KR101362389B1 - 전기영동 표시패널, 이를 구비한 전기영동 표시장치 및이의 구동 방법 - Google Patents

전기영동 표시패널, 이를 구비한 전기영동 표시장치 및이의 구동 방법 Download PDF

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Abstract

제조 공정을 단순화하기 위한 전기영동 표시패널, 이를 구비한 전기영동 표시장치 및 이의 구동 방법에서, 전기영동 표시패널은 표시 기판 및 전기 영동 필름을 포함한다. 표시 기판은 표시 게이트 배선과 상기 표시 게이트 배선과 교차하는 데이터 배선에 연결된 표시 스위칭 소자, 상기 표시 스위칭 소자와 전기적으로 연결된 화소 전극 및 센싱 게이트 배선과 데이터 배선에 연결되어 광량을 센싱하는 센싱 스위칭 소자를 포함한다. 전기 영동 필름은 상기 표시 기판과 결합하고, 대전된 입자들을 포함한다. 이에 따라, 센싱 스위칭 소자의 바이어스 신호를 전달하는 배선을 데이터 배선과 공유함으로써 배선 수를 줄여 제조 공정을 단순화할 수 있다.
센싱 스위칭 소자, 바이어스 신호, 배선 공유, 전기 영동층

Description

전기영동 표시패널, 이를 구비한 전기영동 표시장치 및 이의 구동 방법{ELECTRO-PHORETIC DISPLAY PANEL, ELECTRO-PHORETIC DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME AND METHOD FOR DRIVING THE SAME}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기영동 표시장치의 평면도이다.
도 2는 도 1의 전기영동 표시패널의 개략적인 평면도이다.
도 3은 도 2의 I-I'선을 따라 절단한 전기영동 표시패널의 단면도이다.
도 4는 도 1의 전기영동 표시장치의 구동 타이밍도이다.
도 5a 내지 도 5g는 도 1의 전기영동 표시패널의 구동 방법을 설명하기 위한 개념도들이다.
도 6은 도 1의 전기영동 표시패널의 구동 신호들에 대한 타이밍도들이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 전기영동 표시패널 110 : 표시 기판
120 : 전기 영동층 130 : 전기 영동 필름
121W : 화이트 입자 121B : 블랙 입자
200 : 구동부 210 : 데이터 구동부
230 : 표시 게이트 구동부 250 : 리드 아웃부
270 : 센싱 게이트 구동부
본 발명은 전기영동 표시패널, 이를 구비한 전기영동 표시장치 및 이의 구동 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제조 공정을 단순화하기 위한 터치패널 스크린 내장형 전기영동 표시패널, 이를 구비한 터치패널 스크린 내장형 전기영동 표시장치 및 이의 구동 방법에 관한 것이다.
일반적으로 터치스크린패널(Touch Screen Panel)은 구동 방식에 따라서 저항 타입, 캐패시터 타입 및 광센서 타입 등이 있다. 최근에는 상기 터치스크린패널을 액정표시패널 위에 배치하여 표시 장치를 구현함으로써 상기 표시 장치를 표시 장치 겸용 입력 장치로 사용하고 있다.
일체형 액정표시패널은 화상이 표시되는 액티브 영역에 a-Si/Poly-Si 등의 박막트랜지스터로 광센서를 형성하는 상기 광센서 타입이 채용되고 있다. 상기 광센서는 센싱 박막트랜지스터로 형성되며, 상기 센싱 박막트랜지스터를 구동시키기 위해서는 제어 전극에 제어신호가 인가되고, 입력 전극에는 바이어스 신호가 인가됨에 따라서 상기 센싱 박막트랜지스터는 입력된 외부 광에 대응하는 신호를 출력 전극을 통해 출력한다.
