KR20060105758A - 디스플레이 디바이스를 가진 디스플레이 장치 및 이디스플레이 디바이스를 구동하는 주기적 레일-안정화된방법 - Google Patents

디스플레이 디바이스를 가진 디스플레이 장치 및 이디스플레이 디바이스를 구동하는 주기적 레일-안정화된방법 Download PDF

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KR20060105758A
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구오푸 쭈오
아라 크나이언
칼 알. 에이먼드슨
알렉산더 브이. 헨젠
요하네스 피. 반 데 카메르
로버트 더블유. 제너
벤자민 디. 지온
네쿨라이 아이레네이
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코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
이 잉크 코포레이션
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Abstract

전기영동 디스플레이 디바이스(1)를 구동하는 주기적 레일-안정화된 방법으로서, 실질적으로 DC-밸런싱된 구동 파형이 다양한 요구된 광학 전환을 수행하는데 사용된다. 구동 파형은 복수의 화상 전위차(20)로 구성되며, 이것은 디스플레이되어야 할 이미지 시퀀스와 무관하게, 단일 광학 경로에서 극단의 광학 위치 사이를 전기영동 디바이스(1)의 대전된 입자(6)가 주기적으로 이동하도록 하는데, 즉, 각 그레이스케일을 디스플레이하기 위해, 입자(6)가 극단의 광학 상태들 중 한 곳을 우선 통과해야 한다. 이미지 품질 상의 상주 시간 효과를 최소화하고, 이미지 이력을 고려해야할 필요성을 최소화하거나, 심지어 이를 제거하기 위해서, 쉐이킹 펄스(10)가 각 화상 전위차(20) 바로 이전에 생성된다.

Description

디스플레이 디바이스를 가진 디스플레이 장치 및 이 디스플레이 디바이스를 구동하는 주기적 레일-안정화된 방법{A DISPLAY APPARATUS WITH A DISPLAY DEVICE AND A CYCLIC RAIL-STABILIZED METHOD OF DRIVING THE DISPLAY DEVICE}
본 발명은 다음을 포함하는, 디스플레이 디바이스에 관한 것이다:
● 유체 내에 대전된 입자(charged particles)를 포함하는 전기 영동 매체;
● 복수의 화소;
● 상기 대전된 입자는 복수의 위치를 점유할 수 있으며, 상기 위치 중 두 위치는 극단의 위치이며, 적어도 하나의 위치는 두 극단 위치 사이의 중간 위치이며;
● 이미지를 디스플레이하기 위한 상기 위치 중 한 곳을 상기 대전된 입자가 점유하도록 하기 위해 상기 각 화소에 화상 전위차의 시퀀스를 공급하기 위해 배열된 구동 수단.
전기 영동 디스플레이는 유체 내에 대전된 입자로 구성된 전기영동 매체, 매트릭스에 배열된 복수의 화소(픽셀), 각 픽셀과 연관된 제 1 및 제 2 전극 및, 화상을 디스플레이하기 위해, 인가된 전위차의 값과 지속 기간에 따라서, 전극 사이의 위치를 대전된 입자가 점유하도록 하기 위해 각 픽셀의 전극에 전위차를 인가하 기 위한 전압 구동기를 포함한다.
더 구체적으로, 이러한 전기영동 디스플레이 디바이스는 픽셀의 매트릭스를 가진 매트릭스 디스플레이이며, 이러한 픽셀 매트릭스는 데이터 전극과 선택 전극을 교차하는 교차점과 연관되어 있다. 그레이 레벨 또는 픽셀의 컬러화(colourisation) 레벨은, 특정 레벨의 구동 전압이 픽셀 전체에 제공되는 시간에 따라 달라진다. 구동 전압의 극성에 따라, 픽셀의 광학 상태는 그 현재 광학 상태에서 지속적으로 2가지 극단 상태 중 하나를 향해 변화하는데, 예컨대, 모든 대전된 입자들 중 한 유형은 픽셀의 최상부 또는 최하부 근처에 있게 된다. 그레이 스케일은 전압이 픽셀 전체에 제공되는 시간을 제어함으로써 얻어진다.
