KR20130095052A

KR20130095052A - 전기 습윤 표시 장치 및 이를 구동하는 방법

Info

Publication number: KR20130095052A
Application number: KR1020120016454A
Authority: KR
Inventors: 신상민; 허창구; 김우송; 최욱철; 박문수; 이소현
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2012-02-17
Filing date: 2012-02-17
Publication date: 2013-08-27
Also published as: JP6146991B2; CN103258502A; US9494788B2; KR101903789B1; JP2013171289A; CN103258502B; US20130215095A1

Abstract

한 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방법은, 제1 전극과 제3 전극 사이에 제1 전위차를 주어 제1유체가 제2 전극 쪽으로 이동하도록 하는 제1 이동 단계, 제1 전위차를 제거하고 제2 전극과 제3 전극 사이에 제2 전위차를 주어 제1 유체가 제1 전극 쪽으로 이동하도록 하는 제2 이동 단계, 그리고 제2 전위차를 제거하여 제1 유체가 제1 전극 쪽으로 이동하는 속도를 늦추거나 제1 유체의 이동을 멈추게 하는 감속 단계를 포함한다.

Description

전기 습윤 표시 장치 및 이를 구동하는 방법{ELETROWETTING DISPLAY DEVICE AND DRIVING METHOD THEREOF}

본 발명은 전기 습윤 표시 장치 및 이를 구동하는 방법에 관한 것이다.

전기 습윤 표시 장치(Electrowetting display device)는 극성 유체(polar fluid) 및 극성 유체와 섞이지 않는 비극성 유체(non-polar fluid)를 이용하여 이미지를 표현하는 표시 장치이다. 전기 습윤 표시 장치는 마주보는 기판들 사이에 형성된 격벽들에 의해 분리되는 다수의 셀들을 포함한다. 각 셀은 마주보는 기판들 사이에 형성된 공간에 극성 유체와 비극성 유체를 포함한다. 극성 유체와 비극성 유체에 전기장을 인가하기 위한 전극들이 기판들 위에 각각 형성되어 있고, 한 전극 위에는 소수층(lyophobic layer)이 형성되어 있다. 소수층은 극성 유체를 밀어내는 특성이 있어, 극성 유체와 소수층 사이에는 비극성 유체가 위치한다.

전극들 사이에 전기장이 인가되면, 전기장에 의해 극성 유체가 소수층 표면으로 이동하고, 극성 유체의 이동에 의해 비극성 유체는 한 곳으로 모이게 된다. 전극들 사이에 형성된 전기장을 제거하면 극성 유체는 소수층 표면으로부터 떨어져 나가고, 한 곳에 모인 비극성 유체는 소수층 표면 위로 퍼져 나가게 된다. 전기 습윤 표시 장치는 이러한 현상을 이용하여, 염료(dye)를 포함한 비극성 유체가 소수층 표면을 덮는 면적을 조절하여 셀을 통과하는 빛의 투과량을 조절함에 의해 이미지를 표시할 수 있다.

전기 습윤 표시 장치는 편광판을 사용하지 않으므로 액정 표시 장치에 비하여 빛의 투과 효율이 우수하다. 그러나 동영상 구현을 위해 전기 습윤 표시 장치의 응답 시간(response time) 개선이 요구된다. 특히, 비극성 유체를 모을 때 걸리는 시간보다 모인 비극성 유체를 소수층 표면 위로 퍼져 나가게 하는 데 걸리는 시간이 길어, 이에 대한 개선이 요구된다.

따라서, 본 발명의 과제는 전기 습윤 표시 장치의 응답 시간을 향상시키는 것이다.

본 발명의 다른 과제는 전기 습윤 표시 장치의 응답 시간을 개선하기 위한 구동 방법을 제공하는 것이다.

한 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방법은, 서로 마주하는 제1 패널과 제2 패널, 상기 제1 패널과 상기 제2 패널 사이의 공간에 배치되며 서로 섞이지 않는 제1 유체와 제2 유체를 포함하고, 상기 제1 패널은 제1 기판, 상기 제1 기판 위에 형성된 제1 전극, 상기 제1 전극과 떨어져 있는 제2 전극 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 위에 위치하며 상기 제2 유체와 떨어지려는 경향이 있는 소수층을 포함하고, 상기 제2 패널은 제2 기판 및 상기 제2 기판 위에 위치하는 제3 전극을 포함하는 표시 장치의 구동 방법으로서, 상기 제1 전극과 상기 제3 전극 사이에 제1 전위차를 주어 상기 제1유체가 상기 제2 전극 쪽으로 이동하도록 하는 제1 이동 단계, 상기 제1 전위차를 제거하고 상기 제2 전극과 상기 제3 전극 사이에 제2 전위차를 주어 상기 제1 유체가 상기 제1 전극 쪽으로 이동하도록 하는 제2 이동 단계, 그리고 상기 제2 전위차를 제거하여 상기 제1 유체가 상기 제1 전극 쪽으로 이동하는 속도를 늦추거나 상기 제1 유체의 이동을 멈추게 하는 감속 단계를 포함한다.

상기 제1 이동 단계에서 상기 제1 유체는 상기 제2 전극 표면 전체를 덮을 때까지 이동할 수 있다.

상기 제2 이동 단계에서 상기 제1 유체는 상기 제1 전극 표면 전체를 덮을 때까지 이동할 수 있다.

상기 제2 전위차는 상기 제3 전극에 고정된 전압 값을 인가하고, 상기 제2 전극에 펄스 파형의 전압을 인가함에 의해 형성될 수 있다.

상기 펄스 파형의 전압은 상기 전압 값과 다른 제1 전압과 상기 전압 값과 같은 제2 전압으로 스윙할 수 있다.

상기 펄스 파형의 전압은 2개 이상의 펄스를 포함할 수 있다.

상기 제2 이동 단계에서 상기 제1 유체는 분리되지 않을 수 있다.

상기 제2 전위차를 제거함에 의해 상기 감속 단계에서 상기 제1 유체는 분리되지 않을 수 있다.

한 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방법은, 서로 마주하는 제1 패널과 제2 패널, 상기 제1 패널과 상기 제2 패널 사이의 공간에 배치되며 제1 유체와 제2 유체를 포함하고, 상기 제1 패널은 제1 기판, 상기 제1 기판 위에 형성된 제1 전극, 상기 제1 전극과 떨어져 있는 제2 전극 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 위에 위치하는 소수층을 포함하고, 상기 제2 패널은 제2 기판 및 상기 제2 기판 위에 위치하는 제3 전극을 포함하는 표시 장치의 구동 방법으로서, 상기 제1 전극과 상기 제3 전극 사이에 제1 전위차를 생성하여 제1 계조를 표시하는 단계, 상기 제1 전위차를 제거하고 상기 제2 전극과 상기 제3 전극 사이에 제2 전위차를 주는 단계, 그리고 상기 제2 전위차를 제거하여 제2 계조를 표시하는 단계를 포함한다.

상기 제2 계조는 상기 제1 유체가 상기 제1 전극 표면 전체를 덮을 수 있다.

상기 제1 계조는 상기 제1 유체가 상기 제2 전극 표면 전체를 덮을 수 있다.

상기 제2 전위차를 주는 단계는 제1 시간 동안 수행되고, 상기 제1시간 동안 상기 제1 유체는 분리되지 않을 수 있다.

