CN102254516B - 一种电泳式显示器及其驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明是关于一种电泳式显示器及其驱动方法。电泳式显示器包括多个像素、第一电极层、第二电极层、驱动电压产生单元以及电泳层设置于第一电极层以及第二电极层之间。驱动电压产生单元能提供多组不同的驱动电压驱动电泳层中的带电粒子，而能增加电泳式显示器所显示的灰阶数。

Description

一种电泳式显示器及其驱动方法

技术领域

本发明是关于一种电泳式显示器，特别是有关一种电泳式显示器及其驱动方法。

背景技术

请参阅图1，是绘示电泳式显示器(E1ectroPhoretic Display)的显示原理。用以显示影像的电泳层50是封存于两薄膜(Film)120之间。电泳层50包括多个带电粒子100以及悬浮所述带电粒子100的溶液110。电泳层50的显示原理是通过施加于一第一电极130及一第二电极140之外加电场来驱动悬浮在溶液110中的带电粒子100，使带电粒子100改变存在位置来显示不同的灰阶。

请同时参阅图2及图3，图2是绘示电泳式显示器的驱动电压时间与相对应的灰阶的曲线图，图3是绘示带电粒子100存在位置与相对应的灰阶的对应图。如图2所示，当驱动电压时间越短时其灰阶越低，当驱动电压时间越长时其灰阶越高。又，如图3所示，假设带电粒子100为白色且越远离电泳式显示器表面(即位于下方的位置)时，其灰阶值越低，带电粒子100越靠近电泳式显示器表面(即位于上方的位置)时，其灰阶值越高。通过带电粒子100存在位置的改变，反射外界光线来展现出带电粒子100的颜色对比以显示影像。此显示方式是属于完全反射式的显示(ReflectiveDisplay)技术，故不需要背光源。

现有电泳式显示器的驱动电压是由源极驱动电路(未图标)提供，而源极驱动电路仅能输出+/-15伏特(Voltage)来驱动带电粒子100移动，然而在图框率(Frame Rate)的限制下，会造成电泳式显示器显示的灰阶数有所限制。例如当图框率为50赫兹(Hertz，Hz)时，代表一个图框时间下，源极驱动电路输出电压维持时间为20毫秒(MilliS econd，ms)，假设带电粒子100在+15伏特(或-15伏特)固定电压驱动下，灰阶从最黑到最白或最白到最黑的反应时间为320毫秒，则更新一个完整的画面所需的时间需要(320毫秒/20毫秒)＝16个图框的时间。在理想情况下，一个图框的时间可分出一个灰阶，因此在图框率为50赫兹时仅能分出灰阶0至灰阶15共16个灰阶，无法显示更多灰阶数，导致显示画面质量无法提升。

因此需要对上述电泳式显示器不能显示更高灰阶数的问题提出解决方法。

发明内容

本发明的一目的在于提供一种电泳式显示器及其驱动方法，其能增加电泳式显示器所显示的灰阶数。

根据本发明的电泳式显示器，所述电泳式显示器包括：

多个像素；

第一电极层，对应至所述像素；

第二电极层，对应所述第一电极层且耦接至共通电压；

驱动电压产生单元，用以提供一群组的驱动电压，所述群组包括最大值、最小值以及至少一中间值；以及

电泳层，设置于所述第一电极层以及所述第二电极层之间，所述电泳层包括多个带电粒子，各所述像素是对应至所述带电粒子的一部份，所述带电粒子的所述部份是由所述群组的驱动电压的一者以及所述共通电压形成的一电场所驱动；

欲显示影像时，一显示数据首先输入至控制器，该显示数据为欲显示于电泳显示面板的一个完整画面；控制器根据该显示数据输出一电压控制信号至电源供应单元，以控制电源供应单元的输出电压；电源供应单元还提供一共通电压至第二电极层；控制器另外输出闸极控制信号至闸极驱动电路及输出源极数据信号至源极驱动电路；闸极驱动电路根据该闸极控制信号从电源供应单元选择所需的电压；源极驱动电路根据该源极数据信号从电源供应单元选择所需的电压；

