KR20080042259A - 전기 영동 표시 장치 및 그 구동방법 - Google Patents

전기 영동 표시 장치 및 그 구동방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전기 영동 표시 장치 및 그 구동방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 표시되는 영상이 변화하지 않는 동안 전원 및 신호 입력을 차단하여 소비 전력을 절감할 수 있는 전기 영동 표시 장치 및 그 구동방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 전기 영동 표시 장치는, 전원 차단시에도 표시된 정보를 유지하는 전기 영동 표시부; 상기 전기 영동 표시부가 부착되며, 상기 전기 영동 표시부를 구동하는 박막 트랜지스터 기판; 상기 전기 영동 표시부 및 박막 트랜지스터 기판과 접속되며, 상기 전기 영동 표시부의 구동을 위한 영상 신호를 공급하는 구동회로부; 상기 구동회로부의 작동을 단속하는 스위칭부; 현재 입력되는 입력 영상 신호(S1)를 검사하는 검사부; 및 상기 검사부에서 검사된 입력 영상 신호(S1)를 이전에 입력된 표시 영상 신호(S2)와 비교하고, 입력 영상 신호(S1)와 표시 영상 신호(S2)가 상이한 경우 상기 스위칭부를 동작시켜 상기 구동회로부를 작동시키는 제어부;를 포함한다.

Description

전기 영동 표시 장치 및 그 구동방법{ELETROPHORETIC DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR DRIVING THE SAME}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치의 구성을 설명하는 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 영동 표시부와 박막 트랜지스터 기판의 구조를 도시하는 단면도이다.
도 3은 상기 전기 영동 표시부(100)를 박막 트랜지스터 기판(200)에 부착하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판의 구조를 도시하는 단면도이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치에서 각 계조를 표현한 상태를 도시한 도면들이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치의 구동 방법을 도시하는 플로우 챠트이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치의 구동 방법에서 전압 인가모드와 재구동 모드를 위한 영상신호를 도시한 도면이다.
도 8a와 도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상신호의 예를 도시한 도면 들이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100 : 전기 영동 표시부 110 : 제1 기판
120 : 공통 전극 130 : 캡슐
140 : 절연성 물질 150 : 백색 대전입자
160 : 흑색 대전입자 200 : 박막 트랜지스터 기판
210 : 제2 기판 220 : 박막 트랜지스터
230 : 화소 전극 240 : 접착제
250 : 롤러 300 : 구동 회로부
400 : 스위칭부 500 : 검사부
600 : 제어부 700 : 입력부
800 : 저장부
본 발명은 전기 영동 표시 장치 및 그 구동방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 표시되는 영상이 변화하지 않는 동안 전원 및 신호 입력을 차단하여 소비 전력을 절감할 수 있는 전기 영동 표시 장치 및 그 구동방법에 관한 것이다.
전기 영동 표시장치란 외부로부터 가해진 전계에 의해 착색된 미립자가 이동 하는 전기 영동현상을 이용하여 화상을 표시하는 장치를 말한다. 여기에서 전기 영동 현상이란, 대전된 미립자를 유체 속에 분산시킨 분산계에 전계를 인가하는 경우에 대전된 미립자가 쿨롱력에 의하여 유체 속을 이동하는 현상을 말한다.
이하에서 보다 구체적으로 전기 영동 표시 장치를 설명한다. 전기영동 표시장치에서는 양(+) 또는 음(-)으로 대전된 검은색 입자와 상기 검은색 입자와 반대 전하로 대전된 흰색 입자를 이동시켜 계조를 표현한다. 즉, 검은색 입자가 전기 영동 표시장치의 표면으로 이동되도록 전계를 인가하면, 이 검은색 입자가 전기 영동 표시장치의 표면에서 모든 빛을 흡수하여 검은색이 표시된다. 한편 흰색 입자가 전기 영동 표시장치의 표면으로 이동되도록 전계를 인가하면 흰색 입자가 전기 영동 표시장치의 표면으로 이동하여 모든 빛을 반사하여 흰색이 표시된다.
하지만 전기 영동 표시장치 내에서 대전된 입자가 이동할 만한 충분한 시간동안 전계를 인가하지 않으면, 대전된 입자가 완전히 전기 영동 표시장치의 표면으로 이동하지 못하여 완전한 검은색이나 흰색을 표현하지 못하고, 회색을 표현하게 된다. 따라서 검은색과 흰색의 중간 색조인 회색을 표현하기 위해서는 대전입자가 완전히 이동하지 못할 정도의 시간 동안 전계를 인가한다. 즉, 종래의 전기 영동 표시장치에서는 전술한 바와 같이, 전계를 인가하는 시간을 조정하여 흰색, 회색 및 검은 색을 표현하게 된다.
