KR101577220B1 - 전기 영동 표시장치 및 그 구동방법 - Google Patents

전기 영동 표시장치 및 그 구동방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 영상을 표시하기 위한 구동 전압을 감소시킴으로써 표시패널을 구동하기 위한 회로들의 크기 및 제품 단가를 감소시킬 수 있도록 한 전기 영동 표시장치 및 그 구동방법에 관한 것으로, 복수의 화소 셀을 구비하여 영상을 표시하는 표시패널; 상기 표시패널에 구비된 복수의 데이터 라인에 화소 전압을 공급하는 데이터 구동부; 전위가 반전되도록 스윙하는 공통전압을 생성하여 상기 표시패널의 공통전극에 공급하는 공통전압 생성부; 데이터 제어신호와 공통전압 제어신호를 생성하여 상기 데이터 구동부와 상기 공통전압 생성부의 구동 타이밍을 제어하는 타이밍 제어부를 구비한 것을 특징으로 한다.
Figure R1020080128470
전기 영동 표시, 마이크로캡슐, 룩-업 테이블, 대전 입자

Description

전기 영동 표시장치 및 그 구동방법{ELECTROPHORESIS DISPLAY AND DRIVING METHOD THEREOF}
본 발명은 전기 영동 표시장치에 관한 것으로 특히, 영상을 표시하기 위한 구동 전압을 감소시킴으로써 표시패널을 구동하기 위한 회로들의 크기 및 제품 단가를 감소시킬 수 있도록 한 전기 영동 표시장치 및 그 구동방법에 관한 것이다.
전하를 갖는 물질이 직류 전기장에 놓이면 그 물질들은 전하, 분자의 크기 및 모양 등에 따라 이동을 하게 된다. 이와 같은 거동을 전기영동이라 하면서도 이동 정도의 차이에 의하여 물질이 분리되는 현상 또한 전기영동이라 한다.
최근에는 이러한 전기영동을 이용한 표시장치가 기존 종이 매체를 대신할 매체로 주목받고 있다. 이러한 전기영동을 이용한 표시장치는 미국 특허 US7,012,600, 미국 특허 US 7,119,772에 개시된 바 있다.
종래의 전기영동 표시장치는 룩업 테이블(Look-up Table), 복수의 메모리 및 프레임 카운터를 이용하여 각 셀들 마다 현재 상태에서 기입된 데이터와 다음 기입될 데이터를 비교하여 그 비교 결과로 복수의 프레임기간 동안 각 셀들에 공급되는 데이터를 결정한다.
룩업 테이블에서 출력된 데이터는 2비트 등의 디지털 데이터로써, 이 데이터들은 각 셀의 화소 전극에 공급되는 세가지 상태의 화소 전압 예를 들어, +15V, -15V, 0V 등으로 변환된다.
하지만, 종래의 이러한 전기 영동 표시장치는 현재의 데이터들과 다음의 데이터들을 모두 저장 및 비교해야 하므로 사용되는 메모리들의 저장 용량이 그만큼 커지는 문제점이 있다. 또한, 각각의 화소들을 구동하기 위한 화소 전압과 게이트 전압이 다른 표시장치들에 비해 비교적 높고, 높은 화소 전압으로 인하여 데이터 구동 집적회로(Data Drive Integrated Circuit) 등의 회로 소자들 또한 고전압 소자들로 구성되어야 하므로, 그 만큼 데이터 구동 집적회로의 크기가 커지고 제품 단가가 높아지는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 영상을 표시하기 위한 구동 전압을 감소시킴으로써 표시패널을 구동하기 위한 회로들의 크기 및 제품 단가를 감소시킬 수 있도록 한 전기 영동 표시장치 및 그 구동방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 전기 영동 표시장치는 복수의 화소 셀을 구비하여 영상을 표시하는 표시패널; 상기 표시패널에 구비된 복수의 데이터 라인에 화소 전압을 공급하는 데이터 구동부; 전위가 반전되도록 스윙하는 공통전압을 생성하여 상기 표시패널의 공통전극에 공급하는 공통전압 생성부; 데이터 제어신호와 공통전압 제어신호를 생성하여 상기 데이터 구동부와 상기 공통전압 생성부의 구동 타이밍을 제어하는 타이밍 제어부를 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 복수의 화소 셀 각각에는 서로 다른 극성으로 각각 대전 된 백색 및 흑색 입자들을 포함한 마이크로캡슐이 구비되어, 상기 백색 및 흑색 입자들이 상기 화소 전압과 상기 공통 전압의 레벨에 따라 구동되는 것을 특징으로 한다.
