电泳显示装置的制作方法

专利名称：电泳显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及电泳显示装置、用于电泳显示装置的数据驱动电路、包括电泳显示装置的显示设备、驱动电泳显示装置的方法以及驱动电泳显示装置的计算机程序产品。
这种类型的显示设备的实例有监视器、膝上型电脑、个人数字助理(PDA)、移动电话以及电子书籍、电子报纸和电子杂志。
背景技术：
现有技术中的电泳显示装置可从国际专利申请WO99/53373获知。该专利申请披露了一种电子墨水(electronic ink)显示器，包括两个基板，其中一个基板是透明的并具有共用电极(又称反电极)，另一个基板具有按行和列排列的象素电极。行和列电极之间的交叉与象素相关联。该象素在共用电极的一部分和象素电极之间形成。该象素电极与晶体管的漏极相连，该晶体管的源极与列电极或数据电极相连，该晶体管的栅极与行电极或选择电极相连。象素、晶体管以及行和列电极的这种排列共同形成有源矩阵。行驱动器(选择驱动器)提供行驱动信号或选择信号，以选择一行象素，列驱动器(数据驱动器)通过列电极和晶体管向选中的象素行提供列驱动信号或数据信号。数据信号对应于要显示的数据，并与选择信号一起形成驱动一个或多个象素的(一部分)驱动信号。
此外，电子墨水位于该透明基板上的象素电极和共用电极之间。该电子水墨包括直径约为10-50微米的多个微囊。每个微囊包括悬浮在液体中的正充电白粒子和反向充电黑粒子。当正向电压施加于该象素电极时，该白粒子向该微囊朝向该透明基板的一侧移动，该象素对观察者来说成为可见的。同时，该黑粒子向该微囊的另一侧处的象素电极移动，其中该黑粒子对观察者来说是不可见的。通过将负电压施加于该象素电极，该黑粒子向该微囊朝向该透明基板的一侧的共用电极移动，该象素对观察者来说变暗。同时，该白粒子向该微囊的另一侧的象素电极移动，其中该白粒子对观察者来说是不可见的。当该电压撤消时，该显示装置保持说获得的状态并显示双稳态特征。
为减小该电泳显示装置的光学响应对该象素历史(history)的依赖，在施加数据相关信号之前施加预置数据信号。这些预置数据信号包括表示能量的数据脉冲，这些能量对于在两个电极之一将该电泳粒子从静态释放是足够的，但又低至不能使该电泳粒子到达另一个电极。由于对象素历史的依赖减小，因此无论该象素的历史如何，对相同数据的光学响应基本相等。可通过这样的事实解释其根本机理该显示装置切换到预定状态如黑状态后，电泳粒子成为静态。当接着切换至白状态时，由于该粒子的启动速度接近于零，其动量就低。这导致对该象素变化的高依赖性，因此需要较长的切换时间来克服这种高依赖性。施加该预置数据信号使该电泳粒子的动量增大，从而减小了依赖性，缩短了切换时间。
一次驱动所有行象素所需的时间间隔(通过逐一驱动每行并在每行上同时驱动所有列)称为帧。在每帧中，驱动每行象素的每个数据脉冲需要实施行驱动动作，以将行驱动信号(选择信号)施加于该行，以选中(驱动)该行，还需要实施列驱动动作，以将该数据脉冲，如该预置数据信号的数据脉冲或该数据相关信号的数据脉冲施加于该象素。通常，后者同时施加于一行中的所有象素。
当更新图像时，首先施加该预置数据信号的大量数据脉冲，进一步称为预置数据脉冲。每个预置数据脉冲具有一个帧周期的持续时间。例如，第一个预置数据脉冲具有正向振幅，第二个具有反向振幅，第三个具有正向振幅，等等。这种具有交替振幅的预置数据脉冲不改变由该象素显示的灰度值。
在一个或多个连续帧中，施加数据相关信号，该数据相关信号具有零个、一个、两个至例如十五个帧周期的持续时间。因此，如果该象素已经显示全黑，则具有零个帧周期的持续时间的数据相关信号与例如显示全黑的象素相对应。在该象素显示某种灰度值的情况下，当用具有零个帧周期的持续时间的数据相关信号驱动该象素时，也就是说，当用具有零振幅的驱动数据脉冲驱动该象素时，该灰度值保持不变。具有十五个帧周期的持续时间的数据相关信号包括十五个驱动数据脉冲，导致象素显示全白，具有一至十四个帧周期的持续时间的数据相关信号包括一至十四个驱动数据脉冲，导致象素显示在全黑和全白之间的有限数量灰度值中的一种。
