的整體受限驅動方案獲得的不同灰度的L*值的差異。

圖7A和7B是分別類似于圖6A和6B的曲線圖，但是示出了可能在本發明的某些BPPWWTDS中存在的過度校正。

圖8A-8D是與圖7A類似的曲線圖，但是示出了在本發明的BPPWWTDS中分別使用1、2、3和4個平衡脈沖對的效應。

圖9示意性地示出了存在于本發明的組合的WWTOPDS/IBDS中的不同過渡。

圖10A和10B是分別與圖6A和6B類似的曲線圖，但是示出了使用圖9所示的本發明的組合的WWTOPDS/IBDS獲得的灰度中的誤差。

圖11A和11B是分別與圖11A和11B類似的曲線圖，但是示出了使用本發明的WWTOPDS方法獲得的灰度的誤差，其中施加結束脈沖而不考慮DC失衡。

圖12A和12B以一定程度的示意性的方式示出在顯示器中實現相同的整體改變時在現有技術的驅動方法以及在本發明的SEEPDS驅動方案中發生的過渡。

圖13示意性地示出SEEPDS所需要的控制器架構，相比僅允許選擇矩形區域的現有技術的控制器，該控制器架構允許任意形狀和尺寸的區域進行更新。

具體實施方式

通過上述顯而易見，本發明提供了關于驅動電光顯示器的多個離散的發明以及該方法中所使用的裝置。這些不同的發明將在下文分別描述，但是需要理解，單個顯示器可能包含多于一個這些發明。例如，很容易看出，單個顯示器可以使用本發明的選擇性一般更新方法和直邊緣特別像素驅動方案方法并且使用本發明的任意區域分配控制器。

部分A：本發明的選擇性一般更新方法

如上述說明，本發明的選擇性一般更新(SGU)方法意于使用具有多個像素的電光顯示器。該方法使用第一驅動方案和第二驅動方案，在第一驅動方案中，在每個過渡所有的像素都被驅動，在第二驅動方案中，經歷某些過渡的像素不被驅動。在SGU方法中，在顯示器的第一更新過程中將第一驅動方案應用至非零的較小比例的像素，同時在第一更新過程中將第二驅動方案應用至剩余像素。在第一更新之后的第二更新過程中，將第一驅動方案應用至不同的非零的較小比例的像素，同時在第二更新過程中將第二驅動方案應用至剩余像素。

在SGU方法的優選形式中，第一驅動方案是GC驅動方案而第二驅動方案是GL驅動方案。在這種情況下，SGU方法基本上代替了現有技術的方法，在現有技術中，大多數更新使用(相對非閃爍的)GL驅動方案實施，而臨時的更新使用(相對閃爍的)GC驅動方案實施，其方法為，每個更新中較小比例的像素使用GC驅動方案而較大比例的像素使用GL驅動方案。通過使用GC驅動方案慎重選擇像素的分布，本發明的使用SGU方法的每個更新能夠以如下方式獲得：(對于非專家用戶)其不會被認為比純GL更新明顯地更閃爍，同時避免了不頻發的、閃爍的、分散注意力的純GC更新。

例如，假設發現特定的顯示器每四次中的一次更新需要使用GC驅動方案。為了實施本發明的SGU方法，可以將顯示器的像素分為2×2組。在第一更新過程中，每一組中的一個像素(比方說左上像素)使用GC驅動方案驅動，而三個剩余像素使用GL驅動方案驅動。在第二更新過程中，每一組中的不同的像素(比方說右上像素)使用GC驅動方案驅動，而三個剩余像素使用GL驅動方案驅動。使用GC驅動方案驅動的像素隨著每個更新輪換。理論上，每個更新的閃爍是純GC更新的四分之一，但是閃爍的增加不是特別引人注意，并且避免了現有技術的方法中每第四個更新的分散注意力的純GC更新。

有關每個更新中哪個像素接收GC驅動方案的決定可以使用某些棋盤格模式(如在上述的2×2組配置中)系統地決定，或者使用每個更新中被任意選擇的合適比例的像素(例如，每個更新中25％的像素被選擇)統計地決定。視覺心理學領域的技術人員很容易看出，某些“噪音模式”(即所選擇的像素的分布)可以比其他的效果更好。例如，如果在每個更新中使用GC驅動方案在每個相鄰的3×3組中選擇一個像素，不設置每個更新中每組中的對應像素可能是有益的，因為這將產生“閃爍”像素的規則陣列，該規則陣列可能比每組中選擇不同的像素所產生的“閃爍”像素的至少偽隨機的陣列更引人注意。

至少在某些情況中，期望在每個更新中使用GC驅動方案將不同組的像素以平行四邊形網格或近似六邊形網格布置。提供這種平行四邊形網格或近似六邊形網格的之后在兩個方向都重復的正方形或矩形的“圖塊”的示例如下(數字指定更新數字，其中將GC驅動方案應用至像素)：

以及

可以使用多于一種的所選擇像素的模式來考慮不同的使用模型。在更新過程中，可以有采用不同強度(例如，具有一個像素使用GC驅動方案的2×2數據塊，對比于一個像素使用GC驅動方案的3×3數據塊)的多于一種模式在更新時給頁面輕輕地印上水印。水印可以隨意(on the fly)改變。該模式可以相對于另一個移動，以這種方式產生其他期望的水印模式。

本發明的SGU方法當然不限于GC和GL驅動方案的組合，當第二個提供更好的性能時，只要一種驅動方案比其他的有更少的閃爍，就可以使用其他驅動方案。另外，通過使用兩個或多個驅動方案并且改變哪個像素被部分更新和哪個像素被整體更新，可以產生類似的效應。

本發明的SGU方法通常用于下文詳述的本發明的BPPWWTDS或WWTOPDS方法的組合。SGU方法的實施不需要改進的驅動方案的大量開發(因為該方法可以使用現有技術的驅動方案的組合)并且允許顯示器的明顯閃爍的大幅減少。