이러한 전기 영동 표시 장치는 동영상보다는 정지 영상에 유리하며, LCD 장치 등에 비하여 눈에 피로가 덜하기 때문에 모바일 장치나 광고 장치 등 장시간 동일한 영상을 표시하는 장치에 많이 사용된다. 그런데, 장시간 동일한 영상을 표시 하면서도 그 표시 시간 동안 많은 전력을 소비하는 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 표시하는 영상 신호에 변화가 없는 동안에는 전원 및 영상 신호의 입력을 차단하여 소비 전력을 대폭 감소시킬 수 있는 전기 영동 표시 장치 및 이를 구동하는 방법을 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 전기 영동 표시 장치는, 전원 차단시에도 표시된 정보를 유지하는 전기 영동 표시부; 상기 전기 영동 표시부가 부착되며, 상기 전기 영동 표시부를 구동하는 박막 트랜지스터 기판; 상기 전기 영동 표시부 및 박막 트랜지스터 기판과 접속되며, 상기 전기 영동 표시부의 구동을 위한 영상 신호를 공급하는 구동회로부; 상기 구동회로부의 작동을 단속하는 스위칭부; 현재 입력되는 입력 영상 신호(S1)를 검사하는 검사부; 및 상기 검사부에서 검사된 입력 영상 신호(S1)를 이전에 입력된 표시 영상 신호(S2)와 비교하고, 입력 영상 신호(S1)와 표시 영상 신호(S2)가 상이한 경우 상기 스위칭부를 동작시켜 상기 구동회로부를 작동시키는 제어부;를 포함한다.
상기 검사부는 일정한 주기별로 제1 영상신호를 검사하여, 새로운 영상 신호가 공급되는지를 신속하게 감지할 수 있는 것이 바람직하다.
이때 상기 주기는 5 ~ 20Hz 인 것이, 전기 영동 표시부의 응답 속도와 비교하여 특히 바람직하다.
그리고 본 발명에 따른 전기 영동 표시 장치에는 상기 전기 영동 표시부에 표시되고 있는 프레임의 영상신호를 저장하는 저장부를 더 포함하는 것이, 저장된 영상 신호를 이용하여 전기 영동 표시부를 재구동함으로써 정확한 영상을 장시간 표시할 수 있어서 바람직하다.
이때 상기 저장부는 상기 구동 회로부에 내장될 수도 있고, 별도로 마련될 수도 있다.
그리고 상기 저장부는 ROM으로 구성될 수도 있고, DDR로 구성될 수도 있다.
상기 제어부는, 재구동 시간이 경과되면 상기 스위칭부를 구동시켜 상기 저장부에 저장되어 있는 영상신호를 표시하도록 상기 구동 회로부를 구동시키는 것을 특징으로 한다.
상기 재구동 시간은 1 ~ 24 시간인 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 영상 신호는 펄스 형태일 수도 있고, 직류 형태일 수도 있으며, 상기 영상 신호가 펄스 형태인 경우 펄스 신호에 의하여 전압이 인가되는 총시간이 직류 신호에 의하여 전압이 인가되는 시간과 동일해야 한다.
한편 전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 전기 영동 표시 장치 구동 방법은, 입력된 입력 영상 신호(S1)를 표시 영상 신호(S2)와 비교하는 단계; 입력 영상 신호(S1)와 표시 영상 신호(S2)가 동일하면, 전기 영동 표시부를 그대로 유지하는 단계; 입력 영상 신호(S1)가 표시 영상 신호(S2)가 상이하면, 상기 전기 영동 표시부에 입력 영상 신호(S1)를 표시하는 단계;를 포함한다.
그리고 상기 입력 영상 신호(S1)를 표시 영상 신호(S2)와 비교하는 단계는, 입력되는 입력 영상 신호(S1)를 검사하는 단계; 상기 입력 영상 신호(S1)를 저장되 어 있는 표시 영상 신호(S2)와 비교하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 입력 영상 신호(S1)를 검사하는 단계에서는, 일정한 주기 별로 상기 입력 영상 신호(S1)를 검사하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 전기 영동 표시 장치 구동 방법에서는, 상기 전기 영동 표시부에 표시되는 표시 영상 신호(S2)를 저장하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
그리고 상기 입력 영상 신호(S1)와 표시 영상 신호(S2)가 동일하면, 전기 영동 표시부를 그대로 유지하는 단계에서는, 재구동 시간이 경과하면, 상기 표시 영상 신호(S2)를 다시 전기 영동 표시부에 표시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때 상기 재구동 시간은 1 ~ 24 시간인 것이 바람직하다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 설명한다. 후술하는 실시예에 의하여 본 발명의 다른 기술적 과제 및 특징들은 보다 명확하게 드러날 것이다.
먼저 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치를 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치의 구성을 설명하는 블럭도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 영동 표시부와 박막 트랜지스터 기판의 구조를 도시하는 단면도이다. 그리고 도 3은 본 발명 의 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판의 구조를 도시하는 단면도이다.
본 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 전기 영동 표시부(100), 박막 트랜지스터 기판(200), 구동 회로부(300), 스위칭부(400), 검사부(500) 및 제어부(600)를 포함하여 구성된다.
먼저 전기 영동 표시부(100)는 영상을 표시하는 구성요소로서, 전원이 차단되어도 표시된 정보를 그대로 유지할 수 있는 것을 특징으로 한다. 따라서 이 전기 영동 표시부(100)는 한 번 전원이 인가되어 일정한 영상을 표시한 후에, 전원을 차단하더라도 영상을 표시하는 입자가 움직이지 않고 입자가 그 자리에 고정되어 표시된 영상에 변화가 없다. 이러한 특성은 전기 영동 표시장치의 일반적인 특성이다.