在每个数据电极中，具有第一振幅的第一数据脉冲施加于与该数据电极相连并位于第一行的第一象素。该第一数据脉冲之后是具有第二振幅的第二数据脉冲，该第二数据脉冲施加于与同一数据电极相连并位于第二行的第二象素。如果该第一和第二振幅具有相反的极性，则该数据驱动器必须生成等于2CU2的能量，以施加该第二数据脉冲，其中C为总电容，+U为该第一振幅，-U为该第二振幅，-2U为要释放的差动电压，Q＝-2CU为待提供的放电量，并且由于+U或-U对单个数据脉冲是可利用的，故能量E＝|QU|＝2CU2。在相反的第一和第二振幅的情况下，要释放的差动电压等于2U，Q＝2CU为待提供的电荷，能量仍等于2CU2。因此，正如借助于在数据电极和数据驱动器相互连接处的数据电极，通过该数据驱动器“看到”的，C为总电容量。该总电容量C由位于有源行和对应于该数据电极的列的象素的电容、与该象素并联的可能电容以及该有源矩阵的电容结合形成。由于该有源矩阵的电容量与该象素的电容量相比之下是较大的，总电容量基本上等于该有源矩阵的电容量。因此，与使孤立象素放电所必需的能量相比，较多的能量对该有源矩阵的电容放电来说是必需的。
由于这些电容的充电和放电相对来说需要大量的能量，所以公知的电泳显示装置还存在缺点。

发明内容
本发明的目的在于提供一种电泳显示装置，其中连接到该显示装置的数据电极上的电容的充电和放电仅需要较少的能量。
本发明进一步的目的在于提供用于电泳显示装置的数据驱动电路，其中充电和放电仅需要较少的能量，提供一种显示装置，包括充电和放电仅需要较少能量的电泳显示装置，还提供一种驱动电泳显示装置的方法和驱动电泳显示装置的程序产品，用于充电和放电仅需要较少能量的电泳显示装置(与电泳显示装置结合使用)。
一种根据本发明的电泳显示装置，包括电泳显示装置，包含-电泳显示板，包括选择电极和数据电极，选择电极和数据电极的交叉点与象素相关联；-数据驱动电路，用于将第一和第二数据脉冲施加于数据电极；-选择驱动电路，用于将第一和第二选择脉冲施加于各个选择电极；以及
-控制器，用于控制开关电路，以在第一选择脉冲末端之后和随后的第二选择脉冲末端之前，将数据电极连接于参考电压源，该参考电压源的参考电压的值介于第一和第二数据脉冲的极限电压值之间。
在向第一行施加第一选择脉冲和向第二行施加第二选择脉冲结束之前这两者之间，通过以开关或晶体管等形式引入该开关电路，该数据电极可连接于该参考电压源。结果，在该第一选择脉冲和该第二选择脉冲之间，由于该参考电压源的参考电压值介于该数据脉冲的极限电压值之间，至少该有源矩阵的电容被充电或放电，然后该数据电极处的电压基本上等于该参考电压。象素的电容是否也充电(放电)取决于与该象素相连的开关元件此时是否导通。结果，当施加该第二脉冲时，考虑到该有源矩阵的电容，通过数据驱动器获得的该差动电压的绝对值小于+2U，该数据驱动器必须产生小于2CU2的能量，以提供该第二数据脉冲，该能量低于现有技术中所需的总能量。因此，减少了充电和放电所需的最大能量。
根本的思想是，为正常运行，首先，要施加于象素的数据脉冲电压在该第一(第二)选择脉冲末端必须具有正确的数值，以避免用错误的电压驱动象素，其次，该开关电路的充电或放电必须在该第二选择脉冲的末端之前准备充足的时间，以将象素驱动至正确的数据脉冲电压。
在参考电压端与地一致的情况下，在该第一选择脉冲和该第二选择脉冲之间，至少该有源矩阵的电容被充电或放电，接着该数据电极处的电压约为零伏。象素的电容是否也充电(放电)取决于与该象素连接的该开关元件此时是否导通。结果，当施加该第二脉冲时，基于该有源矩阵的电容获得的该差动电压约为+U或-U，该数据驱动器必须产生基本上等于CU2的能量，以提供该第二数据脉冲，该能量约为现有技术中所需的总能量的一半。因此，充电或放电所需的最大能量减少了大约50％。
该参考电压源可包括存储该参考电压的电容器。
在实施例中，振动数据脉冲与上述预置数据脉冲一致。复位数据脉冲先于该驱动数据脉冲，以通过为该驱动数据脉冲定义固定的起始点(固定黑或固定白)，进一步改善该电泳显示装置的光学响应。可以选择的是，复位数据脉冲先于该驱动数据脉冲，以通过为该驱动数据脉冲定义可变的起始点(黑或白，基于并最接近由后续的驱动数据脉冲定义的灰度值进行选择)，进一步改善该电泳显示装置的光学响应。
为了在该第一选择脉冲的末端之后和该第二选择脉冲的开始之前，将该数据电极连接于参考该电压端，通过使该控制器适于控制该开关电路，可获得大量时间，以将数据脉冲正确施加于该象素。
