Системы отображения

Системы отображения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Это изобретение относится к способам и системам для подавления эффектов паразитного отображения во время выключения и включения питания электрооптического дисплея. Методики, которые авторы изобретения описывают, особенно выгодны для объединительных панелей из органических/обработанных в растворе тонкопленочных дисплеев.

ПРЕДПОСЫЛКИ К СОЗДАНИЮ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В типичном дисплее с активной матрицей каждый пиксель снабжен транзистором, более конкретно тонкопленочным полевым транзистором (TFT, FET), который используется для управления отображением пикселя. Вообще говоря, вывод затвора транзистора FET соединен с шиной выборки для выбора пикселя для записи данных, и один из истока и стока транзистора FET соединен с шиной данных для записи данных в пиксель, а другой вывод соединен с пиксельным электродом для возбуждения среды отображения. В дисплеях некоторых типов, например, в дисплеях типа электронной бумаги, таких как электрофоретические дисплеи, пиксельные электроды расположены на одной поверхности среды отображения и обеспечен общий электрод, покрывающий противоположную поверхность среды отображения, тем самым обеспечивая электрическое поле через среду отображения, например, для переключения устройства из одного состояния отображения, например белого, в другое, например черное (или наоборот). Специалист в области техники примет во внимание, что пиксельные схемы на практике могут быть более сложными, чем эта, но остаются те же самые общие признаки.

Одна проблема в таких дисплеях заключается в паразитной емкости между затвором и пиксельными электродами; в электрофоретическом дисплее это может быть усилено присутствием общего пиксельного электрода, который используется для обеспечения большей емкости пикселя. Дисплеи с активной матрицей, в которых напряжением или током пикселя управляет один или более тонкопленочных полевых транзисторов, преобладают над конструкцией электронного дисплея. Например, в транзисторе TFT с верхним затвором (может применяться конфигурация либо с верхним затвором, либо с нижним затвором) электрод затвора должен перекрываться с полупроводниковым каналом, и области перекрытия между электродом затвора и электродами истока и стока определяют паразитные емкости C_gs и C_gd перекрытия затвора-истока и затвора-стока, соответственно. В целом они должны быть как можно меньше, чтобы улучшить скорость переключения транзисторов TFT и минимизировать нежелательные эффекты емкостной связи. В дисплее с активной матрицей C_gs особенно важна, поскольку она определяет емкостную связь между сигналами, проходящими вдоль затворных шин и пиксельного электрода. Когда напряжение затвора переключается для выключения транзистора TFT в конце цикла индивидуальной адресации (заряда пикселя), емкость C_gs заставляет напряжение на пикселе иметь тенденцию следовать за переключением напряжения затвора. Это так называемое напряжение обратного выброса смещает напряжение пикселя от намеченного значения, до которого пиксель был заряжен с помощью сигнала на шине данных, и имеет вредное воздействие на визуальный внешний вид дисплея. Эта проблема с паразитной емкостью становится важной, когда емкость C_gs велика, и проблема является особенно острой для гибких подложек, таких как пластиковые подложки, поскольку пластиковые подложки проявляют значительные изменения геометрических размеров, когда подвергаются механическому напряжению или температурным изменениям, которые имеют место во время какого-либо производственного процесса. Дополнительно, по сравнению со структурами на кремнии или стекле, тонкопленочные транзисторы (транзисторы TFT) на пластиковой подложке, как правило, физически больше и, таким образом, проявляют большую емкость.

Конденсатор пикселя может использоваться для уменьшения эффекта паразитной емкости перекрытия, поскольку напряжение обратного выброса, индуцированное на пиксельном электроде переключением напряжения затвора, тем меньше, чем больше емкость пиксельного электрода. Среда отображения имеет емкость сама по себе, так что конденсатор пикселя может содержать емкость между пиксельным электродом (электродом истока или стока транзистора TFT драйвера пикселя) и электродом счетчика конденсатора пикселя, который может просто содержать общий электрод, простирающийся по (передней) поверхности дисплея (объединительная панель находится на задней поверхности дисплея). Таким образом, общий пиксельный электрод может являться в значительной степени прозрачным электродом на стороне поверхности просмотра дисплея.

