KR20070081736A - Display device - Google Patents
Display device Download PDFInfo
- Publication number
- KR20070081736A KR20070081736A KR1020060101045A KR20060101045A KR20070081736A KR 20070081736 A KR20070081736 A KR 20070081736A KR 1020060101045 A KR1020060101045 A KR 1020060101045A KR 20060101045 A KR20060101045 A KR 20060101045A KR 20070081736 A KR20070081736 A KR 20070081736A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- electrodes
- black
- substrate
- backlight unit
- light
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/004—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements based on a displacement or a deformation of a fluid
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/004—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements based on a displacement or a deformation of a fluid
- G02B26/005—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements based on a displacement or a deformation of a fluid based on electrowetting
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B3/00—Simple or compound lenses
- G02B3/12—Fluid-filled or evacuated lenses
- G02B3/14—Fluid-filled or evacuated lenses of variable focal length
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
- G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
- G02B6/0013—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
- G02B6/0023—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed between the light guide and the light source, or around the light source
- G02B6/0028—Light guide, e.g. taper
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
- G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
- G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
- G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
- G09G3/3406—Control of illumination source
- G09G3/3413—Details of control of colour illumination sources
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
- G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
- G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
- G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
- G09G3/3433—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using light modulating elements actuated by an electric field and being other than liquid crystal devices and electrochromic devices
- G09G3/348—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using light modulating elements actuated by an electric field and being other than liquid crystal devices and electrochromic devices based on the deformation of a fluid drop, e.g. electrowetting
Abstract
Description
도 1a 및 도 1b는 소수성 고체 표면 위에 놓여진 물방울의 모습을 전압이 인가되지 않은 경우와 전압이 인가된 경우에 각각 찍은 사진들이다.1A and 1B are photographs of the droplets placed on the surface of the hydrophobic solid when the voltage is not applied and when the voltage is applied.
도 2a 및 도 2b는 전기습윤 현상을 이용한 광셔터 장치의 단면을 보여주는 도면들로서, 전압이 인가되지 않은 경우와 전압이 인가된 경우를 각각 도시한 것이다.2A and 2B are cross-sectional views of an optical shutter apparatus using an electrowetting phenomenon, and show a case where a voltage is not applied and a case where a voltage is applied, respectively.
도 2c 및 도 2d는 픽셀들을 도 2a에 도시된 구조로 제작한 후 전압을 인가한 경우 오일이 픽셀의 한쪽으로 치우친 모습을 보여주는 사진들이다. 2C and 2D illustrate photographs in which oil is biased to one side of a pixel when voltage is applied after fabricating the pixels in the structure shown in FIG. 2A.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.3 is a diagram schematically illustrating a display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치에서, 광셔터의 동작과정을 설명하기 위한 도면들이다.4A and 4B are diagrams for describing an operation process of an optical shutter in a display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 5은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치에서, 전극들 사이에 인가되는 전압의 크기를 조절함으로써 빛이 투과되는 면적을 조절하는 모습을 도시한 것이다.FIG. 5 illustrates a state in which light is transmitted by adjusting a magnitude of voltage applied between electrodes in the display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 6는 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치에 사용될 수 있는 격벽의 변형예를 도시한 것이다.6 illustrates a modification of the partition wall that may be used in the display device according to the embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.7 is a diagram schematically illustrating a display device according to another embodiment of the present invention.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치에서, 광셔터의 동작과정을 설명하기 위한 도면들이다.8A and 8B are diagrams for describing an operation process of an optical shutter in a display apparatus according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 9는 필드 시퀀셜 광원으로부터 순차적으로 출사되는 소정 색상의 광을 도시한 것이다.9 illustrates light of a predetermined color sequentially emitted from the field sequential light source.
도 10a 내지 도 10d는 도 9에 도시된 바와 같이 백라이트 유닛으로부터 소정 색상의 광이 출사되는 경우, 본 발명에 따른 디스플레이 장치에 의하여 화상이 구현되는 과정을 순차적으로 도시한 것이다. 10A to 10D sequentially illustrate a process of implementing an image by the display apparatus according to the present invention when light of a predetermined color is emitted from the backlight unit as shown in FIG. 9.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for main parts of the drawings>
100,200... 백라이트 유닛 110,210... 제1 기판100,200 ... Backlight Unit 110,210 ... First Substrate
112,212.. 제1 전극 114,214... 유전체층112,212. First electrode 114,214 ... Dielectric layer
115, 115',215... 격벽 120,220... 제2 기판115, 115 ', 215 ... bulkhead 120,220 ... second substrate
122,222... 제2 전극 131,231... 수용액122,222 ... Second electrode 131,231 ... Aqueous solution
132,232... 유기 용액 150,250... 광셔터 132,232 ... Organic solution 150,250 ... Light shutter
본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것으로, 상세하게는 순차분할 방식으로 구동되는 필드 시퀀셜(field sequential) 광원을 포함하는 백라이트 유닛과 전기습 윤(electrowetting) 현상을 이용한 광셔터(optical shutter)를 구비한 새로운 디스플레이 장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a display device, and more particularly, to a novel display device comprising a backlight unit including a field sequential light source driven in a sequential division method and an optical shutter using an electrowetting phenomenon. It relates to a display device.
종래에는 TV와 컴퓨터의 정보를 디스플레이하기 위해 CRT 모니터가 주로 사용되어 왔으나, 최근에는 화면의 크기가 커지고 슬림화됨에 따라 액정 표시장치(LCD; Liquid Crystal Display), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP; Plasma Display Panel), 전계방출 표시장치(FED; Field Emission Display) 등과 같은 평판 표시장치가 사용되고 있다. 이러한 평판 표시장치 중에서 소비 전력이 적어 TV, 컴퓨터 모니터 등에 주로 사용되는 액정 표시장치(LCD)가 각광을 받고 있다.Conventionally, CRT monitors have been mainly used to display information of TVs and computers, but recently, as the screen size increases and becomes slimmer, a liquid crystal display (LCD) and a plasma display panel (PDP) are used. Flat panel displays such as field emission displays (FEDs) are used. Among such flat panel displays, power consumption is low, and a liquid crystal display (LCD) mainly used for a TV, a computer monitor, and the like is in the spotlight.
종래 액정 표시장치(LCD)는 백라이트 유닛으로부터 발생된 백색광을 액정층에 의하여 변조시킨 다음, 이렇게 변조된 백색광을 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 필터를 통과시킴으로써 화상을 구현하였다. 그러나, 이러한 액정 표시장치에서는 컬러 필터를 제작하는데 시간 및 비용이 많이 들게 되며, 또한 각 색상의 필터가 소정 색상의 광만을 통과시키게 되므로, 액정층을 통과한 백색광의 1/3 만이 사용되어 광손실이 커지는 단점이 있었다.Conventional liquid crystal display (LCD) modulates the white light generated from the backlight unit by the liquid crystal layer, and then implements the image by passing the modulated white light through the red (R), green (G), and blue (B) filters. . However, in such a liquid crystal display device, it takes a lot of time and money to manufacture a color filter, and because each color filter passes only light of a predetermined color, only one third of the white light passing through the liquid crystal layer is used to lose light. This had a drawback of growing up.
