KR20080054352A - 표시 장치 - Google Patents

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다이스케 아베
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세이코 엡슨 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 목적은 표시 특성이 양호한 새로운 타입의 컬러 표시 장치, 및 그 표시 장치에 사용되는 컬러 필터를 제공하는 데 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 실시 형태에 따른 표시 장치(1)는, 화소(P)마다 배치된, 가역적으로 발색(發色) 또는 소색(消色)할 수 있는 복수 종류의 일렉트로크로믹 색소(2C, 2M, 2Y)를 구비하는 컬러 필터(2)와, 컬러 필터(2)의 각 일렉트로크로믹 색소(2C, 2M, 2Y)에 조사하는 광량을 제어하는 광량 제어 소자(3)를 갖는다.
Figure P1020070127561
표시 장치, 컬러 필터, 일렉트로크로믹 색소, 광량 제어 소자

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시 장치에 관한 것이다.
전압을 인가하면 가역적으로 전계 산화 또는 전계 환원 반응이 일어나 가역적으로 색변화하는 현상을 일렉트로크로미즘(electrochromism)이라 한다. 이와 같은 현상을 일으키는 일렉트로크로믹 화합물의 발색(發色)/소색(消色) 현상을 이용한 일렉트로크로믹 표시 장치가 연구되어 있다(특허문헌 1 참조).
<특허문헌 1> 일본 특개 2006-106669호 공보
그러나, 일렉트로크로믹 표시 장치에서는, 표현 가능한 밝기의 계조 범위가 좁다는 결점이 있었다. 또한, 「진흑색(眞黑色)」을 표현할 수 없다는 결점도 있다.
본 발명의 목적은 표시 특성이 양호한 새로운 타입의 컬러 표시 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명에 따른 표시 장치는 화소마다 배치된, 가역적으로 발색 또는 소색할 수 있는 복수 종류의 일렉트로크로믹 색소를 구비하는 컬러 필터와, 상기 컬러 필터의 상기 각 일렉트로크로믹 색소에 조사하는 광량을 제어하는 광량 제어 소자를 갖는다.
이것에 의하면, 일렉트로크로믹 색소를 구비하는 컬러 필터에 조사하는 광량을 제어하는 광량 제어 소자를 설치함으로써, 복수 종류의 일렉트로크로믹 색소의혼색에 의해 원하는 색을 표시하면서, 광량 제어 소자에 의해 그 색의 밝기를 제어할 수 있다
예를 들면, 상기 컬러 필터는, 1개의 화소에 대응하여 평면적으로 나열된 복수 종류의 상기 일렉트로크로믹 색소를 구비한다. 이것에 의해 컬러 표시 장치를 실현할 수 있다. 또한, 예를 들면 1화소 내의 일렉트로크로믹 색소를 모두 소색시켜 무색으로 함으로써, 광량 제어 소자 측으로부터 조사되는 광을 흡수하지 않고, 백색 표시를 행할 수 있기 때문에 종래의 RGB 서브픽셀을 갖는 컬러 필터보다도 밝은 백색을 표시할 수 있다.
보다 바람직하게는, 상기 컬러 필터는, 1개의 화소에 대응하여 중첩 배치된 복수 종류의 상기 일렉트로크로믹 색소를 구비한다. 예를 들면 시안, 마젠타, 옐로우로 발색할 수 있는 3종류의 상기 일렉트로크로믹 색소가 중첩 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 1화소를 RGB라는 서브픽셀로 나누지 않고, 1개의 화소 내에, 시안, 마젠타, 옐로우 등으로 발색할 수 있는 일렉트로크로믹 색소를 적층시킬 수 있다. 그리고, 원하는 색을 표시하는 데 필요한 일렉트로크로믹 색소 이외의 다른 일렉트로크로믹 색소를 무색 투명하게 함으로써, 그 외의 일렉트로크로믹 색소에 의한 광의 흡수도 없다. 이 때문에, 광량 제어 소자로부터 조사되는 광의 이용 효율을 향상시킬 수 있다.
예를 들면, 상기 컬러 필터는, 상기 일렉트로크로믹 색소를 끼워서 서로 대향하는 2개의 투명 전극을 더 갖는다. 2개의 전극 사이에 인가하는 전압에 의해, 일렉트로크로믹 색소의 발색 또는 소색을 제어할 수 있다.
