KR101706387B1 - 전기 영동 표시 장치 - Google Patents

Abstract

실시예에 따른 전기 영동 표시 장치는, 서로 대향 배치되는 제1 기판 및 제2 기판; 상기 제1 기판에 형성되는 제1 전극; 상기 제2 기판에 형성되는 제2 전극; 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에서 셀을 구획하는 격벽; 상기 셀 내에 위치하는 전기 영동층 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 위치하는 터치 센싱부를 포함한다.

Description

전기 영동 표시 장치{ELECTROPHORESIS DISPLAY}

본 기재는 전기 영동 표시 장치에 관한 것이다.

전기 영동 표시 장치(electrophoresis display, EPD)는 대전된 안료 입자들이 전기장에 의해 이동하는 전기 영동 현상을 이용한 표시 장치로서, 반사율과 명암 대비비가 높고, 시야각 의존성이 없어 종이와 같은 편안한 느낌을 느낄 수 있다.

이러한 전기 영동 표시 장치에 손가락 또는 스타일러스(stylus) 등의 입력 장치를 접촉하여 입력을 하는 터치 스크린 기능을 구현하기 위하여, 광학용 투명 접착제(optically clear adhesive, OCA) 등을 이용하여 별도로 제조된 터치 패널을 전기 영동 표시 패널의 외부에 접착하였다.

이러한 광학용 투명 접착제 및 별도의 터치 패널에 의해 두께를 감소시키는 데 한계가 있으며, 투과율 및 시인성이 저하될 수 있다. 그리고 가공성이 낮은 광학용 투명 접착제에 의하여 작업 효율성이 감소되고 불량이 발생할 수 있다.

실시예는 투과율, 시인성 및 신뢰성을 향상할 수 있는 전기 영동 표시 장치에 관한 것이다.

실시예에 따른 전기 영동 표시 장치는, 서로 대향 배치되는 제1 기판 및 제2 기판; 상기 제1 기판에 형성되는 제1 전극; 상기 제2 기판에 형성되는 제2 전극; 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에서 셀을 구획하는 격벽; 상기 셀 내에 위치하는 전기 영동층 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 위치하는 터치 센싱부를 포함한다.

상기 터치 센싱부는 상기 격벽과 상기 제2 전극 사이에 위치할 수 있다.

상기 터치 센싱부는, 센서 전극; 및 상기 센서 전극을 상기 제2 전극과 이격하는 절연층을 포함할 수 있다. 상기 절연층은 표시 영역에서 상기 센서 전극을 모두 덮도록 형성될 수 있다.

평면으로 볼 때 상기 센서 전극이 상기 격벽이 형성된 위치에 형성될 수 있다.

상기 격벽은, 제1 방향으로 형성되는 제1 격벽 부재 및 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 형성되는 제2 격벽 부재를 포함할 수 있다. 그리고 상기 센서 전극은, 상기 제1 격벽 부재 위에 위치하는 제1 센서 전극 및 상기 제2 격벽 부재 위에 위치하는 제2 센서 전극을 포함할 수 있다.

상기 제1 센서 전극과 상기 제2 센서 전극 사이에 위치하는 중간 절연층을 포함할 수 있다. 상기 중간 절연층은 상기 표시 영역에서 상기 제1 센서 전극 또는 상기 제2 센서 전극을 모두 덮도록 형성될 수 있다.

상기 터치 센싱부는 정전 용량 방식에 의하여 터치를 인식할 수 있다.

상기 제1 전극은 화소 전극이고, 상기 제2 전극은 공통 전극일 수 있다.

실시예에 따른 전기 영동 표시 장치는, 내부에 터치 센싱부를 위치시켜 전기 영동 표시 장치의 두께를 줄일 수 있다. 이에 따라 종래의 광학적 투명 접착제 등을 사용하지 않아도 된다. 이에 의해 전기 영동 표시 장치의 투과율, 시인성 및 신뢰성 등을 향상할 수 있다.

이때, 센서 전극이 평면으로 볼 때 실질적인 표시가 이루어지지 않는 격벽에 대응하여 형성되므로 개구율을 저하하지 않고 터치 센싱부를 전기 영동 표시 장치 내부에 내장할 수 있다.

