專利名稱：顯示裝置及可顯示多灰階的顯示方法
技術領域：
本發明是有關于一種顯示裝置及顯示灰階之方法，且特別是有關于一種可顯示多重灰階的顯示裝置及顯示多重灰階的方法。
背景技術：
隨著顯示技術的快速發展，諸多新穎的顯示裝置不斷地被開發出來，其中，電泳顯示裝置(Electro-Phoretic Display, EPD)具有低耗電、薄型化、長壽命、可撓曲等諸多優點，而極具發展的潛力。圖1所示為一電泳顯示裝置的概略圖示。包括兩片透明玻璃基板101，102以及位于兩片玻璃基板101，102間的電子墨水層103。透明玻璃基板101上具有一共同電極。玻璃基板102具有電極。其中玻璃基板亦可使用塑膠基板來代替。而電子墨水層103是由直徑50-70微米微膠囊所形成，每個微膠囊的內部具有會呈現黑色的粒子108和白色的粒子109。當玻璃基板102的電極改變時，黑色粒子108或白色粒子109會根據電極的正負而向上與向下移動，造成屏幕黑白顯示。若假設白色粒子109是帶負電，而黑色粒子108是帶正電的，當在玻璃基板102上通負電，則會造成黑色粒子108被吸引而讓白色粒子109位在觀視面上，而呈現白色影像。當外加電場被移除時，電泳顯示裝置可保持在既有的狀態，因此呈現出一雙穩態特性。然而，由于很難精準控制及追蹤微膠囊內部的黑色粒子和白色粒子的實際位置，因此，在顯示上通常只利用黑色粒子或白色粒子位在觀視面上所呈現的全白或全黑兩種灰階。對于只進行文字顯示而言，黑白兩灰階可能已經足夠，然而對于需要顯示層次感的圖片而言，黑白兩灰階并不足夠。因此，如何擴展電泳顯示裝置的灰階數即成為追求的目標。

發明內容
有鑒于此，本發明提供一種顯示裝置及可顯示多灰階的顯示方法，通過擴展灰階的方式及其對應的像素結構，其可利用顯示裝置原本的灰階，來增加影像顯示的灰階數目。根據本發明的一方面，一種顯示裝置，可從目前可用的P灰階數擴充成至少具N(P-1)+1灰階數(亦即在原本兩灰階之間可至少增加顯示(N-1)灰階數)，其至少包含:一行驅動器；一列驅動器；多條掃描線耦接該行驅動器并沿一行方向排列；以及多條數據線耦接該列驅動器并沿一列方向排列，其中所述多條掃描線與所述多條數據線交叉排列形成一具有多個像素的像素陣列，其中像素陣列中的每一像素還包括:N個子像素，其中該N個子像素還被分成M個子像素群，其中該M個子像素群中的每一個子像素群均具有至少一個子像素，且N和M為大于I的整數；以及M個晶體管，耦接所述多條掃描線其中之一及分別耦接所述多條數據線中的M條該數據線，其中該M個晶體管分別控制該M個子像素群以顯示對應灰階。在一實施例中，顯示裝置為一電泳式顯示裝置、一反射式顯示裝置或一具有雙穩態的顯示裝置。
在實施例中，列驅動器可產生P個灰階電壓，P為大于I的整數。在一實施例中，N為4，M為3，且該3個子像素群每一群分別具有I個子像素、I個子像素和2個子像素，其中通過該3個晶體管的控制使該3條數據線分別傳送該P個灰階電壓之一至該3個子像素群。在一實施例中，N為9，M為4，且該4個子像素群每一群分別具有I個子像素、2個子像素、2個子像素和4個子像素，其中通過該4個晶體管的控制使該4條數據線分別傳送該P個灰階電壓之一至該4個子像素群。根據本發明的另一方面，一種可顯示多灰階的顯示方法，是用于一顯示裝置中，可從目前使用的P灰階數擴充成可顯示至少N(p-1)+1灰階數。此顯示裝置具有一行驅動器、一列驅動器、多條掃描線及多條數據線。此方法至少包含，首先形成一由所述多條掃描線與所述多條數據線所定義的像素陣列，其中像素陣列具有多個像素，且列驅動器可產生P個灰階電壓，P為大于I的整數，接著將每一像素分成N個子像素，再將該N個子像素分成M個子像素群，其中該M個子像素群中的每一子像素群均具有至少一個子像素，且N和M為大于I的整數，接著，形成M個晶體管分別控制該M個子像素群，其中該M個晶體管耦接所述多條掃描線其中之一及分別耦接所述多條數據線中的M條該數據線，并通過該M個晶體管的控制使該M條數據線分別傳送該P個灰階電壓之一至該M個子像素群。綜合上述所言，本發明是通過像素設計，搭配光學合成的方法使得一像素顯示的灰階數目可從原本的階數擴展成任意階。



