ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКИЕ ДИСПЛЕИ И СПОСОБЫ ИХ ВОЗБУЖДЕНИЯ
ELECTROOPTICAL DISPLAYS AND METHODS FOR ACTUATION THEREOF

Область техники, к которой относится настоящее изобретение
[0001] Настоящее изобретение относится к способам возбуждения электрооптических дисплеев. В частности, настоящее изобретение относится к способам возбуждения, которые применяются с целью уменьшения краевых артефактов пикселей и/или остаточных изображений в электрооптических дисплеях.
Предшествующий уровень техники настоящего изобретения
[0002] Электрооптические дисплеи обычно характеризуются наличием задних панелей, снабженных множеством пиксельных электродов, каждый из которых задает один пиксель дисплея; причем традиционно предусмотрен единый общий электрод, охватывающий большое число пикселей, и в большинстве случаев дисплей в целом предусмотрен с противоположной стороны электрооптической среды. Отдельные пиксельные электроды могут возбуждаться напрямую (т.е. к каждому пиксельному электроду может быть подведен отдельный проводник), или же пиксельные электроды могут возбуждаться по образцу активной матрицы, что знакомо специалистам в области технологии задних панелей. Поскольку соседние пиксельные электроды часто находятся под разным напряжением, они должны быть разделены межпиксельными зазорами конечной ширины во избежание короткого замыкания между электродами. Хотя на первый взгляд может показаться, что электрооптическая среда, перекрывающая эти зазоры, не должна переключаться во время приложения возбуждающего напряжения к пиксельным электродам (и действительно, это часто происходит с некоторыми не бистабильными электрооптическими средами, такими как жидкие кристаллы, где обычно предусмотрена черная маска для сокрытия этих непереключающихся зазоров), в случае со многими бистабильными электрооптическими средами такая среда, перекрывающая зазор, переключается из-за явления, обозначаемого термином «расплывание».
[0003] Расплыванием называется явление, когда приложение возбуждающего напряжения к пиксельному электроду обыкновенно приводит к изменению оптического состояния электрооптической среды на площади, превышающей физические размеры пиксельного электрода. Хотя чрезмерного расплывания следует избегать (например, в дисплее с активной высокоразрешающей матрицей нежелательно прикладывать возбуждающее напряжение к единичному пикселю с целью инициации переключения на область, охватывающую несколько соседних пикселей, поскольку это может уменьшить эффективную разрешающую способность дисплея), регулируемый объем расплывания часто представляется целесообразным. Рассмотрим, к примеру, черно-белый электрооптический дисплей, который отображает цифры с использованием стандартной семисегментной матрицы прямого возбуждения, состоящей из семи пиксельных электродов в расчете на каждый разряд. Когда, например, отображается ноль, шесть сегментов становятся черными. При отсутствии расплывания будут видны шесть межпиксельных зазоров. Однако если предусмотрен регулируемый объем расплывания, например, как это описано в указанном документе 2005/0062714, то межпиксельные зазоры станут черными, что делает разряд визуально более привлекательным. Однако расплывание может повлечь за собой проблему, именуемую «двоением по краям».
[0004] Область расплывания не является равномерно белой или черной, а обычно представляет собой некую переходную зону, где по мере пересечения области расплывания цвет среды постепенно переходит от белого к черному через различные оттенки серого. Соответственно, «ореол» по краю обычно представляет собой область с меняющимися оттенками серого, а не равномерно серую, но по-прежнему видимую и нежелательную область, особенно потому, что человеческий глаз хорошо различает области серого цвета в монохромных изображениях, где каждый пиксель предположительно должен быть чисто черным или чисто белым.
[0005] В некоторых случаях асимметричное расплывание может привести к возникновению двоения по краям. «Асимметричное расплывание» относится к явлению, в результате которого в некоторых электрооптических средах (например, в электрофоретической среде, инкапсулированной хромитом меди/диоксидом титана, которая описана в патенте США № 7,002,728) расплывание является «асимметричным» в том смысле, что при переходе от одного крайнего оптического состояния пикселя к другому крайнему оптическому состоянию наблюдается более сильное расплывание, чем при переходе в обратном направлении; при этом в средах, описанных в указанном патенте, расплывание при переходе от черного к белому обычно больше, чем при переходе от белого к черному.
[0006] Таким образом, существует потребность в способах возбуждения, которые могли бы уменьшить эффекты двоения или расплывания.
Краткое раскрытие настоящего изобретения
[0007] Соответственно, согласно одному из аспектов настоящего изобретения предложен способ возбуждения электрооптического дисплея, который характеризуется наличием множества пикселей отображения, и который управляется контроллером дисплея, причем контроллер дисплея связан с хост-узлом, предоставляющим рабочие инструкции контроллеру дисплея, при этом предложенный способ может предусматривать такие стадии, как: обновление дисплея с первым изображением; обновление дисплея со вторым изображением, следующим за первым изображением; обработку данных изображения, связанных с первым изображением и вторым изображением, для идентификации пикселей отображения с краевыми артефактами и генерирования данных изображения, связанных с идентифицированными пикселями; сохранение в памяти ассоциированных с данными изображения пикселей с краевыми артефактами; и инициирование колебательного сигнала для устранения краевых артефактов.
[0008] В другом варианте осуществления заявленного изобретения его предмет, представленный в настоящем документе, предлагает способ возбуждения электрооптического дисплея с множеством пикселей отображения. Этот способ предусматривает обновление дисплея с первым изображением; идентификацию пикселей отображения с краевыми артефактами после обновления первого изображения; подачу колебательных сигналов, рассчитанных на устранение артефактов, на идентифицированные пиксели; и обновление другого изображения на дисплее. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предложенный способ может также предусматривать определение зон перехода оттенков серого в пикселях отображения между первым изображением и вторым изображением. В некоторых других вариантах осуществления настоящего изобретения этот способ может предусматривать определение пикселей отображения с оттенками серого, отличными, по меньшей мере, от одного из соседствующих с ними основных пикселей, и маркировку идентифицированных пикселей в памяти, связанной с контроллером дисплея.
Краткое описание фигур
[0009] На фиг. 1 показана принципиальная электрическая схема, иллюстрирующая электрофоретический дисплей;
[0010] На фиг. 2 показана модель цепи электрооптического слоя формирования изображения;
[0011] На фиг. 3a приведен пример особого колебательного сигнала в виде пары импульсов для стирания краев пикселей при переходе от белого к белому;
[0012] На фиг. 3b приведен пример особого импульса, несбалансированного по постоянному току, для стирания белых краев пикселей при переходе от белого к белому;
[0013] На фиг. 3c приведен пример особого колебательного сигнала, инициирующего полную очистку при переходе от белого к белому;
[0014] На фиг. 4a приведен пример особого колебательного сигнала для стирания краев пикселей при переходе от черного к черному;
[0015] На фиг. 4b приведен пример особого колебательного сигнала, инициирующего полную очистку при переходе от черного к черному;
[0016] На фиг. 5a показан скриншот дисплея с эффектом расплывания или двоения; и
[0017] На фиг. 5b показан другой скриншот дисплея с уменьшенным эффектом расплывания или двоения, полученным в результате применения предмета заявленного изобретения, описанного в настоящем документе; и
[0018] На фиг. 6 приведен пример колебательного сигнала полной очистки краев (GEC).
Подробное раскрытие настоящего изобретения
[0019] Настоящее изобретение относится к способам возбуждения электрооптических дисплеев, в частности, бистабильных электрооптических дисплеев, а также к устройству, которое используется при реализации таких способов. В частности, настоящее изобретение относится к способам возбуждения, которые позволяют уменьшить «двоение» и краевые эффекты, а также уменьшить мерцание таких дисплеев. Настоящее изобретения предназначено, в частности, но не исключительно, для использования с электрофоретическими дисплеями на основе частиц, в жидкой среде которых присутствуют электрически заряженные частицы одного или нескольких типов, перемещающиеся в жидкой среде под действием электрического поля, изменяя изображение на дисплее.
