專利名稱：具有可變幀時間的驅(qū)動方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于電泳顯示器的驅(qū)動波形和驅(qū)動方法。
背景技術：
電泳顯示器(EPD)是基于懸浮在溶劑中的荷電(帶電荷)顏料顆粒的電泳現(xiàn)象的 非發(fā)射器件。顯示器通常包括兩個板，其中電極彼此相對設置，且一個電極是透明的。由著 色溶劑和分散其中的荷電顏料顆粒組成的懸浮液被包封在兩個板之間。當在兩個電極之間 施加電壓差時，根據(jù)電壓差的極性，顏料顆粒遷移到一側(cè)或另一側(cè)，引起顏料顆粒的顏色或 溶劑的顏色可見?，F(xiàn)代的電泳顯示器應用通常利用有源矩陣背板以驅(qū)動圖像。然而，有源矩陣驅(qū)動 可導致以非同步的方式從顯示面板的頂部到顯示面板的底部更新。本發(fā)明解決這樣的缺 陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種用于驅(qū)動電泳顯示器的波形。該波形包括多個驅(qū)動幀，且這些驅(qū) 動幀具有變化的幀時間。在一種實施方式中，在波形的過渡時間點的驅(qū)動幀具有第一幀時間，且其余的驅(qū) 動幀具有第二幀時間。在一種實施方式中，第一幀時間是第二幀時間的一部分。在一種實施方式中，第一幀時間為第二幀時間的約5%到約80%。在一種實施方式中，第一幀時間為第二幀時間的約5%到約60%。在一種實施方式中，該波形是單極波形(mono-polar waveform)。在一種實施方式中，該波形是雙極波形(bi-polar waveform)。本發(fā)明涉及一種電泳顯示器的驅(qū)動方法。該方法包括對像素施加本發(fā)明的波形。


圖1是一種典型電泳顯示裝置的橫截面示圖。圖2示出了一種示例性驅(qū)動波形。圖3示出了一種像素結構。圖4示出了一種有源矩陣背板。圖5a、5b、6、7a、7b示出與電泳顯示器有源矩陣驅(qū)動關聯(lián)的問題。圖8和9示出了本發(fā)明的一種單極驅(qū)動方法。圖10示出了本發(fā)明的一種雙極驅(qū)動方法。
具體實施例方式圖1示出了一種包括多個電泳顯示單元10的典型電泳顯示器100。在圖1中，在以圖示的眼睛指示的觀看側(cè)上，電泳顯示單元10提供有公共電極11 (其通常是透明的，因 此在觀看側(cè))。在電泳顯示單元10的相對側(cè)(即，后側(cè))，襯底包括離散像素電極12。每個 像素電極限定電泳顯示器的各像素。實踐中，單個顯示單元可與一個離散像素電極關聯(lián)，或 多個顯示單元可與一個離散像素電極關聯(lián)。將包括分散在溶劑中的荷電(帶電荷)顏料顆粒15的電泳流體13填充在每個顯 示單元中。顯示單元中荷電顆粒的運動由與其中填充荷電顆粒的顯示單元關聯(lián)的驅(qū)動電壓 確定。如果電泳流體中僅有一種類型的顏料顆粒，則顏料顆?？梢院烧?帶正電荷) 或荷負電(帶負電荷)。在另一種實施方式中，電泳顯示流體可以具有透明的或稍微著色的 溶劑或溶劑混合物和攜帶相反電荷的兩種不同顏色的荷電顆粒，和/或具有不同電動(動 電，electro-kinetic)特性。顯示單元可以是傳統(tǒng)有壁型的或分隔型的，微膠囊型或微杯型。在微杯型中，電泳 顯示單元可以利用頂密封層密封。在電泳顯示單元和公共電極之間也可以有粘接層。由此， 術語“顯示單元”意在指微容器，其以顯示流體逐個填充?！帮@示單元”的例子包括但不限于 微杯、微膠囊、微通道、其他分隔型顯示單元及其等效形式。術語“驅(qū)動電壓”用于指示像素區(qū)域中荷電顆粒經(jīng)歷的電壓電勢差。驅(qū)動電壓是 施加到公共電極的電壓和施加到像素電極的電壓之間的電勢差。