본 실시예에 따른 전기 영동 표시부(100)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 기판(110), 공통 전극(120), 갭슐(130), 절연성 물질(140), 백색 대전입자(150) 및 흑색 대전입자(160)를 포함하여 구성된다.
먼저 제1 기판(110)은 투명한 재질의 소재로 형성되며, 얇은 판상의 구조를 가진다. 이 제1 기판(110)은 유리 기판 또는 플라스틱 기판으로 이루어질 수 있다. 다만, 상기 전기 영동 표시부(100)가 시트 형상으로 플렉서블(flexible)하게 제조되는 경우에는 플렉서블한 플라스틱 기판이 사용되는 것이 바람직하다. 따라서 본 실시예에서는 상기 제1 기판(110)을 투명하면서도 플렉서블한 특성이 있는 PolyEthylene Phtalate(PET) 재질로 형성한다.
그리고 이 제1 기판(110)에는 투명한 공통 전극(120)이 형성된다. 따라서 이 공통 전극(120)은 투명 전도성 물질인 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide : ITO)이나 주석 산화물(Tin Oxide : TO), 인듐 아연 산화물(Indium Zinc Oxide : IZO), SnO2, 아몰퍼스-인듐 주석 산화물(a-ITO) 등으로 구성된다. 이 공통 전극(120)은 상기 제1 기판(110)의 전면에 걸쳐서 형성되며, 본 실시예에 따른 전기영동 표시장치에 공통 전압을 인가하며, 후술하는 화소 전극과 함께 전계를 형성한다.
한편 상기 제1 기판(110) 및 공통 전극(120)이 투명한 재질로 형성되는 이유는, 외부광이 통과할 수 있어야 하기 때문이다. 전기 영동 표시장치는 반사형 표시장치이다. 따라서 외부에서 유입되는 외부광이 손실되지 않고 제1 기판(110) 및 공통 전극(120)을 투과하여 대전입자까지 도달하여야 한다. 따라서 제1 기판(110)과 공통 전극(120)은 빛 손실이 거의 없이 외부광을 투과시킬 수 있는 매우 투명한 재질로 형성되는 것이다.
다음으로 캡슐(130)은 상기 제1 기판(110)과 제2 기판(210) 사이에 배치되며, 그 내부에 절연성 물질(140), 백색 대전입자(150) 및 흑색 대전입자(160)를 함입하고 있다. 따라서 백색 대전입자(150)와 흑색 대전입자(160)는 이 캡슐(140) 내부로 한정된 공간 내에서 이동하게 된다. 한편 이렇게 캡슐(140)을 구비하는 이유는 전기 영동 표시부(100) 제조의 편의와 전기 영동 표시장치의 가동 시간 증가에 따른 전기 영동 표시부의 열화를 방지하기 위한 것이다.
한편 이렇게 캡슐을 사용하지 않고, 격벽을 사용하여 전기 영동 표시부를 일정한 수평 공간별로 구분하고, 각 수평 공간별로 절연성 물질, 백색 대전입자 및 흑색 대전입자를 충진할 수도 있다.
그리고 상기 절연성 물질(140)은, 캡슐(130) 내에 채워지는 물질이다. 이 절연성 물질(140)은 액체일 수도 있고, 기체일 수도 있다. 상기 절연성 물질(140)은 대전입자(150, 160)가 전계에 의하여 이동할 수 있는 매개체 역할을 하는 것으로서 전기가 통하지 않는 유체이면 충분하다. 이때 상기 절연성 물질(140)을 액체로 할 것인지, 기체로 할 것인지 여부는 대전입자에 따라 결정된다. 일반적으로 절연성 물질이 기체일 경우에 대전입자의 이동속도가 커서 전기 영동 표시 장치의 구동속도가 우수하다. 따라서 본 실시예에서는 상기 절연성 물질(140)을 기체인 공기로 한다.
다음으로 상기 백색 대전입자(150)는 상기 절연성 물질(140) 내에 분산되어 배치되며, 일정한 극성의 전하로 대전된 입자이다. 이 백색 대전입자(150)는 (+) 또는 (-)로 대전되어 있으므로 상기 화소 전극(230)과 공통 전극(162)에 각각 서로 다른 극성의 직류 전압이 인가되어 형성되는 전기장에 의하여 특정한 방향으로 이동한다. 예를 들어 이 백색 대전입자(150)가 (+) 전하로 대전되어 있다면, (-) 전원이 인가된 공통 전극(120) 방향으로 끌려가서 외부에서 입사되는 광을 모두 반사하게 된다. 그러면, 이때의 픽셀은 백색을 표시하게 된다.
한편 흑색 대전입자(160)는 상기 백색 대전입자(150)와 마찬가지로 상기 절연성 물질(140) 내에 분산되어 배치되며, 상기 백색 대전입자(150)와 반대 극성의 전하로 대전된 입자이다. 따라서 픽셀에 전압이 인가되기 전에는 상기 캡슐(130) 내에 상기 흑색 대전입자(160)와 백색 대전입자(150)가 혼합되어 있는 상태이다.
