KR20010028910A - 전기영동 디스플레이와 전기영동 디스플레이를 이용한 반사투과형 액정 표시장치 - Google Patents

전기영동 디스플레이와 전기영동 디스플레이를 이용한 반사투과형 액정 표시장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반사형 액정 표시장치와 투과형 액정 표시장치의 겸용이 가능한 반사투과 액정 표시장치로서, 스위칭 소자인 다수개의 박막 트랜지스터(미도시)와 상기 각 박막 트랜지스터와 일대일 대응하는 화소전극이 형성된 박막 트랜지스터 기판과, 컬러필터층과 상기 컬러필터층을 덮는 형태로 형성된 공통전극을 포함하는 컬러필터 기판과, 상기 박막 트랜지스터 기판과 상기 컬러필터 기판 사이에 형성된 액정층을 포함하는 액정 셀과; 상기 박막 트랜지스터 기판의 하부에 위치하며, 제 1 기판과, 상기 제 1 기판의 전면에 형성된 제 1 전극을 포함하는 하판과, 제 2 기판과 상기 제 2 기판의 가장자리에 형성된 제 2 전극을 포함하는 상판으로 구성되며, 상기 상판과 하판 사이에는 전기영동을 하는 염료입자(dye particle)가 소정의 용매에 혼합된 형태로 구성된 전기영동 셀과; 상기 전기영동 셀의 하판 아래에 위치하고, 인조광원을 발생하는 백라이트를 포함하는 전기영동 디스플레이를 이용한 반사/투과형 액정 표시장치에 관해 개시하고 있다.

Description

전기영동 디스플레이와 전기영동 디스플레이를 이용한 반사투과형 액정 표시장치 {electroretic display and transflective liquid crystal display device using electroretic display}
본 발명은 액정 표시장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는, 고 개구율 및 고 반사효율을 갖는 반사 및 투과 겸용의 반사투과(transflective)형 액정표시 장치에 관한 것이다.
최근 정보화 사회로 시대가 급진전함에 따라, 대량의 정보를 처리하고 이를 표시하는 디스플레이(display)분야가 발전하고 있다.
근대까지 브라운관(cathode-ray tube ; CRT)이 표시장치의 주류를 이루고 발전을 거듭해 오고 있다.
그러나, 최근 들어 박형화, 경량화, 저소비전력화 등의 시대상에 부응하기 위해 평판 표시장치(flat panel display)의 필요성이 대두되었다.
이에 따라 색 재현성이 우수하고 박형인 박막 트랜지스터형 액정표시소자(Thin film transistor-liquid crystal display device ; 이하 TFT-LCD라 한다)가 개발되었다.
TFT-LCD의 동작을 살펴보면, 박막 트랜지스터에 의해 임의의 화소(pixel)가 스위칭 되면, 스위칭된 임의의 화소는 하부광원의 빛을 투과할 수 있게 한다.
상기 스위칭 소자는 반도체층을 비정질 실리콘으로 형성한, 비정질 실리콘 박막 트랜지스터(amorphous silicon thin film transistor ; a-Si:H TFT)가 주류를 이루고 있다. 이는 비정질 실리콘 박막이 저가의 유리기판과 같은 대형 절연기판 상에 저온에서 형성하는 것이 가능하기 때문이다.
일반적으로 사용되는 TFT-LCD는 패널의 하부에 위치한 백라이트라는 광원의 빛에 의해 영상을 표현하는 방식을 써왔다.
그러나, TFT-LCD는 백라이트에 의해 입사된 빛의 3∼8%만 투과하는 매우 비효율적인 광 변조기이다.
두 장의 편광의 투과도는 45%, 하판과 상판의 유리 두 장의 투과도는 94%, TFT어레이 및 화소의 투과도는 약 65%, 컬러필터 외의 투과도는 27%라고 가정하면 TFT-LCD의 광 투과도는 약 7.4%이다.
도 1은 백라이트에서 나온 빛의 각 층별 투과도를 도식적으로 나타낸 도면이다.
상술한 바와 같이 실제로 TFT-LCD를 통해 보는 빛의 양은 백라이트에서 생성된 광의 약 7%정도이므로, 고 휘도의 TFT-LCD에서는 백라이트의 밝기가 밝아야 하고, 상기 백라이트에 의한 전력 소모가 크다.
