KR100843179B1 - 전기 광학 배치 구조 - Google Patents

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Abstract

전기 광학 배치 구조는 소거된(투명한) 상태, 제 1 디스플레이 상태 또는 제 2 디스플레이 상태 중 어느 한 상태를 유지할 수 있는 전기 변색 장치, 및 상기 장치의 제 1 및 제 2 전극을 구동하기 위한 제 1 및 제 2 전극 구동 신호를 제공하는 구동 단(driving stage)을 포함한다. 전극 구동 신호 중 적어도 하나는 폴리실리콘(polysilicon) 박막 버퍼에 의해 공급된다. 초기 소거 동작에서의 구동 단은 대체로 동일한 전압을 전극에 출력하여 장치를 투명 상태에 있게 한다. 그 후 구동기 단이 전극에 전압을 인가하여 상기 장치가 제 1 디스플레이 상태 또는 제 2 디스플레이 상태 중 어느 하나로 가정한다. 어느 하나의 상태에서 안전 동작 전압보다 더 높은 전압이 걸리지 않도록 상기 장치를 위해 구동기 단이 배치된다. 바람직하게는, 전기 변색 장치의 2개의 디스플레이 상태 중 하나에서는 다른 한쪽 전극상의 전압(Vcom) 이상인 전압이 전기 변색 장치의 전극 중 한쪽에 공급되는 반면, 전기 변색 장치의 2개의 디스플레이 상태 중 다른 하나에서는 다른 한쪽 전극상의 전압(Vcom) 이하인 전압이 한쪽 전극에 공급되는데, 두 전압 차이는 안전 동작 전압 이하이다. 제 1 디스플레이 상태는 착색 상태일 수 있는 반면, 제 2 디스플레이 상태는 그 자체가 투명한 상태일 수 있다. 또한, 두 상태는 다르게 착색된 상태일 수도 있다.
전극 구동 신호, 버퍼, 구동 소자, 시프트 레지스터, 래치, 외부 제어기

Description

전기 광학 배치 구조{ELECTRO-OPTICAL ARRANGEMENT}
도 1(a), 1(b) 및 1(c)는 전기 변색 장치의 3가지의 공지 형태의 개략도.
도 2 및 3은 공지의 직접 및 수동 매트릭스 구동 체계를 각각 나타내는 개략도.
도 4는 ECD를 위한 능동 매트릭스 구동 배치 구조의 개략도.
도 5는 본 발명에 따른 전기 광학 배치 구조의 실시예의 개략도.
도6 및 7은 본 발명의 일 측면하에서의 능동 매트릭스 구동 방법의 파형도.
도 8은 도 7에서와 유사하지만 ECD의 더 빠른 충전에 적합한 파형도.
도 9는 본 발명에 따른 전기 광학 배치 구조의 그레이스케일(greyscale) 버전.
본 발명은 전기 변색 장치(electrochromic device)를 포함하는 전기 광학(electro-optical) 배치 구조에 관한 것이다. 제 2 측면에서 또한 본 발명은 전기 변색 장치의 구동 방법에 관한 것이다.
전기 변색 장치(ECD)는 전기 전류 또는 전압이 장치에 인가되는 경우 재료의 가역 컬러 변경이 이루어진다고 알려져 있다. 이 현상은 전기 변색(electrochromism)으로서 알려져 있다. 일반적인 ECD는 전기 변색 재료와 전해질(electrolyte)의 조합을 끼우는 두 개의 도체로 구성된다.
ECD에는 삽입(intercalation) 형태, 용해 기초(solution-based) 형태, 나노 구조(nanostruture) 형태의 3가지 형태가 있다. 삽입 형태의 원리는 도 1(a)에 나타낸다. 전극은 각각의 유리 기판(10, 11) 상에 투명 전극(12, 13)을 형성하고, 유기 또는 무기 폴리머(14, 15)로 덮인다. 두 재료는 일반적으로 상보적인 전기 변색을 디스플레이하므로 하나가 환원됨과 동시에 다른 하나는 산화되는 경우 동일한 컬러 변화를 생성한다. 일단 컬러 변화가 발생하면, 장치의 상태는 인가된 전압이 없는 채로 존속한다. 따라서, 상기 장치는 비휘발성 장치로 불릴 수 있다. 그러나, 이 형태의 ECD는 벌크 폴리머(bulk polymer)에서의 반대 이온의 낮은 이송 비율(migration rate)에 기인하여 컬러를 변경하는데 느리다. 강한 컬러 변화 또는 밝은 컬러를 얻는 것이 또한 곤란하다.
도 1(b)에 도시된 제 2 형태에서, 2개의 상보적 전기 변색 분자는 용매에 용해된다. A종 및 +A종은 상이한 컬러 상태에 있다. 네거티브 전압이 인가되면, 나타낸 바와 같이, A종은 A+종이 된다. 전자(electron)는 전해액에서 B종으로 전이되어 B-이온을 형성한 후 포지티브의 단자를 향해 이동한다. 전원이 차단되는 경우, A+ 및 B-는 즉시 전극에 남게 되고 역전하 이동(reverse charge transfer)이 발생한다. 이 형태의 시스템은 구축하기가 매우 간단하고 매우 빠르게 반응하여 어둡거나 밝은 컬러를 생성한다. 그러나, 2 형태의 착색된 분자는 시스템을 통하 여 확산하고 서로 간에 반응하여 탈색된(소거된) 상태로 회복되기 때문에, 전기 전류가 착색된 상태를 유지하기 위해 필요하다는 것은 장애가 된다. 결과적으로, 에너지 소비가 높기 때문에, 광범위한 영역 장치 또는 배터리 전력을 갖춘 디스플레이로 사용될 수 없다.
제 3, 나노 구조 형태의 ECD는 비휘발성을 나타내고 빠른 컬러 변화가 가능하다. 이것, 즉 산화된 상태에서는 무색이고 환원된 상태에서는 유색이 되는 적합한 분자를 유리상에 형성된 투명 전극상의 무색 반도체의 단층(monolayer)의 표면에 부착함으로써 달성될 수 있다. 충분한 네거티브 전위가 한쪽 전극에 인가되고 다른 쪽 전극은 접지 전위로 유지된 경우, 전자는 반도체의 전도 대역으로 주입되고 흡수된 분자를 환원시킨다(착색 공정). 포지티브 전위가 전극에 인가되고 분자가 탈색되는(투명하게 되는) 경우 역 공정이 발생한다. 이 배치 구조를 도 1(c)에 나타낸다. 이 도면에서 A 및 A+종은 상이한 컬러 상태에 있다. 네거티브 전압이 인가되면, 나타낸 바와 같이, 나노 구조로 흡수되는 A종(실제로는 비올로겐(viologen)이 될 수 있음)은 A+가 된다. 전자는 전해액에서 B종으로 이동되어 B- 이온을 형성한 후, 포지티브 단자를 향하여 이송된다. 전력 공급이 차단되는 경우, 역전하 이송이 발생할 수 있기 전에 B-이온이 A+에 도달하는데 오랜 시간이 걸린다. 사실, 이러한 장치는 며칠동안 그 컬러 변화를 유지하는 것이 일반적이다.
