專利名稱：電泳顯示單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電泳顯示單元、顯示器件和用于驅(qū)動電泳顯示單元的方法。
這種類型的顯示器件的實例是監(jiān)視器、膝上型計算機、個人數(shù)字助理(PDA)、移動電話和電子書、電子報紙、以及電子雜志。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)的電泳顯示單元從WO 99/53373中得知，其公開了一種包括兩個基板的電子墨水顯示器，其中一個襯底是透明的并且具有公共電極(也稱為對電極)，而另一個基板設(shè)有排列成行和列的像素電極。行和列電極之間的交叉點與像素相關(guān)聯(lián)。該像素形成在部分公共電極和像素電極之間。像素電極與晶體管的漏極耦接，其源極與列電極或數(shù)據(jù)電極耦接，并且其柵極與行電極或選擇電極耦接。像素、晶體管以及行和列電極的這種配置共同形成有源矩陣。行驅(qū)動器(選擇驅(qū)動器)提供用于選擇像素行的行驅(qū)動信號或選擇信號，并且列驅(qū)動器(數(shù)據(jù)驅(qū)動器)經(jīng)由列電極和晶體管將列驅(qū)動信號或數(shù)據(jù)信號提供給所選的像素行。數(shù)據(jù)信號對應(yīng)于將要顯示的數(shù)據(jù)，并與選擇信號一起形成用于驅(qū)動一個或多個像素的(部分)驅(qū)動信號。
此外，電子墨水設(shè)置在像素電極與在透明襯底上設(shè)置的公共電極之間。該電子墨水包括具有約10到50微米的直徑的多個微囊體。每個微囊體包括懸浮在流體中的帶正電的白色粒子和帶負電的黑色粒子。當(dāng)正電壓施加到像素電極時，白色粒子移動到微囊體的指向透明基板的一側(cè)，并且像素對觀察者變得可見。同時，黑色粒子移動到在微囊體的相反側(cè)處的像素電極，它們隱藏在這里使觀察者無法看到。通過將負電壓施加到像素電極，黑色粒子移動到在微囊體的指向透明基板的一側(cè)處的公共電極，并且像素對觀察者呈現(xiàn)黑色。同時，白色粒子移動到在微囊體的相反側(cè)處的像素電極，它們隱藏在這里使觀察者無法看到。當(dāng)去除電壓時，顯示單元保持在已獲得的狀態(tài)，并且呈現(xiàn)雙穩(wěn)態(tài)特性。
為了降低電泳顯示單元的光學(xué)響應(yīng)對像素的歷史的依賴性，在提供與數(shù)據(jù)有關(guān)的信號之前提供預(yù)置數(shù)據(jù)信號。這些預(yù)置數(shù)據(jù)信號包括代表一定能量的數(shù)據(jù)脈沖，該能量足以將在兩個電極之一的電泳粒子從靜態(tài)釋放，但太低而不能允許電泳粒子到達另一個電極。由于降低了對像素的歷史的依賴性，因此相同數(shù)據(jù)的光學(xué)響應(yīng)將基本相等，而與像素的歷史無關(guān)。
一次驅(qū)動所有行中的全部像素(通過相繼驅(qū)動每行并且一次同時驅(qū)動每行的所有列)所需的時間間隔稱為幀。每一幀，用于驅(qū)動像素的每個數(shù)據(jù)脈沖按行需要用于將行驅(qū)動信號(選擇信號)提供給該行以選擇(驅(qū)動)該行的行驅(qū)動動作，和用于將諸如預(yù)置數(shù)據(jù)信號的數(shù)據(jù)脈沖或與數(shù)據(jù)有關(guān)的信號的數(shù)據(jù)脈沖之類的數(shù)據(jù)脈沖提供給該像素的列驅(qū)動動作。通常，對一行中的所有像素同時完成后者。
當(dāng)更新圖像時，首先提供預(yù)置數(shù)據(jù)信號的多個數(shù)據(jù)脈沖，其進一步稱為預(yù)置數(shù)據(jù)脈沖。每個預(yù)置數(shù)據(jù)脈沖具有一個幀周期的持續(xù)時間。例如第一預(yù)置數(shù)據(jù)脈沖具有正幅度，第二個具有負幅度，以及第三個具有正幅度等等。這種具有交變幅度的預(yù)置數(shù)據(jù)脈沖并不改變通過像素顯示的灰度值。