한 실시예에 따른 표시 장치는, 제1 패널, 상기 제1 패널과 마주하는 제2 패널, 상기 제1 패널과 상기 제2 패널 사이에 형성된 공간에 배치된 서로 섞이지 않는 제1 유체와 제2 유체를 포함하는 표시 장치이다. 상기 제1 패널은, 제1 기판, 상기 제1 기판 위에 위치하는 제1 게이트선 및 제2 게이트선, 상기 제1 게이트선 및 상기 제2 게이트선을 가로지르는 제1 데이터선 및 제2 데이터선, 상기 제1 게이트선과 상기 제1 데이터선에 각각 연결되어 있는 제1 박막 트랜지스터, 상기 제2 게이트선과 상기 제2 데이터선에 각각 연결되어 있는 제2 박막 트랜지스터, 상기 제1 박막 트랜지스터에 연결되어 있는 제1 전극, 상기 제2 박막 트랜지스터에 연결되어 있고 상기 제1 전극과 떨어져 있는 제2 전극, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 위에 위치하는 소수층, 그리고 상기 소수층 위에 위치하는 격벽을 포함한다. 상기 제1 게이트선과 상기 제2 게이트선은 상기 격벽으로 둘러싸인 영역을 지나간다. 상기 제2 패널은, 상기 제1 기판을 마주 보는 제2 기판 그리고, 상기 제2 기판 위에 배치된 제3 전극을 포함한다.

상기 제1 전극의 적어도 한 변은 상기 격벽으로부터 이격될 수 있다.

상기 제2 전극의 크기는 상기 제1 유체의 최소 면적보다 작을 수 있다.

한 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방법은, 서로 마주하는 제1 패널과 제2 패널, 상기 제1 패널과 상기 제2 패널 사이의 공간에 배치되며 제1 유체와 제2 유체를 포함하고, 상기 제1 패널은 제1 기판, 상기 제1 기판 위에 형성된 제1 전극, 상기 제1 전극과 떨어져 있는 제2 전극, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 위에 위치하는 소수층을 포함하고, 상기 제2 패널은 제2 기판, 상기 제2 기판 위에 위치하는 제3 전극을 포함하는 표시 장치의 구동 방법으로서, 상기 제1 전극과 상기 제3 전극 사이에 제1 전위차를 생성하여 제1 계조를 표시하는 단계, 상기 제1 전위차를 제거하고 상기 제2 전극과 상기 제3 전극 사이에 제2 전위차를 주는 단계, 그리고 상기 제2 전위차를 제거하여 제2 계조를 표시하는 단계를 포함한다. 상기 제2 전위차를 제거하지 않은 경우 상기 제1 계조에서 상기 제2 계조로 바뀌는데 걸리는 시간보다 상기 제2 전위차를 주는 시간이 짧다.

이와 같이 본 발명의 한 실시예에 따르면, 전기 습윤 표시 장치의 응답 시간을 개선할 수 있다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 제1 이미지 상태를 나타내는 전기 습윤 표시 장치의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 제2 이미지 상태를 나타내는 전기 습윤 표시 장치의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 비교예에 따른 전기 습윤 표시 장치의 구동 방법을 보여 주기 위한 전극들에 인가되는 전압 파형도이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치의 구동 방법을 보여 주기 위한 전극들에 인가되는 전압 파형도이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 전기 습윤 표시 장치의 응답 시간 측정 방법을 설명하기 위해 도시한 그래프이다.
도 6은 도 4에 도시된 구동 방법에 따른 전기 습윤 표시 장치의 응답 시간을 측정한 결과를 도시한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치의 구동 방법을 보여 주기한 전극들에 인가되는 전압 파형도이다.
도 8은 도 7에 도시된 구동 방법에 따른 전기 습윤 표시 장치의 응답 시간을 측정한 결과를 도시한 그래프이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 모의 실험 조건을 도시한 개략도이다.
도 10은 도 9에 도시된 모의 실험 조건에 따라 모의 실험 결과이다.
도 11은 제1 전극의 크기에 따른 응답 시간의 차이를 보여주는 그래프이다.
도 12는 제1 유체의 접촉각을 설명하기 위한 개략도이다.
도 13은 소수층의 일부가 오염되었을 때 응답 시간의 변화를 보여주기 위한 모의 실험 결과를 나타내는 그래프이다.
도 14 내지 도 16은 본 발명의 실시예에 따른 제2 전극에 인가되는 전압 파형도들이다.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 제1 패널의 배치도이다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명을 제조하고 사용하는 방법이 상세히 설명된다. 본 발명의 명세서에서, 동일한 참조번호들은 동일한 부품들 또는 구성요소들을 나타낸다는 것을 유의하여야 한다.

도 1 및 도 2를 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치의 단면도로서 서로 다른 계조 상태를 나타낸다. 도 1 및 도 2는 전기 습윤 표시 장치의 한 셀을 도시하고 있으나, 전기 습윤 표시 장치는 행과 열로 반복적으로 배열된 다수의 셀을 포함할 수 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 전기 습윤 장치(1)는 서로 마주하는 제1 패널(100) 및 제2 패널(200)과 이들 사이에 위치하는 제1 유체(310) 및 제2 유체(320)를 포함한다. 제1 패널(100)은 제1 기판(101), 제1 전극(110), 제2 전극(120), 보호층(130), 소수층(140) 및 격벽(160) 등을 포함하고, 제2 패널(200)은 제2 기판(201) 및 제3 전극(210) 등을 포함한다.

제1 기판(101)은 유리 또는 플라스틱과 같은 투명한 절연 물질로 이루어질 수 있다.

제1 전극(110)과 제2 전극(120)은 제1 기판(101) 위에 위치하며, 인듐 주석 산화물(indium tin oxide, ITO) 또는 인듐 아연 산화물(indium zinc oxide, IZO)과 같은 투명도전체를 포함할 수 있다. 제1 전극(110)과 제2 전극(120)은 서로 이격되어 전기적으로 분리되어 있고, 동일한 층 위에 위치하며 동일한 물질을 포함할 수 있다.

제1 패널(100)은 제1 전극(110) 및 제2 전극(120)에 각각 전압을 인가할 수 있는 제1 및 제2 스위칭 소자(도시하지 않음)를 더 포함할 수 있다. 제1 및 제2 스위칭 소자는 박막 트랜지스터(thin film transistor)일 수 있으며, 제1 기판(101) 위에 위치하고 제1 전극(110)과 제2 전극(120)에 각각 전기적으로 연결되도록 형성될 수 있다.

제1 패널(100)은 또한 제1 및 제2 스위칭 소자 위에 위치하는 절연층(도시하지 않음)을 더 포함할 수 있다.

보호층(130)은 제1 전극(110) 및 제2 전극(120) 위에 위치할 수 있으며, 산화규소(SiOx)와 같은 절연 물질을 포함할 수 있다. 보호층(130)은 제3 전극(210)과 제1 및 제2 전극(110, 120) 사이에 전류가 흐름으로 인해 제2 유체(320)가 전기 분해(electrolysis)되는 것을 방지할 수 있다.

소수층(lyophobic layer)(140)은 보호층(130) 위에 위치한다. 소수층(140)은 불소계 고분자(Fluoropolymer)를 포함할 수 있다.

격벽(160)은 소수층(140) 위에 위치하며, 셀들을 서로 분리한다. 격벽(160)은 감광성 수지로 이루어질 수 있으며, 블랙 카본(black carbon)과 같은 광 차단 물질을 포함할 수 있다.

