KR20060002884A - 컬러 전기영동 디스플레이 - Google Patents

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KR20060002884A
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루카스 제이. 엠. 쉬란겐
마크 티. 존슨
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코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

컬러 전기영동 디스플레이는 영상 체적(IV)과 저장소 체적(RV)을 각각 포함하는 픽셀을 가진다. 다른 컬러와 다른 전기영동 이동도를 가지는 다른 타입의 입자(Pf, Pm, Ps; Pa, Pb, Pc)가 픽셀 각각에 존재한다. 영상 체적(IV)에 존재하는 입자(Pf, Pm, Ps; Pa, Pb, Pc)는 픽셀(10)의 가시 컬러를 결정하고, 저장소 체적(RV)에 존재하는 입자(Pf, Pm, Ps; Pa, Pb, Pc)는 픽셀(10)의 가시 컬러에 기여하지 않는다. 컬러 전기영동 디스플레이는 모든 타입의 입자(Pf, Pm, Ps; Pa, Pb, Pc)가 픽셀의 적어도 일부의 컬러 변경에 기여하는 제 1 모드 또는 입자(Pf, Pm, Ps; Pa, Pb, Pc)의 타입 중 하나의 서브세트만이 픽셀의 적어도 일부의 컬러 변경에 기여하는 제 2 모드에서 동작하도록 구동된다.

Description

컬러 전기영동 디스플레이{A COLOR ELECTROPHORETIC DISPLAY}
본 발명은 컬러 전기영동 디스플레이, 컬러 전기영동 디스플레이의 구동 방법, 및 그러한 컬러 전기영동 디스플레이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
US-B-6,271,823호는 반사성 전기영동 컬러 디스플레이를 개시한다. 이 디스플레이는 한 평면에 이웃하게 위치한 픽셀 소자(픽셀이라고도 함)를 포함한다. 픽셀은 또한 동일한 평면에 이웃하게 위치하는 적어도 2개의 서브 픽셀 또는 셀을 포함한다. 픽셀의 다른 셀은 다른 컬러를 반사한다. 픽셀의 컬러는 픽셀의 각각의 셀에 의해 반사된 가법 혼색(additive mixture of the colors)에 의해 결정된다.
각 셀은 광 투과성 전면 창과, 비차단성 카운터 전극, 광 반사성 패널, 컬러 필터 매체, 및 광 투과성 유체에 있는 대전된 광 흡수성 색소(pigment) 입자의 서스펜션(suspension)을 포함한다.
각 셀에 의해 반사된 채색된 광의 양은 적절한 전압을 수집 및 카운터 전극에 인가함으로써, 셀 내의 색소 입자의 위치에 의해 제어된다. 색소 입자가 광 경로에 존재한다면, 광은 전면 창으로부터 나오기 전에 상당히 줄어들고, 보는 사람은 흐릿한 컬러 또는 검은색을 보게 된다. 색소 입자가 광의 경로부터 실질적으로 제거되면, 광은 상당히 줄어들지 않고 보는 사람에게 전면 창을 통해 다시 반사되어 올 수 있게 되고, 보는 사람은 컬러 필터 매체에 의해 투과된 컬러를 보게 된다. 컬러 필터 매체는, 예를 들어 광 투과성 채색된 필터 소자, 채색된 광 반사성 패널 또는 색소 서스펜션 유체 그 자체일 수 있다.
본 발명의 목적은 모든 다르게 착색된 색소 입자의 사용을 필요로 하지 않는 디스플레이 정보를 디스플레이할 때, 더 높은 리프레시 속도와 더 낮은 전력 소비를 가지는 컬러 전기영동 디스플레이를 제공하는 것이다.
본 발명의 제 1 양태는 제1항에 청구된 전기영동 디스플레이를 제공한다. 본 발명의 제 2 양태는 제14항에 청구된 전기영동 디스플레이를 구동하는 방법을 제공한다. 본 발명의 제 3 양태는 제16항에 청구된 전기영동 디스플레이를 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다. 본 발명의 유리한 실시예는 종속항에 한정되어 있다.
본 발명의 제 1 양태에 따른 컬러 전기영동 디스플레이에서는 다른 컬러를 가지는 입자가 다른 이동도를 가진다.
컬러 전기영동 디스플레이는 구동 전압을 픽셀에 공급하여, 셀의 적어도 일부의 컬러 변화에 모든 타입의 입자가 기여하는 제 1 모드 또는 셀의 적어도 일부의 컬러 변화에 입자의 타입 중 하나의 서브세트만이 기여하는 제 2 모드에서 컬러 전기영동 디스플레이를 동작시키는 구동기를 포함한다. 예를 들어, 제 1 모드에서는 풀(full) 컬러 영상이 디스플레이되고, 제 2 모드에서는 단색 영상이 디스플레이된다. 제 2 모드에서는 모든 다르게 착색된 입자가 디스플레이된 영상에 기여하기 위해 이동되어야 하지는 않기 때문에, 리프레시 속도는 증가할 수 있거나 또는 동일한 리프레시 속도로, 전력 소비가 증가한다. 이러한 효과는, 가장 빠른 입자만이 제 2 모드 동안에 사용된다면, 최대가 된다.
풀 컬러 모드에서 상대적으로 낮은 리프레시 속도를 가지는 풀 컬러 E-페이퍼 디스플레이 상에 단색 비디오가 디스플레이될 때 더 높은 리프레시 속도가 특히 적절하다.
대조적으로, 종래 기술의 전기영동 컬러 디스플레이는 영상을 디스플레이하는데 요구된 컬러의 양과는 독립적으로 픽셀의 모든 서브 픽셀을 항상 어드레스 지정하여, 항상 모든 다르게 착색된 색소 입자를 사용한다. 단색 비디오의 디스플레이는 낮은 리프레시 속도로 인한 강한 움직임 아티펙트를 보여주게 된다.
제 2항에서 청구된 바와 같은 본 발명에 따른 일 실시예에서, 전기영동 디스플레이는 영상 체적과 저장소 체적을 각각 포함하는 픽셀을 가진다. 각 픽셀은 다른 컬러와 다른 전기영동 이동도를 가지는 다른 타입의 입자로 채워진다. 입자는 영상 체적에 존재할 때, 픽셀의 가시 컬러를 결정하고, 이러한 입자는 저장소 체적에 존재할 때는 픽셀의 가시 컬러에 기여하지 않는다. 컬러 전기영동 디스플레이는 또한 셀의 적어도 일부의 컬러 변화에 모든 타입의 입자가 기여하는 제 1 모드 또는 셀의 적어도 일부의 컬러 변화에 입자의 타입 중 하나의 서브세트만이 기여하는 제 2 모드에서 컬러 전기영동 디스플레이를 동작시키도록 구동 전압을 픽셀에 공급하는 구동기를 포함한다. 어느 입자가 저장소 체적으로부터 영상 체적으로 이동되는지는, 디스플레이될 영상에 따라 특정 픽셀이 취해야 할 컬러에 의존한다. 하지만, 영상 체적으로의 모든 타입의 입자의 이동을 요구하는 픽셀이 존재할 수 있기 때문에, 선택기간 동안에는 모든 타입의 입자가 선택되어야 하고, 모든 선택된 타입의 입자에 대해서는, 선택된 타입의 입자를 영상 영역으로 이동시키기 위해 충전 기간이 이용 가능해야 한다.
제 1 모드에서는, 모든 다르게 착색된 입자가 영상 체적으로 이동될 저장소 체적에서 선택된다. 어느 타입의 입자가 실제로 얼마나 많이 영상 체적으로 이동하는지는 디스플레이될 영상에 의존한다.