部分B：本發明的整體完全多重驅動方案方法

如上所述，本發明的整體完全多重驅動方案或GCMDS方法是驅動具有多個像素的電光顯示器的第二方法，每個像素可以使用第一或第二驅動方案之一驅動。當需要整體完全更新時，像素被分成兩(或者更多)組，不同的驅動方案用于不同的組，驅動方案彼此不同以使，對于至少一個過渡，不同組中具有光學狀態之間的同一過渡的像素不會經歷相同的波形。

現有技術的整體完全(GC)更新的閃爍的部分原因是在這種更新中，通常大量的像素同時經歷相同的波形。對于上述原因，在許多情況下是白色至白色波形，雖然在其他情況下(例如，當在黑背景上顯示白文本時)，黑色至黑色波形可能是大部分閃爍的原因。在GCMDS方法中，代替驅動(并因此閃爍)具有相同波形的同時經歷相同過渡的顯示器的每個像素，像素被分配一組值以使對于至少一些過渡，不同的波形被施加至經歷相同過渡的不同組的像素。因此，經歷相同的圖像狀態過渡的像素將不(必須地)經歷相同的波形，并且因此將不會同時閃爍。此外，可以在圖像更新之間調節所使用的像素組和/或波形。

使用GCMDS方法，可以獲得整體完全更新的感知閃爍的大幅減少。例如，假設在棋盤網格上將像素分開，一個奇偶性的像素被分配至類別A，另一個奇偶性的像素被分配至類別B。然后，選擇該兩個類別的白色至白色波形以使它們在時間上偏移，從而使兩個類別從來不會同時處在黑色狀態。一種布置該波形的方法是使用傳統的平衡脈沖對波形(即，包含兩個相等脈沖但相反極性的矩形電壓脈沖的波形)以用于兩個波形，但是將一個波形延遲單個脈沖的持續時間。附圖的圖1A和1B示出了這種類型的一對波形。圖1C示出了顯示器隨時間的反射率，其中，一半像素使用圖1A的波形驅動而另一半使用圖1B的波形驅動。從圖1C可以看出，顯示器的反射率永遠不會到達黑色，而例如如果單獨使用圖1A的波形則不是如此。

其他波形對(或更大的多重態-可以使用多于兩類像素)可以提供類似的有益效果。例如，對于中灰度至中灰度過渡，可以使用兩個“單軌道反彈”波形，一個從中灰度驅動至白色并回到中灰，而另一個從中灰度驅動至黑色然后返回中灰。另外，像素類的其他空間布置也是可能的，例如水平條或豎直條，或者隨機白噪聲。

在GCMDS方法的第二形式中，將像素的分組歸類以使在更新過程中顯示一個或多個暫時的單色圖像。通過將用戶的注意力吸引至中間圖像而不是發生在更新過程中的任何閃爍，減少了顯示器的明顯閃爍，而以正好相同的方式，魔術師使觀眾的注意力遠離進入舞臺右側的大象。可能被應用的中間圖像的示例包括單色棋盤、公司標記、條紋、時鐘、頁碼或者艾雪版畫。例如，附圖的圖2示出了在過渡過程中顯示兩個暫時的水平條紋圖像的GCMDS方法，圖3示出了在過渡過程中顯示兩個暫時的棋盤圖像的GCMDS方法，圖4示出了在過渡過程中顯示兩個暫時的任意噪聲模式的GCMDS方法，以及圖5示出了在過渡過程中顯示兩個暫時的艾雪圖像的GCMDS方法。

上述兩個想法(使用多重波形和使用暫時的中間圖像)可以同時用于減少過渡的閃爍和通過將用戶的注意力吸引至感興趣的圖像來分散用戶的注意力。

應該理解，GCMDS方法的實施典型地需要能夠維持像素類的布局圖的控制器，該布局圖可以以硬件連接到控制器或者通過軟件加載，后者具有像素布局圖能夠隨意改變的優勢。為了得到每個過渡所需的波形，控制器將從布局圖得到相關像素的像素類并把它作為限定各種可能的波形的附加的查表指針，參見前述MEDEOD申請，特別是美國專利No.7,012,600。可替代地，如果用于不同像素類的波形是單個基準波形的簡單延遲形式，可以使用更簡單的結構；例如，可以參考單個波形查表以更新兩個獨立類的像素，其中，兩個像素類以一個時間偏移開始更新，該時間偏移等于基準驅動脈沖長度的倍數。應該理解，在某些像素的分組歸類中，可以不需要布局圖，因為任意像素的類別可以簡單地從其行數和列數計算得到。例如，在圖2所示的條紋模式閃爍中，可以根據像素的行數是奇數還是偶數將像素分配至它的類別，而在圖3所示的棋盤模式中，可以根據像素的行數與列數的和是奇數還是偶數將像素分配至它的類別。

本發明的GCMDS方法提供了相對簡單的機制以減弱雙穩顯示器的更新過程中閃爍的視覺效果。使用具有用于不同像素類的時間延遲波形的GCMDS方法在整個更新時間內以一定的成本大大簡化了GCMDS方法的實施。

部分C：本發明的平衡脈沖對白色/白色過渡驅動方案方法

如上所述，本發明的平衡脈沖對白色/白色過渡驅動方案(BPPWWTDS)意于在驅動雙穩電光顯示器時減少或消除邊緣假象。BPPWWTDS要求在下述像素的白色至白色過渡過程中施加一個或多個平衡脈沖對(平衡脈沖對或“BPP”是一對相反極性的驅動脈沖，以使平衡脈沖對的凈脈沖大致為零)，所述像素可以被識別為很可能引起邊緣假象，并以時空配置為使得平衡脈沖對將有效地消除或減少邊緣假象。

