KR101491063B1 - 전기 광학 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

전기 광학 표시 장치는 제1 전극이 배치되는 제1 기판과 제1 전극과 전계를 형성하는 제2 전극이 배치되는 제2 기판 및 제1 기판과 제2 기판 사이에 개재된 전기 광학 물질을 포함한다. 전기 광학 물질은 비극성 용매와 비극성 용매에 분산되어 전계에 의해 제어되는 극성 용매로 이루어진다. 제1 전극은 화상이 표시되는 표시 영역과 표시 영역에 인접한 비표시 영역으로 이루어진 복수의 화소를 구비하는 제1 기판 상의 비표시 영역에 배치된다.

Description

전기 광학 표시 장치{ELECTRO-OPTIC DISPLAY APPARATUS}
본 발명은 전기 광학 표시 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 표시 품질이 향상되는 전기 광학 표시 장치에 관한 것이다.
핸드폰, 컴퓨터, TV, PDA와 같은 각종 전자 기기가 발전함에 따라 이에 적용할 수 있는 평판 표시 장치(Flat Panel Display Device)에 대한 요구가 점차 증대되고 있고, 최근에는 상기 평판 표시 장치 중 종이를 대체할 수 있는 전자 종이(E-paper)가 각광받고 있다.
상기 전자 종이는 콘트라스트비가 높고 시야각 의존성이 없는 전기 영동법을 이용하여 제조하는 것이 일반적이다.
상기 전기 영동법을 이용한 평판 표시 장치로는 자이콘(Zikon)사에서 개발한 REED(Reverse Emulsion Electrophoretic Display, 미국 특허 등록 제 5,582700호)가 있다. 상기 REED는 상하의 전극 사이에 비극성 연속상과 극성 분산상의 전기 광학 물질을 위치시키고, 상기 상하의 전극에 전압을 인가하여 상기 극성 분산상의 배열함으로써 화상을 표현한다.
상기 REED는 상기 화상을 표시하기 위해 외부 광을 반사시키는데, 상기 극성 분산상이 랜덤하게 정렬하거나 상기 하부 전극으로 이동하여 개구율에 영향을 줌으로써, 투과율의 손실과 명암 대비비의 저하가 발생한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 하부 전극의 구조를 변경하여 개구율을 향상시키는 전기 광학 표시 장치를 제공하는 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 전기 광학 표시 장치는 제1 전극이 배치되는 제1 기판과 상기 제1 전극과 전계를 형성하는 제2 전극이 배치되는 제2 기판 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 개재된 전기 광학 물질을 포함한다.
상기 제1 전극은 화상이 표시되는 표시 영역과 상기 표시 영역에 인접한 비표시 영역으로 이루어진 복수의 화소를 구비하는 제1 기판 상의 상기 비표시 영역에 배치된다.
상기 제2 전극은 상기 제1 전극에 대향하여 상기 제2 기판 상에 배치되고, 상기 제1 전극과 전계를 형성한다.
상기 전기 광학 물질은 연속상을 형성하는 비극성 용매와 상기 비극성 용매에 분산되어 상기 전계에 의해 제어되는 액적을 형성하는 극성 용매로 이루어진다.
상기 제1 기판은 상기 비표시 영역에서 상기 제1 기판의 일 방향으로 배열되는 게이트 라인과 상기 비표시 영역에서 상기 게이트 라인과 교차하여 배열되는 데이터 라인 및 상기 게이트 라인과 상기 데이터 라인에 연결되어 상기 비표시 영역에 배치되는 박막 트랜지스터를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 전극은 상기 박막 트랜지스터의 상부에 위치할 수 있다. 또한, 상기 제1 전극은 상기 게이트 라인 및 상기 데이터 라인의 상부에 위치할 수 있다.
상기 제1 기판의 하부에 배치되어 상기 제1 기판의 전면(全面)을 커버하는 반사층이나, 상기 제1 기판 상에 구비되고, 상기 제1 전극과 이격되어 상기 표시 영역에 배치되는 반사층을 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 반사층은 산화티타늄(TiOx), 황산바륨(BaSO4), 알루미나(Al2O3), 은(Ag), 백금(Pt), 및 금(Au) 중 어느 하나를 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 광을 생성하여 상기 표시 영역으로 상기 광을 공급하는 백라이트를 더 포함할 수도 있다. 이때, 상기 제1 전극은 투명하거나 불투명한 도전성 재질로 이루어질 수 있다.
