KR102105749B1 - 디스플레이 디바이스들을 구동하기 위한 방법 및 회로부 - Google Patents

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Abstract

디스플레이 디바이스는 스캔 페이즈와 이후의 글로벌 구동 페이즈의 여러 반복들을 이용함으로써 동작된다. 스캔 페이즈에서, 디스플레이 디바이스에서의 각각의 픽셀의 상태는 "인에이블" 또는 "디스에이블" 중 어느 것으로 설정되며, 그 시간 동안 글로벌 드라이브 생성기는 비활성화된다. 다음, 글로벌 구동 페이즈에서, 글로벌 구동 신호는 디스플레이 디바이스로 전송된다. 인에이블된 픽셀들의 서브세트만이 글로벌 구동 신호에 의해 영향받으며, 이것은 인에이블된 픽셀들로 하여금 원하는 디스플레이 상태로의 천이를 수행하게 한다. 스캔 페이즈와 이후의 글로벌 구동 페이즈의 시퀀스는 이후 디스플레이 디바이스를 업데이트하는데 요구되는 고유의 천이들의 수까지 반복된다.

Description

디스플레이 디바이스들을 구동하기 위한 방법 및 회로부{METHODS AND CIRCUITRY FOR DRIVING DISPLAY DEVICES}
관련 출원들의 상호 참조
본 출원은 2015년 5월 27일에 출원된 미국 가출원 62/167,065와 관련된다.
기술 분야
본 개시는 전기-광학 디바이스들 및 방법들에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기-광학 디스플레이들을 구동하기 위한 방법들 및 회로부에 관한 것이다.
사인들 (signs) 은 전기-광학 디스플레이의 최근 생겨난 애플리케이션이다. 이러한 사인들은 일반적으로 휴대형 판독기 및 기타 디스플레이 디바이스들에 사용되는 것과 같은 일반적인 전기-광학 디스플레이들, 및 표시된 정보의 비교적 드문 업데이트들과 비교할 때 큰 치수를 특징으로 한다. 그러한 디스플레이들을 구동하기 위한 기술들은 디스플레이 디바이스의 인쇄 회로 기판의 후면에 타일링된 액티브 매트릭스 및 다이렉트 드라이브를 포함한다. 두 방법 모두 단점이 있다.
그러한 디스플레이 디바이스들의 큰 픽셀 수 때문에, 액티브 매트릭스 접근법은 비싸고 많은 양의 전력을 소비하는 고주파 드라이버들을 필요로 한다. 더욱이, 관련된 큰 거리로 인해, 송신선 효과가 커지고 로컬 드라이버 회로를 필요로 한다.
다이렉트 구동 디스플레이들은 인쇄 회로 기판의 후면에 일렉트로닉스를 탑재하고 일렉트로닉스를 디스플레이 디바이스에 분포시킴으로써 이러한 문제들 중 일부를 완화한다. 다이렉트 드라이버 회로부는 호스트와 통신하여 업데이트 정보를 수신한다. 다음 로컬 드라이버는 전용 와이어를 통해 해당 지역에서 다이렉트 구동 픽셀을 업데이트하기 위해 신호들을 생성한다. 대형 디스플레이의 경우, 많은 수의 로컬 드라이버들이 필요하며 드라이버들은 개별적으로 탑재되고 배선되어야 한다.
본 발명자는 디스플레이 디바이스의 유리한 동작이 글로벌 구동 페이즈가 뒤따르는 스캔 페이즈를 포함하는 프로세스의 몇몇 반복들을 사용함으로써 얻어짐을 인식하였다. 스캔 페이즈에서, 디스플레이 디바이스의 각각의 픽셀의 상태는 "인에이블" 또는 "디스에이블"로 설정되며, 그 시간 동안 글로벌 구동 생성기는 비활성화된다. 스캔은 긴 프레임 시간을 사용하여 하나의 스캔 프레임에서 수행될 수 있으므로, 저렴한 전자 드라이버를 사용할 수 있다. 그 다음, 글로벌 구동 페이즈에서, 글로벌 구동 신호가 디스플레이 디바이스로 전송된다. 인에이블된 픽셀들의 서브세트만이 글로벌 구동 신호의 영향을 받으며, 이것은 인에이블된 픽셀들로 하여금 원하는 디스플레이 상태로의 천이를 수행하게 한다. 구동 신호가 글로벌이기 때문에, 복잡한 전압 시퀀스를 제공하는데 필요한 구동 회로는 단지 하나이다. 스캔 페이즈와 이후의 글로벌 구동 페이즈의 시퀀스는 이후 디스플레이 디바이스를 업데이트하는데 필요한 고유의 천이들의 수까지 반복된다.
하나의 구현예에서, 모든 픽셀들이 먼저 인에이블되고 모든 픽셀들을 초기 디스플레이 상태로 천이시키는 구동 신호를 수신한다. 다음, 연속적으로 각각의 디스플레이 상태는 각각의 구동 신호들을 디스플레이 디바이스의 픽셀들의 서브세트 각각에 인가함으로써 설정된다. 다른 구현예에서, 픽셀들의 각각의 서브세트의 픽셀들은 글로벌 구동 페이즈 동안 및 각각의 고유한 천이에 대한 구동 신호를 인가하기 이전에 초기 디스플레이 상태로 천이된다. 또 다른 구현예에서, 광학 상태들 간의 모든 가능한 천이들은 픽셀들을 초기 디스플레이 상태로 천이시키지 않고 수행된다.
이 방법은 인접 픽셀들의 비동기식 업데이트들에 의해 유도된 블루밍 아티팩트들이 품질에 중요하지 않은 충분히 큰 픽셀을 갖는 디스플레이 디바이스 및 천이 외관에 관계없이 천천히 업데이트될 수 있는 디스플레이 디바이스들에 적용되지만 이에 한정되지 않는다. 업데이트를 수행하는데 필요한 시간은 업데이트가 자주 발생하지 않는 전자 표지판 애플리케이션에서 중요한 문제는 아니다. 그러한 전자 표지판의 예로는 메뉴 보드 표지판, 호텔 환영 표지판, 행사 일정, 공항 표지판, 기차역 표지판 등을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
개시된 기술의 제 1 양태에 따르면, 픽셀들을 포함하는 디스플레이 디바이스를 동작시키는 방법은 디스플레이 디바이스의 픽셀들의 제 1 서브세트를 인에이블시키는 단계로서, 픽셀들의 제 1 서브세트는 제 1 디스플레이 상태에 대응하는, 상기 픽셀들의 제 1 서브세트를 인에이블시키는 단계; 인에이블된 픽셀들의 제 1 서브세트를 제 1 디스플레이 상태로 천이시키는 단계; 및 제 2 디스플레이 상태에 대응하는 픽셀들의 제 2 서브세트에 대해 인에이블시키고 천이시키는 단계를 포함한다.
개시된 기술의 제 2 양태에 따르면, 디스플레이 시스템은 디스플레이 매체, 디스플레이 매체의 제 1 표면 상의 공통 전극, 및 디스플레이 매체의 제 2 표면 상에서 디스플레이 디바이스의 픽셀들을 정의하는 픽셀 전극을 포함하는 디스플레이 디바이스; 디스플레이 디바이스의 픽셀들의 제 1 서브세트를 인에이블시키도록 구성된 픽셀 회로부로서, 픽셀들의 제 1 서브세트는 제 1 디스플레이 상태에 대응하는, 상기 픽셀들의 제 1 서브세트를 인에이블시키도록 구성된 픽셀 회로부; 인에이블된 픽셀들의 제 1 서브세트를 제 1 디스플레이 상태로 천이시키도록 구성된 구동 회로; 및 제 2 디스플레이 상태에 대응하는 픽셀들의 제 2 서브세트에 대한 인에이블 및 천이를 반복하기 위해 픽셀 회로부 및 구동 회로를 제어하도록 구성된 제어 회로를 포함한다.
개시된 기술의 제 3 양태에 따르면, 디스플레이 시스템은 2 이상의 안정적인 상태들을 갖는 디스플레이 매체와 디스플레이 디바이스의 픽셀들을 정의하는 픽셀 전극들을 포함하는 디스플레이 디바이스; 및 디스플레이 디바이스의 픽셀들의 각각과 연관된 픽셀 회로를 포함하며, 각각의 픽셀 회로는, 소스 상에 픽셀 인에이블 전압 및 게이트 상에 선택 전압을 수신하도록 구성된 제 1 다이렉트스터; 제 1 트랜지스터의 드레인과 기준 전압 사이에 커플링된 홀딩 커패시터; 및 제 1 트랜지스터의 드레인에 커플링되는 게이트, 연관된 픽셀의 픽셀 전극에 커플링된 소스, 및 기준 전압에 커플링되는 드레인을 갖는 제 2 트랜지스터를 포함한다.