在一個或多個隨后的幀期間，提供一些與數(shù)據(jù)有關(guān)的信號，并且與數(shù)據(jù)有關(guān)的信號具有0、1、2到例如15個幀周期的持續(xù)時間。因此，具有0個幀周期的持續(xù)時間的與數(shù)據(jù)有關(guān)的信號例如對應(yīng)于像素顯示全黑，假定該像素已經(jīng)顯示全黑。在像素顯示某一灰度值的情況下，當(dāng)用具有0個幀周期的持續(xù)時間的與數(shù)據(jù)有關(guān)的信號驅(qū)動該像素時，也就是說當(dāng)用具有零幅度的驅(qū)動數(shù)據(jù)脈沖驅(qū)動時，該灰度值保持不變。具有例如15個幀周期的持續(xù)時間的與數(shù)據(jù)有關(guān)的信號包括15個驅(qū)動數(shù)據(jù)脈沖，并且結(jié)果形成像素顯示全白，而例如具有1到14個幀周期的持續(xù)時間的與數(shù)據(jù)有關(guān)的信號包括1到14個驅(qū)動數(shù)據(jù)脈沖，并且結(jié)果形成像素顯示全黑和全白之間的有限多個灰度值中的一個。
這些脈沖中的每一個都具有寬度和高度。寬度和高度的乘積代表此脈沖的能量。由于特定能量是特定驅(qū)動動作所必需的，因此每一特定驅(qū)動動作，所需能量必須等于或大于最小值。
為了得到更短的圖像更新時間來更新將通過電泳顯示單元顯示的圖像，或者換句話說，為了增加電泳顯示單元的驅(qū)動速度，應(yīng)當(dāng)將一個或多個脈沖的寬度最小化。為了得到每一脈沖所需的能量，應(yīng)當(dāng)接著增加這些脈沖的高度，換句話說，應(yīng)當(dāng)接著增加這些脈沖用于驅(qū)動像素的電壓幅度。
根據(jù)第一個選擇，為了增加像素上的脈沖高度，應(yīng)當(dāng)修改或用另一數(shù)據(jù)驅(qū)動器來代替標準數(shù)據(jù)驅(qū)動器。由于公共電極與地耦接，因此被修改的或另一數(shù)據(jù)驅(qū)動器必須能提供具有更大高度的脈沖。然而應(yīng)當(dāng)避免這種被修改的或另一數(shù)據(jù)驅(qū)動器，因為它可能更昂貴得多。根據(jù)第二個選擇，當(dāng)使用相同的標準數(shù)據(jù)驅(qū)動器時，通過給公共電極提供非零的交變電壓信號來增加像素上的脈沖高度。另外，當(dāng)用正的數(shù)據(jù)脈沖驅(qū)動像素時，公共電極應(yīng)當(dāng)處于負電壓電平，并且當(dāng)用負的數(shù)據(jù)脈沖驅(qū)動像素時，公共電極應(yīng)當(dāng)處于正電壓電平。結(jié)果，像素上將存在更大的電壓幅度。
此外還由于這些更大的電壓幅度使有源矩陣顯示器的晶體管的電特性退化的原因，因此已知的電泳顯示單元是不利的。延長操作后，晶體管甚至可能變得不能起作用或被損壞。在大部分的幀時間，晶體管的柵極為零伏，其中與像素電極耦接的漏極將是正或負電壓。由于像素的電學(xué)等效包括像素的交變電壓信號的電容、電壓轉(zhuǎn)換(即邊緣)，因此將該正或負電壓加到公共電極上，結(jié)果晶體管上形成相對大的電壓擺幅。
已知的電泳顯示單元的另一個缺點在于，當(dāng)像素上的電壓相對于公共電極的電壓為負并且該公共電壓處于更低的電平時，該像素電壓將甚至變得更負。在這一點上，像素電壓有可能比晶體管柵極電壓低。這種情況并不穩(wěn)定如果漏極電壓比柵極電壓低，則晶體管將導(dǎo)通，并且像素電極電壓將增加直到它大致處于與柵極電壓相同的電平為止。結(jié)果，使用所需的負電壓將并不驅(qū)動墨水，并且施加的像素能量將顯著低于所預(yù)期的。

發(fā)明內(nèi)容
特別地，本發(fā)明的目的是提供電泳顯示單元，其可以用像素上更大的電壓幅度來驅(qū)動而開關(guān)元件(諸如晶體管等)不會變得嚴重退化或損壞。
根據(jù)本發(fā)明的電泳顯示單元包括本發(fā)明由獨立權(quán)利要求限定。從屬權(quán)利要求限定有利實施例。
包括耦接到像素電極的像素的電泳顯示面板；用于經(jīng)由開關(guān)元件將數(shù)據(jù)脈沖提供給像素電極的數(shù)據(jù)驅(qū)動電路；與像素耦接、用來接收交變電壓信號的公共電極；以及用于控制數(shù)據(jù)驅(qū)動電路的控制器，該數(shù)據(jù)驅(qū)動電路用于在交變電壓信號轉(zhuǎn)換之前將設(shè)置信號提供給像素電極以降低像素上的電壓。