BPPWWTDS試圖以過渡過程中不具有干擾現象的方式以及以具有受限的DC失衡的方式減少累積誤差的可見度。這通過將一個或多個平衡脈沖對施加至顯示器的像素子集來實現，子集中像素的比例足夠小以使平衡脈沖對的施加不會分散視覺注意力。可以通過選擇下述像素來減少BPP的應用所引起的視覺干擾，其中BPP鄰近經歷容易可見的過渡的其他像素應用至所述像素。例如，在BPPWWTDS的一種形式中，將BPP應用至經歷白色至白色過渡并且其八個鄰近像素的至少一個經歷從非白色至白色過渡的任意像素。從非白色至白色過渡有可能在其所應用的像素和經歷白色至白色過渡的鄰近像素之間導致可見邊緣，并且該可見邊緣能夠通過應用BPP而被減少或消除。用于選擇哪個像素應用BPP的方案的優勢是簡單的，但是其他的、尤其是更為保守的像素選擇方案也可以使用。保守的方案(即確保在任意一個過渡中僅小比例的像素應用BPP的方案)是理想的，因為這種方案對過渡的整體外觀具有最小的影響。

正如已經提到的，本發明的BPPWWTDS中所使用的BPP可以包含一個或多個平衡脈沖對。平衡脈沖對的每一半可以由單個或多個驅動脈沖組成，只要平衡脈沖對中的每一個具有相同的數量。只要BPP的兩半必須具有相同的幅度但是相反的符號，BPP的電壓可以改變。BPP的兩半之間或連續的BPP之間會發生零電壓的時間。例如，在一個其結果在下文描述的實驗中，平衡BPP包括一串六個脈沖，+15V,-15V,+15V,-15V,+15V,-15V，每個脈沖持續11.8毫秒。已經經驗性地發現，BPP的串越長，所得到的邊緣擦除越強。當將BPP應用至鄰近經歷(非白色)至白色過渡的像素的像素時，也已發現，及時相對于(非白色)至白色波形變換BPP也影響所獲得的邊緣減少的程度。目前，沒有用于這些發現的完整的理論解釋。

在前面的段落提到的實驗中發現，相比現有技術的整體受限(GL)驅動方案，BPPWWTDS有效地減小累積的邊緣的可見度。附圖的圖6示出了兩種驅動方案的不同灰度的L*值的差異，并且可以看出，BPPWWTDS的L*差異比GL驅動方案的L*差異更接近于零(理想)。應用BPPWWTDS之后的邊緣區域的顯微鏡檢查示出兩種類型的響應，其能夠說明這種改進。在一些情況下，看起來真實邊緣由于應用BPPWWTDS而被侵蝕。在其他情況下，看起來邊緣沒有被較多地侵蝕，但是形成鄰近暗邊緣的另外的亮邊緣。當以普通用戶的距離觀察時，該成對的邊緣。

在某些情況下，已經發現應用BPPWWTDS實際上會過度校正邊緣效應(在例如圖6的圖中通過為負值的L*差示出)。參見圖7，其示出使用四個BPP的串的實驗中的這種過度校正。如果發生這種過度校正，已經發現可以通過減少應用的BPP的數目或者通過調整BPP相對于非白色至白色過渡的時間位置減小或者消除這種過度校正。例如，圖8示出使用一到四個BPP來校正邊緣效應的實驗結果。通過專門的被測試的介質，看起來兩個BPP給出最好的邊緣校正。BPP的數目和/或BPP相對于非白色至白色過渡的時間位置能夠以隨時間變化的方式(即：on the fly)調整以提供預定邊緣可見度的最佳校正。

如上所述，用于雙穩電光介質的驅動方案通常應當被DC平衡，即，驅動方案的標稱DC失衡應當被限制。雖然BPP看起來本質上是DC平衡的并因此應當不影響驅動方案的整體DC平衡，但是通常存在于底板上的用于驅動雙穩電光介質的像素電容上的電壓的突然反轉(參見，例如美國專利No.7,176,880)可能在BPP的第二半程引起電容的不完全充電，這在實踐中會引起一定的DC失衡。將BPP應用至沒有鄰近像素經歷非零過渡的像素會引起該像素的變白或者光學狀態的其他變化，而將BPP應用至具有鄰近像素的經歷朝向白色之外的過渡的像素能夠引起該像素的一定程度的變黑。因此，應當非常注意地選擇規則以通過該規則選擇接收BPP的像素。

在本發明的BPPWWTDS的一種形式中，將邏輯函數應用至初始和最終圖像(即：過渡之前和過渡之后的圖像)以決定特定像素在過渡過程中是否應當應用一個或多個BPP。例如，如果全部四個主要的鄰近像素(即：與正在考慮的像素共享共同的邊緣而不是簡單的一個角的像素)具有最終白色態，并且至少一個主要的鄰近像素具有初始的非白色態，各種形式的BPPWWTDS可以指定經歷白色至白色過渡的像素應該被應用BPP。如果這種情況不適用，零過渡應用至像素，即，在過渡過程中沒有驅動像素。當然也可以使用其他邏輯選擇規則。

通過將整體完全驅動方案應用至經歷白色至白色過渡的某些選擇的像素，BPPWWTDS的另一變型實際上將BPPWWTDS與本發明的SGU驅動方案組合以進一步增強邊緣清理。如上在SGU驅動方案的討論中所注意的，用于白色至白色過渡的GC波形典型地非常閃爍，以致在任意一個過渡過程中僅將這種波形應用至較小比例的像素是重要的。例如，可以應用如下邏輯規則：即在相關過渡過程中，當一像素的主要鄰近像素中的三個經歷非零過渡時，GC白色至白色波形僅應用至該像素；在這種情況下，GC波形的閃爍被隱藏在三個正在過渡的主要鄰近像素的活動中。此外，如果第四個主要鄰近像素經歷零過渡，應用至相關像素的GC白色至白色波形可以移近第四個主要鄰近像素的邊緣，從而符合期望地將BPP應用至該第四個主要鄰近像素。

