KR20050047343A - 전자잉크 표시 패널 구동 방법 - Google Patents

전자잉크 표시 패널 구동 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수동 매트릭스 형태의 패널을 구동시킬 수 있는 수동 구동 방법을 사용하여 제조 공정을 단순화시켜 가격을 낮추고, 패널의 구성을 단순하게 할 수 있는 전자잉크 표시 패널 구동 방법에 관한 것으로, 구동 전압을 인가하는 다수의 데이터 라인과 스캔 라인을 구비한 전자잉크 표시 패널 구동 방법에 있어서, 상기 다수의 데이터 라인에 데이터 펄스를 인가하는 단계와, 상기 데이터 펄스가 인가되는 시간동안 플로팅(floating) 상태인 스캔 라인들 중 선택된 스캔 라인에 접지전압을 인가하는 단계와, 상기 단계를 모든 스캔 라인에 대해 순차적으로 수행한 후 모든 데이터 라인에 리셋 펄스를 인가하고, 그 리셋 펄스가 인가되는 시간동안 모든 스캔 라인에 접지 전압을 인가하는 단계로 이루어짐으로써, 수동 매트릭스 형태의 전자잉크 표시 패널을 구동할 수 있고, 이로 인해 제조 공정이 단순해져 가격이 저렴해지고 패널의 구성을 단순하게 할 수 있는 효과가 있다.

Description

전자잉크 표시 패널 구동 방법{METHOD FOR DRIVING ELECTRONIC INK DISPLAY PANEL}
본 발명은 전자잉크 표시 패널 구동 방법에 관한 것으로, 특히 수동 매트릭스 형태의 패널을 구동시킬 수 있는 수동 구동 방법을 사용하여 제조 공정을 단순화시켜 가격을 낮추고, 패널의 구성을 단순하게 할 수 있는 전자잉크 표시 패널 구동 방법에 관한 것이다.
디지털 페이퍼 디스플레이(Digital Paper Display)는 액정표시장치(Liquid Crystal Display), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel), 유기 전계발광(Electro Luminescence)소자를 뒤이을 차세대 표시소자로 개발되고 있다. 특히 전자종이(Electronic Paper)는 수백만개의 구슬이 기름 구멍안에 뿌려져 있는 박형의 플라스틱과 같은 유연한 기판과 문자나 영상을 표시할 수 있도록 한 디스플레이 소자로서, 수백만번을 재생해 쓸 수 있으며 장래에 책, 신문, 잡지 등 기존의 인쇄매체를 대체할 재료로 기대된다.
전자잉크 표시소자(Electronic Ink Display Device)는 플렉서블(flexible)(또는 페이퍼) 디스플레이 구현의 핵심이 되는 소자이고, 도전성 물질에 전자기장을 가하여 운동성을 갖게 한다는 전기영동학(Electrophoresis)에 기초를 둔 것으로 박형의 플렉서블한 기판들 사이에 도전성을 가진 미립자들을 분포시킨 후 전자기장의 극성변화에 의한 미립자들의 방향 배치 변화로 데이터를 표현한다.
이러한 전자잉크 표시소자는 유연한 소재의 기판을 활용하여 플렉서블화, 박형화를 통하여 휴대성이 간편하고, 전극구조가 간단하고, 공정이 단순하여 저가격화, 대형화가 용이하며 백라이트를 사용하지 않으므로 소비전력이 낮은 장점이 있는 반면, 원리적으로 미립자의 운동에 의존하므로 응답시간이 늦어 동화상 구현에 적합치 않으며, 완전 컬러(full color)와 계조 표현에 한계가 있는 단점이 있다.
그럼, 이러한 전자잉크 표시소자의 구조 및 동작 그리고 수동 매트릭스 형태의 패널 구동 방법에 대해서 설명하면 다음과 같다.
도1은 일반적인 전자잉크 표시소자에 대한 셀 구조를 도시한 단면도이다. 도시된 바와 같이, 플라스틱 또는 유리 중 어느 하나로 형성된 상부 및 하부기판(1, 8)과, 상기 상부 및 하부기판(1, 8) 상에 소자의 구동 전압을 인가하는 상부 및 하부 전극(2, 7)과, 상기 두전극(2, 7) 사이에 형성된 캡슐(6)과, 상기 캡슐(6) 내부에 형성된 블랙 미립자(5) 및 화이트 미립자(3) 그리고 유전액(dielectric fluid)(4)으로 구성된다.
