KR20130143361A - 전기영동 디스플레이 장치와 이의 구동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 화면의 전화 시 잔상(ghosting)을 줄여 화상의 표시품질을 높일 수 있는 전기영동 디스플레이 장치와 이의 구동방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 전기영동 디스플레이 장치의 구동방법은 이전 화상에서 다음 화상으로의 화면을 변환하는 전기영동 디스플레이 장치의 구동방법에 있어서, 미리 설정된 N개의 웨이브 폼 중에서, 이전 화상의 업데이트 구동시간 경과 또는 이전 화상의 휘도변화에 기초하여 하나의 웨이브 폼을 선택하는 단계; 및 구동시간 경과에 기초하여 선택된 웨이브 폼 또는 휘도변화에 기초하여 선택된 웨이브 폼을 이용하여 다음 화상의 업데이트를 수행하는 단계를 포함한다.

Description

전기영동 디스플레이 장치와 이의 구동방법{ELECTROPHORESIS DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR DRIVING THE SAME}
본 발명은 전기영동 디스플레이 장치에 관한 것으로, 특히 화면의 전화 시 잔상(ghosting)을 줄여 화상의 표시품질을 높일 수 있는 전기영동 디스플레이 장치와 이의 구동방법에 관한 것이다.
전기영동 디스플레이 장치란 착색된 대전입자가 외부로부터 가해진 전계에 의해 이동하는 전기영동(Electrophoresis) 현상을 이용하여 화상을 표시하는 장치를 말한다. 여기서 전기영동 현상이란, 대전입자를 용매 속에 분산시킨 상태에서 전계를 인가하는 경우에 상기 대전입자가 쿨롱력에 의하여 용매 내에서 이동하는 현상을 의미한다.
전기영동 현상을 이용한 전기영동 디스플레이 장치는 쌍안정성(Bistability)의 특징을 갖고 있어, 인가된 전압이 제거되어도 한 번 표시(display)된 이미지를 장시간 표시할 수 있다. 즉, 전기영동 디스플레이 장치는 지속적으로 전압을 인가하지 않아도 일정 화면을 장기간 유지할 수 있기 때문에 화면의 신속한 교환이 요구되지 않는 전자 책(e-book) 분야에 적합한 디스플레이 장치이다.
전기영동 디스플레이 장치는 시야각(viewing angle)에 대한 의존성이 없을 뿐만 아니라, 외부 광을 반사하여 영상을 표시하기 때문에 종이와 유사한 정도로 눈에 편안한 화상을 제공할 수 있다.
종래 기술에 따른 전기영동 디스플레이 장치는 하부 기판과 상부 기판 사이에 전기영동 필름이 개재된 구조를 가지며, 전기영동 필름은 흑색 또는 백색의 컬러로 착색된 복수의 대전입자와 용매가 실장된 복수의 마이크로 캡슐을 포함한다.
하부기판에는 복수의 화소들(pixels)이 매트릭스 형태로 형성된다. 각 화소에는 스위칭 소자로써 TFT가 형성되고, 화소에 데이터 전압을 공급하기 위한 화소전극이 형성된다.
상부기판에는 공통 전압(Vcom)을 공급하는 위한 공통전극이 형성되고, 화소전극과 공통전극 사이에 형성된 전계에 의해 전기영동 캡슐 내의 대전입자가 이동하게 된다.
백색의 대전입자를 상부기판 쪽으로 이동시키면 외부에서 입사된 빛을 반사시키고, 흑색 대전입자를 상부기판 쪽으로 이동시키면 외부에서 입사된 빛을 흡수시킬 수 있다. 이와 같이, 전기영동 필름에 실장된 대전입자를 통해 외부에서 입사된 빛을 흡수 또는 반사시켜 화상을 표시한다.
이러한, 전기영동 디스플레이 장치는 쌍안정성의 특성으로 인해 화면 전환이 빠르지 못하기 때문에 LCD와 같이 프레임 단위로 화면을 표시할 수 없다. 따라서, 영상 데이터의 시퀀스인 웨이브 폼(waveform)을 이용하여 데이터 전압을 공급함으로써 화상을 표시하고, 이전 화상에서 다음 화상으로 화면을 전환시킨다.
화상의 업데이트 과정을 통해 화소들에 새로운 영상 데이터를 기입한 후, 다음 이미지의 업데이트까지 현재의 데이터를 유지시켜 한번 표시된 화상을 장시간 유지시킨다.
대전입자들이 화소전극 또는 공통전극을 향해서 이동함에 있어서, 대전입자 및 용매에 따라 이동속도나 이동시간이 달라질 수 있다. 전기영동 필름의 특성이 좋지 않은 경우, 다음 화상을 표시하기 위한 정확한 웨이브 폼을 적용하여도 대전입자가 원하지 않은 위치로 이동하게 된다. 이로 인해, 이전 화면의 잔상(afterimage)이 다음 화면까지 남는 고스팅(ghosting)이 발생되어 표시품질을 떨어뜨리는 문제점이 있다.
