專利名稱：電子紙顯示器件及驅(qū)動方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電子紙技術領域，尤其涉及一種電子紙顯示器件及驅(qū)動方法。
背景技術：
電子紙顯示器件，一般簡稱為電子紙，也叫作數(shù)字紙，是普通紙張顯示信息的特點與計算機顯示屏的特點相結合的產(chǎn)物。現(xiàn)有的印刷制品主要采用紙張實現(xiàn)，隨著紙張消費量的迅速增加，對環(huán)境造成了很大的破壞。在這種情況下，電子紙顯示器件應運而生，電子 紙顯示器件的厚度可以與普通紙張相當，能夠復制紙張的顯示特點且能夠重復利用，而且電子紙顯示器件能夠顯示動態(tài)畫面，因而電子紙顯示器件被認為有望在不久的將來取代現(xiàn)有的紙質(zhì)文件顯示手段。目前研究較多的是基于電泳技術的電子紙顯示器件。電泳是指帶電粒子在施加的電場中運動。電泳顯示屬于一種雙穩(wěn)態(tài)顯示，電泳液中的粒子都有兩個穩(wěn)定狀態(tài)，如果沒有外力作用，這種穩(wěn)態(tài)是不會改變的，因而能夠長久的保持顯示圖案，所以電泳顯示具有極低的功耗水平。電泳型電子紙顯示器件的研究雖然早在70年代就已經(jīng)開始了，為解決其穩(wěn)定性差、壽命短等問題，美國麻省理工學院的研究者通過將電泳粒子進行微膠囊化處理，解決了粒子的自然凝聚問題，大大提高了電泳顯示的穩(wěn)定性。目前微膠囊電子墨水已經(jīng)由“E-INK”公司成功實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。一些公司推出了基于微膠囊電子墨水技術的電子書產(chǎn)品。美國的“Sipix”公司則提出了另外一種提高電泳溶液穩(wěn)定性的手段，即微杯(micro-cup)技術。微杯技術通過首先在基板上制作出有隔離的格子，然后向格子中注入電泳液，通過格子之間的隔離壁阻隔電泳顯示粒子的凝聚，因此提高了電泳顯示的穩(wěn)定性和壽命。無論微膠囊技術還是微杯技術，要想實現(xiàn)文本信息的顯示，都需要使用有源矩陣驅(qū)動技術。例如，薄膜晶體管(Thin Film Transistor, TFT)技術就是實現(xiàn)有源矩陣的一種。電泳型電子紙顯示器件一般由上襯底和下襯底對盒而成，其間填充有電泳粒子，上襯底上設有公共電極，下襯底上設有像素電極，像素電極一般呈矩陣狀布設，每個像素電極對應一個像素。以TFT有源矩陣為例，像素電極與TFT中的漏電極通過過孔相連，TFT中的源電極與信號總線相連，TFT中的柵電極連接在柵總線上。基于上述結構，以柵總線控制各像素的選通，在柵電極通入選通電壓時，通過有源層將漏電極和源電極導通，則像素電極被信號總線施加以信號電壓，配合公共電極上的公共電壓在電泳粒子上形成電場，使電泳粒子能夠在電場作用下形成所需的圖案。但是，采用有源矩陣驅(qū)動技術的電泳型電子紙顯示器件，由于電泳粒子需要在液體中泳動，泳動速度本身較慢，導致電泳型電子紙顯示器件響應速度比較慢，并難以實現(xiàn)多灰度顯示，除此原因之外，從有源背板上看，還有以下兩方面原因一是電子紙顯示器件的漏電流較大，為保證良好的電壓穩(wěn)定性，必須有大的存儲電容，但大的存儲電容使得充放電時間較長，該因素使得電子紙顯示器件的刷新速度較慢；另一方面，電子紙的驅(qū)動方式為脈沖寬度調(diào)制(PWM，Pulse Width Modulation)驅(qū)動，即一個灰度變化必須通過十幾次甚至幾十次刷新才能實現(xiàn)，這也導致電子紙顯示器件的多灰度顯示實現(xiàn)較為困難，圖像刷新速度慢，難以實現(xiàn)動態(tài)顯示，而且，目前的驅(qū)動方式是通過十幾次甚至幾十次的屏幕刷新組合起來完成一次圖像的更新，這種十幾次甚至幾十次的刷新組合被稱為脈沖組合(waveform)。