CN114267301A - 电子纸像素驱动电路和漏电流优化方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电子纸像素驱动电路和漏电流优化方法及装置，涉及电子纸显示技术领域，以尽可能实现黑白球关态漏电流的最小化和均一化，避免屏幕显示出现黑点、白点、甚至画面异常。本发明的主要技术方案为：在电子纸像素电路中引入第一选择控制端、第二选择控制端、白球显示控制端和黑白球显示控制端，如果输入为正驱动电压，则自动选择导通连接第一选择控制端以开启白球显示控制端，如果输入为负驱动电压，则自动选择导通连接第二选择控制端以开启黑球显示控制端，那么白球显示控制端和黑球显示控制端分别针对白球或黑球提供所需适应的关态电压，这相当于是分别为白球或黑球自动选择了最佳的关态模式，以便于实现同时降低黑白球漏电流。

Description

电子纸像素驱动电路和漏电流优化方法及装置

技术领域

本发明涉及电子纸显示技术领域，尤其涉及一种电子纸像素驱动电路和漏电流优化方法及装置。

背景技术

电子纸，也叫数码纸，是一种超薄、超轻的显示器，显示画面很接近于自然纸张的呈现效果。基于电子墨水技术，电子纸的显示原理为：屏幕表面会附着很多体积很小的“微胶囊”，这些“微胶囊”内封装带有负电的黑粒子(简称黑球)和带有正电的白粒子(简称白球)，通过改变电荷会使得黑球和白球进行有序排列，相应地呈现出黑白分明的可视化效果。由于电子纸具有的双稳态、低功耗、驱动结构简单等特点而被广泛应用。

例如，图1示出的电子纸显示原理图，该图以一个“微胶囊”内黑球和白球的排序变化举例，图1示出了黑球带“-”即负电荷，白球带“+”即正电荷，利用正负相吸原理，当电场接通时，相对应的黑球或白球会移动至“微胶囊”的顶端，那么结合屏幕表面所附着的大量微胶囊，使用者就可以在屏幕显示区域看到黑白色的显示画面了。

目前，不同于液晶显示器的瞬时开关特性，电子纸的电泳粒子(即黑球和白球)在极板间的漂移是需要时间的，一次灰度改变的时间大概在数百毫秒至秒量级，而且现在普遍采用的驱动电压为±15V(即黑球驱动电压为-15V，白球驱动电压为+15V)。但是，较大的驱动电压也会带来巨大的关态漏电流，并且由于白球和黑球的驱动电压差别大，使得极板间电压无法保持，屏幕显示会出现黑点、白点，甚至会出现画面显示异常。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种电子纸像素驱动电路和漏电流优化方法及装置，主要目的在于实现了在黑白球不同显示驱动电压下，相应地自动选择开启白球显示控制端或黑球显示控制端，以针对白球或黑球提供所需适应的关态电压，这相当于是分别为白球或黑球自动选择了最佳的关态模式，最终实现了黑白球关态漏电流的最小化和均一化，从而避免了屏幕显示会出现黑点、白点，甚至会出现画面显示异常。

为了达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：

本申请第一方面提供了一种电子纸像素驱动电路，该电路包括：电压输入端、第一选择控制端、第二选择控制端、白球显示控制端和黑球显示控制端；

所述电压输入端，连接所述第一选择控制端和所述第二选择控制端，所述电压输入端用于输入正驱动电压或负驱动电压；

所述第一选择控制端，连接白球显示控制端，所述白球显示控制端基于第一关态电压，用于控制白球处于关闭状态；

所述第二选择控制端，连接黑球显示控制端，所述黑球显示控制端基于第二关态电压，用于控制黑球处于关闭状态。

在本申请第一方面的一些变更实施方式中，第一选择控制端包括：第一栅极控制端、第一漏极连接端和第一源极连接端；所述第一栅极控制端与所述第一漏极连接端正向短接；所述第一栅极控制端与所述电压输入端相连接；所述第一源极连接端连接所述白球显示控制端。

在本申请第一方面的一些变更实施方式中，所述第二选择控制端包括：第二栅极控制端、第二漏极连接端和第二源极连接端；所述第二栅极控制端与所述第二漏极连接端反向短接；所述第二源极连接端与所述电压输入端相连接；所述第二漏极控制端连接所述黑球显示控制端。