前面的实施例减少了将该第二数据脉冲施加子相应的第二象素所需的最大能量。但是，由于不是连接于同一数据电极的所有第一和随后的第二象素都接收具有相反极性的振幅的第一和第二数据脉冲，因此整个电泳显示装置的平均能耗不一定减少。在第一象素接收具有非零振幅的第一数据脉冲，随后的第二象素接收具有零振幅的第二数据脉冲的情况下，反之亦然，当在充电和放电之间执行时，将该第二数据脉冲施加于随后的第二象素所需的能量不会减少。在两个象素都接收具有同一振幅的数据脉冲的情况下，当在充电或放电之间执行时，将该第二数据脉冲施加于随后的第二象素所需的能量可从零增加到大约CU2。仅对于具有相反振幅的第一和第二数据脉冲来说，为了将该数据电极连接于该参考电压端，通过使该控制器适应于控制该开关电路，在具有相反振幅的数据脉冲的情况下，使该第二数据脉冲施加于随后的第二象素所需的能量减小，而在其它情况下该能量不变。结果，整个电泳显示装置的能耗减小。
通过在与该控制器相连的存储器中存储关于该第一和第二数据脉冲的振幅的信息，可自动控制该开关电路。
通过将该开关电路连接于该数据驱动电路和开关元件，不需适应该数据驱动电路。
该数据驱动电路可以是列驱动器。通过使该开关电路构成该数据驱动电路的一部分，该开关电路集成在该数据驱动电路中，不需单独连接于该电泳显示板和该数据驱动电路。
该显示装置可以是电子书，而用于存储信息的存储介质可以是记忆棒、集成电路、用于存储要在该显示装置上显示的书的内容的存储器或其它存储装置。
按照本发明的方法和按照本发明的计算机程序产品的实施例与按照本发明的电泳显示装置的实施例一致。
根据理解，本发明基于通过借助于数据电极的数据驱动电路“看到”的总电容，其包括以下部分的组合-位于有源行和与该数据电极相对应的列中的象素的电容；-与该象素并联的可能电容；以及
-该有源矩阵的电容。
该有源矩阵的电容量远大于该象素的电容量，用差动电压对一个或多个电容充电或放电所需的能量与该一个或多个电容量和该差动电压成比例，且该有源矩阵的电容量基于这样的基本考虑，即通过将该数据电极与该参考电压源相连，引入在中间的充电或放电，能够减小基于该有源矩阵的电容，由该数据驱动器实现的这一差动电压。
本发明通过提供一种电泳显示装置解决了该问题，为了提供充电和放电，该装置需要较少的能量，而且其优越性在于所需的总能量约为现有技术的一半。对于仅具有相反极性的振幅的第一和第二数据脉冲来说，在将该数据电极连接于该参考电压源的情况下，整个电泳显示装置的能耗减小。
参照下述实施例，本发明的上述和其它方面显而易见。


在附图中图1表示(剖面)象素；图2示意性地表示电泳显示装置；图3表示驱动电泳显示装置的波形；图4示意性地表示按照本发明的电泳显示装置；图5表示现有技术的驱动情况下和按照本发明的驱动情况下的数据脉冲和选择脉冲；图6表示包括总电容、数据电极、数据驱动电路和分离的开关电路的电子原理图；图7表示包括总电容、数据电极和具有集成开关电路的数据驱动电路的电子原理图。
具体实施例方式
图1(剖面)所示的电泳显示装置的象素11包括底部基板2、位于两个如聚乙烯的透明基板3、4之间具有电子墨水的电泳膜(层压在底部基板2上)。基板3具有透明象素电极5，另一个基板4具有透明共用电极6。该电子墨水包括直径约为10-50微米的多个微囊7。每个微囊7包括在液体10中悬浮的带正电的白粒子8和带负电的黑粒子9。当正电压施加于象素电极5时，白粒子8向微囊7朝向共用电极6的一侧移动，该象素对观察者来说成为可见的。同时，黑粒子9向微囊7的另一侧移动，其中该黑粒子对观察者来说是不可见的。通过将负电压施加于象素电极5，黑粒子9向微囊7朝向共用电极6的一侧移动，该象素对观察者来说变暗(未示出)。当该电压撤消时，粒子8、9保持在所获得状态并显示双稳态特征，基本不消耗能量。
图2所示的电泳显示装置1包括显示板60，显示板60包括行或选择电极41、42、43与列或数据电极31、32、33的交叉区域的象素11的矩阵。这些象素11均连接于共用电极6，每个象素11连接到它自己的象素电极5。电泳显示装置1进一步包括连接于行电极41、42、43的选择驱动电路40(行驱动器40)和连接于列电极31、32、33的数据驱动电路30(列驱动器30)，每个象素11还包括有源开关元件12。电泳显示装置1由这些有源开关元件12驱动(在本实例中为(薄膜)晶体管)。选择驱动电路40顺序选择行电极41、42、43，同时数据驱动电路30为列电极31、32、33提供数据信号。优选的是，控制器20首先处理经过输入端21到达的输入数据，然后产生数据信号。数据驱动电路30和选择驱动电路40之间的交互同步借助于驱动线23和24发生。来自选择驱动电路40的选择信号通过晶体管12选择象素电极5，晶体管12的漏极电连接于象素电极5，栅极电连接于行电极41、42、43，源极电连接于列电极31、32、33。列电极31、32、33出现的数据信号同时传输至象素11的象素电极5，象素电极5连接于晶体管12的漏极。除了晶体管，也可使用其它开关元件，如二极管、MIM等。该数据信号和选择信号一起构成驱动信号(的一部分)。
