显示设备及其驱动方法

专利名称：显示设备及其驱动方法
技术领域：
本发明总的发明构思涉及显示设备及其驱动方法。至少一些示例性实施例涉及电
子纸显示设备及其驱动方法。
背景技术：
液晶显示(LCD)装置、等离子显示面板(PDP)和有机发光装置(OLED)是相关领域 的显示设备的例子。这些相关领域的显示设备使用额外的光源(例如在LCD的情形中)或 本身发光(例如在PDP和OLED的情形中)来显示图像。结果，驱动相关领域的显示设备， 例如LCD、 PDP或OLED，将导致相对高的功耗。 电子纸(e-p即er)显示设备被建议作为上述相关领域的显示设备的替代。电子纸
显示设备是反射类型的显示设备，其不需要包括额外光源，因此具有相对低的功耗。 电子纸显示设备一般地包括排列在两个电极之间的、被充电为相反电极性的两类
微粒(fine particles)。例如，电子纸显示设备可以包括黑色粒子和白色粒子。黑色粒子
可以被充电为具有负极性，而白色粒子可以被充电为具有正极性。在该例子中，当正电压被
施加到位于显示表面上的电极时，则黑色粒子被吸引到显示表面，而白色粒子被推离显示
表面。结果，黑色就显示在屏幕上。 在电子纸显示设备中，可以通过在正极性充电的粒子和负极性充电的粒子之间的 内部平衡来保持先前状态。因此，即使在没有施加电压时，电子纸显示设备也可以保持先前 的图像。

发明内容
—个或更多个示例性实施例提供了具有改进响应速度的显示设备及其驱动方法。
至少一个示例性实施例提供了一种显示设备。该显示设备可以包括多个像素。多 个像素中的每个可以包括单元(cell)，该单元具有被充电为具有互相不同极性的粒子。多 个像素中的每个还可以包括第一晶体管和第二晶体管。第一晶体管被配置为调整施加到单 元的电压的幅值。第二晶体管被配置为调整施加到单元的电压的周期(period)。
根据至少一些示例性实施例，当第一晶体管导通时，在单元的两端之间产生电势 差，从而被充电的粒子在单元内移动。当第二晶体管被导通时，在单元的每端的电势相等或 基本相等，从而被充电的粒子停止在单元内移动。施加到单元的电压以及第二和第二晶体 管的开关时间之间的差可以根据要由相应像素表示的灰度级来确定。 根据至少一些示例性实施例，多个像素中的每个还可以包括电容器。电容器可以 在第一晶体管被导通时充电，而在第二晶体管被导通时放电。 至少一个示例性实施例提供了一种显示设备。该显示设备可以包括第一电极、第 二电极和布置在第一和第二电极之间的单元。该单元可以包括被充电为具有互相不同极性 的粒子。显示设备还可以包括第一晶体管、第二晶体管和电容器，其中的每个可以电连接到 第二电极。
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根据至少一些示例性实施例，第一和第二晶体管的漏极可以电连接到第二电极。 电容器的一端可以电连接到第二电极，且电容器的另一端可以电连接到地。电容器可以在 第一晶体管被导通时充电，而在第二晶体管被导通时放电。 根据至少一些示例性实施例，显示设备还可以包括连接到第一晶体管的源极的源 极驱动单元及连接到第一晶体管的栅极的栅极驱动单元。第二栅极驱动单元可以连接到第 二晶体管的栅极。控制单元可以被配置为控制源极驱动单元、第一栅极驱动单元和/或第 二栅极驱动单元的操作。 根据至少一些示例性实施例，第一栅极驱动单元可以根据控制单元的控制来开关 第一晶体管，而第二栅极驱动单元可以根据控制单元的控制来开关第二晶体管。源极驱动 单元可以根据控制单元的控制来产生驱动电压，并将产生的驱动电压施加到第一晶体管的 源极。控制单元可以根据要表示的灰度级来确定由源极驱动单元产生的驱动电压的幅值以 及第一和第二晶体管的开关时间之间的差。在确定驱动电压和开关时间时，控制单元可以 参考其与要表示的灰度级之间的相关性。该相关性可以事先被记录。 至少一个示例性实施例提供了一种驱动显示设备的方法。根据至少该示例性实施 例，施加到单元的电压幅值可以被调整。电压施加到单元的周期也可以被调整。单元可以 包括被充电为具有不同极性的粒子。 根据至少一些示例性实施例，当电连接到单元的像素电极的第一晶体管被导通 时，可以产生单元的端点之间的电势差，从而被充电的粒子在单元内移动。当电连接到单元 的像素电极的第二晶体管被导通时，单元的每端的电势可以相等或基本相等，从而在单元 内的被充电粒子停止移动。 根据至少一些示例性实施例，第一晶体管可以在对电连接到单元的电容器充电时 处于导通状态。第一晶体管可以在对电容器充电完成时截止。 