KR20060097128A - 감소된 영상 잔상을 갖는 전기영동 디스플레이 디바이스를구동하기 위한 방법과 장치 - Google Patents

감소된 영상 잔상을 갖는 전기영동 디스플레이 디바이스를구동하기 위한 방법과 장치 Download PDF

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궈푸 즈후
마크 티. 존슨
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코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

본 발명은 감소된 영상 잔상(image retention)을 갖는 전기영동 디스플레이 디바이스를 구동하기 위한 방법과 장치이다. 픽셀의 광학 상태가 변화는 것이 요구되던지 않던 지에 상관없이, 모든 픽셀에 대한 영상 전환은 각각의 영상 업데이트 중에 실행된다. 따라서, 제 1 영상 업데이트 기간과 후속하는 영상 업데이트 기간 사이에 상당한 광학 상태 변화가 없는 픽셀들은 후속하는 영상 업데이트 기간 동안에 업데이트되게 된다. 특히 상당한 광학 상태 변화가 없이 픽셀들을 업데이트하기 위해 인가되는 구동 파형은 순(net) DC 전압이 각각의 단일 영상 전환 이후에 거의 0이도록 수정되는 것이 바람직하다.

Description

감소된 영상 잔상을 갖는 전기영동 디스플레이 디바이스를 구동하기 위한 방법과 장치{METHOD AND APPARATUS FOR DRIVING AN ELECTROPHORETIC DISPLAY DEVICE WITH REDUCED IMAGE RETENTION}
본 발명은, 유체 내에 대전된 전하들을 포함하는 전기영동 물질, 복수의 화상소자, 각각의 화상소자와 연결된 제 1 및 제 2 전극, 상기 전극에 구동 파형을 공급하기 위해 정렬된 구동 수단을 포함하고, 전기영동 디스플레이 디바이스에 관한 것이며, 대전된 입자들은 상기 전극들 사이의 복수의 위치 중의 하나인 위치를 차지할 수 있고, 상기 위치는 상기 디스플레이 디바이스의 광학 상태에 대응하고, 각각의 구동 신호는 상기 입자들이 디스플레이될 영상 정보에 대응하는 미리 정해진 광학 상태를 차지하게 한다.
전기영동 디스플레이는 유체 내에 대전된 입자들로 구성된 전기영동 매체, 매트릭스로 배열된 복수의 화상소자(픽셀), 각각의 픽셀과 연결된 제 1 및 제 2 전극과, 대전된 입자들이 화상을 디스플레이하기 위해 인가된 전위차의 값과 기간에 의존하여, 전극들 사이에 위치를 차지하도록 각각의 픽셀의 전극에 전위차를 인가하기 위한 전압 구동기를 포함한다.
더 상세히, 전기영동 디스플레이 디바이스는 교차하는 전극들과 선택 전극들 의 교차점들과 연결된 픽셀들의 매트릭스를 구비한 매트릭스 디스플레이다. 픽셀의 그레이 레벨 또는 컬러화의 레벨은 특정한 레벨의 구동 전압이 픽셀에 걸쳐 존재하는 시간에 의존한다. 구동 전압의 극성에 의존하여, 픽셀의 광학 상태는 그 현 광학 상태로부터 연속적으로 2개의 제한 상황(즉 극단의 광학 상태)의 하나로, 예를 들어 대전된 전하들의 한 종류가 픽셀의 상부에 가깝거나 하부에 가까이 있게되는 상태로 변한다. 중간의 광학 상태, 예를 들어 흑백 디스플레이에서 그레이스케일은 픽셀에 걸쳐 전압이 존재하는 시간을 제어하는 것에 의해 얻어진다.
주로, 픽셀들의 모두는 선택 전극에 적당한 전압을 공급하는 것에 의해 라인별로 선택된다. 데이터는 선택된 라인과 연결된 픽셀들에 데이터 전극들을 통하여 병렬로 공급된다. 만일 디스플레이가 능동 매트릭스 디스플레이라면, 선택 전극에는 예를 들어 TFT, MIM, 다이오드, 등등이 제공되고, 이들 소자는 차례로 데이터가 픽셀에 공급되게 한다. 매트릭스 디스플레이의 모든 픽셀을 한번 선택하는데 필요한 시간은 서브-프레임 기간이라고 한다. 종래의 기기에서, 특정한 픽셀은 광학 상태에서의 변화, 즉 실행되어야할 영상 전환에 의존하여 전체 서브-프레임 기간동안 양 구동 전압, 음 구동 전압, 또는 영의 구동 전압을 수신한다. 이 경우에, 영의 구동 전압은 실행되어야 할 영상 전환가 없는(즉, 광학 상태의 변화가 없는) 경우의 픽셀에 통상 인가된다.
종래의 전기영동 디스플레이 디바이스는 국제 특허 출원 WO 99/53373에 기술된다. 이 특허 출원은 2개의 기판을 포함하는 전자 잉크 디스플레이에 대해 기술하고, 기판 중 하나는 투명하고 다른 하나는 행과 열에 배치된 전극들이 제공된다. 행과 열 전극 사이의 교차점은 화상소자와 연결된다. 화상소자는 박막 트랜지스터(TFT)를 통하여 열 전극에 연결되고, 트랜지스터의 게이트는 행 전극과 연결된다. 화상소자들, TFT 트랜지스터들, 그리고 행과 열 전극의 이러한 배열은 함께 능동 매트릭스를 형성한다. 게다가, 화상소자는 픽셀 전극을 포함한다. 행 구동기는 화상소자들의 한 행을 선택하고 열 구동기는 열 전극들과 TFT 트랜지스터들을 통하여 화상소자들의 선택된 행에 데이터 신호를 공급한다. 데이터 신호는 디스플레이될 영상에 대응한다.
