KR20070017995A - 전기영동 디스플레이 디바이스 - Google Patents

전기영동 디스플레이 디바이스 Download PDF

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KR20070017995A
KR20070017995A KR1020067014479A KR20067014479A KR20070017995A KR 20070017995 A KR20070017995 A KR 20070017995A KR 1020067014479 A KR1020067014479 A KR 1020067014479A KR 20067014479 A KR20067014479 A KR 20067014479A KR 20070017995 A KR20070017995 A KR 20070017995A
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마크 티. 존슨
네쿠라이 아이레네이
구오푸 초우
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코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

디스플레이 디바이스(1)는 전기영동 입자(8, 9)와, 픽셀 전극 및 제 2 전극을 포함하는 디스플레이 요소의 배열을 포함하는 이미지 스크린을 포함한다. 디스플레이 디바이스는 구동 신호를 전극에 공급하기 위한 제어 수단(15)을 포함한다. 작동시, 이미지는 후속 프레임에서 디스플레이된다. 제어 수단은 행 구동기(16)와 열 구동기(10)를 포함한다. 프리셋 신호(53)는 작동시에 디스플레이 요소에 공급되고, 이를 통해 디스플레이 요소에 인가된 프리셋 신호는 후속 프레임 사이에서 바뀐다. 제어 수단은 열-대-열 방식으로 프레임 사이에서 프리셋 신호를 변경하도록 배열된다. 프리셋 신호를 공급하기 위한 수단은, 프리셋 신호에 관해 한 그룹의 열과 행을 포함하는 이미지 스크린의 적어도 한 부분으로 오직 한 세트의 데이터가 상기 그룹을 위한 프리셋 신호에 관해 전송되도록 배치된다.

Description

전기영동 디스플레이 디바이스{ELECTROPHORETIC DISPLAY DEVICE}
본 발명은 전기영동 입자, 사이에 전기영동 입자의 한 부분이 존재하는 픽셀 전극과 제 2 전극을 포함하는 디스플레이 요소의 한 배열을 포함하는 이미지 스크린 및 구동 신호를 디스플레이될 이미지 정보에 대응하는 미리 결정된 광학 상태로 디스플레이 요소가 되도록 하기 위해 전극에 구동 신호를 공급하기 위한 제어 수단을 포함하는 디스플레이 디바이스에 관한 것으로, 작동시 이미지가 후속 프레임에서 디스플레이되고, 상기 제어 수단은 행 구동기 열 구동기 및 디스플레이 요소에 프리셋 신호를 공급하기 위한 수단을 포함하여, 디스플레이 요소에 인가된 프리셋 신호는 후속 프레임 사이에서 바뀌게 된다.
이러한 유형의 디스플레이 디바이스는, 예컨대 모니터, 랩톱 컴퓨터, PDA(personal digital assistant), 이동 전화기, 전자 책, 전자 신문, 전자 잡지에서 사용된다.
서두에서 언급된 유형의 디스플레이 디바이스는, 국제 특허 출원 WO/79324호에서 알려져 있다. 이 특허 출원은, 한 기판은 투명하고 나머지 기판에는 행과 열로 배치된 전극이 제공되는 2개의 기판을 포함하는 전자 잉크 디스플레이를 개시한다. 행 전극과 열 전극 사이의 교차부는 디스플레이 요소와 연관된다. 이 디스플레 이 요소는 박막 트랜지스터(TFT)를 거쳐 열 전극에 결합되고, 이 박막 트랜지스터의 게이트는 행 전극에 결합된다. 디스플레이 요소, TFT 트랜지스터 및 행과 열 전극의 이러한 배치는 함께 능동 매트릭스를 형성한다. 또한 이러한 디스플레이 요소는 픽셀 전극이라고도 알려진 픽셀 전극을 포함한다. 일반적으로 행 구동기라고 하는 선택 구동기는, 디스플레이 요소의 한 행과, 일반적으로 열 구동기라고 하는 데이터 구동기를 선택하고, 열 전극과 TFT 트랜지스터를 거쳐 디스플레이 요소의 선택된 행에 데이터 신호를 공급한다. 이 데이터 신호는 디스플레이될 그래픽 데이터에 대응한다. 이미지 정보, 그러한 이미지 정보의 적어도 한 부분은, 한 프레임에서 또 다른 프레임으로의 전이시 업데이트되고, 리프레시된다.
투명한 기판 상에 제공된 픽셀 전극과 공통 전극 사이에는 전자 잉크가 제공된다. 이 잉크는, 유체에 떠다니는 양으로 대전된 흰색 입자와 음으로 대전된 검은색 입자를 포함한다. 양의 전계가 픽셀 전극에 인가되면, 흰색 입자가 투명한 기판을 향하는 마이크로 캡슐쪽으로 이동하고, 디스플레이 요소가 뷰어(viewer)에게 보여질 수 있게 된다. 동시에, 검은색 입자는 마이크로캡슐의 반대쪽에 있는 픽셀 전극으로 이동하여, 뷰어에게는 안 보이게 된다. 음의 전계를 픽셀 전극에 인가함으로써, 검은색 입자는 투명한 기판으로 향하는 마이크로 캡슐쪽에 있는 공통 전극으로 이동하고, 디스플레이 요소는 뷰어에게 어둡게 보이게 된다. 전계가 제거되면, 디스플레이 디바이스는 획득된 상태에 남아 있게 되고, 쌍안정 특성을 보여준다.
