WO2012128495A2 - 멀티 컬러 전기 영동 디스플레이 장치 및 이의 구동 방법 - Google Patents

멀티 컬러 전기 영동 디스플레이 장치 및 이의 구동 방법 Download PDF

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    • G09G3/344—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using light modulating elements actuated by an electric field and being other than liquid crystal devices and electrochromic devices based on particles moving in a fluid or in a gas, e.g. electrophoretic devices
    • G09G3/3446—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using light modulating elements actuated by an electric field and being other than liquid crystal devices and electrochromic devices based on particles moving in a fluid or in a gas, e.g. electrophoretic devices with more than two electrodes controlling the modulating element

Definitions

  • the present invention relates to display technology, and more particularly, to a multi-color electrophoretic display device and a driving method thereof.
  • an electrophoretic display device uses a phenomenon in which charged particles move by an electric field applied between two electrodes.
  • the particles may have one kind of color or two or more kinds of colors.
  • the polarities of these particles are generally opposite to each other, but can be independently controlled by the difference in electrophoretic mobility even though they have the same polarity.
  • the electrode structure and driving method for controlling them become extremely complicated. Therefore, it is essential for the multi-color electrophoretic display device to secure various color expression powers with only a small number of particles in the electrophoretic display device.
  • the present invention has been made in an effort to provide a multi-color electrophoretic display device having a two-particle system in which color brightness is controlled and black and white display is easy.
  • Another object of the present invention is to provide a method for driving a multi-color electrophoretic display device having a two-particle system.
  • a multi-color electrophoretic display device comprising: a first substrate providing a display surface and a second substrate facing the first substrate; A plurality of cavities formed between the first and second substrates; A color fluid filled in a cavity constituting a color sub pixel among the cavities; White electrophoretic particles dispersed in the color fluid and black electrophoretic particles having electrophoretic mobility different from the white electrophoretic particles; And a plurality of electrodes for controlling the brightness of color of the color fluid by adjusting a relative ratio of the white electrophoretic particles and the black electrophoretic particles visible through the display surface in the cavity.
  • the color fluid is colored only with a dye, thereby ensuring color reproduction and lifespan.
  • the relative ratio of the white electrophoretic particles and the black electrophoretic particles may be achieved by adjusting a relative distance of the white electrophoretic particles and the black electrophoretic particles with respect to the display surface.
  • the plurality of electrodes comprises: a first electrode disposed on the display surface; A second electrode disposed on the second substrate to face the first electrode; And a third electrode disposed on the second substrate and spaced apart from the second electrode to collect at least one kind of particles, wherein the third electrode is disposed by an electric field between the first electrode and the second electrode.
  • White electrophoretic particles and black electrophoretic particles may flow vertically between the first substrate and the second substrate. The relative distance between the white electrophoretic particles and the black electrophoretic particles may be controlled by changing a width of a voltage pulse applied to any one of the first and second electrodes.
  • the plurality of electrodes may further include a fourth electrode between the second electrode and the third electrode.
  • the third electrode may be an individual electrode or a common electrode. An area of the third electrode may be smaller than an area of the second electrode.
  • the multi-color electrophoretic display device may further include a black matrix defining a particle storage area on the first substrate.
  • a part of the second electrode overlaps the black matrix, and a part of the second electrode overlapping the black matrix serves to collect all of the particles together with the third electrode to the particle storage region. You may.
  • a driving method of a multi-color electrophoretic display device including: a first substrate providing a display surface and a second substrate facing the first substrate; A plurality of cavities formed between the first and second substrates; A color fluid filled in a cavity constituting a color sub pixel among the cavities; A method of driving a multi-color electrophoretic display device comprising white electrophoretic particles dispersed in the color fluid and black electrophoretic particles having electrophoretic mobility different from the white electrophoretic particles.
  • the driving method includes a first step of defining a reference brightness value of a color of a color subpixel; A second step of receiving image information including brightness information of a color corresponding to each subpixel of an image to be displayed; A third step of increasing the relative ratio of the white electrophoretic particles to the black electrophoretic particles seen through the display surface when the brightness information of the color is greater than the reference brightness value: and the brightness information of the color And a fourth step of increasing the relative ratio of the black electrophoretic particles to the white electrophoretic particles seen through the display surface when less than the reference brightness value.
  • the relative ratio of the white electrophoretic particles and the black electrophoretic particles seen through the display surface may be achieved by adjusting the relative distance of the white electrophoretic particles and the black electrophoretic particles with respect to the display surface.
  • the reference brightness value is an optical state of any kind of particles dispersed on the second electrode of the first electrophoretic particles and the second electrophoretic particles and the optical state of the color fluid of the color subpixel.
  • FIG. 1A is a HSL RGB color space model representing color
  • FIG. 1B is a limited HSL color space model implemented by a conventional color electrophoretic display device.
  • FIGS. 2A to 2D are cross-sectional views schematically illustrating a structure and a brightness control mechanism of a multi-color electrophoretic display device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing the structure and brightness control mechanism of the multi-color electrophoretic display device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a structure and a brightness control mechanism of a multi-color electrophoretic display device according to another embodiment of the present invention.
  • first, second, etc. are used herein to describe various members, parts, regions, and / or parts, these members, parts, regions, and / or parts should not be limited by these terms. Is self-explanatory. These terms are only used to distinguish one member, part, region or part from another region or part. Thus, the first member, part, region, or portion, which will be described below, may refer to the second member, component, region, or portion without departing from the teachings of the present invention.
  • FIG. 1A is an HSL RGB color space model (CM, hereinafter referred to as color space model) representing color
  • FIG. 1B is a limited HSL color space model (LCM) implemented by a conventional color electrophoretic display device.
  • CM HSL RGB color space model
  • LCD limited HSL color space model
  • any color can be defined as Hue, H, Saturation, S, and Lightness L in the color space model CM.
  • these H, S and L values can be represented by a cylinder coordinate system.
  • the color value H is expressed in degrees.
  • different colors may be defined as relative placement angles. For example, green (G) is present at a position rotated by 120 degrees with respect to red (R), and blue (B) is present at a position rotated by 240 degrees with respect to red.
  • the saturation value S represents the degree of thickening when the darkest state of a specific color is 100%. At saturation value 0%, it becomes achromatic, or gray, having the same brightness.
  • the brightness value L represents the degree of brightness when black is set to 0 and white is set to 1, and in the color space model (CM), the brightness of red (R), green (G) and blue (B) is determined. May be promised to be 0.5.
  • black (K) defines the bottom vertex of the color space model (CM).
  • white (W) defines the vertex above the color space model (CM).
  • the color space model CM can be defined as a double cone as shown in FIG. 1A.
  • color particles such as red, green and red particles
  • Such a color particle system may have a configuration in which black particles are dispersed together with the color particles as necessary.
  • each color particle can reflect only a partial wavelength band of the incident light, and thus the additive color mixing method.
  • the color represented by is generally not white but becomes gray. This means that in the case of the conventional color electrophoretic display device, color can be implemented only within a limited color space model (LCM) having a brightness value of less than 1 as shown in FIG. 1B.
  • LCD limited color space model
  • the following embodiments can adjust the brightness values of the colors implemented in one subpixel or by adjacent subpixels substantially from 0 to 1, so as to approximate or satisfy the ideal color model CM of FIG. 1A. Color reproducibility can be obtained.
  • FIGS. 2A to 2D are cross-sectional views schematically illustrating a structure and a brightness control mechanism of the multi-color electrophoretic display device 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the electrophoretic display apparatus 100 includes a first substrate 10 (the upper substrate in this drawing) and a second substrate 20 facing the first substrate 10 (the lower substrate in this drawing). ). Any one or both of the upper substrate 10 and the lower substrate 20 may be a transparent substrate. Optionally, the substrates 10 and 20 may be formed of a resin-based material to have a lightweight flexibility.
  • the upper substrate 10 of the illustrated electrophoretic display apparatus 100 may be transparent and may provide a display surface VP through which the observer 1 can view the displayed information.
  • the lower substrate 20 may include a plurality of MOS transistors disposed in a known driving member, for example, data lines and gate lines formed of a plurality of rows ⁇ a plurality of columns, and regions where the lines intersect. It may include an active matrix layer comprising. However, the active matrix is exemplary, and the driving member of the electrophoretic display apparatus 100 may be a passive matrix type wiring and driving element or a segment type wiring and driving element for static driving. If necessary, the upper substrate 10 may also include a driving member for driving the upper electrode described later.
  • a plurality of partition walls 30, which are separation members, may be disposed between the substrates 10 and 20.
  • the space between the substrates 10 and 20 is divided by the plurality of partitions 30 in a direction parallel to the main surfaces of the substrates 10 and 20, and the cavities V are divided by the divided small spaces.
  • Each cavity V, alone or in combination with other adjacent one or more cavities, may constitute one sub-pixel or pixel.
  • the cavities V constitute one subpixel PX1, PX2, PX3, respectively. These subpixels PX1, PX2, and PX3 may gather to provide one color pixel PX.
  • these cavities may have a polygon, such as a triangle, a square, a pentagon, a hexagon, or a circle and an elliptical cross section from the observer 1, and may be arranged in various known patterns such as a stripe and a honeycomb shape. This is not limited to this.
  • the separating member defining the cavities V may have, for example, a known microcapsule or microcup structure in addition to the partition structure 30 shown.
  • These partitions and capsules may be formed using various polymer materials such as, for example, polyethylene, polystyrene, polycarbonate, epoxy resin, silicone resin, melamine resin, acrylic resin, phenol resin, and silkscreen And embossing processes, photolithography, ultraviolet irradiation, laser drilling and emulsification processes.
  • the cavity V is filled with color fluids CU1, CU2, and CU3 having a color corresponding to each pixel.
  • the colors of the fluids CU1, CU2, and CU3 may have three primary colors, red (R), green (G), and blue (B), corresponding to the color space model CM of FIG. 1A.
  • the colors of the fluids CU1, CU2, CU3 may be cyan, magenta and yellow.
  • the color of such a fluid is exemplary, but the present invention is not limited thereto.
  • Color fluids CU1, CU2, CU3 are single or mixed dielectric solvents.
  • the color fluids CU1, CU2, CU3 have a low viscosity to increase the mobility of the particles WP, KP dispersed in these fluids, and have a dielectric constant of about 2 to 30, preferably 2 to 15 Can have.
  • the dielectric solvents include hydrocarbons such as decahydronaphtahlene (DECALIN), 5-ethylidene-2-norbornene, fatty oils, paraffin oils and toluene, xylene, phenylsilylethane Aromatic hydrocarbons, such as benzene or alkylnaphthalene, and perfluorodecalin, perfluororoluene, and perfluoroxylene, which are exemplary and the present invention is limited thereto. It is not.
