KR20190060005A - 컬러 디스플레이 디바이스의 구동 방법들 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고품질의 컬러 상태들을 디스플레이할 수 있는 컬러 디스플레이 디바이스의 구동 방법에 관한 것이다. 디스플레이 디바이스는, 상이한 광학 특성을 갖는 3가지 종류의 안료 입자들을 포함하는 전기영동 유체를 이용한다.

Description

컬러 디스플레이 디바이스의 구동 방법들{DRIVING METHODS FOR COLOR DISPLAY DEVICE}
본 발명은 고품질의 컬러 상태들을 디스플레이하기 위한 컬러 디스플레이 디바이스의 구동 방법에 관한 것이다.
컬러 디스플레이를 달성하기 위해서, 컬러 필터들이 종종 사용된다. 가장 일반적인 접근법은 픽셀화된 디스플레이의 블랙/화이트 서브 픽셀들의 상부에 컬러 필터들을 부가하여 레드, 그린 및 블루 컬러들을 디스플레이하는 것이다. 레드 컬러가 소망되는 경우, 그린 및 블루 서브 픽셀들이 블랙 상태로 터닝되어, 디스플레이되는 유일한 컬러가 레드가 되도록 한다. 블루 컬러가 소망되는 경우, 그린 및 레드 서브 픽셀들이 블랙 상태로 터닝되어, 디스플레이되는 유일한 컬러가 블루가 되도록 한다. 그린 컬러가 소망되는 경우, 레드 및 블루 서브 픽셀들이 블랙 상태로 터닝되어, 디스플레이되는 유일한 컬러가 그린이 되도록 한다. 블랙 상태가 소망되는 경우, 모든 3개의 서브 픽셀들이 블랙 상태로 터닝된다. 화이트 상태가 소망되는 경우, 3개의 서브 픽셀들은 각각 레드, 그린 및 블루로 터닝되고, 결과적으로 화이트 상태가 뷰어에 의해 시인된다.
이러한 기술의 가장 큰 단점은, 서브 픽셀들의 각각이 소망되는 화이트 상태의 약 삼분의 일 (1/3) 의 반사율을 갖기 때문에, 화이트 상태가 상당히 흐릿하다. 이를 보상하기 위해서, 오로지 화이트 및 블랙 상태들만을 디스플레이할 수 있는 제 4 의 서브 픽셀이 부가되어, 레드, 그린 또는 블루 컬러 레벨의 희생으로 화이트 레벨이 배가 되도록 할 수도 있다 (각각의 서브 픽셀은 이제 픽셀 영역의 단지 사분의 일이다). 화이트 픽셀로부터의 빛을 부가함으로써 보다 밝은 컬러들이 달성될 수 있지만, 이것은 색 영역 (color gamut) 의 희생으로 달성되어 컬러들이 매우 연해지고 불포화되는 것을 야기시킨다. 3개의 서브 픽셀들의 컬러 포화를 감소시키는 것에 의해 유사한 결과가 달성될 수 있다. 이러한 접근법을 이용하더라도, 화이트 레벨은 보통 실질적으로 블랙 및 화이트 디스플레이의 절반 미만이며, 디스플레이 디바이스들, 예컨대 e-리더들 또는 제대로 판독가능한 블랙-화이트 휘도 및 콘트라스트를 필요로 하는 디스플레이들에 대해 허용할 수 없는 선택을 제공한다.
본 발명의 제 1 양태는 시인측의 제 1 표면, 비시인측의 제 2 표면, 및 공통 전극과 픽셀 전극들의 층 사이에 개재되고 모두가 용매 또는 용매 혼합물에 분산되는 제 1 종의 안료 입자들, 제 2 종의 안료 입자들 및 제 3 종의 안료 입자들을 포함하는 전기영동 유체를 포함하는 전기영동 디스플레이에 대한 구동 방법에 관한 것으로서,
(a) 3가지 종류의 안료 입자들은 서로 상이한 광학 특성들을 가지고;
(b) 제 1 종의 안료 입자들 및 제 2 종의 안료 입자들은 반대 전하 극성들을 가지며; 그리고
(c) 제 3 종의 안료 입자들은 제 2 종의 안료 입자들과 동일한 전하 극성을 갖지만 세기는 보다 낮으며, 상기 방법은:
(i) 제 1 시구간 동안 전기영동 디스플레이의 픽셀에 제 1 구동 전압을 인가하는 단계로서, 시인측에서 제 1 종의 안료 입자들의 컬러 상태를 향해 픽셀을 구동하기 위해서 제 1 구동 전압이 제 1 종의 안료 입자들과 동일한 극성을 갖는, 상기 제 1 구동 전압을 인가하는 단계;
(ii) 제 2 시구간 동안 픽셀에 제 2 구동 전압을 인가하는 단계로서, 시인측에서 제 3 종의 안료 입자들의 컬러 상태를 향해 픽셀을 구동하기 위해서 제 2 구동 전압은 제 3 종의 안료 입자들과 동일한 극성을 갖는, 상기 제 2 구동 전압을 인가하는 단계; 및
단계 (i) 및 단계 (ii) 를 반복하는 단계를 포함한다.
일 실시형태에서, 제 1 종의 안료 입자들은 음으로 하전되며 제 2 종의 안료 입자들은 양으로 하전된다. 일 실시형태에서, 제 2 구동 전압의 진폭은 제 1 구동 전압의 진폭의 50% 미만이다. 일 실시형태에서, 단계들 (i) 및 (ii)는 적어도 4회 반복된다. 일 실시형태에서, 방법은 단계 (i) 이전에 셰이킹 파형을 더 포함한다. 일 실시형태에서, 방법은 셰이킹 파형 이후 단계 (i) 이전에 제 1 종의 안료 입자들의 풀 컬러 상태로 픽셀을 구동하는 것을 더 포함한다. 일 실시형태에서, 제 1 시구간은 40 ~ 140 msec 이고, 제 2 시구간은 460 msec 이상이며, 단계 (i) 및 (ii) 는 적어도 7회 반복된다.
본 발명의 제 2 양태는 시인측의 제 1 표면, 비시인측의 제 2 표면, 및 공통 전극과 픽셀 전극들의 층 사이에 개재되고 모두가 용매 또는 용매 혼합물에 분산되는 제 1 종의 안료 입자들, 제 2 종의 안료 입자들 및 제 3 종의 안료 입자들을 포함하는 전기영동 유체를 포함하는 전기영동 디스플레이에 대한 구동 방법에 관한 것으로서,
(a) 3가지 종류의 안료 입자들은 서로 상이한 광학 특성들을 가지고;
(b) 제 1 종의 안료 입자들 및 제 2 종의 안료 입자들은 반대 전하 극성들을 가지며; 그리고
(c) 제 3 종의 안료 입자들은 제 2 종의 안료 입자들과 동일한 전하 극성을 갖지만 세기는 보다 낮으며, 상기 방법은:
(i) 제 1 시구간 동안 전기영동 디스플레이의 픽셀에 제 1 구동 전압을 인가하는 단계로서, 시인측에서 제 1 종의 안료 입자들의 컬러 상태를 향해 픽셀을 구동하기 위해서 제 1 구동 전압이 제 1 종의 안료 입자들과 동일한 극성을 갖는, 상기 제 1 구동 전압을 인가하는 단계;
(ii) 제 2 시구간 동안 픽셀에 제 2 구동 전압을 인가하는 단계로서, 시인측에서 제 3 종의 안료 입자들의 컬러 상태를 향해 픽셀을 구동하기 위해서 제 2 구동 전압은 제 3 종의 안료 입자들과 동일한 극성을 갖는, 상기 제 2 구동 전압을 인가하는 단계;
(iii) 제 3 시구간 동안 픽셀에 어떠한 구동 전압도 인가하지 않는 단계; 및
단계 (i), (ii) 및 (iii) 을 반복하는 단계를 포함한다.
일 실시형태에서, 제 1 종의 안료 입자들은 음으로 하전되며 제 2 종의 안료 입자들은 양으로 하전된다. 일 실시형태에서, 제 2 구동 전압의 진폭은 제 1 구동 전압의 진폭의 50% 미만이다. 일 실시형태에서, 단계들 (i), (ii) 및 (iii)은 적어도 4회 반복된다. 일 실시형태에서, 방법은 단계 (i) 이전에 셰이킹 파형을 더 포함한다. 일 실시형태에서, 방법은 셰이킹 파형 이후 단계 (i) 이전에 제 1 종의 안료 입자들의 풀 컬러 상태로 구동하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 제 3 양태는 시인측의 제 1 표면, 비시인측의 제 2 표면, 및 공통 전극과 픽셀 전극들의 층 사이에 개재되고 모두가 용매 또는 용매 혼합물에 분산되는 제 1 종의 안료 입자들, 제 2 종의 안료 입자들 및 제 3 종의 안료 입자들을 포함하는 전기영동 유체를 포함하는 전기영동 디스플레이에 대한 구동 방법에 관한 것으로서,
(a) 3가지 종류의 안료 입자들은 서로 상이한 광학 특성들을 가지고;
(b) 제 1 종의 안료 입자들 및 제 2 종의 안료 입자들은 반대 전하 극성들을 가지며; 그리고
(c) 제 3 종의 안료 입자들은 제 2 종의 안료 입자들과 동일한 전하 극성을 갖지만 세기는 보다 낮으며, 상기 방법은 적어도 0.7V의 전압 둔감 범위를 갖는다.
본 발명의 제 4 양태는 시인측의 제 1 표면, 비시인측의 제 2 표면, 및 공통 전극과 픽셀 전극들의 층 사이에 개재되고 모두가 용매 또는 용매 혼합물에 분산되는 제 1 종의 안료 입자들, 제 2 종의 안료 입자들 및 제 3 종의 안료 입자들을 포함하는 전기영동 유체를 포함하는 전기영동 디스플레이에 대한 구동 방법에 관한 것으로서,
(a) 3가지 종류의 안료 입자들은 서로 상이한 광학 특성들을 가지고;
(b) 제 1 종의 안료 입자들 및 제 2 종의 안료 입자들은 반대 전하 극성들을 가지며; 그리고
(c) 제 3 종의 안료 입자들은 제 2 종의 안료 입자들과 동일한 전하 극성을 갖지만 세기는 보다 낮으며, 상기 방법은:
(i) 제 1 시구간 동안 전기영동 디스플레이의 픽셀에 제 1 구동 전압을 인가하는 단계로서, 시인측에서 제 1 종의 안료 입자들의 컬러 상태를 향해 픽셀을 구동하기 위해서 제 1 구동 전압이 제 1 종의 안료 입자들과 동일한 극성을 갖는, 상기 제 1 구동 전압을 인가하는 단계;
(ii) 제 2 시구간 동안 픽셀에 어떠한 구동 전압도 인가하지 않는 단계;
(iii) 제 3 시구간 동안 픽셀에 제 2 구동 전압을 인가하는 단계로서, 시인측에서 제 3 종의 안료 입자들의 컬러 상태를 향해 픽셀을 구동하기 위해서 제 2 구동 전압은 제 3 종의 안료 입자들과 동일한 극성인, 상기 제 2 구동 전압을 인가하는 단계;
(iv) 제 4 시구간 동안 픽셀에 어떠한 구동 전압도 인가하지 않는 단계; 및
단계들 (i) - (iv)를 반복하는 단계를 포함한다.