한편 이 흑색 대전입자(160)는 상기 백색 대전입자(150)와 반대 극성의 전하로 대전되므로, 상기 화소 전극(230)과 공통 전극(120)에 전원이 인가되면, 상기 백색 대전입자(166)와 반대 방향으로 이동한다.
다음으로 상기 박막 트랜지스터 기판(200)은 상기 전기 영동 표시부(100)가 부착되며, 상기 전기 영동 표시부(100)를 구동하는 구성요소이다. 도 3은 상기 전기 영동 표시부(100)를 박막 트랜지스터 기판(200)에 부착하는 과정을 설명하는 도면이다. 도 3을 참조하면 상기 전기 영동 표시부(100)가 플렉서블한 구조를 가지며, 시트 형태를 가진다. 그리고 이 전기 영동 표시부(100)의 하면에는 박막 트랜지스터 기판(200)과 접착될 수 있는 접착제(240)가 전면에 도포되어 있다. 이 상태에서 상기 전기 영동 표시부(100)를 롤러(250)를 사용하여 가압하면서 박막 트랜지스터 기판(200)에 부착한다. 물론 부착 전에 상기 전기 영동 표시부(100)와 박막 트랜지스터 기판(200)의 정확한 부착을 위한 얼라인 작업이 진행된다. 이렇게 라미네이팅 방식으로 전기 영동 표시부를 박막 트랜지스터 기판에 부착하면, 간단한 방법으로 전기 영동 표시 장치를 제조할 수 있는 장점이 있다.
한편 본 실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판(200)은 도 2에 도시된 바와 같이, 제2 기판(210), 박막 트랜지스터(220) 및 화소 전극(230)을 포함하여 구성된다.
먼저 제2 기판(210)은 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제1 기판(110)에 대향된 위치에 배치된다. 이 제2 기판(210)도 투명한 재질의 소재 또는 불투명한 소재 로 형성될 수 있다. 이 제2 기판(210)은 빛을 투과할 필요가 없기 때문이다. 본 실시예에서는 이 제2 기판(210)을 투명한 재질의 유리 기판으로 구성한다. 이 제2 기판(210)에는 각 픽셀을 독립적으로 구동시키기 위한 박막 트랜지스터(220) 및 화소 전극(230)이 형성된다.
다음으로 박막 트랜지스터(220)는 도 4에 도시된 바와 같이, 게이트 전극(221), 게이트 절연층(222), 액티브층(223), 소스/드레인 전극(224, 225)으로 이루어진다. 게이트 전극(221)은 게이트 라인과 연결되어 스캔 신호를 박막 트랜지스터(220)에 인가한다. 그리고 게이트 절연층(222)은 게이트 전극(221)과 소스/드레인 전극(224, 225) 또는 게이트 전극(221)과 액티브층(223)을 절연시키는 역할을 한다.
액티브층(223)은 상기 게이트 전극(221)의 상측에 이 게이트 전극(221)과 겹치도록 형성된다. 이 액티브층(223)은 상기 소스 전극(224)과 드레인 전극(225) 사이에서 채널을 형성하는 역할을 한다. 이 액티브층(223)의 상부에는 오믹 컨택층(226)이 더 형성될 수도 있다. 이 오믹 컨택층(226)은 상기 소스/드레인 전극(224, 225)과 액티브층(223)의 접촉 저항을 줄이고, 양 자간의 일함수 차이를 감소시켜 박막 트랜지스터의 특성을 향상시킨다.
소스 전극(114)은 데이타 라인과 연결되어 데이타 신호를 박막 트랜지스터(220)에 인가한다. 그리고 드레인 전극(225)은 상기 소스 전극(224)과 마주보도록 마련되며, 화소 전극(230)과 접속된다. 보호막(227)은 상기 박막 트랜지스터(220) 상부에 형성되어 이를 보호하며, 소스/드레인 전극(224, 225)과 화소 전 극(230)을 절연시키는 역할을 한다. 그리고 이 보호막(227)에는 상기 드레인 전극(225)의 일측을 노출시키는 컨택홀(227A)이 형성된다. 이 컨택홀(227A)을 통해서 화소 전극(230)이 드레인 전극(225)과 접속된다.
상기 화소 전극(230)은 상기 드레인 전극(225)을 통하여 공급되는 화소 전압을 인가받는다. 따라서 이 화소 전극(230)은 상기 공통 전극(120)과 함께 전계를 형성한다. 이 전계에 의하여 상기 대전 입자(150, 160)가 일정한 방향으로 이동되어 흰색, 회색 또는 검은 색을 표시하는 것이다.
이하에서 본 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치를 사용하여 계조를 표현하는 방법을 도 5a 내지 도 5b를 참조하여 간단하게 설명한다. 도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치에서 각 계조를 표현한 상태를 도시한 도면들이다.
