KR20070007298A - 전기영동 디스플레이의 그레이스케일과 단색 어드레싱사이의 변이 - Google Patents

전기영동 디스플레이의 그레이스케일과 단색 어드레싱사이의 변이 Download PDF

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마크 티 존슨
구오푸 조우
요하네스 피 반 데 카메르
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코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

본 발명은 그레이스케일 갱신모드(502)와 단색갱신모드(501)사에서 전환 가능한 전기영동 디스플레이에 관한 것이다. 그레이스케일 갱신모드(501)가 중간 그레이스케일 화소상태를 제공하는 반면에, 단색갱신모드(501)는 단지 극 화소상태(예를 들면 흑색과 백색)만을 제공한다. 본 발명에 따르면, 적절히 선택된 변이신호(504)는 그레이스케일 갱신모드(502)에서 단색갱신모드(501)로 전환시 인가된다. 변이신호(504)는 여느 때 같으면 그레이스케일 갱신모드(502)와 단색갱신모드(501)에 있어서 차이로 인해 각 화소에서 발생하는 잔류 DC전압의 수준을 감소하는 구동펄스에 관계된다.
전기영동, electophoretic, 디스플레이, 그레이스케일, 단색, 어드레싱

Description

전기영동 디스플레이의 그레이스케일과 단색 어드레싱 사이의 변이{TRANSITION BETWEEN GRAYSCALE AND MONOCHROME ADDRESSING OF AN ELECTROPHORETIC DISPLAY}
본 발명은 전기영동 디스플레이에 대한 것으로써, 특히 그레이스케일 구동스킴(Grayscale drive scheme)과 단색구동스킴(Monochrome drive scheme)사이에서 변이를 제공하는 디스플레이에 관한 것이다.
전기영동 디스플레이는 예를 들면 미국특허(US) 제3,612,758호로부터 오래 전부터 알려져 있다. 전기영동 디스플레이의 기본원리는 디스플레이에서 캡슐로 쌓인 전기영동 미디어의 외관이 전기장 수단에 의하여 제어 가능한 것이다. 이로 인해, 전기영동 미디어는 일반적으로 첫 번째 광학외관(Optical appearance)과 두 번째 광학외관{즉 백(白)색}을 가지면서, 액체 또는 공기와 같은 유동체상태에 포함된 첫 번째 광학외관{즉 흑(黑)색}을 가지는 전기적으로 대전된 입자를 포함한다.
대안으로써, 미디어는 투명할 수도 있으며, 다른 컬러와 반대전하를 가지면서 입자의 두 개의 다른 타입을 포함한다.
디스플레이는 일반적으로 다수의 화소를 포함하며, 각 화소는 전극배열에 의하여 공급되는 전기장 수단에 의하여 다르게 제어된다. 그러므로, 입자는 가시위치 들(Visible positions), 비가시위치들(Invisible positions), 또한 가능하게는 중간의 반가시위치 사이에서 전기장 수단에 의하여 이동 가능하다. 이에 의하여, 디스플레이의 외관은 제어가능하다. 예를 들면, 입자의 비가시위치는 액체의 깊숙한 곳에 있거나 블랙마스크(Black mask)의 뒤쪽에 놓일 수 있다.
전기영동 디스플레이의 가장 최근 디자인은 예를 들면, 이잉크(E Ink)사의 국제특허공보(WO) 제99/53373호에 기술되어 있다. 전기영동 미디어는 예들 들면, 미국특허(US) 제5,961,804호, 미국특허(US) 제6,120,839호, 미국특허(US) 제6,130,774호로부터 알려져 있으며, 예를 들면 이잉크사로부터 입수 가능하다.
전기영동 디스플레이에서 그레이스케일이나 중간 광학외관은 일반적으로 전압펄스를 특정 시간주기동안 전기영동 미디어에 인가함으로써 제공되며, 이 경우 입자는 중간, 반가시위치로 이동하게 된다. 그러나, 전기영동 디스플레이에서 그레이스케일의 구현은 많은 문제점을 가진다. 일차적인 문제는 전기영동 미디어에서 입자의 실제상 위치를 정확히 제어하고 기억하는 것이 매우 어렵다. 따라서, 미소한 공간적 편향은 가시 그레이스케일 장애(Visible grayscale disturbances)로 이어질 수 있다.
일반적으로, 단지 극상태(Extreme states)만이 잘 한정된다(즉 모든 입자가 한 특정전극으로 끌리게 되는 상태). 전위(Potential)가 인가된 경우, 입자를 극상태중 하나를 향하게 하면서, 모든 입자는 전위가 충분히 장시간 인가된다면 특성상태에서 본질상 모이게 될 것이다. 그러나, 중간상태(그레이 레벨)에 있어서는 입자들 중에서 늘 공간적 확산이 있게 되며, 그것들의 실제 위치는 단지 어느 정도까지 만 제어가 가능한 수많은 상황에 의존적이 될 것이다. 중간 그레이 레벨의 연속적인 어드레싱은 특히 문제가 있다. 사실, 실제 그레이스케일은 이미지이력(즉 이전 이미지 천이), 대기시간(즉 연속적인 어드레싱 신호사이의 시간), 주변온도와 습도, 전기영동 미디어의 측면 비균질성 등에 의하여 크게 영향을 받는다.
