KR20060089722A - 흑백 모드를 위한 구동 구조 및 쌍안정 디스플레이에서흑백 모드에서 그레이스케일 모드로의 전이 방법 - Google Patents

흑백 모드를 위한 구동 구조 및 쌍안정 디스플레이에서흑백 모드에서 그레이스케일 모드로의 전이 방법 Download PDF

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구오푸 쭈오
잔 반 드 카메르
마크 티. 존슨
네쿨라이 아이레네이
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코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

전기 영동 디스플레이를 사용한 전자 판독 디바이스(300,400)와 같은 쌍안정 전자 판독 디바이스에서 디스플레이 이미지(310)를 업데이트할 때, 이미지 품질은 흑백과 그레이스케일 이미지 모두를 제공함으로써 개선된다. 상기 디스플레이의 픽셀(2)의 업데이트 모드가 흑백에서 그레이스케일로 변화할 때, 보상 펄스(805,825,845,865)가 인가된다. 이 보상 펄스는 (a) 상기 그레이스케일 업데이트 모드동안 사용된 오버-리셋 펄스(815,835,855,875)와 (b) 상기 흑백 업데이트 모드동안 사용된 표준 리셋 펄스(610,660) 사이의 에너지 차에 기초한 에너지를 나타낸다. 또한, 흑백 업데이트 파형(600,650)은 표준 리셋 펄스(610,660)를 포함하며, 이 펄스의 지속 기간은 실질적으로 그레이스케일 업데이트 파형(800,820,840 및 860)에서 사용된 오버-리셋 펄스(815,835,855,875)의 지속 기간보다 짧다. 흑백 업데이트 모드는 가능한 경우 그레이스케일 업데이트 모드와 결합하여 사용된다.

Description

흑백 모드를 위한 구동 구조 및 쌍안정 디스플레이에서 흑백 모드에서 그레이스케일 모드로의 전이 방법{DRIVING SCHEME FOR MONOCHROME MODE AND TRANSITION METHOD FOR MONOCHROME-TO-GREYSCALE MODE IN BI-STABLE DISPLAYS}
본 발명은 일반적으로 전자 서적과 전자 신문과 같은 전자 판독 디바이스 그리고, 좀 더 구체적으로, 흑백 및 그레이스케일 이미지 모두를 사용하여 개선된 이미지 품질과 감소된 업데이트 시간을 가진 이미지 업데이트를 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 기술의 진보는 많은 기회를 열어준 전자 서적과 같은 "사용이 간편한" 전자 판독 디바이스를 제공하였다. 예를 들어, 전기 영동 디스플레이는 많은 가능성을 가지고 있다. 이러한 디스플레이는 고유한 메모리 동작을 가지며 비교적 오랜 시간동안 전력 소비없이 이미지를 유지할 수 있다. 전력은 디스플레이가 리프레시되거나 새 정보로 업데이트되어야 할 때만 소비된다. 따라서, 이러한 디스플레이의 전력 소비는 매우 낮고, 전자 서적 및 전자 신문과 같은 휴대용 전자-판독 디바이스를 위한 애플리케이션에 적합하다. 전기 영동(Electrophoresis)이란 인가된 전계에서 대전된 입자의 움직임을 말한다. 전기 영동이 액체에서 발생할 때, 입자들은 입자들, 그 전하(영구 또는 유도), 액체의 유전체 속성 및 인가된 전계의 크기에 의해 경험된 점성의 드래그에 의해 주로 결정되는 속도로 이동한다. 전기 영동 디스플레이는 쌍안정 디스플레이의 유형이며, 이것은 이미지 업데이트 이후에 전력 소비가 없이 이미지를 실질적으로 유지시키는 디스플레이이다.
예를 들어, 미국, 메사추세츠주, 캠브리지의 E-잉크사에서, 1999년 4월 9일 공개되고, 발명의 명칭이 '다색의 서브-픽셀을 가지는 풀 컬러 반사형 디스플레이'인, 국제 특허 출원 WO 99/53373은 이러한 디스플레이 디바이스에 관해 설명한다. WO 99/53373은 2개의 기판을 구비하는 전자 잉크 디스플레이에 대해 논한다. 하나는 투명기판이고, 다른 하나는 행과 열로 배열된 전극이 제공된다. 디스플레이 소자 또는 픽셀은 행 전극 및 열 전극의 교차점과 연관된다. 디스플레이 소자는 박막 트랜지스터(TFT)를 사용하여 열 전극에 연결되며, TFT의 게이트는 행 전극에 연결된다. 디스플레이 소자, TFT, 및 행과 열 전극 모두의 이러한 배열은 능동 매트릭스를 형성한다. 더욱이, 디스플레이 소자는 픽셀 전극을 포함한다. 행 구동기는 디스플레이 소자의 행을 선택하고, 열 또는 소스 구동기는 데이터 신호를 열 전극과 TFT를 통해 디스플레이 소자의 선택된 행으로 공급한다. 데이터 신호는 텍스트 또는 그림과 같은, 디스플레이될 그래픽 데이터에 대응한다.
전자 잉크는 픽셀 전극과 투명 기판 상의 공통 전극 사이에 제공된다. 전자 잉크는 직경이 약 10 내지 50 미크론인 다수의 마이크로캡슐을 포함한다. 일 접근 방법에서, 각 마이크로캡슐은 액체 전달 매체 또는 유체 내에 떠있는 양으로 대전된 흰색 입자와 음으로 대전된 검정색 입자를 가진다. 양의 전압이 픽셀 전극에 인가될 때, 흰색 입자들은 투명 기판을 향해 마이크로 캡슐 쪽으로 이동하며 시청자는 흰색 디스플레이 소자를 볼 것이다. 이와 동시에, 검정색 입자는 시청자에게 숨겨진 마이크로캡슐의 반대 쪽에 있는 픽셀 전극으로 이동한다. 음의 전압을 픽셀 전극에 인가함으로써, 검정색 입자는 투명 기판으로 향한 마이크로캡슐 쪽에 있는 공통 전극으로 이동하며 디스플레이 소자는 시청자에게 어둡게 나타난다. 이와 동시에, 흰색 입자들은 시청자에게 숨겨진 마이크로캡슐의 반대쪽에 있는 픽셀 전극으로 이동한다. 전압이 제거될 때, 디스플레이 디바이스는 달성된 상태로 남고 따라서 쌍안정 특성을 보인다. 다른 접근 방법에서, 입자들은 염색된 액체에 제공된다. 예를 들어, 검정색 입자들은 흰색 액체에 제공될 수 있으며, 흰색 입자들은 검정색 액체에 제공될 수 있다. 또는, 다른 컬러 입자들은 예를 들어, 초록색 액체에 있는 흰색 입자와 같은 다른 컬러의 액체에 제공될 수 있다.