상기 전기 광학 물질을 구성하는 상기 비극성 용매로는 C1 -30 알칸(alkane), C2-30 알켄(alkene), C3 -30 알킨(alkyne), C3 -30 알데히드(aldehyde), C3 -30 케톤(ketone), C2 -30 에테르(ether), C2 -30 에스터(ester), C3 -30 티오에스터(thioester), 테르펜(terpene), C2 -30 유기실란(organosilane), 및 C2 -30 유기실록산(organosiloxane) 중 어느 하나, 또는 둘 이상의 혼합물을 들 수 있다.
상기 극성 용매는 알콜(alcohol), 아민(amine), 아미드(amide), 케톤(ketone), 카르복실산(carboxylic acid), 카르복실산(carboxylic acid)염, 글리 콜(glycol), 폴리에테르(polyether), 설파이드(sulfide), 설폰산(sulfonicacid), 설폰산(sulfonicacid)염, 설페이트(sulfate), 포스파이드(phosphide), 포스파이트(phosphite), 포스포나이트(phosphonite), 포스피나이트(phosphinite), 포스페이트(phosphate), 포스포네이트(phosphonate), 포스피네이트(phosphinate), 이미드(imide), 니트릴(nitrile), 이소니트릴(isonitrile), 아미딘(amidine), 니트로 화합물(nitro compound), 니트로소 화합물(nitroso compound), 설폭사이드(sulfoxide), 설포네이트(sulfonate), 티올(thiol) 및 물(water) 중 어느 하나, 또는 둘 이상의 혼합물이 사용될 수 있다.
더욱 바람직하게는 상기 극성 용매는 DMSO(Dimethyl Sulphoxide), DMF(Dimethyl Formamide), 아미드(amide), 메탄올(methanol), 에탄올(ethanol), 글리콜(glycol), 니트로메탄(nitromethane), 아세토니트릴(acetonitrile), 물(water), 메톡시에탄올(methoxyethanol), 메틸 셀로솔브(methyl Cellosolve) 및 모노에틸(monoethyl) 중 어느 하나, 또는 둘 이상의 혼합물이 사용될 수 있다.
상기 극성 용매에는 상기 비극성 용매에 용해되지 않는 염료(dye)가 더 포함될 수 있으며, 상기 염료는 모나조(monazo)계 염료, 디아조(diazo)계 염료, 트리페닐메탄(triphenylmethane)계 염료, 피라졸론(pyrazolone)계 염료, 아크리딘(acridine), 포르피린(porphyrine), 디포마잔(diformazan)계 염료, 스쿠아라인(squarain)계 염료, 옥사진(oxazine), 포르마잔(formazan)계 염료, 유색 금속 및 전이금속착물, 금속염, 산 안트라퀴논(acid anthraquinone)계 염료, 암포테릭 안트라퀴논(amphoteric anthraquinone)계 염료, 디페닐메탄(diphenylmethane)계 염료, 폴리메틴(polymethine)계 염료, 티아진(thiazine), 프탈로시아닌(phthalocyanine) 및 테트라졸륨(tetrazolium)계 염료로 이루어진 군 중에서 선택되는 적어도 하나 이상의 혼합물을 포함할 수 있다.
상기 극성 용매는 양이나 음으로 하전될 수 있으며, 상기 제1 전극과 제2 전극에 전압이 인가되면, 상기 하전된 전하와 반대로 하전된 전극 상에 모여 액적을 형성할 수 있다.
상술한 전기 광학 표시 장치에 따르면, 비표시 영역에 제1 전극이 배치되어 전기 광학 물질의 극성 용매를 상기 비표시 영역으로 밀집시킨다. 이에 따라, 상기 제1 전극은 상기 극성 용매에 의한 개구율의 저하를 방지하여 표시 품질을 향상시킨다. 또한, 상기 제1 전극은 블랙 매트릭스를 대체하여 상기 블랙 매트릭스의 제조 비용을 절감할 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 전기 광학 표시 장치에 대한 실시 예를 상세하게 설명한다. 상술한 본 발명이 해결하고자 하는 과제, 과제 해결 수단, 및 효과는 첨부된 도면과 관련된 실시 예들을 통해서 용이하게 이해될 것이다. 본 발명은 여기서 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다양한 형태로 응용되어 변형될 수도 있다. 아래의 실시 예들은 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 후술될 실시 예들로 인해 한정되는 것으로 해석되어서는 안 될 것이다. 한편, 도면은 명확한 설명을 위해 일부가 간략하거나 과장되게 표현되었다. 도면에 표현된 동일한 참조 번호는 동일한 구성 요소를 나타낸다.