제2 기판(201)은 제1 기판(101)을 마주보고 배치되어 있으며 유리 또는 플라스틱과 같은 투명한 절연 물질로 이루어질 수 있다.

제3 전극(210)은 제2 기판(201) 위에 위치하며, 제1 및 제2 전극(110, 120)과 함께 전기장을 생성할 수 있다. 제3 전극(210)은 인듐 주석 산화물(ITO) 또는 인듐 아연 산화물(IZO)과 같은 투명도전체를 포함할 수 있다.

제1 유체(310)는 격벽(160)으로 둘러싸인 영역 내에 위치하고, 비극성 유체인 데칸(decane)과 같은 오일(oil)을 포함할 수 있고, 검정 색과 같은 색깔을 나타내는 염료(dye)를 포함할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 제1 유체(310)는 빨간 색, 녹색, 파란 색의 삼원색 중 하나를 나타내는 염료(dye)를 포함할 수 있다.

제2 유체(320)는 제1 유체(310)와 섞이지 않으며, 제1 패널(100), 제2 패널(200), 제1 유체(310)로 둘러싸인 공간 전체를 덮고 있다. 제2 유체(320)는 소수층(140)과 멀리 떨어지려는 성질을 가지고 있으며 전기장에 반응하여 이동할 수 있는 극성 유체를 포함한다. 예를 들어, 제2 유체(320)는 에틸렌 글리콜(ethylene glycol)과 글리세린(glycerine)이 섞인 혼합액을 포함할 수 있다.

도 1은 제1 패널(100)과 제2 패널(200) 사이에 전기장이 형성되지 않은 경우, 제1 유체(310)와 제2 유체(320)의 상태를 도시하고 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 및 제2 전극(110, 120)과 제3 전극(210)에 동일한 전압을 인가할 경우, 제1 패널(100)과 제2 패널(200) 사이에 전기장이 형성되지 않는다. 제2 유체(320)는 소수층(140)으로부터 멀어지려 하므로 제1 유체(310)가 소수층(140)과 제2 유체(320) 사이에 끼어들며, 이에 따라 제1 유체(310)가 소수층(140)의 표면을 전체적으로 덮는 상태가 된다.

도 2는 제1 전극(110)과 제2 및 제3 전극(120, 210) 사이에 전위 차가 있고, 제2 전극(120)과 제3 전극(210) 사이에는 전위 차가 없는 경우의 제1 유체(310)와 제2 유체(320)의 상태를 도시하고 있다. 이 경우 제1 전극(110)과 제2 및 제3 전극(120, 210) 사이의 전위 차에 의하여 생성된 전기장은 제1 전극(110)과 제3 전극(210) 사이의 영역에서는 상대적으로 강하고 제2 전극(120)과 제3 전극(210) 사이의 영역에서는 상대적으로 약하다. 따라서 제1 전극(110)의 표면과 제3 전극(210)에서 제1 전극(110)에 대응하는 위치의 표면에 전하가 많이 몰릴 수 있다.

제2 유체(320)는 극성 물질을 포함하므로 전기장에 노출되면 분극 현상이 발생하고 이에 따라 전극(110, 120, 210)의 표면에 모인 전하와의 사이에 인력이 생길 수 있다. 따라서 제2 유체(320)는 전하가 많이 몰려 있는 제1 전극(110)과 제3 전극(210) 사이의 영역으로 이동하고자 한다. 전기장이 충분히 강해져서 제2 유체(320)와 소수층(140) 사이의 척력보다 전기장에 의한 인력이 강해지면, 제2 유체(320)는 제1 전극(110)과 제3 전극(210) 사이의 공간에 위치하는 제1 유체(310)를 제2 전극(120) 쪽으로 밀어내고 그 자리를 차지할 수 있다. 이에 따라, 격벽(160)으로 둘러 싸인 셀에는 제1 유체(310)가 덮지 않은 영역이 생길 수 있다.

예를 들어 제1 유체(310)가 검은 색 염료(dye)를 포함하고, 제1 기판(101) 하부에 외부 광원(도시하지 않음)이 위치한다고 하자. 외부 광원은 백 라이트 유닛(backlight unit), 실내 조명, 또는 자연광 등을 포함할 수 있다.

도 1을 참조하면, 광원으로부터 방출된 광이 셀의 전체 면적을 덮고 있는 제1 유체(310)에 의해 흡수되어 전기 습윤 표시 장치(1)를 투과하지 못한다. 따라서, 전기 습윤 표시 장치(1)는 최저 계조, 예컨대, 검은 이미지를 표시할 수 있다.

도 2를 참조하면, 제1 유체(310)가 셀 면적의 일부만을 덮고 있으므로 외부 광원으로부터 방출된 광이 일부 흡수되고 나머지 일부는 통과할 수 있다.

제1 유체(310)가 차지하는 면적이 작으면 작을수록 전기 습윤 표시 장치(1)를 투과하는 광량이 많아지고 이에 따라 표시 장치(1)의 휘도가 증가할 수 있다. 광 투과량이 최대일 때, 최고 계조 예컨대 흰 색 이미지를 표시할 수 있다.

제1 유체(310)가 셀 내에서 차지하는 면적은 제1 패널(100)과 제2 패널(200) 사이에 인가되는 전기장의 세기에 의해 결정될 수 있으므로, 제1 전극(110)과 제3 전극(210) 사이의 전위 차를 조절함으로써 다양한 계조를 표시할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제3 전극(210)에 인가하는 전압은 일정한 값으로 고정하고, 제1 전극(110)에 인가하는 전압의 크기를 조절할 수 있다. 도 1에서는 제1 유체(310)가 제1 전극(110) 표면 전체를 덮고 있는 도시했으나, 제1 전극(110)에 인가된 전압 크기에 따라 제1 유체(310)는 제1 전극(110)의 표면 일부를 덮을 수 있다. 마찬가지로, 제1 유체(310)는 도 2에서 보여지는 것 보다 셀 내에서 더 넓은 면적을 차지할 수 있다.

도 3 및 도 4를 참고하여, 도 1 및 도 2에 도시한 전기 습윤 표시 장치(1)의 구동 방법에 대하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따라 전기 습윤 표시 장치(1)를 도 2의 상태에서 도 1의 상태로 바꿀 때 전극들(110, 120, 210)에 인가하는 구동 전압들을 도시한 그래프이다.

도 3을 참조하면, 제1 구간(T1) 동안 전기 습윤 표시 장치(1)의 제2 전극(120) 및 제3 전극(210)에는 실질적으로 동일한 전압 값(V+)을 갖는 전압(C21, C31)을 인가하고 제1 전극(110)에는 이들보다 낮은 전압 값(V-)을 갖는 전압(C11)을 인가하여, 제1 전극(110)과 제2 및 제3 전극(120, 210) 사이에는 전위차를 주고, 제2 전극(120)과 제3 전극(210) 사이에는 전위차를 주지 않을 수 있다. 이와 같이 하면 전기 습윤 표시 장치(1)의 제1 유체(310)는 제2 전극(120) 쪽으로 이동한 후 멈추어 도 2에서 보여지는 계조를 표시할 수 있다.