[0020] Термин «электрооптический», применимый к материалу или дисплею, используется в настоящем документе в значении, общепринятом в сфере формирования изображений, для обозначения материала, который характеризуется первым и вторым состояниями отображения, отличающимися друг от друга, по меньшей мере, одним оптическим свойством, причем этот материал переходит из первого состояния отображения во второе состояние отображения при приложении к нему электрического поля. Хотя оптическое свойство обычно представляет собой цвет, различимый человеческим глазом, может быть предусмотрено и другое оптическое свойство, такое как оптическая передача, коэффициент отражения, высвечивание или - в случае использования дисплеев, предназначенных для машинного чтения - псевдоцвет в смысле изменения коэффициента отражения электромагнитных волн за пределами видимой области спектра.
[0021] Термин «серый» в контексте настоящего документа используется в значении, общепринятом в сфере формирования изображений, для обозначения состояния, промежуточного между двумя крайними оптическими состояниями пикселя, и не обязательно предполагает черно-белый переход между этими двумя крайними состояниями. Например, несколько патентов и опубликованных заявок корпорации E Ink относятся к описанным ниже электрофоретическим дисплеям, в которых крайними состояниями являются белый и темно-синий цвета, вследствие чего промежуточным «серым состоянием» фактически будет светло-голубое состояние. В действительности, как уже было сказано выше, изменение оптического состояния вообще может быть не связано с изменением цвета. Термины «черный» и «белый» могут быть использованы ниже для обозначения двух крайних оптических состояний дисплея, и должны пониматься, как обычно включающие в себя крайние оптические состояния, которые не являются строго черным и былым, а могут представлять собой, например, белое и темно-синее состояния, указанные выше. Термин «монохромный» может быть использован ниже для обозначения схемы возбуждения, которая переводит пиксели лишь в их крайние оптические состояния, минуя серое состояние.
[0022] Некоторые электрооптические материалы являются твердыми в том смысле, что они обладают твердыми наружными поверхностями, хотя эти материалы могут (а часто так и есть) характеризоваться наличием внутреннего пространства, заполненного жидкостью или газом. Такие дисплеи, в которых используются твердые электрооптические материалы, для удобства описания могут называться в настоящем документе «твердотельными электрооптическими дисплеями». Таким образом, термин «твердотельные электрооптические дисплеи» включает в себя дисплеи с вращающимися бихромными элементами, электрофоретические инкапсулированные дисплеи, микроячеистые электрофоретические дисплеи и дисплеи с инкапсулированными жидкими кристаллами.
[0023] Термины «бистабильный» и «бистабильно» используются в настоящем документе в значении, общепринятом в данной области техники, для обозначения дисплеев, содержащих отображающие элементы, которые характеризуются первым и вторым состояниями отображения, отличающимися друг от друга, по меньшей мере, одним оптическим свойством; при этом после возбуждения любого заданного элемента с помощью адресного импульса конечной длительности для придания ему первого или второго состояния отображения обеспечивается, что по окончании подачи адресного импульса это состояние сохраняется в течение определенного отрезка времени, который в несколько раз, например, по меньшей мере, в четыре раза превышает минимальную длительность импульса, необходимую для изменения состояния отображающего элемента. В патенте США № 7,170,670 показано, что некоторые электрофоретические дисплеи на основе частиц, в которых предусмотрена шкала серого, проявляют стабильность не только в крайних черном и белом состояниях, но также и в промежуточных серых состояниях, причем то же самое относится к электрооптическим дисплеям некоторых других типов. Дисплеи этого типа правильно называются «мультистабильными», а не бистабильными, хотя для удобства описания термин «бистабильный» может использоваться в настоящем документе как в отношении бистабильных дисплеев, так и в отношении мультистабильных дисплеев.
[0024] Термин «импульс» используется в настоящем документе в своем общепринятом значении интеграла напряжения по времени. Однако некоторые бистабильные электрооптические среды выполняют функцию преобразователей заряда, и в такой среде могут быть использованы импульсы с альтернативным определением, а именно в значении интеграла тока по времени (равного общему подаваемому заряду). Соответствующее определение импульса должно использоваться в зависимости от того, выполняет ли среда функцию вольт-секундного преобразователя или преобразователя заряда.
[0025] Описание, представленное ниже, в основном сфокусировано на способах возбуждения одного или нескольких пикселей электрооптического дисплея за счет перехода от исходного уровня серого к окончательному уровню серого (который может отличаться или не отличаться от исходного уровня серого). Термин «колебательный сигнал» будет использован для обозначения кривой зависимости напряжения от времени, используемой для осуществления перехода от определенного исходного уровня серого до заданного окончательного уровня серого. Обычно такой колебательный сигнал содержит множество элементов колебательного сигнала; причем эти элементы характеризуются по существу прямоугольной формой (т.е. заданный элемент предусматривает подачу постоянного напряжения в течение определенного периода времени); и эти элементы могут называться «импульсами» или «возбуждающими импульсами». Термин «схема возбуждения» обозначает набор колебательных сигналов, достаточных для осуществления всех возможных переходов между различными уровнями серого в конкретном дисплее. Дисплей может использовать более одной схемы возбуждения; например, упомянутый выше патент США № 7,012,600 указывает на то, что может потребоваться модификация схемы возбуждения в зависимости от таких параметров, как температура дисплея или время, в течение которого он находится в рабочем состоянии на протяжении срока своей службы, и поэтому дисплей может быть снабжен множеством разных схем возбуждения, которые используются при разных температурах и т.п. Набор схем возбуждения, используемых таким образом, может называться «набором связанных схем возбуждения». Кроме того, предусмотрена возможность, как это описано в нескольких указанных заявках MEDEOD (способы возбуждения электрооптических дисплеев), одновременного использования более одной схемы возбуждения на разных участках одного и того же дисплея; и используемый таким образом набор схем возбуждения может называться «набором схем одновременного возбуждения».
[0026] Известны несколько типов электрооптических дисплеев. Одним из типов электрооптических дисплеев является дисплей с вращающимися бихромными элементами, описанный, например, в патентах США №№ 5,808,783; 5,777,782; 5,760,761; 6,054,071 6,055,091; 6,097,531; 6,128,124; 6,137,467; и 6,147,791 (хотя дисплеи этого типа часто называются дисплеями «с вращающимися бихромными шариками», причем термин «с вращающимися бихромными элементами» является предпочтительным как более точный, поскольку в некоторых из указанных патентов форма вращающихся элементов не является сферической). В таких дисплеях используется большое количество тел небольшого размера (обычно сферической или цилиндрической формы), имеющих два или более сегмента с разными оптическими характеристиками и внутренний диполь. Эти тела находятся в подвешенном состоянии в заполненных жидкость пузырьках матрицы, причем эти пузырьки заполнены жидкостью с тем, чтобы указанные тела могли свободно вращаться. Внешний вид изображения на дисплее меняется при подаче на него электрического поля, в результате чего происходит вращение тел с их переходом в различные положения, и через рабочую поверхность дисплея можно видеть смену сегментов тел. Электрооптическая среда этого типа обычно является бистабильной.
353
18(3)
14(11)
[0027] В электрооптических дисплеях другого типа используются электрохромные среды, например, электрохромная среда в виде нанохромной пленки, содержащей электрод, выполненный - по меньшей мере, частично - из полупроводящего металл-оксида и множества окрашенных молекул, выполненных с возможностью обращаемого изменения цвета, прикрепленных к электроду; см., например, работу автора по имени O'Regan, B. с соавторами, журнал Nature, 1991 год, , 737; и работу автора по имени Wood, D., журнал Information Display, , 24 (март 2002 года). См. также работу автора по имени Bach, U. с соавторами, журнал Adv. Mater., 2002 год, , 845. Нанохромные пленки этого типа также описаны, например, в патентах США №№. 6,301,038; 6,870,657; и 6,950,220. Среда этого типа обычно также характеризуется бистабильностью.
