KR101136312B1 - Ｅｐｄ 구동 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 EPD((ElectroPhoretic Display) 구동 장치에 있어서, 상기 EPD 구동 장치의 전반적인 동작을 제어하며, 상기 EPD에 표시할 데이터를 결정하고 구동 신호를 출력하는 제어부와, 상기 제어부에서 출력된 구동 신호에 따라 상기 EPD에 표시할 검정 입자 및 흰색 입자를 이동시키기 위한 구동 펄스를 발생하여 EPD를 제어하는 구동부와, 상기 구동 펄스에 따라 데이터를 백색 또는 검정색으로 표현하여 디스플레이하는 EPD를 포함하며, 상기 구동부는 상기 검정 입자 또는 흰색 입자를 표시하기 위한 구동 펄스를 미리 설정된 횟수로 분할하고, 분할된 구동 펄스 사이에 전압이 인가되지 않는 휴지기를 포함하도록 구동 펄스를 생성하는 것을 특징으로 한다.
EPD(ElectroPhoretic Display), 색입자, 펄스

Description

ＥＰＤ 구동 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR DRIVING ELECTROPHORETIC DISPLAY}
본 발명은 EPD(ElectroPhoretic Display)의 구동 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근에는 기존의 디스플레이 소자와 인쇄된 종이 각각의 장점을 가진 새로운 표시소자로서 전자종이(digital paper)라는 개념이 고려되고 있다. 전자종이는 일종의 반사형 디스플레이(reflective display)로서 기존의 종이와 잉크처럼 높은 해상도, 넓은 시야각, 밝은 흰색 배경으로 표시매체 중 가장 우수한 시각특성을 가지며, 플라스틱, 금속, 종이 등 어떠한 기판 상에서도 구현이 가능하다. 그리고 전원을 차단한 후에도 화상이 유지되고 백라이트(back light) 전원이 없기때문에 이동 통신 단말의 배터리 수명을 오래 유지할 수 있으며, 원가 절감 및 경량화를 쉽게 이룰 수 있는 특징이 있다. 또한 기존의 종이와 마찬가지로 넓은 면적에서 구현이 가능하므로 다른 어느 디스플레이보다도 대면적에 적용이 가능하다는 특징을 가지고 있다. 그리고 전원이 없더라도 디스플레이되는 형상이 사라지지 않는 메모리 기능도 가지고 있다.
이러한 전자종이는 EPD(Electrophoretic Display)를 이용하여 구현할 수 있다. EPD는 양단에 인가되는 전압에 따라 데이터를 백색 또는 흑색으로 표현하여 디스플레이하며, 전기 영동법과 마이크로캡슐이 응용되어 구성된다. 이러한 EPD의 일반적인 셀 구조는 도 1과 같이 나타낼 수 있다. 도 1은 일반적인 EPD(ElectroPhretic Display)구조를 나타낸 도면으로서, EPD의 동작원리를 보여주는 단면도이다. 도 1을 참조하여, EPD는 검정입자(40)와 흰색입자(30)가 색을 띤 유체에 포함되는 투명한 마이크로캡슐을 제조한 후, 바인더(50)와 혼합하여 기판(10)에 내접한 상, 하부 투명전극(20) 사이에 위치시킴으로써 구성할 수 있다. 그리고 양의 전압을 인가하면 음으로 대전된 잉크 미립자들이 표면으로 이동하여 미립자의 색을 표시할 수 있는 것이다. 또한 음의 전압을 인가하면 잉크 미립자들이 아래쪽으로 이동하여 유체의 색을 볼 수 있게 된다. 이러한 방식에 의해서 문자나 이미지를 표시하게 되는 원리이다.