따라서, 이러한 단점을 극복하기 위하여 최근에는 백라이트 유닛으로서 순차분할 방식으로 구동되는 필드 시퀀셜 LED(Light Emitting Diode)을 사용하여 잔상효과로 화상을 구현하는 액정 표시장치가 개발되고 있다. 상기 액정 표시장치는 필드 시퀀셜 LED로부터 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 광이 순차적으로 출사되고, 이렇게 출사된 소정 색상의 광이 액정층을 통과하면서 화성을 형성하게 된다. 이러한 필드 시퀀셜 LED를 이용한 액정 표시장치에서는 컬러 필터가 필요하지 않게 되므로 광손실이 줄어들게 되고, 또한 액정 표시장치의 제작 시간 및 비용이 절감된다는 장점이 있다.Accordingly, in order to overcome such drawbacks, recently, a liquid crystal display device using a field sequential light emitting diode (LED) driven in a sequential manner as a backlight unit to implement an image with afterimage effect has been developed. In the liquid crystal display, red (R), green (G), and blue (B) light are sequentially emitted from the field sequential LEDs, and the light of the predetermined color passes through the liquid crystal layer to form Mars. In the liquid crystal display using the field sequential LED, a color filter is not required, so that an optical loss is reduced, and manufacturing time and cost of the liquid crystal display are reduced.
그러나, 상기와 같은 필드 시퀀셜 LED를 이용한 액정 표시장치는 종래 컬러 필터를 이용한 액정 표시장치와 마찬가지로 편광판 등을 사용하게 되므로 휘도의 개선 효과에는 한계가 있다. 또한, 1초동안 60프레임을 형성하고자 하는 경우, 하나의 프레임이 순차로 구동되는 4개의 R/G/B/Black 서브 프레임으로 구성된다고 할 때, 각 서브 프레임은 240Hz의 속도로 구동되어야 한다. 이에 따라, 대략 4ms 정도의 액정 응답속도가 요구된다. 그리고, 하나의 프레임이 순차로 구동되는 6개의 R/Black/G/Black/B/Black 서브 프레임으로 구성된다고 할 때, 각 서브 프레임은 360Hz의 속도로 구동되어야 한다. 이에 따라, 대략 3ms 정도의 액정 응답속도가 요구된다. 그러나, 일반적인 액정의 응답 속도는 대략 25ms 정도이므로, 이러한 액정을 이용하여 화상을 구현하는데에는 어려움이 있다. However, since the liquid crystal display using the field sequential LED as described above uses a polarizing plate as in the conventional liquid crystal display using the color filter, there is a limit to the effect of improving the luminance. In addition, when 60 frames are to be formed for one second, when one frame is composed of four R / G / B / Black subframes sequentially driven, each subframe should be driven at a speed of 240 Hz. Accordingly, a liquid crystal response speed of about 4 ms is required. In addition, when one frame is composed of six R / Black / G / Black / B / Black subframes sequentially driven, each subframe should be driven at a speed of 360 Hz. Accordingly, a liquid crystal response speed of about 3 ms is required. However, since the response speed of a general liquid crystal is about 25 ms, it is difficult to implement an image by using such a liquid crystal.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 순차분할 방식으로 구동되는 필드 시퀀셜 광원을 포함하는 백라이트 유닛과 응답 속도가 빠른 전기습윤 현상을 이용한 광셔터를 구비한 디스플레이 장치를 제공하는데 그 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and provides a display device including a backlight unit including a field sequential light source driven in a sequential division method and an optical shutter using a fast response electrowetting phenomenon. There is a purpose.
상기한 목적을 달성하기 위하여,In order to achieve the above object,
본 발명의 구현예에 따른 디스플레이 장치는,Display device according to an embodiment of the present invention,
순차분할 방식으로 구동되는 필드 시퀀셜(field sequential) 광원을 포함하는 백라이트 유닛과; A backlight unit including a field sequential light source driven in a sequential manner;
상기 백라이트 유닛의 전방에 마련되어 상기 백라이트 유닛으로부터 출사된 광을 스위칭하는 것으로, 전기습윤(electrowetting) 현상을 이용한 광셔터(optical shutter);를 구비한다. It is provided in front of the backlight unit to switch the light emitted from the backlight unit, and an optical shutter using an electrowetting phenomenon (optical shutter).
상기 광셔터는, 서로 일정한 간격으로 이격되어 대향되게 배치되는 제1 및 제2 기판과; 상기 제1 기판의 내면에 형성되는 다수의 제1 전극과; 상기 제1 전극들을 덮도록 상기 제1 기판 상에 형성되는 유전체층과; 상기 제2 기판의 내면에 형성되는 다수의 제2 전극과; 상기 제2 전극들과 유전체층 사이에 채워지는 투명한 수용액 및 불투명한 유기 용액;을 구비할 수 있다. The optical shutter may include: first and second substrates spaced apart from each other at regular intervals to face each other; A plurality of first electrodes formed on an inner surface of the first substrate; A dielectric layer formed on the first substrate to cover the first electrodes; A plurality of second electrodes formed on an inner surface of the second substrate; And a transparent aqueous solution and an opaque organic solution filled between the second electrodes and the dielectric layer.
상기 광셔터는 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 소정 전압을 인가함에 따라 상기 유기 용액이 이동하면서 상기 백라이트 유닛으로부터 출사된 소정 색상의 광을 각 픽셀 별로 스위칭하게 된다. The optical shutter switches the light of a predetermined color emitted from the backlight unit for each pixel as the organic solution moves by applying a predetermined voltage between the first electrode and the second electrode.
여기서, 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 인가되는 전압의 크기를 조절함으로써 각 픽셀의 계조(gray scale)를 조절할 수 있다. Here, the gray scale of each pixel may be adjusted by adjusting the magnitude of the voltage applied between the first electrode and the second electrode.
한편, 상기 제2 전극은 하나의 픽셀에 대응하여 복수개로 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 제2 전극들 각각에 인가되는 전압을 스위칭하도록 상기 제2 전극들을 제어함으로써 각 픽셀의 계조(gray scale)를 조절할 수 있다. Meanwhile, the second electrode may be formed in plural in correspondence with one pixel. In this case, the gray scale of each pixel may be adjusted by controlling the second electrodes to switch the voltage applied to each of the second electrodes.