더욱이, 전기영동 미디어의 정확한 어드레싱은 입자에 나타나는 관성에 의하여 방해를 받게 된다. 밝혀진 바와 같이, 입자는 전기장에 바로 응답하지 않는 대신 어드레싱이 되었을 때, 어느 정도의 활성화시간을 필요로 하며, 이는 결국 증가된 이미지 정체로 이어지게 된다. 이 때문에, 출원인 관리번호와 일치하며 유럽특허출원 제02077017.8호와 제03100133.2호로 출원된 미공개 특허출원(출원인 관리번호 PHNL020441과 PHNL030091)이 프리셋 펄스{또한 진동펄스(Shaking pulse)로 칭함}을 사용함으로써 이미지 정체를 최소화함을 제안하고 있다.
바람직하게는, 진동펄스는 일련의 AC-펄스를 포함한다. 그러나, 진동펄스는 대안으로 단지 한 개의 프리셋 펄스만을 포함할 수도 있다.
각 진동펄스(즉 각 프리셋 펄스)는 극위치 중의 하나에 존재하는 입자를 방출하기에 충분하지만, 실질적으로 입자를 이동시키기에 부족한 에너지를 가진다. 그것에 의하여, 진동펄스는 2차의 구동 또는 리셋 펄스가 즉각적인 효과를 가질 수 있도록 입자의 이동성을 증가시킨다.
동시 출원중인 유럽특허출원 제02079203.2호(즉 PHNL021000)에 따르면, 그레이 레벨의 정확성은 레일식 안정화 접근방식을 사용하여 더 향상될 수 있으며, 이는 그레이 레벨이 잘 한정된 리셋상태, 즉 일반적으로 극상태의 하나(이를테면 레 일의 한 쪽)를 통하여 항시 어드레싱된다. 이러한 접근방식은 덜 한정된 중간상태와 반대로, 극상태는 안정하고 잘 한정된다. 그러므로, 극상태는 각 그레이스케일의 변이를 위한 기준상태(Reference state)로 사용된다.
따라서, 이론상으로 각 그레이 레벨에서의 불확실성은 초기위치(Initial position)가 잘 알려져 있으므로, 특정 그레이의 실제 어드레싱에 오로지 의존하게 된다.
그러나, 이러한 접근방식을 사용할 때, 변이는 깜박거림으로 가시화된다. 왜냐하면 하나의 그레이 레벨에서 다른 그레이 레벨로의 변이는 화소가 극상태 중의 하나에 있게 되는 중간변이를 포함하기 때문이다. 이러한 깜박거림 효과는 리셋상태가 특정 극상태가 선택되는 경우 감소될 수 있다. 물론 위 특정 극상태는 전 및/와 후상태에 가장 근접한 상태가 된다.
예를 들면, 흑과 백의 표시장치에서, 그레이스케일 변이를 위한 기준 초기 레일상태(Reference initial rail state)가 소정의 그레이 레벨에 따라 선택된다. 백(100% 밝음)과 중간 회색(50% 밝음)간의 그레이 레벨은 백 기준 상태로부터 시작함으로서 달성되며, 풀다크(0% 밝음)와 중간회색(50%밝음)사이의 그레이 레벨은 흑 기준 상태로부터 시작함으로써 이루어진다. 이러한 방법의 장점은 정확한 그레이스케일이 깜박임의 최소화와 감소된 이미지 갱신 시간으로 어드레싱될 수 있다는 점이다.
그러므로, 위 원리에 따르면, 각 그레이스케일 변이는 각 극상태에서 화소를 리셋하는 리셋펄스와, 소정의 그레이스케일 상태에서 화소를 설정하는 어드레싱펄 스를 포함한다. 이론상으로는, 리셋펄스의 지속시간은 현상태로부터 선택된 극상태로 입자를 이동시키기 위해 필요로 하는 시간보다 더 길 필요는 없다. 그러나, 제한된 리셋펄스의 사용은 사실 화소를 완전히 리셋시키지 못한다. 사실, 화소의 외관은 여전히 어느 정도까지는 화소의 어드레싱 이력에 의존적이다.
그러므로, 동시 출원중인 유럽출원(EP) 제03100133.2호(즉 PHNL030091)는 리셋펄스의 지속시간을 연장하면서, 과(過)-리셋(Over-reset) 전압펄스의 사용에 의하여 훨씬 개선된 점을 제안한다. 이를 이용하여, 리셋펄스는 두 개의 부분으로 이루어진다: 즉, "표준리셋"부분과 "과-리셋"부분. "표준리셋"은 현광학 상태와 극상태간의 거리에 비례하는 시간주기를 필요로 한다. "과-리셋"은 화소 이미지이력을 지우고 이미지질(즉 화질)을 향상시키기 위해 필요하다.
리셋펄스를 사용함으로써, 화소는 구동펄스가 표시되는 이미지에 따라 화소의 광학상태를 변화시키기 전에 먼저 잘 한정된 극상태(Well-defined extreme state)로 된다. 이는 그레이 레벨의 정확도를 향상시킨다. "과(過)-리셋"펄스와 "표준리셋"펄스는 둘 다 화소를 극상태로 바꾸기 위해 요구되는 것보다 큰 에너지를 가진다. 명확히 언급되지 않으면, 본 발명의 단순화를 위해, 후술하는 리셋펄스라는 용어는 "과-리셋"펄스를 포함하는 리셋펄스를 의미할 될 뿐만 아니라 "과-리셋"펄스없는 리셋펄스를 의미한다.