상기 타이밍 제어부는 현재 프레임의 영상 데이터를 저장하는 제 1 프레임 메모리, 다음 프레임의 영상 데이터를 저장하는 제 2 프레임 메모리, 상기 현재 프레임의 영상 데이터와 다음 프레임의 영상 데이터를 비교하여 복수의 프레임 기간 동안 상기 각각의 화소 셀에 표시될 디지털 영상 데이터를 결정함과 아울러, 상기 디지털 영상 데이터의 출력 타이밍에 대응하여 공통전압 제어신호를 출력하는 룩업 테이블, 프레임 수를 계수하는 프레임 카운터, 및 상기 룩업 테이블로부터 출력된 디지털 영상 데이터를 저장하는 데이터 메모리를 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 공통전압 생성부는 상기 화소 전압이 상기 화소 전극에 공급되는 기간 중 리셋기간, 제 1 안정화 기간, 제 2 안정화 기간 및 계조 기입기간 단위로 상기 공통전압의 전위를 반전시켜 상기 공통전극에 공급하며, 상기 공통 전압의 전위는 상기 리셋 기간에는 부극성의 전위로 공급되고, 제 1 안정화 기간에는 정극성의 전위로 공급되며, 상기 제 2 안정화 기간에는 다시 부극성의 전위로 공급되고 상기 계조 기입기간에는 정극성의 전위로 공급되는 것을 특징으로 한다.
상기 각 화소 전극에 인가되는 화소 전압의 정극성 및 부극성 레벨은 상기 공통전압 스윙 레벨에 따라 변환 설정된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 전기 영동 표시장치의 구동방법은 복수의 화소 셀을 구비하여 영상을 표시하는 표시패널을 구비한 전기 영동 표시장치의 구동 방법에 있어서, 상기 표시패널에 구비된 복수의 데이터 라인에 화소 전압을 공급하는 단계; 전위가 반전되도록 스윙하는 공통전압을 생성하여 상기 표시패널의 공통전극에 공급하는 단계 및 데이터 제어신호와 공통전압 제어신호를 생성하여 상기 표시패널의 구동 타이밍과 상기 공통전압의 공급 타이밍을 제어하는 단계를 포함한 것을 특징으로 한다.
상기 복수의 화소 셀 각각에는 서로 다른 극성으로 각각 대전 된 백색 및 흑 색 입자들을 포함한 마이크로캡슐이 구비되어, 상기 백색 및 흑색 입자들이 상기 화소 전압과 상기 공통전압의 레벨에 따라 구동되는 것을 특징으로 한다.
상기 표시패널의 구동 타이밍 및 공통전압의 공급 타이밍을 제어하는 단계는 현재 프레임의 영상 데이터를 저장하는 단계, 다음 프레임의 영상 데이터를 저장하는 단계, 상기 현재 프레임의 영상 데이터와 다음 프레임의 영상 데이터를 비교하여 복수의 프레임 기간 동안 상기 각각의 화소 셀에 표시될 디지털 영상 데이터를 결정하는 단계, 상기 디지털 영상 데이터의 출력 타이밍에 대응하여 공통전압 제어신호를 출력하는 단계, 프레임 수를 계수하는 단계, 및 상기 각각의 화소 셀에 표시될 디지털 영상 데이터를 저장 및 출력하는 단계를 포함한 것을 특징으로 한다.
상기 공통전압 공급 단계는 상기 화소 전압이 상기 화소 전극에 공급되는 기간 중 리셋기간, 제 1 안정화 기간, 제 2 안정화 기간 및 계조 기입기간 단위로 상기 공통전압의 전위를 반전시켜 상기 공통전극에 공급하며, 상기 공통 전압의 전위는 상기 리셋 기간에는 부극성의 전위로 공급되고, 제 1 안정화 기간에는 정극성의 전위로 공급되며, 상기 제 2 안정화 기간에는 다시 부극성의 전위로 공급되고 상기 계조 기입기간에는 정극성의 전위로 공급되는 것을 특징으로 한다.