일 실시형태에서, 제 1 종의 안료 입자들은 음으로 하전되며 제 2 종의 안료 입자들은 양으로 하전된다. 일 실시형태에서, 제 2 구동 전압의 진폭은 제 1 구동 전압의 진폭의 50% 미만이다. 일 실시형태에서, 단계들 (i) - (iv)는 적어도 3회 반복된다. 일 실시형태에서, 방법은 단계 (i) 이전에 셰이킹 파형을 더 포함한다. 일 실시형태에서, 방법은 셰이킹 파형 이후 단계 (i) 이전에 제 1 종의 안료 입자들의 풀 컬러 상태로 픽셀을 구동하는 것을 더 포함한다.
본 발명의 제 5 양태는 시인측의 제 1 표면, 비시인측의 제 2 표면, 및 공통 전극과 픽셀 전극들의 층 사이에 개재되고 모두가 용매 또는 용매 혼합물에 분산되는 제 1 종의 안료 입자들, 제 2 종의 안료 입자들 및 제 3 종의 안료 입자들을 포함하는 전기영동 유체를 포함하는 전기영동 디스플레이에 대한 구동 방법에 관한 것으로서,
(a) 3가지 종류의 안료 입자들은 서로 상이한 광학 특성들을 가지고;
(b) 제 1 종의 안료 입자들 및 제 2 종의 안료 입자들은 반대 전하 극성들을 가지며; 그리고
(c) 제 3 종의 안료 입자들은 제 2 종의 안료 입자들과 동일한 전하 극성을 갖지만 세기는 보다 낮으며, 상기 방법은:
(i) 제 1 시구간 동안 전기영동 디스플레이의 픽셀에 제 1 구동 전압을 인가하는 단계로서, 시인측에서 제 1 종의 안료 입자들의 컬러 상태를 향해 픽셀을 구동하기 위해서 제 1 구동 전압이 제 1 종의 안료 입자들과 동일한 극성을 갖는, 상기 제 1 구동 전압을 인가하는 단계;
(ii) 제 2 시구간 동안 픽셀에 제 2 구동 전압을 인가하는 단계로서, 시인측에서 제 2 종의 안료 입자들의 컬러 상태를 향해 픽셀을 구동하기 위해서 제 2 구동 전압은 제 2 종의 안료 입자들과 동일한 극성을 갖는, 상기 제 2 구동 전압을 인가하는 단계; 및
단계 (i) 및 단계 (ii) 를 반복하는 단계를 포함한다.
일 실시형태에서, 방법은 어떠한 전압도 인가되지 않는 대기 시간을 더 포함한다. 일 실시형태에서, 제 1 종의 안료 입자들은 음으로 하전되며 제 2 종의 안료 입자들은 양으로 하전된다. 일 실시형태에서, 제 2 시구간은 제 1 시구간의 적어도 2배 길이이다. 일 실시형태에서, 단계들 (i) 및 (ii)는 적어도 4회 반복된다. 일 실시형태에서, 방법은 단계 (i) 이전에 셰이킹 파형을 더 포함한다. 일 실시형태에서, 방법은 셰이킹 파형 이후 단계 (i) 이전에 제 2 종의 안료 입자들의 풀 컬러 상태로 픽셀을 구동하는 것을 더 포함한다.
본 발명의 제 6 양태는 시인측의 제 1 표면, 비시인측의 제 2 표면, 및 공통 전극과 픽셀 전극들의 층 사이에 개재되고 모두가 용매 또는 용매 혼합물에 분산되는 제 1 종의 안료 입자들, 제 2 종의 안료 입자들 및 제 3 종의 안료 입자들을 포함하는 전기영동 유체를 포함하는 전기영동 디스플레이에 대한 구동 방법에 관한 것으로서,
(a) 3가지 종류의 안료 입자들은 서로 상이한 광학 특성들을 가지고;
(b) 제 1 종의 안료 입자들 및 제 2 종의 안료 입자들은 반대 전하 극성들을 가지며; 그리고
(c) 제 3 종의 안료 입자들은 제 2 종의 안료 입자들과 동일한 전하 극성을 갖지만 세기는 보다 낮으며, 상기 방법은:
(i) 제 1 시구간 동안 전기영동 디스플레이의 픽셀에 제 1 구동 전압을 인가하는 단계로서, 시인측에서 제 2 종의 안료 입자들의 컬러 상태를 향해 픽셀을 구동하기 위해서 제 1 구동 전압이 제 2 종의 안료 입자들과 동일한 극성을 갖는, 상기 제 1 구동 전압을 인가하는 단계;
(ii) 제 2 시구간 동안 픽셀에 제 2 구동 전압을 인가하는 단계로서, 시인측에서 제 1 종의 안료 입자들의 컬러 상태를 향해 픽셀을 구동하기 위해서 제 2 구동 전압은 제 1 종의 안료 입자들과 동일한 극성을 갖는, 상기 제 2 구동 전압을 인가하는 단계;
(iii) 제 3 시구간 동안 픽셀에 어떠한 구동 전압도 인가하지 않는 단계; 및
단계 (i), (ii) 및 (iii) 을 반복하는 단계를 포함한다.
일 실시형태에서, 제 1 종의 안료 입자들은 음으로 하전되며 제 2 종의 안료 입자들은 양으로 하전된다. 일 실시형태에서, 단계들 (i), (ii) 및 (iii)은 적어도 3회 반복된다. 일 실시형태에서, 제 2 구동 전압의 진폭은, 픽셀을 제 1 종의 안료 입자들의 컬러 상태로부터 제 2 종의 안료 입자들의 컬러 상태로 구동하거나, 또는 그 반대로 구동하기 위해 필요한 구동 전압의 진폭과 동일하다. 일 실시형태에서, 제 2 구동 전압의 진폭은, 픽셀을 제 1 종의 안료 입자들의 컬러 상태로부터 제 2 종의 안료 입자들의 컬러 상태로 구동하거나, 또는 그 반대로 구동하기 위해 필요한 구동 전압의 진폭보다 더 크다. 일 실시형태에서, 방법은 셰이킹 파형을 더 포함한다. 일 실시형태에서, 방법은 셰이킹 파형 이후 단계 (i) 이전에 제 1 종의 안료 입자들의 풀 컬러 상태로 픽셀을 구동하는 것을 더 포함한다.
본 발명의 제 7 양태는 시인측의 제 1 표면, 비시인측의 제 2 표면, 및 공통 전극과 픽셀 전극들의 층 사이에 개재되고 모두가 용매 또는 용매 혼합물에 분산되는 제 1 종의 안료 입자들, 제 2 종의 안료 입자들 및 제 3 종의 안료 입자들을 포함하는 전기영동 유체를 포함하는 전기영동 디스플레이에 대한 구동 방법에 관한 것으로서,
(a) 3가지 종류의 안료 입자들은 서로 상이한 광학 특성들을 가지고;
(b) 제 1 종의 안료 입자들 및 제 2 종의 안료 입자들은 반대 전하 극성들을 가지며; 그리고
(c) 제 3 종의 안료 입자들은 제 2 종의 안료 입자들과 동일한 전하 극성을 갖지만 세기는 보다 낮으며, 상기 방법은:
(i) 제 1 시구간 동안 전기영동 디스플레이의 픽셀에 제 1 구동 전압을 인가하는 단계로서, 제 2 종의 안료 입자들의 컬러 상태를 향해 픽셀을 구동하기 위해 제 1 구동 전압이 제 2 종의 안료 입자들과 동일한 극성을 가지며, 제 1 시구간은 시인측에서 제 2 종의 안료 입자들의 풀 컬러 상태로 픽셀을 구동하기에 충분하지 않은, 상기 제 1 구동 전압을 인가하는 단계;
(ii) 제 2 시구간 동안 픽셀에 제 2 구동 전압을 인가하는 단계로서, 시인측에서 제 1 및 제 2 종의 안료 입자들의 혼합 상태를 향해 픽셀을 구동하기 위해서 제 2 구동 전압이 제 1 종의 안료 입자들과 동일한 극성을 갖는, 상기 제 2 구동 전압을 인가하는 단계; 및
단계들 (i) 및 (ii)를 반복하는 단계를 포함한다.
일 실시형태에서, 제 1 종의 안료 입자들은 음으로 하전되며 제 2 종의 안료 입자들은 양으로 하전된다. 일 실시형태에서, 제 2 구동 전압의 진폭은 제 1 구동 전압의 진폭의 50% 미만이다. 일 실시형태에서, 단계들 (i) 및 (ii)는 적어도 4회 반복된다. 일 실시형태에서, 방법은 단계 (i) 이전에 셰이킹 파형을 더 포함한다. 일 실시형태에서, 방법은 셰이킹 파형 이후 단계 (i) 이전에 제 1 종의 안료 입자들의 풀 컬러 상태로 픽셀을 구동하는 것을 더 포함한다.
본 발명의 제 4 구동 방법은 제 1 종의 안료 입자들의 컬러 상태에서 픽셀에 인가될 수도 있거나 또는 제 1 종의 안료 입자들의 컬러 상태가 아닌 컬러 상태에서 픽셀에 인가될 수도 있다.
도 1은 본 발명에 적용가능한 전기영동 디스플레이 유체를 도시한다.
도 2는 구동 스킴의 일례를 도시한 다이어그램이다.
도 3은 컬러 디스플레이 디바이스에 있어서 픽셀을 화이트 상태로부터 레드 상태로 구동하기 위한 전형적인 파형을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 제 1 구동 방법을 나타낸다.
도 5 및 6은 본 발명의 제 1 구동 방법을 이용하는 구동 시퀀스들을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 제 2 구동 방법을 나타낸다.
도 8 및 9는 본 발명의 제 2 구동 방법을 이용하는 구동 시퀀스들을 나타낸다.
도 10a 및 10b는 본 발명의 제 3 구동 방법을 나타낸다. 도 10a는 도 3의 파형에 기초하여, 인가된 구동 전압 대 광학 상태 성능 (a*) 의 관계를 나타내고, 그리고 도 10b는 도 4의 파형에 기초하여, 인가된 구동 전압 대 광학 상태 성능 (a*) 의 관계를 나타낸다.
도 11은 본 발명의 제 4 구동 방법을 나타낸다.
도 12 및 13은 본 발명의 제 4 구동 방법을 이용하는 구동 시퀀스들을 나타낸다.
도 14는 컬러 디스플레이 디바이스에 있어서 픽셀을 블랙 상태로 구동하기 위한 전형적인 파형을 나타낸다.
도 15는 본 발명의 제 5 구동 방법을 나타낸다.
