KR101127143B1

KR101127143B1 - 쌍안정 디스플레이어용 구동 장치 및 구동 방법

Info

Publication number: KR101127143B1
Application number: KR1020060088866A
Authority: KR
Inventors: 치엔-치아 쉬
Original assignee: 이 잉크 홀딩스 인코포레이티드
Priority date: 2006-07-19
Filing date: 2006-09-14
Publication date: 2012-03-21
Also published as: US8169400B2; JP2008026851A; US20080018589A1; KR20080008197A; TWI352322B; TW200807352A

Abstract

다수의 픽셀을 가지는 쌍안정 디스플레이어를 구동시키기 위한 쌍안정 디스플레이어용 구동 장치 및 구동 방법이 제공된다. 구동 장치는 초기화 유닛, 수신 유닛 및 디스플레이 구동 유닛을 포함한다. 상기 초기화 유닛은 초기화 실행을 위해 모든 픽셀에 하나 이상의 초기 포텐셜 레벨을 생성한다. 수신 유닛은 다수의 회색 레벨을 수신한다. 구동 유닛은 모든 회색 레벨을 기초로 파형 신호를 생성한다. 상기 파형 신호의 펄스 폭은 회색 레벨의 값과 관련된다. 이어서, 상기 파형 신호는 대응 픽셀로 전송되어 픽셀이 디스플레이되도록 구동시킨다.

Description

쌍안정 디스플레이어용 구동 장치 및 구동 방법{DRIVE APPARATUS FOR BISTABLE DISPLAYER AND METHOD THEREOF}

도 1은 본 발명의 쌍안정 디스플레이어용 구동 장치의 블록도이다.

도 2a는 본 발명의 초기화 신호의 예를 도시한 도면이다.

도 2b는 본 발명의 초기화 신호의 다른 예를 도시한 도면이다.

도 3은 본 발명의 쌍안정 디스플레이어용 구동 장치의 블록도이다.

도 4 는 본 발명의 쌍안정 디스플레이어 구동 방법의 흐름도이다.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 쌍안정 디스플레이어의 구동 방법을 도시한 흐름도이다.

본 발명은 쌍안정 디스플레이어용 구동 장치 및 그 구동 방법에 관한 것으로서, 특히 스크린의 업데이트 중에 초기화(initialization)를 실행하는 쌍안정 디스플레이어용 구동 장치 및 방법에 관한 것이다.

현재, 평판형 디스플레이의 용도가 점차적으로 증대되고 있고 우리의 생활에도 큰 편리함을 주고 있다. 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(TFT-LCD) 기술 외에 도, 전자 종이(electronic paper) 디스플레이가 차세대 패널 디스플레이 기술로 간주되고 있다. 발전된 TFT-LCD 기술과 비교하면, 전자 종이 디스플레이는, "전기영동(electrophoresis)" 원리를 적용함으로써, 전기적으로 대전된 흑색 또는 백색 화학물질 입자 및 용매를 두 개의 투명한 유리 또는 플라스틱 기판 사이에 분사한다. 음전하를 가지는 박막 필름 부분에, 양으로 대전된 흑색 입자들이 부착되어 유동함으로써 흑색을 나타내게 된다. 양으로 대전된 부분은 음으로 대전된 탄화불소 유동(flow)을 끌어당겨 백색을 나타낸다(그러한 현상을 "전기영동" 현상이라 한다). 그에 따라, 서로 상이한 픽셀 위치로 공급된 서로 상이한 포텐셜 레벨이 여러 가지 색채를 디스플레이하여 이미지를 구현한다.