상기와 같은 구성으로 이루어진 전자잉크 표시소자는 상부 전극(2)과 하부 전극(7)에 전계를 가하여 블랙과 화이트를 구현하는 것이 가능하다. 즉, 상부 전극(2)과 하부 전극(7) 상에 양의 전위가 걸리면 화이트 미립자(3)가 상부로 끌려가고, 블랙 미립자(5)들이 하부로 끌려가서 화이트를 표시하게 된다. 반대로, 상부 전극(2)과 하부 전극(7) 상에 음의 전위가 걸리게 되면 반대의 현상이 발생하여 블랙을 표시하게 된다.
도2는 동작 전압에 따른 셀의 반응을 도시한 것으로, R(red)셀에는 상부와 하부 전극(2, 7)에 음의 전압을 인가하고, G(green)셀에는 전압을 인가하지 않으며 B(blue)셀에는 양의 전압을 인가하였다. 상기와 같은 전압이 인가되었을 때 각 셀의 동작을 살펴보면, R셀은 음의 전압이 인가되었기 때문에 레드(R) 미립자(MR)가 하부 전극(7)으로 끌려가고, 블랙 미립자(MBL)가 상부 전극(2)으로 끌려가서 블랙 형태가 된다. B셀은 양의 전압이 인가되었기 때문에 블루(B) 미립자(MB)가 상부 전극(2)으로 끌려가고, 블랙 미립자(MBL)가 하부 전극(7)으로 끌려가서 블루 형태가 되며, G셀은 전압이 인가되지 않았기 때문에 그린(G) 미립자(MG)와 블랙 미립자(MBL)가 랜덤하게 섞여 있는 형태가 된다.
이때, 상부 전극(2)과 하부 전극(7) 사이에 인가되는 전압에 따라서 셀의 변화가 민감하게 반응을 하는데 기존의 단순 매트릭스 방식으로 구동을 하게 되면 미립자들이 끌려가는 양이나 속도 등에 차이가 생기게 된다.
도3은 기존의 단순 매트릭스 구동 방법을 도시한 것으로, 이러한 구동 방법을 수동 매트릭스 형태의 전자잉크 표시 패널에 적용하였을 때의 동작을 설명한다. 도3에 도시된 바와 같이, 기존의 단순 매트릭스 구동 방법은 도시하지는 않았지만 다수의 데이터 라인(상부전극 라인)과 스캔 라인(하부전극 라인)(스캔라인1~스캔라인N)이 매트릭스 형태로 구성된 상태에서 첫 번째 스캔라인과 연결된 전자잉크 표시소자에 소정의 음의 전압(-Vs)에서 접지 전압으로 떨어지는 스캔 펄스를 인가하고, 상기 스캔 펄스가 인가되는 시간동안 표시 패널에 구성된 다수의 데이터 라인(D1~Dm)에 데이터 펄스가 인가되어 표시소자들이 동작한다. 그리고, 상기 스캔 펄스가 인가되지 않는 나머지 스캔 라인에는 접지 전압이 인가되며 이러한 과정이 모든 스캔 라인에 대해 이루어진다.
그리고, 모든 표시소자가 동작하고 나면 모든 데이터 라인(D1~Dm)에 소정의 음의 전압을 갖는 리셋 펄스를 인가한다.
하지만, 전자잉크 표시소자는 기존의 다른 표시소자와는 달리 문턱전압이 존재하지 않기 때문에 구동되지 않은 전자잉크 표시소자에도 소정의 전압이 인가되어 셀이 구동되고, 이로 인해 모든 셀이 구동되게 되는 문제점이 있다.