도 16은 본 발명의 제 5 구동 방법을 이용하는 구동 시퀀스를 도시한다.
도 17은 컬러 디스플레이 디바이스에 있어서 픽셀을 화이트 상태로 구동하기 위한 전형적인 파형을 도시한다.
도 18a 및 18b는 본 발명의 제 6 구동 방법을 나타낸다.
도 19a 및 19b는 본 발명의 제 6 구동 방법을 이용하는 구동 시퀀스들을 나타낸다.
도 20은 구동 스킴의 다른 예를 도시한 다이어그램이다.
도 21은 컬러 디스플레이 디바이스에 있어서 픽셀을 중간 컬러 상태로 구동하기 위한 전형적인 파형을 나타낸다.
도 22는 본 발명의 제 7 구동 방법을 나타낸다.
도 23은 본 발명의 제 7 구동 방법을 이용하는 구동 시퀀스를 도시한다.
도 24는 본 발명의 제 8 구동 방법을 나타낸다.
도 25는 본 발명의 제 8 구동 방법을 이용하는 구동 시퀀스를 나타낸다.
본 발명은 컬러 디스플레이 디바이스의 구동 방법에 관한 것이다.
디바이스는 도 1에 도시된 전기영동 유체를 활용한다. 유체는 유전 용매 또는 용매 혼합물에 분산된 3가지 종류의 안료 입자들을 포함한다. 예시의 편의를 위해, 3가지 종류의 안료 입자들은 화이트 입자들 (11), 블랙 입자들 (12) 및 착색 입자들 (13) 로 지칭될 수도 있다. 착색 입자들은 비-화이트 및 비-블랙이다.
하지만, 본 발명의 범위는, 3가지 종류의 안료 입자들이 시각적으로 구별할 수 있는 컬러들을 가지는 한 어떠한 입자들도 넓게 포괄한다는 것을 이해한다. 따라서, 3가지 종류의 안료 입자들이 제 1 종의 안료 입자들, 제 2 종의 안료 입자들 및 제 3 종의 안료 입자들로도 또한 지칭될 수 있다.
화이트 입자들 (11) 의 경우, 이들은 무기 안료, 예컨대 Ti02, Zr02, ZnO, Ai203, Sb203, BaS04, PbS04 등으로부터 형성될 수 있다.
블랙 입자들 (12) 의 경우, 이들은 CI 안료 블랙 26 또는 28 등 (예를 들어, 망간 페라이트 블랙 스피넬 또는 구리 크로마이트 블랙 스피넬) 또는 카본 블랙으로부터 형성될 수 있다.
제 3 종의 입자들은 레드, 그린, 블루, 마젠타, 시안 또는 옐로우와 같은 컬러일 수도 있다. 이러한 종류의 입자들에 대한 안료들은 CI 안료 PR254, PR122, PR149, PG36, PG58, PG7, PB28, PB15:3, PY138, PY150, PY155 또는 PY20 을 포함할 수도 있지만 이들에 한정되지 않는다. 이들은 컬러 인덱스 핸드북, "New Pigment Application Technology" (CMC Publishing Co, Ltd, 1986) 및 "Printing Ink Technology" (CMC Publishing Co, Ltd, 1984) 에 기술된 통상적으로 사용되는 유기 안료들이다. 특정의 예들은 Clariant Hostaperm Red D3G 70-EDS, Hostaperm Pink E-EDS, PV 패스트 레드 D3G, Hostaperm 레드 D3G 70, Hostaperm Blue B2G-EDS, Hostaperm Yellow H4G-EDS, Hostaperm Green GNX, BASF Irgazine 레드 L 3630, Cinquasia Red L 4100 HD, 및 Irgazin Red L 3660 HD; Sun Chemical 프탈로시아닌 블루, 프탈로시아닌 그린, 디아릴리드 옐로우 또는 디아릴리드 AAOT 옐로우를 포함한다.
컬러들에 부가하여, 제 1, 제 2 및 제 3 종의 입자들은 다른 별개의 광 특성들, 예컨대 광 전송, 반사율, 발광, 또는 머신 판독을 위해 의도된 디스플레이들의 경우, 가시선 범위 밖의 전자기 파장들의 반사율의 변화의 의미에서 의사-컬러를 가질 수도 있다.
3가지 종류의 안료 입자들이 분산되어 있는 용매는 깨끗하고 무색일 수도 있다. 그것은 저점도, 및 높은 입자 이동도의 경우 약 2 내지 약 30 범위, 바람직하게 약 2 내지 약 15의 유전 상수를 갖는 것이 바람직하다. 적합한 유전성 용매의 예들은 이소파르 (isopar), 데카하이드로나프탈렌 (DECALIN), 5-에틸리덴-2-노르보넨, 지방유, 파라핀 오일, 실리콘 유체들과 같은 탄화수소들, 톨루엔, 자일렌, 페닐자일릴에탄, 도데실벤젠 또는 알킬나프탈렌과 같은 방향족 탄화수소들, 퍼플루오로데칼린, 퍼플루오로톨루엔, 퍼플루오로자일렌, 디클로로벤조트리플루오라이드, 3,4,5-트리클로로벤조트리플루오라이드, 클로로펜타플루오로-벤젠, 디클로로노난 또는 펜타클로로벤젠과 같은 할로겐화된 용매들, 및 미네소타주 세인트 폴의 3M 사로부터의 FC-43, FC-70 또는 FC-5060 과 같은 퍼플루오르화 용매들, 오리건주 포트랜드의 TCI 아메리카로부터의 폴리(퍼플루오로프로필렌 옥사이드) 와 같은 저분자량 할로겐 함유 폴리머들, 뉴저지주 리버 에지의 할로카본 프로덕트사로부터의 할로카본 오일들과 같은 폴리(클로로트리플루오로-에틸렌), 오지몬트 (Ausimont) 로부터의 Galden 과 같은 퍼플루오로폴리알킬에테르 및 델라웨어의 듀퐁으로부터의 크리톡스 오일들 및 그리시스 K-플루이드 시리즈들, 다우-코닝 (DC-200) 으로부터의 폴리디메틸실록산계 실리콘 오일을 포함한다.
본 발명의 디스플레이 유체를 활용하는 디스플레이 층은 2 개의 표면들, 시인측의 제 1 표면 (16) 및 제 1 표면 (16) 의 반대측의 제 2 표면 (17) 을 갖는다. 이에 대한 제 2 표면은 비시인측이다. 용어 "시인측"은, 이미지가 시인되는 측면을 지칭한다.
디스플레이 유체는 2개의 표면들 사이에 개재된다. 제 1 표면 (16) 의 측면에는, 디스플레이 층의 전체 상부 위에 퍼져 있는 투명한 전극층 (예를 들어, ITO) 인 공통 전극 (14) 이 있다. 제 2 표면 (17) 의 측면에는, 복수의 픽셀 전극들 (15a) 을 포함하는 전극층 (15) 이 있다.
디스플레이 유체는 디스플레이 셀들에 충전된다. 디스플레이 셀들은 픽셀 전극들과 정렬되거나 정렬되지 않을 수 있다. 용어 "디스플레이 셀"은, 전기영동 유체로 충전되는 마이크로 컨테이너를 지칭한다. "디스플레이 셀들"의 예들은 미국 특허 6,930,818호에 기재된 컵 형상의 마이크로셀들 및 미국 특허 5,930,026호에 기재된 마이크로캡슐들을 포함할 수도 있다. 마이크로 컨테이너들은 임의의 형상들 또는 사이즈들일 수도 있고, 이 모두는 본 출원의 범위에 있다.
픽셀 전극에 대응하는 영역을 픽셀 (또는 서브 픽셀) 로 지칭할 수도 있다. 픽셀 전극에 대응한 영역의 구동은 공통 전극과 픽셀 전극 사이에 전압 전위차 (또는 구동 전압 또는 전기장으로 알려져 있음) 를 인가하는 것에 의해 유효화된다.
픽셀 전극들은 미국 특허 제 7,046,228호에 기재되어 있으며, 그 내용은 그 전체가 참조로써 본원에 통합된다. 픽셀 전극들의 층으로 박막 트랜지스터 (TFT) 백플레인이 언급되어 있지만, 본 발명의 범위는 전극들이 원하는 기능들을 수행하는 한 다른 타입들의 전극 어드레싱도 포괄한다는 점에 유의한다.
2개의 수직 점선 사이의 공간이 픽셀 (또는 서브 픽셀) 을 나타낸다. 간략화하기 위해, 구동 방법에서 "픽셀"이 지칭되는 경우, 그 용어는 또한 "서브 픽셀들"을 포괄한다.
3가지 종류의 안료 입자들 중 2개는 반대 전하 극성들을 가질 수 있고 제 3 종의 안료 입자들은 약하게 하전된다. 용어 "약하게 하전" 또는 "저 전하 세기"는, 입자들의 전하 레벨이 더 강한 하전 입자들의 전하 세기의 약 50% 미만, 바람직하게 약 5% 내지 약 30% 인 것을 지칭하는 것으로 의도된다. 일 실시형태에서, 전하 세기는 제타 전위에 의해 측정될 수도 있다. 일 실시형태에서, 제타 전위는 CSPU-100 신호 프로세싱 유닛, ESA EN# Attn 플로우 스루 셀 (K:127) 을 이용한 콜로이달 다이나믹스 어쿠스토사이저 IIM에 의해 결정된다. 샘플에서 사용되는 용매의 밀도, 용매의 유전 상수, 용매 내의 소리의 속도, 용매의 점도와 같은 인스트루먼트 상수들, 이들 모두는 테스팅 온도 (25℃) 에서 테스팅 전에 입력된다. 안료 샘플들은 (보통 12개 미만의 탄소 원자들을 갖는 탄화수소 유체인) 용매 내에 분산되고, 5-10 중량%로 희석된다. 샘플은 또한 입자들에 대한 전하 제어제의 1:10 의 중량비를 갖는, 전하 제어제 (Lubrizol 사, Berkshire Hathaway 사로부터 이용가능한 Solsperse 17000®; "Solsperse" 는 등록 상표이다) 를 포함한다. 희석된 샘플의 질량이 결정되고 샘플은 그 후 제타 전위의 결정을 위해 플로우 스루 셀 (flow through cell) 로 로딩된다.
예를 들어, 블랙 입자들이 양으로 하전되고 화이트 입자들이 음으로 하전된다면, 착색된 안료 입자들은 약하게 하전될 수도 있다. 다른 말로, 이 예에서, 블랙 및 화이트 입자들이 갖는 전하들은 착색된 안료들이 갖는 전하보다 훨씬 더 세다.
부가하여, 약한 전하를 갖는 착색 입자들은, 다른 2종의 보다 강한 하전 입자들 중 어느 하나가 갖는 전하 극성과 동일한 전하 극성을 갖는다.
3가지 종류의 안료 입자들 중에서, 약하게 하전된 1종의 입자들은 바람직하게 보다 큰 사이즈를 갖는다는 점에 유의한다.