전기영동 필름은 여러 요인에 의해 동작 특성이 달라질 수 있는데, 특히 온도에 의해 전기영동 필름의 동작 특성이 달라질 수 있다. 이에 따라서, 대한민국 특허공개번호 10-2010-0081857호 및 10-2010-0081858호에서는 주변 온도에 따른 대전입자의 이동능력을 고려하고, 주변 온도에 따라서 적합한 웨이브 폼을 적용하여 화상을 표시하는 전기영동 표시장치의 구동방법을 제시하고 있다.
그러나, 전기영동 필름을 제조하는 회사마다 고유의 제조방법에 의해 구동 특성이 달라질 수 있고, 전기영동 필름을 구성하는 물질이 다르므로 이에 따라서 구동 특성이 달라질 수 있다.
주변 온도가 반영된 웨이브 폼을 적용하더라도, 대전입자와 용매의 특성 및 전기영동 필름의 제조회사 상이한 특성을 모두 반영할 수 없다. 이로 인해, 이전 화상을 다음 화상으로 변화시키는 화면의 전화 시, 잔상이 다음 화면까지 남아 표시품질을 떨어뜨린다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 이전 화면의 잔상(ghosting)이 다음 화면에 남아 표시품질이 저하되는 것을 방지할 수 있는 전기영동 디스플레이 장치와 이의 구동방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전기영동 레이어의 특성에 맞는 웨이브 폼을 적용하여 화면을 전환 시킬 수 있는 전기영동 디스플레이 장치와 이의 구동방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
위에서 언급된 본 발명의 기술적 과제 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 전기영동 디스플레이 장치의 구동방법은 이전 화상에서 다음 화상으로의 화면을 변환하는 전기영동 디스플레이 장치의 구동방법에 있어서, 미리 설정된 N개의 웨이브 폼 중에서, 이전 화상의 업데이트 구동시간 경과 또는 이전 화상의 휘도변화에 기초하여 하나의 웨이브 폼을 선택하는 단계; 및 구동시간 경과에 기초하여 선택된 웨이브 폼 또는 휘도변화에 기초하여 선택된 웨이브 폼을 이용하여 다음 화상의 업데이트를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 전기영동 디스플레이 장치는 전기영동 레이어가 형성된 디스플레이 패널; 미리 마련된 N개의 웨이브 폼 중에서, 이전 화상의 업데이트 구동시간 경과 또는 이전 화상의 휘도변화에 기초하여 하나의 웨이브 폼을 선택 및 출력하는 제어부; 상기 제어부에서 공급된 웨이브 폼에 따라 다음 화상의 업데이트를 위한 데이터 전압을 생성하여 상기 디스플레이 패널의 화소들에 공급하는 데이터 드라이버; 및 상기 제어부의 제어에 따라 스캔 신호를 생성하여 상기 화소들에 공급하는 게이트 드라이버를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 전기영동 디스플레이 장치와 이의 구동방법은 이전 화면의 잔상(ghosting)이 다음 화면에 남아 표시품질이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 전기영동 디스플레이 장치와 이의 구동방법은 전기영동 레이어의 특성에 맞는 웨이브 폼을 적용하여 화면을 전환 시킬 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 전기영동 디스플레이 장치와 이의 구동방법은 화면의 표시 품질을 향상시킬 수 있다.
위에서 언급된 본 발명의 특징 및 효과들 이외에도 본 발명의 실시 예들을 통해 본 발명의 또 다른 특징 및 효과들이 새롭게 파악될 수도 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전기영동 디스플레이 장치를 나타내는 도면.
도 2는 전기영동 필름이 적용된 디스플레이 패널을 나타내는 도면.
도 3은 하부기판에 디스플레이 솔벤트가 내재화된 디스플레이 패널을 나타내는 도면.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 전기영동 디스플레이 장치의 구동방법을 나타내는 도면.
도 6 및 도 7은 구동시간 경과에 기초하여 웨이브 폼을 이용하여 다음 화상을 업데이트 하는 구체적인 실시 예를 나타내는 도면.
도 8 및 도 9는 화상의 휘도 변화에 기초한 웨이브 폼을 이용하여 다음 화상을 업데이트 하는 구체적인 실시 예를 나타내는 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 전기영동 디스플레이 장치와 이의 구동방법에 대하여 설명하기로 한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명의 핵심 구성과 관련이 없는 경우 및 본 발명의 기술분야에 공지된 구성과 기능에 대한 상세한 설명은 생략될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전기영동 디스플레이 장치를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 전기영동 디스플레이(EPD) 장치는 디스플레이 패널(100, display panel), 게이트 드라이버(200, gate driver); 데이터 드라이버(300, data driver); 제어부(400, controller), 전원부(500, power unit), 메모리(600, memory) 및 측정부(700, measurement unit)를 포함한다.