Конденсаторы пикселей особенно важны, когда используются в соединении с более толстыми средами отображения, такими как электронная бумага, у которых эффект толщины дисплея, такого как электрофоретические среды, приводит к более низкой емкости самого элемента отображения. В этих дисплеях конденсатор пикселя может занимать значительную долю пикселя, особенно когда эффект обратного выброса велик. Например, в нашей заявке на патент WO 2009/133388 (US 2011/010361) описано, как смещенный пиксельный электрод может использоваться для достижения увеличенной диффузионной емкости. В такой конфигурации со смещением верхний пиксельный электрод наносится для перекрытия первой конденсаторной пластины (электрод СОМ) одного устройства, а также электрода затвора соседнего устройства.

Согласно фиг. 1а показано вертикальное поперечное сечение (вдоль ступенчатой линии) через пример такой структуры объединительной панели активной матрицы. На фиг. 1а подложка 1 несет устройство на основе тонкопленочного транзистора (TFT), содержащее электроды 2, 3 истока и стока, слой полупроводникового материала 4, диэлектрик 5 затвора и электрод затвора/соединитель 6. Электрод 7 СОМ сформирован в том же слое, что и электрод 6 затвора. Верхний диэлектрик 8 перекрывает электроды затвора и СОМ, а верхний пиксельный электрод 12 обеспечивается поверх диэлектрического слоя 8, присоединенным к одному из электродов истока/стока посредством межслойного соединения 9. Фиг. 1b показывает структуру сверху, иллюстрируя, что электрод СОМ структурирован для обеспечения непроводящего выреза для межслойного соединения 9. Верхний пиксельный электрод перекрывается с электродом 7 СОМ (C_n) первого устройства (устройство 1) и электродом (G_n+1) затвора соседнего устройства (устройство 2).

Диффузионная емкость C_storage получается из перекрытия между электродом СОМ и электродом стока. Эффект смещения верхнего электрода пикселя состоит в увеличении общей диффузионной емкости, вызванной перекрытием между верхним пиксельным электродом и электродом СОМ, а также между верхним пиксельным электродом и затвором (G_n-1). Паразитная емкость между электродом затвора и электродом стока остается неизменной, но паразитная емкость между верхним пиксельным электродом и электродом затвора уменьшается, и, таким образом, диффузионная емкость (C_storage) может быть увеличена посредством снижения толщины верхнего диэлектрика пикселя. Это увеличивает общее соотношение емкостей C_storage/C_Parasitic, тем самым увеличивая общую емкость пикселя и уменьшая напряжение обратного выброса и вариацию. Верхний диэлектрический слой пикселя может быть отрегулирован для максимизации C_storage без увеличения C_parasitic.

Ранее авторы описали методики, направленные на решение проблем обратного выброса затвора, например, в нашем документе PCT/GB 2012/050813. Однако имеются другие проблемы, которые не легки для понимания. В частности, например, при использовании на гибкой пластиковой подложке объединительной панели на основе органического TFT (тонкопленочного транзистора) некоторые области энергонезависимого дисплея (электронной бумаги) могут оказаться темнее, чем другие, после того, как питание объединительной панели было выключено.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Авторы изобретения определили, что эффекты отображения могут возникнуть из паразитного возбуждения электрооптической среды во время выключения и включения питания дисплея. Это является результатом неоднородных и неидеальных рабочих характеристик активных устройств в объединительной панели. В частности, авторы изобретения определили, что проблема затемнения участков или одиночных пикселей, заметных при выключении питания дисплея, происходит из-за областей пикселей с пиксельными электродами, имеющими утечку к одной или более из шин данных, затворной шины и шины ВРСОМ (общей шины объединительной панели). Определив это, авторы изобретения дополнительно определили, что проблема может быть решена посредством изменения последовательности выключения питания таким образом, чтобы напряжение пиксельных электродов составляло около 0 В после выключения питания, а не имело длинный отрицательный шлейф. Авторы изобретения дополнительно определили способ достижения этого, чтобы уменьшить неоднородности между пикселями в отображаемом изображении.

