CN101681594A - 显示器的顺序寻址 - Google Patents

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Abstract

一种显示装置(500)包括被配置成提供行电压的行驱动器(520)以及被连接到所述行驱动器(520)的行电极(320)。列驱动器(530)被配置成提供列电压到列电极(330)。而且,共同驱动器(570)被配置成提供包括负电平的共同电极(170)。此外,控制器(515)被配置成当所有行都具有非选择的行电压电平时在至少两个电平之间切换共同电极(170)。控制器(515)还被配置成用与存储电容器的存储电压基本相同的电压摆动且基本同时地切换共同电极(170)。

Description

显示器的顺序寻址
技术领域
本发明涉及显示装置,比如设有可变电压电平的电泳显示装置的颜色顺序寻址。
背景技术
比如液晶(LC)和电泳显示器的显示器包括悬浮在夹于驱动或像素电极和共同电极之间的介质中的颗粒。像素电极包括像素驱动器,比如薄膜晶体管(TFT)阵列,其被控制以接通和断开从而在显示器上形成图像。一个(或多个)TFT或一个(或多个)像素电极和位于显示器的观看者一侧的共同电极之间的电压差(VDE=VEink=VCE-Vpx,如图3和5A所示)造成悬浮颗粒的迁移,从而形成图像。带有独立受控的TFT或像素阵列的显示器被称为有源矩阵显示器。
为了改变诸如来自例如EInk Corporation的电泳显示器上的图像内容,例如将新的图像信息写了某个时间量,比如500ms到1000ms。由于有源矩阵的刷新率通常较高,这就导致在若干帧(比如在50Hz的帧率时为25到50个帧)期间寻址相同的图像内容。用于驱动显示器以及电泳显示器的电路是众所周知的,比如Saitoh的美国专利号5,617,111、Johnson的国际公开号WO 2005/034075、Shikina的国际公开号WO 2005/055187、Yuasa的美国专利号6,906,851以及Kawai的美国专利申请公开号2005/0179852中所描述的,这些文件每个都被整体并入本文以供参考。
图1示出了电子墨水(E-ink)原理的示意图100,其中不同颜色颗粒(比如悬浮在介质130中的黑色微颗粒110和白色微颗粒120)被电子墨水胶囊140的壁密封。典型地,电子墨水胶囊140的直径大约为200微米。电压源150横跨像素电极160和位于观看者180所观看的显示器一侧的共同电极170进行连接。像素电极160上的电压被称为像素电压Vpx,而共同电极170上的电压被称为共同电极电压VCE。像素或胶囊140上的电压,即共同电极电压和像素电压之间的差,在图5A中被示为VEink
例如,电子墨水140从黑色到白色的寻址要求像素在500ms到1000ms期间被充电到-15V,该像素在图3和5A中表示为显示效果或像素电容器CDE并且连接在像素电极160和共同电极170之间。也就是说,像素电极160处的像素电压Vpx(在图5A中也示为节点P处的电压)被充电到-15V,且VEink=VCE-Vpk=0-(-15)=+15V。在此时间期间,白色颗粒120向顶部共同电极170漂移,而黑色颗粒110向底部(有源矩阵,例如TFT,底板)像素电极160漂移,该底部像素电极160也被称为像素衬垫(pad)。
切换到黑屏幕(其中黑色颗粒110向共同电极170移动)要求像素电极160处的像素电压Vpx相对于共同电极电压VCE为正。在VCE=0V且Vpx=+15V的情况下,像素(图5A中的CDE)上的电压是VEink=VCE-Vpx=0-(+15)=-15V。当像素上的电压VEink是0V时,比如当像素电极160处的像素电压Vpx和共同电极电压VCE都为0V(Vpx=VCE=0)时,则电子墨水颗粒110、120不会切换或移动。
如图2的曲线图200所示,电子墨水140(或图3和5A中的CDE)在黑色状态和白色状态之间切换的切换时间随着该像素上的电压VDE或VEink的增大而减小(即,切换速度增大或更快)。曲线图200示出了y轴上横跨像素的电压VEink(单位伏特)相对时间(单位秒)的关系,该曲线图类似地适用于从95%黑色到95%白色屏幕状态的切换和从95%白色到95%黑色屏幕状态的切换这两者。应当注意,当驱动电压翻倍时,切换时间减小不止两倍。因此切换速度随所施加的驱动电压超线性地增加。
图3示出了用于驱动有源矩阵显示器中的像素(例如图1中的胶囊140)的等效电路300,该有源矩阵显示器包括单元的矩阵或阵列400,这些单元包括每个单元或像素(例如像素电容器CDE)的一个晶体管310,如图4所示。一行像素是通过向连接该行像素的TFT栅极的选定线或行电极320施加适当的选定电压来选择的。当选择一行像素时,可以经由其数据线或列电极330向每个像素施加期望的电压。当选择像素时,期望的是单独向该像素而不向任何未选定像素施加给定的电压。未选定像素应当与在选定像素阵列中循环的电压进行充分隔离。一个(或多个)外部控制器和驱动电路也被连接到单元矩阵400。外部电路可以通过柔性印刷电路板连接、弹性互连、带状自动化接合、玻璃上芯片、塑料上芯片以及其它合适技术而连接到单元矩阵400。当然,控制器和驱动电路也可以与有源矩阵本身进行集成。
在图4中,共同电极170被连接到地而不是连接到提供VCE的电压源。晶体管310可以是TFT,例如其可以是MOSFET晶体管310,如图3所示;并且晶体管310通过向连接到其栅极G的行电极320施加的电压电平(称为Vrow或Vgate)而被控制为接通/断开(即在导电状态和非导电状态之间切换,在导电状态时电流Id在源极S和漏极D之间流动)。TFT 310的源极S被连接到列电极330,在此施加也被称为列电压Vcol的数据或图像电压电平。
如图3所示,各种电容器被连接到TFT 310的漏极,即也称为像素电容器的控制(contain)显示效果的显示效果电容器CDE,以及图3中以虚线示出的TFT栅极G和漏极D之间的栅极-漏极寄生电容Cgd。为了在两个选定状态或TFT接通状态(如图7中的附图标记765所示)之间保持电荷或维持像素电压Vpx的电平(在节点P处以保持接近列电压Vcol的电平),可以在TFT漏极D和存储电容器线340之间提供存储电容器Cst。代替单独的存储电容器线340,还可以将下一个或先前行电极用作存储电容器线。
常规有源矩阵电子墨水显示器经受各种缺点。一个缺点是由于在显示器的寻址期间必须施加相对较高的电压所以图像更新期间的功耗相对较大。直截了当的解决方案将是降低寻址电压。然而,较低电压电平的弊端在于如图2所示,图像更新时间随电压减少而大于线性地增加,导致很长的图像更新时间(即,较慢的图像更新)。另一缺点是电子墨水的图像更新时间相对较长,尽管电压电平很高。因而,需要更好的显示器,比如图像更新时间降低而不增加寻址电压因而不增加功耗的显示器。
发明内容
本装置和方法的一个目标是克服常规显示器的弊端。