상기 제1 기판과 제2 기판 사이에는 상기 제1 기판과 제2 기판 사이의 공간을 구획하여 픽셀들을 형성하는 다수의 격벽이 마련될 수 있다. 여기서, 상기 유기 용액이 이동하여 상기 격벽들의 하부로 들어갈 수 있도록 상기 격벽의 하부는 격벽의 상부보다 얇게 형성될 수 있다. A plurality of partition walls may be provided between the first substrate and the second substrate to partition the space between the first substrate and the second substrate to form pixels. Here, the lower portion of the barrier rib may be formed thinner than the upper portion of the barrier rib so that the organic solution may move and enter the lower portion of the barrier ribs.
상기 제1 및 제2 기판은 투명 기판인 것이 바람직하다. 상기 제1 전극들은 서로 나란하게 형성될 수 있으며, 상기 제2 전극들은 제1 전극들과 교차하는 방향으로 서로 나란하게 형성될 수 있다. It is preferable that the said 1st and 2nd board | substrate is a transparent substrate. The first electrodes may be formed to be parallel to each other, and the second electrodes may be formed to be parallel to each other in a direction crossing the first electrodes.
상기 제1 및 제2 전극들은 ITO(Indium Tin Oxide), ZnO 등과 같은 투명한 도전성 물질로 이루어질 수 있다. The first and second electrodes may be made of a transparent conductive material such as indium tin oxide (ITO), ZnO, or the like.
상기 유전체층은 소수성 표면을 가지는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 유기 용액의 이동 속도는 0.1cm/sec ~ 5cm/sec가 될 수 있다. The dielectric layer preferably has a hydrophobic surface. In addition, the moving speed of the organic solution may be 0.1 cm / sec to 5 cm / sec.
상기 필드 시퀀셜 광원은 하나의 프레임마다 적색(R)/녹색(G)/청색(B)/흑색(Black)광을 순차적으로 출사시키거나, 하나의 프레임마다 적색(R)/흑색(Black)/녹색(G)/흑색(Black)/청색(B)/흑색(Black)광을 순차적으로 출사시킬 수 있다. The field sequential light source sequentially emits red (R) / green (G) / blue (B) / black (Black) light every frame, or red (R) / black / Green (G) / Black (Blue) / Blue (B) / Black (Black) light can be emitted sequentially.
본 발명은 백라이트 유닛으로부터 출사되는 소정 색상의 광을 스위칭하기 위해서 전기습윤(elecctrowetting) 현상을 이용한 광셔터를 이용한다. 이하에서는 전기습윤 현상에 대해 먼저 살펴본 다음, 이를 이용한 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치를 기술하기로 한다. The present invention uses an optical shutter using an electrowetting phenomenon to switch light of a predetermined color emitted from the backlight unit. Hereinafter, the electrowetting phenomenon will be described first, and then a display apparatus according to an embodiment of the present invention using the same will be described.
전기습윤 현상이란 전압을 인가할 때 고체의 습윤 특성이 변화하기 때문에 일어나는 현상이다. 도 1a 및 도 1b는 소수성 고체 표면 위에 놓여진 물방울의 모습을 전압이 인가되지 않은 경우와 전압이 인가된 경우에 각각 찍은 사진들이다. 도 1a를 참조하면, 소수성 고체 표면 위에 물방울이 놓여져 있을 때에는 친수성인 물방울은 소수성 고체 표면과 접촉성이 좋지 않아서 높은 접촉각(contact angle)을 보여준다. 그러나, 소수성 고체에 전압을 인가하게 되면 도 1b에 도시된 바와 같이 고체 표면이 친수성으로 변하게 되어 습윤 현상이 일어나게 된다. Electrowetting is a phenomenon that occurs because the wetting characteristics of a solid change when a voltage is applied. 1A and 1B are photographs of the droplets placed on the surface of the hydrophobic solid when the voltage is not applied and when the voltage is applied. Referring to FIG. 1A, when water droplets are placed on the hydrophobic solid surface, the hydrophilic water droplets exhibit poor contact with the hydrophobic solid surface and thus exhibit a high contact angle. However, when a voltage is applied to the hydrophobic solid, the surface of the solid becomes hydrophilic, as shown in FIG. 1B, and a wet phenomenon occurs.
이러한 현상은 아래와 같은 Lippman 식(수학식 1)으로 표현된다. This phenomenon is represented by the following Lippman equation (Equation 1).
수학식 1을 참조하면, 고체 위에 있는 액체의 접촉각(θ)은 액체와 기체의 표면에너지(γLV), 고체와 기체의 표면에너지(γSV) 및 고체와 액체의 표면에너지(γSL) 뿐만 아니라 인가되는 전압(V), 고체의 유전율(εr) 및 고체의 두께(d)에 의하여 영향을 받음을 알 수 있다.Referring to Equation 1, the contact angle (θ) of the liquid on the solid is not only the surface energy (γ LV ) of the liquid and the gas, the surface energy (γ SV ) of the solid and the gas, and the surface energy (γ SL ) of the solid and the liquid. In addition, it can be seen that it is influenced by the applied voltage (V), the dielectric constant (ε r ) of the solid and the thickness (d) of the solid.
도 2a 및 도 2b는 전기습윤 현상을 이용한 광셔터 장치의 단면을 보여주는 도면들로서, 전압이 인가되지 않은 경우와 전압이 인가된 경우를 각각 도시한 것이다. 광셔터 장치는 전극(electrode), 유전체층(insulator), 오일(oil), 물(water)으로 구성되어 있으며, 상기 오일에는 빛을 차단하는 물질이 포함되어 있다. 상기와 같은 구조의 광셔터 장치에서, 소수성 유전체층 위에 물과 오일이 혼합물로 놓여질 경우 오일과 물의 계면에너지와 오일과 유전체층의 계면에너지의 합이 물과 유전체층의 계면에너지의 합보다 작기 때문에 도 2a 에 도시된 바와 같이 오일이 유전체층 전체를 덮게 되며, 상기 오일 위에 물이 위치하게 된다. 이에 따라, 전극을 통하여 입사되는 광은 오일에 의하여 차단된다. 그리고, 도 2a에 도시된 구조에서 물과 유전체층 사이에 전압이 인가될 경우에는 소수성 표면을 가지는 유전체층이 친수성으로 바뀌게 되고, 도 2b에 도시된 바와 같이 물이 유전체층과 접촉하는 면적이 증가하게 된다. 이에 따라, 전극을 통하여 입사되는 광은 물을 투과하여 상부로 출사된다. 상기와 같은 구조의 광셔터 장치에서, 물과 유전체층 사이에 인가되는 전압의 크기를 조절하게 되면 물이 유전체층을 덮는 면적을 조절할 수 있고, 이에 따라 광셔터 장치로부터 출사되는 빛의 계조를 조절할 수 있게 된다. 도 2c 및 도 2d는 픽셀들을 도 2a에 도시된 구조로 제작한 후 전압을 인가한 경우 오일(검은 부분)이 픽셀의 한쪽으로 치우친 모습을 보여주는 사진들이다. 도 2c 및 도 2d를 참조하면 인가되는 전압에 따라 오일이 유전체층을 덮는 면적을 달라지게 되며, 이에 따라 각 픽셀들의 계조가 조절될 수 있음을 알 수 있다. 2A and 2B are cross-sectional views of an optical shutter apparatus using an electrowetting phenomenon, and show a case where a voltage is not applied and a case where a voltage is applied, respectively. The optical shutter device is composed of an electrode, an dielectric layer, an oil, and water, and the oil includes a material that blocks light. In the optical shutter device having the above structure, when water and oil are placed in a mixture on the hydrophobic dielectric layer, the sum of the interfacial energy of the oil and the water and the interfacial energy of the oil and the dielectric layer is smaller than the sum of the interfacial energy of the water and the dielectric layer. As shown, the oil covers the entire dielectric layer and water is placed on the oil. Accordingly, light incident through the electrode is blocked by the oil. In the structure shown in FIG. 2A, when a voltage is applied between water and the dielectric layer, the dielectric layer having a hydrophobic surface is changed to hydrophilic, and as shown in FIG. 2B, the area in which water contacts the dielectric layer is increased. As a result, the light incident through the electrode passes through the water and is emitted upward. In the optical shutter device having the structure as described above, by adjusting the magnitude of the voltage applied between the water and the dielectric layer, the area of the water covering the dielectric layer can be adjusted, so that the gray level of the light emitted from the optical shutter device can be adjusted. do. 2C and 2D are photographs showing the oil (black portion) biased to one side of the pixel when a voltage is applied after fabricating the pixels in the structure shown in FIG. 2A. Referring to FIGS. 2C and 2D, the area of the oil covering the dielectric layer varies according to the applied voltage, and accordingly, the gray level of each pixel may be adjusted.