제1 구간(T1)이 끝나고 제2 구간(T2)이 시작되면, 제2 및 제3 전극(120, 210)과 실질적으로 동일한 전압 값(V+)을 제1 전극(110)에 인가하여 전기장을 제거할 수 있다. 전기장이 사라지면, 제2 유체(320)와 소수층(140) 사이에 작용하는 척력이 상대적으로 강해지면서 도 1에서 보여지는 바와 같이 제2 유체(320)가 소수층(140)의 표면에서 멀어지고 제1 유체(310)가 소수층(140) 위로 퍼져나가면서 이동하여 멈춘 후 도 1에서 보여지는 계조를 표시할 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따라 전기 습윤 표시 장치(1)를 도 2의 상태에서 도 1의 상태로 바꿀 때 전극들(110, 120, 210)에 인가되는 구동 전압들을 도시한 그래프이다.

도 4를 참조하면, 제1 구간(T1) 동안에는 도 3에서와 마찬가지로 제2 전극(120) 및 제3 전극(210)에는 실질적으로 동일한 전압 값(V+)을 갖는 전압(C22, C32)을 인가하고 제1 전극(110)에는 이보다 낮은 전압 값(V-)을 갖는 전압(C12)을 인가할 수 있다. 이와 같이 하면 전기 습윤 표시 장치(1)의 제1 유체(310)는 제2 전극(120) 쪽으로 이동하여 멈춘 후 도 2에서 보여지는 계조를 표시할 수 있다.

제1 구간(T1)이 끝나고 제2 구간(T2)이 시작하면, 도 3에서와 마찬가지로 제1 전극(110)에 제3 전극(210)과 실질적으로 동일한 전압 값(V+)을 갖는 전압(C12)을 인가하여 제1 전극(110)과 제3 전극(210) 사이의 전위차는 제거하는 반면, 도 3에 도시한 실시예와는 달리 제2 전극(120)에 이들보다 낮은 전압 값(V-)을 갖는 전압(C22)을 인가하여 제2 전극(120)과 제1 및 제3 전극(110, 210) 사이에는 전위차를 줄 수 있다. 이와 같이 하면 제1 전극(110)과 제3 전극(210) 사이 영역의 전기장보다 제2 전극(120)과 제3 전극(210) 사이 영역의 전기장이 강해지므로 제2 유체(320)가 제2 전극(120) 쪽으로 이동하고자 하며 이에 따라 제1 유체(310)가 제1 전극(110) 쪽으로 밀려나며 이동하여 멈춘 후 도 1에서 보여지는 계조를 표시할 수 있다. 이때, 본 실시예의 경우에는 제2 유체(320)가 소수층(140)과의 사이에 존재하는 척력에 더하여 전기장에 의한 힘을 더 받으므로, 도 3의 경우에 비하여 제1 유체(310)가 제1 전극(110) 쪽으로 퍼지는 데 걸리는 시간이 짧아질 수 있다.

도 3 및 4의 실시예는 전기장을 형성하기 위해 제1 전극 또는 제2 전극에 제3 전극에 인가된 전압보다 낮은 전압을 인가하는 것을 보여주고 있으나, 제3 전극에 인가된 전압보다 높은 전압을 제1 전극 또는 제2 전극에 인가할 수도 있다.

도 3 및 도 4를 참고하여 앞에서 설명한 방법으로 도 1 및 도 2에 도시한 전기 습윤 표시 장치(1)를 구동하고 응답 시간(response time)을 측정하였다. 이에 대하여 도 5 및 도 6을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 5는 시간에 따른 전기 습윤 표시 장치의 투과율 변화를 나타내는 그래프이고, 도 6은 실험예 1과 실험예 2에 따른 구동 방법으로 구동한 전기 습윤 장치의 응답 시간을 측정하여 도시한 그래프이다.

여기에서 "응답 시간"이라 함은 제1 계조(G1)에서 제2 계조(G2)로 바뀔 때, 두 계조의 차이(G2-G1)에 해당하는 투과율의 약 90 %에서 약 10 % 또는 약 10 %에서 약 90 %까지 투과율이 바뀌는데 걸리는 시간을 의미한다. 도 5에서 보여주는 응답 시간(Tr)은 전기 습윤 장치(1)의 최대 광 투과율을 100%라 하고, 최소 광 투과율을 0%라 할 때, 최대 투과율의 약 90%에 해당하는 투과율에서부터 최대 투과율의 약 10%에 해당하는 투과율에 이르기까지의 시간(Tr)이다.

도 6을 참고하면, 전기 습윤 표시 장치(1)에 도 3에 도시한 실시예와 같이 구동 전압을 인가했을 때("실험예 1")와 도 4의 실시예와 같이 구동 전압을 인가했을 때("실험예 2") 각각 9회씩 응답 시간을 측정하였다. 여기에서 V+는 약 15V, V-는 약 -15V로 하였다. 실험예 1의 경우 측정된 평균 응답 시간은 약 46 ms였고, 실험예 2의 경우에는 측정된 평균 응답 시간이 약 38 ms였다. 실험예 2의 경우가 실험예 2의 경우에 비하여 응답 시간이 약 17% 감소됨을 확인하였다.

다음, 도 7을 참고하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 습윤 장치의 구동 방법에 대하여 상세하게 설명한다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치(1)의 인가하는 구동 전압의 파형도이다.

도 7을 참조하면, 본 실시예에서는 제1 구간(T1) 동안 앞의 실시예들과 마찬가지로 제1 전극(110)의 전압값(V-)을 제2 및 제3 전극(120, 210)의 전압 값(V+)보다 낮게 하여, 제1 전극(110)과 제2 및 제3 전극(120, 210) 사이에는 전위차를 주고, 제2 전극(120)과 제3 전극(210) 사이에는 전위차를 주지 않는다. 이와 같이 하면 전기 습윤 표시 장치(1)의 제1 유체(310)는 제2 전극(120)쪽으로 이동하고 멈추어 도 2에서 보여지는 바와 같이 계조를 표시할 수 있다.

제2 구간(T2)이 시작하면 제1 전극(110)에 인가하는 전압(C13)을 V-에서 V+로 올리고 제2 전극(120)에 인가하는 전압(C23)을 V+에서 V-로 내려서 제1 시간(Tp) 동안 유지한 후, 제2 전극(120)에 인가하는 전압(C23)을 다시 V-에서 V+로 올린다. 제1 구간(T1)과 제2 구간(T2)동안 제3 전극(210)에 인가되는 전압(C33)은 고정된다. 따라서 제2 구간(T2)에서 제1 시간(Tp) 동안은 제2 전극(120) 위 영역의 전기장이 강하여 제1 유체(310)가 제1 전극(110) 쪽으로 밀려나는 속도를 빠르게 할 수 있다. 나머지 시간 동안은 모든 영역의 전기장을 제거하여 제2 유체(320)와 소수층(140)의 척력으로 제1 유체(310)가 제1 전극(110)쪽으로 이동하여 도 1에 보여지는 바와 같이 셀 전체를 덮을 수 있다.

