KR101913428B1 - 전기 습윤 표시 장치 및 그 구동 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전기 습윤 표시 장치의 각 화소 중 노치 전극에 스윙하는 전압을 인가하여 오일층이 백플로우 되지 않도록 리셋할 수 있어 화소 내에 별도의 소자를 형성하지 않아되 되어 화소의 개구율이 증가된다. 한편, 리셋 신호를 생성하고 인가하는 리셋 신호 발생부를 전기 습윤 표시 장치의 내부에 형성하여 패널의 외곽에 추가적인 배선을 형성하지 않을 수 있는 장점이 있다.

Description

전기 습윤 표시 장치 및 그 구동 방법{ELECTROWETTING DISPLAY DEVICE AND DRIVING METHOD THEREOF}
본 발명은 전기 습윤 표시 장치 및 그 구동 방법에 대한 것이다.
현재 알려져 있는 평판 표시 장치에는 액정 표시 장치(liquid crystal display: LCD), 플라스마 표시 장치(plasma display panel: PDP), 유기 전계 발광 표시 장치(organic light emitting display: OLED), 전계 효과 표시 장치(field effect display: FED), 전기 영동 표시 장치(eletrophoretic display: EPD), 전기 습윤 표시 장치(electrowetting display: EWD) 등이 있다.
이들 중 전기 습윤 표시 장치는 전해질인 물(water)안에 오일(oil)의 이동을 조절하여 화소 내에서 계조를 표현한다. 이러한 전기 습윤 표시 장치는 편광판을 사용하지 않는 셔터 방식의 표시 장치이므로 투과율이 좋고 전압에 따른 감마 특성이 선형(linear)으로 나타난다. 또한, 반사형이나 투과형으로 형성할 수 있어 표시 장치가 사용되는 환경에 적합한 형태로 제작할 수 있으며, 반사형의 경우 백라이트를 사용하지 않을 수도 있다.
전기 습윤 표시 장치는 액정 표시 장치 등의 다른 평판 표시 장치와 같이 TFT를 형성하는 공정을 그대로 사용하지만, 그 위에는 물(Water)과 오일(Oil)을 채우는 필링(filling) 공정을 필요로 한다.
뿐만 아니라, 전기 습윤 표시 장치는 물과 오일의 상태를 유지하고 백플로우(backflow)하지 않도록 하기 위하여 주기적으로 리셋 신호를 인가하여야 한다.
종래의 전기 습윤 표시 장치에서는 리셋 신호를 인가하기 위하여는 화소에 다이오드 등의 별도의 소자를 형성하거나 패널의 외측에서 인가되는 리셋 신호를 전달하기 위하여 패널의 외곽부에 배선을 추가적으로 형성하여야 한다. 별도의 소자가 화소 내에 형성되는 경우에는 화소의 개구율이 감소하며, 패널의 외곽부에 배선을 추가하는 경우에는 외곽부에 형성되는 다양한 배선으로 각 배선마다 충분한 여유 공간을 가질 수 없고, 그 결과 신호 간섭의 문제가 발생한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 화소 내에 별도의 소자를 형성하지 않고도 리셋 동작이 가능하도록 한 전기 습윤 표시 장치 및 이러한 전기 습윤 표시 장치를 구동하는 방법을 제공하고자 한다.
이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치는 하부 기판; 상기 하부 기판 위에 형성되어 있는 화소 전극; 상기 화소 전극과 일정 간격으로 떨어져 위치하는 노치 전극; 상기 화소 전극 및 상기 노치 전극을 덮는 발수층; 상기 발수층 위에 형성되어 있는 격벽; 상기 격벽의 사이이며, 상기 발수층 위에 위치하는 오일층; 상부 기판; 및 상기 상부 기판 아래에 형성되어 있는 공통 전극을 포함하며, 상기 노치 전극에는 스윙하는 하이 전압 및 로우 전압이 인가된다.
상기 노치 전극에 인가되는 하이 전압은 상기 공통 전극에 인가되는 전압과 그 크기가 동일할 수 있다.
상기 노치 전극에 인가되는 스윙하는 전압 범위는 상기 화소 전극에 인가되는 전압 범위와 동일할 수 있다.
상기 노치 전극은 상기 격벽이 구획하는 화소 영역의 한 모서리 부근에서 넓은 폭을 가질 수 있다.
상기 노치 전극은 연결부를 통하여 인접한 화소의 노치 전극과 연결되며, 상기 연결부는 상기 노치 전극과 동일한 물질로 형성되어 있을 수 있다.
상기 하부 기판과 상기 화소 전극 및 상기 노치 전극의 사이에 게이트선이 형성되어 있으며, 상기 게이트선은 상기 노치 전극이 연결된 방향으로 연장되어 있을 수 있다.
상기 게이트선과 상기 노치 전극 및 그 연결부는 서로 중첩하지 않을 수 있다.
상기 게이트선과 상기 노치 전극 및 그 연결부는 서로 중첩할 수 있다.
상기 노치 전극과 상기 연결부는 리셋 신호선을 구성하며, 상기 리셋 신호선에 스윙하는 상기 하이 전압 및 로우 전압을 가지는 리셋 신호를 생성하고 인가하는 리셋 신호 발생부를 더 포함할 수 있다.
상기 리셋 신호 발생부는 상기 화소 전극 및 상기 노치 전극과 함께 제조되어 상기 하부 기판에 집적되어 있을 수 있다.
상기 상부 기판과 상기 공통 전극 사이에는 블랙 매트릭스가 형성되어 있으며, 상기 블랙 매트릭스는 상기 노치 전극, 상기 화소 전극과 상기 노치 전극 사이의 간격 및 상기 격벽을 가릴 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치의 구동 방법은 복수의 게이트선, 노치 전극을 포함하는 복수의 리셋 신호선, 복수의 데이터선, 상기 복수의 게이트선, 복수의 리셋 신호선 및 복수의 데이터선에 연결되어 있는 복수의 화소, 격벽 및 오일층을 포함하는 전기 습윤 표시 장치를 구동하는 구동 방법으로, 상기 복수의 게이트선에 게이트 온 전압을 순차적으로 인가하는 단계; 상기 복수의 데이터선에 데이터 전압을 인가하는 단계; 및 상기 복수의 리셋 신호선에 리셋 신호를 인가하는 단계를 포함하며, 상기 리셋 신호는 하이 전압과 로우 전압을 가지며, 하이 전압과 로우 전압이 스윙한다.