부가하여, 본 출원의 맥락에서, 높은 구동 전압 (VH1 또는 VH2) 은, 픽셀을 하나의 극단적인 컬러 상태로부터 다른 극단적인 컬러 상태로 구동하기에 충분한 구동 전압으로서 정의된다. 제 1 및 제 2 종의 안료 입자들이 보다 높이 하전된 입자들인 경우, 높은 구동 전압 (VH1 또는 VH2) 은 픽셀을 제 1 종의 안료 입자들의 컬러 상태로부터 제 2 종의 안료 입자들의 컬러 상태로 구동하거나, 또는 그 반대로 구동하기에 충분한 구동 전압을 지칭한다. 예를 들어, 높은 구동 전압 (VH1) 은 픽셀을 제 1 종의 안료 입자들의 컬러 상태로부터 제 2 종의 안료 입자들의 컬러 상태로 구동하기에 충분한 구동 전압을 지칭하며, VH2는 픽셀을 제 2 종의 안료 입자들의 컬러 상태로부터 제 1 종의 안료 입자들의 컬러 상태로 구동하기에 충분한 구동 전압을 지칭한다. 기재된 이 시나리오에서, 낮은 구동 전압 (VL) 은 픽셀을 제 1 종의 안료 입자들의 컬러 상태로부터 (덜 하전되고 사이즈가 더 클 수도 있는) 제 3 종의 안료 입자들의 컬러 상태로 구동하기에 충분할 수도 있는 구동 전압으로 정의된다. 예를 들어, 낮은 구동 전압은, 블랙 및 화이트 입자들이 시인측에서 보이지 않는 상태에서 착색 입자들의 컬러 상태로 구동하기에 충분할 수도 있다.
일반적으로, VL은 VH (예를 들어, VH1 또는 VH2) 의 진폭의 50% 미만이거나, 또는 바람직하게 40% 미만이다.
하기는, 상술된 전기영동 유체로 어떻게 상이한 컬러 상태들을 디스플레이할 수 있는지는 나타내는 예이다.
예
이 예는 도 2에 나타내진다. 화이트 안료 입자들 (21) 은 음으로 하전되는 한편, 블랙 안료 입자들 (22) 은 양으로 하전되고, 이 안료 입자들 양자의 종류는 착색 입자들 (23) 보다 더 작다.
착색 입자들 (23) 은 블랙 입자들과 동일한 전하 극성을 갖지만, 약하게 하전된다. 그 결과, 블랙 입자들은 소정의 구동 전압하에서 착색 입자들 (23) 보다 더 빨리 이동한다.
도 2a에서, 인가된 구동 전압은 +15V (즉, VH1) 이다. 이 경우, 화이트 입자들 (21) 은 픽셀 전극 (25) 에 또는 그 근처에 있도록 이동하고, 블랙 입자들 (22) 및 착색 입자들 (23) 은 공통 전극 (24) 에 또는 그 근처에 있도록 이동한다. 결과적으로, 블랙 컬러가 시인측에 보여진다. 착색 입자들 (23) 은 시인측에서 공통 전극 (24) 을 향해 이동하지만, 그 낮은 전하 세기 및 큰 사이즈 때문에 블랙 입자들보다 더 느리게 이동한다.
도 2b에서, -15V의 구동 전압 (즉, VH2) 이 인가되는 경우, 화이트 입자들 (21) 은 시인측에서 공통 전극 (24) 에 또는 그 근처에 있도록 이동하고, 블랙 입자들 및 착색 입자들은 픽셀 전극 (25) 에 또는 그 근처에 있도록 이동한다. 결과적으로, 화이트 컬러가 시인측에 보여진다.
VH1 및 VH2는 반대 극성들을 가지며, 동일한 진폭 또는 상이한 진폭들을 갖는 점에 유의한다. 도 2에 도시된 예에서, VH1은 양 (블랙 입자들과 동일한 극성) 이고 VH2는 음 (화이트 입자들과 동일한 극성) 이다.
도 2c에서, 착색 입자들을 시인측으로 구동하기에 충분하고 착색 입자들과 동일한 극성을 갖는 저전압이 인가되는 경우, 화이트 입자들은 하향으로 푸시되고 착색 입자들은 공통 전극 (24) 을 향해 상향 이동하여 시인측에 도달한다. 2개의 보다 강하고 반대로 하전된 입자들, 즉 블랙 입자들 및 화이트 입자들을, 2종의 안료 입자들이 만나는 경우 서로로부터 분리되기에 충분하지 않은 낮은 구동 전압때문에, 블랙 입자들은 시인으로 이동할 수 없다.
도 2b에서의 화이트 컬러 상태로부터 도 2c에서의 착색 상태로의 구동은 다음과 같이 요약될 수도 있다:
시인측의 제 1 표면, 비시인측의 제 2 표면, 및 공통 전극과 픽셀 전극들의 층 사이에 개재되고 모두가 용매 또는 용매 혼합물에 분산되는 제 1 종의 안료 입자들 (즉, 화이트), 제 2 종의 안료 입자들 (즉, 블랙) 및 제 3 종의 안료 입자들 (즉, 착색) 을 포함하는 전기영동 유체를 포함하는 전기영동 디스플레이에 대한 구동 방법으로서,
(a) 3가지 종류의 안료 입자들은 서로 상이한 광학 특성들을 가지고;
(b) 제 1 종의 안료 입자들 및 제 2 종의 안료 입자들은 반대 전하 극성들을 가지며; 그리고
(c) 제 3 종의 안료 입자들은 제 2 종의 안료 입자들과 동일한 전하 극성을 갖지만 세기는 보다 낮으며,
이 방법은, 제 1 및 제 2 종의 안료 입자들을 비시인측에 남겨두는 한편 제 3 종의 안료 입자들을 시인측으로 구동시키기에 충분한 낮은 구동 전압을 인가함으로써 제 1 종의 안료 입자들의 컬러 상태로부터 제 3 종의 안료 입자들의 컬러 상태로 전기영동 디스플레이에서의 픽셀을 구동하는 것을 포함하며, 그리고 인가된 낮은 구동 전압의 극성은 제 3 종의 안료 입자들의 극성과 동일하다.
픽셀을 제 3 종의 안료 입자들의 컬러 상태, 즉 레드 (도 2c 참조) 로 구동시키기 위해, 방법은 제 1 타입의 안료 입자들의 컬러 상태, 즉 화이트 (도 2b 참조) 로부터 시작한다.
제 3 종의 입자들의 컬러가 시인측에서 보이지 않는 경우, 다른 2종의 입자들은 비시인측 (시인측의 반대측) 에서 혼합될 수도 있으며, 그 결과 제 1 및 제 2 종의 입자들의 컬러들 사이의 중간 컬러 상태가 초래된다. 제 1 및 제 2 종의 입자들이 블랙 및 화이트이고 제 3 종의 입자들이 레드인 경우라면, 도 2c에서 레드 컬러가 시인측에서 보이고 그레이 컬러가 비시인측에 있다.
구동 방법은 이상적으로 도 2c의 시나리오에서 컬러 휘도 (즉, 블랙 입자들이 보이지 않는 경우) 및 컬러 순도 (즉, 화이트 입자들이 보이지 않는 경우) 의 양자를 보장할 것이다. 하지만, 실제로, 이러한 원하는 결과는 입자 사이즈 분포 및 입자 전하 분포를 포함한 다양한 이유로 달성되기 어렵다.
이에 대한 한가지 해결책은 제 1 종의 안료 입자들의 컬러 상태 (즉, 화이트) 로부터 제 3 종의 안료 입자들의 컬러 상태 (즉, 레드) 로 구동하기 이전에 셰이킹 (shaking) 파형이 사용되는 것이다. 셰이킹 파형은 다수의 사이클들 동안 한 쌍의 반대 구동 펄스들을 반복하는 것으로 이루어진다. 예를 들어, 셰이킹 파형은 20 msec 동안 +15V 펄스 및 20 msec 동안 -15V 펄스로 이루어질 수도 있고, 그러한 한 쌍의 펄스들이 50 회 반복된다. 그러한 셰이킹 파형의 총 시간은 2000 msec 일 것이다. 표기 "msec"는 밀리초를 나타낸다.
셰이킹 파형은 구동 전압이 인가되기 전의 광학 상태 (블랙, 화이트 또는 레드) 에 관계없이 픽셀에 인가될 수도 있다. 셰이킹 파형이 인가된 후, 광학 상태는 순수한 화이트, 순수한 블랙 또는 순수한 레드가 아닐 것이다. 대신에, 컬러 상태는 3가지 종류의 안료 입자들의 혼합으로부터 기인할 것이다.
상술된 방법의 경우, 셰이킹 파형은 픽셀이 제 1 종의 안료 입자들의 컬러 상태 (즉, 화이트) 로 구동되기 이전에 인가된다. 이러한 부가된 셰이킹 파형을 이용하는 경우, 화이트 상태가 셰이킹 파형이 없는 것과 어느 정도 동일하다 하더라도, 제 3 종의 안료 입자들의 컬러 상태 (즉, 레드) 는 컬러 휘도 및 컬러 순도의 양면에서 셰이킹 파형이 없는 것보다 상당히 더 좋을 것이다. 이것은, 레드 입자들로부터 화이트 입자들의 보다 양호한 분리, 아울러 레드 입자들로부터 화이트 입자들의 보다 양호한 분리를 나타낸다.
셰이킹 파형에서 구동 펄스의 각각은, 풀 블랙 상태로부터 풀 화이트 상태로 또는 그 반대로 구동하기 위해 요구되는 구동 시간의 절반을 초과하지 않는 동안 인가된다. 예를 들어, 픽셀을 풀 블랙 상태로부터 풀 화이트 상태로, 또는 그 반대로 구동하는데 300 msec 가 걸린다면, 셰이킹 파형은 150 msec 이하 동안 각각 인가되는 포지티브 및 네거티브 펄스들로 이루어질 수도 있다. 실제로, 펄스들이 더 짧은 것이 바람직하다.
본 출원 전반에 걸친 모든 도면들에서, 셰이킹 파형이 생략된다는 점에 유의한다 (즉, 펄스들의 수가 실제 수보다 적다).
구동 방법은 도 3에 도시되며, 여기서 높은 음의 구동 전압 (VH2, 예를 들어, -15V) 이 t2의 구간 동안 인가되어, 픽셀을 셰이킹 파형 이후 화이트 상태를 향해 구동한다. 화이트 상태로부터, 픽셀은 t3의 구간 동안 낮은 음의 전압 (VL, 예를 들어, +5V) 을 인가함으로써 착색 상태 (즉, 레드) 를 향해 구동될 수도 있다 (즉, 픽셀을 도 2b로부터 도 2c로 구동).
