KR101316636B1

KR101316636B1 - 컬러필터 기판 및 이를 구비한 전자영동 표시장치

Info

Publication number: KR101316636B1
Application number: KR1020060114294A
Authority: KR
Inventors: 박재병; 박철우
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2006-11-20
Filing date: 2006-11-20
Publication date: 2013-10-15
Also published as: KR20080045333A; EP1923733B1; DE602007006131D1; PL1923733T3; JP5519904B2; JP2008129599A; US7626753B2; US20080117496A1; EP1923733A1

Abstract

컬러필터 기판 및 이를 구비한 전자영동 표시장치가 개시된다. 컬러필터 기판은 베이스 기판, 백색 차광부 및 컬러 필터층을 포함한다. 백색 차광부는 베이스 기판 위에 형성되고, 베이스 기판을 투과 영역과 차광 영역으로 나눈다. 컬러 필터층은 투과영역에 형성된다. 이에 따라, 화소부들의 경계를 구분하고 차광 기능을 갖는 차광 패턴을 백색으로 형성함에 따라서 백색 휘도 특성을 향상시킬 수 있다.

전자영동, 컬러필터, 백색, 차광 패턴

Description

컬러필터 기판 및 이를 구비한 전자영동 표시장치{COLOR FILTER SUBSTRATE AND ELECTRO-PHORETIC DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}

도 1은 일반적인 전자영동 표시장치의 개념도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전자영동 표시장치의 평면도이다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전자영동 표시장치의 단면도이다.

도 4a 내지 도 4e는 도 2의 컬러필터 기판의 제조 방법을 설명하기 위한 공정도들이다.

도 5는 도 3에 도시된 전자영동 표시장치의 제조 방법을 설명하기 위한 공정도이다.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전자영동 표시장치의 단면도이다.

도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 전자영동 표시장치의 단면도이다.

도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 전자영동 표시장치의 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 어레이 기판 PE1, PE2 : 제1, 제2 화소 전극

200 : 전자 영동층 210 : 마이크로캡슐

300 : 컬러필터 기판 CE : 공통 전극

WS : 백색 차광부 310 : 백색 차광 패턴

320 : 컬러 필터층 510 : 백색 격벽 패턴

본 발명은 컬러필터 기판 및 이를 구비한 전자영동 표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 백색 휘도 특성을 향상시키기 위한 컬러필터 기판 및 이를 구비한 전자영동 표시장치에 관한 것이다.

도 1은 일반적인 전자영동 표시장치의 개념도이다.

도 1을 참조하면, 일반적으로 전자영동 표시장치는 외부로부터 입사되는 광을 반사하여 영상을 표시하는 반사형 구조를 갖는다. 구체적으로, 전자영동 표시장치는 음의 전하로 대전된 백색의 잉크 입자(1)와 양의 전하로 대전된 검은색의 잉크 입자(2)와, 투명 유전유체(3)를 감싸는 마이크로캡슐(5)과 상기 마이크로캡슐(5)을 바인더와 혼합하여 양 전극 사이에 배치된 구조를 갖는다.

상기 전자영동 표시장치는 상기 양 전극에 방향성 전계를 인가하여 시인 방향(VIEW DIRECTION)으로 백색 잉크 입자(1)가 모이면 백색이 표시되고, 반대로 검은색 잉크 입자(2)가 모이면 검은색이 표시되는 원리로 구동한다. 즉, 상기 시인 방향으로 움직인 상기 백색 잉크 입자들(1)에 의해 외부로부터 입사된 광이 반사되어 영상을 표시한다.

상기 전자영동 표시장치는 외부로부터 입사된 광을 이용하여 영상을 표시하는 반사형 구조를 가짐에 따라 명암 대비비(Contrast Ratio : C/R)가 낮은 문제점 을 갖는다.

이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 백색 휘도 특성을 향상시키기 위한 컬러필터 기판을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 컬러필터 기판을 구비한 전자영동 표시장치를 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 실시예에 따른 컬러필터 기판은 공통 전극, 백색 차광부 및 컬러 필터층을 포함한다. 상기 백색 차광부는 상기 베이스 기판 위에 형성되고, 상기 베이스 기판을 투과 영역과 차광 영역으로 나눈다. 상기 컬러 필터층은 상기 투과 영역에 형성된다.