도 3, 도 4 및 도 7을 참고하여 앞에서 설명한 방법으로 도 1 및 도 2에 도시한 전기 습윤 표시 장치(1)를 구동하고 응답 시간을 측정하였다. 이에 대하여 도 8을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 8은 실험예 3, 실험예 4 및 실험예 5에 따른 구동 방법으로 구동한 전기 습윤 장치의 응답 시간을 측정하여 도시한 그래프이다. 그래프의 실험예 3은 도 3에서와 같이 구동 전압을 인가한 경우를 나타내고, 실험예 4 및 실험예 5는 도 7에서와 같이 구동 전압을 인가한 경우를 나타낸다. 실험예 4에서 제1 시간(Tp)(도 7 참고)은 약 20 ms로 하였고, 실험예 5에서는 제1 시간(Tp)을 약 10 ms로 하였다. 측정된 평균 응답 시간은 실험예 3의 경우에 약 39 ms인 반면, 실험예 4의 경우 약 24 ms, 실험예 5의 경우에는 약 19 ms였다. 실험예 3과 비교할 때 실험예 4에서 응답 시간이 약 38 % 감소하고, 실험예 5에서는 응답 시간이 약 51 % 감소함을 확인하였다. 실험예 4와 실험예 5에 측정된 실험 결과들을 참조하면, 제1 시간(Tp)은 응답 시간(Tc)보다 작다. 또한, 실험예 4와 실험예 5의 제1 시간(Tp)은 실험예 1 내지 실험예 3에서 측정된 응답 시간(Tc)보다 작다.

도 6과 도 8에 도시한 결과를 종합하면, 실험예 1 대비 실험예 2의 응답 시간의 감소 정도보다 실험예 3 대비 실험예 4와 실험예 5의 응답 시간 감소 정도가 더 크다는 것을 확인하였다.

도 6 및 도 8을 보면 동일 구동 조건 하에서 측정된 응답 시간에 어느 정도 편차가 발생하는데 이유는 명확히 규명되지 않았으나, 측정이 불가능한 표면 거칠기와 같은 셀 내의 비균일성, 또는 제1 유체(310) 및 제2 유체(320)의 움직임에 있어서의 미세한 차이 등에 기인한 것으로 추정된다.

도 8의 측정된 응답 시간의 표준 편차를 계산한 결과, 실험예 3은 약 9.41, 실험예 4은 약 5.44, 실험예 5는 약 1.8였다. 본 발명의 실시예에 따른 구동 방법을 적용 시, 응답 시간의 편차 또한 개선됨을 확인하였다.

앞서 설명된 실험예들에서는 본 발명의 실시예에 따른 구동 방법을 이용해 전기 습윤 표시 장치(1)가 최고 계조에서 최저 계조로 바뀔 때 응답 시간(Tr)을 측정하였다. 그러나, 본 발명의 실시예에 따른 구동 방법은 전기 습윤 장치(1)의 상대적으로 높은 중간 계조에서 상대적으로 낮은 중간 계조로 바뀔 때도 적용될 수 있다.

도 9 및 도 10은 도 2에 도시된 바와 같이 제1 유체(310)가 제2 전극(120)에 대응하는 영역의 소수층(140)에 모여있을 때 제2 전극(120)과 제3 전극(210) 사이에 전기장을 인가한 경우, 인가 시간에 따른 제1 유체(310)의 이동을 보여주기 위한 모의 실험 조건과 결과를 보여준다. 도 9는 모의 실험에 사용된 조건을 보여준다. 격벽(160)을 포함한 셀의 한 변의 크기는 약 90 μm이고 격벽(160)의 폭의 반은 약 6.0 μm, 격벽(160)의 높이는 약 4.5 μm이다. 소수층(140)부터 제3 전극(210)까지의 높이는 약 44 μm이다. 모의 실험에 사용된 제2 유체(320)의 밀도는 약 1165kg/m³, 점도는 약 50cp, 유전 상수는 약 42이다. 모의 실험에 사용된 제1 유체(310)의 밀도는 약 730kg/m³, 점도는 약 0.93cp, 유전상수는 약 2이다. 제1 유체(310)와 제2 유체(320)의 표면 장력은 약 0.020N/m이다. 셀의 크기를 제외하고는 도 6과 도 8의 측정에 사용된 전기 습윤 표시 장치(1)의 셀과 동일한 조건이다. 모의 실험에서는 3차원을 모사할 수 없어, 셀의 크기를 한 변의 크기로 입력하였다. 반면, 도 6과 도 8에서 사용된 전기 습윤 표시 장치(1)의 셀들의 크기는 약 160 μm × 160 μm이다.

도 10을 참조하면, 도 9의 제2 전극(120)과 제3 전극(210) 사이에 인가된 전기장은 전기력선으로 도시되고 있다. 전기장이 인가된 시간이 경과함에 따라 제1 유체(310)가 셀 영역으로 퍼져 나간다. 전기력선의 분포는 제1 유체(310)가 퍼져 나가는 반대 방향에 밀집해 있음을 보여 준다. 전기력선이 제1 유체(310)가 퍼져 나가는 반대 부분에 힘을 가하므로 인해 제1 유체(310)가 퍼져 나가는 것을 돕는 것으로 이해된다. 전기장을 인가한지 약 5 ms가 경과하면, 전기력선이 밀집되어 있는 제1 유체(310)의 E영역에서 제1 유체(310)가 분리되는 현상이 발생한다. 전기장을 계속 인가할 경우, 제1 유체(310) 중 약한 부분이 전기력에 의해 깨져서 분리 현상이 발생할 수 있다. 도 6에서 보여준 실험예 1이 도 8에서 보여준 실험예 2 및 3 보다 응답 시간이 적게 감소된 것은 전술한 분리 현상이 발생했기 때문일 수 있다. 즉, 도 4에서 도시된 구동 방법에 따라 제2 구간(T2)동안 계속해서 제2 전극(120)과 제3 전극(210) 사이에 전기장을 인가할 경우, 제2 전극(120)에 대응하는 영역에 모여 있던 제1 유체(310)는 퍼져 나가다가 분리가 되고, 제2 구간(T2)에서 표시하고자 하는 제2 이미지를 안정적으로 표시하기 위해 분리된 영역이 다시 합쳐진다. 분리가 되었다가 다시 합쳐지기 위한 시간이 소요되므로, 제1 유체(310)가 분리되지 않고 퍼져 나가는 것 보다 응답 시간이 더 걸릴 수 있다. 반면, 도 7에 도시된 구동 방법에서 제2 전극(120)에 전압을 인가하는 제1 시간(Tp)동안 제1 유체(310)의 분리 현상이 발생하지 않을 수 있다.

도 11은 제2 전극(120)의 크기에 따라 변화하는 응답 시간들을 나타낸 그래프이다. 도 11의 응답 시간들은 도 9에 사용된 것과 동일한 모의 실험 조건을 사용하여 계산된 결과이다.

세로축은 개구율(white area)(%)을 나타내고, 가로축은 시간(ms)을 나타낸다. 개구율은 격벽(160)이 둘러싸고 있는 전체 셀 면적 중 제1 유체(310)에 의해 덮여 있지 않은 영역의 비율을 의미한다. 개구율이 최대일 경우 최고 계조를 표시한다. 개구율의 감소는 제1 유체(310)가 셀 내로 퍼져 나가는 것을 의미한다. 도 11은 제2 전극(120)의 크기가 약 11 μm, 약 20 μm, 약 31 μm일 때 각각 도 7의 구동 방법을 적용하여 약 2 ms 동안 제2 전극(120)과 제3 전극(210) 사이에 약 30V 전압 차이를 인가할 때 시간의 경과에 따른 개구율의 변화를 나타내는 모의 실험 결과이다. 도 11의 모의 실험에서 최대 개구율은 약 53%이다. 도 11을 참조하면, 최대 개구율로부터 일정 개구율까지 도달하는데 걸리는 시간은 제2 전극(120)의 크기가 클수록 작다. 예를 들어, 최대 개구율에서 개구율이 약 10 %가 될 때까지 걸리는 시간은 제2 전극(120)이 약 31 μm인 경우, 약 1.58 ms, 약 20 μm인 경우 약 1.78 ms, 약 11 μm인 경우 약 2.28 ms이다. "전압 없음"은 제2 전극(120)과 제3 전극(210) 사이에 전압 차이를 인가하지 않고, 제2 전극(120)의 크기가 약 20 μm일 때 개구율의 변화를 나타낸다. 최대 개구율에서 개구율 약 10%까지 되는데 약 2.72 ms가 걸리며, 이 값은 전압 차이를 인가할 때보다 크다.