제 2 모드에서는, 다르게 착색된 모든 입자가 영상 체적으로 이동될 저장소 체적에서 선택되지는 않는데, 이는 영상이 이용 가능한 타입의 입자의 서브세트만을 사용하는 것을 허용하는 컬러를 가지기 때문이다.
예를 들어, 제 1 모드에서는, 모든 타입의 입자가 영상 체적으로 이동되도록 이용 가능할 때, 풀 컬러 영상이 디스플레이될 수 있다. 보통, 채색된 자홍색, 황색, 및 청록색인 입자의 3가지 타입을 가지는 것으로 충분하다. 제 2 모드에서, 예를 들어 단색 영상이 디스플레이되어야 할 때는 영상 체적으로 이동되도록 다른 타입의 입자 중 하나만이 이용 가능하도록 선택하는 것으로 충분하다. 다른 타입의 입자 중 하나만이 저장소 체적에서 선택되어야 하고, 오직 하나의 충전 기간만이 요구될 때, 리프레시 속도가 동일하게 유지된다면, 더 높은 리프레시 속도가 제 2(단색 비디오) 디스플레이 모드에서 가능하거나 전력 소모가 감소한다. 이들 2가지 효과의 결합 또한 물론 가능하다.
US-B-6,445,323호는 LCD 디스플레이용 디지털 구동기를 개시한다. 디지털 구동기의 동작 모드는 포맷 제어 신호에 따라 제어된다. 다른 모드에는 단색, 다양한 해상도의 컬러, 및 1비트 중복 함수가 있다. 포맷 제어 신호는 화상 품질과 전력 소모를 최적화하기 위해 사용된다. 단색 모드에서 구동 신호는 단일 컬러의 LCD 셀에만 공급된다. 하지만, 각 컬러가 하나의 LCD 픽셀과 연관되는 LCD 특성에 의해, US6,445,323B1호는 다른 이동도를 가지는 다른 타입의 전기영동 입자를 각각 함유하는 픽셀을 디스플레이가 포함할 때 어떻게 진행하는지를 개시하지 않고 있다. 또한, US6,445,323B1호는 다른 타입의 입자가 어떻게 픽셀의 저장소 체적에서 선택되어야 하고, 어떻게 이들 입자가 픽셀이 얻어야 할 컬러에 따라 픽셀의 영상 체적으로 선택적으로 이동되어야 하는지를 개시하지 않는다. LCD는 LCD 디스플레이에서 전기영동 디스플레이와는 완전히 다르게 제어되어, 구동 전압이 제거되면 영상이 사라진다.
제 3항에서 청구된 바와 같은 본 발명에 따른 일 실시예에서, 구동기는 제 1 모드 동안에 일어나는 제 1 리프레시 속도보다 높은 제 2 리프레시 속도를 가지고 비디오 정보의 디스플레이를 얻기 위해, 제 2 모드 동안 전기영동 디스플레이의 리프레시 속도를 적응시킨다. 앞서 설명한 바와 같이, 이는 이러한 이동하는 디스플레이 정보가 다른 타입의 입자의 서브세트를 사용하는 것을 허용하는 컬러로 디스플레이된다면, 이동하는 디스플레이 정보의 디스플레이를 개선하는 것을 허용한다.
제 4항에서 청구된 바와 같은 본 발명에 따른 일 실시예에서, 픽셀은 다른 타입의 입자를 순차적으로 어드레스 지정하도록 구성되고 구동된다. 각각의 어드레스 지정 단계는 선택 단계와 충전 단계를 포함한다. 각 선택 단계 동안에, 저장소 체적에 존재하는 입자의 타입 중 하나는 저장소 체적과 영상 체적 사이의 개구 앞으로 이동되어, 이들 입자가 충전 기간 동안에 영상 체적으로 이동될 수 있다. 다른 입자는 개구의 앞에 있지 않고, 따라서 충전 기간 동안에 영상 체적으로 이동되는 것이 차단된다. 픽셀 중 특정 픽셀의 영상 체적으로 이동되는 선택된 타입의 입자의 실제 양은 이 픽셀이 디스플레이될 영상에 따라 얻어야 하는 컬러에 의존한다.
그러므로 제 1 모드 동안에는 모든 다른 타입의 입자가 픽셀 당 어드레스 사이클 동안에 순차적으로 어드레스 지정되어야 한다. 디스플레이의 리프레시 속도는, 디스플레이의 픽셀의 개수를 픽셀 당 또는 픽셀의 행 당 어드레스 사이클의 지속 기간을 곱한 것으로 결정된다. 보통, 픽셀은 행 단위로 선택된다. 보통, 리프레시 속도는 모든 픽셀이 어드레스 지정되기 전에 모든 픽셀을 동일한 광학 상태로 리셋하는데 요구되는 리셋 기간으로 인해 더 감소한다.
제 2 모드 동안에 적어도 하나의 다른 타입의 입자가 어드레스 지정될 필요는 없는데, 이는 연관된 컬러가 디스플레이될 영상에서 요구되지 않기 때문이다. 그러므로 픽셀을 어드레스 지정하는데 걸리는 총 시간은, 픽셀 당 또는 픽셀의 행 당 적어도 하나의 어드레스 사이클(선택기간과 충전 기간)이 더 적게 요구되기 때문에 훨씬 더 짧게 된다. 따라서, 리프레시 속도는 더 나은 디스플레이 비디오로 증가할 수 있거나, 전력 소모가 감소하게 되는데, 이는 디스플레이의 구동이 일부 시간 동안에는 활성화되지 않기 때문이다.
제 5항에서 청구된 바와 같은 본 발명에 따른 일 실시예에서는, 다른 타입의 입자 중 하나의 타입의 입자만이 어드레스 지정된다. 이는 더 높은 리프레시 속도 또는 더 낮은 전력 소모를 가지고 단색 정보를 디스플레이하는 것을 허용한다.
제 6항에서 청구된 바와 같은 본 발명에 따른 일 실시예에서는, 가장 높은 이동도를 가지는 타입의 입자만이 어드레스 지정된다. 이는 픽셀을 어드레스 지정하고, 저장소 체적으로부터 영상 체적으로 입자를 이동시키며, 입자를 저장소 체적으로 되돌려 보냄으로써 입자를 리셋하기 위해 요구되는 시간을 최소화한다.
제 7항에서 청구된 바와 같은 본 발명에 따른 일 실시예에서는, 저장소 체적에서 다른 서브 체적의 다른 타입의 입자를 분리시키는 선택 전계를 저장 체적에서 생성하는 선택 전극이 존재한다. 선택 전극 사이에 공급된 전압은 입자에 힘을 가하는 선택 전계를 생성한다. 입자는 입자의 이동도에 의존하는 속도를 가지고, 이러한 힘에 의해 이동을 시작하게 된다. 선택 전계가 존재하는 특정 시간 기간 내에서, 높은 이동도를 가진 입자는 낮은 이동도를 가진 입자보다 더 멀리 이동하게 된다. 이러한 식으로, 저장소 체적의 다른 서브 체적에 있는 다른 입자를 분리하는 것이 가능하게 된다.