通過將設(shè)置信號提供給像素電極，該像素電極被設(shè)置在預(yù)定電壓。例如，在交變電壓信號的正轉(zhuǎn)換的情況下，通過在該正轉(zhuǎn)換之前將像素電極設(shè)置到更低的電壓或負電壓來降低像素(11)上的電壓。在交變電壓信號的負轉(zhuǎn)換的情況下，在該負轉(zhuǎn)換之前，像素電極將被設(shè)置到更高的電壓或正電壓。因此，交變電壓信號的轉(zhuǎn)換至少部分是預(yù)期的，并且開關(guān)元件上的總電壓擺幅降低?，F(xiàn)在開關(guān)元件可以提供像素上更大的電壓幅度而不必控制電壓以免超過它的額定值，由此避免了其電特性的嚴重退化。
根據(jù)本發(fā)明的電泳顯示單元的實施例通過進一步包括選擇驅(qū)動電路來限定。將選擇脈沖提供給開關(guān)元件以使該開關(guān)元件在選擇脈沖期間處于導(dǎo)通狀態(tài)，并且因此提供給開關(guān)元件的設(shè)置信號變成了提供給像素電極的設(shè)置脈沖。
根據(jù)本發(fā)明的電泳顯示單元的實施例由開關(guān)元件來限定，該開關(guān)元件包括具有柵極、源極和漏極的晶體管、經(jīng)由數(shù)據(jù)電極耦接到源極的數(shù)據(jù)驅(qū)動電路、經(jīng)由選擇電極耦接到柵極的選擇驅(qū)動電路、和耦接到漏極的像素電極。這種晶體管是低成本解決方案，尤其是當(dāng)它包括非晶硅或有機半導(dǎo)體時。由于在沒有選擇脈沖的期間，柵極耦接到地或者是接近零伏的低電壓，因此在大部分的幀時間，此柵-漏電壓差等于像素電極相對于地(或低電壓)的電壓。
根據(jù)本發(fā)明的電泳顯示單元的實施例由下述來限定在驅(qū)動幀周期期間提供的數(shù)據(jù)脈沖和在設(shè)置幀周期期間提供的設(shè)置信號、在設(shè)置幀周期之后具有轉(zhuǎn)換的交變電壓信號。與僅包括驅(qū)動幀周期的現(xiàn)有技術(shù)解決方案相比，另外還引入了能夠提供設(shè)置信號的設(shè)置幀。
在實施例中，在一個以上的連續(xù)驅(qū)動幀周期期間提供數(shù)據(jù)脈沖。這樣，能夠進一步降低圖像更新時間的增加。
根據(jù)本發(fā)明的電泳顯示單元的實施例由比驅(qū)動幀周期更短的設(shè)置幀周期來限定。該設(shè)置幀周期的引入降低了電泳顯示單元的驅(qū)動速度，并且增加了用于更新將由電泳顯示單元顯示的圖像的圖像更新時間。然而，通過使設(shè)置幀周期比驅(qū)動幀周期短，能夠降低圖像更新時間的增加。
根據(jù)本發(fā)明的電泳顯示單元的實施例由在設(shè)置幀周期期間具有相同極性的交變電壓信號和設(shè)置信號來限定。然后，以這樣的方式預(yù)測交變電壓信號的轉(zhuǎn)換，以便降低開關(guān)元件上的總電壓擺幅。
在實施例中，交變電壓信號的幅度和設(shè)置信號的幅度在設(shè)置幀周期期間基本上彼此相等。該實施例基本上使所得到的開關(guān)元件上的電壓擺幅最小化。
根據(jù)本發(fā)明的電泳顯示單元的實施例由控制器來限定，該控制器適于控制數(shù)據(jù)驅(qū)動電路將振動數(shù)據(jù)脈沖、一個或多個重置數(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。振動數(shù)據(jù)脈沖例如對應(yīng)于前面所討論的預(yù)置數(shù)據(jù)脈沖。通過定義驅(qū)動數(shù)據(jù)脈沖的固定起始點(極端光學(xué)狀態(tài)，例如固定的黑色或固定的白色)，重置數(shù)據(jù)脈沖領(lǐng)先于驅(qū)動數(shù)據(jù)脈沖以進一步改善電泳顯示單元的光學(xué)響應(yīng)?；蛘撸ㄟ^定義驅(qū)動數(shù)據(jù)脈沖的靈活起始點(根據(jù)由隨后的驅(qū)動數(shù)據(jù)脈沖所定義的灰度值并且最接近該灰度值來選擇的極端光學(xué)狀態(tài)，例如黑色或白色)，重置數(shù)據(jù)脈沖領(lǐng)先于驅(qū)動數(shù)據(jù)脈沖以進一步改善電泳顯示單元的光學(xué)響應(yīng)。
代替使用更大的電壓幅度來縮短振動脈沖和/或重置脈沖(同時保持它們的能量不變)，或者在不縮短振動脈沖和/或重置脈沖的情況下可以使用更大的電壓幅度來增加它們的能量，并由此增加振動和/或重置的質(zhì)量。
如權(quán)利要求9所述的顯示器件可以是電子書，并且用于存儲信息的存儲介質(zhì)可以是存儲棒、集成電路、諸如用來存儲例如將要顯示在顯示單元上的書的內(nèi)容的光或磁盤或其它存儲器件的存儲器。