EPD는 투명한 현탁액에 부유하고 있는 입자의 정전기적 이동에 의존하는 디스플레이로서, 양의 전압이 부과되면 양전하가 대전된 흰색 입자(30)들이 관찰자쪽 전극으로 정전기적으로 이동한다. 이 때 흰색 입자(30)는 빛을 반사한다. 반대로 음의 전압이 부과되면 관찰자에서 먼 쪽의 전극으로 흰색 입자(30)들이 이동하고, 캡슐 상부로 검정 입자(40)들이 이동하여 빛을 흡수하므로 검은색이 관찰되게 된다. 그리고 일단 어떤 극에서든 이동이 일어난 후 전압을 제거해도 입자들은 그 자리에 그대로 머물러 있게 되고, 결국 쌍안정성을 지니는 메모리 디바이스를 제공하게 된다. 이와는 다르게 단일 입자를 이용한 전기영동 캡슐도 있는데, 이것은 투명 한 고분자 캡슐 내부에 흰색의 대전된 입자가 어두운 색으로 염색된 유체에 부유하고 있는 형태로 구성된다.
한편 EPD를 구동 시에는 DC 밸런싱(Balancing) 조건을 충족하고 오버드라이브(OverDrive)를 회피하기 위해 흰색 입자와 검정색 입자에 동일 전압을 동일 시간 동안만 인가하여야 한다. 만약 이 조건이 지켜지지 않으면 EPD 수명과 표시기능에 손상을 초래할 수 있다.
그러나 흰색 입자와 검정색 입자의 이동을 위해 동일 전압을 동일 시간 동안 인가할 경우 흰색 입자와 검정색 입자가 갖는 특성인 거동 성능의 차이에 의해 잔상이 발생하게 된다.
도 2는 일반적인 EPD 구동 시 구동 전압 펄스의 예를 나타낸 도면이다. 양전하를 갖는 검정색 입자의 경우, 동일 전위/동일 시간동안 입자의 거동성이 좋고, 반대로 음전하를 갖는 흰색 입자의 경우 검정색 입자에 비해 거동성이 상대적으로 떨어진다. 이러한 특징은 입자 이동 시간이 180ms이라고 가정할 경우, EPD 표시 상태를 최초 흰색(210)에서 검정색(220)으로 전환후 다시 재차 흰색(230)으로 전환 시, 흰색(230)의 반사율이 흰색(210)의 반사율에 비해 저하되는 결과를 가져온다. 이는 사용자에게 이전 표시 내용이 보여지는 잔상이 표시됨을 의미한다.
이에 따라 EPD 구동 시, DC 밸런싱 조건을 충족시키면서 표시 내용의 잔상을 없앨 수 있는 EPD의 구동 방식이 요망된다.
본 발명은 EPD 구동 시 DC 밸런싱 조건을 충족시키면서 표시 내용의 잔상을 없앨 수 있는 EPD 구동 방법 및 장치를 제공하고자 한다.
이를 달성하기 위한 본 발명의 일 형태에 따르면, EPD((ElectroPhoretic Display) 구동 장치에 있어서, 상기 EPD 구동 장치의 전반적인 동작을 제어하며, 상기 EPD에 표시할 데이터를 결정하고 구동 신호를 출력하는 제어부와, 상기 제어부에서 출력된 구동 신호에 따라 상기 EPD에 표시할 검정 입자 및 흰색 입자를 이동시키기 위한 구동 펄스를 발생하여 EPD를 제어하는 구동부와, 상기 구동 펄스에 따라 데이터를 백색 또는 검정색으로 표현하여 디스플레이하는 EPD를 포함하며, 상기 구동부는 상기 검정 입자 또는 흰색 입자를 표시하기 위한 구동 펄스를 미리 설정된 횟수로 분할하고, 분할된 구동 펄스 사이에 전압이 인가되지 않는 휴지기를 포함하도록 구동 펄스를 생성하는 것을 특징으로 하며,
상기 구동 펄스는 상기 검정 입자를 표시하기 위해 전압이 인가되는 시간과 상기 흰색 입자를 표시하기 위해 전압이 인가되는 시간이 동일한 것을 특징으로 하며,
상기 구동부는 상기 흰색 입자를 표시하기 위한 구동 펄스를 동일한 시간을 갖는 두개의 구동 펄스로 분할하고 분할된 구동 펄스 사이에 상기 분할된 구동 펄스와 동일한 시간동안 유지되는 휴지기를 포함하도록 구동 펄스를 생성하는 것을 특징으로 하며,
