KR20090088787A - 디지탈 전기영동 디스플레이 패널 구동 방법 및 장치 - Google Patents

디지탈 전기영동 디스플레이 패널 구동 방법 및 장치 Download PDF

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KR20090088787A
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펭-추안 예
포-센 첸
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Abstract

본 발명은 전기영동 디스플레이 패널 구동 방법 및 장치에 관한 것으로, 구동 장치는 메모리로부터 셋업값을 디지탈적으로 판독하여 수동 조절할 필요성을 제거함으로써 노동력과 시간을 절약해주며, 수동 조절로 인한 에러를 방지하고, Vcom의 전압 에러를 감소시킬 수 있다. 디지탈 전기영동 디스플레이 패널 구동 장치는 전기영동 디스플레이 패널에 배치되고, 접속 회로를 경유하여 패널 구동 메모리 내의 데이터를 판독하도록 시스템 보드의 접속 회로에 결합된 패널 구동 메모리를 포함한다.
전기영동, Vcom, 공동 전극 전압, 메모리,EPD

Description

디지탈 전기영동 디스플레이 패널 구동 방법 및 장치{DIGITAL ELECTROPHORETIC DISPLAY PANEL DRIVING METHOD AND APPARATUS}
본 발명은 디지탈 전기영동 디스플레이 패널 구동 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 구체적으로는 전기영동 디스플레이(전자 페이퍼)의 구동 장치 및 방법에 관한 것이다.
전자영동 디스플레이(EPD: electrophoretic display) 또는 소위 전자 페이퍼(electronic paper)는 종래의 페이퍼와는 구별되는 것으로, EPD는 복수의 "마이크로스피어(microsphere)(또는 마이크로캡슐(microcapsules))"를 포함하는 도전성 폴리머 물질로 이루어지고, 가요성을 가질 뿐만 아니라 그 위에 데이터를 신속하게 디스플레이할 수 있다. 전자 페이퍼 기술에서, 마이크로 캡슐의 크기는 픽셀의 크기를 나타내며, 그 외에도, 마이크로 캡슐은 외부 전압에 의한 구동으로 그들의 상태를 변화시킨다. 미국특허공보 제20060050050호는 전도성(conductivity)이 외부 전압에 의해 구동된 만큼 변화되는 전자 잉크 디스플레이를 개시하고 있고, 따라서 전자 잉크 디스플레이의 물질은 도전성을 가져야만 하는 한편, 전자 잉크 디스플레이는 가용성을 위해 폴리머 물질을 사용하여 페이퍼와 같이 구부려질 수 있다.
EPD(전자 페이퍼)는 사람들이 어두운데서 또는 직사 태양광 아래서 판독이 용이하도록 그 브라이트니스(brightness)가 반사식 컬러 LCD 보다 3배 내지 6배이고, EPD의 콘트라스트는 뉴스페이퍼보다 높아 그 시야각에 제한이 없다는 장점이 있다.
EPD는 전원이 오프된 후라도 컨텐츠를 디스플레이할 수 있고, 이는 휴대 장치의 배터리 수명이 연장될 수 있음을 의미하고, EPD의 전력 소모는 백라이트를 필요로 하지 않음에 따라 노트북 컴퓨터의 디스플레이에 비교해서 1/1000 정도이다.
또한, EPD는 페이퍼 상에서 프린트되는 컨텐츠를 디스플레이하므로, LCD 디스플레이로부터 컨텐츠를 판독하는 것에 비해 쉽게 손상되지 않고, 또한 EPD는 일반의 LCD 보다 얇으며 밝다.
위키페디아(Wikipedia: www.wikipedia.org)와 관련해서, 도 1a를 참조로한 http://en.wikipedia.org/wiki/Electronic_paper를 참조하기 바란다. EPD는 1970년대에 Xerox's Palo Alto Research Center에서 Nick Sheridon에 의해 제일 먼저 개발되었다. 그리콘(Cyricon)으로 불리는 최초의 전자 페이퍼는 20과 100 마이크로미트리 어크로스(micrometres accross) 사이의 폴리에틸렌 스피어(sphere)로 이루어진다. 각각의 스피어는 일측면에 음으로 전하된 블랙 플라스틱과 타측면에 양으로 충전된 화이트 플라스틱으로 구성된다. 각각의 전극 쌍으로 인가되는 전압의 양극(polarity)은 화이트 또는 블랙 중 어느쪽이 페이스-업(face-up)인지를 판단하 고, 픽셀에 백색 또는 흑색의 나타남을 부여한다.
