專利名稱：用于驅動電子紙的驅動電路的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電子技術，特別涉及一種用于驅動電子紙的驅動電路。
背景技術：
電子紙(Electronic Paper)具有耗能低、重量輕與厚度輕薄等特性，已成為現(xiàn)代 電子顯示器的發(fā)展重點。電子紙具有多個排列為矩陣的顯示單元，顯示單元中填充了許多 具有電極性的有色微粒，其利用驅動電路為顯示單元提供電壓，就能在各顯示單元中以跨 電壓建立電場，藉此控制微粒在顯示單元中的位置，進而使各顯示單元呈現(xiàn)出各種灰階。一 旦在顯示單元建立灰階之后，即使不再對顯示單元提供電壓或電源，顯示單元的灰階也能 維持相當久的時間，譬如數(shù)小時，而不會衰退，降低了電子紙的平均功耗。然而，在顯示單元中以跨電壓驅動灰階時，驅動電路需以正負兩種電壓源分別交 錯提供兩種正負極性相異的正脈沖與負脈沖，且正脈沖與負脈沖的峰值電壓差值甚大，比 如說可達數(shù)十伏特。若要由正脈沖直接切換至負脈沖，負電壓源需汲取大量的暫態(tài)電流以 建立正負脈沖間的峰值電壓差值。同理，若由負脈沖直接切換至正脈沖，則正電壓源需汲取 大量的暫態(tài)電流以建立正負脈沖間的峰值電壓差值。由于大量的暫態(tài)電流會損毀電子紙上 的電極，將降低電子紙良率，以及使驅動電路的工作電壓不穩(wěn)定，并傷害驅動電路。

發(fā)明內容
有鑒于此，本發(fā)明提供了一種用于驅動電子紙的驅動電路，能夠降低暫態(tài)電流，提 高電子紙良率。一種用于驅動電子紙的驅動電路，所述電子紙包含有排列成矩陣的多個顯示單 元，每一顯示單元在一驅動期間的程劃時段中根據一第一脈沖與一第二脈沖由一先前灰階 驅動至一目標灰階；所述每一顯示單元包含一資料節(jié)點與一共壓節(jié)點，所述驅動電路包含—共壓端，耦接于所述多個顯示單元的所述共壓節(jié)點；一共壓驅動器，耦接于所述共壓端，在所述程劃時段中向所述共壓端提供一預設 直流電壓；以及多個驅動單元，每一驅動單元耦接于所述耦接于同一資料線的對應顯示單元的資 料節(jié)點，每一驅動單元耦接于一中間電壓，每一驅動單元包括一資料端，耦接于對應顯示單元的所述資料節(jié)點；一資料驅動器，耦接于所述資料端，在所述程劃時段中向所述資料端提供一第一 脈沖和一第二脈沖；一選擇開關，耦接于所述資料端和一中間電壓，在一開關控制器的控制下導通至 中間電壓或不導通；一開關控制器，耦接于所述選擇開關，依據一共壓選擇信號，控制所述選擇開關在 所述資料驅動器提供所述第一脈沖和所述第二脈沖時不導通，控制所述選擇開關在所述資料驅動器提供所述第一脈沖和所述第二脈沖間的時隙導通至所述中間電壓；所述第一脈沖的峰值電壓與所述第二脈沖的峰值電壓反相；所述中間電壓介于所 述第一脈沖的峰值電壓與所述第二脈沖的峰值電壓之間。上述驅動電路中，所述程劃時段包含至少一個第一時段與至少一個第二時段；所述第一時段與所述第二時段交替排列，且所述第一時段與所述第二時段之間間 隔一時隙；所述資料驅動器在所述第一時段提供所述第一脈沖，在所述第二時段提供所述第 二脈沖，在所述第一時段與所述第二時段之間間隔的時隙不提供所述第一脈沖和所述第二 脈沖。上述驅動電路中，所述資料驅動器包含一第一開關，耦接于所述資料端和一用以提供所述第一脈沖的第一電壓源之間； 在所述第一時段將所述資料端導通至所述第一電壓源，在所述第二時段與所述時隙將所述 資料端與所述第一電壓源斷開；一第二開關，耦接于所述資料端和一用以提供所述第二脈沖的第二電壓源之間； 在所述第二時段將所述資料端導通至所述第二電壓源，在所述第一時段與所述時隙將所述 資料端與所述第二電壓源斷開。上述驅動電路中，所述共壓選擇信號為一二進制的數(shù)字信號。上述驅動電路中，所述每一顯示單元為一微粒顯示單元。一種用于驅動電子紙的驅動電路，所述電子紙包含有排列成矩陣的多個顯示單 元，每一顯示單元在一驅動期間的程劃時段中根據一第一脈沖與一第二脈沖由一先前灰階 驅動至一目標灰階；所述每一顯示單元包含一資料節(jié)點與一共壓節(jié)點，所述驅動電路包含一共壓端，耦接于所述多個顯示單元的所述共壓節(jié)點；一共壓驅動器，耦接于所述共壓端，在所述程劃時段中向所述共壓端提供一預設 直流電壓；以及多個驅動單元，每一驅動單元耦接于所述耦接于同一資料線的對應顯示單元的資 料節(jié)點，每一驅動單元耦接于一中間電壓，每一驅動單元包括一資料端，耦接于對應顯示單元的所述資料節(jié)點；一資料驅動器，耦接于所述資料端，在所述程劃時段中向所述資料端提供一第一 脈沖和一第二脈沖；一選擇開關，耦接于所述資料端和一中間電壓，在一開關控制器的控制下導通至 中間電壓或不導通；一緩沖器，耦接于所述資料驅動器與所述開關控制器，用于存儲第一脈沖的峰值 電壓和所述第二脈沖的峰值電壓；一開關控制器，耦接于所述緩沖器和所述選擇開關之間，依據一共壓選擇信號控 制所述選擇開關在所述資料驅動器提供所述第一脈沖和所述第二脈沖時不導通，依據緩沖 器存儲的所述第一脈沖的峰值電壓和所述第二脈沖的峰值電壓間，在所述資料驅動器提供 所述第一脈沖和所述第二脈沖間的時隙判定所述第一脈沖的峰值電壓和所述第二脈沖的 峰值電壓的差值大于等于一臨界電壓，控制所述選擇開關導通至所述中間電壓，在所述資料驅動器提供所述第一脈沖和所述第二脈沖間的時隙判定所述第一脈沖的峰值電壓和所 述第二脈沖的峰值電壓的差值小于所述臨界電壓，控制所述選擇開關不導通至所述中間電 壓；所述第一脈沖的峰值電壓與所述第二脈沖的峰值電壓反相；所述中間電壓介于所 述第一脈沖的峰值電壓與所述第二脈沖的峰值電壓之間。