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KR20040044449A - 전기영동 디스플레이 디바이스 - Google Patents

전기영동 디스플레이 디바이스 Download PDF

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KR20040044449A
KR20040044449A KR10-2004-7002398A KR20047002398A KR20040044449A KR 20040044449 A KR20040044449 A KR 20040044449A KR 20047002398 A KR20047002398 A KR 20047002398A KR 20040044449 A KR20040044449 A KR 20040044449A
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KR
South Korea
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display device
reservoir
electrophoretic
particles
electrophoretic display
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KR10-2004-7002398A
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디르크까.헤. 데부르
마르크떼. 욘슨
Original Assignee
코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Publication date
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Abstract

주 컬러를 위한 보조 저장고(18)로 둘러싸인 주 저장고(16) 및 입구 전극(13)을 갖는 픽셀이 입자를 주 디스플레이 영역 및 그레이 값 선택을 위한 추가 전극(14,26,27)으로 이동하게 하는 전기영동 디스플레이에서 컬러 선택 및 그레이 값이 얻어진다.

Description

전기영동 디스플레이 디바이스{ELECTROPHORETIC DISPLAY DEVICE}
본 출원에서 (스위칭) 전극이 언급될 때, 상기 전극은 원한다면 스위칭 소자를 통해 또는 스위칭 소자의 외부에서 동일한 전압이 공급되는 복수의 하위전극(sub-electrode)으로 나눠질 수 있다.
전기영동 디스플레이 디바이스는, 서로 다른 광 투과성 또는 광 반사성을 갖는 2가지 극한 상태(extreme state) 사이의 전계 영향하에서, 하전되고 대개 컬러인(colored) 입자들의 이동에 기초한다. 이러한 디바이스에서, 어두운(컬러) 문자들은 밝은(컬러) 배경상에 영상화될 수 있고, 그 반대로도 영상화될 수 있다.
따라서, 전기영동 디스플레이 디바이스는 그중에서도 특히 "백색 종이" 애플리케이션(전자신문, 전자 다이어리)이라고 불리는, 종이의 기능을 대신하는 디스플레이 디바이스에서 사용된다.
2개의 스위칭 전극 사이에 전기영동 매체가 있는 알려진 전기영동 디스플레이 디바이스에서, 스위칭 전극에 구동 전압이 제공된다. 이러한 경우에, 상기 픽셀은 단지 2가지의 극한 광학 상태가 될 수 있다. 스위칭 전극 중 하나는 이때 디스플레이 소자의 상부측상의 예를 들어 2개의 서로 상호연결된 폭이 좁은 전도 스트립으로서 실현된다. 디스플레이 소자의 전체 바닥면을 덮는 바닥 전극(bottom electrode)과 관련하여 이러한 스위칭 전극의 양단에 양의 전압이 있는 경우에, (이 예시에서 음으로 하전된) 입자는 2개의 상호연결된 폭이 좁은 전도 스트립에 의해 한정되는 전위면(potential plane)을 향해 움직인다. 상기 (음으로) 하전된 입자는 디스플레이 소자(픽셀)의 앞면에 걸쳐 확산되고, 이후에 디스플레이 소자는 하전된 입자의 컬러를 띠게 된다. 바닥 전극과 관련하여 스위칭 전극의 양단에 음의 전압이 있는 경우에, (음으로) 하전된 입자는 디스플레이 소자(픽셀)가 액체의 컬러를 띠게 되도록 바닥면상에 확산된다.
실제로, 지금까지 (그레이 값으로 언급되는) 중간 광학 상태를 디스플레이할 필요성이 증가하고 있다. 그레이 값을 도입하는 알려진 방법은 대개 부적절하다. 예를 들어, 전기영동 디스플레이 디바이스는 시간-가중된 구동 주기{시간비 그레이 스케일(time ratio grey scale)}를 통해 그레이 값을 도입하기에 너무 느리다. 픽셀을 여러 표면으로 나누는 것{영역비 그레이 스케일(area ratio grey scale)}은 대개 상호 크로스토크를 방지하기 위해 다른 서브픽셀들 사이에 배리어를 필요로 한다.
또한, 멀티컬러 디스플레이 디바이스에서 구동에 필요한 전극의 수가 상당히 증가한다.
본 발명은 적어도 하나의 전극을 포함하는, 주 저장고(main reservoir)내에 전기영동 매체를 갖는 적어도 하나의 픽셀, 및 상기 픽셀이 다른 광학 상태가 되게 할 수 있는 수단을 포함하는 전기영동 디스플레이 디바이스(electrophoretic display device)에 관한 것이다.