425
[0028] Еще один тип электрооптических дисплеев представлен дисплеем с электросмачиванием, который был разработан компанией Philips и описан в работе «Видеоскоростная электронная бумага на принципе электросмачивания», автор Hayes, R.A. с соавторами, журнал Nature, , 383-385 (2003 год). В патенте США № 7,420,549 показано, что такие дисплеи с электросмачиванием могут быть выполнены бистабильными.
[0029] Одним из электрооптических дисплеев, которые в течение многих лет являются предметом серьезных исследований и разработок, является электрофоретический дисплей на основе частиц, в котором множество заряженных частиц перемещается во флюиде под действием электрического поля. Электрофоретические дисплеи могут характеризоваться такими признаками, как высокая яркость и контрастность, широкие углы обзора, бистабильность состояний и низкое энергопотребление в отличие от жидкокристаллических дисплеев. Тем не менее, широкому применению этих дисплеев мешают проблемы с сохранением надлежащего качества изображений на этих дисплеях в течение длительного периода времени. Например, частицы, составляющие электрофоретические дисплеи, проявляют тенденцию к осаждению, что приводит к уменьшению срока службы этих дисплеев.
[0030] Как было указано выше, электрофоретические среды требуют наличия флюида. В большинстве электрофоретических сред предшествующего уровня техники таким флюидом является жидкость, но электрофоретическая среда может быть также создана с использованием газообразных флюидов; см., например, работу «Движение электрического тонера в электронном бумагоподобном дисплее», автор Kitamura, T. с соавторами, издательство IDW, Япония, 2001 год, документ HCS1-1; и работу «Тонерный дисплей, использующий трибоэлектрически заряженные изоляционные частицы», автор Yamaguchi, Y. с соавторами, издательство IDW, Япония, 2001 год, документ AMD4-4). См. также патенты США №№ 7,321,459 и 7,236,291. Такие электрофоретические среды на основе газа представляются чувствительными к таким же проблемам, обусловленным осаждением частиц, что и электрофоретические среды на основе жидкости, когда эти среды используются в ориентации, которая обеспечивает возможность такого осаждения, как это может наблюдаться, например, в надписи с расположением среды в вертикальной плоскости. В действительности, осаждение частиц представляется более серьезной проблемой в электрофоретических средах на основе газа, чем в аналогичных средах на основе жидкости, поскольку более низкая вязкость газообразных взвешенных флюидов в сравнении с жидкими флюидами обеспечивает более быстрое осаждение электрофоретических частиц.
[0031] В многочисленных патентах и заявках, переуступленных Массачусетскому технологическому институту (MIT) и компании E Ink Corporation или полученных на их имя и поданных от их имени, описаны различные технологии, используемые в инкапсулированных электрофоретических и прочих электрооптических средах. Такие инкапсулированные среды включают в себя множество капсул небольшого размера, каждая из которых сама включает в себя внутреннюю фазу, содержащую электрофоретически подвижные частицы во флюиде, причем эта внутренняя фаза охвачена стенками капсул. Сами капсулы обычно удерживаются в полимерном вяжущем, образуя сцепляющий слой, который располагается между двумя электродами. Технологии, описанные в этих патентах и заявках, включают в себя:
[0032] (a) Электрофоретические частицы, флюиды и добавки к флюидам; см., например, патенты США №№ 7,002,728 и 7,679,814;
[0033] (b) Капсулы, связующие вещества и процессы инкапсуляции; см., например, патенты США №№ 6,922,276 и 7,411,719;
[0034] (c) Микроячеистые структуры, материалы стенок и способы формирования микроячеек; см., например, патенты США №№ 7,072,095 и 9,279,906;
[0035] (d) Способы заполнения и герметизации микроячеек; см., например, патенты США №№ 7,144,942 и 7,715,088;
[0036] (e) Пленки и субблоки, содержащие электрооптические материалы; см., например, патенты США №№ 6,982,178 и 7,839,564;
[0037] (f) Задние панели, клеевые слои и прочие вспомогательные слои и способы, используемые в дисплеях; см., например, патенты США №№ 7,116,318 и 7,535,624;
[0038] (g) Изменение цвета и цветокоррекция; см., например, патенты США №№ 7,075,502 и 7,839,564.
[0039] h) Сферы применения дисплеев; см., например, патенты США №№ 7,312,784; 8,009,348;
[0040] (i) Не электрофоретические дисплеи, описанные в патенте США № 6,241,921 и в публикации заявки на патент США №. 2015/0277160; и сферы применения технологии инкапсуляции и микроячеек, отличные от сферы дисплеев; см., например, публикации заявок на патент США №№ 2015/0005720 и 2016/0012710; и
[0041] (j) Со способами возбуждения дисплеев можно ознакомиться, например, в патентах США №№ 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; 7,061,166; 7,061,662; 7,116,466; 7,119,772; 7,177,066; 7,193,625; 7,202,847; 7,242,514; 7,259,744; 7,304,787; 7,312,794; 7,327,511; 7,408,699; 7,453,445; 7,492,339; 7,528,822; 7,545,358; 7,583,251; 7,602,374; 7,612,760; 7,679,599; 7,679,813; 7,683,606; 7,688,297; 7,729,039; 7,733,311; 7,733,335; 7,787,169; 7,859,742; 7,952,557; 7,956,841; 7,982,479; 7,999,787; 8,077,141; 8,125,501; 8,139,050; 8,174,490; 8,243,013; 8,274,472; 8,289,250; 8,300,006; 8,305,341; 8,314,784; 8,373,649; 8,384,658; 8,456,414; 8,462,102; 8,537,105; 8,558,783; 8,558,785; 8,558,786; 8,558,855; 8,576,164; 8,576,259; 8,593,396; 8,605,032; 8,643,595; 8,665,206; 8,681,191; 8,730,153; 8,810,525; 8,928,562; 8,928,641; 8,976,444; 9,013,394; 9,019,197; 9,019,198; 9,019,318; 9,082,352; 9,171,508; 9,218,773; 9,224,338; 9,224,342; 9,224,344; 9,230,492; 9,251,736; 9,262,973; 9,269,311; 9,299,294; 9,373,289; 9,390,066; 9,390,661; и 9,412,314; и в публикациях заявок на патент США №№ 2003/0102858; 2004/0246562; 2005/0253777; 2007/0070032; 2007/0076289; 2007/0091418; 2007/0103427; 2007/0176912; 2007/0296452; 2008/0024429; 2008/0024482; 2008/0136774; 2008/0169821; 2008/0218471; 2008/0291129; 2008/0303780; 2009/0174651; 2009/0195568; 2009/0322721; 2010/0194733; 2010/0194789; 2010/0220121; 2010/0265561; 2010/0283804; 2011/0063314; 2011/0175875; 2011/0193840; 2011/0193841; 2011/0199671; 2011/0221740; 2012/0001957; 2012/0098740; 2013/0063333; 2013/0194250; 2013/0249782; 2013/0321278; 2014/0009817; 2014/0085355; 2014/0204012; 2014/0218277; 2014/0240210; 2014/0240373; 2014/0253425; 2014/0292830; 2014/0293398; 2014/0333685; 2014/0340734; 2015/0070744; 2015/0097877; 2015/0109283; 2015/0213749; 2015/0213765; 2015/0221257; 2015/0262255; 2016/0071465; 2016/0078820; 2016/0093253; 2016/0140910; и 2016/0180777.
[0042] Во многих указанных патентах и заявках признано, что стенки, окружающие дискретные микрокапсулы в инкапсулированной электрофоретической среде, могут быть заменены сплошной фазой, в результате чего образуется так называемый электрофоретический дисплей с диспергированным полимером, в котором электрофоретическая среда содержит множество дискретных капель электрофоретического флюида и сплошную фазу полимерного материала, и что дискретные капли электрофоретического флюида в таком электрофоретическом дисплее с диспергированным полимером могут рассматриваться как капсулы или микрокапсулы, даже если ни одна мембрана дискретной капсулы не связана с каждой отдельной каплей; см., например, публикацию США No. 2002/0131147. Соответственно, в целях настоящего изобретения такие электрофоретические среды с диспергированным полимером рассматриваются как подвиды инкапсулированных электрофоретических сред.
