KR101345172B1 - 전기영동 표시소자 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 전기영동 표시소자는 제품을 포장하여 이송할 때 유동에 의해 불량이 발생하는 것을 방지하기 위한 것으로, 전기영동 표시패널; 상기 표시패널의 적어도 일변에 부착되고, 구동소자가 실장된 COF(Chip On Film); 및 상기 전기영동 표시패널의 배면에 설치된 지지프레임으로 구성되며, 상기 COF는 양면테이프를 통해 상기 지지프레임에 부착되는 것을 특징으로 한다.
전기영동 표시소자, 패널, COF, 배면, 지지프레임

Description

전기영동 표시소자{ELECTROPHORETIC DISPLAY DEIVCE}
본 발명은 전기영동 표시소자에 관한 것으로서, 특히 표시소자의 배면에 지지프레임을 구비하여 구동소자가 실장된 필름을 접어 상기 지지프레임에 부착시킴으로서 전기영동 표시소자를 포장하여 이동할 때 전기영동 표시소자의 유동에 의해 필름의 파손을 방지할 수 있는 전기영동 표시소자에 관한 것이다.
일반적으로 전기영동 표시소자는 전압이 인가되는 한쌍의 전극을 콜로이드용액에 담그면 콜로이드 입자가 어느 한쪽의 극성으로 이동하는 현상을 이용한 화상표시장치로서, 백라이트를 사용하지 않으면서 넓은 시야각, 높은 반사율, 저소비전력 등의 특성을 갖기 때문에, 전기종이(electric paper) 등의 전자기기로서 각광받고 있다.
이러한 전기영동 표시소자는 2개의 기판 사이에 전자잉크층이 개재된 구조를 가지며, 2개의 기판중 하나 이상은 투명한 기판으로 이루어지고 다른 하나의 기판은 반사판이 구비되어 입력되는 광을 반사하는 반사형 모드로 화상을 표시할 수 있다.
통상적으로 상기와 같은 전기영동 표시소자는 표시장치 제조업체에서 모듈상 태로 제작된 후 전자기기 완성품 제조업체로 공급되며, 전자기기 완성품 제조업체에서는 공급된 모듈을 조립하여 완제품으로서 사용자에게 제공된다.
도 1은 종래 전기영동 표시소자를 나타내는 간략도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 전기영동 표시소자(10)는 패널(20)과 상기 패널(10)에 부착되어 상기 패널(20)에 신호를 인가하는 COF(Chip On Film;30)로 이루어진다. 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 패널(20)은 서로 대향하는 2개의 기판과, 상기 기판 사이에 형성되고 블랙입자와 백색입자로 이루어져 신호가 인가됨에 따라 전계에 의해 상기 블랙입자 및 백색입자가 이동하여 화상을 구현하는 전자잉크층과, 상기 기판에 형성되어 전자잉크층에 각종 신호를 인가하는 전극으로 이루어지며, COF(30)는 필름과 상기 필름에 실장되어 패널(20) 내부의 전극에 신호를 공급하는 구동소자로 구성된다.
도면에는 도시하지 않았지만, 전기영동 표시소자는 상기와 같은 패널(20) 및 COF(30)에 인터페이스를 통해 외부의 호스트로 연결되고 패널(20)을 케이스 등으로 수납함으로써 완제품을 제작하게 된다. 그러나, 호스트와 패널(20) 및 COF(30)의 연결 및 케이스에 의한 수납 등은 주로 전자기기 완성품 제조업체에서 이루어지며, 전기영동 표시소자 제조업체에서는 도 1에 도시된 바와 같은 모듈 형태로 전기영동 표시소자를 완성품 제조업체에 제공한다.
모듈형태의 전기영동 표시소자는 포장재에 의해 포장된 후 운송수단에 의해 완성품 제조업체에 제공된다. 그런데, 종래 전기영동 표시소자에서는 모듈형태로 전기영동 표시소자를 운송할 때 다음과 같은 문제가 발생한다.
