KR102706610B1 - Display Device Using Capacitor Characteristics - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 구조적으로 커패시터 특성을 가지는 반사형 표시장치의 패널 구조 및 제어 방법에 관한 것으로서, 디스플레이층을 구성하는 각 단위셀 내지 세그먼트들이 구조적으로 무극성의 커패시터 특성을 가지도록 패널 구조를 설계하고 표시부에 형성된 공통전극에 별도의 구동전압이 공급되지 않고도 하부기판에 독립적으로 형성된 전극들에 공급되는 전압에 의하여 단위셀 내지 세그먼트들에 선택적으로 수직 방향으로 전기장을 형성하고 형성된 전기장의 방향을 제어하는 방법에 관한 기술이다. 또한, 단위셀 내지 세그먼트들 간의 커패시턴스(정전용량)전기적으로 제어하여 구동보드에서 패널로 공급되는 구동전압의 세기가 균등하여도 각 단위셀 내지 세그먼트들에 분배되는 전압의 세기를 선택적으로 조절하여 형성되는 전기장의 세기를 제어하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a panel structure and a control method of a reflective display device structurally having capacitor characteristics, and more particularly, to a technology for designing a panel structure so that each unit cell or segment constituting a display layer structurally has non-polar capacitor characteristics, and selectively forming an electric field in a vertical direction in the unit cells or segments by a voltage supplied to electrodes formed independently on a lower substrate without supplying a separate driving voltage to a common electrode formed on a display portion, and controlling the direction of the formed electric field. In addition, the present invention relates to a method for controlling the intensity of the formed electric field by electrically controlling the capacitance (electrostatic capacity) between the unit cells or segments and selectively adjusting the intensity of the voltage distributed to each unit cell or segment even when the intensity of the driving voltage supplied to the panel from the driving board is equal.
도 1a, 도 1b 및 도 1c는 커패시터의 구조 및 연결 방법을 도시한 모식도이다.Figures 1a, 1b and 1c are schematic diagrams showing the structure and connection method of a capacitor.
도 1a, 도 1b 및 도 1c를 참조하면, 커패시터(104) 또는 콘덴서의 기본 구조는, 두 도체(100)가 서로 대향하고, 두 도체 사이에 절연체 또는 유전체(103)가 형성되며, 두 도체에 전압이 인가되어 유전체(또는 절연체) 내의 전하 분극으로 인하여 양전하와 음전하가 서로 다른 도체에 모여 축적되면서 내부에 전기장이 형성되는 구조이다.Referring to FIGS. 1A, 1B, and 1C, the basic structure of a capacitor (104) or condenser is a structure in which two conductors (100) face each other, an insulator or dielectric (103) is formed between the two conductors, a voltage is applied to the two conductors, and due to charge polarization within the dielectric (or insulator), positive and negative charges are collected and accumulated on different conductors, thereby forming an electric field inside.
이때, 전압이 인가되어 두 도체 양단에 형성되는 전위차 및 전하 축적 등에 직접적으로 영향을 미치는 커패시턴스(Capacitance: 커패시터에 전하를 축적할 수 있는 능력)는 두 도체(100)가 대향하는 면적(101), 두 도체 사이의 거리(102), 두 도체 사이에 위치한 유전체 또는 절연체 재료의 유전율 등에 의하여 결정되며, 커패시턴스(커패시터의 정전용량)가 클수록 동일한 전압에도 더 많은 전하를 축적할 수 있다.At this time, the capacitance (capacitance: ability to store charge in a capacitor), which directly affects the potential difference and charge accumulation formed at both ends of the two conductors when voltage is applied, is determined by the area (101) of the two conductors (100) facing each other, the distance (102) between the two conductors, the permittivity of the dielectric or insulating material located between the two conductors, etc., and the larger the capacitance (capacitance of the capacitor), the more charge can be stored even at the same voltage.
도 1b 및 도 1c를 참조하면, 두개의 커패시터를 병렬 또는 직렬로 연결하는 방식에 따라 커패시터의 용량, 내압(방전이 일어나지 않고 사용할 수 있는 최대전압), 공통인가전압에 따른 커패시터 각각의 도체 양단에 생성되는 전압 내지 전위차 및 축적되는 전하의 극성(양전하 내지 음전하) 등이 결정된다. 복수의 커패시터들을 병렬로 연결하면, 병렬로 연결된 전체 커패시터의 용량은 증가하고 내압은 불변하며, 병렬로 연결된 커패시터 각각의 용량과 관계없이 인가되는 전압에 의하여 커패시터 각각에 생성되는 전압의 극성(축적되는 전하의 부호) 및 세기(또는 전기장의 세기)는 모두 같다. 반면에, 복수의 커패시터들을 직렬로 연결하면, 직렬로 연결된 전체 커패시터의 정전용량은 감소하고 내압은 증가하며, 각각의 커패시터가 가지는 정전용량에 따라 인가되는 전압에 의하여 커패시터 각각에 분배되는 전압의 세기가 다르고 직렬로 연결된 커패시터들에 공급되는 전압의 극성에 따라 커패시터 각각에 형성된 전기장의 방향이 결정된다.Referring to FIGS. 1b and 1c, depending on how two capacitors are connected in parallel or in series, the capacity, withstand voltage (maximum voltage that can be used without discharge), voltage or potential difference generated at both ends of each conductor of the capacitor according to a common applied voltage, and polarity (positive or negative) of accumulated charge, etc. are determined. When a plurality of capacitors are connected in parallel, the capacity of the entire capacitors connected in parallel increases and the withstand voltage remains constant, and regardless of the capacity of each capacitor connected in parallel, the polarity (sign of accumulated charge) and intensity (or intensity of electric field) of the voltage generated in each capacitor by the applied voltage are all the same. On the other hand, when a plurality of capacitors are connected in series, the electrostatic capacitance of the entire capacitors connected in series decreases and the withstand voltage increases, and the intensity of the voltage distributed to each capacitor is different according to the electrostatic capacitance of each capacitor and the polarity of the voltage supplied to the capacitors connected in series is determined.
도 1c를 참조하면, 두 개의 커패시터들을 직렬로 연결하고 두 커패시터의 끝단에 인가되는 전압(V)의 부호를 다르게 공급 시, 커패시터 C2에서 전압이 공급되고 커패시터 C2를 구성하는 제1의 도체에는 양의 부호의 전압이 공급됨에 따라 +극성을 띄고 대향하는 위치에 있는 커패시터 C2를 구성하는 제2의 도체 방향으로는 전하 축적에 의하여 상대적인 - 극성을 띤다.Referring to Fig. 1c, when two capacitors are connected in series and different signs of the voltage (V) applied to the ends of the two capacitors are supplied, voltage is supplied from capacitor C2, and a positive voltage is supplied to the first conductor constituting capacitor C2, so it has a + polarity, and the second conductor constituting capacitor C2 located in the opposite position has a relative - polarity due to charge accumulation.
또한, 커패시터 C1에서 전압이 공급되고 커패시터 C1를 구성하는 제1의 도체에는 음의 부호의 전압(또는 GND 전압)이 공급됨에 따라 - 극성을 띄고, 이에 대향하는 위치에 있으며, 커패시터 C1을 구성하는 제2의 도체에는 전하 축적에 의하여 + 극성을 띈다.In addition, since voltage is supplied from capacitor C1 and a negative voltage (or GND voltage) is supplied to the first conductor constituting capacitor C1, it has a - polarity and is located opposite to it, and the second conductor constituting capacitor C1 has a + polarity due to charge accumulation.
즉, 두 커패시터를 직렬로 연결하기 위하여 도선이 맞닿는 영역의 제2의 도체들은 제1의 도체들과 서로 반대 부호의 극성을 띄며, 형성된 전기장도 서로 반대 방향으로 흐른다. 복수의 커패시터들이 직렬로 연결되었을 때 전체 공급전압이 각 커패시터에 분배되는 전압은 커패시터 전압분배 법칙에 의하여 산출될 수 있다.That is, in order to connect two capacitors in series, the second conductors in the area where the conductors meet have polarities opposite to those of the first conductors, and the electric fields formed also flow in opposite directions. When multiple capacitors are connected in series, the voltage distributed from the total supply voltage to each capacitor can be calculated by the capacitor voltage division law.
도 1c를 참조하면, 직렬로 연결된 커패시터들의 경우, 커패시터 C1에 형성된 양단의 전압은 V1=(C2/C1+C2)×V(전체 입력전압) 공식으로, 커패시터 C2에 형성된 양단의 전압은 V2=(C1/C1+C2)×V의 직렬커패시터 전압분배 공식에 대입하여 산출할 수 있다.Referring to Fig. 1c, in the case of capacitors connected in series, the voltage across the terminals of capacitor C1 can be calculated by the formula V1 = (C2 / C1 + C2) × V (total input voltage), and the voltage across the terminals of capacitor C2 can be calculated by substituting it into the series capacitor voltage distribution formula of V2 = (C1 / C1 + C2) × V.
따라서 직렬로 연결된 두 커패시터의 용량이 상이하면 커패시터 전압분배 법칙에 따라 상대적으로 커패시터 용량이 작은 커패시터에 분배되는 전압의 세기가 크다.Therefore, if the capacities of two capacitors connected in series are different, the voltage distributed to the capacitor with the relatively smaller capacitor capacity is greater according to the capacitor voltage division law.
전기장의 방향 및 세기를 조절하여 색상이 표시되는 반사형 표시장치는 전기장을 형성하기 위하여 최소 두개의 도체들을 사용하며, 두 도체 사이에 위치한 디스플레이층이 유전율을 가진 공기(공기도 유전율이 낮지만 유전체의 특성을 가지고 있음) 또는 유체 등의 매개체가 포함되면 무극성의 커패시터와 유사한 구조를 가진다. 그 대표적인 예로 전기영동 기술 기반의 반사형 표시장치가 있다.Reflective displays that display colors by controlling the direction and intensity of an electric field use at least two conductors to form an electric field, and when the display layer located between the two conductors contains a medium such as air (air also has low permittivity but dielectric properties) or a fluid, it has a structure similar to a nonpolar capacitor. A representative example is a reflective display based on electrophoresis technology.
전기영동 기술을 이용한 표시장치는 외부로부터 인가되는 전압에 의하여 단위셀 내지 세그먼트들에 전기장이 형성되면, 전기영동 입자가 지닌 전하의 부호와 극성이 반대인 전압이 인가되는 전극을 향하여 이동하는 현상을 이용하여 특정한 색상 내지 정보를 구현한다.A display device using electrophoresis technology implements specific colors or information by utilizing the phenomenon in which, when an electric field is formed in unit cells or segments by an externally applied voltage, electrophoretic particles move toward an electrode to which a voltage with the opposite polarity to the sign of the charge they carry is applied.
전기영동 기술 기반의 표시장치는 양전하 혹은 음전하를 띄는 입자들이 영동하는 매개체가 공기 또는 유체인 형태로 구분되며, 매개체가 유체인 전기영동 표시장치가 현재까지 가장 성공적으로 상용화가 되어 관련 시장을 주도하고 있다.Display devices based on electrophoresis technology are classified into types in which the medium through which positively or negatively charged particles move is air or a fluid. Electrophoresis displays in which the medium is a fluid have been most successfully commercialized to date and are leading the related market.
도 2a, 도 2b 및 도 2c는 종래의 수직/수평 전기장에 의한 전기영동 입자의 제어방법을 나타내는 전기영동 기술 기반 표시장치의 단면도이다.FIGS. 2A, 2B and 2C are cross-sectional views of an electrophoretic technology-based display device showing a conventional method of controlling electrophoretic particles by vertical/horizontal electric fields.
도 2a를 참조하면, 매개체가 유체(203)인 전기영동 표시장치에 있어서, 전하를 띄는 전기영동 입자(202)들을 제어하기 위한 방법으로서, 수평 전계(전기장)에 의하여 전기영동 입자들을 제어하는 방법을 나타낸다.Referring to FIG. 2a, in an electrophoretic display device in which a medium is a fluid (203), a method for controlling electrophoretic particles (202) having a charge is shown, in which the electrophoretic particles are controlled by a horizontal electric field (electric field).
전기영동 기술 기반의 표시장치는 상부기판(201)에는 전극이 형성되지 않고 하부기판(206)에만 복수의 하부전극(205)들이 평행하게 형성된 구조이며, 하부기판에 평행하게 형성된 전극들 중 가장 인접한 두 개 이상의 전극들에 구동부(207)로부터 반대 부호의 전압을 공급하여 수평으로 형성된 전기장에 방향에 따라 전기영동 입자들을 특정한 전극 방향으로 집중시켜 색상을 표시한다. 그러나 하부기판에 형성된 전극들 간의 간격이 넓어질수록 전기영동 입자들이 영동할 수 있는 전기장을 형성하기 위한 구동전압이 높아지고 해상도에 영향을 미치는 격벽(204)에 의해 구분되는 단위셀 면적 및 전극 패턴에 많은 제약이 따든다.A display device based on electrophoresis technology has a structure in which electrodes are not formed on an upper substrate (201) and a plurality of lower electrodes (205) are formed in parallel only on a lower substrate (206). A voltage of opposite sign is supplied from a driving unit (207) to two or more of the electrodes formed in parallel on the lower substrate, thereby concentrating electrophoretic particles in a specific electrode direction according to the direction of the horizontally formed electric field to display a color. However, as the interval between the electrodes formed on the lower substrate increases, the driving voltage for forming an electric field in which electrophoretic particles can move increases, and there are many restrictions on the unit cell area and electrode pattern separated by the partition (204) that affect the resolution.
또한, 형성된 두 전극극의 가장 자리의 거리차로 인하여 전기장을 형성하는 두 전극 표면의 위치에 따른 전기장의 편차가 발생하고 두 전극의 가장자리 영역 또는 두 전극을 구분하는 부도체 영역은 전기영동 입자들을 움직이기 위하여 상대적으로 높은 구동전압을 요구하며, 그로 인하여 입자들의 느린 응답시간 및 입자들의 응집 등에 의하여 색특성 및 수명 등의 저하 등이 야기된다.In addition, due to the difference in distance between the edges of the two electrode poles formed, a deviation of the electric field occurs depending on the position of the two electrode surfaces forming the electric field, and the edge region of the two electrodes or the non-conductive region separating the two electrodes requires a relatively high driving voltage to move the electrophoretic particles, which causes a slow response time of the particles and agglomeration of the particles, resulting in a deterioration of the color characteristics and lifespan, etc.
또한, 색상을 표시하기 위하여 특정한 전극으로 전기영동 입자들을 집중시킬 때 입자들이 집중되어 있는 영역은 구조적으로 표시장치의 개구율 및 해상도 등을 저하시킨다.In addition, when electrophoretic particles are concentrated with a specific electrode to display a color, the area where the particles are concentrated structurally reduces the aperture ratio and resolution of the display device.
이러한 이유로 해당 기술이 적용된 반사형 표시장치는 현재까지 상용화에 성공하지 못하였으며, 반사형 표시장치 보다 주로 투과되는 빛을 선택적으로 가변하는 투명 디스플레이 또는 스마트 윈도우용 등의 투과도 가변 표시장치에 응용되고 있다.For this reason, reflective display devices using the technology have not been successfully commercialized to date, and are mainly used in variable transmittance displays, such as transparent displays or smart windows that selectively vary the light transmitted, rather than reflective display devices.
도 2b 및 도 2c를 참조하면, 수직 전계에 의하여 전기영동 입자들을 제어하는 방법을 나타낸 전기영동 기술 기반의 표시장치는 상부기판에 공통전극이 형성되고 하부기판에 공통전극에 대향하는 위치에 복수의 전극들이 형성된 구조를 가지며, 상부의 공통전극과 하부의 전극에 전압을 인가하여 수직으로 형성된 전기장에 의하여 전기영동 입자들을 선택적으로 상부 내지 하부전극 방향으로 이동시켜 색상을 표시한다.Referring to FIGS. 2b and 2c, a display device based on electrophoresis technology showing a method of controlling electrophoretic particles by a vertical electric field has a structure in which a common electrode is formed on an upper substrate and a plurality of electrodes are formed on a lower substrate at positions facing the common electrode, and a voltage is applied to the upper common electrode and the lower electrode to selectively move electrophoretic particles in the direction of the upper or lower electrodes by the electric field formed vertically, thereby displaying a color.