결과적으로, 일체형 액정표시패널은 영상을 표시하기 위한 데이터 배선 및 게이트 배선과, 더불어 터치 위치를 센싱하기 위한 바이어스 신호배선 및 게이트 배선이 필요하게 된다. 이와 같이 상기 배선의 개수가 일반적으로 영상만 표시하는 액정표시패널에 비해 많아 제조 공정이 복잡하고, 또한 상기 배선 개수가 많아 개구율이 저하되는 문제점이 있다.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 배선의 개수를 줄이기 위한 터치패널 스크린 내장형 전기영동 표시패널을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 터치패널 스크린 내장형 전기영동 표시패널을 구비한 터치패널 스크린 내장형 전기영동 표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 터치패널 스크린 내장형 전기영동 표시패널의 구동방법을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 실시예에 따른 전기영동 표시패널은 표시 기판 및 전기 영동 필름을 포함한다. 상기 표시 기판은 표시 게이트 배선과 상기 표시 게이트 배선과 교차하는 데이터 배선에 연결된 표시 스위칭 소자, 상기 표시 스위칭 소자와 전기적으로 연결된 화소 전극 및 센싱 게이트 배선과 상기 데이터 배선에 연결되어 광량을 센싱하는 센싱 스위칭 소자를 포함한다. 상기 전기 영동 필름은 상기 표시 기판과 결합하고, 대전된 입자들을 포함한다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 실시예에 따른 전기영동 표시장치는 전기영동 표시패널 및 구동부를 포함한다. 상기 전기영동 표시패널은 데이터 배선과 표시 게이트 배선에 연결된 표시 스위칭 소자와, 상기 표시 스위칭 소자 와 전기적으로 연결되고 전기 영동층을 포함하는 전기영동 캐패시터 및 상기 데이터 배선과 센싱 게이트 배선에 연결되어 광량을 센싱하는 센싱 스위칭 소자를 포함한다. 상기 구동부는 제1 구간 동안 상기 표시 스위칭 소자를 구동시켜 상기 전기영동 표시패널에 영상을 표시하고, 제2 구간 동안 상기 센싱 스위칭 소자를 구동시켜 센싱 신호를 제공받는다.
상기한 본 발명의 또 다른 목적을 실현하기 위한 실시예에 따른 전기영동 표시패널의 구동 방법에서 대전된 입자들을 포함하는 전기영동 캐패시터와 전기적으로 연결된 데이터 배선에 제1 구간 동안 데이터 신호를 인가하여 상기 전기영동 캐패시터에 데이터 전압을 충전한다. 이 후, 제2 구간 동안 상기 데이터 배선에 센싱 스위칭 소자의 바이어스 신호를 인가하여 센싱 신호를 출력한다.
이러한 전기영동 표시패널, 이를 구비한 전기영동 표시장치 및 이의 구동 방법에 의하면, 데이터 신호가 인가되는 데이터 배선을 통해 센싱 스위칭 소자의 바이어스 신호를 전달함으로써 제조 공정을 단순화할 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기영동 표시장치의 평면도이다.
도 1을 참조하면, 전기영동 표시장치는 전기영동 표시패널(100)과 상기 전기영동 표시패널(100)을 구동하는 구동부(200)를 포함한다.
상기 전기영동 표시패널(100)은 영상을 표시하는 복수의 화소부들이 형성된 표시 영역(DA) 및 상기 표시 영역(DA)을 둘러싸는 제1, 제2 및 제3 주변 영역(PA1, PA2, PA3)을 포함한다.
상기 표시 영역(DA)의 각 화소부는 상기 데이터 배선(DL)과 표시 게이트 배선(GLD)에 전기적으로 연결된 표시 스위칭 소자(TRD)와 상기 표시 스위칭 소자(TRD)와 전기적으로 연결된 전기영동 캐패시터(EPC) 및 스토리지 캐패시터(CST)를 포함한다. 상기 전기영동 캐패시터(EPC) 및 스토리지 캐패시터(CST)에 충전된 데이터 전압에 의해 영상의 계조를 표시한다.
한편, 상기 화소부들 중 전체 또는 일부 화소부(P)는 상기 데이터 배선(DL)과 센싱 게이트 배선(GLS) 및 출력 배선(RL)에 전기적으로 연결된 센싱 스위칭 소자(TRS)를 더 포함한다. 상기 센싱 스위칭 소자(TRS)는 광량을 센싱하여 센싱 신호를 상기 출력 배선(RL)을 통해 외부로 출력한다. 즉, 상기 화소부(P)는 영상을 표시함은 물론 상기 광량을 센싱한다.
상기 구동부(200)는 데이터 구동부(210)와 표시 게이트 구동부(230)와 리드아웃부(250) 및 센싱 게이트 구동부(270)를 포함한다.
상기 데이터 구동부(210) 및 상기 리드 아웃부(250)는 상기 제1 주변 영역(PA1)에 각각 칩 형태로 실장되거나, 도시되지는 않았으나 연성인쇄회로기판을 통해 실장된다.
