CN101950536A - 用于驱动电子纸的驱动电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于驱动电子纸的驱动电路，其设有多个驱动单元，每一驱动单元于一资料端耦接电子纸上的同一行显示单元，用以在一驱动期间中将一显示单元由一先前灰阶驱动至一目标灰阶；每一驱动单元包括一资料驱动器、一选择开关和一开关控制器；资料驱动器于驱动期间内的一程划时段中向资料端提供一第一脉冲与一第二脉冲，选择开关在开关控制器的控制下在第一脉冲与第二脉冲间的时隙将资料端导通至一中间电压，以使显示单元的资料节点在第一脉冲和第二脉冲间的时隙于一中间电压连接。采用本发明的驱动电路，降低了驱动电路在第一脉冲和第二脉冲间切换时为了建立第一脉冲和第二脉冲间的峰值电压差值而产生的暂态电流，提高了电子纸良率。

Description

用于驱动电子纸的驱动电路

技术领域

本发明涉及电子技术，特别涉及一种用于驱动电子纸的驱动电路。

背景技术

电子纸(Electronic Paper)具有耗能低、重量轻与厚度轻薄等特性，已成为现代电子显示器的发展重点。电子纸具有多个排列为矩阵的显示单元，显示单元中填充了许多具有电极性的有色微粒，其利用驱动电路为显示单元提供电压，就能在各显示单元中以跨电压建立电场，藉此控制微粒在显示单元中的位置，进而使各显示单元呈现出各种灰阶。一旦在显示单元建立灰阶之后，即使不再对显示单元提供电压或电源，显示单元的灰阶也能维持相当久的时间，譬如数小时，而不会衰退，降低了电子纸的平均功耗。

然而，在显示单元中以跨电压驱动灰阶时，驱动电路需以正负两种电压源分别交错提供两种正负极性相异的正脉冲与负脉冲，且正脉冲与负脉冲的峰值电压差值甚大，比如说可达数十伏特。若要由正脉冲直接切换至负脉冲，负电压源需汲取大量的暂态电流以建立正负脉冲间的峰值电压差值。同理，若由负脉冲直接切换至正脉冲，则正电压源需汲取大量的暂态电流以建立正负脉冲间的峰值电压差值。由于大量的暂态电流会损毁电子纸上的电极，将降低电子纸良率，以及使驱动电路的工作电压不稳定，并伤害驱动电路。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种用于驱动电子纸的驱动电路，能够降低暂态电流，提高电子纸良率。

一种用于驱动电子纸的驱动电路，所述电子纸包含有排列成矩阵的多个显示单元，每一显示单元在一驱动期间的程划时段中根据一第一脉冲与一第二脉冲由一先前灰阶驱动至一目标灰阶；所述每一显示单元包含一资料节点与一共压节点，

所述驱动电路包含：

一共压端，耦接于所述多个显示单元的所述共压节点；

一共压驱动器，耦接于所述共压端，在所述程划时段中向所述共压端提供一预设直流电压；以及

多个驱动单元，每一驱动单元耦接于所述耦接于同一资料线的对应显示单元的资料节点，每一驱动单元耦接于一中间电压，每一驱动单元包括：

一资料端，耦接于对应显示单元的所述资料节点；

一资料驱动器，耦接于所述资料端，在所述程划时段中向所述资料端提供一第一脉冲和一第二脉冲；

一选择开关，耦接于所述资料端和一中间电压，在一开关控制器的控制下导通至中间电压或不导通；

一开关控制器，耦接于所述选择开关，依据一共压选择信号，控制所述选择开关在所述资料驱动器提供所述第一脉冲和所述第二脉冲时不导通，控制所述选择开关在所述资料驱动器提供所述第一脉冲和所述第二脉冲间的时隙导通至所述中间电压；

所述第一脉冲的峰值电压与所述第二脉冲的峰值电压反相；所述中间电压介于所述第一脉冲的峰值电压与所述第二脉冲的峰值电压之间。

上述驱动电路中，所述程划时段包含至少一个第一时段与至少一个第二时段；

所述第一时段与所述第二时段交替排列，且所述第一时段与所述第二时段之间间隔一时隙；

所述资料驱动器在所述第一时段提供所述第一脉冲，在所述第二时段提供所述第二脉冲，在所述第一时段与所述第二时段之间间隔的时隙不提供所述第一脉冲和所述第二脉冲。

上述驱动电路中，所述资料驱动器包含：

一第一开关，耦接于所述资料端和一用以提供所述第一脉冲的第一电压源之间；在所述第一时段将所述资料端导通至所述第一电压源，在所述第二时段与所述时隙将所述资料端与所述第一电压源断开；

一第二开关，耦接于所述资料端和一用以提供所述第二脉冲的第二电压源之间；在所述第二时段将所述资料端导通至所述第二电压源，在所述第一时段与所述时隙将所述资料端与所述第二电压源断开。

上述驱动电路中，所述共压选择信号为一二进制的数字信号。

上述驱动电路中，所述每一显示单元为一微粒显示单元。

一种用于驱动电子纸的驱动电路，所述电子纸包含有排列成矩阵的多个显示单元，每一显示单元在一驱动期间的程划时段中根据一第一脉冲与一第二脉冲由一先前灰阶驱动至一目标灰阶；所述每一显示单元包含一资料节点与一共压节点，

