KR20170062557A - 전기-광학 디스플레이들을 구동하기 위한 방법들 - Google Patents

Abstract

가시적 아티팩트들을 감소시키기 위하여 전기-광학 디스플레이들을 구동하기 위한 방법들은 (a) 제 1 구동 방식을 소수 비율의 디스플레이 픽셀들에, 그리고 제 2 구동 방식을 다른 픽셀들에 적용하는 단계로서, 제 1 구동 방식을 이용하는 픽셀들은 각각의 전이에서 변동되는, 상기 적용하는 단계; (b) 동일한 전이를 겪는 상이한 그룹들 내의 픽셀들이 상이한 파형들을 이용하도록, 상이한 픽셀 그룹들에 대해 상이한 구동 방식들을 이용하는 단계; (c) 백색-대-백색 전이를 겪는 픽셀로서, 가시적 전이를 겪는 픽셀에 인접하게 놓여 있는 상기 픽셀에 밸런싱된 펄스 쌍 또는 탑-오프 펄스를 인가하는 단계; (d) 구동된 그리고 구동되지 않은 영역들 사이의 경계가 일직선 라인을 따라 속하는 여분의 픽셀들을 구동하는 단계; 및 (e) DC 밸런싱된 그리고 DC 임밸런스 구동 방식들의 둘 모두로 디스플레이를 구동하고, DC 임밸런스에 대한 임펄스 뱅크 값을 유지하고, 임펄스 뱅크 값을 감소시키기 위하여 전이들을 수정하는 단계를 포함한다.

Description

전기-광학 디스플레이들을 구동하기 위한 방법들{METHODS FOR DRIVING ELECTRO-OPTIC DISPLAYS}

본 출원은 미국 특허들 제 5,930,026 호; 제 6,445,489 호; 제 6,504,524 호; 제 6,512,354 호; 제 6,531,997 호; 제 6,753,999 호; 제 6,825,970 호; 제 6,900,851 호; 제 6,995,550 호; 제 7,012,600 호; 제 7,023,420 호; 제 7,034,783 호; 제 7,116,466 호; 제 7,119,772 호; 제 7,193,625 호; 제 7,202,847 호; 제 7,259,744 호; 제 7,304,787 호; 제 7,312,794 호; 제 7,327,511 호; 제 7,453,445 호; 제 7,492,339 호; 제 7,528,822 호; 제 7,545,358 호; 제 7,583,251 호; 제 7,602,374 호; 제 7,612,760 호; 제 7,679,599 호; 제 7,688,297 호; 제 7,729,039 호; 제 7,733,311 호; 제 7,733,335 호; 제 7,787,169 호; 제 7,952,557 호; 제 7,956,841 호; 제 7,999,787 호; 및 제 8,077,141 호; 및 미국 특허 출원들 공개 제 2003/0102858 호; 제 2005/0122284 호; 제 2005/0179642 호; 제 2005/0253777 호; 제 2006/0139308 호; 제 2007/0013683 호; 제 2007/0091418 호; 제 2007/0103427 호; 제 2007/0200874 호; 제 2008/0024429 호; 제 2008/0024482 호; 제 2008/0048969 호; 제 2008/0129667 호; 제 2008/0136774 호; 제 2008/0150888 호; 제 2008/0291129 호; 제 2009/0174651 호; 제 2009/0179923 호; 제 2009/0195568 호; 제 2009/0256799 호; 제 2009/0322721 호; 제 2010/0045592 호; 제 2010/0220121 호; 제 2010/0220122 호; 제 2010/0265561 호 및 제 2011/0285754 호와 관련된다.

상기한 특허들 및 출원들은 이하에서 편의상 "MEDEOD" (MEthods for Driving Electro-Optic Displays; 전기-광학 디스플레이들을 구동하기 위한 방법들) 라고 집합적으로 지칭될 수도 있다. 이 특허들 및 공동 계류 중인 출원들과, 아래에서 언급되는 모든 다른 미국 특허들 및 공개되어 공동 계류 중인 출원들의 전체 내용들은 참조를 위해 본원에 편입된다.

본 발명은 전기-광학 디스플레이들, 특히, 쌍안정 (bistable) 전기-광학 디스플레이들을 구동하기 위한 방법들과, 이러한 방법들에서 이용하기 위한 장치에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 이 본 발명은 이러한 디스플레이들에서 감소된 "고스팅 (ghosting)" 및 에지 효과들과, 감소된 플래싱 (flashing) 을 허용할 수도 있는 구동 방법들에 관한 것이다. 이 본 발명은 특히, 그러나 배타적이지 않게, 하나 이상의 타입들의 전기적 대전 입자 (electrically charged particle) 들이 유체 (fluid) 에서 존재하고 전기장의 영향 하에서 유체를 통해 이동되어 디스플레이의 외관 (appearance) 을 변화시키는 입자-기반 전기영동 (electrophoretic) 디스플레이들과 함께 이용하기 위해 의도된 것이다.

전기-광학 디스플레이들에 관한 기술의 배경 명명법 및 상태는 독자가 추가의 정보를 위하여 참조하게 되는 미국 특허 제 7,012,600 호에서 상세하게 논의된다. 따라서, 이 기술의 명명법 및 상태는 아래에서 간략하게 요약될 것이다.

재료 또는 디스플레이에 적용되는 바와 같은 용어 "전기-광학" 은 적어도 하나의 광학적 속성에 있어서 상이한 제 1 및 제 2 디스플레이 상태들을 갖는 재료를 지칭하기 위하여 이미징 분야에서 그 기존의 의미로 본원에서 이용되고, 상기 재료는 그의 제 1 디스플레이 상태로부터 그의 제 2 디스플레이 상태로 재료에 대한 전기장의 인가에 의해 변화된다. 광학적 속성은 전형적으로 인간의 눈에 의해 지각가능한 컬러 (color) 이지만, 광학적 속성은 광학적 투과율, 반사율, 루미네선스 (luminescence), 또는 머신 판독 (machine reading) 을 위해 의도된 디스플레이들의 경우, 가시 범위 외부의 전자기 파장들의 반사율 (reflectance) 에서의 변화의 의미에 있어서의 의사-컬러 (pseudo-color) 와 같은 또 다른 광학적 속성일 수도 있다.

용어 "그레이 상태 (gray state)" 는 픽셀의 2 개의 극단적인 광학적 상태들 중간의 상태를 지칭하기 위하여 이미징 기술에서 그 기존의 의미로 본원에서 이용되고, 이 2 개의 극단적인 상태들 사이의 흑색-백색 전이 (black-white transition) 를 반드시 암시하지는 않는다. 예를 들어, 아래에서 참조되는 E Ink 특허들 및 공개된 출원들 중의 몇몇은, 극단적인 상태들이 백색 및 심청색 (deep blue) 인 결과, 중간의 "그레이 상태" 가 실제로 옅은 청색이 되는, 그러한 전기영동 디스플레이들을 설명한다. 실제로, 이미 언급된 바와 같이, 광학적 상태에 있어서의 변화는 컬러 변화가 전혀 아닐 수도 있다. 용어들 "흑색" 및 "백색" 은 디스플레이의 2 개의 극단적인 광학적 상태들을 지칭하기 위하여 이하에서 이용될 수도 있고, 엄밀히 흑색 및 백색이 아닌 극단적인 광학적 상태들, 예를 들어, 상기 언급된 백색 및 심청색 상태들을 통상적으로 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 용어 "단색 (monochrome)" 은 픽셀들을 개재되는 그레이 상태들을 갖지 않는 그들의 2 개의 극단적인 광학적 상태들로만 구동하는 구동 방식을 나타내기 위하여 이하에서 이용될 수도 있다.

용어들 "쌍안정 (bistable)" 및 "쌍안정성 (bistability)" 은, 적어도 하나의 광학적 속성에 있어서 상이한 제 1 및 제 2 디스플레이 상태들을 갖는 디스플레이 엘리먼트들을 포함하는 디스플레이들을 지칭하기 위하여 당해 분야에서 그들의 기존의 의미로 본원에서 이용되고, 임의의 소정의 엘리먼트가 유한의 지속기간의 어드레싱 펄스에 의하여 그의 제 1 또는 제 2 디스플레이 상태를 취하도록 구동된 후, 어드레싱 펄스가 종료한 후, 그 상태는, 디스플레이 엘리먼트의 상태를 변화시키기 위해 요구된 어드레싱 펄스의 최소 지속기간의 적어도 몇 배, 예를 들어 적어도 4배 동안 지속될 것이다. 그레이 스케일이 가능한 일부의 입자-기반 전기영동 디스플레이들은 그들의 극단적인 흑색 및 백색 상태들에서 뿐만 아니라 그들의 중간 그레이 상태들에서도 안정하고, 일부 다른 타입들의 전기-광학 디스플레이들에 대해서도 마찬가지라는 것이 미국 특허 제 7,170,670 호에 도시되어 있다. 이 타입의 디스플레이는 쌍안정 보다는 "다안정 (multi-stable)" 이라고 적절하게 칭해지지만, 편의상, 용어 "쌍안정" 은 쌍안정 및 다안정 디스플레이들의 양자 모두를 커버하기 위하여 본원에서 이용될 수도 있다.

용어 "임펄스 (impulse)" 는 시간에 대한 전압의 적분의 그의 기존 의미로 본원에서 이용된다. 그러나, 일부 쌍안정 전기-광학 매체들은 전하 트랜스듀서 (charge transducer) 들로서 작동하고, 이러한 매체들로, 임펄스의 대안적인 정의, 즉, 시간에 걸친 전류의 적분 (이는 인가된 총 전하와 동일함) 이 이용될 수도 있다. 매체가 전압-시간 임펄스 트랜스듀서 또는 전하 임펄스 트랜스듀서로서 작동하는지 여부에 따라, 임펄스의 적절한 정의가 이용되어야 한다.

아래의 논의의 많은 부분은 초기 그레이 레벨로부터 최종 그레이 레벨 (초기 그레이 레벨과 상이할 수도 있거나 상이하지 않을 수도 있음) 로의 전이를 통해 전기-광학 디스플레이의 하나 이상의 픽셀들을 구동하기 위한 방법들에 초점을 둘 것이다. 용어 "파형 (waveform)" 은 하나의 특정 초기 그레이 레벨로부터 특정 최종 그레이 레벨로의 전이를 달성하기 위해 이용된 전체적인 시간 대 전압 곡선을 나타내기 위해 이용될 것이다. 전형적으로, 이러한 파형은 복수의 파형 엘리먼트들을 포함할 것이고; 여기서, 이 엘리먼트들은 기본적으로 직사각형이고 (즉, 소정의 엘리먼트가 시간 주기 동안에 일정한 전압의 인가를 포함할 경우); 엘리먼트들은 "펄스들" 또는 "구동 펄스들" 이라고 칭해질 수도 있다. 용어 "구동 방식" 은 특정 디스플레이에 대한 그레이 레벨들 사이의 모든 가능한 전이들을 달성하기에 충분한 파형들의 세트 (set) 를 나타낸다. 디스플레이는 하나보다 많은 구동 방식을 이용할 수도 있고; 예를 들어, 상기 언급된 미국 특허 제 7,012,600 호는, 구동 방식이 디스플레이의 온도 또는 그 수명 동안에 동작되는 시간과 같은 파라미터들에 따라 수정될 필요가 있을 수도 있고, 이에 따라, 디스플레이에는 상이한 온도 등에서 이용될 복수의 상이한 구동 방식들이 제공될 수도 있다는 것을 교시한다. 이 방식으로 이용되는 구동 방식들의 세트는 "관련된 구동 방식들의 세트" 라고 지칭될 수도 있다. 상기 언급된 MEDEOD 출원들의 몇 개에서 설명된 바와 같이, 동일한 디스플레이의 상이한 영역들에서 하나보다 많은 구동 방식을 동시에 이용하는 것이 또한 가능하고, 이러한 방식으로 이용되는 구동 방식들의 세트는 "동시 구동 방식들의 세트" 라고 지칭될 수도 있다.

몇 개의 타입들의 전기-광학 디스플레이들이 예를 들어 다음과 같이 알려져 있다:

(a) 회전 2색성 부재 (rotating bichromal member) 디스플레이들 (예를 들어, 미국 특허들 제 5,808,783 호; 제 5,777,782 호; 제 5,760,761 호; 제 6,054,071 호; 제 6,055,091 호; 제 6,097,531 호; 제 6,128,124 호; 제 6,137,467 호; 및 제 6,147,791 호 참조);

(b) 전기변색 (electrochromic) 디스플레이들 (예를 들어, O'Regan, B. 등의, Nature 1991, 353, 737; Wood, D., Information Display, 18(3), 24 (March 2002); Bach, U. 등의, Adv. Mater., 2002, 14(11), 845; 및 미국 특허들 제 6,301,038 호; 제 6,870,657 호; 및 제 6,950,220 호 참조);

(c) 전기-습윤 (electro-wetting) 디스플레이들 (Hayes, R.A. 등의, "Video-Speed Electronic Paper Based on Electrowetting", Nature, 425, 383-385 (25 September 2003) 및 미국 특허 공개 제 2005/0151709 호를 참조함);

(d) 복수의 대전 입자들이 전기장의 영향 하에서 유체를 통해 이동하는 입자-기반 전기영동 디스플레이들 (미국 특허들 제 5,930,026 호; 제 5,961,804 호; 제 6,017,584 호; 제 6,067,185 호; 제 6,118,426 호; 제 6,120,588 호; 제 6,120,839 호; 제 6,124,851 호; 제 6,130,773 호; 및 제 6,130,774 호; 미국 특허 출원 공개 제 2002/0060321 호; 제 2002/0090980 호; 제 2003/0011560 호; 제 2003/0102858 호; 제 2003/0151702 호; 제 2003/0222315 호; 제 2004/0014265 호; 제 2004/0075634 호; 제 2004/0094422 호; 제 2004/0105036 호; 제 2005/0062714 호; 및 제 2005/0270261 호; 및 국제 출원 공개 WO 00/38000; WO 00/36560; WO 00/67110; 및 WO 01/07961 ; 및 유럽 특허들 제 1,099,207 B1 호; 및 제 1,145,072 B1 호; 및 상기 언급된 미국 특허 제 7,012,600 호에서 논의된 다른 MIT 및 E Ink 특허들 및 출원들).

전기영동 매체들의 몇몇 상이한 변형들이 있다. 전기영동 매체들은 액체 또는 기체상 유체들을 이용할 수 있고; 기체상 유체들에 대하여, 예를 들어, Kitamura, T. 등의, "Electrical toner movement for electronic paper-like display", IDW Japan, 2001, Paper HCS1-1, 및 Yamaguchi, Y. 등의, "Toner display using insulative particles charged triboelectrically", IDW Japan, 2001, Paper AMD4-4); 미국 특허 공개 제 2005/0001810 호; 유럽 특허 출원들 제 1,462,847 호; 제 1,482,354 호; 제 1,484,635 호; 제 1,500,971 호; 제 1,501,194 호; 제 1,536,271 호; 제 1,542,067 호; 제 1,577,702 호; 제 1,577,703 호; 및 제 1,598,694 호; 및 국제 출원들 WO 2004/090626; WO 2004/079442; 및 WO 2004/001498 를 참조한다. 매체들은 캡슐화 (encapsulate) 될 수도 있고, 여러 작은 캡슐들을 포함하고, 캡슐들의 각각 자체는 액체 현탁 매체 내에 현탁된 전기영동적으로 이동가능한 입자들을 포함하는 내부 페이즈 (internal phase) 와, 내부 페이즈를 둘러싸는 캡슐 벽을 포함한다. 전형적으로, 캡슐들은 2 개의 전극들 사이에 위치된 코히어런트 층 (coherent layer) 을 형성하기 위하여 폴리머 바인더 (polymeric binder) 내에 그 자체로 유지되고; 상기 언급된 MIT 및 E INK 특허들 및 출원들을 참조한다. 대안적으로, 캡슐화된 전기영동 매체 내의 이산 마이크로캡슐 (microcapsule) 들을 둘러싸는 벽들은 연속 페이즈 (continuous phase) 에 의해 대체될 수도 있고, 이에 따라, 소위 폴리머-분산된 (polymer-dispersed) 전기영동 디스플레이를 제조할 수도 있고, 여기서 전기영동 매체는 전기영동 유체의 복수의 이산 액적 (droplet) 들과 폴리머 재료의 연속 페이즈를 포함하고; 예를 들어, 미국 특허 제 6,866,760 호를 참조한다. 본 출원의 목적들을 위하여, 이러한 폴리머-분산된 전기영동 매체들은 캡슐화된 전기영동 매체들의 서브-종 (sub-species) 으로서 간주된다. 또 다른 변형은 소위 "마이크로셀 전기영동 디스플레이 (microcell electrophoretic display)" 이며, 여기에서, 대전된 입자들 및 유체가 캐리어 매체, 전형적으로 폴리머 필름 내에 형성된 복수의 공극 (cavity) 들 내에서 보유되고; 예를 들어, 미국 특허들 제 6,672,921 호 및 제 6,788,449 호를 참조한다.