상기 데이터 구동부(210)는 제1 구간 동안 상기 데이터 배선(DL)에 데이터 신호를 출력하고, 제2 구간 동안 상기 데이터 배선(DL)에 바이어스 신호를 출력한다. 상기 리드 아웃부(250)는 상기 제2 구간 동안 상기 출력 배선(RL)을 통해 출력 된 상기 센싱 신호가 입력된다.
상기 표시 게이트 구동부(230)는 상기 제2 주변 영역(PA2)에 형성된다. 상기 표시 게이트 구동부(230)는 상기 제1 구간에 상기 표시 게이트 배선(GLD)에 표시 게이트 신호를 출력한다.
상기 센싱 게이트 구동부(270)는 상기 제3 주변 영역(PA3)에 형성된다. 상기 센싱 게이트 구동부(270)는 상기 제2 구간에 상기 센싱 게이트 배선(GLS)에 센싱 게이트 신호를 출력한다.
결과적으로, 상기 제1 구간 동안 상기 구동부(200)는 상기 화소부(P)의 상기 표시 스위칭 소자(TRD)를 턴-온 시켜 상기 데이터 배선(DL)을 통해 상기 데이터 신호를 전송하여 상기 전기영동 캐패시터(EPC)에 상기 데이터 신호에 대응하는 데이터 전압을 충전한다. 한편, 상기 제2 구간 동안 상기 구동부(200)는 상기 데이터 배선을 통해 상기 바이어스 신호를 전송하여 상기 센싱 스위칭 소자(TRS)를 구동시켜 센싱 신호를 검출한다.
도 2는 도 1의 전기영동 표시패널의 개략적인 평면도이다. 도 3은 도 2의 I-I'선을 따라 절단한 전기영동 표시패널의 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 전기영동 표시패널(100)은 표시 기판(110) 및 전기 영동 필름(130)을 포함한다.
상기 표시 기판(110)은 제1 베이스 기판(101)을 포함한다. 상기 제1 베이스 기판(101) 위에는 제1 방향으로 연장된 복수의 표시 게이트 배선(GLD)들 및 복수의 센싱 게이트 배선(GLS)들이 형성된다. 상기 제1 베이스 기판(101) 위에는 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장된 복수의 데이터 배선(DL)들이 형성된다. 여기서는 상기 센싱 게이트 배선(GLS)을 상기 게이트 배선(GLD)과 평행하게 형성하는 것을 예로 하였으나, 상기 센싱 게이트 배선(GLS)은 상기 게이트 배선(GLD)과 평행하게 형성하지 않을 수도 있다.
상기 데이터 배선(DL)들과 상기 표시 게이트 배선(GLD)들에 의해 화소부들이 정의되고, 상기 화소부들에는 표시 스위칭 소자(TRD)와 화소 전극(PE) 및 스토리지 캐패시터(CST)가 형성된다. 한편, 상기 화소부들 중 전체 또는 일부 화소부(P)는 센싱 스위칭 소자(TRS)를 더 포함한다.
상기 표시 스위칭 소자(TRD)는 상기 표시 게이트 배선(GLD)과 연결된 제1 게이트 전극(GE1), 상기 제1 게이트 전극(GE1) 위에 형성된 게이트 절연층(103), 상기 제1 게이트 전극(GE1)과 중첩되도록 상기 게이트 절연층(103) 위에 형성된 제1 채널부(CH1), 상기 제1 채널부(CH1) 위에 상호 이격되어 형성된 제1 소스 전극(SE1) 및 제1 드레인 전극(DE1)을 포함한다. 상기 제1 소스 전극(SE1)은 상기 데이터 배선(DL)에 연결된다. 상기 표시 스위칭 소자(TRD) 위에는 보호층(104) 및 유기층(106)이 형성되고, 상기 유기층(106) 위에는 상기 보호층(104) 및 유기층(106) 에 형성된 콘택홀(H1)을 통해 상기 제1 드레인 전극(DE1)과 전기적으로 연결된 화소 전극(PE)이 형성된다.
상기 스토리지 캐패시터(CST)는 스토리지 공통배선에 전기적으로 연결된 제1 스토리지 전극(SCE1), 상기 제1 스토리지 전극(SCE1) 위에 형성된 상기 게이트 절연층(103) 및 상기 화소 전극(PE)과 전기적으로 연결되어 상기 제1 스토리지 전극(SCE1)과 중첩되도록 상기 게이트 절연층(103) 위에 형성된 제2 스토리지 전극(SCE2)을 포함한다.
