KR20070009015A - 전기영동표시장치와 전기영동표시장치의 구동방법 - Google Patents

전기영동표시장치와 전기영동표시장치의 구동방법 Download PDF

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KR20070009015A
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Abstract

본발명은 전기영동표시장치와 전기영동표시장치의 구동방법에 관한 것이다. 본발명에 따른 전기영동표시장치는 적색, 녹색, 청색 및 백색 각각에 해당하는 부화소를 포함하는 전기영동패널과; 외부로부터의 3색 입력 영상 신호를 4색 영상 신호로 변환하는 신호 변환부와; 상기 신호 변환부로부터의 4색 영상신호를 데이터 전압으로써 상기 부화소에 공급하는 데이터 구동부를 포함한다. 이에 의하여 반사휘도가 향상된 컬러 전기영동표시장치가 제공된다.

Description

전기영동표시장치와 전기영동표시장치의 구동방법{ELECTRO PHORETIC INDICATION DISPLAY AND DRIVING METHOD OF ELETRO PHORETIC INDICATION DISPLAY}
도 1은 본발명의 실시예에 따른 전기영동표시장치의 구동원리를 개략적으로 도시한 도면이고,
도 2는 본발명의 제1실시예에 따른 전기영동표시장치의 배치도이고,
도 3은 본발명의 제1실시예에 따른 전기영동패널의 화소배치를 나타낸 도면이며,
도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ을 따른 단면도이고,
도 5는 본발명의 제1실시예에 따른 전기영동패널의 분해 사시도이고,
도 6은 본발명의 제1실시예에 따른 신호제어부의 신호변환부의 블록도이고,
도 7은 본발명의 제2실시예에 따른 전기영동패널의 단면도이고,
도 8 내지 도 10은 각각 본발명의 제3실시예 내지 제5실시예에 따른 전기영동패널의 화소배치를 나타낸 도면이다.
* 도면의 주요부분의 부호에 대한 설명 *
100 : 제1기판 170 : 화소
200 : 제2기판 300 : 전기영동표시패널
400 : 게이트 구동부 500 : 데이터 구동부
600 : 신호 제어부 700 : 구동전압 생성부
800 : 계조전압 생성부
본 발명은 전기영동표시장치와 전기영동표시장치의 구동방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 서로 다른 4가지 색상의 부화소를 사용하여 반사휘도를 향상시킨 칼라 전기영동표시장치와 전기영동표시장치의 구동방법에 관한 것이다.
전기영동표시장치는 전자 책에 사용되고 있는 평판 표시장치 중 하나로서, 전계생성전극 형성되어 있는 양 기판과 양 기판 사이에 형성되어 있는 하전입자를 포함하며 마주하는 두 전극에 전압을 인가하여 하전입자를 반대 극성의 전극으로 이동시켜 화상을 표시한다.
이러한 전기영동표시장치는 반사율(reflectivity)과 대비비(contrast)가 높고 액정표시장치와 달리 시야각(viewing angle)에 대한 의존성이 없어서 종이와 같이 편안의 화상을 표시할 수 있는 장점을 가지고 있다. 또한 쌍안정(bistable)한 특성을 가지고 있어서 지속적인 전압의 인가 없이 화상을 유지할 수 있어 소비 전력이 작다. 액정표시장치와 달리 편광판, 배향막, 액정 등이 필요하지 않아 가격 경쟁력 측면에서도 상당히 유리한 장점을 가지고 있다.
하지만 기존의 전기영동표시장치는 흑백만을 표시할 수 있으며, 컬러를 표시하기 위해서는 별도의 컬러필터가 필요한 단점이 있다. 또한 전기영동장치는 자발 광이 아니고 외부로부터의 빛을 이용하기 때문에 반사휘도가 낮은 문제가 있다.
따라서 본 발명의 목적은 반사휘도가 향상된 컬러 전기영동표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 반사휘도가 향상된 컬러 전기영동표시장치의 구동방법을 제공하는 것이다.
상기의 목적은 적색, 녹색, 청색 및 백색 각각에 해당하는 부화소를 포함하는 전기영동패널과; 외부로부터의 3색 입력 영상 신호를 4색 영상 신호로 변환하는 신호 변환부와; 상기 신호 변환부로부터의 4색 영상신호를 데이터 전압으로써 상기 부화소에 공급하는 데이터 구동부를 포함하는 전기영동표시장치에 의하여 달성될 수 있다.