이상에서 설명된 전기습윤 현상을 이용한 광셔터 장치는 그 응답속도가 빠르다는 특성에 의하여 종래 액정표시장치(LCD)에서 액정의 응답속도가 느리다는 문제를 해결할 수 있게 된다. 구체적으로, Applied Physics letter 86, 151121, (2005)를 참조하면, 전기습윤 현상을 이용한 광스위치는 1×1 mm 크기의 셀에서 10ms의 응답속도가 구현 가능한 것으로 알려져 있으므로, 100×100 ㎛ 크기의 셀에서는 대략 1ms의 응답속도가 추정될 수 있다. 따라서, 전기습윤을 이용한 광셔터에서 3ms의 응답속도는 충분히 구현될 수 있다. 그리고, 광셔터로서 액정을 이용하지 않고 전기습윤 현상을 이용하는 경우에는, 스위치의 구동자체가 전류의 흐름이 거의 없 는 전압 구동 방식이며 광셔터의 작용시 광이 편광되지 않기 때문에 액정을 이용하는 경우에 비해서 전류소비가 적다는 장점이 있으며, 또한 시야각에 제한이 없다는 장점이 있다. 이러한 장점들은 디스플레이 장치에서 소비전력이 낮아야 하고 시야각에 제한이 없어야 한다는 점이 높게 요구되는 상황에서 매우 중요하다고 할 수 있다. The optical shutter device using the electrowetting phenomenon described above can solve the problem that the response speed of the liquid crystal is slow in the conventional liquid crystal display (LCD) due to the fast response speed. Specifically, referring to Applied Physics letter 86, 151121, (2005), since the optical switch using the electrowetting phenomenon is known to realize a response speed of 10ms in a 1 × 1 mm size cell, a 100 × 100 μm size In the cell, a response speed of approximately 1 ms can be estimated. Therefore, the response speed of 3ms in the optical shutter using the electrowetting can be sufficiently implemented. In the case of using the electrowetting phenomenon without using the liquid crystal as the optical shutter, when the liquid crystal is used because the drive of the switch is a voltage driving method with almost no current flow and the light is not polarized when the optical shutter operates. Compared with the low current consumption, there is also an advantage that the viewing angle is not limited. These advantages are very important in a situation where high power consumption and low viewing angle in display devices are required.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals in the drawings denote like elements.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치를 개략적으로 도시한 것이다. 3 schematically shows a display device according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치는 백라이트 유닛(100)과, 상기 백라이트 유닛(100)으로부터 출사되는 광을 스위칭하는 광셔터(optical shutter,150)를 구비한다. 본 실시예에서, 상기 백라이트 유닛(100)으로는 순차분할 방식으로 구동되는 필드 시퀀셜(field sequential) 광원이 사용된다. 여기서, 순차분할 방식으로 구동되는 필드 시퀀셜 광원으로는 LED(Light Emitting Diode), OLED(Organic Light Emitting Diode) 등이 이용될 수 있다. 상기 필드 시퀀셜 광원은 소정 색상의 광을 시분할 방식으로 출사하게 되며, 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치는 이러한 필드 시퀀셜 광원을 이용한 잔상효과로 화상을 구현하게 된다. 여기서, 상기 필드 시퀀셜 광원은 예를 들면 하나의 프레임(frame)마다 4개의 색상 즉, 적색(R)/녹색(G)/청색(B)/흑색(Black)광을 순차적으로 출사시키도록 구동되거나 하나의 프레임마다 6개의 색상 즉, 하나의 프레임마다 적색(R)/흑색(Black)/녹색(G)/흑색(Black)/청색(B)/흑색(Black)광을 순차적으로 출사시키도록 구동될 수 있다.Referring to FIG. 3, the display apparatus according to the exemplary embodiment includes a
상기 광셔터(150)는 상기 백라이트 유닛(100)의 전방에 설치되어 상기 백라이트 유닛(100)으로부터 출사되는 소정 색상의 광을 스위칭한다. 본 실시예에서, 상기 광셔터(150)는 전술한 바와 같이 전기습윤(electrowetting) 현상을 이용하여 순차적으로 출사되는 소정 색상의 광을 스위칭하게 된다. 상기 광셔터(150)는 서로 일정한 간격으로 이격되어 대향되게 배치되는 제1 및 제2 기판(110,120)과, 상기 제1 기판(110)의 내면에 형성되는 다수의 제1 전극(112)과, 상기 제1 전극(112)을 덮도록 제1 기판(110)의 내면에 형성되는 유전체층(114)과, 상기 제2 기판(120)의 내면에 형성되는 다수의 제2 전극(122)과, 상기 제2 전극들(122)과 유전체층(114) 사이에 채워지는 용액을 포함한다. The
