KR20090105630A

KR20090105630A - 전기 영동 표시 장치 및 그 구동 방법

Info

Publication number: KR20090105630A
Application number: KR1020080031199A
Authority: KR
Inventors: 황현식; 박철우; 김주영
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2008-04-03
Filing date: 2008-04-03
Publication date: 2009-10-07
Also published as: CN101551566A; US20090251404A1

Abstract

본 발명의 한 실시예에 따른 제1 및 제2 게이트선, 상기 제1 및 제2 게이트선과 교차하는 데이터선, 상기 제1 게이트선 및 상기 데이터선과 연결되어 있는 제1 화소, 그리고 상기 데이터선을 중심으로 상기 제1 화소의 반대쪽에 위치하며, 상기 제2 게이트선 및 상기 데이터선에 연결되어 있는 제2 화소를 포함한다.

전기 영동 표시 장치, 데이터 구동 집적 회로

Description

전기 영동 표시 장치 및 그 구동 방법{ELECTROPHORECTIC DISPLAY AND DRIVING METHOD THEREOF}

본 발명은 전기 영동 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.

평판형 표시 장치로서 액정 표시 장치(liquid crystal display), 유기 발광 표시 장치(organic light emitting display) 등과 더불어 전기 영동 표시 장치(electrophoretic display, EPD)가 활발히 연구 중이다.

능동형 전기 영동 표시 장치는 전기 영동 물질 및 스위칭 소자를 포함하는 복수의 화소, 스위칭 소자에 신호를 인가하기 위한 게이트선 및 데이터선 등의 신호선, 신호선에 인가할 신호를 생성하는 구동부, 구동부를 제어하기 위한 신호 제어부 등을 포함한다.

구동부는 통상 복수의 집적 회로 칩으로 이루어지는데, 게이트선에 인가될 게이트 신호를 생성하는 게이트 구동부의 경우 집적 회로 칩 대신에 화소 및 신호선이 형성되어 있는 표시판에 집적하는 방법이 일반화되고 있다.

그러나 데이터선에 인가할 데이터 신호를 생성하는 데이터 구동부의 경우 게이트 구동부에 비하여 구조가 다소 복잡하기 때문에 표시판에 집적하기가 어려워서 아직도 집적 회로 칩을 주로 사용하고 있다. 데이터 구동 집적 회로 칩의 경우 그 가격이 만만치 않기 때문에 전기 영동 표시 장치의 제조 원가를 낮추는 데 장애가 된다.

또한, 전기 영동 표시 장치의 데이터 신호에 사용되는 전압이 액정 표시 장치 등 다른 평판 표시 장치에 비하여 고전압이어서 소비 전력이 상대적으로 높다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 전기 영동 표시 장치의 제조 원가를 낮추고 소비 전력을 줄이는 것이다.

본 발명의 한 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치는, 제1 및 제2 게이트선, 상기 제1 및 제2 게이트선과 교차하는 데이터선, 상기 제1 게이트선 및 상기 데이터선과 연결되어 있는 제1 화소, 그리고 상기 데이터선을 중심으로 상기 제1 화소의 반대쪽에 위치하며, 상기 제2 게이트선 및 상기 데이터선에 연결되어 있는 제2 화소를 포함한다.

상기 전기 영동 표시 장치는, 상기 제1 및 제2 게이트선에 각각 제1 및 제2 게이트 신호를 인가하는 게이트 구동부, 그리고 상기 데이터선에 데이터 전압을 인가하는 데이터 구동부를 더 포함할 수 있다.

상기 데이터 구동부는 적어도 하나의 집적 회로 칩을 포함할 수 있다.

상기 게이트 구동부는, 상기 제1 게이트선에 연결되어 제1 게이트 신호를 인 가하는 제1 부분, 그리고 상기 제2 게이트선에 연결되어 제2 게이트 신호를 인가하는 제2 부분을 포함할 수 있다.

상기 제1 부분 및 제2 부분은 상기 제1 및 제2 화소의 양쪽에 배치될 수 있다.

상기 전기 영동 표시 장치는 상기 제1 화소에 대한 영상 신호와 상기 제2 화소에 대한 영상 신호를 차례로 상기 데이터 구동부에 공급하며, 상기 게이트 구동부의 제1 부분과 제2 부분에 각각 출력 인에이블 신호를 인가하여 상기 제1 및 제2 게이트 신호의 게이트 온 전압 시간을 제어하는 신호 제어부를 더 포함할 수 있다.

상기 전기 영동 표시 장치는, 상기 제1 및 제2 게이트선과 나란한 제3 및 제4 게이트선, 상기 제3 게이트선과 상기 데이터선에 연결되어 있는 제3 화소, 그리고 상기 제4 게이트선과 상기 데이터선에 연결되어 있으며, 상기 데이터선을 중심으로 상기 제3 화소의 반대 쪽에 위치하는 제4 화소를 더 포함할 수 있다.

상기 제3 게이트선은 상기 게이트 구동부의 상기 제1 부분에 연결되고, 상기 제4 게이트선은 상기 게이트 구동부의 상기 제2 부분에 연결될 수 있다.

상기 게이트 구동부는 상기 제1 게이트선, 상기 제2 게이트선, 상기 제4 게이트선, 상기 제3 게이트선의 순서대로 게이트 온 전압을 인가할 수 있다. 이때 상기 데이터 구동부는 상기 제1 화소, 상기 제2 화소, 상기 제4 화소, 상기 제3 화소의 순서로 데이터 전압을 인가할 수 있다.

