KR20060120135A - 디스플레이 디바이스를 가진 디스플레이 장치 및디스플레이 디바이스를 구동하는 레일-안정화된 방법 - Google Patents

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KR20060120135A
KR20060120135A KR1020067009916A KR20067009916A KR20060120135A KR 20060120135 A KR20060120135 A KR 20060120135A KR 1020067009916 A KR1020067009916 A KR 1020067009916A KR 20067009916 A KR20067009916 A KR 20067009916A KR 20060120135 A KR20060120135 A KR 20060120135A
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구오푸 쭈오
마크 티. 존슨
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코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

전기영동 디스플레이 디바이스(1)를 구동하는 주기적 레일-안정화된 방법으로서, 실질적으로 DC-밸런싱된 파형이 다양하게 요구된 광학 전환을 수행하는데 사용된다. 구동 파형은 화상 전위차의 시퀀스로 구성되며, 이것은 디스플레이되도록 요구된 이미지 시퀀스와 무관하게, 단일 경로에서 극단 광학 위치 사이를 주기적으로 전기 영동 디스플레이 디바이스(1)의 대전된 입자들이 이동하도록 하지만, 단, 원하는 광학 전환이 중간 위치(또는 그레이 스케일)에서 이 중간 위치에 가장 가까운 극단 광학 위치(또는 레일 상태)로 이루어지는 경우는 제외하며, 이 경우 광학 전환은, 실질적으로 진폭과 지속 기간은 같지만, 레일 상태에서 이 그레이 스케일로의 원래 광학 전환을 수행하는데 필요한 전압 펄스(30)와는 반대의 극성을 갖는 단일 구동 펄스(20)에 의해 실질적으로 직접 수행된다.

Description

디스플레이 디바이스를 가진 디스플레이 장치 및 디스플레이 디바이스를 구동하는 레일-안정화된 방법{DISPLAY APPARATUS WITH A DISPLAY DEVICE AND A RAIL-STABILIZED METHOD OF DRIVING THE DISPLAY DEVICE}
본 발명은 다음을 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
● 유체 내에 대전된 입자(charged particles)를 포함하는 전기 영동 매체;
● 복수의 화상 요소;
● 전위차를 수신하기 위한 각 화상 요소와 연관된 제 1 및 제 2 전극으로서, 상기 대전된 입자는 상기 전극 사이의 복수의 위치 중 하나인 위치를 점유할 수 있는, 제 1 및 제 2 전극; 및
● 이미지를 디스플레이하기 위한 상기 위치 중 한 곳을 상기 대전된 입자가 점유하도록 하기 위해 상기 각 화상 요소에 화상 전위차의 시퀀스를 공급하기 위해 배열된 구동 수단.
전기 영동 디스플레이는 유체 내에 대전된 입자로 구성된 전기영동 매체, 매트릭스에 배열된 복수의 화상 요소(픽셀), 각 픽셀과 연관된 제 1 및 제 2 전극 및, 화상을 디스플레이하기 위해, 인가된 전위차의 값과 지속 기간에 따라서, 전극 사이의 위치를 각 픽셀의 전극이 점유하도록 하기 위해 각 픽셀의 전극에 전위차를 인가하기 위한 전압 구동기를 포함한다.
더 구체적으로, 전기영동 디스플레이 디바이스는 픽셀의 매트릭스를 가진 매트릭스 디스플레이이며, 그 영역은 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 한계 상태 중 하나를 향해 변화하는데, 예컨대, 모든 대전된 입자들 중 한 유형은 픽셀의 최상부 또는 최하부 근처에 있다. 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, 능동 소자인 TFT, MIM, 다이오드를 구비한 선택 전극은 계속해서 데이터가 픽셀에 공급되도록 한다. 매트릭스 디스플레이의 모든 픽셀을 한번에 선택하는데 필요한 시간은 서브-프레임 기간이라고 한다. 특정 픽셀은 실행되기 위해 필요한 광학 상태에서 변화에 따라서, 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 화상 요소(2)를 가지는 디스플레이 패널(1)의 예시적인 실시예를 도시한다. 일 실시예에서, 화상 요소(2)는 2-차원 구조에서 실질적으로 직선을 따라 배열될 수 있다. 다른 실시예 에서, 화상 요소(2)는 벌집 배열(honeycomb arrangement)로 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 화상 요소(2)와 연관된다. 도 8에 도시된 배열에서, 제 1 기판(8)은 각 화상 요소(2)에 대해 제 1 전극(3)을 가지며, 제 2 기판(9)은 각 화상 요소(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 화상 요소(2)는 전극(3,4) 사이의 대전된 입자(6)의 위치에 의해 결정된 외관을 가진다.
