KR101936682B1 - 전기영동 표시장치와 이의 구동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 리프레시 구동에 따른 화면 깜박거림을 방지하여 표시 품질을 향상시킬 수 있는 전기영동 표시장치와 이의 구동방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 전기영동 표시장치는 복수의 화소에 대응되도록 하부 기판 상에 형성되는 복수의 박막 트랜지스터; 상기 하부 기판에 형성되어 상기 복수의 화소에 구동 전압을 공급하는 복수의 화소전극; 상기 복수의 화소전극 상부에 형성된 전기영동 레이어; 및 상부 기판에 형성되어 상기 전기영동 레이어에 공통전압을 공급하는 공통전극;을 포함하고, 상기 공통전극은 상기 화소전극과 대응되도록 패터닝되어 복수의 공통전극 패턴으로 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

전기영동 표시장치와 이의 구동방법{ELECTROPHORETIC DISPLAY DEVICE AND DRIVING METHOD THE SAME}
본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 본 발명은 리프레시(refresh) 구동에 따른 화면 깜박거림을 방지하여 표시 품질을 향상시킬 수 있는 전기영동 표시장치와 이의 구동방법에 관한 것이다.
전기영동 표시장치란 착색된 대전입자가 외부로부터 가해진 전계에 의해 이동하는 전기영동(Electrophoresis) 현상을 이용하여 화상을 표시하는 장치를 말한다. 여기서 전기영동 현상이란, 대전입자를 액체 속에 분산시킨 전기영동 분산액(e-ink)에 전계를 인가하는 경우에 상기 대전입자가 쿨롱력에 의하여 액체 속을 이동하는 현상을 의미한다.
전하를 갖는 물질이 전기장에 놓이면 그 물질들은 전하, 분자의 크기 및 모양 등에 따라 특유의 이동을 한다. 이동 정도의 차이에 의하여 물질이 분리되는 현상을 전기영동이라 한다.
전기영동 현상을 이용한 전기영동 표시장치는 쌍안정성(Bistability)의 특징을 갖고 있어, 인가된 전압이 제거되어도 원래의 이미지를 장시간 표시할 수 있다. 즉, 전기영동 표시장치는 지속적으로 전압을 인가하지 않아도 일정 화면을 장기간 유지할 수 있기 때문에 화면의 신속한 교환이 요구되지 않는 전자 책(e-book) 분야에 적합한 디스플레이 장치이다.
또한, 전기영동 표시장치는 액정 표시장치와는 달리 시야각(Viewing Angle)에 대한 의존성이 없을 뿐만 아니라, 종이와 유사한 정도로 눈에 편안한 화상을 제공할 수 있다. 아울러, 자유롭게 휘어지는 유연성(Flexibility), 저전력 소비(low power consumption), 친환경(eco like)의 장점을 가지고 있어 수요가 증가되고 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 전기영동 표시장치와 이의 구동방법을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 전기영동 표시장치는 대향 합착된 하부 기판(10) 및 상부 기판(20)과, 상기 하부 기판(10)과 상부 기판(20) 사이에 개재된 전기영동 필름(30)을 포함한다.
하부 기판(10)에는 상호 교차하도록 형성된 복수의 게이트 라인(미도시) 및 복수의 데이터 라인(미도시)를 포함한다. 상기 게이트 라인과 데이터 라인에 의해 복수의 화소가 정의된다.
하부 기판(10)에 형성된 복수의 화소에는 박막 트랜지스터(12, TFT)와 화소전극(14)이 형성된다.
박막 트랜지스터(12)는 게이트 라인을 통해 인가된 스캔 신호에 따라 스위칭 된다. 박막 트랜지스터(12)의 스위칭에 의해 데이터 라인에 공급되는 데이터 전압이 화소전극(14)에 공급되게 된다.
상부 기판(20)에는 상기 화소전극(14)과 대향되는 공통전극(22)이 형성된다. 공통전극(22)은 평판(plate) 형상으로 형성되어 전체 화소 영역에 동일한 공통전압을 공급한다.
전기영동 필름(30)은 복수의 대전입자 및 용제로 구성된 다수의 마이크로 캡슐(32)과, 상기 마이크로 캡슐(32)을 보호함과 아울러 하부 기판(10)과의 접착을 위한 보호층(미도시)을 포함한다.
여기서, 복수의 대전입자는 일부가 포지티브(+) 극성으로 대전되고, 나머지 일부는 네거티브(-) 극성으로 대전된다.
일 예로서, 복수의 대전입자들 중에서 블랙(black) 대전입자들은 포지티브 극성으로 대전되고, 화이트(white) 대전입자들은 네거티브 극성으로 대전될 수 있다.
하부 기판(10)의 화소전극(14)과 상부 기판(20)의 공통전극(22) 사이에 전계가 형성되면, 상기 마이크로 캡슐(32) 내에 포함된 대전입자들이 전기영동에 의해 이동함으로써 화상을 구현하게 된다.
평판 표시장치 중에서, 액정 표시장치(LCD)는 매 프레임(frame) 마다 액정 패널에 이미지 데이터를 공급하여 화상을 표시하게 된다.
한편, 도 1에 도시된 종래 기술에 따른 전기영동 표시장치는 데이터 시퀀스인 웨이브 폼(wave form)에 따른 이미지 데이터 즉, 펄스(pulse) 형태의 구동 전압을 화소전극에 공급하여 화상을 표시한다. 이후, 화상을 유지하는데 있어 별도의 전원을 필요로 하지 않는 구동 특성을 가진다.
이러한, 전기영동 표시장치는 초기 파워 온(Power on, 또는 파워 업)이 된 후, 화상을 표시하기 위한 데이터 업데이트(Update) 기간 동안 전체 화소에 데이터를 업데이트 한다. 이후, 아이들(Idle) 기간을 거쳐 일정 시간 동안 화상을 유지한다.
여기서, 파워 온 기간은 화상 표시를 위해 전기영동 표시장치의 파워를 온 시키는 기간이고, 데이터 업데이트 기간은 현재 화면에서 다음 화면으로의 전환을 위해 표시 패널에 이미지 데이터를 업데이트 하는 기간이며, 아이들 기간은 표시 패널에 공급된 이미지 데이터를 안정화시켜 일정 시간 동안 화상을 유지시키기 위한 시스템 안정화 기간이다.
이와 같이, 데이터의 업데이트 이후, 일정 시간 동안 아이들 기간을 유지하여 표시되는 화상을 안정(stabilization)시키고, 아이들 기간이 끝난 뒤에 표시 패널에 전원이 공급되지 않더라도 장시간 화상의 디스플레이를 유지시킬 수 있다.
일정 시간 동안 화상을 유지한 후, 화면 전환을 위해서는 새로운 데이터를 업데이트 하게 되는데, 새로운 데이터의 업데이트 이전에 리프레시(refresh) 기간을 가지게 된다.
전기영동 표시장치는 쌍안정성의 특성으로 인해 화면 전환이 빠르지 못하기 때문에 화면 전환을 위해서는 이전 화상을 표시하기 위해 전기영동 필름에 인가된 데이터 전압을 소거시키고, 대전입자들을 초기 상태로 만들기 위해 리프레시 전압을 공급하게 된다.
액정 표시장치(LCD)는 한 프레임의 전압 구동으로도 그레이 화상의 표시가 가능하지만, 전기영동 표시장치는 대전입자의 특성으로 인해 한 프레임의 전압 구동으로 그레이 화상을 표시하는 것이 불가능하다.
전기영동 표시장치의 대전입자는 전압 인가량에 따라서 규칙적/반복적으로 이동하지 않기 때문에 그레이 화상의 표시 및 리프레시를 위해서는 펄스 구동 기반의 리프레시 구동이 필수적으로 이루어져야 한다.