먼저 도 5a는 흰색을 표시하는 상태를 나타내는 도면이다. 도 5a를 참조하면, 상기 공통 전극(120)에는 (-) 전원이 인가되고, 상기 화소 전극(130)에는 (+) 전원이 인가된다. 그러면 상기 캡슐(130) 내부에 존재하며, (+) 전하로 대전된 백색 대전입자(150)가 상기 공통 전극(120) 방향으로 이동한다. 상기 백색 대전입자(150)가 상기 캡슐(130) 상부로 이동할 수 있는 충분한 시간 동안 전원을 인가한다. 그러면 상기 백색 대전입자(150)가 상기 캡슐(130)의 상부에 몰려서 배치된다. 따라서 공통 전극(120) 방향에서 입사되는 외부광은 모두 반사되어 백색을 표시하게 된다. 이때 상기 캡슐(130) 내부에 존재하며, (-) 전하로 대전된 흑색 대전입자(160)는 상기 화소 전극(230) 방향으로 이동하여 상기 캡슐(130)의 하부에 몰려 서 배치된다.
다음으로 도 5b는 회색을 표시하는 상태를 나타내는 도면이다. 도 5b를 참조하면, 상기 공통 전극(120)에는 (+) 전원이 인가되고, 상기 화소 전극(230)에는 (-) 전원이 인가된다. 그러면 상기 캡슐(130) 내부에 존재하며, (-) 전하로 대전된 흑색 대전입자(160)가 상기 공통 전극(120) 방향으로 이동한다. 흑색 대전입자(160)가 상기 캡슐(130) 내부에서 완전히 상부로 이동하기 전에 전원을 차단하면 상기 흑색 대전입자(160)는 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 캡슐(130)의 중앙 영역에서 그대로 멈추고 그 상태를 유지한다. 따라서 외부에서 입사되는 외부광의 일부가 반사되고 일부는 흡수되어 회색을 표시하게 된다. 이때 (+) 전하로 대전된 백색 대전입자(150)는 화소 전극(230) 방향으로 이동하다고 멈춘 상태를 유지한다.
다음으로 도 5c는 흑색을 표시하는 상태를 나타내는 도면이다. 도 5c를 참조하면, 상기 공통 전극(120)에는 (+) 전원이 인가되고, 상기 화소 전극(230)에는 (-) 전원이 인가된다. 그러면 상기 캡슐(130) 내부에 존재하며, (-) 전하로 대전된 흑색 대전입자(160)가 상기 공통 전극(120) 방향으로 이동한다. 상기 흑색 대전입자(160)가 상기 캡슐(130) 상부로 완전히 이동할 수 있는 충분한 시간 동안 전원을 인가하면 흑색 대전입자(160)가 상기 캡슐(130) 상부에 몰려서 배치된다. 그러면 입사되는 외부광이 상기 흑색 대전입자(160)에 의하여 모두 흡수되어 흑색을 표시하게 된다. 이때 (+) 전하로 대전된 백색 대전입자(150)는 상기 화소 전극(230) 방향으로 이동하여 상기 캡슐(130) 하부에 몰려서 배치된다.
전술한 바와 같이, 전기 영동 표시 장치에서는 전원이 인가되는 시간을 조절 하여 계조를 표현하게 된다. 즉, 대전입자가 완전히 이동할 수 있는 충분한 시간 동안 전원을 인가하면 백색이나 흑색이 표시되지만, 대전입자가 완전히 이동할 수 없는 시간 동안만 전원을 인가하면 회색을 표시한다. 이 전원 인가시간을 적절히 조정하여 다양한 밝기의 회색을 표시하는 것이다.
다음으로 구동회로부(300)는 상기 전기 영동 표시부(100) 및 박막 트랜지스터 기판(200)과 접속되며, 상기 전기 영동 표시부(100)의 구동을 위한 영상 신호 및 전원을 공급하는 구성요소이다. 이 구동회로부(300)는 인쇄회로 기판 상에 여러가지 전자 요소가 실장된 구조를 가진다.
그리고 입력부(700)는 외부에서 공급되는 영상 신호를 구동 회로부(300)에 전달하는 구성요소이다. 본 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치에는 상기 입력부(700)와 구동 회로부(300)를 연결하는 선로에 검사부(500)가 연결된다. 이 검사부(500)는 상기 입력부(700)를 통하여 입력된 영상 신호를 검사하는 구성요소이다. 상기 검사부(500)는 상기 영상 신호를 검사함에 있어서, 일정한 주기별로 반복하여 영상신호를 검사한다.
본 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치에서는 입력되는 입력 영상 신호(S1)가 표시 영상 신호(S2)와 동일한 경우에는 전기 영동 표시 장치를 정지시킨 상태를 유지하지만, 입력되는 입력 영상 신호(S1)가 표시 영상 신호(S2)와 상이한 경우에는 전기 영동 표시 장치를 작동시켜서 새로운 영상을 표시하여야 한다.
그런데 상기 검사부(500)가 없어서 입력되는 영상 신호를 검사하지 못하면, 새로운 영상신호가 입력되어도 전기 영동 표시 장치가 정시 상태를 유지한다. 따라서 새로운 영상을 표시할 수 없기 때문에 일정한 주기별로 입력되는 영상신호를 검사하는 것이다.
