KR101036334B1 - 전기 영동성을 이용한 표시 방법 및 장치 - Google Patents

전기 영동성을 이용한 표시 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

전기 영동성을 이용하는 표시 방법 및 장치가 개시된다. 본 발명에 따른 전기 영동성을 이용한 표시 방법은, (a) 대상 영역에서 존재하고 전하를 갖는 입자에 제1 전기장을 인가하여 상기 입자를 제1 위치로 위치시킴으로써 상기 대상 영역 상에 시각적 정보를 표시하는 단계 - 상기 입자는 용매에 분산됨 -, 및 (b) 상기 입자에 대하여 제2 전기장을 인가하여 상기 입자를 제2 위치로 이동시켜 상기 입자가 상기 제1 위치에서 상기 제2 위치로 이동함에 따라 발생하는 전류의 세기 또는 방향을 참조하여 상기 입자의 상기 제1 위치에 관한 정보를 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

전기 영동성을 이용한 표시 방법 및 장치{DISPLAY METHOD AND DEVICE USING ELECTROPHORESIS CHARACTERISTICS}
본 발명은 전기 영동성을 이용한 표시 방법 및 표시 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 전하 또는 자성을 갖고 특정 컬러를 나타내는 하나 이상의 입자에 전기장 또는 자기장을 인가하여 입자를 소정의 표시 위치로 이동시켜 표시 장치 상에 소정의 시각적 정보를 표시해 놓은 상태에서, 입자에 대하여 인가되는 측정용 전기장에 의해 입자가 표시 위치에서 소정의 측정 위치로 이동함에 따라 발생하는 전류의 세기 또는 방향을 참조하여 입자의 표시 위치에 관한 정보를 획득함으로써, 표시 장치 상에 표시되는 시각적 정보를 컴퓨터 판독 가능한 형태의 정보로서 변환하는 전기 영동성을 이용한 표시 방법 및 표시 장치에 관한 것이다.
최근 차세대 디스플레이에 대한 연구 및 개발이 활발하게 이루어지면서 다양한 디스플레이 수단이 소개되고 있다. 차세대 디스플레이의 대표적인 예로서 전자 잉크(Electronic-ink)를 이용한 반사형 디스플레이를 들 수 있다. 전자 잉크는 각각 음전하 및 양전하를 갖는 특정 색(예를 들면, 각각 검은색 및 흰색)의 입자를 포함하는 캡슐에 전기장을 인가하여 상기 특정 색을 표현하는 디스플레이로서, 조명 등의 별도의 발광 수단이 필요 없고 실외에서의 가독성이 높을 뿐만 아니라 전력 소모를 최소화할 수 있기 때문에 야외에서 사용되는 디스플레이 분야에 있어서 핵심 요소라고 할 수 있다.
하지만, 종래의 전자 잉크는, 전하를 갖는 입자만을 포함할 뿐이어서 전기장에 의하여만 구동될 수 있다는 한계가 있고, 인가되는 전기장의 방향에 따라 온오프(On/Off)되는 정도의 단순한 디스플레이 패턴을 벗어날 수 없다는 한계가 있다.
이에 본 발명자는 전하 및 자성을 갖는 입자에 전기장 또는 자기장을 인가하여 입자를 이동시킴으로써 다양한 컬러를 나타낼 수 있으면서도 보다 다양한 기능(예를 들면, 자석펜으로(즉, 자기장으로) 소정의 정보를 표시한 후에 전극으로(즉, 전기장으로) 지울 수 있도록 하는 기능, 전기장으로 소정의 정보를 표시한 후에 자기장으로 수정할 수 있도록 하는 기능 등)을 갖는 표시 특성이 우수한 디스플레이를 구현할 수 있을 것이라는 점을 착안하여 본 발명에 이르게 되었다.
더 나아가, 본 발명자는 표시 장치 상에서 표시되는 시각적 정보를 컴퓨터 판독 가능한 형태의 정보로 변환함으로써, 표시 장치 상에 표시된 시각적 정보를 다른 표시 장치에서도 표시하거나 다른 인쇄 장치를 통하여 인쇄할 수 있도록 하는 방법을 착안하기에 이르렀다.
본 발명은 상술한 문제점을 모두 해결하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 전하 및 자성을 갖고 특정 컬러를 나타내는 입자에 전기장 또는 자기장을 인가하여 입자를 표시 위치로 이동시킴으로써 전기장 및 자기장 모두에 의하여 제어되는 표시 방법 및 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 입자에 대하여 인가되는 측정용 전기장에 의해 입자가 표시 위치에서 측정 위치로 이동함에 따라 발생하는 전류의 세기 또는 방향을 참조하여 입자의 표시 위치에 관한 정보를 획득함으로써, 표시 장치 상에 표시되는 시각적 정보를 컴퓨터 판독 가능한 형태의 정보로 변환하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 전기 영동성을 이용한 표시 방법은, (a) 대상 영역에서 존재하고 전하를 갖는 입자에 제1 전기장을 인가하여 상기 입자를 제1 위치로 위치시킴으로써 상기 대상 영역 상에 시각적 정보를 표시하는 단계 - 상기 입자는 용매에 분산됨 -, 및 (b) 상기 입자에 대하여 제2 전기장을 인가하여 상기 입자를 제2 위치로 이동시켜 상기 입자가 상기 제1 위치에서 상기 제2 위치로 이동함에 따라 발생하는 전류의 세기 또는 방향을 참조하여 상기 입자의 상기 제1 위치에 관한 정보를 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 입자의 상기 제1 위치에 관한 정보를 참조하여 상기 대상 영역 상에 표시되는 상기 시각적 정보를 컴퓨터 판독 가능한 형태의 정보로 변환하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 입자는 전하 및 자성을 갖고, 상기 대상 영역에서 존재하는 상기 입자에 상기 제1 전기장 또는 제1 자기장을 인가하여 상기 입자를 제1 위치로 위치시킴으로써 상기 대상 영역 상에 시각적 정보를 표시할 수 있다.
상기 제2 전기장에 의해 상기 입자가 이동하면, 상기 입자가 갖는 전하가 이동하게 되어 상기 전류가 발생하고, 상기 제1 위치와 상기 제2 위치 사이의 거리가 클수록 상기 전류의 세기가 클 수 있다.
기준(reference) 영역에 존재하고 기준 위치에 위치하며 전하를 갖는 기준 입자에 대하여 상기 제2 전기장을 인가하는 경우 상기 제2 전기장에 의해 상기 기준 입자가 상기 기준 위치에서 상기 제2 위치로 이동함에 따라 발생하는 기준 전류의 세기 또는 방향을 더 참조하여 상기 제1 위치에 관한 정보를 획득할 수 있다.
상기 입자 및 용매는 각각 제1 및 제2 컬러를 나타낼 수 있다.
상기 입자는 특정 컬러를 나타내기 위하여 안료(pigment), 염료(dye), 인광물질, 형광물질, 발광물질 및 구조색을 갖는 물질 중 적어도 하나의 성분을 포함할 수 있다.