본 기술의 다양한 양태들 및 실시형태들은 다음의 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 도면들은 반드시 일정한 비율로 그려진 것은 아님을 이해해야 한다. 다수의 도면들에 보이는 항목들은 보이는 모든 도면들에서 동일한 참조 번호로 표시된다.
도 1은 일부 실시형태들에 따른 디스플레이 시스템의 개략 블록도이다.
도 2는 일부 실시형태들에 따른 디스플레이 시스템의 개략 단면도이다.
도 3은 일부 실시형태들에 따른 디스플레이 시스템의 개략도이다.
도 4는 일부 실시형태들에 따른 디스플레이 시스템의 개략도이다.
도 5는 상이한 디스플레이 상태들을 갖는 픽셀들을 갖는 디스플레이 디바이스의 간략화된 개략도이다.
도 6은 일부 실시형태들에 따라 디스플레이 디바이스를 동작시키는 방법의 흐름도이다.
도 7은 일부 실시형태들에 따라 디스플레이 디바이스를 동작시키는 방법의 흐름도이다.
도 8은 일부 실시형태들에 따라 디스플레이 디바이스를 동작시키는 방법의 흐름도이다.
재료 또는 디스플레이에 적용되는 것과 같은 용어 "전기-광학 (electro-optic)" 은 적어도 하나의 광학적 특성이 상이한 제 1 및 제 2 디스플레이 상태들을 갖는 재료를 지칭하기 위해 영상 분야에서의 통상의 의미로 본원에서 사용되고, 그 재료는 재료에 대한 전기장의 인가에 의해 그 제 1 디스플레이 상태로부터 그 제 2 디스플레이 상태로 변경된다. 광학 특성은 통상적으로 육안으로 인지가능한 컬러이지만, 다른 광학 특성, 예컨대 광 투과, 반사, 발광, 또는 기계 판독을 위한 디스플레이의 경우에는 가시 범위 외부의 전자기 파장들의 반사율 변화 의미에서의 의사-컬러 (pseudo-color) 일 수도 있다.
용어 "그레이 상태" 는 본원에서 픽셀의 2 개의 극단 광학 상태들 중간의 상태를 지칭하기 위해 이미징 분야에서 그 종래 의미로 사용되고, 이들 2 개의 극단 상태들 간의 블랙-화이트 천이를 반드시 시사하는 것은 아니다. 예를 들어, 이하 참조되는 E Ink 특허들 및 공개된 출원들 중 몇몇은, 극단 상태들이 화이트 및 딥 블루인 전기영동 디스플레이들을 설명하며, 따라서 중간 "그레이 상태" 는 실질적으로 페일 블루이다. 실제로, 이미 언급된 것과 같이, 광학 상태에서의 변화는 결코 컬러 변화가 아닐 수도 있다. 용어들 "블랙" 및 "화이트" 는 하기에서 디스플레이의 2 개의 극단 광학 상태들을 지칭하는데 사용될 수도 있고, 엄격히 블랙 및 화이트가 아닌 극단 광학 상태들, 예를 들어 앞서 언급된 화이트 및 다크 블루 상태들, 또는 임의의 컬러들을 일반적으로 포함하는 것으로 이해되어야만 한다. 용어 "모노크롬 (monochrome)" 은 하기에서 어떤 개입하는 그레이 상태들 없이 오직 픽셀들을 그들의 2 개의 극단 광학 상태들로 구동하는 구동 방식을 표시한다.
MIT (Massachusetts Institute of Technology) 와 E Ink Corporation 에 양도되거나 또는 이들 이름으로 된 다수의 특허 및 출원이 캡슐화된 전기영동 및 다른 전기-광학 매체에 사용되는 다양한 기술을 설명한다. 이러한 캡슐화된 매체는 다수의 작은 캡슐을 포함하고, 그 각각은 자체가 액체 매체에 전기영동적으로 이동가능한 입자들을 포함하는 내부상, 및 내부상을 둘러싸는 캡슐 벽을 포함한다. 통상적으로, 캡슐들은 스스로가 중합성 바인더 내에 홀딩되어 두 개의 전극 사이에 위치한 코히런트 층을 형성한다. 이들 특허들 및 출원들에서 설명되는 기술은 다음을 포함한다:
(a) 전기영동 입자들, 유체들 및 유체 첨가제들; 예를 들어 미국 특허들 Nos. 7,002,728 및 7,679,814 를 참조한다;
(b) 캡슐, 바인더 및 캡슐화 공정; 예를 들어 미국 특허들 Nos. 6,922,276 및 7,411,719 를 참조한다;
(c) 전기-광학 재료를 포함하는 필름 및 서브 어셈블리; 예를 들어 미국 특허들 Nos. 6,982,178 및 7,839,564 를 참조한다;
(d) 백플레인, 접착제층 및 디스플레이에 사용되는 다른 보조층 및 방법; 예를 들어 미국 특허들 Nos. D485,294; 6,124,851; 6,130,773; 6,177,921;
Figure 112017129287360-pct00001
8,728,266; 8,754,859; 8,830,560; 8,891,155; 8.969,886; 9,152,003; 및 9,152,004; 및 미국 특허 출원 공개공보 Nos. 2002/0060321; 2004/0105036; 2005/0122306; 2005/0122563; 2007/0052757; 2007/0097489; 2007/0109219; 2009/0122389; 2009/0315044; 2011/0026101; 2011/0140744; 2011/0187683; 2011/0187689; 2011/0292319; 2013/0278900; 2014/0078024; 2014/0139501; 2014/0300837; 2015/0171112; 2015/0205178; 2015/0226986; 2015/0227018; 2015/0228666; 및 2015/0261057; 및 국제 출원 공개공보 No. WO 00/38000; 유럽 특허 Nos. 1,099,207 B1 및 1,145,072 B1 을 참조한다;
(e) 컬러 형성 및 컬러 조정; 예를 들어 미국 특허 Nos. 7,075,502 및 7,839,564 를 참조한다;
(f) 디스플레이들을 구동하는 방법들; 예를 들어 미국 특허들 Nos. 5,930,026; 6,445,489; 6,504,524; 6,512,354; 6,531,997; 6,753,999; 6,825,970; 6,900,851; 6,995,550; 7,012,600; 7,023,420; 7,034,783; 7,116,466; 7,119,772; 7,193,625; 7,202,847; 7,259,744; 7,304,787; 7,312,794; 7,327,511; 7,453,445; 7,492,339; 7,528,822; 7,545,358; 7,583,251; 7,602,374; 7,612,760; 7,679,599; 7,688,297; 7,729,039; 7,733,311; 7,733,335; 7,787,169; 7,952,557; 7,956,841; 7,999,787; 8,077,141; 8,125,501; 8,139,050; 8,174,490; 8,289,250; 8,300,006; 8,305,341; 8,314,784; 8,373,649; 8,384,658; 8,558,783; 8,558,785; 8,593,396; 및 8,928,562; 및 미국 특허 출원 공개공보 Nos. 2003/0102858; 2005/0253777; 2007/0091418; 2007/0103427; 2008/0024429; 2008/0024482; 2008/0136774; 2008/0291129; 2009/0174651; 2009/0179923; 2009/0195568; 2009/0322721; 2010/0220121; 2010/0265561; 2011/0193840; 2011/0193841; 2011/0199671; 2011/0285754; 2013/0063333; 2013/0194250; 2013/0321278; 2014/0009817; 2014/0085350; 2014/0240373; 2014/0253425; 2014/0292830; 2014/0333685; 2015/0070744; 2015/0109283; 2015/0213765; 2015/0221257; 및 2015/0262255 를 참조한다;
(g) 디스플레이들의 응용들; 예를 들어 미국 특허들 Nos. 7,312,784 및 8,009,348 을 참조한다; 그리고
(h) 비-전기영동 디스플레이, 미국 특허들 Nos. 6,241,921; 6,950,220; 7,420,549; 및 8,319,759; 및 미국 특허 출원 공개공보 No. 2012/0293858 에 기재된다.
본 발명자는 디스플레이 디바이스의 유리한 동작이 스캔 페이즈와 그 이후의 글로벌 구동 페이즈를 포함하는 프로세스의 몇몇 반복들을 사용함으로써 얻어짐을 인식하였다. 스캔 페이즈에서, 디스플레이 디바이스의 각각의 픽셀의 상태는 "인에이블" 또는 "디스에이블"로 설정되며, 그 시간 동안 글로벌 구동 생성기는 비활성화된다. 스캔은 긴 프레임 시간을 사용하여 하나의 스캔 프레임에서 수행될 수 있으므로, 저렴한 전자 드라이버를 사용할 수 있다. 그 다음, 글로벌 구동 페이즈에서, 글로벌 구동 신호가 디스플레이 디바이스로 전송된다. 인에이블된 픽셀들의 서브세트만이 글로벌 구동 신호의 영향을 받으며, 이것은 인에이블된 픽셀들이 원하는 디스플레이 상태로의 천이를 수행하게 한다. 구동 신호가 글로벌이기 때문에, 복잡한 전압 시퀀스를 제공하는데 필요한 구동 회로는 단지 하나이다. 글로벌 구동 페이즈가 뒤따르는 스캔 페이즈의 시퀀스는 이후 디스플레이 디바이스를 업데이트하는데 필요한 고유의 천이들의 수까지 반복된다.