그러나, "과-리셋"접근방식이 사용되는 경우 총 리셋주기는 화소에서 순 잔류 DC전압의 형성(Built-up)을 초래하며, 실제 그레이 스케일 구동 펄스(즉 선택된 극상태로부터 소정의 그레이 레벨로 입자를 이동시키는 펄스임)보다 항시 더 길게 된다. 잔류DC는 실제 형성되고 디스플레이 미디어에서 어느 정도 저장된다. 그러므로, 잔류DC는 적절히 제거되거나 적어도 후속 이미지 갱신에서 그레이스케일의 드리프트(Drift)를 피하기 위해 감소되어야 한다. 두 극상태 사이에서 리셋상태가 지속적으로 이동되는 경우, 적분 잔류 DC전압이 그것에 의하여 영에 가깝게 유지되므로 드리프트 문제는 실질적으로 제거된다. 그러나, 실제 이미지 시퀀스는 종종 랜덤하지 않으며, 짙은 회색 대(對) 짙은 회색 또는 엷은 회색 대 엷은 회색의 전이가 반복적으로 발생할 수 있다. 따라서 잔류DC는 연속 이미지 변이에서 특정 극상태를 향한 큰 그레이스케일 드리프트를 초래하면서, 동일 극상태를 통하여 수많은 증가된 연속 이미지 변이로 적분된다. 이들 반복성을 가질 확률은 특히 디스플레이가 수많은 그레이 레벨을 가지는 경우 높다.
이미지 갱신 주기동안 화소에 제공되어야 할 완전 전압파형은 구동 전압파형 또는 간단히 구동신호로 명칭된다. 구동 전압파형은 보통 화소의 다른 광학 변이에 대하여 다르다. 디스플레이의 완전한 어드레싱을 위하여 필요한 구동파형, 즉 구동신호의 범위는 일반적으로 입력단으로써 현상태와 다음상태를 가지며, 근거가 된 적절한 파형을 지정하는 룩업테이블(Look-up-table)에 저장된다.
화소 이미지 사이에서의 매끄러운 변이를 제공하기 위해, 짧은 갱신 시간이 중요하다. 그러나, 물론 상술된 진동과 프리셋 펄스를 포함하는 구동파형은 갱신기간을 연장한다. 그러므로, 교환(Tradeoff)이 이미지 갱신시간과 정확한 이미지 갱신간에 이루어 져야 한다.
따라서, 다른 그레이 레벨간에 스위칭이 되는 경우 진동과 리셋펄스의 정교한 결합이 필요하다. 그러나, 본 발명의 목적을 위하여 극상태(예를 들면 흑색과 백색상태)사이의 스위칭만은 이들 상태들이 중간 그레이 레벨과 달리 잘 정의되어 있으므로, 훨씬 용이하다는 것이 이해될 것이다.
그러므로, 그레이스케일을 제공할 필요가 없는 디스플레이(즉 단색 디스플레이)에 있어서, 구동파형은 더 간단히 만들어지며, 그 결과 발생하는 갱신시간은 그레이스케일을 제공하는 디스플레이와 비교하여 더 짧다.
두 개의 다른 작동모드가 제공될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 즉 예를 들면 때로는 전자북과 같은 단색 디스플레이로써, 다른 때에는 그레이스케일(즉 화상)을 표시하기 위하여 사용되는 디스플레이에 있어 단색갱신모드(MU:Monochrome Updating mode)와 그레이스케일 갱신모드(Grayscale Updating mode)가 된다. 비교로써, 단색모드에서의 갱신은 약 300㎳의 갱신시간을 요할 수 있으며, 이에 반해 4개의 레벨을 가지는 그레이스케일 모드는 약 900㎳의 갱신시간을 요할 수 있다. 그것에 의하여, 그레이스케일 정확도와 갱신시간 사이의 교환은 그레이스케일이 실제상 필요한지 필요하지 않은 지에 의존하면서 단일 디스플레이에서 달리 조정된다.
따라서, 본 발명의 일측면은 구동장치, 구동회로부, 구동전극으로 배열되고 상기 구동전극간에 적용되는 전기장에 반응하는 전기영동 미디어를 포함하는 적어도 하나의 화소셀을 포함하는 전기영동 디스플레이를 제공한다. 구동장치는 상기 구동회로부를 통하여 구동신호를 상기 화소셀에 제공하도록 배열되며, 단색구동스킴과 그레이스케일 구동스킴간에 전환이 가능하다. 단색구동스킴은 단지 두 개의 극 광학화소상태를 위하여 제공하는 구동신호와 관계되며, 그레이스케일 구동스킴은 상기 극상태 사이에서 적어도 하나의 부가적인 중간화소상태를 위하여 제공하는 구동신호에 관계된다. 환언하면, 단색구동스킴은 일반적으로 디스플레이의 급속한 갱신을 돕는 것 외에는 오로지 두 개의 다른 극상태를 위하여 제공하는 짧고 낮은 복잡도를 갖는 구동신호에 관계된다. 다른 한편, 그레이스케일 구동 스킴은 일반적으로 갱신시간을 증가시키고, 따라서 디스플레이의 전반적인 성능을 감소시키는 것 외에는 상기 제한컬러(Limit color)상태 사이에서 부가적이고 중간 컬러상태를 위하여 제공하는 연장되고 높은 복잡도를 갖는 구동신호에 관계된다.
구동장치는 상기 그레이스케일 구동스킴(Grayscale drive scheme)에서 상기 단색구동스킴(Monochrome drive scheme)으로 전환되는 경우 다른 변이구동신호(transition drive signal)를 적용하도록 더 동작하며, 상기 변이구동신호는 화소셀에서 잔류DC전압의 상승을 억제하기 위해 조정된다.