디스플레이 패널(100)은 입력된 데이터 전압에 따라 화상을 표시하는 것으로, 하부기판과 상부기판 사이에 전기영동 레이어가 형성되어 있다.
여기서, 전기영동 레이어는 도 2에 도시된 바와 같이, 대전입자(12)와 용매(14)가 실장된 복수의 마이크로 캡슐(10)을 포함하는 전기영동 필름이 적용될 수 있다.
한편, 전기영동 레이어는 도 3에 도시된 바와 같이, 화소 영역을 둘러싸도록 격벽(50, partition walls)을 형성하고, 대전입자(42)와 용매(44)로 구성된 디스플레이 솔벤트(40)가 격벽(50)에 의해 마련된 공간에 충진 된 내재화 타입이 적용될 수 있다.
디스플레이 패널(100)의 하부기판(1)에는 n개의 게이트 라인과 m개의 데이터 라인이 상호 교차하도록 형성된다. 데이터 라인들과 게이트 라인들의 교차에 의해 m×n 개의 화소들(pixels)이 매트릭스 형태로 형성된다. 각 화소에는 스위칭 소자로써 TFT가 형성되고, 화소에 데이터 전압을 공급하기 위한 화소전극(20)이 형성된다.
TFT는 화소에 이미지 데이터 즉, 데이터 전압이 공급되는 것을 스위칭 한다. TFT의 게이트 전극은 게이트 라인과 접속되고, 소스 전극은 데이터 라인과 접속되며, 드레인 전극은 화소전극(20)과 접속된다.
또한, 디스플레이 패널(100)의 상부기판(2)에는 공통 전압(Vcom)을 공급하는 위한 공통전극(30)이 형성되고, 화소전극(20)과 공통전극(30) 사이에 전기영동 필름 또는 내재화 타입의 전기영동 레이어가 형성된다.
대전입자의 이동 특성은 가해지는 전압의 세기 및 전압이 가해지는 시간에 영향을 받게 되는데, 전압의 세기와 가해지는 시간에 비례하여 대전입자를 이동시키는 힘이 커지게 된다. 전압에 의해 대전입자를 이동시키고 난 후에 전압을 차단하여도 대전입자는 관성에 의해 움직이던 방향으로 조금씩 이동하게 된다.
이러한, 대전입자의 이동 특성은 입자의 종류, 양 그리고, 용매의 점도에 따라서 달라지게 되는데, 대전입자에 가해지는 힘이 크면 클수록 대전입자가 이동하려는 관성에 의해 가만히 있지 않고 움직이게 된다.
대전입자를 원하는 위치로 이동시킨 후, 전압을 공급하지 않더라도 대전입자가 움직이지 않고 현 상태를 유지하는 것을 쌍안정(bistability) 특성이 좋다고 하며, 쌍안정 특성은 대전입자 및 용매를 구성하는 물질의 특성에 따라 달라지게 된다.
본 발명에서는 대전입자를 이동시켜 화상을 표시한 후, 다음 화상으로 화면이 전환되는 시간 동안에 대전입자가 이동된 정도가 반영된 복수의 웨이브 폼을 제작하여 메모리(600)에 저장하였다. 또한, 이전 화상의 휘도변화가 반영된 복수의 웨이브 폼을 제작하여 메모리(600)에 저장하였다.
여기서, 메모리(600)는 비 휘발성의 플래시 메모리(flash memory), ROM, EEPROM 또는 마그네틱 컴퓨터 기억매체가 적용될 수 있다.
다시, 도 1을 참조하면, 전원부(500)는 전기영동 디스플레이 장치의 전원이 턴-온되면 입력 전원(Vin)을 이용하여 미리 설정된 파워 온 시퀀스(Power on sequence)에 따라 디스플레이 패널(100)의 구동에 필요한 구동 전압들(VCC, VSS, Vcom, VPOS, VNEG, VGH, VGL)을 생성한다.
그리고, 생성된 구동 전압들(VCC, VSS, Vcom, VPOS, VNEG, VGH, VGL)을 게이트 드라이버(200), 데이터 드라이버(300) 및 제어부(400)에 공급한다. 이때, 파워 온 시퀀스는 제어부(400) 또는 외부의 호스트 시스템에의 미리 설정되거나, 별도의 메모리(EEPROM)에 저장된 것을 이용할 수 있다.
전원부(500)는 제어부(400)로부터 공급되는 전원 제어신호에 기초하여 정극성(+) 전압인 VPOS 전압과 부극성(-)전압인 VNEG을 생성한다. VPOS 전압은 +15V의 직류 전압으로 생성되고, VNEG 전압은 -15V의 직류 전압으로 생성될 수 있다. 전원부(500)는 생성된 VPOS 전압 및 VNEG 전압을 데이터 드라이버(300)에 공급한다.
로직 전원전압(VCC)은 제어부(400), 데이터 드라이버(300) 및 게이트 드라이버(200)의 구동에 필요한 로직 전압으로서 일반적으로 3.3V의 직류 전압으로 발생된다.