전술한 디스플레이 원리는 쌍안정 특성을 가지는데, 이는 용매 및 대전된 입자들이 대략적으로 동일한 중량을 가지기 때문이다. 전기장이 사라지더라도, 다음 전기장이 전기적으로 대전된 입자들을 이동시켜 다른 이미지를 형성할 때까지, 대전된 입자는 특정된 오랜 시간 동안 고정 위치에서 여전히 유지될 수 있다. 따라서, 디스플레이가 매 시점마다 업데이트된 후에, 계속하여 대전시킬 필요가 없으며, 그에 따라 전력 소모도 매우 작게 된다. 회색 레벨 디스플레이를 형성할 필요가 있다면, 전기장을 이용하여 대전된 입자들이 회색을 나타내는 특정 레벨로 유동하도록 제어할 수 있다. 또한, 적색, 녹색 또는 청색과 같은 여러 색채를 가지는 대전된 입자들을 이용하여 색채 디스플레이 효과도 얻을 수 있을 것이다. 전술한 전기영동 원리를 적용한 디스플레이어를 소위 전기영동 디스플레이(EPD)라고 한다. TFT-LCD와 비교할 때, EPD는 백라이트 패널, 컬러 필터 및 분광기와 같은 부품 없 이도 높은 대비(contrast) 및 90도 내지 -90도의 넓은 시야각의 이점을 제공하며, 그에 따라 디스플레이 장치의 중량 및 비용을 크게 절감할 수 있게 한다.

그러나, 쌍안정 디스플레이어를 위한 가장 통상적인 구동 장치는 이전 이미지의 픽셀 데이터를 기록하기 위해 프레임 버퍼 구조(frame buffer structure)를 이용하며, 상기 구동 장치는 원하는 디스플레이 이미지의 픽셀 데이터를 프레임 버퍼내의 픽셀 데이터와 비교하고, 이전 이미지와 원하는 디스플레이 이미지의 모든 픽셀의 회색 레벨의 차이를 계산하며, 이어서 상기 차이를 기초로 하여 원하는 디스플레이 이미지를 디스플레이하기 위한 대응 픽셀을 구동시키도록 구동 신호를 생성한다. 비록, 이러한 종류의 구동 장치를 이용하는 쌍안정 디스플레이어가 짧은 응답 시간을 가지지만, 구동 장치의 회로 디자인이 보다 복잡하고 또 추가적인 메모리를 필요로 하며, 종래의 구동 장치는 전자 태그(electronic tag) 용도에서와 같이 빠른 응답 시간을 필요로 하지 않는 용도에는 적용되지 않고 있다.

종래 기술의 단점을 고려하여, 종래 기술의 단점을 극복하기 위해, 본 발명의 발명자는 관련 산업에서의 수년간의 경험을 기초로 쌍안정 디스플레이어용 구동 장치 및 구동 방법을 개발하였다.

따라서, 본 발명의 주 목적은, 동일한 픽셀들이 디스플레이를 위한 동일한 구동 구조를 가질 수 있도록, 쌍안정 디스플레이어용 구동 장치 및 구동 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적, 구조, 혁신적인 특징, 및 성능을 용이하게 이해할 수 있도록, 이하에서는 첨부 도면과 함께 바람직한 실시예를 참조하여 본원 발명을 보다 구체적으로 설명한다.

본 발명에 따른 쌍안정 디스플레이어용 구동 장치는 쌍안정 디스플레이어의 구동에 이용되며, 쌍안정 디스플레이어는 다수의 픽셀을 가지고, 구동 장치는 초기화 유닛, 수신 유닛 및 디스플레이 구동 유닛을 포함한다. 상기 초기화 유닛은 하나 이상의 초기 포텐셜 레벨을 생성하기 위해서 그리고 초기 포텐셜 레벨을 모든 픽셀로 전송하기 위해 제공된다. 수신 유닛은 하나 이상의 회색 레벨을 수신하기 위해 제공되며, 상기 회색 레벨은 픽셀의 디스플레이에 이용된다. 디스플레이 구동 유닛은 모든 회색 레벨을 기초로 파형(waveform) 신호를 생성하고, 상기 파형 신호는 회색 레벨 값과 관련된 펄스 폭을 가지며, 상기 디스플레이 구동 유닛은 픽셀이 디스플레이되도록 구동시키기 위해 상기 파형 신호를 대응 픽셀로 전송한다.