또는, 상기 컬러 필터는, 중첩 배치된 상기 일렉트로크로믹 색소의 적층체를 끼워서 서로 대향하는 2개의 투명 전극을 더 갖는다. 2개의 전극 사이에 인가하는 전압을 제어하는 것만으로, 적층체 중의 각 일렉트로크로믹 색소의 발색 또는 소색을 제어함으로써, 구조를 간소화할 수 있다.
또는, 상기 컬러 필터는, 중첩 배치된 상태에 있는 상기 각 일렉트로크로믹 색소를 각각 따로따로 끼우는 복수의 투명 전극을 더 갖는다. 이것에 의해, 각 일 렉트로크로믹 색소를 따로따로 제어할 수 있다.
본 발명에 따른 표시 장치는 제1 기판과, 제2 기판과, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 위치하는 전기영동층과, 상기 제2 기판과 상기 전기영동층의 사이에 위치하는 일렉트로크로믹층을 포함하는 것이어도 된다. 이것에 의해, 일렉트로크로믹층이 표시하는 색상과, 전기영동층이 표시하는 색상을 이용할 수 있다. 또한, 일렉트로크로믹층이란, 일렉트로크로믹 재료를 함유하는 층이며, 단층이어도, 복층이어도 상관없다.
상기 표시 장치에서, 상기 제1 기판과 상기 전기영동층의 사이에 제1 전극이 형성되고, 상기 전기영동층과 상기 일렉트로크로믹층의 사이에 제2 전극이 형성되고, 상기 일렉트로크로믹층과 상기 제2 기판의 사이에 제3 전극이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이것에 의하면, 전기영동층과, 일렉트로크로믹층을 독립적으로 제어할 수 있다.
상기 표시 장치에서, 상기 제2 전극과 상기 제3 전극의 사이에 전계가 인가될 때, 상기 일렉트로크로믹층의 색상이 표시되고, 상기 제2 전극과 상기 제3 전극의 사이에 전계가 인가되지 않을 때, 상기 전기영동층의 색상이 표시되는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 일렉트로크로믹층을 투명하게 함으로써, 전기영동층의 색상을 표시할 수 있다.
상기 표시 장치에서, 상기 전기영동층이 백색의 대전 입자를 함유하고, 상기 제2 전극과 상기 제3 전극의 사이에 전계가 인가될 때, 상기 백색의 대전 입자가 상기 전기영동층에서 상기 제2 기판 측에 위치하도록 제어되는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 백색의 대전 입자로부터의 반사광을 일렉트로크로믹층의 색상 표시에 이용할 수 있다. 또한, 백색의 대전 입자로서는 산화티탄 등을 사용할 수 있다.
상기 표시 장치에서, 상기 전기영동층이 흑색의 대전 입자를 함유하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 감법혼색으로는 표현할 수 없는 흑색을 표시할 수 있다. 또한, 흑색의 대전 입자로서는 카본 블랙 등을 사용할 수 있다.
상기 표시 장치에서, 상기 일렉트로크로믹층이 복수의 색상을 표시하는 것이며, 상기 전기영동층이 상기 복수의 색상 이외의 색상을 표시하는 것임이 바람직하다. 이것에 의하면, 동일한 표시 영역에서, 표시 가능한 색상을 증가시킬 수 있다.
(제1 실시 형태)
이하에, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 제1 실시 형태에 따른 반사형 표시 장치의 단면도이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 표시 장치(1)는 컬러 필터(2)와, 광량 제어 소자(3)가 적층하여 구성되어 있다.
컬터 필터(2)는, 화소(P)마다 배치된, 가역적으로 발색 또는 소색할 수 있는 복수 종류의 일렉트로크로믹(EC) 색소의 층(일렉트로크로믹층)을 구비한다. 본 실시 형태에서는 1개의 화소(P) 내에, 시안을 발색하는 일렉트로크로믹 색소(시안 EC 색소)(2C)와, 마젠타를 발색하는 일렉트로크로믹 색소(마젠타 EC 색소)(2M)와, 옐로우를 발색하는 일렉트로크로믹 색소(옐로우 EC 색소)(2Y)가 중첩 배치되어 있다.
일렉트로크로믹 재료란, 전압의 인가에 의해 가역적으로 착색 또는 소색하는 재료이다. 이 착색 또는 소색 현상은, 전압의 인가에 의해 재료의 산화 반응 또는 환원 반응이 일어남에 기인한다. 도 1에서, 착색 상태의 EC 색소(2C, 2M, 2Y)에는 해칭되어 있으며, 소색 상태(무색)의 EC 색소(2C, 2M, 2Y)에는 해칭되어 있지 않다.