그리고 정전 용량 방식에 의한 터치 센싱부를 구비하여 내구성이 뛰어나고 수명이 긴 장점이 있다.

도 1은 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치의 개략적인 평면도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선에 따라 잘라서 본 단면도이다.
도 3은 도 1의 A 영역을 기준으로 격벽과 터치 센싱부를 도시한 도면이다.

실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 “상/위(on)”에 또는 “하/아래(under)”에 형성된다는 기재는, 직접(directly) 또는 다른 층을 개재하여 형성되는 것을 모두 포함한다. 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.

도면에서 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들의 두께나 크기는 설명의 명확성 및 편의를 위하여 변형될 수 있으므로, 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치의 개략적인 평면도이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선에 따라 잘라서 본 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치(100)는, 서로 대향 배치되며 복수의 화소(P)가 정의되는 제1 기판(10) 및 제2 기판(20), 제1 기판(10)에 형성되는 제1 전극(12), 제2 기판(20)에 형성되는 제2 전극(22), 격벽(30)에 의해 구획된 셀(32) 내에 형성된 전기 영동층(34)을 포함하여 원하는 영상을 표현할 수 있다. 그리고, 제1 기판(10)과 제2 기판(20) 사이에 터치 센싱부(60)가 위치한다. 이를 좀더 상세하게 설명하면 다음과 같다.

제1 기판(10) 및 제2 기판(20)은 이에 형성되는 제1 전극(12), 제2 전극(22), 격벽(30) 등을 지지할 수 있는 다양한 물질로 형성될 수 있다. 일례로, 제1 기판(10) 및 제2 기판(20)은 유리 기판, 또는 플렉서블(flexible)한 특성을 가지는 플라스틱 또는 베이스 필름 등을 이루어질 수 있다. 제1 기판(10) 및 제2 기판(20)이 플렉서블한 특성을 가지는 경우에는 전기 영동 표시 장치(100)를 플렉서블하게 구현할 수 있어 전기 영동 표시 장치(100)를 전자 종이(e-paper) 등으로 사용할 수 있다.

이때, 제1 기판(10)에는 각 화소(P)에 대응하도록 패터닝된 제1 전극(12) 및 이에 전기적으로 연결되는 박막 트랜지스터(160)가 형성될 수 있다.

제1 전극(12)은 투명 전도성 물질을 포함할 수 있다. 일례로, 제1 전극(12)이 인듐 주석 산화물(indium tin oxide, ITO), 인듐 아연 산화물(indium zinc oxide, IZO) 등으로 이루어질 수 있다.

박막 트랜지스터(160)는, 일례로, 게이트 전압이 공급되는 게이트 전극(161)과, 데이터 전압이 공급되는 소스 전극(163)과, 화소 전극인 제1 전극(12)에 컨택홀(165)을 통해 연결되는 드레인 전극(164)과, 게이트 절연막(167) 위에서 소스 전극(163)과 드레인 전극(164) 사이에서 채널을 형성하는 활성층(169)을 포함할 수 있다. 도면에서는 하부 게이트(bottom gate) 구조의 박막 트랜지스터를 도시하였으나, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.

그리고, 제2 기판(20)에는 전면(全面)에 걸쳐 형성되는 제2 전극(22)이 형성될 수 있다. 제2 전극(22)은 투명 전도성 물질을 포함할 수 있다. 일례로, 제2 전극(22)이 인듐 주석 산화물(indium tin oxide, ITO), 인듐 아연 산화물(indium zinc oxide, IZO) 등으로 이루어질 수 있다.

이와 같이 실시예에서는 제1 전극(12)을 화소 전극으로, 제2 전극(22)을 공통 전극으로 형성하고, 제1 전극(12)에 연결된 박막 트랜지스터(160)에 의하여 각 화소(P) 별로 구동된다.

제1 기판(10)과 제2 기판(20) 사이, 좀더 상세하게는 제1 전극(12)과 제2 전극(22) 사이에는 격벽(30)이 위치하여 제1 기판(10)과 제2 기판(20)의 사이 공간을 다수의 셀(32)로 구획한다.