후일, 2세대 EPD는 각각의 캡슐이, 순수 액체(clear fluid)에서 부유된(suspended), 양으로 전하된 화이트 입자와 음으로 전하된 블랙 입자(E ink)를 포함하는 마이크로캡슐을 사용한다. 음의 전계가 인가되면, 화이트 입자는 마이크로캡슐의 상측으로 이동하고, 여기서 이들은 사용자에게 보여진다. 이는 표면을 그 지점에서 흰색으로 만든다. 동시에, 반대의 전계는 블랙 입자를 마이크로 캡슐의 하부로 잡아 당기고, 여기서 이들은 숨겨진다. 이 과정을 역으로 함으로써, 블랙 입자는 캡슐의 상부에서 나타나며, 이는 표면을 그 지점에서 어둡게 한다. 다른 말로, 하나의 마이크로캡슐은 두개의 다른 컬러를 표현할 수 있다. 이들 마이크로캡슐은 "캐리어 매체"인 액체에서 부유되며, 이 캐리어 매체는 글래스, 플라스틱, 직물, 심지어는 종이를 포함하는 어떤 가상의 표면에서도 이들이 인쇄될 수 있게 한다.
EPD는 휴대가 용이하고, 재사용가능하며, 업데이트가 신속하고, 가격이 저가이면서 수기 입력까지도 제공하기 때문에, 최근의 전자 페이퍼는 출판업계에 혁명을 가져올 것이다. 사람들은 전자 페이퍼를 휴대한체로 언제라도, 어느 장소에서도 뉴스 또는 정보를 업데이터할 수 있고, 원하는대로 문서를 변경할 수 있다. 보다 중요하게, 전자 페이퍼는 환경자원을 절약하는데 기여할 수 있고, 종이 사용량(연간 200 밀리온 톤(million tons))을 감소시켜 생태학적인 밸런스를 유지하는데 기여할 수 있다.
또한, EPD는 전통적인 매체를 변화시킨다. 일본 정부는 사용자가 특정 소프 트웨어를 사용하여 컨텐츠를 취득하도록 사용자의 컴퓨터로 뉴스를 전송하고, 심지어 무선 네트워크를 통해 그들의 전자 페이퍼에 컨텐츠를 다운로드하는 것을 장려한다고 발표하였다. 포레스터 리서치사(Forrester Research)는 전자 페이퍼는 현재의 LCD 디스플레이를 대체할 가망성이 있으며, 사람들의 읽는 방식을 변화시킬 것으로 이야기 하였다.
그러나, EPD(전자 페이퍼)의 개발은 제조 비용, 지속 시간, 구동 전압, 신뢰도, 및 응답 시간 등에 있어서 극복해야할 문제점이 있다. 모든 종류의 공표 재료(publishing materials)는 디지탈화 과정을 겪고 있으며, 다양한 장치들이 디지탈 컨텐츠를 디스플레이하기 위해 개발중에 있지만, 해결해야 할 문제점은 종래의 종이에서와 유사하게 전자 페이퍼로 어떻게 판독 경험(reading experience)를 구현할 것인지에 있다. 이는 전자 페이퍼를, 텍스트/이미지를 읽기 쉽게, 문서를 재작성하기 쉽게, 그리고 디스플레이 및 저장에 있어서의 전력 소모를 작게하는 것을 포함한다.