所述驱动电路包含：

一共压端，耦接于所述多个显示单元的所述共压节点；

一共压驱动器，耦接于所述共压端，在所述程划时段中向所述共压端提供一预设直流电压；以及

多个驱动单元，每一驱动单元耦接于所述耦接于同一资料线的对应显示单元的资料节点，每一驱动单元耦接于一中间电压，每一驱动单元包括：

一资料端，耦接于对应显示单元的所述资料节点；

一资料驱动器，耦接于所述资料端，在所述程划时段中向所述资料端提供一第一脉冲和一第二脉冲；

一选择开关，耦接于所述资料端和一中间电压，在一开关控制器的控制下导通至中间电压或不导通；

一缓冲器，耦接于所述资料驱动器与所述开关控制器，用于存储第一脉冲的峰值电压和所述第二脉冲的峰值电压；

一开关控制器，耦接于所述缓冲器和所述选择开关之间，依据一共压选择信号控制所述选择开关在所述资料驱动器提供所述第一脉冲和所述第二脉冲时不导通，依据缓冲器存储的所述第一脉冲的峰值电压和所述第二脉冲的峰值电压间，在所述资料驱动器提供所述第一脉冲和所述第二脉冲间的时隙判定所述第一脉冲的峰值电压和所述第二脉冲的峰值电压的差值大于等于一临界电压，控制所述选择开关导通至所述中间电压，在所述资料驱动器提供所述第一脉冲和所述第二脉冲间的时隙判定所述第一脉冲的峰值电压和所述第二脉冲的峰值电压的差值小于所述临界电压，控制所述选择开关不导通至所述中间电压；

所述第一脉冲的峰值电压与所述第二脉冲的峰值电压反相；所述中间电压介于所述第一脉冲的峰值电压与所述第二脉冲的峰值电压之间。

上述驱动电路中，所述程划时段包含至少一个第一时段与至少一个第二时段；

所述第一时段与所述第二时段交替排列，且所述第一时段与所述第二时段之间间隔一时隙；

所述资料驱动器在所述第一时段提供所述第一脉冲，在所述第二时段提供所述第二脉冲，在所述第一时段与所述第二时段之间间隔的时隙不提供所述第一脉冲和所述第二脉冲。

上述驱动电路中，所述资料驱动器包含：

一第一开关，耦接于所述资料端和一用以提供所述第一脉冲的第一电压源之间；在所述第一时段将所述资料端导通至所述第一电压源，在所述第二时段与所述时隙将所述资料端与所述第一电压源断开；

一第二开关，耦接于所述资料端和一用以提供所述第二脉冲的第二电压源之间；在所述第二时段将所述资料端导通至所述第二电压源，在所述第一时段与所述时隙将所述资料端与所述第二电压源断开。

上述驱动电路中，所述共压选择信号为一二进制的数字信号。

上述驱动电路中，所述每一显示单元为一微粒显示单元。

由上述的技术方案可见，本发明提供了一种用于驱动电子纸的驱动电路，该驱动电路的每一驱动单元的资料驱动器用以为显示单元的资料节点提供第一脉冲和第二脉冲，每一驱动单元的选择开关在开关控制器的控制下在第一脉冲和第二脉冲间的时隙导通，以将显示单元的资料节点连接于一中间电压，降低了驱动电路在第一脉冲和第二脉冲切换时为了建立第一脉冲和第二脉冲峰值电压间的差值而产生的暂态电流，提高了电子纸良率。

附图说明

图1为装设了本发明驱动电路第一实施例的显示器的结构示意图。

图2为本发明驱动电路第一实施例的波形时序示意图。

图3为装设了本发明驱动电路第二实施例的显示器的结构示意图。

图4为本发明驱动电路第二实施例的波形时序示意图。

图5为本发明驱动电路第一实施例和第二实施例中开关的结构示意图。

【主要元件符号说明】

10、310  显示器

12  电子纸

14  门极驱动电路

16  共压驱动器

18、318  开关控制器

20、320  驱动电路

22  资料驱动器

24  缓冲器

V1、V2  电压源

N(m)-N(m+1)、Nv、Na  节点

V0  中间电压

VCOM  共同电压

D(m，n-1)-D(m+1，n+1)  显示单元

MG、Mp1-Mp4、Mn1-Mn4  晶体管

C  电容

SW1-SW3  第一开关-第三开关；

S    选择开关

U(m)-U(m+1)、Ub(m)-Ub(m+1)  驱动单元

DL(m)-DL(m+1)  资料线

GL(n-1)-GL(n+1)  选择线

VCOMSEL、DRVen1-DRVen2、CS_EN、CS_ENB  信号

vr、vf、i_r、i_f  波形

TD  驱动期间

Tbk、Twr、Tdr、T1(i)-T1(i+1)、T2(i-1)-T2(i+1)、Ta(i)-Ta(i+1)、Tb(i-1)-Tb(i+1)  时段

Vdata  电压

VCOMP、VCOMN、DATAP、DATAN 直流电压

I1、I2  电流

P1(i)-P1(i+1)、P2(i-1)-P2(i+1)  脉冲

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。

本发明提供了一种用于驱动电子纸的驱动电路，该驱动电路的驱动单元在第一脉冲和第二脉冲间的时隙将显示单元的资料节点连接于一中间电压，降低了驱动电路在第一脉冲和第二脉冲间切换时为了建立第一脉冲和第二脉冲间的峰值电压差值而产生的暂态电流。