본 명세서에서 사용되는 용어인 연속상(continuous phase)과 분산상(dispersed phase)은 균일한 상(phase)을 이루고 있는 물질 속에 다른 물질이 미세한 입자 형태로 흩어져 있는 물질계인 분산계와 연관된다. 상기 분산계 내에서, 상기 연속상은 상기 분산상에 대립하여 사용하고, 2개의 상이 혼재되어 있는 계에서 분산되어 있는 상을 둘러싸고 연속해 있는 상을 뜻하며, 상기 분산상은 상기 연속상 내에 분산된 다른 물질을 뜻한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어인 에멀전은 연속상 내에서 연속상과 액적(droplet)을 형성할 수 있는 비연속상으로 구성된 불균질계(heterogeneous system)를 뜻한다.
상기 연속상이나 상기 분산상은 필요에 따라 고체, 액체, 및 기체 중 어느 하나의 상을 띨 수 있다. 다만, 본 명세서에서는 설명의 편의상 액상을 예로 들어 설명하며, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 전기 광학 표시 장치를 나타내는 평면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 지시선 I-I'를 따라 절단한 단면을 나타내는 단면도이며, 도 3은 도 2에 도시된 전기 광학 표시 장치에 전원이 인가된 상태를 나타내는 단면도이다.
도 1, 도 2, 및 도 3을 참조하면, 전기 광학 표시 장치(50)는 제1 전극(180)이 배치된 제1 기판(110), 상기 제1 전극(180)에 대향하는 제2 전극(220)이 배치된 제2 기판(210), 및 상기 제1 기판(110)과 상기 제2 기판(210) 사이에 개재된 전기 광학 물질(300)을 포함한다.
상기 제1 기판(110)에는 제1 방향으로 연장되고, 서로 평행하게 배열되는 복수의 게이트 라인(120)과 상기 게이트 라인들(120)과 교차하여 제2 방향으로 연장되고, 서로 평행하게 배열되는 복수의 데이터 라인(160)이 배치된다. 여기서는, 설명의 편의상 상기 게이트 라인들(120)과 상기 데이터 라인들(160) 중 각각 하나의 라인을 중심으로 서술한다. 상기 게이트 라인(120)과 상기 데이터 라인(160)은 화소(PX)를 정의한다. 상기 화소(PX)는 화상이 표시되는 표시 영역(DA)과 상기 표시 영역(DA)에 인접한 비표시 영역(NDA)으로 구분된다. 상기 게이트 라인(120)과 상기 데이터 라인(160)은 상기 비표시 영역(NDA)에 배치된다. 상기 게이트 라인(120)과 상기 데이터 라인(160)의 교차 영역에는 박막 트랜지스터(T)가 구비된다.
상기 박막 트랜지스터(T)는 게이트 전극(121), 게이트 절연층(131), 액티브층(141), 오믹 콘택층(151), 소스 전극(161), 및 드레인 전극(163)을 포함한다.
상기 게이트 전극(121)은 상기 게이트 라인(120)에서 분기하여 상기 게이트 라인(120)과 전기적으로 연결된다. 상기 게이트 절연층(131)은 질화실리콘(SiNx), 산화실리콘(SiOx) 등으로 이루어지며, 상기 게이트 전극(121)을 타 도전체들로부터 절연시킨다. 상기 액티브층(141)은 상기 게이트 절연층(131) 위에 비정질 실리콘 등으로 상기 게이트 전극(121)과 중첩하게 형성된다. 상기 오믹 콘택층(151)은 상기 액티브층(141) 위에 불순물이 도핑된 비정질 실리콘으로 형성된다. 상기 소스 전극(161)은 상기 데이터 라인(160)과 연결되어 상기 게이트 절연층(131)과 상기 오믹 콘택층(151) 위에 배치된다. 상기 드레인 전극(163)은 상기 소스 전극(161)과 이격되어 상기 게이트 절연층(131)과 상기 오믹 콘택층(151) 위에 배치된다. 상기 박막 트랜지스터(T)는 보호층(170)에 의해 전기적 및 물리적인 충격으로부터 보호받는다.
상기 보호층(170)은 상기 게이트 절연층(131), 상기 액티브층(141), 상기 소스 전극(161), 및 상기 드레인 전극(163) 위에 절연과 평탄화를 위해 형성된다. 상기 보호층(170)은 무기물 및 유기물 중 어느 하나로 이루어져 상기 박막 트랜지스터(T)의 절연 및 오프 특성을 향상시킬 수 있다. 상기 보호층(170)은 상기 드레인 전극(163)의 일부를 노출하는 컨택홀(175)을 포함한다.