상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 실시예에 따른 전자영동 표시장치는 어레이 기판, 컬러필터 기판 및 전자 영동층을 포함한다. 상기 어레이 기판은 제1 베이스 기판 위에 형성된 복수의 화소 전극들을 포함한다. 상기 컬러필터 기판은 제2 베이스 기판 위에 형성된 백색 차광부와, 상기 백색 차광부에 의해 정의된 투과 영역에 형성된 컬러 필터층을 포함한다. 상기 전자 영동층은 상기 어레이 기판과 상기 컬러필터 기판 사이에 개재되고, 양 전하 및 음 전하로 대전된 입자들을 포함한다.

이러한 컬러필터 기판 및 이를 구비한 전자영동 표시장치에 의하면, 백색 차 광부를 형성함으로써 화소부들의 경계 구획 및 차광 기능은 물론 표시장치의 백색 휘도 특성을 향상시킬 수 있다.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 상세한 설명에서 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 또한, 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하여 설명한다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전자영동 표시장치의 평면도이다. 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전자영동 표시장치의 단면도로서, 도 2의 I-I'선으로 절단한 단면도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 전자영동 표시장치는 어레이 기판(100), 전자 영동층(200) 및 컬러필터 기판(300)을 포함한다.

상기 어레이 기판(100)은 제1 베이스 기판(101)을 포함한다. 상기 제1 베이스 기판(101)은 광을 차광 및 반사하는 재질로 형성되며, 바람직하게 거울이다. 상기 제1 베이스 기판(101) 위에는 제1 방향으로 연장된 게이트 배선들(GLn-1, GLn)과 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장된 소스 배선들(DLm-1, DLm, DLm+1)이 형성된다. 상기 게이트 배선들(GLn-1, GLn)과 상기 소스 배선들(DLm-1, DLm, DLm+1)에 의해 상기 제1 베이스 기판(101)은 화소부들(P1, P2)이 정의된다.

구체적으로, 제1 화소부(P1)는 해당하는 n번째 게이트 배선(GLn)과 m번째 소스 배선(DLm)에 연결된 제1 스위칭 소자(TFT1)와 상기 제1 스위칭 소자(TFT1)와 제1 콘택부(CT1)를 통해 전기적으로 연결된 제1 화소 전극(PE1)이 형성된다.

상기 제1 스위칭 소자(TFT1)는 상기 n번째 게이트 배선(GL)과 연결된 제1 게이트 전극(GE1)과, 상기 제1 게이트 전극(GE1) 위에 형성된 게이트 절연층(120)과, 상기 게이트 절연층(120) 위에 형성된 제1 채널부(CH1)와, m번째 소스 배선(DLm)에 연결된 제1 소스 전극(SE1)과, 상기 제1 화소 전극(PE1)에 연결된 제1 드레인 전극(DE1)과, 상기 제1 소스 및 제1 드레인 전극(SE1, DE1) 위에 형성된 보호 절연층(140)을 포함한다. 상기 보호 절연층(140)은 도시된 바와 같이, 패시베이션층(120) 및 유기 절연층(130)을 포함하는 이중막 구조로 형성되거나, 패시베이션층(120)만으로 단일막 구조로 형성될 수 있다.

상기 n번째 게이트 배선(GLn)에 게이트 신호가 인가되면 상기 제1 스위칭 소자(TFT1)는 턴-온 되고 상기 m번째 소스 배선(DLm)에 인가된 데이터 신호를 상기 제1 화소 전극(PE1)에 인가한다.

제2 화소부(P2)는 n번째 게이트 배선(GLn)과 m+1번째 소스 배선(DLm+1)에 연결된 제2 스위칭 소자(TFT2)와 상기 제2 스위칭 소자(TFT2)와 제2 콘택부(CT2)를 통해 전기적으로 연결된 제2 화소 전극(PE2)이 형성된다. 상기 제2 스위칭 소자(TFT2)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제1 스위칭 소자(TFT1)와 동일 한 구조로 형성되므로 상세한 설명은 생략한다.

상기 전자 영동층(200)은 복수의 마이크로캡슐들(210)과 상기 마이크로캡슐들(210)을 묶는 바인더(220)를 포함한다. 각 마이크로캡슐(210)은 양(+) 전하 및 음(-) 전하로 대전된 전자영도 입자들을 포함한다.