하나의 구현예에서, 모든 픽셀들이 먼저 인에이블되고 모든 픽셀들은 모든 픽셀들을 초기 디스플레이 상태로 천이시키는 구동 신호를 수신한다. 다음, 연속적으로 각각의 디스플레이 상태는 각각의 구동 신호들을 디스플레이 디바이스의 픽셀들의 서브세트 각각에 인가함으로써 설정된다. 다른 구현예에서, 픽셀들의 각각의 서브세트의 픽셀들은 글로벌 구동 페이즈 동안 및 각각의 고유한 천이에 대한 구동 신호를 인가하기 이전에 초기 디스플레이 상태로 천이된다. 또 다른 구현예에서, 광학 상태들 간의 모든 가능한 천이들은 픽셀들을 초기 디스플레이 상태로 천이시키지 않고 수행된다.
이 방법은 인접 픽셀들의 비동기식 업데이트들에 의해 유도된 블루밍 아티팩트들이 품질에 중요하지 않은 충분히 큰 픽셀을 갖는 디스플레이 디바이스 및 천이 외관에 관계없이 천천히 업데이트될 수 있는 디스플레이 디바이스들에 적용되지만 이에 한정되지 않는다. 업데이트를 수행하는데 필요한 시간은 업데이트가 자주 발생하지 않는 전자 표지판이 갖는 중요한 문제는 아니다. 그러한 전자 표지판의 예로는 메뉴 보드 표지판, 호텔 환영 표지판, 행사 일정, 공항 표지판, 기차역 표지판 등을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
일부 구현예들에서, 디스플레이에서의 모든 픽셀들은 다음의 디스플레이 상태로 업데이트된다. 일부 구현예들에서, 디스플레이에서의 픽셀들의 일 부분만이 다음의 디스플레이 상태로 업데이트된다. 예를 들어, 열차 출발 일정을 업데이트하여 목록의 아래에 다른 열차 출발을 추가할 때, 새로운 열차 출발을 표시하는 픽셀들만이 인에이블되고 다음 디스플레이 상태로 천이된다. 다른 예에서, 적색과 같은 새로운 컬러가 디스플레이되는 이미지에 추가될 때, 다음의 디스플레이 상태로서 적색을 갖는 픽셀들 만이 인에이블되고 천이된다.
본 개시의 실시형태들 및 양태들을 통합하기 위해 적합한 디스플레이 시스템 (110) 의 일 예가 도 1 에 도시된다. 디스플레이 시스템 (110) 은 이미지 소스 (112), 디스플레이 제어 유닛 (116) 및 디스플레이 디바이스 (126) 를 포함할 수도 있다. 이미지 소스 (112) 는 예컨대, 이미지 데이터가 메모리에 저장된 컴퓨터, 카메라, 또는 원격 이미지 소스로부터의 데이터 라인일 수도 있다. 이미지 소스 (112) 는 이미지를 나타내는 이미지 데이터를 디스플레이 제어 유닛 (116) 에 공급할 수도 있다. 디스플레이 제어 유닛 (116) 은 제 1 데이터 버스 (118) 에서 출력 신호들의 제 1 세트 및 제 2 데이터 버스 (20) 에서 신호들의 제 2 세트를 생성할 수도 있다. 제 1 데이터 버스 (118) 는 디스플레이 디바이스 (126) 의 로우 드라이버들에 접속될 수도 있고, 제 2 데이터 버스 (120) 는 디스플레이 디바이스 (126) 의 컬럼 드라이버들 (124) 에 접속될 수도 있다. 로우 및 컬럼 드라이버들은 디스플레이 디바이스 (126) 의 동작을 제어한다. 일 예에서, 디스플레이 디바이스 (126) 는 전기영동 디스플레이 디바이스이다. 디스플레이 제어 유닛 (116) 은 본원에 설명된 동작들을 수행하기 위한 회로부를 포함하는 디스플레이 디바이스 (126) 를 동작시키기 위한 회로부를 포함할 수 있다.
개시된 기술은 이른바 "쌍안정성" 디스플레이 디바이스들에 관한 것이다. "쌍안정성"이라는 용어는, 적어도 하나의 광학적 특성이 상이한 제 1 및 제 2 디스플레이 상태를 갖는 디스플레이 소자들을 포함하는 디스플레이들을 지칭하기 위해서, 그래서 임의의 주어진 소자가 어드레싱 펄스에 의해 구동된 이후에, 제 1 또는 제 2 디스플레이 상태 중 어느 하나를 상정하기 위해서 당해 분야에서 그 종래 의미로 본원에 사용된다. 어드레싱 펄스가 종료된 이후, 디스플레이 상태는 디스플레이 소자의 상태 변화에 요구되는 어드레싱 펄스의 지속기간의 적어도 수배 동안 지속할 것이다. 그레이 스케일이 가능한 일부 입자 기반의 전기영동 디스플레이는 흑백 상태에서 뿐만 아니라 그들의 중간 그레이 상태에서도 안정적이며, 이것은 일부 다른 유형의 전기-광학 디스플레이들도 사실이다. 이러한 유형의 디스플레이는 쌍안정이라기 보다는 "다중 안정"으로 불리는 것이 적정하지만, 편의상 "쌍안정"이라는 용어가 본원에서 쌍안정과 다중 안정 디스플레이들의 양자를 커버하기 위해 사용될 수도 있다. 상이한 컬러 상태들이 안정한 2 이상의 착색된 안료 입자들을 갖는 입자-기반 디스플레이들에 대해서도 마찬가지이다. 쌍안정이라는 용어는 어드레싱 펄스가 종료된 이후 디스플레이 소자의 상태 변화에 요구되는 어드레싱 펄스의 지속기간의 적어도 수배 동안 지속되는 상이한 컬러 상태들을 지칭할 수 있다.
쌍안정성 전기-광학 디스플레이는 제 1 근사치로 임펄스 변환기로 작용하여, 픽셀의 마지막 디스플레이 상태가 인가된 전기장 및 전기장이 인가되는 시간뿐만 아니라, 전기장 인가 이전의 픽셀의 디스플레이 상태에도 의존한다. 더욱이, 적어도 다수의 입자 기반 전기-광학 디스플레이들의 경우, 그레이 레벨에서의 동일한 변화를 통해 주어진 픽셀을 변화시키는데 필요한 임펄스들은 반드시 일정하지는 않다. 이러한 문제는 필요한 픽셀들을 다른 디스플레이 상태들로 구동하기 이전에 디스플레이 디바이스의 모든 픽셀들을 백색과 같은 초기 디스플레이 상태로 구동함으로써 감소되거나 극복될 수 있다.
디스플레이 디바이스 (126) 의 예시적인 디스플레이 아키텍처의 단면도가 도 2에 도시되어 있다. 디스플레이 아키텍처는 전기-광학 층 (210) 의 일 측면 상에 단일의 공통 투명 전극 (202) 을 포함할 수 있으며, 공통 전극 (202) 은 디스플레이 디바이스의 모든 픽셀들에 걸쳐 연장된다. 그러므로 공통 전극 (202) 은 전방 전극으로 간주될 수 있고 디스플레이 (126) 의 시인측 (216) 을 나타낼 수 있다. 공통 전극 (202) 은 인듐 주석 산화물 (ITO) (어떤 경우에는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET) 와 같은 투명 기판 상에 증착될 수 있음) 과 같은 투명 도체일 수 있다. 공통 전극 (202) 은 전기-광학 층 (210) 및 관찰자 (observer) 사이에 배치되며, 관찰자가 디스플레이를 시인하는 시인 표면 (216) 을 형성한다. 전기-광학 층 (210) 의 반대측에는, 로우들과 컬럼들로 배열된 픽셀 전극들의 매트릭스가 배치되어 있다. 각각의 픽셀 전극은 픽셀 전극들의 매트릭스의 로우와 컬럼의 교차점에 의해 정의된다. 도 2의 예에서, 픽셀 전극 (204, 206 및 208) 은 각각 픽셀들 (224, 226 및 228) 을 정의한다. 3개의 픽셀 전극들 (204, 206 및 208) 이 도 2에 도시되어 있지만, 임의의 적절한 수의 픽셀들이 디스플레이 디바이스 (126) 에 사용될 수 있다. 픽셀 전극들 (204, 206 및 208) 은 디스플레이 디바이스의 백플레인의 일부를 형성하는 후면 전극으로 간주될 수 있다.
