KR20060017521A - 전기영동 디스플레이를 위한 개선된 구동 체계 - Google Patents

전기영동 디스플레이를 위한 개선된 구동 체계 Download PDF

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구오푸 쩌우
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코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

디스플레이 장치(1)는 전기영동 입자들(8, 9), 전기영동 입자들(8, 9) 중 일부가 그 사이에 존재하는 전극들(5, 6)을 포함하는 디스플레이 소자, 온도 센서(25) 및 전극들(5, 6)에 구동 펄스(32)를 공급하여 디스플레이 소자가, 디스플레이 대상 이미지 정보에 대응하는, 사전결정된 블랙, 그레이 및 화이트 상태가 되게 하는 프로세서(15)를 포함한다. 개선된 그레이스케일 정확도 미 최적의 화상 및 텍스트 품질을 위해, 프로세서(15)는 구동 펄스들(32)에 선행하여 프리-펄스들(31)을 공급하도록 추가로 배열된다. 프리-펄스들(31)의 에너지는 온도 센서(25)에 의해 측정된 증가된 온도와 함께 증가하며, 두 전극들(5, 6) 중 하나 부근의 제1 위치에서 전기영동 입자들을 릴리즈하기에는 충분하지만, 다른 전극(5 또는 6) 부근의 제2 위치에 입자들이 도달하게 하기에는 너무 낮다.
전기영동 입자, 구동 펄스, 프리펄스

Description

전기영동 디스플레이를 위한 개선된 구동 체계{A Improved Driving Scheme for an Electrophoretic Display}
본 발명은 전기영동 입자, 디스플레이 소자 및 제어 수단을 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것으로, 디스플레이 소자는 화소 전극 및 연계된 상대 전극을 포함하며, 그 사이에 전기영동 입자의 일부가 존재하고, 제어 수단은 디스플레이 소자가 디스플레이될 이미지 정보에 대응하는 사전결정된 광학 상태가 되게 하도록 전극에 구동 신호를 공급한다.
이 유형의 디스플레이 장치들은 예로서, 모니터들, 랩톱 컴퓨터들, 퍼스널 디지털 어시스턴트들(PDA들), 이동 전화들 및 전자 서적들, 신문들, 잡지들 등에 사용된다.
서두에 언급한 유형의 디스플레이 장치는 국제 특허 출원 WO 99/53373호로부터 공지되어 있다. 이 특허 출원은 그 중 하나가 투명한 두 개의 기판들을 포함하는 전자 잉크 디스플레이를 개시하고 있다. 다른 기판은 행들 및 열들로 배열된 전극들을 구비한다. 행 및 열 전극 사이의 교차는 디스플레이 소자와 연계된다. 디스플레이 소자는 박막 트랜지스터(TFT)를 경유하여 열 전극에 결합되며, 박막 트랜지스터의 게이트는 행 전극에 결합된다. 이 디스플레이 소자들, TFT 트랜지스터들 및 행 및 열 전극들의 배열은 연합하여 액티브 매트릭스를 형성한다. 또한, 디스플레이 소자는 화소 전극을 포함한다. 행 구동기는 디스플레이 소자들의 행를 선택하고, 열 구동기는 열 전극들 및 TFT 트랜지스터들을 경유하여 디스플레이 소자들의 선택된 행에 데이터 신호를 공급한다. 데이터 신호는 디스플레이 대상 그래픽 데이터에 대응한다.
또한, 전자 잉크("E-잉크)가 투명 기판상에 제공된 열 전극과 화소 전극 사이에 제공된다. 전자 잉크는 약 10 내지 50 미크론의 다수의 마이크로캡슐들을 포함한다. 각 마이크로캡슐은 양으로 대전된 화이트 입자들과 음으로 대전된 블랙 입자들을 포함하며, 이들은 유체내에 현탁되어 있다. 음의 필드가 열 전극에 인가될 때, 화이트 입자들은 투명 기판을 지향하는 마이크로캡슐의 측부로 이동하며, 디스플레이 소자는 관찰자에게 가시화된다. 동시에, 블랙 입자는 그들이 관찰자로부터 은닉되는 마이크로캡슐의 대향 측부의 화소 전극으로 이동된다. 화소 전극에 음의 필드를 인가함으로써, 블랙 입자들은 투명 기판을 지향한 마이크로캡슐의 측부의 공통 전극으로 이동하며, 디스플레이 소자는 관찰자에게 어둡게 나타난다. 전기장이 제거될 대, 디스플레이 장치는 취득된 상태로 남아 있으며, 쌍안정 특성을 나타낸다.
디스플레이 장치 이미지들내의 그레이스케일은 마이크로캡슐들의 상단부의 상대 전극으로 이동하는 입자들의 양을 제어함으로써 생성될 수 있다. 예로서, 필드 강도와 인가 시간의 적으로서 규정되는 양 또는 음의 전기장의 에너지는 마이크로캡슐들의 상단부로 이동하는 입자들의 양을 제어한다.
전기영동 디스플레이들내의 그레이스케일들은 일반적으로 지정된 시간 기간들 동안 맥동 전압을 인가함으로써 생성된다. 이들은 온도, 이미지 이력, 지속 시간, 온도, 습도, 전기영동 포일들의 측방향 비균질성 등에 의해 크게 영향을 받는다.