도 1은 컬러 디스플레이 디바이스의 일부의 전기 등가도.
도 2는 본 발명에 따른 컬러 디스플레이 디바이스의 일부의 개략적 평면도.
도 3은 도 2의 라인 Ⅲ-Ⅲ상에서 취해진 단면도.
도 4는 다른 그레이값(중간 광학 상태)이 실현될 수 있는, 본 발명에 따른 추가적인 전기영동 컬러 디스플레이 디바이스의 일부의 평면도.
도 5는 도 4의 변형예의 단면도.
도 6은 도 5의 변형예를 나타내는 도면.
도 7은 도 5의 변형예를 나타내는 평면도.
도 8a-8c는 본 발명에 따른 컬러 디스플레이 디바이스에서 다른 컬러가 실현될 수 있다는 다른 원리를 나타내는 도면.
도 9는 도 8a-8c의 원리를 이용하여 컬러 디스플레이 디바이스에서 다른 그레이값이 실현될 수 있는 방법을 나타내는 단면도.
도 10은 도 9의 디스플레이 디바이스의 변형예를 나타내는 도면.
도 11a-11d은 본 발명에 따른 다른 전기영동 컬러 디스플레이 디바이스를 나타내는 도면.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하고자 하는 것이다. 본 발명에 따른 전기영동 컬러 디스플레이 디바이스에서, 그레이 값(중간 광학 상태)은 픽셀에 적어도 하나의 보조 저장고와 적어도 하나의 추가 전극, 및 전기영동 입자를 전압을 통해 보조 저장고로부터 주 저장고로 변위(displacing)시키기 위한 구동 수단을 제공함으로써 얻어진다.
본 발명은, 디스플레이 셀내의 전계가, (음으로) 하전된 입자가 가시면의 일부로만 이동하는 방식으로 상기 전극(들) 및 가능하면 추가 전극상의 전압에 의해 영향을 받을 수 있는 동시에, (서로 다른 컬러의 전기영동 입자가 있는) 하나 이상의 보조 저장고로부터의 공급은 상기 전극(들) 및 추가 전극(들)의 도움으로 생성된 전계에 의해 영향을 받을 수 있다는 인식을 기초로 한다. 상기 전극 및 추가 전극의 양단의 전압에 따라서, 상기 가시면으로 이동하는 입자의 양이 더 많아지거나 더 적어지고, 다른 중간 광학 상태들(그레이 값)이 얻어진다.
컬러 디스플레이 디바이스에는 예를 들어 컬러 필터가 제공될 수 있지만, 픽셀은 대안적으로 복수의 유형의 전기영동 입자 또는 (다른 컬러의 전기영동 입자가 있는) 보조 저장고를 포함할 수 있다.
본 발명은 또한 추가 전극상의 적당한 펄스 패턴을 통해 서로 다른 이동성을 갖는 서로 다른 컬러들을 위한 전기영동 입자를 이용할 때 각각의 복합 컬러에서 서로 다른 중간 광학 상태가 얻어질 수 있다는 인식에 기초한다.
조정 변경의 경우에, 2개의 전극 사이의 표면상에서 만족스러운 분포를 얻기위해서, 예를 들어 선택에 앞서 픽셀을, 필요하다면 작은 교번 자계 성분(alternating field component)과 협력하여, (예를 들어 리셋 펄스를 제공함으로써) 한정된 상태가 되게 하여, 다른 전극의 양단에 균일한 방식으로 미리 하전된 입자를 분산시키는 것이 바람직하다.
제 1 실시예에서, 디스플레이 디바이스의 주 표면에 대해 횡방향에서 본 픽셀은 주 저장고의 적어도 2개의 측면을 따라 보조 저장고를 포함한다. 보조 저장고가 이제 복수의 픽셀(의 행)에 공통이기 때문에, 더 큰 애퍼처가 얻어진다.
멀티컬러 디스플레이를 위한 디스플레이 디바이스에서, 다른 컬러의 전기영동 입자들은 예를 들어 다른 이동성을 갖는 전기영동 입자가 사용되는 경우에, 예를 들어 보조 저장고에서 주 저장고로 선택적으로 변위될 수 있다.
또한 전기영동 입자를 고정시키는 것이 바람직할 수 있다. 추가적인 실시예에서, 전기영동 디스플레이 디바이스에는 따라서 주 저장고와 보조 저장고 사이에서의 전기영동 입자의 변위 방향에 횡방향으로 전계를 생성하는 수단이 제공된다. 주 저장고와 보조 저장고 사이에 대안적으로 기계적 분리가 제공될 수 있다.