도4는 도3의 A부분 동안 셀에 가해진 전압을 도시한 것으로, 도시된 바와 같이 데이터 펄스와 스캔 펄스가 동시에 인가되는 첫 번째 스캔라인(스캔라인1)의 셀은 정상적인 동작을 하고, 데이터 펄스만 인가되고 스캔 펄스가 인가되지 않은 나머지 스캔라인의 셀에도 상기 첫 번째 스캔라인의 셀에 인가되는 전압(Va)보다 낮은 전압(Vb)이 걸려 속도는 느리지만 셀 내부에서 미립자들이 이동하게 된다. 이렇게 되면 한 개의 데이터 신호가 다른 셀의 스캔 전극에 같이 걸려 셀의 동작을 구분할 수 없게 되어 사실상 구동이 불가하게 된다. 즉, 수동 구동을 할 수 없게 된다.
이러한 문제점 때문에 전자잉크 표시소자는 타사나 선진업체에서 능동 매트릭스 형태의 패널을 이용하여 개발하고 있다. 하지만 능동 매트릭스 형태의 전자잉크 표시 패널은 수동 매트릭스 형태에 비해 제조가 복잡하고, 가격이 비싸며 구동이 복잡한 단점들이 있다.
상기와 같이 종래 능동 매트릭스 형태의 전자잉크 표시 패널은 수동 매트릭스 형태의 전자잉크 표시 패널에 비해 제조 공정이 복잡하고 가격이 비싸며 구동이 복잡한 문제점이 있었다.
또한, 종래 수동 매트릭스 형태의 전자잉크 표시 패널은 전자잉크 표시소자가 문턱전압이 존재하지 않기 때문에 수동 구동 방식을 사용할 수 없는 문제점이 있었다.
따라서, 이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 다수의 데이터 라인에 데이터 펄스를 인가하는 시간동안 플로팅 상태인 스캔 라인 중 선택된 스캔라인에 접지전압을 인가하여 그 선택된 스캔라인과 연결된 전자잉크 표시 소자들을 구동하고, 모든 스캔 라인에 대해 상기 과정이 수행되면 모든 데이터 라인과 스캔 라인에 각각 리셋 펄스와 접지 전압을 인가함으로써, 수동 매트릭스 형태의 전자잉크 표시 패널을 구동할 수 있고, 이로 인해 제조 공정이 단순해져 가격이 저렴해지고 패널의 구성을 단순하게 할 수 있는 전자잉크 패널 구동 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 구동 전압을 인가하는 다수의 데이터 라인과 스캔 라인을 구비한 전자잉크 표시 패널 구동 방법에 있어서, 상기 다수의 데이터 라인에 데이터 펄스를 인가하는 단계와; 상기 데이터 펄스가 인가되는 시간동안 플로팅(floating) 상태인 스캔 라인들 중 선택된 스캔 라인에 접지전압을 인가하는 단계와; 상기 단계를 모든 스캔 라인에 대해 순차적으로 수행한 후 모든 데이터 라인에 리셋 펄스를 인가하고, 그 리셋 펄스가 인가되는 시간동안 모든 스캔 라인에 접지 전압을 인가하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명 전자잉크 표시 패널 구동 방법에 대한 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참고하여 설명한다.
도5는 본 발명 전자잉크 표시 패널 구동 방법을 수행하기 위한 장치의 구성을 도시한 블록도이다. 도시된 바와 같이, 다수의 데이터 라인(D1~Dm)과 스캔 라인(스캔라인1~스캔라인N)이 수직으로 교차하여 구성되고, 상기 교차하는 위치에 셀이 존재하는 전자잉크 표시 패널(20)과, 상기 다수의 데이터 라인(D1~Dm)에 양의 전압을 갖는 데이터 펄스 또는 음의 전압을 갖는 리셋 펄스를 인가하는 다수의 구동 IC(31)로 구성된 데이터 구동부(30)와, 다수의 스위칭 수단(SW1~SWN)으로 구성되고, 플로팅(floating) 상태인 스캔 라인 중 선택된 스캔 라인에 접지 전압을 인가하는 스캔 구동부(10)로 구성한다.
