WO2011062451A2 - Rgbw 컬러입자를 이용한 컬러전자종이 및 이의 구동방법 - Google Patents

Rgbw 컬러입자를 이용한 컬러전자종이 및 이의 구동방법 Download PDF

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WO2011062451A2
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김원근
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한철종
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전자부품연구원
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Definitions

  • the present invention relates to a color electronic paper using RGBW color particles and a driving method thereof, and more particularly, in a color electronic paper having an RGBW array, by appropriately adjusting the voltage applied to the transparent subpixels.
  • the present invention relates to a color electronic paper using RGBW color particles capable of improving color reproduction and a driving method thereof.
  • Electronic paper is evaluated as a next-generation reflective display device having a different concept from a liquid crystal display, a plasma display panel, an organic luminescence device.
  • RGB color electronic paper using RGB color particles reflects only 33% of the external light to realize the display function, which has a disadvantage of low reflectivity.
  • the RGBW pattern is used to increase the overall reflectivity.
  • the blackness or whiteness setting of the white pixels determines the sharpness of the image representation of the entire panel.
  • 1 is a cross-sectional view of a color electronic paper having a conventional RGBW pattern.
  • FIG. 1 illustrates particle distribution in a color electronic paper having an RGBW pattern when 100% white is implemented and 100% black is implemented in a white pixel.
  • a transparent electrode 4 is formed on the upper substrate 1 side, and charged particles are formed in each subpixel.
  • Electronic paper is operated by (4, 6).
  • 2 is a cross-sectional view of a conventional collision charging type color electronic paper.
  • 3 is a plan view illustrating the operation of a general color electronic paper.
  • a color electronic paper using a color filter, and the upper transparent electrode patterned on the color filter 19 and the color filter 19 layer on the first surface of the first substrate layer ( A partition wall for partitioning the upper substrate 11 having the upper substrate 11, the lower transparent electrode 17 patterned on the second surface of the second substrate layer opposite the first surface of the upper substrate 11, and the sub-pixels ( 13 is provided in each subpixel between the lower substrate 18 having the lower substrate 18, the upper transparent electrode 12 of the upper substrate 11, and the lower transparent electrode 17 of the lower substrate 18. It comprises a medium 14 in which charged particles 15 and charged particles 16 of a second polarity are dispersed.
  • the upper substrate 11, which is a first substrate layer, may be formed of any one of plastic or glass, and a color filter 19 is stacked on one surface (first surface) of the upper substrate.
  • a color filter 19 is stacked on one surface (first surface) of the upper substrate.
  • an upper transparent electrode 12 capable of applying a driving voltage of the device is patterned on the color filter 19 layer.
  • the color filter 19 is provided with a matrix 19a for distinguishing each filtering region that is light blocking and red (R), green (G), blue (B) color, and transparent portion (W), which matrix Is a white matrix capable of implementing white when the power is off, and is formed at a corresponding position of the partition wall partitioning each sub-pixel.
  • the color electronic paper using the color filter illustrated in FIG. 2 may slightly improve the problem of the entire panel being dark or white due to the lack of clarity of the color image representation when driven, but the color sub-paper, which is a transparent sub-pixel part, may be improved. There are still problems with implementing different colors.
  • the present invention is to solve the problem of lowering the whiteness of color electronic paper expressing color by using color particles instead of color filters.
  • color electronic paper having an RGBW array the voltage applied to the transparent subpixel is appropriately adjusted.
  • the present invention provides a color electronic paper and a driving method thereof using RGBW color particles that increase the sharpness to enable the most appropriate expression for an image original.
  • the first charged particles may include first red color particles stored in the red subpixel, first green color particles stored in the green subpixel, and first blue color particles stored in the blue subpixel. It may include.
  • the first charged particles may include first white particles or first black particles stored in the transparent subpixel.
  • the second charged particles may include second white particles or second black particles stored in the red subpixel, the green subpixel, the blue subpixel, and the transparent subpixel, respectively.
  • the second charged particles may include second red color particles, second green color particles, and second blue color particles stored in the transparent subpixel.
  • the first charged particles respectively stored in the red subpixel, the green subpixel, the blue subpixel, and the transparent subpixel may have the same polarity.
  • the polarity of the first charged particles and the polarity of the second charged particles may be different from each other.
  • the medium may be a gas.
  • a red subpixel, a green subpixel, a blue subpixel, and a transparent subpixel are disposed between an upper substrate and a lower substrate, and the first and second charged particles are mixed to form the red subpixel
  • a method for driving color electronic paper using RGBW color particles of color electronic paper including a medium stored in the green subpixel, the blue subpixel, and the transparent subpixel, the red subpixel, the green subpixel,
  • the blue subpixel and the transparent subpixel may be configured to implement a color array using the first charged particles, and the voltage applied to the transparent subpixel may include the red subpixel, the noxious subpixel, and the blue subpixel.
  • a method of driving color electronic paper using RGBW color particles applied in the same manner as the voltage value applied to each pixel can be provided.
  • the first charged particles may include first red color particles stored in the red subpixel, first green color particles stored in the green subpixel, and first blue color particles stored in the blue subpixel. It may include.
  • the first charged particles may include first white particles or first black particles stored in the transparent subpixel.
  • the second charged particles may include second white particles or second black particles stored in the red subpixel, the green subpixel, the blue subpixel, and the transparent subpixel, respectively.
  • the second charged particles may include second red color particles, second green color particles, and second blue color particles stored in the transparent subpixel.
  • the first charged particles respectively stored in the red subpixel, the green subpixel, the blue subpixel, and the transparent subpixel may have the same polarity.
  • the polarity of the first charged particles and the polarity of the second charged particles may be different from each other.
  • the color electronic paper may be a collision charging type electronic paper.
  • the medium may be a gas.