EC 색소를 3층으로 중첩한 경우에는, 감법혼색으로 착색할 필요가 있다. 이 때문에, 본 실시 형태에서는, 감법혼색의 3원색인 C(시안), M(마젠타), Y(옐로우)가 적합하게 사용된다. 또한, 보다 완전한 흑색을 표시하기 위하여, C(시안), M(마젠타), Y(옐로우), K(흑)의 EC 색소의 4층 구조여도 된다.
C(시안), M(마젠타), Y(옐로우)를 발색하는 재료에 한정은 없지만, 예를 들면 비특허문헌(Proceedings of the 12th International Display Workshops in conjunction with Asia Display 2005, p.895 (2005))에 기재되어 있는 재료를 사용할 수 있다. 예를 들면, 시안 EC 색소(2C)로서 헵틸비올로겐(HV) 1,4-디아세틸벤젠(DAB)이 사용되고, 마젠타 EC 색소(2M)로서 테레프탈산디메틸이 사용되며, 옐로우 EC 색소(2Y)로서 4,4'-비페닐디카르복시산디에틸(PCE)이 사용된다.
광량 제어 소자(3)는 화소(P), 즉 각 EC 색소(2C, 2M, 2Y)의 적층체에 조사하는 광량을 제어한다. 본 실시 형태에서는, 광량 제어 소자(3)는 외광을 반사시켜, 컬러 필터(2)에 조사하는 광량을 제어하는 예를 나타낸다.
광량 제어 소자(3)는 유리 등으로 이루어지는 기판(제1 기판)(31) 위에 형성된 표시 전극(32)과, 표시 전극(32)에 대향 배치된 대향 전극(33)과, 표시 전 극(32)과 대향 전극(33)의 사이에 개재하는 표시 매체를 갖는다. 표시 전극(32) 및 대향 전극(33)은 ITO 등의 투명 전극을 사용할 수 있다. 대향 전극(33)은 복수의 화소에 공유된 공통 전극을 사용할 수 있다.
본 실시 형태에서는 표시 매체로서, 표시 전극(32)과 대향 전극(33)의 사이에 위치하는 전기영동층을 예시하고 있다. 여기서는, 전기영동층이 마이크로캡슐(34)을 함유하고 있다. 마이크로캡슐(34)은 바인더(35)에 의해 고정되어 있다. 마이크로캡슐(34)은 흑색 입자(36)와, 백색 입자(37)와, 투명 분산매(38)를 내부에 함유하고 있다. 흑색 입자(36)는, 예를 들면 음으로 대전하고 있고, 백색 입자(37)는, 예를 들면 양으로 대전하고 있다.
단, 표시 매체로서 전기영동층 이외에도, 트위스트 볼(twist ball)이나, 액정을 사용해도 된다. 액정의 종류에 한정은 없고, 고분자 분산형 액정, 고분자 네트워크형 액정, 단층 콜레스테릭 액정 등을 사용할 수 있다.
도 2는 컬러 필터의 일례를 나타낸 단면도이다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 컬러 필터(2)는, 예를 들면 3매의 컬러 필터 기판, 즉 옐로우용의 컬러 필터 기판(2-1)과, 마젠타용의 컬러 필터 기판(2-2)과, 시안용의 컬러 필터 기판(2-3)을 적층하여 형성되어 있다.
각 컬러 필터 기판(2-1∼2-3)은, 유리 등으로 이루어지는 투명 기판(21)과, 투명 기판(21)에 형성된 박막 트랜지스터(22) 및 층간막(23)과, 박막 트랜지스터(22) 및 층간막(23) 위에 형성된 표시 전극(24)과, 표시 전극(24) 위에 형성된 EC 색소(2Y, 2M 또는 2C)와, EC 색소 위에 전해질(25)을 개재시켜 배치된 대향 전 극(26)을 갖는다. 표시 전극(24) 및 대향 전극(26)은 ITO 등의 투명 전극으로 이루어진다. 대향 전극(26)은 모든 화소에 공통으로 되어 있으며, 표시 전극(24)은 화소(P)마다 분리되어 있다. 최상층의 컬러 필터 기판(2-3)에서는, 대향 전극(26)의 상층에 유리 등으로 이루어지는 대향 기판(제2 기판)(27)이 설치되어 있다.
본 실시 형태에서는 각 EC 색소(2C, 2M, 2Y)가 따로따로 표시 전극(24) 및 대향 전극(26)에 끼워져 있기 때문에, 각 EC 색소(2C, 2M, 2Y)의 발색 또는 소색의 제어가 용이해진다.
