顯示系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】描述了一種顯示系統(tǒng)，包括：耦接至顯示驅(qū)動器并且包括感生電壓補償電路的電光顯示器。補償電路包括：用于測量對顯示器的公共像素電極施加的電壓的系統(tǒng)；以及以下系統(tǒng)之一或二者：用于測量顯示器的像素選擇線上的電壓擺動的系統(tǒng)，以及用于測量由于在顯示器的像素驅(qū)動電極上感生的電壓而引起的公共像素電極上的電壓改變的系統(tǒng)。補償電路還包括：用于響應于測量的施加電壓和測量的電壓擺動和測量的電壓改變之一或二者的組合來對公共像素電極施加電壓的系統(tǒng)。
【專利說明】顯示系統(tǒng)【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及用于補償電光顯示器中的柵極回掃脈沖(kickback)電路和方法。本技術在電泳顯示器中尤其有利。
【背景技術】
[0002]在典型的有源矩陣顯示器中，每個像素具備用于控制像素顯現(xiàn)的晶體管，更具體地，薄膜場效應晶體管(TFT，F(xiàn)ET)。廣義而言，F(xiàn)ET的柵極連接與選擇線相連，以選擇用于寫入數(shù)據(jù)的像素，并且FET的源極和漏極之一與用于將數(shù)據(jù)寫入像素的數(shù)據(jù)線相連，另一個與用于驅(qū)動顯示介質(zhì)的像素電極相連。在某些類型的顯示器(具體地，電泳顯示器)中，像素電極位于顯示介質(zhì)的一個面上，并且設置公共電極以覆蓋顯示介質(zhì)的相對面，從而使得能夠在顯示介質(zhì)上提供電場，以例如將器件從一個顯示狀態(tài)(即，白)切換到另一個顯示狀態(tài)(即，黑)，反之亦然。本領域技術人員應認識到像素電路實際上可以比上述更復雜，但是保持相同的一般特征。
[0003]這種顯示器的一個問題是柵極與像素電極之間的寄生電容量；在電泳顯示器中，這一點會因公共像素電極的存在而被加劇，公共像素電極用于提供更大的像素電容量。這種寄生電容量的后果在于，施加于末端像素電極的電壓與施加于對應的顯示器數(shù)據(jù)線的電壓不同，實際像素電壓與所施加的電壓有偏差。實際上，在柵極連接導通時上述是顯示器中寄生電容量的副作用，并且這種“回掃脈沖”對于電泳顯示器的視覺顯現(xiàn)具有劣化效果。
[0004]WO 2005/020199描述了具有寫入模式和非寫入模式的電光顯示器，該顯示器布置為當顯示器在其寫入模式中時對公共電極施加第一電壓，當顯示器在其非寫入模式中時施加與第一電壓不同的第二電壓。在實施例(圖4和5)中，描述了一種傳感器像素方法，這些像素的目的在于提供所需饋通電壓的指示；在另一實施例(圖9)中，描述了一種使用不需要存在傳感器像素的內(nèi)部調(diào)整 的方法，而不是代替電容器。在又一實施例(圖10)中，控制器用于控制顯示器在其非寫入模式(Vsm)中時對公共電極施加的電壓與顯示器在其寫入模式是(Vcqm)時對公共電極施加的電壓之間的電壓偏移。在US2007/211006、US2008/198122、US2009/040412 和 W02005/020199 中描述了其他系統(tǒng)。
[0005]可以在W02011/064578和W02005/020199中找到背景現(xiàn)有技術。
[0006]先前在W02011/064578中已經(jīng)描述了用于補償柵極回掃脈沖的技術，根據(jù)正柵極電壓的幅度與負柵極電壓的幅度之間的差值將公共電極上的公共電壓值偏移了偏移值。
[0007]現(xiàn)在描述用于補償柵極回掃脈沖的改進技術。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]先前已經(jīng)描述了一種補償電光顯示器中的柵極回掃脈沖的方法，該顯示器包括:電光顯示介質(zhì)，具有多個像素并且安裝在背板上，所述背板承載針對所述多個像素的多個像素驅(qū)動電路，每個所述像素驅(qū)動電路包括具有漏極、源極和柵極連接的晶體管，所述漏極和源極連接之一電耦接至相應像素的像素電極，所述柵極電極電耦接至所述電光顯示器的柵極驅(qū)動線，所述像素驅(qū)動電路還具有公共電極，耦接所述公共電極以提供針對所述多個像素的公共電極連接，其中，在使用中，在與所述公共像素電極上的公共電壓有關的正柵極電壓和與所述公共電極上的所述公共電壓有關的負柵極電壓之間控制所述柵極驅(qū)動線上的柵極電壓，以控制所述電光顯示器的像素所顯示的信息，并且其中所述方法包括當驅(qū)動所述顯示器時補償柵極回掃脈沖，所述柵極回掃脈沖包括所述像素電極和所述公共電極上的電壓改變，該電壓改變由所述電光顯示器中所述柵極驅(qū)動線和所述像素電極之間的電容性耦合產(chǎn)生，其中，所述補償包括根據(jù)所述正柵極電壓的幅度與所述負柵極電壓的幅度之間的差值將所述公共電極上的所述公共電壓值偏移了偏移值。
[0009]通常，當制造電光(具體地，電泳)顯示器時，每個顯示器具有不同的寄生電容量，并且通常在所采用的正和負柵極電壓(因此在柵極電壓擺動)中存在的變化。本發(fā)明人令人驚訝地確定顯示器的數(shù)據(jù)連接和公共連接上施加的電壓與在像素的像素電極和公共像素電極上實際出現(xiàn)的電壓之間的移位或偏移隨著柵極電壓改變而變化，更具體地，隨著采用的正和負柵極電壓之間的差值而變化。在實施例中，顯示器是單色顯示器，正和負柵極/源極電壓以及極端(最大/最小)值(像素電極在最大和最小值之間切換)廣義地對應于“黑”和“白”像素值。然而，本領域技術人員應認識到在原理上本技術也可以應用于彩色電光顯不器。
[0010]這里及以下描述的方法在柔性基板上的電光顯示器/背板的情況下尤其有利，例如，塑料基板，例如PET(聚對苯二甲酸乙二醇脂)或PEN(聚奈苯二甲酸乙二醇脂)的薄片。這是因為這些傾向于具有較大寄生電容量，并因此柵極電壓擺動的相對大的一部分耦合至像素電容器。在玻璃基板上制造的有源矩陣顯示器不會引起同樣程度的問題。
[0011]優(yōu)選地，在這里及以下描述的器件中，使用基于溶液的薄膜晶體管(TFT)來制造背板，優(yōu)選地通過諸如直寫印刷、激光消融或光刻等技術來圖案化基于溶液的薄膜晶體管。其他細節(jié)可以在 申請人:早期的專利申請中找到，具體包括WO 01/47045、WO 2004/070466、WOO1/47043,WO 2006/059162,WO 2006/056808,WO 2006/061658,WO 2006/106365 (描述了四或五層像素結構)和W02007/029028，其全部內(nèi)容均通過引用合并于此。因此，TFT可以包括有機半導體材料，例如，溶液可處理的共軛聚合物或低聚物材料，并且顯示器(更具體地，背板)的一些優(yōu)選實現(xiàn)方式適用于溶液沉積，例如，包括溶液處理的聚合物和真空沉積的金屬。
[0012]針對特定顯示器的偏移值因顯示器的不同而變化，并且顯示器因此例如在制作時可以是利用偏移值一次編程的。例如可以通過執(zhí)行電和/或光測試來手動執(zhí)行該編程，以根據(jù)柵極電壓擺動確定針對公共電極電壓的最優(yōu)值(在依賴于所觀察的顯示器視覺質(zhì)量的簡單方法中)。然而，這是耗時的。
[0013]因此在本方法的優(yōu)選實現(xiàn)方式中，在顯示器中構建電路，以根據(jù)柵極電壓擺動自動調(diào)整偏移電壓值(盡管在顯示器中構建這樣的電路不是必需的)。在該方法的實施例中，至數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)的數(shù)字輸入用于設置針對公共電壓的值，至DAC的基準電壓電平輸入由差分放大器(其增益可以小于單位一)來控制，關于輸入，差分放大器具有針對顯示器的正和負柵極驅(qū)動電壓。(備選地，數(shù)字輸入可以用于設置公共電壓電平的偏移值和基準輸入)。
[0014]偏移電壓值依賴于正柵極電壓的幅度與負柵極電壓的幅度之間的差值，但是在實施例中，正柵極電壓與負柵極電壓之間的一般差值(即，柵極電壓擺動)可以用于控制DAC的基準電平。在實施例中，與公共電壓的偏移值線性地依賴于正-負柵極電壓擺動，更具體地與正-負柵極電壓擺動成比例(其中，這些正和負柵極電壓值定義基準電壓值，典型地針對像素電極的最大和最小電壓值)。比例常數(shù)根據(jù)顯示器而變化，并且因此盡管該方法動態(tài)的地控制公共電壓的值，但是該控制用于針對制造改變的控制，并且在實施例中不用于器件操作期間基于變化的正和負柵極電壓值(這些通常由顯示器的設計來固定)動態(tài)控制。(本領域技術人員應認識到盡管引用了正和負柵極電壓值，這些值與公共電壓的值有關并且依賴于地基準，但是可以認為負柵極電壓為零電平，在這種情況下，公共電壓在該(任意)零電壓電平與正柵極電壓之間，幾乎在該(任意)零電壓電平與正柵極電壓的中間)。