  • the color particles are used to adjust the voltage applied to the transparent subpixel in the color electronic paper using the RGBW color array, so that the most natural color can be realized and the image sharpness is increased to the original image. This has the effect of enabling the most appropriate representation to fit.
  • 1 is a cross-sectional view of a color electronic paper having a conventional RGBW pattern.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a conventional collision-charged color electronic paper.
  • FIG. 3 is a plan view illustrating the operation of a general color electronic paper.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of color electronic paper using RGBW color particles according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing color electronic paper using RGBW color particles according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the color electronic paper 100 using the RGBW color particles according to an embodiment of the present invention.
  • color electronic paper using RGBW color particles is an upper substrate 110 and a lower substrate disposed at predetermined intervals from each other. 120).
  • the upper substrate 110 and the lower substrate 120 may be formed of various materials.
  • the upper substrate 110 and the lower substrate 120 may be formed of a transparent material.
  • the upper substrate 110 and the lower substrate 120 may be formed of any one of plastic or glass.
  • the upper substrate 110 may include an upper transparent electrode 111 formed on one surface.
  • the lower substrate 120 may include a lower transparent electrode 121 formed on one surface.
  • the upper transparent electrode 111 may be disposed to face the lower transparent electrode 121. At this time, the upper transparent electrode 111 and the lower transparent electrode 121 may be applied with different voltages from the outside to generate a potential difference.
  • the color electronic paper 100 includes a partition wall 160 disposed between the upper substrate 110 and the lower substrate 120.
  • the partition wall 160 may be formed to be spaced apart from each other to distinguish the red subpixel 151, the green subpixel 152, the blue subpixel 153, and the transparent subpixel 154.
  • the color electronic paper 100 may include a medium (not shown) mixed with the first charged particles 130 and the second charged particles 140.
  • the medium may be stored in each of the subpixels 151, 152, 153, and 154 in a state where the first charged particles 130 and the second charged particles 140 are mixed.
  • the first charged particles 130 may include a first red color particle 131 stored in the red subpixel 151, a first green color particle 132 stored in the first green subpixel 152, and a blue subpixel ( It may include the first blue color particles 133 stored in the 153.
  • the first charged particles 130 may include first white particles 134 or first black particles (not shown) stored in the transparent subpixel 154.
  • the first charged particles 130 may be stored in various sub-pixels (151, 152, 153, 154) according to the user's selection.
  • the first charged particles 130 stored in each subpixel 151, 152, 153, and 154 may have the same polarity. Accordingly, the user may implement various color electronic papers 100 according to the state, use situation, purpose, etc. of the color electronic paper 100.
  • the second charged particles 140 are second white particles (not shown) or second stored in the red subpixel 151, the green subpixel 152, the blue subpixel 153, and the transparent subpixel 154, respectively. It may include black particles (not shown). In this case, the second white particles and the second black particles may be formed of the same material as the first white particles 134 and the first black particles, respectively.
  • the second charged particles 140 include one of the second red color particles 141, the second green color particles 142, and the second blue color particles (not shown) stored in the transparent subpixel 154. can do.
  • the second red color particles 141, the second green color particles 142, and the second blue color particles may include the first red color particles 131, the first green color particles 132, and the first.
  • Each of the blue color particles 133 may be formed in the same manner.
  • the first charged particles 130 and the second charged particles 140 may have different polarities. Therefore, it is possible to form various patterns according to the potential difference formed on the upper transparent electrode 111 and the lower transparent electrode 121.
  • the color electronic paper 100 includes a control unit 170 for controlling the voltage value applied to each sub-pixel (151, 152, 153, 154).
  • the controller 170 may detect voltage values applied to the red subpixel 151, the green subpixel 152, and the blue subpixel 153.
  • the controller 170 may control the voltage value of the transparent subpixel 154 based on the sensed voltage value.
  • the manufacturing method of the color electronic paper 100 it is patterned on one surface of the upper substrate 110 to apply the driving voltage of the device to the upper transparent electrode 111.
  • the lower transparent electrode 121 is patterned on one surface of the lower substrate 120 similarly to the upper transparent electrode 111.
  • the upper transparent electrode 111 and the lower transparent electrode 121 may be formed to face each other as described above.
  • the upper substrate 110 and the lower substrate 120 configured as described above are spaced apart from each other by the partition wall 160, and the edge regions of the upper substrate 110 and the lower substrate 120 are coated with a sealant, and then the upper transparent electrode 111 and the lower transparent electrode ( The first charged particles 130 and the second charged particles 140 charged with different polarities are injected into the respective subpixels 151, 152, 153, and 154 partitioned by the barrier ribs 160 and 121.
  • the color electronic paper 100 can be configured.
  • the first charged particles 130 and the second charged particles 140 may be coated with a material such as silica including a surface charge control agent and charged to have either a positive (+) or a negative ( ⁇ ) polarity. have.
  • the first charged particles 130 may be charged with a first polarity (for example, negative ( ⁇ ))
  • the second charged particles 140 may be charged with a second polarity (for example, positive (+)).
  • the first charged particles 130 and the second charged particles 140 may be opposite to the above charge.
  • the first charged particles 130 may include first red color particles 131 in the red subpixel 151, first green color particles 132 in the green subpixel 152, and first blue particles in the blue subpixel 153.
  • One blue color particle 133 may be used. Accordingly, the user may implement the color of the color electronic paper 100 through the first charged particles 130 stored in the subpixels 151, 152, 153, and 154.
  • the second white particles or the second black particles may be used as the second charged particles 140 in the red subpixel 151, the green subpixel 152, and the blue subpixel 153.