종래 기술에서, 전기영동 디스플레이(EPD) 패널 구동 방법은, 도 1b의 플로우차트를 참조하면, 각각의 EPD 패널은 파라미터, 재료, 패키징 또는 전단처리(front end process)(10)에서의 환경으로 인해 조금씩 상이하고, 따라서 패널 공급자는 상이한 공동 전극 전압(Vcom)을 제공하게 된다(11). 따라서, 각각의 EPD 패널의 구동에 있어서, 시스템 보드 상에서의 Vcom을 조절할 필요가 있다. EPD 패널에 대한 후단 처리(12)는 EPD 패널을 절단하고, 캐패시터, 구동 IC, 프레임, 플렉시블 인쇄 기판 등과 같은 다른 구서요소와 함께 일체화하며, 시스템 제조 처리에 서, EPD의 Vcom이 가변 저항을 조절함으로써 수동으로 변경된다(13). 이어서 파형 전압값이 시스템 보드의 메모리에 기록된다(14). 시스템이 디스플레이 컨텐츠를 검증한 후(15,16), 파형 전압값은 시스템 보드의 메모리로부터 판독되고, 컨텐츠를 디스플레이하기 위해 Vcom과 결합된다(18). 도 1c의 전기영동 디스플레이 패널 구동 장치를 참조하면, 가변 저항(111)의 수동 조절은 Vcom의 영향으로 인한 로딩 이펙트(loading effect)를 방지하여, 버퍼 회로(112)는 입력/출력 단자를 스위치하기 위한 전압을 출력하는데 이용된다. 제어칩은 출력 단자(115)로의 공동 전극 전압 스위치(114)의 출력을 제어하기 위해 제공된다.
본 발명의 목적은 전기영동 디스플레이 패널의 교체시에 가변 저항을 조절하는데 요구되는 시간을 감소시키고, 전기영동 디스플레이의 패널 유용성에 기여할 수 있는 디지탈 전기영동 디스플레이 구동 방법 및 장치를 제공하는데 있다. 종래 기술은 공동 전극 전압(Vcom)을 변경하기 위해 수동으로 가변저항을 조절하고, 이는 시간 및 노동력의 소요가 크고, 또한 오조작 또는 수동 에러 문제가 발생될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 디지탈 전기영동 디스플레이 패널 구동 방법 및 그 장치를 제공한다. 이 방법은 수동 조작없이 디지탈적으로 메모리로부터 셋업값을 판독하여 시간 및 노동력을 감소시키고, 디지탈 전압 에러는 가변 저항을 수동으로 조절하여 발생되는 에러보다 작기 때문에, 공동 전극 전압(Vcom)의 전압 에러를 감소시킨다.
종래의 EPD는 가변 저항을 조절함으로써 구동된다. 보수 또는 제조 테스트 시, 시스템 보드의 Vcom 셋업값은 패널의 것과 일치해야하므로, 따라서 적당한 패널을 서치하는데 긴 시간이 소요될 수 있다.
본 발명은 패널 내의 메모리로부터 Vcom을 판독하고, 이는 보수 작업자 또는 테스터가 재조절가능한 가변 저항값 또는 일치되는 패널을 찾을 필요가 없기 때문에, 이들에게 편리하다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은, 디지탈 전기영동 디스플레이 패널 구동 장치에 있어서, 디지탈 패널 구동 데이터를 저장하기 위해 전기영동 디스플레이에 배치된 패널 구동 메모리; 접속 회로로서, 제어기 칩이 상기 접속 회로를 통해 패널 구동 메모리로부터 데이터를 판독하기 위한 접속 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지탈 전기영동 디스플레이 패널 구동 장치를 제공한다.
본 발명에 따르면 수동 조작없이 디지탈적으로 메모리로부터 셋업값을 판독하여 시간 및 노동력을 감소시키고, 디지탈 전압 에러는 가변 저항을 수동으로 조절하여 발생되는 에러보다 작기 때문에, 공동 전극 전압(Vcom)의 전압 에러를 감소시키고, 패널 내의 메모리로부터 Vcom을 판독하는 것에 의해, 보수 작업자 또는 테스터가 재조절가능한 가변 저항값 또는 일치되는 패널을 찾을 필요가 없기 때문에 매우 편리하다.
본 발명의 이점 및 신규의 특성을 첨부한 도면을 참조하여 이하에 구체적으로 설명한다.