[0015]還描述了一種使用如上所述的方法利用公共電壓偏移值編程的電光顯示器和/或包括這種顯示器的電子文檔讀取設備。
[0016]還描述了一種電光顯示器，該顯示器包括:電光顯示介質(zhì)，具有多個像素并且安裝在背板上，所述背板承載針對所述多個像素的多個像素驅(qū)動電路，每個所述像素驅(qū)動電路包括具有漏極、源極和柵極連接的晶體管，所述漏極和源極連接之一電耦接至相應像素的像素電極，所述柵極電極電耦接至所述電光顯示器的柵極驅(qū)動線，所述像素驅(qū)動電路還具有公共電極，耦接所述公共電極以提供針對所述多個像素的公共電極連接，其中，在使用中，在與所述公共像素電極上的公共電壓有關的正柵極電壓和與所述公共電極上的所述公共電壓有關的負柵極電壓之間控制所述柵極驅(qū)動線上的柵極電壓，以控制所述電光顯示器的像素所顯示的信息，所述顯示器還包括:柵極回掃脈沖補償電力域，用于在驅(qū)動所述顯示器時補償柵極回掃脈沖，所述柵極回掃脈沖包括所述像素電極和所述公共電極上的電壓改變，該電壓改變由所述電光顯示器中所述柵極驅(qū)動線和所述像素電極之間的電容性耦合產(chǎn)生，其中，所述補償電路配置為根據(jù)所述正柵極電壓的幅度與所述負柵極電壓的幅度之間的差值將所述公共電極上的所述公共電壓值偏移了偏移值。
[0017]優(yōu)選地，在這里及稍后描述的器件中，電光顯示器是柔性顯示器，例如具有塑料基板，在實施例并入了電泳顯示介質(zhì)。
[0018]通常，所述顯示器(具有驅(qū)動器)包括第一和第二代柵極電壓源，以提供正和負柵極電壓；這些電壓源簡單地可以是針對顯示器的電源線，但是優(yōu)選地包括正和負偏置電壓產(chǎn)生器。柵極回掃脈沖補償電路可以包括差分放大器。在實施例中，該差分放大器具有:小于單位一的增益；耦接至正柵極電壓源的第一輸入和耦接至負柵極電壓源的第二輸入；以及輸出，耦接用于驅(qū)動針對DAC的基準輸入、針對DAC的數(shù)字輸入，該數(shù)字輸入與基準電平輸入相結合來確定公共電壓。備選地(但不是優(yōu)選地)，差分放大器的輸出可以用于確定針對DAC的數(shù)字輸入，并且針對DAC的基準輸入可以具備(固定)基準值來經(jīng)由DAC的輸出控制公共電壓電平。本領域技術人員應認識到，原則上DAC的數(shù)字輸入和基準電平輸入中的任一個輸入可以用于確定公共電壓的“基本”值，針對DAC的另一輸入可以用于控制與該公共電壓的偏移。
[0019]本文描述的顯示器和方法在電子文檔讀取設備中尤其有利。
[0020]改講的摶術
[0021]現(xiàn)在描述某些改進的技術，用于設置公共像素電極(VCOM)電源電壓，并且具體地通過跟蹤例如由于老化和/或溫度改變而引起的顯示回掃脈沖電壓的漂移來保持精確設置。
[0022]根據(jù)本發(fā)明，因此提出了一種顯示系統(tǒng)，包括與顯示驅(qū)動器耦接的電光顯示器，電光顯示器包括各自具有由像素驅(qū)動電路驅(qū)動的像素驅(qū)動電極的多個像素，所述多個像素共享公共像素電極，所述像素驅(qū)動電路包括用于選擇像素的像素選擇線、用于接收像素數(shù)據(jù)來驅(qū)動像素的像素數(shù)據(jù)線、以及耦接至所述像素驅(qū)動電極來利用依賴于所述像素數(shù)據(jù)的信號來驅(qū)動所述像素驅(qū)動電極的像素驅(qū)動線。感生電壓包括通過改變所述像素選擇線上的電壓在所述像素驅(qū)動電極上感生的電壓，所述顯示驅(qū)動器包括感生電壓補償電路，該感生電壓補償電路包括:用于測量對所述公共像素電極施加的電壓的系統(tǒng)；以及以下系統(tǒng)之一或二者:用于測量所述像素選擇線上的電壓擺動的系統(tǒng)，以及用于測量由于在所述像素驅(qū)動電極上感生的電壓而引起的所述公共像素電極上的電壓改變的系統(tǒng)；以及用于響應于所述測量的施加電壓和所述測量的電壓擺動和所述測量的電壓改變之一或二者的組合來對所述公共像素電極施加電壓從而補償所述感生電壓的系統(tǒng)。
[0023]這種布置實現(xiàn)了有效地實現(xiàn)了要對感生電壓(柵極回掃脈沖)補償系統(tǒng)施加的兩種不同類型的閉合回路反饋之一或二者，這兩種不同類型的閉合回路反饋是在產(chǎn)生回掃脈沖補償電壓的電路周圍施加回路，或者除了該電路以外在顯示器周圍或者在顯示器和該電路二者周圍施加回路。在后一種情況下，例如，可以首先施加電壓補償電路周圍的閉合回路以校正該電路中的增益和偏移誤差，并且然后可以采用包括顯示器的閉合回路來在顯示器使用期限期間和/或隨著溫度變化來跟蹤顯示寄生電容量的漂移。
[0024]本領域技術人員應認識到，感生電壓通常是由導電元件之間耦合的電容感生的電壓。因此，如本文所使用的，感生電壓通常是由導電元件上的電荷感生的電壓。
[0025]在實施例中，顯示驅(qū)動器中的非易失性存儲器存儲顯示補償數(shù)據(jù)，顯示補償數(shù)據(jù)定義了像素選擇線上的電壓擺動與像素驅(qū)動電極上的感生電壓之間的關系。顯示補償數(shù)據(jù)有效地存儲參數(shù)“k”(稍后參考)的值，盡管實際上存儲的值可以表示該參數(shù)縮放和/或偏移的值。然而，顯示驅(qū)動器可以配置為調(diào)整對公共像素電極施加的電壓，以使測量的施加電壓逼近根據(jù)該顯示補償數(shù)據(jù)和像素選擇線上測量的(柵極)電壓擺動計算的柵極回掃脈沖補償電壓。
[0026]本領域技術人員應認識到在一些優(yōu)選實施例中，通過測量最大和最小施加(柵極)電壓之間的差值，而不是測量擺動(即，改變)本身來測量電壓擺動。
[0027]在優(yōu)選實現(xiàn)方式中，可以在程序代碼控制下，通過顯示驅(qū)動器(更具體地通過顯示驅(qū)動器的處理器)來執(zhí)行測量和調(diào)整。然而，本領域技術人員應當認識到在其他備選實施例中，可以針對該目的采用專用硬件(模擬和/或數(shù)字)。通常，本文描述的技術可以通過硬件、軟件或二者的組合來實現(xiàn)。
[0028]在一些優(yōu)選實現(xiàn)方式中，用于測量對公共像素電極施加的電壓和像素選擇線上的電壓擺動的系統(tǒng)包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器具有在依賴于電壓擺動的電壓與依賴于對公共像素電極施加的電壓的電壓之間切換模擬輸入。例如，可以從差分放大器的輸出導出依賴于電壓擺動的電壓，差分放大器在向像素寫入數(shù)據(jù)時對施加于像素選擇線的正和負(柵極)電壓之間的差值進行放大，優(yōu)選地利用小于單位一的增益縮放(使得電壓在針對ADC輸入的合理范圍內(nèi))來縮放該差值。類似地，公共像素電極電壓(VCOM)可以在輸入到ADC之前被分壓器(例如，比率10:1)縮小。使用具有開關前端的公共模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)具有使用公共“伏特計”用于測量的優(yōu)點，因此減少了潛在的誤差源。如稍后詳細說明的，甚至較小的誤差可以產(chǎn)生明顯差異。
[0029]在一些優(yōu)選實施例中，該系統(tǒng)還配置為測量由于像素驅(qū)動電極上感生的電壓而引起的公共像素電極上的電壓改變，有效地直接測量柵極回掃脈沖電壓。該顯示驅(qū)動器(處理器)然后可以調(diào)整對公共像素電極施加的電壓，以基本上正好補償上述。盡管理論上上述方法較簡單，但是實際上難以使該方法順序執(zhí)行。
[0030]因此，在該系統(tǒng)的優(yōu)選實施例中，顯示器的公共像素電極配備公共像素電極開關，公共像素電極開關在其中利用補償電壓驅(qū)動公共像素電極的第一設置與其中公共像素電極與電壓驅(qū)動斷開并且與感生(回掃脈沖)電壓測量系統(tǒng)連接的第二設置之間切換。優(yōu)選地，公共像素電極開關具有第三設置，在第三設置中，公共像素電極“截止”，即，與該電極的連接在高阻抗狀態(tài)下，使得公共像素電極基本上與顯示驅(qū)動電路斷開。這樣，公共像素電極可以在沒有被驅(qū)動或測量時斷開，以通過去除放電路徑來減少“意外”放電。在優(yōu)選實施例中，用于測量感生(回掃脈沖)電壓的系統(tǒng)包括與ADC的模擬輸入連接的開關或復用器的第三設置，使得該(同一)ADC可以用于測量公共像素電極上感生的電壓。然而，優(yōu)選地，在公共像素電極(更具體地，公共像素電極開關)與ADC輸入(更具體地，ADC輸入開關(復用器))之間引入極高輸入阻抗緩沖器。在一些優(yōu)選實施例中，該緩沖器(可以或者可以不具有單位增益)具有大于10ΜΩ的輸入阻抗，例如，大約100ΜΩ ;該緩沖器可以使用作為電壓跟隨器連接的運算放大器來實現(xiàn)。