구체적으로, 각 마이크로캡슐(210)은 음 전하(-) 또는 양 전하(+)로 대전된 백색 잉크 입자(211)와 상기 백색 잉크 입자(211)와 반대되는 전하로 대전된 검은색 잉크 입자(212) 및 투명 유전체(213)를 포함한다. 예컨대, 상기 백색 잉크 입자(211)는 양 전하(+)로 대전되고, 상기 검은색 잉크 입자(212)는 음 전하(-)로 대전된다. 외부로부터 입사된 외부 광(EXTERNAL LIGHT)이 상기 백색 잉크 입자(211)에 의해 직접 반사되어 백색을 표시한다.

상기 컬러필터 기판(300)은 제2 베이스 기판(301)을 포함한다. 상기 제2 베이스 기판(301)은 유연성을 가지는 재질로 형성될 수 있다. 바람직하게 광 투과율, 내열성, 내화학성, 기계적 강도 등이 우수한 플라스틱 재질(PET)로 형성된다. 상기 제2 베이스 기판(301) 위에는 공통 전극(CE), 백색 차광부(WS) 및 컬러 필터층(320)이 형성된다.

상기 공통 전극(CE)은 투명 도전성 물질로 형성되어, 상기 제1 및 제2 화소 전극들(PE1, PE2)과 대향하는 전극으로 공통 전압이 인가된다. 상기 투명한 전도성 물질, 예를 들어, 산화주석인듐(Indium Tin Oxide, ITO), 산화아연인듐(Indium Zinc Oxide, IZO), 아몰퍼스 산화주석인듐(amorphous Indium Tin Oxide, a-ITO) 등으로 이루어질 수 있다.

상기 백색 차광부(WS)는 상기 공통 전극(CE) 위에 직접 형성된다. 여기서 상기 공통 전극(CE)이 상기 제2 베이스 기판(301)과 접촉되도록 바로 위에 형성하는 것을 예로 하였으나, 상기 공통 전극(CE)은 상기 컬러 필터층(320) 위에 형성될 수 있다.

상기 백색 차광부(WS)는 상기 제1 및 제2 화소 전극들(PE1, PE2)이 형성되지 않은 영역에 대응하여 형성되어, 상기 제2 베이스 기판(301)을 투과 영역과 차광 영역을 분리한다. 바람직하게 상기 백색 차광부(WS)는 제1 및 제2 스위칭 소자들(TFT1, TFT2)이 형성된 영역 및 게이트 및 소스 배선들(GLn, DLm-1, DLm, DLm+1)이 형성된 영역에 형성된다. 상기 백색 차광부(WS)는 산화티타늄 또는 산화알루미늄을 포함하는 재료이거나, 아크릴계 수지, 폴리스틸렌, 폴리에스터 등의 고분자 백색 물질로 형성될 수 있다.

상기 백색 차광부(WS)가 상기 백색의 물질로 형성됨에 따라서, 외부 광(EXTERNAL LIGHT)을 차단함과 동시에 반사광을 이용하는 전자영동 표시장치의 명암 대비비(C/R)를 향상시킬 수 있다.

도 3에서는 상기 백색 차광부(WS)의 일 예로서, 막 패턴 형상을 갖는 백색 차광 패턴(310)이 개시되어 있다. 구체적으로, 상기 백색 차광 패턴(310)은 상기 화소부들간의 경계를 구분해 주고, 제1 및 제2 화소 전극들(PE1, PE2)이 형성되지 않은 부분과 제1 및 제2 화소 전극들(PE1, PE2)의 외곽부에 형성된 역 경사 도메인(Revers Tilted Domain)을 차폐시킨다. 또한, 스위칭 소자들(TFT1, TFT2)에 직접 광이 조사되는 것을 차단하여 상기 스위칭 소자들(TFT1, TFT2)의 누설 전류 증가를 방지한다. 또한 상기 어레이 기판(100)과의 결합 공정시 충분한 얼라인 마진을 확보한다.

상기 컬러 필터층(320)은 상기 백색 차광 패턴(310)에 의해 정의된 투과 영역, 즉 화소 전극(PE1, PE2)이 형성된 영역에 대응하여 형성된다. 상기 컬러 필터층(320)은 적색, 녹색 및 청색 필터패턴들(320a, 320b)을 포함한다. 또한, 상기 컬러 필터층(320)은 백색 필터패턴(미도시)을 더 포함할 수도 있다. 상기 백색 필터패턴은 상기 적색, 녹색 및 청색 필터패턴을 중첩하여 형성하거나, 상기 제2 베이스 기판(301)을 노출시키는 방식으로 상기 컬러 필터층을 형성하지 않을 수도 있다.

