KR100907272B1 - 전기영동 표시장치 - Google Patents

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Abstract

전기영동 표시장치는 제1 및 제2 표시기판, 및 제1 표시기판과 제2 표시기판과의 사이에 개재된 전기 영동층을 구비한다. 제1 표시기판은, 제1 베이스 기판으로부터 제2 표시기판 측으로 연장되어 형성되고 서로 마주하는 제1 및 제2 전극을 포함한다. 전기 영동층은, 제1 전극과 제2 전극과의 사이에 개재되고 화소영역 안에서 서로 동일한 색과 극성을 갖는 입자들을 포함하고, 입자들은 제1 및 제2 전극에 각각 입력된 전압의 극성에 따라 제1 전극 또는 제2 전극 측으로 이동한다. 이에 따라, 전기영동 표시장치는 서로 다른 극성을 갖는 입자들 간의 충돌을 방지하고, 서로 다른 색을 갖는 입자들이 혼재되는 것을 방지하므로, 응답속도가 향상되고, 색 재현성이 향상된다.

Description

전기영동 표시장치{ELECTROPHORETIC DISPLAY}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기영동 표시장치를 나타낸 평면도이다.
도 2는 도 1의 절단선 I-I'에 따른 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기영동 표시장치를 나타낸 평면도이다.
도 4는 도 3의 절단선 Ⅱ-Ⅱ'에 따른 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기영동 표시장치를 나타낸 단면도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
100, 101, 102 -- 제1 표시기판 200, 201, 202 -- 제2 표시기판
300,301 -- 전기 영동층 310, 320 -- 마이크로캡슐
410, 420 -- 격벽 500, 501, 502 -- 전기영동 표시장치
본 발명은 전기영동 표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 표시 특성을 향상시킬 수 있는 전기영동 표시장치에 관한 것이다.
일반적으로, 표시장치는 영상 신호를 입력받아 영상을 표시하는 장치로서, 음극선관 표시장치, 액정표시장치(Liquid Crystal Display : LCD), 전기영동 표시장치(Electrophoretic Display: EPD) 등이 있다.
음극선관 표시장치는 내부에 진공관을 구비하고, 전자총에서 전자빔을 출사하여 영상을 표시한다. 음극선관 표시장치는 전자빔이 회전할 수 있는 충분한 거리를 확보해야하므로, 두께가 두껍고, 무거운 단점이 있다. 액정표시장치는 액정의 광학적 특성을 이용하여 영상을 표시하며, 음극선관 표시장치에 비해 얇고, 가볍다. 그러나, 액정에 광을 제공하는 백라이트 어셈블리를 구비해야하므로, 박형화 및 경량화하는 데 한계가 있다.
일반적으로, 표시장치는 정보처리장치에서 처리된 전기적 포맷 형태의 데이터를 육안으로 확인할 수 있는 영상으로 변경하여 표시한다. 전기영동 표시장치(Electrophoretic Display: EPD)는 이러한 표시장치의 하나로서, 음극선관 표시장치나 액정표시장치보다 얇고 가볍다.
전기영동 표시장치는 대전된 입자들이 전계에 의해 이동하는 현상, 즉, 전기영동(ELectrophoretic)을 이용하여 영상을 표시한다. 구체적으로, 전기영동 표시장치는 서로 마주하는 두 개의 기판 및 두 개의 기판 사이에 개재된 입자들을 구비하고, 입자들은 두 개의 기판 사이에 형성된 전계에 따라 어느 한 기판측으로 이동한다. 일반적으로, 입자들은 캡슐화되어 마이크로캡슐 형태로 구비된다. 마이크로캡슐 안에는 서로 반대되는 극성을 갖는 입자들이 산재된다. 이로 인해, 반대 극성을 갖는 입자들이 서로 위치를 변경할 경우, 위치 변경에 소요되는 시간이 길어지므로, 응답속도가 저하된다. 또한, 반대 극성을 갖는 입자들이 극성에 따라 서로 완전히 분리되는 것이 불가능하므로, 전기영동 표시장치의 색 재현성이 저하된다.
본 발명의 목적은 응답속도 및 색 재현성을 향상시킬 수 있는 전기영동 표시장치를 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 하나의 특징에 따른 전기영동 표시장치는, 제1 표시기판, 제2 표시기판 및 전기 영동층으로 이루어진다.
제1 표시기판은 제1 베이스 기판, 제1 전극 및 제2 전극을 구비한다. 구체적으로, 제1 베이스 기판은 영상이 표시되는 적어도 하나의 화소영역이 정의된다. 제1 전극은 제1 베이스 기판의 상부로부터 제2 표시기판측으로 연장되어 형성되고, 화소영역에 형성되며, 제1 전압을 입력받는다. 제2 전극은 화소영역에 형성되어 제1 전극과 마주하고, 제1 전압과 서로 다른 극성을 갖는 제2 전압을 입력받는다. 한편, 제2 표시기판은 제1 표시기판과 마주하여 결합한다. 전기 영동층은 동일한 극성과 색을 갖고 화소영역에 형성된 다수의 입자를 구비하고, 제1 표시기판과 제2 표시기판과의 사이에 개재된다. 여기서, 입자들은 레드, 그린, 블루 및 화이트 중 어느 하나의 색을 갖는다.
또한, 제1 표시기판은 화소영역에 형성되어 광을 차단하는 제1 차광부를 더 포함하고, 제2 표시기판은 화소영역에서 제1 차광부가 형성된 영역을 제외한 영역 에 형성되고 광을 차단하는 제2 차광부를 더 포함한다. 여기서, 제1 차광부와 제2 차광부는 서로 동일한 크기를 갖는다.