[0031 ] 在一些優(yōu)選實施例中，對公共像素電極施加電壓的系統(tǒng)包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器，模數(shù)轉(zhuǎn)換器配置為將像素選擇線上的電壓擺動縮放版本與指示施加于公共像素電極的電壓的信號或值相乘，施加該電壓擺動縮放的電壓。常規(guī)地，對DAC的基準輸入施加(縮放的)電壓擺動信號，并且對DAC的數(shù)字輸入施加要施加的電壓的數(shù)字值，盡管本領域技術人員應認識到針對DAC的數(shù)字輸入和基準輸入的角色可以交換。在實施例中，將與柵極電壓擺動成比例的信號與DAC輸出相加，以將DAC輸出電壓偏移該電壓擺動的縮放版本。這有助于在期望的一般范圍內(nèi)實現(xiàn)更精確地施加電壓控制。
[0032]在顯示系統(tǒng)的一些優(yōu)選實施例中，使用溶液沉積技術在柔性基板(具體地，塑料背板)上制造像素驅(qū)動電路，并且電光顯示器是電泳顯示器。有利地，這樣的顯示系統(tǒng)可以并入電子文檔讀取設備中。
[0033]在備選優(yōu)選實施例中，ADC配置為用作伏特計，來測量可以對公共像素電極施加的電壓。該系統(tǒng)配置為確定針對公共像素電極的理想操作電壓，該理想操作電壓依賴于DAC的基準電壓輸入、電壓偏移(ADC所測量的對公共像素電極施加的最小電壓)以及電壓跨度(根據(jù)ADC所測量的對公共像素電極施加的最大電壓與最小電壓之間的差來確定)的組合。該系統(tǒng)配置為響應于確定的理想操作電壓來確定對公共像素電極施加的電壓的校正。
[0034]廣義而言，該系統(tǒng)的設置公共像素電極的電壓的優(yōu)點在于，該系統(tǒng)不需要獲知任何反饋電阻值，并因此不需要知道差分放大器電壓增益的值(如上所述)。這使得該系統(tǒng)能夠利用電阻器和放大器電壓的任何實際值來設置VC0M。
[0035]理想操作電壓根據(jù)DAC的基準電壓輸入與電壓跨度縮放的電壓偏移之間的差值來確定。
[0036]在本實施例中，顯示系統(tǒng)配置為確定DAC的數(shù)字輸入，并且響應于針對公共像素電極的理想操作電壓和DAC的最大數(shù)字輸入值來設定對公共像素電極施加的電壓。
[0037]然而，由于在系統(tǒng)可以存在附加增益和偏移誤差，因此,期望確定DAC的數(shù)字輸入上的電壓誤差并且對該誤差進行校正。在優(yōu)選實施例中，顯示系統(tǒng)可以執(zhí)行以下過程，確定用戶設置施加電壓的DAC數(shù)字輸入上的電壓誤差。該誤差的根據(jù)DAC的最大數(shù)字輸入值而變化，并且依賴于公共像素電極的理想操作電壓、所測量的對公共像素電極施加的電壓以及DAC電壓跨度。
[0038]優(yōu)選地，該系統(tǒng)實現(xiàn)了用于校正數(shù)字輸入上的電壓誤差的誤差校正過程。誤差校正過程包括:確定電壓誤差，通過將確定的誤差與數(shù)字輸入相加來的調(diào)整數(shù)字輸入值，并且重復該過程，直到該誤差的絕對幅度小于DAC的分辨率為止。
[0039]可以在如下所述本發(fā)明方面的方法的實施例中采用類似的技術。因此，這些方法可以包括:通過確定ADC所測量的公共像素電極的理想操作電壓來補償與顯示驅(qū)動器耦接的電光顯示器中的感生電壓，確定DAC的數(shù)字輸入并設置對公共像素電極施加的電壓，確定輸入上的電壓誤差并實現(xiàn)誤差校正過程，以校正數(shù)字輸入上的電壓誤差，如上所述。
[0040]在第一相關方面中，提出了一種顯示系統(tǒng)，包括與顯示驅(qū)動器耦接的電光顯示器，該電光顯示器包括各自具有由像素驅(qū)動電路驅(qū)動的像素驅(qū)動電極的多個像素，所述多個像素共享公共像素電極，所述像素驅(qū)動電路包括用于選擇像素的像素選擇線、用于接收像素數(shù)據(jù)來驅(qū)動像素的像素數(shù)據(jù)線、以及耦接至所述像素驅(qū)動電極來利用依賴于所述像素數(shù)據(jù)的信號來驅(qū)動所述像素驅(qū)動電極的像素驅(qū)動線。感生電壓包括通過改變所述像素選擇線上的電壓在所述像素驅(qū)動電極上感生的電壓，所述顯示驅(qū)動器包括感生電壓補償電路，該感生電壓補償電路包括:用于測量對所述公共像素電極施加的電壓的系統(tǒng)；以及以下系統(tǒng)之一或二者:用于測量所述像素選擇線上的電壓擺動的系統(tǒng)，以及用于測量由于在所述像素驅(qū)動電極上感生的電壓而引起的所述公共像素電極上的電壓改變的系統(tǒng)；以及用于響應于所述測量的施加電壓和所述測量的電壓擺動和所述測量的電壓改變之一或二者的組合來對所述公共像素電極施加電壓從而補償所述感生電壓的系統(tǒng)。
[0041]同樣，方法的優(yōu)選實施例應用于其上通過溶液沉積技術制造的(有機)薄膜晶體管的塑料背板上的電泳顯示器。
[0042]廣義而言，顯示器的特征在于在制造時提供顯示器補償數(shù)據(jù)，該顯示器補償數(shù)據(jù)表示像素驅(qū)動電路的內(nèi)部寄生電容量，更具體地表示像素選擇線與像素驅(qū)動線之間的耦合程度。這繼而定義了要對公共像素電極施加的補償電壓。然而，電壓補償驅(qū)動電路通常呈現(xiàn)增益和偏移冗余，并且這些尤其對于電泳顯示器而言出現(xiàn)問題，由于這些電泳顯示器具有內(nèi)置存儲器，使得隨時間的較小偏移電壓可以引起顯示器的一般漂移，例如，朝向黑或白的漂移。在電路的上下文中應用該方法，在電路中像素選擇線上的實際電壓擺動(正和負柵極驅(qū)動電壓之間的差值)與顯示器內(nèi)表征內(nèi)部寄生電容量的縮放參數(shù)(k)結合使用，以確定要對公共像素電極施加的(回掃脈沖)補償電壓。因此，方法的實施例知道期望的補償電壓和表征參數(shù)k(在制造時確定的)，并且確定像素選擇電壓擺動以及實際施加的補償電壓，使得可以將實際施加的補償電壓調(diào)整為與期望的補償電壓相匹配。
[0043]更具體地，在實施例中，根據(jù)正和負像素選擇(柵極)電壓源線之間的差值來確定像素選擇線上的電壓擺動的，并且該電壓擺動的縮放版本用作數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)的基準信號電平輸入?？梢愿鶕?jù)該測量的電壓擺動和存儲的參數(shù)k的來計算針對期望補償電壓的初始值，并且可以對DAC的數(shù)字輸入施加該數(shù)字值并且進行調(diào)整(迭代地)，以實德隊實際補償電壓更近似期望補償電壓。在誤差小于DAC分辨率之前，迭代過程可以繼續(xù)。這樣，可以高效地去除電壓補償驅(qū)動電路中的增益和偏移變化。
[0044]如上所述,一些實施例將與確定的電壓擺動成比例的DAC模擬輸入與電壓偏移相力口，以提供更精確的控制。在實施例中，方便地這可以通過例如使用電阻加法器按比例地將DAC的基準信號(電壓)輸入與DAC的模擬輸出相加來實現(xiàn)。
[0045]在第二相關方面中，本發(fā)明提出了一種補償電光顯示器中的感生電壓的方法，電光顯示器耦接至顯示驅(qū)動器，所述電光顯示器具有各自具有由像素驅(qū)動電路驅(qū)動的像素驅(qū)動電極的多個像素，所述多個像素共享公共像素電極，所述像素驅(qū)動電路包括用于選擇像素的像素選擇線、用于接收像素數(shù)據(jù)來驅(qū)動像素的像素數(shù)據(jù)線、以及耦接至所述像素驅(qū)動電極來利用依賴于所述像素數(shù)據(jù)的信號來驅(qū)動所述像素驅(qū)動電極的像素驅(qū)動線，感生電壓包括通過改變所述像素選擇線上的電壓在所述像素驅(qū)動電極上感生的電壓，所述方法包括:將基準像素數(shù)據(jù)寫入所述像素；測量由于在所述像素驅(qū)動電極上感生的電壓而引起的所述公共像素電極上的電壓(更具體地，電壓改變)；響應于所述測量的電壓改變調(diào)整與所述公共像素電極耦接的電壓補償驅(qū)動電路，以對所述公共像素電極施加補償電壓，從而補償所述測量的電壓改變。