리프레시 구동 시, 데이터 전압의 시퀀스인 웨이브 폼을 이용하여 일정 시간 동안 규칙적으로 구동 전압을 인가하는 펄스 구동이 수행된다.
종래 기술에 따른 전기영동 표시장치는 리프레시 구동 시, 제1 기간에 공통전극(22)에 0V의 공통전압(Vcom)을 공급하고, 전체 화소전극(14)에 +15V의 구동 전압을 공급한다.
이와 같이, 0V의 공통전압 및 +15V의 구동전압을 공급하여 포지티브로 극성으로 대전된 블랙 대전입자를 상측으로 거동시키고, 네거티브 극성으로 대전된 화이트 대전입자를 하측으로 거동시켜 블랙(black) 화면을 표시한다.
이후, 제2 기간에 공통전극(22)에 0V의 공통전압을 공급하고, 전체 화소전극(14)에 -15V의 구동 전압을 공급한다.
이와 같이, 0V의 공통전압 및 -15V의 구동전압을 공급하여 포지티브로 극성으로 대전된 블랙 대전입자를 하측으로 거동시키고, 네거티브 극성으로 대전된 화이트 대전입자를 상측으로 거동시켜 화이트(white) 화상을 표시한다.
상기 제1 기간 및 제2 기간의 구동을 일정 횟수 반복하여 전체 화소의 대전입자를 리프레시 함으로써, 그레이(gray) 화상을 표시하게 된다.
그러나, 종래 기술에 따른 전기영동 표시장치의 리프레시 방법은 전체 화소에서 블랙 화상과 화이트 화상을 교번적으로 표시함으로 인해 화면이 깜박거리는 현상이 발생된다. 이러한, 리프레시 구동에 따른 화면의 깜박거림 현상은 사용자의 시각적 거부감을 초래하고, 표시 품질을 저하시키는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 리프레시(refresh) 구동에 따른 화면 깜박거림을 개선할 수 있는 전기영동 표시장치와 이의 구동방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 리프레시 구동에 따른 표시 품질의 저하를 방지할 수 있는 전기영동 표시장치와 이의 구동방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 구동 안정성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 전기영동 표시장치와 이의 구동방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
위에서 언급된 본 발명의 기술적 과제 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 전기영동 표시장치는 복수의 화소에 대응되도록 하부 기판 상에 형성되는 복수의 박막 트랜지스터; 상기 하부 기판에 형성되어 상기 복수의 화소에 구동 전압을 공급하는 복수의 화소전극; 상기 복수의 화소전극 상부에 형성된 전기영동 레이어; 및 상부 기판에 형성되어 상기 전기영동 레이어에 공통전압을 공급하는 공통전극;을 포함하고, 상기 공통전극은 상기 화소전극과 대응되도록 패터닝되어 복수의 공통전극 패턴으로 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 전기영동 표시장치에서, 상기 복수의 공통전극 패턴들 간의 간격은 최대 10um 이하인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 전기영동 표시장치에서, 하나의 공통전극 패턴은 하나의 화소전극과 동일한 크기로 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 전기영동 표시장치에서, 하나의 공통전극 패턴은 적어도 2개 화소전극과 대응되는 크기로 형성된 것을 특징으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 전기영동 표시장치의 구동방법은 복수의 화소전극과 대응되도록 공통전극이 복수의 공통전극 패턴으로 구성된 전기영동 표시장치의 화상 전환을 위한 리프레시 구동에 있어서, 화상 전환을 위한 리프레시 기간에 상기 복수의 화소전극에는 0V의 구동전압이 공급되고, 상기 복수의 공통전극 패턴 중에서 홀수 번째 공통전극 패턴들과 짝수 번째 공통전극 패턴들에는 서로 다른 극성의 공통전압이 교번적으로 공급되는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 전기영동 표시장치의 구동방법에서, 화상 전환을 위한 리프레시 기간에 상기 복수의 화소전극에는 0V의 구동전압이 공급되고, 상기 복수의 공통전극 패턴 중에서 1/2에 해당하는 제1 공통전극 패턴들에는 +15V의 공통전압과 -15V의 공통전압이 교번적으로 공급되고, 나머지 1/2에 해당하는 제2 공통전극 패턴들에는 상기 제1 공통전극 패턴들에 공급된 공통전압과 상반된 극성의 +15V 또는 -15V의 공통전압이 공급되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 전기영동 표시장치와 이의 구동방법은 리프레시(refresh) 구동에 따른 화면 깜박거림을 방지할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 전기영동 표시장치와 이의 구동방법은 리프레시 구동에 따른 표시 품질의 저하를 방지할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 전기영동 표시장치와 이의 구동방법은 구동 안정성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이 밖에도, 본 발명의 실시 예들을 통해 본 발명의 또 다른 특징 및 이점들이 새롭게 파악될 수도 있을 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 전기영동 표시장치와 이의 구동방법을 나타내는 도면.
도 2 본 발명의 제1 실시 예에 따른 전기영동 표시장치를 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 실시 예들에 따른 전기영동 표시장치의 공통전극을 나타내는 도면.
도 4 및 도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 전기영동 표시장치의 구동방법을 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 전기영동 표시장치를 나타내는 도면.
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 전기영동 표시장치의 격벽을 나타내는 도면.
도 8 및 도 9는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 전기영동 표시장치의 구동방법을 나타내는 도면.
도 10 및 도 11은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 전기영동 표시장치의 구동방법을 나타내는 도면.
도 12는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 전기영동 표시장치의 구동방법을 나타내는 도면.
도 13은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 필름 타입의 전기영동 표시장치를 나타내는 도면.
도 14 및 도 15는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 내제화 타입의 전기영동 표시장치를 나타내는 도면.
이하, 첨부되는 도면들을 참고하여 본 발명의 실시 예들에 따른 전기영동 표시장치와 이의 구동방법에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명의 실시 예를 설명함에 있어서 어떤 구조물이 다른 구조물 '상에 또는 상부에' 및 '아래에 또는 하부에' 형성된다고 기재된 경우, 이러한 기재는 이 구조물들이 서로 접촉되어 있는 경우는 물론이고 이들 구조물들 사이에 제3의 구조물이 개재되어 있는 경우까지 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
이하 설명되는 본 발명의 기술적 사상은 필름 방식의 전기영동 표시장치 및 전기영동 분산액(전기영동 잉크)이 하부 기판에 내재화된 전기영동 표시장치에도 모두 적용될 수 있다.
본 발명의 기술적 사상은 모노 타입의 전기영동 표시장치에 적용될 수 있다. 또한, 전기영동 분산액의 대전입자가 레드(red), 그린(green), 블루(blue), 옐로우(yellow), 시안(cyan), 마젠타(magenta), 블랙(black) 및 화이트(white)의 컬러가 선택적으로 착색되어 풀 컬러 화상을 표시하는 전기영동 표시장치에도 동일하게 적용될 수 있다.
본 발명의 기술적 사상은 모노 또는 컬러 구현의 여부와 관계없이 모든 타입의 전기영동 표시장치에 적용될 수 있으나, 이하에서는 대전입자가 블랙 및 화이트의 컬러로 착색되어 모노 화상을 표시하는 전기영동 표시장치와 이의 구동방법을 본 발명의 실시 예로서 상세히 설명한다.
도 2 본 발명의 제1 실시 예에 따른 전기영동 표시장치를 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시 예들에 따른 전기영동 표시장치의 공통전극을 나타내는 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 전기영동 표시장치(100)는 대향 합착된 하부 기판(110) 및 상부 기판(120)과, 상기 하부 기판(110)과 상부 기판(120) 사이에 개재된 전기영동 레이어를 포함한다. 도 2에서는 전기영동 레이어로써, 전기영동 필름(140)이 적용된 것을 도시하고 있다.