조정된 그레이값을 고정시키기 위해서, 전기영동 입자 및 주 저장고의 적어도 하나의 벽은 상호 접착 능력을 가질 수 있다.
본 발명의 상기 및 다른 양상은 후술되는 실시예로부터 명확해지고, 상기 실시예를 참조하여 설명될 것이다.
상기 도면은 개략적인 것이고 비례적으로 도시되어 있지 않다; 대응하는 부분은 일반적으로 동일한 참조 번호로 표시되어 있다.
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 컬러 디스플레이 디바이스(1)의 일부의 전기 등가도이다. 상기 디바이스는 행 또는 선택 전극(7)과 열 또는 데이터 전극(6)의 교차 영역에 픽셀 매트릭스(10)를 포함한다. 행 전극(1 내지 m)은 행 구동기(4)에 의해 연속적으로 선택되는 반면, 열 전극(1 내지 n)에는 데이터 레지스터(5)를 통해 데이터가 제공된다. 열(1,4,7,...,n-2)의 픽셀은 이 예시에서 적색 픽셀을 구성하고, 열(2,5,8,...,n-1)의 픽셀은 청색 픽셀을 구성하며, 열(3,6,9,...,n)의 픽셀은 녹색 픽셀을 구성한다. 이 때문에, 인입되는 데이터(2)는 필요하다면 프로세서(3)에서 먼저 처리된다. 행 구동기(4)와 데이터 레지스터(5) 사이의 상호 동기화는 구동라인(8)을 통해 발생한다.
데이터 레지스터(5) 및 행 구동기(4)로부터의 구동 신호는 픽셀(10)을 선택한다(수동 구동이라고 언급됨). 알려진 디바이스에서, 열 전극(6)은 행 전극(7)과 관련하여, 교차 영역의 픽셀이 2가지 극한 상태 중 한 상태(예를 들어, 액체 및 전기영동 입자의 컬러에 따라서, 흑색 또는 컬러)가 되게 하는 그러한 전압을 수신한다.
필요하다면, 행 구동기(4)로부터의 구동 신호는 박막 트랜지스터(TFT)(9)를 통해 화상 전극을 선택할 수 있고, 상기 트랜지스터의 게이트 전극은 행 전극(7)에 전기적으로 연결되며, 상기 트랜지스터의 소스 전극은 열 전극(6)에 전기적으로 연결된다(능동 구동이라고 언급됨). 열 전극(6)에서의 신호는 TFT를 통해 드레인 전극에 연결된 픽셀(10)의 화상 전극에 전송된다. 픽셀(10)의 다른 화상 전극은 예를 들어 하나(또는 그 이상)의 공통 카운터 전극(들)에 의해 접지된다. 도 1의 예시에서, 이러한 TFT(9)는 하나의 픽셀(10)에 대해서만 개략적으로 도시된다.
본 발명에 따른 제 1 컬러 디스플레이 디바이스에서, 각각의 픽셀에는 후술되는 바와 같이 하나 이상의 추가 전극, 및 상기 추가 전극(들)에 전압을 제공하기위한 추가 구동수단이 제공된다. 열 전극(6)이 데이터 전극으로 표시되고 행 전극(7)이 선택 전극으로 표시되어 있지만, 상기 전극들은 후술되는 바와 같이 구동 주기의 일부동안 다른 기능을 수행할 수 있는데, 예를 들어, 전기영동 입자가 변위되게 할 수 있다. 이 때문에, 구동수단은 예를 들어 데이터 레지스터(5)(및 가능하다면 구동기의 일부)내에 여분의 저장수단 또는 다른 전자회로 뿐만 아니라 여분의 열 전극(미도시)(및 능동 구동의 경우에 여분의 TFT)을 포함한다.
픽셀(10)(도 2,3)은 스위칭 전극(12,13,14)이 제공된, 예를 들어 유리 또는 합성 물질인 제 1 기판(11), 및 제 2 투명 기판(15)을 포함한다. 본 발명에 따라서, 상기 픽셀은 전기영동 매체, 예를 들어 백색 액체(17)로 채워지는 주 저장고(16), 및 이 예시에서 컬러이고 양으로 하전된 전기영동 입자, 예를 들어, 적색, 녹색, 청색 및 필요하다면 흑색 입자가 존재하는 전기영동 액체를 위한 (이 예시에서) 4개의 보조 저장고(18)를 포함한다(도 2에서, 보조 저장고는 18R, 18G, 18B, 18Z으로 표시된다). 상기 픽셀(10)은 예를 들어 벽(19)으로 밀폐되는 동시에, 보조 저장고(18)는 필요하다면, 화살표(20)로 표시된 가시면상의 흑색 마스크(21)로 덮힌다.
