CN101114415B - 双稳态显示器的驱动装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明是揭露一种双稳态显示器的驱动装置及其方法，用以驱动一具有复数个像素的双稳态显示器。此驱动装置包含一初始化单元、一接收单元及一显示驱动单元。初始化单元用以产生至少一初始电位准予所有像素进行初始化。接收单元是接收复数个灰阶(gray level)。显示驱动单元根据每一个灰阶产生一波型讯号，波型讯号的脉冲宽度与此灰阶的数值相关，并传送此波型讯号至相对应的像素，以驱动此像素进行显示。

Description

双稳态显示器的驱动装置及其方法

技术领域

本发明是有关于一种双稳态显示器的驱动装置及其方法，特别是有关于一种于画面更新时便进行初始化的双稳态显示器的驱动装置及其方法。

背景技术

目前，薄型显示器的应用越来越普遍，带给生活极大的便利。其中，除了液晶显示技术(TFT-LCD)之外，电子纸显示器便是被视为下一世代显示技术的另一种平面显示技术。和目前成熟度最高的TFT-LCD相比，电子纸显示器用的是「电泳」原理，在两片透明的玻璃或塑胶基板中间，注入带有电荷的黑色、白色的化学微粒及溶剂。在薄膜带负电的部分，带正电的黑粒被吸引上浮时呈现黑色；带正电的部分，因吸引带负电的氟化碳上浮而变成白色(此现象即称「电泳」现象)。因此，在不同的像素位置给予不同的电位准，可显示不同颜色，以此形成一画面。

这种显示原理具有双稳态的特性，因为溶剂与带电微粒具有大约相同的比重，纵使电场消失，带电微粒亦能在固定位置上维持达一段相当长的时间，直至下一个电场再次使带电微粒运动起来再形成另一个画面，因此每更新一次画面后不需要再持续充电，耗电量很低。若欲形成灰阶显示，可透过藉由以电场控制带电粒子上浮的程度来达成。亦可藉由使用不同颜色的带电粒子，如红色、绿色或蓝色，来达成彩色显示的效果。使用上述电泳原理的显示器称为电泳显示器(EPD)。和TFT-LCD相比，EPD具有高对比及大约90度至-90度的视角的优点，且不需背光板、彩色滤光片和偏光片等元件，所以重量与生产成本可大幅降低。

然而，传统双稳态显示器的驱动装置大多使用页框缓冲区架构(frame buffer)，页框缓冲区用以纪录前一张影像的像素资料，接着，驱动装置将目前欲显示影像的像素资料与页框缓冲区内的像素资料进行比对，计算每一个像素于前后影像的灰阶差值，再根据差值产生一驱动讯号，以驱动对应的像素进行显示，形成欲显示的影像。使用这种驱动装置的双稳态显示器虽然有较短的反应时间，但是驱动装置的电路设计较复杂，且需要额外的记忆体。在不讲求反应时间的应用领域里，如电子标签，传统的驱动装置便不适用。

有鉴于习知技艺的各项问题，为了能够兼顾解决之，本发明人基于多年从事研究开发与诸多实务经验，提出一种双稳态显示器的驱动装置及其方法，以作为改善上述缺点的实现方式与依据。

发明内容

本发明的主要目的就是在提供一种双稳态显示器的驱动装置及其方法，致使相同的像素显示皆有相同的驱动架构。

根据本发明的目的，提出一种双稳态显示器的驱动装置，用以驱动一双稳态显示器，该双稳态显示器具有复数个像素，该驱动装置包含一初始化单元、一接收单元及一显示驱动单元。初始化单元用以产生至少一初始电位准，并传送至所有该些像素。接收单元用以接收至少一灰阶(gray level)，此灰阶是用以显示于该些像素。显示驱动单元根据每一该些灰阶产生一波型讯号(Wave form)，其脉冲宽度与灰阶的数值相关，且该显示驱动单元传送该波型讯号至相对应的像素，以驱动该像素进行显示。

此外，本发明更提出一种双稳态显示器的驱动方法，用以驱动一具有复数个像素的双稳态显示器，此驱动方法包含下列步骤：提供至少一初始电位准讯号予所有此些像素；接收复数个灰阶，每一该些灰阶是对应每一此些像素；根据每一该些灰阶产生一波型讯号，其脉冲宽度与灰阶的数值相关；传送波型讯号至相对应的像素，以驱动此像素进行显示。