본 명세서에서 그 전문을 참조하고 있는 2002년 9월 16일자로 출원된 본 출원인들의 이전의 동시계류 출원 제EP02078823.8호는 동일 구동 전압이 인가될 때 증가하는 온도와 함께 E-잉크형 전기영동 디스플레이내의 스위칭 시간이 크게 감소한다는 것을 개시하고 있다. 따라서, 보다 높은 온도에서 필요한 구동 전압 펄스의 길이(즉, 지속기간)는 동일 그레이스케일 전이에 대하여 보다 짧다. EP02078823.8호에서 디스플레이가 동작하는 온도에 따라 구동 전압 펄스의 길이를 조절하는 것이 제안되어 있다. 이 결과는 서로 다른 온도에 대하여 프레임들의 수를 조절함으로써 또는 콘트롤러의 클록 레이트를 직접적으로 조절함으로써(프레임들의 수가 동일하게 남아 있는 상태로) 실현될 수 있다. 후자의 경우에, 프레임 시간은 클록 레이트와 함께 스케일된다. 이는 특히 (낮은) 실온에서 사용되는 최소 프레임 시간이 짧지 않을 때 단순하며 유용하다. 그레이스케일 정확도는 낮은 온도들에 대하여 지정된 프레임 시간의 해상도에 의해 제한되지 않는다. 체류 시간은 구동 펄스들 사이의 휴지 시간 또는 두 후속 이미지 갱신들 사이의 시간이라는 것을 주의하여야 한다.
이미지 이력의 영향 및 체류 시간을 최소화하기 위해, 새로운 구동 체계가 2002년 5월 24일자로 출원된, 본 명세서에서 그 전문을 참조하고 있는 본 출원인의 동시계류 출원 제EP02077017.8호에 개시되어 있으며, 여기서는 단일 프리셋 펄스 또는 일련의 프리셋 펄스들로 구성된 프리셋 신호(본 출원에서 프리-펄스라 지칭됨)가 전이 매트릭스 테이블에 기초하여 구동 펄스 직전에 인가된다. 프리-펄스는 실질적으로 체류 시간의 영향을 제거한다. 동시에, 프리-펄스들의 사용 이후 이전 상태들의 수가 크게 감소된다. 그레이스케일 정확도는 크게 개선된다. 출원 제EP0207017.8호는 디스플레이 장치의 실제 동작 온도를 위한 구동 신호를 보정하도록 제공되는 온도 보상 및 온도 센서를 개시한다. 온도 보상은 디스플레이 장치의 그레이 값 해상도의 온도 의존성을 감소시킨다.
일부 종래의 디스플레이들의 단점은 사전결정된 구동 펄스를 사용하여, 증가된 체류 시간은 증가된 "언더드라이브"를 초래, 즉, 어두운 상태로부터 밝은 상태로의 스위칭에 대하여 원하는 상태 보다 어두운 상태가 얻어지고, 밝은 상태로부터 어두운 상태로의 스위칭에 대하여 원하는 상태 보다 밝은 상태가 얻어진다는 것이다. 체류 시간은 실제로 응용처 및 디스플레이의 사용 모델에 의존하여 가변적이다. 이는 그레이스케일들의 정확도를 제한한다.
본 발명의 일 양태에서, 최적의 화상 및 텍스트 품질을 획득하고, 보다 정확한 그레이스케일들을 달성하기 위한 개선된 구동 체계가 보다 높은 온도에서 점증적으로 보다 많은 프리-펄스들을 사용함으로써 달성된다. 증가된 온도에서 증가된 수의 프리-펄스들 또는 구동 펄스 시간에 비해 증가된 길이의 프리-펄스들이 제공된다. 그레이스케일 정확도는 짧은 구동 시간에 비해 보다 많은 프리-펄싱을 적용함으로써 현저히 개선된다.
서로 다른 온도들에서 프리-펄스들을 구현하는 방식은 구동 펄스의 길이로 스케일링된 지속기간으로 고정된 수의 프리셋 펄스들을 사용하는 것, 즉, 보다 높은 온도들에서 점증적으로 보다 짧은 프리-펄스를 사용하는 것이다. 이 방식으로, 그레이스케일 정확도는 증가된 온도들과 함께 증가할 것으로 기대되며, 그 이유는 보다 높은 온도들에서의 잉크 재료의 높은 이동도 때문이다(보다 짧은 스위칭 시간에 의해 보조됨).
그러나, 그레이스케일 정확도는 증가된 온도와 함께 현저히 감소하는 것으로 판명되었다. 결과적으로, 보다 높은 온도에서, 프리-펄스를 형성하는 보다 많은 수의 프리셋 펄스들을 사용하여, 이동도가 보다 높다는 사실에도 불구하고, 원하는 상태가 정확하게 달성된다.
프리-펄스들의 배경 메카니즘은 구동 펄스들의 것과는 다르다. 그레이스케일 전이를 실현하기 위해서, 입자들은 구동 펄스를 구동하여 큰 거리로 이동하여야 한다. 입자 운동의 속도는 스위칭 시간 결정에 주도적인 역할을 한다. 입자들의 이동도는 보다 높은 온도에서 보다 높고(아마도, 입자들이 이동하는 액체의 점도의 감소로 인해), 보다 짧은 스위칭 시간을 초래한다. 그러나, 프리-펄스들의 역할은 예로서, 입자들 사이의 정상 접촉들을 파괴시킴으로써 입자 운동을 위한 소정의 초기 운동량을 생성하는 것이다. 이는 단지 미소한 거리 이동을 필요로하며, 그래서, 이동도는 중요하지 않다. 프리-펄스들에 수반되는 총 에너지는 또한 충분히 높아야 하며, 그래서, 에너지 배리어가 극복되어 필요한 초기 운동량에 도달할 수 있어야 한다.
보다 높은 온도들에서의 스위칭 시간이 보다 짧기 때문에, 그레이스케일 정확도는 시작 속도, 즉, 초기 운동량에 보다 민감하다. 최적의 초기 상태에서 스위칭이 시작하는 경우, 그레이스케일 에러는 보다 작아진다. 대조적으로, 보다 낮은 온도들에서 스위칭 시간이 길다. 그레이스케일 정확도는 초기 상태에 덜 민감하며, 그 이유는 시간이 충분히 길 때, 항상 정확한 그레이 레벨에 보다 근접해지기 때문이다.
