KR101510387B1 - 반사형 표시 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

반사형 표시 장치 및 그 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 반사형 표시 장치는, 전하를 갖는 제1 입자가 분산된 제1 유체를 포함하는 제1 단위 셀, 전하를 갖는 제2 입자가 분산된 제2 유체를 포함하는 제2 단위 셀, 상기 제1 단위 셀 및 상기 제2 단위 셀에 대하여 전기장을 인가하는 전기장 인가부, 및 상기 인가되는 전기장의 세기를 조절함으로써 상기 제1 단위 셀 및 상기 제2 단위 셀로부터 표시되는 컬러를 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 제1 입자 및 상기 제2 입자는 각각의 문턱값 미만의 세기의 전기장이 인가되는 경우에는 움직이지 않고 각각의 문턱값 이상의 세기의 전기장이 인가되는 경우에는 움직이고, 상기 제1 입자의 문턱값과 상기 제2 입자의 문턱값은 서로 다르게 설정되는 것을 특징으로 한다.

Description

반사형 표시 장치 및 그 제어 방법{REFLECTIVE DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR CONTROLLING THE SAME}
본 발명은 반사형 표시 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 입자를 이동시키기 위한 전기장의 최소 세기(즉, 문턱값) 또는 최소 인가 시간(즉, 응답시간)이 서로 다른 복수의 단위 셀 모두에 대하여 다양한 패턴의 전기장을 인가함으로써 복수의 단위 셀을 독립적으로 구동하기 위한 복잡한 구동 수단을 구비하지 않고도 다양한 컬러를 표시할 수 있는 반사형 표시 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
반사형 표시 장치는 야외에서의 우수한 시인성, 뛰어난 저전력 특성 등의 장점을 보유하고 있기 때문에 전자책, 모바일 디스플레이, 옥외 디스플레이 등의 다양한 분야에서 광범위하게 사용되고 있다.
반사형 표시 장치의 대표적인 기술 중의 하나로, 대전된 입자를 유전체에 분산시킨 상태에서 전기영동의 원리를 이용하여 대전된 입자의 위치를 조절함으로써 정보를 표시하는 전기영동 디스플레이(EPD: Electrophoretic Display) 기술을 예로 들 수 있다.
그러나, 기존의 전기영동 디스플레이는 인가되는 전기장의 세기가 증가함에 따라서 입자가 움직이는 정도가 선형적으로 증가하기 때문에, 기존의 전기영동 디스플레이를 수동 배열(passive array) 방식으로 구동하기 어렵고 박막 필름 트랜지스터(TFT)가 적용된 능동 배열(active array) 방식으로 구동하거나 각각의 전극을 개별적으로 구동하는 세그먼트(segment) 방식으로 구동할 수 밖에 없다는 한계를 가지고 있다.
한편, 전기영동 디스플레이는 입자의 이동에 사용되는 매개체에 따라 입자들이 이동하는 공기 중에서 이동하는 건식 방식과 입자들이 이동하는 유체 내에서 이동하는 습식 방식으로 구분될 수 있다. 또한, 전기영동 디스플레이에서 컬러를 구현하기 위한 기술로는 컬러 필터를 이용하는 방식, 컬러 입자 또는 컬러 유체를 이용하는 방식 등을 예로 들 수 있다. 이중 컬러 필터를 이용하는 방식의 경우에 색 재현성이 떨어지고 제조 비용이 증가하는 문제점이 있고, 컬러 입자 또는 컬러 유체를 이용하는 경우에는 컬러 입자나 컬러 유체를 선택적으로 주입할 수 있는 정밀한 컬러 어드레싱 기술이 요구된다는 문제점이 있다.
도 1은 종래기술에 따른 반사형 표시 장치(즉, 전기영동 디스플레이)의 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 습식 방식으로 구동되는 반사형 표시 장치(100)로서 컬러 유체(170, 180, 190, 195)를 이용하여 컬러를 구현하는 반사형 표시 장치(100)가 도시되어 있다. 도 1에 도시된 종래의 반사형 표시 장치(100)에서는, 캡슐(150)의 컬러 유체(170, 180, 190, 195) 내에 분산된 음전하 또는 양전하를 갖는 입자(160)에 전기장을 인가하여 입자(160)가 투명한 상부 기판(110) 및 상부 전극(120) 방향으로 이동하도록 함으로써 컬러 유체(170, 180, 190, 195) 또는 입자(160)가 가진 고유의 컬러가 표시되도록 할 수 있다. 이러한 종래의 반사형 표시 장치(100)에 의하면, 각 캡슐(150) 내의 입자(160)를 독립적으로 구동하기 위해서 캡슐(150)마다 독립적으로 구동될 수 있는 하부 전극(140)이 마련되어야 하고, 서로 대응되는 캡슐(150)과 하부 전극(140)이 정확하게 어드레싱되어야 하기 때문에 반사형 표시 장치(100)를 제조하기 위한 공정이 복잡해지는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명은 입자를 이동시키기 위한 전기장의 최소 세기(즉, 문턱값) 또는 최소 인가 시간(즉, 응답시간)이 서로 다른 복수의 단위 셀 모두에 대하여 다양한 패턴의 전기장을 인가함으로써 복수의 단위 셀을 독립적으로 구동하기 위한 복잡한 구동 수단을 구비하거나 복잡한 제조 공정을 거치지 않고도 다양한 컬러를 표시할 수 있는 반사형 표시 장치 및 그 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 반사형 표시 장치는, 전하를 갖는 제1 입자가 분산된 제1 유체를 포함하는 제1 단위 셀, 전하를 갖는 제2 입자가 분산된 제2 유체를 포함하는 제2 단위 셀, 상기 제1 단위 셀 및 상기 제2 단위 셀에 대하여 전기장을 인가하는 전기장 인가부, 및 상기 인가되는 전기장의 세기를 조절함으로써 상기 제1 단위 셀 및 상기 제2 단위 셀로부터 표시되는 컬러를 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 제1 입자 및 상기 제2 입자는 각각의 문턱값 미만의 세기의 전기장이 인가되는 경우에는 움직이지 않고 각각의 문턱값 이상의 세기의 전기장이 인가되는 경우에는 움직이고, 상기 제1 입자의 문턱값과 상기 제2 입자의 문턱값은 서로 다르게 설정되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명에 따른 반사형 표시 장치는, 전하를 갖는 제1 입자가 분산된 제1 유체를 포함하는 제1 단위 셀, 전하를 갖는 제2 입자가 분산된 제2 유체를 포함하는 제2 단위 셀, 상기 제1 단위 셀 및 상기 제2 단위 셀에 대하여 전기장을 인가하는 전기장 인가부, 및 상기 인가되는 전기장의 인가시간을 조절함으로써 상기 제1 단위 셀 및 상기 제2 단위 셀로부터 표시되는 컬러를 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 제1 입자 및 상기 제2 입자는 각각의 응답시간 미만의 시간 동안 전기장이 인가되는 경우에는 움직이지 않고 각각의 응답시간 이상의 시간 동안 전기장이 인가되는 경우에는 움직이고, 상기 제1 입자의 응답시간과 상기 제2 입자의 응답시간은 서로 다르게 설정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 반사형 표시 장치는, 전하를 갖는 제1 입자가 분산된 제1 유체를 포함하는 제1 단위 셀, 전하를 갖는 제2 입자가 분산된 제2 유체를 포함하는 제2 단위 셀, 상기 제1 단위 셀 및 상기 제2 단위 셀에 대하여 전기장을 인가하는 전기장 인가부, 및 상기 인가되는 전기장의 세기 및 인가시간 중 적어도 하나를 조절함으로써 상기 제1 단위 셀 및 상기 제2 단위 셀로부터 표시되는 컬러를 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 제1 입자 및 상기 제2 입자는 각각의 문턱값 미만의 세기의 전기장이 인가되거나 각각의 응답시간 미만의 시간 동안 전기장이 인가되는 경우에는 움직이지 않고 각각의 문턱값 이상의 세기의 전기장이 각각의 응답시간 이상의 시간 동안 인가되는 경우에는 움직이고, 상기 제1 입자의 문턱값과 상기 제2 입자의 문턱값은 서로 다르게 설정되고, 상기 제1 입자의 응답시간과 상기 제2 입자의 응답시간은 서로 다르게 설정되는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 입자 또는 상기 제2 입자의 문턱값은, 상기 제1 입자 또는 상기 제2 입자의 표면 전하, 제타 전위, 유전 상수, 비중, 밀도, 크기, 모양 및 구조, 상기 제1 입자 또는 상기 제2 입자가 분산된 유체의 유전상수, 점도 및 비중, 상기 제1 입자 또는 상기 제2 입자가 분산된 유체 내에 첨가되는 첨가제, 상기 전기장 인가부의 전극 패턴, 전극 간격, 전극 크기 및 전극 재료, 상기 전기장 인가부에 의하여 상기 제1 입자 또는 상기 제2 입자에 실질적으로 가해지는 전기장 중 적어도 하나를 조절함으로써 설정될 수 있다.
상기 제1 입자 또는 상기 제2 입자의 응답시간은, 상기 제1 입자 또는 상기 제2 입자의 표면 전하, 제타 전위, 유전 상수, 비중, 밀도, 크기, 모양 및 구조, 상기 제1 입자 또는 상기 제2 입자가 분산된 유체의 유전상수, 점도 및 비중, 상기 제1 입자 또는 상기 제2 입자가 분산된 유체 내에 첨가되는 첨가제, 상기 전기장 인가부의 전극 패턴, 전극 간격, 전극 크기 및 전극 재료, 상기 전기장 인가부에 의하여 상기 제1 입자 또는 상기 제2 입자에 실질적으로 가해지는 전기장 중 적어도 하나를 조절함으로써 설정될 수 있다.
상기 제2 입자의 문턱값이 상기 제1 입자의 문턱값보다 크게 설정된 경우에, 상기 제1 입자의 문턱값 미만의 세기의 전기장이 인가되면 상기 제1 입자 및 상기 제2 입자가 모두 움직이지 않고, 상기 제1 입자의 문턱값 이상 상기 제2 입자의 문턱값 미만의 세기의 전기장이 인가되면 상기 제1 입자가 상기 전기장으로 인한 전기적인 힘에 의해 움직이고, 상기 제2 입자의 문턱값 이상의 세기의 전기장이 인가되면 상기 제1 입자 및 상기 제2 입자 모두가 상기 전기장으로 인한 전기적인 힘에 의해 움직일 수 있다.
상기 제2 입자의 응답시간이 상기 제1 입자의 응답시간보다 크게 설정된 경우에, 상기 제1 입자의 응답시간 미만의 시간 동안 전기장이 인가되면 상기 제1 입자 및 상기 제2 입자가 모두 움직이지 않고, 상기 제1 입자의 응답시간 이상 상기 제2 입자의 응답시간 미만의 시간 동안 전기장이 인가되면 상기 제1 입자가 상기 전기장으로 인한 전기적인 힘에 의해 움직이고, 상기 제2 입자의 응답시간 이상의 시간 동안 전기장이 인가되면 상기 제1 입자 및 상기 제2 입자 모두가 상기 전기장으로 인한 전기적인 힘에 의해 움직일 수 있다.
상기 제2 입자의 문턱값이 상기 제1 입자의 문턱값보다 크게 설정되고, 상기 제1 입자의 응답시간이 상기 제2 입자의 응답시간보다 크게 설정된 경우에, 상기 제1 입자의 문턱값 미만의 세기의 전기장이 상기 제2 입자의 응답시간 미만의 시간 동안 인가되면 상기 제1 입자 및 상기 제2 입자가 모두 움직이지 않고, 상기 제2 입자의 문턱값 이상의 세기의 전기장이 상기 제2 입자의 응답시간 이상 상기 제1 입자의 응답시간 미만의 시간 동안 인가되면 상기 제2 입자가 상기 전기장으로 인한 전기적인 힘에 의해 움직이고, 상기 제1 입자의 문턱값 이상 상기 제2 입자의 문턱값 미만의 세기의 전기장이 상기 제1 입자의 응답시간 이상의 시간 동안 인가되면 상기 제1 입자가 상기 전기장으로 인한 전기적인 힘에 의해 움직이고, 상기 제2 입자의 문턱값 이상의 세기의 전기장이 상기 제1 입자의 응답시간 이상의 시간 동안 인가되면 상기 제1 입자 및 상기 제2 입자 모두가 상기 전기장으로 인한 전기적인 힘에 의해 움직일 수 있다.
상기 제1 입자는 제1 컬러를 갖고, 상기 제2 입자는 제2 컬러를 갖고, 상기 제1 유체는 제3 컬러를 갖고, 상기 제2 유체는 제4 컬러를 갖고, 상기 인가되는 전기장에 의하여 상기 제1 입자 및 상기 제2 입자 중 어느 하나가 움직임에 따라 상기 제1 내지 제4 컬러 중 어느 하나의 컬러가 표시되거나 상기 제1 내지 제4 컬러 중 적어도 둘의 컬러가 표시될 수 있다.
상기 제1 단위 셀 및 상기 제2 단위 셀에 각각 대응되고 표시면에 평행한 방향으로 서로 나란히 배치되는 제1 컬러층 및 제2 컬러층을 포함하고, 상기 전기장 인가부는, 상기 표시면 상의 일부 영역에만 국부적으로 형성되는 전극을 포함하고, 상기 제1 입자는 제1 컬러를 갖고, 상기 제2 입자는 제2 컬러를 갖고, 상기 제1 컬러층은 제3 컬러를 갖고, 상기 제2 컬러층은 제4 컬러를 갖고, 상기 인가되는 전기장에 의하여 상기 제1 입자 및 상기 제2 입자 중 어느 하나가 움직임에 따라 상기 제1 내지 제4 컬러 중 어느 하나의 컬러가 표시되거나 상기 제1 내지 제4 컬러 중 적어도 둘의 컬러가 혼합되어 표시될 수 있다.
상기 전기장 인가부는, 상기 제1 단위 셀과 상기 제2 단위 셀의 경계선을 따라 표시면 상의 일부 영역에만 국부적으로 형성되는 전극을 포함할 수 있다.
상기 제1 단위 셀 및 상기 제2 단위 셀은 광투과성 물질로 이루어진 캡슐에 의해 정의될 수 있다.
상기 제1 단위 셀 및 상기 제2 단위 셀은 표시면에 수직한 방향으로 형성되는 격벽에 의하여 정의될 수 있다.
상기 제1 입자의 문턱값 또는 상기 제2 입자의 문턱값을 교차하지 않는 범위 내에서, 상기 인가되는 전기장의 세기, 방향, 인가 시간, 인가 횟수 및 인가 주기 중 적어도 하나를 조절함으로써 표시되는 컬러의 명암도를 조절할 수 있다.
상기 제1 입자의 응답시간 또는 상기 제2 입자의 응답시간을 교차하지 않는 범위 내에서, 상기 인가되는 전기장의 세기, 방향, 인가 시간, 인가 횟수 및 인가 주기 중 적어도 하나를 조절함으로써 표시되는 컬러의 명암도를 조절할 수 있다.
적어도 하나의 센싱부를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 적어도 하나의 센싱부에 의하여 감지되는 정보에 관한 입력 신호를 획득하고, 상기 획득된 입력 신호를 참조로 하여 상기 제1 단위 셀 및 상기 제2 단위 셀로부터 표시되는 컬러에 대한 제어 신호를 생성할 수 있다.
