KR20110025538A

KR20110025538A - 전기영동표시장치 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20110025538A
Application number: KR1020090083649A
Authority: KR
Inventors: 임유석; 백승한
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2009-09-04
Filing date: 2009-09-04
Publication date: 2011-03-10

Abstract

본 발명은 전기영동표시장치에 관한 것으로, 특히 고휘도 및 높은 색재현율을 갖는 전기영동표시장치에 관한 것이다.

본 발명은 제 1 내지 제 4 서브화소가 하나의 화소를 정의하는 전기영동표시장치에 있어서, 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러필터의 면적을 각각 대응하는 제 1 내지 제 3 화소전극의 면적에 비해 작게 형성하며, 제 4 화소전극에 대응하여 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러필터의 이격된 사이영역과 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러필터가 형성되지 않은 영역에 백색 컬러필터 역할을 하는 오버코트층을 형성하는 것을 특징으로 한다.

이를 통해, 고휘도의 백색광을 구현하게 되며, 화면의 명암비(Contrast Ratio)를 향상시키게 되며, 적(R), 녹(G), 청(B)컬러필터의 색섞임을 방지할 수 있다. 특히, 본 발명은 서로 인접한 컬러필터의 이격된 영역을 포함하여 고휘도의 백색광을 컨트롤 할 수 있어, 보다 선명한 색재현율을 갖게 된다.

색재현율, 휘도, 화소, 컬러필터, 전기영동표시장치

Description

전기영동표시장치 및 그 제조방법{electrophoretic display device and method of fabricating the same}

근래에 들어 사회가 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라 대량의 정보를 처리 및 표시하는 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전하고 있다.

이에 부응하여 박형화, 경량화, 저 소비전력화 등의 우수한 특성을 보유한 여러 가지 다양한 평판표시장치(Flat Panel Display device : FPD)가 소개되어 기존의 음극선관(Cathode Ray Tube : CRT)을 대체하고 있다.

구체적인 예로 액정표시장치(Liquid Crystal Display device : LCD), 플라즈마표시장치(Plasma Display Panel device : PDP), 전계방출표시장치(Field Emission Display device : FED), 전기발광표시장치(Electroluminescence Display device : ELD) 등을 들 수 있다.

한편, 최근 소개된 전기영동표시장치(electrophoretic display device)는 기존의 평판표시장치와 비교하여 생산단가가 훨씬 저렴하고 별도의 배경조명이 불필요하여 아주 적은 에너지로도 구동 가능하며, 선명하고 시야각이 넓으면서도 가장 중요하게는 해상력(resolution)과 콘트라스트(contrast) 변화 없이 종이처럼 반복적으로 구부릴 수 있는 특징을 나타낸다.

이에, 현재 휴대용 컴퓨터나 전자신문 또는 스마트카드 등에 적용되고 있으며 머지않은 장래에 책, 신문, 잡지 등과 같은 전통적인 인쇄매체를 폭 넓게 대체할 차세대 표시장치로 기대되고 있다.

이 같은 전기영동표시장치의 구동원리는 전자잉크의 전기영동 상태에 따른 계조차를 이용하는 것이다. 즉, 전자잉크는 전하를 띤 적어도 한 종의 파티클(particle)을 소정 유체 내에 부유 가능하도록 침지시켜 구성한 뒤, 이에 전기장을 가해 파티클을 인위적으로 전기 영동시킴으로서 일예로 흑, 백의 대비되는 두 계조를 표현하게 된다.

이에 대해 도 1a ~ 1b를 참조하여 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다.

도 1a ~ 1b는 전기영동표시장치의 서로 다른 전기영동 상태를 나타낸 개략도이다.

도 1a에 도시한 바와 같이, 상부전극(6)이 -V, 하부전극(8)이 +V로 대전되었을 경우에 양전하를 띤 백색의 하전입자(13)는 상부전극(6) 방향으로 끌려 치우치는 반면 음전하를 띤 흑색의 하전입자(15)는 하부전극(8) 방향으로 집중된다.

그 결과 상부전극(6) 외부에서 바라볼 때 백색 계조가 발현된다.

반면 도 1b는 이와 반대되는 경우로서 상부전극(6)이 +V, 하부전극(8)이 -V로 대전되어 있고, 그 결과 음전하를 띤 흑색의 하전입자(15)는 상부전극(6) 방향으로 집중되는 반면 양전하를 띤 백색의 하전입자(13)는 하부 투명전극(8) 방향으로 집중되며, 그 결과 외부로 흑색 계조가 나타난다.

이때, ±V는 각각 소정 크기의 전압값으로서 백색 및 흑색 하전입자(13, 15)를 전기영동 시키기에 충분한 정도를 나타낸다.

