專利名稱：電泳顯示單元及相關(guān)的驅(qū)動方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及顯示單元，包括顯示單元的顯示裝置，驅(qū)動顯示單元的方法，驅(qū)動單元，以及處理器程序產(chǎn)品。
這類顯示裝置的例子有監(jiān)視器、膝上型計算機、個人數(shù)字助理(PDA)、移動電話以及電子書籍、電子報紙和電子雜志。
現(xiàn)有技術(shù)顯示單元可從WO95/53373了解到，其披露了一種包括兩個基板的電子墨水顯示器，其中一個基板是透明的且具有公共電極(也稱作反電極)，另一基板設(shè)有排列成行和列的像素電極。行電極與列電極之間的交點與一個像素相關(guān)。像素形成在一部分行電極與像素電極之間。像素電極與晶體管的漏極相連，而晶體管的源極與列電極或數(shù)據(jù)電極相連，晶體管的柵極與行電極或選擇電極相連。像素、晶體管與行和列電極的這種設(shè)置共同地形成有源矩陣。行驅(qū)動器(選擇驅(qū)動器)輸送用于選擇一行像素的行驅(qū)動信號或選擇信號，列驅(qū)動器(數(shù)據(jù)驅(qū)動器)通過列電極和晶體管向所選擇的像素行輸送列驅(qū)動信號或數(shù)據(jù)信號。數(shù)據(jù)信號與要顯示的數(shù)據(jù)相應(yīng)，與選擇信號一起，形成用于驅(qū)動一個或多個像素的驅(qū)動信號(的一部分)。
此外，在像素電極與設(shè)置在透明基板上的公共電極之間設(shè)有電子墨水。電子墨水包括多個直徑為大約10至50微米的微囊。每個微囊包括懸浮在液體中的帶正電的白色粒子和帶負電的黑色粒子。當正電壓施加給像素電極時，白色粒子移動到微囊的指向透明基板的一側(cè)，像素可由觀察者看到。同時，黑色粒子移動到處于微囊相反一側(cè)的像素電極，觀察者不可見。通過向像素電極施加負電壓，黑色粒子移動到處于微囊指向透明基板的一側(cè)的公共電極，像素向觀察者呈現(xiàn)出黑色。同時，白色粒子移動到處于微囊相反一側(cè)的像素電極，觀察者不可見。當去除電壓時，顯示單元保持所需狀態(tài)，呈現(xiàn)出雙穩(wěn)定性質(zhì)。
為了減小(電泳)顯示單元的光學(xué)響應(yīng)對像素歷史的依賴性，在輸送數(shù)據(jù)相關(guān)信號之前，輸送預(yù)定數(shù)據(jù)信號。這些預(yù)定數(shù)據(jù)信號包括代表了足以將處于兩個電極其中之一處的(電泳)粒子從靜態(tài)釋放的能量的數(shù)據(jù)脈沖，不過能量太低使(電泳)粒子不能到達另一電極。由于減小了對像素歷史的依賴性，對于相同數(shù)據(jù)的光學(xué)響應(yīng)基本相同，與像素的歷史無關(guān)?？赏ㄟ^以下事實解釋其基本機理在顯示裝置切換到預(yù)定狀態(tài)例如黑狀態(tài)之后，(電泳)粒子變?yōu)殪o態(tài)。當隨后切換到白狀態(tài)時，粒子的動量較低，這是因為其起始速度接近于零。導(dǎo)致對于像素歷史的依賴性較高，需要長切換時間來克服這種高依賴性。施加預(yù)定數(shù)據(jù)信號時增大了(電泳)粒子的動量，從而減小了依賴性，導(dǎo)致切換時間更短。
一次驅(qū)動所有行中所有像素所需的時間間隔(通過一個接一個地驅(qū)動每行，和每行一次同時驅(qū)動所有列)稱作一幀。每幀，每一行，用于驅(qū)動像素的每個數(shù)據(jù)脈沖需要用于將行驅(qū)動信號(選擇信號)施加給行、用于選擇(驅(qū)動)該行的行驅(qū)動動作，和用于將諸如預(yù)定數(shù)據(jù)信號數(shù)據(jù)脈沖或數(shù)據(jù)相關(guān)信號數(shù)據(jù)脈沖的數(shù)據(jù)脈沖施加給像素的列驅(qū)動動作。對一行中的所有像素同時進行后者(即列驅(qū)動動作)。
在更新圖像時，首先輸送若干個預(yù)定數(shù)據(jù)信號數(shù)據(jù)脈沖，也稱作預(yù)定數(shù)據(jù)脈沖。每個預(yù)定數(shù)據(jù)脈沖具有一個幀周期的持續(xù)時間。第一預(yù)定數(shù)據(jù)脈沖例如具有正振幅，第二個具有負振幅，第三個具有正振幅，等等。這種具有交替振幅的預(yù)定數(shù)據(jù)脈沖不會改變像素所顯示的灰度值。
在一個或多個隨后的幀中，輸送數(shù)據(jù)相關(guān)信號，數(shù)據(jù)相關(guān)信號具有零、一、二至例如十五個幀周期。從而，具有零個幀周期持續(xù)時間的數(shù)據(jù)相關(guān)信號例如與顯示全黑的像素相應(yīng)，假設(shè)該像素已經(jīng)顯示全黑。如果像素顯示出某一灰度值，則當用具有零個幀周期持續(xù)時間的數(shù)據(jù)相關(guān)信號驅(qū)動該像素時，換言之，當用具有零振幅的驅(qū)動數(shù)據(jù)脈沖進行驅(qū)動時，該灰度值保持不變。具有例如十五個幀周期持續(xù)時間的數(shù)據(jù)相關(guān)信號包括十五個驅(qū)動數(shù)據(jù)脈沖，導(dǎo)致像素顯示全白，具有一至十四個幀周期持續(xù)時間的數(shù)據(jù)相關(guān)信號，例如包括一至十四個驅(qū)動數(shù)據(jù)脈沖，導(dǎo)致像素顯示介于全黑與全白之間的有限數(shù)量灰度值中的一個。
