KR101360124B1 - 휘도 및 대비비가 향상된 픽셀을 갖는 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 표시장치는 화소영역들이 정의되고, 각각의 화소영역들에는 백색을 갖는 제 1 색화소와 제 1 색화소와 상이한 색상을 갖는 제 2 색화소가 매트릭스 형상으로 배열된다. 제 2 색화소는 제 2 색화소의 면적이 제 1 색화소의 면적 이하가 되도록 배열되거나, 제 2 색화소는 행 방향 및 열 방향으로 제 1 색화소와 이웃하여 배열된다. 따라서, 표시장치는 제 1 색화소에 의해 휘도가 상승되어 표시품질이 향상된다.

Description

휘도 및 대비비가 향상된 픽셀을 갖는 표시장치{DISPLAY APPARATUS HAVING PIXEL IMPROVED BRIGHTNESS AND CONTRAST RATIO}
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전기영동 표시장치의 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 전기영동 표시장치의 박막트랜지스터 기판의 평면도이다.
도 3은 도 1의 I-I'을 절취한 부분을 나타낸 단면도의 일 실시예이다.
도 4는 도 1의 I-I'을 절취한 부분을 나타낸 단면도의 또 다른 실시예이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전기영동 표시장치의 평면도이다.
도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 전기영동 표시장치의 평면도이다.
도 7a는 제 1 포토마스크의 평면도이고, 도 7b는 제 2 포토마스크의 평면도이다.
도 8a 내지 도 8g는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전기영동 표시장치를 제조하는 공정을 나타낸 도면들이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
R -- 적색화소 G -- 녹색화소
B -- 청색화소 W -- 백색화소
GL -- 게이트 라인 DL -- 데이터 라인
T -- 박막트랜지스터 PE -- 화소전극
100 -- 박막트랜지스터 기판 200a -- 대향기판
210 -- 평탄화막 220 -- 공통전극
350 -- 전기영동층 410 -- 적색 필터
420 -- 청색 필터 430 -- 녹색 필터
500a -- 전기영동 표시장치 800a -- 제 1 포토마스크
800b -- 제 2 포토마스크
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로서, 상세하게는 표시품질이 향상된 표시 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 표시장치는 정보처리장치에서 연산된 데이터와 대응하는 영상 데이터를 표시하는 장치이다. 표시 장치는 상기 영상 데이터를 표시하는 방법 및 상기 영상 데이터를 표시하는 구성 요소에 따라 세부적으로 구분될 수 있다. 예를 들어, 전기영동 표시장치는 투명한 두 기판 사이에 전기영동층을 구비하여 원하는 영상을 표시한다.
전기영동 표시장치는 서로 마주보는 두 기판 위에 각각 형성된 상부전극 및 하부전극을 구비하고, 상기 상부전극 및 상기 하부전극 사이에 제 1 입자들 및 제 2 입자들을 구비하는 전기영동층을 더 포함한다. 상기 제 1 입자들 및 상기 제 2 입자들은 서로 상이한 극성을 갖도록 대전되고, 서로 상이한 색상을 갖는다.
상기 상부전극 및 상기 하부전극에 전위차가 발생하여 상기 상부전극 및 상기 하부전극에 전계가 발생하면, 상기 상부전극 및 상기 하부전극 사이에서 상기 제 1 입자들 및 상기 제 2 입자들의 배열상태가 변경된다. 그 결과, 외부의 광이 상기 제 1 입자들에서 반사되면, 사용자는 상기 제 1 입자들이 갖는 색상을 시인하고, 외부의 광이 상기 제 2 입자들에서 반사되면, 사용자는 상기 제 2 입자들이 갖는 색상을 시인한다.
하지만, 상기 전기영동표시장치는 반사형 표시장치로 별도의 광원을 구비하는 다른 표시장치에 비해 어둡게 표시되는 단점이 있다.
본 발명의 목적은 표시품질이 향상된 표시장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 실시예에 따른 표시장치는 화소영역들이 정의된 제 1 베이스기판, 상기 제 1 베이스기판과 마주보는 제 2 베이스기판, 상기 제 1 베이스기판 위에 형성된 화소전극들, 상기 제 2 베이스기판 위에 형성된 공통전극 및 상기 각각의 화소영역들에 대응하여 상기 제 1 베이스기판 또는 상기 제 2 베이스기판 위에 구비되는 색화소를 포함한다.
상기 색화소는 제 1 색화소 및 제 2 색화소로 이루어진다. 상기 제 1 색화소는 백색을 갖고, 상기 제 2 색화소는 상기 제 1 색화소와 상이한 색상을 갖는다. 또한, 상기 제 1 색화소는 상기 제 1 색화소의 면적이 상기 제 2 색화소의 면적과 같거나 크도록 상기 표시장치에 구비된다. 따라서, 상기 표시장치는 상기 제 1 색화소에 의해 휘도가 상승하고, 그 결과, 상기 표시장치의 표시품질이 향상된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 표시장치는 백색의 제 1 색화소 및 상기 제 1 색화소와 상이한 색상을 갖는 제 2 색화소로 이루어지는 색화소를 구비한다. 상기 제 2 색화소는 상기 제 1 색화소와 매트릭스 형상으로 배열되어 행 방향과 열 방향으로 상기 제 1 색화소와 인접하여 위치한다.