상기 적어도 하나의 센싱부는, 자이로 센서, 온도 센서, 습도 센서, 압력 센서, 음향 센서, 광 센서, 전류 센서, 전압 센서, 전하 센서, 산성도 센서, 광 센서, 영상 센서, 음향 센서, 인체 신호 센서 및 타이머 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
그리고, 본 발명에 따른 반사형 표시 장치를 제어하기 위한 방법은, 전하를 갖는 제1 입자가 분산된 제1 유체를 포함하는 제1 단위 셀과 전하를 갖는 제2 입자가 분산된 제2 유체를 포함하는 제2 단위 셀에 대하여 전기장을 인가하는 단계, 및 상기 인가되는 전기장의 세기를 조절함으로써 상기 제1 단위 셀 및 상기 제2 단위 셀로부터 표시되는 컬러를 제어하는 단계를 포함하되, 상기 제1 입자 및 상기 제2 입자는 각각의 문턱값 미만의 세기의 전기장이 인가되는 경우에는 움직이지 않고 각각의 문턱값 이상의 세기의 전기장이 인가되는 경우에는 움직이고, 상기 제1 입자의 문턱값과 상기 제2 입자의 문턱값은 서로 다르게 설정되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명에 따른 반사형 표시 장치를 제어하기 위한 방법은, 전하를 갖는 제1 입자가 분산된 제1 유체를 포함하는 제1 단위 셀과 전하를 갖는 제2 입자가 분산된 제2 유체를 포함하는 제2 단위 셀에 대하여 전기장을 인가하는 단계, 및 상기 인가되는 전기장의 인가시간을 조절함으로써 상기 제1 단위 셀 및 상기 제2 단위 셀로부터 표시되는 컬러를 제어하는 단계를 포함하되, 상기 제1 입자 및 상기 제2 입자는 각각의 응답시간 미만의 시간 동안 전기장이 인가되는 경우에는 움직이지 않고 각각의 응답시간 이상의 시간 동안 전기장이 인가되는 경우에는 움직이고, 상기 제1 입자의 응답시간과 상기 제2 입자의 응답시간은 서로 다르게 설정되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명에 따른 반사형 표시 장치를 제어하기 위한 방법은, 전하를 갖는 제1 입자가 분산된 제1 유체를 포함하는 제1 단위 셀과 전하를 갖는 제2 입자가 분산된 제2 유체를 포함하는 제2 단위 셀에 대하여 전기장을 인가하는 단계, 및 상기 인가되는 전기장의 세기 및 인가시간 중 적어도 하나를 조절함으로써 상기 제1 단위 셀 및 상기 제2 단위 셀로부터 표시되는 컬러를 제어하는 단계를 포함하되, 상기 제1 입자 및 상기 제2 입자는 각각의 문턱값 미만의 세기의 전기장이 인가되거나 각각의 응답시간 미만의 시간 동안 전기장이 인가되는 경우에는 움직이지 않고 각각의 문턱값 이상의 세기의 전기장이 각각의 응답시간 이상의 시간 동안 인가되는 경우에는 움직이고, 상기 제1 입자의 문턱값과 상기 제2 입자의 문턱값은 서로 다르게 설정되고, 상기 제1 입자의 응답시간과 상기 제2 입자의 응답시간은 서로 다르게 설정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 특정 전기장을 선택적으로 인가하는 데에 필요한 TFT(Thin Film Transistor)와 같은 구동 수단을 구비하거나 복수의 컬러를 선택적으로 표시하기 위한 복잡한 전극 패턴을 형성할 필요가 없이, 문턱값 또는 응답시간이 서로 다른 적어도 한 종류의 단위 셀에 대하여 인가되는 전기장의 세기나 시간을 제어함으로써 다양한 컬러를 표시할 수 있게 되는 효과가 달성된다.
또한, 본 발명에 의하면, 서로 다른 컬러를 나타낼 수 있는 단위 셀(예를 들면, 캡슐, 뱅크, 격벽 등)을 특정 패턴에 따라 정밀하게 배열시킬 필요 없이, 서로 다른 컬러를 나타낼 수 있는 단위 셀의 혼합 비율만을 조절하여 구동 전극 사이에 한꺼번에 주입시키는 매우 단순한 제조 공정만으로도 다양한 컬러를 표시할 수 있는 반사형 표시 장치를 구현할 수 있게 되는 효과가 달성된다.
또한, 본 발명에 의하면, 다양한 컬러를 구현하기 위하여 컬러 필터를 사용할 필요가 없으므로 제조비용을 절감하고 색 재현성을 높일 수 있게 되는 효과가 달성된다.
또한, 본 발명에 의하면, 인접하는 단위 셀들이 서로에게 서브 셀(sub cell)로서의 역할을 수행할 수 있으므로, 단위 셀 내부에서의 또는 서로 다른 단위 셀 간의 혼색을 막기 위한 별개의 블랙 매트릭스(black matrix)를 구비할 필요가 없게 되는 효과가 달성된다.
도 1은 종래기술에 따른 반사형 표시 장치의 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 반사형 표시 장치의 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 반사형 표시 장치의 각 캡슐에 포함되는 입자를 이동시키기 위한 전기장의 세기의 문턱값을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 4a 내지 도 4p는 본 발명의 일 실시예에 따라 반사형 표시 장치에 다양한 패턴의 전기장을 인가하는 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 반사형 표시 장치의 각 캡슐에 포함되는 입자를 이동시키기 위한 전기장의 최소 인가 시간(즉, 입자의 응답시간)을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 6 내지 도 6p는 본 발명의 일 실시예에 따라 반사형 표시 장치에 다양한 패턴의 전기장을 인가하는 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 반사형 표시 장치의 각 캡슐에 포함되는 입자를 이동시키기 위한 전기장의 세기의 문턱값과 전기장의 최소 인가 시간(즉, 응답시간)을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 8a 내지 도 8p는 본 발명의 일 실시예에 따라 반사형 표시 장치에 다양한 패턴의 전기장을 인가하는 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 전기장의 인가 패턴을 조절하여 반사형 표시 장치의 명암도를 조절하는 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라 반사형 표시 장치의 캡슐에 적용될 수 있는 컬러 조합을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따라 반사형 표시 장치의 캡슐의 배열에 관한 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따라 반사형 표시 장치의 캡슐 내의 입자 및 유체에 적용될 수 있는 컬러 조합을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따라 격벽 구조로 이루어진 반사형 표시 장치의 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 14a 내지 도 14b는 본 발명의 일 실시예에 따라 하나의 단위 셀에 두 종류의 입자가 포함되는 반사형 표시 장치의 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따라 회전 가능한 입자가 단위 셀로서 포함되는 반사형 표시 장치의 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따라 격벽 구조로 이루어진 건식 방식의 반사형 표시 장치의 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따라 전기습윤식 반사형 표시 장치의 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따라 반사형 표시 장치의 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 19 내지 도 21은 본 발명의 다른 실시예에 따라 반사형 표시 장치의 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 22는 본 발명의 다른 실시예에 따라 반사형 표시 장치의 각 단위 셀에 포함되는 입자를 이동시키기 위한 전기장의 세기의 문턱값을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 23a 내지 도 23p는 본 발명의 다른 실시예에 따라 반사형 표시 장치에 다양한 패턴의 전기장을 인가하는 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 24는 본 발명의 다른 실시예에 따라 반사형 표시 장치의 각 단위 셀에 포함되는 입자를 이동시키기 위한 전기장의 최소 인가 시간(즉, 응답시간)을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 25a 내지 도 25p는 본 발명의 다른 실시예에 따라 반사형 표시 장치에 다양한 패턴의 전기장을 인가하는 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 26은 본 발명의 다른 실시예에 따라 반사형 표시 장치의 각 단위 셀에 포함되는 입자를 이동시키기 위한 전기장의 세기의 문턱값과 최소 인가 시간(즉, 응답시간)을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 27a 내지 도 27p는 본 발명의 다른 실시예에 따라 반사형 표시 장치에 다양한 패턴의 전기장을 인가하는 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 28은 본 발명의 다른 실시예에 따라 반사형 표시 장치의 격벽의 구성을 예시적으로 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.
1. 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 표시 장치
[반사형 표시 장치의 구성]
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 반사형 표시 장치의 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 표시 장치(200)는 상부 기판(210), 하부 기판(220), 상부 전극(230) 및 하부 전극(240)을 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 표시 장치(200)는 상부 전극(230)과 하부 전극(240) 사이에 서로 다른 종류의 입자(261 내지 264)와 유체(271 내지 274)를 포함하는 적어도 하나의 캡슐(즉, 단위 셀)(251 내지 254)을 포함할 수 있다.
한편, 본 명세서에서 언급되는 단위 셀은 통상적인 표시 장치에서 말하는 단위 픽셀을 의미하는 것은 아님을 밝혀 둔다. 즉, 단위 픽셀마다 독립적으로 구동되는 상부 전극 또는 하부 전극이 구비될 수 있고, 이러한 단위 픽셀은 서로 다른 컬러를 나타낼 수 있는 복수의 단위 셀로 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 캡슐(251 내지 254)에 포함되는 입자(261 내지 264)와 유체(271 내지 274)는 이들을 구동하는(즉, 이동시키는 또는 전기영동시키는) 데에 필요한 전기장의 최소 세기(즉, 문턱값) 또는 최소 인가 시간(즉, 응답시간)이 서로 다르게 구성될 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 입자(261), 제2 입자(262), 제3 입자(263) 및 제4 입자(264)는 인가되는 전기장의 세기가 각각의 문턱값 미만인 경우에는 움직이지 않고 인가되는 전기장의 세기가 각각의 문턱값 이상인 경우에만 움직일 수 있는데, 이때, 제1 입자(261), 제2 입자(262), 제3 입자(263) 및 제4 입자(264)의 문턱값은 서로 다르게 구현될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 입자(261), 제2 입자(262), 제3 입자(263) 및 제4 입자(264)는 전기장이 각각의 응답시간 미만의 시간 동안 인가되는 경우에는 움직이지 않고 전기장이 각각의 응답시간 이상의 시간 동안 인가되는 경우에만 움직일 수 있는데, 이때, 제1 입자(261), 제2 입자(262), 제3 입자(263) 및 제4 입자(264)의 응답시간은 서로 다르게 구현될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 캡슐에 포함되는 입자의 문턱값 또는 응답시간을 조절하기 위한 방법으로서, 입자의 표면 전하, 제타 전위, 유전 상수, 비중, 밀도, 크기, 모양 및 구조, 입자가 분산된 유체의 유전상수, 점도 및 비중, 입자가 분산된 유체 내에 첨가되는 첨가제, 입자 및 유체에 전기장을 인가하는 전극의 전극 패턴, 전극 간격, 전극 크기 및 전극 재료, 전극에 의하여 입자에 실질적으로 가해지는 전기장 등을 조절할 수 있다.
다른 예를 들면, 입자 또는 입자가 분산되는 유체가 전기장에 따라 유전율이 급격하게 증가하거나 감소하는 강유전체(ferroelectric) 또는 반강유전체(antiferroelectric) 물질을 포함하도록 할 수 있다. 이러한 경우, 입자 또는 유체의 유전율이 급격하게 변화하는 전기장 세기의 문턱값이 존재하게 되므로, 이에 따라 입자의 이동이나 움직임에 결정적인 영향을 미치는 전기장의 세기의 문턱값이 존재하게 되고, 결과적으로 특정 문턱값에서 입자가 급격하게 움직일 수 있게 된다.
[반사형 표시 장치의 동작: 문턱값 조절]
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 반사형 표시 장치의 각 캡슐에 포함되는 입자를 이동시키기 위한 전기장의 세기의 문턱값을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 반사형 표시 장치(200)의 제1 입자(261), 제2 입자(262), 제3 입자(263) 및 제4 입자(264)를 이동시키기 위해 필요한 전기장의 세기의 문턱값은 각각 VT1, VT2, VT3 및 VT4 일 수 있다(VT1 < VT2 < VT3 < VT4). 또한, 제1 입자(261), 제2 입자(262), 제3 입자(263) 및 제4 입자(264)는 흰색을 나타낼 수 있고, 제1 입자(261), 제2 입자(262), 제3 입자(263) 및 제4 입자(264)가 각각 분산되어 있는 제1 유체(271), 제2 유체(272), 제3 유체(273) 및 제4 유체(274)는 각각 빨간색, 초록색, 파란색 및 검은색을 나타낼 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 반사형 표시 장치(200)의 제1 캡슐 내지 제4 캡슐(251 내지 254)에 인가되는 전기장의 패턴(즉, 방향 및 세기)을 다양하게 조절함으로써, 흰색, 빨간색, 초록색, 파란색 및 검은색 중 적어도 하나의 컬러가 다양하게 표시되도록 할 수 있다.
도 4a 내지 도 4p는 본 발명의 일 실시예에 따라 반사형 표시 장치에 다양한 패턴의 전기장을 인가하는 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
먼저, 도 4a를 참조하면, 제1 캡슐 내지 제4 캡슐(251 내지 254)에 대하여 VT4 이상의 세기의 전기장을 인가함으로써 제1 입자(261) 내지 제4 입자(264)가 모두 전기영동에 의해 이동하여 상부 전극(230) 부분에 집중되어 위치하도록 할 수 있다. 이로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 표시 장치(200)에서는 제1 입자(261) 내지 제4 입자(264)의 컬러인 흰색이 표시될 수 있다.
흰색을 제외한 나머지 네 가지 컬러 중 한 가지 컬러를 표시하는 방법은 다음과 같다.
다음으로, 도 4b를 참조하면, 제1 입자(261) 내지 제4 입자(264)가 모두 상부 전극(230) 부분에 집중되어 위치하고 있는 상태에서, 제1 캡슐 내지 제4 캡슐(251 내지 254)에 대하여 도 4a에서 인가되었던 전기장과 반대 방향의 전기장을 VT1 세기(즉, 제1 입자(261)의 문턱값)로 인가함으로써 제1 입자(261)만 전기영동에 의해 이동하여 하부 전극(240) 부분에 집중되어 위치하도록 할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 표시 장치(200)에서는 제2 입자 내지 제4 입자(262 내지 264)의 컬러인 흰색과 제1 유체(271)의 컬러인 빨간색이 혼합되어 표시될 수 있다.
다음으로, 도 4c를 참조하면, 제1 입자(261) 내지 제4 입자(264)가 모두 상부 전극(230) 부분에 집중되어 위치하고 있는 상태에서, 제1 캡슐 내지 제4 캡슐(251 내지 254)에 대하여 도 4a에서 인가되었던 전기장과 반대 방향의 전기장을 VT2 세기(즉, 제2 입자(262)의 문턱값)로 인가한 후에 도 4a에서 인가되었던 전기장과 같은 방향의 전기장을 VT1 세기(즉, 제1 입자(261)의 문턱값)로 인가함으로써 제2 입자(262)만 전기영동에 의해 이동하여 하부 전극(240) 부분에 집중되어 위치하도록 할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 표시 장치(200)에서는 제1 입자(261), 제3 입자(263) 및 제4 입자(264)의 컬러인 흰색과 제2 유체(272)의 컬러인 초록색이 혼합되어 표시될 수 있다.
다음으로, 도 4d를 참조하면, 제1 입자(261) 내지 제4 입자(264)가 모두 상부 전극(230) 부분에 집중되어 위치하고 있는 상태에서, 제1 캡슐 내지 제4 캡슐(251 내지 254)에 대하여 도 4a에서 인가되었던 전기장과 반대 방향의 전기장을 VT3 세기(즉, 제3 입자(263)의 문턱값)로 인가한 후에 도 4a에서 인가되었던 전기장과 같은 방향의 전기장을 VT2 세기(즉, 제2 입자(262)의 문턱값)로 인가함으로써 제3 입자(263)만 전기영동에 의해 이동하여 하부 전극(240) 부분에 집중되어 위치하도록 할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 표시 장치(200)에서는 제1 입자(261), 제2 입자(262) 및 제4 입자(264)의 컬러인 흰색과 제3 유체(273)의 컬러인 파란색이 혼합되어 표시될 수 있다.
다음으로, 도 4e를 참조하면, 제1 입자(261) 내지 제4 입자(264)가 모두 상부 전극(230) 부분에 집중되어 위치하고 있는 상태에서, 제1 캡슐 내지 제4 캡슐(251 내지 254)에 대하여 도 4a에서 인가되었던 전기장과 반대 방향의 전기장을 VT4 세기(즉, 제4 입자(264)의 문턱값)로 인가한 후에 도 4a에서 인가되었던 전기장과 같은 방향의 전기장을 VT3 세기(즉, 제3 입자(263)의 문턱값)로 인가함으로써 제4 입자(264)만 전기영동에 의해 이동하여 하부 전극(240) 부분에 집중되어 위치하도록 할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 표시 장치(200)에서는 제1 입자(261), 제2 입자(262) 및 제3 입자(263)의 컬러인 흰색과 제4 유체(274)의 컬러인 검은색이 혼합되어 표시될 수 있다.
흰색을 제외한 나머지 네 가지 컬러 중 두 가지 컬러를 혼합하여 표시하는 방법은 다음과 같다.
다음으로, 도 4f를 참조하면, 제1 입자(261) 내지 제4 입자(264)가 모두 상부 전극(230) 부분에 집중되어 위치하고 있는 상태에서, 제1 캡슐 내지 제4 캡슐(251 내지 254)에 대하여 도 4a에서 인가되었던 전기장과 반대 방향의 전기장을 VT2 세기(즉, 제2 입자(262)의 문턱값)로 인가함으로써 제1 입자(261) 및 제2 입자(262)가 전기영동에 의해 이동하여 하부 전극(240) 부분에 집중되어 위치하도록 할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 표시 장치(200)에서는 제3 입자(263) 및 제4 입자(264)의 컬러인 흰색과 제1 유체(271)의 컬러인 빨간색과 제2 유체(272)의 컬러인 초록색이 혼합되어 표시될 수 있다.