BPPWWTDS的其他變型包括應用GC白色至白色(下文稱“GCWW”)過渡至背景的選擇區域，即，初始態和最終態都是白色的區域。這樣做以使一旦超過預定數量的更新，每個像素都被訪問，從而隨著時間清理顯示器的邊緣和漂移假象。與前面段落所討論的變型的主要區別是決定哪個像素應當接受GC更新是基于空間位置和更新數目，而不是鄰近像素的活動。

在一個這種變型中，GCWW過渡按照每個更新輪換的標準(on a rotating per-update basis)應用至的背景像素的抖動的子群。如上部分A所述，這可以減少圖像偏移的效應，因為在某些預定數目的更新之后所有的背景像素被更新，而在更新過程中的背景白色態中僅產生輕微的閃爍或者下降。然而，該方法會圍繞更新的像素產生它自己的邊緣假象，這將持續到周圍的像素本身被更新。根據BPPWWTDS，減少邊緣的BPP可以應用至經歷GCWW過渡的像素的鄰近像素，從而背景像素能夠被更新而不會引起明顯的邊緣假象。

在另外的變型中，使用GCWW波形驅動的像素子群進一步分為子-子群。至少一些所得到的子-子群接受GCWW波形的時間延遲變形以使在過渡過程中的任意給定時刻僅它們的一部分在暗狀態。這進一步降低了更新過程中已經減弱的閃爍的影響。BPP信號的時間延遲變形也應用至這些子-子群的鄰近像素。通過這種方式，由于至圖像漂移的暴露固定減少，明顯的背景閃爍能夠減少。通過增加被認為可接受的更新時間來限制子-子群的數量。通常使用兩個子-子群，其通過一個基本的驅動脈沖寬度(在25℃通常大約240ms)標稱地增加更新時間。另外，具有過度稀少的子-子群也使單獨的更新背景像素心理視覺上更明顯，這增加了不期望的不同類型的干擾。

改變顯示器控制器(例如前述美國專利No.7,012,600中所描述的)以實施本發明的各種類型的BPPWWTDS是簡單明了的。一個或多個緩存器存儲表示過渡的初始和最終圖像的灰度數據。從該數據以及諸如溫度和驅動方案的其他信息，控制器查表選擇正確的波形應用至每個像素。為了實施BPPWWTDS，必須提供一個機構以根據鄰近像素經歷的過渡、每個像素所屬的子組以及更新的數目(當像素的不同子組在不同的更新中被更新時)而在用于相同的初始和最終灰度狀態(特別是表示白色的狀態)的多個不同的過渡中進行選擇。為此，控制器能夠存儲如同其是額外的灰度的額外的“準態”。例如，如果顯示器使用16灰階(在查表中被編號為0到15)，可以使用態16，17和18代表所需的白色過渡的類型。這些準態值能夠在系統中的各種不同的級別產生，例如在主機級別，在呈現到顯示器緩存器的點，或者在產生LUT地址時控制器中的更低的級別。

可以設想本發明的BPPWWTDS的若干變型。例如，可以使用任何短的DC平衡，或甚至DC失衡，驅動脈沖序列來代替平衡脈沖對。平衡脈沖對可以被結束脈沖(參見下文部分D)替換，或者BPP和結束脈沖組合使用。

雖然本發明的BPPWWTDS已經在上面被描述為主要與白色狀態邊緣減少相關，它也可以被應用至暗色狀態邊緣減少，這很容易通過減少BPPWWTDS中使用的驅動脈沖的極性而簡單地實現。

本發明的BPPWWTDS能夠提供“無閃爍的”驅動方案，其不需要被很多用戶排斥的周期性整體完全更新。

部分D：本發明的白色/白色結束脈沖驅動方案方法

如上所述，本發明的用于減少或消除邊緣假象的第四種方法與上述的BPPWWTDS的類似之處在于：在下述像素的白色至白色過渡過程中施加“特定脈沖”，所述像素可以被識別為很可能引起邊緣假象，并以時空配置為使得特定脈沖將有效地消除或減少邊緣假象。然而，該第四種方法與第三種方法的不同之處在于該特定脈沖不是平衡脈沖對，而是“結束”或“刷新”脈沖。術語“結束”或“刷新”脈沖以與前述美國專利No.7,193,625相同的方式用于此，以指代應用于位于或者靠近一個極端光學狀態(通常為白色或黑色)的像素的意于將像素朝向該極端光學狀態驅動的脈沖。在當前情況下，術語“結束”或“刷新”脈沖指應用于白色或近白色像素的具有將像素驅動至它的極端白色狀態的極性的驅動脈沖。為了方便，在下文中可將本發明的第四驅動方法稱為本發明的“白色/白色結束脈沖驅動方案”或“WWTOPDS”方法。

在本發明的WWTOPDS方法中，用于挑選結束脈沖所施加至的像素的標準與上述BPPWWTDS方法中的像素挑選方法類似。因此，在任一過渡過程中結束脈沖所施加至的像素的比例足夠小以使結束脈沖的應用不會干擾視覺。可以通過鄰近經歷容易可見的過渡的其他像素選擇結束脈沖所施加至的像素來減少結束脈沖的應用所引起的視覺干擾。例如，在WWTOPDS的一種形式中，將結束脈沖施加至經歷白色至白色過渡且它的八個鄰近像素的至少一個經歷從非白色至白色過渡的任意像素。從非白色至白色過渡有可能引起在其所應用的像素和經歷白色至白色過渡的鄰近像素之間的可見邊緣，并且該可見邊緣能夠通過施加結束脈沖被減少或消除。用于選擇被施加結束脈沖的像素的這一方案的優勢是簡單，但是其他的、尤其是更為保守的像素選擇方案也可以使用。保守的方案(即確保在任意一個過渡中僅小比例的像素施加結束脈沖的方案)是理想的，因為這種方案對過渡的整體外觀具有最小的影響。例如，典型的黑色至白色波形不太可能引起鄰近像素中的邊緣，因此如果在像素處沒有其他預測的邊緣累積，就不必將結束脈沖施加至它的鄰近像素。例如，考慮兩個鄰近像素(標識為P1和P2)，其顯示如下序列：