이 시스템은 전기 변색 재료의 부동성(immobility)을 분자 시스템의 속도 및 착색 효율과 결합시킨다. 단일 분자 단층은 상당한 양의 광을 흡수하지 못하므로, 나노 결정구조의 반도체 막은 분자 단층의 광 흡수 특성을 가시적인 컬러 변화로 촉진시키는데 사용된다. 나노 결정구조 층은 높은 다공성을 가지므로 현존하는 더 많은 분자 단층을 조성한다. 광이 층을 통과하므로, 강한 흡수도를 갖는 착색된 분자의 수 백의 단층을 가로지른다.
전기 변색 장치는 전자책(electronic book) 및 신문, 대면적 디스플레이, 상점에서의 가격 라벨 등으로서의 사용을 포함하여, 많은 응용 분야를 갖는다. 상기 장치가 다른 기술보다 뛰어난 특별한 이점은 광범위한 시야각 변화에 대한 큰 콘트라스트 비율의 보존이다. 상기 콘트라스트 비율은 종이에의 인쇄(종래의 신문 또는 책)의 비율보다 매우 현저하게 더 양호하다.
본 발명이 적용될 수 있는 전기 변색 장치는 바람직한 극성 및 전압을 갖는 비휘발성 전하 저장 상태를 갖는 복수의 나노 구조 형태 전기 변색 기억 소자(cell)로 구성된다. 이러한 디스플레이는 3가지의 알려진 방법, 즉 직접 구동(direct driving), 수동 매트릭스 구동(passive matrix driving) 및 능동 매트릭스 구동(active matrix driving) 중 어느 것에 의해 구동될 수 있다.
세븐-세그먼트(seven-segment) 디스플레이(20)의 세그먼트가 제어기 단(22)에서 전용 구동기에 의해 직접 구동되는 직접 구동의 예를 도 2에 나타낸다. 구동 절차를 간략하게 설명하면, 무엇보다도 상부 전극을 공통 하부 전극에 접속하는 표백법(bleaching)이라 불리는 공정에 의해 디스플레이는 투명한 상태로 소거된다. 그 후, 포지티브 전압은 제어기를 통하여 착색되도록 요구되는 이들 전극에 인가된다. 제어기는, 그 후 분리 스위치(24)를 통하여 디스플레이로부터 분리될 수 있 다. 이 체계는 단순하게 설계되어 개별적인 구성요소로 구성된 제어기에 의해 구동될 수 있다. 그러나, 상호 접속의 수는 전극의 수와 함께 증가하기 때문에, 이 구동 방법은 비효율적이고 고해상도 영상의 디스플레이에 적합하지 않다.
수동 매트릭스 구동 체계는 도 3에 나타낸다. 디스플레이 구조가 유사함에도 불구하고, 액정 디스플레이(LCD)에 대한 수동 매트릭스 구동 방법과 전기 변색 디스플레이에 대한 수동 매트릭스 구동 방법은 차이가 있다. LCD에서는, US 4,626,841에서 설명된 바와 같이, 수동 매트릭스 화소는 전기장에 병렬로 정렬시킨 액정 분자를 야기하도록 그 화소에 인가되는 충분한 전압이 있는 경우에 어드레스된다. 액정 재료의 응답 시간 때문에 디스플레이는 어느 시간에도 일 화소 이상을 가질 수 있다. 어드레스되는 경우, 화소는 갖는 짧은 턴온 시간을 갖는데, 그 시간 동안 액정 분자는 화소가 불투명해지는 방법으로 정렬된다. 전압이 제거되는 경우, 충전이 소실됨에 따라 서서히 턴오프되면서, 화소는 방전 커패시터처럼 작동하고 분자는 왜곡되지 않은 오리엔테이션(orientation)으로 돌아온다. 이 응답 시간 때문에, 영상을 형성하도록 적절한 것을 턴온하면서 디스플레이는 화소의 매트릭스에 걸쳐 스캔할 수 있다. 전체 매트릭스를 스캔하는 시간이 턴오프 시간보다 더 짧은 이상, 복합(multi) 화소 영상은 디스플레이될 수 있다.
전기 변색 디스플레이에서는, 또 한편으로, 각각의 화소는 충전 상태가 화소 컬러 강도(완전 충전시에는 불투명하고, 방전시에는 소거됨)를 갖는 재충전가능 배터리로서 고려될 수 있다. 도 3을 보면, 먼저 어드레스 라인 및 데이터 라인으로서 작용하는 모든 전극에 동일한 전압을 인가함으로써 전체 디스플레이가 소거된 다(도 3(a) 참조). 그 후(도 3(b) 참조), 전압 V+가 인가되는, 어드레스되는 일 라인을 제외한 모든 어드레스 라인이 차단(즉, 모든 어드레스 라인이 부동하도록 허용됨)된다. 데이터 전압은 이하의 형식으로 데이터 라인에 인가된다. 직접 구동 방법에 유사하게, 컬러를 나타내는 화소에 접속된 데이터 라인에 전압 V-이 인가된다. 소거를 유지하는 화소에 접속된 데이터 라인은 전원으로부터 차단되는데, 즉 데이터 라인이 부동하도록 허용된다. V+ 및 V-는 화소 셀(cell)의 극성을 지시하는데, 여기서 V+는 V-보다 더 크다. 그 후(도 3(c)), 선택된 어드레스 라인은 차단되고, 그 다음 어드레스 라인은 V+에 접속되어 데이터 전압은 선택된 데이터 라인에 계속하여 인가된다.
수동 매트릭스 구동의 불리한 점은 데이터 라인상에서 순차적인 데이터 변화에 의해 각각의 셀에 저장되는 충전의 방해이다. 전해질을 통한 누출 및 공유 전극을 매개로 화소들 사이의 상호 작용에 의해 야기되는 크로스토크(crosstalk)에 기인한 영상 산란(image diffusion)이 추가적인 문제이다. 이들 문제의 일부는 각각의 전기 변색 장치의 임계 전압을 증가시키도록 다이오드 소자를 삽입함으로써 US 4,129,861에서 다루고 있다.
US 5,049,868에 개시된 능동 매트릭스 구동 체계의 예를 도 4에 나타낸다. 이 특허는 능동 매트릭스 디스플레이에서 전기 변색 장치를 분리하기 위해 박막 트랜지스터(TFT)의 사용을 제안한다. 상기 장치는 출력 전극(47) 각각 및 공통 전극(48)을 포함한다. 두 전극 사이에는 ECD 전해질(49)이 있다. 데이터 라인(40)은 직렬로 접속된 2개의 선택 트랜지스터(41)에 의해 게이트된다. 이들 선택 트랜 지스터의 게이트는 행 라인(42) 및 열 라인(43)에 접속된다. 일단 화소가 선택되면, 데이터 전압(하이 또는 로우)은 전기 변색 장치에 고전류를 전달할 수 있는 구동기 트랜지스터(44)의 게이트에 전달되고 커패시터(45)에 의해 저장된다. 이 게이트 전압은 구동기 트랜지스터(44)를 온 또는 오프할 수 있다. 출력 전극(47)으로부터 구동기 트랜지스터를 분리하기 위해 선택적인 분리 트랜지스터가 출력 라인(46)에 제공된다.