다음으로, 도 4g를 참조하면, 제1 입자(261) 내지 제4 입자(264)가 모두 상부 전극(230) 부분에 집중되어 위치하고 있는 상태에서, 제1 캡슐 내지 제4 캡슐(251 내지 254)에 대하여 도 4a에서 인가되었던 전기장과 반대 방향의 전기장을 VT3 세기(즉, 제3 입자(263)의 문턱값)로 인가한 후에 도 4a에서 인가되었던 전기장과 같은 방향의 전기장을 VT1 세기(즉, 제1 입자(261)의 문턱값)로 인가함으로써 제2 입자(262) 및 제3 입자(263)가 전기영동에 의해 이동하여 하부 전극(240) 부분에 집중되어 위치하도록 할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 표시 장치(200)에서는 제1 입자(261) 및 제4 입자(264)의 컬러인 흰색과 제2 유체(272)의 컬러인 초록색과 제3 유체(273)의 컬러인 파란색이 혼합되어 표시될 수 있다.
다음으로, 도 4h를 참조하면, 제1 입자(261) 내지 제4 입자(264)가 모두 상부 전극(230) 부분에 집중되어 위치하고 있는 상태에서, 제1 캡슐 내지 제4 캡슐(251 내지 254)에 대하여 도 4a에서 인가되었던 전기장과 반대 방향의 전기장을 VT3 세기(즉, 제3 입자(263)의 문턱값)로 인가한 후에 도 4a에서 인가되었던 전기장과 같은 방향의 전기장을 VT2 세기(즉, 제2 입자(262)의 문턱값)로 인가한 후에 다시 도 4a에서 인가되었던 전기장과 반대 방향의 전기장을 VT1 세기(즉, 제1 입자(261)의 문턱값)로 인가함으로써 제1 입자(261) 및 제3 입자(263)가 전기영동에 의해 이동하여 하부 전극(240) 부분에 집중되어 위치하도록 할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 표시 장치(200)에서는 제1 입자(261) 및 제3 입자(263)의 컬러인 흰색과 제2 유체(272)의 컬러인 초록색과 제4 유체(274)의 컬러인 검은색이 혼합되어 표시될 수 있다.
다음으로, 도 4i를 참조하면, 제1 입자(261) 내지 제4 입자(264)가 모두 상부 전극(230) 부분에 집중되어 위치하고 있는 상태에서, 제1 캡슐 내지 제4 캡슐(251 내지 254)에 대하여 도 4a에서 인가되었던 전기장과 반대 방향의 전기장을 VT4 세기(즉, 제4 입자(264)의 문턱값)로 인가한 후에 도 4a에서 인가되었던 전기장과 같은 방향의 전기장을 VT2 세기(즉, 제2 입자(262)의 문턱값)로 인가함으로써 제3 입자(263) 및 제4 입자(264)가 전기영동에 의해 이동하여 하부 전극(240) 부분에 집중되어 위치하도록 할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 표시 장치(200)에서는 제1 입자(261) 및 제2 입자(262)의 컬러인 흰색과 제3 유체(273)의 컬러인 파란색과 제4 유체(274)의 컬러인 검은색이 혼합되어 표시될 수 있다.
다음으로, 도 4j를 참조하면, 제1 입자(261) 내지 제4 입자(264)가 모두 상부 전극(230) 부분에 집중되어 위치하고 있는 상태에서, 제1 캡슐 내지 제4 캡슐(251 내지 254)에 대하여 도 4a에서 인가되었던 전기장과 반대 방향의 전기장을 VT4 세기(즉, 제4 입자(264)의 문턱값)로 인가한 후에 도 4a에서 인가되었던 전기장과 같은 방향의 전기장을 VT3 세기(즉, 제3 입자(263)의 문턱값)로 인가한 후에 다시 도 4a에서 인가되었던 전기장과 반대 방향의 전기장을 VT1 세기(즉, 제1 입자(261)의 문턱값)로 인가함으로써 제2 입자(262) 및 제3 입자(263)가 전기영동에 의해 이동하여 하부 전극(240) 부분에 집중되어 위치하도록 할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 표시 장치(200)에서는 제2 입자(262) 및 제3 입자(263)의 컬러인 흰색과 제1 유체(271)의 컬러인 빨간색과 제4 유체(274)의 컬러인 검은색이 혼합되어 표시될 수 있다.
다음으로, 도 4k를 참조하면, 제1 입자(261) 내지 제4 입자(264)가 모두 상부 전극(230) 부분에 집중되어 위치하고 있는 상태에서, 제1 캡슐 내지 제4 캡슐(251 내지 254)에 대하여 도 4a에서 인가되었던 전기장과 반대 방향의 전기장을 VT4 세기(즉, 제4 입자(264)의 문턱값)로 인가한 후에 도 4a에서 인가되었던 전기장과 같은 방향의 전기장을 VT3 세기(즉, 제3 입자(263)의 문턱값)로 인가한 후에 다시 도 4a에서 인가되었던 전기장과 반대 방향의 전기장을 VT2 세기(즉, 제2 입자(262)의 문턱값)로 인가한 후에 또 다시 도 4a에서 인가되었던 전기장과 같은 방향의 전기장을 VT1 세기(즉, 제1 입자(261)의 문턱값)로 인가함으로써 제1 입자(261) 및 제3 입자(263)가 전기영동에 의해 이동하여 하부 전극(240) 부분에 집중되어 위치하도록 할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 표시 장치(200)에서는 제1 입자(261) 및 제3 입자(263)의 컬러인 흰색과 제2 유체(271)의 컬러인 초록색과 제4 유체(274)의 컬러인 검은색이 혼합되어 표시될 수 있다.
흰색을 제외한 나머지 네 가지 컬러 중 세 가지 컬러를 혼합하여 표시하는 방법은 다음과 같다.
다음으로, 도 4l을 참조하면, 제1 입자(261) 내지 제4 입자(264)가 모두 상부 전극(230) 부분에 집중되어 위치하고 있는 상태에서, 제1 캡슐 내지 제4 캡슐(251 내지 254)에 대하여 도 4a에서 인가되었던 전기장과 반대 방향의 전기장을 VT3 세기(즉, 제3 입자(263)의 문턱값)로 인가함으로써 제1 입자(261), 제2 입자(262) 및 제3 입자(263)가 전기영동에 의해 이동하여 하부 전극(240) 부분에 집중되어 위치하도록 할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 표시 장치(200)에서는 제4 입자(264)의 컬러인 흰색과 제1 유체(271)의 컬러인 빨간색과 제2 유체(272)의 컬러인 초록색과 제3 유체(273)의 컬러인 파란색이 혼합되어 표시될 수 있다.
다음으로, 도 4m을 참조하면, 제1 입자(261) 내지 제4 입자(264)가 모두 상부 전극(230) 부분에 집중되어 위치하고 있는 상태에서, 제1 캡슐 내지 제4 캡슐(251 내지 254)에 대하여 도 4a에서 인가되었던 전기장과 반대 방향의 전기장을 VT4 세기(즉, 제4 입자(264)의 문턱값)로 인가한 후에 도 4a에서 인가되었던 전기장과 같은 방향의 전기장을 VT1 세기(즉, 제1 입자(261)의 문턱값)로 인가함으로써 제2 입자(262), 제3 입자(263) 및 제4 입자(264)가 전기영동에 의해 이동하여 하부 전극(240) 부분에 집중되어 위치하도록 할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 표시 장치(200)에서는 제1 입자(261)의 컬러인 흰색과 제2 유체(272)의 컬러인 초록색과 제3 유체(273)의 컬러인 파란색과 제4 유체(274)의 컬러인 검은색이 혼합되어 표시될 수 있다.
다음으로, 도 4n을 참조하면, 제1 입자(261) 내지 제4 입자(264)가 모두 상부 전극(230) 부분에 집중되어 위치하고 있는 상태에서, 제1 캡슐 내지 제4 캡슐(251 내지 254)에 대하여 도 4a에서 인가되었던 전기장과 반대 방향의 전기장을 VT4 세기(즉, 제4 입자(264)의 문턱값)로 인가한 후에 도 4a에서 인가되었던 전기장과 같은 방향의 전기장을 VT2 세기(즉, 제2 입자(262)의 문턱값)로 인가한 후에 다시 도 4a에서 인가되었던 전기장과 반대 방향의 전기장을 VT1 세기(즉, 제1 입자(261)의 문턱값)로 인가함으로써 제1 입자(261), 제3 입자(263) 및 제4 입자(264)가 전기영동에 의해 이동하여 하부 전극(240) 부분에 집중되어 위치하도록 할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 표시 장치(200)에서는 제2 입자(262)의 컬러인 흰색과 제1 유체(271)의 컬러인 빨간색과 제3 유체(273)의 컬러인 파란색과 제4 유체(274)의 컬러인 검은색이 혼합되어 표시될 수 있다.
다음으로, 도 4o를 참조하면, 제1 입자(261) 내지 제4 입자(264)가 모두 상부 전극(230) 부분에 집중되어 위치하고 있는 상태에서, 제1 캡슐 내지 제4 캡슐(251 내지 254)에 대하여 도 4a에서 인가되었던 전기장과 반대 방향의 전기장을 VT4 세기(즉, 제4 입자(264)의 문턱값)로 인가한 후에 도 4a에서 인가되었던 전기장과 같은 방향의 전기장을 VT3 세기(즉, 제3 입자(263)의 문턱값)로 인가한 후에 다시 도 4a에서 인가되었던 전기장과 반대 방향의 전기장을 VT2 세기(즉, 제2 입자(262)의 문턱값)로 인가함으로써 제1 입자(261), 제2 입자(262) 및 제4 입자(264)가 전기영동에 의해 이동하여 하부 전극(240) 부분에 집중되어 위치하도록 할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 표시 장치(200)에서는 제3 입자(263)의 컬러인 흰색과 제1 유체(271)의 컬러인 빨간색과 제2 유체(272)의 컬러인 초록색과 제4 유체(274)의 컬러인 검은색이 혼합되어 표시될 수 있다.
흰색을 제외한 나머지 네 가지 컬러를 모두 혼합하여 표시하는 방법은 다음과 같다.
다음으로, 도 4p를 참조하면, 제1 입자(261) 내지 제4 입자(264)가 모두 상부 전극(230) 부분에 집중되어 위치하고 있는 상태에서, 제1 캡슐 내지 제4 캡슐(251 내지 254)에 대하여 도 4a에서 인가되었던 전기장과 반대 방향의 전기장을 VT4 세기(즉, 제4 입자(264)의 문턱값)로 인가함으로써 제1 입자 내지 제4 입자(261 내지 264)가 모두 전기영동에 의해 이동하여 하부 전극(240) 부분에 집중되어 위치하도록 할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 표시 장치(200)에서는 제1 유체(271)의 컬러인 빨간색과 제2 유체(272)의 컬러인 초록색과 제3 유체(273)의 컬러인 파란색과 제4 유체(274)의 컬러인 검은색이 모두 혼합되어 표시될 수 있다.
[반사형 표시 장치의 동작: 응답시간 조절]
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 반사형 표시 장치의 각 캡슐에 포함되는 입자를 이동시키기 위한 전기장의 최소 인가 시간(즉, 입자의 응답시간)을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 반사형 표시 장치(200)의 제1 입자(261), 제2 입자(262), 제3 입자(263) 및 제4 입자(264)를 이동시키기 위해 필요한 전기장의 최소 인가 시간(즉, 응답시간)은 각각 t1, t2, t3 및 t4 일 수 있다(t1 < t2 < t3 < t4). 또한, 제1 입자(261), 제2 입자(262), 제3 입자(263) 및 제4 입자(264)는 흰색을 나타낼 수 있고, 제1 입자(261), 제2 입자(262), 제3 입자(263) 및 제4 입자(264)가 각각 분산되어 있는 제1 유체(271), 제2 유체(272), 제3 유체(273) 및 제4 유체(274)는 각각 빨간색, 초록색, 파란색 및 검은색을 나타낼 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 반사형 표시 장치(200)의 제1 캡슐 내지 제4 캡슐(251 내지 254)에 인가되는 전기장의 패턴(즉, 방향 및 인가시간)을 다양하게 조절함으로써, 흰색, 빨간색, 초록색, 파란색 및 검은색 중 적어도 하나의 컬러가 다양하게 표시되도록 할 수 있다.
도 6a 내지 도 6p는 은 본 발명의 일 실시예에 따라 반사형 표시 장치에 다양한 패턴의 전기장을 인가하는 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
먼저, 도 6a를 참조하면, 제1 캡슐 내지 제4 캡슐(251 내지 254)에 대하여 t4 이상의 시간 동안 전기장을 인가함으로써 제1 입자(261) 내지 제4 입자(264)가 모두 전기영동에 의해 이동하여 상부 전극(230) 부분에 집중되어 위치하도록 할 수 있다. 이로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 표시 장치(200)에서는 제1 입자(261) 내지 제4 입자(264)의 컬러인 흰색이 표시될 수 있다.
흰색을 제외한 나머지 네 가지 컬러 중 한 가지 컬러를 표시하는 방법은 다음과 같다.
다음으로, 도 6b를 참조하면, 제1 입자(261) 내지 제4 입자(264)가 모두 상부 전극(230) 부분에 집중되어 위치하고 있는 상태에서, 제1 캡슐 내지 제4 캡슐(251 내지 254)에 대하여 도 6a에서 인가되었던 전기장과 반대 방향의 전기장을 t1의 시간(즉, 제1 입자(261)의 응답시간) 동안 인가함으로써 제1 입자(261)만 전기영동에 의해 이동하여 하부 전극(240) 부분에 집중되어 위치하도록 할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 표시 장치(200)에서는 제2 입자 내지 제4 입자(262 내지 264)의 컬러인 흰색과 제1 유체(271)의 컬러인 빨간색이 혼합되어 표시될 수 있다.
다음으로, 도 6c를 참조하면, 제1 입자(261) 내지 제4 입자(264)가 모두 상부 전극(230) 부분에 집중되어 위치하고 있는 상태에서, 제1 캡슐 내지 제4 캡슐(251 내지 254)에 대하여 도 6a에서 인가되었던 전기장과 반대 방향의 전기장을 t2의 시간(즉, 제2 입자(262)의 응답시간) 동안 인가한 후에 도 6a에서 인가되었던 전기장과 같은 방향의 전기장을 t1의 시간(즉, 제1 입자(261)의 응답시간) 동안 인가함으로써 제2 입자(262)만 전기영동에 의해 이동하여 하부 전극(240) 부분에 집중되어 위치하도록 할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 표시 장치(200)에서는 제1 입자(261), 제3 입자(263) 및 제4 입자(264)의 컬러인 흰색과 제2 유체(272)의 컬러인 초록색이 혼합되어 표시될 수 있다.
다음으로, 도 6d를 참조하면, 제1 입자(261) 내지 제4 입자(264)가 모두 상부 전극(230) 부분에 집중되어 위치하고 있는 상태에서, 제1 캡슐 내지 제4 캡슐(251 내지 254)에 대하여 도 6a에서 인가되었던 전기장과 반대 방향의 전기장을 t3의 시간(즉, 제3 입자(263)의 응답시간) 동안 인가한 후에 도 6a에서 인가되었던 전기장과 같은 방향의 전기장을 t2의 시간(즉, 제2 입자(262)의 응답시간) 동안 인가함으로써 제3 입자(263)만 전기영동에 의해 이동하여 하부 전극(240) 부분에 집중되어 위치하도록 할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 표시 장치(200)에서는 제1 입자(261), 제2 입자(262) 및 제4 입자(264)의 컬러인 흰색과 제3 유체(273)의 컬러인 파란색이 혼합되어 표시될 수 있다.
다음으로, 도 6e를 참조하면, 제1 입자(261) 내지 제4 입자(264)가 모두 상부 전극(230) 부분에 집중되어 위치하고 있는 상태에서, 제1 캡슐 내지 제4 캡슐(251 내지 254)에 대하여 도 6a에서 인가되었던 전기장과 반대 방향의 전기장을 t4의 시간(즉, 제4 입자(264)의 응답시간) 동안 인가한 후에 도 6a에서 인가되었던 전기장과 같은 방향의 전기장을 t3의 시간(즉, 제3 입자(263)의 응답시간) 동안 인가함으로써 제4 입자(264)만 전기영동에 의해 이동하여 하부 전극(240) 부분에 집중되어 위치하도록 할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 표시 장치(200)에서는 제1 입자(261), 제2 입자(262) 및 제3 입자(263)의 컬러인 흰색과 제4 유체(274)의 컬러인 검은색이 혼합되어 표시될 수 있다.
흰색을 제외한 나머지 네 가지 컬러 중 두 가지 컬러를 혼합하여 표시하는 방법은 다음과 같다.