즉, 상기 제 1 색화소는 열 방향과 행 방향으로 상기 제 2 색화소와 인접하여 상기 표시장치에 구비되고, 상기 제 2 색화소는 열 방향과 행 방향으로 상기 제 1 색화소와 인접하여 상기 표시장치에 구비된다. 따라서, 상기 제 1 색화소에 의해 상기 표시장치의 휘도가 상승하고, 상기 제 1 색화소가 연속하여 배열되어 발생되는 빛샘 현상이 방지된다.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 살펴보기로 한다. 다만 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다양한 형태로 응용되어 변형될 수도 있다. 오히려 아래의 실시예들은 본 발명에 의해 개시된 기술 사상을 보다 명확히 하고 나아가 본 발명이 속하는 분야에서 평균적인 지식을 가진 당업자에게 본 발명의 기술 사상이 충분히 전달될 수 있도록 제공되는 것이다. 따라서 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되는 것으로 해석되어서는 안 될 것이다. 또한 하기 실시예와 함께 제시된 도면들에 있어서, 층 및 영역들의 크기는 명확한 설명을 강조하기 위해서 간략화되거나 다소 과장된 것이며, 도면상에 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전기영동 표시장치(500a)의 평면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 전기영동 표시장치의 박막트랜지스터 기판의 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 전기영동 표시장치(500a)는 상기 대향기판(200a), 상기 대향기판(200a)과 마주보는 상기 박막트랜지스터 기판(100) 및 상기 대향기판(200a)과 상기 박막트랜지스터 기판(100) 사이에 개재된 전기영동층(도 3의 350)을 포함한다.
상기 대향기판(200a)은 투명한 유리기판이고, 상기 대향기판(200a) 위에는 적색을 갖는 적색화소(R), 녹색을 갖는 녹색화소(G), 청색을 갖는 청색화소(B) 및 백색을 갖는 백색화소(W)가 구비된다.
상기 적색화소(R)는 상기 대향기판(200a) 위에 형성된 적색필터(도 3의 410)로 이루어진다. 상기 적색화소(R)는 사용자가 적색으로 시인하는 영역으로 정의될 수 있는데, 그 이유는 상기 적색필터를 투과한 백색광은 적색으로 필터링되어 외부에 표시되기 때문이다.
마찬가지로, 상기 녹색화소(G) 및 상기 청색화소(B)도 사용자가 각각 녹색 및 청색으로 시인하는 영역으로 각각 녹색필터(도 3의 430) 및 청색필터(도 3의 420)으로 이루어진다.
상기 적색화소(R), 상기 녹색화소(G) 및 상기 청색화소(B)는 상기 대향기판(200a) 위에 매트릭스 형상으로 배열된다. 상기 적색화소(R), 상기 녹색화소(G) 및 상기 청색화소(B) 각각은 상기 박막트랜지스터 기판(100) 상에 형성된 화소전극(PE)과 일대일 대응하여 배열된다.
또한, 상기 대향기판(200a) 위에는 백색을 갖는 백색화소(W)가 배열되는데, 상기 백색화소(W)는 상기 대향기판(200a) 위에서 상기 적색화소(R), 상기 녹색화소(G) 및 상기 청색화소(B) 중 어느 두개가 이격되는 영역으로 정의된다. 그 결과, 상기 백색화소(W)에 대응해서는 상기 대향기판(200a) 위에 색필터가 형성되지 않는다. 따라서, 본 발명의 일 예에서는, 상기 백색화소(W)에 조사된 광이 전기영동층의 백색 입자들에 의해 반사되는 경우, 외부의 백색광은 상기 백색 입자에 의해 반사되어 백색으로 표시된다. 상기 백색화소(W)에 대한 보다 상세한 설명은 도 3을 이용하여 설명될 것이다.
상기 매트릭스에서 상기 적색화소(R), 상기 청색화소(B), 상기 녹색화소(G) 및 상기 백색화소(W)는 제 1 법칙 및 제 2 법칙에 따라 배열된다.
상기 제 1 법칙은 상기 백색화소(W)는 상기 적색화소(R), 상기 청색화소(B) 및 상기 녹색화소(G)와 제 1 방향(D1) 및 제 2 방향(D2)으로 인접하여 배열된다. 바꾸어 말하면, 어느 하나의 상기 백색화소(W)는 상기 제 1 방향(D1) 및 상기 제 2 방향(D2)으로 다른 하나의 상기 백색화소(W)와 인접하여 배열되지 않고 상기 적색화소(R), 상기 청색화소(B) 및 상기 녹색화소(G) 중 어느 하나와 인접하여 배열된다.
상기 제 2 법칙은 상기 매트릭스의 각 행에는 상기 적색화소(R), 상기 청색화소(B) 및 상기 녹색화소(G)가 반복적으로 배열되고, 상기 매트릭스의 각 열에는 상기 적색화소(R), 상기 청색화소(B) 및 상기 녹색화소(G) 중 어느 하나만 배열된다.
상기 매트릭스를 서브 매트릭스(A)로 구분하면, 상기 서브 매트릭스(A)는 세 개의 상기 백색화소(W), 한 개의 적색화소(R), 한 개의 녹색화소(G) 및 한 개의 청색화소(B)로 이루어진다. 따라서, 6개의 화소로 이루어진 상기 서브 매트릭스(A)에서 상기 백색화소(W)가 차지하는 구성비는 0.5가 된다. 또한, 상기 매트릭스는 정수배의 상기 서브 매트릭스(A)가 합쳐져 이루어지므로, 전체 화소 중에서 상기 백색화소(W)가 차지하는 구성비 역시 0.5이다.
따라서, 상기 전기영동 표시장치(500a)는 상기 적색화소(R)의 개수, 상기 녹색화소(G)의 개수 및 상기 청색화소(B)의 개수의 합과 동일한 개수의 상기 백색화소(W)를 구비하게 되고, 그 결과, 상기 전기영동 표시장치(500a)는 상기 백색화소(W)에 의해 휘도가 상승한다.
또한, 상기 백색화소(W)는 전기영동층(도 3의 350)에 의해 백색 및 흑색을 표시할 수 있으므로 전기영동 표시장치(500a)의 대비비를 향상시킨다. 예컨대, 상기 전기영동 표시장치(500a)가 백색을 표시할 때, 상기 백색화소(W)는 백색을 표시하고, 상기 전기영동 표시장치(500a)가 흑색을 표시할 때, 상기 백색화소(W)는 흑색을 표시한다. 즉, 상기 전기영동 표시장치(500a)는 상기 백색화소(W)에 의해 모든 표시 모드에서 휘도가 상승하는 것이 아니라, 상기 전기영동 표시장치(500a)가 백색을 표시할 때에만 상기 백색화소(W)에 의해 휘도가 상승하게 된다. 그 결과, 상기 전기영동 표시장치(500a)는 대비비가 향상될 수 있다.