본 발명에서는, 소거된(투명한) 상태, 제 1 디스플레이 상태 또는 제 2 디스플레이 상태 중 어느 한 상태를 유지할 수 있는 전기 변색 장치, 및 상기 장치의 제 1 및 제 2 전극을 구동하기 위한 제 1 및 제 2 전극 구동 신호를 공급하는 구동 단을 포함하는 전기 광학 배치 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 제 1 측면에 따르면, 제 1 디스플레이 상태 및 제 2 디스플레이 상태로 선택적으로 될 수 있고, 제 1 및 제 2 전극을 갖고 제 1 및 제 2 전극에 인가되는 전압의 소정의 안전 동작 전압값(Vsafe)을 갖는 전기 변색 장치(electrochromic device), 및 제 1 전극을 구동하기 위한 제 1 전극 구동 신호 및 제 2 전극을 구동하기 위한 제 2 전극 구동 신호를 제공하고, 외부 제어기로부터 구동 신호를 수신하여, 이 구동 신호를 버퍼링된 제 2 전극 구동 신호로서 전기 변색 장치로 공급하는 폴리실리콘(polysilicon) 박막 트랜지스터 버퍼를 포함하고, 상기 장치를 제 1 디스플레이 상태로 구동하기 위해 제 1 전극 구동 신호로서의 제 1 전압(V1) 및 제 2 전극 구동 신호로서의 제 2 전압(V2)을 인가하고, 상기 장치를 제 2 디스플레이 상태로 구동하기 위해 제 1 전극 구동 신호로서의 제 3 전압(V3) 및 제 2 전극 구동 신호로서의 제 4 전압(V4)을 인가하며, 여기서
V2 > V1,
V3 > V4,
│V1-V2│≤ Vsafe, 및
│V3-V4│≤ Vsafe
가 되도록 구성되는 구동기 단(driver stage)을 포함하는 전기 광학 배치 구조가 제공된다.
전압 V1 및 V3는 편의상 서로 동일하게 될 수 있다.
상기 배치 구조는 전기 광학 장치의 2차원 어레이를 포함할 수 있고, 상기 버퍼는 전기 변색 장치의 각각에 대해 하나씩 일 행으로 배치된 복수의 폴리실리콘 박막 트랜지스터 구동 소자를 포함하고, 구동기 단은 외부 제어기와 버퍼단 사이에 위치된 시프트 레지스터(shift register) 및 래치(latch)를 포함함으로써, 일 행의 전기 변색 장치를 위한 외부 제어기로부터의 구동 신호(Vdata)가 시프트 레지스터에 순차적으로 로드, 래치되며, 버퍼를 경유하여 일 행의 전기 광학 장치의 제 2 전극 구동 신호(Vdat)로서 전달될 수 있다.
제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 전압 사이의 관계는 다음과 같이 될 수 있다.
V1 = V3 ≒ 1/2(V2 - V4)
래치된 구동 신호(Vdata)가 일 행의 어레이에 인가되면서, 그 다음 행에 대한 구동 신호(Vdata)가 시프트 레지스터에 로드되도록 구동기 단이 구성될 수 있다. 이것은 ECD 장치 또는 장치들의 충전을 달성하는데 시간이 절약된다는 이점을 가진다.
버퍼는 정전류(constant-current) 출력을 제공하도록 배치될 수 있고, 구동기 단은 일련의 연속하는 기입 동작에서 전기 변색 장치에 데이터 신호를 기입하도록 배치될 수 있으며, 전기 변색 장치 중 선택된 것에서의 착색 강도(intensity of coloration)는 선택된 전기 변색 장치 각각에 대한 원하는 착색 강도가 달성될 때까지 하나 이상의 기입 동작에서 연속적으로 변경된다. 이 수단은, 기입 작동의 수가 그레이스케일의 비트수에 상응하는 그레이스케일이 달성되도록 허용한다.
연속하는 기입 동작은 추가된 상이한 착색 강도를 달성하도록 배치될 수 있다. 이들 추가된 착색 강도는 이진 계열에서 증가 또는 감소될 수 있다.
착색 강도에서의 증가가 없는 프레임(frame) 동안에, 제 2 전극 구동 신호는 부동 상태(floating state)인 것으로 가정할 수 있다. 또한, 착색 강도에서의 증가가 없는 프레임(frame) 동안에, 제 2 전극 구동 신호는 제 2 전압값(V2)이 착색 강도에서의 증가가 있는 프레임 동안 가정되는 제 2 전압값(V2)보다 더 낮은 것으로 가정할 수 있다.
안전 전압값(Vsafe)은 약 1.4V이고, 제 2 전압(V2)은 최대 약 2.5V이고, 제 4 전압(V4)은 약 0V이고 제 1 전압(V1) 및 제 3 전압(V3)은 최대 약 1.25V이 될 수 있다.
전기 변색 장치를 초기 소거 상태(initial clear state)로 두기 위해, 구동기 단은, 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 전압(V1 내지 V4)의 인가 전에 제 1 및 제 2 전극에 제 5 및 제 6 전압(V5 및 V6)을 각각 인가하도록 구성될 수 있고, V5 ≒ V6 이다. 실제로, V5는 V6와 동일할 수 있다.
제 1 디스플레이 상태는 전기 변색 장치가 제 1 컬러를 디스플레이하는 제 1 착색 상태가 될 수 있고, 제 2 디스플레이 상태는 전기 변색 장치가 제 2 컬러를 디스플레이하는 제 2 착색 상태가 될 수 있다. 또한, 제 1 디스플레이 상태는 전기 변색 장치가 주어진 컬러를 디스플레이하는 착색 상태가 될 수 있고, 제 2 디스플레이 상태는 전기 변색 장치가 투명한 소거 상태가 될 수 있다.
본 발명의 제 2 측면에서, 제 1 디스플레이 상태 및 제 2 디스플레이 상태로 선택적으로 둘 수 있고, 제 1 및 제 2 전극 및 제 1 및 제 2 전극에 인가되는 소정의 안전 동작 전압값(Vsafe)을 갖는 전기 변색 장치의 구동 방법으로서, 상기 장치가 제 1 디스플레이 상태로 되도록 한 방향으로, 안전 동작 전압 이하인 제 1 전압을 제 1 및 제 2 전극 양단에 인가하는 단계, 또는 상기 장치가 제 2 디스플레이 상태로 되도록 그 반대 방향으로, 안전 동작 전압 이하인 제 2 전압을 제 1 및 제 2 전 극 양단에 인가하는 단계를 포함할 수 있고, 제 1 및/또는 제 2 전압은 폴리실리콘 박막 트랜지스터 버퍼를 경유하여 인가될 수 있다.