[0043] Родственным типом электрофоретического дисплея является так называемый «микроячеистый электрофоретический дисплей». В микроячеистом электрофоретическом дисплее заряженные частицы и взвешенный флюид не инкапсулированы в микрокапсулы, а вместо этого удерживаются во множестве полостей, сформованных в несущей среде, которая представляет собой, например, полимерную пленку. См., например, публикацию международной заявки № WO 02/01281 и опубликованную заявку на патент США № 2002/0075556, которые обе принадлежат компании Sipix Imaging, Inc.
[0044] Во многих из указанных патентов и заявок корпорации E Ink и института MIT также рассматриваются микроячеистые электрофоретические дисплеи и электрофоретические дисплеи с диспергированным полимером. Термин «инкапсулированные электрофоретические дисплеи» может относиться ко всем таким типам дисплеев, которые собирательно могут также называться «электрофоретическими дисплеями с микропустотами» для обобщения морфологии стенок.
425
[0045] Еще один тип электрооптических дисплеев представлен дисплеем с электросмачиванием, который был разработан компанией Philips и описан в работе «Видеоскоростная электронная бумага на принципе электросмачивания», автор Hayes, R.A. с соавторами, журнал Nature, , 383-385 (2003 год). В одновременно рассматриваемой заявке № 10/711,802, поданной 6 октября 2004 года, показано, что такие дисплеи с электросмачиванием могут быть выполнены бистабильными.
[0046] Могут быть также использованы и другие типы электрооптических материалов. Особый интерес представляют бистабильные сегнетоэлектрические жидкокристаллические дисплеи (FLC), известные в данной области техники и характеризующиеся ярко выраженными свойствами остаточного напряжения.
[0047] Хотя электрофоретические среды могут быть непрозрачными (поскольку, например, во многих электрофоретических средах частицы по существу блокируют передачу видимого света через дисплей) и работают на отражение, некоторые электрофоретические дисплеи могут быть выполнены с возможностью функционирования в так называемом «шторочном режиме», который предусматривает два состояния дисплея, в одном из которых он непрозрачен, а в другом - может пропускать свет. См., например, патенты США №№5, 6,130,774 и 6,172,798, а также патенты США №№ 5,872,552; 6,144,361; 6,271,823; 6,225,971; и 6,184,856. В аналогичном режиме могут функционировать диэлектрофоретические дисплеи, которые схожи с электрофоретическими дисплеями, но принцип работы которых основан на изменении напряженности электрического поля; см. патент США №4,418,346. В шторочном режиме могут также работать электрооптические дисплеи и других типов.
[0048] Для получения дисплея с высоким разрешением адресации отдельных пикселей дисплея не должны мешать соседние пиксели. Один из способов достижения этой цели состоит в том, чтобы обеспечить наличие массива нелинейных элементов, таких как транзисторы или диоды; причем для получения дисплея с «активной матрицей» с каждым пикселем должен быть связан, по меньшей мере, один нелинейный элемент. Через соответствующий нелинейный элемент адресный или пиксельный электрод, который обращается к одному пикселю, соединен с соответствующим источником напряжения. Когда в качестве нелинейного элемента используется транзистор, пиксельный электрод может быть соединен со стоком транзистора, и эта схема будет принята в последующем описании, хотя такой выбор носит по существу произвольный характер, и пиксельный электрод может быть соединен с истоком транзистора. В массивах с высокой разрешающей способностью пиксели могут располагаться в виде двухмерного массива, состоящего из строк и столбцов так, что каждый отдельный пиксель будет однозначно определен в точке пересечения одной конкретной строки и одного конкретного столбца. Истоки всех транзисторов в каждом столбце могут быть соединены с одним столбцовым электродом, тогда как затворы всех транзисторов в каждой строке могут быть соединены с одним строчным электродом. Повторим еще раз, что схема с привязкой истоков к строкам, а затворов - к столбцам при необходимости может быть изменена на обратную.
[0049] Дисплей может заполняться построчно. Строчные электроды соединены со строчным драйвером, который может подать напряжение на выбранный строчный электрод, гарантируя, что все транзисторы в выбранной строке будут токопроводящими, тогда как подача напряжения на все остальные строки гарантирует, что все транзисторы в этих невыбранных строках останутся непроводящими. Столбцовые электроды соединены со столбцовыми драйверами, которые подают на различные столбцовые электроды напряжения, выбранные для возбуждения пикселей в выбранной строке до получения требуемого оптического состояния (указанные напряжения соотносятся с общим передним электродом, который может быть предусмотрен на противоположной стороне электрооптической среды относительно массива нелинейных элементов и проходит поперек всего дисплея). Как известно в данной области техники, напряжение является относительной величиной, и служит мерой измерения разности заряда между двумя точками. Одно значение напряжения является относительным по отношению к другому значению напряжения. Например, нулевое напряжение («0V») означает отсутствие разности напряжений. По истечении предварительно заданного времени, известного как «время адресации строки», выбор выбранной строки отменяется, выбирается следующая строка, и напряжения на столбцовых драйверах изменяются, вследствие чего на дисплее отображается следующая строка.
[0050] Однако во время работы некоторые колебательные сигналы могут создавать на пикселях электрооптического дисплея остаточное напряжение, и как следует из описания, представленного выше, это остаточное напряжение порождает ненужные оптические эффекты, и поэтому оно, в общем, нежелательно.
[0051] В контексте настоящего документа термин «сдвиг» оптического состояния в привязке к адресному импульсу обозначает ситуацию, в которой первая подача конкретного адресного импульса на электрооптический дисплей приводит к первому оптическому состоянию (например, первому уровню серого), а последующая подача такого же адресного импульса на электрооптический дисплей приводит ко второму оптическому состоянию (например, второму уровню серого). Сдвиги оптического состояния могут порождаться остаточными напряжениями, поскольку напряжение, подаваемое на пиксель электрооптического дисплея во время подачи адресного импульса, является суммой остаточного напряжения и напряжения адресного импульса.
[0052] Термин «смещение» оптического состояния дисплея с течением времени обозначает ситуацию, в которой оптическое состояние электрооптического дисплея изменяется, когда этот дисплей находится в состоянии покоя (например, в течение периода, когда на дисплей не подается адресный импульс). Смещения оптического состояния могут порождаться остаточными напряжениями, поскольку оптическое состояние пикселя может зависеть от остаточного напряжения на пикселе, а с течением времени это остаточное напряжение может ослабевать.
[0053] Как было указано выше, «двоение» относится к ситуации, в которой после повторного заполнения электрооптического дисплея по-прежнему видны следы предыдущего изображения/изображений. Остаточные напряжения могут порождать «двоение по краям», представляющее такой тип двоения, при котором остается видимым контур (края) части предыдущего изображения.
[0054] Пример осуществления электрофоретического дисплея (EPD)
[0055] На фиг. 1 схематически показан пиксель 100 электрооптического дисплея согласно предмету заявленного изобретения, представленному в настоящем документе. Пиксель 100 может включать в себя пленку 110 для формирования изображения. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения пленка 110 для формирования изображения может быть бистабильной. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения пленкой 110 для формирования изображения может служить, помимо прочего, инкапсулированная электрофоретическая пленка для формирования изображения, которая может включать в себя, например, заряженные частицы пигментного красителя.
[0056] Пленка 110 для формирования изображения может располагаться между передним электродом 102 и задним электродом 104. Передний электрод 102 может быть сформирован между пленкой для формирования изображения и лицевой поверхностью дисплея. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения передний электрод 102 может быть прозрачным. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения передний электрод 102 может быть выполнен из любого подходящего прозрачного материала, включая, помимо прочего, оксид индия-олова (ITO). Задний электрод 105 может быть сформирован напротив переднего электрода 102. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения между передним электродом 102 и задним электродом 104 может быть образована паразитная ёмкость (не показана).