闸极驱动电路及源极驱动电路分别将从电源供应单元所选择的电压转换为闸极电压及源极驱动电压后，输出至第一玻璃基板上对应各像素的薄膜晶体管，其中闸极电压用以控制薄膜晶体管的导通与否，源极驱动电压以及第二电极层的共通电压形成电场驱动电泳层中的带电粒子移动至不同存在位置来产生不同灰阶；

源极驱动电压是选自一群组，该群组包括一最大值、一最小值以及至少一中间值，通过增加至少一中间值，使带电粒子能移动至更多不同存在位置，进而能增加电泳显示面板所能显示的灰阶数。

根据本发明的电泳式显示器的驱动方法，所述电泳式显示器包括多个像素、第一电极层、第二电极层对应所述第一电极层、驱动电压产生单元耦接至所述第一电极层以及电泳层设置于所述第一电极层以及所述第二电极层之间，所述电泳层包括多个带电粒子，所述第一电极层是对应至所述像素，各所述像素是对应至所述带电粒子的一部份，所述驱动方法包括：

所述驱动电压产生单元分别提供至少一对应的驱动电压至各所述像素，所述至少一对应的驱动电压是选自一群组，所述群组包括最大值、最小值以及至少一中间值；

提供一共通电压至所述第二电极层，通过所述对应的驱动电压以及所述共通电压形成一电场驱动各所述像素对应至所述带电粒子的所述部份；

欲显示影像时，一显示数据首先输入至控制器，该显示数据为欲显示于电泳显示面板的一个完整画面；控制器根据该显示数据输出一电压控制信号至电源供应单元，以控制电源供应单元的输出电压；电源供应单元还提供一共通电压至第二电极层；控制器另外输出闸极控制信号至闸极驱动电路及输出源极数据信号至源极驱动电路；闸极驱动电路根据该闸极控制信号从电源供应单元选择所需的电压；源极驱动电路根据该源极数据信号从电源供应单元选择所需的电压；

闸极驱动电路及源极驱动电路分别将从电源供应单元所选择的电压转换为闸极电压及源极驱动电压后，输出至第一玻璃基板上对应各像素的薄膜晶体管，其中闸极电压用以控制薄膜晶体管的导通与否，源极驱动电压以及第二电极层的共通电压形成电场驱动电泳层中的带电粒子移动至不同存在位置来产生不同灰阶；

源极驱动电压是选自一群组，该群组包括一最大值、一最小值以及至少一中间值，通过增加至少一中间值，使带电粒子能移动至更多不同存在位置，进而能增加电泳显示面板所能显示的灰阶数。

本发明的电泳式显示器及其驱动方法通过提供多组不同的驱动电压来增加带电粒子的存在位置，进而达到增加电泳式显示器所显示的灰阶数的目的。

附图说明

图1是现有技术的电泳式显示器(ElectroPhoretic Display)的显示原理；

图2是现有技术的电泳式显示器的驱动电压时间与相对应的灰阶的曲线图；

图3是现有技术的带电粒子存在位置与相对应的灰阶的对应图；

图4是本发明实施例提供的增加电泳式显示器灰阶的驱动方法的系统架构图；

图5是本发明实施例提供的控制器输入源极数据信号至源极驱动电路的时序图；

图6是本发明实施例提供的源极数据信号与电泳显示面板的像素的对应图式；

图7(a)是现有电泳显示器显示灰阶与驱动电压时间的关系图；以及

图7(b)是本发明实施例提供的电泳式显示器的驱动方法显示灰阶与驱动电压时间的关系图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图4，是本发明实施例提供的电泳式显示器400的驱动方法的系统架构图。该电泳式显示器400包括一控制器410、一电源供应单元420、一源极驱动电路430、一闸极驱动电路440以及一电泳显示面板450。电泳显示面板450包括一第一玻璃基板452、一第一电极层454、一电泳层456、一第二电极层458以及一第二玻璃基板462。在本实施例中，第一电极层454为制作于第一玻璃基板452上的铟锡氧化物层(Indium Tin Oxide，ITO)，第二电极层458为制作于第二玻璃基板462上的ITO层，可被视为一共通电极层，其是对应第一电极层454。通过第一电极层454以及第二电极层458之间形成一电场驱动电泳层456中的带电粒子460移动至不同的存在位置来产生不同灰阶。带电粒子460可为正电粒子或负电粒子。