도 2는 이러한 전기영동표시장치의 구조를 간략하게 나타낸 단면도이다.

도시한 바와 같이, 유리 또는 플라스틱의 투명 절연물질로 이루어진 제 1 및 제 2 투명기판(2, 4)이 서로 대면되어 있고, 이들의 서로 마주보는 면으로는 각각 투명 전도성 물질로 이루어진 상, 하부 투명전극(6, 8)이 형성되어 있다.

그리고 이들 상, 하부 투명전극(6, 8) 사이로는 착색된 유전체 용매층(10)이 위치하는데, 유전체 용매층(10) 내에는 캡슐(11) 내에 양(+) 또는 음(-)의 전하를 띠는 하전입자(13, 15)들이 분산되어 있다.

여기서, 하전입자(13, 15)는 일예로 양전하를 띠는 백색의 안료입자(13) 및 음전하를 띠는 흑색 안료입자(15)를 포함할 수 있다. 이들은 상, 하부 투명전극(6, 8) 사이의 전기장에 의해 전기영동 되어 각각 백, 흑의 계조를 표시하게 된다.

이때, 상부 투명전극(6)의 상단에는 전기영동표시장치의 색상을 구현하기 위해 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러필터(300)가 구비되어, 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러필터(30)가 하나의 화소(P)를 이루게 된다.

이와 같은 구조에 의해 컬러 화상은 인접 배치된 적, 녹, 청의 컬러필터(30) 를 투과해 나오는 빛들의 색섞임으로 이루어진다.

그러나, 이렇게 컬러필터(30)를 이용하여 컬러 화상을 구현하고자 할 경우, 백색의 하전입자(13)를 사용하여 백색을 표현하는 흑백 전기영동표시장치의 백색과 비교하여 볼 때, 컬러필터(30)를 이용한 전기영동표시장치는 상대적으로 컬러필터(30)에 의해 빛의 2/3가 소모되게 된다.

즉, 컬러필터(30)에 의해 빛이 소모되므로 결국 우리 눈으로 들어오는 빛의 양은 최초양으로부터 1/3로 감소하게 된다.

이렇게 빛의 휘도가 감소하게 되므로 휘도가 높은 백색을 표현할 수 없게 되어, 화면의 명암비(Contrast Ratio)가 저하되는 문제점이 있다.

그리고, 제 1 및 제 2 투명기판(2, 4)의 정렬불량으로 인해 특정 컬러 구동시 타 컬러가 구동되어 색섞임을 유발하게 된다. 이를 통해 색재현율이 저하된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 휘도 및 색재현율이 향상된 전기영동표시장치를 제공하고자 하는 것을 목적으로 한다.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 제 1 내지 제 4 의 서브화소로 이루어지는 화소가 다수개 정의된 제 1 기판과; 상기 제 1 내지 제 4 의 서 브화소에 형성된 제 1, 제 2, 제 3, 제 4 화소전극과; 상기 제 1 기판과 대향하는 제 2 기판에 형성되며, 상기 제 1, 제 2, 제 3 화소전극에 대응하는 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러필터와, 상기 제 4 화소전극에 대응하는 오버코트층과; 상기 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러필터와 상기 오버코트층 상에 형성되는 공통전극과; 상기 제 1, 제 2, 제 3, 제 4 화소전극과 상기 공통전극 사이에 개재되는 전기영동필름을 포함하며, 상기 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러필터는 상기 제 1, 제 2, 제 3 화소전극 보다 각각 작은 면적을 갖도록 형성되는 전기영동표시장치를 제공한다.

이때, 상기 오버코트층은 상기 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러필터에 비해 투과율이 크며, 상기 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러필터는 서로 일정간격 이격된 영역을 가지며, 상기 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러필터의 이격된 영역에는 상기 오버코트층이 형성된다.

또한, 상기 제 1 내지 제 4 서브화소는 쿼드(quad) 방식으로 배치되며, 상기 제 1 내지 제 3 서브화소는 동일한 크기와 동일한 형태로 형성되며, 상기 제 4 서브화소는 하나의 화소 내에서 상기 제 1 내지 제 3 서브화소가 형성된 영역을 제외한 영역이다.

그리고, 상기 제 1 내지 제 3 서브화소는 일정간격 이격되며, 상기 제 4 서브화소는 상기 제 1 내지 제 3 서브화소의 가장자리를 두른다.

이때, 상기 전기영동필름은 폴리머로 이루어진 필름 내에 서로 다른 전기적 특성을 가지는 제 1 및 제 2 하전입자들을 포함하는 캡슐이 다수개 구성되는 것을 특징으로 한다.