  • the method of driving the subpixels 151, 152, 153, and 154 according to the present invention is the same as a general passive matrix driving method. That is, as shown in FIG. 3, the scan voltage (top electrode) is applied from S1 to SN, and the data voltage (bottom electrode) is simultaneously applied from D1 to DN, so that the potential difference between the respective subpixels 151, 152, 153, and 154 is applied. This is how driving is done.
  • the characteristic part of the present invention uses a method of implementing color in each subpixel 151, 152, 153, and 154 using the first charged particles 130 without using a color filter in implementing a color array. .
  • the transparent subpixel 154 as the second charged particles 140, the second red particles 141, the second green particles 142, or the second particles instead of the second white particles or the second black particles.
  • Blue color particles can be added.
  • the second red particles 141, the second green color particles 142, or the second blue color particles, which are artificially charged with the second charged particles 140, are inserted into the intended use of the panel. Therefore, there is an advantage that can further emphasize a specific color.
  • the transparent subpixel is emphasized.
  • the second red color particles 141 together with the first white particles 134 may be injected into the 154 to emphasize red color on the panel as a whole.
  • the transparent subpixel 154 may be emphasized on the panel as a whole by injecting the second green color particles 142 together with the first white particles 134.
  • the color electronic paper 100 may implement various colors to suit the operating environment, purpose, and the like of the color electronic paper 100.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a color electronic paper 200 using RGBW color particles according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 5A illustrates a case where the transparent subpixel 254 is implemented using the same voltage value as the red subpixel 251 having the largest whiteness among RGB
  • FIG. 5B illustrates a blue subpixel 253 having the smallest whiteness among the RGB. The case of implementing the transparent subpixel 254 with the same voltage value is shown.
  • the controller 270 may detect voltage values applied to the red subpixel 251, the green subpixel 252, and the blue subpixel 253. Can be. In this case, the controller 270 may compare voltage values applied to the red subpixel 251, the green subpixel 252, and the blue subpixel 253.
  • the controller 270 may select the smallest voltage value among the voltage values of the red subpixel 251, the green subpixel 252, and the blue subpixel 253 through the comparison. In this case, the controller 270 may control the voltage value of the transparent subpixel 254 based on the smallest voltage value. That is, the controller 270 may control the smallest voltage value and the voltage value applied to the transparent subpixel 254 to be the same.
  • the transparent subpixel 254 is implemented with the same voltage as the subpixel having the smallest whiteness among the result values of implementing the transparent subpixel 254 with different voltage values. It can be seen from the experiment that one case (FIG. 5B) implements the best color characteristics.
  • the white reflectivity value is changed by the voltage applied to each of the subpixels 251, 252, 253, and 254, 25 V for the red subpixel 251, 30 V for the blue subpixel 253, and green subpixel 252.
  • a voltage of 10 V is applied, the first red color particles 231, the first green color particles 232, and the first blue color particles 233 move to the upper transparent electrode 211.
  • the controller 270 applies a 10V value equal to the voltage value of the green subpixel 252 to the transparent subpixel 254, the first white particles 234 have the same number of times as the first green color particles 232. As rich as you are. At this time, the color electronic paper 200 can realize the most natural color, and the most appropriate expression for the original image by increasing the image sharpness. In addition, during the above experiment, the controller 270 controls to apply 25V or 30V to the transparent subpixel 254.
  • the color electronic paper 200 may provide optimal sharpness and original image expression power.
  • the color electronic paper 200 may operate in an optimized state simply and quickly.

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  • Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)

Abstract

본 발명은 RGBW 컬러 입자를 이용한 컬러전자종이 및 이의 구동방법을 개시한다. 본 발명의 일 측면에 따른 RGBW 컬러 입자를 이용한 컬러전자종이는, 서로 소정간격 이격되어 배치되는 상부기판 및 하부기판과, 상기 상부기판 및 상기 하부기판 사이에 배치되어 적색 서브픽셀, 녹색 서브픽셀, 청색 서브픽셀, 투명 서브픽셀을 형성하는 격벽과, 제 1 대전입자와 제 2 대전입자와 혼합되어 상기 적색 서브픽셀, 상기 녹색 서브픽셀, 상기 청색 서브픽셀, 상기 투명 서브픽셀에 각각 저장되는 매질과, 상기 적색 서브픽셀, 상기 녹색 서브픽셀 및 상기 청색 서브픽셀에 인가되는 전압값 중 가장 작은 전압값과 동일하게 상기 투명 서브픽셀에 전압값을 인가하는 제어부를 포함한다.

Description

RGBW 컬러입자를 이용한 컬러전자종이 및 이의 구동방법
본 발명은 RGBW 컬러입자를 이용한 컬러전자종이 및 이의 구동방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 RGBW 어레이를 가지는 컬러전자종이에 있어서 투명 서브픽셀에 인가되는 전압을 적절하게 조정하여 전체 컬러전자종이 패널의 색재현율을 향상시킬 수 있는 RGBW 컬러입자를 이용한 컬러전자종이 및 이의 구동방법에 관한 것이다.
전자 종이 (Electronic Paper)는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel), 유기 전계발광(Electro Luminescence)소자와 다른 개념의 특징을 가진 차세대 반사형 표시소자로 평가되고 있다.
특히 최근 개발되고 있는 전자 종이(Electronic Paper)는 하나의 셀(Cell)안에 정대전입자와 부대전입자가 함께 공기(air) 상태에서 봉입되어 있는 형태로 보통 흑색입자가 정대전되어 있고, 백색입자가 부대전 되어있다. 봉입된 정대전입자 및 부대전입자는 인가된 전압에 따라 상,하기판의 아래,위로 움직이는데 이를 통해 다양한 텍스트 및 이미지 표현이 가능하며, 이는 수백만번 재생해서 사용할 수 있으므로 장래에 책, 신문, 잡지 등 기존의 인쇄매체를 대체할 재료로 기대된다.