在本申请第一方面的一些变更实施方式中，所述黑球显示控制端为双栅极结构晶体管；所述双栅极结构晶体管的源极连接端，连接所述第二选择控制端，用于接收由所述第二选择控制端传递的负驱动电压；所述双栅极结构晶体管的栅极控制端提供所述第二关态电压，用于控制黑球处于关闭状态。

在本申请第一方面的一些变更实施方式中，所述白球显示控制端为单极型晶体管；所述晶体管的漏极连接端，连接所述第一选择控制端，用于接收由所述第一选择控制端传递的正驱动电压；所述晶体管的栅极控制端提供所述第一关态电压，用于控制白球处于关闭状态。

本申请第二方面提供了一种漏电流的优化方法，应用于如上所述的电子纸像素驱动电路，所述方法包括：

当所述电压输入端输入正驱动电压时，导通连接的第一选择控制端，开启白球显示控制端；所述白球显示控制端提供第一关态电压，控制白球处于关闭状态；

当所述电压输入端输入负驱动电压时，导通连接的第二选择控制端，开启黑球显示控制端；所述黑球显示控制端提供第二关态电压，控制黑球处于关闭状态。

在本申请第二方面的一些变更实施方式中，在所述白球显示控制端提供第一关态电压之前，所述方法还包括：

所述白球显示控制端控制白球移动到微胶囊内的顶端排列，所述微胶囊内包含多个白球和黑球，用于根据所述微胶囊内顶端排列的不同白球和黑球而显示黑白颜色。

在本申请第二方面的一些变更实施方式中，在所述黑球显示控制端提供第二关态电压之前，所述方法还包括：

所述黑球显示控制端控制黑球移动到所述微胶囊内的顶端排列。

在本申请第二方面的一些变更实施方式中，所述第一选择控制端包括第一栅极控制端、第一漏极连接端和第一源极连接端，所述导通连接的第一选择控制端，开启白球显示控制端，包括：

根据所述电压输入端输入的正驱动电压，确定所述第一栅极控制端和所述第一源极连接端组成的栅源电压值；

判断所述栅源电压值是否大于第一电压阈值；

若是，则开启白球显示控制端。

在本申请第二方面的一些变更实施方式中，所述第二选择控制端包括：第二栅极控制端、第二漏极连接端和第二源极连接端，所述导通连接的第二选择控制端，开启黑球显示控制端，包括：

根据所述电压输入端输入的负驱动电压，确定所述第二栅极控制端和所述第二源极连接端组成的栅源电压值；

判断所述栅源电压值是否大于第二电压阈值；

若是，则开启黑球显示控制端。

借由上述技术方案，本发明提供的技术方案至少具有下列优点：

本发明提供了一种电子纸像素驱动电路和漏电流优化方法及装置，该电子纸像素驱动电路包括了：电压输入端、第一选择控制端、第二选择控制端、白球显示控制端和黑球显示控制端；电压输入端连接第一选择控制端和第二选择控制端，那么当输入为正驱动电压时，选择导通连接第一选择控制端，而当输入负驱动电压时，选择导通连接第二选择控制端；第一选择控制端连接白球显示控制端，那么如果第一选择控制端被导通，将开启白球显示控制端，该白球显示控制端除了驱动白球移动之外还能够提供第一关态电压，控制白球能够处于关闭状态；第二选择控制端连接黑球显示控制端，那么如果第二选择控制端被导通，将开启黑球显示控制端，该黑球显示控制端除了驱动黑球移动之外还能够提供第二关态电压，控制黑球能够处于关闭状态。本发明实现了在黑白球不同显示驱动电压下，相应地自动选择开启白球显示控制端或黑球显示控制端，以针对白球或黑球提供所需适应的关态电压，这相当于是能够分别为白球或黑球自动选择了最佳的关态模式，最终实现了黑白球关态漏电流的最小化和均一化。相较于现有技术，解决了现有的电子纸过高的正负驱动电压带来巨大关态漏电流导致画面显示异常的问题，本发明能够同时降低黑白球的关态漏电流，且尽可能达到最优，从而避免了屏幕显示会出现黑点、白点以及画面显示异常。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为例举的黑白电子纸显示的原理图；