В соответствии с настоящим изобретением таким образом обеспечен способ уменьшения артефактов в изображении, отображаемом с помощью электрооптического дисплея с активной матрицей и драйвера дисплея, при этом драйвер электрооптического дисплея содержит множество драйверов пикселей активной матрицы, каждый из которых возбуждает соответственный пиксель электрооптического дисплея, при этом каждый драйвер пикселя активной матрицы имеет соответствующий запоминающий конденсатор, связанный с общим выводом объединительной панели драйвера дисплея, пиксели электрооптического дисплея имеют общий пиксельный электрод, при этом способ содержит: возбуждение электрооптического дисплея пустым кадром во время процедуры выключения питания дисплея.

В вариантах осуществления пустой кадр содержит кадр значений данных (значений на шинах данных дисплея, доводимых до пикселей), определяющий отсутствие изменений или уровня "яркости" отображаемого цвета пикселя. Вообще говоря, в вариантах осуществления возбуждение пустым кадром сдвигает напряжение пиксельных электродов без утечки в положительном направлении вместе с напряжением электрода ТРСОМ (верхний общий пиксельный электрод), и это приводит пиксели с утечкой к цвету фона дисплея, в вариантах осуществления - к белому. Специалист примет во внимание, что функционирование методики не зависит от какой-либо конкретной формы схемы драйвера пикселя, а больше относится к различным сопротивлениям утечки и емкостям (паразитным и другим) между элементами пикселя активной матрицы.

В предпочтительных вариантах осуществления способа общий пиксельный электрод перед возбуждением дисплея пустым кадром отсоединяют от источника питания, так что этот электрод является плавающим.

Предпочтительно, но не существенно, процедура перед возбуждением пустым кадром фиксирует напряжение одной или обеих из общего вывода объединительной панели и шины выборки пикселя (затворной шины) драйвера дисплея с активной матрицей. Однако, как вариант, напряжение одной или обеих из них может быть зафиксировано после возбуждения пустым кадром. Напряжение одного или обоих из этих выводов/множеств выводов может быть зафиксировано на уровне 0 В, но в варианте/улучшении методики напряжение одного или обоих может быть зафиксировано на промежуточном уровне напряжения перед фиксированием на уровне 0 В. Это помогает решить описанную позже проблему, которая может происходить при (повторном) включении питания дисплея после выключения питания. Дополнительно такой подход может применяться во время процедуры включения питания.

Как упомянуто ранее, в вариантах осуществления возбуждение пустым кадром приводит уровень напряжения на общем пиксельном электроде к напряжению цвета фона, в вариантах осуществления приводит напряжение к нулю и, необязательно, немного в положительную сторону: то есть применение способа может изменить знак напряжения на общем пиксельном электроде или привести это напряжение практически к нулю (0 В по всему дисплею).

Один побочный эффект описанного выше возбуждения пустым кадром, в частности, с электродом ТРСОМ, отсоединенным во время выключения питания и/или включения питания, представляет собой "эффект затенения", при котором некоторые пиксели (первые адресуемые) делаются значительно более насыщенными цветом/яркими (например, белее или чернее), чем другие пиксели. Чтобы решить эту проблему, вместо последовательной записи шин дисплея множественные шины дисплея могут быть записаны параллельно, выбором (активированием) множества шин выборки пикселя одновременно. Это ускоряет отображение пустого кадра, помогая уменьшить эффект затенения. В зависимости от конфигурации пикселя необязательно могут быть выбраны (активированы) чередующиеся шины выборки пикселя одновременно. Например, в нашей конструкции пикселя со смещением (US 2011/010361), где верхний пиксельный электрод смещается для перекрытия с общим электродом, а также электродом затвора соседнего устройства (для большей диффузионной емкости), чередующиеся строки пикселей могут быть активированы в последовательных множествах, чтобы помочь управлять уровнем напряжения, до которого повышается напряжение общего пиксельного электрода.