  • hydrocarbons such as decahydronaphtahlene (DECALIN), 5-ethylidene-2-norbornene, fatty oils, paraffin oils and toluene, xylene, phenylsilylethane
  • Aromatic hydrocarbons such as benzene or alkylnaphthalene, and perfluorodecalin, perfluororoluene, and perfluoroxylene, which are exemplary and the
  • Fluids CU1, CU2, CU3 can be colored by dyes.
  • the dye is a known dye material that is affinity or reactive to these fluids.
  • nonionic azo or anddraquinone series dyes are useful.
  • the dyes are commercial acid dyes, oil-soluble dyes, disperse dyes, reactive dyes, direct dyes or these It may be a mixed composition of.
  • the fluids CU1, CU2 and CU3 may be charged with a charge-controlling agent, a cationic or anionic surfactant, a metal soap, a resin material, a metal-based coupling agent and a stabilizing agent, The same various functional materials can be further added.
  • the dyes for coloring the fluids CU1, CU2, CU3 are distinguished from color pigments conventionally used in color electrophoretic display devices.
  • Conventional color pigments are organic or inorganic particles and are usually charged or electrically neutral.
  • the color pigments are generally distinguished from the dyes in terms of their behavior in that they disperse without melting in the fluid.
  • the color fluids CU1, CU2, CU3 are distinguished from conventional color electrophoretic display devices in that they are colored by dyes, not the color pigments.
  • conventional color pigment particles have been used to implement color fluids.
  • the dispersion state of the pigment particles cannot be controlled.
  • the dispersion state of the color pigment particles changes with use, so that the color of the color fluid gradually deteriorates with time, and eventually accurate color display becomes impossible.
  • white particles WP and black particles KP which are electrophoretic particles having different electrophoretic mobility in common, are dispersed.
  • the white particles WP and the black particles KP may have different polarities from each other, or may have electrophoretic mobility that is different from each other even though they have the same polarity.
  • the white particles WP and the black particles KP may be formed by a pigment and a resin or a combination of two or more thereof.
  • Pigments for white particles are, for example, titanium oxide, antimony trioxide, zinc sulfide, zinc oxide, barium sulfate, barium titanium oxide (barium) titania, kaolin, silicon oxide, calcium oxide, calcium carbonate (CaCO 3 ), or mixtures thereof.
  • the pigment for black particles may be, for example, carbon black, copper oxide, manganese dioxide, aniline black, activated carbon, neo super black, sudan black, or a mixed composition thereof.
  • the resin that can be applied to the particles (WP, KP) is urethane resin, urea resin, acrylic resin, polyester resin, acrylic urethane resin ), Acrylic urethane silicone resin, acrylic urethane fluoro-carbon polymers, acrylic fluorocarbon polymers, silicone resin, acrylic silicone resin resins, polystyrene resins, styrene acrylic resins, polyolefin resins, butyral resins, vinylydinene chloride resins, melamine resins resins, phenolic resins, fluorocarbon polymers, polycarbonate resins, polysulfon resins, polyether resins polymeric resin materials such as ther resin, polyethylene resin, and polyamide resin, and these materials may be used in combination of two or more materials.
  • the resin may be gelatin, alginic acid, latex polymer, polystyrene, polyvinyl formal, polyvinyl butyral, polymethyl acrylate, polybutyl acrylate, polymethyl meta It may also be formed from other polymeric materials such as acrylates, polybutyl methacrylates.
  • the resin may have an inherent charge, but in some embodiments, a charge control suitable within or on the surface of the resin to actively control the polarity and charge of these particles (WP, KP). It is also possible to disperse or bind the agent (CCA).
  • anionic polyester is used as the resin to prepare white particles (WP) having a + polarity, and additional charge control agents such as Bontron P5 (available from Orient) can be used to control the amount of + charge. Can be.
  • additional charge control agents such as Bontron P5 (available from Orient) can be used to control the amount of + charge. Can be.
  • anionic polyester can be used as the resin, and Bontron E8 (available from Orient) can be added to adjust the amount of charge.
  • the first electrode CE is disposed on the display surface VP and may be referred to as an upper electrode.
  • the first electrode CE may be formed of indium tin oxide (ITO), tin oxide fluoride (FTO), indium oxide IO, and tin oxide SnO. 2 ) is a transparent electrode.
  • the first electrode CE may be a common electrode, or may be a separate electrode connected to a driving member and independently addressable as shown in the electrode TE of FIG. 3.
  • the plurality of electrodes may be spaced apart from the second electrode DE disposed on the second substrate 20 so as to face the first electrode CE, and spaced apart from the second electrode DE on the second substrate 20.
  • the second electrode DE opposite to the first electrode CE may be a separate electrode connected to a switching element such as a transistor of the active matrix layer and capable of independent addressing.
  • the first electrode CE and the second electrode DE may face each other to generate an electric field perpendicular to the main surfaces of the substrates 10 and 20.
  • the second electrode DE may provide a reflective surface to implement a reflective display device.
  • another third electrode RE may be provided spaced apart from and parallel to the second electrode DE.
  • the third electrode RE may be formed on the second substrate 20 or may extend on the side surface of the partition wall 30 to be supported by the partition wall 30.
  • the third electrode RE may be a separate electrode that is connected to the switching element like the second electrode DE and independently addressable, or a common electrode shared with other adjacent cells.
  • the third electrode RE may be applied with a voltage having a polarity opposite to that applied to the second electrode DE, such that at least one kind of particles are disposed on the third electrode RE.
  • an area of the third electrode RE may be smaller than an area of the second electrode DE.
  • the area R A of the area / individual electrode DE of the third electrode RE may be 0.01 ⁇ R A ⁇ 1.
  • the white particles WP have a + polarity and the black particles KP have a ⁇ polarity.
  • this is exemplary and these particles may have the opposite polarity or may have different electrophoretic mobility even though they have the same polarity.
  • the optical states of the pixels PX1, PX2, and PX3 are white, green, and white, respectively.
  • the color visible to the viewer by the entire pixel PX may be defined as G with a reference brightness value in the color space model shown in FIG. 1.
  • this definition may be relative.
  • an optical state such as FIG. 2B, that is, a state of black, green, and black, respectively, may be defined as G. That is, G may be defined as the color of all pixels PX seen by an observer when the adjacent red and blue subpixels PX1 and PX3 are turned off.
  • the green obtained from the particle distribution of FIG. 2A will be located on line GW, not G in the color space model CM of FIG. 1A.
  • one of the red and blue subpixels PX1 and PX3 may be defined as G having a reference brightness value, in which one is white (W) and the other is black (K). You will understand.
  • the common electrode CE is 0 V
  • the second electrode DE of the red and blue subpixels PX1 and PX3 has a positive voltage, for example.
  • 10 V may be applied
  • ⁇ voltage for example, ⁇ 10 V may be applied to the second electrode DE of the green sub-pixel PX2.
  • all of the particles WP and KP may be collected on the bottom surface of the sub-pixel, and the second electrode may be disposed on the third driving electrode RE.
  • a positive voltage for example + 10 V, opposite to the polarity of DE
  • a state in which particles are collected at the second electrode and the third electrode may be defined as a reset state.
  • the optical state of the color fluid in the reset state may define a reference brightness value of the color of each sub-pixel.
  • the potential of the third electrode RE of the red and blue subpixels PX1 and PX3 may be applied with a voltage having the same polarity as that of the adjacent second electrode DE or may be 0V.
  • the particle distribution shown in FIG. 2B can be obtained by applying a voltage of ⁇ 0 V, for example, to the second electrode DE of the red and blue sub pixels PX1 and PX3.
  • the particle distribution as shown in FIG. 2C can be derived to have an increased brightness value than green with a reference brightness value obtained in the particle distribution state of FIG. 2A.
  • the optical states of the pixels PX1, PX2, and PX3 of FIG. 2C may be white, green, and white with increased brightness.
  • the particle distribution state of FIG. 2A is defined as G
  • the color of FIG. 2C will be located on the line GW in the color space model CM of FIG. 1A.
  • Particle distribution of the red and blue subpixels PX1, PX3 can be achieved by applying the same potential to the drive electrodes DE, RE as the potential at the corresponding subpixel of FIG. 2A.
  • the white particles WP move from the bottom to the display surface VP by a predetermined distance, so that the white particles WP may be more visible through the display surface VP. have. That is, the relative ratio of the white particles WP to the black particles KP, which are visible through the display surface VP, is larger.
  • the brightness of the green subpixel PX2 increases, and the brightness of the green color implemented by the entire pixel PX is shown in FIG. 2A. It will have a value greater than the green G of the reference value described in. More specifically, as the distance L1 decreases, the color of the pixel PX observed by the observer 1 will gradually move toward W along the line GW of the color space model shown in FIG. 1A.
  • the color of the pixel PX observed will be white defined as the white vertex W of the color space model of FIG. 1A.
  • the white obtained at this time is brighter than white (which is actually gray) obtained by the additive color mixing of the red, green and blue particles of the conventional color particle system. That is, according to the embodiment of the present invention, the white (real white) can be realized by the brightness adjusting mechanism of the color subpixels PX1, PX2, and PX3 without a separate white pixel.
  • the behavior of the white particles WP may be achieved through a change in the height and width (duration time) of the voltage pulses applied to the driving electrodes DE and RE.
  • the switching time of the white particles WP ie, the white particles WP
  • the switching time of the white particles WP may be changed from the second electrode DE to the first electrode (P) by applying a pulse having a magnitude of + 10 V to the second electrode DE.
  • the distance L1 of the white particles WP from the display surface VP can be controlled by increasing or decreasing the width of the voltage pulse.
  • the brightness adjustment step may be performed after performing a reset step to have a particle distribution of the green subpixel PX2 of FIG. 2A.
  • the black particles KP may be held on the driving electrode DE during the brightness adjustment step.
  • a particle distribution as shown in FIG. 2D can be derived.
  • the optical states of each of the subpixels PX1, PX2, and PX3 may be white, green with reduced brightness, and white, respectively.
  • the color of FIG. 2D will be located on the line GK of the color model CM of FIG. 1A.
  • Particle distribution of the red and blue subpixels PX1, PX3 can be achieved by applying the same potential to the drive electrodes DE, RE as the potential at the corresponding subpixel of FIG. 2A.
  • the black particles KP move from the bottom of the cavity V to the display surface side VP by a predetermined distance, so that the black particles KP move the display surface VP. This makes it more visible to the observer 1. That is, the ratio of the black particles WP to the white particles WP, seen through the display surface, is increased.
  • the brightness of the green sub-pixel PX2 is decreased, and the brightness of the green color implemented by the entire pixel PX is shown in FIG. It will have a smaller brightness value than green G, which has the brightness of the reference value described in 2a.
  • the color of the pixel PX observed by the observer 1 will gradually move toward the black vertex K along the line GK of the color space model CM shown in FIG. 1A.