캡슐화된 전기영동 디스플레이는 통상적으로 전통적인 전기영동 디바이스들의 클러스터링 (clustering) 및 세틀링 (settling) 고장 모드를 겪지 않으며, 광범위한 플렉시블 및 강성 기판들 상에 디스플레이를 인쇄하거나 코팅하는 능력과 같은 추가의 장점들을 제공한다. (단어 "인쇄" 의 이용은, 패치 다이 (patch die) 코팅, 슬롯 (slot) 또는 압출 (extrusion) 코팅; 슬라이드 (slide) 또는 캐스케이드 (cascade) 코팅, 커튼 (curtain) 코팅과 같은 정량-주입식 (pre-metered) 코팅; 나이프 오버 롤 (knife over roll) 코팅, 순방향 및 역방향 롤 (forward and reverse roll) 코팅과 같은 롤 코팅; 그라비어 (gravure) 코팅; 딥 (dip) 코팅; 분사 (spray) 코팅; 메니스커스 (meniscus) 코팅; 스핀 (spin) 코팅; 브러쉬 (brush) 코팅; 에어 나이프 (air knife) 코팅; 실크 스크린 인쇄 (silk screen printing) 프로세스들; 정전식 인쇄 (electrostatic prining) 프로세스들; 열방식 인쇄 (thermal printing) 프로세스들; 잉크젯 인쇄 (ink jet printing) 프로세스들; 전기영동 증착 (미국 특허 제 7,339,715 호를 참조); 및 다른 유사한 기술들을 포함하지만 이에 한정되지 않는 모든 형태의 인쇄 및 코팅을 포함하도록 의도된다.) 따라서, 결과적인 디스플레이는 플렉시블일 수 있다. 또한, 디스플레이 매체는 (다양한 방법들을 이용하여) 인쇄될 수 있으므로, 디스플레이 자체는 저렴하게 만들어질 수 있다.

전기영동 매체들은 (예를 들어, 많은 전기영동 매체들에서는, 입자들이 디스플레이를 통한 가시 광의 투과를 실질적으로 차단하므로) 종종 불투명하고 반사 모드에서 동작하지만, 다수의 전기영동 디스플레이들은, 하나의 디스플레이 상태가 실질적으로 불투명하고 하나는 광-투과성인 소위 "셔터 모드 (shutter mode)" 에서 동작하게 만들어질 수 있다. 예를 들어, 상기 언급된 미국 특허들 제 6,130,774 호 및 제 6,172,798 호, 및 미국 특허들 제 5,872,552 호; 제 6,144,361 호; 제 6,271,823 호; 제 6,225,971 호; 및 제 6,184,856 호를 참조한다. 전기영동 디스플레이들과 유사하지만 전기장 강도에 있어서의 변동들에 의존하는 유전영동 (dielectrophoretic) 디스플레이들은 유사한 모드에서 동작할 수 있고; 미국 특허 제 4,418,346 호를 참조한다.

다른 타입들의 전기-광학 매체들이 본 발명의 디스플레이들에서 또한 이용될 수도 있다.

입자-기반 전기영동 디스플레이들, 및 유사한 거동 (behavior) 을 드러내는 다른 전기-광학 디스플레이들 (이러한 디스플레이들은 편의상 "임펄스 구동 디스플레이들 (impulse driven displays)" 이라고 이하에서 지칭될 수도 있음) 의 쌍안정 또는 다안정 거동은 기존의 액정 ("liquid crystal; LC") 디스플레이들의 그것과 뚜렷하게 대조적이다. 트위스티드 네마틱 (twisted nematic) 액정들은 쌍안정 또는 다안정이 아니라 전압 트랜스듀서 (voltage transducer) 들로서 작동하므로, 소정의 전기장을 이러한 디스플레이의 픽셀에 인가하는 것은 픽셀에 이전에 존재하는 그레이 레벨에 관계없이, 픽셀에서 특정 그레이 레벨을 생성한다. 또한, LC 디스플레이들은 하나의 방향으로 (비-투과성 또는 "암 상태 (dark)" 로부터 투과성 또는 "명 상태 (light)" 로) 구동되기만 하고, 더 명 상태로부터 더 암 상태로의 반대 전이는 전기장을 감소시키거나 제거함으로써 달성될 수 있다. 최종적으로, LC 디스플레이의 픽셀의 그레이 레벨은 전기장의 극성에 민감하지 않고 크기에만 민감하고, 실제로, 기술적인 이유들로, 상업적인 LC 디스플레이들은 빈번한 간격들로 구동 필드의 극성을 보통 반전시킨다. 대조적으로, 쌍안정 전기-광학 디스플레이들은 제 1 근사치까지 임펄스 트랜스듀서들로서 작동하므로, 픽셀의 최종 상태는 인가되는 전기장과, 이 장이 인가되는 동안의 시간뿐만 아니라, 전기장의 인가 전의 픽셀의 상태에도 의존한다.

이용된 전기-광학 매체가 쌍안정인지 그렇지 않은지 간에, 고-해상도 (high-definition) 디스플레이를 얻기 위하여, 디스플레이의 개별적인 픽셀들은 인접한 픽셀들로부터의 간섭 없이 어드레싱 가능해야 한다. 이 목적을 달성하기 위한 하나의 방법은 "능동형 매트릭스 (active matrix)" 디스플레이를 제조하기 위하여, 각각의 픽셀과 연관된 적어도 하나의 비-선형 엘리먼트를 갖는, 트랜지스터들 또는 다이오드들과 같은 비-선형 엘리먼트들의 어레이를 제공하는 것이다. 하나의 픽셀을 어드레싱하는 어드레싱 또는 픽셀 전극은 연관된 비-선형 엘리먼트를 통해 적절한 전압 소스에 접속된다. 전형적으로, 비-선형 엘리먼트가 트랜지스터일 때, 픽셀 전극은 트랜지스터의 드레인 (drain) 에 접속되고, 이 배치는 다음의 설명에서 취해질 것이지만, 그것은 본질직으로 임의적이고 픽셀 전극은 트랜지스터의 소스에 접속될 수 있다. 기존에는, 고 해상도 어레이들에서, 픽셀들은 행 (row) 들 및 열 (column) 들의 2 차원 어레이로 배치되어, 임의의 특정 픽셀은 하나의 특정된 행 및 하나의 특정된 열의 교차에 의해 고유하게 정의된다. 각각의 열에서의 모든 트랜지스터들의 소스들은 단일 열 전극에 접속되는 반면, 각각의 행에서의 모든 트랜지스터들의 게이트들은 단일 행 전극에 접속되고; 다시, 소스들에서 행들로의 그리고 게이트들에서 열들로의 할당은 관습적이지만 본질적으로 임의적이며, 희망할 경우에 반전될 수 있다. 행 전극들은 행 구동기에 접속되고, 이것은 본질적으로, 임의의 소정의 순간에 오직 하나의 행이 선택되도록, 즉, 선택된 행에서의 모든 트랜지스터들이 전도성 (conductive) 이 되도록 보장하는 것과 같은 전압이 선택된 행 전극에 인가되는 반면, 이 비-선택된 행들에서의 모든 트랜지스터들이 비-전도성 (non-conductive) 을 유지하도록 보장하는 것과 같은 전압이 모든 다른 행들에 인가되도록 보장한다. 열 전극들은 열 구동기들에 접속되고, 이것은 선택된 행에서의 픽셀들을 그들의 희망하는 광학적 상태들로 구동하기 위해 선택된 전압들을 다양한 열 전극들에 둔다. (상기 언급된 전압들은, 비-선형 어레이로부터 전기-광학 매체의 대향측 상에 기존에 제공되며 전체 디스플레이에 걸쳐 연장되는 공통 전면 전극에 관한 것이다.) 선택된 행이 선택해제되는 "라인 어드레스 시간" 으로 알려진 미리-선택된 간격 후에, 다음 행이 선택되고, 열 구동기들 상의 전압들은 디스플레이의 다음 라인이 라이팅되도록 변화된다. 이 프로세스가 반복되어 전체 디스플레이가 행별 (row-by-row) 방식으로 라이팅된다.

처음에는, 이러한 임펄스-구동 전기-광학 디스플레이를 어드레싱하기 위한 이상적인 방법은, 각각의 픽셀이 그의 초기 그레이 레벨로부터 그의 최종 그레이 레벨로 직접 전이하도록, 제어기가 이미지의 각각의 라이팅 (writing) 을 배열하는 소위 "일반 그레이스케일 이미지 흐름 (general grayscale image flow)" 으로 보일 수도 있다. 그러나, 불가피하게도, 임펄스-구동 디스플레이에 이미지들을 라이팅함에 있어서 일부 에러가 있다. 실제로 당면하게 되는 일부의 이러한 에러들은 다음을 포함한다:

(a) 이전 상태 종속성 (Prior State Dependence); 적어도 일부의 전기-광학 매체들에 있어서, 픽셀을 새로운 광학적 상태로 스위칭하기 위해 요구되는 임펄스는 픽셀의 현재 그리고 희망하는 광학적 상태뿐만 아니라 이전 광학적 상태들에도 종속된다.

(b) 체류 시간 종속성 (Dwell Time Dependence): 적어도 일부의 전기-광학 매체들에 있어서, 픽셀을 새로운 광학적 상태로 스위칭하기 위해 요구되는 임펄스는 픽셀이 그의 다양한 광학적 상태들에서 소비한 시간에 종속된다. 이 종속성의 정확한 본질은 잘 이해되지 않지만, 일반적으로 더 많은 임펄스가 요구될 수록, 더 오랫 동안 픽셀은 그의 현재 광학적 상태에 있다.

(c) 온도 종속성 (Temperature Dependence): 픽셀을 새로운 광학적 상태로 스위칭하기 위해 요구되는 임펄스는 온도에 아주 많이 종속된다.

(d) 습도 종속성 (Humidity Dependence): 픽셀을 새로운 광학적 상태로 스위칭하기 위해 요구되는 임펄스는, 적어도 일부 타입들의 전기-광학 매체들에 있어서, 주변 습도 (ambient humidity) 에 종속된다.

(e) 기계적 균일성 (Mechanical Uniformity): 픽셀을 새로운 광학적 상태로 스위칭하기 위해 요구되는 임펄스는 디스플레이에서의 기계적 변동들, 예를 들어, 전기-광학 매체 또는 연관된 라미네이션 접착제 (lamination adhesive) 의 두께 변동들에 의해 영향을 받을 수도 있다. 다른 타입들의 기계적 비-균일성 (non-uniformity) 은 매체의 상이한 제조 뱃치 (batch) 들, 제조 공차들 및 재료들변동들 사이의 불가피한 변동들로부터 발생할 수도 있다.

(f) 전압 에러들 (Voltage Errors): 픽셀에 인가되는 실제 임펄스는 구동기들에 의해 전달되는 전압들에 있어서의 피할 수 없는 약간의 에러들로 인해 이론적으로 인가되는 것과 불가피하게 약간 상이할 것이다.

따라서, 일반 그레이스케일 이미지 흐름은 양호한 결과들을 제공하기 위하여 인가된 임펄스의 매우 정밀한 제어를 요구하고, 경험적으로, 전기-광학 디스플레이들의 기술의 현재 상태에서, 일반 그레이스케일 이미지 흐름은 상업적인 디스플레이에서 실행 불가능하다는 것을 알아냈다.

일부 상황들 하에서, 단일 디스플레이가 다수의 구동 방식들을 이용하는 것이 바람직할 수도 있다. 예를 들어, 2개보다 많은 그레이 레벨들이 가능한 디스플레이는 모든 가능한 그레이 레벨들 사이의 전이들을 달성할 수 있는 그레이 스케일 구동 방식 ("gray scale drive scheme; GSDS") 과, 2 개의 그레이 레벨들 사이에서만 전이들을 달성하는 단색 구동 방식 ("monochrome drive scheme; MDS") 을 이용할 수도 있는데, MDS 는 GSDS 보다 디스플레이의 더 빠른 리라이팅을 제공한다. MDS 는, 디스플레이의 리라이팅 동안에 변화되고 있는 모든 픽셀들이 MDS 에 의해 이용되는 2 개의 그레이 레벨들 사이에서만 전이들을 달성할 때에 이용된다. 예를 들어, 상기 언급된 미국 특허 제 7,119,772 호는 전자책 (electronic book) 의 형태의 디스플레이, 또는 그레이 스케일 이미지들을 디스플레이할 수 있고 또한 사용자로 하여금 디스플레이된 이미지들과 관련된 텍스트를 입력할 수 있게 하는 단색 대화 박스 (dialog box) 를 디스플레이할 수 있는 유사한 디바이스를 설명한다. 사용자가 텍스트를 입력할 때, 신속한 MDS 가 대화 박스의 빠른 업데이팅에 이용되어, 이에 따라, 입력되고 있는 텍스트의 신속한 확인을 사용자에게 제공한다. 다른 한편으로, 디스플레이 상에 도시된 전체 그레이 스케일 이미지가 변화되고 있을 때, 더 느린 GSDS 가 이용된다.

대안적으로, 디스플레이는 "직접 업데이트" 구동 방식 ("direct update drive scheme; DUDS") 과 동시에 GSDS 를 이용할 수도 있다. DUDS 는 전형적으로 GSDS 보다 더 적은, 2 개 이상의 그레이 레벨들을 가질 수도 있지만, DUDS 의 가장 중요한 특징은, GSDS 에서 종종 이용되는 "간접" 전이들과는 반대로, 전이들이 초기 그레이 레벨로부터 최종 그레이 레벨로의 단순한 단방향 구동에 의해 처리된다는 것이고, 여기서, 적어도 일부의 전이들에서는, 픽셀이 초기 그레이 레벨로부터 하나의 극단적인 광학적 상태로, 그 다음으로, 역 방향에서 최종 그레이 레벨로 구동되고; 일부의 경우들에 있어서, 초기 그레이 레벨로부터 하나의 극단적인 광학적 상태로, 그 후, 반대의 극단적인 광학적 상태로, 그리고 그런 다음에, 최종 극단적인 광학적 상태로 구동함으로써 전이가 달성될 수도 있다 - 예를 들어, 상기 언급된 미국 특허 제 7,012,600 호의 도 11A 및 도 11B 에 예시된 구동 방식을 참조함. 이에 따라, 본 전기영동 디스플레이들은 포화 펄스의 길이의 약 2 배 내지 3 배의 그레이스케일 모드에 있어서의 업데이트 시간 (여기서, "포화 펄스의 길이" 는 디스플레이의 픽셀을 하나의 극단적인 광학적 상태로부터 다른 상태로 구동하기에 충분한, 특정 전압에서의 시간 기간으로서 정의됨) 또는 대략 700 - 900 밀리초 (millisecond) 를 가질 수도 있는 반면, DUDS 는 포화 펄스의 길이, 또는 약 200 - 300 밀리초와 동일한 최대 업데이트 시간을 가진다.

그러나, 구동 방식들에 있어서의 변동은 이용되는 그레이 레벨들의 수의 차이들에 국한되지 않는다. 예를 들어, 구동 방식들은, 글로벌 업데이트 구동 방식 (더욱 정확하게는 "글로벌 완전 (global complete)" 또는 "GC" 구동 방식이라고 지칭됨) 이 적용되고 있는 영역 (전체 디스플레이 또는 그 일부 정의된 부분일 수도 있음) 에서의 매 픽셀에 구동 전압이 인가되는 글로벌 구동 방식 (global drive scheme) 들과, 비-제로 (non-zero) 전이 (즉, 초기 및 최종 그레이 레벨들이 서로 상이한 전이) 를 겪고 있는 픽셀들에만 구동 전압이 인가되지만, 제로 전이들 (초기 및 최종 그레이 레벨들이 동일함) 동안에는 구동 전압이 인가되지 않는 부분적인 업데이트 구동 방식 (partial update drive scheme) 들로 나누어질 수도 있다. 중간 형태 구동 방식 ("글로벌 제한 (global limited)" 또는 "GL" 구동 방식으로 지시됨) 은, 제로, 백색-대-백색 (white-to-white) 전이를 겪고 있는 픽셀에 구동 전압이 인가되지 않는다는 것을 제외하고는, GC 구동 방식과 유사하다. 예를 들어, 백색 배경에 흑색 텍스트를 디스플레이하는 전자책 리더 (electronic book reader) 로서 이용되는 디스플레이에서는, 특히, 텍스트의 하나의 페이지로부터 다음 페이지로 변화되지 않은 상태로 남아있는 텍스트의 라인들 사이와 여백들에, 수 많은 백색 픽셀들이 있고; 이에 따라, 이 백색 픽셀들을 리라이팅하지 않는 것은 디스플레이 리라이팅의 겉보기 "플래시니스 (flashiness)" 를 실질적으로 감소시킨다. 그러나, 어떤 문제점들이 이 타입의 GL 구동 방식에서 남아 있다. 첫째로, 상기 언급된 MEDEOD 출원들의 일부에서 상세하게 논의된 바와 같이, 쌍안정 전기-광학 매체들은 전형적으로 완전히 쌍안정은 아니고, 하나의 극단적인 광학적 상태에 놓여 있는 픽셀들은 수분 내지 수시간의 기간에 걸쳐 중간 그레이 레벨을 향해 서서히 드리프트 (drift) 한다. 특히, 백색으로 구동된 픽셀들은 밝은 그레이 컬러를 향해 서서히 드리프트한다. 이에 따라, GL 구동 방식에서, 백색 픽셀이 다수의 페이지 넘김들을 통해 구동되지 않는 상태로 유지되게 될 경우, 그 동안에, 다른 백색 픽셀들 (예를 들어, 텍스트 문자들의 일부들을 형성하는 것들) 이 구동되고, 새로 업데이트된 백색 픽셀들은 구동되지 않은 백색 픽셀들보다 약간 더 밝을 것이고, 궁극적으로, 그 차이는 훈련되지 않은 사용자에게도 분명해질 것이다.