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)品的實施例對應(yīng)于根據(jù)本發(fā)明的電泳顯示單元的實施例。
特別地，本發(fā)明基于以下理解對應(yīng)于增加的驅(qū)動速度的更短的總圖像更新時間需要像素上的更大的驅(qū)動電壓，這會危及開關(guān)元件，此外還基于以下基本概念通過在轉(zhuǎn)換前將像素電極設(shè)置到設(shè)置電壓可以降低由在公共像素電極上的交變電壓信號的轉(zhuǎn)換所引起的開關(guān)元件上的電壓擺幅。
特別地，本發(fā)明解決以下問題提供電泳顯示單元，其可以用像素上更大的電壓幅度來驅(qū)動而開關(guān)元件(諸如晶體管等)不會變得嚴重退化或損壞，此外有利之處還在于，電泳顯示單元或者可以具有更短的總圖像更新時間，因此提高驅(qū)動速度以便用相同的圖像質(zhì)量來顯示圖像，或者可以在相同的總圖像更新時間下用改善的圖像質(zhì)量來顯示圖像。本發(fā)明還解決了當(dāng)像素電極變得比晶體管的柵極關(guān)斷電壓更負時通過晶體管的背導(dǎo)通(back conduction)的問題。
參考下文中所描述的實施例，本發(fā)明的這些和其它方面將變得明顯并被闡明。


在附圖中圖1(沿截面)示出像素；圖2用圖解法示出電泳顯示單元；圖3示出電泳顯示單元中的現(xiàn)有技術(shù)電壓；以及圖4示出電泳顯示單元中的根據(jù)本發(fā)明的電壓。
具體實施例方式
圖1(沿截面)所示的電泳顯示單元的像素11包括底板2、具有電子墨水的電泳膜(層疊在底板2上)，其存在于例如聚乙烯的兩個透明基板3、4之間。其中一個基板3設(shè)有透明像素電極5，并且另一個基板4設(shè)置有透明公共電極6。電子墨水包括直徑約10到50微米的多個微囊體7。每個微囊體7包括懸浮在流體10中的帶正電的白色粒子8和帶負電的黑色粒子9。當(dāng)正電壓施加到像素電極5時，白色粒子8移動到微囊體7指向公共電極6的一側(cè)，并且像素對觀察者變得可見。同時，黑色粒子9移動到微囊體7的相反側(cè)，它們隱藏在其中使觀察者無法看到。通過將負電壓施加到像素電極5，黑色粒子9移動到微囊體7指向公共電極6的一側(cè)，并且像素對觀察者呈現(xiàn)黑色(未示出)。當(dāng)去除電壓時，粒子8、9保持在已獲得的狀態(tài)，并且顯示器呈現(xiàn)雙穩(wěn)態(tài)特性，并基本不消耗功率。在替換系統(tǒng)中，通過可以位于相同基板上的電極的驅(qū)動，粒子可以沿平面內(nèi)方向移動。
圖2所示的電泳顯示單元1包括顯示面板60，包括在行或選擇電極41、42、43以及列或數(shù)據(jù)電極31、32、33的交叉區(qū)域處的像素11的矩陣。這些像素11全部耦接到公共電極6，并且每個像素11耦接到它自己的像素電極5。電泳顯示單元1進一步包括耦接到行電極41、42、43的選擇驅(qū)動電路40(行驅(qū)動器40)和耦接到列電極31、32、33的數(shù)據(jù)驅(qū)動電路30(列驅(qū)動器30)，并且每一像素11包括有源開關(guān)元件12。電泳顯示單元1由這些有源開關(guān)元件12(在該實例中是(薄膜)晶體管)來驅(qū)動。選擇驅(qū)動電路40連續(xù)地選擇行電極41、42、43，同時數(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首先處理經(jīng)由輸入21到達的輸入數(shù)據(jù)，并接著產(chǎn)生數(shù)據(jù)信號。數(shù)據(jù)驅(qū)動電路30和選擇驅(qū)動電路40之間的互相同步通過驅(qū)動線23和24產(chǎn)生。來自選擇驅(qū)動電路40的選擇信號通過晶體管12選擇像素電極5，該晶體管12的漏電極電耦接到像素電極5，并且其柵電極電耦接到行電極41、42、43，其源電極電耦接到列電極31、32、33。出現(xiàn)在列電極31、32、33處的數(shù)據(jù)信號被同時傳送給耦接到晶體管12的漏電極的像素11的像素電極5。代替晶體管，可以使用其它開關(guān)元件，例如二極管、MIM等。數(shù)據(jù)信號和選擇信號一起形成(部分)驅(qū)動信號。
