KR20080066255A - 반사형 디스플레이장치 - Google Patents

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KR20080066255A
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황현하
강승곤
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Abstract

개시된 반사형 디스플레이장치는, 상호 일정간격 이격되는 하부기판 및 상부기판, 하부기판 상면에 구비하는 복수개의 픽셀전극, 복수개의 색상픽셀을 가지는 상태로 상부기판 하면에 구비하는 컬러필터, 컬러필터의 각 색상픽셀 사이에 구비하는 복수개의 광원전극, 각 광원전극 하면에 결합되어 하부기판 방향으로 빛을 발생하는 광원, 컬러필터 하면에 구비하는 공통전극, 공통전극과 픽셀전극 사이에는 양 전하를 가지는 백색입자와 음 전하를 가지는 흑색입자 및 유전액으로 구성되는 복수개의 마이크로캡슐을 구비한다.
이와 같은 반사형 디스플레이장치는, 하부기판 방향으로 빛을 발생하는 광원을 평평한 상부기판 하면에 일체 상태로 구비하여 광원에서 발생되는 빛이 마이크로캡슐에 의해 반사된 후 왜곡없이 디스플레이함으로써 주변광이 약하거나 어두울 경우에도 화질이 우수하게 되며, 광원을 상부기판 하면에 일체 상태로 구비하여 전체 장치의 두께가 얇아짐과 더불어 조립을 용이하게 할 수 있는 효과를 제공한다.
반사, 광원, 디스플레이, 마이크로캡슐

Description

반사형 디스플레이장치{Reflection-type display system}
도 1은 종래의 반사형 액정표시장치를 나타낸 단면도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 반사형 디스플레이장치의 단면도,
도 3은 도 2에 도시한 마이크로캡슐의 전압인가에 따른 동작 상태단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100:하부기판 200:상부기판
300:픽셀전극 400:광원전극
500:광원 600:공통전극
700:마이크로캡슐 710:유전액
720:백색입자 730:흑색입자
800:보호막 900:컬러필터
본 발명은 디스플레이장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 외부 광원으로 나온 빛이 반사형 디스플레이에 입사된 후 다시 반사판에 반사되어 표시화면을 사용자의 눈에 디스플레이 되게 하는 반사형 디스플레이장치에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시장치는 광을 이용하는 방식에 따라 투과형과 반사형으로 대별된다.
여기서, 투과형 액정표시장치는 두 장의 유리기판 사이에 액정물질이 주입된 액정표시패널과, 액정표시패널에 빛을 공급하는 백라이트(Back Light)를 구비하게 되는 바, 백라이트의 과도한 소비전력 및 부피, 무게로 인해 박형화, 경량화에 어려움이 있어, 근래에는 백라이트를 사용하지 않는 반사형 액정표시장치를 주로 사용하고 있다.
이러한, 반사형 액정표시장치는 자연광이 충분한 광량을 가지고 있지 않은 경우 표시된 정보를 볼 수 없게 되는 바, 이러한 문제를 해결하기 위해 광원을 공급하는 프론트라이트유닛(Front Light Unit; FLU)이 사용되고 있다.
도 1은 프론트라이트유닛을 가지는 반사형 액정표시장치의 개략적 구조를 나타낸 도면이다.
이러한, 반사형 액정표시장치는 반사형 액정패널(10)과, 반사형 액정패널(10) 상부에 구비된 상태로 빛을 공급하는 프론트라이트유닛(20)을 구비하는데, 상기 반사형 액정패널(10) 하단부에는 반사전극(Diffusing reflective electrode)(11)이 형성되어 액정패널(10)의 표시면에 입사되는 자연광이나 보조광을 반사되게 한다.
그리고, 상기 프론트라이트유닛(20)은 빛을 발생하는 광원(30)과, 빛을 액정패널의 표시면 방향으로 균일하게 출사시키는 도광판(40)과, 광원(30)에서 발생된 빛을 도광판(40) 방향으로 반사시키는 반사경(50)과, 도광판(40)에서 빛이 누설되는 것을 방지하는 반사방지막(60)으로 구성된다.
여기서, 상기 도광판(40)은 상부표면이 프리즘 패턴으로 형성되어 도광판(40)에 경사지게 입사된 빛의 진행경로를 표시면에 대해 수직으로 변경되게 하며, 상기 도광판(40)에 의해 입사되는 빛은 반사형 액정패널(10)의 수직 방향으로 입사된 후 다시 반사형 액정패널(10)에 의해 반사되어 도광판(40) 상방으로 진행하여 사용자의 눈으로 입사되어 정보를 제공하게 된다.