상기 리셋 신호의 상기 로우 전압은 한 프레임의 시간 중 대부분의 시간이 인가되다가 리셋되어야 할 타이밍에 상기 하이 전압이 인가될 수 있다.
상기 하이 전압은 리셋 신호선이 연결되어 있는 화소에 게이트 온 전압이 인가되기 직전에 인가될 수 있다.
상기 노치 전극에 인가되는 스윙하는 전압 범위는 상기 화소 전극에 인가되는 전압 범위와 동일할 수 있다.
상기 전기 습윤 표시 장치는 공통 전극을 더 포함하며, 상기 하이 전압은 상기 공통 전극에 인가되는 공통 전압과 그 크기가 동일할 수 있다.
상기 하이 전압이 인가될 때, 상기 오일층은 상기 노치 전극이 형성된 쪽의 상기 격벽 방향으로 힘을 받아 백플로우되는 것이 방지될 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치는 화소 내에 별도의 소자를 형성하지 않고도 리셋 동작이 가능하므로 화소의 개구율이 감소되지 않고, 투과율도 줄어들지 않는 장점이 있다.
또한, 리셋 신호를 생성하고 인가하는 리셋 신호 발생부를 전기 습윤 표시 장치의 내부에 형성하여 패널의 외곽에 추가적인 배선을 형성하지 않는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치 중 한 화소의 회로도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치 중 한 화소의 배치도이다.
도 5는 도 4의 화소의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치에 인가되는 게이트 신호 및 리셋 신호의 파형도이다.
도 7 내지 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치의 한 화소에서 인가되는 전압에 따른 오일층의 동작을 도시한 도면이다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치에서 표시 판과 게이트 구동부, 데이터 구동부 및 리셋 신호 발생부를 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치 중 한 화소의 배치도이다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
이제 본 발명의 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
먼저, 도 1을 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치는 표시판(300) 및 이에 연결된 게이트 구동부(400), 리셋 신호 발생부(450) 및 데이터 구동부(500), 그리고 이들을 제어하는 신호 제어부(600)를 포함한다.
표시판(300)은 복수의 표시 신호선(G1-Gk, D1-Dm, R1-Rk)과 이에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(PX)를 포함한다.
표시 신호선(G1-Gk, D1-Dm, R1-Rk)은 게이트 신호를 전달하는 복수의 게이트선(G1-Gk), 데이터 전압을 전달하는 복수의 데이터선(D1-Dm) 및 리셋 신호를 전달하는 복수의 리셋 신호선(R1-Rk)을 포함한다. 리셋 신호선(R1-Rk)는 노치 전극에 연결되어 있다. (도2 참고)
게이트 구동부(400)는 게이트선(G1-Gk)과 연결되어 있으며 스위칭 소자를 턴 온시킬 수 있는 게이트 온 전압(Von)과 턴오프시킬 수 있는 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진 게이트 신호를 게이트선(G1-Gk)에 인가한다. 여기서 게이트 온 전압(Von)은 게이트선(G1-Gk)에 순차적으로 인가된다.
데이터 구동부(500)는 표시판(300)의 데이터선(D1-Dm)과 연결되어 있으며 데이터 전압을 데이터선(D1-Dm)에 인가한다.
리셋 신호 발생부(450)는 리셋 신호선(R1-Rk)과 연결되어 있으며, 전기 습윤 표시 장치의 화소에서 물과 오일이 상태를 유지하도록(백플로우 되지 않도록) 리셋 신호를 인가한다. 리셋 신호는 하이 전압과 로우 전압을 가지며, 하이 전압과 로우 전압이 스윙된다. 또한, 로우 전압은 한 프레임의 시간 중 대부분의 시간이 인가되다가 리셋되어야 할 타이밍에 하이 전압이 인가되며, 도 6의 실시예에 따르면, 하이 전압은 리셋 신호선이 연결되어 있는 화소에 게이트 온 전압(Von)이 인가되기 직전에 인가된다.
신호 제어부(600)는 게이트 구동부(400), 리셋 신호 발생부(450) 및 데이터 구동부(500)의 동작을 제어한다. 특히 게이트 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터 제1 시작 신호(STV1)와 제1 클록 신호(CPV1)를 인가받아 제어되며, 리셋 신호 발생부(450)는 제2 시작 신호(STV2)와 제2 클록 신호(CPV2)를 인가받아 제어된다.
전기 습윤 표시 장치의 하나의 화소(PX) 구조는 도 2에서 도시되어 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치 중 한 화소의 회로도이다.
각 화소(PX)는 게이트선(G1-Gk) 및 데이터선(D1-Dm)에 연결된 스위칭 소자(Q)와 이에 연결된 화소 회로를 포함한다.
스위칭 소자(Q)는 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자로서, 그 제어 단자는 게이트선(G1-Gk)과 연결되어 있고, 입력 단자는 데이터선(D1-Dm)과 연결되어 있으며, 출력 단자는 화소 전극(pixel electrode)과 연결되어 있다.
화소 전극은 유지 전압(Vcst)를 인가받는 유지 전극과 함께 유지 용량 커패시터(Cst)를 형성하며, 공통 전압(Vcom)을 인가받는 공통 전극과 함께 화소 커패시터(Cpix)를 이룬다.
한편, 리셋 신호선(R1-Rk)은 각 화소(PX)의 노치 전극(notch electrode)과 연결되어 있다. 노치 전극은 공통 전극과 함께 리셋 커패시터(Cr)를 이룬다.
이하에서는 도 3 내지 도 5를 이용하여 본 발명의 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치의 구조에 대하여 살펴본다.
도 3은 전기 습윤 표시 장치의 전체적인 단면도를 도시하고 있으며, 도 4 및 도 5에서는 하나의 화소(PX)에서 하부 기판의 구조를 중심으로 도시하고 있다.
먼저, 도 3을 통하여 전체적인 구조를 살펴본다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치의 단면도이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치는 투과형 전기 습윤 표시 장치로서, 화소 전극(190)이 형성되어 있는 하부 기판(110), 하부 기판(110)과 대향하며 공통 전극(270)이 형성되어 있는 상부 기판(210), 하부 기판(110)과 상부 기판(210) 사이에 위치하는 전기 광학층(310, 320)을 포함한다. 하부 기판(110)에는 복수의 개구부를 가지는 격벽(350)이 형성되어 있으며, 전기 광학층(310, 320)은 격벽(350)의 개구부 내부에 배치되어 있는 흑색 오일층(310)과 격벽(350), 흑색 오일층(310) 및 공통 전극(270) 사이에 위치하는 수용액층(320)을 포함한다.