도 1, 2, 3의 디바이스에서의 전체 구동 사이클은 복수의 단계를 포함한다. 제 1 단계에서, 주 저장고에 존재하는, 가능하면 컬러이고(또는 흑색의) 양으로 하전된 전기영동 입자(22)는 (예를 들어, 이전 구동 사이클로 인해) 전극(12,13) 사이의 리셋 전압에 의해 상기 저장고에서 제거되고, 상기 리셋 전압은 (이 예시에서) 전극(13)으로 향하는 전계를 생성한다. 상기 입자들은 서로 다른 컬러를 가질뿐만 아니라 이동성에도 차이가 있다. 예를 들어, 적색 입자는 전계내에서 녹색 입자보다 더 빠르게 이동하고, 적색 입자 및 녹색 입자는 차례로 청색 입자보다 더 빠르게 이동한다.
리셋 단계를 수행하기 위해서, 필요하다면 모든 입자가 전극(14) 부근에 존재하는 상황이 먼저 발생된다{상기 전극은 이때 예를 들어 0의 전위를 갖는 반면, 전극(13)은 +V의 전위를 갖는다}. 상기 픽셀은 이때 실질적으로 백색인 외형을 갖는다.
후속하여, 보조 저장고(18R)와 관련된 전극(13)은 -V의 진폭을 갖는 음의 펄스(장방형파 전압)를 수신하고, 상기 펄스는 모든 적색 입자(22R)가 이 전극을 향해 이동하게 하기에 충분히 오래 지속된다. 동시에 또는 이어서 보조 저장고(18R)와 관련된 전극(12)에 상기 전극(13)과 관련하여 음의 전압을 제공함으로써, 모든 적색 입자(22R)가 보조 저장고(18R)에 저장된다.
한편, 녹색 입자(22G)는 예를 들어 전극(14,13)사이의 간격의 절반을 덮는다. 보조 저장고(18G)와 관련된 전극(13)에 제공되는 이중 지속기간을 갖는 음의 펄스(장방형파 전압), 및 가능하면 다른 전극(13)에서의 양의 전압을 이용하면, 이러한 입자들은 보조 저장고(18G)와 관련된 전극(13)에 도달할 것이다. 이어서 보조 저장고(18G)와 관련된 전극(12)에 상기 전극(13)과 관련하여 음의 전압을 제공함으로써, 적색 입자를 참조하여 전술한 바와 같은 유사한 방식으로, 모든 녹색 입자(22G)가 보조 저장고(18G)에 저장된다. 유사하게, 모든 청색 입자(22B)는 보조 저장고(18B)에 저장된다{그리고, 만일 존재한다면, 흑색 입자(22Z)는 보조저장고(18Z)에 저장된다}. 입자(22)는 그 특성(이동성)에 관한 한 실질적으로 겹치치 않아야 한다는 필요조건이 상기 입자(22)에 부과된다는 점이 전술한 내용으로부터 또한 명확해질 것이다.
그 후, 양의 펄스(예를 들어, 장방형파 전압)는 보조 저장고(18) 중의 하나, 예를 들어 보조 저장고(18R)와 관련된 전극(12)과 전극(14) 사이에 제공된다. 상기 펄스의 값 및 지속시간에 따라서, 복수의 적색 입자(22R)가 주 저장고에 걸쳐서 분산될 것이다. 그에 의해 픽셀(10)내의 적색에 대한 그레이 값이 한정된다. 다른 컬러에 대해서, 그레이 값은 순차적으로, 또는 적색에 대한 그레이 값의 결정과 동시에 한정될 수 있다.
그레이 값의 조정은 또한 다른 보조 저장고(18)와 관련된 전극(12,13) 사이의 전압 펄스에 의해서만 가능하다. 그러한 경우에, 전극(14)은 필요하다면 생략될 수 있지만, 그레이 값은 오직 순차적으로 한정될 수 있다.
입자들이 예를 들어 액체내에서의 이동으로 인해 항상 기판상에 배치되어 유지되지 않기 때문에, 작은 접착성을 갖는 부착층을 기판에 제공하는 것이 유리할 수 있다.
필요하다면, 이렇게 조정된 그레이 값은 또한 기판에 대해 횡방향인 자계 또는 전계에 의해 고정될 수 있다.
실제로, 단색의 입자로 다른 보조 저장고(18)를 채우는 것이 어려울 수 있다. 그 해결책은 공통의 보조 저장고{예를 들어, 도 2의 보조 저장고(18Z)}를 이용하는 것이다. 리셋 단계를 수행하기 위해서, 보조 저장고(18Z)와 관련된 전극(12)은 음의 펄스(예를 들어 -V의 진폭을 갖는 장방형파 전압)를 수신하고, 상기 펄스는 모든 입자(22)가 이 전극을 향해 이동하게 하기에 충분히 오래 지속된다.