图2a为例举的白球非显示阶段电压情况；

图2b为例举的黑球非显示阶段电压情况；

图3为本发明实施例提供的电子纸像素驱动电路的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的电子纸像素驱动电路的电路原理图；

图5为本发明实施例提供的另一种具体的电子纸像素驱动电路的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种电子纸黑白漏电流优化方法流程图；

图7a为本发明实施例提供的常规设计黑球关态漏电流过大时的像素电压波形；

图7b为采用了本发明实施例的优化黑球关态漏电流后的像素电压波形。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

在阐述本发明实施例提供的电子纸像素驱动电路之前，对于电子纸非显示阶段，白球和黑球在不同驱动电压下的电路原理图，进行解释说明：

电子纸常规使用的栅极关态电压为-12V至-15V之间，在此以-15V进行举例说明，如图2a示出的白球非显示阶段电压情况，图2a中Vg为栅极电压，Vd为漏极电压，Vs为源极电压，Vgs为栅源电压，Vcom为电源公共端。当提供Vg＝-15V，即栅极关态电压为-15V时；由于电子纸普遍采用的白球驱动电压为15V，即Vd＝15V；关态时源极连接端不会有电压，默认源极电压为0V，即Vs＝0V，因此不会形成像素电压，也就不会使得电子纸进行显示了，即为白球的“非显示阶段”。那么Vgs＝-15V，Vds＝15V，此时测得关态漏电流为4.5*10^-12A。

如图2b示出的黑球非显示阶段电压情况，图2b中Vg为栅极电压，Vd为漏极电压，Vs为源极电压，Vgs为栅源电压，Vcom为电源公共端。当提供Vg＝-15V，即栅极关态电压为-15V时；关态时默认漏极连接端是没有电压的，即Vd＝0V，不会形成像素电压，也就不会使得电子纸进行显示了，即为黑球的“非显示阶段”；由于黑球的常规驱动电压是-15V，所以Vs＝-15V。那么Vgs＝0V，Vds＝15V，此时测得关态漏电流为6.3*10^-10A。

进一步的，结合图2a和图2b得到相同关态电压下，白球和黑球的关态漏电流对比，如下表一。

	Vg/V	Vd/V	Vs/V	Vgs/V	Vds/V	Ioff/A
							白球	-15	+15	0	-15	15	4.5*10<sup>-12</sup>
黑球	-15	0	-15	0	15	6.3*10<sup>-10</sup>

其中，Ioff/A表示关态漏电流，白球的关态漏电流为4.5*10^-12A，黑球的关态漏电流为6.3*10^-10A，相比较，两者的关态漏电流相差将近100倍。

现在常规地对于衡量关态漏电流的大小，10^-12及以下是可被接受的、关态漏电流比较小的范围，但是10^-11及以上就是关态漏电流比较大的范围了，会导致屏幕显示出现黑点或甚至画面出现异常了。

需要说明的是，一般情况，栅极处于关闭状态下，仍然会存在一个关态漏电流，但是正常情况下该关态漏电流大小应该在可接受范围内或者最佳是无限接近于0的状态，但正如表一示出的黑球的情况，Vgs＝0，黑球关态漏电流没办法接近于0的，会比正常的可接受范围偏大了100倍。

进一步的，就以上黑球关态漏电流偏大的情况，如采用更高的栅极关态电压，即使可以使黑球的关态漏电流得到有效降低，但白球的关态漏电流升高了，同时功耗也增大了，那么也还是会导致屏幕显示出现白点或甚至画面出现异常了。

因此，为了同时降低白球和黑球的关态漏电流，且尽可能实现黑白球关态漏电流的最小化和均一化，本发明实施例提供了一种电子纸像素驱动电路的结构示意图，如图3所示，该电路包括：电压输入端1、第一选择控制端2、第二选择控制端3、白球显示控制端4和黑球显示控制端5；电压输入端1，用于输入正驱动电压或负驱动电压；电压输入端1，连接第一选择控制端2和第二选择控制端3；第一选择控制端2，连接白球显示控制端4，白球显示控制端4提供第一关态电压，用于控制白球处于关闭状态；第二选择控制端3，连接黑球显示控制端5，黑球显示控制端5提供第二关态电压，用于控制黑球处于关闭状态。

