KR102373214B1

KR102373214B1 - 4-입자 전기영동 디스플레이를 구동하는 방법

Info

Publication number: KR102373214B1
Application number: KR1020207012658A
Authority: KR
Inventors: 크레이그 린; 밍-젠 창
Original assignee: 이 잉크 캘리포니아 엘엘씨
Priority date: 2017-10-04
Filing date: 2018-10-03
Publication date: 2022-03-10
Also published as: KR20200051050A; CN111149149B; JP2020536284A; EP3692519A1; EP3692519A4; CN111149149A; JP6967147B2; WO2019070787A1

Abstract

본 발명은 각각의 픽셀이 4 가지 고품질 컬러 상태들을 디스플레이할 수 있는 컬러 디스플레이 디바이스에 대한 구동 방법들을 제공한다. 보다 구체적으로, 용매 또는 용매 혼합물에 분산된 4 가지 타입의 입자를 포함하는 전기영동 유체가 제공된다.

Description

4-입자 전기영동 디스플레이를 구동하는 방법

본 출원은 2017년 10월 4일자로 출원된 미국 특허 출원 제15/724,718호에 대해 우선권을 주장한다.

본 발명은 각각의 픽셀이 4 가지 고품질 컬러 상태들을 디스플레이할 수 있는 컬러 디스플레이 디바이스에 대한 구동 방법들에 관한 것이다.

컬러 디스플레이를 달성하기 위하여, 컬러 필터들이 종종 사용된다. 가장 보편적인 접근법은 적색, 녹색 및 청색 컬러들을 디스플레이하기 위해 픽셀화된 디스플레이의 흑색/백색 서브-픽셀들의 위에 컬러 필터들을 추가하는 것이다. 적색 컬러가 요망될 때, 디스플레이되는 유일한 컬러가 적색이 되도록 녹색 및 청색 서브-픽셀들은 흑색 상태로 변한다. 청색 컬러가 요망될 때, 디스플레이되는 유일한 컬러가 청색이 되도록 녹색 및 적색 서브-픽셀들은 흑색 상태로 변한다. 녹색 컬러가 요망될 때, 디스플레이되는 유일한 컬러가 녹색이 되도록 적색 및 청색 서브-픽셀들은 흑색 상태로 변한다. 흑색 상태가 요망될 때, 모든 3 개의 서브-픽셀들은 흑색 상태로 변한다. 백색 상태가 요망될 때, 3 개의 서브-픽셀들은 각각 적색, 녹색 및 청색으로 변하고, 그 결과 백색 상태가 시인자 (viewer) 에게 보여진다.

이러한 기법의 가장 큰 단점은 서브-픽셀들의 각각이 원하는 백색 상태의 약1/3 의 반사율을 갖기 때문에, 백색 상태는 상당히 흐릿하다는 것이다. 이를 보상하기 위해, 흑색 및 백색 상태들만을 디스플레이할 수 있는 1/4 서브-픽셀이 추가될 수도 있어, 백색 레벨이 적색, 녹색 또는 청색 컬러 레벨의 희생으로 배가된다 (여기서 각각의 서브-픽셀은 픽셀의 영역의 단지 1/4 이다). 이러한 접근법을 사용하더라도, 백색 레벨은 보통 실질적으로 흑색 및 백색 디스플레이의 것의 절반 미만이어서, 양호하게 판독가능한 흑색-백색 휘도 및 콘트라스트를 필요로 하는 e-리더들 또는 디스플레이들과 같은 디스플레이 디바이스들에 대해 허용할 수 없는 선택이 되게 한다.

본 발명의 제 1 양태는, 전기영동 디스플레이에 대한 구동 방법에 관한 것이며, 전기영동 디스플레이는, 시인측 상의 제 1 표면, 비시인측 상의 제 2 표면 및 전기영동 유체를 포함하고, 전기영동 유체는 공통 전극과 픽셀 전극들의 층 사이에 샌드위치되고 제 1 타입의 입자들, 제 2 타입의 입자들, 제 3 타입의 입자들 및 제 4 타입의 입자들을 포함하고, 이들 입자들 모두는 용매 또는 용매 혼합물에 분산되고,

(a) 4 개의 타입들의 안료 입자들은 서로 상이한 광학 특성들을 갖고;

(b) 제 1 타입의 입자는 높은 양전하를 운반하고 제 2 타입의 입자는 높은 음전하를 운반하고; 및

(c) 제 3 타입의 입자는 낮은 양전하를 운반하고, 제 4 타입의 입자는 낮은 음전하를 운반한다.

그 방법은:

(i) 시인측에서 제 1 또는 제 2 타입의 입자의 컬러 상태를 향해 픽셀을 구동시키기 위해 제 1 시간 주기 동안 전기 영동 디스플레이에서 픽셀에 제 1 구동 전압을 인가하는 단계; 및

(ii) 시인측에서, 제 1 타입의 입자의 컬러 상태로부터 제 4 타입의 입자의 컬러 상태를 향하거나 제 2 타입의 입자의 컬러 상태로부터 제 3 타입의 입자의 컬러 상태를 향하여 픽셀을 구동하기 위해, 제 2 시간 주기 동안 픽셀에 제 2 구동 전압을 인가하는 단계로서, 제 2 구동 전압은 제 1 구동 전압의 극성과 반대의 극성 및 제 1 구동 전압의 진폭보다 낮은 진폭을 갖는, 상기 제 2 구동 전압을 인가하는 단계를 포함한다.

본 발명의 제 2 양태는, 전기영동 디스플레이에 대한 구동 방법에 관한 것이며, 전기영동 디스플레이는, 시인측 상의 제 1 표면, 비시인측 상의 제 2 표면 및 전기영동 유체를 포함하고, 전기영동 유체는 공통 전극과 픽셀 전극들의 층 사이에 샌드위치되고 제 1 타입의 입자들, 제 2 타입의 입자들, 제 3 타입의 입자들 및 제 4 타입의 입자들을 포함하고, 이들 입자들 모두는 용매 또는 용매 혼합물에 분산되고,

그 방법은:

(i) 시인측에서 제 1 또는 제 2 타입의 입자의 컬러 상태를 향해 픽셀을 구동시키기 위해 제 1 시간 주기 동안 전기 영동 디스플레이에서 픽셀에 제 1 구동 전압을 인가하는 단계;

(ii) 시인측에서, 제 1 타입의 입자의 컬러 상태로부터 제 4 타입의 입자의 컬러 상태를 향하거나 제 2 타입의 입자의 컬러 상태로부터 제 3 타입의 입자의 컬러 상태를 향하여 픽셀을 구동하기 위해, 제 2 시간 주기 동안 픽셀에 제 2 구동 전압을 인가하는 단계로서, 제 2 시간 주기는 제 1 시간 주기보다 더 크고, 제 2 구동 전압은 제 1 구동 전압의 극성과 반대의 극성을 가지며, 제 2 구동 전압은 제 1 구동 전압의 진폭보다 낮은 진폭을 갖는, 상기 제 2 구동 전압을 인가하는 단계; 및

단계들 (i) 및 (ii) 를 반복하는 단계를 포함한다.

본 발명의 제 3 양태는, 전기영동 디스플레이에 대한 구동 방법에 관한 것이며, 전기영동 디스플레이는, 시인측 상의 제 1 표면, 비시인측 상의 제 2 표면 및 전기영동 유체를 포함하고, 전기영동 유체는 공통 전극과 픽셀 전극들의 층 사이에 샌드위치되고 제 1 타입의 입자들, 제 2 타입의 입자들, 제 3 타입의 입자들 및 제 4 타입의 입자들을 포함하고, 이들 입자들 모두는 용매 또는 용매 혼합물에 분산되고,

그 방법은:

(i) 시인측에서 제 1 타입 또는 제 2 타입의 입자의 컬러 상태를 향해 픽셀을 구동시키기 위해 제 1 시간 주기 동안 전기 영동 디스플레이에서 픽셀에 제 1 구동 전압을 인가하는 단계;

(ii) 시인측에서, 제 1 타입의 입자의 컬러 상태로부터 제 4 타입의 입자의 컬러 상태를 향하거나 제 2 타입의 입자의 컬러 상태로부터 제 3 타입의 입자의 컬러 상태를 향하여 픽셀을 구동하기 위해, 제 2 시간 주기 동안 픽셀에 제 2 구동 전압을 인가하는 단계로서, 제 2 시간 주기는 제 1 시간 주기보다 더 크고, 제 2 구동 전압은 제 1 구동 전압의 극성과 반대의 극성을 가지며, 제 2 구동 전압은 제 1 구동 전압의 진폭보다 낮은 진폭을 갖는, 상기 제 2 구동 전압을 인가하는 단계;

(iii) 제 3 시간 주기 동안 픽셀에 어떤 구동 전압도 인가하지 않는 단계; 및

단계들 (i) 내지 (iii) 를 반복하는 단계를 포함한다.