입자를 공통 보조 저장고에서 주 저장고(또는 다른 보조 저장고)로 변위시킬 때, 다른 컬러의 입자가 먼저 분리되어야 한다. 이 때문에, 필요하다면 (예를 들어, 다른 입자보다 많은 전하를 갖는) 주어진 입자의 통과를 막는 잠재적인 배리어를 생성하기 위해 추가 전극이 제공될 수 있다. 일련의 2개 또는 3개의 이러한 잠재적인 배리어를 이용하면, 입자들은 다시 서로 분리될 수 있다(예를 들어, 리셋 단계의 일부 동안). 이러한 단계가 모든 픽셀에 대해 동일하기 때문에, 잠재적인 배리어를 생성하기 위한 전극은 복수의(또는 모든) 픽셀에 공동으로 제공될 수 있다. 다른 컬러의 입자들을 서로 분리할 수 있는 다른 가능성은, 한 컬러의 입자들이 공동 보조 저장고를 떠나기가 더 쉽도록(또는, 대조적으로 훨씬 더 어렵도록) 하기 위해, 예를 들어 다른 크기 또는 다른 표면 변경(접착성 차이)을 갖는 컬러 입자와 공동으로 물리적 배리어(예를 들어, 필터)를 제공하는 것이다.
도 4는 공동 보조 저장고(18,18R,18G,18B)와 병치되는 2개의 픽셀(10,10')의 평면도이다. 리셋 단계동안, 보조 저장고(18)과 관련된 전극(12)은 모든 입자들(22)이 이 전극을 향해 이동하게 하기 위해 {전압 소스(23)에 의해} 전극(14,14')과 관련하여 음의 펄스를 수신한다. 그 후, 보조 저장고(18R,18G,18B)와 관련된 전극(13)은 전술한 바와 같이 {전압 소스(24)에 의해} 전극(12)과 관련하여 음의 펄스를 수신하고, 가능하다면 동시에 또는 순차적으로, 전압 소스(23)에 의해, 전극(12)에서의 전압과 관련하여 음인 전극(14)에서의 전압을 수신한다. 따라서, 모든 적색, 녹색 및 청색 입자들은 보조 저장고(18R,18G,18B)에 저장되고, 그후에 그레이 값은 예를 들어 전극(14,14')과 전극(12) 사이의 전압에 의해 다시 한정된다. {어느 입자가 어느 보조 저장고(18R,18G,18B)에 저장되는지를 결정하는} 컬러 선택은 물리적 배리어(예를 들어, 필터)를 제공하는 것에 의해, 또는 표면 변경에 의해 다른 컬러의 입자들을 서로 분리하는 잠재적인 배리어를 생성함으로써 다시 달성된다. 공동 보조 저장고(18,18R,18G,18B)는 흑색 마스크(21)로 덮힌다.
도 5는 본 발명에 따른 픽셀의 다른 예시를 나타내는 단면도이고, 여기서 보조 저장고(18,18R,18G,18B)는 전극(12)과 추가 입구 전극(25) 사이에 있는 단일 보조 저장고(18)로 교체된다. 이 예시에서, 상기 작동은 모든 입자들이 전극(12)을 향해 이동하게 하는 리셋 단계{전극(12와 14) 사이의 음의 전압}에서 다시 수행된다. 그 후, 컬러 선택이 발생하고, 여기서 다른 컬러의 입자들은 다른 이동성을 갖는다. 미국특허 제6,017,584호에 기재된 바와 같이, 입구 전극(25)에서의 (음의) 펄스의 이동성 및 펄스 지속시간과 펄스 높이에 따라서, 한 컬러의 입자들, 예를 들어 먼저 적색 입자들은 전극(25)을 향해 이동한다.
(조정될 그레이 값에 따라서) 전극(14,25)에서의 전압을 적절하게 선택함으로써, 원하는 수의 입자들이 가시 영역을 향해 통과된다.
가시 영역{주 저장고(16)}내의 가능한 나머지 입자들은 필요하다면 전극(12와 13) 사이에 전압을 인가함으로써 제거될 수 있고, 상기 전압에서 전극(13,14)은 실질적으로 동일한 전압으로 유지된다. 그 후, 이러한 단계(리셋 단계는 예외)는 2가지 다른 컬러에 대해 반복된다. 필요하다면 전계에 의해 최종 조정이 확정될 수있다. 이것은 예를 들어 전극(32) 및 전압 소스(23)에 의해 (필요하다면, 비교적 큰 부분 또는 전체 디스플레이 디바이스상에) 제공될 수 있다.