따라서, 충분한 백라이트의 전원 공급을 위해서는 전원 공급 장치의 용량을 크게 하여, 무게가 많이 나가는 배터리(battery)를 사용해 왔다. 그러나 이 또한 장시간 사용할 수 없었다.
상술한 문제점을 해결하기 위해 최근에 백라이트광을 사용하지 않는 반사형 TFT-LCD가 연구되었다. 이는 자연광을 이용하여 동작하므로, 백라이트가 소모하는 전력량을 배제할 수 있는 효과가 있기 때문에, 장시간 휴대상태에서 사용이 가능하고, 한 화소부 전체가 개구부가 되기 때문에 개구율 또한 기존의 백라이트형 TFT-LCD보다 우수하다.
즉, 반사형 TFT-LCD의 단면을 도시한 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 2에 도시된 도면에서와 같이 일반적인 반사형 TFT-LCD는 스위칭소자(미도시)와 상기 스위칭 소자와 각각 접촉하는 반사전극(2)이 형성된 하판(10)과 적, 녹, 청의 색을 띤 컬러필터층(4a, 4b, 4c) 및 상기 컬러필터층(4a, 4b, 4c)을 덮는 공통전극(6)이 형성된 상판(8)과 상기 상판(8)과 하판(10) 사이에 형성된 액정층(12)으로 구성된다.
상기 반사형 TFT-LCD의 동작은 외부광(100)이 상기 상판(8)을 통해 상기 반사전극(2)으로 입사되고, 입사된 외부광(100)은 상기 반사전극(2)에 반사되어 상판(8)을 통해 다시 외부로 방출된다.
이 때, 스위칭 소자를 통해 상기 반사전극(2)에 소정의 신호가 인가되면, 상기 반사전극(2) 상부 상기 액정층(12)은 상이 변하게 되고, 상기 컬러필터층(4a, 4b, 4c)에 의해 반사전극(2)에 의해 반사된 반사광은 착색되어 영상으로 표시되게 된다.
상술한 바와 같은 반사형 TFT-LCD는 백라이트와 같은 내부적인 광원을 사용하지 않고, 자연의 빛 내지는 외부의 인조 광원을 사용하여 구동하기 때문에 장시간 사용이 가능하다.
즉, 반사형 TFT-LCD는 외부의 자연광을 상기 반사 전극(2)에 반사시켜, 반사된 빛을 이용하는 구조로 되어 있다.
그러나, 자연광 또는 인조 광원이 항상 존재하는 것은 아니다. 즉, 상기 반사형 TFT-LCD는 자연광이 존재하는 낮이나, 외부 인조광이 존재하는 사무실 및 건물 내부에서는 사용이 가능할지 모르나, 자연광이 존재하지 않는 야간에는 상기 반사형 TFT-LCD를 사용할 수 없게 된다.
따라서, 상기의 문제점을 해결하기 위해 반사형 TFT-LCD와 투과형 TFT-LCD의 장점을 수용하면서, 주/야간 동시에 사용할 수 있는 액정 표시장치(투과/반사형 액정 표시장치)가 연구/개발되었다.
도 3은 일반적인 투과/반사형 액정 표시장치의 구성을 도시한 단면도로써, 그 구성과 동작을 상술하면 다음과 같다.
도 3에 도시한 바와 같이, 하판(18)에는 스위칭 소자(미도시)와 화소전극(14)과 반사전극(2)이 위치하고, 상기 하판(18) 상부에는 컬러필터(104)가 형성된 상판(22)이 위치하고 있다.
그리고, 상기 하판(18)과 상기 상판(22)에 개재된 형태로 액정층(20)이 위치하고 있다. 또한, 상기 하판(18) 하부에는 백라이트(16)가 위치하고 있다.
상기 하판(18) 상부에 형성된 반사전극(2)은 외부광(110)을 반사할 수 있도록 반사율이 우수한 도전물질이 주로 쓰이며, 실질적으로 불투명한 금속이 사용된다.
그리고, 상기 반사전극(2) 내부에는 평면적으로 투과홀(hole : A)이 존재한다.
즉, 상기 투과홀(A)이 형성된 곳에 화소전극(14)이 위치하여 상기 백라이트(16)로부터 형성된 백라이트광(112)을 투과시키는 역할을 하게 된다.