제 1 디스플레이 상태는 소거된 상태가 될 수 있다. 제 1 전압은 약 0V가 될 수 있다.
전기 변색 장치는 2차원 어레이로 배치된 복수의 이러한 전기 변색 장치 중 하나이고, 일 행의 전기 변색 장치의 전극에 대한 구동 신호(Vdata)가 순차적으로 시프트 레지스터에 로드, 래치된 후, 폴리실리콘 박막 트랜지스터 버퍼를 경유하여 일 행의 전기 광학 장치로 전달될 수 있다. 래치된 구동 신호(Vdata)는 일 행의 어레이에 인가되면서, 그 다음 행에 대한 구동 신호(Vdata)가 시프트 레지스터로 로드될 수 있다.
버퍼는 정전류 출력을 제공하고, 구동기 단은 일련의 연속하는 기입 동작에서 전기 광학 장치에 데이터 신호를 기입하며, 전기 변색 장치 중 선택된 하나에서의 착색 강도는 선택된 전기 변색 장치를 위한 원하는 착색 강도가 달성될 때까지 하나 이상의 기입 동작에서 연속적으로 변경될 수 있다.
연속적인 기입 동작은 추가된 상이한 착색 강도를 달성할 수 있다. 또한, 연속하는 기입 동작은 이진 계열에서 증가 또는 감소하는 추가된 착색 강도를 달성할 수 있다.
버퍼는 제 1 값의 전압(Vdat)을 제 1 전극에 인가하여 제 1 디스플레이 상태를 달성하거나 제 2 값의 전압(Vdat)을 제 1 전극에 인가하여 제 2 디스플레이 상태를 달성하고, 제 1 및 제 2 전압값의 중간인 제 3 값의 전압은 제 2 전극에 인가 될 수 있다. 제 3 전압값은 제 1 및 제 2 전압값 사이의 대략 중간에 놓일 수 있다.
버퍼는 각각의 전기 변색 장치에 대해 복수의 폴리실리콘 박막 트랜지스터를 일 행으로 포함하고, 박막 트랜지스터 단들은 그 단들에 대한 임계 전압값(threshold-voltage value)과 관계되고, 제 2 전압값은 제 1 전압보다 임계 전압값만큼 더 높을 수 있다.
제 1 및 제 2 디스플레이 상태는 각각, 전기 변색 장치가 상이한 컬러를 디스플레이하는 제 1 및 제 2 착색 상태일 수 있다.
이제 본 발명의 실시예를 도면을 참고하고 예를 통하여 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 전기 광학 장치의 실시예는 도 5에 나타낸다. 도 5에서, 디스플레이 영역(50)은 저온 폴리실리콘 박막 트랜지스터 기술(LTPS-TFT)을 사용한 능동 매트릭스 전자 변색 디스플레이 구동 체계를 포함한다.
전기 변색 화소 소자(51)는 모든 작동 전극이 개개의 선택 트랜지스터(52)에 접속되도록 접속된다. 작동 전극은 네거티브 극성을 지시하는 더 짧은 직사각형 상자로 나타낸다. 소거된(투명한) 상태와는 반대로, 이들 전극은 화소 소자가 광 변조(light-modulated) 상태로 구동되는 경우 발생하는 착색의 원인이 된다.
디스플레이 영역(50)은 외부 제어기(54)에 의해 제공되는 라인 선택 신호(line-select signal)(Vsel)(53) 및 또한 외부 제어기(54)에 의해 제공되는 데이터 신호(Vdata)(55)로 구동된다. 라인 선택 신호(Vsel) 및 데이터 신호(Vdata)는 각각의 시프트 레지스터(56, 57)로 입력되어 시프트 레지스터(57)의 병렬 출력은 래치(58)에 래치되고 버퍼(59)에 의해 TFT(52)에 공급된다. 따라서, 매트릭스 또는 어레이의 일 라인에 대한 데이터 신호(55)는 제어기(54)에 의해 시프트 레지스터(57)로 직렬로 출력되고, 그 후 시프트 레지스터(57)에 의해 버퍼(59)로 병렬로 출력된다. 버퍼(59)는 신호(Vdat)로서 래치된 데이터 신호를 개개의 TFT(52)로 전달하고 TFT(52)가 켜지는 때에 화소 소자(51)를 구동하는데 충분한 전류가 이용될 수 있도록 보장한다.
소자(51)의 상대 전극(포지티브 극성을 지시하는, 더 긴 직사각형 상자)은 도 5에서 개개의 전극으로서 나타냄에도 불구하고, 실제로 전극은 배면 패널(back panel)상의 모든 화소에 의해 공유되는 연속적인 전극 Vcom으로서 실현된다.
화소(51) 및 결합된 구동기 TFT(52)에 의해 보이는 구동 신호는 도 6(b)로서 포함되는 파형도에서 설명된다.
디스플레이의 파워업(powering-up) 다음에 이어지는 제 1 동작으로서, 화소 소자의 행은 화소의 소거된 상태로 된다. 이것은 본 예에서 소자 전극상에 대략 동일한 전압을 인가함으로써 행해진다. 따라서, 이들 전극에 걸리는 전압 차이는 명목상으로 0이다. 다른 동일한 전압이 사용될 수 있음에도 불구하고, 도 6(a)은 특정 행의 화소 소자의 두 전극상의 0V의 인가로서 이 동작을 나타낸다. 따라서, 어떤 장치에서, 사용된 재료에 의존하여, 그 장치는 또한 Vdat를 Vcom보다 더 낮게 함으로써 소거될 수도 있다.
나타낸 예에서, 파워업 후 신호(Vcom) 및 신호(Vdat)는 특정 행에 선택 전압(Vsel)의 인가를 위해 이미 0V에 있다. Vsel의 인가는 그 행에서의 모든 화소 소자를 소거한다. Vsel은, 그 후, 제거되고, 특정 전위(60)는 그 행의 화소 소자에 그 데이터의 기입을 위해 준비된 Vcom으로 인가된다. 신호(Vcom)의 전압 레벨의 상승 후, 래치(58)로부터 그 행을 위한 데이터 신호가 버퍼(59)에 의해 TFT(52)로 제공된다. 이것은 기간(time period)(61)동안 일어난다. 기간(61)은 완전히 착색(광 변조)상태로 되도록 ECD를 위한 충분한 시간을 허용하도록 설정되고, 약 10분 정도로 될 수 있다. 실제로, 다양한 화소가 가정되는 두 착색 상태에 따라, 행에서의 화소에 대한 다양한 데이터 신호(Vdat)는 Vcom보다 더 크거나 작은 전압을 가질 수 있다. 이들 상태는 사용되는 재료에 따라 다시, 디스플레이되는 두 가지의 상이한 컬러, 또는 한 상태를 위한 특정 컬러(Vdat > Vcom) 및, 이미 언급했던, 다른 상태를 위한 소거된(투명한) 상태(Vdat < Vcom)을 나타낸다. Vcom이 두 개의 값의 중간 값을 취하는데 반하여, 기입 주기동안 Vdat가 두 개의 값(62, 63) 중 어느 하나를 취할 수 있는 경우 이러한 상태는 도 6(a)에 나타낸다. 전위(62)와 전위(64) 사이의 전압 차이 및 전위(63)와 전위(64) 사이의 전압 차이는 사용되는 특정 ECD를 위해 미리 결정된 안전 동작 전압보다 작거나 동일하다. 이 안전 동작 전압은 ECD와 결합된 브레이크다운(breakdown) 전압보다 충분히 낮아서 구동기 전자 기술에서의 전류 소비를 감소시킴과 동시에, 신뢰성을 향상시키고 공급 전압 변동(fluctuation)을 허용한다.