다음으로, 도 6f를 참조하면, 제1 입자(261) 내지 제4 입자(264)가 모두 상부 전극(230) 부분에 집중되어 위치하고 있는 상태에서, 제1 캡슐 내지 제4 캡슐(251 내지 254)에 대하여 도 6a에서 인가되었던 전기장과 반대 방향의 전기장을 t2의 시간(즉, 제2 입자(262)의 응답시간) 동안 인가함으로써 제1 입자(261) 및 제2 입자(262)가 전기영동에 의해 이동하여 하부 전극(240) 부분에 집중되어 위치하도록 할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 표시 장치(200)에서는 제3 입자(263) 및 제4 입자(264)의 컬러인 흰색과 제1 유체(271)의 컬러인 빨간색과 제2 유체(272)의 컬러인 초록색이 혼합되어 표시될 수 있다.
다음으로, 도 6g를 참조하면, 제1 입자(261) 내지 제4 입자(264)가 모두 상부 전극(230) 부분에 집중되어 위치하고 있는 상태에서, 제1 캡슐 내지 제4 캡슐(251 내지 254)에 대하여 도 6a에서 인가되었던 전기장과 반대 방향의 전기장을 t3의 시간(즉, 제3 입자(263)의 응답시간) 동안 인가한 후에 도 6a에서 인가되었던 전기장과 같은 방향의 전기장을 t1의 시간(즉, 제1 입자(261)의 응답시간) 동안 인가함으로써 제2 입자(262) 및 제3 입자(263)가 전기영동에 의해 이동하여 하부 전극(240) 부분에 집중되어 위치하도록 할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 표시 장치(200)에서는 제1 입자(261) 및 제4 입자(264)의 컬러인 흰색과 제2 유체(272)의 컬러인 초록색과 제3 유체(273)의 컬러인 파란색이 혼합되어 표시될 수 있다.
다음으로, 도 6h를 참조하면, 제1 입자(261) 내지 제4 입자(264)가 모두 상부 전극(230) 부분에 집중되어 위치하고 있는 상태에서, 제1 캡슐 내지 제4 캡슐(251 내지 254)에 대하여 도 6a에서 인가되었던 전기장과 반대 방향의 전기장을 t3의 시간(즉, 제3 입자(263)의 응답시간) 동안 인가한 후에 도 6a에서 인가되었던 전기장과 같은 방향의 전기장을 t2의 시간(즉, 제2 입자(262)의 응답시간) 동안 인가한 후에 다시 도 6a에서 인가되었던 전기장과 반대 방향의 전기장을 t1의 시간(즉, 제1 입자(261)의 응답시간) 동안 인가함으로써 제1 입자(261) 및 제3 입자(263)가 전기영동에 의해 이동하여 하부 전극(240) 부분에 집중되어 위치하도록 할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 표시 장치(200)에서는 제1 입자(261) 및 제3 입자(263)의 컬러인 흰색과 제2 유체(272)의 컬러인 초록색과 제4 유체(274)의 컬러인 검은색이 혼합되어 표시될 수 있다.
다음으로, 도 6i를 참조하면, 제1 입자(261) 내지 제4 입자(264)가 모두 상부 전극(230) 부분에 집중되어 위치하고 있는 상태에서, 제1 캡슐 내지 제4 캡슐(251 내지 254)에 대하여 도 6a에서 인가되었던 전기장과 반대 방향의 전기장을 VT4 세기(즉, 제4 입자(264)의 문턱값)로 인가한 후에 도 6a에서 인가되었던 전기장과 같은 방향의 전기장을 VT2 세기(즉, 제2 입자(262)의 문턱값)로 인가함으로써 제3 입자(263) 및 제4 입자(264)가 전기영동에 의해 이동하여 하부 전극(240) 부분에 집중되어 위치하도록 할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 표시 장치(200)에서는 제1 입자(261) 및 제2 입자(262)의 컬러인 흰색과 제3 유체(273)의 컬러인 파란색과 제4 유체(274)의 컬러인 검은색이 혼합되어 표시될 수 있다.
다음으로, 도 6j를 참조하면, 제1 입자(261) 내지 제4 입자(264)가 모두 상부 전극(230) 부분에 집중되어 위치하고 있는 상태에서, 제1 캡슐 내지 제4 캡슐(251 내지 254)에 대하여 도 6a에서 인가되었던 전기장과 반대 방향의 전기장을 t4의 시간(즉, 제4 입자(264)의 응답시간) 동안 인가한 후에 도 6a에서 인가되었던 전기장과 같은 방향의 전기장을 t3의 시간(즉, 제3 입자(263)의 응답시간) 동안 인가한 후에 다시 도 6a에서 인가되었던 전기장과 반대 방향의 전기장을 t1의 시간(즉, 제1 입자(261)의 응답시간) 동안 인가함으로써 제2 입자(262) 및 제3 입자(263)가 전기영동에 의해 이동하여 하부 전극(240) 부분에 집중되어 위치하도록 할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 표시 장치(200)에서는 제2 입자(262) 및 제3 입자(263)의 컬러인 흰색과 제1 유체(271)의 컬러인 빨간색과 제4 유체(274)의 컬러인 검은색이 혼합되어 표시될 수 있다.
다음으로, 도 6k를 참조하면, 제1 입자(261) 내지 제4 입자(264)가 모두 상부 전극(230) 부분에 집중되어 위치하고 있는 상태에서, 제1 캡슐 내지 제4 캡슐(251 내지 254)에 대하여 도 6a에서 인가되었던 전기장과 반대 방향의 전기장을 t4의 시간(즉, 제4 입자(264)의 응답시간) 동안 인가한 후에 도 6a에서 인가되었던 전기장과 같은 방향의 전기장을 t3의 시간(즉, 제3 입자(263)의 응답시간) 동안 인가한 후에 다시 도 6a에서 인가되었던 전기장과 반대 방향의 전기장을 t2의 시간(즉, 제2 입자(262)의 응답시간) 동안 인가한 후에 또 다시 도 6a에서 인가되었던 전기장과 같은 방향의 전기장을 t1의 시간(즉, 제1 입자(261)의 응답시간) 동안 인가함으로써 제1 입자(261) 및 제3 입자(263)가 전기영동에 의해 이동하여 하부 전극(240) 부분에 집중되어 위치하도록 할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 표시 장치(200)에서는 제1 입자(261) 및 제3 입자(263)의 컬러인 흰색과 제2 유체(271)의 컬러인 초록색과 제4 유체(274)의 컬러인 검은색이 혼합되어 표시될 수 있다.
흰색을 제외한 나머지 네 가지 컬러 중 세 가지 컬러를 혼합하여 표시하는 방법은 다음과 같다.
다음으로, 도 6l을 참조하면, 제1 입자(261) 내지 제4 입자(264)가 모두 상부 전극(230) 부분에 집중되어 위치하고 있는 상태에서, 제1 캡슐 내지 제4 캡슐(251 내지 254)에 대하여 도 6a에서 인가되었던 전기장과 반대 방향의 전기장을 t3의 시간(즉, 제3 입자(263)의 응답시간) 동안 인가함으로써 제1 입자(261), 제2 입자(262) 및 제3 입자(263)가 전기영동에 의해 이동하여 하부 전극(240) 부분에 집중되어 위치하도록 할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 표시 장치(200)에서는 제4 입자(264)의 컬러인 흰색과 제1 유체(271)의 컬러인 빨간색과 제2 유체(272)의 컬러인 초록색과 제3 유체(273)의 컬러인 파란색이 혼합되어 표시될 수 있다.
다음으로, 도 6m을 참조하면, 제1 입자(261) 내지 제4 입자(264)가 모두 상부 전극(230) 부분에 집중되어 위치하고 있는 상태에서, 제1 캡슐 내지 제4 캡슐(251 내지 254)에 대하여 도 6a에서 인가되었던 전기장과 반대 방향의 전기장을 t4의 시간(즉, 제4 입자(264)의 응답시간) 동안 인가한 후에 도 6a에서 인가되었던 전기장과 같은 방향의 전기장을 t1의 시간(즉, 제1 입자(261)의 응답시간) 동안 인가함으로써 제2 입자(262), 제3 입자(263) 및 제4 입자(264)가 전기영동에 의해 이동하여 하부 전극(240) 부분에 집중되어 위치하도록 할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 표시 장치(200)에서는 제1 입자(261)의 컬러인 흰색과 제2 유체(272)의 컬러인 초록색과 제3 유체(273)의 컬러인 파란색과 제4 유체(274)의 컬러인 검은색이 혼합되어 표시될 수 있다.
다음으로, 도 6n을 참조하면, 제1 입자(261) 내지 제4 입자(264)가 모두 상부 전극(230) 부분에 집중되어 위치하고 있는 상태에서, 제1 캡슐 내지 제4 캡슐(251 내지 254)에 대하여 도 6a에서 인가되었던 전기장과 반대 방향의 전기장을 t4의 시간(즉, 제4 입자(264)의 응답시간) 동안 인가한 후에 도 6a에서 인가되었던 전기장과 같은 방향의 전기장을 t2의 시간(즉, 제2 입자(262)의 응답시간) 동안 인가한 후에 다시 도 6a에서 인가되었던 전기장과 반대 방향의 전기장을 t1의 시간(즉, 제1 입자(261)의 응답시간) 동안 인가함으로써 제1 입자(261), 제3 입자(263) 및 제4 입자(264)가 전기영동에 의해 이동하여 하부 전극(240) 부분에 집중되어 위치하도록 할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 표시 장치(200)에서는 제2 입자(262)의 컬러인 흰색과 제1 유체(271)의 컬러인 빨간색과 제3 유체(273)의 컬러인 파란색과 제4 유체(274)의 컬러인 검은색이 혼합되어 표시될 수 있다.
다음으로, 도 6o를 참조하면, 제1 입자(261) 내지 제4 입자(264)가 모두 상부 전극(230) 부분에 집중되어 위치하고 있는 상태에서, 제1 캡슐 내지 제4 캡슐(251 내지 254)에 대하여 도 6a에서 인가되었던 전기장과 반대 방향의 전기장을 t4의 시간(즉, 제4 입자(264)의 응답시간) 동안 인가한 후에 도 6a에서 인가되었던 전기장과 같은 방향의 전기장을 t3의 시간(즉, 제3 입자(263)의 응답시간) 동안 인가한 후에 다시 도 6a에서 인가되었던 전기장과 반대 방향의 전기장을 t2의 시간(즉, 제2 입자(262)의 응답시간) 동안 인가함으로써 제1 입자(261), 제2 입자(262) 및 제4 입자(264)가 전기영동에 의해 이동하여 하부 전극(240) 부분에 집중되어 위치하도록 할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 표시 장치(200)에서는 제3 입자(263)의 컬러인 흰색과 제1 유체(271)의 컬러인 빨간색과 제2 유체(272)의 컬러인 초록색과 제4 유체(274)의 컬러인 검은색이 혼합되어 표시될 수 있다.
흰색을 제외한 나머지 네 가지 컬러를 모두 혼합하여 표시하는 방법은 다음과 같다.
다음으로, 도 6p를 참조하면, 제1 입자(261) 내지 제4 입자(264)가 모두 상부 전극(230) 부분에 집중되어 위치하고 있는 상태에서, 제1 캡슐 내지 제4 캡슐(251 내지 254)에 대하여 도 6a에서 인가되었던 전기장과 반대 방향의 전기장을 t4의 시간(즉, 제4 입자(264)의 응답시간) 동안 인가함으로써 제1 입자 내지 제4 입자(261 내지 264)가 모두 전기영동에 의해 이동하여 하부 전극(240) 부분에 집중되어 위치하도록 할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 표시 장치(200)에서는 제1 유체(271)의 컬러인 빨간색과 제2 유체(272)의 컬러인 초록색과 제3 유체(273)의 컬러인 파란색과 제4 유체(274)의 컬러인 검은색이 모두 혼합되어 표시될 수 있다.
[반사형 표시 장치의 동작: 문턱값 및 응답시간]
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 반사형 표시 장치의 각 캡슐에 포함되는 입자를 이동시키기 위한 전기장의 세기의 문턱값과 전기장의 최소 인가 시간(즉, 응답시간)을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 7을 참조하면, 반사형 표시 장치(200)의 제1 입자(261), 제2 입자(262), 제3 입자(263) 및 제4 입자(264)를 이동시키기 위해 필요한 전기장의 세기의 문턱값은 각각 VT1, VT1, VT2 및 VT2 일 수 있다(VT1 < VT2). 또한, 반사형 표시 장치(200)의 제1 입자(261), 제2 입자(262), 제3 입자(263) 및 제4 입자(264)를 이동시키기 위해 필요한 전기장의 최소 인가 시간(즉, 응답시간)은 각각 t1, t2, t1 및 t2 일 수 있다(t1 < t2). 또한, 제1 입자(261), 제2 입자(262), 제3 입자(263) 및 제4 입자(264)는 흰색을 나타낼 수 있고, 제1 입자(261), 제2 입자(262), 제3 입자(263) 및 제4 입자(264)가 각각 분산되어 있는 제1 유체(271), 제2 유체(272), 제3 유체(273) 및 제4 유체(274)는 각각 빨간색, 초록색, 파란색 및 검은색을 나타낼 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 반사형 표시 장치(200)의 제1 캡슐 내지 제4 캡슐(251 내지 254)에 인가되는 전기장의 패턴(즉, 방향, 세기 및 인가시간)를 다양하게 조절함으로써, 흰색, 빨간색, 초록색, 파란색 및 검은색 중 적어도 하나의 컬러가 다양하게 표시되도록 할 수 있다.
도 8a 내지 도 8p는 본 발명의 일 실시예에 따라 반사형 표시 장치에 다양한 패턴의 전기장을 인가하는 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
먼저, 도 8a를 참조하면, 제1 캡슐 내지 제4 캡슐(251 내지 254)에 대하여 VT2 이상의 세기(즉, 제3 입자(263) 및 제4 입자(264)의 문턱값)의 전기장을 t2의 시간(즉, 제2 입자(264) 및 제4 입자(264)의 응답시간) 동안 인가함으로써 제1 입자(261) 내지 제4 입자(264)가 모두 전기영동에 의해 이동하여 상부 전극(230) 부분에 집중되어 위치하도록 할 수 있다. 이로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 표시 장치(200)에서는 제1 입자(261) 내지 제4 입자(264)의 컬러인 흰색이 표시될 수 있다.
다음으로, 도 8b 내지 도 8e에는 흰색을 제외한 나머지 네 가지 컬러 중 한 가지 컬러를 표시하는 실시예에 관하여 도시되어 있다. 또한, 도 8f 내지 도 8k에는 흰색을 제외한 나머지 네 가지 컬러 중 두 가지 컬러를 혼합하여 표시하는 실시예에 관하여 도시되어 있다. 또한, 도 8l 내지 도 8o에는 흰색을 제외한 나머지 네 가지 컬러 중 세 가지 컬러를 혼합하여 표시하는 실시예에 관하여 도시되어 있다. 또한, 도 8p에는 흰색을 나머지 네 가지 컬러 모두를 혼합하여 표시하는 실시예에 관하여 도시되어 있다.
도 8a 내지 도 8p의 실시예는 앞서 살펴본 도 4a 내지 도 4p의 실시예와 도 6a 내지 도 6p의 실시예를 결합한 것에 해당하므로, 도 8a 내지 도 8p의 실시예에 대한 자세한 설명은 도 4a 내지 도4p의 실시예에 대한 설명과 도 6a 내지 도 6p의 실시예에 대한 설명으로 대신하도록 한다.
한편, 이상의 실시예에서, 제1 입자 내지 제4 입자(261 내지 264)의 컬러가 모두 흰색이고 제1 유체 내지 제4 유체(271 내지 272)의 컬러가 각각 빨간색, 초록색, 파란색 및 검은색인 경우만이 설명되었지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 이와는 반대로 제1 입자 내지 제4 입자(261 내지 264)의 컬러가 각각 빨간색, 초록색, 파란색 및 검은색이고 제1 유체 내지 제4 유체(271 내지 272)의 컬러가 모두 흰색인 경우도 얼마든지 상정될 수 있음을 밝혀 둔다.
또한, 이상의 실시예에서, 전기장을 인가하여 제1 입자 내지 제4 입자(261 내지 264)가 모두 상부 전극(230) 부분으로 집중되어 위치하도록 한 후에 추가적인 전기장을 인가하여 다양한 컬러를 구현하는 경우만이 설명되었지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 이와는 반대로 반대 방향의 전기장을 인가하여 제1 입자 내지 제4 입자(261 내지 264)가 모두 하부 전극(230) 부분으로 집중되어 위치하도록 한 후에 추가적인 전기장을 인가하여 다양한 컬러를 구현하는 경우도 얼마든지 상정될 수 있음을 밝혀 둔다.