[0046]廣義而言，該方法采用包括顯示器本身的控制回路。在實施例中，基準像素數(shù)據(jù)值定義像素驅(qū)動電極上的零值信號，更具體是零電壓狀態(tài)。對于電泳顯示器而言，這對應于不改變顯示器的(黑/白)狀態(tài)。在實施例中，將多個這樣的“空”像素值寫入像素，作為一組空幀的一部分。然后可以根據(jù)該過程來確定平均感生電壓，并且可以控制電壓補償驅(qū)動電路，使得對公共像素電極施加的補償電壓基本上正好與測量的(平均)感生電壓值相匹配。
[0047]這種校準過程可以間隔地(例如，每周)執(zhí)行，或者響應于環(huán)境改變(例如，(大于閾值的)溫度改變)和/或響應于系統(tǒng)的操作參數(shù)改變，例如，電源電壓改變。在溫度的情況下，可以將溫度傳感器并入顯示系統(tǒng)或產(chǎn)品(例如，電子文檔讀取設備)中，并且在實施例中，可以存儲一組不同的顯示補償數(shù)據(jù)(k數(shù)據(jù))，一個補償數(shù)據(jù)針對不同溫度范圍中的每一個。
[0048]當測量在公共像素電極上感生的電壓時，優(yōu)選地，如上所述采用極高阻抗緩沖器。優(yōu)選地，用于測量公共像素電極上的電壓改變(柵極回掃脈沖)的電路與用于測量電壓補償驅(qū)動電路的輸出電壓的電路共享，以提高精度，即，對于這二者使用相同“伏特計”。因此，在實施例中，采用公共ADC。優(yōu)選地，公共像素電極耦接至具有三個設置的開關，一個設置將公共像素電極與電壓補償驅(qū)動電路連接，一個設置將公共像素電極與測量電路(更具體地，高輸入阻抗緩沖器)相連，并且一個設置中基本上斷開公共像素電極以減小電荷泄露。
[0049]本領域技術人員應認識到以上描述中的開關通常是指例如使用MOSFET器件實現(xiàn)的可控電子開關。
[0050]同樣，這些技術對于“塑料電子”背板(其中，寄生電容耦接可以較高，例如，在公共像素電極上感生10伏特量級的電壓)上的電泳顯示器(其中，較小電壓誤差隨時間具有累積效應)特別有利?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0051]現(xiàn)在參照附圖僅通過示例進一步描述本發(fā)明的這些和其他方面，在附圖中:
[0052]圖1a至Id分別示出了顯示器的一部分的第一和第二正交側(cè)視圖、圖1a和Ib的布置的頂視圖以及針對圖1a至Ic的步驟的電路圖，第一和第二正交側(cè)視圖示出了包括多層晶體管結構和像素電容器的第一示例有源矩陣像素驅(qū)動結構。
[0053]圖2a和2b分別示出了有源矩陣背板的垂直截面圖(沿交錯線)和自上觀看的圖2a的結構，有源矩陣背板的垂直截面圖示出了包括多層晶體管結構和像素電容器的第二示例有源矩陣像素驅(qū)動電路，具有用于減小回掃脈沖的偏離頂像素電極配置；
[0054]圖3示出了包括柵極回掃脈沖控制系統(tǒng)的電子文檔讀取器的框圖；
[0055]圖4示出了包括自動柵極回掃脈沖控制電路的電子文檔讀取器的框圖；
[0056]圖5示出了結合電泳顯示器的像素的柔性塑料背板上的像素驅(qū)動電路的另一示例；
[0057]圖6示出了根據(jù)本發(fā)明示例實施例的柵極回掃脈沖電泳補償系統(tǒng)；以及
[0058]圖7示出了圖4的電子文檔讀取器的一部分，包括配置為根據(jù)本發(fā)明實施例實現(xiàn)柵極回掃電壓補償過程的感生電壓補償電路。
【具體實施方式】
[0059]本文描述的技術簡化了用于在尺寸不穩(wěn)定的基板上制造功能多層器件(具體地在柔性塑料基板上制造電子顯示器件)的方法。
[0060]其中像素電壓或電流由一個或更多個薄膜場效應晶體管來控制的有源矩陣顯示器主導了電子顯示器設計。在頂柵極晶體管TFT(可以采用頂柵極或底柵極配置)柵極電極需要與半導體溝道交疊，并且柵極電極與源極和漏極電極之間的交疊區(qū)域分別確定了寄生柵極-源極和柵極-漏極交疊電容量Cgs和Cgd。這些電容量通常應當盡可能地小，以提高TFT的開關速度并且最小化不期望的電容耦合效應。在有源矩陣顯示器中，Cgs尤其重要，這是因為其確定了沿柵極線和像素電極流動的信號之間的電容耦合。當切換柵極電壓以在特定尋址(像素充電)循環(huán)的結束處截止TFT時，Cgs使像素上的電壓傾向于跟隨柵極電壓的切換。這種所謂的回掃脈沖電壓將像素電壓從預期電壓改變到已用數(shù)據(jù)線上的信號充電的像素的電壓。這種寄生電容量問題在Cgs較大時變得顯著，并且該問題由于柔性基板(例如，塑料基板)而變得尤其嚴重，這是因為塑料基板在收到機械應力或溫度變化時呈現(xiàn)明顯的尺寸改變，機械影像或溫度變化均在任何制造過程期間發(fā)生。此外，通過與硅或玻璃上結構相比，塑料基板上的薄膜晶體管(TFT)傾向于在物理上較大并且因此呈現(xiàn)較大電容量。
[0061]像素電容器可以用于減少寄生交疊電容量的效應，這是因為像素電極的電容量越大，通過切換柵極電壓在像素電極上感生的回掃脈沖電壓越小。
[0062]顯示器介質(zhì)本身具有電容量，使得像素電容器可以包括像素電極(像素驅(qū)動TFT的源極或漏極電極)與像素電容器反電極之間的電容量，像素電容器反電極僅包括在顯示器的(正)面(背板在顯示器背面)上延伸的公共電極。因此，在實施例中，公共電極可以是顯示器的觀看表面?zhèn)壬匣旧贤该鞯碾姌O。
[0063]附加或備選地，可以通過將像素電極的一部分布置為與第η-l個柵極互連線的柵極電極交疊來并入像素電容器，第η-l柵極互連線在對第η行中的像素TFT尋址時處在地電勢處。備選地，可以在柵極電平處定義分離的總線以與源極-漏極電平上的像素電極的像素電容器部分交疊。先前在WO 2006/059162中已經(jīng)描述了如何定義像素電極的像素電容器部分的形狀，使得像素電容器的值與柵極/總線的位置無關。盡管如此，但是上述技術有利于補償回掃脈沖電壓的效應。
[0064]在有源矩陣顯示像素中，在每個像素電極與固定電勢(Vcom)處的(公共)互連線之間形成像素電容器?；ミB線可以是在對主動矩陣的尋址期間保持在固定電勢(通常，地電勢)處的分離金屬線，或者可以是在對第N柵極尋址線進行尋址時保持在固定電勢處的第(N-1)或(Ν+1)鄰近TFT柵極尋址線。這種配置是優(yōu)選地，因為其不需要橫跨顯示器的第三組附加互連線，就好像存在分離總線的情況。
[0065]取自W02004/070466的圖1a至Id示出了其中對顯示介質(zhì)(例如，液晶或電子紙)進行電壓控制的有源矩陣像素。圖1a和Ib是包括像素電容器的晶體管控制顯示器件的正交側(cè)視圖。這具有基板101、半導體102(可以是連續(xù)層或者可以被圖案化)，(在圖1中，對半導體進行圖案化，以便覆蓋晶體管溝道)、數(shù)據(jù)線103、像素電極104、晶體管電介質(zhì)105、柵極電極/柵極互連106和顯示介質(zhì)(例如液晶或電子紙)以及顯示介質(zhì)的反電極108。在這樣的系統(tǒng)中，通過介質(zhì)上的電場來確定顯示介質(zhì)的狀態(tài)，該電場隨著像素電極104與顯示介質(zhì)(COM)的公共或反電極108之間的電壓差而變化。通過像素104與頂電極108之間的電壓差來切換器件109的可切換區(qū)域。該區(qū)域確定器件的孔徑比。圖1c是器件的頂視圖，并且示出了三個行中布置的六個晶體管和六個像素。
[0066]在有源矩陣陣列中，順序地寫入線。為了保持圖像，寫入一條線的電壓應當在對其他線尋址期間保持相對恒定。特別地，這對于灰度級器件成立。在諸如液晶或電子紙等電壓控制器件中，像素用作提供電荷儲存器的平行極板電容器。通過包括儲存電容器來擴增該電容量。儲存電容器(C儲存器，增強像素的儲存容量)可以通過將像素與鄰近晶體管的柵極線交疊而形成。圖1示出了漏極電極是像素電極的情況，以及頂柵極器件的三個鄰近像素N-1、N和N+1的示意圖。柵極/柵極互連106延伸到鄰近像素的交疊部分。電容器110在像素N與像素N-1的柵極之間形成。生成的儲存電容器有助于像素在整個循環(huán)期間保持恒定電壓。然而，在這種情況下，鄰近柵極互連在下部漏極(像素)電極上的這種交疊導致器件的可切換區(qū)域109的減小，并且因此導致孔徑比的減小。
[0067]圖1d示出了該布置的電路圖，其中，儲存電容器Cstoage在像素電極104與鄰近晶體管的像素的柵極之間形成。該電容器用作電荷的存儲器，并因此增強像素的圖像保持能力。