데이터 신호(Vdat)가 장치 데이터 라인상에 나타난 직후, Vsel는 다시 하이(high)가 되어 본 행을 위한 TFT 구동기가 스위치 온 됨으로써 개개의 화소 소자를 관통하는 Vdat의 다양한 값을 허용한다.
기입 기간(61)의 끝 직전에 Vsel은 다시 한번 제거되고, 그 후 신호(Vdat)는 또한 제거된다. 전체 디스플레이를 위하여 화소 소자의 그 다음 라인을 위해 동일한 공정이 계속하여 반복되는 동안, 그들 화소를 위해 Vsel 및 Vdat가 부동하는 것을(즉, 행 선택 및 데이터 라인이 전원으로부터 차단됨(도 3(a)-3(c) 참조)) 허용함으로써 그 행에서의 화소 각각의 상태는 유지될 수 있다. 최종 결과는 모든 화소가 원하는 상태, 소거되거나 착색되거나 두 가지의 상이한 컬러로 된 상태(착색 상태)에 있는 디스플레이이다. 결국, 상이한 영상이 디스플레이되도록 허용하기 위해서 디스플레이가 다시 파워 업 되고 소거될 때까지 디스플레이는 파워 다운되고 이들 화소 상태가 지속된다. 영상의 지속은 일반적으로 대략 며칠이 될 수 있다.
그런데, 도 6(a)은 또한 소거 주기를 위한 Vcom 및 Vdat 라인을 나타낸다. 0V로 나타낸 굵은 라인은 소거 주기 동안 이들 라인을 구동하는 바람직한 방법이지만, 이미 언급한 바와 같이, 이들 라인을 다른 명목상으로 동일한 전압(도 6(a)에 점선으로 나타냄)으로 취하거나, 어떤 장치에서는 디스플레이를 소거하기 위해 Vdat가 Vcom보다 더 낮게 될 수 있다.
디스플레이를 소거하기 위해서는, Vsel은 한 번에 한 행에만 인가될 수 있으므로, 디스플레이가 완전히 소거되도록 일련의 Vsel 펄스가 요구될 것이고, 또는 소거 동작이 모든 화소에 동시에 인가될 경우 Vsel은 모든 행에 동시에 인가될 수 있다.
버퍼(59)는 한 행에서의 화소 각각에 대한 폴리실리콘 TFT 버퍼단을 포함하 는 TFT 버퍼이다. 이들 단의 각각은 화소의 각각의 열의 모든 화소를 지원한다. TFT는 ECD의 신뢰성 있는 구동을 위해 충분한 전류 공급 능력을 가지므로 TFT가 채용된다. TFT는 또한 ECD 제조 공정에 적합한 공정에 의해 생산될 수 있다는 이점을 가진다. 그러나, 이러한 상황에서 폴리실리콘 TFT의 사용과 관련된 문제는 TFT가 ECD에 걸려 견딜 수 있는 최대 전압(ECD 브레이크다운 전압)보다 더 큰 최소 출력 전압을 가질 수 있다는 점이다. 이 점에서 장치마다 다르며, 더 작거나 더 큰 최소 출력 전압(예를 들면 > 5V)을 가질 수 있음에도 불구하고, 일반적인 TFT단 최소 출력 전압(그 단의 임계 전압값(VTH)에 상당할 수 있음)은, 예를 들면 2.5V이다. 상기한 구동 배치 구조는 Vcom을, 예를 들면 두 가지 디스플레이 상태에 대한 Vdat값들 사이의 중간값으로 상승시킴으로써 이 문제를 해결한다. 따라서, Vcom을 약 1.25V에 둔다면, 구동 전압 1.25V는 ECD 장치에 대한 전형적인 브레이크다운 전압인 1.4V의 반전불가능한 브레이크다운 전압보다 더 작기 때문에, ECD를 위험하게 함이 없이 각각의 디스플레이 상태를 위해 Vdat는 0V 또는 2.5V 값을 가질 수 있다. 실제로, 본 발명은 ECD 장치에 걸리는 전압을 그 장치에 대한 브레이크다운 전압 이하인 안전 동작 전압(Vsafe) 이하로 유지하기 위해 노력한다.
외부 제어기의 관점으로부터의 화소 구동 절차는 도 7에서 설명된다. 도 7은 공통 신호(Vcom), M 행에 대한 선택 신호(Vsel), 데이터 신호(Vdata), 래칭 신호(Vlatch) 및 화소 소자에 국한되는 데이터 신호(Vdat)를 세로 좌표로서 나타낸다. 가로 좌표는 시간이다.
그 다음 단계는 이하와 같이 이행된다.
첫째, 디스플레이는 전력의 인가없이 제어기로 접속된다. 둘째, 파워업 단계에서 전원이 인가된다. 셋째, 신호(Vsel)는 0V에서의 Vdata 및 0V에서의 Vcom으로 모든 행에 동시에 인가된다. 이러한 수단에 의해 디스플레이의 모든 화소 소자는 소거된 상태에 놓인다. 넷째, 행 1 내지 M의 화소 소자는 행 순서로 기입된다. 이것은 시프트 레지스터(57)로 클로킹되는 특정 행에 대한 데이터 신호(Vdata)를 포함하고, 그 후 이들 데이터는 래치 신호(70)로 래치되며 그 행의 다양한 TFT 구동기(52)에 데이터 라인상의 Vdat로서 이용될 수 있도록 이루어진다. 그 후, 그 행에 대한 Vsel이 신호(71)로서 인가됨으로써, 데이터 신호(Vdat)는 각각의 화소 소자를 화소 소자의 광 변조 상태(착색)로 두거나 기존의 소거된 상태를 유지하게 된다. 화소 소자의 행을 완전히 충전하는 것이 요구되는 시간인 시간(TC)의 끝에, 해당 Vsel 신호는 로우가 되고 화소 소자는 화소 소자의 현재 상태를 유지한다. 시프트 레지스터(57)가 그 다음 행의 화소 소자에 대한 데이터 정보(Vdata)를 수신하는 동안 래치된 데이터 신호(Vdat)는 유지된다. 모든 데이터 정보는 시프트 레지스터에 기입되고, 새로운 데이터(Vdat)로서 이 새로운 행의 구동기 TFT의 데이터 라인에 이 새로운 정보를 래치하기 위해서 래치 신호(70)가 다시 인가된다. 그 후, 이 새로운 행에 대한 Vsel은 시간(TC)동안, 마찬가지로 순차적으로 디스플레이에서의 모든 행에 대하여 하이가 된다. 일단 모든 행이 기입되면, 디스플레이는 파워 다운되고 제어기로부터 차단된다. 그 후, 이미 앞에서 언급한 바와 같이, 디스플레이는 전원의 인가없이 그 디스플레이 정보를 유지한다.