上述驅動電路中，所述程劃時段包含至少一個第一時段與至少一個第二時段；所述第一時段與所述第二時段交替排列，且所述第一時段與所述第二時段之間間 隔一時隙；所述資料驅動器在所述第一時段提供所述第一脈沖，在所述第二時段提供所述第 二脈沖，在所述第一時段與所述第二時段之間間隔的時隙不提供所述第一脈沖和所述第二 脈沖。上述驅動電路中，所述資料驅動器包含一第一開關，耦接于所述資料端和一用以提供所述第一脈沖的第一電壓源之間； 在所述第一時段將所述資料端導通至所述第一電壓源，在所述第二時段與所述時隙將所述 資料端與所述第一電壓源斷開；一第二開關，耦接于所述資料端和一用以提供所述第二脈沖的第二電壓源之間； 在所述第二時段將所述資料端導通至所述第二電壓源，在所述第一時段與所述時隙將所述 資料端與所述第二電壓源斷開。上述驅動電路中，所述共壓選擇信號為一二進制的數(shù)字信號。
上述驅動電路中，所述每一顯示單元為一微粒顯示單元。由上述的技術方案可見，本發(fā)明提供了一種用于驅動電子紙的驅動電路，該驅動 電路的每一驅動單元的資料驅動器用以為顯示單元的資料節(jié)點提供第一脈沖和第二脈沖， 每一驅動單元的選擇開關在開關控制器的控制下在第一脈沖和第二脈沖間的時隙導通，以 將顯示單元的資料節(jié)點連接于一中間電壓，降低了驅動電路在第一脈沖和第二脈沖切換時 為了建立第一脈沖和第二脈沖峰值電壓間的差值而產生的暫態(tài)電流，提高了電子紙良率。


圖1為裝設了本發(fā)明驅動電路第一實施例的顯示器的結構示意圖。圖2為本發(fā)明驅動電路第一實施例的波形時序示意圖。圖3為裝設了本發(fā)明驅動電路第二實施例的顯示器的結構示意圖。圖4為本發(fā)明驅動電路第二實施例的波形時序示意圖。圖5為本發(fā)明驅動電路第一實施例和第二實施例中開關的結構示意圖。主要元件符號說明10,310 顯示器12 電子紙14 門極驅動電路16共壓驅動器18、318 開關控制器20、320 驅動電路
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22 資料驅動器24緩沖器VU V2 電壓源N (m) -N (m+1)、Nv、Na 節(jié)點VO 中間電壓VCOM 共同電壓 D (m, n-1) -D (m+1，n+1)顯示單元MG、Mp 1 _Mp4、Mn 1 _Mn4 晶體管C 電容SW1-SW3第一開關_第三開關；S 選擇開關U (m) -U (m+1)、Ub (m) -Ub (m+1)驅動單元DL(m)-DL (m+1)資料線GL (n-1)-GL (n+1)選擇線VC0MSEL、DRVenl-DRVen2、CS_EN、CS_ENB 信號vr、vf、i_r、i_f 波形TD驅動期間Tbk、 Twr、 Tdr、 T1 (i) _T 1 (i +1) 、 T2 (i_ 1) _T2 (i +1) 、 Ta (i) -Ta (i +1), Tb(i-l)"Tb(i+l)時段Vdata 電壓VC0MP、VC0MN、DATAP、DATAN 直流電壓II、12 電流Pl(i)-Pl(i+l)、P2(i-l)-P2(i+l)脈沖
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下參照附圖并舉實施例， 對本發(fā)明進一步詳細說明。本發(fā)明提供了一種用于驅動電子紙的驅動電路，該驅動電路的驅動單元在第一脈 沖和第二脈沖間的時隙將顯示單元的資料節(jié)點連接于一中間電壓，降低了驅動電路在第一 脈沖和第二脈沖間切換時為了建立第一脈沖和第二脈沖間的峰值電壓差值而產生的暫態(tài) 電流。圖1為裝設了本發(fā)明驅動電路第一實施例的顯示器的結構示意圖?，F(xiàn)結合圖1，對 本發(fā)明驅動電路第一實施例的結構進行說明，具體如下圖1中的顯示器10可為一電子書，設有一電子紙12、一門極驅動電路14與驅動電 路20。電子紙12設有排列成aXb矩陣的多個顯示單元，其中，a表示顯示單元排列成的矩 陣的行數(shù)，b表示顯示單元排列成的矩陣的列數(shù)，a、b為大于等于1的整數(shù)；電子書12包含 的顯示單元可為微粒顯示單元；圖1中僅以顯示單元D (m，n-1)至顯示單元D (m+1，n+1)作 為代表，m為大于等于1且小于等于a的整數(shù)，η為大于等于2且小于等于b的整數(shù)。其中， 顯示單元D (m，n-1)、顯示單元D (m，η)與顯示單元D (m，n+1)排列于aXb矩陣的第m行，顯