위에 상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 제 1 내지 제 4 서브화소가 하나의 화소를 정의하는 전기영동표시장치에 있어서, 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러필터의 면적을 각각 대응하는 제 1 내지 제 3 화소전극의 면적에 비해 작게 형성하며, 제 4 화소전극에 대응하여 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러필터의 이격된 사이영역과 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러필터가 형성되지 않은 영역에 백색 컬러필터 역할을 하는 오버코트층을 형성함으로써, 고휘도의 백색광을 구현하게 되며, 화면의 명암비(Contrast Ratio)를 향상시키게 되는 효과가 있다.

또한, 적(R), 녹(G), 청(B)컬러필터의 색섞임을 방지할 수 있는 효과가 있으며, 특히, 본 발명은 서로 인접한 컬러필터의 이격된 영역을 포함하여 고휘도의 백색광을 컨트롤 할 수 있어, 보다 선명한 색재현율을 갖는 효과가 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전기영동표시장치를 도시한 단면도이다.

도시한 바와 같이, 전기영동표시장치(100)는 대향 합착된 제 1 및 제 2 기판(112, 114)과 제 1 및 제 2 기판(112, 114) 사이에 개재된 유전체 용매층(110)으로 구성된다.

이때, 제 1 및 제 2 기판(112, 114)은 유연성 있는 재료로 이루어지는데, 플 렉서블(flexible) 유리기판 또는 플라스틱, 스테인리스 스틸(stainless steel) 종류의 유연성 있는 재료가 선택될 수 있다.

여기서, 제 2 기판(114)과 마주보는 제 1 기판(112) 상에는 정의된 서브화소영역(SP1, SP2, SP3, SP4) 각각에 박막트랜지스터(T)가 각각 형성되어 있으며, 박막트랜지스터(T) 상부에는 보호층(117)이 형성되어 있다.

보호층(117) 상부에는 각 서브화소영역(SP1, SP2, SP3, SP4) 별로 제 1 내지 제 4 화소전극(1181, 118b, 118c, 118d)이 형성되어 있다.

이에 대해 좀더 자세히 살펴보면, 제 1 기판(112) 상에는 매트릭스 형태로 수직 교차하여 제 1 내지 제 4 서브화소영역(SP1, SP2, SP3, SP4)을 정의하는 게이트배선(미도시)과 데이터배선(미도시)이 구성되고, 게이트배선(미도시)과 데이터배선(미도시)의 교차지점에는 각 서브화소영역(SP1, SP2, SP3, SP4) 별로 스위칭 소자인 박막트랜지스터(T)가 구성된다.

박막트랜지스터(T)는 게이트배선(미도시)에서 연장된 게이트전극(121)과, 게이트전극(121)을 덮는 게이트절연막(123)과, 게이트전극(121)과 중첩하는 반도체층(125)과, 반도체층(125)과 접촉하고 데이터배선(미도시)에서 연장된 소스전극(127)과, 소스전극(127)과 이격된 드레인전극(129)을 포함한다.

그리고, 반도체층(125)은 순수비정질실리콘(a-si:H)으로 이루어진 액티브층과 불순물을 포함하는 비정질실리콘(n+ a-si:H)으로 이루어진 오믹콘택층으로 이루어진다.

또한, 각각의 박막트랜지스터(T) 상부에는 각각의 박막트랜지스터(T)의 드레 인전극(129)의 일부를 노출시키는 콘택홀을 갖는 보호층(117)이 형성되어 있다.

그리고, 보호층(117) 상부에는 각 박막트랜지터(T) 별로 콘택홀을 통해 각각의 드레인전극(129)과 접촉하는 제 1 내지 제 4 화소전극(118a, 118b, 118c, 118d)이 형성된다.

화소전극(118a, 118b, 118c, 118d)은 주로 투명 도전성 물질 예를 들면 인듐-틴-옥사이드(ITO)와 인듐-징크-옥사이드(IZO)중 선택된 하나로 구성된다.

그리고, 제 1 내지 제 4 화소전극(118a, 118b, 118c, 118d)의 상부에 평탄화층(116)을 더욱 형성함으로써, 어레이기판(120)을 이루게된다.

이때, 각각 박막트랜지스터(T)를 포함하여 개별적으로 구동하는 각 서브화소영역(SP1, SP2, SP3, SP4)이 하나의 화소(P)를 정의하게 된다.