상기 전기영동패널은, 상호 대향하는 제1기판 및 제2기판과; 상기 제1기판과 제2기판 사이에 위치하며 상기 부화소를 분리하는 격벽을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 부화소는 적색, 청색, 녹색 및 백색 중 어느 한 색상을 가지고 있는 하전입자를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 하전입자는 상기 제1기판과 상기 제2기판 사이에 형성되는 전계에 따라 상하운동하는 것이 바람직하다.
적색, 청색, 녹색을 가지는 상기 하전입자는 코어와 상기 코어 표면에 위치 하는 착색층으로 이루어진 것이 바람직하다.
상기 코어는 백색인 것이 바람직하다.
상기 코어는 산화 티타늄과 실리카 중 어느 하나로 이루어진 것이 바람직하다.
상기 격벽은 상기 2기판에 접하는 것이 바람직하다.
상기 제1기판은 제1기판소재, 상기 제1기판소재에 형성되어 있는 박막트랜지스터 및 상기 박막트랜지스터에 연결되어 있는 화소전극을 포함하며, 상기 제2기판은 제2기판소재와 상기 제2기판소재에 형성되어 있는 공통전극을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제1절연기판과 상기 제2절연기판 중 적어도 어느 하나는 플라스틱으로 이루어진 것이 바람직하다.
상기 제2절연기판과 상기 공통전극은 직접 접하고 있는 것이 바람직하다.
상기 격벽 내에 위치하는 유체층을 더 포함하며, 상기 하전입자는 상기 유체층에 분산되어 있는 것이 바람직하다.
상기 유체층은 투명한 유기 용액인 것이 바람직하다.
서로 다른 4개 색상의 상기 부화소가 화소를 형성하며, 상기 화소 내에서 상기 부화소는 2×2 행렬형태로 배치되어 있는 것이 바람직하다.
상기 화소 내의 상기 부화소의 면적은 동일한 것이 바람직하다.
서로 다른 4개 색상의 상기 부화소가 화소를 형성하며, 상기 화소 내의 상기 부화소는 일렬로 배치되어 있는 것이 바람직하다.
상기 화소 내의 상기 부화소의 면적은 동일한 것이 바람직하다.
적어도 하나씩의 서로 다른 4개 색상의 상기 부화소가 화소를 형성하는 것이 바람직하다.
상기 본 발명의 목적은 네가지 색상의 부화소를 포함하는 전기영동패널과; 외부로부터의 3색 입력 영상 신호를 4색 영상 신호로 변화하는 신호 변환부와; 상기 신호 변환부로부터의 4색 영상신호를 데이터 전압으로서 상기 부화소에 공급하는 데이터 구동부를 포함하는 전기영동표시장치에 의해서도 달성될 수 있다.
네가지 색상의 상기 부화소는 각각 해당하는 색상의 하전입자를 가지는 것이 바람직하다.
상기 본 발명의 다른 목적은 네가지 색상의 부화소를 포함하는 전기영동패널을 가지는 전기영동표시장치의 구동방법에 있어서, 외부로부터의 3색 입력 영상 신호를 4색 영상 신호로 변화하는 단계와; 상기 신호 변환부로부터의 4색 영상신호를 데이터 전압으로서 상기 부화소에 공급하는 단계를 포함하는 전기영동표시장치의 구동방법에 의하여 달성될 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본발명을 더욱 상세히 설명하겠다.
상세한 설명에 앞서, 여러 실시예에 있어 동일한 구성요소에는 동일한 참조번호를 부여하였다. 동일한 구성요소에 대하여는 제1실시예에서 대표적으로 설명하며 다른 실시예에서는 설명하지 않을 수 있다.
먼저 도 1을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 전기영동표시장치의 구동원리를 설명한다.
도 1은 본발명의 실시예에 따른 전기영동표시장치의 구동원리를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1에서 보는 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 전기영동표시장치는 전계를 형성하기 위한 한쌍의 전극(10, 20)을 포함한다. 한쌍의 전극(10, 20) 중 어느 하나는 화소전극이 되고 다른 하나는 공통전극이 된다. 한쌍의 전극(10, 20)은 전원부(30)가 인가하는 전압에 따라 전위차를 형성한다. 양 기판 사이에는 유체(40)와 유체(40)에 분산되어 있는 하전입자(50)가 위치한다. 하전입자(50)는 양성(positive) 또는 음성(negative)을 띠고 있으며 적색, 청색, 녹색, 백색 중 어느 한 색상을 가지고 있다.