본 발명의 제 4 양태는, 전기영동 디스플레이에 대한 구동 방법에 관한 것이며, 전기영동 디스플레이는, 시인측 상의 제 1 표면, 비시인측 상의 제 2 표면 및 전기영동 유체를 포함하고, 전기영동 유체는 공통 전극과 픽셀 전극들의 층 사이에 샌드위치되고 제 1 타입의 입자들, 제 2 타입의 입자들, 제 3 타입의 입자들 및 제 4 타입의 입자들을 포함하고, 이들 입자들 모두는 용매 또는 용매 혼합물에 분산되고,

그 방법은:

(ii) 제 2 시간 주기 동안 픽셀에 어떤 구동 전압도 인가하지 않는 단계; 및

(iii) 시인측에서, 제 1 타입의 입자의 컬러 상태로부터 제 4 타입의 입자의 컬러 상태를 향하거나 제 2 타입의 입자의 컬러 상태로부터 제 3 타입의 입자의 컬러 상태를 향하여 픽셀을 구동하기 위해, 제 3 시간 주기 동안 픽셀에 제 2 구동 전압을 인가하는 단계로서, 제 3 시간 주기는 제 1 시간 주기보다 더 크고, 제 2 구동 전압은 제 1 구동 전압의 극성과 반대의 극성을 가지며, 제 2 구동 전압은 제 1 구동 전압의 진폭보다 낮은 진폭을 갖는, 상기 제 2 구동 전압을 인가하는 단계;

(iv) 제 4 시간 주기 동안 픽셀에 어떤 구동 전압도 인가하지 않는 단계; 및 단계들 (i) 내지 (iv) 를 반복하는 단계를 포함한다.

본 발명의 제 4 양태는 다음 단계들을 추가로 포함할 수 있다:

(v) 제 5 시간 주기 동안 픽셀에 제 3 구동 전압을 인가하는 단계로서, 상기 제 3 구동 전압은 상기 제 1 구동 전압과 동일한 극성을 갖는, 상기 제 3 구동 전압을 인가하는 단계;

(vi) 시인측에서, 제 1 타입의 입자의 컬러 상태로부터 제 4 타입의 입자의 컬러 상태를 향하거나 제 2 타입의 입자의 컬러 상태로부터 제 3 타입의 입자의 컬러 상태를 향하여 픽셀을 구동하기 위해, 제 6 시간 주기 동안 픽셀에 제 4 구동 전압을 인가하는 단계로서, 제 5 시간 주기는 제 6 시간 주기보다 더 짧고 제 4 구동 전압은 제 1 구동 전압의 극성과 반대의 극성을 갖는, 상기 제 4 구동 전압을 인가하는 단계;

(vii) 제 7 시간 주기 동안 구동 전압을 인가하지 않는 단계; 및 단계 (v)-(vii) 를 반복하는 단계.

도 1 은 4 개의 상이한 컬러 상태를 표시할 수 있는 디스플레이 층을 도시한다.
도 2-1 내지 도 2-3 은 본 발명의 일예를 도시한다.
도 3 은 구동 방법에 포함될 수 있는 셰이킹 (shaking) 파형을 도시한다.
도 4 및 도 5 는 본 발명의 제 1 구동 방법을 나타낸다.
도 6 및 도 9 는 본 발명의 제 2 구동 방법을 나타낸다.
도 7, 도 8, 도 10 및 도 11 은 본 발명의 제 2 구동 방법을 이용하는 구동 시퀀스를 도시한다.
도 12 및 도 15 는 본 발명의 제 3 구동 방법을 나타낸다.
도 13, 도 14, 도 16 및 도 17 은 본 발명의 제 3 구동 방법을 이용하는 구동 시퀀스를 나타낸다.
도 18 및 도 21 은 본 발명의 제 4 구동 방법을 나타낸다.
도 19, 도 20, 도 22 및 도 23 은 본 발명의 제 4 구동 방법을 이용하는 구동 시퀀스를 도시한다.
도 24 및 도 27 은 본 발명의 제 5 구동 방법을 나타낸다.
도 25, 도 26, 도 28 및 도 29 는 본 발명의 제 5 구동 방법을 이용하는 구동 시퀀스를 나타낸다.
도 30 은 본 발명의 구동 방법을 도시한다.
도 31 은 본 발명의 대안적인 구동 방법을 나타낸다.

본 발명에 관련된 전기영동 유체는 2 쌍의 반대로 하전된 입자를 포함한다. 제 1 쌍은 제 1 타입의 포지티브 입자 및 제 1 타입의 네거티브 입자로 구성되고, 제 2 쌍은 제 2 타입의 포지티브 입자 및 제 2 타입의 네거티브 입자로 구성된다.

2 쌍의 반대로 하전된 입자에 있어서, 한쌍은 다른 쌍보다 더 강한 전하를 띤다. 따라서, 4개 타입들의 입자들은 또한, 높은 포지티브 입자들, 높은 네거티브 입자들, 낮은 포지티브 입자들 및 낮은 네거티브 입자들로서 지칭될 수도 있다.

도 1 에 도시된 예로서, 흑색 입자들 (K) 및 황색 입자들 (Y) 은 제 1 쌍의 반대로 하전된 입자들이고, 이러한 쌍에서, 흑색 입자들은 높은 포지티브 입자들이고 황색 입자들은 높은 네거티브 입자들이다. 적색 입자들 (R) 및 백색 입자들 (W) 은 제 2 쌍의 반대로 하전된 입자들이고, 이러한 쌍에서, 적색 입자들은 낮은 포지티브 입자들이고 백색 입자들은 낮은 네거티브 입자들이다.

도시되지 않은 다른 예에 있어서, 흑색 입자들은 높은 포지티브 입자들일 수도 있고; 황색 입자들은 낮은 포지티브 입자들일 수도 있고; 백색 입자들은 낮은 네거티브 입자들일 수도 있고 적색 입자들은 높은 네거티브 입자들일 수도 있다.

또한, 4 가지 타입의 입자의 컬러 상태가 의도적으로 혼합될 수 있다. 예를 들어, 황색 안료는 본질적으로 종종 녹색 색조를 띠기 때문에 그리고 더 나은 황색 상태를 원한다면, 황색 입자 및 적색 입자는 두 타입의 입자가 동일한 전하 극성을 띠며 황색 입자가 적색 입자보다 더 높게 하전되는 경우 사용될 수도 있다. 결과적으로, 황색 상태에서, 황색 상태가 보다 우수한 컬러 순도를 갖게 하기 위해 녹색을 띤 황색 입자와 혼합된 소량의 적색 입자가 존재할 것이다.

본 발명의 범위는, 4개 타입들의 입자들이 시각적으로 구별가능한 컬러들을 갖는 한, 임의의 컬러들의 입자들을 광범위하게 포괄함이 이해된다.

백색 입자들의 경우, 그들은 TiO₂, ZrO₂, ZnO, Al₂O₃, Sb₂O₃, BaSO₄, PbSO₄ 등과 같은 무기 안료로부터 형성될 수도 있다.

흑색 입자들의 경우, 그들은 CI 안료 블랙 26 또는 28 등 (예를 들어, 망간 페라이트 블랙 스피넬 또는 구리 크로마이트 블랙 스피넬) 또는 카본 블랙으로부터 형성될 수도 있다.

비 백색 및 비 흑색 컬러들의 입자들은 적색, 녹색, 청색, 마젠타, 시안 또는 황색과 같은 컬러와 독립적이다. 컬러 입자들에 대한 안료들은 CI 안료 PR254, PR122, PR149, PG36, PG58, PG7, PB28, PB15:3, PY83, PY138, PY150, PY155 또는 PY20 을 포함할 수도 있지만, 이에 한정되지는 않는다. 이들은 컬러 인덱스 핸드북들, "New Pigment Application Technology" (CMC Publishing Co, Ltd, 1986) 및 Ink Technology" (CMC Publishing Co, Ltd, 1984) 에서 설명된 통상 사용되는 유기 안료들이다. 특정의 예들은 Clariant Hostaperm 레드 D3G 70-EDS, Hostaperm 핑크 E-EDS, PV 패스트 레드 D3G, Hostaperm 레드 D3G 70, Hostaperm 블루 B2G-EDS, Hostaperm 옐로우 H4G-EDS, Novoperm 옐로우 HR-70-EDS, Hostaperm 그린 GNX, BASF Irgazine 레드 L 3630, Cinquasia 레드 L 4100 HD 및레드 L 3660 HD; Sun Chemical 프탈로시아닌 블루, 프탈로시아닌 그린, 디아릴라이드 옐로우 또는 디아릴라이드 AAOT 옐로우를 포함한다.