특히, 본 발명의 전기영동표시장치(100)는 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러필터(133a, 133b, 133c)를 구비하여 컬러 색상을 구현하게 되는데, 즉, 본 발명의 하나의 화소(P)는 적(R), 녹(G), 청(B), 백(W)의 색을 발하는 다수의 서브화소영역(SP1, SP2, SP3, SP4)으로 이루어져, 각 서브화소영역(SP1, SP2, SP3, SP4)으로부터 투과해 나오는 빛들의 색섞임을 통해 컬러화상을 구현하게 된다.

이에, 제 1 기판(112)과 마주보는 제 2 기판(114) 상에는, 제 1 기판(112) 상에 정의된 제 1 내지 제 4 서브화소(SP1, SP2, SP3, SP4)에 대응하여 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러필터(133a, 133b, 133c)와 오버코트층(131) 그리고 공통전극(135)이 형성되어 컬러필터기판(130)을 이루게 된다.

여기서, 공통전극(135)은 제 2 기판(114) 상에 전면에 걸쳐 투명 도전성 물 질로 형성되며, 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러필터(133a, 133b, 133c)는 제 2 기판(114)과 공통전극(135) 사이에 개재되어 형성된다.

그리고, 오버코트층(131)또한 제 2 기판(114)과 공통전극(135) 사이에 개재되어 형성되는데, 오버코트층(131)은 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러필터(133a, 133b, 133c)의 이격된 사이영역(w)과 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러필터(133a, 133b, 133c)가 형성되지 않은 제 4 서브화소영역(SP4)에 형성된다.

이러한 어레이기판(120)과 컬러필터기판(130) 사이에 유전체 용매층(110)이 위치하여 전기영동표시장치(100)를 이루게 되는데, 유전체 용매층(110)은 하전 염료 입자(113, 115)를 포함하는 캡슐(111)로 이루어진다.

이때, 캡슐(111)은 폴리머로 이루어진 필름(114) 내에 마이크로 캡슐화된 잉크캡슐이 분산 함유된 형태이며, 필름(114)은 각 캡슐(111)의 위치를 고정시킴과 동시에 전기적, 물리적 구분을 위한 가교제 역할을 한다.

그리고 캡슐(111) 내에는 양(+) 또는 음(-)의 전하를 띠는 하전입자(113, 115)들이 분산되어 있는데, 하전입자(113, 115)는 양전하를 띠는 화이트 안료입자와 음전하를 띠는 블랙 안료입자이다.

전술한 구성을 갖는 전기영동표시장치(100)는 자연광이나 실내광을 포함하는 외부광을 광원으로 이용하고, 박막트랜지스터(T)에 의해 (+)극성 또는 (-)극성을 선택적으로 인가받는 제 1 내지 제 4 화소전극(118a, 118b, 118c, 118d) 및 공통전극(135)이 유전체 용매층(110)의 캡슐(111) 내부에 채워진 다수의 화이트 안료입자(113)와 블랙 안료입자(115)의 위치 변화를 유도하여 영상을 구현하게 된다.

특히, 제 1 내지 제 4 서브화소(SP1, SP2, SP3, SP4)는 각각 적(R), 녹(G), 청(B)색 그리고 백(W)색의 빛을 발하게 되고, 이러한 빛들의 색섞임을 통해 고휘도의 화상을 구현하게 된다.

즉, 본 발명의 전기영동표시장치(100)는 적(R), 녹(G), 청(B) 3개의 서브화소에 백(White)의 서브화소를 부가하여 4개의 서브화소(SP1, SP2, SP3, SP4)가 하나의 화소(P)를 이루도록 하는 쿼드(quad) 방식으로 구성된다.

이러한 쿼드 방식은 기존의 적(R), 녹(G), 청(B) 3개의 서브화소 만을 사용하는 액정표시장치에 비해 높은 백색 휘도를 얻을 수 있다.

이에 대해 좀더 자세히 살펴보면, 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러필터(133a, 133b, 133c)는 각각 제 1 내지 제 3 화소전극(118a, 118b, 118c)과 대응되어 형성되며, 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러필터(133a, 133b, 133c)의 이격된 사이영역(w)과 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러필터(133a, 133b, 133c)가 형성되지 않은 영역에는 오버코트층(131)이 형성되고, 오버코트층(131)은 제 4 화소전극(118d)과 대응되어 형성된다.

여기서, 오버코트층(131)은 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러필터(133a, 133b, 133c)에 비해 입사광을 그대로 출사시키므로 백(W)색 컬러필터의 역할을 하게 된다.

즉, 본 발명의 전기영동표시장치(100)는 적(R)색의 빛을 발하는 제 1 서브화소(SP1)와 녹(G)색의 빛을 발하는 제 2 서브화소(SP2), 청(B)색의 빛을 발하는 제 3 서브화소(SP3)와 오버코트층(131)을 통해 백(W)색의 빛을 발하는 제 4 서브화 소(SP4)가 하나의 화소(P)를 이룬다.