또한, 상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 하나의 특징에 따른 전기영동 표시장치는, 제1 표시기판, 제2 표시기판 및 전기 영동층으로 이루어진다.
제1 표시기판은 영상이 표시되는 적어도 하나의 화소영역이 정의된다. 제2 표시기판은 상기 제1 표시기판과 마주하여 결합한다. 구체적으로, 제2 표시기판은, 화소영역에 제1 방향으로 연장되어 형성되고 제1 전압을 입력받는 제1 상부전극, 및 화소영역에 제1 방향으로 연장되어 형성되고 제1 상부전극으로부터 이격되어 위치하며 상기 제1 전압과 서로 다른 극성을 갖는 제2 전압을 입력받는 제2 상부전극을 포함한다. 한편, 전기 영동층은 동일한 극성과 색을 갖고 화소영역에 형성된 다수의 입자를 구비하고, 제1 표시기판과 제2 표시기판과의 사이에 개재된다.
여기서, 제1 표시기판은, 화소영역이 정의된 제1 베이스 기판, 제1 및 제2 하부전극을 구비한다. 제1 하부전극은 제1 베이스 기판상에 형성되어 제1 상부전극과 마주하고, 제1 전압을 입력받는다. 제2 하부전극은 제1 베이스 기판상에 형성되어 제2 상부전극과 마주하고, 제1 하부전극으로부터 이격되어 위치하며, 제2 전압을 입력받는다.
또한, 제1 표시기판은 화소영역에 형성되고 제1 하부전극과 상기 제2 하부전극과의 사이에 개재되며 광을 차단하는 차광부를 더 포함할 수 있다. 이러한 경우, 입자들은 레드, 그린, 블루 및 화이트 중 어느 하나의 색을 갖는다.
한편, 제1 표시기판은 제1 베이스 기판상에 형성되고, 제1 하부전극과 제2 하부전극과의 사이에 개재되며, 광을 이용하여 소정의 색을 발현하는 색화소를 더 포함할 수 있다. 이러한 경우, 입자들은 검은색을 갖는다.
이러한 전기영동 표시장치에 따르면, 전극들이 마이크로캡슐의 양 측부 측에 구비되므로, 입자들의 수평 이동을 통해 영상이 표시되고, 마이크로캡슐 내의 입자들이 동일한 극성과 색을 갖는다. 이에 따라, 서로 다른 극성을 갖는 입자들 간의 충돌을 방지하고, 서로 다른 색을 갖는 입자들이 혼재되는 것을 방지하므로, 응답속도가 향상되고, 색 재현성이 향상된다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기영동 표시장치를 나타낸 평면도이고, 도 2는 도 1의 절단선 I-I'에 따른 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 전기영동 표시장치(500)는 제1 표시기판(100), 상기 제1 표시기판(100)과 마주하는 제2 표시기판(200), 및 상기 제1 표기판(100)과 상기 제2 표시기판(200)과의 사이에 개재된 전기영동층(300)을 포함한다.
상기 제1 표시기판(100)은 제1 베이스 기판(110) 및 상기 제1 베이스 기판(110) 상에 형성된 어레이층(120)을 포함한다. 상기 제1 베이스 기판(110)은 어레이 형태로 배치되어 영상을 표시하는 기본 단위인 다수의 화소영역이 정의된다. 각 화소영역(PA)은 서로 동일한 크기를 갖는 제1 및 제2 영역(A1, A2)으로 이루어진다.
상기 어레이층(120)은 각 화소영역(PA)에 형성된 제1 및 제2 박막 트랜지스 터(121, 122), 상기 화소영역(PA)에 형성된 제1 및 제2 전극(123, 124), 및 제1 차광부(125)를 포함한다. 상기 제1 박막 트랜지스터(121)는 상기 제1 영역(A1)에 형성되고, 상기 영상에 대응하는 제1 전압을 출력한다. 상기 제2 박막 트랜지스터(122)는 상기 제2 영역(A2)에 형성되어 상기 제1 박막 트랜지스터(121)와 절연되고, 상기 제1 전압과 서로 다른 극성을 갖는 제2 전압을 출력한다. 예컨대, 상기 제1 전압이 음극을 가지면, 상기 제2 전압은 양극을 갖는다.
도면에는 도시하지 않았으나, 상기 어레이층(120)은 상기 제1 및 제2 박막 트랜지스터(121, 122)에 각각 연결되어 상기 제1 및 제2 전압에 대응하는 데이터 신호들을 출력하는 데이터 라인들과 게이트 신호들을 출력하는 게이트 라인들을 구비한다.
상기 어레이층(120)은 상기 제1 및 제2 박막 트랜지스터(121, 122)를 커버하는 절연층(126)을 더 포함한다. 상기 절연층(126)은 부분적으로 제거되어 상기 제1 및 제2 박막 트랜지스터(121, 122)와 상기 제1 및 제2 전극(123, 124)을 각각 전기적으로 연결하는 홀들이 형성된다.
상기 제1 및 제2 전극(123, 124)은 부분적으로 상기 절연층(126)의 상면에 형성되고, 상기 제1 및 제2 전극(123, 124)은 상기 절연층(126)의 상면으로부터 상기 제2 표시기판(220)측으로 연장되어 형성된다. 상기 제1 및 제2 전극(123, 124)은 인듐 징크 옥사이드(Indium Zinc Oxide : IZO) 또는 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide : ITO)와 같은 투명한 도전성 물질로 이루어진다. 구체적으로, 상기 제1 전극(123)은 상기 제1 영역(A1)에 형성되고, 상기 제1 박막 트랜지스터(121)와 전 기적으로 연결되어 상기 제1 전압을 입력받는다. 상기 제2 전극(124)은 상기 제2 영역(A2)에 형성되어 상기 제1 전극(123)과 서로 마주하고, 상기 제2 박막 트랜지스터(122)와 전기적으로 연결되어 상기 제2 전압을 입력받는다.