공통전극(30)에 공급되는 공통 전압(Vcom)은 -1.4V ~ +1.1V의 직류 전압으로 생성된다. 부극성 게이트 전압인 VGL은 -20V ~ -22V의 직류 전압으로 생성되어 게이트 드라이버(200)에 공급되고, 정극성 게이트 전압인 VGH는 +20V ~ +22V의 직류 전압으로 생성되어 게이트 드라이버(200)에 공급된다.
제어부(400)는 외부로부터 입력된 타이밍 신호(TS)를 이용하여 게이트 드라이버(200)의 제어를 위한 게이트 제어신호를 생성하고, 게이트 신호를 게이트 드라이버(200)에 공급한다.
또한, 제어부(400)는 데이터 드라이버(300)의 제어를 위한 데이터 제어신호를 생성하고, 데이터 제어 신호를 데이터 드라이버(300)에 공급한다.
여기서, 타이밍 신호(TS)는 수직동기 신호(V-sync), 수평동기 신호(H-sync), 클럭 신호(CLK)를 포함한다.
또한, 제어부(400)는 이미지 리셋 및 이미지 업데이트 시, 영상 데이터의 시퀀스인 웨이브 폼을 데이터 드라이버(300)에 공급한다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 전기영동 디스플레이 장치의 구동방법을 나타내는 도면이다.
도 4 및 도 5를 결부하여 설명하면, 제어부(400)는 다음 화상으로 화면이 전환되는 시점에 N개의 웨이브 폼들 중에서, 이전 화상에서 다음 화상으로의 전환에 적합한 웨이브 폼을 선택한다. 그리고, 선택된 웨이브 폼을 데이터 드라이버(300)에 공급하여 다음 화상의 업데이트가 이루어지도록 한다.
N개의 웨이브 폼들 중에서 다음 화상으로의 전환에 적합한 웨이브 폼을 선택하는 방법은 크게, 이전 화상의 휘도변화에 기초한 방법과 화상 업데이트의 구동시간 경과에 기초한 방법으로 구분할 수 있으며, 이에 관한 구체적인 실시 예는 도 6 내지 도 9를 참조하여 후술하기로 한다.
다음 화상의 데이터 업데이트 시, 제어부(400)는 EEPROM과 같은 비 휘발성 메모리(600)에 저장되어 있는 N개의 웨이브 폼들 중에서 현재 시점의 이미지 업데이트에 적합한 웨이브 폼을 선택하고, 선택된 웨이브 폼을 데이터 드라이버(300)에 공급한다.
제어부(400)에서 데이터 드라이버(300)에 공급되는 웨이브 폼은 이전 화면의 리프레쉬(refresh)를 위한 리셋 웨이브 폼과 다음 화면의 업데이트를 위한 이미지 업데이트 웨이브 폼으로 구성될 수 있다.
리셋 웨이브 폼은 이전 화면의 리셋을 위한 것으로, 화이트 화상과 블랙 화상을 리셋시키 위한 신호들이 교번적으로 배치된다.
이미지 업데이트 웨이브 폼은 다음 화상을 업데이트를 위한 것으로, 이전 화상에서 다음 화상으로의 전환을 위한 포지티브 및 네거티브 신호들이 연속적으로 배치되어 구성될 수 있다.
메모리(600)에는 도 5에 도시된 바와 같이, 미리 마련된 N개의 웨이브 폼이 저장되어 있다. 이때, N개의 웨이브 폼은 구동시간 경과에 기초한 웨이브 폼들과, 이전 화상의 휘도변화 기초한 웨이브 폼들을 포함한다.
여기서, 구동시간 경과에 기초한 웨이브 폼들은, 이전 화상을 표시하기 위해 마지막 구동이 이루어진 시점으로부터 다음 화상을 표시되는 시점까지의 구동시간 경과에 의해 대전입자들이 이동된 정도를 반영하여 사전이 미리 제작되어 메모리(600)에 저장되어 있다.
마지막 구동 시점부터 일정 시간이 경과되면, 대전입자들이 원래의 위치에서 점차 이동하게 되는데, 다음 화상의 업데이트가 이루어질 때 대전입자가 이동된 특성을 반영하지 않으며 화상의 왜곡이 발생될 수 있다.
즉, 대전입자가 이전 화상의 업데이트 때의 위치에서 이동했기 때문에 원래 계획된 정확한 웨이브 폼을 이용하여 다음 화상의 업데이트를 수행하더라도 대전입자를 정확한 위치로 이동시킬 수 없고 이로 인해 이전 화상의 잔상이 남아 다음 화상의 표시품질이 떨어지게 된다.
이전 화상의 업데이트가 이루어진 이후, 일정 시간이 흐르면서 대전입자가 원래의 위치에서 이동하게 되는데, 이러한 구동시간 경과에 따른 대전입자의 이동 특성을 반영하여 다음 화상의 업데이트를 수행해야 잔상의 발생을 방지하고 표시품질을 높일 수 있다.