输入数据，如可通过输入端21接收的图像信息由控制器20进行处理。另外，控制器20检测关于新图像的新图像信息的到达并且启动对接收的图像信息的处理作为响应。这种对图像信息的处理包括该新图像的装载，在控制器20的存储器中存储的前一图像和该新图像的比较，与温度传感器的相互作用，包含驱动波形的查询表的存储器的存取等等。最后，当对该图像信息的处理准备好时，控制器20进行检测。
然后，控制器20生成要通过驱动线23施加于数据驱动电路30的数据信号，并生成要通过驱动线24施加于行驱动器40的选择信号。这些数据信号包括对所有象素11来说相同的数据相关信号和在每个象素11中可以或不可以变化的数据相关信号。该数据相关信号包括构成该预置数据脉冲的振动数据脉冲，其中该数据相关信号包括一个或多个复位数据脉冲和一个或多个驱动数据脉冲。这些振动数据脉冲包括代表能量的脉冲，该能量对于在两个电极5、6的一个中从静态释放电泳粒子8、9来说是足够的，但又低至不能使粒子8、9到达两个电极5、6的另一个。由于对该变化的依赖性减小，无论象素11的变化如何，对同等数据的光学响应基本相等。因此，基于象素11的历史，该振动数据脉冲对该电泳显示装置的光学响应的依赖性减小。该复位数据脉冲先于该驱动数据脉冲，以通过定义该驱动数据脉冲的可变起始点，进一步改善该光学响应。该起始点可以是基于并最接近于由随后驱动数据脉冲定义的灰度值而选择的黑或白电平。可以选择的是，该复位数据脉冲可以构成该数据相关信号的一部分，并可以先于该驱动数据脉冲，以通过定义该驱动脉冲的固定起始点，进一步改善该电泳显示装置的光学响应。该起始点可以是固定黑或固定白电平。
在图3中，描述了表示象素11上的时间t的函数的电压的波形，以驱动电泳显示装置1。利用通过该数据驱动电路30施加的数据信号产生该波形。该波形包括第一振动数据脉冲Sh1，其后是一个或多个复位数据脉冲R，第二振动数据脉冲Sh2以及一个或多个驱动数据脉冲Dr。例如，对于具有四个灰度级的系统，十六个不同的波形存储在存储器中，高存储器可以是查询表，构成控制器20的一部分并/或连接于控制器20。响应于通过输入端21接收的数据，控制器20为象素11选择波形，并通过相应的驱动器30、40以及相应的晶体管12将相应的选择信号和数据信号施加于相应的象素11。
通过逐一驱动每行，同时在每行上一次驱动所有列，帧周期与用于驱动电泳显示装置1的所有象素11的时间间隔对应一次。为了在帧中将数据相关信号或数据不相关信号施加于象素11，控制器20以这样的方式控制数据驱动电路30，即按行排列的所有象素11同时接收这些数据相关信号或数据不相关信号。该操作逐行进行，其中控制器20以这样的方式控制行驱动器40，即逐一选择这些行(选中行中的所有晶体管12进入导通状态)。在数据不相关信号的情况下，可同时选择不止一行。
在第一组帧中，第一振动数据脉冲Sh1被提供给象素11，其中每个振动数据脉冲具有一个帧周期的持续时间。起始的振动数据脉冲具有正向振幅，下一个具有反向振幅，再下一个具有正向振幅等等。因此，如果该帧周期较短，则这些交替的振动数据脉冲不改变由象素11显示的灰度值。
在第二组帧中，包括一个或多个帧周期，下面进一步对施加复位数据脉冲R的组合进行描述。在第三组帧中，第二振动数据脉冲Sh2施加于象素11，其中每个振动数据脉冲具有一个帧周期的持续时间。在第四组帧中，包括一个或多个帧周期，施加驱动数据脉冲Dr的组合，其中驱动数据脉冲Dr的组合具有零个帧周期的持续时间，实际上是具有零振幅的脉冲，或者具有一个、两个至例如十五个帧周期的持续时间。因此，如果象素11已经显示全黑，则具有零个帧周期的持续时间的驱动数据脉冲Dr与显示全黑的象素11相对应。如果象素11显示某种灰度值，则当象素11用具有零个帧周期的持续时间的驱动数据脉冲驱动时，也就是说，当象素11用具有零振幅的脉冲驱动时，该灰度值保持不变。具有十五个帧周期的持续时间的驱动数据脉冲Dr的组合包括十五个连续脉冲，与显示全白的象素11相对应。具有一个至十四个帧周期的持续时间的驱动数据脉冲Dr的组合包括一个至十四个连续脉冲，与显示有限数量的介于全黑和全白之间的灰度值的象素11相对应。