공기와 같은 다른 유체는 또한 대전된 검정색 및 흰색 입자들이 전계에서 이동하는 매체에서 사용될 수 있다(예, 2003년 5월 18일~23일자, 브리지스톤 SID2003- 정보 디스플레이에 관한 심포지엄,- 발췌 20.3). 컬러 입자는 또한 사용될 수 있다.
전자 디스플레이를 형성하기 위해, 전자 잉크는 회로의 층에 적층된 한 장의 플라스틱 필름 상에 인쇄될 수 있다. 이 회로는 이후 디스플레이 구동기로 제어될 수 있는 픽셀의 패턴을 형성한다. 마이크로캡슐이 액체 운반 매체에 떠있으므로, 이들은 유리, 플라스틱, 섬유 및 심지어 종이를 포함해, 실제로 임의의 표면 상에 기존 스크린-인쇄 프로세스를 사용하여 인쇄될 수 있다. 게다가, 유연한 시트를 사용하면 종래의 책의 외관과 유사한 전자 판독 디바이스의 디자인이 가능해진다.
그러나, 이미지 품질을 개선하고 이미지 업데이트 시간을 감소시키기 위해 더 나은 진보가 필요하다.
본 발명은 전술한 그리고 다른 문제를 다룬다. 본 발명에 따라, 흑백 및 그레이스케일 업데이트 모드는 모두 능동 매트릭스 전기 영동 디스플레이와 같은 쌍안정 디스플레이에 제공된다. 본 발명의 일 장점은 흑백 업데이트 모드동안 전체 이미지 업데이트 시간(IUT)이, 예컨대 그레이스케일 업데이트 모드의 업데이트 시간의 절반만큼 감소된다는 점이다. 디스플레이 모드가 흑백에서 그레이스케일 모드로 변경될 때, 흑백과 그레이스케일 업데이트 모드 사이의 펄스 에너지 차이를 보상함으로써 모드 변경에 의해 유도된 픽셀 상의 추가적인 DC 전압을 회피하기 위한 기술이 더 제공된다. 이 경우, 그레이스케일 업데이트 파형의 인가 이전에, 보상 전압 펄스가 인가되며, 이 보상 전압 펄스는 그레이스케일 파형과 흑백 파형 사이의 리셋 펄스-에너지 차와 같은 펄스 에너지를 가진다. 게다가, 보상 펄스는 이전의 흑백에서 흑백으로 이미지 전이에 사용된 전압 펄스와 같은 전압 부호 또는 극성을 가진다. 다시 말해, 보상 펄스는 표준 리셋 펄스에 사용된 것과 같은 극성을 가지며, 이것은 또한 흑백 구동 모드동안 구동 펄스이다. 펄스-에너지는 전압-레벨 x 펄스-시간의 곱이다. 다수의 전압 레벨이 사용될 때, 전체 에너지는 펄스의 각 레벨에 포함된 에너지의 합계이다. 일 접근 방식은 동일한 (최대) 진폭을 사용할 수 있어서, 펄스 시간은 다른 구동 파형에서 변화된다. 단순성을 위해, 이하 설명에서, 동일한 진폭을 가진 펄스가 고려된다. 이 경우, 펄스의 에너지의 변경은 직접적으로 펄스 시간 길이의 변경에 비례한다. 그러나, 이하 주어진 예는 다른 진폭을 가진 펄스가 사용되는 경우로 일반화될 수 있다.
본 발명의 특정 양상에서, 쌍안정 디스플레이 상의 이미지를 업데이트하기 위한 방법은 쌍안정 디스플레이의 업데이트 모드가 흑백 업데이트 모드에서 그레이스케일 업데이트 모드로 변경되는 시기를 결정하는 단계를 포함한다. 결정 단계에 나타난 것과 같이 업데이트 모드가 변경될 때, 보상 펄스는 쌍안정 디스플레이에 인가된다. 보상 펄스는 (a) 그레이스케일 업데이트 모드동안 사용된 오버-리셋 펄스와 (b) 흑백 업데이트 모드동안 사용된 표준 리셋 펄스 사이의 에너지 차이에 기초한 에너지를 나타낸다.
본 발명의 추가적인 양상에서, 전자 판독 디바이스 상의 이미지를 업데이트하기 위한 방법은 그레이스케일 업데이트 모드동안 그레이스케일 업데이트 파형을 쌍안정 디스플레이에 인가하는 단계, 및 흑백 업데이트 모드동안 흑백 업데이트 파형을 쌍안정 디스플레이에 인가하는 단계를 포함한다. 흑백 업데이트 파형은 표준 리셋 펄스를 포함하며 그레이스케일 업데이트 파형은 오버-리셋 펄스를 포함한다.
관련 전자 판독 디바이스와 프로그램 저장 디바이스가 또한 제공된다.
도 1은 전자 판독 디바이스의 디스플레이 스크린의 일부의 일 실시예의 정면을 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 도 1에서 2-2를 따른 개략적인 단면도.
도 3은 전자 판독 디바이스의 개요를 개략적으로 도시한 도면.
도 4는 각 디스플레이 영역을 가진 2개의 디스플레이 스크린을 개략적으로 도시한 도면.
도 5는 그레이스케일 업데이트 모드를 위한 레일-안정화된 파형을 도시한 도면.
도 6은 흑백 업데이트 모드에 대한 파형을 도시한 도면.
도 7은 디스플레이 모드 변화의 일례를 도시한 도면.
