KR102211642B1 - 전기변색 표시장치 - Google Patents

Abstract

전기변색 표시장치는 제1 내지 제3 서브 프레임들로 정의된 단위 프레임을 기반으로 영상을 표시하는 복수의 화소들을 포함하는 표시패널, 데이터 신호 및 오프 신호를 출력하는 타이밍 컨트롤러, 상기 제2 서브 프레임 동안 상기 데이터 신호를 기반으로 생성된 데이터 전압을 상기 화소들에 제공하며, 상기 제3 서브 프레임 동안 상기 오프 신호를 기반으로 생성된 오프 전압을 상기 화소들에 제공하는 데이터 구동회로를 포함하고, 상기 화소들 각각은 전기변색 소자를 포함하고, 상기 제2 서브 프레임 동안 상기 데이터 전압에 응답하여 상기 전기변색 소자에 전원 전압이 전달되며, 상기 제3 서브 프레임 동안 상기 오프 전압에 응답하여 상기 전기변색 소자에 제공되던 상기 전원 전압이 차단된다.

Description

전기변색 표시장치{ELECTROCHROMIC DISPLAY DEVICE}

본 발명은 표시장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 전기변색 표시장치에 관한 것이다.

전기변색 표시장치는 전압의 인가에 따라 전기적인 산화환원 반응에 의해 전기변색 물질의 색상이 변함으로써, 투과 특성이 변하는 장치이다. 전기변색 장치는 전기장을 인가하여 광의 투전기변색 표시장치는 전압의 인가에 따라 전기적인 산화환원 반응에 의해 전기변색 물질의 색상이 변함으로써, 투과 특성이 변하는 장치이다. 전기변색 장치는 전기장을 인가하여 광의 투과도를 변경시킬 수 있는 장점 때문에 스마트 윈도우, 스마트 미러, 디스플레이 장치, 위장 장치 등 다양한 분야에 적용되고 있다.

특히, 전기변색 표시장치는 편광판 등이 불필요하고, 시야각 의존성이 없는 특징이 있다. 또한, 전기변색 표시장치는 수광형으로 우수한 시인성, 간단한 구조에 따른 대형화 용이성, 및 재료의 선택에 의해 다양한 색조의 발광이 가능하다는 이점을 가지고 있다.

그러나, 기존의 전기변색 표시장치는 응답속도가 느린 특성 때문에, 능동 구동형(ACTIVE MATRIX)으로 구현되는 데 어려움이 있다. 또한, 전기변색 소자(ELECTROCHROMIC, 이하 EC)의 전기적-광학적 특성을 고려하면, 전기변색 소자(EC)의 내압은 다른 표시 소자들의 내압 대비 낮은 특성을 가진다.

예를 들어, LC(Liquid crystal) 소자 및 OLED(Organic light emitting diode) 소자는 10V 내외의 전압 인가가 가능하고, 이보다 높은 전압까지 견딜 수 있다. 하지만, 전기변색 소자(EC)는 3V 내외의 전압에서 전기적-광학적 특성이 파괴되는 문제점을 가진다.

본 발명의 목적은 복수의 서브 프레임들에 기반하여 전기변색 소자(EC)에 제공되는 전하량을 제어하며, 능동 구동형의 픽셀 구조를 갖는 전기변색 표시장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전기변색 표시장치는 제1 내지 제3 서브 프레임들로 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전기변색 표시장치는 제1 내지 제3 서브 프레임들로 정의된 단위 프레임을 기반으로 영상을 표시하는 복수의 화소들을 포함하는 표시패널, 데이터 신호 및 오프 신호를 출력하는 타이밍 컨트롤러, 상기 제2 서브 프레임 동안 상기 데이터 신호를 기반으로 생성된 데이터 전압을 상기 화소들에 제공하며, 상기 제3 서브 프레임 동안 상기 오프 신호를 기반으로 생성된 오프 전압을 상기 화소들에 제공하는 데이터 구동회로를 포함하고, 상기 화소들 각각은 전기변색 소자를 포함하고, 상기 제2 서브 프레임 동안 상기 데이터 전압에 응답하여 상기 전기변색 소자에 전원 전압이 전달되며, 상기 제3 서브 프레임 동안 상기 오프 전압에 응답하여 상기 전기변색 소자에 제공되던 상기 전원 전압이 차단된다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 제3 서브 프레임은 시간 연속적인 복수의 제1 내지 제n 번째 서브 필드들을 포함하고, 상기 제1 내지 제n 번째 서브 필드들 중 대응하는 하나의 서브 필드를 시점으로 상기 전기변색 소자에 제공되던 상기 전원 전압이 차단된다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 타이밍 컨트롤러는 상기 데이터 구동회로에 오프 제어 신호를 더 출력하고, 상기 데이터 구동회로는 상기 오프 제어 신호에 응답하여, 상기 제1 내지 제n 번째 서브 필드들 중 상기 화소들에 대응하는 복수의 서브 필드들을 각각 결정한다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 오프 제어 신호는 k 비트(k는 2 이상의 자연수)로 제공되며, 상기 제3 서브 프레임에 포함된 상기 제1 내지 n 번째 서브 필드들의 개수는 상기 k 비트에 기반하여 결정된다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 전원 전압 및 접지 전압을 상기 화소들 각각에 제공하는 전원 구동회로를 더 포함하고, 상기 제1 서브 프레임 동안, 상기 전원 구동회로는 상기 전기변색 소자를 리셋하는 상기 전원 전압 및 상기 접지 전압을 상기 화소들에 제공한다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 표시패널은 상기 화소들에 연결된 복수의 스캔 라인들, 복수의 데이터 라인들, 및 전원 라인을 더 포함하고, 상기 스캔 라인들 각각은 제1 스캔 라인 및 제2 스캔 라인을 포함하고, 상기 데이터 라인들 각각은 제1 데이터 라인 및 제2 데이터 라인을 포함한다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 데이터 전압은 제1 데이터 전압 및 제2 데이터 전압을 포함하고, 상기 화소들 각각은, 상기 제1 스캔 라인, 상기 제1 데이터 라인, 및 상기 전원 라인에 연결되고, 상기 제1 데이터 라인을 통해 상기 제1 데이터 전압을 수신하는 제1 구동부, 상기 제2 스캔 라인, 상기 제2 데이터 라인, 및 상기 제1 구동부에 연결되고, 상기 제2 데이터 라인을 통해 상기 제2 데이터 전압을 수신하는 제2 구동부를 더 포함한다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 제2 서브 프레임 동안, 상기 제1 구동부는 상기 제1 데이터 전압에 응답하여 상기 전원 라인으로부터 수신된 상기 전원 전압을 상기 제2 구동부로 출력하고, 상기 제2 구동부는 상기 제2 데이터 전압에 응답하여 상기 제1 구동부로부터 수신된 상기 전원 전압을 상기 전기변색 소자에 전달한다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 제3 서브 프레임 동안, 상기 제2 구동부는 상기 제2 데이터 라인을 통해 제공된 상기 오프 전압에 응답하여 상기 전원 전압이 상기 전기변색 소자에 제공되는 것을 차단한다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 화소들 각각은, 상기 제1 스캔 라인에 연결된 제1 스캔 단자, 상기 제1 데이터 라인에 연결된 제1 단자, 및 제2 단자를 포함하는 제1 트랜지스터, 상기 제2 단자에 연결된 제2 스캔 단자, 상기 전원 라인에 연결된 제3 단자, 및 제4 단자를 포함하는 제2 트랜지스터, 상기 제2 스캔 라인에 연결된 제3 스캔 단자, 상기 제2 데이터 라인에 연결된 제5 단자, 및 제6 단자를 포함하는 제3 트랜지스터, 상기 제6 단자에 연결된 제4 스캔 단자, 상기 제4 단자에 연결된 제7 단자, 및 제8 단자를 포함하는 제4 트랜지스터를 더 포함하고, 상기 전기변색 소자는 상기 제8 단자에 연결된다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 화소들 각각은, 상기 제1 트랜지스터 및 상기 제2 트랜지스터 사이의 노드 및 상기 전원 라인 사이에 배치된 제1 캐패시터, 상기 제3 트랜지스터 및 상기 제4 트랜지스터 사이의 노드 및 상기 전원 라인 사이에 배치된 제2 캐패시터를 더 포함한다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 전원 전압 및 접지 전압을 출력하는 전원 구동회로를 더 포함하고, 상기 전원 구동회로는 상기 전기변색 소자의 일단에 상기 전원 전압을 제공하며, 상기 전기변색 소자의 타단에 상기 접지 전압을 제공한다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 표시패널은, 제1 베이스층, 상기 베이스 기판 상에 배치된 상기 화소들을 포함하는 표시층, 상기 표시층 상에 배치된 전기변색층, 상기 전기변색층 상에 배치된 공통 전극층, 상기 공통 전극층 상에 배치된 제2 베이스층을 포함한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전기변색 표시장치는 제1 내지 제3 서브 프레임들로 정의된 단위 프레임을 기반으로 영상을 표시하는 복수의 화소들, 상기 화소들에 연결된 복수의 스캔 라인들, 복수의 데이터 라인들, 및 전원 라인을 포함하는 표시패널, 데이터 신호 및 오프 신호를 출력하는 타이밍 컨트롤러, 상기 제2 서브 프레임 동안 상기 데이터 신호를 기반으로 생성된 제1 데이터 전압을 상기 화소들에 제공하며, 상기 제3 서브 프레임 동안 상기 데이터 신호를 기반으로 생성된 제2 데이터 전압 및 상기 오프 신호를 기반으로 생성된 오프 전압을 상기 화소들에 제공하는 데이터 구동회로를 포함하고, 상기 화소들 각각은 전기변색 소자를 포함하고, 상기 제3 서브 프레임은 충전 구간 및 상기 충전 구간에 연속되는 오프 구간을 포함하고, 상기 충전 구간 동안 상기 제2 데이터 전압에 응답하여 상기 전기변색 소자에 전원 전압이 전달되며, 상기 오프 구간 동안 상기 오프 전압에 응답하여 상기 전기변색 소자에 제공되던 상기 전원 전압이 차단된다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 스캔 라인들 각각은 제1 스캔 라인 및 제2 스캔 라인을 포함하고, 상기 데이터 라인들 각각은 제1 데이터 라인 및 제2 데이터 라인을 포함하고, 상기 화소들 각각은, 상기 제1 스캔 라인, 상기 제1 데이터 라인, 및 상기 전원 라인에 연결되고, 상기 제2 서브 프레임 동안 상기 제1 데이터 라인을 통해 상기 제1 데이터 전압을 수신하는 제1 구동부, 상기 제2 스캔 라인, 상기 제2 데이터 라인, 및 상기 제1 구동부에 연결되고, 상기 충전 구간 동안 상기 제2 데이터 라인을 통해 상기 제2 데이터 전압을 수신하는 제2 구동부를 더 포함한다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 오프 구간 동안, 상기 제2 구동부는 상기 제2 데이터 라인을 통해 수신된 상기 오프 전압에 응답하여 상기 전원 전압이 상기 전기변색 소자에 제공되는 것을 차단한다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 스캔 라인들 각각은 제1 스캔 라인 및 제2 스캔 라인을 포함하고, 상기 화소들 각각은, 상기 제1 스캔 라인에 연결된 제1 스캔 단자, 상기 데이터 라인들 중 대응하는 데이터 라인에 연결된 제1 단자, 및 제2 단자를 포함하는 제1 트랜지스터, 상기 제2 단자에 연결된 제2 스캔 단자, 상기 전원 라인에 연결된 제3 단자, 및 제4 단자를 포함하는 제2 트랜지스터, 상기 제2 스캔 라인에 연결된 제3 스캔 단자, 상기 데이터 라인에 연결된 제5 단자, 및 제6 단자를 포함하는 제3 트랜지스터, 상기 제6 단자에 연결된 제4 스캔 단자, 상기 제4 단자에 연결된 제7 단자, 및 제8 단자를 포함하는 제4 트랜지스터를 더 포함하고, 상기 전기변색 소자는 상기 제8 단자에 연결된다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 데이터 구동회로는 상기 제2 서브 프레임 동안 상기 제1 데이터 전압을 상기 제1 데이터 라인에 출력하며, 상기 충전 구간 동안 상기 제2 데이터 전압을 상기 데이터 라인에 출력한다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 데이터 구동회로는 상기 오프 구간 동안 상기 오프 전압을 상기 데이터 라인에 출력한다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 전기변색 표시장치는 복수의 서브 프레임들을 기반하여 전기변색 소자(EC)에 제공되는 전하량을 제어할 수 있다.

