KR20090084471A - 전자 잉크 디스플레이 장치 - Google Patents

전자 잉크 디스플레이 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전자 잉크를 이용한 디스플레이 장치에 관한 것으로, 전자 잉크를 이용하여 화상이 표시되는 제1 디스플레이 패널; 제1 디스플레이 패널보다 초당프레임수(fps, frame per sec)가 큰 제2 디스플레이 패널; 및 제1, 2 디스플레이 패널 중 선택된 적어도 하나의 패널에 기반하여 입력되는 화상 데이터를 처리하고, 처리된 화상 데이터를 상기 선택된 패널로 출력하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 디스플레이 장치에 의하면, 전자 잉크 패널을 이용하여 적은 전력 소모량으로 사용자에게 전자 책과 같은 텍스트(text) 데이터를 디스플레이할 수 있으며, 그와 동시에 정지 영상 또는 동영상을 고해상도로 디스플레이 함으로써 사용자에게 다양한 콘텐츠들을 편리하게 제공할 수 있다.

Description

전자 잉크 디스플레이 장치{e-ink display apparatus}
본 발명은 전자 잉크 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 텍스트 뿐 아니라 다양한 영상 데이터의 재생이 가능한 전자 잉크 디스플레이 장치에 관한 것이다.
디지털 페이퍼 디스플레이(DPD:Digital Paper Display)는 기존의 표시장치와 비교하여 생산단가가 훨씬 저렴하고 별도의 배경조명이 불필요하여 아주 적은 에너지로도 구동 가능하며, 선명하고 시야각이 넓은 면에서도 가장 주용하게는 해상도와 콘트라스트 변화 없이 종이처럼 반복적으로 구부릴 수 있는 특징을 나타낸다.
상기 디지털 페이퍼 디스플레이는 현재 휴대용 컴퓨터나 전자신문 또는 스마트 카드 등에 적용되고 있으며 머지 않은 장래에 책, 신문, 잡지 등과 같은 전통적인 인쇄매체를 폭 넓게 대체할 차세대 표시장치로 기대되고 있다.
이와 같은 디지털 페이퍼 디스플레이의 구동원리는 간단하게 전자잉크의 전기영동 상태에 따른 계조차를 이용한다. 상기 전자잉크는 전하를 띤 적어도 한 종의 파티클을 캡슐화된 소정 유체 내에 부유 가능하도록 구성된다. 이에 전기장을 가해 상기 파티클을 전기 영동 시킴으로써 흑, 백이 대비되는 두 계조를 표현하게 된다.
본 발명의 기술적 과제는 다양한 종류의 컨텐츠를 효율적으로 재생할 수 있는 전자 잉크 디스플레이 장치를 제공하는 데 있다.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 전자 잉크 디스플레이 장치는, 전자 잉크를 이용하여 화상이 표시되는 제1 디스플레이 패널; 상기 제1 디스플레이 패널보다 초당프레임수(fps, frame per sec)가 큰 제2 디스플레이 패널; 및 상기 제1, 2 디스플레이 패널 중 선택된 적어도 하나의 패널에 기반하여 입력되는 화상 데이터를 처리하고, 상기 처리된 화상 데이터를 상기 선택된 패널로 출력하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같이 구성되는 본 발명에 따른 디스플레이 장치에 의하면, 전자 잉크 패널을 이용하여 적은 전력 소모량으로 사용자에게 전자 책과 같은 텍스트(text) 데이터를 디스플레이할 수 있으며, 그와 동시에 정지 영상 또는 동영상을 고해상도로 디스플레이 함으로써 사용자에게 다양한 콘텐츠들을 편리하게 제공할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전자 잉크 디스플레이 장치에 관하여 상세히 설명한다. 도 1은 전자 잉크 패널의 구조에 대한 일실시예를 단면도 로 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 전자 잉크 패널(1)은 중간의 전자잉크층(10)을 사이에 두고 서로 마주보는 면으로 각각 제1, 2 전극(6, 8)이 형성된 제1, 2 기판(2, 4)이 대면 배열될 수 있다.