  • a pulse having a magnitude of ⁇ 10 V is applied to the first driving electrode DE for more than a switching time of the black particles WP, the black particles KP may completely reach the display surface, and finally, The pixel PX displays black corresponding to the black vertex K of the color space model CM.
  • all particles in the cavity are collected at the bottom to define a reset state where the optical state of the fluid has the greatest influence on the observer 1. It may be a reference brightness value of each subpixel.
  • the above-described brightness adjustment may be performed after performing the reset step.
  • the electrode DE of the first electrode CE and one of the second and third electrodes DE and RE controls the vertical flow of particles to the substrate, thereby removing the display surface VP from the display surface VP. It is possible to control the relative distance (L1, L2) of the particles (WP, KP) of, the third electrode (RE) collects the particles (WP, KP) on the bottom side of the sub-pixel as an electrode for the reset It can be used to make.
  • the third electrode RE may be applied with a voltage of opposite polarity having a larger magnitude than the second electrode DE, which is an individual electrode, without being limited by the driving voltage of the switching element such as the TFT.
  • the reset state can be quickly achieved. If all color sub pixels are reset, they will appear gray to the observer 1. After this reset step, in the brightness adjustment step, other kinds of particles not involved in the brightness control may remain collected on the reset electrode RE during the brightness adjustment.
  • each sub-pixel has an optically controlled optical state.
  • the optical states of the respective sub-pixels PX1, PX2, and PX3 may be combined to implement various colors of the pixel PX. In the color space model of FIG.
  • the color obtained as described above may express both a brightness value belonging to a higher value than the reference brightness value, that is, a brightness value belonging to a lower value than the reference brightness value and a lower brightness value belonging to the lower cone part.
  • the multi-color electrophoretic display device can provide color reproduction power that is ideally or substantially close to the color space model CM.
  • FIG 3 is a cross-sectional view schematically illustrating a structure and a brightness control mechanism of the multi-color electrophoretic display apparatus 200 according to another embodiment of the present invention.
  • the display apparatus 200 includes a first electrode TE similarly to the display apparatus 100 described above.
  • the first electrode TE may be a separate electrode individually addressable by the driving members. However, this is exemplary and the first electrode TE may be a common electrode.
  • the display apparatus 200 includes a second electrode DE facing the first electrode TE and a third electrode RE for collecting particles.
  • the third electrode RE may have a configuration in which the second electrode DE is disposed in the center and surrounds the second electrode DE.
  • the display apparatus 100 may further include a black matrix BM.
  • the black matrix (BM) may be formed of a metal such as chromium having excellent light shielding properties, or a polymer resin material such as polyethylene or polystyrene including dyes and / or pigments.
  • the black matrix (BM) may be a photosensitive resin composition capable of a photolithography step.
  • these materials are exemplary and the present invention is not limited thereto.
  • the black matrix BM may be formed of inorganic materials such as metal oxides and ceramics.
  • the black matrix BM defines an opening area of the cavity V through which ambient light can be transmitted on the display surface VP, and incident light can be transmitted into the cavity V through the opening.
  • the third electrode RE for collecting particles may be hidden under the black matrix BM and may not be exposed. In this case, as in the green sub-pixel PX2, the particles WP and KP collected in the lower portion of the black matrix BM in the cavity V are not visible to the observer 1. As such, the collected particles KP may be distributed only in a limited space (the area surrounded by the dashed line SR) between the third electrode RE and the black matrix BM. Referred to as particle storage area.
  • a portion d of the entire area of the second electrode DE may overlap the black matrix BM.
  • a portion overlapped with the black matrix BM of the second electrode DE collects the particles WP and KP in the cavity V together with the third electrode RE to the particle storage region. Accordingly, only the optical state of the color fluids CU1, CU2, CU3 is affected to the observer 1. This will be described later.
  • the white electrophoretic particles WP have a + polarity
  • the black electrophoretic particles KP have a ⁇ polarity
  • the upper electrode TE is grounded.
  • the white particles WP are dispersed on the first electrode VP.
  • the black particles KP may be dispersed on the second electrode DE or the third electrode RE.
  • the optical state of the first sub pixel PX1 is white.
  • ⁇ 10 V may be applied to the second electrode DE and +10 V may be applied to the third electrode RE.
  • a strong electric field is generated between these electrodes RE and DE except for the first electrode TE, so that the black particles KP are collected on the third electrode RE, and the white particles DE are formed. Collected on a portion of the second electrode DE in proximity to the third electrode RE. The particles thus collected are all covered by the black matrix BM so that only the reflected light due to the optical state of the color fluid CU2 is transmitted to the observer 10.
  • this state may be defined as a reference brightness value of the corresponding subpixel.
  • the brightness can be adjusted by controlling the pulse width of the voltage applied to these electrodes in order to adjust the electric field between the first electrode (TE) and the second electrode (DE) facing each other. .
  • the distribution state of the illustrated particles can be obtained by reversing the voltages applied to the second electrode DE and the third electrode 9RE with the case of the first sub-pixel PX1.
  • the optical state is black.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a structure and a brightness control mechanism of the multi-color electrophoretic display device 300 according to another embodiment of the present invention.
  • the multi-color electrophoretic display apparatus 300 has a first electrode TE, a second electrode DE, and a third electrode RE1 similar to the display apparatus 200 described above.
  • the second electrode DE does not overlap the black matrix BM and is spaced apart from the third electrode RE1.
  • the multi-color electrophoretic display apparatus 300 may further include a fourth electrode RE2 between the second electrode DE and the third electrode RE1. Similar to the third electrode RE1, the fourth electrode RE2 collects particles or reduces the intensity of the electric field between the second electrode RE1 and the third electrode RE2.
  • the white electrophoretic particles WP have a + polarity
  • the black electrophoretic particles KP have a ⁇ polarity
  • the upper electrode TE is grounded.
  • the white particles WP may be widely distributed on the second electrode DE by the fourth electrode RE2.
  • the white particles WP may affect the optical state of the first sub pixel PX1.
  • the reflectivity of the color fluid U1 may be increased by the white particles WP, which may be defined as a reference brightness, and the brightness thereof may be increased.
  • the second electrode DE may be grounded, +10 V may be applied to the third electrode RE1, and ⁇ 10 V may be applied to the fourth electrode RE2.
  • the particles will all collect in the particle storage area.
  • This state can be defined as the reference brightness of each sub-pixel as described above.
  • the distribution state of the illustrated particles can be obtained.
  • This case may be defined as the reference brightness of each sub-pixel, and in this case, the luminance may be reduced by the black particles KP.
  • the voltage applied to each electrode is exemplary, and may vary depending on the mobility of the particles and the distance between the electrodes, but the present invention is not limited thereto.
  • the features related to the electrodes and particles may be combined with or substituted for one another as long as there is no contradiction, and such embodiments are included in the scope of the present invention.
  • a multi-color electrophoretic display device having a simple driving with only two-color systems of color and black and white, and freely controlling brightness from black to white in the HSL color space model can be provided.
  • the luminescent display device after defining the reference brightness value, according to the brightness information of the color to be displayed, by adjusting the relative ratio of the white or black electrophoretic particles seen through the display surface black in the HSL color space model.
  • a driving method of the luminescent display device in which brightness from white to white can be freely adjusted.

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 컬러 전기 영동 디스플레이 장치는, 디스플레이면을 제공하는 제 1 기판 및 상기 제 1 기판에 대향하는 제 2 기판; 상기 제 1 및 제 2 기판들 사이에 형성된 복수의 캐비티들; 상기 캐비티들 중 컬러 서브 픽셀을 구성하는 캐비티에 충전되는 컬러 유체; 상기 컬러 유체 내에 분산된 백색 전기 영동 입자들 및 상기 백색 전기 영동 입자들과 다른 전기 영동 이동도를 갖는 흑색 전기 영동 입자들; 및 상기 캐비티 내에서 상기 디스플레이면을 통하여 보이는 상기 백색 전기 영동 입자들 및 상기 흑색 전기 영동 입자들의 상대적 비율을 조절하여 상기 컬러 유체가 갖는 컬러의 명도를 조절하기 위한 복수의 전극들을 포함하며, 상기 컬러 유체는 염료만으로 착색될 수 있다.

Description

멀티 컬러 전기 영동 디스플레이 장치 및 이의 구동 방법
본 발명은 디스플레이 기술에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 멀티 컬러 전기 영동 디스플레이 장치 및 이의 구동 방법에 관한 것이다.
액정 디스플레이 장치를 대체하기 위한 정보 디스플레이 장치로서, 전기 영동 방식(electrophoresis), 통전변색 방식(electro-chromic) 또는 이색 입자 회전 방식(dichroic particles rotary method)과 같은 기술을 이용한 디스플레이 장치가 제안되어 왔다. 이들 기술들은 종이와 같은 통상의 인쇄 매체에 근접한 넓은 시야각, 낮은 소비 전력 및 메모리 효과와 같은 이점들 때문에 액정 디스플레이 장치를 대체할 수 있는 차세대 디스플레이 장치로서 최근 활발히 연구되고 있다.
이들 디스플레이 장치들 중 전기 영동 방식의 디스플레이 장치는 2 개의 전극들 사이에 인가된 전기장에 의해 하전된 입자들이 이동하는 현상을 이용한 장치이다. 상기 입자들은 한 종류의 컬러를 갖거나, 2 종류 이상의 서로 컬러를 가질 수 있다.
하나의 서브 픽셀 내에 2 종류 이상의 컬러 입자를 사용하는 경우, 이들 입자들의 극성은 서로 반대인 것이 일반적이지만, 동일한 극성을 갖더라도 전기 영동 이동도의 차이에 의해 독립적으로 제어될 수 있다. 그러나, 서브 픽셀 내에 서로 독립적으로 제어되어야 할 입자들의 종류가 증가할수록 이를 제어하기 위한 전극 구조 및 구동 방법은 극도로 복잡해진다. 따라서, 전기 영동 디스플레이 장치에서 적은 종류의 입자만으로 다양한 컬러 표현력을 확보하는 것은 멀티 컬러 전기 영동 디스플레이 장치에 있어 필수적이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 컬러의 명도 조절, 흑색 및 백색 표시가 용이한 2 입자 시스템을 갖는 멀티 컬러 전기 영동 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 2 입자 시스템을 갖는 멀티 컬러 전기 영동 디스플레이 장치의 구동 방법을 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 멀티 컬러 전기 영동 디스플레이 장치는, 디스플레이면을 제공하는 제 1 기판 및 상기 제 1 기판에 대향하는 제 2 기판; 상기 제 1 및 제 2 기판들 사이에 형성된 복수의 캐비티들; 상기 캐비티들 중 컬러 서브 픽셀을 구성하는 캐비티에 충전되는 컬러 유체; 상기 컬러 유체 내에 분산된 백색 전기 영동 입자들 및 상기 백색 전기 영동 입자들과 다른 전기 영동 이동도를 갖는 흑색 전기 영동 입자들; 및 상기 캐비티 내에서 상기 디스플레이면을 통하여 보이는 상기 백색 전기 영동 입자들 및 상기 흑색 전기 영동 입자들의 상대적 비율을 조절하여 상기 컬러 유체가 갖는 컬러의 명도를 조절하기 위한 복수의 전극들을 포함한다. 상기 컬러 유체는 염료만으로 착색되며, 그에 따라 색 재현력과 수명을 확보할 수 있다.