為讓本發明的上述和其他目的、特征、優點與實施例能更明顯易懂，所附附圖的說明如下:圖1所示為一電泳顯示裝置的概略圖示；圖2顯示根據本發明一實施例可產生多重灰階的電泳顯示裝置等效電路圖；圖3所示為根據本發明一實施例可產生多重灰階的像素放大概略圖；圖4A至圖4E為應用本發明的像素產生5種不同灰階組合的像素圖示。主要組件符號說明101，102透明玻璃基板103電子墨水層108黑色粒子109白色粒子200電泳顯示裝置201行驅動器202列驅動器203n 2031N 第一數據線20321 2032N 第二數據線2033廣2033N第三數據線204:204m 掃描線205 像素
206第一子像素207第二子像素208第三子像素209第四子像素2061、2071 和 2081 薄膜晶體管2062,2072,2082 像素電極2063,2064,2073 和 2083 像素電容2065、2074 和 2084 儲存電容VO和Vl灰階電壓210第一個子像素群211第二個子像素群212第三個子像素群
具體實施例方式以下為本發明較佳具體實施例以所附附圖加以詳細說明，下列的說明及附圖使用相同的參考數字以表示相同或類似組件，并且在重復描述相同或類似組件時則予省略。

本發明為了利用一顯示裝置原本的灰階來增加影像顯示的灰階數目。因此將顯示裝置的一像素先行區分成多個子像素，讓每一子像素產生原本的灰階，再通過光學合成的方法，使得該像素產生額外的灰階，其中顯示裝置可為一電泳顯示裝置、一反射式顯示裝置或一具有雙穩態的顯示裝置。在一實施例中，若一顯示裝置欲從目前可用的P灰階數擴充成至少具N(P-1) +1灰階數，其像素會被先行區分成N個子像素，接著將該N個子像素分成M個子像素群，其中該M個子像素群中的每一個子像素群均具有至少一個子像素，且1、中的每一數目可由該M個子像素群中任意群其中的子像素數目相加獲得，其中P、N和M為大于I的整數。根據此像素設計，每一個子像素群均由一個晶體管開關控制與對應數據線和掃描線間的耦接，換句話說，該M個子像素群是由單一掃描線選擇，而由M條數據線分別傳送灰階電壓至對應群中的每一像素電極。以下將以一電泳顯示裝置欲從目前可用的2灰階數擴充成具5灰階數為例來說明本發明的應用。圖2顯示根據本發明一實施例可產生多重灰階的電泳顯示裝置等效電路圖。由于本實施例的電泳顯示裝置是從目前可用的2灰階數擴充成5灰階數，因此其像素會區分成4個子像素，該4個子像素會被分成3個子像素群，其中每一個子像素群分別具有I個子像素、I個子像素和2個子像素，因為Γ4中的每一數目可由該3個子像素群中任意個子像素群其中的子像素數目，分別為1、1和2，相加獲得。由于每一個子像素群均由一個晶體管開關控制與對應數據線和掃描線間的耦接，因此在本實施例中，每一像素將包括3晶體管分別控制每一個子像素群，且該3個晶體管耦接一掃描線和分別耦接3條數據線。依此，本實施例的電泳顯不裝置200,包含:一行驅動器201、一列驅動器202、平行排列于行方向的多條掃描線204廣204M以及平行排列于列方向的多條第一數據線203n 2031N、多條第二數據線20321 2032N以及多條第三數據線20331 2033N。