따라서, 시인성이 우수하며 다양한 계조의 표현이 가능한 전기변색 표시장치가 제공될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전기변색 표시장치의 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 표시패널의 일 측면에 따른 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 표시패널에 배치된 화소의 회로도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 단위 프레임에 기반한 표시장치의 구동을 보여준다.
도 5는 도 4에 도시된 제1 서브 프레임에 따른 표시장치의 구동을 보여주는 타이밍도이다.
도 6은 도 4에 도시된 제2 서브 프레임에 따른 표시장치의 구동을 보여주는 타이밍도이다.
도 7은 도 4에 도시된 제3 서브 프레임에 따른 표시장치의 구동을 보여주는 타이밍도이다.
도 8은 복수의 스캔 라인들 중 제1 스캔 라인 및 제2 스캔 라인에 연결된 화소들을 예시적으로 보여주는 표이다.
도 9는 제3 서브 프레임 동안 화소들에 제공된 데이터 전압을 예시적으로 보여주는 표이다.
도 10은 단위 프레임에 기반하여 도 8에 도시된 화소들로부터 표시되는 영상의 계조를 보여주는 예이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 단위 프레임을 보여주는 타이밍도이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 화소의 회로도이다.
도 13은 도 12에 도시된 화소에 기반한 표시장치의 동작을 보여주는 타이밍도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 위하여 실제보다 확대 또는 축소하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들 의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전기변색 표시장치의 블록도이다. 도 2는 도 1에 도시된 표시패널의 일 측면에 따른 단면도이다. 도 3은 도 1에 도시된 표시패널에 배치된 화소의 회로도이다.

먼저, 도 1을 참조하면, 표시장치(DD)는 타이밍 컨트롤러(100), 스캔 구동회로(200), 데이터 구동회로(300), 표시패널(400), 및 전원 구동회로(500)를 포함한다.

타이밍 컨트롤러(100)는 도시되지 않았지만, 외부로부터 복수의 구동 신호들 및 복수의 제어신호들을 수신할 수 있다. 타이밍 컨트롤러(100)는 외부의 구동 신호들을 표시패널(400)의 동작 모드에 부합하는 구동 신호들(DV)로 변환하고, 구동 신호들(DV)을 데이터 구동회로(300)에 전달한다.

또한, 타이밍 컨트롤러(100)는 제어신호들로서, 수직동기신호, 수평동기신호, 메인 클럭신호, 및 데이터 인에이블신호 등을 수신하고, 스캔 제어신호(G-CS), 데이터 제어신호(D-CS), 및 전원 제어신호(E-CS)를 출력할 수 있다. 타이밍 컨트롤러(100)는 스캔 제어신호(G-CS)를 스캔 구동회로(200)에 제공하며, 데이터 제어신호(D-CS)를 데이터 구동회로(300)에 제공한다. 또한, 타이밍 컨트롤러(100)는 전원 제어신호(E-CS)를 전원 구동회로(500)에 제공한다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 표시장치(DD)는 단위 프레임 동안 하나의 영상을 표시할 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 단위 프레임은 복수의 서브 프레임들로 정의될 수 있다. 이하, 서브 프레임들은 리셋 구간, 프로그래밍 구간, 및 계조 선택 구간을 포함하는 것으로 설명된다. 서브 프레임들에 따른 표시장치(DD)의 동작에 대해서는 도 4를 통해 자세히 설명된다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 구동 신호들(DV)은 리셋 구간에서 활성화되는 초기 신호, 프로그래밍 구간에서 활성화되는 데이터 신호, 및 계조 선택 구간에서 활성화되는 오프 신호를 포함할 수 있다. 즉, 타이밍 컨트롤러(100)는 상기 상술된 리셋 구간, 프로그래밍 구간, 및 계조 선택 구간 각각에 대응하는 신호를 데이터 구동회로(300)에 제공한다.

스캔 구동회로(200)는 스캔 제어신호(G-CS)에 응답하여 스캔 신호들을 출력한다. 예를 들어, 스캔 제어신호(G-CS)는 스캔 구동회로(200)의 동작을 개시하는 수직개시신호, 스캔 전압의 출력 시기를 결정하는 스캔 클럭신호 및 스캔 전압의 온 펄스 폭을 결정하는 출력 인에이블 신호 등을 포함할 수 있다.