复位数据脉冲R先于驱动数据脉冲Dr，以通过定义固定的起始点，如固定黑或固定白，进一步改善电泳显示装置1对驱动数据脉冲Dr的光学响应。可以选择的是，复位数据脉冲R先于驱动数据脉冲Dr，以通过定义驱动数据脉冲Dr的可变起始点，进一步改善该电泳显示装置的光学响应。该可变起始点可以是黑或白，依赖于且最接近于由随后的驱动数据脉冲定义的灰度值而选择。
在每个数据电极31、32、33中，具有第一振幅的第一数据脉冲施加于与数据电极31、32、33相连的第一象素11，且位于第一行。该第一数据脉冲之后是具有第二振幅的第二数据脉冲，其中第二数据脉冲施加于与同一数据电极31、32、33相连的第二象素11，且位于第二行。该第二行可以是该显示装置的连续行，也可以是第一行之后被寻址的任一其它行。在具有相反极性振幅的第一和第二振幅的情况下，为了施加该第二数据脉冲，数据驱动电路30必须产生等于2CU2的能量，其中C为总电容量，+U为该第一振幅，-U为该第二振幅，-2U为要释放的差动电压，Q＝-2CU为要提供的放电量，由于+U或-U对单个数据脉冲是可利用的，能量E＝|QU|＝2CU2。在相反的第一和第二振幅的情况下，要释放的差动电压等于2U，Q＝2CU为要提供的充电量，能量仍等于2CU2。因此，C为如借助于在数据电极31、32、33和数据驱动电路30相互连接处的数据电极31、32、33，通过数据驱动电路30“得知”的总电容量。该总电容量C由位于有源行和对应于该数据电极31、32、33的列的象素11的电容、与象素11并联的可能电容以及该有源矩阵的电容相结合形成。由于该有源矩阵的电容量与象素11的电容量相比是较大的，因此，与孤立象素放电所必需的能量相比，较多的能量对产生放电来说是必需的。为了减少充电和放电所需的能量，如图4所示引入开关电路。
图4表示按照本发明的电泳显示装置10，除以下所述内容之外，类似于电泳显示装置1。在数据驱动电路30和显示板60之间，引入开关电路50，开关电路50由控制器20通过驱动线25控制。在将数据电极31、32、33直接或通过电阻器与地连接的每个数据电极31、32、33中，开关电路50包括开关或晶体管等。下面参照图5和图6阐述按照本发明的电泳显示装置100的功能。
图5表示现有技术的驱动情况下和按照本发明的驱动情况下的数据脉冲和选择脉冲。上图S1表示第一选择脉冲SP1。为了激活第一行中的象素11，该第一选择脉冲SP1通过选择电极41从选择驱动电路40施加到与该选择电极41相连的所有第一晶体管12。第二图S2表示第二选择脉冲SP2。为了激活第二行中的象素11，该第二选择脉冲SP2通过选择电极42从选择驱动电路40施加到与该选择电极42相连的所有第二晶体管12。第三图表示现有技术的驱动情况下数据脉冲D1。在第一选择脉冲SP1之前的短时间、期间以及之后的短时间，正电压通过数据电极31从数据驱动电路30施加到与第一行和第一列中的第一象素11相连的第一晶体管12。该正电压具有+U伏的振幅。在第一选择脉冲SP1期间，该第一晶体管12开始导通状态，结果，第一数据脉冲DP1的一部分作为正电压施加于该第一象素11，如图5白色区域所示。在第二选择脉冲SP2之前的短时间、期间以及之后的短时间，负电压通过数据电极31从数据驱动电路30施加到与第二行和第一列中的第二象素11相连的第二晶体管12。该负电压具有-U伏的振幅。在第二选择脉冲SP2期间，该第二晶体管12开始导通状态，结果，第二数据脉冲DP2的一部分作为负电压(也如白色区域所示)施加于该第二象素11。下方的图表示按照本发明的驱动方案的数据脉冲D2。在第一选择脉冲SP1之前的短时间、期间以及之后的短时间，具有正电压的数据脉冲DP1通过数据电极31从数据驱动电路30施加到与第一行和第一列中的第一象素11相连的第一晶体管12。该脉冲具有+U伏的振幅。在第一选择脉冲SP1期间，该第一晶体管12开始导通状态，结果，该数据脉冲DP1的一部分施加于该第一象素11。在第二选择脉冲SP2之前的短时间、期间以及之后的短时间，负数据脉冲DP2通过数据电极31从数据驱动电路30施加到与第二行和第一列中的第二象素11相连的第二晶体管12。该负脉冲DP2具有-U伏的振幅。在第二选择脉冲SP2期间，该第二晶体管12开始导通状态，结果，该数据脉冲DP2的一部分施加于该第二象素11。但是按照本发明，该负电压不立即跟随该正电压。通过在数据脉冲DP1和DP2之间将数据电极31与地相连，引入瞬时电压阶跃。该瞬时阶跃可以位于第一选择脉冲SP1的末端T1和第二选择脉冲SP2的末端T2之间的任何位置。