不同的灰度一般需要幾十個脈沖組合。因為屏幕刷新的頻率基本是固定的(大約50Hz)，所以每個像素電壓刷新一次的頻率也是固定的(即與屏幕刷新頻率一致)，即脈沖之間的間隔是固定的，而且每次刷新的像素電壓也是固定的(如0V，±15V或±30V)，所以其可能的組合也就較少，無法實現(xiàn)更多的灰度顯示。

發(fā)明內(nèi)容
(一 )要解決的技術問題本發(fā)明要解決的技術問題是如何提供一種刷新速度快且能夠?qū)崿F(xiàn)多灰度顯示的電子紙顯示器件及驅(qū)動方法。 (二)技術方案為解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種電子紙顯示器件，包括多個像素，每個像素包括至少兩個薄膜晶體管，每個薄膜晶體管分別與數(shù)據(jù)線和柵線電連接，且在一個刷新周期內(nèi)每個薄膜晶體管分別打開一次。其中，每個像素包括至少兩個子像素，每個子像素包括至少兩個薄膜晶體管，每個薄膜晶體管分別與數(shù)據(jù)線和柵線電連接，且在一個刷新周期內(nèi)每個薄膜晶體管分別打開一次。其中所述電子紙顯示器件還包括位于所述多個像素上的樹脂保護絕緣層。其中，所述至少兩個薄膜晶體管為單柵結構或雙柵結構。其中，所述至少兩個薄膜晶體管為多晶硅或氧化物薄膜晶體管。其中，所述至少兩個薄膜晶體管為有機薄膜晶體管。本發(fā)明還提供了一種電子紙顯示器件的驅(qū)動方法，包括驅(qū)動裝置根據(jù)輸入的視頻數(shù)據(jù)信號，獲取電子紙顯示器件中各像素的灰度等級，根據(jù)像素中所包含的薄膜晶體管的個數(shù)N，以及像素的灰度等級，確定各像素中各薄膜晶體管的打開次序以及時間間隔以形成灰度顯示方案；向各像素的各薄膜晶體管所對應的柵線施加選通電壓的同時，按照所形成的灰度顯示方案向各像素的各薄膜晶體管所對應的數(shù)據(jù)線施加信號電壓，以分別驅(qū)動各像素呈現(xiàn)其灰度等級，其中，N為自然數(shù)，且N彡2。其中，所述按照所形成的灰度顯示方案向各像素的各薄膜晶體管所對應的數(shù)據(jù)線施加信號電壓包括按照所形成的灰度顯示方案向各像素的各薄膜晶體管所對應的數(shù)據(jù)線施加多組不同設定大小的信號電壓分別驅(qū)動各像素呈現(xiàn)其灰度等級。其中，所述多組不同設定大小的信號電壓為0V、±10V、±15V或±30V。其中，所述各薄膜晶體管的打開時間間隔相同。(三)有益效果
本發(fā)明公開了一種電子紙顯示器件及其驅(qū)動方法，根據(jù)本發(fā)明，通過一個像素包括至少兩個可獨立控制的TFT，這兩個TFT有獨立的柵線和數(shù)據(jù)線，這樣在傳統(tǒng)電子紙顯示器件刷新一次的周期內(nèi)，可以至少刷新兩次，即所述電子紙顯示器件中每個時刻同時至少有兩行TFT被打開。而且上述的兩次刷新可以配合多組不同電壓及不同周期間隔。這樣既加快了刷新速度，又可以降低對存儲電容的要求。而且更快的刷新速度可以實現(xiàn)更快的灰度更新，通過設置不同的刷新周期間隔，提供更多的脈沖組合方案，從而實現(xiàn)更多、更快的灰度顯不。


圖I是本發(fā)明實施例I所述的電子紙顯示器件的結構示意圖；圖2是本發(fā)明實施例I所述的電子紙顯示器件中柵線的驅(qū)動波形圖；