第二晶体管可以在电容器被放电时处于导通状态，且第二晶体管可以在电容器放 电完成时截止。施加到单元的电压的幅值和电压施加到单元的周期可以由控制单元根据要 显示的灰度级来确定。 根据至少一些示例性实施例，在显示设备中显示帧的图像之前，可以执行初始化 过程。在初始化过程中，在显示设备中的每个像素的第一晶体管被截止而每个像素的第二 晶体管被导通的状态下，交流(AC)电压可以被施加到单元的每端。 至少另一个示例性实施例提供了包括至少一个像素的显示设备。至少一个显示中 的每个可以包括单元、第一晶体管和第二晶体管。单元可以具有被充电为具有不同极性的 粒子。第一晶体管可以被配置为调整单元的端点之间的电势差的幅值。第二晶体管可以被 配置为调整电势差在单元的端点之间存在的周期。 根据至少另一个示例性实施例，显示设备包括至少一个像素。至少一个像素中的 每个包括单元及晶体管电路，该单元具有被充电为具有互相不同极性的粒子。晶体管电路 可以被配置为驱动像素以便使用单个场的帧的图像来显示想要的灰度级，且独立于帧的图 像中灰度级的数量。 根据至少另一个示例性实施例，显示设备包括至少一个像素。至少一个像素中的 每个包括单元和晶体管电路。单元可以排列在像素电极和公共电极之间。单元可以具有被 充电为具有互相不同极性的粒子。晶体管电路可以包括至少两个晶体管，其被配置为通过调制施加到像素电极的至少一个电压脉冲的幅值和宽度来驱动至少一个像素。 根据至少一些示例性实施例，像素电极可以包括在单元的第一端排列的第一和第
二像素电极。所述至少两个晶体管可以包括第一组晶体管和第二组晶体管。第一组晶体管
可以电连接到第一像素电极，而第二组晶体管可以电连接到第二像素电极。第一组晶体管
可以被配置为调制被施加到第一像素电极的至少一个脉冲电压中的第一个的幅值和宽度。
第二组晶体管可以被配置为调制被施加到第二像素电极的至少一个脉冲电压中的第二个
的幅值和宽度。施加到第一和第二像素电极的电压驱动该像素。 根据至少另一个示例性实施例，在驱动具有至少一个像素的显示设备的方法中， 该至少一个像素可以被驱动以通过调制被施加到该至少一个像素的脉冲电压的幅值和宽 度两者(both)来获得至少一个灰度级。该至少一个像素可以包括单元，该单元具有被充电 为具有不同极性的粒子。 根据至少另一个示例性实施例，在驱动显示设备的方法中，显示设备可以被驱动 以使用单个场来形成帧的图像。显示设备可以使用单个帧来形成帧的图像，且独立于在帧 的图像中灰度级的数量。显示设备可以包括多个像素，多个像素中的每个包括单元。每个 单元可以包括被充电为具有不同极性的粒子。 根据至少另一个示例性实施例，显示设备包括多个像素，其被配置为使用单个场 来形成帧的图像。多个像素使用单个场来形成帧的图像，且独立于帧的图像中灰度级的数 量。多个像素中的每个可以包括单元。每个单元可以包括被充电为具有不同极性的粒子。


通过结合附图对以下示例性实施例的描述，本发明总的发明构思将变得清楚且更 容易理解，在附图中 图1A到1C是电子纸显示设备的像素的一部分的示意性横截面视图，用于示出根 据示例性实施例的电子纸显示设备的操作原则； 图2是示出了使用脉宽调制(P丽)来驱动电子纸显示设备的方法的示意图；
图3是示出了根据示例性实施例的电子显示设备的像素的示意图；
图4是示出了驱动图3所述的像素的方法的时序图； 图5是示出用于驱动根据示例性实施例的电子纸显示设备的过程顺序的示意图； 以及 图6是用于驱动根据示例性实施例的电子纸显示设备的电路结构的示意图。
具体实施例方式
现在将详细参考附图中示出的示例性实施例，其中相同的参考标号表示相同的元 件。在这点上，本发明总的发明构思可以具有不同的形式，并且不应被理解为限于这里的描 述。因此，示例性实施例在下面通过参考附图而仅被描述来解释本发明总的发明构思的方 面。 现在将参考附图来更完整地描述各种示例性实施例。 这里公开了详细的示例性实施例。但是，这里公开的具体结构和功能细节仅为了 描述示例性实施例的目的而表示。但是，本发明总的发明构思可以以许多可替代的形式来实施，而不应该被理解为限于这里描述的示例性实施例。 因此，尽管示例性实施例可以进行各种修改和替代形式，其实施例通过例子被示 出，并且这里将具体描述。但是应该理解，没有意图要将本发明的示例性实施例限制为公开 的特定形式，而相反，示例性实施例将覆盖本发明总的发明构思范围内的所有修改、等价物 和替代物。在整个