[반사형 표시 장치의 동작: 명암도 조절]
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 반사형 표시 장치(200)의 각 캡슐에 대하여 인가되는 전기장의 패턴을 조절함으로써 반사형 표시 장치(200)에서 표시되는 컬러의 명암도(gray scale)를 조절할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 전기장의 인가 패턴을 조절하여 반사형 표시 장치의 명암도를 조절하는 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 9를 참조하면, 특정 컬러를 구현하기 위하여 소정의 문턱값(VT)의 세기로 전기장을 인가할 수 있다. 이때, 인가되는 전기장의 방향 및 세기를 나타내는 펄스의 폭, 횟수, 주기 또는 파형을 조절함으로써 특정 컬러의 명암도를 조절할 수 있고(도 9의 (a), (b) 또는 (c)), 문턱값의 세기로 전기장을 인가한 후에 문턱값보다 작은 세기로 전기장을 인가함으로써 특정 컬러의 명암도를 조절할 수 있고(도 9의 (d)), 서로 이웃하는 문턱값 사이의 세기로 전기장을 인가함으로써 특정 컬러의 명암도를 조절할 수 있으며(도 9의 (e)), 이상에서 설명한 전기장 인가 방법을 결합함으로써 특정 컬러의 명암도를 조절할 수 있다(도 9의 (f)).
[반사형 표시 장치의 동작: 컬러 조합]
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 반사형 표시 장치를 구성하는 캡슐에는 다양한 컬러 조합이 적용될 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라 반사형 표시 장치의 캡슐에 적용될 수 있는 컬러 조합을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 10을 참조하면, 반사형 표시 장치는 서로 다른 두 가지 컬러의 유체를 각각 포함하는 두 가지 종류의 캡슐을 포함할 수 있는데, 이러한 반사형 표시 장치는 두 가지 종류의 캡슐을 1:1의 비율로 혼합하여 상부 기판과 하부 기판 사이에 배치시킴으로써 제조될 수 있다(도 10의 (a)). 마찬가지로, 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 표시 장치는 서로 다른 세 가지 또는 네 가지 컬러의 유체를 각각 포함하는 세 가지 또는 네 가지 종류의 캡슐을 포함할 수 있는데, 이러한 반사형 표시 장치는 세 가지 또는 네 가지 종류의 캡슐을 1:1:1의 비율로 또는 1:1:1:1의 비율로 혼합하여 상부 기판과 하부 기판 사이에 배치시킴으로써 제조될 수 있다(도 10의 (b) 또는 (c)).
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따라 반사형 표시 장치의 캡슐의 배열에 관한 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 11을 참조하면, 각각 빨간색(Red, R), 초록색(Green, G), 파란색(Blue, B) 및 검은색(K, blacK)에 해당하는 복수의 캡슐이 일렬로(Stripe) 배열될 수 있고(도 11의 (a)), 정사각형을 이루며 모자이크(mosaic) 방식으로 배열될 수 있고(도 11의 (b)), 삼각형(Triangle 또는 Delta)을 이루며 반복적으로 배열될 수 있고(도 11의 (c)), 마름모 형상을 이루며 반복적으로 배열될 수 있다(도 11의 (d)).
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 반사형 표시 장치를 구성하는 각 캡슐에 포함되는 입자 및 유체에는 다양한 컬러 조합이 적용될 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따라 반사형 표시 장치의 캡슐 내의 입자 및 유체에 적용될 수 있는 컬러 조합을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 12의 (a) 및 (b)를 참조하면, 빨간색(Red, R), 초록색(Green, G), 파란색(Blue, B), 검은색(K, blacK) 및 흰색(White, W) 중 적어도 하나의 컬러가 입자 또는 유체에 적용될 수 있다.
도 12의 (c) 및 (d)를 참조하면, 시안(Cyan, C), 마젠타(Magenta, M), 옐로우(Yellow, Y), 검은색(K, blacK) 및 흰색(White, W) 중 적어도 하나의 컬러가 입자 또는 유체에 적용될 수 있다.
또한, 도 12에 도시된 컬러 조합에 있어서, 입자가 소정의 컬러를 갖는 경우에는 유체가 투명하게 구성될 수도 있을 것이다.
[반사형 표시 장치의 응용]
본 발명의 일 실시예에 따르면, 반사형 표시 장치는 앞서 언급된 캡슐 구조에 한정되지 않고 다양한 구조의 소자에 응용될 수 있다.
먼저, 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따라 격벽 구조로 이루어진 반사형 표시 장치의 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 13을 참조하면, 격벽(1380)으로 구분되는 단위 셀(1351 내지 1354)마다 각각 특유의 컬러를 갖는 입자(1361 내지 1364)가 특유의 컬러를 갖는 유체(1371 내지 1374)에 분산된 상태로 포함되어 있을 수 있다.
다음으로, 도 14a 내지 도 14b는 본 발명의 일 실시예에 따라 하나의 단위 셀에 두 종류의 입자가 포함되는 반사형 표시 장치의 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 14를 참조하면, 캡슐(1451 내지 1454)마다 서로 다른 컬러를 갖는 두 가지 입자(1461 내지 1465)가 투명한 유체(1470)에 분산된 상태로 포함되어 있을 수 있고(도 14의 (a)), 격벽(1480)으로 구분되는 단위 셀(1451 내지 1454)마다 서로 다른 컬러를 갖는 두 가지 입자(1461 내지 1465)가 투명한 유체(1470)에 분산된 상태로 포함되어 있을 수 있다(도 14의 (b)). 여기서, 서로 다른 컬러를 갖는 두 가지 입자는 전기장이 인가되는 경우에 동일한 전기영동 특성(즉, 문턱값 및 응답시간)을 가질 수 있다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따라 회전 가능한 입자가 단위 셀로서 포함되는 반사형 표시 장치의 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 15를 참조하면, 인가되는 전기장에 의하여 회전됨으로써 특유의 컬러를 나타내는 입자(일명, 트위스트 볼(twist ball))(1551 내지 1554)가 상부 전극(1530)과 하부 전극(1540) 사이에 회전 가능한 상태로 포함되어 있을 수 있다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따라 격벽 구조로 이루어진 건식 방식의 반사형 표시 장치의 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 16을 참조하면, 격벽(1680)으로 구분되는 단위 셀(1651 내지 1654)마다 서로 다른 컬러를 갖는 두 가지 입자(1661 내지 1665)가 유체 대신 투명한 공기(1670)와 함께 봉입되어 있을 수 있다. 여기서, 서로 다른 컬러를 갖는 두 가지 입자는 전기장이 인가되는 경우에 동일한 전기영동 특성(즉, 문턱값 및 응답시간)을 가질 수 있다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따라 전기습윤식 반사형 표시 장치의 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 17을 참조하면, 격벽(1780)으로 구분되는 단위 셀(1751 내지 1754)마다 각각 특유의 컬러를 갖고 서로 다른 전기습윤 특성을 갖는 오일(1761 내지 1764)이 투명한 유체(예를 들면, 물 등)(1770)에 분산된 상태로 포함되어 있을 수 있다. 여기서, 서로 다른 컬러를 갖는 오일(1761 내지 1764)은 전기장이 인가되는 경우에 서로 다른 전기영동 특성(즉, 문턱값 및 응답시간)을 가질 수 있다.
한편, 도면으로 도시되지는 않았지만, 본 발명에 따른 반사형 표시 장치의 특징적인 구성은 액정(Liquid Crystal) 표시 장치에도 적용될 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 네마틱(Nematic) 액정, 스메크틱(Smectic) 액정, 콜레스테릭(Cholesteric) 액정 등이 이에 해당할 수 있는데, 이들 액정은 외부 전기장, 외부 자기장, 온도 등에 따라 그 배열 상태가 변화되고 유전율이 변화될 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 외부 전기장에 따라 배열 상태가 변화되는 액정 중 특정 세기 이상의 전기장이 인가되거나 특정 시간 동안 계속하여 전기장이 인가될 때 배열 상태가 급격하게 변화되는 액정을 사용함으로써, 결과적으로 전기장의 문턱값 또는 응답시간이 존재하는 반사형 표시 장치를 구현할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 반사형 표시 장치의 특징적인 구성은 자기장에 따라 자화율 및 자기 분극량이 변화하는 물질을 포함하는 표시 장치에도 적용될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 반사형 표시 장치의 특징적인 구성은 광의 세기 또는 파장에 따라 광 특성이 변화하는 물질을 포함하는 광 반응 표시 장치에도 적용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 반사형 표시 장치의 특징적인 구성은 온도 또는 열에 따라 광 특성이 변화되는 물질을 포함하는 열 반응 표시 장치에도 적용될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따르면, 반사형 표시 장치는 다양한 센싱 정보를 획득하는 센싱부(미도시됨)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 센싱부는 자기장 센서, 자이로 센서, 온도 센서, 습도 센서, 압력 센서, 음향 센서, 광 센서, 전류 센서, 전압 센서, 전하 센서, 산성도 센서, 광 센서, 영상 센서, 음향 센서, 인체 신호 센서 및 타이머 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 센싱부에 의하여 감지되는 정보에 관한 입력 신호를 획득하고, 이렇게 획득된 입력 신호를 참조로 하여 반사형 표시 장치에 포함되는 복수의 단위 셀로부터 표시되는 컬러에 대한 제어 신호를 생성할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 반사형 표시 장치 상에서 표시되는 컬러, 이미지 또는 영상은 자기장, 온도, 습도, 압력, 광량, 소음 등의 외부 환경에 따라 적응적으로 제어될 수 있게 된다.
2. 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사형 표시 장치
[반사형 표시 장치의 구성]
도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따라 반사형 표시 장치의 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 18을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사형 표시 장치(1800)는 상부 기판(1810), 하부 기판(1820), 상부 전극(1830) 및 하부 전극(1840)을 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사형 표시 장치(1800)는 상부 전극(1830)과 하부 전극(1840) 사이에 적어도 하나의 격벽(1880)으로 구분되고 서로 다른 종류의 입자(1861 내지 1864)와 유체(1871 내지 1874)를 포함하는 적어도 하나의 단위 셀(1851 내지 1854)을 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 각 단위 셀(1851 내지 1854)에 포함되는 입자(1861 내지 1864)가 모두 흰색이고 하부 기판(1820)은 각 단위 셀에 대응되는 영역마다 서로 다른 컬러를 갖는 컬러층을 포함할 수 있고(도 18의 (a)), 이와는 달리 각 단위 셀(1851 내지 1854)에 포함되는 입자(1861 내지 1864)가 서로 다른 컬러를 갖고 하부 기판(1820)은 각 단위 셀에 대응되는 모든 영역에 대하여 흰색을 갖는 컬러층을 포함할 수 있다(도 18의 (b)).
계속하여 도 18을 참조하면, 반사형 표시 장치(1800)의 하부 전극(1840)은 반사형 표시 장치(1800)의 표시면 상의 일부 영역에만 국부적으로 형성될 수 있다. 구체적으로, 반사형 표시 장치(1800)의 하부 전극(1840)은 격벽(1880)이 형성된 위치 또는 단위 셀마다 정의되는 특정 위치에만 국부적으로 형성될 수 있고, 이렇게 형성되는 하부 전극(1840)은 상부 전극(1830)에 비하여 상대적으로 면적이 작고 상부 전극(1830)과 비대칭적인 형태를 가질 수 있다. 이로써, 입자(1861 내지 1864)가 하부 전극(1840) 부근에 집중되어 위치하면 상부 기판(1810)이나 하부 기판(1820)에 형성된 컬러층(1891 내지 1894)이 노출될 수 있게 된다. 따라서, 하부 전극(1840)을 통하여 소정의 전기장이 인가되면 단위 셀(1851 내지 1854) 내의 입자(1861 내지 1864)가 하부 전극(1840) 쪽으로 이동하여 하부 전극(1840) 부분에 집중되어 위치하게 될 수 있고, 이러한 경우 반사형 표시 장치(1800)에서는 입자(1861 내지 1864)의 컬러가 거의 표시되지 않고 상부 기판(1810), 하부 기판(1820), 상부 전극(1830) 및 하부 전극(1840) 중 적어도 하나의 컬러가 주로 표시되게 된다(도 18의 (a) 및 (b) 참조).
도 19 내지 도 21은 본 발명의 다른 실시예에 따라 반사형 표시 장치의 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
먼저, 도 19를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사형 표시 장치(1900)의 상부 기판(1910)이 소정의 컬러층을 포함할 수 있다. 구체적으로, 각 단위 셀(1951 내지 1954)에 포함되는 입자(1961 내지 1964)가 모두 흰색이고 상부 기판(1910)은 각 단위 셀에 대응되는 영역마다 서로 다른 컬러를 갖는 컬러층을 포함할 수 있고(도 19의 (a)), 이와는 달리 각 단위 셀(1951 내지 1954)에 포함되는 입자(1961 내지 1964)가 서로 다른 컬러를 갖고 상부 기판(1910)은 각 단위 셀에 대응되는 모든 영역에 대하여 흰색을 갖는 컬러층을 포함할 수 있다(도 19의 (b)).
다음으로, 도 20 및 도 21을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사형 표시 장치(2000)의 단위 셀은 캡슐(2051 내지 2054)로 이루어질 수 있고, 하부 전극(2040)은 이웃하는 캡슐이 서로 만나는 위치 또는 단위 셀마다 정의되는 특정 위치에 국부적으로 형성될 수 있다. 또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 각 캡슐(2051 내지 2054)에 포함되는 입자(2061 내지 2064)가 모두 흰색이고 하부 기판(2020)은 각 캡슐에 대응되는 영역마다 서로 다른 컬러를 갖는 컬러층을 포함할 수 있고(도 20 참조), 이와는 달리 각 캡슐(2051 내지 2054)에 포함되는 입자(2061 내지 2064)가 서로 다른 컬러를 갖고 하부 기판(2020)은 각 단위 셀에 대응되는 모든 영역에 대하여 흰색을 갖는 컬러층을 포함할 수 있다(도 21 참조)
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 적어도 하나의 단위 셀에 포함되는 입자와 유체는 이들을 구동하는(즉, 이동시키는 또는 전기영동시키는) 데에 필요한 전기장의 최소 세기(즉, 문턱값) 또는 최소 인가 시간(즉, 응답시간)이 서로 다르도록 구성될 수 있다.
구체적으로 도 18을 참조로 하여 설명하면, 제1 입자(1861), 제2 입자(1862), 제3 입자(1863) 및 제4 입자(1864)는 인가되는 전기장의 세기가 각각의 문턱값 미만인 경우에는 움직이지 않고 인가되는 전기장의 세기가 각각의 문턱값 이상인 경우에만 움직일 수 있는데, 이때, 제1 입자(1861), 제2 입자(1862), 제3 입자(1863) 및 제4 입자(1864)의 문턱값은 서로 다르게 구현될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제1 입자(1861), 제2 입자(1862), 제3 입자(1863) 및 제4 입자(1864)는 전기장이 각각의 응답시간 미만의 시간 동안 인가되는 경우에는 움직이지 않고 전기장이 각각의 응답시간 이상의 시간 동안 인가되는 경우에만 움직일 수 있는데, 이때, 제1 입자(1861), 제2 입자(1862), 제3 입자(1863) 및 제4 입자(1864)의 응답시간은 서로 다르게 구현될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 캡슐에 포함되는 입자의 문턱값 또는 응답시간을 조절하기 위한 방법으로서, 입자의 표면 전하, 제타 전위, 유전 상수, 비중, 밀도, 크기, 모양 및 구조, 입자가 분산된 유체의 유전상수, 점도 및 비중, 입자가 분산된 유체 내에 첨가되는 첨가제, 입자 및 유체에 전기장을 인가하는 전극의 전극 패턴, 전극 간격, 전극 크기 및 전극 재료, 전극에 의하여 입자에 실질적으로 가해지는 전기장 등을 조절할 수 있다.
[반사형 표시 장치의 동작: 문턱값]
도 22는 본 발명의 다른 실시예에 따라 반사형 표시 장치의 각 단위 셀에 포함되는 입자를 이동시키기 위한 전기장의 세기의 문턱값을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 22를 참조하면, 반사형 표시 장치(1800)의 제1 입자(1861), 제2 입자(1862), 제3 입자(1863) 및 제4 입자(1864)를 이동시키기 위해 필요한 전기장의 세기의 문턱값의 세기는 각각 VT1, VT2, VT3 및 VT4 일 수 있다(VT1 < VT2 < VT3 < VT4). 또한, 제1 입자(1861), 제2 입자(1862), 제3 입자(1863) 및 제4 입자(1864)는 흰색을 나타낼 수 있고, 제1 입자(1861), 제2 입자(1862), 제3 입자(1863) 및 제4 입자(1864)를 각각 포함하는 단위 셀에 각각 대응되는 제1 컬러층(1891), 제2 컬러층(1892), 제3 컬러층(1893) 및 제4 컬러층(1894)은 각각 빨간색, 초록색, 파란색 및 검은색을 나타낼 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 반사형 표시 장치(1800)의 제1 단위 셀 내지 제4 단위 셀(1851 내지 1854)에 인가되는 전기장의 패턴(즉, 방향 및 세기)을 다양하게 조절함으로써, 흰색, 빨간색, 초록색, 파란색 및 검은색 중 적어도 하나의 컬러가 다양하게 표시되도록 할 수 있다.