제2 전극(120)의 크기가 클수록, 제2 전극(120)과 제3 전극(210) 사이에 전압 차이를 형성했을 때, 제2 전극(120)에 대응하는 영역에 모인 제1 유체(310)가 퍼지는 속도는 빠르다. 하지만, 제1 전극(110)과 제3 전극(210) 사이에 전압 차이를 형성했을 때, 제1 유체(310)는 제2 전극(120)의 크기에 상관없이 제2 전극(120)을 완전히 덮을 만큼 소수층(140) 위에 모이기 때문에 제2 전극(120)의 크기가 클수록, 최대 개구율이 작아진다. 따라서, 제2 전극(120)의 크기는 제1 유체(310)가 제2 전극(120)에 대응하는 소수층(140) 위에 모였을 때 차지하는 소수층(140)의 최소 면적(A)보다 작게 한다.

도 12 및 도 13은 소수층(140)의 표면이 오염된 경우 제2 전극(120)과 제3 전극(210) 사이에 전기장을 인가할 때와 인가하지 않을 때, 제1 유체(310)가 셀 내 퍼지는데 걸리는 시간을 보여주기 위한 모의 실험 결과이다. 모의 실험 조건은 도 9의 조건과 동일하다.

도 12는 소수층(140) 위에서 제1 유체(310)가 만드는 접촉각(contact angle, Θ)을 도시한 것이다. 소수층(140) 표면이 오염될 경우, 제1 유체(310)의 접촉각(contact angle)(Θ)은 커져서 제1 유체(310)가 셀 내로 퍼져 나가지 않는 문제가 발생한다. 도 13은 개구율이 약 18 %부터 약 11.5 %가 되는 셀 영역의 소수층(140)이 오염된 경우와 오염되지 않은 경우를 모사한 실험 결과이다. 소수층(140)이 오염되지 않은 영역에서 접촉각(Θ)은 10도로 하고, 오염된 영역에서는 접촉각(Θ)을 15도로 증가시켜 모의 실험 한다. 도 13에서 F로 표시한 부분은 소수층(140)이 오염되어 접촉각(Θ)이 증가된 구간을 나타낸다. 도 13을 참조하면, 모의 실험예1은 소수층(140)의 표면이 오염되지 않고 제2 전극(120)과 제3 전극(210) 사이에 전기장을 인가하지 않은 경우를 모사한다. 그래프는 제1 유체(310)가 셀 내에서 퍼져 나가 개구율이 감소되고 있는 것을 보여준다. 모의실험예2는 소수층(140)의 표면이 오염되고 제2 전극(120)과 제3 전극(210) 사이에 전기장이 인가되지 않은 상태를 모사한 결과이다. 시간이 경과해도 개구율이 약 12.5 %까지 감소한 이후 더 이상 변화하지 않는 것을 보여준다. 즉 제1 유체(310)가 개구율이 약12.5 %가 되는 소수층(140) 위에까지만 퍼지고, 더 이상 퍼져나가지 않는 것을 의미한다. 모의실험예3은 소수층(140) 표면이 오염되고 도 7의 구동 방법을 적용한 경우를 모사한 결과이다. 제1 시간(Tp)은 약 4.5ms로 설정하고 제1 시간(Tp)동안 제2 전극(120)과 제3 전극(210) 사이에 약 30V 전압 차이를 준 것으로 모의 실험 하였다. 모의실험예2와는 달리 접촉각이 증가한 영역에서도 제1 유체(310)는 퍼져나감에 의해 시간이 경과함에 따라 개구율은 감소한다.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 구동 방법을 적용할 경우 소수층(140)이 오염된 영역에서도 제1 유체(310)는 셀 내로 퍼져나갈 수 있다.

도 14 내지 도 16은 도 7에 도시된 제2 구간(T2) 동안, 제2 전극에 제1 시간(Tp) 동안 인가되는 전압의 다양한 형태를 보여주고 있다. 도 14 내지 도 16의 전압이 도 8에 사용된 전기 습윤 표시 장치(1)의 제2 전극(120)에 인가되는 동안 제1 전극(110) 및 제3 전극(210)에는 도 7에 도시된 바와 같이 전압이 인가된다.

도 14는 5개의 펄스를 포함하는 펄스 파형의 전압을 도시하고 있다. 펄스 파형의 전압은 제3 전극에 인가되는 전압 값(V+)과는 다른 전압 값(V-)을 갖는 제1 전압과 제3 전극에 인가되는 전압 값(V+)과 같은 전압 값(V+)을 갖는 제2 전압으로 스윙한다. 제1 전압은 약 1.0 ms동안 유지된다. 전기 습윤 표시 장치(1)의 제2 전극(120)에 약 10 ms동안 이러한 형태의 전압을 인가하여, 10회 측정한 결과, 평균 응답 시간(Tr)은 약 18.88 ms로 측정되었다.

도 15는 3개의 펄스를 포함하는 펄스 파형의 전압을 도시하고 있다. 펄스 파형의 전압은 제3 전극에 인가되는 전압 값(V+)과는 다른 전압 값(V-)을 갖는 제1 전압과 제3 전극에 인가되는 전압 값(V+)과 같은 전압 값(V+)을 갖는 제2 전압으로 스윙한다. 제1 전압은 약 2.0 ms 동안 유지된다. 전기 습윤 표시 장치(1)의 제2 전극(120)에 약 10 ms 동안 이러한 형태의 전압을 인가하여, 10회 측정한 결과, 평균 응답 시간(Tr)은 약 17.29 ms로 측정되었다.

도 16은 2개의 펄스를 포함하는 펄스 파형의 전압을 도시하고 있다. 펄스 파형의 전압은 제3 전극에 인가되는 전압 값(V+)과는 다른 전압 값(V-)을 갖는 제1 전압과 제3 전극에 인가되는 전압 값(V+)과 같은 전압 값(V+)을 갖는 제2 전압으로 스윙한다. 제1 전압은 약 2.0 ms 동안 유지된다. 전기 습윤 표시 장치(1)에 약 9.99 ms 동안 이러한 형태의 전압을 인가하여, 10회 측정한 결과, 평균 응답 시간(Tc)은 약 15.39 ms로 측정되었다.

도 14 내지 도 16에 도시된 바와 같이, 응답 시간(Tc)보다 짧게 유지되는 전압 값을 갖는 펄스 파형의 전압을 제2 구간(T2) 동안 제2 전극에 인가한 경우에도 도 8의 비교예2보다 응답 시간(Tr)은 감소하였다.

도 17은 본 발명의 실시예에 따른 도 1 또는 도 2에서 도시된 전기 습윤 표시 장치(1)의 제1 패널(100)의 배치도이다. 도 17은 격벽(160)에 의해 둘러싸인 한 셀만을 도시하고 있으나, 제1 패널(100)은 행과 열로 반복적으로 배치된 다수의 셀들을 포함하고 있다.