每個幀周期需要相繼選擇每一行，并為所選定行中的每個像素提供數(shù)據(jù)脈沖。對于一個給定的幀周期，可被驅(qū)動的行數(shù)和列數(shù)有限，這是因為執(zhí)行驅(qū)動動作所需的時間量的原因。這些動作例如包括在數(shù)據(jù)驅(qū)動器中將數(shù)據(jù)脈沖定時，讀出這些數(shù)據(jù)脈沖，將這些數(shù)據(jù)脈沖輸送給像素，用這些數(shù)據(jù)脈沖充電像素，以及通過選擇驅(qū)動器相繼選擇各行。隨列數(shù)的增加，定時動作所需的時間量增大，并且選擇動作所需的時間量隨行數(shù)的增加而增大，從而，對于給定的幀周期，行數(shù)/列數(shù)有限。
已知顯示單元是不適宜的，因為在給定的幀周期內(nèi)，能驅(qū)動相對較少數(shù)量的行和列。
本發(fā)明的目的在于提供一種顯示單元，在給定的幀周期內(nèi)，該顯示單元可驅(qū)動相對較大數(shù)量的行和列。本發(fā)明由獨立權(quán)利要求限定。從屬權(quán)利要求限定優(yōu)選實施例。
根據(jù)本發(fā)明的顯示單元包括-包括雙穩(wěn)態(tài)像素的顯示板；和-驅(qū)動單元，用于在一個幀周期期間將數(shù)據(jù)信號提供給顯示板有效部分中的相素，并且用于將參考信號提供給顯示板無效部分中的像素。
通過將顯示板分成一個有效部分和一個或多個無效部分，并且通過僅為處于有效部分中的那些像素提供數(shù)據(jù)信號，一個幀周期中可用時間的大部分都被用于有效部分。一個幀周期中可用時間中相對較少的時間量被用于同時將參考信號施加給位于有效部分外部的那些像素。結(jié)果，此時，通過給定的幀周期限定有效部分中的行數(shù)和列數(shù)，顯示板整體上具有更大量的行和列，不需要輸出端數(shù)量增加的行或列驅(qū)動器。在將顯示板分成兩(三、四等)部分的情形中，顯示板可具有大約兩倍(三、四倍等)的行和列。另外，在彩色顯示器的情形中，一塊或多塊可以為紅色塊，一塊或多塊可以為藍色塊，一塊或多決可以為綠色決。本發(fā)明可應(yīng)用于任何類型的具有雙穩(wěn)態(tài)像素的顯示單元，例如電泳顯示器。
根據(jù)本發(fā)明一個實施例的顯示單元限定為，在第一幀中第一部分為有效部分，第二部分為無效部分，在第二幀中第二部分為有效部分，第一部分為無效部分。在此情形中，有利的是在各個幀周期期間使各部分有效。該實施例還包括在若干第一幀中，第一部分為有效部分，第二部分為無效部分；在若干第二幀中，第二部分為有效部分，第一部分為無效部分的情形，等等。
根據(jù)本發(fā)明一個實施例的顯示單元限定為，參考信號具有介于數(shù)據(jù)信號的極值電壓幅值之間的電壓電平。數(shù)據(jù)信號例如具有+15伏和-15伏極值電壓，參考信號例如具有0伏或等于公共電極電壓振幅的幾伏電壓電平?？商鎿Q地，參考信號可具有從公共電極的電壓振幅增加或減去幾伏電壓的電壓振幅。
根據(jù)本發(fā)明一個實施例的顯示單元限定為包括列組。由于例如對于一列、兩列或四列，在數(shù)據(jù)驅(qū)動器中同時將數(shù)據(jù)脈沖相繼地定時，定時需要相對較長時間，因而將顯示板分成列組是有益的。另外，允許驅(qū)動比數(shù)據(jù)驅(qū)動器的輸出端數(shù)量更多的列。
在使用四個列塊的情形中，可如下分布塊中的各列。第一列為第一塊的一部分，第二列為第二塊的一部分，第三列為第三決的一部分，第四列為第四塊的一部分，等等。然后可如下地進行圖像更新首先，僅將第一列塊的視頻信號傳遞給顯示板。這些視頻信號被傳遞給所有列塊中的所有列。這意味著第一、第二、第三和第四列接收第一列的視頻信號，第五、第六、第七和第八列接收第五列的視頻信號，等等。這導(dǎo)致僅使用第一列塊的視頻信號對整個顯示板進行刷新。然后，將第二列塊的視頻信號傳遞給顯示板。這些視頻信號被傳遞給第二、第三和第四列塊中的所有列。這意味著第二、第三和第四列接收第二列的視頻信號，第六、第七和第八列接收第六列的視頻信號，等等。這導(dǎo)致第一和第二列塊中的所有像素具有其正確的切換狀態(tài)，而第三和第四列決中的像素具有與第二列塊中的像素相同的切換狀態(tài)。對于用于第三和第四列塊的第三列塊視頻信號重復(fù)這一過程，最終用其自己的視頻信號更新第四列塊。沒有這種更新方法的話，那么在尋址新圖像時，以前的圖像將一直存在。只有當所有四個列塊都已經(jīng)被尋址時，用戶才能首次看到新信息。通常上述方法，用戶首先能看到粗紋理圖像(僅第一列決的信息是可見的)，之后添加其他信息。
根據(jù)本發(fā)明一個實施例的顯示單元由驅(qū)動單元限定，所述驅(qū)動單元包括用于將數(shù)據(jù)信號輸送給像素的數(shù)據(jù)驅(qū)動電路，和用于通過開關(guān)元件將數(shù)據(jù)驅(qū)動電路與顯示板有效部分中的像素耦合并且通過開關(guān)元件將參考信號輸送給顯示板無效部分中的像素的多路復(fù)用電路。多路復(fù)用電路如多路復(fù)用器，將數(shù)據(jù)驅(qū)動電路(例如數(shù)據(jù)驅(qū)動器)的第一數(shù)量的輸出端與顯示板的第二數(shù)量的接線耦合。顯示板的第二數(shù)量的接線包括用于從數(shù)據(jù)驅(qū)動器的第一數(shù)量的輸出端接收數(shù)據(jù)信號的第一數(shù)量的接線，并且所有其他接線接收參考信號。第二數(shù)量的接線例如等于列數(shù)，此時其數(shù)量可遠大于第一數(shù)量。結(jié)果，不再要求數(shù)據(jù)驅(qū)動器具有數(shù)量等于列數(shù)的輸出端，而可以制造得更小，這是有益的。另外，這是一種將一個幀周期中可用時間的大部分用于有效部分，并將一個幀周期中相對較少量的時間用于輸送參考信號的簡單方法。