상기 제1 차광부(125)는 상기 절연층(126)의 상부에서 상기 제2 영역(A2)에 형성되고, 부분적으로 상기 제2 전극(122)을 커버한다. 상기 제1 차광부(125)는 상기 화소영역(PA)에 부분적으로 형성되고, 검은색을 갖는 감광성 유기물질, 예컨대, 포토레지스트로 이루어져 광을 차단한다.
한편, 상기 제2 표시기판(200)은 상기 제1 베이스 기판(110)과 마주하는 제2 베이스 기판(210) 및 상기 제2 베이스 기판(210)의 상면에 형성된 제2 차광부(220)를 포함한다. 상기 제2 차광부(220)는 상기 제1 영역(A1)에 형성되고, 상기 제1 전극(123)과 인접하게 위치하며, 광을 차단한다. 여기서, 상기 제1 및 제2 차광부(125, 220)는 서로 동일한 크기를 갖는다. 상기 제2 차광부(220)는 상기 제1 차광부(125)와 동일한 물질로 이루어질 수도 있고, 광을 차단하는 금속 재질로 이루어질 수도 있다. 상기 제2 차광부(220)가 금속 재질로 이루질 경우, 상기 제2 차광부(220)는 상기 제1 전극(123)과 이격되어 위치한다.
상기 제1 표시기판(100)과 상기 제2 표시기판(200)과의 사이에 개재된 상기 전기 영동층(300)은 구형상을 갖는 다수의 마이크로캡슐을 포함한다. 각 마이크로캡슐(310)은 투명한 절연성 액체로 이루어진 유체 매질(311)과 상기 유체 매질(311) 내에 분산된 다수의 입자(312)를 포함하고, 상기 제1 전극(123)과 상기 제2 전극(124)과의 사이에 개재된다. 본 발명의 일례로, 각 화소영역(PA)에는 하나의 마이크로캡슐(310)이 구비된다. 상기 입자들(312)은 레드, 그린, 블루 및 화이트 중 어느 하나의 색을 갖고, 음극 또는 양극 중 어느 하나의 극성을 갖는다. 본 발명의 일례로, 열 방향으로 인접한 화소영역들에 구비된 마이크로캡슐들은 서로 동일한 색의 입자들을 갖는다.
상기 입자들(312)은 상기 제1 전극(123)과 상기 제2 전극(124)에 각각 인가된 상기 제1 및 제2 전압의 극성에 따라 상기 제1 전극(123)과 상기 제2 전극(124) 중 어느 하나의 전극측으로 이동한다. 즉, 상기 입자들(312)은 상기 제1 및 제2 전극(123, 124) 각각에 흐르는 전위에 따라 상기 제1 및 제2 베이스 기판(110, 210)과 평행한 방향, 즉, 수평 방향으로 이동한다.
예컨대, 상기 입자들(312)이 음으로 대전된 경우, 상기 제1 전극(123)에 음전압이 인가되고 상기 제2 전극(124)에 양전압이 인가되면, 상기 입자들(312)은 상기 제2 전극(124)측으로 이동한다. 이에 따라, 상기 입자들(312)이 상기 제2 영역(A2)에 위치하고, 상기 제2 영역(A2)에 위치하는 상기 제1 차광부(125)가 상기 입자들(312)에 의해 가려지므로, 해당 화소영역에는 상기 입자들(312)이 갖는 색이 표시된다. 반면, 상기 제1 전극(123)에 양전압이 인가되고 상기 제2 전극(124)에 음전압이 인가되면, 상기 입자들(312)은 상기 제1 전극(123)측으로 이동한다. 이에 따라, 상기 입자들(312)은 상기 제1 영역(A2)에 위치하고, 상기 입자들(312)은 상기 제1 영역(A1)에 형성된 상기 제2 차광부(220)에 가려지므로, 해당 화소영역에는 제1 및 제2 차광부(125, 220)의 색, 즉, 검은색이 표시된다.
여기서, 상기 전기영동 표시장치(500)는 별도의 광원을 구비하지 않고, 상기 제2 표시기판(200)의 상부로부터 상기 제1 표시기판(100)측으로 입사된 외부광을 이용하여 영상을 표시한다. 그러나, 상기 전기영동 표시장치(500)는 상기 제2 표시기판(200)의 상부에 상기 광을 발생하는 프론트 광원부(미도시)를 더 구비할 수도 있다. 이러한 경우, 상기 전기영동 표시장치(500)는 상기 전면 광원부로부터 제공된 광을 이용하여 영상을 표시할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 상기 전기영동 표시장치(500)는 각 마이크로캡슐(310)별로 단색의 입자들(312)을 구비하고, 상기 제1 및 제2 전극(123, 124)을 상기 마이크로캡슐(310)의 양측에 배치하며, 상기 입자들(312)을 수평 이동시켜 풀-컬러의 영상을 표시한다. 이에 따라, 상기 전기영동 표시장치(500)는 상기 마이크로캡슐(310) 내에서 서로 다른 극성을 갖는 입자들 간의 충돌을 방지하므로, 응답속도를 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 전기영동 표시장치(500)는 서로 다른 색을 갖는 입자들이 혼재되는 것을 방지하므로, 색 재현성을 향상시킬 수 있다.