마이크로캡슐의 상부에 있는 상대 전극으로 이동하는 입자의 양을 제어함으로써, 그레이 스케일이 디스플레이 디바이스에서 생성될 수 있다. 예컨대, 전계 세 기와 인가 시간의 곱으로서 한정된 양 또는 음의 전계의 에너지는, 마이크로캡슐의 상부로 이동하는 입자의 양을 제어한다.
광학 응답은 디스플레이 요소의 히스토리(history)에 의존하고, 소위 언더드라이브(underdrive) 효과라고 하는 것이 나타난다. 이 언더드라이브 효과는, 예컨대 디스플레이 디바이스의 초기 상태가 검은색이고, 디스플레이가 흰색 상태와 검은색 상태 사이에서 주기적으로 스위칭될 때 일어난다. 예컨대, 여러 초에 걸치는 체재 시간 이후에는, 200㎳의 간격 동안 음의 전계를 인가함으로써 디스플레이 디바이스가 흰색으로 스위칭된다. 후속 간격에서는, 어떠한 전계도 200㎳ 동안 인가되지 않고, 디스플레이는 흰색으로 유지되며, 후속 간격에서는, 양의 전계가 200㎳ 동안 인가되어 디스플레이는 검은색으로 스위칭된다. 일련의 제 1 펄스의 응답으로서의 디스플레이의 밝기는, 원하는 최대 밝기보다 낮고, 이는 여러 개의 펄스로 후에 재생될 수 있다. 종래 기술에서는 프리셋 신호가 공급되고, 이러한 프리셋 신호는 2개의 전극 중 하나에서의 정적 상태로부터 전기영동 입자를 방출하기에 충분하지만 전극 중 나머지 하나에 도달하기에는 너무 작은 에너지를 가진 하나의 펄스 또는 일련의 펄스를 포함한다. 프리셋 신호는 언더드라이브 효과를 감소시킨다. 감소된 언더드라이브 효과 때문에, 동일한 데이터 신호에 대한 광학 응답은, 디스플레이 디바이스의 히스토리와, 특히 그것의 체재 시간에 관계없이, 실질적으로 동일하게 된다. 이러한 기본 메커니즘은, 디스플레이 디바이스가 미리 결정된 상태, 예컨대 검은 상태로 스위칭된 후, 전기영동 입자가 정적인 상태로 되고, 후속 스위칭이 흰색 상태로 스위칭될 때, 입자의 운동량(momentum)이 그것들의 시작 속도가 0 에 가깝게 되기 때문에 작아진다는 이유로 설명될 수 있다. 이는 긴 스위칭 시간을 초래한다. 프리셋 펄스의 인가는 전기영동 입자의 운동량을 증가시키고, 따라서 스위칭 시간을 짧게 한다. 디스플레이 디바이스가 미리 결정된 상태, 예컨대 검은색 상태로 스위칭 된 후, 입자를 둘러싸는 반대 이온에 의해 전기영동 입자가 "고정된(frozen)" 상태가 되는 것이 또한 가능하다. 후속 스위칭이 흰색 상태로 되면, 이들 반대 이온은 시기 적절하게 방출되어야 하고, 이는 추가 시간을 필요로 한다. 프리셋 펄스(이들이 입자를 "흔들기(shake up)" 때문에, 때때로 쉐이킹 펄스라고 부름)의 인가는 반대 이온의 방출 속도를 높여, 전기영동 입자의 고정 해제(defreezing) 속도를 높이며, 따라서 스위칭 시간을 짧게 한다. 프리셋 펄스의 인가는 전기영동 입자의 운동량을 증가시키고, 따라서 스위칭 시간을 짧게 한다.
추가 장점은 프리셋 펄스를 인가함으로써 실질적으로 전자 잉크의 이전 히스토리를 제거하고, 대조적으로 종래 전자 잉크 디스플레이 디바이스는 새로운 프레임의 데이터 펄스의 생성, 여러 이전 프레임의 저장 및 큰 룩업(look-up) 테이블을 위한 큰 신호 처리 회로를 요구하게 된다.
그러한 프리셋 펄스는 이미지 업데이트의 시간 지속 기간보다 한 자리수 더 작은 크기의 지속 기간을 가질 수 있다. 이미지 업데이트는, 디스플레이 디바이스의 이미지 정보가 갱신(renew)되거나 리프레시(refresh)되는 경우이다.
하지만 프리셋 신호의 인가는 또한 소위 플리커(flicker)를 야기할 수 있다. 이 프리셋 신호는 디스플레이된 이미지에 작은 영향을 미친다. 종래 기술에서는 프레임 사이에서 프리셋 신호를 바꾸는 것이 제안된다. 예컨대, 단일 프레임 어드레 스 지정 기간에서, 모든 짝수 행에 양의 극성을 가진 프리셋 펄스가 인가되고, 디스플레이 디바이스의 인접 행의 모든 홀수 행에 음의 극성을 가진 프리셋 펄스가 인가되면, 디스플레이 디바이스의 인접 행이 번갈아가며 더 밝고(예컨대, 짝수 행) 더 어둡게(예컨대, 홀수 행) 나타나게 되고, 프리셋 펄스의 양의 극성과 음의 극성이 반전되는 후속 프레임 어드레스 지정 기간에서, 홀수 행은 더 밝게 나타나고 짝수 행은 더 어둡게 나타나, 그 결과 이후 시간상 지각(perceptual) 모양(appearance)은 거의 영향을 받지 않게 되는데, 이는 홀수 행과 짝수 행이 실질적으로 같은 밝기를 가지는 것으로 보이게, 이들 후속 프레임{시간 평균(temporal averaging)}을 눈이 전체로 합치기 때문이다. 밝기 편차의 시간상 평탄함(temporal smoothing)은 프리셋 신호가 프레임 사이에서 바뀐다는 사실로 인해 일어난다. 이 원리는 감소된 플리커를 가지는 액정 디스플레이를 구동하기 위한 방법에서의 라인 반전 원리와 유사하다.