상기 제1 전극(180)은 상기 게이트 라인(120), 상기 데이터 라인(160) 및 상기 박막 트랜지스터(T)와 중첩하며, 상기 비표시 영역(NDA)에 배치된다. 구체적으로, 상기 제1 전극(180)은 상기 박막 트랜지스터(T)와 연결되어 상기 보호층(170) 위에 위치한다. 상기 제1 전극(180)은 상기 컨택홀(175)을 통해 상기 박막 트랜지스터(T)의 드레인 전극(163)과 연결된다. 상기 제1 전극(180)은 상기 게이트 라인(120)과 상기 데이터 라인(160)의 상부에 위치한다. 또한, 상기 제1 전극(180)은 상기 박막 트랜지스터(T)의 상부에 위치한다. 이러한 상기 제1 전극(180)은 평면상에서 상기 게이트 라인(120), 상기 데이터 라인(160) 및 상기 박막 트랜지스터(T)를 커버하는 넓이를 갖는다. 도 1에서는 상기 제1 전극(180)이 평면상에서 상기 게이트 라인(180)과 상기 데이터 라인(160)보다 넓은 너비를 가지는 것으로 도 시되었으나, 상기 제1 전극(180)은 상기 게이트 라인(120)과 상기 데이터 라인(160)보다 좁거나 동일한 너비를 가질 수도 있다. 상기 제1 전극(180)은 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide), 인듐 아연 산화물(Indium Zinc Oxide) 등의 투명한 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 제1 전극(180)은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 및 크롬(Cr) 등의 불투명한 도전성 물질로 이루어질 수도 있다.
한편, 상기 제1 전극(180)이 배치된 상기 제1 기판(110)의 일면에 대향하는 상기 제1 기판(110)의 타면에는 반사층(400)이 배치된다. 상기 반사층(400)은 상기 제1 기판(110)의 전면(全面)에 형성되고, 외부로부터 입사하는 광을 반사시킨다. 예를 들어, 상기 반사층(400)은 상기 제1 기판(110)의 상부에서 입하하는 광을 상기 제1 기판(110)으로 반사한다. 상기 반사층(400)에서 반사된 상기 광은 상기 표시 영역(DA)을 투과한다. 상기 반사층(400)은 산화티타늄(TiOx), 황산바륨(BaSO4), 알루미나(Al2O3), 은(Ag), 백금(Pt), 및 금(Au) 중 어느 하나를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 제2 기판(210)은 상기 제1 기판(110)에 대향하여 상기 제1 기판(110)의 상측에 배치된다. 상기 제2 기판(210)에는 상기 제1 전극(180)에 대향하는 상기 제2 전극(220)이 배치된다. 상기 제2 전극(220)은 외부로부터 전압이 공급되면 상기 제1 전극(180)과 전계를 형성한다.
상기 제2 전극(220)은 외부의 광이 투과하도록 인듐 주석 산화물, 인듐 아연 산화물 등의 투명한 도전성 물질로 이루어질 수 있다.
상기 전기 광학 물질(300)은 비극성 용매(310)와 극성 용매(320)를 포함하 여 상기 제1 전극(180)과 상기 제2 전극(220) 사이에 위치한다.
상기 비극성 용매(310)는 상기 전기 광학 물질(300)의 연속상(continuous phase)을 형성한다. 상기 비극성 용매(310)는 무색이나 유색일 수 있다. 여기서는, 상기 비극성 용매(310)가 실질적으로 무색이다. 상기 비극성 용매(310)는 C1 -30 알칸(alkane), C2 -30 알켄(alkene), C3 -30 알킨(alkyne), C3 -30 알데히드(aldehyde), C3 -30 케톤(ketone), C2 -30 에테르(ether), C2 -30 에스터(ester), C3 -30 티오에스터(thioester), 테르펜(terpene), C2 -30 유기실란(organosilane), C2 -30 유기실록산(organosiloxane) 및 방향족 화합물로 이루어진 군 중에서 선택되는 적어도 하나 이상의 혼합물을 포함할 수 있다. 또한, 상기 비극성 용매(310)는 벤젠(benzene), 톨루엔(toluene), 및 테트라린(tetralin)으로 이루어진 군 중에서 선택된 방향족 화합물을 포함할 수 있다.