하부 기판(110) 및 상부 기판(210)은 유리 기판, 플라스틱 또는 유리 섬유 강화 플라스틱(FRP, glass fiber reinforced plastic)으로 이루어지는 가요성(flexible) 기판일 수 있다.
하부 기판(110) 위에 일 방향으로 뻗어 있는 복수의 게이트선에 연결된 게이트 전극(124)이 형성되어 있다. 게이트선 및 게이트 전극(124) 위에는 질화 규소(SiNx) 따위로 이루어진 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다.
게이트 절연막(140) 위에는 수소화 비정질 규소(hydrogenated amorphous silicon) 따위로 이루어진 반도체층(154)이 형성되어 있다. 반도체층(154)은 박막 트랜지스터의 채널을 이룬다. 게이트 절연막(140) 및 반도체층(154) 위에는 데이터선과 드레인 전극(175)이 형성되어 있다. 데이터선은 게이트선에 수직하는 방향으로 뻗어 게이트선과 교차하며 각 데이터선에서 뻗어 나온 가지는 소스 전극(173)을 이룬다. 한 쌍의 소스 전극(173)과 드레인 전극(175)은 각각 반도체층(154)의 위에 적어도 일부분 위치하고, 서로 분리되어 있으며 게이트 전극(124)에 대하여 서로 반대쪽에 위치한다.
반도체층(154)과 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175) 사이에는 저항성 접촉 부재가 위치하여 이들 사이의 접촉 저항을 낮추어 줄 수 있다.
소스 전극(173), 드레인 전극(175), 반도체층(154) 및 게이트 절연막(140) 위에는 산화 규소 또는 질화 규소 등의 절연 물질 또는 유기 물질로 이루어진 보호막(180)이 형성되어 있다.
보호막(180) 위에는 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide) 따위의 투명한 도전 물질로 만들어지는 화소 전극(190) 및 노치 전극(195)이 형성되어 있다.
보호막(180)에는 드레인 전극(175)를 노출하도록 접촉 구멍(185)이 형성되어 있다. 화소 전극(190)은 접촉 구멍(185)을 통하여 드레인 전극(175)과 물리적, 전기적으로 연결되어 있다. 노치 전극(195)은 게이트선이 연장된 일 방향으로 인접하는 화소의 노치 전극(195)과 연결되어 있다.
화소 전극(190) 및 노치 전극(195) 위에는 발수층(90)이 형성되어 있으며, 발수층(90)은 소수성을 가지는 절연 물질로 형성되어 있다.
발수층(90) 위에는 격벽(350)이 형성되어 있다. 격벽(350)은 개구부를 가지는 매트릭스 형태로 형성되어 화소 영역을 정의하며, 블랙 색소를 함유하는 유기막으로 형성되어 있을 수 있다.
개구부에는 흑색 오일층(310)이 형성되어 있다.
한편, 상부 기판(210)의 아래에는 개구부를 가지는 블랙 매트릭스(220)가 형성되며, 블랙 매트릭스(220)의 개구부에는 컬러 필터(230)가 형성되어 있다. 컬러 필터(230)는 특정 파장만 투과시키는 안료로 형성되거나 양자점(quantum dot, semiconductor nanocrystal) 물질로 형성될 수도 있다. 양자점 물질은 수 나노 크기의 결정 구조를 가진 반도체 물질로서, 수백에서 수천 개 정도의 원자로 구성되어 있고, 크기가 매우 작기 때문에 단위 부피당 표면적이 넓고, 양자 구속(quantum confinement) 효과 등을 나타낸다. 따라서 반도체 물질 자체의 고유한 특성과는 다른 독특한 물리화학적 특성을 나타낸다.
한편, 색 표시를 구현하기 위해서는 각 화소(PX)가 기본색(primary color) 중 하나를 고유하게 표시하거나(공간 분할) 각 화소(PX)가 시간에 따라 번갈아 기본색을 표시하게(시간 분할) 하여 이들 기본색의 공간적, 시간적 합으로 원하는 색상이 인식되도록 한다. 기본색의 예로는 적색, 녹색, 청색 등 삼원색을 들 수 있다.
컬러 필터(230) 및 블랙 매트릭스(220)의 아래에는 평탄화층(250)이 형성되어 있으며, 평탄화층(250)의 아래에는 공통 전극(270)이 형성되어 있다.
한편, 격벽(350) 및 흑색 오일층(310)과 공통 전극(270) 사이에는 수용액층(320)이 형성되어 있다.
화소 전극(190)과 공통 전극(270) 사이에 전계가 형성되지 않은 화소(B)에는 수용액층(320)의 표면 장력이 변화되지 않으므로 흑색 오일층(310)은 해당 화소(B) 전체를 덮고 있다. 따라서, 하부로부터 입사되는 광이 상부로 방출되지 않아 흑색을 표시하게 된다.
반면, 화소 전극(190)과 공통 전극(270) 사이에 전계가 형성된 화소(A)에는 수용액층(320)의 표면 장력이 변화되므로 흑색 오일층(310)을 압축시켜 해당 화소(A)를 개방시킬 수 있다. 따라서, 하부로부터 입사되는 광이 상부로 방출되며, 화소(A)는 컬러 필터(230)에 따른 색상을 표시하게 된다.
실시예에 따라서는 컬러 필터(230)는 생략할 수 있으며, 본 발명에 의한 평판 표시 장치가 컬러 필터(230)를 포함하지 않는 경우 화소(A)는 백색을 표시하게 되고, 따라서 흑백 표시 장치로 이용될 수 있다.
이하에서는 도 4 및 도 5를 통하여 하나의 화소(PX)에서 하부 기판의 구조를 중심으로 살펴본다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치 중 한 화소의 배치도이고, 도 5는 도 4의 화소의 단면도이다.
하부 기판(110) 위에는 일 방향(가로 방향)으로 뻗어 있는 복수의 게이트선(121) 및 복수의 유지 전극선(131)이 형성되어 있다. 각 게이트선(121)에는 상측으로 돌출된 게이트 전극(124)이 형성되어 있으며, 각 유지 전극선(131)에는 폭이 넓게 확장된 유지 전극(134)이 형성되어 있다. 또한, 게이트선(121) 및 유지 전극선(131)이 데이터선과 중첩하는 부분은 그 폭이 좁게 형성되어 있다.