作為實施例，在二元系統(tǒng) 中，荷正電白色顆粒分散在黑色溶劑中。當零電壓施加到公共電極，且+15V電壓施加到像 素電極時，像素區(qū)域中荷電顏料顆粒的“驅(qū)動電壓”是+15V。在該情形中，驅(qū)動電壓將荷正 電的白色顆粒移動到接近或在公共電極處，結果，白色通過公共電極(即觀察側(cè))被看到。 可替換地，當零電壓施加到公共電極，且-15V電壓施加到像素電極時，在該情形中驅(qū)動電 壓為-15V，且在這樣的-15V驅(qū)動電壓下，荷正電白色顆粒移動到像素電極上或靠近像素電 極，引起溶劑的顏色(黑色)可在觀看側(cè)可見。圖2示出了一種單個像素的驅(qū)動波形。對于驅(qū)動波形，垂直軸表示施加的電壓的 強度，而水平軸表示驅(qū)動時間。201的長度是驅(qū)動波形周期。在該示例性驅(qū)動波形中，有兩 個驅(qū)動相，I和II。在所示的驅(qū)動波形中，驅(qū)動幀202 (或在該應用中稱為簡單“幀”)。當在有源矩陣 背板上驅(qū)動EPD時，通常需要許多幀以用于顯示圖像。在每幀中，電壓施加到像素。例如， 在幀周期202中，電壓-V施加到像素。幀長度(即幀時間)是有源矩陣TFT驅(qū)動系統(tǒng)的固有特征，且其通常設定在20毫 秒(msec)。但通常，幀長度范圍可在2msec到IOOmsec之間?！獋€波形周期中可以有多達1000幀，但通常在波形周期中有20-40幀。有源矩陣驅(qū)動機構通常用于驅(qū)動電泳顯示器。一般地，有源矩陣顯示裝置包括像 素以矩陣形式設置其上的顯示單元。像素結構的示圖在圖3中示出。每個單獨的像素，如 在顯示單元上的元件350設置在由兩個相鄰掃描信號線(S卩，柵極信號線)352和兩個相鄰 圖像信號線(即，源極信號線)353所定義的每個交叉區(qū)域(intersection region)內(nèi)。多 個在列向上延伸的掃描信號線352設置在行向上，同時多個在與掃描信號線352交叉的在 行向上延伸的圖像信號線353設置在列向上。柵極信號線352耦合到柵極驅(qū)動器IC，且源 極信號線353耦合到源極驅(qū)動器IC。
更特別地，薄膜晶體管(TFT)陣列由像素和像素電極區(qū)域351(透明導電層)的矩 陣組成并稱為陣列，每個都具有TFT器件354。相當數(shù)目的這些像素一起在顯示器上形成圖 像。例如，EPD可具有600線x800像素/線的陣列，因此具有480，000個像素或TFT單元。TFT器件354是開關器件，其用于開或關每個像素，因此通過電容器355控制流入 像素電極區(qū)351中的電子數(shù)目。隨著電子數(shù)目達到預期值，TFT關閉且電子得以保持。圖4示出了 EPD的有源矩陣背板480。在有源矩陣背板中，源極驅(qū)動器481用于施 加適當?shù)碾妷旱较袼鼐€。柵極驅(qū)動器482用于觸發(fā)每線483的像素數(shù)據(jù)的更新。作為實施例，通過如圖2所示的系列驅(qū)動電壓(即驅(qū)動波形)，相應于像素的顯示 單元中荷電顆粒被驅(qū)動到所選位置。實踐中，公共電極和像素電極分別連接到兩個單獨的電路，且這兩個電路進而連 接到顯示控制器。顯示控制器逐幀發(fā)送波形到電路，從而分別施加適當電壓到公共電極和 像素電極。術語“幀”表示波形的時序分辨率，如上所示。圖5-7示出了與電泳顯示器的有源矩陣驅(qū)動關聯(lián)的問題。為了說明目的，圖5-10表示電泳顯示器包括填充有顯示流體的顯示單元的情形， 該顯示流體具有分散在黑色溶劑中的荷正電的白色顆粒。在圖5-7中，這些實施例中的每個波形在每個相具有8個幀，每個幀具有20msec 的固定幀時間。顯示圖像(800x600)具有600線，且每線800個像素。