상기 백색 전기 영동 입자들 및 상기 흑색 전기 영동 입자들의 상기 상대적 비율은, 상기 디스플레이면에 대한 상기 백색 전기 영동 입자들 및 상기 흑색 전기 영동 입자들의 상대적 거리를 조절하여 달성될 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 복수의 전극들은 상기 디스플레이 면상에 배치되는 제 1 전극; 상기 제 1 전극에 대향하도록 상기 제 2 기판 상에 배치되는 제 2 전극; 및 상기 제 2 기판 상에서 상기 제 2 전극과 이격 배치되어, 상기 입자들 중 적어도 한 종류의 입자들을 수집하기 위한 제 3 전극을 포함하며, 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이의 전계에 의해 상기 백색 전기 영동 입자들 및 상기 흑색 전기 영동 입자들이, 상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이에서 수직 유동할 수 있다. 상기 백색 전기 영동 입자들 및 상기 흑색 전기 영동 입자들의 상대적 거리는 상기 제 1 및 제 2 전극 중 어느 하나에 인가되는 전압 펄스의 폭의 변화를 통해 제어될 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 복수의 전극들은 상기 제 2 전극과 상기 제 3 전극 사이에 제 4 전극을 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 제 3 전극은 개별 전극 또는 공통 전극일 수 있다. 상기 제 3 전극의 면적은 상기 제 2 전극의 면적보다 더 작을 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 멀티 컬러 전기 영동 디스플레이 장치는 상기 제 1 기판 상에 입자 저장 영역을 한정하는 블랙 매트릭스를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 제 2 전극 중 일부가 상기 블랙 매트릭스와 중첩되고, 상기 제 2 전극의 상기 블랙 매트릭스와 중첩된 일부는 상기 제 3 전극과 함께 상기 입자들 모두를 상기 입자 저장 영역으로 수집하는 역할을 할 수도 있다.
상기 다른 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 컬러 전기 영동 디스플레이 장치의 구동 방법은, 디스플레이면을 제공하는 제 1 기판 및 상기 제 1 기판에 대향하는 제 2 기판; 상기 제 1 및 제 2 기판들 사이에 형성된 복수의 캐비티들; 상기 캐비티들 중 컬러 서브 픽셀을 구성하는 캐비티에 충전되는 컬러 유체; 상기 컬러 유체 내에 분산된 백색 전기 영동 입자들 및 상기 백색 전기 영동 입자들과 다른 전기 영동 이동도를 갖는 흑색 전기 영동 입자들을 포함하는 멀티 컬러 전기 영동 디스플레이 장치의 구동 방법이다. 상기 구동 방법은, 컬러 서브 픽셀이 갖는 컬러의 기준 명도 값을 정의하는 제 1 단계; 디스플레이될 이미지의 각 서브 픽셀들에 해당하는 컬러의 명도 정보를 포함하는 이미지 정보를 수신하는 제 2 단계; 상기 컬러의 명도 정보가 상기 기준 명도 값보다 큰 경우, 상기 디스플레이면을 통하여 보이는 상기 흑색 전기 영동 입자들에 대한 상기 백색 전기 영동 입자들의 상대적 비율을 증가시키는 제 3 단계: 및 상기 컬러의 명도 정보가 상기 기준 명도 값보다 작은 경우, 상기 디스플레이면을 통하여 보이는 상기 백색 전기 영동 입자들에 대한 상기 흑색 전기 영동 입자들의 상대적 비율을 증가시키는 제 4 단계를 포함한다.
상기 디스플레이면을 통하여 보이는 상기 백색 전기 영동 입자들과 상기 흑색 전기 영동 입자들의 상기 상대적 비율은, 상기 디스플레이면에 대한 상기 백색 전기 영동 입자들 및 상기 흑색 전기 영동 입자들의 상대적 거리를 조절하여 달성될 수 있다. 상기 기준 명도값은, 상기 제 1 전기 영동 입자들 및 상기 제 2 전기 영동 입자들 중 상기 제 2 전극 상에 분산된 어느 한 종류의 입자들의 광학 상태와 상기 컬러 서브 픽셀의 컬러 유체의 광학 상태의 조합으로부터 정의되는 것을 특징으로 하는 멀티 컬러 전기 영동 디스플레이 장치의 구동 방법.
도 1a는 컬러를 나타내는 HSL RGB 컬러 공간 모형이며, 도 1b는 종래의 컬러 전기 영동 디스플레이 장치에 의해 구현되는 제한된 HSL 컬러 공간 모형이다.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 컬러 전기 영동 디스플레이 장치의 구조 및 명도 조절 메커니즘을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티 컬러 전기 영동 디스플레이 장치의 구조 및 명도 조절 메커니즘을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 멀티 컬러 전기 영동 디스플레이 장치의 구조 및 명도 조절 메커니즘을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
본 명세서에서 제 1, 제 2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역 또는 부분을 다른 영역 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제 1 부재, 부품, 영역 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제 2 부재, 부품, 영역 또는 부분을 지칭할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 부재들의 크기와 형상은 설명의 편의와 명확성을 위하여 과장될 수 있으며, 실제 구현시, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 된다.
도 1a는 컬러를 나타내는 HSL RGB 컬러 공간 모형(CM, 이하에서는 컬러 공간 모형이라 함)이며, 도 1b는 종래의 컬러 전기 영동 디스플레이 장치에 의해 구현되는 제한된 HSL 컬러 공간 모형(LCM)이다.
일반적으로, 임의의 컬러는 컬러 공간 모형(CM)에서 색상(Hue, H), 채도(Saturation, S) 및 명도(lightness, L)로 정의될 수 있다. 컬러 공간 모형(CM)에서, 이들 H, S 및 L 값은 실린더 좌표 시스템으로 표시될 수 있다. 색상 값 H는 각도로 표현된다. 일반적으로, 가시광선 스펙트럼에서 파장이 가장 긴 적색(R)을 기준인 0 °로 정의하였을 때, 상대적인 배치 각도로 다른 컬러들이 정의될 수 있다. 예를 들면, 녹색(G)은 적색(R)을 기준으로 120 ° 회전한 위치에 존재하며, 청색(B)은 적색을 기준으로 240 °회전한 위치에 존재한다. 채도 값 S는 특정한 색상의 가장 진한 상태를 100 %로 하였을 때의 진하기 정도를 나타내며, 채도 값 0%에서는 같은 명도를 갖는 무채색, 즉 회색이 된다.
마지막으로, 명도 값 L는 흑색을 0으로, 그리고 백색을 1로 정하였을 때의 밝기 정도를 나타내며, 컬러 공간 모형(CM)에서, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 명도는 0.5로 약속될 수 있다. 컬러 공간 모형(CM)에서, 모든 색의 명도 0은 오직 흑색이 되므로, 흑색(K)은 컬러 공간 모형(CM)의 아래 꼭지점을 정의된다. 마찬가지로, 명도 1은 백색(W)을 의미하기 때문에, 백색(W)은 컬러 공간 모형(CM)의 위 꼭지점을 정의한다. 컬러의 명도 L이 증가하거나 감소할수록 채도 값 S의 변화에 따른 컬러 변화가 크지 않기 때문에, 흑색(K)으로 갈수록, 그리고, 백색(W)으로 갈수록 채도 값 S의 폭이 줄어든다. 그 결과, 컬러 공간 모형(CM)은 도 1a에 도시된 바와 같이 이중 원뿔형으로 정의될 수 있다.
종래의 반사형 전기 영동 디스플레이 장치에서는, 컬러 구현을 위하여, 일반적으로, 서브 픽셀을 채우는 유체 내에 적색, 녹색 및 적색 입자들과 같은 컬러 입자를 분산시키는 것이 주로 제안되었다. 이러한 컬러 입자 시스템은, 필요에 따라, 상기 컬러 입자와 함께 흑색 입자들이 분산된 구성을 갖기도 한다.
상기 컬러 입자 시스템에 기반한 종래의 전기 영동 디스플레이 장치에서는, 상기 적색, 녹색 및 청색 입자들이 모두 디스플레이면측으로 이동되었을 때, 각각의 컬러 입자들이 입사광의 일부 파장 대역만을 반사시킬 수 있기 때문에, 가색 혼합법에 의해 나타나는 컬러는 일반적으로 백색이 아니고, 회색이 된다. 이는, 종래의 컬러 전기 영동 디스플레이 장치의 경우, 도 1b에 도시된 바와 같이, 최대 1 보다 작은 명도값을 갖는 제한된 컬러 공간 모형(LCM) 내에서만 컬러가 구현될 수 있음을 의미한다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 종래의 컬러 전기 영동 디스플레이 장치에서는, 백색을 구현하기 위하여, 별도의 백색 서브 픽셀을 마련하는 것이 일반적이다. 이러한 추가적인 서브 픽셀은, 제한된 화면 면적을 점유하기 때문에, 정하여진 화면 면적에 대한 해상도를 감소시키는 요인이 되기 때문에 바람직하지 못하다.
멀티 컬러 전기 영동 디스플레이 장치의 색 재현력에 대한 요구가 증가함에 따라, 도 1a와 같은 컬러 공간 모형(CM)을 실질적으로 표현할 수 있는 전기 영동 아키텍쳐를 실현하는 것은 매우 중요하다. 하기의 실시예들은, 하나의 서브 픽셀 내에서 또는 인접하는 서브 픽셀에 의해 구현되는 컬러의 명도 값을 실질적으로 0에서 1까지 조절 가능하여, 도 1a의 이상적인 컬러 모형(CM)에 근접하거나 만족하는 색 재현력을 얻을 수 있다.
본 명세서에서, '명도' 또는 '밝기'라는 용어는, 상호 호환적으로 사용될 것이다. 이들은 공지의 변환 관계를 통하여 등가적인 의미를 갖는다.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 컬러 전기 영동 디스플레이 장치(100)의 구조 및 명도 조절 메커니즘을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 2a 내지 도 2d를 참조하면, 전기 영동 디스플레이 장치(100)는 제 1 기판(10; 본 도면에서는 상부 기판)과 제 1 기판(10)에 대향하는 제 2 기판(20; 본 도면에서는 하부 기판)을 포함한다. 상부 기판(10)과 하부 기판(20) 중 어느 하나 또는 이들 모두는 투명 기판일 수 있다. 선택적으로는, 기판들(10, 20)은 수지계 재료로 형성되어 경량의 가요성을 가질 수도 있다. 도시된 전기 영동 디스플레이 장치(100)의 상부 기판(10)은 투명할 수 있으며, 관측자(1)가 디스플레이된 정보를 볼 수 있는 디스플레이면(VP)을 제공할 수 있다.