圖3是本發(fā)明實施例I所述的電子紙顯示器件中等間隔不同電壓的像素刷新信號波形圖；圖4是本發(fā)明實施例I所述的電子紙顯示器件中不等間隔不同電壓的像素刷新信號波形圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步詳細說明。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。本發(fā)明所述的電子紙顯示器件包括多個像素，每個像素包括至少兩個薄膜晶體管(Thin Film Transistor, TFT),每個TFT分別與數(shù)據(jù)線和柵線電連接,且在一個刷新周期內(nèi)每個TFT分別打開一次，即一個刷新周期內(nèi)刷新所述電子紙顯示器件至少兩次，提高了電子紙顯示器件的刷新速度。本發(fā)明所述的電子紙顯示器件中的每個像素還可以包括至少兩個子像素，每個子像素包括至少兩個TFT，每個TFT分別與數(shù)據(jù)線和柵線電連接，且在一個刷新周期內(nèi)每個TFT分別打開一次，進一步提高了電子紙顯示器件的刷新速度。本發(fā)明所述的電子紙顯示器件還包括位于所述像素上的保護絕緣層(PVX)，其材料可以為樹脂，用于增加開口率。本發(fā)明所述的電子紙顯示器件中的所述至少兩個TFT可以為單柵結構或雙柵結構，雙柵結構的TFT具有較小的漏電流，可以降低對存儲電容的要求。本發(fā)明所述的電子紙顯示器件中的所述至少兩個TFT可以對同一像素充放電壓，所述電壓可以為0V、±10V、±15V或±30V ；當對所述至少兩個TFT施加多組不同電壓時，便可以實現(xiàn)更多的灰度組合，例如可以在黑白顯示時用高電壓(如±30V)以實現(xiàn)高速顯示，甚至是動態(tài)視頻，在精細灰度控制中，使用低電壓(如±10V)，以實現(xiàn)更精細和更多的灰度。本發(fā)明所述的電子紙顯示器件中的所述至少兩個TFT的打開周期相同，但周期間隔可以不同；當使用不同的打開周期間隔驅(qū)動所述至少兩個TFT時，便可以實現(xiàn)更多的灰度組合，特別是結合上述對所述至少兩個TFT施加不同電壓，則可在對像素提供一個高電壓后，很快再給一個低電壓，便可以在快速響應后進行更精細地灰度控制。本發(fā)明所述的電子紙顯示器件中的所述至少兩個TFT可以為多晶硅(P-Si)，氧化物薄膜晶體管(Oxide TFT)等高遷移率半導體有源層，以實現(xiàn)更快的充電速度。本發(fā)明所述的電子紙顯示器件中的所述至少兩個TFT可以為有機薄膜晶體管(OTFT)，以實現(xiàn)柔性。實施例I :如圖I所示，所述的電子紙顯示器件包括像素I、像素2…像素16，像素I包括TFTl I和TFT12，像素2包括TFT21和TFT22，像素3包括TFT31和TFT32，像素4包括TFT41 和TFT42，像素5包括TFT51和TFT52，像素6包括TFT61和TFT62，像素7包括TFT71和TFT72,像素8包括TFT81和TFT82，像素9包括TFT91和TFT92，像素10包括TFTlOl和TFT102，像素 11 包括 TFTlll 和 TFTl 12，像素 12 包括 TFT121 和 TFT122，像素 13 包括 TFT131和TFT132，像素14包括TFT141和TFT142，像素15包括TFT151和TFT152，像素16包括TFT161和 TFT162。