게다가, 전자 잉크는 투명 기판 위에 제공된 픽셀 전극과 공통 전극 사이에 제공된다. 전자 잉크는 약 10 내지 50 마이크로미터의 다수의 마이크로캡슐을 포함한다. 각각의 마이크로캡슐은 유체 내에 충진된 양으로 대전된 흰색 입자들과 음으로 대전된 검은색 입자들을 포함한다. 양의 전계가 픽셀 전극에 인가되었을 때, 흰색 입자들은 투명 기판이 그 위에 제공되는 마이크로캡슐의 측면으로 이동하여, 그 입자들은 시청자에게 보인다/희게 보인다. 동시에, 검은색 입자들은 그들이 관찰자로부터 감춰지도록 마이크로캡슐의 반대쪽으로 이동한다. 비슷하게, 픽셀 전극에 음의 전계를 인가하여, 검은색 입자들은 그들이 관찰자에게 보이도록/검도록 그 위에 투명한 기판이 제공되는 마이크로캡슐의 측면으로 이동한다. 동시에, 흰색 입자들은 관찰자로부터 숨겨지도록 마이크로캡슐의 정반대 측면으로 이동한다. 전계가 제거되었을 때, 디스플레이 디바이스는 획득한 광학 상태를 상당히 유지하고, 쌍안정 특성을 나타낸다.
그레이스케일(즉 중간의 광학 상태)은 마이크로 캡슐들의 상부에 카운터 전 극으로 이동하는 입자들의 양을 조절하여 디스플레이 디바이스에서 생성될 수 있다. 예를 들어, 전계 세기와 인가 시간의 곱으로 정의되는 양의 또는 음의 전계의 에너지는 마이크로캡슐들의 상부로 이동하는 입자들의 양을 제어한다.
도 1은 예를 들어, 베이스 기판(2), 상부 투면 전극(6)과 TFT(11)을 통해 베이스 기판(2)에 연결된 다수의 화상 전극(5) 사이에 있는 전자 잉크를 구비하는 전기영동 필름을 포함하는 몇몇 화상소자들의 크기의 전기 영동 디스플레이 디바이스(1)의 부분의 개략 단면이다. 전자 잉크는 10 내지 50 마이크로미터의 다수의 마이크로캡슐들(7)을 포함한다. 각각의 마이크로캡슐(7)은 유체 10에, 떠있는 양으로 대전된 흰색 입자들(8)과 음으로 대전된 검은색 입자들(9)을 포함한다. 양의 전계가 화상 전극(5)에 인가되었을 때, 검은색 입자들(9)은 전극(5)으로 끌리고 관찰자로부터 숨겨지고, 반면에 흰색 입자들(8)은 반대 전극(6) 근처에 유지되어 관찰자에게 흰색으로 보인다. 반대로, 만일 음의 전계가 화상 전극(5)에 인가되면, 흰색 입자들은 전극(5)으로 끌리고 관찰자로부터 숨겨지고, 반면에 검은색 입자들은 반대 전극(6) 근처에 유지되어 관찰자에게 검게 보인다. 이론적으로, 전계가 제거되었을때, 입자들(8, 9)은 획득한 상태를 상당히 유지하고 디스플레이는 쌍안정 특성을 나타내고 거의 전력을 소모하지 않는다.
전기영동 디스플레이의 응답 속도를 증가시키기 위해, 전기영동 입자들 사이에 전위차를 증가시키는 것이 바람직하다. 캡슐들(위에서 기술된) 또는 마이크로-컵(micro-cup)들을 포함하는 필름들에서의 전기영동 입자들에 기초한 디스플레이에서, 접착 층들과 바인더(binder) 층들과 같은 추가적인 층들은 구성을 위해 필요하 다. 이런 층들은 또한 전극들 사이에 위치되기 때문에, 이 층들은 전압 강하를 야기할 수 있고, 따라서 입자들 사이에 전압을 감소시킨다. 따라서 디바이스의 응답 속도를 증가시키기 위해 이런 층들의 전도도를 증가시키는 것이 가능하다.
따라서, 이런 접착 및 바인더 층들의 전도도는, 이 층들에서 전압강하를 가능한 낮게하고 디바이스의 스위칭 및 응답 속도를 최대화하는 것을 보장하도록, 이상적으로 가능한 커야한다. 그렇지만, 에지 영상 잔상(image retention)/고스팅(ghosting)은 능동 매트릭스 전기영동 디스플레이에서 종종 관측되고, 이는 접착 층의 전도도가 증가되었을 때 더 극심하게 된다.
에지 고스팅의 예는 도 2a에 개략적으로 도시되고, 여기서 디스플레이는 흰색 배경에 단순한 검은색 블록으로 먼저 업데이트되고, 그리고 나서 전체 흰색 상태로 업데이트 된다. 도시된 것처럼, 원래 검은색 블록의 에지(즉, 검은색에서 흰색 영역으로 전환가 이전에 있던 위치)에 대응하는 진한 외곽선이 나타난다. 도 2b에 도시된 것처럼 이런 라인들에 또는 주위에 명백한 밝기 감소가 나타난다. 이는 횡방향의 크로스토크(crosstalk)에 기인하는 영상 업데이트 기간 동안에 이런 영역들이 충분한 에너지를 제공받지 못했기 때문이다.