상기 제2 화소와 상기 제4 화소에 대한 데이터 전압의 차이는 상기 제2 화소와 상기 제3 화소에 대한 데이터 전압의 차이보다 작을 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치는, 홀수 번째 화소와 짝수 번째 화소를 각각 포함하는 복수의 화소 행을 포함하는 복수의 화소, 상기 홀수 번째 화소와 연결되어 있으며 제1 게이트 신호를 전달하는 복수의 제1 게이트선, 상기 짝수 번째 화소와 연결되어 있으며 제2 게이트 신호를 전달하는 복수의 제2 게이트선, 상기 제1 및 제2 게이트선과 교차하며 각각의 화소행에서 홀수 번째 화소와 짝수 번째 화소 양자에 연결되어 있는 복수의 데이터선, 상기 제1 및 제2 게이트선에 각각 상기 제1 및 제2 게이트 신호를 인가하는 게이트 구동부, 그리고 상기 데이터선에 데이터 전압을 인가하며 적어도 하나의 집적 회로 칩을 포함하는 데이터 구동부을 포함한다.

상기 게이트 구동부는 복수의 제1 전게이트 신호와 제2 전게이트 신호를 생성하고, 상기 제1 전게이트 신호와 상기 제2 전게이트 신호는 쌍을 이루어 서로 동일하고, 상기 게이트 구동부는 각 쌍의 제1 및 제2 전게이트 신호에서 상기 제1 전게이트 신호를 제1 출력 인에이블 신호에 따라 조절하여 상기 제1 게이트 신호를 생성하고, 상기 제2 전게이트 신호를 제2 출력 인에이블 신호에 따라 조절하여 상기 제2 게이트 신호를 생성할 수 있다.

상기 각 화소 행에서 홀수 번째 화소와 짝수 번째 화소의 데이터 전압 인가 순서는 해당 화소 행의 홀수 번째 화소에 대한 데이터 전압 평균 및 짝수 번째 화소에 대한 데이터 전압 평균과 이전 화소 행의 홀수 번째 화소 또는 짝수 번째 화소에 인가된 데이터 전압의 평균과의 차이로 결정될 수 있다.

본 발명의 한 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치의 구동 방법은, 게이트 구 동부의 제1 부분을 통해 제1 게이트선에 게이트 온 전압을 인가하고 데이터선에 데이터 전압을 인가하여 홀수 번째 화소에 데이터 전압을 충전하는 단계, 그리고 상기 게이트 구동부의 제2 부분을 통해 제2 게이트선에 상기 게이트 온 전압을 인가하고 상기 데이터선에 데이터 전압을 인가하여 짝수 번째 화소에 데이터 전압을 충전하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 전기 영동 표시 장치의 구동 방법은, 게이트 온 전압 구간을 각각 포함하는 제1 및 제2 전게이트 신호를 생성하는 단계, 상기 제1 전게이트 신호의 게이트 온 전압 구간을 제1 출력 인에이블 신호로 제한하여 제1 게이트 신호를 생성하는 단계, 그리고 상기 제2 전게이트 신호의 게이트 온 전압 구간을 제2 출력 인에이블 신호로 제한하여 제2 게이트 신호를 생성하는 단계를 더 포함하며, 상기 제1 게이트 신호는 상기 제1 게이트선에 인가되고, 상기 제2 게이트 신호는 상기 제2 게이트선에 인가되며, 상기 제1 게이트 신호의 게이트 온 전압 구간과 상기 제2 게이트 신호의 게이트 온 전압 구간은 서로 다를 수 있다.

상기 제1 전게이트 신호와 상기 제2 전게이트 신호는 서로 동일할 수 있다.

상기 제1 출력 인에이블 신호와 상기 제2 출력 인에이블 신호의 파형은 상기 홀수 번째 화소에 대한 데이터 전압 평균 및 상기 짝수 번째 화소에 대한 데이터 전압 평균과 이전 화소 행의 홀수 번째 화소 또는 짝수 번째 화소에 인가된 데이터 전압 평균과의 차이로 결정될 수 있다.

상기 전기 영동 표시 장치의 구동 방법은, 현재 행의 홀수 번째 화소에 대한 영상 신호의 평균인 제1 평균을 구하는 단계, 상기 현재 행의 짝수 번째 화소에 대 한 영상 신호의 평균인 제2 평균을 구하는 단계, 상기 제1 평균 및 상기 제2 평균과 이전 화소행의 홀수 번째 화소 또는 짝수 번째 화소에 대한 영상 신호의 평균인 제3 평균의 차이를 구하는 단계, 그리고 상기 제1 및 제2 평균과 상기 제3 평균의 차이에 따라 상기 현재 행의 홀수 번째 화소와 짝수 번째 화소의 데이터 전압 인가 순서를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 전기 영동 표시 장치의 구동 방법은, 상기 결정된 데이터 전압 인가 순서에 따라 상기 현재 행의 홀수 번째 화소와 짝수 번째 화소에 대한 영상 신호를 출력하는 단계, 그리고 상기 결정된 데이터 전압 인가 순서에 따라 상기 제1 및 제2 출력 인에이블 신호의 파형을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

이와 같이 하면, 데이터 구동용 집적 회로 칩의 수효가 적어서 제조 원가가 낮아질 뿐 아니라 소비 전력이 줄어든다.