이렇게, 백(W)색의 빛을 발하는 서브화소(SP4)를 포함함으로써, 휘도를 향상시키게 된다.

즉, 일예로 적(R), 녹(G), 청(B)의 색을 발하는 서브화소(SP1, SP2, SP3)만으로 백색광을 구현하는 경우, 백색광은 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러필터(133a, 133b, 133c)를 통해서 반사된 빛의 색섞임에 의해 구현되는데, 이때, 컬러필터(133a, 133b, 133c)를 통과하는 과정에서 빛의 2/3가 소모되므로, 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러필터(133a, 133b, 133c)를 통해서 반사된 빛은 그 만큼 휘도가 저하된 저휘도를 갖게 되고, 이를 통해 저휘도의 백색광을 형성하게 된다.

이때, 본 발명의 백(W)색 컬러필터 역할을 하는 오버코트층(131)은 화이트 안료입자(113)를 통해 반사되는 입사광을 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러필터(133a, 133b, 133c)에 비해 그대로 출사시킴으로써, 기존의 컬러필터(133a, 133b, 133c)를 통과하는 과정에 의해 빛이 소모되지 않음으로써, 이의 영역을 통해 구현되는 백색광은 고휘도를 갖게 된다.

따라서, 본 발명의 전기영동표시장치(100)는 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러필터(133a, 133b, 133c)를 통해서 반사된 빛의 색섞임에 의해 구현되는 백색광과, 유전체 용매층(110)의 화이트 안료입자(113)를 통해 반사되는 고휘도의 백색광을 함께 구현하게 됨으로써, 휘도가 향상된 백색광을 구현하게 되는 것이다.

따라서, 이렇게 고휘도의 백색광을 구현함으로써, 화이트(white) 상태의 휘도 값을 블랙(black) 상태에서의 휘도 값으로 나눠 정의하는 화면의 명암 비(Contrast Ratio)를 향상시키게 된다.

특히, 본 발명의 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러필터(133a, 133b, 133c)는 각각 대응되는 제 1 내지 제 3 화소전극(118a, 118b, 118c)의 면적보다 작게 형성하는 것을 특징으로 한다.

이를 통해, 각 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러필터(133a, 133b, 133c)는 서로 인접한 컬러필터(133a, 133b, 133c)와 일정간격 이격된 영역(w)을 갖도록 형성되어, 각 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러필터(133a, 133b, 133c)의 색섞임을 방지할 수 있다.

색섞임은 어레이기판(120)과 컬러필터기판(130)을 합착하는 과정에서 정렬 불량으로 화소전극(118a, 118b, 118c)과 컬러필터(133a, 133b, 133c)의 정렬에 오차가 발생하게 되는데, 특정 컬러를 표시할 때 다른 컬러까지 표시되는 현상이다.

따라서, 각 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러필터(133a, 133b, 133c)가 일정간격 이격된 영역(w)을 갖도록 형성함으로써, 컬러필터(133a, 133b, 133c)와 화소전극(118a, 118b, 118c)과의 정렬 불량에 대비한 여유 공간이 확보됨에 따라 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러필터(133a, 133b, 133c)의 색섞임을 방지할 수 있어, 색재현율을 향상시키게 된다.

또한, 각 컬러필터(133a, 133b, 133c)의 일정간격 이격된 영역(w)에는 오버코트층(131)을 형성하고, 이에 대응되는 제 1 기판(112) 상에 제 4 화소전극(118d)을 형성함으로써, 각 컬러필터(133a, 133b, 133c)의 일정간격 이격된 영역(w)들 또한, 백색의 컬러필터 역할을 하게 된다.

특히, 오버코트층(131)은 화이트 안료입자(113)를 통해 반사되는 입사광을 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러필터(133a, 133b, 133c)에 비해 그대로 출사시켜 고휘도의 백색광을 구현하게 되므로, 각 컬러필터(133a, 133b, 133c)에 의해 구현되는 각각의 컬러는 서로 이웃한 이격된 영역(w)을 통해 구현되는 고휘도의 백색광과 함께 색섞임됨으로써, 전기영동표시장치(100)의 전체적으로 고휘도의 컬러를 구현하게 된다.

또한, 각 컬러필터(133a, 133b, 133c)의 일정간격 이격된 영역(w)에 형성된 오버코트층(131)에 제 4 서브화소(SP4)의 제 4 화소전극(118d)이 대응되어 형성함으로써, 본 발명의 전기영동표시장치(100)는 고휘도의 백색광을 컨트롤 할 수 있다.