상기 용매는 광투과성 물질을 포함할 수 있다.
상기 입자는 상기 용매 내에서 분산된 상태로 광투과성 물질의 캡슐로 캡슐화되거나 절연 물질로 구획화될 수 있다.
상기 용매는 젤(Gel) 상태일 수 있다.
상기 입자의 기능기 또는 비중, 상기 용매의 기능기 및 비중, 상기 용매의 점도 중 적어도 하나를 조절함으로써 상기 제1 전기장에 의하여 나타난 컬러가 상기 제1 전기장이 제거된 이후에도 유지되도록 할 수 있다.
상기 입자는 Ti, C, Fe, Ni, Co 중 적어도 하나의 성분을 포함할 수 있다.
그리고, 본 발명에 따른 전기 영동성을 이용한 표시 장치는, 전하를 갖는 입자 및 상기 입자가 분산된 용매를 포함하는 표시부, 및 상기 표시부에 인가되는 전기장을 발생시키는 전기장 발생부를 포함하고, 상기 표시부의 대상 영역 제1 전기장을 인가하여 상기 대상 영역에 존재하는 상기 입자를 제1 위치로 위치시킴으로써 상기 대상 영역 상에 시각적 정보를 표시하되, 상기 입자에 대하여 제2 전기장을 인가하여 상기 입자를 제2 위치로 이동시켜 상기 입자가 상기 제1 위치에서 상기 제2 위치로 이동함에 따라 발생하는 전류의 세기 또는 방향을 참조하여 상기 입자의 상기 제1 위치에 관한 정보를 획득하는 정보 변환부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 정보 변환부는, 상기 입자의 상기 제1 위치에 관한 정보를 참조하여 상기 대상 영역 상에 표시되는 상기 시각적 정보를 컴퓨터 판독 가능한 형태의 정보로 변환할 수 있다.
상기 표시부에 인가되는 자기장을 발생시키는 자기장 발생부를 더 포함하고,
상기 대상 영역에서 존재하는 상기 입자에 상기 제1 전기장 또는 제1 자기장을 인가하여 상기 입자를 제1 위치로 위치시킴으로써 상기 대상 영역 상에 시각적 정보를 표시할 수 있다 - 상기 입자는 전하 및 자성을 가짐 -.
상기 제2 전기장에 의해 상기 입자가 이동하면, 상기 입자가 갖는 전하도 이동하게 되어 전류가 발생하고, 상기 제1 위치와 상기 제2 위치 사이의 거리가 클수록 상기 전류의 세기가 클 수 있다.
상기 정보 변환부는, 기준(reference) 영역에 존재하고 기준 위치에 위치하며 전하를 갖는 기준 입자에 대하여 상기 제2 전기장을 인가하는 경우 상기 제2 전기장에 의해 상기 기준 입자가 상기 기준 위치에서 상기 제2 위치로 이동함에 따라 발생하는 기준 전류의 세기 또는 방향을 더 참조하여 상기 제1 위치에 관한 정보를 획득할 수 있다.
상기 입자 및 용매는 각각 제1 및 제2 컬러를 나타낼 수 있다.
상기 입자는 특정 컬러를 나타내기 위하여 안료(pigment), 염료(dye), 인광물질, 형광물질, 발광물질 및 구조색을 갖는 물질 중 적어도 하나의 성분을 포함할 수 있다.
상기 용매는 광투과성 물질을 포함할 수 있다.
상기 입자는 상기 용매 내에서 분산된 상태로 광투과성 물질의 캡슐로 캡슐화되거나 절연 물질로 구획화될 수 있다.
상기 용매는 젤(Gel) 상태일 수 있다.
상기 입자의 기능기 또는 비중, 상기 용매의 기능기 및 비중, 상기 용매의 점도 중 적어도 하나를 조절함으로써 상기 제1 전기장에 의하여 나타난 컬러가 상기 제1 전기장이 제거된 이후에도 유지되도록 할 수 있다.
상기 입자는 Ti, C, Fe, Ni, Co 중 적어도 하나의 성분을 포함할 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 전기장 및 자기장 모두에 의하여 제어되는 표시 방법 및 표시 장치를 제공할 수 있으므로 보다 다양한 패턴의 영상 제공 기능 및 정보 표시 기능을 구현할 수 있게 되고, 보다 표시 특성이 우수한 디스플레이를 구현할 수 있게 되는 효과가 달성된다.
또한, 본 발명에 의하면, 자석펜(즉, 자기장)을 이용하여 소정의 정보를 표시하고 이후에 전기장을 인가하여 표시된 정보의 전체 또는 일부를 소거함으로써 분진이나 냄새가 발생하지 않는 전자기 칠판을 구현할 수 있으며, 혹은 전기장을 인가하여 소정의 정보를 표시하고 이후에 자석펜을 이용하여 표시된 정보 변경함으로써 터치패널 등의 복잡한 장치 없이도 표시된 정보를 수정할 수 있도록 하거나 추가적인 쓰기 기능을 구현할 수 있게 된다. 특히, 본 발명에 의하면, 인가되는 자기장 또는 전기장의 세기를 조절함으로써 표시되는 정보의 명암(Brightness)를 조절할 수도 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 표시 장치를 이용하여 주변 자기장의 패턴을 가시적으로 표현함으로써 자기장 센서를 구현할 수 있고, 나아가 표시 장치를 적층 형태로 구성함으로써 주변 자기장의 패턴을 3차원적으로 표시할 수도 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 표시 장치 상에 표시되는 시각적 정보를 컴퓨터 판독 가능한 형태의 정보로 변환하여 저장해 놓을 수 있으므로, 한 표시 장치 상에 표시된 시각적 정보를 다른 표시 장치로 그대로 옮겨 표시하거나 다른 인쇄 장치를 통하여 인쇄할 수 있게 되는 효과가 달성된다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 구성 및 동작 원리를 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 전기장 및 자기장을 인가하여 복합적인 디스플레이를 구현하는 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 구성 및 동작 원리를 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 6 및 도 7은 입자가 표시 위치에서 측정 위치로 이동함에 따라 발생하는 전류의 세기가 입자의 표시 위치에 따라 달라지는 구성을 개념적으로 나타내는 도면이다.
도 8 및 도 9는 시각적 정보의 세기에 관한 정보를 컴퓨터 판독 가능한 형태의 정보로 변환하는 구성을 개념적으로 나타내는 도면이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세하게 설명하도록 한다.
먼저, 본 발명에 따른 표시 장치에 포함되는 입자의 구성에 대하여 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
본 발명에 따른 입자는 전기장에 의하여 전기력을 받아 이동(즉, 전기 영동)될 수 있도록 음전하 또는 양전하를 가질 수 있으며, 그 자체로 전하를 갖거나 입자에 전하를 갖는 물질이 코팅되거나 입자가 분산되어 있는 용매와 반응함으로써 입자의 성질이 변화되어 전하를 갖게 될 수 있다.