도면에 도시하지 않았지만, 하부 기판(110)에는 상호 교차하도록 형성된 복수의 게이트 라인(미도시) 및 복수의 데이터 라인(미도시)를 포함한다. 상기 게이트 라인과 데이터 라인에 의해 복수의 화소 영역이 정의된다.
여기서, 상기 게이트 라인 및 데이터 라인은 비저항(Resistivity)이 낮은 은(Ag), 알루미늄(Al), 또는 이들의 합금(Alloy)으로 이루어진 단일막으로 형성된다.
한편, 상기 게이트 라인 및 데이터 라인은 상기 단일막에 더하여 전기적 특성이 우수한 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 또는 탄탈륨(Ta)으로 이루어진 막을 더 포함하는 다층막으로 형성될 수 있다.
상기 게이트 라인과 데이터 라인 사이에는 질화막(SiNx) 등으로 이루어진 게이트 절연막이 위치할 수 있다.
하부 기판(110)에 형성된 복수의 화소 영역에는 박막 트랜지스터(112, TFT)와 화소전극(114)이 형성된다. 박막 트랜지스터(122)의 게이트 단자는 상기 게이트 라인과 접속되고, 소스 단자는 상기 데이터 라인과 접속되며, 드레인 단자는 화소전극과 접속된다.
이러한, 화소전극(114)은 콘택홀을 통해 TFT(110)의 드레인 전극과 전기적으로 접속되며, 구리, 알루미늄, 인듐틴옥사이드(ITO)의 물질로 형성될 수 있다. 또한, 화소전극(114)은 구리, 알루미늄, 인듐틴옥사이드(ITO)의 물질에 니켈 및/또는 금 등이 더 적층되어 형성될 수도 있다.
박막 트랜지스터(112)는 게이트 라인을 통해 인가된 스캔 신호에 따라 스위칭되고, 박막 트랜지스터(112)의 스위칭에 의해 데이터 라인에 공급되는 데이터 전압이 화소전극(114)에 공급되게 된다.
상부 기판(120)에는 상기 화소전극(114)과 대향되는 공통전극(130)이 형성된다. 상부 기판(120)은 화상을 표시하기 위해 투명하여야 함으로, 투명 재질의 유리 또는 가요성(Flexibility)의 투명한 플라스틱의 재질로 형성된다.
상기 공통전극(130)은 하부 기판(110)의 화소전극(114)과 대응되어 전기영동 필름(140)에 공통전압을 공급한다. 이러한 공통전극(130)은 인듐 틴 옥사이드(ITO: Indium Tin Oxide) 또는 인듐 징크 옥사이드(IZO: Indium Zinc Oxide)와 같은 전도성 투명 물질로 형성된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 공통전극(130)은 화소전극(114)과 대응되도록 롱 채널(long channel) 형태 즉, 다수의 바(bar) 형상을 가지도록 패터닝되어 복수의 공통전극 패턴(132, 134)으로 구성된다.
공통전극(130)의 복수의 공통전극 패턴(132, 134) 중에서 홀수 번째 공통전극 패턴들(132)은 서로 연결되어 동일한 공통전압이 공급된다.
그리고, 공통전극(130)의 복수의 패턴(132, 134) 중에서 짝수 번째 공통전극 패턴들(134)은 서로 연결되어 동일한 공통전압이 공급된다.
복수의 공통전극 패턴(132, 134)들 간의 간격은 최대 10um 이하(바람직하게는 6um)로 형성된다. 이때, 전기영동 표시장치의 광 반사율 및 명암비(contrast ratio)를 고려할 때, 각 공통전극 패턴(132, 134)들 간의 간격은 작을수록 효과적이다.
하나의 공통전극 패턴은 하나의 화소전극과 동일한 크기 즉, 1:1 비율의 면적을 가지도록 형성될 수 있다. 또한, 하나의 공통전극 패턴은 적어도 2개 화소전극과 대응되는 면적 즉, 1:2 ~ 1:N 비율의 면적을 가지도록 형성될 수 있다. 여기서, '1'은 하나의 공통전극 패턴의 면적이고, 'N'은 하나의 화소전극의 면적이다.
상술한 공통전극 패턴(132, 134)의 면적은 화소전극(114)의 면적과 상관없이 설계가 가능하며, 하부 기판(110)의 면적을 고려하여 공통전극 패턴(132, 134)의 면적을 자유롭게 설정할 수 있다.
전기영동 필름(140)은 복수의 대전입자 및 용제로 구성된 다수의 마이크로 캡슐(142)과, 상기 마이크로 캡슐(142)을 보호함과 아울러 하부 기판(110)과의 접착을 위한 보호층(미도시)을 포함한다.
여기서, 복수의 대전입자는 일부가 포지티브(+) 극성으로 대전되고, 나머지 일부는 네거티브(-) 극성으로 대전된다.
하부 기판(110)의 화소전극(114)과 상부 기판(120)의 공통전극(122) 사이에 전계가 형성되면, 상기 마이크로 캡슐(142) 내에 포함된 대전입자들이 전기영동에 의해 이동하게 된다.
여기서, 마이크로 캡슐(142) 내에서 블랙 대전입자가 상측으로 이동하고, 화이트 대전입자가 하측으로 이동하면 블랙 대전입자가 외부에서 입사된 빛을 흡수하여 블랙 화상을 표시하게 된다.
한편, 마이크로 캡슐(142) 내에서 화이트 대전입자가 상측으로 이동하고, 블랙 대전입자가 하측으로 이동하면 화이트 대전입자가 외부에서 입사된 빛을 반사하여 화이트 화상을 표시하게 된다.
아울러, 마이크로 캡슐(142) 내에서 화이트 대전입자 및 블랙 대전입자의 이동을 적절히 조절하면 그레이 화상을 표시할 수 있다.
이와 같이, 마이크로 캡슐(142) 내의 대전입자들이 전기영동에 의해 이동함으로써 화상을 구현하게 된다.
이러한, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 전기영동 표시장치는 하부 기판(110), 상부 기판(120) 및 라미네이션(Lamination) 전기영동 필름(140)을 각각 제조한 후, 전기영동 필름(140)을 하부 기판(110) 및 상부 기판(120) 사이에 개재시킨다.
여기서, 전기영동 필름(140)은 상부 기판(120)에 부착된 상태로 보관 및 운반되다가 하부 기판(110)에 라미네이팅되기 직전에 하부에 부착된 릴리즈 필름(미도시) 제거되고, 라미네이팅 공정에 의해 하부 기판(110)에 부착된다.
본 발명의 제1 실시 예에 따른 전기영동 표시장치는 데이터의 업데이트 이후, 일정 시간 동안 아이들 기간을 유지하여 화상을 안정(stabilization)시키고, 아이들 기간이 끝난 뒤에 표시 패널에 전원이 공급되지 않더라도 장시간 화상의 디스플레이를 유지시킬 수 있다.
일정 시간 동안 화상을 유지한 후, 화면 전환을 위해서는 새로운 데이터를 업데이트 하게 되는데, 새로운 데이터의 업데이트 이전에 리프레시(refresh) 기간을 가지게 된다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 전기영동 표시장치의 구동방법을 나타내는 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 전기영동 표시장치는 공통전극(130)의 복수의 공통전극 패턴(132, 134)이 홀수 번째 공통전극 패턴들(132)과 짝수 번째 공통전극 패턴들(134)로 구성된다.
화상 전환을 위한 리프레시 기간에, 전체 화소전극(114)에는 0V의 구동전압이 공급되고, 홀수 번째 공통전극 패턴들(132)과 짝수 번째 공통전극 패턴들(134)에 서로 다른 극성의 공통전압을 공급할 수 있다.
화상 전환을 위한 리프레시 기간 중에서, 제1 기간에는 전체 화소전극(114)에 0V의 구동전압이 공급된다. 이와 함께, 복수의 공통전극 패턴(132, 134) 중에서 1/2에 해당하는 제1 공통전극 패턴들에는 포지티브 극성의 공통전압이 공급되고, 나머지 1/2에 해당하는 제2 공통전극 패턴들에는 네거티브 극성의 공통전압이 공급될 수 있다.