전기영동 매체는 본래, US5,961,804, US6,120,839 및 US6,130,774로부터 알려져 있으며 예컨대, E 잉크사(E Ink Corporation)로부터 얻어질 수 있다. 일례로서, 전기영동 매체(5)는 흰색 유체 내에 음으로 대전된 검정색 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, 화상 요소(2)의 외관은 예를 들어 흰색이며, 이 때, 화상 요소(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, 화상 요소의 외관은 검은색이다. 대전된 입자(6)가 중간 위치들 중 한 곳, 즉, 전극(3,4) 사이에 있을 때, 화상 요소는 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, 항상 이용가능한 특정 시간 기간(상주 시간)이 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 재생될 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 호일(foil)을 사용하는 디스플레이에서, 많은 절연층이 ITO-전극 사이에 제공되며, 이 층들은 전위차의 결과로서 대전된다. 절연층에 제시된 전하는 절연층에 처음에 제공된 전하와 전위차의 후속 이력에 의해 결정된다. 그러므로, 입자의 위치는 인가된 전위차 뿐만 아니라, 전위차의 이력에 의존한다. 그 결과, 상당한 이미지 보류(image retension)가 발생할 수 있으며, 이미지 데이터에 따라 후속적으로 디스플레이된 화상은 이미지 데이터의 정확한 표시를 나타내는 화상과 상당히 다르다.
전술한 것처럼, 전기영동 디스플레이 내의 그레이 레벨은 지정된 시간 기간동안 전압 펄스를 인가함으로써 일반적으로 생성된다. 이들은 이미지 이력, 상주 시간, 온도, 습도, 전기 영동 호일의 측면 불균등성 등에 의해 강하게 영향을 받는 다. 완전한 이력을 고려하기 위해, 전환 매트릭스에 기초한 구동 방식이 제안되었다. 이러한 배열에서, 매트릭스 룩업테이블(LUT)이 요구되며, 여기서 다른 이미지 이력을 가지는 그레이 스케일 전환에 대한 구동 신호가 미리 결정된다. 그러나, 픽셀이 한 그레이 레벨에서 다른 그레이 레벨로 구동된 후 잔여 DC 전압의 생성(build up)이 불가피한데, 이것은 구동 전압 레벨의 선택이 일반적으로 그레이 값에 대한 요건에 기초하기 때문이다. 특히, 복수의 그레이 스케일 전환 이후의 결합 이후, 잔여 DC 전압은, 심각한 이미지 보유를 야기할 수 있으며 디스플레이의 수명을 단축시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 중간 그레이 스케일에서 이에 가장 가까운 극단 위치로의 이미지 전환을 위해 전술한 광학 경로가 파괴되도록 하며, 이에 따라 이미지 갱신 가시도, 이미지 갱신 시간 및 전력 소비의 감소를 달성하는 것이다.
본 발명에 따라, 다음을 포함하는 디스플레이 장치가 제공된다.
● 유체 내의 대전된 입자를 포함하는 전기영동 매체;
● 복수의 화상 요소;
● 전위차를 수신하기 위한 각 화상 요소와 연관된 제 1 및 제 2 전극으로서, 상기 대전된 입자들은 적어도 4개의 위치 중 하나의 위치를 점유할 수 있으며, 상기 위치들 중 두 곳은 상기 전극에 실질적으로 인접한 극단 위치이며, 잔여 위치는 상기 전극 사이의 중간 위치인, 제 1 및 제 2 전극; 및
● 이미지를 디스플레이하기 위한 상기 위치들 중 한곳을 상기 대전된 입자들이 점유하도록 하기 위해 상기 화상 요소 각각에 화상 전위차의 시퀀스를 공급하기 위해 배열된 구동 수단; 화상 전위차의 상기 시퀀스는 a) 원하는 광학 전환이 제 1 중간 위치에서 제 2 중간 위치로 또는 중간 위치와 이로부터 가장 먼 극단 위치 사이로 이루어지는 경우, 단일 광학 경로에서 상기 극단 위치 사이에서 상기 대전된 입자들이 주기적으로 이동하도록 하고 상기 광학 경로를 따라 원하는 광학 전환을 수행하기 위해, 그리고 b) 원하는 광학 전환이 중간 위치에서 이에 가장 가까운 극단 위치로 행해진 경우, 상기 대전된 입자들이 가장 짧은 경로를 통해 실질적으로 바로 극단 위치를 향해 이동하고 상기 광학 전환을 수행하도록 하기 위한, 구동 파형을 형성하는, 구동 수단.