[0068]像素電容器在與諸如電子紙等較薄顯示介質(zhì)結合使用時尤其重要，在較厚顯示介質(zhì)中，顯示效果的厚度(例如電泳介質(zhì))導致顯示元件本身較低的電容量。在這些顯示器中，像素電容器占據(jù)像素的絕大部分，特別是回掃脈沖效應較大的部分。
[0069]在 申請人:的專利申請W02006/106365中，公開了四或五層架構結構，其中，像素電容器可以由準連續(xù)的像素電容器的兩個電極之一來形成。在這種情況下，像素電容量變得很大程度上對另一電極的具體位置不敏感。例如，這可以通過在像素電極后面延伸直公共電極(COM)線來實現(xiàn)，直公共電極線具有比像素間距小的給定線寬。通過在COM線與TFT層之間選擇適當厚度的電解質(zhì)，COM線與第一層中TFT的漏極電極的交疊對像素電容量的貢獻可以較小，這導致顯示陣列上不一致的像素電容量值，一致的像素電容量值對于灰度級顯示器而言是重要的。
[0070]在 申請人:專利申請W0/2009/133388中，描述了偏移像素電極如何用于實現(xiàn)增加的存儲電容量:在這種偏移配置中，沉積頂像素電極以與一個器件的第一電容器極板(COM電極)交疊并且還與鄰近器件的柵極電極交疊。
[0071]參照圖2a，示出了這種有源矩陣背板結構的垂直截面圖(沿著交錯線)。在圖2a中，基板I承載包括源極和漏極電極2、3的薄膜晶體管(TFT)器件、半導體材料的層4、柵極電介質(zhì)5和柵極電極/互連6。COM電極7在與柵極電極6相同的層中形成。上部電介質(zhì)8覆蓋柵極和COM電極，并且頂像素電極12設置在通過過孔9與源極/漏極電極之一連接的電介質(zhì)層8上。圖2b示出了從上觀看的結構，示出了對COM電極圖案化，以為過孔9提供非導電切口。頂像素電極與第一器件(器件I)的COM電極(Cn) 7和鄰近器件(器件2)的柵極電極(Gn+l)13交疊。
[0072]從COM電極和漏極電極之間的交疊獲得存儲電容量CstOTage。偏移頂像素電極的效果是增大由頂像素電極和COM電極之間的交疊以及頂像素電極和柵極(Glri)之間的交疊所引起的總存儲電容量。柵極電極和漏極電極之間的寄生電容量保持不變，而頂像素電極和柵極電極之間的寄生電容量減小，并因此可以通過減小頂像素電介質(zhì)厚度來增加存儲電容量(Cstoage)。這增加了總CstOTage/CPaMsiti。電容量比，因此增加了總像素電容量并且減小了回掃脈沖電壓和變化。頂像素電極層可以用于最大化CstOTage，而不增加CPaMsiti。。
[0073]接著參照圖3，示出了包括第一示例柵極回掃脈沖電壓調(diào)整系統(tǒng)1020的電子文檔讀取器1000的框圖。
[0074]電子文檔讀取器1000包括與用戶接口 1004耦接的控制器1002，控制器1002包括處理器、工作存儲器和程序存儲器?？刂破?002還通過顯示接口 1006耦接至有源矩陣背板和電泳顯示器1007，以向顯示器發(fā)送電子文檔數(shù)據(jù)，并且可選地從顯示器(其中，為顯示器提供了觸摸傳感器)接收觸敏數(shù)據(jù)?？刂齐娮酉到y(tǒng)還包括非易失性存儲器1008，例如，閃存，用于存儲針對用于顯示的一個或更多個文檔的數(shù)據(jù)，并且可選地諸如用戶書簽位置等其他數(shù)據(jù)。提供外部有線或無線接口 1010(例如，USB和/或Bluetooth?)來與諸如膝上型計算機1014、PDA或移動或‘智能’電話等計算機接口連接，從而接收文檔數(shù)據(jù)，可選地提供諸如用戶書簽數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)。可再充電電池1012或其他可再充電電源與同于在充電的接口 1010連接，并且向控制電子系統(tǒng)和顯示器提供電源。
[0075]顯示/接口系統(tǒng)1018(由閉合的虛線示出)的電源包括正和負柵極電壓源VgPOS、Vg NEG，以及公共電壓源Vcom。在圖3中，通過相應的柵極電壓源1022、1024提供VgPOS和Vg NEG0在實施例中，Vg POS和Vg NEG之間的差值Vgswing可以相對較大，例如，?70伏特。柵極回掃脈沖電壓調(diào)整系統(tǒng)1020包括具有用于驅(qū)動緩沖器1028的輸出的數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC) 1026，緩沖器1028繼而向顯示/接口系統(tǒng)1018提供電壓Vcom。DAC1026具有例如來自控制器1002的數(shù)字輸入1026b以及基準輸入1026a，并且配置為產(chǎn)生輸出電壓，輸出電壓依賴于基準輸入1026a上的信號電平(電壓)縮放的數(shù)字輸入值。
[0076]數(shù)字輸入可以由控制器1002設置為近似正確的值，并且然后通過調(diào)整基準輸入1026a上的電壓(或電流)來調(diào)整。在一些實施例中，可以計算該調(diào)整(如下所述)，或者備選地，可以通過調(diào)整數(shù)字輸入值和基準電平之一或二者在(顯示器或電子閱讀器的)制造時設置該調(diào)整，以優(yōu)化顯示器的視覺顯現(xiàn)，或者使測量的柵極回掃脈沖電壓最小化(或無效)。在實施例中，按照這種方式確定的數(shù)字輸入和/或基準輸入的值可以存儲在非易失性存儲器1008中。在示例實施例中，DAC基準電平是?I伏特，Vcom的值是?10.5伏特。
[0077]圖4示出了包括自動柵極回掃脈沖控制電路1050的電子文檔讀取器1100的框圖(與圖3的元件類似的元件由類似的附圖標記指示)。
[0078]在圖4中，柵極回掃脈沖控制電路1050用于通過定義該公共電壓與正和負柵極電壓之間的關系來自動調(diào)整顯示器的像素電容器的反電極上的電壓。公共電壓的“誤差”定義為正和負柵極偏置電壓的函數(shù)，在實施例中，定義為與這兩個電壓之間的差值成比例。因此在實施例中，通過下式來確定回掃脈沖電壓Vkb,并從而確定公共電壓Vcom:
[0079]Vkb = Vcom = K x ( VgPOS | -1 VgNEG |)
[0080]其中，K是比例常數(shù)。(在以上方程中不包括溝道電荷對Vkb的貢獻)。利用I伏特的基準電平以及I伏特量級的正和負柵極電壓之間的差值(可以隨著70伏特的柵極電壓擺動而出現(xiàn))，對基準電壓的調(diào)整可以是1/70伏特量級。(然而，應當注意比例常數(shù)K是顯示器的參數(shù)并且不依賴于柵極擺動)。在回掃脈沖控制電路1050中，差分或誤差放大器1052從正和負柵極電壓源接收輸入，并且向數(shù)模轉(zhuǎn)換器1054提供基準電平輸出1054a。DAC1054具有例如來自控制器1002的數(shù)字輸入1054b，以設置Vcom的近似正確的值，并且然后通過輸入至DAC1054的基準電平的控制(用作乘法器的形式)來自動調(diào)整該值，使得Vcom的值隨著柵極電壓擺動略微改變。
[0081]DAC1054向放大器/驅(qū)動器1056提供電壓輸出，放大器/驅(qū)動器1056向顯不/接口系統(tǒng)1018提供針對Vcom連接的電壓輸出。這樣，通過根據(jù)顯示器的開和關像素狀態(tài)之間的差值來校正公共電壓，公共電壓可以自動補償由顯示/接口系統(tǒng)1018內(nèi)的寄生電容量引起的回掃脈沖。本領域技術人員應認識到該方法可以與用于驅(qū)動電泳顯示器(通常提供正和負以及柵極偏置電壓作為一個或更多個柵極驅(qū)動集成電路的電源)的一系列(列)驅(qū)動芯片一同使用。
[0082]改講的摶術
[0083]現(xiàn)在參照圖5，圖5結合電泳顯示器的像素550示出了使用溶液沉積技術在柔性塑料背板上制造像素驅(qū)動電路500的另一示例。在圖5中虛線的右部分構成電泳顯示器，虛線的左部分構成了有源矩陣背板；電泳顯示器和有源矩陣背板一起夾在中間以形成有源矩陣顯不器。
[0084]圖5的像素驅(qū)動電路包括薄膜晶體管502，薄膜晶體管502的柵極連接與顯示器的像素選擇線連接。當像素數(shù)據(jù)(VDAT)線506上的激活電壓與存儲電容器Cs508的一個極板耦接時，其另一個極板與背板公共連接510連接。晶體管502和存儲電容器508之間的結合還提供與電泳顯示器像素550連接的像素驅(qū)動線512。像素550可以修改為與較小電容器(例如，小于IpF)并聯(lián)的高值電阻器，例如，800ΜΩ的量級。電泳顯示器像素的第二連接與公共或頂像素電極TPC0M552連接。