둘째로, 구동되지 않은 픽셀이 업데이트되고 있는 픽셀에 인접하게 놓여 있을 때, "블루밍 (blooming)" 으로서 알려진 현상이 발생하고, 이 현상에서는, 구동된 픽셀의 구동이 구동된 픽셀의 영역보다 약간 더 큰 영역에 걸쳐 광학적 상태에 있어서의 변화를 야기시키고, 이 영역은 인접한 픽셀들의 영역으로 침입한다. 이러한 블루밍은, 구동되지 않은 픽셀들이 구동된 픽셀들에 인접하게 놓여 있는 에지들을 따라 에지 효과들로서 발현한다. 유사한 에지 효과들은, 지역적 업데이트들로 업데이트되고 있는 영역의 경계에서 에지 효과들이 발생하는 것을 제외하고는, 지역적 업데이트들을 이용할 때 (예를 들어, 이미지를 보여주기 위하여 디스플레이의 특정한 영역만이 업데이트될 경우) 에 발생한다. 시간이 흐름에 따라, 이러한 에지 효과들은 시각적으로 산만해져 제거되어야 한다. 지금까지, 이러한 에지 효과들 (그리고 구동되지 않은 백색 픽셀들에서의 컬러 드리프트의 효과들) 은 간격들을 두어 단일 GC 업데이트를 이용함으로써 전형적으로 제거되었다. 불운하게도, 이러한 가끔의 GC 업데이트의 이용은 "플래시 (flashy)" 업데이트의 문제를 재도입하고, 실제로, 플래시 업데이트는 단지 긴 간격에서 일어난다는 사실에 의해 업데이트의 플래시니스가 고조될 수도 있다.

본 발명은 가능한한 플래시 업데이트들을 회피하면서도 위에서 논의된 문제점들을 감소시키거나 제거하는 것에 관한 것이다. 그러나, 상기 언급된 문제점들을 해결하는 것을 시도함에 있어서 추가적인 복잡함 (complication), 즉, 전체적인 DC 밸런스가 필요하다. 상기 언급된 MEDEOD 출원들의 다수에서 논의된 바와 같이, 디스플레이들의 전기-광학 속성들 및 작동 수명은, 이용되는 구동 방식들이 실질적으로 DC 밸런싱되지 않을 경우에 (즉, 동일한 그레이 레벨에서 시작하고 종료되는 임의의 일련의 전이들 동안에 픽셀에 인가되는 임펄스들의 대수적인 합이 제로에 근접하지 않을 경우에) 악영향을 받을 수도 있다. 특히, 하나보다 많은 구동 방식을 이용하여 수행되는 전이들을 포함하는 소위 "이종 루프 (heterogeneous loop) 들" 에서의 DC 밸런싱의 문제점들을 논의하는 상기 언급된 미국 특허 제 7,453,445 호를 참조한다. DC 밸런스 구동 방식 (DC balanced drive scheme) 은, 임의의 소정의 시간에서의 전체적인 순 임펄스 바이어스 (net impulse bias) 가 (한정된 수의 그레이 상태들에 대하여) 바운딩 (bounded) 되도록 보장한다. DC 밸런스 구동 방식에서는, 디스플레이의 각 광학적 상태가 임펄스 포텐셜 (impulse potential; IP) 에 할당되고, 광학적 상태들 사이의 개별적인 전이들은, 전이의 순 임펄스 (net impulse) 가 전이의 초기 및 최종 상태들 사이의 임펄스 포텐셜에 있어서의 차이와 동일하도록 정의된다. DC 밸런스 구동 방식에서는, 임의의 라운드 트립 순 임펄스가 실질적으로 제로가 되도록 요구된다.

따라서, 하나의 양태에서, 이 본 발명은, 모든 픽셀들이 각 전이에서 구동되는 제 1 구동 방식과, 일부 전이들을 겪는 픽셀들이 구동되지 않는 제 2 구동 방식을 이용하여, 복수의 픽셀들을 갖는 전기-광학 디스플레이를 구동하는 (제 1) 방법을 제공한다. 본 발명의 제 1 방법에서는, 제 1 구동 방식이 디스플레이의 제 1 업데이트 동안에 비-제로 (non-zero) 의 소수 비율 (minor proportion) 의 픽셀들에 적용되는 반면, 제 2 구동 방식은 제 1 업데이트 동안에 나머지 픽셀들에 적용된다. 제 1 업데이트 이후의 제 2 업데이트 동안에는, 제 1 구동 방식이 상이한 비-제로의 소수 비율의 픽셀들에 적용되는 반면, 제 2 업데이트 동안에는, 제 2 구동 방식이 나머지 픽셀들에 적용된다.

본 발명의 이 제 1 구동 방법은 이하에서 편의상, 본 발명의 "선택적인 일반 업데이트 (selective general update)" 또는 "SGU" 방법이라고 지칭될 수도 있다.

이 본 발명은 복수의 픽셀들의 각각이 제 1 또는 제 2 구동 방식 중의 어느 하나를 이용하여 구동될 수 있는 복수의 픽셀들을 갖는 전기-광학 디스플레이를 구동하는 (제 2) 방법을 제공한다. 글로벌 완전 업데이트가 요구될 때, 픽셀들은 2 개 (또는 그보다 더 많은) 그룹들로 분할되고, 상이한 구동 방식이 각 그룹에 대해 이용되고, 구동 방식들은 서로 상이하여, 적어도 하나의 전이에 대하여, 광학적 상태들 사이에서 동일한 전이를 갖는 상이한 그룹들 내에서의 픽셀들이 동일한 파형을 경험하지 않을 것이다. 본 발명의 이 제 2 구동 방법은 이하에서 편의상, 본 발명의 "글로벌 완전 다수 구동 방식 (global complete multiple drive scheme)" 또는 "GCMDS" 방법이라고 지칭될 수도 있다.

위에서 논의된 SGU 및 GCMDS 방법들은 이미지 업데이트들의 지각된 플래시니스를 감소시킨다. 그러나, 본 발명은 쌍안정 전기-광학 디스플레이들을 구동할 때에 에지 아티팩트 (edge artifact) 들을 감소시키거나 제거하기 위한 다수의 방법들을 또한 제공한다. 본 발명의 제 3 방법이라고 이하에서 지칭되는, 하나의 이러한 에지 아티팩트 감소 방법은, 에지 아티팩트들을 일으킬 가능성이 있는 것으로 식별될 수 있으며 밸런싱된 펄스 쌍 (들) 이 에지 아티팩트를 소거하거나 감소시킴에 있어서 효과적이도록 할 공간-시간적 (spatio-temporal) 구성인, 픽셀들에 있어서의 백색-대-백색 전이들 동안의 하나 이상의 밸런싱된 펄스 쌍들 (밸런싱된 펄스 쌍 (balanced pulse pair) 또는 "BPP" 는 밸런싱된 펄스 쌍의 순 임펄스가 실질적으로 제로가 되도록 하는 반대의 극성들의 한 쌍의 구동 펄스들임) 의 인가를 요구한다. 바람직하게는, BPP 가 인가되는 픽셀들은, BPP 가 다른 업데이트 활동에 의해 마스킹 (masking) 되도록 선택된다. 덧붙여, 각각의 BPP 는 본래 제로의 순 임펄스를 가지고, 이에 따라, 구동 방식의 DC 밸런스를 변경하지 않으므로, 하나 이상의 BPP 의 인가는 구동 방식의 바람직한 DC 밸런스에 영향을 주지 않는다. 본 발명의 이 제 3 구동 방법은 이하에서 편의상, 본 발명의 "밸런싱된 펄스 쌍 백색/백색 전이 구동 방식 (balanced pulse pair white/white transition drive scheme)" 또는 "BPPWWTDS" 방법이라고 지칭될 수도 있다.

에지 아티팩트들을 감소시키거나 제거하기 위한 본 발명의 관련된 제 4 방법에서는, 에지 아티팩트들을 일으킬 가능성이 있는 것으로 식별될 수 있으며 "탑-오프 (top-off)" 펄스가 에지 아티팩트를 소거하거나 감소시킴에 있어서 효과적이도록 할 공간-시간적 구성에 있는, 픽셀들에 있어서의 백색-대-백색 전이들 동안에 탑-오프 펄스가 인가된다. 본 발명의 이 제 4 구동 방법은 이하에서 편의상, 본 발명의 "백색/백색 탑-오프 펄스 구동 방식 (white/white top-off pulse drive scheme)" 또는 "WWTOPDS" 방법이라고 지칭될 수도 있다.

본 발명의 제 5 방법은 에지 아티팩트들을 감소시키거나 제거하는 것을 또한 추구한다. 이 제 5 방법은 특수한 조절의 부재 시에, 구동 및 비구동 픽셀들이 되는 것들 간의 직선 에지를 따라 발생하는 이러한 아티팩트들을 제거하는 것을 추구한다. 제 5 방법에서는, 2-스테이지 (two-stage) 구동 방식이 이용되어, 제 1 스테이지에서는, 일직선 에지의 "비구동 (undriven)" 측 상에 놓여 있는 다수의 "여분의" 픽셀들이 에지의 "구동" 측 상의 픽셀들과 동일한 컬러로 실제로 구동된다. 제 2 스테이지에서는, 에지의 구동 측 상의 픽셀들과, 에지의 비구동 측 상의 여분의 픽셀들의 양쪽 모두가 그들의 최종 광학적 상태들로 구동된다. 따라서, 이 본 발명은 복수의 픽셀들을 갖는 전기-광학 디스플레이를 구동하는 방법을 제공하고, 여기서, 디스플레이의 제 1 영역 내에 놓여 있는 복수의 픽셀들이 그들의 광학적 상태를 변화시키도록 구동되고, 디스플레이의 제 2 영역 내에 놓여 있는 복수의 픽셀들이 그들의 광학적 상태를 변화시키도록 요구되고, 제 1 및 제 2 영역들은 일직선 라인을 따라 접해 (contiguous) 있을 때, 2-스테이지 구동 방식이 이용되고, 여기서, 제 1 스테이지에서는, 제 2 영역 내에 그리고 상기 일직선 라인에 인접하게 놓여 있는 다수의 픽셀들은 일직선 라인에 인접한 제 1 영역 내의 픽셀들과 동일한 컬러로 실제로 구동되는 반면, 제 2 스테이지에서는, 제 1 영역 내의 픽셀들과, 제 2 영역 내의 상기 다수의 픽셀들의 양쪽 모두가 그들의 최종 광학적 상태들로 구동된다. 여분의 픽셀들에 의해 정의된 구불구불한 에지를 따라 발생하는 임의의 에지 아티팩트들은 원래의 일직선 에지를 따르는 대응하는 에지 아티팩트들일 때보다 훨씬 덜 뚜렷하므로, 제한된 수의 여분의 픽셀들을 이러한 방식으로 구동하는 것은 에지 아티팩트들의 가시성 (visibility) 을 크게 감소시킨다는 것을 알아내었다. 본 발명의 제 5 구동 방법은 이하에서 편의상, 본 발명의 "일직선 에지 여분의 픽셀들 구동 방식 (straight edge extra pixels drive scheme)" 또는 "SEEPDS" 방법이라고 지칭될 수도 있다.

본 발명의 제 6 방법은 픽셀들이 DC 밸런스로부터 벗어나는 것을 일시적으로 허용한다. 픽셀이 DC 밸런스로부터 벗어나는 것을 일시적으로 허용하는 것이 유익할 많은 상황들이 발생한다. 예를 들어, 하나의 픽셀은 암 아티팩트를 포함하는 것으로 예측되므로, 백색을 향하는 특수한 펄스를 요구할 수도 있거나, 밸런스를 위해 필요한 전체 임펄스가 인가될 수 없도록, 고속 디스플레이 스위칭이 요구될 수도 있다. 전이는 예측되지 않은 이벤트로 인해 중단될 수도 있다. 이러한 상황들에서는, 특히, 짧은 시간 스케일들 상에서 임펄스 편차들을 허용하고 수정하는 방법을 가지는 것이 필요하거나, 또는 적어도 바람직하다.

본 발명의 제 6 방법에서, 디스플레이는 디스플레이의 각의 픽셀에 대해 하나의 값을 포함하는 "임펄스 뱅크 레지스터 (impulse bank register)" 를 유지한다. 픽셀이 정상 DC 밸런스 구동 방식으로부터 벗어날 필요가 있을 때, 관련된 픽셀에 대한 임펄스 뱅크 레지스터는 벗어남 (deviation) 을 나타내기 위하여 조절된다. 임의의 픽셀에 대한 레지스터 값이 비-제로 (non-zero) 일 때 (즉, 픽셀이 정상 DC 밸런스 구동 방식으로부터 이탈되었을 때), 픽셀의 적어도 하나의 후속 전이는, 정상 DC 밸런스 구동 방식의 대응하는 파형과 상이하며 레지스터 값의 절대값을 감소시키는 파형을 이용하여 행해진다. 임의의 픽셀에 대한 레지스터 값의 절대값은 미리 결정된 양을 초과하도록 허용되지 않는다. 본 발명의 이 제 6 구동 방법은 이하에서 편의상, 본 발명의 "임펄스 뱅크 구동 방식 (impulse bank drive scheme)" 또는 "IBDS" 라고 지칭될 수도 있다.

본 발명은 본 발명의 방법들을 수행하도록 배치된 신규한 디스플레이 제어기들을 또한 제공한다. 하나의 이러한 신규한 디스플레이 제어기에서는, 표준 이미지, 또는 표준 이미지들의 셀렉션들 중의 하나가 제 1 임의적인 이미지로부터 제 2 임의적인 이미지로의 전이의 중간 스테이지에서 디스플레이 상으로 플래시 (flash) 된다. 이러한 표준 이미지를 디스플레이하기 위해서는, 디스플레이된 표준 이미지에서의 그 픽셀의 상태에 따라 임의의 소정의 픽셀에 대한 제 1 이미지로부터 제 2 이미지로의 전이를 위해 이용되는 파형을 변동시키는 것이 필요하다. 예를 들어, 표준 이미지가 단색일 경우, 특정 픽셀이 표준 이미지에서 흑색 또는 백색인지 여부에 따라 제 1 및 제 2 이미지들에서의 특정 그레이 레벨들 사이의 각각의 전이에 대해 2 개의 가능한 파형들이 요구될 것이다. 다른 한편으로, 표준 이미지가 16 개의 그레이 레벨들을 가질 경우, 각각의 전이에 대해 16 개의 가능한 파형들이 요구될 것이다. 이 타입의 제어기는 이하에서 편의상, 본 발명의 "중간 표준 이미지 (intermediate standard image)" 또는 "ISI" 라고 지칭될 수도 있다.

또한, 본 발명의 방법들 중의 일부 (예를 들어, SEEDPS 방법) 에서는, 디스플레이의 임의적인 영역들을 업데이트할 수 있는 제어기를 이용하는 것이 필요하거나 바람직하고, 본 발명은, 이하에서 편의상, 본 발명의 "임의적인 지역 할당 (arbitrary region assignment)" 또는 "ARA" 제어기라고 지칭될 수도 있는 이러한 제어기를 제공한다.