图1为装设了本发明驱动电路第一实施例的显示器的结构示意图。现结合图1，对本发明驱动电路第一实施例的结构进行说明，具体如下：

图1中的显示器10可为一电子书，设有一电子纸12、一门极驱动电路14与驱动电路20。电子纸12设有排列成a×b矩阵的多个显示单元，其中，a表示显示单元排列成的矩阵的行数，b表示显示单元排列成的矩阵的列数，a、b为大于等于1的整数；电子书12包含的显示单元可为微粒显示单元；图1中仅以显示单元D(m，n-1)至显示单元D(m+1，n+1)作为代表，m为大于等于1且小于等于a的整数，n为大于等于2且小于等于b的整数。其中，显示单元D(m，n-1)、显示单元D(m，n)与显示单元D(m，n+1)排列于a×b矩阵的第m行，显示单元D(m+1，n-1)、显示单元D(m+1，n)与显示单元D(m+1，n+1)则排列于a×b矩阵的第(m+1)行；显示单元D(m，n-1)与显示单元D(m+1，n-1)均排列于a×b矩阵的第(n-1)列，显示单元D(m，n)与显示单元D(m+1，n)排列于第n列，以此类推。各显示单元的构造相同，以显示单元D(m，n)为例，其设有一晶体管MG以及一等效的电容C，显示单元中的微粒则可等效地视为被填充于所述等效的电容C中。晶体管MG可为一薄膜晶体管；在第m行的各显示单元D(m，n-1)至D(m，n+1)中，晶体管MG的源极，即显示单元的资料节点，耦接于一与显示单元所在的行数对应的资料线DL(m)，晶体管GM的漏极耦接于电容C的一极，电容C的另一极，即显示单元的共压节点则，耦接于一共同电压VCOM。在第n列的各显示单元D(m，n)与显示单元D(m+1，n)中，晶体管MG的门极则耦接于一与显示单元所在的列数对应的选择线GL(n)。

对应各行显示单元，驱动电路20中设有多个驱动单元，图1中以驱动单元U(m)与驱动单元U(m+1)作为代表，分别对应于第m行显示单元与第(m+1)行显示单元。各驱动单元的电路结构相同，仅以驱动单元U(m)为例进行说明，其包含一资料驱动器22、一第三开关SW3、一选择开关S以及一开关控制器18，节点N(m)则可视为该驱动单元U(m)的资料端，以经由连接该节点N(m)对应的资料线DL(m)耦接于第m行的各显示单元D(m，n-1)至D(m，n+1)。开关控制器18控制选择开关S，以将节点N(m)导通于一直流的中间电压V0，如图1所示的第一实施例中，开关控制器18依据一信号VCOMSEL来控制选择开关S，信号VCOMSEL可称为一共压选择信号。第三开关SW3耦接于节点Na与节点N(m)之间，资料驱动器22中则可设有第一开关SW1与第二开关SW2；当第三开关SW3将节点Na导通至节点N(m)时，第一开关SW1与第二开关SW2可控制节点N(m)经由节点Na而分别导通至电压源V1与电压源V2。其中，中间电压V0可以是一接地电压，譬如说是整个显示器10的系统接地电压，电压源V1可以是一正电压源，提供大于中间电压V0的电压，以及电压源V2则可以是一负电压源，提供低于中间电压V0的电压。此外，驱动电路20中还设有一共压驱动器16，节点Nv可视为一共压端，并经由电子纸10中的共同电极(未绘出)耦接于各显示单元，比如显示单元D(m，n-1)至显示单元D(m+1，n+1)，也就是耦接于各显示单元的电容C连接共同电压VCOM的一端，为各显示单元提供共同电压VCOM。

门极驱动电路14经由各选择线GL(n-1)至GL(n+1)分别控制第(n-1)列至第(n+1)列的显示单元是否能导通至对应的资料线。举例来说，门极驱动电路14经由选择线GL(n)使显示单元D(m，n)与显示单元D(m+1，n)包含的晶体管MG导通，并经由选择线GL(n-1)与选择线GL(n+1)分别使显示单元D(m，n-1)与显示单元D(m+1，n-1)、显示单元D(m，n+1)与显示单元D(m+1，n+1)包含的晶体管MG不导通；如此，在第m行中就只有显示单元D(m，n)的电容C能导通至资料线DL(m)，而驱动电路20中与第m行显示单元连接的驱动单元U(m)就能经由节点N(m)而将显示单元D(m，n)由一先前灰阶(a previous graylevel)驱动为一目标灰阶(a target gray level)。同理，与第m+1行显示单元连接的驱动单元U(m+1)则能经由节点N(m+1)而将显示单元D(m+1，n)的电容C与资料线DL(m+1)连接，以驱动显示单元D(m+1，n)改变灰阶(gray level)。

图2为本发明驱动电路第一实施例的波形时序示意图。图2所示为本发明驱动电路20中的驱动单元U(m)经由节点N(m)将显示单元D(m，n)由一先前灰阶驱动为一目标灰阶的波形时序示意图，其中，电压Vdata即为节点N(m)的电压，电压VCOMP为共压端的电压。驱动电路20根据信号VCOMSEL控制驱动单元U(m)的运行时序，其中，信号VCOMSEL可以是二进制的数字信号，如图2所示，当信号VCOMSEL为二进制码‘11’时，电压Vdata与共同电压VCOM可以是浮接(floating)的，譬如说，驱动单元U(m)中的第三开关SW3与选择开关S都不导通，使节点N(m)浮接，也就是节点N(m)不与其它外部电压源连接；此时，显示单元D(m，n)还会维持于先前灰阶。