데이터 구동회로(300)는 데이터 제어신호(D-CS) 및 구동 신호들(DV)을 수신한다. 데이터 제어신호(D-CS)는 데이터 구동회로(300)의 동작을 개시하는 수평개시신호 및 출력지시신호 등을 포함할 수 있다. 데이터 구동회로(300)는 출력지시신호를 기반으로 표시패널(400)에 제공될 구동 전압들의 출력 시기를 결정할 수 있다. 데이터 구동회로(300)는 구동 신호들(DV)에 응답하여 구동 전압들을 생성할 수 있다. 예시적으로, 구동 전압들은 초기전압, 데이터 전압, 및 오프 전압을 포함할 수 있다.

자세하게, 데이터 구동회로(300)는 리셋 구간 동안, 초기신호에 기반하여 초기전압을 표시패널(400)에 출력한다. 데이터 구동회로(300)는 프로그래밍 구간 동안, 데이터 신호에 기반하여 데이터 전압을 표시패널(400)에 출력한다. 데이터 구동회로(300)는 계조 선택 구간 동안, 오프 신호에 기반하여 오프 전압을 표시패널(400)에 출력한다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 스캔 구동회로(200)는 표시패널(400)에 배치된 복수의 화소들(PX11~PXnm) 각각에 두 개의 제1 스캔 신호 및 제2 스캔 신호들을 제공할 수 있다. 데이터 구동회로(300)는 표시패널(400)에 배치된 복수의 화소들(PX11~PXnm) 각각에 두 개의 제1 구동전압 및 제2 구동전압들을 제공할 수 있다.

표시패널(400)은 복수의 스캔 라인들, 복수의 데이터 라인들, 전원 라인(EL1, EL2), 및 복수의 화소들(PX11~PXnm)을 포함할 수 있다.

실시 예에 따르면, 복수의 스캔 라인들은 복수의 제1 스캔 라인들(GL1a~GLna) 및 복수의 제2 스캔 라인들(GL1b~GLnb)을 포함할 수 있다. 즉, 스캔 구동회로(200)는 복수의 제1 스캔 라인들(GL1a~GLna)을 통해 제1 스캔 신호들을 순차적으로 출력하며, 복수의 제2 스캔 라인들(GL1b~GLnb)을 통해 제2 스캔 신호들을 순차적으로 출력한다.

실시 예에 따르면, 복수의 데이터 라인들은 복수의 제1 데이터 라인들(DL1a~DLma) 및 복수의 제2 데이터 라인들(DL1b~DLmb)을 포함할 수 있다. 즉, 데이터 구동회로(300)는 복수의 제1 데이터 라인들(DL1a~DLma)을 통해 제1 구동 전압들을 출력하며, 복수의 제2 데이터 라인들(DL1b~DLmb)을 통해 제2 구동 전압들을 출력한다.

실시 예에 따르면, 데이터 구동회로(300)는 앞서 상술된 초기 전압으로 제1 구동 전압들 및 제2 구동 전압들을 표시패널(400)에 출력할 수 있다.

데이터 구동회로(300)는 데이터 전압으로 제1 구동 전압들 및 제2 구동 전압들을 표시패널(400)에 출력할 수 있다. 즉, 데이터 전압으로 데이터 구동회로(300)로부터 출력된 제1 구동 전압들은 제1 데이터 전압들로 설명될 수 있으며, 제2 구동 전압들은 제2 데이터 전압들로 설명될 수 있다. 이 경우, 데이터 구동회로(300)는 프로그래밍 구간 동안, 데이터 신호에 기반하여 제1 구동 전압들 및 제2 구동 전압들을 표시패널(400)에 출력할 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 데이터 구동회로(300)는 제1 구동 전압들을 프로그래밍 구간 동안 표시패널(400)에 출력하며, 제2 구동 전압들을 계조 선택 구간 동안 표시패널(400)에 출력할 수 있다.

한편, 데이터 구동회로(300)는 제1 구동 전압들을 표시패널(400)에 출력하지 않으며, 제2 구동 전압들만을 표시패널(400)에 출력할 수 있다. 즉, 제2 구동 전압들은 오프 전압으로 설명될 수 있다.

실시 예에 따르면, 복수의 화소들(PX11~PXnm)은 매트릭스 형태로 배열되며, 각각이 전기변색 소자(Electrochromic)를 포함할 수 있다. 전기변색 소자는 전기변색 물질이 전자 또는 정공을 공급받음으로써 소정 색상으로 변색되는 소자를 의미한다. 본 발명에 따른 표시패널(400)은 전기변색 표시패널에 적용될 수 있다.

전원 구동회로(500)는 타이밍 컨트롤러(100)로부터 제공된 전원 제어신호(E-CS)에 응답하여, 표시패널(400)에 제1 전원 전압(ECVDD) 및 제2 전원 전압(ECVSS)을 출력한다. 즉, 전원 구동회로(500)는 각 화소에 연결된 제1 전원 라인(EL1) 및 제2 전원 라인(EL2)을 통해 제1 전원 전압(ECVDD) 및 제2 전원 전압(ECVSS)을 각 화소에 제공할 수 있다. 예시적으로, 제2 전원 전압(ECVSS)은 접지 전압일 수 있다.

도 2를 참조하면, 표시패널(400)은 제1 베이스층(BY1), 전기변색층(ECY), 및 제2 베이스층(BY2)을 포함할 수 있다.

제1 베이스층(BY1)은 제1 베이스 기판(BS1) 및 제1 베이스 기판(BS1) 상에 배치된 표시층(PY)을 포함한다. 여기서, 제1 베이스 기판(BS1)은 표시패널(400)을 전반적으로 지지하는 지지층일 수 있다. 표시층(PY)은 복수의 스캔 라인들, 복수의 데이터 라인들, 복수의 화소들(PX11~PXnm), 및 전원 라인(EL1, EL2)을 포함할 수 있다. 특히, 표시층(PY)은 각 화소에 포함된 화소전극을 포함할 수 있다.

제2 베이스층(BY2)은 일정 갭을 두고 제1 베이스층(BY1)과 마주할 수 있다. 제2 베이스층(BY2)은 공통 전극층(CE) 및 공통 전극층(CE) 상에 배치된 제2 베이스 기판(BS2)을 포함한다. 여기서, 제2 베이스 기판(BS2)은 박막 봉지층 등으로 적용될 수도 있다.

전기변색층(ECY)은 공통 전극층(CE) 및 표시층(PY) 사이에 배치될 수 있다. 전기변색층(ECY)은 표시층(PY)에 포함된 화소전극 및 공통 전극층(CE)에 포함된 공통 전극 간의 전압 차이에 의해 가역적으로 색이 변화하는 층이다.

예를 들어, 전기변색층(ECY)은 전기 변색 재료와 전해질(electrolyte)을 포함할 수 있다. 즉, 표시층(PY)에 포함된 화소전극을 통해 전기변색층(ECY)에 전류가 유입될 경우, 전기변색층(ECY)은 탈색이 진행될 수 있다. 반대로, 전기변색층(ECY)으로부터 화소전극을 통해 전류가 방출되는 경우, 전기변색층(ECY)은 착색이 진행될 수 있다.

도 3을 참조하면, 도 1에 도시된 복수의 화소들(PX11~PXnm) 중 어느 하나의 화소(PXnm)에 대한 회로도가 개시된다. 도 3에 도시된 화소(PXnm) 구조는 복수의 화소들(PX11~PXnm) 각각의 구조에 적용될 수 있다.

자세하게, 각 화소(PXnm)는 제1 구동부, 제2 구동부, 및 전기변색 소자(EC)를 포함할 수 있다.

제1 구동부는 제1 트랜지스터(TR1), 제2 트랜지스터(TR2), 및 제1 캐패시터(Cst1)를 포함한다. 제1 트랜지스터(TR1)는 제1 스캔 라인(GLna)에 연결된 제1 게이트 단자, 제1 데이터 라인(DLma)에 연결된 제1 단자, 및 제2 단자를 포함한다. 제2 트랜지스터(TR2)는 제1 트랜지스터(TR1)의 제2 단자에 연결된 제2 게이트 단자, 제1 전원 라인(EL1)에 연결된 제3 단자, 및 제4 단자를 포함한다. 제1 캐패시터(Cst1)는 제1 트랜지스터(TR1)의 제2 단자 및 제2 트랜지스터(TR2)의 제2 게이트 단자 사이에 연결된 제1 전극 및 제1 전원 라인(EL1)에 연결된 제2 전극을 포함한다.