도 23a 내지 도 23p는 본 발명의 다른 실시예에 따라 반사형 표시 장치에 다양한 패턴의 전기장을 인가하는 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
먼저, 도 23a를 참조하면, 제1 단위 셀 내지 제4 단위 셀(1851 내지 1854)에 대하여 VT4 이상의 세기의 전기장을 인가함으로써 제1 입자(1861) 내지 제4 입자(1864)가 모두 전기영동에 의해 이동하여 하부 전극(1830)으로부터 떨어져 상부 전극(1830) 부근으로 집중되어 위치하거나 각 단위 셀(1851 내지 1854) 내부에 불규칙적으로 분산되도록 할 수 있다. 이로써, 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사형 표시 장치(1800)에서는 제1 입자(1861) 내지 제4 입자(1864)의 컬러인 흰색이 표시될 수 있다.
흰색을 제외한 나머지 네 가지 컬러 중 한 가지 컬러를 표시하는 방법은 다음과 같다.
다음으로, 도 23b를 참조하면, 제1 입자(1861) 내지 제4 입자(1864)가 모두 하부 전극(1830)으로부터 떨어져 상부 전극(1830) 부근으로 집중되어 위치하거나 각 단위 셀(1851 내지 1854) 내부에 불규칙적으로 분산되어 있는 상태에서, 제1 단위 셀 내지 제4 단위 셀(1851 내지 1854)에 대하여 도 23a에서 인가되었던 전기장과 반대 방향의 전기장을 VT1 세기(즉, 제1 입자(1861)의 문턱값)로 인가함으로써 제1 입자(1861)만 전기영동에 의해 이동하여 하부 전극(1840) 부분에 집중되어 위치하도록 할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사형 표시 장치(1800)에서는 제2 입자 내지 제4 입자(1862 내지 1864)의 컬러인 흰색과 제1 컬러층(1891)의 컬러인 빨간색이 혼합되어 표시될 수 있다.
다음으로, 도 23c를 참조하면, 제1 입자(1861) 내지 제4 입자(1864)가 모두 하부 전극(1830)으로부터 떨어져 상부 전극(1830) 부근으로 집중되어 위치하거나 각 단위 셀(1851 내지 1854) 내부에 불규칙적으로 분산되어 있는 상태에서, 제1 단위 셀 내지 제4 단위 셀(1851 내지 1854)에 대하여 도 23a에서 인가되었던 전기장과 반대 방향의 전기장을 VT2 세기(즉, 제2 입자(1862)의 문턱값)로 인가한 후에 도 23a에서 인가되었던 전기장과 같은 방향의 전기장을 VT1 세기(즉, 제1 입자(1861)의 문턱값)로 인가함으로써 제2 입자(1862)만 전기영동에 의해 이동하여 하부 전극(1840) 부분에 집중되어 위치하도록 할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사형 표시 장치(1800)에서는 제1 입자(1861), 제3 입자(1863) 및 제4 입자(1864)의 컬러인 흰색과 제2 컬러층(1892)의 컬러인 초록색이 혼합되어 표시될 수 있다.
다음으로, 도 23d를 참조하면, 제1 입자(1861) 내지 제4 입자(1864)가 모두 하부 전극(1830)으로부터 떨어져 상부 전극(1830) 부근으로 집중되어 위치하거나 각 단위 셀(1851 내지 1854) 내부에 불규칙적으로 분산되어 있는 상태에서, 제1 단위 셀 내지 제4 단위 셀(1851 내지 1854)에 대하여 도 23a에서 인가되었던 전기장과 반대 방향의 전기장을 VT3 세기(즉, 제3 입자(1863)의 문턱값)로 인가한 후에 도 23a에서 인가되었던 전기장과 같은 방향의 전기장을 VT2 세기(즉, 제2 입자(1862)의 문턱값)로 인가함으로써 제3 입자(1863)만 전기영동에 의해 이동하여 하부 전극(1840) 부분에 집중되어 위치하도록 할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사형 표시 장치(1800)에서는 제1 입자(1861), 제2 입자(1862) 및 제4 입자(1864)의 컬러인 흰색과 제3 컬러층(1893)의 컬러인 파란색이 혼합되어 표시될 수 있다.
다음으로, 도 23e를 참조하면, 제1 입자(1861) 내지 제4 입자(1864)가 모두 하부 전극(1830)으로부터 떨어져 상부 전극(1830) 부근으로 집중되어 위치하거나 각 단위 셀(1851 내지 1854) 내부에 불규칙적으로 분산되어 있는 상태에서, 제1 단위 셀 내지 제4 단위 셀(1851 내지 1854)에 대하여 도 23a에서 인가되었던 전기장과 반대 방향의 전기장을 VT4 세기(즉, 제4 입자(1864)의 문턱값)로 인가한 후에 도 23a에서 인가되었던 전기장과 같은 방향의 전기장을 VT3 세기(즉, 제3 입자(1863)의 문턱값)로 인가함으로써 제4 입자(1864)만 전기영동에 의해 이동하여 하부 전극(1840) 부분에 집중되어 위치하도록 할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사형 표시 장치(1800)에서는 제1 입자(1861), 제2 입자(1862) 및 제3 입자(1863)의 컬러인 흰색과 제4 컬러층(1894)의 컬러인 검은색이 혼합되어 표시될 수 있다.
흰색을 제외한 나머지 네 가지 컬러 중 두 가지 컬러를 혼합하여 표시하는 방법은 다음과 같다.
다음으로, 도 23f를 참조하면, 제1 입자(1861) 내지 제4 입자(1864)가 모두 하부 전극(1830)으로부터 떨어져 상부 전극(1830) 부근으로 집중되어 위치하거나 각 단위 셀(1851 내지 1854) 내부에 불규칙적으로 분산되어 있는 상태에서, 제1 단위 셀 내지 제4 단위 셀(1851 내지 1854)에 대하여 도 23a에서 인가되었던 전기장과 반대 방향의 전기장을 VT2 세기(즉, 제2 입자(1862)의 문턱값)로 인가함으로써 제1 입자(1861) 및 제2 입자(1862)가 전기영동에 의해 이동하여 하부 전극(1840) 부분에 집중되어 위치하도록 할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사형 표시 장치(1800)에서는 제3 입자(1863) 및 제4 입자(1864)의 컬러인 흰색과 제1 컬러층(1891)의 컬러인 빨간색과 제2 컬러층(1892)의 컬러인 초록색이 혼합되어 표시될 수 있다.
다음으로, 도 23g를 참조하면, 제1 입자(1861) 내지 제4 입자(1864)가 모두 하부 전극(1830)으로부터 떨어져 상부 전극(1830) 부근으로 집중되어 위치하거나 각 단위 셀(1851 내지 1854) 내부에 불규칙적으로 분산되어 있는 상태에서, 제1 단위 셀 내지 제4 단위 셀(1851 내지 1854)에 대하여 도 23a에서 인가되었던 전기장과 반대 방향의 전기장을 VT3 세기(즉, 제3 입자(1863)의 문턱값)로 인가한 후에 도 23a에서 인가되었던 전기장과 같은 방향의 전기장을 VT1 세기(즉, 제1 입자(1861)의 문턱값)로 인가함으로써 제2 입자(1862) 및 제3 입자(1863)가 전기영동에 의해 이동하여 하부 전극(1840) 부분에 집중되어 위치하도록 할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사형 표시 장치(1800)에서는 제1 입자(1861) 및 제4 입자(1864)의 컬러인 흰색과 제2 컬러층(1892)의 컬러인 초록색과 제3 컬러층(1893)의 컬러인 파란색이 혼합되어 표시될 수 있다.
다음으로, 도 23h를 참조하면, 제1 입자(1861) 내지 제4 입자(1864)가 모두 하부 전극(1830)으로부터 떨어져 상부 전극(1830) 부근으로 집중되어 위치하거나 각 단위 셀(1851 내지 1854) 내부에 불규칙적으로 분산되어 있는 상태에서, 제1 단위 셀 내지 제4 단위 셀(1851 내지 1854)에 대하여 도 23a에서 인가되었던 전기장과 반대 방향의 전기장을 VT3 세기(즉, 제3 입자(1863)의 문턱값)로 인가한 후에 도 23a에서 인가되었던 전기장과 같은 방향의 전기장을 VT2 세기(즉, 제2 입자(1862)의 문턱값)로 인가한 후에 다시 도 23a에서 인가되었던 전기장과 반대 방향의 전기장을 VT1 세기(즉, 제1 입자(1861)의 문턱값)로 인가함으로써 제1 입자(1861) 및 제3 입자(1863)가 전기영동에 의해 이동하여 하부 전극(1840) 부분에 집중되어 위치하도록 할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사형 표시 장치(1800)에서는 제1 입자(1861) 및 제3 입자(1863)의 컬러인 흰색과 제2 컬러층(1892)의 컬러인 초록색과 제4 컬러층(1894)의 컬러인 검은색이 혼합되어 표시될 수 있다.
다음으로, 도 23i를 참조하면, 제1 입자(1861) 내지 제4 입자(1864)가 모두 하부 전극(1830)으로부터 떨어져 상부 전극(1830) 부근으로 집중되어 위치하거나 각 단위 셀(1851 내지 1854) 내부에 불규칙적으로 분산되어 있는 상태에서, 제1 단위 셀 내지 제4 단위 셀(1851 내지 1854)에 대하여 도 23a에서 인가되었던 전기장과 반대 방향의 전기장을 VT4 세기(즉, 제4 입자(1864)의 문턱값)로 인가한 후에 도 23a에서 인가되었던 전기장과 같은 방향의 전기장을 VT2 세기(즉, 제2 입자(1862)의 문턱값)로 인가함으로써 제3 입자(1863) 및 제4 입자(1864)가 전기영동에 의해 이동하여 하부 전극(1840) 부분에 집중되어 위치하도록 할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사형 표시 장치(1800)에서는 제1 입자(1861) 및 제2 입자(1862)의 컬러인 흰색과 제3 컬러층(1893)의 컬러인 파란색과 제4 컬러층(1894)의 컬러인 검은색이 혼합되어 표시될 수 있다.
다음으로, 도 23j를 참조하면, 제1 입자(1861) 내지 제4 입자(1864)가 모두 하부 전극(1830)으로부터 떨어져 상부 전극(1830) 부근으로 집중되어 위치하거나 각 단위 셀(1851 내지 1854) 내부에 불규칙적으로 분산되어 있는 상태에서, 제1 단위 셀 내지 제4 단위 셀(1851 내지 1854)에 대하여 도 23a에서 인가되었던 전기장과 반대 방향의 전기장을 VT4 세기(즉, 제4 입자(1864)의 문턱값)로 인가한 후에 도 23a에서 인가되었던 전기장과 같은 방향의 전기장을 VT3 세기(즉, 제3 입자(1863)의 문턱값)로 인가한 후에 다시 도 23a에서 인가되었던 전기장과 반대 방향의 전기장을 VT1 세기(즉, 제1 입자(1861)의 문턱값)로 인가함으로써 제2 입자(1862) 및 제3 입자(1863)가 전기영동에 의해 이동하여 하부 전극(1840) 부분에 집중되어 위치하도록 할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사형 표시 장치(1800)에서는 제2 입자(1862) 및 제3 입자(1863)의 컬러인 흰색과 제1 컬러층(1891)의 컬러인 빨간색과 제4 컬러층(1894)의 컬러인 검은색이 혼합되어 표시될 수 있다.
다음으로, 도 23k를 참조하면, 제1 입자(1861) 내지 제4 입자(1864)가 모두 하부 전극(1830)으로부터 떨어져 상부 전극(1830) 부근으로 집중되어 위치하거나 각 단위 셀(1851 내지 1854) 내부에 불규칙적으로 분산되어 있는 상태에서, 제1 단위 셀 내지 제4 단위 셀(1851 내지 1854)에 대하여 도 23a에서 인가되었던 전기장과 반대 방향의 전기장을 VT4 세기(즉, 제4 입자(1864)의 문턱값)로 인가한 후에 도 23a에서 인가되었던 전기장과 같은 방향의 전기장을 VT3 세기(즉, 제3 입자(1863)의 문턱값)로 인가한 후에 다시 도 23a에서 인가되었던 전기장과 반대 방향의 전기장을 VT2 세기(즉, 제2 입자(1862)의 문턱값)로 인가한 후에 또 다시 도 23a에서 인가되었던 전기장과 같은 방향의 전기장을 VT1 세기(즉, 제1 입자(1861)의 문턱값)로 인가함으로써 제1 입자(1861) 및 제3 입자(1863)가 전기영동에 의해 이동하여 하부 전극(1840) 부분에 집중되어 위치하도록 할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사형 표시 장치(1800)에서는 제1 입자(1861) 및 제3 입자(1863)의 컬러인 흰색과 제2 컬러층(1892)의 컬러인 초록색과 제4 컬러층(1894)의 컬러인 검은색이 혼합되어 표시될 수 있다.
흰색을 제외한 나머지 네 가지 컬러 중 세 가지 컬러를 혼합하여 표시하는 방법은 다음과 같다.
다음으로, 도 23l을 참조하면, 제1 입자(1861) 내지 제4 입자(1864)가 모두 하부 전극(1830)으로부터 떨어져 상부 전극(1830) 부근으로 집중되어 위치하거나 각 단위 셀(1851 내지 1854) 내부에 불규칙적으로 분산되어 있는 상태에서, 제1 단위 셀 내지 제4 단위 셀(1851 내지 1854)에 대하여 도 23a에서 인가되었던 전기장과 반대 방향의 전기장을 VT3 세기(즉, 제3 입자(1863)의 문턱값)로 인가함으로써 제1 입자(1861), 제2 입자(1862) 및 제3 입자(1863)가 전기영동에 의해 이동하여 하부 전극(1840) 부분에 집중되어 위치하도록 할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사형 표시 장치(1800)에서는 제4 입자(1864)의 컬러인 흰색과 제1 컬러층(1891)의 컬러인 빨간색과 제2 컬러층(1892)의 컬러인 초록색과 제3 컬러층(1893)의 컬러인 파란색이 혼합되어 표시될 수 있다.
다음으로, 도 23m을 참조하면, 제1 입자(1861) 내지 제4 입자(1864)가 모두 하부 전극(1830)으로부터 떨어져 상부 전극(1830) 부근으로 집중되어 위치하거나 각 단위 셀(1851 내지 1854) 내부에 불규칙적으로 분산되어 있는 상태에서, 제1 단위 셀 내지 제4 단위 셀(1851 내지 1854)에 대하여 도 23a에서 인가되었던 전기장과 반대 방향의 전기장을 VT4 세기(즉, 제4 입자(1864)의 문턱값)로 인가한 후에 도 23a에서 인가되었던 전기장과 같은 방향의 전기장을 VT1 세기(즉, 제1 입자(1861)의 문턱값)로 인가함으로써 제2 입자(1862), 제3 입자(1863) 및 제4 입자(1864)가 전기영동에 의해 이동하여 하부 전극(1840) 부분에 집중되어 위치하도록 할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사형 표시 장치(1800)에서는 제1 입자(1861)의 컬러인 흰색과 제2 컬러층(1892)의 컬러인 초록색과 제3 컬러층(1893)의 컬러인 파란색과 제4 컬러층(1894)의 컬러인 검은색이 혼합되어 표시될 수 있다.
다음으로, 도 23n을 참조하면, 제1 입자(1861) 내지 제4 입자(1864)가 모두 하부 전극(1830)으로부터 떨어져 상부 전극(1830) 부근으로 집중되어 위치하거나 각 단위 셀(1851 내지 1854) 내부에 불규칙적으로 분산되어 있는 상태에서, 제1 단위 셀 내지 제4 단위 셀(1851 내지 1854)에 대하여 도 23a에서 인가되었던 전기장과 반대 방향의 전기장을 VT4 세기(즉, 제4 입자(1864)의 문턱값)로 인가한 후에 도 23a에서 인가되었던 전기장과 같은 방향의 전기장을 VT2 세기(즉, 제2 입자(1862)의 문턱값)로 인가한 후에 다시 도 23a에서 인가되었던 전기장과 반대 방향의 전기장을 VT1 세기(즉, 제1 입자(1861)의 문턱값)로 인가함으로써 제1 입자(1861), 제3 입자(1863) 및 제4 입자(1864)가 전기영동에 의해 이동하여 하부 전극(1840) 부분에 집중되어 위치하도록 할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사형 표시 장치(1800)에서는 제2 입자(1862)의 컬러인 흰색과 제1 컬러층(1891)의 컬러인 빨간색과 제3 컬러층(1893)의 컬러인 파란색과 제4 컬러층(1894)의 컬러인 검은색이 혼합되어 표시될 수 있다.