다른 전극 배치들은 개시된 기술의 범위 내에서 이용될 수 있다. 전기-광학 층 (210) 의 각각의 픽셀에 인가되는 전계는 공통 전극에 인가되는 전압에 대하여 관련 픽셀 전극에 인가되는 전압을 변화시킴으로써 제어된다.
전기-광학 층 (210) 은 임의의 적합한 전기-광학 매체를 포함할 수 있다. 도 2의 예에서, 전기-광학 층은 양으로 하전된 백색 입자들 (212) 및 음으로 하전된 흑색 입자들 (214) 을 포함한다. 픽셀에 인가되는 전기장은 공통 전극과 픽셀 전극 사이의 공간 내에 입자들 (212 및 214) 을 위치시킴으로써 디스플레이 상태를 변경하여, 시인 표면 (216) 에 더 가까운 입자들이 디스플레이 상태를 결정하게 한다. 도 2의 실시형태에서, 픽셀들 (224 및 228) 은 흑색 상태에 있고, 픽셀 (226) 은 백색 상태에있다. 이러한 디스플레이 상의 정보는 1 비트 깊이를 갖는 것으로 언급될 수 있다. 그레이 디스플레이 상태는 시인 표면 (216) 을 통해 관찰자가 볼 수 있는 흑색 및 백색 입자들의 혼합물을 생성하도록 전압 신호를 인가함으로써 형성될 수 있다. 복수의 그레이 상태들은 적절한 전압 신호들을 전극들에 인가함으로써 형성될 수 있다. 도 2의 전기-광학 층 (210) 은 마이크로캡슐형 전기영동 매체를 나타낸다.
개시된 기술의 양태들은 또한 마이크로셀형 전기영동 디스플레이 및 폴리머 분산형 전기영동 이미지 디스플레이들 (PDEPID) 와 관련하여 사용될 수 있다. 또한, 전기영동 디스플레이들이 개시된 기술의 양태들에 따라 적절한 유형의 디스플레이를 나타내지만, 다른 유형들의 디스플레이들도 개시된 기술의 하나 이상의 양태들을 이용할 수 있다. 예를 들어, Gyricon 디스플레이들, 일렉트로크로믹 디스플레이들 및 폴리머 분산형 액정 디스플레이들 (PDLCD) 은 또한 개시된 기술의 양태들을 이용할 수 있다.
도 3에는 실시형태들에 따른 디스플레이 시스템 (310) 의 구동 회로부의 개략도가 도시되어 있다. 디스플레이 시스템 (310) 은, 공통 전극 (202), 전기-광학 층 (210) 및 픽셀 (228) 을 정의하는 픽셀 전극 (208) 을 포함한, 상술한 디스플레이 디바이스 (126) 를 포함한다. 단일의 픽셀 전극이 도 3에 도시되어 있지만, 디스플레이 디바이스 (126) 는 로우들 및 컬럼들로 배열된 픽셀 전극들의 매트릭스를 포함하는 것으로 이해될 것이다. 디스플레이 시스템 (310) 은 픽셀 전극 (208) 에 커플링된 출력 및 스캐닝 회로 (322) 에 커플링된 입력을 갖는 픽셀 회로 (320) 를 더 포함한다. 스캐닝 회로 (322) 는 도 1에 도시되고 상술된 디스플레이 제어 유닛 (116) 의 일부일 수 있다. 픽셀 회로 (320) 는 디스플레이 디바이스 (126) 의 각각의 픽셀에 대해 반복된다. 일부 실시형태들에서, 픽셀 회로 (320) 는 디스플레이 디바이스 (126) 가 탑재된 인쇄 회로 기판 상에 집적될 수 있고, 각각의 픽셀 회로 (320) 는 접속되는 픽셀 전극 뒤에 위치할 수 있다. 바람직하게, 픽셀 회로는 포토리소그래피 또는 대형 집적 회로들을 제조하기 위한 임의의 다른 공지된 프로세스에 의해 제조된 집적된 비정질 실리콘 백플레인이다.
디스플레이 시스템 (310) 은 디스플레이 디바이스 (126) 의 공통 전극 (202) 과 접지와 같은 기준 전압 사이에 접속된 천이 구동 생성기 (330) 를 더 포함한다. 도 3의 실시형태에서, 스위치 (332) 는 천이 구동 생성기 (330) 와 직렬로 접속되어 천이 구동 생성기 (330) 가 공통 전극 (202) 으로부터 분리되도록 한다. 천이 구동 생성기 (330) 는 도 1에 도시되고 상술된 디스플레이 제어 유닛 (116) 의 일부일 수 있는 디지털-투-아날로그 변환기 (334) 로부터 입력을 수신한다. 통상적으로, 스위치 (332) 는 디스플레이 제어기에 의해 예를 들어 MOSFET, 전기-광학 절연체 또는 고체 상태 릴레이에 의해 전기적으로 제어될 것이다. 천이 구동 생성기가 천이를 수행하기 위해 연속적인 시간 전압 신호를 제공하기 때문에, 메모리로부터 디지털 값들을 판독하고 디지털 시간 아날로그 변환기를 사용하여 시간 전압 신호를 생성함으로써 신호가 생성될 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 픽셀 회로 (320) 는 게이트가 스캐닝 회로 (322) 의 컬럼 선택 라인에 접속되고 소스가 스캐닝 회로 (322) 의 픽셀 인에이블 라인에 접속된 제 1 트랜지스터 (340) 를 포함할 수 있다. 제 1 트랜지스터 (340) 의 드레인은 홀딩 커패시터 (342) 의 제 1 단자 및 제 2 트랜지스터 (344) 의 게이트에 접속된다. 홀딩 캐패시터 (342) 의 제 2 단자는 접지에 접속된다. 제 2 트랜지스터 (344) 의 소스는 픽셀 전극 (208) 에 접속되고, 제 2 트랜지스터 (344) 의 드레인은 접지에 접속된다. 개별 픽셀 회로 (320) 는 디스플레이 디바이스 (126) 의 각각의 픽셀 전극에 접속된다. 통상적으로, 소스 및 드레인 중 하나는 픽셀 전극에 접속되고, 소스 및 드레인 중 다른 하나는 접지에 접속된다. 소스 및 드레인이 상호 교환될 수 있다는 것은 당업자에게 명백할 것이다.
픽셀 회로 (320) 는 후술하는 바와 같이 디스플레이 시스템 (310) 의 동작 동안 디스플레이 디바이스 (126) 의 각각의 픽셀을 인에이블 또는 디스에이블하도록 기능한다. 특히, 픽셀 전극들의 매트릭스는 스캐닝되고 디스플레이 디바이스 (126) 의 각각의 픽셀은 인에이블 또는 디스에이블된다. 픽셀들은 스캐닝 프로세스에서 인에이블 또는 디스에이블된다. 도 3을 참조하면, 스캐닝 회로 (322) 는 선택된 컬럼의 각각의 픽셀 회로의 제 1 트랜지스터 (340) 의 게이트에 컬럼 선택 전압을 인가한다. 스캐닝 회로 (322) 는 또한 특정 픽셀이 인에이블 또는 디스에이블되는지 여부에 따라, 선택된 컬럼에서의 각각의 픽셀 회로의 제 1 트랜지스터 (340) 의 소스에 픽셀 인에이블 신호를 인가한다. 인에이블될 픽셀들에 대해, 픽셀 인에이블 전압은 "고전압"으로 설정되며, "고전압"은 홀딩 커패시터를 그 전압으로 충전할 것이다. 픽셀이 디스에이블되는 경우, 픽셀 인에이블 전압은 "저전압"으로 설정되며, "저전압"은 홀딩 커패시터를 그 전압으로 충전할 것이다. "고전압"은 천이 구동 신호의 인가 동안 트랜지스터 (344) 를 턴온하기에 충분하도록 선택되고, "저전압"은 트랜지스터 (344) 가 구동 중에 꺼지지 않도록 보장하기에 충분하도록 선택된다. 스캐닝 프로세스는 디스플레이 디바이스 (126) 의 각 컬럼에 대해 반복되어, 디스플레이 디바이스 (126) 내의 모든 픽셀들이 인에이블 또는 디스에이블된다.
인에이블될 픽셀들의 선택은 디스플레이될 이미지에 대한 이미지 데이터에 기초하며, 특히 선택된 디스플레이 상태를 갖는 이미지에서의 픽셀들에 대한 이미지 데이터에 기초한다. 예를 들어, 그레이 레벨 3의 디스플레이 상태를 갖는 이미지에서의 모든 픽셀은 스캔 페이즈에서 인에이블된다. 디스플레이 디바이스 (126) 의 각각의 픽셀의 인에이블 또는 디스에이블은 천이 구동 생성기 (330) 가 공통 전극 (202) 에 적용될 때 픽셀이 천이되는지 여부를 결정한다.