상기 구동부는 상기 검정 입자를 표시하기 위한 구동 펄스를 동일한 시간을 갖는 네개의 구동 펄스로 분할하고 분할된 구동 펄스 사이에 상기 분할된 구동 펄스와 동일한 시간동안 유지되는 3회의 휴지기를 포함하도록 구동 펄스를 생성하는 것을 특징으로 하며,
상기 구동부는 상기 휴지기의 기간을 조절하여 입자의 이동성을 조절하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 형태에 따르면, 구동 펄스에 따라 데이터를 백색 또는 검정색으로 표현하여 디스플레이하는 EPD를 포함하는 EPD((ElectroPhoretic Display) 구동 장치에서 EPD를 구동하는 방법에 있어서, 상기 EPD에 표시할 데이터를 결정하고 구동 신호를 생성하는 과정과, 상기 구동 신호에 따라 검정 입자 및 흰색 입자를 이동시키기 위한 구동 펄스를 각각 생성하며, 상기 구동 펄스 생성 시 상기 검정 입자 또는 흰색 입자를 표시하기 위한 구동 펄스를 미리 설정된 횟수로 분할하고, 분할된 구동 펄스 사이에 전압이 인가되지 않는 휴지기를 포함하도록 구동 펄스를 생성하는 과정과, 상기 구동 펄스에 따라 상기 EPD를 구동하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
본 발명은 EPD 구동 시, 구동 펄스를 조절하여 흰색 입자와 검정 입자 간의 근본적인 거동 특성 차이를 극복하며, DC 밸런싱 조건을 충족시키면서 EPD 표시 내용의 잔상을 없애 선명하게 표시하도록 할 수 있는 효과가 있다. 또한 EPD의 문제 점인 제조과정에서 발생하는 로트(Lot)별 편차에 의한 품질 문제를 완제품 상태에서 보완할 수 있는 방법을 제공하는 효과가 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 구성하는 장치 및 동작 방법을 본 발명의 실시 예를 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들이 나타나고 있는데 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들이 본 발명의 범위 내에서 소정의 변형이나 혹은 변경이 이루어질 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
본 발명은 전기 영동 표시장치 즉, EPD(ElectroPhoretic Display)의 구동 방법에 관한 것으로서, EPD의 구동 과정에서 검정 입자와 흰색 입자의 동일 전위차, 동일 전압인가시간동안 발생하는 입자들의 비대칭적 이동에 의해 발생하는 잔상을 없애기 위해, EPD의 검정/흰색 입자 이동에 있어 동일 전압을 동일 시간동안만 인가하여 DC 밸런싱(balancing) 조건을 충족시켜 오버드라이브(overdrive)를 회피하여 구동하되, 인가 펄스를 일정 시간 단위로 분할하여 인가하여 검정/흰색 입자의 거동 특성을 동일하게 맞추는 방법을 요지로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 EPD 구동 장치의 구성을 나타낸 도면이다. 도 3을 참조하면, EPD 구동 장치는 제어부(100), 구동부(200), EPD(300)를 포 함하여 구성된다.
EPD(300)는 후술할 구동부(200)에서 출력된 구동 펄스에 따라 데이터를 디스플레이한다. 즉, 양단에 인가되는 전압 차에 따라 데이터를 백색 또는 검정색으로 표현하여 디스플레이하는 장치로서, EPD(300)는 전기영동 소자로서 흰색 입자와 검정 입자와 유체로 이루어진 복수의 미소 캡슐이 투명 전극 사이에 위치된 구조로 이루어진다.