P1：W->W->B->W->W以及

P2：W->B->B->B->W。

盡管P2有可能在它的白色至黑色過渡過程中在P1中導致邊緣，但是該邊緣隨后在P1的黑色至白色過渡過程中被擦除，因此最終的P2黑色至白色過渡不應該在P1中觸發結束脈沖的施加。可以開發許多更復雜和保守的方案。例如，邊緣的產生可以在每個鄰近像素的基礎上被預測。此外，期望的是如果一些少量的邊緣低于某個預定閾值，則將它們留下而不影響。可替代地，除了像素將處于僅被白色像素圍繞的狀態之外，可以不必清除邊緣，因為當它們鄰近具有非常不同的灰度的兩個像素之間的邊緣時，邊緣效應趨于不容易可見。

已經經驗地發現，當將結束脈沖施加至一個像素與它的經歷從非白色至白色過渡的八個鄰近像素中的至少一個相關聯時，結束脈沖相對于鄰近像素上的過渡的時機對所獲得的邊緣減少的程度具有本質的影響，其中當結束脈沖與施加至鄰近像素的波形的結束一致時，得到最好的結果。該經驗發現的原因目前還不能被完全理解。

在本發明的WWTOPDS方法的一種形式中，結束脈沖連同脈沖庫驅動方案(參見下文的部分F)一起被施加。在這種組合的WWTOPDS/IBDS中，除了施加結束脈沖之外，當DC平衡要被恢復時，清除幻燈片波形(即，重復地將像素驅動至它的極端光學狀態的波形)間或地被施加至像素。該類型的驅動方案在附圖的圖9中示出。僅當像素選擇條件被滿足時，應用結束和清除(幻燈片)波形二者；在所有的其他情況下，使用零過渡。這種幻燈片波形將邊緣假象從像素移除，但是是可見的過渡。這種類型的一個驅動方案的結果在附圖的圖10中示出；這些結果可以與圖6的結果比較，雖然應該注意這兩組圖的縱坐標不同。由于清除脈沖的周期性施加，該序列不是單調的。因為幻燈片波形的施加極少發生，并且可以被控制以使其僅鄰近其他可見活動而發生，因此它是很少引人注目的。幻燈片波形具有基本完全清除像素的優勢，但是也有在鄰近像素引起需要清除的邊緣假象的劣勢。這些鄰近像素可以被標記為可能包含邊緣假象并因此在下一個可用的機會要求清除，雖然可以理解，所得到的驅動方案會引起邊緣假象的復雜演變。

在本發明的WWTOPDS方法的另一種形式中，結束脈沖被施加而不考慮DC失衡。這造成對顯示器的長期損害的一些風險，但是可能的是在長時間畫面傳播中這種小的DC失衡應該不重要，并且實際上因為在正電壓和負電壓方向在TFT上充電的不均等的存儲電容，商用顯示器已經經歷的相同數量級的DC失衡。這種類型的一個驅動方案的結果在附圖的圖11中示出；這些結果可以與圖6所示的結果比較，但是應當注意這兩組圖的縱坐標不同。

本發明的WWTOPDS方法可以被應用以使結束脈沖統計地DC平衡而無需對DC失衡精確地限定。例如，“償還”過渡可以被應用，從而以如下方式抵消“結束”脈沖：被平均地平衡以用于典型的電光介質，但是針對單個像素不追蹤凈脈沖的計數。已經發現，以減少邊緣可見度的空間-時間環境應用的結束脈沖是有用的，而不考慮其所工作的準確機制；在某些情況下，看起來邊緣被明顯地擦除，而在其他情況下，看起來像素的中心變亮至局部地補償邊緣假象的暗色的程度。

結束脈沖可以包括一個或多于一個驅動脈沖，并且可以使用單個驅動電壓或者在不同的驅動脈沖中的一系列不同的電壓。

本發明的WWTOPDS方法能夠提供“無閃爍的”驅動方案，其不需要被很多用戶排斥的周期性整體完全更新。

部分E：本發明的直邊緣特別像素驅動方案方法

如已經提到的，本發明的“直邊緣特別像素驅動方案”或“SEEPDS”方法力圖減少或消除沿驅動像素和未驅動像素之間的直邊緣發生的邊緣假象。人眼對線性邊緣假象特別敏感，特別是沿顯示器的行或列延伸的邊緣假象。在SEEPDS方法中，位于驅動和未驅動區域之間的直邊緣附近的一定數量的像素實際上被驅動，以使過渡引起的任意邊緣效應不僅沿直邊緣，還包括垂直于該直邊緣的邊緣。已經發現，以這種方式驅動有限數量的額外像素大大降低了邊緣假象的可見度。