이때 상기 검사부(500)에서 영상신호를 검사하는 주기는 5 ~ 20Hz인 것이 바람직하다. 이 주기는 대전입자의 구동속도를 고려하여 제시된 것이다. 본 실시예에 따른 대전입자(150, 160)는 구동속도가 비교적 느려서, 캡슐(130) 끝으로 완전히 이동하는데 약 100 ~ 200 msec 정도의 시간이 소요된다. 따라서 상기 주기가 5Hz 미만인 경우에는 주기가 너무 느려서 새로운 영상 신호가 입력되어도 표시되지 않는 시간 간격이 생겨서 문제가 있고, 20Hz를 초과하는 경우에는 대전입자의 구동속도에 비하여 너무 자주 영상신호를 검사하므로 비효율적인 문제가 있다.
또한 스위칭부(400)는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 구동 회로부(300)와 접속되며 상기 구동 회로부(300)의 동작을 단속한다. 그리고 상기 제어부(600)는 상기 검사부(500)와 스위칭부(400) 사이에 배치되어 상기 스위칭부(400)의 동작을 제어한다. 특히, 상기 제어부(600)는 상기 검사부(500)에서 검사된 입력 영상 신호(S1)를 이전에 입력된 표시 영상 신호(S2)와 비교하고, 입력 영상 신호(S1)와 표시 영상 신호(S2)가 동일한 경우에는 상기 스위칭부(400)가 상기 구동 회로부(300)를 정지시키도록 제어하고, 입력 영상 신호(S1)와 표시 영상 신호(S2)가 상이한 경우 상기 스위칭부(400)를 동작시켜 상기 구동회로부(300)를 작동시킨다.
따라서 입력 영상 신호(S1)와 표시 영상 신호(S2)가 동일한 경우에는 구동 회로부(300) 및 이와 접속되어 있는 전기 영동 표시부(100)와 박막 트랜지스 터(220)에 전원이 차단되어 정지된다. 이렇게 전기 영동 표시부(100)와 박막 트랜지스터(220)가 정지되더라도 이미 전기 영동 표시부(100)에 표시되어 있는 영상은 그대로 유지된다. 따라서 정지 화상을 표시하는 데는 문제가 없다.
한편 입력 영상 신호(S1)와 표시 영상 신호(S2)가 상이한 경우에는 새로 입력된 영상신호를 전기 영동 표시부(100)에 표시하여야 한다. 따라서 상기 제어부(600)는 상기 스위칭부(400)를 제어하여 상기 구동 회로부(300)를 작동시킨다. 그러면 입력부(700)를 통하여 입력된 입력 영상 신호(S1)가 상기 구동 회로부(300)에 의하여 처리되어 상기 박막 트랜지스터 기판(200) 및 전기 영동 표시부(100)에 전달되고, 입력 영상 신호(S1)에 의한 영상이 전기 영동 표시부(100)에 표시된다.
다음으로 본 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치에는 저장부(800)가 더 마련되는 것이 바람직하다. 이 저장부(800)는 상기 전기 영동 표시부(100)에 표시되고 있는 프레임의 영상신호를 저장하는 구성요소이다. 즉, 현재 전기 영동 표시부(100)와 박막 트랜지스터 기판(200)에 전달되어 전기 영동 표시부(100)에 영상을 표시하도록 하는 영상신호를 이 저장부(800)가 저장하고 있는 것이다. 이렇게 저장되어 있는 표시 영상 신호(S2)는 상기 제어부(600)에서 입력 영상 신호(S1)와 비교하는 경우에는 사용되며, 재구동 시간이 경과된 후에 전기 영동 표시부(100)를 재구동할 때에도 사용된다.
상기 저장부(800)는 상기 구동 회로부(300)에 내장되어 구비될 수도 있고, 도 1에 도시된 바와 같이, 별도로 구비될 수도 있다. 그리고 이 저장부(800)는 ROM 또는 DDR로 구성된다.
한편 본 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치는, 일단 전기 영동 표시부(100)에 의하여 표시된 영상이 변화되지 않는 경우에는 전원을 차단하고, 모든 구성요소가 정지된다. 하지만, 영상이 표시되고 나서 상당한 시간이 경과하면 외부 요인이나 전기 영동 표시 장치의 내부요인에 의하여 표시된 영상에 변화가 생길 수 있다. 따라서 최초 영상이 표시되고 나서 일정한 시간이 경과되면, 그 영상을 다시 한번 표시할 필요가 있는 것이다.
본 실시예에서는 이렇게 동일한 영상을 일정한 시간 경과 후에 다시 표시하는 것을 '재구동(redriving)'이라고 하며, 재구동이 요구되는 시간 간격을 '재구동 간격(redriving interval)'이라고 칭한다. 이러한 재구동이 요구되는 이유는 본 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치가 주로 정지 영상을 표시하며, 특정한 경우에는 정지 영상을 며칠 동안 표시할 수도 있기 때문이다. 이렇게 장시간 동일한 정지 영상을 표시하다 보면 최초에 표시된 영상이 변동될 수 있기 때문이다. 따라서 본 실시예에서는 상기 재구동 시간을 수 시간에서 1일 정도로 한다. 이때 이 재구동 시간을 전기 영동 표시 장치의 종류와 특성에 따라서 달라질 수 있다.