当信号VCOMSEL由二进制码‘11’转变为二进制码‘00’时，驱动单元U(m)就启动一驱动期间TD，以在此驱动期间TD中将显示单元D(m，n)由先前灰阶驱动至目标灰阶。当信号VCOMSEL还是二进制码‘00’时，电压Vdata与共同电压VCOM仍继续维持浮接状态，此时显示单元D(m，n)仍会维持于先前灰阶。

当信号VCOMSEL由二进制码‘00’转变为二进制码‘10’时，驱动单元U(m)与共压驱动器16就可进入一黑阶时段，也就是图2中的时段Tbk。在此黑阶时段Tbk中，显示单元D(m，n)会由先前灰阶被驱动至一黑阶。在显示单元D(m，n)所能呈现的各种灰阶值(或色阶值)中，会存在有一极大值与一极小值这两个极值，若黑阶为两极值的其中之一，则另一个极值可相对称为白阶。为在黑阶时段Tbk中将显示单元D(m，n)驱动至黑阶，共压驱动器16提供一直流电压VCOMN(即一黑阶共同直流电压)作为共同电压VCOM，驱动单元U(m)则提供一直流电压DATAP作为电压Vdata。直流电压VCOMN即黑阶共同直流电压；直流电压DATAP为黑阶资料直流电压。

当信号VCOMSEL由二进制码‘10’转变为二进制码‘01’时，驱动单元U(m)与共压驱动器16由黑阶时段进入至一白阶时段，也就是时段Twt，用以将显示单元D(m，n)由先前的黑阶再驱动至白阶。为此，共压驱动器16提供一直流电压VCOMP作为共同电压VCOM，驱动单元U(m)的开关控制器18根据信号VCOMSEL提供一直流电压DATAN作为节点N(m)的电压Vdata。在黑阶时段Tbk与白阶时段Twt，直流电压DATAP与DATAN的电平反相，直流电压VCOMN与VCOMP的电平反相；互为电平反相的两个电压中的一个为高电平，则另一个为低电平。直流电压VCOMP为白阶共同直流电压，直流电压DATAN即白阶资料直流电压。

通过黑阶时段Tbk与白阶时段Twt，将显示单元D(m，n)由先前灰阶驱动为黑阶，再驱动为白阶；之后，当信号VCOMSEL由二进制码‘01’转变为二进制码‘10’时，驱动电路20进入一程划时段，所述程划时段是指用以将显示单元D(m，n)由白阶驱动至目标灰阶的时段，其中，程划时段可由图2中的时段Tdr来代表。在此程划时段Tdr中，共压驱动器16将共同电压VCOM维持于直流电压VCOMN。驱动单元U(m)则会交替以电压源V1与电压源V2来向节点N(m)提供不同的脉冲。

本发明驱动单元U(m)在此程划时段Tdr中的运行可由图2下半部的波形时序来说明。在程划时段Tdr中，驱动单元U(m)中的第三开关SW3维持导通，由资料驱动器22包含的第一开关SW1与第二开关SW2来控制节点N(m)的电压Vdata。当驱动单元U(m)运行时，程划时段Tdr可再划分为至少一个第一时段和至少一个第二时段，第一时段以时段T1(i)与T1(i+1)为代表，第二时段以时段T2(i)及T2(i+1)为代表；其中，第一时段与第二时段互相交替，两相邻第一时段T1(i)与第一时段T1(i+1)之间有一第二时段T2(i)，同理，两相邻第二时段T2(i)与第二时段T2(i+1)之间有一第一时段T1(i+1)。此外，相邻第一时段与第二时段间相隔有一时隙，譬如说，相邻第一时段T1(i)与第二时段T2(i)间的时段Ta(i)即为一时隙，相邻第二时段T2(i)与第一时段T1(i+1)间的时段Tb(i)即为一时隙，类似地，相邻第一时段T1(i+1)与第二时段T2(i+1)间隔的时段Ta(i+1)为一时隙，第二时段T2(i+1)之后则接续时段Tb(i+1)作为时隙。

在本发明的上述时序安排下，驱动单元U(m)中的第一开关SW1会在各第一时段时导通，比如第一开关SW1在第一时段T1(i)、第一时段T1(i+1)导通，亦即图2中标示为on的时段，第一开关SW1导通用以将电压源V1导通至节点N(m)，使电压源V1可在节点N(m)的电压Vdata中建立一个高于中间电压V0的第一脉冲，如图2中的脉冲P1(i)与脉冲P1(i+1)。在各第一时段T1(i)/T1(i+1)之外的其余时间，第一开关SW1会维持关闭不导通，亦即图2中标示为off的时段。相对地，第二开关SW2则只在各第二时段导通，比如第二开关SW2在第二时段T2(i)、第二时段T2(i+1)导通，其余时间则不导通；当第二开关SW2导通时，电压源V2就可向节点N(m)提供低于中间电压V0的电压，以形成电压Vdata中的第二脉冲，如图2中的脉冲P2(i)与脉冲P2(i+1)。由于第一脉冲大于中间电压V0，可视为正脉冲，相对地，小于中间电压V0的第二脉冲就是负脉冲。