컬러 입자는 또한 적색, 녹색, 청색 및 황색과 같은 무기 안료일 수도 있다. 예들은 CI 안료 블루 28, CI 안료 그린 50 및안료 옐로우 227을 포함할 수있지만, 이에 제한되지는 않는다.

컬러들에 추가하여, 4 가지 타입의 입자들은 광학 투과, 반사율, 발광 또는, 머신 판독을 위해 의도된 디스플레이들의 경우, 가시 범위 밖의 전자기 파장들의 반사율에서의 변화의 의미에서의 의사-컬러와 같은 다른 별개의 광학 특성들을 가질 수도 있다.

본 발명의 디스플레이 유체를 활용하는 디스플레이 층은 2개의 표면들, 즉, 시인측 상의 제 1 표면 (13) 및 제 1 표면 (13) 의 대향측 상의 제 2 표면 (14) 을 갖는다. 디스플레이 유체는 2 개의 표면들 사이에 샌드위치된다. 제 1 표면 (13) 측 상에는, 디스플레이 층의 전체 상면 상에 퍼져있는 투명 전극 층 (예를 들어, ITO) 인 공통 전극 (11) 이 존재한다. 제 2 표면 (14) 측 상에는, 복수의 픽셀 전극들 (12a) 을 포함하는 전극 층이 존재한다.

픽셀 전극들은 미국 특허 번호 7,046,228 에 기술되어 있으며, 그 내용은 본명세서에 참조로 전부 통합된다. 박막 트랜지스터 (TFT) 백플레인으로 구동하는 액티브 매트릭스가 픽셀 전극들의 층을 위해 언급되었지만, 본 발명의 범위는, 전극들이 원하는 기능들을 서빙하는 한, 다른 타입들의 전극 어드레싱을 포괄함을 유의한다.

도 1 에서 2개의 수직 점선들 사이의 각각의 공간은 픽셀을 나타낸다. 도시된 바와 같이, 각각의 픽셀은 대응하는 픽셀 전극을 갖는다. 공통 전극에 인가된 전압과 대응하는 픽셀 전극에 인가된 전압 사이의 전위차에 의해 픽셀에 대해 전기장이 생성된다.

4개 타입들의 입자들이 분산되는 용매는 깨끗하고 무색이다. 그것은 바람직하게는 높은 입자 이동성을 위해 약 2 내지 약 30, 바람직하게는 약 2 내지 약 15 의 범위의 유전 상수 및 낮은 점도를 갖는다. 적합한 유전 용매의 예들은 탄화수소, 예컨대, 이소파®, 데카하이드로나프탈렌 (DECALIN), 5-에틸리덴-2-노르보르넨, 지방유, 파라핀유, 규소 유체, 방향족 탄화수소, 예컨대, 톨루엔, 크실렌, 페닐크실릴에탄, 도데실벤젠 또는 알킬나프탈렌, 할로겐화 용매, 예컨대, 퍼플루오로데칼린, 퍼플루오로톨루엔, 퍼플루오로크실렌, 디클로로벤조트리플루오라이드, 3,4,5-트리클로로벤조트리플루오라이드, 클로로펜타플루오로-벤젠, 디클로로노난 또는 펜타클로로벤젠, 및 퍼플루오르화 용매, 예컨대, 3M Company, St. Paul MN 로부터의 FC-43, FC-70 또는 FC-5060, 폴리머들을 함유한 저분자량 할로겐, 예컨대, TCI America, Portland, Oregon 으로부터의 폴리(퍼플루오로프로필렌 옥사이드), Halocarbon Product Corp., River Edge, NJ 로부터의 할로카본유와 같은 폴리(클로로트리플루오로-에틸렌), Ausimont 로부터의 갈덴 또는 DuPont, Delaware 로부터의 Krytox Oils 및 Greases K-유체 시리즈와 같은 퍼플루오로폴리알킬에테르, Dow-corning (DC-200) 으로부터의 폴리디메틸실록산계 실리콘유를 포함한다.

일 실시형태에 있어서, "저 전하" 입자들에 의해 운반되는 전하는 "고 전하" 입자들에 의해 운반되는 전하의 약 50% 미만, 바람직하게는 약 5% 내지 약 30% 일 수도 있다. 다른 실시형태에 있어서, "저 전하" 입자들은 "고 전하" 입자들에 의해 운반되는 전하의 약 75% 미만, 또는 약 15% 내지 약 55% 일 수도 있다. 추가 실시형태에 있어서, 표시된 바와 같은 전하 레벨들의 비교는 동일한 전하 극성을 갖는 2개 타입들의 입자들에 적용한다.

전하 강도는 제타 전위의 관점에서 측정될 수도 있다. 일실시형태에 있어서, 제타 전위는 CSPU-100 신호 처리 유닛, ESA EN# Attn 플로우 스루 셀 (K:127) 를 갖는 Colloidal Dynamics AcoustoSizer IIM 에 의해 결정된다. 샘플에서 사용된 용매의 밀도, 용매의 유전 상수, 용매에서의 음속, 용매의 점도와 같은 기기 상수들, 이들 모두는 시험하기 전에 시험 온도 (25 ℃) 에서 입력된다. 안료 샘플들은 용매 (보통, 12 개 미만의 탄소 원자들을 갖는 탄화수소 유체임) 에 분산되고, 5 내지 10 중량% 가 되도록 희석된다. 샘플은 또한, 전하 조절제 대 입자들의 1:10 의 중량비를 갖는 전하 조절제 (Berkshire Hathaway 사의 Lubrizol Corporation 으로부터 입수가능한 Solsperse 17000® "Solsperse" 는 등록 상표임) 를 함유한다. 희석된 샘플의 질량이 결정되고, 그 샘플은 그후 제타 전위의 결정을 위해 플로우 스루 셀에 로딩된다.

"높은 포지티브" 입자들과 "높은 네거티브" 입자들의 크기들은 동일하거나 상이할 수도 있다. 유사하게, "낮은 포지티브" 입자들과 "낮은 네거티브" 입자들의 크기들은 동일하거나 상이할 수도 있다.

동일한 유체에서, 고-저 전하 입자들의 2개 쌍들은 상이한 레벨들의 전하 차동들을 가질 수도 있음을 또한 유의한다. 예를 들어, 하나의 쌍에서, 낮은 포지티브 하전된 입자들은 높은 포지티브 하전된 입자들의 전하 강도의 30% 인 전하 강도를 가질 수도 있고, 다른 쌍에서, 낮은 네거티브 하전된 입자들은 높은 네거티브 하전된 입자들의 전하 강도의 50% 인 전하 강도를 가질 수도 있다.

다음은 이러한 디스플레이 유체를 이용하는 디스플레이 디바이스를 예시하는 예이다.

실시예

이러한 예가 도 2 에 도시된다. 높은 포지티브 입자는 흑색 (K) 이고; 높은 네거티브 입자는 황색 (Y) 이고; 낮은 포지티브 입자는 적색 (R) 이고; 낮은 네거티브 입자는 백색 (W) 이다.

도 2(a) 에서 높은 네거티브 전압 전위차 (예를 들어, -15V) 가 충분한 길이의 시간 주기 동안 픽셀에 인가되는 경우, 전계가 생성되어 황색 입자 (Y) 가 공통 전극 (21) 측으로 밀려지고 흑색 입자 (K) 가 픽셀 전극 (22a) 측으로 끌어당겨 지게 한다. 적색 (R) 및 백색 (W) 입자는, 그들이 더 약한 전하를 운반하기 때문에, 더 높은 하전된 흑색 및 황색 입자보다 더 느리게 이동하며, 결과적으로 그들은 적색 입자 위의 백색 입자와 함께 픽셀 중간에 유지된다. 이 경우, 황색 컬러가 시인측에서 보인다.

도 2(b) 에서, 높은 포지티브 전압 전위차 (예를 들어, + 15V) 가 충분한 길이의 시간 주기 동안 픽셀에 인가 될 때, 반대 극성의 전기장이 발생하여 입자 분포가 도 2(a) 에 도시된 것의 반대가 되게 하며, 결과로서, 흑색이 시인측에서 보인다.