中相同的标号表示相同的元件。 应该理解，尽管术语第一、第二等可以在这里被用来描述不同的元件，这些元件不 应该被这些术语限制。这些术语仅用于互相区分元件。例如，第一元件可以被表述为第二 元件，并且类似地，第二元件可以被表述为第一元件，而不偏离示例性实施例的范围。如这 里所使用，"和域"包括列出的相关条目中的一个或更多个的任意和所有组合。
应该理解，当元件被称为"连接"或"耦接"到另一个元件时，它可以直接连接或耦 接到其它元件，或者可以存在中间的元件。相反，当元件被称为"直接连接"或"直接耦接" 到另一个元件时，不存在中间的元件。用来描述元件之间的关系的其它词语应该以类似的 方式来解释(例如"在...之间"与"直接在...之间"，"相邻"与"直接相邻"等)。
这里使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而不是要限制示例性实施例。如 这里所使用，单数形式"一个"和"该"旨在同时包括复数形式，除非上下文清楚地表明。还 应该理解，术语"包含"和/或"包括"在这里使用时，说明了所述特征、整体、步骤、操作、元 件和/或组件的存在性，但并不排除一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件 和/或其组合的存在性或添加。 还应该注意，在一些替代的实现中，表示的功能/动作可能不会以图中表示的顺 序发送。例如，顺序示出的两个图事实上可以基本并行执行，或者有时可以以相反的顺序执 行，这取决于所涉及的功能/动作。 图1A到1C是示出了用于操作根据示例性实施例的电子纸显示设备的一般原则的 横截面视图。图1A到1C示出了根据示例性实施例的显示设备的像素的一部分。
参考图1A到1C，像素IO可以包括公共电极15 ;像素电极14 ;以及排列在公共电 极15和像素电极14之间的透明流体的单元(a cell oftransparent fluid) 11。透明流体 11的单元可以包括两种类型的微粒12和13。两种类型的微粒12和13可以在透明流体的 单元11中移动。微粒12和13可以被充电为具有相反(正和负)的极性。例如，被负充电 的第一微粒12可以是黑色，而正充电的第二微粒13可以是白色。以下，将假设负充电的粒 子是黑色而正充电的粒子是白色来描述示例性实施例。但是，示例性实施例不限于此。更 确切地，上述设置可以根据设计者的选择而改变。 还参考图1A-1C，朝向观察者排列的公共电极15可以是传输光的透明电极。像素 电极14可以与公共电极15相对排列。像素电极14可以包括第一像素电极14a和第二像 素电极14b。像素电极14不需要是透明的。尽管在图1A-1C中没有示出，但是还可以在像 素电极14下面排列关联的电路，以选择性地将电压(或电压脉冲)施加到像素电极14。
如图1A所示，当正电压被施加到第一和第二像素电极14a和14b两者时，负充电 的第一粒子12在像素电极14周围(或附近)聚集，而正充电的第二粒子13在公共电极15 周围(或附近)聚集。结果，像素10显示(即观察者例如用户)通过公共电极15见到白 色反光。 如图1B所示，当正电压被施加到第一像素电极14a且负电压被施加到第二像素电
8极14b时，第一和第二粒子12和13可以在像素电极14和公共电极15的周围(或附近) 均匀(或基本均匀)地聚集。结果，像素10显示灰色。关于图IB示出的粒子只讨论了一 种灰色。但是，可以通过控制施加到电极14和/或15的驱动电压来实现多个灰度级。
如图1C所示，当负电压被施加到第一和第二像素电极14a和14b时，负充电的第 一粒子12在公共电极15的周围(或附近)聚集，而正充电的第二粒子13在像素电极14 的周围(或附近)聚集。结果，像素10显示黑色。 图1A-1C示出了电子纸显示设备的有代表性的像素的一部分。根据示例性实施例 的电子纸显示设备可以包括以阵列排列的多个像素。多个像素中的每个包括如图1A-1C所 示的单元和相关电极。 在根据示例性实施例的电子纸显示设备中，像素的灰度级可以以至少两种方式来 调整，例如，包括脉幅调制(PAM)和脉冲宽度调整(P丽)。当使用PAM时，驱动电压(例如驱 动电压脉冲)的幅值根据想要的灰度级来适当地调整，而驱动电压的脉冲宽度保持不变或 基本不变。当使用P丽时，施加的驱动电压的周期(或脉冲宽度)根据想要的灰度级来调 整，而驱动电压的幅值保持不变或基本不变。 现在将更具体地描述使用P丽方法来驱动的电子纸显示设备。 帧的图像包括多个场。场的数量可以等于帧的图像所需的灰度级(或色彩)的数
量。在一个例子中，多个场被顺序显示，以在电子纸显示设备上显示帧的图像。 图2示意性地示出了根据示例性实施例的使用P丽来驱动电子纸显示设备的过程