보다 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 입자는 금속 입자, 폴리머 입자, 무기질 입자, 반도체 입자 혹은 이들의 화합물로 존재할 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 일 실시예에 따른 입자는 실리콘(Si), 티타늄(Ti), 탄소(C), 바륨(Ba), 스트론튬(Sr), 철(Fe), 니켈(Ni), 코발트(Co), 납(Pb), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 텅스텐(W), 몰리부덴(Mo), 아연(Zn), 지르코늄(Zr) 등의 원소나 이들을 포함하는 화합물로 이루어질 수 있다. 그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 입자는 PS(polystyrene), PE(polyethylene), PP(polypropylene), PVC(polyvinyl chloride), PET(polyethylen terephthalate) 등의 고분자 물질로 이루어질 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 입자는 전하를 갖지 않는 입자 혹은 클러스터(cluster)에 전하를 갖는 물질이 코팅된 형태로서 구성될 수도 있는데, 예를 들면, 탄화수소기를 갖는 유기화합물에 의하여 표면이 가공(혹은 코팅)된 입자, 카르복실산(carboxylic acid)기, 에스테르(ester)기, 아실(acyl)기를 가지는 유기 화합물에 의하여 표면이 가공(혹은 코팅)된 입자, 할로겐(F, Cl, Br, I 등) 원소를 포함하는 착화합물에 의하여 표면이 가공(코팅)된 입자, 아민(amine), 티올(thiol), 포스핀(phosphine)을 포함하는 배위화합물에 의하여 표면이 가공(코팅)된 입자, 표면에 라디칼을 형성함으로써 전하를 갖는 입자가 이에 해당될 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 입자로는 양자점(quantum dot)이나 형광 물질 혹은 인광 물질 들이 이용될 수도 있다.
또한, 본 발명에 따른 입자는 자기장에 의하여 자기력을 받아 이동(즉, 자기 영동)될 수 있도록 자성을 가질 수 있는데, 예를 들면, 니켈(Ni), 철(Fe), 코발트(Co) 등의 자성 물질을 포함할 수 있다. 특히, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 외부에서 자장이 인가되지 않는 경우에 잔류 자화에 의해 자성을 지닌 입자끼리 서로 뭉치는 현상을 방지하기 위하여 포화 자화값(magnetic saturation value)은 높으나 잔류 자화값(magnetic remnant value)은 낮은 초상자성(superparamagentic) 물질을 이용할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 입자는 특정 파장의 광을 반사시킬 수 있도록, 즉 특정 컬러를 나타내도록 구성될 수 있다. 보다 구체적으로, 본 발명에 따른 입자는 산화수 조절 또는 무기 안료, 안료 등의 코팅을 통하여 특정 컬러를 갖게 될 수 있다. 예를 들면, 본 발명에 따른 입자에 코팅되는 무기 안료(Pigment)로는 발색단을 포함하는 Zn, Pb, Ti, Cd, Fe, As, Co, Mg, Al 등이 산화물, 유화물, 유산염의 형태로 사용될 수 있고, 본 발명에 따른 입자에 코팅되는 염료(Dye)로는 형광 염료, 산성 염료, 염기성 염료, 매염 염료, 황화 염료, 배트 염료, 분산 염료, 반응성 염료 등이 사용될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 입자는 특정 컬러를 갖도록 하기 위하여 특정 구조색(structural color)을 갖는 물질을 사용할 수도 있다. 예를 들면, 실리콘 산화물(SiOx), 티타늄산화물(TiOx) 등의 미세 입자가 굴절률이 다른 매체에 일정한 간격으로 균일하게 배열된 형태로 구성되어 특정 파장의 광을 반사시키는 재료를 본 발명에 따른 입자의 재료로서 사용할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 입자가 용매 내에서 높은 분산성과 안정성을 갖도록 하기 위하여 실리카, 고분자, 고분자 단량체 등을 입자의 표면에 코팅시킬 수도 있다.
한편, 본 발명에 따른 입자의 직경은 수십 나노미터 내지 수십 마이크로미터일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
다음으로, 본 발명에 따른 표시 장치에 포함되는 용매의 구성에 대하여 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
본 발명에 따른 용매는 입자가 균일하게 혼합될 수 있도록 입자의 비중과 비슷한 비중을 갖는 물질로 구성될 수 있고, 입자의 전기 영동성 또는 자기 영동성과 쌍안정성을 확보하는 데에 적합한 물질로 구성될 수 있는데, 예를 들면, 할로겐 카본 오일, 디메틸 실리콘 오일과 같이 저유전율을 갖는 물질이나 Tetrahydrofuran, Acetonitrile, Propylene carbonate와 같이 분극지수(polarity index)가 1 보다 높은 물질을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 용매는 특정 파장의 광을 반사시키는 물질(예를 들면, 유색잉크, 유색염료, 유색안료 등)을 포함함으로써 특정 컬러를 나타내도록 구성될 수 있고, 광을 투과하는 물질로 이루어짐으로써 투명하게(즉, 용매에 의한 특정 칼라가 표시되지 않게) 구성될 수 있다. 특히, 용매가 투명한 경우, 외부 자기장 혹은 전기장에 따라 입자의 위치변화에 의해 입자 컬러 및 하부기판 컬러가 혼합된 컬러를 표시할 수 있다.
다만, 본 발명에 따른 입자 및 용매의 구성이 상기 열거한 것에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위 내에서 적절히 변경될 수 있음을 밝혀 둔다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 구성 및 동작 원리를 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100, 200)는 표시부(110, 210), 전기장 발생부(120, 220) 및 자기장 발생부(230)를 포함할 수 있고, 표시부(110, 210)에는 전하 및 자성을 갖고 제1 파장의 광을 반사시키는(즉, 제1 컬러를 나타내는) 입자(112, 212)가 제2 파장의 광을 반사시키는(즉, 제2 컬러를 나타내는) 용매(114, 214)에 분산된 채로 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 표시부(110, 210)는 인가되는 전기장 또는 자기장의 세기 및 방향에 따라 제1 컬러 혹은 제2 컬러를 표시하는 기능을 수행하는데, 이는 표시부(110, 210)에 포함되어 있는 제1 컬러의 입자(112, 212)가 표시부(110, 210)에 인가되는 전기장 또는 자기장의 세기 및 방향에 따라 표시부(110, 210)의 위쪽 혹은 아래쪽으로 이동함으로써 이루어질 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 컬러의 입자(112, 212)가 표시부(110, 210)의 위쪽으로 이동하면 표시부(110, 210)는 제1 컬러를 표시하게 되고, 제1 컬러의 입자(114, 214)가 표시부(110, 210)의 아래쪽으로 이동하면 표시부(110, 210)는 제2 컬러를 표시하게 된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 전기장 발생부(120, 220)는 표시부(110, 210)에 대하여 소정의 전기장을 인가하는 기능을 수행하며, 전기장 발생부(120, 220)를 통하여 인가되는 전기장의 세기 및 방향은 표시부(110, 210) 상에 표시되기를 원하는 컬러에 맞추어 적절하게 제어될 수 있다. 한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 전기장 발생부(120, 220)는 표시부(110, 210)로부터 반사되는 광의 진행을 방해하지 않기 위하여, 광 투과성 물질로 구성될 수 있으며, 예를 들면, 광 투과성 전극 재료인 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide; ITO), 탄소나노튜브, 그래핀 및 기타 전기 전도성 폴리머 필름 등으로 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 자기장 발생부(230)는 표시부(210)에 대하여 인가되는 자기장의 세기 및 방향을 제어하기 위하여 코일 등에 전류를 흘림으로써 자기장을 발생시키는 전자기 유도 전자석(미도시됨) 또는 영구 자석(미도시됨)을 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 발생부(230)는 표시 장치(200)의 특정 부분에 고정되어 설치되는 자극의 형태로 구성되거나, 사용자에 의해 조작되어 표시부(210) 상의 임의의 영역에 자기장을 인가할 수 있도록 펜(pen) 형태로 구성될 수 있다.