欲显示影像时，一显示数据S_D首先输入至控制器410，该显示数据S_D为欲显示于电泳显示面板450的一个完整画面。控制器410根据该显示数据S_D输出一电压控制信号S_VC至电源供应单元420，以控制电源供应单元420的输出电压。电源供应单元420还提供一共通电压V_COM至第二电极层458。控制器410另外输出闸极控制信号S_GC至闸极驱动电路440及输出源极数据信号S_SD至源极驱动电路430。闸极驱动电路440根据该闸极控制信号S_GC从电源供应单元420选择所需的电压。源极驱动电路430根据该源极数据信号S_SD从电源供应单元420选择所需的电压。

闸极驱动电路440及源极驱动电路430分别将从电源供应单元420所选择的电压转换为闸极电压V_G及源极驱动电压V_SD后，输出至第一玻璃基板452上对应各像素(未图示)的薄膜晶体管(未图标)，其中闸极电压V_G用以控制薄膜晶体管的导通与否，源极驱动电压V_SD以及第二电极层458的共通电压V_COM形成电场驱动电泳层456中的带电粒子460移动至不同存在位置来产生不同灰阶。

在现有技术中，源极驱动电路430输出的源极驱动电压V_SD仅包括+/-15伏特两种准位，故在固定图框率下所能显示的灰阶数有限。本发明的源极驱动电压V_SD是选自一群组，该群组包括一最大值、一最小值以及至少一中间值，通过增加至少一中间值，使带电粒子460能移动至更多不同存在位置，进而能增加电泳显示面板450所能显示的灰阶数。

要说明的是，图4的实施例是利用源极驱动电路430作为一驱动电压产生单元，在其它实施例中，只要能提供多组驱动电压的装置例如一电源供应器即可作为驱动电压产生单元。

以下将介绍源极驱动电路430输出十六组源极驱动电压V_SD的方法。

为提供十六组电压准位，控制器410输入至源极驱动电路430的源极数据信号S_SD至少需要4位(Bit)，此是因为2⁴＝16，也就是说，各像素470(如图6所示)需要4位的源极数据信号S_SD。请同时参阅图4、图5及图6，其中图5是本发明实施例提供的绘示控制器410输入源极数据信号S_SD至源极驱动电路430的时序图，图6是本发明实施例提供的绘示源极数据信号S_SD与电泳显示面板450的像素470的对应图式。在于本实施例中，控制器410一次输入的源极数据信号S_SD为8位，分别标示为D7-D0，如图5所示，一个频率(Clock)周期输入数据信号D7-D0。由于各像素470需要4位(D7-D4或D3-D0)，故代表控制器410一次输入两像素470的灰阶数据。在图5的时序图中，写入时间T_WRITE代表控制器410输入一个完整画面中所有像素470的灰阶数据所需的时间，其中各像素470的驱动电压分别具有不同的作用期间，即控制器410是依序输入各像素470的灰阶数据，而非同时输入。当控制器410输入源级数据信号S_SD(即各像素470的灰阶数据)至源极驱动电路430后，源极驱动电路430根据各像素470的灰阶数据决定输入至第一玻璃基板452的薄膜晶体管(未图标)的源极驱动电压V_SD。请参阅表1，是为根据本发明实施例的灰阶数据与输入至第一玻璃基板452的薄膜晶体管(未图标)的源极驱动电压V_SD对应表。

表1

表1的实施例中，最大值为+15伏特、最小值为-15伏特且中间值包括+/-13伏特、+/-11伏特、+/-9伏特、+/-7伏特、+/-5伏特、+/-3伏特、+/-1伏特以及0伏特。本实施例中，中间值是包括正负极性相反且绝对值为相同的电压值。在另一实施例中，中间值可选择正负极性非对称的电压值。