충전 전극은 다른 서브 체적으로부터 영상 체적으로 다른 타입의 입자를 이동시키기 위해 충전 전계를 생성한다. 충전 전계는 픽셀의 컬러를 결정하기 위해, 다른 서브 체적에서 분리되는 입자를 영상 체적으로 이동시킨다. 픽셀의 컬러는 충전 전계가 존재하는 시간 기간에 의존하게 된다. 충전 전계가 짧은 지속 기간 동안에 존재한다면, 가장 높은 이동도를 가진 입자가 가장 낮은 이동도를 가진 입자 보다 훨씬 더 많이 영상 체적으로 이동하게 된다. 충전 전계가 긴 지속 기간 동안 존재하게 된다면, 모든 입자가 영상 체적으로 이동하게 되고, 따라서 다른 컬러의 픽셀이 단일 영상 체적으로 가능하게 된다. 다른 컬러를 얻기 위해, 여러 개의 개별 셀을 가지는 것이 요구되지는 않는다. 따라서, 영상 체적이 종래 기술의 셀의 체적과 동일하다면, 본 발명에 따른 픽셀은 더 적은 면적을 커버하게 되고, 그로 인해 디스플레이의 해상도는 더 높을 수 있다. 본 발명에 따른 픽셀의 픽셀 체적이 종래 기술의 픽셀의 여러 개의 셀의 체적과 동일하다면, 밝기는 더 높아질 수 있는데, 이는 픽셀 경계가 픽셀 체적이나 면적을 덜 차지하게 되기 때문이다. 원하는 컬러를 만드는 각각의 종래 기술의 픽셀 부분이 본 발명에서보다 더 작으므로, 전체 픽셀이 본 발명에서의 경우와 같이 요구되는 컬러를 만들 수 있는 경우, 컬러가 훨씬 덜 밝은 것으로 보이게 된다.
비록 제 7항에서 한정된 바와 같은 본 발명에 따른 디스플레이가 다른 컬러를 제공할 수 있지만, 다른 입자의 다른 컬러의 컬러 음영의 임의의 가능한 조합을 만드는 것은 불가능하다.
제 8항에서 한정된 바와 같은 일 실시예에서는, 다른 타입의 입자를 서브 체적으로부터 영상 체적으로 동시에 이동시키기 위한 충전 전계를 얻기 위해, 적어도 하나의 충전 전극이 위치하게 된다. 이는 영상 체적을 입자로 충전하기 위해 요구되는 시간이 상당히 감소한다는 장점을 가진다.
제 9항에서 한정된 바와 같은 일 실시예에서, 충전 전계는 각각의 타입의 입자에 대해 개별적으로 제어될 수 있고, 이를 통해 서브 체적으로부터 영상 체적으로 운반되는 타입의 입자 개수는 자유롭게 제어될 수 있다. 따라서, 다른 입자의 다른 컬러에 기초한 모든 컬러 음영을 만드는 것이 가능하다. 영상을 만드는 데 있어 모든 다른 타입의 입자가 요구되지 않는다면, 하나의 서브세트만이 영상 체적으로 이동될 필요가 있다. 선택기간은, 영상 체적으로 이동되어야 할지도 모를 그러한 타입의 입자만이 입자가 영상 체적으로 이동될 수 있을 때까지 저장소 체적으로 이동되는 것을 충족하므로, 더 짧아질 수 있다. 이미 가장 느린 타입의 입자만이 사용되지 않는다면, 더 빠른 어드레스 지정 및 그로 인한 더 높은 리프레시 속도가 가능하다.
제 10항에서 청구된 바와 같은 일 실시예에서, 픽셀은 추가 저장소 체적을 포함한다. 픽셀은 첫 번째로 언급된 선택 전극과 동일한 방식으로 추가 저장소와 연관되는 추가 선택 전극과 충전 전극을 포함하고, 첫 번째로 언급된 충전 전극은 첫 번째로 언급된 저장소 체적과 연관된다. 추가 저장소 체적의 기능은 첫 번째로 언급된 저장소 체적과 동일하다. 이러한 실시예는 디스플레이의 리프레시 속도가 더 증가할 수 있다는 장점을 가지는데, 이는 저장소 중 하나에서의 선택 공정이 청구항 10에 한정된 바와 같은 또 다른 저장소로부터의 충전 또는 리셋 공정과 병렬로 수행될 수 있기 때문이다. 2개 초과의 저장소와 동일한 영상 체적을 연관시키는 것이 가능하다.
청구항 12에 청구된 일 실시예에서, 픽셀은 서브 체적으로부터 영상 체적으로 들어가는 입자에 의해 픽셀의 가시 부분의 충전 속도를 높이기 위해, 영상 체적에서의 충전 전계를 크게 하도록 위치하는 추가 충전 전극을 포함한다.
청구항 13에 청구된 일 실시예에서는, 서브 체적까지의 추가 충전 전극의 거리는, 추가 충전 전극이 저장소 체적에서의 저장 체적에 가장 가깝게 되도록 변한다. 이는 입자의 이동 속도가 증가하고, 영상 체적의 충전 시간이 감소하도록, 입자에 대한 더 높은 필드가 얻어진다는 장점을 가진다.
본 발명의 이들 및 다른 양태는 이후 설명된 실시예를 참조하여 분명하게 되고 상세히 설명된다.
도 1은 전기영동 디스플레이의 픽셀의 구조를 도시하는 도면.
도 2는 풀 컬러 전기영동 디스플레이에서 도 1에 도시된 픽셀을 동작시키는 파형을 도시하는 도면.
도 3은 전기영동 디스플레이의 픽셀의 또 다른 구조를 도시하는 도면.
도 4는 전기영동 디스플레이의 픽셀의 또 다른 구조를 도시하는 도면.
도 5는 전기영동 디스플레이의 픽셀의 또 다른 구조를 도시하는 도면.
도 6은 본 발명에 따른 일 실시예의 전기영동 매트릭스 디스플레이를 구비한 디스플레이 장치의 블록도.
도 1은 전기영동 디스플레이의 픽셀의 구조를 도시한다. 픽셀 체적은 저장소 체적(RV)과 영상 체적(IV)을 포함한다. 다른 컬러와 다른 이동도를 가지는 3가지 다른 타입의 입자(Pf, Pm, Ps)가 존재한다. 선택기간 동안, 도 2에 대해 설명된 바와 같이, 저장소 체적(RV)에서 다른 타입의 입자(Pf, Pm, Ps)가 저장소 체적(RV)과 영상 체적(IV) 사이의 개구(OP)로 하나씩 이동되도록 선택되어야 한다. 입자(Pf, Pm, Ps)는 저장소 체적(RV)에서 선택 전계(SF)를 인가함으로써, 이동된다. 나머지 저장소 체적(RV)과 영상 체적(IV)은 리브(rib)(RI)에 의해 분리된다. 충전 기간 동안, 충전 전계(FF)는 개구에 존재하는 입자를 픽셀의 영상 체적(IV)으로, 디스플레이될 컬러에 따라 이동시킨다. 선택 전극(E1, E2)은 저장소 체적(RV)에 대해, 초기에 선택 전극(E1)으로 끌려오는 입자를 개구(OP) 쪽으로 이동시킬 수 있도록 배치된다. 충전 전극(E3, E4)은 영상 체적(IV)에 대해, 개구(OP) 가까이에 있는 선택된 입자를 충전 기간 동안 영상 체적(IV)으로 이동시키거나, 리셋 기간 동안 저장소 체적으로 영상 체적(IV)에 있는 입자를 이동시키도록, 배치된다. 픽셀의 동작은 도 2에 대하여 좀더 상세히 설명된다.
도 2는 풀 컬러 전기영동 디스플레이에서 도 1에 도시된 픽셀을 동작시키기 위한 파형을 도시한다.
먼저 다색 정보가 디스플레이되고, 모든 타입의 입자가 셀의 컬러 변화에 기여할 수 있는 제 1 모드에서 전기영동 디스플레이가 어떻게 동작하는지가 설명된다.
