晶門科技驅動芯片成功使雙穩(wěn)態(tài)顯示成為現實

　　雙穩(wěn)態(tài)顯示技術已成為最有現代特色的顯示技術之一，在行業(yè)中受到密切關注。當終端產品開始采用雙穩(wěn)態(tài)顯示器進行大規(guī)模生產時，這已成為千真萬確的事。膽甾醇顯示器是雙穩(wěn)態(tài)顯示器中的一種，現已被應用于存儲器驅動裝置中，以顯示存儲器剩余的空間數量。它應用于在電子售貨點系統(ePoP)上，例如用于價格標簽類的顯示產品。另一種雙穩(wěn)態(tài)顯示器　─　電泳顯示器，已經以SVGA的顯示尺寸被應用于不同款式的索尼電子書上。此外，摩托羅拉的一款新手機Motofone就采用電泳顯示器作為它的主顯示屏，并已有數百萬的產品產量。這些應用說明雙穩(wěn)態(tài)顯示技術已不再是一種幻想的技術，相反地，它已是一種通過了便攜式器件大規(guī)模生產需求的考驗的顯示技術。

　　目前已有很多雙穩(wěn)態(tài)顯示技術出現。其中，經過幾十年的發(fā)展和演變，電泳和膽甾醇液晶顯示器以其優(yōu)越性在終端產品的大規(guī)模生產中得到實現?，F在，讓我們來了解一下這兩種技術，并嘗試找出為何它們能夠與傳統顯示技術(液晶顯示器和有機發(fā)光二極管顯示器)競爭，并作為一種顯示器件解決方案占據了一定市場份額的原因。

　　圖 1 摩托羅拉公司全球第一款電子紙手機Motofone，采用了晶門科技的雙穩(wěn)態(tài)顯示驅動芯片

　　電泳顯示器

　　電泳顯示器基本由薄膜(Film)之間眾多的小腔室組成，每個腔室中含有電介質液體(dielectric fluid)和帶電荷的有色粒子(charged pigmented particles)。共用的透明陰極(Cathode)放在頂部，而分開的陽極(Anode)則做在各個腔室底部。當從驅動芯片供給陽極正負電信號時，電泳出現，帶電粒子被吸引到腔室的頂部或底部，如圖2所示。

　　圖2 電泳顯示器結構

　　該顯示器有兩種不同的顯示雙色的原理。如類型A，帶電粒子有兩種，一種是白色的，另一種則是吸光的。當白色粒子在頂部發(fā)出白光時，顯示器處于點亮狀態(tài);當黑色粒子位于頂部吸收光線時，顯示器處于不顯示狀態(tài)。類型B則在腔室中含有白色粒子和有色液體，點亮狀態(tài)的原理與A相似，然而當白色粒子移動到底部時，顯示器將轉換為另一種顏色，該顏色是能被使用者看到的電介質液體的顏色。

　　膽甾醇液晶顯示器

　　膽甾醇液晶顯示器(ChLCD)有兩個穩(wěn)定狀態(tài)：平面和焦點圓錐曲線。在平面狀態(tài)時，周圍的光線進入ChLCD后將被分解為兩束偏振光，一束直接穿過顯示器，另一束以散射光形式被反射回來，從而使像素發(fā)光;在有焦點狀態(tài)時，進入的光線直接通過顯示器而沒有反射，像素不會發(fā)光。驅動芯片提供了一個電脈沖給膽甾醇液晶顯示器，令它在這兩種狀態(tài)中轉換。

　　雙穩(wěn)態(tài)顯示器功能特征

　　雙穩(wěn)態(tài)顯示器是通過粒子、電介質液體或ChLCD散射光線來顯示圖像。它不需要一般LCD常用到的偏光片(偏光片會吸收掉大部分的光)。雙穩(wěn)態(tài)顯示器有更好的反射率，并能達到高亮度和高對比度。另外，光線的散射也使圖像具有很寬的視角范圍。因此，雙穩(wěn)態(tài)顯示器能提供比得上紙張品質的高可讀性。

　　通過利用周圍的光線進行散射來顯示圖像，雙穩(wěn)態(tài)顯示是一種非發(fā)射性的技術。它比OLED等發(fā)射顯示器消耗更少的能源，因為后者需要耗費很多電源用于產生比外部環(huán)境更亮的光來顯示具有較好可讀性的圖像。而且，電泳顯示器還展示了雙穩(wěn)性：只有當圖像被改變時才需要電源，圖像可以在沒有電源的情況下保持顯示。而傳統顯示如LCD和OLED為了維持圖像，則必須不斷使用電源來更新顯示。雙穩(wěn)態(tài)顯示明顯比傳統顯示技術更加省電。