Как упомянуто ранее, связанные с этим эффекты могут возникнуть во время последовательности включения питания комбинации дисплей-драйвер. Более конкретно, описанная выше последовательность включения питания может сама по себе привести к возникновению эффекта паразитного отображения и, таким образом, некоторые предпочтительные варианты осуществления методики также изменяют последовательность включения питания, чтобы компенсировать тенденцию дисплея отдаляться от цвета фона (например, белого цвета), в частности, во время повторного возбуждения пустым кадром, например, при повторных циклах включения питания. Такие циклы могут происходить, например, в реализации, в которой питание дисплея/драйвера включается при обнаружении нажатия клавиши или прикосновения, чтобы отобразить некоторую обратную связь, обусловленную нажатием клавиши/прикосновением, и затем питание снова выключается. В первую очередь это проблема, когда, например, отображается изображение строки или символа, то есть когда имеется относительно небольшое изменение отображаемого изображения, и когда большая часть отображаемого изображения содержит пустой кадр. Эти эффекты могут быть смягчены посредством отображения подготавливающего пустого кадра во время процедуры включения питания.

В более общем случае аспекты изобретения рассматривают измененную последовательность включения питания, которая вовлекает отображение пустого кадра соответствующим образом в описанные выше аспекты и варианты осуществления изобретения.

Таким образом, в соответствующем аспекте изобретение обеспечивает способ включения питания электрооптического дисплея с активной матрицей и драйвера дисплея, при этом драйвер дисплея содержит множество драйверов пикселей активной матрицы, способ содержит отображение подготавливающего пустого кадра во время упомянутой процедуры включения питания.

В вариантах осуществления способ дополнительно содержит одну или обе из: подачи питания на общий вывод объединительной панели до заданного уровня напряжения объединительной панели после отображения подготавливающего пустого кадра и подачи питания на общий пиксельный электрод до заданного общего уровня напряжения пикселя после отображения подготавливающего пустого кадра.

Изобретение дополнительно рассматривает каждый из ранее описанных признаков процедуры выключения питания, реализованной в контексте описанного выше аспекта включения питания по изобретению. Таким образом, например, варианты осуществления способа включения питания могут подобным образом содержать управление множеством шин выборки пикселя дисплея одновременно для обеспечения очень быстрого пустого кадра. Дополнительно или как вариант, в процедуре включения питания могут применяться два пустых кадра, в частности, между заданием уровня напряжения затворной шины (для затворных шин) и заданием уровня напряжения для общего вывода объединительной панели.

В соответствующем аспекте изобретение обеспечивает драйвер электрооптического дисплея с активной матрицей, при этом драйвер электрооптического дисплея содержит множество драйверов пикселей активной матрицы, каждый из которых возбуждает соответственный пиксель электрооптического дисплея, каждый драйвер пикселя активной матрицы имеет соответствующий запоминающий конденсатор, связанный с общим выводом объединительной панели драйвера дисплея, пиксели электрооптического дисплея имеют общий пиксельный электрод, при этом драйвер дисплея дополнительно содержит систему для возбуждения электрооптического дисплея пустым кадром во время процедуры выключения питания дисплея.

В дополнительном соответствующем аспекте изобретение обеспечивает драйвер электрооптического дисплея с активной матрицей, при этом драйвер электрооптического дисплея содержит множество драйверов пикселей активной матрицы, каждый из которых возбуждает соответственный пиксель электрооптического дисплея, при этом каждый драйвер пикселя активной матрицы имеет соответствующий запоминающий конденсатор, связанный с общим выводом объединительной панели драйвера дисплея, пиксели электрооптического дисплея имеют общий пиксельный электрод, драйвер дополнительно содержит контроллер для отображения подготавливающего пустого кадра во время процедуры включения питания дисплея.

Методика быстрого обновления, описанная выше, потенциально применима для возбуждения дисплея не пустым кадром, например, для обновления всего или части отображенного изображения, когда одна или более строк обновления имеют общие части данных. (Специалист поймет в этом контексте, что является маркированными строками, и что является маркированными столбцами дисплея.)