용어 크로스토크는 구동 신호가 선택된 픽셀뿐만 아니라 그 주위의 다른 픽셀에도 인가되어 디스플레이 콘트라스트가 현저히 감소되는 현상에 관한 것이다. 크로스 토크가 발생할 수 있는 방법은 도 1에 도시된다. 예를 들어, 서로 반대의 전압들이 인접하는 픽셀 전극들(5)에 인가되어 결과적으로 반대의 광학 상태들이, 픽셀 전극들 5a 및 5b의 경우에, 각각 마이크로 캡슐들 7a 및 7b인 것과 같은 각각 의 인접하는 마이크로캡슐들에 실행되도록 의도된, 경우를 고려하자. 전극 5a의 경우에, 음의 전계가 흰색의 대전된 입자들(8)을 전극(5a)으로 이끌고 검은색의 대전된 입자들(9)을 반대 전극(6)으로 이동하게 하도록 인가되고, 양의 전계는 검은색의 대전된 입자들(9)을 전극(5b)으로 이끌고 흰색의 대전된 입자들(8)을 반대 전극(6)으로 이동하게 하도록 인가된다. 그렇지만, 전극(5a)과 전극(5b) 사이의 공간(12)은 비교적 작기(필수로, 그렇지 않으면 결과 영상의 해상도가 악영향을 받을 수 있다) 때문에, 전극(5a)과 전극(5b) 사이에 인가된 전계는 인접한 마이크로캡슐들(7b, 7a)에 대전된 입자들에 영향을 미칠 수 있다. 도시된 것처럼, 따라서, 음의 전계가 전극(5a)에 인가될지라도, 픽셀 전극(5b)에 가장 인접한 마이크로캡슐(7a)의 측면에 가까운 몇몇 검은색의 대전된 입자들(9)은 그들이 전극(6)으로 밀어질 만큼 충분한 에너지가 공급되지 않을 수 있고, 몇몇 흰색의 대전된 입자들은 전극(5a)으로 끌리기에 충분한 에너지가 공급되지 않을 수 있는 효과로, 음의 전계는 전극(5b)에 인가된 양의 전계에 의해 부분적으로 없어진다.
도 2a에 도시된 에지 영상 잔상과 같은 종 크로스토크의 역효과는 특히 눈에 띄고, 화상소자가 검은색으로 스위치되고 이웃 픽셀들이 흰색으로 되어야 할 때 더 심해진다. 에지 영상 잔상은 보통 영역 영상 잔상(즉, 전체 블록이 약간 더 밝거나 더 어두운 경우) 보다 더 잘 보이기 때문에 이는 특히 시각적으로 불쾌하고, 이는 특히 가정된 흰색 영역이 전기영동 디스플레이의 쌍안정 특성 때문에 대응하는 픽셀들이 업데이트되지 않도록 그 흰색 상태에 유지되도록 요구될 때 수용될 수 없다.
영상 잔상의 다른 종류는 정상 또는 벌크(bulk) 영상 잔상이라 하고, 이는 온도, 영상 이력, 그리고 거주 시간(dwell time)과 같은 다양한 파라미터와 관련된 불 충분한 그레이스케일 구동의 결과로 발생하는 경향이 있다.
쌍안적 특성 때문에, 광학 상태 변화가 없는 픽셀들은 주로 업데이트 되지 않는다(예를 들어, 전력소모를 줄이기 위해). 그렇지만, 영상 안정성은 항상 상대적이고, 실제에서 밝기는 증가되는 무전력 소모 영상 유지 시간으로 초기 값에서 벗어날 수 있고, 이는 벌크 및/또는 에지 영상 잔상을 야기할 수 있다. 실제에서, 잉크 물질이 완벽하게 안정될 수 없다는 것과 밝기가 영상 업데이트 후에 바로 얻어진 원하는 광학 상태로부터 어느 정도 벗어날 것이라는 것이 발견되었다. 예를 들어, 흰색 광학 상태가 유지되는 것이 요구되기 때문에 현 영상 업데이트에서 업데이트되지 않은 이전 영상 업데이트로부터 얻어진 흰색 상태를 고려하자: 그것은 예를 들어, 진한 회색 상태로부터 새롭게 얻어진 흰색 상태보다 다소 더 낮은 밝기를 가질 것이다. 그 차이가 인간 시각의 가시 레벨을 초과할 때, 벌크 영상 잔상으로 나타난다.
따라서 감소된 영상 잔상을 갖는 전기영동 디스플레이를 구동하기 위한 방법과 장치를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.
따라서, 본 발명에 따라, 유체에 대전된 전하들을 포함하는 전기영동 물질을 포함하는 전기영동 디스플레이 디바이스에 있어서, 복수의 화상소자, 각각의 화상소자와 연결된 제 1 및 제 2 전극을 포함하고, 대전된 입자들은 상기 전극들 사이의 복수의 위치 중의 하나인 위치를 차지할 수 있고, 상기 위치는 상기 디스플레이 디바이스의 각 광학 상태에 대응하고, 구동 수단은 상기 전극에 구동 파형을 공급하기 위해 정렬되고, 상기 구동 파형은 각 영상 업데이트 기간 동안에 인가되는 일련의 구동 신호들을 포함하고, 각각의 구동 신호는 상기 입자들이 디스플레이될 영상 정보에 대응하는 미리 정해진 광학 상태를 차지하도록 하는 것에 의하여 영상 전환을 실행하고, 각각의 영상 업데이트 기간 동안에, 여기서 구동 신호는 바로 전 영상 업데이트 기간 동안에 실행된 광학 상태로부터 광학 상태 변화가 실질적으로 요구되지 않는 모든 픽셀에 인가되고, 구동 신호는 상기 대전된 입자들을 상기 바로 전 영상 업데이트 기간 동안 실행된 상기 광학 상태로 되돌리도록 하는 극성과 기간의 신호인, 전기영동 디스플레이 디바이스가 제공된다.