제2 기판(4) 상에는 게이트 전극(3)이 형성되고, 게이트 전극(3) 상에는 게이트 절연층(5)이 형성될 수 있다. 게이트 절연층(5) 상에 게이트 전극(3)과 대응되는 부분에 채널층(7)이 형성되고, 채널층(7) 상에 소정 간격 이격된 소스 및 드레인 전극(9a, 9b)이 형성될 수 있다. 컨택홀을 갖는 보호층(11)이 소스 및 드레인 전극(9a, 9b)이 형성된 하부기판(4) 전면에 형성되고, 보호층(11) 상에 드레인 전극(9b)과 전기적으로 연결된 제2 전극(8)이 형성될 수 있다.
제1 기판(102) 상에는 블랙매트릭스(19)가 형성되고, 블랙매트릭스(19) 상에 제1 내지 제3 서브 컬러필터(18a ~ 18c)를 구비한 컬러필터층(18)이 형성되고, 컬러필터층(18) 전면에 제1 전극(6)이 형성될 수 있다.
제1, 2 전극(6, 8) 사이에 형성된 전자잉크층(10)은 폴리머로 이루어진 바인더 필름(12) 내에 마이크로 캡슐화된 잉크캡슐(14)이 분산 함유된 형태를 가질 수 있다.
잉크캡슐(14)은 일례로 대략 수백 ㎛ 정도의 직경을 이루면서 그 내부로 소정의 유기 또는 무기 유체(16)가 충진되어 있고, 유체(16) 내에는 전기적으로 대전된 적어도 한 종 이상의 파티클(20)이 각각 주입되어 있다.
제1, 2 전극(6, 8) 사이의 전기장을 조절하여 잉크캡슐(14) 내에 주입된 적 어도 한종 이상의 파티클(20) 각각을 전기영동 시키고 컬러필터층(18)을 통해 계조를 나타내어 화상을 표현하게 된다.
파티클(20)은 일례로 양전하를 띤 백색의 제1 파티클(22)과 음전하를 띤 흑색의 제2 파티클(24)로 구분될 수 있고, 제1, 2 파티클(22, 24)은 제1, 2 전극(6, 8) 사이의 전기장에 의해 전기영동 되어 각각 백, 흑의 계조를 표시하게 된다.
도 2는 본 발명에 따른 전자 잉크 디스플레이 장치의 구성에 대한 실시예를 블록도로 도시한 것으로, 상기 전자 잉크 디스플레이 장치는 제어부(100), 전자 잉크 패널(110) 및 LCD 패널(120)을 포함하여 구성될 수 있다.
제어부(100)는 입력되는 화상 데이터 또는 사용자 입력 등에 기초하여 전자 잉크 패널(110) 및 LCD 패널(120) 중에서 상기 화상 데이터를 디스플레이 할 패널을 선택한다.
상기 화상 데이터는 텍스트 데이터, 정지 영상 데이터, 동영상 데이터 등 여러 종류의 디지털 콘텐츠 데이터들이 임의로 입력될 수 있다.
그에 따라, 제어부(100)는 상기 화상 데이터의 종류 또는 사용자가 디스플레이를 원하는 패널의 종류에 따라 전자 잉크 패널(110) 및 LCD 패널(120) 중 어느 하나를 상기 화상 데이터를 디스플레이 할 패널로서 선택할 수 있다.
일반적으로 전자 잉크 패널(110)의 경우, 도 1을 참조하여 설명한 바와 같은 패널 구조 및 구동 원리 등의 특성 상 초당 3~4 프레임(frame) 이하를 안정적으로 디스플레이 할 수 있으며, 그에 반해 높은 해상도의 컬러 이미지 재생이 어렵다.
전자 잉크 패널(110)의 3~4 이하의 초당프레임수(fps, frame per sec)는 전 자 북과 같은 용도의 텍스트 데이터를 디스플레이 하는 것은 충분하다. 그러나, 동영상의 자연스러운 움직임을 디스플레이 하기 위해서는 10 이상의 초당프레임수(fps, frame per sec), 보다 바람직하게는 20 fps 이상을 디스플레이 패널이 제공하여야한다.
