KR101340641B1 - 전자종이 평가방법 및 그 장치 - Google Patents

전자종이 평가방법 및 그 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 흑색 대전입자와 백색 대전입자를 이용하는 전자종이의 특성을 평가하는 방법이 개시된다. 이는 (a) 인가 전압별로 전자종이 패널의 다수의 영상을 촬영하여 다수의 이미지를 획득하는 단계; (b) 상기 다수 이미지의 그레이 스케일 레벨에 대한 히스토그램 중 그레이 스케일 레벨이 쌍봉 분포(bimodal distribution)를 이루는 이미지를 선정하는 단계; (c) 상기 선정된 이미지의 한계 픽셀 레벨을 설정하는 단계; (d) 상기 한계 픽셀 레벨값을 이용하여 상기 획득된 이미지를 이진화(binarization)하는 단계; (e) 상기 이진화된 이미지의 백색 픽셀의 개수를 세는 단계; 및 (f) 상기 획득된 이미지의 백색 픽셀의 개수를 인가 전압별로 그래프화하는 단계를 포함한다.

Description

전자종이 평가방법 및 그 장치{EVALUATING METHOD FOR ELECTRONIC PAPER AND APPARATUS FOR THE SAME}
본 발명은 전자종이 평가방법 및 그 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전자종이 패널의 이미지를 이진화하여 인가 전압별 대전입자의 이동 특성을 나타내는 그래프에 의해 전자종이의 특성을 평가하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로 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 수백만 개의 구슬이 유체에 뿌려져 있는 박형의 플라스틱과 같은 유연한 기판과 문자나 영상을 표시할 수 있도록 한 디스플레이 소자로서, 수백만 번을 재생해 쓸 수 있으며 장래에 책, 신문, 잡지 등 기존의 인쇄매체를 대체할 재료로 기대된다.
전자종이는 종이에 일반적인 잉크의 특징을 적용한 디스플레이 기술이다. 이페이퍼 (e-paper)라고도 하며 그 구동 형태에 따라 전기영동 방식, 전기습윤 방식, MEMS 방식 등의 여러 기술이 알려져 있다.
또한, 전자종이는 기존의 평면 디스플레이 패널에 비하여 생산단가가 훨씬 저렴하며, 액정표시소자처럼 배경조명이나 지속적인 재충전이 필요하지 않으므로 적은 에너지로도 구동될 수 있어 에너지 효율도 월등히 앞선다. 이와 아울러, 전자종이는 매우 선명하고, 시야각이 넓으며, 전원이 없더라도 글씨가 완전히 사라지지 않는 메모리 기능도 가지고 있어 공공 게시판, 광고물, 전자북 등에 폭넓게 사용될 수 있다.
이러한 전자종이 기술은 전기장에 의한 미세한 입자의 빠른 이동을 이용하여, 일정한 공간 내에 부유하는 대전된 입자를 정전기적으로 이동시켜 색을 표시하는 기술로서, 어떠한 극에서든 이동이 일어난 후에는 메모리 효과로 인해 전압을 제거해도 입자들의 위치변화가 없기 때문에 이미지가 사라지지 않아, 마치 종이에 잉크로 인쇄된 것과 같은 효과를 얻을 수 있다.
즉, 자체적인 발광은 하지 않지만, 시각피로도가 낮아 실제 책을 보는 것과 같은 편안한 감상이 가능하며, 패널의 유연성이 뛰어나, 구부릴 수 있는 정도가 높으며, 그 두께 역시 대단히 얇게 형성할 수 있어 미래형 평판 표시장치 기술로서 큰 기대를 모으고 있다.
일반적으로 사용되고 있는 전자종이 기술로는, 분산입자와 착색용액으로 이루어지는 분산액을 마이크로 캡슐화하여 대향하는 기판 사이에 배치하고, 분산액 속에서 입자가 영동하도록 하는 전기영동방식과, 용액을 사용하지 않고, 적어도 일방이 투명한 2장의 기판 사이에 색 및 대전 특성이 다른 2종류 이상의 입자를 봉입하고, 기판의 일방 또는 양방에 형성한 전극에 전압을 가하여 쿨롱력에 의하여 극성이 다른 대전 입자를 서로 다른 방향으로 비상ㅇ이동시켜 화상을 표시하는 충돌 대전 방식이 제안되어 있다.
이와 같은 전자종이 표시소자는 상부전극 및 하부전극 사이에 입자들을 분포시키고, 상기 상부전극 및 하부전극을 정렬하여 밀봉함으로써 완성시킨다. 그런데, 상기 완성된 전자종이 표시소자는 전기적 특성 등을 평가받아야 한다. 즉, 입자의 구조에 따른 전기광학 특성에 의한 구동 메카니즘 및 관계 등이 규명되고 평가되어야 한다.
따라서, 효과적으로 전자종이 표시소자의 문턱 전압 및 구동전압을 평가할 수 있는 시스템이 필요한 실정이다.
상기와 같은 문제를 해결하기 위한 본 발명은 촬영된 영상에 대하여 스케일레벨의 히스토그램의 분포를 이용하여 한계 픽셀 레벨을 설정한 후 촬영된 이미지를 이진화함으로써 전자종이의 특성을 평가하는 방법 및 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 하나 또는 다수의 실시예에서는 흑색 대전입자와 백색 대전입자를 이용하는 전자종이의 특성을 평가하는 방법에 있어서, (a) 인가 전압별로 전자종이 패널의 다수의 영상을 촬영하여 다수의 이미지를 획득하는 단계; (b) 상기 다수 이미지의 그레이 스케일 레벨에 대한 히스토그램 중 그레이 스케일 레벨이 쌍봉 분포(bimodal distribution)를 이루는 이미지를 선정하는 단계; (c) 상기 선정된 이미지의 한계 픽셀 레벨을 설정하는 단계; (d) 상기 한계 픽셀 레벨값을 이용하여 상기 획득된 이미지를 이진화(binarization)하는 단계; (e) 상기 이진화된 이미지의 백색 픽셀의 개수를 세는 단계; 및 (f) 상기 획득된 이미지의 백색 픽셀의 개수를 인가 전압별로 그래프화하는 단계를 포함하는 전자종이 특성 평가방법이 제공될 수 있다.
상기 히스토그램은 제1 피크(peak)에 해당하는 그레이 스케일 레벨값(GB)과 제2 피크(peak)에 해당하는 그레이 스케일 레벨값(GW)에서 쌍봉 분포를 이루며, 상기 제1 피크는 어두운 회색 픽셀의 피크를 의미하고, 제2 피크는 밝은 회색 픽셀의 피크를 의미한다.
상기 한계 픽셀 레벨값은 상기 히스토그램에서의 최저점(M)에 대응되는 그레이 스케일 레벨값(Gthres)인데, 이를 위하여 상기 한계 픽셀 레벨값을 ((GB+GW)/2)로 하거나, 상기 히스토그램에서 제1 피크와 제2 피크의 분포가 좌우 비대칭인 경우, 상기 한계 픽셀 레벨값은 ((GB+GW)/2) - (σW - σB) 로 할 수 있다. 단, 상기 σW, σB는 동일한 백색 픽셀 개수에서의 상기 GW, GB에 대응되는 그레이 스케일 레벨값의 임의의 밴드 폭(band width)을 의미한다.