모듈형태의 전기영동 표시소자는 도 2에 도시된 바와 같은 포장재에 의해 포장되어 운송된다. 이때, 도 2에 도시된 바와 같이, 패널(20)을 상기 포장재(40)에 의해 포장할 때, 패널(20)과 포장재(40) 사이에는 일정 간격의 갭(t)이 형성된다. 이러한 갭에 의해포장된 패널(20)을 운송할 때 불규칙한 유동에 의해 패널(20)이 포장재(40)에서 움직이게 되는데, 이러한 움직임은 패널(20)에 충격을 인가하게 되어 패널(20)이 불량으로 되는 원인이 된다. 특히, 패널(20)과 접착되는 COF(30)는 얇은 필름으로 이루어져 있기 때문에, 패널(20)의 유동에 의한 충격으로 인해 상기 COF(30)가 손상되게 된다. 상기 COF(30)에는 구동소자가 실장될 뿐만 아니라 표면에 구동소자와 패널의 전극을 연결하는 금속배선이 형성되는데, 상기 COF(30)에 인가되는 충격으로 인해 상기 금속배선이 단선되는 등의 문제가 발생하게 된다.
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 패널에 부착되는 COF를 패널의 배면에 부착한 후 전기영동 표시소자를 포장하여 완성품 제조업체로 이송함으로써 포장된 전기영동 표시소자의 이송중 유동에 기인하는 충격에 의해 COF의 배선에 불량이 발생하는 방지할 수 있는 전기영동 표시소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 전기영동 표시소자는 전기영동 표시패널; 상기 표시패널의 적어도 일변에 부착되고, 구동소자가 실장된 COF(Chip On Film); 상기 전기영동 표시패널을 수납하여 지지하는 메인지지부; 및 상기 COF와 대응하는 형상으로 형성되어 상기 메인지지부의 배면의 일측 또는 양측에 설치되어 상기 COF가 부착되는 지지프레임으로 구성되며, 상기 COF는 양면테이프를 통해 상기 지지프레임에 부착되는 것을 특징으로 한다.
상기 전기영동 표시패널은 제1기판 및 제2기판, 상기 제1기판에 형성된 박막트랜지스터, 상기 제1기판에 형성되어 박막트랜지스터를 통해 신호가 인가되는 화소전극, 상기 제2기판에 형성된 공통전극, 상기 제1기판 및 제2기판 사이에 형성되며, 화이트입자 및 블랙입자를 포함하는 캡슐을 포함하여 신호가 인가됨에 따라 상기 화이트입자 및 블랙입자가 이동하여 화상을 구현하는 전자잉크층으로 이루어지며, 상기 지지프레임은 몰드프레임으로 이루어진다. 상기 지지프레임은 전기영동 표시패널의 적어도 일변을 따라 설치되며, 나사 또는 양면테이프에 의해 결합된다.
본 발명은 패널에 부착되는 COF를 패널의 배면에 부착하므로, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
첫째, 패널에 부착되는 COF를 패널의 배면에 부착한 후 전기영동 표시소자를 포장하여 완성품 제조업체로 이송하므로 포장된 전기영동 표시소자의 이송중 유동에 기인하는 충격에 의해 COF의 배선에 불량이 발생하는 방지할 수 있게 된다.
둘째, COF를 패널의 배면에 부착된 전기영동 표시소자를 공급받은 완성품 제조업체에서 COF를 별도의 프레임에 패널 배면에 결합하는 공정이 필요없게 되므로, 전기영동 표시소자의 조립이 신속하게 된다.