본 발명의 장점은 디스플레이가 동작하는 온도에 따라 구동 펄스 시간에 대한 프리셋 펄스들의 수 및 길이를 변경함으로써, 최적의 화상 및 텍스트 품질을 달성하기 위한 강인한 구동 체계를 제공하여 종래의 디스플레이들, 특히, E-잉크형 전기영동 디스플레이들의 단점들을 극복한다는 것이다. 본 출원의 목적상, 구동 펄스 시간은 전극에 구동 신호가 인가되는 시간이다. 구동 신호는 극한의(예로서, 블랙 또는 화이트) 광학 상태로 디스플레이 소자를 복귀시키는 리셋 펄스를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 장점은 최적의 화상 및 텍스트 품질을 달성하기 위해 전기영동 디스플레이를 위한 구동 신호를 설정하는 방법을 제공한다는 것이다.
이들 및 본 발명의 또 다른 장점들은 하기의 본 발명의 상세한 설명을 고려하여 명백히 알 수 있을 것이다.
도 1은 디스플레이 장치의 일부의 개략 단면도.
도 2는 디스플레이 장치의 일부의 회로도.
도 3A 내지 도 3D는 그레이스케일 에러 및 전압에 대한 체류 시간의 그래프.
도 4는 다양한 수의 프리셋 펄스들을 위한 온도에 대한 32L*로부터 50L*로의 밝기의 전이를 위한 그레이스케일 에러의 그래프.
도 5는 다양한 수의 프리셋 펄스들을 위한 온도에 대한 30L*로부터 58L*로의 밝기의 전이를 위한 그레이스케일 에러의 그래프.
도 6은 원하는 그레이스케일에 도달하기 위해 필요한 프리셋 펄스들의 최소수의 온도에 다른 변화의 그래프.
도 7은 보다 높은 온도에서, 프리-펄싱을 위해 가용한 시간의 증가를 도시하는 개략도.
첨부 도면을 참조로 본 발명의 실시예들을 설명한다. 도면은 개략적이며, 실척대로 그려져 있지 않고, 일반적으로, 유사 참조 번호들은 유사 부분들을 지시한다.
도 1은 베이스 기판(2), 예로서, 폴리에틸렌으로 이루어진 두 개의 투명 기판들(3, 4) 사이에 존재하는 전자 잉크를 갖는 전기영동 막, 예로서, 소정 크기의 몇몇 디스플레이 소자들로 이루어진, 전기영동 디스플레이 장치(1)의 일부의 개략 단면도이다. 기판(3) 중 하나는 화소 전극들(5, 5')을 구비하며, 이는 투명하지 않고, 다른 기판(4)은 투명 상대 전극(6)을 구비한다. E-잉크는 약 10 내지 50미크론의 다수의 마이크로캡슐들(7)을 포함한다. 각 마이크로캡슐(7)은 양으로 대전된 화 이트 전기영동 입자들(8)과, 음으로 대전된 블랙 전기영동 입자들(9)을 포함하며, 이들은 유체(10)내에 현탁되어 있다. 양의 필드가 화소 전극(5)에 인가될 때, 화이트 입자들(8)은 화소 전극(5)으로 지향된 마이크로캡슐(7)의 측부로 이동하며, 디스플레이 소자는 관찰자에게 가시화된다. 동시에, 블랙 입자들(9)은 이들이 관찰자로부터 은닉되는 마이크로캡슐(7)의 대향 측부로 이동된다. 화소 전극들(5)에 음의 필드를 인가함으로써, 블랙 입자들(9)은 상대 전극(6)으로 지향된 마이크로캡슐(7)의 측부로 이동되고, 디스플레이 소자는 관찰자에게 어둡게 나타나고, 전기장이 제거될 때, 입자들(8, 9)은 취득된 상태로 남아있으며, 디스플레이는 쌍안정 특성을 나타내고, 실질적으로 어떠한 전력도 소비하지 않는다.
온도 센서(25)는 디스플레이 장치(1), 특히, 유체(10) 및 마이크로캡슐들(7)의 온도를 나타내는 온도를 측정한다. 온도 센서(25)는 통상, 필립스 세미컨덕터스(Philips Semiconductors)로부터의 LM75A 디지털 온도 센서 같은 실리콘 기반 센서이지만, 열전쌍 또는 프로세서(15)에 디지털 형태로 온도 측정치를 전송하기 위한 트랜스듀서를 구비한 다른 온도 감지 장치일 수 있다(도 2에 도시됨).
도 2는 액티브 스위칭 소자들, 행 구동기(16) 및 열 구동기(10)를 구비한 베이스 기판(2)상에 적층된 전기영동 막을 포함하는 화상 디스플레이 장치의 등가 회로도이다. 상대 전극(6)은 캡슐화된 전기영동 잉크를 포함하는 막상에 제공되는 것이 바람직하지만, 대안적으로, 평면내 전기장들로 동작하는 경우에 베이스 기판상에 제공될 수도 있다. 디스플레이 장치(1)는 액티브 스위칭 소자들, 본 실시예에서는 박막 트랜지스터들(19)에 의해 구동된다. 이는 행 또는 선택 전극들(17) 및 열 또는 데이터 전극들(11)의 영역에서 디스플레이 소자들의 매트릭스를 포함한다. 행 구동기(16)는 결과적으로 행 전극들(17)을 선택하고, 열 구동기(10)는 열 전극(11)에 데이터 신호를 제공한다. 프로세서(15)는 먼저, 온도 센서(25)로부터의 입력을 포함하는 도입 데이터(13)를 데이터 신호들, 특히, 본 발명의 프리-펄스들 및 프리-펄스 시퀀스로 처리한다. 상대 전극들은 프로세서(15)의 두 개의 출력들(85, 87)에 연결될 수 있다. 열 구동기(10)와 행 구동기(16) 사이의 상호 동기화는 구동 라인들(12)을 경유하여 이루어진다. 행 구동기(16)로부터의 선택 신호들은 그 게이트 전극(20)이 행 전극들(17)에 전기 접속되어 있고 소스 전극들(21)이 열 전극들(17)에 전기 접속되어 있는 박막 트랜지스터들(19)을 경유하여 화소 전극들(22)을 선택한다. 열 전극(17)에 존재하는 데이터 신호는 TFT를 경유하여 드레인 전극에 연결된 디스플레이 소자의 화소 전극(22)으로 전달된다. 본 실시예에서, 도 1의 디스플레이 장치는 또한 각 디스플레이 소자(18)의 위치에 부가적인 커패시터(23)를 포함한다. 본 실시예에서, 부가적인 커패시터(23)는 하나 이상의 저장 커패시터 라인들(24)에 접속된다. TFT들 대신, 다이오드, MIM들 같은 다른 스위칭 소자들이 사용될 수 있다.