Таким образом, в дополнительном аспекте изобретение обеспечивает способ обновления изображения, отображенного с помощью электрооптического дисплея с активной матрицей и драйвера дисплея, при этом драйвер электрооптического дисплея содержит множество драйверов пикселей активной матрицы, каждый из которых возбуждает соответственный пиксель электрооптического дисплея, при этом каждый драйвер пикселя активной матрицы имеет соответствующий запоминающий конденсатор, связанный с общим выводом объединительной панели драйвера дисплея, пиксели электрооптического дисплея имеют общий пиксельный электрод, причем каждый драйвер пикселя активной матрицы содержит транзистор драйвера, связанный с упомянутым запоминающим конденсатором и имеющий шину ввода данных для задания уровня напряжения на упомянутом запоминающем конденсаторе, и имеющий управляющий вход, связанный с шиной выборки пикселя, при этом способ содержит: определение того, что по меньшей мере для одной упомянутой шины данных упомянутого электрооптического дисплея с активной матрицей во множество строк упомянутого дисплея должны быть записаны одни и те же данные для обновления отображенного изображения; выбор множества упомянутых шин выборки пикселя одновременно, чтобы выбрать упомянутое множество строк упомянутого дисплея; и возбуждают электрооптический дисплей обновленными данными для упомянутых выбранных строк упомянутого дисплея.

В дополнительном соответствующем аспекте изобретение обеспечивает драйвер электрооптического дисплея с активной матрицей, при этом драйвер электрооптического дисплея содержит множество драйверов пикселей активной матрицы, каждый из которых возбуждает соответственный пиксель электрооптического дисплея, при этом каждый драйвер пикселя активной матрицы имеет соответствующий запоминающий конденсатор, связанный с общим выводом объединительной панели драйвера дисплея, пиксели электрооптического дисплея имеют общий пиксельный электрод, причем каждый драйвер пикселя активной матрицы содержит транзистор драйвера, связанный с упомянутым запоминающим конденсатором, имеющий шину ввода данных для задания уровня напряжения на упомянутом накопительном конденсаторе и имеющий управляющий вход, связанный с шиной выборки пикселя, при этом драйвер дисплея содержит контроллер для: определения того, что по меньшей мере для одной упомянутой шины данных упомянутого электрооптического дисплея с активной матрицей во множество строк упомянутого дисплея должны быть записано одни и те же данные для обновления отображаемого изображения; выбора множества упомянутых шин выборки пикселя одновременно, чтобы выбрать упомянутое множество строк упомянутого дисплея; и возбуждения электрооптического дисплея обновленными данными для упомянутых выбранных строк упомянутого дисплея.

Специалист поймет, что системы для вариантов осуществления описанных выше аспектов изобретения могут содержать специализированное аппаратное обеспечение, например, специализированные интегральные микросхемы (ASIC), или программное обеспечение, например, энергонезависимую память, хранящую код управления процессором в сочетании с управляющим процессором, или некоторую комбинацию аппаратного и программного обеспечения. Специалист также примет во внимание, что функции описанных выше драйверов дисплея могут быть распределены между множеством соединенных компонентов, взаимодействующих друг с другом.

В некоторых особенно предпочтительных вариантах осуществления описанных выше способов и систем драйвер дисплея содержит органические или обработанные в растворе тонкопленочные транзисторы, и схема драйвера пикселя активной матрицы изготовлена на гибкой подложке, в частности, с использованием методик осаждения из раствора: методики, которые авторы изобретения описывают, особенно выгодны для "пластиковой электроники". Например, драйвер дисплея изготовлен на тонком листе полиэтилентерефталата (ПЭТ) или полиэтиленнафталата (ПЭН), поскольку они, как правило, имеют относительно большую паразитную емкость и утечку, особенно когда подвергаются изменениям температуры и размеров.

Предпочтительно в устройствах, которые авторы описывают здесь и позже, объединительная панель изготовлена с использованием тонкопленочных транзисторов (TFT) на основе растворов, предпочтительно структурированных посредством таких методик, как печать прямой записи, лазерное выжигание или фотолитография. Дополнительные подробности могут быть найдены в более ранних заявках на патент заявителя, включая, в частности, WO 01/47045, WO 2004/070466, WO 01/47043, WO 2006/059162, WO 2006/056808, WO 2006/061658, WO 2006/106365 (которые описывают архитектуру пикселя с четырьмя или пятью слоями) и PCT/GB 2006/050265, которые включены в настоящий документ посредством ссылки во всей своей полноте. Таким образом, транзисторы TFT могут содержать органический полупроводниковый материал, например, сопряженный полимерный или олигомерный материал, обрабатываемый в растворе, и в некоторых предпочтительных реализациях дисплей и, более конкретно, объединительная панель выполнены с возможностью для осаждения из раствора, например, содержат обработанные в растворе полимеры и осажденные в вакууме металлы.