도 6은 물리적 배리어(31)를 갖는 한 변형예의 단면도이다. 여기서, 컬러 선택이 전극(12,25)에 의해 다시 실현되는 동시에, 그레이 값은 전극(13,14)에 의해 조정된다.
상기 처리는 도 2의 평면도와 비교가능한 평면도를 다시 이용하고, 도 7에 도시된 바와 같은 입구 전극(25)으로 도시된 디스플레이 셀을 확장함으로써 가속화될 수 있다. 모든 보조 저장고(18,18R,18G,18B)는 이제 적색, 녹색, 청색(그리고 가능하면 흑색) 입자들을 포함한다. 그러나, 컬러 선택 및 후속되는 그레이 값의 조정은 이제 3개(4개) 유형의 입자(컬러)에 대해 동시에 발생한다. 참조번호는 전술한 예시와 동일한 의미를 갖는다.
도 5, 도 6 및 도 7에 도시된 디바이스는 그중에서도 특히 황색, 청록색 및 자홍색 기반의 디스플레이 디바이스에 적당하다{감산식 컬러 혼합(subtractive color mixing)}.
도 8a-8c는 본 발명에 따른 추가적인 컬러 디스플레이 셀의 단면도이다. 이제 주 저장고(16) 아래에 위치한 보조 저장고(18)는 전기영동 매체, 예를 들어 전기영동 입자, 이 예시에서 컬러인 양으로 하전된 입자들이 존재하는 백색 액체로 다시 채워지고, 상기 입자들은 적색 입자(22R), 녹색 입자(22G) 및 청색 입자(22B)로 구성된다. 상기 입자들은 이 예시에서 서로 다른 컬러를 가질 뿐만 아니라 이동성에도 차이가 있다. 예를 들어, 적색 입자는 녹색 입자보다 전계에서 더 빠르게이동하고, 적색 입자 및 녹색 입자는 차례로 청색 입자보다 더 빠르게 이동한다.
도 8a의 상황에서, 모든 입자들은 전극(12) 부근에 존재한다{전극(12)은 0의 전위를 갖는 반면, 전극(13)은 +V의 전위를 갖는다}. 따라서, 픽셀은 백색의 외형을 갖는다. 도 8b에서, 전극(13)은 모든 적색 입자(22R)가 전극(13)을 향해 이동하게 하기에 충분히 오래 지속되는 -V의 진폭을 갖는 음의 펄스(장방형파 전압)(28)을 수신한다. 청색 입자(22B)는 예를 들어 전극(12,13)사이의 간격의 절반을 덮는다. 이어서 전극(27,26)(도 8c)에 전압 0, -V을 제공함으로써, 적색 입자(22R)는 주로 전극(16)을 향해 이동하고, 다시 적색에 대해 그레이 값이 도입된다. 전극(27,26)에서의 전압에 따라서 다른 그레이 값이 조정된다.
이러한 3개의 픽셀을 갖는 디스플레이 디바이스에서, -V의 진폭을 갖는 음의 펄스(장방형파 전압)(28)는, 만일 청색 컬러가 적색 입자의 이동성의 대략 절반인 청색 입자의 이동성을 갖도록 요구된다면, 이중 주기동안 인가된다. 모든 적색 및 청색 입자들은 이때 전극(13)의 위치에 배치된다. 따라서, 전극(13)은 모든 적색 입자(22R)가 전극(13)으로부터 멀리 이동하게 하기에 충분히 오래 지속되는, +V의 진폭을 갖는 양의 펄스(장방형파 전압)를 수신한다. 이어서 전극(27,26)에 전압을 제공함으로써, 청색 입자는 전극(26,27)을 향해 이동하고, 다시 그레이 값이 도입된다. 유사한 펄스 패턴은 청색 픽셀에 대한 그레이 값을 조정할 가능성을 제공한다. 보조 저장고는 복수의 픽셀에 대해 다시 공통이 될 수 있다.