举例而言，当D7-D4(或D3-D0)输入0000时，源极驱动电路430的源极驱动电压V_SD为0伏特；当D7-D4(或D3-D0)输入0001时，源极驱动电路430的源极驱动电压V_SD为3伏特。在本实施例中，可提供+/-15、+/-13、+/-11、+/-9、+/-7、+/-5、+/-3、0伏特共15组不同的源极驱动电压V_SD，其中输入0000或1111时，源极驱动电压V_SD皆为0伏特。

请同时参阅表1及表2，其中表2是显示图框率为50赫兹时，欲显示32个灰阶数所需输入的灰阶数据。图框率为50赫兹是代表一个图框时间源极驱动电路430的源极驱动电压V_SD维持时间为20毫秒，假设带电粒子460在+15伏特(或-15伏特)固定驱动下，灰阶从最黑到最白或最白到最黑的反应时间为320毫秒，则更新一个完整画面所需的时间需要(320毫秒/20毫秒)＝16个图框(如表2所示的图框1-16)的时间。

表2

举例而言，当像素470欲显示灰阶1时，控制器410在图框1至图框3需输0001的灰阶数据至源极驱动电路430，再从表1可知源极驱动电路430输出3伏特至电泳显示面板450，控制器410在图框4至图框16需输入0000的灰阶数据至源极驱动电路430，再从表1可知源极驱动电路430输出0伏特至电泳显示面板450。欲显示灰阶30时，控制器410在图框1至图框3需输入0110的灰阶数据至源极驱动电路430，再从表1可知源极驱动电路430输出13伏特至电泳显示面板450，控制器410在图框4至图框16需输入0111的灰阶数据至源极驱动电路430，再从表1可知源极驱动电路430输出15伏特至电泳显示面板450。

要说明的是，表2中灰阶0至灰阶31在图框1至图框16所需输入的灰阶数据是依照电泳显示面板450的特性而定，即量测出电泳层456如图2所示的驱动电压时间与相对应的灰阶的曲线图，并根据该曲线图设定各灰阶在各图框所需输入的灰阶数据。

请参阅图7(a)以及图7(b)，其中图7(a)是绘示现有电泳显示器显示灰阶与驱动电压时间的关系图，图7(b)是绘示根据本发明的电泳显示器的驱动方法显示灰阶与驱动电压时间的关系图。如上所述，现有电泳显示器的源极驱动电路仅能输出+/-15伏特驱动带电粒子的存在位置，当图框率为50赫兹，且假设在+15伏特(或-15伏特)固定电压驱动下，带电粒子从黑到白或白到黑的反应时间为320毫秒，代表共可以驱动16个图框，假设一图框时间可分出一个灰阶，如图7(a)所示，仅能从灰阶(N)切换到灰阶(N+1)。然而本发明提出提供多组驱动电压的选择方式，如图7(b)所示在一图框时间下，可将灰阶(N)到灰阶(N+1)之间再增加更多的灰阶数，如灰阶(N)’及灰阶(N)”，以达到显示更高灰阶数如32阶或64阶的目的。

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作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电泳式显示器，其特征在于，所述电泳式显示器包括：

多个像素；

第一电极层，对应至所述像素；

第二电极层，对应所述第一电极层且耦接至共通电压；

驱动电压产生单元，用以提供一群组的驱动电压，所述群组包括最大值、最小值以及至少一中间值；以及

电泳层，设置于所述第一电极层以及所述第二电极层之间，所述电泳层包括多个带电粒子，各所述像素是对应至所述带电粒子的一部份，所述带电粒子的所述部份是由所述群组的驱动电压的一者以及所述共通电压形成的一电场所驱动；