본 발명의 모든 방법들에서, 디스플레이는 위에서 논의된 타입의 전기-광학 매체들 중의 임의의 것을 이용할 수도 있다. 따라서, 예를 들어, 전기-광학 디스플레이는 회전 2색성 부재 또는 전기변색 재료를 포함할 수도 있다. 대안적으로, 전기-광학 디스플레이는 유체 내에 배치되어 전계의 영향 하에서 유체를 통해 이동할 수 있는 복수의 전기적 대전 입자들을 포함하는 전기영동 재료를 포함할 수도 있다. 전기적 대전 입자들 및 유체는 복수의 캡슐들 또는 마이크로셀들 내에 국한될 수도 있다. 대안적으로, 전기적 대전 입자들 및 유체는 폴리머 재료를 포함하는 연속 페이즈에 의해 둘러싸인 복수의 이산 액적들로서 존재할 수도 있다. 유체는 액체 또는 기체 상태일 수도 있다.

첨부한 도면들의 도 1a 및 도 1b 는 본 발명의 GCMDS 방법에서 이용될 수도 있는 2 개의 밸런싱된 쌍의 파형들에 대한 시간 대 전압 곡선들을 도시한다.
도 1c 는 동일한 수들의 픽셀들이 도 1a 및 도 1b 에 도시된 파형들을 이용하여 구동되는 디스플레이에 대한 시간 대 반사율의 그래프를 도시한다.
도 2, 도 3, 도 4 및 도 5 는 중간 이미지들을 통해 진행하는 본 발명의 GCMDS 방법을 개략적으로 예시한다.
도 6a 및 도 6b 는 본 발명의 BPPWWTDS 및 종래 기술의 글로벌 제한 (Global Limited) 구동 방식을 이용하여 달성된 다양한 그레이 레벨들의 L^* 값들에서의 차이들을 각각 예시한다.
도 7a 및 도 7b 는 각각 도 6a 및 도 6b 의 그래프들과 유사한 그래프들이지만, 본 발명의 어떤 BPPWWTDS 에서 발생할 수도 있는 과잉 교정 (over-correction) 을 예시한다.
도 8a 내지 도 8d 는 도 7a 의 그래프와 유사한 그래프들이지만, 본 발명의 BPPWWTDS 에서의 1, 2, 3 및 4 개의 각각의 밸런싱된 펄스 쌍들을 이용하는 효과들을 도시한다.
도 9 는 본 발명의 조합된 WWTOPDS/IBDS 에서 발생하는 다양한 전이 (transition) 들을 개략적으로 도시한다.
도 10a 및 도 10b 는 각각 도 6a 및 도 6b 의 그래프들과 유사하지만, 도 9 에서 예시된 본 발명의 조합된 WWTOPDS/IBDS 를 이용하여 달성된 그레이 레벨들에서의 에러들을 도시하는 그래프들이다.
도 11a 및 도 11b 는 각각 도 10a 및 도 10b 의 그래프들과 유사하지만, DC 임밸런스를 고려하지 않고 탑-오프 펄스들이 인가되는 본 발명의 WWTOPDS 방법을 이용하여 달성되는 그레이 레벨들에서의 에러들을 도시하는 그래프들이다.
도 12a 및 도 12b 는 종래 기술의 구동 방법에서 그리고 디스플레이에서 동일한 전체적인 변화를 달성하는 본 발명의 SEEPDS 구동 방식에서 발생하는 전이들을 다소 개략적인 방식으로 예시한다.
도 13 은 직사각형 영역들의 선택을 허용하기만 하는 종래 기술의 제어기들에 비해, 업데이트될 임의적인 형상 및 사이즈의 지역들을 허용하는 SEEPDS 에 대해 요구되는 제어기 아키텍처를 개략적으로 예시한다.

본 발명은 전기-광학 디스플레이들을 구동하는 것 및 그러한 방법들에서 이용하기 위한 장치에 관한 복수의 별개의 본 발명들을 제공한다는 것이 상기한 것으로부터 분명할 것이다. 이 다양한 본 발명들은 아래에서 별도로 설명될 것이지만, 단일의 디스플레이가 이 본 발명들 중의 하나보다 많은 것을 포함할 수도 있다는 것을 인식할 것이다. 예를 들어, 단일 디스플레이는, 본 발명의 선택적인 일반 업데이트 및 일직선 에지 여분의 픽셀들 구동 방식 방법들을 이용할 수 있고 본 발명의 임의적인 지역 할당 제어기를 이용할 수 있다는 것이 손쉽게 분명해질 것이다.

파트 A: 본 발명의 선택적인 일반 업데이트 방법

위에서 설명된 바와 같이, 본 발명의 선택적인 일반 업데이트 (selective general update; SGU) 방법은 복수의 픽셀들을 갖는 전기-광학 디스플레이에서 이용하기 위해 의도된 것이다. 그 방법은, 모든 픽셀들이 각 전이에서 구동되는 제 1 구동 방식과, 일부 전이들을 겪는 픽셀들은 구동되지 않는 제 2 구동 방식을 이용한다. SGU 방법에서, 제 1 구동 방식은 디스플레이의 제 1 업데이트 동안에 비-제로의 소수 비율의 픽셀들에 적용되는 반면, 제 2 구동 방식은 제 1 업데이트 동안에 나머지 픽셀들에 적용된다. 제 1 업데이트 이후의 제 2 업데이트 동안에는, 제 1 구동 방식이 상이한 비-제로의 소수 비율의 픽셀들에 적용되는 반면, 제 2 업데이트 동안에는, 제 2 구동 방식이 나머지 픽셀들에 적용된다.

SGU 방법의 바람직한 형태에서는, 제 1 구동 방식이 GC 구동 방식이고 제 2 구동 방식이 GL 구동 방식이다. 이 경우, SGU 방법은 본질적으로, 대부분의 업데이트들이 (비교적 비-플래시 (non-flashy) 인) GL 구동 방식을 이용하여 수행되고 가끔의 업데이트는 (비교적 플래시 (flashy) 인) GC 구동 방식을 이용하여 수행되는 종래 기술의 방법을, 소수 비율의 픽셀들이 각각의 업데이트에서 GC 구동 방식을 이용하고 다수 비율 (major proportion) 의 픽셀들은 GL 구동 방식을 이용하는 방법으로 대체한다. GC 구동 방식을 이용한 픽셀들의 분포의 신중한 선택에 의해, 본 발명의 SGU 방법을 이용한 각각의 업데이트는 (비-전문적인 사용자에게) 순수한 GL 업데이트보다 상당히 더 플래시인 것으로 지각되지 않는 방식으로 달성될 수 있는 반면, 빈번하지 않고, 플래시인 그리고 산만한 순수한 GC 업데이트들이 회피된다.

예를 들어, 특정 디스플레이는 4 개마다 1 개의 업데이트에 대해 GC 구동 방식의 이용을 요구하는 것으로 여겨진다고 가정한다. 본 발명의 SGU 방법을 구현하기 위하여, 디스플레이는 2 x 2 픽셀들의 그룹들로 분할될 수 있다. 제 1 업데이트 동안, 각각의 그룹 내의 하나의 픽셀 (말하자면 상부 좌측 픽셀) 은 GC 구동 방식을 이용하여 구동되는 반면, 3 개의 나머지 픽셀들은 GL 구동 방식을 이용하여 구동된다. 제 2 업데이트 동안에는, 각각의 그룹 내의 상이한 픽셀 (말하자면 상부 우측 픽셀) 은 GC 구동 방식을 이용하여 구동되는 반면, 3 개의 나머지 픽셀들은 GL 구동 방식을 이용하여 구동된다. GC 구동 방식을 이용하여 구동되는 픽셀은 각각의 업데이트와 함께 회전한다. 이론적으로, 각각의 업데이트가 순수한 GC 업데이트의 1/4 만큼 플래시이지만, 플래시니스 (flashiness) 의 증가는 특별히 뚜렷하지 않고, 종래 기술의 방법에서 각각의 제 4 업데이트에서의 산만한 순수한 GC 업데이트가 회피된다.

픽셀이 각각의 업데이트에서 GC 구동 방식을 받는지에 대한 판정이 위에서 논의된 2 x 2 그룹화 배치 (grouping arrangement) 에서 처럼, 일부의 바둑판 모양의 패턴을 이용하여 체계적으로, 또는 각각의 업데이트에서 무작위로 선택되는 적절한 비율의 픽셀들로; 예를 들어, 각각의 업데이트에서 선택되는 25 퍼센트의 픽셀들로, 통계적으로 판단될 수도 있다. 어떤 "노이즈 패턴들" (즉, 선택된 픽셀들의 분포들) 이 다른 것들보다 더욱 양호하게 작동할 수도 있다는 것은 시각 심리학 (visual psychology) 분야 당업자들에게는 용이하게 분명할 것이다. 예를 들어, 각각의 업데이트에서 GC 구동 방식을 이용하여 각각의 인접한 3 x 3 그룹으로부터 하나의 픽셀을 선택한다면, 각각의 업데이트에서 그룹 마다 대응하는 픽셀을 설정하지 않는 것이 유리할 수도 있는데, 왜냐하면 이것은 "플래시" 픽셀들의 규칙적인 어레이를 생성하게 되고, 이는 각각의 그룹에서 상이한 픽셀들을 선택하는 것에 의해 야기된 "플래시" 픽셀들의 적어도 의사-랜덤 어레이보다 더욱 뚜렷할 수도 있기 때문이다.

적어도 일부의 경우들에 있어서, 평행 사변형 (parallelogram) 또는 위육방형 (pseudo-hexagonal) 그리드 상에서 각각의 업데이트에서 GC 구동 방식을 이용하여 다양한 픽셀들의 그룹들을 배치하는 것이 바람직할 수도 있다. 그 때에 양쪽 방향들로 반복되어 이러한 평행 사변형 또는 위육방형 그리드를 제공하는 픽셀들의 정사각형 또는 직사각형 "타일 (tile) 들" 의 예들은 다음과 같다 (번호들은 GC 구동 방식이 픽셀들에 적용되는 업데이트 번호들을 표기함)

선택된 픽셀들의 하나보다 많은 패턴은 상이한 이용 모델들을 설명하기 위하여 이용될 수 있다. 업데이트들 동안에 페이지를 가볍게 워터마크 (watermark) 하기 위한 상이한 강도들 (예를 들어, GC 구동 방식을 이용하는 하나의 픽셀을 갖는 3 x 3 블록에 비해, GC 구동 방식을 이용하는 하나의 픽셀을 갖는 2 x 2 블록) 의 하나보다 많은 패턴이 이용될 수 있다. 이 워터마크는 즉시 (on the fly) 변화할 수 있다. 패턴들은 다른 바람직한 워터마크 패턴들을 생성하는 것과 같은 방법으로 서로에 대해 시프트될 수 있다.

본 발명의 SGU 방법은 GC 및 GL 구동 방식들의 조합들에 물론 국한되지 않고, 하나의 구동 방식이 다른 것보다 덜 플래시인 한편, 두 번째 것이 더 양호한 성능을 제공하는 한, 다른 구동 방식들과 함께 이용될 수도 있다. 또한, 2 개 이상의 구동 방식들을 이용함으로써, 그리고 어느 픽셀들이 부분적인 업데이트를 보고 어느 것이 전체 업데이트를 보는지를 변동시킴으로써 유사한 효과가 생성될 수 있다.

본 발명의 SGU 방법은 아래에서 상세하게 설명되는 본 발명의 BPPWWTDS 또는 WWTOPDS 방법들과 조합하여 유용하게 이용될 수 있다. SGU 방법을 구현하는 것은 (방법이 종래 기술의 구동 방식들의 조합들을 이용할 수 있으므로) 수정된 구동 방식들의 광범위한 개발을 요구하지 않지만, 디스플레이의 겉보기 플래시니스에 있어서의 실질적인 감소를 허용한다.

파트 B: 본 발명의 글로벌 완전 다수 구동 방식 방법

위에서 설명된 바와 같이, 본 발명의 글로벌 완전 다수 구동 방식 또는 GCMDS 방법은 복수의 픽셀들의 각각이 제 1 또는 제 2 구동 방식의 어느 하나를 이용하여 구동될 수 있는 복수의 픽셀들을 갖는 전기-광학 디스플레이를 구동하는 제 2 방법이다. 글로벌 완전 업데이트 (global complete update) 가 요구될 때, 픽셀들은 2 개 (또는 그보다 많은) 그룹들로 분할되고, 상이한 구동 방식이 각각의 그룹에 대해 이용되고, 적어도 하나의 전이에 대하여, 광학적 상태들 사이에서 동일한 전이를 갖는 상이한 그룹들 내의 픽셀들이 동일한 파형을 경험하지 않도록, 구동 방식들이 서로 상이하다.

종래 기술의 글로벌 완전 (GC) 업데이트의 플래시니스에 대한 이유의 일부는, 이러한 업데이트에서, 전형적으로 큰 수의 픽셀들이 동일한 파형에 동시에 종속된다는 것이다. 위에서 설명된 이유들로 인해, 많은 경우들에 있어서, 이것은 백색-대-백색 파형이지만, 다른 경우들 (예를 들어, 백색 텍스트가 흑색 배경 상에 디스플레이될 때) 에 있어서는, 흑색-대-흑색 파형이 큰 비율의 플래시니스의 원인일 수 있다. GCMDS 방법에서는, 동일한 파형과 동시에 동일한 전이를 겪는 디스플레이의 매 픽셀을 구동 (그리고 이에 따라, 플래싱) 하는 대신에, 적어도 일부 전이들에 대하여, 상이한 파형들이 동일한 전이를 겪는 상이한 그룹들의 픽셀들에 인가되도록, 픽셀들에 그룹 값이 할당된다. 그러므로, 동일한 이미지 상태 전이들을 겪는 픽셀들은 동일한 파형을 (반드시) 경험하지는 않을 것이고, 이에 따라 동시에 플래싱하지는 않을 것이다. 또한, 이용되는 픽셀 그룹화들 및/또는 파형들은 이미지 업데이트들 사이에서 조절될 수도 있다.

GCMDS 방법을 이용하여, 글로벌 완전 업데이트들의 지각된 플래시니스에 있어서의 실질적인 감소들을 달성하는 것이 가능하다. 예를 들어, 픽셀들이 체커보드 (checkerboard) 그리드 상에서 분할되고, 하나의 패리티 (parity) 의 픽셀들은 클래스 A 에 할당되고 다른 패리티의 픽셀들은 클래스 B 에 할당된다고 가정한다. 그러면, 2 개의 클래스들의 백색-대-백색 파형들은, 2 개의 클래스들이 결코 동시에 흑색 상태에 있지 않도록 시간적으로 오프셋되게 선택될 수 있다. 이러한 파형들에 대한 하나의 배치 방법은, 양쪽 모두의 파형들에 대하여 기존의 밸런싱된 펄스 쌍 파형 (즉, 동일한 임펄스지만 반대의 극성인 2 개의 직사각형 전압 펄스들을 포함하는 파형) 을 이용하지만, 단일 펄스의 지속기간만큼 하나의 파형을 지연시키는 것이다. 이 타입의 한 쌍의 파형들은 첨부한 도면들의 도 1a 및 도 1b 에 예시되어 있다. 도 1c 는 픽셀들의 절반이 도 1a 의 파형을 이용하여 구동되고 다른 절반은 도 1b 의 파형을 이용하여 구동되는 디스플레이에 대한 시간 대 반사율을 도시한다. 디스플레이의 반사율은, 예를 들어, 도 1a 의 파형이 단독으로 이용되었을 경우에 그러한 바처럼, 흑색에 접근하지 않는다는 것을 도 1c 로부터 알게될 것이다.

다른 파형 쌍들 (또는 더 큰 다중항 (multiplet) 들 - 픽셀들의 2 개보다 많은 클래스들이 이용될 수도 있음) 은 유사한 혜택들을 제공할 수 있다. 예를 들어, 중간-그레이 대 중간-그레이 전이에 대하여, 2개의 "단일 레일 바운스 (single rail bounce)" 파형들이 이용될 수 있고, 그 중 하나는 중간-그레이 레벨로부터 백색으로 그리고 다시 중간-그레이로 구동하는 반면, 다른 하나는 중간-그레이 레벨로부터 흑색으로 그리고 그 후에 다시 중간-그레이로 구동할 것이다. 또한, 수평 또는 수직 줄무늬 (stripe) 들, 또는 랜덤 백색 노이즈과 같은, 픽셀 클래스들의 다른 공간적 배치들이 가능하다.