根據(jù)本發(fā)明一個實施例的顯示單元限定為，將多路復(fù)用電路設(shè)置在顯示板上。這可以通過將多路復(fù)用電路集成到顯示板中(前側(cè)或后側(cè))來實現(xiàn)，這樣有利于減少顯示板與數(shù)據(jù)驅(qū)動器之間的接線數(shù)量。導(dǎo)致可靠性增大。
根據(jù)本發(fā)明一個實施例的顯示單元限定為，一個部分包括行組。由于選擇驅(qū)動器相繼選擇各行，在驅(qū)動每一行時，每例如一、二或四列需要同時在數(shù)據(jù)驅(qū)動器中將數(shù)據(jù)脈沖相繼定時，這樣驅(qū)動一行需要相對較大的時間量，因此將顯示板分成行組是有益的。
在使用四個行決的情形中，可如下分布塊中各行。第一行為第一決的第一部分，第二行為第二塊的一部分，第三行為第三塊的一部分，第四行為第四塊的一部分，等等。從而，可如前面所述對列決進行圖像更新。另外，可將列塊與行塊組合。
根據(jù)本發(fā)明一個實施例的顯示單元限定為，所述驅(qū)動單元包括用于選擇與像素耦合的開關(guān)元件的選擇驅(qū)動電路，所述選擇驅(qū)動電路包括用于相繼地選擇開關(guān)元件組的移位寄存器電路，其中第一組開關(guān)元件處于顯示板的有效部分中，第二組開關(guān)元件處于顯示板的無效部分中。例如選擇驅(qū)動器之類的選擇驅(qū)動電路包括諸如移位寄存器的移位寄存器電路，有利于相繼地選擇處于顯示板有效部分中的第一組開關(guān)元件，和相繼地選擇處于顯示板無效部分中的第二組開關(guān)元件。通常，第二組將大于第一組中的每一個，甚至可大于第一組的集合。
根據(jù)本發(fā)明一個實施例的顯示單元限定為，第一組開關(guān)元件在顯示板的有效部分中排列成行，并且第二組開關(guān)元件包括被移位寄存器電路同時選擇的顯示板的所有其他行。通過相繼地選擇顯示板有效部分中的若干行，用于提供數(shù)據(jù)信號，隨后相繼選擇顯示板無效部分中的所有其他行，用于提供參考信號，產(chǎn)生了一個簡單實施例一個幀周期中可用時間的大部分被用于有效部分，一個幀周期中可用時間的相對較少量被用于輸送參考信號。
根據(jù)本發(fā)明一個實施例的顯示單元限定為，將移位寄存器電路設(shè)置在顯示板上。這通過例如將移位寄存器電路集成到顯示板中(前側(cè)或后側(cè))來實現(xiàn)，有利于減少顯示板與顯示單元其余部分之間的接線數(shù)量。導(dǎo)致可靠性增大。
根據(jù)本發(fā)明一個實施例的顯示單元限定為，所述驅(qū)動單元包括選擇驅(qū)動電路和多路復(fù)用電路，所述多路復(fù)用電路用于將選擇驅(qū)動電路與開關(guān)元件耦合，用于相繼地選擇開關(guān)元件組，其中第一組開關(guān)元件處于顯示板的有效部分中，第二組開關(guān)元件處于顯示板的無效部分中。諸如多路復(fù)用器之類的多路復(fù)用電路將諸如行驅(qū)動器之類的選擇驅(qū)動電路的第一數(shù)量的輸出端與顯示板的第二數(shù)量的接線耦合，等等，如前面所述。
根據(jù)本發(fā)明一個實施例的顯示單元由設(shè)置在顯示板上的多路復(fù)用電路限定。這通過例如將多路復(fù)用電路集成到顯示板中(前側(cè)或后側(cè))來實現(xiàn)，有利于減少顯示板與行驅(qū)動器之間的接線的數(shù)量。導(dǎo)致可靠性增大。
根據(jù)本發(fā)明一個實施例的顯示單元限定為所述驅(qū)動單元包括控制器，所述驅(qū)動單元用于將振蕩數(shù)據(jù)脈沖，一個或多個復(fù)位數(shù)據(jù)脈沖以及一個或多個驅(qū)動數(shù)據(jù)脈沖提供給像素。振蕩數(shù)據(jù)脈沖例如與前面所述的預(yù)定數(shù)據(jù)脈沖相應(yīng)。復(fù)位數(shù)據(jù)脈沖超前于驅(qū)動數(shù)據(jù)脈沖，通過定義驅(qū)動數(shù)據(jù)脈沖的固定起點(固定黑或固定白)來進一步改善顯示單元的光學(xué)響應(yīng)?；蛘?，復(fù)位數(shù)據(jù)脈沖超前于數(shù)據(jù)脈沖，通過定義驅(qū)動數(shù)據(jù)脈沖的可變起點(黑或白，根據(jù)隨后的驅(qū)動數(shù)據(jù)脈沖所限定的灰度值選擇且最接近隨后驅(qū)動數(shù)據(jù)脈沖所限定的灰度值)，進一步改善顯示單元的光學(xué)響應(yīng)。
如權(quán)利要求14所述的顯示裝置可以為電子書籍，而用于存儲信息的存儲介質(zhì)可以為存儲棒，集成電路，諸如光盤或磁盤的存儲器，或者用于存儲例如顯示單元上將要顯示的書籍內(nèi)容的其他存儲裝置。
根據(jù)本發(fā)明的方法和根據(jù)本發(fā)明的處理器程序產(chǎn)品的實施例與根據(jù)本發(fā)明顯示單元的實施例相應(yīng)。
本發(fā)明基于這樣的發(fā)現(xiàn)，即整個顯示板的驅(qū)動要求最少的時間量，時間量隨顯示板行數(shù)和列數(shù)的增加而增大，并且基于這樣一個基本思想，即針對對于驅(qū)動整個顯示板而言太短的給定幀周期，僅用數(shù)據(jù)信號驅(qū)動顯示板的有效部分，而用參考信號驅(qū)動無效部分。
本發(fā)明解決了提供顯示單元的問題，對于給定的幀周期，該顯示單元可驅(qū)動相對較大數(shù)量的行和列，其優(yōu)點在于對于給定數(shù)量的行和列，可使幀周期更短。