RGB 컬러입자를 이용하는 컬러 전자종이는 외부빛의 33%만 반사하여 디스플레이 기능을 구현하는데, 이 때문에 반사도가 낮은 단점이 있으며, 이를 극복하기 위해 RGBW 패턴을 사용하여 전체적인 반사도를 높여 구현하는데, 이 때 white 픽셀의 blackness 또는 whiteness 설정에 따라 전체 패널의 이미지 표현 선명도가 달라진다.
도 1은 기존의 RGBW 패턴을 가지는 컬러전자종이에 관한 단면도이다.
도 1을 참고하면, 도 1은 RGBW 패턴을 가지는 컬러 전자 종이에 있어서, white 픽셀에서 100% white를 구현시 및 100% black이 구현되는 경우 입자분포를 나타낸다.
상부 기판(1), 하부 기판(2) 및 격벽(5)으로 구분되는 각 서브 픽셀에 있어서, 상기 상부 기판(1)쪽에는 투명전극(4)이 형성되어 있고, 각각의 서브 픽셀에는 대전입자(4, 6)들에 의해 전자종이가 작동된다.
상기 도 1에서와 같이 구현되는 경우, 투명 서브픽셀의 경우 all white(도 1a) 또는 all black(도 1b)으로 표현하여 패널 전체의 화이트니스(Whiteness)가 올라가거나 블랙리스(Blackness)가 올라가는 결과를 가져올 수 있지만, 이와 같은 구동시 컬러이미지 표현의 선명도가 떨어져 패널 전체가 어둡게 보이거나 하얗게 보이는 문제점이 있다.
또한, 도 2는 기존의 충돌 대전형 컬러전자종이의 단면도이다. 도 3은 일반적인 컬러전자종이의 작동방식을 설명하기 위한 평면도이다.
도 2 및 도 3을 참고하면, 컬러 필터를 사용한 컬러 전자종이에 관한 것으로, 제 1 기재층의 제 1 면 상에 컬러 필터(19) 및 상기 컬러 필터(19) 층상에 패터닝된 상부 투명 전극(12)을 갖는 상부 기판(11), 상기 상부 기판(11)의 제1면에 대향하는 제 2 기재층의 제 2 면 상에 패터닝된 하부 투명 전극(17) 및 서브 픽셀을 구획하기 위한 격벽(13)을 갖는 하부 기판(18), 상기 상부 기판(11)의 상부 투명 전극(12)과 상기 하부 기판(18)의 하부 투명 전극(17) 사이의 각 서브 픽셀 내에 구비되며, 제 1 극성의 대전입자(15) 및 제 2 극성의 대전입자(16)가 분산된 매질(14)을 포함하여 구성된다.
제 1 기재층인 상기 상부 기판(11)은 플라스틱 또는 유리 중의 어느 하나로 형성될 수 있으며, 상기 상부 기판의 한 면(제 1 면)에는 컬러필터(19)가 적층된다. 그리고 상기 컬러필터(19) 층상에는 소자의 구동전압을 인가할 수 있는 상부 투명 전극(12)이 패터닝된다. 여기서 상기 컬러필터(19)는 광차단 및 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 컬러 및 투명부분(W)인 각 필터링 영역을 구분하기 위한 매트릭스(19a)를 구비하며, 이 매트릭스는 전원 오프시 백색을 구현할 수 있는 화이트 매트릭스로서 상기 각 서브 픽셀을 구획하는 격벽의 대응위치에 형성된다.
상기 도 2에 나와 있는 컬러 필터를 이용한 컬러전자종이는 구동시 컬러이미지 표현의 선명도가 떨어져 패널 전체가 어둡게 보이거나 하얗게 보이는 문제점을 어느 정도 개선할 수 있지만, 투명 서브 픽셀 부분인 white 서브픽셀에서 여러 가지 색을 구현하기는 어려운 문제점이 여전히 있다.
본 발명은 컬러필터 대신 컬러입자를 사용해서 컬러를 표현하는 컬러전자종이의 백색도 저하문제를 해결하기 위한 것으로, RGBW 어레이를 가지는 컬러 전자종이에 있어서 투명 서브픽셀에 인가되는 전압을 적절하게 조정하여 이미지 선명도를 높여 이미지 원본에 맞는 가장 적정한 표현을 가능하게 하는 RGBW 컬러 입자를 이용한 컬러 전자종이 및 이의 구동방법을 제공한다.
본 발명의 일 측면은, 서로 소정간격 이격되어 배치되는 상부기판 및 하부기판과, 상기 상부기판 및 상기 하부기판 사이에 배치되어 적색 서브픽셀, 녹색 서브픽셀, 청색 서브픽셀, 투명 서브픽셀을 형성하는 격벽과, 제 1 대전입자와 제 2 대전입자와 혼합되어 상기 적색 서브픽셀, 상기 녹색 서브픽셀, 상기 청색 서브픽셀, 상기 투명 서브픽셀에 각각 저장되는 매질과, 상기 적색 서브픽셀, 상기 녹색 서브픽셀 및 상기 청색 서브픽셀에 인가되는 전압값 중 가장 작은 전압값과 동일하게 상기 투명 서브픽셀에 전압값을 인가하는 제어부를 포함하는 RGBW 컬러 입자를 이용한 컬러전자종이를 제공할 수 있다.
또한, 상기 제 1 대전입자는, 상기 적색 서브픽셀에 저장되는 제 1 적색 컬러입자와, 상기 녹색 서브픽셀에 저장되는 제 1 녹색 컬러입자와, 상기 청색 서브픽셀에 저장되는 제 1 청색 컬러입자를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 1 대전입자는 상기 투명 서브픽셀에 저장되는 제 1 백색입자 또는 제 1 흑색입자를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 2 대전입자는 상기 적색 서브픽셀, 상기 녹색 서브픽셀, 상기 청색 서브픽셀, 상기 투명 서브픽셀에 각각 저장되는 제 2 백색입자 또는 제 2 흑색입자를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 2 대전입자는 상기 투명 서브픽셀에 저장되는 제 2 적색 컬러입자, 제 2 녹색 컬러입자, 제 2 청색 컬러입자를 포함할 수 있다.