또한, 본 발명에 따라서, 다음을 포함하는 디스플레이 장치를 구동하는 방법으로서, 상기 디스플레이 장치는,
● 유체 내의 대전된 입자를 포함하는 전기영동 매체;
● 복수의 화상 요소;
● 전위차를 수신하기 위해 각 화상 요소와 연관된 제 1 및 제 2 전극으로서, 상기 대전된 입자들은 적어도 4개의 위치들 중 하나인 위치를 점유할 수 있으며, 상기 위치들 중 두 곳은 상기 전극에 실질적으로 인접한 극단 위치이며 잔여 위치들은 상기 전극 사이의 중간 위치인, 제 1 및 제 2 전극; 및
● 이미지를 디스플레이하기 위한 상기 위치들 중 한 곳을 상기 대전된 입자들이 점유하도록 하기 위해 상기 화상 요소 각각에 화상 전위차의 시퀀스를 공급하기 위해 배열된 구동 수단; 상기 화상 전위차의 시퀀스는 구동 파형을 형성하는 구동수단을 포함하며; 상기 방법은 a) 원하는 광학 전환이 제 1 중간 위치에서 제 2 중간 위치로 또는 중간 위치와 이곳에서 가장 먼 극단 위치 사이에서 이루어지는 경우, 단일 광학 경로에서 상기 극단 위치 사이에서 상기 대전된 입자들이 주기적으로 이동하게 하고 상기 광학 경로를 따라 원하는 광학 전환을 수행하도록 하는 단계, 및 b) 원하는 광학 전환이 중간 위치에서 이 곳에서 가장 가까운 극단 위치로 이루어진 경우, 가장 짧은 경로를 통해 실질적으로 바로 극단 위치를 향해 상기 대전 입자를 이동시키고 상기 광학 전환을 수행하도록 하는 단계를 포함한다.
게다가, 본 발명에 따라, 앞서 한정된 것처럼 디스플레이 장치를 구동하기 위한 구동 수단이 제공되며, 이 구동 수단은 이미지를 디스플레이하기 위해 상기 위치들 중 한 곳을 상기 대전된 입자가 점유하도록 하기 위해 상기 화상 요소 각각에 화상 전위차의 시퀀스를 공급하기 위해 배열되며; 화상 전위차의 상기 시퀀스는 a) 원하는 광학 전환이 제 1 중간 위치에서 제 2 중간 위치로 또는 중간 위치와 이로부터 가장 먼 극단 위치 사이에서 이루어지는 경우, 단일 광학 경로에서 상기 극단 위치 사이에서 상기 대전 입자들이 주기적으로 움직이게 하고 상기 광학 경로를 따라 원하는 광학 전환을 수행하도록 하며, b) 원하는 광학 전환이 중간 위치에서 이에 가장 가까운 극단 위치로 이루어지는 경우, 가장 짧은 경로를 통해 실질적으로 바로 극단 위치를 향해 상기 대전 입자를 이동시키고 상기 광학 전환을 수행하도록 하기 위해, 구동 파형을 형성한다.
바람직하게, 제 1 중간 위치와 이에 가장 가까운 극단 위치로부터의 광학 전환은 단일 전압 펄스에 의해 실질적으로 직접 수행되며, 이것은 바람직하게 실질적으로 같은 진폭과 지속 기간을 가지며, 극단 위치에서 중간 위치로의 광학 전환을 수행하는데 필요한 화상 전위차에 대해 반대 극성을 가진다.
구동 파형은 펄스폭 변조된 전압 펄스, 전압 변조된 전압 펄스 또는 이 둘의 결합을 포함할 수 있다. 구동 파형은 실질적으로 DC-밸런싱된 것이 바람직하다. 구동 파형은 하나 이상의 쉐이킹 펄스가 선행되는 것이 바람직하며, 단일 쉐이킹 펄스가 사용된 경우, 이것은 후속 구동 파형의 첫 번째 펄스의 그것과 반대 극성인 것이 바람직하다. 쉐이킹 펄스의 에너지 값(시간에 따라 전압 펄스의 적분으로 한정됨)은 극단 위치들 중 한 곳에서 대전된 입자를 방출하기에는 충분하지만, 입자들을 한 극단의 위치에서 다른 극단의 위치로 이동시키기에는 불충분한 것이 바람직하다.
본 발명의 이들 그리고 다른 양상들은, 이하 설명된 실시예로부터 명백해지고, 명료해질 것이다.
본 발명의 실시예들은 이제 첨부 도면을 참조로하여 단지 예로써 설명될 것이다.