제1 트랜지스터(TR1)는 제1 게이트 단자를 통해 제1 스캔 신호(SCna)를 수신받으며, 제1 단자를 통해 제1 구동 전압(DE1m)을 수신한다. 제1 트랜지스터(TR1)는 제1 스캔 신호(SCna)에 응답하여 제1 구동 전압(DE1m)을 제2 트랜지스터(TR2)의 제2 게이트 단자에 제공할 수 있다. 여기서, 제1 구동 전압(DE1m)은 아날로그 전압일 수 있다. 제2 트랜지스터(TR2)는 제1 구동 전압(DE1m)에 응답하여, 제3 단자에 수신된 제1 전원 전압(ECVDD)을 제4 단자로 제공할 수 있다. 제1 캐패시터(Cst1)는 제1 트랜지스터(TR1)의 제2 단자로부터 제공된 제1 구동 전압(DE1m)을 충전할 수 있다.

제2 구동부는 제3 트랜지스터(TR3), 제4 트랜지스터(TR4), 및 제2 캐패시터(Cst2)를 포함한다. 제3 트랜지스터(TR3)는 제2 스캔 라인(GLnb)에 연결된 제3 게이트 단자, 제2 데이터 라인(DLmb)에 연결된 제5 단자, 및 제6 단자를 포함한다. 제4 트랜지스터(TR4)는 제3 트랜지스터(TR3)의 제5 단자에 연결된 제4 게이트 단자, 제2 트랜지스터(TR2)의 제4 단자에 연결된 제7 단자, 및 제8 단자를 포함한다. 제2 캐패시터(Cst2)는 제3 트랜지스터(TR3)의 제5 단자 및 제4 트랜지스터(TR4)의 제4 게이트 단자 사이에 연결된 제3 전극 및 제1 전원 라인(EL1)에 연결된 제4 전극을 포함한다.

제3 트랜지스터(TR3)는 제3 게이트 단자를 통해 제2 스캔 신호(SCnb)를 수신받으며, 제5 단자를 통해 제2 구동 전압(DE2m)을 수신한다. 제3 트랜지스터(TR3)는 제2 스캔 신호(SCnb)에 응답하여 제2 구동 전압(DE2m)을 제4 트랜지스터(TR4)의 제4 게이트 단자에 제공할 수 있다. 여기서, 제2 구동 전압(DE2m)은 디지털 전압일 수 있으며, 예시적으로 제2 구동 전압(DE2m)은 제1 구동 전압(DE1m) 보다 높을 수 있다. 제4 트랜지스터(TR4)는 제2 구동 전압(DE2m)에 응답하여, 제7 단자에 수신된 제1 전원 전압(ECVDD)을 제8 단자로 제공할 수 있다. 제2 캐패시터(Cst2)는 제3 트랜지스터(TR3)의 제6 단자로부터 제공된 제2 구동 전압(DE2m)을 충전할 수 있다.

전기변색 소자(EC)의 일단은 제4 트랜지스터(TR4)의 제8 단자에 연결될 수 있다. 이 경우, 전기변색 소자(EC)의 일단은 화소전극으로 제공될 수 있다. 또한, 전기변색 소자(EC)의 타단은 제2 전원 라인(EL2)에 연결될 수 있다. 이 경우, 전기변색 소자(EC)의 타단은 공통전극으로 제공될 수 있다. 즉, 전기변색 소자(EC)의 일단은 제4 트랜지스터(TR4)로부터 전달된 제1 전원 전압(ECVDD)을 수신하며, 타단은 제2 전원 라인(EL2)으로부터 전달된 제2 전원 전압(ECVSS)을 수신할 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 단위 프레임에 기반한 표시장치의 구동을 보여준다. 도 5는 도 4에 도시된 제1 서브 프레임에 따른 표시장치의 구동을 보여주는 타이밍도이다. 도 6은 도 4에 도시된 제2 서브 프레임에 따른 표시장치의 구동을 보여주는 타이밍도이다. 도 7은 도 4에 도시된 제3 서브 프레임에 따른 표시장치의 구동을 보여주는 타이밍도이다.

먼저, 도 4를 참조하면, 앞서 상술된 바와 같이, 본 발명에 따른 표시장치(DD)는 복수의 서브 프레임들로 정의된 단위 프레임에 기반하여 하나의 영상을 표시할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 단위 프레임은 제1 내지 제3 서브 프레임들(Sub1~Sub3)을 포함할 수 있다. 이하, 제1 서브 프레임(Sub1)은 리셋 구간(Reset)으로, 제2 서브 프레임(Sub2)은 프로그래밍 구간(Programming)으로, 제3 서브 프레임(Sub3)은 계조 선택 구간(Gray Selection)으로 설명된다.

이하, 도 1 및 도 3 및 도 5를 참조하여, 제1 서브 프레임(Sub1)에 기반한 표시장치(DD)의 동작이 설명된다.

스캔 구동회로(200)는 제1 스캔 라인들(GL1a~GLna)에 제1 스캔 신호들(SC1a~SCna)을 순차적으로 출력한다. 이와 동시에, 스캔 구동회로(200)는 제2 스캔 라인들(GL1b~GLnb)에 제2 스캔 신호들(SC1b~SCnb)을 순차적으로 출력한다. 예를 들어, 제1 스캔 신호(SCna) 및 제2 스캔 신호(SCnb)는 제1 스캔 라인(GLna) 및 제2 스캔 라인(GLnb)에 동시에 각각 인가될 수 있다.

데이터 구동회로(300)는 타이밍 컨트롤러(100)로부터 수신된 초기신호에 응답하여, 제1 구동 전압들(DE1m)을 제1 데이터 라인들(DL1a~DLma)에 출력한다. 또한, 데이터 구동회로(300)는 초기신호에 응답하여 제2 구동 전압들(DE2m)을 제2 데이터 라인들(DL1b~DLmb)에 출력한다. 여기서, 제1 구동 전압들(DE1m) 및 제2 구동 전압들(DE2m)은 앞서 설명된 초기 전압일 수 있다. 예시적으로, 데이터 구동회로(300)는 제1 서브 프레임(Sub1) 동안, 제1 구동 전압들(DE1m) 및 제2 구동 전압들(DE2m)을 동시에 출력할 수 있다.

실시 예에 따르면, 제1 서브 프레임(Sub1) 동안, 제1 구동 전압들(DE1m)은 전기변색 소자(EC)를 리셋하기 위한 리셋 전압(VR) 레벨을 가질 수 있으며, 제2 구동 전압들(DE2m)은 제4 트랜지스터(TR4)를 턴-온시키기 위한 온-전압(Von) 레벨을 가질 수 있다. 즉, 제2 트랜지스터(TR2)는 리셋 전압(VR)에 응답하여, 제1 전원 전압(ECVDD)을 제4 트랜지스터(TR4)로 전달할 수 있다.

즉, 일 예로, 첫 번째 스캔 신호들(SC1a, SC1b)이 첫 번째 스캔 라인들(GL1a, GL1b)에 출력될 경우, 첫 번째 스캔 라인들(GL1a, GL1b)에 연결된 화소들에 제1 구동 전압(DE1m) 및 제2 구동 전압(DE2m)이 동시에 출력될 수 있다.

이 경우, 각 화소(PXnm)의 제1 트랜지스터(TR1)는 스캔 신호(SC1a)에 응답하여 제1 구동 전압(DE1m)을 제2 트랜지스터(TR2)에 전달할 수 있다. 제2 트랜지스터(TR2)는 리셋 전압(VR)인 제1 구동 전압(DE1m)에 응답하여 제1 전원 라인(EL1)으로부터 수신된 제1 전원 전압(ECVDD)을 제4 트랜지스터(TR4)로 전달할 수 있다.

제3 트랜지스터(TR3)는 스캔 신호(SC1b)에 응답하여 제2 구동 전압(DE2m)을 제4 트랜지스터(TR4)에 전달한다. 제4 트랜지스터(TR4)는 제2 구동 전압(DE2m)에 응답하여, 제1 전원 전압(ECVDD)을 전기변색 소자(EC)에 제공할 수 있다.

일 예로, 전기변색 소자(EC)의 일단에 제공된 제1 전원 전압(ECVDD)은 전기변색 소자(EC)의 타단에 제공된 제2 전원 전압(ECVSS) 보다 높을 수 있다. 이 경우, 전기변색 소자(EC)는 제1 서브 프레임(Sub1) 동안 탈색(bleaching)될 수 있다.