또한, 상기 적색 서브픽셀, 상기 녹색 서브픽셀, 상기 청색 서브픽셀, 상기 투명 서브픽셀에 각각 저장되는 상기 제 1 대전입자는 동일한 극성을 가질 수 있다.
또한, 상기 제 1 대전입자의 극성과 상기 제 2 대전입자의 극성은 서로 상이할 수 있다.
또한, 상기 매질은 기체일 수 있다.
본 발명의 다른 측면은, 상부기판과 하부기판 사이에 적색 서브픽셀, 녹색 서브픽셀, 청색 서브픽셀, 투명 서브픽셀을 포함하며, 제 1 대전입자 및 제 2 대전입자가 혼합되어 상기 적색 서브픽셀, 상기 녹색 서브픽셀, 상기 청색 서브픽셀, 상기 투명 서브픽셀에 각각 저장되는 매질을 포함하는 컬러 전자종이의 RGBW 컬러입자를 이용한 컬러전자종이의 구동방법에 있어서, 상기 적색 서브픽셀, 상기 녹색 서브픽셀, 상기 청색 서브픽셀, 상기 투명 서브픽셀로 구성되는 패턴은 상기 제 1 대전입자를 이용하여 컬러 어레이를 구현하고, 상기 투명 서브픽셀에 인가되는 전압은 상기 적색 서브픽셀, 상기 녹샐 서브픽셀, 상기 청색 서브픽셀에 각각 인가되는 전압값과 동일하게 인가되는 RGBW 컬러 입자를 이용한 컬러전자종이의 구동방법을 제공할 수 있다.
또한, 상기 제 1 대전입자는, 상기 적색 서브픽셀에 저장되는 제 1 적색 컬러입자와, 상기 녹색 서브픽셀에 저장되는 제 1 녹색 컬러입자와, 상기 청색 서브픽셀에 저장되는 제 1 청색 컬러입자를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 1 대전입자는 상기 투명 서브픽셀에 저장되는 제 1 백색입자 또는 제 1 흑색입자를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 2 대전입자는 상기 적색 서브픽셀, 상기 녹색 서브픽셀, 상기 청색 서브픽셀, 상기 투명 서브픽셀에 각각 저장되는 제 2 백색입자 또는 제 2 흑색입자를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 2 대전입자는 상기 투명 서브픽셀에 저장되는 제 2 적색 컬러입자, 제 2 녹색 컬러입자, 제 2 청색 컬러입자를 포함할 수 있다.
또한, 상기 적색 서브픽셀, 상기 녹색 서브픽셀, 상기 청색 서브픽셀, 상기 투명 서브픽셀에 각각 저장되는 상기 제 1 대전입자는 동일한 극성을 가질 수 있다.
또한, 상기 제 1 대전입자의 극성과 상기 제 2 대전입자의 극성은 서로 상이할 수 있다.
또한, 상기 컬러전자종이는 충돌 대전형 전자종이일 수 있다.
또한, 상기 매질은 기체일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 컬러입자를 사용하여 RGBW 컬러 어레이를 이용한 컬러전자종이에 있어서 투명 서브픽셀에 인가되는 전압을 적절하게 조정하여 가장 자연스런 컬러 구현이 가능해지고, 이미지 선명도를 높여 이미지 원본에 맞는 가장 적정한 표현을 가능하게 하는 효과가 있다.
도 1은 기존의 RGBW 패턴을 가지는 컬러전자종이에 관한 단면도이다.
도 2는 기존의 충돌대전형 컬러전자종이의 단면도이다.
도 3은 일반적인 컬러전자종이의 작동방식을 설명하기 위한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 RGBW 컬러 입자를 이용한 컬러전자종이에 대한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 RGBW 컬러 입자를 이용한 컬러전자종이를 보여주는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 RGBW 컬러 입자를 이용한 컬러전자종이(100)에 대한 단면도이다.
도 4를 참고하면, RGBW 컬러 입자를 이용한 컬러전자종이(100, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 '컬러전자종이'라 한다.)는 서로 소정간격 이격되어 배치되는 상부기판(110) 및 하부기판(120)을 포함한다. 상부기판(110) 및 하부기판(120)은 다양한 재질로 형성될 수 있다. 이때, 상부기판(110) 및 하부기판(120)은 투명한 재질로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상부기판(110) 및 하부기판(120)은 플라스틱 또는 유리 중 어느 하나로 형성될 수 있다.
상부기판(110)은 일면에 형성되는 상부 투명전극(111)을 구비할 수 있다. 또한, 하부기판(120)은 일면에 형성되는 하부 투명전극(121)을 구비할 수 있다.
한편, 상부 투명전극(111)은 하부 투명전극(121)과 서로 대향하도록 배치될 수 있다. 이때, 상부 투명전극(111) 및 하부 투명전극(121)은 외부로부터 서로 상이한 전압이 인가되어 전위차가 발생될 수 있다.
컬러전자종이(100)는 상부기판(110)과 하부기판(120) 사이에 배치되는 격벽(160)을 포함한다. 이때, 격벽(160)은 적색 서브픽셀(151), 녹색 서브픽셀(152), 청색 서브픽셀(153), 투명 서브픽셀(154)을 구분하도록 서로 소정간격 이격되도록 형성될 수 있다.