다음에, 상기의 본 실시 형태에 따른 표시 장치의 동작에 대하여 설명한다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 대향 전극(33)을 0V, 표시 전극(32)에 양의 전압을 인가하면, 마이크로캡슐(34) 내의 음으로 대전한 흑색 입자(36)는 표시 전극(32) 측에 모이고, 양으로 대전한 백색 입자(37)는 대향 전극(33) 측에 모인다. 그 결과, 도면 중 화살표 방향에서 들어오는 외광이 백색 입자(37)에 의해 반사되어, 백색 표시가 된다.
한편, 대향 전극(33)을 0V, 표시 전극(32)에 음의 전압을 인가하면, 마이크로캡슐(34) 내의 음으로 대전한 흑색 입자(36)는 대향 전극(33) 측에 모이고, 양으로 대전한 백색 입자(37)는 표시 전극(32) 측에 모인다. 그 결과, 도면 중 화살표방향에서 들어오는 외광이 흑색 입자(36)에 의해 흡수되어, 흑색 표시가 된다.
이상과 같이 하여, 광량 제어 소자(3)에 의해 컬러 필터(2) 측으로 반사되는 외광의 광량, 즉 컬러 필터(2)에 조사되는 광량이 제어된다. 예를 들면, 표시 전극(32), 대향 전극(33)에 인가하는 펄스 전압의 폭(幅) 등을 변화시킴으로써, 흑색 입자(36) 및 백색 입자(37)의 분산 정도를 변화시킬 수 있어, 밝기의 계조 표시가 가능해진다.
EC 색소(2C, 2M, 2Y)를 끼우는 전극(24, 26) 사이에 인가하는 전압을 제어함으로써, 각 EC 색소(2C, 2M, 2Y)의 발색 또는 소색을 제어할 수 있다. 예를 들면, 발색 문턱값을 초과하는 전압을 인가함으로써, EC 색소는 발색한다. 이 발색 문턱값은 EC 색소마다 다르다. 또한, 소색 문턱값을 초과하는 전압(발색에 요하는 전압의 역전압)을 EC 색소에 인가함으로써, 발색 상태에 있는 EC 색소를 소색 상태로 할 수 있다. 이상과 같이 하여, 화소(P) 내에 있는 각 EC 색소(2C, 2M, 2Y)의 발색 또는 소색이 제어된다. 광량 제어 소자(3)에 의해 반사된 백색광은 컬러 필터(2)를 통과하여, 각 EC 색소(2C, 2M, 2Y)의 감법혼색에 의해 원하는 색으로 착색된다.
도 1의 왼쪽의 화소(P)에서부터 설명하면, 시안 EC 색소(2C)만이 발색하고 있는 경우에는, 시안색이 표시된다. 마젠타 EC 색소(2M)만이 발색하고 있는 경우에는, 마젠타색이 표시된다. 옐로우 EC 색소(2Y)만이 발색하고 있는 경우에는, 황색이 표시된다.
또한, 시안 EC 색소(2C) 및 마젠타 EC 색소(2M)가 발색하고 있는 상태에서는, 이들 색소의 혼색에 의해 청색이 표시된다. 마젠타 EC 색소(2M) 및 옐로우 EC 색소(2Y)가 발색하고 있는 상태에서는, 이들 색소의 혼색에 의해 적색이 표시된다. 시안 EC 색소(2C) 및 옐로우 EC 색소(2Y)가 발색하고 있는 상태에서는, 이들 색소의 혼합에 의해 녹색이 표시된다.
또한, 모든 EC 색소(2C, 2M, 2Y)가 발색하고 있는 상태에서는, 이들 색소의 혼색에 의해 흑색이 표시된다. 단, 실제로는 EC 색소(2C, 2M, 2Y)의 혼색에 의해 표시 장치에 요구되는 완전한 흑색은 얻어지지 않는다. 이것은, 예를 들면 시안색은 가시광역 중, 적(赤)만을 흡수한 색이 되지만, 실제로는 적(赤) 부근에 피크를 갖는 가우스 함수적인 흡수 스펙트럼을 갖는다. 다른 색도 마찬가지이다. 감법혼색으로는 중첩 배치된 각각의 투과 스펙트럼((1 - 흡수)×100%)의 곱에 의해 광이 감해져 가므로, 모든 가시광역의 파장에 있어서 중첩 배치된 어느 층에서 100% 흡수되지 않으면(투과가 0%로 되지 않으면) 투과광이 0으로 되지 않아, 진흑색으로 되지 않는다. 흡수 스펙트럼이 계단 형상의 함수이면 전(全) 파장 영역에서 투과가 0인 것은 실현 가능하지만, 가우스 함수이므로 현실적으로는 진흑색으로 되지 않는 것이다.