通過下面所述的實施例，本發(fā)明的這些和其他方面將是顯而易見的，并將參照下面所述的實施例來說明。
在附圖中

圖1表示(用剖面圖)雙穩(wěn)態(tài)像素；圖2示意地表示顯示單元；圖3表示用于驅(qū)動顯示單元的波形；圖4示意地表示根據(jù)本發(fā)明的顯示單元；圖5表示用于一組有效和無效列的波形；以及圖6表示用于一組有效和無效行的波形。
圖1中所示(用剖面圖)的顯示單元的雙穩(wěn)態(tài)像素11包括底部基板2(如塑料或玻璃)，在透明粘接層3與透明公共電極4之間具有電泳墨水的電泳薄膜(層疊在底部基板2上)。粘接層3設(shè)有透明像素電極5。電泳墨水包括多個直徑大約10到50微米的微囊7。每個微囊7包括懸浮于液體10中的帶正電白色粒子8和帶負電黑色粒子9。當將正電壓施加給像素電極5時，白色粒子8移動到微囊7的指向公共電極4的一側(cè)，像素可由觀察者看到。同時，黑色粒子9移動到微囊7的相反側(cè)，不為觀察者所見。通過向像素電極5施加負電壓，黑色粒子9移動到微囊7的指向公共電極4的一側(cè)，像素向觀察者呈現(xiàn)出黑色(未示出)。當去除電壓時，粒子8，9保持在所需的狀態(tài)下，顯示器表現(xiàn)出雙穩(wěn)定性質(zhì)，并且基本上不消耗功率。在可選系統(tǒng)中，粒子可以沿平面內(nèi)方向移動，由位于相同基板上的電極驅(qū)動。
圖2中所示的(電泳)顯示單元1包括在線或行或選擇電極41、42、43與列或數(shù)據(jù)電極31、32、33的相交區(qū)域處具有像素11的矩陣的顯示板80。這些像素11均與公共電極4耦合，并且每個像素11與其自己的像素電極5耦合。顯示單元1還包括與行電極41、42、43連接的選擇驅(qū)動電路40(線或行或選擇驅(qū)動器)，和與列電極31、32、33連接的數(shù)據(jù)驅(qū)動電路30(列或數(shù)據(jù)驅(qū)動器)，并且每個像素11包括一個有源開關(guān)元件12。顯示單元1由這些有源開關(guān)元件12(在本實施例中為(薄膜)晶體管)驅(qū)動。選擇驅(qū)動電路40連續(xù)地選擇行電極41、42、43，而數(shù)據(jù)驅(qū)動電路30將數(shù)據(jù)信號提供給列電極31、32、33。優(yōu)選地，控制器20首先對通過輸入端21輸入的數(shù)據(jù)進行處理，然后產(chǎn)生數(shù)據(jù)信號。數(shù)據(jù)驅(qū)動電路30與選擇驅(qū)動電路40通過驅(qū)動線23和24進行互同步。來自選擇驅(qū)動電路40的選擇信號通過晶體管12來選擇像素電極5，其中晶體管12的漏極與像素電極5電連接，其柵極與行電極41、42、43電連接，其源極與列電極31、32、33電連接。列電極31、32、33處的數(shù)據(jù)信號同時被傳遞給與晶體管12的漏極連接的像素11的像素電極5。可使用其他開關(guān)元件，諸如二極管、MIM等，取代晶體管。數(shù)據(jù)信號和選擇信號一起形成驅(qū)動信號(的一部分)。
輸入數(shù)據(jù)，諸如可通過輸入端21接收的圖像信息，通過控制器20被處理。另外，控制器20檢測關(guān)于新圖像的新圖像信息的到達，并且隨之開始對所接收的圖像信息進行處理。這種對圖像信息的處理可包括加載新圖像信息，比較控制器20的存儲器中所存儲的在先圖像與新圖像，與溫度傳感器交互作用，訪問包含驅(qū)動波形的查詢表的存儲器，等等。最后，控制器20檢測何時準備好對圖像信息進行這種處理。
然后，控制器20產(chǎn)生將要通過驅(qū)動線23輸送給數(shù)據(jù)驅(qū)動電路30的數(shù)據(jù)信號，并產(chǎn)生將要通過驅(qū)動線24輸送給行驅(qū)動器40的選擇信號。這些數(shù)據(jù)信號包括對于所有像素11而言相同的數(shù)據(jù)無關(guān)信號，和每個像素11可以改變或不改變的數(shù)據(jù)相關(guān)信號。數(shù)據(jù)無關(guān)信號包括構(gòu)成預(yù)定數(shù)據(jù)脈沖的振蕩數(shù)據(jù)脈沖，數(shù)據(jù)相關(guān)信號包括一個或多個復(fù)位數(shù)據(jù)脈沖和一個或多個驅(qū)動數(shù)據(jù)脈沖。這些振蕩數(shù)據(jù)脈沖包括具有的能量足以將處于兩個電極5，6其中之一處的(電泳)粒子8、9從其靜態(tài)釋放、但太低以至于使粒子8、9不能到達電極5，6中另一個的脈沖。由于對歷史的依賴性降低了，對于相同數(shù)據(jù)的光學(xué)響應(yīng)基本相同，與像素11的歷史無關(guān)。從而，振蕩數(shù)據(jù)脈沖減小了顯示單元的光學(xué)響應(yīng)對像素11歷史的依賴性。復(fù)位數(shù)據(jù)脈沖超前于驅(qū)動數(shù)據(jù)脈沖，以便通過定義驅(qū)動數(shù)據(jù)脈沖的可變起點而進一步改善光學(xué)響應(yīng)。該起點可以為根據(jù)隨后驅(qū)動數(shù)據(jù)脈沖限定的灰度值選擇的黑或白電平，并且最接近隨后驅(qū)動數(shù)據(jù)脈沖限定的灰度值?；蛘?，復(fù)位數(shù)據(jù)脈沖可構(gòu)成數(shù)據(jù)無關(guān)信號的一部分，并且可超前于驅(qū)動數(shù)據(jù)脈沖，以便通過定義驅(qū)動數(shù)據(jù)脈沖的固定起點而進一步改善顯示單元的光學(xué)響應(yīng)。起點可以為固定的黑或固定的白電平。