的顺序。 如图2所示，当图像显示开始时，屏幕被重置为黑色或白色。如果在重置过程中 整个屏幕被重置为黑色，在经过N个场时可以通过将电压施加到每个像素来显示亮的颜色 (bright color)，其中N对应于帧的图像中的颜色或灰度级的数量。例如，表示白色的电压 可以在所有N个场中被施加到像素以便在像素中产生白色。对于每个像素，其间施加表示 白色的电压的场的数量越多，则像素显示的灰色越亮。在完全配置帧的图像之后，给定的、 想要的或预定的振动脉冲被施加到像素，以移除像素中剩余的电压(无偏压，BiasFree)。 在一个例子中，当存在四个灰度级时(例如黑色、深灰、浅灰和白色)，则在P丽方法中帧的 图像包括四个场。 根据至少一个示例性实施例，P丽方法和PAM方法可以一起(或同时)使用，以驱 动电子纸显示设备。在这样做时，电子显示设备可以只使用单个场显示图像的帧，而不管或 独立于显示图像所需的灰度级的数量。图3示意性地示出了根据示例性实施例的被配置为 要使用P丽和PAM两者驱动的电子纸显示设备的像素100。 参考图3，像素100包括单元20 ;公共电极32 ;像素电极31 ;和相关电路。单元 20排列在公共电极32和像素电极31之间。如图3所示，电极31和32可以排列在单元的 相对侧(或端点(end))。例如，像素电极31可以排列在单元20的下表面(lower surface) 或部分上，而公共电极32可以布置在单元20的上表面(u卯er surface)或部分上(例如， 朝向观察者)。 单元20包括透明流体211和两类微粒212和213。微粒212可以被充电为具有与 微粒213不同的极性，并且可以在单元20内移动。如上所述，微粒212和213可以为不同 的颜色。例如，第一微粒212可以是白色的，而第二微粒213可以是黑色的。但是，第二微粒213可以是红色、绿色、蓝色或其组合，或者任何不同于黑色的其它颜色或颜色组合。此 外，根据该示例性实施例，微粒212被正充电，而第二微粒213被负充电。但是，示例性实施 例不限于此。 还参考图3，像素电极31包括第一像素电极31a和第二像素电极31b。但是，示例 性实施例不限于此。对应于单元20的像素电极31的数量可以随意选择。公共电极32可 以是透明的电极，但像素电极31不需要是透明的。 像素100还包括连接到像素电极31的电路。该电路控制施加到像素电极31的电 压。电路可以包括电连接到第一像素电极31a的至少两个晶体管(例如，薄膜晶体管(TFT) 或其它开关设备)和电容器。至少两个晶体管中的每个、电容器以及像素电极31a可以在 公共节点上互相连接(例如直接连接)。如图3所示，例如，电路包括电连接到第一像素电 极31a的第一薄膜晶体管(TFT)33、第二TFT 34和电容器35。 在图3示出的示例性实施例中，电容器35的第一电极(或端子(terminal))连接 到第一像素电极31a，而电容器35的另一电极(或端子)连接到地。第一TFT 33的漏极D 连接到第一像素电极31a。第一TFT 33的源极S连接到相应的电源，该电源被配置为产生 电压V3。第一TFT 33的栅极G连接到电源，该电源被配置为产生开关电压V1。第二 TFT 34的漏极也连接到第一像素电极31a，且第二TFT 34的源极S连接到相应的电源，该电源 被配置为产生电压V4。第二TFT 34的栅极G连接到电源，该电源被配置为产生开关电压 V2。公共电极32连接到电源，该电源被配置为提供电压V5。 如下参考图6更详细地讨论，被配置为产生电压VI和V2的电源可以是栅极驱动 单元，而被配置为产生电压V3的电源可以是源极驱动单元。此外，尽管在图3中没有示出 (但在图6中示出了 )，第二像素电极31b可以连接到电路，该电路与连接到第一像素电极 31a的电路相似或相同。在图3中，为了清楚起见该电路被省略了。 在图3中，被配置为产生开关电压V1的电源产生用于开关第一TFT 33的开关电 压V1。被配置为产生开关电压V2的电源产生用于开关第二TFT 34的开关电压V2。被配 置为产生电压V3的电源产生电压V3，该电压根据PAM方法被施加到像素100以驱动像素 (即电子纸显示设备)。被配置为产生电压V4的电源产生参考电压V4，以便在电压V5被施 加到公共电极32时使电极31a和32之间的电势差相等或基本相等。 图4是示出了驱动图3所示的像素100的方法的时序图。图4中上面的图示出了 电压V1、V2和V3的施加顺序，且图4中下面的图示出了施加到像素100的电压。