본 발명에서는 구동시간의 경과에 따라 대전입자들의 이동 특성이 반영된, 구동시간 경과에 기초한 웨이브 폼을 이용하여 이전 화상에서 다음 화상으로의 화면 전환을 수행함으로써, 이전 화상의 잔상이 발생되지 않도록 하여 다음 화상의 표시품질을 높일 수 있다.
한편, 휘도변화에 기초한 웨이브 폼들은, 이전 화상의 최초 휘도가 다음 화상의 업데이트 시점에서 변화된 정도 즉, 이전 화상의 휘도변화를 반영하여 사전이 미리 제작되어 메모리(600)에 저장되어 있다.
이전 화상의 업데이트가 이루어진 이후, 일정 시간이 흐르면서 대전입자가 원래의 위치에서 이동하게 되면 화상의 휘도에 변화가 발생하게 되는데, 이러한 화상의 휘도변화를 반영하여 다음 화상의 업데이트를 수행해야 잔상의 발생을 방지하고 표시품질을 높일 수 있다.
화상의 휘도는 업데이트가 수행된 최초 시점의 휘도와 일정 시간이 경과한 시점에서의 휘도가 상이할 수 있음으로, 이러한 화상의 휘도변화를 반영하여 다음 화상의 데이터 업데이트를 수행하여야 이전 화상의 잔상이 다음 화상에 영향을 주는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에서는 화상의 휘도변화에 기초한 웨이브 폼을 이용하여 이전 화상에서 다음 화상으로의 화면 전환을 수행함으로써, 이전 화상의 잔상이 발생되지 않도록 하여 다음 화상의 표시품질을 높일 수 있다.
N개의 웨이브 폼은 온도 변화에 따른 전기영동 레이어의 구동 특성이 반영된 웨이브 폼들을 포함할 수 있다. 또한, 구동시간 경과에 기초한 웨이브 폼들 및 휘도변화에 기초한 웨이브 폼들은 온도 변화에 따른 전기영동 레이어의 구동 특성까지 포함하여 제작될 수 있다.
메모리(600)에 저장된 N개의 웨이브 폼은 전기영동 레이어를 구성하는 물질들의 특성 및 제조회사의 고유한 제조공정의 특성을 반영하여 다양한 버전으로 생성될 수 있다. 즉, 복수의 전기영동 디스플레이 장치에 적용된 전기영동 레이어를 구성하는 물질 또는 제조회사가 상이한 경우, 복수의 전기영동 디스플레이 장치 각각의 메모리(600)에 서로 다른 N개의 웨이브 폼이 저장될 수 있다.
메모리(600)에 저장되어 있는 N개의 웨이브 폼들 중에서 현재 시점의 이미지 업데이트에 적합한 웨이브 폼을 제어부(400)에서 선택한 후, 선택한 웨이브 폼을 데이터 드라이버(300)에 공급할 수 있도록 측정부(700)가 구비되어 있다.
측정부(700)는 이전 화상의 업데이트 구동이 이루어진 시간을 저장한다. 그리고, 다음 화상의 업데이트 구동이 이루어지는 시점에 마지막 업데이트 구동으로부터 현재 업데이트 구동까지의 기간 즉, 구동시간 정보를 제어부(400)에 제공한다.
제어부(400)는 구동시간 정보를 이용하여 메모리(600)에 저장되어 있는 N개의 웨이브 폼 중 현재 시점에 적합한 구동시간 경과에 기초한 웨이브 폼을 선택하여 데이터 드라이버(300)에 공급한다.
또한, 측정부(700)는 이전 화상의 최초 휘도 정보를 저장한다. 그리고, 다음 화상의 업데이트 구동이 이루어지는 시점에 이전 화상의 휘도를 측정하여 이전 화상의 휘도변화 정보를 제어부(400)에 제공한다.
제어부(400)는 휘도변화 정보를 이용하여 메모리(600)에 저장되어 있는 N개의 웨이브 폼 중 현재 시점에 적합한 화상의 휘도변화에 기초한 웨이브 폼을 선택하여 데이터 드라이버(300)에 공급한다.
한편, 도 1을 참조한 상술한 설명에서는 메모리(600) 및 측정부(700)가 독립적인 구성인 것으로 설명하였으나, 이에 제한되지 않고 메모리(600)와 측정부(700)는 제어부(400) 내에 포함되어 구성될 수도 있다.
게이트 드라이버(200)는 제어부(400)에서 공급된 게이트 제어신호에 기초하여 게이트 하이전압(VGH)과 게이트 로우전압(VGL) 사이에서 스윙하는 스캔 펄스를 생성한다. 그리고, 웨이브 폼에 따른 데이터 전압이 화소들에 공급될 수 있도록 디스플레이 패널(100)에 형성된 게이트 라인들에 순차적으로 스캔 펄스를 순차적으로 공급한다. 이때, 스캔 펄스는 이전 화상의 리프레쉬를 위한 리셋 기간 및 다음 화상의 데이터 업데이트 기간(date update period)에 공급된다.