대개, 모든 픽셀은 적합한 전압을 선택 전극에 공급함으로써 라인 단위로 선택된다. 데이터는 선택된 라인과 연관된 픽셀에 데이터 전극을 통해 병렬로 공급된다. 디스플레이가 능동 매트릭스 디스플레이인 경우, 선택 전극은 예컨대 TFT, MIM, 다이오드와 같은 능동 소자를 제어하며, 이들은 계속해서 픽셀에 데이터가 공급되도록 한다. 매트릭스 디스플레이의 모든 픽셀을 한번에 선택하는데 필요한 시간은 서브-프레임 기간이라고 한다. 특정 픽셀은 실행되기 위해 필요한 광학 상태의 변화에 따라서, 전체 서브-프레임 기간동안 양의 구동 전압, 음의 구동 전압 또는 0의 구동 전압을 수신한다. 0의 구동 전압은 대개 광학 상태에서 어떠한 변화도 실행될 필요가 없는 경우 픽셀에 인가된다.
도 7과 도 8은 제 1 기판(8), 제 2 상대 기판(9) 및 복수의 화소(2)를 가지는 디스플레이 패널(1)의 예시적인 실시예를 도시한다. 일 실시예에서, 화소(2)는 2-차원 구조에서 실질적으로 직선을 따라 배열될 수 있다. 다른 실시예에서, 화소(2)는 벌집 배열로 배열될 수 있다.
유체 내의 대전된 입자(6)를 가지는, 전기영동 매체(5)는 기판(8,9) 사이에 제공된다. 제 1 및 제 2 전극(3,4)은 전위차를 수신하기 위해 각 화소(2)와 연관된다. 도 8에 도시된 배열에서, 제 1 기판(8)은 각 화소(2)에 대해 제 1 전극(3)을 가지며, 제 2 기판(9)은 각 화소(2)에 대해 제 2 전극(4)을 가진다. 대전된 입자(6)는 전극(3,4) 근처의 극단 위치 및 전극(3,4) 사이의 중간 위치를 점유할 수 있다. 각 화소(2)는 전극(3,4) 사이의 대전된 입자의 위치에 의해 결정된 외관을 가진다.
전기영동 매체는 본래, US5,961,804, US6,120,839 및 US6,130,774로부터 알려져 있으며 예컨대, E 잉크사로부터 얻어질 수 있다. 일례로서, 전기영동 매체(5)는 흰색 유체 내에 음으로 대전된 검은색 입자(6)를 포함할 수 있다. 대전된 입자(6)가 제 1 극단 위치, 즉, 예를 들어, 15V의 전극(3,4)에 인가된 전위차의 결과로서, 제 1 전극(3) 근처에 있을 때, 화소(2)의 외관은 예를 들어 흰색이며, 이 때, 화소(2)는 제 2 기판(9) 측에서 관찰된다.
대전된 입자(6)가 제 2 극단 위치, 즉, 예를 들어, -15V의 전극(3,4)에 인가된 전위차의 결과로서, 제 2 전극(4) 근처에 있을 때, 화소의 외관은 검은색이다. 대전된 입자(6)가 중간 위치들 중 한 곳, 즉, 전극(3,4) 사이에 있을 때, 화소는 복수의 중간 외관, 예컨대, 밝은 회색, 중간-회색 및 어두운 회색 중 하나를 가지며, 이들은 검은색과 흰색 사이의 그레이 레벨이다.
도 9는 전압 변조된 전환 매트릭스를 사용하여 일반적인 종래 기술의 임의의 그레이스케일 전환 시퀀스의 일부를 도시한다. 이미지 상태 n과 이미지 상태 n+1 사이에는, 이용가능한 특정 시간 기간(상주 시간)이 항상 존재하며, 이것은 다른 사용자에 따라서, 수초에서 수분이 될 수 있다.
일반적으로, 그레이 스케일(또는 중간 컬러 상태)을 생성하기 위해, 복수의 서브-프레임을 포함하는, 프레임 기간은 한정되며, 이미지의 그레이 스케일은 각 픽셀마다 얼마나 많은 서브-프레임동안 픽셀이 어떤 구동 전압(양, 0, 또는 음)을 수신할지를 선택하여 복제될 수 있다. 대개, 서브-프레임은 모두 동일한 지속 기간이지만, 이들은 원하는 경우, 변화하도록 선택될 수 있다. 다시 말해, 일반적으로 그레이 스케일은 고정값의 구동 전압(양, 음, 또는 0)과 구동 기간의 가변 지속 기간을 사용함으로써 생성된다.