단지 예시로서, 제 1 트랜지스터 (340) 의 게이트 전압은, 컬럼이 선택될 때 +20V와 같은 양의 전압이 될 수 있고 컬럼이 선택되지 않을 때 -20V와 같은 음의 전압이 될 수 있다. 제 1 트랜지스터 (340) 의 소스에 접속된 픽셀 인에이블 라인은, 픽셀이 인에이블되어야 하는 경우 +20V와 같은 양의 전압으로 설정될 수 있고, 픽셀이 디스에이블되어야 하는 경우 -20V와 같은 음의 전압으로 설정될 수 있다. 어드레스 시간 및 전압은 홀딩 커패시터 (342) 가 전 전압 레벨의 약 95 % 이상으로 충전되도록 선택되거나, 또는 다수의 매트릭스 스캔 프레임들은 홀딩 커패시터 (342) 를 충전하는데 사용될 수 있다. 소정의 트랜지스터 구동 신호 (344) 에 대해 제 2 트랜지스터를 턴온하기에 전압이 충분하면, 홀딩 커패시터 (342) 의 실제 전압은 중요하지 않다. 스캔이 완료된 후에, 인에이블된 픽셀은 홀딩 커패시터 (342) 에 저장된, 위의 예에서는, 약 +20 볼트의 전압을 가질 것이며, 한편 디스에이블된 픽셀은 홀딩 커패시터 (342) 에 저장된 약 -20 볼트의 전압을 가질 것이다. 홀딩 커패시터 (342) 는 후술되는 글로벌 구동 페이즈 동안 필요한 전압 레벨을 유지하기에 충분히 크다. 대안적인 접근법에서, 매트릭스는 홀딩 커패시터 (342) 를 재충전하기 위해 글로벌 구동 페이즈 동안 재스캔될 수 있다.
제 2 트랜지스터 (344) 는 픽셀 전극 (208) 을 접지로 스위칭하는데 사용된다. 홀딩 커패시터 (342) 는 제 2 트랜지스터 (344) 의 게이트를 제어한다. 제 2 트랜지스터 (344) 의 게이트 상의 전압이 높으면 (+20 볼트), 접지에 대한 낮은 임피던스 경로는 20V 마이너스 트랜지스터의 임계 전압을 초과하지 않는 구동 전압들에 대해 제공된다. 홀딩 커패시터 (342) 에 의해 제공되는 제 2 트랜지스터 (344) 의 게이트 전압이 낮으면 (-20 볼트), 픽셀 전극 (208) 은 접지에 대해 매우 높은 임피던스 접속을 가지게 되어 픽셀을 효과적으로 플로팅시킨다.
추가적인 실시형태들에 따른 디스플레이 시스템 (410) 이 도 4의 개략도에 도시되어 있다. 도 4의 디스플레이 시스템 (410) 은, 천이 구동 생성기 (330) 및 스위치 (332) 가 디스플레이 디바이스 (126) 내의 각각의 픽셀의 제 2 트랜지스터 (344) 의 드레인과 직렬로 접속된다는 점을 제외하면 도 3의 디스플레이 시스템 (310) 과 유사하다. 따라서, 제 2 트랜지스터 (344), 스위치 (332) 및 천이 구동 생성기 (330) 는 픽셀 전극 (208) 과 접지 사이에 직렬로 접속된다. 스위치 (332) 및 천이 구동 생성기 (330) 는 디스플레이 디바이스 (126) 의 각각의 픽셀과 연관된 제 2 트랜지스터의 드레인에 접속된다. 도 4의 실시형태에서, 공통 전극 (202) 은 접지에 접속된다. 도 4의 실시형태는 도 3의 실시형태와 동일한 방식으로 동작한다.
일반적으로, 디스플레이 시스템들 (310 및 410) 의 동작은 (1) 디스플레이 디바이스 (126) 의 모든 픽셀들이 인에이블 또는 디스에이블되는 스캔 페이즈 및 (2) 인에이블된 픽셀들이 선택된 디스플레이 상태로 천이되는 글로벌 구동 천이를 포함하는 것으로 기재될 수 있다. 페이즈 (1) 및 (2) 는 다수의 디스플레이 상태들에 대해 반복되어 원하는 이미지를 생성한다. 스캔 페이즈에서 인에이블되는 픽셀들의 서브세트는 디스플레이될 이미지에서 선택된 디스플레이 상태를 갖는 픽셀들에 대응한다. 디스플레이 상태들의 수 및 페이즈 (1) 및 (2) 의 반복들의 수는, 디스플레이 디바이스에 의해 디스플레이될 수 있는 그레이 레벨들 또는 컬러 레벨들의 수에 의존한다.
픽셀들의 다섯 개의 컬럼들과 다섯 개의 로우의 매트릭스를 갖는 디스플레이 디바이스 (510) 의 예가도 5에 도시된다. 도 5의 디스플레이 디바이스 (510) 는 단지 설명을 위한 것이며, 실제 구현예는 더 많은 수의 픽셀들을 가질 것이다. 디스플레이 디바이스 (510) 에서의 각각의 픽셀은 연관된 디스플레이 상태를 갖는다. 따라서, 예를 들어, 컬럼 3, 로우 2의 픽셀은 4의 디스플레이 상태를 갖고, 컬럼 4, 로우 5의 픽셀은 1의 디스플레이 상태를 갖는다. 도 5의 디스플레이 상태들은 단지 예시를 위한 것이다. 또한, 도 5의 디스플레이 디바이스 (510) 는, 디스플레이 디바이스 (510) 에 의해 디스플레이될 수 있는 그레이 레벨들 또는 컬러 레벨들의 수에 따라 더 많거나 더 적은 디스플레이 상태들을 가질 수 있다. 전술한 바와 같이, 일부 실시형태들에서, 디스플레이 디바이스 (510) 의 일부분 만이 천이될 수 있으므로, 디스플레이 디바이스 (510) 에서의 일부 픽셀들 만이 연관된 디스플레이 상태를 가질 것이다. 다음 디스플레이 상태로 천이하지 않는 픽셀들의 경우, 이 픽셀들의 서브세트는 스킵될 수 있거나 (인에이블되지 않고 천이되지 않을 수도 있음), 또는 글로벌 구동 페이즈 동안 인에이블되고 널 천이를 경험할 수 있다 (즉, 이 천이 동안 픽셀에 전압이 인가되지 않음).
이제, 디스플레이 시스템의 동작 예는 도 5를 참조하여 설명된다. 상술한 바와 같이, 디스플레이 시스템의 동작은 (1) 디스플레이 디바이스의 픽셀들이 인에이블 또는 디스에이블되는 스캔 페이즈 및 (2) 인에이블된 픽셀들이 선택된 디스플레이 상태로 천이되는 글로벌 구동 페이즈의 다수의 반복들을 포함한다.
다시 도 5를 참조하면, 디스플레이 디바이스 (510) 의 스캔은 디스플레이 상태 1에 대해 수행된다. 특히, 디스플레이 상태 1로 천이될 디스플레이 디바이스 (510) 의 모든 픽셀들이 인에이블되는 스캔 페이즈가 수행된다. 스캔 페이즈는 도 3에 도시되고 상술된 픽셀 회로 (320) 를 이용하여 디스플레이 디바이스 (510) 의 컬럼 1을 어드레싱하고 컬럼 1, 로우 3의 픽셀을 인에이블시킴으로써 시작한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 컬럼 1, 로우 3의 픽셀은 디스플레이 상태 1을 갖는 컬럼 1에서의 유일한 픽셀이다. 다음, 컬럼 2가 어드레싱되고 컬럼 2, 로우 2의 픽셀이 인에이블된다. 스캐닝은 계속되고, 컬럼 3, 로우 4, 컬럼 4, 로우들 3 및 5 및 컬럼 5, 로우들 1 및 4에서 디스플레이 상태 1을 갖는 픽셀들을 인에이블시킨다. 이 단계에서, 디스플레이 상태 1을 갖는 디스플레이 디바이스 (510) 내의 모든 픽셀들이 인에이블되고, 나머지 픽셀들은 디스에이블된다.
이제 프로세스는, 인에이블된 픽셀들이 선택된 디스플레이 상태로 천이되는 글로벌 구동 페이즈로 진행한다. 특히, 천이 구동 생성기 (330) 는 인에이블되고 및/또는 디스플레이 디바이스의 공통 전극 (202) 에 접속되고 적합한 천이 구동 신호는 디스플레이 디바이스의 모든 픽셀들에 인가된다. 그러나, 스캔 페이즈에서 인에이블된 픽셀들 만이 디스플레이 상태 1로 천이된다.