제 1 단계에서, 리셋 펄스(RE1)가 선택 전극(E1)에 가까운 모든 입자(Pf, Pm, Ps)를 모으기 위해, 선택 전극(E1)에 공급된다. 입자(Pf, Pm, Ps)가 음으로 대전되면, 리셋 펄스(RE1)는 양이 되어야 한다. 다음에 전압 펄스(SE1)가 선택 전극(E1, E2) 사이에 공급되어, 선택 전극(E2)이 선택 전극(E1)에 대해 양이 되고, 모든 입자(Pf, Pm, Ps)는 선택 전극(E2) 쪽으로 끌려온다. 가장 빠른 입자 Pf(예를 들어, 청록색 입자)가 선택 전극(E2) 가까이 있는 개구(OP)에 도착하면, 선택 전극 (E2)에 걸리는 전압 펄스(SE1)는 스위칭 오프된다. 다른 더 느린 입자 타입은 개구(OP)에 아직 도착하지 않았다. 이후, 충전 전극(E3, E4) 상의 충전 펄스(FP1)에 의해 생성된 전계에 의해, 가장 빠른 입자 Pf는 픽셀의 영상 체적(IV)으로 끌려올 수 있다. 다른 입자(Pm, Ps)는 충전 전극(E3, E4)에 의해 생성된 전계에 의해 영상 체적(IV)으로 끌려오지 않는데, 이는 이들이 리브(RI)에 의해 차단되기 때문이다.
제 2 단계에서, 제 2 리셋 펄스(RE2)가 선택 전극(E1) 가까이에 모든 입자(Pf, Pm, Ps)를 모으도록 선택 전극(E1)에 공급된다. 이후, 전압 펄스(SE2)가 가장 빠른 입자(Pf)와 중간 이동도를 가진 입자(Pm) 모두를 개구(OP)로 이동시키는데 요구되는 시간상 더 긴 기간 동안에 선택 전극(E2)에 공급된다. 이제, 가장 빠른 입자(Pf)(예를 들어, 청록색으로 채색된)를 전극(E1)의 방향 쪽으로 다시 이동시키기 위해 짧은 반발 펄스(RP1)가 선택 전극(E2)에 공급되거나, 짧은 끌어당기는 펄스(RP1)가 선택 전극(E1)에 공급된다. 중간 이동도(예를 들어 자홍색으로 채색된)를 가진 입자(Pm)는 개구(OP)로부터 멀어질 시간이 거의 없어, 충전 기간 동안에 충전 전극(E3, E4) 상의 적절한 전압 펄스(FP2)에 의해 영상 체적(IV)으로 끌려올 수 있게 된다.
마지막 단계는 가장 느린 입자(Ps)(예를 들어, 황색으로 채색된)를 어드레스 지정하는 것이다. 먼저, 선택 전극(E2)이 모든 입자(Pf, Pm, Ps)가 선택 전극(E2) 가까이에 모이는 제 3 리셋에 관한 전압 펄스(RE3)를 수신한다. 이후, 2개의 가장 빠른 종류의 입자(청록색과 자홍색)를 선택 전극(E1)의 방향으로 선택 전극(E2)으로부터 멀어지게 이동시키도록, 전압 펄스(SE3)가 선택 전극(E1)에 공급되는데 반 해, 가장 느린 황색 입자(Ps)는 선택 전극(E2) 가까이, 따라서 개구(OP) 가까이에 남게 된다. 충전 전극(E3, E4) 상의 전압 펄스(FP3)는 이들 황색 입자(Ps)를 충전 기간 동안에 영상 체적(IV)으로 이동시킨다.
그러므로 다색 정보가 디스플레이되는 제 1 모드에서 전기영동 디스플레이를 동작시킬 수 있게 하기 위해서, 모든 입자(Pf, Pm, Ps)는 저장소 체적(RV)에서 순차적으로 선택되어야 하고, 디스플레이될 컬러에 따라 영상 체적(IV)으로 이동되어야 한다. 모든 이러한 순차 단계는, 다색 정보에 따라 다음 컬러가 동일한 픽셀 또는 셀에 의해 디스플레이될 수 있게 되기 전에 수행되어야 한다. 그러므로 전기영동 디스플레이의 리프레시 시간은 이들 3개의 순차 단계를 수행하는 데 요구되는 시간에 의해 제한된다.
전기영동 디스플레이는 컬러의 양이 감소한 정보가 디스플레이되는 제 2 모드에서 동작하고, 따라서 모든 타입의 입자가 요구되지는 않는다. 이제, 모든 타입의 입자가 사용되어야 하는 다색 정보의 디스플레이에 관한 것보다 더 적은 수의 단계가 수행되어야 한다.
단색 정보가 디스플레이되어야 하는 특별한 상황에서는, 단일 타입의 입자를 사용하는 것으로 충분하다. 단일 타입의 입자를 선택하고 이들 입자를 디스플레이될 단색 정보에 따라 영상 체적(IV)으로 이동시키는 것만이 요구된다. 가장 빠른 입자만이 영상 체적(IV)으로 이동되도록 선택되는 것이 바람직하다. 리프레시 시간은 한 가지 타입의 입자만이 선택되고 영상 체적(IV)으로 이동되어야 할 때 훨씬 더 짧아지게 된다. 그러므로 단색 정보는 다색 정보보다 더 높은 리프레시 속도를 가지고 디스플레이된다. 이는 다량의 텍스트(이동되지 않는)를 읽을 때 특히 방해되는 플리커(flicker) 아티팩트(artifact)를 최소화한다. 영상 갱신의 증가된 속도는 동영상이 희미해지는 것을 감소시킨다. 대안적으로, 더 낮은 전력 소비를 얻기 위해, 리프레시 속도를 변경되지 않은 채로 유지시키는 것이 가능하다.
도 3은 전기영동 디스플레이의 픽셀의 또 다른 구조를 도시한다. 픽셀은 저장소 체적(RV)과 영상 체적(IV)을 포함하는 픽셀 체적(PV)을 가진다. 이 픽셀에는, 다른 전기영동 이동도를 가지는 3개의 다르게 채색된 입자(Pa, Pb, Pc)가 존재한다. 픽셀의 가시 컬러는 영상 체적(IV)에 존재하는 입자(Pa, Pb, Pc)의 양에 의해 결정된다. 입자의 컬러는 색조의 양을 최대로 만들 수 있도록 선택되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 입자는 황색, 자홍색, 및 청록색이다. 선택 전극(SE1, SE2)은 y-방향으로 저장소 체적(RV)에서 선택 전계(SF){또한 선택 필드(SF)로 불리기도 한다}를 생성하도록 저장소 체적(RV)의 반대 측에 존재한다. 충전 전극(FE1, FE2)은 선택 전극(SE1, SE2)이 존재하는 평면에 수직으로 존재하는 평면에 존재한다. 충전 전극(FE1, FE2)은 y-방향에 수직인 x-방향으로 충전 전계(FF){또한 충전 필드(FF)로 불리기도 한다}를 생성한다.
일반적으로, 모든 전극은 셀이 포함되는 기판 층 중 하나 상에 위치한 얇은 도전층으로서 형성될 수 있다. 전극, 그리고 특히 충전 전극(FE2)은 또한 입자(Pa, Pb, Pc)의 통과를 허용하기 위해 많은 작은 홀 또는 소수의 큰 홀을 가지는 장벽의 형태일 수 있거나, 충전 전극(FE2)은 적어도 하나의 스트립을 포함할 수 있다.
디스플레이 상에 다른 다색 화상의 렌더링을 가능하게 하기 위해, 다음 설명 에 상세히 기술되어 있는 바와 같이 픽셀이 구동된다.