이러한 본 발명의 실시예에 따른 전기영동표시장치의 마주하는 두 전극(10, 20)에 전압을 인가하여 전극(10, 20) 양단에 전위차(+,-)를 형성하면 하전입자(50)가 반대극성의 전극(10, 20)으로 상하이동한다. 관찰자는 외부에서 입사되어 하전입자(50)에서 반사된 빛을 인식하게 된다. 하전입자(50)가 관찰자에 가깝게 상부로 이동하면 관찰자는 하전입자(50)의 색상을 강하게 인식하며, 하전입자(50)가 하부로 이동하면 관찰자는 하전입자(50)의 색상을 약하게 인식한다.
하전입자(50)의 이동은 전기영동에 의한 것이데, 전기영동이란 표면 전하를 띈 입자들이 전기장 속에서 반대의 전하를 띈 전극 쪽으로 이동하는 현상이다. 전기영동은 전자기적 현상이 아닌 콜로이드 과학(colloidal science)과 유체 역학(fluid mechanics)의 관점으로 해석해야 하는 현상이다.
도 2은 본발명의 제1실시예에 따른 전기영동표시장치의 블록도이다.
본발명의 전기영동표시장치(1)는 전기영동패널(300) 및 이에 연결된 게이트 구동부(400)와 데이터 구동부(500), 게이트 구동부(400)에 연결된 구동 전압 생성부(700)와 데이터 구동부(500)에 연결된 계조전압 생성부(800) 그리고 이들을 제어하는 신호 제어부(600)를 포함한다.
이 중 전기영동패널(300)을 도 3 내지 도 5을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본발명의 제1실시예에 따른 전기영동패널의 화소배치를 나타낸 도면, 도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ을 따른 단면도 그리고 도 5는 본발명의 제1실시예에 따른 전기영동패널의 분해 사시도이다. 도 4에서 게이트선(121)과 데이터선(141)은 도시되지 않았다.
전기영동패널(300)은 서로 대향하는 제1기판(100)과 제2기판(200), 그리고 양 기판(100, 200) 사이에 위치하는 격벽(250)을 포함한다. 격벽(250)과 제2기판(200) 사이에는 유체층(260)과 유체층(260)에 분산되어 있는 하전입자(270)가 위치한다.
우선 제1기판(100)을 보면 제1절연기판(110) 위에 게이트 배선(121, 122)이 형성되어 있다. 게이트 배선(121, 122)은 비저항(resistivity)이 낮은 은(Ag) 또는 은 합금(Ag alloy) 또는 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금(Al alloy)으로 이루어진 단일막으로 이루어질 수도 있고, 이러한 단일막에 더하여 물리적, 전기적 특성이 접촉특성이 좋은 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta) 따위의 물질로 이루어진 다른 막을 포함하는 다층막으로 이루어질 수도 있다. 게이트 배선(121, 122)은 가로 방 향으로 뻗어 있는 게이트선(121) 및 게이트선(121)에 연결되어 있는 박막 트랜지스터(T)의 게이트 전극(122)을 포함한다.
제1절연기판(110)위에는 질화규소(SiNx) 등으로 이루어진 게이트 절연막(131)이 게이트 배선(121, 122)을 덮고 있다.
게이트 전극(122)의 게이트 절연막(131) 상부에는 비정질 규소 등의 반도체로 이루어진 반도체층(132)이 형성되어 있으며, 반도체층(132)의 상부에는 실리사이드 또는 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 등의 물질로 만들어진 저항 접촉층(133)이 형성되어 있다. 저항 접촉층(133)은 게이트 전극(122)을 중심으로 2부분으로 나누어져 있다.