따라서 본 발명의 이러한 측면을 설명하는 한 가지 방법은 그레이스케일 구동스킴이 많은(또는 적어도 하나의) 그레이 레벨 뿐만 아니라 정확히 극상태에 접근하기 위하여 사용되고, 단색구동스킴은 단지 극상태가 관련된 경우 사용되며, 변이신호는 그레이스케일 갱신모드로부터 단색갱신모드로 전환하는 경우 사용된다. 하나의 극상태로부터 다른 극상태로 어드레싱하는 것은 명백히 구동스킴들 중의 하나의 수단에 의하여 가능하나, 단색구동스킴에 의하여 더 신속히 제공된다.
일반적으로, 그레이스케일과 단색갱신모드의 양쪽 특징을 가지는 디스플레이는 그레이스케일모드와 단색모드의 양쪽에서 만족스럽게 작동한다. 그러나, 그레이스케일모드에서 단색모드로의 전환(Switching)에 관한 문제들이 있음을 이해해야 할 것이다. 특히, 전환은 일반적으로 부정확한 그레이스케일과 상기 언급된 화상정체효과에 이르는 잔류 DC전압의 지속적인 상승이 초래된다. 특히 잔류 DC전압의 상승은 특히 잔류 DC가 시간에 대하여 적분되므로 두 구동스킴간의 빈번한 전환시 문제가 된다. 예를 들면, 그레이스케일 갱신모드에서 백으로부터 흑으로의 전환이 800㎳시간이 걸리는 반면에, 단색갱신모드에서 흑으로부터 백으로의 전환은 300㎳시간이 든다. 따라서, 각 사이클은 디스플레이셀에서 적분되는 500㎳ 구동전압의 잉여를 보인다. 그러므로, 본 발명에 따른 구동장치는 그레이스케일 구동스킴으로부터 단색 구동스킴으로의 전환시 다른 변이구동신호를 적용하도록 함에 효과적이다. 변이구동신호는 그레이스케일 갱신스킴에서 단색 갱신스킴 화소셀으로의 전환시 발생하기도 하는 화소셀에서의 잔류DC의 상승을 억제하기 위해 선택된다.
변이구동신호는 많은 다른 방식으로 구현될 수 있다. 공통특징은 단색갱신스킴 그 자체만으로 규정되지 않고, 그레이스케일 갱신모드에서 단색갱신모드로 전환시 특정한 조차이 취해지는 것이다. 이러한 측면을 설명하는 한 가지 대안은 단색갱신모드가 항시 연속 단색구동 동안 스킴부분이 아닌 구동시퀀스에 의해 시작되는 것이다.
예를 들면, 일실시예에 따라 변이구동신호는 두 개의 극상태사이에서 반복적으로 화소를 구동함으로써 단색구동스킴이 시작되기 전에 화소셀에서 잔류DC를 제거하게 된다. 이에 의하여, 셀에 존재하는 잔류구동이력도 효과적으로 제거된다. 그러나, 이러한 실시예의 약식 구현은 가시이미지의 장애가 될 수 있다. 왜냐하면, 디스플레이는 실제 가시 깜박거림을 야기하는 두 극상태 사이에서 구동되기 때문이다.
더욱이, 그레이스케일모드에서 표시되는 마지막 이미지가 하나의 극상태에 가깝고 단색모드에 표시되는 첫 이미지가 반대의 극상태(예를 들면, 그레이스케일모드에서의 엷은 회색 또는 심지어 백색이 단색모드에서의 흑색으로 변이)인 경우, 그레이스케일 갱신모드로부터 단색갱신모드로의 전환시 화소셀에서 나타나는 잔류DC는 가장 현저함을 이해해야 할 것이다. 이는 일반적으로 그레이스케일모드가 셀에서 고잔류 전압을, 그레이스케일모드작동 중에는 수용 가능하다. 왜냐하면, 후속 구동신호는 일반적으로 반대극을 가진 대응 고잔류 전압상에 더해져서, 적분 잔류DC는 수용가능 수준에서 유지되기 때문이다. 그러므로, 일실시예에 따르면, 변이구동신호는 그레이스케일 구동스킴에서의 신호와 대응하는 구동신호에 관계된다. 사실, 이는 그레이스케일 갱신모드는 단색갱신모드가 시작된 후, 하나의 추가적인 어드레싱 사이클 동안 여전히 유지됨을 의미한다.
그레이스케일 갱신모드에서 단색갱신모드로의 전환시 총 잔류전압을 감소시키는 하나의 대안은 총잔류전압을 감소시키는데 유일한 목적이 있는 추가 전압펄스를 사용하는 것이다. 따라서, 일실시예에 따르면, 변이구동신호는, 단색구동스킴에서의 신호에 대응하나 전압펄스를 감소하는 추가 잔류DC로 변형된 짧고 낮은 복잡도를 가지는 구동신호에 관계된다.
일실시예에 따르면, 전압펄스를 감소시키는 추가적 잔류DC는 상기 짧고 낮은 복잡도를 가지는 구동신호에 앞서 사용된다.
일반적으로, 전기영동 디스플레이는 상술한 바와 같이, 매트릭스구조에서 배열되는 많은 화소셀을 포함한다. 그러므로, 셀은 바람직하게는 연속방식으로 어드레스된다. 이러한 어드레싱은 예를 들면 TFT(Thin Film Transistor)배열을 사용하여 능동 어드레싱모드에 따라 수행되거나, 또는 수동 어드레싱스킴에 따라 수행될 수 있다. 선택된 스킴과 관계없이, 각 화소에 대한 어드레싱 시간은 일반적으로 기설정된 시간간격(Time-span)에 제한된다. 어떤 스킴에 따르면, 각 화소에 대한 구동펄스의 일부는 사실상 모든 화소에 대하여 공통이다.
