CN110070835B - 电子纸显示驱动电路 - Google Patents

Abstract

本发明揭示一种电子纸显示驱动电路，其包含一共用电路、一源极电路与一栅极电路。共用电路输出一共用信号，于一第一显示状态时共用信号为一接地准位，于一第二显示状态时共用信号为一参考准位。源极电路输出多个源极信号与一边框源极信号，所述多个源极信号的多个电压准位包含一补偿准位，源极电路依据所述多个源极信号驱动一显示区，源极电路依据边框源极信号驱动一边框显示区，补偿准位高于接地准位。栅极电路输出多个栅极信号。本发明可以简化共用电路，并利用源极电路作补偿。

Description

电子纸显示驱动电路

技术领域

本发明涉及一种驱动电路，尤其是一种电子纸显示驱动电路。

背景技术

电子纸是一种包含许多微小球体的带电高分子材料，其视效类似纸张但可重复显示数据。电子纸利用外界的光源来显示影像，不像液晶显示器需要背光源，所以在户外阳光强烈的环境下，仍然可清楚地看到电子纸上的信息，而无视角的问题。其高可视角，双稳态特性，可达到长时间保留影像，但却有低耗电特性；主动矩阵电子纸驱动IC利用传统主动式(Active)矩阵液晶显示器的制程,，只是把液晶用电子纸取代,主动矩阵电子纸驱动IC为整合式驱动IC，整合了闸极电路、源极电路、共用电路和一边框源极电路。其操作方式相似于主动式(Active)矩阵液晶显示器，利用源极与共用电路的压差来推动微小球体。

在控制像素中的薄膜晶体管时，因面板的寄生电容导致有馈通(feedthrough)电压，馈通电压会影响储存电压的正确性。例如，当像素的薄膜晶体管打开(或关闭)时，栅极电压经由寄生电容(例如Cgd)而拉升或降低储存电压(CS)的准位。对于储存电压的偏移，一般是对共用电极(COM)补偿一共用直流电压(VCOMDC)。例如中国台湾专利号TWI473065B，提出利用负电压补偿共用电极上的共用电压。然而，负补偿电压无法在高效率的方式下产生，且会提升共用电路的复杂度。再者，上述专利号为TWI473065B的专利与中国台湾专利号TWI473066B皆未提出高效率产生补偿电压与简化共用电路的技术内容。

鉴于上述已知技术的不足，本发明提供一种电子纸显示驱动电路，其简化共用电路，并利用源极电路作补偿。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种电子纸显示驱动电路，其简化共用电路。

本发明揭示一种电子纸显示驱动电路，其包含一共用电路、一源极电路及一栅极电路。共用电路输出一共用信号，且于一第一显示状态时共用信号为一接地准位，于一第二显示状态时共用信号为一参考准位。源极电路输出多个源极信号与一边框源极信号，所述多个源极信号的多个电压准位包含一补偿准位，所述多个源极信号驱动一显示区，边框源极信号驱动一边框显示区，补偿准位高于接地准位。栅极电路输出多个栅极信号。

本发明的目的，在于提供一种电子纸显示驱动电路，其利用源极电路作补偿。

本发明揭示一种电子纸显示驱动电路，其包含一电压产生电路。电压产生电路耦接一正电源电路与一负电源电路，正电源电路产生第一参考电压，负电源电路产生第二参考电压，第一参考电压为正电压，第二参考电压为负电压。电子纸显示驱动电路依据最高电压第一参考电压与第二参考电压产生所述多个源极信号。