상기 극성 용매(320)는 상기 전기 광학 물질(300)의 비연속상(non-continuous phase)으로서 상기 비극성 용매(310) 내에 액적들로 분산된다. 상기 극성 용매(320)는 알콜(alcohol), 아민(amine), 아미드(amide), 케톤(ketone), 카르복실산(carboxylic acid), 카르복실산염(carboxylic acid salt), 글리콜(glycol), 폴리에테르(polyether), 설파이드(sulfide), 설폰산(sulfonic acid), 설폰산염(sulfonic acid salt), 설페이트(sulfate), 포스파이드(phosphide), 포스파이트(phosphite), 포스포나이트(phosphonite), 포스피나이트(phosphinite), 포스페이트(phosphate), 포스포네이트(phosphonate), 포스피네이트(phosphinate), 이미 드(imide), 니트릴(nitrile), 이소니트릴(isonitrile), 아미딘(amidine), 니트로 화합물(nitro compound), 니트로소 화합물(nitroso compound), 설폭사이드(sulfoxide), 설포네이트(sulfonate), 티올(thiol) 및 물(water)로 이루어진 군 중에서 선택되는 적어도 하나 이상의 혼합물을 포함할 수 있다.
또한, 상기 극성 용매(320)는 바람직하게는 DMSO(Dimethyl Sulfoxide), DMF(Dimethyl Formamide), 메탄올(methanol), 에탄올(ethanol), 글리콜(glycol), 니트로메탄(nitromethane), 아세토니트릴(acetonitrile), 메톡시에탄올(methoxyethanol), 메틸 셀로솔브(methyl Cellosolve) 및 모노에틸 에테르(monoethyl ether)로 이루어진 군 중에서 선택되는 적어도 하나 이상의 혼합물을 포함할 수 있다.
상기 극성 용매(320)는 상기 비극성 용매(310)에는 용해되지 않고, 상기 극성 용매(320)에만 용해되는 염료(330)를 포함한다. 즉, 상기 극성 용매(320)에는 상기 염료(330)가 용해되어 있다. 상기 극성 용매(320)는 상기 염료(330)에 의해 색을 표시한다. 도 2 및 도 3에서는 상기 극성 용매(320)에 상기 염료(330)가 용해된 상태를 나타내므로, 상기 극성 용매(320)와 상기 염료(330)를 동일한 부분으로 지시하고 있다.
상기 염료(330)는 모나조(monazo)계 염료, 디아조(diazo)계 염료, 트리페닐메탄(triphenylmethane)계 염료, 피라졸론(pyrazolone)계 염료, 아크리딘(acridine), 포르피린(porphyrine), 디포마잔(diformazan)계 염료, 스쿠아라인(squarain)계 염료, 옥사진(oxazine), 포르마잔(formazan)계 염료, 유색 금속 및 전이금속착물, 금속염, 산 안트라퀴논(acid anthraquinone)계 염료, 암포테릭 안트라퀴논(amphoteric anthraquinone)계 염료, 디페닐메탄(diphenylmethane)계 염료, 폴리메틴(polymethine)계 염료, 티아진(thiazine), 프탈로시아닌(phthalocyanine) 및 테트라졸륨(tetrazolium)계 염료로 이루어진 군 중에서 선택되는 적어도 하나 이상의 혼합물을 포함할 수 있다.
상기 극성 용매(320)는 상기 비극성 용매(310) 내에서 상대적으로 균질하게 분산되어 전면적으로 분포한다. 이에 따라, 상기 전기 광학 표시 장치(100)는 상기 극성 용매(320), 상기 염료(330), 및 상기 비극성 용매(310)의 조합된 색을 취하게 된다.
상기 전기 광학 물질(300)은 상기 비극성 용매(310)와 상기 극성 용매(320) 간의 계면에서 발생하는 표면 장력을 약화시키는 계면활성제(도시하지 않음)을 함유한 세제를 더 포함할 수 있다. 상기 계면활성제에 의해 분산상인 상기 극성 용매(320)가 연속상인 상기 비극성 용매(310) 내에서 더 용이하게 분산될 수 있다.
상기 염료(330)를 포함하는 상기 극성 용매(320)와 상기 계면 활성제는 상기 비극성 용매(310)의 연속상 내에서 역미셀(reverse micelle)을 형성한다. 상기 역미셀은 상기 비극성 용매(310)의 연속상 내에 상기 극성 용매(320)가 상기 계면활성제로 둘러싸인 형태로 이루어진다. 상기 계면활성제는 상기 비극성 용매(310) 내에서 상기 극성 용매(320)가 용이하게 분산되도록 상기 극성 용매(320)를 보조한다. 이에 따라, 상기 전기 광학 물질(300)은 분산된 상기 극성 용매(320)에 의해 전체적으로 불투명하게 보인다.