8示單元D(m+1，n-1)、顯示單元D(m+1，η)與顯示單元D (m+1，η+1)則排列于aXb矩陣的第 (m+1)行；顯示單元D (m，n-1)與顯示單元D(m+1，n-1)均排列于aXb矩陣的第(n_l)列， 顯示單元D(m，n)與顯示單元D(m+l，n)排列于第η列，以此類推。各顯示單元的構造相同， 以顯示單元D(m，n)為例，其設有一晶體管MG以及一等效的電容C，顯示單元中的微粒則可 等效地視為被填充于所述等效的電容C中。晶體管MG可為一薄膜晶體管；在第m行的各顯 示單元D(m，n-1)至D(m，n+1)中，晶體管MG的源極，即顯示單元的資料節(jié)點，耦接于一與顯 示單元所在的行數(shù)對應的資料線DL (m)，晶體管GM的漏極耦接于電容C的一極，電容C的另 一極，即顯示單元的共壓節(jié)點則，耦接于一共同電壓VC0M。在第η列的各顯示單元D (m，η) 與顯示單元D(m+1，η)中，晶體管MG的門極則耦接于一與顯示單元所在的列數(shù)對應的選擇 線 GL (η)。對應各行顯示單元，驅動電路20中設有多個驅動單元，圖1中以驅動單元U (m)與 驅動單元U (m+1)作為代表，分別對應于第m行顯示單元與第(m+1)行顯示單元。各驅動單 元的電路結構相同，僅以驅動單元U(m)為例進行說明，其包含一資料驅動器22、一第三開 關SW3、一選擇開關S以及一開關控制器18，節(jié)點N(m)則可視為該驅動單元U(m)的資料端， 以經由連接該節(jié)點N(m)對應的資料線DL(m)耦接于第m行的各顯示單元D(m，n_l)至D(m， η+1)。開關控制器18控制選擇開關S，以將節(jié)點N (m)導通于一直流的中間電壓V0，如圖1 所示的第一實施例中，開關控制器18依據一信號VC0MSEL來控制選擇開關S，信號VC0MSEL 可稱為一共壓選擇信號。第三開關SW3耦接于節(jié)點Na與節(jié)點N(m)之間，資料驅動器22中 則可設有第一開關SWl與第二開關SW2 ；當?shù)谌_關SW3將節(jié)點Na導通至節(jié)點N(m)時，第 一開關SWl與第二開關SW2可控制節(jié)點N(m)經由節(jié)點Na而分別導通至電壓源Vl與電壓 源V2。其中，中間電壓VO可以是一接地電壓，譬如說是整個顯示器10的系統(tǒng)接地電壓，電 壓源Vl可以是一正電壓源，提供大于中間電壓VO的電壓，以及電壓源V2則可以是一負電 壓源，提供低于中間電壓VO的電壓。此外，驅動電路20中還設有一共壓驅動器16，節(jié)點Nv 可視為一共壓端，并經由電子紙10中的共同電極(未繪出)耦接于各顯示單元，比如顯示 單元D(m，n-1)至顯示單元D(m+1，η+1)，也就是耦接于各顯示單元的電容C連接共同電壓 VCOM的一端，為各顯示單元提供共同電壓VC0M。門極驅動電路14經由各選擇線GL(n-l)至GL(n+l)分別控制第(n_l)列至第 (η+1)列的顯示單元是否能導通至對應的資料線。舉例來說，門極驅動電路14經由選擇 線GL(n)使顯示單元D(m，η)與顯示單元D(m+1，η)包含的晶體管MG導通，并經由選擇線 GL(n-1)與選擇線GL(n+l)分別使顯示單元D(m，n-1)與顯示單元D(m+1，n_l)、顯示單元 D(m,n+1)與顯示單元D(m+1，η+1)包含的晶體管MG不導通；如此，在第m行中就只有顯示單 元D (m, η)的電容C能導通至資料線DL (m)，而驅動電路20中與第m行顯示單元連接的驅動 單元U(m)就能經由節(jié)點N(m)而將顯示單元D(m，n)由一先前灰階(a previous graylevel) 驅動為一目標灰階(a target gray level)。同理，與第m+1行顯示單元連接的驅動單元 U(m+1)則能經由節(jié)點N(m+1)而將顯示單元D(m+1，η)的電容C與資料線DL(m+1)連接，以 驅動顯示單元D (m+1，η)改變灰階(gray level)。圖2為本發(fā)明驅動電路第一實施例的波形時序示意圖。圖2所示為本發(fā)明驅動電 路20中的驅動單元U(m)經由節(jié)點N(m)將顯示單元D(m，η)由一先前灰階驅動為一目標 灰階的波形時序示意圖，其中，電壓Vdata即為節(jié)點N(m)的電壓，電壓VCOMP為共壓端的電壓。驅動電路20根據信號VC0MSEL控制驅動單元U (m)的運行時序，其中，信號VC0MSEL可 以是二進制的數(shù)字信號，如圖2所示，當信號VC0MSEL為二進制碼‘11，時，電壓Vdata與共 同電壓VCOM可以是浮接(floating)的，譬如說，驅動單元U(m)中的第三開關SW3與選擇 開關S都不導通，使節(jié)點N(m)浮接，也就是節(jié)點N(m)不與其它外部電壓源連接；此時，顯示 單元D(m，η)還會維持于先前灰階。當信號VC0MSEL由二進制碼‘11’轉變?yōu)槎M制碼‘00’時，驅動單元U(m)就啟動 一驅動期間TD，以在此驅動期間TD中將顯示單元D(m，η)由先前灰階驅動至目標灰階。當 信號VC0MSEL還是二進制碼‘00’時，電壓Vdata與共同電壓VCOM仍繼續(xù)維持浮接狀態(tài)，此 時顯示單元D(m，η)仍會維持于先前灰階。當信號VC0MSEL由二進制碼‘00’轉變?yōu)槎M制碼‘10’時，驅動單元U (m)與共壓 驅動器16就可進入一黑階時段，也就是圖2中的時段Tbk。