구동 구간 "t2"는 VH2가 인가되는 경우 픽셀을 화이트 상태로 구동하기에 충분한 시구간이며, 구동 구간 "t3"은 VL이 인가되는 경우 픽셀을 화이트 상태로부터 레드 상태로 구동하기에 충분한 시구간이다. 구동 전압은 바람직하게 셰이킹 파형 이전에 t1의 구간 동안 인가되어 DC 발란스를 보장한다. 본 출원의 전반에 걸쳐 용어 "DC 발란스"는, 픽셀에 인가된 구동 전압들이 시구간 (예를 들어, 전체 파형의 구간) 에 걸쳐 통합되는 경우 실질적으로 제로라는 것을 의미하는 것으로 의도된다.
제 1 구동 방법:
본 발명의 제 1 구동 방법은 도 4에 나타내진다. 그것은, 도 3에서 t3의 구동 구간을 대체하기 위해 사용되는 구동 파형에 관한 것이다.
초기 단계에서, 높은 음의 구동 전압 (VH2, 예를 들어, -15V) 이 인가되고, 이것은 픽셀을 레드 상태를 향해 구동하기 위해 양의 구동 전압 (+V') 으로 이어진다. +V'의 진폭은 VH (예를 들어, VH1 또는 VH2) 의 진폭의 50% 미만이다.
이러한 구동 파형에서, 화이트 입자들을 시인측을 향해 푸시하기 위해서 높은 음의 구동 전압 (VH2) 을 t4의 구간 동안 인가하고, 이어서 화이트 입자들을 아래로 당기고 레드 입자들을 시인측을 향해 푸시하는 +V'의 양의 구동 전압을 t5의 구간 동안 인가한다.
일 실시형태에서, t4는 20-400 msec 범위일 수도 있고 t5는 ≥200 msec 일 수도 있다.
도 4의 파형은 적어도 4 사이클 (N≥4), 바람직하게는 적어도 8 사이클 반복된다. 레드 컬러는 각각의 구동 사이클 이후 더 강해진다.
도 4 의 구동 방법은 다음과 같이 요약될 수도 있다:
시인측의 제 1 표면, 비시인측의 제 2 표면, 및 공통 전극과 픽셀 전극들의 층 사이에 개재되고 모두가 용매 또는 용매 혼합물에 분산되는 제 1 종의 안료 입자들, 제 2 종의 안료 입자들 및 제 3 종의 안료 입자들을 포함하는 전기영동 유체를 포함하는 전기영동 디스플레이에 대한 구동 방법으로서,
(a) 3가지 종류의 안료 입자들은 서로 상이한 광학 특성들을 가지고;
(b) 제 1 종의 안료 입자들 및 제 2 종의 안료 입자들은 반대 전하 극성들을 가지며; 그리고
(c) 제 3 종의 안료 입자들은 제 2 종의 안료 입자들과 동일한 전하 극성을 갖지만 세기는 보다 낮으며, 상기 방법은:
(i) 제 1 시구간 동안 전기영동 디스플레이의 픽셀에 제 1 구동 전압을 인가하는 단계로서, 시인측에서 제 1 종의 안료 입자들의 컬러 상태를 향해 픽셀을 구동하기 위해 제 1 구동 전압이 제 1 종의 안료 입자들과 동일한 극성을 가지는, 상기 제 1 구동 전압을 인가하는 단계;
(ii) 제 2 시구간 동안 픽셀에 제 2 구동 전압을 인가하는 단계로서, 시인측에서 제 3 종의 안료 입자들의 컬러 상태를 향해 픽셀을 구동하기 위해 제 2 구동 전압이 제 3 종의 안료 입자들과 동일한 극성을 가지는, 상기 제 2 구동 전압을 인가하는 단계; 및
단계들 (i) 및 (ii)를 반복하는 단계를 포함한다.
일 실시형태에서, 제 1 종의 안료 입자들은 음으로 하전되며 제 2 종의 안료 입자들은 양으로 하전된다.
일 실시형태에서, 제 2 구동 전압의 진폭은 제 1 구동 전압의 진폭의 50% 미만이다.
언급된 바와 같이, 도 4에 도시된 구동 파형은 도 3에서 t3의 구동 구간을 대체하기 위해 사용될 수도 있다 (도 5 참조). 다른 말로, 구동 시퀀스는 셰이킹 파형, 연이은 t2의 구간 동안의 화이트 상태를 향한 구동, 다음 도 4의 파형의 인가일 수도 있다.
다른 실시형태에서, t2 구간 동안의 화이트 상태로의 구동 단계는 제거될 수도 있고, 이 경우 도 4의 파형의 인가 이전에 셰이킹 파형이 인가된다 (도 6 참조).
일 실시형태에서, 도 5 또는 도 6의 구동 시퀀스는 DC 발란스된다.
제 2 구동 방법:
본 발명의 제 2 구동 방법은 도 7에 나타내진다. 그것은, 도 3에서 t3의 구동 구간을 대체하기 위해 또한 사용될 수 있는, 도 4의 구동 파형의 대안에 관한 것이다.
이 대안의 파형에는, 대기 시간 "t6"이 추가되어 있다. 대기 시간 동안, 어떠한 구동 전압도 인가되지 않는다. 도 7의 전체 파형은 또한 다수 사이클 (예를 들어, N≥4) 반복된다.
도 7의 파형은, 특히 유전체층의 저항이 예를 들어 저온에서 높은 경우, 전기영동 디스플레이 디바이스의 유전체층에 저장된 전하 불균형을 방출하도록 설계된다.
본 출원의 문맥에서, 용어 "저온"은 약 10℃ 아래의 온도를 지칭한다.
대기 시간은 아마도 유전체층에 저장된 원치않는 전하를 소산하고, 픽셀을 화이트 상태를 향해 구동하기 위한 단펄스 ("t4") 및 픽셀을 레드 상태를 향해 구동하기 위한 장펄스 ("t5") 가 보다 효율적이게 할 수 있다. 그 결과, 이러한 대안의 구동 방법은 더 높이 하전된 것들로부터 낮게 하전된 안료 입자들의 보다 나은 분리를 가져올 것이다. 대기 시간 ("t6") 은 유전체층의 저항에 의존하여 5-5,000 msec 범위일 수 있다.
도 7 의 이러한 구동 방법은 다음과 같이 요약될 수도 있다:
시인측의 제 1 표면, 비시인측의 제 2 표면, 및 공통 전극과 픽셀 전극들의 층 사이에 개재되고 모두가 용매 또는 용매 혼합물에 분산되는 제 1 종의 안료 입자들, 제 2 종의 안료 입자들 및 제 3 종의 안료 입자들을 포함하는 전기영동 유체를 포함하는 전기영동 디스플레이에 대한 구동 방법으로서,
(a) 3가지 종류의 안료 입자들은 서로 상이한 광학 특성들을 가지고;
(b) 제 1 종의 안료 입자들 및 제 2 종의 안료 입자들은 반대 전하 극성들을 가지며; 그리고
(c) 제 3 종의 안료 입자들은 제 2 종의 안료 입자들과 동일한 전하 극성을 갖지만 세기는 보다 낮으며, 상기 방법은:
(i) 제 1 시구간 동안 전기영동 디스플레이의 픽셀에 제 1 구동 전압을 인가하는 단계로서, 시인측에서 제 1 종의 안료 입자들의 컬러 상태를 향해 픽셀을 구동하기 위해서 제 1 구동 전압이 제 1 종의 안료 입자들과 동일한 극성을 갖는, 상기 제 1 구동 전압을 인가하는 단계;
(ii) 제 2 시구간 동안 픽셀에 제 2 구동 전압을 인가하는 단계로서, 시인측에서 제 3 종의 안료 입자들의 컬러 상태를 향해 픽셀을 구동하기 위해서 제 2 구동 전압은 제 3 종의 안료 입자들과 동일한 극성을 갖는, 상기 제 2 구동 전압을 인가하는 단계;
(iii) 제 3 시구간 동안 픽셀에 어떠한 구동 전압도 인가하지 않는 단계; 및
단계 (i), (ii) 및 (iii) 을 반복하는 단계를 포함한다.
일 실시형태에서, 제 1 종의 안료 입자들은 음으로 하전되며 제 2 종의 안료 입자들은 양으로 하전된다.
일 실시형태에서, 제 2 구동 전압의 진폭은 제 1 구동 전압의 진폭의 50% 미만이다.
언급된 바와 같이, 도 7에 도시된 구동 파형은 도 3에서 t3의 구동 구간을 대체하기 위해 사용될 수도 있다 (도 8 참조). 다른 말로, 구동 시퀀스는 셰이킹 파형, 연이은 t2의 구간 동안의 화이트 상태를 향한 구동, 다음 도 7의 파형 인가일 수도 있다.
다른 실시형태에서, t2 구간 동안의 화이트 상태로의 구동 단계는 제거될 수도 있고, 이 경우 도 7의 파형 인가 이전에 셰이킹 파형이 인가된다 (도 9 참조).
다른 실시형태에서, 도 8 또는 도 9의 구동 시퀀스는 DC 발란스된다.
본 출원에서 지칭되는 구동 구간들 중 임의의 구동 구간의 길이는 온도 의존적일 수도 있음에 유의해야 한다.
제 3 구동 방법:
도 10a는, 도 3의 파형에 기초하여, 인가된 구동 전압 (V') 과 광학 성능 사이의 관계를 나타낸다. 도시된 바와 같이, 인가된 양의 구동 전압 (V') 은 상술된 컬러 디스플레이 디바이스의 레드 상태 성능에 영향을 줄 수도 있다. 디스플레이 디바이스의 레드 상태 성능은, L*a*b* 컬러 시스템을 이용하여 a* 값으로 표현된다.
도 10a에서 최대 a*은 도 3에서의 인가된 구동 전압 (V')(약 3.85V) 에서 나타난다. 하지만, 인가된 구동 전압에 ±0.5V의 변화가 이루어진다면, 결과적인 a* 값은 약 37일 것이고, 이것은 최대 a*의 대략 90%이며 여전히 허용가능하다. 이러한 허용오차는, 예를 들어 디스플레이 디바이스의 전자 컴포넌트들의 변화, 시간이 지남에 따른 배터리 전압의 강하, TFT 백플레인들의 배치 변화, 디스플레이 디바이스들의 배치 변화 또는 온도 및 습도 변동에 의하여 야기되는 구동 전압의 변화를 조정하는데 이로울 수 있다.
도 10a의 컨셉에 기초하여, 최대 a* 값의 90% 초과하여 레드 상태로 구동할 수 있는 구동 전압들 (V') 의 범위를 지견하기 위해서 연구를 수행하였다. 다른 말로, 그 범위 내의 구동 전압들 중 어느 구동 전압이 인가되는 경우, 광학 성능은 크게 영향받지 않는다. 따라서, 그 범위는 "전압 둔감 (voltage-insensitive)" 범위로서 언급될 수도 있다. "전압 둔감" 범위가 넓어질수록, 구동 방법은 배치 변화 및 환경 변화에 대해서 더 관대하다.
도 4에서, 이 연구를 위해 고려되는 3가지 파라미터들, t4, t5 및 N이 있다. 전압 둔감 범위에 대한 3가지 파라미터들의 영향은 상호작용적이며 비선형적이다.