보다 구체적으로, 도 1을 참조하면, 표시부(110)에 대하여 전기장이 인가되지 않은 경우((a)의 경우)에 제1 컬러를 갖는 입자(112)는 불규칙하게 배열되어 있을 수 있으며, 이에 따라 표시부(110)는 입자(112)에 의한 제1 컬러와 용매(114)에 의한 제2 컬러가 혼합된 컬러를 표시할 수 있다.
계속하여 도 1을 참조하면, 표시부(110)에 대하여 소정의 전기장이 인가되는 경우((b)의 경우)에 제1 컬러를 갖는 입자(112)는 위쪽 방향의 전기력을 받아 표시부(110)의 위쪽으로 이동할 수 있으며, 이에 따라 표시부(110)는 제1 컬러를 갖는 입자(112)의 영향을 주로 받아 제1 컬러를 표시할 수 있다.
계속하여 도 1을 참조하면, 표시부(110)에 대하여 반대 방향의 전기장이 인가되는 경우((c)의 경우)에 제1 컬러를 갖는 입자(112)는 아래쪽 방향의 전기력을 받아 표시부(110)의 아래쪽으로 이동할 수 있으며, 이에 따라 표시부(110)는 다시 제2 컬러를 갖는 용매(114)의 영향을 주로 받아 제2 컬러를 표시할 수 있다.
한편, 도 2를 참조하면, 표시부(210)에 대하여 자기장이 인가되지 않은 경우((a)의 경우)에 제1 컬러를 갖는 입자(212)는 불규칙하게 배열되어 있을 수 있으며, 이에 따라 표시부(210)는 입자(212)에 의한 제1 컬러와 용매(214)에 의한 제2 컬러가 혼합된 컬러를 표시할 수 있다.
계속하여 도 2를 참조하면, 표시부(210)에 대하여 소정의 자기장이 인가되는 경우((b)의 경우)에 제1 컬러를 갖는 입자(212)는 위쪽 방향의 자기력을 받아 표시부(210)의 위쪽으로 이동할 수 있으며, 이에 따라 표시부(210)는 제1 컬러를 갖는 입자(212)의 영향을 주로 받아 제1 컬러를 표시할 수 있다.
계속하여 도 2를 참조하면, 표시부(210)에 대하여 반대 방향의 자기장이 인가되는 경우((c)의 경우)에 제1 컬러를 갖는 입자(212)는 아래쪽 방향의 자기력을 받아 표시부(210)의 아래쪽으로 이동할 수 있으며, 이에 따라 표시부(210)는 다시 제2 컬러를 갖는 용매(214)의 영향을 주로 받아 제2 컬러를 표시할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 전기장 및 자기장을 인가하여 복합적인 디스플레이를 구현하는 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 표시부(310)에 포함되는 입자를 보다 정교하고 독립적으로 제어하기 위하여 전기장 발생부(322, 324, 326)는 표시부(310)의 일부 영역에 대하여만 독립적으로 전기장을 인가할 수 있는 복수의 전극(322, 324, 326)으로 구성될 수 있으며, 이러한 복수의 전극(322, 324, 326)은 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT)와 같은 구동 회로에 의하여 개별적으로 제어될 수 있다.
도 3을 참조하면, 전기장 발생부(322, 324, 326)를 이용하여 표시부(310)의 전체 영역에 대하여 제1 컬러의 입자(312)를 아래쪽으로 이동시키는 방향의 전기장을 인가함으로써 표시부(310)의 디스플레이 상태를 제2 컬러로 초기화할 수 있다((a)의 경우).
계속하여 도 3을 참조하면, 전기장 발생부(322, 324, 326)을 구성하는 전극 중 일부 전극(324)에 대한 전압 공급을 차단하여 해당 전극(324) 사이에 전기장이 인가되지 않도록 하면서 동시에 자기장 발생부(330)를 이용하여 해당 전극(324) 사이에 소정의 자기장이 인가되도록 함으로써 표시부(310)의 해당 전극(324) 사이에 위치하는 제1 컬러의 입자(312)만을 위쪽으로 이동시킬 수 있으며, 이에 따라 표시부(310)의 해당 부분에 제1 컬러가 표시되도록 할 수 있다((b)의 경우).
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 표시부(310)에 인가되는 전기장 또는 자기장의 방향 및 세기를 적절히 제어함으로써 표시 장치(300)의 "쓰기" 기능 및 "지우기" 기능을 모두 구현할 수 있게 된다. 또한, 본 발명의 구성은 터치 스크린과 결합하여 사용할 수 있는데, 예를 들면, 터치 스크린 중 사용자에 의하여 눌려진 부분에만 국부적으로 자기장 혹은 전기장이 인가되도록 하여 해당 부분에서만 컬러의 변화를 유도함으로써 표시 장치의 "쓰기" 및 "지우기" 기능을 보다 효과적으로 구현할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 표시부에 포함되는 입자는 용매 내에서 분산된 상태로 광투과성 물질로 이루어진 복수개의 캡슐(미도시됨)로 캡슐화되거나 절연 물질로 구획화될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 표시부에 포함되는 입자를 캡슐화 또는 구획화함으로써 서로 다른 캡슐 또는 구획에 포함되는 입자 사이에 혼입 등의 직접적인 간섭이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 이에 따라 표시부에 포함되는 입자를 각 캡슐 또는 구획마다 독립적으로 제어할 수 있으며, 그 결과 보다 다양한 패턴의 영상의 제공이 가능하고, 보다 표시 특성이 우수한 디스플레이를 구현할 수 있다.