상기 이진화는, 상기 선정된 이미지의 그레이 스케일 레벨값이 상기 한계 픽셀 레벨값보다 낮은 경우에는 흑색(0)으로 처리하고, 선정된 이미지의 그레이 스케일 레벨값이 상기 한계 픽셀 레벨값보다 높은 경우에는 백색(1)으로 처리하는 것에 의해 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 이미지의 백색 픽셀의 개수의 인가 전압별 그래프는 히스테리시스(hysteresis) 분포를 나타내는 것을 특징으로 하며, 상기 그래프는 인가 전압의 증가에 따라 백색 픽셀 개수의 변화가 시작되는 시점에서의 문턱 전압(Vth)과 백색 픽셀 개수의 변화가 정지하는 시점에서의 포화 전압(Vsat)이 존재하는 것을 특징으로 한다.
상기 선정되는 이미지는, 상기 문턱 전압과 포화 전압의 평균 전압에서의 이미지일 수 있으며, 상기 (f)의 백색 픽셀의 개수는, 상기 (a) 내지 (e) 단계를 복수 회 반복하여 산출된 상기 복수 회의 백색 픽셀 개수의 평균값인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 하나 또는 다수의 실시예에서는 전자종이 패널이 장착되는 스테이지; 상기 전자종이 패널에 빛을 비추는 조명기구; 상기 전자종이 패널의 상측에 위치하여 상기 조명기구의 빛에 의해 반사되는 빛을 감지하여 이미지를 획득하는 영상 촬영장치; 상기 전자종이 패널에 전압을 인가하는 전력공급부; 및 상기 영상 촬영장치로부터 획득된 이미지를 전송받고, 상기 전력공급부로부터 인가 전압을 전송받아 인가 전압에 따른 상기 조명의 색상의 픽셀 개수를 그래프화하여 상기 전자종이 패널의 특성을 분석하는 제어부를 포함하는 전자종이 특성 평가장치가 제공될 수 있다.
상기 스테이지는 3차원 이동이 가능하여 모든 영역에 대하여 영상을 촬영할 수 있으며, 상기 조명기구는 가시광선 대역의 빛을 조사하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 하나 또는 다수의 실시예에서는 두 가지 이상의 색상의 대전입자가 각각 흑색 대전입자와 쌍을 이루는 컬러 전자종이의 특성을 평가하는 방법에 있어서, (a) 상기 컬러 전자종이에 상기 색상 중 선택된 하나의 색상의 조명을 조사하면서, 인가 전압별로 컬러 전자종이 패널의 다수의 영상을 촬영하여 다수의 이미지를 획득하는 단계; (b) 상기 다수 이미지의 상기 색상에 따른 컬러 스케일 레벨에 대한 히스토그램 중 컬러 스케일 레벨이 쌍봉 분포(bimodal distribution)를 이루는 이미지를 선정하는 단계; (c) 상기 선정된 이미지의 상기 색상에 대한 한계 픽셀 레벨을 설정하는 단계; (d) 상기 한계 픽셀 레벨값을 이용하여 상기 획득된 이미지를 이진화(binarization)하는 단계; (e) 상기 이진화된 이미지의 상기 선택된 색상의 픽셀 개수를 세는 단계; 및 (f) 상기 획득된 이미지의 상기 선택된 색상 픽셀의 개수를 인가 전압별로 그래프화하는 단계를 포함하는 컬러 전자종이 특성 평가방법이 제공될 수 있다.
이때, 상기 선택된 색상 이외에 백색 대전입자가 있는 경우에는 상기 (a) 단계 이후에, 백색 대전입자와 흑색 대전입자로 이루어진 셀(W/K 셀)에 의한 노이즈를 제거하는 단계를 더 포함할 수 있는데, 상기 W/K 셀의 노이즈 제거는 흑색 대전입자를 컬러 전자종이 패널의 상측에 위치시킴으로써 이루어지거나, 이미지 마스크(image mask)를 이용하여 상기 선택된 색상의 대전입자로 구성되는 영역의 이미지만을 추출하는 것에 의해 이루어질 수 있다.
이때, 상기 노이즈 제거는 상기 이미지 마스크와 본래 이미지의 앤드 연산(and operation)에 의해 이루어질 수 있다.
상기 컬러 스케일 레벨은 상기 컬러와 흑색의 혼합 비율에 따라 구분되는 것을 특징으로 하고, 상기 선택된 색상의 조명은 다수의 다이크로익 미러(Dichroic Mirror) 및 다수의 광원에 의해 조사되는 것을 특징으로 한다.
상기 이진화는, 흑색 및 백색 대전입자로 이루어진 전자종이와 유사하게 상기 획득된 이미지의 컬러 스케일 레벨값이 상기 한계 픽셀 레벨값보다 낮은 경우에는 0으로 처리하고, 상기 획득된 이미지의 컬러 스케일 레벨값이 상기 한계 픽셀 레벨값보다 높은 경우에는 1로 처리하는 것에 이루어진다.
상기 선택된 색상의 획득된 이미지의 인가 전압별 그래프는 히스테리시스(hystresis) 분포를 나타내며, 상기 그래프는 인가 전압의 증가에 따라 선택된 색상의 픽셀 개수의 변화가 시작되는 시점에서의 문턱 전압(Vth)과 상기 선택된 색상의 픽셀 개수의 변화가 정지하는 시점에서의 포화 전압(Vsat)이 존재하는 것을 특징으로 한다.
상기 문턱 전압(Vth)과 포화 전압(Vsat)은 상기 색상에 따라 다를 수 있으며, 상기 컬러 전자종이의 구동 전압은 상기 색상에 따른 문턱 전압값 중 가장 큰 값으로 할 수 있다.
상기 한계 픽셀 레벨값은 상기 히스토그램에서 최저점(M)에 대응되는 컬러 스케일 레벨값(Gcolor)일 수 있다.
상기 히스토그램은 제1 피크(peak)에 해당하는 컬러 스케일 레벨값(G1)과 제2 피크(peak)에 해당하는 컬러 스케일 레벨값(G2)에서 쌍봉 형태를 나타내며, 상기 한계 픽셀 레벨값은 ((G1+G2)/2)일 수 있고, 상기 히스토그램에서 제1 및 제2 피크 영역이 좌우 비대칭인 경우, 상기 한계 픽셀 레벨값을 ((G1+G2)/2) - (σ1 - σ2)로 할 수 있다. 이때, 상기 σ1, σ2는 동일한 색상에 대한 히스토그램에서 상기 G1, G2에 대응되는 컬러 스케일 레벨값의 임의의 밴드 폭(band width)을 의미한다.