이러한 디스플레이 기간 동안, 픽셀의 컬러가 디스플레이될 데이터에 따라 적응되어야 하는 픽셀의 디스플레이 기간(또한 리프레시 기간으로 불리기도 한다)의 시작 시, 리셋 단계 동안에 이전 영상 데이터에 따라 영상 체적(IV)으로 이동된 모든 채색된 입자(Pa, Pb, Pc)는, 전계(RF)를 생성하기 위해 선택 전극(SE1) 상의 끌어당기는 전압 펄스를 사용함으로써, 영상 체적(IV)으로부터 제거되어 저장소 체적(RV)의 저장 체적(SV)으로 들어간다. 그러므로 초기 상태에서, 채색된 입자(Pa, Pb, Pc)는 모든 입자(Pa, Pb, Pc)가 실질적으로 동일한 시작 위치를 가지도록 저장 체적(SV)에 저장된다.
선택 단계 동안, 선택 전극(SE2) 쪽으로 입자(Pa, Pb, Pc)를 끌어당기기 위해 선택 전극(SE1, SE2) 사이의 끌어당기는 전압 펄스를 사용하여, 입자(Pa, Pb, Pc)가 저장소 체적(RV) 내에서 분리된다. 가장 움직이기 쉬운 입자(Pc)가 가장 멀리 이동하고, 가장 낮은 이동성을 가진 입자(Pa)가 가장 작은 거리를 이동하며, 중간 이동성을 가진 입자(Pb)는 다른 거리 사이의 거리만큼 이동한다. 그러므로 도 3에 도시된 바와 같이, 적절한 지속 시간 동안 전압 펄스가 선택 전극(SE1, SE2) 사이에 존재한 후에는, 입자(Pa, Pb, Pc)가 분리되고, 입자(Pa)는 실질적으로 서브 체적(SVa)에 존재하고, 입자(Pb)는 실질적으로 서브 체적(SVb)에 존재하며, 입자(Pc)는 실질적으로 서브 체적(SVc)에 존재한다. 서브 체적(SVa, SVb, SVc)은 타원면으로 개략적으로 표시되어 있다.
충전 단계 동안, 모든 입자(Pa, Pb, Pc)는 저장소 체적(RV)의 서브 체적 (SVa, SVb, SVc)으로부터 충전 전극(FE1, FE2) 사이의 끌어당기는 전압 펄스를 사용하여 영상 체적(IV)으로 동시에 이동된다. 충분한 입자(Pa, Pb, Pc)가 픽셀 체적(PV)으로 들어가자마자, 끌어당기는 전압 펄스가 충전 전극(FE1, FE2)으로부터 제거된다.
입자(Pa, Pb, Pc)가 저장소 체적(RV)으로부터 영상 체적(IV)으로 동기에 이동되므로, 픽셀의 리프레시 시간은 상당히 짧게 유지될 수 있다. 일단 입자(Pa, Pb, Pc)가 영상 체적(IV) 안에 있게 되면, 다음 리프레시 기간까지 충전 전극(FE2) 상의 작은 반발 전압에 의해 영상 체적(IV) 안에 있게 된다. 이러한 영상 홀드 시간 동안, 입자(Pa, Pb, Pc)는 브라운 운동에 의해 혼합될 수 있거나 필요하다면, 픽셀 내부의 입자 혼합을 실현하기 위해 (AC) 전기 신호가 사용될 수 있다.
도시된 바와 같이, 충전 전극(FE2)은 서브 체적(SVa, SVb, SVc)에서 3개의 서브 충전 필드(FFa, FFb, FFc)를 각각 가지는 충전 필드를 생성하도록, 3개의 서브 충전 전극(FE2a, FE2b, FE2c)을 포함하는 것이 바람직하다. 그러므로, 이제는 영상 체적(IV)으로 이동될 입자(Pa, Pb, Pc)의 양을 개별적으로 제어하는 것을 허용하는 3개의 다른(강도 및/또는 지속 시간에 있어) 충전 전계(FFa, FFb, FFc)가 존재할 수 있다.
충전 전극(FE1)은 x-방향으로 연장하는 암(arm)(FE1a, FE1b)을 포함하는 것이 바람직하다. 이들 암(FE1a, FE1b)은 서브 체적(SVa, SVb, SVc) 중 이웃하는 것에서 일어나는 충전 필드(FFa, FFb, FFc)를 서로로부터 차단한다. 이는 서브 체적(SVa, SVb, SVc)을 떠나야 할 입자(Pa, Pb, Pc)의 양을 제어하는 데 있어 혼선 (cross-talk) 영향을 감소시킨다. 바람직한 일 실시예에서, FE1a와 FE1b는 개별적으로 한정 가능한 전압을 가질 수 있는 개별 전극으로 구현된다. 이는 입자를 선택하고 영상 체적을 채우는 효율을 추가로 증가시킨다.
추가 충전 전극(CF)은 입자(Pa, Pb, Pc)를 영상 체적(IV)으로 더 끌어당기기 위해, 영상 체적(IV)에서 추가적인 충전 필드(FFF)를 생성함으로써, 영상 체적(IV)의 충전 속도를 높이기 위해 존재할 수 있다.
충분한 입자(Pa, Pb, Pc)가 영상 체적(IV)으로 들어가자마자{즉, 더 작은 충전 전극(FE2a, FE2b, FE2c)을 통과함}, 과잉의 입자(Pa, Pb, Pc)는 3개의 더 작은 픽셀 전극(FE2a, FE2b, FE2c)을 사용하여 되돌려 보내질 수 있다.
화살표(RF)는 높은 전압이 선택 전극(SE1)에 존재할 때, 픽셀의 리셋 단계 동안에 저장 체적(SV)으로 입자(Pa, Pb, Pc)를 이동시키는데 요구되는 전계를 가리킨다. 디스플레이는 리셋 단계의 속도를 높이기 위해, 선택 전극(SE1)에 직접 높은 전압이 공급될 수 있도록 구성될 수 있다. 전압이 TFT를 거쳐 선택 전극에 공급되어야 한다면, 전압 레벨이 제한된다.
또한 저장소(RE)로 입자(Pa, Pb, Pc)를 되돌아가게 하는 필드를 증가시키기 위해, 예를 들어 영상 체적(IV)에서 리셋 전극을 추가하는 것이 가능하다. 이러한 여분의 리셋 전극은 영상 체적(IV)의 중심에 위치하는 것이 바람직하다. 리셋 단계 동안, 먼저 입자(Pa, Pb, Pc)를 픽셀의 중심에 집중시키기 위해, 여분의 리셋 전극에 전압이 공급되고, 이후 입자(Pa, Pb, Pc)를 저장 체적(SV)으로 끌어당기기 위해 선택 전극(SE1)에 전압이 공급된다. 대안적으로, 기존 전극 중 하나, 예를 들어 FE2a가 일시적으로 리셋 단계 동안에 추가 리셋 전극의 기능을 하게 된다.
도 3에 도시된 저장소 체적(RV)의 기하도형적 결합 구조에서, 통상적으로 가장 느린 입자(Pa)의 이동도는 가장 빠른 입자(Pc)의 이동도보다 3배 더 낮다. 저장 체적(SV)으로부터 서브 체적까지의 거리가 훨씬 더 크게 되도록, 저장소 체적(RV)의 기하도형적 구조를 변경하는 것이 가능하다. 긴 저장소로 인해, 입자(Pa, Pb, Pc)는 이동도의 차이가 훨씬 더 작을지라도, 분리될 수 있다. 예를 들어, 가장 느린 입자(Pa)의 이동도는 가장 빠른 입자(Pc)의 이동도의 75%가 되도록 선택될 수 있다. 따라서, 가장 느린 입자(Pa)의 이동도가 훨씬 더 높으므로, 영상 체적(IV)을 채우는데 요구되는 시간과, 입자(Pa, Pb, Pc)를 저장 체적(SV)으로 다시 이동시키는 시간은 상당히 감소한다.