도 2(c) 에서, 더 낮은 포지티브 전압 전위차 (예를 들어, + 3V) 가 충분한 길이의 시간 주기 동안 도 2(a) 의 픽셀에 적용되는 경우 (즉, 황색 상태로부터 구동되는 경우), 황색 입자 (Y) 가 픽셀 전극 (22a) 을 향해 이동하는 동안 흑색 입자 (K) 는공통 전극 (21) 을 향해 이동하게 하도록 전계가 발생된다. 그러나, 그들이 픽셀의 중간에서 만나면, 그들은 낮은 구동 전압에 의해 생성된 전기장이 그들 사이의 강한 인력을 극복하기에 충분히 강하지 않기 때문에 상당히 느려져서 그곳에 남아 있다. 한편, 낮은 구동 전압에 의해 발생된 전기장은 더 약한 하전된 백색 및 적색 입자를 분리하여 낮은 포지티브 적색 입자 (R) 가 공통 전극 (21) 측 (즉, 시인측) 으로 완전히 이동하게 하고 낮은 네거티브 백색 입자 (W) 가 픽셀 전극 (22a) 측으로 이동하게 하기에 충분하다. 결과적으로, 적색이 보인다. 또한, 이 도면에서, 반대 극성의 더 강한 하전 입자 (예를 들어, Y) 와 더 약한 하전 입자 (예를 들어, R) 사이에 인력이 또한 존재한다는 것이 주목된다. 그러나, 이들 인력은 두 타입의 더 강한 하전 입자 (K 와 Y) 사이의 인력만큼 강하지 않으므로, 그들은 낮은 구동 전압에 의해 생성된 전기장에 의해 극복될 수 있다. 즉, 더 약한 하전 입자와 반대 극성의 더 강한 하전 입자를 분리할 수 있다.

도 2(d) 에서, 더 낮은 네거티브 전압 전위차 (예를 들어, -3V) 가 충분한 길이의 시간 주기 동안 도 2(b) 의 픽셀에 적용되는 경우 (즉, 흑색 상태로부터 구동되는 경우), 흑색 입자 (K) 가 픽셀 전극 (22a) 을 향해 이동하는 동안 황색 입자 (Y) 가공통 전극 (21) 을 향해 이동하게 하는 전계가 발생된다. 흑색 및 황색 입자들이 픽셀의 중간에서 만나면, 그들은 낮은 구동 전압에 의해 생성된 전기장이 그들 사이의 강한 인력을 극복하기에 충분하지 않기 때문에 상당히 느려져서 그곳에 남아 있다. 동시에, 낮은 구동 전압에 의해 발생된 전기장은 백색 및 적색 입자를 분리하여 낮은 네거티브 백색 입자 (W) 가 공통 전극측 (즉, 시인측) 으로 완전히 이동하게 하고 낮은 포지티브 적색 입자 (R) 가 픽셀 전극측으로 이동하게 하기에 충분하다. 결과적으로, 백색이 보인다. 또한, 이 도면에서, 반대 극성의 더 강한 하전 입자 (예를 들어, K) 와 더 약한 하전 입자 (예를 들어, W) 사이에 인력이 또한 존재한다는 것이 주목된다. 그러나, 이들 인력은 두 타입의 더 강한 하전 입자 (K 와 Y) 사이의 인력만큼 강하지 않으므로, 그들은 낮은 구동 전압에 의해 생성된 전기장에 의해 극복될 수 있다. 즉, 더 약한 하전 입자와 반대 극성의 더 강한 하전 입자를 분리할 수 있다.

이 예에서는 흑색 입자 (K) 는 높은 양전하를 띠고, 황색 입자 (Y) 는 높은 음전하를 띠고, 적색 (R) 입자는 낮은 양전하를 띠고 백색 입자 (W) 는 낮은 음전하를 띠도록 나타내지만, 실제로, 입자는 높은 양전하, 또는 높은 음전하를 띠거나, 낮은 양전하 또는 낮은 음전하가 임의의 컬러일 수도 있다. 이들 변형예들 모두는 본원의 범위 내에 있는 것으로 의도된다.

또한, 도 2(c) 및 도 2(d) 에서 컬러 상태에 도달하기 위해 인가된 더 낮은 전압 전위차는 높은 포지티브 입자의 컬러 상태에서 높은 네거티브 입자의 컬러 상태로, 또는 그 반대로 픽셀을 구동하기 위해 요구되는 전체 구동 전압 전위차의 약 5% 내지 약 50% 일 수 있음에 주목한다.

상술된 바와 같은 전기영동 유체가 디스플레이 셀들에 채워진다. 디스플레이 셀들은 미국 특허 번호 6,930,818 에 기술된 바와 같은 컵-형상 마이크로셀들일 수도 있으며, 그 내용은 본 명세서에 참조로 전부 통합된다. 디스플레이 셀들은 또한 그들의 형상 또는 크기에 관계없이 마이크로캡슐, 마이크로채널 또는 등가물과 같은 다른 타입의 마이크로-컨테이너일 수 있다. 이들 모두는 본 출원의 범위 내에 있다.

컬러 휘도 및 컬러 순도 양자 모두를 보장하기 위해, 한 컬러 상태에서 다른 컬러 상태로 구동하기 전에 셰이킹 파형이 사용될 수 있다. 셰이킹 파형은 많은 사이클들 동안 반대 구동 펄스들의 쌍을 반복하는 것으로 이루어진다. 예를 들어, 셰이킹 파형은 20 msec 동안 +15V 펄스 및 20 msec 동안 -15V 펄스로 이루어질 수도 있고 이러한 펄스들의 쌍은 50 회 반복된다. 이러한 셰이킹 파형의 총시간은 2000 msec 일 것이다 (도 3 참조).

실제로, 적어도 10 회 반복 (즉, 10 쌍의 포지티브 및 네거티브 펄스) 이 있을 수 있다.

셰이킹 파형은 구동 전압이 인가되기 전에 광학 상태 (흑색, 백색, 적색 또는 황색) 에 상관없이 인가될 수도 있다. 셰이킹 파형이 인가된 후, 광학 상태는 순수 백색, 순수 흑색, 순수 황색 또는 순수 적색이 아닐 것이다. 대신에, 컬러 상태는 4 개의 타입들의 안료 입자들의 혼합물로부터 유래될 것이다.

셰이킹 파형에서의 구동 펄스의 각각은, 본 예시에서, 풀 흑색 상태로부터 풀 황색 상태로, 또는 그 반대로 요구되는 구동 시간의 50% 를 넘지 않는 구동 시간 (또는 30%, 10% 또는 5% 를 넘지 않는 구동 시간) 동안 인가된다. 예를 들어, 풀 흑색 상태로부터 풀 황색 상태로, 또는 그 반대로 디스플레이 디바이스를 구동하는데 300 msec 이 걸리면, 셰이킹 파형은, 각각 150 msec 이하 동안 인가되는 양의 펄스 및 음의 펄스로 이루어질 수도 있다. 실제로, 그 펄스들은 더 짧은 것이 바람직하다.

전술한 바와 같은 셰이킹 파형은 본 발명의 구동 방법에 사용될 수 있다.

본 출원 전반의 모든 도면들에서, 셰이킹 파형은 단축된다 (즉, 펄스들의 수가 실제의 수보다 적다) 는 것에 유의한다.

추가로, 본 출원의 맥락에서, 높은 구동 전압 (V_H1 또는 V_H2) 은 높은 포지티브 입자의 컬러 상태로부터 높은 네거티브 입자의 컬러 상태로, 또는 그 반대로 픽셀을 구동하는데 충분한 구동 전압으로서 정의된다 (도 2a 및 도 2b 참조). 전술된 이러한 시나리오에서, 낮은 구동 전압 (V_L1 또는 V_L2) 은 더 높은 하전 입자의 컬러 상태로부터 더 약한 하전 입자의 컬러 상태로 픽셀을 구동하기에 충분할 수있는 구동 전압으로 정의된다 (도 2c 및 도 2d 참조).

일반적으로, V_L (예를 들어, V_L1 또는 V_L2) 의 진폭은 V_H (예를 들어, V_H1 또는 V_H2) 의 진폭의 50 % 미만, 또는 바람직하게는 40 % 미만이다.

제 1 구동 방법:

파트 A:

도 4 는 픽셀을 황색 상태 (높은 네거티브) 에서 적색 상태 (낮은 포지티브) 로 구동하는 구동 방법을 도시한다. 이 방법에서, 높은 네거티브 구동 전압 (V_H2, 예를 들어, -15V) 이 셰이킹 파형 이후 황색 상태를 향해 픽셀을 구동하기 위해, t2 의 주기 동안 인가된다. 황색 상태로부터, t3 의 주기 동안 낮은 포지티브 전압 (V_L1, 예를 들어, +5V) 을 인가 (즉, 도 2a 로부터 도 2c 로 픽셀을 구동) 함으로써 픽셀이 적색 상태를 향해 구동될 수도 있다. 구동 주기 (t2) 는 V_H2 가 인가될 때 황색 상태로 픽셀을 구동하는데 충분한 시간 주기이고 구동 주기 (t3) 은 V_L1 이 인가될 때 황색 상태로부터 적색 상태로 픽셀을 구동하는데 충분한 시간 주기이다. 구동 전압은 바람직하게는, DC 밸런스를 보장하기 위해 셰이킹 파형 이전에 t1 의 주기 동안 인가된다. 용어 "DC 밸런스" 는, 본 명세서 전반에 걸쳐, 일 시간 주기 (예를 들어, 전체 파형의 주기) 에 걸쳐 인테그레이팅될 때 픽셀에 인가된 구동 전압들이 실질적으로 0 임을 의미하도록 의도된다.