도 9는 전술한 원리에 기초하여 작용하는 픽셀의 단면도이다. 보조 저장고(18)는 전극(12,13) 사이에 존재한다. 도 8a-8c를 참조하여 전술한 바와 유사하게, 주어진 컬러의 입자들 중 어떤 컬러의 입자가 선택후에 전극(14)의 위치에 배치될 것인지 선택된다. 전극(29)에서의 적당한 음의 전압에 의해, 상기 입자들은 주 저장고(16)로 도입된다. 상기 입자들이 예를 들어 액체내에서의 이동으로 인해 항상 기판상에 배치되어 유지되지는 않기 때문에, 다시 기판(11)에 걸쳐서 균일하게 입자들이 분산되도록 작은 접착성을 갖는 부착층을 기판에 제공하는 것이 유리할 수 있다. 기판(11)상에서의 입자들의 균일한 분산은 또한 (복수의 픽셀에 대해 공통일 수 있는) 여분의 전극(30)에서의 작은 교번 전압에 의해 얻어질 수 있다.
따라서, 그레이 값은 {가능하면 전극(30)에서의 전압과 공동으로} 전극(26,27)에서의 전압을 통해 다시 조정된다. 필요하다면, 그렇게 조정된 그레이 값은 따라서 기판에 대해 횡방향인 자계 또는 전계에 의해 다시 고정될 수 있다. 전극(13)에서의 전압에 의해, 다른 컬러의 입자들이 주 저장고(16)에 도달하는 것을 방지한다.
도 10의 디바이스에서, 예를 들어 유기(폴리머) 또는 무기(유리 프릿) 물질로 이루어진 배리어(31)에 의해 주 저장고(16)가 실현된다. 전극(13)은 이제 보조 저장고(18)에 존재한다. 참조번호는 다시 전술한 예시에서와 동일한 의미를 갖는다. 도 8, 도 9의 예시에서, 전극(29)은 필요하다면 생략될 수 있다. 이것은 필요한 흡인 필드(attracting field)를 생성하기 위해 전극(26,27,30)상에서 여러 구동 패턴을 필요로 하는 동시에, 또한 전극(27,30)이 픽셀의 다른 측부상에 제공된다.
도 11은 도 8a-8c의 픽셀과 비교가능한 멀티컬러 픽셀이 구동될 수 있는 방법을 나타낸다. 실질적으로 모든 적색 입자(22R)가, 예를 들어 모든 적색 입자가전극(13)을 향해 이동하게 하기에 충분히 오래 지속되는 진폭을 갖는 음의 펄스(장방형파 전압)에 의해 다시 이동된 후에, 적색 입자는 전극(26,27)에서의 전압(V1,V2)에 의해 주로 전극(27)(도 11a 참조)을 향해 이동되고, 여기서 V2 >> V1이다. 청색 입자(22B)는 그 이동성 및 전극(13)의 전압에 따라서, 전극(13) 부근 또는 바로 아래에 존재한다. 모든 입자가 전극(13)을 향해 이동한 후에, 청색 입자(22B)는 전압(V2,V1)에 의해 주로 전극(26)을 향해 이동되고, 여기서 V2 < V1이다. 이때 녹색 입자(22G)(도 11b 참조)만이 여전히 보조 저장고에 존재한다. 전극(26,27)에서의 전압(V1,V2)에 따라서, 기판(11)이 컬러 입자(22)로 전체적으로(도 11c 참조) 또는 완전히(도 11d 참조) 덮히는 마지막 상황에 이르게 된다. 물론 최종 컬러 및 그레이 값은 또한 전극(26,27)에서 사용된 전압 및 펄스폭에 따라 달라진다.
본 발명은 물론 전술한 예시에 제한되지 않는다. 상기 예시는 서브픽셀에 대해 적색, 녹색 및 청색을 언급했지만, 전술한 바와 같이, 황색, 청록색 및 자홍색을 이용해도 우수한 결과가 얻어질 수 있는 동시에, 제 4(예를 들어, 흑색) 요소가 추가될 수 있다. 본 발명은 또한 2가지 컬러(예를 들어 흑색 및 백색과 같은 단색)를 갖는 디스플레이 디바이스에 적용가능하다.
보조 저장고가 실제 픽셀에 속하지 않기 때문에, 바람직하게 불투명한(흑색) 마스크로 덮힌다. 이때 하나의 픽셀 또는 픽셀 그룹의 에지는 바람직하게 결합된 저장고(캡슐)의 벽(19)과 일치한다. 이것은 저장고(캡슐) 사이에서 완벽한 분리가 이뤄지기 때문에 병치된 픽셀 사이에서의 크로스토크를 방지한다.
하나 이상의 이러한 가능성의 결합 또한 실제로 적용가능하다.
본 발명의 보호되는 범주는 전술한 실시예에 제한되지 않는다.