그러나, 종래의 반사형 액정표시장치는 프론트라이트유닛(20)이 반사형 액정패널(10) 전면에 위치함으로 인해 화질이 저하되는 요인으로 작용되는 문제점이 있다.
즉, 도광판(40)의 프리즘 패턴과 액정패널(10) 간의 간섭에 의한 모아레(Moire) 발생, 도광판(40)의 표면반사에 의한 명암비 저하, 도광판(40)의 투과율에 따른 휘도 저하 등이 발생하는 문제점이 있다.
그리고, 도광판(40)이 프리즘 패턴으로 형성되어 조립시 외부 스크래치(scratch)나 먼지 흡착 등에 의해 쉽게 불량이 발생되는 문제점이 있다.
또한, 도광판(40)의 두께로 인하여 전체적인 디스플레이장치의 두께를 축소하는데 한계가 발생하는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 화질저하 및 조립시 먼지흡착이나 스크래치에 의한 불량이 발생되지 않음과 더불어 두께를 얇게 할 수 있는 반사형 디스플레이장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반사형 디스플레이장치는, 상호 일정간격 이격되는 하부기판 및 상부기판과; 상기 하부기판 상면에 구비하는 복수개의 픽셀전극과; 복수개의 색상픽셀을 가지는 상태로 상기 상부기판 하면에 구비하는 컬러필터와; 상기 컬러필터의 각 색상픽셀 사이에 구비하는 복수개의 광원전극과; 각 상기 광원전극 하면에 결합되어 상기 하부기판 방향으로 빛을 발생하는 광원과; 상기 컬러필터 하면에 구비하는 공통전극; 및, 상기 공통전극과 상기 픽셀전극 사이에는 양 전하를 가지는 백색입자와 음 전하를 가지는 흑색입자 및 유전액으로 구성되는 복수개의 마이크로캡슐을 구비한다.
여기서, 상기 하부기판과 픽셀전극 및 상기 상부기판과 광원전극 사이에는 외부로부터 수분이나 산소의 침투를 막는 보호막이 구비하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 보호막은 아크릴(Acryl), 폴리이미드(Polyimide), 산화실리콘(Si02), 질화규소(SiN) 중 선택된 어느하나의 재질인 것이 바람직하다.
또한, 상기 광원전극은 블랙 매트릭스(Black matrix)인 것이 바람직하다.
또한, 상기 광원은 백색 유기발광다이오드(White OLED)인 것이 바람직하다.
또한, 상기 광원은 상기 광원전극보다 작은 것이 바람직하다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적인 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 반사형 디스플레이장치의 전체 단면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 반사형 디스플레이장치는, 하부기판(100), 상부기판(200), 픽셀전극(300), 컬러필터(900), 광원전극(400), 광원(500), 공통전극(600), 마이크로캡슐(700)을 구비하고 있다.
상기 하부기판(100) 및 상기 상부기판(200)은 상호 일정간격 이격되는 기판이다
이러한, 각각의 상기 하부기판(100) 및 상기 상부기판(200)은 상면 및 하면이 평평한 기판으로, 투명하거나 불투명한 것을 선택적으로 형성할 수 있다.
즉, 상기 하부기판(100) 및 상기 상부기판(200)은 유리나 플라스틱 필름 중 선택된 어느하나의 재질로 형성하는 것이 바람직하다.
상기 픽셀전극(300)은 상기 하부기판(100) 상면에 복수개가 구비되어 구동 전압을 인가받는 전극이다.
상기 컬러필터(900)는 상기 상부기판 하면에 구비하는 필터이다.
이러한, 상기 컬러필터(900)는 복수개의 레드(R), 그린(G), 블루(B)를 가지는 색상픽셀을 가지고 있다.
상기 광원전극(400)은 상기 광원(500)에 구동 전압을 인가하여 상기 광원(500)에서 빛을 발생되게 하는 복수개의 전극이다.
이러한, 상기 광원전극(400)은 상기 컬러필터(900)의 각 색상픽셀 사이에 구비하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 광원전극(400)은 상기 광원(500)에서 빛이 발생할 경우, 상기 상부기판(200) 방향으로 향하지 않고 상기 하부기판(100) 방향으로만 향할 수 있도록 블랙 매트릭스(Black matrix)인 것이 바람직하다.
여기서, 상기 광원전극(400)은 크롬(Cr), 크롬산화물(Cr0x)을 스퍼터링(Sputtering)공법으로 침전시킨 후 포토리소그래피(Photo-lithography)공법으로 패터닝하여 블랙 매트릭스로 형성할 수 있다.