한편, 상기 전기영동 표시장치(500)는 상기 제1 표시기판(100)과 상기 제2 표시기판(200)과의 사이에 개재되어 서로 마주하는 제1 및 제2 격벽(410, 420)을 더 포함한다. 본 발명의 일례로, 상기 제1 및 제2 격벽(410, 420)은 상기 화소영역들의 열 방향으로 연장되어 형성되고, 서로 마주하는 면에 상기 제1 및 제2 전극(123, 124)이 각각 형성된다. 따라서, 상기 제1 및 제2 격벽(410, 420)은 서로 다른 화소영역에 형성된 제1 및 제2 전극을 서로 절연시킨다. 예컨대, 상기 제2 격벽(420)이 상기 화소영역들 중 제1 및 제2 화소영역의 사이에 위치할 경우, 상기 제2 격벽(420)은 상기 제1 화소영역에 형성된 제2 전극과 상기 제2 화소영역에 형 성된 제1 전극을 서로 절연시킨다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기영동 표시장치를 나타낸 평면도이고, 도 4는 도 3의 절단선 Ⅱ-Ⅱ'에 따른 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 전기영동 표시장치(501)는 제1 표시기판(101), 상기 제1 표시기판(101)과 마주하는 제2 표시기판(201), 및 상기 제1 표기판(101)과 상기 제2 표시기판(201)과의 사이에 개재된 전기영동층(300)을 포함한다. 여기서, 상기 전기 영동층(300)은 도 1 및 도 2에 도시된 전기 영동층(300)과 동일한 구성을 가지므로, 참조번호를 병기하고 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
구체적으로, 상기 제1 표시기판(101)은 제1 베이스 기판(110) 및 상기 제1 베이스 기판(110) 상에 형성된 제1 어레이층(130)을 포함한다. 상기 제1 베이스 기판(110)은 어레이 형태로 배치되어 영상을 표시하는 기본 단위인 다수의 화소영역이 정의된다.
상기 제1 어레이층(130)은 각 화소영역(PA)에 형성된 제1 및 제2 박막 트랜지스터(121, 122), 상기 화소영역(PA)에 형성된 제1 및 제2 전극(131, 132), 및 상기 화소영역(PA)에 형성된 차광부(133)를 포함한다. 상기 제1 박막 트랜지스터(121)는 상기 영상에 대응하는 제1 전압을 출력한다. 상기 제2 박막 트랜지스터(122)는 상기 제1 박막 트랜지스터(121)로부터 이격되어 위치하고, 상기 제1 전압과 서로 다른 극성을 갖는 제2 전압을 출력한다.
도면에는 도시하지 않았으나, 상기 제1 어레이층(130)은 상기 제1 및 제2 박 막 트랜지스터(121, 122)에 각각 연결되어 상기 제1 및 제2 전압에 대응하는 데이터 신호들을 출력하는 데이터 라인들과 게이트 신호들을 출력하는 게이트 라인들을 구비한다.
상기 제1 어레이층(130)은 상기 제1 및 제2 박막 트랜지스터(121, 122)를 커버하는 제1 절연층(126)을 더 포함한다. 상기 제1 절연층(126)은 부분적으로 제거되어 상기 제1 및 제2 박막 트랜지스터(121, 122)와 상기 제1 및 제2 전극(131, 132)을 각각 전기적으로 연결하는 홀들이 형성된다.
상기 제1 및 제2 전극(131, 132)은 상기 제1 절연층(126)의 상면에 형성되고, 서로 이격되어 위치한다. 상기 제1 전극(131)은 상기 제1 박막 트랜지스터(121)와 전기적으로 연결되어 상기 제1 전압을 입력받고, 광을 차단하는 불투명한 금속 재질로 이루어진다. 상기 제2 전극(132)은 상기 제2 박막 트랜지스터(122)와 전기적으로 연결되어 상기 제2 전압을 입력받고, 인듐 징크 옥사이드 또는 인듐 틴 옥사이드와 같은 투명한 도전성 물질로 이루어진다.
상기 차광부(133)는 상기 제1 절연층(126)의 상면에 형성되고, 상기 제1 전극(131)과 상기 제2 전극(132)과의 사이에 개재된다. 상기 차광부(133)는 검은색을 갖는 감광성 유기물질, 예컨대, 포토레지스트로 이루어져 광을 차단하고, 상기 제1 및 제2 전극(131, 132)을 서로 절연시킨다.
상기 제1 어레이층(130)은 상기 제1 절연층(126) 상에 형성된 제1 배리어(134)를 더 포함한다. 상기 제1 배리어(134)는 상기 화소영역들의 열 방향으로 연장되어 형성되고, 행 방향으로 서로 인접한 두 개의 화소영역 사이에 위치한다. 상기 제1 배리어(134)는 서로 다른 화소영역에 형성되어 인접하게 위치하는 제1 전극과 제2 전극을 절연시킨다. 예컨대, 상기 화소영역들 중 제1 및 제2 화소영역이 행 방향으로 서로 인접할 경우, 상기 제1 배리어(134)는 상기 제1 화소영역에 형성된 제2 전극과 상기 제2 화소영역에 형성된 제1 전극을 서로 절연시킨다.
한편, 상기 제2 표시기판(201)은 상기 제1 베이스 기판(110)과 마주하는 제2 베이스 기판(210) 및 상기 제2 베이스 기판(210)의 상면에 형성된 제2 어레이층(230)을 포함한다. 상기 제2 어레이층(230)은 상기 화소영역(PA)에 형성된 제3 및 제4 박막 트랜지스터(231, 232), 및 상기 화소영역(PA)에 형성된 제3 및 제4 전극(233, 234)을 포함한다.
상기 제3 박막 트랜지스터(231)는 상기 제1 박막 트랜지스터(121)와 마주하고, 상기 제1 전압을 출력한다. 상기 제4 박막 트랜지스터(232)는 상기 제2 박막 트랜지스터(122)와 마주하고, 상기 제2 전압을 출력한다.