본 실시 형태에서는 EC 색소(2C, 2M, 2Y)의 혼색에 더하여, 광량 제어 소자(3) 측에서도 흑색을 표시시킴으로써, 거의 완전한 흑색이 얻어진다. 화소 내의 모든 EC 색소(2C, 2M, 2Y)를 소색 상태로 하고, 광량 제어 소자(3) 측에서 흑색을 표시시킴으로써, 거의 완전한 흑색을 얻을 수도 있다. 화소 내의 모든 EC 색소(2C, 2M, 2Y)를 소색 상태로 하고, 또한 광량 제어 소자(3) 측을 백색으로 표시시킴으로써, 백색이 표시된다.
상술한 바와 같이, 일렉트로크로믹 재료를 컬러 필터(2)로서 사용하고, 그 컬러 필터에 조사하는 광량을 제어하는 광량 제어 소자(3)를 별도로 설치함으로써, 일렉트로크로믹 재료의 계조 표시 범위가 좁은 결점을 해소할 수 있다.
일렉트로크로믹 색소를 사용하여 컬러 필터(2)를 형성함으로써, 1화소를 RGB라는 서브픽셀로 나누지 않고, 1개의 화소(P) 내에 시안 EC 색소(2C), 마젠타 EC 색소(2M), 옐로우 EC 색소(2Y)를 적층시킬 수 있다. 그리고, 원하는 색을 표시하는 데 필요한 EC 색소 이외의 다른 EC 색소를 무색으로 함으로써, 그 외의 EC 색소에 의한 광의 흡수도 없다. 이 때문에, 광원(광량 제어 소자(3)로부터의 반사광)으로부터의 광의 이용 효율을 종래에 비하여 향상시킬 수 있다.
즉, 종래, R, G, B의 안료나 염료로 이루어지는 색소를 평면적으로 배치하여, R, G, B의 3개의 서브픽셀로 1개의 화소를 구성한 경우, R의 색을 표시하는 경우에는, G, B의 서브픽셀은 흑색 표시로 하기 때문에, 광의 이용 효율은 1/3로 되어 버린다. 이에 대하여, 본 실시 형태에서는 서브픽셀로 나눌 필요가 없으므로, 광의 이용 효율을 향상시킬 수 있다. 이것에 의해, 외광의 이용 효율을 향상시킨, 밝은 표시의 반사형 표시 장치를 실현할 수 있다.
또한, EC 색소에 의한 감법혼색으로는 완전한 흑색의 표시는 곤란하지만, 광량 제어 소자(3) 측에서 흑색 표시를 제어함으로써, 완전한 흑색 표시를 실현할 수 있다. 또한, 서브픽셀로 나눌 필요가 없기 때문에, 종래와 동일한 화소 사이즈로 설정한 경우에는, 화소 내에 배치되는 박막 트랜지스터(22) 등의 소자의 사이즈를 크게 할 수 있다.
(제2 실시 형태)
도 3은 제2 실시 형태에 따른 표시 장치에서의 컬러 필터(2)의 개략 단면도이다. 제2 실시 형태에서는 EC 색소(2Y, 2M, 2C)의 적층체를 표시 전극(24) 및 대 향 전극(26)에 끼운 예에 대하여 설명한다.
컬퍼 필터(2)는 유리 등으로 이루어지는 투명 기판(21)과, 투명 기판(21)에 형성된 박막 트랜지스터(22) 및 층간막(23)과, 박막 트랜지스터(22) 및 층간막(23) 위에 형성된 표시 전극(24)과, 표시 전극(24) 위에 적층 형성된 EC 색소(2C, 2M, 2Y)와, EC 색소의 적층체 위에 전해질(25)을 개재시켜 배치된 대향 전극(26)과, 대향 전극(26) 위에 형성된 유리 등으로 이루어지는 대향 기판(27)을 갖는다. 표시 전극(24) 및 대향 전극(26)은 ITO 등의 투명 전극으로 이루어진다. 대향 전극(26)은 모든 화소에 공통으로 되어 있으며, 표시 전극(24)은 화소마다 분리되어 있다.