도 8은 디스플레이 모드가 흑백 업데이트 모드에서 그레이스케일 업데이트 모드로 변화될 때 인가된 보상 펄스를 도시한 도면.
모든 도면에서, 대응부는 동일한 참조 번호에 의해 참조된다.
도 1과 도 2는 제 1 기판(8), 제 2 대향 기판(9) 및 복수의 화상 소자(2)를 가진 전자 판독 디바이스의 디스플레이 패널(1)의 일부의 실시예를 도시한다. 화상 소자(2)는 2차원 구조에서 실질적으로 직선을 따라 배열될 수 있다. 화상 소자(2)는 명확성을 위해 서로 간격을 두고 도시되었지만, 실제로, 화상 소자(2)는 연속적인 이미지를 형성하기 위해 서로 매우 인접해 있다. 게다가, 전체 디스플레이 스크린의 일부만이 도시된다. 벌집 배열과 같은 화상 소자의 다른 배열이 가능하다. 대전 입자(6)를 구비한 전기 영동 매체(5)는 기판(8 및 9) 사이에 존재한다. 제 1 전극(3)과 제 2 전극(4)은 각 화상 소자(2)와 연관된다. 전극(3 및 4)은 전위차를 수신할 수 있다. 도 2에서, 각 화상 소자(2)에 대해, 제 1 기판은 제 1 전극(3)을 가지며 제 2 기판(9)은 제 2 전극(4)을 가진다. 대전 입자(6)는 전극(3 및 4)들 중 하나 근처 또는 이들의 중간의 위치를 점유할 수 있다. 각 화상 소자(2)는 전극(3 및 4) 사이의 대전 입자(6)의 위치에 의해 결정된 외관을 가진다. 전기 영동 매체(5)는 본질적으로, 미국 출원 5,961,804, 6,120,839 및 6,130,774로부터 알려져 있으며, 예컨대, E 잉크사로부터 얻을 수 있다.
일례로서, 전기 영동 매체(5)는 흰색 유체에 음으로 대전된 검정색 입자(6)를 포함할 수 있다. 대전된 입자(6)가 예컨대, +15V의 전위차로 인해 제 1 전극(3) 근처에 있을 때, 화상 소자(2)의 외관은 흰색이다. 대전된 입자(6)가 반대 극, 예컨대 -15V의 전위차로 인해 제 2 전극(4) 근처에 있을 때, 화상 소자(2)의 외관은 검정색이다. 대전된 입자(6)가 전극(3 및 4) 사이에 있을 때, 화상 소자는 검정색과 흰색 사이의 그레이 레벨과 같은 중간 외관을 가진다. 구동 제어부(100)는 전체 디스플레이 스크린에서, 예컨대 이미지 및/또는 텍스트와 같은 원하는 화상을 생성하도록 각 화상 소자(2)의 전위차를 제어한다. 전체 디스플레이 스크린은 디스플레이 내의 픽셀에 대응하는 다수의 화상 소자로 구성된다.
도 3은 전자 판독 디바이스의 개요를 개략적으로 도시한다. 전자 판독 디바이스(300)는 어드레스 지정 회로(105)를 포함해, 제어부(100)를 포함한다. 제어부(100)는 전기 영동 스크린과 같은, 하나 이상의 디스플레이 스크린(310)을 원하는 텍스트 또는 이미지가 디스플레이되도록 제어한다. 예컨대, 제어부(100)는 전압 파형을 디스플레이 스크린(310) 내의 다른 픽셀에 제공할 수 있다. 어드레스 지정 회로는 원하는 이미지 또는 텍스트가 디스플레이되도록 하기 위해, 행과 열과 같은 특정 픽셀을 어드레스 지정하기 위한 정보를 제공한다. 이하 설명되는 바와 같이, 제어부(100)는 연속적인 페이지가 디스플레이되도록 하며 다른 행 및/또는 열에서 시작된다. 이미지 또는 텍스트 데이터는 메모리(120)에 저장될 수 있다. 일례로서 필립스 일렉트로닉스 소형 계수 광(SFFO: Small Form Factor Optical) 디스크 시스템이 있다. 제어부(100)는 다음 페이지로 이동 명령 또는 이전 페이지로 이동 명령과 같은 사용자 명령을 개시하는 사용자-작동된 소프트웨어 또는 하드웨어 버튼(320)에 응답할 수 있다.
제어부(100)는 본 명세서에 설명된 기능을 달성하기 위해, 소프트웨어, 펌웨어, 마이크로 코드 등과 같은 임의의 형태의 컴퓨터 코드 디바이스를 실행하는 컴퓨터의 일부일 수 있다. 따라서, 이러한 컴퓨터 코드 디바이스를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품은 당업자에게 명백한 방법으로 제공될 수 있다. 게다가, 메모리(120)는 본 명세서에 설명된 기능을 달성하는 방법을 수행하기 위한 제어부(100) 또는 컴퓨터와 같은 기계에 의해 실행가능한 명령의 프로그램을 명백히 구현하는 프로그램 저장 디바이스이다. 이러한 프로그램 저장 디바이스는 당업자에게 명백한 방법으로 제공될 수 있다.
제어부(100)는, 전자 판독 디바이스가 우선 턴온되고 및/또는 밝기 편차가 3% 반사와 같은 값 보다 큰 경우에, 예컨대, 매 x 페이지가 디스플레이된 후, 매 y분, 10분 후와 같이, 전자 서적의 디스플레이 영역의 강제 리셋을 주기적으로 제공하기 위한 논리를 가질 수 있다. 자동 리셋에 대해, 수용가능한 주파수는 수용가능한 이미지 품질을 야기하는 가장 낮은 주파수에 기초하여 경험적으로 결정될 수 있다. 또한, 리셋은 예컨대, 사용자가 전자 판독 디바이스를 읽기 시작하는 경우, 또 는 이미지 품질은 수용가능하지 않은 레벨로 떨어지는 경우에 기능 버튼 또는 다른 인터페이스 디바이스를 통해 사용자에 의해 수동으로 개시될 수 있다.