在圖3中表示出用于驅(qū)動(電泳)顯示單元1的波形，表示像素11上以時間為函數(shù)的電壓。使用通過數(shù)據(jù)驅(qū)動電路30輸送的數(shù)據(jù)信號產(chǎn)生這一波形。該波形包括第一振蕩數(shù)據(jù)脈沖Sh1，隨后為一個或多個復(fù)位數(shù)據(jù)脈沖R，第二振蕩數(shù)據(jù)脈沖Sh2以及一個或多個驅(qū)動數(shù)據(jù)脈沖Dr。例如，在諸如查詢表存儲器的存儲器中存儲了16個不同的波形，查詢表存儲器構(gòu)成控制器20的一部分和/或與控制器20相連。根據(jù)通過輸入端21接收的數(shù)據(jù)，控制器20選擇用于像素11的波形，并通過相應(yīng)的驅(qū)動電路30，40和通過相應(yīng)的晶體管12，將相應(yīng)的選擇信號和數(shù)據(jù)信號輸送給相應(yīng)像素11。
幀周期與一次驅(qū)動顯示單元1中所有像素11所用的時間間隔相應(yīng)(通過逐一驅(qū)動每一行，并且每一行一次同時驅(qū)動所有列)。為了在幀期間將數(shù)據(jù)相關(guān)或數(shù)據(jù)無關(guān)信號輸送給像素11，按照這樣一種方式通過控制器20來控制數(shù)據(jù)驅(qū)動電路30，使得一行中的所有像素11同時接收這些數(shù)據(jù)相關(guān)或數(shù)據(jù)無關(guān)信號。逐行地進行這一操作，通過控制器20按照這樣一種方式控制選擇驅(qū)動電路40，使得一個接一個地選擇各行(使所選定行中的所有晶體管12處于導(dǎo)電狀態(tài))。
在第一組幀期間，將第一和第二振蕩數(shù)據(jù)脈沖Sh1和Sh2輸送給像素11，每個振蕩數(shù)據(jù)脈沖具有一個幀周期的持續(xù)時間。起始振蕩數(shù)據(jù)脈沖例如具有正振幅，下一個具有負振幅，再下一個具有正振幅，等等。從而，只要幀周期相對較短，這些交替的振蕩數(shù)據(jù)脈沖就不會改變像素11所顯示的灰度值。
在包括一個或多個幀周期的第二組幀期間，輸送下面將要進一步討論的復(fù)位數(shù)據(jù)脈沖R的組合。在包括一個或多個幀周期的第三組幀期間，輸送驅(qū)動數(shù)據(jù)脈沖Dr的組合，驅(qū)動數(shù)據(jù)脈沖Dr的組合或者具有0個幀周期的持續(xù)時間，而實際上為一個具有零振幅的脈沖，或者具有1個、2個直至例如15個幀周期的持續(xù)時間。從而，具有零個幀周期持續(xù)時間的驅(qū)動數(shù)據(jù)脈沖Dr，例如與顯示全黑的像素11相應(yīng)(在像素11已經(jīng)顯示全黑的狀態(tài)下；如果顯示某一灰度值，則當用具有零個幀周期持續(xù)時間的數(shù)據(jù)脈沖驅(qū)動時，換言之，當用具有零振幅的數(shù)據(jù)脈沖進行驅(qū)動時，該灰度值保持不變)。具有15個幀周期持續(xù)時間的驅(qū)動數(shù)據(jù)脈沖Dr的組合，包括15個連續(xù)脈沖，并且例如與顯示全白的像素11相應(yīng)，具有1至14個幀周期持續(xù)時間的驅(qū)動數(shù)據(jù)脈沖Dr的組合，包括1至14個連續(xù)的數(shù)據(jù)脈沖，并且例如與顯示有限數(shù)量的介于全黑和全白之間的灰度值其中之一的像素11相應(yīng)。
復(fù)位數(shù)據(jù)脈沖R超前于驅(qū)動數(shù)據(jù)脈沖Dr，以便通過定義驅(qū)動數(shù)據(jù)脈沖Dr的固定起點(固定黑或固定白)來進一步改善顯示單元1的光學(xué)響應(yīng)?；蛘撸瑥?fù)位數(shù)據(jù)脈沖R超前于驅(qū)動數(shù)據(jù)脈沖Dr，以便通過定義驅(qū)動數(shù)據(jù)脈沖Dr的可變起點(黑或白，根據(jù)隨后驅(qū)動數(shù)據(jù)脈沖所限定的灰度值來選擇且與隨后驅(qū)動數(shù)據(jù)脈沖所限定的灰度值最接近)來進一步改善顯示單元的光學(xué)響應(yīng)。
每個幀周期需要連續(xù)選擇每一行，并為所選定行中的每個像素提供數(shù)據(jù)脈沖。對于給定的幀周期，行數(shù)和列數(shù)有限，這是由于執(zhí)行驅(qū)動動作所需的時間量的原因。這些動作例如包括在數(shù)據(jù)驅(qū)動電路30中將數(shù)據(jù)脈沖定時，讀出這些數(shù)據(jù)脈沖，將這些數(shù)據(jù)脈沖輸送給像素11，用這些數(shù)據(jù)脈沖將像素11充電，以及通過選擇驅(qū)動電路40連續(xù)選擇各行。定時動作所需的時間量隨列數(shù)的增加而增大，選擇動作所需的時間量隨行數(shù)的增加而增大，從而，對于給定的幀周期，行數(shù)/列數(shù)有限。對于給定的幀周期，為了增加顯示單元1的行數(shù)和列數(shù)，根據(jù)本發(fā)明，將顯示板80分成包括片的部分，如圖4中所示。
根據(jù)圖4中所示本發(fā)明的顯示單元1包括通過驅(qū)動線23與數(shù)據(jù)驅(qū)動電路30耦合、通過驅(qū)動線24與選擇驅(qū)動電路40耦合的控制器20，如針對圖2已經(jīng)描述的。此外，顯示板90包括通過線25與數(shù)據(jù)驅(qū)動電路30耦合的多路復(fù)用電路50。選擇驅(qū)動電路40包括移位寄存器60。顯示板90被分成9片A-I?？商鎿Q地，包括移位寄存器電路60的選擇驅(qū)動電路40可設(shè)置在顯示板90的外部。