在本发明实施例中，电压输入端1连接第一选择控制端2和第二选择控制端3，那么当输入为正驱动电压时，选择导通连接第一选择控制端2，而当输入负驱动电压时，选择导通连接第二选择控制端3；第一选择控制端2连接白球显示控制端4，那么如果第一选择控制端2被导通，将开启白球显示控制端4，该白球显示控制端4除了驱动白球移动之外还能够提供第一关态电压，用于在未驱动白球移动之前控制白球处于关闭状态，该关闭状态是指避免因关态漏电流过大导致的白球移动了；第二选择控制端3连接黑球显示控制端5，那么如果第二选择控制端3被导通，将开启黑球显示控制端5，该黑球显示控制端5除了驱动黑球移动之外还能够提供第二关态电压，用于在未驱动黑球移动之前控制黑球处于关闭状态，该关闭状态是指避免因关态漏电流过大导致的黑球移动了。

本发明实施例实现了在黑白球不同显示驱动电压下，相应地自动选择开启白球显示控制端4或黑球显示控制端5，以针对白球或黑球提供所需适应的关态电压，这相当于是能够分别为白球或黑球自动选择了最佳的关态模式，最终实现了黑白球关态漏电流的最小化和均一化。

进一步，具体的，本发明实施例还提供了一种电子纸像素驱动电路的电路原理图，如图4所示，第一选择控制端2包括：第一栅极控制端21、第一漏极连接端22和第一源极连接端23；第一栅极控制端21与第一漏极连接端22正向短接；第一栅极控制端21与电压输入端1相连接；第一源极连接端23连接白球显示控制端4。

对于本发明实施例，第一选择控制端2为正向电压选择结构的控制端，它是一个三极管，由正电压驱动导通，并开启白球显示控制端4。

示例性的，对于正向电压选择结构，如图4示出的第一栅极控制端21(Gate)、第一漏极连接端22(Drain)和第一源极连接端23(Source)，该正向选择结构是Gate和Drain正向短接的结构，在此结构下，例如：假设输入的驱动电压为15V，由于连接到第一栅极控制端21(Gate)，那么Vg＝15V，以及由于Gate和Drain正向短接，则Vd＝15V，以及第一源极连接端23(Source)由于没有电压来源，还未供电，因此默认为0V，即Vs＝0V，此时Vgs＝15V，因此白球显示控制端4开启，Vds＝15V，漏极和源极之间导通，正高电压可通过；但是，假设输入的驱动电压为-15V，那么Vg＝-15V时，则Vd＝0V，Vs＝-15V，此时Vgs＝0V，因此白球显示控制端4关闭，负高电压不通过。

需要说明的是，对于本发明实施例例举的示例，白球显示控制端4的开启或者关闭是与Vgs有关的，当Vgs大于0则白球显示控制端4开启，当Vgs小于或等于0则白球显示控制端4关闭。

结合以上示例性例举可知，当输入正驱动电压，连接的第一选择控制端2可以被导通，并开启白球显示控制端4。

进一步，具体的，如图4所示，第二选择控制端3包括：第二栅极控制端31、第二漏极连接端32和第二源极连接端33；第二栅极控制端31与第二漏极连接端32反向短接；第二源极连接端33与电压输入端1相连接；第二漏极控制端32连接黑球显示控制端5。

对于本发明实施例，第二选择控制端3为反向电压选择结构的控制端，它是一个三极管，由负电压驱动导通，并开启黑球显示控制端5。

示例性的，对于反向电压选择结构，如图4示出的第二栅极控制端31(Gate)、第二漏极连接端32(Drain)和第二源极连接端33(Source)，该反向选择结构是Gate和Drain反向短接的结构，在此结构下，例如：输入的驱动电压为-15V，由于连接到第二源极连接端33(Source)，所以Vs＝-15V，以及因没有电压来源，第二栅极控制端31(Gate)的初始状态为0V，则Vg＝0V，以及由于Gate和Drain反向短接，则Vd＝0V，那么Vgs＝15V，因此黑球显示控制端5开启，Vds＝-15V，漏极和源极之间导通，负高电压可通过；但是，假设Vs＝+15V，则Vg＝0V，Vd＝0V，Vgs＝-15V，黑球显示控制端5关闭，正高电压不通过。