이같이, 상기 광원전극(400)이 블랙 매트릭스을 특성으로 가지는 상태로 상기 컬러필터(900)의 각 색상픽셀 사이에 구비됨으로써, 외부로부터 입사되는 빛이 상기 컬러필터(900)의 각 색상픽셀의 개구부만을 통과하고 각각의 색상픽셀 사이나 스위칭소자 및 배선부분 등 색상을 조절할 수 없는 부분으로 투과되는 것을 방지하여 디스플레이의 대조비를 향상되게 한다.
상기 광원(500)은 상기 광원전극(400)으로 인가되는 구동 전압에 의해 빛을 발생되게 하는 소자이다.
이러한, 상기 광원(500)은 각각의 상기 광원전극(400) 하면에 결합되어 상기 광원전극(400) 전극에 구동 전압이 인가시 상기 하부기판(100) 방향으로 발광하게 된다.
이러한, 상기 광원(500)은 저전압 구동이 가능한 백색 유기발광다이오드(White OLED)를 사용하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 광원(500)은 빛이 상기 상부기판(200) 방향으로 향하지 않고 상기 하부기판(100) 방향으로만 향할 수 있도록 상기 광원전극(400)보다 작게 형성함과 더불어 배면발광(Bottom Emission)방식인 것을 사용하는 것이 바람직하다.
더불어, 상기 하부기판(100)과 상기 픽셀전극(300) 및, 상기 상부기판(200)과 상기 광원전극(400) 사이에는 외부로부터 수분이나 산소가 침투하는 것을 방지하여 상기 광원(500)의 수명을 연장되게 하는 보호막(800)을 구비한다.
이러한, 상기 보호막(800)은 아크릴(Acryl), 폴리이미드(Polyimide)과 같은 고분자소재나, 산화실리콘(Si02), 질화규소(SiN)와 같은 세라믹소재 중 선택된 어느 하나의 재질로 형성하는 것이 바람직하다.
상기 공통전극(600)은 상기 컬러필터(800) 하면에 구비되어 구동 전압을 인가받는 투명전극이다.
이러한, 상기 공통전극(600)은 상기 광원전극(400)과 연결되어 상기 상부기판(200) 상에 소자의 구동 전압 인가 및 상기 광원(500)으로 구동 전압을 동시에 인가되게 한다.
상기 마이크로캡슐(700)은 상기 공통전극(600)과 상기 픽셀전극(300) 사이에 위치하게 되는 캡슐이다.
이러한, 상기 마이크로캡슐(700)은 투명한 유전액(710)(Dielectric fluid)과, 양의 전하를 가지는 백색입자(720) 및, 음의 전하를 가지는 흑색입자(730)를 구비한다.
따라서, 도 3에 도시한 바와 같이 상기 마이크로캡슐(700)은 상기 공통전극(600) 및 상기 픽셀전극(300)에 인가되는 전위에 따라 양의 전하를 가지는 백색입자(720) 및, 음의 전하를 가지는 흑색입자(730)의 위치가 정해진다.
즉, 상기 공통전극(600)은 양전극으로 인가됨과 더불어 상기 픽셀전극(300)이 음전극으로 인가되면, 흑색입자(730)는 상기 공통전극(600)으로 이동하게 되며, 백색입자(720)는 상기 픽셀전극(300)으로 이동하게 된다.
반대로, 상기 공통전극(600)은 음전극으로 인가됨과 더불어 상기 픽셀전극(300)이 양전극으로 인가되면, 흑색입자(730)는 상기 픽셀전극(300)으로 이동하게 되며, 백색입자(720)는 상기 공통전극(600)으로 이동하게 된다.
이와 같이, 상기 공통전극(600) 방향으로 이동된 입자가 흑색입자(730)일 경우에는 상기 광원(500)으로부터 발생된 빛이 상기 마이크로캡슐(700)에 반사된 후 외부에서 흑색으로 디스플레이되게 하며, 상기 공통전극(600) 방향으로 이동된 입자가 백색입자(720)일 경우에는 상기 광원(500)으로부터 발생된 빛이 상기 마이크로캡슐(700)에 반사된 후 외부에서 백색으로 디스플레이되게 한다.
그리고, 상기 마이크로캡슐(700)의 백색입자(720)에 의해 반사되는 빛은 상기 컬러필터(900)에 의해 다른 다양한 색으로 변환하여 외부에서 다양한 색상을 가지는 상태로 디스플레이된다.