셋째, 별도의 프레임 없이 몰드프레임에 의해 COF를 부착하므로, 전기영동 표시소자의 무게 및 두께를 감소할 수 있게 된다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전기영동 표시소자에 대해 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 전기영동 표시소자를 나타내는 사시도이다. 이때, 도면에는 전기영동 표시소자의 후면이 도시되어 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전기영동 표시소자(110)는 내부에 전자잉크가 포함되어 신호가 인가됨에 따라 화이트입자와 블랙입자가 이동하여 실제 화상을 구현하는 패널(120)과, 상기 패널(120)에 부착되며 구동소자 등이 실장되어 상기 패널(120)에 신호를 인가하는 COF(130)와, 상기 패널(120)의 배면에 설치되어 패널(120)의 배면측으로 접혀진 COF(130)가 부착되는 지지프레임(140)으로 이루어진다.
COF(130)는 필름(132)과 PCB(Printed Circuit Board)기판(134)으로 이루어진다. 상기 필름(132)은 TCP(Taped Carrier Package)로서 그 상부에 박막트랜지스터와 화소전극에 신호를 인가하는 구동회로와 각종 배선이 형성되며, PCB기판(134)에는 컨트롤러(controller)와, DC/DC변환부, 전원공급부와 같은 각종 전자부품이 실장된다.
지지프레임(140)은 몰드프레임으로서, 그 자체가 패널(120)의 배면에 부착될 뿐만 아니라 상기 지지프레임(140)에 COF(130)가 부착된다. 상기 지지프레임(140)은 패널(120) 배면 전체에 걸쳐 형성되는 것이 아니라, COF(130)가 형성된 측에만 형성되어 상기 COF(130)가 부착된다.
통상적으로 COF(130)는 패널(120)의 일변 또는 양변을 따라 패널(120)에 부착되므로, 상기 지지프레임(140)도 패널(120) 배면에 상기 패널(120)의 일변 또는 양변을 따라 설치된다.
상기 전기영동 표시소자(110)는 전자잉크의 화이트입자와 블랙입자에 의해 입사되는 광을 반사시킴으로써 화상을 구현하기 때문에, 액정표시소자 등과 같은 백라이트가 필요없게 되므로 전력의 소모를 최소화할 수 있는 것으로서, 이러한 전기영동 표시소자(110)의 패널(120)의 구체적인 구조가 도 4에 도시되어 있다. 실질적으로 전기영동 표시소자(110)는 기판상에 배열된 복수의 게이트라인 및 데이터라인에 의해 정의되는 복수의 화소가 포함되지만, 도 4에서는 단지 하나의 화소만을 도시하였다.
도 4에 도시된 바와 같이, 전기영동 표시패널(120)은 제1기판(210) 및 제2기판(230)과, 상기 제1기판(210)에 형성된 박막트랜지스터 및 화소전극(228)과, 상기 제2기판(230)에 형성된 공통전극(232)과, 상기 제1기판(210) 및 제2기판(230) 사이에 형성된 전자잉크층(240)으로 이루어진다.
박막트랜지스터는 상기 제1기판(210)에 형성된 게이트전극(221)과, 상기 게이트전극(221)이 형성된 제1기판(210) 전체에 걸쳐 형성된 게이트절연층(212)과, 상기 게이트절연층(212) 위에 형성된 반도체층(223)과, 상기 반도체층(223) 위에 형성된 소스전극(225) 및 드레인전극(226)으로 이루어진다. 상기 박막트랜지스터, 즉 소스전극(225) 및 드레인전극(226) 위에는 보호층(214)이 형성된다.
또한, 상기 전자잉크층(240)은 폴리머중합체(polymer binder)에 전자잉크를 충진한 캡슐(242)을 분포시킴으로써 형성되는 것으로, 상기 캡슐(242)내에 분포하는 전자잉크는 화이트입자(또는 화이트잉크;244)와 블랙입자(또는 블랙잉크;246)로 이루어져 있다. 이때, 상기 화이트입자(244)와 블랙입자(246)는 각각 양전하와 음전하 특성을 가진다. 즉, 상기 화이트입자(244)는 양전하로 대전되어 있으며, 블랙입자(246)는 음전하로 대전되어 있다.