게이트선(121) 및 유지 전극선(131) 위에는 질화 규소(SiNx) 따위로 이루어진 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다.
게이트 절연막(140) 위에는 수소화 비정질 규소(hydrogenated amorphous silicon) 따위로 이루어진 반도체층(154)이 형성되어 있다.
게이트 절연막(140) 및 반도체층(154) 위에는 데이터선(171)과 드레인 전극(175)이 형성되어 있다. 데이터선(171)은 게이트선(121)에 수직하는 방향(세로 방향)으로 뻗어 게이트선(121) 및 유지 전극선(131)과 교차하며 각 데이터선(171)에서 뻗어 나온 가지는 소스 전극(173)을 이룬다. 드레인 전극(175)은 연장된 후 유지 전극(134)와 중첩하는 확장부(176)를 가지며, 확장부(176)의 일측에서 뻗어 나와 화소 전극(190)과 전기적으로 연결되는 화소 전극 연결부(177)를 가진다. 확장부(176)는 유지 전극(134)과 함께 유지 용량 커패시터(Cst)를 이룬다.
한 쌍의 소스 전극(173)과 드레인 전극(175)은 각각 반도체층(154)의 위에 적어도 일부분 위치하고, 서로 분리되어 있으며 게이트 전극(124)에 대하여 서로 반대쪽에 위치한다. 도 4의 실시예에서는 소스 전극(173)과 드레인 전극(175)이 각각 두 개씩(한 쌍으로) 형성된 구조를 가진다. 반도체층(154)과 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175) 사이에는 저항성 접촉 부재(도시하지 않음)가 위치하여 이들 사이의 접촉 저항을 낮추어 줄 수 있다.
소스 전극(173), 드레인 전극(175), 반도체층(154) 및 게이트 절연막(140) 위에는 산화 규소 또는 질화 규소 등의 절연 물질 또는 유기 물질로 이루어진 보호막(180)이 형성되어 있다.
보호막(180) 위에는 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide) 따위의 투명한 도전 물질로 만들어지는 화소 전극(190) 및 노치 전극(195)가 형성되어 있다.
보호막(180)에는 드레인 전극(175)의 화소 전극 연결부(177)를 노출하도록 접촉 구멍(185)이 형성되어 있다. 화소 전극(190)은 접촉 구멍(185)을 통하여 드레인 전극(175)과 물리적, 전기적으로 연결되어 있다.
노치 전극(195)은 게이트선이 연장된 가로 방향으로 연장된 연결부(194)를 가져 인접하는 화소의 노치 전극(195)과 전기적으로 연결되어 있다. 즉, 노치 전극(195)이 연결된 방향은 게이트선(121) 또는 유지 전극선(131)이 연장된 방향과 동일하다. 노치 전극(195)과 연결부(194)는 리셋 신호선을 구성한다. 전기 습윤 노치 전극(195)의 연결부(194)는 노치 전극(195) 및 화소 전극(190)과 동일한 물질로 형성되어 있다. 도 4에서 도시된 노치 전극(195)의 연결부(194)는 데이터선(171)과 중첩되는 부분의 폭이 다른 부분과 같지만, 실시예에 따라서는 게이트선(121) 및 유지 전극선(131)과 같이 데이터선(171)과 중첩되는 부분에서 폭이 줄어들 수 있다.
본 실시예에 따른 화소 전극(190)과 노치 전극(195)은 서로 일정한 간격을 두고 떨어져 있으며, 도 4에 의하면, 우측으로 갈수록 노치 전극(195)의 폭이 일정하다가 점점 커진 후 다시 일정하게 되는 구조를 가지며, 화소 전극(190)은 폭이 일정하다가 점점 작아진 후 다시 일정하게 되는 구조를 가진다. 이와 같은 노치 전극(195)의 구조는 격벽(350)으로 구획된 화소 영역에서 하나의 모서리(도 4에서는 우상측 모서리)를 향하여 흑색 오일층(310)이 열리도록 하기 위하여 모서리 부분의 폭을 확장시키고 있다. 즉, 노치 전극은 상기 격벽이 구획하는 화소 영역의 한 모서리 부근에서 넓은 폭을 가진다. 실시예에 따라서는 노치 전극(195)는 우측으로 갈수록 곡선을 따라서 점점 폭이 커지는 구조를 가질 수도 있다.
노치 전극(195)과 화소 전극(190)은 일정한 간격을 두고 떨어져 있으며, 전기적으로 분리되어 있다.
화소 전극(190) 및 노치 전극(195) 위에는 발수층(90)이 형성되어 있으며, 발수층(90) 위에는 격벽(350)이 형성되어 있다.
도면에서는 도시되어 있지 않지만, 블랙 매트릭스(220)는 화상 표시에 불필요한 부분을 가리기 위하여 형성되어 있으며, 격벽(350), 노치 전극(195) 및 화소 전극(190)과 노치 전극(195)사이의 간격도 가리도록 형성될 수 있다. 그 결과 블랙 매트릭스(220)의 개구부가 격벽(350)의 개구부보다 좁을 수 있다.
이하에서는 도 6 내지 도 10을 통하여 본 발명의 실시예에 따라 전기 습윤 표시 장치에 인가되는 게이트 신호 및 리셋 신호를 통하여 리셋 동작에 대하여 살펴본다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치에 인가되는 게이트 신호 및 리셋 신호의 파형도이고, 도 7 내지 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치의 한 화소에서 인가되는 전압에 따른 오일층의 동작을 도시한 도면이다.
먼저 도 6을 통하여 본 발명의 실시예에 다른 전기 습윤 표시 장치의 게이트선(G1-Gk) 및 리셋 신호선(R1-Rk)에 인가되는 게이트 신호 및 리셋 신호의 인가 타이밍을 살펴본다.
각 게이트선에는 게이트 온 전압(Von)이 순차적으로 인가된다. 전단 게이트선에 게이트 온 전압(Von)이 인가된 후 게이트 온 전압(Von)에서 게이트 오프 전압으로 변할 때 다음단의 게이트 선에 게이트 온 전압(Von)이 인가되기 시작한다. 첫번째 게이트선(G1)에 게이트 온 전압(Von)이 인가되기 시작한 타이밍부터 마지막 게이트선(Gk)에 게이트 온 전압(Von)의 인가가 끝나는 타이밍까지는 한 프레임을 이룬다. 본 실시예에서의 게이트 온 전압(Von)은 약 20V의 전압을 가지며, 게이트 오프 전압은 약 -20V의 전압을 가진다. 또한, 게이트 온 전압(Von)은 약 30㎲동안 유지된다.