對于20msec的幀時間和具有600線且每線800像素的顯示圖像，像素的每線更新 時間約為33. 33微秒(μ sec)。如圖6所示，圖像的線1更新從時間0開始，線2的更新從 33. 33 μ sec開始，線3的更新從66. 67 μ sec開始，如此類推。最后線(線600)的更新從 19.965msec 開女臺。公共電極的更新從時間0開始。因此除了線1，各線更新總是滯后于公共電極的更 新。在該實施例中，最后線的更新滯后于公共電極更新約20msec的1幀時間。圖5a和5b示出了波形如何驅(qū)動像素到黑態(tài)，然后到白態(tài)，且最后再到黑態(tài)。如兩個圖所示，單極驅(qū)動方法要求調(diào)整公共電極。在兩個圖中，公共電極以相I中 的+V電壓、相II中-V電壓和相III中+V電壓施加。圖5a表示第一線的驅(qū)動，其中像素電極的更新沒有滯后時間。如所示，分別在相I 中施加-V電壓、在相II中施加+V電壓、在相III中施加-V電壓到像素電極。結果，像素 在相I、II和III中分別經(jīng)歷-2V、+2V和-2V的驅(qū)動電壓，且公共電極的更新和像素電極的 更新(對于被驅(qū)動到黑、白，然后再到黑的像素)同步為都在時間0開始。換句話說，施加 到公共電極的電壓是與施加到像素電極的第一線的電壓同步的。然而，如圖6所示，像素更新不是跨整個顯示面板同時發(fā)生的。像素的第一線和像 素的最后線的更新時間差約1幀時間。但施加到公共電極的電壓的更新無時間滯后。圖5b表示最后線的驅(qū)動，這里像素電極的更新滯后于公共電極的更新約一幀時 間(即，20msec)。由于該滯后/時移，公共電極的更新和像素電極的更新沒有同步化。換 句話說，像素電極更新的滯后導致從面板的頂部到面板底部波形的非同步化更新。圖5b也示出了時移/滯后在每個過渡時間點是最顯著的，結果，時移/滯后引起 最后線與第一線行為不同。這導致顯示的圖像的不一致性。應該指出，雖然最后線的時移是最顯著的，但也可能是線1之外的其他線，如圖6所示。在圖7a和7b中，像素需要保持其原始顏色狀態(tài)，即，白像素保持白色或黑像素保 持黑色。對于這些像素，驅(qū)動電壓保持0V。然而，這僅對驅(qū)動電壓為OV的圖像的第一線的 像素是可能的，如圖7a所示。最后線中像素在每個過渡點具有驅(qū)動電壓，這是由于上述滯 后/時移導致的，如圖7b所示。這將引起像素在這些過渡時間點改變其顏色狀態(tài)，這是不 期望的。本發(fā)明的第一方面涉及驅(qū)動方法，其包括施加波形到像素，其中所述波形包括多 個驅(qū)動幀，且該驅(qū)動幀具有變化的幀時間。在一種實施方式中，在波形過渡時間點的驅(qū)動幀具有第一幀時間，而其余的驅(qū)動 幀具有第二幀時間。術語“過渡時間點”意在指施加不同電壓的時間點。例如，在過渡時間 點，施加的電壓可從OV增加到+V，或從-V增加到+V，或可從+V減小到OV或從+V減小到-V寸寸。在一種實施方式中，第一幀時間是第二幀時間的一部分(分數(shù))。例如，第一幀時 間可以為第二幀時間的約5%到約80%，優(yōu)選為第二幀時間的約5%到約60%。圖8和9示出了本發(fā)明。如圖8所示，在過渡時間點A、B、C和D，幀時間是10msec， 而其余的驅(qū)動幀的幀時間為20msec。每個相中仍有8個幀，從幀1到幀8，幀時間依次為 IOmsec、20msec、20msec、20msec、20msec、20msec、20msec、和 20msec 0在具有縮短的幀時間的幀中，每線驅(qū)動時間也被縮短到16. 67 μ sec.結果，每線 (非線1)的滯后時間也被縮短?？s短的幀時間的驅(qū)動幀中最后線的更新滯后于公共電極的 更新僅約10msec，如圖9所示。