상기 선정되는 이미지는, 상기 문턱 전압(Vth)과 포화 전압(Vsat)의 평균 전압에서의 이미지일 수 있으며, 상기 두 가지 이상의 색상은 적색, 녹색, 청색 및 백색 중 2 이상의 색상의 조합일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 전압을 인가한 후 전자종이 패널의 표면을 촬영한 이미지 중 그레이 스케일 또는 컬러 스케일 레벨의 히스토그램에서 쌍봉 분포를 나타내는 이미지를 이용하여 한계 픽셀 레벨을 설정하고 상기 한계 픽셀 레벨을 기준으로 촬영된 이미지를 이진화하여 전자종이의 특성을 평가할 수 있다.
도 1은 전자종이의 구동 과정을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전자종이의 특성을 평가하기 위한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 8 비트 그레이 스케일 레벨 이미지를 이진화한 것을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 그레이 스케일 레벨에 따른 백색 픽셀의 개수를 나타내는 히스토그램이다.
도 5 내지 7은 본 발명의 실시예에 따른 인가 전압별 이미지의 이진화 전후의 사진이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 전자종이 패널의 인가 전압별 입자 이동 특성을 나타내는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 전자종이 특성 평가장치의 개략도이다.
도 10 내지 12는 본 발명의 실시예에 따른 전압별 히스토그램을 도시한 것이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 컬러 전자종이 패널의 모식도이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 컬러 전자종이 패널에 여러 색상의 빛을 조사하는 경우의 색상별 반사광을 나타내는 모식도이다.
도 15 및 도 16은 본 발명의 실시예에 따른 여러 색상의 빛을 조사하는 조명 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 적색 대전입자에 대한 이미지 마스크를 이용한 이미지 마스킹 과정을 나타낸 것이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
먼저, 도 1은 충돌 대전형 전자종이 디스플레이장치에 대한 셀 구조를 도시한 것이다. 도 1을 참조하면, 충돌 대전형 전자종이 디스플레이장치는 셀(60)의 내부에 투명전극으로 형성된 상부전극(62) 및 하부전극(64)과, 상기 전극에 구동 전압을 인가하고, 상기 상부전극(62) 및 하부전극(64) 사이의 간격을 일정하게 유지하도록 구성된다.
상기 충돌 대전형 전자종이 디스플레이장치에서 상부전극(62)과 하부전극(64)에 충분한 전압이 인가되면 인가된 전극 극성에 따라 대전되는 대전입자들(P, N)이 각 전극으로 끌려간다. 이때, 상기 P 대전입자는 양(+)의 대전입자로 흑색을 띠고, N 대전입자는 음(-)의 대전입자로 백색을 띤다.
만약, 도 1의 (a), (b)는 하부전극(64)에 양(+) 전압을 인가하고, 상부전극(62)에 음(-) 전압을 인가한 경우를 나타낸 것인데, 쿨롱력에 의하여 흑색 대전입자(P)가 상부전극(62) 쪽으로 이동하고, 백색 대전입자(N)는 하부전극(64)로 이동하여 흑색으로 보이게 된다.
도 1의 (c),(d)는 하부전극(64)에 음(-) 전압을 인가하고, 상부전극(62)에 양(+) 전압을 인가한 경우를 나타낸 것인데, 쿨롱력에 의하여 양(+)으로 대전된 흑색 대전입자(P)는 하부전극(64) 쪽으로 이동하고, 음(-)으로 대전된 백색 대전입자(N)는 상부전극(62) 쪽으로 이동한다. 이로써, 상부전극(62) 쪽에 백색 대전입자(N)가 위치하고 있으므로, 외부에서 관찰하는 경우에 백색으로 보이게 된다.
상기와 같은 방식에 의해 상부전극(62)과 하부전극(64)에 인가된 전압차가 클수록 대전입자(P,N)의 움직임이 커진다. 도 1에서 (a), (c)는 동일한 상태를 나타내고, (b), (d)도 동일한 상태를 나타낸다.
상기와 같은 원리에 의해 처음에 모든 셀이 백색으로 보이도록 전압을 가한 후, 원하는 셀만 반대 전압을 가해 흑색으로 보이도록 하여 그림이나 문자 등을 표현할 수 있게 되는 것이다.
이하에서는 본 발명에 따른 실시예의 흑색 대전입자와 백색 대전입자로 이루어진 전자종이의 특성을 평가하는 방법을 도 2를 참조하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 흑색 대전입자와 백색 대전입자로 구성되는 전자종이의 특성을 평가하기 위한 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 인가 전압별로 전자종이 패널에 대하여 다수의 영상을 촬영하여 이미지를 획득(S100)하고, 상기 각 이미지를 그레이 스케일 레벨(Gray scale level, 회색 이미지)에 따른 백색 픽셀의 개수를 나타내는 히스토그램을 작성하고, 상기 히스토그램에서 어두운 회색 픽셀과 밝은 회색 픽셀의 분포가 쌍봉의 형태를 이루는 이미지를 선정(S110)한다. 이때, 쌍봉(bimodal) 형태는 도 4에 도시된 바와 같이, 어두운 회색 픽셀의 피크(peak)에 해당하는 그레이 스케일 레벨값(GB)과 밝은 회색 픽셀의 피크(peak)에 해당하는 그레이 스케일 레벨값(GW)에 의해 이루어진다.
본 발명에 따른 실시예에서는 어두운 회색 픽셀의 피크를 제1 피크, 밝은 회색 픽셀의 피크를 제2 피크라 칭하기로 한다.
상기 쌍봉 형태는 반드시 좌우 대칭인 쌍봉 분포(bimodal distribution)를 가질 필요는 없으며 백색 픽셀 개수의 값이 최저점을 가지며 상기 최저점을 기준으로 좌우측에서 피크(peak)를 갖는 것이면 충분하다.
상기 이미지는 각각의 픽셀에서 백색 대전입자 또는 흑색 대전입자에 의해 백색 또는 흑색으로 표시되어 전체적으로 발현되는 영상이다. 따라서 백색 또는 흑색으로 명확히 구분되지 않고, 회색(gray)의 이미지로 보인다.
이후, 상기 선정된 이미지의 히스토그램에서 쌍봉 분포를 나타내는 그레이 스케일 레벨값을 이용하여 한계 픽셀 레벨(threshold pixel level)을 설정(S120)하고, 상기 한계 픽셀 레벨을 이용하여 상기 획득된 이미지를 이진화(binarization)(S130)한다.
이때, 한계 픽셀 레벨은 히스토그램에서의 최저점(M)에 대응되는 그레이 스케일 레벨값(도 4에서의 Gthres)으로 한다.
이를 위하여 본 발명에 따른 실시예에서는 한계 픽셀 레벨값을 상기 GB와 GW 쌍봉 분포의 단순 평균값((GB+GW)/2)으로 하거나, 이를 보정한 평균 보정값인 ((GB+GW)/2) - (σW - σB)으로 할 수도 있다.
상기 GB는 제1 피크(peak)에 해당하는 그레이 스케일 레벨값이고, GW는 제2 피크(peak)에 해당하는 그레이 스케일 레벨값을 의미한다. 또한, 상기 σW, σB는 동일한 백색 픽셀 개수에서의 상기 GW, GB에 대응되는 그레이 스케일 레벨값의 임의의 밴드 폭(band width)을 의미한다.