데이터 드라이버(300)는 제어부(400)로부터 입력된 웨이브 폼을 이용하여 연속적인 데이터 전압을 생성하고, 이를 디스플레이 패널(100)에 형성된 데이터 라인들에 공급한다. 이를 통해, 액티브 매트릭스 방식으로 화소들을 구동시켜 이전 화면의 리셋 및 다음 화면의 업데이트가 이루어지도록 한다.
여기서, 데이터 드라이버(300)에 공급되는 웨이브 폼은, 메모리(600)에 저장되어 있는 구동시간의 경과에 기초한 웨이브 폼들과 휘도변화에 기초한 웨이브 폼들 중에서 제어부(400)가 다음 화상의 업데이트에 적합한 것으로 선택된 것이다.
데이터 드라이버(300)에서 디스플레이 패널(100)의 화소들에 공급되는 데이터 전압은, 포지티브(+) 전압 및 네거티브(-) 전압으로 생성된다. 데이터 라인에 공급된 데이터 전압은 TFT를 경유하여 화소전극(20)에 인가된다.
이전 화상의 리셋 및 다음 화상의 데이터 업데이트 시, 하부기판(1)에 형성된 화소전극(20)에는 -15V 또는 +15V의 데이터 전압이 공급된다. 이때, 상부기판(2)에 형성된 공통전극(30)에는 -1.4V ~ +1.1V의 공통 전압(Vcom)이 공급되어, 화소전극(20)과 공통전극(30) 사이에 전계가 형성된다.
리셋 기간에, 데이터 드라이버(300)는 제어부(400)로부터 입력된 리셋 웨이브 폼에 따라 데이터 전압을 생성하여 디스플레이 패널(100)의 화소들에 공급하여 이전 화상을 리셋 시킨다. 이때, 화이트(white) 영상의 데이터 전압 및 블랙(black) 영상의 데이터 전압을 교번적으로 화소들에 공급하여 대전입자의 상태를 리셋 시킨다.
리셋 기간 이후, 화소들에 다음 화상의 데이터를 업데이트하여 다음 화면을 표시하게 된다. 일 예로서, 데이터 업데이트 기간에 액티브 매트릭스 방식으로 화소를 구동시키고, 이미지 데이터의 계조에 따라 수 프레임 내지 수십 프레임 동안 포지티브(+) 및 네거티브(-) 극성의 데이터 전압을 화소전극(20)에 공급하여 다음 화상의 데이터를 업데이트 한다.
이하, 도 6 내지 도 9를 참조하여, 화상 업데이트의 구동시간 경과에 기초한 웨이브 폼을 이용하여 다음 화상을 업데이트하는 구체적인 실시 예와, 이전 화상의 휘도변화에 기초한 웨이브 폼을 이용하여 다음 화상을 업데이트하는 구체적인 실시 예를 설명한다.
도 6 및 도 7은 구동시간 경과에 기초하여 웨이브 폼을 이용하여 다음 화상을 업데이트 하는 구체적인 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 이전 화상에서 다음 화상으로 화면 전환을 위해, 마지막 구동시점으로부터 현재 시점까지의 구동시간 경과를 판단한다(S11). 이때, 이전 화상의 업데이트가 이루어진 시점과 다음 화상의 업데이트가 수행되는 현재 시점 사이의 기간을 제어부(400)에서 계산하여 구동시간 경과를 판단한다.
이를 위해, 측정부(700)는 이전 화상의 업데이트 시점을 저장하고, 다음 화상의 업데이트가 이루어질 때, 이전 화상의 업데이트 시점에 대한 정보를 제어부(400)에 제공한다.
이어서, 제어부(400)는 이전 화상의 업데이트 시점과 현재 시점 사이의 기간에 의해 산출된 구동시간 경과에 기초하여, 메모리(600)에 저장되어 있는 N개의 웨이브 폼 중에서 다음 화상의 업데이트에 적합한 웨이브 폼을 선택한다(S12). 즉, N개의 웨이브 폼 중에서 현재 시점의 구동시간 경과 조건에 맞는 웨이브 폼을 선택한다.
예로서, 이전 화상의 업데이트 구동 시점으로부터 현재 시점까지의 기간이 T1 기간인 경우, N개의 웨이브 폼 중에서 제1 웨이브 폼을 선택할 수 있다.
다른 예로서, 이전 화상의 업데이트 구동 시점으로부터 현재 시점까지의 기간이 T2 기간인 경우, N개의 웨이브 폼 중에서 제2 웨이브 폼을 선택할 수 있다.
이와 동일한 방법으로, T3 ~ TN 기간에 대해서 제3 웨이브 폼 ~ 제N 웨이브 폼을 선택할 수 있다. 이때, T1 기간 ~ TN 기간 사이는 등간격(예로서, T1 기간이 30초인 경우, T2는 60초, T3는 90초, …)으로 설정될 수 있다.