이를 통해, 본 발명의 전기영동표시장치(100)는 보다 선명한 색재현율을 갖게 된다. 이에 대해 도 4a ~ 4b를 참조하여 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다.

도 4a ~ 4b는 본 발명의 실시예에 따른 백색의 빛을 발하는 서브화소의 전압인가에 의한 출력모드를 개략적으로 도시한 단면도이다.

이때, 제 1 기판(112) 상에 게이트전극(121), 게이트절연막(123), 반도체층(125) 그리고 소스 및 드레인전극(127, 129)으로 이루어진 박막트랜지스터(T)가 형성되어 있으며, 박막트랜지스터(T) 상부에는 드레인전극(129)의 일부를 노출시키는 콘택홀을 갖는 보호층(117)이 형성되어 있으며, 제 4 화소전극(118d)이 보호층(117)의 콘택홀을 통해 드레인전극(129)과 접촉되도록 형성되어 있다.

그리고, 제 2 기판(114) 상에는 오버코트층(131)과 공통전극(135)이 형성되 어 있으며, 이러한 제 1 기판(112)과 제 2 기판(114) 사이에는 양전하를 띠는 화이트 안료입자(113)와 음전하를 띠는 블랙 안료입자(115)가 채워진 다수의 캡슐(111)로 이루어진 유전체 용매층(110)이 위치한다.

이때, 오버코트층(131)은 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러필터(도 3의 133a, 133b, 133c)에 비해 입사광을 그대로 출사시키므로 백(W)색 컬러필터의 역할을 하게 된다.

따라서, 도 4a에 도시한 바와 같이, 제 2 기판(114)의 공통전극(135)이 -V, 제 1 기판(112)의 제 4 화소전극(118d)이 +V로 대전되었을 경우에 양전하를 띤 화이트 안료입자(113)는 공통전극(135) 방향으로 끌려 치우치는 반면 음전하를 띤 블랙 안료입자(115)는 제 4 화소전극(118d) 방향으로 집중된다.

그 결과 제 2 기판(114)을 통해 입사되는 자연광이나 실내광이 화이트 안료입자(113)에 반사되어, 공통전극(135) 외부에서 바라볼 때 백색 계조가 발현된다.

반면 도 4b는 이와 반대되는 경우로서 공통전극(135)이 +V, 제 4 화소전극(118d)이 -V로 대전되어 있고, 그 결과 음전하를 띤 블랙 안료입자(115)는 공통전극(135) 방향으로 집중되는 반면 양전하를 띤 화이트 안료입자(113)는 제 4 화소전극(118d) 방향으로 집중되며, 그 결과 외부로 흑색 계조가 나타난다.

±V는 각각 소정 크기의 전압값으로서 화이트 및 블랙 안료입자(113, 115)를 전기영동 시키기에 충분한 정도를 나타낸다.

이때, 제 4 화소전극(118d)을 제 2 기판(114)에 형성된 오버코트층(131)과 대응되도록 형성함으로써, 모든 오버코트층(131)이 형성된 영역은 제 4 화소전 극(118d)에 인가하는 전압을 통해 백색 또는 흑색을 구현하게 되는 것이다.

이를 통해, 보다 뛰어난 색재현율을 구현할 수 있게 된다.

즉, 특정 색의 컬러를 구현하고자 할 때, 각 컬러필터(도 3의 133a, 133b, 133c)의 일정간격 이격된 영역(도 3의 w)을 흑색이 구현되도록 하는 것이다.

따라서, 특정 색의 컬러는 주위 대비 더욱 선명하게 보이게 됨으로써, 보다 뛰어난 색재현율을 구현하게 되는 것이다.

일예로, 제 2 화소영역(SP2)에서 발현되는 녹(G)색의 컬러를 보다 선명하게 보이도록 하기 위해서는, 제 2 화소영역(SP2)과 이웃한 화소영역(SP1, SP3) 사이의 이격된 영역(도 3의 w)의 제 4 화소전극(118d)을 -V 로, 공통전극(135)을 +V 전압으로 대전되도록 하여, 음전하를 띤 블랙 안료입자(115)가 공통전극(135) 방향으로 집중되도록 하는 것이다.

따라서, 제 2 화소영역(SP2)으로부터 녹(G)색의 컬러가 구현될 때, 제 2 화소영역(SP2)과 이웃한 화소영역(SP1, SP3) 사이의 형성된 이격된 영역(도 3의 w)은 외부로 흑색 계조가 나타나게 됨으로써, 녹(G)색의 컬러는 주변대비 더욱 선명하게 보이게 되는 것이다.