이하에서는 도 6 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치의 구동 방법을 설명한다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치의 구동 방법을 도시하는 플로우 챠트이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치의 구동 방법에서 전압 인가모드와 재구동 모드를 위한 영상신호를 도시한 도면이다. 도 8a와 도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상신호의 예를 도시한 도면들이다.
도 6을 참조하면 먼저 입력 영상 신호(S1)가 입력된다. 입력 영상 신호(S1)는 일정한 주기 별로 외부에서 입력부(700)를 통하여 입력된다. 그리고 입력된 입력 영상 신호(S1)는 검사부(500)에 의하여 검사되고, 표시 영상 신호(S2)와 비교된다.
입력 영상 신호(S1)와 표시 영상 신호(S2)를 비교하여, 입력 영상 신호(S1)와 표시 영상 신호(S2)가 동일한 경우에는 구동 회로부(300)를 정지시키고, 전기 영동 표시 장치로 공급되는 전원을 차단한다. 따라서 이 상태에서는 전기 영동 표시 장치가 전력을 거의 소비하지 않게 되고, 전기 영동 표시 장치의 소비 전력을 대폭 감소시킬 수 있는 것이다. 이렇게 일정한 영상을 표시한 상태에서 전기 영동 표시 장치가 정지된 상태를 '아이들 모드(idle mode)'라고 한다.
그리고 상기 아이들 모드가 오랜 시간 지속되는 경우에는 동일한 영상을 다시 표시하기 위하여 전기 영동 표시 장치를 다시 한 번 구동한다. 이렇게 새로운 영상을 표시하기 위한 것이 아니라, 동일한 영상을 다시 표시하기 위하여 전기 영동 표시 장치를 다시 구동하는 것을 '재구동 모드(redriving mode)'라고 한다. 이 재구동 모드에서는 종전에 전기 영동 표시부(100)에서 표시하고 있던 영상을 그대로 다시 표시해야 하므로, 표시 영상 신호(S2)가 다시 전기 영동 표시부(100)와 박막 트랜지스터 기판(200)에 공급되어야 한다. 따라서 상기 저장부(800)에 저장되어 있는 표시 영상 신호(S2)를 구동 회로부(300)를 통하여 전기 영동 표시부(100) 및 박막 트랜지스터(220)에 다시 공급하여 동일한 영상을 표시한다.
이하에서는 도 7을 참조하여 본 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치에 인가되는 영상신호를 설명한다. 본 실시예에서 상기 영상신호는 일정한 크기의 전압이 인가되는 시간으로 정의된다. 구동 전압은 상기 공통 전극(120)과 화소 전극(230)에 인가되는 전압의 차이를 말하는 것으로서, 상기 캡슐(130) 내에 충진되어 있는 대전 입자(150, 160)를 구동시킬 수 있는 정도의 전압이면 충분하다. 전기 영동 표시 장치에서는 전압의 크기가 중요한 것이 아니라, 전압이 인가되는 시간이 중요하다. 즉, 상기 전압이 공통 전극(120) 및 화소 전극(230)에 연속하여 인가되는 시간이 대전입자(150, 160)의 이동 거리를 결정하고, 이 이동 거리에 의하여 계조가 결정되는 것이다. 따라서 전압 인가 시간(d)이 표현될 계조를 결정하는 요소이다. 이렇게 구동 전압과 전압 인가 시간에 의하여 정해지는 영상신호가 최초의 영상 표시를 위하여 인가된다.
그리고 본 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치의 구동 방법에서는 한번 영상신호가 인가된 후에는 재구동 간격(t)이 경과하기 전에는 영상신호를 공급하지 않는다. 이 재구동 시간을 전술한 바와 같이, 수 시간에서 하루 정도이다. 이렇게 재구동 시간이 경과한 후에는 재구동 모드를 위하여 다시 동일한 전압이 동일한 전압 인가 시간 동안 인가된다.
한편 상기 영상 신호는 도 8a에 도시된 바와 같이, 펄스 신호로 구성될 수도 있고, 도 8b에 도시된 바와 같이, 직류 신호일 수도 있다. 다만, 상기 영상 신호가 펄스 신호인 경우에도 각 펄스의 폭을 더한 크기(d1+d2+d3+d4)는 전압 인가 시간(d)와 동일하여야 한다.
한편 입력 영상 신호(S1)와 표시 영상 신호(S2)를 비교하여 양 자가 상이한 경우에는 입력 영상 신호(S1)를 전기 영동 표시부(100)에 표시한다. 따라서 입력 영상 신호(S1)를 구동 회로부(300)에 공급하고, 이를 처리하여 전기 영동 표시부(100) 및 박막 트랜지스터 기판(200)에 공급한다. 그러면 입력 영상 신호(S1)에 부합되는 영상이 전기 영동 표시부(100)에 표시된다.