[0057] Пикселем 100 может служить любой из множества пикселей. Множество пикселей может располагаться в виде двухмерного массива, состоящего из образующих матрицу строк и столбцов так, что каждый отдельный пиксель будет однозначно определен в точке пересечения одной конкретной строки и одного конкретного столбца. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения матрица пикселей может представлять собой «активную матрицу», в которой каждый пиксель соотносится, по меньшей мере, с одним нелинейным элементом 120. Нелинейный элемент 120 цепи может быть включен между задним электродом 104 и адресным электродом 108. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения нелинейным элементом 120 может служить диод и/или транзистор, включая, помимо прочего, МОП-транзистор (полевой транзистор со структурой металл-оксид-полупроводник). Сток (или исток) МОП-транзистора может быть соединен с задним электродом 104; исток (или сток) МОП-транзистора может быть соединен с адресным электродом 108; а затвор МОП-транзистора может быть соединен с электродом 106 драйвера, выполненным с возможностью управления активацией и деактивацией МОП-транзистора (для упрощения вывод МОП-транзистора, соединенный с задним электродом 104, будет называться стоком МОП-транзистора; а вывод МОП-транзистора, соединенный с адресным электродом 108, будет называться истоком МОП-транзистора. Однако специалисту в данной области техники станет очевидным, что в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения термины «сток» и «исток» МОП-транзистора могут использоваться взаимозаменяемо).
[0058] В некоторых вариантах осуществления активной матрицы адресные электроды 108 всех пикселей в каждом столбце могут быть соединены с одним общим электродом, а электроды 106 драйверов всех пикселей в каждой строке могут быть соединены с одним и тем же строчным электродом. Строчные электроды могут быть соединены со строчным драйвером, который может выбрать одну или несколько строк путем подачи на выбранные строчные электроды напряжения, достаточного для активации нелинейных элементов 120 всех пикселей 100 в выбранной строке/строках. Столбцовые электроды могут быть соединены со столбцовыми драйверами, которые могут подавать на адресный электрод 106 выбранного (активированного) пикселя напряжение, рассчитанное на приведение пикселя в требуемое оптическое состояние. Напряжение, подаваемое на адресный электрод 108, может представлять собой напряжение, являющееся относительным по отношению к напряжению, подаваемому на передний электрод 102 пикселя (например, равное примерно нулю вольт). В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения передние электроды 102 всех пикселей в активной матрице могут быть соединены с общим электродом.
[0059] В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения пиксели 100 активной матрицы могут заполняться построчно. Например, строка пикселей выбирается строчным драйвером, а напряжения, соответствующие требуемым оптическим состояниям для строки пикселей, подаются на пиксели столбцовыми драйверами. По истечении предварительно заданного времени, известного как «время адресации строки», выбор выбранной строки может быть отменен, может быть выбрана следующая строка, и напряжения на столбцовых драйверах могут быть изменены, вследствие чего на дисплее отображается следующая строка.
[0060] На фиг. 2 показана модель цепи электрооптического слоя 110 формирования изображения, расположенного между передним электродом 102 и задним электродом 104, согласно предмету изобретения, представленному в настоящем документе. Резистор 202 и конденсатор 204 могут отображать сопротивление и электрическую ёмкость электрооптического слоя 110 формирования изображения, переднего электрода 102 и заднего электрода 104, включая любые клеевые слои. Резистор 212 и конденсатор 214 могут отображать сопротивление и электрическую ёмкость многослойного клеевого слоя. Конденсатор 216 может отображать электрическую ёмкость, которая может быть образована между передним электродом 102 и задним электродом 104, например, в пограничных контактных областях между слоями, таких как граница раздела между слоем формирования изображения и многослойным клеевым слоем и/или между многослойным клеевым слоем и задним электродом. Напряжение Vi на пленке 110 для формирования изображения может включать в себя остаточное напряжение на пикселях.
[0061] Детектирование и уменьшение или удаление краевых артефактов и двоения в электрооптическом дисплее, описанном выше, может потребовать дополнительной обработки данных изображения; при этом некоторыми способами обработки данных изображения, которые могут быть использованы, являются способы детектирования и устранения артефактов, описанные в публикации патента США № 2013/0194250 A1, выданного автору по имени Amundson с соавторами («Amundson»), и в публикации патента США № 2016/0225322 A1, выданного автору по имени Sim с соавторами («Sim»), и содержание которых полностью включено в настоящий документ. Однако такие способы обработки данных изображения и удаления краевых артефактов и двоения пикселей могут потребовать дополнительного времени на свою собственную обработку, которое не всегда имеется. Таким образом, в режиме колебательных сигналов высокоскоростного обновления, таком как режим колебательных сигналов «прямого обновления», описанном ниже, может оказаться целесообразным выполнить обработку данных изображения одновременно с процессом обновления данных изображения. Кроме того, устранение краевых артефактов и двоения пикселей может быть инициировано и выполнено только в случае необходимости.
[0062] Режим «Прямое обновление» или DUDS
[0063] В некоторых сферах применения дисплей может использовать режим колебательных сигналов высокоскоростного обновления, такой как режим сигналов «прямого обновления» (DUDS). Режим DUDS может предусматривать два или более двух уровней серого, но обычно меньше, чем схема возбуждения шкалы серого (GSDS), которая может обеспечивать переходы между всеми возможными уровнями серого, но наиболее важная характеристика режима DUDS заключается в том, что управление переходами от исходного уровня серого до окончательного уровня серого осуществляется методом простого однонаправленного возбуждения в противоположность «непрямым» переходам, часто используемым в схеме GSDS, в которой, по меньшей мере, в некоторых переходах пиксель переводится с исходного уровня серого в одно из крайних оптических состояний, а затем - в обратном направлении до окончательного уровня серого; а в некоторых случаях переход может быть осуществлен путем возбуждения пикселя с его переводом в одно из крайних оптических состояний с исходного уровня серого, после этого - в противоположное крайнее оптическое состояние, и только потом - в окончательное крайнее оптическое состояние; см., например, схему возбуждения, проиллюстрированную на фиг. 11A и 11B указанного патента США № 7,012,600. Таким образом, представленные электрофоретические дисплеи могут характеризоваться временем обновления в режиме оттенков серого, примерно в два-три раза превышающим длительность импульса насыщения (где фраза «длительность импульса насыщения» определяется как период времени при заданном напряжении, достаточный для возбуждения пикселя дисплея с его переводом из одного крайнего оптического состояния в другое), или составляющим около 700-900 миллисекунд; тогда как режим DUDS характеризуется максимальным временем обновления, равным длительности импульса насыщения или приблизительно 200-300 миллисекундам.
[0064] Следует отметить, что режим колебательных сигналов или схема возбуждения «Прямое обновление» (DU), описанная выше, используется в настоящем документе для объяснения общих принципов работы предмета изобретения, раскрытого в настоящем документе. Это не означает, что они каким-либо образом ограничивают текущий предмет изобретения, поскольку эти принципы работы могут эффективно применяться к другим режимам возбуждающих колебательных сигналов или схемам возбуждения.
[0065] Режим DU представляет собой схему возбуждения, которая обычно рассматривает обновления белого и черного состояний как обновления с пустыми самопереходами. Режим DU характеризуется коротким временем обновления для быстрого вывода черного или белого состояния с минимальной продолжительностью перехода в виде кратковременного проблеска, при котором дисплей мигает, что некоторым пользователям может показаться визуально непривлекательным. Режим DU иногда может использоваться для вывода меню, индикаторов текущего состояния, клавиатур и прочего на экран дисплея. Поскольку в режиме DU как переходы из белого состояния в черное, так и переходы из черного состояния в белое являются нулевыми (т.е. невозбужденными), на черном или белом фоне могут возникать краевые артефакты.