需要说明的是，对于本发明实施例例举的示例，黑球显示控制端5的开启或者关闭是与Vgs有关的，当Vgs大于0则黑球显示控制端5开启，当Vgs小于或等于0则黑球显示控制端5关闭。

结合以上示例性例举可知，当输入负驱动电压，连接的第二选择控制端3可以被导通，并开启黑球显示控制端5。对于本发明实施例，正是根据正向选择结构和负向选择结构的连接特点，当电压输入端1输入的是正驱动电压时(例如白球驱动电压15V)，信号引入正向电压选择结构，而反向电压选择结构关闭，如此就相当于是选择了正向电压选择结构；当电压输入端1输入的是负驱动电压时(例如黑球驱动电压-15V)，信号引入反向电压选择结构，而正向电压选择结构关闭，如此就相当于是选择了反向电压选择结构。进一步，相应的，如果信号引入正向电压选择结构，开启白球显示控制端4，信号引入反向电压选择结构，则开启黑球显示控制端5。

进一步的，在本发明实施例中，正向电压选择结构还可以为：GI跳孔、栅极控制端和漏极连接端之间的正向短接的连接结构；反向电压选择结构包括：栅极控制端和漏极连接端之间反向短接的连接结构、GI跳孔。

示例性的，对应于图4，本发明实施例还提供了另一种具体的电子纸像素驱动电路的结构示意图，如图5所示，如图5示出的两个圆圈为GI跳孔，该GI跳孔为栅极层金属走线与源极或漏极层金属走线直接搭接成的跳孔，目的是实现不同层金属的信号传递。

下面，结合图4和图5，对本发明实施例的白球显示控制端4和黑球显示控制端5进行更加详细地解释说明：

黑球显示控制端5为双栅极结构晶体管；双栅极结构晶体管的源极连接端51和漏极连接端52，其中，源极连接端51连接第二选择控制端3，用于接收由第二选择控制端3传递的负驱动电压；双栅极结构晶体管的栅极控制端53提供第二关态电压，用于控制黑球处于关闭状态。

在本发明实施例中，黑球显示控制端5为双栅极结构晶体管，具体的，可以为薄膜场效应晶体管(Thin Film Transistor，TFT)，如图5示出的黑球显示控制端5中标记出的W和L，对应为TFT设计尺寸的宽(W)和长(L)，对于双栅结构，在L不变的前提下，W被划分为W1和W2两个部分，那么无论是W1/L或W2/L，相较于W/L都会小很多。因此利用双栅结构能够得到更小更优的TFT宽和长的比值，从而也降低了关态漏电流。对于本发明实施例，利用双栅结构的作用是实现更优的关态漏电流，但由于使用双栅结构对工艺要求比较高，且会伴有更高的静电放电(ESD)发生率和不良率，因此本发明实施例为避免过度使用双栅结构，仅是在黑球TFT控制结构内使用，在确保达到降低黑球关态漏电流的效果的同时也尽量考虑降低其他不良影响。

白球显示控制端4为单极型晶体管；晶体管的漏极连接端41和源极连接端42，其中，漏极连接端41连接第一选择控制端2，用于接收由第一选择控制端2传递的正驱动电压；晶体管的栅极控制端43提供第二关态电压，用于控制白球处于关闭状态。

在本发明实施例中，白球显示控制端4为单极型晶体管，具体也可以为薄膜场效应晶体管，本发明实施例是利用白球显示控制端4的栅极控制端和黑球显示控制端5的栅极控制端提供的关态电压，以达到控制降低黑白球关态漏电流的效果，从而使得黑白球处于关闭状态。

示例性的，对于本发明实施例，当驱动白球时，此时驱动电压为+15V，本发明实施例驱动电路中的正电压选择结构导通，负电压选择结构关闭，同时白球显示控制端4的栅极给予常规的关态电压-15V，以保证白球处于Vgs＝-15V的良好关闭状态下；而当驱动黑球时，此时驱动电压为-15V，本发明实施例驱动电路中的负电压选择结构导通，正电压选择结构关闭，同时黑球显示控制端5栅极给予更低的关态电压，如-30V，以保证黑球也处于Vgs＝-15V良好的关闭状态。利用本发明实施例提供的电子纸像素驱动电路实现了针对黑白球都能提供所需适应的关态电压，且互不影响，达到同时降低黑白球关态漏电流的效果，并且针对黑白球，根据提供的关态电压不同，也可以尽可能分别提供最佳关态电压，同时将黑白漏电流调至最优，从而避免了屏幕显示会出现黑点、白点，甚至会出现画面显示异常。