전기영동 디스플레이가 단색 정보를 디스플레이하도록 동작하는 제 2 모드에서, 전기영동 디스플레이의 구동은 가장 높은 이동도를 가진 입자(Pf)만이 영상 체적(IV)으로 이동될 수 있게 선택되도록 적응된다. 이는 가장 빠른 입자(Pf)가 서브 체적(SVa)으로 이동되고, 다른 더 느린 입자(Pm, Ps)가 여전히 저장 체적(SV)에 있도록, 다색 모드에서보다 더 짧은 시간 동안에 선택 전극(SE1, SE2) 사이에 전압을 인가함으로써 실현된다. 서브 체적(SVa)에서의 가장 빠른 입자(Pf)는 이후 영상 체적(IV)으로 이동된다. 가장 빠른 입자(Pf)만이 영상 체적(IV)으로 이동될 필요가 있으므로, 또한 충전 기간의 지속 시간이 다색 모드에서보다 더 짧게 된다.
모든 입자 타입 대신, 가장 높은, 그리고 중간인 이동도를 가진 입자를 사용하는 것도 가능하다. 여전히, 이들 2가지 타입의 입자를 선택하고 이들을 영상 체 적(IV)으로 이동시키는데 요구되는 총 시간은, 다색 모드에서 전기영동 디스플레이가 동작할 때보다 더 짧아서, 모든 타입의 그리고 가장 느린 입자가 선택되고 이동되어야 한다. 그러므로, 다색 정보보다 더 높은 리프레시 속도를 가진 영상 체적(IV)으로 모든 타입의 입자가 이동되거나, 전력 소비를 감소시킬 것을 요구하지 않는 정보를 디스플레이하는 것이 가능하다. 이득은 가장 빠른 입자만을 사용함으로써 단색 정보가 디스플레이될 때, 가장 크다.
도 4는 전기영동 디스플레이 픽셀의 또 다른 구성을 도시한다.
도 4에 도시된 픽셀은 추가 충전 전극(CF)이 제거되고, 제 2 저장소 FRV가 저장소 RV의 반대쪽 위치에 추가되는 도 3에 도시된 픽셀에 기초한다. 저장소 FRV의 구성은 저장소 RV의 구성과 동일할 수 있다.
픽셀이 다색 정보의 디스플레이를 허용하도록 구성되어야 하기 때문에, 풀 컬러 화상을 디스플레이할 수 있는 픽셀의 구성이 논의된다. 그러한 픽셀에서는 원색을 가지는 적어도 3개의 입자가 존재해야 한다.
여분의 저장소 FRV는 서브 체적(FSVa, FSVb, FSVc)에서 서브 충전 필드(FFFa, FFFb, FFFc)를 각각 생성하기 위해, 선택 전극(SEV1, SEV2)과 3개의 서브 충전 전극(FFE2a, FFE2b, FFE2c)을 포함한다. 그러므로, 다시 저장소 체적 FRV으로부터 영상 체적(IV)으로 이동될 입자(FPa, FPb, FPc)의 양을 개별적으로 제어하는 것을 허용하는 3개의 다른(강도 및/또는 지속 시간상) 충전 전계(FFFa, FFFb, FFFc)가 존재할 수 있다. 이러한 경우, 서브 충전 전극(FE2a, FE2b, FE2c)이 입자를 영상 체적(IV)으로 더 끌어당기기 위해 영상 체적(IV)에서 추가 충전 필드(FFF) 를 생성함으로써, 영상 체적(IV)의 충전 속도를 높이도록 추가 충전 전극(CF)의 역할을 일시적으로 할 수 있다.
충전 전극(FEV1)은 x-방향으로 연장하는 암(FEV1a, FEV1b)을 포함한다. 이들 암(FFV1b, FFV1a)은 서브 체적(FSVa, FSVb, FSVc) 중 이웃하는 것에서 일어나는 충전 필드(FFFa, FFFb, FFFc)를 서로 차단한다. 이는 서브 체적(FSVa, FSVb, FSVc)을 떠나야 하는 입자(FPa, FPb, FPc)의 양을 제어하는 데 있어 혼선의 영향을 감소시킨다.
여분의 저장소 체적(FRV)의 리셋 기간 동안, 입자(FPa, FPb, FPc)는 저장 필드(FRF)에 의해 저장 체적(FSV)으로 끌어당겨 진다.
aF, bF, cF로 표시된 화살표는, 각각 저장소(FRV)로부터 영상 체적(IV)의 충전 단계 동안에, 입자(FPa, FPb, FPc)의 이동을 보여준다.
도 3에 도시된 바와 같은 본 발명에 따른 실시예는, 리셋 단계 동안에 픽셀 체적(PV)으로부터 입자를 제거한 후, 영상 체적(IV)이 충전될 수 있기 전에 먼저 입자(Pa, Pb, Pc)를 선택하는 것이 필요하다는 단점을 갖는다.
도 4에 도시된 바와 같은 바람직한 실시예에서, 영상 체적(IV)은 2개의 저장소 체적(SV, FSV)과 접촉하게 되고, 이를 통해 입자(FPa, FPb, FPc)는 저장소 체적(FRV)의 저장 체적(FSV)으로 리셋되고, 입자(Pa, Pb, Pc)는 다른 저장소 체적(RV)에서 선택된다. 이러한 식으로, 입자(Pa, Pb, Pc)의 분리(컬러 선택)는 다른 저장소 체적(FRV)의 리프레시 기간의 시작에 앞서 수행될 수 있다. 이후 저장소(reservoir) 체적(RV)에 대한 리셋 단계로부터 직접 저장소(reservoir)(RV)로부터 의 충전 단계로 이동 가능하여, 리프레시 시간을 더 감소시킨다.
이는 또한 영상 체적(IV)을 채우기 위해 가장 빠른 입자(Pf)만이 사용되는 단색 모드에서 리프레시 속도를 더 증가시키는 데 있어 유용하다.
선택적인 충전 전극(CF)은 저장소(RV)에 관해 기울어지게 위치되어, 서브 체적(SVa, FSVa)에서의 입자(Pa, FPa)까지의 거리는 각각 서브 체적(SVc, FSVc)에서의 입자(Pc, FPc)까지의 거리보다 각각 더 짧다. 영상 체적(IV)의 크기는 동일하다. 이러한 구성에서, 입자를 서브 체적(SVa 또는 FSVa)으로부터 입자를 끌어당기는 전계는 더 크다. 이는 모든 타입의 입자가 가장 느린 입자(Ps)의 이동 속도를 높이는데 사용되는 다색 모드와, 또한 가장 빠른 입자(Pf)(또는 사용된 입자의 타입)의 이동 속도를 높이기 위한 단색 모드(또는 모든 타입의 입자가 사용되지는 않는 모드) 동안에 유리하다. 그러므로, 다시 리프레시 속도는 더 증가할 수 있다.
도 5는 전기영동 디스플레이 픽셀의 또 다른 구성을 도시한다. 이제, 각 픽셀은 3개의 서브 픽셀을 포함한다. 각 서브 픽셀은 검은색 물감을 함유하는 용매에 용해된 입자의 다른 타입을 포함한다. 상부 전극 가까이에 있는 입자는 관찰자가 볼 수 있다. 가장 빠른 입자(Pf)는 디스플레이 셀(CE1)에 존재하고, 가장 느린 입자(Ps)는 디스플레이 셀(CE3)에 존재하며, 중간 이동도를 가진 입자는 디스플레이 셀(CE2)에 존재한다.
도 5a는 픽셀이 가져야 할 디스플레이될 영상에 따른 컬러에 의존하여, 모든 다른 타입의 입자가 이동되어야할 수 있는 풀 컬러 동작을 도시한다. 도 5b에는, 가장 빠른 입자(Pf)만이 사용되고, 나머지 입자 타입은 그것들의 검은색 상태로 설 정된 채로 유지된다. 비록 단색 영상만을 디스플레이하는 것이 가능하지만, 더 느린 입자가 전기영동 디스플레이의 동작 속도를 방해하지 않으므로, 리프레시 속도는 상당히 증가할 수 있다.