在图4中， 假设参考电压V4和施加到公共电极32的电压V5为大约OV或接地电压(ground)。但是， 在至少一些示例性实施例中，第二TFT 34的源极S和公共电极32可以连接到各自电源。在 该例子中，参考电压V4和施加到公共电极32的电压V5可以大于大约0V，并且可以互相相 等或基本相等。 参考图3和图4，当开关电压V1被施加到第一TFT 33的栅极G时，第一 TFT 33导 通。像素电极31a然后充电至电压V3，且电压V3在电容器35中被感应。当电容器35被 完全充电后，开关电压V1的施加停止，由此使第一TFT 33截止。结果，电压V3不再在电容 器35中被感应。但是，由于电容器35被完全充电，电压V3在像素电极31a上持续地施加 (或保持)。因此，根据至少该示例性实施例，即使在TFT 33被截止之后，电压V3也被施加 到像素电极31a。由于单元20的上面部分上的公共电极32连接到地，且像素电极31a处于电压V3，在电极31a和32之间造成(产生)电势差。电势差可以和例如电压V3的幅值 一样大。作为电势差的结果，单元20中被充电的粒子212和213发生移动，由此改变像素 100的灰度级。 上面的讨论集中在施加到像素电极31a的电压。但是，电压可以以相似或基本相 似的方式、与施加到像素电极31a的电压同时地或并发地施加到像素电极31b。但是，为了 简明起见，将省略具体的讨论。 还是参考图3和图4，当像素100达到想要的灰度级时，通过将开关电压V2施加到 第二TFT 34的栅极G来导通第二TFT 34。由于在该例子中第二TFT 34的源极S连接到 地，电容器35开始放电，由此降低像素电极31a上的电压。在电容器35完全放电之后，开 关电压V2的施加停止，以截止第二TFT 34。 0V的电压在完全放电的电容器35中以及在像 素电极31a上保持。因此，在电极31a和32之间只有很少或没有电势差，并且被充电的粒 子212和213在单元20中的移动减速和/或停止。根据至少该示例性实施例，电容器35 通过不同的电路路径被充电和放电。 在另一个示例性实施例中，电压V5而不是接地电压(或0V)可以被施加到公共电 极32。在这种情况下，等于或基本等于电压V3和V5之间的差的电势差可以在像素100的 电极31和32之间产生。当像素100达到想要的灰度级时，如上所述开关电压V2被施加到 第二 TFT 34的栅极G。但是，在该示例性实施例中，电压V4而不是接地电压(或0V)被施 加到第二TFT 34的源极S，以将电容器35充电(或放电)至电压V4。如果施加到第二 TFT 34的源极S的参考电压V4等于或基本等于施加到公共电极32的电压V5，则在电极31和 32之间存在很小或没有电势差。结果，被充电的粒子212和213的移动减速和/或停止。
根据以上示例性实施例，可以根据电压V3的幅值来调整施加到像素100的电压的 幅值。并且，可以根据开关电压V1被施加的时间与开关电压V2被施加的时间之间的差来 调整施加到像素100的电压的周期。因此，根据示例性实施例的电子纸显示设备可以使用 PAM方法和P丽方法两者来驱动。在该例子中，电压V3的幅值以及开关电压VI和V2被施 加的时间之间的差可以取决于所想要的灰度级而改变。 例如，当像素IOO在初始阶段显示黑色时，当想要更亮级别的灰色时，电压V3的幅 值可以被设定得更高。例如，为了显示白色，电压V3可以被设为最大值。开关电压V2被施 加的时间可以被调整，以在更长或更短的周期内保持电压V3，从而更准确地显示想要的灰 度级。例如，在电压V3被施加到像素100的状态中，当像素100达到想要的灰度级时，开关 电压V2被施加到第二 TFT 34以使电容器35放电并使电压停止被施加到像素100。通过利 用PAM和P丽，像素100可以显示更准确的灰色级别。 在该例子中，尽管电压V3的幅值(例如脉冲幅值)和电压施加周期(例如脉冲宽 度)根据想要的灰度级来改变，但是在灰度级、电压V3的幅值和脉冲宽度之间的关系可能 不是线性的。该关系可以根据像素的特征(例如，迁移和/或磁滞特性)而变化。因此，电 压V3的幅值和脉冲宽度可以根据(或基于)想要的灰度级和像素100中使用的材料的特 征(例如，迁移和/或磁滞特性)来确定。 如上所述，根据示例性实施例的电子纸显示设备可以使用PAM方法(其中脉冲幅 值根据想要的灰度级来改变)和P丽方法(其中脉冲宽度根据想要的灰度级来改变)两者。 当电子纸显示设备只以P丽方法驱动时，所需场的数量等于用来配置帧的图像的灰度级的