附图说明

图1为本发明的电子纸显示驱动电路的一实施例的示意图；

图2为本发明的共用信号、边框源极信号、源极信号及栅极信号的一实施例的波形图；

图3为本发明的共用信号、边框源极信号、源极信号及栅极信号的另一实施例的波形图。

符号说明：

10 上电极；

11 下电极；

12 边框源极线；

20 栅极电路；

21 栅极驱动器；

30 源极电路；

31 第一切换开关；

32 第二切换开关；

33 数据储存电路；

34 源极数据；

35 边框源极数据；

40 共用电路；

41 共用驱动器；

50 电压产生电路；

51 第一电压产生电路；

52 缓冲器；

53 第二电压产生电路；

54 缓冲器；

60 正电源电路；

61 负电源电路；

CS 储存电容；

GND 接地准位；

L20 栅极线；

L30 源极线；

TFT 晶体管；

V52 非显示电压；

VBS 边框源极信号；

VC 第一驱动准位；

VC+VSN 第四驱动准位；

VCOM 共用信号；

VCOMAC 共用交流电压；

VCOMDC 共用直流电压；

VCOMH 第一共用准位；

VCOMH2 第二共用准位；

VCOML 第三共用准位；

VCOML2 第四共用准位；

VDD 电源电压；

VG 栅极信号

VGH 第一导通准位；

VGH2 第二导通准位；

VGL 第一截止准位；

VGL2 第二截止准位；

VH 第一参考电压；

VL 第二参考电压；

VS 源极信号；

VSH 第二驱动准位；

VSH+VSN 第五驱动准位；

VSL 第三驱动准位；

VSL+VSN 第六驱动准位；

VSN 补偿准位。

具体实施方式

在说明书及前述的权利要求范围当中使用了某些词汇指称特定的元件。本领域普通人员应可理解，制造商可能会用不同的名词称呼同一个元件。本说明书及前述的权利要求范围并不以名称的差异作为区分元件的方式，而是以元件在整体技术上的差异作为区分的准则。在通篇说明书及前述的权利要求范围当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。此外，“耦接”一词在此包含任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接一第二装置，则代表该第一装置可直接电气连接该第二装置，或可通过其他装置或其他连接手段间接地电气连接至该第二装置。

为使贵审查委员对本发明的特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，谨佐以实施例及配合详细的说明，说明如后：

请参阅图1，本发明的电子纸显示驱动电路的一实施例的示意图。如图所示，电子纸显示驱动电路包含包含一栅极电路20、一源极电路30及一共用电路40。电子纸显示驱动电路耦接面板的一上电极10与一下电极11，以驱动上电极10与下电极11。上电极10可以为一显示电极，下电极11可以为一共用电极，而在不同设计下，上电极10可以为共用电极，下电极11可以为显示电极。再者，上电极10与下电极11之间可以包含多个微胶囊(microcapsules)与多个晶体管TFT而作为电子纸显示器(Electronic Paper Displays，EPD)的面板。所述多个晶体管TFT经由多个栅极线L20与多个源极线L30耦接栅极电路20与源极电路30，且所述多个晶体管TFT耦接上电极10。上电极10与下电极形成多个储存电容CS，所述多个储存电容CS的两端接收源极电路30输出的多个源极信号VS与共用电路40输出的一共用信号VCOM。此外，在不同像素结构下，共用电路40可以改为输出多个共用信号VCOM。

再参阅图1，栅极电路20输出多个栅极信号VG，源极电路30输出所述多个源极信号VS，共用电路输出共用信号VCOM。所述多个晶体管TFT的多个栅极端接收所述多个栅极信号VG，所述多个晶体管TFT的多个源极端接收所述多个源极信号VS。如此，所述多个晶体管TFT依据所述多个栅极信号VG的控制而导通，并传输所述多个源极信号VS至上电极10。下电极11接收共用信号VCOM。而且，源极电路30依据所述多个源极信号VS驱动面板的一显示区显示影像时，共用信号VCOM为一接地准位GND。在共用信号VCOM为接地准位GND下，可以减少下电极11的电位受到所述多个源极信号VS与所述多个栅极信号VG的耦合影响，以提升显示品质。即所述多个源极信号VS与所述多个栅极信号VG通过所述多个晶体管TFT的寄生电容(例如栅极与汲极间)对下电极11的电位的耦合影响大幅降低。耦合影响是指所述多个源极信号VS与所述多个栅极信号VG拉升或降低下电极11的电位。此外，接地准位GND的共用信号VCOM被静电放电(ElectroStatic Discharge，ESD)影响的程度较小。