그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.

이제 본 발명의 한 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치에 대하여 도 1 내지 도 4를 참고하여 상세하게 설명한다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치의 블록도이고, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치에서 한 화소의 등가 회로도이며, 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치의 개략적인 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치는 표시판부(panel unit)(300), 게이트 구동부(401, 402), 데이터 구동부(500) 및 신호 제어부(600)를 포함한다.

도 1 내지 도 3의 등가 회로로 볼 때, 표시판부(300)는 복수의 신호선(G₁-G_2n, D₁-D_m)과 이에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(pixel)(PX)를 포함한다. 한편, 도 3 및 도 4에 도시한 구조로 볼 때 표시판부(300)는 서로 마주하는 하부 표시판(100), 상부 표시판(200) 및 그 사이에 들어 있는 전기 영동층(3)을 포함한다.

신호선은 게이트 신호를 전달하는 복수의 게이트선(G₁-G_2n)과 데이터 전압을 전달하는 데이터선(D₁-D_m)을 포함한다.

게이트선(G₁-G_2n)은 대략 행 방향으로 뻗어 있으며 그 수효는 화소(PX) 행 수의 두 배이다. 게이트선(G₁-G_2n)은 하나의 화소(PX) 행 당 두 개씩 짝을 지어 해당 화소 행의 아래 위에 하나씩 배치되어 있거나(도 1) 아래 쪽에 모두 배치되어 있다(도 2). 그러나 게이트선(G₁-G_2n)은 해당 화소 행의 위쪽에 모두 배치될 수도 있다.

데이터선(D₁-D_m)은 대략 열 방향으로 뻗어 있으며 수효는 화소(PX) 열 수의 절반이다. 데이터선(D₁-D_m)은 두 개의 화소 열 당 하나씩 두 화소 행의 중간에 배치되어 있는데, 예를 들면, 홀수 번째 화소 열과 그 다음 짝수 번째 화소 열의 사이에 위치한다.

데이터선(D₁-D_m)의 좌우에 위치한 홀수 번째 열의 화소(PX)와 짝수 번째 열의 화소(PX)는 동일한 데이터선(D₁-D_m)에 연결되어 있다. 또한, 홀수 번째 열의 화소(PX)와 짝수 번째 열의 화소(PX)는 서로 다른 게이트선(G₁-G_2n)에 연결되어 있는데, 예를 들면 홀수 번째 열의 화소(PX)는 홀수 번째 게이트선(G₁, G₃, ..., G_2n _-1)에, 짝수 번째 열의 화소(PX)는 짝수 번째 게이트선(G₂, G₄, ..., G_2n)에 연결되어 있다.

도 3을 참고하면, 각 화소(PX)는 스위칭 소자(Q)와 전기 영동 축전기(electrophoretic capacitor)(Cep) 및 유지 축전기(storage capacitor)(Cst)를 포함한다.

도 3에는 i번째(i=1, 2, …, n) 화소 행에서 j번째(j=1, 2, …, m) 데이터선(D_j)에 연결되어 있는 두 개의 화소[PX(i,2j-1), PX(i,2j)]가 도시되어 있는데 (2j-1)번째 열의 화소[PX(i,2j-1)] 및 2j번째 열의 화소[PX(i,2j)]이며, 두 화소[PX(i,2j-1), PX(i,2j)]의 위와 아래에는 각각 게이트선(G_2i _-1, G_ii)이 배치되어 있다. 화소[PX(i,2j-1)]에 속하는 부분들은 도면 부호 뒤에 (i,2j-1)을 붙였고, 화소[PX(i,2j)]에 속하는 부분들은 도면 부호 뒤에 (i,2j)를 붙였다.

스위칭 소자(Q)는 하부 표시판(100)에 구비되어 있는 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자로서, 그 제어 단자는 게이트선(G_2i-1, G_ii)에, 입력 단자는 데이터선(D_j)에, 출력 단자는 전기 영동 축전기(Cep) 및 유지 축전기(Cst)에 각각 연결되어 있다. 도 3에서 화소[PX(i,2j-1)]의 스위칭 소자[Q(i,2j-1)]는 게이트선(G_2i _-1) 및 데이터선(D_j)에 연결되어 있고, 화소[PX(i,2j)]의 스위칭 소자[Q(i,2j)]는 게이트선(G_2i) 및 데이터선(D_j)에 연결되어 있다.

전기 영동 축전기(Cep)는 하부 표시판(100)의 화소 전극(pixel electrode)(191)과 상부 표시판(200)의 공통 전극(common electrode)(270)을 두 단자로 하며, 두 전극(191, 270) 사이의 전기 영동층(3)은 유전체로서 기능한다. 화소 전극(191)은 스위칭 소자(Q)와 연결되며 공통 전극(270)은 상부 표시판(200)의 전면에 형성되어 있고 공통 전압(Vcom)을 인가 받는다.

도 4에 도시한 것처럼, 전기 영동층(3)은 예를 들면 흰색 대전 입자(31)와 검은 색 대전 입자(33) 및 투명 유전 유체(35)를 포함할 수 있다. 흰색 입자(31)와 검은 색 입자(31, 33)는 서로 반대의 전하로 대전되어 있다. 대전 입자(31, 33)와 투명 유전 유체(35)는 미세 캡슐(micro capsule)에 봉입되어 있을 수 있다.