예를 들면, 본 발명의 일 실시예에 따른 캡슐을 구성하는 물질에는 젤라틴, 아카시아, 멜라민, 우레아, 프로틴, 폴리사카라이드 등이 사용될 수 있고, 표시부 내에서 캡슐을 고정시키기 위한 물질로는 폴리비닐 알코올(polyvinyl alcohol), 폴리우레탄(polyurethane) 등의 혼합물이 사용될 수 있다. 다만, 본 발명에 따른 캡슐의 구성이 반드시 상기 열거한 예에 한정되는 것은 아니다.
한편, 도 4 및 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 구성 및 동작 원리를 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치(400, 500)는 표시부(410, 510), 전기장 발생부(420, 520) 및 자기장 발생부(530)를 포함할 수 있고, 표시부(410, 510)에는 전하 및 자성 중 적어도 하나를 갖고 각각 제1 및 제2 파장의 광을 반사시키는(즉, 제1 및 제2 컬러의) 제1 입자(412, 512) 및 제2 입자(414, 514)가 광투과성이거나 제3 파장의 광을 반사시키는(즉, 제3 컬러의) 용매(416, 516)에 분산된 채로 포함될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치(400, 500)에 포함되는 표시부(410, 510), 전기장 발생부(420, 520) 및 자기장 발생부(530)의 구성에 대하여는 앞서 충분히 언급하였으므로 자세한 설명은 생략하기로 한다. 이하에서는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시부(410, 510)에 포함되는 제1 및 제2 입자의 구성 및 그에 따른 표시 장치(400, 500)의 동작에 대하여 구체적으로 살펴보기로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제1 입자는 전하 및 자성을 갖는 반면에 제2 입자는 전하만을 갖도록 구성되고, 상기 두 입자는 서로 반대 전하를 갖도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 제1 입자는 음전하를 띄는 동시에 자성을 가질 수 있고, 이에 반해 제2 입자는 양전하를 띈 채 자성을 갖지 않을 수 있다. 이러한 경우, 표시부에 포함되는 제1 입자는 전기장 및 자기장 모두에 의하여 이동될 수 있고 제2 입자는 전기장에 의하여만 이동될 수 있으며, 각각 제1 및 제2 컬러를 나타내는 제1 입자와 제2 입자의 이동 양상에 따라 다양한 패턴의 영상을 표시할 수 있게 된다.
보다 구체적으로, 도 4를 참조하면, 표시부(410)에 대하여 전기장이나 자기장이 인가되지 않은 경우((a)의 경우)에 제1 컬러를 갖는 제1 입자(412) 및 제2 컬러를 갖는 제2 입자(414)는 불규칙하게 배열되어 있을 수 있으며, 이에 따라 표시부(410)는 제1, 제2 및 제3 컬러가 혼합된 컬러를 표시할 수 있다. 이때, 만일 용매(416)가 광투과성인 경우에는 제1 및 제2 컬러가 혼합된 컬러가 표시될 수 있다.
계속하여 도 4를 참조하면, 표시부(410)에 대하여 소정의 전기장이 인가되는 경우((b)의 경우)에 제1 컬러를 갖는 제1 입자(412)는 위쪽 방향의 전기력을 받아 표시부(410)의 위쪽으로 이동하고 제2 컬러를 갖는 제2 입자(414)는 아래쪽 방향의 전기력을 받아 표시부(410)의 아래쪽으로 이동할 수 있으며, 이에 따라 표시부(410)는 제1 컬러를 갖는 제1 입자(412)의 영향을 주로 받아 제1 컬러를 표시할 수 있다.
계속하여 도 4를 참조하면, 표시부(410)에 대하여 반대 방향의 전기장이 인가되는 경우((c)의 경우)에 제1 컬러를 갖는 제1 입자(412)는 아래쪽 방향의 전기력을 받아 표시부(410)의 아래쪽으로 이동하고 제2 컬러를 갖는 제2 입자(414)는 위쪽 방향의 전기력을 받아 표시부(410)의 위쪽으로 이동할 수 있으며, 이에 따라 표시부(410)는 제2 컬러를 갖는 제2 입자(414)의 영향을 주로 받아 제2 컬러를 표시할 수 있다.
한편, 도 5를 참조하면, 표시부(510)에 대하여 전기장이나 자기장이 인가되지 않은 경우((a)의 경우)에 제1 컬러를 갖는 제1 입자(512) 및 제2 컬러를 갖는 제2 입자(514)는 불규칙하게 배열되어 있을 수 있으며, 이에 따라 표시부(510)는 제1, 제2 및 제3 컬러가 혼합된 컬러를 표시할 수 있다. 이때, 만일 용매(416)가 광투과성인 경우에는 제1 및 제2 컬러가 혼합된 컬러가 표시될 수 있다.
계속하여 도 5를 참조하면, 표시부(510)에 대하여 소정의 자기장이 인가되는 경우((b)의 경우)에 제1 컬러를 갖는 제1 입자(512)는 위쪽 방향의 자기력을 받아 표시부(510)의 위쪽으로 이동하고 제2 컬러를 갖는 제2 입자(514)는 여전히 불규칙하게 배열되어 있을 수 있으며, 이에 따라 표시부(510)는 제1 컬러를 갖는 제1 입자(512)의 영향을 주로 받아 제1 컬러를 표시할 수 있다.
계속하여 도 5를 참조하면, 표시부(510)에 대하여 반대 방향의 자기장이 인가되는 경우((c)의 경우)에 제1 컬러를 갖는 입자(512)는 아래쪽 방향의 자기력을 받아 표시부(510)의 아래쪽으로 이동할 수 있고 제2 컬러를 갖는 제2 입자(514)는 여전히 불규칙하게 배열되어 있을 수 있으며, 이에 따라 표시부(210)는 다시 제3 컬러를 갖는 용매(516)의 영향을 주로 받아 제3 컬러를 표시할 수 있다. 이때, 만일 용매(416)가 광투과성인 경우에는 제1 및 제2 컬러가 혼합된 컬러가 표시될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 용매 내에서의 입자의 움직임을 제한함으로써 전기장 또는 자기장을 인가하여 입자를 이동 또는 회전시킨 후에 전기장 또는 자기장을 제거하여도 입자의 위치가 고정되도록 할 수 있으며, 이에 따라 전기장 또는 자기장에 의하여 구현된 컬러가 고정적이고도 안정적으로 유지되도록 할 수 있다. 즉, 입자는 외부에서 인가되는 전기장 또는 자기장에 의해 전기영동 또는 자기영동되어 소정의 컬러를 구현할 수 있고, 인가되었던 전기장 또는 자기장이 제거되더라도 용매 내에서의 입자의 움직임이 제한됨에 따라 구현된 컬러가 일정시간 동안 혹은 영구히 유지될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 용매 내에서의 입자의 움직임에 제한하는 방법으로는, 입자와 용매에 각각 기능기(Functional group)을 코팅하여 입자와 용매 사이의 상호 작용에 의해 입자의 움직임에 제한을 가하는 방법, 입자와 용매의 비중차를 기설정된 값 이하로 설정하는 방법, 용매의 점도를 기설정된 값 이상으로 설정하는 방법 등이 사용될 수 있다. 특히, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 점도가 높은 젤(Gel) 상태의 용매를 사용할 수도 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 전하를 저장할 수 있거나 잔류자극을 저장할 수 있는 별개의 장치(예를 들면, 캐패시터, 강자성체 등)를 설치함으로써 인가되었던 전기장 또는 자기장에 의한 전기 또는 자기 에너지를 저장해 두었다가 전기장 또는 자기장이 제거된 후에 이를 이용하여 컬러가 유지되도록 할 수도 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따르면, 표시 장치 상에서 다양한 컬러를 연속적으로 혼합하여 구현할 수 있으며, 입자 및 용매의 컬러를 조합하여 다양한 색상, 채도, 명도 등을 구현할 수도 있게 된다.