도 6을 참조하면, 제2 서브 프레임(Sub2)에 기반한 표시장치(DD)의 동작이 설명된다.

스캔 구동회로(200)는 제1 스캔 라인들(GL1a~GLna)에 제1 스캔 신호들(SC1a~SCna)을 순차적으로 출력한다. 이와 동시에, 스캔 구동회로(200)는 제2 스캔 라인들(GL1b~GLnb)에 제2 스캔 신호들(SC1b~SCnb)을 순차적으로 출력한다. 예를 들어, 제1 스캔 신호(SCna) 및 제2 스캔 신호(SCnb)는 제1 스캔 라인(GLna) 및 제2 스캔 라인(GLnb)에 동시에 각각 인가될 수 있다.

그러나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않으며, 스캔 구동회로(200)는 제1 스캔 신호들(SC1a~SCna) 및 제2 스캔 신호들(SC1b~SCnb)의 출력 타이밍을 다르게 제어할 수 있다. 즉, 스캔 구동회로(200)는 제2 서브 프레임(Sub2) 동안 제2 스캔 신호들(SC1b~SCnb)을 출력하지 않으며, 제3 서브 프레임(Sub3) 동안 제2 스캔 신호들(SC1b~SCnb)을 출력할 수 있다. 이는 도 11을 통해 자세히 설명된다.

데이터 구동회로(300)는 타이밍 컨트롤러(100)로부터 수신된 데이터 신호에 응답하여, 제1 구동 전압들(DE1m)을 제1 데이터 라인들(DL1a~DLma)에 출력한다. 또한, 데이터 구동회로(300)는 데이터 신호에 응답하여 제2 구동 전압들(DE2m)을 제2 데이터 라인들(DL1b~DLmb)에 출력한다. 여기서, 제1 구동 전압들(DE1m) 및 제2 구동 전압들(DE2m)은 앞서 설명된 데이터 전압일 수 있다.

즉, 일 예로, 첫 번째 스캔 신호들(SC1a, SC1b)이 첫 번째 스캔 라인들(GL1a, GL1b)에 출력될 경우, 첫 번째 스캔 라인들(GL1a, GL1b)에 연결된 화소들에 제1 구동 전압(DE1m) 및 제2 구동 전압(DE2m)이 동시에 출력될 수 있다. 여기서, 제2 구동 전압(DE2m)은 제1 구동 전압(DE1m) 보다 높은 전압 레벨을 가질 수 있다. 즉, 제1 구동 전압(DE1m)은 화소들(PX11~PXnm) 각각의 계조를 제어하기 위한 아날로그 전압(VD)일 수 있다. 이에 반해, 제2 구동 전압(DE2m)은 트랜지스터의 턴-온 또는 턴-오프를 결정하는 디지털 전압일 수 있다. 이하, 제2 서브 프레임(Sub2) 동안 제2 데이터 라인에 제공되는 제2 구동 전압(DE2m)은 제3 및 제4 트랜지스터들(TR3, TR4)을 턴-온 시키기 위한 온-전압(Von)일 수 있다.

한편, 데이터 구동회로(300)는 제1 서브 프레임(Sub1) 및 제2 서브 프레임(Sub2) 각각 동안, 제2 구동 전압(DE2m)을 온-전압(Von) 레벨로 출력할 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않으며, 제1 서브 프레임(Sub1) 및 제2 서브 프레임(Sub2) 각각 동안, 서로 다른 온-전압(Von)이 데이터 구동회로(300)로부터 출력될 수 있다.

각 화소(PXnm)의 제1 트랜지스터(TR1)는 스캔 신호(SC1a)에 응답하여 제1 구동 전압(DE1m)을 제2 트랜지스터(TR2)에 전달할 수 있다. 제2 트랜지스터(TR2)는 제1 구동 전압(DE1m)에 응답하여 제1 전원 라인(EL1)으로부터 수신된 제1 전원 전압(ECVDD)을 제4 트랜지스터(TR4)로 전달할 수 있다.

제3 트랜지스터(TR3)는 스캔 신호(SC1b)에 응답하여 제2 구동 전압(DE2m), 즉 온-전압(Von)을 제4 트랜지스터(TR4)에 전달한다. 제4 트랜지스터(TR4)는 제2 구동 전압(DE2m)에 응답하여, 제1 전원 전압(ECVDD)을 전기변색 소자(EC)에 제공할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 제2 서브 프레임(Sub2) 동안, 제1 구동 전압(DE1m)의 전압 레벨에 따라 전기변색 소자(EC)에 제공될 제1 전원 전압(ECVDD)의 전압 레벨이 결정될 수 있다.

일 예로, 전기변색 소자(EC)의 일단에 제공된 제1 전원 전압(ECVDD)은 전기변색 소자(EC)의 타단에 제공된 제2 전원 전압(ECVSS) 보다 낮을 수 있다. 이 경우, 전기변색층(ECY)은 제2 서브 프레임(Sub2) 동안 착색될 수 있다.

도 7을 참조하면, 제3 서브 프레임(Sub3)에 기반한 표시장치(DD)의 동작이 설명된다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 제3 서브 프레임(Sub3)은 복수의 서브 필드들을 포함할 수 있다. 여기서, 복수의 서브 필드들은 시간 연속적일 수 있다. 이하, 제3 서브 프레임(Sub3)은 시간 연속적인 제1 내지 제4 서브 필드들(1-SF~4-SF)을 포함하는 것으로 설명된다. 예를 들어, 제1 서브 필드(1-SF) 구간이 끝난 후, 제2 서브 필드(2-SF)가 시작된다.

한편, 도 6을 통해 설명된 바와 같이, 제2 서브 프레임(Sub2) 동안, 제1 구동 전압(DE1m)의 전압 레벨에 따라 전기변색 소자(EC)에 제공될 제1 전원 전압(ECVDD)의 전압 레벨이 결정될 수 있다. 즉, 제1 구동 전압(DE1m)의 전압 레벨에 따라 전기변색층(ECY)의 착색이 달라질 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 표시장치(DD)는 제1 내지 제4 서브 필드들(1-SF~4-SF)을 이용하여, 전기변색층(ECY)에 포함된 전해질층 내의 전자들이 전기변색 물질들에 공급되는 양을 제어할 수 있다.

예시적으로, 전기변색 소자(EC)에 제1 전원 전압(ECVDD)이 제공되는 구간이 길수록, 전기변색층(ECY)의 계조는 어두워질 수 있다. 이와 반대로, 전기변색 소자(EC)에 제1 전원 전압(ECVDD)이 제공되는 구간이 짧을수록, 전기변색층(ECY)의 계조는 밝아질 수 있다. 즉, 제4 트랜지스터(TR4)를 통해 전기변색 소자(EC)에 제1 전원 전압(ECVDD)에 제공되는 시간이 제어됨으로써, 전기변색층(ECY)의 착색이 달라질 수 있다.

예컨대, 제2 서브 프레임(Sub2) 동안 전기변색 소자(EC)에 제1 전원 전압(ECVDD)이 제공된다. 이 후, 제3 서브 프레임(Sub3) 중, 전기변색 소자(EC)에 제공되던 제1 전원 전압(ECVDD)의 공급이 제1 서브 필드(1-SF)에서 차단되는 경우보다, 제4 서브 필드(4-SF)에서 차단되는 경우 전기변색층(ECY)의 계조는 더 어두워질 수 있다.

스캔 구동회로(200)는 제3 서브 프레임(Sub3) 동안, 제1 스캔 라인들(GL1a~GLna)에 제1 스캔 신호들을 제공하지 않는다. 다시 말해, 스캔 구동회로(200)는 제3 서브 프레임(Sub3) 동안, 제1 트랜지스터(TR1) 및 제2 트랜지스터(TR2)가 턴-오프되기 위한 제1 스캔 신호들이 제1 스캔 라인들(GL1a~GLna)에 제공될 수 있다. 이 경우, 제4 트랜지스터(TR4)의 제4 게이트 단자는 제2 캐패시터(Cst2)으로부터 전압을 제공받는다. 그 결과, 제4 트랜지스터(TR4)는 턴-온 상태를 유지할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 스캔 구동회로(200)는 제1 내지 제4 서브 필드들(1-SF~4-SF) 각각 동안, 제2 스캔 라인들(GL1b~GLnb)에 제2 스캔 신호들을 순차적으로 제공한다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 데이터 구동회로(300)는 제3 서브 프레임(Sub3) 동안 제2 데이터 라인들(DL1b~DLmb)에 제2 구동 전압들(DE2m)을 출력한다. 여기서, 제2 구동 전압들(DE2m)은 오프 전압(Voff)일 수 있다. 앞서 상술된 바와 같이, 제2 구동 전압(DE2m)은 트랜지스터의 턴-온 또는 턴-오프를 결정하는 디지털 전압일 수 있다. 이하, 제3 서브 프레임(Sub3) 동안 제2 데이터 라인에 제공되는 제2 구동 전압(DE2m)은 제4 트랜지스터(TR4)를 턴-오프 시키기 위한 오프 전압(Voff)일 수 있다.

