JP2006293312A - 電気泳動表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電気泳動表示装置は、第1基板上に形成されている第1電極と、第1基板に対向する第2基板上に形成されている第2電極と、第1電極と第2電極との間を複数の領域に分離する隔壁と、各領域内に含まれ、赤色、緑色及び青色のいずれか一色で着色された複数の帯電粒子とを備える。
【選択図】図3
Description
このような電気泳動表示装置は、反射率とコントラスト比が高く、紙のように安定した感じの画像を表示できるメリットがある。さらに、液晶表示装置とは異なって、偏光板、配向膜及び液晶などが不要と言う利点もある。
本発明は、前記問題点を解決するためのものであって、製造工程を単純化しつつ、フルカラーを実現することができる電気泳動表示装置を提供する。
ここで、隣接する前記各領域には、赤色、緑色及び青色のいずれか一色で着色された複数の帯電粒子が各々含まれている構成とすることができる。
さらに、前記黒色帯電粒子は、前記赤色、緑色及び青色のいずれか一色で着色された複数の帯電粒子と反対電荷を有する構成とすることができる。
また、前記第1電極が前記各領域毎に分離されており、各領域毎に別途の電圧が印加されるように構成できる。
さらに、前記薄膜トランジスタと前記第1電極との間には、有機物質からなる保護膜をさらに有する構成とすることができる。
前記第2電極は、前記各領域毎に中心部が凹んだ形態を有する構成とすることができる。
さらに、前記第2基板と前記第2電極との間に層間膜をさらに有する構成とすることができる。
本発明に係る電気泳動表示装置は、第1基板上に形成されている第1電極と、前記第1基板に対向する第2基板上に形成され凹部を有する第2電極と、前記第1電極と前記第2電極との間を複数の領域に分離する隔壁と、前記各領域内に含まれ、流体内に分散している複数の着色帯電粒子とを備える。
また、前記第2基板と前記第2電極との間に形成され、凹凸を有する層間膜をさらに有し、前記第2電極の凹部は、前記層間膜の凹凸によって形成される構成とすることができる。
さらに、前記第1基板上に互いに交差するゲート線及びデータ線と半導体を備え、前記ゲート線及び前記データ線と電気的に接続されている薄膜トランジスタが形成されている構成とすることができる。
図面は、各種層及び領域を明確に表現するために、厚さを拡大して示している。明細書全体を通じて類似した部分については同一の参照符号を付けている。層、膜、領域、板などの部分が、他の部分の“上に”あるとする時、これは他の部分の“すぐ上に”ある場合に限らず、その中間に更に他の部分がある場合も含む。逆に、ある部分が他の部分の“すぐ上に”あるとする時、これは中間に他の部分がない場合を意味する。
図1は、本発明の一実施形態による電気泳動表示装置の駆動原理を概略的に示した模式図である。
図1のように、本発明の一実施形態による電気泳動表示装置は、プラス(+)及びマイナス(−)電界を形成するための下部電極190及び上部電極270と、下部電極190と上部電極270との間の領域を分離するための複数の隔壁360を備える。隔壁360によって分離された複数の領域には、絶縁性流体(fluid)310と、絶縁性流体310に分散され、陽性(positive)または陰性(negative)で帯電された複数の赤色粒子300a、緑色粒子300b及び青色粒子300c(以下、着色粒子と言う)が順に充填されている。
図2は、本発明の一実施形態による薄膜トランジスタ表示板を備える電気泳動表示装置の構造を示した配置図であり、図3は、図2の電気泳動表示装置のIII-III'線に沿った断面図である。
まず、薄膜トランジスタ表示板100には、透明ガラスなどからなる下部基板110上にゲート電極124を有する複数のゲート線121が形成されている。