處理器20與數(shù)據(jù)驅(qū)動電路30以及任選地和選擇驅(qū)動電路40一起形成驅(qū)動電路20、30。該驅(qū)動單元20、30可以由一個或多個集成電路形成，其可以與其它部件如電子單元組合。
輸入數(shù)據(jù)，例如可經(jīng)由輸入21接收的圖像信息，由控制器20來處理。另外，控制器20檢測關(guān)于新圖像的新圖像信息的到達，并且響應(yīng)地開始處理接收到的圖像信息。這種圖像信息處理可以包括新圖像信息的加載、存儲在控制器20的存儲器中的先前圖像和新圖像的比較、與溫度傳感器的相互作用、包含驅(qū)動波形的查找表的存儲器的存取等。最后，控制器20檢測這種圖像信息處理何時準備好。
然后，控制器20產(chǎn)生將通過驅(qū)動線23提供給數(shù)據(jù)驅(qū)動電路30的數(shù)據(jù)信號，并且產(chǎn)生將通過驅(qū)動線24提供給行驅(qū)動器40的選擇信號。這些數(shù)據(jù)信號包括對所有像素11來說都相同的與數(shù)據(jù)無關(guān)的信號和對每一像素11可以改變或不改變的與數(shù)據(jù)有關(guān)的信號。與數(shù)據(jù)無關(guān)的信號包括形成預(yù)置數(shù)據(jù)脈沖的振動數(shù)據(jù)脈沖，并且與數(shù)據(jù)有關(guān)的信號包括一個或多個重置數(shù)據(jù)脈沖和一個或多個驅(qū)動數(shù)據(jù)脈沖。這些振動數(shù)據(jù)脈沖包括代表一定能量的脈沖，該能量足以將在兩個電極5、6之一的電泳粒子8、9從靜態(tài)釋放，但是太低而不能允許粒子8、9到達電極5、6中的另一個。由于降低了對歷史的依賴性，因此對相同數(shù)據(jù)的光學(xué)響應(yīng)將基本相等，而與像素11的歷史無關(guān)。所以，振動數(shù)據(jù)脈沖降低了電泳顯示單元的光學(xué)響應(yīng)對像素11的歷史的依賴性。通過定義驅(qū)動數(shù)據(jù)脈沖的靈活起始點，重置數(shù)據(jù)脈沖領(lǐng)先于驅(qū)動數(shù)據(jù)脈沖以進一步改善光學(xué)響應(yīng)。該起始點可以是根據(jù)由隨后的驅(qū)動數(shù)據(jù)脈沖所定義的灰度值并且最接近于該灰度值來選擇的黑色或白色水平?；蛘撸ㄟ^定義驅(qū)動數(shù)據(jù)脈沖的固定起始點，重置數(shù)據(jù)脈沖可以形成部分與數(shù)據(jù)無關(guān)的信號，并且可以領(lǐng)先于驅(qū)動數(shù)據(jù)脈沖以進一步改善電泳顯示單元的光學(xué)響應(yīng)。該起始點可以是固定的黑色或固定的白色水平。
圖3所示的現(xiàn)有技術(shù)電壓對于四個驅(qū)動幀F(xiàn)d包括出現(xiàn)在行電極41、42、43處的選擇脈沖V41、V42、V43，出現(xiàn)在公共電極6處的交變電壓信號V6，出現(xiàn)在列電極31處的數(shù)據(jù)脈沖D1、D2、D3、D4，和像素電極5處的電壓V5。由于前面的數(shù)據(jù)脈沖例如是正的并且具有例如+15伏的正幅度，因此電壓V5在第一幀F(xiàn)d開始之前具有例如+15伏的幅度。然后，在第一幀F(xiàn)d開始時，由于像素11的電學(xué)等效包括電容，因此交變電壓信號V6例如從+15伏到-15伏的負轉(zhuǎn)換與電壓V5耦合。該電壓V5變成-15伏。在出現(xiàn)在行電極42處的第一選擇脈沖V42期間，第一數(shù)據(jù)脈沖D1通過晶體管12提供給對應(yīng)于行電極42的行和對應(yīng)于數(shù)據(jù)電極31的列中的像素電極5。結(jié)果，電壓V5變成+15伏。在第二幀F(xiàn)d開始時，交變電壓信號V6例如從-15伏到+15伏的正轉(zhuǎn)換與電壓V5耦合。該電壓V5變成+45伏。在出現(xiàn)在行電極42處的第二選擇脈沖V42期間，第二數(shù)據(jù)脈沖D2通過晶體管12提供給像素電極5。結(jié)果，電壓V5變成-15伏。在第三幀F(xiàn)d開始時，交變電壓信號V6例如從+15伏到-15伏的負邊緣與電壓V5耦合。該電壓V5變成-45伏。在這一時間點，晶體管12的柵極電壓處于行電極處的電壓電平，為大約0伏。結(jié)果，晶體管12開始導(dǎo)通并且對像素11的電容放電直到電壓V5達到該0伏電平為止。