상기 극성 용매(320)는 양 또는 음의 전하로 하전될 수 있다. 상기 극성 용매(320)는 전계의 방향에 따라 배열될 수 있다. 예를 들어, 상기 극성 용매(320)가 양으로 하전된 경우 상기 제1 전극(180)과 상기 제2 전극(220) 사이에 전계가 형성되지 않은 경우에는 랜덤하게 분포하여 외부 광의 투과를 차단한다. 상기 제1 전극(180)과 상기 제2 전극(220) 사이에 전계가 형성될 경우에는 상기 극성 용매(320)는 상기 제1 전극(180)과 상기 제2 전극(220) 중 음의 극성을 띠는 전극을 향해 이동한다. 이와 반대로 상기 극성 용매(320)는 음의 전하를 띠고 상기 제1 전극(180)과 상기 제2 전극(220) 중 양의 극성을 띠는 전극을 향해 이동할 수도 있다.
도 3을 참조하면, 상기 극성 용매(320)는 상기 제1 전극(180)과 반대 극성의 전하를 띠도록 하전된 상태에서 상기 제1 전극(180)에 전원이 인가된 경우 상기 제1 전극(180)으로 이동한다. 예를 들어, 상기 제2 전극(220)에는 공통 전압이 인가되고, 상기 제1 전극(180)에 상기 공통 전압에 대해 -10V의 전압인 화소 전압이 인가되면, 양 전하의 상기 극성 용매(320)는 상기 제1 전극(180)으로 이동한다. 이를 통해, 상기 극성 용매(320)는 상기 제1 전극(180)에 인접하여 배치되고, 상기 염료(310)는 색을 가지고 있기 때문에 상기 제1 전극(180)을 가린다. 즉, 상기 제1 전극(180)은 상기 극성 용매(320)를 모집하여 블랙 매트릭스를 대체할 수 있다.
상기 극성 용매(320)는 구동 전압의 세기에 따라 속도와 이동도가 조절된다. 이에 따라, 상기 극성 용매(320)는 상기 제1 전극(180)의 화소 전압을 제어하여 계조를 표현할 수 있다. 상기 극성 용매(320)는 상기 화소 전압을 높일수록 속 도와 이동도가 증가하므로, 일부는 상기 제1 전극(180)과 상기 제2 전극(220) 사이에 랜덤하게 배열되고 일부는 상기 제1 전극(180)으로 이동하여 광의 투과율이 높아져 그레이 계조를 표현할 수 있다. 예를 들어, 상기 전기 광학 표시 장치(50)는 상기 화소 전압이 상기 공통 전압 대비 0V일 경우 블랙을 표시하고, 상기 화소 전압이 상기 공통 전압 대비 -5V일 경우 그레이를 표시하고, 상기 화소 전압이 상기 공통 전압 대비 -10V일 경우 화이트를 표시할 수 있다.
상기 극성 용매(320)의 분포는 상기 제1 전극(180)과 상기 제2 전극(220) 사이의 거리, 전압 오프셋 및 전압 주파수 등의 변수에 의존할 수도 있다.
본 실시 예에서 상기 전기 광학 표시 장치(50)는 상기 반사층(400)이 상기 제1 기판(110)의 타면에 배치되어 외부 광을 반사함으로써, 상기 광의 반사 면적이 확대되고, 광 반사율이 향상된다.
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 전기 광학 표시 장치를 나타내는 평면도이고, 도 5는 도 4에 도시된 지시선 I-I'을 따라 절단한 단면을 나타내는 단면도이다. 여기서는 도 4 및 도 5를 도 1 및 도 3과 비교하여 동일한 구성 요소에 대한 중복된 설명을 생략하거나 간략하게 설명한다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 제1 기판(110)은 게이트 라인(120)과 데이터 라인(160)으로 정의되는 화소(PX)를 포함한다. 상기 화소(PX)는 화상이 표시되는 표시 영역(DA)과 상기 표시 영역(DA)에 인접한 비표시 영역(NDA)으로 구분된다. 상기 비표시 영역(NDA)에는 상기 게이트 라인(120), 상기 데이터 라인(160), 및 상기 게이트 라인(120)과 상기 데이터 라인(160)에 연결되는 박막 트랜지스터(T)가 배치된 다. 또한, 상기 비표시 영역(NDA)에는 상기 박막 트랜지스터(T)와 연결되고, 상기 게이트 라인(120), 상기 데이터 라인(160), 및 상기 박막 트랜지스터(T)와 중첩하는 제1 전극(180)이 배치된다.
상기 제1 기판(110) 상의 상기 표시 영역(DA)에는 반사층(400)이 배치된다. 상기 반사층(400)은 상기 표시 영역(DA)에서 상기 제1 전극(180)과 소정 거리로 이격되어 형성된다. 이러한 상기 반사층(400)은 상기 제1 기판(110)의 상부로부터 입사하는 광을 반사한다.
상기 반사층(400)은 산화티타늄(TiOx), 황산바륨(BaSO4), 알루미나(Al2O3), 은(Ag), 백금(Pt), 및 금(Au) 중 어느 하나를 포함하여 이루어질 수 있다.