ゲート線121は、アルミニウムやアルミニウム合金(Al−alloy)などのアルミニウム系金属、銀や銀合金(Ag−alloy)などの銀系金属、銅や銅合金(Cu−alloy)などの銅系金属、モリブデンやモリブデン合金(Mo−alloy)などのモリブデン系金属、クロム(Cr)、タンタル(Ta)及びチタニウム(Ti)などで形成することができる。さらに、これらは、物理的性質が異なる2つの導電膜(図示せず)を含む多重膜構造を有する構成とすることもできる。そのうちの1つの導電膜は、信号遅延や電圧降下を減らすことができるように低い比抵抗(resistivity)の金属、例えばアルミニウム系金属、銀系金属または銅系金属などで形成される。これとは異なって、他の導電膜は他の物質、特にITOまたはIZOとの物理的、化学的及び電気的接触特性が優れた物質、例えばモリブデン系金属、クロム、チタニウム、タンタルなどで形成される。このような組み合わせの好適な例としては、クロム下部膜とアルミニウム(合金)上部膜、またはアルミニウム(合金)下部膜とモリブデン(合金)上部膜がある。しかし、これに限定されず、多様な金属または導電体から構成することができる。
ゲート線121上には、窒化ケイ素(SiNx)または酸化ケイ素(SiO2)からなるゲート絶縁膜140が形成されている。
ゲート絶縁膜140上には、水素化非晶質シリコン(非晶質シリコンはa−Siと略称する)または多結晶シリコンなどからなる複数の線状半導体151が形成されている。線状半導体151は、主に図2縦方向に延設されており、ゲート電極124側に延設された複数の突出部154を有する。
オーミック接触部材161、165及びゲート絶縁膜140上には、複数のデータ線171及びデータ線171から分離されている複数のドレイン電極175が形成されている。
データ線171及びドレイン電極175は、モリブデン(Mo)、クロム(Cr)、タンタル(Ta)及びチタニウム(Ti)などの耐火性金属またはこれらの合金からなることが好ましく、耐火性金属などの導電膜(図示せず)または低抵抗性導電膜(図示せず)からなる多層膜構造を有する構造とすることもできる。多層膜構造としては、例えば、クロムまたはモリブデン(合金)下部膜とアルミニウム(合金)上部膜の二重膜、モリブデン(合金)下部膜、アルミニウム(合金)中間膜とモリブデン(合金)上部膜の三重膜がある。しかし、データ線171及びドレイン電極175は、これに限定されず多様な金属または導電体で構成できる。
オーミック接触部材161、165は、下部の線状半導体151と上部のデータ線171及びドレイン電極175の間にのみ存在し、その間の接触抵抗を低くする。線状半導体151は、ソース電極173とドレイン電極175の間でデータ線171とドレイン電極175で覆われない複数の露出部を有する。
保護膜180上には、複数の画素電極190及び複数の接触補助部材81、82が形成されている。これらは、ITOまたはIZOなどの透明な導電物質、またはアルミニウム(Al)、銀(Ag)、またはこれらの合金などの反射性導電物質で構成できる。
複数の接触補助部材81、82は、それぞれコンタクトホール181、182を介してゲート線121の端部129とデータ線171の端部179に接続されている。接触補助部材81、82は、ゲート線またはデータ線の端部129、179と外部装置との接着性を補完し、それらを保護する。
薄膜トランジスタ表示板100と対向表示板200との間には、各画素領域を分離するための複数の隔壁360が形成されている。隔壁360は、絶縁性有機物質からなることができ、各画素領域を分離しつつ、開口率に影響を及ぼさないために各データ線171上に形成することができる。本実施形態では、隔壁360を柱状に図示したが、各画素領域を分離できるものであれば、特定の形状に限定されない。
前記のように、各画素領域内に流体310に分散された着色粒子300a、300b、300cが含まれることによって、観察者は、電界印加時に対向表示板200側に配列される着色粒子300a、300b、300cの色を見ることができる。その結果、別途のカラーフィルタなしでフルカラーを実現することができる。