상기 각 화소 전극에 인가되는 화소 전압의 정극성 및 부극성 레벨은 상기 공통전압 스윙 레벨에 따라 변환 설정된 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명의 실시 예에 따른 전기 영동 표시장치 및 그 구동방법은 표시패널에 공급되는 공통전압의 전위를 변환 공급함으로써 영상을 표시하기 위한 구동 전압을 감소시킬 수 있다. 이로 인해, 표시패널을 구동하기 위한 회로 예를 들어, 데이터 구동회로와 공통전압 생성부 등의 크기를 줄일 수 있고, 제품 단가 또한 감소시킬 수 있다.
이하, 상기와 같은 특징을 갖는 본 발명의 실시 예에 따른 전기 영동 표시장치와 그 구동방법을 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전기 영동 표시장치를 나타낸 구성도이다. 그리고, 도 2는 도 1에 도시된 화소 셀을 나타낸 단면도이다.
도 1에 도시된 전기 영동 표시장치는 m×n 개의 화소 셀들(16)을 구비하여 영상을 표시하는 표시패널(14); 상기 표시패널(14)에 구비된 복수의 데이터 라인(D1 내지 Dm)에 화소 전압을 공급하는 데이터 구동부(12); 상기 표시패널(14)에 구비된 복수의 게이트 라인(G1 내지 Gn)을 구동하는 게이트 구동부(13); 전위가 반전되도록 스윙하는 공통전압(T_Vcom)을 생성하여 상기 표시패널(14)의 공통전극(18)에 공급하는 공통전압 생성부(15); 게이트 및 데이터 제어신호와 공통전압 제어신호(VS)를 생성하여 상기 게이트 및 데이터 구동부(13,12)와 상기 공통전압 생성부(15)의 구동 타이밍을 제어하는 타이밍 제어부(11)를 구비한다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 표시패널(14)에는 복수의 마이크로캡슐(20)을 구비한 필름이 상부 및 하부 기판의 사이에 구비된다. 마이크로캡슐(20) 각각에는 음(-)으로 대전 된 백색 입자들(28)과 양(+)으로 대전 된 흑색 입자들(28)이 구비된다. 이 표시패널(14)의 하부기판상에는 복수의 데이터 라인(D1 내 지 Dm)과 복수의 게이트 라인(G1 내지 Gn)이 서로 교차되도록 형성된다. 그리고, 복수의 데이터 라인(D1 내지 Dm)과 게이트 라인(G1 내지 Gn)이 교차되어 정의된 화소 영역 즉, 각각의 화소 셀(16)에는 TFT(TFT; Thin Film Transistor)가 각각 접속된다. TFT들의 소스전극은 데이터 라인(D1 내지 Dm)에 각각 접속되고, 드레인 전극은 화소 셀(16)의 화소 전극(17)에 각각 접속된다. 그리고 TFT들의 게이트 전극은 게이트 라인(G1 내지 Gn)에 각각 접속된다. TFT들은 게이트 라인(G1 내지 Gn)을 통해 입력되는 스캔 펄스에 응답하여 턴-온됨으로써 표시하고자 하는 한 수평 라인의 화소 셀들(16)을 선택한다. 표시패널(14)의 상부 투명기판상에는 모든 화소 셀(16)들에 전위가 반전되도록 스윙하는 공통전압(T_Vcom)을 동시에 공급하기 위한 공통전극(18)이 구비된다.
본 발명의 마이크로캡슐들(20)은 음(-)으로 대전 된 흑색 입자와 양으로 대전 된 백색 입자(+)를 구비할 수도 있다. 이 경우, 후술하는 구동 전압의 파형 즉, 화소 전압과 공통전압의 위상이 달라질 수도 있다.
데이터 구동부(12)는 쉬프트 레지스터부, 래치부, 디지털-아날로그 변환기 및 출력 버퍼 등을 각각 포함하는 복수의 데이터 드라이브 집적회로들로 구성된다. 데이터 구동부(12)는 타이밍 제어부(11)로부터의 데이터 제어신호에 따라 디지털 영상 데이터를 래치하고, 그 디지털 영상 데이터를 아날로그 전압으로 변환하여 화소 전압(Vdata)을 생성한다. 그리고 생성된 화소 전압(Vdata)은 데이터 라인들(D1 내지 Dm)에 공급된다. 데이터 구동부(12)에서 발생되는 화소 전압(Vdata)의 레벨은 전위가 교번적으로 반전 스윙하는 공통전압(T_Vcom)의 레벨에 따라 변환 설정될 수 있다. 다시 말해, 화소 전압들(Vdata)의 각 레벨은 반전되는 공통전압(T_Vcom)의 스윙 레벨에 따라 사용자가 감소시켜 설정할 수 있다. 화소 전압(Vdata)의 레벨 설정 범위는 이 후 첨부된 도면을 참조하여 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.