这个以及其它目标是通过包括被配置成提供行电压的行驱动器和被连接到该行驱动器的行电极的显示装置和方法来获得的。列驱动器被配置成提供列电压到列电极。而且,共同驱动器被配置成对于第一状态给共同电极提供正共同电压电平以及对于第二状态给共同电极提供负共同电压电平。当然,应该理解多于两个电平可以被用于施加到共同电极的共同电压。此外,控制器可被配置成当所有行都具有非选择的行电压电平时在至少两个电平之间切换共同电极。可选地,(1)当没有行被选择时;或者(2)在任何行选择时间的开始时;或者(3)在行选择时间期间,Vce和Vst被基本同时地切换,其中在行选择时间之后选定行得到至少全行选择时段以将像素充电到列电压电平。具体而言,优选地Vce和Vst的切换不会导致一个或多个像素被充电到不恰当的电压(即除列电压之外的另一电压)。控制器还可以被配置成用与存储电容器的存储电压基本相同的电压摆动且与存储电压基本同时地切换共同电极。
通过基本同时地改变共同电压和存储电容器的存储电压且改变量基本与存储电容和总电容之比相关,由像素形成的显示效果或图像被维持最小的干扰,然而可以获得各种优点,比如较快的图像更新速度或减少的图像更新时间、减小的列和/或行电压电平、减少的功耗以及改进的图像均匀性。
本系统和方法的其它应用领域将通过下文中提供的详细描述而变得显而易见。应当理解,详细描述和特定示例虽然指示了显示器和方法的示例性实施例但是仅打算用于说明的目的而不打算限制本发明的范围。
附图说明
通过以下描述、所附权利要求书和附图,将更好地理解本发明的设备、系统和方法的这些以及其它特征、方面和优点,在附图中:
图1示出了常规电子墨水显示装置;
图2示出了作为寻址电压的函数的电子墨水的切换速度;
图3示出了常规有源矩阵显示器中的像素的等效电路;
图4示出了有源矩阵显示器的单元阵列;
图5A示出了根据一个实施例的有源矩阵像素电路的简化电路;
图5B示出了根据一个实施例的用于切换电压的时序图;
图6A-6C示出了在使用有源矩阵驱动方案来寻址电子墨水的三个帧期间的各种电压脉冲;
图7示出了根据另一实施例的颜色顺序驱动方案的波形;
图8A-8B示出了使用常规驱动方案的两个帧的波形;
图9A-9B示出了根据又一实施例的使用颜色顺序有源矩阵驱动方案的两个帧的波形;
图10A-10B示出了根据又一实施例的使用图像更新时间减少的颜色顺序有源矩阵驱动方案的两个帧的波形;以及
图11示出了根据又一实施例的使用图像均匀性提高的颜色顺序有源矩阵驱动方案的波形。
具体实施方式
某些示例性实施例的以下描述本质上仅仅是示例性的而绝不打算限制本发明、其应用或使用。在本系统、装置和方法的实施例的以下详细描述中,参照形成其一部分的附图,且在附图中以例证的方式示出了可以实施所描述装置和方法的特定实施例。这些实施例被足够详细地描述以使本领域技术人员能够实施当前公开的系统和方法,并且要理解的是可以利用其它实施例以及在不偏离本系统的精神和范围的情况下可以进行结构和逻辑变化。
因此不应以限制意义理解以下的详细描述,并且本系统的范围仅由所附权利要求书限定。图中附图标记的第一位数字或前几位数字在本文中典型地对应于图号,除出现在多个图中的等同元件由相同附图标记标识以外。此外,为了清楚起见,众所周知的装置、电路和方法的详细描述被省略以便不会模糊本系统的描述。
图5A示出了与图3所示的有源矩阵像素电路300类似的简化电路500,其中TFT 310由受来自行电极320的信号控制的开关510表示,而像素或电子墨水由连接在TFT开关510的一端和共同电极170之间的像素电容器CDE表示。TFT开关510的另一端被连接到列电极330。
当来自行电极的电压(例如负电压)被施加到TFT栅极G时,TFT 310或开关510闭合或导通,导致电流Id通过TFT 310(或开关510)在其源极S和漏极D之间流动。当电流Id流过TFT时,存储电容器Cst被充电或放电直到TFT漏极D处的像素节点P的电势等于连接到TFT源极S的列电极的电势。如果行电极电势例如被改变到正电压,则TFT 310或开关510将闭合或者变成不导电,并且像素节点P处的电荷或电压将由存储电容器Cst被维持并保持。也就是说,像素节点P处的电势(称为TFT漏极D处的像素电压Vpx)此刻将是基本恒定的,因为在断开或非导电状态下没有电流流过TFT 310或开关510。
存储电容器Cst上的电荷量提供或维持存储电容器线340和像素电容器CDE的像素节点P之间的某个电势或电压差。假设ΔVpx≈ΔVst,如果存储电容器线340的电势增加5V,则像素节点P处的电势也将增加大约5V,如将要进行描述的。这是因为存储电容器Cst的两个节点处的电荷量是相同的,原因在于电荷无处可去。
应当理解,为简单起见,假设像素CDE上的像素电压的变化ΔVpx近似等于存储电容器Cst上的存储电容器电压的变化ΔVst,即ΔVpx≈ΔVst。这种近似尤其在Cst是主要电容器时成立,且Cst应该是主要电容器。Vpx和Vst之间更精确的关系由等式(1)给出:
ΔVpx=(ΔVst)[(Cst)/(CTOTAL)]        (1)
其中当CTOTAL≈Cst因而(Cst)/(CTOTAL)≈1时ΔVpx≈ΔVst
总像素电容CTOTAL被定义为所有电容之和,即:
CTOTAL=Cst+CDE+Crsst    (2)
其中Crest是像素中所有其它电容(包括寄生电容)之和。
而且应当注意,除了如等式(1)所示,按照(存储电容器Cst上的)电压的变化ΔVst来表达(图5A中节点P处的)像素电压的变化ΔVpx之外,可以按照共同电压的变化ΔVCE来表达ΔVpx,如等式(3)所示:
ΔVpx=(ΔVst)[(Cst)/CTOTAL)]=(ΔVCE)[(CDE)/(CTOTAL)]  (3)
其中CDE是显示效果或像素的电容。
期望的是当改变电压时不会影响像素上的电压VEink因而不会影响所显示的图像。没有显示效果或像素电压变化意味着ΔVEink=0
由于VEink=VCE-Vpx,于是:
ΔVEink=ΔVCE-ΔVpx=0  (4)
等式(4)指示显示图像的期望维持,其中当电压改变时显示效果基本没有变化。也就是说,例如,像素上的电压变化ΔVEink期望为零以致于将维持黑色或白色状态而没有任何大的变化。
将ΔVpx从等式(3)代入等式(4)中则产生:
ΔVCE-(ΔVst)[(Cst/CTOTAL)]=0    (5)
从等式(5)可以看出,ΔVCE和ΔVst之间的关系可以由等式(6)和(7)给出
ΔVCE=(ΔVst)[(Cst/CTOTAL)]   (6)
ΔVst=(ΔVCE)[(CTOTAL/Cst)]   (7)
因而,当共同电极电压被改变了量ΔVCE时,则期望的是将存储线上的电压改变满足等式(7)的ΔVst
如从等式(6)或(7)所见,为了防止像素CDE上的任何电压变化ΔVEink即确保ΔVEink=0以及因而基本维持显示图像基本没有变化的相同显示效果,共同电压VCE和存储电容器电压Vst被基本同时改变并且相对彼此基本上被改变如等式(6)或(7)所示的适当量。具体而言,当Vst和VCE按照满足等式(6)或(7)的量并且基本同时地被改变时,则像素CDE上的电压将没有变化,即ΔVEink=0。
