Prinzipschaltung E-Paper

[Rangi J. (rangi)]

Hallo Forum,
wie sieht denn das Innenleben eines E-Paper Display aus. Mich 
interessiert mehr die Schaltung der TFT-Matrix. Den Teil mit den 
elektrisch geladenen farbigen Teilchen ist bekannt.
Aber wie sind Source und Gate verbunden? An welcher Stelle (elektrisch 
gesehen) ist das Pixel? Welche Spannungen kann ich wo anlegen?
Kann ich die Matrix durch falsche Spannung beschädigen?
Ich habe ein Display von Weifeng und eins von Pervassive. Beide haben 
scheinbar einen ähnlichen COG, einen Ultrachip UC8157 drauf. Dabei kann 
ich VDH, VDL oder Gnd an VCOM und (Gates?) legen, je nachdem ob weiss 
oder schwarz angezeigt werden soll.
Vielen Dank für Tips oder Links zu weiterführenden Informationen.

[u8g2 (Gast)]

In den Datenblättern des SSD1606 (Kap. 7.5) und des IL3820 (Kap. 6.5) 
ist die prinzipschaltung zur Ansteuerung eines Pixel hinterlegt. 
Vielleicht hilft das.

Letztenendes muss man aber über die Pixelansteuerung nicht viel wissen: 
Man muss in einer bestimmten Sequenz VDL, VDH oder Gnd anlegen. Daraus 
ergibt sich dann die Farbe. Dazu gibt es allerdings noch den Fall "HiZ", 
wenn das e-Paper nicht bestromt ist. In der Tat wäre es aber ganz 
interessant, welche parasitären Widerstände im hochohmigen Fall wirken.

Diese Sequenz ist das eigentliche Geheimnis und kann durchaus 
kompliziert sein. Hier ein paar Ideen zu der Sequenz:
- Die Viskosität der Flüssigkeit in der die farbigen Teilchen 
eingelagert sind, bestimmt die Zeitdauer, wie lange eine Spannung 
angelegt werden muss.
- Ich hatte einmal irgendwo herausinterpretiert, dass die Flächen der 
Sequenz (Spannung mal Zeit) sich zu 0 addieren sollen. Das erzwingt, 
dass man zuerst Schwarz programmieren soll, wenn man später weiß 
braucht. Praktisch läßt sich das aber kaum erreichen.
- Es scheint auch soetwas wie ein Übersprechverhalten zu geben, d.h. 
wenn ich die Pixel weiß machen möchte, dann werden schwarze Pixel grau. 
Das führt in der Regel dazu dass man die Farben zeitversetzt 
programmiert.

Wir hatten im Rahmen des u8g2 Projekts kürzlich recht viel über dieses 
Thema diskutiert. Unter anderem hatte ich meinen eigenen Sequenz Editor 
erstellt. Der (Arduino) Code für diesen Editor gibt es auch zum 
Download.

Grüße,
Oliver

[Rangi J. (rangi)]

Sehr interessant...
Ich habe derweil auch rumgespielt und ein bisschen rausgefunden, was 
sich mit deiner Beschreibung deckt.

1. Geisterbilder löschen: ein Zyklus Schwarz Weiß mit maximaler Spannung 
(VCOM vs. Px) reicht aus.

2. Kontrast: Danach pulse ich 4 mal die Schwarzen rauf und zeitlich 
versetzt die Weißen runter, jeweils mit VCOM=GND. Das gibt saubere 
Pixelgrenzen. Wenn ich beide Farben gleichzeitig ziehe und schiebe 
fransen die Pixel aus, bzw erscheint das Schwarz eher grau und 
inhomogen.
Genauso ist es, wenn ich VCOM ebenfalls mit einbeziehe.
3. Sättigung: Durch das Pulsen mit kurzen GND-Pause entsteht eine gute 
Schwarzdeckung.

Und wichtig ist scheinbar auch die Symmetrie (gleiche Zeit und Spannung 
für Schwarz und Weiß). Wenn man das nicht macht, wird jeweils ein Pixel 
größer und verschmilzt mehr mit seinen Nachbarpixeln. Ein weißes Pixel 
umgeben von 8 schwarzen verschwindet dann fast völlig.
Warum auch immer verändert die o.g. Steuerung beim partiellen Update die 
anderen Pixel viel weniger als die Hersteller-Tabelle. Bei dieser 
verblasst das Schwarz aller nicht im partiellen Update enthaltenen 
Pixel.

Jetzt muss ich das ganze mal anderen Temperaturen probieren.