本发明的优点之一，是不须复杂的驱动架构，且可提高双稳态显示器分效能。

本发明的另一优点，是无论先前的显示状态为何，只要目的显示状态(target display status)相同，皆使用相同的波型讯号。

根据本发明，所提供的一种双稳态显示器的驱动装置及其方法，可以使相同的像素显示皆有相同的驱动架构。

附图说明

图1为本发明的双稳态显示器的驱动装置的方块图；

图2A为本发明的初始讯号的范例的示意图；

图2B为本发明的初始讯号的另一范例的示意图；

图3为本发明的双稳态显示器的驱动装置的实施例的方块图；

图4为本发明的双稳态显示器的驱动方法的步骤流程图；

图5为本发明的双稳态显示器的驱动方法的实施例的步骤流程图。

图号说明：

1：驱动装置；         10：像素；

11：双稳态显示器；    12：初始化单元；

121：初始电位准；     122，123：脉冲讯号；

124：电位准为0的部份；13：接收单元

14：显示驱动单元；    15：灰阶；

16：波型讯号；        3：驱动装置；

30：电泳显示器；      301：闸极线；

302：源极线；    303：脉冲讯号；

31：像素单元；   32：薄膜电晶体；

33：储存电容；   34：电泳显示单元；

35：初始化单元； 36：显示驱动单元；

37：接收单元；   381：波型讯号；

382：初始化讯号；39：灰阶资料；

41-44：步骤流程；51-55：步骤流程。

具体实施方式

为使审查员对本发明的技术特征及所达到的功效有更进一步的了解与认识，谨佐以较佳的实施例及配合详细的说明如后。

请参阅图1，其为本发明的双稳态显示器的驱动装置的方块图。图中，驱动装置1用以驱动具有复数个像素10的双稳态显示器11。驱动装置1包含一初始化单元12、一接收单元13及一显示驱动单元14。初始化单元12产生至少一初始电位准121并传送至所有像素10，以驱动所有像素10显示至少一初始灰阶，初始灰阶可为黑色、白色或任何一预设灰阶。初始化单元12视需要亦可连续传送两个不同的初始电位准至所有像素10。接收单元13接收欲显示影像的至少一灰阶(gray level)15，每一灰阶15是显示于每一像素10。

根据双稳态显示器的显示原理，若施加电位准的时间越久，则像素10显示的颜色越亮或越暗，因此显示驱动单元14根据灰阶15产生一波型讯号16(waveform)，波型讯号的脉冲宽度(pulse width)与灰阶的数值相关，且显示驱动单元14传送波型讯号16至相对应的像素10，以驱动像素10进行显示，藉由传送波型讯号16至所有像素10进行显示，以形成一影像。此影像可维持一段相当长的时间，直到下一次更新画面，由初始化单元12产生至少一初始电位准121并传送至所有像素10，以驱动所有像素10显示一初始灰阶，消除先前的画面，接着再根据上述内容显示新影像。

此外，在初始化单元12提供予像素10初始电位准121之前，亦可视需要先产生一脉冲讯号122并提供予像素10，如图2A所示，初始化单元12是提供一脉冲讯号122及一初始电位准121予全部像素10，以进行初始化动作。因为脉冲讯号122中不同电压的切换，致使双稳态显示器中的带电微粒产生晃动，进而在下一步显示初始灰阶时有较好的效果。再者，脉冲讯号122的波形视需要可有不同变化，如图2B所示，若Vref为零电位，则在Vmax及Vmin切换之间，脉冲讯号123的波型可包含至少一零电位准的部份124。脉冲讯号123除了可使带电微粒产生晃动之外，亦可消除像素内残留的DC值。在脉冲讯号122及脉冲讯号123中，较佳的是Vmax与Vref之间的差值等于或接近Vmin与Vref之间的差值，如下列程式所示：

Vmax-Vref＞＝Vref-Vmin

上述双稳态显示器为一电泳显示器(ElectrophoreticDisplay，EPD)或一双稳态液晶荧幕。像素10较佳的是包含至少一薄膜电晶体(TFT)。

请参阅图3，其为本发明的双稳态显示器的驱动装置的较佳实施例的方块图。图中，驱动装置3用以驱动一电泳显示器30。电泳显示器30包含复数个像素单元31，此些像素单元31以阵列方式配置。每一像素单元31具有至少一薄膜电晶体32、一储存电容33及一电泳显示单元34。薄膜电晶体32的闸极是电性连接一闸极线(gate line)301，而薄膜电晶体32的源极是电性连接一源极线(source line)302。储存电容33及电泳显示单元34的一端与薄膜电晶体32的汲极电性连接，而另一端则与一电压源Vref电性连接。闸极线是接收一脉冲讯号303，以控制同一列的薄膜电晶体为开启状态或关闭状态，在开启状态下电泳显示单元34可接收由源极线302上所传送的初始化讯号382进行初始化动作，以及接收波型讯号381以进行显示。

驱动装置3包含一接收单元37、一显示驱动单元36及一初始化单元35。当使用者欲更新电泳显示器的画面时，首先初始化单元产生一初始化讯号382，其具有一脉冲部份(pulse component)及一初始电位准部份(initial voltage component)(如图2B所示)，透过源极线传送至像素单元31，脉冲部份可致使电泳显示单元的带电微粒产生晃动，而初始电位准部份使得全部电泳显示单元显示一初始灰阶。