이때, 상기 단순 평균값을 한계 픽셀 레벨값으로 하는 경우는 상기 히스토그램에서 제1 피크와 제2 피크가 좌우 대칭인 경우에 적합하고, 상기 한계 픽셀 레벨값을 평균 보정값인 ((GB+GW)/2) - (σW - σB)으로 하는 경우는 제1 및 제2 피크가 좌우 비대칭인 경우에 보다 정밀하게 한계 픽셀 레벨값을 산정하기 위하여 적용한다.
본 발명에 따른 실시예에서 상기 한계 픽셀 레벨은 이진화를 위한 기준이 되는 그레이 스케일의 레벨값을 의미한다. 이때, 상기 이진화는 그레이 스케일 레벨의 값이 상기 한계 픽셀 레벨보다 낮은 경우에는 흑색(0)으로 처리하고, 상기 한계 픽셀 레벨보다 높은 경우에는 백색(1)으로 처리(S140)되도록 한다.
즉, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 그레이 스케일 레벨에 따른 백색 픽셀의 개수를 나타내는 히스토그램인데, 도 4를 참조하면, 그레이 스케일 레벨에 따라 백색 픽셀의 개수가 A, B와 같이 피크(peak)를 이루어 쌍봉 분포를 나타내는 이미지가 존재하는데, 상기 A구역에서의 피크에 해당하는 그레이 스케일 레벨값(GB)인 40과, B구역에서의 피크에 해당하는 그레이 스케일 레벨값(GW)인 180 의 중간값인 110을 한계 픽셀 레벨로 설정하면, 110보다 낮은 그레이 스케일 레벨을 갖는 픽셀들은 모두 흑색(0)으로 처리되고, 110보다 높은 그레이 스케일 레벨을 갖는 픽셀들은 모두 백색(1)으로 처리된다. 이때, A는 어두운 회색에 가까운 픽셀 값들의 분포를 나타내고, B는 밝은 회색에 가까운 픽셀 값들의 분포를 나타낸다.
이때, 이미지의 히스토그램에서 쌍봉 형태를 나타내는 이유는 인가된 전압의 크기에 따라 백색 대전입자 또는 흑색 대전입자가 쿨롱력에 의해 전극으로 이동하게 되는 정도가 다르고, 백색 대전입자와 흑색 대전입자도 전하를 띠기 때문에 이들간에 인력이 작용하여 서로의 이동을 방해할 수도 있으며, 상기 백색 대전입자와 흑색 대전입자가 균일하게 분포하지 않는 경우도 있기 때문이다.
도 10 내지 12는 본 발명의 실시예에 따른 전압별 백색 픽셀 개수의 히스토그램인데, 도 10은 인가 전압이 -400V인 경우, 도 11은 인가 전압이 +220V인 경우, 도 14는 인가 전압이 +400V인 경우를 각각 도시한 것이다.
도 10 내지 12를 참조하면, 인가 전압이 -400V인 경우와 같이 인가 전압이 음(-)으로 큰 경우에는 어두운 회색의 픽셀 수가 많이 분포하나, 이와는 반대로 인가 전압이 +400V인 경우와 같이 양(+)으로 큰 경우에는 밝은 회색의 픽셀 수가 매우 많이 분포하는 것을 알 수 있다.
결국, 인가 전압이 220V인 경우와 같이 쌍봉 분포를 갖는 경우가 존재하게 됨을 알 수 있다.
이는 도 8에서 확인할 수 있는데, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 전자종이 패널의 인가 전압별 입자 이동 특성을 나타내는 그래프이다.
도 8을 참조하면, 전압을 인가하지 않은 상태에는 백색 픽셀의 개수가 거의 없으나, 인가 전압이 증가할수록 점점 백색 픽셀의 개수가 증가하여 일정 전압을 인가하는 경우에는 급격히 증가하는 것을 알 수 있다.
또한, -400V를 인가한 경우에는 대부분의 백색 대전입자들이 이동하지 않아 어둡게 보이는 것을 알 수 있으며, +220V를 인가시에는 대략 쌍봉 형태를 이룰 것임을 예측할 수 있다. 즉, 전압을 +220V 인가시에는 백색 픽셀 개수가 포화 상태의 절반 정도인데, 이는 포화 상태에서의 백색 대전입자 중 절반 정도가 이동한 것을 의미한다. +220V를 인가한 경우의 히스토그램은 도 11에 도시되어 있다. 도 11을 참조하면, 최저점을 가지나 밴드 폭(σW, σB)이 거의 유사하여 GB, GW의 평균값을 한계 픽셀 레벨로 할 수 있다.
본 발명에 따른 실시예에서는 상기와 같은 쌍봉 분포를 갖는 이미지를 이용하여 한계 픽셀 레벨을 결정하게 된다.
나아가, 본 발명에 따른 실시예에서는 인가 전압을 증가시키면서 백색 픽셀 개수의 변화가 시작되는 시점에서의 인가 전압인 문턱 전압(Vth)과 백색 대전입자의 이동이 거의 없어 백색 픽셀 개수의 변화가 정지하는 시점에서의 인가 전압인 포화 전압(Vsat)의 평균값에서의 이미지를 선정하여 한계 픽셀 레벨값을 결정할 수도 있다. 즉, 도 8에서의 Vth는 +180V이고, Vsat는 +280V이므로 이들의 평균값인 +230V를 인가하여 획득한 이미지를 이용하여 한계 픽셀 레벨을 결정할 수 있다.
이때, 상기 문턱 전압은 전자종이 패널을 구동시키기 위한 구동 전압으로 사용될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 8 비트(bit) 그레이 스케일 레벨의 이미지를 이진화한 것을 나타낸 것인데, 상기 도 3의 (a)에서 X는 주로 흑색 입자에 의해 나타내어지는 색상으로 한계 픽셀 레벨보다 낮은 경우로써 다소 어둡게 보이는 구역이고, Y는 주로 흰색 입자에 의해 나타내어지는 색상으로 한계 픽셀 레벨보다 높은 경우로써 비교적 밝게 보이는 것을 나타낸다.
본 발명에 따른 실시예에서는 그레이 스케일 레벨을 이진화하여 도 3의 (b)에서와 같이 두 가지의 색을 나타내는 이미지를 얻었다. 도 3의 (b)를 참조하면, 흑색과 백색의 픽셀이 명확하게 구분되어 전자종이의 특성을 평가하기가 용이함을 알 수 있다.
나아가, 본 발명에 따른 실시예에서는 상기 이진화된 이미지의 백색 픽셀의 개수를 세고, 전압별로 획득된 이미지의 백색 픽셀 개수를 인가 전압별로 그래프화(S150)한다. 이에 대하여는 도 8에 도시되어 있으며, 백색 픽셀의 개수 대신 흑색 픽셀 개수를 인가 전압별로 그래프화할 수도 있다.