在此黑階時段Tbk中，顯示單元 D(m,n)會由先前灰階被驅動至一黑階。在顯示單元D(m，n)所能呈現(xiàn)的各種灰階值(或色 階值)中，會存在有一極大值與一極小值這兩個極值，若黑階為兩極值的其中之一，則另一 個極值可相對稱為白階。為在黑階時段Tbk中將顯示單元D(m，η)驅動至黑階，共壓驅動器 16提供一直流電壓VCOMN(即一黑階共同直流電壓)作為共同電壓VC0M，驅動單元U(m)則 提供一直流電壓DATAP作為電壓Vdata。直流電壓VCOMN即黑階共同直流電壓；直流電壓 DATAP為黑階資料直流電壓。當信號VC0MSEL由二進制碼‘10，轉變?yōu)槎M制碼‘01，時，驅動單元U (m)與共壓 驅動器16由黑階時段進入至一白階時段，也就是時段Twt，用以將顯示單元D(m，n)由先前 的黑階再驅動至白階。為此，共壓驅動器16提供一直流電壓VCOMP作為共同電壓VCOMdg 動單元U(m)的開關控制器18根據信號VC0MSEL提供一直流電壓DATAN作為節(jié)點N(m)的 電壓Vdata。在黑階時段Tbk與白階時段Twt，直流電壓DATAP與DATAN的電平反相，直流 電壓VCOMN與VCOMP的電平反相；互為電平反相的兩個電壓中的一個為高電平，則另一個為 低電平。直流電壓VCOMP為白階共同直流電壓，直流電壓DATAN即白階資料直流電壓。通過黑階時段Tbk與白階時段Twt，將顯示單元D (m，η)由先前灰階驅動為黑階， 再驅動為白階；之后，當信號VC0MSEL由二進制碼‘01’轉變?yōu)槎M制碼‘10’時，驅動電路 20進入一程劃時段，所述程劃時段是指用以將顯示單元D (m，η)由白階驅動至目標灰階的 時段，其中，程劃時段可由圖2中的時段Tdr來代表。在此程劃時段Tdr中，共壓驅動器16 將共同電壓VCOM維持于直流電壓VC0MN。驅動單元U(m)則會交替以電壓源Vl與電壓源 V2來向節(jié)點N (m)提供不同的脈沖。本發(fā)明驅動單元U(m)在此程劃時段Tdr中的運行可由圖2下半部的波形時序來 說明。在程劃時段Tdr中，驅動單元U(m)中的第三開關SW3維持導通，由資料驅動器22 包含的第一開關SWl與第二開關SW2來控制節(jié)點N(m)的電壓Vdata。當驅動單元U (m)運 行時，程劃時段Tdr可再劃分為至少一個第一時段和至少一個第二時段，第一時段以時段 Tl(i)與Tl(i+1)為代表，第二時段以時段T2(i)及T2(i+1)為代表；其中，第一時段與第 二時段互相交替，兩相鄰第一時段Tl (i)與第一時段Tl(i+1)之間有一第二時段T2(i)，同 理，兩相鄰第二時段T2(i)與第二時段T2(i+1)之間有一第一時段Tl (i+1)。此外，相鄰第 一時段與第二時段間相隔有一時隙，譬如說，相鄰第一時段Tl (i)與第二時段T2(i)間的時 段Ta⑴即為一時隙，相鄰第二時段T2(i)與第一時段Tl (i+1)間的時段Tb(i)即為一時隙，類似地，相鄰第一時段Tl(i+1)與第二時段T2(i+1)間隔的時段Ta(i+1)為一時隙，第 二時段T2(i+1)之后則接續(xù)時段Tb (i+1)作為時隙。在本發(fā)明的上述時序安排下，驅動單元U (m)中的第一開關SWl會在各第一時段時 導通，比如第一開關SWl在第一時段Tl (i)、第一時段Tl (i+Ι)導通，亦即圖2中標示為on的 時段，第一開關SWl導通用以將電壓源Vl導通至節(jié)點N(m)，使電壓源Vl可在節(jié)點N(m)的電 壓Vdata中建立一個高于中間電壓VO的第一脈沖，如圖2中的脈沖Pl (i)與脈沖Pl (i+Ι)。 在各第一時段Tl (i) /Tl (i+Ι)之外的其余時間，第一開關SWl會維持關閉不導通，亦即圖2 中標示為off的時段。相對地，第二開關SW2則只在各第二時段導通，比如第二開關SW2在 第二時段T2 (i)、第二時段T2 (i+Ι)導通，其余時間則不導通；當?shù)诙_關SW2導通時，電壓 源V2就可向節(jié)點N(m)提供低于中間電壓VO的電壓，以形成電壓Vdata中的第二脈沖，如 圖2中的脈沖P2(i)與脈沖P2(i+1)。由于第一脈沖大于中間電壓V0，可視為正脈沖，相對 地，小于中間電壓VO的第二脈沖就是負脈沖。電子紙12的各顯示單元必須以交錯的第一脈沖與第二脈沖才能被驅動至目標灰 階，這是電子紙顯示單元的物理特性。然而，如前面討論過的，若在第一脈沖與第二脈沖間 直接切換，電壓源Vl與電壓源V2必然產生較大的暫態(tài)電流以支持第一脈沖與第二脈沖間 的峰值電壓差值，而過大的暫態(tài)電流會帶來許多負面的影響。對此，本發(fā)明驅動單元U(m) 會在第一時段與第二時段間的時隙中通過開關控制器18控制選擇開關S將節(jié)點N(m)導通 至中間電壓V0，用以在第一脈沖與第二脈沖相互切換時，減少電壓源Vl與電壓源V2產生的 較大的暫態(tài)電流。為實現(xiàn)本發(fā)明，驅動單元U(m)中的選擇開關S在開關控制器18的控制下在各時 隙導通，其余時間不導通。