상술한 내용을 참조하여 본 발명에 따른 반사투과형 TFT-LCD의 작동을 설명하면, 반사모드에서는 외부 즉, 상판(22)을 통해 입사된 외부광(110)을 상기 반사전극(2)이 상판(22)으로 다시 반사시키는 역할을 하게된다.
이 때, 스위칭 소자(미도시)로부터 상기 반사전극(2)이 신호를 인가받으면 상기 액정층(20)의 상변화가 일어나게 되고, 이에 따라 재 반사되는 광량의 변화가 있게 되어 상기 광량의 변화에 따라 상기 상판에 형성된 컬러필터(104)에 의해 착색되는 색의 변화에 따라 상기 반사전극(2)에 인가된 신호는 화상으로 표현된다.
그리고, 투과모드에서는 상기 백라이트(16)에서 생성된 빛(112)이 상기 반사전극(2) 내부에 형성된 투과홀(A)에 위치하는 화소전극(14)을 통해 상판(226)으로 투과되게 되는 것이다.
이 때, 상기 반사모드와 마찬가지로 상기 스위칭 소자의 작용에 의해 상기 화소전극(14)에 신호가 인가되면, 상기 액정층(20)의 상이 변화되게 되고, 이 때 백라이트(16)에서 방출되어 액정층을 투과한 빛(112)은 상기 상판(22)에 형성된 컬러필터(104)에 의해 착색되어 컬러화면으로 표시된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 반사투과형 TFT-LCD는 반사모드와 투과모드를 겸비하고 있으므로, 주/야간이나 장소에 구애(拘碍)받지 않고 사용할 수 있는 장점이 있다.
한편, 최근들어 전기영동 현상을 이용한 광 셔터(shutter) 현상을 이용한 화상 표시장치가 연구/개발되고 있다.
도 4a 내지 도 4b는 전기 영동(electrophoretic ; EP)방식을 이용한 전기영동 표시장치(electrophoretic display ; EPD)의 개략적인 구조의 단면을 도시한 단면도로써, 광 셔터 현상을 이용한 전형적인 예라 할 수 있다.
상기 EPD의 구성을 살펴보면 다음과 같다.
이하 설명될 내용은 개략적인 구조에 관한 것이고, 그 원리에 관해서는 본 발명의 실시예에서 상세히 설명할 것이다.
먼저, 도 4a에 도시된 도면에서와 같이, EPD의 구성은 전극(25)이 형성된 하판(26)과 전극(25)이 형성된 상판(24)으로 구성되며, 상기 상판(24)과 하판(26)에 각각 형성된 전극(25a, 25b)은 서로 마주보고 있다.
그리고, 상기 상판(24)과 하판(26) 사이에는 소정의 액체(28)와 상기 액체(28) 내에 전하를 띤 입자(도전 입자)가 분산(dispersion)되어 있다. 상술한 EPD의 구성에서 상기 도 4a에 도시된 도면은 상기 상판(24)과 하판(26)에 각각 형성된 전극(25)에 전압을 인가하지 않은 상태이다.
도 4b는 상기 상판(24)과 하판(26)에 각각 형성된 전극(25)에 직류전압을 인가했을 때를 도시한 도면으로써, 상기 액체(28)내에 존재하는 대전(帶電)된 입자(30)는 그 극성과 반대되는 극성을 띤 전극(25)으로 이동하게 된다. 또한, 상기 대전된 입자(30)의 극성을 바꾸면 반대방향으로 모이게 할 수 있을 것이다.
상술한 EPD는 일반적으로 사용되는 투과형 TFT-LCD의 백라이트와 액정 셀 중간에 위치하며, 상기 EPD에 직류전압을 인가하지 않을 경우 백라이트 광에 의한 투과형 TFT-LCD로 사용이 가능하고, 상기 EPD에 직류전압을 인가하면 대전된 입자(30)들이 한 쪽 방향으로 정렬하게 되고, 상기 정렬된 대전 입자(30)가 반사판의 역할을 하게되어 반사형 TFT-LCD로 동작하게 된다.
상술한 바와 같은 종래의 반사/투과형 TFT-LCD는 반사형과 투과형모드에서 동작이 가능하기 때문에 저소비전력으로 장시간 사용할 수 있는 장점이 있다.