하부 기판(20)은 공지의 구동 부재(미도시), 예를 들면, 복수의 행들 × 복수의 열들로 이루어진 데이터 라인들과 게이트 라인들, 상기 라인들이 교차되는 영역에 배치되는 복수의 MOS 트랜지스터들을 포함하는 액티브 매트릭스층을 포함할 수 있다. 그러나, 상기 액티브 매트릭스는 예시적이며, 전기 영동 디스플레이 장치(100)의 구동 부재는, 수동 매트릭스 방식의 배선 및 구동 소자, 또는 정적 구동을 위한 세그먼트 방식의 배선 및 구동 소자일 수도 있다. 필요에 따라, 상부 기판(10)에도, 후술하는 상부 전극을 구동하기 위한 구동 부재를 포함할 수 있다.
기판들(10, 20)사이에는, 분리 부재인 복수의 격벽들(30)이 배치될 수 있다. 복수의 격벽들(30)에 의해 기판(10, 20) 사이의 공간은, 기판들(10, 20)의 주면에 평행한 방향으로 분할되며, 분할된 작은 공간들에 의해 캐비티들(V)이 정의될 수 있다. 각 캐비티(V)는 단독으로 또는 인접한 다른 하나 이상의 캐비티들과 조합되어, 하나의 서브 픽셀 또는 픽셀을 구성할 수 있다. 도시된 실시예에서는, 캐비티들(V)은 각각 하나의 서브 픽셀(PX1, PX2, PX3)을 구성한다. 이들 서브 픽셀들(PX1, PX2, PX3)이 모여 하나의 컬러 픽셀(PX)을 제공할 수 있다. 도시하지는 않았으나, 이들 캐비티들은 관측자(1)로부터 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형과 같은 다각형, 또는 원 및 타원 단면을 가질 수 있으며, 스트라이프 및 벌집 모양 등 공지의 다양한 패턴으로 배열될 수 있으며, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
캐비티들(V)을 정의하는 분리 부재는, 도시된 격벽 구조(30) 이외에, 예를 들면, 공지의 마이크로 캡슐 또는 마이크로 컵 구조를 가질 수도 있다. 이들 격벽들 및 캡슐들은, 예를 들면, 폴리에틸렌, 폴리스틸렌, 폴리카보네이트, 에폭시계 수지, 실리콘계 수지, 멜라민계 수지, 아크릴계 수지, 페놀계 수지와 같은 다양한 고분자 재료를 이용하여 형성될 수 있으며, 실크스크린, 엠보싱 공정, 포토리소그래피, 자외선 조사, 레이저 드릴링 및 에멀젼화 공정과 같은 공정을 통하여 제공될 수 있다.
캐비티(V)에는 각 픽셀에 대응하는 컬러를 갖는 컬러 유체(CU1, CU2, CU3)가 충전된다. 유체(CU1, CU2, CU3)의 컬러는, 도 1a의 컬러 공간 모형(CM)에 대응하는 삼원색인 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)을 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 유체(CU1, CU2, CU3)의 컬러는, 시안색, 마젠타색 및 황색일 수도 있다. 그러나, 이러한 유체의 컬러는 예시적이면 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
컬러 유체(CU1, CU2, CU3)는 단일하거나 혼합된 유전성 용매이다. 컬러 유체(CU1, CU2, CU3)는 이들 유체에 분산된 입자들(WP, KP)의 이동도를 높이기 위하여 낮은 점성을 가지며, 약 2 내지 30, 바람직하게는, 2 내지 15 사이의 유전 상수를 가질 수 있다. 상기 유전성 용매들은 디카하이드로나프탈렌(decahydronaphtahlene: DECALIN), 5-에틸리덴-2-노보덴(5-ethylidene-2-norbornene), 지방성 오일들, 파라핀 오일과 같은 탄화수소와 톨루엔, 크셀렌, 페닐실릴에탄, 벤젠 또는 알킬나프탈렌과 같은 방향족 탄화수수들과, 퍼플루오로디칼린(perfluorodecalin), 퍼플루오로톨루엔(perflurotoluene), 퍼플루오로크실렌(perfluoroxylene)일 수 있으며, 이들은 예시적일 뿐 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
유체(CU1, CU2, CU3)는, 염료에 의해서 착색될 수 있다. 상기 염료는, 이들 유체에 친화성 또는 반응성이 있는 공지의 염료 재료이다. 예를 들면, 비이온성 아조(nonionic azo) 또는 안드라퀴논 계열의 염료들이 유용하다. 그러나, 이것은 예시적이며, 상기 염료는 상용의 산성 염료(acid dyes), 유용성 염료(oil-soluble dyes), 분산 염료(disperse dyes), 반응성 염료(reactive dyes), 직접 염료(direct dyes) 또는 이들의 혼합 조성물일 수 있다. 유체(CU1, CU2, CU3) 내에는 상기 염료 외에도 전하 조절제(charge-controlling agent), 양이온성 또는 음이온성 계면 활성제, 금속 비누, 수지 재료, 금속계 결합제(coupling agent) 및 안정화제(stabilizing agent)와 같은 다양한 기능성 물질들이 더 첨가될 수 있다.
유체(CU1, CU2, CU3)를 착색시키는 상기 염료들은, 종래에 컬러 전기 영동 디스플레이 장치에서 일반적으로 사용되는 컬러 안료와 구별된다. 종래의 컬러 안료는 유기 또는 무기성 입자이며, 통상적으로 하전되거나 전기적으로 중성이다. 상기 컬러 안료는 일반적으로 유체 내에 녹지 않고 분산되는 점에서 거동 측면에서 상기 염료와 구별된다.
본 실시예에서, 컬러 유체(CU1, CU2, CU3)는 상기 컬러 안료가 아니라, 염료에 의해 착색되는 점에서 종래의 컬러 전기 영동 디스플레이 장치와 구별된다. 종래에는 컬러 유체를 구현하기 위해 하전되지 않은 컬러 안료 입자를 사용하였다. 그러나, 하전되지 않는 컬러 안료 입자를 사용하는 경우, 상기 안료 입자의 분산 상태가 제어될 수 없다. 그 결과, 사용에 따라 상기 컬러 안료 입자의 분산 상태가 변하게 되고, 그에 따라 시간이 경과할수록 컬러 유체의 컬러가 점차 열화되고, 결국에는 정확한 컬러 표시가 불가능해진다.
*그러나, 본 발명의 실시예에 같이, 염료에 의해 착색된 컬러 유체를 사용하면, 유체 내의 전기 영동 입자들이 유동하더라도, 유체의 컬러의 경시적 변화는 없으며, 서브 픽셀 내에 분산된 하전 입자들의 구동을 위한 설계 조건을 협소화되지 않는다. 이러한 본 발명의 이점은 하기의 명도 조절 메커니즘으로부터 더욱 분명해질 것이다.
각 서브 픽셀에 대응하는 컬러를 갖는 컬러 유체(CU1, CU2, CU3) 내에는, 공통적으로 서로 전기 영동 이동도가 다른 전기 영동 입자인 백색 입자들(WP) 및 흑색 입자들(KP)이 분산된다. 백색 입자들(WP) 및 흑색 입자들(KP)은 서로 극성이 다르거나, 동일 극성이라도 하전량이 달라 서로 구별되는 전기 영동 이동도를 가질 수도 있다.
본 실시예는, 이와 같이, 바람직하게도 2 입자 시스템이다. 백색 입자들(WP) 및 흑색 입자들(KP)은 안료 및 수지 또는 이들 중 2 이상의 조합에 의해 형성될 수 있다. 백색 입자용 안료는, 예를 들면, 타이타늄 산화물(titanium oxide), 안티몬 산화물(antimony trioxide), 아연 황화물(zinc sulfide), 아연 산화물(zinc oxide), 바륨 황화물(barium sulfate), 바륨 티탄 산화물(barium titania), 카올린(kaolun), 실리콘 산화물(silica), 산화 칼슘(calcium oxide), 탄산칼슘(CaCO3), 또는 이들의 혼합 조성물일 수 있다. 흑색 입자용 안료는, 예를 들면, 카본 블랙(carbon black), 산화 구리, 이산화망간, 아닐린 블랙, 활성탄, 네오 슈퍼 블랙, 수단 블랙(sudan black), 또는 이들의 혼합 조성물일 수 있다.
입자들(WP, KP)에 적용될 수 있는 상기 수지는 우레탄 수지(urethane resin), 요소 수지(urea resin), 아크릴 수지(acrylic resin), 폴리에스테르 수지(polyester resin), 아크릴 우레탄 수지(acryl urethane resin), 아크릴 우레탄 실리콘 수지(acryl urethane silicone resin), 아크릴 우레탄 불화탄소 중합체(acryl urethane fluoro-carbon polymers), 아크릴 불화탄소 중합체(acryl fluorocarbon polymers), 실리콘 수지(silicone resin), 아크릴 실리콘 수지(acryl silicone resin), 폴리스티렌 수지(polystyrene resin), 스틸렌 아크릴 수지(styrene acrylic resin), 폴리오레핀 수지(polyolefin resin), 부틸알 수지(butyral resin), 비닐이딘 염화 수지(vinylidene chloride resin), 멜라민 수지(melamine resin), 페놀 수지(phenolic resin), 불화탄소 중합체(fluorocarbon polymers), 폴리카보네이트 수지(polycarbonate resin), 폴리술폰 수지(polysulfon resin), 폴리에테르 수지(polyether resin), 폴리에틸렌 수지(polyethylene resin) 및 폴리이미드 수지(polyamide resin)와 같은 중합체 수지 재료일 수 있으며, 이들 재료는 2 이상의 재료를 조합하여 사용될 수도 있다. 그러나, 이는 예시적이며, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들면, 상기 수지는, 젤라틴(geratin), 알긴산(alginic acid), 라텍스(latex) 중합체, 폴리스티렌, 폴리비닐 포르말, 폴리비닐 부티랄, 폴리 메틸 아크릴 레이트, 폴리부틸 아크릴레이트, 폴리 메틸 메타크릴레이트, 폴리부틸 메타크릴레이트과 같은 다른 고분자 재료로 형성될 수도 있다.