도 2b 및 도 2c를 참조하면, 전기장을 형성하기 위한 상부기판(201)의 공통전극(208)과 대향하는 위치의 하부기판(206) 상의 하부전극(205)들 간의 거리가 모두 일정하기 때문에 전극표면의 위치에 따른 전기장 편차가 없으며, 전적으로 표시부의 공통전극(208)으로 이동한 전기영동 입자들(210)(211)의 색상에 의하여 정보를 표시하기 때문에 상대적으로 구동전압이 낮고 입자들 간의 응집현상이 적으며 개구율 및 해상도가 뛰어나다. 이러한 이유로 전기영동 기술 기반의 반사형 표시장치는 대부분 수직으로 형성된 전기장에 의하여 전기영동 입자들을 제어하는 방식을 선호하고 있다.Referring to FIGS. 2b and 2c, since the distance between the lower electrodes (205) on the lower substrate (206) facing the common electrode (208) of the upper substrate (201) for forming an electric field is all constant, there is no electric field deviation according to the position of the electrode surface, and since information is displayed entirely by the color of the electrophoretic particles (210)(211) that have moved to the common electrode (208) of the display portion, the driving voltage is relatively low, the aggregation phenomenon between the particles is small, and the aperture ratio and resolution are excellent. For this reason, most reflective displays based on electrophoretic technology prefer a method of controlling electrophoretic particles by an electric field formed vertically.
도 2a를 참조하면, 전기장을 형성하기 위하여 형성된 복수의 패터닝된 하부전극(205)들이 서로 마주보지 않고 평행하게 형성되었으며, 나노 단위의 두께로 매우 얇고 균일하게 증착된 전극의 두께가 커패시터 용량을 결정하는 도체의 면적에 해당함에 따라 정전용량이 극히 낮고 커패시터 구조 및 특성과는 거리가 멀다.Referring to FIG. 2a, a plurality of patterned lower electrodes (205) formed to form an electric field are formed in parallel without facing each other, and the thickness of the electrodes, which are deposited very thinly and uniformly in the nano-unit thickness, corresponds to the area of the conductor that determines the capacitor capacity, so the electrostatic capacitance is extremely low and far from the capacitor structure and characteristics.
반면, 도 2b를 참조하면, 전기장을 형성하기 위하여 서로 대향하는 위치에 전극들이 형성되어 있으며, 마주보는 도체의 면적이 넓어 상대적으로 정전용량이 많고, 무극성의 커패시터와 유사한 구조를 가진다.On the other hand, referring to Fig. 2b, electrodes are formed in positions facing each other to form an electric field, the area of the facing conductor is large, so the electrostatic capacitance is relatively large, and it has a structure similar to a non-polar capacitor.
그러나 전기장을 형성하기 위하여 공통전극(208)에 Vcom 전압 또는 GND 전압이 별도전극(216)으로부터 개구부 내에 형성된 도전성물질(209)을 통해 공급되고, 공통전극(208)에 대향하여 하부기판(206)에 독립적으로 형성된 하부전극(205)들 각각에 별도의 전압이 공급되기 때문에 회로적으로 병렬 또는 직렬로 연결된 커패시터 특성을 가지지 않는다. 각각 독립된 커패시터에 전압을 인가 해야하는 단점을 가진다.However, in order to form an electric field, the Vcom voltage or GND voltage is supplied to the common electrode (208) through the conductive material (209) formed within the opening from the separate electrode (216), and a separate voltage is supplied to each of the lower electrodes (205) formed independently on the lower substrate (206) facing the common electrode (208), so it does not have the characteristics of a capacitor connected in parallel or series in the circuit. It has the disadvantage of having to apply voltage to each independent capacitor.
도 2c를 참조하면, 공통전극(208)에 상대적인 GND 전압에 해당하는 Vcom 전압이 공급되고, 독립적으로 분리된 각각의 하부전극들(2051)(2052)(2053)에 GND 전압과 상대적인 ±15V에 해당하는 전압이 인가되면, 전압이 공급되는 하부전극들(2051)(2052)(2053)에 위치한 각 단위셀 내지 세그먼트에 양단의 전압 또한 15V가 되며, 각 단위셀 내지 세그먼트 영역에 위치한 두 도체 양단의 극성의 부호는 하부전극에 인가되는 전압의 극성을 그대로 반영하고 인가된 전압의 세기에 비례하여 전위차가 형성된다.Referring to FIG. 2c, when a Vcom voltage corresponding to a GND voltage relative to the common electrode (208) is supplied, and a voltage corresponding to ±15 V relative to the GND voltage is applied to each of the independently separated lower electrodes (2051)(2052)(2053), the voltage at both ends of each unit cell or segment located at the lower electrodes (2051)(2052)(2053) to which the voltage is supplied also becomes 15 V, and the sign of the polarity of both ends of the two conductors located in each unit cell or segment area directly reflects the polarity of the voltage applied to the lower electrode, and a potential difference is formed in proportion to the strength of the applied voltage.
즉, 두 방식 모두 구동부에서 공급되는 전압의 극성에 의하여 생성되는 전기장의 방향이 결정되고, 공급되는 전압의 세기에 비례하여 단위셀 내지 세그먼트에 생성되는 전위차도 커진다.That is, in both methods, the direction of the electric field generated is determined by the polarity of the voltage supplied from the driving unit, and the potential difference generated in the unit cell or segment also increases in proportion to the strength of the supplied voltage.
도 3a 및 도 3b는 종래의 전기영동 기술 기반 표시장치의 단면도이다.Figures 3a and 3b are cross-sectional views of a conventional electrophoretic technology-based display device.
도 3c 및 도 3d는 종래의 전기영동 기술 기반 표시장치의 수직전계를 형성하기 위한 디스플레이 패널의 제조 방법을 나타내는 모식도이다.FIG. 3c and FIG. 3d are schematic diagrams showing a method for manufacturing a display panel for forming a vertical electric field of a conventional electrophoretic technology-based display device.
도 3a를 참조하면, 매개체로 유체를 사용하고 수직전계에 의하여 전기영동 입자를 제어하는 반사형 표시장치는 일측면에 각각 형성되는 상부기판(301)에 접하는 상부전극(302) 및 하부기판(309)에 접하는 하부전극(308) 사이에 전하를 띄는 전기영동 제1입자(304), 제2입자(306)들이 유체(305)에 분산된 전자잉크를 포함하는 디스플레이층이 형성된 구조를 가지며, 전자잉크를 충전 및 밀봉하기 위하여 상부기판(301)에 격벽(303)으로 구분된 셀을 형성하고 전자잉크 충전 후 밀봉층 또는 도전성 접착층(307)으로 밀봉하여 디스플레이층(312)을 형성한다.Referring to FIG. 3a, a reflective display device that uses a fluid as a medium and controls electrophoretic particles by a vertical electric field has a structure in which a display layer including electronic ink in which charged electrophoretic first particles (304) and second particles (306) are dispersed in a fluid (305) is formed between an upper electrode (302) in contact with an upper substrate (301) and a lower electrode (308) in contact with a lower substrate (309) which are respectively formed on one side, and in order to charge and seal the electronic ink, cells separated by partition walls (303) are formed on the upper substrate (301), and after the electronic ink is charged, the cells are sealed with a sealing layer or a conductive adhesive layer (307) to form a display layer (312).
도 3b를 참조하면, 전자잉크를 마이크로캡슐(310)화하여 바인더(311)와 혼합한 후, 상부기판(301)에 도포 및 건조/경화시켜 디스플레이층(312)을 형성할 수 있다.Referring to FIG. 3b, electronic ink can be microencapsulated (310) and mixed with a binder (311), then applied to an upper substrate (301) and dried/cured to form a display layer (312).
도 3a 및 3b를 참조하면, 두 방식 모두, 상부기판과 하부기판을 부착하고 디스플레이층에 선택적으로 전압을 공급하기 위하여 도전성 접착물질을 이용하여 상부기판에 형성된 디스플레이층과 하부전극 사이를 부착함으로써 표시장치의 패널을 제작할 수 있다.Referring to FIGS. 3a and 3b, in both methods, a panel of a display device can be manufactured by attaching an upper substrate and a lower substrate and using a conductive adhesive material to selectively supply voltage to the display layer between the display layer formed on the upper substrate and the lower electrode.
도 3a 및 3b를 참조하면, 수직으로 형성된 전기장에 의하여 전기영동 입자들을 제어하기 위하여, 종래에는 상부기판(301)에 형성된 공통전극(302)에 공통전압인 Vcom 또는 GND 전압을 반드시 공급하고, 하부기판(309)에 형성된 하부전극(308)들에 상대적으로 음의 부호의 전압 또는 양의 부호의 전압 및 인가되는 전압의 세기를 조절하여 전기장을 형성하며, 형성된 전기장의 세기 및 방향을 제어하였다.Referring to FIGS. 3a and 3b, in order to control electrophoretic particles by a vertically formed electric field, conventionally, a common voltage, Vcom or GND voltage, must be supplied to a common electrode (302) formed on an upper substrate (301), and an electric field is formed by controlling a voltage of a negative sign or a positive sign and the intensity of the applied voltage relative to lower electrodes (308) formed on a lower substrate (309), and the intensity and direction of the formed electric field are controlled.
도 3c 및 도 3d를 참조하면, 도 3a 및 3b의 표시장치의 수직전계를 형성하기 위한 디스플레이 패널의 제조 방법을 나타내는 것으로서, Vcom 또는 GND 전압을 표시부인 상부기판(301)에 형성된 공통전극(302)에 공급하기 위하여 별도의 배선을 연결하는 공정(공통전극에 형성된 디스플레이층 일부영역 제거 및 세정공정 등)이 반드시 필요하며, 구동보드에서 패널로 원활히 구동전압을 공급하기 위하여 패널을 구성하는 하부기판(309)에 Vcom 또는 GND 전압을 공급하기 위한 별도의 전극(315)이 형성되어야 한다.Referring to FIGS. 3c and 3d, a method for manufacturing a display panel for forming a vertical electric field of the display device of FIGS. 3a and 3b is shown. In order to supply Vcom or GND voltage to a common electrode (302) formed on an upper substrate (301) which is a display portion, a process for connecting a separate wire (such as a process for removing and cleaning a portion of a display layer formed on the common electrode) is absolutely necessary, and in order to smoothly supply a driving voltage from a driving board to the panel, a separate electrode (315) for supplying Vcom or GND voltage to a lower substrate (309) constituting the panel must be formed.
도 3c를 참조하면, 하부기판(309)에 형성된 별도의 전극(315)을 통하여 공통전극(302)에 Vcom 또는 GND 전압을 공급하기 위해서는, 패널제작 시, 여러 공정을 통하여 디스플레이층 일부를 제거 및 세정/건조 후 해당 개구부(313)에 도전성 물질(314)을 충전 또는 부착하여 Vcom 또는 GND 전압이 공급되는 하부기판(309)에 별도로 형성된 전극(315)에 연결하는 공정이 반드시 요구된다.Referring to FIG. 3c, in order to supply Vcom or GND voltage to the common electrode (302) through a separate electrode (315) formed on the lower substrate (309), during panel manufacturing, a process of removing and cleaning/drying a portion of the display layer through several processes and then filling or attaching a conductive material (314) to the corresponding opening (313) and connecting it to the electrode (315) formed separately on the lower substrate (309) to which the Vcom or GND voltage is supplied is absolutely required.
특히, 개구부(313)를 확보하는 과정 중에 발생하는 불순물 및 전극 손상 등에 의하여 Vcom 전압 또는 GND 전압이 정상적으로 공급되지는 못하는 문제가 발생할 수도 있으며, 개구부(313)의 노출 과정 중 파괴된 전자잉크에 포함된 용매/입자들에 의하여 주변 디스플레이층(312)을 오염 또는 변색시킬 수 있는 문제가 생길 수 있다.In particular, a problem may occur in which the Vcom voltage or GND voltage is not supplied normally due to impurities and electrode damage occurring during the process of securing the opening (313), and a problem may occur in which the surrounding display layer (312) may be contaminated or discolored by solvents/particles included in the electronic ink destroyed during the process of exposing the opening (313).
도 3d를 참조하면, 확보된 개구부(313)를 통하여 도전성 물질(314)을 충전 내지 부착하는 과정에서 인접한 하부전극(308)들과 쇼트가 될 수 있으므로, Vcom 또는 GND 전압이 공급되는 영역(315)은 패널의 표시부(316)와 충분히 이격시켜 형성되어야 한다.Referring to FIG. 3d, during the process of charging or attaching a conductive material (314) through the secured opening (313), a short circuit may occur with the adjacent lower electrodes (308), so the area (315) to which the Vcom or GND voltage is supplied must be formed sufficiently apart from the display portion (316) of the panel.
그러나 이러한 종래의 패널 구조와 제조방법은 하부기판(309)의 면적 증가, 디스플레이층(312)의 손실, 실링/마감 영역 증가 등으로 인하여 재료비 및 제조비용이 증가되는 단점을 가진다.However, these conventional panel structures and manufacturing methods have disadvantages in that material costs and manufacturing costs increase due to an increase in the area of the lower substrate (309), loss of the display layer (312), and an increase in the sealing/finishing area.
특히, 도 3d를 참조하면, 공통전극의 면적이 넓어질수록 면저항에 의한 구동 편차를 낮추기 위하여 Vcom 내지 GND 전압이 공급되는 배선이 추가될 수 있으며, 표시부(316) 이외의 불필요한 외곽 영역 또한 더욱 늘어나 종래의 시인성을 중시하는 정보디스플레이들과는 달리 색상, 재질 마감 등이 중요한 요소인 CMF design 및 감성 디자인이 요구되는 가구/가전 등의 색벽환 표장재 등에는 적용되는 제품의 디자인 설계에 많은 제약이 따라 직접 적용되기에는 많은 문제점을 가진다.In particular, referring to FIG. 3d, as the area of the common electrode increases, wiring to which the Vcom to GND voltage is supplied may be added in order to reduce the driving deviation due to surface resistance, and unnecessary peripheral areas other than the display portion (316) also increase further. Unlike conventional information displays that emphasize readability, there are many restrictions on the design of products to which color, material finish, etc. are important elements, and color wall display materials for furniture/appliances that require emotional design, and thus there are many problems in direct application.
도 4는 종래의 상이한 문턱전압을 가지는 2종 이상의 컬러 전기영동 입자들을 포함하는 표시장치의 단면도이다.FIG. 4 is a cross-sectional view of a display device including two or more types of color electrophoretic particles having different threshold voltages.
도 4를 참조하면, 도 3a, 3b, 3c 및 3d에 기술한, 수직으로 형성된 전계(전기장)에 의하여 전기영동 입자들을 제어하는 표시장치의 구성에 있어서, 상이한 문턱전압 내지 응답시간을 가지는 2종 이상의 전기영동 입자들을 이용하면 컬러필터를 사용하지 않고도 다양한 컬러를 표시할 수 있다.Referring to FIG. 4, in the configuration of a display device that controls electrophoretic particles by a vertically formed electric field (electric field) as described in FIGS. 3a, 3b, 3c and 3d, by using two or more types of electrophoretic particles having different threshold voltages or response times, various colors can be displayed without using a color filter.
도 4를 참조하면, 상이한 문턱전압 내지 응답시간을 가지는 컬러 전기영동 입자들(제1 내지 제4 입자, 404, 405, 406, 407)을 선택적으로 제어하기 위해서 표시부의 공통전극(402)에 GND 전압에 해당하는 Vcom 전압을 공급하고 구동하고자 하는 전기영동 입자의 문턱전압에 해당하는 전압의 세기를 하부전극(410)에 인가하는 방식이 적용되었다.Referring to FIG. 4, in order to selectively control color electrophoretic particles (first to fourth particles, 404, 405, 406, 407) having different threshold voltages or response times, a method of supplying a Vcom voltage corresponding to a GND voltage to a common electrode (402) of a display portion and applying a voltage intensity corresponding to the threshold voltage of the electrophoretic particles to be driven to the lower electrode (410) was applied.
즉, 상이한 문턱전압이 내지 응답시간이 가지는 전기영동 입자들을 제어하기 위하여 상이한 세기의 구동전압을 구동보드(412)에서 출력하여 각 단위셀 내지 세그먼트들이 위치한 두 전극에 공급하여 문턱전압 내지 응답시간이 상이한 전기영동 입자들을 선택적으로 제어하였다.That is, in order to control electrophoretic particles having different threshold voltages or response times, driving voltages of different strengths are output from the driving board (412) and supplied to the two electrodes where each unit cell or segment is located, thereby selectively controlling electrophoretic particles having different threshold voltages or response times.
그러나 종래의 기술들은 구동보드(412)에서 출력되는 전압의 세기에 비례하여 단위셀 내지 세그먼트에 형성되는 전위차를 직접적으로 조절해야 한다.However, conventional technologies must directly control the potential difference formed in a unit cell or segment in proportion to the strength of the voltage output from the driving board (412).
즉, 구동보드(412)로부터 패널에 인가되는 전압의 세기를 조절하기 위해서는 문턱전압이 다른 전기영동 입자들이 추가될 때마다 구동보드(412)에서 출력해야 하는 상이한 구동전압의 수가 늘어남에 따라 구동보드(412)의 회로가 복잡하고 상대적으로 가격이 높고 소비전력이 큰 고사양의 부품들이 사용된다.That is, in order to control the intensity of the voltage applied to the panel from the driving board (412), the number of different driving voltages that must be output from the driving board (412) increases as electrophoretic particles with different threshold voltages are added, so the circuit of the driving board (412) becomes complex and relatively expensive, high-spec components with high power consumption are used.