도 10a의 모델에 따라, 누구나, 도 4의 파형에 대해 최광의 전압 둔감 범위를 달성하기 위해 3가지 파라미터드에 대한 최적값 세트들을 찾을 수 있다. 그 결과들은 도 10b에 요약된다.
일례에서, t4가 40-140 msec인 경우, t5는 460 msec 이상이고 N은 7 이상이며, 도 10b에 기초한 전압 둔감 범위 (즉, 3.7V 내지 6.5V) 는 도 10a에 기초한 전압 둔감 범위 (즉, 3.3V 내지 4.7V) 의 폭의 2배이다.
상기에서 논의된 최적의 파라미터들은 또한 본 발명의 임의의 구동 방법들에 적용가능하다.
따라서, 제 3 구동 방법은 다음과 같이 요약될 수도 있다:
시인측의 제 1 표면, 비시인측의 제 2 표면, 및 공통 전극과 픽셀 전극들의 층 사이에 개재되고 모두가 용매 또는 용매 혼합물에 분산되는 제 1 종의 안료 입자들, 제 2 종의 안료 입자들 및 제 3 종의 안료 입자들을 포함하는 전기영동 유체를 포함하는 전기영동 디스플레이에 대한 구동 방법으로서,
(a) 3가지 종류의 안료 입자들은 서로 상이한 광학 특성들을 가지고;
(b) 제 1 종의 안료 입자들 및 제 2 종의 안료 입자들은 반대 전하 극성들을 가지며; 그리고
(c) 제 3 종의 안료 입자들은 제 2 종의 안료 입자들과 동일한 전하 극성을 갖지만 세기는 보다 낮으며,
상기 방법은 적어도 0.7V의 전압 둔감 범위를 갖는다.
이러한 방법에서, 상기와 같은 범위 내의 구동 전압이 인가되는 경우, 달성된 컬러 상태의 광학 품질은 최대 허용가능한 "a*" 값의 적어도 90%이다.
또한, 도 10a 및 도 10b에 도시된 데이터가 주위 온도 하에서 회수된다는 점에 유의한다.
제 4 구동 방법:
본 발명의 제 4 구동 방법은 도 11에 나타내진다. 그것은, 도 3에서 t3의 구동 구간을 대체하기 위해 또한 사용될 수 있는 구동 파형에 관한 것이다.
초기 단계에서, 높은 음의 구동 전압 (VH2, 예를 들어, -15V) 이 t7의 구간동안 픽셀에 인가되며, 이것은 t8의 대기 시간으로 이어진다. 대기 시간 이후, 양의 구동 전압 (V', 예를 들어, VH1 또는 VH2의 50% 미만) 이 t9의 구간 동안 픽셀에 인가되며, 이것은 t10의 제 2 대기 시간으로 이어진다. 도 11의 파형은 N회 반복된다. 상술한 바와 같은 "대기 시간"이라는 용어는 어떠한 구동 전압도 인가되지 않는 시구간을 지칭한다.
이러한 구동 방법은 저온에서 특히 효과적일 뿐만 아니라, 또한 디스플레이 디바이스의 제작 동안 야기된 구조적 변화들의 보다 양호한 허용오차를 디스플레이 디바이스에 제공할 수도 있다. 따라서 그 유용성은 저온 구동에 한정되지 않는다.
도 11의 파형에서, 제 1 대기 시간 (t8) 은 매우 짧은 반면 제 2 대기 시간 (t10) 은 보다 길다. 또한, t7의 구간은 t9의 구간보다 더 짧다. 예를 들어, t7은 20 내지 200 msec 범위일 수 있고; t8은 100 msec 미만일 수 있고; t9는 100 내지 200 msec 범위일 수 있으며; 그리고 t10은 1000 msec 미만일 수 있다.
도 12는 도 3 및 도 11의 조합이다. 도 3에서, 화이트 상태가 t2의 구간 동안 디스플레이된다. 일반적으로, 이 구간의 화이트 상태가 더 양호할수록, 말미에 더 양호한 레드 상태가 디스플레이될 것이다.
셰이킹 파형에 있어서, 양/음의 펄스 쌍은 바람직하게는 50-1500 회 반복되고, 각 펄스는 바람직하게 10 msec 동안 인가된다.
일 실시형태에서, t2 구간 동안의 화이트 상태로의 구동 단계는 제거될 수도 있고, 이 경우 도 11의 파형 인가 이전에 셰이킹 파형이 인가된다 (도 13 참조).
도 11의 제 4 구동 방법은 다음과 같이 요약될 수도 있다:
시인측의 제 1 표면, 비시인측의 제 2 표면, 및 공통 전극과 픽셀 전극들의 층 사이에 개재되고 모두가 용매 또는 용매 혼합물에 분산되는 제 1 종의 안료 입자들, 제 2 종의 안료 입자들 및 제 3 종의 안료 입자들을 포함하는 전기영동 유체를 포함하는 전기영동 디스플레이에 대한 구동 방법으로서,
(a) 3가지 종류의 안료 입자들은 서로 상이한 광학 특성들을 가지고;
(b) 제 1 종의 안료 입자들 및 제 2 종의 안료 입자들은 반대 전하 극성들을 가지며; 그리고
(c) 제 3 종의 안료 입자들은 제 2 종의 안료 입자들과 동일한 전하 극성을 갖지만 세기는 보다 낮으며, 상기 방법은:
(i) 제 1 시구간 동안 전기영동 디스플레이의 픽셀에 제 1 구동 전압을 인가하는 단계로서, 시인측에서 제 1 종의 안료 입자들의 컬러 상태를 향해 픽셀을 구동하기 위해서 제 1 구동 전압이 제 1 종의 안료 입자들과 동일한 극성을 갖는, 상기 제 1 구동 전압을 인가하는 단계;
(ii) 제 2 시구간 동안 픽셀에 어떠한 구동 전압도 인가하지 않는 단계;
(iii) 제 3 시구간 동안 픽셀에 제 2 구동 전압을 인가하는 단계로서, 시인측에서 제 3 종의 안료 입자들의 컬러 상태를 향해 픽셀을 구동하기 위해서 제 2 구동 전압은 제 3 종의 안료 입자들과 동일한 극성을 갖는, 상기 제 2 구동 전압을 인가하는 단계;
(iv) 제 4 시구간 동안 픽셀에 어떠한 구동 전압도 인가하지 않는 단계; 및
단계들 (i) - (iv)를 반복하는 단계를 포함한다.
일 실시형태에서, 제 1 종의 안료 입자들은 음으로 하전되며 제 2 종의 안료 입자들은 양으로 하전된다.
일 실시형태에서, 단계들 (i) - (iv)는 적어도 3회 반복된다.
일 실시형태에서, 제 2 구동 전압은, 픽셀을 제 1 종의 안료 입자들의 컬러 상태로부터 제 2 종의 안료 입자들의 컬러 상태로 구동하거나, 또는 그 반대로 구동하기에 충분한 구동 전압의 50% 미만이다.
다른 실시형태에서, 도 12 또는 도 13의 구동 시퀀스는 DC 발란스된다.
제 5 구동 방법:
도 2(a)에 도시된 바와 같이, 블랙 입자들 및 레드 입자들이 동일한 전하 극성을 가지기 때문에, 이들은 동일한 방향으로 이동하는 경향이 있다. 블랙 입자들이 보다 높은 전하 및 가능하게는 더 작은 크기 때문에 소정의 구동 전압하에서 레드 입자들보다 더 빨리 이동하더라도, 레드 입자들 중 일부는 여전히 블랙 입자들을 갖는 시인측으로 구동될 수도 있어 블랙 상태의 품질을 저하시킬 수도 있다.
도 14는 픽셀을 블랙 상태를 향해 구동하기 위한 전형적인 파형을 도시한다. (위에서 설명된) 셰이킹 파형은 컬러 휘도와 순도를 보장하기 위해 포함된다. 도시된 바와 같이, 높은 양의 구동 전압 (VH1, 예를 들어, +15V) 이 t12의 구간 동안 인가되어, 픽셀을 셰이킹 파형 이후 블랙 상태를 향해 구동한다. 구동 전압은 셰이킹 파형 이전에 t11의 구간 동안 인가되어 DC 발란스를 보장한다.
본 발명의 제 5 구동 방법은 도 15에 나타내진다. 그것은, 픽셀을 블랙 상태를 향해 구동하기 위해, 도 14의 파형의 말미에서 부가되는 구동 파형에 관한 것이다. 조합된 파형은 파형은 레드 입자들로부터의 블랙 입자들의 보다 양호한 분리를 더 제공하여, 보다 포화된 블랙 상태를 덜한 레드 색조로 만들 수 있다.
도 15에서는, VH2 (음) 의 단펄스 "t13"이 인가되고, 이어서 VH1 (양) 의 보다 긴 펄스 "t14" 및 t15의 대기 시간 (0V) 으로 이어진다. 이러한 시퀀스는 적어도 3회 인가되며, 바람직하게 적어도 3회 (즉, N≥3), 보다 바람직하게 적어도 5회 내지 7회 인가된다.
펄스 "t14"는 보통 펄스 "t13" 길이의 적어도 2배이다.
VH2의 단펄스 "t13"은 블랙 및 레드 입자들을 픽셀 전극을 향해 푸시할 것이고, VH1의 보다 긴 펄스 "t14"는 이들을 공통 전극 측 (즉, 시인측) 으로 푸시할 것이다. 2가지 종류의 안료 입자들의 속도가 동일한 구동 전압하에서 동일하지 않기 때문에, 이러한 비대칭적 구동 시퀀스는 레드 입자들보다 블랙 입자들에 더 이익이 될것이다. 그 결과, 블랙 입자들은 레드 입자들로부터 보다 양호하게 분리될 수 있다.
대기 시간 "t15"는 디스플레이 디바이스에서의 유전층들에 따라 선택적이다. 보다 낮은 온도에서 유전층들의 저항이 보다 현저하다는 것이 보통이며, 그리고 이 경우 유전층들에 트랩된 전하를 방출하기 위해 대기 시간이 요구될 수도 있다.