其中第一數據線、第二數據線以及第三數據線依序排列且分別與列驅動器202耦接，掃描線204與行驅動器201耦接。掃描線204廣204m和第一數據線203n 2031N、第二數據線20321 2032N以及第三數據線20331 2033N交叉排列構成一多個排列成陣列狀的像素205。圖3所示為根據本發明一實施例可產生多重灰階的像素放大概略圖。像素205是由相鄰的第一數據線203n、第二數據線20321以及第三數據線20331和相鄰的掃描線20七和2042共同定義出。像素205被平均分隔成四子像素，分別為第一子像素206、第二子像素207、第三子像素208以及第四子像素209。此外，此4個子像素會再被分成3個子像素群，其中第一個子像素群210包括第一子像素206以及第四子像素209，共同由一薄膜晶體管2061作為開關組件，其柵極耦接于掃描線201，而源極耦接于數據線第一數據線203n，而漏極則耦接于像素電極2062，其中像素電極2062和一共同電極分別于第一子像素206以及第四子像素209中形成兩像素電容2063和2064和一儲存電容2065。第二個子像素群211包括第二子像素207，由一薄膜晶體管2071作為開關組件，其柵極耦接于掃描線201，而源極耦接于數據線第二數據線20321，而漏極則耦接于像素電極2072，其中像素電極2072和一共同電極形成一像素電容2073和一儲存電容2074。第三個子像素群212包括第三子像素208，由一薄膜晶體管2081作為開關組件，其柵極耦接于掃描線201，而源極耦接于數據線第三數據線20331，而漏極則耦接于像素電極2082，其中像素電極2082和一共同電極形成一像素電容2083和一儲存電容2084。其中薄膜晶體管2061、2071和2081可作為開關，分別控制第一子像素206、第二子像素207、第三子像素208以及第四子像素209。當一掃描電壓施加于掃描線20七時，薄膜晶體管2061、2071和2081被打開，此時第一數據線203n上所載的灰階電壓會經由薄膜晶體管2061傳送至像素電極2062，并施加在和像素電極2062相接的像素電容2063和2064以及儲存電容2065，以于第一子像素206以及第四子像素209中的像素電極2062呈現第一數據線203n上所載的灰階電壓。另一方面，第二數據線20321上所載的灰階電壓會經由薄膜晶體管2071傳送至像素電極2072，并施加在和像素電極2072相接的像素電容2073以及儲存電容2074上，以于第二子像素207中的像素電極2072呈現第二數據線20321上所載的灰階電壓。此外，第三數據線20331上所載的灰階電壓會經由薄膜晶體管2081傳送至像素電極2082，并施加在和像素電極2082相接的像素電容2083以及儲存電容2084上，以于第三子像素208中的像素電極2082呈現第三數據線20331上所載的灰階電壓。通過第一數據線203n、第二數據線20321以及第三數據線20331傳送不同的灰階電壓至像素電極2062、2072以及2082，使用光學合成的方法來增加影像顯示的灰階數目。圖4A至圖4D為應用本發明的像素產生5種不同灰階組合的像素圖示。其中每一組合皆由四個子像素所組成，其中灰階電壓VO代表驅動白色粒子位在觀視面上，而呈現白色灰階，灰階電壓Vl代表驅動黑色粒子位在觀視面上，而呈現黑色灰階。依此，如圖4A，當第一數據線203n、第二數據線20321以及第三數據線20331均傳送灰階電壓VO至第一子像素206、第二子像素207、第三子像素208以及第四子像素209時，此時僅白色粒子被驅動至觀視面，因此像素205呈現白色灰階(第一灰階)。