제3 서브 프레임(Sub3) 동안, 데이터 구동회로(300)는 제1 내지 제4 서브 필드들(1-SF~4-SF) 중 화소들에 대응하는 서브 필드들을 각각 결정할 수 있다. 즉, 각 화소는 서브 필드들 중 대응하는 하나의 서브 필드 구간에서 오프 전압(Voff)을 수신한다. 이러한 각 화소에 대응하는 서브 필드를 결정은 타이밍 컨트롤러(100)로부터 제공된 오프 제어 신호에 기반하여 결정될 수 있다.

데이터 구동회로(300)는 각 화소에 대응하는 해당 서브 필드에 기반하여 오프 전압(Voff)을 제2 데이터 라인(DLmb)에 제공한다. 그 결과, 제3 트랜지스터(TR3)는 제2 스캔 신호(SCnb)에 응답하여 제2 구동 전압(DE2m)을 제4 트랜지스터(TR4)에 전달한다. 제4 트랜지스터(TR4)는 제2 구동 전압(DE2m)에 응답하여, 턴-오프된다.

따라서, 제1 전원 전압(ECVDD)이 제4 트랜지스터(TR4)를 통해 전기변색 소자(EC)에 제공되지는 것이 차단될 수 있다. 그 결과, 전기변색층(ECY)의 착색이 중단될 수 있다.

도 8은 복수의 스캔 라인들 중 제1 스캔 라인 및 제2 스캔 라인에 연결된 화소들을 예시적으로 보여주는 표이다. 도 9는 제3 서브 프레임 동안 화소들에 제공된 데이터 전압을 예시적으로 보여주는 표이다. 도 10은 단위 프레임에 기반하여 도 8에 도시된 화소들로부터 표시되는 영상의 계조를 보여주는 예이다.

도 8을 참조하면, 도 1에 도시된 표시패널(400)에 포함된 복수의 화소들(PX11~PXnm) 중 예시적으로 8 개의 화소들(PX11~PX24)이 도시되었다. 제1 내지 제4 화소들(PX11~PX14)은 첫 번째 스캔 라인(GL1)에 연결되며, 제5 내지 제8 화소들(PX21~PX24)은 두 번째 스캔 라인(GL2)에 연결된 것으로 설명된다. 여기서, 첫 번째 스캔 라인(GL1) 및 두 번째 스캔 라인(GL2) 각각은 앞서 도 3을 통해 설명된 바와 같이, 두 개의 스캔 라인들(GLna, GLnb) 및 두 개의 데이터 라인들(DLmb, DLma)을 포함할 수 있다.

제1 내지 제4 화소들(PX11~PX14)은 제3 서브 프레임(Sub3) 동안, 제1 내지 제4 구동 전압들(DE21~DE24)을 제공받으며, 제5 내지 제8 화소들(PX21~PX24)은 제5 내지 제8 구동 전압들(DE25~DE28)을 제공받는다. 여기서, 제1 내지 제8 구동 전압들(DE21~DE28)은 도 3에 도시된 두 개의 데이터 라인들(DLma, DLmb) 중 제2 데이터 라인(DLmb)에 제공되는 전압일 수 있다. 즉, 제1 내지 제8 구동 전압들(DE21~DE28)은 제3 트랜지스터(TR3)에 전달되는 제2 구동 전압(DE2m)에 대응될 수 있다.

도 1 및 도 9를 참조하면, 타이밍 컨트롤러(100)는 제1 내지 제8 구동 전압들(DE21~DE28)이 출력될 시기를 결정하는 오프 제어 신호를 데이터 구동회로(300)에 출력할 수 있다. 여기서, 오프 제어 신호는 k 비트(K는 2 이상의 자연수)의 정보를 가지며, 제3 서브 프레임(Sub3)에 포함된 제1 내지 4 번째 서브 필드들(1-SF~4-SF)의 개수는 k 비트에 기반하여 결정될 수 있다.

일 예로, 오프 제어 신호가 2 bit일 경우, 제3 서브 프레임(Sub3)은 4 개의 서브 필드들을 포함할 수 있다. 일 예로, 오프 제어 신호가 3 bit일 경우, 제3 서브 프레임(Sub3)은 8 개의 서브 필드들을 포함할 수 있다. 즉, 서브 필드들의 개수는 2의 k제곱배일 수 있다.

이하, 본 발명의 설명에 따르면, 데이터 구동회로(300)는 2 bit에 따른 오프 제어 신호를 기반으로 오프 전압(Voff)인 제2 구동 전압(DE2m)을 제2 데이터 라인(DLmb)에 출력할 수 있다.

자세하게, 도 9에 도시된 바와 같이, 00의 비트 정보를 갖는 오프 제어 신호는 제1 내지 제4 서브 필드들(1-SF~4-SF) 중 제4 서브 필드(4-SF)에서 오프 전압(Voff)을 출력하라는 출력 정보(P)를 포함한다. 01의 비트 정보를 갖는 오프 제어 신호는 제1 내지 제4 서브 필드들(1-SF~4-SF) 중 제3 서브 필드(3-SF)에서 오프 전압(Voff)을 출력하라는 출력 정보(P)를 포함한다. 10의 비트 정보를 갖는 오프 제어 신호는 제1 내지 제4 서브 필드들(1-SF~4-SF) 중 제2 서브 필드(2-SF)에서 오프 전압(Voff)을 출력하라는 출력 정보(P)를 포함한다. 11의 비트 정보를 갖는 오프 제어 신호는 제1 내지 제4 서브 필드들(1-SF~4-SF) 중 제1 서브 필드(1-SF)에서 오프 전압(Voff)을 출력하라는 출력 정보(P)를 포함한다.

일 예로, 데이터 구동회로(300)는 00의 비트 정보를 갖는 오프 제어 신호에 응답하여, 제4 서브 필드(4-SF)에서 오프 전압(Voff)을 제4 화소(PX14)에 연결된 제2 데이터 라인(DLmb)에 제공한다. 그 결과, 전기변색 소자(EC)는 제1 내지 제3 서브 필드들(1-SF~3-SF) 동안 제1 전원 전압(ECVDD)을 수신하나, 이후 제4 서브 필드(4-SF)를 시점으로 제1 전원 전압(ECVDD)을 수신하지 않는다.

따라서, 도 10에 도시된 바와 같이, 제4 서브 필드(4-SF)에서 오프 전압(Voff)이 제4 화소(PX14)에 제공됨에 따라, 전기변색층(ECY)의 계조(80%)는 가장 어두울 수 있다. 이는, 제1 전원 전압(ECVDD)이 전기변색 소자(EC)에 제공되는 시간이 가장 길기 때문이다.

일 예로, 데이터 구동회로(300)는 01의 비트 정보를 갖는 오프 제어 신호에 응답하여, 제3 서브 필드(3-SF)에서 오프 전압(Voff)을 제3 화소(PX13)에 연결된 제2 데이터 라인(DLmb)에 제공한다. 그 결과, 전기변색 소자(EC)는 제3 서브 필드(3-SF)를 시점으로 이후 제1 전원 전압(ECVDD)을 수신하지 않는다.

도 10에 도시된 바와 같이, 제3 서브 필드(3-SF)에서 오프 전압(Voff)이 제3 화소(PX13)에 제공됨에 따라, 전기변색층(ECY)의 계조(50%)는 제4 서브 필드(4-SF) 보다 제3 서브 필드(3-SF)에서 덜 어두울 수 있다.