본 발명은 공동 전극 전압(Vcom) 셋업값과 패널 구동 데이터를 저장하기 위해 메모리를 사용하는 디지탈 전기영동 디스플레이 패널 구동 방법 및 장치를제공 한다. 본 발명은 수동적인 조절없이 메모리로부터 셋업값을 디지탈적으로 판독함으로써 시간/노동력을 절감하고 수동 에러를 피할 수 있다. 디지탈 전기영동 디스플레이(EPD) 패널 구동 장치는 디지탈 패널 구동 데이터를 저장하기 위해 EPD 상에 배치된 패널 구동 메모리와, 제어기칩에 대한 접속회로를 포함하고, 접속회로를 통해 패널 구동 메모리 내의 데이터가 판독된다.
도 2a를 참조하면, 전기영동 디스플레이 패널(2)의 플렉시블 인쇄 회로(23)는 그 위에 패널 구동 메모리(24)가 추가되고, 플렉시블 인쇄 회로 말단(tail)(26)의 NC 핀은 제어기칩(61)과 접속하기 위해 메모리 IC(25)에 추가된다.
도 2b를 참조하면, 글래스의 전기영동 디스플레이 패널(2)은 그 위에 패널 구동 메모리(24)가 추가되고, 플렉시블 인쇄 회로 말단(tail)(26)의 NC 핀은 제어기칩(61)과 접속하기 위해 메모리 IC(25)에 추가된다.
각각의 EPD 패널은 파라미터, 재료, 패키징 또는 전단 프로세스에서의 환경으로 인해 약간의 차이가 있기 때문에, 상이한 EPD 패널을 구동함에 있어서 상이한 공동 전극 전압(Vcom)을 사용해야만 한다. EPD 패널의 후단 프로세스는 EPD 디스플레이 패널을 절단하고, 이를 캐패시터, 구동 IC, 프레임, 플렉시블 인쇄 기판 등의 구성요소와 함께 일체화하는 것이고, 이어진 시스템 제조 프로세스에서, EPD의 Vcom이 가변저항을 조절함으로써 수동으로 변경된다. 본 발명은 메모리 내에 EPD 패널의 상이한 공동 전극 전압(vcom)을 저장하기 위한 디지탈 전기영동 디스플레이 패널 구동 방법 및 장치를 제공하고, 또한, 메모리는 구동 전압 파형값을 저장하는데 이용될 수 있다. 대만특허출원 제096127424호에 기술된 바와 같이, 이 대만특허 출원은 액티브 EPD 구동 방법을 제공하며, 본 발명은 복수의 서브 픽셀들이 메트릭스로 정렬되고, 하나 또는 복수의 픽셀이 순차 구동되는 것을 기술한다. 이미지가 입력되면, 본 발명은 각각의 픽셀에 대한 그레이 레벨 값을 취득하고, 픽셀들을 차례대로 구동한다. 먼저, 모든 픽셀들을 두개의 미리결정된 그레이 레벨값 중 하나로 전환하기 위해 구동 전압을 인가한다. 이어서, 미리결정된 해상도에 기반해서 픽셀들을 순차적으로 구동하고, EPD 디스플레이 속도를 가속시키기 위해, 하나의 그레이 레벨값으로부터 다른 그레이 레벨값으로 구동하는데 필요한 시간과 전압을 계산한다. 다음으로, 각각의 그레이 레벨값에 대한 구동 시간을 증가 또는 감소시키기 위해 각각의 그레이 레벨값의 총 구동 시간을 조절하고, 이와 동시에, 각각의 그레이 레벨값의 디스플레이를 제어하는 것이 유리하다. 구동 시간 또는 구동 전압 데이터는 EPD 패널의 메모리에 저장될 수 있다. 도 3을 참조하면, 전원 공급기(34)는 마이크로제어기(MCU:33)에 전원을 공급하고, 제어기 칩(31)은 FCP 테일(26)과 플렉시블 인쇄 기판 접속 단자(27)를 통해 패널 구동 메모리(24)로부터 데이터를 판독하며, 제어기 칩(31)은 패널 파워 모듈(32)을 이용하여 패널 모듈(62) 상의 전기영동 디스플레이 패널(2)로 전원을 공급한다. 데이터가 판독된 후, 이는 제어기 칩에 의해 EPD를 구동하는 구동 칩(21)에 대한 아날로그 전압 신호로 변환된다. 도 4는 EPD 패널을 구동하기 위한 방법의 플로우차트이다. 각각의 EPD 패널은 파라미터, 재료, 패키징 또는 전단 프로세스(40)에서의 환경에 따라 약간씩 상이하므로, 상이한 EPD 패널을 구동하고 구동 메모리에 디지탈 구동 데이터 및 Vcom을 저장하기 위해서는, 패널 공급기에 의해 제공되는 상이한 공동 전극 전압(Vcom)을 사용할 필요가 있다(41). EPD 패널에 대한 후단 프로세스(42)는 EPD 디스플레이 패널을 절단하고, 캐패시터, 구동 IC, 프레임, 플렉시블 인쇄 기판 등과 같은 다른 구성요소와 이를 일체화하고, EPD를 다음의 단계에 의해 구동한다.