한편, 각 리셋 신호선에는 리셋 신호가 인가되며, 리셋 신호는 각 화소(PX)의 노치 전극(195)으로 전달된다.리셋 신호는 하이 전압(‘리셋 전압’이라고도 함)과 로우 전압을 가지며, 하이 전압과 로우 전압이 스윙한다. 리셋 신호는 로우 전압은 한 프레임의 시간 중 대부분의 시간이 인가되다가 리셋되어야 할 타이밍에 하이 전압이 인가되는데, 도 6의 실시예에서는 게이트 온 전압(Von)이 인가되기 직전에 하이 전압이 인가된다. 본 실시예에서의 리셋 신호의 하이 전압은 15V의 전압을 가지며, 로우 전압은 -15V의 전압을 가진다. 또한, 리셋 신호의 하이 전압은 본 실시예에서는 2ms동안 유지되지만, 실시예에 따라서는 0.5ms이상 2ms 이하의 시간 동안 유지될 수 있다. 그 결과 리셋 신호의 하이 전압은 게이트 온 전압(Von)과 달리 서로 중첩하여 인가되는 구간이 존재할 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 공통 전압(Vcom)은 +15V의 전압이 인가되며, 화소 전극(190)에 인가되는 데이터 전압은 -15V 이상 15V 이하의 전압이 인가된다. 즉, 본 실시예에서는 리셋 신호와 데이터 전압은 그 범위가 같은데, 리셋 신호는 하이 전압과 로우 전압만이 인가되지만, 데이터 전압은 계조에 따라서 다양한 전압이 인가되는 차이가 있다.
이상과 같은 전압이 인가되는 실시예에서 도 7 내지 도 10을 이용하여 리셋 전압(리셋 신호의 하이 전압)의 인가에 따른 흑색 오일층(310)의 움직임을 살펴본다.
먼저, 도 7 및 도 8은 전기 습윤 표시 장치의 화소(PX)가 화이트를 표시하다가 리셋 전압이 인가된 경우 흑색 오일층(310)의 움직임을 각각 도시하고 있다.
도 7은 전기 습윤 표시 장치의 화소(PX)가 화이트를 표시하는 경우를 도시하고 있다. 공통 전극(270)에 인가되는 공통 전압(Vocm)은 15V의 전압을 가지며, 화소 전극(190)에 인가된 데이터 전압은 -15V의 전압을 가진다. 이때에는 노치 전극(195)에 리셋 신호의 로우 전압(-15V)이 인가되므로 화소(PX)에는 전체적으로 상부 공통 전극(270)에서 하부 화소 전극(190) 및 노치 전극(195)을 향하는 전계가 형성된다. 다만, 하부 화소 전극(190)과 노치 전극(195) 사이에는 간격이 형성되어 있어, 해당 간격을 중심으로 전계가 나뉘므로 화소 전극(190)과 노치 전극(195) 사이의 간격을 중심으로 흑색 오일층(310)이 압축되어 위치하며, 그 결과 화소 전극(190)의 대부분의 영역을 통하여 하부의 백라이트(도시하지 않음)에서 인가된 빛은 상부로 방출되고 화이트를 표시한다. 이 때, 흑색 오일층(310)은 격벽(350)과 d1의 간격을 두고 위치할 수 있다. 실시예에 따라서는 흑색 오일층(310)은 압축되어 블랙 매트릭스(220)의 경계안까지 이동시킬 수도 있으며, 흑색 오일층(310)의 일부는 블랙 매트릭스(220)의 외부에 위치시킬 수도 있다.
도 7과 같이 화이트를 표시할 때, 리셋 전압이 인가되면, 흑색 오일층(310)은 도 8과 같이 움직인다.
도 8에서는 도 7과 달리 노치 전극(195)에 리셋 신호의 하이 전압(리셋 전압)인 +15V가 인가된다. 그러므로 노치 전극(195)과 공통 전극(270) 사이에는 전계가 형성되지 않아 노치 전극(195)위에서 전계가 약한 부분이 형성되어 흑색 오일층(310)이 좀더 노치 전극(195)이 형성된 쪽의 격벽(350) 방향으로 이동하는 힘을 받는다. 그 결과 흑색 오일층(310)은 화이트를 표시할 때(도 7의 경우)보다 격벽(350)과 가까워져 d2의 간격을 두고 위치하게 된다. 뿐만 아니라, 화이트를 표시하기 위하여 압축된 흑색 오일층(310)이 화소 전극(190)의 열린 부분을 감소시키지 않으면서, 노치 전극(195)이 형성된 쪽의 격벽(350) 방향으로 힘을 받으므로 화소 전극(190)쪽으로 무너지는 백플로우(backflow)를 방지할 수 있다. 즉, 리셋 전압이 인가됨으로 인하여 백플로우가 방지되므로, 도 6의 타이밍과 달리 게이트 온 전압이 인가된 후 다음 게이트 온 전압이 인가되기 전까지의 구간의 중간에 리셋 전압이 인가될 수도 있으며, 실시예에 따라서는 2회 이상 인가될 수도 있다. 즉, 실시예에 따라서는 백플로우를 방지할 필요가 있는 타이밍에 다양하게 인가할 수 있다.
도 7 및 도 8에서 압축된 흑색 오일층(310)은 격벽(350)으로 구획된 화소 영역의 한 모서리 부분에 위치하고 있을 수 있다. 이는 노치 전극(195)이 화소 영역의 한 모서리에 넓게 형성되어 있기 때문이다.
한편, 도 9 및 도 10에서는 전기 습윤 표시 장치의 화소(PX)가 블랙을 표시하다가 리셋 전압이 인가된 경우 흑색 오일층(310)의 움직임을 각각 도시하고 있다.