도6은 상기 구동 IC(31)의 상세 구성을 도시한 것으로, 다수의 스위칭 수단(SWa~SWd)으로 구성되고, 외부의 제어신호(미도시)에 의해 상기 스위칭 수단이 제어되어 소정의 양의 전압(VD)을 갖는 데이터 펄스 또는 음의 전압(-Vr)을 갖는 리셋 펄스를 패널(20)의 데이터 라인으로 출력한다.
여기서, 스캔 구동부(10)를 구성하고 있는 다수의 스위칭 수단 및 구동 IC(31)를 구성하고 있는 다수의 스위칭 수단은 구동 장치에 구성된 제어부(미도시)에서 출력한 소정의 스위칭 제어신호에 의해 온/오프된다. 또한, 스캔 구동부(10)의 각 스위칭 수단으로 인가되는 제어신호는 기본적으로 오프 스위칭 제어신호가 인가된 상태로 스캔 라인은 플로팅 상태가 되고, 선택된 스캔 라인에 한하여 소정 시간 동안 온 스위칭 제어신호가 입력되어 그 선택된 스캔 라인에 접지 전압을 인가한다.
도7은 본 발명에 대한 구동 파형을 도시한 것으로, 도시된 바와 같이 본 발명의 구동 방법은 다수의 데이터 라인(D1~Dm)에 양의 전압(VD)을 갖는 데이터 펄스를 인가하는 단계와, 상기 데이터 펄스가 인가되는 시간 동안 플로팅(floating) 상태의 스캔 라인들(스캔라인1~스캔라인N) 중에서 선택된 스캔 라인에 접지 전압을 인가하는 단계와, 상기 과정을 모든 스캔 라인에 대해 순차적으로 수행한 후 모든 데이터 라인에 음의 전압(-Vr)을 갖는 리셋 펄스를 인가하고, 그 리셋 펄스가 인가되는 시간 동안 모든 스캔 라인에 접지 전압을 인가하는 단계로 이루어진다.
상기 리셋펄스는 전자잉크 표시소자가 온되면 전원을 오프하더라도 전하의 움직임이 없기 때문에 그대로 온상태가 유지되고, 다음 프레임으로 입력되는 데이터를 구동하기 위해 온상태인 셀을 블랙 상태로 유지하는 역할을 수행한다.
그럼, 이러한 단계로 이루어진 본 발명에 대한 동작을 도5와 도6을 참고하여 상세히 설명한다.
먼저, 외부에서 셀을 구동하기 위해 프레임 데이터가 입력되면 데이터 구동부(30)의 각 구동 IC(31)는 셀을 구동하기 위한 데이터 펄스를 데이터 라인으로 출력한다. 즉, 외부에서 입력된 스위칭 제어신호에 의해 소정 시간 동안 SWa를 온시킨 후 오프 시켜 VD 전압을 출력하고, SWb와 SWc를 온시켜서 접지 전압(GND)을 출력하여 VD 전압 레벨을 갖는 데이터 펄스를 데이터 라인으로 인가한다.
상기 데이터가 인가된 셀을 구동시키기 위해, 예를 들어 첫 번째 스캔라인(스캔 라인1)과 연결된 셀들을 구동시키기 위해, 상기 데이터 펄스가 인가된 시간 동안 스캔 구동부(10)의 SW1을 온시켜서 플로팅 상태에 있는 스캔 라인들 중에서 첫 번째 스캔 라인에만 접지 전압을 인가한다. 상기 동일한 시간 동안 다수의 데이터 라인에 데이터 펄스가 인가되고, 첫 번째 스캔 라인에 접지 전압이 인가되면 그 첫 번째 스캔 라인에 연결된 셀들에 VD의 전압이 인가되어 소정의 데이터를 표시하게 된다.
또한, 상기 데이터 펄스가 인가되는 시간 동안 선택된 스캔 라인 이외의 다른 스캔 라인들은 모두 플로팅 상태로 있기 때문에 기존의 수동 구동 방식과는 달리 선택되지 않은 셀들에 어떠한 전압도 인가되지 않는다.
이러한 과정이 첫 번째 스캔 라인(스캔라인1)부터 마지막 스캔 라인(스캔라인N)까지 순차적으로 수행되고, 즉, 입력된 한 프레임에 대한 데이터를 모두 표시하고, 그 다음으로 입력되는 프레임에 대한 데이터를 표시하기 위해 모든 셀들을 블랙 상태로 만들 음의 전압을 인가하다.