좀더 일반적으로, 가장 느린 입자가 사용되지 않자마자, 더 높은 리프레시 속도가 가능하고 따라서 이러한 입자에 관한 어떠한 어드레스 사이클도 요구되지 않는다.
도 6은 본 발명에 따른 일 실시예의 전기영동 매트릭스 디스플레이를 구비한 디스플레이 장치의 블록도를 도시한다. 디스플레이(1)는 행 또는 선택 전극(7)과 열 또는 데이터 전극(6)이 교차하는 교차부에 픽셀(10)의 매트릭스를 포함한다. 2개의 선택 전극(SE1, SE2)과 4개의 데이터 전극(FE1, FE2a, FE2b, FE2c)이 하나의 픽셀(10)에 대응한다. 선택 전극(SE1)은 상호연결될 수 있다. 데이터 전극(FE1) 또한 상호연결될 수 있다.
픽셀(10)의 행(1 내지 m)은 행 구동기(4)에 의해 연속해서 선택되고, 열 전극(1 내지 n)의 그룹에는 데이터 레지스터(5)를 거쳐 데이터가 제공된다. 각 픽셀(10)은 저장소 체적(RV)과 영상 체적(IV)을 포함한다. 풀 컬러 픽셀(10)은 단일 영상 체적(IV)만을 포함한다.
필요하다면 데이터 처리기(3)에서 인입 데이터(2)가 먼저 처리된다. 행 구동기(4)와 데이터 레지스터(5) 사이의 상호 동기화가 구동 라인(8)을 거쳐 발생한다.
선택기간 동안 서브 체적(SVa, SVb, SVc)에서 입자(Pa, Pb, Pc)를 분리시키고, 입자(Pa, Pb, Pc)를 리셋 단계 동안에 저장 체적(SV)으로 재차 이동시키기 위 해 행 구동기(4)로부터의 구동 신호가 선택 전극(SE1, SE2)에 공급된다.
데이터 구동기(5)로부터의 구동 신호는 저장소 체적(RV)으로부터 영상 체적(IV)으로 분리된 입자(Pa, Pb, Pc)를 이동시키기 위해 충전 전극(FE1, FE2a, FE2b, FE2c)으로 공급된다. 여분의 충전 전극(CF) 상의 전압은 존재할 때, 또한 데이터 구동기(5)에 의해 공급될 수 있다.
이러한 구동은 작은 매트릭스 또는 세그먼트화된 디스플레이에 관해 적합할 수 있다. 하지만, 좀더 일반적으로는, 디스플레이가 박막 트랜지스터(TFT), 다이오드 또는 다른 능동 소자를 포함하는 액티브 매트릭스에 의해 구동된다. TFT 액티브 매트릭스의 경우, 각 픽셀은 다수의 어드레스 지정(또는 선택) TFT를 더 포함하게 된다. 펄스화된 전압을 어드레스 지정 TFT에 인가함으로써, 한 라인의 픽셀이 선택되고, 이로 인해 이들 어드레스 지정 TFT는 전도성이 되고, 데이터 구동기(5)에 의해 생성되는 데이터 신호로 픽셀에서의 전극을 연결한다. 일부 전극이 다수의 픽셀에 공통인 것도 가능하다.
알려진 구동은 모든 타입의 입자 보다 더 적은 수의 타입의 입자를 사용한다는 요구에 응하도록 쉽게 적응된다. 도 1과 도 2의 순차적으로 구동된 디스플레이에서, 사용되지 않은 입자의 타입에 대한 전압의 시퀀스는 생략되었다. 도 3과 도 4의 병렬 구동 디스플레이에서는, 가장 빠른 타입의 입자만이 사용된다. 입자의 선택은 더 짧은 선택 시간을 사용함으로써 수행되어, 영상 체적(IV)으로 이동될 입자만이 저장 체적(SV)으로부터 이동된다. 또한, 충전과 리셋이 더 짧은 시간 기간 동안에 수행되는데, 이는 적어도 가장 느린 입자가 더 이상 사용되지 않기 때문이다. 하나의 픽셀이 3개의 서브 픽셀을 포함하는 디스플레이에서, 구동은 서브 픽셀 중 하나만을 어드레스 지정하도록 적응된다.
전술한 실시예가 본 발명을 제한하기보다는 예시하는 것이고, 당업자라면 첨부된 청구항의 범위를 벗어나지 않으면서 많은 또 다른 실시예를 설계할 수 있음이 주목되어야 한다.
예를 들어, 3개의 다른 타입의 입자가 존재하는 것이 필수적 이지는 않고, 중요한 것은 다른 타입의 입자가 존재한다는 것이다. 순차적인 어드레스 지정 디스플레이에서, 모든 입자 타입이 더 적은 수의 입자의 타입이 선택된다면, 더 높은 리프레시 시간 또는 전력 소모가 더 적다는 장점에 도달한다. 병렬 어드레스 지정된 디스플레이에서는, 정보를 디스플레이하기 위해 가장 낮은 이동도를 가지지 않는 입자 타입 중 적어도 하나가 선택된다면 장점에 도달하게 된다. 입자는 음으로 대신 양으로 대전될 수 있다. 또한, 양으로 대전된 입자와 음으로 대전된 입자를 결합하는 것이 가능하다.
청구항에서, 괄호 사이에 놓인 임의의 참조 기호는 그 청구항을 한정하는 것으로 해석되지 않는다. "포함하는"이라는 단어는 청구항에 나열된 것 외의 다른 요소 또는 단계의 존재를 배제하지 않는다. 본 발명은 여러 개의 개별 요소를 포함하는 하드웨어와 적절히 프로그램된 컴퓨터를 통해 구현될 수 있다. 몇 가지 수단을 열거하는 장치 청구항에서, 이들 몇 가지 수단은 하나의 동일한 하드웨어로 구현될 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 컬러 전기영동 디스플레이, 컬러 전기영동 디스플레이의 구동 방법, 및 그러한 컬러 전기영동 디스플레이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.