이하에서는, 도 6 내지 도 9를 참조로 하여 본 발명의 일 실시예에 따라 표시 장치 상에 표시된 시각적 정보를 컴퓨터 판독 가능한 형태의 정보로 변환하는 구성에 대하여 살펴보기로 한다.
본 명세서에서, 입자의 표시 위치는, 본 발명에 따른 표시 장치 상에 소정의 시각적 정보를 표시하기 위하여 인가되는 소정 패턴의 표시용 전기장 또는 자기장에 의하여 해당 입자가 영향을 받은 결과(즉, 이동하거나 이동하지 않은 결과) 위치하게 되는 표시 장치(보다 구체적으로는, 셀) 내에서의 수직 방향으로의 위치를 의미하는 것으로서, 예를 들면, 표시용 전기장 또는 자기장이 인가되는 영역에 존재하는 입자의 표시 위치는 상부 전극(621, 821) 또는 하부 전극(622, 822)에 근접한 위치일 수 있고, 표시용 전기장 또는 자기장이 인가되지 않는 영역에 존재하는 입자의 표시 위치는 상부 전극(621, 821)과 하부 전극(622, 822) 사이의 임의의 위치일 수 있다.
본 명세서에서, 입자의 측정 위치는, 본 발명에 따른 표시 장치 상에 표시용 전기장 또는 자기장이 인가되어 표시 장치 상에 소정의 시각적 정보가 표시된 상태에서, 즉, 입자가 표시 위치에 위치하고 있는 상태에서, 표시 장치 상에 표시되는 시각적 정보를 컴퓨터 판독 가능한 형태의 정보로 변환하기 위하여 인가되는 소정 패턴의 측정용 전기장에 의하여 해당 입자가 영향을 받은 결과(즉, 이동하거나 이동하지 않은 결과) 위치하게 되는 표시 장치(보다 구체적으로는, 셀) 내에서의 수직 방향으로의 위치를 의미하는 것으로서, 예를 들면, 상부 전극(621, 821) 또는 하부 전극(622, 822)에 근접한 위치일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는, 표시 장치 상에 표시되는 시각적 정보를 컴퓨터 판독 가능한 형태의 정보로 변환하는 정보 변환부(미도시됨)를 더 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 정보 변환부는 전하를 갖는 복수의 입자 혹은 전하 및 자성을 갖는 복수의 입자에 대하여 입자에 표시용 전기장 또는 자기장을 인가하여 입자를 표시 위치로 이동시켜 표시 장치 상에 소정의 시각적 정보가 표시되도록 한 상태에서, 입자에 대하여 측정용 전기장을 인가하여 입자를 측정 위치로 이동시켜 입자가 상기 입자가 표시 위치에서 측정 위치로 이동함에 따라 발생하는 전류의 세기 또는 방향을 측정하고 이를 참조하여 입자가 위치하고 있었던 표시 위치에 관한 정보를 획득할 수 있다.
이러한 구성은 전하를 갖는 입자가 이동하게 되면 전하가 이동하는 것과 같은 효과를 내어 소정의 전류가 발생하는 원리를 이용한 것이다. 즉, 표시 장치 내의 입자가 표시 위치에 위치하여 소정의 시각적 정보가 표시되고 있는 상태에서 측정용 전기장이 인가되면 입자가 표시 위치에서 측정 위치로 이동하면서 소정의 전류를 발생시키게 되는데, 이때 발생하는 전류의 방향 및 세기는 입자의 이동량, 즉, 입자의 표시 위치와 측정 위치 사이의 거리에 따라 달라지게 된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 기설정된 세기 이상의 측정용 전기장을 인가하여 측정 대상이 되는 모든 입자를 표시 장치의 상부 전극(621, 821) 또는 하부 전극(622, 822)에 근접한 위치로 이동시키기 때문에 입자의 측정 위치는 모든 입자에 있어서 실질적으로 동일하다고 할 수 있으며, 이에 따라 전류의 방향 및 세기는 주로 입자의 표시 위치에 따라 달라진다고 할 수 있다. 따라서 전류의 세기 또는 방향을 참조로 하면 입자의 표시 위치에 관한 정보, 즉, 시각적 정보가 표시되고 있던 상황에서 입자가 어디에 위치하고 있었는지에 관한 정보를 획득할 수 있게 된다. 또한, 더 나아가 표시 장치의 전부 혹은 일부 영역에 존재하는 입자의 표시 위치에 관한 정보를 종합하면 표시 장치의 해당 영역에 표시되는 시각적 정보를 컴퓨터 판독 가능한 형태의 정보로 변환할 수 있게 된다.
도 6 및 도 7은 입자가 표시 위치에서 측정 위치로 이동함에 따라 발생하는 전류의 세기가 입자의 표시 위치에 따라 달라지는 구성을 개념적으로 나타내는 도면이다. 참고로, 도 6 및 도 7의 실시예에 있어서 입자(612)는 음전하를 갖는 것으로 가정할 수 있다. 또한, 도 6의 (a1), (b1) 및 (c1)은 입자가 표시 위치에 위치하고 있는 상태를 나타내는 그림으로서, (a1)의 경우 표시용 전기장이 인가되지 않아 입자(612)가 산재될 수 있고, (b1)의 경우 상부 전극(621)에서 하부 전극(622) 방향의 표시용 전기장이 인가되어 음전하를 갖는 입자(612)가 상부 전극(621)에 근접하는 위치에 있을 수 있으며, (c1)의 경우 하부 전극(622)에서 상부 전극(621) 방향의 표시용 전기장이 인가되어 음전하를 갖는 입자(612)가 하부 전극(622)에 근접하는 위치에 있을 수 있다. 또한, 도 6의 (a2), (b2) 및 (c2)는 각각 (a1), (b1) 및 (c1)의 표시 위치에 위치하고 있던 입자(612)가 측정 위치로 이동한 상태를 나타내는 그림으로서, (a2), (b2) 및 (c2)의 모든 경우에 있어서 하부 전극(622)에서 상부 전극(621) 방향의 측정용 전기장이 인가되어 음전하를 갖는 입자(612)가 하부 전극(622)에 근접하는 위치로 이동할 수 있다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 입자(612)가 (b1)의 표시 위치에서 (b2)의 측정 위치로 이동할 경우에 입자(612)의 총 이동량, 즉, 입자(612)가 갖는 전하의 총 이동량이 가장 크기 때문에 발생하는 전류의 세기가 가장 크게 나타날 수 있고, 입자(612)가 (c1)의 표시 위치에서 (c2)의 측정 위치로 이동할 경우에 입자(612)의 총 이동량, 즉, 입자(612)가 갖는 전하의 총 이동량이 가장 작기 때문에 발생하는 전류의 세기가 가장 작게 나타날 수 있으며, 입자(612)가 (a1)의 표시 위치에서 (a2)의 측정 위치로 이동할 경우에 입자(612)의 총 이동량, 즉, 입자(612)가 갖는 전하의 총 이동량이 상기 두 경우의 사이 값에 해당하기 때문에 발생하는 전류의 세기가 가장 상기 두 경우의 사이에 해당하는 값으로 나타날 수 있다.