파트 B:

도 5 는 픽셀을 흑색 상태 (높은 포지티브) 에서 백색 상태 (낮은 네거티브) 로 구동하는 구동 방법을 도시한다. 이 방법에서, 높은 포지티브 구동 전압 (V_H1, 예를 들어, +15V) 이 셰이킹 파형 이후 흑색 상태를 향해 픽셀을 구동하기 위해, t5 의 주기 동안 인가된다. 흑색 상태로부터, t6 의 주기 동안 낮은 네거티브 전압 (V_L2, 예를 들어, -5V) 을 인가 (즉, 도 2b 로부터 도 2d 로 픽셀을 구동) 함으로써 픽셀이 백색 상태를 향해 구동될 수도 있다. 구동 주기 (t5) 는 V_H1 가 인가될 때 흑색 상태로 픽셀을 구동하는데 충분한 시간 주기이고 구동 주기 (t6) 은 V_L2 이 인가될 때 흑색 상태로부터 백색 상태로 픽셀을 구동하는데 충분한 시간 주기이다. 구동 전압은 바람직하게는, DC 밸런스를 보장하기 위해 셰이킹 파형 이전에 t4 의 주기 동안 인가된다.

도 4 의 전체 파형은 DC 밸런싱된다. 다른 실시형태에서, 도 5 의 전체 파형은 DC 밸런싱된다.

제 1 구동 방법은 다음과 같이 요약될 수도 있다:

시인측 상의 제 1 표면, 비시인측 상의 제 2 표면 및 전기영동 유체를 포함하는 전기영동 디스플레이에 대한 구동 방법으로서, 전기영동 유체는 공통 전극과 픽셀 전극들의 층 사이에 샌드위치되고 제 1 타입의 입자들, 제 2 타입의 입자들, 제 3 타입의 입자들 및 제 4 타입의 입자들을 포함하고, 이들 입자들 모두는 용매 또는 용매 혼합물에 분산되고, 여기서

그 방법은:

제 2 구동 방법:

파트 A:

본 발명의 제 2 구동 방법이 도 6 에 예시된다. 그것은 도 4 의 t3 의 구동 주기를 대체하는데 사용되는 구동 파형과 관련된다.

초기 단계에서, 높은 네거티브 구동 전압 (V_H2, 예를 들어, -15V) 이 시인측을 향해 황색 입자들을 밀어내기 위해 t7 의 주기 동안 인가되고, 그 다음에는 t8 의주기 동안 포지티브 구동 전압 (+V') 이 인가되며, 이는 황색 입자들을 아래로 끌어당기고 시인측을 향해 적색 입자들을 밀어낸다.

+V' 의 진폭은 V_H (예를 들어, V_H1 또는 V_H2) 의 진폭보다 낮다. 일실시형태에서, +V' 의 진폭은 V_H (예를 들어, V_H1 또는 V_H2) 의 진폭의 50 % 미만이다.

일 실시형태에서, t8 은 t7 보다 크다. 일 실시형태에서, t7 는 20-400 msec 의 범위에 있을 수도 있고 t8 는 ≥ 200 msec 일 수도 있다.

도 6 의 파형은 적어도 2 사이클 (N ≥ 2), 바람직하게는 적어도 4 사이클, 및보다 바람직하게는 적어도 8 사이클 동안 반복된다. 적색 컬러는 각각의 구동 사이클 이후에 더 강해진다.

언급한 바와 같이, 도 6 에 도시된 구동 파형은 도 4 에서 t3 의 구동 주기를 대체하는데 사용될 수 있다 (도 7 참조). 다시 말해서, 구동 시퀀스는: 셰이킹 파형, 그 다음에 t2 의 주기 동안 황색 상태를 향해 구동하고 그 후 도 6 의 파형을 인가하는 것이 뒤따를 수도 있다.

다른 실시형태에서, t2 의 주기 동안 황색 상태로 구동하는 단계는 제거될 수도 있고, 이 경우에, 셰이킹 파형은 도 6 의 파형을 인가하기 전에 인가된다 (도 8 참조).

일 실시형태에서, 도 7 의 전체 파형은 DC 밸런싱된다. 다른 실시형태에서, 도 8 의 전체 파형은 DC 밸런싱된다.

파트 B:

도 9 는 도 5 의 t6 의 구동 주기를 대체하는데 사용되는 구동 파형을 도시한다.

초기 단계에서, 높은 포지티브 구동 전압 (V_H1, 예를 들어, +15V) 이 시인측을 향해 흑색 입자들을 밀어내기 위해 t9 의 주기 동안 인가되고, 그 다음에는 t10 의 주기 동안 네거티브 구동 전압 (-V') 이 인가되며, 이는 흑색 입자들을 아래로 끌어당기고 시인측을 향해 백색 입자들을 밀어낸다.

-V' 의 진폭은 V_H (예를 들어, V_H1 또는 V_H2) 의 진폭보다 낮다. 일 실시형태에서, -V' 의 진폭은 V_H (예를 들어, V_H1 또는 V_H2) 의 진폭의 50 % 미만이다.

일 실시형태에서, t10 은 t9 보다 크다. 일실시형태에서, t9 는 20-400 msec 의 범위에 있을 수도 있고 t10 는 ≥ 200 msec 일 수도 있다.

도 9 의 파형은 적어도 2 사이클 (N ≥ 2), 바람직하게는 적어도 4 사이클, 및보다 바람직하게는 적어도 8 사이클 동안 반복된다. 백색 컬러는 각각의 구동 사이클 이후에 더 강해진다.

언급한 바와 같이, 도 9 에 도시된 구동 파형은 도 5 에서 t6 의 구동 주기를 대체하는데 사용될 수 있다 (도 10 참조). 다시 말해서, 구동 시퀀스는: 셰이킹 파형, 그다음에 t5 의 주기 동안 흑색 상태를 향해 구동하고 그 후 도 9 의 파형을 인가하는 것이 뒤따를 수도 있다.

다른 실시형태에서, t5 의 주기 동안 흑색 상태로 구동하는 단계는 제거될 수도 있고, 이 경우에, 셰이킹 파형은 도 9 의 파형을 인가하기 전에 인가된다 (도 11 참조).

일 실시형태에서, 도 10 의 전체 파형은 DC 밸런싱된다. 다른 실시형태에서, 도 11 의 전체 파형은 DC 밸런싱된다.

본 발명의 이러한 제 2 구동 방법은 다음과 같이 요약될 수 있다:

그 방법은:

단계들 (i) 및 (ii) 를 반복하는 단계를 포함한다.

하나의 실시형태에서, 제 2 구동 전압의 진폭은 제 1 구동 전압의 진폭의 50 % 미만이다. 일 실시형태에서, 단계 (i) 및 단계 (ii) 는 적어도 2 회, 바람직하게는 적어도 4 회, 보다 바람직하게는 적어도 8 회 반복된다. 하나의 실시형태에서, 방법은 단계 (i) 이전에 셰이킹 파형 (shaking waveform) 을 더 포함한다. 하나의 실시형태에서, 방법은 셰이킹 파형 이후이지만 단계 (i) 이전에 제 1 또는 제 2 타입의 입자들의 컬러 상태로 픽셀을 구동하는 단계를 더 포함한다.

제 3 구동 방법:

파트 A:

본 발명의 제 2 구동 방법이 도 12 에 예시된다. 그것은 도 4 의 t3 의 구동 주기를 대체하는데 또한 사용될 수 있는, 도 6 의 구동 파형에 대한 대안과 관련된다.

이 대안적인 파형에는 대기 시간 (t13) 이 추가된다. 대기 시간 동안에는, 어떤 구동 전압도 인가되지 않는다. 도 12 의 전체 파형은 또한 적어도 2 회 (N ≥ 2), 바람직하게는 적어도 4 회, 보다 바람직하게는 적어도 8 회 반복된다.

도 12 의 파형은, 특히 유전체 층들의 저항이 예를 들어 낮은 온도에서, 높을 때, 전기영동 디스플레이 디바이스에서 유전체 층들에 및/또는 상이한 재료들의 층들 사이의 계면들에 저장된 전하 불균형을 해제하도록 설계된다.