도 9는 전기 습윤 표시 장치의 화소(PX)가 블랙을 표시하는 경우를 도시하고 있다. 공통 전극(270)에 인가되는 공통 전압(Vocm)은 15V의 전압을 가지며, 화소 전극(190)에 인가된 데이터 전압은 +15V의 전압을 가진다. 이때에는 노치 전극(195)에 리셋 신호의 로우 전압(-15V)이 인가되므로 화소(PX)에는 전체적으로 전계가 형성되지 않지만, 상부 공통 전극(270)과 하부의 노치 전극(195) 사이에서만 전계가 형성된다. 그 결과 흑색 오일층(310)은 화소 전극(190)을 덮어 하부의 백라이트(도시하지 않음)에서 인가된 빛이 상부로 방출되지 않도록 하여 블랙을 표시한다. 블랙을 표시할 때 흑색 오일층(310)은 격벽(350)에서 일정 간격을 두고 떨어 있을 수도 있는데, 이 때에는 블랙 매트릭스(220)가 해당 부분을 가려 빛이 새어나가지 않도록 한다. 또한, 노치 전극(195)위에서 형성된 전계로 인하여 노치 전극(195)위에서는 흑색 오일층(310)과 격벽(350)의 간격이 형성되어 있다.
도 9와 같이 블랙을 표시할 때, 리셋 전압이 인가되면, 흑색 오일층(310)은 도 10과 같이 움직인다.
도 10에서는 도 9와 달리 노치 전극(195)에 리셋 신호의 하이 전압(리셋 전압)인 +15V가 인가된다. 그러므로 노치 전극(195)과 공통 전극(270) 사이에서도 전계가 형성되지 않아 흑색 오일층(310)은 격벽(350)내부에서 전체적으로 펼쳐지게 된다. 이때에도 흑색 오일층(310)은 노치 전극(195)이 형성된 쪽의 격벽(350) 방향으로 이동하는 힘을 받아 격벽(350)과 접할 수도 있다. 흑색 오일층(310)은 여전히 빛이 투과하지 못하게 하므로 블랙이 동일하게 표시하게 된다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치의 각 구동부를 형성한 구조를 살펴본다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치에서 표시 판과 게이트 구동부, 데이터 구동부 및 리셋 신호 발생부를 도시한 도면이다.
도 11에서는 게이트 구동부(401)가 표시판(300)의 게이트선, 데이터선, 화소 전극 및 노치 전극과 함께 적층되고 패터닝되어 형성되어 기판(110)위에 집적된 경우를 도시한다. (도 11의 ASG는 amorphous silicon gate의 약자로 표시판(300)의 배선 및 전극과 함께 형성됨을 나타낸 것이다.)
이 때, 리셋 신호 발생부(451)도 게이트 구동부(401), 게이트선, 데이터선, 화소 전극 및 노치 전극과 함께 적층되고 패터닝되어 형성되어 기판(110)위에 집적되어 있다. (도 11 및 도 12에서 RESET 표시는 리셋 신호 발생부(451)가 외부로부터 신호를 인가받아 리셋 신호를 발생시키는 것을 나타낸 것으로 도 1의 실시예에서는 제2 시작 신호(STV2)와 제2 클록 신호(CPV2)를 나타낸다.)
한편, 데이터 구동부(501)는 필름 위에 형성된 칩 또는 기판(110)위에 부착된 칩의 형태로 표시판(300)의 상측에 부착되어 있는 실시예이다.
또한, 도 12에서는 도 11과 달리 게이트 구동부(402)도 필름 위에 형성된 칩 또는 기판(110)위에 부착된 칩의 형태로 형성된 경우를 도시하고 있으며, 리셋 신호 발생부(451) 및 데이터 구동부(501)는 도 11의 실시예와 동일하다.
도 11 및 도 12 외의 실시예도 가능한데, 리셋 신호 발생부(450)도 도 12의 게이트 구동부(402)처럼 필름 위에 형성된 칩 또는 기판(110)위에 부착된 칩의 형태로 형성될 수도 있다. 다만, 리셋 신호 발생부(450)가 인가하는 리셋 신호가 게이트 온 전압을 인가하는 패턴과 유사하여 도 11에서와 같이 게이트선, 데이터선 및 화소 전극과 함께 적층되고 패터닝되어 형성되면 보다 제작 비용을 줄일 수 있는 장점이 있다. 또한, 리셋 신호를 생성하고 인가하는 리셋 신호 발생부를 전기 습윤 표시 장치의 내부에 형성하여 패널의 외곽에 추가적인 배선을 형성하지 않는 장점이 있다.
한편, 이하에서는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치의 화소 구조를 살펴본다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치 중 한 화소의 배치도이다.
도 13의 화소 구조는 도 4의 화소 구조에 대응한다. 도 13과 도 4는 화소 전극(190) 및 노치 전극(195)의 구조에서 차이가 있다.
즉, 도 13은 노치 전극(195)의 넓은 부분이 격벽(350)으로 구획된 화소 영역 중 좌하측 모서리 부근에 위치한다.
노치 전극(195)은 게이트선이 연장된 가로 방향으로 연장된 연결부(194)를 가지며, 게이트선(121) 및 유지 전극선(131)과 일부 중첩하면서 형성되어 있다. 즉, 박막 트랜지스터(게이트 전극, 소스 전극, 드레인 전극 및 반도체 채널부를 포함)의 상부에 노치 전극(195)이 위치하여, 박막 트랜지스터와 노치 전극(195)이 중첩하는 구조이다.
도 13에서 도시된 노치 전극(195)의 연결부(194)는 데이터선(171)과 중첩되는 부분의 폭이 다른 부분과 같지만, 실시예에 따라서는 게이트선(121) 및 유지 전극선(131)과 같이 데이터선(171)과 중첩되는 부분에서 폭이 줄어들 수 있다.
본 실시예에 따른 화소 전극(190)과 노치 전극(195)은 서로 일정한 간격을 두고 떨어져 있으며, 도 13에 의하면, 우측으로 갈수록 노치 전극(195)의 폭이 일정하다가 점점 줄어든 후 다시 일정하게 되는 구조를 가지며, 화소 전극(190)은 폭이 일정하다가 점점 커진 후 다시 일정하게 되는 구조를 가진다. 이와 같은 노치 전극(195)의 구조는 격벽(350)으로 구획된 화소 영역에서 하나의 모서리(도 13에서는 좌하측 모서리)를 향하여 흑색 오일층(310)이 열리도록 하기 위하여 모서리 부분의 폭을 확장시키고 있다. 즉, 노치 전극은 상기 격벽이 구획하는 화소 영역의 한 모서리 부근에서 넓은 폭을 가진다. 실시예에 따라서는 노치 전극(195)는 우측으로 갈수록 곡선을 따라서 점점 폭이 감소하는 구조를 가질 수도 있다.
노치 전극(195)과 화소 전극(190)은 일정한 간격을 두고 떨어져 있으며, 전기적으로 분리되어 있다.