또한, 제작된 구동보드(412)로부터 상이한 구동전압을 출력하기 위하여 상대적으로 복잡한 구동파형과 프로그래밍이 요구되는 문제점이 있다.In addition, there is a problem that relatively complex driving waveforms and programming are required to output different driving voltages from the manufactured driving board (412).
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 종래의 색변환 표장재로 적용되는 제한된 표시부 영역을 보완하기 위하여 상부전극(공통전극)에 전압을 직접적으로 공급하지 않아도 커패시터 특성을 이용하여 표시장치를 제어하는 것을 목적으로 하며, 보다 상세하게는 비대칭으로 형성된 단위셀 내지 세그먼트들 간의 커패시터 정전용량을 구조적으로 상이하게 설정하여 패널에 공급되는 전압의 세기를 선택적으로 제어할 수 있는 패널의 구조와 이를 포함한 표시장치의 및 이의 제어 방법들을 제공하는 데에 있다.The problem to be solved by the present invention is to control a display device by utilizing capacitor characteristics without directly supplying voltage to an upper electrode (common electrode) in order to supplement the limited display area applied to a conventional color conversion display material, and more specifically, to provide a panel structure capable of selectively controlling the intensity of voltage supplied to the panel by structurally setting capacitor electrostatic capacitance between asymmetrically formed unit cells or segments differently, and a display device including the same and methods of controlling the same.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 매개체가 유체인 전기영동 기술기반 반사형 표시장치에 있어서, 종래의 기술을 적용하여 복수의 균일한 규격의 단위셀들을 가지는 패널 제조 시 야기되는 개구율 및 해상도 등의 특성 저하, 공통전극에 전압을 공급하여 전기장을 형성하기 위한 디스플레이층의 개구부 노출과정 중 제품의 오염/변색, 도전성 물질을 충전하는 과정에서 인접한 하부전극들과의 쇼트 문제, 상이한 구동전압을 가지는 전기영동입자들을 제어하기 위해 요구되는 고기능/고가격의 구동보드의 소비전력 증가 등의 문제들을 해결하기 위한, 3종 이상의 복수의 컬러입자들을 선택적으로 제어할 수 있는 패널의 구조와 이를 포함한 표시장치의 및 이의 제조방법 그리고 표시부의 전면/선택적 구동을 하기 위한 제어방법을 제공하는데에 있다.The problem to be solved by the present invention is, in a reflective display device based on electrophoresis technology where the medium is a fluid, problems such as a decrease in characteristics such as an aperture ratio and resolution caused when manufacturing a panel having a plurality of unit cells of uniform specifications by applying conventional technology, contamination/discoloration of the product during the process of exposing an opening in the display layer for supplying voltage to a common electrode to form an electric field, a short circuit problem with adjacent lower electrodes during the process of charging a conductive material, and an increase in power consumption of a high-function/high-price driving board required to control electrophoretic particles having different driving voltages, and the like, to provide a structure for a panel capable of selectively controlling three or more types of multiple color particles, a display device including the same, a manufacturing method therefor, and a control method for fully/selectively driving a display unit.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 매개체가 유체인 전기영동 기술기반 반사형 표시장치에 있어서, 종래의 기술들의 문제점을 해결하기 위하여, 패널의 제조공정을 단순화하고 수율향상 및 제조비용이 절감될 수 있도록, 단위셀 내지 세그먼트들이 구조적으로 커패시터 특성을 가지도록 패널을 구성하여 전기장을 형성하는 표시장치를 제공하는 데에 있다.The problem to be solved by the present invention is to provide a display device in which unit cells or segments are structurally configured to have capacitor characteristics to form an electric field by configuring a panel so that the panel manufacturing process can be simplified, the yield can be improved, and the manufacturing cost can be reduced, in order to solve the problems of the conventional technologies in an electrophoretic technology-based reflective display device in which the medium is a fluid.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 공통전극에 전압을 직접적으로 공급하는 연결공정 없이도, 전기적으로 단위셀 내지 세그먼트들의 커패시터 정전용량을 조절하여 복수의 단위셀 내지 세그먼트들을 선택적으로 구동할 수 있는 표시장치를 제공하는 데에 있다.The problem to be solved by the present invention is to provide a display device capable of selectively driving a plurality of unit cells or segments by electrically controlling the capacitor capacitance of the unit cells or segments without a connection process that directly supplies voltage to a common electrode.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 다양한 형태의 디자인 및 제품에 적용될 수 있도록 표시부 영역을 최대화하고 실링 및 마감영역을 최소화할 수 있는 패널의 구조와 제어 방법을 가지는 표시장치를 제공하는 데에 있다.The problem to be solved by the present invention is to provide a display device having a panel structure and a control method capable of maximizing a display area and minimizing a sealing and finishing area so that it can be applied to various types of designs and products.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 문턱전압 내지 응답시간의 편차 등을 이용하여 컬러를 구현하는 표시장치에 있어서, 구동보드에서 출력되어 패널로 공급되는 전압의 세기가 같아도 단위셀 내지 세그먼트들 간의 커패시터 정전용량차를 이용하여 각 세그먼트 내지 단위셀에 분배되어 공급되는 전압의 세기를 선택적으로 제어할 수 있는 표시장치 패널의 구조와 제어 방법들을 확보하는 데에 있다.The problem to be solved by the present invention is to secure a structure and control methods of a display panel capable of selectively controlling the intensity of the voltage distributed and supplied to each segment or unit cell by utilizing the difference in capacitor electrostatic capacitance between unit cells or segments, even when the intensity of the voltage output from the driving board and supplied to the panel is the same, in a display device that implements color by utilizing the difference in threshold voltage or response time, etc.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 종래의 색변환 표장재로 적용되는 제한된 표시부 영역을 보완하기 위하여 상부전극(공통전극)에 전압을 직접적으로 공급하지 않아도 커패시터 특성을 이용하여 표시장치를 제어하는 것을 목적으로 하며, 보다 상세하게는 비대칭으로 형성된 단위셀 내지 세그먼트들 간의 커패시터 정전용량이 구조적으로 상이하게 설정하여 패널에 공급되는 전압의 세기를 선택적으로 제어할 수 있는 패널의 구조와 이를 포함한 표시장치를 제공하는 데에 있다.The problem to be solved by the present invention is to control a display device by utilizing capacitor characteristics without directly supplying voltage to an upper electrode (common electrode) in order to supplement the limited display area applied to a conventional color conversion display material, and more specifically, to provide a panel structure capable of selectively controlling the intensity of voltage supplied to the panel by structurally setting capacitor electrostatic capacitance between asymmetrically formed unit cells or segments differently, and a display device including the same.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.
본 발명의 일실시예에 따른 표시장치는 상부기판; 하부기판; 상기 상부기판의 일면에 배치되는 공통전극; 상기 하부기판의 일면에 배치되는 하부전극; 상기 공통전극과 상기 하부전극 사이에 적어도 한 종류의 이상의 전기영동 입자들을 포함하는 유체를 내부에 구비하는 디스플레이층; 및 상기 디스플레이층과 상기 하부전극이 사이에 도전성 접착층을 포함하되, 상기 하부전극은 독립적으로 분리된 면적의 크기가 상이한 복수의 하부전극들로 이루어질 수 있다.According to one embodiment of the present invention, a display device comprises: an upper substrate; a lower substrate; a common electrode disposed on one surface of the upper substrate; a lower electrode disposed on one surface of the lower substrate; a display layer having a fluid therein including at least one type of electrophoretic particles between the common electrode and the lower electrode; and a conductive adhesive layer between the display layer and the lower electrode, wherein the lower electrode may be formed of a plurality of lower electrodes having independently separated areas of different sizes.
상기 디스플레이층은 비대칭으로 형성된 세그먼트들을 포함하고, 상기 세그먼트들은 무극성의 커패시터 특성을 가지며, 구조적으로 상이한 정전용량을 가지도록 설정될 수 있다.The above display layer includes segments formed asymmetrically, and the segments have non-polar capacitor characteristics and can be configured to have structurally different electrostatic capacitances.
상기 세그먼트들은 격벽으로 구분된 복수의 단위셀 또는 복수의 마이크로캡슐을 포함할 수 있다.The above segments may comprise a plurality of unit cells or a plurality of microcapsules separated by partitions.
상기 전기영동 입자가 분산된 유체, 상기 디스플레이층을 형성하는데 필요한 바인더 또는 밀봉제, 및 상기 도전성 접착층의 유전율을 조절하거나, 상부 공통전극 또는 하부전극 표면에 유전층을 형성하여 상기 커패시터 정전용량이 제어될 수 있다.The capacitor capacitance can be controlled by adjusting the dielectric constant of the fluid in which the electrophoretic particles are dispersed, the binder or sealant required to form the display layer, and the conductive adhesive layer, or by forming a dielectric layer on the surface of the upper common electrode or the lower electrode.
본 발명의 일실시예에 따른 표시장치를 제어하는 방법으로서, 다른 하부전극 영역에 비해 상대적으로 면적이 작은 하부전극 영역의 표면에 상기 디스플레이층 대비 상대적으로 높은 유전상수를 가지는 물질이 도포되어 있어서, 상대적으로 면적이 작은 하부전극 영역에 대응하는 세그먼트 영역의 커패시터 정전용량이 증가될 수 있다.A method for controlling a display device according to one embodiment of the present invention comprises applying a material having a relatively high dielectric constant compared to the display layer to the surface of a lower electrode region having a relatively small area compared to other lower electrode regions, so that the capacitor capacitance of a segment region corresponding to the lower electrode region having a relatively small area can be increased.
본 발명의 일실시예에 따른 표시장치를 제어하는 방법으로서, 하부기판 상의 표시부 제어용 하부전극 이외의 영역에 상부기판 및 디스플레이층의 유전율과 상이한 물질이 도포된 1개 이상의 커패시터 정전용량 조절용 전극을 형성하여, 1개 이상의 커패시터 정전용량 조절용 전극에 선택적으로 구동전압을 인가함으로써, 상대적인 커패시터 정전용량 차에 의해 세그먼트들에 형성되는 전기장의 세기를 세분화하여 조절할 수 있다.A method for controlling a display device according to one embodiment of the present invention comprises forming one or more capacitor capacitance-controlling electrodes, each of which is coated with a material having a different permittivity from those of an upper substrate and a display layer, in an area other than a lower electrode for controlling a display portion on a lower substrate, and selectively applying a driving voltage to one or more capacitor capacitance-controlling electrodes, thereby enabling the intensity of an electric field formed in segments to be controlled in detail by a relative capacitor capacitance difference.
본 발명의 일실시예에 따른 표시장치를 제어하는 방법으로서, 비대칭으로 형성된 세그먼트들에 인가되는 전압과 극성을 조절하여 문턱전압이 상이한 3종 이상의 전기영동 입자들을 선택적으로 제어할 수 있고, 같은 부호의 전압이 공급되는 세그먼트들의 커패시터 정전용량을 조절하여 상대적으로 문턱전압이 낮은 전기영동 입자들의 채도를 세분화할 수 있다.A method for controlling a display device according to one embodiment of the present invention comprises: selectively controlling three or more types of electrophoretic particles having different threshold voltages by controlling voltage and polarity applied to asymmetrically formed segments; and saturation of electrophoretic particles having relatively low threshold voltages can be segmented by controlling capacitor capacitance of segments to which voltage of the same sign is supplied.
본 발명의 일실시예에 따른표시장치를 제조하는 방법은, 비대칭으로 형성된 세그먼트들을 구성하기 위하여, 다양한 전극 면적을 가지는 복수의 하부전극들이 형성된 하부기판을 제작하는 단계; 및 디스플레이층이 형성된 상부기판과 상기 하부기판을 도전성 접착층으로 합지시키는 단계를 포함할 수 있다.A method for manufacturing a display device according to one embodiment of the present invention may include the steps of: manufacturing a lower substrate on which a plurality of lower electrodes having various electrode areas are formed in order to form asymmetrically formed segments; and bonding an upper substrate on which a display layer is formed and the lower substrate using a conductive adhesive layer.
상기 디스플레이층이 복수의 단위셀 형태로 구성되는 경우, 상부 공통전극에 격벽으로 분리된 복수의 단위셀을 형성하는 단계; 한 종류의 이상의 전기영동 입자들을 포함하는 유체를 준비하는 단계; 상기 복수의 단위셀에 상기 유체를 주입하는 단계; 및 상기 유체가 세거나 이탈하는 것을 방지하기 위하여 밀봉층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.When the display layer is configured in the form of a plurality of unit cells, the method may include a step of forming a plurality of unit cells separated by a partition wall on an upper common electrode; a step of preparing a fluid including one or more types of electrophoretic particles; a step of injecting the fluid into the plurality of unit cells; and a step of forming a sealing layer to prevent the fluid from leaking or escaping.
상기 디스플레이층이 복수의 마이크로캡슐 형태로 구성되는 경우, 한 종류의 이상의 전기영동 입자들을 포함하는 유체를 준비하는 단계; 상기 유체를 마이크로캡슐 형태로 밀봉하는 단계; 및 상기 마이크로캡슐을 바인더에 혼합하여 슬러리를 제조하는 단계; 및 상부 공통전극에 상기 마이크로캡슐을 포함하는 슬러리를 코팅한 후 경화 또는 건조시켜 디스플레이층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.When the display layer is composed of a plurality of microcapsule forms, the method may include the steps of preparing a fluid containing one or more types of electrophoretic particles; sealing the fluid in the form of microcapsules; preparing a slurry by mixing the microcapsules with a binder; and coating the slurry containing the microcapsules on an upper common electrode and then curing or drying it to form a display layer.
본 발명의 기술은 표시장치를 동작시키기 위하여 패널을 구성하는 상부기판에 전압을 공급하기 위한 별도의 채널을 형성할 필요가 없어 종래의 기술들 대비 표시부 영역을 최대화하고 색상이 구현되지 않는 실링/마감 영역을 현격히 감소시킬 수 있으며, 패널 제조 공정이 단순하고 제조비용 또한 크게 절감할 수 있다는 장점을 가진다.The technology of the present invention has the advantage of maximizing the display area and significantly reducing the sealing/finishing area where color is not implemented compared to conventional technologies because there is no need to form a separate channel for supplying voltage to the upper substrate constituting the panel in order to operate the display device, and the panel manufacturing process is simple and the manufacturing cost can also be greatly reduced.
본 발명에 따른 표시장치는 상부의 공통전극 Vcom 내지 GND전압이 공급되지 않고도 선택된 단위셀에 특정한 전기장을 형성할 수 있어 공통전극과 하부기판의 Vcom 전극을 연결하기 위한 별도의 공정이 요구되지 않으며, 하부기판에도 Vcom 내지 GND 전압을 공급하기 위한 별도의 전극이 형성되지 않아 종래의 기술 대비 공통전극의 면적과 관계없이 표시부 영역을 최대한 활용할 수 있으며, 수율의 향상과 더불어 제조비용 또한 크게 절감할 수 있다는 장점을 가진다.The display device according to the present invention can form a specific electric field in a selected unit cell without supplying the common electrode Vcom to GND voltage of the upper portion, so that a separate process for connecting the common electrode and the Vcom electrode of the lower substrate is not required, and since a separate electrode for supplying the Vcom to GND voltage is not formed on the lower substrate, the display area can be utilized to the maximum regardless of the area of the common electrode compared to the conventional technology, and the manufacturing cost can be greatly reduced along with an improvement in the yield.
본 발명에 따른 표시장치는 종래의 기술대비 다양한 형태의 패널의 제조가 용이하며, 소모전력이 높은 고가의 구동보드를 사용하지 않고도 균등 전압이 출력되는 구동보드를 이용하여 상이한 구동전압을 가지는 전기영동입자를 제어할 수 있고, 명암비 내지 채도를 종래의 기술들 대비 더욱 세분화하여 다양한 색상을 구현할 수 있으며, 전기영동 기술 기반의 표시장치 이외에도 커패시터 특성을 가지는 다양한 반사형 표시장치 또는 투과도 가변장치에도 응용될 수 있다는 장점을 가진다.The display device according to the present invention has the advantages of being easy to manufacture panels of various shapes compared to conventional technologies, controlling electrophoretic particles having different driving voltages by using a driving board that outputs a uniform voltage without using an expensive driving board with high power consumption, implementing various colors by further segmenting the contrast ratio and saturation compared to conventional technologies, and being applicable to various reflective display devices or variable transmittance devices having capacitor characteristics in addition to display devices based on electrophoretic technology.
본 발명에 따른 표시장치는 수직전계에 의하여 전기영동 입자들을 제어하기 위하여 공통전극에 직접적으로 전압이 공급되지 않아도 됨에 따라 공통전극에 전압을 공급하기 위한 개구부 확보 및 도전성 물질의 연결공정 등이 요구되지 않아 종래의 기술 대비 패널제조 공정이 단순화되고 향상된 수율과 함께 제조시간을 단축할 수 있다는 장점을 가진다.Since the display device according to the present invention does not require direct voltage supply to the common electrode in order to control electrophoretic particles by a vertical electric field, securing an opening for supplying voltage to the common electrode and a process for connecting a conductive material are not required, thereby simplifying the panel manufacturing process compared to conventional technologies and reducing the manufacturing time with improved yield.