전기영동 매체를 사용하는 디스플레이에서, 전기영동 매체 이외의 층(예, 적층 점착(lamination adhesive)) 층은 일반적으로 전극 사이에 제공된다. 이들 층 중 일부는 실질적으로 절연 층이며, 이 층들은 전위차로 인해 대전된다. 절연층에 제공된 전하는 절연층에 처음에 제공된 전하와 전위차의 후속 이력에 의해 결정된다. 그러므로, 입자들의 위치는 인가되는 전위차뿐만 아니라, 전위차의 이력에 따라 달라진다. 이로 인해, 상당한 이미지 보유가 발생할 수 있으며, 이미지 데이터에 따라 후속적으로 디스플레이된 화상들은 이미지 데이터의 정확한 표시를 나타내는 화상과 상당히 다르다.
전술한 것처럼, 전기영동 디스플레이 내의 그레이 레벨은 일반적으로 지정된 시간 기간동안 전압 펄스를 인가함으로써 생성된다. 이들은 이미지 이력, 상주 시간, 온도, 습도, 전기영동 층의 측면 불균등성 등에 의해 강하게 영향을 받는다. 이미지 이력의 효과를 고려하기 위해, 전환 매트릭스에 기초한 구동 방식이 제안되었다. 이러한 배열에서, 매트릭스 룩업표(LUT)가 요구되며, 여기서 다른 이미지 이력을 가진 그레이스케일 전환에 대한 구동 신호가 사전 결정된다. 그러나, 픽셀이 한 그레이 레벨에서 다른 그레이 레벨로 구동된 후 잔여 DC 전압의 형성은 구동 전압 레벨의 선택이 일반적으로 그레이 값에 대한 요건에 기초하므로 불가피하다. 특히, 복수의 그레이스케일 전환 이후의 결합 후의, 잔여 DC 전압은, 추가적 이미지 보유를 야기하고 디스플레이 수명을 단축시킬 수 있다.
본 발명의 목적은 디스플레이 장치와 이러한 장치를 구동하는 방법을 제공하는 것이며, 이 장치에서 이미지 품질에 대한 상주 시간과 이미지 이력의 효과는 상당히 감소되어, 정확한 그레이 스케일이 임의의 이전 이미지의 고려에 대한 필요성이 없거나, 이러한 이미지의 오직 최소 수만을 참작하여 달성될 수 있다.
본 발명에 따라, 유체 내에 대전된 입자를 포함하는 전기영동 매체; 복수의 화소; 상기 대전된 입자는 복수의 위치를 점유할 수 있으며, 상기 위치들 중 두 곳은 극단의 위치이며 적어도 하나의 위치는 두 곳의 극단 위치 사이의 중간 위치이며; 상기 대전된 입자가 이미지를 디스플레이하기 위한 상기 위치들 중 한 곳을 점유하도록 하기 위해 상기 화소 각각에 화상 전위차의 시퀀스를 제공하기 위해 배열된 구동 수단을 포함하는 디스플레이 장치가 제공되며; 화상 전위차의 상기 시퀀스는 단일 광학 경로에서 상기 극단 위치 사이에서 주기적으로 상기 대전된 입자들이 이동하도록 하며 상기 광학 경로를 따라 원하는 광학 전환을 수행하도록 하기 위한 구동 파형을 형성하며, 상기 화상 전위차는 하나 이상의 쉐이킹 펄스에 의해 선행된다. 쉐이킹 펄스는 에너지 값을 나타내는 단일 극성의 전압 펄스로 정의되며, 상기 또는 각 쉐이킹 펄스의 에너지 값(시간에 따른 전압 펄스의 적분으로 정의됨)은 극단 위치들 중 한 곳에서 입자들을 방출하기에는 충분하지만 극단 위치들 중 한 곳에서 다른 곳으로 입자를 이동시키기에는 불충분하다.
화상 전위차는 바람직하게, 적어도 2개, 그리고 더 바람직하게는 4개 이상의 쉐이킹 펄스에 의해 선행된다. 상기 또는 각 쉐이킹 펄스의 길이는 극단 위치들 중 한 곳에서 다른 곳으로 장치의 광학 상태를 구동하는데 필요한 최소 시간 기간보다 더 짧은 크기 정도인 것이 유리하다. 상기 또는 각 쉐이킹 펄스의 에너지 값은 두 곳의 극단 위치들 중 한 곳에 입자들을 방출하기에는 충분하지만 장치의 광학 상태를 상당히 변경시키기에는 불충분한 것이 유리하며, 특히, 입자들을 한 극단 위치에서 2개의 전극 사이인 다른 극단 위치로 이동시키기에는 불충분한 것이 유리하다.