본 출원의 맥락에서, 용어 "낮은 온도" 는 약 10 ℃ 보다 낮은 온도를 지칭한다.

대기 시간은 아마, 유전체 층들에 저장된 원하지 않는 전하를 소산시키고, 황색 상태를 향해 픽셀을 구동하기 위한 짧은 펄스 (t11) 및 적색 상태를 향해 픽셀을 구동하기 위한 더 긴 펄스 (t12) 가 더 효율적이 되게 할 수 있다. 그 결과, 이 대안의 구동 방법은 낮은 전하를 띤 안료 입자들을 더 높은 전하를 띤 안료 입자들로부터 더 잘 분리할 것이다.

시간 주기들 (t11 및 t12) 은 각각 도 6 의 t7 및 t8 과 유사하다. 즉, t12 는 t11 보다 크다. 대기 시간 (t13) 은 유전체 층들의 저항에 따라, 5-5,000 msec 의 범위에 있을 수 있다.

언급한 바와 같이, 도 12 에 도시된 구동 파형은 또한 도 4 에서 t3 의 구동 주기를 대체하는데 사용될 수 있다 (도 13 참조). 다시 말해서, 구동 시퀀스는: 셰이킹 파형, 그 다음에 t2 의 주기 동안 황색 상태를 향해 구동하고 그 후 도 12 의 파형을 인가하는 것이 뒤따를 수도 있다.

다른 실시형태에서, t2 의 주기 동안 황색 상태로 구동하는 단계는 제거될 수도 있고, 이 경우에, 셰이킹 파형은 도 12 의 파형을 인가하기 전에 인가된다 (도 14 참조).

일 실시형태에서, 도 13 의 전체 파형은 DC 밸런싱된다. 다른 실시형태에서, 도 14 의 전체 파형은 DC 밸런싱된다.

파트 B:

도 15 는 도 5 의 t6 의 구동 주기를 대체하는데 또한 사용될 수 있는, 도 9 의 구동 파형에 대한 대안을 도시한다.

이 대안적인 파형에는 대기 시간 (t16) 이 추가된다. 대기 시간 동안에는, 어떤 구동 전압도 인가되지 않는다. 도 15 의 전체 파형은 또한 적어도 2 회 (N ≥ 2), 바람직하게는 적어도 4 회, 보다 바람직하게는 적어도 8 회 반복된다.

도 12 의 파형과 같이, 도 15 의 파형은 또한 전기 영동 디스플레이 디바이스에서 유전체 층들에 및/또는 상이한 재료들의 층들의 계면에 저장된 전하 불균형을 해제하도록 설계된다. 상술된 바와 같이, 대기 시간은 아마 유전체 층들에 저장된 원하지 않는 전하를 소산시키고, 흑색 상태를 향해 픽셀을 구동하기 위한 짧은 펄스 (t14) 및 백색 상태를 향해 픽셀을 구동하기 위한 더 긴 펄스 (t15) 가 더 효율적이 되게 할 수 있다.

시간 주기들 (t14 및 t15) 은 각각 도 9 의 t9 및 t10 과 유사하다. 즉, t15 는 t14 보다 크다. 대기 시간 (t16) 은 또한 유전체 층들의 저항에 따라, 5-5,000 msec 의 범위에 있을 수 있다.

언급한 바와 같이, 도 15 에 도시된 구동 파형은 또한 도 5 에서 t6 의 구동 주기를 대체하는데 사용될 수 있다 (도 16 참조). 다시 말해서, 구동 시퀀스는: 셰이킹 파형, 그 다음에 t5 의 주기 동안 흑색 상태를 향해 구동하고 그 후 도 15 의 파형을 인가하는 것이 뒤따를 수도 있다.

다른 실시형태에서, t5 의 주기 동안 흑색 상태로 구동하는 단계는 제거될 수도 있고, 이 경우에, 셰이킹 파형은 도 15 의 파형을 인가하기 전에 인가된다 (도 17 참조).

일 실시형태에서, 도 16 의 전체 파형은 DC 밸런싱된다. 다른 실시형태에서, 도 17 의 전체 파형은 DC 밸런싱된다.

따라서, 본 발명의 제 3 구동 방법은 다음과 같이 요약될 수 있다:

그 방법은:

(i) 시인측에서 제 1 타입 또는 제 2 타입의 입자의 컬러 상태를 향해 픽셀을 구동하기 위해 제 1 시간 주기 동안 전기 영동 디스플레이에서 픽셀에 제 1 구동 전압을 인가하는 단계;

단계들 (i) 내지 (iii) 를 반복하는 단계를 포함한다.

하나의 실시형태에서, 제 2 구동 전압의 진폭은 제 1 구동 전압의 진폭의 50 % 미만이다. 일 실시형태에서, 단계 (i), 단계 (ii) 및 단계 (iii) 는 적어도 2 회, 바람직하게는 적어도 4 회, 보다 바람직하게는 적어도 8 회 반복된다. 하나의 실시형태에서, 방법은 단계 (i) 이전에 셰이킹 파형을 더 포함한다. 하나의 실시형태에서, 방법은 셰이킹 파형 이후이지만 단계 (i) 이전에 제 1 또는 제 2 타입의 입자들의 풀 컬러 상태로의 구동 단계를 더 포함한다.

본 출원에서 언급된 임의의 구동 주기들의 길이들은 온도 의존적일 수도 있음에 유의해야 한다.

제 4 구동 방법:

파트 A:

본 발명의 제 4 구동 방법이 도 18 에 예시된다. 그것은 도 4 의 t3 의 구동 주기를 대체하는데 또한 사용될 수 있는 구동 파형과 관련된다.

초기 단계에서, 높은 네거티브 구동 전압 (V_H2, 예를 들어, -15V) 은 t17 의 주기 동안 픽셀에 인가되고, 그 다음에 t18 의 대기 시간이 뒤따른다. 대기 시간 후, 포지티브 구동 전압 (+V', 예를 들어, V_H1 또는 V_H2 의 50% 미만) 이 t19 의 주기 동안 픽셀에 인가되고, 그 다음에 t20 의 제 2 대기 시간이 뒤따른다. 도 18 의 파형은 적어도 2 회, 바람직하게는 적어도 4 회, 보다 바람직하게는 적어도 8 회 반복된다. 용어 "대기 시간" 은, 상기 설명된 바와 같이, 어떤 구동 전압도 인가되지 않는 시간 주기를 지칭한다.

도 18 의 파형에서, 제 1 대기 시간 (t18) 은 매우 짧은 한편, 제 2 대기 시간 (t20) 은 더 길다. t17 의 주기는 또한 t19 의 주기보다 짧다. 예를 들어, t17 은 20-200 msec 의 범위에 있을 수도 있고; t18 은 100 msec 미만일 수도 있고; t19 는 100-200 msec 의 범위에 있을 수도 있고; t20 은 1000 msec 미만일 수도 있다.

도 19 는 도 4 및 도 18 의 결합이다. 도 4 에서, 황색 상태는 t2 의 주기 동안 디스플레이된다. 일반 규칙으로서, 이 주기에서 황색 상태가 더 양호하면 할수록, 파형의 마지막에서 디스플레이될 적색 상태가 더 양호할 것이다.

일 실시형태에서, t2 의 주기 동안 황색 상태로 구동하는 단계는 제거될 수도 있고, 이 경우에, 셰이킹 파형은 도 18 의 파형을 인가하기 전에 인가된다 (도 20 참조).

일 실시형태에서, 도 19 의 전체 파형은 DC 밸런싱된다. 다른 실시형태에서, 도 20 의 전체 파형은 DC 밸런싱된다.

파트 B:

도 21 은 도 5 의 t6 의 구동 주기를 대체하는데 또한 사용될 수 있는 구동 파형을 도시한다.

초기 단계에서, 높은 포지티브 구동 전압 (V_H1, 예를 들어, +15V) 은 t21 의 주기 동안 픽셀에 인가되고, 그 다음에 t22 의 대기 시간이 뒤따른다. 대기 시간 후, 네거티브 구동 전압 (-V', 예를 들어, V_H1 또는 V_H2 의 50% 미만) 이 t23 의 주기 동안 픽셀에 인가되고, 그 다음에 t24 의 제 2 대기 시간이 뒤따른다. 도 21 의 파형은 또한 적어도 2 회, 바람직하게는 적어도 4 회, 보다 바람직하게는 적어도 8 회 반복될 수 있다.