예를 들면, 진동펄스가 사용된 경우 이들 펄스는 동시에 모든 셀에 인가된다. 이러한 상황은 급속갱신에 더 많은 도움을 줄 수 있으나, 다른 픽셀을 위한 다른 갱신스킴을 사용함에는 어려움이 있다. 따라서, 표준화된 파형의 사용이 필수적이다.
이러한 조건하에서, 본 발명은 특히 유용하다. 왜냐하면, 단지 극상태만이 모든 픽셀에 대하여 요청되는 경우 급속 단색구동스킴이 사용되는 반면에, 그레이스케일 구동스킴은 그레이 레벨이 하나의 화소에 대하여 요청되는 경우에 사용될 수 있기 때문이다. 따라서, 이는 그레이스케일에 관련되는 이미지의 매우 정확한 갱신뿐만 아니라 단색이미지의 급속갱신으로 이어진다. 그러므로, 일실시예에 따르면 디스플레이는 이미지프레임에서 어드레스 가능한 많은 화소셀을 포함한다. 또한, 그레이스케일 구동스킴은 적어도 하나의 중간화소상태를 포함하는 이미지프레임을 위하여 사용되며, 단색구동스킴은 단지 극상태를 포함하는 이미지프레임을 위하여 사용된다.
어떤 적용을 위하여, 표시영역(Dispaly area)을 부프레임(Sub-frames)으로 분할하고, 각 부프레임은 정보의 다른 형태를 표시하도록 하는 것은 유익하다. 예를 들면, 표시영역의 사각형은 화상을 보여줄 수 있으며, 이와 달리 표시영역의 나머지는 흑색과 백색 텍스트를 보여줄 수 있다. 대안적으로, 디스플레이는 멀티윈도우 컴퓨터 프로그램을 위한 유저 인터페이스로 사용될 수 있으며, 이때 디스플레이는 자연히 다수의 부윈도우(Sub-windows)로 분할된다. 단색정보가 하나의 부윈도우에서 표시되고 그레이스케일을 요청하는 정보가 다른 부윈도우에서 표시되는 경우, 다른 구동스킴이 물론 다양한 부원도우에 적용될 수 있다.
주어진 환경을 위하여 적합한 구동신호를 도출할 때 더 많이 또는 더 적은 범위의 구동이력을 고려하여, 구동신호는 컴퓨터장치에서 유도될 수 있다. 본 발명이 이러한 디스플레이에 적용되는 경우, 컴퓨터장치는 두 가지 다른 알고리즘을 가질 수 있으며, 이는 단색구동스킴을 위한 알고리즘과 그레이스케일 구동스킴을 위한 알고리즘이 된다. 그러나, 이러한 방식은 꽤 복잡한 해법으로, 결국 값비싼 장치로 귀결된다. 그러므로 일실시예에 따르면, 구동스킴은 룩업테이블에서 정의된다. 이를 위하여, 디스플레이는 각 구동스킴에 대응하는 구동장치에 의하여 접근 가능하게 저장되는 저장장치를 더 포함한다. 사실, 본 발명의 장점은 룩업테이블을 사용하므로써 더 확증적이다. 왜냐 하면, 선택된 구동스킴이 그러한 테이블에 적합한 2진정보를 포함하기 때문이다.
일실시예에 따르면, 저장장치는 각 구동스킴에 하나씩인 두 개의 룩업테이블을 마련한다. 대안으로 두 개의 구동스킴은 하나의 싱글 룩업테이블에 포함될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면은 전기영동 디스플레이를 구동하기 위한 방법을 제공한다. 본 발명에 따른 방법은 다음 단계,
- 각 구동스킴에 대응하는 기설정된 구동신호가 표시된 이미지에 관한 이미지정보를 수신하는 단계와;
- 표시된 이미지에서의 그레이스케일의 존재에 의존하면서, 단색갱신 구동스킴과 그레이스케일갱신 구동스킴으로부터 구동스킴을 선택하는 단계와;
- 구동스킴이 그레이스케일 구동스킴에서 단색구동스킴으로 변화된 경우 변이신호를 사용하는 단계로써, 상기 변이신호는 잔류DC전압이 감소되도록 하는 변이신호를 사용하는 단계; 및
- 표시된 상기 이미지에 대응하고 선택된 구동스킴에 의거하는 구동신호를 사용하는 단계를 포함한다.
본 발명은 첨부되지만 이에 제한되지 않고 예시하는 도면을 참고하여 상세히 기술될 것이다.
도 1은 전기영동 디스플레이장치의 개략적인 평면도이다.
도 2는 도 1의 디스플레이장치의 개략적인 단면도이다.
도 3은 그레이스케일 구동스킴을 위한 대표적인 구동신호파형을 도시한 것이다.
도 4는 단색구동스킴을 위한 대표적인 구동신호파형을 도시한 것이다.
도 5는 본 발명을 구현하는 구동스킴을 도시한 것이다.
도 6은 그레이스케일 갱신모드로부터 단색갱신모드로 전환되는 경우 변이신호를 사용하는 구동시퀀스를 도시한 것이다.
도 7은 전압펄스를 감소하는 단일 잔류DC(Single remnant DC)의 모양으로써 변이신호를 포함하는 구동파형을 도시한 것이다.