전기 영동 축전기(Cep)의 보조적인 역할을 하는 유지 축전기(Cst)는 하부 표시판(100)에 구비된 별개의 신호선(도시하지 않음)과 화소 전극(191)이 절연체를 사이에 두고 중첩되어 이루어지며 이 별개의 신호선에는 공통 전압(Vcom) 따위의 정해진 전압이 인가된다. 그러나 유지 축전기(Cst)는 화소 전극(191)이 절연체를 매개로 바로 위의 전단 게이트선(G_i _-1)과 중첩되어 이루어질 수 있다. 유지 축전기(Cst)는 필요에 따라 생략할 수 있다.

다시 도 1 및 도 2를 참고하면, 게이트 구동부(401, 402)는 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진 게이트 신호를 게이트선(G₁-G_2n)에 인가한다. 게이트 구동부(401, 402)는 표시판부(300)의 좌우 가장자리에 배치되어 있는 두 개의 부분(401, 402)를 포함한다. 왼쪽 부분(401)는 홀수 번째 게이트선(G₁, G₃, ..., G_2n _-1)에 연결되어 있고, 오른쪽 부분(402)는 짝수 번째 게이트선(G₂, G₄, ..., G_2n)에 연결되어 있다. 각각의 부분(401, 402)은 복수의 집적 회로 칩으로 이루어질 수도 있고, 스위칭 소자(Q) 및 신호선(G₁-G_2n, D₁-D_m)과 함께 표시판부(300)에 집적될 수도 있다.

그러나 게이트 구동부(401, 402)는 왼쪽 또는 오른 쪽 중 어느 한쪽에만 있을 수도 있다.

데이터 구동부(500)는 표시판부(300)의 데이터선(D₁-D_m)에 연결되어 있으며 데이터 전압을 화소(PX)에 인가한다. 데이터 구동부(500)는 적어도 하나의 집적 회로 칩을 포함하는데 데이터선(D₁-D_m)의 수효가 화소 열의 수효의 반이므로 칩의 수효 또한 절반이 된다.

게이트 구동부(401, 402)가 집적 회로 칩으로 이루어진 경우 데이터 구동부(500)의 칩 수효가 줄어드는 대신 게이트 구동부(401, 402)의 칩 수효가 늘어나지만, 게이트 구동용 칩은 데이터 구동용 칩에 비하여 구조가 간단하기 때문에 그 가격이 훨씬 싸기 때문에 전체 비용은 그만큼 줄어들게 된다.

신호 제어부(600)는 게이트 구동부(401, 402), 데이터 구동부(500) 등의 동작을 제어한다.

그러면 이러한 전기 영동 표시 장치의 동작에 대하여 도 5 내지 도 9를 참고하여 상세하게 설명한다.

도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치의 신호 파형도이고, 도 6 내지 도 9는 도 5에 따른 전기 영동 표시 장치에서 게이트 구동부 및 화소의 동작 원리를 보여주는 개략도이다.

신호 제어부(600)는 외부의 그래픽 제어기(도시하지 않음)로부터 입력 영상 신호(Din) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호(ICON)를 수신한다. 입력 영상 신호(Din)는 각 화소(PX)의 휘도(luminance) 정보를 담고 있으며 휘도는 정해진 수효, 예를 들면 1024(=2¹⁰), 256(=2⁸) 또는 64(=2⁶) 개의 계조(gray)를 가지고 있다. 입력 제어 신호(ICON)의 예로는 수직 동기 신호와 수평 동기 신호, 메인 클록 신호, 데이터 인에이블 신호 등이 있다.

신호 제어부(600)는 각 화소 행에 대한 입력 영상 신호(Din)를 홀수 번째 화소 열에 대응하는 것(앞으로 "홀수 번째 영상 신호"라 함)과 짝수 번째 화소 열로 대응하는 것(앞으로 "짝수 번째 영상 신호"라 함)으로 구분하는 한편, 입력 제어 신호(ICON)에 기초하여 영상 신호(Din)를 표시판부(300)의 동작 조건에 맞게 적절히 처리한다. 이와 동시에 신호 제어부(600)는 게이트 제어 신호(CONT1) 및 데이터 제어 신호(CONT2) 등을 생성한다. 신호 제어부(600)는 게이트 제어 신호(CONT1)를 게이트 구동부(401, 402)로 내보내고 데이터 제어 신호(CONT2)와 처리한 영상 신호(Dout)는 데이터 구동부(500)로 내보낸다. 이때, 영상 신호(Dout)는 홀수 번째 영상 신호 묶음과 짝수 번째 영상 신호 묶음을 따로 내보내는데, 예를 들면 홀수 번째 영상 신호를 모두 출력한 다음, 짝수 번째 영상 신호를 출력한다.

게이트 제어 신호(CONT1)는 게이트 시작을 지시하는 주사 시작 신호(STV)와 게이트 신호의 게이트 온 전압(Von)의 출력 시기를 제어하는 적어도 하나의 클록 신호, 그리고 게이트 온 전압(Von)의 지속 시간을 정의하는 출력 인에이블 신호(OE1, OE2)를 포함한다. 도 1 및 도 2에서처럼, 게이트 구동부(401, 402)가 두 부분(401, 402)으로 나누어져 있는 경우에는 두 부분(401, 402)에 입력되는 주사 시작 신호(STV) 및 클록 신호는 동일할 수 있으나 출력 인에이블 신호(OE1, OE2)는 서로 다르다.