附圖的圖12A和12B示出了SEEPDS方法的基本原理。圖12A示出了現有技術的方法，其中，使用局部或部分更新來從上半部分黑下半部分白的第一圖像過渡至全白色的第二圖像。因為局部或部分驅動方案用于更新，并且僅第一圖像的黑色的上半部分被重寫，極有可能沿原始的黑色區域和白色區域的邊界產生邊緣假象。這種長的水平邊緣假象容易導致顯示器的觀察者容易看到并且令人不快。根據SEEPDS方法，如圖12B所示，該更新被分成兩個單獨的步驟。更新的第一步將原始黑/白邊界的想象的“未驅動”側(即，在初始圖像和最終圖像中，像素具有相同的顏色(即白色)的一側)上的特定白色像素轉變為黑色；如此被驅動為黑色的白色像素布置在鄰近原始邊界的一系列大致三角區域，使得黑色區域和白色區域之間的邊界變成蛇形并且原始的直線邊界被提供有垂直于原始邊界延伸的多個片段。第二步將所有的黑色像素轉變為白色，包括在第一步被驅動為黑色的“額外”像素。即使該第二步在沿第一步之后存在的白色區域和黑色區域之間的邊界處留下了邊緣假象，該邊緣假象會沿圖12B所示的蛇形邊界分布并且對觀察者來說，其遠不及沿圖12A所示的直邊界延伸的類似的假象那么清晰可見。在某些情況下，該邊緣假象可以被進一步減小，因為當其僅在一個光學狀態保持較短的時間周期時(就像鄰近第一步之后建立的蛇形邊界的至少大多數黑色像素那樣)，某些電光介質顯示不太明顯的邊緣假象。

當選擇SEEPDS方法中所實施的模式時，應當注意確保圖12B所示的蛇形邊界的頻率不太高。頻率(類比于像素間距的頻率)越高，使得垂直于原始邊界的邊緣具有被涂抹和更黑的外觀，增加而不是減少邊緣假象。在這種情況下，邊界的頻率應當被減小。然而，太低的頻率也會引起假象的高可見度。

在SEEPDS方法中，更新方案可以遵循例如下面的模式：

-局部的->標準圖像[任意的時間]–局部的(輕微地擴展以獲取新的邊緣)->具有校正邊緣的圖像-局部的->下一圖像

或者:

-部分的->標準圖像[任意的時間]–部分的->具有校正邊緣的圖像-部分的->下一圖像

可替代地，如果在特定區域正在使用全部更新，模式可以是：

-全部區域的->標準圖像[任意的時間]-局部的(輕微地擴展以獲取新的邊緣)->下一圖像

假設沒有對顯示器的電光性能的不可接受的干擾，顯示器可以始終使用SEEPDS方法，根據如下模式：

-部分的->標準圖像w校正邊緣[任意的時間]-部分的->下一圖像

為了減少多重更新的邊緣假象，可以安排SEEPDS方法以例如如圖12B所示的改變蛇形邊界的彎曲的位置以減少重復更新中的重復的邊緣增長。

SEEPDS方法能夠充分地減少使用局部和/或部分更新的顯示器的可見邊緣假象。該方法不需要所使用的整個驅動方案的改變，并且某些形式的SEEPDS方法可以被實施而無需改變顯示器控制器。該方法可以經由硬件或者軟件實施。

部分F：本發明的脈沖庫驅動方案方法

如已經提到的，在本發明的脈沖庫驅動方案(IBDS)方法中，像素被“允許”從一個追蹤脈沖“債務”的“庫”借用或歸還脈沖單元。通常，當需要脈沖以達到某些目的時，像素將從庫中借用脈沖(正的或者負的)，并且當使用比用于完全DC平衡驅動方案所需的更少的脈沖到達下一期望光學狀態時歸還脈沖。實際上，脈沖歸還波形可以包括諸如平衡脈沖對和零電壓周期的零凈脈沖調諧元素，以使用減少的脈沖獲得期望的光學狀態。

明顯地，IBDS方法需要顯示器具有包含用于顯示器的每個像素的一個值的“脈沖庫寄存器”。當像素必須偏離標準DC平衡驅動方案時，調整用于相關像素的脈沖庫寄存器以指示這種偏離。當用于任何像素的寄存器值非零時(即，當像素已經偏離標準DC平衡驅動方案時)，使用與標準DC平衡驅動方案的相應波形不同的并且減小寄存器值的絕對值的減少的脈沖波形實施像素的至少一個后續的過渡。任意一個像素能夠借用的脈沖的最大量不允許超過預定值，因為過量的DC失衡有可能對像素的性能產生不利影響。為了應對達到預定脈沖限制的情況，應當開發針對特定應用的方法。

附圖的圖9示出了IBDS方法的一種簡單的形式。該方法使用商業的電泳顯示器控制器，其被設計為控制16灰度顯示器。為了實施IBDS方法，將通常分配給16個灰度的16個控制器狀態重新分配給4個灰度和脈沖債務的4個等級。應當理解，IBDS控制器的商業實施將允許附加的存儲器以能夠利用一定數量的脈沖債務的等級使用完整數量的灰度；參見下面的部分G。在圖9所示的IBDS方法中，脈沖的單個單元(-15V驅動脈沖)被借用以在預定條件(即零過渡通常具有零凈脈沖)下白色至白色過渡過程中實施結束脈沖。通過產生缺少一個朝向白色的驅動脈沖的黑色至白色過渡來償還該脈沖。如果缺乏任何校正行為，省略一個驅動脈沖所產生的白色狀態往往比使用完整數目的驅動脈沖的白色狀態顏色略深。然而，有幾種已知的“調諧”方法，例如預脈沖平衡脈沖對或者零電壓的中間時段，其能夠獲得滿意的白色狀態。如果達到最大脈沖借用(3個單元)，則應用比完全白色至白色幻燈片過渡少3個脈沖單元的清理過渡(clearing transition)；用于該過渡的波形當然必須被調諧以移除脈沖差額的視覺效果。由于較高的可見度，這種清理過渡是不期望的，并且因此在設計用于IBDS的規則時在脈沖借用上要保守和在脈沖歸還上要快速是非常重要的。IBDS方法的另一種形式可以利用額外的過渡用于脈沖償還，由此減少所需的強制清理過渡的次數。IBDS方法的另一種形式還可以利用脈沖庫，在該脈沖庫中脈沖不足或者過量隨時間衰減以使DC平衡僅在短時間尺度上維持；一些經驗證據表明至少一些類型的電光介質僅需要這種短期DC平衡。明顯地，使得這種脈沖不足或過量隨時間衰減減少了達到脈沖限制的情形的次數，以及因此需要清理過渡的情形的次數。