GCMDS 방법의 제 2 형태에서, 클래스들로의 픽셀들의 분할은, 하나 이상의 일시적인 단색 이미지들이 업데이트 동안에 디스플레이되도록 배치된다. 이것은, 마술사가 테이지 우측에서 입장하는 코끼리로부터 멀리 관중의 주의를 돌리는 것과 상당히 동일한 방식으로, 사용자의 주의를 업데이트 동안에 발생하는 임의의 플래싱이 아니라 중간 이미지 (들) 로 이끄는 것에 의해 디스플레이의 겉보기 플래시니스를 감소시킨다. 채용될 수도 있는 중간 이미지들의 예들은 단색 체커보드들, 회사 로고들, 줄무늬들, 시계, 페이지 번호, 또는 에셔 프린트 (Escher print) 를 포함한다. 예를 들어, 첨부한 도면들 중의 도 2 는 2 개의 일시적인 수평으로 줄무늬 이미지들이 전이 동안에 디스플레이되는 GCMDS 방법을 예시하고, 도 3 은 2 개의 일시적인 체커보드 이미지들이 전이 동안에 디스플레이되는 GCMDS 방법을 예시하고, 도 4 는 2 개의 일시적인 랜덤 노이즈 패턴들이 전이 동안에 디스플레이되는 GCMDS 방법을 예시하고, 도 5 는 2 개의 일시적인 에셔 이미지들이 전이 동안에 디스플레이되는 GCMDS 방법을 예시한다.

위에서 논의된 2 개의 아이디어들 (다수의 파형들의 이용과 일시적인 중간 이미지들의 이용) 은, 전이의 플래시니스를 감소시키고 사용자의 주의를 흥미있는 이미지로 이끄는 것에 의해 돌리는 것 양자 모두를 위해 동시에 이용될 수도 있다.

GCMDS 방법의 구현은 픽셀 클래스들의 맵 (map) 을 유지할 수 있는 제어기를 전형적으로 요구할 것이고; 이러한 맵은 제어기 내로 하드와이어링될 수도 있거나 소프트웨어를 통해 로딩될 수 있고, 후자는 픽셀 맵들이 마음대로 변화될 수 있다는 장점을 가진다는 것을 인식할 것이다. 각각의 전이를 위해 필요한 파형을 도출하기 위하여, 제어기는 맵으로부터 관련된 픽셀의 픽셀 클래스를 취할 것이고, 그것을 다양한 가능한 파형들을 정의하는 룩업 테이블 (lookup table) 로의 추가적인 포인터 (pointer) 로서 이용할 것이고; 상기 언급된 MEDEOD 출원들, 특히, 미국 특허 제 7,012,600 호를 참조한다. 대안적으로, 다양한 픽셀 클래스들에 대한 파형들이 단지 단일 기본 파형의 지연된 버전들일 경우, 더 단순한 구조가 이용될 수 있고; 예를 들어, 단일 파형 룩업 테이블은 픽셀들의 2개의 별도의 클래스들을 업데이트하기 위하여 참조될 수 있고, 여기서, 2 개의 픽셀 클래스들은 기본 구동 펄스 길이의 배수와 동일할 수도 있는 시간 시프트 (time shift) 와 함께 업데이팅을 시작한다. 클래스들로의 픽셀들의 일부 분할들에서는, 임의의 픽셀의 클래스가 단지 그의 행 및 열 번호로부터 계산될 수도 있으므로 맵이 불필요할 수도 있다는 것을 인식할 것이다. 예를 들어, 도 2 에 도시된 줄무늬 패턴 플래시에서는, 픽셀이 그의 행 번호가 짝수 또는 홀수인지 여부에 기초하여 그의 클래스에 할당될 수 있는 반면, 도 3 에 도시된 체커보드 패턴에서는, 픽셀이 그의 클래스에, 그의 행 및 열 번호들의 합이 홀수 또는 짝수인지에 기초하여, 할당될 수 있다.

본 발명의 GCMDS 방법은 쌍안정 디스플레이들의 업데이팅 동안에 플래싱의 가시적 영향을 감소시키기 위하여 비교적 단순한 메커니즘을 제공한다. 다양한 픽셀 클래스들에 대한 시간 지연 파형으로 GCMDS 방법을 이용하는 것은 전체적인 업데이트 시간에 있어서 약간을 희생하여 GCMDS 방법의 구현을 대폭 단순화한다.

파트 C: 본 발명의 밸런싱된 펄스 쌍 백색/백색 전이 구동 방식 방법

위에서 설명된 바와 같이, 본 발명의 밸런싱된 펄스 쌍 백색/백색 전이 구동 방식 (BPPWWTDS) 은 쌍안정 전기-광학 디스플레이들을 구동할 때에 에지 아티팩트들을 감소시키거나 제거하도록 의도된다. BPPWWTDS 는, 에지 아티팩트들을 일으킬 가능성이 있는 것으로 식별될 수 있으며 밸런싱된 펄스 쌍(들) 이 에지 아티팩트를 소거하거나 감소시킴에 있어서 효과적이도록 하는 공간-시간적 구성에 있는, 픽셀들에 있어서의 백색-대-백색 전이들 동안의 하나 이상의 밸런싱된 펄스 쌍들 (밸런싱된 펄스 쌍 또는 "BPP" 는 밸런싱된 펄스 쌍의 순 임펄스가 실질적으로 제로가 되도록 하는 반대의 극성들의 한 쌍의 구동 펄스들임) 의 인가를 요구한다.

BPPWWTDS 는, 전이 동안에 산만한 외관을 갖지 않는 방식으로, 그리고 바운딩된 DC 임밸런스를 갖는 방식으로, 축적된 에러들의 가시성을 감소시키도록 시도한다. 이것은 하나 이상의 밸런싱된 펄스 쌍들을 디스플레이의 픽셀들의 서브세트에 인가함으로써 달성되고, 서브세트에서의 픽셀들의 비율은, 밸런싱된 펄스 쌍들의 인가가 시각적으로 산만하지 않을 정도로 충분히 작다. BPP 들의 인가에 의해 야기되는 시각적인 산만 (distraction) 은, BPP 들이 용이하게 가시적 전이들을 겪는 다른 픽셀들에 인접하게 인가되는 픽셀들을 선택함으로써 감소될 수도 있다. 예를 들어, BPPWWTDS 의 하나의 형태에서, BPP 들은, 백색-대-백색 전이를 겪는 임의의 픽셀로서, 그의 8 개 이웃들 중의 적어도 하나가 (비 백색)-대-백색 전이를 겪는, 상기 임의의 픽셀에 인가된다. (비 백색)-대-백색 전이는 이것이 적용되는 픽셀과, 백색-대-백색 전이를 겪는 인접한 픽셀 사이에 가시적 에지를 유발할 가능성이 있고, 이 가시적 에지는 BPP 들의 인가에 의해 감소되거나 제거될 수 있다. BPP 들이 인가되어야 할 픽셀들을 선택하기 위한 이러한 방식은 간단하다는 장점을 가지지만, 다른, 특히, 더욱 보수적인 픽셀 선택 방식들이 이용될 수도 있다. 보수적인 방식 (즉, 작은 비율의 픽셀들만이 임의의 하나의 전이 동안에 인가되는 BPP 들을 가지도록 보장하는 방식) 은, 이러한 방식이 전이의 전체적인 외관에 대해 최소의 영향을 미치기 때문에 바람직하다.

이미 표시된 바와 같이, 본 발명의 BPPWWTDS 에서 이용되는 BPP 들은 하나 이상의 밸런싱된 펄스 쌍들을 포함할 수 있다. 밸런싱된 펄스 쌍의 각각의 절반은, 단지 그 쌍의 각각이 동일한 양을 갖는 것을 조건으로, 단일 또는 다중 구동 펄스들로 구성될 수도 있다. BPP 들의 전압들이, 단지 BPP 의 2 개의 절반들이 동일한 진폭이지만 반대의 부호를 갖는 것을 조건으로, 변동될 수도 있다. 제로 전압의 기간 (period) 들은 BPP 의 2 개의 절반들 사이 또는 연속 BPP 들 사이에서 발생할 수도 있다. 예를 들어, 그 결과들이 아래에 설명되어 있는 하나의 실험에서는, 밸런싱된 BPP 들은 일련의 6 개의 펄스들, +15 V, -15 V, +15V, -15V, +15 V, -15V 를 포함하고, 각각의 펄스는 11.8 밀리초 지속된다. BPP 들의 트레인 (train) 이 길수록, 얻어지는 에지 소거가 더 커진다는 점이 경험적으로 발견되었다. BPP 들이 (비-백색)-대-백색 전이들을 겪는 픽셀들에 인접한 픽셀들에 인가될 때, (비-백색)-대-백색 파형에 관해 시간적으로 BPP 들을 시프트하는 것은 얻어지는 에지 감소의 정도에 또한 영향을 준다는 점을 또한 알아냈다. 이 지견들에 대한 완전한 이론적인 설명은 현재 없다.

선행 단락에서 언급된 실험에서는, 종래 기술의 글로벌 제한 (GL) 구동 방식에 비해 축적된 에지들의 가시성을 감소시키는데 BPPWWTDS 가 효과적이라는 것을 알아냈다. 첨부한 도면들의 도 6 은 2 개의 구동 방식들에 대한 다양한 그레이 레벨들의 L^* 값들에 있어서의 차이들을 도시하고, BPPWWTDS 에 대한 L^* 차이들은 GL 구동 방식에 대한 L^* 차이들보다 제로 (이상치) 에 훨씬 더 근접해 있다는 것을 알게될 것이다. BPPWWTDS 의 적용들 후의 에지 영역들의 현미경 검사는 개선을 설명할 수 있는 2 개의 타입들의 응답들을 보여준다. 일부의 경우들에 있어서는, 실제의 에지가 BPPWWTDS 의 적용에 의해 침식되는 것으로 나타났다. 다른 경우들에 있어서는, 에지가 많이 침식되지 않지만, 암 에지에 인접하게 또 다른 명 에지가 형성되는 것으로 보인다. 이 에지 쌍은 정상적인 사용자 거리로부터 관측될 때에 상쇄된다.

일부의 경우들에 있어서, BPPWWTDS 의 적용이 에지 효과들 (네거티브 값들을 취하는 L^* 차이들에 의해 도 6 의 도표들과 같은 도표들에서 표시됨) 을 실제로 과잉 교정할 수 있다는 점을 알아냈다. 4 개의 BPP 들의 트레인을 이용한 실험에서 이러한 과잉 교정을 도시하는 도 7 을 참조한다. 이러한 과잉 교정이 발생할 경우, 그것은 채용되는 BPP 들의 수를 감소시킴으로써, 또는 (비-백색)-대-백색 전이들에 관한 BPP 들의 시간적 위치를 조절함으로써 감소되거나 제거될 수도 있다는 것을 알아냈다. 예를 들어, 도 8 은 에지 효과들을 교정하기 위하여 1 내지 4 개의 BPP 들을 이용한 실험의 결과들을 도시한다. 특정한 매체가 테스트됨으로써, 2 개의 BPP 들이 최선의 에지 교정을 제공하는 것으로 나타났다. BPP 들의 수 및/또는 (비-백색)-대-백색 전이들에 관한 BPP 들의 시간적 위치는 예측된 에지 가시성의 최적의 교정을 제공하기 위하여 시변 방식으로 (즉, 즉시) 조절될 수 있다.

이미 논의된 바와 같이, 쌍안정 전기-광학 매체들에 대해 이용되는 구동 방식들은 통상적으로 DC 밸런싱되야 하고, 즉, 구동 방식의 명목 DC 임밸런스는 바운딩되어야 한다. BPP 는 본래 DC 밸런싱된 것으로 보이고, 이에 따라, 구동 방식의 전체적인 DC 밸런스에 영향을 주지 않아야 하지만, 쌍안정 전기-광학 매체들을 구동하기 위해 이용되는 백플레인 (backplane) 들 내에 정상적으로 존재하는 픽셀 커패시터 상에서의 전압의 급격한 반전 (예를 들어, 미국 특허 제 7,176,880 호 참조) 은 BPP 의 제 2 절반 동안의 커패시터의 불완전한 충전으로 귀착될 수도 있으며, 이것은 실제로 일부 DC 임밸런스를 유발할 수 있다. 이웃들 중 어느 것도 비-제로 전이를 거치지 않는 픽셀에 인가되는 BPP 는 픽셀의 백화 (whitening) 또는 광학적 상태에 있어서의 다른 변동으로 이어질 수 있고, 백색 이외의 것으로의 전이를 겪는 이웃하는 픽셀을 갖는 픽셀에 인가되는 BPP 는 픽셀의 일부 암화 (darkening) 로 귀착될 수 있다. 따라서, BPP 들을 받는 픽셀들이 선택되는 규칙들을 선택함에 있어서, 상당한 주의를 행사해야 한다.

본 발명의 BPPWWTDS 의 하나의 형태에서는, 특정 픽셀이 전이 동안에 인가되는 하나 이상의 BPP 들을 갖는지를 결정하기 위하여, 논리적 함수들이 초기 및 최종 이미지들 (즉, 전이 전후의 이미지들) 에 적용된다. 예를 들어, BPPWWTDS 의 다양한 형태들은, 모두 4 개의 기본 이웃들 (cardinal neighbors) (즉, 논의되는 픽셀과 단순히 코너가 아니라 공통 에지를 공유하는 픽셀들) 이 최종 백색 상태를 갖고 적어도 하나의 기본 이웃이 초기 비-백색 상태를 가질 경우, 백색-대-백색 전이를 겪는 픽셀은, 인가되는 BPP 들을 가질 것이라고 명시할 수도 있다. 이 조건이 적용되지 않을 경우, 널 전이 (null transition) 가 픽셀에 적용된다, 즉, 픽셀은 전이 동안에 구동되지 않는다. 물론, 다른 논리적 선택 규칙들이 이용될 수 있다.

BPPWWTDS 의 또 다른 변형은, 에지 클리어링 (edge clearing) 을 더욱 증가시키기 위하여 글로벌 완료 구동 방식을 백색-대-백색 전이를 겪는 어떤 선택된 픽셀들에 적용함으로써 사실상 본 발명의 SGU 구동 방식과 BPPWWTDS 를 조합한다. SGU 구동 방식들의 논의에서 상기 언급된 바와 같이, 백색-대-백색 전이를 위한 GC 파형은 전형적으로 매우 플래시이므로, 임의의 하나의 전이 동안에 이 파형을 소수 비율의 픽셀들에만 적용하는 것이 중요하다. 예를 들어, 그의 기본 이웃들 중의 3 개가 관련 전이 동안에 비-제로 전이들을 겪을 때에 GC 백색-대-백색 파형만이 인가된다는 논리적 규칙을 적용할 수도 있고; 이러한 경우에, GC 파형의 플래시니스는 3 개의 전이하는 기본 이웃들의 활동 중에 숨겨진다. 또한, 제 4 의 기본 이웃이 제로 전이를 겪을 경우, 관련 픽셀에 인가되는 GC 백색-대-백색 파형이 제 4 의 기본 이웃에서의 에지를 에징할 수도 있으므로, BPP 들을 이 제 4 의 기본 이웃에 인가하는 것이 바람직할 수도 있다.

BPPWWTDS 의 다른 변형들은 배경의 영역들, 즉, 초기 및 최종 상태들이 모두 백색인 영역들을 선택하기 위하여, GC 백색-대-백색 (이하에서 "GCWW") 전이의 적용을 수반한다. 이것은, 매 픽셀이 미리 결정된 수의 업데이트들에 걸쳐 한번 방문되도록 행해지고, 이것에 의하여, 에지의 디스플레이 및 시간에 걸친 드리프트 아티팩트들을 제거한다. 선행 단락에서 논의된 변형과의 주요 차이는, 어느 픽셀들이 GC 업데이트를 받아야 하는지에 대한 판정이 이웃하는 픽셀들의 활동이 아니라 공간적 위치 및 업데이트 수에 기초한다는 것이다.

하나의 이러한 변형에서, GCWW 전이는, 돌아가며 업데이트에 따라 (on a rotating per-update basis) 배경 픽셀들의 디더링된 서브-집단 (dithered sub-population) 에 적용된다. 상기 섹션 A 에서 논의된 바와 같이, 이것은 이미지 드리프트의 효과들을 감소시킬 수 있는데, 왜냐하면 모든 배경 픽셀들이 어떤 미리 결정된 수의 업데이트들 후에 업데이트되는 한편, 업데이트들 동안에 배경 백색 상태에서 온화한 플래시 또는 딥 (dip) 을 생성할 뿐이기 때문이다. 그러나, 방법은 업데이트된 픽셀들 주위에서 그 자신의 에지 아티팩트들을 생성할 수도 있고 이는 주위 픽셀들 자체가 업데이트될 때까지 지속된다. BPPWWTDS 에 따르면, 에지-감소 BPP 들은 GCWW 전이를 겪는 픽셀들의 이웃들에 인가될 수도 있으므로, 배경 픽셀들은 상당한 에지 아티팩트들을 도입하지 않고도 업데이트될 수 있다.