그리고 각 셀(32)에는 전기 영동층(34)이 위치한다. 전기 영동층(34)은 백색 하전 입자(34a)와 흑색 하전 입자(34b)의 대전 색소 입자를 포함할 수 있다. 백색 하전 입자(34a)와 흑색 하전 입자(34b)는 서로 다른 전하로 대전된다. 따라서, 제1 전극(12)과 제2 전극(22)에 전압이 공급되어 전위차에 의해 백색 및 흑색 하전 입자(34a, 34b)에 전계가 인가되면 각각 반대 극성의 전극을 향해 이동한다. 이를 통해, 대전 색소 입자가 외부로부터 입사되는 광을 반사하면서 검은색 또는 흰색으로 이루어진 화상을 표시할 수 있다. 이때, 제2 기판(20)에 컬러 필터(도시하지 않음)를 부착하여 전기 영동 표시 장치(100)가 풀 컬러의 화상을 표현하도록 할 수도 있다.

실시예에서는 일례로 격벽(30)이 매트릭스 형상을 가지고 격벽(30)에 의해 구획된 직육면체의 셀(32) 내에 전기 영동층(34)이 위치한 것을 예시하였으나, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 격벽(30)에 의해 구획된 셀(32)의 평면이 사각 또는 육각형 등의 다각형을 가질 수 있다. 또는 평면이 원형 또는 타원형 등을 이루어질 수도 있다.

또한, 마이크로 캡슐로 이루어져 구형으로 형성된 셀(32) 내에 전기 영동층(34)이 위치하고, 이러한 셀(32)들이 복수로 일정 거리를 두고 바인더 내에 고정될 수 있다. 이러한 마이크로 캡슐로 이루어져 구형의 셀(32)을 감싸는 바인더도 셀(32)을 구획하는 역할을 하므로, 격벽(30)의 일종으로 볼 수 있다.

그리고 도면에서는 복수의 셀(32)이 하나의 화소(P)를 구성하는 것으로 도시하였으나, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 하나의 셀(32)이 하나의 화소(P)를 구성하는 것도 가능하다.

제1 기판(10)과 제2 기판(20) 사이, 좀더 상세하게는 격벽(30)과 제2 전극(22) 사이에는 터치 센싱부(60)가 위치하여 터치 위치를 인식한다. 도 2에 도시한 바와 같이, 터치 센싱부(60)는, 제1 센서 전극(61) 및 제2 센서 전극(62)과, 이들을 제2 전극(22)과 절연시키는 절연층(64)과, 제1 센서 전극(61)과 제2 센서 전극(62) 사이에 위치한 중간 절연층(66)을 포함한다.

도 2와 함께 도 3을 참조하여 이러한 터치 센싱부(60)를 좀더 상세하게 설명한다. 도 3은 도 1의 A 영역을 기준으로 격벽과 터치 센싱부를 도시한 도면이다. 도 3에서는 명확한 도시를 위하여 절연층(64)의 도시를 생략하였다.

본 실시예에서 격벽(30)은, 제1 방향(도면의 x축 방향)으로 형성되는 제1 격벽 부재(30a)과, 제1 방향과 교차하는 제2 방향(도면의 y축 방향)으로 형성되는 제2 격벽 부재(30b)를 포함한다.

제1 격벽 부재(30a)에 대응하여 제1 방향을 따라 제1 센서 전극(61)이 위치하고, 제1 센서 전극(61)을 덮으면서 중간 절연층(66)이 형성된다. 중간 절연층(66) 위에서 제2 격벽 부재(30b)에 대응하여 제2 방향을 따라 제2 센서 전극(62)이 위치하고, 이 제2 센서 전극(62)을 덮으면서 절연층(64)이 형성된다.

본 실시예에서 중간 절연층(66)은 표시 영역에서 제1 센서 전극(61)을 모두 덮도록 형성되며, 절연층(64)도 표시 영역에서 제2 센서 전극(62)을 모두 덮도록 형성될 수 있다.

제1 및 제2 센서 전극(61, 62)은 투명 전도성 물질 등으로 이루어질 수 있다. 이러한 제1 및 제2 센서 전극(61, 62)은 인듐 주석 산화물, 인듐 아연 산화물, 탄소 나노 튜브, 나노 와이어 등을 포함할 수 있다. 또한, 전도성이 우수한 금속 물질로 이루어질 수도 있다.