[0066] Как было указано выше, когда не возбуждаемый пиксель примыкает к пикселю, который подвергается обновлению, возникает явление, известное как «расплывание», при котором возбуждение возбуждаемых пикселей приводит к изменению оптического состояния в области, площадь которой немного превышает площадь возбужденного пикселя, и эта область частично перекрывает область соседних пикселей. Такое расплывание проявляется в виде краевых эффектов вдоль границ примыкания невозбужденных пикселей к возбужденным пикселям. Аналогичные краевые эффекты возникают при использовании локальных обновлений (где обновляется только определенная область дисплея, например, для отображения изображения), и помимо возникновения при локальных обновлениях краевые эффекты также возникают на границе обновляемой области. Со временем такие краевые эффекты начинают отвлекать, и их следует устранить. До настоящего времени такие краевые эффекты (и эффекты смещения цвета в невозбужденных белых пикселях) обычно устранялись с использованием лишь обновлений методом «Полная очистка» или GC, проводимых через определённые промежутки времени. К сожалению, использование таких нерегулярных обновлений методом GC может возродить проблему обновления в виде кратковременного проблеска; и, несомненно, проблесковый характер обновления может быть усугублен тем фактом, что обновления в виде кратковременного проблеска выполняются через длительные промежутки времени.
Обновление изображения с одновременной обработкой данных о краевых артефактах
[0067] Для сравнения некоторые способы уменьшения краевых артефактов в пикселях отображения могут привести к дополнительной задержке времени из-за обработки изображения, необходимой для детектирования и устранения краевых артефактов после каждого обновления изображения. Кроме того, использование колебательных сигналов, несбалансированных по постоянному току, в этих способах уменьшения краевых артефактов будет практически невозможно, так как короткая выдержка времени между обновлениями (например, в режиме DU, представленном выше) не дает достаточно времени для разряжения после возбуждения. А без разряжения после возбуждения существует потенциальная опасность для общих оптических показателей и надежности модулей.
[0068] В качестве альтернативы в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения обработка данных изображения, например, описанная такими авторами, как Amundson и Sim, может осуществляться одновременно с процессом обновления изображения. Например, по мере обновления дисплеем 100 первого изображения могут обрабатываться данные первого и последующего второго изображений с целью идентификации пикселей, в которых могут возникнуть краевые артефакты или иные нежелательные оптические дефекты. Затем эти данные могут быть сохранены в буферной памяти с тем, чтобы процесс устранения краевых артефактов мог быть выполнен позднее. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения такая обработка данных изображений может осуществляться при передаче в контроллер EPDC (контроллер электрофоретического дисплея) последующих изображений. В некоторых других вариантах осуществления настоящего изобретения, когда известны изображения, которые должны быть подвергнуты обновлению, такая обработка данных изображений может осуществляться перед обновлением последующих изображений.
[0069] Один из способов отслеживания или генерирования и сохранения этой информации о краевых артефактах по мере изменения оптических состояний электрооптического дисплея заключается в генерировании соответствующей карты, причем эта карта может содержать такую информацию, как данные о том, какие пиксели на дисплее будут с большой долей вероятности способствовать развитию краевых артефактов. Один из таких способов описан в заявке на патент США № 2016/128,996, поданной автором по имени Sim с соавторами, содержание которой полностью включено в настоящий документ.
[0070] Например, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения краевые артефакты пикселей, генерируемые при использовании схемы возбуждения или режимов возбуждающих колебательных сигналов, могут сохраняться в памяти (например, в виде бинарных карт); к примеру, каждый пиксель отображения может быть представлен указателем MAP (i, j), а пиксели, которые могут способствовать развитию краевых артефактов, могут быть снабжены метками, и информация о них (т.е. указатель MAP (i. j)) может быть сохранена в бинарной карте. Ниже проиллюстрирован один из подходов, который может быть использован для отслеживания генерируемых краевых артефактов на карте и маркировки таких пикселей.
MAP (i, j) = 0 для всех i, j;
Для всех обновлений DU в последовательном порядке
Для всех пикселей (i, j) в любом порядке:
Если цветовой переход пикселя осуществляется в направлении Белый → Белый; И все четыре кардинальных соседних пикселя характеризуются следующим оттенком белого; И при наличии, по меньшей мере, одного кардинального соседнего пикселя, характеризующегося текущим оттенком, отличным от белого; И указатель MAP (i, j) всех соседних пикселей равен нулю; то MAP (i, j) = 1.
Иначе, если цветовой переход пикселя осуществляется в направлении Черный → Черный; И, по меньшей мере, один кардинальный соседний пиксель характеризуется текущим оттенком, отличным от черного; И следующим оттенком является черный; И указатель MAP (i, j) всех соседних пикселей равен нулю, то MAP (i, j) = 2.
Конец
Конец
Конец
[0071] Этот подход предусматривает, что в случае соблюдения определенных условий пиксель отображения, обозначенный как MAP (i, j), может быть маркирован числовым значением 1, указывающим на формирование темных краевых артефактов на этом пикселе. К некоторым из требуемых условий могут относиться: (1) данный пиксель отображения находится в состоянии перехода от белого к белому; (2) все четыре кардинальных соседних пикселя (т.е. четыре ближайших соседних пикселя) характеризуется следующим оттенком белого; И (3) по меньшей мере, один кардинальный соседний пиксель характеризуется текущим оттенком, отличным от белого; и (4) ни один из соседних пикселей (т.е. четырех кардинальных соседних пикселей и диагональных пикселей) не маркирован на данный момент времени, как имеющий краевые артефакты.
[0072] Аналогичным образом, в случае соблюдения определенных условий пиксель MAP (i, j) может быть маркирован числовым значением 2, указывающим на формирование белых краев на этом пикселе. К некоторым из требуемых условий могут относиться: (1) данный пиксель отображения находится в состоянии перехода от черного к черному; (2) по меньшей мере, один кардинальный соседний пиксель характеризуется текущим оттенком, отличным от черного, но следующим оттенком является черный; и (3) ни один из соседних пикселей (т.е. четырех кардинальных соседних пикселей и диагональных пикселей) не маркирован на данный момент времени, как имеющий краевые артефакты.
[0073] Одно из преимуществ этого подхода состоит в том, что в процессе работы описанная выше обработка изображения (т.е. генерирование карты и маркировка пикселей) может осуществляться одновременно с циклами обновления изображения на дисплее, что позволяет избежать чрезмерного увеличения времени задержки циклов обновления по причине - по меньшей мере, частично - того, что для завершения цикла обновления требуется лишь сгенерированная карта.
[0074] После завершения режима обновления (например, дисплей прекращает использование конкретного режима обновления) информация о пикселях, собранная в сгенерированной карте, может быть впоследствии использована для устранения краевых артефактов (например, с использованием режима DU_OUT). Например, пиксели, маркированные как имеющие краевые артефакты, могут быть очищены с помощью колебательных сигналов особой формы, дающих неяркий проблеск.
[0075] В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения для устранения краевых артефактов могут быть использованы колебательные сигналы, инициирующие полную очистку при переходе от белого к белому и от черного к черному, в сочетании с особыми колебательными сигналами для стирания краев при переходе от белого к белому и от черного к черному. Например, сбалансированные пары импульсов, раскрытые в заявке на патент США № 2013/0194250, содержание которой полностью включено в настоящий документ, задают следующее:
Для всех пикселей (i, j) в любом порядке
Если цветовой переход пикселя осуществляется в направлении Белый → Белый, а не Черный → Черный, то инициируется обычный переход DU_OUT.
Иначе, если MAP (i, j) = 1, а цветовой переход пикселя осуществляется в направлении Белый → Белый, то подается особый колебательный сигнал, инициирующий полную очистку при переходе от белого к белому.
Иначе, если цветовой переход пикселя осуществляется в направлении Белый → Белый, И указатель MAP (i, j), по меньшей мере, одного кардинального соседнего пикселя равен 1, то подается особый колебательный сигнал, инициирующий стирание краев при переходе от белого к белому.