상기 제1 및 제2 기판(110,120)으로는 일반적으로 유리기판 또는 플라스틱 기판이 사용될 수 있다. 여기서, 상기 제1 및 제2 기판(110,120)을 모두 플라스틱 기판으로 사용할 경우에는 플렉서블(flexible) 디스플레이의 구현이 가능하게 된다. 그리고, 상기 제1 및 제2 전극(112,122)은 예를 들면 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 ZnO 등과 같은 투명한 도전성 무기 물질로 이루어질 수 있다. 이외에도 상기 제1 및 제2 전극(112,122)은 투명한 도전성 무기 복합물 또는 유기막 등이 사용될 수도 있다. 상기 제1 전극들(112)은 서로 나란한 형상, 예를 들면 스트라이프 형상으로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 제2 전극들(122)은 제1 전극들(112)과 교차하는 방향, 예를 들면 제2 전극들(122)과 직교하는 방향으로 서로 나란하게 형성될 수 있다. 이때, 상기 제1 전극들(112)과 제2 전극들(122)이 교차하는 영역들에서 픽셀들이 형성된다. 한편, 이외에도 상기 제1 및 제2 전극들(112,122)은 다양한 형태로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 전극들(112)은 각각 픽셀에 대응하는 형상으로 형성되고, 상기 제2 전극들(122)은 상기 제2 기판(120)의 하면을 덮는 일체형으로 형성될 수도 있다. In general, a glass substrate or a plastic substrate may be used as the first and
상기 유전체층(114)은 투명한 물질로 이루어지는 것이 바람직하며, 또한 그 표면이 소수성(hydrophobic property)을 가지는 것이 바람직하다. 상기 유전체층(114)은 유기물로는 fluoropolymer, parylene 등으로 이루어질 수 있으며, 무기물로는 SiO2(silicon dioxide), BST(Barium Strontium Titanate) 등으로 이루어질 수 있다. 특히 유전체층(114)이 SiO2, BST으로 이루어진 경우에는 유전체층(114)의 표면에 충분한 소수성을 부여하기 위하여 유기물, 예를 들면 fluoropolymer, parylene 등을 코팅한 후 사용한다. 상기 유전체층(114)은 소수성을 가져야 할 뿐만 아니라 전기습윤 현상을 일으키기 위해서는 전술한 Lippman 식에 따라 두께가 얇을수록 유전율이 높은 것이 바람직하다. 상기 유전체층(114)이 fluoropolymer, parylene 등과 같은 유기물로 이루어진 경우에는 소수성은 충분하지만 절연파괴전압(breakdown voltage)이 낮다는 단점이 있으며, 또한 상기 유전체층(114)이 무기물로 이루어진 경우에는 유전율이 높은 물질을 사용할 수 있고 절연파괴전압이 높다는 장점은 있으나, 표면이 소수성이 아니므로 표면을 소수성 폴리머로 코팅을 하거나 소수성 처리를 해야한다. The
상기 용액은 투명한 수용액(131)과 불투명한 유기 용액(132)을 포함한다. 여기서, 상기 수용액(131)으로는 증류수 또는 전해질이 용해된 수용액 등이 사용될 수 있다. 상기 유기용액(132)은 전기습윤 현상을 일으키기 위해서는 소수성을 가져야 한다. 또한, 상기 유기용액(132)은 백라이트 유닛(100)으로부터 나오는 적색(R), 녹색(G), 청색(G)의 빛을 모두 차단할 수 있어야 하므로, 상기 유기용액(132)은 이러한 빛을 차단할 수 있는 무기물 또는 유기물을 포함한다. 여기서, 적색(R), 녹색(G), 청색(G)의 빛을 차단할 수 있는 무기물로는 예를 들어 카본 블랙(carbon black)이 사용될 수 있으며, 유기물로는 유기 염료(organic dye), 유기 안료(organic pigment) 등이 사용될수 있다. 또한, 상기 유기용액(132)에는 현재 액정표시장치(LCD)에 사용되고 있는 컬러 필터의 재료도 포함될 수 있다. 상기 유기 용액(132)으로는 예를 들면 블랙 오일(black oil)이 될 수 있다. 여기서, 상기 블랙 오일로서는 블랙 잉크(black ink)가 사용될 수 있으며, 이러한 블랙 잉크 내에는 카본 블랙(carbon black)이 함유될 수 있다. The solution includes a transparent
한편, 상기 제1 기판(110)과 제2 기판(120) 사이에는 다수의 격벽(115)이 마련되어 있다. 이러한 격벽들(115)은 제1 기판(110)과 제2 기판(120) 사이의 간격을 일정하게 유지하는 역할을 한다. 그리고, 제1 기판(110)과 제2 기판(120) 사이의 공간은 상기 격벽들(115)에 의하여 구획되어 다수의 픽셀이 형성될 수 있다. 여기서, 상기 픽셀들 각각은 대략 300㎛ 이하의 사이즈를 가지도록 형성될 수 있다. Meanwhile, a plurality of
상기와 같은 구조의 광셔터(150)에서, 제1 전극(112)과 제2 전극(122) 사이에 소정 전압이 인가되면 소수성 표면을 가지는 유전체층(114)이 친수성으로 변화 함으로써 수용액(131)이 유전체층(114)과 접촉하는 면적이 증가하게 된다. 이에 따라, 상기 유기 용액(132)은 전압이 인가되지 않은 영역으로 빠른 속도로 이동하게 된다. 이와 같이 본 실시예는 전기습윤 현상을 이용한 광셔터(150)를 사용하여 백라이트 유닛(100)으로부터 출사된 소정 색상의 광을 스위칭하게 된다. 이와 같은 전기습윤 현상을 이용한 광셔터(150)는 그 응답 속도가 액정의 경우보다 매우 빠르다. 구체적으로, 본 발명에서 광셔터(150)의 응답 속도를 결정하는 유기 용액(132)의 이동 속도는 대략 0.1cm/sec에서 5cm/sec 정도가 될 수 있다. 본 발명에 따른 디스플레이 장치에서, 픽셀의 사이즈가 예를 들면 100㎛ 인 경우, 상기 유기 용액(132)의 이동 속도가 대략 2.5cm/sec 라면 광셔터(115)의 응답 속도는 대략 4ms 정도가 될 수 있다. In the
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치에서 광셔터(115)의 동작 과정을 설명하기 위한 도면들이다. 도 4a는 제1 전극(112)과 제2 전극(122) 사이에 전압이 인가되지 않은 상태를 도시한 것이며, 도 4b는 제1 전극(112)과 제2 전극(122) 사이에 소정 전압, V1이 인가된 상태를 도시한 것이다. 4A and 4B are diagrams for describing an operation process of the
먼저, 도 4a를 참조하면, 제1 전극(112)과 제2 전극(122) 사이에 전압이 인가되지 않은 상태에서는 유기용액(132)과 수용액(131)의 계면에너지와 유기용액(132)과 유전체층(114)의 계면에너지의 합이 수용액(131)과 유전체층(114)의 계면에너지의 합보다 작기 때문에 유기용액(132)이 유전체층(114) 전체를 덮게 되며, 상기 유기용액(132) 위에 수용액(131)이 위치하게 된다. 이에 따라, 백라이트 유 닛(100)으로부터 출사된 광은 불투명한 유기 용액(132)에 의하여 차단되어 픽셀을 투과하지 못하게 된다. 다음으로, 도 4b를 참조하면, 제1 전극(112)과 제2 전극(122) 사이에 소정 전압, 예를 들면 V1을 인가하게 되면 소수성 표면을 가지는 유전체층(114)과 유기 용액(132) 사이의 접촉 특성이 변화하게 된다. 구체적으로, 소수성 표면을 가지는 유전체층(114)이 친수성으로 변화함으로써 수용액(131)이 유전체층(114)과 접촉하는 면적이 증가하게 된다. 이에 따라, 상기 유기 용액(132)은 전압이 인가되지 않은 영역, 예를 들면 격벽(115) 주위로 빠른 속도로 이동하게 된다. 그 결과, 백라이트 유닛(100)으로부터 출사된 소정 색상의 광은 픽셀 내의 투명한 수용액(131)을 투과하여 외부로 나가게 된다. First, referring to FIG. 4A, when no voltage is applied between the