절연층(64) 및 중간 절연층(66)은 제2 전극(22), 제1 및 제2 센서 전극(61, 62)을 절연할 수 있는 다양한 투명 절연성 물질로 형성될 수 있다. 일례로, 절연층(64) 및 중간 절연층(66)은 실리콘 산화물과 같은 금속 산화물, 또는 아크릴 등의 수지 등으로 이루어질 수 있다.

이와 같은 전기 영동 표시 장치(100)에 손가락 등의 입력 장치가 접촉되면, 터치 센싱부(60)에서 입력 장치가 접촉된 부분에서 정전 용량의 차이가 발생되고, 이 차이가 발생된 부분을 접촉 위치로 검출할 수 있다. 이와 같이 실시예에서는 정전 용량 방식에 의하여 터치를 인식할 수 있다. 이러한 정전 용량 방식은 내구성이 뛰어나고 수명이 긴 장점이 있다.

이와 같이 실시예에서는 전기 영동 표시 장치(100) 내에 터치 센싱부(60)를 위치시켜 전기 영동 표시 장치(100)의 두께를 줄일 수 있다. 또한, 별도로 제조된 터치 패널을 기판 외측에 부착하기 위하여 사용하던 종래의 광학적 투명 접착제 등을 사용하지 않아도 된다. 이에 의해 불량 및 작업 효율성 저하 등의 문제를 방지할 수 있으며, 전기 영동 표시 장치(100)의 투과율 및 시인성을 향상시킬 수 있다. 이와 같이 전기 영동 표시 장치(100)의 신뢰성 및 특성을 향상할 수 있다.

이때, 제1 및 제2 센서 전극(61, 62)이 평면으로 볼 때 실질적인 표시가 이루어지지 않은 격벽(30)에 대응하여 형성되므로 개구율, 투과율 등을 저하하지 않고 제1 및 제2 센서 전극(61, 62)을 형성할 수 있다.

상술한 실시예에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

또한, 이상에서 실시예들을 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예들에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부한 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (10)

1. 서로 대향 배치되는 제1 기판 및 제2 기판;
   상기 제1 기판에 형성되는 제1 전극;
   상기 제2 기판에 형성되는 제2 전극;
   상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에서 셀을 구획하는 격벽;
   상기 셀 내에 위치하는 전기 영동층; 및
   상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 위치하는 터치 센싱부를 포함하고,
   상기 격벽은, 제1 방향으로 형성되는 제1 격벽 부재 및 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 형성되는 제2 격벽 부재를 포함하고,
   상기 터치 센싱부는 센서 전극을 포함하고,
   상기 센서 전극은, 상기 제1 격벽 부재 상에 위치하는 제1 센서 전극 및 상기 제2 격벽 부재 상에 위치하는 제2 센서 전극을 포함하는 전기 영동 표시 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 터치 센싱부는 상기 격벽과 상기 제2 전극 사이에 위치하는 전기 영동 표시 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 터치 센싱부는,
   상기 센서 전극을 상기 제2 전극과 이격하는 절연층을 더 포함하는 전기 영동 표시 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 절연층은 표시 영역에서 상기 센서 전극을 모두 덮도록 형성되는 전기 영동 표시 장치.
5. 제4항에 있어서,
   평면으로 볼 때 상기 센서 전극이 상기 격벽이 형성된 위치에 형성되는 전기 영동 표시 장치.
   
6. 삭제
7. 제5항에 있어서,
   상기 제1 센서 전극과 상기 제2 센서 전극 사이에 위치하는 중간 절연층을 포함하는 전기 영동 표시 장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 중간 절연층은 상기 표시 영역에서 상기 제1 센서 전극 또는 상기 제2 센서 전극을 모두 덮도록 형성되는 전기 영동 표시 장치.
9. 제1항에 있어서,
   상기 터치 센싱부는 정전 용량 방식에 의하여 터치를 인식하는 전기 영동 표시 장치.
10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극은 화소 전극이고, 상기 제2 전극은 공통 전극인 전기 영동 표시 장치.
    

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