그러므로 프레임 사이에서 프리셋 신호를 변경함으로써, 시간 평균이 얻어질 수 있어 이미지 렌디션(rendition)을 개선하게 된다. 하지만 프리셋 신호의 인가는, 긍정적인 효과와는 별도로, 부정적인 효과도 가지는데, 이는 에너지와 시간을 요구하고 구동기의 부하와 속도에 관해 제한을 가한다는 점이다.
본 발명의 목적은, 전술한 하나 이상의 문제점을 감소시키는 것이다.
이를 위해, 본 발명의 디스플레이 디바이스는 열-대-열(column-to-column) 방식으로 프레임 사이에서 프리셋 신호를 변경하도록 제어 수단이 배치되고, 한 그룹의 열과 행을 포함하는 이미지 스크린의 적어도 한 부분으로의 프리셋 신호에 관해, 오직 한 세트의 데이터가 상기 그룹을 위한 프리셋 신호에 관해 전송되도록, 프리셋 신호를 공급하기 위한 수단이 배치되는 것을 특징으로 한다.
프리셋 신호는 구동기로의 데이터 전송을 요구한다. 본 발명의 발명자는 프리셋 신호의 인가를 위한 데이터가 행마다(행 반전 방식) 변경되는 방식이 사용될 때, 각 행에 관한 각 프리셋 신호가 개별적으로 어드레스 지정되어야 하고, 프리셋 신호 데이터의 전송을 요구해야 하기 때문에 다량의 데이터가 각 프레임에 관해 전송되게 된다는 사실을 알게 되었다. 열 반전 방식이 사용되면, 본 발명의 발명자는 구동기에 대한 데이터의 변경 필요성 없이, 전체 그룹에 한 세트의 프리셋 신호를 인가하는 것이 가능하다는 사실을 알게 되었다. 일단 단일 세트의 데이터가 데이터 구동기에 제공되면, 그러한 그룹에서의 모든 행은 프리셋 신호를 가지고 어드레스 지정될 수 있고 데이터 구동기에 추가 데이터가 제공될 필요가 없게 된다. 이는 데이터 전송에 관한 필요성과, 필요한 에너지 및 시간을 크게 감소시킨다. 프리셋 신호에 관한 데이터를 포함한 데이터의 전송이 특히 프레임 시간을 결정하고, 이를 통해 리프레시 주파수, 즉 초당 프레임의 개수를 결정하기 때문에 총 프레임 시간을 감소시킬 가능성도 제공한다. 행은 표준 방식으로 한번에 하나씩 어드레스 지정될 수 있거나, 대안적으로 예컨대 복수의 행 구동기가 동시에 실행되는 것을 허용함으로써, 2개 이상의 행이 동시에 어드레스 지정될 수 있다.
바람직하게 열과 행의 그룹은 실질적으로 모든 디스플레이 요소를 포함한다.
본 발명의 개념 내에서, 디스플레이 스크린은 다수의 그룹으로 분할될 수 있는데, 예컨대 2개의 그룹의 경우 이들 각 그룹은 디스플레이 스크린의 거의 절반을 커버하고, 4개의 그룹의 경우에는 각 그룹이 스크린의 1/4를 커버하며, n ×m 그룹의 경우 각 그룹이 스크린의 한 부분을 커버하게 된다. 이러한 그룹은 서로 얽히게 될 수 있다(intertwined). 각 실시예에서 이러한 장점이 얻어진다. 하지만 그룹의 개수가 더 적어질수록, 그 효과는 더 커지게 된다. 그러므로 하나의 그룹만이 존재하는 실시예(즉, 이러한 그룹은 모든 디스플레이 요소를 커버한다)나 2, 4 또는 n ×m(여기서 n, m=1, 2, 3)개의 적은 개수의 그룹이 바람직하다. 큰 디스플레이 디바이스(15인치보다 큰)의 경우, 구동기를 분할하고 디스플레이 스크린을, 예컨대 4사분면으로 분할하는 것이 유리할 수 있는데, 이는 전극의 길이를 감소시키기 때문이다.
본 발명의 또 다른 유리한 실시예는 종속항에 명시된다.
일 실시예에서, 디스플레이 요소는 2개 이상의 그룹으로 상호연결되어, 상이한 극성을 가지는 프리셋 펄스가 스크린의 상이한 부분에 공급된다. 이는 프레임 내에서 공간 밝기 변동을 감소시킨다.
본 발명의 개념 내에서, 일반적으로 "~를 위한 수단(means for)"과 함께 '공급하기 위한 제어 수단(control means for supplying)'과 "공급하기 위한 수단(means for supplying)"은 넓게 이해되어야 하고, 예컨대 임의의 하드웨어(제어기, 공급기와 같은)와, 하나 이상의 신호의 제어 또는 공급을 수행하도록 설계된 임의의 회로 또는 하위 회로, 임의의 회로 또는 하위 회로와 함께, 본 발명에 따른 그러한 행동을 수행하도록 설계되거나 프로그램된 임의의 소프트웨어{컴퓨터 프로그램이나 하위 프로그램 또는 컴퓨터 프로그램의 세트 또는 프로그램 코드(들)} 및 아래에 주어진 예시적인 실시예에 제한되지 않으면서 단독으로 또는 결합되어 작용하는 하드웨어 및 소프트웨어의 임의의 결합을 포함하는 것이다.