먼저, 전기영동 디스플레이의 기본원리가 도 1과 도 2를 참조하여 더 기술된다. 그러므로, 도 1과 도 2는 전기영동 디스플레이 패널(101)의 평면도와 단면도를 각각 보여주며, 이는 후면판(108), 전면판(109), 그리고 다수의 화소(102)를 포함한다. 화소(102)는 2차원구조로 거의 직선을 따라 배열된다. 그러나, 화소의 다른 배열도 가능함은 물론이다. 장치는 디스플레이를 구동하기 위한 구동수단(110)을 더 포함한다.
후면과 전면판(108,109)은 각각에 대하여 평행하게 배열되고 전기영동 미디어(105)를 내부에 캡슐로 싸고 있게 된다. 판들은 예를 들면 유리판이 될 수 있으며, 가시이미지를 표시하기 위하여 적어도 전면판(109)은 투명이 되는 것이 중요하다. 각 화소는 각각의 기판을 따라 배열되는 행전극과 선전극(103,104)의 겹친영역에 의하여 정해진다. 예를 들면, 선전극(104;Line electrodes)은 전면판(109)상에 배열될 수 있고 행전극(103;Row electrodes)은 이 경우 후면판(108)을 따라 배열된다. 뿐만 아니라, 디스플레이의 능동 어드레싱을 제공하는 개별 TFT's(Thin Film Transistors)를 이용하는 대안의 배열도 실행 가능함은 명백하다. 전극은 바람직하게는 ITO(Indium Tin Oxide:인듐 주석 산화물)으로 형성될 수 있으나, 다른 전극물질도 가능하다. 도 1과 2에 도시된 구조에서, 전면판상에 배열되는 전극은 화소의 표시된 이미지를 방해하지 않으면서도 투명해야 함이 중요하다.
영동전극 미디움(105)은 외관(Appearance)을 각화소(102)에 제공하는데, 이 외관은 제 1과 제 2의 극외관{즉 상태(States)임}과, 제 1과 제 2 외관 사이의 중간 외관(즉 상태임)중 하나이다. 전기영동매체의 컬러성분에 의존하면서, 제 1 극외관은 예를 들면 흑색이, 제 2 극외관은 백색이 될 수 있다. 이러한 겨우, 중간외관은 그레이스케일상에서 다양한 단계가 된다. 그러나, 극외관이 대안적으로 다를 수도 있으며, 바람직하게는 정반대의 컬러(예를 들면 청색과 황색, 이때의 중간 외관은 다양한 다른 컬러가 됨)가 된다. 본 발명의 목적으로서, 그리고 단순화를 위하여, 이러한 중간컬러도 물론 그레이스케일로 명칭된다.
도 3은 그레이스케일 갱신모드(GU)에서 대표적인 구동신호를 도시한 것이다. 구동신호는 초기 진동신호(301), 화소를 극상태(이를테면 흑색)로 놓이게 하는 과(過)리셋신호(302), 추가 진동신호(303), 마지막으로 화소를 소정의 짙은 회색상태로 놓은 구동신호(304)를 포함한다. 비교를 위하여, 도 4는 단색갱신모드(MU)에서 대표적인 구동신호를 도시한 것이다. 화소를 제 1 극상태(예를 들면 백색)로부터 반대 극상태(예를 들면 흑색)로 변화시키면서, 구동신호는 단지 하나의 진동신호(401)와 하나의 구동신호(402)로 구성된다. 명백히, 단색갱신모드에서 사용된 구동신호는 상당히 시간상으로 짧으며, 더 낮은 복잡도를 가진다.
전기영동 디스플레이 패널(101)의 구동장치(110)에 사용될 수 있는 본 발명을 위한 알고리즘예가 도식적으로 도 5에 도시된다. 단색갱신스킴(501;MU)은 오로지 단색 데이터가 갱신되었을 경우만 실행되며, 이는 흑백북(White and Black Book) 또는 부원도우에서 종종 발생한다. 그러므로, 단색스킴(501)의 총 이미지 갱신시간은 보통 그레이스케일 갱신스킴에 사용된 시간의 약 절반이 된다. 그러나, 그레이스케일이 이미지에 포함되어야만 하는 경우, 그레이스케일 갱신모드(502)가 대신 사용된다. 따라서, 이미지가 갱신되고 다음 이미지정보가 수신된 때, 다음 이미지 정보는 그레이스케일(505)의 존재에 대하여 체크하게 된다. 그레이스케일이 존재하는 경우, 그레이스케일 갱신모드(502)가 개시된다. 이 구동모드는 소정의 이미지에서 그레이스케일이 발생하는 한 이용된다.
그러나, 더 빠른 단색갱신모드(501)는 그레이스케일의 필요가 없어지면 바로 다시 초기화된다. 이 경우에 본 발명에 의하여, 구동신호를 단색갱신모드(501)로부터 뽑기(Picking) 전에 변이구동신호(504)가 먼저 적용된다.
도 6은 그레이스케일 갱신모드에서 단색갱신모드로 전환시, 인가된 구동신호 시퀀스를 도시한 것이다. 따라서, GU기반형(GU-based) 구동신호가 먼저 적용되고, 일단 단색갱신모드로 변이가 만족되면 시작되는 변이구동신호(602)가 뒤 따라 적용된다. 변이구동신호(602)는 많은 다른 디자인을 가질 수 있으며, 화소에서 잔류 DC전압을 감소시킨다. 도 6에 도시된 특정 변이구동신호(602)는 최종적으로 화소를 소정의 상태(극상태중의 하나)로 놓는 단색구동신호(603)를 적용하기에 앞서 두 극상태사이에 화소의 연속구동에 의하여 생성된다.