상의 모든 셀들에 음의 전압을 인가하는 과정을 설명하면, 소정 시간동안 모든 데이터 라인에 음의 전압(-Vr)을 갖는 리셋 펄스를 인가하고, 그 리셋 펄스가 인가되는 시간 동안 모든 스캔 라인에 접지 전압을 인가하여 패널(20)을 구성하고 있는 모든 셀에 음의 전압을 인가한다. 다시 말해, 모든 셀이 입력된 한 프레임 데이터에 의해 구동된 후 구동 IC(31)의 SWb와 SWd을 소정 시간 동안 온/오프시켜 소정의 음의 전압(-Vr)을 출력하고, 연속하여 SWb와 SWc을 온시켜 접지 전압을 출력하여 -Vr 레벨을 갖는 리셋펄스를 모든 데이터 라인에 인가하고, 상기 리셋펄스가 인가되는 시간 동안 스캔 구동부(10)의 모든 스위칭 수단을 온시켜서 모든 스캔 라인에 접지전압을 인가함으로써, 패널(20)을 구성하는 모든 셀에 -Vr의 음의 전압을 인가하고, 이로 인해 모든 셀이 블랙 상태로 전환된다.
이렇듯 본 발명의 구동 방법을 이용하면 수동 매트릭스 형태의 패널을 구동시킬 수 있고, 이로 인해 제조 과정이 간단하여 가격이 저렴해져 가격 경쟁력을 가질 수 있는 장점이 있다.
상기에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 다수의 데이터 라인에 데이터 펄스를 인가하는 시간동안 플로팅 상태인 스캔 라인 중 선택된 스캔라인에 접지전압을 인가하여 그 선택된 스캔라인과 연결된 전자잉크 표시 소자들을 구동하고, 모든 스캔 라인에 대해 상기 과정이 수행되면 모든 데이터 라인과 스캔 라인에 각각 리셋 펄스와 접지 전압을 인가함으로써, 수동 매트릭스 형태의 전자잉크 표시 패널을 구동할 수 있고, 이로 인해 제조 공정이 단순해져 가격이 저렴해지고 패널의 구성을 단순하게 할 수 있는 효과가 있다.
도1은 일반적인 전자잉크 표시소자에 대한 셀 구조를 도시한 단면도.
도2는 동작 전압에 따른 전자잉크 표시소자의 반응을 도시한 예시도.
도3은 일반적인 매트릭스 방식의 구동 파형도.
도4는 도3의 A부분에서 각 전자잉크 표시소자에 걸리는 전압을 비교한 도.
도5는 본 발명을 수행하기 위한 구동 장치에 대한 구성을 도시한 블록도.
도6은 도5의 구동 IC에 대한 상세도.
도7은 본 발명 전자잉크 표시 패널 구동 방법에 대한 구동 파형도.
**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**
10:스캔 구동부 20:전자잉크 표시 패널
30:데이터 구동부 31:구동 IC

Claims (2)

  1. 구동 전압을 인가하는 다수의 데이터 라인과 스캔 라인을 구비한 전자잉크 표시 패널 구동 방법에 있어서,
    상기 다수의 데이터 라인에 데이터 펄스를 인가하는 단계와; 상기 데이터 펄스가 인가되는 시간동안 플로팅(floating) 상태인 스캔 라인들 중 선택된 스캔 라인에 접지전압을 인가하는 단계와; 상기 단계를 모든 스캔 라인에 대해 순차적으로 수행한 후 모든 데이터 라인에 리셋 펄스를 인가하고, 그 리셋 펄스가 인가되는 시간동안 모든 스캔 라인에 접지 전압을 인가하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 전자잉크 표시 패널 구동 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 데이터 펄스는 양의 전압을 갖고, 상기 리셋 펄스는 음의 전압을 갖는 것을 특징으로 하는 전자잉크 표시 패널 구동 방법.
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KR101153644B1 (ko) * 2005-10-11 2012-06-18 엘지전자 주식회사 전자종이 표시패널 구동방법

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