通過將顯示板90分成包括例如A-I中的1片或3片的有效部分，和一個或多個包括例如A-I中其他片的無效部分，并且通過將數(shù)據(jù)信號僅提供給位于有效部分中的那些像素11，一個幀周期中可用時間量中的大部分被用于有效部分。一個幀周期中可用時間量中的相對較少部分被用于將參考信號同時輸送給位于有效部分外部的那些像素11。數(shù)據(jù)信號包括被寫入有效部分中的像素11的信息。參考信號輸送給無效部分中的像素11，以保證以前已經(jīng)寫到這些像素11中的信息得以保留(在這些像素11依然處于有效部分中時)。結(jié)果，在給定的幀周期內(nèi)有效部分的行數(shù)和列數(shù)有限，顯示板90整體上可驅(qū)動更大數(shù)量的行和列。在將顯示板90分成兩個(三個，四個等)部分時，顯示板90可具有兩倍(三倍，四倍等)的行和列。
在各個幀周期中使相應(yīng)部分有效在第一幀中，第一部分為有效部分，第二部分為無效部分；在第二幀中，第二部分為有效部分，第一部分為無效部分。在此情形中，在每一幀中，處于有效部分中的像素11被數(shù)據(jù)信號驅(qū)動，處于無效部分中的其他像素11被參考信號驅(qū)動。參考信號具有的電壓振幅處于數(shù)據(jù)信號的極值電壓振幅之間中間的某一位置。數(shù)據(jù)信號例如具有+15伏和-15伏的極值電壓值，參考信號例如具有0伏或等于公共電極電壓振幅的數(shù)伏的電壓振幅?？商鎿Q地，參考信號可具有從公共電極的電壓振幅增加或減小幾伏而得到的電壓振幅。參考信號的電壓振幅必須是這樣的使以前寫入像素中的信息不會被參考信號改變。
有效部分/無效部分可例如包括列組ADG、BEH、CFI。由于在數(shù)據(jù)驅(qū)動電路30中，每例如1列、2列或4列同時將數(shù)據(jù)脈沖相繼定時，這種定時需要相對較大時間量，所以將顯示板90分成列組ADG、BEH、CFI是有利的。在特定一個幀周期內(nèi)，用于將數(shù)據(jù)驅(qū)動電路30與顯示板90的有效部分ADG中的開關(guān)元件12耦合，和用于將參考信號施加給顯示板90的無效部分BEH+CFI中的開關(guān)元件的多路復(fù)用電路50，諸如多路復(fù)用器，將數(shù)據(jù)驅(qū)動電路30的第一數(shù)量(例如100)的輸出端與顯示板90的第二數(shù)量(例如300)的接線耦合。顯示板90的第二數(shù)量(300)的接線包括用于從數(shù)據(jù)驅(qū)動電路30的第一數(shù)量(100)的輸出端接收數(shù)據(jù)信號的第一數(shù)量(100)的接線，并且所有其他接線(200)接收參考信號。第二數(shù)量(300)的接線例如等于列數(shù)，可遠大于第一數(shù)量(100)。結(jié)果，不再要求數(shù)據(jù)驅(qū)動電路30的輸出端的數(shù)量等于列數(shù)，而可以使其更小，這是有利的。通過將多路復(fù)用電路50集成到顯示板90中，可減少顯示板90與顯示單元1的其余部分之間的接線數(shù)量。
有效部分/無效部分可例如包括行組ABC、DEF、GHI。由于選擇驅(qū)動電路40相繼選擇各行，在驅(qū)動每一行時，需要每例如1列、2列或4列同時在數(shù)據(jù)驅(qū)動電路中將數(shù)據(jù)脈沖相繼定時，驅(qū)動一行需要相對較大的時間量，從而將顯示板90分成行組ABC、DEF、GHI是有利的。選擇驅(qū)動電路40包括諸如移位寄存器之類的移位寄存器電路60，有利于相繼地選擇處于顯示板90有效部分ABC中的第一組開關(guān)元件12，用于在特定一個幀周期期間將數(shù)據(jù)信號輸送給該有效部分ABC中的像素11，相繼地選擇處于顯示板90無效部分DEF+GHI中的第二組開關(guān)元件，用于在該特定幀周期期間將參考信號同時輸送給該無效部分DEF+GHI中的像素。通常，第二組將大于第一組。第一組開關(guān)元件12可以在顯示板90的有效部分ABC中排成一行，并通過移位寄存器電路60同時選擇包括顯示板90的所有其他行的第二組開關(guān)元件12。通過將移位寄存器電路60集成到顯示板90中，可減少顯示板90與顯示單元1的其余部分之間的接線數(shù)量。
圖5中所示的波形針對的是包括列組ADG、BEH、CFI的有效部分/無效部分，該波形包括以時間t為函數(shù)的電壓Vrow-i(上部曲線)，Vcol-j(中間曲線)和Vpix-i-j(下部曲線)。Vrow-i表示通過第i選擇電極輸送給第i行開關(guān)元件12的柵極的電壓。Vcol-j表示通過第j數(shù)據(jù)電極輸送給第j列開關(guān)元件12的源極的電壓。Vpix-i-j表示處于第i行和第j列交點處的像素11上的電壓。在本例中，公共電極4處的電壓為0伏。在第一幀周期Tf中，開始時在第一時間內(nèi)Vrow-1為-25伏，包括第j列的第一列組有效，其他列組無效。在第一幀周期中Vrow-1為-25伏期間，Vcol-j為+15伏，結(jié)果，在第一幀中Vpix-i-j基本上為大約+15伏。如從圖5可以得出，對于第2行，Vcol-j為+15伏，對于第3行，Vcol-j為+15伏，對于第4行，Vcol-j為-15伏等等。在第二幀周期Tf中，在第二時間內(nèi)Vrow-1開始時為-25伏，第二列組有效，包括第j列的其他列組無效。而在第二幀周期中Vrow-1為-25伏，Vcol-j為0伏，結(jié)果，Vpix-i-j為大約0伏，并且在第二幀周期內(nèi)保持該電平。