저항 접촉층(133) 및 게이트 절연막(131) 위에는 데이터 배선(141, 142, 143)이 형성되어 있다. 데이터 배선(141, 142, 143)은 비저항이 낮은 은 또는 알루미늄 따위로 이루어질 수 있으며, 게이트 배선(121, 122)과 같이 다른 물질과 접촉 특성이 우수한 도전 물질을 포함할 수 있다. 데이터 배선(141, 142, 143)은 세로방향으로 형성되어 게이트선(121)과 교차하여 화소를 형성하는 데이터선(141), 데이터선(141)의 분지이며 저항 접촉층(133)의 상부까지 연장되어 있는 소스 전극(142), 소스 전극(142)과 분리되어 있으며 게이트 전극(122)을 중심으로 소스 전극(142)의 반대쪽 저항 접촉층(133) 상부에 형성되어 있는 드레인 전극(143)을 포함한다.
데이터 배선(141, 142, 143) 및 이들이 가리지 않는 반도체층(132)의 상부에는 질화규소, PECVD 방법에 의하여 증착된 a-Si:C:O 막 또는 a-Si:O:F막 및 아크 릴계 유기절연막 등으로 이루어진 보호막(134)이 형성되어 있다. 보호막(134)에는 드레인 전극(143)을 드러내는 접촉구(161)가 형성되어 있다.
보호막(134)의 상부에는 화소전극(151)이 형성되어 있다. 화소전극(151)은 통상 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide)등의 투명한 도전물질로 이루어진다.
박막트랜지스터(T)에 연결되어 있는 각 화소전극(151)은 부화소(170a, 170b, 170c, 170d)를 형성한다. 부화소(170a, 170b, 170c, 170d)는 적색(R), 녹색(G), 청색(B), 백색(W)의4가지 색상 중 어느 하나를 나타내며, 부화소(170a, 170b, 170c, 170d)의 색상은 각 부화소(170a, 170b, 170c, 170d)에 위치하는 하전입자(270)의 색상에 의해 결정된다.
부화소(170a, 170b, 170c, 170d)의 배치를 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 각기 다른 색상의 4개 부화소(170a, 170b, 170c, 170d)가 모여 하나의 화소(170)를 이룬다. 제1실시예에서 화소(170)를 형성하는 4개의 부화소(170a, 170b, 170c, 170d)는 2×2행렬 형태로 배치되어 있으며 시계회전방향으로 따라 적색 부화소(170a), 녹색 부화소(170b), 백색 부화소(170c) 그리고 청색 부화소(170d)가 배치되어 있다. 각 부화소(170a, 170b, 170c, 170d)는 동일한 크기의 정사각형 형상으로 가지고 있으며 이에 따라 화소(170) 역시 정사각형 형상을 가지고 있다. 본 발명에 따른 전기영동표시장치(1)는 컬러 표현에 필요한 적색, 청색, 녹색의 부화소(170a, 170b, 170c) 외에 백색의 부화소(170d)를 추가로 가지고 있다. 백색의 부화소(170d)로 인해 반사율이 30%정도 향상되어 선명한 화질을 구현할 수 있게 된 다.
제2기판(200)을 보면 제2절연기판(210) 위에 공통전극(220)과 실링/접착층(230)이 형성되어 있다.
공통전극(220)은 통상 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide)등의 투명한 도전물질로 이루어져 있다. 공통전극(220)은 제2절연기판(210)에 전면적으로 형성되어 있으며, 화소전극(151)과 함께 양성 또는 음성을 띤 하전입자(270)를 구동하기 위한 전계를 형성한다.
실링/접착층(230)은 격벽(250)과 접착되어 한 화소의 하전입자(270)가 다른 화소로 이동하는 것을 방지한다. 실링/접착층(230)은 고분자계 물질일 수 있으며, 실시예와 달리 제2기판(200)과 별도로 마련되어 조립과정에서 제2기판(200)에 부착될 수도 있다.
여기서 제1절연기판(110)과 제2절연기판(210) 중 적어도 어느 하나는 투명하며 제1절연기판(110)과 제2절연기판(210) 중 적어도 어느 하나는 플라스틱으로 만들어질 수 있다. 플라스틱 종류로는 폴리카본(polycarbon), 폴리 이미드(polyimide), 폴리이서설폰(PES), 폴리아릴레이트(PAR), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리에틸렌 테레프탈레이트( PET) 등이 가능하다. 절연기판(110, 210)으로 플라스틱 기판을 사용하면 전기영동표시장치(1)를 가볍고 얇게 또한 플렉시블하게 제조할 수 있다.
제1실시예에 따른 전기영동표시장치(1)에서는 제1기판(100)과 제2기판(200) 중 어디에도 컬러필터가 형성되어 있지 않다. 이는 본 발명의 전기영동표시장치(1) 는 부화소 내의 하전입자(270)의 색상을 통해 컬러를 구현하기 때문이다.