如圖4B，當第一數據線203n以及第三數據線20331傳送灰階電壓VO至第一子像素206、第三子像素208以及第四子像素209時，而第二數據線20321傳送灰階電壓Vl至第二子像素207時，此時第一子像素206、第三子像素208以及第四子像素209驅動白色粒子至觀視面，第二子像素207驅動黑色粒子至觀視面，因此像素205呈現(白色+白色+白色+黑色)/4的灰階(第二灰階)，較第一灰階的灰階效果顏色較深。
如圖4C，當第一數據線203n傳送灰階電壓VO至第一子像素206以及第四子像素209時，而第二數據線20321以及第三數據線20331傳送灰階電壓Vl至第二子像素207以及第三子像素208時，此時第一子像素206以及第四子像素209驅動白色粒子至觀視面，第二子像素207以及第三子像素208驅動黑色粒子至觀視面，因此像素205呈現(白色+白色+黑色+黑色)/4的灰階(第三灰階)，較第二灰階灰階效果顏色較深。如圖4D，當第一數據線203n以及第三數據線20331傳送灰階電壓Vl至第一子像素206、第三子像素208以及第四子像素209時，而第二數據線20321傳送灰階電壓VO至第二子像素207時，此時第一子像素206、第三子像素208以及第四子像素209驅動黑色粒子至觀視面，第二子像素207驅動白色粒子至觀視面，因此像素205呈現(黑色+黑色+黑色+白色)/4的灰階(第四灰階)，較第三灰階的灰階效果顏色較深。
如圖4E，當第一數據線203n、第二數據線20321以及第三數據線20331均傳送灰階電壓Vl至第一子像素206、第二子像素207、第三子像素208以及第四子像素209時，此時僅黑色粒子被驅動至觀視面，因此像素205呈現黑色灰階(第五灰階)。依此，通過本發明實施例的像素，可于原本的白色的第一灰階和黑色的第五灰階之外，額外產生三個不同的灰階，(白色+白色+白色+黑色)/4的第二灰階、(白色+白色+黑色+黑色)/4的第三灰階以及(黑色+黑色+黑色+白色)/4的第四灰階，因此可大幅擴展灰階階數，而提供較佳的影像顯示品質。換言的，本發明實施例通過將一像素區分成四子像素，并利用光學合成的方法可將顯示的灰階數目從原本的2階擴展成5階。值得注意的是，本發明可用以將顯示的灰階數目從原本的2階擴展成任意階，并不僅限于上述的實施例。例如，在另一實施例中，若一顯示裝置欲從目前可用的8灰階數擴充成具64灰階數，其像素會被先行區分成9個子像素，接著該9個子像素會被分成4個子像素群，其中每一個子像素群分別具有I個子像素、2個子像素、2個子像素和4個子像素，因為Γ9中的每一數目可由該4個子像素群中任意群其中的子像素數目，分別為1，2，2和4，相加獲得。此夕卜，根據本發明，由于每一個子像素群均由一個晶體管開關控制與對應數據線和掃描線間的耦接，因此在本實施例中，每一像素將包括4晶體管，4條數據線和一掃描線間的耦接。其中該4晶體管分別控制每一個子像素群與對應數據線間的耦接。綜合上述所言，本發明是通過像素設計，搭配光學合成的方法使得一像素顯示的灰階數目可從原本的階數擴展成任意階。雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其并非用以限定本發明，任何熟悉此技藝者，在不脫離本發明的精神和范圍內，當可作各種的更動與潤飾，因此本發明的保護范圍當視所附的權利要求書所界定的范圍為準。
權利要求