상기 인가 전압에 따른 백색 픽셀 개수의 그래프는 복수 회 반복 실험을 하여 평균값을 산출하여 상기 평균값으로 그래프를 그리는데, 도 8에서 Φ는 특정 전압을 인가하여 수회에 걸쳐 반복 실험한 경우의 백색 픽셀 개수의 변화폭을 나타낸다. 예를 들면, 인가 전압이 220V인 경우에는 백색 픽셀의 개수는 약 57,000개부터 약 143,000개의 변화폭을 갖는다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 전자종이 패널의 인가 전압별 입자 이동 특성을 나타내는 그래프를 도시한 것인데, 도 8을 참조하면, 인가 전압에 따른 백색 픽셀의 개수의 분포는 히스테리시스(hysteresis) 분포를 가지는 것을 알 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 실시예에서는 +180V의 전압을 인가하는 경우에 백색 대전입자들이 이동하기 시작하고, +280V의 전압을 인가하는 경우에는 추가적인 백색 대전입자들의 이동이 둔화되는 것을 알 수 있다. 즉, +280V 정도의 전압에서 포화상태(saturated)가 됨을 알 수 있다. 이후, +280V 이상의 전압을 인가하여도 더 이상의 백색 대전입자들의 이동은 거의 없으며 이 상태에서 인가 전압을 줄여도 백색 대전입자들의 이동은 나타나지 않았다.
이는 -180V가 되어서야 비로소 백색 대전입자들이 이동하게 되며, -260V까지 급격히 많은 양의 백색 대전입자가 이동한다. -280V의 전압이 되면 거의 포화상태가 되어, 음의 전압을 더 크게 인가하여도 백색 대전입자들의 이동은 나타나지 않았다. 이후, 인가 전압을 계속 증가시켜도 백색 대전입자들의 이동은 없다가, 약 +180V 정도가 되면 백색 입자들의 이동이 나타나기 시작한다.
본 발명에 따른 실시예에서는 인가 전압에 따른 백색 픽셀의 개수가 히스테리시스(hysteresis) 곡선을 나타내므로, 이후에는 상기 과정을 반복한다.
이때, 상기와 같이 백색 대전입자들이 이동하기 시작하는 전압인 문턱 전압(Vth)과 이동이 둔화되는 포화 전압(Vsat)이 존재함을 알 수 있고, 상기 문턱 전압과 포화 전압은 대략 서로 반대되는 위치에도 존재함을 알 수 있다.
도 5 내지 7은 본 발명의 실시예에 따른 전압별 이미지의 이진화 전후의 사진인데, 도 5는 인가 전압이 -400V인 경우, 도 6은 인가 전압이 +220V인 경우, 도 7은 인가 전압이 +400V인 경우이다.
도 5 내지 7의 (a)는 이진화 전의 사진이고, 도 5 내지 7의 (b)는 이진화 후의 사진이다.
도 5 내지 7을 참조하면, 이진화 전의 경우보다 이진화한 경우가 명확하게 판별할 수 있음을 알 수 있다.
인가 전압이 양(+)으로 커질수록 백색 대전입자가 많이 분포하여 이진화시 백색(1)의 픽셀 개수가 늘어나고, 반대로 인가 전압이 음(-)으로 커질수록 흑색 입자가 많이 분포하여 이진화시에 백색(1)의 픽셀 개수가 줄어들게 된다.
상기와 같이 전자종이 패널의 인가 전압별 입자 이동 특성을 알게 되면, 백색 또는 흑색의 표면을 표시하기 위하여 어느 정도의 전압을 인가하면 되는지 알 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 전자종이 특성 평가장치에 대하여 설명한다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 전자종이 특성 평가장치(100)의 개략도인데, 상기 전자종이 특성 평가장치(100)는 전자종이 패널(60)이 안착되는 스테이지(50), 상기 스테이지(50) 상의 전자종이 패널(60)에 빛을 비추는 조명기구(10), 상기 전자종이 패널(60)의 상측에 위치하여 상기 전자종이 패널(60)로부터 반사되는 빛을 감지하여 영상을 촬영하는 영상 촬영장치(20), 상기 전자종이 패널(60)에 전압을 인가하는 전력공급부(30)와, 상기 전력공급부(30)와 연결되어 상기 전자종이 패널(60)의 특성을 분석하는 제어부(40)를 포함한다.
상기 제어부(40)는 상기 영상 촬영장치(20)로부터 획득된 이미지를 전송받음과 동시에 상기 전력공급부(30)와 연결되어 인가 전압을 전송받아 인가 전압별 백색 픽셀 개수를 그래프화하여 전자종이 패널(60)의 특성을 분석할 수 있다.
또한, 상기 제어부(40)는 상기 그래프를 보여주는 표시부를 가질 수 있다.
상기 스테이지(50)는 3차원 이동이 가능하여 전자종이의 모든 영역에 대하여 영상 획득이 가능하도록 X 스테이지, Y 스테이지 및 Z 스테이지를 구비한다. 또한, 스테이지(50)의 최상층에는 진공 스테이지(vacuum stage)가 위치하여 상기 전자종이 패널(60)을 진공흡착하여 3차원적으로 이동시키도록 되어 있다.
상기 전자종이 패널(60)을 3차원 이동시키는 이유는 전자종이 패널(60)의 특정 부분에 대하여만 측정하면 정확한 평가가 이루어지지 않을 수 있기 때문에 전자종이 패널(60)의 균일한 분포에 걸쳐 측정하기 위함이다.
또한, 본 발명에 따른 일실시예에서의 조명기구(10)는 가시광 파장 대역의 빛을 조사하는데, 이는 본 발명에 따른 실시예에서는 백색 대전입자와 흑색 대전입자만을 사용하기 때문이다. 즉, 백색 대전입자는 모든 색상의 빛을 반사하는 반면, 흑색 대전입자는 모든 색상의 빛을 흡수하므로 가시광이면 어느 색상의 빛이든 무관하다.
다만, 적색 대전입자를 사용하고자 한다면 적색의 빛을 조사해야 한다. 이는 주로 컬러 전자종이의 경우에 적용되는데 컬러 전자종이에 대하여는 후술하기로 한다.
또한, 상기 제어부(40)는 상기에서 설명한 전자종이 특성 평가방법에 관한 프로그램이 설치되어 영상 촬영장치(20)에 의하여 인가 전압에 따른 다수의 이미지를 획득하여 이를 자동으로 그래프화하여 전자종이 특성 평가가 가능하도록 한다.
상기에서는 백색 대전입자와 흑색 대전입자를 이용한 경우를 위주로 설명하였으나, 이하에서는 컬러 전자종이에 대하여 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 일실시예의 컬러 전자종이는 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue), 백색(White) 및 흑색(Black)의 대전입자를 이용하여 다양한 색상을 나타낼 수 있다. 즉, 두 가지 이상의 색상의 대전입자가 각각 흑색 대전입자와 쌍을 이루도록 되어 있다.
도 13의 (a) 및 (b)는 컬러 전자종이 패널(200)의 평면도 및 단면도인데, 도 13을 참조하면, 본 발명에 따른 실시예에서는 도 13의 (a)에서와 같이 컬러 전자종이 패널(200)은 다수의 셀로 이루어지며, 각각의 셀들은 적색과 흑색(R/K), 녹색과 흑색(G/K), 청색과 흑색(B/K), 백색과 흑색(W/K)의 대전입자들의 조합으로 이루어질 수 있다.
