电荷再循环的双输出电压系统技术方案

电荷再循环的双输出电压系统。具有分段和公共线路的平板显示器的驱动系统包含第一电荷泵，包含接收输入电平电荷的输入端和生成第一电平的电路；连接到第一电荷泵、存储第一电平电荷的第一电容器；第二电荷泵，包括连接到第一电容器、接收第一电平电荷的输入端，泵输出端和在泵输出端生成第二电平的电路；连接到泵输出端、存储第二电平电荷的第二电容器；和连接到第一和第二电容器的控制器，包括：分别连到相关平板显示器分段和公共线路的分段和公共输出端，连到第一和第二电容器的多个开关，和控制电路，其操作开关以有选择地把分段输出端连到第一和第二电容器，以在第一阶段向分段输出端提供电荷且在第二阶段从分段输出端回送电荷到第一电容器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术通常涉及用于平板显示器的驱动系统。更具体地，本专利技术涉及电泳平板显示器(EPD)应用中的电荷再循环的双输出电压系统。技术背景平板显示器通常用于电子产品。已知有基于电泳效应的平;^示器。 电泳效应包括分散于在电场的影响下移动的流体或液体介质中的充电粒 子。作为电泳效应的应用的一个例子，显示器可以4吏用染料溶液中M和 包含并且布置在一对电极之间的充电颜料TO。散布有充电颜料,的染 料溶液被称作，，电泳墨水"或"电子墨7jc"。使用电泳墨水的显示器被称作 电泳显示器("EPD")。在电场的影响下，充电颜料^^立净皮吸引到两个显示 器电极中的一个。作为响应，显示出所期望的图像。近年来，引入EPD技术用于平板显示器。图1A和B说明了使用微 小的m嚢的技术，其中m嚢电气地填充有在着色油中悬浮的充电白色 。例如，图lA说明了由^^电i^制白色^^立是处于胶嚢的顶部还 是处于胶嚢的底部的一个实现。在这个例子中，如果白色微粒处于胶囊的 顶部，则向观看者显示出白色。反之，如果白色微粒处于胶嚢的底部，则 观看者看见油的颜色，如图1B所示。因此，,嚢的使用允许在柔性塑 料纸以及玻璃上使用显示器。EPD技术的一个特征是像素是双稳态的。即，可以将像素保持在两 种状态中的任意一种状态而无需恒定供电。EPD技术的另一个特征是 EPD面板中的樹啦根据控制电压在不同方向上移动，以便显示不同颜色。 结果，EPD面板具有比其它类型的平板显示器的响应时间慢的响应时间。正在开发EPD技术的一个应用，即电子纸张显示设备以作为下一代 显示设备来替代液晶显示设备、等离子体显示面板和有机电致发光显示面 板。尤其是，在某些应用中，期待使用，，电子墨水，，的电子纸张显示面板来替代诸如书籍、报纸、杂志等等的现有打印介质。由于柔性显示设备可以被建立在柔性基底上，所以电子墨水显示器较 适用于该设备。例如，通过在使用柔性材料基底的面板上建立电子墨7jC显 示设备，该电子墨水显示设备可以具有柔性、简单和可靠的优点。电子墨 水显示设备也可以提供构造产生极低功耗的、像纸一样薄的、无需使用背 光的投影显示器的手分段。然而，EPD面板的驱动系统需要高电压电平。这些高电压可以通过 传统DC-DC方法提供。然而，低功耗是包含EPD技术的应用的重要目 标。结果，期望在这些应用中降低功耗。图2说明了电泳平板显示器的典型驱动电压电平和波形。最初，顶端 透明"分段"电极被连接到第一电压电平(V1)。接着，分段电极在返回到 VI之前被驱动到第二更高电压电平(VO)。对于整个周期，公共电极总是 被连接到VI。第二 DC-DC方法由Kurt Muhlemann在标题为"A 30-V Row/Column Driver for Flat-Panel Liquid Crystal Displays "的文章中公 开。Muhlemann介绍了在STN(扭曲向列)显示驱动器+使用的系统体系 结构，其可以被^L修改以用于电泳平板显示器(EPD)。例如，图3示出 具有输出电压V0和V1的高电压产生电路300。向模拟緩冲器301提供 正数值的电压VO和零值的Vss。通常，可以从调节电荷泵302生成电压 V0或由外部电源提供电压V0。电阻器梯303被用来设置VI为参考电压 电平。模拟緩冲器301的功能是为VI电压提供大驱动能力。图3中还示出 了简化的分段和公共(Seg/Com)控制器304。 Seg/Com控制器304包括连 接到EPD面板中的多个像素(只示出其中的一个)的多个开关。每个像素 可以由电容器Cpkel 305表示。Seg/Com控制器304中的多个开关可以被 用于把面板的像素连接到诸如V0、 VI或Vss的不同电压电平。然而，上面公开的电压产生方法表现出若干缺点。例如，模拟緩冲器 301耗用静态电流。