像素电容器CDE上的电压,即共同电极170和像素节点P之间的电压差(即VEink)负责显示的切换以及连同其余像素矩阵阵列形成图像。如果共同电极170和存储电容器线340上的电势被基本同时地改变(例如,这两者可能连接在一起或者受相同控制器515的控制),且改变量基本满足等式(6)或(7),则像素节点P处的电势将基本同时地改变与共同电极电压的电势变化基本相同的量。实际上,这意味着像素电容器CDE上的电压VEink保持不变(即,VEink=0)。
另一方面,如果共同电极170和存储电容器线340不连接在一起,则共同电极170的电压VCE变化也会影响或改变像素电容器CDE上的电压VEink。也就是说,共同电极电势VCE的变化将对整个显示产生影响。而且,如果当选择一行(即,TFT 310闭合或导通)时共同电极电势VCE被改变,则它将导致该选定行的不同行为并且将导致图像伪影。
应当注意,被设计用于驱动电子墨水(或像素/显示效果电容器CDE)的有源矩阵电路中的存储电容器Cst是显示效果电容器CDE和栅极-漏极电容器Cgd的20-60倍大。典型地,显示效果电容器CDE的值由于大的电子墨水单元间隔和相对较大的电子墨水材料漏电流而很小。漏电流是由于与显示效果电容器CDE并联的电阻器所致。与漏电流耦合的显示效果电容器CDE的小值要求相对较大的存储电容器Cst
各种电极可以被连接到电压电源和/或驱动器,这些电压电源和/或驱动器可以由控制分别连接到行电极320、列电极330和共同电极170的各种电压电源和/或驱动器(被示为附图标记520、530、570)的控制器515来控制。如将要描述的,控制器515利用具有不同电压电平的脉冲来驱动各种显示电极或线,例如等效电路500中所示的像素单元。
为了实现存储电容器电压Vst和共同电压VCE的电压变化的适当量和定时,即基本同时且基本按照如等式(7)所示的适当量(即ΔVst=(ΔVCE)[(CTOTAL/Cst)])来改变存储电压和共同电压Vst、VCE这二者,共同电极驱动器570可以通过存储驱动器580而连接到存储电容器线340,存储驱动器580可以是由控制器515可编程或可控制的。在这种情况下,存储驱动器580是生成与共同电压VCE对应的输出信号Vst的定标器(scaler)。换言之,输出信号的电压Vst随共同电压VCE成比例地变化,优选为成线性比例地变化。可选地,存储驱动器580可以是与控制器515分离的驱动器。在这种情况下,共同电极驱动器570和存储驱动器580之间的连接是多余的。例如,控制器515可以被配置成基本同时地改变存储电压和共同电压Vst、VCE,并且控制存储驱动器580使得存储电压和共同电压的变化相符,例如满足等式(6)或(7)中所示的关系。
如果存储电压和共同电压Vst、VCE不被基本同时地切换,则显示图像可能出现伪影。而且,如图5B所示,存储电压和共同电压Vst、VCE不仅被基本同时地切换而且在没有行被选择时进行切换。可选地,(1)当没有行被选择时;或者(2)在任何行选择时间的开始时;或者(3)在行选择时间期间,Vce和Vst被基本同时地切换,其中在行选择时间之后选定行得到至少全行选择时段以将像素充电到列电压电平。具体而言,优选地Vce和Vst的切换不会导致一个或多个像素被充电到不恰当的电压(即除列电压之外的另一电压)。具体而言,图5B示出了行1、2和N的行电压或栅极电压,其中低电平590Vrow-select例如选择行或接通TFT 510(导通状态,开关闭合),并且高电平592Vrow non-select关断TFT 510(非导通状态,开关断开)。通过将适当的电压电平施加到行上,每次一个地顺序选择这些行,其中在分别分离第一和第二阶段596、598的切换时段594期间不选择任何行。可选地,(1)当没有行被选择时;或者(2)在任何行选择时间的开始时;或者(3)在行选择时间期间,Vce和Vst被基本同时地切换,其中在该行选择时间之后选定行得到至少全行选择时段以将像素充电到列电压电平。具体而言,优选地Vce和Vst的切换不会导致一个或多个像素被充电到不恰当的电压(即除列电压之外的另一电压)。尽管从共同电压Vst、VCE的变化的定时角度来看列电压是无关的,但是在图5B中为说明的目的还示出了列电压。应当注意,切换时段590可以发生在顺序行寻址被打断的任何期望时间期间,例如在所有行被寻址,或者一半行被寻址之后或者在根据需要寻址任何数量的行之后。在切换时段590后,下一行被寻址并且恢复顺序行寻址。
控制器515可以是任何类型的控制器和/或处理器,其被配置成依据本系统、显示器和方法来执行操作动作,例如以控制各种电压电源和/或驱动器520、530、570从而用具有不同电压电平和定时的脉冲来驱动显示器500,如将要进行描述的。存储器517可以是控制器/处理器515的一部分或者与控制器/处理器515操作性耦合。
存储器517可以是任何适合类型的存储数据的存储器(例如,RAM、ROM、可移动存储器、CD-ROM、硬盘驱动器、DVD、软盘或存储卡)或者可以是传输介质或者通过网络可访问的(例如,包括光纤、万维网、电缆或者利用时分多址、码分多址或其它射频信道的无线信道的网络)。任何已知或开发的能够存储和/或发送适用于计算机系统的信息的介质都可以用作计算机可读介质和/或存储器。存储器517或其它存储器还可以存储应用数据以及其它所需数据,所述数据可由控制器/处理器515访问以用于将其配置为依据本系统、显示器和方法执行操作动作。
还可以使用附加的存储器。计算机可读介质517和/或任何其它存储器可以是长期、短期或者长期与短期存储器的组合。这些存储器将处理器515配置为实施本文所公开的方法、操作动作和功能。这些存储器可以是分布式的或本地的,并且处理器515也可以是分布式的(其中可以提供附加的处理器)或者可以是单一的。这些存储器被实施为电、磁或光学存储器,或者被实施为这些或其它类型存储装置的任意组合。此外,术语“存储器”应当被足够广义地解释以包含任何能够从处理器访问的可寻址空间的地址中读出或写入该地址的信息。利用这一定义,例如网络上的信息仍在存储器517内,因为处理器515可以从网络检索信息以便依据本系统进行操作。
处理器515能够提供控制信号以控制电压电源和/或驱动器520、530、570来驱动显示器500和/或依据待描述的各种寻址驱动方案来执行操作。处理器515可以是一个(或多个)专用或通用集成电路。而且,处理器515可以是用于依据本系统执行的专用处理器或者可以是通用处理器,其中许多功能中的仅一个操作用于依据本系统执行。处理器515可以利用程序部分、多个程序片段来操作,或者可以是利用一个(或多个)专用或多用途集成电路的硬件装置,例如解码器、解调器或者渲染器(renderer),比如TV、DVD播放器/记录器、个人数字助理(PDA)、移动电话等等。
可以使用任何类型的处理器,比如专用或共享处理器。处理器可以包括微处理器、中央处理器(CPU)、数字信号处理器(DSP)、ASIC或者任何其它处理器或控制器,比如数字光学装置或者执行相同功能并采用电子技术和架构的模拟电路。例如处理器典型地受软件控制,并且具有存储软件和其它数据(比如用户偏好)的存储器或与存储器通信。