11数量。但是，根据至少一个示例性实施例，因为也使用了 PAM方法，一帧的图像可以使用一场来实现。 根据示例性实施例的电子纸显示设备可以被驱动，以通过调制施加到显示设备的像素的脉冲幅值和宽度两者来得到想要的灰度级。 图5示意性地示出了根据示例性实施例的驱动电子纸显示设备的顺序。 参考图5，当图像显示开始时，电子纸显示设备的整个屏幕可以被重置为黑色或白
色。随后，根据PAM方法，不同的电压可以被施加到电子纸显示设备的每个像素(例如图3
中的像素100)。电压被施加到像素的周期也可以根据P丽方法来调整。每个像素想要的灰
度级可以只使用单个场来显示。在使用单个场来形成帧的图像之后，给定的、想要的或预定
的振动脉冲可以被施加到像素，以移除像素中剩余的电压，从而在每个像素的每端的电极
之间存在很小或不存在电势差(没有偏压)。 尽管在图5中没有示出，在显示帧的图像之前(例如在将整个屏幕重置为黑色或白色之前)可以初始化像素，从而像素中被充电的微粒更容易移动。 回过来参考图3，在上述初始化过程中，第一 TFT 33的每个实例可以被截止，而对应于电子纸显示设备的每个像素的第二TFT 34可以被导通。每个像素100的公共电极32可以连接到电压V5，且每个像素的像素电极31可以连接到电压V4。在该情况下，电压V5和V4可以被调整，以将交流(AC)电压施加到像素IOO。例如，在某一刻电压V5可以是大约10V而电压V4可以是大约OV，在随后时刻电压V5可以是大约0V而电压V4可以是大约IOV。当AC电压被施加像素100时，单元20中被充电的微粒212和213可以更容易移动。根据至少该示例性实施例，电子纸显示设备的所有像素100可以以上述方式同时地或并发地初始化。 根据至少一些示例性实施例，由于可以只使用单个场来显示帧的图像，与需要多个场来形成一帧的图像的相关领域电子纸显示设备相比，显示和/或图像转换速度可以被提高。 根据示例性实施例的使用PAM方法和P丽方法两者的电子纸显示设备可以适于显示运动画面。在运动画面的情形中，连续两帧的灰度级之间的差别相对较小。在P丽方法中，即使连续两帧的灰度级之间的差别相对较小，从黑色到白色的所有场被顺序执行。因此，在P丽方法中，形成帧的图像的时间可以不变或基本不变，而不管随后帧的灰度级之间的差别。但是，在同时使用PAM和P丽的电子纸显示设备中，当灰度级从亮灰色变为暗灰色时，例如，图像可以比灰度级从黑色改变为白色的情形转换得更快。 此夕卜，根据P丽方法，用来配置帧图像(frame image)的场的数量与灰度级的数量成正比。因此，配置图像所需的时间随着解析度的提高而增加。但是，当P丽方法和PAM方法被同时用来驱动电子纸显示设备时，可以使用单个场(a field)来配置帧图像，而不管或独立于灰度级数量的增加。因此，配置相对较高解析度图像(例如代表相对大量灰度级的图像)所需的时间可以不增加，且配置图像的时间可以保持不变或基本不变，不管或独立于灰度级的数量。 此外，当仅使用P丽方法来驱动电子纸显示设备时，需要用于存储每个场的存储器来配置帧的图像。但是，根据P丽和PAM方法两者来操作的电子纸显示设备不需要存储器，因为帧可以只包括一个场。
图6示意性地示出了根据示例性实施例的用于驱动电子纸显示设备的电路结构。 在图6中，为了简单表示，像素40被表示为长方形。为了方便起见，在图6中省略了公共电 极32。 参考图6，像素40包括第一和第二像素电极31a和31b。但是，像素电极31a和 31b的数量不限于此，并可以适当选择。如上所述，电子显示设备可以包括以矩阵阵列排列 的多个像素40。 在图6中，第一和第二TFT 33a和34a的漏极连接到第一像素电极31a。电容器 35a的第一端也连接到第一像素31a。第二 TFT 34a的源极和电容器35a的第二端连接到 地。 第一和第二 TFT 33b和34b的漏极以及电容器36b的第一端连接到第二像素31b。 第二 TFT 34b的源极和电容器35b的第二端连接到地。 第一栅极驱动单元(或电路)43连接到第一 TFT 33a和33b的栅极。第一栅极 驱动单元43通过施加电压(例如，上述关于图3所讨论的电压VI)来导通或截止第一 TFT 33a和33b。第二栅极驱动单元(或电路)44连接到第二TFT 34a和34b的栅极。第二栅极 驱动单元44通过施加电压(例如，上述关于图3所讨论的电压V2)来导通或截止第二 TFT 34a和34b。 源极驱动单元(或电路)42连接到第一 TFT 33a和33b的源极。