在出現(xiàn)在行電極42處的第三選擇脈沖V42期間，第三數(shù)據(jù)脈沖D3通過晶體管12提供給像素電極5。結(jié)果，電壓V5變成+15伏。在第四幀F(xiàn)d開始時，交變電壓信號V6例如從-15伏到+15伏的正邊緣與電壓V5耦合。該電壓V5變成+45伏。在出現(xiàn)在行電極42處的第四選擇脈沖V42期間，第四數(shù)據(jù)脈沖D4通過晶體管12提供給像素電極5。結(jié)果，電壓V5變成+15伏等。由于像素電壓由V5和V6之間的差來限定，因此該像素電壓在+30伏和-30伏之間的范圍內(nèi)。
顯然，電壓V5的總電壓擺幅為大約90伏。由于晶體管12的柵極耦接到地，因此在大部分的幀時間為零伏，該總電壓擺幅也出現(xiàn)在晶體管12的漏-柵結(jié)上，并且可以導(dǎo)致晶體管12擊穿。更準確地說，出現(xiàn)在晶體管12的漏-柵結(jié)上的電壓差對應(yīng)于V5減去V42。正如可以從圖3得出的，此電壓差仍具有大約90伏的電壓擺幅。除此之外，晶體管的源極和漏極上的大電壓會導(dǎo)致進一步的退化。另外，短時間內(nèi)的大電壓幅度將減小晶體管擊穿的風(fēng)險。選擇脈沖V42的持續(xù)時間例如是幀F(xiàn)d的持續(xù)時間的約1/1000，因此在該短周期期間，晶體管12擊穿的風(fēng)險小得多。
對于第一驅(qū)動幀F(xiàn)d、第一設(shè)置幀F(xiàn)s、第二驅(qū)動幀F(xiàn)d、第二設(shè)置幀F(xiàn)s，圖4所示的根據(jù)本發(fā)明的電壓包括出現(xiàn)在行電極41、42、43處的選擇脈沖V41、V42、V43，出現(xiàn)在公共電極6處的交變電壓信號V6，出現(xiàn)在列電極31處的第一數(shù)據(jù)脈沖D5，第一設(shè)置信號S1，第二數(shù)據(jù)脈沖D6，和第二設(shè)置信號S2，以及像素電極5處的電壓V5。由于前面的設(shè)置信號例如是正的并且具有例如+15伏的正幅度，因此電壓V5在第一驅(qū)動幀F(xiàn)d開始之前具有例如+15伏的幅度。然后，在第一驅(qū)動幀F(xiàn)d開始時，由于像素11的電學(xué)等效包括電容，因此交變電壓信號V6例如從+15伏到-15伏的負邊緣與電壓V5耦合。該電壓V5變成-15伏。在出現(xiàn)在行電極42處的第一選擇脈沖V42期間，第一數(shù)據(jù)脈沖D5通過晶體管12提供給對應(yīng)于行電極42的行和對應(yīng)于數(shù)據(jù)電極31的列中的像素電極5。結(jié)果，電壓V5變成+15伏。在第一設(shè)置幀F(xiàn)s開始時，交變電壓信號V6沒有轉(zhuǎn)換并且電壓V5保持+15伏。在出現(xiàn)在行電極42處的第二選擇脈沖V42期間，第一設(shè)置信號S1通過晶體管12提供給像素電極5。結(jié)果，電壓V5變成-15伏。在第二驅(qū)動幀F(xiàn)d開始時，交變電壓信號V6例如從-15伏到+15伏的正邊緣與電壓V5耦合。該電壓V5變成+15伏。在出現(xiàn)在行電極42處的第三選擇脈沖V42期間，第二數(shù)據(jù)脈沖D6通過晶體管12提供給像素電極5。結(jié)果，電壓V5變成-15伏。在第二設(shè)置幀F(xiàn)s開始時，交變電壓信號V6沒有轉(zhuǎn)換并且電壓V5保持-15伏。在出現(xiàn)在行電極42處的第四選擇脈沖V42期間，第二設(shè)置信號S2通過晶體管12提供給像素電極5。結(jié)果，電壓V5變成+15伏等。此外，像素取+30伏和-30伏的值，并也具有其中像素上的電壓為0伏的時間間隔。
顯然，電壓V5中的總電壓擺幅為大約30伏。由于晶體管12的柵極耦接到地，因此在大部分的幀時間是零伏，該總電壓擺幅也出現(xiàn)在晶體管12的漏柵結(jié)上，并且沒有危及到晶體管12。更準確地說，出現(xiàn)在晶體管12的漏柵結(jié)上的電壓差對應(yīng)于V5減去V42。正如可以從圖4推出的，該電壓差可以變?yōu)?0伏，但是僅在選擇像素的非常短的時間期間，并且這不會像現(xiàn)有技術(shù)的大約90伏的電壓擺幅那樣危及晶體管12。如上所述，選擇脈沖V42的持續(xù)時間例如是幀周期Fd的持續(xù)時間的大約1/1000。