显然,控制器/处理器515、存储器517和显示器500可以全部或部分是单个(全部或部分)集成单元的一部分,所述集成单元比如任何具有显示器(比如柔性、可卷式和可打包式(wrapable)显示装置)的装置、电话、电泳显示器、其它具有显示器的装置,包括PDA、电视、计算机系统、或者其它电子装置。而且,代替被集成在单个装置中,处理器可以被分布在一个电子装置或外壳和具有像素单元500矩阵的可附接显示装置之间。
有源矩阵显示器每次被驱动一行。在一个帧时间期间,通过施加接通TFT的电压(即让TFT从非导通状态变化到导通状态)来顺序地选择所有行。图6A-6C示出了在等效电路(图3的300或图5A的500)的各个节点处的电压电平相对时间的关系。
具体而言,图6A示出了使用有源矩阵驱动方案来寻址电子墨水的三个帧610、612、614的曲线图600,示出了四个叠加的电压脉冲。实曲线620表示图3和5的行电极320处存在的行电压Vrow,行电压Vrow还示于图6B中;为清楚起见,图6B仅示出了四个电压脉冲中的两个,而另外两个电压脉冲示于图6C中。在图6A中,虚线650是图1、3和5中所示的共同电极170处存在的电压VCE,VCE还示于图6B中。在图6A中,点曲线630表示图3和5中所示的列电极330处存在的列电压Vcol,列电压Vcol在图6C中还示为点线630。图6A中的半虚曲线640表示在图5A的像素电容器CDE的一端的像素节点P处存在的像素电压Vpx,为清楚起见在图6C中像素电压Vpx也示为点线640。
图6A的曲线图600示出了在带有p型TFT的聚合物电子有源矩阵底板上所施加的脉冲。对于n型TFT(例如,非晶硅),行脉冲和共同电极电压的极性发生变化。在图6A中所示的这个曲线图600中,仅6行被寻址,如由6个点脉冲630所示,然而要理解实际的显示器含有更多行。
在图6A所示的帧610的保持或非选择时段618期间,行电压Vrow实线620为高,例如25V,因而关断TFT 310(非导通状态,即开关510断开)。在TFT 310导通(即,开关510闭合且选定行被寻址)的帧610的选择部分616期间,选定行的图5A所示的像素电容器CDE(即TFT 310或开关510的漏极侧的总电容)被充电到在列电极330上供应的电压。在剩余的帧时间618(即保持时间)期间,当前行不被寻址而是其它行被顺序地寻址,例如如图5B所示。在保持时段618期间,TFT处于其非导通状态并且像素电容器上的电荷被保持,例如举例而言通过存储在存储电容器Cst(图3和5)中的电荷来保持。
当负列电压630(例如-15V)被供应给像素时,这个像素向白色状态切换,而当正电压(例如+15V)被供应给列530时,则该像素向黑色状态切换,如图1所示。在一个帧期间,一些像素可能向白色切换而其他向黑色切换。对于带有电子墨水的可寻址TFT或像素电极的聚合物电子有源矩阵底板而言,行选择电压(在选择时段616期间)的典型电压电平为-25V,而行非选择电压为+25V(在非选择时段618期间),列电压在-15V(白色像素)和+15V(黑色像素)之间,并且共同电极电压为+2.5V,如图6A-6C所示。
图7示出了显示器的寻址方案700,其中对于例如单色(例如黑白或者任何其它两种颜色)显示器而言在两个寻址阶段后写入完整图像。在第一寻址阶段710中,必须向黑色状态切换的像素是用第一电压电平或“黑”电压720(例如+15V)来寻址的,而所有其它像素用参考电压Vref 730(例如0V)来寻址。用参考电压Vref 730寻址的像素不会改变其切换状态。
在第二寻址阶段740期间,必须向白色状态切换的像素是用第二电压电平或“白”电压750(例如-15V)来寻址的,而所有其它像素用参考电压(例如0V)来寻址,这在该第二寻址阶段740期间也不会改变其切换状态。结果是在这两个寻址阶段710、740之后写入完整(黑色和白色)图像。
图7示出了例如对于所描述的像素的寻址方案、电压(单位伏特)相对时间(毫秒)的信号波形图的实施例,所述像素在第一寻址阶段710期间向黑色状态切换并且当在第二寻址阶段720期间施加参考电压时保持黑色。图7中的上波形信号760被施加到行i,其中行电压Vrow(或施加到行电极320的Vgate)的低电压电平765Vselect是行选择电压电平Vselect,而高电压电平770 Vnon-select是非选择电压电平,其被施加到一个(或多个)TFT 310(或者图3和5的开关510)的一个(或多个)栅极以闭合一个(或多个)TFT开关310、510,即选择一个(或多个)TFT 310的导通状态。
图7中的中间波形信号780被施加到列j,其中实线782、784、786示出了向行i和列j之间的交点处的像素施加的电压电平(Vblack720和Vref 750)。点线788示出了向附接到该列j的其它像素施加的电压,其包括电压电平Vblack 720、Vref 730和Vwhite 750。
图7中的下波形信号790是向行i和列j的交点处的像素电容器CDE施加的节点P处(图3和图5)的像素电压Vpx,即与中间波形信号780的实线782、784、786相关联。示出了第一寻址阶段710的最后帧,其中在782将Vblack 720施加到像素电容器CDE(即Vpx=Vblack),因而像素向黑色状态切换。接着是第二寻址阶段720的第一帧,其中在784像素被充电到参考电压Vref 730,参考电压Vref 730不会改变其切换状态,因而电子墨水胶囊140(图1)中的颗粒保持在其当前位置并且不会移动,即像素保持在黑色状态。在第二寻址阶段720的第一帧期间,其它像素(这里未示出)向白色状态充电。因而,在这两个寻址阶段之后写入完整图像。
在一个实施例中,用减小的寻址电压来执行颜色顺序更新方法。具体而言,当使用图7的寻址方法时,列电压Vcol可以减小2倍并且行电压Vrow也相应地减小。这就减小了显示器的功耗并且使得可以使用更大范围的商用行驱动器和列驱动器。对于柔性的聚合物电子显示器,列电压和行电压的减小还提高了显示器的寿命,原因在于所需的行电压摆动还确定了晶体管中的应力效应。
在图8A-8B中,示出了常规驱动方案;在图9A-9B中,示出了根据一个实施例的驱动方案,其中列电压低至图8A-8B所示的常规驱动方案的列电压的1/2。
图8A-8B示出了对于分别使用常规有源矩阵驱动方案800、805的两个帧、各种信号的电压电平相对时间的关系图。实线810示出了一行上的电压Vrow,该电压是TFT 310(图3)的栅极电压Vgate。栅极或行电压Vrow(或Vgate)在+25V和-25V之间。虚线820所示的0V DC电压曲线是图3和5所示的对应存储电容器线340上的电压以及也示于图3和5中的共同电极电压VCE。点曲线830是列上的电压Vcol,该电压在+15V和-15V之间。虚曲线840是向附接到该行和该列的像素施加的像素电压Vpx(在节点P处),该像素由图3和5所示的像素电容器CDE表示。
图8A示出了负点曲线或Vcol 830以及向图4和5的节点P施加的对应的负像素电压Vpx,比如-15V(例如白色像素),所述节点P为图1所示的像素电极160。如虚曲线或Vpx 840所示,负像素电压Vpx在由栅极或行Vrow(即Vrow=+25V)关断TFT开关310(图3或断开图5A所示的开关510)后开始轻微放电(其中其值趋向于零伏特)。图8B示出了正点曲线或Vcol 832以及对应的正像素电压Vpx,比如+15V(例如黑色像素),其中正像素电压Vpx 842在由栅极或行Vrow(即Vrow=+25V)关断TFT开关310(图3)后也开始轻微放电(其中其值趋向于零伏特)。