본 발명은 각각의 모든 신규 특징적인 특성 및 각각의 모든 특징적인 특성의 조합에 존재한다. 청구의 범위에서의 참조번호는 그 보호되는 범주를 제한하지 않는다. 동사 "포함하다(comprise)" 및 그 활용의 사용은 청구의 범위에 기재된 구성요소를 제외한 구성요소의 존재를 배제하는 것이 아니다. 구성요소를 단수로서 사용하는 것은 그러한 복수의 구성요소의 존재를 배제하는 것이 아니다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 적어도 하나의 전극을 포함하는 주 저장고내에 전기영동 매체가 있는 적어도 하나의 픽셀, 및 상기 픽셀이 다른 광학적 상태가 되게 할 수 있는 수단을 포함하는 전기영동 디스플레이 디바이스에서 이용가능하다.

Claims (17)

  1. 적어도 하나의 전극을 포함하는, 주 저장고내에 전기영동 매체를 갖는 적어도 하나의 픽셀, 및 상기 픽셀이 다른 광학 상태가 되게 할 수 있는 수단을 포함하는 전기영동 디스플레이 디바이스로서, 상기 픽셀은 적어도 하나의 보조 저장고 및 적어도 하나의 추가 전극, 및 전기영동 입자를 전압을 통해 상기 보조 저장고에서 상기 주 저장고로 이동시키기 위한 구동 수단을 포함하는, 전기영동 디스플레이 디바이스.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 픽셀은 전극, 및 상기 주 저장고로부터 보조 저장고를 분리하거나 또는 상기 보조 저장고들을 서로 분리하기 위해 상기 전극에 전압을 인가하기 위한 수단을 포함하는, 전기영동 디스플레이 디바이스.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 디스플레이 디바이스에 대해 횡방향에서 보면, 하나 이상의 픽셀의 에지의 적어도 일부가 적어도 주 저장고 및 하나의 보조 저장고를 둘러싸는 벽과 일치하는, 전기영동 디스플레이 디바이스.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 디스플레이 디바이스는 선택에 앞서 상기 픽셀을 한정된 상태가 되게 하기 위한 수단을 포함하는, 전기영동 디스플레이 디바이스.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 주 저장고는 적어도 하나의 추가 전극을 포함하고, 상기 구동수단은 전압을 통해 중간 광학 상태를 실현하는, 전기영동 디스플레이 디바이스.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 디스플레이 디바이스의 주 표면에 대해 횡방향에서 보면, 상기 픽셀은 상기 주 저장고의 적어도 2개의 측부를 따라서 보조 저장고를 포함하는, 전기영동 디스플레이 디바이스.
  7. 제 5항에 있어서, 멀티컬러 디스플레이에는, 전기영동 입자를 보조 저장고에서 상기 주 저장고로 선택적으로 이동시키기 위한 수단이 제공되는, 전기영동 디스플레이 디바이스.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 보조 저장고는 다른 이동성을 갖는 전기영동 입자에 대해 공통인, 전기영동 디스플레이 디바이스.
  9. 제 7항에 있어서, 상기 보조 저장고는 2개의 병치된 픽셀에 대해 공통인, 전기영동 디스플레이 디바이스.
  10. 제 5항에 있어서, 상기 전기영동 입자를 고정하기 위한 수단을 포함하는, 전기영동 디스플레이 디바이스.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 주 저장고와 보조 저장고 사이에서의 전기영동 입자의 이동 방향에 대해 횡방향으로 전계를 생성하기 위한 수단이 제공되는, 전기영동 디스플레이 디바이스.
  12. 제 10항에 있어서, 상기 전기영동 입자 및 상기 주 저장고의 적어도 한 벽은 상호 접착 능력을 갖는, 전기영동 디스플레이 디바이스.
  13. 제 5항에 있어서, 상기 전기영동 입자들의 적어도 일부를 위해 상기 주 저장고와 보조 저장고 사이에서의 상기 전기영동 입자의 변위를 방해하기 위한 수단이 제공되는, 전기영동 디스플레이 디바이스.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 주 저장고와 보조 저장고 사이에서의 상기 전기영동 입자의 변위 방향에 대해 횡방향으로 전계를 생성하기 위한 수단이 제공되는, 전기영동 디스플레이 디바이스.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 주 저장고와 상기 보조 저장고 사이에 배리어가 제공되는, 전기영동 디스플레이 디바이스.
  16. 제 13항에 있어서, 멀티컬러 디스플레이에서, 전기영동 입자는 상기 보조 저장고에서 상기 주 저장고로 선택적으로 이동될 수 있는, 전기영동 디스플레이 디바이스.
  17. 제 5항에 있어서, 상기 픽셀의 주 표면에 대해 횡방향에서 보면, 상기 보조 저장고는 상기 주 저장고 뒤에 배치되는, 전기영동 디스플레이 디바이스.
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