데이터 제어 신호(CONT2)는 한 묶음의 영상 신호(Dout)의 전송을 알리는 수평 동기 시작 신호(STH)와 데이터선(D₁-D_m)에 데이터 전압을 인가하라는 로드 신호(LOAD) 및 데이터 클록 신호(HCLK) 등을 포함한다.

신호 제어부(600)로부터의 데이터 제어 신호(CONT2)에 따라, 데이터 구동부(500)는 홀수 번째 영상 신호(Dout) 또는 짝수 번째 영상 신호(Dout)를 데이터 전압으로 변환한 다음, 이를 해당 데이터선(D₁-D_m)에 인가한다.

게이트 구동부(401, 402)는 신호 제어부(600)로부터의 게이트 제어 신호(CONT1)에 따라 게이트 온 전압(Von)을 게이트선(G₁-G_2n)에 인가한다. 앞서 설명했듯이 두 부분(401, 402)은 교대로 게이트선(G₁-G_2n)에 연결되어 있는데, 예를 들면 도 5에 나와 있는 첫 번째, 세 번째 게이트선(G₁, G₃)에 대한 게이트 신호(g1, g3)는 왼쪽 부분(401)이 인가하고, 두 번째, 네 번째 게이트선(G2, G4)에 대한 게이트 신호(g2, g4)는 오른쪽 부분(402)이 인가한다.

각 부분(401, 402)이 만들어내는 출력 전 게이트 신호(gp1, gp2, gp3, gp4)는 통상의 게이트 신호와 동일하다. 그리고 두 부분(401, 402)에서 만들어내는 출력 전 게이트 신호(gp1, gp2, gp3, gp4)는 서로 동일하다. 즉 첫 번째 게이트선(G₁)에 대한 출력 전 게이트 신호(gp1)와 두 번째 게이트선(G₂)에 대한 출력 전 게이트 신호(gp2)가 서로 동일하고, 세 번째 게이트선(G₃)에 대한 출력 전 게이트 신호(gp3)와 네 번째 게이트선(G₄)에 대한 출력 전 게이트 신호(gp2)가 서로 동일하다. 그러나 신호 제어부(600)에서 보내온 출력 인에이블 신호(OE1, OE2)에 의하여 게이트 온 전압(Von)의 출력 시간이 제한된다. 즉, 홀수 번째 게이트선(G₁, G₃)에 대한 출력 전 게이트 신호(gp1, gp3)는 첫 번째 출력 인에이블 신호(OE1)에 의하여 게이트 온 전압(Von)의 출력 시간이 제한되고, 짝수 번째 게이트선(G₂, G₄)에 대한 출력 전 게이트 신호(gp2, gp4)는 두 번째 출력 인에이블 신호(OE2)에 의하여 게이트 온 전압(Von)의 출력 시간이 제한된다.

도 5에서 첫 번째 출력 인에이블 신호(OE1)는 대략 출력 전 게이트 신호(gp1-gp4)의 게이트 온 전압(Von) 구간 전반부에 고전압이 되고, 두 번째 출력 인에이블 신호(OE2)는 대략 출력 전 게이트 신호(gp1-gp4)의 게이트 온 전압(Von) 구간 후반부에 고전압이 된다. 게이트 온 전압(Von)은 출력 인에이블 신호(OE1, OE2)가 고전압일 경우에만(그 반대일 수도 있다) 출력되도록 되어 있으므로, 홀수 번째 게이트선(G₁, G₃)에 대한 출력 전 게이트 신호(gp1, gp3)의 게이트 온 전압(Von)은 전반부만 출력되고, 짝수 번째 게이트선(G₂, G₄)에 대한 출력 전 게이트 신호(gp2, gp4)의 게이트 온 전압(Von)은 후반부만 출력된다. 그러므로 결국 도 5에 도시한 것과 같은 파형의 게이트 신호(g1, g2, g3, g4)가 만들어진다.

게이트선(G₁-G_2n)에 게이트 온 전압(Von)이 인가되면 이에 연결된 스위칭 소 자(Q)가 턴 온되며 이에 따라 데이터선(D₁-D_m)에 인가된 데이터 전압(Vd)이 턴 온된 스위칭 소자(Q)를 통하여 화소(PX)에 인가된다. 홀수 번째 게이트선(G₁-G_2n _-1)에 게이트 온 전압(Von)이 인가될 때는 홀수 번째 화소에 인가될 데이터 전압(Vd1o, Vd2o)이 데이터선(D₁-D_m)에 흐르며, 반대로 짝수 번째 게이트선(G₂-G_2n)에 게이트 온 전압(Von)이 인가될 때는 짝수 번째 화소에 인가될 데이터 전압(Vd1e, Vd2e)이 데이터선(D₁-D_m)에 흐르며, 이는 신호 제어부(600)의 제어 신호에 따라 이루어진다.