본 발명은 또한, 프로그램이 컴퓨터에서 실행될 때 본 발명에 따른 방법을 수행하기 위해 그러한 프로그램 코드 수단을 포함하는 임의의 컴퓨터 프로그램과, 상기 프로그램이 컴퓨터에서 실행될 때 본 발명에 따른 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 판독 가능 매체 상에 저장된 프로그램 코드 수단을 포함하는 임의의 컴퓨터 프로그램 제품으로 실현된다.
본 발명의 이러한 양상 및 다른 양상은 이후 설명된 실시예를 참조하여 분명해지고 더 상세히 설명된다.
도 1은 디스플레이 디바이스 일부의 단면도.
도 2는 디스플레이 디바이스 일부의 등가 회로도.
도 3과 도 4는 디스플레이 디바이스의 구동 신호와 내부 신호를 도시하는 도면.
도 5는 데이터 신호의 광학 응답을 도시하는 도면.
도 6은 프리셋 신호와 데이터 신호의 광학 응답을 도시하는 도면.
도 7은 반대 극성을 가지는 6개의 펄스로 이루어지는 2개의 인접한 행을 위한 픽셀 전극에 관한 프리셋 신호를 도시하는 도면.
도 8은 본 발명에 따른 방식을 도시하는 도면.
도 9a와 도 9b는 본 발명에 따른 또 다른 방식을 도시하는 도면.
도 10a와 도 10b는 본 발명에 따른 또 다른 방식을 도시하는 도면.
도면들은 개략적이고, 일정 비율로 작성되지 않았으며, 일반적으로 동일한 번호는 동일한 부분을 가리킨다.
도 1은, 예컨대 기본 기판(2)을 포함하는 소수의 디스플레이 요소의 크기이며, 기판 중 하나(3)에는 투명한 픽셀 전극(5)이 제공되고, 나머지 기판(4)에는 투명한 상대 전극(6)이 제공되는, 예컨대 폴리에틸렌과 같은 2개의 투명한 기판(3, 4) 사이에 존재하는 전자 잉크를 구비한 전기영동 막과 기본 기판(2)을 포함하는 전기영동 디스플레이 디바이스(1)의 일 부분의 단면도를 도시한다. 전자 잉크는 약 10 내지 50미크론의 다수의 마이크로 캡슐(7)을 포함한다. 각 마이크로 캡슐(7)은 유체(F)에 떠다니는 양으로 대전된 흰색 입자(8)과 음으로 대전된 검은색 입자(9)를 포함한다. 양의 전계가 픽셀 전극(5)에 인가되면, 흰색 입자(8)가 상대 전극(6)을 향하는 마이크로 캡슐(7)쪽으로 이동하고, 디스플레이 요소가 뷰어에게 보이게 된다. 동시에, 검은색 입자(9)는 마이크로 캡슐(7)의 반대쪽으로 이동하여 뷰어에게 보이지 않게 된다. 음의 전계를 픽셀 전극(5)에 인가하게 되면, 검은색 입자(9)는 상대 전극(6)을 향하는 마이크로 캡슐(7)쪽으로 이동하고, 디스플레이 요소는 뷰어(미도시)에게 안보이게 된다. 전계가 제거되면, 입자(8, 9)는 획득된 상태에 남아 있게 되고, 디스플레이는 쌍안정 특정을 보이며, 실질적으로 전력을 거의 소비하지 않게 된다.
도 2는 능동 스위칭 요소, 행 구동기(16) 및 열 구동기(10)가 제공된 기본 기판(2) 위에 적층된 전기영동 막을 포함하는 화상 디스플레이 디바이스(1)의 등가 회로를 도시한다. 바람직하게, 상대 전극(6)이 캡슐로 둘러싸인(encapsulated) 전기영동 잉크를 포함하는 막 위에 제공되지만, 동일 평면(in-plane) 전계를 사용하여 작동하는 경우에는 기본 기판 위에 대안적으로 제공될 수 있다. 이 디스플레이 디바이스(1)는 능동 스위칭 요소, 이 예에서는 박막 트랜지스터(19)에 의해 구동된다. 디스플레이 디바이스(1)는 행 또는 선택 전극(17)과 열 또는 데이터 전극(11)의 교차부 영역에서 디스플레이 요소의 매트릭스를 포함한다. 행 구동기(16)가 연속적으로 행 전극(17)을 선택하는데 비해, 열 구동기(10)는 데이터 신호를 열 전극(11)에 제공한다. 바람직하게 프로세서(15)는 먼저 데이터 신호로의 인입 데이터(13)를 처리한다. 열 구동기(10)과 행 구동기(16) 사이의 상호 동기화는, 구동 라인(12)을 거쳐 발생한다. 행 구동기(16)로부터의 선택 신호는 박막 트랜지스터(19)를 거쳐 픽셀 전극(22)을 선택하고, 이러한 박막 트랜지스터(19)의 게이트 전극(20)은 행 전극(17)에 전기적으로 연결되며, 소스 전극(21)은 열 전극(11)에 전기적으로 연결된다. 열 전극(11)에 존재하는 데이터 신호는 TFT를 거쳐 드레인 전극에 결합된 디스플레이 요소의 픽셀 전극(22)에 전송된다. 이 실시예에서, 도 1의 디스플레이 디바이스는 또한 각 디스플레이 요소(18)의 위치에 추가 커패시터(23)를 포함한다. 이 실시예에서, 추가 커패시터(23)는 하나 이상의 저장 커패시터 라인(24)에 연결된다. TFT 대신, 다이오드, MIM 등과 같은 다른 스위칭 요소가 적용될 수 있다.