도 1은 4 가지 광학 상태: 흰색(W), 밝은 회색(G2), 어두운 회색(G1) 및 검은색(B)을 가지는 전기영동 디스플레이를 위한 주기적 레일-안정화된 구동 방법을 개략적을 도시한 도면.
도 2는 이미지 이력의 세 가지 항목이 G1으로의 전환에 대해 도시된, 광학 전환을 수행하기 위한 구동 파형을 도시한 도면.
도 3은 원하는 광학 전이가 도 1에 도시된 방법에 따라 중간 위치에서 이와 가장 가까운 극단 위치로 이루어지는, 전기영동 디스플레이를 위한 주기적 레일-안정화된 구동 방법을 개략적으로 도시한 도면.
도 4는 원하는 광학 전이가 중간 위치에서 이에 가장 가까운 극단 위치로 이루어지는, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 네 가지 광학 상태: 흰색(W), 밝은 회색(G2), 어두운 회색(G1) 및 검은색(B)을 가지는 전기영동 디스플레이를 위한 주기적 레일-안정화된 구동 방법을 개략적으로 도시한 도면.
도 5의 a는 도 4의 기술에 따른 광학 전환을 수행하기 위한 펄스 폭 변조된(PWM) 구동 파형을 도시한 도면.
도 5의 b는 도 3의 기술에 따른 광학 전환을 수행하기 위한 펄스 폭 변조된(PWM) 구동 파형을 도시한 도면.
도 6의 a는 도 4의 기술에 따른 광학 전환을 수행하기 위한 전압 변조된(VM) 구동 파형을 도시한 도면.
도 6의 b는 도 3의 기술에 따른 광학 전환을 수행하기 위한 전압 변조된(VM) 구동 파형을 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 디스플레이 패널의 개략적인 전면도.
도 8은 도 1의 II-II 선을 따른 개략적인 단면도.
도 9는 종래 기술에 따른 전압 변조된 전환 매트릭스를 사용하여 일반적인 그레이스케일 전환 시퀀스의 일부를 도시한 도면.
도 10a는 (도 4의 기술에 기초해) 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 광학 전환을 수행하기 위한 도 5의 a에 기초한 개선된 구동 파형을 도시한 도면(4개의 쉐이킹 펄스가 구동 파형 이전에 인가됨).
도 10b는 (도 4의 기술에 기초해) 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 광학 전환을 수행하기 위한 도 6의 a에 기초한 개선된 구동 파형을 도시한 도면(4개의 쉐이킹 펄스가 구동 파형 이전에 인가됨).
따라서, 위에서 설명한 것처럼, 전기영동 디스플레이 내의 그레이 레벨은 이미지 이력, 상주 시간, 온도, 습도, 전기영동 호일의 측면 불균등성 등에 강하게 영향을 받는다. 정확한 그레이 레벨은 소위 레일-안정화된 접근 방식을 사용하여 달성될 수 있다는 것이 증명되었다. 이것은 그레이 레벨이 이미지 시퀀스 자체와는 무관하게, 2개의 극단 광학 상태(예, 검은색 또는 흰색) 중 하나 또는 "레일"을 통해 항상 달성되는 것을 의미한다.
실질적으로 DC-밸런싱된 구동을 달성하기 위해, 주기적 레일-안정화된 그레이스케일 개념은 최근에 제안되었으며, 이것은 도면 중 도 1에 개략적으로 도시된다. 이 방법으로, 전술한 것처럼, "잉크"는 도 1의 화살표로 표시된 것처럼, 이미지 시퀀스와 무관하게, 2개의 극단 광학 상태, 즉 완전 검은색 또는 완전 흰색(즉, 2개의 레일) 사이의 동일한 광학 경로를 항상 따라야 한다. 설명된 예에서, 디스플레이는 4개의 다른 상태: 검은색(B), 어두운 회색(G1), 밝은 회색(G2) 및 흰색(W)을 가진다.
예시적인 이미지 전환을 수행하기 위한 대응 구동 파형은 도 2에 개략적으로 도시되며, 이것은 단순성을 위해, 펄스 폭 변조된(PWM) 구동 방식(즉, 원하는 광학 전환을 달성하기 위해 구동 펄스의 폭을 제어함)은 이 특정 예에서 사용되며, 이상적인 잉크 재료를 가지는 디스플레이(즉, 상주 시간과 이미지 이력에 민감하지 않음)가 가정된다는 것이 이해될 것이다. 그러나, 유사한 결과가 전압 변조된(VM) 구동 방식(즉, 원하는 광학 전환을 달성하기 위해 구동 펄스의 높이를 제어함)을 사용하여 달성될 수 있다는 것이 더 이해될 것이다.