또한, 상기 백색화소(W)가 연속하여 배열되지 않으므로 상기 전기영동 표시장치(500a)의 빛샘 현상이 방지된다. 즉, 상기 백색화소(W)가 상기 백색화소(W)와 다른 색상을 갖는 화소들과 열 방향 및 행 방향으로 교대로 배열되므로 상기 전기영동 표시장치(500a)의 전체 화소영역에 걸쳐 균일하게 휘도가 상승한다.
상기 박막트랜지스터 기판(100)은 화소전극들(PE)이 매트릭스 형태로 배열된 투명한 유리기판으로, 각각의 상기 화소전극들(PE)은 박막트랜지스터(T)와 전기적으로 연결된다. 상기 박막트랜지스터(T)는 게이트라인(GL)으로부터 게이트 신호를 입력받고, 상기 박막트랜지스터(T)는 상기 게이트 신호를 이용하여 상기 데이터라인(DL)으로부터 상기 다수의 화소전극들(PE)에 전달되는 데이터 신호를 스위칭한다.
상기 화소전극들(PE) 각각은 상기 박막트랜지스터 기판(100)에서 상기 적색화소(R), 상기 녹색화소(G), 상기 청색화소(B) 및 상기 백색화소(W)와 대응되어 형성된다. 따라서, 상기 화소전극들(PE)은 상기 박막트랜지스터 기판(100) 위에서 매트릭스 형상으로 배열된다.
도 3은 도 1의 I-I'을 절취한 부분을 나타낸 단면도의 일실시예이다.
도 3을 참조하면, 박막트랜지스터 기판(100) 상에 제 1 절연막(110)이 위치하고, 상기 제 1 절연막(110) 상에 데이터 라인(DL)이 위치한다. 또한, 상기 데이터 라인(DL) 상에 박막트랜지스터(도 2의 T)를 화소전극(PE)과 절연시키는 제 2 절연막(120)이 형성된다.
상기 제 2 절연막(120) 상에는 화소전극(PE)이 형성된다. 상기 화소전극(PE) 은 상기 박막트랜지스터 기판(100)에 구비된 전극으로, 상기 박막트랜지스터 기판(100)과 마주보는 대향기판(200a)의 공통전극(220)과 전계를 형성한다. 상기 화소전극(PE)은 투명한 전기전도막으로 인듐틴옥사이드(indium tin oxide, ITO) 또는 인듐징크옥사이드(indium zinc oxide, IZO)로 형성될 수 있다.
상기 대향기판(200a)은 적색 필터(410), 청색 필터(420) 및 녹색 필터(430)를 더 포함한다. 상기 적색 필터(410)는 상기 대향기판(200a) 위에 적색화소(R)의 영역에 위치하고, 상기 청색 필터(420)는 상기 대향기판(200a) 위에 청색화소(B)의 영역에 위치하고, 상기 녹색 필터(430)는 상기 대향기판(200a) 위에 녹색화소(G)의 영역에 위치한다.
상기 적색필터(410), 상기 청색필터(420) 및 상기 녹색필터(430) 상에는 평탄화막(210)이 형성된다. 상기 평탄화막(210)은 상기 적색필터(410), 상기 녹색필터(430) 및 상기 청색필터(420)를 커버하도록 형성되어 상기 평탄화막(210) 상에 형성되는 상기 공통전극(220)을 평탄하게 형성시킨다.
상기 공통전극(220)은 상기 대향기판(200a) 위에 구비되는 전극이고, 상기 공통전극(220)은 상기 화소전극(PE)과 전계를 형성한다. 상기 공통전극(220)은 상기 화소전극(PE)과 마찬가지로, 인듐틴옥사이드 또는 인듐징크옥사이드로 형성될 수 있다.
상기 박막트랜지스터 기판(100) 및 상기 대향기판(200a) 사이에는 전기영동층(350)이 개재된다. 본 발명의 제 1 실시예에서는 상기 전기영동층(350)은 캡슐(310)로 이루어진다.
상기 캡슐(310)은 양으로 대전된 입자들(305), 음으로 대전된 대향입자들(308) 및 절연물질(303)을 구비한다. 또한, 상기 입자들(305) 각각은 이산화티탄(TiO2)과 같은 물질로 이루어져 백색의 색상을 갖고, 상기 대향입자들(308) 각각은 카본 블랙(Carbon black)으로 이루어져 흑색의 색상을 갖는다.
상기 화소전극(PE)과 상기 공통전극(220) 간에 전계가 형성되지 않으면, 상기 입자들(305) 및 상기 대향입자들(308)은 상기 캡슐(310) 내에서 무질서하게 배열된다. 반면에, 상기 화소전극(PE)과 상기 공통전극(220) 간에 전계가 형성되면, 상기 전계의 방향에 따라 상기 입자들(305) 및 상기 대향입자들(308)의 배열상태가 변경된다.
예를 들면, 상기 전계가 상기 화소전극(PE)로부터 상기 공통전극(220)으로 작용하면, 상기 입자들(305)은 상기 캡슐(310) 내에서 상기 공통전극(220)에 인접하도록 이동하고, 상기 대향입자들(308)은 상기 캡슐(310) 내에서 상기 화소전극(PE)에 인접하도록 이동한다. 따라서, 외부로부터 상기 대향기판(220a)으로 진행하는 백색광은 상기 입자들(305)에 의해 반사되어 사용자는 상기 입자들(305)이 갖는 백색을 시인한다.