如虚曲线或Vpx 840、842所示,像素电压Vpx在第一帧850前始于0V,轻微放电并且在第二帧860的开始时接近所需的像素电压。尽管列电极电压Vcol 830、832在两个行选择或栅极脉冲810之间为0V,但是实际或真实显示器中的列电压可能不是真正的0V,因为附接到该列的其它像素被寻址。图8A-8B所示的脉冲是带有p型TFT的聚合物电子有源矩阵底板中的典型脉冲。对于n型TFT(例如,非晶硅),行脉冲和共同电极电压的极性被反转。
图9A-9B示出了对于使用根据本显示器和驱动方法的一个实施例的黑白或颜色顺序有源矩阵驱动方案900、905的两个帧、与图8A-8B所示信号相当的信号的电压电平相对时间的关系图。尽管两个像素电压电平与黑像素和白像素相关联,但是应当理解任意两种颜色可以与这两个像素电压电平相关联,以及可以提供附加的像素电压电平以形成彩色图像,比如附加的(或可选的)红色、绿色和蓝色像素电平。
与图8A-8B所示的曲线类似,在图9A-9B中,实线910示出了一行上的电压Vrow。点曲线930、932是列上的电压电平Vcol。虚曲线940、942是在节点P处施加到与该行和该列相附接的像素(图5A中的CDE)的像素电压电平Vpx。图9A中处于7.5V的实线945和图9B中处于-7.5V的实线947示出了共同电极电压VCE
应当注意,图9A-9B中的列电压Vcol 930被减小到在+7.5V和-7.5V之间,而不是图8A-8B中的+15V和-15V之间。而且,如图9A所示,当在时段960寻址像素时列电压Vcol 930为-7.5V时(即,当栅极或行Vrow电压是-17.5V并且TFT 310(图3)或开关510(图5A)被闭合时(即TFT处于导通状态),则Vpx=Vrow=-7.5V),替代(图8A-8B中的0V),在图9A中共同电极电压VCE945为+7.5V。因而,横跨像素或CDE(图5A)的电势上升(箭头970)或电压(即VCE-Vpx)是+7.5-(-7.5V)=+15V,这与图8A所示的横跨像素CDE的电势上升(箭头870)或电压(即,0-(-15V)=+15V)相同。
类似地,如图9B所示,当在时段980寻址像素时列电压Vcol 930为+7.5V时,则共同电极电压VCE 947为-7.5V,而不是如图8B中的附图标记820所示的0V。因而,像素CDE上的电势下降(箭头990)或电压(即VCE-Vpx)是-7.5V-(+7.5V)=-15V,这与图8A所示的横跨CDE的电势下降(箭头990)或电压(即,0-(+15V)=-15V)相同。
如上所述,图8A-8B和9A-9B所示的驱动方法在像素CDE上具有相同的(上升或下降)电势15V,但图9A-9B所示的驱动方法中的这个像素CDE上的15V电势差是用减小的绝对电压电平实现的,比如图9B所示的列电压Vcol从+15V减小到+7.5V,以及图9A也示出了列电压Vcol的绝对值从15V减小到7.5V。
因而,与图8A-8B所示的常规驱动方案800、805相比,列电压Vcol930、932也(从图8A-8B中的±15)被减小到+7.5V和-7.5V之间。在图9A-9B所示的颜色顺序有源矩阵驱动方案900、905中还减小了栅极或行电压Vrow或Vgate 910。具体而言,栅极或行电压Vrow被改变为或减小到+17.5V和-17.5V之间而不是图8A-8B所示的常规驱动方案800、805的±25。
如图9A-9B所示,像素电压Vpx在第一帧950前始于0V,而在第二帧960的开始时接近所需的像素电压。当在寻址阶段期间(即当栅极或行电压Vrow为+17.5V时)不切换像素时,列电压Vcol等于共同电极电压VCE(例如,在图9A中等于+7.5V而在图9B中等于-7.5V)。在图8A中,像素被充电到Vpx=-7.5V(例如白色像素),同时共同电极被设定为+7.5V。参考电压(或在时段992、994期间施加到其它像素的列电压Vcol的电平)对于在这个寻址阶段992、994期间(即当栅极或行电压Vrow为+17.5V时)不被切换的其它像素而言为+7.5V。在图8B中,像素被充电到+7.5V(例如黑色像素),同时共同电极被设定为-7.5V。在这个寻址阶段992、994期间不被切换的像素的参考电压为-7.5V。图9A-9B中的曲线是在带有p型TFT的聚合物电子有源矩阵底板中施加的脉冲。对于n型TFT(例如,非晶硅),行脉冲和共同电极电压的极性被反转。
通过为这两个驱动阶段选择不同的共同电极电压VCE,即在图9A所示的‘白色’阶段期间为+7.5V而在图9B所示的‘黑色’阶段期间为-7.5V,用15V(例如在-7.5V和+7.5V之间)的列电压摆动970、990来寻址显示器,该电压摆动低至图8A-8B中箭头770和780的组合所示的常规寻址方案中所用的30V列电压摆动的1/2,其中30V的列电压摆动在±15V之间。
在‘白色’阶段期间(图9A)有效像素电压Vpxeff(其中Vpxeff是图5A的节点P处相对于共同电极电压VCE的像素电压)对于向白色状态切换的像素而言为-15V(即像素用-15V而不是-7.5V的等效或有效电压进行充电),而对于在这个寻址阶段期间不被切换的像素而言为0V。也就是说,(不被切换的)那些像素在节点P处(图5A)被充电到+7.5V,其中+7.5V等于共同电极电压VCE(图9A),因而导致0V的有效像素电压Vpxeff。换言之,像素电容器CDE上的电压电平VEink为0V,原因在于像素电容器CDE上没有电压差(因为+7.5V的相同电压电平被提供给图5A所示的像素电容器CDE的两端)。
在‘黑色’阶段期间(图9B)有效像素电压Vpxeff对于向黑色状态切换的像素而言为+15V(即像素用+15V而不是+7.5V的等效或有效电压进行充电),而对于在这个寻址阶段期间不被切换的像素而言为0V。也就是说,(不被切换的)那些像素在节点P处(图5A)被充电到-7.5V,其中-7.5V等于共同电极电压VCE(图9B),因而导致0V的有效像素电压Vpxeff
例如可以通过改变共同电压VCE以用0V对像素充电(而不是用±7.5V对像素充电),将±15V的像素CDE(图5A)上的电压电平VEink改变为±7.5V。当VCE=0V时,则该像素上的电压电平VEink为±7.5V(而不是±15V),即从-7.5V(‘白色’阶段)到+7.5V(‘黑色’阶段)。提供该像素上的两个不同电压电平VEink(例如±15V和±7.5V)允许用两个不同的速度在黑色和白色之间驱动像素。
应当注意,利用根据各种描述的实施例的驱动方案,像素CDE上的电压VEink(即±15V摆动)等同于常规驱动方案,如从图8A-8B中的箭头870、890以及图9A-9B中的箭头970、990所看到的。然而,所需的列电压Vcol被减小了2倍,从15V(图8A-8B中的附图标记830)减小到7.5V(图8A-8B中的附图标记830)。