电子纸12的各显示单元必须以交错的第一脉冲与第二脉冲才能被驱动至目标灰阶，这是电子纸显示单元的物理特性。然而，如前面讨论过的，若在第一脉冲与第二脉冲间直接切换，电压源V1与电压源V2必然产生较大的暂态电流以支持第一脉冲与第二脉冲间的峰值电压差值，而过大的暂态电流会带来许多负面的影响。对此，本发明驱动单元U(m)会在第一时段与第二时段间的时隙中通过开关控制器18控制选择开关S将节点N(m)导通至中间电压V0，用以在第一脉冲与第二脉冲相互切换时，减少电压源V1与电压源V2产生的较大的暂态电流。

为实现本发明，驱动单元U(m)中的选择开关S在开关控制器18的控制下在各时隙导通，其余时间不导通。譬如说，如图2的实线波形所示，当电压Vdata要由第一时段T1(i)的第一脉冲P1(i)交替至第二时段T2(i)的第二脉冲P2(i)时，选择开关S在开关控制器18的控制下在作为时隙的时段Ta(i)中将节点N(m)导通至中间电压V0，使电压Vdata先由第一脉冲P1(i)的峰值电压放电至中间电压V0。作为时隙的时段Ta(i)结束后，选择开关S在开关控制器18的控制下断开与中间电压的连接，第二开关SW2导通，由电压源V2进一步将电压Vdata拉低至第二脉冲P2(i)的峰值电压。也就是说，在作为时隙的时段Ta(i)中，由中间电压V0汲取电流以驱动电压Vdata由第一脉冲P1(i)的峰值电压下降至中间电压V0，而中间电压V0是整个显示器10的系统接地电压，由显示器10的整个系统维持其电压电平，故接地电压汲取的电流不会造成驱动电路20的负担。而电压源V2会在第二时段T2(i)开始后才会被导通至节点N(m)，只需负责将电压Vdata由中间电压V0转变至第二脉冲P2(i)的峰值电压。图2中的电流I2的实线波形即代表电压源V2所需导通的电流，通过电流I2的绝对值来代表电压源V2所需导通的电流。

对比于本发明，若选择开关S不在第一时段T1(i)与第二时段T2(i)间将节点N(m)导通至中间电压V0，也就是说用作时隙的时段Ta(i)等于0，第一脉冲P1(i)会在第二开关SW2导通后沿虚线波形v_f直接切换至第二脉冲P2(i)，第一脉冲P1(i)与第二脉冲P2(i)间的峰值电压差值将完全由电压源V2驱动，而电压源V2导通的电流I2则如虚线波形i_f所示。比较电流I2的实线波形与虚线波形可知，在应用本发明后，电压源V2所需导通的暂态电流更小，暂态持续的时间也更短，故可有效避免过大暂态电流的各种负面影响。关于暂态电流的影响可用暂态电流大小对时间的积分来代表，相较于未采用本发明时的暂态电流时间积分，若采用本发明，暂态电流的时间积分将会降低一半，亦即代表本发明的确能有效降低过大暂态电流的负面影响。

依据相同的原理，当电压Vdata要由第二时段T2(i)的第二脉冲P2(i)切换至第一时段T1(i+1)的第一脉冲P1(i+1)时，选择开关S会先在用作时隙的时段Tb(i)中导通，由中间电压V0提供电流，亦即先将节点N(m)充电至中间电压V0；到了第一时段T1(i+1)后，就会改由电压源V1导通至节点N(m)，由电压源V1提供电流，进一步将电压Vdata拉升至第一脉冲P1(i+1)的峰值电压。也就是说，在将第二脉冲P2(i)转变为第一脉冲P1(i+1)过程中，电压源V1不需要全程驱动第二脉冲P2(i)与第一脉冲P1(i+1)的峰值电压差值，只需要将电压Vdata由中间电压V0驱动至第一脉冲P1(i+1)的峰值。图2中以电流I1的实线波形代表本发明电压源V1所需导通的暂态电流，以电流I1的绝对值表示电压源V1所需导通的暂态电流。

相较之下，若不采用本发明，电压Vdata会在第一开关SW1导通后沿虚线波形v_r直接由第二脉冲P2(i)的峰值电压切换至第一脉冲P1(i+1)的峰值电压，电压源V1需全程驱动第二脉冲P2(i)至第一脉冲P1(i+1)的峰值电压差值，其所需导通的暂态电流如虚线波形i_r所示。由此可看出，在应用本发明后，电压源V1需导通的暂态电流更小，持续时间也更短。

结束程划时段Tdr后，驱动单元U(m)就能将显示单元D(m，n)驱动至目标灰阶。信号VCOMSEL会由二进制码‘10’转变为二进制码‘00’，并在转变为二进制码‘11’后，结束驱动期间TD，而驱动单元U(m)可以将节点N(m)浮接，譬如使第三开关SW3与选择开关S不导通，而不需再提供电力给显示单元D(m，n)，其中，显示单元D(m，n)的物理特性会使其维持目标灰阶。信号VCOMSEL的二进制码‘00’为第一二进制码，二进制码‘01’为第二二进制码，二进制码‘10’为第三二进制码，二进制码‘11’为第四二进制码。

对应不同的目标灰阶，程划时段中各第一脉冲及/或第二脉冲的峰值电压、延续时间及/或脉冲数量也不一样；延续时间也就是第一时段及/或第二时段的时间长短。也就是说，驱动单元U(m)可调整各第一脉冲及/或第二脉冲的峰值电压、延续时间及/或脉冲数量，用以将显示单元D(m，n)驱动至各种灰阶。