본 발명에 따른 표시장치는 표시부 영역을 최대화하고 색상 내지 이미지가 구현되지 않은 실링/마감 영역을 현격히 감소시킬 수 있어 종래의 기술들 대비 패널의 제조를 위하여 소모되는 재료비 및 부품비 비용을 낮출 수 있으며, 디스플레이의 면적과 관계없이 상대적으로 다양한 형태의 패널 제작이 가능하고 제품 디자인 설계에 대한 제약이 적다는 장점을 가진다.The display device according to the present invention can maximize the display area and significantly reduce the sealing/finishing area where color or image is not implemented, thereby reducing the material cost and component cost consumed for manufacturing the panel compared to conventional technologies, and has the advantage of being able to manufacture panels of relatively various shapes regardless of the display area and having fewer restrictions on product design.
본 발명에 따른 표시장치의 제어방법은 단위셀 내지 세그먼트들에 공급되는 전압의 부호와 수를 제어하여 전기적으로 커패시터 정전용량 조절하여 각 단위셀 내지 세그먼트들에 분배되는 전압의 세기를 다양하게 조절할 수 있어 구동부에서 패널로 공급되는 전압의 세기가 같아도 문턱전압 내지 응답시간이 상이한 전기영동 입자들을 선택적으로 제어할 수 있으며, 종래의 기술들 대비 동일한 성능의 구동보드를 이용하여도 상대적으로 더 많은 수의 문턱전압 내지 응답시간이 상이한 전기영동 입자들을 제어할 수 있다는 장점을 가진다.The control method of a display device according to the present invention controls the sign and number of voltages supplied to unit cells or segments, thereby electrically controlling the capacitor electrostatic capacitance to variously control the intensity of the voltage distributed to each unit cell or segment, so that even if the intensity of the voltage supplied from a driving unit to a panel is the same, electrophoretic particles having different threshold voltages or response times can be selectively controlled, and has the advantage of being able to control a relatively larger number of electrophoretic particles having different threshold voltages or response times using a driving board with the same performance compared to conventional technologies.
본 발명에 따른 표시장치의 제조방법은 구동보드에서 출력되는 전압의 값이 상이하지 않아도 되므로, 구동전압이 다른 전기영동 입자들을 제어하기 위하여, 종래의 기술들 대비, 복잡한 구동파형 및 제어방법이 요구되지 않으며, 소모전력이 상대적으로 높은 고성능의 구동보드가 요구되지 않아 제조비용을 절감할 수 있다는 장점을 가진다.The method for manufacturing a display device according to the present invention has the advantage of reducing manufacturing costs since, since the values of the voltages output from the driving board do not have to be different, a complex driving waveform and control method are not required in order to control electrophoretic particles having different driving voltages, compared to conventional technologies, and a high-performance driving board with relatively high power consumption is not required.
본 발명에 따른 표시장치는 명암비 내지 채도를 종래의 기술들 대비 더욱 세분화하여 다양한 색상을 구현할 수 있다는 장점을 가진다.The display device according to the present invention has the advantage of being able to implement various colors by further improving the contrast ratio and saturation compared to conventional technologies.
본 발명에 따른 표시장치는 형성된 전기장의 방향에 따라 입자가 회전하여 색상을 구현하는 트위스트볼 방식의 표시장치, 유체표면에 전기장을 가하면 표면장력이 변하는 특성을 이용하여 색상을 구현하는 전기습윤 방식의 표시장치 등과 같이 수직으로 형성된 전기장에 의하여 디스플레이층을 제어하고 구조적으로 커패시터 특성을 가지는 다양한 반사형 표시장치 또는 투과도 가변 표시장치들에도 적용할 수 있다는 장점을 가진다.The display device according to the present invention has the advantage of being applicable to various reflective display devices or variable transmittance display devices that control the display layer by a vertically formed electric field and structurally have capacitor characteristics, such as a twistball type display device that implements color by rotating particles according to the direction of a formed electric field, and an electrowetting type display device that implements color by utilizing the characteristic of changing surface tension when an electric field is applied to a fluid surface.
본 발명에 따른 표시장치는 제품의 마감이 매우 중요한 인테리어 가구 및 가전 등의 제품에 색상이 변환되는 포장재에 적용되어, 상이한 면적을 가지는 단위셀 내지 세그먼트가 요구되는 다양한 제품의 외형과 가격 절감 등을 위하여 사용될 수 있는 장점을 가진다.The display device according to the present invention is applied to packaging materials that change color for products such as interior furniture and home appliances, where the finish of the product is very important, and has the advantage of being able to be used for the external appearance and price reduction of various products that require unit cells or segments having different areas.
도 1a, 도 1b 및 도 1c는 커패시터의 구조 및 연결 방법을 도시한 모식도이다.
도 2a, 도 2b 및 도 2c는 종래의 수직/수평 전기장에 의한 전기영동 입자의 제어방법을 나타내는 전기영동 기술 기반 표시장치의 단면도이다.
도 3a 및 도 3b는 종래의 전기영동 기술 기반 표시장치의 단면도이다.
도 4는 종래의 상이한 문턱전압을 가지는 2종 이상의 컬러 전기영동 입자들을 포함하는 표시장치의 단면도이다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 커패시터 특성을 가지는 전기영동 기술 기반의 반사형 표시장치의 구조를 나타내는 모식도이다.
도 5b, c는 본 발명의 일 실시예에 따른 커패시터 특성을 가지는 전기영동 기술 기반의 반사형 표시장치의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 5d, e는 본 발명의 일 실시예에 따른 커패시터 특성을 가지는 전기영동 기술 기반의 반사형 표시장치 중 표시부의 사진이다.
도 6a, b는 표시장치의 각 단위셀의 커패시터 특성을 비교하기 위한 커패시터 회로 구성을 나타내는 모식도이다.
도 7a~e는 본 발명의 도 5a~e와 도 6b에 따른 표시장치 테스트 패널을 구동한 표시부의 사진이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른, 상이한 면적을 가지는 단위셀 내지 세그먼트들로 구성되는 패널 또는 표시장치의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 제작된 상이한 면적의 세그먼트들을 가지는 테스트 패널의 구조를 나타낸 모식도이다.
도 10a~e는 본 발명의 일 실시예에 따라, 도 9a~d에 의해 제작된 테스트 패널의 구동 방법 및 결과를 나타내는 사진이다.
도 11a, b는 본 발명의 일 실시예에 따라, 단위셀 내지 세그먼트의 커패시터 용량특성을 선택적으로 조절할 수 있는 표시장치의 구동 결과를 나타내는 사진이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른, 단위셀 내지 세그먼트의 상대적인 커패시터 용량차를 제어할 수 있는 표시장치의 모식도이다.
도 13a, b는 본 발명의 일 실시예에 따라, 단위셀 내지 세그먼트의 면적이 동일한 표시장치의 문턱전압이 상이한 전기영동 입자들을 제어하는 방법을 나타내는 표시장치의 단면도이다.
도 14a, b, c는 본 발명의 일 실시예에 따라, 단위셀 내지 세그먼트의 면적이 상이한 표시장치에서, 문턱전압이 상이한 전기영동 입자들을 제어하는 방법을 나타내는 표시장치의 구동 사진이다.
도 15a, b는 본 발명의 일 실시예에 따른, 상부의 공통전극에 Vcom 전압 내지 GND 전압을 공급하는 방법과 결합되어 제작된 표시장치의 단면도이다.Figures 1a, 1b and 1c are schematic diagrams showing the structure and connection method of a capacitor.
FIGS. 2A, 2B and 2C are cross-sectional views of an electrophoretic technology-based display device showing a conventional method of controlling electrophoretic particles by vertical/horizontal electric fields.
Figures 3a and 3b are cross-sectional views of a conventional electrophoretic technology-based display device.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a display device including two or more types of color electrophoretic particles having different threshold voltages.
FIG. 5a is a schematic diagram showing the structure of a reflective display device based on electrophoretic technology having capacitor characteristics according to one embodiment of the present invention.
FIGS. 5b and 5c are cross-sectional views showing the structure of a reflective display device based on electrophoretic technology having capacitor characteristics according to one embodiment of the present invention.
FIGS. 5d and e are photographs of a display unit of a reflective display device based on electrophoretic technology having capacitor characteristics according to one embodiment of the present invention.
Figures 6a and b are schematic diagrams showing a capacitor circuit configuration for comparing the capacitor characteristics of each unit cell of a display device.
FIGS. 7a to 7e are photographs of a display unit that drives a display device test panel according to FIGS. 5a to 5e and FIG. 6b of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view of a panel or display device composed of unit cells or segments having different areas according to one embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a schematic diagram showing the structure of a test panel having segments of different areas manufactured according to one embodiment of the present invention.
FIGS. 10a to 10e are photographs showing a driving method and results of a test panel manufactured by FIGS. 9a to d according to one embodiment of the present invention.
FIGS. 11a and 11b are photographs showing the results of driving a display device capable of selectively controlling capacitor capacity characteristics of a unit cell or segment according to one embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a schematic diagram of a display device capable of controlling the relative capacitor capacity difference between unit cells or segments according to one embodiment of the present invention.
FIGS. 13a and 13b are cross-sectional views of a display device showing a method for controlling electrophoretic particles having different threshold voltages of a display device having the same area of unit cells or segments according to one embodiment of the present invention.
FIGS. 14a, b, and c are driving photographs of a display device showing a method for controlling electrophoretic particles having different threshold voltages in a display device having different areas of unit cells or segments according to one embodiment of the present invention.
FIGS. 15a and 15b are cross-sectional views of a display device manufactured in combination with a method of supplying a Vcom voltage or a GND voltage to an upper common electrode according to one embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.The present invention can be modified in various ways and has various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. The effects and features of the present invention and the methods for achieving them will become clear with reference to the embodiments described in detail below together with the drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, and can be implemented in various forms.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. When describing with reference to the drawings, identical or corresponding components are given the same drawing reference numerals and redundant descriptions thereof are omitted.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. 또한 이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.In the following examples, the terms first, second, etc. are not used in a limiting sense but are used for the purpose of distinguishing one component from another component. Also, in the following examples, singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.In the examples below, terms such as “include” or “have” mean that a feature or component described in the specification is present, and do not exclude in advance the possibility that one or more other features or components may be added.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 커패시터 특성을 가지는 전기영동 기술 기반의 반사형 표시장치의 구조를 나타내는 모식도이다. FIG. 5a is a schematic diagram showing the structure of a reflective display device based on electrophoretic technology having capacitor characteristics according to one embodiment of the present invention.
도 5b, c는 본 발명의 일 실시예에 따른 커패시터 특성을 가지는 전기영동 기술 기반의 반사형 표시장치의 구조를 나타내는 단면도이다. FIGS. 5b and 5c are cross-sectional views showing the structure of a reflective display device based on electrophoretic technology having capacitor characteristics according to one embodiment of the present invention.
도 5d, e는 본 발명의 일 실시예에 따른 커패시터 특성을 가지는 전기영동 기술 기반의 반사형 표시장치 중 표시부의 사진이다. FIGS. 5d and e are photographs of a display unit of a reflective display device based on electrophoretic technology having capacitor characteristics according to one embodiment of the present invention.
도 5a를 참조하면, 본 발명은 커패시터 특성을 가지는 전기영동 기술기반의 반사형 표시장치에 관한 것으로서, 상부의 공통전극에 Vcom 내지 GND 전압이 공급되지 않고도 선택된 단위셀 내지 세그먼트들에 전기장을 형성할 수 있어, 공통전극과 하부기판의 Vcom 전극을 연결하기 위한 별도의 공정이 요구되지 않으며, 하부기판에도 Vcom 내지 GND 전압을 공급하기 위한 별도의 전극이 형성되지 않아, 종래의 기술 대비, 공통전극의 면적과 관계없이 표시부(512) 영역을 최대화하고 실링 및 마감영역을 최소화할 수 있는 패널을 제조할 수 있다. Referring to FIG. 5a, the present invention relates to a reflective display device based on electrophoretic technology having capacitor characteristics, wherein an electric field can be formed in selected unit cells or segments without supplying Vcom to GND voltage to an upper common electrode, so that a separate process for connecting the common electrode and the Vcom electrode of the lower substrate is not required, and since a separate electrode for supplying Vcom to GND voltage is not formed on the lower substrate, it is possible to manufacture a panel capable of maximizing the display area (512) and minimizing the sealing and finishing area, regardless of the area of the common electrode, compared to conventional technologies.
즉, 하부기판(508)에 형성된 표시부 제조용 하부전극(507) 상에 상부기판(501)에 형성된 디스플레이층(511)을 도전성 접착물질을 이용하여 부착함으로써 제조된 표시장치의 표시부(512) 패널은, 종래의 기술 대비, 패널의 제조공정이 단순하고 제품의 수율이 향상되며, 제조비용 또한 크게 절감할 수 있다는 장점을 가진다.That is, the display unit (512) panel of the display device manufactured by attaching the display layer (511) formed on the upper substrate (501) onto the lower electrode (507) for manufacturing the display unit formed on the lower substrate (508) using a conductive adhesive material has the advantage of a simple panel manufacturing process, improved product yield, and significantly reduced manufacturing costs compared to conventional technologies.
또한, 실링/마감 영역이 크게 감소됨에 따라 종래의 기술 대비 제약사항이 적어 다양한 형태로 패널 제조가 용이하며, 상대적으로 디자인을 중시하는 다양한 제품들에 응용될 수 있다는 장점을 가진다. In addition, since the sealing/finishing area is greatly reduced, there are fewer restrictions compared to conventional technologies, making it easy to manufacture panels in various shapes, and it has the advantage of being able to be applied to various products that place relative importance on design.
도 5b, c를 참조하면, 패널이 커패시터 특성을 가지기 위하여, 표시부인 상부기판(501)에 형성된 공통전극(상부전극)(502)과 공통전극(502)에 대향하는 위치에 독립적으로 전압이 인가될 수 있는 1개 이상의 복수의 하부전극(507)들이 위치한다. Referring to FIGS. 5b and c, in order for the panel to have capacitor characteristics, a common electrode (upper electrode) (502) formed on the upper substrate (501), which is a display portion, and one or more lower electrodes (507) to which voltage can be applied independently are positioned at positions facing the common electrode (502).
이때, 독립적으로 분리된 하부전극(507)들의 면적의 크기는 같거나 상이할 수 있다. 상기 공통전극(502)과 하부전극(507)들 사이에는 적어도 한 종류의 이상의 전기영동 입자들(제1입자(504), 제2입자(506))을 포함하는 유체(505)를 내부에 구비하는 디스플레이층(511)이 위치한다. At this time, the sizes of the areas of the independently separated lower electrodes (507) may be the same or different. Between the common electrode (502) and the lower electrodes (507), a display layer (511) is positioned, which has a fluid (505) inside containing at least one type of electrophoretic particles (first particles (504), second particles (506)).
도 5b를 참조하면, 디스플레이층(511)이 격벽(503)으로 구분된 복수의 단위셀 형태로 구성되는 경우, 상부전극(502)에 격벽(503)으로 복수의 단위셀이 형성된 후 전기영동 입자들(제1입자(504), 제2입자(506))을 포함하는 유체(505)를 단위셀에 주입 내지 채운 후 유체(505)가 세거나 이탈하는 것을 방지하기 위하여 밀봉층(미도시)이 형성된다. Referring to FIG. 5b, when the display layer (511) is configured in the form of a plurality of unit cells separated by partition walls (503), after a plurality of unit cells are formed by the partition walls (503) in the upper electrode (502), a fluid (505) containing electrophoretic particles (first particles (504), second particles (506)) is injected or filled into the unit cells, and then a sealing layer (not shown) is formed to prevent the fluid (505) from leaking or escaping.
또한, 외부로부터 인가되는 전압에 의하여 디스플레이층(511)에 전기장이 형성되고 디스플레이층(511)과 하부전극(507)이 부착 내지 합지될 수 있도록 밀봉층과 하부전극(507) 사이에 도전성 접착층(509)이 구비된다. 이때, 도전성 접착층(509)에 있어서 밀봉층 기능을 수행하는 접착층이 적용될 경우 밀봉층이 구비되지 않을 수도 있다. In addition, a conductive adhesive layer (509) is provided between the sealing layer and the lower electrode (507) so that an electric field is formed in the display layer (511) by a voltage applied from the outside and the display layer (511) and the lower electrode (507) can be attached or bonded. At this time, if an adhesive layer that performs a sealing layer function is applied to the conductive adhesive layer (509), the sealing layer may not be provided.