对于图9A-9B所示的颜色顺序驱动方案900、905,总图像更新时间会比图8A-8B的常规驱动方案800、805更长,原因在于更低的实际绝对像素为7.5V而不是15V。然而,由于如图2所示的驱动电压和图像更新时间之间的非线性关系,图像更新时间的减小将典型地为在1.1和2之间的倍数,这取决于所选择的更新顺序。当用1/2列电压即7.5V而不是15V来利用常规寻址方案800、805时,图像更新时间增加不止2或3倍;其中对于图9A-9B的颜色顺序驱动方案900、905,倍数在1.1和2之间。也就是说,对于图8A-8B和图9A-9B所示的两种驱动方案列电压电平都减小为±7.5V(而不是图8A-8B的±15V)时,与图8A-8B的常规驱动方案800、805相比,图9A-9B的颜色顺序驱动方案900、905的图像更新时间的增加(或图像更新速度的降低)会更少。
如从图8A-8B和9A-9B所看到的,行或栅极电压Vrow(或Vgate)也可以相应地例如从25V降低到17.5V。在图8A-8B所示的常规驱动方案中,行选择电压为-25V,而行非选择电压为+25V(例如,比±15V的列电压低10V和高10V)。在图9A-9B所示的颜色顺序驱动方案中,行选择和非选择电压分别为-17.5V和+17.5V,同时像素充电属性保持与(图8A-8B的)常规寻址方案等同,因为在常规(图8A-8B)和颜色顺序驱动(图9A-9B)方案中有效像素电压Vpx或摆动相同,即为±15V,如分别从图8A-8B和9A-9B中的箭头870、890和970、990所看到的。
还应当注意,代替具有较大值的共同电极电压VCE比如±7.5V(图9A-9B),在图9A-9B所示的两个(黑色和白色像素)寻址阶段期间共同电极电压VCE的值或电平可以被选择为0V(类似于图8A-8B的VCE电平)或者等于反冲(kickback)的微小正电压。在VCE电平大约为0V的情况下,列电压和行电压则在图9A-9B的两个寻址阶段期间被不同地选择以维持例如像素CDE(图5A)上的大约±15V的相同电压差VEink
反冲指的是以下现象。在TFT的导通状态期间(Vrow=-17.5V),小的栅极-漏极寄生电容器Cgd以及电容器Cst和CDE将被充电(图3和5)。在TFT断开(Vrow将被切换到17.5V)时,电容器Cgd上的电压将增加35V(从-17.5V到17.5V)。电荷将从Cgd移动到Cst和CDE,导致TFT刚断开后Vpx就增加。因为Cgd与其它电容器相比相对较小,所以Vpx的电势增加也很小。
一般而言,在所提及的VCE电压之上(例如在-7.5V、0V、+7.5V之上)要求小的附加ΔVCE。原因在于当行从低电压变到高电压时像素中的寄生电容(例如Cgd)造成小电压跳跃。这一跳跃称为反冲电压VKB并且可以按如下进行计算:ΔVKB=(ΔVrow(Cgd/CTOTAL)。这必须被加到VCE以便得到正确的VEink。因而,应当理解,这个小的附加反冲电压应当被加到所有描述的VCE电压上。
应当进一步注意,(图9A-9B的颜色顺序寻址方案的)功耗(比图8A-8B的常规寻址方案的功耗)更低,因为功耗与诸如列电压、行电压和共同电极电压之类的驱动电压的平方成比例,这些电压一起负责像素CDE的某个电压VEink(其使墨水(ink)切换)。Vrow和Vcol以及VCE的改变按照平方关系对功耗做出贡献。
以下计算对图8A-8B和图9A-9B的常规和颜色顺序寻址驱动方案的功耗进行比较。对于常规和颜色顺序寻址驱动方案,计算聚合物电子QVGA(四分之一视频图形阵列)有源矩阵电子墨水显示器的功耗。这种电子墨水显示器是标准的有源矩阵设计;因此这种设计的以下功耗计算大体代表了有源矩阵显示器。
(图8A-8B的)常规驱动800、805的总功耗为:
PQVGA-conv=Prows+Pcolumns    (1)
这些行的功耗(Prows)可以用以下表达式进行计算:
P rows = N rows C row ( V g off - V g on ) 2 f - - - ( 2 )
对于Nrows=240,Crow=87pF,Vrow off=25V,Vrow on=-25V且f=50Hz,这些行的功耗为2.6mW。
这些列的功耗(Pcolumns)可以用以下表达式进行计算:
P column = 1 2 N cols C column ( V data max - V data min ) 2 fN rows - - - ( 3 )
对于Nrows=240,Ncols=320,Ccolumn=26pF,Vdata min=-15V,Vdata max=15V且f=50Hz,这些列的最大功耗为48mW。这仅在测试板(checkerboard)反转时才达到。
(图8A-8B的)常规驱动800、805的总功耗PQVGA-conv因此至少为3.8mW而至多为51.8mW。
对于(图9A-9B的)颜色顺序寻址驱动方案900、905的总功耗为
PQVGA-prop=Prows+Pcolumns        (4)
对于这一计算,将使用35V的行电压摆动和15V的列电压摆动。这些行的功耗现在将为2.6mW/502×352=1.3mW。这些列的最大功耗将为48mW/302×152=12mW。
(图9A-9B的)颜色顺序寻址驱动900、905的总功耗PQVGA-prop因此为至少1.3mW而至多为13.3mW,这几乎为(图8A-8B的)常规驱动方案800、805的总功耗(至少3.8mW而至多51.8mW)的1/4。图像更新时间至多两倍长,导致每图像更新的能耗低于1/2。
进一步的实施例包括图像更新时间减少的颜色顺序更新,如图10A-10B所示。具体而言,图10A-10B示出了根据本显示器和驱动方案的另一实施例的使用图像更新时间减少的颜色顺序有源矩阵驱动方案(例如,方案1000用于将像素驱动到白色而方案1005用于将像素驱动到黑色)的两个帧1050、1060的信号的电压电平相对时间的关系图。实曲线1010示出了一行上的电压Vrow(或Vgate)。点曲线1030、1032是列上的电压Vcol。虚曲线1040、1042是在节点P处施加到与该行和该列相附接的像素(图5A中的CDE)的像素电压Vpx。图10A中处于15V的实线1045和图10B中处于-15V的实线1047示出了共同电极电压VCE
像素电压Vpx在第一帧1050前始于0V,而在第二帧1060的开始时接近所需的像素电压。在这个实施例中,当不切换像素时,列电压Vcol等于共同电极电压VCE,例如对于图10A所示的白色像素驱动1000而言Vcol=VCE=+15V,而对于形成图10B所示的黑色像素驱动1005而言Vcol=VCE=-15V。因而,有效像素电压Vpxeff或者图5A所示的像素CDE上的像素电压VEink在寻址阶段或时段1052、1062期间为±30V而在像素CDE不被切换的非寻址时段1054、1064期间为0V。然而,当不在相关时段1062(见图10A)-在TFT导通阶段期间时,列电压可以是任何电压,具体而言其它行的列数据可以置于列电极上。