상기 제1 기간 이후의 제2 기간에는 전체 화소전극(114)에 0V의 구동전압이 공급된다. 이와 함께, 복수의 공통전극 패턴(132, 134) 중에서 1/2에 해당하는 제1 공통전극 패턴들에는 네거티브 극성의 공통전압이 공급되고, 나머지 1/2에 해당하는 제2 공통전극 패턴들에는 포지티브 극성의 공통전압이 공급될 수 있다.
구체적으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 화상 전환을 위한 리프레시 기간 중에서, 제1 기간에는 전체 화소전극(114)에 0V의 구동전압이 공급된다. 이와 함께, 홀수 번째 공통전극 패턴들(132)에는 -15V의 공통전압이 공급되고, 짝수 번째 공통전극 패턴들(134)에는 +15V의 공통전압이 공급될 수 있다.
이와 같이, 전체 화소전극(114)에 OV의 구동전압이 공급되고, 홀수 번째 공통전극 패턴들(132)에 -15V의 공통전압이 공급되면, 홀수 번째 공통전극 패턴들(132)에 대응되는 영역의 블랙 대전입자는 전기영동 캡슐(142) 내에서 상측으로 이동한다. 그리고, 화이트 대전입자는 전기영동 캡슐(142) 내에서 하측으로 이동한다.
전기영동 캡슐(142) 내에서 블랙 대전입자가 상측으로 이동하고, 화이트 대전입자가 하측으로 이동하면, 외부에서 입사된 빛을 블랙 대전입자가 흡수하여 홀수 번째 공통전극 패턴들(132)에 대응되는 화소들은 블랙 화상을 표시하게 된다.
이와는 반대로, 짝수 번째 공통전극 패턴들(134)에 +15V의 공통전압이 공급되면, 짝수 번째 공통전극 패턴들(134)에 대응되는 영역의 블랙 대전입자는 전기영동 캡슐(142) 내에서 하측으로 이동한다. 그리고, 화이트 대전입자는 전기영동 캡슐(142) 내에서 상측으로 이동한다.
전기영동 캡슐(142) 내에서 블랙 대전입자가 하측으로 이동하고, 화이트 대전입자가 상측으로 이동하면, 외부에서 입사된 빛을 화이트 대전입자가 반사하여 짝수 번째 공통전극 패턴들(134)에 대응되는 화소들은 화이트 화상을 표시하게 된다.
즉, 전체 화소들 중에서 1/2에 해당하는 화소들(홀수 번째 공통전극 패턴(132)에 대응되는 화소들)은 블랙 화상을 표시하고, 나머지 1/2에 해당하는 화소들(짝수 번째 공통전극 패턴(134)에 대응되는 화소들)은 화이트 화상을 표시하여 전체 화소는 그레이 화상을 표시하게 된다.
이어서, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제1 기간 이후의 제2 기간에는 전체 화소전극(114)에 0V의 구동전압이 공급된다. 이와 함께, 홀수 번째 공통전극 패턴들(132)에는 +15V의 공통전압이 공급되고, 짝수 번째 공통전극 패턴들(134)에는 -15V의 공통전압이 공급될 수 있다.
이와 같이, 전체 화소전극(114)에 OV의 구동전압이 공급되고, 홀수 번째 공통전극 패턴들(132)에 +15V의 공통전압이 공급되면, 홀수 번째 공통전극 패턴들(132)에 대응되는 영역의 블랙 대전입자는 전기영동 캡슐(142) 내에서 하측으로 이동한다. 그리고, 화이트 대전입자는 전기영동 캡슐(142) 내에서 상측으로 이동한다.
전기영동 캡슐(142) 내에서 블랙 대전입자가 하측으로 이동하고, 화이트 대전입자가 상측으로 이동하면, 외부에서 입사된 빛을 화이트 대전입자가 반사하여 홀수 번째 공통전극 패턴들(132)에 대응되는 화소들은 화이트 화상을 표시하게 된다.
이와는 반대로, 짝수 번째 공통전극 패턴들(134)에 -15V의 공통전압이 공급되면, 짝수 번째 공통전극 패턴들(134)에 대응되는 영역의 블랙 대전입자는 전기영동 캡슐(142) 내에서 상측으로 이동한다. 그리고, 화이트 대전입자는 전기영동 캡슐(142) 내에서 하측으로 이동한다.
전기영동 캡슐(142) 내에서 블랙 대전입자가 상측으로 이동하고, 화이트 대전입자가 하측으로 이동하면, 외부에서 입사된 빛을 블랙 대전입자가 흡수하여 짝수 번째 공통전극 패턴들(134)에 대응되는 화소들은 블랙 화상을 표시하게 된다.
즉, 전체 화소들 중에서 1/2에 해당하는 화소들(짝수 번째 공통전극 패턴(134)에 대응되는 화소들)은 블랙 화상을 표시하고, 나머지 1/2에 해당하는 화소들(홀수 번째 공통전극 패턴(132)에 대응되는 화소들)은 화이트 화상을 표시하여 전체 화소는 그레이 화상을 표시하게 된다.
상술한 바와 같이, 리프레시 기간에 공통전극(130)을 기준으로 전체 화소를 1/2로 분할하여 블랙 화상 및 화이트 화상을 교번적으로 표시함으로써, 리프레시 구동이 이루어지도록 할 수 있다.
상기 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한 제1 기간의 리프레시 구동 및 제2 기간의 리프레시 구동을 일정 횟수 반복하여 전체 화소에서 그레이(gray) 화상을 표시하고, 전체 화소의 대전입자를 리프레시 한다.
종래 기술에서는 리프레시 구동 시, 블랙 화면과 화이트 화면이 교번적으로 표시됨으로 인해 화면의 깜박거림 현상이 발생하였다.
종래 기술과 대비하여, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 전기영동 표시장치의 구동방법은 리프레시 구동시, 전체 화소를 기준으로 그레이 화상을 표시하여 화면의 깜박거림 현상을 방지할 수 있다. 이를 통해, 리프레시 구동이 원활히 이루어지도록 하면서 표시 품질을 높일 수 있다.
한편, 화상 표시를 위한 데이터 업데이트 기간에 상기 복수의 화소전극에는 -15V ~ +15V의 데이터 전압이 공급되고, 상기 홀수 번째 공통전극 패턴들(132)과 상기 짝수 번째 공통전극 패턴들(134)에는 동일 극성의 공통전압이 공급될 수 있다.
도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 전기영동 표시장치를 나타내는 도면이다. 도 6을 참조하여 본 발명의 제2 실시 예에 따른 전기영동 표시장치(200)를 설명함에 있어, 상술한 제1 실시 예의 전기영동 표시장치와 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하였으며, 동일한 구성에 대한 상세한 설명은 생략될 수 있다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 전기영동 표시장치(200)는 전기영동 레이어가 내재화된 하부 기판(110); 공통전극(130)이 형성된 상부 기판(120); 상기 하부 기판(110)과 상부 기판(120) 사이에 개재된 고분자 필름(300); 및 상기 하부 기판(110)과 상기 상부 기판(120)을 합착시키는 실링 레이어(240);를 포함한다. 도 6에서는 대전입자(220)와 용제(230)로 구성된 전기영동 분산액이 격벽(210)에 의해 정의된 화소 영역 내에 충진되어 전기영동 레이어가 구성된 것을 도시하고 있다.
하부 기판(110)은 투명 재질의 유리기판, 가요성(Flexibility)을 가지는 플라스틱 기판 또는 금속 기판이 적용될 수 있다. 하부 기판은 화상이 표시되는 화면의 반대 측에 위치함으로 반드시 투명할 필요는 없으며, 전기영동 표시장치를 플렉서블 하게 제조할 경우에 플렉서블 한 플라스틱 기판이 하부 기판(110)으로 적용될 수 있다.