因而，模拟緩冲器301和电阻器梯303表现出即使在 驱动波形(如图2所示)非活动时也不能降低的电流消耗。上述电压产生方法的另一个缺点是面板的像素中的电荷不能再循环或重用。如上所述，每个像素可以由电容器(CpKEL)305表示。图2的结构能够表现出如图4和5所示的电荷传送。图4描述了作为分立单元(分段406和公共407)的Seg/Com控制器304。如图4所示，在 图2的阶段1期间，分段406被连接到V0源并且从VI充电到V0。在阶 段一期间，公共407还被连接到VI。在这个操作期间，分段406存储由 等式1确定的电荷(Q)。0 = (FO-Fl) *C^,(Eq. 1)如图5所示，在图2的阶段2期间，分段406被连接到VI的偏压源。 此时，释放分段406中等于(V0-V1" CpncEL的电荷。如果由模拟緩沖器 301提供偏置电压VI,则面板的像素中的电荷通过模拟緩冲器301到达 地(Vss)并且被消耗。因而，没有来自该像素的电荷能够被重用或再循环， 从而产生不合需要的高电流消耗。在Katayama等人的美国专利6，556，177中，通过电致发光显示器面 板(EL)应用(图6)的电荷再循环系统600解决了这个缺点。由Katayama 公开的该系统包含V1的电源和可以表示像素(CpKEL)的电容器602。系统 600也可以包含电容器601以执行电荷再循环。结果，Katayama的系统 600提供了两倍于VI值的电压电平。图7A-C示出了 Katayama的电荷再循环操作。如图7A所示，在阶 段1期间，像素电容器602和再循环电容器601被从Vss充电到VI。在 阶段2期间，开关如图7B所示进行操作，使得电容器601与电源(V1)串 联连接。于是，电容器601上的电压上升到等于VI的值两倍的电平(2*￥1) 并且把像素602充电到相同电平。在这个操作期间，等于VPCpKEL的电 荷被传送到像素电容器602。如图7C所示，在阶段3期间，开关如图所 示进行操作，使得像素电容器602被再次连接到VI。等于VPCpkel的 电荷被传送回电容器601并且被存储在电容器601中。图8A-B说明了作为Katayama公开的电荷再循环系统600的一部分 的电容器601的电压输出和像素602的波形EL。最初，如图8A所示， 在阶段1期间，开关进行操作使得电容器601被从Vss充电到VI。在阶 段2期间，如图8A所示，开关进行操作使得电容器601与电源(V1)串联 连接。于是，电容器601上升到等于Vl的值的两倍的电压电平(2n^1)。 在这个操作期间，等于VPCnxEL的电荷被传送到像素电容器602。在阶 段3期间，等于VI* CPIXEl的电荷被传送回电容器601并且被存储在电容 器601中。如图8B所示，在阶段1期间，像素电容器602(EL)被电压VI充电。在阶段2期间，如图8B所示，电容器601具有等于VI的值两倍的电压 电平(2女V1)并且把像素电容器602充电到相同电压电平(2n^)。在这个操 作期间，等于VP CwxEL的电荷被 降送到4象素电容器602(EL)。如图8B 所示，在阶段3期间，4象素602上的电压再一次为VI。因此，等于VI* Cpkel 的电荷被从像素602传送并且被存储在电容器601中。然而，由于Katayama公开的电容器601在阶段1期间被充电到VI， 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于具有分段和公共线路的平板显示器的驱动系统，该系统包括：　第一电荷泵，包括：　用于接收输入电压电平的电荷的输入端；和　用于生成第一泵浦电压电平的电路；　连接到第一电荷泵、用于存储第一泵浦电压电平的电荷的第一存储电容器；　第二电荷泵，包括：　连接到第一存储电容器、用于接收第一泵浦电压电平的电荷的输入端；　泵输出端；和　用于在泵输出端处生成第二泵浦电压电平的电路；　连接到泵输出端、用于存储第二泵浦电压电平的电荷的第二存储电容器；和　连接到第一和第二存储电容器的控制器，包括：　分别连接到相关平板显示器的分段和公共线路的分段和公共输出端；　连接到第一和第二存储电容器的多个开关设备；和　控制电路，其操作开关设备以有选择地把分段输出端连接到第一和第二存储电容器，以便在第一阶段期间向分段输出端提供电荷并且在第二阶段期间从分段输出端回送电荷到第一存储电容器。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：吴伟汉，黄文俊，吴智伟，黄兆基，赵振明，
申请(专利权)人：晶门科技有限公司，
类型：发明
国别省市：HK[中国|香港]