그러나, 반사전극과 투과전극이 동시에 형성된 하판의 구조를 가지는 반사/투과형 TFT-LCD의 경우에는 각각 반사형 또는 투과형의 단독으로 사용되는 TFT-LCD의 경우와 비교해서 광 이용 효율이 현저히 감소되는 단점을 가지고 있다.
또한, 기존 EPD 기술을 이용한 화상 표시장치는 화소(pixel)화를 위한 기술적인 어려움과 함께, 액정 표시장치에 비해 상대적으로 느린 응답속도와 높은 동작전압을 가지고 있는 단점이 있다.
상술한 종래의 반사/투과형 액정 표시장치의 문제점을 해결하기 위해 본 발명에서는 EPD 기술을 이용한 액정 표시장치에서 광 효율을 극대화 하는데 그 목적이 있다.
도 1은 백라이트에서 나온 빛의 각 층별 투과도를 도식적으로 나타낸 그래프.
도 2는 종래의 반사형 액정 표시장치의 단면을 도시한 단면도.
도 3은 종래의 반사/투과형 액정 표시장치의 한 화소부에 해당하는 단면을 도시한 단면도.
도 4a는 전기영동 셀의 전압 무인가시 단면을 도시한 단면도.
도 4b는 전기영동 셀의 전압 인가시 단면을 도시한 단면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전기영동 디스플레이의 단면을 도시한 단면도.
도 6a는 본 발명의 실시예에 따른 전기영동 디스플레이에 순방향 전압 인가에 따른 동작을 설명한 단면도.
도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 전기영동 디스플레이에 역방향 전압 인가에 따른 동작을 설명한 단면도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 전기영동 디스플레이의 다른 예의 단면을 도시한 단면도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 전기영동 디스플레를 반사투과형 액정 표시장치에 적용한 단면을 도시한 단면도.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
50 : 투명전극 52 : 하판
54 : 집전전극 54a : 보조 집전전극
56 : 상판 58 : 용매
60 : 염료입자 70 : 백라이트
200 : 전기영동 셀 400 : 화소전극
402 : 박막 트랜지스터 기판 404 : 컬러필터층
406 : 공통전극 408 : 컬러필터 기판
410 : 액정층
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에서는 일 극성의 전압이 인가되는 투명 도전전극이 전면에 형성된 하판과; 타 극성의 전압이 인가되고 집전전극이 가장자리에 형성된 상판과; 상기 상판과 하판 사이에 형성되고, 내부에 다수개의 대전(帶電)된 전기영동 염료입자를 포함하고, 상기 염료입자와 반응하지 않는 용매(溶媒)을 포함하는 전기영동 셀과; 상기 전기영동 셀의 하부에 위치한 백라이트를 포함하는 전기영동 디스플레이을 제공한다.
그리고, 상기 투명전극은 인듐-틴 옥사이드인 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 집전전극과 동일 극성의 전압이 인가되고, 상기 염료입자가 포함된 용매의 가장자리 측면에 형성된 보조 집전전극을 더욱 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 대전된 염료입자의 극성이 상기 상판의 가장자리에 형성된 집전전극에 인가된 전압의 극성과 같으면 상기 염료입자는 상기 하판의 투명 도전전극의 전면에 정렬되어 상기 상판으로부터 투과되어 입사된 외부광을 다시 외부로 반사하는 반사판의 역할을 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서는 일 극성의 전압이 인가되고 집전전극이 가장자리에 형성된 하판과; 타 극성의 전압이 인가되고 투명 도전전극이 전면에 형성된 상판과; 상기 상판과 하판 사이에 형성되고, 내부에 다수개의 대전(帶電)된 전기영동 염료입자를 포함하고, 상기 염료입자와 반응하지 않는 용매(溶媒)을 포함하는 전기영동 셀과; 상기 전기영동 셀의 하부에 위치한 백라이트를 포함하는 전기영동 디스플레이를 제공한다.