상기 셀(210, 220)은 격벽(230)에 의해 구분되어 있으며, 적색과 흑색 대전입자(215, 235)로 이루어진 적색 셀(210)에는 적색 대전입자(215)가 상부에 위치하는 경우 적색광을 나타낼 수 있으며, 마찬가지로 녹색 셀(220)에는 녹색 대전입자(225)와 흑색 대전입자(235)가 들어 있고, 녹색 대전입자(225)가 상측에 위치하는 경우에 녹색광을 나타낼 수 있다.
또한, 도 15 및 16은 본 발명에 따른 조명 시스템을 도시한 것인데, 이는 다수의 다이크로익 미러(dichroic mirror)와 다수의 광원을 포함하여 이루어진다.
먼저, 도 15를 참조하면, 적색 광원, 녹색 광원 및 청색 광원에 대하여 광스위치를 모두 온(on)위치로 하면 적색광, 녹색광 및 청색광은 이들을 반사시키는 다이크로익 미러에서 반사되어 적색, 녹색 및 청색의 빛을 나타내게 된다. 이들 색상의 빛의 혼합에 의해 백색광이 구현될 수 있다.
도 16을 참조하면, 녹색광과 청색광을 나타내기 위하여 적색광을 차단하는데, 이를 위하여 적색광의 광스위치를 오프(off)시키면 된다. 나아가, 도시하지는 않았으나, 청색광만을 나타내기 위하여는 녹색광과 적색광의 광스위치를 오프시키면 된다.
상기 컬러 전자종이의 특성을 평가하는 경우에도 앞서 설명한 흑색 및 백색 대전입자로 이루어진 전자종이의 특성을 평가하는 방법과 유사한 면도 있으나, 여러 가지 면에서 상이하다.
이하에서는 흑색과 백색 대전입자로 이루어진 전자종이의 특성 평가방법과 상이한 점을 위주로 설명한다.
컬러 전자종이의 특성을 평가하기 위해서는 특정 색상의 빛을 조사하여 각각의 색상에 따른 문턱 전압(Vth) 또는 포화 전압(Vsat) 등의 특성을 평가할 수 있다.
이때, 문턱 전압(Vth)은 적색광, 녹색광 및 청색광에 따라 다른 값을 가질 수 있으며, 컬러 전자종이 특성을 정확히 평가하기 위해서는 각각의 빛에 따라 평가해야 한다. 그러나, 장치의 단순화를 위해서라면 상기 문턱 전압 중 가장 큰 값을 사용하면 원하는 색상의 빛을 나타낼 수 있다. 즉, 컬러 전자종이의 경우에도 도 8에서와 같이 히스테리시스 분포를 갖는데, 상기 히스테리시스 곡선이 대전입자의 색상에 따라 조금씩 다를 수 있으며, 각각의 문턱 전압 중 가장 큰 전압을 인가하면 모든 색상의 대전입자들이 이동하여 각각의 색상을 나타내게 된다.
또한, 컬러 전자종이의 경우에는 상기 그레이 스케일 레벨에 대응하여 컬러 스케일 레벨이 사용되는데, 본 발명에 따른 실시예에서의 컬러 스케일 레벨이란 특정의 색상과 흑색의 혼합 비율에 따라 여러 단계로 구분된 것을 의미한다. 예를 들면 8 비트 적색 스케일 레벨이라고 하면, 적색와 흑색의 혼합 비율에 따라 256 단계로 나누어진 컬러 톤(color tone)을 의미한다.
이하에서는 적색광을 조사하는 경우의 컬러 전자종이의 특성을 평가하는 방법에 대하여 설명한다. 이는 일실시예에 불과하여 이들 내용이 다른 색상의 조명을 비춘 경우에도 동일하게 적용된다.
상기 조명 시스템에서 적색광원에 대해서만 광스위치를 온(on)시키면 다이크로익 미러를 통해 적색광이 컬러 전자종이 패널에 조사된다.
이때, 녹색 대전입자와 청색 대전입자는 적색광을 흡수하여 문제되지 않는다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 컬러 전자종이 패널에 여러 색상의 빛을 조사하는 경우의 색상별 반사광을 나타내는 모식도인데, 적색광, 녹색광 및 청색광을 동시에 백색 대전입자에 조사하면 적색광만이 반사되고, 녹색 대전입자에 조사하면 녹색광만이 반사되는 것을 알 수 있다.
또한, 백색 대전입자는 모든 색상의 빛을 반사하므로, 만약 적색광을 조사하면 백색 대전입자도 적색광을 반사하여 적색 대전입자로 이루어진 셀에 대한 평가가 곤란해지므로 컬러 전자종이의 경우에는 백색 대전입자에 의한 노이즈 즉, 백색 대전입자에 의한 반사광의 영향을 제거해야 한다.
상기 백색 대전입자에 의한 노이즈를 제거하는 방법으로 본 발명에 따른 실시예에서는 다음과 같이 두 가지를 들 수 있다.
첫째, 이미지 마스크(image mask)를 이용하여 적색 대전입자에 의한 반사광 이외의 빛을 모두 차단하는 방법이다.
둘째, 백색 및 흑색 대전입자로 이루어진 셀에서 백색 대전입자를 아래로 위치하고, 흑색 대전입자가 위로 위치하도록 전압을 인가하여 백색 대전입자에 의한 반사광을 제거하는 방법이다. 상기 두번째 방법은 W/K 셀마다 백색 대전입자가 아래로 위치하고, 흑색 대전입자가 위로 위치하도록 하여 모든 빛을 흡수하도록 하는 방법이다.
이하에서는 상기 첫째 방법에 대하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 17은 본 발명에 따른 실시예의 이미지 마스킹 과정을 도시한 것인데, 컬러 전자종이 패널에 적색광을 조사하면 적색 및 흑색 대전입자로 이루어진 R/K 셀에서 반사광이 나타나고, 백색 및 흑색 대전입자로 이루어진 W/K 셀에서도 반사광이 나타나므로 적색 및 흑색 대전입자로 이루어진 셀에 대한 특성을 평가하기가 곤란해진다. 따라서, 상기 컬러 전자종이 패널과 동일한 크기를 가지며, R/K 셀을 제외한 모든 영역은 흑색으로 처리되도록 하여 W/K 셀에서의 반사광의 영향을 제거할 수 있도록 한다.
상기 이미지 마스킹은 앤드 연산(and operation)에 의해 본래 이미지(original image)에서 이미지 마스크의 흑색으로 처리된 영역과 동일한 위치의 셀에 대하여는 흑색으로 처리되도록 하고, 나머지 셀에서는 본래 이미지가 나타나도록 한다.
상기와 같이 적색 대전입자에 적색광을 조사하면 앞서 설명한 흑색 및 백색 대전입자로 이루어진 전자종이의 경우와 같이 인가 전압에 따른 다수의 이미지를 얻을 수 있다. 상기 이미지 중 적색 스케일 레벨에 대한 히스토그램이 쌍봉 분포를 나타내는 이미지를 선정하여, 상기 선정된 이미지로부터 적색 대전입자를 포함하는 전자종이에 대한 한계 픽셀 레벨을 설정한다.