　　如我們所見，電泳顯示器的結構非常簡單，并僅由幾層材料組成，沒有LCD所需要的偏光片、背光和散射片。因此，它能夠被做得更薄，厚度可小于0.2毫米。電泳顯示器的薄膜層是由塑料做成的，底板則是柔性印刷電路板，這樣的話電泳顯示器就可以被彎曲;而當前的LCD和OLED顯示器則需要使用剛性玻璃。

　　由于雙穩(wěn)態(tài)顯示器獨具一格的特性——薄和柔韌，它可以開拓出一些傳統顯示器無法展開的終端產品市場。例如，電泳顯示器被應用于智能卡和存儲卡上。在這些應用中，它們要求薄和厚度符合標準，而厚厚的LCD/OLED玻璃就無法達到。另外，智能卡要求能被彎曲到一定程度，這對于LCD和OLED來說是不太可能達到的?？梢灶A見，雙穩(wěn)態(tài)顯示器將被更廣泛應用于因尺寸和機械性能限制而無法采用傳統顯示器的領域上。
　　其它優(yōu)點，例如良好的顯示可讀性、高對比度、寬視角和超低功耗，也使雙穩(wěn)態(tài)顯示器在手機、鐘表、電子貨架標簽、電子書等輕便產品中具有很強的競爭力。而雙穩(wěn)態(tài)顯示器的優(yōu)點更是這些產品在選擇顯示方案時需要考慮的主要因素。

　　圖3 電泳顯示器應用實例

　　這種很有前景的雙顯示技術也有它的缺點：顯示器為了把材料從一種穩(wěn)定狀態(tài)轉換為另一種時，需要很高的驅動電壓，大約為30~40伏。這幺高的電壓通常在輕便器件系統中是沒法提供的。不同類型的雙穩(wěn)態(tài)顯示技術包含不同的驅動波形。另外，波形通常過于復雜，如果使用一塊普通的微控制器來輸出適當的波形來控制顯示，將非常費勁。對于一些雙穩(wěn)態(tài)顯示器，它們的最佳顯示驅動參數會隨溫度改變而改變。雖然如此，但晶門科技的雙穩(wěn)態(tài)驅動器可靈活應付這些情況，以便讓更多產品應用雙穩(wěn)態(tài)顯示技術。

　　驅動芯片

　　目前，晶門科技擁有兩種專為雙穩(wěn)態(tài)顯示而設計的具有高集成度的驅動芯片：SSD1615和SSD1621。

　　SSD1615是一種帶有控制器的驅動芯片，用于被動矩陣類型的膽甾醇液晶顯示器，最大可支持132段×64共用通道。SSD1621也是一種帶有控制器的驅動芯片，但卻用于控制直接驅動段或圖像的電泳顯示器，它有93段和1個共用通道，以三種電壓級別作為輸出。一個單一的2.4~3.5V的低電壓源輸入對芯片的整個顯示運行來說已經足夠。芯片內部的DC-DC轉換器會把輸入的低電壓轉換為高達30V(SSD1621)和35V(SSD1615)的電壓來驅動雙穩(wěn)態(tài)顯示器。它們還包含用于雙穩(wěn)態(tài)顯示的內置驅動波形。用戶不需要處理復雜的波形，只需把顯示內容送入內部顯示緩沖器，驅動芯片將自動輸出合適的波形來改變顯示內容。SSD1615還帶有一個內部溫度傳感器?；诃h(huán)境溫度，驅動芯片相應地調整驅動波形參數以確保顯示屏處于最佳顯示效果。兩種驅動芯片都支持普通MCU接口和圖像數據存?。篠SD1621支持SPI接口，而SSD1615則支持SPI、I2C以及8080/6800模式的8位并行接口總線。兩種驅動芯片的應用電路很簡單，如圖4所示。僅需要很少的外部電容使內部DC-DC轉換器運轉并使電壓穩(wěn)定。這樣可使電路設計簡單化、電路面積最小化，從而使整個系統更加簡潔。

　　圖 4 晶門科技雙穩(wěn)態(tài)驅動芯片應用電路圖

　　結語

　　雙穩(wěn)態(tài)顯示已成為一種現實事實，并已得到市場應用。行業(yè)內的態(tài)度已從懷疑轉變?yōu)椴捎眠@種技術，這已從令人振奮的數百萬單位的終端產品數量中得到了驗證。晶門科技致力于雙穩(wěn)態(tài)顯示產業(yè)，并已經開發(fā)出一系列驅動芯片，使雙穩(wěn)態(tài)顯示器達到最好的顯示效果。