제어부(100)는 EPD 구동 장치의 전반적인 동작을 제어하며, EPD(300)에 표시할 데이터를 결정하고, 결정된 데이터에 따라 구동부(200)의 동작을 제어하기 위한 구동 신호를 출력한다.
구동부(200)는 제어부(100)에서 출력된 구동 신호에 따라 검정 입자 및 흰색 입자를 이동시키기 위한 구동 펄스를 발생하여 EPD(300)를 구동한다. 구동부(200)는 제어부(100)의 제어에 따라 EPD(300)의 일측 전극에 동작 전압을 구동 펄스 형태로 인가하고, 타측 전극에는 기준 전압을 펄스 형태로 인가함으로써, 양극에 인가되는 전압 차와 그에 따른 전압 방향에 따라 흰색 입자(301)와 검정 입자(303)를 이동하게 할 수 있다.
EPD 구동 시, 구동부(200)는 검정 입자를 이동시키기 위한 구동 펄스와 흰색 입자를 이동시키기 위한 구동 펄스를 동일 전압으로 동일 시간 동안 교대로 발생할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 제어부(100)는 상기 구동부(200)가 검정 입자 또는 흰색 입자의 구동 펄스를 미리 설정된 횟수로 분할하고, 분할된 구동 펄스 사이에 전압이 인가되지 않는 휴지기를 포함하는 구동 펄스를 생성하도록 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에서 제어부(100)는 상기 구동부(200)가 상기 흰색 입자를 표시하기 위한 구동 펄스를 둘로 분할하고 분할된 구동 펄스 사이에 상기 분할된 구동 펄스와 동일한 시간동안 유지되는 휴지기를 포함하는 구동 펄스를 생성하도록 제어할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에서 제어부(100)는 상기 구동부(200)가 상기 검정 입자를 표시하기 위한 구동 펄스를 동일한 시간을 갖도록 넷으로 분할하고 분할된 구동 펄스 사이에 각각 상기 분할된 구동 펄스와 동일한 시간동안 유지되는 3회의 휴지기를 포함하는 구동 펄스를 생성하도록 제어할 수 있다.
또한 제어부(100)는 상기 휴지기의 기간을 조절하여 입자의 이동성을 조절할 수 있다.
상기와 같은 구동 펄스의 생성은 제어부(100)에서 제어되도록 할 수 있으나, 구동부에서 직접 제어하도록 설정할 수도 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 EPD 구동 전압을 인가하는 방식을 따른 구동 전압 펄스의 예를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 EPD 구동 전압을 인가하는 방법은, 검정 입자를 구동하기 위해 180ms 동안 1회에 구동 펄스를 인가하고, 흰색 입자를 구동하기 위한 구동 펄스는 90ms 간격으로 2회에 걸쳐 구동 펄스를 인가한다. 흰색 입자의 구동 펄스는 검정 입자의 구동 펄스의 인가 시간의 반만큼의 인가 시간을 갖는 두 개의 구동 펄스로 나누어 인가하며, 그 사이에 휴지기를 갖도록 한 다. 이 경우 검정 입자에 비해 상대적으로 거동성이 떨어지는 흰색 입자의 거동성이 증대되어 먼저 표시된 흰색(410)과 검정색(420)을 표시한 후에 다시 표시된 흰색(430) 간의 반사율 차이가 가시적으로 나타나지 않는다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 EPD 구동 전압을 인가하는 방식을 따른 구동 전압 펄스의 예를 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 EPD 구동 전압을 인가하는 방법은, 흰색 입자에 비해 상대적으로 거동성이 좋은 블랙 입자 구동 펄스를 4회로 분할하여 45ms 간격으로 구동 펄스를 인가하는 방법이다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이 검정 입자를 구동하기 위한 펄스를 45ms의 시간을 갖는 4개의 펄스로 나누어서 인가한다. 또한 각 구동 펄스들 사이에 45ms의 휴지기를 갖는다.