또한, 본 발명에서는 스위칭 소자인 다수개의 박막 트랜지스터(미도시)와 상기 각 박막 트랜지스터와 일대일 대응하는 화소전극이 형성된 박막 트랜지스터 기판과, 컬러필터층과 상기 컬러필터층을 덮는 형태로 형성된 공통전극을 포함하는 컬러필터 기판과, 상기 박막 트랜지스터 기판과 상기 컬러필터 기판 사이에 형성된 액정층을 포함하는 액정 셀과; 상기 박막 트랜지스터 기판의 하부에 위치하며, 제 1 기판과, 상기 제 1 기판의 전면에 형성된 제 1 전극을 포함하는 하판과, 제 2 기판과 상기 제 2 기판의 가장자리에 형성된 제 2 전극을 포함하는 상판으로 구성되며, 상기 상판과 하판 사이에는 전기영동을 하는 염료입자(dye particle)가 소정의 용매에 혼합된 형태로 구성된 전기영동 셀과; 상기 전기영동 셀의 하판 아래에 위치하고, 인조광원을 발생하는 백라이트를 포함하는 전기영동 디스플레이를 이용한 반사투과형 액정 표시장치를 제공한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명에 따른 EPD 셀(200)의 단면을 도시한 단면도이다.
상기 EPD 셀(200)의 구성을 살펴보면, 제 1 기판(1a)과 상기 제 1 기판(1a)의 전면에 형성된 제 1 전극(50)을 포함하는 하판(52)과, 제 2 기판(1b)과 상기 제 2 기판(1b)의 가장자리에 형성된 제 2 전극(54)을 포함하는 상판(56)으로 구성되며, 상기 상판(56)과 하판(52) 사이에는 전기영동을 하는 염료입자(dye particle ; 60)가 소정의 액체(58)와 혼합된 형태로 구성된다.
상기 전기영동(electrophoresis ; EP)현상이란 소정의 용기내에 물 또는 기타 액체를 넣고, 이 속에 상기 액체와 섞이지 않는 다른 액 또는 고체입자 등을 부유(suspension)시킨다. 그리고, 상기 고체입자 등이 부유하는 액체속에 전극을 삽입하고, 직류전압을 인가하면 상기 액체속에 부유하는 고체입자는 대전됨과 동시에 어느 한 전극으로 모이게 되는 현상을 전기영동(電氣泳動)이라 한다.
상기 고체입자의 성질에 따라서 대전되는 극성이 다르게 되며, 따라서 영동하는 물질도 음극을 향하는 것과 양극을 향하는 것이 있으며, 각각 캐타페리시스(cataphoresis) 및 애나페리시스(anaphoresis)라 한다.
본 발명에서는 상술한 전기영동 현상을 이용하여 반사와 투과가 가능한 EPD 셀을 구성하는 것이다.
여기서, 상기 액체(58)는 투명한 솔벤트(solvent)가 사용되며, 기타 다른 용액이 사용될 수 있다. 그리고, 상기 제 1 전극(50)은 바람직하게는 투명전극(transparent conducting oxide ; TCO)을 사용하며, 그 종류로는 인듐-틴 옥사이드(ITO)가 사용된다.
또한, 상기 제 2 전극(54)은 집진전극(collecting electrode)이라고도 한다. 이는 도 6a에서 자세히 설명될 것이다.
도 6a 내지 도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 EPD 셀의 동작을 나타내는 단면도이다.
즉, 상기 도 6a는 상기 제 1 및 제 2 전극(50, 54)에 각각 음 및 양의 직류전압을 인가 했을 경우 염료입자(60)의 전기영동을 도시한 것이다. 여기서 상기 염료입자(60)은 양의 전하로 대전 되었다고 가정한다.
이 때, 양의 전하로 대전된 염료입자(60)는 음의 전압이 인가된 제 2 전극(54)으로 모이게 된다. 따라서, 상기 제 2 전극(54)은 상기 염료입자(60)를 모으기 때문에 집전전극의 역할을 하게 된다.
따라서, 상기 EPD 셀의 하부에 백라이트(70)를 설치하면 상기 백라이트(70)에서 방출된 빛은 상기 염료입자의 저항없이 하판(52)과 액체(58) 및 상판(56)을 투과할 수 있다. 즉, 상기 염료입자(60)를 집전하는 제 2 전극에 상기 염료입자(60)가 모여서 결과적으로는 백라이트 광이 투과할 수 있는 상태가 되는 것이다.