본 실시 예의 상기 전기 광학 표시 장치(50)는 상기 반사층(400)이 상기 제1 기판(110)의 상부의 상기 표시 영역(DA)에 배치되어 외부 광을 반사함으로써, 광의 투과율의 손실을 줄일 수 있다.
도 6은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 전기 광학 표시 장치를 나타내는 단면도이다. 여기서는 도 6을 도 1 및 도 3과 비교하여 동일한 구성 요소에 대한 중복된 설명을 생략하거나 간략하게 설명한다.
도 6을 참조하면, 전기 광학 표시 장치는 제1 전극(180)이 배치된 제1 기판(110)과 상기 제1 전극(180)과 전계를 형성하는 제2 전극(220)이 배치된 제2 기판(210) 및 상기 제1 기판(110)과 상기 제2 기판(210) 사이에 개재된 전기 광학 물질(300)을 포함한다. 또한, 상기 전기 광학 표시 장치는 제1 기판(110)의 하부에 배치되는 백라이트(500)를 포함한다.
상기 제1 기판(110)은 화상이 표시되는 표시 영역(DA)과 상기 표시 영역(DA)에 인접한 비표시 영역(NDA)으로 구분되는 화소를 포함한다. 상기 비표시 영역(NDA)에는 박막 트랜지스터(T)와 상기 박막 트랜지스터(T)에 연결된 제1 전극(180)이 배치된다. 상기 표시 영역(DA)에서는 투명한 도전성 재질로 이루어진 상기 제2 전극(220)을 통해 외부 광이 투과된다.
상기 전기 광학 물질(300)은 비극성 용매(310)와 극성 용매(320)를 포함하여 상기 제1 전극(180)과 상기 제2 전극(220) 사이에 위치한다.
상기 백라이트(500)는 광(550)을 생성하여 상기 제1 기판(110)과 상기 전기 광학 물질(300)에 상기 광(550)을 공급한다. 상기 광(550)은 상기 제1 기판(110)에 입사하여 상기 표시 영역(DA)을 통과한다. 상기 광(550)은 상기 표시 영역(DA)에 배치된 상기 극성 용매(320)에 의해 계조로 표시된다.
본 실시 예의 전기 광학 표시 장치는 상기 백라이트(500)의 광(550)을 이용하여 화상을 표시함으로써, 외부 광에 비해 휘도가 향상된다.
본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 전기 광학 표시 장치를 나타내는 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 지시선 I-I'를 따라 절단한 단면을 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 전기 광학 표시 장치에 전원이 인가된 상태를 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 전기 광학 표시 장치를 나타내는 평면도이다.
도 5는 도 4에 도시된 지시선 I-I'을 따라 절단한 단면을 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 전기 광학 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
50: 전기 광학 표시 장치 110: 제1 기판
180: 제1 전극 210: 제2 기판
220: 제2 전극 300: 전기 광학 물질
310: 비극성 용매 320: 극성 용매
330: 염료 400: 반사층
500: 백라이트

Claims (18)

  1. 화상이 표시되는 표시 영역과 상기 표시 영역에 인접한 비표시 영역으로 이루어진 복수의 화소를 구비하는 제1 기판;
    상기 비표시 영역에 배치되고, 상기 표시 영역에 배치되지 않는 제1 전극;
    상기 제1 기판과 대향하여 배치되는 제2 기판;
    상기 제2 기판 상에 배치되고, 상기 제1 전극과 대향하여 상기 제1 전극과 전계를 형성하는 제2 전극; 및
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 개재되며, 비극성 용매와 상기 비극성 용매에 분산되어 상기 전계에 의해 제어되는 극성 용매로 이루어진 전기 광학 물질을 포함하는 전기 광학 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 제1 기판은,
    상기 비표시 영역에 배열되는 게이트 라인;
    상기 비표시 영역에서 상기 게이트 라인과 교차하여 배열되는 데이터 라인; 및
    상기 게이트 라인과 상기 데이터 라인에 연결되어 상기 비표시 영역에 배치되는 박막 트랜지스터를 더 포함하는 전기 광학 표시 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 전극은 상기 박막 트랜지스터의 상부에 위치하는 전기 광학 표시 장치.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 전극은 상기 게이트 라인 및 상기 데이터 라인의 상부에 위치하는 전기 광학 표시 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 기판에서 상기 제2 기판과 마주하는 일면의 대향면에 배치되고, 상기 제1 기판의 전면(全面)을 커버하는 반사층을 더 포함하는 전기 광학 표시 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 반사층은 산화티타늄(TiOx), 황산바륨(BaSO4), 알루미나(Al2O3), 은(Ag), 백금(Pt), 및 금(Au) 중 어느 하나를 포함하여 이루어지는 전기 광학 표시 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 기판의 상부에 구비되고, 상기 제1 전극과 이격되어 상기 표시 영역에 배치되는 반사층을 더 포함하는 전기 광학 표시 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 반사층은 산화티타늄(TiOx), 황산바륨(BaSO4), 알루미나(Al2O3), 은(Ag), 백금(Pt), 및 금(Au) 중 어느 하나를 포함하여 이루어지는 전기 광학 표시 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    광을 생성하여 상기 표시 영역으로 상기 광을 공급하는 백라이트를 더 포함하는 전기 광학 표시 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 제1 전극은 불투명한 도전성 재질로 이루어지는 전기 광학 표시 장치.