상기 수지는 고유의 전하를 가질 수 있지만, 일부 실시예에서는, 이들 입자들(WP, KP)의 극성 및 하전량을 적극적으로 제어하기 위해, 상기 수지 내에 또는 수지 표면 상에 적합한 전하조절제(charge control agent; CCA)를 분산시키거나 결합시킬 수도 있다. 예를 들면, + 극성을 갖는 백색 입자들(WP)을 제조하기 위해 수지로서 음이온성 폴리에스테르를 사용하고, Bontron P5(Orient사로부터 입수 가능함)과 같은 전하 조절제를 추가적으로 첨가하여 + 하전량을 조절할 수 있다. 또한, - 극성을 갖는 흑색 입자들(KP)을 제조하기 위해서, 수지로서 음이온성 폴리에스테르를 사용하고, Bontron E8(Orient사로부터 입수 가능함)을 첨가하여, - 하전량을 조절할 수 있다.
상부 기판(10)과 하부 기판(20) 상에는, 서브 픽셀들(PX1, PX2, PX3) 내에 분산된 전기 영동 입자들(WP, KP)의 분산 상태를 제어하기 위한 복수의 전극들(CE, RE, DE)을 포함할 수 있다. 도시된 전극들(CE, RE, DE) 중 제 1 전극(CE)은 디스플레이면(VP) 상에 배치되며, 상부 전극이라고 지칭될 수도 있다. 제 1 전극(CE)은, 인듐-주석-산화물(Indium-Tin-Oxide; ITO), 불화 주석 산화물(Fluorinated tin Oxide; FTO), 인듐 산화물(indium oxide; IO) 및 주석 산화물(tin oxide; SnO2)과 같은 투명 전극이다. 제 1 전극(CE)은 도시된 바와 같이, 공통 전극일 수도 있으며, 도 3의 전극(TE)과 같이 구동 부재에 연결되어 독립적인 어드레싱이 가능한 개별 전극일 수도 있다.
상기 복수의 전극들은 제 1 전극(CE)에 대향하도록 제 2 기판(20) 상에 배치되는 제 2 전극(DE), 및 제 2 기판(20) 상에서 제 2 전극(DE)으로부터 이격 배치되어 후술하는 입자들(WP. KP) 중 적어도 한 종류의 입자들을 수집하기 위한 제 3 전극(RE)을 포함한다. 제 1 전극(CE)에 대향하는 제 2 전극(DE)은 전술한 액티브 매트릭스층의 트랜지스터와 같은 스위칭 소자에 연결되어 독립적인 어드레싱이 가능한 개별 전극일 수 있다. 제 1 전극(CE)과 제 2 전극(DE)은 서로 대향하여, 기판들(10, 20)의 주면에 수직하는 전계를 발생시킬 수 있다. 일부 실시예에서, 제 2 전극(DE)은 반사형 디스플레이 장치를 구현하기 위해 반사성 표면을 제공할 수도 있다.
도시된 실시예에서, 제 2 전극(DE)과 평행하게 이격 배치되는 또 다른 제 3 전극(RE)이 제공될 수 있다. 제 3 전극(RE)은 도시된 바와 같이 제 2 기판(20) 상에 형성되거나, 격벽(30)의 측면 상으로 연장되어, 격벽(30)에 의해 지지될 수도 있다. 제 3 전극(RE)은 제 2 전극(DE)과 같이 스위칭 소자에 연결되어 독립적으로 어드레싱이 가능한 개별 전극이거나 인접하는 다른 셀들과 공유되는 공통 전극일 수도 있다. 어느 경우에나, 제 3 전극(RE)은 제 2 전극(DE)에 인가되는 전압과 반대 극성의 전압이 인가될 수 있으며, 그에 따라 입자들 중 적어도 한 종류의 입자들이 제 3 전극(RE) 상으로 수집된다. 일부 실시예에서, 제 3 전극(RE)의 면적은, 제 2 전극(DE)의 면적에 비하여 작을 수 있다. 예를 들면, 제 3 전극(RE)의 면적/개별 전극(DE)의 면적 (RA)은 0.01 < RA < 1 일 수 있다.
이하에서, 백색 입자들(WP)은 + 극성을 갖고, 흑색 입자들(KP)은 - 극성을 갖는다고 가정하자. 그러나, 이는 예시적이며, 이들 입자들은 그 반대의 극성을 갖거나, 동일한 극성을 갖더라도 다른 전기 영동 이동도를 가질 수도 있다.
도 2a를 참조하면, 각 픽셀들(PX1, PX2, PX3)의 광학 상태는 각각 백색, 녹색 및 백색이다. 전체 픽셀(PX)에 의해 관찰자에게 보이는 컬러는 도 1에 도시된 컬러 공간 모형에서, 기준 명도 값을 갖는 G로 정의될 수 있다. 그러나, 이러한 정의는 상대적일 수 있다. 예를 들면, 도 2b와 같은 광학 상태, 즉, 각각 흑색, 녹색 및 흑색인 상태를 G라고 정의할 수 있다. 즉, 인접하는 적색 및 청색 서브 픽셀(PX1, PX3)이 오프된 상태에서 관찰자에게 보이는 전체 픽셀(PX)의 컬러를 G라고 정의할 수도 있다. 이 경우, 도 2a의 입자 분포에서 얻어지는 녹색은, 도 1a의 컬러 공간 모델(CM)에서 G 가 아니라, 선 GW 상에 위치할 것이다. 마찬가지로, 도시하지는 않았지만, 예를 들면, 적색 및 청색 서브 픽셀(PX1, PX3) 중 어느 하나는 백색(W)이고 다른 하나는 흑색(K)인 상태를 기준 명도 값을 갖는 G로 정의할 수도 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 2a에 도시된 입자 분포를 얻기 위하여, 예를 들면, 공통 전극(CE)은 0 V이고, 적색 및 청색 서브 픽셀(PX1, PX3)의 제 2 전극(DE)에는, + 전압, 예를 들면, 10 V가 인가되고, 녹색 서브 픽셀(PX2)의 제 2 전극(DE)에는, - 전압, 예를 들면, - 10 V가 인가될 수 있다. 녹색 서브 픽셀(PX2)과 같이, 최대 채도의 녹색 컬러를 얻기 위해서는, 서브 픽셀의 저면 상에 입자들(WP, KP)이 모두 수집될 수 있으며, 제 3 구동 전극(RE)에 제 2 전극(DE)의 극성과 반대인 + 전압, 예를 들면, + 10 V이 인가됨으로써 백색 및 흑색 입자들(WP, KP)은 모두 서브 픽셀(PX2)의 저면 측 전극들(RE, DE)에 수집될 수 있다. 이와 같이, 제 2 전극과 제 3 전극에 입자들이 수집된 상태를 리셋 상태로 정의할 수 있다. 상기 리셋 상태에서 컬러 유체의 광학적 상태가 각 서브 픽셀의 컬러의 기준 명도값을 정의할 수도 있다.
적색 및 청색 서브 픽셀들(PX1, PX3)의 제 3 전극(RE)의 전위는 인접하는 제 2 전극(DE)과 동일한 극성의 전압이 인가되거나 0 V 일 수 있다. 도 2b에 도시된 입자 분포는, 적색 및 청색 서브 픽셀(PX1, PX3)의 제 2 전극(DE)에, 예를 들면 - 0V의 전압을 인가함으로써 얻어질 수 있다.
도 2a의 입자 분포 상태에서 얻어지는 기준 명도 값을 갖는 녹색보다 더 증가된 명도 값을 갖도록 도 2c에 도시된 바와 같은 입자 분포를 유도할 수 있다. 도 2c의 각 픽셀들(PX1, PX2, PX3)의 광학 상태는 각각 백색, 명도가 증가된 녹색, 백색일 수 있다. 도 2a의 입자 분포 상태를 G라 정의했을 때, 도 2c의 컬러는 도 1a의 컬러 공간 모형(CM)에서 선 GW 상에 위치할 것이다. 적색 및 청색 서브 픽셀(PX1, PX3)의 입자 분포는, 도 2a의 해당 서브 픽셀에서의 전위와 동일한 전위를 구동 전극들(DE, RE)에 인가함으로써 달성될 수 있다.
녹색 서브 픽셀(PX2)에서는, 백색 입자들(WP)이 저면으로부터 디스플레이면(VP)측으로 소정 거리만큼 이동하며, 그에 따라, 백색 입자들(WP)이 디스플레이면(VP)을 통하여 더 잘 보일 수 있다. 즉, 디스플레이면(VP)을 통하여 보이는, 흑색 입자들(KP)에 대한 백색 입자들(WP)의 상대적 비율이 더 크다.
디스플레이면(VP)으로부터 백색 입자들(WP)의 거리(L1)가 감소될수록 녹색 서브 픽셀(PX2)의 명도는 증가하게 되며, 전체 픽셀(PX)에 의해 구현되는 녹색 컬러의 명도는, 도 2a에서 설명한 기준 값의 녹색 G 보다 더 큰 값을 갖게 될 것이다. 더욱 상세하게는, 거리 L1이 감소됨에 따라, 관측자(1)에 의해 관찰되는 픽셀(PX)의 컬러는, 도 1a에 도시된 컬러 공간 모형의 선 GW를 따라 점차 W 쪽으로 이동할 것이다.
백색 입자들(WP)이 디스플레이면측에 완전히 도달하면, 관찰되는 픽셀(PX)의 컬러는 도 1a의 컬러 공간 모형의 백색 꼭지점(W)으로 정의된 백색이 될 것이다. 이 때 얻어지는 백색은 종래의 컬러 입자 시스템의 적색, 녹색 및 청색 입자들의 가색 혼합에 의해 얻어지는 백색(실제로는 회색임)보다 명도가 더 크다. 즉, 본 발명의 실시예에 따르면, 별도의 백색 픽셀이 없이도, 컬러 서브 픽셀들(PX1, PX2, PX3)의 명도 조절 메커니즘에 의해 실질적인 백색(리얼 화이트)의 구현이 가능하다.
녹색 서브 픽셀(PX2) 내에서, 백색 입자들(WP)의 거동은, 구동 전극들(DE, RE)에 인가되는 전압 펄스의 높이 및 폭(지속 시간)의 변화를 통해 달성될 수 있다. 예를 들면, 제 2 전극(DE)에 + 10 V의 크기를 갖는 펄스를 백색 입자들(WP)의 스위칭 시간, 즉, 백색 입자들(WP)이 제 2 전극(DE)으로부터 제1 전극(CE)까지 도달하는데 소요되는 시간 내에서, 상기 전압 펄스의 폭을 증감시킴으로써 디스플레이면(VP)으로부터의 백색 입자들(WP)의 거리(L1)가 제어될 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 명도 조절 단계는 도 2a의 녹색 서브 픽셀(PX2)의 입자 분포를 갖도록 하는 리셋 단계를 수행한 이후에 수행될 수 있다. 이 경우, 흑색 입자들(KP)은 상기 명도 조절 단계 동안 구동 전극(DE) 상에 유지될 것이다.