电子纸显示器的面板可以包含一边框源极线12，其耦接源极电路30而接收一边框源极(Border Source)信号VBS。源极电路30依据边框源极信号VBS驱动一边框显示区。边框源极线12位于显示区的周围，且边框源极线12设置的位置为边框显示区。边框显示区可以用于显示影像，或者于生产电子纸显示器的面板过程中作为对位之用。边框源极线12因无晶体管TFT和储存电容CS的结构，而没有闸极(gate)馈通电压(feedthrough)现象，所以不用偏移边框显示区所需的驱动电压。

图1实施例中包含一电压产生电路50，其耦接电子纸显示驱动电路，电压产生电路50可以设置于电子纸显示驱动电路之内或外。电压产生电路50可以供应源极电路30与共用电路40所需的电源。电压产生电路50接收一第一参考电压VH与一第二参考电压VL，且依据第一参考电压VH与第二参考电压VL提供产生共用信号VCOM、所述多个源极信号VS、边框源极信号VBS所需的电源。其中，第一参考电压高于第二参考电压。第一参考电压VH与第二参考电压VL由多个电阻器分压而产生多个分压准位。第一参考电压VH是由一正电源电路60产生的正电压，及第二参考电压VL是由一负电源电路61产生的负电压。所以，电压产生电路50耦接正电源电路60与负电源电路61，而接收第一参考电压VH与第二参考电压VL。正电源电路60与负电源电路61可以设置于电压产生电路50之外或内。再者，栅极电路20包含栅极驱动器21，栅极驱动器21耦接正电源电路60与负电源电路61，且接收第一参考电压VH与第二参考电压VL。所以，栅极电路20的栅极驱动器21依据第一参考电压VH与第二参考电压VL而控制所述多个栅极信号VG为一导通准位或一截止准位。

电压产生电路50包含一第一电压产生电路51与一第二电压产生电路53。第一电压产生电路51耦接电子纸显示驱动电路的一电源输入端，而接收电源输入端的一电源电压VDD。第一电压产生电路51依据电源电压VDD产生一非显示电压V52。第一电压产生电路51耦接源极电路30，且输出非显示电压V52至源极电路30。源极电路30依据非显示电压V52驱动面板不显示影像。第一电压产生电路51包含一缓冲器52，缓冲器52依据参考电压产生非显示电压V52，即非显示电压V52的准位可以为接地准位GND与电源电压VDD的准位之间的任一电压准位，但非显示电压的准位不为参考电压的接地准位GND。

再者，电源电压VDD是用于驱动电子纸显示驱动电路运作的正驱动电压，所以，源极电路30所需的非显示电压V52利用电源电压VDD产生，相较于一般负电压(或负补偿电压)产生方式简单且有效率。而且，第一电压产生电路51依据电源电压VDD产生非显示电压V52的功耗低于第二电压产生电路53依据第一参考电压VH与第二参考电压VL产生所述多个分压准位的功耗。

第二电压产生电路53包含所述多个电阻器与多个缓冲器54。第二电压产生电路53接收第一参考电压VH与第二参考电压VL，且所述多个电阻器依据第一参考电压VH与第二参考电压VL产生所述多个分压准位。所述多个缓冲器54的多个输入端耦接所述多个电阻器，且输出所述多个分压准位。所述多个缓冲器54的多个输出端耦接源极电路30与共用电路40，所以，源极电路30与共用电路40依据所述多个分压准位产生边框源极信号VBS、所述多个源极信号VS与共用信号VCOM。