제1기판(100)과 제2기판(200) 사이에는 격벽(250)이 위치한다. 격벽(250)은 각 부화소(170a, 170b, 170c, 170d)간을 구별하며 각 부화소(170a, 170b, 170c, 170d)의 하전입자(270)가 다른 부화소(170a, 170b, 170c, 170d)로 이동하는 것을 방지한다. 격벽(250)은 시픽스(SIPIX) 사의 마이크로컵(microcup, 상표명)을 사용할 수 있다. 격벽(250)은 유체층(260)을 수용할 수 있는 수용부(251)를 형성하고 있다.
격벽(250)의 수용부(251)에 수용되어 있는 유체층(260)은 하전입자(270)의 높은 이동도를 위하여 점도가 낮으며 화학반응을 억제하기 위하여 유전상수도 낮은 것이 바람직하다. 유체층(260)은 또한 반사휘도 확보를 위하여 투명한 것이 바람직하다. 유체층(260)의 예로는 데카하이드로 나프탈렌, 5-에틸리덴-2-노르보르덴, 지방유, 파라핀유 등의 하이드로 카본; 톨루엔, 크실렌, 페닐크실릴에탄, 도데실 벤젠 및 알킬나프탈렌 등의 방향족 하이드로 카본; 퍼플루오르데칼린, 퍼플루오르톨루엔, 퍼플루오르크실렌, 디클로로벤조트리플루오라이드, 3,4,5-트리클로로벤조트리플루어라이드, 클로로펜타플루오르-벤젠, 디클로로노네인, 펜타클로로벤젠 등의 할로겐화 용매 등이 있다.
유체층(260)에 분산되어 있는 하전입자(270)는 각 부화소(170a, 170b, 170c, 170d)의 색상을 결정한다. 하전입자(270)는 코어(271)와 코어(271)를 둘러싸는 착색층(272)을 포함한다. 코어(271)는 흰색으로서 산화 티타늄(TiO2) 또는 실리카(SiO2)로 이루어질 수 있다. 착색층(272)은 적색, 청색, 녹색 중 어느 하나이다. 제1실시예에서 백색 부화소(170a)의 하전입자(270)는 착색층(272)을 갖지 않지 않으나, 실시예와 달리 백색의 착색층(272)을 가질 수도 있다.
하전입자(270)는 실시예와 달리 착색층(272) 없이 4가지 색상의 코어(271) 만으로 이루어질 수도 있다. 또한 코어(271)로서 카본블랙(carbon black)을 사용할 수도 있으며 이때 백색 부화소(170d)의 하전입자(270)는 착색층(272)을 필요로 한다.
하전입자(270)는 화소전극(151)과 공통전극(220) 사이에 형성되는 전계에 따라 상하운동하며 반사되는 빛의 양을 조절하게 된다. 예를 들어 한 화소(170) 내의 모든 하전입자(270)가 제2기판(200) 쪽으로 위치할 경우 적색, 녹색, 청색을 표시하는 부화소(170a, 170b, 170c)에서 반사되는 빛들이 혼합되어 백색을 띄게 되며, 또한 백색을 표시하는 부화소(170d) 에서 반사되는 빛이 백색 빛을 더해준다. 반대로, 모든 하전입자(270)가 제1기판(100) 쪽으로 위치할 경우 반사되는 양이 줄어들어 블랙을 표현하게 된다.
하전입자(270)는 고유 전하를 나타낼 수도 있고, 전하조절제(charge control agent)를 이용하여 명시적으로 하전될 수도 있고, 용매에 부유하면서 전하를 얻을 수 있다. 전하조절제는 폴리머이거나 비폴리머일 수도 있고, 이온성이거나 비이온성일 수도 있으며, 소듐 도데실벤젠술포네이트, 금속 비누, 폴리부텐 숙신이미드, 말레익 무수물 코폴리머, 비닐 피리딘 코폴리머, 비닐피롤리돈 코폴리머, 아크릴(메타크릴)산 코폴리머 등이 가능하다.
유체층(260)에 분산되어 있는 하전입자(270), 전하조절제 등의 입자들은 상 호간에 콜로이달 안정성(colloidal stability)를 만족시켜야 한다. 이는 입자들의 크기와 표면전하를 조절하여 달성할 수 있다.