Иначе, если MAP (i, j) = 2, а цветовой переход пикселя осуществляется в направлении Черный → Черный, то подается особый колебательный сигнал, инициирующий полную очистку при переходе от черного к черному.
Иначе, если цветовой переход пикселя осуществляется в направлении Черный → Черный, И указатель MAP (i, j), по меньшей мере, одного кардинального соседнего пикселя равен 2, то подается особый колебательный сигнал, инициирующий стирание краев при переходе от черного к черному.
В иных случаях инициируется переход Черный → Черный/Белый → Белый согласно таблице колебательных сигналов DU_OUT.
Конец
Конец
[0076] При этом подходе схема DU_OUT перехода (например, модифицированная схема DU с включенным алгоритмом уменьшения краевых артефактов) может быть применена к пикселям, которые не переходят из белого состояния в белое или из черного состояния в черное; например, эти пиксели могут воспринимать обычные переходные обновления, как если бы они возбуждались обычной схемой DU. В иных случаях на пиксель, имеющий темные краевые артефакты (т.е. MAP (i, j) = 1) и переходящий из белого состояния в белое, может быть подан особый колебательный сигнал, инициирующий полную очистку при переходе из белого состояния в белое. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения этот колебательный сигнал перехода из белого состояния в белое может представлять собой колебательный сигнал, аналогичный тому, который проиллюстрирован на фиг. 3c, и который может быть по существу сбалансирован по постоянному току, а это означает, что сумма подаваемых напряжений смещения в зависимости от величины и времени в целом равна по существу нулю; в ином случае, если пиксель переходит из белого состояния в белое, и, по меньшей мере, один кардинальный соседний пиксель характеризуется наличием темного краевого артефакта (т.е. MAP (i, j) = 1), то подается особый колебательный сигнал, инициирующий стирание краев при переходе из белого состояния в белое (см. фиг. 3a); иначе, если пиксель характеризуется наличием белого краевого артефакта (т.е. MAP (i, j) = 2) и переходит из черного состояния в черное, то может быть подан особый колебательный сигнал, инициирующий полную очистку при переходе из черного состояния в черное, который показан на фиг. 4b; иначе, если пиксель переходит из черного состояния в черное, И, по меньшей мере, один кардинальный соседний пиксель маркирован как имеющий белый краевой артефакт (т.е. MAP (i, j) = 2), то подается особый колебательный сигнал, инициирующий стирание краев при переходе из черного состояния в черное, который показан на фиг. 4a; в ином случае на все остальные пиксели подаются колебательные сигналы перехода из черного состояния в черное или из белого состояния в белое с использованием колебательных сигналов из таблицы колебательных сигналов DU-OUT.
[0077] При использовании указанного способа для устранения краевых артефактов колебательные сигналы, инициирующие полную очистку при переходе от белого к белому и от черного к черному, используются параллельно с особыми колебательными сигналами, инициирующими стирание краев при переходе от белого к белому и от черного к черному. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения особые колебательные сигналы, инициирующие стирание краев при переходе от белого к белому, могут принимать форму пары импульсов, как это описано в публикации патента США № 2013/0194250, выданного автору под именем Amundson с соавторами, и содержание которого полностью включено в настоящий документ, или несбалансированного по постоянному току возбуждающего импульса, инициирующего переход к белому, который проиллюстрирован на фиг. 3b; и в этом случае разряжение после возбуждения, описанное выше, может быть использовано для сброса остаточных напряжений и снижения нагрузок на устройство. Аналогичным образом, несбалансированный по постоянному току импульс, показанный на фиг. 4a, может быть использован для перевода пикселя в черное состояние; и в этом случае, как и в предыдущем, может быть выполнено разряжение после возбуждения. Как показано на фиг. 4, такому несбалансированному по постоянному току импульсу необходимо лишь возбуждать положительное напряжение в 15 вольт в течение определенного периода времени. В этой конфигурации превосходные показатели по очистке краев могут быть получены за счет малого размера внешне заметных отклонений при переходе (например, проблесков) в результате использования особого колебательного сигнала, инициирующего полную очистку.
[0078] В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения визуально заметные отклонения при переходе (например, проблески) могут быть уменьшены с использованием альтернативного варианта реализации, описанного ниже.
Для всех пикселей (i, j) в любом порядке
Если цветовой переход пикселя осуществляется в направлении Белый → Белый, а не Черный → Черный, то инициируется обычный переход DU_OUT.
Иначе, если MAP (i, j) = 1, а цветовой переход пикселя осуществляется в направлении Белый → Белый, то подается возбуждающий импульс, несбалансированный по постоянному току, для перехода в белое состояние.
Иначе, если MAP (i, j) = 2, а цветовой переход пикселя осуществляется в направлении Черный → Черный, то подается возбуждающий импульс, несбалансированный по постоянному току, для перехода в черное состояние.
В иных случаях инициируется переход Черный → Черный/Белый → Белый согласно таблице колебательных сигналов DU_OUT.
Конец
Конец
[0079] Этот подход предусматривает, что вместо использования особых колебательных сигналов, инициирующих стирание краев, описанных выше в привязке к первому способу, для устранения краевых артефактов могут быть использованы колебательные сигналы, несбалансированные по постоянному току. В некоторых случаях для снижения нагрузок на аппаратные средства, порождаемых несбалансированными колебательными сигналами, может выполняться разряжение после возбуждения. В процессе работы, когда пиксель отображения не переходит из белого состояния в белое, равно как и из черного состояния в черное, в отношении этого пикселя инициируется обычный переход DU-OUT. Иначе, если пиксель отображения идентифицирован как имеющий темные краевые артефакты (т.е. MAP (i, j) = 1), и он переходит из белого состояния в белое, то для перевода пикселя в белое состояние используется несбалансированный по постоянному току возбуждающий импульс (например, импульс, аналогичный показанному на фиг. 3b); иначе, если пиксель отображения идентифицирован как имеющий белые краевые артефакты (т.е. MAP (i, j) = 2), и он переходит из черного состояния в черное, то для перевода пикселя в черное состояние используется несбалансированный по постоянному току возбуждающий импульс (например, импульс, аналогичный показанному на фиг. 4a); в иных случаях инициируются переходы пикселей отображения из черного состояния в черное или из белого состояния в белое с использованием колебательных сигналов, содержащихся в таблице колебательных сигналов DU-OUT.
[0080] В еще одном из вариантов осуществления настоящего изобретения вместо сохранения информации о краевых артефактах в специально выделенной памяти ее можно перенести в буфер изображения, связанный с контроллером электрофоретического дисплея (EPDC) (например, используя буфер следующего изображения, связанный с контроллером).
Для всех обновлений DU в последовательном порядке
Для всех пикселей (i, j) в любом порядке:
Если цветовой переход пикселя осуществляется в направлении Белый → Белый; И все четыре кардинальных соседних пикселя характеризуются следующим оттенком белого; И имеется, по меньшей мере, один кардинальный соседний пиксель, характеризующийся текущим тоном, отличным от белого; то следующий оттенок устанавливается как переходящий из особого белого состояния в белое.
Иначе, если цветовой переход пикселя осуществляется в направлении Черный → Черный; И, по меньшей мере, один кардинальный соседний пиксель характеризуется текущим оттенком, отличным от черного; И следующим оттенком является черный; то следующий оттенок устанавливается как переходящий из особого черного состояния в черное.
Конец
Конец
Конец
[0081] Этот подход предусматривает, что если пиксель переходит из белого состояния в белое, и все четыре соседствующих с ним кардинальных пикселя характеризуются следующим оттенком белого, а текущий оттенок, по меньшей мере, одного кардинального соседнего пикселя отличается от белого, то следующий оттенок пикселя устанавливается как переходящий из особого белого состояния в белое в буфере следующего изображения; иначе, если цветовой переход пикселя осуществляется в направлении от черного к черному, и, по меньшей мере, один кардинальный соседний пиксель характеризуется текущим оттенком, отличным от черного, а следующий оттенок будет черным, то следующий оттенок пикселя устанавливается как переходящий из особого черного состояния в черное в буфере следующего изображения. В процессе работы во время цикла обновления переходы изображения из особого белого состояния в белое и из особого черного состояния в черное могут быть такими же, что и переходы изображения из белого состояния в белое и из черного состояния в черное, как для перехода с подачей колебательных сигналов, так и для обработки изображения. Для перехода с подачей колебательных сигналов это означает, что:
• переход Особое белое состояние → Белое состояние (т.е. из белого состояния в белое) эквивалентен переходу Белое состояние → Белое состояние (т.е. из белого состояния в белое) согласно справочной таблице колебательных сигналов.