즉, 도 6 및 도 7의 실시예에 비추어 볼 때, 본 발명의 일 실시예에 따라 표시 장치의 소정의 영역에 포함되는 입자(612)가 표시 위치에서 측정 위치로 이동할 때에 발생하는 전류를 측정함으로써, 해당 영역이 입자(612)가 상부 전극(621)에 근접하게 위치하여 입자(612)의 컬러가 표시되고 있는 영역인지, 입자(612)가 하부 전극(622)에 근접하게 위치하여 용매(614)의 컬러 또는 다른 입자(612)의 컬러가 표시되고 있는 영역인지, 혹은 입자(612)가 임의의 위치에 산재되어 입자(612)와 용매(614)의 컬러가 혼합되어 표시되고 있는 영역인지 여부를 판단할 수 있으며, 이에 따라 해당 영역에 표시된 시각적 정보를 컴퓨터 판독 가능한 형태의 정보로 변환할 수 있게 된다.
한편, 표시 장치 상에 동일한 컬러가 표시되고 있는 상황이라고 할지라도 표시용 전기장의 방향 및 세기, 입자의 질량, 입자의 전하량 등의 차이로 인하여 입자의 표시 위치가 다를 수 있기 때문에, 입자가 표시 위치에서 측정 위치로 이동함에 따라 발생하는 전류의 세기에 있어서도 입자의 표시 위치에 상응하는 차이가 존재할 수 있는데, 본 발명의 일 실시예에 따른 정보 변환부는 위와 같은 입자의 표시 위치의 차이에 관한 정보, 즉, 시각적 정보의 세기에 관한 정보를 컴퓨터 판독 가능한 형태의 정보로 변환할 수 있게 된다.
이와 관련하여, 도 8 및 도 9는 시각적 정보의 세기에 관한 정보를 전기적 신호로 변환하는 구성을 개념적으로 나타내는 도면이다. 참고로, 도 8 및 도 9의 실시예에 있어서 입자(812)는 음전하를 갖는 것으로 가정할 수 있다. 또한, 도 8의 (a1), (b1) 및 (c1)은 입자(812)가 표시 위치에 위치하고 있는 상태를 나타내고, (a2), (b2) 및 (c2)는 입자(812)가 측정 위치에 위치하고 있는 상태를 나타낸다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 입자(812)의 표시 위치에서 측정 위치로의 이동량의 크기는 (a1)->(a2), (b1)->(b2), (c1)->(c2)의 경우의 순서대로 크게 나타나기 때문에, 입자(812)가 표시 위치에서 측정 위치로 이동하면서 발생시키는 전류의 세기 역시 (a1)->(a2), (b1)->(b2), (c1)->(c2)의 경우의 순서대로 크게 나타날 수 있으며, 이러한 전류의 세기를 참조로 하면 입자의 표시 위치의 차이에 관한 정보를 획득할 수 있고 이에 따라 시각적 정보의 세기에 관한 정보를 컴퓨터 판독 가능한 형태의 정보로 변환할 수 있게 된다.
한편, 입자가 표시 위치에서 측정 위치로 이동함에 따라 발생하는 전류는 그 세기가 크지 않기 때문에 정확히 측정되기 어렵고 외부 요인에 의해 측정 오차가 발생하기 쉬운데, 본 발명의 일 실시예에 따른 정보 변환부는, 입자가 표시 위치에서 측정 위치로 이동함에 따라 발생하는 전류, 즉, 측정 전류를 소정의 기준(reference) 전류와 비교함으로써 입자의 표시 위치에 관한 정보를 보다 정확하게 획득할 수 있다. 보다 구체적으로, 정보 변환부는 표시 장치 내에서의 입자의 기준 위치를 설정하고, 대상 영역(즉, 전류 측정의 대상이 되는 셀)에서 측정되는 측정 전류를 기준 영역(즉, 기준 셀)에 존재하는 입자가 기준 위치에서 측정 위치로 이동함에 따라 발생하는 기준 전류와 비교함으로써, 측정 전류의 세기 또는 방향에 관한 정보를 보다 정확하게 획득할 수 있게 된다.
한편, 앞서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 표시 장치에 포함되는 입자는 용매 내에서 분산된 상태로 광투과성 물질로 이루어진 복수개의 캡슐(미도시됨)로 캡슐화되거나 절연 물질로 구획화되어 각 캡슐 또는 구획마다 독립적으로 제어될 수 있고 입자에 대하여 전기장을 인가하는 전극 역시 독립적으로 구동되는 복수의 전극으로 나뉘어 구성될 수 있으므로, 본 발명의 일 실시예에 따른 정보 변환부는 표시 장치 상에 표시되는 시각적 정보를 컴퓨터 판독 가능한 형태의 정보로 변환하는 구성을 각 캡슐 또는 구획 단위로 독립적으로 수행될 수 있다.