도 5b를 참조하면, 상기 디스플레이층은 마이크로캡슐 형태의 디스플레이층(미도시)으로도 구성될 수 있다. 마이크로캡슐 형태로 디스플레이층이 형성된 패널을 제조하기 위해서는 전기영동 입자들을 포함하는 유체를 마이크로캡슐 형태로 밀봉하고 마이크로캡슐들을 바인더에 혼합하여 슬러리를 제조한 후 상부전극에 마이크로캡슐들을 포함하는 슬러리를 코팅 및 경화 내지 건조시켜 디스플레이층이 형성되며, 마이크로캡슐층과 하부전극 사이에 도전성 접착층이 구비된다. Referring to FIG. 5b, the display layer may also be formed as a display layer in the form of a microcapsule (not shown). In order to manufacture a panel in which a display layer is formed in the form of a microcapsule, a fluid containing electrophoretic particles is sealed in the form of a microcapsule, the microcapsules are mixed with a binder to manufacture a slurry, and then the slurry containing the microcapsules is coated on an upper electrode and cured or dried to form a display layer, and a conductive adhesive layer is provided between the microcapsule layer and the lower electrode.
도 5b를 참조하면, 해상도에 영향을 주는 단위셀의 면적은 전적으로 패터닝된 하부전극(507)의 면적에 의존한다.Referring to FIG. 5b, the area of the unit cell affecting the resolution depends entirely on the area of the patterned lower electrode (507).
도 5b를 참조하면, 전기영동 입자를 제어를 위한 전기장을 형성하기 위하여, 상부기판(501)의 공통전극(502)에 Vcom 내지 GND 전압이 공급되지 않고, 단위셀 내지 세그먼트들이 커패시터의 특성을 가지기 위한 도체의 역할을 수행할 수 있다. 또한 각 커패시터 특성을 지닌 단위셀 내지 세그먼트들이 병렬 내지 직렬로 연결하는 도선의 역할을 수행할 수 있다.Referring to Fig. 5b, in order to form an electric field for controlling electrophoretic particles, the Vcom to GND voltage is not supplied to the common electrode (502) of the upper substrate (501), and the unit cells or segments can perform the role of conductors for having the characteristics of a capacitor. In addition, the unit cells or segments having each capacitor characteristic can perform the role of conductors that are connected in parallel or series.
도 5b를 참조하면, 단위셀 내지 세그먼트들이 위치한 복수의 하부전극1(5071), 2(5072), 3(5073), 4(5074)에 인가되는 전압에 의하여 단위셀 내지 세그먼트의 정전용량(커패시턴스)을 전기적으로 조절하고 구동하고자 하는 단위셀 내지 세그먼트들에 분배되는 전압의 세기를 제어하여 형성된 전기장의 세기와 방향을 조절할 수 있다.Referring to FIG. 5b, the capacitance of the unit cells or segments can be electrically controlled by the voltage applied to the plurality of lower electrodes 1 (5071), 2 (5072), 3 (5073), and 4 (5074) where the unit cells or segments are located, and the strength and direction of the formed electric field can be controlled by controlling the strength of the voltage distributed to the unit cells or segments to be driven.
도 5b를 참조하면, 디스플레이층(511)을 구성하는 단위셀 내지 세그먼트들의 면적이 같다면, 상부의 공통전극(502)과 대향하는 위치에 있는 하부전극(507)의 면적과 두 전극 사이에 위치한 물질(디스플레이층(511))의 유전율이 모두 같기 때문에 커패시터 특성을 가지는 각 단위셀 내지 세그먼트의 정전용량은 모두 같게 된다.Referring to FIG. 5b, if the areas of the unit cells or segments constituting the display layer (511) are the same, the area of the lower electrode (507) facing the upper common electrode (502) and the dielectric constant of the material (display layer (511)) located between the two electrodes are all the same, so the electrostatic capacitance of each unit cell or segment having capacitor characteristics is the same.
따라서, 독립적으로 분리된 단위셀들이 위치한 하부전극(507)들에 양의 부호의 전압(+V)과 상대적인 GND 전압인 음의 부호의 전압(-V)이 동일한 수로 공급되면, 도 5b의 우측에 나타낸 바와 같이 회로적으로 같은 부호의 전압이 인가되는 단위셀들은 도선의 기능도 수행하는 공통전극(502)에 의하여 복수의 커패시터들이 병렬로 연결되는 구조를 취하며, 반대 부호의 극성이 인가되는 전극에 해당하는 단위셀들과는 직렬로 연결되는 효과를 가진다.Accordingly, when the same number of voltages of a positive sign (+V) and a voltage of a negative sign (-V), which is a relative GND voltage, are supplied to the lower electrodes (507) where independently separated unit cells are located, as shown on the right side of Fig. 5b, the unit cells to which voltages of the same sign are applied take on a structure in which multiple capacitors are connected in parallel by a common electrode (502) that also performs the function of a conductor, and have the effect of being connected in series with the unit cells corresponding to the electrodes to which the polarity of the opposite sign is applied.
이때, 병렬로 연결된 커패시터들의 수가 같고 정전용량이 동일하기 때문에 각 단위셀에 분배되는 전압의 세기는 모두 같으며, 최종적으로 정전용량이 동일하게 2배로 늘어난 커패시터 2개가 직렬로 연결된 형태임에 따라 커패시터 공식에 따르면 단위셀에 분배되는 전압의 세기는 전체 공급전압의 1/2 세기를 가진다 (V1=V2=V3=V4=V/2).At this time, since the number of capacitors connected in parallel is the same and the electrostatic capacitance is the same, the voltage distributed to each unit cell is the same, and finally, since two capacitors with the electrostatic capacitance doubled are connected in series, the voltage distributed to the unit cell is half the total supply voltage according to the capacitor formula (V1=V2=V3=V4=V/2).
또한, 커패시터 특성에 의하여 분배된 전압에 의하여 각 단위셀 형성된 전기장이 형성될 때, 하부전극들(507)과 대향하는 위치의 공통전극(502)의 영역은 하부전극(507)에 인가되는 전압의 극성과는 반대 부호의 극성을 띠게 된다.In addition, when an electric field formed in each unit cell is formed by a voltage distributed by the capacitor characteristics, the area of the common electrode (502) facing the lower electrodes (507) has a polarity opposite to the polarity of the voltage applied to the lower electrode (507).
도 5d를 참조하면, 도 5b의 한 실시예로서, 음전하를 띄는 백색의 전기영동 입자(506)들과 양전하를 띄는 흑색의 전기영동 입자(504)들을 투명한 유체(505)에 분산시킨 후 마이크로캡슐화여 디스플레이층(511)을 형성한 상부기판(501)을 전극면적과 전극 간의 간격이 같은 4개의 하부전극(507)들이 형성된 하부기판(508)에 부착하여 패널을 제조하였으며(각 세그먼트의 크기: 1cm x 1cm), 2개의 세그먼트들(seg.1 및 seg.3)이 위치한 하부전극(507)들에 +15V와 상대적인 GND 전압을 공급하였다.Referring to FIG. 5d, as an example of FIG. 5b, a display layer (511) was formed on an upper substrate (501) in which negatively charged white electrophoretic particles (506) and positively charged black electrophoretic particles (504) were dispersed in a transparent fluid (505) and then microencapsulated, and a panel was manufactured by attaching four lower electrodes (507) having the same electrode area and spacing between the electrodes to a lower substrate (508). A +15 V voltage and a relative GND voltage were supplied to the lower electrodes (507) on which two segments (seg. 1 and seg. 3) were located.
도 5d를 참조하면, 회로적으로 용량이 같은 커패시터 두개가 직렬로 연결되는 특성을 가짐에 따라 각 세그먼트의 분배되는 전압은 하부전극 방향기준으로 +7.5V와(Seg.3 영역의 두 도체 양단의 전압) -7.5V(Seg.1 영역의 두 도체 양단의 전압)이며, 각 세그먼트에 형성된 전기장의 방향 또한 각 세그먼트의 도체 양단에 형성된 극성에 의하여 결정된다.Referring to Fig. 5d, since the circuit has the characteristic that two capacitors with the same capacity are connected in series, the voltage distributed to each segment is +7.5 V (voltage across the two conductors in the Seg. 3 region) and -7.5 V (voltage across the two conductors in the Seg. 1 region) based on the lower electrode direction, and the direction of the electric field formed in each segment is also determined by the polarity formed at both ends of the conductor in each segment.
그 결과 +15V가 인가되는 세그먼트의 하부전극의 방향으로는 형성된 수직전계에 의하여 음의 전하를 띄는 백색 입자들이 이동하고 +15V가 인가되는 하부전극에 대향하는 위치에 있는 상부의 공통전극 영역으로는 양의 부호를 전하를 띄는 흑색 입자들이 이동하여 표시부에서 흑색의 이미지(Seg.3)를 나타내었으며, 상대적인 GND 전압에 의하여 -V 전압이 인가되는 세그먼트의 하부전극의 방향으로 양의 전하를 띄는 흑색 입자들이 이동하고 -V 전압이 인가되는 하부전극에 대향하는 위치에 있는 상부기판의 공통전극 영역으로는 음의 부호를 전하를 띄는 백색 입자들이 이동하여 표시부에서 백색의 이미지(Seg.1)를 나타내었다.As a result, white particles with a negative charge moved in the direction of the lower electrode of the segment to which +15 V was applied due to the vertical electric field formed, and black particles with a positive charge moved to the upper common electrode region located opposite the lower electrode to which +15 V was applied, thereby displaying a black image (Seg. 3) on the display unit. In addition, black particles with a positive charge moved in the direction of the lower electrode of the segment to which -V voltage was applied due to the relative GND voltage, and white particles with a negative charge moved to the common electrode region of the upper substrate located opposite the lower electrode to which -V voltage was applied, thereby displaying a white image (Seg. 1) on the display unit.
도 5c를 참조하면, 비대칭으로 양의 전압(+V)과 양의 전압의 상대적인 GND 전압인 음의 전압(-V)이 단위셀 내지 세그먼트들에 공급되는 경우, 회로적으로 같은 부호의 전압이 인가되는 단위셀들은 복수의 커패시터들이 병렬로 연결되는 특성을 가져 정전용량이 같으나, 반대 부호의 전압이 인가되는 단위셀들과는 상이한 정전용량을 가진다.Referring to FIG. 5c, when a positive voltage (+V) and a negative voltage (-V), which is a relative GND voltage of the positive voltage, are supplied to unit cells or segments asymmetrically, unit cells to which voltages of the same sign are applied circuitally have the characteristic of multiple capacitors being connected in parallel, so that they have the same capacitance, but have different capacitances from unit cells to which voltages of the opposite sign are applied.
이때, 같은 부호의 전압이 인가되는 단위셀들의 수가 많을 경우 커패시터 정전용량을 결정하는 두 도체가 대향하는 전체 면적이 상대적으로 넓기 때문에 회로적으로 커패시터 정전용량이 상대적으로 크며, 회로적으로 병렬로 구성되는 단위셀에 분배되는 전압의 세기는 같으나 상대적으로 반대 부호의 전압이 인가되는 수가 적은 단위셀들 보다 분배되는 전압의 세기가 작다.At this time, if the number of unit cells to which voltages of the same sign are applied is large, the total area of the two conductors that determine the capacitor capacitance facing each other is relatively large, so the capacitor capacitance is relatively large in terms of the circuit, and the magnitude of the voltage distributed to the unit cells configured in parallel in the circuit is the same, but the magnitude of the distributed voltage is smaller than that of the unit cells to which voltages of the opposite sign are applied in a relatively small number.
즉, 공급되는 전압의 극성에 따라 병렬로 구성된 단위셀들의 직렬로 연결되었을 때 상대적으로 전체 정전용량이 작은 단위셀들에 분배되는 전압의 세기가 크다.That is, when the unit cells configured in parallel are connected in series according to the polarity of the supplied voltage, the voltage distributed to the unit cells with relatively small total capacitance is large.
도 5e를 참조하면, 도 5c의 실시예로서, 3개의 세그먼트에 +15V을 인가하고(Seg.2, Seg.3, Seg.4), 세그먼트 1개의 하부전극에 상대적인 GND 전압인 음의 전압을 인가하였다. 회로적 관점에서 보면 같은 정전용량을 가지는 3개의 커패시터들이 병렬로 연결되고 커패시터 1개가 직렬로 연결된 구조이며, 직렬로 연결된 1개의 커패시터 대비 병렬로 구성된 커패시터들의 전체 정전용량이 3배임에 따라 상대적으로 커패시터 용량이 작은 세그먼트(Seg.1)의 분배되는 전압의 세기는 하부전극 방향을 기준으로 -10.5V이며, 전체 커패시터 용량이 큰 세그먼트들(Seg.1, Seg.2, Seg.3)에 분배되는 전압은 모두 +3.5V이다.Referring to FIG. 5e, as an embodiment of FIG. 5c, +15 V is applied to three segments (Seg. 2, Seg. 3, Seg. 4), and a negative voltage, which is a relative GND voltage, is applied to the lower electrode of one segment. From a circuit perspective, three capacitors having the same capacitance are connected in parallel and one capacitor is connected in series, and since the total capacitance of the capacitors configured in parallel is three times that of one capacitor connected in series, the voltage distributed to the segment (Seg. 1) having a relatively small capacitor capacitance is -10.5 V with respect to the lower electrode direction, and the voltages distributed to the segments (Seg. 1, Seg. 2, Seg. 3) having a large total capacitor capacitance are all +3.5 V.
그 결과, -V가 인가되는 세그먼트에는 분배된 전압에 의하여 형성된 수직전계에 의하여 양의 전하를 띄는 흑색 입자들이 하부전극 방향으로 이동하고 대향하는 위치에 있는 공통전극 영역으로는 음의 부호를 전하를 띄는 백색 입자들이 이동하여 백색의 이미지(Seg.1)를 나타낸 반면에, +V가 인가되는 세그먼트들의 영역은 분배되는 전압의 세기가 작아 전기영동 입자들이 이동할 수 있을 만큼 전기장의 세기가 충분하게 형성되지 않아 입자들의 움직이지 않아 직전에 구현된 이미지(Seg.2, Seg.3, Seg.4)를 그대로 유지하였다. As a result, in the segment to which -V is applied, black particles with a positive charge move toward the lower electrode due to the vertical electric field formed by the distributed voltage, and white particles with a negative charge move to the common electrode region located at the opposite position, thereby displaying a white image (Seg. 1). On the other hand, in the area of the segments to which +V is applied, the intensity of the distributed voltage is small, so that the electric field intensity is not sufficiently formed for the electrophoretic particles to move, and thus the particles do not move, and the previously implemented images (Seg. 2, Seg. 3, Seg. 4) are maintained as they are.
도 6a, b는 표시장치의 각 단위셀의 커패시터 특성을 비교하기 위한 커패시터 회로 구성을 나타내는 모식도이다.Figures 6a and b are schematic diagrams showing a capacitor circuit configuration for comparing the capacitor characteristics of each unit cell of a display device.
도 6a는 표시장치의 각 단위셀을 구성하는 하부전극에 인가되는 전압의 극성에 있어서 종래의 구동방법에 따라 공통전극에 V com 내지 GND 전압이 인가되는 커패시터 회로구성을 나타내는 모식도이다.FIG. 6a is a schematic diagram showing a capacitor circuit configuration in which a voltage of V com to GND is applied to a common electrode according to a conventional driving method in terms of the polarity of the voltage applied to the lower electrode constituting each unit cell of the display device.
도 6b는 본 발명의 일실시예에 따른, 표시장치의 각 단위셀을 구성하는 하부전극에 인가되는 전압의 극성에 있어서 본 발명의 구동방법에 따라 공통전극에 V com 내지 GND 전압이 인가되지 않는 커패시터 회로구성을 나타내는 모식도이다.FIG. 6b is a schematic diagram showing a capacitor circuit configuration in which, according to an embodiment of the present invention, the polarity of the voltage applied to the lower electrode constituting each unit cell of the display device is such that the V com to GND voltage is not applied to the common electrode according to the driving method of the present invention.
도 6a, b를 참조하면, 본 발명의 구동방법에 따른 단위셀을 구성하는 상부 및 하부 전극의 면적이 모두 같은 경우, 종래의 기술인 공통전극에 Vcom 내지 GND 전압이 인가되는 방식과는 달리, 인가되는 전압의 극성과 전압이 공급되는 수를 조절하여 회로적으로 커패시터 특성을 가지는 각 단위셀 내지 세그먼트들의 정전용량을 전기적으로 제어하고, 각 단위셀 내지 세그먼트들에 분배되는 전압의 세기 및 형성된 전기장의 방향 등을 제어할 수 있다. Referring to FIGS. 6a and b, when the areas of the upper and lower electrodes constituting the unit cell according to the driving method of the present invention are all the same, unlike the conventional method of applying Vcom to a common electrode, the polarity of the applied voltage and the number of voltages supplied are controlled to electrically control the electrostatic capacitance of each unit cell or segment having a capacitor characteristic in the circuit, and the intensity of the voltage distributed to each unit cell or segment and the direction of the formed electric field can be controlled.