도 2a의 입자 분포 상태에서 얻어지는 기준 명도 값을 갖는 녹색보다 감소된 명도 값을 갖는 녹색을 얻기 위하여, 도 2d에 도시된 바와 같은 입자 분포를 유도할 수 있다. 이 경우, 각 서브 픽셀들(PX1, PX2, PX3)의 광학 상태는, 각각, 백색, 명도가 감소된 녹색, 및 백색일 수 있다. 도 2a의 입자 분포 상태를 기준 명도를 갖는 G라 정의했을 때, 도 2d의 컬러는 도 1a의 컬러 모형(CM)의 선 GK 상에 위치할 것이다. 적색 및 청색 서브 픽셀(PX1, PX3)의 입자 분포는, 도 2a의 해당 서브 픽셀에서의 전위와 동일한 전위를 구동 전극들(DE, RE)에 인가함으로써 달성될 수 있다.
녹색 서브 픽셀(PX2)에서는, 흑색 입자들(KP)이 캐비티(V)의 저면으로부터 디스플레이면측(VP)으로 소정 거리만큼 이동하며, 그에 따라, 흑색 입자들(KP)이 디스플레이면(VP)을 통하여 관측자(1)에게 더 잘 보이게 된다. 즉, 디스플레이면을 통하여 보이는, 상기 백색 입자들(WP)에 대한 흑색 입자들(WP)의 비율이 증가된다.
디스플레이면(VP)으로부터 흑색 입자들(KP)의 거리(L2)가 감소될수록, 녹색 서브 픽셀(PX2)의 명도는 감소하게 되며, 전체 픽셀(PX)에 의해 구현되는 녹색 컬러의 명도는, 도 2a에서 설명한 기준 값의 명도를 갖는 녹색 G보다 더 작은 명도 값을 갖게 될 것이다.
거리 L2가 감소됨에 따라, 관측자(1)에 의해 관찰되는 픽셀(PX)의 컬러는 도 1a에 도시된 컬러 공간 모형(CM)의 선 GK를 따라 점차 흑색 꼭지점 K 쪽으로 이동할 것이다. 제 1 구동 전극(DE)에 -10 V의 크기를 갖는 펄스를 흑색 입자들(WP)의 스위칭 시간 이상 동안 인가하면, 흑색 입자들(KP)은 완전히 디스플레이면 상에 도달할 수 있으며, 마침내, 픽셀(PX)는 컬러 공간 모형(CM)의 흑색 꼭지점(K)에 해당하는 흑색을 표시하게 된다.
일부 실시예에서, 도 2a의 녹색 서브 픽셀(PX2)의 입자 분포와 같이, 캐비티 내의 입자들이 모두 저면에 수집되어 유체의 광학 상태가 관측자(1)에게 최대의 영향력을 미치는 상태를 리셋 상태로 정의할 수 있으며, 각 서브 픽셀의 기준 명도값이 될 수 있다. 또한, 전술한 명도 조절은 상기 리셋 단계를 수행한 후에 수행될 수도 있다.
전술한 실시예에서, 제 1 전극(CE)과 제 2 및 제 3 전극들(DE, RE) 중 하나의 전극(DE)이 입자들의 기판에 대한 수직 유동을 제어하여, 디스플레이면(VP)으로부터의 입자들(WP, KP)의 상대적 거리(L1, L2)를 제어할 수 있으며, 제 3 전극(RE)은 리셋을 위한 전극으로서 입자들(WP, KP)을 해당 서브 픽셀의 저면 측에 수집시키는 데에 이용될 수 있다. 이 경우, 제 3 전극(RE)은 TFT와 같은 스위칭 소자의 구동 전압에 제약없이 개별 전극인 제 2 전극(DE)보다 더 큰 크기를 갖는 반대 극성의 전압을 인가될 수 있으며, 그 결과 입자들의 상기 리셋 상태는 신속히 달성할 수 있다. 모든 컬러 서브 픽셀들이 리셋되면, 관측자(1)에게는 회색으로 보일 것이다. 이 리셋 단계 이후에, 명도 조절 단계에서, 명도 조절에 관여하지 않는 다른 종류의 입자들은 상기 명도 조절 동안 리셋 전극(RE) 상에 수집된 상태로 유지될 수도 있다.
전술한 실시예들에서는, 녹색 서브 픽셀(PX2)에 대하여 설명하고 있지만, 다른 서브 픽셀들(PX1, PX3)의 명도 조절도 동일하게 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 각 서브 픽셀 내에서, 디스플레이면(VP)으로부터 백색 입자들(WP)과 흑색 입자들(KP)의 거리(L1, L2)가 독립적으로 제어되면, 각 서브 픽셀들마다 명도가 제어된 광학 상태를 얻을 수 있으며, 각 서브 픽셀들(PX1, PX2, PX3)의 광학 상태가 조합되어 픽셀(PX)은 다양한 컬러들이 구현될 수 있다. 이와 같이 얻어지는 컬러는, 도 1a의 컬러 공간 모형에서 기준 명도 값보다 높은 쪽, 즉, 상부 원뿔 부분에 속하는 명도 값과 기준 명도 값보다 낮은 쪽, 즉 하부 원뿔 부분에 속하는 명도 값을 모두 표현할 수 있다. 그 결과, 본 발명의 실시예들에 따른 멀티 컬러 전기 영동 디스플레이 장치는, 컬러 공간 모형(CM)에 이상적으로 또는 실질적으로 근접하는 컬러 재현력을 제공할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티 컬러 전기 영동 디스플레이 장치(200)의 구조 및 명도 조절 메커니즘을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 3을 참조하면, 디스플레이 장치(200)는 전술한 디스플레이 장치(100)와 유사하게 제 1 전극(TE)을 포함한다. 제 1 전극(TE)은 구동 부재들에 의해 개별적으로 어드레싱이 가능한 개별 전극일 수 있다. 그러나, 이는 예시적이며, 제 1 전극(TE)은 공통 전극일 수도 있다. 또한, 디스플레이 장치(200)는, 제 1 전극(TE)과 대향하는 제 2 전극(DE)과 입자 수집을 위한 제 3 전극(RE)을 포함한다. 도시하지는 않았지만, 제 3 전극(RE)은 중앙에 제 2 전극(DE)을 두고 이를 둘러싸는 구성을 가질 수도 있다.
디스플레이 장치(100)는 블랙 매트릭스(BM)를 더 포함할 수 있다. 블랙 매트릭스(BM)는 차광성이 우수한 크롬과 같은 금속, 또는 염료 및/또는 안료를 포함하는 폴리에틸렌, 폴리스텔렌과 같은 고분자 수지 재료로 형성될 수 있다. 바람직하게는, 블랙 매트릭스(BM)는 포토리소그래피 공정이 가능한 감광성 수지 조성물일 수도 있다. 그러나, 이들 재료들은 예시적이며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 블랙 매트릭스(BM)는 금속 산화물 및 세라믹과 같은 무기 재료로 형성될 수도 있다.
블랙 매트릭스(BM)에 의해 디스플레이면(VP) 상에 주위 광이 전달될 수 있는 캐비티(V)의 개구 영역이 한정되고, 상기 개구부를 통해 입사광이 캐비티(V) 내부로 전달될 수 있다. 입자 수집을 위한 제 3 전극(RE)은 블랙 매트릭스(BM)의 하부에 감춰져 노출되지 않을 수 있다. 이 경우, 녹색 서브 픽셀(PX2)에서와 같이, 캐비티(V) 내에서 블랙 매트릭스(BM)의 하부에 수집된 입자들(WP, KP)은 관측자(1)에게 보이지 않게 된다. 이와 같이, 수집된 입자들(KP)은 제 3 전극(RE)과 블랙 매트릭스(BM) 사이의 한정된 공간(점선 SR에 의해 둘러싸인 영역)에만 분포될 수 있으며, 이 영역을 본 명세서에서는 상기 공간을 입자 저장 영역이라 지칭한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제 2 전극(DE)의 전체 면적 중 일부(d)가 블랙 매트릭스(BM)와 중첩될 수 있다. 제 2 전극(DE)의 블랙 매트릭스(BM)와 중첩된 일부는 제 3 전극(RE)과 함께 캐비티(V) 내 입자들(WP, KP)을 모두 입자 저장 영역으로 수집하는 역할을 하며, 그에 따라, 관측자(1)에게는 컬러 유체(CU1, CU2, CU3)의 광학 상태만이 영향을 준다. 이에 관하여는 후술하도록 한다.
디스플레이 장치(200)의 구동 방법을 설명하기 위하여, 백색 전기 영동 입자(WP)는 + 극성을 가지며, 흑색 전기 영동 입자(KP)는 - 극성을 가지고, 상부 전극(TE)은 접지되어 있다고 가정한다.
제 1 서브 픽셀(PX1)에서, 제 2 전극(DE) 또는 이와 함께 제 3 전극(RE)에 + 10 V가 인가되면, 백색 입자들(WP)은 제 1 전극(VP) 상에 분산되고, 흑색 입자들(KP)은 제 2 전극(DE) 또는 제 3 전극(RE) 상에 분산될 것이다. 제 1 서브 픽셀(PX1)의 광학 상태는 백색이다.
제 2 서브 픽셀(PX2)에서는, 제 2 전극(DE)에 - 10 V가 인가되고, 제 3 전극(RE)에 + 10 V가 인가될 수 있다. 제 1 전극(TE)을 제외한 이들 전극들(RE, DE) 사이에 강한 전계가 발생하여, 흑색 입자들(KP)은 제 3 전극(RE) 상에 수집되고, 백색 입자들(DE)은 제 3 전극(RE)과 근접한 제 2 전극(DE)의 일부 상에 수집된다. 이와 같이 수집된 입자들은 모두 블랙 매트릭스(BM)에 가려져 관측자(10)에게는 컬러 유체(CU2)의 광학 상태에 의한 반사광만이 전달될 것이다. 이러한 상태를 해당 서브 픽셀의 기준 명도값으로 정의할 수 있음은 전술한 바와 같다. 또한, 서로 대향하고 있는 제 1 전극(TE)과 제 2 전극(DE) 사이의 전계를 조절하기 위하여, 이들 전극에 인가되는 전압의 펄스 폭을 제어함으로써 명도 조절을 할 수 있음은 전술한 바와 같다.