[0085]在操作中，當激活像素選擇線504時，線506上的電壓施加在像素驅(qū)動線512與TPC0M552之間，并且還存儲在電容器508上。線506的典型電壓范圍在-16伏特(白)與+16伏特(黑)之間。圖5示出了像素選擇線上在+28伏特和-42伏特之間的示例柵極驅(qū)動波形，即，近似70伏特擺動。當柵極電壓從其負值返回到的其正值時，取消選擇晶體管502，電容器514所示的寄生電容量將該電壓按比例地耦接到像素驅(qū)動線512。對于塑料極板上的有機/溶液沉積的器件，寄生電容量相對較大，并且可以將10伏特量級的電壓耦接至像素驅(qū)動線。這是絕大比例部分的白-黑電壓范圍。
[0086]當驅(qū)動電泳顯示器像素時，由于這種顯示器的相對慢的響應，可能每20-30ms寫入單個像素，以保持對像素的驅(qū)動。在實際器件中，由于TPCOM面552與柵極電壓電源之一或二者之間的電阻，存在某種泄露(在圖5中沒有示出這種泄露)。同樣，通常，TPCOM面552至少間接耦接至背板510。
[0087]電泳顯示器的相對慢更新速率間接引入其他困難:為了加速顯示器更新，通常僅更新顯示器的較小區(qū)域，這是由于通常(例如打字時)僅顯示器的較小區(qū)域改變。用空幀(即，用戶線506上的零伏特電壓)寫顯示器的其余部分，對于電泳顯示器零伏特電壓對應于所顯示“顏色”不改變。然而，如果像素實際經(jīng)歷的電壓不為零，則存在朝向黑或白的逐步漂移。這種漂移的可見性對柵極回掃脈沖電壓的補償施加緊約束(tight constraint),例如，對于大約IOmV的柵極回掃脈沖電壓而言，補償優(yōu)選地應當精確到超過50mV。參照圖4的電路，特別對于放大器/驅(qū)動器1506，在實施例中上述應當具有10倍增益。因此，該部件中2-3mV輸入偏移誤差可以有效地用盡系統(tǒng)的所有誤差冗余，而無需考慮其他誤差源，例如，定義該放大器的增益的反饋電阻器值的誤差。因此可以認識到，由于電泳顯示器和塑料背板的特殊要求，對電壓補償驅(qū)動電路存在非常嚴格的要求。這些問題由于顯示器的特性而加劇，并且驅(qū)動電路的性能還取決于溫度、老化、濕度等。
[0088]首先在實施例中通過創(chuàng)建定義了正和負柵極驅(qū)動電壓和測量的回掃脈沖電壓的每個單獨顯示器的數(shù)據(jù)文件來表征顯示器(在制造顯示器的情況下)，根據(jù)正和負柵極驅(qū)動電壓和測量的回掃脈沖電壓來計算上述參數(shù)K(用回掃脈沖電壓除以柵極電壓擺動)。然后，獲知例如電子閱讀設備中顯示器/驅(qū)動器組合的實際器件應用中的柵極電壓擺動，使用參數(shù)K來計算理想柵極回掃脈沖補償電壓，并且理想柵極回掃脈沖補償電壓用戶確定DAC1054的輸入1054b單獨數(shù)字輸入值。
[0089]然而，實際上，由于偏移、增益、部件值等的上述誤差，實際施加的補償電壓與期望的補償電壓不同。因此，在描述的系統(tǒng)實施例中，對實際施加的補償電壓進行測量，并且用于調(diào)整線1054b上的數(shù)字值，使得實際施加的電壓與已經(jīng)計算的期望電壓基本上匹配(優(yōu)選地，匹配到DAC分辨率內(nèi))。優(yōu)選地，使用相同模數(shù)轉(zhuǎn)換器、使用復用的輸入來測量柵極電壓擺動和所施加的補償電壓，這是因為較小誤差同樣可以以其他方式出現(xiàn)，在所描述的系統(tǒng)上下文中這可以引起視覺偽像。
[0090]現(xiàn)在更具體地描述顯示器參數(shù)和系統(tǒng)電壓之間的方程和關系，以實現(xiàn)顯示頂面COM電源電壓(即，針對公共像素電極522的電源電壓)的精確設置。
[0091]具體地，參照圖6，圖6示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的柵極回掃脈沖電壓補償系統(tǒng)600。在圖6中，與前述的元件類似的元件由類似的附圖標記指示。因此，為了方便起見，差分放大器1052具有近似1/73的增益，以將所測量的柵極電壓擺動減小到近似I伏特。類似地，放大器1056具有近似14的增益，因此電路包括10:1衰減器602，再次使柵極電壓擺動降低到I伏特量級的電壓。
[0092]圖6的步驟中的附加部件包括具有開關606的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC) 604，開關606與模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)604的模擬輸入連接，以選擇性地測量線1054a上的基準電壓或經(jīng)由衰減器602對公共像素電極實際施加的柵極回掃脈沖補償電壓。(本領域技術人員應認識到開關606的設置在1002的控制下，盡管這一點在圖6中未明確示出)因此，圖6的布置能夠測量柵極電壓擺動和實際施加的柵極回掃脈沖補償電壓。圖6電路的另一改進在于包括求和器608，以將線1054a上的基準電壓與DAC1054的模擬輸出相加，求和器608包括電阻器Rl和R2。這高效地按比例增加了 DAC1054的輸出，使得DAC可以具有縮小的范圍/分辨率。例如，回掃補償電壓的期望范圍可以在6伏特與14伏特之間，即8伏特附近，并且這可以通過8比特DAC來提供以達到大約0.5%的精度(1/255)。這獲得針對稍后給出的DAC_COUNT的方程中0.75的常數(shù)項。
[0093]柵極回掃脈沖電壓補償過程
[0094]描述兩個過程。第一過程將來自顯示器制造商的Vkb (回掃脈沖電壓)值與顯示驅(qū)動器(具體地，在被安裝在諸如電子文檔讀取設備等產(chǎn)品中時)的HV(高電壓、柵極驅(qū)動)電源相匹配。第二過程從顯示器讀回Vkb測量，并且設置匹配的VCOM電源。
[0095]首先在工廠測量顯示器Vkb。這在受控環(huán)境下進行。然而，在產(chǎn)品經(jīng)受許多不同環(huán)境條件(溫度、濕度、老化、用途等)的現(xiàn)實世界中，顯示器和控制電子系統(tǒng)特性發(fā)生改變。
[0096]討稈I
[0097]第一過程使用VGswing與Vkb之間的關系來設置VC0M。使用上述跟蹤機制，使得VCOM跟蹤VGswing，但是在這種改進中，設置VCOM的值通過以下操作開始:針對偏移和增益誤差表征VCOM的電源控制DAC。
[0098]針對VCOM電源增益和偏移誤差消除的過程概括如下:
[0099]1.測量來自VGswing跟蹤電路的輸出，以給出DAC Vref。這在VGswing為70V時為IV，但是如果在VGPOS和VGNEG的電源中存在誤差，該值不同。
[0100]2.將測量ADC的輸入切換到來自VCOM電源的輸出。取利用DAC的讀數(shù)。
[0101]3.如果VCOM電源沒有增益或偏移誤差，則步驟2中的度量應當?shù)扔谂cVCOM放大器的理想增益和DAC計數(shù)相乘的DAC Vref。通過將VCOM的理想值與步驟2中所測量的值相比較，控制器1002上的軟件重復調(diào)整DAC計數(shù)，直到VCOM的測量值對于測量的DAC Vref值是正確的為止。示出了(參見下文)例如在所描述的VCOM電源電路中使用的部件值，通過下式DAC計數(shù)與顯示器的“k”參數(shù)和DAC最大計數(shù)有關:
[0102]DAC_C0UNT = INT (DAC_MAX (kX8.7152-0.75))
[0103]柵極回掃脈沖電壓補償方程
[0104]如上所述，頂面COM電源的目的在于消除優(yōu)于通過存在的寄生電容量(柵極-漏極)和其他機構的TFT柵極信號耦合在顯示像素電極中感生的電荷效應，即“回掃脈沖”。頂面COM電源需要源和宿電流，并且使用其輸出理想地被設置為等于顯示器回掃脈沖電壓的電壓的放大器來實現(xiàn)。
[0105]這里采用如下符號:
[0106]VTP_C0M:顯示器頂面COM電源電壓
[0107]VGPOS:顯示器柵極電源正電壓
[0108]VGNEG:顯示器柵極電源負電壓
[0109]VDAC:頂面電壓D-A轉(zhuǎn)換器輸出電壓。至頂面COM放大器的輸入。
[0110]DAC_VREF:頂面D-A轉(zhuǎn)換器基準電壓[0111]DAC_C0UNT:針對DAC的數(shù)字輸入設置
[0112]DAC_MAX:DAC的最大輸入計數(shù)
[0113]ACOM:頂面COM放大器電壓增益
[0114]Vkb:顯示回掃脈沖電壓
[0115]k:顯示回掃脈沖電壓比，Vkb與(VGP0S-VGNEG)的比值
[0116]VGSWING:顯示器柵極信號電壓擺動，等于(VGP0S-VGNEG)
[0117]將VTP_C0M與VGSWING相關的方程的一般形式是:

YtGSWViG
[0118]
【權利要求】
1.一種顯示系統(tǒng)，包括:與顯示驅(qū)動器耦接的電光顯示器，電光顯示器包括各自具有由像素驅(qū)動電路驅(qū)動的像素驅(qū)動電極的多個像素，所述多個像素共享公共像素電極，所述像素驅(qū)動電路包括用于選擇像素的像素選擇線、用于接收像素數(shù)據(jù)來驅(qū)動像素的像素數(shù)據(jù)線、以及耦接至所述像素驅(qū)動電極并利用依賴于所述像素數(shù)據(jù)的信號來驅(qū)動所述像素驅(qū)動電極的像素驅(qū)動線，感生電壓包括由所述像素選擇線上的變化電壓在所述像素驅(qū)動電極上感生的電壓，所述顯示驅(qū)動器包括感生電壓補償電路，所述感生電壓補償電路包括: 用于測量對所述公共像素電極施加的電壓的系統(tǒng)；以及 以下系統(tǒng)之一或二者:用于測量所述像素選擇線上的電壓擺動的系統(tǒng)，以及用于測量由于在所述像素驅(qū)動電極上感生的電壓而引起的所述公共像素電極上的電壓改變的系統(tǒng)；以及 用于響應于所述測量的施加電壓與所述測量的電壓擺動和所述測量的電壓改變之一或二者的組合來對所述公共像素電極施加電壓從而補償所述感生電壓的系統(tǒng)。
2.根據(jù)權利要求1所述的顯示系統(tǒng)，其中，所述對所述公共像素電極施加電壓的系統(tǒng)包括:具有數(shù)字輸入、基準電壓輸入和模擬電壓輸出的數(shù)模轉(zhuǎn)換器，其中所述基準電壓輸入配置為接收依賴于所述像素選擇線上的所述電壓擺動的信號，其中，所述數(shù)字輸入配置為接收要施加的電壓的數(shù)字值，并且所述模擬輸出提供依賴于所述電壓擺動所縮放的所述數(shù)字值的電壓。
3.根據(jù)權利要求2所述的顯示系統(tǒng)，還包括:求和電路，具有與所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器的所述模擬輸出和依賴于所述電壓擺動的信號相耦接的輸入，以及用于驅(qū)動所述公共像素電極的輸出，使得將所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的所述模擬輸出偏移所述電壓擺動的縮放版本。
4.根據(jù)權利要求1、2或3所述的顯示系統(tǒng)，包括:用于測量所述像素選擇線上的所述電壓擺動的系統(tǒng)，以及存儲顯示補償數(shù)據(jù)的非易失性存儲器，所述顯示補償數(shù)據(jù)定義了所述像素選擇線上的電壓`擺動與所述像素驅(qū)動電極上的所述感生電壓之間的關系，其中，所述對所述公共像素電極施加電壓的系統(tǒng)配置為調(diào)整對所述公共像素電極施加的所述電壓，以使所述測量的施加電壓朝向根據(jù)所述顯示補償數(shù)據(jù)和所述測量的電壓擺動而確定的補償電壓。
5.根據(jù)權利要求4所述的顯示系統(tǒng)，其中，用于測量對所述公共像素電極施加所述電壓的系統(tǒng)和所述用于測量所述像素選擇線上的所述電壓擺動的系統(tǒng)包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器，該模數(shù)轉(zhuǎn)換器具有與測量選擇開關耦合的模擬輸入，所述測量選擇開關用于在依賴于所述電壓擺動的電壓和依賴于對所述公共像素電極施加的所述電壓的電壓之間切換所述模擬輸入。
6.根據(jù)權利要求1至5中任一項所述的顯示系統(tǒng)，其中，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器配置為用作用于測量對所述公共像素電極施加的所述電壓的伏特計，其中，所述系統(tǒng)配置為根據(jù)以下各項的組合來確定所述公共像素電極的理想操作電壓: 所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的所述基準電壓輸入； 電壓偏移，其中所述電壓偏移是所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器所測量的對所述公共像素電極施加的最小電壓；以及 電壓跨度，其中，所述電壓跨度是所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器所測量的對所述公共像素電極施加的最大電壓與最小電壓之間的差值；并且 其中，所述系統(tǒng)配置為響應于所述理想操作電壓確定對所述公共像素電極施加的所述電壓的校正。
7.根據(jù)權利要求1至6中任一項所述的顯示系統(tǒng)，配置為響應于針對所述公共像素電極的所述理想操作電壓和所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器的最大數(shù)字輸入值，確定所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的所述數(shù)字輸入并設置對所述公共像素電極施加的所述電壓。
8.根據(jù)權利要求1至7中任一項所述的顯示系統(tǒng)，還配置為執(zhí)行用于確定用于設置所述施加電壓的所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器的所述數(shù)字輸入上的電壓誤差，其中所述誤差隨所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器的所述最大數(shù)字輸入值而變化，并且根據(jù)以下來確定: 所述公共像素電極的所述理想操作電壓， 施加到所述公共像素電極的所述測量電壓；以及 所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器的所述電壓跨度。
9.根據(jù)權利要求1至8中任一項所述的顯示系統(tǒng)，還配置為實現(xiàn)用于校正所述數(shù)字輸入上的所述電壓誤差的誤差校正過程，其中所述誤差校正過程包括: 計算所述誤差； 通過將所述誤差與所述數(shù)字輸入相加來調(diào)整所述數(shù)字輸入值，并且 重復所述過程直到所述誤差的絕對幅度小于所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器的分辨率為止。
10.根據(jù)權利要求1至5中任一項所述的顯示系統(tǒng)，包括:用于測量由于所述像素驅(qū)動電極上感生的所述電壓而引起的所述公共像素電極上的所述電壓改變的系統(tǒng)，其中所述用于對所述公共像素電極施加電壓的系統(tǒng)配置為調(diào)整對所述公共像素電極施加的所述電壓，以使所述測量的施加電壓 朝向由于所述像素驅(qū)動電極上感的所述電壓而引起的所述公共像素電極上的所述電壓改變。
11.根據(jù)權利要求10所述的顯示系統(tǒng)，還包括:用于在第一驅(qū)動設置與第二測量設置之間切換所述公共像素電極的公共像素電極開關，在所述第一驅(qū)動設置中，連接所述對所述公共像素電極施加電壓的系統(tǒng)以驅(qū)動所述公共像素電極，在所述第二測量設置中，所述公共像素電極與所述對所述公共像素電極施加電壓的系統(tǒng)斷開，并且連接至所述用于測量對所述公共像素電極施加的所述電壓的系統(tǒng)。
12.根據(jù)權利要求11所述的顯示系統(tǒng)，其中，所述公共像素電極開關具有第三關斷設置，在所述第三關斷設置中，所述公共像素電極基本上與所述顯示驅(qū)動器斷開。
13.根據(jù)從屬于權利要求5時的權利要求11或12所述的顯示系統(tǒng)，其中，所述測量選擇開關還配置為當所述公共像素電極開關在所述第二測量設置中時將所述模擬輸入切換到來自所述公共像素電極的信號。
14.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的顯示系統(tǒng)，其中，所述電光顯示器包括:在包括所述像素驅(qū)動電路的塑料背板上安裝的電泳顯示器。