이러한, 상기 캡슐(310) 내에서 상기 입자들(305) 및 상기 대향입자들(308)의 배치에 따라 상기 캡슐(310)에 의해 표시되는 색상이 백색인지 흑색인지가 결정된다.
도 4는 도 1의 I-I'을 절취한 부분을 나타낸 단면도의 또 다른 실시예이다.
도 4를 참조하면, 박막트랜지스터 기판(100) 및 대향기판(200b) 사이에 제 1 전기영동층(360), 제 2 전기영동층(370), 제 3 전기영동층(380) 및 제 4 전기영동층(390)이 개재된다.
상기 제 1 전기영동층(360)은 적색화소(R)의 영역에 대응하여 상기 박막트랜지스터 기판(100) 및 상기 대향기판(200b) 사이에 개재된다. 상기 제 1 전기영동층(360)은 제 1 캡슐들을 구비하는데, 제 1 캡슐(355)은 양으로 대전되고 적색을 갖는 제 1 입자들(357), 음으로 대전되고 흑색을 갖는 제 1 대향입자들(358) 및 절연물질(353)을 갖는다. 따라서, 공통전극(220) 및 화소전극(PE) 간에 형성된 전계에 따라 상기 제 1 캡슐(355) 내에서 상기 제 1 입자들(357) 및 상기 제 1 대향입자들(358)의 배치가 변경된다.
예를 들면, 상기 화소전극(PE)로부터 상기 공통전극(220)으로 작용하는 전계가 발생하면, 상기 제 1 입자들(357)은 상기 제 1 캡슐(355) 내에서 상기 공통전극(220)에 인접하도록 이동하고, 상기 제 1 대향입자들(358)은 상기 제 1 캡슐(355) 내에서 상기 화소전극(PE)에 인접하도록 이동한다. 따라서, 외부로부터 상기 대향기판(220b)으로 진행하는 백색광은 상기 제 1 입자들(357)에 의해 반사되어 사용자는 상기 적색화소(R) 영역을 상기 제 1 캡슐(355)이 갖는 적색으로 시인한다.
상기 제 2 캡슐(370)은 상기 백색화소(W) 영역에 대응하여 상기 박막트랜지스터 기판(100) 및 상기 대향기판(200b) 사이에 개재된다. 또한, 상기 제 2 캡슐(370)은 양으로 대전되고 백색을 갖는 제 2 입자들(367), 음으로 대전되고 흑색 을 갖는 제 2 대향입자들(368) 및 절연물질(363)을 갖는다. 상기 제 2 캡슐(370)은 상기 제 2 캡슐(370) 내에서 상기 제 2 입자들(367) 및 상기 제 2 대향입자들(368)의 배치에 따라 백색 또는 흑색을 표시한다.
또한, 상기 제 3 캡슐(380)은 상기 녹색화소(G)의 영역에 대응하여 상기 박막트랜지스터 기판(100) 및 상기 대향기판(200b) 사이에 개재된다. 또한, 상기 제 3 캡슐(380)은 양으로 대전되고 녹색을 갖는 제 3 입자들(377), 음으로 대전되고 흑색을 갖는 제 3 대향입자들(378) 및 절연물질(373)을 갖는다. 상기 제 3 캡슐(380)은 상기 제 3 캡슐(380) 내에서 상기 제 3 입자들(377) 및 상기 제 3 대향입자들(378)의 배치에 따라 녹색 또는 흑색을 표시한다.
상기 제 4 캡슐(390)은 상기 청색화소(B)의 영역에 대응하여 상기 박막트랜지스터 기판(100) 및 상기 대향기판(200b) 사이에 개재된다. 또한, 상기 제 4 캡슐(390)은 양으로 대전되고 청색을 갖는 제 4 입자들(387), 음으로 대전되고 흑색을 갖는 제 4 대향입자들(388) 및 절연물질(383)을 갖는다. 상기 제 4 캡슐(390)은 상기 제 4 캡슐(390) 내에서 상기 제 4 입자들(387) 및 상기 제 4 대향입자들(388)의 배치에 따라서 청색 또는 흑색을 표시한다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전기영동 표시장치의 평면도이다. 도 5를 설명함에 있어서, 동일한 구성요소에 대해서는 참조번호를 병기하고, 중복된 설명은 생략한다.
도 5를 참조하면, 상기 대향기판(200b) 상에 적색화소(R), 녹색화소(G), 청색화소(B) 및 백색화소(W)는 매트릭스 형상으로 배열된다. 상기 매트릭스에서 상기 화소들은 제 1 법칙 및 제 2 법칙에 따라 배열된다.
상기 제 1 법칙은 상기 백색화소(W)는 상기 적색화소(R), 상기 청색화소(B) 및 상기 녹색화소(G)와 제 1 방향(D1) 및 제 2 방향(D2)으로 인접하여 배열된다. 바꾸어 말하면, 어느 하나의 상기 백색화소(W)는 상기 제 1 방향(D1) 및 상기 제 2 방향(D2)으로 다른 하나의 상기 백색화소(W)와 인접하여 배열되지 않고 상기 적색화소(R), 상기 청색화소(B) 및 상기 녹색화소(G) 중 어느 하나와 인접하여 배열된다.
상기 제 2 법칙은 상기 매트릭스의 각 행에는 상기 적색화소(R), 상기 청색화소(B) 및 상기 녹색화소(G) 중 어느 하나만 배열되고, 상기 매트릭스의 각 열에는 상기 적색화소(R), 상기 청색화소(B) 및 상기 녹색화소(G)가 반복적으로 배열된다.
상기 매트릭스를 서브 매트릭스(S)로 구분하면, 상기 서브 매트릭스(S)는 세 개의 상기 백색화소(W), 한 개의 적색화소(R), 한 개의 녹색화소(G) 및 한 개의 청색화소(B)로 이루어진다. 따라서, 6개의 화소로 이루어진 상기 서브 매트릭스(B)에서 상기 백색화소(W)가 차지하는 구성비는 0.5가 된다. 또한, 상기 매트릭스는 정수배의 상기 서브 매트릭스(S)가 합쳐져 이루어지므로, 전체 화소 중에서 상기 백색화소(W)가 차지하는 구성비 역시 0.5이다.