本发明可进一步依据第一脉冲与第二脉冲间的峰值电压差值决定是否要使选择开关S导通；若峰值电压差值不大，亦即小于一临界电压，选择开关S可以不必导通。相对地，当峰值电压差值较大时，亦即大于临界电压，选择开关S才需导通，用以减少电压源V1与电压源V2的暂态电流。临界电压可设置为一经验值，即本领域普通技术人员根据硬件对暂态电流的要求及经验对临界电压进行设置，在此不再对具体的设置方法进行赘述。

图3为装设了本发明驱动电路第二实施例的显示器的结构示意图。类似于图1的第一实施例，本发明图3的第二实施例中，驱动电路320和门极驱动电路14搭配，以根据信号VCOMSEL的时序驱动电子纸12上的各显示单元D(m，n-1)至D(m+1，n+1)，也就是门极驱动电路14用以选择某一列的显示单元，而驱动电路320用以驱动门极驱动电路14选择的某一列的显示单元。对应电子纸12上排列为a×b矩阵的多个显示单元，驱动电路320设有多个驱动单元，图3中以驱动单元Ub(m)与Ub(m+1)代表，分别对应第m行的各显示单元D(m，n-1)至显示单元D(m，n+1)与第(m+1)行的各显示单元D(m+1，n-1)至显示单元D(m+1，n+1)。以驱动单元Ub(m)为例，节点N(m)可视为其资料端，经由资料线DL(m)耦接第m行的各显示单元，驱动单元Ub(m)中设有一连接缓冲器24的资料驱动器22、第三开关SW3、选择开关S与一开关控制器318；资料驱动器22经由第三开关SW3耦接于节点N(m)。选择开关S耦接于节点N(m)与中间电压V0之间；开关控制器318依据一共压选择信号VCOMSEL，在资料驱动器22提供第一脉冲和第二脉冲时控制选择开关S不导通，开关控制器318耦接于选择开关S和缓冲器24之间，以根据缓冲器24存储的第一脉冲的峰值电压和第二脉冲的峰值电压的差值与一预设临界电压的大小关系而控制选择开关S是否导通。此外，驱动电路320中亦设有一共压驱动器16，其节点Nv可视为一共压端，耦接于电子纸12包含的各显示单元U(m，n-1)至U(m+1，n+1)，以向各显示单元提供共同电压VCOM。

类似图1的第一实施例，在门极驱动电路14对选择线GL(n)的控制下，驱动单元Ub(m)可在一驱动期间TD内将显示单元D(m，n)由一先前灰阶驱动至目标灰阶。在信号VCOMSEL的时序控制下，驱动期间TD中亦划分出黑阶时段Tbk、白阶时段Twt与程划时段Tdr。驱动单元Ub(m)中的资料驱动器22即可在程划时段Tdr中的至少一第一时段与至少一第二时段分别向节点N(m)提供至少一第一脉冲与至少一第二脉冲，譬如是第一时段T1(i)/T1(i+1)中的第一脉冲P1(i)/P1(i+1)、第二与时段T2(i-1)/T2(i)/T2(i+1)中的第二脉冲P2(i-1)/P2(i)/P2(i+1)，如图4所示。其中，各第一脉冲的峰值电压大于中间电压V0，第二脉冲的峰值电压则小于中间电压V0，相邻的第一时段与第二时段亦间隔一时隙，如时段T2(i-1)与T1(i)间的时段Tb(i-1)，以及时段T1(i)、与T2(i)间的时段Ta(i)等等。资料驱动器22设有第一开关SW1与第二开关SW2，第一开关SW1可在各第一时段中将电压源V1导通至节点N(m)，用以提供各第一脉冲；在各第二时段与各时隙中，第一开关SW1则不导通。对应地，第二开关SW2会在各第二时段中将电压源V2导通至节点N(m)，以在电压Vdata中提供各第二脉冲；在各第一时段与各时隙中，第二开关SW2则中断电压源V2对节点N(m)的导通。

如前所述，当驱动单元Ub(m)要驱动显示单元D(m，n)达到目标灰阶时，可根据目标灰阶对应调整各脉冲的峰值电压。对应各驱动单元Ub(m)与Ub(m+1)，驱动电路320中的各缓冲器24即用以为各驱动单元暂存各脉冲的峰值电压。譬如说，当驱动单元Ub(m)要以电压源V1来为节点N(m)的电压Vdata提供第一脉冲P1(i)时，对应的缓冲器24会预先储存第一脉冲P1(i)的峰值电压，使电压源V1可据此控制第一脉冲P1(i)的峰值电压；同时，缓冲器24也会预先载入第二脉冲P2(i)的峰值电压，当时段T1(i)结束后，电压源V2便可在时段T2(i)中依据缓冲器24预先载入的第二脉冲的峰值电压控制脉冲P2(i)的峰值电压，而缓冲器24又会预先载入第一脉冲P1(i+1)的峰值电压，以此类推。