예를 들어, 제어부(100)는 입력되는 화상 데이터가 텍스트 데이터인 경우 전자 잉크 패널(110)을 선택하고, 고해상도의 정지 영상 또는 동영상 데이터인 경우에는 LCD 패널(120)을 선택할 수 있다.
도 2에 도시된 디스플레이 장치는 본 발명의 일실시예에 불과하며, LCD 패널(120) 이외에 10 fps 이상, 보다 바람직하게는 20 fps 이상의 초당 프레임수를 제공할 수 있는 디스플레이 패널, 예를 들어 유기 발광 다이오드(OLED, Organic Light-Emitting Diode) 패널일 수 있다.
제어부(100)는 상기 선택된 디스플레이 패널에 기반하여 상기 화상 데이터를 처리하여 디스플레이에 적합한 데이터로 변환한 후 정렬한 후, 전자 잉크 패널(110) 및 LCD 패널(120) 중 상기 선택된 패널로 출력한다.
전자 잉크 패널(110)와 LCD 패널(120)은 상기 데이터 처리 방법 및 데이터 정렬 방법 등이 상이할 수 있으므로, 제어부(100)는 상기 선택된 디스플레이 패널에 따라 서로 상이한 연산 및 정렬 방법을 이용할 수 있다.
이하에서는, 도 3 및 도 4를 참조하여 전자 잉크 패널(110)와 LCD 패널(120)의 구동 제어 방법에 대해 설명하기로 한다.
도 3을 참조하면, 전자 잉크 패널(210)은 복수의 게이트라인(GL1 ~ GLn)과 데이터라인(DL1 ~ DLm)이 배열되어 소정의 화상을 표시하고, 그를 위해 데이터 구동부(220)와 게이트 구동부(230)가 전자 잉크 패널(210)에 연결될 수 있다.
또한, 감마 전압 발생부(240)는 감마 전압을 생성하여 데이터 구동부(220)로 공급하며, 타이밍 컨트롤러(250)는 데이터 구동부(220) 및 게이트 구동부(230)를 제어한다.
데이터 구동부(220)는 타이밍 컨트롤러(250)로부터 공급된 데이터 제어신호에 따라 복수의 데이터라인(DL1 ~ DLm)에 데이터 전압을 공급하며, 게이트 구동부(230)는 타이밍 컨트롤러(250)로부터 공급된 게이트 제어신호에 따라 복수의 게이트라인(GL1 ~ GLn)에 순차적으로 스캔신호를 공급한다.
또한, 데이터 구동부(220)는 타이밍 컨트롤러(250)로부터 R, G, B 데이터 신호를 공급받아 감마 전압 발생부(240)로부터 공급된 감마 전압을 이용해서 상기 R, G, B 데이터 신호를 상기 R, G, B 데이터 신호에 해당하는 아날로그 전압인 데이터 전압으로 변환시킨다.
타이밍 컨트롤러(250)는 입력된 수직/수평동기신호(Vsync/Hsync), 데이터 이네이블(DE) 신호 및 소정의 클럭신호를 이용해서 데이터 구동부(220) 및 게이트 구동부(230)를 제어하기 위한 게이트 제어신호 및 데이터 제어신호를 생성한다.
또한, 타이밍 컨트롤러(258)는 입력된 R, G, B 데이터 신호를 R 데이터 신호, G 데이터 신호, B 데이터 신호로 각각 정렬하여 데이터 구동부(220)로 공급한다.
도 4를 참조하면, 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display, LCD) 패널은 데 이터 라인들(DL1 내지 DL2m)과 게이트 라인들(GL1 내지 GL2n)이 교차되며, 그 교차부에 액정셀(Clc)을 구동하기 위한 박막트랜지스터(TFT : Thin Film Transistor)가 형성된다.
데이터 라인들(DL1 내지 DL2m)에 데이터를 공급하기 위한 데이터 구동부(320), 게이트 라인들(GL1 내지 GL2n)에 스캔 신호를 공급하기 위한 게이트 구동부(330) 및 감마 기준 전압을 발생하여 데이터 구동부(320)에 공급하기 위한 감마 전압 발생부(340)가 LCD 패널(310)에 연결될 수 있다.