일 예로, 데이터 구동회로(300)는 10의 비트 정보를 갖는 오프 제어 신호에 응답하여, 제2 서브 필드(2-SF)에서 오프 전압을 제2 화소(PX12)에 연결된 제2 데이터 라인(DLmb)에 제공한다. 그 결과, 전기변색 소자(EC)는 제2 서브 필드(2-SF)를 시점으로 이후 제1 전원 전압(ECVDD)을 수신하지 않는다.

도 10에 도시된 바와 같이, 제2 서브 필드(2-SF)에서 오프 전압(Voff)이 제2 화소(PX12)에 제공됨에 따라, 전기변색층(ECY)의 계조(25%)는 제3 서브 필드(3-SF) 보다 제2 서브 필드(2-SF)에서 덜 어두울 수 있다.

일 예로, 데이터 구동회로(300)는 11의 비트 정보를 갖는 오프 제어 신호에 응답하여, 제1 서브 필드(1-SF)에서 오프 전압(Voff)을 제2 데이터 라인(DLmb)에 제공한다. 그 결과, 전기변색 소자(EC)는 제1 서브 필드(1-SF)를 시점으로 이후 제1 전원 전압(ECVDD)을 수신하지 않는다.

도 10에 도시된 바와 같이, 제1 서브 필드(1-SF)에서 오프 전압(Voff)이 제1 화소(PX11)에 제공됨에 따라, 전기변색층(ECY)의 계조(0%)는 가장 밝을 수 있다. 그 결과, 전기변색층(ECY)의 계조(0%)는 제2 서브 필드(2-SF) 보다 제1 서브 필드(1-SF)에서 덜 어두울 수 있다. 이는, 제1 전원 전압(ECVDD)이 전기변색 소자(EC)에 제공되는 시간이 가장 짧기 때문이다.

이하, 제5 내지 제9 화소들(PX21~PX24)의 구동 설명은 제1 내지 제4 화소들(PX11~PX14)의 구동 설명과 실질적으로 동일함에 따라 생략된다.

도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 단위 프레임을 보여주는 타이밍도이다.

도 1 및 도 11을 참조하면, 스캔 구동회로(200)는 제2 서브 프레임(Sub2) 동안 제2 스캔 신호들을 출력하지 않는다. 즉, 스캔 구동회로(200)는 제2 서브 프레임(Sub2) 동안, 제1 스캔 신호들(SC1a~SCna)만을 제1 스캔 라인들(GL1a~GLna)에 출력한다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 제3 서브 프레임(Sub3)은 충전 구간(R-SF) 및 오프 구간을 포함할 수 있다. 오프 구간은 제1 내지 제4 서브 필드들(1-SF~4-SF)로 정의된다. 또한, 충전 구간(R-SF)은 제2 서브 프레임(Sub2) 이후 연속되는 구간이며, 오프 구간은 충전 구간(R-SF) 이후 연속되는 구간일 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 스캔 구동회로(200)는 충전 구간(R-SF) 동안 복수의 제2 스캔 신호들을 제2 스캔 라인들(GL1b~GLnb)에 동시에 출력할 수 있다. 그러나, 본 발명의 기술적 이에 한정되지 않으며, 스캔 구동회로(200)는 충전 구간(R-SF) 동안 복수의 제2 스캔 신호들을 제2 스캔 라인들(GL1b~GLnb)에 순차적으로 출력할 수 있다.

상술된 바에 따르면, 충전 구간(R-SF)에서, 도 3에 도시된 전기변색 소자(EC)에 제1 전원 전압(ECVDD)이 제공될 수 있다.

이하, 도 7에 도시된 제3 서브 프레임(Sub3)과 동일한 구동 방식이 적용될 수 있다. 따라서, 이에 대한 설명은 생략된다.

도 12는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 화소의 회로도이다. 도 13은 도 12에 도시된 화소에 기반한 표시장치의 동작을 보여주는 타이밍도이다.

도 12에 도시된 화소(PXnm’)는 도 3에 도시된 화소(PXnm)와 비교하여 데이터 라인의 구조가 변경되었을 뿐, 나머지 구조는 실질적으로 동일할 수 있다. 따라서, 데이터 라인의 구조를 제외한 나머지 구조에 대한 설명은 생략된다.

도 12 및 도 13을 참조하면, 제1 트랜지스터(TR1) 및 제3 트랜지스터(TR3)가 서로 다른 데이터 라인이 아닌, 동일한 데이터 라인(DLm)에 연결될 수 있다.

자세하게, 제2 서브 프레임(Sub2) 동안, 스캔 구동회로(200)는 제1 스캔 신호들(SC1a~SCna)을 제1 스캔 라인들(GL1a~GLna)에 제공한다. 즉, 제2 서브 프레임(Sub2) 동안, 제1 스캔 신호(SCna)가 화소(PXnm’)에 포함된 제1 스캔 라인(GLna)을 통해 제1 트랜지스터(TR1)에 제공된다. 이 경우, 데이터 구동회로(300)는 데이터 라인들(DL1~DLm)에 복수의 제1 데이터 전압들을 제공한다. 그 결과, 각 화소(PXnm’)에 포함된 제2 트랜지스터(TR2)가 턴-온되어, 제1 전원 전압(ECVDD)이 제4 트랜지스터(TR4)에 전달될 수 있다.

한편, 스캔 구동회로(200)는 제2 스캔 신호들을 제2 데이터 라인들(GL1b~GLnb)에 제공하지 않는다. 그 결과, 제2 서브 프레임(Sub2) 동안, 제2 트랜지스터(TR2)로부터 출력된 제1 전원 전압(ECVDD)이 전기변색 소자(EC)에 전달되지 못한다.

제3 서브 프레임(Sub3) 중 충전 구간(R-SF) 동안, 스캔 구동회로(200)는 제2 스캔 신호들을 제2 스캔 라인들(GL1b~GLnb)에 순차적으로 제공한다. 이 경우, 데이터 구동회로(300)는 충전 구간(R-SF) 동안 제2 데이터 전압들을 데이터 라인들(DL1~DLm)에 제공한다. 따라서, 각 화소(PXnm’)에 포함된 제3 트랜지스터(TR3)는 제2 스캔 신호에 응답하여 제2 데이터 전압을 제4 트랜지스터(TR4)에 제공한다. 그 결과, 제4 트랜지스터(TR4)가 턴-온되어, 충전 구간(R-SF) 동안, 제1 전원 전압(ECVDD)이 전기변색 소자(EC)에 전달될 수 있다.

이하, 오프 구간인 제1 내지 제4 서브 필드들(1-SF~4-SF)의 동작에 대해서는 도 7에 도시된 오프 구간과 실질적으로 동일함에 따라 이에 대한 설명은 생략된다.

이상에서와 같이 도면과 명세서에서 실시 예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

100: 타이밍 컨트롤러
200: 스캔 구동회로
300: 데이터 구동회로
400: 표시패널
500: 전원 구동회로

Claims (19)