본 발명은 또한 유체에 대전된 전하들을 포함하는 전기영동 물질을 포함하는 전기영동 디스플레이 디바이스로서, 복수의 화상소자, 각각의 화상소자와 연결된 제 1 및 제 2 전극을 포함하고, 대전된 입자들은 상기 전극들 사이의 복수의 위치 중의 하나인 위치를 차지할 수 있고, 상기 위치는 상기 디스플레이 디바이스의 각 광학 상태에 대응하는, 상기 방법을 구동 파형을 상기 전극에 공급하는 단계를 포함하고 전기 영동 디스플레이 디바이스를 구동하는 방법으로 확장되고, 상기 구동 파형은 각 영상 업데이트 기간 동안에 인가되는 일련의 구동 신호들을 포함하고, 각각의 구동 신호는 상기 입자들이 디스플레이될 영상 정보에 대응하는 미리 정해진 광학 상태를 차지하도록 하는 것에 의하여 영상 전환을 실행하고, 각각의 영상 업데이트 기간 동안에, 여기서 구동 신호는 바로 전 영상 업데이트 기간 동안에 실행된 광학 상태로부터 광학 상태 변화가 실질적으로 요구되지 않는 모든 픽셀에 인가되고, 구동 신호는 상기 대전된 입자들을 상기 바로 전 영상 업데이트 기간 동안 실행된 상기 광학 상태로 되돌리도록 하는 극성과 기간의 신호이다.
본 발명은 또한 유체에 대전된 전하들을 포함하는 전기영동 물질을 포함하는 전기영동 디스플레이 디바이스로서, , 복수의 화상소자, 각각의 화상소자와 연결된 제 1 및 제 2 전극을 포함하고, 대전된 입자들은 상기 전극들 사이의 복수의 위치 중의 하나인 위치를 차지할 수 있고, 상기 위치는 상기 디스플레이 디바이스의 대응하는 광학 상태에 대응하는, 전기 영동 디스플레이 디바이스를 구동하기 위한 장치로 추가로 확장되며, 상기 장치는 상기 전극에 구동 파형을 공급하기 위해 정렬된 구동 수단을 포함하고, 상기 구동 파형은 대응하는 영상 업데이트 기간 동안에 인가되는 일련의 구동 신호들을 포함하고, 각각의 구동 신호는 상기 입자들이 디스플레이될 영상 정보에 대응하는 미리 정해진 광학 상태를 차지하도록 하는 것에 의하여 영상 전환을 실행하고, 각각의 영상 업데이트 기간 동안에, 여기서 구동 신호는 바로 전 영상 업데이트 기간 동안에 실행된 광학 상태로부터 광학 상태 변화가 실질적으로 요구되지 않는 모든 픽셀에 인가되고, 구동 신호는 상기 대전된 입자들을 상기 바로 전 영상 업데이트 기간 동안 실행된 상기 광학 상태로 되돌리도록 하는 극성과 기간의 신호이다.
본 발명은 또한 유체에 대전된 전하들을 포함하는 전기영동 물질, 복수의 화상소자, 각각의 화상소자와 연결된 제 1 및 제 2 전극을 포함하고, 대전된 입자들은 상기 전극들 사이의 복수의 위치 중의 하나인 위치를 차지할 수 있고, 상기 위치는 상기 디스플레이 디바이스의 대응하는 광학 상태에 대응하며, 상기 전극에 구동 파형을 공급하기 위해 정렬되는 구동수단을 포함하는 전기영동 디스플레이 디바이스를 구동하기 위한 구동 파형에 추가로 확장되며, 상기 구동 파형은 각 영상 업데이트 기간 동안에 인가되는 일련의 구동 신호들을 포함하고, 각각의 구동 신호는 상기 입자들이 디스플레이될 영상 정보에 대응하는 미리 정해진 광학 상태를 차지하도록 하는 것에 의하여 영상 전환을 실행하고, 각각의 영상 업데이트 기간 동안에, 여기서 구동 신호는 바로 전 영상 업데이트 기간 동안에 실행된 광학 상태로부터 광학 상태 변화가 실질적으로 요구되지 않는 모든 픽셀에 인가되고, 구동 신호는 상기 대전된 입자들을 상기 바로 전 영상 업데이트 기간 동안 실행된 상기 광학 상태로 되돌리도록 하는 극성과 기간의 신호이다.
본 발명은 블록 에지 잔상 및 고스팅의 감소 및 제거를 포함하는 종래 기술 기기들에 대하여 상당한 유리함을 제공한다.
구동 파형은 구동 신호 앞에 리셋 펄스를 또한 포함할 수 있다. 리셋 펄스는 현 상태로부터 2개의 전극에 가까운 두 극단의 위치 중 하나로 입자들을 가지고올 수 있는 전압 펄스로 정의된다. 리셋 펄스는 "표준" 리셋 펄스 및 "초과-리셋" 펄스로 구성될 수 있다. "표준" 리셋 펄스는 입자들이 이동해야하는 거리에 비례하는 기간을 갖는다. "초과-리셋" 펄스의 기간은 그레이스케일 정확도를 보장하고 DC-밸런싱 요구를 만족하기 위한 독립적인 영상 전환들에 따라 선택된다.
1개 이상의 셰이킹 펄스가 구동 파형에 제공될 수 있다. 한 실시예에서, 1개 이상의 셰이킹 펄스가 구동 신호 앞에 제공된다. 추가적인 1개 이상의 셰이킹 펄수가 구동 파형에 제공될 수 있다. 선호되는 실시예에서, 예를 들어, 4개의 짝수의 셰이킹 펄스가 전압 펄스 앞에 및/또는 전압 펄스와 구동 신호 사이에 구동 파형에 제공된다. 셰이킹 또는 각각의 셰이킹 펄스의 길이는 유리하게, 화상소자의 광학 상태를 한 극단의 광학 상태에서 다른 광학 상태로 구동하는데 요구되는 최소 시간 기간보다 작은 크기 정도의 것이다.
셰이킹 펄스는 광학 상태 위치들 중 어떤 하나로 입자들을 방출하기에는 충분하지만 입자들을 현 위치에서 2개의 전극 중 하나에 가까운 2개의 극단의 위치 중 하나로 이동하기에는 불충분한 에너지 값을 나타내는 단일 극성 전압 펄스로 정의된다. 다시 말해, 셰이킹 펄스 또는 각각의 셰이킹 펄스의 에너지 값은 화상소자의 광학 상태를 크게 변화하기에는 불충분한 것이 바람직하다.