도 3A 내지 도 3D는 E-잉크형 전기영동 디스플레이의 전형적 거동의 도면들이다. 도 3A 및 도 3B는 프리-펄싱이 없는 상태의 디스플레이 거동의 그래프들이다. 도 3C 및 도 3D는 프리-펄스들(31)을 갖는 디스플레이 거동을 도시한다. 장치 독립적 컬러 공간에서 32L*로부터 50L*로의의 그레이스케일 전이에 대해 26℃에서 실험이 수행되었다. 도 3B 및 도 3D는 구동 펄스들(32, 32')을 도시하고, 도 3A 및 도 3C는 대응 광학적 응답들(33, 33')을 도시한다. 각 그래프의 x-축은 초 단위의 시간을 나타낸다. 도 3B 및 도 3D의 그래프들의 y-축은 전압이며, 한 구획이 10V와 같다. 도 3A 및 도 3C에서, y-축은 Commission Internationale de l'Eclairage(CIE) L*a*b*Color Space Model의 L*(즉, 밝기 또는 휘도)로 표현된 광학적 응답이며, 여기서, L*는 0(블랙) 내지 100(화이트)의 범위이다. 초기의 다크 그레이 상태(32L*)(34, 34')는 66ms 동안 15V를 인가함으로써 라이트 그레이 상태(50L*)를 향해 스위칭되며, 그 후 전압을 66ms 동안 0으로 강하시키고, 그 기간 동안 디스플레이는 라이트 그레이 상태로 남아있는다(쌍안정). 그후, 디스플레이는 동일한 펄스의, 그러나, 양의 전압을 인가함으로써 다크 그레이 상태로 스위칭된다. 이 프로세스는 4회 반복된다. 프리-펄싱이 없는 거동의 그래프에서(도 3A 및 도 3B), 제1 펄스 이후의 밝기는 둘 이상의 펄스들(32)의 사용 이후에만 달성되는 원하는 목표 밝기(35) 보다 매우 아래에 있는 것으로 나타났다. 이 현상은 재현가능하며, 본 출원인의 이전의, 동시계류 출원 EP02078823.8호에서 "언더드라이브"라 지칭되며, 체류 시간으로부터 초래한다. 이 그레이스케일 에러 또는 L*error(도 3A 및 도 3C의 갭(36, 36'))는 프리-펄스들(31)의 사용 이후 현저히 감소된다. 본 실시예에서, 단지 4개 프리-펄스들(31)이 사용되며, 이들은 13.2ms의 길이를 갖는다(프리-펄스 시간(37)과 구동 시간(38) 사이의 비율은 1:5이다).
도 3A는 양자 모두가 26℃에서 측정된, 4개 프리셋 펄스들의 프리-펄스를 인가하는 것에 의한 현저한 개선(도 3C) 및 체류 시간에 의해 유도된 그레이스케일 에러(L*error)의 예이다. 구동 전압 펄스들의 길이는 약 32L*로부터 50L*로의 전이에 대하여, 66ns이며, 프리-펄스의 길이는 13.2ms이다(구동 시간의 20%).
도 4에서, 그레이스케일 에러(L*error)는 어떠한 프리-펄스도 갖지 않는 상태(곡선 41) 및 2, 4, 6, 8, 10개 프리셋 펄스들을 갖는 상태(각각 곡선들 42, 43, 44, 45, 46)에서, 32L*로부터 50L*로의 그레이스케일 전이에 대하여 온도의 함수로서 그려져 있다. 도 4에서 x-축상의 단위들은 섭씨 단위의 온도이고, y-축상에서는 이들은 L* 단위의 밝기이다. 서로 다른 온도들에서의 구동 시간은 스위칭 시간의 온도 의존성에 따라 조절되었으며, 프리-펄스와 구동 시간 사이의 비율은 1:5로 고정되었다. 따라서, 프리-펄스 시간은 구동 시간으로 스케일링되고, 보다 높은 온도들에서 보다 짧다.
어떠한 프리-펄스도 사용되지 않을 때(곡선 41), 그레이스케일 에러(L*error)는 측정된 전체 온도 범위에 걸쳐 허용 불가하게 크다(4L* 이상). 예상대로, 그레이스케일 에러는 프리-펄스들을 인가함으로써 현저히 감소되었으며, 이는 프리셋 펄스들의 증가된 수와 함께 감소되었다(예로서, 26℃에서의 일정 온도에서 데이터 지점들을 비교).
그러나, 온도가 약 5 내지 60℃변할 때, 그레이스케일 에러는 동작 온도에 크게 의존하며, 특히 26℃를 초과한 온도에서 그러하다. 그레이스케일 에러는 증가하는 온도와 함께 강하게 증가하지만, 증가하는 온도와 함께 그레이스케일 에러는 감소할 것으로 예상되며, 그 이유는 보다 높은 온도들에서의 잉크 재료의 증가된 이동도가 보다 짧은 스위칭 시간을 초래하기 때문이다. 그래서, 허용가능한 정확도로 그레이스케일을 획득하기 위해, 보다 높은 온도들에서, 보다 많은 양의 프리-펄싱이 필요하다.