도 3과 도 4는 종래의 디스플레이 디바이스의 구동 신호를 도시한다. 순간(t0)에서, 행 전극(17)에는 선택 신호(V선택)(도 1)에 의해 에너지가 전달되고, 동시에 열 전극(11)에는 데이터 신호(VD)가 공급된다. 한 라인 선택 시간(TL)이 경과한 후, 순간(t1)에서 후속 행 전극(17)이 선택되는 식으로 진행된다. 일정 시간, 예컨대 보통 16.7㎳ 또는 20㎳인 필드 시간 또는 프레임 시간 후, 상기 행 전극(17)에는 다시 선택 신호(V선택)에 의해 순간(t2)에서 에너지가 전달되는 데 반해, 동시에 변경되지 않은 화상의 경우에서는 열 전극(11)에 데이터 신호(VD)가 제공된다. 한 선택 시간(TL)이 경과한 후, 다음 행 전극이 순간(t3)에서 선택된다. 디스플레이 디바이스의 쌍안정 특성 대문에, 전기영동 입자는 그것들의 선택된 상태에 남아 있게 되고, 원하는 그레이 레벨이 얻어질 때, 여러 번의 프레임 시간 후, 데이터 신호의 반복이 중지될 수 있다. 보통, 이미지 업데이트 시간은 여러 개의 프레임으로 이루어진다.
도 5는 수초의 체재 기간 후 교번 극성 펄스를 포함하는 데이터 신호(50)에 대한 도 2의 디스플레이 디바이스의 디스플레이 요소의 광학 응답을 나타내는 제 1 신호(51)를 도시한다. 도 5에서, 광학 응답(51)은 ----로 표시되고, 데이터 신호는 ＿로 표시된다. 데이터 신호(50)의 각 펄스(52)는 200㎳의 지속 기간과, ±15V의 교번 전압을 가진다. 도 5는, 제 1 음의 펄스(52) 후의 광학 응답(51)이 원하는 그레이 레벨이 아닌 경우를 도시하고, 이러한 원하는 그레이 레벨은 오직 제 3 또는 제 4 음의 펄스 후에 얻어진다.
데이터 신호를 가지고 원하는 그레이 레벨의 정확도를 개선하기 위해, 프로세서(15)는 다음 리프레시 필드의 데이터 펄스 전에 단일 프리셋 펄스 또는 일련의 프리셋 펄스를 생성하고, 이 경우 펄스 시간은 이미지 업데이트의 지속 시간보다 통상 5 내지 10배 작게 된다. 이미지 갱신의 지속 기간이 200㎳인 경우, 프리셋 펄스의 지속 기간은 통상 20㎳가 된다.
도 6은 짧은 지속 기간을 가지는 일련의 12개의 프리셋 펄스와 ±15V의 교번 극성 전압을 가지는 200㎳의 데이터 펄스에 대한 응답으로서 도 2의 디스플레이 디바이스의 데이터 신호(60)에 대한 광학 응답을 도시한다. 도 6에서, 광학 응답(51)은 ----로 표시되고, 개선된 광학 응답(61)은 -.-.-.-.-로 표시되며, 데이터 신호는 ＿로 표시된다. 일련의 프리셋 펄스는 교번 극성의 12개의 펄스로 이루어진다. 각 펄스의 전압은 +15V 또는 -15V이다. 도 6은 그레이 스케일 정확도의 상당한 증가를 도시하고, 광학 응답(61)은 실질적으로 제 4 데이터 펄스(55) 후의 광학 응답과 같은 레벨에 있게 된다. 하지만 광학 응답(56)을 보게 되면, 약간의 플리커가 프리셋 펄스에 의해 보일 수 있을 정도로 도입될 수 있다. 이러한 플리커의 가시도를 감소시키기 위해서는, 프로세서(15)와 행 구동기(16)는 디스플레이 요소와 연관된 행 전극(17)이 2개의 그룹에서 상호연결되도록 배치될 수 있고, 프로세서(15)와 열 구동기(10)는 제 1 그룹의 디스플레이 요소에 제 1 위상을 가지는 제 1 프리셋 신호와, 디스플레이 요소의 제 2 그룹에 제 2 위상을 가지는 제 2 프리셋 신호를 생성함으로써, 제 2 위상이 제 1 위상과 반대가 되게 하는 반전 방식(inversion scheme)을 실행하도록 배치된다. 대안적으로 다수의 그룹이 한정될 수 있고, 이 경우 리셋 펄스에는 상이한 위상이 공급된다. 예컨대, 행 전극(17)은 짝수 행 중 한 그룹과 홀수 행 중 한 그룹의 2개의 그룹에서 상호 연결될 수 있고, 이로 인해 프로세서는 짝수 행의 디스플레이 요소에 대해 음의 펄스로 시작하는 교번 극성의 ±15V의 6개의 프리셋 펄스로 이루어지는 제 1 프리셋 신호와, 홀수 행의 디스플레이 요소에 대해 양의 펄스로 시작하는 교번 극성의 ±15V의 6개의 프리셋 펄스로 이루어지는 제 2 프리셋 신호를 생성한다.
도 7은 반전 방식을 보여주는 2개의 그래프를 도시한다. 제 1 그래프(71)는 짝수 행(n)의 디스플레이 요소에 공급된 20㎳의 6개의 프리셋 펄스로 이루어지는 제 1 프리셋 신호에 관련되고, 제 2 그래프(72)는 홀수 행(n+1)의 디스플레이 요소에 공급된 20㎳의 6개의 프리셋 펄스로 이루어지는 제 2 프리셋 신호에 관련되어, 제 2 프리셋 신호의 위상은 제 1 프리셋 신호의 위상과 반대가 된다. 펄스의 전압은 +15V와 -15V 사이에서 바뀐다. 제 1 프리셋 신호는 더하기 기호(+)로, 제 2 프리셋 신호는 빼기 기호(-)로 표시된다.