譬如說，如圖2的實線波形所示，當電壓Vdata要由第一時段 Tl(i)的第一脈沖Pl (i)交替至第二時段T2(i)的第二脈沖P2(i)時，選擇開關S在開關控 制器18的控制下在作為時隙的時段Ta(i)中將節(jié)點N(m)導通至中間電壓VO，使電壓Vdata 先由第一脈沖Pl (i)的峰值電壓放電至中間電壓V0。作為時隙的時段Ta(i)結束后，選擇開 關S在開關控制器18的控制下斷開與中間電壓的連接，第二開關SW2導通，由電壓源V2進 一步將電壓Vdata拉低至第二脈沖P2(i)的峰值電壓。也就是說，在作為時隙的時段Ta (i) 中，由中間電壓VO汲取電流以驅動電壓Vdata由第一脈沖Pl (i)的峰值電壓下降至中間電 壓V0，而中間電壓VO是整個顯示器10的系統(tǒng)接地電壓，由顯示器10的整個系統(tǒng)維持其電 壓電平，故接地電壓汲取的電流不會造成驅動電路20的負擔。而電壓源V2會在第二時段 T2 (i)開始后才會被導通至節(jié)點N(m)，只需負責將電壓Vdata由中間電壓VO轉變至第二脈 沖P2(i)的峰值電壓。圖2中的電流12的實線波形即代表電壓源V2所需導通的電流，通 過電流12的絕對值來代表電壓源V2所需導通的電流。對比于本發(fā)明，若選擇開關S不在第一時段Tl(i)與第二時段T2(i)間將節(jié)點 N(m)導通至中間電壓V0，也就是說用作時隙的時段Ta(i)等于0，第一脈沖Pl (i)會在第二 開關SW2導通后沿虛線波形v_f直接切換至第二脈沖P2 (i)，第一脈沖Pl (i)與第二脈沖 P2(i)間的峰值電壓差值將完全由電壓源V2驅動，而電壓源V2導通的電流12則如虛線波 形i_f所示。比較電流12的實線波形與虛線波形可知，在應用本發(fā)明后，電壓源V2所需導 通的暫態(tài)電流更小，暫態(tài)持續(xù)的時間也更短，故可有效避免過大暫態(tài)電流的各種負面影響。 關于暫態(tài)電流的影響可用暫態(tài)電流大小對時間的積分來代表，相較于未采用本發(fā)明時的暫態(tài)電流時間積分，若采用本發(fā)明，暫態(tài)電流的時間積分將會降低一半，亦即代表本發(fā)明的確 能有效降低過大暫態(tài)電流的負面影響。依據相同的原理，當電壓Vdata要由第二時段T2(i)的第二脈沖P2(i)切換至第 一時段Tl(i+1)的第一脈沖Pl(i+1)時，選擇開關S會先在用作時隙的時段Tb (i)中導通， 由中間電壓VO提供電流，亦即先將節(jié)點N(m)充電至中間電壓V0;到了第一時段Tl (i+1) 后，就會改由電壓源Vl導通至節(jié)點N(m)，由電壓源Vl提供電流，進一步將電壓Vdata拉升 至第一脈沖Pl (i+Ι)的峰值電壓。也就是說，在將第二脈沖P2(i)轉變?yōu)榈谝幻}沖Pl (i+1) 過程中，電壓源Vl不需要全程驅動第二脈沖P2(i)與第一脈沖Pl (i+1)的峰值電壓差值， 只需要將電壓Vdata由中間電壓VO驅動至第一脈沖Pl (i+Ι)的峰值。圖2中以電流Il的 實線波形代表本發(fā)明電壓源Vl所需導通的暫態(tài)電流，以電流Il的絕對值表示電壓源Vl所 需導通的暫態(tài)電流。相較之下，若不采用本發(fā)明，電壓Vdata會在第一開關SWl導通后沿虛線波形v_r 直接由第二脈沖P2(i)的峰值電壓切換至第一脈沖Pl (i+1)的峰值電壓，電壓源Vl需全程 驅動第二脈沖P2(i)至第一脈沖Pl (i+1)的峰值電壓差值，其所需導通的暫態(tài)電流如虛線 波形i_r所示。由此可看出，在應用本發(fā)明后，電壓源Vl需導通的暫態(tài)電流更小，持續(xù)時間 也更短。結束程劃時段Tdr后，驅動單元U (m)就能將顯示單元D (m，η)驅動至目標灰階。 信號VC0MSEL會由二進制碼‘10’轉變?yōu)槎M制碼‘00’，并在轉變?yōu)槎M制碼‘11’后，結 束驅動期間TD，而驅動單元U(m)可以將節(jié)點N(m)浮接，譬如使第三開關SW3與選擇開關S 不導通，而不需再提供電力給顯示單元D(m，η)，其中，顯示單元D(m，η)的物理特性會使其 維持目標灰階。信號VC0MSEL的二進制碼‘00’為第一二進制碼，二進制碼‘01’為第二二 進制碼，二進制碼‘10’為第三二進制碼，二進制碼‘11’為第四二進制碼。對應不同的目標灰階，程劃時段中各第一脈沖及/或第二脈沖的峰值電壓、延續(xù) 時間及/或脈沖數(shù)量也不一樣；延續(xù)時間也就是第一時段及/或第二時段的時間長短。也 就是說，驅動單元U(m)可調整各第一脈沖及/或第二脈沖的峰值電壓、延續(xù)時間及/或脈 沖數(shù)量，用以將顯示單元D (m，η)驅動至各種灰階。本發(fā)明可進一步依據第一脈沖與第二脈沖間的峰值電壓差值決定是否要使選擇 開關S導通；若峰值電壓差值不大，亦即小于一臨界電壓，選擇開關S可以不必導通。相對 地，當峰值電壓差值較大時，亦即大于臨界電壓，選擇開關S才需導通，用以減少電壓源Vl 與電壓源V2的暫態(tài)電流。臨界電壓可設置為一經驗值，即本領域普通技術人員根據硬件對 暫態(tài)電流的要求及經驗對臨界電壓進行設置，在此不再對具體的設置方法進行贅述。