상기 쌍봉 분포는 상기 제1, 제2 피크와 유사하게 두 개의 피크를 나타내며 이들 각각에 대한 컬러 스케일 레벨값을 각각 G1, G2라 하면, 상기 한계 픽셀 레벨값은 (G1+G2)/2가 된다.
또한, 상기 히스토그램에서 제1 및 제2 피크 영역이 좌우 비대칭인 경우, 상기 한계 픽셀 레벨값은 ((G1+G2)/2) - (σ1 - σ2) 일 수 있다. 상기 σ1, σ2는 동일한 색상에 대한 히스토그램에서 상기 G1, G2에 대응되는 컬러 스케일 레벨값의 임의의 밴드 폭(band width)을 의미한다.
상기 방법은 한계 픽셀 레벨값으로 상기 히스토그램에서 최저점(M)에 대응되는 컬러 스케일 레벨값(Gcolor)의 일예이다.
상기 한계 픽셀 레벨값을 이용하여 획득된 이미지의 컬러 스케일 레벨값이 상기 한계 픽셀 레벨값보다 낮은 경우에는 0으로 처리하고, 상기 획득된 이미지의 컬러 스케일 레벨값이 상기 한계 픽셀 레벨값보다 높은 경우에는 1로 처리하여 이진화 처리할 수 있다.
상기 이진화된 이미지의 적색 대전입자로 이루어진 픽셀 개수를 세어 인가 전압별로 그래프화하여 문턱 전압(Vth) 및 포화 전압(Vsat) 등을 알 수 있다.
상기 그래프는 히스테리시스 곡선을 나타내며, 상기 그래프에서도 도 8에 도시된 바와 같이, 인가 전압의 증가에 따라 적색의 픽셀 개수의 변화가 시작되는 시점에서의 문턱 전압(Vth)과 상기 선택된 색상의 픽셀 개수의 변화가 정지하는 시점에서의 포화 전압(Vsat)이 존재한다.
상기에서는 컬러 전자종이에 적색광을 조사한 경우를 예로 설명하였으나, 녹색광, 청색광 및 백색광을 조사한 경우에도 모두 동일하게 적용된다.
상기 색상에 따라 다른 문턱 전압값과 포화 전압값을 가질 수 있으며, 컬러 전자종이의 특성을 정확하게 평가하기 위해서는 색상에 따른 문턱 전압값을 알아야 하지만, 정확한 문턱 전압값이 필요하지 않은 경우에는 문턱 전압값을 상기 문턱 전압값들 중 가장 큰 값으로 할 수 있다.
또한, 상기 흑색 및 백색 대전입자로 이루어진 전자종이의 경우와 마찬가지로 상기 선정되는 이미지를 문턱 전압(Vth)과 포화 전압(Vsat)의 평균 전압에서의 이미지로 할 수도 있다.
만약, 상기 문턱 전압값들 중 가장 큰 값을 구동 전압으로 인가하면, 다른 색상의 대전입자들도 함께 이동하게 되어 여러 가지 색상의 빛을 띠게 되고, 컬러 전자종이 전체의 특성을 알 수 있게 된다.
또한, 상기 전자종이 평가장치로 컬러 전자종이 특성을 평가하기 위해서는 상기 제어부(40)에 상기와 같은 내용의 프로그램이 입력되어야 한다. 즉, 컬러 전자종이인 경우에는 백색 대전입자에 의한 노이즈를 제거하고, 색상에 따른 문턱 전압값 각각 또는 상기 색상에 따른 문턱 전압값 중 가장 큰 값이 구동 전압으로 설정되어야 한다.
상기에서는 적색 대전입자를 갖는 경우에 대하여 설명하였으나, 이는 녹색, 청색 및 백색 대전입자를 갖는 경우에도 동일하게 적용될 수 있으며, 백색 대전입자에 대하여 평가하고자 하는 경우에는 적색광, 녹색광 및 청색광을 모두 조사하여 실시할 수 있다.
또한, 컬러 전자종이는 반드시 적색, 녹색, 청색 및 백색을 모두 가질 필요는 없으며 상기 4가지 색상 중 2 이상의 조합으로 이루어질 수도 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변경된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (30)

  1. 흑색 대전입자와 백색 대전입자를 이용하는 전자종이의 특성을 평가하는 방법에 있어서,
    (a) 인가 전압별로 전자종이 패널의 다수의 영상을 촬영하여 다수의 이미지를 획득하는 단계;
    (b) 상기 다수 이미지의 그레이 스케일 레벨값에 대한 히스토그램 중 그레이 스케일 레벨값이 쌍봉 분포(bimodal distribution)를 이루는 이미지를 선정하는 단계;
    (c) 상기 선정된 이미지의 한계 픽셀 레벨값을 설정하는 단계;
    (d) 상기 한계 픽셀 레벨값을 이용하여 상기 획득된 이미지를 이진화(binarization)하는 단계;
    (e) 상기 이진화된 이미지의 백색 픽셀의 개수를 세는 단계; 및
    (f) 상기 획득된 이미지의 백색 픽셀의 개수를 인가 전압별로 그래프화하는 단계를 포함하는 전자종이 특성 평가방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 히스토그램은 제1 피크(peak)에 해당하는 그레이 스케일 레벨값(GB)과 제2 피크(peak)에 해당하는 그레이 스케일 레벨값(GW)에서 쌍봉 분포를 이루는 것을 특징으로 하는 전자종이 특성 평가방법.
    단, 상기 제1 피크는 어두운 회색 픽셀의 피크를 의미하고, 제2 피크는 밝은 회색 픽셀의 피크를 의미한다.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 한계 픽셀 레벨값은 상기 히스토그램에서의 최저점(M)에 대응되는 그레이 스케일 레벨값(Gthres)인 것을 특징으로 하는 전자종이 특성 평가방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 한계 픽셀 레벨값은 ((GB+GW)/2)인 것을 특징으로 하는 전자종이 특성 평가방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 히스토그램에서 제1 피크와 제2 피크의 분포가 좌우 비대칭인 경우, 상기 한계 픽셀 레벨값은 ((GB+GW)/2) - (σW - σB) 인 것을 특징으로 하는 전자종이 특성 평가방법.
    단, 상기 σW, σB는 동일한 백색 픽셀 개수에서의 상기 GW, GB에 대응되는 그레이 스케일 레벨값의 임의의 밴드 폭(band width)을 의미한다.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 이진화는,
    상기 선정된 이미지의 그레이 스케일 레벨값이 상기 한계 픽셀 레벨값보다 낮은 경우에는 흑색(0)으로 처리하고, 선정된 이미지의 그레이 스케일 레벨값이 상기 한계 픽셀 레벨값보다 높은 경우에는 백색(1)으로 처리하는 것에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자종이 특성 평가방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 이미지의 백색 픽셀의 개수의 인가 전압별 그래프는 히스테리시스(hysteresis) 분포를 나타내는 것을 특징으로 하는 전자종이 특성 평가방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 그래프는 인가 전압의 증가에 따라 백색 픽셀 개수의 변화가 시작되는 시점에서의 문턱 전압(Vth)과 백색 픽셀 개수의 변화가 정지하는 시점에서의 포화 전압(Vsat)이 존재하는 것을 특징으로 하는 전자종이 특성 평가방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 선정되는 이미지는,
    상기 문턱 전압과 포화 전압의 평균 전압에서의 이미지인 것을 특징으로 하는 전자종이 특성 평가방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 (f)의 백색 픽셀의 개수는,
    상기 (a) 내지 (e) 단계를 복수 회 반복하여 산출된 상기 복수 회의 백색 픽셀 개수의 평균값인 것을 특징으로 하는 전자종이 특성 평가방법.