또한, 커패시터 정전용량차를 극대화하여 단위셀 내지 세그먼트들에 형성된 전기장의 세기를 전기영동입자들이 영동할 수 있는 최소한의 문턱전압보다 낮게 생성할 수 있어 특정한 단위셀 내지 세그먼트들만 선택적으로 구동시킬 수도 있다.In addition, by maximizing the difference in capacitor electrostatic capacitance, the intensity of the electric field formed in the unit cells or segments can be generated lower than the minimum threshold voltage at which electrophoretic particles can move, so that only specific unit cells or segments can be selectively driven.
도 6b를 참조하면, 본 발명의 기술은 커패시터 정전용량차에 의하여 상이하게 형성된 전위차에 의하여 표시부로 이동하는 전기영동 입자들의 양을 조절하여 명암비와 채도 조절이 가능하다.Referring to FIG. 6b, the technology of the present invention can control the contrast ratio and saturation by controlling the amount of electrophoretic particles moving to the display section by a potential difference differently formed by a capacitor electrostatic capacitance difference.
또한, 단위셀들에 전압이 공급되는 시간을 통하여도 전기영동 입자들이 이동하는 속도를 제어할 수 있음에 따라 종래의 기술 대비 명암비와 채도를 더욱 세분화할 수 있다는 장점을 가진다. In addition, since the speed at which electrophoretic particles move can be controlled through the time at which voltage is supplied to the unit cells, it has the advantage of being able to further refine the contrast ratio and saturation compared to conventional technologies.
도 7a~e는 본 발명의 도 5a~e와 도 6b에 따른 표시장치 테스트 패널을 구동한 표시부의 사진이다.FIGS. 7a to 7e are photographs of a display unit that drives a display device test panel according to FIGS. 5a to 5e and FIG. 6b of the present invention.
도 7a를 참조하면, 본 실험을 위하여 전기영동 디스플레이층이 형성된 상부기판을 도전성 접착층을 이용하여 2㎝ × 2㎝의 면적을 가지는 16개의 하부전극들이 0.1mm 간격으로 형성된 하부기판과 부착하여 테스트 패널을 제작하였다. Referring to Fig. 7a, for this experiment, a test panel was manufactured by attaching an upper substrate on which an electrophoretic display layer was formed to a lower substrate on which 16 lower electrodes having an area of 2 cm × 2 cm were formed at 0.1 mm intervals using a conductive adhesive layer.
도 7b를 참조하면, 도 7a에서 제조한 테스트 패널에 전압이 공급되는 세그먼트들의 수와 전압이 인가되는 시간을 제어하여 표시부로 이동하는 전기영동 입자들의 수를 조절함으로써 구현된 색상의 명암비를 제어한 사진이다. Referring to FIG. 7b, it is a photograph showing the control of the contrast ratio of colors implemented by controlling the number of segments to which voltage is supplied and the time for which voltage is applied to the test panel manufactured in FIG. 7a, thereby controlling the number of electrophoretic particles moving to the display section.
도 7c, d는 도 7a에서 제조한 테스트 패널에서 하나의 세그먼트를 선택적으로 구동한 사진이다. Figures 7c and d are photographs of selectively driving one segment in the test panel manufactured in Figure 7a.
도 7e는 도 7a에서 제조한 테스트 패널의 표시부를 동일한 색상으로 구현한 후 각 세그먼트들을 순차적으로 구동한 테스트 패널의 사진이다.Figure 7e is a photograph of a test panel in which the display portion of the test panel manufactured in Figure 7a is implemented with the same color and each segment is driven sequentially.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른, 상이한 면적을 가지는 단위셀 내지 세그먼트들로 구성되는 패널 또는 표시장치의 단면도이다.FIG. 8 is a cross-sectional view of a panel or display device composed of unit cells or segments having different areas according to one embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 패널이 커패시터 특성을 가지기 위하여, 표시부인 상부기판(801)에 형성된 공통전극(상부전극)(802)과 공통전극(802)에 대향하는 위치에 독립적으로 전압이 인가될 수 있는 1개 이상의 복수의 하부전극(807)들이 하부기판(808) 상에 위치한다. 이때, 독립적으로 분리된 하부전극(807)들의 면적의 크기는 상이하다. 상기 공통전극(802)과 하부전극(807)들 사이에는 적어도 한 종류의 이상의 전기영동 입자들(제1입자, 제2입자)(804)(806)을 포함하는 유체(805)를 내부에 구비하는 디스플레이층(811)이 위치한다. Referring to FIG. 8, in order for the panel to have capacitor characteristics, a common electrode (upper electrode) (802) formed on an upper substrate (801), which is a display portion, and one or more lower electrodes (807) to which voltage can be independently applied at positions facing the common electrode (802) are positioned on the lower substrate (808). At this time, the sizes of the areas of the independently separated lower electrodes (807) are different. Between the common electrode (802) and the lower electrodes (807), a display layer (811) is positioned which has a fluid (805) therein, which includes at least one type of electrophoretic particles (first particles, second particles) (804)(806).
도 8을 참조하면, 디스플레이층(811)이 격벽(803)으로 구분된 복수의 단위셀 형태로 구성되는 경우, 상부전극(802)에 격벽(803)으로 복수의 단위셀이 형성된 후 전기영동 입자들(제1입자, 제2입자)(804)(806)을 포함하는 유체(805)를 단위셀에 주입 내지 채운 후 유체(805)가 세거나 이탈하는 것을 방지하기 위하여 밀봉층(미도시)이 형성된다. Referring to FIG. 8, when the display layer (811) is configured in the form of a plurality of unit cells separated by partition walls (803), after a plurality of unit cells are formed by the partition walls (803) in the upper electrode (802), a fluid (805) containing electrophoretic particles (first particles, second particles) (804) (806) is injected or filled into the unit cells, and then a sealing layer (not shown) is formed to prevent the fluid (805) from leaking or escaping.
도 8을 참조하면, 상기 디스플레이층은 마이크로캡슐 형태의 디스플레이층(미도시)으로도 구성될 수 있다. 마이크로캡슐 형태로 디스플레이층이 형성된 패널을 제조하기 위해서는 전기영동 입자들을 포함하는 유체를 마이크로캡슐 형태로 밀봉하고 마이크로캡슐들을 바인더에 혼합하여 슬러리를 제조한 후 상부전극에 마이크로캡슐들을 포함하는 슬러리를 코팅 및 경화 내지 건조시켜 디스플레이층이 형성된다.Referring to Fig. 8, the display layer may also be formed as a display layer in the form of a microcapsule (not shown). In order to manufacture a panel in which a display layer is formed in the form of a microcapsule, a fluid containing electrophoretic particles is sealed in the form of a microcapsule, the microcapsules are mixed with a binder to manufacture a slurry, and then the slurry containing the microcapsules is coated on an upper electrode and cured or dried to form a display layer.
또한, 외부로부터 인가되는 전압에 의하여 디스플레이층(811)에 전기장이 형성되고 디스플레이층(811)과 하부전극(807)이 부착 내지 합지될 수 있도록 밀봉층과 하부전극(807) 사이에 도전성 접착층(809)이 구비된다. 이때, 도전성 접착층(809)에 있어서 밀봉층 기능을 수행하는 접착층이 적용될 경우 밀봉층이 구비되지 않을 수도 있다.In addition, a conductive adhesive layer (809) is provided between the sealing layer and the lower electrode (807) so that an electric field is formed in the display layer (811) by a voltage applied from the outside and the display layer (811) and the lower electrode (807) can be attached or bonded. At this time, if an adhesive layer that performs a sealing layer function is applied to the conductive adhesive layer (809), the sealing layer may not be provided.
도 8을 참조하면, 제품의 마감이 매우 중요한 인테리어 가구 및 가전 등의 제품에 색상이 변환되는 포장재로 전기영동 기술기반의 표시장치가 적용되는 경우로서, 다양한 제품의 외형과 가격 절감 등을 위하여 상이한 면적을 가지는 단위셀 내지 세그먼트가 요구될 수 있다.Referring to Fig. 8, in the case where an electrophoretic technology-based display device is applied as a color-changing packaging material for products such as interior furniture and home appliances where the product finish is very important, unit cells or segments having different areas may be required for the purpose of reducing the appearance and price of various products.
도 8을 참조하면, 본 발명의 기술은 상이한 면적을 가지는 단위셀 내지 세그먼트들로 구성되는 패널 내지 표시장치에도 적용할 수 있다.Referring to FIG. 8, the technology of the present invention can also be applied to a panel or display device composed of unit cells or segments having different areas.
표시부를 구성하는 단위셀 내지 세그먼트들의 면적이 상이하다면, 공통전극과 대향하는 하부전극의 면적이 상대적으로 넓은 단위셀 내지 세그먼트들의 커패시터 정전용량이 크기 때문에 인가되는 전압에 의하여 단위셀 내지 세그먼트들이 커패시터 특성을 나타낼 때 상대적으로 면적이 넓은 단위셀 내지 세그먼트들에 분배되는 전압의 세기가 낮다.If the areas of the unit cells or segments constituting the display portion are different, the capacitor capacitance of the unit cells or segments having a relatively large area of the lower electrode facing the common electrode is large, so when the unit cells or segments exhibit capacitor characteristics due to the applied voltage, the magnitude of the voltage distributed to the unit cells or segments having a relatively large area is low.
이때, 상대적으로 넓은 면적을 가지는 단위셀 내지 세그먼트들에 공급전압이 분배되어 형성되는 전기장의 세기가 전기영동 입자들이 영동하기 위한 문턱전압의 세기보다 낮거나 상대적으로 작은 면적을 가지는 단위셀 내지 세그먼트들에 위치한 전기영동 입자들의 응답시간에 해당하는 시간만큼 공급전압이 인가되면, 상대적으로 넓은 면적을 가지는 단위셀 내지 세그먼트들에 위치한 전기영동 입자들은 표시부인 상부전극으로 이동하지 못하거나 일부만 이동할 수 있다.At this time, if the intensity of the electric field formed by distributing the supply voltage to the unit cells or segments having a relatively large area is lower than the intensity of the threshold voltage for the electrophoretic particles to move, or if the supply voltage is applied for a time corresponding to the response time of the electrophoretic particles located in the unit cells or segments having a relatively small area, the electrophoretic particles located in the unit cells or segments having a relatively large area may not move to the upper electrode, which is the display portion, or may only move partly.
상대적으로 넓은 면적을 가지는 단위셀 내지 세그먼트를 선택적으로 구동하기 위한 방법으로서, 복수의 단위셀 내지 세그먼트들에 같은 부호의 전압을 공급하여 회로적으로 병렬로 연결된 커패시터 특성을 가지도록 하고, 전체 정전용량이 상대적으로 넓은 면적을 가지는 단위셀 내지 세그먼트의 정전용량 보다 크게 하여 상대적으로 넓은 면적을 가지는 단위셀 내지 세그먼트에 분배되는 전압의 세기를 증가시킬 수 있다.A method for selectively driving a unit cell or segment having a relatively large area comprises: supplying voltages of the same sign to a plurality of unit cells or segments so that the circuit has capacitor characteristics that are connected in parallel, and making the total electrostatic capacitance greater than the electrostatic capacitance of the unit cells or segments having a relatively large area, thereby increasing the intensity of the voltage distributed to the unit cells or segments having a relatively large area.
도 9는 본발명의 일 실시예에 따라 제작된 상이한 면적의 세그먼트들을 가지는 테스트 패널의 구조를 나타낸 모식도이다.FIG. 9 is a schematic diagram showing the structure of a test panel having segments of different areas manufactured according to one embodiment of the present invention.
도 9를 참조하면, 면적이 상이한 세그먼트들을 구성하기 위하여, 다양한 전극면적을 가지는 복수의 하부전극들(A, B, C, D)이 형성된 하부기판(901)을 제작하고, 전기영동 디스플레이층이 형성된 상부기판(902)을 도전성 접착층으로 합지/접합(903)시켜 테스트 패널(904)을 제작하였다. 이때, 각 세그먼트들이 위치한 하부전극들에 선택적으로 전압을 인가할 수 있도록 하부기판의 전체 면적은 표시부인 상부기판 보다 넓게 제작하여 하부전극들의 일부를 노출하였다.Referring to Fig. 9, in order to configure segments with different areas, a lower substrate (901) having a plurality of lower electrodes (A, B, C, D) having various electrode areas was formed, and an upper substrate (902) having an electrophoretic display layer formed thereon was bonded/laminated (903) with a conductive adhesive layer to produce a test panel (904). At this time, the total area of the lower substrate was made larger than that of the upper substrate, which is the display portion, so that a voltage can be selectively applied to the lower electrodes where each segment is located, thereby exposing a portion of the lower electrodes.
도 10a~e는 본 발명의 일 실시예에 따라, 도 9a~d에 의해 제작된 테스트 패널의 구동 방법 및 결과를 나타내는 사진이다.FIGS. 10a to 10e are photographs showing a driving method and results of a test panel manufactured by FIGS. 9a to d according to one embodiment of the present invention.
도 10a를 참조하면, 도 9a~d에 의해 제작된 테스트 패널에 전압을 공급하여 구동한 결과, 가장 넓은 면적의 세그먼트가 가장 작은 면적의 세그먼트보다 분배되는 전압의 세기가 크게 낮은 것을 확인하였다.Referring to Fig. 10a, when voltage was supplied to the test panel manufactured by Figs. 9a to d and driven, it was confirmed that the voltage intensity distributed to the segment with the largest area was significantly lower than that to the segment with the smallest area.
도 10b를 참조하면, 도 9a~d에 의해 제작된 테스트 패널에 전압을 공급하여 구동한 결과, 세그먼트들이 면적이 유사할 경우 분배되는 전압의 세기 또한 유사한 것을 확인하였다.Referring to Fig. 10b, when voltage was supplied to the test panel manufactured by Figs. 9a to 9d and driven, it was confirmed that when the segments have similar areas, the intensity of the distributed voltage was also similar.
도 10c를 참조하면, 도 9a~d에 의해 제작된 테스트 패널에 전압을 공급하여 구동한 결과, 두 세그먼트 면적의 편차가 클 경우 두 세그먼트에 반대 부호의 전압을 교차하여 공급하여 면적이 가장 큰 세그먼트는 생성된 전기장의 세기가 전기영동 입자들이 상부의 전극방향으로 이동할 수 있을 정도로 충분하지 않아 색상의 변화가 없는 반면에 가장 면적이 작은 세그먼트만 색상이 변환되는 것을 확인하였다.Referring to Fig. 10c, when the test panel manufactured by Figs. 9a to 9d was driven by supplying voltage, when the difference in the areas of the two segments was large, voltages of opposite signs were cross-supplied to the two segments, and it was confirmed that the segment with the largest area did not show any color change because the intensity of the generated electric field was not sufficient to allow the electrophoretic particles to move toward the upper electrode, while only the segment with the smallest area showed a color change.
도 10d를 참조하면, 도 9a~d에 의해 제작된 테스트 패널에 전압을 공급하여 구동한 결과, 면적이 가장 큰 세그먼트 이외에 복수의 세그먼트들에 같은 부호의 공급전압을 인가하고 면적이 가장 큰 세그먼트의 하부전극에 반대 부호의 전압을 인가한 결과 가장 면적인 큰 세그먼트 또한 색상이 변환되는 것을 확인하였다.Referring to Fig. 10d, when the test panel manufactured by Figs. 9a to 9d was driven by supplying voltage, it was confirmed that when a supply voltage of the same sign was applied to multiple segments other than the segment with the largest area and a voltage of the opposite sign was applied to the lower electrode of the segment with the largest area, the color of the segment with the largest area was also changed.
도 10e를 참조하면, 도 9a~d에 의해 제작된 테스트 패널에 전압을 공급하여 구동한 결과, 도 10a~10d에서의 구동방법을 조합하는 경우, 상이한 면적을 가지는 세그먼트들의 색상을 선택적으로 변화시키거나 복수의 세그먼트들을 모두 같은 색상이 구현되도록 동작시킬 수 있다.Referring to Fig. 10e, when the test panel manufactured by Figs. 9a to 9d is driven by supplying voltage, when the driving methods in Figs. 10a to 10d are combined, the colors of segments having different areas can be selectively changed or multiple segments can be operated so that all have the same color.
도 11a, b는 본 발명의 일 실시예에 따라, 단위셀 내지 세그먼트의 커패시터 용량특성을 선택적으로 조절할 수 있는 표시장치의 구동 결과를 나타내는 사진이다.FIGS. 11a and 11b are photographs showing the results of driving a display device capable of selectively controlling capacitor capacity characteristics of a unit cell or segment according to one embodiment of the present invention.