Claims (16)

  1. 컬러 전기영동 디스플레이로서,
    다른 컬러와 다른 전기영동 이동도를 가지는 다른 타입의 입자(Pf, Pm, Ps; Pa, Pb, Pc)를 각각 포함하는 픽셀과,
    상기 컬러 전기영동 디스플레이를
    모든 타입의 입자(Pf, Pm, Ps; Pa, Pb, Pc)가 상기 픽셀의 적어도 일부의 컬러 변화에 기여하는 제 1 모드, 또는
    상기 입자(Pf, Pm, Ps; Pa, Pb, Pc)의 타입 중 하나의 서브세트만이 상기 픽셀의 적어도 일부의 컬러 변화에 기여하는 제 2 모드에서
    동작하도록 상기 픽셀에 구동 전압을 공급하기 위한 구동기(4, 5)
    를 포함하는, 컬러 전기영동 디스플레이.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 픽셀 각각은 영상 체적(IV)과 저장소 체적(RV)을 포함하고, 상기 다른 타입의 입자(Pf, Pm, Ps; Pa, Pb, Pc)는 상기 영상 체적(IV) 안에 존재할 때, 상기 픽셀(10)의 가시 컬러를 결정하며, 상기 입자(Pf, Pm, Ps; Pa, Pb, Pc)는 상기 저장소 체적(RV)에 존재할 때는 상기 픽셀(10)의 가시 컬러에 기여하지 않는, 컬러 전기영동 디스플레이.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 구동기(4, 5)는 상기 비디오 정보의 디스플레이를 얻 기 위해, 상기 제 2 모드 동안에 상기 전기영동 디스플레이의 리프레시 속도를 적응시키기 위한 수단(4, 5)을 포함하며, 제 2 리프레시 속도는 상기 제 1 모드 동안에 일어나는 제 1 리프레시 속도보다 높은, 컬러 전기영동 디스플레이.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 저장소 체적(RV)은 상기 저장소 체적(RV)에서 선택 전계(SF)를 생성하는 선택 전극(E1, E2)을 포함하고, 상기 영상 체적(IV)은 상기 영상 체적(IV)에서 충전 전계(FF)를 생성하는 충전 전극(E3, E4)을 포함하며, 상기 선택 전계(SF)는 제 1 방향(y)으로 연장하고, 상기 충전 전계(FF)는 상기 제 1 방향(y)과 일렬로 정렬되지 않은 제 2 방향(x)으로 연장하며, 상기 입자(Pf, Pm, Ps)는 상기 저장소 체적(RV)으로부터 상기 영상 체적(IV)까지 상기 선택 전극(E1, E2) 사이의 거리를 따라 국부적으로만 이동할 수 있고, 상기 구동기(4, 5)는 전압 펄스를 상기 선택 전극(E1, E2)과 상기 충전 전극(E3, E4)에 공급하여, 상기 다른 그룹의 입자(Pf, Pm, Ps)가 상기 영상 체적(IV)으로 순차적으로 이동시키도록 적응되는, 컬러 전기영동 디스플레이.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 구동기는 상기 제 2 모드 동안에 상기 다른 타입의 입자(Pf, Pm, Ps) 중 오직 하나만을 선택하고, 이들 입자(Pf, Pm, Ps)를 디스플레이될 단색 영상에 따라 상기 영상 체적(IV)으로 이동시키도록 적응되는, 컬러 전기영동 디스플레이.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 다른 타입의 입자 중 하나의 타입의 상기 입자(Pf, Pm, Ps)는 가장 높은 이동도를 가지는 입자(Pf)인, 컬러 전기영동 디스플레이.
  7. 제 2항에 있어서, 상기 저장소 체적(RV)에서 상기 다른 타입의 입자(Pa, Pb, Pc)를 다른 서브체적(SVa, SVb, SVc)으로 분리시키기 위한 선택 전계(SF)를 상기 저장소 체적(RV)에서 생성하기 위한 선택 전극(SE1, SE2)과,
    상기 다른 타입의 입자(Pa, Pb, Pc)를 상기 서브체적(SVa, SVb, SVc)으로부터 상기 영상 체적(IV)으로 이동시키기 위해 충전 전계(FF)를 생성하기 위한 적어도 하나의 충전 전극(FE1, FE2)을 더 포함하는 컬러 전기영동 디스플레이.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 서브체적(SVa, SVb, SVc)으로부터 상기 영상 체적(IV)으로 상기 다른 타입의 입자(Pa, Pb, Pc)를 동시에 이동시키기 위해 유도되는 충전 전계(FF)를 얻기 위해 상기 적어도 하나의 충전 전극(FE1, FE2)이 배치되는, 컬러 전기영동 디스플레이.
  9. 제 7항에 있어서, 상기 충전 전극(FE2)은 상기 다른 서브 체적(SVa, SVb, SVc)에서 서브 충전 전계(FFa, FFb, FFc)를 포함하도록 상기 충전 전계(FF)를 생성하기 위해 상기 다른 서브체적(SVa, SVb, SVc)과 연관된 서브 충전 전극(FE2a, FE2b, FE2c)을 포함하는, 컬러 전기영동 디스플레이.
  10. 제 7항에 있어서, 추가 저장소 체적(FRV),
    상기 추가 저장소 체적(FRV)에서, 다른 타입의 입자(FPa, FPb, FPc)를 추가 저장소 체적(FRV)에서의 또 다른 추가 서브 체적(FSVa, FSVb, FSVc)으로 분리시키는 추가 선택 전계(SFV)를 생성하는 추가 선택 전극(SEV1, SEV2), 및
    상기 추가 서브 체적(FSVa, FSVb, FSVc)으로부터 상기 영상 체적(IV)으로 상기 다른 타입의 입자(FPa, FPb, FPc)를 동시에 또는 시간 순차적으로 이동시키기 위해, 추가 충전 전계(FFFa, FFFb, FFFc)를 생성하는 추가 충전 전극(FFE2a, FFE2b, FFE2c)을 더 포함하는, 컬러 전기영동 디스플레이.
  11. 제 7항에 있어서, 상기 전기영동 디스플레이는 상기 첫 번째로 언급된 저장소 체적(RV)에서 상기 다른 타입의 입자(Pa, Pb, Pc)의 분리와 동시에 상기 추가 저장소 체적(FRV)으로부터 또는 상기 추가 저장소 체적(FRV)으로 또는 그 반대로 입자(FPa, FPb, FPc)를 충전 또는 재설정하도록, 상기 첫 번째로 언급된 선택 전극(SE1, SE2), 상기 적어도 하나의 첫 번째로 언급된 충전 전극(FE1, FE2), 상기 추가 선택 전극(SEV1, SEV2), 및 상기 추가 충전 전극(FFE2a, FFE2b, FFE2c)을 제어하기 위한 제어기를 포함하는, 컬러 전기영동 디스플레이.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 픽셀(10)은 상기 서브 체적(SVa, SVb, SVc)을 떠나는 입자(Pa, Pb, Pc)를 상기 영상 체적(IV) 쪽으로 더 끌어당기기 위해, 상기 서브 충전 전극(FE2a, FE2b, FE2c)보다 상기 저장소 체적(RV)으로부터 더 멀어지는 제 2 방향으로 상기 영상 체적(IV)에 배열되는 추가 충전 전극(CF)을 포함하는, 컬러 전기영동 디스플레이.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 추가 충전 전극(CF)은 상기 저장소 체적(RV)에서 저장 체적(SV)에 가장 가까이에 있는 상기 서브 체적(SVa) 쪽으로의 가장 작은 거리를 얻기 위해, 상기 서브 체적(SVa, SVb, SVc)에 관해 위치하고 있는, 컬러 전기영동 디스플레이.
  14. 다른 컬러와 다른 전기영동 이동도를 가지는 다른 타입의 입자(Pf, Pm, Ps; Pa, Pb, Pc)를 포함하는 픽셀을 가지는 컬러 전기영동 디스플레이의 구동 방법으로서, 상기 방법은
    모든 타입의 입자(Pf, Pm, Ps; Pa, Pb, Pc)가 상기 픽셀의 적어도 일부의 컬러 변화에 기여하는 제 1 모드, 또는
    상기 타입의 입자(Pf, Pm, Ps; Pa, Pb, Pc) 중 하나의 서브 세트만이 상기 픽셀의 적어도 일부의 컬러 변화에 기여하는 제 2 모드에서
    상기 컬러 전기영동 디스플레이를 동작시키도록 상기 픽셀에 구동 전압을 공급하는 단계(4, 5)를 포함하는, 컬러 전기영동 디스플레이의 구동 방법.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 각 픽셀은 영상 체적(IV)과 저장소 체적(RV)을 포함하고, 상기 입자(Pf, Pm, Ps; Pa, Pb, Pc)는 상기 영상 체적(IV)에 존재할 때, 상 기 픽셀(10)의 가시 컬러를 결정하고, 상기 입자(Pf, Pm, Ps; Pa, Pb, Pc)는 상기 저장소 체적(RV)에 존재할 때, 상기 픽셀(10)의 가시 컬러에 기여하지 않는, 컬러 전기영동 디스플레이의 구동 방법.
  16. 제 1항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 따른 컬러 전기영동 디스플레이를 포함하는 디스플레이 장치.
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