구동 파형은, 예컨대, 펄스 폭 변조되거나 전압-진폭 변조될 수 있으며, 평균적으로(비교적 긴 기간동안) 실질적으로 DC-밸런싱된 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 따라서, 디스플레이 장치를 구동하는 방법이 제공되며, 이 디스플레이 장치는 유체 내에 대전된 입자를 포함하는 전기영동 매체; 복수의 화소; 상기 대전된 입자들은 복수의 위치를 점유할 수 있으며, 상기 위치들 중 두 곳은 극단 위치이며 적어도 하나의 위치는 상기 두 곳의 극단 위치 사이인 중간 위치이며; 그리고, 이미지를 디스플레이하기 위해 상기 위치들 중 한 곳을 상기 대전된 입자들이 점유하도록 하기 위해 상기 화소 각각에 화상 전위차의 시퀀스를 공급하기 위해 배열된 구동 수단을 포함하며; 상기 방법은 단일 광학 경로에서 상기 극단 위치 사이를 상기 대전된 입자들이 주기적으로 이동하도록 하고 상기 광학 경로를 따라 원하는 광학 전환을 수행하도록 하기 위해 구동 파형의 형태로 화상 전위차의 시퀀스를 생성하는 단계와, 상기 화상 전위차 이전에 하나 이상의 쉐이킹 펄스를 제공하는 단계를 포함한다.
더욱이, 본 발명에 따라, 앞서 정의한 것과 같은 디스플레이 장치를 구동하기 위한 구동 수단이 제공되며, 상기 구동 수단은 상기 대전된 입자들이 이미지를 디스플레이하기 위해 상기 위치들 중 한 곳을 점유하도록 하기 위해 상기 화소 각각에 화상 전위차의 시퀀스를 제공하도록 배열되며; 화상 전위차의 상기 시퀀스는 상기 대전된 입자들이 단일 광학 경로에서 상기 극단 위치들 사이를 주기적으로 이동하도록 하기 위한 구동 파형을 형성하며, 상기 화상 전위차는 하나 이상의 쉐이킹 펄스에 의해 선행된다.
본 발명의 이들 그리고 다른 양상들은, 이하 설명되는 실시예로부터 명백해지거나, 이를 참조로 하여 설명된다.
본 발명의 실시예들은 이제 예로써만 그리고 첨부된 도면을 참조로 설명될 것이다.
도 1은 4가지 광학 상태: 흰색(W), 밝은 회색(G2), 어두운 회색(G1) 및 검은색(B)을 가진 전기영동 디스플레이를 위한 주기적 레일-안정화된 구동 방법을 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 광학 전환을 수행하기 위한 구동 파형을 도시되며, 이미지 이력의 세 가지 항목이 G1으로의 전환에 대해 도시된 도면.
도 3은 도 2의 파형으로 얻어진 실험 결과를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 제 1 예시적인 실시예에 따른 광학 전환을 수행하기 위한 구동 파형을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 제 2 예시적인 실시예에 따른 광학 전환을 수행하기 위한 구동 파형을 도시한 도면.
도 6은 도 5의 파형으로 얻어진 실험 결과를 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 디스플레이 패널의 개략적인 전면도.
도 8은 도 7의 II-II에 따른 개략적인 단면도.
도 9는 종래 기술에 따른 전압 변조된 전환 매트릭스를 사용한 전형적인 그레이스케일 전환 시퀀스의 일부를 도시한 도면.
따라서, 전술한 것처럼, 전기영동 디스플레이의 그레이 레벨은 이미지 이력, 상주 시간, 온도, 습도, 전기영동 층의 측면 불균등성 등에 의해 강한 영향을 받는다. 정확한 그레이 레벨은 소위 레일-안정화된 접근 방식을 사용하여 달성될 수 있 다는 것이 증명되었다. 이것은 그레이 레벨이 이미지 시퀀스 자체와는 무관하게, 항상 2개의 극단 광학 상태(예, 검은색 또는 흰색) 중 하나 또는 "레일"을 통해 달성된다는 것을 의미한다.
