TWI423212B

TWI423212B - 平面顯示器的共電壓產生器及方法

Info

Publication number: TWI423212B
Application number: TW99102040A
Authority: TW
Inventors: Yi Lung Li; Chih Yang Liao
Original assignee: Himax Tech Ltd
Priority date: 2010-01-26
Filing date: 2010-01-26
Publication date: 2014-01-11
Also published as: TW201126485A

Description

平面顯示器的共電壓產生器及方法

本發明係有關平面顯示器，特別是關於一種電泳顯示器之共電壓產生器。

電泳顯示器(electro-phoretic display,EPD)為平面顯示器之一種，經常使用於電子書或電子紙。電泳顯示器的結構主要包含二相對之電極基板：像素電極(pixel electrode)基板及共電極(common electrode)基板。二電極基板之間含有液態材質，內含有帶電粒子。當電極基板間施以電壓差時，帶電粒子會移往電性相反的電極基板，藉此得以產生顯示畫面。

然而，根據不同廠商使用的不同液態材質，所需的驅動電壓也不相同。有些電泳顯示器需要直流(DC)的共電壓(common voltage,VCOM)，有些電泳顯示器則是需要交流(AC)的共電壓。再者，有些電泳顯示器需要較大的驅動壓差。

第一A圖例示一種電泳顯示器的直流(DC)共電壓VCOM波形，其和源極驅動器輸出Sout之間的壓差為15伏特(V)。第一B圖例示另一種電泳顯示器的交流(AC)共電壓VCOM波形，其和源極驅動器輸出Sout之間的壓差為30V。

鑑於各種傳統電泳顯示器所需的共電壓型態不同且壓差也不相同，因此亟需提出一種可適用於各種電泳顯示器(或類似架構之平面顯示器)的共電壓產生電路。

鑑於上述，本發明實施例的目的之一在於提出一種顯示器的共電壓產生器，其可彈性產生任何所需之共電壓型態及壓差，用以支援各廠商的不同顯示器架構。

根據本發明實施例，共電壓產生器包含電壓產生器、控制器、開關裝置及記憶體。電壓產生器用以產生多種準位電壓，控制器用以產生開關控制信號。開關裝置輸入該些準位電壓，並根據開關控制信號以選擇輸出多種準位電壓其中之一。以記憶體儲存一預設圖框波形對應表，其依據顯示圖框的順序對應開關裝置的相應開關狀態。於某一圖框顯示期間，控制器根據圖框序號查詢圖框波形對應表以得到相應之開關狀態，再據以得到開關控制信號，藉此，得以從開關裝置輸出共電壓波形。

20‧‧‧電壓產生器

22‧‧‧開關裝置

24‧‧‧控制器

26‧‧‧記憶體

41-44‧‧‧步驟

51-56‧‧‧步驟

VCOM‧‧‧共電壓

Sout‧‧‧源極驅動器輸出

VPOS‧‧‧正高電壓

VNEG‧‧‧負高電壓

Vplus‧‧‧正電壓

Vminus‧‧‧負電壓

S1‧‧‧第一開關

S2‧‧‧第二開關

S3‧‧‧第三開關

TCON-CTRL‧‧‧開關控制信號

第一A圖例示一種電泳顯示器的直流(DC)共電壓波形。

第一B圖例示另一種電泳顯示器的交流(AC)共電壓波形。

第二圖之功能方塊圖顯示本發明實施例之電泳顯示器的共電壓產生器。

第三圖顯示本發明實施例之開關裝置的詳細電路圖。

第四圖顯示本發明實施例之圖框波形對應表的設定流程圖。

第五圖顯示本發明實施例之共電壓波形的產生流程圖。

第二圖之功能方塊圖顯示本發明實施例之電泳顯示器(electro-phoretic display,EPD)的共電壓(common voltage,VCOM)產生器。共電壓產生器可以是(但不限定為)時序控制器(timing controller,TCON)的一部份。雖然本實施例以電泳顯示器作為例子，然而本實施例之共電壓產生器也可適用於其他類似的平面顯示器。

在本實施例中，共電壓產生器主要包含電壓產生器20、開關裝置22、控制器24及記憶體26。電壓產生器22產生並提供多種準位電壓，例如，正高電壓VPOS(例如15V)、負高電壓VNEG(例如-15V)、正電壓Vplus(其值小於VPOS，例如1.5V)及負電壓Vminus(其絕對值小於VNEG的絕對值，例如-1.5V)。

開關裝置22輸入電壓產生器20所提供的各種準位電壓，根據控制器24(例如TCON控制器)的開關控制信號TCON-CTRL，於一特定時間內選擇並輸出其中一種準位電壓，用以作為共電壓VCOM輸出。其中，控制器24的開關控制信號TCON-CTRL係根據記憶體26(例如非揮發性記憶體，如快閃記憶體(FLASH))內的儲存內容所產生的，其產生方法將於以下段落詳述。