數(shù)據(jù)線Datal 與 TFTlI、TFT51、TFT91 和 TFT131 電連接，數(shù)據(jù)線 Data2 與 TFT12、TFT52、TFT92 和 TFT132 電連接，數(shù)據(jù)線 Data3 與 TFT21、TFT61、TFTlOl 和 TFT141 電連接，數(shù)據(jù)線 Data4 與 TFT22、TFT62、TFT102 和 TFT142 電連接，數(shù)據(jù)線 Data5 與 TFT31、TFT7UTFTlll和TFT151電連接，數(shù)據(jù)線Data6與TFT32、TFI72、TFT112和TFT152電連接，數(shù)據(jù)線Data7 與 TFT41、TFT81、TFT121 和 TFT161 電連接，數(shù)據(jù)線 Data8 與 TFT42、TFT82、TFT122 和TFT162電連接。柵線Gatel 與 TFT11、TFT21、TFT31 和 TFT41 電連接，柵線 Gate2 與 TFT12、TFT22、TFT32 和 TFT42 電連接，柵線 Gate3 與 TFT51、TFT61、TFT71 和 TFT81 電連接，柵線 Gate4 與TFT52、TFT62、TFT72 和 TFT82 電連接，柵線 Gate5 與 TFT9UTFT10UTFT111 和 TFT121 電連接，柵線 Gate6 與 TFT92、TFT102、TFT112 和 TFT122 電連接，柵線 Gate7 與 TFT131、TFT141、TFT151 和 TFT161 電連接，柵線 Gate8 與 TFT132, TFT142、TFT152 和 TFT162 電連接。利用如圖2所示的驅(qū)動波形信號來驅(qū)動柵線Gatel、Gate2…Gate8，使得在一個刷新周期內(nèi)上述TFT分別打開一次，這樣就同時有兩行TFT被打開，則每個像素在一個刷新周期內(nèi)被充放電兩次；可以對同一像素充放相同電壓或如圖3所示的多組不同電壓。同時，兩次充放電的周期是相同的，但周期間隔可以相同或如圖4所示的不同。本發(fā)明還提供了一種電子紙顯示器件的驅(qū)動方法，所述電子紙顯示器件的驅(qū)動方法可以用于驅(qū)動本發(fā)明的電子紙顯示器件，例如驅(qū)動上述實施例I的電子紙顯示器件，該驅(qū)動方法包括驅(qū)動裝置根據(jù)輸入的視頻數(shù)據(jù)信號，獲取電子紙顯示器件中各像素的灰度等級，根據(jù)像素中所包含的薄膜晶體管的個數(shù)N，以及像素的灰度等級，確定各像素中各薄膜晶體 管的打開次序以及時間間隔以形成灰度顯示方案，具體可以僅確定各薄膜晶體管的通、斷次序及時間；所述各薄膜晶體管的打開時間間隔可以相同或不同。驅(qū)動裝置向各像素的各薄膜晶體管所對應的柵線施加選通電壓，以便選通對應的像素，與此同時，驅(qū)動裝置按照灰度顯示方案向各像素的各薄膜晶體管所對應的數(shù)據(jù)線施加信號電壓，以分別驅(qū)動各像素呈現(xiàn)其灰度等級，例如變亮或變暗。其中，N為自然數(shù)，且N彡2。進一步地，驅(qū)動裝置可以按照灰度顯示方案向各像素的各薄膜晶體管所對應的數(shù)據(jù)線施加多組不同設定大小的信號電壓分別驅(qū)動各像素呈現(xiàn)其灰度等級，則能夠得到更多的灰度組合，以實現(xiàn)設定的灰度顯示方案。在所述至少兩個TFT分別打開時，可以對同一像素充放電壓，所述電壓可以為0V、±10V、±15V 或 ±30V ；當對所述至少兩個TFT施加多組不同電壓時，便可以實現(xiàn)更多的灰度組合，例如可以在黑白顯示時用高電壓以實現(xiàn)高速顯示，甚至是動態(tài)視頻，在精細灰度控制中，使用低電壓，以實現(xiàn)更精細和更多的灰度。