실질적으로 DC-밸런싱된 구동을 달성하려면, 주기적 레일-안정화된 그레이스케일 개념이 최근에 제안되었고, 도면의 도 1에 개략적으로 도시된다. 이 방법에서, 전술한 것처럼, "잉크"는 도 1의 화살표로 표시된 것처럼, 이미지 시퀀스와는 관계없이, 완전 검은색 또는 완전 흰색(즉, 2가지 레일)과 같은, 두 가지 극단 광학 상태 사이의 동일한 광학 경로를 항상 따라야 한다. 도시된 예에서, 디스플레이는 네 가지 다른 상태: 검은색(B), 어두운 회색(G1), 밝은 회색(G2) 및 흰색(W)을 가진다.
예시적인 이미지 전환을 수행하기 위한 대응 구동 파형은 도 2에서 개략적으로 도시되며, 간략함을 위해, 펄스폭 변조된(PWM) 구동 방식이 이 특정 예에서 이용되며, 이상적인 잉크 재료(즉, 상주 시간과 이미지 이력에 민감하지 않음)를 가지는 디스플레이가 가정되는 것이 이해될 것이다.
구동 방법의 주기적 특성으로 인해, 음의 펄스에 포함된 전체 에너지(시간 X 전압으로 표시됨)는, 항상 후속 양의 펄스의 그것과 같다.
예컨대, 현재의 이미지가 검은색 상태라고 가정하면, 디스플레이될 다음 이미지는 어두운 회색(G1)이다. 이 경우, 전체 펄스 폭(t1)의 1/3을 가진 음의 전압 펄스가 인가된다("전체 펄스 폭"은 완전 검은색에서 완전 흰색으로 상태를 변화시 키는데 필요한 펄스 폭이며, 반대의 경우에는 역으로 적용되어서, 음극을 가지는 펄스 폭의 1/3은, 입자들을 완전 검은색에서 G1으로 위쪽으로 이동시키는데 필요하다는 것을 명심한다). 대기 기간(상주 시간) 이후에, 이미지(G2)는 픽셀 상에 디스플레이 되어야 한다. 전체 펄스 폭(t2)의 2/3인 음의 펄스 폭은 (완전 흰색 상태에 도달하기 위해)사용되며, G2에 도달하기 위해 전체 펄스 폭(t3)의 1/3인 양의 펄스 폭이 바로 후속된다. 다음으로, G1 상태는 다른 상주 시간 이후에 디스플레이되어야 한다. 전체 펄스 폭(t4)의 2/3인 양의 펄스는, 완전 검은색 상태에 도달하기 위해 사용되며, 여기서 G1에 도달하기 위해 전체 펄스 폭(t5)의 1/3인 음의 펄스 폭이 바로 후속된다.
따라서, 잉크는 항상 화살표를 따라가, t1+t2= t3+t4 =t5+t6 =t7=t8=t9.....가 된다. 이러한 방법으로, DC-밸런싱된 구동 방법은 펄스-폭 변조된(PWM) 구동 방식이 적용되고 이상적인 잉크가 사용될 때 실현된다. 전압 변조된(VM) 구동 방식 또는 결합된 PWM 및 VM 구동 방식과 같은 다른 구동 방식이 사용되고 잉크가 이상적이지 않을 때, DC 밸런스는 임펄스 전위 이론: 파형은 임의의 초기 상태에서, 상태의 임의의 세트를 통해, 다시 초기 상태로 디스플레이를 전환시키는 모든 세트의 전환에 대한 순 임펄스(net impulse)가 존재하지 않도록 구성한다는 이론을 따름으로써 달성될 수 있다.
그러나, 도 2에 도시된 파형은 매우 복잡한 전환 매트릭스의 사용을 필요로 하며, 이 매트릭스에서 적어도 5개의 이전 이미지들이 다음 이미지를 디스플레이하 기 위해 필요한 임펄스를 결정하는데 필요하다. 이것은 비용이 소요될 뿐만 아니라, 많은 전력을 소비한다. 더욱이, 상주 시간의 효과가 전술한 기술에서 최소화되지 않으므로, 그레이스케일의 정확성에 유해한 영향을 준다.