도 5는 30L*로부터 58L*로의 그레이스케일 전이를 연구하는 다른 실험의 결과를 도시한다. 그레이스케일 에러(L*error)는 0, 2, 4, 6 및 8 프리셋 펄스들(각각 도 5의 곡선들 51, 52, 53, 54, 55)을 갖는 30L*로부터 58L*로의 전이에 대해 온도와 함께 변한다. 도 5의 x-축상의 단위들은 섭씨 단위의 온도이며, y-축상에서 이들은 L* 단위의 밝기이다. 구동 시간은 온도에 따라 조절되며, 프리-펄스 시간은 20ms이다. 이 실험에서, 프리-펄스들의 길이는 서로 다른 온도들에서 20ms로 고정되고, 따라서, 구동 시간으로 스케일링되지 않는다. 구동 시간이 보다 높은 온도들에서 보다 짧기 때문에, 프리-펄스 시간과 구동 시간 사이의 비율은 7℃에서 1:12로부터 65℃에서 2.4:12로 온도 증가와 함께 증가한다. 이제, 프리-펄스 시간은 보다 높은 온도들에서 구동 시간에 비해 보다 길다. 그렇다 하더라도, 결과들은 도 4에서 관찰되는 것들과 매우 유사하다. 또한, 허용가능한 정확도로 그레이스케일을 획득하기 위해 보다 높은 온도들에서 보다 많은 수의 프리셋 펄스들이 필요하다.
도 6에서, 1.5L*의 최대 에러를 갖는 원하는 그레이스케일에 도달하기 위해 필요한 프리-펄스 프리셋 펄스들의 최소수가 두 개의 그레이스케일 전이들에 대하여, 온도들의 범위에 대하여 도시되어 있으며, 그 중 하나는 L*final 및 L*initial 사이의 차이가 28L*이고, 다른 것은 L*final 및 L*initial 사이의 차이가 18L*이다. 실제 디 스플레이에서, 그레이스케일 에러는 일반적으로 1.5L* 보다 작을 때 가시적이지 않다. 도 6의 x-축상의 단위들은 섭씨 단위의 온도이고, y-축상에서는 프리셋 펄스들의 수이다. 데이터 지점들(61)은 28L*의 L*final - L*initial 에 대한 것이다. 데이터 지점들(62)은 18L*의 L*final - L*initial 에 대한 것이다. 데이터는 도 4 및 도 5로부터 유도되었다.
도 6의 라인(63)은 경향을 나타낸다. 증가하는 온도와 함께 명백한 증가를 볼 수 있다. 필요한 프리셋 펄스들의 최소수는 증가하는 온도와 함께 거의 선형적으로 증가한다. 이 경향은 연구된 범위내에서 구동 펄스 시간과 프리-펄스 시간 사이의 비율의 선택에 민감하지 않다.
전기영동 디스플레이, 예로서, E-잉크형 전기영동 디스플레이에 대해 강인한 구동 체계를 달성하고, 스위칭이 최적의 상태에서 시작하는 경우, 보다 작아지는 그레이스케일 에러 및 온도가 증가할 때 이 효과에 보다 민감해지는 그레이스케일의 장점을 취함으로써 최적의 화상 및 텍스트 품질을 획득할 수 있는 다수의 실시예들이 존재한다. 온도 증가에 따라 프리-펄스들에 의해 인가되는 전위차의 값은 절대적으로 증가하거나, 구동 펄스에 의해 인가되는 전위차에 대해 증가하거나 양자 모두일 수 있다. 예들은 하기와 같다 :
실시예 1
보다 높은 온도들에서 프리-펄스들에 의해 인가된 전위차의 보다 큰 값은 구동 펄스들로 스케일링된 펄스 길이와 함께 프리셋 펄스들의 수를 증가시킴으로써 결정될 수 있다. 이는 클록율이 서로 다른 온도들에서 조절될 때(즉, 프레임 시간이 변함) 바람직하다.
실시예 2
보다 높은 온도들에서 프리-펄스들에 의해 인가된 전위차의 보다 큰 값은 구동 펄스 시간에 대한 프리셋 펄스들의 길이를 증가시킴으로써 결정될 수 있다. 이는 구동 시간이 극도로 짧아질 때, 예로서, (극도로) 높은 온도에서 바람직하다.
실시예 3
보다 높은 온도들에서 프리-펄스들에 의해 인가된 전위차의 보다 큰 값은 프리-펄스들의 길이 및 수 양자 모두를 증가시킴으로써 결정될 수 있다. 이는 또한 구동 시간이 극도로 짧을 때, 즉, (극도로) 높은 온도에서 바람직하다(너무 짧은 펄스는 입자들 사이의 정상(static) 접촉을 파괴시키기에 불충분한 에너지를 가질 수 있다).
실시예 4
보다 높은 온도들에서 프리-펄스들에 의해 인가된 전위차의 보다 큰 값은 진폭, 즉, 하나 이상의 프리셋 펄스들의 최대 전압을 증가시킴으로써 결정될 수 있다.
실시예 5
또 다른 실시예가 도 7에 도시되어 있다. 서로 다른 온도들에서 고정된 총 이미지 리프레시 시간내의 프리-펄싱에 대해 가용한 최대 시간의 최적의 사용이 이루어진다. 화상 품질은 그후, 주어진 파워 레이팅, 사용되는 특정 E-잉크의 특성들 및 디스플레이의 기타 설계 파라미터들에 대해 적절히 최적화되고, 화상 갱신율은 서로 다른 온도들에서 동일하다. 그러나, 전력 소비도 증가된다.