그리고 구동 회로부(300)는 입력 영상 신호(S1)를 처리하여 전기 영동 표시부(100) 및 박막 트랜지스터 기판(200)에 공급함과 동시에 상기 저장부(800)에도 공급한다. 그러면 상기 저장부(800)는 이 영상 신호를 저장하게 된다. 이렇게 저장부(800)에 저장되어 있는 영상 신호는 표시 영상 신호(S2)가 되는 것이다.
이렇게 입력 영상 신호(S1)에 부합되는 영상을 표시한 후에는 본 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치는 아이들 모드로 돌입한다. 따라서 구동 회로부(300)가 정지되고, 전기 영동 표시 장치에 공급되는 모든 전원이 차단된다.
본 발명에 따르면 특정한 영상을 표시하고 나서 영상에 변화가 없는 동안에는 전기 영동 표시 장치를 정지시키고, 전기 영동 표시 장치에 공급되는 모든 전원을 차단하므로 전기 영동 표시 장치의 소비 전력이 최소화된다.
그리고 일정한 주기별로 입력되는 영상 신호를 검사하고 표시 영상 신호(S2)와 비교함으로써, 새로운 영상의 표시를 위한 영상 신호가 입력되는 경우에는 신속하게 그 영상을 표시할 수 있는 장점이 있다.
또한 재구동 모드를 통하여 장시간 동일한 영상을 표시하더라도 변화가 없이 우수한 화질의 영상을 장시간 표시할 수 있는 장점이 있다.

Claims (17)

  1. 전원 차단시에도 표시된 영상을 유지하는 전기 영동 표시부;
    상기 전기 영동 표시부가 부착되며, 상기 전기 영동 표시부를 구동하는 박막 트랜지스터 기판;
    상기 전기 영동 표시부 및 박막 트랜지스터 기판과 접속되며, 상기 전기 영동 표시부의 구동을 위한 영상 신호를 공급하는 구동회로부;
    상기 구동회로부의 작동을 단속하는 스위칭부;
    현재 입력되는 입력 영상 신호(S1)를 검사하는 검사부; 및
    상기 검사부에서 검사된 입력 영상 신호(S1)를 이전에 입력된 표시 영상 신호(S2)와 비교하고, 입력 영상 신호(S1)와 표시 영상 신호(S2)가 상이한 경우 상기 스위칭부를 동작시켜 상기 구동회로부를 작동시키는 제어부;를 포함하는 전기 영동 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 검사부는 일정한 주기별로 입력 영상신호를 검사하는 것을 특징으로 하는 전기 영동 표시 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 주기는 5 ~ 20Hz 인 것을 특징으로 하는 전기 영동 표시 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 전기 영동 표시부에 표시되고 있는 프레임의 표시 영상신호를 저장하는 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 영동 표시 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 저장부는 상기 구동 회로부에 내장되는 것을 특징으로 하는 전기 영동 표시 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 저장부는 ROM인 것을 특징으로 하는 전기 영동 표시 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는, 재구동 시간이 경과되면 상기 스위칭부를 구동시켜 상기 저장부에 저장되어 있는 영상신호를 표시하도록 상기 구동 회로부를 구동시키는 것을 특징으로 하는 전기 영동 표시 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 재구동 시간은 1 ~ 24 시간인 것을 특징으로 하는 전기 영동 표시 장치.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 영상신호는 펄스 형태인 것을 특징으로 하는 전기 영동 표시 장치.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 영상신호는 직류 형태인 것을 특징으로 하는 전기 영동 표시 장치.
  11. 입력 영상 신호(S1)를 입력하는 단계;
    입력된 입력 영상 신호(S1)를 표시 영상 신호(S2)와 비교하는 단계;
    입력 영상 신호(S1)와 표시 영상 신호(S2)가 동일하면, 전원을 차단하고 전기 영동 표시부를 그대로 유지하는 단계;
    입력 영상 신호(S1)가 표시 영상 신호(S2)가 상이하면, 상기 전기 영동 표시부에 입력 영상 신호(S1)를 표시하는 단계;를 포함하는 전기 영동 표시 장치 구동 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 입력 영상 신호(S1)를 표시 영상 신호(S2)와 비교하는 단계는,
    입력되는 입력 영상 신호(S1)를 검사하는 단계;
    상기 입력 영상 신호(S1)를 저장되어 있는 표시 영상 신호(S2)와 비교하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 영동 표시 장치 구동 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 입력 영상 신호(S1)를 검사하는 단계에서는, 일정한 주기 별로 상기 입력 영상 신호(S1)를 검사하는 것을 특징으로 하는 전기 영동 표시 장치 구동 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 주기는 5 ~ 20Hz 인 것을 특징으로 하는 전기 영동 표시 장치 구동 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 전기 영동 표시부에 표시되는 표시 영상 신호(S2)를 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 영동 표시 장치 구동 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 입력 영상 신호(S1)와 표시 영상 신호(S2)가 동일하면, 전기 영동 표시부를 그대로 유지하는 단계에서는,
    재구동 시간이 경과하면, 상기 표시 영상 신호(S2)를 다시 전기 영동 표시부에 표시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 영동 표시 장치 구동 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 재구동 시간은 1 ~ 24 시간인 것을 특징으로 하는 전기 영동 표시 장치 구동 방법.
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