KR20110064746A

KR20110064746A - 표시장치

Info

Publication number: KR20110064746A
Application number: KR1020090121463A
Authority: KR
Inventors: 이종권
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2009-12-08
Filing date: 2009-12-08
Publication date: 2011-06-15
Also published as: KR101677759B1

Abstract

표시장치가 개시된다. 표시장치는 서로 대향되는 제 1 전극 및 제 2 전극; 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극 사이에 개재되며, 다수 개의 미립자들을 포함하는 광자 결정층; 및 상기 광자 결정층 및 상기 제 1 전극 사이에 개재되는 광 흡수층을 포함한다.

광자, 결정, 백색, 광, 블랙

Description

표시장치{DISPLAY DEVICE}

실시예는 표시장치에 관한 것이다.

광자 결정은 굴절률 또는 유전률이 서로 다른 두 가지 물질이 격자 구조의 형태로 규칙적으로 배열되는 것을 특징으로 한다. 이러한 서로 다른 굴절률을 가지는 물질들의 규칙적인 배열은 특정 주파수 또는 파장을 갖는 전자기파가 광자 결정 내부로 전파되는 것을 막을 수 있다.

이와 같은 현상에 의해서, 광자 결정은 특정 파장의 광을 선택적으로 반사시킬 수 있고, 이러한 광자 결정을 이용하는 표시장치의 개발이 진행되고 있다.

실시예는 다양한 컬러의 광을 구현할 수 있고, 향상된 화질을 가지는 표시장치를 제공하고자 한다.

일 실시예에 따른 표시장치는 서로 대향되는 제 1 전극 및 제 2 전극; 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극 사이에 개재되며, 다수 개의 미립자들을 포함하는 광자 결정층; 및 상기 광자 결정층 및 상기 제 1 전극 사이에 개재되는 광 흡수층을 포함한다.

일 실시예에 따른 표시장치는 서로 대향되는 제 1 전극 및 제 2 전극; 및 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극 사이에 개재되고, 알루미늄, 티타늄, 텅스텐 또는 티타늄 옥사이드를 포함하는 다수 개의 미립자들을 포함한다.

일 실시예에 따른 표시장치는 서로 대향되는 서로 대향되는 제 1 전극 및 제 2 전극; 및 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극 사이에 개재되는 광자 결정층을 포함하고, 상기 광자 결정층은 폴리머 겔; 및 상기 폴리머 겔에 분산되고, 상기 폴리머 겔과 다른 굴절률을 가지는 다수 개의 미립자들을 포함하고, 상기 광자 결정층에 입사되는 백색 광은 상기 미립자층에 의해서 백색 광으로 반사된다.

실시예에 따른 표시장치는 광 흡수층을 포함한다. 즉, 미립자들 사이의 간격이 충분히 큰 경우, 입사되는 광은 광 흡수층에 흡수된다. 따라서, 실시예에 따른 표시장치는 블랙을 용이하게 구현할 수 있다.

실시예에 따른 표시장치는 높은 반사율을 가지는 알루미늄, 티타늄, 텅스텐 또는 티타늄 옥사이드를 포함하는 미립자들을 포함한다. 이에 따라서, 미립자들 사이의 간격이 매우 좁은 경우, 입사되는 광은 대부분 반사된다. 따라서, 실시예에 따른 표시장치는 화이트를 용이하게 구현할 수 있다.

또한, 실시예에 따른 표시장치는 미립자들 사이의 간격을 적당히 조절하여, 입사되는 백색 광을 적색 광, 녹색 광 또는 청색 광으로 반사시킬 수 있다. 이에 따라서, 실시예에 따른 표시장치는 블랙 및 화이트와 함께, 레드, 그린 및 블루를 구현할 수 있다.

실시 예의 설명에 있어서, 각 기판, 입자, 층, 부재 또는 영역 등이 각 패널, 기판, 영역, 층, 부재 또는 영역 등의 "상(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상(on)"과 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 구성요소를 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 구성요소의 상 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.

도 1은 실시예에 따른 반사형 평판 표시장치의 일 단면을 도시한 단면도이다. 도 2는 실시예에 따른 반사형 평판 표시장치를 도시한 회로도이다. 도 3 내지 도 7은 실시예에 따른 반사형 평판 표시장치가 영상을 표시하는 과정을 도시한 도 면들이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 실시예에 따른 반사형 평판 표시장치는 하부 기판(100), 상부 기판(200), 전해질(300) 및 광자 결정층(400)을 포함한다.

상기 하부 기판(100)은 상기 상부 기판(200)에 대향한다. 상기 하부 기판(100)은 플레이트 형상을 가질 수 있다. 상기 하부 기판(100)은 지지기판(110), 배선층(120) 및 광 흡수층(130)을 포함한다.

상기 지지기판(110)은 플레이트 형상을 가지며, 상기 배선층(120) 및 상기 광 흡수층(130)을 지지한다. 상기 지지기판(110)은 유리기판, 플라스틱 기판 또는 금속기판일 수 있다.

상기 배선층(120)은 상기 지지기판(110) 상에 배치된다. 상기 배선층(120)은 픽셀(P) 단위로 상기 미립자층에 인가되는 전계의 세기를 조절한다. 상기 배선층(120)은 다수 개의 게이트 배선들(121), 다수 개의 데이터 배선들(122), 다수 개의 박막 트랜지스터들(TR) 및 다수 개의 화소전극들(123)을 포함할 수 있다.

상기 게이트 배선들(121)은 상기 지지기판(110) 상에 배치된다. 상기 게이트 배선들(121)은 서로 나란히 배치된다. 상기 게이트 배선들(121)은 제 1 방향으로 연장된다.