제2 실시 형태에서는, 이하에 나타낸 바와 같은 발색 문턱값 특성의 관계를 만족시키는 EC 색소(2C, 2M, 2Y)의 선정 및 발색의 제어를 행할 필요가 있다.
예를 들면, 시안 EC 색소(2C)의 발색 문턱값 전압을 Vc1, 소색 문턱값 전압을 Vc2라 하고, 마젠타 EC 색소(2M)의 발색 문턱값 전압을 Vm1, 소색 문턱값 전압을 Vm2라 하고, 옐로우 EC 색소(2Y)의 발색 문턱값 전압을 Vy1, 소색 문턱값 전압을 Vy2라 한다. 여기서, Vc1, Vm1, Vy1의 절대값의 크기 순서와, Vc2, Vm2, Vy2의 절대값의 크기 순서가 동일하면 된다. 예를 들면, 발색 문턱값 전압을 양으로, 소색 문턱값 전압을 음으로 한다. 예를 들면, Vc1 > Vm1 > Vy1의 경우에는, |Vc2| > |Vm2| > |Vy2|이면 된다.
이 경우에는, V ≥ Vc1이 되는 양전압 V를 인가하면, EC 색소(2C, 2M, 2Y)가 모두 발색한다. 다음에, |Vc2| > |V| ≥ |Vm2|가 되는 음전압 V를 인가하면, 마젠타 EC 색소(2M) 및 옐로우 EC 색소(2Y)만이 소색한다. 따라서, 시안 EC 색소(2C) 만을 선택적으로 발색시킬 수 있다. 또한, Vc1 > V ≥ Vm1이 되는 전압 V를 인가하면, 마젠타 EC 색소(2M) 및 옐로우 EC 색소(2Y)만이 발색한다. 다음에, |Vm2| > |V| ≥ |Vy2|가 되는 음전압 V를 인가하면, 옐로우 EC 색소(2Y)만이 소색한다. 이것에 의해, 마젠타 EC 색소(2M)만을 선택적으로 발색시킬 수 있다. 또한, Vm1 > V ≥ Vy1이 되는 전압 V를 인가하면, 옐로우 EC 색소(2Y)가 발색한다. 이와 같이 하여, 모든 EC 색소(2C, 2M, 2Y)의 발색의 조합을 실현할 수 있다.
제2 실시 형태에 따르면, 제1 실시 형태에 비하여 EC 색소의 재료가 한정되고, 또한 발색의 제어가 복잡해지지만, 1개의 투명 기판(21) 위에 EC 색소(2C, 2M, 2Y)를 적층시키므로, 컬러 필터(2)를 얇게 할 수 있다는 이점이 있다.
(제3 실시 형태)
도 4는 제3 실시 형태에 따른 표시 장치(1)의 구성을 나타낸 도면이다. 제1, 제2 실시 형태에서는 반사형의 표시 장치의 예에 대하여 설명했지만, 본 실시 형태에서는 투과형의 표시 장치의 예에 대하여 설명한다.
본 실시 형태에서는 컬러 필터(2)와, 광량 제어 소자(3)와, 광원이 되는 백라이트(4)가 적층하여 형성되어 있다. 컬러 필터(2)의 구성에 대해서는, 제1 실시 형태와 마찬가지이기 때문에, 그 설명은 생략한다. 백라이트(4)는 광량 제어 소자(3)를 향해 백색광을 조사한다.
광량 제어 소자(3)는 화소(P), 즉 각 EC 색소(2C, 2M, 2Y)의 적층체에 조사하는 광량을 제어한다. 본 실시 형태에서는 광량 제어 소자(3)는 백라이트(4)로부터 조사되는 광의 투과량을 제어한다. 이 때문에, 본 실시 형태에서는 표시 전 극(32) 및 대향 전극(33)의 사이에 충전되는 표시 매체로서 액정(39)을 사용한다. 액정(39)으로서는, 통상의 투과형 액정 표시 장치에 사용되는 네마틱 액정 등을 사용할 수 있으며, 그 종류에 한정은 없다. 또한, 도면에는 나타내지 않지만, 기판(31) 및 대향 전극(33)의 외측에는, 기판(31) 및 대향 전극(33)을 끼우는 한 쌍의 편광판(40, 41)이 배치되어 있다.
백라이트(4)로부터 조사된 광은, 편광판(40)을 통과함으로써 원하는 직선 편광으로 변환된다. 표시 전극(32) 및 대향 전극(33)에 인가되는 전압에 의해, 액정(39)의 배향 상태가 제어된다. 이 액정(39)의 배향 상태에 의해, 직선 편광의 편광 방위가 제어되고, 또 한쪽의 편광판(41)을 통과하는 광의 광량이 제어된다. 제1 실시 형태와 마찬가지로, 광량 제어 소자(3)를 통과한 광은 컬러 필터(2)에 의해 착색된다.