이러한 방식으로 검정 입자의 구동 펄스를 인가하는 경우 블랙 입자의 거동성은 기존의 분할하지 않은 펄스 구동 시보다 저하된다. 결과적으로 최초 흰색(510)과 검정색(520)을 표시한 후에 표시된 흰색(530) 간의 반사율 차이가 가시적으로 나타나지 않는다.
상기 도 3, 4에 도시된 바와 같이 구동 펄스가 휴지기를 가지고 여러 번에 걸쳐 인가되면, EPD 입자의 거동성이 바뀌게 되며, 동 펄스의 분할 주기에 따라 거동성이 증대될 수도 있고 반대로 감소할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 EPD 구동 동작의 흐름을 나타낸 도면이다.
상기 구동 신호에 따라 검정 입자 및 흰색 입자에 해당하는 구동 펄스를 각 각 생성하며, 상기 구동 펄스 생성 시 상기 검정 입자 또는 흰색 입자 중 하나의 구동 펄스를 미리 설정된 횟수로 분할하고, 분할된 구동 펄스 사이에 전압이 인가되지 않는 휴지기를 포함하도록 상기 구동 펄스를 생성하는 과정과,
도 6을 참조하면 EPD 구동 장치를 구동 시, 먼저 610단계에서 제어부(100)는 표시할 데이터를 결정하고 표시할 내용에 따라 구동 신호를 생성하여 구동부(200)로 전달한다. 다음 620단계에서 구동부(200)는 구동 신호에 따라 검정 입자 및 흰색 입자에 해당하는 구동 펄스를 각각 생성하며, 상기 구동 펄스를 이용하여 EPD(300)를 구동한다. 이 경우 구동부(200)는 630단계에서 흰색 입자를 구동하기 위한 구동 펄스를 검정 입자를 구동하기 위한 구동 펄스에 비해 절반의 인가 시간을 갖는 구동 펄스 2개로 분할하며, 2개의 구동 펄스 사이에 분할된 구동 펄스와 동일한 시간 동안 유지되는 휴지기를 갖도록 흰색 입자를 구동하기 위한 구동 펄스를 생성하여 EPD를 구동한다.
또한 본 발명의 다른 실시예에 따라 구동부(200)에서 흰색 입자를 구동하는 구동 펄스 대신 검정 입자를 구동하기 위한 구동 펄스를 4개로 분할하여 인가하고 4개의 구동 펄스 사이에 분할된 구동 펄스와 동일한 시간 동안 유지되는 휴지기를 갖도록 구동 펄스를 생성할 수 있다.
이러한 방법으로 EPD(300)를 구동함에 따라 본 발명은 EPD 구동 시에 발생하는 잔상을 없앨 수 있다.
상기와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 EPD 구동 장치 및 방법의 구성 및 동작이 이루어질 수 있으며, 한편 상기한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나 여러 가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 실시될 수 있다.