도 21 의 파형에서, 제 1 대기 시간 (t22) 은 매우 짧은 한편, 제 2 대기 시간 (t24) 은 더 길다. t21 의 주기는 또한 t23 의 주기보다 짧다. 예를 들어, t21 은 20-200 msec 의 범위에 있을 수도 있고; t22 은 100 msec 미만일 수도 있고; t23 는 100-200 msec 의 범위에 있을 수도 있고; t24 은 1000 msec 미만일 수도 있다.

도 22 는 도 5 및 도 21 의 결합이다. 도 5 에서, 흑색 상태는 t5 의 주기 동안 디스플레이된다. 일반적 규칙으로서, 이러한 주기에서 흑색 상태가 더 양호하면 할수록, 파형의 마지막에서 백색 상태가 더 양호하게 디스플레이될 것이다.

일 실시형태에서, t5 의 주기 동안 흑색 상태로 구동하는 단계는 제거될 수도 있고, 이 경우에 셰이킹 파형이 도 21 의 파형을 인가하기 전에 인가된다 (도 23 참조).

일 실시형태에서, 도 22 의 전체 파형은 DC 밸런싱된다. 다른 실시형태에서, 도 23 의 전체 파형은 DC 밸런싱된다.

본 발명의 제 4 구동 방법은 다음과 같이 요약될 수도 있다:

그 방법은:

하나의 실시형태에서, 제 2 구동 전압의 진폭은 제 1 구동 전압의 진폭의 50 % 미만이다. 하나의 실시형태에서, 단계 (i) 내지 단계 (iv) 는 적어도 2 회, 바람직하게는 적어도 4 회, 더욱 바람직하게는 적어도 8 회 반복된다. 하나의 실시형태에서, 방법은 단계 (i) 이전에 셰이킹 파형을 더 포함한다. 하나의 실시형태에서, 방법은 셰이킹 파형 이후이지만 단계 (i) 이전에 제 1 또는 제 2 타입의 입자들의 컬러 상태로 픽셀을 구동하는 단계를 더 포함한다.

이 구동 방법은 낮은 온도에서 특히 효과적일 뿐만 아니라, 또한 디스플레이 디바이스의 제조 동안 야기되는 구조적 변화들의 더 나은 허용오차를 디스플레이 디바이스에 제공할 수 있다. 따라서 그의 유용성은 낮은 온도 구동에 한정되지 않는다.

제 5 구동 방법:

파트 A:

이 구동 방법은 특히 황색 상태 (높은 네거티브) 로부터 적색 상태 (낮은 포지티브) 까지의 픽셀의 저온 구동에 적합하다.

도 24 에 도시된 바와 같이, 낮은 네거티브 구동 전압 (-V') 이 먼저 t25 의시간 주기 동안 인가되고, 이어서 낮은 포지티브 구동 전압 (+V") 이 t26 의 시간 주기 동안 인가된다. 시퀀스가 반복되기 때문에, 두 구동 전압 사이에 t27 의 대기 시간이 또한 존재한다. 그러한 파형은 적어도 2 회 (N' ≥ 2), 바람직하게는 적어도 4 회, 보다 바람직하게는 적어도 8 회 반복될 수도 있다.

t25 의 시간 주기는 t26 의 시간 주기보다 짧다. t27 의 시간 주기는 0 내지 200 msec 의 범위에 있을 수 있다.

구동 전압들 (V' 및 V'') 의 진폭들은 V_H (예를 들어, V_H1 또는 V_H2) 의 진폭의 50 % 일 수도 있다. 또한 V' 의 진폭은 V" 의 진폭과 동일하거나 상이할 수 있음에 유의한다.

또한, 도 24 의 구동 파형은 도 19 및 도 20 의 파형과 함께 적용될 때 가장 효과적인 것으로 밝혀졌다. 2 개의 구동 파형의 조합은 각각 도 25 및 도 26 에 도시되어 있다.

일 실시형태에서, 도 25 의 전체 파형은 DC 밸런싱된다. 다른 실시형태에서, 도 26 의 전체 파형은 DC 밸런싱된다.

파트 B:

이 구동 방법은 특히 흑색 상태 (높은 포지티브) 로부터 백색 상태 (낮은 네거티브) 까지의 픽셀의 저온 구동에 적합하다.

도 27 에 도시된 바와 같이, 낮은 포지티브 구동 전압 (+V') 이 먼저 t28 의시간 주기 동안 인가되고, 이어서 낮은 네거티브 구동 전압 (-V") 이 t29 의 시간 주기 동안 인가된다. 이러한 시퀀스가 반복되기 때문에, 두 구동 전압 사이에 t30 의 대기 시간이 또한 존재한다. 그러한 파형은 적어도 2 회 (예를 들어, N' ≥ 2), 바람직하게는 적어도 4 회, 보다 바람직하게는 적어도 8 회 반복될 수도 있다.

t28 의 시간 주기는 t29 의 시간 주기보다 짧다. t30 의 시간 주기는 0 내지 200 msec 의 범위에 있을 수 있다.

또한, 도 27 의 구동 파형은 도 22 및 도 23 의 파형과 함께 적용될 때 가장 효과적인 것으로 밝혀졌다. 2 개의 구동 파형의 조합은 각각 도 28 및 도 29 에 도시되어 있다.

일 실시형태에서, 도 28 의 전체 파형은 DC 밸런싱된다. 다른 실시형태에서, 도 29 의 전체 파형은 DC 밸런싱된다.

제 5 구동 방법은 다음과 같이 요약될 수도 있다:

그 방법은:

(iii) 제 3 시간 주기 동안 픽셀에 제 2 구동 전압을 인가하는 단계로서, 여기서 제 3 시간 주기는 제 1 시간 주기보다 크고, 제 2 구동 전압은 제 1 구동 전압의 극성과 반대인 극성을 갖고, 제 2 구동 전압은 제 1 구동 전압의 진폭보다 낮은 진폭을 갖는, 상기 제 2 구동 전압을 인가하는 단계;

(iv) 제 4 시간 주기 동안 픽셀에 어떤 구동 전압도 인가하지 않는 단계; 및 단계들 (i) 내지 (iv) 를 반복하는 단계;

(vii) 제 7 시간 주기 동안 구동 전압을 인가하지 않는 단계; 및 단계들 (v)-(vii) 를 반복하는 단계를 포함한다.

하나의 실시형태에서, 제 3 구동 전압 및 제 4 구동 전압 양자의 진폭들은 제 1 구동 전압의 진폭의 50 % 미만이다. 일 실시형태에서, 단계 (v) 내지 단계 (vii) 는 적어도 2 회, 바람직하게는 적어도 4 회, 보다 바람직하게는 적어도 8 회 반복된다.

제 6 구동 방법

도 30 및 도 31 은 본 발명의 대안적인 구동 방법들을 나타낸다. 그 방법들은 또한 픽셀을 원하는 컬러 상태로 구동하기 전에 "재설정" 또는 "사전 컨디셔닝" 되는 것으로 볼 수 있다.

도 30 의 파형은 (i) 제 1 상태 (황색) 로 구동하고 (ii) 제 1 (황색) 상태로부터 제 2 (흑색) 상태로 구동하기에 충분히 길지 않아서 짙은 황색 상태를 야기하는 짧은 시간 주기 (t1) 동안 제 2 (흑색) 입자의 극성과 동일한 극성을 갖는 구동 전압 (V_H1, 예를 들어, +15V) 을 인가하며, (iii) 셰이킹하는 세부분을 포함한다.

도 31 의 파형은 도 30 에 대한 상보적 파형이고, (i) 제 2 상태 (흑색) 로 구동하고, (ii) 제 2 (흑색) 상태로부터 제 1 (황색) 상태로 구동하기에 충분히 길지 않아서 짙은 황색 상태를 초래하는 짧은 시간 주기 (t2) 동안 제 2 (황색) 입자의 극성과 동일한 극성을 갖는 구동 전압 (V_H2, 예를 들어, -15V) 을 인가하고, (iii) 셰이킹하는 세부분을 포함한다.

t1 또는 t2 의 길이는 (도 30 또는 도 31 의 재설정 및 사전 컨디션 파형 이후) 최종 컬러 상태에 의존할 뿐만 아니라 최종 컬러 상태의 원하는 광학 성능 (예를 들어, a*, ΔL* 및 Δa*) 에 의존한다. 예를 들어, t1 이 도 30 의 파형에서 40 msec 이고 픽셀들이 그들이 적색, 흑색, 황색, 또는 백색으로부터 구동되는지 여부에 관계없이 제 3 (백색) 상태로 구동되는 경우 최소의 고스팅 (ghosting) 이 존재한다. 마찬가지로, t1 이 60 msec 이고 픽셀들이 적색, 흑색, 황색, 또는 백색으로부터 구동되는지 여부에 관계없이 제 2 (흑색) 상태로 구동되는 경우 최소의 고스팅이 존재한다.