본 발명은 전자 판독 디바이스의 임의의 유형에 사용될 수 있다. 도 4는 2개의 분리된 디스플레이 스크린을 구비한 전자 판독 디바이스(400)의 가능한 일례를 도시한다. 특히, 제 1 디스플레이 영역(442)은 제 1 스크린(440) 상에 제공되고, 제 2 디스플레이 영역(452)은 제 2 스크린(450) 상에 제공된다. 스크린(440 및 450)은 바인딩(445)으로 연결될 수 있는데 이 바인딩(445)은 스크린이 서로에 대해 평면으로 접히거나, 펼쳐지도록 하며 표면 상에 평면으로 놓이게 한다. 이 배열은 종래의 서적을 읽는 경험을 매우 유사하게 재현하였으므로 바람직하다.
다양한 사용자 인터페이스 디바이스는 사용자로 하여금 앞 페이지로 가기, 뒤 페이지로 가기 명령 등과 같은 명령을 개시할 수 있도록 제공될 수 있다. 예를 들어, 제 1 영역(442)은 전자 판독 디바이스의 페이지 사이를 검색할 수 있도록, 마우스 또는 다른 지시 디바이스, 터치 작동, PDA 펜, 또는 다른 알려진 기술을 사용하여 작동될 수 있는 온-스크린 버튼(424)을 포함할 수 있다. 앞 페이지로 가기 및 뒤 페이지로 가기 명령뿐만 아니라, 같은 페이지에서 스크롤 업 또는 스크롤 다운 기능이 제공될 수 있다. 하드웨어 버튼(422)은 사용자가 앞 페이지로 가기 및 뒤 페이지로 가기 명령을 제공하도록 하기 위해, 대안적으로 또는 추가적으로 제공될 수 있다. 제 2 영역(452)은 또한 온-스크린 버튼(414) 및/또는 하드웨어 버튼(412)을 포함할 수 있다. 제 1 및 제 2 디스플레이 영역(442,452) 주변의 프레임(405)은 디스플레이 영역의 프레임이 없을 수 있으므로 필요치 않다는 사실에 주의 한다. 음성 명령 인터페이스와 같은, 다른 인터페이스도 역시 사용될 수 있다. 버튼(412,414;422,424)은 2개의 디스플레이 영역에 불필요하다는 사실에 주목한다. 즉, 단일 세트의 앞 페이지로 가기 및 뒤 페이지로 가기 버튼의 제공될 수 있다. 또는, 로커 스위치(rocker switch)와 같은, 단일 버튼 또는 다른 디바이스가 앞 페이지로 가기 명령 및 뒤 페이지로 가기 명령 모두를 제공하도록 작동될 수 있다. 기능 버튼 또는 다른 인터페이스 디바이스는 또한 사용자가 수동으로 리셋을 개시하도록 제공될 수 있다.
다른 가능한 설계에서, 전자 서적은 한 번에 한 페이지를 디스플레이하는 단일 디스플레이 영역을 가진 단일 디스플레이 스크린을 가진다. 또는, 단일 디스플레이 스크린은 예컨대, 수평으로 또는 수직으로 배열되는 2개 이상의 디스플레이 영역으로 분할 될 수 있다. 임의의 경우, 본 발명은 모드 변경에 의해 유도되는 픽셀 상의 잔여 직류(dc)에 의해 유도된 이미지 보유 효과를 감소시키기 위해 각 디스플레이 영역에 사용될 수 있다.
게다가, 복수의 디스플레이 영역이 사용될 때, 연속적인 페이지는 임의의 원하는 순서로 디스플레이될 수 있다. 예를 들어, 도 4에서, 제 1 페이지가 디스플레이 영역(442)에 디스플레이되는 동안, 제 2 페이지는 디스플레이 영역(452)에 디스플레이될 수 있다. 사용자가 다음 페이지 보기를 요청한 경우, 제 3 페이지는 제 1 페이지 대신에 제 1 디스플레이 영역(442)에 디스플레이될 수 있으며, 그 동안, 제 2 페이지는 제 2 디스플레이 영역(452)에 디스플레이된 상태로 있다. 유사하게, 제 4 페이지는 제 2 디스플레이 영역(452) 등에 디스플레이될 수 있다. 다른 접근 방 법에서, 사용자가 다음 페이지 보기를 요청했을 때, 양 디스플레이 영역은 제 3 페이지는 제 1 페이지 대신에 제 1 디스플레이 영역(442)에 디스플레이되고, 제 4 페이지는 제 2 페이지 대신에 제 2 디스플레이 영역(452)에 디스플레이되도록 업데이트된다. 단일 디스플레이 영역이 사용될 때, 제 1 페이지가 디스플레이될 수 있고, 이후 제 2 페이지는 제 1 페이지를 겹쳐 쓰기하는 등이며, 이 때 사용자는 다음 페이지 명령을 입력한다. 이 프로세스는 뒤 페이지로 가기 명령에 대해 반대로 작용할 수 있다. 게다가, 이 프로세스는 히브리어와 같이, 텍스트를 오른쪽에서 왼쪽으로 읽는 언어뿐만 아니라, 텍스트를 행-방향이 아닌 열-방향으로 읽는 중국어와 같은 언어에도 동일하게 적용될 수 있다.
더욱이, 전체 페이지가 디스플레이 영역에 디스플레이될 필요가 없음에 주목한다. 페이지의 일부가 디스플레이될 수 있으며 스크롤 기능은 사용자가 페이지의 다른 부분을 읽기 위해 스크롤 업, 스크롤 다운, 스크롤 레프트 또는 스크롤 라이트할 수 있게 제공된다. 확대 및 축소 기능은 텍스트 또는 이미지의 크기를 사용자가 변경시킬 수 있도록 제공될 수 있다. 이것은 예컨대, 축소된 시야를 가진 사용자에게 바람직할 수 있다.