한편, 컬러전자종이(100)는 제 1 대전입자(130)와 제 2 대전입자(140)와 혼합되는 매질(미표기)을 포함한다. 이때, 상기 매질은 제 1 대전입자(130)와 제 2 대전입자(140)가 혼합된 상태로 각 서브픽셀(151,152,153,154)에 저장될 수 있다.
제 1 대전입자(130)는 적색 서브픽셀(151)에 저장되는 제 1 적색 컬러입자(131), 제 1 녹색 서브픽셀(152)에 저장되는 제 1 녹색 컬러입자(132), 청색 서브픽셀(153)에 저장되는 제 1 청색 컬러입자(133)를 포함할 수 있다.
또한, 제 1 대전입자(130)는 투명 서브픽셀(154)에 저장되는 제 1 백색입자(134) 또는 제 1 흑색입자(미도시)를 포함할 수 있다. 이때, 제 1 대전입자(130)는 사용자의 선택에 따라 다양하게 각 서브픽셀(151,152,153,154)에 저장될 수 있다.
한편, 각 서브픽셀(151,152,153,154)에 저장되는 제 1 대전입자(130)는 서로 동일한 극성을 가질 수 있다. 따라서 사용자는 컬러전자종이(100)의 상태, 사용상황, 목적 등에 따라 다양한 컬러전자종이(100)를 구현할 수 있다.
제 2 대전입자(140)는 적색 서브픽셀(151), 녹색 서브픽셀(152), 청색 서브픽셀(153), 투명 서브픽셀(154)에 각각 저장되는 제 2 백색입자(미도시) 또는 제 2 흑색입자(미도시)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 제 2 백색입자 및 상기 제 2 흑색입자는 제 1 백색입자(134) 및 상기 제 1 흑색입자와 각각 동일한 재질로 형성될 수 있다.
또한, 제 2 대전입자(140)는 투명 서브픽셀(154)에 저장되는 제 2 적색 컬러입자(141), 제 2 녹색 컬러입자(142), 제 2 청색 컬러입자(미도시) 중 하나를 포함할 수 있다. 이때, 제 2 적색 컬러입자(141), 제 2 녹색 컬러입자(142), 상기 제 2 청색 컬러입자는 상기에서 설명한 제 1 적색 컬러입자(131), 제 1 녹색 컬러입자(132), 제 1 청색 컬러입자(133)과 각각 동일하게 형성될 수 있다.
제 1 대전입자(130)와 제 2 대전입자(140)는 서로 상이한 극성을 가질 수 있다. 따라서 상부 투명전극(111)과 하부 투명전극(121)에 형성되는 전위차에 따라 다양한 패턴을 형성하는 것이 가능하다.
한편, 컬러전자종이(100)는 각 서브픽셀(151,152,153,154)에 인가되는 전압값을 제어하는 제어부(170)를 포함한다. 이때, 제어부(170)는 적색 서브픽셀(151), 녹색 서브픽셀(152) 및 청색 서브픽셀(153)에 인가되는 전압값을 감지할 수 있다. 또한, 제어부(170)는 상기 감지된 전압값을 근거로 투명 서브픽셀(154)의 전압값을 제어할 수 있다.
컬러전자종이(100)의 제조방법을 살펴보면, 상부 투명전극(111)에 소자의 구동전압을 인가할 수 있도록 상부기판(110)의 일면에 패터닝한다. 또한, 하부 투명전극(121)은 상부 투명전극(111)과 유사하게 하부기판(120)의 일면에 패터닝한다. 이때, 상부 투명전극(111)과 하부 투명전극(121)은 상기에서 설명한 바와 같이 서로 대향하도록 형성될 수 있다.
이와 같이 구성되는 상기 상부 기판(110)과 하부 기판(120)은 서로 대향시켜 격벽(160)으로 이격되게 하고, 이들의 가장자리 영역을 실런트로 도포한 다음 상부 투명전극(111), 하부 투명전극(121)과 격벽(160)에 의해 구획된 각 서브픽셀(151,152,153,154) 내에 서로 다른 극성으로 대전된 제 1 대전입자(130) 및 제 2 대전입자(140)가 분산된 기체의 상기 매질을 주입하여, 컬러전자종이(100)를 구성할 수 있게 된다.
여기서 제 1 대전입자(130) 및 제 2 대전입자(140)는 표면 대전 제어제를 포함하는 실리카 등의 재료로 코팅되어 양(+) 또는 음(-) 중의 어느 하나의 극성을 갖도록 대전될 수 있다. 이때, 제 1 대전입자(130)는 제 1 극성(예를 들어 음(-))으로 대전되고, 제 2 대전입자(140)는 제 2 극성(예를 들어 양(+))으로 대전될 수 있다. 또한, 제 1 대전입자(130)와 제 2 대전입자(140)가 상기와 반대로 대전될 수 있다.
이때, 제 1 대전입자(130)는 적색 서브픽셀(151)에는 제 1 적색 컬러입자(131), 녹색 서브픽셀(152)에는 제 1 녹색 컬러입자(132), 청색 서브픽셀(153)에는 제 1 청색 컬러입자(133)를 사용할 수 있다. 따라서 사용자는 각 서브픽셀(151,152,153,154)에 저장되는 제 1 대전입자(130)를 통하여 컬러전자종이(100)의 색을 구현할 수 있다.
또한, 적색 서브픽셀(151), 녹색 서브픽셀(152), 청색 서브픽셀(153)에는 제 2 대전입자(140)로써 상기 제 2 백색입자나 상기 제 2 흑색입자를 사용할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 각 서브픽셀(151,152,153,154)이 구동되는 방식은 일반적인 패시브 매트릭스(Passive Matrix) 구동방식과 동일하다. 즉, 도 3에 나와 있듯이, 스캔전압(상판전극)이 S1에서 SN까지 인가되고, 데이터 전압(하판전극)이 D1에서 DN까지 동시에 인가되어 마주보는 각 서브픽셀(151,152,153,154)의 전위차에 의해 입자의 구동이 이루어지는 방식이다.