도 6 내지 도 9에는 이러한 과정이 모식적으로 나와 있다. 게이트 구동부(401, 402)는 게이트선(G₁-G₈)과 게이트 온 전압(Von) 사이에 연결되어 있는 스위치(SW1-SW8)들의 집합으로 볼 수 있다.

도 6에 도시한 것처럼, 첫 번째 게이트선(G₁)에 연결되어 있는 스위치(SW1)가 닫히면, 게이트 온 전압(Von)이 첫 번째 화소 행의 홀수 번째 화소에 인가되고 이에 따라 해당하는 데이터 전압[Vd(1,1), Vd(1,3), ..., Vd(1,2m-1)]이 해당 화소에 충전된다.

이어, 도 7을 참고하면, 첫 번째 게이트선(G₁)에 연결되어 있는 스위치(SW1)가 열리고, 두 번째 게이트선(G₂)에 연결되어 있는 스위치(SW2)가 닫힌다. 그러면, 게이트 온 전압(Von)이 첫 번째 화소 행의 짝수 번째 화소에 인가되고 이에 따라 해당하는 데이터 전압[Vd(1,2), Vd(1,4), ..., Vd(1,2m)]이 해당 화소에 충전된다.

다음, 도 8을 참고하면, 두 번째 게이트선(G₂)에 연결되어 있는 스위치(SW2)가 열리고 세 번째 게이트선(G₃)에 연결되어 있는 스위치(SW3)가 닫힌다. 그러면 게이트 온 전압(Von)이 두 번째 화소 행의 홀수 번째 화소에 인가되고 이에 따라 해당하는 데이터 전압[Vd(2,1), Vd(2,3), ..., Vd(2,2m-1)]이 해당 화소에 충전된다.

세 번째 게이트선(G₁)에 연결되어 있는 스위치(SW3)가 열리고, 네 번째 게이트선(G₄)에 연결되어 있는 스위치(SW4)가 닫히면, 도 9에 도시한 것처럼, 두 번째 화소 행의 짝수 번째 화소에 게이트 온 전압(Von)이 인가되어 해당하는 데이터 전압[Vd(2,2), Vd(2,4), ..., Vd(2,2m)]이 충전된다.

이러한 과정을 반복함으로써 모든 게이트선(G₁-G_2n)에 대하여 게이트 온 전압(Von)을 인가하고 모든 화소(PX)에 데이터 전압(Vd)을 인가할 수 있다.

전기 영동 축전기(Cep)에 데이터 전압(Vd)이 인가되면, 대전 입자(31, 33)의 위치가 바뀌는데 이는 데이터 전압(Vd)의 크기, 극성 및 인가 시간 등에 의존한다.

예를 들어, 흰색 대전 입자(31)가 공통 전극(270)에 가까이 위치하는 경우 전기 영동 표시 장치는 흰색을 표시하며, 반대로 검은색 대전 입자(33)가 공통 전극(270)에 가까이 위치하는 경우 전기 영동 표시 장치는 검은색을 표시한다. 또한 흰색 및 검은색 대전 입자(31, 33)가 마이크로 캡슐(30)의 가운데에 위치하는 경우 회색을 표시할 수도 있다. 이와 같이 전기 영동 표시 장치는 대전 입자(31, 33)의 위치를 변화시켜 다양한 계조의 영상을 외부로 표시할 수 있다.

그러면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치의 동작에 대하여 도 10을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치의 파형도이다.

전기 영동 표시 장치에서 대전 입자(31, 33)를 이동시키기 위해서는 높은 전압이 필요하다. 그러므로 데이터선(D₁-D_m)에 인가되는 전압도 높아서 소비 전력이 큰데, 특히, 화소 행이 바뀔 때 데이터 전압(Vd)이 많이 차이 나는 경우 더욱 소비 전력이 커진다. 따라서 행을 바꿀 때 될 수 있으면 데이터 전압(Vd)의 차이가 적게 나도록 홀수 번째 화소와 짝수 번째 화소의 전압 인가 순서를 결정할 수 있다. 예를 들어 첫 번째 화소행의 짝수 번째 화소에 인가된 데이터 전압(Vd)의 평균을 두 번째 화소행의 홀수 번째 화소에 인가될 데이터 전압(Vd)의 평균 및 짝수 번째 화소에 인가될 데이터 전압(Vd)의 평균과 비교할 때, 두 번째 화소행의 짝수 번째 화소에 인가될 평균 전압과의 차가 더 작다면, 두 번째 화소행에 데이터 전압(Vd)을 인가할 때 짝수 번째 화소부터 데이터 전압(Vd)을 인가한 다음 홀수 번째 화소에 데이터 전압(Vd)을 인가할 수 있다.

이는 신호 제어부(600)에서 입력 영상 신호(Din)를 받아 홀수 번째 영상 신호의 평균과 짝수 번째 영상 신호의 평균을 계산한 다음 이전 행에서 뒤에 인가된 짝수 번째 또는 홀수 번째 영상 신호의 평균과 비교함으로써, 결정될 수 있다. 신호 제어부(600)는 이 비교 결과를 토대로 전압 인가 순서를 정하고 이에 맞는 출력 인에이블 신호(OE1, OE2)의 파형을 결정하여 내보낸다.

도 10은 두 번째 화소행에서 짝수 번째 화소에 먼저 데이터 전압(Vd)이 인가되고 그 다음에 홀수 번째 화소에 데이터 전압(Vd)이 인가되는 예를 보여 주는 파형도이다.