도면에는 도시하지 않았으나, 상기 제2 어레이층(230)은 상기 제3 및 제4 박막 트랜지스터(231, 232)에 각각 연결되어 상기 제1 및 제2 전압에 대응하는 데이터 신호들을 출력하는 데이터 라인들과 게이트 신호들을 출력하는 게이트 라인들을 구비한다.
상기 제2 어레이층(230)은 상기 제2 베이스 기판(210)의 상부에 형성되어 상기 제3 및 제4 박막 트랜지스터(231, 232)를 커버하는 제2 절연층(235)을 더 포함한다.
상기 제2 절연층(235)의 상면에는 상기 제3 및 제4 전극(233, 234)이 형성된 다. 상기 제3 전극(233)은 상기 제3 박막 트랜지스터(231)와 전기적으로 연결되어 상기 제1 전압을 입력받고, 상기 제1 전극(131)과 마주하며, 광을 차단하는 불투명한 금속 재질로 이루어진다. 상기 제4 전극(234)은 상기 제4 박막 트랜지스터(232)와 전기적으로 연결되어 상기 제2 전압을 입력받고, 상기 제2 전극(132)과 마주한다. 상기 제4 전극(234)은 상기 제3 전극(233)과 이격되어 위치하고, 인듐 징크 옥사이드 또는 인듐 틴 옥사이드와 같은 투명한 도전성 물질로 이루어진다.
상기 전기 영동층(300)의 각 마이크로캡슐(310)은 각 화소영역(PA)에 구비된다. 상기 마이크로캡슐(310)에 구비된 입자들(312)은 상기 제1 및 제2 전압의 극성에 따라 상기 제1 및 제3 전극(131, 233)이 형성된 영역으로 이동하거나, 상기 제2 및 제4 전극(132, 234)이 형성된 영역으로 이동한다. 이때, 상기 입자들(312)은 상기 제1 및 제2 베이스 기판(110, 210)과 평행한 방향, 즉, 수평 방향으로 이동한다.
예컨대, 상기 입자들(312)이 음으로 대전된 경우, 상기 제1 전극(131)과 상기 제3 전극(233)에 음전압이 인가되고, 상기 제2 전극(132)과 상기 제4 전극(234)에 양전압이 인가되면, 상기 입자들(312)은 상기 제2 전극(132)과 상기 제4 전극(234)이 형성된 영역으로 이동한다. 이에 따라, 상기 차광부(133)가 상기 입자들(312)에 의해 가려지므로, 해당 화소영역에는 상기 입자들(312)이 갖는 색이 표시된다.
반면, 상기 제1 전극(131)과 상기 제3 전극(233)에 양전압이 인가되고, 상기 제2 전극(132)과 상기 제4 전극(234)에 음전압이 인가되면, 상기 입자들(312)은 상 기 제1 전극(131)과 상기 제3 전극(233)이 형성된 영역으로 이동한다. 이에 따라, 상기 입자들(312)이 상기 제3 전극(233)에 의해 가려지므로, 해당 화소영역에는 상기 차광부(133)의 색, 즉, 검은색이 표시된다.
여기서, 상기 전기영동 표시장치(501)는 별도의 광원을 구비하지 않고, 상기 제2 표시기판(201)의 상부로부터 상기 제1 표시기판(101)측으로 입사된 외부광을 이용하여 영상을 표시한다. 그러나, 상기 전기영동 표시장치(501)는 상기 제2 표시기판(201)의 상부에 상기 광을 발생하는 프론트 광원부(미도시)를 더 구비할 수도 있다. 이러한 경우, 상기 전기영동 표시장치(501)는 상기 프론트 광원부로부터 제공된 광을 이용하여 영상을 표시할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 상기 전기영동 표시장치(501)는 각 마이크로캡슐(310)별로 단색의 입자들(312)을 구비하고, 상기 제1 내지 제4 전극(131, 132, 233, 234)을 구비하며, 상기 입자들(312)을 수평 이동시켜 풀-컬러의 영상을 표시한다. 이에 따라, 상기 전기영동 표시장치(501)는 상기 마이크로캡슐(310) 내에서 서로 다른 극성을 갖는 입자들 간의 충돌을 방지하므로, 응답속도를 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 전기영동 표시장치(501)는 서로 다른 색을 갖는 입자들이 혼재되는 것을 방지하므로, 색 재현성을 향상시킬 수 있다.
한편, 상기 제2 어레이층(230)은 상기 제2 절연층(235) 상에 형성된 제2 배리어(236)를 더 포함한다. 상기 제2 배리어(236)는 상기 제1 배리어(134)와 동일한 영역에 형성되어 상기 제1 배리어(134)와 마주한다. 상기 제2 배리어(236)는 서로 다른 화소영역에 형성되어 인접하게 위치하는 제3 전극과 제4 전극을 서로 절연시 킨다. 예컨대, 상기 화소영역들 중 제1 및 제2 화소영역이 행 방향으로 서로 인접할 경우, 상기 제2 배리어(236)는 상기 제1 화소영역에 형성된 제4 전극과 상기 제2 화소영역에 형성된 제3 전극을 서로 절연시킨다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기영동 표시장치를 나타낸 단면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 전기영동 표시장치(502)는 제1 표시기판(102), 상기 제1 표시기판(102)과 마주하는 제2 표시기판(202), 및 상기 제1 표시기판(102)과 상기 제2 표시기판(202)과의 사이에 개재된 전기 영동층(300)을 포함한다.
구체적으로, 상기 제1 표시기판(102)은 제1 베이스 기판(110) 및 상기 제1 베이스 기판(110) 상에 형성된 제1 어레이층(140)을 포함한다. 상기 제1 베이스 기판(110)은 어레이 형태로 배치되어 영상을 표시하는 기본 단위인 다수의 화소영역(PA)이 정의된다.