도시되지는 않았으나, 상기 컬러 필터층(320) 위에 형성되어 상기 적색, 녹색 및 청색 필터패턴들(320a, 320b)의 보호 및 평탄화를 위한 오버코팅층을 형성할 수 있다.

상기 어레이 기판(100)의 상기 제1 및 제2 화소 전극들(PE1, PE2)과 상기 컬러필터 기판(300)의 공통 전극(CE) 사이에 개재된 상기 마이크로캡슐(210)은 상기 제1 및 제2 화소 전극들(PE1, PE2)과 공통 전극(CE) 사이에 형성되는 전계의 크기 및 방향에 따라 상기 백색 및 검은색 잉크 입자(211, 212)가 이동되어 계조를 표시한다.

구체적으로, 상기 제1 화소 전극(PE1)에 공통 전극(CE)에 인가되는 공통전압(VCOM) 대비 음의 전압(-)을 인가하게 되면, 상기 양의 전하를 가진 백색 잉크 입자(211)가 상기 어레이 기판(100)측으로 이동하고 상대적으로 음의 전하를 가진 검은색 잉크 입자(212)가 상기 컬러필터 기판(300)측으로 이동하여 검은색 영상이 시인된다.

반대로, 상기 제1 화소 전극(PE1)에 상기 공통전압(VCOM) 대비 양의 전압(+)을 인가하게 되면, 상기 음의 전하를 가진 검은색 잉크 입자(212)가 상기 어레이 기판(100)측으로 이동하고 상대적으로 양의 전하를 가진 백색 잉크 입자(211)가 상기 컬러필터 기판(300)측으로 이동하여 백색 영상이 시인된다.

도 4a 내지 도 4e는 도 3의 컬러필터 기판의 제조 방법을 설명하기 위한 공정도들이다.

도 3 및 도 4a를 참조하면, 컬리필터 기판(300)은 제2 베이스 기판(301)을 포함한다. 상기 제2 베이스 기판(301)은 바람직하게 유연성을 갖는 투명한 플라스틱 필름으로 형성된다. 또한, 상기 제2 베이스 기판(301)은 광 투과율, 내열성, 내화학성, 기계적 강도 등이 우수한 플라스틱 재질로 형성될 수 있다.

상기 제2 베이스 기판(301) 위에 투명 도전성 물질로 공통 전극(CE)을 형성한다. 상기 투명한 전도성 물질, 예를 들어, 산화주석인듐(Indium Tin Oxide, ITO), 산화아연인듐(Indium Zinc Oxide, IZO), 아몰퍼스 산화주석인듐(amorphous Indium Tin Oxide, a-ITO) 등을 포함한다.

상기 공통 전극(CE)이 형성된 제2 베이스 기판(301) 위에 백색의 무기 물질 또는 유기 물질(미도시)을 도포한다. 상기 백색 물질은 산화티타늄 또는 산화알루미늄을 포함하는 재료이거나, 아크릴계 수지, 폴리스틸렌, 폴리에스터 등의 고분자 백색 물질일 수 있다.

상기 백색의 물질을 패터닝하여 상기 제2 베이스 기판(301)을 투과 영역과 차광 영역을 정의하는 백색 차광 패턴(310)을 형성한다. 상기 백색 차광 패턴(310)은 상기 게이트 배선들(GLn-1, GLn), 소스 배선들(DLm-1, DLm, DLm+1) 및 스위칭 소자들(TFT1, TFT2)이 형성된 영역에 형성된다. 상기 백색 차광 패턴(310)은 백색으로 형성함에 따라서, 외부 광(EXTERNAL LIGHT)을 차단함과 동시에 반사광을 이용하는 전자영동 표시장치의 명암 대비비(C/R)를 향상시킬 수 있다.

구체적으로, 상기 백색 차광 패턴(310)은 상기 화소부들(P1, P2)간의 경계를 구분해 주고, 상기 제1 및 제2 화소 전극들(PE1, PE2)이 형성되지 않은 부분과 상기 상기 제1 및 제2 화소 전극들(PE1, PE2)의 외곽부에 형성된 역 경사 도메인(Revers Tilted Domain)을 차폐시킨다. 또한, 상기 스위칭 소자들(TFT1, TFT2)에 직접 광이 조사되는 것을 차단하여 상기 스위칭 소자들(TFT1, TFT2)의 누설 전류 증가를 방지한다. 또한 상기 어레이 기판(100)과의 결합 공정시 충분한 얼라인 마진을 확보한다.