도 15의 제 5 구동 방법은 다음과 같이 요약될 수도 있다:
시인측의 제 1 표면, 비시인측의 제 2 표면, 및 공통 전극과 픽셀 전극들의 층 사이에 개재되고 모두가 용매 또는 용매 혼합물에 분산되는 제 1 종의 안료 입자들, 제 2 종의 안료 입자들 및 제 3 종의 안료 입자들을 포함하는 전기영동 유체를 포함하는 전기영동 디스플레이에 대한 구동 방법으로서,
(a) 3가지 종류의 안료 입자들은 서로 상이한 광학 특성들을 가지고;
(b) 제 1 종의 안료 입자들 및 제 2 종의 안료 입자들은 반대 전하 극성들을 가지며; 그리고
(c) 제 3 종의 안료 입자들은 제 2 종의 안료 입자들과 동일한 전하 극성을 갖지만 세기는 보다 낮으며, 상기 방법은:
(i) 제 1 시구간 동안 전기영동 디스플레이의 픽셀에 제 1 구동 전압을 인가하는 단계로서, 시인측에서 제 1 종의 안료 입자들의 컬러 상태를 향해 픽셀을 구동하기 위해서 제 1 구동 전압이 제 1 종의 안료 입자들과 동일한 극성을 갖는, 상기 제 1 구동 전압을 인가하는 단계;
(ii) 제 2 시구간 동안 픽셀에 제 2 구동 전압을 인가하는 단계로서, 시인측에서 제 2 종의 안료 입자들의 컬러 상태를 향해 픽셀을 구동하기 위해서 제 2 구동 전압은 제 2 종의 안료 입자들과 동일한 극성을 갖는, 상기 제 2 구동 전압을 인가하는 단계;
(iii) 선택적으로 제 3 시구간 동안 픽셀에 어떠한 구동 전압도 인가하지 않는 단계; 및
단계들 (i), (ii) 및 (iii)을 존재하는 경우 반복하는 단계를 포함한다.
일 실시형태에서, 제 1 종의 안료 입자들은 음으로 하전되며 제 2 종의 안료 입자들은 양으로 하전된다.
도 16은 도 14의 파형 및 도 15의 파형을 조합한 시퀀스를 나타낸다. 하지만, 시퀀스의 입자 속도 및 사이클 수 (N) 에 의존하여, "t12"가 단축될 수도 있음에 또한 유의한다. 다른 말로, "t12"의 말미에서, 픽셀은 풀 블랙 상태에 있을 필요는 없다. 대신, 시퀀스에서의 수 (N) 가 말미에서 픽셀을 블랙 상태로 구동하기에 충분하다는 전제하에, 도 15의 파형은 블랙에서 화이트까지, 그레이를 포함한 임의의 상태에서 시작할 수 있다.
또한, 도 14-16에서 설명된 방법은 저온에서 픽셀을 블랙 상태로 구동하기 위해 이용될 수도 있다. 이 경우, 구간 (t14) 은 t13보다 더 길어야 하고 대기 시간 (t15) 은 적어도 50 msec 이어야 한다.
일 실시형태에서, 도 16의 구동 시퀀스는 DC 발란스된다.
제 6 구동 방법:
도 17은 픽셀을 화이트 상태로 구동하기 위한 전형적인 파형을 도시한다. (위에서 설명된) 셰이킹 파형은 컬러 휘도와 순도를 보장하기 위해 포함된다. VH2의 구동 전압은 셰이킹 파형 이후에 t17의 구간 동안 인가된다. 구동 전압은 셰이킹 파형 이전에 t16의 구간 동안 인가되어 DC 발란스를 보장한다.
본 발명의 제 6 구동 방법은 도 18(a) 및 18(b)에 나타내진다. 그것은, 도 17의 파형에서 t17을 대체하기 위한 파형에 관한 것이다.
이 구동 방법은, 저온 구동에 한정되지 않지만, 저온 구동에 특히 적합하다.
도 18(a)에서는, VH1 (양) 의 단펄스 "t18"이 인가되고, 이어서 VH2 (음) 의 보다 긴 펄스 "t19" 및 t20의 대기 시간 (0V) 으로 이어진다. 도 18(b)에 도시된 바와 같이, t19 동안 인가된 음의 구동 전압 (V") 의 진폭은 VH2 (예를 들어, -15V 대신 -30V) 의 진폭보다 더 클 수도 있다.
이러한 시퀀스는 적어도 1회 인가되며, 바람직하게 적어도 3회 (즉, 도 18(a) 및 18(b)에서 N≥3), 보다 바람직하게 적어도 5회 내지 7회 인가된다.
t19는 t18보다 더 길어야 한다는 점에 유의한다. 예를 들어, t18은 20-200 msec 범위일 수도 있고 t19는 1000 msec 미만일 수도 있다. 대기 시간 t20은 적어도 50msec일 필요가 있다.
도 18(a) 및 18(b)에 도시된 제 6 구동 방법은 다음과 같이 요약될 수도 있다:
시인측의 제 1 표면, 비시인측의 제 2 표면, 및 공통 전극과 픽셀 전극들의 층 사이에 개재되고 모두가 용매 또는 용매 혼합물에 분산되는 제 1 종의 안료 입자들, 제 2 종의 안료 입자들 및 제 3 종의 안료 입자들을 포함하는 전기영동 유체를 포함하는 전기영동 디스플레이에 대한 구동 방법으로서,
(a) 3가지 종류의 안료 입자들은 서로 상이한 광학 특성들을 가지고;
(b) 제 1 종의 안료 입자들 및 제 2 종의 안료 입자들은 반대 전하 극성들을 가지며; 그리고
(c) 제 3 종의 안료 입자들은 제 2 종의 안료 입자들과 동일한 전하 극성을 갖지만 세기는 보다 낮으며, 상기 방법은:
(i) 제 1 시구간 동안 전기영동 디스플레이의 픽셀에 제 1 구동 전압을 인가하는 단계로서, 시인측에서 제 2 종의 안료 입자들의 컬러 상태를 향해 픽셀을 구동하기 위해서 제 1 구동 전압이 제 2 종의 안료 입자들과 동일한 극성을 갖는, 상기 제 1 구동 전압을 인가하는 단계;
(ii) 제 2 시구간 동안 픽셀에 제 2 구동 전압을 인가하는 단계로서, 제 2 구동 전압이 시인측에서 제 1 종의 안료 입자들의 컬러 상태를 향해 픽셀을 구동하기 위해서 제 2 구동 전압이 제 1 종의 안료 입자들과 동일한 극성을 갖는, 상기 제 2 구동 전압을 인가하는 단계;
(iii) 제 3 시구간 동안 픽셀에 어떠한 구동 전압도 인가하지 않는 단계; 및
단계들 (i) 및 (ii) 을 반복하는 단계를 포함한다.
일 실시형태에서, 제 1 종의 안료 입자들은 음으로 하전되며 제 2 종의 안료 입자들은 양으로 하전된다.
도 18(a)에 도시된 일 실시형태에서, 제 2 전압은, 픽셀을 제 1 종의 안료 입자들의 컬러 상태로부터 제 2 종의 안료 입자들의 컬러 상태를 향해 구동하거나, 또는 그 반대로 구동하기 위해 필요한 구동 전압이다.
도 18(b)에 도시된 다른 실시형태에서, 제 2 전압은, 픽셀을 제 1 종의 안료 입자들의 컬러 상태로부터 제 2 종의 안료 입자들의 컬러 상태를 향해 구동하거나, 또는 그 반대로 구동하기 위해 필요한 구동 전압의 진폭보다 더 큰 진폭을 갖는다.
도 19a 및 19b는, 도 17에서 t17이 도 18(a) 및 18(b)의 파형으로 각각 대체되는 시퀀스를 도시한다.
셰이킹 파형에 있어서, 양/음의 펄스 쌍은 바람직하게는 50-1500 회 반복되고, 각 펄스는 바람직하게 10 msec 동안 인가된다.
일 실시형태에서, 도 19a 또는 도 19b의 구동 시퀀스는 DC 발란스된다.
제 7 구동 방법:
본 발명의 제 7 구동 방법은 중간 컬러 상태 (예를 들어, 그레이) 를 향해 픽셀을 구동한다.
도 20은 구동 스킴을 나타낸다. 도시된 바와 같이, 블랙 상태에서의 픽셀은, 낮은 음의 구동 전압 (VL, 예를 들어, -5V) 이 인가되는 경우 그레이 상태를 향해 구동된다. 프로세스에서, 낮은 구동 전압은 픽셀 전극의 측면을 향해 레드 입자들을 푸시하며, 블랙 및 화이트 입자들의 혼합물이 시인측에 보여진다.
이러한 구동 방법은 도 21에 도시된다. 도시된 바와 같이, 높은 양의 구동 전압 (VH1, 예를 들어, +15V) 이 t22의 시구간 동안 인가되어, 픽셀을 셰이킹 파형 이후 블랙 상태를 향해 구동한다. 블랙 상태로부터, 픽셀은 t23의 구간 동안 낮은 음의 구동 전압 (VL, 예를 들어, -5V) 을 인가함으로써 그레이 상태를 향해 구동될 수도 있으며, 즉 도 20(a)로부터 도 20(b)로 구동된다.
구동 구간 t22는 VH1이 인가되는 경우 픽셀을 블랙 상태로 구동하기에 충분한 시구간이며, t23은 VL이 인가되는 경우 픽셀을 블랙 상태로부터 그레이 상태로 구동하기에 충분한 시구간이다. 셰이킹 파형 이전에, VH1의 펄스는 바람직하게 t21의 구간 동안 인가되어 DC 발란스를 보장한다.
도 22는, 도 21에서 t23의 구동 구간을 대체하기 위해 사용될 수도 있는 구동 파형에 관한 것이다. 초기 단계에서, 높은 양의 구동 전압 (VH1, 예를 들어, +15V) 은 블랙 입자들을 시인측을 향해 푸시하기 위해서 t24의 시구간동안 인가되지만, t24는 픽셀을 풀 블랙 상태로 구동하기에 충분하지 않으며, 이것은 그레이 상태를 향해 픽셀을 구동하기 위해 t25의 구간 동안 낮은 음의 구동 전압 (VL, 예를 들어, -5V) 의 인가로 이어진다. VL의 진폭은 VH (예를 들어, VH1 또는 VH2) 의 50% 미만이다.
도 22의 파형은 적어도 4 사이클 (N≥4), 바람직하게 적어도 8 사이클 반복된다.
모두 대기 온도에서 시구간 t24는 약 100 msec 미만이며, t25는 보통 100 msec 초과한다.
도 22에 도시된 제 7 구동 방법은 다음과 같이 요약될 수도 있다:
시인측의 제 1 표면, 비시인측의 제 2 표면, 및 공통 전극과 픽셀 전극들의 층 사이에 개재되고 모두가 용매 또는 용매 혼합물에 분산되는 제 1 종의 안료 입자들, 제 2 종의 안료 입자들 및 제 3 종의 안료 입자들을 포함하는 전기영동 유체를 포함하는 전기영동 디스플레이에 대한 구동 방법으로서,
(a) 3가지 종류의 안료 입자들은 서로 상이한 광학 특성들을 가지고;
(b) 제 1 종의 안료 입자들 및 제 2 종의 안료 입자들은 반대 전하 극성들을 가지며; 그리고
(c) 제 3 종의 안료 입자들은 제 2 종의 안료 입자들과 동일한 전하 극성을 갖지만 세기는 보다 낮으며, 상기 방법은:
(i) 제 1 시구간 동안 전기영동 디스플레이의 픽셀에 제 1 구동 전압을 인가하는 단계로서, 제 2 종의 안료 입자들의 컬러 상태를 향해 픽셀을 구동하기 위해 제 1 구동 전압이 제 2 종의 안료 입자들과 동일한 극성을 가지며, 제 1 시구간은 시인측에서 제 2 종의 안료 입자들의 풀 컬러 상태로 픽셀을 구동하기에 충분하지 않은, 상기 제 1 구동 전압을 인가하는 단계;
(ii) 제 2 시구간 동안 픽셀에 제 2 구동 전압을 인가하는 단계로서, 시인측에서 제 1 및 제 2 종의 안료 입자들의 혼합 상태를 향해 픽셀을 구동하기 위해서 제 2 구동 전압은 제 1 종의 안료 입자들과 동일한 극성을 갖는, 상기 제 2 구동 전압을 인가하는 단계; 및
단계 (i) 및 단계 (ii) 를 반복하는 단계를 포함한다.
