显示查找表(LUT) 是控制VCOM电压和持续时间的关键工具,用于调节墨水粒子在屏幕上的位置,从而展现不同灰度级别。
我们知道电子纸屏幕的墨水胶囊内含有正负电的黑白粒子,通过调控VCOM电压的极性,可以精确地控制粒子的位置,从而实现多样化的灰度效果。
以大连佳显的4.2寸电子纸显示屏 GDEY042T81 为例,它的分辨率是400×300,相当于有400×300个墨水胶囊,每个墨水胶囊如下图:

- 透明的顶层电极薄膜,叫做公共端,数据手册里的公共端电压,VCOM,一定要特别注意这个VCOM。
- 黑色粒子 —— 负电 | 白色粒子 —— 正电
根据正负电相吸的原理,如果VCOM使用正电,黑色粒子就吸到上边了,反之带负电白色就吸到上边了。粒子移动到顶端和底端还需要一定的时间,假设VCOM上使用电压0.5s,粒子刚好移动到一半。VCOM上使用电压0.n s,那么粒子移动的距离就是0.n倍顶部到底部的距离。所以要实现不同的灰阶靠的就是这个原理。
正电1s,负电2s,正电2s,负电2s,正电0.5s,断电 — 对应的墨水屏情况是:黑色1s,白色2s,黑色2s,白色2s,黑色0.5s,综合判断相当于只给了0.5s的正电,黑白粒子刚好跑到一半,混在一起,肉眼看到的就是灰色。
⚙️ 实际的LUT波形寄存器
一、根据官方的数据手册,具体有5个VCOM波形
二、规格书也对波形有解释

(对于这部分的理解:00b和11b正常的情况下黑白粒子应该是不变化的,01b(正电)屏幕会更黑,10b(负电)屏幕会更白)
其他的几个波形不再论述,原理相同。
那怎么实现16灰阶呢?
假如VCOM上15个时钟周期的正电,显示完全的黑。
将黑分为16级,在屏幕为纯白的情况下:
▪ 显示第15级黑,则需在VCOM上给14个时钟周期的正电
▪ 显示第14级黑,则需在VCOM上给13个时钟周期的正电
▪ 显示第13级黑,则需在VCOM上给12个时钟周期的正电
▪ …
▪ 显示白,则需在VCOM上给0个时钟周期的正电
所以,墨水屏上的灰度,可以对这个Vcom施加不同时长的正负电,以实现灰度。
通过微调VCOM电压的时长和极性,能够模拟出各种灰度级别。以具体示例来说,当施加较长时间的正电至VCOM时,屏幕将呈现更深沉的黑色;反之,若施加较短时间的正电,则显示出浅灰色。这一技术通过对VCOM电压的时间和强度进行微妙的调整,实现了电子纸屏幕在深黑到纯白之间多个灰度级别的平滑展示。
因此,电子纸的灰度显示取决于对VCOM电压极性和持续时长的精准控制。 这种技术提供了极大的灵活性和可变性,使电子纸能够呈现出精细的灰度变化,从而提供给用户更加优质、舒适的阅读体验。
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