제1기판(210)의 보호층(214)에는 상기 전자잉크층(240)에 신호를 인가하는 화소전극(228)이 형성된다. 이때, 상기 보호층(214)에는 컨택홀이 형성되어 보호층(214) 상부의 화소전극(228)이 상기 컨택홀을 통해 박막트랜지스터의 드레인전극(226)에 접속된다.
또한, 제2기판(230)에는 공통전극(232)이 형성된다. 상기 공통전극(232)은 상기 화소전극(228)과 대향하여 화소전극(228)에 신호가 인가되면, 화소전극(228)과 함께 상기 전자잉크층(240)에 전계를 형성하며, 상기 전계에 의해 캡슐(242)의 화이트입자(244)와 블랙입자(246)가 이동하여 화상을 구현하는 것이다.
상기와 같이, 구성된 전기영동 표시소자에서는 외부로부터 신호가 입력되어 제1기판(210)에 형성된 박막트랜지스터를 거쳐 화소전극(228)에 신호가 인가되면, 화소전극(228)과 공통전극(232) 사이에 발생하는 전계 의해 화이트입자(244)와 블랙입자(246)가 캡슐(242)내에서 분리된다. 예를 들어, 화소전극(228)에 (-)전압이 인가되면, 제2기판(230)의 공통전극(232)은 상대적으로 (+)전위를 가지게 되어, (+)전하를 띄는 화이트입자(244)는 제1기판(210)쪽으로 이동하고, (-)전하를 띄는 블랙입자(246)는 제2기판(230)쪽으로 이동하게 된다. 이 상태에서 외부, 즉 제2기판(230)의 상부로부터 광이 입력되면, 입력된 광이 상기 블랙입자(246)에 의해 반사되므로, 전기영동 표시소자에는 블랙이 구현된다.
반대로, 상기 화소전극(228)에 (+)전압이 인가되면, 제2기판(230)의 공통전극(232)은 (-)전위를 가지게 되어, (+)전하를 띄는 화이트입자(244)는 제2기판(230)으로 이동하고, (-)전하를 띄는 블랙입자(246)는 제1기판(210)으로 이동하게 된다. 이때, 상기 화이트입자(244)와 블랙입자(246)는 극성이 바뀔 수도 있다.
이 상태에서 외부, 즉 제2기판(230)의 상부로부터 광이 입력되면, 입력된 광이 상기 화이트입자(244)에 의해 반사되므로, 전기영동 표시소자에는 화이트가 구현되는 것이다.
도 5는 도 3에 도시된 본 발명에 따른 전기영동 표시소자(110)를 조립한 상 태를 나타낸 것으로서, 도 5a는 배면에서 나타내는 사시도이고 도 5b는 단면도이다.
도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 패널(120)은 메인지지부(160)에 의해 지지되며, 지지프레임(140)은 상기 메인지지부(160)의 배면에 부착된다. 이때, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 지지프레임(140)은 상기 메인지지부(160)의 배면에 나사에 의해 부착될 수도 있고 양면테이프에 의해 부착될 수도 있을 것이다.
상기 지지프레임(140)에는 COF(130)가 부착된다. 이때, 상기 COF(130)의 필름(132)은 메인지지부(160)의 정면에서 배면으로 접혀진 상태에서 상기 메인지지부(160) 배면의 지지프레임(140)에 부착된다. 이때, 상기 COF(130)의 부착은 양면테이브(138)에 의해 이루어지며, 상기 COF(130)의 PCB기판(134)만이 상기 지지프레임(140)에 부착되거나 COF(130)의 PCB기판(134)과 필름(132)의 일부가 지지프레임(140)에 부착된다.
한편, 상기와 같은 메인지지부(160) 배면으로의 COF(130)의 부착은 모듈상태에서 이루어진다. 즉, 전기영동 표시소자 제조업체에서 메인지지부(160)의 배면에 지지프레임(140)을 설치한 후 상기 지지프레임(140)에 COF(130)를 부착한 상태에서 완성품 제조업체에 상기 전기영동 표시소자를 제공하는 것이다. 따라서, 전기영동 표시소자 제조업체에서 제작된 전기영동 표시소자를 완성품 제조업체로 공급할 때, 상기 전기영동 표시소자(110)는 COF(130)가 메인지지부(160) 배면의 지지프레임(140)에 부착된 상태로 포장재에 의해 포장된다.