상기 제1 어레이층(140)은 상기 화소영역(PA)에 형성된 제1 및 제2 박막 트랜지스터(121, 122), 상기 화소영역(PA)에 형성된 제1 및 제2 전극(141, 142), 및 상기 화소영역(PA)에 형성된 색화소(143)를 포함한다. 상기 제1 박막 트랜지스터(121)는 상기 영상에 대응하는 제1 전압을 출력한다. 상기 제2 박막 트랜지스터(122)는 상기 제1 박막 트랜지스터(121)로부터 이격되어 위치하고, 상기 제1 전압과 서로 다른 극성을 갖는 제2 전압을 출력한다.
도면에는 도시하지 않았으나, 상기 제1 어레이층(140)은 상기 제1 및 제2 박막 트랜지스터(121, 122)에 각각 연결되어 상기 제1 및 제2 전압에 대응하는 데이터 신호들을 출력하는 데이터 라인들과 게이트 신호들을 출력하는 게이트 라인들을 구비한다.
상기 제1 어레이층(140)은 상기 제1 및 제2 박막 트랜지스터(121, 122)를 커버하는 제1 절연층(126)을 더 포함한다. 상기 제1 절연층(126)은 부분적으로 제거되어 상기 제1 및 제2 박막 트랜지스터(121, 122)와 상기 제1 및 제2 전극(141, 142)을 각각 전기적으로 연결하는 홀들이 형성된다.
상기 제1 및 제2 전극(141, 142)은 상기 제1 절연층(126)의 상면에 형성된다. 상기 제1 전극(141)은 상기 제1 박막 트랜지스터(121)와 전기적으로 연결되어 상기 제1 전압을 입력받고, 광을 차단하는 불투명한 금속 재질로 이루어진다. 상기 제2 전극(142)은 상기 제1 전극(141)과 이격되어 위치하고, 상기 제2 박막 트랜지스터(122)와 전기적으로 연결되어 상기 제2 전압을 입력받는다. 또한, 상기 제2 전극(142)은 인듐 징크 옥사이드 또는 인듐 틴 옥사이드와 같은 투명한 도전성 물질로 이루어진다.
상기 색화소(143)는 상기 제1 절연층(126)의 상면에 형성되고, 상기 제1 전극(131)과 상기 제2 전극(132)과의 사이에 위치한다. 상기 색화소(143)는 레드, 그린 및 블루 색화소 중 어느 하나로 이루어지고, 광을 이용하여 소정의 색을 발현한다. 또한, 상기 색화소(143)는 감광성 유기물질, 예컨대, 포토레지스트로 이루어져 상기 제1 및 제2 전극(141, 142)을 서로 절연시킨다.
상기 제1 어레이층(140)은 상기 제1 절연층(126) 상에 형성된 배리어(144)를 더 포함한다. 상기 배리어(144)는 서로 인접한 두 개의 화소영역 사이에 위치하고, 서로 다른 화소영역에 형성되어 인접하게 위치하는 제1 전극과 제2 전극을 절연시킨다. 예컨대, 상기 화소영역들 중 제1 및 제2 화소영역이 행 방향으로 서로 인접할 경우, 상기 배리어(144)는 상기 제1 화소영역에 형성된 제2 전극과 상기 제2 화소영역에 형성된 제1 전극을 서로 절연시킨다.
한편, 상기 제2 표시기판(202)은 상기 제1 베이스 기판(110)과 마주하는 제2 베이스 기판(210) 및 상기 제2 베이스 기판(210)의 상면에 형성된 제2 어레이층(240)을 포함한다. 상기 제2 어레이층(240)은 상기 화소영역(PA)에 형성된 제3 및 제4 박막 트랜지스터(231, 232), 및 상기 화소영역(PA)에 형성된 제3 및 제4 전극(241, 242)을 포함한다.
상기 제3 박막 트랜지스터(231)는 상기 제1 박막 트랜지스터(121)와 마주하고, 상기 제1 전압을 출력한다. 상기 제4 박막 트랜지스터(232)는 상기 제2 박막 트랜지스터(122)와 마주하고, 상기 제2 전압을 출력한다.
도면에는 도시하지 않았으나, 상기 제2 어레이층(240)은, 상기 제3 및 제4 박막 트랜지스터(231, 232)에 각각 연결되고 데이터 신호와 게이트 신호를 각각 출력하는 데이터 라인들과 게이트 라인들을 구비한다.
상기 제2 어레이층(240)은 상기 제2 베이스 기판(210)의 상부에 형성되어 상기 제3 및 제4 박막 트랜지스터(231, 232)를 커버하는 제2 절연층(235)을 더 포함한다.
상기 제2 절연층(235)의 상면에는 상기 제3 및 제4 전극(241, 242)이 형성된다. 상기 제3 전극(241)은 상기 제3 박막 트랜지스터(231)와 전기적으로 연결되어 상기 제1 전압을 입력받는다. 상기 제3 전극(241)은 상기 제1 전극(141)과 마주하고, 광을 차단하는 불투명한 금속 재질로 이루어진다. 상기 제4 전극(242)은 상기 제4 박막 트랜지스터(232)와 전기적으로 연결되어 상기 제2 전압을 입력받고, 상기 제3 전극(233)과 이격되어 위치한다. 상기 제4 전극(234)은 상기 제2 전극(142)과 마주하며, 인듐 징크 옥사이드 또는 인듐 틴 옥사이드와 같은 투명한 도전성 물질로 이루어진다.