게이트 구동부(13)는 순차적으로 스캔 펄스들을 출력하는 쉬프트 레지스터, 쉬프트 레지스터로부터 출력되는 스캔 펄스들의 펄스 폭을 TFT의 구동에 적합한 펄스 폭으로 변환하기 위한 레벨 쉬프터 및 레벨 쉬프터와 게이트 라인(G1 내지 Gn) 사이에 접속되는 출력 버퍼를 각각 포함하는 다수의 게이트 드라이브 집적회로들로 구성된다. 이와 같이 구성된 게이트 구동부(13)는 데이터 라인들(D1 내지Dm)에 공급되는 화소 전압(Vdata)에 동기 되도록 스캔 펄스 예를 들어, 게이트 온 전압들을 순차적으로 출력한다.
타이밍 제어부(11)는 외부로부터 입력되는 수직, 수평 동기신호(V,H)와 클럭신호(CLK)를 이용하여 데이터 및 게이트 구동부(12,13)의 구동 타이밍을 제어하기 위한 데이터 및 게이트 제어신호들을 생성함과 아울러, 공통전압 발생부(15)의 구동 타이밍을 제어하기 위한 공통전압 제어신호(VS)를 생성한다.
또한, 타이밍 제어부(11)는 메모리에 저장된 현재 프레임의 영상 데이터와 다음 프레임의 영상 데이터를 비교하고, 그 비교 결과에 따라 화소 전압(Vdata)과 공통전압(T_Vcom)의 구동 파형을 결정한다. 그리고, 프레임 수를 카운터하는 프레임 카운터를 이용하여 화소 전압(Vdata)의 구동 파형에 대응하는 디지털 영상 데이터를 생성하고 생성된 디지털 영상 데이터를 데이터 구동부(12)에 공급한다.
공통전압 생성부(15)는 타이밍 제어부(11)로부터의 공통전압 제어신호(VS)에 응답하여 정극성(고전위) 공통전압(Vcom+)과 부극성(저전위) 공통전압(Vcom-) 사이에서 반복 스윙하도록 공통전압(T_Vcom)을 생성한다. 그리고 전위가 교번적으로 반복 스윙 되는 공통전압(T_Vcom)을 표시패널(14)의 공통전극(18)에 공급한다. 여기서, 공통전압(T_Vcom)은 상기의 공통전압 제어신호(VS)에 따라 적어도 한 프레임 단위로 그 전위가 반전될 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 타이밍 제어부를 좀 더 구체적으로 나타낸 구성도이다.
도 3에 도시된 타이밍 제어부(11)는 현재 프레임(Fn)의 영상 데이터를 저장하는 제 1 프레임 메모리(22), 다음 프레임(Fn+1)의 영상 데이터를 저장하는 제 2 프레임 메모리(23), 상기 현재 프레임(Fn)의 영상 데이터와 다음 프레임(Fn+1)의 영상 데이터를 비교하여 복수의 프레임 기간 동안 상기 각각의 화소 셀(16)에 표시될 디지털 영상 데이터(V1 내지 Vn)를 결정함과 아울러, 상기 디지털 영상 데이터(V1 내지 Vn)의 출력 타이밍에 대응하여 공통전압 제어신호(VS)를 출력하는 룩업 테이블(21), 프레임 수를 계수하는 프레임 카운터(25) 및 룩업 테이블(21)로부터 출력된 디지털 영상 데이터를 저장하는 데이터 메모리(24)를 구비한다. 여기서, 데이터 메모리(24)는 후술하는 데이터 구동회로(12)의 집적회로(IC)에 각각 포함된 래치이다.
룩업 테이블(21)은 각 프레임별로 현재 프레임(Fn)의 영상 데이터와 다음 프레임(Fn+1)의 영상 데이터에 따라 복수의 프레임 기간 동안 각각의 화소 셀(16)들에 공급되는 화소 전압(Vdata)의 구동 파형과 공통전압(T_Vcom)의 구동 파형에 대 한 정보를 저장한다. 구체적으로, 룩업 테이블(21)은 프레임 카운터(25)로부터의 프레임 수 정보에 따라 그 프레임 수가 지시하는 프레임마다 현재 프레임(Fn)의 영상 데이터와 다음 프레임의 영상 데이터를 각 화소 셀(16) 단위로 비교한다. 그리고 그 비교 결과에 따라 각각의 화소 셀(16) 단위로 2비트의 디지털 영상 데이터를 선택한다. 여기서, 룩업 테이블(21)로부터 선택된 각 화소 셀(16)의 디지털 영상 데이터는 이전 셀의 상태를 초기화하기 위한 리셋 데이터, 각 화소 셀(16) 내의 쌍 안정 상태를 안정화하기 위한 안정화 데이터, 계조(Gray scale)를 표현하기 위한 기입 데이터들을 포함한다.