상기 센싱 스위칭 소자(TRS)는 상기 센싱 게이트 배선(GLS)과 연결된 제2 게이트 전극(GE2), 상기 제2 게이트 전극(GE2) 위에 형성된 게이트 절연층(103), 상기 제2 게이트 전극(GE1)과 중첩되도록 상기 게이트 절연층(103) 위에 형성된 제2 채널부(CH2), 상기 제2 채널부(CH2) 위에 상호 이격되어 형성된 제2 소스 전극(SE2) 및 제2 드레인 전극(DE2)을 포함한다. 상기 제2 소스 전극(SE2)은 데이터 배선(DL)에 연결되고, 상기 제2 드레인 전극(DE2)은 출력 배선(RL)에 연결된다. 상기 센싱 스위칭 소자(TRS) 위에는 보호층(104) 및 유기층(106)이 형성되고, 바람직하게 상기 제2 채널부(CH2)가 노출되도록 홀(H2)이 형성된다. 상기 센싱 스위칭 소자(TRS)는 상기 제2 채널부(CH2)에 입사되는 광량에 대응하는 센싱 신호를 상기 출력 배선(RL)으로 출력한다.
상기 전기 영동 필름(130)은 제2 베이스 기판(131), 공통 전극(CE) 및 전기 영동층(120)을 포함한다. 상기 제2 베이스 기판(131)은 유연성을 가지는 재질로 형 성될 수 있다. 바람직하게 상기 제2 베이스 기판(131)은 광 투과율, 내열성, 내화학성, 기계적 강도 등이 우수한 플라스틱 재질(PET)로 형성된다.
상기 공통 전극(CE)은 투명 도전성 물질로 형성되어, 상기 화소 전극(PE)과 대향하는 전극으로 공통 전압(VCOM)이 인가된다. 상기 투명한 전도성 물질, 예를 들어, 산화주석인듐(Indium Tin Oxide, ITO), 산화아연인듐(Indium Zinc Oxide, IZO), 아몰퍼스 산화주석인듐(amorphous Indium Tin Oxide, a-ITO) 등으로 이루어질 수 있다.
도시되지는 않았으나, 상기 전기 영동 필름(130)의 컬러 필터층을 더 포함할 수 있다. 상기 컬러 필터층은 상기 화소 전극(PE)에 대응하는 영역에 형성된다. 상기 컬러 필터층은 상기 제2 베이스 기판(131)과 상기 공통 전극(CE) 사이에 형성되거나, 상기 공통 전극(CE)과 상기 전기 영동층(120) 사이에 형성될 수 있다.
상기 전기 영동층(120)은 복수의 마이크로 캡슐들을 포함한다. 각 마이크로 캡슐(121)은 양(+) 전하 및 음(-) 전하로 대전된 전자영동 입자들을 포함한다. 예컨대, 상기 마이크로 캡슐(121)은 음 전하(-)로 대전된 화이트 입자(121W) 및 양 전하(+)로 대전된 블랙 입자(121B)를 포함한다. 상기 전기 영동층(120)의 구동 방식은 다음과 같다.
상기 화소 전극(PE)에 상기 공통 전압(VCOM) 대비 양(+)의 데이터 전압이 인가되면 상기 음(-)의 전하로 대전된 상기 화이트 입자(121W)가 상기 화소 전극(PE) 측으로 이동되고 상기 양(+)의 전하로 대전된 상기 블랙 입자(121B)는 상기 공통 전극(CE) 측으로 이동된다. 상기 전기영동 표시패널(100)에는 블랙 영상이 표시된 다.
반대로, 상기 화소 전극(PE)에 상기 공통 전압(VCOM) 대비 음(-)의 데이터 전압이 인가되면 상기 양(+)의 전하로 대전된 상기 블랙 입자(121B)가 상기 화소 전극(PE) 측으로 이동되고 상기 음(-)의 전하로 대전된 상기 화이트 입자(121W)는 상기 공통 전극(CE) 측으로 이동된다. 상기 전기영동 표시패널(100)에는 화이트 영상이 표시된다.
한편, 상기 화소 전극(PE)에 상기 데이터 전압이 인가되지 않으면, 상기 화이트 및 블랙 입자들(121W, 121B)은 움직임을 멈추고 현재의 위치를 유지한다. 즉, 상기 전기영동 표시패널(100)에는 표시된 영상이 유지된다.
도 4는 도 1의 전기영동 표시장치의 구동 타이밍도이다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 상기 전기영동 표시패널(100)에 K(K는 자연수)번째 화면을 표시하기 위한 구동 시간은 블랙 구간(BI), 화이트 구간(WI), 인버스 구간(II), 표시 구간(DI) 및 유지 구간(HI)을 포함한다.