도 10을 참고하면, 첫 번째 화소 행에 대해서는 홀수 번째 화소에 대한 데이터 전압이 먼저 인가되고, 짝수 번째 화소에 대한 데이터 전압이 먼저 인가된다.

신호 제어부(600)는 두 번째 화소 행에서 홀수 번째 영상 신호의 평균과 짝수 번째 영상 신호의 평균을 계산한다. 신호 제어부(600)는 두 개의 평균을 첫 번째 화소 행의 짝수 번째 영상 신호의 평균과 각각 비교한 후 두 번째 화소 행의 짝수 번째 영상 신호의 평균이 첫 번째 화소 행의 짝수 번째 영상 신호의 평균과 더 가깝다는 판단을 내릴 수 있다.

이 경우 신호 제어부(600)는 두 번째 화소 행에서 짝수 번째 영상 신호를 홀수 번째 영상 신호보다 먼저 데이터 구동부(500)로 보내고 첫 번째 출력 인에이블 신호(OE1)와 두 번째 출력 인에이블 신호(OE2)의 파형을 서로 바꾼다.

그러면 두 번째 출력 인에이블 신호(OE2)의 고전압 구간이 첫 번째 출력 인에이블 신호(OE1)의 고전압 구간보다 먼저 시작되고, 이에 따라 두 번째 화소 행에 대한 두 게이트 신호(g3, g4) 중에서 짝수 번째 화소에 대한 게이트 신호(g4)가 먼저 게이트 온 전압(Von)이 되고, 홀수 번째 화소에 대한 게이트 신호(g3)는 그 다음에 게이트 온 전압(Von)이 된다.

이와 같은 과정을 통하여 각 화소 행의 홀수 번째 화소와 짝수 번째 화소의 데이터 전압 인가 순서를 조절함으로써 소비 전력을 줄일 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치의 블록도이다.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치에서 한 화소의 등가 회로도이다.

도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치의 개략적인 단면도이다.

도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치의 파형도이다.

도 6 내지 도 9는 도 5에 따른 전기 영동 표시 장치에서 게이트 구동부 및 화소의 동작 원리를 보여주는 개략도이다.

Claims

제1 및 제2 게이트선,

상기 제1 및 제2 게이트선과 교차하는 데이터선,

상기 제1 게이트선 및 상기 데이터선과 연결되어 있는 제1 화소, 그리고

상기 데이터선을 중심으로 상기 제1 화소의 반대쪽에 위치하며, 상기 제2 게이트선 및 상기 데이터선에 연결되어 있는 제2 화소

를 포함하는 전기 영동 표시 장치.
제1항에서,

상기 제1 및 제2 게이트선에 각각 제1 및 제2 게이트 신호를 인가하는 게이트 구동부, 그리고

상기 데이터선에 데이터 전압을 인가하는 데이터 구동부

를 더 포함하는 전기 영동 표시 장치.
제2항에서,

상기 데이터 구동부는 적어도 하나의 집적 회로 칩을 포함하는 전기 영동 표시 장치.
제3항에서,

상기 게이트 구동부는,

상기 제1 게이트선에 연결되어 제1 게이트 신호를 인가하는 제1 부분, 그리고

상기 제2 게이트선에 연결되어 제2 게이트 신호를 인가하는 제2 부분

을 포함하는

전기 영동 표시 장치.
제4항에서,

상기 제1 부분 및 제2 부분은 상기 제1 및 제2 화소의 양쪽에 배치되어 있는 전기 영동 표시 장치.
제4항에서,

상기 제1 화소에 대한 영상 신호와 상기 제2 화소에 대한 영상 신호를 차례로 상기 데이터 구동부에 공급하며, 상기 게이트 구동부의 제1 부분과 제2 부분에 각각 출력 인에이블 신호를 인가하여 상기 제1 및 제2 게이트 신호의 게이트 온 전압 시간을 제어하는 신호 제어부를 더 포함하는 전기 영동 표시 장치.
제6항에서,

상기 제1 및 제2 게이트선과 나란한 제3 및 제4 게이트선,

상기 제3 게이트선과 상기 데이터선에 연결되어 있는 제3 화소, 그리고

상기 제4 게이트선과 상기 데이터선에 연결되어 있으며, 상기 데이터선을 중심으로 상기 제3 화소의 반대 쪽에 위치하는 제4 화소

를 더 포함하는 전기 영동 표시 장치.
제7항에서,

상기 제3 게이트선은 상기 게이트 구동부의 상기 제1 부분에 연결되고,

상기 제4 게이트선은 상기 게이트 구동부의 상기 제2 부분에 연결되는

전기 영동 표시 장치.
제8항에서,

상기 게이트 구동부는 상기 제1 게이트선, 상기 제2 게이트선, 상기 제4 게이트선, 상기 제3 게이트선의 순서대로 게이트 온 전압을 인가하는 전기 영동 표시 장치.
제9항에서,

상기 데이터 구동부는 상기 제1 화소, 상기 제2 화소, 상기 제4 화소, 상기 제3 화소의 순서로 데이터 전압을 인가하는 전기 영동 표시 장치.
제10항에서,