이하에서는 도 5a ~ 5c를 참조하여 본 발명의 전기영동표시장치의 화소구조에 대해 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다.

도 5a ~ 5c는 본 발명의 화소구조를 개략적으로 도시한 평면도이다.

도시한 바와 같이, 본 발명의 전기영동표시장치(도 3의 100)의 화소(P)는 제 1 내지 제 4 서브화소(SP1, SP2, SP3, SP4)를 포함하여 사각형으로 형성된다.

즉, 본 발명의 전기영동표시장치(도 3의 100)는 적(R), 녹(G), 청(B) 3개의 서브화소(SP1, SP2, SP3)에 백(White)의 서브화소를 부가하여 4개의 서브화소(SP1, SP2, SP3, SP4)가 하나의 화소(P)를 이루도록 하는 쿼드(quad) 방식으로 구성되며, 이때, 적(R), 녹(G), 청(B), 백(W)색의 서브화소(SP1, SP2, SP3, SP4)는 매트릭스(matrix) 형태로 행과 열 방향으로 배치된다.

도 5a를 참조하면, 제 1 내지 제 3 서브화소(SP1, SP2, SP3)는 동일한 크기와 형태로 형성되며, 제 1 내지 제 3 서브화소(SP1, SP2, SP3)는 각각 제 1 내지 제 3 화소전극(118a, 118b, 118c)과 제 1 내지 제 3 컬러필터(133a, 133b, 133c)를 포함하여 형성된다.

여기서, 제 1 내지 제 3 컬러필터(133a, 133b, 133c)는 각각 적색(R), 녹색(G), 청색(B)을 표시하기 위한 물질로 형성될 수 있다. 이를 통해, 제 1 내지 제 3 서브화소(SP1, SP2, SP3)는 각각 적(R), 녹(G), 청(B)의 색을 표시한다.

이때, 제 1 내지 제 3 컬러필터(133a, 133b, 133c)는 제 1 내지 제 3 화소전극(118a, 118b, 118c)에 비해 작은 면적을 갖도록 형성되는데, 이를 통해, 서로 이웃하는 제 1 내지 제 3 컬러필터(133a, 133b, 133c)는 일정간격 이격된 영역(w)을 갖도록 형성된다.

그리고 제 4 서브화소(SP4)는 화소(P) 내에서 서로 이웃하는 컬러필터(133a, 133b, 133c)의 일정간격 이격된 영역(w)을 포함하여 제 1 내지 제 3 컬러필터(133a, 133b, 133c)가 형성된 영역을 제외한 모든 영역에 형성되는데, 제 4 서브화소(SP4)는 별도의 컬러필터를 포함하지 않아, 고휘도의 백(W)색을 표시한다.

이와 같이, 형성된 화소(P)는 제 4 서브화소(SP4)를 통해 입사광을 그대로 출사시키므로 고휘도의 백색광을 구현하게 되며, 이를 통해 화면의 명암비(Contrast Ratio)를 향상시키게 된다.

또한, 제 1 내지 제 3 컬러필터(133a, 133b, 133c)는 서로 인접한 컬러필터(133a, 133b, 133c)와 일정간격 이격된 영역(w)을 갖도록 형성됨으로써, 제 1 내지 제 3 컬러필터(133a, 133b, 133c)의 색섞임을 방지할 수 있다.

특히, 본 발명의 화소(P)는 서로 인접한 컬러필터(133a, 133b, 133c)의 이격된 영역(w)을 포함하여 고휘도의 백색광을 컨트롤 할 수 있어, 보다 선명한 색재현율을 갖게 된다.

도 5b는 제 1 내지 제 3 서브화소(SP1, SP2, SP3)의 간격(d1)을 넓게 형성한 구조이며, 도 5c는 제 4 서브화소(SP4)가 제 1 내지 제 3 서브화소(SP1, SP2, SP3)의 가장자리를 두르도록 형성된 구조이다.

제 1 내지 제 3 서브화소(SP1, SP2, SP3)는 동일한 크기와 형태로 형성되며, 제 1 내지 제 3 서브화소(SP1, SP2, SP3)는 각각 제 1 내지 제 3 화소전극(118a, 118b, 118c)과 적(R), 녹(G), 청(B)의 제 1 내지 제 3 컬러필터(133a, 133b, 133c)를 포함하여 형성된다.

이때, 제 1 내지 제 3 컬러필터(133a, 133b, 133c)는 제 1 내지 제 3 화소전극(118a, 118b, 118c)에 비해 작은 면적을 갖도록 형성된다.