第三圖顯示本發明實施例之開關裝置22的詳細電路圖。在本實施例中，開關裝置22包含三個類比開關：第一開關S1、第二開關S2及第三開關S3。其中，第一開關S1輸入正高電壓VPOS及負高電壓VNEG。當第一開關控制信號TCON-CTRL1為邏輯1時，輸出正高電壓VPOS；當第一開關控制信號TCON-CTRL1為邏輯0時，則輸出負高電壓VNEG。第二開關S2輸入第一開關S1的輸出及負電壓Vminus。當第二開關控制信號TCON-CTRL2為邏輯1時，輸出負電壓Vminus；當第二開關控制信號TCON-CTRL2為邏輯0時，則輸出第一開關S1的輸出。第三開關S3輸入第二開關S2的輸出及正電壓Vplus(在另一實施例中為浮接)。當第三開關控制信號TCON-CTRL3為邏輯1時，輸出第二開關S2的輸出；當第三開關控制信號TCON-CTRL3為邏輯0時，則輸出正電壓Vplus(在另一實施例中為浮接)。本實施例雖以三個類比開關來實施開關裝置22，然而，在其他實施例中，也可以使用二個或多於三個開關。

上述的各種開關狀態可以使用開關狀態表(如下表一所示)來表示並儲存。其中，表一左邊欄位為開關狀態值，右邊三欄位則分別為三個開關控制信號TCON-CTRL[1：3]的邏輯值。開關狀態表可以儲存於控制器24內或者其他的記憶體裝置內。開關狀態表24也可以使用邏輯電路或軟/韌體方式產生。

針對某一電泳顯示器(EPD)或者某一應用場合所需之共電壓VCOM信號波形，無論是直流(DC)波形或者是各種壓差之交流(AC)波形，可事先依據顯示圖框(frame)序號的順序建構一圖框波形對應表，如下表二所示。其中，左邊欄位代表圖框序號，右邊欄位則代表開關狀態值，其相應於各種準位電壓(亦即，”0”相應於負電壓Vminus、”1”相應於正高電壓VPOS、”2”相應於負高電壓VNEG、”3”相應於正電壓Vplus)。

藉由圖框波形對應表(如表二所例示)，如果於某一圖框顯示期間內需要產生負電壓Vminus，則將對應之開關狀態記為”0”；如果於某一圖框顯示期間內需要產生正高電壓VPOS，則將對應之開關狀態記為”1”；如果於某一圖框顯示期間內需要產生負高電壓VNEG，則將對應之開關狀態記為”2”；如果於某一圖框顯示期間內需要產生正電壓Vplus，則將對應之開關狀態記為”3”。屆時，時序控制器(TCON)於控制畫面的顯示時，即會依照圖框波形對應表(如表二所例示)的順序，得到相應的開關狀態值，再藉由開關狀態表(如表一所例示)以得到開關裝置22中每一個開關(S1、S2、S3)相應之開關控制信號TCON-CTRL[1：3]。如果需要產生直流(DC)共電壓VCOM，則可以將圖框波形對應表(如表二所例示)中的開關狀態值均記為”0”即可達到。以下將進一步分別描述圖框波形對應表(表二)的設定，以及控制器24於顯示控制時如何據以產生直流或交流的共電壓VCOM波形。

第四圖顯示本發明實施例之圖框波形對應表的設定流程圖。首先，於步驟41，輸入一圖框波形檔案，用以記載所需共電壓VCOM波形之圖框波形對應表。接著，於步驟42，控制器24將圖框波形檔案寫入記憶體26，作為將來查詢所需之圖框波形對應表。為了讓圖框波形檔案的資料能夠於電源關閉後仍能保留在記憶體26內，因而不需於每次開機時均要進行檔案的下載，因此，本實施例使用非揮發性記憶體(例如快閃記憶體)來儲存圖框波形檔案。接下來，為確保寫入資料的正確性，使其不受雜訊或記憶體缺陷的影響，可使用步驟43，比對記憶體26內容和圖檔波形檔案的一致性。當比對結果為正確時，則於步驟44中對時序控制器(TCON)進行重置(reset)。

第五圖顯示本發明實施例之共電壓VCOM波形的產生流程圖。首先，當電源開啟後(步驟51)，控制器24自記憶體26讀取圖框波形對應表(步驟52)。於步驟53，當輸入欲顯示畫面時，控制器24依照畫面顯示的時間軸，根據顯示圖框之序號，查詢圖框波形對應表而對應得到共電壓VCOM準位，其相應於一開關狀態值。接著，控制器24再根據開關狀態表(步驟54)，將步驟53所得到之開關狀態值映射 (mapping)得到相應之開關控制信號TCON-CTRL(步驟55)。最後，於步驟56，以映射得到之開關控制信號TCON-CTRL控制開關裝置22，因而產生所需之共電壓VCOM波形。

以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，並非用以限定本發明之申請專利範圍；凡其它未脫離發明所揭示之精神下所完成之等效改變或修飾，均應包含在下述之申請專利範圍內。