디스플레이 디바이스는 2개의 기판을 포함할 수 있고, 적어도 그 하나는 매우 투명하여, 대전된 입자들은 2개의 기판 사이에 존재한다. 대전된 입자들과 유체는 캡슐화되는 것이 바람직하고, 개별 마이크로캡슐들 각각이 각 화상소자를 한정하는 형태가 더 바람직하다.
디스플레이 디바이스는 적어도 2개의, 바람직하게 더 많이, 적어도 3개의 광학 상태를 가질 수 있다. 구동 파형은 펄스 폭 변조되거나 전압 변조될 수 있고 dc 밸런스되는 것이 바람직하다.
본 발명의 이러한 그리고 다른 양상들은 여기서 기술된 실시예들을 참조하여 더 명확하고 명료해질 것이다.
본 발명의 실시예들은 첨부하는 도면들을 참조하여 예시의 방법으로 이제 설명될 것이다.
도 1은 전기영동 디스플레이 디바이스의 한 부분의 단면을 개략적으로 도시하는 도면.
도 2a는 전기영동 디스플레이 패널에 블록 영상 잔상을 개략적으로 도시하는 도면.
도 2b는 도 2a의 화살표 A를 따라 취해진 밝기 프로파일을 도시하는 그래프.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 대한 대표 구동 파형들을 도시하는 도면.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 대한 대표 구동 파형들을 도시하는 도면.
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 대한 대표 구동 파형들을 도시하는 도면.
도 6은 본 발명의 제 4 실시예에 대한 대표 구동 파형들을 도시하는 도면.
도 7은 본 발명의 제 5 실시예에 대한 대표 구동 파형들을 도시하는 도면.
따라서 본 발명은 감소된 영상 잔상(image retention)을 갖는 전기영동 디스플레이 디바이스를 구동하기 위한 방법과 장치를 제공한다. 픽셀의 광학 상태가 변화는 것이 요구되던지 않던 지에 상관없이, 모든 픽셀에 대한 영상 전환은 각각의 영상 업데이트 중에 실행된다. 따라서, 제 1 영상 업데이트 기간과 후속한 영상 업데이트 기간 사이에 상당한 광학 상태 변화가 없는 픽셀들은 차례의 영상 업데이트 기간 동안에 업데이트되게 된다. 특히 상당한 광학 상태 변화가 없는 픽셀들을 업데이트하기 위해 인가되는 구동 파형은 순(net) DC 전압이 각각의 단일 영상 전환 이후에 거의 0이도록 구성되는 것이 바람직하다. 이는 영상 품질을 보장하고 예를 들어, 횡 크로스토크(crosstalk), 영상 불안정성, 거주 시간(dwell time), 영상 이력, 등등에 의해 초래되는 영상 잔상을 줄이기 위함이다.
도 3에서, 본 발명의 제 1 실시예에 대한 대표 구동 파형이 도시된다. 좀더 구체적으로, 각각의 영상 전환 흰색-흰색, 밝은 회색-밝은 회색, 진한 회색-진한 회색, 그리고 검정-검정에 대한 대표 구동 파형들이 도시된다.
이 실시예에서, 각각의 영상 전환에 대하여, 단순한 밝기 복구 펄스가 다양한 광학 상태의 원하는 밝기를 복구하기 위해 인가된다. 전압 펄스들의 극성은 상대적인 방향(여기서, 밝기가 보정되어야 함)에 의존하고 또한 사용중인 특정한 구동 방식에 의존한다. 예를 들어, 네거티브 리셋 펄스가 구동 파형에 구동 펄스에 앞서 인가되는 구동 방식에서, 이런 리셋 펄스가 없는 경우 음(negative)이지만, 전환 밝은 회색-밝은 회색 전환에 대한 밝기 복구 펄스는 그러면 양(positive)이어야 한다. 펄스 지속시간이 원하는 밝기가 각각의 전환에 대하여 모두 복구된다는 것을 보장하도록 선택되어야 한다는 것은 이해될 것이다.
그렇지만, 다음 영상 업데이트 동안 이런 “고스팅(ghosting)"의 단순한 통합(integration)은, 만일 픽셀들이 단순한 ”탑-업(top-up)", 즉 적당한 극성의 단일 전압 펄스를 사용하여 흰색에서 흰색으로 업데이트된다면, 단일 극성의 전압 펄스를 사용한 다수의 업데이트에 의해 대전된 입자가 서로 또는 전극에 달라붙어서 다음의 원하는 영상 전환을 실행할 때 이 전하들을 없애기 힘들게 만들기 때문에, 후속한 전환들 동안 위에 언급된 영상 잔상 문제는 더 악화되고 그레이스케일 정확 도가 현저히 감소되기 쉽다는 점에서 또한 허용될 수 없다.
따라서, 도 4에서, 본 발명의 제 2 실시예에 대한 대표 구동 파형들이 도시된다. 더 상세히, 다시 한 번, 각각의 영상 전환들 흰색-흰색, 밝은 회색-밝은 회색, 진한 회색-진한 회색, 그리고 검정-검정에 대한 대표 구동 파형들이 도시된다.