本發明的IBDS方法能夠減少或消除雙穩顯示器中的幾個實際問題，例如非閃爍驅動方案中的邊緣重影，并提供了驅動方案的主體相關(subject-dependent)的適應性改造，該改造直至單個像素級但仍保持對DC失衡的限制。

部分G：顯示器控制器

從前面的描述很容易看出，本發明的許多方法需要或者提出對現有技術的顯示器控制器的期望的改進。例如，在上面的部分B中描述的其中在顯示器上在兩個期望圖像之間閃現中間圖像的GCMDS方法的形式(該變型在下文被稱為“中間圖像GCMDS”或“II-GCMDS”方法)可能需要經歷相同的總體過渡(即，具有相同的初始和最終灰度)的像素經歷兩個或多個依賴于中間圖像上的像素的灰度的不同波形。例如，在圖5所示的II-GCMDS方法中，在初始和最終圖像上都是白色的像素將根據它們是否在第一中間圖像是白色的以及在第二中間圖像是黑色的，或者在第一中間圖像是黑色的或者第二中間圖像是白色的，而經歷兩個不同的波形。因此，用于控制這種方法的顯示器控制器必須根據與過渡圖像相關的圖像布局圖常規地將每個像素繪制到可獲得的過渡之一。明顯地，多于兩個過渡可能與相同的初始和最終態相關。例如，在圖4所示的II-GCMDS方法中，像素可以在兩個中間圖像都是黑色的，在兩個中間圖像都是白色的，或者在一個中間圖像是黑色的而在另一個是白色的，因此，初始和最終圖像之間的白色至白色過渡可以與四個不同的波形有關。

顯示器控制器的各種改進可以用于允許過渡信息的存儲。例如，通常存儲最終圖像的每個像素的灰度的圖像數據表可以被改進以存儲標識每個像素所屬類別的一個或多個附加位。例如，之前存儲四位用于每個像素以指示最終圖像中的像素呈現16個灰度中的哪一級的圖像數據表可以被修改為存儲五位用于每個像素，用于每個像素的最重要的位限定單色中間圖像的像素呈現兩個狀態(黑色或白色)中的哪一個。明顯地，如果中間圖像不是單色的，或者如果使用多于一個中間圖像，可能需要存儲多于一個附加位用于每個像素。

可替代地，基于過渡狀態布局圖，不同的圖像過渡可以被編碼成不同的波形模式。例如，波形模式A將帶像素通過在中間圖像上具有白色狀態的過渡，而波形模式B將帶像素通過在中間圖像上具有黑色狀態的過渡。

很明顯，兩個波形模式同時開始更新，因此中間圖像平穩地出現，并且為此目的需要顯示器控制器的結構的改變。主處理器(即，向顯示器控制器提供圖像的裝置)必須為顯示器控制器指示加載到圖像緩存器的像素與波形模式A或B有關。現有技術的控制器沒有這種性能。然而，合理的近似是利用當前控制器的局部更新特性(即，允許控制器在顯示器的不同區域使用不同的驅動方案的特性)并且通過一個掃描幀開始兩個模式偏移。為了允許中間圖像正確地顯示，波形模式A和B必須被構造為考慮該單個掃描幀偏移。此外，需要主處理器以將兩個圖像加載至圖像緩存器并且控制兩個局部更新。加載至圖像緩存器的圖像1必須是初始和最終圖像的組合，其中，僅經歷波形模式A區域的像素被改變。一旦復合圖像被加載，主機必須控制控制器使用波形模式A開始局部更新。下一步是將圖像2加載至圖像緩存器并且使用波形模式B控制整體更新。因為由第一局部更新控制控制的像素已經被鎖定至一個更新，僅分配至波形模式B的中間圖像的暗區中的像素將進行整體更新。使用現在的控制器結構，僅具有逐像素流水線(pipeline-per-pixel)架構和/或不限制矩形區域尺寸的控制器能夠完成前述過程。

因為波形模式A和波形模式B的每個單獨過渡相同，但是僅通過它們各自的第一脈沖的長度延遲，因此使用一個波形可以獲得相同的結果。這里，第二更新(前面段落中的整體更新)被延遲第一波形脈沖的長度。然后，圖像2加載至圖像緩存器并且使用相同的波形控制整體更新。需要與矩形區域相同的自由度。

通過上面的部分C描述的本發明的BPPWWTG方法要求顯示器控制器的其他改變。如已經描述的，根據考慮會施加平衡脈沖對的像素的鄰近像素所經歷的過渡的規則，BPPWWTG方法需要將平衡脈沖對施加至特定脈沖。為了完成此，需要至少兩個附加的過渡(不在灰度之間的過渡)，然而當前的四位波形不能適應附加的狀態，因此需要新的方法。在下面討論三種選擇。

第一種選擇是為每個像素提供至少一個附加位，以與上文參照GCMDS方法所描述的相同的方式。為了使這種系統工作，下一個狀態信息的計算必須在顯示器控制器本身的上游對每個像素完成。主處理器必須針對每個像素評估初始和最終圖像狀態，加上其最鄰近像素的初始和最終圖像狀態以確定用于像素的適當波形。用于這種方法的算法已經在上文提到。

用于實施BPPWWTG方法的第二選擇同樣類似于實施GCMDS方法的，即將附加的像素狀態(超出且大于指示灰度的標準16個狀態)編碼至兩個單獨的波形模式。一個示例是波形模式A，它是編碼光學灰度之間的過渡的傳統16狀態波形，以及波形模式B，它是編碼2個狀態(狀態16和17)以及它們和狀態15之間的過渡的新的波形模式。然而，這產生了潛在的問題，即模式B中的特定狀態的脈沖電位與模式A中的不同。一種解決方案是具有與白色至白色過渡的數量同樣多的模式并且在每個模式中僅使用那個過渡，因此產生模式A，B和C，但這是非常低效的。可替代地，也可以發送一個無效(null)波形，其繪制像素使得模式B至模式A的過渡首先至狀態16，然后從狀態16過渡至隨后的模式A。