도 1은 일반적인 EPD(ElectroPhretic Display)구조를 나타낸 도면
도 2는 일반적인 EPD 구동 시 구동 전압 펄스의 예를 나타낸 도면
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 EPD 장치의 구성을 나타낸 도면
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 EPD 구동 전압을 인가하는 방식을 따른 구동 전압 펄스의 예를 나타낸 도면
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 EPD 구동 전압을 인가하는 방식을 따른 구동 전압 펄스의 예를 나타낸 도면
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 EPD 구동 동작의 흐름을 나타낸 도면

Claims (10)

  1. 삭제
  2. EPD((ElectroPhoretic Display) 구동 장치에 있어서,
    상기 EPD 구동 장치의 전반적인 동작을 제어하며, 상기 EPD에 표시할 데이터를 결정하고 구동 신호를 출력하는 제어부와,
    상기 제어부에서 출력된 구동 신호에 따라 상기 EPD에 표시할 검정 입자 및 흰색 입자를 이동시키기 위한 구동 펄스를 발생하여 EPD를 제어하는 구동부와,
    상기 구동 펄스에 따라 데이터를 백색 또는 검정색으로 표현하여 디스플레이하는 EPD를 포함하며,
    상기 구동부는 상기 검정 입자 또는 흰색 입자를 표시하기 위한 구동 펄스를 미리 설정된 횟수로 분할하고, 분할된 구동 펄스 사이에 전압이 인가되지 않는 휴지기를 포함하도록 하며, 상기 검정 입자 구동 펄스 인가 시간과 상기 흰색 입자 구동 펄스 인가 시간이 동일하되 교대로 인가되도록 구동 펄스를 생성하는 것을 특징으로 하는 EPD 구동 장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 구동부는 상기 흰색 입자를 표시하기 위한 구동 펄스를 동일한 시간을 갖는 두개의 구동 펄스로 분할하고 분할된 구동 펄스 사이에 상기 분할된 구동 펄스와 동일한 시간동안 유지되는 휴지기를 포함하도록 구동 펄스를 생성하는 것을 특징으로 하는 EPD 구동 장치.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 구동부는 상기 검정 입자를 표시하기 위한 구동 펄스를 동일한 시간을 갖는 네개의 구동 펄스로 분할하고 분할된 구동 펄스 사이에 상기 분할된 구동 펄스와 동일한 시간동안 유지되는 3회의 휴지기를 포함하도록 구동 펄스를 생성하는 것을 특징으로 하는 EPD 구동 장치.
  5. 제 2항에 있어서, 상기 구동부는 상기 휴지기의 기간을 조절하여 입자의 이동성을 조절하는 것을 특징으로 하는 EPD 구동 장치.
  6. 삭제
  7. 구동 펄스에 따라 데이터를 백색 또는 검정색으로 표현하여 디스플레이하는 EPD를 포함하는 EPD((ElectroPhoretic Display) 구동 장치에서 EPD를 구동하는 방법에 있어서,
    상기 EPD에 표시할 데이터를 결정하고 구동 신호를 생성하는 과정과,
    상기 구동 신호에 따라 검정 입자 및 흰색 입자를 이동시키기 위한 구동 펄스를 각각 생성하며, 상기 구동 펄스 생성 시 상기 검정 입자 또는 흰색 입자를 표시하기 위한 구동 펄스를 미리 설정된 횟수로 분할하고, 분할된 구동 펄스 사이에 전압이 인가되지 않는 휴지기를 포함하도록 하고, 상기 검정 입자 구동 펄스 인가 시간과 상기 흰색 입자 구동 펄스 인가 시간이 동일하되 교대로 인가되도록 구동 펄스를 생성하는 과정과,
    상기 구동 펄스에 따라 상기 EPD를 구동하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 EPD를 구동하는 방법.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 구동 펄스 생성 시,
    상기 흰색 입자를 표시하기 위한 구동 펄스를 동일한 시간을 갖는 두개의 구동 펄스로 분할하고 분할된 구동 펄스 사이에 상기 분할된 구동 펄스와 동일한 시간동안 유지되는 휴지기를 포함하도록 구동 펄스를 생성하는 것을 특징으로 하는 EPD를 구동하는 방법.
  9. 제 7항에 있어서, 상기 구동 펄스 생성 시,
    상기 검정 입자를 표시하기 위한 구동 펄스를 동일한 시간을 갖는 네개의 구동 펄스로 분할하고 분할된 구동 펄스 사이에 상기 분할된 구동 펄스와 동일한 시간동안 유지되는 3회의 휴지기를 포함하도록 구동 펄스를 생성하는 것을 특징으로 하는 EPD를 구동하는 방법.
  10. 제 7항에 있어서, 상기 구동 펄스 생성 시,
    상기 휴지기의 기간을 조절하여 입자의 이동성을 조절하는 것을 특징으로 하는 EPD를 구동하는 방법.
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