상부 기판(210)에 형성되는 블랙 매트릭스(220)는 노치 전극(195), 게이트선(121) 및 유지 전극선(131) 부분을 가리는 것이 일반적인데, 도 13의 실시예에서는 노치 전극(195)이 게이트선(121) 및 유지 전극선(131)과 적어도 일부 중첩하고 있어 도 4의 실시예에 비하여 블랙 매트릭스(220)의 개구부를 상대적으로 넓게 형성할 수 있는 장점이 있다. 다만, 도 13의 실시예는 게이트선과 리셋 신호선이 중첩하여 게이트 전압과 리셋 전압이 서로 간섭할 수 있는 단점이 있다.
이에 패널의 특성에 따라서 도 4 또는 도 13의 실시예를 사용할 수 있으며, 개구율을 증가시키면서 게이트 전압과 리셋 전압이 간섭되지 않는 최선의 구조를 찾을 수도 있다.
한편, 실시예에 따라서는 컬러 필터를 사용하지 않고 흑색 오일층 대신에 해당 컬러 오일층을 사용할 수도 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
110: 하부 기판 121: 게이트선
124: 게이트 전극 131: 유지 전극선
134: 유지 전극 140: 게이트 절연막
154: 반도체층 171: 데이터선
173: 소스 전극 175: 드레인 전극
176: 확장부 177: 화소 전극 연결부
180: 보호막 185: 접촉 구멍
190: 화소 전극 194: 연결부
195: 노치 전극 210: 상부 기판
220: 블랙 매트릭스 230: 컬러 필터
270: 공통 전극 300: 표시판
310: 흑색 오일층 320: 수용액층
350: 격벽 400, 401, 402: 게이트 구동부
450, 451: 리셋 신호 발생부 500, 501: 데이터 구동부
600: 신호 제어부 90: 발수층
R1-Rk: 리셋 신호선

Claims (17)

  1. 전기습윤 표시 장치로서,
    제1 기판;
    상기 제1 기판 위의 화소 전극;
    상기 화소 전극과 일정 간격으로 떨어져 위치하는 노치 전극;
    상기 화소 전극 및 상기 노치 전극을 덮는 발수층;
    상기 발수층 위의 격벽;
    상기 발수층 위에서 상기 격벽에 의해 둘러싸인 오일층;
    제2 기판; 및
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에, 상기 제2 기판 위의 공통 전극
    을 포함하고,
    상기 전기습윤 표시 장치는, 상기 노치 전극과 상기 공통 전극 사이에, 한 프레임의 리셋 기간 동안에는 로우 크기(low magnitude)를 갖는 로우 전압(low voltage)을 그리고 상기 프레임의 나머지 기간 동안에는 하이 크기(high magnitude)를 갖는 하이 전압(high voltage)을 인가하도록 구성되는, 전기습윤 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전기습윤 표시 장치는, 상기 노치 전극과 상기 공통 전극 사이에 상기 로우 전압이 인가됨과 함께, 상기 공통 전극에 인가되는 전위와 동일한 크기를 갖는 전위를 상기 노치 전극에 인가하도록 구성되는, 전기습윤 표시 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전기습윤 표시 장치는, 상기 화소 전극에 인가되는 전위와 동일한 범위 내에서 상기 노치 전극에 상기 전위를 인가하도록 구성되는, 전기습윤 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 노치 전극은 상기 격벽에 의해 구획된 화소 영역의 한 모서리 부근에서 더 넓은 폭을 가지는, 전기습윤 표시 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 노치 전극은 인접한 화소의 제2 노치 전극과 연결부를 통해 연결되는 제1 노치 전극이며,
    상기 연결부는 상기 제1 노치 전극 및 상기 제2 노치 전극과 동일한 물질을 포함하는, 전기습윤 표시 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 기판과 상기 화소 전극 및 상기 노치 전극과의 사이에 게이트선을 포함하고,
    상기 게이트선과 상기 연결부는 동일한 방향으로 연장되는, 전기습윤 표시 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 게이트선과 상기 노치 전극 및 그 연결부는 서로 중첩하지 않는, 전기습윤 표시 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 게이트선과 상기 노치 전극 및 그 연결부는 서로 중첩하는, 전기습윤 표시 장치.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 노치 전극 및 상기 연결부를 포함하는 리셋 신호선, 및
    하이 전위(high potential)와 로우 전위(low potential) 사이에서 스윙하는 리셋 신호를 생성하고, 상기 리셋 신호선에 상기 리셋 신호를 인가하는 리셋 신호 발생부
    를 포함하는, 전기습윤 표시 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 리셋 신호 발생부, 상기 화소 전극, 및 상기 노치 전극은, 상기 제1 기판에 집적되는, 전기습윤 표시 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제2 기판과 상기 공통 전극 사이에는 블랙 매트릭스를 포함하고,
    상기 블랙 매트릭스는 상기 노치 전극, 상기 화소 전극과 상기 노치 전극 사이의 간격, 및 상기 격벽을 가리는, 전기습윤 표시 장치.
  12. 전기습윤 표시 장치의 구동 방법으로서,
    상기 전기습윤 표시 장치의 복수의 게이트선에 게이트-온 전압을 순차적으로 인가하는 단계;
    상기 전기습윤 표시 장치의 복수의 데이터선에 데이터 전압을 인가하는 단계; 및
    상기 전기습윤 표시 장치의 복수의 리셋 신호선에 리셋 신호를 인가하는 단계
    를 포함하고,
    상기 전기습윤 표시 장치는:
    상기 복수의 게이트선 중 각각의 게이트선;
    상기 복수의 리셋 신호선 중 각각의 리셋 신호선; 및
    상기 복수의 데이터선 중 각각의 데이터선
    에 각각이 연결되는 복수의 화소를 포함하고,
    상기 리셋 신호는, 상기 복수의 화소의 각각의 노치 전극과 상기 전기습윤 표시 장치의 공통 전극 사이에, 한 프레임의 리셋 기간 동안에는 로우 크기를 갖는 로우 전압을 그리고 상기 프레임의 나머지 기간 동안에는 하이 크기를 갖는 하이 전압을 인가하도록, 하이 전위와 로우 전위 사이에서 스윙하는 전위를 갖는, 전기습윤 표시 장치의 구동 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 하이 전위를 인가하는 것은, 상기 복수의 리셋 신호선 중 한 리셋 신호선에 연결되는 상기 복수의 화소 중 한 화소에 게이트-온 전압을 인가하기 직전에 상기 하이 전위를 인가하는 것을 포함하는, 전기습윤 표시 장치의 구동 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 화소의 화소 전극에 인가되는 전위와 동일한 전압 범위 내에서 상기 화소의 노치 전극에 전위를 인가하는 단계
    를 포함하는, 전기습윤 표시 장치의 구동 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 화소의 노치 전극과 상기 공통 전극 사이에 상기 로우 전압이 인가됨과 함께, 상기 공통 전극에 인가되는 전위와 동일한 크기를 갖는 전위를 상기 노치 전극에 인가하는 단계
    를 포함하는, 전기습윤 표시 장치의 구동 방법.