再参阅图1实施例，电压产生电路50可以产生七种电压准位，即第一电压产生电路51产生非显示电压的准位，与第二电压产生电路53产生六种分压准位。第二电压产生电路53产生的所述多个分压准位是用于驱动面板显示影像的多个驱动准位。所述多个驱动准位包含一第一驱动准位VC、一第二驱动准位VSH及一第三驱动准位VSL。而且，为了利用源极电路30补偿馈通电压的影响，电压产生电路50的所述多个驱动准位更包含一第四驱动准位VC+VSN、一第五驱动准位VSH+VSN及一第六驱动准位VSL+VSN。边框显示区不包含晶体管TFT，即无馈通电压的影响，所以第一驱动准位VC、第二驱动准位VSH及第三驱动准位VSL可以用于驱动边框显示区显示影像。显示区包含所述多个晶体管TFT，即有馈通电压的影响，所以利用第四驱动准位VC+VSN、第五驱动准位VSH+VSN及第六驱动准位VSL+VSN驱动显示区显示影像。此外，于面板的显示区与边框显示区显示影像时，共用电路40控制共用信号VCOM的准位为接地准位GND。

源极电路30耦接第一电压产生电路51，且接收非显示电压V52。显示区因有馈通电压影响，源极电路30依据非显示电压V52驱动显示区不显示影像。但是，边框显示区因无馈通电压影响，源极电路30依据参考电压的接地准位GND驱动边框显示区不显示影像。即非显示电压V52的准位对应馈通(feedthrough)电压的准位而变化，当馈通电压耦合影响大时非显示电压V52需提升电压准位，反之，当馈通电压耦合影响小时非显示电压V52降低电压准位。

源极电路30耦接一数据储存电路33，且接收一源极数据34与一边框源极数据35。源极电路30包含多个第一切换开关31，源极电路30依据源极数据34控制所述多个第一切换开关31的切换，而调整所述多个源极信号VS的准位。即所述多个源极信号VS的准位对应所述多个第一开关的切换31而为非显示电压V52的准位、第四驱动准位VC+VSN、第五驱动准位VSH+VSN或第六驱动准位VSL+VSN。源极电路30包含多个第二切换开关32，源极电路30依据边框源极数据35控制所述多个第二切换开关32的切换，而调整所述多个边框源极信号VBS的准位。即所述多个边框源极信号VBS的准位对应所述多个第二切换开关32的切换而为接地准位GND、第一驱动准位VC、一第二驱动准位VSH及一第三驱动准位VSL。所以，源极电路30依据源极数据34与边框源极数据35输出所述多个源极信号VS与边框源极信号VBS。

共用电路40耦接接地准位GND且包含一共用驱动器41。共用电路40于直流驱动时，接地准位GND为一共用直流电压VCOMDC。共用电路40于交流驱动时，共用驱动器41产生一共用交流电压VCOMAC。所以，共用电路40依据共用直流电压VCOMDC与共用交流电压VCOMAC产生共用信号VCOM。再者，图1的栅极驱动器21、共用驱动器41与缓冲器52的输入可以接收一时序控制器产生的控制信号，并依据控制信号输出所述多个栅极信号VG、共用交流电压VCOMAC与非显示电压V52。

请参阅图2与图3，为本发明的共用信号、源极信号、边框源极信号及栅极信号的两个实施例的波形图。图2为一般显示影像时的波形图。图3为显示前或显示后的重置，或低温显示，或电子纸的粒子为低移动率状态时的波形图。栅极信号VG的导通准位包含一第一导通准位VGH与一第二导通准位VGH2，栅极信号VG的截止准位包含一第一截止准位VGL与一第二截止准位VGL2。源极信号VS与边框源极信号VBS是用于驱动面板显示不同状态而有不同驱动准位，例如不显示分别为补偿准位VSN与接地准位GND。其他驱动准位可以驱动显示不同颜色，例如显示蓝色为第一驱动准位VC与第四驱动准位VC+VSN、黑色为第二驱动准位VSH与第五驱动准位VSH+VSN及白色为第三驱动准位VSL与第六驱动准位VSL+VSN。共用信号VCOM可以有接地准位GND、第一共用准位VCOMH、第二共用准位VCOMH2、第三共用准位VCOML与第四共用准位VCOML2。第一共用准位VCOMH与第三共用准位VCOML用于驱动边框显示区，第二共用准位VCOMH2与第四共用准位VCOML2用于驱动显示区。