본 발명은 또한 다수의 픽셀을 가지는 쌍안정 디스플레이어를 구동시키기 위한 구동 방법을 제공하며, 상기 방법은: 하나 이상의 초기 포텐셜 레벨 신호를 모든 픽셀로 제공하는 단계; 하나의 픽셀에 각각 대응하는 다수의 회색 레벨을 수신하는 단계; 모든 회색 레벨을 기초로 파형 신호를 생성하는 단계로서, 상기 파형 신호는 상기 회색 레벨 값과 관련된 펄스 폭을 가지는, 파형 신호 생성 단계; 및 픽셀이 디스플레이되도록 구동시키기 위해 상기 파형 신호를 대응 픽셀로 전송하는 전송 단계를 포함한다.

단순명료함을 위해, 본 발명에 따른 쌍안정 디스플레이어용 구동 장치 및 구 동 방법의 바람직한 실시예의 설명에서 동일한 요소에는 동일한 도면 부호 또는 레이블(label)을 사용하였다.

본 발명에 따른 쌍안정 디스플레이어용 구동 장치의 블록도인 도 1을 참조하면, 구동 장치(1)를 사용하여 다수의 픽셀(10)을 가지는 쌍안정 디스플레이어(11)를 구동시킨다. 구동 장치(1)는 초기화 유닛(12), 수신 유닛(13) 및 디스플레이 구동 유닛(14)을 포함한다. 상기 초기화 유닛(12)은 하나 이상의 초기 포텐셜 레벨(121)을 생성하고 그리고 초기 포텐셜 레벨(121)을 모든 픽셀로 전송하여, 하나 이상의 초기 회색 레벨을 디스플레이하도록 모든 픽셀(10)을 구동시킨다. 초기 회색 레벨은 흑색, 백색, 또는 임의의 소정(所定) 회색 레벨일 수도 있다. 필요한 경우에, 초기화 유닛(12)은 두 개의 연속적이고 서로 상이한 초기 포텐셜 레벨을 모든 픽셀(10)로 전송할 수 있다. 수신 유닛(13)은 원하는 디스플레이 영상의 하나 이상의 회색 레벨(15)을 수신하고, 모든 회색 레벨(15)은 각 픽셀(10)에서 디스플레이된다.

쌍안정 디스플레이어의 디스플레이 원리에 따라, 포텐셜 레벨을 인가하는 시간이 길수록 픽셀(10)의 디스플레이 색채가 더욱 밝아진다(또는 더욱 어두워 진다). 따라서, 디스플레이 구동 유닛(14)은 회색 레벨(15)을 기초로 파형 신호(16)를 생성하고, 상기 파형 신호의 펄스 폭은 회색 레벨 값과 관련되며, 상기 디스플레이 구동 유닛(14)은 상기 파형 신호(16)를 대응 픽셀(10)로 전송하여 픽셀(10)이 디스플레이되도록 구동시키며, 모든 픽셀(10)로 상기 파형 신호(16)를 전송함으로써 이미지가 형성된다. 스크린이 다음 시점에 업데이트될 때까지 이미지는 특정의 오랜 시간 동안 유지될 수 있으며, 초기화 유닛(12)은 하나 이상의 초기 포텐셜 레벨(121)을 생성하고, 상기 초기 포텐셜을 모든 픽셀(10)로 전송하여 상기 모든 픽셀(10)을 구동시킴으로써 초기 회색 레벨을 디스플레이하며, 이전 스크린을 클리어(clear)하고 이전 컨텐츠(contents)를 기초로 하여 새로운 이미지를 디스플레이한다.

초기화 유닛(12)이 초기 포텐셜 레벨(121)을 픽셀(10)에 제공하기 전에, 도 2a에 도시된 바와 같이, 필요에 따라, 펄스 신호(122)가 생성되어 픽셀(10)에 제공될 수 있으며, 초기화를 위해 초기화 유닛(12)이 펄스 신호(122) 및 초기 포텐셜 레벨(121)을 모든 픽셀(10)로 제공할 수 있다. 펄스 신호(122)의 다양한 전압을 스위칭시킴으로써, 쌍안정 디스플레이어내의 대전된 입자들이 진동하여 다음 단계에서의 초기 회색 레벨을 디스플레이하기 위한 보다 양호한 효과를 얻을 수도 있을 것이다. 또한, 도 2b에 도시된 바와 같이, 펄스 신호(122)의 파형은 실제 필요에 따라 변화될 수도 있다. 만약, Vref가 제로(zero) 포텐셜이라면, Vmax 와 Vmin 사이에서 스위칭된 펄스 신호(123)의 파형은 하나 이상의 제로 포텐셜 레벨 성분(124)을 포함한다. 전기적으로 대전된 입자들을 진동 구동시키는 것에 더하여, 펄스 신호는 또한 픽셀내에서 유지되는 순수 DC 값을 제거할 수 있다. 펄스 신호(122, 123)에서, 바람직한 Vmax와 Vref의 차이는 Vmin과 Vref의 차이와 같거나 또는 근접하며, 이는 다음 방정식에서와 같다:

Vmax-Vref >= Vref-Vmin

전술한 쌍안정 디스플레이어는 전기영동 디스플레이(EPD) 또는 쌍안정 액정 디스플레이 스크린이다. 바람직하게, 픽셀(10)은 하나 이상의 박막 트랜지스터(TFT)를 포함한다.

본 발명의 쌍안정 디스플레이어용 구동 장치의 블록도인 도 3을 참조하면, 전기영동 디스플레이(30)의 구동을 위해 구동 장치(3)가 사용된다. 전기영동 디스플레이(30)는 매트릭스(matrix) 형태로 정렬된 다수의 픽셀 유닛(31)을 포함한다. 각 픽셀 유닛(31)은 하나 이상의 박막 트랜지스터(32), 저장 커패시터(capacitor)(33), 및 전기영동 디스플레이 유닛(34)을 구비한다. 박막 트랜지스터(32)의 게이트는 게이트 라인(301)에 전기적으로 커플링되고, 박막 트랜지스터(32) 소스(source)는 소스 라인(302)에 전기적으로 커플링된다. 저장 커패시터(33)의 단부 및 전기영동 디스플레이 유닛(34)의 단부는 박막 트랜지스터(32)의 드레인(drain)에 전기적으로 커플링되고, 저장 커패시터(33)의 타단부 및 전기영동 디스플레이 유닛(34)의 타단부는 전압전원(Vref)에 전기적으로 커플링된다. 게이트 라인은 동일한 열(row)내의 박막 트랜지스터들의 ON 상태 또는 OFF 상태를 제어하기 위해 펄스 신호(303)를 수신한다. ON 상태에서, 전기영동 디스플레이 유닛(34)은 소스 라인(302)로부터 전송된 초기화를 위한 초기화 신호(382) 및 디스플레이를 위한 파형 신호(381)를 수신할 수 있다.

구동 장치(3)는 수신 유닛(37), 디스플레이 구동 유닛(36), 및 초기화 유닛(35)을 포함한다. 만약, 사용자가 전기영동 디스플레이의 스크린을 업데이트하길 원한다면, 초기화 유닛은 (도 2b에 도시된 바와 같이) 펄스 성분 및 초기 전압 성분을 가지는 초기화 신호(382)를 생성하고 그 초기화 신호(382)를 소스 라인을 통해 픽셀 유닛(31)으로 전송할 것이며, 상기 펄스 성분은 전기영동 디스플레이 유닛의 전기적으로 대전된 입자들을 진동 구동시킬 수 있으며, 상기 초기 포텐셜 레벨 성분은 모든 전기영동 디스플레이 유닛이 초기 회색 레벨을 디스플레이하도록 구동시킬 수 있다.

이어서, 수신 유닛(37)은 사용자의 원하는 디스플레이 이미지의 회색 레벨 데이터(39)를 수신하고 디스플레이 구동 유닛(36)을 통해 각각의 회색 레벨 데이터(39)를 파형 신호(381)로 변환시키며, 상기 파형 신호(381)의 펄스 폭은 회색 레벨의 값에 정비례 또는 반비례한다. 파형 신호(381)의 펄스 폭이 회색 레벨의 값에 정비례한다면, 이는 회색 레벨의 값이 높을수록 파형 신호(381)의 펄스 폭이 넓다는 것을 의미한다. 예를 들어, 회색 레벨의 값이 250인 파형 신호의 펄스 폭이 회색 레벨의 값이 150인 파형 신호의 펄스 폭 보다 넓다. 이러한 픽셀의 이전 디스플레이 회색 레벨에 관계없이, 디스플레이 구동 유닛(36)은 회색 레벨의 동일한 값을 기초로 동일한 펄스 폭을 가지는 파형 신호를 생성한다.