图6表示的电子原理图包括与至少该有源矩阵的电容量一致并与阻抗14(如表示连线等的电阻)串联的电容13，与数据电极31、32、或33相对应的数据电极34，数据驱动电路30以及分离的开关电路50。数据驱动电路30包括具有与数据电极34相连的主触点和四个子触点的开关39。在位置I，该主触点与悬空的第一子触点相连。在位置II，该主触点与第二子触点相连，该第二子触点与第一电压源35的正极相连，以在该第二子触点施加+U伏的电压，产生正数据脉冲。在位置III，该主触点与第三子触点相连，该第三子触点与第一电压源35的负极相连，以在该第三子触点施加0伏的电压，产生具有零振幅的数据脉冲。第一电压源35的负极还与第二电压源36的正极相连。在位置IV，该主触点与第四子触点相连，该第四子触点与第二电压源36的负极相连，以在该第四子触点施加-U伏的电压，产生负数据脉冲。开关电路50包括具有与数据电极34相连的主触点和两个子触点的开关59。在位置V，该主触点与悬空的第五子触点相连。在位置VI，该主触点与第六子触点相连，该第六子触点与参考电压源REF，如地相连。
在图5的第三图所示的现有技术的驱动情况下，为了获得数据脉冲D1，使用图6所示的电子原理图的现有技术部分。该现有技术部分包括数据驱动电路30，数据电极34，电容13和阻抗14，不包括开关电路50。为了将+U伏的正电压施加于第一晶体管12，开关39从位置I切换至位置II。为了将-U伏的负电压施加于第二晶体管12，开关39从位置II切换至位置IV。如上所述，施加第二数据脉冲DP2所需的能量等于2CU2，其中C为电容13。该能量由第二电压源36提供。
在图5底部的图形所示的按照本发明的驱动情况下，为了获得数据脉冲D2，使用图6所示的电子原理图，包括开关电路50。为了将+U伏的正电压施加于第一晶体管12，开关39从位置I切换至位置II。为了引入瞬时电压阶跃，首先开关39从位置II切换至位置I，然后开关59从位置V切换至位置VI。为了将-U伏的负电压施加于第二晶体管12，首先开关59从位置VI切换至位置V，然后开关39从位置I切换至位置IV。结果，在参考电压源REF与地一致的情况下，由于电容13在第一数据脉冲DP1和随后的第二数据脉冲DP2之间放电，然后该数据电极的电压约为零伏，因此施加第二数据脉冲DP2所需的能量等于CU2。施加随后的第二脉冲DP2时，获得的差动电压约为-U，为了施加第二数据脉冲DP2，第二电压源36必须生成基本上等于CU2的能量，该能量约为现有技术的情况下所需总能量的一半。
图7所示的电子原理图包括与阻抗14(如表示连线等的电阻)串联的电容13，与数据电极31、32、或33对应的数据电极34以及集成数据驱动电路70。图7所示的集成数据驱动电路70包括图6所示的开关电路50，如下所述。集成数据驱动电路70包括开关79，开关79具有与数据电极34相连的主触点和五个子触点。前四个子触点或位置I、II、III、IV与图6所示的四个子触点和四个位置相对应。在第五位置VII，该主触点连接于第七子触点，该第七子触点与参考电压源REF，如地相连。因此按照本发明，图7所示的电子原理图与图6所示的电子原理图的现有技术部分不同，其控制也不同。
按照图5底部的图形所示的本发明的驱动情况下，为了获得数据脉冲D2，可使用图7所示的电子原理图，如下所述。为了将+U伏的正电压施加于第一晶体管12，开关79从位置I切换到位置II。为了引入瞬时电压阶跃，开关79从位置II切换到位置III。为了将-U伏的负电压施加于第二晶体管12，开关39从位置VII切换到位置IV。结果，在参考电压源REF与地一致的情况下，由于电容13在第一数据脉冲DP1和随后的第二数据脉冲DP2之间放电，然后该数据电极的电压约为零伏，因此施加第二数据脉冲DP2所需的能量再次等于CU2。