본 발명에 있어 특징적인 부분은 기존에 있어서 컬러 어레이를 구현함에 있어서 컬러 필터를 사용하지 않고, 제 1 대전입자(130)를 사용하여 각 서브픽셀(151,152,153,154)에 있어 색을 구현하는 방식을 사용한다.
또한, 투명 서브픽셀(154)에 제 2 대전입자(140)로써 상기 제 2 백색입자나 상기 제 2 흑색입자 대신 제 2 적색 컬러입자(141), 제 2 녹색 컬러입자(142) 또는 상기 제 2 청색 컬러입자를 넣을 수 있다. 이는 투명 서브픽셀(154)에 있어서 인위적으로 제 2 대전입자(140)인 제 2 적색 컬러입자(141), 제 2 녹색 컬러입자(142) 또는 상기 제 2 청색 컬러입자를 넣어 패널의 사용목적에 따라 특정색을 더 강조할 수 있는 장점이 있다.
특히 도 4A를 참조하면, 적색 서브픽셀(151)에서 상부기판(110)에 접촉되어 있는 제 1 적색 컬러입자(131)가 적색을 나타내고 있고, 전체적으로 휘도가 작은 적색을 강조하고자 하면, 투명 서브픽셀(154)에 제 1 백색입자(134)와 함께 제 2 적색 컬러입자(141)를 주입하여 전체적으로 패널에 적색을 강조할 수 있다.
마찬가지로, 도 4B와 같이, 녹색 서브픽셀(152)에서 상부기판(110)에 접촉되어 있는 제 1 녹색 컬러입자(132)가 녹색을 나타내고 있고, 전체적으로 녹색을 강조하고자 하면, 투명 서브픽셀(154)에 제 1 백색입자(134)와 함께 제 2 녹색 컬러 입자(142)를 주입하여 전체적으로 패널에 녹색을 강조할 수 있다.
따라서 컬러전자종이(100)는 다양한 색을 컬러전자종이(100)의 작동환경, 목적 등에 적합하도록 구현시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 RGBW 컬러 입자를 이용한 컬러전자종이(200)를 보여주는 단면도이다.
도 5A는 RGB 중에서 화이트니스가 가장 큰 적색 서브픽셀(251)과 같은 전압값으로 투명 서브픽셀(254)을 구현한 경우이고, 도 5B는 RGB 중에서 화이트니스가 가장 작은 청색 서브픽셀(253)과 같은 전압값으로 투명 서브픽셀(254)을 구현한 경우를 나타내고 있다.
도 5를 참고하면, 컬러전자종이(200)가 작동하는 경우, 제어부(270)는 적색 서브픽셀(251), 녹색 서브픽셀(252), 청색 서브픽셀(253)에 인가되는 전압값을 감지할 수 있다. 이때, 제어부(270)는 적색 서브픽셀(251), 녹색 서브픽셀(252), 청색 서브픽셀(253)에 인가되는 전압값을 서로 비교할 수 있다.
제어부(270)는 상기 비교를 통하여 적색 서브픽셀(251), 녹색 서브픽셀(252), 청색 서브픽셀(253)의 전압값 중 가장 작은 전압값을 선별할 수 있다. 이때, 제어부(270)는 상기 가장 작은 전압값을 근거로 투명 서브픽셀(254)의 전압값을 제어할 수 있다. 즉, 제어부(270)는 상기 가장 작은 전압값과 투명 서브픽셀(254)에 인가되는 전압값이 서로 동일하도록 제어할 수 있다.
상기와 같이 제어부(270)가 작동하는 경우, 각각 다른 전압값으로 투명 서브픽셀(254)을 구현한 결과값 중에서, 화이트니스가 가장 작은 서브픽셀과 동일한 전압값으로 투명 서브픽셀(254)을 구현한 경우(도 5b)가 가장 좋은 컬러 특성을 구현함을 실험을 통하여 알 수 있다.
예를 들어, 각각의 서브픽셀(251,252,253,254)에 인가되는 전압에 의해 백색반사도 값이 변한다고 가정하고, 적색 서브픽셀(251)에는 25V, 청색 서브픽셀(253)에는 30V, 녹색 서브픽셀(252)에는 10V의 전압을 인가하는 경우, 제 1 적색 컬러입자(231), 제 1 녹색 컬러입자(232), 제 1 청색 컬러입자(233)가 상부 투명전극(211)으로 이동하게 된다.
이때, 제어부(270)는 투명 서브픽셀(254)에 녹색 서브픽셀(252)의 전압값과 같은 10V 값을 인가하면, 제 1 백색입자(234)는 제 1 녹색 컬러입자(232)와 동일한 개수만큼 부유하게 된다. 이때, 컬러전자종이(200)는 가장 자연스런 컬러 구현이 가능하고, 이미지 선명도를 높여 이미지 원본에 맞는 가장 적정한 표현이 가능하다. 또한, 상기의 실험을 수행하는 동안, 제어부(270)를 통하여 투명 서브픽셀(254)에 25V 또는 30V를 인가하도록 제어한다.
상기와 같은 방식으로 실험한 결과, 원본 이미지와 본 발명에 따른 구동방법을 적용한 이미지를 비교한 경우, 50% 이상 선명도 및 원본 이미지 표현력이 향상된 것을 알 수 있다.