이어서, 제어부(400)는 구동시간 경과에 기초하여 선택된 웨이브 폼을 데이터 드라이버(300)로 공급한다. 이때, 제어부(400)는 게이트 드라이버(200)의 구동을 제어하고, 게이트 드라이버(200)는 디스플레이 패널(100)의 화소들이 턴-온되도록 스캔 신호를 공급한다. 그리고, 데이터 드라이버(300)는 제어부(400)로부터 공급된 웨이브 폼에 따라 데이터 전압을 생성하여 디스플레이 패널(100)의 화소들에 공급함으로써 다음 화상의 업데이트를 수행한다(S13).
상술한 본 발명의 실시 예에 따른 전기영동 디스플레이 장치의 구동방법은 구동시간의 경과에 따라 대전입자들의 이동 특성이 반영된, 구동시간 경과에 기초한 웨이브 폼을 이용하여 이전 화상에서 다음 화상으로의 화면 전환을 수행할 수 있다. 이를 통해, 화면 전환 시 이전 화상의 잔상이 발생되지 않도록 하여 다음 화상의 표시품질을 높일 수 있다.
도 8 및 도 9는 화상의 휘도 변화에 기초한 웨이브 폼을 이용하여 다음 화상을 업데이트 하는 구체적인 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 이전 화상에서 다음 화상으로 화면 전환을 위해, 이전 화상의 최초 휘도 및 현재 휘도를 확인한다(S21).
이어서, 측정부(700)는 이전 화상 최초 휘도와 현재 휘도의 차이를 통해 화상의 휘도변화를 검출한다(S22). 이를 위해, 측정부(700)는 이전 화상의 업데이트가 이루어진 시점에서의 휘도를 저장한 후, 다음 화상의 업데이트가 수행되는 현재 시점의 휘도를 측정 또는 산출하여 화상의 휘도변화를 검출할 수 있다. 그리고, 휘도변화 정보를 제어부(400)에 제공한다.
이때, 이전 화상의 휘도변화의 검출은 현재 시점에서 화상의 휘도를 직접 측정하여 이루질 수 있다. 다른 방법으로, 이전 화상의 최초 휘도를 알고 있음으로, 시간에 따른 휘도 변화를 이용하여 현재 시점의 휘도를 계산하여 이전 화상의 휘도변화를 산출할 수도 있다.
이어서, 제어부(400)는 휘도변화 정보에 기초하여, 메모리(600)에 저장되어 있는 N개의 웨이브 폼 중에서 다음 화상의 업데이트에 적합한 웨이브 폼을 선택한다(S12). 즉, N개의 웨이브 폼 중에서 현재 시점의 휘도변화 조건에 맞는 웨이브 폼을 선택한다(S23).
예로서, 이전 화상의 휘도와 현재 시점의 휘도 차이가 L1에 해당하는 경우, N개의 웨이브 폼 중에서 제1 웨이브 폼을 선택할 수 있다.
다른 예로서, 이전 화상의 휘도와 현재 시점의 휘도 차이가 L2에 해당하는 경우, N개의 웨이브 폼 중에서 제2 웨이브 폼을 선택할 수 있다.
이와 동일한 방법으로, L3 ~ LN에 대해서 제3 웨이브 폼 ~ 제N 웨이브 폼을 선택할 수 있다. 이때, L1 ~ LN의 휘도변화 량은 등간격으로 설정될 수 있다.
이어서, 제어부(400)는 화상의 휘도변화에 기초하여 선택된 웨이브 폼을 데이터 드라이버(300)로 공급한다. 이때, 제어부(400)는 게이트 드라이버(200)의 구동을 제어하고, 게이트 드라이버(200)는 디스플레이 패널(100)의 화소들이 턴-온되도록 스캔 신호를 공급한다. 그리고, 데이터 드라이버(300)는 제어부(400)로부터 공급된 웨이브 폼에 따라 데이터 전압을 생성하여 디스플레이 패널(100)의 화소들에 공급함으로써 다음 화상의 업데이트를 수행한다(S24).