상기 화소전극(114)은 상기 격벽(210)에 의해 정의되는 복수의 화소 영역에 대응되도록 형성되고, 상기 TFT(110)의 스위칭에 의해 화소 영역에 구동 전압을 인가한다.
하부 기판(110) 상에는 화소 영역을 정의하는 격벽(130, Partition wall)이 형성되며, 격벽(210)은 도 7에 도시된 바와 같이, 화소전극(114)을 둘러싸도록 형성된다.
격벽(210)은 하부 기판 상에 형성되어 화소 영역을 정의함과 아울러, 전기영동 분산액이 충진되는 충진 공간을 정의한다. 이렇게 형성된 충진 공간에 전기영동 분산액이 충진되어 하부 기판(110) 상에 전기영동 분산액이 내재화 된다.
이때, 격벽(210)은 10um ~ 100um의 높이 및 5um ~ 30um의 폭을 가지도록 형성되며, 화소전극(114)을 둘러싸도록 형성된다. 격벽(210)에 의해 형성된 화소 영역은 100um~200um의 폭을 가지도록 형성된다.
여기서, 격벽(210)은 포토 리소그래피(Photo lithography) 또는 몰드 프린팅(Mold Printing) 공정을 통해 형성되며, 격벽(210)은 전기영동 분산액과 물성이 일치되도록 무극성의 유기물(organic) 또는 무극성의 무기물로 형성될 수 있다.
전기영동 분산액은 포지티브(+) 또는 네거티브(-) 극성으로 대전된 복수의 대전입자(220)와 바인더를 포함하는 용제(230)로 구성되며, 상기 격벽(210)에 의해 정의된 화소 영역(충진 공간) 내에 전기영동 분산액이 충진된다. 이를 통해, 상기 하부 기판(110)에 전기영동 레이어가 내재화 된다.
도 6에서는 모노 화상을 표시하기 위해, 대전입자(220)가 블랙(black) 또는 화이트(white)의 컬러가 선택적으로 착색되어 화소 영역 내에 충진된 것을 일 예로 도시하고 있다.
용제(230)는 할로겐 솔벤트(halogenated solvents), 포화 탄화수소(saturated hydrocarbons), 실리콘 오일(silicone oils), 저 분자량 할로겐을 포함하는 폴리머(low molecular weight halogen-containing polymers), 에폭사이드(epoxides), 비닐 에테르(vinyl ethers), 비닐 에스테르(vinyl ester), 방향족 탄화수소(aromatic hydrocarbon), 톨루엔(toluene), 나프탈렌(naphthalene), 액상 파라핀(paraffinic liquids) 또는 폴리 클로로트리플루오로에틸렌 폴리머(poly chlorotrifluoroethylene polymers) 물질이 사용될 수 있다.
이러한, 전기영동 분산액은 격벽(210)에 의해 정의된 화소 영역(충진 공간) 에 스크린 프린팅(Screen printing) 방식, 다이 코팅(Die coating) 방식, 캐스팅(Casting) 방식, 바 코팅(Bar Coating) 방식, 슬릿 코팅(Slit Coating) 방식, 디스펜스(Dispense) 방식, 스퀴징(squeezing) 방식, 잉크젯 프린팅(Inkjet printing) 방식 또는 포토 리쏘그래피(Photo lithography) 방식을 통해 충진될 수 있다.
한편, 상기 상부 기판(120)은 공통전극(130)을 포함한다. 상기 공통전극(130)은 하부 기판(110)의 화소전극(114)과 대응되어 화소 영역 각각에 공통전압을 공급한다.
공통전극(130)에 인가된 공통전압(Vcom)과 화소전극(114)에 인가된 데이터 전압에 의해 각 화소 영역에 전계가 형성되고, 상기 전계에 의해 대전입자(220)들이 용제(230) 내에서 이동하여 화상을 구현한다.
공통전극(130)은 화소전극(114)과 대응되도록 롱 채널(long channel) 형태 즉, 다수의 바(bar) 형상을 가지도록 패터닝되어 복수의 공통전극 패턴(132, 134)으로 구성된다.
공통전극(130)의 복수의 공통전극 패턴(132, 134) 중에서 홀수 번째 공통전극 패턴들(132)은 서로 연결되어 동일한 공통전압이 공급된다.
그리고, 공통전극(130)의 복수의 패턴(132, 134) 중에서 짝수 번째 공통전극 패턴들(134)은 서로 연결되어 동일한 공통전압이 공급된다.
복수의 공통전극 패턴(132, 134)들 간의 간격은 최대 10um 이하(바람직하게는 6um)로 형성된다. 이때, 전기영동 표시장치의 광 반사율 및 명암비(contrast ratio)를 고려할 때, 각 공통전극 패턴(132, 134)들 간의 간격은 작을수록 효과적이다.
하나의 공통전극 패턴은 하나의 화소전극과 동일한 크기 즉, 1:1 비율의 면적을 가지도록 형성될 수 있다. 또한, 하나의 공통전극 패턴은 적어도 2개 화소전극과 대응되는 면적 즉, 1:2 ~ 1:N 비율의 면적을 가지도록 형성될 수 있다.
여기서, '1'은 하나의 공통전극 패턴의 면적이고, 'N'은 하나의 화소전극의 면적이다.
상술한 공통전극 패턴(132, 134)의 크기는 화소전극(114)의 크기와 상관없이 설계가 가능하며, 하부 기판(110)의 면적을 고려하여 공통전극 패턴(132, 134)의 크기를 자유롭게 설정할 수 있다.
하부 기판(110)과 상부 기판(120) 사이에는 실링 레이어(240)가 형성된다.
이러한, 실링 레이어(240)는 하부 기판(110)과 상부 기판(120)의 합착 및 전기영동 분산액의 실링을 위한 것으로, 공통전극(130)의 하부와 격벽(210) 상부 사이에 위치한다.
실링 레이어(240)는 전기영동 분산액이 이웃하는 화소로 넘치지 않도록 전기영동 분산액과 반발력(repulsion)을 가지는 물질로 형성될 수 있다. 실링 레이어(240)는 전기적으로 무극성의 유기물(organic) 또는 무극성의 무기물(inorganic)로 0.1um ~ 40um의 두께를 가지도록 형성될 수 있다.
여기서, 실링 레이어(240)는 진공 증착(CVD, Sputter) 방식, 다이 코팅(Die coating) 방식, 캐스트(Casting) 방식, 바 코팅(Bar Coating) 방식, 슬릿 코팅(Slit Coating) 방식, 디스펜스(Dispense) 방식 스퀴징(squeezing) 방식, 스크린 프린팅(Screen printing) 방식 또는 잉크젯 프린팅(Inkjet printing) 방식 또는 그라비어 롤 프린팅(gravure roll printing) 방식을 이용하여 하부 기판(110)의 최상단에 유기물 또는 무기물을 코팅한 후, 자외선(UV) 또는 열을 가하여 경화시켜 형성할 수 있다.
한편, 실링 레이어(240)는 진공 증착(CVD, Sputter) 방식, 다이 코팅(Die coating) 방식, 캐스트(Casting) 방식, 바 코팅(Bar Coating) 방식, 슬릿 코팅(Slit Coating) 방식, 디스펜스(Dispense) 방식 스퀴징(squeezing) 방식, 스크린 프린팅(Screen printing) 방식 또는 잉크젯 프린팅(Inkjet printing) 방식 또는 그라비어 롤 프린팅(gravure roll printing) 방식을 이용하여 공통전극(130)의 하부에 유기물 또는 무기물을 코팅한 후, 자외선 또는 열을 가하여 경화시켜 형성할 수도 있다.