디스플레이에 행 당 N 화소 소자 및 M 행이 있고, 외부 제어기(54)로부터 시프트 레지스터로 Vdata를 이동시키는데 요구되는 시간은 TTF이고, 이미 언급한 바와 같이, 일 라인의 화소를 완전히 변화시키는데 요구되는 시간은 TC라고 한다면, 디스플레이의 모든 영상 데이터를 갖는 흑백 디스플레이(monochrome display)를 기입하는데 요구되는 전체 시간은 다음과 같다.
M * (N * TTF + TC)
이 구동 체계는 단순하지만, 디스플레이가 크고 TC 또한 큰 경우 오랜 시간이 걸린다. 더 빠른 체계는 도 8에서 설명된다. 이 체계와 도 7의 체계 사이의 차이는 일 행에 대한 데이터(Vdata)가 시간(TC), 즉 이전 행의 데이터가 디스플레이에 의해 동화되는 동안 시프트 레지스터(57)에 로드된다는 점이다. 이것은 디스플레이의 각 행에 대한 시간(N * TTF)을 효과적으로 절약한다. 이 실행가능한 체계를 위해, 시간(TC) 및 행 데이터 이동 시간(N * TTF) 사이에 다음의 관계가 얻어질 수 있다.
TC ≥ N * TTF
본 발명은 또한 ECD 디스플레이에서의 그레이스케일의 사용을 꾀한다. 도 9는 이것을 달성하기 위한 체계를 나타내는데, 여기서 디스플레이를 변경하기 위한 전체 시간이 3개의 "프레임" 또는 "기입 기간"으로 분할된다. 데이터(Vdata)로 시프트 레지스터(57)의 로딩 및 이들 데이터의 래칭은 도 7 및 8과 관련하여 이미 설명된 바와 같이 디스플레이의 각각의 행에 대하여 수행된다. 제 1 프레임의 경우, 각각의 열의 화소 소자가 각각의 행 데이터로 충전되는 시간 동안의 시간 길이는 TC1이다. 제 2 프레임에서는 시프트 레지스터(57)의 로딩 및 래치(58)에 의한 래칭이 다시 발생하지만, 이때에 래치된 데이터 Vdat에 대한 충전 시간은 TC1 이상인 TC2이다. 결국, 상기 공정은 TC2 보다 더 큰 충전 시간(TC3)으로 반복된다. 따라서, 3비트 그레이스케일이 구현되는데, 여기서 각각의 화소의 착색 강도는 각각의 화소가 연속적인 프레임에 걸쳐 충전이 계속되도록 허용되는지 아닌지의 여부에 따라 결정된다. 따라서, 각각의 프레임은 그레이스케일에서 "비트"를 구성한다.
M 프레임이 있는 일반적인 경우, 다양한 프레임의 충전 시간 웨이팅(weighting)은 일 형태에서 다음과 같이 표현된다.
TCn = R(n) * TC0
여기서, n = 0, 1, 2...M-1이고, R(n)은 수정 함수이고, TC0은 제 1 프레임에 일반적으로 인가될 최소 충전 기간이다. 바람직한 실시예에서 R(n) = 2n, 즉 다양한 충전 기간 TC1, TC2, TC3, 등은 이진 수열에 따라 TC2 = 2*TC1, TC3 = 2*TC2, 등으로 된다. 이것은 제어기 설계를 위해 복잡성을 최소화하는 이점을 갖는다. 그러나, 다른 웨이팅 배치 구조가 가능하다. 예를 들면, 충전 시간을 선형 웨이팅하는데 있어서 다음과 같이 표현될 수 있다.
TCn = (nk + 1)TC0
여기서, k는 상수이고, n = 0, 1, 2...M-1이다.
상기한 프레임을 기반으로 한 체계는 용어 "프레임"의 사용에 일반적으로 내포될 수 있는 동영상(moving image)의 디스플레이에 관한 것은 아니다. 당해 경우 에 모든 프레임에 대한 영상은 동일하다. 각각의 프레임에서 변화되는 모든 것은 각 행의 개개의 화소 소자에서 허용되는 충전량이다. 따라서, 영상은 또한 본 발명의 이전의 실시예에서의 경우가 되도록 가정되는 정지 영상이다.
그레이스케일의 해상도를 세밀하게 하기 위해서는, 단지 3개보다 더 많은 수의 프레임을 사용해야 한다.
일 행에서의 각각의 화소에 대한 정확한 그레이스케일 데이터를 달성하기 위해서, 요구되는 이진값에 따라 프레임들 중 적절한 것에 대해 소거 또는 착색시키기 위한 적절한 데이터 신호( 또는 2가지의 상이한 컬러)를 출력하도록 외부 제어기(54)가 배치된다. 예를 들면, 이하의 표 1에는 그 행에 걸쳐 (0 내지 7의 스케일 중) 2, 4, 1, 0, 5, 7, 7, 6, 3, 0의 그레이스케일 디스플레이에 대한 3개의 프레임에 걸친 10개의 화소 소자의 일 행에 대한 데이터 출력이 기재되어 있다.
[표 1]
프레임 화소(0-9)에 대한 Vdata (C = 착색, 0 = 소거, F = 부동)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
1(20) 0 0 C 0 C C C 0 C 0
2(21) C 0 F 0 F C C C C 0
3(22) F C F 0 C C C C F 0
Vdata는 "착색" 또는 "소거"시키기 위한 적절한 전압값을 취하거나, Vdat가 부동하도록 허용하여 이전의 프레임에 대한 상태가 방해받지 않는다.
그레이스케일 구동을 달성하는 또 다른 방법은 비활성 프레임 동안 Vcom에 대하여 ECD 장치에 감소된 전압 Vdat을 인가하는 것이다. 이 상태는 도 6(a)에 나타내는데, 여기서 감소된 값은 점선으로 나타내는 반면, 착색 상태(2)에 대한 Vdat 의 표준값은 검은 실선으로 나타낸다. 실선으로 나타낸 더 높은 전압이 빠른 컬러 변화를 제공할 것인 반면, 점선으로 나타낸 더 낮은 전압은 더 느린 변화를 제공할 것이다. 결과적으로 데이터 라인상에서 부동하는 상태(표 1의 상태 "F")를 생략하고 대신에 해당 프레임에 대하여 이전의 표준(하이) "착색된" 구동 전압 "CH"를 "느린"(로우) 구동 전압 "CL"로서 평이하게 계속 유지하는 것이 가능하다. 엄밀하게 말해서, 이 접근법은 컬러 변화 공정이 비활성 프레임 동안 정지되어야 하는 경우, 동일한 방향이지만 훨씬 더 느린 속도로 실제로 계속되고 있을 것이란 것을 의미할 것이다. 그 속도에 따라, 이 계속되는 변화는 무시할 정도로 충분히 작아질 수 있다.