상기 블랙 구간(BI)은 상기 전기영동 표시패널(100)에 블랙 영상을 표시하는 구간이고, 상기 화이트 구간(WI)은 상기 전기영동 표시패널(100)에 화이트 영상을 표시하는 구간이다. 상기 인버스 구간(II)은 K번째 화면의 데이터 신호와 반전된 데이터 신호를 표시하는 구간이다.
상기 블랙 구간(BI), 상기 화이트 구간(W1) 및 상기 인버스 구간(II)은 이전에 상기 전기영동 표시패널(100)에 표시된 화면인 K-1번째 화면의 영상에 의해 상기 전기영동 캐패시터(EPC)에 충전된 데이터 전압을 리셋시키는 보상구간이다.
상기 표시 구간(DI)은 상기 K번째 화면의 데이터 신호를 표시하는 구간이다. 상기 유지 구간(HI)은 상기 표시 구간(DI) 동안 상기 전기영동 표시패널(100)에 표시된 상기 K번째 화면의 영상을 유지하는 구간이다.
상기 유지 구간(HI) 동안 상기 전기영동 표시패널(100)에서 감지된 센싱 신호를 출력한다.
도 5a 내지 도 5g는 전기영동 표시패널의 구동 방법을 설명하기 위한 개념도들이다.
도 5a에 도시된 2×2 화소를 예로 하여 설명한다. 상기 2×2 화소의 제1 화소부(P1)의 데이터 신호는 "4"(0 Gray), 제1 화소부(P2)의 데이터 신호 "3"(1Gray), 제3 화소부(P3)의 데이터 신호는 "2" (2Gray) 및 제4 화소부(P4)는 "0" (4 Gray) 로서, 양(+)의 계조를 갖는다. 여기서, 상기 0 Gray는 블랙 계조이고, 상기 4 Gray는 화이트 계조이다.
도 1 및 도 5b를 참조하면, 블랙 구간(BI) 동안 상기 데이터 구동부(210) 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 화소부(P1, P2, P3, P4)에 양의 데이터 전압(+Vd)을 출력한다. 상기 블랙 구간(BI)의 길이는 전기영동 입자들의 전압에 따른 응답속도에 따라 설정된다. 여기서는 4 프레임을 예로 한다.
상기 블랙 구간(BI)의 제1 프레임(1F)부터 제4 프레임(4F) 동안 상기 데이터 구동부(210)는 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 화소부(P1, P2, P3, P4)에 양의 데이터전압(+Vd)을 출력한다. 이에 따라서, 전기영동 입자들은 음의 전하로 대전된 화이트 입자들이 화소 전극(PE) 측으로 이동되고 반대로 양의 전하로 대전된 블랙 입자 들이 공통 전극(CE) 측으로 이동되어 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 화소부(P1, P2, P3, P4)는 블랙 영상을 표시한다.
도 1 및 도 5c를 참조하면, 화이트 구간(WI) 동안 상기 데이터 구동부(210)는 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 화소부(P1, P2, P3, P4)에 음의 데이터 전압(-Vd)을 출력한다. 상기 화이트 구간(WI)의 길이는 상기 블랙 구간(BI)과 동일한 시간으로, 여기서는 상기 4 프레임을 예로 한다.
상기 화이트 구간(WI)의 제1 프레임(1F)부터 제4 프레임(4F) 동안 상기 데이터 구동부(210)는 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 화소부(P1, P2, P3, P4)에 상기 음의 데이터 전압(-Vd)을 출력한다. 이에 따라서, 전기영동 입자들은 양의 전하로 대전된 블랙 입자들이 화소 전극(PE) 측으로 이동되고 반대로 음의 전하로 대전된 화이트 입자들이 공통 전극(CE) 측으로 이동되어 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 화소부(P1, P2, P3, P4)는 화이트 영상을 표시한다.
도 1, 도 5d 및 도 5e를 참조하면, 인버스 구간(II) 동안 상기 데이터 구동부(210)는 상기 K번째 화면의 데이터 신호와 반전된 데이터 신호를 출력한다.
도 5d에 도시된 바와 같이, 상기 K번째 화면의 반전된 데이터 신호는 상기 제1 화소부(P1)는 "-4"(-O Gray) 이고, 상기 제2 화소부(P2)는 "-3" (-1 Gray) 이고, 상기 제3 화소부(P3)는 "-2" (-2 Gray)이며, 상기 제4 화소부(P4)는 "0"(-4 Gray) 로서, 음(-)의 계조를 갖는다.