因此，在第一幀中，一行接一行地，多路復(fù)用電路50將數(shù)據(jù)驅(qū)動電路30同時與有效列組中的數(shù)據(jù)電極耦合，用于將數(shù)據(jù)信號同時提供給該有效列組中的像素11，同時，多路復(fù)用電路50將參考信號(例如都等于0伏)同時輸送給無效列組中的數(shù)據(jù)電極。另外，多路復(fù)用電路50例如包括具有與數(shù)據(jù)驅(qū)動電路30的第一數(shù)量輸入端耦合的第一數(shù)量輸入端和更大的第二數(shù)量輸出端的多路復(fù)用器。在各個幀期間，多路復(fù)用電路50的第一數(shù)量輸出端與顯示板90的第一數(shù)量接線耦合，所有其他輸出端與參考端子耦合。
圖6中所示針對包括行組ABC、DEF、GHI的有效/無效部分的波形，包括Vrow-i(上部曲線)，Vcol-j(中間曲線)和Vpix-i-j(下部曲線)。Vrow-i表示通過第i選擇電極輸送給第i行開關(guān)元件12的柵極的電壓。Vcol-j表示通過第j數(shù)據(jù)電極輸送給第j列開關(guān)元件12的源極的電壓。Vpix- i-j表示處于第i行和第j列交點處的像素11上的電壓。在本例中，公共電極4處的電壓也為0伏。在第一幀周期Tf中，開始時在第一時間內(nèi)Vrow-1為-25伏，包括第1列的第一行組有效，其他列組無效。在第一幀周期中Vrow-1為-25伏期間，Vcol-j為+15伏，結(jié)果，在第一幀中Vpix-i-j基本上為大約+15伏。如從圖6可以得出，對于第2行，Vcol-j為+15伏，對于第3行，Vcol-j為+15伏，對于第4行，Vcol-j為-15伏等等，2、3、4行一起構(gòu)成第一行組的一部分。在第二幀周期Tf中，在開始時第二時間內(nèi)Vrow-1為-25伏，第二列組有效，包括第1行的其他行組無效。而在第二幀周期中Vrow-i為-25伏，Vcol-j為0伏，結(jié)果，Vpix-i-j為大約0伏，并且在第二幀周期內(nèi)保持該電平。
因此，在第一幀中，在有效行組內(nèi)，一行接一行地，移位寄存器電路60選擇第一組開關(guān)元件12，每一個第一開關(guān)元件組12構(gòu)成一個有效行，將數(shù)據(jù)信號同時提供給該有效行中的像素11，在無效行組中，對于所有無效行，移位寄存器電路60同時選擇第二組開關(guān)元件12，第二組開關(guān)元件12構(gòu)成所有這些無效行的一部分，用于將參考信號(例如所有全為0伏)同時提供給所有這些無效行中的像素11。另外，移位寄存器電路60例如包括一個移位寄存器，用于將一個數(shù)值從第一數(shù)量(例如100)輸出端中的第一輸出端移動到該第一數(shù)量(100)輸出端中的最后一個輸出端，并且繼而將該數(shù)值同時移動到第二數(shù)量(例如200)輸出端中的所有其他輸出端(該例中顯示板90包括300行)。
控制器20包括存儲器和/或與存儲器耦合，其中存儲器(未示出)為例如用于存儲有關(guān)波形的信息和有關(guān)顯示板90的有效/無效部分的信息的查尋表存儲器。可將有效/無效列組和有效/無效行組組合，這是有利的。列組/行組可包括相鄰的列/行，和/或可包括不相鄰的列/行。本發(fā)明不限于電泳顯示板，而可用于基于雙穩(wěn)態(tài)像素的任何顯示板。通常(列)多路復(fù)用電路50可被結(jié)合到數(shù)據(jù)驅(qū)動電路30中(降低成本)，可設(shè)置在數(shù)據(jù)驅(qū)動電路30與顯示板之間，可被結(jié)合到顯示板的前部或后部(減少接線數(shù)量，更可靠)。移動寄存器電路60可以被結(jié)合到選擇驅(qū)動電路40中(降低成本)，可設(shè)置在選擇驅(qū)動電路40與顯示板之間，可被結(jié)合到顯示板的前部或后部(減少接線數(shù)量，更可靠)。任何可能的(行)多路復(fù)用電路可以被結(jié)合到選擇驅(qū)動電路40中(降低成本)，可以設(shè)置在選擇驅(qū)動電路40與顯示板之間，可以被結(jié)合到顯示板的前部或后部(減少接線數(shù)量，更可靠)。
驅(qū)動單元20，30，40，50，60可包括上述電路，如控制器20，數(shù)據(jù)驅(qū)動電路30，選擇驅(qū)動電路40，多路復(fù)用電路50和移位寄存器電路60?？捎膳c其他單元組成電子單元的一個或多個集成電路來形成驅(qū)動單元。或者，驅(qū)動單元20，30，40，50，60中電路的所述功能可以按照不同的方式分布到多個所述電路上，或者可將某些功能按照不同方式組合到一個或多個所述電路中。
應(yīng)當注意，上述實施例說明而非限制本發(fā)明，在不偏離所附權(quán)利要求范圍的條件下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能設(shè)計出多個其他實施例。在權(quán)利要求中，置于圓括號中的任何附圖標記都不應(yīng)當被解釋為限制該權(quán)利要求。使用動詞“包括”及其動詞變化不排除存在除權(quán)利要求中所述之外的元件或步驟。元件前面的冠詞“一個”不排除存在多個這種元件。本發(fā)明可通過包括多個獨立元件的硬件和通過適當編程的計算機來實現(xiàn)。在包括多個裝置的產(chǎn)品權(quán)利要求中，可由一個相同的硬件項來實現(xiàn)這些裝置中的多個。唯一的事實在于，在互不相同的從屬權(quán)利要求中提到的某些措施不表明不能使用這些措施的組合獲得益處。
權(quán)利要求
1.一種顯示單元(1)，包括-包括雙穩(wěn)態(tài)像素(11)的顯示板(90)；和-驅(qū)動單元(20，30，40，50，60)，用于在一個幀周期期間將數(shù)據(jù)信號提供給顯示板(90)的有效部分中的像素(11)，將參考信號提供給顯示板(90)的無效部分中的像素(11)。