또한, 룩업 테이블(21)은 디지털 영상 데이터(V1 내지 Vn)의 출력 타이밍에 따라 미리 정해진 공통전압(T_Vcom)의 구동 파형을 지시하는 공통전압 제어신호(TS)를 선택하고, 공통전압 제어신호(TS)를 공통전압 발생회로(15)에 공급한다. 이렇게 룩업 테이블(21)에서 출력된 데이터(V1 내지 Vn)는 '00', '01', '10', '11'과 같은 디지털 영상 데이터로써, 각 화소 셀(16)의 화소 전극(17)에 공급되는 세가지 상태의 화소 전압(Vdata) 즉, Vdata(+), Vdata(-), Vdata(0)으로 변환된다. 예를 들어, '00' 또는 '11'은 0V의 화소 전압(Vdata(0)), '01'은 +15V의 화소 전압(Vdata(+15)), '10'은 -15V의 화소 전압(Vdata(-15))로 변환될 수도 있다.
도 4는 현재 상태(Current state)의 영상 데이터와 다음 상태(Next state)에 기입될 영상 데이터에 따라 복수의 프레임 기간 동안 공급되는 화소 전압의 구동 파형을 나타낸다.
도 4에서, 'W(11)'는 피크 화이트 계조, 'LG(10)'은 밝은 중간 계조, 'DG(01)'은 어두운 중간 계조, 'B(00)'은 피크 블랙 계조를 나타내고, 화소 전압(Vdata) 구동 파형의 아래에 기재된 숫자는 프레임 수를 나타낸다.
룩업 테이블(21)은 도 4와 같이 현재 프레임(Fn) 영상 데이터와 다음 프레임(Fn+1) 영상 데이터를 계조별(W(11), LG(10), DG(01), B(00))로 비교하고, 그 비교 결과에 따라 선택되는 화소 전압(Vdata)의 구동 파형에 대한 정보를 저장한다.
화소 전압(Vdata)의 구동 파형은 약 35 개의 프레임 기간을 포함한 리셋기간(P1) 동안 발생되는 리셋 데이터의 구동 파형, 약 25 개의 프레임 기간을 포함한 제 1 안정화 기간(P2) 동안 발생되는 제 1 안정화 데이터의 구동 파형, 약 25 개의 프레임 기간을 포함한 제 2 안정화 기간(P3) 동안 발생되는 제 2 안정화 데이터의 구동 파형 및 약 35 개의 프레임 기간을 포함한 계조 기입기간(P4) 동안 발생되는 기입 데이터의 구동 파형을 포함한다.
리셋기간(P1) 동안에는 이 전 상태에 따라 마이크로캡슐(20) 내에 음(-)으로 대전 된 백색 입자(28)들과 양(+)으로 대전 된 흑색 입자(28)들의 배치가 각 화소 셀(16) 마다 다르기 때문에, 모든 화소 셀(16)의 화소 전극(17)에 리셋 기간(P1) 내의 다수의 프레임 기간 동안 백색표시 전압 즉, 리셋 전압을 공급함으로써 모든 화소 셀(16)들에 구비된 마이크로캡슐(20) 내의 입자배열을 1차 초기화한다. 리셋 데이터의 구동 파형은 현재 프레임 데이터와 다음 프레임 데이터의 차이가 클수록 리셋 전압이 공급되는 프레임 수가 증가한다.
제 1 및 제 2 안정화 기간(P2, P3) 동안에는 제 1 및 제 2 안정화 데이터 예를 들어, 백색 표시전압과 흑색 표시전압을 교대로 공급하여 마이크로캡슐(20) 내 에서 음(-)으로 대전 된 백색입자(28)와 양(+)으로 대전 된 흑색입자(28)를 분리시켜 마이크로캡슐(20) 내의 대전 입자들을 쌍 안정 상태로 2차 초기화한다. 제 1 및 제 2 안정화 기간(P2, P3)은 현재 프레임 데이터와 이전 프레임 데이터의 계조차에 관계없이 동일하다.