흑백 및 그레이스케일 업데이트 모드에 관한 논의
쌍안정 디스플레이에서 정확한 그레이 레벨이 전압 펄스와 쉐이킹 펄스 모두를 포함하는 구동 구조를 사용하여 달성될 수 있다는 것이 최근 증명되었다. 쉐이킹 펄스는 전력이 공급되지 않은 이미지 유지 시간과 이미지 이력 영향의 의존성을 감소시키기 위해 요구된다. 전압 레벨의 수가, 예컨대, -15V(흰색), 0V 및 +15V(검 정색)으로 한정될 때, 레일-안정화된 구동 구조를 사용하여 정확한 그레이 레벨이 달성될 수 있다는 것이 더 증명되었다. 이것은 그레이 레벨이 기준 검정색 컬러 상태 또는 기준 흰색 컬러 상태(2개의 "레일") 중 하나로부터 항상 달성된다는 것을 의미한다. 게다가, 단일 오버-리셋 전압 펄스를 사용한 구동 기술은 전기 영동 디스플레이를 구동하기에 가장 확실한 것으로 알려졌다. 펄스 시퀀스는 대개, 제 1 쉐이킹 펄스, 리셋 펄스 및 그레이스케일 구동 펄스와 같은 3개 부분을 포함한다. 이 기술은 대표적인 그레이스케일 이미지 전이에 대해 도 5에 개략적으로 도시된다. 2-비트의 그레이스케일은 흰색, 밝은 회색, 어두운 회색 및 검정색의 4가지 색상을 허용한다. 흑백 스케일은 오직 검정색과 흰색 상태만 가진다.
도 5에서, 파형(500,520,540 및 560)은 각각 검정색(B)에서 밝은 회색(LG) 전이, 흰색(W)에서 어두운 회색(DG) 전이, 검정색(B)에서 흰색(W) 전이, 및 흰색(W)에서 검정색(B) 전이를 가리킨다. 별도의 파형은 원하는 텍스트 및/또는 이미지를 디스플레이하기 위해 제어부(100)에 의해 디스플레이 내의 각 픽셀에 인가된다. 전체 이미지 업데이트 시간(IUT)은 각 부분에 사용된 시간 기간의 합계이다. 쉐이킹 펄스(505,525,545,565)는 전력이 공급되지 않은 이미지 유지 시간 및 이미지 이력의 효과를 감소시키고, 이에 따라 이미지 보유를 감소시키며 그레이스케일 정확도를 증가시키는데 필요하다. 리셋 펄스는 이전 이미지가 새 이미지가 업데이트되는 동안 제시간(timely)에 지워져서 이미지 품질이 보장되도록 하기 위해, 현재 위치 또는 컬러 상태에서 극단의 위치 또는 컬러 상태(예, 검정색 또는 흰색)로 입자들을 이동시키는데 필요한 최소 시간보다 더 길어야 한다. 리셋 펄스(예,510)는 " 표준" 리셋(512)(기간(t1)을 가짐)과 추가적인 "오버-리셋" 부분(514)(기간(t2)을 가짐)의 2 부분을 가진다. 전체 오버-리셋 펄스(510)는 t1+t2의 전체 기간동안, 표준 리셋 부분(512)과 오버-리셋 부분(514)을 포함하는 것으로 간주된다. 표준 리셋 부분(512)은 입자들이 디스플레이의 2개의 전극 사이에서 이동해야 하는 거리에 비례하는 지속 기간을 필요로 한다. 즉, 지속 기간(t1)은 쌍안정 디스플레이를 형성하는 입자들을 검정색 상태에서 흰색 상태로, 또는 흰색 상태에서 검정색 상태로 이동시키기에 충분해야 한다.
예를 들어, 파형(500)에 대해, 흰색 상태는 오버-리셋 펄스(510)의 말단에서 달성된다. 후속 구동 펄스(515)는 밝은 회색 상태가 달성될 때까지 검정색 상태의 방향으로 관련 픽셀의 입자를 이동시킨다. 파형(520)에 대해, 검정색 상태는 오버-리셋 펄스(530)의 말단에서 달성되며, 후속 구동 펄스(535)는 어두운 회색 상태가 달성될 때까지 흰색 상태의 방향으로 입자들을 이동시킨다. 파형(540)에 대해, 흰색 상태는 오버-리셋 펄스(550)의 말단에서 달성되어 어떠한 후속 구동 펄스도 필요치 않다. 유사하게, 파형(560)에 대해, 검정색 상태가 오버-리셋 펄스(570)의 말단에서 달성되어, 어떠한 후속 구동 펄스도 필요치 않다.
표준 리셋 펄스 이후에, 원하는 광학 상태 변화가 달성된다. 오버-리셋 부분은 이미지 품질을 개선하기 위해 필요하며, 이후 실질적으로 가시적인 광학 변화가 존재하지 않는다. 오버-리셋 펄스 부분(예,514)에서 사용된 시간 기간(t2)은 일반적 으로 표준 리셋 지속 기간(t1)과 같은 순서이다. 다시 말해, 오버-리셋 펄스의 지속 기간(t1+t2)은 대략 표준 리셋 펄스의 지속 기간(t1)의 두 배이다. 일반적으로, 오버-리셋 펄스의 지속 기간(t1+t2)은 실질적으로 표준 리셋 펄스의 지속 기간(t1)보다 클 것이다. 단순성을 위해, 동일한 오버-리셋 부분 지속 기간(t2)이 도 5의 모든 전이에서 사용된다. 900ms의 전체 이미지 업데이트 시간이 도 5의 파형을 사용하여 달성되었으며, 이것은 일부 응용에는 너무 긴 시간이다.
도 6은 흑백 업데이트 모드에 대한 파형을 도시한다. 본 발명에 다른 그레이스케일 모드와 결합된 흑백 모드의 도입은 전기 영동 디스플레이에 기초한 전자 서적을 향상시키는데 특히 유리하며, 그 이유는 많은 서적 컨텐츠가 흑백인 반면, 이들 중 일부는 그레이스케일 이미지이기 때문이다. 흑백 픽셀만을 사용하는 디스플레이 또는 디스플레이 영역에 대해, 제어부는 흑백 업데이트 모드를 불러올 수 있다. 디스플레이 또는 디스플레이 영역 내의 하나 이상의 픽셀이 그레이 스케일 픽셀을 사용할 때 제어부는 그레이스케일 업데이트 모드로 전이한다. 따라서, 흑백 업데이트 모드는 가능한 경우 그레이스케일 업데이트 모드와 결합하여 사용된다. 적절한 소프트웨어 명령은 어떤 모드가 사용되어야 할지, 언제 모드 변경이 일어나는지 결정하기 위해 이러한 목적으로 제어부(100)에 의해 구현될 수 있다.