다음, 스캔 페이즈 및 글로벌 구동 페이즈의 다음 반복이 수행된다. 특히, 디스플레이 디바이스 (510) 의 모든 픽셀들이 디스플레이 상태 2로 천이될 스캔 페이즈가 수행된다. 스캔 페이즈는 컬럼 1을 어드레싱하고 컬럼 1, 로우들 2 및 4 의 픽셀을 인에이블하는 것을 포함한다. 다음, 컬럼 2가 어드레싱되고 컬럼 2, 로우 2의 픽셀이 인에이블된다. 스캔 페이즈는 계속해서 컬럼 3, 로우 4, 컬럼 4, 로우들 3 및 5 및 컬럼 5, 로우 3의 픽셀들을 인에이블시킨다. 따라서, 디스플레이 상태 2를 갖는 디스플레이 디바이스 (510) 의 모든 픽셀들이 인에이블된다. 글로벌 구동 페이즈에서, 천이 구동 신호는 디스플레이 디바이스의 공통 전극 (202) 에 인가되고, 이에 따라 인에이블된 픽셀들을 디스플레이 상태 2로 천이시킨다. 천이 구동 생성기 (330) (도 3) 는 상이한 디스플레이 상태들로 천이하기 위해 디스플레이 디바이스에 상이한 천이 구동 신호들을 인가하는 것으로 이해될 것이다.
다음, 스캔 페이즈 및 글로벌 구동 페이즈의 반복들이 디스플레이 상태 3 및 4에 대해 반복되어 이미지를 완성한다. 전술한 바와 같이, 실제 구현예에서, 디스플레이 디바이스는 더 많은 수의 픽셀들을 가지며 더 많거나 더 적은 디스플레이 상태들을 표시할 수 있다. 디스플레이 디바이스 (510) 상에 이미지를 형성하는 디스플레이 상태들은 디스플레이 제어 유닛 (116) (도 1) 의 메모리에 저장될 수 있다. 특정의 디스플레이 상태를 갖는 픽셀 위치들은 디스플레이 제어 유닛 (116) 에 의해 디스플레이 디바이스 (510) 에 공급된다.
도 6에는 실시형태들에 따른 디스플레이 디바이스를 동작시키는 방법의 흐름도가 도시되어 있다. 도 6의 방법은 도 2에 도시된 유형의 디스플레이 시스템을 이용하는, 도 1 및 3 또는 도 1 및 4에 도시된 유형의 디스플레이 디바이스에 의해 수행될 수 있다. 이 방법은 도 6에 도시되지 않은 부가적인 동작들을 포함할 수 있으며, 이 동작들은 다른 순서로 수행될 수도 있다.
동작 (610) 에서, 모든 픽셀들은 백색 또는 흑색과 같은 초기 디스플레이 상태로 천이된다. 모든 픽셀들을 초기 디스플레이 상태로 천이시키는 것은 상술한 바와 같이 모든 픽셀들을 인에이블시키고, 픽셀들을 초기 디스플레이 상태로 구동하기에 충분한 전압 및 지속 기간의 천이 구동 신호를 공통 전극 (202) 에 인가함으로써 수행될 수 있다.
동작 (620) 에서, 선택된 디스플레이 상태에 대응하는 픽셀들의 서브세트 내의 픽셀들은 도 3 및 도 5와 관련하여 전술한 바와 같이 인에이블된다. 픽셀들의 서브세트 내의 픽셀들은 제 2 트랜지스터 (344) 를 턴온하기에 충분한 전압으로 서브세트 내의 각각의 픽셀에 대한 홀딩 커패시터 (342) (도 3) 를 충전함으로써 인에이블된다. 도 5를 참조하면, 디스플레이 상태 2에 대응하는 픽셀들의 서브세트는 컬럼 1, 로우 2의 픽셀, 컬럼 1, 로우 4의 픽셀, 컬럼 2, 로우 1의 픽셀, 컬럼 3, 로우 5의 픽셀, 컬럼 4, 로우 1의 픽셀, 컬럼 4, 로우 4의 픽셀, 및 컬럼 5, 로우 3의 픽셀을 포함한다. 이러한 픽셀들의 서브세트 내의 픽셀들은 동작 (620) 에서 인에이블되고, 디스플레이 디바이스의 모든 다른 픽셀들은 각각의 홀딩 커패시터들을 충전 (또는 방전) 하지 않음으로써 디스에이블된다.
동작 (630) 에서는, 동작 (620) 에서 인에이블된 픽셀들의 서브세트는 선택된 디스플레이 상태로 천이된다. 천이는 천이 구동 생성기 (330) 를 인에이블시키고 픽셀들의 서브세트를 초기 디스플레이 상태로부터 선택된 디스플레이 상태로 천이시키기에 적합한 천이 구동 신호를 인가함으로써 수행된다. 디스에이블된 픽셀들은 천이 구동 신호의 영향을 받지 않는다.
동작 (640) 에서는, 선택된 디스플레이 상태가 디스플레이 디바이스의 이용가능한 디스플레이 상태들 중에서 마지막 디스플레이 상태인지 여부에 대한 결정이 이루어진다. 상기 예에서, 픽셀들의 서브세트는 선택된 디스플레이 상태 2로 천이되었다. 이에 따라서, 선택된 디스플레이 상태 2는 마지막 디스플레이 상태가 아니며, 프로세스는 동작 (650) 으로 진행한다. 동작 (650) 에서, 프로세스는 다음의 디스플레이 상태, 이 경우 디스플레이 상태 3 및 픽셀들의 대응하는 서브세트로 증가한다. 그 후, 프로세스는 동작 (620) 으로 되돌아가, 픽셀들의 서브세트를 인에이블하고 인에이블된 픽셀들을 선택된 디스플레이 상태로 천이시키는 또 다른 반복을 수행한다. 상이한 디스플레이 상태들은 임의의 특정 순서로 처리될 필요가 없는 것으로 이해될 것이다. 또한, 픽셀들의 상이한 서브세트는 각각의 선택된 디스플레이 상태에 대응하는 것으로 이해될 것이다. 또한, 선택된 디스플레이 상태에 픽셀들이 존재하지 않으면 반복이 생략될 수 있다. 동작 (640) 에서, 선택된 디스플레이 상태가 마지막 디스플레이 상태라고 결정되면, 프로세스는 블록 (660) 에 나타낸 바와 같이 완료된다.
도 7에는 추가 실시형태들에 따른 디스플레이 디바이스를 동작시키는 방법의 흐름도가 도시되어 있다. 도 7의 실시형태는, 픽셀들의 서브세트가 인에이블된 이후에 연속적으로 픽셀들의 각각의 서브세트에 대해 픽셀들이 초기 디스플레이 상태로의 천이가 수행된다는 점에서, 주로 도 6의 실시형태와 다르다. 대조적으로, 디스플레이 디바이스의 모든 픽셀들은 동작 (610) 에서 한 번에 초기 디스플레이 상태로 천이된다.
도 7을 참조하면, 선택된 디스플레이 상태에 대응하는 픽셀들의 서브세트 내의 픽셀들이 동작 (710) 에서 인에이블된다. 동작 (710) 에서의 픽셀들의 인에이블은 동작 (620) 과 관련하여 전술한 방식으로 수행될 수 있다. 동작 (620) 에서와 같이, 픽셀의 서브세트에 없는 픽셀들은 디스에이블된다.
동작 (720) 에서는, 동작 (710) 에서 인에이블된 픽셀들의 서브세트에서의 픽셀들은 초기 디스플레이 상태로 천이된다. 픽셀들의 서브세트의 초기 디스플레이 상태로의 천이는 천이 구동 생성기 (330) 를 활성화하고 픽셀의 서브세트 내의 인에이블된 픽셀에 적절한 천이 구동 신호를 인가함으로써 수행될 수 있다.
동작 (730) 에서, 인에이블된 픽셀들의 세트는 초기 디스플레이 상태로부터 선택된 디스플레이 상태로 천이된다. 천이는 동작 (630) 와 관련하여 전술한 방식으로 천이 구동 생성기 (330) 에 의해 수행된다.
동작 (740) 에서, 선택된 디스플레이 상태가 마지막 디스플레이 상태인지 여부에 대한 결정이 이루어진다. 선택된 디스플레이 상태가 마지막 디스플레이 상태가 아닌 경우, 프로세스는 동작 (750) 으로 진행하여 다음의 디스플레이 상태 및 픽셀들의 대응하는 서브세트로 증가한다. 프로세스는 그 다음에 동작 (710) 으로 되돌아가고 프로세스의 또 다른 반복이 수행된다. 선택된 디스플레이 상태가 동작 (740) 에서 마지막 디스플레이 상태인 것으로 결정되면, 프로세스는 블록 (760) 에 나타낸 바와 같이 완료된다.
도 8에는 실시형태들에 따른 디스플레이 디바이스를 동작시키는 방법의 흐름도가 도시되어 있다. 도 8의 방법은, 디스플레이 디바이스 내의 픽셀들이 선택된 디스플레이 상태로 천이되기 이전에 초기 디스플레이 상태로 천이되지 않는다는 점에서 도 6 및 도 7의 방법들과 다르다. 이들 실시형태들은 프로세스의 반복들의 수를 더 증가시킬 수 있지만, 초기 디스플레이 상태로 천이할 것을 요구하지 않는다.