기입 데이터는 쌍 안정 상태의 마이크로캡슐(20)의 화소 전극(17)에 4가지 계조 중 어느 하나를 표현하는 전압(0V, +15V, -15V, 0V,)을 공급하여 계조를 표현하는 전압이다. 기입 데이터는 표시하고자 하는 계조가 높을수록 백색 표시전압이 공급되는 프레임 수가 증가하는 반면, 계조가 낮을수록 백색 표시전압의 공급 프레임 수는 감소한다. 즉, 계조 기입기간(P4) 내에서는 구동 파형의 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation) 제어로 백색을 표시하는 화소 전압(Vdata) 공급 프레임 수를 제어하여 계조를 표현한다.
이와 아울러, 도 5에 도시된 바와 같이 화소 전극(17)과 대향하는 공통전극(18)에는 적어도 한 프레임 단위로 전위가 반전되도록 스윙하는 공통전압(T_Vcom)이 공급된다.
구체적으로, 본 발명의 공통전압 생성부(15)는 리셋기간(P1)과 제 1 안정화 기간(P2), 제 2 안정화 기간(P3) 및 계조 기입기간(P4) 단위로 공통전압(T_Vcom)의 전위를 반전시켜 공통전극(18)에 공급한다. 다시 말해, 공통전압(T_Vcom)의 전위는 도 5와 같이 제 1 안정화 기간(P2)에는 부극성의 전위로 공급되고, 제 1 안정화 기간(P2)에는 정극성의 전위로 공급된다. 아울러, 제 2 안정화기간(P3)에는 다시 부극성의 전위로 공급되고, 계조 기입기간(P4)에는 정극성의 전위로 공급된다.
따라서, 화소 전극(18)에 공급되는 화소 전압(Vdata)과 공통 전압(T_Vcom)전위 차에 따라 마이크로 캡슐(20) 내에서 음(-)으로 대전 된 백색입자(28)와 양(+)으로 대전 된 흑색입자(28)가 이동하여 영상을 표시하게 된다.
백색을 표시하기 위한 백색전압은 도 2와 같이 백색 입자들이 음(-)으로 대전 됐다고 가정할 때는 도 4와 같은 부극성(저전위)의 화소 전압(Vdata-)이며, 이때 공통전압(T_Vcom)은 정극성(고전위)의 전위로 공급된다. 반면, 흑색전압은 정극성(고전위) 화소 전압(Vdata+)이 될 수 있으며 이때의 공통전압(T_Vcom)은 부극성(저전위)전위로 공급된다. 만일, 백색 입자가 양(+)으로 대전 되면 백색전압과 흑색전압은 상기 전압들의 반대로 되어야 한다.
상술한 설명에서 알 수 있듯이, 본 발명에서 계조 기입기간(P4)에 공통전극(18)에 공급되는 공통전압(T_Vcom)은 정극성 전위로만 공급됨을 특징으로 한다. 계조 기입기간(P4)에는 정극성의 전위로만 공통전압(T_Vcom)이 공통전극(18)에 공급됨으로써, 화소 전극(17)에 부극성의 화소 전압(Vdata-)을 공급하여 소정의 프레임 기간 동안 백색 계조를 기입할 수 있다. 만일, 백색 계조를 기입하지 않는 경우의 화소 셀(16)에는 화소 전극(17)에 정극성의 화소 전압(Vdata+)을 공급해서 공통전압(T_Vcom)과 화소전압(Vdata)을 동일한 레벨(예를 들어, +15V)로 유지시키게 된다.
이렇게 본 발명의 실시 예에서는 복수의 프레임 기간 예를 들어, 128 개의 프레임 기간 동안, 초기화, 안정화, 데이터 기입 과정을 포함하여 각 화소 셀(16) 단위로 하나의 데이터가 기입된다. 이때, 화소 전극(17)에 공급되는 정극성 화소 전압(Vdata+) 레벨과 부극성의 화소 전압 레벨(Vdata-)은 공통전압(T_Vcom) 스윙 레벨에 따라 변환 설정될 수 있다.