따라서, 본 발명에 따른 제 2 실시예에 따른 전기영동 표시장치(500b)는 본 발명에 따른 제 1 실시예에 따른 전기영동 표시장치(도 1의 500a)와 동일하게 휘도가 상승되고, 동시에 대비비가 향상된다. 또한, 상기 백색화소(W)는 연속하여 배열 되지 않으므로 상기 전기영동 표시장치(500b)의 빛샘현상이 방지된다.
본 발명의 제 2 실시예에서의 상세한 설명에는 상기 전기영동 표시장치(500b)의 전기영동층에 대한 설명이 생략되었으나, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 상기 전기영동 표시장치(500b)에 구비되는 전기영동층은, 본 발명의 제 1 실시예에서와 같이, 캡슐(도 3의 310) 또는 제 1 내지 제 4 전기영동층(도5의 360내지390)으로 이루어진다.
도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 전기영동 표시장치(500c)의 평면도이다. 도 6을 설명함에 있어서, 동일한 구성요소에 대해서는 참조번호를 병기하고, 중복된 설명은 생략한다.
도 6을 참조하면, 상기 대향기판(200c) 상에는 적색화소(R), 녹색화소(G), 청색화소(B) 및 백색화소(W)가 매트릭스 형상으로 배열된다. 상기 매트릭스에서는 상기 적색화소(R), 상기 녹색화소(G) 및 상기 청색화소(B)가 순차적으로 반복된 1행과 상기 백색화소(W)가 배열된 제 2 행으로 이루어지고, 상기 제 1 행 및 상기 제 2 행은 제 1 방향(D1)으로 교대로 배열된다.
상기 매트릭스를 다른 관점에서 보면, 상기 백색화소(W)는 상기 제 1 방향(D1)으로 상기 적색화소(R), 상기 녹색화소(G) 및 상기 청색화소(B) 중 어느 하나를 사이에 두고 배열된다.
또한, 상기 매트릭스를 서브 매트릭스(C)로 구분하면, 상기 서브 매트릭스(C)는 세 개의 상기 백색화소(W), 한 개의 적색화소(R), 한 개의 녹색화소(G) 및 한 개의 청색화소(B)로 이루어진다. 따라서, 6개의 화소로 이루어진 상기 서브 매 트릭스(C)에서 상기 백색화소(W)가 차지하는 구성비는 0.5가 된다. 또한, 상기 매트릭스는 정수배의 상기 서브 매트릭스(C)가 합쳐져 이루어지므로, 전체 화소 중에서 상기 백색화소(W)가 차지하는 구성비 역시 0.5이다.
따라서, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 전기영동 표시장치(500c)는 상기 제 1 실시예 및 제 2 실시예에 따른 전기영동 표시장치(도1의 500a, 도5의 500b)와 동일하게 휘도가 상승되고, 동시에 대비비가 향상된다.
본 발명의 제 3 실시예에서의 상세한 설명에는 상기 전기영동 표시장치(500c)의 전기영동층에 대한 설명이 생략되었으나, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 상기 전기영동 표시장치(500c)에 구비되는 전기영동층은, 본 발명의 제 1 및 제 2 실시예에서와 같이, 캡슐(도 3의 310) 또는 제 1 내지 제 4 전기영동층(도5의 360내지390)으로 이루어진다.
도 7a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전기영동 표시장치를 제조하기 위한 제 1 포토마스크의 평면도이고, 도 7b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전기영동 표시장치를 제조하기 위한 제 2 포토마스크의 평면도이다. 또한, 도 8a 내지 도 8g는 상기 제 1 포토마스크를 이용하여 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전기영동 표시장치를 제조하는 공정을 나타낸 도면들이다.
보다 상세하게는, 도 7a 및 도 8a 내지 도 8g는 상기 대향기판(200a) 상에 도 1에 도시된 배열 상태에 따른 화소들을 형성하기 위한 3회의 사진식각 공정에 대해 1매의 포토마스크를 이용할 수 있는 것을 설명하기 위한 도면이다. 한편, 제 2 포토마스크를 이용하여 도 5에 도시된 배열 상태의 화소들이 형성되는 세부 공정 은 도 8a 내지 도 8g와 유사하므로 생략될 것이다.
도 7a, 도 7b 및 도 8a 내지 도 8g의 설명에 앞서, 설명을 효과적으로 하기 위해서, 상기 대향기판(200a) 상에 매트릭스 형상으로 배열된 화소영역들 각각에 대하여 a행 b열에 배열된 화소영역을 화소영역(PAab)으로 명명하기로 한다.
도 7a를 참조하면, 제 1 포토마스크(800a)의 설명을 용이하게 하기 위해서 상기 제 1 포토마스크(800a)의 하부에 상기 대향기판(200a)이 도시된다. 상기 제 1 포토마스크(800a)에는 투광부들(803 내지 810)이 정의되고, 본 발명의 일 예에서는 , 상기 투광부들(803 내지 810)은 상기 제 1 포토마스크(800a)의 일정부분이 제거되어 형성된다. 따라서, 상기 제 1 포토마스크(800a) 상부에서 상기 대향기판(200a)으로 진행하는 광의 일부는 상기 투광부들(803 내지 810)을 통해 상기 대향기판(200a)에 조사된다.
상기 대향기판(200a)에는 화소영역들(PA11 내지 PA40)이 정의되어 있다. 상기 화소영역들(PA11 내지 PA40)은 앞서 상술한 바와 같이, 상기 대향기판(200a)에서 화소들이 형성되는 영역이다.