구동 방법의 주기적 특성으로 인해, 음의 펄스에 포함된 전체 에너지(시간 X 전압으로 표현됨)는 항상 후속적인 양의 펄스의 그것과 같다.
예컨대, 현재 이미지가 검은색 상태이며 디스플레이될 다음 이미지가 어두운 회색(G1)이라고 가정한다. 이 경우, 전체 펄스 폭(t1)의 음의 전압 펄스가 인가된다("전체 펄스 폭"은 완전 검은색에서 완전 흰색으로 또는 이와 반대로 상태를 변경하는데 필요한 펄스폭이어서, 음극을 가지는, 펄스폭의 1/3은 전체 검은색에서 G1으로 위쪽으로 입자를 이동시키는데 요구된다는 점을 명심한다). 대기 시간(상주 시간) 이후, 이미지(G2)는 픽셀 상에 디스플레이될 필요가 있다. 전체 펄스 폭(t2)의 2/3을 가지는 음의 펄스폭이(완전 흰색 상태에 도달하기 위해) 사용되며, 바로 다음에 G2에 도달하기 위해 전체 펄스폭(t3)의 1/3을 가진 양의 펄스가 후속된다. 다음으로, G1 상태는 다른 상주 시간 이후에 디스플레이되어야 한다. 전체 펄스 폭(t4)의 2/3을 가지는 양의 펄스는 완전 검은색 상태에 도달하기 위해 사용되며, 바로 다음에 여기서부터 G1에 도달하기 위해 전체 펄스폭(t5)의 1/3을 가진 음의 펄스가 후속된다.
따라서, 잉크는 항상 화살표를 따라서, t1+t2=t3+t4=t5+t6=t7=t8=t9.......으로 된다. 이러한 방법으로, DC-밸런싱된 구동 방법이 실현되는데, 즉, 잔여 DC 전압이 이미지 업데이트 이후에 0이 된다.
그러나, 이미지 업데이트 시간은 그레이 레벨에서 가장 가까운 레일 상태로의 전환에 대해 과다하게 긴데, 그 이유는 디스플레이가 먼저 반대 레일로 구동된 다음 다시 정확한 그레이 레벨로 구동되기 때문이다. 이것은 G1에서 B로의 전환에 대해 도 3에서 설명된다. 더욱이, 이들 전환의 가시도는 수용불가능하게 큰데, 그 이유는 디스플레이는 우선 반대 극단 레벨로 구동된 다음 다시 원하는 상태로 구동되기 때문이다. 이것은 또한 전력 소비를 증가시킨다.
따라서, 본 발명에 따라, 적어도 2개의 분리된 그레이 레벨(중간 위치)을 가지는 전기영동 디스플레이를 위한 개선된 구동 방법이 제안된다. 잉크(또는 대전된 입자)는 이미지 전환의 모든 유형에 대한 이미지 시퀀스와 무관하게, 그레이 상태에서 이에 가장 가까운 레일(또는 극단 광학) 상태로의 전환을 제외한, 항상 2개의 전극(또는 레일) 사이, 즉, 2가지 극단 광학 상태 사이, 즉: 완전 검은색과 완전 흰색 사이의 동일한 광학 경로를 항상 따른다. 이들 전환의 경우, 단일 전압 펄스는 구동 펄스로 사용되고, 이 단일 펄스는 극성이 반대라고 해도, 가장 가까운 레일로부터의 그레이 레벨을 달성하는데 사용되었던 구동 펄스와 본질적으로 같은 지 속 기간과 진폭을 가진다. 이들 특별한 전환에 대해, 전술한 광학 경로는 중단되도록 허용되며, DC-밸런싱된 구동 방법은 이미지 갱신 가시도, 이미지 갱신 시간 및 전력 소비의 대폭 감소와 함께 달성된다.
본 발명의 예시적인 실시예는 도 4에서 개략적으로 도시되며, 이 도면에서 전기영동 디스플레이 내의 4가지 예시적인 상태가 도 1에서처럼 도시된다. G1에서 검은색으로의 요구된 전환의 예에서, 화살표(10)로 표시된 짧은 경로는 동일한 진폭과 지속 기간의 단일 전압 펄스를 전송함으로써 후속되지만, 이 펄스는 G1이 이전에 도달되도록 했던 전압 펄스와는 반대 극성을 가진다. 비교에 의해, 도 3은 도 1을 참조하여 설명된 기술에 따라 G1에서 검은색으로의 전환을 도시한다.
본 발명의 일 실시예에서, 펄스 폭 변조된(PWM) 구동 파형은 사용될 수 있다(즉, 일정한 전압 진폭과 가변 펄스 지속 기간). 도 4와 도 3에서 개략적으로 도시된 전환에 대한 대응 구동 파형 패턴은 도 5의 a와 도 5의 b에 각각 도시된다.