Электрооптический дисплей предпочтительно является гибким дисплеем, более конкретно, дисплеем типа электронной бумаги. В вариантах осуществления дисплей является электрофоретическим дисплеем, но методики, которые авторы изобретения описывают, также имеют преимущества для описания других типов электронной бумаги, таких как электрокапельный или электрофлюидный дисплей.

В вариантах осуществления дисплей является монохромным дисплеем, и положительные и отрицательные напряжения затвора/истока, а также экстремальные (максимальные/минимальные) значения, между которыми переключается пиксельный электрод, в широком смысле соответствуют "черным" и "белым" пиксельным значениям. Однако специалист примет во внимание, что методики, которые авторы изобретения описывают, не ограничены монохромными дисплеями и могут быть непосредственно применены к цветному дисплею.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Теперь будут дополнительно описаны эти и другие аспекты изобретения только в качестве примера со ссылкой на прилагаемые фигуры, на которых:

Фиг. 1а и 1b соответственно показывают вертикальный разрез (вдоль ступенчатой линии) через часть объединительной панели активной матрицы, демонстрирующей вторую примерную схему драйвера пикселя активной матрицы, включающую в себя многослойную транзисторную структуру и конденсатор пикселя, с конфигурацией со смещением верхнего пиксельного электрода для уменьшенного обратного выброса, и структуру фиг. 1а сверху;

Фиг. 2 показывает пример схемы драйвера пикселя на гибкой пластиковой объединительной панели в сочетании с пикселем электрофоретического дисплея;

Фиг. 3 показывает блок-схему электронного устройства, включающего в себя электрооптический дисплей с активной матрицей и драйвер;

Фиг. 4 показывает примеры схем драйверов пикселей без утечки и с утечкой, иллюстрирующие влияние пикселя с утечкой на напряжение, приложенное к среде электрооптического дисплея;

Фиг. 5 показывает изменение напряжения электрода ТРСОМ (плоского общего электрода пикселя) по фиг. 4 во время включения питания, обновления изображения и выключения питания, иллюстрирующее шлейф отрицательного напряжения;

Фиг. 6 иллюстрирует затемнение краев дисплея вследствие комбинации шлейфа отрицательного напряжения и присутствия пикселей с утечкой;

Фиг. 7 показывает блок-схему электрооптического дисплея и драйвера, выполненных с возможностью реализовать измененную процедуру выключения питания для уменьшения шлейфа отрицательного напряжения, показанного на фиг. 5;

Фиг. 8 иллюстрирует изменение напряжения электрода ТРСОМ во время включения питания, обновления отображения и выключения питания при применении измененной процедуры выключения питания, иллюстрируя шлейф положительного напряжения;

Фиг. 9 иллюстрирует внешний вид дисплея после выключения питания с использованием измененной процедуры выключения питания;

Фиг. 10 иллюстрирует схему адресации для быстрой реализации измененной процедуры выключения питания; и

Фиг. 11 показывает кривые зависимости напряжения от времени для электрода ТРСОМ, общего напряжения электрода объединительной панели (ВРСОМ) и источника положительного напряжения затворной шины (VGPOS), иллюстрируя частичное фиксирование напряжения ВРСОМ перед отображением пустого кадра в дополнительно измененной процедуре выключения/включения питания для комбинации дисплей/драйвер по фиг. 7.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Согласно фиг. 2 показан пример схемы 500 драйвера пикселя, изготовленного с использованием методики осаждения из раствора на гибкой пластиковой объединительной панели, в сочетании с пикселем 550 электрофоретического дисплея. На фиг. 2 часть с правой стороны от пунктирной линии составляет электрофоретический дисплей, и часть с левой стороны от пунктирной линии - объединительную панель активной матрицы; они помещаются вместе для выполнения дисплея с активной матрицей.