상기 투광부들(803 내지 810)의 배열상태가 도 1에 도시된 적색화소(R), 녹색화소(G) 및 청색화소(B) 중 어느 하나의 배열상태와 동일하면, 상기 대향기판(200a)에 상기 제 1 포토마스크(800a)를 이용하여 도 1에 도시된 화소들의 배열상태와 동일한 적색화소(R), 녹색화소(G), 청색화소(B) 및 백색화소(W)를 형성시킬 수 있다. 즉, 1매의 포토마스크를 이용하여 상기 적색화소(R), 상기 녹색화소(G), 상기 청색화소(B) 및 상기 백색화소(W) 모두를 상기 대향기판(200a) 상에 형성시킬 수 있다.
예를 들면, 개구부들(803 내지 810)이 제 1 화소영역(PA11,PA17,PA24 PA30,PA31,PA37,PA44,PA40)에 놓이도록 상기 대향기판(200a)을 상기 제 1 포토마스크(800a)로 커버한 후, 상기 대향기판(200a)에 대해 제 1 노광공정을 진행하여 상기 제 1 화소영역에 상기 적색화소(R)가 형성된다.
또한, 상기 청색화소(B)를 형성하기 위한 제 2 노광공정은 상기 개구부들(803 내지 810)이 제 2 화소영역(PA13,PA19,PA26,PA33,PA39,PA46)에 놓이도록 상기 제 1 포토마스크(800a)를 제 2 방향(D2)으로 이동시킨 후, 상기 대향기판(200a)에 대해 제 2 노광공정을 진행하여 상기 제 2 화소영역에 상기 청색화소(B)를 형성시킬 수 있다.
마찬가지로, 상기 녹색화소(G)를 형성하기 위한 제 3 노광공정은 상기 개구부들(803 내지 810)이 제 3 화소영역(PA15,PA22,PA28,PA35 PA42,PA48)에 놓이도록 상기 제 1 포토마스크(800a)를 상기 제 2 방향(D2)으로 이동시킨 후, 상기 대향기판(200a)에 대해 제 3 노광공정을 진행하여 상기 제 3 화소영역에 상기 녹색화소(G)를 형성시킬 수 있다.
따라서, 상기 대향기판(200a)에는 1매의 상기 제 1 포토마스크(800a)를 이용하여 도 1의 화소들의 배열된 상태에 따른 적색화소(R), 녹색화소(G) 및 청색화소(B) 모두를 형성할 수 있다. 또한, 상기 적색화소(R), 상기 녹색화소(G) 및 상기 청색화소(B) 중 어느 두개가 이격되는 화소영역(PA12,PA14,PA16,PA18...)에 상기 백색화소(W)를 정의할 수 있다.
도 7b를 참조하면, 투광부들(813,815,818,828)이 정의된 제 2 포토마스크(800b)가 도시되어 있다. 도 5에 도시된 배열상태에 따른 적색화소(R), 청색화소(B), 녹색화소(G) 및 백색화소(W)들은 1매의 상기 제 2 포토마스크(800b)를 이용한 총 3회의 노광공정에 의해 상기 대향기판(200a)위에 형성될 수 있다.
예를 들면, 제 1 노광공정에 의해 우선 상기 개구부들(813,815,818,828)의 위치에 대응하여 상기 대향기판(200a) 위에 적색화소(R)을 형성시키고, 상기 제 2 포토마스크(800b)를 제 1 방향(D1)으로 화소영역 1칸에 대응되도록 이동시키고 제 2 방향(D2)으로 화소영역 1칸에 대응되도록 이동시켜 제 2 노광공정을 진행하여 녹색화소(G)를 형성시킬 수 있다. 또한, 상기 녹색화소(G) 형성이 완료되면, 다시 상기 제 2 포토마스크(800b)를 상기 제 1 방향(D1)으로 화소영역 1칸에 대응되도록 이동시키고 상기 제 2 방향(D2)으로 화소영역 1칸에 대응되도록 이동시켜 제 3 노광공정을 진행하여 청색화소(G)를 형성시킬 수 있다.
따라서, 상기 대향기판(200a)에 1매의 상기 제 2 포토마스크(800b)를 이용하여 도 5의 화소들의 배열된 상태에 따른 적색화소(R), 녹색화소(G) 및 청색화소(B) 모두를 형성할 수 있다.
도 8a 내지 도 8g는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전기영동 표시장치의 제조방법을 나타내는 도면들이고, 보다 상세하게는, 도 8a 내지 도 8g는 상기 제 1 포토마스크(800a)를 이용하여 상기 대향기판(200a)에 상기 적색화소(R), 상기 녹색화소(G) 및 상기 청색화소(B)를 형성하기 위한 세부 공정들을 나타내는 도면들이다. 또한, 도 8a 내지 도 8g의 설명에서는, 앞서 설명되었던 상기 제 1 포토마스 크(800a)를 이용한 제 1 내지 제 3 노광공정이 포함된다.
도 8a를 참조하면, 상기 대향기판(200a)에 적색화소를 화소영역(PA11 및 PA17)에 대응하여 형성시키기 위해서, 우선, 상기 대향기판(200a) 상에 적색 감광막(410a)을 형성한다. 상기 대향기판(200a) 상에 적색 감광막(410a)이 형성되면, 상기 대향기판(200a) 위에 제 1 투광부(803) 및 제 2 투광부(805)가 화소영역(PA11,PA17)에 대응하도록 상기 제 1 포토마스크(800a)를 커버한 후, 상기 대향기판(200a)에 상기 적색 감광막(410a)과 반응하는 광을 조사하여 제 1 노광공정을 진행한다.
상기 제 1 포토마스크(800a)에 의해 상기 적색 감광막(410a)에 선택적으로 광이 조사되고, 그 결과, 화소영역(PA11,PA17)에 대응되어 형성된 상기 적색 감광막(410a)의 일부가 현상액에 에칭되지 않는 성분으로 변경된다.