  11. 전자종이 패널이 장착되는 스테이지;
    상기 전자종이 패널에 빛을 비추는 조명기구;
    상기 전자종이 패널의 상측에 위치하여 상기 조명기구의 빛에 의해 반사되는 빛을 감지하여 이미지를 획득하는 영상 촬영장치;
    상기 전자종이 패널에 전압을 인가하는 전력공급부; 및
    상기 영상 촬영장치로부터 획득된 이미지를 전송받고, 상기 전력공급부로부터 인가 전압을 전송받아 인가 전압에 따른 상기 조명의 색상의 픽셀 개수를 그래프화하여 상기 전자종이 패널의 특성을 분석하는 제어부를 포함하는 전자종이 특성 평가장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 스테이지는 3차원 이동이 가능한 것을 특징으로 하는 전자종이 특성 평가장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 조명기구는 가시광선 대역의 빛을 조사하는 것을 특징으로 하는 전자종이 특성 평가장치.
  14. 두 가지 이상의 색상의 대전입자가 각각 흑색 대전입자와 쌍을 이루는 컬러 전자종이의 특성을 평가하는 방법에 있어서,
    (a) 상기 컬러 전자종이에 상기 색상 중 선택된 하나의 색상의 조명을 조사하면서, 인가 전압별로 컬러 전자종이 패널의 다수의 영상을 촬영하여 다수의 이미지를 획득하는 단계;
    (b) 상기 다수 이미지의 상기 색상에 따른 컬러 스케일 레벨값에 대한 히스토그램 중 컬러 스케일 레벨값이 쌍봉 분포(bimodal distribution)를 이루는 이미지를 선정하는 단계;
    (c) 상기 선정된 이미지의 상기 색상에 대한 한계 픽셀 레벨값을 설정하는 단계;
    (d) 상기 한계 픽셀 레벨값을 이용하여 상기 획득된 이미지를 이진화(binarization)하는 단계;
    (e) 상기 이진화된 이미지의 상기 선택된 색상의 픽셀 개수를 세는 단계; 및
    (f) 상기 획득된 이미지의 상기 선택된 색상 픽셀의 개수를 인가 전압별로 그래프화하는 단계를 포함하는 컬러 전자종이 특성 평가방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 선택된 색상 이외에 백색 대전입자가 있는 경우,
    상기 (a) 단계 이후에, 백색 대전입자와 흑색 대전입자로 이루어진 셀(W/K 셀)에 의한 노이즈를 제거하는 단계를 더 포함하는 컬러 전자종이 특성 평가방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 W/K 셀의 노이즈 제거는 흑색 대전입자를 컬러 전자종이 패널의 상측에 위치시킴으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 컬러 전자종이 특성 평가방법.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 W/K 셀의 노이즈 제거는 이미지 마스크(image mask)를 이용하여 상기 선택된 색상의 대전입자로 구성되는 영역의 이미지만을 추출하는 것에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 컬러 전자종이 특성 평가방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 노이즈 제거는 상기 이미지 마스크와 본래 이미지의 앤드 연산(and operation)에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 컬러 전자종이 특성 평가방법.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 컬러 스케일 레벨값은 상기 컬러와 흑색의 혼합 비율에 따라 구분되는 것을 특징으로 하는 컬러 전자종이 특성 평가방법.
  20. 제14항에 있어서,
    상기 선택된 색상의 조명은 다수의 다이크로익 미러(Dichroic Mirror) 및 다수의 광원에 의해 조사되는 것을 특징으로 하는 컬러 전자종이 특성 평가방법.
  21. 제14항에 있어서,
    상기 이진화는,
    상기 획득된 이미지의 컬러 스케일 레벨값이 상기 한계 픽셀 레벨값보다 낮은 경우에는 0으로 처리하고, 상기 획득된 이미지의 컬러 스케일 레벨값이 상기 한계 픽셀 레벨값보다 높은 경우에는 1로 처리하는 것에 이루어지는 것을 특징으로 하는 컬러 전자종이 특성 평가방법.
  22. 제14항에 있어서,
    상기 선택된 색상의 획득된 이미지의 인가 전압별 그래프는 히스테리시스(hystresis) 분포를 나타내는 것을 특징으로 하는 컬러 전자종이 특성 평가방법.
  23. 제14항에 있어서,
    상기 그래프는 인가 전압의 증가에 따라 선택된 색상의 픽셀 개수의 변화가 시작되는 시점에서의 문턱 전압(Vth)과 상기 선택된 색상의 픽셀 개수의 변화가 정지하는 시점에서의 포화 전압(Vsat)이 존재하는 것을 특징으로 하는 컬러 전자종이 특성 평가방법.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 문턱 전압(Vth)과 포화 전압(Vsat)은 상기 색상에 따라 다른 것을 특징으로 하는 컬러 전자종이 특성 평가방법.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 컬러 전자종이의 구동 전압은 상기 색상에 따른 문턱 전압값 중 가장 큰 값으로 하는 것을 특징으로 하는 컬러 전자종이 특성 평가방법.
  26. 제14항에 있어서,
    상기 한계 픽셀 레벨값은 상기 히스토그램에서 최저점(M)에 대응되는 컬러 스케일 레벨값(Gcolor)인 것을 특징으로 하는 컬러 전자종이 특성 평가방법.
  27. 제14항에 있어서,
    상기 히스토그램은 제1 피크(peak)에 해당하는 컬러 스케일 레벨값(G1)과 제2 피크(peak)에 해당하는 컬러 스케일 레벨값(G2)에서 쌍봉 형태를 나타내며, 상기 한계 픽셀 레벨값은 ((G1+G2)/2) 인 것을 특징으로 하는 컬러 전자종이 특성 평가방법.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 히스토그램에서 제1 및 제2 피크 영역이 좌우 비대칭인 경우, 상기 한계 픽셀 레벨값은 ((G1+G2)/2) - (σ1 - σ2) 인 것을 특징으로 하는 컬러 전자종이 특성 평가방법.
    상기 σ1, σ2는 동일한 색상에 대한 히스토그램에서 상기 G1, G2에 대응되는 컬러 스케일 레벨값의 임의의 밴드 폭(band width)을 의미한다.
  29. 제23항에 있어서,
    상기 선정되는 이미지는,
    상기 문턱 전압(Vth)과 포화 전압(Vsat)의 평균 전압에서의 이미지인 것을 특징으로 하는 컬러 전자종이 특성 평가방법.
  30. 제14항에 있어서,
    상기 두 가지 이상의 색상은 적색, 녹색, 청색 및 백색 중 2 이상의 색상의 조합인 것을 특징으로 하는 컬러 전자종이 특성 평가방법.
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