도면의 도 5의 a를 참조하면, 양(positive)의 단일 전압 펄스(20)는 구동 펄스로 사용되며, 본질적으로 그레이 레벨(G1)을 달성하기 위해 사용되었던 구동 펄스(30)와 같은 지속 기간과 진폭을 가지지만, 반대 극성을 지닌다는 것을 알 수 있다. 잔여 DC 값은 B에서 G1 그리고 G1에서 B로의 전환이 완료된 후에 0이다.
비교를 위해, 도 1을 참조로 설명된 기술을 사용하여 G1에서 B로의 전환의 결과 파형이 도 5의 b에 개략적으로 도시된다. 이 경우, G1에서 B로의 전환을 수행하기 위해, 도 3의 화살표(40)로 표시된 긴 경로가 후속되고 대응 구동 파형이 도 5의 b에 도시된다. 잉크로 완전 검은색에서 완전 흰색으로 구동하는데 필요한 전체 펄스 폭의 2/3을 가지는 음의 전압 펄스가 우선 공급된 다음 전체 펄스 폭을 가지는 양(positive)의 펄스가 사용된다. 디스플레이는 우선 부정확한 극단 레벨로 간 다음(이 경우 흰색 상태) 요구된 극단 레벨(이 경우 검은색 상태)로 간다. 이 방법으로 광학 전환을 수행하는 것은, 상대적으로 큰 이미지 갱신 가시도를 가질 뿐만 아니라, 도 4에 도시된 방법의 경우보다 훨씬 더 긴 시간을 소요된다는 것을 알 수 있다. 상대적으로 긴 양(positive)의 펄스가 후속되는 음의 펄스의 사용은 주로 DC 밸런싱에 사용되며, 이는 본 발명의 기술에서 요구되지 않는다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따라, 전압 변조된(VM; Voltage Modulated) 파형은 원하는 광학 전환(즉, 가변 전압 진폭 및 일정한 펄스 지속 기간)을 수행하는데 사용될 수 있다. 도 4에 도시된 것처럼 G1에서 B로의 전환을 수행하기 위한 대응 구동 패턴은 도 6의 a에 도시된다. 양(positive)의 단일 전압 펄스(20)는 구동 펄스로서 사용되며, 본질적으로 그레이 레벨(G1)을 달성하는데 사용되었던 구동 펄스(30)와 같은 지속 기간과 진폭을 가지지만, 반대 극성을 가진다. 잔여 DC 값은 B에서 G1으로 및 G1에서 B로의 전환이 완료된 후 0이다.
비교를 위해, 도 1을 참조하여 설명된 기술을 사용하여 G1에서 B로의 전환의 결과 파형은 도 6의 b에 개략적으로 도시된다. 이 경우, G1에서 B로의 전환을 수행하기 위해, 도 3에서 화살표(40)에 의해 표시된 긴 경로가 후속되며, 대응 구동 파형은 도 6의 b에 도시된다. 완전 검은색에서 완전 흰색으로 잉크를 구동하기 위해 필요한 전체 펄스 폭의 2/3을 가지는 음의 전압 펄스는, 우선 공급된 다음 전체 펄스 폭을 가지는 양의 펄스가 사용된다. 디스플레이는 우선 부정확한 극단 레벨로 (이 경우 흰색 상태) 그 다음에는 요구된 극단 레벨(이 경우 검은색 상태)로 간다. 이 방법으로 광학 전환을 수행하는 것은, 상대적으로 큰 이미지 갱신 가시도를 가질 뿐만 아니라, 도 4에 도시된 방법의 경우보다 훨씬 더 긴 시간을 소요한다는 것을 알 수 있다. 상대적으로 긴 양의 펄스가 후속되는 음의 펄스의 사용은 주로 DC 밸런싱에 사용되며, 이는 본 발명의 기술에서 요구되지 않는다.
이미지 품질을 더 개선시키고, 이미지 이력과 상주 시간 의존성을 감소시키기 위해, 쉐이킹 펄스는 본 발명에 따라 구동 파형의 시작 이전에 인가된다. 도 10a와 도 10b에서, 4개의 쉐이킹 펄스는 PWM 구동 파형과 VM 구동 파형 각각 이전에 인가된다. 쉐이킹 펄스는 단일 극성의 전압 펄스로서, 2개의 극단 위치들 중 한 곳에 입자를 방출하기에는 충분하지만 극단 위치들 중 한곳에서 2개의 전극 사이의 다른 극단 위치로 입자를 이동시키기에는 부족한 에너지 값을 나타낸다. 단일 쉐이킹 펄스가 사용될 때, 그 극성은 바람직하게 후속 구동 파형의 첫 번째 펄스에 대해 반대이다.