추가의 변형에서, GCWW 파형으로 구동되는 픽셀들의 서브-집단들은 서브-서브-집단으로 더욱 구분된다. 결과적인 서브-서브-집단들의 적어도 일부는, 그 하나의 부분만이 전이 동안의 임의의 소정의 시간에 암 상태에 있도록 GCWW 파형의 시간 지연 버전을 받아들인다. 이것은 업데이트 동안에 이미 약화된 플래시의 영향을 더욱 줄인다. BPP 신호의 시간 지연된 버전들은 이 서브-서브-집단들의 이웃들에 또한 인가된다. 이 수단에 의하여, 이미지 드리프트에 대한 노출의 고정된 감소에 대하여, 겉보기 배경 플래시가 감소될 수 있다. 서브-서브-집단들의 수는 수용가능한 것으로 생각되는 (지연된 신호들의 이용에 의해 야기되는) 업데이트 시간의 증가에 의해 제한된다. 전형적으로, 2 개의 서브-서브 집단들이 이용될 것이고, 이것은 명목상으로 하나의 기본적인 구동 펄스 폭 (전형적으로 25 ℃ 에서 약 240 ms) 만큼 업데이트 시간을 증가시킨다. 또한, 과도하게 희박한 서브-서브 집단들을 가지는 것은 또한, 개개의 업데이트하는 배경 픽셀들을 심리-시각적으로 (psycho-visually) 더 명백하게 하고, 이것은 바람직하지 않을 수도 있는 상이한 타입의 산만을 추가한다.

본 발명의 BPPWWTES 의 다양한 형태들을 구현하기 위한 (상기 언급된 미국 특허 제 7,012,600 호에 설명된 것들과 같은) 디스플레이 제어기의 수정은 간단하다. 하나 이상의 버퍼들은 전이에 대한 초기 및 최종 이미지를 나타내는 그레이 스케일 데이터를 저장한다. 이 데이터와, 온도 및 구동 방식과 같은 다른 정보로부터, 제어기는 룩업 테이블로부터, 각각의 픽셀에 인가할 올바른 파형을 선택한다. BPPWWTDS 를 구현하기 위하여, 이웃하는 픽셀들이 겪는 전이들, 각각의 픽셀이 속하는 서브-그룹들, 및 (픽셀들의 상이한 서브-그룹들이 상이한 업데이트들에서 업데이트되고 있을 때의) 업데이트의 수에 따라, 동일한 초기 및 최종 그레이 상태들 (특히, 백색을 나타내는 상태들) 에 대한 여러 상이한 전이들중에서 선택하기 위한 메커니즘이 제공되어야 한다. 이 목적을 위하여, 제어기는 추가적인 "준-상태 (quasi-state) 들" 을, 그것들이 추가적인 그레이 레벨들인 것처럼, 저장할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이가 16 개의 그레이 톤 (tone) 들 (룩업 테이블에서 0 내지 15 로 넘버링됨) 을 이용할 경우, 상태들 16, 17 및 18 이 요구되는 백색 전이의 타입을 나타내기 위하여 이용될 수 있다. 이 준-상태 값들은 시스템에서의 다양한 상이한 레벨들에서, 예를 들어, 호스트 레벨에서, 디스플레이 버퍼로의 렌더링의 포인트에서, 또는 LUT 어드레스를 발생할 때에 제어기에서의 훨씬 더 낮은 레벨에서 발생될 수 있다.

본 발명의 BPPWWTDS 의 몇몇 변형들이 구상될 수 있다. 예를 들어, 임의의 짧은 DC 밸런싱된 또는 심지어 DC 밸런싱되지 않은, 시퀀스의 구동 펄스들이, 밸런싱된 펄스 쌍 대신에 이용될 수 있다. 밸런싱된 펄스 쌍은 탑-오프 펄스 (아래의 섹션 D 참조) 또는 BPP 들에 의해 대체될 수 있고, 탑-오프 펄스들은 조합하여 이용될 수 있다.

본 발명의 BPPWWTDS 는 백색 상태 에지 감소와 관련하여 위에서 주로 설명되었지만, 그것은 또한 암 상태 에지 감소에 적용가능할 수도 있고, 이것은 간단하게, BPPWWTDS 에서 이용되는 구동 펄스들의 극성을 감소시킴으로써 용이하게 달성될 수 있다.

본 발명의 BPPWWTDS 는, 다수의 사용자들에 의해 불쾌한 것으로 고려되는 주기적인 글로벌 완전 업데이트를 필요로 하지 않는 "플래시리스 (flashless)" 구동 방식을 제공할 수 있다.

파트 D: 본 발명의 백색/백색 탑- 오프 펄스 구동 방식 방법

위에서 설명된 바와 같이, 에지 아티팩트들을 감소시키거나 제거하기 위한 본 발명의 제 4 방법은, 에지 아티팩트들을 일으킬 가능성이 있는 것으로 식별될 수 있으며 "특수한 펄스" 가 에지 아티팩트를 소거하거나 감소시킴에 있어서 효과적이도록 하는 그러한 공간-시간적 구성인, 픽셀들에 있어서의 백색-대-백색 전이들 동안에 특수한 펄스가 인가된다는 점에서, 위에서 설명된 BPPWWTDS 와 유사하다. 그러나, 이 제 4 방법은, 특수한 펄스가 밸런싱된 펄스 쌍이 아니라, 오히려 "탑-오프" 또는 "리프레쉬 (refresh)" 펄스인 점에서 제 3 방법과 상이하다. 용어 "탑-오프" 또는 "리프레쉬" 펄스는, 하나의 극단적인 광학적 상태 (통상적으로 백색 또는 흑색) 에 있거나 근방에 있는 픽셀에 인가되는 펄스로서, 그 픽셀을 극단적인 광학적 상태쪽으로 구동하는 경향이 있는, 그러한 펄스를 지칭하기 위하여 상기 언급된 미국 특허 제 7,193,625 호에서와 동일한 방식으로 본원에서 이용된다. 현재의 경우에 있어서, 용어 "탑-오프" 또는 "리프레쉬" 펄스는, 극성을 갖는 구동 펄스의 백색 또는 근백색 픽셀에의 인가로서, 그 픽셀을 그의 극단적인 백색 상태쪽으로 구동하는, 그러한 인가를 지칭한다. 본 발명의 이 제 4 구동 방법은 이하에서 편의상, 본 발명의 "백색/백색 탑-오프 펄스 구동 방식" 또는 "WWTOPDS" 방법이라고 지칭될 수도 있다.

본 발명의 WWTOPDS 방법에서 탑-오프 펄스가 인가되는 펄스들을 선택하기 위한 기준들은 위에서 설명된 BPPWWTDS 에서의 픽셀 선택을 위한 기준들과 유사하다. 따라서, 임의의 하나의 전이 동안에 탑-오프 펄스가 인가되는 픽셀들의 비율은 탑-오프 펄스의 인가가 시각적으로 산만하지 않을 정도로 충분히 작아야 한다. 탑-오프 펄스의 인가에 의해 야기되는 시각적 산만은, 용이하게 가시적 전이들을 겪는 다른 픽셀들에 인접하게 탑-오프 펄스가 인가되는 픽셀들을 선택함으로써 감소될 수도 있다. 예를 들어, WWTOPDS 의 하나의 형태에서는, 백색-대-백색 전이를 겪는 임의의 픽셀로서, 그 8 개의 이웃들 중 적어도 하나가 (비-백색)-대-백색 전이를 겪는, 상기 임의의 픽셀에 탑-오프 펄스가 인가된다. (비-백색)-대-백색 전이는, 그것이 적용되는 픽셀과, 백색-대-백색 전이를 겪는 인접한 픽셀 사이에서 가시적 에지를 유발할 가능성이 있고, 이 가시적 에지는 탑-오프 펄스의 인가에 의해 감소되거나 제거될 수 있다. 탑-오프 펄스들이 인가되어야 할 픽셀들을 선택하기 위한 이 방식은 간단하다는 장점을 가지지만, 다른, 특히 더욱 보수적인 픽셀 선택 방식들이 이용될 수도 있다. 보수적인 방식 (즉, 작은 비율의 픽셀들만이 임의의 하나의 전이 동안에 인가되는 탑-오프 펄스들을 가지도록 보장하는 방식) 은, 이러한 방식이 전이의 전체적인 외관에 대해 최소의 영향을 가지기 때문에 바람직하다. 예를 들어, 전형적인 흑색-대-백색 파형은 이웃한 픽셀에서 에지를 유발할 것 같지 않으므로, 픽셀에서 다른 예측된 에지 축적이 없을 경우에 탑-오프 펄스를 이 이웃한 픽셀에 인가하는 것이 필요하지 않다. 예를 들어, 다음의 시퀀스들을 디스플레이하는 2 개의 이웃한 픽셀들 (P1 및 P2 로 표기됨) 을 고려한다:

P1: W->W->B->W->W 및

P2: W->B->B->B->W.

P2 는 P1 에서 에지를, 그의 백색-대-흑색 전이 동안에 유발할 가능성이 있지만, 이 에지는 후속하여 P1 흑색-대-백색 전이 동안에 소거되어, 최종 P2 흑색-대-백색 전이가 P1 에서의 탑-오프 펄스의 인가를 트리거링하지 않아야 한다. 다수의 더 복잡하고 보수적인 방식들이 개발될 수 있다. 예를 들어, 에지들의 유발은 이웃에 따라 (on a per-neighbor basis) 예측될 수 있다. 또한, 어떤 작은 수의 에지들을, 그것들이 어떤 미리 결정된 임계치 미만일 경우에, 그대로 두는 것이 바람직할 수도 있다. 대안적으로, 픽셀이 백색 픽셀들에 의해서만 둘러싸여 있는 상태에 있지 않을 경우에는 에지들을 지울 필요가 없을 수도 있는데, 왜냐하면 에지 효과들은 매우 상이한 그레이 레벨들을 갖는 2 개의 픽셀 사이의 에지에 인접하게 놓여 있을 때에 쉽게 가시적이지 않는 경향이 있기 때문이다.

하나의 픽셀로의 탑-오프 펄스의 인가가 (비-백색)-대-백색 전이를 겪는 그의 8 개의 이웃들 중 적어도 하나와 상관될 때, 인접한 픽셀 상에서의 전이에 관한 탑-오프 펄스의 타이밍은, 달성되는 에지 감소의 정도에 실질적인 영향을 미치고, 최선의 결과들은 탑-오프 펄스가 인접한 픽셀에 인가되는 파형의 종료와 일치할 때에 얻어진다는 것을 경험적으로 알아냈다. 이 경험적인 지견에 대한 이유들은 현재 완전히 이해되는 것은 아니다.

본 발명의 WWTOPDS 방법의 하나의 형태에서는, 탑-오프 펄스들이 (아래의 섹션 F 를 참조하는 것에 대한) 임펄스 뱅킹 구동 방식과 함께 인가된다. 이러한 조합된 WWTOPDS/IBDS 에서는, 탑-오프 펄스의 인가에 추가하여, DC 밸런스가 회복되어야 할 때, 클리어링 슬라이드쇼 (clearing slideshow) 파형 (즉, 픽셀을 그의 극단적인 광학적 상태들로 반복적으로 구동하는 파형) 이 픽셀에 때때로 인가된다. 이 타입의 구동 방식은 첨부한 도면들의 도 9 에 예시되어 있다. 탑-오프 및 클리어링 (슬라이드쇼) 파형들의 양자 모두는, 픽셀 선택 조건들이 충족될 때에만 인가되고; 모든 다른 경우들에는, 널 전이가 이용된다. 이러한 슬라이드쇼 파형은 픽셀로부터 에지 아티팩트들을 제거할 것이지만, 가시적인 전이이다. 이 타입의 하나의 구동 방식의 결과들은 첨부한 도면들의 도 10 에 도시되어 있고; 이 결과들은 도 6 의 결과들과 비교될 수도 있지만, 수직 스케일이 그래프들의 2 개의 세트에서 상이하다는 것에 주목해야 한다. 클리어링 펄스의 주기적인 인가로 인해, 시퀀스는 단조적 (monotonic) 이지 않다. 슬라이드쇼 파형의 인가는 드물게만 발생하고, 다른 가시적 활동에 인접하게만 발생하여 그것이 거의 눈에 띄지 않도록 제어될 수 있다. 슬라이드쇼 파형은 픽셀을 본질적으로 완전히 클리닝하는 장점을 가지지만, 클리닝을 요구하는 에지 아티팩트들을 인접한 픽셀들에서 유발하는 단점을 가진다. 이들 인접한 픽셀들은 에지 아티팩트들을 포함할 가능성이 있고 따라서 다음의 이용가능한 기회에 정화를 필요로 하는 것으로서 플래그 (flag) 될 수도 있지만, 결과적인 구동 방식은, 에지 아티팩트들의 복잡한 전개로 이어질 수 있다는 것이 인식될 것이다.

본 발명의 WWTOPDS 방법의 또 다른 형태에서는, 탑-오프 펄스들 탑-오프 펄스들이 DC 임밸런스에 관계없이 인가된다. 이것은 디스플레이에 장기간 손상의 어떤 위험을 제기하지만, 가능하게는 긴 시간 프레임들에 걸쳐 확산된 이러한 작은 DC 임밸런스는 현저하지 않아야 하고, 실제로, 포지티브 및 네거티브 전압 방향들에서의 TFT 상의 동일하지 않은 스토리지 커패시터 충전 (storage capacitor charging) 으로 인해, 상업적인 디스플레이들은 동일한 자릿수 (order of magnitude) 의 DC 임밸런스를 이미 경험하고 있다. 이 타입의 하나의 구동 방식의 결과들은 첨부한 도면들의 도 11 에 도시되어 있고; 이 결과들은 도 6 의 결과들과 비교될 수도 있지만, 수직 스케일이 그래프들의 2 개의 세트에서 상이하다는 것에 주목해야 한다.

본 발명의 WWTOPDS 방법은, DC 임밸런스가 수학적으로 제한되지 않으면서, 탑-오프 펄스들이 통계적으로 DC 밸런싱되도록 적용될 수도 있다. 예를 들어, "페이백 (payback)" 전이들은 전형적인 전기-광학 매체들에 대해 평균적으로 밸런싱될 방식으로 "탑-오프" 전이들을 밸런싱하기 위하여 적용될 수 있지만, 순 임펄스의 탤리 (tally) 는 개별적인 픽셀들에 대해 추적되지 않을 것이다. 에지 가시성을 감소시키는 공간-시간적 상황에서 인가되는 탑-오프 펄스들은 이들이 작동되게 하는 정확한 메커니즘에 관계없이 유용하고; 일부의 경우들에는, 에지들이 상당히 소거되는 반면, 다른 경우들에는, 픽셀의 중심이 에지 아티팩트의 암화를 국소적으로 보상하는 정도까지 밝게 되는 것으로 보인다는 것을 알아냈다.

탑-오프 펄스들은 하나 또는 하나보다 많은 구동 펄스를 포함할 수 있고, 단일의 구동 전압, 또는 상이한 구동 펄스들 내의 일련의 상이한 전압들을 이용할 수도 있다.

본 발명의 WWTOPDS 방법은, 다수의 사용자들에 의해 불쾌한 것으로 고려되는 주기적인 글로벌 완전 업데이트를 요구하지 않는 "플래시리스 (flashless)" 구동 방식을 제공할 수 있다.

파트 E: 본 발명의 일직선 에지 여분의 픽셀들 구동 방식 방법

이미 언급된 바와 같이, 본 발명의 "일직선 에지 여분의 픽셀들 구동 방식" 또는 "SEEPDS" 방법은 구동된 픽셀과 구동되지 않은 픽셀 사이의 일직선 에지를 따라 발생하는 에지 아티팩트들을 감소시키거나 제거하는 것을 추구한다. 인간의 눈은 선형 에지 아티팩트들, 특히, 디스플레이의 행들 또는 열들을 따라 연장되는 에지 아티팩트들에 특히 민감하다. SEEPDS 방법에서는, 구동된 영역과 구동되지 않은 영역 사이의 일직선 에지에 인접하게 놓여 있는 다수의 픽셀들이 실제로 구동되어, 전이에 의해 야기되는 임의의 에지 효과들은 일직선 에지를 따라서만 놓여 있는 것이 아니라, 이 일직선 에지에 수직한 에지들을 포함한다. 제한된 수의 여분의 픽셀들을 이러한 방식으로 구동하는 것은 에지 아티팩트들의 가시성을 대폭 감소시킨다는 것을 알아냈다.