흑백 업데이트모드에 대한 파형은 검정색에서 흰색으로의 전이에 대한 파형(600)을 포함하고, 이것은 쉐이킹 펄스(605)와 지속 기간(t1)을 가지는 표준 리셋 펄스(610)를 포함한다. 유사하게, 흰색에서 검정색으로의 전이에 대한 파형(650)은 쉐이킹 펄스(655)와 지속 기간(t1)을 가지는 표준 리셋 펄스(660)를 포함한다. 리셋/구동 펄스(610 및 660)는 검정색에서 흰색으로, 또는 흰색에서 검정색으로 픽셀을 구동하는데 사용된다. 도 5의 파형과 비교해, 차이는 흑백 모드에서 리셋/구동 펄스의 지속 기간은 그레이스케일 모드에서 표준 리셋 펄스 지속 기간과 같다는 것이다. 전체 이미지 업데이트 시간은 이제 대략 동일한 전이에 대해 그레이 스케일 업데이트 모드에서 필요한 업데이트 시간의 절반이 된다. 이로 인해 사용자의 편의를 증대시키는 더욱 신속한 페이지 업데이트가 이뤄진다.
도 7은 디스플레이 모드 변경의 일례를 도시한다. 4가지 예의 블록 이미지가 흑백-대-흑백 전이를 위한 흑백 업데이트 모드(MU)를 사용하여, 그리고 그레이스케일-대-흑백 및 흑백-대-그레이스케일 전이를 위한 그레이스케일 업데이트 모드(GU)를 사용하여 업데이트된다. 맨 위에서 맨 아래까지, 이미지(700)는 흰색, 검정색, 흰색 및 검정색 영역을 가진 블록을 포함하고, 이미지(740)는 검정색, 흰색, 검정색 및 흰색 영역을 가진 블록을 포함하며, 이미지(780)는 밝은 회색, 어두운 회색, 흰색 및 검정색 영역을 가진 블록을 포함한다. 이미지(700 및 740) 사이의 전이는 MU를 사용하는 반면, 이미지(740 및 780) 사이의 전이는 GU를 사용한다. 모든 픽셀이 흑백 데이터를 수신할 때, MU 모드는 제어부(100)에 의해 선택되고, 디스플레이 상에 적어도 하나의 픽셀이 그레이 스케일데이터를 수신할 때, GU 모드는 모든 픽셀에 대해 선택된다. 그러나, 도 6의 MU 파형이 흑백 이미지 업데이트에 대해 사용 되고, 도 5의 GU 파형이 그레이스케일 이미지 업데이트에 대해 사용될 때, 추가적인 직류(dc)는 MU와 GU 파형 사이의 큰 펄스-길이 차이로 인해 도입될 수 있다는 점이 문제가 된다. 여기서, 우리는 MU 모드에서 GU 모드로 변화가 있을 때 추가적인 직류(dc)를 보상하기 위해 GU 파형의 인가 이전에 추가적인 보상 펄스를 인가할 것을 제안한다.
도 8은 디스플레이 모드가 흑백에서 그레이스케일 업데이트 모드로 변화될 때 픽셀에 인가된 보상 펄스를 도시한다. 파형(800,820,840 및 860)은 그레이스케일 업데이트 모드에서의 파형을 도시한다. 특히, 파형(800)은 쉐이킹 펄스(805), 오버-리셋 펄스(815) 및 구동 펄스(818)를 사용한 검정색(B')에서 밝은 회색(LG)으로의 전이를 나타낸다. 파형(820)은 쉐이킹 펄스(825), 오버-리셋 펄스(835) 및 구동 펄스(838)를 사용한 흰색(W')에서 어두운 회색(DG)으로의 전이를 나타낸다. 파형(840)은 쉐이킹 펄스(845)와 오버-리셋 펄스(855)를 사용한 검정색(B')에서 흰색(W)으로의 전이를 나타낸다. 파형(860)은 쉐이킹 펄스(865)와 오버-리셋 펄스(875)를 사용한 흰색(W')에서 검정색(B)으로의 전이를 나타낸다. 예컨대, 검정색에서 어두운 회색, 및 흰색에서 밝은 회색과 같은, 다양한 다른 전이가 또한 가능하다.
그레이스케일 파형을 인가하기 전에, 보상 전압 펄스는 각 픽셀에 인가된다. 보상 펄스는 그레이스케일 파형의 오버-리셋 펄스의 지속 기간과 흑백 파형의 표준 레스트(rest) 펄스 사이의 차이와 실질적으로 같은 지속 기간을 가진다. 게다가, 보상 펄스는 이전 흑백-대-흑백 이미지 전이에서 사용된 전압 펄스와 같은 전압 부호 또는 극성을 가진다. 예를 들어, 보상 펄스(805,825,845 및 865)는 그레이스케 일 업데이트 파형(800,820,840 및 860) 각각에 선행한다. 보상 펄스(805 및 845)는 +15V의 극성( 및 크기)를 가지는데, 그 이유는 현재 검정색 상태(Bmu)가 예컨대, +15V의 펄스(도 6의 +15V의 리셋 펄스(660) 참조)와 400ms의 지속 기간(t1)을 가진 MU 모드를 사용하여 이전 흰색-대-검정색 전이으로부터 얻을 수 있기 때문이다. 검정색(B')에서 밝은 회색(LG)으로의 전이(파형800)에 대해, GU 모드는 밝은 회색이 그레이스케일 색상이므로 선택되어야 한다. 이 경우, 오버-리셋 펄스(815)는 예컨대 -15V에서, 800ms의 지속 기간(t1+t2)을 가지며, 예컨대 +15V에서의 보상 펄스(805)는 GU 파형(800)의 시작 이전에 (800ms-400ms)=400ms의 지속 기간동안 인가된다.