1. 제1 내지 제3 서브 프레임들로 정의된 단위 프레임을 기반으로 영상을 표시하는 복수의 화소들을 포함하는 표시패널;
   데이터 신호 및 오프 신호를 출력하는 타이밍 컨트롤러; 및
   상기 제2 서브 프레임 동안 상기 데이터 신호를 기반으로 생성된 데이터 전압을 상기 화소들에 제공하며, 상기 제3 서브 프레임 동안 상기 오프 신호를 기반으로 생성된 오프 전압을 상기 화소들에 제공하는 데이터 구동회로를 포함하고,
   상기 화소들 각각은 전기변색 소자를 포함하고,
   상기 제2 서브 프레임 동안 상기 데이터 전압에 응답하여 상기 전기변색 소자에 전원 전압이 전달되며, 상기 제3 서브 프레임 동안 상기 오프 전압에 응답하여 상기 전기변색 소자에 제공되던 상기 전원 전압이 차단되는 전기변색 표시장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제3 서브 프레임은 시간 연속적인 복수의 제1 내지 제n 번째 서브 필드들을 포함하고,
   상기 제1 내지 제n 번째 서브 필드들 중 대응하는 하나의 서브 필드를 시점으로 상기 전기변색 소자에 제공되던 상기 전원 전압이 차단되는 전기변색 표시장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 타이밍 컨트롤러는 상기 데이터 구동회로에 오프 제어 신호를 더 출력하고,
   상기 데이터 구동회로는 상기 오프 제어 신호에 응답하여, 상기 제1 내지 제n 번째 서브 필드들 중 상기 화소들에 대응하는 복수의 서브 필드들을 각각 결정하는 전기변색 표시장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 오프 제어 신호는 k 비트(k는 2 이상의 자연수)로 제공되며, 상기 제3 서브 프레임에 포함된 상기 제1 내지 n 번째 서브 필드들의 개수는 상기 k 비트에 기반하여 결정되는 전기변색 표시장치.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 전원 전압 및 접지 전압을 상기 화소들 각각에 제공하는 전원 구동회로를 더 포함하고,
   상기 제1 서브 프레임 동안, 상기 전원 구동회로는 상기 전기변색 소자를 리셋하는 상기 전원 전압 및 상기 접지 전압을 상기 화소들에 제공하는 전기변색 표시장치.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 표시패널은 상기 화소들에 연결된 복수의 스캔 라인들, 복수의 데이터 라인들, 및 전원 라인을 더 포함하고,
   상기 스캔 라인들 각각은 제1 스캔 라인 및 제2 스캔 라인을 포함하고, 상기 데이터 라인들 각각은 제1 데이터 라인 및 제2 데이터 라인을 포함하는 전기변색 표시장치.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 데이터 전압은 제1 데이터 전압 및 제2 데이터 전압을 포함하고,
   상기 화소들 각각은,
   상기 제1 스캔 라인, 상기 제1 데이터 라인, 및 상기 전원 라인에 연결되고, 상기 제1 데이터 라인을 통해 상기 제1 데이터 전압을 수신하는 제1 구동부; 및
   상기 제2 스캔 라인, 상기 제2 데이터 라인, 및 상기 제1 구동부에 연결되고, 상기 제2 데이터 라인을 통해 상기 제2 데이터 전압을 수신하는 제2 구동부를 더 포함하는 전기변색 표시장치.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 제2 서브 프레임 동안, 상기 제1 구동부는 상기 제1 데이터 전압에 응답하여 상기 전원 라인으로부터 수신된 상기 전원 전압을 상기 제2 구동부로 출력하고, 상기 제2 구동부는 상기 제2 데이터 전압에 응답하여 상기 제1 구동부로부터 수신된 상기 전원 전압을 상기 전기변색 소자에 전달하는 전기변색 표시장치.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 제3 서브 프레임 동안, 상기 제2 구동부는 상기 제2 데이터 라인을 통해 제공된 상기 오프 전압에 응답하여 상기 전원 전압이 상기 전기변색 소자에 제공되는 것을 차단하는 전기변색 표시장치.
10. 제 6 항에 있어서,
    상기 화소들 각각은,
    상기 제1 스캔 라인에 연결된 제1 스캔 단자, 상기 제1 데이터 라인에 연결된 제1 단자, 및 제2 단자를 포함하는 제1 트랜지스터;
    상기 제2 단자에 연결된 제2 스캔 단자, 상기 전원 라인에 연결된 제3 단자, 및 제4 단자를 포함하는 제2 트랜지스터;
    상기 제2 스캔 라인에 연결된 제3 스캔 단자, 상기 제2 데이터 라인에 연결된 제5 단자, 및 제6 단자를 포함하는 제3 트랜지스터; 및
    상기 제6 단자에 연결된 제4 스캔 단자, 상기 제4 단자에 연결된 제7 단자, 및 제8 단자를 포함하는 제4 트랜지스터를 더 포함하고,
    상기 전기변색 소자는 상기 제8 단자에 연결된 전기변색 표시장치.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 화소들 각각은, 상기 제1 트랜지스터 및 상기 제2 트랜지스터 사이의 노드 및 상기 전원 라인 사이에 배치된 제1 캐패시터; 및
    상기 제3 트랜지스터 및 상기 제4 트랜지스터 사이의 노드 및 상기 전원 라인 사이에 배치된 제2 캐패시터를 더 포함하는 전기변색 표시장치.
12. 제 1 항에 있어서,
    상기 전원 전압 및 접지 전압을 출력하는 전원 구동회로를 더 포함하고,
    상기 전원 구동회로는 상기 전기변색 소자의 일단에 상기 전원 전압을 제공하며, 상기 전기변색 소자의 타단에 상기 접지 전압을 제공하는 전기변색 표시장치.
13. 제 1 항에 있어서,
    상기 표시패널은,
    제1 베이스층;
    상기 제1 베이스층 상에 배치된 상기 화소들을 포함하는 표시층;
    상기 표시층 상에 배치된 전기변색층;
    상기 전기변색층 상에 배치된 공통 전극층; 및
    상기 공통 전극층 상에 배치된 제2 베이스층을 포함하는 전기변색 표시장치.
14. 제1 내지 제3 서브 프레임들로 정의된 단위 프레임을 기반으로 영상을 표시하는 복수의 화소들, 상기 화소들에 연결된 복수의 스캔 라인들, 복수의 데이터 라인들, 및 전원 라인을 포함하는 표시패널;
    데이터 신호 및 오프 신호를 출력하는 타이밍 컨트롤러; 및
    상기 제2 서브 프레임 동안 상기 데이터 신호를 기반으로 생성된 제1 데이터 전압을 상기 화소들에 제공하며, 상기 제3 서브 프레임 동안 상기 데이터 신호를 기반으로 생성된 제2 데이터 전압 및 상기 오프 신호를 기반으로 생성된 오프 전압을 상기 화소들에 제공하는 데이터 구동회로를 포함하고,
    상기 화소들 각각은 전기변색 소자를 포함하고,
    상기 제3 서브 프레임은 충전 구간 및 상기 충전 구간에 연속되는 오프 구간을 포함하고,
    상기 충전 구간 동안 상기 제2 데이터 전압에 응답하여 상기 전기변색 소자에 전원 전압이 전달되며, 상기 오프 구간 동안 상기 오프 전압에 응답하여 상기 전기변색 소자에 제공되던 상기 전원 전압이 차단되는 전기변색 표시장치.
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 스캔 라인들 각각은 제1 스캔 라인 및 제2 스캔 라인을 포함하고, 상기 데이터 라인들 각각은 제1 데이터 라인 및 제2 데이터 라인을 포함하고,
    상기 화소들 각각은,
    상기 제1 스캔 라인, 상기 제1 데이터 라인, 및 상기 전원 라인에 연결되고, 상기 제2 서브 프레임 동안 상기 제1 데이터 라인을 통해 상기 제1 데이터 전압을 수신하는 제1 구동부; 및
    상기 제2 스캔 라인, 상기 제2 데이터 라인, 및 상기 제1 구동부에 연결되고, 상기 충전 구간 동안 상기 제2 데이터 라인을 통해 상기 제2 데이터 전압을 수신하는 제2 구동부를 더 포함하는 전기변색 표시장치.
16. 제 15 항에 있어서,
    상기 오프 구간 동안, 상기 제2 구동부는 상기 제2 데이터 라인을 통해 수신된 상기 오프 전압에 응답하여 상기 전원 전압이 상기 전기변색 소자에 제공되는 것을 차단하는 전기변색 표시장치.
17. 제 14 항에 있어서,
    상기 스캔 라인들 각각은 제1 스캔 라인 및 제2 스캔 라인을 포함하고,
    상기 화소들 각각은,
    상기 제1 스캔 라인에 연결된 제1 스캔 단자, 상기 데이터 라인들 중 대응하는 데이터 라인에 연결된 제1 단자, 및 제2 단자를 포함하는 제1 트랜지스터;
    상기 제2 단자에 연결된 제2 스캔 단자, 상기 전원 라인에 연결된 제3 단자, 및 제4 단자를 포함하는 제2 트랜지스터;
    상기 제2 스캔 라인에 연결된 제3 스캔 단자, 상기 데이터 라인에 연결된 제5 단자, 및 제6 단자를 포함하는 제3 트랜지스터; 및
    상기 제6 단자에 연결된 제4 스캔 단자, 상기 제4 단자에 연결된 제7 단자, 및 제8 단자를 포함하는 제4 트랜지스터를 더 포함하고,
    상기 전기변색 소자는 상기 제8 단자에 연결된 전기변색 표시장치.
18. 제 17 항에 있어서,
    상기 데이터 구동회로는 상기 제2 서브 프레임 동안 상기 제1 데이터 전압을 상기 데이터 라인에 출력하며, 상기 충전 구간 동안 상기 제2 데이터 전압을 상기 데이터 라인에 출력하는 전기변색 표시장치.
19. 제 18 항에 있어서,
    상기 데이터 구동회로는 상기 오프 구간 동안 상기 오프 전압을 상기 데이터 라인에 출력하는 전기변색 표시장치.
    
    

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