제3 실시 형태와 같이, 투과형 표시 장치에도 본 발명은 적용 가능하다. 이 경우에도, 백라이트(4)의 광의 이용 효율이 향상되므로, 백라이트(4)의 소비 전력을 억제하면서, 밝은 표시를 얻을 수 있다. 이 결과, 표시 장치의 저소비 전력화를 도모할 수 있다.
(제4 실시 형태)
도 5는 제4 실시 형태에 따른 표시 장치에서의 컬러 필터(2)의 개략 단면도이다. 제1, 제2 실시 형태에서는 1화소 내에 EC 색소가 중첩 배치되어 있는 예에 대하여 설명했지만, 본 실시 형태에서는 1화소 내에 평면적으로 EC 색소가 나열되어 배치되어 있는 예에 대하여 설명한다. 또한, 제1 실시 형태와 동일한 구성요소 에는 동일한 부호를 붙였으며, 그 설명은 생략한다.
도 5에 나타낸 단면도는 1개의 화소(P)의 단면도에 상당한다. 1개의 화소(P)는 3개의 서브 화소(서브픽셀)(SP)로 나뉘어 있고, 각 서브픽셀에는 1층의 적 EC 색소(2R), 녹 EC 색소(2G), 청 EC 색소(2B)의 어느 것이 배치되어 있다. 적 EC 색소(2R), 녹 EC 색소(2G), 청 EC 색소(2B)가 배치된 3개의 서브픽셀(SP)로 1개의 화소(P)가 구성된다. 서브픽셀(SP)마다 표시 전극(24)이 배치되어 있어, 적 EC 색소(2R), 녹 EC 색소(2G), 청 EC 색소(2B)의 발색 또는 소색을 제어할 수 있게 되어 있다.
본 실시 형태에서는, 가법혼색으로 착색하는 예이다. 이 때문에, 본 실시 형태에서는 EC 색소로서, 가법혼색의 3원색인 R(적), G(녹), B(청)를 나타내는 재료가 적합하게 사용된다. R(적), G(녹), B(청)를 나타내는 EC 재료에 대해서는 한정은 없다.
상기 컬러 필터(2)에서는, EC 색소(2R, 2G, 2B)를 끼우는 전극(24, 26) 사이에 인가하는 전압을 제어함으로써, 각 EC 색소(2R, 2G, 2B)의 발색 또는 소색을 제어할 수 있다. 예를 들면, 발색 문턱값을 초과하는 전압을 인가함으로써, EC 색소는 발색한다. 이 발색 문턱값은 EC 색소마다 다르다. 또한, 소색 문턱값을 초과하는 전압(발색에 요하는 전압의 역전압)을 EC 색소에 인가함으로써, 발색 상태에 있는 EC 색소를 소색 상태로 할 수 있다. 이상과 같이 하여, 화소(P) 내에 있는 각 EC 색소(2R, 2G, 2B)의 발색 또는 소색이 제어된다. 광량 제어 소자(3) 측으로부터 조사된 백색광은 컬러 필터(2)를 통과하여, 각 EC 색소(2R, 2G, 2B)의 가법혼 색에 의해 원하는 색으로 착색된다.
본 실시 형태에 따른 표시 장치와 같이, 평면 형상으로, 다른 색을 나타내는 1층의 EC 색소를 나열하여, 3개의 EC 색소(2R, 2G, 2B)로 1개의 화소를 구성해도 된다. 본 실시 형태에 의하면, 모든 EC 색소(2C, 2M, 2Y)를 무색으로 함으로써, 광의 흡수를 억제하면서, 백색을 표시시킬 수 있다. 이 결과, 종래의 안료나 염료를 사용한 컬러 필터에 비하여, 백과 흑의 콘트라스트를 향상시킬 수 있다.
또한, 예를 들면 적색을 표시하는 경우에는, 적 EC 색소(2R)가 배치된 서브픽셀로 적색을 표시하고, 다른 EC 색소(2G, 2B)를 무색으로 하고, 그 EC 색소(2G, 2B)가 배치된 서브픽셀에 대해서는 광량 제어 소자(3)에 의해 광량을 제어함으로써, 암적색에서부터 담적색까지 밝기가 다른 적색 표시가 가능해진다.