상기 제1 어레이층(140)과 상기 제2 어레이층(240)과의 사이에는 상기 전기 영동층(300)이 개재된다. 상기 전기 영동층(300)은 구형상을 갖는 다수의 마이크로캡슐을 포함한다. 각 마이크로캡슐(320)은 투명한 절연성 액체로 이루어진 유체 매질(321)과 상기 유체 매질(321) 내에 분산된 다수의 입자(322)를 포함한다. 본 발명의 일례로, 각 화소영역(PA)에는 하나의 마이크로캡슐(320)이 구비된다. 상기 입자들(322)은 검은색을 갖고, 음극 또는 양극 중 어느 하나의 극성을 갖는다.
상기 입자들(322)은 상기 제1 및 제2 전압의 극성에 따라 상기 제1 및 제3 전극(131, 233)이 형성된 영역으로 이동하거나, 상기 제2 및 제4 전극(132, 234)이 형성된 영역으로 이동한다. 이때, 상기 입자들(322)은 상기 제1 및 제2 베이스 기 판(110, 210)과 평행한 방향, 즉, 수평 방향으로 이동한다.
예컨대, 상기 입자들(322)이 양으로 대전된 경우, 상기 제1 전극(141)과 상기 제3 전극(241)에 음전압이 인가되고, 상기 제2 전극(142)과 상기 제4 전극(242)에 양전압이 인가되면, 상기 입자들(322)은 상기 제2 전극(132)과 상기 제4 전극(234)이 형성된 영역으로 이동한다. 이에 따라, 상기 색화소(143)가 외부로 노출되므로, 해당 화소영역에는 상기 색화소(143)의 색이 표시된다.
반면, 상기 제1 전극(141)과 상기 제3 전극(241)에 양전압이 인가되고, 상기 제2 전극(142)과 상기 제4 전극(242)에 음전압이 인가되면, 상기 입자들(322)은 상기 제1 전극(141)과 상기 제3 전극(241)이 형성된 영역으로 이동한다. 이에 따라, 상기 색화소(143)가 상기 입자들(322)에 의해 가려지므로, 해당 화소영역에는 상기 입자들(322)의 색, 즉, 검은색이 표시된다.
도면에는 도시하지 않았으나, 상기 전기영동 표시장치(502)는 상기 제2 표시기판(201)의 하부에 상기 광을 발생하는 백라이트 어셈블리(미도시)를 더 구비할 수 있고, 상기 백라이트 어셈블리로부터 광을 제공받아 영상을 표시한다.
상술한 바와 같이, 상기 전기영동 표시장치(502)는 동일한 극성을 갖는 입자들(322)과 상기 색화소(143), 및 상기 제1 내지 제4 전극(141, 142, 241, 242)을 구비하고, 상기 입자들(322)을 수평 이동시켜 풀-컬러의 영상을 표시한다. 이에 따라, 상기 전기영동 표시장치(502)는 상기 마이크로캡슐(320) 내에서 서로 다른 극성을 갖는 입자들 간의 충돌을 방지하므로, 응답속도를 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 전기영동 표시장치(502)는 서로 다른 색을 갖는 입자들이 혼재되는 것을 방지하므로, 색 재현성을 향상시킬 수 있다.
상술한 본 발명에 따르면, 전기영동 표시장치는 동일한 색과 동일한 극성을 갖는 입자들로 이루어진 마이크로캡슐을 구비하고, 마이크로캡슐의 양 측부측에 각각 서로 다른 전위를 형성하여 풀-컬러를 구현한다. 이에 따라, 서로 다른 극성을 갖는 입자들 간의 충돌을 방지하므로, 응답 속도를 향상시킨다. 또한, 전기영동 표시장치는 서로 다른 색을 갖는 입자들이 혼재되는 것을 방지하므로, 색 재현성을 향상시키고, 표시 품질을 향상시킬 수 있다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (19)

  1. 영상이 표시되는 적어도 하나의 화소영역이 정의된 제1 표시기판;
    상기 제1 표시기판과 마주하여 결합하는 제2 표시기판; 및
    서로 동일한 극성과 색을 갖고 상기 화소영역에 형성된 다수의 입자를 구비하고, 상기 제1 표시기판과 상기 제2 표시기판과의 사이에 개재된 전기 영동층을 포함하고,
    상기 제1 표시기판은,
    상기 화소영역이 정의된 제1 베이스 기판;
    상기 제1 베이스 기판의 상부로부터 상기 제2 표시기판측으로 연장되어 형성되고, 상기 화소영역에 형성되며, 제1 전압을 입력받는 제1 전극; 및
    상기 화소영역에 형성되어 상기 제1 전극과 마주하고, 상기 제1 전압과 서로 다른 극성을 갖는 제2 전압을 입력받는 제2 전극을 포함하고,
    상기 제1 표시기판과 상기 제2 표시기판 중 적어도 어느 하나는 상기 화소영역에 형성되어 광을 차단하는 차광부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 차광부는
    상기 제1 표시기판에 형성된 제1 차광부; 및
    상기 제2 표시기판에 형성되고, 상기 화소영역에서 상기 제1 차광부가 형성된 영역을 제외한 영역에 형성되며, 상기 광을 차단하는 제2 차광부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 표시기판은,
    상기 제1 전극과 전기적으로 연결되고, 상기 제1 전압을 출력하는 제1 박막 트랜지스터; 및
    상기 제2 전극과 전기적으로 연결되고, 상기 제2 전압을 출력하는 제2 박막 트랜지스터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 표시기판과 상기 제2 표시기판과의 사이에 개재되고, 일 방향으로 연장되어 형성되며, 서로 마주하는 제1 및 제2 격벽을 더 포함하고,
    상기 제1 격벽은 상기 제2 격벽과 마주하는 면에 상기 제1 전극이 배치되며,
    상기 제2 격벽은 상기 제1 격벽과 마주하는 면에 상기 제2 전극이 배치되고,
    상기 입자들은 상기 제1 전극과 상기 제2 전극과의 사이에 개재되는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 입자들은 레드, 그린, 블루 및 화이트 중 어느 하나의 색을 갖는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 전기 영동층은 상기 입자들이 캡슐화되어 형성된 적어도 하나의 마이크로 캡슐을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치.