図4は、本発明の他の一実施形態による電気泳動表示装置の駆動原理を概略的に示した模式図である。
本発明の他の一実施形態による電気泳動表示装置は、図4のように、下部電極190、上部電極270、下部電極190と上部電極270との間を複数の領域に分離するための隔壁360、隔壁360によって分離された全ての領域に充填されている絶縁性流体310、絶縁性流体310に分散され陽性または陰性に帯電されて、各領域に順に充填される複数の着色粒子300a、300b、300c、及び同一領域に含まれた着色粒子300a、300b、300cと反対電荷を有する黒色粒子300dを有する。
図5及び図6は、本発明の他の一実施形態による電気泳動表示装置を示す断面図である。
本実施形態による電気泳動表示装置は、実施例1と同様に、薄膜トランジスタ表示板100、対向表示板200、及びこれらの間で隔壁360によって分離される複数の領域を備える。
ゲート線121は、ゲート信号を伝達し、主に図において横方向に延設されている。各ゲート線121は、図下方に突出している複数のゲート電極124と他の層または外部駆動回路と接続するための面積が広い端部129を有する。
ゲート絶縁膜140上には、水素化非晶質シリコン(非晶質シリコンはa−Si略称する)または多結晶シリコンなどからなる複数の線状半導体151が形成されている。線状半導体151は、主に図縦方向に延設されており、ゲート電極124側に延設された複数の突出部154を有する。
データ線171は、データ信号を伝達し、主に図縦方向に延設されてゲート線121と交差する。また、各データ線171は、ドレイン電極175側に突出した複数のソース電極173と他の層または外部駆動回路と接続するための広い面積の端部179を有する。
データ線171、ドレイン電極175及び露出した半導体部分上には、保護膜180が形成されている。保護膜180は、窒化ケイ素(SiNx)や酸化ケイ素(SiO2)などの無機絶縁物質、アクリル系またはイミド系などの感光性を有する有機絶縁物質、4.0以下の誘電定数を有し、プラズマ化学気相蒸着(PECVD)で形成されるa−Si:C:O、a−Si:O:Fなどから構成することができる。さらに、保護膜180は、有機膜の優れた絶縁特性を維持しつつ、露出した半導体部分に影響を及ぼさないように下部無機膜と上部有機膜からなる二重膜構造で形成することもできる。
保護膜180上には、複数の画素電極190及び複数の接触補助部材81、82が形成されている。これらは、ITOまたはIZOなどの透明な導電物質、またはアルミニウム(Al)、銀(Ag)またはこれらの合金などの反射性導電物質から構成することができる。
複数の接触補助部材81、82は、それぞれコンタクトホール181、182を介してゲート線121の端部129とデータ線171の端部179に接続されている。接触補助部材81、82は、ゲート線またはデータ線の端部129、179と外部装置との接着性を補完し、これらを保護する。
または、図6のように、対向表示板200は、透明ガラスなどからなる上部基板210、上部基板210上部に形成され繰り返される凹凸を有する層間膜250、及び層間膜250全面に形成されている共通電極270を備える構成とすることもできる。この場合、感光性有機物質からなる層間膜250を露光して一定に繰り返される凹凸を形成することができ、前記凹凸によって各画素領域毎に繰り返される凹パターンを形成することができる。層間膜250上には、ITOまたはIZOのような透明導電体からなる共通電極270が形成されている。
また、薄膜トランジスタ表示板100と対向表示板200との間には、各画素領域を分離するための複数の隔壁360が形成されている。
隔壁360によって分離された各画素領域は、透明な流体310、陽性または陰性に帯電された着色粒子300a、300b、300c及び黒色粒子300dを有する。流体310は、着色粒子300a、300b、300c及び黒色粒子300dを分散させるための媒質であって、着色粒子300a、300b、300c及び黒色粒子300dの移動を妨げない程度の十分に低い粘性及び誘電常数を有する必要がある。