15.一種補償電光顯示器中的感生電壓的方法，所述電光顯示器耦接至顯示驅(qū)動器，所述電光顯示器具有多個像素，所述多個像素各自具有由像素驅(qū)動電路驅(qū)動的像素驅(qū)動電極，所述多個像素共享公共像素電極，所述像素驅(qū)動電路包括用于選擇像素的像素選擇線、用于接收驅(qū)動像素的像素數(shù)據(jù)的像素數(shù)據(jù)線、以及耦接至所述像素驅(qū)動電極并利用依賴于所述像素數(shù)據(jù)的信號來驅(qū)動所述像素驅(qū)動電極的像素驅(qū)動線，所述感生電壓包括由所述像素選擇線上的變化電壓在所述像素驅(qū)動電極上感生的電壓，所述方法包括: 存儲顯示補償數(shù)據(jù)，所述顯示補償數(shù)據(jù)定義了所述像素選擇線上的電壓擺動與所述像素驅(qū)動電極上的所述感生電壓之間的關系； 確定所述顯示驅(qū)動器施加的所述像素選擇線上的電壓擺動； 所述公共像素電極使用所述顯示補償數(shù)據(jù)和所述確定的電壓擺動； 使用所述顯示補償數(shù)據(jù)和所述確定的電壓擺動來確定要對所述公共像素電極施加的補償電壓； 控制與所述公共像素電極耦接的電壓補償驅(qū)動電路對所述公共像素電極施加所述確定的補償電壓的近似值，以補償所述像素驅(qū)動電極上感生的所述電壓； 測量所述電壓補償驅(qū)動電路對所述公共像素電極施加的電壓；并且 調(diào)整所述電壓補償驅(qū)動電路的所述控制，以使所述測量的施加電壓朝向所述確定的補償電壓。
16.根據(jù)權利要求15所述的方法，其中，所述電壓補償驅(qū)動電路的所述控制包括:使用所述電壓補償驅(qū)動電路，將來自于對要施加的所述補償電壓的所述確定的值與依賴于所述確定的電壓擺動的值相乘。
17.根據(jù)權利要求16所述的方法，其中，所述相乘包括:對數(shù)模轉(zhuǎn)換器的數(shù)字輸入施加所述值之一，并且對所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器的基準電壓輸入施加所述值中的另一個。
18.根據(jù)權利要求17所述的方法，其中，所述電壓補償驅(qū)動電路的所述控制還包括:對所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器的模擬輸出進行放大。
19.根據(jù)權利要求17或18所述的方法，還包括:將電壓偏移與所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器的模擬輸出相加，其中，所述電壓偏移與所述確定的電壓擺動成比例。
20.根據(jù)權利要求15至19中任一項所述的方法，包括:重復所述測量和調(diào)整，以迭代地朝向所述確定的補償電壓收斂。
21.根據(jù)權利要求15至20中任一項所述的方法，其中，所述像素選擇線上所述電壓擺動的所述確定包括:測量所述像素選擇線上的所述電壓擺動。
22.根據(jù)權利要求21所述的方法，其中，所述像素選擇線上所述電壓擺動的所述測量以及所述電壓補償驅(qū)動電路施加的所述電壓的測量包括:使用相同測量電路的共享部分來進行測量。
23.根據(jù)權利要求15至22中任一項所述的方法，其中，所述感生電壓包括:當取消選擇所述像素選擇線時通過所述像素驅(qū)動電極與所述像素選擇線或與所述像素選擇線連接的所述像素驅(qū)動電路的一部分之間的電容性耦合在所述像素驅(qū)動電極上感生的電壓。
24.根據(jù)權利要求15至23中任一項所述的方法，其中，所述電壓補償驅(qū)動電路的所述控制的所述調(diào)整包括:調(diào)整通過將由所述顯示補償數(shù)據(jù)定義的在所述電壓擺動與所述感生電壓之間的縮放值乘以常數(shù)而計算的變量(DAC-COUNT)的值。
25.一種補償電光顯示器中的感生電壓的方法，所述電光顯示器耦接至顯示驅(qū)動器，所述電光顯示器具有多個像素，所述多個像素各自具有由像素驅(qū)動電路驅(qū)動的像素驅(qū)動電極，所述多個像素共享公共像素電極，所述像素驅(qū)動電路包括用于選擇像素的像素選擇線、用于接收驅(qū)動像素的像素數(shù)據(jù)的像素數(shù)據(jù)線、以及耦接至所述像素驅(qū)動電極并利用依賴于所述像素數(shù)據(jù)的信號來驅(qū)動所述像素驅(qū)動電極的像素驅(qū)動線，感生電壓包括由所述像素選擇線上的變化電壓在所述像素驅(qū)動電極上感生的電壓，所述方法包括: 將基準像素數(shù)據(jù)值寫入所述像素；測量由于在所述像素驅(qū)動電極上感生的電壓而引起的所述公共像素電極上的電壓改變； 響應于所述測量的電壓改變調(diào)整與所述公共像素電極耦接的電壓補償驅(qū)動電路，以對所述公共像素電極施加補償電壓，從而補償所述測量的電壓改變。
26.根據(jù)權利要求25所述的方法，還包括: 控制所述電壓補償驅(qū)動電路對所述公共像素電極施加近似補償電壓； 測量所述近似補償電壓；并且 調(diào)整所述電壓補償驅(qū)動電路的所述控制，以使所述測量的近似補償電壓朝向所述公共像素電極上的所述測量的電壓改變。
27.根據(jù)權利要求26所述的方法，還包括:確定所述顯示驅(qū)動器施加的所述像素選擇線上的電壓擺動； 其中，所述電壓補償驅(qū)動電路的所述控制包括:將依賴于所述近似補償電壓的第一值與依賴于所述電壓擺動的第二值相乘； 其中，所述相乘包括:對數(shù)模轉(zhuǎn)換器的數(shù)字輸入施加所述值之一，并且對所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器的基準電壓輸入施加所述值中的另一個；并且其中，所述控制的所述調(diào)整包括調(diào)整所述第一值。
28.根據(jù)權利要求27所述的方法，還包括:將電壓偏移與所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器的模擬輸出相加，其中所述電壓偏移與所述確定的電壓擺動成比例。
29.根據(jù)權利要求26、27或28所述的方法，包括: 使用共享的測量電路測量所述近似補償電壓和所述公共像素電極上的所述電壓改變； 在所述電壓補償驅(qū)動電路的輸出與所述公共像素電極之間切換所述共享的測量電路的輸入；并且 當所述共享的測量電路正測量所述公共像素電極上的所述電壓改變時，將所述電壓補償驅(qū)動電路切換離開所述公共像素電極。
30.根據(jù)權利要求29所述的方法，還包括:當沒有寫入所述基準像素數(shù)據(jù)值或者測量所述公共像素電極上的所述電壓改變時，將所述共像素電極切換到斷開狀態(tài)。
31.根據(jù)權利要求26至30中任一項所述的方法，還包括: 存儲顯示補償數(shù)據(jù)，所述顯示補償數(shù)據(jù)定義所述像素選擇線中的電壓擺動與所述像素驅(qū)動電極上的所述感生電壓之間的關系； 確定所述顯示驅(qū)動器施加的所述像素選擇線上的電壓擺動；并且使用所述顯示補償數(shù)據(jù)和所述確定的電壓擺動來確定對所述公共像素電極施加的所述近似補償電壓。
32.根據(jù)權利要求31所述的方法，還包括:使用所述公共像素電極上所述測量的電壓改變來更新所述存儲的顯示補償數(shù)據(jù)。
33.根據(jù)權利要求25至32中任一項所述的方法，其中，所述基準像素數(shù)據(jù)值定義了所述像素驅(qū)動電極上的所述信號的零值。
34.根據(jù)權利要求33所述的方法，其中，所述基準像素數(shù)據(jù)值的所述寫入包括:向所述電光顯示器寫入多個空幀，在所述空幀中所述多個像素中的每一個具有所述基準像素數(shù)據(jù)值，以及其中，所述測量包括:針對所述空幀中的每一個進行所述電壓改變的所述測量，并且對所述測量進行平均。
35.根據(jù)權利要求25至34中任一項所述的方法，還包括:感測所述顯示器的溫度，其中，根據(jù)所述感測的溫度來施加所述補償。
36.根據(jù)權利要求15至35中任一項所述的方法，其中，在背板上制造所述像素驅(qū)動電路，所述像素驅(qū)動電路包括具有漏極、源極和柵極連接的晶體管，所述柵極連接耦接至所述像素選擇線，所述漏極和源極連接中的一個耦接至所述像素數(shù)據(jù)線，另一個耦接至所述像素驅(qū)動線，其中所述感生電壓包括柵極回掃電壓。
37.根據(jù)權利要求15至36中任一項所述的方法，其中，所述電光顯示器是電泳顯示器。
38.根據(jù)權利要求15至37中任一項所述的方法，其中，所述像素驅(qū)動電路通過溶液沉積技術來制造。
【文檔編號】G09G3/34GK103493123SQ201280018376
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2012年4月13日 優(yōu)先權日:2011年4月14日
【發(fā)明者】斯蒂芬·馬克哈姆, 格拉斯·豪斯邦德, 約翰·詹姆斯·龍 申請人:造型邏輯有限公司