應(yīng)當(dāng)注意，圖4僅示出了對應(yīng)于行電極42的行和對應(yīng)于數(shù)據(jù)電極31的列中的像素11的電壓。由于晶體管12響應(yīng)于選擇脈沖的供給并且僅在該供給期間進入導(dǎo)通狀態(tài)，因此在數(shù)據(jù)電極31處的設(shè)置信號S1、S2被提供給晶體管12的源極并且在晶體管12的漏極變成設(shè)置脈沖S1、S2。然而，實際上，經(jīng)由數(shù)據(jù)電極31，所有數(shù)據(jù)脈沖和所有設(shè)置信號相繼提供給相同列中的所有像素11。這將使圖4變得更加復(fù)雜，并且因此，為了清楚起見，僅針對一個像素11示出了根據(jù)本發(fā)明的電壓。與所示的復(fù)雜性無關(guān)，該過程的原理仍是相同的。
像素電壓是V5和V6之間的差。正如可以從圖4推出的，具有+30伏和-30伏的像素電壓的幀周期通過相等的具有0伏像素電壓的幀周期分開。0伏電壓并不引起像素光學(xué)狀態(tài)的改變。因此優(yōu)選地，設(shè)置幀周期Fs比驅(qū)動幀周期Fd短，以便最小化由設(shè)置幀F(xiàn)s的引入引起的驅(qū)動速度的降低。與由像素11上的電壓幅度增加所引起的總圖像更新時間的相當(dāng)大的降低相比，由設(shè)置幀F(xiàn)s的引入引起的圖像更新時間的增加可以忽略。
在另一優(yōu)選實施例中，交變電壓信號V6具有等于單一設(shè)置幀周期和一個以上的驅(qū)動幀周期的總和的周期。這樣，只要幾個幀周期需要單一極性的電壓，那么就可以直到高電壓脈沖的極性必須改變時才需要引入設(shè)置幀。這樣，由設(shè)置幀周期Fs引起的圖像更新時間的增加可被進一步最小化。
更高電壓的使用允許一些有利的選擇。根據(jù)第一有利選擇，可以產(chǎn)生高電壓重置信號。由于(過)重置是干線穩(wěn)定驅(qū)動方案的最長部分之一，因此減少重置時間是特別有利的。然而，在公共對電極的情況下，將有可能給整個顯示器提供高的正電壓或高的負電壓。這使得將整個顯示器重置到任何一個極端光學(xué)狀態(tài)(例如全黑或全白)變得切實可行，新圖像將從此處被寫到顯示器上。在這種情況下，為了使過多DC電壓的增大最小化，可以在每個隨后的圖像更新處將重置選擇為交替變化的黑/白/黑/白狀態(tài)，由此能夠限制直流電壓的長期增大。
根據(jù)第二有利選擇，可以產(chǎn)生高電壓振動信號。振動是全部驅(qū)動方案的關(guān)鍵部分，因此減少振動脈沖的時間總是有利的。然而，在公共對電極的情況下，將有可能給整個顯示器提供高的正電壓或高的負電壓。這使得替換地將整個顯示器振動到極端光學(xué)狀態(tài)(例如全黑或全白)變得切實可行，將從此處施加驅(qū)動波形的剩余部分。根據(jù)該方法，振動會如同閃爍屏那樣相當(dāng)可見。在更高的電壓使閃爍變得更可見時，這將特別明顯。因此在優(yōu)選實施例中，高電壓驅(qū)動方法將結(jié)合高于正常的振動頻率(例如超過50Hz)使用。
特別地，本發(fā)明可以有利地應(yīng)用于利用可變幅度的電壓驅(qū)動的系統(tǒng)。
應(yīng)當(dāng)注意，上述實施例說明了而不是限制了本發(fā)明，并且在不脫離所附權(quán)利要求的范圍的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將能夠設(shè)計多個替換實施例。在權(quán)利要求中，放置在括號之間的任何參考標記都不應(yīng)被理解為是對該權(quán)利要求的限制。使用動詞“包括”及其動詞變化并不排除存在除權(quán)利要求所述的那些之外的元件或步驟。元件前面的冠詞“一”或“一個”并不排除存在多個這類元件。本發(fā)明可以借助于包括幾個不同元件的硬件和借助于適于編程的計算機來實施。在列舉了幾個裝置的器件權(quán)利要求中，幾個這樣的裝置可以由同一個硬件項來具體實施。在互相不同的從屬權(quán)利要求中敘述了一些方法，僅僅這個事實并不表示這些方法的組合不能被有利使用。
權(quán)利要求