Схема драйвера пикселя на фиг. 2 содержит тонкопленочный транзистор 502, имеющий вывод 504 затвора, который соединен с шиной выборки пикселя дисплея. При активации напряжение на шине 506 пиксельных данных (VDAT) связывается с одной пластиной запоминающего конденсатора 508 C_st, другая пластина которого соединена с общим выводом 510 объединительной панели. Соединение между транзистором 502 и запоминающим конденсатором 508 также обеспечивает шину 512 управления пикселем, которая соединяется с пикселем 550 электрофоретического дисплея. Пиксель 550 может быть смоделирован как резистор с высоким сопротивлением, например, порядка 800 МОм, параллельный с конденсатором с низкой емкостью, например, меньше 1 пФ. Второй вывод пикселя электрофоретического дисплея соединяется с общим или верхним пиксельным электродом 552 ТРСОМ.

В ходе эксплуатации, когда шина 504 выборки пикселя активирована, напряжение на шине 506 прикладывается между шиной 512 управления пикселем и электродом 552 ТРСОМ, а также накапливается на конденсаторе 508. Типичный диапазон напряжения для шины 506 составляет между -16 В (белый) и +16 В (черный). Фиг. 2 показывает примерную форму сигнала управления затвором на шине выборки пикселя, изменяющегося между +28 В и -42 В, что составляет размах приблизительно 70 В. Когда напряжение затвора возвращается из своего отрицательного значения в свое положительное значение, отменяя выбор транзистора 502, паразитная емкость, проиллюстрированная посредством конденсатора 514, связывает пропорциональную часть этого напряжения с шиной 512 управления пикселем. Для органических/нанесенных из раствора устройств на пластиковой подложке паразитная емкость является относительно значительной и напряжение (обратного выброса затвора) порядка 10 В может быть связано с шиной управления пикселями. Это значительная пропорциональная часть черно-белого диапазона напряжения.

При управлении пикселем электрофоретического дисплея из-за относительно медленного отклика таких дисплеев запись в единственный пиксель может выполняться, вероятно, каждые 20-30 мс с поддержанием управления пикселем. В практическом устройстве имеется некоторая утечка вследствие сопротивления между панелью 552 ТРСОМ и одним или обоими из источников питания напряжения затвора (это сопротивление утечки не показано на фиг. 2). Кроме того, в целом панель 552 ТРСОМ будет соединена, по меньшей мере, косвенно с объединительной панелью 510.

Вследствие относительно медленной частоты обновления электрофоретического дисплея, чтобы ускорить отображение может быть обновлена только небольшая область дисплея. Часто, например, при вводе текста, изменяется только небольшая область дисплея. В остальную часть дисплея производится запись пустого кадра, который имеет нулевое напряжение на шине 506, что для электрофоретического дисплея соответствует отсутствию изменений отображаемого "цвета". Однако если напряжение, фактически испытываемое пикселем, не является нулевым, имеется постепенный дрейф либо к черному, либо к белому. Видимость такого дрейфа налагает серьезные ограничения на точное управление напряжением пикселя. Эта трудность усиливается в дисплеях типа электронной бумаги с пластиковыми объединительными панелями, поскольку характеристики дисплея и производительность схемы драйвера также зависят от температуры, старения, влажности и т.п.

Фиг. 3 показывает блок-схему примерного электронного устройства, здесь электронной книги 1000, включающей в себя электрооптический дисплей с активной матрицей и драйвер, в этом примере включающую в себя систему 1020 регулирования напряжения обратного выброса затвора.

Электронная книга 1000 содержит контроллер 1002, включающий в себя процессор, оперативную память и программную память, связанный с пользовательским интерфейсом 1004. Контроллер 1002 также связан с объединительной панелью активной матрицы и электрофоретическим дисплеем 1007 посредством интерфейса 1006 дисплея для отправки данных электронного документа в дисплей и, необязательно, для приема сенсорных данных от дисплея (когда дисплей снабжен сенсорным датчиком). Управляющая электроника также включает в себя энергонезависимую память 1008, например, флэш-память, для хранения данных для одного или более документов для отображения и, необязательно, других данных, таких как местоположения пользовательских закладок и т.п. Внешний проводной или беспроводной интерфейс 1010, например, USB и/или Bluetooth™, обеспечен для взаимодействия через интерфейс с компьютером, таким как ноутбук 1014, карманный персональный компьютер (PDA), мобильный телефон или смартфон, для приема данных документа и, необязательно, для обеспечения данных, таких как данные пользовательских закладок. Аккумулятор 1012 или другой перезаряжаемый источник питания присоединяется к интерфейсу 1010 для перезарядки и обеспечивает источник питания для управляющей электроники и дисплея.