도 7은 본 발명의 실시예 4에 따라 증가하는 온도들(T4>T3>T2>T1)(71, 72, 73, 74)에서 프리-펄스들을 구현하는 일련의 개략도들이다. 개략도들에서 x-방향은 시간을 나타내고, y-방향은 전압을 나타낸다. 서로 다른 온도들에서, 시간 G0로부터 G1까지(도 7의 75 내지 76)의 고정된 이미지 리프레시 시간내에 가용한 최대 시간이 최적으로 사용된다. 보다 높은 온도들에서 가용한 보다 많은 시간은 보다 많은 프리-펄싱에 적합하다. 구동 시간 ta(77, 77', 77", 77'") 및 프레임시간 tf(78)는 온도와 함께 감소된다. 프리펄싱을 위한 가용 시간 tp(79, 79", 79'")은 그후 증가되며, 프리-펄싱을 위한 보다 긴 가용시간에 걸친 프리-펄스들의 수, 진폭 및 길이를 변화시킬 기회를 제공한다.
마지막으로, 상기 설명은 본 발명의 예시만을 목적으로 하며, 첨부된 청구범위를 임의의 특정 실시예 또는 실시예들의 그룹에 제한시키는 것으로 해석되지 않아야 한다. 예로서, 프로세서(15)는 본 발명에 따른 수행을 위한 전용 프로세서일 수 있거나, 본 발명에 따른 수행을 위해 다수의 기능들 중 단지 하나의 동작하는 범용 목적 프로세서일 수 있다. 프로세서(15)는 프로그램 부분, 다수의 프로그램 세그먼트들을 사용하여 동작할 수 있거나 전용 또는 다중 목적 집적 회로를 사용하는 하드웨어 장치일 수 있다. 사용되는 시스템 각각은 또한 다른 시스템들과 연계하여 활용될 수도 있다. 따라서, 본 발명을 그 특정 예시적 실시예들을 참조로 특 히 상세히 설명하였지만, 하기의 청구범위에 기술된 바와 같은 본 발명의 의도된 개념 및 범주와 경계를 벗어나지 않고, 다수의 변경 및 변용이 이루어질 수 있다는 것을 인지하여야 한다. 따라서, 명세서 및 도면은 예시적 방식으로 간주되어야 하며, 첨부된 청구범위의 범주를 제한하는 것을 목적으로 하지 않는다.
첨부된 청구범위의 해석시 이하를 이해하여야 한다:
a) 단어 "포함하는"은 주어진 청구항에 나열된 것들 이외의 다른 소자들 또는 작용들의 존재를 배제하지 않는다.
b) 소자에 선행하는 단어 "일(a 또는 an)"은 복수의 이런 소자들의 존재를 배제하지 않는다.
c) 청구범위의 임의의 참조 번호들은 단지 예시를 목적으로 하며, 청구범위의 범주를 제한하지 않는다.
d) 다수의 "수단"은 동일한 아이템 또는 하드웨어나 소프트웨어 구현식 구조 또는 기능으로서 표현될 수 있다.
e) 개시된 소자 각각은 하드웨어 부분들(예로서, 이산 전자 회로), 소프트웨어 부분들(예로서, 컴퓨터 프로그래밍) 또는 임의의 그 조합으로 구성될 수 있다.

Claims (32)

  1. 전기영동 입자들(8, 9), 온도 센서(25), 프로세서(15) 및 두 개 이상의 전극들(5, 6)을 포함하는 디스플레이 소자를 포함하는 디스플레이 장치(1)로서, 상기 프로세서(15)가 상기 전극들(5, 6) 중 하나에 구동 펄스(32) 및 프리-펄스(pre-pulse;31)를 인가하는, 상기 디스플레이 장치(1)에 있어서,
    상기 전기영동 입자들(8, 9)의 일부는 상기 전극들(5, 6) 사이에 존재하고,
    상기 구동 펄스(32)는, 상기 디스플레이 소자가 디스플레이될 이미지 정보에 대응하는 사전결정된 광학 상태가 되도록 설정되며,
    상기 온도 센서(25)는 상기 디스플레이 장치(1)의 온도를 검출하고, 검출된 온도에 대응하는 온도 입력을 상기 프로세서(15)에 전송하도록 구성되며,
    상기 프리-펄스(31)는 상기 구동 펄스(32)에 선행하고, 하나 이상의 프리셋 펄스들을 포함하며, 상기 프리셋 펄스 각각은 상기 전극들(5, 6) 중 하나 부근의 제1 위치로부터 상기 전기영동 입자들(8, 9)의 부분의 일부 또는 전부를 릴리즈시키기에 충분한 에너지를 상기 전기영동 입자들(8, 9)의 부분에 전송하며,
    상기 에너지는 상기 입자들의 일부 또는 전부를 상기 전극들(5, 6) 중 나머지 전극 부근의 제2 위치에는 도달시키기에 너무 낮으며,
    상기 제1 위치는 제1 광학 상태에 대응하고, 상기 제2 위치는 제2 광학 상태에 대응하며,
    상기 프로세서(15)는 검출된 온도의 증가에 응답하여, 상기 구동 펄스에 의 해 인가되는 전위차에 관하여 상기 프리셋 펄스에 의해 인가되는 볼트-밀리초의 상대 전위차를 증가시키는, 디스플레이 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 프로세서(15)는 상기 프리셋 펄스들의 수를 증가시킴으로써 인가되는 상기 전위차를 증가시키는, 디스플레이 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 프로세서(15)는 상기 하나 이상의 프리셋 펄스들의 지속기간을 증가시킴으로써 인가되는 상기 전위차를 증가시키는, 디스플레이 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 프로세서(15)는 상기 하나 이상의 프리셋 펄스들의 지속기간 및 상기 프리셋 펄스들의 수를 증가시킴으로써 인가되는 상기 전위차를 증가시키는, 디스플레이 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 프리-펄스(31)의 지속기간과 상기 구동 펄스(32)의 지속기간의 합은 검출된 온도의 증가에 대하여 일정하게 유지되는, 디스플레이 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 프로세서(15)는 상기 하나 이상의 프리셋 펄스들에 의해 도달되는 최대 전압을 증가시킴으로써 인가되는 상기 전위차를 증가시키는, 디스플레이 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 프로세서(15)는 상기 하나 이상의 프리셋 펄스들에 의해 도달되는 최대 전압, 상기 프리셋 펄스들의 수 및 상기 하나 이상의 프리셋 펄스들의 지속기간을 증가시킴으로써 인가되는 상기 전위차를 증가시키는, 디스플레이 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 프리-펄스들(31)의 지속기간과 상기 구동 펄스(32)의 지속기간의 합은 검출된 온도의 증가에 대하여 일정하게 유지되는, 디스플레이 장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 구동 펄스(32)는 상기 전기영동 입자들(8, 9)의 부분을 상기 사전결정된 광학 상태로 이동시키는 전압 펄스를 포함하는, 디스플레이 장치.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 구동 펄스(32)는 상기 전기영동 입자들(8, 9)의 부분을 극한의 광학 상태로 이동시키는 리셋 전압 펄스를 포함하는, 디스플레이 장치.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 구동 펄스(32)는 리셋 전압 펄스와 구동 펄스 성분을 포함하고, 상기 리셋 전압 펄스는 상기 전기영동 입자들(8, 9)의 부분을 극한의 광학 상태로 이동시키고, 상기 구동 펄스 성분는 상기 전기영동 입자들(8, 9)의 부분을 사전결정된 광학 상태로 이동시키는, 디스플레이 장치.