동작 (810) 에서, 제 1 디스플레이 상태로부터 제 2 디스플레이 상태로의 천이에 대응하는 픽셀들의 서브세트 내의 픽셀들이 인에이블된다. 동작 (810) 은, 픽셀들의 서브세트가 제 1 디스플레이 상태로부터 제 2 디스플레이 상태로의 천이에 대응하는 것을 제외하고, 도 6에 도시되고 상술된 동작 (620) 에 대응한다.
동작 (820) 에서, 인에이블된 픽셀들의 세트는 초기 디스플레이 상태로부터 제 2 디스플레이 상태로 천이된다. 천이는, 인에이블된 픽셀들을 제 1 디스플레이 상태로부터 제 2 디스플레이 상태로 천이시키기에 적합한 천이 구동 신호를 인가하는 천이 구동 생성기 (330) 에 의해 수행된다.
동작 (830) 에서, 제 1 디스플레이 상태로부터 제 2 디스플레이 상태로의 천이가 가능한 천이들 중 마지막 천이인지 여부에 대한 결정이 이루어진다. 제 1 디스플레이 상태로부터 제 2 디스플레이 상태로의 천이가 마지막 천이가 아닌 경우, 프로세스는 단계 (840) 로 진행하여 다음의 천이 및 대응하는 픽셀들의 서브세트로 증가한다. 다음, 프로세스는 프로세스의 또 다른 반복을 위해 동작 (810) 으로 되돌아간다. 천이가 동작 (830) 에서 마지막 천이인 것으로 결정되면, 프로세스는 블록 (850) 에 나타낸 바와 같이 완료된다.
앞서 설명된 실시형태들은 다수의 방식들 중 임의의 방식으로 구현될 수 있다. 프로세스들 또는 방법들의 성능을 수반하는 본 개시의 하나 이상의 양태들 및 실시형태들은 프로세스들 또는 방법들을 수행하거나 또는 프로세스들 또는 방법들의 성능을 제어하기 위해 디바이스 (예컨대, 컴퓨터, 프로세서, 또는 다른 디바이스) 에 의해 실행가능한 프로그램 명령들을 활용할 수도 있다. 다양한 컨셉들 및 특징들은, 하나 이상의 컴퓨터들 또는 다른 프로세서들 상에서 실행될 때, 앞서 설명된 다양한 실시형태들 중 하나 이상을 구현하는 방법들을 수행하는 하나 이상의 프로그램들로 인코딩된, 컴퓨터 판독가능 저장 매체 또는 다수의 컴퓨터 판독가능 저장 매체들 (예컨대, 컴퓨터 메모리, 하나 이상의 컴팩트 디스크들, 플로피 디스크들, 컴팩트 디스크들, 광학 디스크들, 마그네틱 테이프들, 플래시 메모리들, 필드 프로그래밍가능 게이트 어레이들 또는 다른 반도체 디바이스들에서의 회로 구성들, 또는 다른 유형의 컴퓨터 저장 매체) 로서 구현될 수도 있다. 컴퓨터 판독가능 매체 또는 매체들은 운송가능할 수도 있고, 비-일시적인 매체들일 수도 있다.
실시형태들이 소프트웨어에서 구현될 때, 소프트웨어 코드는 임의의 적합한 프로세서 또는 프로세서들의 집합 상에 실행될 수 있다. 컴퓨터는 비-제한적인 예들로서, 랙-장착형 컴퓨터, 데스크톱 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 또는 태블릿 컴퓨터와 같은 다수의 형태들 중 임의의 형태로 구현될 수도 있다. 추가로, 컴퓨터는 개인 디지털 보조장치, 스마트 폰 또는 임의의 다른 적절한 포터블 또는 고정식 전자 디바이스를 포함하여, 컴퓨터로서 일반적으로 간주되는 것이 아니라 적절한 프로세싱 능력들을 갖는 디바이스로 구현될 수도 있다.
따라서, 본 개시의 적어도 하나의 예시적인 실시형태가 설명되면, 다양한 변경들, 수정들 및 개선들이 당업자에게 용이하게 발생할 것이다. 그러한 변경들, 수정들, 및 개선들은 본 개시물의 일부인 것으로 의도되고, 본 개시물의 사상 및 범위 내에 있는 것으로 의도된다. 따라서, 앞의 설명은 오직 예에 의한 것이고, 제한하려는 것은 아니다. 다양한 본 발명의 양태들은 오직 하기의 청구항들 및 그 등가물들에서 정의된 것과 같이 제한된다.

Claims (38)

  1. 픽셀들을 포함하는 디스플레이 디바이스를 동작시키는 방법으로서,
    상기 디스플레이 디바이스의 픽셀들의 제 1 서브세트를 인에이블시키는 단계로서, 상기 픽셀들의 제 1 서브세트는 제 1 디스플레이 상태에 대응하는, 상기 픽셀들의 제 1 서브세트를 인에이블시키는 단계;
    인에이블된 상기 픽셀들의 제 1 서브세트를 상기 제 1 디스플레이 상태로 천이시키는 단계로서, 상기 천이시키는 단계는 상기 디스플레이 디바이스의 상기 픽셀에 글로벌 구동 신호를 인가하는 단계를 포함하는, 상기 천이시키는 단계; 및
    제 2 디스플레이 상태에 대응하는 픽셀들의 제 2 서브세트에 대해 인에이블시키고 천이시키는 단계를 반복하는 단계를 포함하는, 디스플레이 디바이스를 동작시키는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 픽셀들의 복수의 상이한 서브세트들 및 대응하는 디스플레이 상태들에 대해 인에이블시키고 천이시키는 단계를 반복하는 단계를 더 포함하는, 디스플레이 디바이스를 동작시키는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    인에이블되지 않은 상기 디스플레이 디바이스의 상기 픽셀들을 디스에이블시키는 단계를 더 포함하는, 디스플레이 디바이스를 동작시키는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 픽셀들의 제 1 서브세트를 인에이블시키기 전에, 상기 디스플레이 디바이스의 상기 픽셀들을 디스에이블되도록 설정하는 단계를 더 포함하는, 디스플레이 디바이스를 동작시키는 방법.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    천이시키는 단계는 상기 디스플레이 디바이스의 공통 전극에 글로벌 구동 신호를 인가하는 단계를 포함하는, 디스플레이 디바이스를 동작시키는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    천이시키는 단계는 상기 디스플레이 디바이스의 픽셀 회로부와 직렬로 글로벌 구동 신호를 인가하는 단계를 포함하는, 디스플레이 디바이스를 동작시키는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    천이시키는 단계는 상기 디스플레이 디바이스의 모든 상기 픽셀들에 글로벌 구동 신호를 동시에 인가하는 단계를 포함하는, 디스플레이 디바이스를 동작시키는 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    천이시키는 단계는 상기 디스플레이 디바이스에 글로벌 구동 신호를 인가하는 단계를 포함하고, 상이한 글로벌 구동 신호들은 상이한 디스플레이 상태들에 대응하는, 디스플레이 디바이스를 동작시키는 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 픽셀들의 제 1 서브세트를 인에이블시키기 이전에, 상기 디스플레이 디바이스의 상기 픽셀들을 초기 디스플레이 상태로 천이시키는 단계를 더 포함하는, 디스플레이 디바이스를 동작시키는 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    천이시키는 단계는 상기 인에이블된 픽셀들의 제 1 서브세트를 초기 디스플레이 상태로 천이시키는 단계와, 이후 상기 인에이블된 픽셀들의 제 1 서브세트를 상기 초기 디스플레이 상태로부터 상기 제 1 디스플레이 상태로 천이시키는 단계를 포함하는, 디스플레이 디바이스를 동작시키는 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    인에이블시키는 단계는 인에이블되는 픽셀과 연관된 홀딩 커패시터 상에 인에이블 전압을 저장하는 단계를 포함하는, 디스플레이 디바이스를 동작시키는 방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 인에이블시키는 단계는 상기 디스플레이 디바이스의 상기 픽셀들을 스캔하는 단계를 포함하는, 디스플레이 디바이스를 동작시키는 방법.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 디스플레이 상태는 픽셀 컬러인, 디스플레이 디바이스를 동작시키는 방법.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 디스플레이 상태는 그레이 레벨인, 디스플레이 디바이스를 동작시키는 방법.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 디스플레이 디바이스는 전기영동 디스플레이 디바이스를 포함하는, 디스플레이 디바이스를 동작시키는 방법.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 디스플레이 디바이스는 2 이상의 안정적인 디스플레이 상태들을 갖는, 디스플레이 디바이스를 동작시키는 방법.
  18. 제 1 항에 있어서,
    인에이블시키는 단계는 인에이블될 픽셀과 연관된 픽셀 회로에 인에이블 신호를 공급하는 단계를 포함하는, 디스플레이 디바이스를 동작시키는 방법.