SEEPDS 방법의 기본 원리는 첨부한 도면들의 도 12a 및 도 12b 에 예시되어 있다. 도 12a 는 지역적인 또는 부분적인 업데이트가 상부 절반이 흑색이고 하부 절반이 백색인 제 1 이미지로부터 모두 백색인 제 2 이미지로 전이시키기 위하여 이용되는 종래 기술의 방법을 예시한다. 지역적인 또는 부분적인 구동 방식은 업데이트를 위해 이용되고, 제 1 이미지의 흑색 상부 절반만이 리라이팅되므로, 에지 아티팩트가 원래의 흑색 영역과 백색 영역 사이의 경계를 따라 발생할 가능성이 매우 높다. 이러한 긴 수평 에지 아티팩트는 디스플레이의 관찰자에게 용이하게 가시적이고 불쾌한 경향이 있다. SEEPDS 방법에 따르면, 도 12b 에 예시된 바와 같이, 업데이트는 2 개의 별도의 단계들로 분할된다. 업데이트의 제 1 단계는 원래의 흑색/백색 경계의 개념적으로 "구동되지 않은" 측 (즉, 픽셀들이 초기 및 최종 이미지들의 둘 모두에서 동일한 컬러, 즉, 백색인 측) 상의 어떤 백색 픽셀들을 흑색으로 전환하고; 이와 같이 흑색으로 구동된 백색 픽셀들은 원래의 경계에 인접한 일련의 실질적으로 3각형인 영역들 내에 배치되어, 흑색 및 백색 영역들 사이의 경계는 구불구불해지고, 원래 일직선인 라인 테두리에는 원래의 경계에 수직으로 연장되는 다수의 세그먼트들이 제공된다. 제 2 단계는 제 1 단계에서 흑색으로 구동된 "여분의" 픽셀들을 포함하는 모든 흑색 픽셀들을 백색으로 전환한다. 이 제 2 단계가 제 1 단계 후에 존재하는 백색 및 흑색 영역들 사이의 경계를 따라 에지 아티팩트들을 남기더라도, 이 에지 아티팩트들은 도 12b 에 도시된 구불구불한 경계를 따라 분포될 것이고, 도 12a 에 도시된 일직선 경계를 따라 연장되는 유사한 아티팩트들일 경우보다 관찰자에게 훨씬 덜 가시적일 것이다. 일부의 경우들에 있어서, 더 감소될 수도 있는데, 왜냐하면, 제 1 단계 후에 확립된 구불구불한 경계에 인접하게 적어도 과반 (majority) 의 흑색 픽셀들을 가지는 바처럼, 일부의 전기-광학 매체들은, 그것들이 짧은 시간 기간 동안에 하나의 광학적 상태에만 남아 있을 때, 덜 가시적인 에지 아티팩트들을 디스플레이하기 때문이다.

SEEPDS 방법에서 실행될 패턴을 선택할 때, 도 12b 에 도시된 구불구불한 경계의 빈도 (frequency) 가 너무 높지 않도록 보장하는데 주의해야 한다. 픽셀 공간의 빈도에 비해 너무 높은 빈도는 원래의 경계에 수직인 에지들로 하여금 스미어링 (smearing) 되고 더 어두운 외관을 가지게 하여, 에지 아티팩트들을 감소시키는 것이 아니라 오히려 증대시킨다. 이러한 경우에는, 경계의 빈도가 감소되어야 한다. 그러나, 너무 낮은 빈도는 또한, 아티팩트들을 매우 가시적으로 만들 수 있다.

SEEPDS 방법에서는, 업데이트 방식이 다음과 같은 패턴을 따를 수도 있다:

-지역적 -> 표준 이미지 [임의의 시간의 양] -지역적 (새로운 에지를 캡처하기 위하여 약간 확장됨) -> 수정된 에지를 갖는 이미지 -지역적 -> 다음 이미지

또는:

-부분적 -> 표준 이미지 [임의의 시간의 양] -부분적 -> 수정된 에지를 갖는 이미지 -부분적 -> 다음 이미지

대안적으로, 특정 영역에서 전체 업데이트들이 이용되고 있을 경우, 패턴은 다음과 같을 수도 있다:

-전체 지역적 -> 표준 이미지 [임의의 시간의 양] -지역적 (새로운 에지를 캡처하기 위하여 약간 확장됨) -> 다음 이미지

디스플레이의 전기-광학 속성들과의 용인 불가능한 간섭이 전혀 없다면, 디스플레이는 다음의 패턴에 따라 SEEPDS 방법을 항상 이용할 수도 있다:

-부분적 -> 수정된 에지를 갖는 표준 이미지 [임의의 시간의 양] -부분적 -> 다음 이미지

다수의 업데이트들에 걸쳐 에지 아티팩트들을 감소시키기 위하여, SEEPDS 방법은 반복된 업데이트들에 대한 반복된 에지 성장을 감소시키기 위하여 도 12b 에 도시된 것과 같은 구불구불한 경계의 곡선들의 위치들을 변동시키도록 배치될 수 있다.

SEEPDS 방법은 지역적 및/또는 부분적 업데이트들을 이용하는 디스플레이들에서의 가시적 에지 아티팩트들을 실질적으로 감소시킬 수 있다. 방법은 이용되는 전체적인 구동 방식에서의 변화들을 요구하지 않고, SEEPDS 방법의 일부 형태들은 디스플레이 제어기에 대한 변화들을 요구함이 없이 구현될 수 있다. 방법은 하드웨어 또는 소프트웨어의 어느 하나를 통해 구현될 수 있다.

파트 F: 본 발명의 임펄스 뱅크 구동 방식 방법

이미 언급된 바와 같이, 본 발명의 임펄스 뱅크 구동 방식 (IBDS) 방법에서는, 픽셀들은 임펄스 "데트 (debt)" 를 추적하는 "뱅크 (bank)" 로부터 임펄스 유닛들을 빌리거나 또는 반환하는 것이 "허용" 된다. 일반적으로, 픽셀은 어떤 목적을 달성하는 것이 필요할 때에 뱅크로부터 임펄스 (포지티브 또는 네거티브 중의 어느 하나) 를 빌릴 것이고, 완전히 DC 밸런스 구동 방식에 대해 요구되는 것보다 더 작은 임펄스를 이용하여 다음의 희망하는 광학적 상태에 도달하는 것이 가능할 때에 임펄스를 반환할 것이다. 실제로는, 임펄스-반환 파형들은 감소된 임펄스를 갖는 희망하는 광학적 상태를 달성하기 위하여 밸런싱된 펄스 쌍들 및 제로 전압의 기간과 같은 제로 순-임펄스 튜닝 엘리먼트들을 포함할 수 있다.

명백하게도, IBDS 방법은 디스플레이가 디스플레이의 각각의 픽셀에 대한 하나의 값을 포함하는 "임펄스 뱅크 레지스터" 를 유지할 것을 요구한다. 픽셀이 정상 DC 밸런스 구동 방식으로부터 벗어날 필요할 때, 관련된 픽셀에 대한 임펄스 뱅크 레지스터는 벗어남을 나타내기 위하여 조절된다. 임의의 픽셀에 대한 레지스터 값이 비-제로일 때 (즉, 픽셀이 정상적인 DC 밸런스 구동 방식으로부터 이탈하였을 때), 픽셀의 적어도 하나의 후속 전이는, 정상적인 DC 밸런스 구동 방식의 대응하는 파형과 상이하며 레지스터 값의 절대값을 감소시키는 감소된 임펄스 파형을 이용하여 행해진다. 과도한 DC 임밸런스는 픽셀의 성능에 악영향을 미칠 가능성이 있으므로, 임의의 하나의 픽셀이 빌릴 수 있는 임펄스의 최대 양은 미리 결정된 값으로 제한되어야 한다. 특수 용도 방법들이 미리 결정된 임펄스 제한이 감소되는 상황들을 처리하도록 개발되어야 한다.

IBDS 방법의 간단한 형태는 첨부한 도면들의 도 9 에 도시되어 있다. 이 방법은 16 그레이 레벨 디스플레이를 제어하도록 설계되는 상업적인 전기영동 디스플레이 제어기를 이용한다. IBDS 방법을 구현하기 위하여, 16 그레이 레벨들에 정상적으로 할당되는 16 제어기 상태들은 4 그레이 레벨들 및 임펄스 데트의 4 레벨들로 재할당된다. IBDS 제어기의 상업적인 구현은, 전체 수의 그레이 레벨들이 다수의 레벨들의 임펄스 부채와 함께 이용되는 것을 가능하게 하기 위하여 추가 저장을 허용할 것이라는 것을 인식할 것이다; 아래의 섹션 G 참조. 도 9 에 예시된 IBDS 방법에서는, 미리 결정된 조건들 (제로 전이인 것은 정상적으로 제로 순 임펄스를 가져야 함) 하에서 백색-대-백색 전이 동안에 탑-오프 펄스를 수행하기 위하여 임펄스의 단일 유닛 (-15 V 구동 펄스) 이 빌려진다. 임펄스는 백색쪽 하나의 구동 펄스가 부족한 흑색-대-백색 전이를 만드는 것에 의해 상환 (repay) 된다. 임의의 교정 작업이 없을 시에는, 하나의 구동 펄스의 생략은 전체 수의 구동 펄스들을 이용하여 결과적인 백색 상태를 백색 상태보다 약간 더 어둡게 만드는 경향이 있다. 그러나, 프리-펄스 (pre-pulse) 밸런싱된 펄스 쌍 또는 제로 전압의 중간 기간과 같은, 몇몇 알려진 "튜닝 (tuning)" 방법들이 있고, 이것은 만족스러운 백색 상태를 달성할 수 있다. 최대 임펄스 보로우잉 (impulse borrowing) (3 유닛들) 에 도달될 경우, 전체 백색-대-백색 슬라이드쇼 전이가 없는 3 임펄스 유닛들인 클리어링 전이 (clearing transition) 가 적용되고; 이 전이에 이용되는 파형은 물론, 임펄스 부족의 시각적 효과들을 제거하기 위하여 튜닝되어야 한다. 이러한 클리어링 전이는 그의 더 큰 가시성 때문에 바람직하지 않고, 그러므로, 임펄스 보로우잉 시에 보수적이고 임펄스 페이백 (pay back) 시에 신속하도록 IBDS 에 대한 규칙들을 설계하는 것이 중요하다. IBDS 방법의 다른 형태들은 임펄스 페이백을 위한 추가적인 전이들을 이용할 수 있고, 이것에 의하여, 강제 클리어링 전이가 요구되는 횟수를 감소시킨다. IBDS 방법의 또 다른 형태들은, DC 밸런스가 단지 짧은 시간 스케일에 걸쳐 유지되도록 임펄스 결핍들 또는 과잉들이 시간에 따라 감쇠하는 임펄스 뱅크를 이용할 수 있고; 적어도 일부 타입들의 전기-광학 매체들이 단지 이러한 단기 DC 밸런스를 요구한다는 일부 경험적 증거가 있다. 명백하게도, 임펄스 결핍들 또는 과잉들로 하여금 시간에 따라 감쇠하게 하는 것은 임펄스 제한에 도달되는 경우들의 수와, 이에 따라, 클리어링 전이가 필요한 경우들의 수를 감소시킨다.

본 발명의 IBDS 방법은 비-플래시 구동 방식들에서의 에지 고스팅과 같은, 쌍안정 디스플레이들에서의 몇몇 실제적인 문제점들을 감소시키거나 제거할 수 있고, DC 임밸런스에 대한 바운드를 여전히 유지하면서 개개의 픽셀 레벨 아래로 구동 방식들의 대상-종속적 적응 (subject-dependent adaption) 을 제공한다.

파트 G: 디스플레이 제어기들

상기한 설명으로부터 용이하게 분명해지는 바와 같이, 많은 본 발명의 방법들은 종래 기술의 디스플레이 제어기들에서의 바람직한 수정들을 요구하거나 제공한다. 예를 들어, 2 개의 희망하는 이미지들 사이에서 중간 이미지가 디스플레이 상에 플래싱되는 상기 파트 B 에서 설명된 GCMDS 방법의 형태 (이 변형은 이하에서 "중간 이미지 GCMDS" 또는 "Ⅱ-GCMDS" 방법 이라고 지칭됨) 는, 동일한 전체적인 전이를 겪는 픽셀들 (즉, 동일한 초기 및 최종 그레이 레벨들을 가짐) 이 중간 이미지에서의 픽셀의 그레이 레벨에 따라 2개 이상의 상이한 파형들을 경험하는 것을 요구할 수도 있다. 예를 들어, 도 5 에 예시된 Ⅱ-GCMDS 방법에서, 초기 및 최종 이미지들 양쪽 모두에서 백색인 픽셀들은, 이들이 제 1 중간 이미지에서 백색이고 제 2 중간 이미지에서 흑색인지, 또는 제 1 중간 이미지에서 흑색이고 제 2 중간 이미지에서 백색인지에 따라 2 개의 상이한 파형들을 경험할 것이다. 따라서, 이러한 방법을 제어하기 위하여 이용되는 디스플레이 제어기는 전이 이미지 (들) 와 연관된 이미지 맵에 따라 각각의 픽셀을 이용가능한 전이들 중의 하나에 정상적으로 맵핑해야 한다. 명백히, 2 개보다 많은 전이들은 동일한 초기 및 최종 상태들과 연관될 수도 있다. 예를 들어, 도 4 에 예시된 Ⅱ-GCMDS 방법에서는, 픽셀들이 양쪽 모두의 중간 이미지들에서 흑색, 양쪽 모두의 중간 이미지들에서 백색, 또는 하나의 중간 이미지에서 흑색 그리고 다른 것들에서는 백색일 수도 있어서, 초기 및 최종 이미지들 사이의 백색-대-백색 전이는 4 개의 상이한 파형들과 연관될 수도 있다.

디스플레이 제어기의 다양한 수정들은 전이 정보의 저장을 허용하기 위하여 이용될 수 있다. 예를 들어, 최종 이미지에서의 각각의 픽셀의 그레이 레벨들을 통상적으로 저장하는 이미지 데이터 테이블은 각각의 픽셀이 속하는 클래스를 표시하는 하나 이상의 추가적인 비트들을 저장하기 위하여 수정될 수도 있다. 예를 들어, 픽셀이 최종 이미지에서 16 개의 그레이 레벨들 중의 어느 것을 취하는지를 표시하기 위하여 각각의 픽셀에 대해 4 비트들을 이전에 저장한 이미지 데이터 테이블은 각각의 픽셀에 대하여 5 비트들을 저장하도록 수정될 수도 있고, 각각의 픽셀에 대한 최상위 비트는 픽셀이 단색 중간 이미지에서 2 개의 상태들중의 어느 것 (흑색 또는 백색) 을 취하는지를 정의한다. 명백히, 중간 이미지가 단색이 아닐 경우, 또는 하나보다 많은 중간 이미지가 이용될 경우에, 하나보다 많은 추가적인 비트가 각각의 픽셀에 대해 저장될 필요가 있을 수도 있다.

대안적으로, 상이한 이미지 전이들이 전이 상태 맵에 기초하여 상이한 파형 모드들로 인코딩될 수 있다. 예를 들어, 파형 모드 A 는 중간 이미지에서 백색 상태를 가졌던 전이를 통해 픽셀을 취하는 반면, 파형 모드 B 는 중간 이미지에서 흑색 상태를 가졌던 전이를 통해 픽셀을 취할 것이다.

양쪽 모두의 파형 모드들이 업데이트들을 동시에 시작하여, 중간 이미지가 매끄럽게 나타나고, 이 목적을 위하여, 디스플레이 제어기의 구조에 대한 변화가 필요할 것이라는 점이 명백히 바람직하다. 호스트 프로세서 (즉, 이미지를 디스플레이 제어기에 제공하는 디바이스) 는 이미지 버퍼로 로딩된 픽셀들이 파형 모드 A 또는 B 의 어느 하나와 연관되어 있음을 디스플레이 제어기에 표시해야 한다. 이 능력은 종래 기술의 제어기들에는 존재하지 않는다. 그러나, 합리적인 근사는, 현재의 제어기들의 지역적 업데이트 특징 (즉, 제어기가 디스플레이의 상이한 영역들에서 상이한 구동 방식들을 이용하게 하는 특징) 을 사용하고, 하나의 스캔 프레임에 의해 2 개의 모드들의 오프셋을 시작하는 것이다. 중간 이미지가 적절하게 나타나게 하기 위하여, 파형 모드들 A 및 B 는 이 단일 스캔 프레임 오프셋을 염두에 두어 구축되어야 한다. 추가적으로, 호스트 프로세서는 2 개의 이미지들을 이미지 버퍼로 로딩하고 2 개의 지역적 업데이트들을 명령하는 것이 요구될 것이다. 이미지 버퍼로 로딩된 이미지 1 은 초기 및 최종 이미지들의 합성이어야 하고, 여기서, 파형 모드 A 영역을 받는 픽셀들만이 변화된다. 합성 이미지가 로딩되면, 호스트는 파형 모드 A 를 이용하여 제어기가 지역적 업데이트를 시작하도록 명령해야 한다. 다음 단계는, 이미지 2 를 이미지 버퍼로 로딩하고, 파형 모드 B 를 이용하여 글로벌 업데이트를 명령하는 것이다. 제 1 지역적 업데이트 커맨드 (command) 로 명령된 픽셀들이 이미 업데이트에 로킹 (locking) 되어 있으므로, 파형 모드 B 에 할당된 중간 이미지의 암 영역에서의 픽셀들만이 글로벌 업데이트를 보게 될 것이다. 현재의 제어기 아키텍터들로, 픽셀-당-파이프라인 (pipeline-per-pixel) 아키텍처를 갖거나 및/또는 직사각형 지역 사이즈들에 대한 제한을 갖지 않는 제어기만이 상기한 절차를 달성할 수 있다.