1.一種顯示裝置，其特征在于，該顯示裝置可從目前使用的P灰階數擴充成可顯示至少N (P-1)+1灰階數，至少包含: 一行驅動器； 一列驅動器； 多條掃描線，耦接該行驅動器并沿一行方向排列；以及 多條數據線，耦接該列驅動器并沿一列方向排列，其中所述多條掃描線與所述多條數據線交叉排列形成一具有多個像素的像素陣列，其中該像素陣列中的每一該像素包括: N個子像素，其中該N個子像素還被分成M個子像素群，其中該M個子像素群中的每一該子像素群均具有至少一個該子像素，且N和M為大于I的整數；以及 M個晶體管，耦接所述多條掃描線其中之一及分別耦接所述多條數據線中的M條該數據線，其中該M個晶體管分別控制該M個子像素群，以顯示對應的灰階。
2.根據權利要求1所述的顯示裝置，其特征在于，該顯示裝置為一電泳式顯示裝置、一反射式顯示裝置或一具有雙穩態的顯示裝置。
3.根據權利要求1所述的顯示裝置，其特征在于，該列驅動器可產生P個灰階電壓，P為大于I的整數。
4.根據權利要求3所述的顯示裝置，其特征在于，N為4，M為3，且該3個子像素群分別具有I個該子像素、I個該子像素和2個該子像素,其中通過該3個晶體管的控制使該3條數據線分別傳送該P個灰階 電壓之一至該3個子像素群。
5.根據權利要求3所述的顯示裝置，其特征在于，N為9，M為4，且該4個子像素群分別具有I個該子像素、2個該子像素、2個該子像素和4個該子像素,其中通過該4個晶體管的控制使該4條數據線分別傳送該P個灰階電壓之一至該4個子像素群。
6.一種可顯示多灰階的顯示方法，其特征在于，是用于一顯示裝置中，可從目前使用的P灰階數擴充成可顯示至少N(P-1)+1灰階數，其中該顯示裝置具有一行驅動器、一列驅動器、多條掃描線及多條數據線，該方法至少包含: 形成一由所述多條掃描線與所述多條數據線所定義的像素陣列，其中該像素陣列具有多個像素，且該列驅動器可產生P個灰階電壓，P為大于I的整數； 將每一該像素分成N個子像素； 將該N個子像素分成M個子像素群，其中該M個子像素群中的每一該子像素群均具有至少一個該子像素，且N和M為大于I的整數；以及 形成M個晶體管分別控制該M個子像素群，其中該M個晶體管耦接所述多條掃描線其中之一及分別耦接所述多條數據線中的M條該數據線，并通過該M個晶體管的控制使該M條數據線分別傳送該P個灰階電壓之一至該M個子像素群。
7.根據權利要求6所述的可顯示多灰階的顯示方法，其特征在于，該顯示裝置為一電泳式顯示裝置、一反射式顯示裝置或一具有雙穩態的顯示裝置。
8.根據權利要求6所述的可顯示多灰階的顯示方法，其特征在于，N為4，M為3，且該3個子像素群分別具有I個該子像素、I個該子像素和2個該子像素，其中通過該3個晶體管的控制使該3條數據線分別傳送該P個灰階電壓之一至該3個子像素群。
9.根據權利要求6所述的可顯示多灰階的顯示方法，其特征在于，N為9，M為4，且該4個子像素群分別具有I個該子像素、2個該子像素、2個該子像素和4個該子像素，其中通過該4 個晶體管的控制使該4條數據線分別傳送該P個灰階電壓之一至該4個子像素群。
全文摘要
本發明揭露一種顯示裝置及可顯示多灰階的顯示方法。顯示裝置可從目前使用的P灰階數擴充成可顯示至少N(P-1)+1灰階數，其包含一具多個像素的像素陣列，其中每一像素包括N個子像素，該N個子像素可被分成M個子像素群，其中該M個子像素群中的每一個子像素群均具有至少一個子像素，且N和M為大于1的整數，以及M個晶體管，分別控制該M群子像素與對應M條數據線和一掃描線間的耦接。
文檔編號G09G3/34GK103177669SQ20121037549
公開日2013年6月26日 申請日期2012年9月29日 優先權日2011年12月23日
發明者李錫麟 申請人:元太科技工業股份有限公司