다음으로, 변이구동신호를 위한 여러 변형실시예가 기술될 것이다.
실시예 1: 초기화 모드를 통한 GU에서 MU로의 변이
GU에서 MU로의 변이를 가능하게 하는 첫 번째 방법은 MU 이미지가 쓰여지기 전에 디스플레이가 초기화되는 것을 보장하는 것이다. 필수적으로 초기화는 예를 들면 전(全)디스플레이를 두 극상태에서 반복적으로 전환하는 것에 의하여 디스플레이에서의 모든 이전 이력(Prior history)을 제거한다. 이에 대한 실시예가 사실 도 6과 변이구동신호(602)를 참조하여 상술되었다.
이러한 접근방식이 이미지 정체의 문제를 해소하는 반면, 앞서 문제점으로 기술된 잔류DC는 해결하지 못 한다. 이 문제를 감소시키기 위해, DC성분이 MU와 GU 모드 양쪽에서 유사하게 되는 방식에서 초기화 시퀀스를 시작하도록 하는 것이 바람직하다. 이러한 방법은 다음 실시예에서 기술된다.
실시예 2: GU 파형으로 쓰여진 제 1 MU이미지를 가진 변이
GU에서 MU로의 변이를 가능하게 하는 두 번째 방법은 GU파형을 이용하여 MU시리즈의 제 1 단색이미지를 쓰는 것이다. 이는 모든 회색 화소가 잘 정의된 GU파형에 따라 흑색 또는 백색이 되며, 따라서 추가겹합Artefacts)이 도입되지 않다는 점에서 장점을 가진다. 물론 이미지 갱신시간은 MU모드에서 보다 길게 된다(그러나 예를 들면 백색에서 짙은 회색 또는 흑색에서 엷은 회색으로부터 변이가 없으므로 GU에서 더 짧다 - 이들은 일반적으로 최장 파형이 된다).
모든 화소가 흑색 또는 백색상태에 있게 되면, 이미지 갱신은 더 짧은 MU 파형에 따라 처리된다.
따라서, 이러한 실시예는 그레이스케일 갱신모드에서 단색갱신모드로의 전환이 항시 극상태 중의 하나로 화소를 놓는 그레이스케일 구동신호의 사용을 동반하게 되다는 점에 인식된다. 이러한 접근방식은 이미지 정체의 문제를 제거할 수 있으며, 적어도 제 1 이미지 갱신이 GU모드에서 수행되므로, 상기된 DC 밸런싱 문제를 감소시킨다.
실시예 3: 제 1 MU파형에 DC전압펄스의 추가를 가지는 변이
GU에서 MU로의 변이를 가능하게 하는 세 번째 방법은 GU시퀀스의 최종이미지에서 유도된 DC전압을 제거하기 위해 MU시리즈의 제 1 단색 이미지의 MU파형에 추가적인 전압펄스를 합하는 것이다.
이는 예를 들면 도 7에 도시된 파형에 대하여 달성될 수 있으며, 짙은 회색화소(즉 마지막 GU파형으로부터)에서 백색화소(즉 제 1 MU파형에 있어서)로의 변이가 기술된다. 이러한 실시예에서, 4의 그레이 레벨 디스플레이에 대하여, 16개의 추가파형이 위 변이를 돕기 위해 다른 룩업테이블(예를 들면 MU'로 불림)에 저장될 수 있다.
GU 이미지에서 짙은 회색화소에 쓰기 위해 사용된 전압은 정규 MU파형에 앞서 쇼트전압펄스에 의하여 제거된다. 이러한 접근방식은 이미지 정체의 문제를 해소하며 실시예 2에서 보다 짧은 구동파형을 사용하여 상기된 DC 밸런싱 문제를 감 소시킨다.
더 많은 실시예에서, 추가 전압펄스는 별개의 짧은 구동파형으로 적용될 수 있으며, 표준MU의 적용에 앞서 놓이게 될 수 있다. 작동이 상술된 것(그리고 도 7에서)과 동일한 반면에, 추가적인 16파형을 더 이상 저장할 필요가 없을 것이다: 단지 적은 수의 쇼트펄스가 저장될 필요가 있다(단지 8개의 가능한 변이가 엷거나 짙은 회색상태중 하나로부터 시작함으로써 최대 8). 이는 파형을 저장하는 메모리를 절약한다.
상기 설명은 단지 본 발명의 예시를 위한 것임을 이해해야 할 것이다. 수많은 변형이 동일한 원리와 유사한 이점을 주면서 가능함은 이미 이해되었을 것이다. 예를 들면, 본 발명은 수동 매트릭스뿐만 아니라 능동 매트릭스 전기영동 디스플레이에서도 구현될 수 있다. 더욱이, 구동파형(즉 구동신호)은 펄스폭변조, 전압변조, 또는 펄스 폭 전압변조가 될 수 있다. 또한, 본 발명은 멀티 윈도우 뿐만 아니라 싱글 디스플레이 및 컬러 쌍안정 디스플레이(Color bi-stable displays)에 적용가능하며, 예를 들면, 이들 디스플레이에는 타이프라이터 모드가 존재한다. 전극구조는 어떤 특정 디자인에 제한되지 않는다. 오히려, 본 발명은 현재 이용 가능한 또는 미래에 개발되는 전극구조를 가지는 디스플레이에 적용가능하며, 이 디스플레이에서 다른 그레스케일 구동스킴과 단색구동스킴이 사용된다. 전극구조의 예들로는 상/하부(Top/Bottom) 전극구조, 벌집모양(Honeycomb)구조, 횡전계방식(In-plane-switching)을 위한 전극구조와 전기영동 미디어의 수직스위칭을 위한 전극구조를 포함한다.