電界印加時、共通電極270または層間膜250に繰り返される凹パターンが形成されている場合、共通電極270と反対電荷を有する着色粒子300aは共通電極270の表面に沿って一列に分布する。これにより、各画素の正面だけでなく側面からも着色粒子330aによって反射される程度を調節し、視野角を顕著に向上させることができる。
このように、隔壁によって分離された領域でそれぞれの着色粒子を含むことによって、追加工程が不要で、かつ別途のカラーフィルタなしで多様な色を表現することができ、一側の電極に凹部を有することによって、より改善された広視野角特性を実現することができる。
110 下部基板
121 ゲート線
124 ゲート電極
140 ゲート絶縁膜
151 半導体
171 データ線
180 保護膜
190 画素電極
200 対向表示板
210 上部基板
250 層間膜
270 共通電極
300a〜300c 着色粒子
300d 黒色粒子
360 隔壁
310 流体
Claims (15)
- 第1基板上に形成されている第1電極と、
前記第1基板に対向する第2基板上に形成されている第2電極と、
前記第1電極と前記第2電極との間を複数の領域に分離する隔壁と、
前記各領域内に含まれ、赤色、緑色及び青色のいずれか一色で着色された複数の帯電粒子と、
を備える電気泳動表示装置。 - 隣接する前記各領域には、赤色、緑色及び青色のいずれか一色で着色された複数の帯電粒子が各々含まれていることを特徴とする、請求項1に記載の電気泳動表示装置。
- 前記各領域は、複数の黒色帯電粒子をさらに含むことを特徴とする、請求項2に記載の電気泳動表示装置。
- 前記黒色帯電粒子は、前記赤色、緑色及び青色のいずれか一色で着色された複数の帯電粒子と反対電荷を有することを特徴とする、請求項3に記載の電気泳動表示装置。
- 前記第1電極は前記各領域毎に分離されており、各領域毎に別途の電圧が印加されることを特徴とする、請求項1に記載の電気泳動表示装置。
- 前記第1基板上には、互いに交差するゲート線及びデータ線、半導体を備え、前記ゲート線及び前記データ線と電気的に接続されている薄膜トランジスタが形成されていることを特徴とする、請求項1に記載の電気泳動表示装置。
- 前記薄膜トランジスタと前記第1電極との間には、有機物質からなる保護膜をさらに有することを特徴とする、請求項6に記載の電気泳動表示装置。
- 前記データ線上に前記隔壁が形成されていることを特徴とする、請求項6に記載の電気泳動表示装置。
- 前記第2電極は、前記各領域毎に中心部が凹んだ形態を有することを特徴とする、請求項1に記載の電気泳動表示装置。
- 前記第2基板と前記第2電極との間に層間膜をさらに有することを特徴とする、請求項1に記載の電気泳動表示装置。
- 前記層間膜は、前記各領域毎に中心部が凹んだ形態を有することを特徴とする、請求項10に記載の電気泳動表示装置。
- 第1基板上に形成されている第1電極と、
前記第1基板に対向する第2基板上に形成され凹部を有する第2電極と、
前記第1電極と前記第2電極との間を複数の領域に分離する隔壁と、
前記各領域内に含まれ、流体内に分散している複数の着色帯電粒子と、
を備えることを特徴とする、電気泳動表示装置。 - 前記凹部は、前記各領域毎に形成されていることを特徴とする、請求項12に記載の電気泳動表示装置。
- 前記第2基板と前記第2電極との間に形成され、凹凸を有する層間膜をさらに有し、前記第2電極の凹部は、前記層間膜の凹凸によって形成されることを特徴とする、請求項12に記載の電気泳動表示装置。
- 前記第1基板上に互いに交差するゲート線及びデータ線と半導体を備え、前記ゲート線及び前記データ線と電気的に接続されている薄膜トランジスタが形成されていることを特徴とする、請求項12に記載の電気泳動表示装置。
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