제 3 서브 픽셀(PX3)의 경우, 제 2 전극(DE)과 제 3 전극9RE)에 인가되는 전압을 제 1 서브 픽셀(PX1)의 경우와 반대로 함으로써 도시된 입자들의 분포 상태를 얻을 수 있으며, 이 경우, 광학 상태는 흑색이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 멀티 컬러 전기 영동 디스플레이 장치(300)의 구조 및 명도 조절 메커니즘을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 4를 참조하면, 멀티 컬러 전기 영동 디스플레이 장치(300)는 전술한 디스플레이 장치(200)와 유사하게, 제 1 전극(TE), 제 2 전극(DE) 및 제 3 전극(RE1)을 갖는다. 다만, 제 2 전극(DE)은 블랙 매트릭스(BM)와 중첩되지 않고, 제 3 전극(RE1)으로부터 멀리 이격된다. 또한, 멀티 컬러 전기 영동 디스플레이 장치(300)는 제 2 전극(DE)과 제 3 전극(RE1) 사이에 제 4 전극(RE2)을 더 포함할 수 있다. 제 4 전극(RE2)은 제 3 전극(RE1)과 유사하게 입자를 수집하거나, 제 2 전극(RE1)과 제 3 전극(RE2) 사이의 전기장의 세기를 감소시키는 역할을 한다.
디스플레이 장치(300)의 구동 방법을 설명하기 위하여, 백색 전기 영동 입자(WP)는 + 극성을 가지며, 흑색 전기 영동 입자(KP)는 - 극성을 가지고, 상부 전극(TE)은 접지되어 있다고 가정한다.
제 1 서브 픽셀(PX1)에서, 제 2 전극(DE)에 - 10 V 가 인가되고, 제 3 전극(RE1)에 + 10 V가 인가되고, 제 4 전극(RE2)이 접지된다. 이 경우, 제 4 전극(RE2)에 의해 백색 입자들(WP)은 제 2 전극(DE) 상에서 넓게 분포할 수 있다. 이 경우, 백색 입자들(WP)은 제 1 서브 픽셀(PX1)의 광학 상태에 영향을 줄 수 있다. 예를 들면, 백색 입자들(WP)에 의해 컬러 유체(U1)의 반사도가 증가할 수 있으며, 이를 기준 명도로 정의할 수도 있으며, 그 휘도를 증가시킬 수도 있다.
제 2 서브 픽셀(PX2)에서는, 제 2 전극(DE)이 접지되고, 제 3 전극(RE1)에 + 10 V가 인가되고, 제 4 전극(RE2)에 - 10 V가 인가될 수 있다. 이 경우, 입자들은 모두 입자 저장 영역에 수집될 것이다. 이러한 상태를 각 서브 픽셀들의 기준 명도로 정의할 수 있음은 전술한 바와 같다.
제 3 서브 픽셀(PX3)에서는, 제 1 서브 픽셀(PX1)과 반대로, 제 2 전극(DE)에 + 10 V 가 인가되고, 제 3 전극(RE1)에 - 10 V가 인가되고, 제 4 전극(RE2)이 접지됨으로써, 도시된 입자들의 분포 상태를 얻을 수 있다. 이 경우를, 각 서브 픽셀의 기준 명도로 정의할 수 있으며, 이 경우, 흑색 입자들(KP)에 의해 휘도가 감소될 수 있다.
전술한 실시예들에서, 각 전극들에 인가되는 전압은 예시적이며, 입자들의 이동도, 전극들간 거리에 따라 달라질 수 있으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 모순되지 않는 한, 전극들 및 입자들에 관한 특징들은 모순되지 않는 한 서로 조합되거나, 대체하여 변형 실시될 수 있으며, 이러한 실시예들도 본 발명의 범위에 포함됨을 이해하여야 한다.
이와 같이, 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 컬러와 흑백의 2 입자 시스템만으로 구동이 단순하면서도, HSL 컬러 공간 모형에서 흑색부터 백색까지의 명도 조절이 자유로운 멀티 컬러 전기 영동 디스플레이 장치가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 기준 명도값을 정의한 후, 표시되어야 할 컬러의 명도 정보에 따라, 디스플레이면을 통하여 보이는 백색 또는 흑색 전기 영동 입자들의 상대적 비율을 조절하여 HSL 컬러 공간 모형에서 흑색부터 백색까지의 명도 조절이 자유로운 영동 디스플레이 장치의 구동 방법이 제공될 수 있다.

Claims (13)

  1. 디스플레이면을 제공하는 제 1 기판 및 상기 제 1 기판에 대향하는 제 2 기판;
    상기 제 1 및 제 2 기판들 사이에 형성된 복수의 캐비티들;
    상기 캐비티들 중 컬러 서브 픽셀을 구성하는 캐비티에 충전되는 컬러 유체;
    상기 컬러 유체 내에 분산된 백색 전기 영동 입자들 및 상기 백색 전기 영동 입자들과 다른 전기 영동 이동도를 갖는 흑색 전기 영동 입자들; 및
    상기 캐비티 내에서 상기 디스플레이면을 통하여 보이는 상기 백색 전기 영동 입자들 및 상기 흑색 전기 영동 입자들의 상대적 비율을 조절하여 상기 컬러 유체가 갖는 컬러의 명도를 조절하기 위한 복수의 전극들을 포함하는 멀티 컬러 전기 영동 디스플레이 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 컬러 유체는 염료만으로 착색된 것을 특징으로 하는 멀티 컬러 전기 영동 디스플레이 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 백색 전기 영동 입자들 및 상기 흑색 전기 영동 입자들의 상기 상대적 비율은, 상기 디스플레이면에 대한 상기 백색 전기 영동 입자들 및 상기 흑색 전기 영동 입자들의 상대적 거리를 조절하여 달성되는 것을 특징으로 하는 멀티 컬러 전기 영동 디스플레이 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 전극들은 상기 디스플레이 면상에 배치되는 제 1 전극;
    상기 제 1 전극에 대향하도록 상기 제 2 기판 상에 배치되는 제 2 전극; 및
    상기 제 2 기판 상에서 상기 제 2 전극과 이격 배치되어, 상기 입자들 중 적어도 한 종류의 입자들을 수집하기 위한 제 3 전극을 포함하며,
    상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이의 전계에 의해 상기 백색 전기 영동 입자들 및 상기 흑색 전기 영동 입자들이, 상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이에서 수직 유동하는 것을 특징으로 하는 멀티 컬러 전기 영동 디스플레이 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 백색 전기 영동 입자들 및 상기 흑색 전기 영동 입자들의 상대적 거리는 상기 제 1 및 제 2 전극 중 어느 하나에 인가되는 전압 펄스의 폭의 변화를 통해 제어되는 것을 특징으로 하는 멀티 컬러 전기 영동 디스플레이 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 복수의 전극들은 상기 제 2 전극과 상기 제 3 전극 사이에 제 4 전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 컬러 전기 영동 디스플레이 장치.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 3 전극은 개별 전극 또는 공통 전극인 것을 특징으로 하는 멀티 컬러 전기 영동 디스플레이 장치.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 3 전극의 면적은 상기 제 2 전극의 면적보다 더 작은 것을 특징으로 하는 멀티 컬러 전기 영동 디스플레이 장치.
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 기판 상에 입자 저장 영역을 한정하는 블랙 매트릭스를 더 포함하는 멀티 컬러 전기 영동 디스플레이 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 전극 중 일부가 상기 블랙 매트릭스와 중첩되고,
    상기 제 2 전극의 상기 블랙 매트릭스와 중첩된 일부는 상기 제 3 전극과 함께 상기 입자들 모두를 상기 입자 저장 영역으로 수집하는 역할을 하는 멀티 컬러 전기 영동 디스플레이 장치.
  11. 디스플레이면을 제공하는 제 1 기판 및 상기 제 1 기판에 대향하는 제 2 기판; 상기 제 1 및 제 2 기판들 사이에 형성된 복수의 캐비티들; 상기 캐비티들 중 컬러 서브 픽셀을 구성하는 캐비티에 충전되는 컬러 유체; 상기 컬러 유체 내에 분산된 백색 전기 영동 입자들 및 상기 백색 전기 영동 입자들과 다른 전기 영동 이동도를 갖는 흑색 전기 영동 입자들을 포함하는 멀티 컬러 전기 영동 디스플레이 장치의 구동 방법으로서,
    컬러 서브 픽셀이 갖는 컬러의 기준 명도 값을 정의하는 제 1 단계;
    디스플레이될 이미지의 각 서브 픽셀들에 해당하는 컬러의 명도 정보를 포함하는 이미지 정보를 수신하는 제 2 단계;
    상기 컬러의 명도 정보가 상기 기준 명도 값보다 큰 경우, 상기 디스플레이면을 통하여 보이는 상기 흑색 전기 영동 입자들에 대한 상기 백색 전기 영동 입자들의 상대적 비율을 증가시키는 제 3 단계: 및
    상기 컬러의 명도 정보가 상기 기준 명도 값보다 작은 경우, 상기 디스플레이면을 통하여 보이는 상기 백색 전기 영동 입자들에 대한 상기 흑색 전기 영동 입자들의 상대적 비율을 증가시키는 제 4 단계를 포함하는 멀티 컬러 전기 영동 디스플레이 장치의 구동 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 디스플레이면을 통하여 보이는 상기 백색 전기 영동 입자들과 상기 흑색 전기 영동 입자들의 상기 상대적 비율은, 상기 디스플레이면에 대한 상기 백색 전기 영동 입자들 및 상기 흑색 전기 영동 입자들의 상대적 거리를 조절하여 달성되는 것을 특징으로 하는 멀티 컬러 전기 영동 디스플레이 장치의 구동 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 기준 명도값은, 상기 제 1 전기 영동 입자들 및 상기 제 2 전기 영동 입자들 중 상기 제 2 전극 상에 분산된 어느 한 종류의 입자들의 광학 상태와 상기 컬러 서브 픽셀의 컬러 유체의 광학 상태의 조합으로부터 정의되는 것을 특징으로 하는 멀티 컬러 전기 영동 디스플레이 장치의 구동 방법.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101392583B1 (ko) * 2012-11-02 2014-05-12 청운대학교산학협력단 반사형 컬러 표시 장치
WO2014092729A1 (en) * 2012-12-14 2014-06-19 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Driving a display
KR101401117B1 (ko) * 2013-03-19 2014-05-29 성균관대학교산학협력단 전기영동 디스플레이 장치 및 이의 제조 방법
KR102168213B1 (ko) * 2013-07-31 2020-10-21 주식회사 나노브릭 전기영동 디스플레이의 광특성 향상을 위한 구동 방법
KR102074830B1 (ko) * 2013-11-14 2020-02-07 한국전자통신연구원 컬러 전자종이 디스플레이 및 그 색 구현 방법

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002093245A1 (en) * 2001-05-15 2002-11-21 E Ink Corporation Electrophoretic displays containing magnetic particles
TWI229763B (en) * 2001-10-29 2005-03-21 Sipix Imaging Inc An improved electrophoretic display with holding electrodes
CN1209674C (zh) * 2002-04-23 2005-07-06 希毕克斯影像有限公司 电磁泳显示器
KR20060134659A (ko) * 2005-06-23 2006-12-28 엘지.필립스 엘시디 주식회사 표시장치와 그 제조방법

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