또한, 교류전압 및 전류를 인가받아 LCD 패널(310)에 광을 조사하기 위한 백라이트 어셈블리(350), 공통 전압(Vcom)을 발생하여 LCD 패널(310)의 액정셀(Clc)의 공통전극에 공급하기 위한 공통전압 발생부(360) 및 게이트 하이 전압(VGH)과 게이트 로우 전압(VGL)을 발생하여 게이트 구동부(330)에 공급하기 위한 게이트구동전압 발생부(370)가 LCD 패널(310)에 연결될 수 있다.
타이밍 컨트롤러(380)는 데이터 이네이블(DE) 신호에 의해 구동되어 입력된 수직동기신호(Vsync)와 수평동기신호(Hsync)에 따라 LCD 패널(310)에 공급되는 RGB 데이터 또는 ECB 데이터의 수평동기와 수직동기를 맞춘다.
또한, 타이밍 컨트롤러(380)는 RGB 데이터 또는 ECB 데이터 공급을 제어하는 데이터 구동 제어신호(SCS)를 발생하여 데이터 구동부(220)로 공급하며, 스캔펄스의 공급을 제어하는 게이트구동 제어신호(GCS)를 발생하여 게이트 구동부(330)에 공급한다.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 전자 잉크 디스플레이 장치에 구비되는 제어 부(100)의 구성에 대한 실시예들을 블록도로 도시한 것이다.
도 5를 참조하면, 제어부(100)는 패널선택부(400), 데이터처리부(410) 및 타이밍컨트롤러(420)을 포함하여 구성될 수 있다.
패널선택부(400)는 입력되는 화상 데이터가 전자 북에 이용되는 텍스트 데이터인 경우 전자 잉크 패널(110)을 디스플레이 패널로 선택하고, 동영상 데이터인 경우에는 LCD 패널(120)을 디스플레이 패널로 선택할 수 있다. 또한, 상기 화상 데이터의 특성에 우선하여 사용자 입력에 따라 디스플레이 패널을 선택할 수도 있다.
데이터처리부(410)는 패널선택부(400) 상기 선택된 패널에 대한 정보를 입력받고, 상기 선택된 패널에 따라 서로 상이한 연산을 수행하여 디스플레이에 적합한 데이터로 변환한다.
예를 들어, 텍스트 데이터와 동영상 데이터는 서로 다른 방식으로 인코딩되어 있을 수 있으므로, 데이터처리부(410)는 상기 선택된 패널에 따라 서로 다른 디코딩 방식을 이용하여 상기 압축된 데이터를 복원할 수 있다.
전자 잉크 패널(110)과 LCD 패널(120)는 해상도가 서로 상이할 수 있으므로, 데이터처리부(410)는 상기 패널들 각각의 해상도에 따라 화상 데이터를 변환하는 작업을 수행할 수 있다.
또한, 동영상 데이터의 경우, 데이터처리부(410)는 영상 왜곡 등의 보정을 위한 보상 처리 등을 추가적으로 수행할 수도 있다.
타이밍컨트롤러(420)는 상기 선택된 패널에 대한 정보를 입력받고, 상기 선택된 패널에 대응되는 수직/수평동기신호(Vsync/Hsync), 데이터 이네이블(DE) 신호 및 클럭신호를 이용하여 상기 처리된 화상 데이터를 정렬한다.
즉, 상기한 바와 같이 전자 잉크 패널(110)과 LCD 패널(120)은 초당프레임수(fps)가 상이하므로, 상기 수직/수평동기신호(Vsync/Hsync) 또는 클럭신호 생성을 위한 테이블 정보가 서로 상이할 수 있다.
따라서 타이밍컨트롤러(420)는 상기 선택된 패널에 대응되는 수직/수평동기신호(Vsync/Hsync) 또는 클럭신호를 이용하여, 데이터처리부(410)로부터 출력되는 데이터를 정렬할 수 있다.