도 11a, b를 참조하면, 하부기판에 형성된 일부 전극의 표면에 디스플레이층과 상이한 유전율을 가지는 물질을 배치하여 상이한 커패시터 정전용량을 가지도록 설정하여 각 단위셀 내지 세그먼트들에 분배되는 전압의 세기를 조절할 수 있다. 이러한 방법을 적용하면, 복수의 단위셀 내지 세그먼트들을 전기적으로 결합하지 않고도 상대적으로 넓은 면적을 가지는 단위셀 내지 세그먼트만 선택적으로 구동하여 색상을 변화시키거나 상대적으로 면적이 작은 복수의 세그먼트들과 동시에 동작하게 제어할 수 있다.Referring to FIGS. 11a and b, a material having a different permittivity from that of the display layer is placed on the surface of some electrodes formed on the lower substrate to set different capacitor capacitances, thereby controlling the intensity of the voltage distributed to each unit cell or segment. By applying this method, only a unit cell or segment having a relatively large area can be selectively driven to change color, or a plurality of segments having a relatively small area can be controlled to operate simultaneously, without electrically coupling a plurality of unit cells or segments.
즉, 디스플레이층의 유전율과 상이한 물질을 일부 하부전극에 물질을 배치하여 커패시터 정전용량을 조절할 수 있다.That is, the capacitor capacitance can be controlled by placing a material having a different dielectric constant from that of the display layer on some of the lower electrodes.
도 11a를 참조하면, 상대적으로 작은 면적을 가지는 하부전극 영역의 커패시터 정전용량을 증가시키기 위한 구동 방법으로서, 하부전극 영역 B(1101)에 비해 상대적으로 면적이 작은 하부전극 영역 A(1101)의 표면에 디스플레이층 대비 상대적으로 높은 유전상수를 가지는 물질(1102)을 도포한 후 디스플레이층이 형성된 상부기판(1103)을 합지/접합하여 테스트 패널(1104)을 제작하였다.Referring to FIG. 11a, as a driving method for increasing the capacitor capacitance of a lower electrode region having a relatively small area, a material (1102) having a relatively high dielectric constant compared to a display layer was applied to the surface of a lower electrode region A (1101) having a relatively small area compared to a lower electrode region B (1101), and then an upper substrate (1103) on which a display layer was formed was laminated/bonded to produce a test panel (1104).
도 11b를 참조하면, 상기 도 11a에서 제작된 테스트 패널(1105)의 상이한 면적을 가지는 두 세그먼트들의 하부전극에 구동전압을 인가한 결과, 변화되는 전기장의 방향에 따라 두 세그먼트들의 색상이 모두 변화되는 것을 확인하였다. 이때, 두 세그먼트들의 면적 편차는 상대적으로 넓은 면적을 가지는 세그먼트가 동작하지 않았던 도 10c에 나타낸 세그먼트들 보다 면적의 편차가 크다.Referring to Fig. 11b, when a driving voltage was applied to the lower electrodes of two segments having different areas of the test panel (1105) manufactured in Fig. 11a, it was confirmed that the colors of both segments changed according to the direction of the changing electric field. At this time, the area difference of the two segments was larger than that of the segments shown in Fig. 10c, where the segment having a relatively large area did not operate.
또한 각 단위셀 내지 세그먼트들의 커패시터 정전용량을 제어하기 위하여 전기영동입자가 분산된 유체, 디스플레이층을 형성하는데 필요한, 바인더/밀봉제, 도전성 접착층의 유전율을 조절할 수 있으며, 상/하부 전극 표면에 유전층을 형성하여 커패시터 특성을 강화시킬 수 있다.In addition, in order to control the capacitor capacitance of each unit cell or segment, the dielectric constant of the fluid in which the electrophoretic particles are dispersed, the binder/sealant, and the conductive adhesive layer required to form the display layer can be adjusted, and the capacitor characteristics can be strengthened by forming a dielectric layer on the upper/lower electrode surfaces.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른, 단위셀 내지 세그먼트의 상대적인 커패시터 용량차를 제어할 수 있는 표시장치의 모식도이다.FIG. 12 is a schematic diagram of a display device capable of controlling the relative capacitor capacity difference between unit cells or segments according to one embodiment of the present invention.
도 12를 참조하면, 단위셀 내지 세그먼트들의 상대적인 커패시터 정전용량차를 조절하기 위하여 하부기판(1202) 상의 표시부 제어용 하부전극(1203) 이외의 영역에 상부기판/디스플레이층(1204)의 유전율과 상이한 물질이 도포된 1개 이상의 커패시터 정전용량 조절용 전극(1201)을 형성할 수 있으며, 복수의 커패시터 정전용량 조절용 전극(1201)들에 선택적으로 구동전압을 인가하여 상대적인 커패시터 정전용량차에 의한 단위셀 내지 세그먼트들에 형성되는 전기장의 세기를 세분화하여 조절할 수 있다.Referring to FIG. 12, in order to control the relative capacitor capacitance difference of unit cells or segments, one or more capacitor capacitance-controlling electrodes (1201) coated with a material different from the permittivity of the upper substrate/display layer (1204) can be formed in an area other than the lower electrode (1203) for display control on the lower substrate (1202), and a driving voltage can be selectively applied to a plurality of capacitor capacitance-controlling electrodes (1201) to control the intensity of an electric field formed in unit cells or segments by the relative capacitor capacitance difference in detail.
즉, 구동부에서 인가되는 전압의 세기는 같아도 커패시터 정전용량 조절용 전극(1201)들을 이용하여 단위셀 내지 세그먼트들에 분배되는 전압 세기를 조절할 수 있다.That is, even if the voltage intensity applied from the driving unit is the same, the voltage intensity distributed to the unit cells or segments can be controlled by using the electrodes (1201) for controlling the capacitor electrostatic capacitance.
도 13a, b는 본 발명의 일 실시예에 따라, 단위셀 내지 세그먼트의 면적이 동일한 표시장치의 문턱전압이 상이한 전기영동 입자들을 제어하는 방법을 나타내는 표시장치의 단면도이다.FIGS. 13a and 13b are cross-sectional views of a display device showing a method for controlling electrophoretic particles having different threshold voltages of a display device having the same area of unit cells or segments according to one embodiment of the present invention.
도 13a, b를 참조하면, 표시부인 상부기판(1301)에 형성된 공통전극(상부전극)(1302)과 공통전극(1302)에 대향하는 위치에 독립적으로 전압이 인가될 수 있는 1개 이상의 복수의 하부전극(1309)들이 하부기판(1310) 상에 위치한다. 이때, 독립적으로 분리된 하부전극(1309)들의 면적의 크기는 동일하다. 상기 공통전극(1302)과 하부전극(1309)들 사이에는 적어도 한 종류의 이상의 전기영동 입자들(제1 입자(1304) 제2 입자(1305), 제3 입자(1306))을 포함하는 유체(1307)를 내부에 구비하는 디스플레이층(1311)이 위치한다.Referring to FIGS. 13a and b, a common electrode (upper electrode) (1302) formed on an upper substrate (1301) which is a display portion, and one or more lower electrodes (1309) to which a voltage can be independently applied at positions facing the common electrode (1302) are positioned on a lower substrate (1310). At this time, the sizes of the areas of the independently separated lower electrodes (1309) are the same. A display layer (1311) having a fluid (1307) therein, which includes at least one type of electrophoretic particles (first particle (1304), second particle (1305), and third particle (1306)), is positioned between the common electrode (1302) and the lower electrodes (1309).
도 13a, b를 참조하면, 디스플레이층(1311)이 격벽(1303)으로 구분된 복수의 단위셀 형태로 구성되는 경우, 상부전극(1302)에 격벽(1303)으로 복수의 단위셀이 형성된 후 전기영동 입자들을 포함하는 유체를 단위셀에 주입 내지 채운 후 유체가 세거나 이탈하는 것을 방지하기 위하여 밀봉층(미도시)이 형성된다. 또한, 외부로부터 인가되는 전압에 의하여 디스플레이층(1311)에 전기장이 형성되고 디스플레이층(1311)과 하부전극(1309)이 부착 내지 합지될 수 있도록 밀봉층과 하부전극(1309) 사이에 도전성 접착층(1308)이 구비된다. 이때, 도전성 접착층(1308)에 있어서 밀봉층 기능을 수행하는 접착층이 적용될 수 있다.Referring to FIGS. 13a and b, when the display layer (1311) is configured in the form of a plurality of unit cells separated by partition walls (1303), after a plurality of unit cells are formed by the partition walls (1303) on the upper electrode (1302), a sealing layer (not shown) is formed to prevent the fluid from leaking or escaping after a fluid containing electrophoretic particles is injected or filled into the unit cells. In addition, a conductive adhesive layer (1308) is provided between the sealing layer and the lower electrode (1309) so that an electric field is formed in the display layer (1311) by a voltage applied from the outside and the display layer (1311) and the lower electrode (1309) can be attached or bonded. At this time, an adhesive layer performing a sealing layer function may be applied to the conductive adhesive layer (1308).
도 13a, b를 참조하면, 문턱전압 내지 응답시간 상이한 1종 이상의 전기영동 입자(제1 입자(1304) 제2 입자(1305), 제3 입자(1306))들을 선택적으로 제어하여 색상을 표시하는 반사형 표시장치에 있어서, 종래에는 각 전기영동 입자들의 문턱전압에 해당하는 상이한 전압을 패널의 단위셀 내지 세그먼트들에 직접 공급하여 다양한 색상을 구현하였다.Referring to FIGS. 13a and b, in a reflective display device that displays colors by selectively controlling one or more types of electrophoretic particles (first particle (1304), second particle (1305), third particle (1306)) having different threshold voltages or response times, in the past, different voltages corresponding to the threshold voltages of each electrophoretic particle were directly supplied to unit cells or segments of a panel to implement various colors.
그러나 종래의 기술 방식은 상이한 전압의 세기를 구동보드에서 직접 출력해야 함에 따라 상이하게 출력하는 전압이 늘어날수록 상대적으로 소모전력이 크고 가격이 비싼 고성능의 부품이 요구되고 상대적으로 복잡한 구동회로, 구동파형, 프로그래밍 등이 요구된다.However, since the conventional technology method requires the direct output of different voltage intensities from the driving board, as the number of different voltages to be output increases, relatively high-performance components with high power consumption and high prices are required, and relatively complex driving circuits, driving waveforms, and programming are required.
도 13a, b를 참조하면, 구동보드(미도시)에서 패널로 공급되는 전압의 세기가 같아도, 균일한 면적의 단위셀 내지 세그먼트들에 공급되는 인가전압의 부호와 수를 조절하여 단위셀 내지 세그먼트들에 분배되는 전압의 세기를 제어할 수 있다. 또한 구동보드로부터 공급되는 전압의 세기가 같아도 구동하고자 하는 단위셀 내지 세그먼트들에 형성되는 전기장의 세기를 다양하게 조절할 수 있어 상이한 문턱전압 내지 응답시간을 가지는 전기영동 입자들을 선택적으로 제어할 수 있다.Referring to FIGS. 13a and b, even if the intensity of the voltage supplied from the driving board (not shown) to the panel is the same, the intensity of the voltage distributed to the unit cells or segments can be controlled by adjusting the sign and number of the applied voltages supplied to the unit cells or segments of uniform area. In addition, even if the intensity of the voltage supplied from the driving board is the same, the intensity of the electric field formed in the unit cells or segments to be driven can be variously adjusted, so that electrophoretic particles having different threshold voltages or response times can be selectively controlled.
도 13b를 참조하면, 회로적으로 병렬로 연결되는 커패시터 수를 조절하여 단위셀 내지 세그먼트들의 정전용량을 조절하여 분배되는 전압에 의하여 형성되는 전기장의 세기를 세분화할 수 있어 문턱전압 내지 응답시간이 상이한 전기영동 입자(제1 입자(1304) 제2 입자(1305), 제3 입자(1306))들이 공통전극(1302) 방향으로 이동하는 수를 조절할 수 있음에 따라 종래의 기술 대비, 구현할 수 있는 명암비 내지 채도의 범위가 넓은 장점이 있다.Referring to FIG. 13b, by controlling the number of capacitors connected in parallel in the circuit, the electrostatic capacitance of unit cells or segments can be controlled, thereby dividing the strength of the electric field formed by the distributed voltage, and thus the number of electrophoretic particles (first particle (1304), second particle (1305), third particle (1306)) having different threshold voltages or response times can be controlled to move toward the common electrode (1302), thereby providing an advantage of a wider range of contrast ratios and saturation that can be implemented compared to conventional technologies.
특히, 종래의 기술들 대비, 같은 성능의 구동보드를 이용하여 더 많은 수의 문턱전압 내지 응답시간이 상이한 전기영동 입자들을 선택적으로 제어할 수 있다.In particular, compared to conventional technologies, a larger number of electrophoretic particles having different threshold voltages or response times can be selectively controlled using a driving board of the same performance.
도 14a, b, c는 본 발명의 일 실시예에 따라, 단위셀 내지 세그먼트의 면적이 상이한 표시장치에서, 문턱전압이 상이한 전기영동 입자들을 제어하는 방법을 나타내는 표시장치의 구동 사진이다.FIGS. 14a, b, and c are driving photographs of a display device showing a method for controlling electrophoretic particles having different threshold voltages in a display device having different areas of unit cells or segments according to one embodiment of the present invention.
도 14a, b, c를 참조하면, 상기 도 10, 11, 12에서 기술한 바와 같이, 상이한 면적을 가지는 복수의 단위셀 내지 세그먼트들에 인가되는 전압의 수와 극성을 조절하여 각 단위셀 내지 세그먼트들에 형성되는 전기장의 세기를 조절할 수 있음에 따라 문턱전압이 다른 전기영동 입자들을 선택적으로 제어할 수 있다.Referring to FIGS. 14a, b, and c, as described in FIGS. 10, 11, and 12 above, the number and polarity of voltages applied to a plurality of unit cells or segments having different areas can be adjusted to control the intensity of the electric field formed in each unit cell or segment, thereby selectively controlling electrophoretic particles having different threshold voltages.
도 14a, b, c를 참조하면, 상기 도 9에서 제작한 바와 같이, 면적이 상이한 세그먼트들을 구성하기 위하여, 다양한 전극면적을 가지는 복수의 하부전극들(A, B, C, D)이 형성된 하부기판(901)을 제작하고, 문턱전압이 상이한 흑색, 백색, 적색의 전기영동 입자들을 포함하는 전기영동 디스플레이층이 형성된 상부기판(902)을 도전성 접착층으로 합지/접합(903)시켜 세그먼트 면적이 상이한 테스트 패널(904)을 제작하였다.Referring to FIGS. 14a, b, and c, in order to form segments with different areas as fabricated in FIG. 9, a lower substrate (901) having a plurality of lower electrodes (A, B, C, and D) having different electrode areas is formed, and an upper substrate (902) having an electrophoretic display layer including black, white, and red electrophoretic particles with different threshold voltages is formed, and the upper substrate (902) is bonded/laminated (903) with a conductive adhesive layer to fabricate a test panel (904) having different segment areas.
도 14a, b, c를 참조하면, 백색 전기영동 입자들은 음의 부호의 전하를 띄며, 적색과 흑색의 전기영동 입자들은 양의 부호의 전하를 띄고, 흑색의 전기영동 입자들이 적색의 전기영동 입자들보다 구동하는 문턱전압이 높다. 제작된 테스트 패널에 입력전압의 세기는 +15V로 고정하였으며, 전원부에서 공급되는 +15V의 전압과 GND 전압을 면적이 가장 큰 세그먼트와 면적이 가장 작은 세그먼트가에 교차하여 인가하였다.Referring to Figs. 14a, b, and c, white electrophoretic particles have negative charges, red and black electrophoretic particles have positive charges, and black electrophoretic particles have a higher threshold voltage than red electrophoretic particles. The input voltage to the fabricated test panel was fixed at +15 V, and the +15 V voltage supplied from the power supply and the GND voltage were applied crosswise to the segment with the largest area and the segment with the smallest area.
도 14a를 참조하면, 면적이 가장 큰 세그먼트 영역은 색상이 변하지 않는 반면에 면적이 가장 작은 세그먼트 영역에만 인가되는 전압의 극성에 따라 백색과 흑색으로 색상이 변화되는 것을 확인하였다.Referring to Fig. 14a, it was confirmed that the color of the segment area with the largest area did not change, while the color of the segment area with the smallest area changed between white and black depending on the polarity of the voltage applied.
도 14b를 참조하면, 면적이 가장 세그먼트를 동작시키기 위하여, 상대적으로 면적이 가장 큰 세그먼트 이외에 나머지 복수의 세그먼트들이 위치한 하부전극들에 같은 부호의 전압을 인가하고 면적이 가장 큰 세그먼트에 반대 부호의 전압을 인가한 결과, 면적이 가장 큰 세그먼트의 영역에서도 인가되는 전압의 부호에 따라 백색과 흑색으로 색상이 변화되었다.Referring to Fig. 14b, in order to operate the segment with the largest area, a voltage of the same sign was applied to the lower electrodes where the remaining multiple segments are located, excluding the segment with the largest area, and a voltage of the opposite sign was applied to the segment with the largest area. As a result, the color in the area of the segment with the largest area changed between white and black depending on the sign of the applied voltage.