그리고 제 4 서브화소(SP4)는 화소(P) 내에서 서로 이웃하는 컬러필터(133a, 133b, 133c)의 일정간격(d1)을 포함하여 제 1 내지 제 3 컬러필터(133a, 133b, 133c)가 형성된 영역을 제외한 모든 영역에 형성되는데, 제 4 서브화소(SP4)는 별도의 컬러필터를 포함하지 않아, 고휘도의 백(W)색을 표시한다.

전술한 바와 같이, 본 발명은 제 1 내지 제 4 서브화소(SP1, SP2, SP3, SP4)가 하나의 화소(P)를 정의하는 전기영동표시장치(도 3의 100)에 있어서, 각 서브화소(SP1, SP2, SP3, SP4) 별로 박막트랜지스터(도 3의 T)와 제 1 내지 제 4 화소전극(118a, 118b, 118c, 118d)을 형성하고, 제 1 내지 제 3 화소전극(118a, 118b, 118c)에 대응하여, 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러필터(133a, 133b, 133c)를 형성하되, 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러필터(133a, 133b, 133c)의 면적을 제 1 내지 제 3 화소전극(118a, 118b, 118c)의 면적에 비해 작게 형성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 제 4 화소전극(118d)에 대응하여 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러필터(133a, 133b, 133c)의 이격된 사이영역(w)과 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러필터(133a, 133b, 133c)가 형성되지 않은 영역에 백색 컬러필터 역할을 하는 오버코트층(131)을 형성하는 것을 특징으로 한다.

이를 통해, 고휘도의 백색광을 구현하게 되며, 화면의 명암비(Contrast Ratio)를 향상시키게 된다.

특히, 본 발명의 화소(P)는 서로 인접한 컬러필터(133a, 133b, 133c)의 이격된 영역(w)을 포함하여 고휘도의 백색광을 컨트롤 할 수 있어, 보다 선명한 색재현 율을 갖게 된다.

본 발명은 상기 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.

도 1a ~ 1b는 전기영동표시장치의 서로 다른 전기영동 상태를 나타낸 개략도.

도 2는 이러한 전기영동표시장치의 구조를 간략하게 나타낸 단면도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전기영동표시장치를 도시한 단면도.

도 4a ~ 4b는 본 발명의 실시예에 따른 백색의 빛을 발하는 서브화소의 전압인가에 의한 출력모드를 개략적으로 도시한 단면도.

도 5a ~ 5c는 본 발명의 화소구조를 개략적으로 도시한 평면도.

Claims

제 1 내지 제 4 의 서브화소로 이루어지는 화소가 다수개 정의된 제 1 기판과;

상기 제 1 내지 제 4 의 서브화소에 형성된 제 1, 제 2, 제 3, 제 4 화소전극과;

상기 제 1 기판과 대향하는 제 2 기판에 형성되며, 상기 제 1, 제 2, 제 3 화소전극에 대응하는 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러필터와, 상기 제 4 화소전극에 대응하는 오버코트층과;

상기 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러필터와 상기 오버코트층 상에 형성되는 공통전극과;

상기 제 1, 제 2, 제 3, 제 4 화소전극과 상기 공통전극 사이에 개재되는 전기영동필름

을 포함하며, 상기 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러필터는 상기 제 1, 제 2, 제 3 화소전극 보다 각각 작은 면적을 갖도록 형성되는 전기영동표시장치.
제 1 항에 있어서,

상기 오버코트층은 상기 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러필터에 비해 투과율이 큰 전기영동표시장치.
제 1 항에 있어서,

상기 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러필터는 서로 일정간격 이격된 영역을 가지며, 상기 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러필터의 이격된 영역에는 상기 오버코트층이 형성된 전기영동표시장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 내지 제 4 서브화소는 쿼드(quad) 방식으로 배치되는 전기영동표시장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 내지 제 3 서브화소는 동일한 크기와 동일한 형태로 형성되며, 상기 제 4 서브화소는 하나의 화소 내에서 상기 제 1 내지 제 3 서브화소가 형성된 영역을 제외한 영역인 전기영동표시장치.
제 5 항에 있어서,

상기 제 1 내지 제 3 서브화소는 일정간격 이격된 전기영동표시장치.
제 6 항에 있어서,

상기 제 4 서브화소는 상기 제 1 내지 제 3 서브화소의 가장자리를 두르는 전기영동표시장치.
제 1 항에 있어서,

상기 전기영동필름은 폴리머로 이루어진 필름 내에 서로 다른 전기적 특성을 가지는 제 1 및 제 2 하전입자들을 포함하는 캡슐이 다수개 구성되는 것을 특징으로 하는 전기영동표시장치.