도 4b를 참조하면, 상기 백색 차광 패턴(310)이 형성된 제2 베이스 기판(301) 위에 적색 염료 또는 적색 안료가 포함된 제1 포토레지스트층(미도시)을 균일하게 도포한다. 이후, 상기 제1 포토레지스트층을 패터닝하여 적색 필터 패턴(320a)을 형성한다.

도 4c를 참조하면, 상기 적색 필터 패턴(320a)이 형성된 제2 베이스 기판(301) 위에 녹색 염료 및 녹색 안료가 포함된 제2 포토레지스트층(미도시)을 균일하게 도포한다. 이후, 상기 제2 포토레지스트층을 패터닝하여 녹색 필터 패 턴(320b)을 형성한다.

도 4d를 참조하면, 상기 적색 및 녹색 필터 패턴(320a, 320b)이 형성된 제2 베이스 기판(301) 위에 청색 염료 및 청색 안료가 포함된 제3 포토레지스트층(미도시)을 균일하게 도포한다. 이후, 상기 제3 포토레지스트층을 패터닝하여 청색 필터 패턴(320c)을 형성한다.

도 4e를 참조하면, 상기 적색, 녹색 및 청색 필터 패턴(320a, 320b, 320c)이 형성된 제2 베이스 기판(301) 위에 복수의 마이크로캡슐들(210)을 분사 및 고정하여 전자 영동층(200)을 형성한다. 이후, 상기 전자 영동층(200) 위에 접착층(302)을 형성한다.

도 3 및 도 5를 참조하면, 상기 전자 영동층(200)이 형성된 상기 컬러필터 기판(300)을 상기 어레이 기판(100)에 부착한다. 구체적으로, 라미네이터(400)를 이용하여 상기 전자 영동층(200)이 형성된 상기 컬러필터 기판(300)을 상기 제1 및 제2 화소 전극들(PE1, PE2)이 형성된 상기 어레이 기판(100)의 일면에 부착시킨다.

상기 전자 영동층(200) 위에 형성된 접착층(302)에 의해 상기 컬러필터 기판(300)과 상기 어레이 기판(100)은 결합되고, 상기 컬러필터 기판(300)과 어레이 기판(100) 사이에는 상기 전자 영동층(200)이 개재된다.

도 6을 참조하면, 전자영동 표시장치는 어레이 기판(100), 전자 영동층(200) 및 컬러필터 기판(500)을 포함한다. 상기 어레이 기판(100) 및 전자 영동층(200)은 상기 도 3에서 설명된 바와 실질적 동일하므로 간략하게 설명한다.

상기 어레이 기판(100)은 서로 교차하는 방향으로 연장된 상기 게이트 배선들(GLn-1,GLn)과 소스 배선들(DLm-1, DLm, DLm+1)에 의해 정의된 화소부들에 복수의 화소 전극들(예컨대, 상기 제1 및 제2 화소 전극들(PE1, PE2)이 형성된다.

상기 전자 영동층(200)은 복수의 마이크로캡슐들(210)과 상기 마이크로캡슐들(210)을 묶는 바인더(220)를 포함한다. 각 마이크로캡슐(210)은 음 전하(-) 또는 양 전하(+)로 대전된 백색 잉크 입자(211)와 상기 백색 잉크 입자(211)와 반대되는 전하로 대전된 검은색 잉크 입자(212) 및 투명 유전체(213)를 포함한다.

상기 컬러필터 기판(500)은 제2 베이스 기판(501)을 포함한다. 상기 제2 베이스 기판(501)은 유연성을 가지는 재질로 형성될 수 있다. 바람직하게 광 투과율, 내열성, 내화학성, 기계적 강도 등이 우수한 플라스틱 재질(PET)로 형성된다.

상기 제2 베이스 기판(501) 위에는 공통 전극(CE), 백색 격벽 패턴(510) 및 컬러 필터층(520)이 형성된다. 상기 백색 격벽 패턴(510)은 상기 백색 차광부(WS)의 일 예이다.