도 6을 참조하면, 제어부(100)는 전자 잉크 패널(110)에 제공되는 데이터의 처리 및 정렬을 위한 제1 데이터처리부(510) 및 제1 타이밍컨트롤러(530), LCD 패널(120)에 제공되는 데이터의 처리 및 정렬을 위한 제2 데이터처리부(520) 및 제2 타이밍컨트롤러(540)를 별도로 포함할 수도 있다.
그에 따라, 전자 잉크 패널(110)이 디스플레이 패널로 선택된 경우, 패널선택부(500)는 입력되는 화상 데이터를 제1 데이터처리부(510)로 출력하고, 상기 화상 데이터는 제1 데이터처리부(510) 및 제1 타이밍컨트롤러(530)를 통해 처리 및 정렬된 후 전자 잉크 패널(110)로 공급된다.
또한, LCD 패널(120)이 디스플레이 패널로 선택된 경우, 패널선택부(500)는 입력되는 화상 데이터를 제2 데이터처리부(530)로 출력하고, 상기 화상 데이터는 제2 데이터처리부(520) 및 제2 타이밍컨트롤러(540)를 통해 처리 및 정렬된 후 LCD 패널(120)로 공급된다.
이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술하였지만, 본 발명이 속 하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위에 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.
도 1은 전자 잉크 패널의 구조에 대한 일실시예를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 전자 잉크 디스플레이 장치의 구성에 대한 실시예를 나타내는 블록도이다.
도 3은 전자 잉크 패널을 구동시키는 장치에 대한 일실시예를 나타내는 블록도이다.
도 4는 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display, LCD) 패널을 구동시키는 장치에 대한 일실시예를 나타내는 블록도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 전자 잉크 디스플레이 장치에 구비되는 제어부의 구성에 대한 실시예들을 나타내는 블록도이다.

Claims (6)

  1. 전자 잉크를 이용하여 화상이 표시되는 제1 디스플레이 패널;
    상기 제1 디스플레이 패널보다 초당프레임수(fps, frame per sec)가 큰 제2 디스플레이 패널; 및
    상기 제1, 2 디스플레이 패널 중 선택된 적어도 하나의 패널에 기반하여 입력되는 화상 데이터를 처리하고, 상기 처리된 화상 데이터를 상기 선택된 패널로 출력하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 잉크를 이용한 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 입력된 화상 데이터가 텍스트 데이터인 경우, 상기 처리된 화상 데이터를 상기 제1 디스플레이 패널로 출력하는 것을 특징으로 하는 전자 잉크를 이용한 디스플레이 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 입력된 화상 데이터가 동영상 데이터인 경우, 상기 처리된 화상 데이터를 상기 제2 디스플레이 패널로 출력하는 것을 특징으로 하는 전자 잉크를 이용한 디스플레이 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 입력된 화상 데이터 및 사용자 입력 중 적어도 하나를 이용하여 상기 제1, 2 디스플레이 패널 중 어느 하나를 선택하는 패널선택부;
    상기 선택된 디스플레이 패널에 따라 서로 다른 연산을 수행하여 상기 화상 데이터를 처리하는 데이터처리부; 및
    상기 처리된 화상 데이터를 정렬하여 상기 선택된 디스플레이 패널에 공급하는 타이밍컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 잉크를 이용한 디스플레이 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 디스플레이 패널의 초당프레임수는 20fps 이상인 것을 특징으로 하는 전자 잉크를 이용한 디스플레이 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제2 디스플레이 패널은
    액정 디스플레이(LCD, Liquid Crystal Display) 패널 또는 유기 발광 다이오드(OLED, Organic Light-Emitting Diode) 패널인 것을 특징으로 하는 전자 잉크를 이용한 디스플레이 장치.
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KR1020080010681A KR20090084471A (ko) 2008-02-01 2008-02-01 전자 잉크 디스플레이 장치

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2011047633A1 (zh) * 2009-10-23 2011-04-28 华为终端有限公司 一种电子设备及其显示方法
KR101354648B1 (ko) * 2010-04-09 2014-01-21 한국전자통신연구원 전력 절감형 액자 겸용 텔레비전

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