源极驱动单元42 产生电压(例如，上述关于图3所讨论的电压V3)来驱动像素40，并将产生的电压施加到第 一TFT 33a和33b的源极。施加到TFT 33a和33b中每个的源极的电压可以相同或不同， 并且可以是相同的极性或不同的极性。 控制单元(或电路)41可以连接到源极驱动单元42、第一栅极驱动43和第二栅极 驱动单元44。控制单元41根据要显示的图像来分析每个像素40所代表的灰度级，并根据 每个像素40的想要的灰度级来控制源极驱动单元42、第一栅极驱动单元43和第二栅极驱 动单元44。在控制单元41的控制下，第一栅极驱动单元43产生用于导通TFT 33a和/或 33b的信号，且第二栅极驱动单元44产生用于导通TFT 34a和/或34b的信号。源极驱动 单元42根据控制单元42的控制来调制施加到TFT 33a和/或33b的电压。控制单元41 还根据像素40的想要的灰度级和像素40中使用的材料的特征(例如，移动和/或磁滞特 性)来确定由源极驱动单元42所产生的电压的幅值以及第一TFT 33a和33b与第二 TFT 34a和34b的开关时间之间的差。为此，材料的特征(例如，迁移和/或磁滞特性)与灰度 级之间的联系可以在控制单元41或在记录单元或电路(未示出)中被记录。控制单元41 然后可以根据该联系来确定由源极驱动单元42所产生的电压的幅值以及第一 TFT 33a和 33b与第二 TFT 34a和34b的开关时间之间的差，所述联系可以事先被记录。
图6示出了参考电压V4约为0V的结构。但是，当参考电压V4不是大约0V时，额 外的源极驱动单元或电路(未示出)可以连接到第二 TFT 34a和34b的源极。
这里描述的示例性实施例应被认为仅是描述性的而不是为了限制的目的。每个示 例性实施例中的特征或方面的描述应被典型地认为可以用于其它示例性实施例中的其它 类似特征或方面。
1权利要求
一种显示设备，包括至少一个像素，该至少一个像素中的每个包括单元，其具有被充电为不同极性的粒子；第一晶体管，其被配置为调整单元端点之间电势差的幅值；以及第二晶体管，其被配置为调整单元端点之间电势差存在的周期。
2. 如权利要求l所述的显示设备，其中，所述电势差的幅值和周期基于要由至少一个 像素表示的灰度级来确定。
3. 如权利要求1所述的显示设备，其中，所述第一晶体管响应于接收到的第一开关电 压、通过将电压施加到所述单元的端点来调整电势差的幅值，该接收到的第一开关电压使 得第一晶体管导通。
4. 如权利要求3所述的显示设备，其中，所述至少一个像素中的每个还包括 电容器，其被配置为在所述第一晶体管被截止后保持所述单元的端点之间的电势差的幅值。
5. 如权利要求3所述的显示设备，其中，所述第二晶体管响应于接收到的第二开关电 压、通过使所述单元的每个端点的电势相等来调整电势差的周期，该第二开关电压使得第 二晶体管导通。
6. 如权利要求5所述的显示设备，其中，所述电容器还被配置为在第一晶体管被导通 时充电，而在第二晶体管被导通时放电。
7. 如权利要求1所述的显示设备，其中，所述至少一个像素包括多个像素，该多个像素 被配置为使用单个场来显示帧的图像，并且独立于帧的图像中灰度级的数量。
8. —种显示设备，包括至少一个像素，该至少一个像素包括第一电极，第二电极，排列在第一和第二电极之间的单元，该单元包括被充电为具有互相不同极性的粒子，第一晶体管，其电连接到第二电极，第二晶体管，其电连接到第二电极，以及电容器，其电连接到第二电极。
9. 如权利要求8所述的显示设备，其中，第一和第二晶体管的漏极电连接到第二电极。
10. 如权利要求8所述的显示设备，其中，所述电容器的第一端电连接到第二电极，且 该电容器的第二端电连接到地。
11. 如权利要求10所述的显示设备，其中，所述电容器在第一晶体管被导通时充电，而 在第二晶体管被导通时放电。
12. 如权利要求8所述的显示设备，还包括 源极驱动单元，连接到第一晶体管的源极； 第一栅极驱动单元，连接到第一晶体管的栅极； 第二栅极驱动单元，连接到第二晶体管的栅极；以及控制单元，其被配置为控制源极驱动单元、第一栅极驱动单元和第二栅极驱动单元。
13. 如权利要求12所述的显示设备，其中，所述第一栅极驱动单元被配置为根据控制单元的控制来开关第一晶体管，且所述第二栅极驱动单元被配置为根据控制单元的控制来 开关第二晶体管。
14. 如权利要求13所述的显示设备，其中，所述源极驱动单元被配置为根据控制单元 的控制来生成驱动电压，并被配置为将生成的驱动电压施加到第一晶体管的源极。