구동전압 생성부(700)는 박막트랜지스터(T)를 턴온시키는 게이트 온전압(Von)과 턴오프시키는 게이트 오프전압(Voff), 그리고 공통전극(220)에 인가되는 공통전압(Vcom) 등을 생성한다.
계조전압 생성부(800)는 전기영동표시장치(1)의 휘도와 관련된 복수의 계조전압(gray scale voltage)을 생성한다.
게이트 구동부(400)는 스캔 구동부(scan driver)라고도 하며 게이트선(121)에 연결되어 구동전압 생성부(700)로부터의 게이트 온전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진 게이트 신호를 게이트선(121)에 인가한다.
데이터 구동부(500)는 소스 구동부(source driver)라고도 하며, 계조전압 생성부(800)로부터 계조전압을 인가받고 신호제어부(600)의 제어에 따라 계조전압을 선택하여 데이터선(141)에 데이터 전압을 인가한다.
신호제어부(600)는 게이트 구동부(400), 데이터 구동부(500), 구동 전압 생성부(700) 및 계조 전압 생성부(800) 등의 동작을 제어하는 제어신호를 생성하여, 각 게이트 구동부(400), 데이터 구동부(500), 구동전압 생성부(800)에 공급한다. 신호제어부(600)는 외부로부터의 삼색의 영상 신호(R, G, B)를 받아 4색의 영상 신호(R', G', B', W)로 처리하는 신호 변환부(650)를 포함한다.
이하 전기영동표시장치(1)의 동작에 대하여 자세히 설명한다.
신호 제어부(600)는 외부의 그래픽 제어기(graphic controller)로부터 RGB 삼색 영상신호(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 제어입력신호(input control signal), 예를 들면 수직동기신호(vertical synchronizing signal, Vsync)와 수평동기신호(horizontal synchronizing signal, Hsync), 메인 클록(main clock, MCLK), 데이터 인에이블 신호(data enable signal, DE) 등을 제공받는다. 신호제어부(600)는 제어 입력 신호를 기초로 게이트 제어 신호(CONT 1), 데이터 제어 신호(CONT 2)등을 생성하고 신호 제어부(600)의 신호 변환부(650)는 삼색 영상신호(R, G, B)를 전기영동패널(300)의 동작조건에 맞게 4색 영상 신호(R', G', B', W)로 적절히 변환한 후, 게이트 제어신호(CONT 1)를 게이트 구동부(400)와 구동 전압 생성부(700)로 내보내고 데이터 제어신호(CONT 2)와 처리한 영상 신호(R', G', B', W)는 데이터 구동부(500)로 내보낸다.
게이트 제어신호(CONT 1)는 게이트 온 펄스(게이트 온 전압 구간)의 출력 시작을 지시하는 수직동기시작신호(vertical synchronization start signal, STV), 게이트 온 펄스의 출력시기를 제어하는 게이트 클록신호(CPV) 및 게이트 온 펄스의 폭을 한정하는 게이트 온 인에이블 신호(gate on enable signal, OE) 등을 포함한다.
데이터 제어 신호(CONT 2)는 영상 신호(R', G', B', W)의 입력 시작을 지시하는 수평 동기 시작 신호(horizontal synchronization start signal, STH)와 데이터선(141)에 해당 데이터 전압을 인가하라는 로드신호(load signal, LOAD 또는 TP) 등을 포함한다.
먼저 계조전압생성부(800)는 전압선택 제어신호(VSC)에 따라 결정된 전압값을 가지는 계조 전압을 데이터 구동부(500)에 공급한다.
게이트 구동부(400)는 신호제어부(600)로부터의 게이트 제어 신호에 따라 게이트 온전압(Von)을 차례로 게이트선(121)에 인가하여 게이트선(121)에 연결된 박막트랜지스터(T)를 턴온시킨다.
이와 동시에 데이터 구동부(500)는 신호제어부(600)로부터의 데이터 제어신호(CONT 2)에 따라, 턴온된 박막트랜지스터(T)에 연결되어 있는 부화소(170a, 170b, 170c, 170d)에 대응하는 영상 신호(R', G', B', W)를 입력받고, 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압 중 각 영상 신호(R', G', B', W)에 대응하는 계조 전압을 선택함으로써, 영상 신호(R', G', B', W)를 해당 데이터 전압으로 변환한다.