쌍안정 디스플레이어 구동 방법의 흐름도를 도시한 도 4를 참조하면, 다수의 픽셀을 가지는 쌍안정 디스플레이어를 구동하기 위한 방법이 제공되며, 상기 방법은:

단계(41) : 하나 이상의 초기 포텐셜 레벨 신호를 모든 픽셀로 제공하는 단계;

단계(42) : 다수의 회색 레벨을 수신하고, 각각의 회색 레벨이 모든 픽셀에서 디스플레이되는 단계;

단계(43) : 상기 회색 레벨을 기초로 하여 파형 신호를 생성하는 단계로서, 상기 파형 신호의 펄스 폭은 회색 레벨의 값과 관련되는, 파형 신호 생성 단계; 및

단계(44) : 픽셀이 디스플레이되도록 구동시키기 위해 파형 신호를 대응 픽셀로 전송하는 단계; 를 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 쌍안정 디스플레이어의 구동 방법의 흐름도를 도시한 도 5를 참조하면, 도 3에 도시된 바와 같이 다수의 픽셀을 구비하는 안정된 전기영동 디스플레이를 구동하기 위한 방법이 제공되며, 상기 방법은:

단계(51) : 초기화 유닛(35)을 이용하여 초기화 신호(382)를 생성하고, 소스 라인(302)을 통해 상기 초기화 신호(382)를 모든 픽셀 유닛(31)의 박막 트랜지스터(32)의 소스로 전송하는 단계로서, 상기 초기화 신호(382)는 펄스 성분 및 초기 포텐셜 레벨 성분을 포함하는, 전송 단계;

단계(52) : 펄스 신호(303)를 제공하고, 박막 트랜지스터(32)가 초기화 실행을 위한 ON 상태로 진입하도록 제어하기 위해 게이트 라인(301)을 통해 상기 펄스 신호(303)를 모든 박막 트랜지스터(32)의 게이트로 전송하는 단계;

단계(53) : 수신 유닛(37)을 이용하여 원하는 디스플레이 이미지의 회색 레벨 데이터(39)를 수신하는 단계;

단계(54) : 모든 회색 레벨 데이터(39)의 값을 기초로 하여 대응 파형 신호(381)를 생성하는 단계로서, 상기 파형 신호(381)의 펄스 폭은 대응 회색 레벨 데이터(39)의 값에 정비례 또는 반비례하는, 대응 파형 신호 생성 단계; 및

단계(55) : 소스 라인(302)을 통해 모든 파형 신호(381)를 대응 픽셀 유 닛(31)의 박막 트랜지스터(32)의 소스로 전송하고, ON 상태로 진입하도록 모든 박막 트랜지스터(32)를 제어하여, 모든 전기영동 디스플레이 유닛(34)이 디스플레이 실행을 위한 대응 파형 신호(381)를 수신하도록 하는, 단계; 를 포함한다.

바람직한 실시예를 참조하여 본원 발명을 예로서 설명하였지만, 본 발명은 그러한 내용으로 한정되는 것이 아니다. 반대로 말하자면, 본 발명은 여러 가지 변형예 및 유사한 구성이나 과정을 포함하며, 그에 따라 특허청구범위는 그러한 모든 변형예 및 유사한 구성이나 과정을 포함하도록 가장 넓게 해석되어야 한다.

본 발명은 복잡한 구동 구조 없이도 쌍안정 디스플레이어의 성능을 개선할 수 있다.

본 발명은 복잡한 구동 구조 없이도 쌍안정 디스플레이어의 성능을 개선할 수 있는 이점을 가진다.

본 발명은, 만약 목표 디스플레이 상태(status)가 동일하다면, 이전 디스플레이 상태에 관계없이, 동일한 파형 신호를 이용할 수 있다는 추가적인 이점을 가진다.