圖3為裝設了本發(fā)明驅動電路第二實施例的顯示器的結構示意圖。類似于圖1的 第一實施例，本發(fā)明圖3的第二實施例中，驅動電路320和門極驅動電路14搭配，以根據信 號VC0MSEL的時序驅動電子紙12上的各顯示單元D(m，n-1)至D(m+l，n+l)，也就是門極驅 動電路14用以選擇某一列的顯示單元，而驅動電路320用以驅動門極驅動電路14選擇的 某一列的顯示單元。對應電子紙12上排列為aXb矩陣的多個顯示單元，驅動電路320設 有多個驅動單元，圖3中以驅動單元Ub(m)與Ub(m+1)代表，分別對應第m行的各顯示單元 D(m，n-1)至顯示單元D(m，n+1)與第(m+1)行的各顯示單元D(m+l，n_l)至顯示單元D(m+1， n+1)。以驅動單元Ub(m)為例，節(jié)點N(m)可視為其資料端，經由資料線DL(m)耦接第m行的各顯示單元，驅動單元Ub(m)中設有一連接緩沖器24的資料驅動器22、第三開關SW3、選 擇開關S與一開關控制器318 ；資料驅動器22經由第三開關SW3耦接于節(jié)點N(m)。選擇開 關S耦接于節(jié)點N(m)與中間電壓VO之間；開關控制器318依據一共壓選擇信號VC0MSEL， 在資料驅動器22提供第一脈沖和第二脈沖時控制選擇開關S不導通，開關控制器318耦接 于選擇開關S和緩沖器24之間，以根據緩沖器24存儲的第一脈沖的峰值電壓和第二脈沖 的峰值電壓的差值與一預設臨界電壓的大小關系而控制選擇開關S是否導通。此外，驅動 電路320中亦設有一共壓驅動器16，其節(jié)點Nv可視為一共壓端，耦接于電子紙12包含的各 顯示單元U (m，n-1)至U(m+1，n+1)，以向各顯示單元提供共同電壓VC0M。類似圖1的第一實施例，在門極驅動電路14對選擇線GL(n)的控制下，驅動單元 Ub(m)可在一驅動期間TD內將顯示單元D(m，η)由一先前灰階驅動至目標灰階。在信號 VC0MSEL的時序控制下，驅動期間TD中亦劃分出黑階時段Tbk、白階時段Twt與程劃時段 Tdr。驅動單元Ub(m)中的資料驅動器22即可在程劃時段Tdr中的至少一第一時段與至 少一第二時段分別向節(jié)點N(m)提供至少一第一脈沖與至少一第二脈沖，譬如是第一時段 Tl (i) /Tl (i+1)中的第一脈沖 Pl (i) /Pl (i+1)、第二與時段 T2 (i-1) /T2 (i) /T2 (i+1)中的第 二脈沖P2(i-1)/P2(i)/P2(i+1)，如圖4所示。其中，各第一脈沖的峰值電壓大于中間電壓 V0，第二脈沖的峰值電壓則小于中間電壓V0，相鄰的第一時段與第二時段亦間隔一時隙，如 時段T2(i-1)與Tl⑴間的時段Tb(i-l)，以及時段Tl(i)、與T2(i)間的時段Ta⑴等等。 資料驅動器22設有第一開關SWl與第二開關SW2，第一開關SWl可在各第一時段中將電壓 源Vl導通至節(jié)點N(m)，用以提供各第一脈沖；在各第二時段與各時隙中，第一開關SWl則 不導通。對應地，第二開關SW2會在各第二時段中將電壓源V2導通至節(jié)點N(m)，以在電壓 Vdata中提供各第二脈沖；在各第一時段與各時隙中，第二開關SW2則中斷電壓源V2對節(jié) 點N(m)的導通。如前所述，當驅動單元Ub (m)要驅動顯示單元D(m，η)達到目標灰階時，可根據目 標灰階對應調整各脈沖的峰值電壓。對應各驅動單元Ub (m)與Ub (m+1)，驅動電路320中的 各緩沖器24即用以為各驅動單元暫存各脈沖的峰值電壓。譬如說，當驅動單元Ub(m)要以 電壓源Vl來為節(jié)點N(m)的電壓Vdata提供第一脈沖Pl (i)時，對應的緩沖器24會預先儲 存第一脈沖Pl (i)的峰值電壓，使電壓源Vl可據此控制第一脈沖Pl (i)的峰值電壓；同時， 緩沖器24也會預先載入第二脈沖P2(i)的峰值電壓，當時段Tl (i)結束后，電壓源V2便可 在時段T2(i)中依據緩沖器24預先載入的第二脈沖的峰值電壓控制脈沖P2(i)的峰值電 壓，而緩沖器24又會預先載入第一脈沖Pl (i+1)的峰值電壓，以此類推。由于緩沖器24暫存相鄰兩脈沖的峰值電壓，驅動單元Ub (m)的開關控制器318可 依據相鄰兩脈沖間的峰值電壓差值與一預設臨界電壓的大小關系來決定是否要導通選擇 開關S。開關控制器318可在程劃時段Tdr中比較相鄰的第一脈沖與第二脈沖的峰值電壓， 并判斷此相鄰二脈沖的峰值電壓差值是否大于一預設臨界電壓，其中，若峰值電壓差值大 于或者等于臨界電壓，開關控制器318可在此兩脈沖間的時隙導通選擇開關S，使選擇開關 S得以在這兩脈沖之間將節(jié)點N(m)導通至中間電壓VO ；否則，峰值電壓差值小于臨界電壓， 開關控制器318則在兩脈沖間的時隙中使選擇開關S維持不導通。譬如說，在圖4的第二時段T2(i_l)中，由于驅動單元Ub(m)對應的緩沖器24已 經預先載入第一脈沖Pl (i)的峰值電壓，故驅動單元Ub(Hi)的開關控制器318可比較第二