다음으로, 도 23o를 참조하면, 제1 입자(1861) 내지 제4 입자(1864)가 모두 하부 전극(1830)으로부터 떨어져 상부 전극(1830) 부근으로 집중되어 위치하거나 각 단위 셀(1851 내지 1854) 내부에 불규칙적으로 분산되어 있는 상태에서, 제1 단위 셀 내지 제4 단위 셀(1851 내지 1854)에 대하여 도 23a에서 인가되었던 전기장과 반대 방향의 전기장을 VT4 세기(즉, 제4 입자(1864)의 문턱값)로 인가한 후에 도 23a에서 인가되었던 전기장과 같은 방향의 전기장을 VT3 세기(즉, 제3 입자(1863)의 문턱값)로 인가한 후에 다시 도 23a에서 인가되었던 전기장과 반대 방향의 전기장을 VT2 세기(즉, 제2 입자(1862)의 문턱값)로 인가함으로써 제1 입자(1861), 제2 입자(1862) 및 제4 입자(1864)가 전기영동에 의해 이동하여 하부 전극(1840) 부분에 집중되어 위치하도록 할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사형 표시 장치(1800)에서는 제3 입자(1863)의 컬러인 흰색과 제1 컬러층(1891)의 컬러인 빨간색과 제2 컬러층(1892)의 컬러인 초록색과 제4 컬러층(1894)의 컬러인 검은색이 혼합되어 표시될 수 있다.
흰색을 제외한 나머지 네 가지 컬러를 모두 혼합하여 표시하는 방법은 다음과 같다.
다음으로, 도 23p를 참조하면, 제1 입자(1861) 내지 제4 입자(1864)가 모두 하부 전극(1830)으로부터 떨어져 상부 전극(1830) 부근으로 집중되어 위치하거나 각 단위 셀(1851 내지 1854) 내부에 불규칙적으로 분산되어 있는 상태에서, 제1 단위 셀 내지 제4 단위 셀(1851 내지 1854)에 대하여 도 23a에서 인가되었던 전기장과 반대 방향의 전기장을 VT4 세기(즉, 제4 입자(1864)의 문턱값)로 인가함으로써 제1 입자 내지 제4 입자(1861 내지 1864)가 모두 전기영동에 의해 이동하여 하부 전극(1840) 부분에 집중되어 위치하도록 할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사형 표시 장치(1800)에서는 제1 컬러층(1891)의 컬러인 빨간색과 제2 컬러층(1892)의 컬러인 초록색과 제3 컬러층(1893)의 컬러인 파란색과 제4 컬러층(1894)의 컬러인 검은색이 모두 혼합되어 표시될 수 있다.
[반사형 표시 장치의 동작: 응답시간]
도 24는 본 발명의 다른 실시예에 따라 반사형 표시 장치의 각 단위 셀에 포함되는 입자를 이동시키기 위한 전기장의 최소 인가 시간(즉, 응답시간)을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 24를 참조하면, 반사형 표시 장치(1800)의 제1 입자(1861), 제2 입자(1862), 제3 입자(1863) 및 제4 입자(1864)를 이동시키기 위해 필요한 전기장의 최소 인가 시간(즉, 응답시간)은 각각 t1, t2, t3 및 t4 일 수 있다(t1 < t2 < t3 < t4). 또한, 제1 입자(1861), 제2 입자(1862), 제3 입자(1863) 및 제4 입자(1864)는 흰색을 나타낼 수 있고, 제1 입자(1861), 제2 입자(1862), 제3 입자(1863) 및 제4 입자(1864)를 각각 포함하는 단위 셀에 각각 대응되는 제1 컬러층(1891), 제2 컬러층(1892), 제3 컬러층(1893) 및 제4 컬러층(1894)은 각각 빨간색, 초록색, 파란색 및 검은색을 나타낼 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 반사형 표시 장치(1800)의 제1 단위 셀 내지 제4 단위 셀(1851 내지 1854)에 인가되는 전기장의 패턴(즉, 방향 및 인가시간)을 다양하게 조절함으로써, 흰색, 빨간색, 초록색, 파란색 및 검은색 중 적어도 하나의 컬러가 다양하게 표시되도록 할 수 있다.
도 25a 내지 도 25p는 본 발명의 다른 실시예에 따라 반사형 표시 장치에 다양한 패턴의 전기장을 인가하는 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
먼저, 도 25a를 참조하면, 제1 단위 셀 내지 제4 단위 셀(1851 내지 1854)에 대하여 t4의 시간(즉, 제4 입자(1864)의 응답시간) 동안 전기장을 인가함으로써 제1 입자(1861) 내지 제4 입자(1864)가 모두 전기영동에 의해 이동하여 하부 전극(1830)으로부터 떨어져 상부 전극(1830) 부근으로 집중되어 위치하거나 각 단위 셀(1851 내지 1854) 내부에 불규칙적으로 분산되도록 할 수 있다. 이로써, 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사형 표시 장치(1800)에서는 제1 입자(1861) 내지 제4 입자(1864)의 컬러인 흰색이 표시될 수 있다.
다음으로, 도 25b 내지 도 25e에는 흰색을 제외한 나머지 네 가지 컬러 중 한 가지 컬러를 표시하는 실시예에 관하여 도시되어 있다. 또한, 도 25f 내지 도 25k에는 흰색을 제외한 나머지 네 가지 컬러 중 두 가지 컬러를 혼합하여 표시하는 실시예에 관하여 도시되어 있다. 또한, 도 25l 내지 도 25o에는 흰색을 제외한 나머지 네 가지 컬러 중 세 가지 컬러를 혼합하여 표시하는 실시예에 관하여 도시되어 있다. 또한, 도 25p에는 흰색을 나머지 네 가지 컬러 모두를 혼합하여 표시하는 실시예에 관하여 도시되어 있다.
도 25a 내지 도 25p의 실시예는 앞서 살펴본 도 6a 내지 도 6p의 실시예와 도 23a 내지 도 23p의 실시예를 참조함으로써 쉽게 이해될 수 있으므로, 도 25a 내지 도 25p의 실시예에 대한 자세한 설명은 도 6a 내지 도 6p의 실시예에 대한 설명과 도 23a 내지 도 23p의 실시예에 대한 설명으로 대신하도록 한다.
[반사형 표시 장치의 동작: 문턱값 및 응답시간]
도 26은 본 발명의 다른 실시예에 따라 반사형 표시 장치의 각 단위 셀에 포함되는 입자를 이동시키기 위한 전기장의 세기의 문턱값과 최소 인가 시간(즉, 응답시간)을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 26을 참조하면, 반사형 표시 장치(1800)의 제1 입자(1861), 제2 입자(1862), 제3 입자(1863) 및 제4 입자(1864)를 이동시키기 위해 필요한 전기장의 세기의 문턱값은 각각 VT1, VT1, VT2 및 VT2 일 수 있다(VT1 < VT2). 또한, 반사형 표시 장치(1800)의 제1 입자(1861), 제2 입자(1862), 제3 입자(1863) 및 제4 입자(1864)를 이동시키기 위해 필요한 전기장의 최소 인가 시간(즉, 응답시간)은 각각 t1, t2, t1 및 t2 일 수 있다(t1 < t2). 또한, 제1 입자(1861), 제2 입자(1862), 제3 입자(1863) 및 제4 입자(1864)는 흰색을 나타낼 수 있고, 제1 입자(1861), 제2 입자(1862), 제3 입자(1863) 및 제4 입자(1864)를 각각 포함하는 단위 셀에 각각 대응되는 제1 컬러층(1891), 제2 컬러층(1892), 제3 컬러층(1893) 및 제4 컬러층(1894)은 각각 빨간색, 초록색, 파란색 및 검은색을 나타낼 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 반사형 표시 장치(1800)의 제1 단위 셀 내지 제4 단위 셀(1851 내지 1854)에 인가되는 전기장의 패턴(즉, 방향 및 인가시간)을 다양하게 조절함으로써, 흰색, 빨간색, 초록색, 파란색 및 검은색 중 적어도 하나의 컬러가 다양하게 표시되도록 할 수 있다.
도 27a 내지 도 27p는 본 발명의 다른 실시예에 따라 반사형 표시 장치에 다양한 패턴의 전기장을 인가하는 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
먼저, 도 27a를 참조하면, 제1 단위 셀 내지 제4 단위 셀(1851 내지 1854)에 대하여 VT2 이상의 세기(즉, 제3 입자(1863) 및 제4 입자(1864)의 문턱값)의 전기장을 t2의 시간(즉, 제2 입자(1864) 및 제4 입자(1864)의 응답시간) 동안 인가함으로써 제1 입자(1861) 내지 제4 입자(1864)가 모두 전기영동에 의해 이동하여 하부 전극(1830)으로부터 떨어져 각 단위 셀(1851 내지 1854) 내부에 불규칙적으로 분산되도록 할 수 있다. 이로써, 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사형 표시 장치(1800)에서는 제1 입자(1861) 내지 제4 입자(1864)의 컬러인 흰색이 표시될 수 있다.
다음으로, 도 27b 내지 도 27e에는 흰색을 제외한 나머지 네 가지 컬러 중 한 가지 컬러를 표시하는 실시예에 관하여 도시되어 있다. 또한, 도 27f 내지 도 27k에는 흰색을 제외한 나머지 네 가지 컬러 중 두 가지 컬러를 혼합하여 표시하는 실시예에 관하여 도시되어 있다. 또한, 도 27l 내지 도 27o에는 흰색을 제외한 나머지 네 가지 컬러 중 세 가지 컬러를 혼합하여 표시하는 실시예에 관하여 도시되어 있다. 또한, 도 27p에는 흰색을 나머지 네 가지 컬러 모두를 혼합하여 표시하는 실시예에 관하여 도시되어 있다.
도 27a 내지 도 27p의 실시예는 앞서 살펴본 도 23a 내지 도 23p의 실시예와 도 25a 내지 도 25p의 실시예를 결합한 것에 해당하므로, 도 27a 내지 도 27p의 실시예에 대한 자세한 설명은 도 23a 내지 도 23p의 실시예에 대한 설명과 도 25a 내지 도 25p의 실시예에 대한 설명으로 대신하도록 한다.
[반사형 표시 장치의 동작: 명암도 조절]
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 반사형 표시 장치(1800)의 각 캡슐에 대하여 인가되는 전기장의 패턴을 조절함으로써 반사형 표시 장치(1800)에서 표시되는 컬러의 명암도(gray scale)를 조절할 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따라 전기장의 인가 패턴을 조절하여 반사형 표시 장치의 명암도를 조절하는 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 9를 참조하면, 특정 컬러를 구현하기 위하여 소정의 문턱값(VT)의 세기로 전기장을 인가할 수 있다. 이때, 인가되는 전기장의 방향 및 세기를 나타내는 펄스의 폭, 횟수, 주기 또는 파형을 조절함으로써 특정 컬러의 명암도를 조절할 수 있고(도 9의 (a), (b) 또는 (c)), 문턱값의 세기로 전기장을 인가한 후에 문턱값보다 작은 세기로 전기장을 인가함으로써 특정 컬러의 명암도를 조절할 수 있고(도 9의 (d)), 서로 이웃하는 문턱값 사이의 세기로 전기장을 인가함으로써 특정 컬러의 명암도를 조절할 수 있으며(도 9의 (e)), 이상에서 설명한 전기장 인가 방법을 결합함으로써 특정 컬러의 명암도를 조절할 수 있다(도 9의 (f)).
[반사형 표시 장치의 동작: 컬러 조합]
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 반사형 표시 장치를 구성하는 캡슐에는 다양한 컬러 조합이 적용될 수 있다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따라 반사형 표시 장치의 캡슐에 적용될 수 있는 컬러 조합을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 10을 참조하면, 반사형 표시 장치는 서로 다른 두 가지 컬러의 유체를 각각 포함하는 두 가지 종류의 캡슐을 포함할 수 있는데, 이러한 반사형 표시 장치는 두 가지 종류의 캡슐을 1:1의 비율로 혼합하여 상부 기판과 하부 기판 사이에 배치시킴으로써 제조될 수 있다(도 10의 (a)). 마찬가지로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사형 표시 장치는 서로 다른 세 가지 또는 네 가지 컬러의 유체를 각각 포함하는 세 가지 또는 네 가지 종류의 캡슐을 포함할 수 있는데, 이러한 반사형 표시 장치는 세 가지 또는 네 가지 종류의 캡슐을 1:1:1의 비율로 또는 1:1:1:1의 비율로 혼합하여 상부 기판과 하부 기판 사이에 배치시킴으로써 제조될 수 있다(도 10의 (b) 또는 (c)).
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따라 반사형 표시 장치의 캡슐의 배열에 관한 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 11을 참조하면, 각각 빨간색(Red, R), 초록색(Green, G), 파란색(Blue, B) 및 검은색(K, blacK)에 해당하는 복수의 캡슐이 일렬로(Stripe) 배열될 수 있고(도 11의 (a)), 정사각형을 이루며 모자이크(mosaic) 방식으로 배열될 수 있고(도 11의 (b)), 삼각형(Triangle 또는 Delta)을 이루며 반복적으로 배열될 수 있고(도 11의 (c)), 마름모 형상을 이루며 반복적으로 배열될 수 있다(도 11의 (d)).
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 반사형 표시 장치를 구성하는 각 캡슐에 포함되는 입자 및 유체에는 다양한 컬러 조합이 적용될 수 있다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따라 반사형 표시 장치의 캡슐 내의 입자 및 유체에 적용될 수 있는 컬러 조합을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 12의 (a) 및 (b)를 참조하면, 빨간색(Red, R), 초록색(Green, G), 파란색(Blue, B), 검은색(K, blacK) 및 흰색(White, W) 중 적어도 하나의 컬러가 입자 또는 유체에 적용될 수 있다.
도 12의 (c) 및 (d)를 참조하면, 시안(Cyan, C), 마젠타(Magenta, M), 옐로우(Yellow, Y), 검은색(K, blacK) 및 흰색(White, W) 중 적어도 하나의 컬러가 입자 또는 유체에 적용될 수 있다.
또한, 도 12에 도시된 컬러 조합에 있어서, 입자가 소정의 컬러를 갖는 경우에는 유체가 투명하게 구성될 수도 있을 것이다.
[반사형 표시 장치의 제작]
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 소정의 비율로 혼합된 서로 다른 컬러의 캡슐을 반사형 표시 장치의 상부 기판과 하부 기판 사이에 한꺼번에 적층시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 반사형 표시 장치의 상부 기판과 하부 기판 사이에 격벽 구조를 형성한 후에 잉크젯 주입 방식을 이용하여 격벽 사이에 입자와 유체를 주입한 후 밀봉(sealing)할 수 있다. 또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 반사형 표시 장치의 상부 기판과 하부 기판 사이에 격벽 구조를 형성하고 밀봉(sealing)한 후에 진공 주입 방식 또는 모세관 현상을 이용한 주입 방식을 이용하여 격벽 사이에 입자와 유체를 주입할 수 있다.
도 28은 본 발명의 다른 실시예에 따라 반사형 표시 장치의 격벽의 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 28을 참조하면, 격벽은 다양한 패턴으로 형성될 수 있는데, 예를 들면, 벌집 패턴(도 28의 (a)), 줄무늬 패턴(도 28의 (b)), 격자형 패턴(도 28의 (c)) 등으로 격벽이 형성될 수 있다.
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: 종래기술에 따른 반사형 표시 장치
200, 1800: 본 발명에 따른 반사형 표시 장치
210, 1810: 상부 기판
220, 1820: 하부 기판
230, 1830: 상부 전극
240, 1840: 하부 전극
251 내지 254, 1851 내지 1854: 단위 셀
261 내지 264, 1861 내지 1864: 입자
271 내지 274, 1870: 유체

Claims (19)

  1. 전하를 갖는 제1 입자가 분산된 제1 유체를 포함하는 제1 단위 셀,
    전하를 갖는 제2 입자가 분산된 제2 유체를 포함하는 제2 단위 셀,
    상기 제1 단위 셀 및 상기 제2 단위 셀에 대하여 전기장을 인가하는 전기장 인가부, 및
    상기 인가되는 전기장의 세기를 조절함으로써 상기 제1 단위 셀 및 상기 제2 단위 셀로부터 표시되는 컬러를 제어하는 제어부
    를 포함하되,
    상기 제1 입자 및 상기 제2 입자는 각각의 문턱값 미만의 세기의 전기장이 인가되는 경우에는 움직이지 않고 각각의 문턱값 이상의 세기의 전기장이 인가되는 경우에는 움직이고,
    상기 제1 입자의 문턱값과 상기 제2 입자의 문턱값은 서로 다르게 설정되며,
    상기 제1 입자 또는 상기 제2 입자의 문턱값은, 제타 전위, 유전 상수, 크기, 모양 및 구조, 상기 제1 입자 또는 상기 제2 입자가 분산된 유체의 유전상수, 점도 및 비중, 상기 제1 입자 또는 상기 제2 입자가 분산된 유체 내에 첨가되는 첨가제, 상기 전기장 인가부의 전극 패턴, 전극 간격, 전극 크기 및 전극 재료 중 적어도 하나를 조절함으로써 설정되며,
    상기 제1 입자는 제1 컬러를 갖고, 상기 제2 입자는 제2 컬러를 갖고, 상기 제1 유체는 제3 컬러를 갖고, 상기 제2 유체는 제4 컬러를 갖고,
    상기 인가되는 전기장에 의하여 상기 제1 입자 및 상기 제2 입자 중 어느 하나가 움직임에 따라 상기 제1 내지 제4 컬러 중 어느 하나의 컬러가 표시되거나 상기 제1 내지 제4 컬러 중 적어도 둘의 컬러가 표시되는 것을 특징으로 하는 반사형 표시 장치.