為了實施例如這種的雙重模式波形，可以考慮類似于雙重波形實施選擇3的措施。首先，控制器必須確定如何通過逐個像素地檢查像素的初始和最終圖像狀態，加上其最鄰近像素的初始和最終圖像狀態來改變每個像素的下一個狀態。對于過渡落入波形模式A的像素，那些像素的新的狀態必須被加載入圖像緩存器并且之后必須執行對那些像素的局部更新以使用波形模式A。一幀之后，對于過渡落入波形模式B的像素，那些像素的新的狀態必須被加載入圖像緩存器并且之后必須執行對那些像素的局部更新以使用波形模式B。用現在的控制器架構，僅具有逐像素流水線架構和/或不限制矩形區域尺寸的控制器能夠完成前述過程。

第三選擇是使用具有單獨的初始和最終圖像緩存器(其被交替地加載連續的圖像)和用于可選擇的狀態信息的附加存儲空間的新的控制器架構。這些供應給流水線操作機構，其可以在考慮每個像素的最鄰近像素的初始、最終和附加狀態、以及對被考慮的像素的影響的同時對每個像素實施各種操作。操作機構計算每個像素的波形表索引，并且將其存儲在單獨的存儲單元，并且可選擇地改變已保存的用于像素的狀態信息。可替代地，可以使用存儲格式，借此，所有的存儲緩存器被加入到用于每個像素的單個的大的詞。這減少了為每個像素從不同記憶單元讀取的數目。此外，提出一種32位詞，其具有計入時間戳字段的幀，從而允許隨意進入用于任意像素的波形查找表(逐像素流水線)。最后，提出用于操作機構的波形結構，其中，三個圖像行被加載進入快速訪問寄存器，從而允許數據有效地轉換至操作結構。

可以使用幀計數時間戳和模式場以產生進入模式查找表的唯一標志符，從而提供逐像素流水線的假象。這兩個場允許每個像素被分配15個波形模式(允許一個模式態指示沒有對所選擇的像素起作用)之一和8196個幀(目前遠超出了更新顯示器所需的幀的數目)之一。通過將波形索引從如現有技術的控制器設計中的16位擴展至32位所獲得的這種附加靈活性的代價是顯示器掃描速度。在32位系統中，兩倍于每個像素的位數必須從存儲器讀取，并且控制器具有有限的存儲帶寬(數據可從存儲器讀取的速度)。這限制了面板被掃描的速度，因為整個波形表索引(現在每個像素包括32-位詞)必須從每一個掃描幀讀取。

操作機構可以是通用目的的運算邏輯單元(ALU)，其能夠對被檢查的像素和它的最鄰近像素進行簡單運算，例如：

按位邏輯操作(和、非、或、異或)；

整數運算操作(加法、減法、和可選擇地乘法和除法)；以及

位移操作

最鄰近像素被識別為在圍繞被檢查的像素的虛線框內。用于ALU的指令可以被硬編碼或者存儲在系統非易失性存儲器中并且在啟動時加載入ALU指令緩存。這種結構允許在設計新的波形和用于圖像處理的算法時的極大的靈活性。

現在考慮本發明的各種方法所需的圖像預處理。對于雙重模式波形，或者使用平衡脈沖對的波形，可能需要映射n位圖像至n+1位狀態。可以使用這種操作的幾種方法：

(a)阿爾法混合可以允許基于過渡布局圖/掩碼的雙重過渡。如果每個像素阿爾法掩碼的一位被保持以識別與過渡模式A和過渡模式B相關的區域，該布局圖可以與n位下一圖像混合以產生繪制n+1位過渡的圖像，該圖像之后可以使用n+1位波形。適合的算法是：

DP＝αIP+(l-α)M

{(if M＝0,DP＝0.5IP,表示IP數據右移一位

if M＝l,DP＝IP,指示沒有數據移位)}

其中DP＝顯示像素

IP＝圖像像素

M＝圖像掩碼(1或0)

α＝0.5

對于上述具有4位灰度圖像像素的5位示例，該算法將定位在過渡模式A區域(由像素掩碼中的0表示)的像素置于16-31范圍，而定位在過渡模式B區域的像素置于0-15范圍。

(b)簡單的光柵操作可以證明更容易實施。將掩碼位簡單地或操作至圖像數據的最重要的位將實現相同的目標。

(c)根據過渡布局圖/掩碼另外增加16至與過渡區域相關的圖像像素也能解決這個問題。

對于用于平衡脈沖對的波形，上述步驟是必要的但不是充分的。當雙重模式波形具有固定掩碼時，BPP需要一些重要的計算以產生適當過渡所必需的位移掩碼。該計算步驟可以使得不需要單獨的掩碼步驟，其中圖像分析和顯示器像素計算可以包括掩碼步驟。

上面的部分E討論的SEEPDS方法涉及控制器架構中的附加的難題，也就是“假象”邊緣的產生，即，在初始或最終圖像中不存在但是被需要限定過渡過程中出現的中間圖像的邊緣，如圖12B所示。現有技術的控制器架構僅允許在單個連續的矩形邊界內實施局部更新，而SEEPDS方法(以及可能的其他驅動方法)需要允許如圖13所示的、任意形狀和尺寸的被同時更新的多重不連續區域的控制器架構。

滿足該要求的存儲器和控制器架構在圖像緩存存儲器中儲存了一個(區域)位以指定任意像素包含在區域內。該區域位被用作“看門人”用于更新緩存器的改進和查找表數目的分配。該區域位實際上包括多個位，其可以被用于指示可以被分配不同的波形模式的單獨的、可被同時更新的、任意形狀的區域，因此允許選擇任意區域而無需產生新的波形模式。