도 1 및 도 17을 참조하면, 제1 기판(101) 위에 제1 게이트선(171), 제2 게이트선(175) 및 유지 전극선(177)이 가로 또는 수평 방향으로 뻗어 있다. 유지 전극선(177)은 제1 게이트선(171)과 제2 게이트선(175) 사이에 위치한다. 제1 게이트선(171)은 제1 게이트 전극(173)을 포함하고, 제2 게이트선(175)은 제2 게이트 전극(176)을 포함한다. 유지 전극선(177)은 유지 전극(179)을 포함한다. 제1 게이트선(171)과 제2 게이트선(175)은 후술되는 박막 트랜지스터들을 턴 온 시키기 위한 온 전압(on-voltage)을 전달한다. 제1 게이트선(171), 제2 게이트선(175) 및 유지 전극선(177)은 티타늄 또는 티타늄 합금으로 형성된 제1 층(124a)과 구리 또는 구리 합금으로 형성된 제2 층(124b)으로 구성된 이중막 구조를 가질 수 있다. 다른 실시예에 따르면, Mo/Al, CuMn/Cu 또는 Mo/Cu의 이중막 구조일 수 있다.

도시되지는 않았으나, 제1 게이트선(171), 제2 게이트선(175) 및 유지 전극선(177) 위에는 게이트 절연막이 형성될 수 있다.

제1 게이트 전극(173)과 제2 게이트 전극(176)에 대응하는 게이트 절연막 위에는 제1 반도체층(153)과 제2 반도체층(155)이 각각 형성되어 있다. 제1 반도체층(153)과 제2 반도체층(155)은 비정질 실리콘(amorphous silicon) 또는 산화물 반도체를 포함할 수 있다.

게이트 절연막 위에는 제1 데이터선(181) 및 제2 데이터선(186)이 제1 게이트선(171), 제2 게이트선(175) 및 유지 전극선(177)을 가로지르며 세로 또는 수직 방향으로 뻗어 있다. 제1 데이터선(181)은 제1 반도체층(153) 위에 위치한 제1 소스 전극(183)을 포함하고 제2 데이터선(186)은 제2 반도체층(155) 위에 위치한 제2 소스 전극(187)을 포함한다. 제1 소스 전극(183)과 마주보고 제1 드레인 전극(184)이 형성되어 있고, 제2 소스 전극(187)과 마주보고 제2 드레인 전극(188)이 형성되어 있다. 제1 드레인 전극(184)의 일부는 제1 반도체층(153)과 중첩하고, 일부는 유지 전극(179)과 중첩하는 영역에 확장부를 포함한다. 제1 드레인 전극(184)의 확장부와 유지 전극(179)은 유지 축전기(storage capacitor)를 형성한다. 제2 드레인 전극(188)의 일부는 제2 반도체층(155)과 중첩하여 위치한다.

제1 데이터선(181), 제1 드레인 전극(184), 제2 데이터선(186), 및 제2 드레인 전극(188)은 Mo/Al 또는 Ti/Cu의 이중막 구조를 포함할 수 있다. 다른 예에 따르면, 제1 데이터선(181), 제1 드레인 전극(184), 제2 데이터선(186), 및 제2 드레인 전극(188)은 GaZnO/Cu/CuMn, 또는 CuMn/Cu/CuMn의 삼중막 구조를 포함할 수 있다.

제1 게이트 전극(173), 제1 반도체층(153), 제1 소스 전극(183) 및 제1 드레인 전극(184)은 제1 박막 트랜지스터를 구성한다. 제2 게이트 전극(176), 제2 반도체층(155), 제2 소스 전극(187) 및 제2 드레인 전극(188)은 제2 박막 트랜지스터를 구성한다.

제1 데이터선(181), 제1 드레인 전극(184), 제2 데이터선(186), 및 제2 드레인 전극(188) 위에는 도시되지는 않았으나 절연막이 형성될 수 있다. 절연막은 제1 드레인 전극(184)과 제2 드레인 전극(188)의 일부를 각각 노출시키는 제1 접촉 구멍(191)과 제2 접촉 구멍(193)을 포함한다.

절연막 위에는 서로 분리되어 있는 제1 전극(110)과 제2 전극(120)이 형성되어 있다. 제1 전극(110)과 제2 전극(120)은 인듐산화주석(indium tin oxide) 또는 인듐산화아연(indium zinc oxide)과 같은 투명 도전체(transparent conductor)로 이루어질 수 있다. 제2 전극(120)의 크기는 전술한 바와 같이 제1 유체(310)가 차지하는 소수층(140)의 최소 면적(A)보다 작다. 제1 전극(110)은 제1 접촉 구멍(191)을 통해 제1 박막 트랜지스터의 제1 드레인 전극(184)과 전기적으로 연결된다. 제2 전극(120)은 제2 접촉 구멍(193)을 통해 제2 박막 트랜지스터의 제2 드레인 전극(188)과 전기적으로 연결된다. 제1 데이터선(181)으로 전달된 전압은 제1 게이트선(171)에 온 전압이 인가되는 동안, 제1 박막 트랜지스터를 통해 제1 전극(110)에 인가된다. 제2 데이터선(186)으로 전달된 전압은 제2 게이트선(175)에 온 전압이 인가되는 동안, 제2 박막 트랜지스터를 통해 제2 전극(120)에 인가된다. 제1 데이터선(181)과 제2 데이터선(186)으로 전달되는 전압들은 본 발명의 실시예에 따른 도 4 또는 도 7에 도시된 구동 전압들일 수 있다. 전술한 유지 축전기는 제1 게이트선(171)에 게이트 오프 전압(off-voltage)이 인가된 이후에도, 제1 전극에 인가된 전압을 유지시킨다.

제1 전극(110) 및 제2 전극(120) 위에는 보호층(130)과 소수층(140)이 형성되어 있다. 보호층(130)은 산화규소(SiOx)를 포함할 수 있으며, 소수층(140)은 불소계 고분자를 포함할 수 있다. 소수층(140) 위에는 격벽(wall)(160)이 형성되어 있다. 격벽(160)은 사각형 형상을 가지며, 게이트선들(171, 175)과 평행한 가로변들(162, transverse sides)과 데이터선들(181, 186)과 평행한 세로변들(164, longitudinal sides)을 포함한다. 가로변들(162)은 제1 게이트선(171)과 제2 게이트선(175)의 바깥쪽에 위치하고, 세로변들(164)은 제1 데이터선(181)과 제2 데이터선(186)의 바깥쪽에 위치한다. 격벽(160)에 의해 둘러싸인 공간 안에 제1 게이트선(171), 제2 게이트선(175), 제1 데이터선(181) 및 제2 데이터선(186)이 위치한다. 제1 전극(110)의 적어도 한 모서리는 격벽(160)의 모서리로부터 이격될 수 있다. 예컨데, 도 9에 도시된 바와 같이, 제2 전극(120)의 반대쪽에 위치한 제1 전극(110)의 모서리는 가로변(162)으로부터 이격되어 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

101 제1 기판 110 제1 전극
120 제2 전극 140 소수층
160 격벽 201 제2 기판
210 제3 전극 310 제1 유체
320 제2 유체