Источник питания для системы 1018 дисплей/интерфейс (показана обведенной пунктирной линией) включает в себя источники V_g POS и V_g NEG положительного и отрицательного напряжения затвора и общий источник V_com напряжения. На фиг. 3 источники V_g POS и V_g NEG обеспечены соответственными источниками 1022, 1024 питания напряжения затвора. В вариантах осуществления разность V_gswing между источниками V_g POS и V_g NEG может быть относительно значительной, например, ~70 В. Система 1020 регулирования напряжения обратного выброса затвора содержит цифроаналоговый преобразователь (DAC) 1026 с выходом, управляющим буфером 1028, который, в свою очередь, обеспечивает напряжение V (ТРСОМ) 552 для системы 1018 дисплея/интерфейса. Преобразователь DAC 1026 имеет цифровой вход 1026b, например, от контроллера 1002, и вход 1026а опорного сигнала, и выполнен с возможностью формировать выходное напряжение, которое зависит от значения цифрового входного сигнала, масштабированного посредством уровня (напряжения) сигнала на входе 1026а опорного сигнала.

Цифровой входной сигнал может быть установлен контроллером 1002 на приблизительно правильном значении и затем отрегулирован посредством регулирования напряжения (или тока) на входе 1026а опорного сигнала. В некоторых вариантах осуществления это регулирование может быть вычислено или, как вариант, оно может быть установлено при изготовлении (дисплея или электронной книги) посредством регулирования одного или обоих из значений цифрового входного сигнала и опорного уровня для оптимизации визуального внешнего вида дисплея или минимизации (или обнуления) измеренного напряжения обратного выброса затвора. В вариантах осуществления значение цифрового входного сигнала и/или опорный уровень, определенные таким образом, могут быть сохранены в энергонезависимой памяти 1008. В примерном варианте осуществления опорный уровень DAC составлял ~1 В, а значение V_com составляло ~10,5 В.

Подавление эффектов паразитного отображения

Во время выключения источников напряжения объединительной панели необходимо следить за тем, чтобы не управлять электрооптической средой таким способом, который бы привел к ухудшению или повреждению отображенного изображения. Это особенно важно, когда пиксели электрооптической среды возбуждаются органическими транзисторами TFT, а не транзисторами TFT на основе аморфного кремния, из-за более высоких напряжений, применяемых для возбуждения. Емкостные связи затворных шин и общего электрода (ВРСОМ) объединительной панели с пиксельными электродами значительно выше в случае органических транзисторов TFT, и следствием является больший риск возбуждения среды. В предыдущем примере среда отображения является возбуждаемой напряжением средой отображения, которая становится темнее, когда к пиксельному электроду (предпочтительно к электроду ТРСОМ) на объединительной панели прикладывается положительное напряжение.

Чтобы решить эту проблему, в конце обновления отображения и перед выключением питания, то есть когда напряжение по всей среде отображения составляет 0 В, верхний плоский общий электрод (ТРСОМ) может быть электрически отсоединен от своего источника напряжения посредством электрического переключателя, например, транзистора MOSFET, переключателя 554 ТРСОМ на фиг. 4. Это дает возможность напряжению электрода ТРСОМ свободно отслеживать напряжение пиксельных электродов во время выключения питания, не вызывая появления существенной разности потенциалов по всей среде.

Фиг. 4 показывает пару схем 500а, b драйвера пикселей активной матрицы каждого из типов, показанных на фиг. 2 (и в которых аналогичные элементы обозначены аналогичными ссылочными позициями). Пиксель 500b активной матрицы имеет утечку по сравнению с пикселем 500а и демонстрирует три разных типа сопротивления утечке, которые могут присутствовать: сопротивление R_sd 556, представляющее утечку исток-сток по всему транзистору драйвера, сопротивление R_gd 558, представляющее утечку затвор-стока через транзистор драйвера, и сопро