상대적인 병렬로 결합된 커패시터의 정전용량을 줄여 가장 면적이 큰 세그먼트에 분배되는 전압의 세기를 낮추기 위하여, 표시부가 백색인 상태에서 같은 부호의 전압이 공급되는 복수의 세그먼트들의 수를 줄여서 +15V의 전압을 인가하고 면적이 큰 세그먼트가 위치한 하부전극에 반대 부호의 전압을 인가한 결과, 회로적으로 면적이 가장 큰 세그먼트에 분배되는 전압이 낮아져 상대적으로 낮은 문턱전압을 가지는 적색의 전기영동 입자들이 상부전극 방향으로 이동하여 적색의 색상을 구현하였다.In order to reduce the capacitance of the capacitors connected in parallel relative to each other and thus lower the voltage distributed to the segment with the largest area, the number of segments to which the same voltage is supplied was reduced while the display was white, and a voltage of +15 V was applied and a voltage of the opposite sign was applied to the lower electrode where the segment with the largest area was located. As a result, the voltage distributed to the segment with the largest area in terms of the circuit was lowered, and red electrophoretic particles with a relatively low threshold voltage moved toward the upper electrode to implement a red color.
도 14c를 참조하면, 같은 부호의 전압이 공급되는 세그먼트들의 수를 조절(즉, 세그먼트의 커패시터 정전용량을 조절)하여 상대적으로 낮은 문턱전압이 낮은 적색입자들을 더욱 세분화하여 제어한 결과, 상이한 채도를 가지는 적색이 구현되는 것을 확인하였다.Referring to Fig. 14c, it was confirmed that red having different saturation was implemented as a result of further controlling red particles with relatively low threshold voltages by controlling the number of segments supplied with voltage of the same sign (i.e., controlling the capacitor capacitance of the segments).
도 15a, b는 본 발명의 일 실시예에 따른, 상부의 공통전극에 Vcom 전압 내지 GND 전압을 공급하는 방법과 결합되어 제작된 표시장치의 단면도이다.FIGS. 15a and 15b are cross-sectional views of a display device manufactured in combination with a method of supplying a Vcom voltage or a GND voltage to an upper common electrode according to one embodiment of the present invention.
도 15a, b를 참조하면, 매개체로 유체를 사용하고 수직전계에 의하여 전기영동 입자를 제어하는 반사형 표시장치는, 일측면에 각각 형성되는 상부기판(1501)에 접하는 상부전극(1502) 및 하부기판(1510)에 접하는 하부전극(1509) 사이에 전하를 띄는 전기영동 제1입자(1504), 제2입자(1505), 제3입자(1506)들이 유체(1507)에 분산된 전자잉크를 포함하는 디스플레이층(1504)이 형성된 구조를 가지며, 전자잉크를 충전 및 밀봉하기 위하여 상부기판(1501)에 격벽(1503)으로 구분된 셀을 형성하고 전자잉크 충전 후 밀봉층 또는 도전성 접착층(1508)으로 밀봉하여 디스플레이층(1504)을 형성한다. 상기 상부기판(1501)에 형성된 디스플레이층(1504)과 하부전극(1509) 사이를 부착함으로써 표시장치의 패널을 제작할 수 있다.Referring to FIGS. 15a and b, a reflective display device that uses a fluid as a medium and controls electrophoretic particles by a vertical electric field has a structure in which a display layer (1504) including electronic ink in which charged electrophoretic first particles (1504), second particles (1505), and third particles (1506) are dispersed in a fluid (1507) is formed between an upper electrode (1502) in contact with an upper substrate (1501) and a lower electrode (1509) in contact with a lower substrate (1510) which are respectively formed on one side, and in order to fill and seal the electronic ink, cells separated by partition walls (1503) are formed on the upper substrate (1501), and after filling the electronic ink, they are sealed with a sealing layer or a conductive adhesive layer (1508) to form the display layer (1504). A panel of a display device can be manufactured by attaching a display layer (1504) formed on the upper substrate (1501) and a lower electrode (1509).
도 15a를 참조하면, 수직으로 형성된 전기장에 의하여 상대적으로 문턱전압이 높은 전기영동 입자들을 제어하기 위한 것으로서, 구동보드(1511)에서 패널로 원활히 구동전압을 공급하기 위하여, 디스플레이층(1504) 일부를 제거 및 세정/건조 후 해당 개구부(1515)에 도전성 물질(1512)을 충전 또는 부착하여 Vcom 또는 GND 전압이 공급되는 하부기판(1510)에 별도의 전극(1513)을 형성하고, 상기 별도의 전극(1513)을 통해 상부기판(1501)에 형성된 공통전극(1502)에 공통전압인 Vcom 또는 GND 전압을 공급하여 제어할 수 있다.Referring to FIG. 15a, in order to control electrophoretic particles having a relatively high threshold voltage by a vertically formed electric field, in order to smoothly supply a driving voltage from a driving board (1511) to a panel, a portion of a display layer (1504) is removed and cleaned/dried, and then a conductive material (1512) is filled or attached to the corresponding opening (1515) to form a separate electrode (1513) on a lower substrate (1510) to which a Vcom or GND voltage is supplied, and a common voltage, Vcom or GND voltage, is supplied to a common electrode (1502) formed on an upper substrate (1501) through the separate electrode (1513) so as to control.
도 15b를 참조하면, 상대적으로 문턱전압 낮은 전기영동 입자들을 동작시키기 위한 것으로서, 공통전극(1502)에 Vcom 전압 내지 GND 전압을 별도로 공급하지 않고 복수의 하부 전극들(1509)에만 같은 부호의 전압이 인가되는 수를 조절하여 제어할 수 있다. Referring to Fig. 15b, in order to operate electrophoretic particles having a relatively low threshold voltage, the number of voltages of the same sign applied to only a plurality of lower electrodes (1509) can be controlled by adjusting the number of times the common electrode (1502) is not separately supplied with a Vcom voltage or a GND voltage.
이때, 구동보드(1511)에서 출력되어 패널에 공급되는 전압의 세기는 같다. At this time, the voltage output from the driving board (1511) and supplied to the panel is the same.
도 15a, b에 따른 구동 방법을 적용하여 동일한 성능의 구동보드를 사용하여도 명암비 내지 채도를 종래의 기술 대비 상대적으로 더욱 세분화시킬 수 있다는 장점을 가진다.By applying the driving method according to Figs. 15a and b, it has the advantage of being able to further refine the contrast ratio and saturation compared to conventional technology even when using a driving board with the same performance.
또한, 상기에 기술한 본 발명의 기술들은 형성된 전기장의 방향에 따라 입자가 회전하여 색상을 구현하는 트위스트볼 방식의 표시장치, 유체표면에 전기장을 가하면 표면장력이 변하는 특성을 이용하여 색상을 구현하는 전기습윤 방식의 표시장치 등과 같이 수직으로 형성된 전기장에 의하여 디스플레이층의 제어하고 구조적으로 커패시터 특성을 가지는 다양한 반사형 표시장치 또는 투과도 가변 표시장치들에도 적용할 수 있다는 장점을 가진다.In addition, the techniques of the present invention described above have the advantage of being applicable to various reflective display devices or variable transmittance display devices that control the display layer by a vertically formed electric field and structurally have capacitor characteristics, such as a twistball type display device that implements color by rotating particles according to the direction of the formed electric field, and an electrowetting type display device that implements color by utilizing the characteristic of changing surface tension when an electric field is applied to a fluid surface.
본원 발명의 디스플레이 테스트 패널과 표시장치의 제작에 필요한 재료 및 제조 공정은, 이 출원 전에 등록된 동일 출원인의 하기 특허에 개시된 내용을 참조하였다. The materials and manufacturing process required for manufacturing the display test panel and display device of the present invention are referred to the contents disclosed in the following patent of the same applicant registered prior to this application.
KR 10-1984763 B1 (2019.05.27.)KR 10-1984763 B1 (2019.05.27.)
KR 10-1913709 B1 (2018.10.25.)KR 10-1913709 B1 (2018.10.25.)
KR 10-2102294 B1 (2020.04.13.)KR 10-2102294 B1 (2020.04.13.)
KR 10-2255328 B1 (2021.05.17.)KR 10-2255328 B1 (2021.05.17.)
KR 10-2156044 B1 (2020.09.09.)KR 10-2156044 B1 (2020.09.09.)
KR 10-2156063 B1 (2020.09.09.)KR 10-2156063 B1 (2020.09.09.)
KR 10-2340892 B1 (2021.12.14.)KR 10-2340892 B1 (2021.12.14.)
Claims (10)
하부기판;
상기 상부기판의 일면에 배치되는 공통전극;
상기 하부기판의 일면에 배치되는 하부전극;
상기 공통전극과 상기 하부전극 사이에 적어도 한 종류의 이상의 전기영동 입자들을 포함하는 유체를 내부에 구비하는 디스플레이층; 및
상기 디스플레이층과 상기 하부전극이 사이에 도전성 접착층을 포함하되,
상기 하부전극은 독립적으로 분리된 면적의 크기가 상이한 복수의 하부전극들로 이루어지고,
상기 디스플레이층은 비대칭으로 형성된 세그먼트들을 포함하며,
상기 세그먼트들은 커패시터 특성을 가지고, 구조적으로 상이한 정전용량을 가지도록 설정되며,
상기 공통전극에 전압을 공급하기 위한 별도의 채널이 필요하지 않는 것을 특징으로 하는 커패시터 특성을 이용한 표시장치.
upper board;
Substrate;
A common electrode arranged on one surface of the upper substrate;
A lower electrode arranged on one surface of the lower substrate;
A display layer having a fluid inside including at least one type of electrophoretic particles between the common electrode and the lower electrode; and
The display layer and the lower electrode include a conductive adhesive layer between them,
The above lower electrode is composed of a plurality of lower electrodes having different sizes of independently separated areas,
The above display layer includes segments formed asymmetrically,
The above segments have capacitor characteristics and are structurally set to have different electrostatic capacitances.
A display device utilizing capacitor characteristics, characterized in that a separate channel for supplying voltage to the common electrode is not required.
상기 각 세그먼트들이 위치한 상기 복수의 하부전극들에 선택적으로 전압을 인가할 수 있도록, 상기 하부기판의 전체 면적이 표시부인 상기 상부기판 보다 넓게 제작되어 상기 복수의 하부전극들의 일부가 노출되는 것을 특징으로 하는 커패시터 특성을 이용한 표시장치.
In the first paragraph,
A display device utilizing capacitor characteristics, characterized in that the entire area of the lower substrate is manufactured to be wider than the upper substrate, which is a display portion, so that a portion of the plurality of lower electrodes is exposed so as to selectively apply voltage to the plurality of lower electrodes where each of the above segments is located.
상기 세그먼트들은 격벽으로 구분된 복수의 단위셀 또는 복수의 마이크로캡슐을 포함하는 것을 특징으로 하는 커패시터 특성을 이용한 표시장치.
In the second paragraph,
A display device utilizing capacitor characteristics, wherein the above segments include a plurality of unit cells or a plurality of microcapsules separated by partitions.
상기 전기영동 입자가 분산된 유체, 상기 디스플레이층을 형성하는데 필요한 바인더 또는 밀봉제, 및 상기 도전성 접착층의 유전율을 조절하거나, 상부 공통전극 또는 하부전극 표면에 유전층을 형성하여 상기 커패시터 정전용량이 제어되는 것을 특징으로 하는 커패시터 특성을 이용한 표시장치.
In the second paragraph,
A display device utilizing capacitor characteristics, characterized in that the capacitor capacitance is controlled by controlling the fluid in which the electrophoretic particles are dispersed, the binder or sealant necessary to form the display layer, and the dielectric constant of the conductive adhesive layer, or by forming a dielectric layer on the surface of the upper common electrode or the lower electrode.
다른 하부전극 영역에 비해 상대적으로 면적이 작은 하부전극 영역의 표면에 상기 디스플레이층 대비 상대적으로 높은 유전상수를 가지는 물질이 도포되어 있어서, 상대적으로 면적이 작은 하부전극 영역에 대응하는 세그먼트 영역의 커패시터 정전용량이 증가되는 것을 특징으로 하는 커패시터 특성을 이용한 표시장치의 제어방법.
A method for controlling the display device of Article 4,
A method for controlling a display device using capacitor characteristics, characterized in that a material having a relatively high dielectric constant compared to the display layer is applied to the surface of a lower electrode region having a relatively small area compared to other lower electrode regions, thereby increasing the capacitor capacitance of a segment region corresponding to the lower electrode region having a relatively small area.
하부기판 상의 표시부 제어용 하부전극 이외의 영역에 상부기판 및 디스플레이층의 유전율과 상이한 물질이 도포된 1개 이상의 커패시터 정전용량 조절용 전극을 형성하여, 1개 이상의 커패시터 정전용량 조절용 전극에 선택적으로 구동전압을 인가함으로써, 상대적인 커패시터 정전용량 차에 의해 세그먼트들에 형성되는 전기장의 세기를 세분화하여 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 커패시터 특성을 이용한 표시장치의 제어방법.
A method for controlling the display device of Article 4,
A method for controlling a display device using capacitor characteristics, characterized in that one or more capacitor capacitance-controlling electrodes are formed in an area other than a lower electrode for controlling a display portion on a lower substrate, wherein a material having a different permittivity from that of an upper substrate and a display layer is applied, and a driving voltage is selectively applied to one or more capacitor capacitance-controlling electrodes, thereby enabling the intensity of an electric field formed in segments to be controlled in detail by a relative capacitor capacitance difference.
비대칭으로 형성된 세그먼트들에 인가되는 전압과 극성을 조절하여 문턱전압이 상이한 3종 이상의 전기영동 입자들을 선택적으로 제어할 수 있고, 같은 부호의 전압이 공급되는 세그먼트들의 커패시터 정전용량을 조절하여 상대적으로 문턱전압이 낮은 전기영동 입자들의 채도를 세분화할 수 있는 것을 특징으로 하는 커패시터 특성을 이용한 표시장치의 제어방법.
A method for controlling the display device of Article 4,
A method for controlling a display device using capacitor characteristics, characterized in that three or more types of electrophoretic particles having different threshold voltages can be selectively controlled by controlling the voltage and polarity applied to asymmetrically formed segments, and the saturation of electrophoretic particles having relatively low threshold voltages can be segmented by controlling the capacitor capacitance of segments supplied with voltage of the same sign.
비대칭으로 형성된 세그먼트들을 구성하기 위하여, 다양한 전극 면적을 가지는
복수의 하부전극들이 형성된 하부기판을 제작하는 단계; 및
디스플레이층이 형성된 상부기판과 상기 하부기판을 도전성 접착층으로 합지시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 커패시터 특성을 이용한 표시장치의 제조방법.
A method for manufacturing a display device according to the second paragraph,
In order to form segments that are formed asymmetrically, having various electrode areas
A step of manufacturing a lower substrate on which a plurality of lower electrodes are formed; and
A method for manufacturing a display device utilizing capacitor characteristics, characterized by including a step of bonding an upper substrate having a display layer formed thereon and the lower substrate with a conductive adhesive layer.
상기 디스플레이층이 복수의 단위셀 형태로 구성되는 경우,
상부 공통전극에 격벽으로 분리된 복수의 단위셀을 형성하는 단계;
한 종류의 이상의 전기영동 입자들을 포함하는 유체를 준비하는 단계;
상기 복수의 단위셀에 상기 유체를 주입하는 단계; 및
상기 유체가 세거나 이탈하는 것을 방지하기 위하여 밀봉층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 커패시터 특성을 이용한 표시장치의 제조방법.
In Article 8,
When the above display layer is configured in the form of multiple unit cells,
A step of forming a plurality of unit cells separated by a partition wall on an upper common electrode;
A step of preparing a fluid containing one or more types of electrophoretic particles;
a step of injecting the fluid into the plurality of unit cells; and
A method for manufacturing a display device utilizing capacitor characteristics, characterized by including a step of forming a sealing layer to prevent the fluid from leaking or escaping.
상기 디스플레이층이 복수의 마이크로캡슐 형태로 구성되는 경우,
한 종류의 이상의 전기영동 입자들을 포함하는 유체를 준비하는 단계;
상기 유체를 마이크로캡슐 형태로 밀봉하는 단계; 및
상기 마이크로캡슐을 바인더에 혼합하여 슬러리를 제조하는 단계; 및
상부 공통전극에 상기 마이크로캡슐을 포함하는 슬러리를 코팅한 후 경화 또는 건조시켜 디스플레이층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 커패시터 특성을 이용한 표시장치의 제조방법.
In Article 8,
When the above display layer is composed of multiple microcapsule forms,
A step of preparing a fluid containing one or more types of electrophoretic particles;
A step of sealing the above fluid in the form of a microcapsule; and
A step of preparing a slurry by mixing the above microcapsules into a binder; and
A method for manufacturing a display device utilizing capacitor characteristics, characterized by comprising a step of forming a display layer by coating a slurry containing the microcapsules on an upper common electrode and then curing or drying the same.
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