상기 공통 전극(CE)은 투명 도전성 물질로 형성되어, 상기 제1 및 제2 화소 전극들(PE1, PE2)과 대향하는 전극으로 공통 전압이 인가된다. 여기서 상기 공통 전극(CE)이 상기 제2 베이스 기판(501)과 접촉되도록 바로 위에 형성하는 것을 예로 하였으나, 상기 공통 전극(CE)은 상기 컬러 필터층(520) 위에 형성될 수 있다.

상기 백색 격벽 패턴(510)은 상기 제1 및 제2 화소 전극들(PE1, PE2)이 형성 되지 않은 영역에 대응하여 형성되어 상기 제2 베이스 기판(501)을 투과 영역과 차광 영역을 분리하고, 각각의 화소 전극에 대응하여 화소 공간을 형성한다.

바람직하게 상기 백색 격벽 패턴(510)은 제1 및 제2 스위칭 소자(TFT1, TFT2)가 형성된 영역 및 상기 게이트 및 소스 배선들(GLn, DLm-1, DLm, DLm+1)이 형성된 영역에 형성되어, 상기 제1 및 제2 화소 전극들(PE1, PE2)에 대응하여 화소 공간들을 형성한다. 상기 백색 격벽 패턴(510)은 산화티타늄 또는 산화알루미늄을 포함하는 재료이거나, 아크릴계 수지, 폴리스틸렌, 폴리에스터 등의 고분자 백색 물질로 형성될 수 있다.

상기 백색 격벽 패턴(510)에 의해 정의된 각 화소 공간에는 복수의 마이크로 캡슐(210)들이 채워진다. 상기 백색 격벽 패턴(510)의 단부는 상기 어레이 기판(100)과 직접 맞닿도록 결합되어 상기 마이크로 캡슐(210)들이 수용된 상기 화소 공간을 밀폐시킨다.

결과적으로, 상기 제1 및 제2 화소 전극들(PE1, PE2)과 공통 전극(CE)에 인가되는 전압차에 의해 상기 마이크로 캡슐(210)들 내의 상기 잉크 입자들(211, 212)은 전계 방향에 대응하여 움직여 계조 영상을 표시한다.

상기 백색 격벽 패턴(510)을 상기 백색 물질로 형성함에 따라서, 외부 광을 차단함과 동시에 반사광을 이용하는 전자영동 표시장치의 명암 대비비(C/R)를 향상시킬 수 있다.

도 7을 참조하면, 전자영동 표시장치는 어레이 기판(100), 전자 영동층(250) 및 컬러필터 기판(500)을 포함한다. 상기 어레이 기판(100)은 상기 도 3에서 설명된 바와 실질적 동일하고, 상기 컬러필터 기판(500)은 상기 도 6에서 설명된 바와 실질적으로 동일하므로 상기 어레이 기판(100) 및 컬러필터 기판(500)에 대해 간략하게 설명한다.

상기 어레이 기판(100)은 서로 교차하는 방향으로 연장된 상기 게이트 배선들과 소스 배선들에 의해 정의된 화소부들에 복수의 화소 전극들(예컨대, 상기 제1 및 제2 화소 전극들(PE1, PE2)이 형성된다.

상기 컬러필터 기판(500)은 상기 제1 및 제2 화소 전극들(PE1, PE2)이 형성되지 않은 영역에 대응하여 화소 공간들을 정의하는 상기 백색 격벽 패턴(510)이 형성된다. 또한, 상기 컬러필터 기판(500)은 상기 화소 공간들에 대응하여 형성된 상기 컬러 필터층(520)을 포함하고, 상기 컬러 필터층(520)은 복수의 컬러필터패턴들(520a, 520b)을 포함한다.

상기 컬러필터 기판(500)은 상기 백색 격벽 패턴(510)에 의해 형성된 화소 공간들에 전자 영동층(250)을 형성한다.

상기 전자 영동층(250)은 음 전하(-) 또는 양 전하(+)로 대전된 상기 백색 잉크 입자(251)와 상기 백색 잉크 입자(251)와 반대되는 전하로 대전된 검은색 잉크 입자(252)를 포함하며, 상기 화소 공간들에 채워진다.

상기 백색 격벽 패턴(510)의 단부는 상기 어레이 기판(100)과 직접 맞닿도록 결합되어 상기 전자 영동층(250)이 수용된 상기 화소 공간들을 밀폐시킨다.