전술한 실시예에서, 구동 파형의 정확한 DC 밸런싱은 사용된 잉크가 이상적인 잉크, 즉 그 스위칭 작동이 상주 시간 및/또는 이미지 이력에 민감하지 않다고 가정되는 경우, 이론적으로 달성될 수 있다. 예컨대 광학 요건으로 인해, 잉크가 상주 시간 및/또는 이미지 이력에 의존하는 경우, G1에서 B로 또는 G2에서 W로의 전환을 위한 단일 구동 전압 펄스의 지속 기간 및/또는 진폭은 B에서 그레이 레벨 G1을 또는 W에서 G2를 달성하는데 사용된 구동 펄스의 그것으로부터 이탈할 수 있다. 잔여 DC 전압은 디스플레이에서 생성될 수 있으며, 이것은 구동 파형 이전 또 는 이후에, 추가적인 DC-밸런싱 펄스를 도입함으로써 제거될 수 있다.
본 발명은 능동 매트릭스 전기영동 디스플레이 뿐만 아니라 수동 매트릭스에서 구현될 수 있다. 또한, 본 발명은 단일 및 복수 윈도우 디스플레이에 응용가능하며, 이 디스플레이에서는, 예컨대 타이프라이터 모드가 있다. 본 발명은 또한 컬러 쌍안정 디스플레이에 응용가능하다. 또한, 전극 구조는 제한되지 않는다. 예컨대, 최상부/최하부 전극 구조, 벌집 모양 구조 또는 평면 스위칭 및 수직 스위칭이 결합된 기타 구조가 사용될 수 있다.
본 발명의 실시예는 오직 예로써만 설명되었으며, 당업자에게는 첨부된 청구항에 한정된 것처럼 본 발명의 범위에서 이탈하지 않고 전술한 실시예에 변형과 변경이 이루어질 수 있음이 명백할 것이다. 더욱이, 청구항에서, 괄호 안에 표시된 임의의 참조 부호는 청구항을 제한하는 것으로 해석되지 않는다. "포함하다"는 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 열거하는 디바이스 청구항에서, 이들 수단 중 여럿은 동일한 하드웨어 항목으로 구현될 수 있다. 조치들이 상호 다른 독립 청구항에 상술되었다는 사실만으로 이들 조치의 결합이 유리하게 이용될 수 없다는 것을 의미하는 것은 아니다.
본 발명은 전기영동 디스플레이에 관한 것으로서, 디스플레이 장치 및 이를 구동하기 위한 구동 수단 등에 이용가능하다.

Claims (12)

  1. 디스플레이 장치(1)로서,
    ● 유체 내의 대전된 입자(6)를 포함하는 전기영동 매체(5);
    ● 복수의 화상 요소(2);
    ● 전위차를 수신하기 위한 각 화상 요소(2)와 연관된 제 1 및 제 2 전극(3,4)으로서, 상기 대전된 입자들은 적어도 4개의 위치들 중 한 곳인 위치를 점유할 수 있으며, 상기 위치들 중 두 곳은 상기 전극과 실질적으로 인접한 극단 위치이며 남은 위치들은 상기 전극(3,4) 사이의 중간 위치인, 제 1 및 제 2 전극(3,4); 및
    ● 상기 대전된 입자(6)들이 이미지를 디스플레이하기 위해 상기 화상 위치 중 한 곳을 점유하도록 하기 위해 상기 화상 요소(2) 각각에 화상 전위차의 시퀀스를 공급하기 위해 배열된 구동 수단으로서; 화상 전위차의 상기 시퀀스는, a) 원하는 광학 전환이 제 1 중간 위치에서 제 2 중간 위치로 또는 중간 위치와 이에서 가장 먼 극단 위치 사이에서 이루어지는 경우, 단일 광학 경로 내의 상기 극단 위치 사이에서 주기적으로 상기 대전된 입자(6)들이 이동하도록 하고, 상기 광학 경로를 따라 원하는 광학 전환을 수행하도록 하기 위해, 그리고 b) 원하는 광학 전환이 중간 위치에서 이에 가장 가까운 극단 위치로 이루어지는 경우, 상기 대전된 입자들이 가장 짧은 경로를 통해 실질적으로 바로 극단 위치를 향해 이동하도록 하고 상기 광학 전환을 수행하도록 하기 위한 구동 파형을 형성하는, 구동 수단
    을 포함하는, 디스플레이 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 제 1 중간 위치에서 이에 가장 가까운 극단 위치로의 광학 전환은 실질적으로 직접 단일 전압 펄스(20)에 의해 수행되는, 디스플레이 장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 단일 전압 펄스(20)는 실질적으로 같은 진폭과 지속 기간을 가지며, 상기 극단 위치에서 상기 중간 위치로의 광학 전환을 수행하기 위해 요구된 화상 전위차와 반대의 극성을 가지는, 디스플레이 장치.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구동 파형은 펄스 폭 변조된 전압 펄스를 포함하는, 디스플레이 장치.