이 실시예에서, 각각의 영상 전환에 대한 구동 파형들은 제 1 실시예의 각각으로부터 유도되지만, 이 경우에는, 구동 펄스(또는 “데이터 신호”) 앞에 일련의 미리 정해진 또는 셰이킹(shaking) 펄스들이 각각의 구동 파형에 인가된다. 셰이킹 펄스는 광학 상태 위치들 중의 어떤 하나에 전하들을 방출하기에 충분하지만 2개의 전극들 사이에서 현재 위치에서 다른 위치로 전하들을 이동하기에는 충분하지 않은 에너지 값을 나타내는 단일 극성 전압 펄스로 한정될 수 있다는 것이 이해될 수 있다. 즉, 셰이킹 펄스 또는 각각의 셰이킹 펄스의 에너지 값은 화상 요소의 광학 상태를 크게 바꾸기에는 불충분한 것이 바람직하다. 이런 셰이킹 펄스들의 사용은 거주 시간과 영상 이력 효과가 감소되기 때문에 더 정확한 그레이스케일을 야기한다.
도 5에서, 본 발명의 제 3 실시예에 대한 대표 구동 파형이 도시된다. 좀더 구체적으로, 다시 한 번, 각각의 영상 전환 흰색-흰색, 밝은 회색-밝은 회색, 진한 회색-진한 회색, 그리고 검정-검정에 대한 대표 구동 파형들이 도시된다.
이 경우에, 모든 단일한 그레이스케일 영상 전환(즉 예를 들어, 밝은 회색-밝은 회색, 진한 회색-진한 회색인 중간 그레이 광학 상태들 사이)에서 순 DC 즉, 각각의 펄스에서 결과 전압과 그 시간의 곱의 모든 합은 영이고, 각각의 극단의 전환, 즉 흰색-흰색 및 검정-검정에 대해 순 DC는 최소화 될 수 있다. 이는 도시된 것처럼 다른 전압 부호를 갖는 다수의 전압 펄스들을 인가하는 것에 의해 실현된다. GD는 그레이스케일 구동 펄스이고 ED는 극단의 구동 펄스인 반면 R1 및/또는 R2는 리셋 펄스임에 주의하라. 따라서, DC가 감소될 뿐만 아니라 그레이스케일 정확도가 현저하게 증가한다. R1 및/또는 R2는 요구 시에 추가적인 리셋의 기간을 포함한다.
도 6에서, 본 발명의 제 4 실시예에 대한 대표 구동 파형이 도시된다. 좀더 구체적으로, 다시 한 번, 각각의 영상 전환 흰색-흰색, 밝은 회색-밝은 회색, 진한 회색-진한 회색, 그리고 검정-검정에 대한 대표 구동 파형들이 도시된다.
이 실시예에서, 각각의 영상 전환에 대한 구동 파형들은 제 3 실시예의 각각으로부터 유도되지만, 이 경우에는, 구동 펄스(또는 “데이터 신호”) 앞에 일련의 미리 정해진 또는 셰이킹(shaking) 펄스들이 각각의 구동 파형에 인가된다. 셰이킹 펄스는 광학 상태 위치들 중의 어떤 하나에 전하들을 방출하기에 충분하지만 2개의 전극들 사이에서 현재 위치에서 다른 위치로 전하들을 이동하기에는 충분하지 않은 에너지 값을 나타내는 단일 극성 전압 펄스로 한정될 수 있다는 것이 다시 한 번 이해될 수 있다. 즉, 셰이킹 펄스 또는 각각의 셰이킹 펄스의 에너지 값은 화상 요소의 광학 상태를 크게 바꾸기에는 불충분한 것이 바람직하다. 위에 기술된 제 2 실시예와 관련하여, 이런 셰이킹 펄스들의 사용은 거주 시간과 영상 이력 효과가 감소되기 때문에 더 정확한 그레이스케일을 야기한다.
도 7에서, 본 발명의 제 5 실시예에 대한 대표 구동 파형이 도시된다. 좀더 구체적으로, 다시 한 번, 각각의 영상 전환 흰색-흰색, 밝은 회색-밝은 회색, 진한 회색-진한 회색, 그리고 검정-검정에 대한 대표 구동 파형들이 도시된다.
이 예시적인 실시예에서, 모든 단일한 그레이스케일 영상 전환(즉 예를 들어, 밝은 회색-밝은 회색, 진한 회색-진한 회색인 중간 그레이 광학 상태들 사이)에서 순 DC 즉, 각각의 펄스에서 결과 전압과 그 시간의 곱의 모든 합은 영이고, 각각의 극단의 전환, 즉 흰색-흰색 및 검정-검정에 대해 위에 기술된 제 4 실시예에 대하여, 순 DC는 최소화 될 수 있다. 이 경우에, 이는 다른 전압 부호들을 갖는 다수의 전압 펄스를 인가하는 것과 영상 전환을 위해 ED 펄스를 극단의 광학 상태들로 분산시키는(즉, ED 펄스를 다수의 펄스들로 나누어 이 펄스들을 구동 파형을 따라 흩어지게 하는) 것에 의해 달성될 수 있다. 그러면, 각각의 단일한 전환에서 DC는 거의 영일뿐만 아니라, 그레이스케일 정확도도 현저히 증가한다. 셰이킹 펄스들의 제 2 셋의 이 예시적인 실시예에서 인가은 전하들의 움직임을 증가시키고 각각의 단일한 영상 전환에서 dc 밸런싱의 유연성을 증가시킨다.
일반적으로, 위에 기술된 모든 실시예에 있어서, 광학 상태 변화가 없는 모든 픽셀들은 영상 품질을 보장하기 위해 업데이트되어야 한다는 것이 강조된다. 바람직하게, 각각의 단일한 전환에서 순 DC는 동일한 전환들을 구비한 이런 픽셀들의 연속적인 업데이트가 단일한 전환에서 어떤 DC의 통합을 야기할 것이기 때문에 최소화되거나 거의 영이다. 2개의 매우 다른 광학 상태들 사이의 영성 전환들과 달리, 이전 영상 전환 동안 양의 DC는 픽셀에 차례의 전환 동안 음의 DC에 의하여 자동으로 보상될 수 있다. 예를 들어, 각각의 단일한 전환에서 순 DC는 영이 아니지만, 루프 흰색-진한 회색-흰색은 순 DC=0일 것이다. 예를 들어, 흰색-진한 회색에 있어서, DC=300ms×(+15V)=4500msV라 하면, 진한 회색-흰색에 있어서, DC=300ms×(-15V)=4500msV이고, 전체 루프에서 순 DC는 영이다. 그렇지만, 동일한 상태 전환들에 인가된 각각의 단일한 전환들에서 거의 영의 순 DC를 달성하는 접근법은, 단일한 동일하지 않은 광학 상태 전환들에서 순 DC의 양이 각각의 동일한 광학 상태 전환에서만큼 영상의 품질에 해롭지 않을지라도, 동일하지 않은 상태 전환들에서도 인가된다.