實施例2 在本實施例中，所述至少兩個TFT的打開周期相同，即只要滿足在一個刷新周期內(nèi)所述至少兩個TFT分別打開一次，每個TFT的打開周期相同。以圖I所示每個像素含有兩個可獨立控制的TFT，且共有4*4的4行像素，一個刷新周期包括4個刷新時間為例，每行像素有2條柵線，則共有8條Gate線，柵線Gatel和Gate2分別控制第一行像素的兩個TFT，柵線Gate3和Gate4分別控制第二行像素的兩個TFT,柵線Gate5和Gate6分別控制第三行像素的兩個TFT，柵線Gate7和Gate8分別控制第四行像素的兩個TFT。在一個刷新周期內(nèi)的第一時間，柵線Gatel和Gate6打開，則第I行和第3行的像素都分別有一個TFT被打開，且可通過各自獨立的Data線寫入電壓；在一個刷新周期內(nèi)的第二時間，柵線Gate3和GateS打開，則第2行和第4行的像素都分別有一個TFT被打開，且可通過各自獨立的Data線寫入電壓；在一個刷新周期內(nèi)的第三時間，柵線Gate5和Gate2打開，則第3行和第I行的像素都分別有一個TFT被打開，且可通過各自獨立的Data線寫入電壓；在一個刷新周期內(nèi)的第四時間，Gate7和Gate4打開，則第4行和第2行的像素都分別有一個TFT被打開，且可通過各自獨立的Data線寫入電壓。由上可知，每個TFT的打開周期是相同的，且在一個刷新周期的同一刷新時間內(nèi)，同時打開兩行像素的TFT。實施例3 當使用不同的打開周期間隔驅(qū)動所述至少兩個TFT時，便可以實現(xiàn)更多的灰度組合，特別是結合上述對所述至少兩個TFT施加不同電壓，則可在對像素提供一個高電壓后，很快再給一個低電壓，便可以在快速響應后進行更精細地灰度控制。同樣以圖I所示每個像素含有兩個可獨立控制的TFT，且共有4*4的4行像素，一個刷新周期包括4個刷新時間為例，每行像素有2條柵線，則共有8條Gate線，柵線Gatel和Gate2分別控制第一行像素的兩個TFT，柵線Gate3和Gate4分別控制第二行像素的兩個TFT，柵線Gate5和Gate6分別控制第三行像素的兩個TFT，柵線Gate7和Gate8分別控制第四行像素的兩個TFT，在一個刷新周期內(nèi)的第一時間，柵線Gatel和Gate4打開，則第I行和第2行的像素都分別有一個TFT被打開，且可通過各自獨立的Data線寫入電壓；在一個刷新周期內(nèi)的第二時間，柵線Gate3和Gate6打開，則第2行和第3行的像素都分別有一個TFT被打開，且可通過各自獨立的Data線寫入電壓；在一個刷新周期內(nèi)的第三時間，柵線Gate5和GateS打開，則第3行和第4行的像素都分別有一個TFT被打開，且可通過各自獨立的Data線寫入電壓；在一個刷新周期內(nèi)的第四時間，柵線Gate7和Gate2打開，則第4行和第I行的像素都分別有一個TFT被打開，且可通過各自獨立的Data線寫入電壓。由上可知，每個TFT的打開周期是相同的，但同一像素的兩個TFT打開的時間間隔可以不同，即周期間隔不同，也可實現(xiàn)在一個刷新周期的同一刷新時間內(nèi)，同時打開兩行像素的TFT。綜上所述，本發(fā)明公開了一種電子紙顯示器件及其驅(qū)動方法，根據(jù)本發(fā)明，通過一個像素包括至少兩個可獨立控制的TFT，這兩個TFT有獨立的柵線和數(shù)據(jù)線，這樣在傳統(tǒng)電子紙顯示器件刷新一次的周期內(nèi)，可以至少刷新兩次，即所述電子紙顯示器件中每個時刻同時至少有兩行TFT被打開。而且上述的兩次刷新可以配合多組不同電壓及不同周期間隔。這樣既加快了刷新速度，又可以降低對存儲電容的要求。而且更快的刷新速度可以實現(xiàn)更快的灰度更新，通過設置不同的刷新周期間隔，提供更多的脈沖組合方案，從而實現(xiàn)更多、更快的灰度顯示。 以上實施方式僅用于說明本發(fā)明，而并非對本發(fā)明的限制，有關技術領域的普通技術人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專利保護范圍應由權利要求限定。