도 6에 포장재(180)에 포장된 전기영동 표시소자(110)가 개시되어 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 전기영동 표시소자(110)는 포장재(180)와는 일정한 간격으로 이격되어 있어서, 포장된 전기영동 표시소자(110)를 운송할 때 불규칙한 유동에 의해 상기 전기영동 표시소자(110)가 포장재(180) 내에서 움직이게 되어 상기 전기영동 표시소자(110)에 충격이 인가된다. 그러나, 본 발명에서는 상기 COF(130)가 메인지지부(160)의 배면에 부착되기 때문에, 전기영동 표시소자(110)에 인가되는 충격이 직접적으로 COF(130)에는 인가되지 않기 때문에, COF(130)의 필름(132)의 손상이 발생하지 않게 되어 필름(132)에 형성된 배선이 단선되는 등의 문제가 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다.
종래 전기영동 표시소자에서는 COF가 메인지지부의 배면에 부착되지 않은 상태로 포장되어 완성품 제조업체에 제공된 후, 완성품 제조업체에서 COF를 메인지지부의 배면에 부착되도록 상기 전기영동 표시소자를 직접 조립한다. 즉, 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 완성품 제조업체에서는 공급된 전기영동 표시소자(20)의 COF(30)를 접어 메인지지부의 배면에서 접촉시킨 상대에서 서브프레임(70)을 상기 메인지지부에 결합시킴으로써 COF(30)를 고정시킨다. 이때, 서브프레임(70)의 고정은 복수의 나사(72a-72d)에 의해 이루어진다.
본 발명과 같이 COF(130)가 메인지지부(160)의 배면에 부착된 상태로 완성품 제조업체에 제공되는 경우와 COF(30)가 메인지지부의 배면에 부착되지 않은 상태로 완성품 제조업체에 제공되는 경우를 비교하면 다음과 같다.
첫째, 본 발명에서와 같이 COF(130)가 메인지지부(160)의 배면에 부착된 상태로 완성품 제조업체에 제공되는 경우, COF(30)가 메인지지부의 배면에 부착되지 않은 상태로 완성품 제조업체에 제공되는 경우에 비해 완성품 제조업체에서 전기영동 표시소자의 조립시간을 단축할 수 있게 된다. 즉, 종래에는 완성품 제조업체에서 공급된 전기영동 표시소자의 COF를 직접 접어 패널의 배면에 접촉시킨 상태에서 서브프레임(70)을 메인지지부에 나사 결합함으로써 전기영동 표시소자를 결합하지만, 본 발명에서는 이미 COF(130)가 메인지지부(160)의 배면에 부착된 상태로 완성품 제조업체에 제공되기 때문에, 완성품 제조업체에서 종래와 같은 서브프레임의 조립이 필요없게 되어 조립시간을 대폭 단축할 수 있게 된다.
둘째, 본 발명에서와 같이 COF(130)가 메인지지부(160)의 배면에 부착된 상태로 완성품 제조업체에 제공되는 경우, COF(30)가 메인지지부의 배면에 부착되지 않은 상태로 완성품 제조업체에 제공되는 경우에 비해 전기영동 표시소자의 무게를 감축할 수 있게 된다. 종래 전기영동 표시소자에서 사용되는 서브프레임은 스테인레스강으로 이루어져 있는 반면에, 본 발명에 따른 전기영동 표시소자의 지지프레임은 몰드프레임이므로, 종래에 비해 무게를 대폭 감축할 수 있게 된다. 또한, 종래 전기영동 표시소자에서는 서브프레임의 크기가 패널의 크기와 유사한 반면에, 본 발명에 따른 전기영동 표시소자에서는 지지프레임이 메인프레임의 1면 또는 2변을 따라 형성되므로 무게를 더욱 감축시킬 수 있게 된다. 또한, 본 발명에서는 종래와는 달리 나사체결을 위한 나사가 필요없게 되므로, 무게를 더욱 감축시킬 수 있게 되는 것이다.