再者，共用信号VCOM在电子纸面板显示影像时(如图2的一第一显示状态)为共用直流电压VCOMDC的接地准位GND。在电子纸面板显示一第一画面前或显示第一画面后至显示一第二画面前(如图3的一第二显示状态)，即面板更新画面时，共用信号VCOM为一参考准位，参考准位可以为共用交流电压VCOMAC的第二共用准位VCOMH2或第四共用准位VCOML2。而且，第二共用准位VCOMH2等于源极信号VS的第二驱动准位VSH，及第四共用准位VCOML2等于源极信号VS的第三驱动准位VSL。如图1所示，第二驱动准位VSH与第三驱动准位VSL的电压是由电压产生电路50产生。所以，共用驱动器41耦接电压产生电路50，且依据第二驱动准位VSH与第三驱动准位VSL的电压而产生共用交流电压VCOMAC。

此外，源极信号VS的补偿准位VSN为正电压准位，且是由第一电压产生电路51提供。即非显示电压V52的一电压准位等于补偿准位VSN，且补偿准位VSN高于接地准位GDN。如此，补偿准位VSN对应馈通(feedthrough)电压的准位而变化，当馈通电压耦合影响大时补偿准位VSN需提升电压准位，反之，当馈通电压耦合影响小时补偿准位VSN降低电压准位。再者，因显示区有馈通电压的耦合影响，所以，所述多个源极信号VS的多个电压准位包含补偿准位VSN。即源极电路40需依据第四驱动准位VC+VSN、第五驱动准位VSH+VSN及第六驱动准位VSL+VSN产生所述多个源极信号VS。第四驱动准位VC+VSN为第一驱动准位VC加上补偿准位VSN，第五驱动准位VSH+VSN为第二驱动准位VSH加上补偿准位VSN，及第六驱动准位VSL+VSN为第三驱动准位VSL加上补偿准位VSN。如此，不论显示区是否显示影像，源极电路30依据电压产生电路50的电源可以解决所述多个源极信号VS受到馈通电压的耦合影响。换言之，电子纸显示驱动电路对应馈通电压造成的偏移电压，补偿所述多个源极信号VS，所以，利用原本的源极电路40实现补偿技术而简化共用电路40。

由图2与图3的波形图可知，因显示区有馈通电压的耦合影响，而边框显示区无馈通电压的耦合影响，所以电子纸显示驱动电路依据所述多个源极信号VS与边框源极信号VBS驱动显示相同画面时，所述多个源极信号VS与边框源极信号VBS的电压准位相差补偿准位VSN。

再参阅图1、图2与图3，为了控制所述多个晶体管TFT导通与截止，且电子纸的源极信号VS不同于液晶显示器的源极信号，电子纸的源极信号VS的电压范围接近闸极电压VG。为维持多个晶体管TFT的门坎电压(例如VT)，在源极信号VS包含补偿准位VSN下，所述多个栅极信号VG的多个电压准位同样需包含补偿准位VSN。所以，所述多个栅极信号VG的导通准位由第一导通准位VGH加上补偿准位VSN而为第二导通准位VGH2，及所述多个栅极信号VG的截止准位由第一截止准位VGL加上补偿准位VSN而为第二截止准位VGL2。如此，所述多个栅极信号VG可以维持大于所述多个源极信号VS至少5V(依不同面板而有不同压差)。即所述多个栅极信号VG的导通准位加上补偿准位VSN大于所述多个源极信号VS的驱动准位加上补偿准位VSN至少5V。

综上所述，本发明揭示一种电子纸显示驱动电路，其包含一共用电路、一源极电路及一栅极电路。共用电路输出一共用信号，且共用信号为一接地准位。源极电路输出多个源极信号与一边框源极信号，所述多个源极信号的多个电压准位包含一补偿准位，源极电路依据所述多个源极信号驱动一显示区，源极电路依据边框源极信号驱动一边框显示区，补偿准位高于接地准位。栅极电路输出多个栅极信号。