  12. 전기영동 입자들(8, 9), 온도 센서(25), 프로세서(15) 및 두개 이상의 전극들(5, 6)을 포함하는 디스플레이 소자를 포함하는 디스플레이 장치(1)로서, 상기 프로세서(15)가 상기 전극들(5, 6) 중 하나에 프리-펄스들(31) 및 구동 펄스들(32)을 인가하는, 상기 디스플레이 장치(1)에 있어서,
    상기 전기영동 입자들(8, 9)의 일부는 상기 전극들(5, 6) 사이에 존재하고,
    상기 구동 펄스(32)는, 상기 디스플레이 소자가 디스플레이될 이미지 정보에 대응하는 사전결정된 광학 상태가 되도록 설정되며,
    상기 온도 센서(25)는 상기 디스플레이 장치(1)의 온도를 검출하고, 검출된 온도에 대응하는 온도 입력을 상기 프로세서(15)에 전송하도록 구성되며,
    상기 프리-펄스들(31) 각각은 상기 구동 펄스들(32) 각각에 선행하며, 다수의 프리셋 펄스들을 포함하며, 상기 프리셋 펄스 각각은 상기 전극들(5, 6) 중 하나 부근의 제1 위치로부터 상기 전기영동 입자들(8, 9)의 부분의 일부 또는 전부를 릴리즈시키기에 충분한 에너지를 상기 전기영동 입자들(8, 9)의 부분에 전송하며,
    상기 에너지는 상기 입자들의 일부 또는 전부를 상기 전극들(5, 6) 중 나머지 전극 부근의 제2 위치에 도달시키기에는 너무 낮으며,
    상기 제1 위치는 제1 광학 상태에 대응하고, 상기 제2 위치는 제2 광학 상태에 대응하며,
    상기 프로세서(15)는 검출된 온도의 증가에 응답하여, 상기 프리셋 펄스들에 의해 인가되는 볼트-밀리초의 전위차의 절대값을 증가시키는, 디스플레이 장치.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 프로세서(15)는 상기 프리셋 펄스들의 수를 증가시킴으로써 인가되는 볼트-밀리초의 전위차를 증가시키는, 디스플레이 장치.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 프로세서(15)는 상기 하나 이상의 프리셋 펄스들의 지속기간을 증가시킴으로써 인가되는 볼트-밀리초의 전위차의 절대값을 증가시키는, 디스플레이 장치.
  15. 제 12 항에 있어서, 상기 프로세서(15)는 상기 하나 이상의 프리셋 펄스들의 지속기간 및 상기 프리셋 펄스들의 수를 증가시킴으로써 인가되는 볼트-밀리초의 전위차의 절대값을 증가시키는, 디스플레이 장치.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 프리-펄스들(31)의 지속기간과 상기 구동 펄스들(32)의 지속기간의 합은 검출된 온도의 증가에 대해 일정하게 유지되는, 디스플레이 장치.
  17. 제 12 항에 있어서, 상기 프로세서(15)는 상기 하나 이상의 프리셋 펄스들의 진폭을 증가시킴으로써 인가되는 볼트-밀리초의 전위차의 절대값을 증가시키는, 디 스플레이 장치.
  18. 제 12 항에 있어서, 상기 프로세서(15)는 상기 하나 이상의 프리셋 펄스들의 진폭을 증가시키고, 상기 프리셋 펄스들의 수를 증가시키고, 상기 하나 이상의 프리셋 펄스들의 지속기간을 증가시킴으로써 인가되는 볼트-밀리초의 전위차의 절대값을 증가시키는, 디스플레이 장치.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 프리-펄스들(31)의 지속기간과 상기 구동 펄스들(32)의 지속기간의 합은 검출된 온도의 증가에 대하여 일정하게 유지되는, 디스플레이 장치.
  20. 제 12 항에 있어서, 상기 구동 펄스(32)는 상기 전기영동 입자들(8, 9)의 부분을 상기 사전결정된 광학 상태로 이동시키는 전압 펄스를 포함하는, 디스플레이 장치.
  21. 제 12 항에 있어서, 상기 구동 펄스(32)는 상기 전기영동 입자들(8, 9)의 부분을 극한의 광학 상태로 이동시키는 리셋 전압 펄스를 포함하는, 디스플레이 장치.