由于缓冲器24暂存相邻两脉冲的峰值电压，驱动单元Ub(m)的开关控制器318可依据相邻两脉冲间的峰值电压差值与一预设临界电压的大小关系来决定是否要导通选择开关S。开关控制器318可在程划时段Tdr中比较相邻的第一脉冲与第二脉冲的峰值电压，并判断此相邻二脉冲的峰值电压差值是否大于一预设临界电压，其中，若峰值电压差值大于或者等于临界电压，开关控制器318可在此两脉冲间的时隙导通选择开关S，使选择开关S得以在这两脉冲之间将节点N(m)导通至中间电压V0；否则，峰值电压差值小于临界电压，开关控制器318则在两脉冲间的时隙中使选择开关S维持不导通。

譬如说，在图4的第二时段T2(i-1)中，由于驱动单元Ub(m)对应的缓冲器24已经预先载入第一脉冲P1(i)的峰值电压，故驱动单元Ub(m)的开关控制器318可比较第二脉冲P2(i-1)与第一脉冲P1(i)的峰值电压差值。假设此峰值电压差值已经大于临界电压，故当电压Vdata要由第二时段T2(i-1)的第二脉冲P2(i-1)切换至第一时段T1(i)的第一脉冲P1(i)时，开关控制器318就会在两相邻第一时段和第二时段间用作时隙的时段Tb(i-1)中导通选择开关S，使选择开关S可先将中间电压V0导通至节点N(m)，减少电压源V1所需导通的暂态电流。

同理，在第一时段T1(i)，第二脉冲P2(i)的峰值电压已先被载入至缓冲器24，使开关控制器318可比较第一脉冲P1(i)与第二脉冲P2(i)；假设两相邻脉冲间的峰值电压差值还是大于临界电压，开关控制器318会在第一时段T1(i)后的用作时隙的时段Ta(i)导通选择开关S，在第一脉冲P1(i)切换至第二脉冲P2(i)的过程中以中间电压V0协助电压源V2减少暂态电流。

在第二时段T2(i)中，开关控制器318再度针对第二脉冲P2(i)与下一第一脉冲P1(i+1)，比较两者的峰值电压差值。假设这两个相邻脉冲的峰值电压的差值小于临界电压，开关控制器318在两个相邻时段间用作时隙的时段Tb(i)中就不必使选择开关S导通。由于第二脉冲P2(i)与第一脉冲P1(i+1)间的峰值电压差值较小，即使峰值电压差值完全由电压源V1驱动，也不会造成过大的暂态电流。

同理，在第一时段T1(i+1)时，开关控制器318比较第一脉冲P1(i+1)与第二脉冲P2(i+1)的峰值电压差值。假设峰值电压差值仍然小于临界电压，开关控制器318在上述两个相邻时段间用作时隙的时段Ta(i+1)中就可维持选择开关S为不导通状态。由于第一脉冲P1(i+1)与第二脉冲P2(i+1)间的峰值电压差值较小，即使电压源V2全程驱动峰值电压差值，也不会造成过大的暂态电流。换句话说，在图3与图4所示的第二实施例中，本发明可依据相邻两脉冲间的峰值电压差值与预设临界电压的关系来动态地决定是否要在脉冲切换的间隔时隙中将选择开关S导通至中间电压V0。

图5的电路实施例可用以实现图1与图3中的第一开关SW1、第二开关SW2与选择开关S。第一开关SW1可用三个晶体管Mp1、Mp2和Mp3实现，这三个晶体管可以是相互匹配的p沟道金属氧化物半导体晶体管，上述三个晶体管的漏极和源极串联连接构成的漏极-源极间的通道串连于节点Na与电压源V1之间，上述三个晶体管的门极则受控于信号DRVen1，其中，当信号DRVen1为逻辑0时，第一开关SW1导通。第二开关SW2可用三个晶体管Mn1、Mn2和Mn3实现，这三个晶体管可以是相互匹配的n沟道金属氧化物半导体晶体管，上述三个晶体管的漏极和源极串联连接构成的漏极-源极间的通道串连于节点Na与电压源V2之间，上述三个晶体管的门极则受控于信号DRVen2，其中，当信号DRVen2为逻辑1时，第二开关SW2导通。开关S可用一晶体管Mp4与一晶体管Mn4实现，这两个晶体管可以分别为一p沟道金属氧化物半导体通道金氧半晶体管与一n沟道金属氧化物半导体通道金氧半晶体管，上述两个晶体管的源极-漏极通道分别耦接于中间电压V0与节点N(m)之间，上述两个晶体管的门极则分别受控于信号CS_EN与CS_ENB，其中，信号CS_EN与CS_ENB互为反相时开关S导通，否则，开关S不导通；比如：当信号CS_EN与CS_ENB分别为逻辑0与逻辑1时，开关S导通。

总结来说，本发明乃是针对电子纸的特殊驱动需求而设计的，在交替以不同极性的脉冲驱动电子纸改变灰阶时，本发明在交替的不同极性的脉冲间的时隙将电子纸包含的显示单元耦接于一中间电压，可以有效减少驱动电路所需导通的暂态电流，用以避免过大暂态电流的产生，提高电子纸的良率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种用于驱动电子纸的驱动电路，所述电子纸包含有排列成矩阵的多个显示单元，每一显示单元在一驱动期间的程划时段中根据一第一脉冲与一第二脉冲由一先前灰阶驱动至一目标灰阶；所述每一显示单元包含一资料节点与一共压节点，