应该注意到，现有技术的数据驱动电路用于向晶体管12施加+U伏、0伏或-U伏的电压。但是，迄今为止，该现有技术的数据驱动电路仅用于施加具有+U伏、0伏或-U伏振幅的数据脉冲，不包括将输出端与地或其它参考电压源REF直接相连的开关。按照本发明，在两个数据脉冲DP1和DP2之间，数据电极34与地相连，为了充电或放电，电容13至少包括该有源矩阵的电容器。象素11的电容器是否也充电(放电)取决于与象素11相连的晶体管12此时是否导通。更精确的是，数据电极34在第一选择脉冲SP1的末端之后和第二选择脉冲SP2的末端之前的一段时间内与地连接。基本思想是，为正常运行，首先，施加于象素11的电压在第一(第二)选择脉冲SP1(SP2)末端必须具有正确的数值，以避免用错误的电压驱动象素11，其次，电容13的充电或放电必须在第二选择脉冲SP2的末端之前准备好足够时间，使第二数据脉冲DP2将象素11驱动至正确的电压。优选的是，充电或放电在第二选择脉冲SP2开始之前完成，以提供保证第二数据脉冲DP2正确传输至该象素的最佳方法。如果充电或放电未完成，则仅可实现一部分的能量节约。
上述方法减少了将第二数据脉冲DP2施加于相应的第二象素11所需的最大能量。但是，由于不是连接于同一数据电极31、32、33、34的所有第一和的随后第二象素11都接收具有相反极性振幅的第一和第二数据脉冲，因此整个电泳显示装置100的平均能耗不一定减少。在第一象素11接收具有非零振幅的第一数据脉冲，随后的第二象素11接收具有零振幅的第二数据脉冲的情况下，反之亦然，将该第二数据脉冲施加于随后的第二象素11所需的能量不会减少。在这两个象素11都接收具有同一振幅的数据脉冲的情况下，将该第二数据脉冲施加于随后的第二象素11所需的能量从零平均增加到CU2。
为了减小整个电泳显示装置100的能耗，仅对于具有相反振幅的第一和第二数据脉冲DP1、DP2，将数据电极31、32、33、34连接于参考电压源REF。对于具有相反极性的振幅的数据脉冲的情况，将第二数据脉冲施加于随后的第二象素11所需的能量减少，且对于其它情况不发生变化。
控制器20包括并/或连接于存储器(未示出)，如存储关于第一和第二数据脉冲的振幅的信息的查询表，以自动控制开关电路50。
图5底部的图形所示的瞬时电压阶跃的持续时间最好使电容13放电或充电至-0.1U和+0.1U之间的电压。但是也不排除其它值。本发明可用于振动数据脉冲Sh1、Sh2，复位数据脉冲R以及驱动数据脉冲Dr，如图3所示。
应该注意到，上述实施例不是对本发明的限定，本领域普通技术人员能够设计许多可替换的实施例而不偏离所附权利要求的范围。在权利要求中，任何圆括号中的参考标号均不构成对权利要求的限定。词汇“包括”的使用及其动词变化不排除权利要求未表述的元件或步骤。元件之前的冠词“一个”不排除多个这种元件。可通过包括若干不同元件的硬件设备和适当编程的计算机设备实施本发明。在该装置权利要求中列举了若干设备，可通过硬件的一个相同组件实施这些设备。实际上，在相互不同的独立权利要求中提及的某些措施不代表不能使用这些措施的组合。
权利要求
1.一种电泳显示装置(1，100)，包括电泳显示板(60)，其包括选择电极(41，42，43)和数据电极(31，32，33，34)，选择电极(41，42，43)和数据电极(31，32，33，34)的交叉点与象素(11)相关联；数据驱动电路(30，70)，用于将第一和第二数据脉冲(DP1，DP2)施加于该数据电极(31，32，33，34)；选择驱动电路(40)，用于将第一(SP1)和第二选择脉冲(SP2)施加于各个选择电极(41，42，43)；以及控制器(20)，用于控制开关电路(50)，以在该第一选择脉冲(SP1)的末端(T1)之后和随后的第二选择脉冲(SP2)的末端(T2)之前，将数据电极(31，32，33，34)连接于参考电压源(REF)，该参考电压源(REF)的参考电压的值介于该第一和第二数据脉冲(DP1，DP2)的极限电压值之间。
2.如权利要求1所述的电泳显示装置(1，100)，其特征在于，该参考电压与地电平一致。
3.如权利要求1所述的电泳显示装置(1，100)，其特征在于，该控制器(20)用于控制该开关电路(50)，以在该第一选择脉冲(SP1)的末端(T1)之后和该第二选择脉冲(SP2)的开始之前，将该数据电极(31，32，33，34)连接于该参考电压源(REF)。