본 발명은 능동 매트릭스뿐만 아니라 수동 매트릭스 전기영동 디스플레이에서도 구현될 수 있음을 주의하라. 구동 파형은 펄스 폭 변조, 전압 변조 또는 결합된 것일 수 있다. 사실, 본 발명은 영상 업데이트 후에 영상이 디스플레이 상에 상당히 유지되는 동안 전력을 소모하지 않는 어떤 쌍안정 디스플레이에도 구현될 수 있다. 또한, 본 발명은 예를 들어 타자기(typewriter) 모드가 있는 단일 및 다중 윈도우 디스플레이에 인가될 수 있다. 본 발명은 컬러 쌍안정 디스플레이에도 적용될 수 있다. 또한, 전극 구조는 제한되지 않는다. 예를 들어 상/하 전극 구조, 벌집 구조 또는 다른 결합된 평면(in-plane) 스위칭과 수직 스위칭은 사용될 수 있다.
본 발명의 실시예들은 예시의 방법으로 위에 기술되었고, 변경과 전환들이 첨부된 청구 범위에 의해 한정된 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 기술된 실시예들에 만들어 질 수 있다는 것이 당업자에게 명백할 것이다. 게다가, 청구 범위에서, 괄호 안에 위치한 어떤 참조 부호들은 청구 범위를 제한하도록 해석되어서는 안 된다. 용어 “포함하는”은 청구 범위에 열거된 것들과 다른 요소들이다 단계들의 존 재를 배제하지 않는다. 단수로 쓰인 용어들은 복수개 존재함을 배제하지 않는다. 본 발명은 몇몇 특징적인 요소들을 포함하는 하드웨어의 수단으로, 그리고 적합한 프로그램된 컴퓨터의 수단으로 구현될 수 있다. 몇몇 수단들을 열거하는 장치 청구항에서 몇몇의 이런 수단들은 하나 및 동일한 하드웨어 아이템에 의해 구현될 수 있다. 서로 다른 독립항에 조치들이 열거되었다는 사실 만으로 이 조치들의 결합이 유리하게 사용되지 못함을 나타내지는 않는다.
본 발명을 활용하여, 영상 잔상 및 고스팅이 없는 고화질의 전기영동 디스플레이를 구비한 가정용 TV 시스템 및 프로젝션 그리고 산업용 영상 시스템 등에 쓰일 수 있다.

Claims (18)

  1. 전기영동 디스플레이 디바이스(1)로서 유체(10)에 대전된 전하들(8, 9)을 포함하는 전기영동 물질, 복수의 화상소자, 각각의 화상소자와 연결된 제 1 및 제 2 전극(5, 6)를 포함하고,
    대전된 입자들(8, 9)은 상기 전극들 사이의 복수의 위치 중의 하나인 위치를 차지할 수 있고, 상기 위치는 상기 디스플레이 디바이스(1)의 각 광학 상태에 대응하고, 상기 디스플레이 디바이스(1)는 상기 전극(5, 6)에 구동 파형을 공급하기 위해 정렬되는 구동 수단을 더 포함하며, 각 상기 구동 파형은 대응하는 영상 업데이트 기간 동안에 인가되는 일련의 구동 신호들을 포함하고, 각각의 구동 신호는 상기 입자들(8, 9)이 디스플레이될 영상 정보에 대응하는 미리 정해진 광학 상태를 차지하도록 하는 것에 의하여 영상 전환을 실행하고, 각각의 영상 업데이트 기간 동안에, 여기서 구동 신호는 바로 전 영상 업데이트 기간 동안에 실행된 광학 상태로부터 광학 상태 변화가 실질적으로 요구되지 않는 모든 픽셀에 인가되고, 구동 신호는 상기 대전된 입자들을 상기 바로 전 영상 업데이트 기간 동안 실행된 상기 광학 상태로 되돌리도록 하는 극성과 기간의 신호인, 전기영동 디스플레이 디바이스.
  2. 제 1항에 있어서, 구동 파형은 구동 신호 앞에 리셋 펄스를 포함하는, 전기영동 디스플레이 디바이스.
  3. 제 2항에 있어서, 리셋 펄스는 구동 신호 앞에 추가적인 리셋 기간을 포함하는, 전기영동 디스플레이 디바이스.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 1개 이상의 셰이킹 펄스가 구동 파형에 제공되는, 전기영동 디스플레이 디바이스.
  5. 제 4항에 있어서, 1개 이상의 셰이킹 펄스가 구동 신호 앞에 제공될 수 있는, 전기영동 디스플레이 디바이스.
  6. 제 4항 또는 제 5항에 있어서, 짝수개의 셰이킹 펄스가 구동 파형에 제공되는 , 전기영동 디스플레이 디바이스.
  7. 제 4항 또는 제 5항에 있어서, 셰이킹 펄스는 단일 셰이킹 펄스가 인가되었을 때 후속한 데이터 펄스에 반대 극성을 갖는, 전기영동 디스플레이 디바이스.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 2개의 기판을 포함하고, 적어도 1개의 기판은 실질적으로 투명하여, 대전된 입자들(8, 9)이 2개의 기판 사이에 존재하는, 전기영동 디스플레이 디바이스.