이와 같이, 구성되는 본 발명의 일실시예에 따른 반사형 디스플레이장치의 동작을 도 2 및 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 공통전극(600) 및 상기 픽셀전극(300)에 구동 전압을 인가하면, 상기 광원전극(400)을 통해 상기 광원(500)으로부터 발생되는 빛이 상기 픽셀전극(300) 방향을 향하게 된다.
더불어, 상기 공통전극(600) 및 상기 픽셀전극(300)에 인가되는 전위에 따라 상기 마이크로캡슐(700)의 양의 전하를 가지는 백색입자(720) 및, 음의 전하를 가지는 흑색입자(730) 위치가 이동하게 된다.
상기 공통전극(600)이 음전극으로 인가되면 상기 공통전극(600) 방향으로 양의 전하를 가지는 백색입자(720)가 이동하면서 상기 광원(500)으로부터 발생되는 빛이 백색입자(720)에 의해 반사되어 외부에서는 백색이나 그 외 상기 컬러필터(900)에 의해 RGB(레드, 그린, 블루)로 변환된 색상으로 디스플레이된다.
더불어, 상기 공통전극(600)이 양전극으로 인가되면 상기 공통전극(600) 방향으로 음의 전하를 가지는 흑색입자(730)가 이동하면서 상기 광원(500)으로부터 발생되는 빛이 흑색입자(730)에 의해 반사되어 외부에서는 흑색으로 디스플레이되면서 전체적인 디스플레이 형상을 파악할 수 있게 된다.
이와 같은, 본 발명의 반사형 디스플레이장치는 상기 하부기판(100) 방향으로 빛을 발생하는 상기 광원(500)을 평평한 상기 상부기판(200) 하면에 일체 상태로 구비 하여 상기 광원(500)에서 발생되는 빛이 상기 마이크로캡슐(700)에 의해 반사된 후 왜곡없이 디스플레이됨으로써 주변광이 약하거나 어두울 경우에도 화질이 우수하게 된다.
더불어, 상기 광원(500)을 상부기판(200) 하면에 일체 상태로 구비하여 두께가 얇아지며, 조립을 용이하게 할 수 있게 된다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
상술한 바와 같은 본 발명의 반사형 디스플레이장치에 따르면 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 하부기판 방향으로 빛을 발생하는 광원을 평평한 상부기판 하면에 일체 상태로 구비하여 광원에서 발생되는 빛이 마이크로캡슐에 의해 반사된 후 왜곡없이 디스플레이됨으로써 주변광이 약하거나 어두울 경우도 화질이 우수하게 된다.
둘째, 광원을 상부기판 하면에 일체 상태로 구비하여 전체 장치의 두께가 얇아짐과 더불어 조립을 용이하게 할 수 있게 된다.

Claims (6)

  1. 상호 일정간격 이격되는 하부기판 및 상부기판과;
    상기 하부기판 상면에 구비하는 복수개의 픽셀전극과;
    복수개의 색상픽셀을 가지는 상태로 상기 상부기판 하면에 구비하는 컬러필터와;
    상기 컬러필터의 각 색상픽셀 사이에 구비하는 복수개의 광원전극과;
    각 상기 광원전극 하면에 결합되어 상기 하부기판 방향으로 빛을 발생하는 광원과;
    상기 컬러필터 하면에 구비하는 공통전극; 및,
    상기 공통전극과 상기 픽셀전극 사이에는 양 전하를 가지는 백색입자와 음 전하를 가지는 흑색입자 및 유전액으로 구성되는 복수개의 마이크로캡슐을 구비하는 것을 특징으로 하는 반사형 디스플레이 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 하부기판과 픽셀전극 및 상기 상부기판과 광원전극 사이에는 외부로부터 수분이나 산소의 침투를 막는 보호막이 구비된 것을 특징으로 하는 반사형 디스플레이 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 보호막은 아크릴(Acryl), 폴리이미드(Polyimide), 산화실리콘(Si02), 질화규소(SiN) 중 선택된 어느하나의 재질인 것을 특징으로 하는 반사형 디스플레이장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 광원전극은 블랙 매트릭스(Black matrix)인 것을 특징으로 하는 반사형 디스플레이장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 광원은 백색 유기발광다이오드(White OLED)인 것을 특징으로 하는 반사형 디스플레이장치.
  6. 제 1항 또는 제5항에 있어서,
    상기 광원은 상기 광원전극보다 작은 것을 특징으로 하는 반사형 디스플레이장치.
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