2개 이상의 상이한 행의 그룹에 인가된 일련의 프리셋 펄스 대신, 디스플레이 요소는, 예컨대 짝수 열의 한 그룹과 홀수 열의 한 그룹의 2개의 열 그룹으로 분할될 수 있어, 프로세서(15)는 짝수 열의 디스플레이 요소에 대해 음의 펄스를 가지고 시작하는 ±15V로 교번 극성의 6개의 프리셋 펄스로 이루어지는 제 1 프리셋 신호와, 홀수 열의 디스플레이 요소에 대해 양의 펄스를 가지고 시작하는 ±15V로 교번 극성의 6개의 프리셋 펄스로 이루어지는 제 2 프리셋 신호를 생성함으로 써, 반전 방식을 실행한다. 전술한 도면과 설명은 또한 인용된 문서 WO 03/79324호에서 발견될 수 있다. 공간 반전 방식(즉, 반대되는 신호를 홀수 행과 짝수 행과 같이 상이한 그룹에 제공하는 것)은 공간 플리커의 감소를 위해 제공된다. WO 03/79324호에는 후속 프레임에서 프리셋 신호의 극성이 반대로 되는 시간상 반전이 사용될 수 있음이 언급되고 있다. 그러한 프리셋 펄스의 바뀜(극성 반전)은 밝기 차이의 시간상 평탄함을 가져온다.
위의 방식은 요구되는 플리커 감소를 초래하는데 반해, 구동기로의 높은 데이터 전송율(예컨대, 메모리/룩업 테이블로부터)이 요구되고, 구동기의 빠른 로딩(loading)도 요구된다. 이는 전력 소비의 증가를 초래한다. 또한, 본 발명의 발명자는 더 짧은 프레임 시간이 요구된다면 시스템 관련 문제들이 존재함을 알게 되었다. 주요 한계 중 하나는, 어드레스 지정되는 행의 모든 픽셀 상으로 구동되기 전에, 메모리/룩업 테이블로부터 데이터 구동기로 데이터를 로딩하는데 요구되는 시간이다.
데이터를 전송하는 것은 보통 여러 클럭 기간을 요구한다. 심지어 800개의 열과 600개의 행을 가지는 디바이스에 관한 병렬 처리를 사용하는 경우에서도, 약 200개의 클록 기간이 800개의 열에 관한 모든 데이터를 데이터 구동기 상으로 로딩하는데 요구되는 것을 발견하였다. 최소 클록 기간이 60㎱이므로, 이는 적어도 12㎳의 라인 시간을 초래한다. n개의 행의 행 반전 방식이 사용(즉, 한 프레임 내에서 행-대-행 방식으로 신호의 반전이 이루어지는)될 때에는, 보통 모든 데이터를 전송하는데 있어 n개의 라인 기간을 요구하여, 600개의 행 ×12㎲ = 7.2㎳ 미만으 로 프레임 시간을 감소시키는 것을 불가능하게 한다. 정보를 실제로 전송하기 위해 추가 시간이 요구되면, 가장 짧은 프레임 시간은 약 8㎳가 된다.
본 발명에서, 열 반전 접근법을 적용함으로써, 시간-감소된 플리커 쉐이킹(time-reduced flicker shaking)이 제공된다. 열 반전 접근법에서는, 프리셋 신호의 부호가 한 열을 따라 동일하게 되고, 프레임 사이에서만 바뀐다. 본 발명의 발명자는 구동기 상에 존재하는 데이터 전압을 변경하지 않고서는, 데이터 구동기로부터의 정보를 쉐이킹될(즉, 프리셋 신호가 제공될) 전체 이미지(즉, 모든 행)에 보내는 것이 가능하다는 것을 알았기 때문에, 열 반전 방식을 적용함으로써, 실질적으로 더 짧은 프레임 시간이 가능하게 된다는 것을 알게 되었다. 예컨대, 쉐이킹 작동 중에, 홀수로 번호가 매겨진 행의 이미지가 양의 데이터 전압을 가지고 어드레스 지정될 수 있고, 짝수로 번호가 매겨진 행의 이미지가 한 프레임 동안에 음의 데이터 전압을 가지고 어드레스 지정될 수 있는데 반해, 짝수로 번호가 매겨진 행의 이미지는 양의 데이터 전압을 가지고 어드레스 지정될 수 있고, 홀수로 번호가 매겨진 행의 이미지는 다음 프레임 동안 음의 데이터 전압을 가지고 어드레스 지정될 수 있다.