13脈沖P2(i-1)與第一脈沖Pl (i)的峰值電壓差值。假設此峰值電壓差值已經大于臨界電 壓，故當電壓Vdata要由第二時段T2(i-1)的第二脈沖P2(i_l)切換至第一時段Tl (i)的 第一脈沖Pl (i)時，開關控制器318就會在兩相鄰第一時段和第二時段間用作時隙的時段 Tb (i-1)中導通選擇開關S，使選擇開關S可先將中間電壓VO導通至節(jié)點N (m)，減少電壓源 Vl所需導通的暫態(tài)電流。同理，在第一時段Tl (i)，第二脈沖P2 (i)的峰值電壓已先被載入至緩沖器24，使 開關控制器318可比較第一脈沖Pl (i)與第二脈沖P2(i)；假設兩相鄰脈沖間的峰值電壓 差值還是大于臨界電壓，開關控制器318會在第一時段Tl (i)后的用作時隙的時段Ta(i) 導通選擇開關S，在第一脈沖Pl (i)切換至第二脈沖P2(i)的過程中以中間電壓VO協(xié)助電 壓源V2減少暫態(tài)電流。在第二時段T2(i)中，開關控制器318再度針對第二脈沖P2(i)與下一第一脈沖 Pl (i+Ι)，比較兩者的峰值電壓差值。假設這兩個相鄰脈沖的峰值電壓的差值小于臨界電 壓，開關控制器318在兩個相鄰時段間用作時隙的時段Tb (i)中就不必使選擇開關S導通。 由于第二脈沖P2(i)與第一脈沖Pl(i+1)間的峰值電壓差值較小，即使峰值電壓差值完全 由電壓源Vl驅動，也不會造成過大的暫態(tài)電流。同理，在第一時段Tl (i+Ι)時，開關控制器318比較第一脈沖Pl(i+1)與第二脈沖 P2(i+1)的峰值電壓差值。假設峰值電壓差值仍然小于臨界電壓，開關控制器318在上述兩 個相鄰時段間用作時隙的時段Ta(i+1)中就可維持選擇開關S為不導通狀態(tài)。由于第一脈 沖Pl(i+1)與第二脈沖P2(i+1)間的峰值電壓差值較小，即使電壓源V2全程驅動峰值電壓 差值，也不會造成過大的暫態(tài)電流。換句話說，在圖3與圖4所示的第二實施例中，本發(fā)明 可依據相鄰兩脈沖間的峰值電壓差值與預設臨界電壓的關系來動態(tài)地決定是否要在脈沖 切換的間隔時隙中將選擇開關S導通至中間電壓V0。圖5的電路實施例可用以實現(xiàn)圖1與圖3中的第一開關SW1、第二開關SW2與選 擇開關S。第一開關SWl可用三個晶體管Mpl、Mp2和Mp3實現(xiàn)，這三個晶體管可以是相互 匹配的P溝道金屬氧化物半導體晶體管，上述三個晶體管的漏極和源極串聯(lián)連接構成的漏 極_源極間的通道串連于節(jié)點Na與電壓源Vl之間，上述三個晶體管的門極則受控于信號 DRVenl，其中，當信號DRVenl為邏輯0時，第一開關SWl導通。第二開關SW2可用三個晶體 管Mnl、Mn2和Mn3實現(xiàn)，這三個晶體管可以是相互匹配的η溝道金屬氧化物半導體晶體管， 上述三個晶體管的漏極和源極串聯(lián)連接構成的漏極_源極間的通道串連于節(jié)點Na與電壓 源V2之間，上述三個晶體管的門極則受控于信號DRVen2，其中，當信號DRVen2為邏輯1時， 第二開關SW2導通。開關S可用一晶體管Mp4與一晶體管Mn4實現(xiàn)，這兩個晶體管可以分 別為一 P溝道金屬氧化物半導體通道金氧半晶體管與一 η溝道金屬氧化物半導體通道金氧 半晶體管，上述兩個晶體管的源極_漏極通道分別耦接于中間電壓VO與節(jié)點N(m)之間，上 述兩個晶體管的門極則分別受控于信號CS_EN與CS_ENB，其中，信號CS_EN與CS_ENB互為 反相時開關S導通，否則，開關S不導通；比如當信號CS_EN與CS_ENB分別為邏輯0與邏 輯1時，開關S導通?？偨Y來說，本發(fā)明乃是針對電子紙的特殊驅動需求而設計的，在交替以不同極性 的脈沖驅動電子紙改變灰階時，本發(fā)明在交替的不同極性的脈沖間的時隙將電子紙包含的 顯示單元耦接于一中間電壓，可以有效減少驅動電路所需導通的暫態(tài)電流，用以避免過大暫態(tài)電流的產生，提高電子紙的良率。 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明保護的范圍之內。
權利要求
一種用于驅動電子紙的驅動電路，所述電子紙包含有排列成矩陣的多個顯示單元，每一顯示單元在一驅動期間的程劃時段中根據一第一脈沖與一第二脈沖由一先前灰階驅動至一目標灰階；所述每一顯示單元包含一資料節(jié)點與一共壓節(jié)點，所述驅動電路包含一共壓端，耦接于所述多個顯示單元的所述共壓節(jié)點；一共壓驅動器，耦接于所述共壓端，在所述程劃時段中向所述共壓端提供一預設直流電壓；以及多個驅動單元，每一驅動單元耦接于所述耦接于同一資料線的對應顯示單元的資料節(jié)點，其特征在于，每一驅動單元耦接于一中間電壓，每一驅動單元包括一資料端，耦接于對應顯示單元的所述資料節(jié)點；一資料驅動器，耦接于所述資料端，在所述程劃時段中向所述資料端提供一第一脈沖和一第二脈沖；一選擇開關，耦接于所述資料端和一中間電壓，在一開關控制器的控制下導通至中間電壓或不導通；一開關控制器，耦接于所述選擇開關，依據一共壓選擇信號，控制所述選擇開關在所述資料驅動器提供所述第一脈沖和所述第二脈沖時不導通，控制所述選擇開關在所述資料驅動器提供所述第一脈沖和所述第二脈沖間的時隙導通至所述中間電壓；所述第一脈沖的峰值電壓與所述第二脈沖的峰值電壓反相；所述中間電壓介于所述第一脈沖的峰值電壓與所述第二脈沖的峰值電壓之間。