상기 데이터 구동부(210)는 상기 인버스 구간(II)의 제1 프레임(1F) 동안 상기 제1, 제2 및 제3 화소부(P1, P2, P3)에 음의 데이터 전압(-Vd)을 출력하고, 상 기 제4 화소부(P4)에 공통 전압(VCOM)을 출력한다.
상기 데이터 구동부(210)는 제2 프레임(2F) 동안 상기 제1, 제2 및 제3 화소부(P1, P2, P3)에 상기 음의 데이터 전압(-Vd)을 출력하고, 상기 제4 화소부(P4)에 상기 공통 전압(VCOM)을 출력한다. 상기 데이터 구동부(210)는 제3 프레임(3F) 동안 상기 제1 및 제2 화소부(P1, P2)에 상기 음의 데이터 전압(-Vd)을 출력하고, 상기 제3 및 제4 화소부(P3, P4)에 상기 공통 전압(VCOM)을 출력한다.
상기 데이터 구동부(210)는 제4 프레임(4F) 동안 상기 제1 화소부(P1)에 상기 음의 데이터 전압(-Vd)을 출력하고, 상기 제2, 제3 및 제4 화소부(P2, P3, P4)에 상기 공통 전압(VCOM)을 출력한다.
결과적으로, 상기 인버스 구간(II) 동안 상기 제1 화소부(P1)는 상기 음의 데이터 전압(-Vd)이 4 프레임 동안 인가되고, 상기 제2 화소부(P2)는 상기 음의 데이터 전압(-Vd)이 3 프레임 동안 인가되고, 상기 제3 화소부(P3)는 상기 음의 데이터 전압(-Vd)이 2 프레임 동안 인가되며, 상기 제4 화소부(P4)는 공통 전압(VCOM)이 인가된다. 이에 따라 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 화소부(P1, P2, P3, P4)에는 K번째 화면의 반전 영상이 표시된다.
도 1, 도 5a 및 도 5f를 참조하면, 표시 구간(DI) 동안 상기 데이터 구동부(210)는 상기 K번째 화면의 데이터 신호를 출력한다. 상기 K번째 화면의 데이터 신호는 도 5a에 도시된 바와 같이, 상기 제1 화소부(P1)는 "4" 이고, 상기 제2 화소부(P2)는 "3" 이고, 상기 제3 화소부(P3)는 "2" 이며, 상기 제4 화소부(P4)는 "0" 이다.
상기 데이터 구동부(210)는 상기 표시 구간(DI)의 제1 프레임(1F) 동안 상기 제1, 제2 및 제3 화소부(P1, P2, P3)에 양의 데이터 전압(+Vd)을 출력하고, 상기 제4 화소부(P4)에 공통 전압(VCOM)을 출력한다.
상기 데이터 구동부(210)는 제2 프레임(2F) 동안 상기 제1, 제2 및 제3 화소부(P1, P2, P3)에 상기 양의 데이터 전압(+Vd)을 출력하고, 상기 제4 화소부(P4)에 상기 공통 전압(VCOM)을 출력한다.
상기 데이터 구동부(210)는 제3 프레임(3F) 동안 상기 제1 및 제2 화소부(P1, P2)에 상기 양의 데이터 전압(+Vd)을 출력하고, 상기 제3 및 제4 화소부(P3, P4)에 상기 공통 전압(VCOM)을 출력한다.
상기 데이터 구동부(210)는 제4 프레임(4F) 동안 상기 제1 화소부(P1)에 상기 양의 데이터 전압(+Vd)을 출력하고, 상기 제2, 제3 및 제4 화소부(P2, P3, P4)에 상기 공통 전압(VCOM)을 출력한다.
결과적으로, 상기 표시 구간(II) 동안 상기 제1 화소부(P1)는 상기 양의 데이터 전압(+Vd)이 4 프레임 동안 인가되어 4 계조(Gray)가 표시되고, 상기 제2 화소부(P2)는 상기 양의 데이터 전압(+Vd)이 3 프레임 동안 인가되어 3 계조가 표시되고, 상기 제3 화소부(P3)는 상기 양의 데이터 전압(+Vd)이 2 프레임 동안 인가되어 2 계조가 표시되며, 상기 제4 화소부(P4)는 공통 전압(VCOM)이 인가되어 0 계조가 표시된다. 이에 따라 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 화소부(P1, P2, P3, P4)는 상기 K번째 화면의 영상이 표시된다.