15. 如权利要求14所述的显示设备，其中，所述控制单元被配置为基于要由至少一个 像素表示的灰度级来确定由源极驱动单元生成的驱动电压的幅值以及第一和第二晶体管 的开关时间之间的差。
16. 如权利要求15所述的显示设备，其中，所述驱动电压的幅值以及第一和第二晶体 管的开关时间之间的差与灰度级相关。
17. 如权利要求8所述的显示设备，其中，所述至少一个像素包括多个像素，该多个像 素被配置为使用单个场来显示帧的图像，并且独立于帧的图像中灰度级的数量。
18. —种驱动显示设备的方法，该方法包括调整该显示设备的像素的单元的端点之间的电势差的幅值，该单元具有被充电为具有 不同极性的粒子；以及调整该单元的端点之间电势差存在的周期。
19. 如权利要求18所述的方法，其中，调整所述幅值包括通过导通电连接到像素的像素电极的第一晶体管将电压脉冲施加到该像素，该单元的 端点之间的电势差使得被充电粒子在单元内移动。
20. 如权利要求19所述的方法，还包括 在所述第一晶体管被截止后保持单元的端点之间的电势差。
21. 如权利要求18所述的方法，其中，调整所述周期包括通过导通电连接到像素的像素电极的第二晶体管使该单元的每个端点的电势相等，使 电势相等从而停止被充电的粒子在单元内的移动。
22. 如权利要求21所述的方法，其中，使电势相等包括 使电连接到所述像素的像素电极的电容器放电。
23. 如权利要求18所述的方法，其中，所述电势差的幅值和周期根据要由像素表示的 灰度级来调整。
24. 如权利要求23所述的方法，其中，所述电势差的幅值通过控制施加到该像素的电 压的幅值来调整，并且所述电势差的周期通过控制施加到该像素的电压的周期来调整，其 中要表示的灰度级与被施加的电压的幅值和周期相关。
25. 如权利要求18所述的方法，还包括 执行初始化过程，其中交流(AC)电压被施加到像素的两端。
26. 如权利要求18所述的方法，其中，所述调整幅值和调整周期使用单个场来驱动显 示设备，并且独立于帧的图像中灰度级的数量。
27. —种电子纸显示设备，包括多个像素，其被配置为使用单个场来形成帧的图像，该多个像素中的每个包括单元，该 单元具有被充电为具有不同极性的粒子用于形成图像。
28. 如权利要求27所述的电子纸显示设备，其中，所述多个像素使用单个场来形成帧的图像，并且独立于帧的图像中灰度级的数量。
29. 如权利要求27所述的显示设备，其中，所述多个像素中的每个包括 单元，其具有被充电为具有不同极性的粒子，以及 晶体管电路，其被配置为驱动该像素。
30. —种显示设备，包括至少一个像素，该至少一个像素中的每个包括 单元，其具有被充电为具有互相不同极性的粒子，以及晶体管电路，其包括至少两个晶体管，该晶体管电路被配置为通过调制被施加到像素 电极的至少一个电压脉冲的幅值和宽度来驱动所述至少一个像素。
31. 如权利要求30所述的显示设备，其中，所述单元被排列在像素电极和公共电极之间，该像素电极包括排列在单元的第一端的第一和第二像素电极，并且其中所述至少两个晶体管包括第一组晶体管和第二组晶体管，该第一组晶体管电连接到第一像素电极，而该第二组 晶体管电连接到第二像素电极，该第一组晶体管被配置为调制被施加到所述第一像素电极的至少一个脉冲电压中第 一个的幅值和宽度，并且该第二组晶体管被配置为调制被施加到所述第二像素电极的至少一个脉冲电压中第 二个的幅值和宽度。
32. —种驱动显示设备的方法，该显示设备包括至少一个像素，该方法包括 驱动该至少一个像素，以通过调制施加到该至少一个像素的脉冲电压的幅值和宽度两者来获得至少一个灰度级，该至少一个像素包括单元，该单元具有被充电为具有不同极性 的粒子用于形成图像。
33. —种驱动显示设备的方法，该显示设备包括多个像素，该方法包括 驱动该多个像素以使用单个场来形成帧的图像，该多个像素中的每个包括单元，该单元具有被充电为具有不同极性的粒子用于形成图像。
34. 如权利要求33所述的方法，其中，所述显示设备使用单个场来形成帧的图像，并且 独立于帧的图像中灰度级的数量。
全文摘要
显示设备的像素包括至少一个第一晶体管和至少一个第二晶体管。透明流体的单元被排列在像素电极和公共电极之间，该单元包括被充电为具有互相不同极性的粒子。第一和第二晶体管连接到像素电极。像素可以根据脉幅调制(PAM)和脉宽调制(PWM)是可驱动的，从而图像的帧可以使用单个场来显示。
文档编号G02F1/167GK101726957SQ200910206380
公开日2010年6月9日 申请日期2009年10月15日 优先权日2008年10月15日
发明者金桢佑 申请人:三星电子株式会社