상기에 언급된 바와 같이, 제 2 구동 전압은 이 방법에서 제 1 구동 전압의 약 50%이다.
도 23은 도 21의 파형 및 도 22의 파형의 조합을 도시하며, 여기서 t23의 구동 구간은 도 22로 대체된다. 다시말해 구동 방법은 4가지 페이즈로 이루어질 수도 있다. 제 1 페이즈는 DC 발란스 페이즈이고 (t21); 제 2 페이즈는 셰이킹 단계이고; 그리고 제 3 페이즈는 픽셀을 블랙 상태로 구동한다 (t22). 제 3 페이즈에서, 파형은 픽셀을 양호한 블랙 상태로 구동하는 한 임의의 파형일 수 있다. 제 4 페이즈는 짧은 시구간 동안의 높은 양의 구동 전압, 이어지는 보다 긴 시구간 동안의 낮은 음의 구동 전압으로 이루어진다. 언급된 제 4 페이즈는 수회 반복된다.
도 23에서 t22는 선택적일 수도 있음에 유의한다.
낮은 음의 전압 (VL) 을 변화시킴으로써 그레이 상태를 더 밝거나 또는 더 어둡게 변조시키는 것이 가능하다. 다른 말로, 파형 시퀀스 및 형상은 동일한 채로 유지될 수도 있으나; VL의 진폭이 변하여 (예를 들어, -4V, -5V, -6V 또는 -7V) 상이한 그레이 레벨들이 디스플레이되게 한다. 이 특징은 구동 회로에서의 룩업 테이블들에 대한 요구 공간을 잠재적으로 줄일 수 있어, 결과적으로 비용을 낮춘다. 나타낸 구동 방법은, 제 3 종의 안료 입자들로부터의 컬러 방해가 거의 없는 (제 1 종의 안료 입자들 및 제 2 종의 안료 입자들의) 고품질의 중간 상태를 만들 수 있다.
일 실시형태에서, 도 23의 구동 시퀀스는 DC 발란스된다.
제 8 구동 방법:
본 발명의 제 8 구동 방법은 도 24에 나타내진다. 화이트 상태가 아닌 (즉, 제 1 종의 안료 입자들의 컬러 상태가 아닌) 픽셀에 인가되는 것으로 의도된다.
초기 단계에서, 높은 음의 구동 전압 (VH2, 예를 들어, -15V) 이 t26의 구간 동안 인가되며, 이것은 t27의 대기 시간으로 이어진다. 대기 시간 이후, 양의 구동 전압 (V', 예를 들어, VH1 또는 VH2의 50% 미만) 이 t28의 구간 동안 픽셀에 인가되며, 이것은 t29의 제 2 대기 시간으로 이어진다. 도 24의 파형은 N 회 반복된다. 상술한 바와 같은 "대기 시간"이라는 용어는 어떠한 구동 전압도 인가되지 않는 시구간을 지칭한다.
이러한 구동 방법은 저온에서 특히 효과적이며, 그것은 또한 전체 구동 시간을 레드 상태로 단축시킬 수도 있다.
시구간 t26이 오히려 짧고, 보통 풀 블랙 상태에서 풀 화이트 상태로 구동하기 위해 필요한 시간의 약 50% 범위이며, 이에 따라 픽셀을 풀 화이트 컬러 상태로 구동하기는 충분하지 않다. 시구간 t27은 100 msec 미만일 수도 있고; 시구간 t28은 100-200 msec 범위일 수도 있으며; 그리고 시구간 t29는 1000 msec 미만일 수도 있다.
또한, 도 11의 파형이 화이트 상태 (즉, 제 1 종의 안료 입자들의 컬러) 에 있는 픽셀에 인가될 것이라고 개시되어 있는 반면, 도 24의 파형이 화이트 상태가 아닌 픽셀에 인가될 것으로 의도되는 것을 제외하고, 도 24의 파형은 도 11의 파형과 유사하다는 점에 유의한다.
도 25는, 도 24의 파형이 블랙 상태 (즉, 제 2 종의 안료 입자들의 컬러 상태) 인 픽셀에 인가되는 예이다.
셰이킹 파형에 있어서, 양/음의 펄스 쌍은 바람직하게는 50-1500 회 반복되고, 각 펄스는 바람직하게 10 msec 동안 인가된다.
도 11과 유사하게, 도 24의 제 8 구동 방법은 다음과 같이 요약될 수 있다:
시인측의 제 1 표면, 비시인측의 제 2 표면, 및 공통 전극과 픽셀 전극들의 층 사이에 개재되고 모두가 용매 또는 용매 혼합물에 분산되는 제 1 종의 안료 입자들, 제 2 종의 안료 입자들 및 제 3 종의 안료 입자들을 포함하는 전기영동 유체를 포함하는 전기영동 디스플레이에 대한 구동 방법으로서,
(a) 3가지 종류의 안료 입자들은 서로 상이한 광학 특성들을 가지고;
(b) 제 1 종의 안료 입자들 및 제 2 종의 안료 입자들은 반대 전하 극성들을 가지며; 그리고
(c) 제 3 종의 안료 입자들은 제 2 종의 안료 입자들과 동일한 전하 극성을 갖지만 세기는 보다 낮으며, 방법은:
(i) 제 1 시구간 동안 전기영동 디스플레이의 픽셀에 제 1 구동 전압을 인가하는 단계로서, 시인측에서 제 1 종의 안료 입자들의 컬러 상태를 향해 픽셀을 구동하기 위해서 제 1 구동 전압이 제 1 종의 안료 입자들과 동일한 극성을 갖는, 상기 제 1 구동 전압을 인가하는 단계;
(ii) 제 2 시구간 동안 픽셀에 어떠한 구동 전압도 인가하지 않는 단계;
(iii) 제 3 시구간 동안 픽셀에 제 2 구동 전압을 인가하는 단계로서, 시인측에서 제 3 종의 안료 입자들의 컬러 상태를 향해 픽셀을 구동하기 위해서 제 2 구동 전압은 제 3 종의 안료 입자들과 동일한 극성을 갖는, 상기 제 2 구동 전압을 인가하는 단계;
(iv) 제 4 시구간 동안 픽셀에 어떠한 구동 전압도 인가하지 않는 단계; 및
단계들 (i) - (iv)를 반복하는 단계를 포함한다.
일 실시형태에서, 제 1 종의 안료 입자들은 음으로 하전되며 제 2 종의 안료 입자들은 양으로 하전된다.
일 실시형태에서, 단계들 (i) - (iv)는 적어도 3회 반복된다.
일 실시형태에서, 제 2 구동 전압은, 픽셀을 제 1 종의 안료 입자들의 컬러 상태로부터 제 2 종의 안료 입자들의 컬러 상태로 구동하거나, 또는 그 반대로 구동하기에 충분한 구동 전압의 50% 미만이다.
일 실시형태에서, 도 25의 구동 시퀀스는 DC 발란스된다.
본 발명이 그 특정 실시형태를 참조하여 설명되었지만, 다양한 변경이 이뤄질 수도 있고 균등물들이 본 발명의 진정한 사상 및 범위를 벗어나지 않고 치환될 수도 있다는 것이 당업자에 의해 이해되어야 한다. 부가하여, 많은 변형이 특정 상황, 재료, 조성물, 공정, 공정 단계 또는 단계들을 본 발명의 목적 및 범위에 적합화시키도록 될 수도 있다. 이러한 모든 변형들은 여기에 첨부된 청구항의 범위 내에 포함되는 것으로 의도된다.

Claims (6)

  1. 전기영동 디스플레이에 대한 구동 방법으로서,
    상기 전기영동 디스플레이는 시인측의 제 1 표면, 비시인측의 제 2 표면, 및 상기 제 1 표면에 인접하는 공통 전극과 상기 제 2 표면에 인접하는 픽셀 전극들의 층 사이에 개재되는 전기영동 유체를 포함하고, 상기 전기영동 유체는 용매 또는 용매 혼합물에 모두 분산되어 있는 제 1 종의 안료 입자들, 제 2 종의 안료 입자들 및 제 3 종의 안료 입자들을 포함하며,
    (a) 3가지 종류의 안료 입자들은 서로 상이한 광학 특성들을 가지고;
    (b) 상기 제 1 종의 안료 입자들 및 상기 제 2 종의 안료 입자들은 반대 전하 극성들을 가지며; 그리고
    (c) 상기 제 3 종의 안료 입자들은 상기 제 2 종의 안료 입자들과 동일한 전하 극성을 갖지만 세기는 보다 낮으며,
    상기 방법은:
    (i) 제 1 시구간 동안 상기 전기영동 디스플레이의 픽셀에 제 1 구동 전압을 인가하는 단계로서, 상기 시인측에서 상기 제 1 종의 안료 입자들의 광학 특성을 디스플레이하기 위해, 상기 제 1 구동 전압이 상기 공통 전극에 인접하여 상기 제 1 종의 안료 입자들을 이동시키는 극성을 갖는, 상기 제 1 구동 전압을 인가하는 단계;
    (ⅱ) 제 2 시구간 동안 상기 픽셀에 구동 전압을 인가하지 않는 단계;
    (ⅲ) 상기 시인측에서 상기 제 3 종의 안료 입자들의 광학 특성만을 디스플레이하기 위해, 제 3 시구간 동안 상기 픽셀에 제 2 구동 전압을 인가하는 단계;
    (ⅳ) 제 4 시구간 동안 상기 픽셀에 구동 전압을 인가하지 않는 단계; 및
    단계들 (i) - (ⅳ) 를 반복하는 단계를 포함하는, 전기영동 디스플레이에 대한 구동 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 종의 안료 입자들은 음으로 하전되며 상기 제 2 종의 안료 입자들은 양으로 하전되는, 전기영동 디스플레이에 대한 구동 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 구동 전압의 진폭은 상기 제 1 구동 전압의 진폭의 50% 미만인, 전기영동 디스플레이에 대한 구동 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    단계들 (i) - (ⅳ) 는 적어도 3회 반복되는, 전기영동 디스플레이에 대한 구동 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    단계 (i) 이전에 셰이킹 파형을 더 포함하는, 전기영동 디스플레이에 대한 구동 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    셰이킹 파형 이후 단계 (i) 이전에 상기 제 1 종의 안료 입자들의 풀 컬러 상태로 구동하는 단계를 더 포함하는, 전기영동 디스플레이에 대한 구동 방법.
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