이 또 다른 그레이스케일 구동 시나리오는 아래 표 2에 기술된다.
[표 2]
Frame 화소(0-9)에 대한 Vdata (CH = 착색(하이), CL = 착색(로우), 0 = 소거)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
1(20) 0 0 CH 0 CH CH CH 0 CH 0
2(21) CH 0 CL 0 CL CH CH CH CH 0
3(22) CL CH CL 0 CH CH CH CH CL 0
이 또 다른 그레이스케일 구동 체계가 가질 수 있는 하나의 장애는 버퍼가 3가지의 구동 상태(소거("0"), 착색 하이("CH") 및 착색 로우("CL"))중 어느 것을 가질 필요가 있다는 점이다. 또 다른 체계에서는 소거 상태("0")가 착색 로우("CL")로 대체된다. 이것은 3가지 상태 대신에 단지 2가지 상태로 버퍼 설계의 복잡성을 감소시키는 이점을 갖는다. 이 체계는 아래의 표 3으로 기술된다.
[표 3]
Frame 화소(0-9)에 대한 Vdata (CH = 착색(하이), CL = 착색(로우))
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
1(20) CL CL CH CL CH CH CH CL CH CL
2(21) CH CL CL CL CL CH CH CH CH CL
3(22) CL CH CL CL CH CH CH CH CL CL
디스플레이가 구동 신호로서 모든 "0"의 인가에 의해 초기에는 소거될 것이라는 점은 상기한 그레이스케일 구동 체계의 3가지 버전 모두에서 가정된다.
그레이스케일 체계를 실행하기 위해서, ECD가 Vmax 한계를 초과하는 것을 방지하도록 제한된 그 출력 전압을 갖는 정전류원(constant-current source)로서 버퍼(59)를 실현하는 것이 바람직하다. 이 경우 이 전류가 다양한 화소 소자에 인가되는 동안의 시간 길이를 제어하는 것은 선형 형식으로 이들 요소에 도입되는 충전량을 결정한다.
본 발명이 능동 매트릭스 ECD 디스플레이와 관련되어 설명되었음에도 불구하고, 직접 구동 또는 수동 매트릭스 형태 ECD 디스플레이에서 또한 실행될 수 있다.
능동 매트릭스 구동이 사용되는 경우 TFT 형태 구동에 한정되는 것은 아니고, 대신에 예를 들면, CMOS 장치에 기반을 둘 수도 있다.
도 9가 그레이스케일 구동 배치 구조에서의 연속적인 충전 시간이 값에 있어서 연속적으로 증가하는 체계를 나타내는 반면, 충전 시간이 값에 있어서 감소할 것이라는 점은 동일하게 생각할 수 있다. 이것은 충전 시간 변화와 시간 사이의 관계가 무엇이든 간에, 예를 들면 그 관계가 이진(binary)이든 선형이든 간에 적용된다.
본 발명에 의하면, 소거된(투명한) 상태, 제 1 디스플레이 상태 또는 제 2 디스플레이 상태 중 어느 한 상태를 유지할 수 있는 전기 변색 장치, 및 상기 장치의 제 1 및 제 2 전극을 구동하기 위한 제 1 및 제 2 전극 구동 신호를 공급하는 구동 단을 포함하는 전기 광학 배치 구조를 제공할 수 있다.

Claims (27)

  1. 전기 광학 배치 구조로서,
    제 1 디스플레이 상태 및 제 2 디스플레이 상태로 선택적으로 될 수 있고, 제 1 및 제 2 전극을 갖고 상기 제 1 및 제 2 전극에 인가되는 전압의 소정의 안전 동작 전압값(Vsafe)을 갖는 전기 변색 장치(electrochromic device), 및
    상기 제 1 전극을 구동하기 위한 제 1 전극 구동 신호 및 상기 제 2 전극을 구동하기 위한 제 2 전극 구동 신호를 제공하고, 외부 제어기로부터 구동 신호를 수신하여, 이 구동 신호를 버퍼링된 제 2 전극 구동 신호로서 상기 전기 변색 장치로 공급하는 폴리실리콘(polysilicon) 박막 트랜지스터 버퍼를 포함하고, 상기 전기 변색 장치를 상기 제 1 디스플레이 상태로 구동하기 위해 상기 제 1 전극 구동 신호로서의 제 1 전압(V1) 및 상기 제 2 전극 구동 신호로서의 제 2 전압(V2)을 인가하고, 상기 전기 변색 장치를 상기 제 2 디스플레이 상태로 구동하기 위해 상기 제 1 전극 구동 신호로서의 제 3 전압(V3) 및 상기 제 2 전극 구동 신호로서의 제 4 전압(V4)을 인가하며, 여기서
    V2 > V1,
    V3 > V4,
    │V1-V2│≤ Vsafe, 및
    │V3-V4│≤ Vsafe
    가 되도록 구성되는 구동기 단(driver stage)을 포함하는 전기 광학 배치 구조.
  2. 제 1 항에 있어서,
    V1 = V3인 전기 광학 배치 구조.
  3. 제 2 항에 있어서,
    전기 광학 장치의 2차원 어레이를 포함하고, 상기 폴리실리콘 박막 트랜지스터 버퍼는 상기 전기 변색 장치의 각각에 대해 하나씩 일 행으로 배치된 복수의 폴리실리콘 박막 트랜지스터 구동 소자를 포함하고, 상기 구동기 단은 상기 외부 제어기와 상기 폴리실리콘 박막 트랜지스터 버퍼 사이에 위치된 시프트 레지스터(shift register) 및 래치(latch)를 포함함으로써, 일 행의 상기 전기 변색 장치를 위한 상기 외부 제어기로부터의 구동 신호(Vdata)가 상기 시프트 레지스터에 순차적으로 로드, 래치되며, 상기 폴리실리콘 박막 트랜지스터 버퍼를 경유하여 일 행의 전기 광학 장치에 상기 제 2 전극 구동 신호(Vdat)로서 전달되는 전기 광학 배치 구조.