4.如权利要求1所述的电泳显示装置(1，100)，其特征在于，该控制器(20)用于控制该数据驱动电路(30，70)，以通过该数据电极(31，32，33，34)向该象素(11)提供振动数据脉冲(Sh1，Sh2)；一个或多个复位数据脉冲(R)；以及一个或多个驱动数据脉冲(Dr)。
5.如权利要求1所述的电泳显示装置(1，100)，其特征在于，该控制器(20)用于控制该开关电路(50)，如果该第一和第二数据脉冲(DP1，DP2)具有相反极性的振幅，则将该数据电极(31，32，33，34)连接于该参考电压源(REF)，该第一和第二数据脉冲(DP1，DP2)的时序分别对应于该第一(SP1)和第二选择脉冲(SP2)的时序。
6.如权利要求5所述的电泳显示装置(1，100)，进一步包括与该控制器(20)相连的存储器，用于存储关于该第一和第二数据脉冲(DP1，DP2)的振幅的信息。
7.如权利要求1所述的电泳显示装置(1，100)，其特征在于，该开关电路(50)与该数据驱动电路(30)和该开关元件(12)相连。
8.一种在如权利要求1所述的电泳显示装置(1，100)中使用的数据驱动电路(70)，其特征在于，该开关电路(50)构成该数据驱动电路(70)的一部分。
9.一种显示设备，其包括如权利要求1所述的电泳显示装置(1，100)；和用于存储显示信息的存储介质。
10.一种用于驱动电泳显示装置(1，100)的方法，该驱动电泳显示装置(1，100)包括电泳显示板(60)，该电泳显示板(60)包括选择电极(41，42，43)和数据电极(31，32，33，34)，选择电极(41，42，43)和数据电极(31，32，33，34)的交叉点与象素(11)相关，该方法包括如下步骤将数据脉冲(DP1，DP2)通过该数据电极(31，32，33，34)施加于该象素(11)；将第一选择脉冲(SP1)和第二选择脉冲(SP2)分别施加于选择电极(41，42，43)；和对开关电路(50)进行控制，以在该第一选择脉冲(SP1)的末端(T1)之后和随后的第二选择脉冲(SP2)的末端(T2)之前，将数据电极(31，32，33，34)连接于参考电压源(REF)，该参考电压源(REF)的参考电压的值介于该第一和第二数据脉冲(DP1，DP2)的极限电压值之间。
11.一种用于驱动电泳显示装置(1，100)的计算机程序产品，该驱动电泳显示装置(1，100)包括电泳显示板(60)，该电泳显示板(60)包括选择电极(41，42，43)和数据电极(31，32，33，34)，选择电极(41，42，43)和数据电极(31，32，33，34)的交叉点与象素(11)相关，该产品包括如下功能将数据脉冲(DP1，DP2)通过该数据电极(31，32，33，34)施加于该象素(11)；将第一选择脉冲(SP1)和第二选择脉冲(SP2)分别施加于选择电极(41，42，43)；和对开关电路(50)进行控制，以在该第一选择脉冲(SP1)的末端(T1)之后和随后的第二选择脉冲(SP2)的末端(T2)之前，将数据电极(31，32，33，34)连接于参考电压源(REF)，该参考电压源(REF)的参考电压的值介于该第一和第二数据脉冲(DP1，DP2)的极限电压值之间。
全文摘要
电泳显示装置(1，100)，具有开关电路(50)，以减小通过数据电极(31，32，33，34)给象素(11)施加数据脉冲(DP1，DP2)所需的能量。该能量与差动电压和待充电或放电的电容(13)成比例，该电容是由象素(11)的电容和有源矩阵的电容组合而成的。由于有源矩阵的电容要大的多，所以相对而言需要大量能量。在将按顺序提供给连接到相同的数据电极(31，32，33，34)的两个象素(11)的两个选择脉冲(SP1、SP2)之间，开关电路(50)将数据电极(31，32，33，34)连接到参考电压源(REF)，如地。这减小了将由数据驱动器(3)实现的放电量。结果是减小了需要的最大能量。为了降低整个电泳显示装置(1，100)的能耗，对于具有仅为相反极性的振幅的数据脉冲(DP1，DP2)，优选做到这一点。
文档编号G09G3/20GK1823360SQ200480020269
公开日2006年8月23日 申请日期2004年7月6日 优先权日2003年7月15日
发明者G·周, M·亚苏伊, M·T·约翰逊 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司