  2. 전하를 갖는 제1 입자가 분산된 제1 유체를 포함하는 제1 단위 셀,
    전하를 갖는 제2 입자가 분산된 제2 유체를 포함하는 제2 단위 셀,
    상기 제1 단위 셀 및 상기 제2 단위 셀에 대하여 전기장을 인가하는 전기장 인가부, 및
    상기 인가되는 전기장의 인가시간을 조절함으로써 상기 제1 단위 셀 및 상기 제2 단위 셀로부터 표시되는 컬러를 제어하는 제어부
    를 포함하되,
    상기 제1 입자 및 상기 제2 입자는 각각의 응답시간 미만의 시간 동안 전기장이 인가되는 경우에는 움직이지 않고 각각의 응답시간 이상의 시간 동안 전기장이 인가되는 경우에는 움직이고,
    상기 제1 입자의 응답시간과 상기 제2 입자의 응답시간은 서로 다르게 설정되며,
    상기 제1 입자 또는 상기 제2 입자의 응답시간은, 제타 전위, 유전 상수, 크기, 모양 및 구조, 상기 제1 입자 또는 상기 제2 입자가 분산된 유체의 유전상수, 점도 및 비중, 상기 제1 입자 또는 상기 제2 입자가 분산된 유체 내에 첨가되는 첨가제, 상기 전기장 인가부의 전극 패턴, 전극 간격, 전극 크기 및 전극 재료 중 적어도 하나를 조절함으로써 설정되며,
    상기 제1 입자는 제1 컬러를 갖고, 상기 제2 입자는 제2 컬러를 갖고, 상기 제1 유체는 제3 컬러를 갖고, 상기 제2 유체는 제4 컬러를 갖고,
    상기 인가되는 전기장에 의하여 상기 제1 입자 및 상기 제2 입자 중 어느 하나가 움직임에 따라 상기 제1 내지 제4 컬러 중 어느 하나의 컬러가 표시되거나 상기 제1 내지 제4 컬러 중 적어도 둘의 컬러가 표시되는 것을 특징으로 하는 반사형 표시 장치.
  3. 전하를 갖는 제1 입자가 분산된 제1 유체를 포함하는 제1 단위 셀,
    전하를 갖는 제2 입자가 분산된 제2 유체를 포함하는 제2 단위 셀,
    상기 제1 단위 셀 및 상기 제2 단위 셀에 대하여 전기장을 인가하는 전기장 인가부, 및
    상기 인가되는 전기장의 세기 및 인가시간 중 적어도 하나를 조절함으로써 상기 제1 단위 셀 및 상기 제2 단위 셀로부터 표시되는 컬러를 제어하는 제어부
    를 포함하되,
    상기 제1 입자 및 상기 제2 입자는 각각의 문턱값 미만의 세기의 전기장이 인가되거나 각각의 응답시간 미만의 시간 동안 전기장이 인가되는 경우에는 움직이지 않고 각각의 문턱값 이상의 세기의 전기장이 각각의 응답시간 이상의 시간 동안 인가되는 경우에는 움직이고,
    상기 제1 입자의 문턱값과 상기 제2 입자의 문턱값은 서로 다르게 설정되고, 상기 제1 입자의 응답시간과 상기 제2 입자의 응답시간은 서로 다르게 설정되며,
    상기 제1 입자 또는 상기 제2 입자의 문턱값과 응답시간은, 제타 전위, 유전 상수, 크기, 모양 및 구조, 상기 제1 입자 또는 상기 제2 입자가 분산된 유체의 유전상수, 점도 및 비중, 상기 제1 입자 또는 상기 제2 입자가 분산된 유체 내에 첨가되는 첨가제, 상기 전기장 인가부의 전극 패턴, 전극 간격, 전극 크기 및 전극 재료 중 적어도 하나를 조절함으로써 설정되며,
    상기 제1 입자는 제1 컬러를 갖고, 상기 제2 입자는 제2 컬러를 갖고, 상기 제1 유체는 제3 컬러를 갖고, 상기 제2 유체는 제4 컬러를 갖고,
    상기 인가되는 전기장에 의하여 상기 제1 입자 및 상기 제2 입자 중 어느 하나가 움직임에 따라 상기 제1 내지 제4 컬러 중 어느 하나의 컬러가 표시되거나 상기 제1 내지 제4 컬러 중 적어도 둘의 컬러가 표시되는 것을 특징으로 하는 반사형 표시 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 입자의 문턱값이 상기 제1 입자의 문턱값보다 크게 설정된 경우에,
    상기 제1 입자의 문턱값 미만의 세기의 전기장이 인가되면 상기 제1 입자 및 상기 제2 입자가 모두 움직이지 않고,
    상기 제1 입자의 문턱값 이상 상기 제2 입자의 문턱값 미만의 세기의 전기장이 인가되면 상기 제1 입자가 상기 전기장으로 인한 전기적인 힘에 의해 움직이고,
    상기 제2 입자의 문턱값 이상의 세기의 전기장이 인가되면 상기 제1 입자 및 상기 제2 입자 모두가 상기 전기장으로 인한 전기적인 힘에 의해 움직이는 것을 특징으로 하는 반사형 표시 장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 제2 입자의 응답시간이 상기 제1 입자의 응답시간보다 크게 설정된 경우에,
    상기 제1 입자의 응답시간 미만의 시간 동안 전기장이 인가되면 상기 제1 입자 및 상기 제2 입자가 모두 움직이지 않고,
    상기 제1 입자의 응답시간 이상 상기 제2 입자의 응답시간 미만의 시간 동안 전기장이 인가되면 상기 제1 입자가 상기 전기장으로 인한 전기적인 힘에 의해 움직이고,
    상기 제2 입자의 응답시간 이상의 시간 동안 전기장이 인가되면 상기 제1 입자 및 상기 제2 입자 모두가 상기 전기장으로 인한 전기적인 힘에 의해 움직이는 것을 특징으로 하는 반사형 표시 장치.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 제2 입자의 문턱값이 상기 제1 입자의 문턱값보다 크게 설정되고, 상기 제1 입자의 응답시간이 상기 제2 입자의 응답시간보다 크게 설정된 경우에,
    상기 제1 입자의 문턱값 미만의 세기의 전기장이 상기 제2 입자의 응답시간 미만의 시간 동안 인가되면 상기 제1 입자 및 상기 제2 입자가 모두 움직이지 않고,
    상기 제2 입자의 문턱값 이상의 세기의 전기장이 상기 제2 입자의 응답시간 이상 상기 제1 입자의 응답시간 미만의 시간 동안 인가되면 상기 제2 입자가 상기 전기장으로 인한 전기적인 힘에 의해 움직이고,
    상기 제1 입자의 문턱값 이상 상기 제2 입자의 문턱값 미만의 세기의 전기장이 상기 제1 입자의 응답시간 이상의 시간 동안 인가되면 상기 제1 입자가 상기 전기장으로 인한 전기적인 힘에 의해 움직이고,
    상기 제2 입자의 문턱값 이상의 세기의 전기장이 상기 제1 입자의 응답시간 이상의 시간 동안 인가되면 상기 제1 입자 및 상기 제2 입자 모두가 상기 전기장으로 인한 전기적인 힘에 의해 움직이는 것을 특징으로 하는 반사형 표시 장치.
  9. 삭제
  10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 단위 셀 및 상기 제2 단위 셀에 각각 대응되고 표시면에 평행한 방향으로 서로 나란히 배치되는 제1 컬러층 및 제2 컬러층을 포함하고,
    상기 전기장 인가부는, 상기 표시면 상의 일부 영역에만 국부적으로 형성되는 전극을 포함하고,
    상기 제1 컬러층은 제5 컬러를 갖고, 상기 제2 컬러층은 제6 컬러를 갖고,
    상기 인가되는 전기장에 의하여 상기 제1 입자 및 상기 제2 입자 중 어느 하나가 움직임에 따라 상기 제1 내지 제6 컬러 중 어느 하나의 컬러가 표시되거나 상기 제1 내지 제6 컬러 중 적어도 둘의 컬러가 혼합되어 표시되는 것을 특징으로 하는 반사형 표시 장치.
  11. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 단위 셀 및 상기 제2 단위 셀은 광투과성 물질로 이루어진 캡슐에 의해 정의되는 것을 특징으로 하는 반사형 표시 장치.
  12. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 단위 셀 및 상기 제2 단위 셀은 표시면에 수직한 방향으로 형성되는 격벽에 의하여 정의되는 것을 특징으로 하는 반사형 표시 장치.
  13. 제1항 및 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 입자의 문턱값 또는 상기 제2 입자의 문턱값을 교차하지 않는 범위 내에서, 상기 인가되는 전기장의 세기, 방향, 인가 시간, 인가 횟수 및 인가 주기 중 적어도 하나를 조절함으로써 표시되는 컬러의 명암도를 조절하는 것을 특징으로 하는 반사형 표시 장치.
  14. 제2항 및 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 입자의 응답시간 또는 상기 제2 입자의 응답시간을 교차하지 않는 범위 내에서, 상기 인가되는 전기장의 세기, 방향, 인가 시간, 인가 횟수 및 인가 주기 중 적어도 하나를 조절함으로써 표시되는 컬러의 명암도를 조절하는 것을 특징으로 하는 반사형 표시 장치.
  15. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 센싱부를 더 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 적어도 하나의 센싱부에 의하여 감지되는 정보에 관한 입력 신호를 획득하고, 상기 획득된 입력 신호를 참조로 하여 상기 제1 단위 셀 및 상기 제2 단위 셀로부터 표시되는 컬러에 대한 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 반사형 표시 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 센싱부는, 자이로 센서, 온도 센서, 습도 센서, 압력 센서, 음향 센서, 광 센서, 전류 센서, 전압 센서, 전하 센서, 산성도 센서, 광 센서, 영상 센서, 음향 센서, 인체 신호 센서 및 타이머 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 표시 장치.
  17. 전하를 갖는 제1 입자가 분산된 제1 유체를 포함하는 제1 단위 셀과 전하를 갖는 제2 입자가 분산된 제2 유체를 포함하는 제2 단위 셀에 대하여 전기장을 인가하는 단계, 및
    상기 인가되는 전기장의 세기를 조절함으로써 상기 제1 단위 셀 및 상기 제2 단위 셀로부터 표시되는 컬러를 제어하는 단계
    를 포함하되,
    상기 제1 입자 및 상기 제2 입자는 각각의 문턱값 미만의 세기의 전기장이 인가되는 경우에는 움직이지 않고 각각의 문턱값 이상의 세기의 전기장이 인가되는 경우에는 움직이고,
    상기 제1 입자의 문턱값과 상기 제2 입자의 문턱값은 서로 다르게 설정되며,
    상기 제1 입자 또는 상기 제2 입자의 문턱값은, 제타 전위, 유전 상수, 크기, 모양 및 구조, 상기 제1 입자 또는 상기 제2 입자가 분산된 유체의 유전상수, 점도 및 비중, 상기 제1 입자 또는 상기 제2 입자가 분산된 유체 내에 첨가되는 첨가제, 상기 전기장 인가부의 전극 패턴, 전극 간격, 전극 크기 및 전극 재료 중 적어도 하나를 조절함으로써 설정되며,
    상기 제1 입자는 제1 컬러를 갖고, 상기 제2 입자는 제2 컬러를 갖고, 상기 제1 유체는 제3 컬러를 갖고, 상기 제2 유체는 제4 컬러를 갖고,
    상기 인가되는 전기장에 의하여 상기 제1 입자 및 상기 제2 입자 중 어느 하나가 움직임에 따라 상기 제1 내지 제4 컬러 중 어느 하나의 컬러가 표시되거나 상기 제1 내지 제4 컬러 중 적어도 둘의 컬러가 표시되는 것을 특징으로 하는 반사형 표시 장치를 제어하기 위한 방법
  18. 전하를 갖는 제1 입자가 분산된 제1 유체를 포함하는 제1 단위 셀과 전하를 갖는 제2 입자가 분산된 제2 유체를 포함하는 제2 단위 셀에 대하여 전기장을 인가하는 단계, 및
    상기 인가되는 전기장의 인가시간을 조절함으로써 상기 제1 단위 셀 및 상기 제2 단위 셀로부터 표시되는 컬러를 제어하는 단계
    를 포함하되,
    상기 제1 입자 및 상기 제2 입자는 각각의 응답시간 미만의 시간 동안 전기장이 인가되는 경우에는 움직이지 않고 각각의 응답시간 이상의 시간 동안 전기장이 인가되는 경우에는 움직이고,
    상기 제1 입자의 응답시간과 상기 제2 입자의 응답시간은 서로 다르게 설정되며,
    상기 제1 입자 또는 상기 제2 입자의 응답시간은, 제타 전위, 유전 상수, 크기, 모양 및 구조, 상기 제1 입자 또는 상기 제2 입자가 분산된 유체의 유전상수, 점도 및 비중, 상기 제1 입자 또는 상기 제2 입자가 분산된 유체 내에 첨가되는 첨가제, 상기 전기장 인가부의 전극 패턴, 전극 간격, 전극 크기 및 전극 재료 중 적어도 하나를 조절함으로써 설정되며,
    상기 제1 입자는 제1 컬러를 갖고, 상기 제2 입자는 제2 컬러를 갖고, 상기 제1 유체는 제3 컬러를 갖고, 상기 제2 유체는 제4 컬러를 갖고,
    상기 인가되는 전기장에 의하여 상기 제1 입자 및 상기 제2 입자 중 어느 하나가 움직임에 따라 상기 제1 내지 제4 컬러 중 어느 하나의 컬러가 표시되거나 상기 제1 내지 제4 컬러 중 적어도 둘의 컬러가 표시되는 것을 특징으로 하는 반사형 표시 장치를 제어하기 위한 방법.
  19. 전하를 갖는 제1 입자가 분산된 제1 유체를 포함하는 제1 단위 셀과 전하를 갖는 제2 입자가 분산된 제2 유체를 포함하는 제2 단위 셀에 대하여 전기장을 인가하는 단계, 및
    상기 인가되는 전기장의 세기 및 인가시간 중 적어도 하나를 조절함으로써 상기 제1 단위 셀 및 상기 제2 단위 셀로부터 표시되는 컬러를 제어하는 단계
    를 포함하되,
    상기 제1 입자 및 상기 제2 입자는 각각의 문턱값 미만의 세기의 전기장이 인가되거나 각각의 응답시간 미만의 시간 동안 전기장이 인가되는 경우에는 움직이지 않고 각각의 문턱값 이상의 세기의 전기장이 각각의 응답시간 이상의 시간 동안 인가되는 경우에는 움직이고,
    상기 제1 입자의 문턱값과 상기 제2 입자의 문턱값은 서로 다르게 설정되고, 상기 제1 입자의 응답시간과 상기 제2 입자의 응답시간은 서로 다르게 설정되며,
    상기 제1 입자 또는 상기 제2 입자의 문턱값과 응답시간은, 제타 전위, 유전 상수, 크기, 모양 및 구조, 상기 제1 입자 또는 상기 제2 입자가 분산된 유체의 유전상수, 점도 및 비중, 상기 제1 입자 또는 상기 제2 입자가 분산된 유체 내에 첨가되는 첨가제, 상기 전기장 인가부의 전극 패턴, 전극 간격, 전극 크기 및 전극 재료 중 적어도 하나를 조절함으로써 설정되며,
    상기 제1 입자는 제1 컬러를 갖고, 상기 제2 입자는 제2 컬러를 갖고, 상기 제1 유체는 제3 컬러를 갖고, 상기 제2 유체는 제4 컬러를 갖고,
    상기 인가되는 전기장에 의하여 상기 제1 입자 및 상기 제2 입자 중 어느 하나가 움직임에 따라 상기 제1 내지 제4 컬러 중 어느 하나의 컬러가 표시되거나 상기 제1 내지 제4 컬러 중 적어도 둘의 컬러가 표시되는 것을 특징으로 하는 반사형 표시 장치를 제어하기 위한 방법.
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