1.一種電泳顯示單元(1)，包括-包括耦接到像素電極(5)的像素(11)的電泳顯示面板(50)；-用于經(jīng)由開關(guān)元件將數(shù)據(jù)脈沖(D1、D2、D3、D4、D5、D6)提供給像素電極(5)的數(shù)據(jù)驅(qū)動電路(30)；-與像素(11)耦接用來接收交變電壓信號(V6)的公共電極(6)；以及-用于控制數(shù)據(jù)驅(qū)動電路(30)的控制器(20)，用于在交變電壓信號(V6)轉(zhuǎn)換之前將設(shè)置信號(S1、S2)提供給像素電極(5)以降低像素(11)上的電壓。
2.如權(quán)利要求1所述的電泳顯示單元(1)，其中開關(guān)元件包括具有柵極、源極和漏極的晶體管(12)，數(shù)據(jù)驅(qū)動電路(30)經(jīng)由數(shù)據(jù)電極(32)耦接到源極，選擇驅(qū)動電路(40)經(jīng)由選擇電極(42)耦接到柵極，像素電極(5)耦接到漏極。
3.如權(quán)利要求1所述的電泳顯示單元(1)，其中在驅(qū)動幀周期(Fd)期間提供數(shù)據(jù)脈沖(D1、D2、D3、D4、D5、D6)；以及在設(shè)置幀周期(Fs)期間提供設(shè)置信號(S1、S2)，在設(shè)置幀周期(Fs)之后交變電壓信號(V6)具有轉(zhuǎn)換。
4.如權(quán)利要求3所述的電泳顯示單元(1)，其中在一個以上的連續(xù)驅(qū)動幀周期(Fd)期間提供數(shù)據(jù)脈沖(D1、D2、D3、D4、D5、D6)。
5.如權(quán)利要求3所述的電泳顯示單元(1)，其中設(shè)置幀周期(Fs)比驅(qū)動幀周期(Fd)短。
6.如權(quán)利要求1所述的電泳顯示單元(1)，其中在設(shè)置幀周期(Fs)期間交變電壓信號(V6)和設(shè)置信號(S1、S2)具有相等的極性。
7.如權(quán)利要求1所述的電泳顯示單元(1)，其中在設(shè)置幀周期(Fs)期間交變電壓信號(V6)的幅度和設(shè)置信號(S1、S2)的幅度基本上彼此相等。
8.如權(quán)利要求1所述的電泳顯示單元(1)，其中控制器(20)適于控制數(shù)據(jù)驅(qū)動電路(30)以便將下述提供給像素(11)-振動數(shù)據(jù)脈沖；-一個或多個重置數(shù)據(jù)脈沖；和-一個或多個驅(qū)動數(shù)據(jù)脈沖。
9.一種顯示器件，包括如權(quán)利要求1所述的電泳顯示單元(1)；以及用于存儲將要顯示的信息的存儲介質(zhì)。
10.一種用于驅(qū)動包括電泳顯示面板(50)的電泳顯示單元(1)的方法，其包括與像素電極(5)耦接的像素(11)，該方法包括以下步驟-將數(shù)據(jù)脈沖(D1、D2、D3、D4、D5、D6)提供給像素電極(5)；-經(jīng)由開關(guān)元件將交變電壓信號(V6)提供給與像素(11)耦接的公共電極(6)；以及-控制數(shù)據(jù)驅(qū)動電路(30)用于將設(shè)置信號(S1、S2)提供給像素電極(5)，以便在交變電壓信號(V6)轉(zhuǎn)換之前降低像素(11)上的電壓。
11.一種用于驅(qū)動包括電泳顯示面板(50)的電泳顯示單元(1)的驅(qū)動單元(30、20)，該電泳顯示面板包括與像素電極(5)和公共電極(6)耦接的像素(11)用于接收交變電壓信號(V6)，該驅(qū)動單元(30，20)包括-數(shù)據(jù)驅(qū)動電路(30)，用于經(jīng)由開關(guān)元件將數(shù)據(jù)脈沖(D1、D2、D3、D4、D5、D6)提供給像素電極(5)，-控制器，用于控制數(shù)據(jù)驅(qū)動電路(30)將設(shè)置信號(S1、S2)提供給像素電極(5)，以便在交變電壓信號(V6)轉(zhuǎn)換之前降低像素(11)上的電壓。
全文摘要
包括位于公共電極(6)和像素電極(5)之間的像素(11)的電泳顯示單元(1)需要為了縮短總圖像更新時間而增加像素(11)上的驅(qū)動電壓，這危及到與像素電極(5)耦接的晶體管(12)。這些增加的驅(qū)動電壓(V
文檔編號G09G3/34GK1864194SQ200480028895
公開日2006年11月15日 申請日期2004年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月3日
發(fā)明者G·周, 安居勝, M·T·約翰遜, R·W·澤納, K·R·阿蒙森 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司, 伊英克公司