한편, 전하를 갖는 전류가 이동함에 따라 발생시키는 전류를 측정하는 기술은 반도체 메모리 분야에서 널리 사용되는 공지 기술에 해당하므로, 본 명세서는 자세한 설명을 생략하기로 한다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100, 200, 300, 400, 500, 600, 800: 표시 장치
110, 210, 310, 410, 510, 610, 810: 표시부
112, 212, 312, 612, 812: 입자
114, 214, 314, 416, 516, 614, 814: 용매
412, 512: 제1 입자
414, 514: 제2 입자
120, 220, 322, 324, 326, 420, 520: 전기장 발생부
621, 821: 상부 전극
622, 822: 하부 전극
230, 330, 530: 자기장 발생부

Claims (24)

  1. (a) 대상 영역에서 존재하고 전하를 갖는 입자에 제1 전기장을 인가하여 상기 입자를 제1 위치로 위치시킴으로써 상기 대상 영역 상에 시각적 정보를 표시하는 단계 - 상기 입자는 용매에 분산됨 -, 및
    (b) 상기 입자에 대하여 제2 전기장을 인가하여 상기 입자를 제2 위치로 이동시켜 상기 입자가 상기 제1 위치에서 상기 제2 위치로 이동함에 따라 발생하는 전류의 세기 또는 방향을 참조하여 상기 입자의 상기 제1 위치에 관한 정보를 획득하는 단계 - 상기 제2 전기장에 의해 상기 입자가 이동하면, 상기 입자가 갖는 전하도 상기 입자와 함께 이동하게 되어 상기 전류가 발생함 -
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 영동성을 이용한 표시 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    (c) 상기 입자의 상기 제1 위치에 관한 정보를 참조하여 상기 대상 영역 상에 표시되는 상기 시각적 정보를 컴퓨터 판독 가능한 형태의 정보로 변환하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 영동성을 이용한 표시 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 (a) 단계에서,
    상기 입자는 전하 및 자성을 갖고, 상기 대상 영역에서 존재하는 상기 입자에 상기 제1 전기장 또는 제1 자기장을 인가하여 상기 입자를 제1 위치로 위치시킴으로써 상기 대상 영역 상에 시각적 정보를 표시하는 것을 특징으로 하는 전기 영동성을 이용한 표시 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 위치와 상기 제2 위치 사이의 거리가 클수록 상기 전류의 세기가 큰 것을 특징으로 하는 전기 영동성을 이용한 표시 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 (b) 단계에서,
    기준(reference) 영역에 존재하고 기준 위치에 위치하며 전하를 갖는 기준 입자에 대하여 상기 제2 전기장을 인가하는 경우 상기 제2 전기장에 의해 상기 기준 입자가 상기 기준 위치에서 상기 제2 위치로 이동함에 따라 발생하는 기준 전류의 세기 또는 방향을 더 참조하여 상기 제1 위치에 관한 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 전기 영동성을 이용한 표시 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 입자 및 용매는 각각 제1 및 제2 컬러를 나타내는 것을 특징으로 하는 전기 영동성을 이용한 표시 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 입자는 특정 컬러를 나타내기 위하여 안료(pigment), 염료(dye), 인광물질, 형광물질, 발광물질 및 구조색을 갖는 물질 중 적어도 하나의 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 영동성을 이용한 표시 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 용매는 광투과성 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 영동성을 이용한 표시 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 입자는 상기 용매 내에서 분산된 상태로 광투과성 물질의 캡슐로 캡슐화되거나 절연 물질로 구획화되는 것을 특징으로 하는 전기 영동성을 이용한 표시 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 용매는 젤(Gel) 상태인 것을 특징으로 하는 전기 영동성을 이용한 표시 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 입자의 기능기 또는 비중, 상기 용매의 기능기 및 비중, 상기 용매의 점도 중 적어도 하나를 조절함으로써 상기 제1 전기장에 의하여 나타난 컬러가 상기 제1 전기장이 제거된 이후에도 유지되도록 하는 것을 특징으로 하는 전기 영동성을 이용한 표시 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 입자는 Ti, C, Fe, Ni, Co 중 적어도 하나의 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 영동성을 이용한 표시 방법.
  13. 전하를 갖는 입자 및 상기 입자가 분산된 용매를 포함하는 표시부, 및
    상기 표시부에 인가되는 전기장을 발생시키는 전기장 발생부를 포함하고,
    상기 표시부의 대상 영역 제1 전기장을 인가하여 상기 대상 영역에 존재하는 상기 입자를 제1 위치로 위치시킴으로써 상기 대상 영역 상에 시각적 정보를 표시하되,
    상기 입자에 대하여 제2 전기장을 인가하여 상기 입자를 제2 위치로 이동시켜 상기 입자가 상기 제1 위치에서 상기 제2 위치로 이동함에 따라 발생하는 전류의 세기 또는 방향을 참조하여 상기 입자의 상기 제1 위치에 관한 정보를 획득하는 정보 변환부 - 상기 제2 전기장에 의해 상기 입자가 이동하면, 상기 입자가 갖는 전하도 상기 입자와 함께 이동하게 되어 상기 전류가 발생함 -
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 영동성을 이용한 표시 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 정보 변환부는, 상기 입자의 상기 제1 위치에 관한 정보를 참조하여 상기 대상 영역 상에 표시되는 상기 시각적 정보를 컴퓨터 판독 가능한 형태의 정보로 변환하는 것을 특징으로 하는 전기 영동성을 이용한 표시 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 표시부에 인가되는 자기장을 발생시키는 자기장 발생부를 더 포함하고,
    상기 대상 영역에서 존재하는 상기 입자에 상기 제1 전기장 또는 제1 자기장을 인가하여 상기 입자를 제1 위치로 위치시킴으로써 상기 대상 영역 상에 시각적 정보를 표시하는 것 - 상기 입자는 전하 및 자성을 가짐 - 을 특징으로 하는 전기 영동성을 이용한 표시 장치.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 제1 위치와 상기 제2 위치 사이의 거리가 클수록 상기 전류의 세기가 큰 것을 특징으로 하는 전기 영동성을 이용한 표시 장치.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 정보 변환부는, 기준(reference) 영역에 존재하고 기준 위치에 위치하며 전하를 갖는 기준 입자에 대하여 상기 제2 전기장을 인가하는 경우 상기 제2 전기장에 의해 상기 기준 입자가 상기 기준 위치에서 상기 제2 위치로 이동함에 따라 발생하는 기준 전류의 세기 또는 방향을 더 참조하여 상기 제1 위치에 관한 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 전기 영동성을 이용한 표시 장치.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 입자 및 용매는 각각 제1 및 제2 컬러를 나타내는 것을 특징으로 하는 전기 영동성을 이용한 표시 장치.
  19. 제13항에 있어서,
    상기 입자는 특정 컬러를 나타내기 위하여 안료(pigment), 염료(dye), 인광물질, 형광물질, 발광물질 및 구조색을 갖는 물질 중 적어도 하나의 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 영동성을 이용한 표시 장치.
  20. 제13항에 있어서,
    상기 용매는 광투과성 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 영동성을 이용한 표시 장치.
  21. 제13항에 있어서,
    상기 입자는 상기 용매 내에서 분산된 상태로 광투과성 물질의 캡슐로 캡슐화되거나 절연 물질로 구획화되는 것을 특징으로 하는 전기 영동성을 이용한 표시 장치.
  22. 제13항에 있어서,
    상기 용매는 젤(Gel) 상태인 것을 특징으로 하는 전기 영동성을 이용한 표시 장치.
  23. 제13항에 있어서,
    상기 입자의 기능기 또는 비중, 상기 용매의 기능기 및 비중, 상기 용매의 점도 중 적어도 하나를 조절함으로써 상기 제1 전기장에 의하여 나타난 컬러가 상기 제1 전기장이 제거된 이후에도 유지되도록 하는 것을 특징으로 하는 전기 영동성을 이용한 표시 장치.
  24. 제13항에 있어서,
    상기 입자는 Ti, C, Fe, Ni, Co 중 적어도 하나의 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 영동성을 이용한 표시 장치.
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