Claims

다수의 픽셀을 가지는 쌍안정 디스플레이어용 구동 장치로서:

하나 이상의 초기 포텐셜 레벨 신호를 생성하기 위한 그리고 상기 초기 포텐셜 레벨신호를 모든 픽셀로 전송하기 위한, 초기화 유닛;

하나 이상의 회색 레벨을 수신하기 위한, 수신 유닛; 및

상기 회색 레벨을 기초로 파형 신호를 생성하기 위한, 디스플레이 구동 유닛을 포함하며,

상기 파형 신호는 회색 레벨의 값과 관련된 펄스 폭을 가지며, 상기 디스플레이 구동 유닛은 상기 파형 신호를 대응 픽셀로 전송하여 픽셀이 디스플레이되도록 구동시키며,

상기 초기화 유닛은 펄스 신호를 생성하고, 상기 초기 포텐셜 레벨 신호에 앞서서 상기 모든 픽셀로 상기 펄스 신호를 전송하고, 상기 펄스 신호는 최대 전압 레벨(Vmax) 및 최소 전압 레벨(Vmin)을 가지는 복수의 펄스와, 상기 복수의 최대 및 최소 전압 레벨 사이의 각 이행(transitions)중에 존재하는 기준 전압 레벨 (Vref)의 기준 포텐셜 성분을 포함하는 쌍안정 디스플레이어용 구동 장치.
제 1항에 있어서, 상기 쌍안정 디스플레이어는 전기영동 디스플레이(EPD) 또는 쌍안정 액정 디스플레이 스크린인, 쌍안정 디스플레이어용 구동 장치.
삭제
제 1항에 있어서, 상기 기준 포텐셜 성분은 하나 이상의 제로 포텐셜 성분을 포함하는, 쌍안정 디스플레이어용 구동 장치.
제 1항에 있어서, 각각의 상기 픽셀은 하나 이상의 박막 트랜지스터(TFT)를 포함하는, 쌍안정 디스플레이어용 구동 장치.
제 1항에 있어서, 상기 파형 신호는 상기 회색 레벨의 값에 정비례 또는 반비례하는 펄스 폭을 가지는, 쌍안정 디스플레이어용 구동 장치.
다수의 픽셀을 가지는 쌍안정 디스플레이어를 구동시키기 위한 구동 방법으로서:

펄스 신호를 생성하고, 상기 펄스 신호를 상기 다수의 픽셀로 전송하는 단계:

하나 이상의 초기 포텐셜 레벨 신호를 모든 픽셀로 제공하는 단계;

하나 이상의 회색 레벨을 수신하는 단계;

모든 회색 레벨을 기초로 파형 신호를 생성하는 단계로서, 상기 파형 신호는 상기 회색 레벨의 값과 관련된 펄스 폭을 가지는, 파형 신호 생성 단계; 및

상기 파형 신호를 대응 픽셀로 전송하여 픽셀이 디스플레이되도록 구동시키는 전송 단계를 포함하며,

상기 펄스 신호는 최대 전압 레벨(Vmax) 및 최소 전압 레벨(Vmin)을 가지는 복수의 펄스와, 상기 복수의 최대 및 최소 전압 레벨 사이의 각 이행(transitions)중에 존재하는 기준 전압 레벨 (Vref)의 기준 포텐셜 성분을 포함하는, 쌍안정 디스플레이어 구동 방법.
제 7항에 있어서, 상기 쌍안정 디스플레이어는 전기영동 디스플레이(EPD) 또는 쌍안정 액정 디스플레이 스크린인, 쌍안정 디스플레이어 구동 방법.
삭제
제 7항에 있어서, 상기 기준 포텐셜 성분은 하나 이상의 제로 포텐셜 성분을 포함하는, 쌍안정 디스플레이어 구동 방법.
제 7항에 있어서, 각각의 상기 픽셀은 하나 이상의 박막 트랜지스터를 포함하는, 쌍안정 디스플레이어 구동 방법.
제 7항에 있어서, 상기 파형 신호는 상기 회색 레벨의 값에 정비례 또는 반비례하는 펄스 폭을 가지는, 쌍안정 디스플레이어 구동 방법.