  5. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구동 파형은 전압 변조된 전압 펄스를 포함하는, 디스플레이 장치.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 구동 파형은 단일 쉐이킹 펄스에 의해 선행되는, 디스플레이 장치.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 구동 파형은 둘 이상의 쉐이킹 펄스가 선행되는, 디스플레이 장치.
  8. 제 6항에 있어서, 단일 쉐이킹 펄스의 극성은 후속 구동 파형의 첫 번째 펄스의 그것과 반대인, 디스플레이 장치.
  9. 제 6항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 쉐이킹 펄스의 (시간에 따른 전압 펄스의 적분으로 한정된) 에너지 값은 극단 위치들 중 한 곳에서 입자(6)를 방출하기에는 충분하지만, 극단 위치들 중 한 곳에서 다른 곳으로 입자(6)를 이동시키기에는 불충분한, 디스플레이 장치.
  10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구동 파형은 실질적으로 DC-밸런싱된, 디스플레이 장치.
  11. 디스플레이 장치(1)를 구동하는 방법에 있어서, 상기 디스플레이 장치는:
    ● 유체 내의 대전된 입자(6)를 포함하는 전기영동 매체(5);
    ● 복수의 화상 요소(2);
    ● 전위차를 수신하기 위한 각 화상 요소(2)와 연관된 제 1 및 제 2 전극(3,4)으로서, 상기 대전된 입자(6)는 적어도 4개의 위치들 중 한 곳인 위치를 점유할 수 있으며, 상기 위치들 중 두 곳은 상기 전극(3,4)에 실질적으로 인접한 극단 위치이며 남은 위치들은 상기 전극(3,4) 사이의 중간 위치인, 제 1 및 제 2 전극(3,4); 및
    ● 상기 대전된 입자(6)가 이미지를 디스플레이하기 위해 상기 위치들 중 한 곳을 점유하도록 하기 위해 상기 화상 요소(2) 각각에 화상 전위차의 시퀀스를 공급하기 위해 배열된 구동 수단으로서, 화상 전위차의 상기 시퀀스는 구동 파형을 형성하는 구동 수단을 포함하며;
    상기 방법은, 원하는 광학 전환이 제 1 중간 위치에서 제 2 중간 위치 또는 중간 위치와 이에서 가장 먼 극단 위치 사이에서 이루어지는 경우, 단일 광학 경로에서 상기 극단 위치 사이를 주기적으로 상기 대전된 입자(6)들이 이동하도록 하고 상기 광학 경로를 따라 원하는 광학 전환을 수행하도록 하는 단계, 및, 상기 원하는 광학 전환이 중간 위치에서 이에 가장 가까운 극단 위치로 이루어지는 경우, 가장 짧은 경로를 통해 실질적으로 바로 극단 위치로 대전 입자(6)들을 이동하도록 하며, 상기 광학 전환을 수행하도록 하는 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 대전된 입자(6)가 이미지를 디스플레이하기 위해 상기 위치들 중 한 곳을 점유하도록 하기 위해 상기 화상 요소(2) 각각에 화상 전위차의 시퀀스를 공급하기 위해 배열되며; 화상 전위차의 상기 시퀀스는 a) 상기 원하는 광학 전환이 제 1 중간 위치에서 제 2 중간 위치로 또는 중간 위치와 이로부터 가장 먼 극단 위치 사이에서 이루어지는 경우, 상기 대전된 입자(6)들이 단일 광학 경로에서 상기 극단 위치들 사이에 주기적으로 이동하도록 하 고 상기 광학 경로를 따라 원하는 광학 전환을 수행하도록 하며, b) 원하는 광학 전환이 중간 위치에서 이에 가장 가까운 극단 위치로 이루어지는 경우, 상기 대전된 입자들(6)이 가장 짧은 경로를 통해 실질적으로 직접 극단 위치로 이동하도록 하고 상기 광학 전환을 수행하도록 하기 위한 구동 파형을 형성하는, 디스플레이 장치를 구동하기 위한 구동 수단.
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