• переход Особое белое состояние → Любое серое состояние (т.е. из белого состояния в любое серое) эквивалентен переходу Белое состояние → Любое серое состояние (т.е. из белого состояния в любое серое) согласно справочной таблице колебательных сигналов и т.д.
• переход Особое черное состояние → Черное состояние (т.е. из черного состояния в черное) эквивалентен переходу Черное состояние → Черное состояние (т.е. из черного состояния в черное) согласно справочной таблице колебательных сигналов.
• переход Особое черное состояние → Любое серое состояние (т.е. из черного состояния в любое серое) эквивалентен переходу Черное состояние → Любое серое состояние (т.е. из черного состояния в любое серое) согласно справочной таблице колебательных сигналов и т.д.
Во время режима OUT для перехода из особого белого состояния в белое предусмотрено получение несбалансированного по постоянному току импульса перехода в белое состояние (например, один из вариантов такого импульса показан на фиг. 3b), а для перехода из особого черного состояния в черное предусмотрено получение несбалансированного по постоянному току импульса перехода в черное состояние (например, один из вариантов такого импульса показан на фиг. 4a). Обработка данных с использованием алгоритма формирования изображения происходит на заднем плане во время обновления режима DU, а это значит, что время обновления DU может быть использовано для обработки изображений.
[0082] На фиг. 5a и 5b показаны дисплеи, для одного из которых было выполнено уменьшение краевых артефактов, а для другого уменьшение краевых артефактов выполнено не было. На практике там, где уменьшение краевых артефактов не выполнено, четко видны белые края на черном фоне, как это показано на фиг. 5a. И, наоборот, на фиг. 5b видно, что белые края стерты с использованием одного из предложенных способов, представленных в настоящем документе.
[0083] В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения пиксели с краевыми артефактами или пиксели, которые потенциально могут способствовать развитию краевых артефактов, могут быть маркированы согласно описанию, представленному выше, и сохранены в памяти, отличной от буферной памяти, используемой для обновления изображений, например, в памяти, отделенной от буферной памяти, используемой для обновления изображения. Однако в некоторых случаях может оказаться целесообразным уменьшить объем используемой памяти. Таким образом, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения память, используемая для обновления изображений (например, буферная память для обновления изображения), может быть использована также для сохранения сводной информации о краевых артефактах. Например, при изменении оптического состояния электрооптического дисплея (например, во время обновления изображений) вместо генерирования карты со всеми пикселями предусмотрена возможность соотнесения отдельных пикселей с индикатором, выполненным с возможностью определения того, имеет ли конкретный пиксель краевые артефакты. Этот индикатор может быть использован для того, чтобы определить, маркирован ли какой-либо конкретный пиксель как имеющий краевые артефакты. По мере того как дисплей подвергается все большему числу обновлений изображения (например, все большему числу изменений оптического состояния), предположительно все большее число пикселей может быть маркировано как имеющие краевые артефакты (например, об этом сигнализирует или включается индикатор краевых артефактов, соотнесенный с этими пикселями). Позднее эти пиксели, маркированные как имеющие краевые артефакты, все вместе могут быть очищены или сброшены в исходное состояние с использованием сбросного колебательного сигнала.
[0084] Устранение краевых артефактов
[0085] Обработанные данные о краевых артефактах могут быть использованы в любое удобное время для устранения краевых артефактов. Процесс стирания или очистки может быть активирован или инициирован различными условиями.
[0086] В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения запрос на очистку может быть инициирован хост-узлом (например, процессором) подобно другому запросу, который передается хост-узлом на контроллер, и такой запрос может быть передан одновременно с другими запросами на обновление изображений. Например, после интерактивного диалога, при котором для обновления дисплея был использован режим колебательных сигналов DUDS, для устранения накопленных краевых артефактов, порожденных использованием режима DUDS, хост-узел может передать в контроллер EPDC запрос на задание конкретных временных рамок для устранения краевых артефактов.
[0087] В некоторых других вариантах осуществления настоящего изобретения процесс очистки может быть инициирован, когда это удобно дисплею. Например, когда контроллер EPDC переходит на определенное время в холостой режим, он может принять решение об инициации процесса очистки для устранения краевых артефактов с использованием собранных данных о краевых артефактах.
[0088] В еще одном из вариантов осуществления настоящего изобретения эти обработанные данные изображения, которые включают в себя идентификационные данные пикселей с краевыми артефактами, могут быть использованы схемой возбуждения или режимом колебательных сигналов обновления, использующим колебательные сигналы для устранения краевых артефактов. Например, при перьевом вводе данных, когда для обеспечения высокого быстродействия используется режим колебательных сигналов DUDS, последующий режим колебательных сигналов, применяемый для сглаживания, может предусматривать колебательные сигналы устранения краевых артефактов, и этот последующий режим колебательных сигналов может использовать обработанные данные изображения с информацией о краевых артефактах для их устранения.
[0089] В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения для устранения краевых артефактов может быть использован режим колебательных сигналов «Полная очистка краев» (GEC). На фиг. 6 проиллюстрирован простой колебательный сигнал GEC, причем такой колебательный сигнал включает в себя импульсы с плоской вершиной, выполненные с возможностью возбуждения перехода пикселя в крайнее оптическое состояние. Такой колебательный сигнал может состоять из шести кадров или длиться 66 мкс при температуре 25 градусов по Цельсию. Режим GEC может характеризоваться меньшей продолжительностью в сравнении с режимом колебательных сигналов с интегрированными фазами очистки краев. Таким образом, режим GEC может быть легко адаптирован к очистке краев в комбинации с различными режимами возбуждающих колебательных сигналов, используемыми в настоящее время, без введения чрезмерных задержек времени. Например, когда режим GEC используется совместно с режимом колебательных сигналов DUDS, описанным выше, то поскольку режим GEC срабатывает в течение короткого промежутка времени, после GEC может быть выполнено разряжение после возбуждения перед обновлением последующего изображения на дисплее. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения контроллер EPDC может отсортировать и выбрать колебательный сигнал для использования в зависимости от объема имеющихся краевых артефактов. Например, если объем краевых артефактов превышает некое пороговое значение, то контроллер EPDC может выбрать колебательный сигнал (режим) полной очистки для очистки всего дисплея.
[0090] В другом варианте осуществления настоящего изобретения контроллер EPDC может активировать колебательный сигнал очистки, если пикселей с краевыми артефактами становится слишком много. Например, контроллером EPDC может быть предусмотрен алгоритм, выполненный с возможностью отслеживания общего количества пикселей с краевыми артефактами и его сравнения с общим количеством пикселей на дисплее. Результат такого сравнения может быть сохранен в буферной памяти в виде процентильного значения. Такое сохраненное значение может периодически сравниваться с заранее заданной пороговой величиной, и если это сохраненное значение превысит порог, то контроллер EPDC может принять решение об активации режима колебательных сигналов полной очистки, в котором колебательный сигнал полной очистки может сбросить каждый пиксель на дисплее в исходное состояние (например, возбудить переход каждого пикселя в крайнее серое или цветовое состояние).
[0091] Специалистам в данной области техники должно быть очевидно, что в конкретные варианты осуществления настоящего изобретения, описанные выше, могут быть внесены многочисленные изменения и модификации без отступления от объема заявленного изобретения. Соответственно, предшествующее описание в полном объеме должно толковаться как носящее иллюстративный, а не ограничительный характер.