도면의 도 3을 참조하면, 도 2에 도시된 전압 변조된 구동 파형을 사용하여 얻어진 대표적 실험 결과가 도시되며, 여기서 이전 이미지는 고려하지 않았는데, 즉, 오직 현재 이미지(R1)와 중간 이전 이미지(R2)가 고려되었다. 도 3의 결과를 얻기 위해 수행된 실험에서, 2초의 일정한 상주 시간을 가진 튜닝 시퀀스(tune sequence)는 우선 정확한 룩업표를 얻기 위해 사용되었으며, 이것은 임의의 이미지 전환을 가진 다른 시퀀스를 위해 사용되었다는 것이 주목되어야 한다. 4개의 그레이 레벨(30,40,50 및 60)은 4.9L*의 정확도로 획득되며, 이것은 당업자가 이해하는 것처럼, 명백히 유리하지 않다.
따라서, 본 발명은 개선된 주기적 레일-안정화된 구동 방법( 및 이러한 방법을 이용한 능동 매트릭스 전기영동 디스플레이 장치)을 제공한다. 바람직한 실시예에서, 디스플레이는, 각 전극에 인접한 2개의 극단 레벨뿐만 아니라, 적어도 2개의 분리된 그레이 레벨을 구비한다. 본 발명의 관점에서 "주기적 레일-안정화된"이란 용어는 도 1을 참조로 설명된 것처럼, 대전된 입자(즉, "잉크")가 이미지 시퀀스와 무관하게, 2개의 극단 레벨 또는 상태(즉, 2개의 레일), 즉 완전 검은색과 완전 흰색 사이의 동일한 광학 경로를 항상 따라야 한다는 것을 뜻하는 것으로 의도된다. 따라서, 그레이스케일 구동 펄스는 디스플레이를 구동하는데 사용되며, 주기적 레일-안정화된 원리를 따르며, 쉐이킹 펄스가 추가적으로 제공되며, 쉐이킹 펄스는 각 구동 펄스에 바로 앞서는 것이 바람직하다. 쉐이킹 펄스의 길이는 완전 검은색에서 완전 흰색 상태로 디스플레이를 구동하는데 필요한 최소 시간 기간("포화 시간"이라고도 알려짐)보다 짧은 정도의 크기인 것이 바람직하다.
쉐이킹 펄스의 제공은 이미지 품질에 대한 상주 시간과 이미지 이력의 효과를 상당히 감소시켜서, 정확한 그레이 스케일이 임의의 이전 이미지의 고려에 대한 필요성이 없거나, 오직 이러한 이미지의 최소 개수만을 고려하여 달성될 수 있다.
본 발명의 제 1 예시적인 실시예에서, 펄스 폭 변조된(PWM) 구동 방법이 사용되며(즉, 일정한 전압 진폭과 가변 펄스 지속 기간), 도 1에 도시된 이미지 시퀀스를 달성하는데 사용될 수 있는 대응 구동 파형이 도 4에 개략적으로 도시된다.
도시된 것처럼, 각 이미지 전환에 대해, 4개의 쉐이킹 펄스(10)가 그레이 스케일 구동을 수행하는데 필요한 각 임펄스(20) 바로 이전에 사용되며, 단일 쉐이킹 펄스의 길이는 완전 검은색에서 완전 흰색으로 디스플레이를 구동하는데 필요한 최소 시간 기간(즉, 포화 시간)보다 짧은 정도의 크기이다. 쉐이킹 펄스에 포함된 에너지는 상주 시간과 이미지 이력의 효과가 상당히 감소될 수 있고 광학 장애(플리커)가 최소화될 수 있도록, 임의의 상당한 거리만큼 입자들을 이동시키기에 부족해야 한다.
본 발명의 제 2 예시적인 실시예에서, 전압 변조된(VM) 구동 방법이 사용될 수 있다(즉, 가변 전압 진폭). 도 5에 개략적으로 도시된 것과 같은 대응 구동 파형은 도 1에 도시된 것과 같은 이미지 전환을 달성하기 위한 것이다. 특히 도 5에 도시된 것 같은 계단식-상승(stair-up) 임펄스를 사용하여, 전압 변조된 구동이 최 상의 결과를 제공할 수 있다는 것이 증명되었다.