제 1 프레임의 시작시, 데이터 구동기에는 제 1 프레임에 관한 열 반전을 위해, 교번 극성의 양/음 전압 데이터가 로딩된다. 이러한 작동은 일상적인 행 시간(위의 예의 경우에서는 12㎲)을 요구하고, 전체 이미지가 이러한 식으로 어드레스 지정된다면{예컨대, 2개의 프레임 사이의 블랭킹(blanking) 시간에서}, 프레임의 시작 전에 올 수 있다. 이 시점에서, 제 1 행이 어드레스 지정된다. 이제 이러한 어드레스 지정 기간은 일상적인 행 시간보다 짧을 수 있고, 실제로는 어드레스 지정 트랜지스터를 통한 픽셀의 대전 시간이나, 열 또는 행을 따른 RC 지연 시간에 의해서만 제한된다. 이들 제한 모두 기술적인 선택(어드레스 지정 TFT의 크기: 픽셀 커패시턴스/저장 커패시턴스: 행/열 금속의 저항 등)에 의해 감소될 수 있어, 1㎲에 가까운 어드레스 지정 시간이 가능할 수 있다. 그 후, 디스플레이에서의 나머지 행들이 데이터 구동기에 추가 데이터가 제공되지 않고도 어드레스 지정된다. 모든 후속 행들은 동일한 데이터를 수신하여, 열 반전된 이미지가 실현된다. 이 경우, 모든 후속 행들은 더 짧은 어드레스 지정 기간(가령 1㎲)을 가지고 어드레스 지정될 수 있다. 또한, 메모리로부터 데이터 구동기로의 데이터 전송을 위해 어떠한 여분의 시간도 요구되지 않게 된다. 이러한 식으로, 약 1㎳의 프레임 시간이 가능하게 된다.
다음 프레임의 시작 전에, 반대 극성을 가진 데이터가 통상적인 방식으로 데이터 구동기로 로딩되고, 새로운 프레임의 행이 위에서와 같이 어드레스 지정된다.
이러한 식으로, 프레임 레이트를 5㎳ 이하로 감소시키는 것이 가능하고, 교번 극성의 쉐이킹 전압을 디스플레이에서의 인접하는 열에 인가하는 것이 가능하게 되며, 플리커 주파수를 100㎐ 이상으로 증가시켜, 플리커가 제거된다.
낮은 광학 플리커의 장점 외에도, 이러한 실시예는 구동기로의 제 1 데이터의 로딩 후, 메모리/룩업 테이블과 데이터 구동기 사이에서 어떠한 데이터 전송도 필요하지 않게 되어 더 낮은 전력 소비가 이루어진다는 장점을 가지게 되고, 또한 데이터 구동기가 제 1 데이터가 로딩된 후 클로킹(clocking)을 계속할 필요가 없게 된다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 다양한 실시예를 도시한다. 각 도면에서, 더하기 부호는 임의의 형태의 프리셋 신호를 나타내고, 빼기 부호는 반전 프리셋 신호를 나타낸다. 도 8에서, 모든 열은 프레임 A에서 동일한 프리셋 신호가 주어지고, 프레임 B에서는 반대 신호가 주어진다. 이는 시간상의 플리커 감소를 가져오게 된다. 도 9a와 도 9b에서는, 공간 반전 방식이 추가된다. 각 프레임에서, 인접하는 열에 관해 프리셋 신호는 반대 부호를 가진다. 이는 공간 플리커 감소를 가져온다. 도 10a와 도 10b에서, 각 프레임에는 n개의 열(이 예에서는, n=2이지만 임의의 수일 수 있다)이 동일한 부호의 프리셋 신호를 수신한다.
큰 디스플레이 디바이스에 관해서는, 복수의 구동기를 제공하고, 디스플레이 스크린을 예컨대 4개의 사분면으로 분할하는 것이 유리할 수 있다. 이 경우, 전술한 실시예를 오직 하나의 영역 또는 디스플레이의 분할된 영역의 서브세트에 적용하거나 분할된 영역의 상이한 서브세트에 상이한 실시예를 적용하는 것이 가능하게 된다. 이미지 스크린을 사분면으로 분할하는 것은 가장 바람직한 실시예이다. 이는 전극의 길이를 매우 효율적으로 감소시킨다.
전술한 예에서 프리셋 신호의 부호를 반전하는 것이 이루어짐이 언급되고 있다. 본 명세서 전역에 걸쳐, "반전(inversion)"이라는 단어가 자주 사용된다. 본 발명은, 비록 간단한 반전 방식이 그것들의 단순함으로 인해 바람직한 실시예가 되지만, 그러한 실시예에 제한되지는 않는다. 본 발명을 지원하는 생각은 상이한 프리셋 신호를 사용하는 것이 가능하다는 점이고, 이 경우 프리셋 신호는 프레임 사 이에서 바뀌고, 열-대-열 방식을 사용함으로써, 각 프레임에 관해 하나의 제한된 데이터의 세트를 전송함으로써, 그렇게 하는 것이 가능하게 된다. 이 예에서, 프리셋 신호는 부호가 다르고, 이는 상이한 신호를 생성하는 쉬운 방법이다. 하지만 프리셋 신호는 다른 양상, 예컨대 길이, 진폭 또는 하위 펄스의 개수의 경우에 있어 상이할 수 있다.
첨부된 청구항들의 범주에서 벗어나지 않으면서, 본 발명의 범주 내에서 많은 변형이 가능하다는 것이 분명해진다.
본 발명은 또한 전기영동 입자(8, 9), 그 사이에 전기영동 입자의 한 부분이 존재하는 픽셀 전극과 제 2 전극을 포함하는 디스플레이 요소의 배열을 포함하는 이미지 스크린 및 디스플레이될 이미지 정보에 대응하는 미리 결정된 광학 상태로 디스플레이 요소가 되게 하도록 전극에 구동 신호를 공급하기 위한 제어 수단(15)을 포함하는 디스플레이 디바이스(1)를 구동하는 방법으로 구현되고, 이 경우 작동시 이미지는 후속 프레임에서 디스플레이되며, 상기 제어 수단은, 행 구동기, 열 구동기 및 프리셋 신호(53)를 디스플레이 요소에 공급하여, 디스플레이 요소에 인가된 프리셋 신호가 후속 프레임 사이에서 바뀌는 수단을 포함하고, 제어 수단이 열-대-열 방식으로 프레임 사이에서 프리셋 신호를 변경하도록 배치되며, 프리셋 신호에 관해 한 그룹의 열과 행을 포함하는 이미지 스크린의 적어도 일부에 상기 그룹에 관한 프리셋 신호를 위해 오직 한 세트의 데이터가 전송되도록 프리셋 신호를 공급하기 위한 수단이 배치된다.