2.如權(quán)利要求1所述的顯示單元(1)，其中在第一幀中，第一部分是有效部分，第二部分是無效部分，在第二幀中，第二部分是有效部分，第一部分是無效部分。
3.如權(quán)利要求1所述的顯示單元(1)，其中所述參考信號具有的電壓電平處于數(shù)據(jù)信號的極值電壓振幅之間。
4.如權(quán)利要求1所述的顯示單元(1)，其中一個部分包括一個列組。
5.如權(quán)利要求4所述的顯示單元(1)，其中所述驅(qū)動單元(20，30，40，50，60)包括-用于將數(shù)據(jù)信號輸送給像素(11)的數(shù)據(jù)驅(qū)動電路(30)；和-多路復(fù)用電路(50)，其用于通過開關(guān)元件(12)將數(shù)據(jù)驅(qū)動電路(30)與顯示板(90)的有效部分中的像素(11)耦合，并且用于通過開關(guān)元件(12)將參考信號輸送給顯示板(90)的無效部分中的像素(11)。
6.如權(quán)利要求5所述的顯示單元(1)，其中所述多路復(fù)用電路(50)處于顯示板(90)上。
7.如權(quán)利要求1所述的顯示單元(1)，其中一個部分包括一個行組。
8.如權(quán)利要求7所述的顯示單元(1)，其中所述驅(qū)動單元(20，30，40，50，60)包括選擇驅(qū)動電路(40)，用于選擇與像素(11)耦合的開關(guān)元件(12)，所述選擇驅(qū)動電路(40)包括移位寄存器電路(60)，用于相繼地選擇開關(guān)元件(12)組，其中第一組開關(guān)元件(12)處于顯示板(90)的有效部分中，第二組開關(guān)元件(12)處于顯示板(90)的無效部分中。
9.如權(quán)利要求8所述的顯示單元(1)，其中所述第一組開關(guān)元件(12)在顯示板(90)的有效部分中排成行；第二組開關(guān)元件(12)包括通過移位寄存器電路(60)同時選擇的顯示板(90)的所有其他行。
10.如權(quán)利要求8所述的顯示單元(1)，其中所述移位寄存器電路(60)處于顯示板(90)上。
11.如權(quán)利要求7所述的顯示單元(1)，其中所述驅(qū)動單元(20，30，40，50，60)包括-選擇驅(qū)動電路(40)；和-多路復(fù)用電路，用于將選擇驅(qū)動電路(40)與開關(guān)元件(12)耦合，用于相繼地選擇開關(guān)元件(12)組，其中第一組開關(guān)元件(12)處于顯示板(90)的有效部分中，第二組開關(guān)元件(12)處于顯示板(90)的無效部分中。
12.如權(quán)利要求11所述的顯示單元(1)，其中所述多路復(fù)用電路處于顯示板(90)上。
13.如權(quán)利要求1所述的顯示單元(1)，其中所述驅(qū)動單元(20，30，40，50)包括控制器(20)，所述控制器(20)適于將-振蕩數(shù)據(jù)脈沖(Sh1，Sh2)；-一個或多個復(fù)位數(shù)據(jù)脈沖(R)；和-一個或多個驅(qū)動數(shù)據(jù)脈沖(Dr)；提供給像素(11)。
14.一種顯示裝置，包括如權(quán)利要求1中所述的顯示單元(1)和用于存儲待顯示信息的存儲介質(zhì)。
15.一種用于驅(qū)動顯示單元(1)的方法，所述顯示單元(1)包括具有雙穩(wěn)態(tài)像素(11)的顯示板(90)，該方法包括以下步驟-在一個幀周期期間將數(shù)據(jù)信號提供給顯示板(90)的有效部分中的像素(11)，將參考信號提供給顯示板(90)的無效部分中的像素(11)。
16.一種可與包括雙穩(wěn)態(tài)像素(11)的顯示板(90)相連的驅(qū)動單元(20，30，40，50，60)，該驅(qū)動單元(20，30，40，50，60)適用于在一個幀周期期間將數(shù)據(jù)信號提供給顯示板(90)的無效部分中的像素(11)。
17.一種處理器程序產(chǎn)品，用于將數(shù)據(jù)信號提供給包括雙穩(wěn)態(tài)像素(11)的顯示板(90)，該處理器程序產(chǎn)品包括以下功能在一個幀周期期間將數(shù)據(jù)信號提供給顯示板(90)的無效部分中的像素(11)。
全文摘要
顯示單元(1)包括被分成有效部分和無效部分的顯示板(90)。驅(qū)動整個顯示板(90)需要少量時間，時間量隨行數(shù)和列數(shù)的增加而增大。通過將數(shù)據(jù)信號提供給處于有效部分中的像素(11)，將參考信號同時輸送給處于有效部分外部的像素(11)，一個幀周期中可用時間的大部分被用于有效部分，并且對于給定的幀周期，可增加顯示板(90)的行數(shù)和列數(shù)。在各個幀周期中使相應(yīng)部分有效。一個部分可包括一個列組(ADG、BEH、CFI)和/或一個行組(ABC、DEF、GHI)。顯示板(90)可包括多路復(fù)用電路(50)和/或移位寄存器電路(60)，以減少顯示板(90)與顯示單元(1)的其余部分之間的接線數(shù)量。
文檔編號G09G3/36GK1860517SQ200480028590
公開日2006年11月8日 申請日期2004年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月1日
發(fā)明者H·E·A·休特馬, L·M·哈格 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司