도 8b를 참조하면, 상기 제 1 노광공정이 종료된 후, 상기 적색 감광막(410a)을 현상하면, 상기 대향기판(200a)에 화소영역(PA11,PA17)에 대응되어 적색 필터(410,415)가 형성된다.
도 8c를 참조하면, 상기 대향기판(200a)에 녹색화소를 화소영역(PA13,PA19)에 대응하여 형성시키기 위해서, 우선, 상기 대향기판(200a) 상에 녹색 감광막(410b)을 형성한다.
상기 대향기판(200a) 상에 녹색 감광막(410b)이 형성되면, 상기 대향기판(200a) 위에 상기 제 1 투광부(803) 및 상기 제 2 투광부(805)가 화소영역(PA13,PA19)에 대응하도록 상기 제 1 포토마스크(800a)를 커버한 후, 상기 대향 기판(200a)에 상기 녹색 감광막(410b)과 반응하는 광을 조사하여 제 2 노광공정을 진행한다.
그 결과, 상기 제 1 포토마스크(800a)에 의해 상기 녹색 감광막(410b)에 선택적으로 광이 조사되고, 화소영역(PA13,PA19)에 대응되어 형성된 상기 녹색 감광막(410b)의 일부가 현상액에 에칭되지 않는 성분으로 변경된다.
도 8d를 참조하면, 상기 제 2 노광 공정이 종료된 후, 상기 녹색 감광막(410b)을 현상하면, 상기 대향기판(200a) 상에 화소영역(PA13,PA19)에 대응하여 녹색 필터(420,425)가 형성된다.
도 8e 및 도 8f를 참조하면, 상기 대향기판(200a) 상에 청색 감광막(430a)을 형성하고, 상기 제 1 투광부(803) 및 상기 제 2 투광부(804)가 화소영역(PA15,PA21)에 대응하도록 상기 대향기판(200a)을 상기 제 1 포토마스크(800a)로 커버한다.
그 후, 상기 대향기판(200a)에 대해 앞서 상술한 제 3 노광공정 및 현상공정을 진행하면, 청색 필터(430,435)가 화소영역(PA15,PA21)과 대응되는 위치에 형성된다.
도 8g를 참조하면, 상기 대향기판(200a)에 평탄화막(215) 및 공통전극(220)이 순차적으로 형성되고, 상기 대향기판(200a) 위에 박막트랜지스터 기판(100)이 합착된다. 또한, 상기 대향기판(200a) 및 상기 박막트랜지스터 기판(100) 사이에는 전기영동층(350)이 개재된다.
본 발명의 일 예에서는, 상기 전기영동층(350)은 캡슐(310)을 포함한다. 상 기 캡슐(310)은 내부에 서로 상이한 색상을 갖고 서로 다른 극으로 대전된 입자들 및 대향입자를 구비한다. 따라서, 화소전극(PE)과 상기 공통전극(220) 간에 전계가 발생하면, 상기 캡슐(310) 내에서 상기 입자들 및 상기 대향입자들의 배열상태가 변하여 외부에서 시인되는 색상이 변한다.
이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명에 따른 표시장치에 의하면, 상기 표시장치의 화소영역에 구비되는 백색화소들에 의해 상기 표시장치의 휘도가 상승한다. 또한, 상기 표시장치가 흑색을 표시할 때, 상기 백색화소(W)는 흑색을 표시할 수 있고, 상기 표시장치가 백색을 표시할 때, 상기 백색화소는 백색을 표시할 수 있으므로 표시장치의 대비비가 향상된다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술 될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (21)

  1. 화소영역들이 정의된 제 1 베이스기판;
    상기 제 1 베이스기판과 마주보는 제 2 베이스기판;
    상기 제 1 베이스기판 위에 형성된 화소전극;
    상기 제 2 베이스 기판 위에 형성된 공통 전극; 및
    상기 화소영역들에 대응하여 상기 제 1 베이스기판 또는 상기 제 2 베이스기판 위에 구비되는 색화소들을 포함하고,
    상기 색화소들은,
    백색을 갖는 제 1 색화소; 및
    상기 제 1 색화소의 면적 이하의 면적을 갖고, 적색 화소, 녹색화소 및 청색화소를 포함하는 제 2 색화소를 포함하고,
    상기 적색 화소는 상기 적색화소의 면적에 대응하여 상기 제1 및 제2 베이스 기판들 사이에 개재된 제1 전기영동층을 포함하고,
    상기 녹색화소는 상기 녹색화소의 면적에 대응하여 상기 제1 및 제2 베이스기판들 사이에 개재된 제2 전기영동층을 포함하고,
    상기 청색화소는 상기 청색화소의 면적에 대응하여 상기 제1 및 제2 베이스기판들 사이에 개재된 제3 전기영동층을 포함하고,
    상기 제1 색화소는 상기 제1 색화소의 면적에 대응하여 상기 제1 및 제2 베이스 기판들 사이에 개재된 제4 전기영동층을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 색화소 및 상기 제 2 색화소는 매트릭스로 배열되는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 색화소가 배열된 제 1 행과 상기 제 2 색화소가 배열된 제 2 행이 반복되어 배열되는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 색화소 및 상기 제 2 색화소가 행 방향과 열 방향으로 반복되어 배열되는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제 1 색화소는 상기 행 방향 또는 상기 열 방향으로 상기 적색화소, 상기 녹색화소 및 상기 청색화소 중 어느 두개가 이격되는 영역으로 정의되는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 화소전극은 상기 제 1 색화소, 상기 적색화소, 상기 녹색화소 및 상기 청색화소에 일대일 대응하여 상기 제 1 베이스기판 위에 위치하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  7. 제 5 항에 있어서, 각각의 열에서 상기 적색화소, 상기 녹색화소 및 상기 청색화소가 서로 인접한 상기 제 1 색화소 사이에 배열되고, 각각의 행에서 상기 적색화소, 상기 녹색화소 및 상기 청색화소 중 어느 하나가 서로 인접한 상기 제 1 색화소 사이에 배열되는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  8. 제 5 항에 있어서, 각각의 행에서 상기 적색화소, 상기 녹색화소 및 상기 청색화소가 서로 인접한 상기 제 1 색화소 사이에 배열되고, 각각의 열에서 상기 적색화소, 상기 녹색화소 및 상기 청색화소 중 어느 하나가 서로 인접한 상기 제 1 색화소 사이에 배열되는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 적색화소는 상기 적색화소의 면적에 대응하여 상기 제2 베이스 기판 위에 배치된 적색 필터를 더 포함하고,