한편, 본 발명의 실시예 따른 디스플레이 장치에서는, 도 5에 도시된 바와 같이 제1 전극(112)과 제2 전극(122) 사이에 인가되는 전압의 크기를 조절함으로써 각 픽셀의 계조(gray scale)을 조절할 수 있다. 도 5를 참조하면, 제1 전극(112)과 제2 전극(122) 사이에 전술한 전압(V1)보다 작은 전압, 예를 들면 V2(<V1)을 인가하게 되면, 상기 유기 용액(132)은 이동하여 픽셀 내의 유전체층(114)을 일부만 덮게 된다. 이에 따라, 백라이트 유닛(100)으로부터 출사된 광은 픽셀 내에서 상기 유기 용액(132)에 의하여 덮혀 있지 않은 유전체층(114)을 투과하여 외부로 나가게 된다. 이와 같이, 제1 전극(112)과 제2 전극(122) 사이에 인가되는 전압의 크기를 조절하게 되면, 유전체층(114)이 유기 용액(132)으로 덮히는 면적을 조절할 수 있다. 이에 따라, 각 픽셀을 통하여 투과되는 광량을 조절할 수 있게 되며, 그 결과 각 픽셀의 계조를 조절할 수 있다. On the other hand, in the display device according to an embodiment of the present invention, gray scale of each pixel by adjusting the magnitude of the voltage applied between the
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치에 적용될 수 있는 격벽의 변형예를 도시한 것이다. 도 6을 참조하면, 상기 격벽(115')의 하부는 격벽(115')의 상부보다 얇게 형성되어 있다. 이와 같이, 격벽(115')의 하부를 상부보다 얇게 형성하게 되면, 불투명한 유기 용액(132)이 이동하여 격벽(115')의 하부로 들어갈 수 있게 된다. 이에 따라, 픽셀 내에서 광이 투과되는 영역을 보다 증대시킬 수 있다. 6 illustrates a modification of a partition wall that may be applied to a display device according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG. 6, a lower portion of the
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치를 개략적으로 도시한 도면이다. 이하에서는 전술한 실시예와 다른 점만을 설명하기로 한다.7 is a diagram schematically illustrating a display device according to another embodiment of the present invention. Hereinafter, only differences from the above-described embodiment will be described.
도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치는 백라이트 유닛(200)과, 상기 백라이트 유닛(200)으로부터 출사되는 광을 스위칭하는 광셔터(250)를 구비한다. 상기 백라이트 유닛(200)으로는 전술한 바와 같이 순차분할 방식으로 구동되는 필드 시퀀셜 광원이 사용된다. Referring to FIG. 7, a display apparatus according to another exemplary embodiment includes a
상기 광셔터(250)는 상기 백라이트 유닛(200)의 전방에 설치되어 상기 백라이트 유닛(200)으로부터 출사되는 소정 색상의 광을 스위칭한다. 상기 광셔터(250)는 전술한 바와 같이 전기습윤 현상을 이용하여 순차적으로 출사되는 소정 색상의 광을 스위칭하게 된다. 상기 광셔터(250)는 서로 일정한 간격으로 이격되어 대향되게 배치되는 제1 및 제2 기판(210,220)과, 상기 제1 기판(210)의 내면에 형성되는 다수의 제1 전극(212)과, 상기 제1 전극(212)을 덮도록 제1 기판(210)의 내면에 형성되는 유전체층(214)과, 상기 제2 기판(220)의 내면에 형성되는 다수의 제2 전 극(222)과, 상기 제2 전극들(222)과 유전체층(214) 사이에 채워지는 용액을 포함한다. The
상기 제1 및 제2 기판(210,220)으로는 일반적으로 유리기판 또는 플라스틱 기판이 사용될 수 있다. 본 실시예에서, 상기 제1 전극(212)은 하나의 픽셀에 대응하여 복수개로 형성된다. 그리고, 도면에는 도시되어 있지 않으나, 상기 제1 전극들 각각에는 인가되는 전압을 스위칭하기 위한 스위칭 소자가 연결되어 있다. 이러한 제1 전극들(212)은 예를 들면, 스트라이프(stripe) 형상으로 형성되거나 도트(dots) 형상으로 형성될 수 있다. 한편, 이외에도 상기 제1 전극들(212)은 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 제2 전극들(222)은 예를 들면, 스트라이프 형상으로 형성되거나 제2 기판(220)의 하면을 덮는 일체형으로 형성될 수 있다. 한편, 이외에도 상기 제2 전극들(222)은 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 이러한 제1 및 제2 전극들(212,222)은 투명한 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 그리고, 전술한 바와 같이 상기 유전체층(214)은 투명한 물질로 이루어지고, 그 표면이 소수성을 가지는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 용액은 투명한 수용액(231)과 불투명한 유기 용액(232)을 포함한다. 상기 제1 기판(210)과 제2 기판(220) 사이에는 다수의 격벽(215)이 마련되어 있다. 한편, 상기 격벽들(215)은 도 6에 도시된 바와 같이 하부가 상부보다 얇게 형성될 수도 있다.In general, a glass substrate or a plastic substrate may be used as the first and
이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치에서, 광셔터의 동작과정을 설명하기로 한다.Hereinafter, an operation process of the optical shutter in the display device according to another embodiment of the present invention will be described.