본질에 있어서, 본 발명은 그레이스케일 갱신모드(502)와 단색갱신모드(501)사에서 전환 가능한 전기영동 디스플레이에 관한 것이다. 그레이스케일 갱신모드(501)가 중간 그레이스케일 화소상태를 제공하는 반면에, 단색갱신모드(501)는 단지 극 화소상태(예를 들면 흑색과 백색)만을 제공한다. 본 발명에 따르면, 적절히 선택된 변이신호(504)는 그레이스케일 갱신모드(502)에서 단색갱신모드(501)로 전환시 인가된다. 변이신호(504)는 여느 때 같으면 그레이스케일 갱신모드(502)와 단색갱신모드(501)에 있어서 차이로 인해 각 화소에서 발생하는 잔류 DC전압의 수준을 감소하는 구동펄스에 관계된다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 그레이스케일 구동스킴(Scheme)과 단색구동스킴사이에서 변이를 제공하는 디스플레이에 이용 가능하다.

Claims (11)

  1. 구동장치(110), 구동회로부, 구동전극(103,104)으로 배열되고 상기 구동전극(103,104)간에 가해지는 전기장에 반응하는 전기영동 미디어(105)를 포함하는 적어도 하나의 화소셀(102)을 포함하되; 상기 구동장치(110)는 상기 구동회로부를 통하여 구동신호를 상기 화소셀(102)에 제공하도록 배열되며, 단색구동스킴(501)과 그레이스케일 구동스킴(502)간에 전환이 가능하되, 상기 단색구동스킴(501)은 단지 두 개의 극 광학화소상태를 위하여 제공하는 구동신호와 관계되며, 그레이스케일 구동스킴(502)은 상기 극상태 사이에서 적어도 하나의 부가적인 중간화소상태를 위하여 제공하는 구동신호에 관계되며, 상기 구동장치(110)는 상기 그레이스케일 구동스킴(502)에서 상기 단색구동스킴(501)로의 전환시 상이한 변이구동신호(504)를 인가하도록 동작하여, 상기 변이구동신호는 화소셀에서 잔류 DC전압의 형성을 상쇄하도록 배열되는 전기영동 디스플레이(101).
  2. 제 1 항에 있어서,
    이미지프레임에서 어드레스가능한 다수의 화소셀(102)을 포함하되, 그레이스케일 구동스킴(502)은 적어도 하나의 중간화소상태를 포함하는 이미지 프레임을 위하여 사용되고, 단색구동스킴(501)은 오로지 극상태만을 포함하는 이미지 프레임을 위하여 사용되는 것을 특징으로 하는 전기영동 디스플레이.
  3. 제 1 항에 있어서,
    각 구동스킴에 대응하는 기설정된 구동신호가 구동장치(110)에 의하여 접근 가능하게 저장된 저장장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 디스플레이.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 변이구동신호(504)는 화소셀(102)을 두 개의 제한컬러상태(602) 사이에서 반복적으로 구동하여 단색구동스킴이 개시되기 전에 화소셀에서 잔류 DC전압을 제거하는 것을 특징으로 하는 전기영동 디스플레이.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 변이구동신호(504)는 그레이스케일 구동스킴(502)에서 신호에 대응하는 구동신호에 관련이 있는 것을 특징으로 하는 전기영동 디스플레이.
  6. 제 1 항에 있어서,
    변이구동신호(504)는 2개 이상의 선택적인 변이구동신호를 포함하는 변이구동스킴으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 전기영동 디스플레이.
  7. 제 1 항에 있어서,
    변이구동신호(504)는 오로지 상기 그레이스케일 구동스킴(502)에 의하여 제 공된 화소상태의 서브셋(Subset)으로부터 전환시, 상기 단색구동스킴으로 전환될 때 인가되는 것을 특징으로 하는 전기영동 디스플레이.
  8. 제 7 항에 있어서,
    화소상태의 상기 서브셋은 상기 극화소상태를 배제하는 것을 특징으로 하는 전기영동 디스플레이.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 변이구동신호(504)는 단색구동스킴(501)에서의 신호에 대응하는 구동신호에 관련되나 추가 잔류 DC전압을 감소시키는 전압펄스로 변형되는 것을 특징으로 하는 전기영동 디스플레이.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 추가 잔류 DC전압을 감소시키는 전압펄스는 상기 단색구동스킴(501)이 신호를 구동하기에 앞서 사용되는 것을 특징으로 하는 전기영동 디스플레이.
  11. 표시된 이미지에 관한 이미지정보를 수신하는 단계와;
    표시된 이미지에서의 그레이스케일의 존재에 의존하면서, 단색갱신 구동스킴과 그레이스케일갱신 구동스킴으로부터 구동스킴을 선택(503,505)하는 단계와;
    구동스킴이 그레이스케일 구동스킴(502)에서 단색구동스킴(501)으로 변화된 경우 변이신호(504)를 사용하는 단계로써, 상기 변이신호는 잔류DC전압이 감소되도록 하는 변이신호를 사용하는 단계; 및
    표시된 상기 이미지에 대응하고 선택된 구동스킴에 의거하는 구동신호를 사용하는 단계
    를 포함하는 전기영동 표시장치를 구동하는 방법.
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