晶門科技驅(qū)動芯片成功使雙穩(wěn)態(tài)顯示成為現(xiàn)實

　　雙穩(wěn)態(tài)顯示技術(shù)已成為最有現(xiàn)代特色的顯示技術(shù)之一，在行業(yè)中受到密切關(guān)注。當(dāng)終端產(chǎn)品開始采用雙穩(wěn)態(tài)顯示器進行大規(guī)模生產(chǎn)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(xiàn)已被應(yīng)用于存儲器驅(qū)動裝置中，以顯示存儲器剩余的空間數(shù)量。它應(yīng)用于在電子售貨點系統(tǒng)(ePoP)上，例如用于價格標(biāo)簽類的顯示產(chǎn)品。另一種雙穩(wěn)態(tài)顯示器　─　電泳顯示器，已經(jīng)以SVGA的顯示尺寸被應(yīng)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(shù)百萬的產(chǎn)品產(chǎn)量。這些應(yīng)用說明雙穩(wěn)態(tài)顯示技術(shù)已不再是一種幻想的技術(shù)，相反地，它已是一種通過了便攜式器件大規(guī)模生產(chǎn)需求的考驗的顯示技術(shù)。

　　目前已有很多雙穩(wěn)態(tài)顯示技術(shù)出現(xiàn)。其中，經(jīng)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(chǎn)品的大規(guī)模生產(chǎn)中得到實現(xiàn)?，F(xiàn)在，讓我們來了解一下這兩種技術(shù)，并嘗試找出為何它們能夠與傳統(tǒng)顯示技術(shù)(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(jù)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(qū)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(zhì)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(dāng)從驅(qū)動芯片供給陽極正負電信號時，電泳出現(xiàn)，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(jié)構(gòu)

　　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(dāng)白色粒子在頂部發(fā)出白光時，顯示器處于點亮狀態(tài);當(dāng)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(dāng)白色粒子移動到底部時，顯示器將轉(zhuǎn)換為另一種顏色，該顏色是能被使用者看到的電介質(zhì)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(qū)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(zhuǎn)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(zhì)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(zhì)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(shù)。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(chǎn)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(dāng)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(tǒng)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(tǒng)顯示技術(shù)更加省電。

　　如我們所見，電泳顯示器的結(jié)構(gòu)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(dāng)前的LCD和OLED顯示器則需要使用剛性玻璃。[!--empirenews.page--]

　　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(tǒng)顯示器無法展開的終端產(chǎn)品市場。例如，電泳顯示器被應(yīng)用于智能卡和存儲卡上。在這些應(yīng)用中，它們要求薄和厚度符合標(biāo)準(zhǔn)，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(yù)見，雙穩(wěn)態(tài)顯示器將被更廣泛應(yīng)用于因尺寸和機械性能限制而無法采用傳統(tǒng)顯示器的領(lǐng)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(biāo)簽、電子書等輕便產(chǎn)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(chǎn)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(yīng)用實例

　　這種很有前景的雙顯示技術(shù)也有它的缺點：顯示器為了把材料從一種穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)換為另一種時，需要很高的驅(qū)動電壓，大約為30~40伏。這幺高的電壓通常在輕便器件系統(tǒng)中是沒法提供的。不同類型的雙穩(wěn)態(tài)顯示技術(shù)包含不同的驅(qū)動波形。另外，波形通常過于復(fù)雜，如果使用一塊普通的微控制器來輸出適當(dāng)?shù)牟ㄐ蝸砜刂骑@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(qū)動參數(shù)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(qū)動器可靈活應(yīng)付這些情況，以便讓更多產(chǎn)品應(yīng)用雙穩(wěn)態(tài)顯示技術(shù)。

　　驅(qū)動芯片

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

　　SSD1615是一種帶有控制器的驅(qū)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(qū)動芯片，但卻用于控制直接驅(qū)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(jīng)足夠。芯片內(nèi)部的DC-DC轉(zhuǎn)換器會把輸入的低電壓轉(zhuǎn)換為高達30V(SSD1621)和35V(SSD1615)的電壓來驅(qū)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(nèi)置驅(qū)動波形。用戶不需要處理復(fù)雜的波形，只需把顯示內(nèi)容送入內(nèi)部顯示緩沖器，驅(qū)動芯片將自動輸出合適的波形來改變顯示內(nèi)容。SSD1615還帶有一個內(nèi)部溫度傳感器。基于環(huán)境溫度，驅(qū)動芯片相應(yīng)地調(diào)整驅(qū)動波形參數(shù)以確保顯示屏處于最佳顯示效果。兩種驅(qū)動芯片都支持普通MCU接口和圖像數(shù)據(jù)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(qū)動芯片的應(yīng)用電路很簡單，如圖4所示。僅需要很少的外部電容使內(nèi)部DC-DC轉(zhuǎn)換器運轉(zhuǎn)并使電壓穩(wěn)定。這樣可使電路設(shè)計簡單化、電路面積最小化，從而使整個系統(tǒng)更加簡潔。

　　圖 4 晶門科技雙穩(wěn)態(tài)驅(qū)動芯片應(yīng)用電路圖

　　結(jié)語

　　雙穩(wěn)態(tài)顯示已成為一種現(xiàn)實事實，并已得到市場應(yīng)用。行業(yè)內(nèi)的態(tài)度已從懷疑轉(zhuǎn)變?yōu)椴捎眠@種技術(shù)，這已從令人振奮的數(shù)百萬單位的終端產(chǎn)品數(shù)量中得到了驗證。晶門科技致力于雙穩(wěn)態(tài)顯示產(chǎn)業(yè)，并已經(jīng)開發(fā)出一系列驅(qū)動芯片，使雙穩(wěn)態(tài)顯示器達到最好的顯示效果。