전기영동 분산액과 반발력을 가지는 물질로 형성된 실링 레이어(240)를 통해 전기영동 분산액이 다른 화소의 충진 공간으로 넘치는 것을 방지함과 아울러, 하부 기판(110)과 상부 기판(120)을 합착하여 전기영동 분산액을 실링한다.
또한, 실링 레이어(240)는 하부 기판(110)에 내재화되는 전기영동 분산액의 대전입자(220)가 공통전극(130)과 직접 접하는 것을 방지한다.
실링 레이어(240)가 유기물로 형성되는 경우, 폴리머(Polymer), 아크릴 자외선 경화 수지(Acrylic UV curable resin), 유기 자기 조립 단층 박막(organic SAM layer)으로 코팅 가능한 유기물 또는 비전도성의 투명 유기물이 재료로 이용될 수 있다.
한편, 실링 레이어(240)가 무기물로 형성되는 경우, 실리콘 질화물(일 예로서, SiNx), 비정질 실리콘(a-Si), 실리콘 산화물(일 예로서, SiOx), 알루미늄 산화물(일 예로서, Al2O3) 또는 비전도성의 투명 무기물이 재료로 이용될 수 있다.
본 발명의 제2 실시 예에 따른 전기영동 표시장치는 실링 레이어(240)를 이용하여 하부 기판(110)과 상부 기판(120)의 합착이 원활이 이어지도록 한다. 아울러, 하부 기판(110)에 내재화되는 전기영동 분산액의 밀봉되도록 하여 공기 및 습기의 침투를 방지할 수 있다.
이를 통해, 전기영동 표시장치의 광 반사율 및 콘트라스트 비율을 높여 표시 품질을 향상시키고 제조 공정의 효율을 높일 수 있다. 또한, 하부 기판(110)에 내재화된 대전입자(220)의 안정성 및 구동 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
상술한 설명에서는 실링 레이어(240)를 이용하여 하부 기판(110)과 상부 기판(120)을 합착하는 것으로 설명하였으나, 실링 레이어(240)를 형성시키지 않고 라미네이션 방식을 이용하여 하부 기판(110)과 상부 기판(120)을 합착시킬 수도 있다.
상술한 구성을 포함하는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 전기영동 표시장치는 데이터의 업데이트 이후, 일정 시간 동안 아이들 기간을 유지하여 화상을 안정시키고, 아이들 기간이 끝난 뒤에 표시 패널에 전원이 공급되지 않더라도 장시간 화상의 디스플레이를 유지시킬 수 있다.
일정 시간 동안 화상을 유지한 후, 화면 전환을 위해서는 새로운 데이터를 업데이트 하게 되는데, 새로운 데이터의 업데이트 이전에 리프레시 기간을 가지게 된다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 전기영동 표시장치의 구동방법을 나타내는 도면이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 전기영동 표시장치는 공통전극(130)의 복수의 공통전극 패턴(132, 134)이 홀수 번째 공통전극 패턴들(132)과 짝수 번째 공통전극 패턴들(134)로 구성된다.
화상 전환을 위한 리프레시 기간에, 전체 화소전극(114)에는 0V의 구동전압이 공급되고, 홀수 번째 공통전극 패턴들(132)과 짝수 번째 공통전극 패턴들(134)에 서로 다른 극성의 공통전압을 공급할 수 있다.
화상 전환을 위한 리프레시 기간 중에서, 제1 기간에는 전체 화소전극(114)에 0V의 구동전압이 공급된다. 이와 함께, 복수의 공통전극 패턴(132, 134) 중에서 1/2에 해당하는 제1 공통전극 패턴들에는 포지티브 극성의 공통전압이 공급되고, 나머지 1/2에 해당하는 제2 공통전극 패턴들에는 네거티브 극성의 공통전압이 공급될 수 있다.
상기 제1 기간 이후의 제2 기간에는 전체 화소전극(114)에 0V의 구동전압이 공급된다. 이와 함께, 복수의 공통전극 패턴(132, 134) 중에서 1/2에 해당하는 제1 공통전극 패턴들에는 네거티브 극성의 공통전압이 공급되고, 나머지 1/2에 해당하는 제2 공통전극 패턴들에는 포지티브 극성의 공통전압이 공급될 수 있다.
구체적으로, 도 8에 도시된 바와 같이, 화상 전환을 위한 리프레시 기간 중에서, 제1 기간에는 전체 화소전극(114)에 0V의 구동전압이 공급된다. 이와 함께, 홀수 번째 공통전극 패턴들(132)에는 -15V의 공통전압이 공급되고, 짝수 번째 공통전극 패턴들(134)에는 +15V의 공통전압이 공급될 수 있다.
이와 같이, 전체 화소전극(114)에 OV의 구동전압이 공급되고, 홀수 번째 공통전극 패턴들(132)에 -15V의 공통전압이 공급되면, 홀수 번째 공통전극 패턴들(132)에 대응되는 영역의 블랙 대전입자는 화소 영역 내에서 상측으로 이동한다. 그리고, 화이트 대전입자는 화소 영역 내에서 하측으로 이동한다.
화소 영역 내에서 블랙 대전입자가 상측으로 이동하고, 화이트 대전입자가 하측으로 이동하면, 외부에서 입사된 빛을 블랙 대전입자가 흡수하여 홀수 번째 공통전극 패턴들(132)에 대응되는 화소들은 블랙 화상을 표시하게 된다.
이와는 반대로, 짝수 번째 공통전극 패턴들(134)에 +15V의 공통전압이 공급되면, 짝수 번째 공통전극 패턴들(134)에 대응되는 영역의 블랙 대전입자는 화소 영역 내에서 하측으로 이동한다. 그리고, 화이트 대전입자는 화소 영역 내에서 상측으로 이동한다.
화소 영역 내에서 블랙 대전입자가 하측으로 이동하고, 화이트 대전입자가 상측으로 이동하면, 외부에서 입사된 빛을 화이트 대전입자가 반사하여 짝수 번째 공통전극 패턴들(134)에 대응되는 화소들은 화이트 화상을 표시하게 된다.
즉, 전체 화소들 중에서 1/2에 해당하는 화소들(홀수 번째 공통전극 패턴(132)에 대응되는 화소들)은 블랙 화상을 표시하고, 나머지 1/2에 해당하는 화소들(짝수 번째 공통전극 패턴(134)에 대응되는 화소들)은 화이트 화상을 표시하여 전체 화소는 그레이 화상을 표시하게 된다.
이어서, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 제1 기간 이후의 제2 기간에는 전체 화소전극(114)에 0V의 구동전압이 공급된다. 이와 함께, 홀수 번째 공통전극 패턴들(132)에는 +15V의 공통전압이 공급되고, 짝수 번째 공통전극 패턴들(134)에는 -15V의 공통전압이 공급될 수 있다.
이와 같이, 전체 화소전극(114)에 OV의 구동전압이 공급되고, 홀수 번째 공통전극 패턴들(132)에 +15V의 공통전압이 공급되면, 홀수 번째 공통전극 패턴들(132)에 대응되는 영역의 블랙 대전입자는 화소 영역 내에서 하측으로 이동한다. 그리고, 화이트 대전입자는 화소 영역 내에서 상측으로 이동한다.
화소 영역 내에서 블랙 대전입자가 하측으로 이동하고, 화이트 대전입자가 상측으로 이동하면, 외부에서 입사된 빛을 화이트 대전입자가 반사하여 홀수 번째 공통전극 패턴들(132)에 대응되는 화소들은 화이트 화상을 표시하게 된다.
이와는 반대로, 짝수 번째 공통전극 패턴들(134)에 -15V의 공통전압이 공급되면, 짝수 번째 공통전극 패턴들(134)에 대응되는 영역의 블랙 대전입자는 화소 영역 내에서 상측으로 이동한다. 그리고, 화이트 대전입자는 화소 영역 내에서 하측으로 이동한다.