  22. 제 12 항에 있어서, 상기 구동 펄스(32)는 리셋 전압 펄스와 구동 펄스 성분 를 포함하고, 상기 리셋 전압 펄스는 상기 전기영동 입자들(8, 9)의 부분을 극한의 광학 상태로 이동시키며, 상기 구동 펄스 성분는 상기 전기 영동 입자들(8, 9)의 부분을 상기 사전결정된 광학 상태로 이동시키는, 디스플레이 장치.
  23. 전기영동 디스플레이 장치(1)에 데이터를 어드레싱하는 방법에 있어서,
    디스플레이 온도를 나타내는 온도를 검출하는 단계;
    검출된 온도를 프로세서(15)에 전송하는 단계로서, 상기 프로세서가 상기 전기영동 디스플레이 장치(1)의 디스플레이 소자의 적어도 두 개의 대향 전극들(5, 6) 중 하나에 전달하기 위해 하나 이상의 프리셋 펄스들의 프리-펄스(31)를 결정하고, 상기 프리-펄스(31)와 함께 선행되는 상기 데이터를 전송하도록 구성되는, 상기 전송 단계; 및
    검출된 온도가 상승함에 따라 상기 프리-펄스(31)에 의해 상기 디스플레이 소자에 인가되는 전위차가 증가하도록, 검출된 온도에 기초하여 상기 프리-펄스(31)를 결정하는 단계를 포함하는, 데이터 어드레싱 방법.
  24. 제 23 항에 있어서, 검출된 온도에 기초하여 프리-펄스(31)를 결정하는 상기 단계는, 상기 검출된 온도가 상승함에 따라 상기 프리셋 펄스들의 수를 증가시키는 단계를 포함하는, 데이터 어드레싱 방법.
  25. 제 23 항에 있어서, 검출된 온도에 기초하여 프리-펄스(31)를 결정하는 상기 단계는, 상기 검출된 온도가 상승함에 따라 상기 하나 이상의 프리셋 펄스들의 지속기간을 증가시키는 단계를 포함하는, 데이터 어드레싱 방법.
  26. 제 23 항에 있어서, 검출된 온도에 기초하여 프리-펄스(31)를 결정하는 상기 단계는, 상기 검출된 온도가 상승함에 따라 상기 프리셋 펄스들의 수를 증가시키는 단계와, 상기 데이터의 전송 지속기간과 상기 프리-펄스들(31)의 지속기간의 합을 일정하게 유지하면서, 상기 하나 이상의 프리셋 펄스들의 지속기간을 증가시키는 단계를 포함하는, 데이터 어드레싱 방법.
  27. 제 23 항에 있어서, 검출된 온도에 기초하여 프리-펄스(31)를 결정하는 상기 단계는, 상기 검출된 온도가 상승함에 따라 상기 하나 이상의 프리셋 펄스들의 진폭을 증가시키는 단계를 포함하는, 데이터 어드레싱 방법.
  28. 제 23 항에 있어서, 검출된 온도에 기초하여 프리-펄스(31)를 결정하는 상기 단계는, 검출된 온도가 상승함에 따라 상기 프리셋 펄스들의 수를 증가시키는 단계, 상기 하나 이상의 프리셋 펄스들의 진폭을 증가시키는 단계, 및 상기 데이터의 전송 지속기간과 상기 프리-펄스(31)의 지속기간을 일정하게 유지하면서 상기 하나 이상의 프리셋 펄스들의 지속기간을 증가시키는 단계를 포함하는, 데이터 어드레싱 방법.
  29. 제 23 항에 있어서, 검출된 온도에 기초하여 프리-펄스(31)를 결정하는 상기 단계는, 상기 데이터의 전송을 위해 상기 전극들에 인가되는 전압에 대해 상기 디스플레이 소자에 인가되는 전위차를 증가시키는 단계를 포함하는, 데이터 어드레싱 방법.
  30. 제 23 항에 있어서, 검출된 온도에 기초하여 프리-펄스(31)를 결정하는 상기 단계는, 상기 디스플레이 소자에 인가되는 절대 전위차를 증가시키는 단계를 포함하는, 데이터 어드레싱 방법.
  31. 전기영동 디스플레이 장치(1)에 있어서,
    상기 전기영동 디스플레이 장치(1)의 디스플레이 소자의 적어도 두 개의 대향 전극들(5, 6);
    상기 디스플레이 소자의 온도를 나타내는 온도를 검출하기 위한 수단;
    검출된 온도가 상승함에 따라 상기 프리-펄스(31)에 의해 상기 디스플레이 소자에 인가되는 전위차가 증가하도록 상기 검출된 온도에 기초하여 하나 이상의 프리셋 펄스들의 프리-펄스(31)를 결정하기 위한 수단; 및
    적어도 두 개의 대향 전극들(5, 6) 중 하나에 상기 프리-펄스(31)를 전달하기 위한 수단을 포함하는, 전기영동 디스플레이 장치.
  32. 전기영동 디스플레이 장치(1)에 있어서,
    상기 전기영동 디스플레이 장치(1)의 디스플레이 소자의 적어도 두 개의 대향 전극들(5, 6);
    상기 디스플레이 소자의 온도를 나타내는 온도를 검출하기 위한 수단;
    구동 펄스 지속기간 및 구동 펄스 전위차를 갖는 구동 펄스(32)를 결정하기 위한 수단;
    검출된 온도가 상승함에 따라, 상기 프리-펄스(31)에 의해 상기 디스플레이 소자에 인가되는 프리-펄스 전위차가 상기 구동 펄스 전위차에 대해 증가하도록 상기 검출된 온도에 기초하여 하나 이상의 프리셋 펄스들의 프리-펄스(31)를 결정하기 위한 수단; 및
    적어도 두 개의 대향 전극들(5, 6) 중 하나에 상기 프리-펄스들(31)에 의해 선행되는 상기 구동 펄스를 전달하기 위한 수단을 포함하는, 전기영동 디스플레이 장치.
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