进一步的，为了更加详细地对本发明实施例提供的电子纸像素驱动电路进行解释说明，本发明实施例还提供了漏电流的优化方法，如图6，对此本发明实施例提供以下具体步骤：

101、电压输入端输入驱动电压。

在本发明实施例中，常规电子纸白球驱动电压为15V，黑球驱动电压为-15V。

102a、当电压输入端输入正驱动电压时，导通连接的第一选择控制端，开启白球显示控制端。

在本发明实施例中，第一选择控制端包括第一栅极控制端、第一漏极连接端和第一源极连接端，那么导通连接的第一选择控制端，开启白球显示控制端，进一步细化解释说明为：

根据第一栅极控制端的电压值，确定第一栅极控制端和第一源极连接端组成的栅源电压值；判断栅源电压值是否大于第一电压阈值；若是，则开启白球显示控制端。

例如，结合图4进行解释说明，如图4示出的第一栅极控制端21(Gate)、第一漏极连接端22(Drain)和第一源极连接端23(Source)，该正向选择结构是Gate和Drain正向短接的结构，在此结构下，例如：假设输入的驱动电压为15V，由于连接到第一栅极控制端21(Gate)，那么Vg＝15V，以及由于Gate和Drain正向短接，则Vd＝15V，以及第一源极连接端23(Source)由于没有电压来源，还未供电，因此默认为0V，即Vs＝0V，此时Vgs＝15V，因此白球显示控制端4开启，Vds＝15V，正高电压可通过。

其中，需要说明的是，第一电压阈值是指衡量白球显示控制端是否开启的栅源电压值，例如，对于本发明实施例，白球显示控制端的开启或者关闭是与Vgs有关的，当Vgs大于0则白球显示控制端开启，当Vgs小于或等于0则白球显示控制端关闭。

103a、白球显示控制端提供第一关态电压，控制白球处于关闭状态。

在本发明实施例中，如图4所示，白球显示控制端为单极型晶体管，具体也可以为薄膜场效应晶体管，那么利用白球显示控制端的栅极控制端提供的关态电压，以达到控制降低白球关态漏电流的效果，从而控制白球处于关闭状态。

102b、当电压输入端输入负驱动电压时，导通连接的第二选择控制端，开启黑球显示控制端。

在本发明实施例中，第二选择控制端包括：第二栅极控制端、第二漏极连接端和第二源极连接端，那么导通连接的第二选择控制端，开启黑球显示控制端，进一步细化解释说明为：

首先是，根据电压输入端输入的负驱动电压，确定第二源极连接端的电压值，获取第二漏极连接端的电压值；以及，根据第二栅极控制端与第二漏极连接端反向短接、第二漏极连接端的电压值，确定第二栅极控制端的电压值。

以及，进一步的，根据第二栅极控制端的电压值、第二源极连接端的电压值，得到对应的栅源电压值。

其次是，判断栅源电压值是否大于第二电压阈值，若是，则开启黑球显示控制端。

例如，对于反向电压选择结构，如图4示出的第二栅极控制端31(Gate)、第二漏极连接端32(Drain)和第二源极连接端33(Source)，该反向选择结构是Gate和Drain反向短接的结构，在此结构下，例如：输入的驱动电压为-15V，由于连接到第二源极连接端33(Source)，所以Vs＝-15V，以及因没有电压来源，第二栅极控制端31(Gate)的初始状态为0V，则Vg＝0V，以及由于Gate和Drain反向短接，则Vd＝0V，那么Vgs＝15V，因此黑球显示控制端5开启，负高电压可通过。