보상 펄스(825 및 865)는 -15V의 극성( 및 크기)을 가지는데, 그 이유는 현재 흰색 상태(Wmu)가 -15V의 펄스(도 6의 -15V 리셋 펄스(610) 참조)와 400ms의 지속 기간(t1)을 가지는 MU 모드를 사용하여 이전 B-대-W 전이으로부터 얻어지기 때문이다. 파형(860)의 흰색에서 검정색으로의 전이에 대해, GU 모드는 다른 픽셀에 대해 이미 선택되었으므로 사용된다. 오버-리셋 펄스(875)는 800ms의 지속 기간(t1+t2)과 +15V의 극성 및 크기를 가진다. 이 경우, (800ms-400ms)=400ms의 지속 기간동안 -15V의 보상 펄스(865)는 파형(860)의 시작 이전에 인가된다. 보상 펄스(805,825,845 및 865)는 본질적으로 다른 경우 모드 변경으로 인해 관련 픽셀에서 유도되었을 추가적인 DC 전압을 보상한다.
본 발명은 예컨대, 타이프라이터(typewriter) 모드가 존재하는, 단일 및 다수 윈도우 디스플레이 모두에 적용가능하다는 것에 주목한다. 위 예에서, 펄스-폭 변조된(PWM) 구동이 발명을 설명하기 위해 사용되는 것, 즉, 펄스 시간이 각 파형에서 변화하는 반면 전압 진폭이 일정하게 유지된다는 것이 강조되어야 한다. 그러나, 본 발명은 펄스 전압 진폭이 각 파형에서 변화하거나 PWM과 VM 구동과 결합된, 전압 변조된 구동(VM)에 기초하여, 다른 구동 구조에도 적용가능하다. VM 구동 또는 결합된 VM과 PWM 구동이 사용된 때, 보상 펄스는 보상 펄스에 포함된 에너지가 표준 리셋 펄스와 오버-리셋 펄스 사이의 에너지 차에 기초하도록 선택된다. 본 발명은 또한 컬러 쌍안정 디스플레이에 적용가능하며, 전극 구조는 제한되지 않아서, 맨 위/맨 아래 전극 구조 또는 벌집 모양의 구조 또는 기타 결합된 평면-스위칭 및 수직 스위칭이 사용될 수 있다.
본 발명은 특히, 빌보드 또는 기타 도로 표지를 포함하여, 전자 판독 디바이스 이외의 디스플레이에 구현될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예로 간주되는 내용들이 도시되고 설명되는 한편, 형태 또는 세부 사항에서의 다양한 변경예와 변형예가 본 발명의 사상을 벗어나지 않고 즉시 이루어질 수 있음을 물론 이해할 것이다. 그러므로, 본 발명은 설명되고 도시된 정확한 형식에 한정되지 않고, 첨부된 청구항의 범주 내의 해당될 수 있는 모든 변형예를 포괄하도록 해석되어야 하는 것으로 의도된다.
본 발명은 빌보드 또는 기타 도로 표지를 포함하여, 전자 판독 디바이스 이 외의 디스플레이에 이용가능하다.

Claims (23)

  1. 쌍안정 디스플레이 상의 이미지를 업데이트하기 위한 방법으로서,
    상기 쌍안정 디스플레이(310,400)의 업데이트 모드가 흑백 업데이트 모드에서 그레이스케일 업데이트 모드로 변화하는 시기를 결정하는 단계; 및
    상기 결정 단계에서 언급된 바와 같이 업데이트 모드가 변경할 때, 상기 쌍안정 디스플레이에 보상 펄스(805,825,845,865)를 인가하는 단계를 포함하며, 상기 보상 펄스는 (a) 상기 그레이스케일 업데이트 모드동안 사용된 오버-리셋 펄스(815,835,855,875)와 (b) 상기 흑백 업데이트 모드동안 사용된 표준 리셋 펄스(610,660) 사이의 에너지 차이에 기초한 에너지를 나타내는, 쌍안정 디스플레이 상의 이미지를 업데이트하기 위한 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    보상 펄스를 인가하는 단계는 상기 표준 리셋 펄스에 사용된 극성과 같은 극성을 가진 보상 펄스를 인가하는 단계를 포함하는, 쌍안정 디스플레이 상의 이미지를 업데이트하기 위한 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    보상 펄스를 인가하는 단계는 상기 표준 리셋 펄스와 같은 진폭을 가진 보상 펄스를 인가하는 단계를 포함하는, 쌍안정 디스플레이 상의 이미지를 업데이트하기 위한 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    보상 펄스를 인가하는 단계는 보상 펄스를 인가하는 단계를 포함하며, 상기 펄스 지속 기간은 상기 오버-리셋 펄스의 지속 기간과 상기 표준리셋 펄스의 지속 기간 사이의 차이와 같은, 쌍안정 디스플레이 상의 이미지를 업데이트하기 위한 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    보상 펄스를 인가하는 단계는 상기 그레이스케일 업데이트 모드동안 사용된 그레이스케일 업데이트 파형(800,820,840 및 860) 이전에 상기 쌍안정 디스플레이에 보상 펄스를 인가하는 단계를 포함하는, 쌍안정 디스플레이 상의 이미지를 업데이트하기 위한 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 그레이스케일 업데이트 파형은 쉐이킹 펄스(805,825,845,865)를 포함하며, 이에 상기 오버-리셋 펄스가 후속하고, 이에 구동 펄스(818,838)가 후속하는, 쌍안정 디스플레이 상의 이미지를 업데이트하기 위한 방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 표준 리셋 펄스가 후속하는 쉐이킹 펄스(605,655)를 포함하는 상기 흑백 업데이트 모드동안 파형을 상기 쌍안정 디스플레이에 인가하는 단계를 더 포함하는, 쌍안정 디스플레이 상의 이미지를 업데이트하기 위한 방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 표준 리셋 펄스의 에너지는 상기 쌍안정 디스플레이를 형성하는 입자(6)들을 검정색 상태에서 흰색 상태로 또는 흰색 상태에서 검정색 상태로 이동시키기에 충분한, 쌍안정 디스플레이 상의 이미지를 업데이트하기 위한 방법.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 오버-리셋 펄스의 에너지는 상기 쌍안정 디스플레이를 형성하는 입자(6)들을 검정색 상태에서 흰색 상태로 또는 흰색 상태에서 검정색 상태로 이동시키는 것 이상으로 충분한, 쌍안정 디스플레이 상의 이미지를 업데이트하기 위한 방법.