图10A-10B所示的脉冲是在带有p型TFT的聚合物电子有源矩阵底板中施加的脉冲。对于n型TFT(例如,非晶硅),行脉冲和共同电极电压的极性被反转。在图10A中,像素被充电到-15V的像素电压Vpx1040(例如白色像素),同时共同电极电压VCE被设定为+15V。参考电压Vref1035(如关于图7所描述的,例如为Vcol)对于在这个寻址阶段期间不被切换的像素而言为+15V。在图10B中,像素被充电到+15V的像素电压Vpx 1042(例如黑色像素),同时施加到共同电极(图1和3-5所示的170)的电压VCE被设定为-15V。在这个寻址阶段期间不被切换的像素的参考电压Vref 1037为-15V。
当使用图7的寻址方案700时,与(图8A-8B所示的)常规寻址方案800、805相比,有可能通过使用图10A-10B的寻址方案1000、1005来减小总图像更新时间而不用同等增加驱动电压(例如,不用增加Vcol和Vrow),在寻址方案1000、1005中使用与图8A-8B的常规寻址方案800、805相同的Vcol、Vrow和Vpx电压电平,除了共同电极电压VCE从图8A-8B中的0V变化为图10A-10B中的±15V(即,在图10A中VCE=+15V而在图10B中VCE=-15V)。这就导致与图8A-8B中如附图标记870、890所示的±15V相比,图10A-10B中如附图标记1070、1090所示的像素CDE上的像素电压VEink加倍为±30V。图10A-10B中增加的VEink提高了图像更新速度(即,降低图像更新时间)而与(图8A-8B的)常规寻址方案800、805相比不会同等增加功耗,因为Vcol、Vrow和Vpx的电压电平在图10A-10B和图8A-8B中是相同的。
例如对于柔性的聚合物电子显示器,这种颜色顺序更新(图10A-10B)还提高了集成行驱动器的寿命,原因在于减小了占空比(dutycycle),例如TFT的寻址或接通时间1090(即驱动器工作的时间分数(fraction of time))。减小的占空比是可能的,而没有由于较快图像更新(或减小的图像更新时间)所致的不利影响。由于减小的电压摆动,对于图9A-9C所示的驱动方案也是这种情况。
通过与其中使用VCE的单个(例如零)电平的图8A-8B所示的常规寻址方案800、805进行比较,图10A-10B所示的图像更新时间减小的颜色顺序更新方案1000、1005包括诸如在正值和负值(比如±15V)之间改变或更改共同电压VCE。这将像素CDE上的电压摆动或VEink从±15V提高到±30V。因而,通过为这两个驱动阶段1000、1005选择共同电极电压VCE的不同电平,例如在‘白色’阶段期间+15V而在‘黑色’阶段期间-15V,有可能用VEink=±30V的像素电压来寻址显示器,该像素电压是图8A-8B所示的常规寻址方案800、805中所用的像素电压±15V的2倍。
还应当注意,在图10A-10B所示的图像更新时间减小的颜色顺序更新方案的情况下,其中VEink=±30V(如从附图标记1070、1090所看到的)是图8A-8B的常规驱动方案800、805中所用的±15V电平(图8A-8B中的870、890)的2倍,所需的列电压相同,例如在图8A-8B和图10A-10B中所示的两种方案中都是Vcol=±25V。
由于VEink从±15V(图8A-8B中的870、890)增加到±30V(图10A-10B中的1070、1090),总图像更新时间将更短,如图2可以看出的。例如,如图2所示,切换时间在20V时大约为230ms;而切换时间在10V时大约为600ms。这导致与利用图8A-8B所示的常规驱动方案的600ms相比,利用图10A-10B所示的颜色顺序更新驱动方案1000、1005的总图像更新大约为460ms(例如2×230ms)。每图像更新的能耗将更低,因为图像更新时间大约小了25%(即从600ms到460ms减小了140ms(140/600=23.33%))。
进一步的实施例包括图像均匀性提高的颜色顺序更新的驱动方案,其中与图9A-9B和图10A-10B相关联的实施例被组合以便提高图像均匀性。对于柔性的聚合物电子有源矩阵电子墨水显示器而言,图像非均匀性尤其是个问题,在所述电子墨水显示器中对像素朝负电压(即白色)充电往往是不完整的。由于像素TFT的非均匀性,不完整的负像素充电导致非均匀图像。可以通过用较大的负行(或栅极)电压Vrow对像素充电来提高图像的均匀性,因为流过TFT的电流与行电压和列(或源极)电压及像素(或漏极)电压的最小值之间的电压差相关。为了进一步使图像均匀,还可以提高非选择行电压和最高像素电压之间的电压差,尤其在通过TFT的泄露是图像非均匀性的主要因素的情况下更可如此。
当使用图9A-9B所示的寻址方案时,行或TFT栅极上的Vrow的电压摆动被减小了15V。也就是说,图8A-8B的Vgate(或Vrow)的50V(或±25V)摆动被减小了15V至35V(或±17.5V,图9A-9B)。不是如图9A-9B所示的施加±17.5V的Vgate,行电压或栅极电压Vgate Vrow 1105的负电平可以进一步从-17.5V减小到-32.5V,如图11所示,因而导致从+17.5V到-32.5V的50V的电压摆动,如图11中的箭头1110所示。也就是说,该行上的50V电压摆动1110(在+17.5V和-32.5V之间)等同于如图8A-8B中附图标记895所示的常规驱动方案的电压摆动。然而,图11中-32.5V的行选择电压比-7.5V的列电压Vcol 1130和像素电压低25V(图11中的附图标记1120),而图8A中-25的行选择电压比图8A中附图标记897所示的常规驱动方案中的-15V的列电压和像素电压仅低10V(即,-15-(-25))。一方面的行选择电压和另一方面的列电压和像素电压之间的更大差别(即,如图11的附图标记1120所示的25V相对图8A的附图标记897所示的10V)增大了TFT电流,因而增大了像素的充电率,结果因此将提高均匀性。
进一步的驱动方案实施例涉及切换共同电极上的电压的定时,即切换或改变VCE的定时。为了避免图像伪影,当所有行都未被选择时切换共同电极。可选地,(1)当没有行被选择时;或者(2)在任何行选择时间的开始时;或者(3)在行选择时间期间,Vce和Vst被基本同时地切换,其中在该行选择时间之后选定行得到至少全行选择时段以将像素充电到列电压电平。具体而言,优选地Vce和Vst的切换不会导致一个或多个像素被充电到不恰当的电压(即除列电压之外的另一电压)。如果选择一行,则该行将具有与所有其它非选定行相比不同的行为。在切换或改变共同电极后,像素上的电压会变化。这还将导致图像伪影。为了避免这种图像伪影,当所有行都未被选择时,改变共同电极电压VCE。换言之,当改变共同电极电压时,所有行的栅极电压(Vgate或Vrow)应当保持为高(即非选定TFT非导通)。此刻列电压Vcol是无关的,因为所有TFT都断开(即,非导通)。
在带有单独的存储电容器线340(图3和5所示)的配置中,通过用与共同电极170的电压对应的电压摆动且基本同时地改变存储电容器电压(如图5B中切换时段594期间所示),可以实现电压变化的恰当定时。由于存储电容器Cst大约为像素中所有其它电容器的至少20倍大,所以当基本同时切换存储电容器线340和共同电极170时,像素CDE上的电压VEink将保持基本相同的值。