需要说明的是，对于本发明实施例，黑球显示控制端的开启或者关闭是与Vgs有关的，当Vgs大于0则黑球显示控制端开启，当Vgs小于或等于0则黑球显示控制端关闭。

103b、黑球显示控制端提供第二关态电压，控制黑球处于关闭状态。

在本发明实施例中，如图4所示，黑球显示控制端为双栅极结构晶体管，具体的，可以为薄膜场效应晶体管，那么利用黑球显示控制端的栅极控制端提供的关态电压，以达到控制降低黑球关态漏电流的效果，从而控制黑球处于关闭状态。

以及进一步的，本发明实施例双栅极结构晶体管能够更加辅助优化降低黑球漏电流，具体解释说明如下：

如图5所示，对于白球TFT控制结构，依据以下公式(1)调整TFT设计尺寸的宽和长之间比值(即W/L)：

Ioff＝σ*(W/L)*(VGH-VGL)公式(1)；

其中，σ为半导体材料相关的电导率，W/L为TFT设计的宽长比，(VGH和VGL分别为栅极的开态电压和关态电压)，通过减少W/L便可以实现关态漏电流(标识为Ioff)的下降。

那么进一步的，对于双栅极结构晶体管，在L不变的前提下，W被划分为W1和W2两个部分，那么无论是W1/L或W2/L，相较于W/L都会小很多。因此利用双栅结构能够得到更小更优的TFT宽和长的比值。以及再进一步的，还可以依据上述公式(1)，再对W1/L或W2/L进行调整，以最终达到更加优化降低了W/L。

但是需要说明的是，无论对于白球控制结构或黑球控制结构，降低W/L可以降低Ioff，但同时也会降低Ion(即开态电流)，Ion会影响TFT的开启，因此只能在保证Ion不受太大影响的前提下，稍微降低W/L，具体可根据实际需求进行设置。

对于本发明实施例，还需要说明的是，对于步骤103a和103b，电子纸是采用双稳态技术，仅在更换画面时消耗电量，画面静止时不耗电，与其他显示产品相比拥有非常优异的节电性能。那么结合本发明实施例提供的电子纸像素驱动电路，控制黑白球关态漏电流的情况应该是在画面静止时，即电子纸不耗电时，那么对于提供的关态电压，可以是在黑白球非显示阶段，也可以是在黑白球移动完毕后，即上一帧显示画面和下一帧显示画面之间的时间段，也是需要控制黑白球关态漏电流降低至最佳的，此时也是需要画面静止的，具体解释说明为如下：

电子纸屏幕表面附着大量微胶囊，微胶囊内包含多个白球和黑球，根据正驱动电压，白球显示控制端控制白球移动到微胶囊内的顶端排列，根据负驱动电压，黑球显示控制端控制黑球移动待微胶囊内的顶端排列，根据微胶囊内顶端排列的不同白球和黑球而显示黑白颜色，那么在黑白球移动完毕之后，画面静止了，不耗电了，也是需要白球显示控制端和黑球显示控制端提供关态电压的，以确保黑白球关态漏电流最优，从而避免显示画面出现黑点、白点或者甚至显示异常。

进一步的，在本发明实施例中，还以黑球的关态漏电流为例，本发明实施例还提供了：如图7a示出的常规设计黑球关态漏电流过大时的像素电压波形；如图7b示出的采用本发明实施例的优化黑球关态漏电流后的像素电压波形。

如图7a和图7b，以黑球的波形为例，对比可知，常规设计中，由于黑球关态漏电流过大，进而导致像素电压在非显示阶段出现过多输出，最终导致黑点甚至画异不良，而本发明实施例的设计中，由于优化了黑球的关态漏电流，因此非显示阶段，像素电压能一直保持稳定。