  19. 디스플레이 시스템으로서,
    디스플레이 매체, 상기 디스플레이 매체의 제 1 표면 상의 공통 전극, 및 상기 디스플레이 매체의 제 2 표면 상에서 상기 디스플레이 디바이스의 픽셀들을 정의하는 픽셀 전극들을 포함하는 디스플레이 디바이스;
    상기 디스플레이 디바이스의 픽셀들의 제 1 서브세트를 인에이블시키도록 구성된 픽셀 회로부로서, 상기 픽셀들의 제 1 서브세트는 제 1 디스플레이 상태에 대응하는, 상기 픽셀들의 제 1 서브세트를 인에이블시키도록 구성된 픽셀 회로부;
    인에이블된 상기 픽셀들의 제 1 서브세트를 전압 신호들을 이용하여 상기 제 1 디스플레이 상태로 천이시키도록 구성된 구동 회로; 및
    제 2 디스플레이 상태에 대응하는 픽셀들의 제 2 서브세트에 대해 인에이블시키고 천이시키는 것을 반복하기 위해 상기 픽셀 회로부 및 상기 구동 회로를 제어하도록 구성된 제어 회로를 포함하는, 디스플레이 시스템.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 제어 회로는 픽셀들의 복수의 상이한 서브세트들 및 대응하는 디스플레이 상태들에 대해 인에이블시키고 천이시키는 것을 반복하기 위해 상기 픽셀 회로부 및 상기 구동 회로를 제어하도록 구성되는, 디스플레이 시스템.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 픽셀 회로부는 인에이블되지 않은 상기 디스플레이 디바이스의 상기 픽셀들을 디스에이블시키도록 구성되는, 디스플레이 시스템.
  22. 제 19 항에 있어서,
    상기 구동 회로는 상기 디스플레이 디바이스의 상기 픽셀들에 글로벌 구동 신호를 인가하도록 구성되는, 디스플레이 시스템.
  23. 제 19 항에 있어서,
    상기 구동 회로는 상기 디스플레이 디바이스의 상기 공통 전극에 글로벌 구동 신호를 인가하도록 구성되는, 디스플레이 시스템.
  24. 제 19 항에 있어서,
    상기 구동 회로는 상기 픽셀 회로부와 직렬로 커플링되는, 디스플레이 시스템.
  25. 제 19 항에 있어서,
    상기 구동 회로는 상기 디스플레이 디바이스의 모든 상기 픽셀들에 글로벌 구동 신호를 동시에 인가하도록 구성되는, 디스플레이 시스템.
  26. 제 19 항에 있어서,
    상기 구동 회로는 상기 디스플레이 디바이스에 글로벌 구동 신호를 인가하도록 구성되고, 상이한 글로벌 구동 신호들은 상이한 디스플레이 상태들에 대응하는, 디스플레이 시스템.
  27. 제 19 항에 있어서,
    상기 제어 회로는 상기 픽셀들의 제 1 서브세트를 인에이블시키기 이전에 상기 디스플레이 디바이스의 상기 픽셀들을 초기 디스플레이 상태로 천이시키기 위해 상기 픽셀 회로부 및 상기 구동 회로를 제어하도록 구성되는, 디스플레이 시스템.
  28. 제 19 항에 있어서,
    상기 제어 회로는 상기 인에이블된 픽셀들의 제 1 서브세트를 초기 디스플레이 상태로 천이시키고 이후 상기 인에이블된 픽셀들의 제 1 서브세트를 상기 초기 디스플레이 상태로부터 상기 제 1 디스플레이 상태로 천이시키기 위해 상기 픽셀 회로부 및 상기 구동 회로를 제어하도록 구성되는, 디스플레이 시스템.
  29. 제 19 항에 있어서,
    상기 픽셀 회로부는 인에이블 전압을 저장하도록 구성된 홀딩 커패시터를 포함하는, 디스플레이 시스템.
  30. 제 19 항에 있어서,
    상기 제어 회로는 상기 디스플레이 디바이스의 상기 픽셀들을 스캔하기 위해 상기 픽셀 회로부를 제어하도록 구성되는, 디스플레이 시스템.
  31. 제 19 항에 있어서,
    상기 제 1 디스플레이 상태는 픽셀 컬러인, 디스플레이 시스템.
  32. 제 19 항에 있어서,
    상기 제 1 디스플레이 상태는 그레이 레벨인, 디스플레이 시스템.
  33. 제 19 항에 있어서,
    상기 디스플레이 디바이스는 전기영동 디스플레이 디바이스를 포함하는, 디스플레이 시스템.
  34. 제 19 항에 있어서,
    상기 디스플레이 디바이스는 2 이상의 안정적인 디스플레이 상태들을 갖는, 디스플레이 시스템.
  35. 제 19 항에 있어서,
    상기 픽셀 회로부는 상기 디스플레이 디바이스의 상기 픽셀들의 각각과 연관된 픽셀 회로를 포함하고,
    각각의 픽셀 회로는:
    소스, 게이트 및 드레인을 가지며 소스 상에 픽셀 인에이블 전압 및 게이트 상에 선택 전압을 수신하도록 구성된 제 1 트랜지스터;
    상기 제 1 트랜지스터의 드레인과 기준 전압 사이에 커플링된 홀딩 커패시터; 및
    소스, 게이트 및 드레인을 갖는 제 2 트랜지스터로서, 게이트는 상기 제 1 트랜지스터의 드레인에 커플링되고, 소스는 연관된 픽셀의 픽셀 전극에 커플링되고, 그리고 드레인은 상기 기준 전압에 커플링되는, 상기 제 2 트랜지스터를 포함하는, 디스플레이 시스템.
  36. 제 19 항에 있어서,
    상기 픽셀 회로부는 상기 디스플레이 디바이스의 상기 픽셀들의 각각과 연관된 픽셀 회로를 포함하고,
    각각의 픽셀 회로는:
    소스, 게이트 및 드레인을 가지며 소스 상에 픽셀 인에이블 전압 및 게이트 상에 선택 전압을 수신하도록 구성된 제 1 트랜지스터;
    상기 제 1 트랜지스터의 드레인과 기준 전압 사이에 커플링된 홀딩 커패시터; 및
    소스, 게이트 및 드레인을 갖는 제 2 트랜지스터로서, 게이트는 상기 제 1 트랜지스터의 드레인에 커플링되고, 소스는 연관된 픽셀의 픽셀 전극에 커플링되고, 그리고 드레인은 상기 구동 회로에 커플링되는, 상기 제 2 트랜지스터를 포함하는, 디스플레이 시스템.
  37. 디스플레이 시스템으로서,
    2 이상의 안정적인 디스플레이 상태들을 갖는 디스플레이 매체와 상기 디스플레이 디바이스의 픽셀들을 정의하는 픽셀 전극들을 포함하는 디스플레이 디바이스;
    디스플레이 상태에 변화를 초래하기 위해 전압 신호를 제공하기 위한 구동 생성기; 및
    상기 디스플레이 디바이스의 상기 픽셀들의 각각과 연관된 픽셀 회로를 포함하며,
    각각의 픽셀 회로는,
    소스, 게이트 및 드레인을 가지며 소스 상에 픽셀 인에이블 전압 및 게이트 상에 선택 전압을 수신하도록 구성된 제 1 트랜지스터;
    상기 제 1 트랜지스터의 드레인과 기준 전압 사이에 커플링된 홀딩 커패시터; 및
    소스, 게이트 및 드레인을 갖는 제 2 트랜지스터로서, 게이트는 상기 제 1 트랜지스터의 드레인에 커플링되고, 소스는 연관된 픽셀의 픽셀 전극에 커플링되고, 그리고 드레인은 상기 기준 전압에 커플링되는, 상기 제 2 트랜지스터를 포함하는, 디스플레이 시스템.
  38. 디스플레이 시스템으로서,
    2 이상의 안정적인 디스플레이 상태들을 갖는 디스플레이 매체와 상기 디스플레이 디바이스의 픽셀들을 정의하는 픽셀 전극들을 포함하는 디스플레이 디바이스;
    디스플레이 상태에 변화를 초래하기 위해 전압 신호를 제공하기 위한 구동 생성기; 및
    상기 디스플레이 디바이스의 상기 픽셀들의 각각과 연관된 픽셀 회로를 포함하며,
    각각의 픽셀 회로는,
    소스, 게이트 및 드레인을 가지며 소스 상에 픽셀 인에이블 전압 및 게이트 상에 선택 전압을 수신하도록 구성된 제 1 트랜지스터;
    상기 제 1 트랜지스터의 드레인과 기준 전압 사이에 커플링된 홀딩 커패시터; 및
    소스, 게이트 및 드레인을 갖는 제 2 트랜지스터로서, 게이트는 상기 제 1 트랜지스터의 드레인에 커플링되고, 소스는 연관된 픽셀의 픽셀 전극에 커플링되고, 그리고 드레인은 구동 회로에 커플링되는, 상기 제 2 트랜지스터를 포함하는, 디스플레이 시스템.
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