各个实施例提供了某些优点,比如在双稳态(例如电泳)显示器的寻址期间把列-数据-漏极电压降低了2倍(例如从15V到7.5V)和/或相应地降低行电压或栅极电压而不会丧失生成灰度级的能力。这使得可以使用更大范围的商用驱动器。进一步的优点包括降低显示器的图像更新时间。另外,可以提高柔性、聚合物电子电子墨水显示器的均匀性,因为当减小列电压时增加了行和列之间的电压差。
当然,要明白,上面实施例或过程中的任一个可以与一个或与一个或多个其他实施例或过程进行组合以在找到和匹配具有特定个性的用户并且提供相关可取之处方面提供更进一步的改进。
最后,上面讨论仅打算说明本系统而不应当解释成将所附权利要求书限制为任一特定实施例或实施例组。因而,虽然本系统参照其特定示例性实施例进行了特别详细的描述,但是还应当明白本领域技术人员可以设想众多修改和可选实施例而不偏离如所附权利要求书所阐述的本系统的较宽的预期的精神和范围。因而,说明书和附图应当以示例性方式来看待而且不打算限制所附权利要求书的范围。
在解释所附权利要求书时,应当理解:
a)词“包括”不排除存在除了给定权利要求所列举的那些之外的其它元件或动作;
b)在元件之前的词“一”或“一个”不排出存在多个这种元件;
c)权利要求中的任何附图标记不限制其范围;
d)若干“装置”可以由一个(或多个)相同或不同零件或者硬件或软件实施的结构或功能来表示;
e)任一所公开的元件可以由硬件部分(例如,包括分立和集成电子电路)、软件部分(例如,计算机程序)以及其任意组合组成;
f)硬件部分可以由模拟和数字部分中的一个或两者组成;
g)任一所公开的装置或其部分可以被组合在一起或分成更多的部分,除非另作具体说明;以及
h)动作或步骤的特定顺序不是必需的,除非具体指出。

Claims (24)

1.一种显示装置(500),包括:
行驱动器(520),其被配置成提供行电压;
行电极(320),其连接到所述行驱动器(520);
列驱动器(530),其被配置成将列电压提供给像素的第一端;
列电极(330),其被连接到所述列驱动器(530);
共同驱动器(570),其被配置成对于所述像素的第一状态将正共同电压电平提供给所述像素的第二端以及对于所述像素的第二状态将负共同电压电平提供给所述像素的第二端;以及
共同电极(170),其被连接到所述共同驱动器(570)。
2.根据权利要求1所述的显示器(500),其中所述第一状态包括所述像素的白色状态和黑色状态中的一个,而所述第二状态包括所述像素的所述白色状态和所述黑色状态中的另一个。
3.根据权利要求1所述的显示器(500),其中所述列电压具有正值和负值。
4.根据权利要求1所述的显示器(500),其中列驱动器(530)和共同驱动器(570)中的至少一个被配置成通过提高所述像素上的电压来降低图像更新时间。
5.根据权利要求1所述的显示器(500),其中行驱动器(530)被配置成通过减小行电压的负电平来补偿像素的不完全充电。
6.根据权利要求1所述的显示器(500),还包括控制器(515),所述控制器(515)被配置成当所有行具有行电压的非选定电平时、或者(2)在行选择时段的开始时或者(3)在行选择时段期间切换共同电极(170)。
7.根据权利要求1所述的显示器(500),还包括:
存储电容器,其被连接在电容器线和所述像素的第一端之间;以及
控制器(515),其被配置成用与所述存储电容器的存储电压的电压对应的电压摆动且基本同时地切换共同电极(170)。
8.根据权利要求7所述的显示器(500),其中所述电容器线被连接到存储驱动器(580)以向存储电容器提供存储电压;所述存储驱动器(580)被连接到共同驱动器(570)以将与共同电压电平成比例的电压提供为存储电压。
9.根据权利要求7所述的显示器(500),其中所述电容器线被连接到存储驱动器(580)以向存储电容器提供存储电压,所述存储驱动器(580)与共同驱动器(570)独立操作且由控制器(515)控制。
10.根据权利要求7所述的显示器(500),其中所述存储电压通过所述存储电容器的存储电容值和所述像素的总电容之比与共同电压有关。
11.一种显示装置(500),包括:
行驱动器(520),其被配置成提供行电压;
行电极(320),其被连接到所述行驱动器(520);
列驱动器(530),其被配置成将列电压提供给像素的第一端;
列电极(330),其被连接到所述列驱动器(530);
共同驱动器(570),其被配置成将共同电压提供给所述像素的第二端;
共同电极(170),其被连接到所述共同驱动器(570);以及
控制器(515),其被配置成当所有行具有所述行电压的非选定电平时在至少两个电平之间切换所述共同电极(170)。
12.根据权利要求11所述的显示器(500),其中共同电压的所述至少两个电平中的一个包括负电平。
13.根据权利要求11所述的显示器(500),其中列驱动器(530)和共同驱动器(570)中的至少一个被配置成通过提高所述像素上的电压来降低图像更新时间。
14.根据权利要求11所述的显示器(500),其中行驱动器(530)被配置成通过减小所述行电压的负电平来补偿像素的不完全充电。
15.根据权利要求11所述的显示器(500),还包括连接在电容器线和所述像素的第一端之间的存储电容器;其中控制器(515)被配置成用与存储电容器的存储电压的电压对应的电压摆动且基本同时地切换共同电极(170)。
16.根据权利要求15所述的显示器(500),其中所述电容器线被连接到存储驱动器(580)以向存储电容器提供存储电压;所述存储驱动器(580)被连接到共同驱动器(570)以将与共同电压电平成比例的电压提供为存储电压。
17.根据权利要求15所述的显示器(500),其中所述电容器线被连接到存储驱动器(580)以向存储电容器提供存储电压,所述存储驱动器(580)与共同驱动器(570)独立操作且由控制器(515)控制。
18.一种驱动显示装置的方法,所述显示装置具有行电极、列电极以及共同电极,所述方法包括以下动作:
向所述行电极(520)施加行电压;
向所述列电极(530)施加列电压;
向所述共同电极(170)施加共同电压;以及
当所有行具有所述行电压的非选定电平时在至少两个电平之间切换所述共同电极(170)。
19.根据权利要求18所述的方法,其中共同电压的所述至少两个电平中的一个包括负电平。
20.根据权利要求18所述的方法,还包括通过提高像素上的电压来降低图像更新时间的动作。
21.根据权利要求18所述的方法,还包括通过减小行电压的负电平来补偿像素的不完全充电。
22.根据权利要求18所述的方法,其中切换动作包括用与存储电容器的存储电压的电压对应的电压摆动且基本同时地切换共同电极(170)。
23.根据权利要求22所述的方法,其中与共同电压电平成比例的电压被提供为存储电压。
24.根据权利要求22所述的方法,其中存储电压和共同电压由受共同控制的互相独立的驱动器来提供。
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