상기 제2 화소와 상기 제4 화소에 대한 데이터 전압의 차이는 상기 제2 화소 와 상기 제3화소에 대한 데이터 전압의 차이보다 적은

전기 영동 표시 장치.
홀수 번째 화소와 짝수 번째 화소를 각각 포함하는 복수의 화소 행을 포함하는 복수의 화소,

상기 홀수 번째 화소와 연결되어 있으며 제1 게이트 신호를 전달하는 복수의 제1 게이트선,

상기 짝수 번째 화소와 연결되어 있으며 제2 게이트 신호를 전달하는 복수의 제2 게이트선,

상기 제1 및 제2 게이트선과 교차하며 각각의 화소행에서 홀수 번째 화소와 짝수 번째 화소 양자에 연결되어 있는 복수의 데이터선,

상기 제1 및 제2 게이트선에 각각 상기 제1 및 제2 게이트 신호를 인가하는 게이트 구동부, 그리고

상기 데이터선에 데이터 전압을 인가하며 적어도 하나의 집적 회로 칩을 포함하는 데이터 구동부

을 포함하는 전기 영동 표시 장치.
제12항에서,

상기 게이트 구동부는 복수의 제1 전게이트 신호와 제2 전게이트 신호를 생성하고,

상기 제1 전게이트 신호와 상기 제2 전게이트 신호는 쌍을 이루어 서로 동일하고,

상기 게이트 구동부는 각 쌍의 제1 및 제2 전게이트 신호에서 상기 제1 전게이트 신호를 제1 출력 인에이블 신호에 따라 조절하여 상기 제1 게이트 신호를 생성하고, 상기 제2 전게이트 신호를 제2 출력 인에이블 신호에 따라 조절하여 상기 제2 게이트 신호를 생성하는

전기 영동 표시 장치.
제13항에서,

상기 각 화소 행에서 홀수 번째 화소와 짝수 번째 화소의 데이터 전압 인가 순서는 해당 화소 행의 홀수 번째 화소에 대한 데이터 전압 평균 및 짝수 번째 화소에 대한 데이터 전압 평균과 이전 화소 행의 홀수 번째 화소 또는 짝수 번째 화소에 인가된 데이터 전압의 평균과의 차이로 결정되는 전기 영동 표시 장치.
게이트 구동부의 제1 부분을 통해 제1 게이트선에 게이트 온 전압을 인가하고 데이터선에 데이터 전압을 인가하여 홀수 번째 화소에 데이터 전압을 충전하는 단계, 그리고

상기 게이트 구동부의 제2 부분을 통해 제2 게이트선에 상기 게이트 온 전압을 인가하고 상기 데이터선에 데이터 전압을 인가하여 짝수 번째 화소에 데이터 전압을 충전하는 단계

를 포함하는 전기 영동 표시 장치의 구동 방법.
제15항에서,

게이트 온 전압 구간을 각각 포함하는 제1 및 제2 전게이트 신호를 생성하는 단계,

상기 제1 전게이트 신호의 게이트 온 전압 구간을 제1 출력 인에이블 신호로 제한하여 제1 게이트 신호를 생성하는 단계, 그리고

상기 제2 전게이트 신호의 게이트 온 전압 구간을 제2 출력 인에이블 신호로 제한하여 제2 게이트 신호를 생성하는 단계

를 더 포함하며,

상기 제1 게이트 신호는 상기 제1 게이트선에 인가되고,

상기 제2 게이트 신호는 상기 제2 게이트선에 인가되며,

상기 제1 게이트 신호의 게이트 온 전압 구간과 상기 제2 게이트 신호의 게이트 온 전압 구간은 서로 다른

전기 영동 표시 장치의 구동 방법.
제16항에서,

상기 제1 전게이트 신호와 상기 제2 전게이트 신호는 서로 동일한 전기 영동 표시 장치의 구동 방법.
제16항에서,

상기 제1 출력 인에이블 신호와 상기 제2 출력 인에이블 신호의 파형은 상기 홀수 번째 화소에 대한 데이터 전압 평균 및 상기 짝수 번째 화소에 대한 데이터 전압 평균과 이전 화소 행의 홀수 번째 화소 또는 짝수 번째 화소에 인가된 데이터 전압 평균과의 차이로 결정되는 영동 표시 장치의 구동 방법.
제16항에서,

현재 행의 홀수 번째 화소에 대한 영상 신호의 평균인 제1 평균을 구하는 단계,

상기 현재 행의 짝수 번째 화소에 대한 영상 신호의 평균인 제2 평균을 구하는 단계,

상기 제1 평균 및 상기 제2 평균과 이전 화소행의 홀수 번째 화소 또는 짝수 번째 화소에 대한 영상 신호의 평균인 제3 평균의 차이를 구하는 단계, 그리고

상기 제1 및 제2 평균과 상기 제3 평균의 차이에 따라 상기 현재 행의 홀수 번째 화소와 짝수 번째 화소의 데이터 전압 인가 순서를 결정하는 단계

를 더 포함하는 영동 표시 장치의 구동 방법.
제19항에서,

상기 결정된 데이터 전압 인가 순서에 따라 상기 현재 행의 홀수 번째 화소와 짝수 번째 화소에 대한 영상 신호를 출력하는 단계, 그리고

상기 결정된 데이터 전압 인가 순서에 따라 상기 제1 및 제2 출력 인에이블 신호의 파형을 결정하는 단계

를 더 포함하는 영동 표시 장치의 구동 방법.