  16. 제12항에 있어서,
    격벽은 상기 복수의 화소 중 한 화소를 둘러싸고, 상기 한 화소는 상기 한 화소의 한 변(side)을 따라 연장되는 노치 전극을 포함하고, 상기 한 화소의 오일은 상기 노치 전극과 상기 공통 전극 사이에 상기 로우 전압이 인가됨과 함께, 상기 노치 전극이 연장될 때 따르는 상기 한 화소의 한 변을 따라서 있는 상기 격벽 부분을 향하는 방향으로 힘을 받는, 전기습윤 표시 장치의 구동 방법.
  17. 삭제
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Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201117556D0 (en) * 2011-10-11 2011-11-23 Samsung Lcd Nl R & D Ct Bv Display apparatus
KR101882513B1 (ko) * 2011-12-05 2018-07-27 리쿠아비스타 비.브이. 전기 습윤 표시 기판 및 이의 제조 방법
KR101925344B1 (ko) * 2012-05-10 2018-12-05 리쿠아비스타 비.브이. 전기 습윤 표시장치
US9747834B2 (en) * 2012-05-11 2017-08-29 Ignis Innovation Inc. Pixel circuits including feedback capacitors and reset capacitors, and display systems therefore
KR101942971B1 (ko) * 2012-12-03 2019-01-28 삼성전자주식회사 낮은 소비전력을 갖는 전기습윤 디스플레이 장치 및 전기습윤 디스플레이 장치의 구동 방법
KR102090276B1 (ko) * 2013-08-08 2020-03-18 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 표시 장치 및 광학 필름
US9110284B2 (en) * 2013-09-25 2015-08-18 Amazon Technologies, Inc. Electrowetting element
KR101737865B1 (ko) 2014-07-30 2017-05-22 엘지디스플레이 주식회사 유기발광표시패널
US10345575B1 (en) * 2014-11-25 2019-07-09 Amazon Technologies, Inc. Global reset for an electrowetting display device
KR102307813B1 (ko) * 2014-12-22 2021-10-01 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 표시 장치
JP6426301B2 (ja) * 2014-12-23 2018-11-21 アマゾン テクノロジーズ インコーポレイテッド 成形されたカラーフィルタを有するエレクトロウェッティング表示デバイス
CN104459993B (zh) * 2014-12-30 2017-10-31 南京中电熊猫液晶显示科技有限公司 像素、以及包括该像素的电润湿显示装置
KR102351507B1 (ko) * 2015-01-15 2022-01-14 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 표시 장치
KR102422108B1 (ko) * 2015-01-20 2022-07-19 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 표시 장치
US9953589B2 (en) * 2015-06-30 2018-04-24 Amazon Technologies, Inc Reset drive voltage to enhance grey scale resolution for an electrowetting display device
US10490141B1 (en) 2015-09-28 2019-11-26 Amazon Technologies, Inc. Reset pulse control to manage flicker of an electrowetting display device
US10297211B1 (en) 2015-09-28 2019-05-21 Amazon Technologies, Inc. Photo sensitive control for an electrowetting display device
CN107393421A (zh) * 2017-08-31 2017-11-24 京东方科技集团股份有限公司 走线结构、显示基板及显示装置
KR102440112B1 (ko) * 2017-12-07 2022-09-05 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
CN108648701B (zh) * 2018-05-25 2020-08-11 福州大学 一种减少电润湿电子纸油墨回流的方法及装置
CN108873419B (zh) * 2018-06-26 2020-12-04 南京中电熊猫液晶显示科技有限公司 一种显示装置及其电压调整方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011075720A1 (en) 2009-12-18 2011-06-23 Sun Chemical Corporation Colored fluids for electrowetting, electrofluidic, and electrophoretic technologies

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7800816B2 (en) 2004-04-05 2010-09-21 Liquavista B.V. Display device based on electrowetting effect
JP2008503785A (ja) 2004-06-23 2008-02-07 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 双安定エレクトロウェッティング光学要素及びその駆動方法
WO2006017129A2 (en) * 2004-07-09 2006-02-16 University Of Cincinnati Display capable electrowetting light valve
US7132614B2 (en) 2004-11-24 2006-11-07 Agilent Technologies, Inc. Liquid metal switch employing electrowetting for actuation and architectures for implementing same
CN101073107A (zh) 2004-12-06 2007-11-14 皇家飞利浦电子股份有限公司 具有复位的无源矩阵电泳显示器
CN101297344B (zh) * 2005-10-25 2011-07-06 皇家飞利浦电子股份有限公司 用于显示设备的复位电路
TWI442086B (zh) 2006-08-31 2014-06-21 Liquavista Bv 包含一單元陣列之電子裝置及其操作方法
US7636187B2 (en) * 2006-12-14 2009-12-22 Sony Corporation Optical shutter for display device, image display apparatus, and apparatus and method for manufacturing the optical shutter
US20080264506A1 (en) 2007-04-30 2008-10-30 Timothy Beerling System and method for using electrowetting on dielectric (EWOD) for controlling fluid in a microfluidic circuit
CN101355836B (zh) * 2007-07-25 2010-10-06 群康科技(深圳)有限公司 电湿润式显示装置
JP2009211047A (ja) 2008-02-05 2009-09-17 Sony Corp 液体光学素子
DE102009001310A1 (de) 2009-03-03 2010-09-09 Seereal Technologies S.A. Anzeigedisplay mit einer Aktivmatrix von Elektrobenetzungszellen
US20120326956A1 (en) * 2010-03-08 2012-12-27 Sharp Kabushiki Kaisha Display element, and electrical device using same

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011075720A1 (en) 2009-12-18 2011-06-23 Sun Chemical Corporation Colored fluids for electrowetting, electrofluidic, and electrophoretic technologies

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US9001027B2 (en) 2015-04-07
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