    상기 녹색화소는 상기 녹색화소의 면적에 대응하여 상기 제2 베이스 기판 위에 배치된 녹색 필터를 더 포함하고,
    상기 청색화소는 상기 청색화소의 면적에 대응하여 상기 제2 베이스 기판 위에 배치된 청색 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 제1 내지 제4 전기영동층들 각각은 블랙입자들 및 상기 블랙입자들과 상이한 극성을 갖도록 대전된 화이트 입자들을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  11. 삭제
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 전기영동층은 적색의 제1 입자들과 상기 제1 입자들과 상이한 전기 극성과 상이한 색상을 갖는 제1 대향 입자들을 갖고, 상기 제2 전기영동층은 녹색의 제2 입자들과 상기 제2 입자들과 상이한 전기 극성과 상이한 색상을 갖는 제2 대향 입자들을 갖고, 상기 제3 전기영동층은 청색의 제3 입자들과 상기 제3 입자들과 상이한 전기 극성과 상이한 색상을 갖는 제3 대향 입자들을 갖고, 상기 제4 전기 영동층은 백색의 제4 입자들과 상기 제4 입자들과 상이한 전기 극성과 상이한 색상을 갖는 제4 대향입자들을 갖는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  13. 화소영역들이 정의된 제 1 베이스기판;
    상기 제 1 베이스기판과 마주보는 제 2 베이스기판;
    상기 제 1 베이스기판 위에 형성된 화소전극;
    상기 제 2 베이스 기판 위에 형성된 공통 전극; 및
    상기 제 2 베이스기판 위에 상기 화소영역들에 대응되어 구비되는 색화소들을 포함하고,
    상기 색화소들은,
    백색을 갖는 제 1 색화소; 및
    적색 화소, 녹색화소 및 청색화소를 포함하여, 상기 제 1 색화소와 매트릭스 형상으로 배열되어 행 방향 및 열 방향으로 상기 제 1 색화소와 인접하여 위치하는 제 2 색화소를 포함하고,
    상기 적색화소는 상기 적색화소의 면적에 대응하여 상기 제1 및 제2 베이스 기판들 사이에 개재된 제1 전기 영동층을 포함하고,
    상기 녹색화소는 상기 녹색화소의 면적에 대응하여 상기 제1 및 제2 베이스기판들 사이에 개재된 제2 전기영동층을 포함하고,
    상기 청색화소는 상기 청색화소의 면적에 대응하여 상기 제1 및 제2 베이스 기판들 사이에 개재된 제3 전기영동층을 포함하고,
    상기 제1 색화소는 상기 제1 색화소의 면적에 대응하여 상기 제1 및 제2 베이스기판들 사이에 개재된 제4 전기영동층을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 제 1 색화소는 상기 행 방향 또는 상기 열 방향으로 상기 적색화소, 상기 녹색화소 및 상기 청색화소 중 어느 두개가 이격되는 영역으로 정의되는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 화소전극은 상기 제 1 색화소, 상기 적색화소, 상기 녹색화소 및 상기 청색화소에 일대일 대응하여 상기 제 1 베이스기판 위에 위치하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  16. 제 14 항에 있어서, 각각의 열에서 상기 적색화소, 상기 녹색화소 및 상기 청색화소는 서로 인접한 상기 제 1 색화소 사이에 배열되고, 각각의 행에서 상기 적색화소, 상기 녹색화소 및 상기 청색화소 중 어느 하나가 서로 인접한 상기 제 1 색화소를 사이에 배열되는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  17. 제 14 항에 있어서, 각각의 행에서 상기 적색화소, 상기 녹색화소 및 상기 청색화소는 서로 인접한 상기 제 1 색화소 사이에 배열되고, 각각의 열에서 상기 적색화소, 상기 녹색화소 및 상기 청색화소 중 어느 하나가 상기 제 1 색화소 사이에 배열되는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 적색화소는 상기 적색화소의 면적에 대응하여 상기 제 2 베이스기판 위에 형성된 적색 필터를 더 포함하고,
    상기 녹색화소는 상기 녹색화소의 면적에 대응하여 상기 제 2 베이스기판 위에 형성된 녹색 필터를 더 포함하고,
    상기 청색화소는 상기 청색화소의 면적에 대응하여 상기 제 2 베이스기판 위에 형성된 청색 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 제1 내지 제4 전기영동층들 각각은 블랙입자들 및 상기 블랙입자들과 상이한 극성을 갖도록 대전된 화이트입자들을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  20. 삭제
  21. 제 14 항에 있어서, 상기 제 1 전기영동층은 적색의 제 1 입자들과 상기 제 1 입자들과 상이한 전기 극성과 상이한 색상을 갖는 제 1 대향입자들을 갖고, 상기 제 2 전기영동층은 녹색의 제 2 입자들과 상기 제 2 입자들과 상이한 전기 극성과 상이한 색상을 갖는 제 2 대향입자들을 갖고, 상기 제 3 전기영동층은 청색의 제 3 입자들과 상기 제 3 입자들과 상이한 전기 극성과 상이한 색상을 갖는 제 3 대향입자들을 갖고, 상기 제 4 전기영동층은 백색의 제 4 입자들과 상기 제 4 입자들과 상이한 전기 극성과 상이한 색상을 갖는 제 4 대향입자들을 갖는 것을 특징으로 하는 표시장치.
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