데이터선(141)에 공급된 데이터 신호는 턴온된 박막트랜지스터(T)를 통해 해당 부화소(170a, 170b, 170c, 170d)에 인가된다. 이러한 방식으로 한 프레임(frame) 동안 모든 게이트선(121)에 대하여 차례로 게이트 온전압(Von)을 인가하여 모든 부화소(170a, 170b, 170c, 170d)에 데이터 신호를 인가한다.
그러면, 신호제어부(600)의 신호 변환부(650)의 데이터 변환에 대하여 상세히 설명한다.
도 6은 본발명의 제1실시예에 따른 신호제어부의 신호변환부의 블록도이다.
도시한 바와 같이, 신호변환부(650)는 디감마(de-gamma)처리부(651), RGBW 처리부(652) 및 RGBW 부화소 처리부(653)를 포함한다.
디감마 처리부(651)는 외부로부터의 3색 영상 신호에 실려있는 감마 교정 신호(NTSC의 경우 1/2.2)를 채널별로 제거한다.
RGBW처리부(652)는 디감마 처리부(651)에서 감마 교정신호가 제거된 3색 채널 영상 신호를 수신한 후, 제4의 색을 추가하여 RGBW부화소 처리부(653)로 내보낸다. 이 때 RGB의 3색은 약간의 변형을 거치게 된다.
RGBW 부화소 처리부(653)는 RGBW 4채널 신호에 대하여 부화소 별로 밝기 값을 계산하여 데이터 구동부(500)로 출력한다.
이하 본발명의 제2실시예를 도 7을 참조하여 설명한다. 도 7은 본발명의 제2실시예에 따른 전기영동패널의 단면도이다. 제1실시예와 다른 점을 중심으로 설명하면 다음과 같다.
제2실시예에서의 격벽(250a)은 별도로 마련되지 않고 제1기판(100)상에 형성되어 있다. 격벽(250a)은 감광코팅층 형성 후 노광 현상을 통하여 제조될 수 있다. 제1실시예와 달리 격벽(250a)은 화소전극(251)을 가리고 있지 않기 때문에 유체층(260)은 화소전극(251)과 직접 접한다. 유체층(260)은 화소전극(251)과 반응하지 않는 재질로 이루어진 것이 바람직하다.
도 8 내지 도 10은 각각 본발명의 제3실시예 내지 제5실시예에 따른 전기영동패널의 화소배치를 나타낸 도면이다.
도 8에 도시한 제3실시예에 따른 전기영동패널의 화소배치를 보면 하나의 화소(170)를 이루고 있는 4개의 부화소(170a, 170b, 170c, 170d)의 넓이가 일정하지 않다. 청색 및 백색을 나타내는 부화소(170c, 170d)의 넓이가 적색 및 녹색을 나타 내는 부화소(170a, 170b)의 넓이보다 작게 마련되어 있다. 제3실시예와 달리 백색과 청색을 나타내는 부화소(170c, 170d)가 적색 및 녹색을 나타내는 부화소(170a, 170b)의 넓이보다 크게 마련되는 것도 가능하다.
도 9에 도시한 제4실시예에 따른 전기영동패널의 화소배치를 보면 6개의 부화소(170a1, 170a2, 170b, 170c1, 170c2, 170d)가 하나의 화소(170)를 이루고 있다. 하나의 화소(170)에는 적색 부화소(170a1, 170a2)와 청색 부화소(170c1, 170c2)가 각각 2개, 녹색 부화소(170b)와 , 백색 부화소(170d)가 각각 하나씩 마련되어 있다. 화소(170)는 정사각형이 아닌 직사각형 형상을 가지고 있다.
도 10에 도시한 제5실시예에 따른 전기영동패널의 화소배치를 보면 하나의 화소를 이루고 있는 4개의 부화소(170a, 170b, 170c, 170d)가 일렬로 배치되어 있다.
이상의 화소배치에서 한 화소내에서의 부화소의 배치순서는 한정되지 않으며 화소 간에 부화소의 배치가 다른 경우도 가능하다.
이상에서 설명한 화소는 복수의 부화소가 모인 표시 단위가 아닌 부화소의 배치에서 일정하게 반복되는 패턴을 나타낼 수도 있다. 이 경우 화소 단위가 아니라 부화소 단위로 물체나 글자의 경계가 제어되며 화소 내의 부화소가 동시에 구동되지 않는다.