또한, 본 발명은 프로그램이 컴퓨터 상에서 실행될 때 본 발명에 따른 방법 에서 사용하기 위한 컴퓨터 판독 가능 매체 상에 저장된 프로그램 코드 수단을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품에서 구현된다.
당업자라면 본 발명이 위에서 특별히 도시되고 설명된 것에 제한되지 않음을 알게 될 것이다. 본 발명에는 각각의 그리고 모든 새로운 특색있는 특징이 존재하고, 각각의 그리고 모든 특색있는 특징들이 결합된 것이 존재한다. 청구항에서의 참조 번호는 그들의 보호 범위를 제한하지 않는다. "포함한다(to comprise)"라는 동사의 사용과 그것의 활용은 청구항에 기재된 것 외의 요소의 존재를 배제하지 않는다. 요소 앞의 단수 표현의 사용은 복수의 그러한 요소의 존재를 배제하지 않는다.
본 발명이 본 발명을 예시하고 본 발명을 제한하는 것으로 간주되지 않는 특별한 실시예의 관점에서 설명되었다. 본 발명은 하드웨어, 펌웨어 또는 소프트웨어 또는 이들이 결합된 것으로 구현될 수 있다. 다른 실시예는 다음 청구항의 범주 내에 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 디스플레이 디바이스는, 모니터, 랩톱 컴퓨터, PDA, 이동 전화기, 전자 책, 전자 신문, 전자 잡지에 이용 가능하다.

Claims (7)

  1. 디스플레이 디바이스(1)로서,
    전기영동 입자(8, 9),
    사이에 전기영동 입자의 한 부분이 존재하는 픽셀 전극과 제 2 전극을 포함하는 디스플레이 요소의 배열을 포함하는 이미지 스크린 및
    디스플레이될 이미지 정보에 대응하는 미리 결정된 광학 상태로 디스플레이 요소가 되게 하도록 상기 전극에 구동 신호를 공급하기 위한 제어 수단(15)을 포함하는 디바이스에 있어서,
    작동시 이미지는 후속 프레임에서 디스플레이되며, 상기 제어 수단은, 행 구동기(16), 열 구동기(10) 및 프리셋 신호(53)를 디스플레이 요소에 공급하기 위한 수단을 포함하여 디스플레이 요소에 인가된 프리셋 신호가 후속 프레임 사이에서 바뀌는 수단을 포함하고, 제어 수단이 열-대-열 방식으로 프레임 사이에서 프리셋 신호를 변경하도록 배치되며, 한 그룹의 열과 행을 포함하는 이미지 스크린의 적어도 일부로의 프리셋 신호에 관해 상기 그룹에 관한 프리셋 신호를 위해 오직 한 세트의 데이터가 전송되도록 프리셋 신호를 공급하기 위한 수단이 배치되는,
    디스플레이 디바이스.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 그룹은 적어도 2개의 열을 포함하는, 디스플레이 디바이스.
  3. 제 1항에 있어서, 디스플레이 스크린은 열과 행의 n ×m개의 그룹으로 구성되는, 디스플레이 디바이스.
  4. 제 2항에 있어서, 디스플레이 스크린은 열과 행의 2개의 그룹으로 구성되는, 디스플레이 디바이스.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 그룹은 실질적으로 이미지 스크린의 모든 열과 행을 포함하는, 디스플레이 디바이스.
  6. 제 3항에 있어서, 디스플레이 스크린은 사분면으로 분할되고, 각 사분면에는 한 그룹의 그것의 행 구동기와 열 구동기와 연관되는, 디스플레이 디바이스.
  7. 디스플레이 디바이스(1)를 구동하는 방법으로서, 상기 디바이스(1)는
    전기영동 입자(8, 9), 그 사이에 전기영동 입자의 한 부분이 존재하는 픽셀 전극과 제 2 전극을 포함하는 디스플레이 요소의 배열을 포함하는 이미지 스크린 및 디스플레이될 이미지 정보에 대응하는 미리 결정된 광학 상태로 디스플레이 요소가 되게 하도록 전극에 구동 신호를 공급하기 위한 제어 수단(15)을 포함하는 방법으로서,
    작동시 이미지는 후속 프레임에서 디스플레이되며, 상기 제어 수단은, 행 구 동기, 열 구동기 및 프리셋 신호(53)를 디스플레이 요소에 공급하여, 디스플레이 요소에 인가된 프리셋 신호가 후속 프레임 사이에서 바뀌는 수단을 포함하고, 제어 수단이 열-대-열 방식으로 프레임 사이에서 프리셋 신호를 변경하도록 배치되며, 한 그룹의 열과 행을 포함하는 이미지 스크린의 적어도 일부에 프리셋 신호에 관해 상기 그룹에 관한 프리셋 신호를 위해 오직 한 세트의 데이터가 전송되도록 프리셋 신호를 공급하기 위한 수단이 배치되는, 디스플레이 디바이스를 구동하는 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20130108024A (ko) * 2012-03-23 2013-10-02 엘지디스플레이 주식회사 전기영동 디스플레이 장치와 이의 구동방법
KR101508383B1 (ko) * 2007-08-30 2015-04-03 세이코 엡슨 가부시키가이샤 전기 영동 표시 장치, 전기 영동 표시 장치의 구동 방법 및전자 기기

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