도 1 및 도 5g를 참조하면, 유지 구간(HI) 동안 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 화소부(P1, P2, P3, P4)는 상기 표시 구간(DI) 동안 표시된 영상을 유지한다.
상기 유지 구간(HI) 동안은 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 화소부(P1, P2, P3, P4) 각각에 데이터 전압(Vd)이 인가되지 않고, 바이어스 전압(Vb)이 인가됨으로써 표시 스위칭 소자(TRD)는 턴-오프 되고 상기 센싱 스위칭 소자(TRS)는 턴-온 된다. 이에 따라 상기 데이터 구동부(210)로부터 출력되는 바이어스 전압(Vb)은 상기 전기영동 캐패시터(EPC)에 전달되지 않고, 상기 센싱 스위칭 소자(TRS)에 인가되어 상기 센싱 스위칭 소자(TRS)를 구동시킨다.
이에 따라 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 화소부(P1, P2, P3, P4) 각각의 전기영동 캐패시터(EPC)에는 전압이 인가되지 않음에 따라서 상기 표시 구간(DI) 동안 기 충전된 데이터 전압을 그대로 유지한다. 한편, 상기 센싱 스위칭 소자(TRS)는 구동되어 센싱된 센싱 신호를 출력한다.
도 6은 도 1의 전기영동 표시패널의 구동 신호들에 대한 타이밍도들이다.
도 1, 도 4 및 도 6을 참조하면, 보상 구간 및 표시 구간(DI) 동안 상기 데이터 구동부(210)는 상기 전기영동 표시패널(100)의 데이터 배선(DL)들에 양의 데이터 전압(+Vd) 및 음의 데이터 전압(-Vd)을 출력한다. 상기 보상 구간은 상기 블랙 구간(BI), 화이트 구간(WI) 및 인버스 구간(II)을 포함한다. 상기 보상 구간 및 표시 구간(DI) 동안 상기 표시 게이트 구동부(230)는 상기 전기영동 표시패널(100)의 표시 게이트 배선(GLD)들에 표시 게이트 신호들을 출력한다.
예를 들면, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 표시 구간(DI)에서 상기 데이터 구동부(210)는 상기 데이터 배선(DL)들에 양의 데이터 전압(+Vd)을 출력한다. 예컨대, 상기 양의 데이터 전압(+Vd)은 대략 10V ~ 15V이고, 음의 데이터 전압(-Vd)은 대략 -10V ~ -15V이다. 상기 표시 게이트 구동부(230)는 상기 데이터 구동부(210)의 출력 구간(1H)에 대응하여 표시 게이트 배선(GLD)들에 표시 게이트 신호들(GD1,..,GDN)을 출력한다.
이에 따라 상기 전기영동 표시패널(100)의 각 화소부들에 형성된 전기영동 캐패시터(EPC)에는 해당하는 데이터 전압(Vd)이 충전되어 계조를 표시한다.
한편, 유지 구간(HI) 동안 상기 데이터 구동부(210)는 상기 전기영동 표시패널(100)의 데이터 배선(DL)들에 바이어스 전압(Vb)을 출력하고, 센싱 게이트 구동부(270)는 센싱 게이트 배선(GLS)들에 센싱 게이트 신호들을 출력한다. 예컨대, 상기 바이어어스 전압(Vb)은 대략 2V ~ 10V 이다.
예를 들면, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 유지 구간(HI)에서 상기 데이터 구동부(210)는 상기 데이터 배선(DL)들에 바이어스 전압(+Vb)을 출력한다. 상기 센싱 게이트 구동부(270)는 상기 데이터 구동부(210)의 출력 구간(1H)에 대응하여 센싱 게이트 배선(GLS)들에 센싱 게이트 신호들(GS1,..,GSN)을 출력한다.
이에 따라 상기 전기영동 표시패널(100)의 전체 화소부들 또는 일부 화소부들에 형성된 센싱 스위칭 소자(TRS)는 광량을 센싱하여 센싱 신호를 출력한다.