본 발명은 상기의 실시 형태의 설명에 한정되지 않는다.
예를 들면, 반사형 표시 장치에서, 관측자 측에서부터 순서대로 컬러 필터(2), 광량 제어 소자(3)가 배치되어 있는 예에 대하여 설명했지만, 관측자 측에서부터 순서대로 광량 제어 소자(3), 컬러 필터(2)가 배치되어 있어도 된다.
그 밖에, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 범위에서 여러 가지 변경이 가능하다.
도 1은 제1 실시 형태에 따른 표시 장치의 개략 구성도.
도 2는 컬러 필터의 단면도.
도 3은 제2 실시 형태에 따른 표시 장치에서의 컬러 필터의 단면도.
도 4는 제3 실시 형태에 따른 표시 장치의 개략 단면도.
도 5는 제4 실시 형태에 따른 표시 장치의 개략 단면도.
도면의 주요 부호에 대한 설명
1…표시 장치, 2…컬러 필터, 2C…시안 EC 색소, 2M…마젠타 EC 색소, 2Y…옐로우 EC 색소, 2R…적 EC 색소, 2G…녹 EC 색소, 2B…청 EC 색소, 2-1, 2-2, 2-3…컬러 필터 기판, 3…광량 제어 소자, 4…백라이트, 21…투명 기판, 22…박막 트랜지스터, 23…층간막, 24…표시 전극, 25…전해질, 26…대향 전극, 27…대향 기판, 31…기판, 32…표시 전극, 33…대향 전극, 34…마이크로캡슐, 35…바인더, 36…흑색 입자, 37…백색 입자, 38…투명 분산매, 39…액정, 40, 41…편광판, P…화소

Claims (13)

  1. 화소마다 배치된, 가역적으로 발색(發色) 또는 소색(消色)할 수 있는 복수 종류의 일렉트로크로믹 색소를 구비하는 컬러 필터와,
    상기 컬러 필터의 상기 각 일렉트로크로믹 색소에 조사하는 광량을 제어하는 광량 제어 소자를 갖는 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 컬러 필터는, 1개의 화소에 대응하여 평면적으로 나열된 복수 종류의 상기 일렉트로크로믹 색소를 구비하는 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 컬러 필터는, 1개의 화소에 대응하여 중첩 배치된 복수 종류의 상기 일렉트로크로믹 색소를 구비하는 표시 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    시안, 마젠타, 옐로우로 발색할 수 있는 3종류의 상기 일렉트로크로믹 색소가 중첩 배치되어 있는 표시 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 컬러 필터는, 상기 일렉트로크로믹 소자를 끼워서 서로 대향하는 2개의 투명 전극을 더 갖는 표시 장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 컬러 필터는, 중첩 배치된 상기 일렉트로크로믹 색소의 적층체를 끼워서 서로 대향하는 2개의 투명 전극을 더 갖는 표시 장치.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 컬러 필터는, 중첩 배치된 상태에 있는 상기 각 일렉트로크로믹 색소를 각각 따로따로 끼우는 복수의 투명 전극을 더 갖는 표시 장치.
  8. 제1 기판과,
    제2 기판과,
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 사이에 위치하는 전기영동층과,
    상기 제2 기판과 상기 전기영동층의 사이에 위치하는 일렉트로크로믹층을 포함하는 표시 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 기판과 상기 전기영동층의 사이에 제1 전극이 형성되고,
    상기 전기영동층과 상기 일렉트로크로믹층의 사이에 제2 전극이 형성되고,
    상기 일렉트로크로믹층과 상기 제2 기판의 사이에 제3 전극이 형성되어 있는 표시 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2 전극과 상기 제3 전극의 사이에 전계가 인가될 때, 상기 일렉트로크로믹층의 색상이 표시되고, 상기 제2 전극과 상기 제3 전극의 사이에 전계가 인가되지 않을 때, 상기 전기영동층의 색상이 표시되는 표시 장치.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 전기영동층이 백색의 대전 입자를 함유하고, 상기 제2 전극과 상기 제3 전극의 사이에 전계가 인가될 때, 상기 백색의 대전 입자가 상기 전기영동층에서 상기 제2 기판 측에 위치하도록 제어되는 표시 장치.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 전기영동층이 흑색의 대전 입자를 함유하는 표시 장치.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 일렉트로크로믹층이 복수의 색상을 표시하는 것이며, 상기 전기영동층이 상기 복수의 색상 이외의 색상을 표시하는 것인 표시 장치.
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