權利要求
1.一種電子紙顯示器件，包括多個像素，其特征在于每個像素包括至少兩個薄膜晶體管，每個薄膜晶體管分別與數(shù)據(jù)線和柵線電連接，且在一個刷新周期內(nèi)每個薄膜晶體管分別打開一次。
2.根據(jù)權利要求I所述的電子紙顯示器件，其特征在于，每個像素包括至少兩個子像素，每個子像素包括至少兩個薄膜晶體管，每個薄膜晶體管分別與數(shù)據(jù)線和柵線電連接，且在一個刷新周期內(nèi)每個薄膜晶體管分別打開一次。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的電子紙顯示器件，其特征在于，還包括位于所述多個像素上的樹脂保護絕緣層。
4.根據(jù)權利要求I或2所述的電子紙顯示器件，其特征在于，所述至少兩個薄膜晶體管為單柵結構或雙柵結構。
5.根據(jù)權利要求I或2所述的電子紙顯示器件，其特征在于，所述至少兩個薄膜晶體管為多晶硅或氧化物薄膜晶體管。
6.根據(jù)權利要求I或2所述的電子紙顯示器件，其特征在于，所述至少兩個薄膜晶體管為有機薄膜晶體管。
7.一種電子紙顯示器件的驅(qū)動方法，其特征在于，包括 驅(qū)動裝置根據(jù)輸入的視頻數(shù)據(jù)信號，獲取電子紙顯示器件中各像素的灰度等級，根據(jù)像素中所包含的薄膜晶體管的個數(shù)N，以及像素的灰度等級，確定各像素中各薄膜晶體管的打開次序以及時間間隔以形成灰度顯示方案； 向各像素的各薄膜晶體管所對應的柵線施加選通電壓的同時，按照所形成的灰度顯示方案向各像素的各薄膜晶體管所對應的數(shù)據(jù)線施加信號電壓，以分別驅(qū)動各像素呈現(xiàn)其灰度等級， 其中，N為自然數(shù)，且N > 2。
8.根據(jù)權利要求7所述的電子紙顯示器件，其特征在于，所述按照所形成的灰度顯示方案向各像素的各薄膜晶體管所對應的數(shù)據(jù)線施加信號電壓包括 按照所形成的灰度顯示方案向各像素的各薄膜晶體管所對應的數(shù)據(jù)線施加多組不同設定大小的信號電壓分別驅(qū)動各像素呈現(xiàn)其灰度等級。
9.根據(jù)權利要求8所述的電子紙顯示器件，其特征在于，所述多組不同設定大小的信號電壓為 OV、±10V、±15V 或 ±30V。
10.根據(jù)權利要求7所述的電子紙顯示器件，其特征在于，所述各薄膜晶體管的打開時間間隔相同。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電子紙顯示器件及其驅(qū)動方法。該電子顯示器件包括多個像素，其中每個像素包括至少兩個薄膜晶體管，每個薄膜晶體管分別與數(shù)據(jù)線和柵線電連接，且在一個刷新周期內(nèi)每個薄膜晶體管分別打開一次。本發(fā)明所述的電子紙顯示器件中每個時刻同時至少有兩行TFT被打開，在一個周期內(nèi)至少刷新兩次，而且上述的兩次刷新可以配合不同的電壓及周期間隔。本發(fā)明加快了刷新速度，可以降低對存儲電容的要求，可以實現(xiàn)更快的灰度更新。通過設置不同的刷新周期間隔，提供更多的脈沖組合方案，從而實現(xiàn)更多、更快的灰度顯示。
文檔編號G09G3/34GK102654980SQ20121000517
公開日2012年9月5日 申請日期2012年1月9日 優(yōu)先權日2012年1月9日
發(fā)明者張卓, 蓋翠麗 申請人:京東方科技集團股份有限公司