화소 영역 내에서 블랙 대전입자가 상측으로 이동하고, 화이트 대전입자가 하측으로 이동하면, 외부에서 입사된 빛을 블랙 대전입자가 흡수하여 짝수 번째 공통전극 패턴들(134)에 대응되는 화소들은 블랙 화상을 표시하게 된다.
즉, 전체 화소들 중에서 1/2에 해당하는 화소들(짝수 번째 공통전극 패턴(134)에 대응되는 화소들)은 블랙 화상을 표시하고, 나머지 1/2에 해당하는 화소들(홀수 번째 공통전극 패턴(132)에 대응되는 화소들)은 화이트 화상을 표시하여 전체 화소는 그레이 화상을 표시하게 된다.
상술한 바와 같이, 리프레시 기간에 공통전극(130)을 기준으로 전체 화소를 1/2로 분할하여 블랙 화상 및 화이트 화상을 교번적으로 표시함으로써, 리프레시 구동이 이루어지도록 할 수 있다.
상기 도 8 및 도 9를 참조하여 설명한 제1 기간의 리프레시 구동 및 제2 기간의 리프레시 구동을 일정 횟수 반복하여 전체 화소에서 그레이(gray) 화상을 표시하고, 전체 화소의 대전입자를 리프레시 한다.
종래 기술과 대비하여, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 전기영동 표시장치의 구동방법은 리프레시 구동시, 전체 화소를 기준으로 그레이 화상을 표시하여 화면의 깜박거림 현상을 방지할 수 있다. 이를 통해, 리프레시 구동이 원활히 이루어지도록 하면서 표시 품질을 높일 수 있다.
한편, 화상 표시를 위한 데이터 업데이트 기간에 상기 복수의 화소전극에는 -15V ~ +15V의 데이터 전압이 공급되고, 상기 홀수 번째 공통전극 패턴들(132)과 상기 짝수 번째 공통전극 패턴들(134)에는 동일 극성의 공통전압이 공급될 수 있다.
상술한 본 발명의 제1 및 제2 실시 예에 따른 전기영동 표시장치의 구동방법에서는 전체 화소전극(114)에 0V의 구동전압을 공급하고, 제1 공통전극 패턴(132)과 제2 공통전극 패턴(134)에 상이한 극성의 공통전압을 공급하여 리프레시 구동이 이루어지도록 하였다.
그러나, 상술한 구동방법은 본 발명의 여러 실시 예들 중에서 일부를 설명한 것이다. 이하 도 10 내지 도 12를 참조하여 본 발명의 다른 실시 예들을 설명하기로 한다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 전기영동 표시장치의 구동방법을 나타내는 도면이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 전기영동 표시장치의 구동방법 리프레시 구동 시, 전체 공통전극(130)에 0V의 공통전압을 공급한다.
즉, 공통전극(130)이 복수의 공통전극 패턴(132, 134)으로 구성되어 있지만, 홀수 번째 공통전극 패턴들(132) 및 짝수 번째 공통전극 패턴들(134) 모두에 0V의 공통전압을 공급한다.
이와 함께, 전체 화소전극(114)을 1/2로 분할하고, 제1 화소전극들(114a)과 제2 화소전극들(114b)에 서로 다른 극성의 구동전압을 공급할 수 있다.
화상 전환을 위한 리프레시 기간 중에서, 제1 기간에는 공통전극(130)에 0V의 공통전압이 공급된다. 이와 함께, 전체 화소전극(114) 중에서 제1 화소전극들(114a)에는 포지티브 극성의 구동전압이 공급되고, 나머지 제2 화소전극들(114b)에는 네거티브 극성의 구동전압이 공급될 수 있다.
상기 제1 기간 이후의 제2 기간에는 공통전극(130)에 0V의 공통전압이 공급된다. 이와 함께, 전체 화소전극(114) 중에서 제1 화소전극들(114a)에는 네거티브 극성의 구동전압이 공급되고, 나머지 제2 화소전극들(114b)에는 포지티브 극성의 구동전압이 공급될 수 있다.
구체적으로, 도 10에 도시된 바와 같이, 화상 전환을 위한 리프레시 기간 중에서, 제1 기간에는 공통전극(130)에 0V의 공통전압이 공급된다. 이와 함께, 제1 화소전극(114a)에는 -15V의 구동전압이 공급되고, 제2 화소전극들(114b)에는 +15V의 구동전압이 공급될 수 있다.
이를 통해, 상기 제1 기간에서, 전체 화소들 중에서 1/2에 해당하는 화소들(제1 화소전극들(114a)에 대응되는 화소들)은 블랙 화상을 표시하고, 나머지 1/2에 해당하는 화소들(제2 화소전극들(114b)에 대응되는 화소들)은 화이트 화상을 표시하여 전체 화소는 그레이 화상을 표시하게 된다.
이어서, 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 제1 기간 이후의 제2 기간에는 공통전극(130)에 0V의 공통전압이 공급된다. 이와 함께, 제1 화소전극(114a)에는 +15V의 구동전압이 공급되고, 제2 화소전극들(114b)에는 -15V의 구동전압이 공급될 수 있다.
이를 통해, 상기 제2 기간에서, 전체 화소들 중에서 1/2에 해당하는 화소들(제1 화소전극들(114a)에 대응되는 화소들)은 화이트 화상을 표시하고, 나머지 1/2에 해당하는 화소들(제2 화소전극들(114b)에 대응되는 화소들)은 블랙 화상을 표시하여 전체 화소는 그레이 화상을 표시하게 된다.
즉, 전체 화소들 중에서 1/2에 해당하는 화소들(짝수 번째 공통전극 패턴(134)에 대응되는 화소들)은 블랙 화상을 표시하고, 나머지 1/2에 해당하는 화소들(홀수 번째 공통전극 패턴(132)에 대응되는 화소들)은 화이트 화상을 표시하여 전체 화소는 그레이 화상을 표시하게 된다.
상기 도 10 및 도 11을 참조하여 설명한 제1 기간의 리프레시 구동 및 제2 기간의 리프레시 구동을 일정 횟수 반복하여 전체 화소에서 그레이(gray) 화상을 표시하고, 전체 화소의 대전입자를 리프레시 한다.
상술한 바와 같이, 리프레시 기간에 화소전극(114)을 기준으로 전체 화소를 1/2로 분할하여 블랙 화상 및 화이트 화상을 교번적으로 표시함으로써, 리프레시 구동이 이루어지도록 할 수 있다.
종래 기술과 대비하여, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 전기영동 표시장치의 구동방법은 리프레시 구동시, 전체 화소를 기준으로 그레이 화상을 표시하여 화면의 깜박거림 현상을 방지할 수 있다. 이를 통해, 리프레시 구동이 원활히 이루어지도록 하면서 표시 품질을 높일 수 있다.
상술한 본 발명의 제1 내지 제3 실시 예에 따른 전기영동 표시장치의 구동방법은 공통전극(130)이 복수의 공통전극 패턴(132, 134)으로 구성된 경우를 설명하였다.
그러나, 이에 한정되지 않고 도 12에 도시된 바와 같이, 공통전극(130)이 하나의 평판 형태로 형성된 경우에도 화면의 깜박거림 없이 리프레시 구동이 이루어지도록 할 수 있다.
이때에는 도 10 및 도 11을 참조하여 설명한 본 발명의 제3 실시 예에 따른 전기영동 표시장치의 구동방법과 동일하게 전체 화소전극(114)을 제1 화소전극들(114a)과 제2 화소전극들(114b)로 분할하고, 리프레시 기간 중 상기 제1 화소전극들(114a)과 제2 화소전극들(114b)에 공급되는 구동전압의 극성을 서로 다르게 함으로써 리프레시 구동을 수행할 수 있다.