따라서 컬러전자종이(200)는 최적의 선명도와 원본 이미지 표현력을 제공할 수 있다. 또한, 컬러전자종이(200)는 간편하고 신속하게 최적화된 상태에서 작동할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

Claims (17)

  1. 서로 소정간격 이격되어 배치되는 상부기판 및 하부기판과,
    상기 상부기판 및 상기 하부기판 사이에 배치되어 적색 서브픽셀, 녹색 서브픽셀, 청색 서브픽셀, 투명 서브픽셀을 형성하는 격벽과,
    제 1 대전입자와 제 2 대전입자와 혼합되어 상기 적색 서브픽셀, 상기 녹색 서브픽셀, 상기 청색 서브픽셀, 상기 투명 서브픽셀에 각각 저장되는 매질과,
    상기 적색 서브픽셀, 상기 녹색 서브픽셀 및 상기 청색 서브픽셀에 인가되는 전압값 중 가장 작은 전압값과 동일하게 상기 투명 서브픽셀에 전압값을 인가하는 제어부를 포함하는 RGBW 컬러 입자를 이용한 컬러전자종이.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 대전입자는,
    상기 적색 서브픽셀에 저장되는 제 1 적색 컬러입자와,
    상기 녹색 서브픽셀에 저장되는 제 1 녹색 컬러입자와,
    상기 청색 서브픽셀에 저장되는 제 1 청색 컬러입자를 포함하는 RGBW 컬러 입자를 이용한 컬러전자종이.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 대전입자는 상기 투명 서브픽셀에 저장되는 제 1 백색입자 또는 제 1 흑색입자를 포함하는 RGBW 컬러 입자를 이용한 컬러전자종이.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 2 대전입자는 상기 적색 서브픽셀, 상기 녹색 서브픽셀, 상기 청색 서브픽셀, 상기 투명 서브픽셀에 각각 저장되는 제 2 백색입자 또는 제 2 흑색입자를 포함하는 RGBW 컬러 입자를 이용한 컬러전자종이.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 2 대전입자는 상기 투명 서브픽셀에 저장되는 제 2 적색 컬러입자, 제 2 녹색 컬러입자, 제 2 청색 컬러입자를 포함하는 RGBW 컬러 입자를 이용한 컬러전자종이.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 적색 서브픽셀, 상기 녹색 서브픽셀, 상기 청색 서브픽셀, 상기 투명 서브픽셀에 각각 저장되는 상기 제 1 대전입자는 동일한 극성을 가지는 RGBW 컬러 입자를 이용한 컬러전자종이.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 대전입자의 극성과 상기 제 2 대전입자의 극성은 서로 상이한 RGBW 컬러 입자를 이용한 컬러전자종이.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 매질은 기체인 RGBW 컬러 입자를 이용한 컬러전자종이.
  9. 상부기판과 하부기판 사이에 적색 서브픽셀, 녹색 서브픽셀, 청색 서브픽셀, 투명 서브픽셀을 포함하며, 제 1 대전입자 및 제 2 대전입자가 혼합되어 상기 적색 서브픽셀, 상기 녹색 서브픽셀, 상기 청색 서브픽셀, 상기 투명 서브픽셀에 각각 저장되는 매질을 포함하는 컬러 전자종이의 RGBW 컬러입자를 이용한 컬러전자종이의 구동방법에 있어서,
    상기 적색 서브픽셀, 상기 녹색 서브픽셀, 상기 청색 서브픽셀, 상기 투명 서브픽셀로 구성되는 패턴은 상기 제 1 대전입자를 이용하여 컬러 어레이를 구현하고, 상기 투명 서브픽셀에 인가되는 전압은 상기 적색 서브픽셀, 상기 녹샐 서브픽셀, 상기 청색 서브픽셀에 각각 인가되는 전압값과 동일하게 인가되는 RGBW 컬러 입자를 이용한 컬러전자종이의 구동방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제 1 대전입자는,
    상기 적색 서브픽셀에 저장되는 제 1 적색 컬러입자와,
    상기 녹색 서브픽셀에 저장되는 제 1 녹색 컬러입자와,
    상기 청색 서브픽셀에 저장되는 제 1 청색 컬러입자를 포함하는 RGBW 컬러 입자를 이용한 컬러전자종이의 구동방법.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 제 1 대전입자는 상기 투명 서브픽셀에 저장되는 제 1 백색입자 또는 제 1 흑색입자를 포함하는 RGBW 컬러 입자를 이용한 컬러전자종이의 구동방법.
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 제 2 대전입자는 상기 적색 서브픽셀, 상기 녹색 서브픽셀, 상기 청색 서브픽셀, 상기 투명 서브픽셀에 각각 저장되는 제 2 백색입자 또는 제 2 흑색입자를 포함하는 RGBW 컬러 입자를 이용한 컬러전자종이의 구동방법.
  13. 청구항 9에 있어서,
    상기 제 2 대전입자는 상기 투명 서브픽셀에 저장되는 제 2 적색 컬러입자, 제 2 녹색 컬러입자, 제 2 청색 컬러입자를 포함하는 RGBW 컬러 입자를 이용한 컬러전자종이의 구동방법.
  14. 청구항 9에 있어서,
    상기 적색 서브픽셀, 상기 녹색 서브픽셀, 상기 청색 서브픽셀, 상기 투명 서브픽셀에 각각 저장되는 상기 제 1 대전입자는 동일한 극성을 가지는 RGBW 컬러 입자를 이용한 컬러전자종이의 구동방법.
  15. 청구항 9에 있어서,
    상기 제 1 대전입자의 극성과 상기 제 2 대전입자의 극성은 서로 상이한 RGBW 컬러 입자를 이용한 컬러전자종이의 구동방법.
  16. 청구항 9에 있어서,
    상기 컬러전자종이는 충돌 대전형 전자종이인 RGBW 컬러 입자를 이용한 컬러전자종이의 구동방법.
  17. 청구항 9에 있어서,
    상기 매질은 기체인 RGBW 컬러 입자를 이용한 컬러전자종이의 구동방법.
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