도 6b는 상기 제 1 및 제 2 전극(50, 54)에 각각 양 및 음의 직류 전압을 인가 했을 경우의 염료입자(60)의 전기 영동을 도시한 도면이다. 즉, 도 6a 와 비교해서 상기 양의 전하로 대전된 염료입자(60)는 상기 제 1 전극(50)으로 모여서 상기 제 1 전극(50)의 표면에 정렬되는 것을 알 수 있다.
즉, 상기 제 1 전극(50) 표면에 정렬된 염료입자(60)는 외부에서 입사된 광을 다시 외부로 반사시키는 반사판의 역할을 하게 된다.
상술한 EPD 셀은 메모리 효과(memory effect)가 있다. 즉, 상기 EPD 셀에 인가한 직류전압을 제거해도 도 6a 또는 도 6b에서와 같이, 제 2 또는 제 1 전극에 모인 상기 염료입자(60)는 그 상태를 계속 유지하게 된다. 따라서, 한번 전기장을 인가하고 바로 제거하여도 전기영동 상태가 유지되기 때문에 추가적인 전력소비 없이 반사 또는 투과 모드를 유지할 수 있다.
상술한 EPD 셀의 구성은 염료입자의 집전을 위한 제 2 전극을 상판에 설치하였으나, 상기 제 2 전극을 하판에 설치하여 상기 EPD 셀을 반사모드로 사용할 때, 염료입자의 반사판 형성을 상판에 형성할 수도 있을 것이다.
또한, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 집전전극인 제 2 전극을 EPD 셀의 측면에도 설치하면, 전기영동입자(염료입자)의 포집을 더욱 강화할 수 있을 것이다.
즉, 집전전극(제 2 전극; 54, 54a)의 표면적을 증가시킴으로써, 전기장의 세기를 증가시켜 상기 EPD 셀의 염료입자의 포집력을 강화하는 것이다.
도 8은 본 발명에 따른 EPD 셀을 실제적으로 반사/투과형 액정 표시장치에 적용한 구조의 단면을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 8의 반사/투과형 액정 표시장치의 구성은 크게 세 부분으로 구분할 수 있으며, 그 구성은 실제적으로 광의 변조가 일어나는 액정 셀과 광 셔터의 작용을 하는 EPD 셀과 인조광을 발생하는 백라이트로 구분될 수 있다.
상기 액정 셀은 스위칭 소자인 다수의 박막 트랜지스터(미도시)와 상기 각 박막 트랜지스터와 일대일 대응하는 화소전극(400)이 형성된 박막 트랜지스터 기판(402)과, 컬러필터층(404)과 상기 컬러필터층(404)을 덮는 형태로 형성된 공통전극(406)을 포함하는 컬러필터 기판(408)과, 상기 박막 트랜지스터 기판(402)과 상기 컬러필터 기판(408) 사이에 형성된 액정층(410)으로 구성된다.
그리고, 상기 EPD 셀은 상기 박막 트랜지스터 기판(402) 하부에 위치하며, 그 구성에 관해서는 이미 상술했기 때문에 그 설명을 생략한다.
또한, 상기 EPD 셀 하부에는 백라이트가 위치한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 EPD 셀을 채용한 반사/투과형 액정 표시장치의 동작을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 반사형 모드에서 동작을 살펴보면, 염료입자(60)가 양의 전하로 대전되었다고 가정할 때, 상기 EPD 셀의 제 1 전극에 음의 전압을 인가하고, 제 2 전극(집전전극 ; 54)에 양의 전압을 인가하면, 상기 양의 전하로 대전된 염료입자(60)는 상기 제 1 전극(50)의 표면 전체에 정렬할 것이고, 상기 정렬된 염료입자는 반사판의 역할을 하게되어 외부 광을 반사시키는 기능을 수행하게 된다.
그리고, 투과모드에서는 상기 EPD 셀의 제 1 전극에 양의 전압을 인가하고 제 2 전극(집전전극 ; 54)에 음의 전압을 인가하면, 양의 전하로 대전된 염료입자(60)는 상기 제 2 전극(54)인 집전전극에 분리되어 모이게 된다. 따라서 백라이트로부터 방출되는 백라이트 광이 상기 액정 셀을 통해 외부로 방출되기에 충분한 상태가 되는 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예를 따라 EPD 셀을 채용한 반사투과형 TFT-LCD를 제작할 경우에 기존의 반사/투과형 액정 표시장치에 비해 광 이용 효율이 증대되어, 향상된 화질을 얻을 수 있다.