  7. 제2항에 있어서, 상기 제1 차광부와 상기 제2 차광부는 서로 동일한 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치.
  8. 영상이 표시되는 적어도 하나의 화소영역이 정의된 제1 표시기판;
    상기 화소영역에 제1 방향으로 연장되어 형성되고 제1 전압을 입력받는 제1 상부전극, 및 상기 화소영역에 상기 제1 방향으로 연장되어 형성되고 상기 제1 상부전극으로부터 이격되어 위치하며 상기 제1 전압과 서로 다른 극성을 갖는 제2 전압을 입력받는 제2 상부전극을 포함하고, 상기 제1 표시기판과 마주하여 결합하는 제2 표시기판; 및
    극성과 색을 갖고 상기 화소영역에 형성된 다수의 입자를 구비하고, 상기 제1 표시기판과 상기 제2 표시기판과의 사이에 개재된 전기 영동층을 포함하고,
    상기 제1 표시기판은,
    상기 화소영역이 정의된 제1 베이스 기판;
    상기 제1 베이스 기판상에 형성되어 상기 제1 상부전극과 마주하고, 상기 제1 전압을 입력받는 제1 하부전극;
    상기 제1 베이스 기판상에 형성되어 상기 제2 상부전극과 마주하고, 상기 제1 하부전극으로부터 이격되어 위치하며, 상기 제2 전압을 입력받는 제2 하부전극; 및
    상기 화소영역에 형성되고, 상기 제1 하부전극과 상기 제2 하부전극과의 사이에 개재되며, 광을 차단하는 차광부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 차광부는 유기 물질로 이루어져 상기 제1 하부전극과 상기 제2 하부전극을 서로 절연시키는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치.
  10. 제8항에 있어서, 상기 입자들은 레드, 그린, 블루 및 화이트 중 어느 하나의 색을 갖는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치.
  11. 영상이 표시되는 적어도 하나의 화소영역이 정의된 제1 표시기판;
    상기 화소영역에 제1 방향으로 연장되어 형성되고 제1 전압을 입력받는 제1 상부전극, 및 상기 화소영역에 상기 제1 방향으로 연장되어 형성되고 상기 제1 상부전극으로부터 이격되어 위치하며 상기 제1 전압과 서로 다른 극성을 갖는 제2 전압을 입력받는 제2 상부전극을 포함하고, 상기 제1 표시기판과 마주하여 결합하는 제2 표시기판; 및
    극성과 색을 갖고 상기 화소영역에 형성된 다수의 입자를 구비하고, 상기 제1 표시기판과 상기 제2 표시기판과의 사이에 개재된 전기 영동층을 포함하고,
    상기 제1 표시기판은,
    상기 화소영역이 정의된 제1 베이스 기판;
    상기 제1 베이스 기판상에 형성되어 상기 제1 상부전극과 마주하고, 상기 제1 전압을 입력받는 제1 하부전극;
    상기 제1 베이스 기판상에 형성되어 상기 제2 상부전극과 마주하고, 상기 제1 하부전극으로부터 이격되어 위치하며, 상기 제2 전압을 입력받는 제2 하부전극; 및
    상기 제1 베이스 기판상에 형성되고, 상기 제1 하부전극과 상기 제2 하부전극과의 사이에 개재되며, 광을 이용하여 소정의 색을 발현하는 색화소를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 색화소는 레드, 그린 및 블루 색화소 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치.
  13. 제11항에 있어서, 상기 입자들은 검은색을 갖는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치.
  14. 제8항 또는 제11항에 있어서, 상기 제1 하부전극은 상기 제1 상부전극이 형성된 영역과 대응하는 영역에 형성되고, 상기 제2 하부전극은 상기 제2 상부전극이 형성된 영역과 대응하는 영역에 형성된 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치.
  15. 제8항 또는 제11항에 있어서, 상기 제1 상부전극과 상기 제1 하부전극은 불투명한 도전성 재질로 이루어지고, 상기 제2 상부전극과 상기 제2 하부전극은 투명한 도전성 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치.
  16. 제8항 또는 제11항에 있어서, 상기 제1 표시기판은,
    상기 제1 베이스 기판상에 상기 제1 방향으로 연장되어 형성되고, 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 서로 인접한 두 개의 화소영역 사이에 개재되며, 절연 물질로 이루어진 제1 배리어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 제2 표시기판은,
    상기 제1 배리어와 마주하고, 상기 제1 배리어가 형성된 영역과 대응하는 영역에 형성되며, 절연 물질로 이루어진 제2 배리어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치.
  18. 제8항 또는 제11항에 있어서, 상기 전기 영동층은 상기 입자들이 캡슐화되어 형성된 적어도 하나의 마이크로 캡슐을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치.
  19. 제8항 또는 제11항에 있어서,
    상기 제1 표시기판은, 상기 제1 하부전극과 전기적으로 연결되고 상기 제1 전압을 스위칭하는 제1 박막 트랜지스터, 및 상기 제2 하부전극과 전기적으로 연결되고 상기 제2 전압을 스위칭하는 제2 박막 트랜지스터를 더 포함하고,
    상기 제2 표시기판은, 상기 제1 상부전극과 전기적으로 연결되고 상기 제1 전압을 스위칭하는 제3 박막 트랜지스터, 및 상기 제2 상부전극과 전기적으로 연결되고 상기 제2 전압을 스위칭하는 제4 박막 트랜지스터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치.
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