도 7은 제1 전극(212)과 제2 전극(222) 사이에 전압이 인가되지 않은 상태를 도시한 것이다. 그리고, 도 8a 및 도 8b는 제1 전극(212)과 제2 전극(222) 사이에 소정 전압이 인가되는 경우 광셔터(250)의 동작과정을 설명하는 도면들이다. FIG. 7 illustrates a state in which no voltage is applied between the
도 7을 참조하면, 제1 전극들(212)과 제2 전극(222) 사이에 전압이 인가되지 않는 경우에는 유기용액(232)이 유전체층(214) 전체를 덮게 되며, 이 유기용액(214) 위에 수용액(231)이 위치하게 된다. 이에 따라, 백라이트 유닛(200)으로부터 출사된 광은 불투명한 유기용액(232)에 의하여 차단되어 픽셀을 투과하지 못하게 된다. Referring to FIG. 7, when no voltage is applied between the
다음으로, 제1 전극들(212)과 제2 전극(222) 사이에 소정 전압, 예를 들면 V를 인가한다. 이때, 도 8a에 도시된 바와 같이 하나의 픽셀을 구성하는 복수개의 제1 전극들(212) 중 예를 들면 픽셀 가운데에 위치한 4개의 제1 전극들(212)에 전압이 인가되도록 제1 전극들(212)을 제어하게 되면, 유기용액(232)은 전압이 인가되지 않은 영역, 즉 격벽들(215) 주위로 이동하게 된다. 이러한 제1 전극들(212)의 제어는 제1 전극들(212) 각각에 인가되는 전압을 스위칭함으로써 이루어진다. 이에 따라, 백라이트 유닛(200)으로부터 출사된 광의 대부분이 픽셀을 투과하여 외부로 나가게 된다.Next, a predetermined voltage, for example, V is applied between the
그리고, 도 8b에 도시된 바와 같이 하나의 픽셀을 구성하는 복수개의 제1 전극들(212) 중 예를 들면 픽셀 가운데 위치한 2개의 제1 전극들(212)에만 전압이 인가되도록 제1 전극들(212)을 제어하게 되면, 유기용액(232)은 전압이 인가되지 않은 영역으로 이동하게 된다. 이때, 상기 유기용액(232)이 유전체층(214)을 덮는 면적은 도 8a에서 유기용액(232)이 유전체층(214)을 덮는 면적보다 크기 때문에 백라 이트 유닛(200)으로부터 출사되어 픽셀을 투과하는 광은 도 8a에서 보다 줄어들게 된다. As shown in FIG. 8B, first voltages are applied such that voltage is applied only to two
이와 같이, 본 실시예에서는 하나의 픽셀에 대응하는 제1 전극들(212)을 제어함으로써 유전체층(214)이 유기용액(232)으로 덮히는 면적을 조절할 수 있다. 이에 따라, 각 픽셀을 통하여 투과되는 광량을 조절할 수 있게 되며, 그 결과 각 픽셀의 계조를 조절할 수 있다. 본 실시예에서와 같이, 복수의 제1 전극들(212)을 하나의 픽셀에 대응하도록 형성하고 이 제1 전극들(212) 각각을 제어하게 되면, 원하는 양의 유기용액(232)을 원하는 영역으로 이동시키기가 용이하므로, 전술한 실시예에서보다 각 픽셀의 계조 구현을 보다 용이하게 할 수 있으며, 또한 광셔터(250)의 응답 속도도 향상시킬 수 있게 된다. As described above, in the present exemplary embodiment, an area in which the
이하에서는 본 발명에 따른 디스플레이 장치가 화상을 구현하는 과정에 대해서 설명하기로 한다. 이하에서는, 본 발명에 따른 디스플레이 장치가 1초동안 60프레임을 형성할 때, 하나의 프레임(frame)이 순차로 구동되는 4개의 R/G/B/Black 서브 프레임(sub frame)으로 구성되는 경우를 예로 들어 설명한다. Hereinafter, a process of implementing an image by the display apparatus according to the present invention will be described. Hereinafter, when the display device according to the present invention forms 60 frames for 1 second, one frame is composed of four R / G / B / Black subframes sequentially driven. An example will be described.
도 9는 본 발명에서 백라이트 유닛으로 사용되는 필드 시퀀셜 광원으로부터 소정 색상의 광들이 순차적으로 출사되는 것을 도시한 것이다. 도 9를 참조하면, 필드 시퀀셜 LED는 하나의 프레임 당 적색(R)/녹색(G)/청색(B)/흑색(Black)광을 순차적으로 출사하게 되며, 이때 각 색상의 광은 4ms 동안 출사된다. FIG. 9 illustrates that light of a predetermined color is sequentially emitted from the field sequential light source used as the backlight unit in the present invention. Referring to FIG. 9, the field sequential LEDs sequentially emit red (R) / green (G) / blue (B) / black (Black) light per frame, and light of each color is emitted for 4 ms. do.
도 10a 내지 도 10d는 본 발명에 따른 디스플레이 장치에서, 도 9에 도시된 바와 같이 필드 시퀀셜 광원으로 이루어진 백라이트 유닛부터 소정 색상의 광들이 출사되는 경우, 화상이 구현되는 과정을 순차적으로 도시한 것이다. 도면들을 참조하면, 백라이트 유닛으로부터 적색광(R)이 가장 먼저 출사되고, 이렇게 출사된 적색광(R)은 전기습윤 현상을 이용한 광셔터의 구동에 의하여 소정 픽셀들을 투과하여 외부로 4ms 동안 나오게 된다(도 10a). 다음으로, 상기 백라이트 유닛으로부터 녹색광(G)이 출사되고, 이렇게 출사된 녹색광(G)은 상기 광셔터의 구동에 의하여 선택된 소정 픽셀들을 투과하여 외부로 4ms 동안 나오게 된다(도 10b). 이어서, 상기 백라이트 유닛으로부터 청색광(B)이 출사되고, 이렇게 출사된 청색광(B)은 상기 광셔터의 구동에 의하여 선택된 소정 픽셀들은 투과하여 외부로 4ms 동안 나오게 된다(도 10c). 그리고, 마지막으로 상기 백라이트 구동이 차단됨으로써 전 픽셀들로부터 흑색광(Black)이 4ms 동안 나오게 된다(도 10d). 이와 같이, 적색(R)/녹색(G)/청색(B)/흑색(Black)광을 각각 4ms 씩 선택된 픽셀 들에 순차적으로 투과시키게 되면 잔상효과로 인하여 화상이 형성되게 된다. 10A to 10D sequentially illustrate a process of implementing an image when light of a predetermined color is emitted from a backlight unit including a field sequential light source, as shown in FIG. 9, in the display device according to the present invention. Referring to the drawings, the red light R is first emitted from the backlight unit, and the emitted red light R passes through predetermined pixels through the driving of the optical shutter using the electrowetting phenomenon and comes out for 4 ms (FIG. 10a). Next, the green light G is emitted from the backlight unit, and the emitted green light G passes through predetermined pixels selected by the driving of the light shutter for 4 ms (Fig. 10B). Subsequently, blue light B is emitted from the backlight unit, and the emitted blue light B passes through predetermined pixels selected by the driving of the optical shutter for 4 ms (FIG. 10C). Finally, the backlight driving is cut off, so that black light is emitted from all pixels for 4 ms (FIG. 10D). As such, when the red (R) / green (G) / blue (B) / black (Black) light is sequentially transmitted through the selected pixels for 4 ms each, an image is formed due to the afterimage effect.