通過比較圖5b和8，本發(fā)明驅(qū)動方法的優(yōu)點是明確的。首先，由于時移導致的驅(qū)動 電壓的變化被最小化。其次，波形的整體驅(qū)動時間也由于縮短的驅(qū)動幀而被縮短。此外，只要驅(qū)動幀數(shù)目保持相同，則不要求額外的數(shù)據(jù)點，這導致相同次數(shù)的TFT 電容器充電。因此，功率消耗幾乎與具有固定幀時間的驅(qū)動幀的波形相同。該驅(qū)動方法可設計并可整合入(incorporated)時序控制器(即顯示控制器)，其 產(chǎn)生并提供幀時間變化的驅(qū)動幀至有源矩陣驅(qū)動方案中的源極和柵極驅(qū)動器IC。本發(fā)明第二方面涉及包括多個驅(qū)動幀的驅(qū)動波形，其中所述驅(qū)動幀具有變化的幀 時間。在一種實施方式中，在波形的過渡時間點的驅(qū)動幀具有第一幀時間且其余的驅(qū)動 幀具有第二幀時間。在進一步的實施方式中，第一幀時間是第二幀時間的一部分。例如，第一幀時間為 第二幀時間的約5%到約80%，優(yōu)選第一幀時間為第二幀時間的約5%到約60%。圖8涉及單極驅(qū)動波形，作為施加到公共電極的電壓調(diào)制，其中電壓施加需要施 加到像素電極。雖然本發(fā)明的驅(qū)動方法和波形特別有益于單極驅(qū)動方法，雙極驅(qū)動方法也可利用 該方法以縮短總體驅(qū)動時間，如圖10所示。對于雙極驅(qū)動，無需調(diào)制公共電極，縮短的驅(qū)動 幀優(yōu)選在過渡時間點，如圖所示。在波形的其他時間點也可以有縮短的驅(qū)動幀，尤其是對于 灰度驅(qū)動，由于縮短的驅(qū)動幀將增加灰度圖像的分辨率。雖然前面為了明確理解，一定程度上詳細說明了本發(fā)明，但本領域技術人員顯然可在權利要求限定的范圍內(nèi)做出變化和改進。應該指出，本發(fā)明的方法和系統(tǒng)可有許多替 換實施方式。因此，本實施例被當作是示例性的而非限制性的，且本發(fā)明特征不是局限于這 里給出的細節(jié)，而是可在權利要求及其等效物范疇內(nèi)做出改進。
權利要求
1.一種用于驅(qū)動電泳顯示器的波形，其包括多個驅(qū)動幀，且所述驅(qū)動幀具有變化的幀 時間。
2.根據(jù)權利要求1所述的波形，其中在所述波形的過渡時間點的所述驅(qū)動幀具有第一 幀時間，而其余的驅(qū)動幀具有第二幀時間。
3.根據(jù)權利要求2所述的波形，其中所述第一幀時間是第二幀時間的一部分。
4.根據(jù)權利要求3所述的波形，其中所述第一幀時間為所述第二幀時間的約5%到約 80%。
5.根據(jù)權利要求3所述的波形，其中所述第一幀時間為所述第二幀時間的約5%到約 60%。
6.根據(jù)權利要求1所述的波形，其是單極驅(qū)動波形。
7.根據(jù)權利要求1所述的波形，其是雙極驅(qū)動波形。
8.—種電泳顯示器的驅(qū)動方法，其包括施加根據(jù)權利要求1所述的波形至像素。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于電泳顯示器的驅(qū)動波形和驅(qū)動方法。該方法和波形的優(yōu)點是使得由于時移導致的驅(qū)動電壓的改變最小化。此外，波形的總體驅(qū)動時間也由于縮短的驅(qū)動幀而縮短。由于驅(qū)動幀的數(shù)目保持不變，所以不要求額外的數(shù)據(jù)點。因此，功率消耗幾乎與具有固定幀時間的驅(qū)動幀的波形相同。
文檔編號G09G3/34GK102129843SQ201110009898
公開日2011年7月20日 申請日期2011年1月17日 優(yōu)先權日2010年1月15日
發(fā)明者林怡璋, 陳天佑 申請人:希畢克斯影像有限公司