所述驱动电路包含：

一共压端，耦接于所述多个显示单元的所述共压节点；

一共压驱动器，耦接于所述共压端，在所述程划时段中向所述共压端提供一预设直流电压；以及

多个驱动单元，每一驱动单元耦接于所述耦接于同一资料线的对应显示单元的资料节点，其特征在于，每一驱动单元耦接于一中间电压，每一驱动单元包括：

一资料端，耦接于对应显示单元的所述资料节点；

一资料驱动器，耦接于所述资料端，在所述程划时段中向所述资料端提供一第一脉冲和一第二脉冲；

一选择开关，耦接于所述资料端和一中间电压，在一开关控制器的控制下导通至中间电压或不导通；

一开关控制器，耦接于所述选择开关，依据一共压选择信号，控制所述选择开关在所述资料驱动器提供所述第一脉冲和所述第二脉冲时不导通，控制所述选择开关在所述资料驱动器提供所述第一脉冲和所述第二脉冲间的时隙导通至所述中间电压；

所述第一脉冲的峰值电压与所述第二脉冲的峰值电压反相；所述中间电压介于所述第一脉冲的峰值电压与所述第二脉冲的峰值电压之间。

2.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述程划时段包含至少一个第一时段与至少一个第二时段；

所述第一时段与所述第二时段交替排列，且所述第一时段与所述第二时段之间间隔一时隙；

所述资料驱动器在所述第一时段提供所述第一脉冲，在所述第二时段提供所述第二脉冲，在所述第一时段与所述第二时段之间间隔的时隙不提供所述第一脉冲和所述第二脉冲。

3.根据权利要求2所述的驱动电路，其特征在于，所述资料驱动器包含：

一第一开关，耦接于所述资料端和一用以提供所述第一脉冲的第一电压源之间；在所述第一时段将所述资料端导通至所述第一电压源，在所述第二时段与所述时隙将所述资料端与所述第一电压源断开；

一第二开关，耦接于所述资料端和一用以提供所述第二脉冲的第二电压源之间；在所述第二时段将所述资料端导通至所述第二电压源，在所述第一时段与所述时隙将所述资料端与所述第二电压源断开。

4.根据权利要求2至3任一所述的驱动电路，其特征在于，所述共压选择信号为一二进制的数字信号。

5.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述每一显示单元为一微粒显示单元。

6.一种用于驱动电子纸的驱动电路，所述电子纸包含有排列成矩阵的多个显示单元，每一显示单元在一驱动期间的程划时段中根据一第一脉冲与一第二脉冲由一先前灰阶驱动至一目标灰阶；所述每一显示单元包含一资料节点与一共压节点，

所述驱动电路包含：

一共压端，耦接于所述多个显示单元的所述共压节点；

一共压驱动器，耦接于所述共压端，在所述程划时段中向所述共压端提供一预设直流电压；以及

多个驱动单元，每一驱动单元耦接于所述耦接于同一资料线的对应显示单元的资料节点，其特征在于，每一驱动单元耦接于一中间电压，每一驱动单元包括：

一资料端，耦接于对应显示单元的所述资料节点；

一资料驱动器，耦接于所述资料端，在所述程划时段中向所述资料端提供一第一脉冲和一第二脉冲；

一选择开关，耦接于所述资料端和一中间电压，在一开关控制器的控制下导通至中间电压或不导通；

一缓冲器，耦接于所述资料驱动器与所述开关控制器，用于存储第一脉冲的峰值电压和所述第二脉冲的峰值电压；

一开关控制器，耦接于所述缓冲器和所述选择开关之间，依据一共压选择信号控制所述选择开关在所述资料驱动器提供所述第一脉冲和所述第二脉冲时不导通，依据缓冲器存储的所述第一脉冲的峰值电压和所述第二脉冲的峰值电压间，在所述资料驱动器提供所述第一脉冲和所述第二脉冲间的时隙判定所述第一脉冲的峰值电压和所述第二脉冲的峰值电压的差值大于等于一临界电压，控制所述选择开关导通至所述中间电压，在所述资料驱动器提供所述第一脉冲和所述第二脉冲间的时隙判定所述第一脉冲的峰值电压和所述第二脉冲的峰值电压的差值小于所述临界电压，控制所述选择开关不导通至所述中间电压；

所述第一脉冲的峰值电压与所述第二脉冲的峰值电压反相；所述中间电压介于所述第一脉冲的峰值电压与所述第二脉冲的峰值电压之间。

7.根据权利要求6所述的驱动电路，其特征在于，所述程划时段包含至少一个第一时段与至少一个第二时段；

所述第一时段与所述第二时段交替排列，且所述第一时段与所述第二时段之间间隔一时隙；

所述资料驱动器在所述第一时段提供所述第一脉冲，在所述第二时段提供所述第二脉冲，在所述第一时段与所述第二时段之间间隔的时隙不提供所述第一脉冲和所述第二脉冲。

8.根据权利要求7所述的驱动电路，其特征在于，所述资料驱动器包含：

一第一开关，耦接于所述资料端和一用以提供所述第一脉冲的第一电压源之间；在所述第一时段将所述资料端导通至所述第一电压源，在所述第二时段与所述时隙将所述资料端与所述第一电压源断开；

一第二开关，耦接于所述资料端和一用以提供所述第二脉冲的第二电压源之间；在所述第二时段将所述资料端导通至所述第二电压源，在所述第一时段与所述时隙将所述资料端与所述第二电压源断开。

9.根据权利要求6至8任一所述的驱动电路，其特征在于，所述共压选择信号为一二进制的数字信号。

10.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述每一显示单元为一微粒显示单元。

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