이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예가 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다. Although the preferred embodiment according to the present invention has been described above, this is merely illustrative, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the appended claims.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 디스플레이 장치는 백라이트 유닛으로서 순차분할 방식으로 구동되는 필드 시퀀셜 광원을 사용하고, 상기 백라이트 유닛으로부터 순차적으로 출사되는 광들을 응답 속도가 빠른 전기습윤 현상을 이용한 광셔터로 스위칭함으로써 원하는 화상을 구현할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 디스플레이 장치는 종래 액정 표시장치에서의 컬러 필터가 필요하지 않으므로, 컬러 필터를 구비한 액정 표시장치보다 광손실이 크게 줄어들어 저전력이 구동이 가능하며, 시야각의 제한이 없는 동시에 장치의 제작 시간 및 비용이 절감된다는 장점이 있다. As described above, the display apparatus according to the present invention uses a field sequential light source driven in a sequential manner as a backlight unit, and sequentially emits light emitted from the backlight unit to an optical shutter using an electrowetting phenomenon with a fast response speed. By switching, a desired image can be realized. In addition, since the display device according to the present invention does not require a color filter in a conventional liquid crystal display device, the optical loss is significantly reduced compared to a liquid crystal display device having a color filter, so that low power can be driven, and there is no limitation of a viewing angle. The production time and cost of the advantage is reduced.
Claims (21)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007010345A JP2007219510A (en) | 2006-02-13 | 2007-01-19 | Display device |
US11/674,177 US7812809B2 (en) | 2006-02-13 | 2007-02-13 | Display device and a method thereof |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR20060013700 | 2006-02-13 | ||
KR1020060013700 | 2006-02-13 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20070081736A true KR20070081736A (en) | 2007-08-17 |
Family
ID=38611595
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020060101045A KR20070081736A (en) | 2006-02-13 | 2006-10-17 | Display device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20070081736A (en) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20110081649A (en) * | 2010-01-08 | 2011-07-14 | 삼성전자주식회사 | Optical image shutter and method of fabricating the same |
KR20130137978A (en) * | 2012-06-08 | 2013-12-18 | 삼성디스플레이 주식회사 | Electrowetting display and method of manufacturing the same |
KR101352532B1 (en) * | 2011-08-30 | 2014-01-23 | 델타 일렉트로닉스 인코포레이티드 | Three-dimensional display device |
KR101414643B1 (en) * | 2011-01-07 | 2014-07-03 | 엘지전자 주식회사 | lighting apparatus and method for controlling the same |
KR20140102991A (en) * | 2013-02-15 | 2014-08-25 | 삼성전자주식회사 | Electrowetting display device, method of driving the same and method of manufacturing the electrowetting display device |
KR20150017474A (en) * | 2013-08-07 | 2015-02-17 | 삼성디스플레이 주식회사 | Method of displaying an image and display apparatus performing the method |
US8964276B2 (en) | 2012-02-13 | 2015-02-24 | Amazon Technologies, Inc. | Electro-wetting display apparatus |
US8982444B2 (en) | 2012-02-09 | 2015-03-17 | Amazon Technologies, Inc. | Electrowetting display device and manufacturing method thereof |
-
2006
- 2006-10-17 KR KR1020060101045A patent/KR20070081736A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20110081649A (en) * | 2010-01-08 | 2011-07-14 | 삼성전자주식회사 | Optical image shutter and method of fabricating the same |
KR101414643B1 (en) * | 2011-01-07 | 2014-07-03 | 엘지전자 주식회사 | lighting apparatus and method for controlling the same |
KR101352532B1 (en) * | 2011-08-30 | 2014-01-23 | 델타 일렉트로닉스 인코포레이티드 | Three-dimensional display device |
CN105022159A (en) * | 2011-08-30 | 2015-11-04 | 台达电子工业股份有限公司 | Electrically switchable light modulating cells |
US8982444B2 (en) | 2012-02-09 | 2015-03-17 | Amazon Technologies, Inc. | Electrowetting display device and manufacturing method thereof |
US9632306B2 (en) | 2012-02-09 | 2017-04-25 | Amazon Technologies, Inc. | Electrowetting display device and manufacturing method thereof |
US8964276B2 (en) | 2012-02-13 | 2015-02-24 | Amazon Technologies, Inc. | Electro-wetting display apparatus |
US9140894B2 (en) | 2012-02-13 | 2015-09-22 | Amazon Technologies, Inc. | Electro-wetting display apparatus |
KR20130137978A (en) * | 2012-06-08 | 2013-12-18 | 삼성디스플레이 주식회사 | Electrowetting display and method of manufacturing the same |
KR20140102991A (en) * | 2013-02-15 | 2014-08-25 | 삼성전자주식회사 | Electrowetting display device, method of driving the same and method of manufacturing the electrowetting display device |
KR20150017474A (en) * | 2013-08-07 | 2015-02-17 | 삼성디스플레이 주식회사 | Method of displaying an image and display apparatus performing the method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7812809B2 (en) | Display device and a method thereof | |
KR20070081736A (en) | Display device | |
KR101352532B1 (en) | Three-dimensional display device | |
US8031168B2 (en) | Display device having an electrode partially covering a picture element | |
US8842360B2 (en) | Electrowetting display device | |
US8698715B2 (en) | Display device and method for manufacturing the same | |
KR100646810B1 (en) | Apparatus for emitting electrowetting display | |
KR20080010144A (en) | Electrophoretic display device | |
WO2018228047A1 (en) | Display device and method for driving same | |
KR20130126356A (en) | Eloctro wetting display apparatus | |
US20110019262A1 (en) | Display device | |
WO2011111263A1 (en) | Display element, and electrical device using same | |
WO2009005232A1 (en) | Display device driven by electric field and method for manufacturing the same | |
US20130163068A1 (en) | Display element and electrical apparatus using same | |
US9041999B2 (en) | Electrowetting device and method of manufacturing the same | |
KR20120023510A (en) | Apparatus for display | |
US20120013974A1 (en) | Display device and electric apparatus using the same | |
WO2008085717A1 (en) | Shutter system | |
KR102284357B1 (en) | Transparent crystal display device | |
CN110764252A (en) | Transparent panel and naked eye three-dimensional display device | |
US20110304656A1 (en) | Display device and electric apparatus using the same | |
KR20110119978A (en) | Display device | |
WO2012066970A1 (en) | Display element and electrical appliance using same | |
WO2012098987A1 (en) | Display element and electrical device using same | |
US20110080439A1 (en) | Display device and electric apparatus using the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E601 | Decision to refuse application | ||
J201 | Request for trial against refusal decision | ||
J301 | Trial decision |
Free format text: TRIAL DECISION FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 20080328 Effective date: 20090430 |