惟以上所述者，仅为本发明的诸多实施例中的部分实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，故举凡依本发明的权利要求范围所述的架构、电路、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的权利要求范围内。

Claims (12)

1.一种电子纸显示驱动电路，其特征在于，包含：

一共用电路，输出一共用信号，于一共用电极接收所述共用信号，于一第一显示状态时该共用信号为一接地准位，于一第二显示状态时共用信号为一参考准位；

一源极电路，输出多个源极信号与一边框源极信号，于一显示电极接收所述边框源极信号，于多个晶体管接收所述多个源极信号，所述多个源极信号的多个电压准位包含一补偿准位，所述多个源极信号驱动一显示区，该边框源极信号驱动一边框显示区，该补偿准位高于该接地准位；及

一栅极电路，输出多个栅极信号，于该多个晶体管接收所述多个栅极信号，所述多个栅极信号的多个电压准位为一导通准位加上所述补偿准位或一截止准位加上所述补偿准位。

2.如权利要求1所述的电子纸显示驱动电路，其特征在于，该补偿准位为正电压准位。

3.如权利要求1所述的电子纸显示驱动电路，其特征在于，所述多个源极信号的所述多个电压准位为该补偿准位或一驱动准位加上该补偿准位。

4.如权利要求3所述的电子纸显示驱动电路，其特征在于，该电子纸显示驱动电路驱动显示一第一画面前，该共用信号为该参考准位，该电子纸显示驱动电路驱动显示该第一画面时，该共用信号为该接地准位。

5.如权利要求1所述的电子纸显示驱动电路，其特征在于，所述多个源极信号与该边框源极信号驱动显示相同画面时，所述多个源极信号与该边框源极信号的电压准位相差该补偿准位。

6.如权利要求1所述的电子纸显示驱动电路，其特征在于，所述多个栅极信号的所述多个电压准位为一导通准位加上该补偿准位，所述多个源极信号的所述多个电压准位为一驱动准位加上该补偿准位，该导通准位加上该补偿准位大于该驱动准位加上该补偿准位。

7.如权利要求1所述的电子纸显示驱动电路，其特征在于，包含：

一第一电压产生电路，耦接该源极电路，并接收一电源电压，依据该电源电压产生一非显示电压，该非显示电压的一电压准位等于该补偿准位，输出该非显示电压至该源极电路，该非显示电压驱动不显示影像。

8.如权利要求7所述的电子纸显示驱动电路，其特征在于，包含：

一第二电压产生电路，接收一第一参考电压与一第二参考电压，该第一参考电压高于该第二参考电压，并耦接该共用电路与该源极电路，依据该第一参考电压与该第二参考电压提供产生该共用信号、所述多个源极信号、该边框源极信号所需的电源。

9.如权利要求1所述的电子纸显示驱动电路，其特征在于，该电子纸显示驱动电路耦接一电压产生电路，该电压产生电路接收一第一参考电压与一第二参考电压，该第一参考电压高于该第二参考电压，依据该第一参考电压与该第二参考电压提供产生该共用信号、所述多个源极信号、该边框源极信号所需的电源，该电压产生电路设置于该电子纸显示驱动电路之外。

10.如权利要求8或9所述的电子纸显示驱动电路，其特征在于，该栅极电路接收该第一参考电压与该第二参考电压，该栅极电路依据该第一参考电压与该第二参考电压而控制所述多个栅极信号为一导通准位或一截止准位。

11.如权利要求9所述的电子纸显示驱动电路，其特征在于，该电压产生电路耦接一正电源电路与一负电源电路，该正电源电路产生该第一参考电压，该负电源电路产生该第二参考电压，该第一参考电压为正电压，该第二参考电压为负电压，该正电源电路与该负电源电路设置于该电压产生电路之外。

12.如权利要求1所述的电子纸显示驱动电路，其特征在于，该源极电路耦接一数据储存电路，接收一源极数据与一边框源极数据，该源极电路依据该源极数据与该边框源极数据输出所述多个源极信号与该边框源极信号。

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