  11. 제9 항에 있어서,
    상기 제1 전극은 투명한 도전성 재질로 이루어지는 전기 광학 표시 장치.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 극성 용매는 상기 극성 용매에 용해되는 염료를 포함하는 전기 광학 표시 장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 극성 용매는 하전된 전기 광학 표시 장치.
  14. 제12 항에 있어서,
    상기 염료는 모나조(monazo)계 염료, 디아조(diazo)계 염료, 트리페닐메탄(triphenylmethane)계 염료, 피라졸론(pyrazolone)계 염료, 아크리딘(acridine), 포르피린(porphyrine), 디포마잔(diformazan)계 염료, 스쿠아라인(squarain)계 염료, 옥사진(oxazine), 포르마잔(formazan)계 염료, 유색 금속 및 전이금속착물, 금속염, 산 안트라퀴논(acid anthraquinone)계 염료, 암포테릭 안트라퀴논(amphoteric anthraquinone)계 염료, 디페닐메탄(diphenylmethane)계 염료, 폴리메틴(polymethine)계 염료, 티아진(thiazine), 프탈로시아닌(phthalocyanine) 및 테트라졸륨(tetrazolium)계 염료로 이루어진 군 중에서 선택되는 적어도 하나 이상의 혼합물을 포함하는 전기 광학 표시 장치.
  15. 제1 항에 있어서,
    상기 비극성 용매는 C1 -30 알칸(alkane), C2 -30 알켄(alkene), C3 -30 알킨(alkyne), C3 -30 알데히드(aldehyde), C3 -30 케톤(ketone), C2 -30 에테르(ether), C2 -30 에스터(ester), C3 -30 티오에스터(thioester), 테르펜(terpene), C2 -30 유기실란(organosilane), C2 -30 유기실록산(organosiloxane) 및 방향족 화합물로 이루어진 군 중에서 선택되는 적어도 하나 이상의 혼합물을 포함하는 전기 광학 표시 장치.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 비극성 용매는 벤젠(benzene), 톨루엔(toluene), 및 테트라린(tetralin)으로 이루어진 군 중에서 선택된 방향족 화합물을 포함하는 전기 광학 표시 장치.
  17. 제1 항에 있어서,
    상기 극성 용매는 알콜(alcohol), 아민(amine), 아미드(amide), 케톤(ketone), 카르복실산(carboxylic acid), 카르복실산염(carboxylic acid salt), 글리콜(glycol), 폴리에테르(polyether), 설파이드(sulfide), 설폰산(sulfonic acid), 설폰산염(sulfonic acid salt), 설페이트(sulfate), 포스파이드(phosphide), 포스파이트(phosphite), 포스포나이트(phosphonite), 포스피나이트(phosphinite), 포스페이트(phosphate), 포스포네이트(phosphonate), 포스피네이트(phosphinate), 이미드(imide), 니트릴(nitrile), 이소니트릴(isonitrile), 아미딘(amidine), 니트로 화합물(nitro compound), 니트로소 화합물(nitroso compound), 설폭사이드(sulfoxide), 설포네이트(sulfonate), 티올(thiol) 및 물(water)로 이루어진 군 중에서 선택되는 적어도 하나 이상의 혼합물을 포함하는 전기 광학 표시 장치.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 극성 용매는 DMSO(Dimethyl Sulfoxide), DMF(Dimethyl Formamide), 메탄올(methanol), 에탄올(ethanol), 글리콜(glycol), 니트로메탄(nitromethane), 아세토니트릴(acetonitrile), 메톡시에탄올(methoxyethanol), 메틸 셀로솔브(methyl Cellosolve) 및 모노에틸 에테르(monoethyl ether)로 이루어진 군 중에서 선택되는 적어도 하나 이상의 혼합물을 포함하는 전기 광학 표시 장치.
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