一种提高电润湿多级灰阶转换性能的驱动单元及方法

本发明涉及显示器件、电子纸显示，特别地涉及一种提高电润湿多级灰阶转换性能的驱动单元及方法。

背景技术：

1、电润湿显示(电润湿显示)是一种响应速度为毫秒级，在强光下可以保持高对比度和高反射率的新型电子纸显示设备，它具有全彩、宽视角以及低功耗等特点。

2、传统驱动波形一般采用振幅调制(am)波形或者脉冲宽度调制(pwm)波形。采用am调制方式来驱动电润湿显示，会产生明显的迟滞效应。相反，采用pwm驱动方式能够减小滞后效应带来的影响，但存在响应时间长、开口率低以及亮度显示不足的问题。且斜率函数和指数函数等驱动波形长时间驱动亦会造成油墨回流从而影响开口率显示，结果如图2所示。传统波形在进行灰阶转化时会出现亮度波动，转化响应时间长。本发明电润湿驱动原理，通过驱动波形设计对电润湿显示性能进行优化，最终提高亮度稳定性和响应速度。

技术实现思路

1、针对上述现有技术中的问题，本申请提出了一种提高电润湿多级灰阶转换性能的驱动单元，包括上盖板、公共电极、极性液体、彩色油墨、像素墙、疏水绝缘层、像素电极以及下基板，当在上盖板和下基板之间没有施加驱动电压时，像素墙之间构成像素格，像素格内的彩色油墨处在极性液体和疏水绝缘层之间，彩色油墨表现为疏水性；像素显示彩色油墨的颜色，电润湿显示处于“关闭”状态；当在上盖板和下基板之间施加一定的外部电压时，像素格内彩色油墨的平衡状态被打破，绝缘层表面的润湿性发生变化，极性液体与绝缘层直接接触，彩色油墨被极性液体推到像素格的角落，大部分的反射光可以透过导电液后直接反射出去，只有少部分反射光被彩色油墨阻隔，像素格会显示下基板的颜色为白色；此时，电润湿显示处于“打开”状态；通过调节上盖板和下基板之间的驱动电压能够控制灰阶显示。

2、优选地，驱动电压的驱动波形分为驱动阶段和油墨稳阶段。

3、优选地，驱动波形的驱动阶段使用了基于复合函数的波形。

4、优选地，vmax为像素达到目标灰阶所需的电压，k为控制最大电压的参数，x为时间，ω为控制衰减程度的参数，所述复合函数为：

5、

6、本申请涉及提高电润湿多级灰阶转换性能的驱动单元的驱动方法，驱动电压的驱动波形中，vmax为像素达到目标灰阶所需的电压，v0为电润湿显示的初始驱动电压，vn为负极驱动电压，t1为驱动阶段的持续时间，t2为稳定阶段的持续时间。t3为稳定阶段直流驱动的持续时间，tn为稳定阶段负电压驱动持续时间；驱动波形的驱动阶段使用了基于复合函数的波形，所述复合函数为：

7、

8、本申请还涉及驱动方法的验证方法：

9、(1)编辑驱动波形的电压幅值、频率以及驱动周期，输出波形文件；然后进行格式转换；

10、(2)将格式转换后的文件导入函数信号发生器中，然后在函数发生器上选择任意波形输出方式，调节好高低电平和驱动频率进行输出；

11、(3)将函数发生器输出端与电压放大器输入端通过转接线相连，调整电压放大器输入电阻、放大倍数；

12、(4)将电压放大器的正极输出端与电润湿显示的公共电极相连，负极输出端与电润湿显示的像素电极相连；

13、(5)将色度计通过标准参考白板进行校准，同时将延迟设置为7；

14、(6)将色度计平稳地摆放在电润湿显示上，然后将函数信号发生器和电压放大器的输出端打开以提供输入信号，并开始实时测量电润湿显示的亮度值；

15、(7)最后，将色度计测得的亮度值以及对应图像分别保存，然后将两者进行性能分析得出最终结果。

16、上述技术特征可以各种适合的方式组合或由等效的技术特征来替代，只要能够达到本发明的目的。

17、本发明提供的一种提高电润湿多级灰阶转换性能的驱动方法，与现有技术相比，至少具备有以下有益效果：

18、(1)确定了采用基于抽样函数的复合函数驱动波形能够有效提升了最大亮度；

19、(2)使用了过驱动电压快速打开电润湿显示的像素，从而加快响应速度；

20、(3)解决了油墨在驱动过程中的油墨回流，提高了显示的稳定性。

技术特征：

1.一种提高电润湿多级灰阶转换性能的驱动单元，其特征在于，包括上盖板、公共电极、极性液体、彩色油墨、像素墙、疏水绝缘层、像素电极以及下基板，当在上盖板和下基板之间没有施加驱动电压时，像素墙之间构成像素格，像素格内的彩色油墨处在极性液体和疏水绝缘层之间，彩色油墨表现为疏水性；像素显示彩色油墨的颜色，电润湿显示处于“关闭”状态；当在上盖板和下基板之间施加一定的外部电压时，像素格内彩色油墨的平衡状态被打破，绝缘层表面的润湿性发生变化，极性液体与绝缘层直接接触，彩色油墨被极性液体推到像素格的角落，大部分的反射光可以透过导电液后直接反射出去，只有少部分反射光被彩色油墨阻隔，像素格会显示下基板的颜色为白色；此时，电润湿显示处于“打开”状态；通过调节上盖板和下基板之间的驱动电压能够控制灰阶显示。

2.根据权利要求1所述的提高电润湿多级灰阶转换性能的驱动单元，其特征在于，驱动电压的驱动波形分为驱动阶段和油墨稳阶段。

3.根据权利要求2所述的提高电润湿多级灰阶转换性能的驱动单元，其特征在于，驱动波形的驱动阶段使用了基于复合函数的波形。

4.根据权利要求3所述的提高电润湿多级灰阶转换性能的驱动单元，其特征在于，vmax为像素达到目标灰阶所需的电压，k为控制最大电压的参数，x为时间，ω为控制衰减程度的参数，所述复合函数为：

5.根据权利要求1所述的提高电润湿多级灰阶转换性能的驱动单元的驱动方法，其特征在于，驱动电压的驱动波形中，x为时间，vmax为像素达到目标灰阶所需的电压，v0为电润湿显示的初始驱动电压，vn为负极驱动电压，t1为驱动阶段的持续时间，t2为稳定阶段的持续时间；t3为稳定阶段直流驱动的持续时间，tn为稳定阶段负电压驱动持续时间；驱动波形的驱动阶段使用了基于复合函数的波形，所述复合函数为：

6.根据权利要求5所述的驱动方法的验证方法，其特征在于，

技术总结
本发明提供了一种提高电润湿多级灰阶转换性能的驱动单元及方法，包括上盖板、公共电极、极性液体、彩色油墨、像素墙、疏水绝缘层、像素电极以及下基板，当在上盖板和下基板之间没有施加驱动电压时，电润湿显示处于“关闭”状态；当在上盖板和下基板之间施加一定的外部电压时，电润湿显示处于“打开”状态；通过调节上盖板和下基板之间的驱动电压能够控制灰阶显示。基于本发明的技术方案，能够有效提升最大亮度；使用过驱动电压快速打开电润湿显示的像素，从而加快响应速度；解决了油墨在驱动过程中的油墨回流，提高了显示的稳定性。

技术研发人员：易子川,徐万臻,龙政兴,王佳帅,蒋谋华,赖柏源,汪子鹏,李绮琪
受保护的技术使用者：电子科技大学中山学院
技术研发日：
技术公布日：2024/7/9