또한, 상기 EPD 셀의 집전전극을 셀의 측면에도 설치하여 대전입자의 포집력을 향상할 수 있을 것이다.
또한, 상기 EDP 셀에서 집전전극과 투명전극의 위치를 바꾸어 EDP 셀을 형성하면, 반사모드시에 외부광이 용매를 투과하지 않고 바로 대전입자에 반사되므로 반사효율이 더욱더 극대화될 수 있는 장점이 있다.

Claims (9)

  1. 일 극성의 전압이 인가되는 투명 도전전극이 전면에 형성된 하판과; 타 극성의 전압이 인가되고 집전전극이 가장자리에 형성된 상판과;
    상기 상판과 하판 사이에 형성되고, 내부에 다수개의 대전(帶電)된 전기영동 염료입자를 포함하고, 상기 염료입자와 반응하지 않는 용매(溶媒)을 포함하는 전기영동 셀과;
    상기 전기영동 셀의 하부에 위치한 백라이트
    를 포함하는 전기영동 디스플레이.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 투명전극은 인듐-틴 옥사이드인 전기영동 디스플레이.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 집전전극과 동일 극성의 전압이 인가되고, 상기 염료입자가 포함된 용매의 가장자리 측면에 형성된 보조 집전전극을 더욱 포함하는 전기영동 디스플레이.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 대전된 염료입자의 극성이 상기 상판의 가장자리에 형성된 집전전극에 인가된 전압의 극성과 같으면 상기 염료입자는 상기 하판의 투명 도전전극의 전면에 정렬되어 상기 상판으로부터 투과되어 입사된 외부광을 다시 외부로 반사하는 반사판의 역할을 하는 전기영동 디스플레이.
  5. 일 극성의 전압이 인가되고 집전전극이 가장자리에 형성된 하판과;
    타 극성의 전압이 인가되고 투명 도전전극이 전면에 형성된 상판과;
    상기 상판과 하판 사이에 형성되고, 내부에 다수개의 대전(帶電)된 전기영동 염료입자를 포함하고, 상기 염료입자와 반응하지 않는 용매(溶媒)을 포함하는 전기영동 셀과;
    상기 전기영동 셀의 하부에 위치한 백라이트
    를 포함하는 전기영동 디스플레이.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 투명전극은 인듐-틴 옥사이드인 전기영동 디스플레이.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 집전전극과 동일 극성의 전압이 인가되고, 상기 염료입자가 포함된 용매의 가장자리 측면에 형성된 보조 집전전극을 더욱 포함하는 전기영동 디스플레이.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 대전된 염료입자의 극성이 상기 하판의 가장자리에 형성된 집전전극에 인가된 전압의 극성과 같으면 상기 염료입자는 상기 상판의 투명 도전전극의 전면에 정렬되어 외부에서입사된 외부광을 다시 외부로 반사하는 반사판의 역할을 하는 전기영동 디스플레이.
  9. 스위칭 소자인 다수개의 박막 트랜지스터와 상기 각 박막 트랜지스터와 일대일 대응하는 화소전극이 형성된 박막 트랜지스터 기판과, 컬러필터층과 상기 컬러필터층을 덮는 형태로 형성된 공통전극을 포함하는 컬러필터 기판과, 상기 박막 트랜지스터 기판과 상기 컬러필터 기판 사이에 형성된 액정층을 포함하는 액정 셀과;
    상기 박막 트랜지스터 기판의 하부에 위치하며, 제 1 기판과, 상기 제 1 기판의 전면에 형성된 제 1 전극을 포함하는 하판과, 제 2 기판과 상기 제 2 기판의 가장자리에 형성된 제 2 전극을 포함하는 상판으로 구성되며, 상기 상판과 하판 사이에는 전기영동을 하는 염료입자(dye particle)가 소정의 용매에 혼합된 형태로 구성된 전기영동 셀과;
    상기 전기영동 셀의 하판 아래에 위치하고, 인조광원을 발생하는 백라이트
    를 포함하는 전기영동 디스플레이를 이용한 반사투과형 액정 표시장치.
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