파형 모드 A 및 파형 모드 B 에서의 각 개별적인 전이는 동일하지만 그들의 각각의 제 1 펄스의 길이만큼 단순히 지연되므로, 동일한 결과는 단일 파형을 이용하여 달성될 수도 있다. 여기서, 제 2 업데이트 (이전의 단락에서의 글로벌 업데이트) 는 제 1 파형 펄스의 길이만큼 지연된다. 다음으로, 이미지 2 는 이미지 버퍼로 로딩되고, 동일한 파형을 이용하여 글로벌 업데이트로 명령된다. 직사각형 지역들과의 동일한 자유 (freedom) 가 필요하다.

디스플레이 제어기의 다른 수정들은 상기 파트 C 에서 설명된 본 발명의 BPPWWTG 에 의해 요구된다. 이미 설명된 바와 같이, BPPWWTG 방법은, 밸런싱된 펄스 쌍들이 인가될 수도 있는 픽셀의 이웃들이 겪는 전이들을 고려하는 규칙들에 따라 어떤 픽셀들에의 밸런싱된 펄스 쌍들의 인가를 요구한다. 이를 달성하기 위하여, 적어도 2 개의 추가적인 전이들이 필요하지만 (그레이 레벨들 사이에 있지 않은 전이들), 현재의 4-비트 파형들은 추가적인 상태들을 수용할 수 없고, 그러므로, 새로운 접근법이 필요하다. 3 개의 옵션들이 아래에서 논의된다.

제 1 옵션은 GCMDS 방법을 참조하여 위에서 설명된 것과 동일한 방식으로, 각각의 픽셀에 대해 적어도 하나의 추가적인 비트를 저장하는 것이다. 이러한 시스템이 작동하기 위하여, 다음 상태 정보의 계산은 디스플레이 제어기 자체의 매 픽셀 업스트림 (upstream) 에 대해 행해져야 한다. 호스트 프로세서는, 매 픽셀에 대한 초기 및 최종 이미지 상태들뿐 아니라, 그의 최근접 이웃들의 그러한 상태들을 평가하여, 픽셀을 위한 적당한 파형을 결정해야 한다. 이러한 방법에 대한 알고리즘들은 위에 제안되어 있다.

BPPWWTG 방법을 구현하기 위한 제 2 옵션은 또 GCMDS 방법을 구현하기 위한 것, 즉, (그레이 레벨들을 나타내는 정상 16 상태들을 넘고 그 위에 있는) 추가적인 픽셀 상태들을 2개의 분리된 파형 모드들로 인코딩하는 것과 유사하다. 일 예는 광학적 그레이 레벨들 사이의 전이들을 인코딩하는 기존의 16-상태 파형인 파형 모드 A, 그리고, 2 개의 상태들 (상태 16 및 17) 및 이들과 상태 15 사이의 전이들을 인코딩하는 새로운 파형 모드인 파형 모드 B 이다. 그러나, 이것은 모드 B 에서의 특수한 상태들의 임펄스 포텐셜이 모드 A 에서 동일하지 않을 것이라는 포텐셜 문제를 일으킨다. 하나의 해결책은, 백색-대-백색 전이들과 같은 수의 모드들을 갖고 각각의 모드에서 단지 그 전이를 이용해, 모드들 A, B 및 C 를 생성하는 것이지만, 이것은 매우 비효율적이다. 대안적으로, 먼저 상태 16 으로 모드 B 대 모드 A 전이를 하고, 그 다음으로, 후속 모드 A 전이에서 상태 16 으로부터 전이하는 픽셀들을 맵핑하는 널 파형을 내려 보낼 수 있다.

이와 같은 듀얼 모드 파형 시스템을 구현하기 위하여, 듀얼 파형 구현 옵션 3 과 유사한 조치들이 고려될 수 있다. 첫째로, 제어기는 픽셀의 초기 및 최종 이미지 상태들뿐 아니라, 그의 최근접 이웃들의 그러한 것들의 픽셀별 (pixel-wise) 검사를 통해 매 픽셀의 다음 상태를 어떻게 변경할 것인지를 결정해야 한다. 파형 모델 A 의 영향을 받는 전이를 갖는 픽셀들에 대하여, 그 픽셀들의 새로운 상태가 이미지 버퍼로 로딩되어야 하고, 다음으로, 그 픽셀들에 대한 지역적 업데이트는 파형 모델 A 를 이용하도록 명령되어야 한다. 하나의 프레임 이후에, 파형 모드 B 의 영향을 받는 전이를 갖는 픽셀들은, 그 픽셀들의 새로운 상태가 이미지 버퍼로 로딩되어야 하고, 그 다음으로, 그 픽셀들에 대한 지역적 업데이트는 파형 모드 B 를 이용하도록 명령되어야 한다. 오늘날의 제어기 아키텍처들로는, 픽셀-당-파이프라인 아키텍처를 갖거나 및/또는 직사각형 지역 사이즈들에 대한 제한을 갖지 않는 제어기만이 상기한 절차를 달성할 수 있다.

제 3 옵션은 선택적인 상태 정보에 대한 추가적인 메모리 공간을 갖는 분리된 최종 및 초기 이미지 버퍼들 (연속 이미지들과 교대로 로딩됨) 갖는 새로운 제어기 아키텍처를 이용하는 것이다. 이것들은 각각의 픽셀의 최근접 이웃들의 초기, 최종 및 추가적인 상태들과, 고려 중인 픽셀에 대한 영향을 고려하면서, 매 픽셀에 대해 다양한 연산들을 수행할 수 있는 파이프라인 연산자 (pipelined operator) 를 공급한다. 연산자는 각각의 픽셀에 대한 파형 테이블 인덱스를 계산하고, 이것을 분리된 메모리 위치에 저장하고, 선택적으로 픽셀에 대한 저장된 상태 정보를 변경시킨다. 대안적으로, 모든 메모리 버퍼들이 각각의 픽셀에 대해 단일의 큰 워드 (word) 내에 연결 (join) 되는 메모리 포맷이 이용될 수도 있다. 이것은 매 픽셀에 대한 상이한 메모리 위치들로부터의 판독들의 수에 있어서의 감소를 제공한다. 추가적으로, 임의의 픽셀에 대한 파형 룩업 테이블로의 임의적인 진입 (픽셀-당-파이프라이닝 (per-pixel-pipelining) 을 허용하기 위한 프레임 카운트 타임스탬프 필드 (frame count timestamp field) 를 갖는 32-비트 워드가 제안된다. 최종적으로, 연산자 구조로의 데이터의 효율적인 시프팅 (shifting) 을 허용하기 위하여 3개의 이미지 행들이 고속 액세스 레지스터들로 로딩되는 연산자를 위한 파이프라인 구조가 제안된다.

프레임 카운트 타임스탬프 및 모드 필드들은 픽셀-당 파이프라인의 일루젼 (illusion) 을 제공하기 위하여 모드의 룩업 테이블로의 고유 지시자 (designator) 를 생성하기 위하여 이용될 수 있다. 이 2 개의 필드들은 각각의 픽셀이 (하나의 모드 상태가 선택된 픽셀에 대한 액션을 나타내지 않는 것을 허용하는) 15 개의 파형 모드들 중의 하나와, (현재 디스플레이를 업데이트하기 위해 필요한 프레임들의 수를 훨씬 넘는) 8196 프레임들중의 하나에 할당되는 것을 허용한다. 파형 인덱스를, 종래 기술의 제어기 설계들에서와 같이 16-비트들로부터 32-비트들로 확장함으로써 달성되는 이 추가된 유연성 (flexibility) 의 가치는 디스플레이 스캔 속력이다. 32-비트 시스템에서는, 매 픽셀에 대해 2 배 많은 비트들이 메모리로부터 판독되어야 하고, 제어기들은 제한된 메모리 대역폭 (메모리로부터 데이터가 판독될 수 있는 레이트) 을 가진다. 이것은 패널이 스캔될 수 있는 레이트를 제한되는데, 왜냐하면 전체적인 파형 테이블 인덱스 (이제는 각각의 픽셀에 대해 32-비트 워드들로 이루어짐) 는 각각의 그리고 매 스캔 프레임에 대해 판독되어야 하기 때문이다.

연산자는 다음과 같이, 검사 중인 픽셀 및 그의 최근접 이웃들에 대한 간단한 연산들이 가능한 범용 산술 로직 유닛 (Arithmetic Logic Unit; ALU) 일 수도 있다:

비트단위 로직 연산들 (AND, NOT, OR, XOR);

정수 산술 연산들 (가산, 감산, 및 선택적으로 승산 및 제산); 및

비트-시프팅 연산들

최근접 이웃 픽셀들은 검사 중인 픽셀을 둘러싸는 파선 박스에서 식별된다. ALU 에 대한 명령들은 시스템 비-휘발성 메모리 내에 하드-코딩 또는 저장되고 시동 시에 ALU 명령 캐쉬 (cache) 로 로딩될 수도 있다. 이 아키텍처는 이미지 프로세싱을 위한 새로운 파형들 및 알고리즘들을 설계함에 있어서 엄청난 유연성을 허용할 것이다.

본 발명의 다양한 방법들에 의해 요구되는 이미지 프리-프로세싱에 대한 고려가 지금부터 제공될 것이다. 듀얼 모드 파형 또는 밸런싱된 펄스 쌍들을 이용하는 파형에 대하여, n-비트 이미지들을 n+1-비트 상태들로 맵핑하는 것이 필요할 수도 있다. 이 연산에 대한 몇몇 접근법들이 이용될 수도 있다:

(a) 알파 블렌딩 (alpha blending) 은 전이 맵/마스크에 기초한 듀얼 전이들을 허용할 수도 있다. 전이 모드 A 및 전이 모드 B 와 연관된 영역들을 식별하는 픽셀당 1-비트 알파 마스크 (one-bit per pixel alpha mask) 가 유지될 경우, 이 맵은 n-비트 다음 이미지와 블렌딩되어, n+1-비트 전이 맵핑된 이미지를 생성하고 이는 그 후에 n+1-비트 파형을 이용할 수 있다. 적당한 알고리즘은 다음과 같다:

DP = ∝IP + (1-∝)M

{(M=0, DP=0.5IP 이면, IP 데이터에 대해 우측 1-비트 시프트를 지시

M=1, DP=IP 이면, 데이터의 시프트 없음을 지시)}

여기서, DP = 디스플레이 픽셀

IP = 이미지 픽셀

M = 픽셀 마스크 (어느 하나는 1 또는 0)

∝ = 0.5

위에서 논의된 4-비트 그레이 레벨 이미지 픽셀들을 갖는 5-비트 예에 대하여, 이 알고리즘은 전이 모드 A 영역 (픽셀 마스크에서 0 에 의해 지시됨) 내에 위치된 픽셀들을 16-31 범위에, 그리고 전이 모드 B 영역에 위치된 픽셀들을 0-15 범위에 배치할 것이다.

(b) 간단한 래스터 연산들은 구현하기가 더욱 용이한 것으로 증명될 수도 있다. 마스크 비트를 이미지 데이터의 최상위 비트로 간단하게 OR 하는 것은 동일한 목적들을 달성할 것이다.

(c) 추가적으로, 전이 맵/마스크에 따라 전이 영역들 중의 하나와 연관된 이미지 픽셀들에 16 을 추가하는 것은 상기 문제를 또한 해결할 것이다.

밸런싱된 펄스 쌍들을 이용하는 파형들에 대하여, 상기 단계들은 필요할 수도 있지만, 충분하지는 않다. 듀얼 모드 파형들이 고정된 마스크를 가질 경우, BPP 들은 적당한 전이를 위해 필요한 고유 마스크를 발생하기 위해 어느 정도의 사소하지 않은 계산을 요구한다. 이 계산 단계는 별도의 마스킹 단계를 필요없게 만들하고, 여기서, 이미지 분석 및 디스플레이 픽셀 계산이 마스킹 단계를 포함할 수 있다.

상기 파트 E 에서 논의된 SEEPDS 방법은 제어기 아키텍처에 있어서 추가적인 복잡함, 다시 말해서, "인위적인 (artificial)" 에지들, 즉, 도 12b 에 도시된 것과 같이, 초기 또는 최종 이미지들에서 나타나지 않지만 전이 동안에 발생하는 중간 이미지들을 정의하기 위해 요구되는 에지들의 생성을 수반한다. 종래 기술의 제어기 아키텍처는 지역적 업데이트들이 단일 연속 직사각형 경계 내에서 수행되는 것을 허용할 뿐이지만, SEEPDS 방법 (및 가능하게는 다른 구동 방법들) 은 도 13 에 예시된 바와 같이, 임의적인 형상 및 사이즈의 다수의 불연속적인 영역들이 동시에 업데이트 되는 것을 허용하는 제어기 아키텍처를 요구한다.

이 요건을 충족시키는 메모리 및 제어기 아키텍처는 지역 내에 포함하기 위한 임의의 픽셀을 지정하기 위하여 이미지 버퍼 메모리에서 (지역) 비트를 예약한다. 지역 비트는 업데이트 버퍼의 수정 및 룩업 테이블 번호의 할당을 위한 "게이트키퍼 (gatekeeper)" 로서 이용된다. 지역 비트는 실제로, 상이한 파형 모드들이 할당될 수 있는 분리된 동시 업데이트가능한 임의 형상의 지역들을 나타내기 위하여 이용될 수 있는 다수의 비트들을 포함할 수도 있고, 이에 따라, 새로운 파형 모드의 생성 없이 임의 지역들이 선택되는 것을 허용할 수도 있다.

Claims (6)

1. 복수의 픽셀들을 갖는 전기-광학 디스플레이를 구동하는 방법으로서,
   백색-대-백색 (white-to-white) 전이를 겪는 픽셀로서, 용이하게 가시적인 전이를 겪는 적어도 하나의 다른 픽셀에 인접하게 놓여 있는, 상기 픽셀에서, 하나 이상의 밸런싱된 펄스 쌍들이 상기 픽셀에 인가되고, 각각의 밸런싱된 펄스 쌍은 상기 밸런싱된 펄스 쌍의 순 임펄스가 실질적으로 제로가 되도록 반대 극성들의 한 쌍의 구동 펄스들을 포함하는, 전기-광학 디스플레이를 구동하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 밸런싱된 펄스 쌍들은, 백색-대-백색 전이를 겪는 적어도 일부의 픽셀들로서, 그의 8 개 이웃들 중의 적어도 하나가 (비-백색)-대-백색 전이를 겪는, 상기 적어도 일부 픽셀들에 인가되는, 전기-광학 디스플레이를 구동하는 방법.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 밸런싱된 펄스 쌍들이 임의의 하나의 전이에서 인가되는 픽셀들의 비율은 픽셀들의 총 수의 미리 결정된 비율로 제한되는, 전기-광학 디스플레이를 구동하는 방법.
4. 복수의 픽셀들을 갖는 전기-광학 디스플레이를 구동하는 방법으로서,
   백색-대-백색 전이를 겪는 픽셀로서, 용이하게 가시적인 전이를 겪는 적어도 하나의 다른 픽셀에 인접하게 놓여 있는, 상기 픽셀에서, 상기 픽셀을 그의 백색 상태를 향해 구동하는 극성을 갖는 적어도 하나의 탑-오프 (top-off) 펄스가 상기 픽셀에 인가되는, 전기-광학 디스플레이를 구동하는 방법.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 탑-오프 펄스는, 백색-대-백색 전이를 겪는 적어도 일부의 픽셀들로서, 그의 8 개의 이웃들 중의 적어도 하나가 (비-백색)-대-백색 전이를 겪는, 상기 적어도 일부의 픽셀들에 인가되는, 전기-광학 디스플레이를 구동하는 방법.
6. 제 4 항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 탑-오프 펄스가 임의의 하나의 전이에서 인가되는 픽셀들의 비율은 픽셀들의 총 수의 미리 결정된 비율로 제한되는, 전기-광학 디스플레이를 구동하는 방법.

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