한편, 상기 유지 구간(HI)에는 상기 표시 게이트 구동부(230)로부터 표시 게 이트 신호들(GD1,..,GDN)이 출력되지 않음에 따라 상기 전기영동 표시패널(100)의 상기 표시 스위칭 소자(TRD)가 턴-오프 된다. 이에 의해 상기 데이터 배선(DL)들에 인가된 바이어스 전압(+Vb)은 상기 전기영동 캐패시터(EPC)에 전달되지 않게 되고, 상기 전기영동 캐패시터(EPC)는 상기 표시 구간(DI)에 충전된 데이터 전압(Vd)을 그대로 유지한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 전기영동 표시패널에서 데이터 배선을 표시 스위칭소자와 센싱 스위칭소자가 공유함으로써 배선 수를 줄일 수 있다. 상기 전기영동 표시패널의 구동 특성에 따라서, 표시된 영상을 유지하는 구간에 상기 데이터 배선을 통해 센싱 스위칭소자를 구동시키는 바이어스 신호를 인가하여 상기 센싱 스위칭소자를 구동시켜 센싱 신호를 검출할 수 있다.
따라서 상기 데이터 배선을 공유함으로써 제조 공정을 단순화하여 원가를 절감할 수 있고, 더불어 화소부의 개구율을 향상시킬 수 있다.
이상에서는 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (18)

  1. 표시 게이트 배선과 상기 표시 게이트 배선과 교차하는 데이터 배선에 연결된 표시 스위칭 소자, 상기 표시 스위칭 소자와 전기적으로 연결된 화소 전극 및 센싱 게이트 배선과 상기 데이터 배선에 연결되고 상기 데이터 배선을 통해 바이어스 신호를 수신하는 센싱 스위칭 소자를 포함하는 표시 기판; 및
    상기 표시 기판과 결합하고, 대전된 입자들을 포함하는 전기 영동 필름을 포함하는 전기영동 표시패널.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전기 영동 필름은 상기 화소 전극과 대향하는 공통 전극을 더 포함하고,
    상기 대전 입자들은 상기 화소 전극과 상기 공통 전극 사이에 개재된 것을 특징으로 하는 전기영동 표시패널.
  3. 제1항에 있어서, 상기 전기 영동 필름은 상기 화소 전극이 형성된 영역에 대응하여 형성된 컬러 필터층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시패널.
  4. 제1항에 있어서, 상기 표시 기판은 상기 센싱 스위칭 소자와 전기적으로 연결되어 상기 센싱 스위칭 소자에 의해 센싱된 광량에 대응하는 센싱 신호를 출력하는 출력 배선을 더 포함하는 전기영동 표시패널.
  5. 제4항에 있어서, 상기 출력 배선은 상기 데이터 배선과 평행한 것을 특징으로 하는 전기영동 표시패널.
  6. 데이터 배선과 표시 게이트 배선에 연결된 표시 스위칭 소자와, 상기 표시 스위칭 소자와 전기적으로 연결되고 전기 영동층을 포함하는 전기영동 캐패시터 및 센싱 게이트 배선과 상기 데이터 배선에 연결되고 상기 데이터 배선을 통해 바이어스 신호를 수신하는 센싱 스위칭 소자를 포함하는 전기영동 표시패널; 및
    제1 구간 동안 상기 표시 스위칭 소자를 구동시켜 상기 전기영동 표시패널에 영상을 표시하고, 제2 구간 동안 상기 센싱 스위칭 소자를 구동시켜 센싱 신호를 제공받는 구동부를 포함하는 전기영동 표시장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 전기영동 캐패시터는
    상기 표시 스위칭 소자와 전기적으로 연결된 화소 전극; 및
    상기 화소 전극과 대향하는 공통 전극을 더 포함하며,
    상기 전기 영동층은 상기 화소 전극과 상기 공통 전극 사이에 개재된 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 구동부는
    상기 제1 구간에는 상기 데이터 배선에 데이터 신호를 출력하고, 상기 제2 구간에는 상기 데이터 배선에 바이어스 신호를 출력하는 데이터 구동부;
    상기 제1 구간에는 표시 게이트 신호를 상기 표시 게이트 배선에 출력하여 상기 표시 스위칭 소자를 턴-온 시키는 표시 게이트 구동부; 및
    상기 제2 구간에는 센싱 게이트 신호를 상기 센싱 게이트 배선에 출력하여 상기 센싱 스위칭 소자를 턴-온 시키는 센싱 게이트 구동부를 포함하는 전기영동 표시장치.
  9. 제6항에 있어서, 상기 제1 구간은 상기 전기영동 표시패널에 영상이 표시되는 구간을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치.
  10. 제6항에 있어서, 상기 제2 구간은 상기 전기영동 표시패널에 표시된 영상이 유지되는 구간을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치.
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