구체적으로, 도 5를 참조하면 공통전압(T_Vcom)의 스윙 레벨이 7.5V의 정극성(+7.5V) 및 부극성(-7.5V)의 전위로 스윙하는 경우, 이 공통전압(T_Vcom)의 스윙 레벨에 따라 정극성(+) 및 부극성(+)의 화소 전압(Vdata) 레벨은 7.5V의 정극성(+7.5V) 및 부극성(-7.5V) 레벨로 설정될 수도 있다. 이는 각 화소 셀(16)들을 구동하는 기간(P1 내지 P5)마다 전위가 서로 다른 상태의 공통전압(T_Vcom)과 화소 전압(Vdata)의 전압 차이가 15V가 될 수 있기 때문이다. 즉, 본 발명에서는 화소 전압(Vdata)과 전위가 스윙 되는 공통전압(T_Vcom)의 상호 관계에 따라 마이크로캡슐(20)에 인가되는 실효전압이 변화될 수 있다. 각각의 화소 셀(16)에 인가되는 실효 전압은 각 화소 전극(17)에 인가되는 화소 전압(Vdata) 보다 절대치가 크기 때문에 본 발명에서는 화소 전극(17)에 공급되는 정극성 및 부극성 화소 전압(Vdata)은 공통전압(T_Vcom) 스윙 레벨에 따라 변환 설정될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 전기 영동 표시장치 및 그 구동방법은 표시패널(14)에 공급되는 공통전압(T_Vcom)의 전위를 변환 공급함으로써, 영상을 표시하기 위한 구동 전력 즉, 화소 전압(Vdata)과 공통전압(T_Vcom)의 레벨을 감소시킬 수 있다. 이로 인해, 표시패널(14)을 구동하기 위한 회로 예를 들어, 데이터 구동부(12)와 공통전압 생성부(15) 등의 크기를 줄일 수 있고, 제품 단가 또한 감소시킬 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전기 영동 표시장치를 나타낸 구성도.
도 2는 도 1에 도시된 화소 셀을 나타낸 단면도.
도 3은 도 1에 도시된 타이밍 제어부를 좀 더 구체적으로 나타낸 구성도.
도 4는 현재 상태의 영상 데이터와 다음 상태에 기입될 영상 데이터에 따라 복수의 프레임 기간 동안 공급되는 화소 전압의 구동 파형을 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 공통전압과 백색 계조를 표시하기 위한 화소 전압의 구동 파형을 나타낸 파형도.
＊도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명＊
11 : 타이밍 제어부 12 : 데이터 구동부
13 : 게이트 구동부 14 : 표시패널
15 : 공통전압 생성부 16 : 화소 셀
17 : 화소 전극 18 : 공통 전극
20 : 마이크로캡슐 21 : 룩업 테이블
22 : 제 1 프레임 메모리 23 : 제 2 프레임 메모리
24 : 데이터 메모리 25 :프레임 카운터
28 : 흑색 입자 29 : 백색 입자

Claims (10)

  1. 복수의 화소 셀을 구비하여 영상을 표시하는 표시패널;
    상기 표시패널에 구비된 복수의 데이터 라인에 화소 전압을 공급하는 데이터 구동부;
    전위가 반전되도록 스윙하는 공통전압을 생성하여 상기 표시패널의 공통전극에 공급하는 공통전압 생성부;
    데이터 제어신호와 공통전압 제어신호를 생성하여 상기 데이터 구동부와 상기 공통전압 생성부의 구동 타이밍을 제어하는 타이밍 제어부를 구비하며,
    상기 복수의 화소셀 각각은 음으로 대전된 백색 입자와, 양으로 대전된 흑색 입자를 포함하는 마이크로 캡슐을 구비하며,
    상기 공통 전압 생성부는 상기 화소 전압이 화소 전극에 공급되는 기간 중 리셋기간, 제 1 안정화 기간, 제 2 안정화 기간 및 계조 기입기간 단위로 상기 공통전압의 전위를 반전시켜 상기 공통전극에 공급하며,
    상기 계조 기입 기간에 공통 전극에 공급되는 공통 전압은 정극성 전위로 공급되며, 상기 화소 전극에 부극성 화소 전압을 공급하여 백색 계조를 기입하며,
    상기 백색 계조를 기입하지 않는 경우의 상기 화소셀의 화소 전극에는 정극성의 화소 전압을 공급하고, 공통 전극에는 상기 화소 전압과 동일한 레벨의 공통 전압을 유지하는 것을 특징으로 하는 전기 영동 표시장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 타이밍 제어부는
    현재 프레임의 영상 데이터를 저장하는 제 1 프레임 메모리,
    다음 프레임의 영상 데이터를 저장하는 제 2 프레임 메모리,
    상기 현재 프레임의 영상 데이터와 다음 프레임의 영상 데이터를 비교하여 복수의 프레임 기간 동안 상기 각각의 화소 셀에 표시될 디지털 영상 데이터를 결정함과 아울러, 상기 디지털 영상 데이터의 출력 타이밍에 대응하여 공통전압 제어신호를 출력하는 룩업 테이블,
    프레임 수를 계수하는 프레임 카운터, 및
    상기 룩업 테이블로부터 출력된 디지털 영상 데이터를 저장하는 데이터 메모리를 구비한 것을 특징으로 하는 전기 영동 표시장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 공통 전압의 전위는 상기 리셋 기간에는 부극성의 전위로 공급되고, 제 1 안정화 기간에는 정극성의 전위로 공급되며, 상기 제 2 안정화 기간에는 다시 부극성의 전위로 공급되고 상기 계조 기입기간에는 정극성의 전위로 공급되는 것을 특징으로 하는 전기 영동 표시장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 각 화소 전극에 인가되는 화소 전압의 정극성 및 부극성 레벨은 상기 공통전압 스윙 레벨에 따라 변환 설정된 것을 특징으로 하는 전기 영동 표시장치.