결과적으로, 상기 제1 및 제2 화소 전극들(PE1, PE2)과 공통 전극(CE)에 인 가되는 전압차에 의해 상기 백색 및 검은색 잉크 입자들(251, 252)은 전계 방향에 대응하여 움직여 계조 영상을 표시한다.

도 8을 참조하면, 전자영동 표시장치는 어레이 기판(100), 전자 영동층(200) 및 컬러필터 기판(600)을 포함한다. 상기 어레이 기판(100)은 상기 도 3에서 설명된 바와 실질적으로 동일하고, 상기 전자 영동층(200)은 상기 도 6에 설명된 바와 실질적으로 동일하므로 상세한 설명은 생략한다. 물론, 상기 전자 영동층(200)은 도 7에 설명된 바와 같이 구현할 수도 있다.

상기 컬러필터 기판(600)은 제2 베이스 기판(601)을 포함한다. 상기 제2 베이스 기판(601)은 유연성을 가지는 재질로 형성될 수 있다. 바람직하게 광 투과율, 내열성, 내화학성, 기계적 강도 등이 우수한 플라스틱 재질(PET)로 형성된다.

상기 제2 베이스 기판(601) 위에는 백색 차광부(610), 컬러 필터층(620), 공통 전극(CE) 및 격벽 패턴(630)을 포함한다. 상기 백색 차광부(610)는 백색 물질로 형성된 백색 차광 패턴이다.

구체적으로, 상기 제2 베이스 기판(601) 위에 상기 백색 차광 패턴(610)을 형성한다. 상기 백색 차광 패턴(610)은 상기 제1 및 제2 화소 전극들(PE1, PE2)이 형성되지 않은 영역에 대응하여 형성되어 상기 제2 베이스 기판(601)을 투과 영역과 차광 영역을 분리한다. 상기 백색 차광 패턴(610)은 산화티타늄 또는 산화알루미늄을 포함하는 재료이거나, 아크릴계 수지, 폴리스틸렌, 폴리에스터 등의 고분자 백색 물질로 형성될 수 있다.

상기 백색 차광 패턴(610) 위에 상기 컬러 필터층(620)을 형성한다. 상기 컬러 필터층(620)은 상기 백색 차광 패턴(610)에 의해 정의된 투과 영역, 즉 제1 및 제2 화소 전극(PE1, PE2)이 형성된 영역에 대응하여 형성된다. 상기 컬러 필터층(620)은 적색, 녹색 및 청색 필터패턴들(620a, 620b)을 포함한다. 또한, 상기 컬러 필터층(620)은 백색 필터패턴(미도시)을 더 포함할 수도 있다. 상기 백색 필터패턴은 상기 적색, 녹색 및 청색 필터패턴을 중첩하여 형성하거나, 상기 제2 베이스 기판(601)을 노출시키는 방식으로 상기 컬러 필터층을 형성하지 않을 수도 있다.

상기 컬러 필터층(620) 위에 공통 전극(CE)을 형성한다. 상기 공통 전극(CE)은 투명 도전성 물질로 형성되며, 상기 투명한 전도성 물질은 예를 들어, 산화주석인듐(Indium Tin Oxide, ITO), 산화아연인듐(Indium Zinc Oxide, IZO), 아몰퍼스 산화주석인듐(amorphous Indium Tin Oxide, a-ITO) 등으로 이루어질 수 있다.

상기 공통 전극(CE) 위에 상기 백색 차광 패턴(610)과 중첩되는 영역에 화소 공간을 형성하는 격벽 패턴(630)을 형성한다. 상기 격벽 패턴(630)은 백색 물질로 형성되거나, 검은색 물질로 형성될 수 있다. 바람직하게 상기 격벽 패턴(630)은 산화티타늄 또는 산화알루미늄을 포함하는 재료이거나, 아크릴계 수지, 폴리스틸렌, 폴리에스터 등의 고분자 백색 물질로 형성될 수 있다.

상기 격벽 패턴(630)에 의해 형성된 화소 공간에는 복수의 마이크로 캡슐(210)들이 채워진다. 상기 격벽 패턴(630)의 단부는 상기 어레이 기판(100)과 직접 맞닿도록 결합되어 상기 마이크로 캡슐(210)들이 수용된 상기 화소 공간을 밀폐 시킨다.