综上所述，本发明实施例提供了一种电子纸像素驱动电路和漏电流优化方法及装置，该电子纸像素驱动电路包括了：电压输入端、第一选择控制端、第二选择控制端、白球显示控制端和黑球显示控制端；电压输入端连接第一选择控制端和第二选择控制端，那么当输入为正驱动电压时，选择导通连接第一选择控制端，而当输入负驱动电压时，选择导通连接第二选择控制端；第一选择控制端连接白球显示控制端，那么如果第一选择控制端被导通，将开启白球显示控制端，该白球显示控制端除了驱动白球移动之外还能够提供第一关态电压，控制白球能够处于关闭状态；第二选择控制端连接黑球显示控制端，那么如果第二选择控制端被导通，将开启黑球显示控制端，该黑球显示控制端除了驱动黑球移动之外还能够提供第二关态电压，控制黑球能够处于关闭状态。本发明实施例实现了在黑白球不同显示驱动电压下，相应地自动选择开启白球显示控制端或黑球显示控制端，以针对白球或黑球提供所需适应的关态电压，这相当于是能够分别为白球或黑球自动选择了最佳的关态模式，最终实现了黑白球关态漏电流的最小化和均一化。相较于现有技术，解决了现有的电子纸过高的正负驱动电压带来巨大关态漏电流导致画面显示异常的问题，本发明实施例能够同时降低黑白球的关态漏电流，且尽可能达到最优，从而避免了屏幕显示会出现黑点、白点以及画面显示异常。

本领域技术人员应明白，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种电子纸像素驱动电路，其特征在于，所述电路包括：电压输入端、第一选择控制端、第二选择控制端、白球显示控制端和黑球显示控制端；

所述电压输入端，连接所述第一选择控制端和所述第二选择控制端，所述电压输入端用于输入正驱动电压或负驱动电压；

所述第一选择控制端，连接白球显示控制端，所述白球显示控制端基于第一关态电压控制白球处于关闭状态；

所述第二选择控制端，连接黑球显示控制端，所述黑球显示控制端基于第二关态电压控制黑球处于关闭状态。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，第一选择控制端包括：第一栅极控制端、第一漏极连接端和第一源极连接端；所述第一栅极控制端与所述第一漏极连接端正向短接；所述第一栅极控制端与所述电压输入端相连接；所述第一源极连接端连接所述白球显示控制端。

3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第二选择控制端包括：第二栅极控制端、第二漏极连接端和第二源极连接端；所述第二栅极控制端与所述第二漏极连接端反向短接；所述第二源极连接端与所述电压输入端相连接；所述第二漏极控制端连接所述黑球显示控制端。

4.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述黑球显示控制端为双栅极结构晶体管；所述双栅极结构晶体管的源极连接端，连接所述第二选择控制端，用于接收由所述第二选择控制端传递的负驱动电压；所述双栅极结构晶体管的栅极控制端提供所述第二关态电压，用于控制黑球处于关闭状态。

5.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述白球显示控制端为单极型晶体管；所述晶体管的漏极连接端，连接所述第一选择控制端，用于接收由所述第一选择控制端传递的正驱动电压；所述晶体管的栅极控制端提供所述第一关态电压，用于控制白球处于关闭状态。

6.一种漏电流的优化方法，其特征在于，应用于如权利要求1至5中任一项所述的电子纸像素驱动电路，所述方法包括：

当所述电压输入端输入正驱动电压时，导通连接的第一选择控制端，开启白球显示控制端；所述白球显示控制端提供第一关态电压，控制白球处于关闭状态；

当所述电压输入端输入负驱动电压时，导通连接的第二选择控制端，开启黑球显示控制端；所述黑球显示控制端提供第二关态电压，控制黑球处于关闭状态。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述白球显示控制端提供第一关态电压之前，所述方法还包括：

所述白球显示控制端控制白球移动到微胶囊内的顶端排列，所述微胶囊内包含多个白球和黑球，用于根据所述微胶囊内顶端排列的不同白球和黑球而显示黑白颜色。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述黑球显示控制端提供第二关态电压之前，所述方法还包括：

所述黑球显示控制端控制黑球移动到所述微胶囊内的顶端排列。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一选择控制端包括第一栅极控制端、第一漏极连接端和第一源极连接端，所述导通连接的第一选择控制端，开启白球显示控制端，包括：

根据所述电压输入端输入的正驱动电压，确定所述第一栅极控制端和所述第一源极连接端组成的栅源电压值；

判断所述栅源电压值是否大于第一电压阈值；

若是，则开启白球显示控制端。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二选择控制端包括：第二栅极控制端、第二漏极连接端和第二源极连接端，所述导通连接的第二选择控制端，开启黑球显示控制端，包括：

根据所述电压输入端输入的负驱动电压，确定所述第二栅极控制端和所述第二源极连接端组成的栅源电压值；

判断所述栅源电压值是否大于第二电压阈值；

若是，则开启黑球显示控制端。

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