2.根據權利要求1所述的驅動電路，其特征在于，所述程劃時段包含至少一個第一時 段與至少一個第二時段；所述第一時段與所述第二時段交替排列，且所述第一時段與所述第二時段之間間隔一 時隙；所述資料驅動器在所述第一時段提供所述第一脈沖，在所述第二時段提供所述第二 脈沖，在所述第一時段與所述第二時段之間間隔的時隙不提供所述第一脈沖和所述第二脈 沖。
3.根據權利要求2所述的驅動電路，其特征在于，所述資料驅動器包含一第一開關，耦接于所述資料端和一用以提供所述第一脈沖的第一電壓源之間；在所 述第一時段將所述資料端導通至所述第一電壓源，在所述第二時段與所述時隙將所述資料 端與所述第一電壓源斷開；一第二開關，耦接于所述資料端和一用以提供所述第二脈沖的第二電壓源之間；在所 述第二時段將所述資料端導通至所述第二電壓源，在所述第一時段與所述時隙將所述資料 端與所述第二電壓源斷開。
4.根據權利要求2至3任一所述的驅動電路，其特征在于，所述共壓選擇信號為一二進 制的數(shù)字信號。
5.根據權利要求1所述的驅動電路，其特征在于，所述每一顯示單元為一微粒顯示單元。
6.一種用于驅動電子紙的驅動電路，所述電子紙包含有排列成矩陣的多個顯示單元， 每一顯示單元在一驅動期間的程劃時段中根據一第一脈沖與一第二脈沖由一先前灰階驅動至一目標灰階；所述每一顯示單元包含一資料節(jié)點與一共壓節(jié)點，所述驅動電路包含一共壓端，耦接于所述多個顯示單元的所述共壓節(jié)點；一共壓驅動器，耦接于所述共壓端，在所述程劃時段中向所述共壓端提供一預設直流 電壓；以及多個驅動單元，每一驅動單元耦接于所述耦接于同一資料線的對應顯示單元的資料節(jié) 點，其特征在于，每一驅動單元耦接于一中間電壓，每一驅動單元包括一資料端，耦接于對應顯示單元的所述資料節(jié)點；一資料驅動器，耦接于所述資料端，在所述程劃時段中向所述資料端提供一第一脈沖 和一第二脈沖；一選擇開關，耦接于所述資料端和一中間電壓，在一開關控制器的控制下導通至中間 電壓或不導通；一緩沖器，耦接于所述資料驅動器與所述開關控制器，用于存儲第一脈沖的峰值電壓 和所述第二脈沖的峰值電壓；一開關控制器，耦接于所述緩沖器和所述選擇開關之間，依據一共壓選擇信號控制所 述選擇開關在所述資料驅動器提供所述第一脈沖和所述第二脈沖時不導通，依據緩沖器存 儲的所述第一脈沖的峰值電壓和所述第二脈沖的峰值電壓間，在所述資料驅動器提供所述 第一脈沖和所述第二脈沖間的時隙判定所述第一脈沖的峰值電壓和所述第二脈沖的峰值 電壓的差值大于等于一臨界電壓，控制所述選擇開關導通至所述中間電壓，在所述資料驅 動器提供所述第一脈沖和所述第二脈沖間的時隙判定所述第一脈沖的峰值電壓和所述第 二脈沖的峰值電壓的差值小于所述臨界電壓，控制所述選擇開關不導通至所述中間電壓；所述第一脈沖的峰值電壓與所述第二脈沖的峰值電壓反相；所述中間電壓介于所述第 一脈沖的峰值電壓與所述第二脈沖的峰值電壓之間。
7.根據權利要求6所述的驅動電路，其特征在于，所述程劃時段包含至少一個第一時 段與至少一個第二時段；所述第一時段與所述第二時段交替排列，且所述第一時段與所述第二時段之間間隔一 時隙；所述資料驅動器在所述第一時段提供所述第一脈沖，在所述第二時段提供所述第二 脈沖，在所述第一時段與所述第二時段之間間隔的時隙不提供所述第一脈沖和所述第二脈 沖。
8.根據權利要求7所述的驅動電路，其特征在于，所述資料驅動器包含一第一開關，耦接于所述資料端和一用以提供所述第一脈沖的第一電壓源之間；在所 述第一時段將所述資料端導通至所述第一電壓源，在所述第二時段與所述時隙將所述資料 端與所述第一電壓源斷開；一第二開關，耦接于所述資料端和一用以提供所述第二脈沖的第二電壓源之間；在所 述第二時段將所述資料端導通至所述第二電壓源，在所述第一時段與所述時隙將所述資料 端與所述第二電壓源斷開。
9.根據權利要求6至8任一所述的驅動電路，其特征在于，所述共壓選擇信號為一二進 制的數(shù)字信號。
10.根據權利要求1所述的驅動電路，其特征在于，所述每一顯示單元為一微粒顯示單元。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于驅動電子紙的驅動電路，其設有多個驅動單元，每一驅動單元于一資料端耦接電子紙上的同一行顯示單元，用以在一驅動期間中將一顯示單元由一先前灰階驅動至一目標灰階；每一驅動單元包括一資料驅動器、一選擇開關和一開關控制器；資料驅動器于驅動期間內的一程劃時段中向資料端提供一第一脈沖與一第二脈沖，選擇開關在開關控制器的控制下在第一脈沖與第二脈沖間的時隙將資料端導通至一中間電壓，以使顯示單元的資料節(jié)點在第一脈沖和第二脈沖間的時隙于一中間電壓連接。采用本發(fā)明的驅動電路，降低了驅動電路在第一脈沖和第二脈沖間切換時為了建立第一脈沖和第二脈沖間的峰值電壓差值而產生的暫態(tài)電流，提高了電子紙良率。
文檔編號G09G3/34GK101950536SQ20101027366
公開日2011年1月19日 申請日期2010年9月2日 優(yōu)先權日2010年9月2日
發(fā)明者劉政欽, 黃士銓 申請人:旭曜科技股份有限公司