셋째, 본 발명에서와 같이 COF(130)가 메인지지부(160)의 배면에 부착된 상태로 완성품 제조업체에 제공되는 경우, COF(30)가 메인지지부의 배면에 부착되지 않은 상태로 완성품 제조업체에 제공되는 경우에 비해 전기영동 표시소자의 두께를 감소할 수 있게 된다. 상술한 바와 같이, 종래에는 스테인레스강으로 이루어진 서브프레임이 메인지지부에 결합하는 반면에, 본 발명에서는 몰드프레임으로 이루어진 지지프레임이 메인지지부에 부착되므로, 전기영동 표시소자의 두께를 감소할 수 있게 되는 것이다.
이와 같이, 본 발명에 따른 전기영동 표시소자에서는 COF(130)가 메인지지부(160)의 배면에 부착된 상태로 완성품 제조업체에 제공되는 경우, 포장된 전기영동 표시소자의 COF(130)의 파손만을 방지하는 효과만을 발휘할 수 있는 것이 아니라 전기영동 표시소자 자체의 무게 및 두께를 감소할 수 있게 될 뿐만 아니라 완성품 제조업체에서 전기영동 표시소자를 조립하는데에도 장점을 부여할 수 있게 된다.
한편, 상술한 설명에서는 전기영동 표시소자의 구조에 대하여 특정 구조를 한정하여 설명하고 있지만, 본 발명의 전기영동 표시소자가 이러한 특정 구조에만 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 컬러필터가 구비되어 컬러를 구현하는 전기영동 표시소자나 별도의 반사판이 구비된 전기영동 표시소자 등에도 본 발명이 적용될 수 있을 것이다. 다시 말해서, 본 발명은 특정한 구조나 크기의 전기영동 표시소자에만 적용되는 것이 아니라, 이미 알려진 모든 구조의 전기영동 표기소자에 적용될 수 있을 것이다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실 시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것이 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
도 1은 종래 전기영동 표시소자를 나타내는 도면.
도 2는 종래 전기영동 표시소자를 포장한 것을 나타내는 도면.
도 3은 본 발명에 따른 전기영동 표시소자를 나타내는 도면.
도 4는 본 발명에 따른 전기영동 표시소자의 패널구조를 나타내는 단면도.
도 5a는 본 발명에 따른 전기영동 표시소자에서 COF가 지지프레임에 부착된 것을 나타내는 개략 평면도.
도 5b는 본 발명에 따른 전기영동 표시소자에서 COF가 지지프레임에 부착된 것을 나타내는 개략 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 전기영동 표시소자를 포장한 것을 나타내는 도면.
도 7a 및 도 7b는 종래 전기영동 표시소자를 완성업체에서 조립하는 것을 나타내는 도면.

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  8. 전기영동 표시패널과, 상기 전기영동 표시패널의 적어도 일측에 부착되고, 구동소자가 실장된 COF(Chip On Film)과, 상기 전기영동 표시패널을 수납하여 지지하는 메인지지부와, 몰드프레임으로 이루어져 상기 COF와 대응하는 형상으로 형성되어 상기 메인지지부의 배면의 일측 또는 양측에 부착되어 상기 COF가 부착되는 지지프레임으로 구성된 전기영동 표시소자; 및
    상기 전기영동 표시소자를 포장하는 포장재로 구성되며,
    상기 전기영동 표시소자의 COF는 양면테이프를 통해 상기 지지프레임에 부착되어, 포장재에 의해 포장된 전기영동 표시소자의 유동에 의해 COF에 충격이 인가되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 포장된 전기영동 표시소자.
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