비록 본발명의 몇몇 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 본발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 반사휘도가 향상된 컬러 전기영동표시장치가 제공된다.
또한 반사휘도가 향상된 컬러 전기영동표시장치의 구동방법이 제공된다.

Claims (21)

  1. 적색, 녹색, 청색 및 백색 각각에 해당하는 부화소를 포함하는 전기영동패널과;
    외부로부터의 3색 입력 영상 신호를 4색 영상 신호로 변환하는 신호 변환부와;
    상기 신호 변환부로부터의 4색 영상신호를 데이터 전압으로서 상기 부화소에 공급하는 데이터 구동부를 포함하는 전기영동표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전기영동패널은,
    상호 대향하는 제1기판 및 제2기판과;
    상기 제1기판과 제2기판 사이에 위치하며 상기 부화소를 분리하는 격벽을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동표시장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 부화소는 적색, 청색, 녹색 및 백색 중 어느 한 색상을 가지고 있는 하전입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동표시장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 하전입자는 상기 제1기판과 상기 제2기판 사이에 형성되는 전계에 따라 상하운동하는 것을 특징으로 하는 전기영동표시장치.
  5. 제3항에 있어서,
    적색, 청색, 녹색을 가지는 상기 하전입자는,
    코어와 상기 코어 표면에 위치하는 착색층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전기영동표시장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 코어는 백색인 것을 특징으로 하는 전기영동표시장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 코어는 산화 티타늄과 실리카 중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 전기영동표시장치.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 격벽은 상기 2기판에 접하는 것을 특징으로 하는 전기영동표시장치.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 제1기판은 제1기판소재, 상기 제1기판소재에 형성되어 있는 박막트랜지 스터 및 상기 박막트랜지스터에 연결되어 있는 화소전극을 포함하며,
    상기 제2기판은 제2기판소재와 상기 제2기판소재에 형성되어 있는 공통전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동표시장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1절연기판과 상기 제2절연기판 중 적어도 어느 하나는 플라스틱으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전기영동표시장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제2절연기판과 상기 공통전극은 직접 접하고 있는 것을 특징으로 하는 전기영동표시장치.
  12. 제3항에 있어서,
    상기 격벽 내에 위치하는 유체층을 더 포함하며,
    상기 하전입자는 상기 유체층에 분산되어 있는 것을 특징으로 하는 전기영동표시장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 유체층은 투명한 유기 용액인 것을 특징으로 하는 전기영동표시장치.
  14. 제1항에 있어서,
    서로 다른 4개 색상의 상기 부화소가 화소를 형성하며,
    상기 화소 내에서 상기 부화소는 2×2 행렬형태로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 전기영동표시장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 화소 내의 상기 부화소의 면적은 동일한 것을 특징으로 하는 전기영동표시장치.
  16. 제1항에 있어서,
    서로 다른 4개 색상의 상기 부화소가 화소를 형성하며,
    상기 화소 내의 상기 부화소는 일렬로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 전기영동표시장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 화소 내의 상기 부화소의 면적은 동일한 것을 특징으로 하는 전기영동표시장치.
  18. 제1항에 있어서,
    적어도 하나씩의 서로 다른 4개 색상의 상기 부화소가 화소를 형성하는 것을 특징으로 하는 전기영동표시장치.
  19. 네가지 색상의 부화소를 포함하는 전기영동패널과;
    외부로부터의 3색 입력 영상 신호를 4색 영상 신호로 변화하는 신호 변환부와;
    상기 신호 변환부로부터의 4색 영상신호를 데이터 전압으로서 상기 부화소에 공급하는 데이터 구동부를 포함하는 전기영동표시장치.
  20. 제19항에 있어서,
    네가지 색상의 상기 부화소는 각각 해당하는 색상의 하전입자를 가지는 것을 특징으로 하는 전기영동표시장치.
  21. 네가지 색상의 부화소를 포함하는 전기영동패널을 가지는 전기영동표시장치의 구동방법에 있어서,
    외부로부터의 3색 입력 영상 신호를 4색 영상 신호로 변화하는 단계와;
    상기 신호 변환부로부터의 4색 영상신호를 데이터 전압으로서 상기 부화소에 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동표시장치의 구동방법.
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