欲显示影像时，一显示数据首先输入至控制器，该显示数据为欲显示于电泳显示面板的一个完整画面；控制器根据该显示数据输出一电压控制信号至电源供应单元，以控制电源供应单元的输出电压；电源供应单元还提供一共通电压至第二电极层；控制器另外输出闸极控制信号至闸极驱动电路及输出源极数据信号至源极驱动电路；闸极驱动电路根据该闸极控制信号从电源供应单元选择所需的电压；源极驱动电路根据该源极数据信号从电源供应单元选择所需的电压；

闸极驱动电路及源极驱动电路分别将从电源供应单元所选择的电压转换为闸极电压及源极驱动电压后，输出至第一玻璃基板上对应各像素的薄膜晶体管，其中闸极电压用以控制薄膜晶体管的导通与否，源极驱动电压以及第二电极层的共通电压形成电场驱动电泳层中的带电粒子移动至不同存在位置来产生不同灰阶；

源极驱动电压是选自一群组，该群组包括一最大值、一最小值以及至少一中间值，通过增加至少一中间值，使带电粒子能移动至更多不同存在位置，进而能增加电泳显示面板所能显示的灰阶数。

2.如权利要求1所述的电泳式显示器，其特征在于，所述群组包括有多个中间值，所述中间值包括正负极性相反且绝对值为相同的电压值。

3.如权利要求1所述的电泳式显示器，其特征在于，所述驱动电压产生单元包括一源极驱动电路。

4.如权利要求3所述的电泳式显示器，其特征在于，所述源极驱动电路是由一控制器控制。

5.如权利要求1所述的电泳式显示器，其特征在于，所述共通电压是由一电源供应器提供。

6.如权利要求5所述的电泳式显示器，其特征在于，所述电源供应器是由一控制器控制。

7.如权利要求1所述的电泳式显示器，其特征在于，所述第一电极层为一铟锡氧化物层，且所述第一电极层是制作于第一玻璃基板上。

8.一种电泳式显示器的驱动方法，其特征在于，所述电泳式显示器包括多个像素、第一电极层、第二电极层对应所述第一电极层、驱动电压产生单元耦接至所述第一电极层以及电泳层设置于所述第一电极层以及所述第二电极层之间，所述电泳层包括多个带电粒子，所述第一电极层是对应至所述像素，各所述像素是对应至所述带电粒子的一部份，所述驱动方法包括：

所述驱动电压产生单元分别提供至少一对应的驱动电压至各所述像素，所述至少一对应的驱动电压是选自一群组，所述群组包括最大值、最小值以及至少一中间值；

提供一共通电压至所述第二电极层，通过所述对应的驱动电压以及所述共通电压形成一电场驱动各所述像素对应至所述带电粒子的所述部份；

欲显示影像时，一显示数据首先输入至控制器，该显示数据为欲显示于电泳显示面板的一个完整画面；控制器根据该显示数据输出一电压控制信号至电源供应单元，以控制电源供应单元的输出电压；电源供应单元还提供一共通电压至第二电极层；控制器另外输出闸极控制信号至闸极驱动电路及输出源极数据信号至源极驱动电路；闸极驱动电路根据该闸极控制信号从电源供应单元选择所需的电压；源极驱动电路根据该源极数据信号从电源供应单元选择所需的电压；

闸极驱动电路及源极驱动电路分别将从电源供应单元所选择的电压转换为闸极电压及源极驱动电压后，输出至第一玻璃基板上对应各像素的薄膜晶体管，其中闸极电压用以控制薄膜晶体管的导通与否，源极驱动电压以及第二电极层的共通电压形成电场驱动电泳层中的带电粒子移动至不同存在位置来产生不同灰阶；

源极驱动电压是选自一群组，该群组包括一最大值、一最小值以及至少一中间值，通过增加至少一中间值，使带电粒子能移动至更多不同存在位置，进而能增加电泳显示面板所能显示的灰阶数。

9.如权利要求8所述的驱动方法，其特征在于，所述群组包括有多个中间值，所述中间值包括正负极性相反且绝对值为相同的电压值。

10.如权利要求8所述的驱动方法，其特征在于，各所述像素的驱动电压分别具有不同的作用期间。

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