상기 제4 실시예에 따른 전자영동 표시장치는 상기 백색 차광부(610)에 의해 외부 광을 차단함과 동시에 반사광을 이용하는 전자영동 표시장치의 명암 대비비(C/R)를 향상시킬 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 외부 광을 반사하여 영상을 표시하는 전자영동 표시장치에서 화소부들을 경계짓는 차광부를 백색 물질로 형성함으로써 차광 기능은 물론 명암 대비비를 향상시킬 수 있다. 이에 따라서, 상대적으로 백색 휘도 특성 및 명암 대비비가 낮은 전자영동 표시장치의 근본적인 문제를 해결할 수 있다.

이상에서는 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

투과 영역과 차광영역을 갖는 베이스 기판;

상기 투과 영역에 형성된 컬러 필터층;

상기 컬러 필터층 위에 형성되고, 전자영동 입자들을 갖는 복수의 마이크로캡슐들을 포함하는 전자 영동층;

상기 베이스 기판의 차광 영역을 형성하는 격벽 패턴; 및

상기 투과 영역 사이에 대응하여 형성된 백색 차광부를 포함하고,

상기 격벽 패턴은 백색 물질로 형성되며, 상기 전자 영동층을 수용하는 화소 공간을 형성하는 컬러필터 기판.
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제1항에 있어서, 상기 베이스 기판과 상기 전자 영동층 사이에 투명 도전성 물질로 형성된 공통 전극을 더 포함하는 컬러필터 기판.
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제1항에 있어서, 상기 격벽 패턴 또는 백색 차광부는 산화티타늄 또는 산화알루미늄을 포함하는 물질이거나, 아크릴계 수지, 폴리스틸렌, 폴리에스터를 포함하는 고분자 백색 물질로 형성된 것을 특징으로 하는 컬러필터 기판.
제1항에 있어서, 상기 베이스 기판은 유연성을 갖는 것을 특징으로 하는 컬러필터 기판.
제8항에 있어서, 상기 베이스 기판은 투명한 플라스틱 필름인 것을 특징으로 하는 컬러필터 기판.
제1 베이스 기판 위에 형성된 복수의 화소 전극들을 포함하는 어레이 기판;

투과 영역과 차광 영역을 갖는 제2 베이스 기판 및 상기 투과 영역에 형성된 컬러 필터층을 포함하는 컬러필터 기판;

상기 어레이 기판과 상기 컬러필터 기판 사이에 개재되고, 전자영동 입자들을 포함하는 전자 영동층;

상기 화소 전극 위에 형성되며, 상기 베이스 기판의 차광 영역을 형성하는 격벽 패턴; 및

상기 화소 전극들이 형성된 영역 사이에 대응하여 상기 제2 베이스 기판 위에 형성된 백색 차광부를 포함하고,

상기 격벽 패턴은 백색 물질로 형성되며, 상기 전자 영동층을 수용하는 화소 공간을 형성하는 전자영동 표시장치.
제10항에 있어서, 상기 컬러필터 기판은 상기 제2 베이스 기판과 상기 전자 영동층 사이에 투명 도전성 물질로 형성된 공통 전극을 더 포함하는 전자영동 표시장치.
제10항에 있어서, 상기 전자 영동층은 전자영동 입자들을 갖는 복수의 마이크로 캡슐들을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자영동 표시장치.
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제10항에 있어서, 상기 격벽 패턴 또는 백색 차광부는 산화티타늄 또는 산화알루미늄을 포함하는 물질이거나, 아크릴계 수지, 폴리스틸렌, 폴리에스터를 포함하는 고분자 백색 물질로 형성된 것을 특징으로 하는 전자영동 표시장치.
제10항에 있어서, 상기 제1 베이스 기판은 광을 차단 및 반사하는 것을 특징으로 하는 전자영동 표시장치.
제10항에 있어서, 상기 제1 베이스 기판은 거울인 것을 특징으로 하는 전자영동 표시장치.
제10항에 있어서, 상기 제2 베이스 기판은 유연성을 갖는 것을 특징으로 하는 전자영동 표시장치.
제10항에 있어서, 상기 제2 베이스 기판은 투명한 플라스틱 필름인 것을 특징으로 하는 전자영동 표시장치.
제10항에 있어서, 상기 어레이 기판은 복수의 화소 전극들과 전기적으로 연결된 복수의 스위칭 소자들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자영동 표시장치.