Claims

서로 마주하는 제1 패널과 제2 패널, 상기 제1 패널과 상기 제2 패널 사이의 공간에 배치되며 서로 섞이지 않는 제1 유체와 제2 유체를 포함하고, 상기 제1 패널은 제1 기판, 상기 제1 기판 위에 형성된 제1 전극, 상기 제1 전극과 떨어져 있는 제2 전극 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 위에 위치하며 상기 제2 유체와 떨어지려는 경향이 있는 소수층을 포함하고, 상기 제2 패널은 제2 기판 및 상기 제2 기판 위에 위치하는 제3 전극을 포함하는 표시 장치의 구동 방법으로서,
상기 제1 전극과 상기 제3 전극 사이에 제1 전위차를 주어 상기 제1유체가 상기 제2 전극 쪽으로 이동하도록 하는 제1 이동 단계,
상기 제1 전위차를 제거하고 상기 제2 전극과 상기 제3 전극 사이에 제2 전위차를 주어 상기 제1 유체가 상기 제1 전극 쪽으로 이동하도록 하는 제2 이동 단계, 그리고
상기 제2 전위차를 제거하여 상기 제1 유체가 상기 제1 전극 쪽으로 이동하는 속도를 늦추거나 상기 제1 유체의 이동을 멈추게 하는 감속 단계
를 포함하는 표시 장치의 구동 방법.
제1항에 있어서,
상기 제1 이동 단계에서 상기 제1 유체는 상기 제2 전극 표면 전체를 덮을 때까지 이동하는 표시 장치의 구동 방법.
제1항에 있어서,
상기 제2 이동 단계에서 상기 제1 유체는 상기 제1 전극 표면 전체를 덮을 때까지 이동하는 표시 장치의 구동 방법.
제1항에 있어서,
상기 제2 전위차는 상기 제3 전극에 고정된 전압 값을 인가하고, 상기 제2 전극에 펄스 파형의 전압을 인가함에 의해 형성되는 표시 장치의 구동 방법.
제4항에 있어서,
상기 펄스 파형의 전압은 상기 전압 값과 다른 제1 전압과 상기 전압 값과 같은 제2 전압으로 스윙하는 표시 장치의 구동 방법.
제5항에 있어서,
상기 펄스 파형의 전압은 2개 이상의 펄스를 포함하는 표시 장치의 구동 방법.
제1항에 있어서,
상기 제2 이동 단계에서 상기 제1 유체는 분리되지 않는 표시 장치의 구동 방법.
제1항에 있어서,
상기 제2 전위차를 제거함에 의해 상기 감속 단계에서 상기 제1 유체는 분리되지 않는 표시 장치의 구동 방법.
서로 마주하는 제1 패널과 제2 패널, 상기 제1 패널과 상기 제2 패널 사이의 공간에 배치되며 제1 유체와 제2 유체를 포함하고, 상기 제1 패널은 제1 기판, 상기 제1 기판 위에 형성된 제1 전극, 상기 제1 전극과 떨어져 있는 제2 전극 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 위에 위치하는 소수층을 포함하고, 상기 제2 패널은 제2 기판 및 상기 제2 기판 위에 위치하는 제3 전극을 포함하는 표시 장치의 구동 방법으로서,
상기 제1 전극과 상기 제3 전극 사이에 제1 전위차를 생성하여 제1 계조를 표시하는 단계,
상기 제1 전위차를 제거하고 상기 제2 전극과 상기 제3 전극 사이에 제2 전위차를 주는 단계, 그리고
상기 제2 전위차를 제거하여 제2 계조를 표시하는 단계를 포함하는 표시 장치의 구동 방법.
제9항에 있어서,
상기 제2 계조는 상기 제1 유체가 상기 제1 전극 표면 전체를 덮는 표시 장치의 구동 방법.
제9항에 있어서,
상기 제1 계조는 상기 제1 유체가 상기 제2 전극 표면 전체를 덮는 표시 장치의 구동 방법.
제9항에 있어서,
상기 제2 전위차는 상기 제3 전극에 고정된 전압 값을 인가하고, 상기 제2 전극에 펄스 파형의 전압을 인가함에 의해 형성되는 표시 장치의 구동 방법.
제12항에 있어서,
상기 펄스 파형의 전압은 상기 전압 값과 다른 제1 전압과 상기 전압 값과 같은 제2 전압으로 스윙하는 표시 장치의 구동 방법.
제13항에 있어서,
상기 펄스 파형의 전압은 2개 이상의 펄스를 포함하는 표시 장치의 구동 방법.
제9항에 있어서,
상기 제2 전위차를 주는 단계는 제1 시간 동안 수행되고, 상기 제1시간 동안 상기 제1 유체는 분리되지 않는 표시 장치의 구동 방법.
제1 패널, 상기 제1 패널과 마주하는 제2 패널, 상기 제1 패널과 상기 제2 패널 사이에 형성된 공간에 배치된 서로 섞이지 않는 제1 유체와 제2 유체를 포함하는 표시 장치로서,
상기 제1 패널은
제1 기판,
상기 제1 기판 위에 위치하는 제1 게이트선 및 제2 게이트선,
상기 제1 게이트선 및 상기 제2 게이트선을 가로지르는 제1 데이터선 및 제2 데이터선,
상기 제1 게이트선과 상기 제1 데이터선에 각각 연결되어 있는 제1 박막 트랜지스터,
상기 제2 게이트선과 상기 제2 데이터선에 각각 연결되어 있는 제2 박막 트랜지스터,
상기 제1 박막 트랜지스터에 연결되어 있는 제1 전극,
상기 제2 박막 트랜지스터에 연결되어 있고 상기 제1 전극과 떨어져 있는 제2 전극,
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 위에 위치하는 소수층 그리고,
상기 소수층 위에 위치하는 격벽을 포함하고,
상기 제1 게이트선과 상기 제2 게이트선은 상기 격벽으로 둘러싸인 영역을 지나가고,
상기 제2 패널은
상기 제1 기판을 마주 보는 제2 기판 그리고,
상기 제2 기판 위에 배치된 제3 전극을 포함하는 표시 장치.
제16항에 있어서,
상기 제1 전극의 적어도 한 변은 상기 격벽으로부터 이격되어 있는 표시 장치.
제16항에 있어서,
상기 제2 전극의 크기는 상기 제1 유체의 최소 면적보다 작은 표시 장치.
서로 마주하는 제1 패널과 제2 패널, 상기 제1 패널과 상기 제2 패널 사이의 공간에 배치되며 제1 유체와 제2 유체를 포함하고, 상기 제1 패널은 제1 기판, 상기 제1 기판 위에 형성된 제1 전극, 상기 제1 전극과 떨어져 있는 제2 전극, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 위에 위치하는 소수층을 포함하고, 상기 제2 패널은 제2 기판, 상기 제2 기판 위에 위치하는 제3 전극을 포함하는 표시 장치의 구동 방법으로서,
상기 제1 전극과 상기 제3 전극 사이에 제1 전위차를 생성하여 제1 계조를 표시하는 단계,
상기 제1 전위차를 제거하고 상기 제2 전극과 상기 제3 전극 사이에 제2 전위차를 주는 단계, 그리고
상기 제2 전위차를 제거하여 제2 계조를 표시하는 단계
를 포함하고,
상기 제2 전위차를 제거하지 않은 경우 상기 제1 계조에서 상기 제2 계조로 바뀌는데 걸리는 시간보다 상기 제2 전위차를 주는 시간이 짧은
표시 장치의 구동 방법.