  4. 제 3 항에 있어서,
    V1 = V3 ≒ 1/2(V2 - V4)
    인 전기 광학 배치 구조.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 래치된 구동 신호(Vdata)가 일 행의 어레이에 인가되면서, 그 다음 행에 대한 상기 구동 신호(Vdata)가 상기 시프트 레지스터에 로드되도록 상기 구동기 단이 구성되는 전기 광학 배치 구조.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 폴리실리콘 트랜지스터 버퍼는 정전류(constant-current) 출력을 제공하도록 배치되고, 상기 구동기 단은 일련의 연속하는 기입 동작에서 상기 전기 변색 장치에 데이터 신호를 기입하도록 배치되며, 상기 전기 변색 장치 중 선택된 것에서의 착색 강도(intensity of coloration)는 상기 선택된 전기 변색 장치 각각에 대한 상기 원하는 착색 강도가 달성될 때까지 하나 이상의 상기 기입 동작에서 연속적으로 변경되는 전기 광학 배치 구조.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 연속하는 기입 동작은 추가된 상이한 착색 강도를 달성하도록 배치되는 전기 광학 배치 구조.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 연속하는 기입 동작은 이진 계열(binary series)로 증가 또는 감소하는 추가된 착색 강도를 달성하도록 배치되는 전기 광학 배치 구조.
  9. 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    착색 강도에서의 증가가 없는 프레임(frame) 동안에, 상기 제 2 전극 구동 신호는 부동 상태(floating state)인 것으로 가정하는 전기 광학 배치 구조.
  10. 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    착색 강도에서의 증가가 없는 프레임(frame) 동안에, 상기 제 2 전극 구동 신호는 상기 제 2 전압값(V2)이 착색 강도에서의 증가가 있는 프레임 동안 가정되는 제 2 전압값(V2)보다 더 낮은 것으로 가정하는 전기 광학 배치 구조.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 안전 동작 전압값(Vsafe)은 약 1.4V이고, 상기 제 2 전압(V2)은 최대 약 2.5V이고, 상기 제 4 전압(V4)은 약 0V이고 상기 제 1 전압(V1) 및 상기 제 3 전압(V3)은 최대 약 1.25V인 전기 광학 배치 구조.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 전기 변색 장치를 초기 소거 상태(initial clear state)로 두기 위해, 상기 구동기 단은, 상기 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 전압(V1 내지 V4)의 인가 전에 상기 제 1 및 제 2 전극에 제 5 및 제 6 전압(V5 및 V6)을 각각 인가하도록 구성되고, V5 ≒ V6 인 전기 광학 배치 구조.
  13. 제 12 항에 있어서,
    V5 = V6 = 0V 인 전기 광학 배치 구조.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 디스플레이 상태는 상기 전기 변색 장치가 제 1 컬러를 디스플레이하는 제 1 착색 상태이고, 상기 제 2 디스플레이 상태는 상기 전기 변색 장치가 제 2 컬러를 디스플레이하는 제 2 착색 상태인 전기 광학 배치 구조.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 디스플레이 상태는 상기 전기 변색 장치가 주어진 컬러를 디스플레이하는 착색 상태이고, 상기 제 2 디스플레이 상태는 상기 전기 변색 장치가 투명한 소거 상태인 전기 광학 배치 구조.
  16. 제 1 디스플레이 상태 및 제 2 디스플레이 상태로 선택적으로 될 수 있고, 제 1 및 제 2 전극 및 상기 제 1 및 제 2 전극에 인가되는 소정의 안전 동작 전압값(Vsafe)을 갖는 전기 변색 장치의 구동 방법으로서,
    상기 전기 변색 장치가 상기 제 1 디스플레이 상태로 되도록, 상기 안전 동작 전압 이하인 제 1 전압을 구동기 단을 통하여 상기 제 1 및 제 2 전극 양단에 인가하는 단계, 또는 상기 전기 변색 장치가 상기 제 2 디스플레이 상태로 되도록, 상기 안전 동작 전압 이하인 제 2 전압을 상기 제 1 및 제 2 전극 양단에 인가하는 단계를 포함하고, 상기 제 1 전압과 상기 제 2 전압은 다른 방향으로 인가되고, 상기 제 1 및/또는 제 2 전압은 폴리실리콘 박막 트랜지스터 버퍼를 경유하여 인가되는 전기 변색 장치의 구동 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 1 디스플레이 상태는 소거된 상태인 전기 변색 장치의 구동 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 1 전압은 약 0V인 전기 변색 장치의 구동 방법.
  19. 제 16 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기 변색 장치는 2차원 어레이로 배치된 복수의 이러한 전기 변색 장치 중 하나이고, 일 행의 상기 전기 변색 장치의 전극에 대한 구동 신호(Vdata)가 순차적으로 시프트 레지스터에 로드, 래치된 후, 상기 폴리실리콘 박막 트랜지스터 버퍼를 경유하여 일 행의 전기 광학 장치로 전달되는 전기 변색 장치의 구동 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 래치된 구동 신호(Vdata)는 일 행의 상기 어레이에 인가되면서, 그 다음 행에 대한 상기 구동 신호(Vdata)가 상기 시프트 레지스터로 로드되는 전기 변색 장치의 구동 방법.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 폴리실리콘 박막 트랜지스터 버퍼는 정전류 출력을 제공하고, 상기 구동기 단은 일련의 연속하는 기입 동작에서 상기 전기 광학 장치에 데이터 신호를 기입하며, 상기 전기 변색 장치 중 선택된 하나에서의 착색 강도는 상기 선택된 전기 변색 장치를 위한 상기 원하는 착색 강도가 달성될 때까지 하나 이상의 상기 기입 동작에서 연속적으로 변경되는 전기 변색 장치의 구동 방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 연속하는 기입 동작은 추가된 상이한 착색 강도를 달성하는 전기 변색 장치의 구동 방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 연속하는 기입 동작은 이진 계열에서 증가 또는 감소하는 추가된 착색 강도를 달성하는 전기 변색 장치의 구동 방법.
  24. 제 19 항에 있어서,
    상기 폴리실리콘 박막 트랜지스터 버퍼는 제 1 값의 전압(Vdat)을 상기 제 1 전극에 인가하여 상기 제 1 디스플레이 상태를 달성하거나 제 2 값의 전압(Vdat)을 상기 제 1 전극에 인가하여 상기 제 2 디스플레이 상태를 달성하고, 상기 제 1 및 제 2 전압값의 중간인 제 3 값의 전압은 상기 제 2 전극에 인가되는 전기 변색 장치의 구동 방법.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 제 3 전압값은 상기 제 1 및 제 2 전압값 사이의 대략 중간에 놓이는 전기 변색 장치의 구동 방법.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 폴리실리콘 박막 트랜지스터 버퍼는 각각의 전기 변색 장치에 대해 복수의 폴리실리콘 박막 트랜지스터를 일 행으로 포함하고, 상기 폴리실리콘 박막 트랜지스터 단들은 그 단들에 대한 임계 전압값(threshold-voltage value)과 관계되고, 상기 제 2 전압값은 상기 제 1 전압보다 상기 임계 전압값만큼 더 높은 전기 변색 장치의 구동 방법.
  27. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 디스플레이 상태는 각각, 상기 전기 변색 장치가 상이한 컬러를 디스플레이하는 제 1 및 제 2 착색 상태인 전기 변색 장치의 구동 방법.
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