셰이킹 파형은 많은 사이클들 동안 반대 구동 펄스들의 쌍을 반복하는 것으로 이루어진다. 예를 들어, 셰이킹 파형은 20 msec 동안 +15V 펄스 및 20 msec 동안 -15V 펄스로 이루어질 수도 있고 이러한 펄스들의 쌍은 50 회 반복된다. 이러한 셰이킹 파형의 총시간은 2000 msec 일 것이다.

셰이킹 파형에서의 구동 펄스들의 각각은 풀 흑색 상태로부터 풀 백색 상태로, 또는 그 반대로 구동하기 위해 요구되는 구동 시간의 절반을 넘지 않는 구동 시간 동안 인가된다. 예를 들어, 풀 흑색 상태로부터 풀 황색 상태로, 또는 그 반대로 픽셀을 구동하는데 300 msec 이 걸리면, 셰이킹 파형은, 각각 150 msec 이하 동안 인가되는 양의 펄스 및 음의 펄스로 이루어질 수도 있다. 실제로, 그 펄스들은 더 짧은 것이 바람직하다.

도 30 및 도 31 에서, 셰이킹 파형은 단축된다 (즉, 펄스들의 수가 실제의 수보다 적다) 는 것에 유의한다.

셰이킹이 완료된 후, 4 가지 타입의 입자는 디스플레이 유체에서 혼합된 상태에 있어야 한다.

도 30 또는 도 31 의 이러한 "재설정" 또는 "사전 컨디션"이 완료된 후, 픽셀은 원하는 컬러 상태 (예를 들어, 흑색, 적색, 황색, 또는 백색) 로 구동된다. 예를 들어, 픽셀을 흑색으로 구동하기 위해 포지티브 펄스가 인가될 수도 있고; 픽셀을 황색으로 구동하기 위해 네거티브 펄스가 인가될 수도 있고; 픽셀을 백색으로 구동하기 위해 더 낮은 진폭의 포지티브 펄스가 뒤따르는 네거티브 펄스가 인가될 수도 있거나, 픽셀을 적색으로 구동하기 위해 더 낮은 진폭의 네거티브 펄스가 뒤따르는 포지티브 펄스가 인가될 수도 있다.

본 발명의 "재설정" 또는 "사전 컨디션" 을 갖는 또는 갖지 않는 구동 방법들을 비교할 때, 본 발명의 "재설정" 또는 "사전 컨디션" 을 갖는 방법들은 (고스팅을 포함하는) 동일한 수준의 광학 성능을 달성하는 데 더 짧은 파형 시간의 추가 이점을 갖는다.

본 발명의 구동 방법들은 다음과 같이 요약될 수 있다:

시인측 상의 제 1 표면, 비시인측 상의 제 2 표면, 및 제 1 광 투과성 전극과 제 2 전극 사이에 배치된 전기영동 유체를 포함하는 전기영동 디스플레이의 픽셀을 구동하기 위한 구동 방법으로서, 전기영동 유체는 제 1 타입의 입자들, 제 2 타입의 입자들, 제 3 타입의 입자들, 및 제 4 타입의 입자들을 포함하고, 이들 입자들 모두는 용매에 분산되고, 여기서

(a) 4 개의 타입들의 안료 입자들은 상이한 광학 특성들을 갖고;

(b) 제 1 타입의 입자 및 제 3 타입의 입자는 포지티브로 하전되며, 여기서 제 1 타입의 입자는 제 3 입자보다 더 큰 크기의 양전하를 갖고;

(c) 제 2 타입의 입자 및 제 4 타입의 입자는 네거티브로 하전되고, 여기서 제 2 타입의 입자는 제 4 입자보다 더 큰 크기의 음전하를 가지며,

그 방법은:

(i) 시인측에서 제 1 또는 제 2 타입의 입자의 컬러 상태를 향해 픽셀을 구동시키기 위해 제 1 진폭에서 제 1 시간 주기 동안 전기 영동 디스플레이의 픽셀에 제 1 구동 전압을 인가하는 단계;

(ii) 제 2 시간 주기 동안 전기영동 디스플레이의 픽셀에 제 2 구동 전압을 인가하는 단계로서, 여기서 제 2 구동 전압은 제 1 구동 전압의 극성과 반대의 극성 및 제 1 진폭보다 작은 제 2 진폭을 갖고, 제 2 주기는 시인측에서 제 2 타입의 입자의 컬러 상태로 픽셀을 구동하기에 충분히 길지 않거나, 제 1 구동 전압이 제 2 타입의 입자의 컬러 상태로 픽셀을 구동하는 경우, 제 2 주기는 시인측에서 제 1 타입의 입자의 컬러 상태로 픽셀을 구동하기에 충분히 길지 않은, 상기 제 2 구동 전압을 인가하는 단계; 및 셰이킹 파형을 인가하는 단계를 포함한다.

본 발명은 그의 특정 실시형태들을 참조하여 설명되었지만, 다양한 변경들이 행해질 수도 있고 등가물들이 본 발명의 범위로부터 벗어남 없이 치환될 수도 있다는 것이 당업자들에 의해 이해되어야 한다. 추가로, 많은 수정들이 본 발명의 목적 및 범위에 특정한 상황, 재료들, 조성들, 프로세스들, 프로세스 단계 또는 단계들을 적응시키기 위해 행해질 수도 있다. 모든 이러한 수정들은 여기에 첨부된 청구항들의 범위 이내가 되도록 의도된다.

Claims

시인측 상의 제 1 표면, 비시인측 상의 제 2 표면, 및 제 1 광 투과성 전극과 제 2 전극 사이에 배치된 전기영동 유체를 포함하는 전기영동 디스플레이의 픽셀을 재설정하기 위한 구동 방법으로서, 상기 전기영동 유체는 제 1 타입의 입자들, 제 2 타입의 입자들, 제 3 타입의 입자들, 및 제 4 타입의 입자들을 포함하고, 이들 입자들 모두는 용매에 분산되며, 여기서
(a) 상기 4 개의 타입들의 안료 입자들은 상이한 광학 특성들을 갖고;
(b) 상기 제 1 타입의 입자들 및 상기 제 3 타입의 입자들은 포지티브로 하전되며, 상기 제 1 타입의 입자들은 상기 제 3 타입의 입자들보다 더 큰 크기의 양전하를 갖고;
(c) 상기 제 2 타입의 입자들 및 상기 제 4 타입의 입자들은 네거티브로 하전되고, 상기 제 2 타입의 입자들은 상기 제 4 타입의 입자들보다 더 큰 크기의 음전하를 가지며,
상기 재설정하기 위한 구동 방법은:
(i) 상기 시인측에서 제 1 또는 제 2 타입의 입자들의 컬러 상태로 상기 픽셀을 구동하기 위해 제 1 진폭에서 제 1 시간 주기 동안 상기 전기영동 디스플레이의 상기 픽셀에 제 1 구동 전압을 인가하는 단계;
(ii) 제 2 시간 주기 동안 상기 전기영동 디스플레이의 상기 픽셀에 제 2 구동 전압을 인가하는 단계로서, 상기 제 2 구동 전압은 상기 제 1 구동 전압의 극성과 반대의 극성을 갖고, 상기 제 2 구동 전압이 상기 제 2 타입의 입자들의 컬러 상태로 상기 픽셀을 구동하는 경우, 상기 제 2 시간 주기는 상기 시인측에서 상기 제 2 타입의 입자들만의 컬러 상태로 상기 픽셀을 구동하기에 충분히 길지 않거나, 상기 제 1 구동 전압이 상기 제 2 타입의 입자들의 컬러 상태로 상기 픽셀을 구동하는 경우, 상기 제 2 시간 주기는 상기 시인측에서 상기 제 1 타입의 입자들만의 컬러 상태로 상기 픽셀을 구동하기에 충분히 길지 않고, 이에 따라 상기 제 1 타입의 입자들 및 상기 제 2 타입의 입자들의 혼합물이 상기 시인측에서 보이는, 상기 제 2 구동 전압을 인가하는 단계; 및
(iii)셰이킹 파형을 인가함으로써, 원하는 컬러 상태로 구동하기 위해 상기 픽셀을 재설정하는 단계를 포함하는, 전기영동 디스플레이의 픽셀을 재설정하기 위한 구동 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 구동 전압 및 상기 제 2 구동 전압은 동일한 진폭을 갖는, 전기영동 디스플레이의 픽셀을 재설정하기 위한 구동 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 셰이킹 파형은, 크기가 15V 이고 지속 시간이 20 msec 인 반대 구동 펄스들의 50 쌍들을 반복하는 것으로 이루어지는, 전기영동 디스플레이의 픽셀을 재설정하기 위한 구동 방법.
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