단계1(44): 시스템에 의해 디스플레이된 데이터를 검증하고, 시스템은 그래픽을 통한 결과(result)를 나타내기 위해 상이한 소스로부터 데이터를 계산 및 통합(integrate)하며, 이스템은 이 단계에서 사용자에게 표시된 이미지를 검증함.
단계2(45): 제어기 칩은 디지탈 패널 구동 데이터를 패널 구동 메모리로부터 판독함, 여기서 패널 공급기로부터 제공된 상이한 공동 전극 전압(Vcom), 구동 시간, 또는 구동 전압은 메모리에 저장되고, 디지탈 전기영동 디스플레이 패널 구동 장치는 EPD 패널 상에 배치된 패널 구동 메모리를 포함하고, 접속회로를 경유하여 패널 구동 메모리 내의 데이터를 판독하기 위해 시스템 상의 제어기 칩에 대한 접속 회로를 접속회로를 포함함.
단계3(46): 제어기 칩은 패널 구동 메모리로부터 판독된 디지탈 패널 구동 데이터를 아날로그 전압 신호로 변환함.
단계4(47): 제어기 칩은 EPD 패널을 구동하기 위해 EPD 패널 상의 구동 집적 회로(integrated circuit)로 아날로그 전압 신호를 전송함.
도 4a를 참조하면, 제어기 칩(51)은 제어기 칩 내에 디지탈/아날로그 변환기(52)를 사용하여 패널 구동 메모리로부터 판독한 디지탈 패널 구동 데이터를 아날로그 전압 신호로 변환하고, 공동 전극 전압 스위치(54)를 제어하여 아날로그 전압 신호를 전압 인버터(53)로부터 출력 단자(55)를 거쳐 디스플레이 패널 상의 구 동 집적 회로로 전송한다.
도 4b를 참조하면, 제어기 칩(113)은 제어기 칩(113) 내의 공동 전극 전압 생성기(116)를 사용하여 패널 구동 메모리 내의 디지탈 패널 구동 데이터를, 출력 단자(115)를 거쳐 디스플레이 패널 상의 구동 집적 회로로 공동 전극 전압을 출력하는 공동 전극 전압 스위치(114)로 전송한다.
이상 본 발명의 실시예에 대해 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예로 한정되는 것은 아니고 본 발명의 범위내에서 각종 변경 및 변형이 가능하다. 따라서 본 발명은 첨부된 특허청구범위에 의해 제한되어야 한다.
도 1은 통상의 전기영동 디스플레이 패널을 구동하기 위한 방법을 도시한 플로우차트.
도 1a는 통상의 전기영동 디스플레이 패널의 구조를 도시한 도면.
도 2a는 디지탈 전기영동 디스플레이 패널 구동 장치의 구조를 도시한 도면.
도 2b는 디지탈 전기영동 디스플레이 패널 구동 장치의 다른 구조를 도시한 도면.
도 3은 전기영동 디스플레이 패널의 블록도.
도 4는 전기영동 디스플레이 패널을 구동하기 위한 방법을 도시한 플로우차트.
도 4a는 디지탈 전기영동 디스플레이의 메모리 데이터를 어떻게 공동 전극 전압으로 변환하는지를 도시한 도면.
도 4b는 디지탈 전기영동 디스플레이의 메모리 데이터를 어떻게 공동 전극 전압으로 변환하는지를 도시한 또 다른 도면.