  10. 쌍안정 디스플레이 상에 이미지를 업데이트하기 위한 방법을 수행하기 위해 기계에 의해 수행가능한 명령의 프로그램을 명백히 구현하는 프로그램 저장 디바이스로서, 상기 방법은:
    언제 상기 쌍안정 디스플레이(310,400)의 업데이트 모드가 흑백 업데이트 모드에서 그레이스케일 업데이트 모드로 변경할 지를 결정하는 단계; 및
    상기 결정 단계에 나타난 바와 같이 상기 업데이트 모드가 변경될 때, 보상 펄스(805,825,845,865)를 상기 쌍안정 디스플레이에 인가하는 단계를 포함하며, 상기 보상 펄스는 (a) 상기 그레이스케일 업데이트 모드동안 사용된 오버-리셋 펄스(815,835,844,875)와 (b) 상기 흑백 업데이트 모드동안 사용된 표준 리셋 펄스(610,660) 사이의 에너지 차를 기초로 한 에너지를 나타내는, 프로그램 저장 디바이스.
  11. 디스플레이 디바이스로서,
    쌍안정 디스플레이(310,400); 및
    상기 쌍안정 디스플레이 상에 이미지를 업데이트하기 위한 제어부(100)를 포함하며, 상기 업데이트는, 언제 상기 쌍안정 디스플레이의 업데이트 모드가 흑백 업데이트 모드에서 그레이스케일 업데이트 모드로 변경될지를 결정하는 단계, 그리고 상기 업데이트 모드가 변경될 때, 보상 펄스(805,825,845,865)를 상기 쌍안정 디스플레이에 인가하는 단계로써 이루어지며, 상기 보상 펄스는 (a) 상기 그레이스케일 업데이트 모드동안 사용된 오버-리셋 펄스(815,835,855,875)와 (b) 상기 흑백 업데이트 모드동안 사용된 표준 리셋 펄스(610,660) 사이의 에너지 차를 기초로 한 에너지를 나타내는, 디스플레이 디바이스.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 쌍안정 디스플레이는 전기 영동 디스플레이를 포함하는, 디스플레이 디 바이스.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 디스플레이 디바이스는 전자 판독 디바이스를 포함하는, 디스플레이 디바이스.
  14. 제 11항에 있어서,
    상기 디스플레이 디바이스는 표지(sign)를 포함하는, 디스플레이 디바이스.
  15. 디스플레이 디바이스 상의 이미지를 업데이트하기 위한 방법으로서,
    그레이스케일 업데이트 모드동안 상기 쌍안정 디스플레이(310,400)에 그레이 스케일 업데이트 파형(800,820,840 및 860)을 인가하는 단계; 및
    흑백 업데이트 모드동안 상기 쌍안정 디스플레이에 흑백 업데이트 파형(600,650)을 인가하는 단계
    를 포함하며, 상기 흑백 업데이트 파형은 표준 리셋 펄스(610,660)를 포함하고 상기 그레이스케일 업데이트 파형은 오버-리셋 펄스(815,835,855,875)를 포함하는, 디스플레이 디바이스 상의 이미지를 업데이트하기 위한 방법.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 표준 리셋 펄스의 에너지는 상기 쌍안정 디스플레이를 형성하는 입자(6)를 검정색 상태에서 흰색 상태로 또는 흰색 상태에서 검정색 상태로 이동시키기에 충분한, 디스플레이 디바이스 상의 이미지를 업데이트하기 위한 방법.
  17. 제 15항에 있어서, 상기 오버-리셋 펄스의 에너지는 상기 쌍안정 디스플레이를 형성하는 입자(6)를 검정색 상태에서 흰색 상태로 또는 흰색 상태에서 검정색 상태로 이동시키는 것 이상으로 충분한, 디스플레이 디바이스 상의 이미지를 업데이트하기 위한 방법.
  18. 제 15항에 있어서, 상기 오버-리셋 펄스의 에너지는 실질적으로 상기 표준 리셋 펄스의 에너지보다 큰, 디스플레이 디바이스 상의 이미지를 업데이트하기 위한 방법.
  19. 쌍안정 디스플레이 상에 이미지를 업데이트하기 위한 방법을 수행하기 위해 기계에 의해 수행가능한 명령의 프로그램을 명백히 구현하는 프로그램 저장 디바이스로서, 상기 방법은:
    그레이스케일 업데이트 모드동안 상기 쌍안정 디스플레이에 그레이스케일 업데이트 파형을 인가하는 단계; 및
    흑백 업데이트 모드동안 상기 쌍안정 디스플레이에 흑백 업데이트 파형(600,650)을 인가하는 단계
    를 포함하며, 상기 흑백 업데이트 파형은 표준 리셋 펄스를 포함하고 상기 그레이스케일 업데이트 파형은 오버-리셋 펄스를 포함하는, 프로그램 저장 디바이스.
  20. 디스플레이 디바이스로서,
    쌍안정 디스플레이(310,400); 및
    상기 쌍안정 디스플레이 상에 이미지를 업데이트하기 위한 제어부(100)를 포함하며, 상기 업데이트는 그레이스케일 업데이트 모드동안 상기 쌍안정 디스플레이에 그레이스케일 업데이트 파형(800,820,840 및 860)을 인가하는 단계, 및 흑백 업데이트 모드동안 상기 쌍안정 디스플레이에 흑백 업데이트 파형을 인가하는 단계로써 이루어지며;
    상기 흑백 업데이트 파형은 표준 리셋 펄스(610,660)를 포함하고, 상기 그레이스케일 업데이트 파형은 오버-리셋 펄스(815,835,855,875)를 포함하는, 디스플레이 디바이스.
  21. 제 20항에 있어서,
    상기 쌍안정 디스플레이는 전기 영동 디스플레이를 포함하는, 디스플레이 디바이스.
  22. 제 20항에 있어서,
    상기 쌍안정 디스플레이는 전자 판독 디바이스를 포함하는, 디스플레이 디바 이스.
  23. 제 20항에 있어서,
    상기 쌍안정 디스플레이는 표지를 포함하는, 디스플레이 디바이스.
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