  9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 대전된 입자들(8, 9)과 유체(10)는 밀봉된, 전기영동 디스플레이 디바이스.
  10. 제 9항에 있어서, 대전된 입자들(8, 9)과 유체(10)는 각각 대응하는 화상소자를 한정하는 개개의 마이크로캡슐들의 형태로 밀봉된, 전기영동 디스플레이 디바이스.
  11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 3개의 광학 상태를 갖는, 전기영동 디스플레이 디바이스.
  12. 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서, 구동 파형은 펄스 폭 변조된, 전기영동 디스플레이 디바이스.
  13. 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서, 구동 파형은 전압 변조된, 전기영동 디스플레이 디바이스.
  14. 제 1항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 1개의 개개의 구동 파형은 실질적으로 dc-밸런스된, 전기영동 디스플레이 디바이스.
  15. 제 1항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 있어서, 영상 전환 사이클이 픽셀을 상기 사이클의 초기에서와 실질적으로 동일한 광학 상태를 말기에서 갖도록 하는 닫힌 루프의 서브-세트의 적어도 몇 개는 실질적으로 dc-밸런스된, 전기영동 디스플레이 디바이스.
  16. 유체(10)에 대전된 전하들(8, 9)을 포함하는 전기영동 물질, 복수의 화상소자, 각각의 화상소자와 연결된 제 1 및 제 2 전극(5, 6)을 포함하고,
    대전된 입자들(8, 9)은 상기 전극들(5, 6)사이의 복수의 위치 중의 하나인 위치를 차지할 수 있고, 상기 위치는 상기 디스플레이 디바이스(1)의 각 광학 상태에 대응하는 전기영동 디스플레이 디바이스(1)를 구동하는 방법에 있어서,
    상기 전극(5, 6)에 구동 파형을 공급하는 단계를 포함하고, 상기 구동 파형은 각 영상 업데이트 기간 동안에 인가되는 일련의 구동 신호들을 포함하고, 각각의 구동 신호는 상기 입자들(8, 9)이 디스플레이 될 영상 정보에 대응하는 미리 정해진 광학 상태를 차지하도록 하는 것에 의하여 영상 전환을 실행하고, 각각의 영상 업데이트 기간 동안에, 여기서 구동 신호는 바로 전 영상 업데이트 기간 동안에 실행된 광학 상태로부터 광학 상태 변화가 실질적으로 요구되지 않는 모든 픽셀에 인가되고, 구동 신호는 상기 대전된 입자들을 상기 바로 전 영상 업데이트 기간 동안 실행된 상기 광학 상태로 되돌리도록 하는 극성과 기간의 신호인, 전기영동 디스플레이 디바이스를 구동하는 방법.
  17. 유체(10)에 대전된 전하들(8, 9)을 포함하는 전기영동 물질, 복수의 화상소 자, 각각의 화상소자와 연결된 제 1 및 제 2 전극(5, 6)을 포함하고,
    대전된 입자들(8, 9)은 상기 전극들(5, 6)사이의 복수의 위치 중의 하나인 위치를 차지할 수 있고, 상기 위치는 상기 디스플레이 디바이스(1)의 각 광학 상태에 대응하는 전기영동 디스플레이 디바이스(1)를 구동하는 장치에 있어서,
    상기 전극(5, 6)에 구동 파형을 공급하는 단계를 포함하고, 상기 구동 파형은 각 영상 업데이트 기간 동안에 인가되는 일련의 구동 신호들을 포함하고, 각각의 구동 신호는 상기 입자들(8, 9)이 디스플레이 될 영상 정보에 대응하는 미리 정해진 광학 상태를 차지하도록 하는 것에 의하여 영상 전환을 실행하고, 각각의 영상 업데이트 기간 동안에, 여기서 구동 신호는 바로 전 영상 업데이트 기간 동안에 실행된 광학 상태로부터 광학 상태 변화가 실질적으로 요구되지 않는 모든 픽셀에 인가되고, 구동 신호는 상기 대전된 입자들을 상기 바로 전 영상 업데이트 기간 동안 실행된 상기 광학 상태로 되돌리도록 하는 극성과 기간의 신호인, 전기영동 디스플레이 디바이스를 구동하는 장치.
  18. 유체(10)에 대전된 전하들(8, 9)을 포함하는 전기영동 물질, 복수의 화상소자, 각각의 화상소자와 연결된 제 1 및 제 2 전극(5, 6)을 포함하고,
    대전된 입자들(8, 9)은 상기 전극들(5, 6)사이의 복수의 위치 중의 하나인 위치를 차지할 수 있고, 상기 위치는 상기 디스플레이 디바이스(1)의 각 광학 상태에 대응하는 전기영동 디스플레이 디바이스(1)를 구동하는 구동 파형에 있어서,
    상기 전극(5, 6)에 구동 파형을 공급하는 단계를 포함하고, 상기 구동 파형 은 각 영상 업데이트 기간 동안에 인가되는 일련의 구동 신호들을 포함하고, 각각의 구동 신호는 상기 입자들(8, 9)이 디스플레이 될 영상 정보에 대응하는 미리 정해진 광학 상태를 차지하도록 하는 것에 의하여 영상 전환을 실행하고, 각각의 영상 업데이트 기간 동안에, 여기서 구동 신호는 바로 전 영상 업데이트 기간 동안에 실행된 광학 상태로부터 광학 상태 변화가 실질적으로 요구되지 않는 모든 픽셀에 인가되고, 구동 신호는 상기 대전된 입자들을 상기 바로 전 영상 업데이트 기간 동안 실행된 상기 광학 상태로 되돌리도록 하는 극성과 기간의 신호인, 전기영동 디스플레이 디바이스를 구동하는 구동 파형.
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