接着，接收单元37接收使用者目前欲显示的影像的灰阶资料39，并透过显示驱动单元36将每一个灰阶资料39转换成一波型讯号381，且波型讯号381的脉冲宽度与灰阶数值成正比或成反比。若成正比，表示灰阶数值越高则波型讯号381的脉冲宽度越长，例如灰阶数值250的波型讯号的脉冲宽度大于灰阶数值150的波型讯号的脉冲宽度。而且，无论此像素之前一个显示灰阶为何，显示驱动单元36依据相同的灰阶数值皆产生相同脉冲宽度的波型讯号。

请参阅图4，其为本发明的双稳态显示器的驱动方法的步骤流程图。此驱动方法声用以驱动一具有复数个像素的双稳态显示器。图中，此方法包含下列步骤：

步骤41：提供至少一初始电位准讯号予所有像素；

步骤42：接收复数个灰阶，每一灰阶声用以显示于每一像素；

步骤43：根据灰阶产生一波型讯号，其脉冲宽度与灰阶的数值相关；

步骤44：传送波型讯号至相对应的像素，以驱动像素进行显示。

请参阅图5，其为本发明的双稳态显示器的驱动方法的实施例的步骤流程图。此驱动方法是用以驱动如图3所示的具有复数个像素的双稳态电泳显示器。图中，此方法包含下列步骤：

步骤51：使用始化单元35产生一初始化讯号382，并透过源极线302传送至所有像素单元31的薄膜电晶体32的源极，此初始化讯号382具有一脉冲部份及一初始化电位准部分；

步骤52：提供一脉冲讯号303，透过闸极线301传送至所有薄膜电晶体32的闸极，以控制所有薄膜电晶体32进入开启状态，以进行初始化动作；

步骤53：使用接收单元37接收欲显示影像的灰阶资料39；

步骤54：根据每一灰阶资料39的数值，分别产生相对应波形讯号381，此波形讯号381的脉冲宽度与对应的灰阶资料39的数值成正比或成反比；

步骤55：透过源极线302将所有波形讯号381传送至相对应的像素单元31的薄膜电晶体32的源极，并控制所有薄膜电晶体32进入开启状态，致使每一电泳显示单元34接收到对应的波形讯号381以进行显示。

已上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于本发明的权利要求范围中。

Claims (10)

1.一种双稳态显示器的驱动装置，用以驱动一双稳态显示器，该双稳态显示器具有复数个像素，其特征在于，该驱动装置包含：

一初始化单元，是产生至少一初始电位准，并传送至所有所述像素，该初始化单元更产生一脉冲讯号，并在该初始电位准之前传送至所有所述像素，该脉冲讯号是由复数个脉冲所组成，每一个脉冲是在一高电位准与一低电位准之间转换，且在该高电位准与该低电位准之间具有一个零电位准的部分；

一接收单元，是接收至少一灰阶；

一显示驱动单元，是根据该灰阶产生一波型讯号，该波型讯号的脉冲宽度与该灰阶的数值相关，且该显示驱动单元传送该波型讯号至相对应的像素，以驱动该像素进行显示。

2.如权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，该高电位准与参考电位准的差值大于参考电位准与该低电位准的差值。

3.如权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，该双稳态显示器为一电泳显示器或一双稳态液晶显示荧幕。

4.如权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，每一该像素包含至少一薄膜电晶体。

5.如权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，该波型讯号的脉冲宽度是与该灰阶的数值成正比或成反比。

6.一种双稳态显示器的驱动方法，用以驱动一双稳态显示器，该双稳态显示器具有复数个像素，其特征在于，该驱动方法包含下列步骤：

产生一脉冲讯号并送至所有所述像素，该脉冲讯号是由复数个脉冲所组成，每一个脉冲是在一高电位准与一低电位准之间转换，且在该高电位准与该低电位准之间具有一个零电位准的部分；

提供至少一初始电位准讯号至所有所述像素；

接收至少一灰阶；

根据每一该灰阶产生一波型讯号，该波型讯号的脉冲宽度与该灰阶的数值相关；

传送该波型讯号至相对应的像素，以驱动该像素进行显示。

7.如权利要求6所述的驱动方法，其特征在于，该高电位准与参考电位准的差值大于参考电位准与该低电位准的差值。

8.如权利要求6所述的驱动方法，其特征在于，该双稳态显示器为一电泳显示器或一双稳态液晶显示荧幕。

9.如权利要求6所述的驱动方法，其特征在于，每一该像素是包含至少一薄膜电晶体。

10.如权利要求6所述的驱动方法，其特征在于，该波型讯号的脉冲宽度是与该灰阶的数值成正比或成反比。

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