본 발명의 제4 실시 예에 따른 전기영동 표시장치의 구동방법은 리프레시 구동시, 전체 화소를 기준으로 그레이 화상을 표시하여 화면의 깜박거림 현상을 방지할 수 있다. 이를 통해, 리프레시 구동이 원활히 이루어지도록 하면서 표시 품질을 높일 수 있다.
도 13은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 필름 타입의 전기영동 표시장치를 나타내는 도면이다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 필름 타입의 전기영동 표시장치는 상부 기판(120)에 레드, 그린, 블루 및 화이트 컬러필터(150)를 형성하고, 전기영동 필름(140)에서 반사된 빛을 색광으로 출사시켜 풀 컬러 화상을 표시할 수 있다.
도 13에 도시된 필름 타입의 전기영동 표시장치도 상기 도 4 및 도 5를 참조하여 상술한 리프레시 구동방법을 동일하게 적용할 수 있다.
도 14 및 도 15는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 내제화 타입의 전기영동 표시장치를 나타내는 도면이다.
도 14를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 내제화 타입의 전기영동 표시장치는 상부 기판(120)에 레드, 그린, 블루 및 화이트 컬러필터(150)를 형성하고, 전기영동 필름(140)에서 반사된 빛을 색광으로 출사시켜 풀 컬러 화상을 표시할 수 있다.
도 14에 도시된 내재화 타입의 전기영동 표시장치도 상기 도 8 및 도 9를 참조하여 상술한 리프레시 구동방법을 동일하게 적용할 수 있다.
도 15를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 내제화 타입의 전기영동 표시장치는 풀 컬러를 표시하기 위해, 대전입자(220)가 레드(red), 블루(blue), 그린(green), 블랙(black) 및 화이트(white)의 컬러로 착색되어 화소 영역 내에 충진될 수 있다.
그러나, 이에 한정되지 않고, 대전입자(220)는 레드(red), 블루(blue), 그린(green), 옐로우(yellow), 시안(cyan), 마젠타(magenta), 블랙(black) 및 화이트(white)의 컬러가 선택적으로 착색될 수 있다.
도 15에 도시된 내재화 타입의 전기영동 표시장치도 상기 도 8 및 도 9를 참조하여 상술한 리프레시 구동방법을 동일하게 적용할 수 있다.
상술한 본 발명의 실시 예에 따른 전기영동 표시장치들과 이의 구동방법들은 리프레시(refresh) 구동에 따른 화면 깜박거림을 방지할 수 있다. 이를 통해, 리프레시 구동이 원활이 이루어짐과 아울러, 전기영동 표시장치의 표시 품질을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따른 전기영동 표시장치와 이의 구동방법은 화상 표시 구동의 안정성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 상술한 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110: 하부 기판 112: TFT
114: 화소전극 114a: 제1 화소전극들
114b: 제2 화소전극들 130: 공통전극
132, 134: 공통전극 패턴 140: 전기영동 필름
142: 전기영동 캡슐 150: 컬러필터
210: 격벽 220: 대전입자
230: 용제 240: 실링 레이어

Claims (19)

  1. 복수의 화소에 대응되도록 하부 기판 상에 형성되는 복수의 박막 트랜지스터;
    상기 하부 기판에 형성되어 상기 복수의 화소에 구동 전압을 공급하는 복수의 화소전극;
    상기 복수의 화소전극 상부에 형성된 전기영동 레이어;
    상부 기판에 형성되어 상기 전기영동 레이어에 공통전압을 공급하는 공통전극; 및
    상기 하부 기판과 상기 상부 기판을 합착시키는 실링 레이어를 포함하고,
    상기 공통전극은 패터닝되어 복수의 공통전극 패턴으로 구성되고,
    상기 복수의 공통전극 패턴 각각은 상기 복수의 화소전극 각각과 대응하도록 중첩되며,
    상기 실링 레이어는 무극성의 유기물 또는 무극성의 무기물로 형성된, 전기영동 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 공통전극의 복수의 공통전극 패턴 중에서 홀수 번째 공통전극 패턴들이 서로 연결되고,
    상기 공통전극의 복수의 공통전극 패턴 중에서 짝수 번째 공통전극 패턴들이 서로 연결된, 전기영동 표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    화상 전환을 위한 리프레시 기간에 상기 복수의 화소전극에는 0V의 구동전압이 공급되고,
    상기 홀수 번째 공통전극 패턴들과 상기 짝수 번째 공통전극 패턴들에는 서로 다른 극성의 공통전압이 교번적으로 공급되는, 전기영동 표시장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    화상 전환을 위한 리프레시 기간에 상기 복수의 화소전극에는 0V의 구동전압이 공급되고,
    상기 복수의 공통전극 패턴 중에서 1/2에 해당하는 제1 공통전극 패턴들에는 포지티브 극성의 공통전압과 네거티브 극성의 공통전압이 교번적으로 공급되고,
    나머지 1/2에 해당하는 제2 공통전극 패턴들에는 상기 제1 공통전극 패턴들에 공급된 공통전압과 상반된 극성의 공통전압이 공급되는, 전기영동 표시장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    화상 전환을 위한 리프레시 기간에 상기 복수의 화소전극에는 0V의 구동전압이 공급되고,
    상기 복수의 공통전극 패턴 중에서 1/2에 해당하는 제1 공통전극 패턴들에는 +15V의 공통전압과 -15V의 공통전압이 교번적으로 공급되고,
    나머지 1/2에 해당하는 제2 공통전극 패턴들에는 상기 제1 공통전극 패턴들에 공급된 공통전압과 상반된 극성의 +15V 또는 -15V의 공통전압이 공급되는, 전기영동 표시장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    화상 전환을 위한 리프레시 기간에 상기 복수의 공통전극 패턴에는 0V의 공통전압이 공급되고,
    상기 복수의 화소전극 중에서 제1 화소전극들과 제2 화소전극들에는 서로 다른 극성의 구동전압이 교번적으로 공급되는, 전기영동 표시장치.
  7. 제 2 항에 있어서,
    화상 전환을 위한 리프레시 기간에 상기 복수의 공통전극 패턴에는 0V의 공통전압이 공급되고,
    상기 복수의 화소전극 중에서 1/2에 해당하는 제1 화소전극들에는 포지티브 극성의 공통전압과 네거티브 극성의 구동전압이 교번적으로 공급되고,
    나머지 1/2에 해당하는 제2 화소전극들에는 상기 제1 화소전극들에 공급된 구동전압과 상반된 극성의 구동전압이 공급되는, 전기영동 표시장치.
  8. 제 2 항에 있어서,
    화상 전환을 위한 리프레시 기간에 상기 복수의 공통전극 패턴에는 0V의 공통전압이 공급되고,
    상기 복수의 화소전극 중에서 1/2에 해당하는 제1 화소전극들에는 +15V의 구동전압과 -15V의 구동전압이 교번적으로 공급되고,
    나머지 1/2에 해당하는 제2 화소전극들에는 상기 제1 화소전극들에 공급된 구동전압과 상반된 극성의 +15V 또는 -15V의 구동전압이 공급되는, 전기영동 표시장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 공통전극 패턴들 간의 간격은 최대 10um 이하인, 전기영동 표시장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    하나의 공통전극 패턴은 하나의 화소전극과 동일한 크기로 형성된, 전기영동 표시장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    하나의 공통전극 패턴은 적어도 2개 화소전극과 대응되는 크기로 형성된, 전기영동 표시장치.
  12. 삭제
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 화소전극을 둘러싸도록 형성된 격벽을 더 포함하고,
    상기 격벽에 의해 형성된 화소 영역 내에 복수의 대전입자 및 용제를 포함하는 전기영동 분산액이 충진되어 상기 전기영동 레이어가 구성된, 전기영동 표시장치.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
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