Claims (11)

  1. 디지탈 전기영동 디스플레이 패널 구동 장치에 있어서,
    디지탈 패널 구동 데이터를 저장하기 위해 전기영동 디스플레이에 배치된 패널 구동 메모리;
    접속 회로로서, 제어기 칩이 상기 접속 회로를 통해 패널 구동 메모리로부터 데이터를 판독하기 위한 접속 회로
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지탈 전기영동 디스플레이 패널 구동 장치.
  2. 디지탈 전기영동 디스플레이 패널 구동 방법에 있어서,
    시스템에 의해 디스플레이된 데이터를 검증하는 제1 단계;
    제어기 칩이 패널 구동 메모리로부터 디지탈 패널 구동 데이터를 판독하는 제2 단계;
    상기 제어기 칩이 상기 패널 구동 메모리로부터 판독된 디지탈 패널 구동 데이터를 아날로그 전압 신호로 변환하는 제3 단계; 및
    상기 제어기 칩이 패널을 구동하기 위해 상기 아날로그 전압 신호를 구동 집적 회로로 전송하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지탈 전기영동 디스플레이 패널 구동 방 법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제3 단계에서, 상기 제어기 칩은 상기 제어기 칩 내의 디지탈/아날로그 변환기를 사용하여 패널 구동 메모리로부터 판독된 디지탈 패널 구동 데이터를 안날로그 전압 신호로 변환하고, 공동 전극 전압 스위치를 제어하여 전압 인버터로부터의 아날로그 전압 신호를 출력 단자를 거쳐 디스플레이 패널 상의 구동 집적 회로로 전송하는 것을 특징으로 하는 디지탈 전기영동 디스플레이 패널 구동 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제어기 칩은 아날로그 전압 신호의 출력을 제어하는 것을 특징으로 하는 디지탈 전기영동 디스플레이 패널 구동 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제어기 칩은 아날로그 전압 신호의 출력을제어하는 것을 특징으로 하는 디지탈 전기영동 디스플레이 패널 구동 방법.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제3 단계에서, 상기 제어기 칩은 제어기 칩 내의 공동 전극 전압 생성기를 사용하여 상기 패널 구동 메모리 내의 디지탈 패널 구동 데이터를, 디스플레이 패널 상의 구동 집적 회로로 공동 전극 전압을 출력하는 공동 전극 전압 스위치로 전송하는 것을 특징으로 하는 디지탈 전기영동 디스플레이 패널 구동 방법.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 제3 단계에서, 상기 제어기 칩은 공동 전극 전압 생성기를 사용하여 상기 패널 구동 메모리 내의 디지탈 패널 구동 데이터를, 디스플레이 패널 상의 구동 집적 회로로 공동 전극 전압을 출력하는 공동 전극 전압 스위치로 전송하는 것을 특징으로 하는 디지탈 전기영동 디스플레이 패널 구동 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 패널 구동 메모리는 상기 전기영동 디스플레이 패널 상의 플렉시블 인쇄 회로 상에 배치되는 것을 특징으로 디지탈 전기영동 디스플레이 패널 구동 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 패널 구동 메모리는 상기 전기 영동 디스플레이 패널 상의 전기영동 디스플레이 패널 글래스 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 디지탈 전기영동 디스플레이 패널 구동 장치.
  10. 제4항에 있어서,
    상기 제어기 칩은 공동 전극 전압 생성기를 사용하여 상기 패널 구동 메모리 내의 디지탈 패널 구동 데이터를, 디스플레이 패널 상의 구동 집적 회로로 공동 전극 전압을 출력하는 공동 전극 전압 스위치로 전송하는 것을 특징으로 하는 디지탈 전기영동 디스플레이 패널 구동 방법.
  11. 제5항에 있어서,
    상기 제어기 칩은 공동 전극 전압 생성기를 사용하여 상기 패널 구동 메모리 내의 디지탈 패널 구동 데이터를, 디스플레이 패널 상의 구동 집적 회로로 공동 전극 전압을 출력하는 공동 전극 전압 스위치로 전송하는 것을 특징으로 하는 디지탈 전기영동 디스플레이 패널 구동 방법.
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