다시 말해, 이들 전환에서, 4개의 쉐이킹 펄스(10)가 각 이미지 전환에 대해 그레이 스케일 구동에 필요한 임펄스(20) 바로 이전에 사용된다. 상술된 제 1 예시적인 실시예의 경우에서처럼, 쉐이킹 펄스에 포함된 에너지는 입자들을 국부적으로 방출할 수 있을 만큼 충분히 높아야 하지만 임의의 상당한 거리로 입자들을 이동시키기에는 불충분해야 한다.
정확한 그레이스케일은 이미지 이력을 고려하지 않고 획득될 수 있다는 것이 실험적으로 증명되었다. 사실, 이전 이미지를 고려하지 않은(즉, 현재 이미지(R1)와 중간 이전 이미지(R2)만이 고려됨) 대표적인 실험 결과는 도 5에 도시된 전압 변조된 구동 파형을 사용하여, 도 6에 도시된다. 다시 말해, 도 6에 도시된 결과를 얻기 위해 수행된 실험에서, 2초의 일정한 상주 시간은 우선 정확한 룩업표를 얻기 위해 사용되었고, 이것은 이후 임의의 이미지 전환을 가진 다른 시퀀스를 위해 사용되었다. 20ms의 펄스 길이를 가진 4개의 쉐이킹 펄스는 각 구동 임펄스 이전에 인가되었다. 4개의 그레이 레벨(30,40,50 및 60)이 2.3L*의 정확도로 획득되었는데, 즉, 히스토그램의 맨 아래의 최대 오류는 2.3L*이며, 이것은 도 2에 도시되고 도 3에서 증명된 파형으로 달성된 결과에 비해 상당한 개선이다. 실상, 적어도 하나의 이전 이미지는 도 2의 파형을 가진 유사한 결과를 얻기 위해 고려되어야 하며, 여기서 어떠한 쉐이킹 펄스도 사용되지 않는다.
본 발명은 능동 매트릭스 전기영동 디스플레이뿐만 아니라 수동 매트릭스에 구현될 수 있다는 것에 주목한다. 또한, 본 발명은 예컨대, 타이프라이터 모드가 존재하는, 단일 및 다수 윈도우 디스플레이에 모두 응용가능하다. 본 발명은 또한 컬러 쌍안정 디스플레이에도 응용가능하다. 또한, 전극 구조는 제한되지 않는다. 예를 들어, 최상부/최하부 전극 구조, 벌집 모양 구조 또는 다른 결합된 평면 스위칭 및 수직 스위칭이 사용될 수 있다.
본 발명의 실시예는 오직 예로써만 상술되었으며, 첨부된 청구항에서 한정된 것과 같은 본 발명의 범위를 이탈하지 않고 전술된 실시예에 변경과 변형이 이루어질 수 있음은 당업자에게 명백할 것이다. 게다가, 청구항에서, 괄호 안에 표시된 임의의 참조 부호는 청구항을 제한하는 것으로 해석되지 않는다. "포함하다"라는 용어는 청구항에 열거된 것 이외의 요소 또는 단계의 존재를 배제하지 않는다. 단수 요소는 복수 요소의 존재를 배제하지 않는다. 본 발명은 여러 분리된 요소를 포함하는 하드웨어에 의해, 그리고 적합하게 프로그래밍된 컴퓨터에 의해 구현될 수 있다. 여러 수단을 나열한 디바이스 청구항에서, 이들 수단 중 여럿은 하드웨어의 동일한 항목으로 구현될 수 있다. 조치가 상호 다른 독립 청구항에서 언급되었다는 사실만으로 이들 조치를 결합한 것이 유리하게 사용될 수 없다는 것을 나타내는 것은 아니다.
본 발명은 디스플레이 디바이스를 가진 디스플레이 장치 및 이 디스플레이 디바이스를 구동하는 주기적 레일-안정화된 방법에 이용가능하다.