  6. 복수의 화소 셀을 구비하여 영상을 표시하는 표시패널을 구비한 전기 영동 표시장치의 구동 방법에 있어서,
    상기 표시패널에 구비된 복수의 데이터 라인에 화소 전압을 공급하는 단계;
    전위가 반전되도록 스윙하는 공통전압을 생성하여 상기 표시패널의 공통전극에 공급하는 단계; 및
    데이터 제어신호와 공통전압 제어신호를 생성하여 상기 표시패널의 구동 타이밍과 상기 공통전압의 공급 타이밍을 제어하는 단계를 포함하며,
    상기 복수의 화소셀 각각은 음으로 대전된 백색 입자와, 양으로 대전된 흑색 입자를 포함하는 마이크로 캡슐을 구비하며,
    상기 공통 전극에 상기 공통 전압을 공급하는 단계는 화소 전극에 상기 화소 전압이 공급되는 기간 중 리셋기간, 제 1 안정화 기간, 제 2 안정화 기간 및 계조 기입기간 단위로 상기 공통전압의 전위를 반전시켜 상기 공통 전극에 공급하는 단계이며,
    상기 계조 기입 기간에 공통 전극에 공급되는 공통 전압은 정극성 전위로 공급되며, 상기 화소 전극에 부극성 화소 전압을 공급하여 백색 계조를 기입하며,
    상기 백색 계조를 기입하지 않는 경우의 상기 화소셀의 화소 전극에는 정극성의 화소 전압을 공급하고, 공통 전극에는 상기 화소 전압과 동일한 레벨의 공통 전압을 유지하는 것을 특징으로 하는 전기 영동 표시장치의 구동방법.
  7. 삭제
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 표시패널의 구동 타이밍 및 공통전압의 공급 타이밍을 제어하는 단계는
    현재 프레임의 영상 데이터를 저장하는 단계,
    다음 프레임의 영상 데이터를 저장하는 단계,
    상기 현재 프레임의 영상 데이터와 다음 프레임의 영상 데이터를 비교하여 복수의 프레임 기간 동안 상기 각각의 화소 셀에 표시될 디지털 영상 데이터를 결정하는 단계,
    상기 디지털 영상 데이터의 출력 타이밍에 대응하여 공통전압 제어신호를 출력하는 단계,
    프레임 수를 계수하는 단계, 및
    상기 각각의 화소 셀에 표시될 디지털 영상 데이터를 저장 및 출력하는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 전기 영동 표시장치의 구동방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 공통 전압의 전위는 상기 리셋 기간에는 부극성의 전위로 공급되고, 제 1 안정화 기간에는 정극성의 전위로 공급되며, 상기 제 2 안정화 기간에는 다시 부극성의 전위로 공급되고 상기 계조 기입기간에는 정극성의 전위로 공급되는 것을 특징으로 하는 전기 영동 표시장치의 구동방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 각 화소 전극에 인가되는 화소 전압의 정극성 및 부극성 레벨은 상기 공통전압 스윙 레벨에 따라 변환 설정된 것을 특징으로 하는 전기 영동 표시장치의 구동방법.
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