상술한 본 발명의 다른 실시 예에 따른 구동방법은 대전입자들의 이동 특성이 반영된 화상의 휘도변화에 기초한 웨이브 폼을 이용하여 이전 화상에서 다음 화상으로의 화면 전환을 수행할 수 있다. 이를 통해, 화면 전화 시 이전 화상의 잔상이 발생되지 않도록 하여 다음 화상의 표시품질을 높일 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당 업자는 상술한 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1: 하부기판 2: 상부기판
10: 전기영동 캡슐 12, 42: 대전입자
14, 44: 용매 20: 화소전극
30: 공통전극 40: 디스플레이 솔벤트
50: 격벽 100: 디스플레이 패널
200: 게이트 드라이버 300: 데이터 드라이버
400: 제어부 500: 전원부
600: 메모리 700: 측정부

Claims (10)

  1. 이전 화상에서 다음 화상으로의 화면을 변환하는 전기영동 디스플레이 장치의 구동방법에 있어서,
    미리 설정된 N개의 웨이브 폼 중에서, 이전 화상의 업데이트 구동시간 경과 또는 이전 화상의 휘도변화에 기초하여 하나의 웨이브 폼을 선택하는 단계; 및
    구동시간 경과에 기초하여 선택된 웨이브 폼 또는 휘도변화에 기초하여 선택된 웨이브 폼을 이용하여 다음 화상의 업데이트를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 디스플레이 장치의 구동방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 N개의 웨이브 폼은,
    이전 화상의 업데이트 시점부터 현재 시점까지의 구동시간 경과에 따라 미리 마련된 복수의 구동시간 경과에 따른 웨이브 폼들과;
    이전 화상의 최초 휘도와 현재 휘도 간의 휘도변화에 따라 미리 마련된 복수의 휘도변화에 따른 웨이브 폼들을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 디스플레이 장치의 구동방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 N개의 웨이브 폼은 비 휘발성 메모리에 저장되어 있고, 대전입자와 용매의 물질 특성 및 시간에 따른 대전입자의 이동 특성이 반영되어 미리 생성된 것을 특징으로 하는 전기영동 디스플레이 장치의 구동방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 N개의 웨이브 폼에는 주변 온도에 따른 대전입자의 이동 특성이 반영된 것을 특징으로 하는 전기영동 디스플레이 장치의 구동방법.
  5. 제 2 항에 있어서,
    이전 화상에서 다음 화상으로 화면 전환을 위해, 마지막 구동시점으로부터 현재 시점까지의 구동시간 경과를 판단하고,
    상기 구동시간 경과에 기초하여 상기 N개의 웨이브 폼 중에서 다음 화상의 업데이트에 적합한 웨이브 폼을 선택하고,
    상기 구동시간 경과에 기초하여 선택된 웨이브 폼에 따라 데이터 전압을 생성하여 디스플레이 패널의 화소들에 공급함으로써 다음 화상을 업데이트 하는 것을 특징으로 하는 전기영동 디스플레이 장치의 구동방법.
  6. 제 2 항에 있어서,
    이전 화상에서 다음 화상으로 화면 전환을 위해, 이전 화상의 최초 휘도 및 현재 휘도를 확인하고,
    상기 최초 휘도와 현재 휘도의 차이에 기초하여 화상의 휘도변화를 검출하고,
    상기 휘도변화에 기초하여, 상기 N개의 웨이브 폼 중에서 현재 시점의 휘도변화 조건에 적합한 웨이브 폼을 선택하고,
    상기 휘도변화에 기초하여 선택된 웨이브 폼에 따라 데이터 전압을 생성하여 디스플레이 패널의 화소들에 공급함으로써 다음 화상을 업데이트 하는 것을 특징으로 하는 전기영동 디스플레이 장치의 구동방법.
  7. 전기영동 레이어가 형성된 디스플레이 패널;
    미리 마련된 N개의 웨이브 폼 중에서, 이전 화상의 업데이트 구동시간 경과 또는 이전 화상의 휘도변화에 기초하여 하나의 웨이브 폼을 선택 및 출력하는 제어부;
    상기 제어부에서 공급된 웨이브 폼에 따라 다음 화상의 업데이트를 위한 데이터 전압을 생성하여 상기 디스플레이 패널의 화소들에 공급하는 데이터 드라이버; 및
    상기 제어부의 제어에 따라 스캔 신호를 생성하여 상기 화소들에 공급하는 게이트 드라이버를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 디스플레이 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 구동시간 경과 및 상기 이전 화상의 휘도변화의 검출을 위한 정보를 제공하는 검출부를 더 포함하고,
    상기 검출부는 이전 화상의 업데이트 구동 시점에 대한 정보 및 이전 화상의 최초 휘도와 현재 시점의 휘도에 대한 정보를 상기 제어부에 제공하는 것을 특징으로 하는 전기영동 디스플레이 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 N개의 웨이브 폼은,
    이전 화상의 업데이트 시점부터 현재 시점까지의 구동시간 경과에 따라 미리 마련된 복수의 구동시간 경과에 따른 웨이브 폼들과;
    이전 화상의 최초 휘도와 현재 휘도 간의 휘도변화에 따라 미리 마련된 복수의 휘도변화에 따른 웨이브 폼들을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 디스플레이 장치.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 N개의 웨이브 폼은 비 휘발성 메모리에 저장되어 있고, 상기 전기영동 레이어를 구성하는 대전입자와 용매의 물질 특성 및 시간에 따른 대전입자의 이동 특성이 반영되어 미리 생성된 것을 특징으로 하는 전기영동 디스플레이 장치.
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CN115083355A (zh) * 2022-05-27 2022-09-20 京东方数字科技有限公司 显示控制方法、电子纸显示装置、电子设备和可读存储介质

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