Claims (12)

  1. 디스플레이 장치(1)로서,
    ● 유체 내의 대전된 입자(6)를 포함하는 전기영동 매체(5)와;
    ● 복수의 화소(2)를 포함하며;
    ● 상기 대전된 입자들(6)은 복수의 위치를 점유할 수 있으며, 상기 위치들 중 두 곳은 극단의 위치이고 적어도 하나의 위치는 상기 두 가지 극단 위치 사이의 중간 위치이며; 상기 디스플레이 장치는,
    ● 상기 대전된 입자들(6)이 이미지를 디스플레이하기 위해 상기 위치들 중 한 곳을 점유하도록 하기 위해 상기 화소(2) 각각에 화상 전위차(20)의 시퀀스를 공급하기 위해 배열된 구동 수단으로서; 화상 전위차(20)의 상기 시퀀스는 단일 광학 경로에서 상기 극단 위치 사이를 주기적으로 상기 대전 입자(6)가 이동하도록 그리고 상기 광학 경로를 따라 원하는 광학 전환을 수행하도록 하기 위한 구동 파형을 형성하며, 상기 화상 전위차(20)는 하나 이상의 쉐이킹 펄스(10)에 의해 선행되는, 구동 수단을 포함하는, 디스플레이 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    화상 전위차(20)의 시퀀스를 수신하기 위한 각 화소(2)와 연관된 제 1 전극(3) 및 제 2 전극(4)을 포함하며, 극단 위치들은 상기 전극(3,4)에 실질적으로 인접하며, 중간 위치들은 상기 전극(3,4) 사이인, 디스플레이 장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 적어도 2개의 중간 위치를 가지는, 디스플레이 장치.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 화상 전위차(20)가 적어도 2개의 쉐이킹 펄스(10)에 의해 선행되는, 디스플레이 장치.
  5. 제 4항에 있어서, 화상 전위차(20)가 4개 이상의 쉐이킹 펄스(10)에 의해 선행되는, 디스플레이 장치.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 쉐이킹 펄스(20) 또는 이들 각각의 길이는 상기 극단의 위치들 중 한 곳에서 다른 곳으로 장치의 광학 상태를 구동하는데 필요한 최소 시간 기간보다 짧은 정도의 크기인, 디스플레이 장치.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 쉐이킹 펄스 또는 각각의 에너지 값(시간에 따른 전압 펄스 적분으로 한정됨)은 극단 위치들 중 한 곳으로 입자들을 방출하기에는 충분하지만 입자들을 극단 위치들 중 한 곳에서 다른 곳으로 이동시키기에는 불충분한, 디스플레이 장치.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구동 파형은 펄스 폭 변 조된, 디스플레이 장치.
  9. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구동 파형은 전압 변조된, 디스플레이 장치.
  10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구동 파형은 실질적으로 (상대적으로 긴 기간에 걸쳐) 평균으로 DC-밸런싱된, 디스플레이 장치.
  11. 디스플레이 장치(1)를 구동하는 방법으로서, 상기 디스플레이 장치는 유체 내의 대전된 입자(6)를 포함하는 전기영동 매체(5), 복수의 화소(2)를 포함하고, 상기 대전된 입자(6)는 복수의 위치를 점유할 수 있고, 상기 위치들 중 두 곳은 극단의 위치이며 적어도 하나의 위치는 상기 두 극단의 위치 사이의 중간 위치이며; 상기 디스플레이 장치는 상기 대전된 입자(6)가 이미지를 디스플레이하기 위해 상기 위치들 중 한 곳을 점유하도록 하기 위해 상기 화소 각각에 화상 전위차(20)의 시퀀스를 공급하기 위해 배열된 구동 수단을 포함하며; 상기 방법은 단일 광학 경로에서 상기 극단 위치들 사이를 주기적으로 상기 대전된 입자(6)가 이동하도록 하고, 상기 광학 경로를 따라 원하는 광학 전환을 수행하도록 하기 위해 구동 파형의 형태로 화상 전위차(20)의 시퀀스를 생성하는 단계, 그리고 상기 각 화상 전위차(20) 이전에 하나 이상의 쉐이킹 펄스(10)를 제공하는 단계를 포함하는, 디스플레이 장치를 구동하는 방법.
  12. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 따른 디스플레이 장치(1)를 구동하기 위한 구동 수단으로서, 상기 구동 수단은 상기 대전 입자가 이미지를 디스플레이하기 위해 상기 위치들 중 한 곳을 점유하도록 하기 위해 상기 화소(2) 각각에 화상 전위차(20)의 시퀀스를 공급하기 위해 배열되며; 화상 전위차(20)의 상기 시퀀스는 단일 광학 경로에서 상기 극단 위치 사이를 주기적으로 상기 대전된 입자(6)가 이동하도록 하기 위한 구동 파형을 형성하며, 상기 화상 전위차(20)는 하나 이상의 쉐이킹 펄스(10)에 의해 선행되는, 디스플레이 장치를 구동하기 위한 구동 수단.
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