또한, 상기 배선층(120)은 상기 게이트 배선들(121)을 덮는 게이트 절연막(125)을 포함한다. 상기 게이트 절연막(125)으로 사용되는 물질의 예로서는 실리콘 옥사이드 또는 실리콘 나이트라이드 등을 들 수 있다.

상기 데이터 배선들(122)은 상기 게이트 절연막(125) 상에 배치된다. 상기 데이터 배선들(122)은 상기 게이트 배선들(121)과 교차한다. 상기 데이터 배선들(122)은 제 2 방향으로 연장된다.

상기 데이터 배선들(122)은 도전체이고, 상기 데이터 배선들(122)로 사용되는 물질의 예로서는 구리, 알루미늄 또는 몰리브덴 등을 들 수 있다.

상기 게이트 배선들(121) 및 상기 데이터 배선들(122)에 의해서 다수 개의 픽셀들(P)이 형성된다. 즉, 상기 게이트 배선들(121) 및 상기 데이터 배선들(122)은 각각의 픽셀(P)의 경계가 될 수 있다.

상기 박막 트랜지스터들(TR)은 상기 게이트 배선들(121) 및 상기 데이터 배선들(122)이 서로 교차하는 영역들에 각각 배치된다. 또한, 상기 박막 트랜지스터들(TR)은 상기 픽셀들(P)에 각각 배치된다. 상기 박막 트랜지스터들(TR)은 상기 게이트 배선(121)으로부터 인가되는 게이트 신호에 의해서 구동된다.

또한, 상기 박막 트랜지스터들(TR)은 상기 게이트 신호에 의해서, 상기 데이터 배선들(122)로부터 인가되는 데이터 신호를 상기 화소전극들(123)에 각각 전달한다. 즉, 상기 박막 트랜지스터들(TR)은 상기 게이트 신호에 의해서, 상기 데이터 배선들(122) 및 상기 화소전극들(123)을 선택적으로 연결한다.

상기 박막 트랜지스터(TR)는 게이트 전극(124), 반도체층(126), 소오스 전극(127) 및 드레인 전극(128)을 포함한다.

상기 게이트 전극(124)은 상기 게이트 배선으로부터 연장된다. 상기 게이트 전극(124)은 상기 게이트 배선(121)과 일체로 형성된다.

상기 반도체층(126)은 상기 게이트 전극(124)에 대응하여 배치된다. 상기 반 도체층(126)은 상기 게이트 절연막(125) 상에 배치될 수 있다. 상기 반도체층(126)은 상기 박막 트랜지스터(TR)의 채널을 형성한다. 상기 박막 트랜지스터(TR)로 사용되는 물질의 예로서는 아몰퍼스 실리콘 또는 폴리 실리콘 등을 들 수 있다.

상기 소오스 전극(127)은 상기 반도체층(126)과 접속된다. 상기 소오스 전극(127)은 상기 데이터 배선(122)으로부터 연장된다. 상기 소오스 전극(127)은 상기 반도체층(126)의 상면과 직접 접촉될 수 있다.

상기 드레인 전극(128)은 상기 반도체층(126)과 접속된다. 상기 드레인 전극(128)은 상기 소오스 전극(127)과 이격되며, 섬 형상을 가질 수 있다. 상기 드레인 전극(128)은 상기 반도체층(126)의 상면과 직접 접촉될 수 있다.

상기 드레인 전극(128)은 상기 화소전극(123)에 접속된다.

상기 소오스 전극(127) 및 상기 드레인 전극(128) 사이의 반도체층(126)에 상기 채널이 형성된다. 또한, 상기 소오스 전극(127), 상기 드레인 전극(128) 및 상기 데이터 배선(122)은 같은 층에 형성될 수 있다. 즉, 상기 소오스 전극(127), 상기 드레인 전극(128) 및 상기 데이터 배선(122)은 동일한 물질로, 동일한 공정에 의해서, 동시에 형성된다.

상기 화소전극들(123)은 상기 픽셀들(P)에 각각 배치된다. 상기 화소전극들(123)은 상기 데이터 배선, 상기 소오스 전극(127) 및 상기 드레인 전극(128)을 덮는 보호막(129) 상에 배치된다.

상기 화소전극들(123)은 투명하며, 도전체이다. 상기 화소전극들(123)로 사용되는 물질의 예로서는 인듐 틴 옥사이드(induim tin oxide;ITO) 또는 인듐 징크 옥사이드(induim zinc oxide;IZO) 등을 들 수 있다.

또한, 실시예에 따른 반사형 평판 표시장치는 상기 게이트 배선들(121) 및 상기 데이터 배선들(122)에 구동신호를 각각 인가하기 위한 게이트 드라이버(101) 및 데이터 드라이버(102)를 더 포함할 수 있다.

상기 광 흡수층(130)은 상기 배선층(120) 상에 배치된다. 상기 광 흡수층(130)은 상기 배선층(120)의 상면 전체에 걸쳐서 배치될 수 있다. 상기 광 흡수층(130)은 입사되는 광을 흡수한다. 즉, 상기 광 흡수층(130)은 검정 색을 가질 수 있다.

상기 광 흡수층(130)은 평탄한 상면을 가질 수 있다. 즉, 상기 광 흡수층(130)은 상기 배선층(120)의 단차를 보상하는 오버코트층일 수 있다.

예를 들어, 상기 광 흡수층(130)은 검정 색 염료를 포함하는 유기 막일 수 있다. 상기 광 흡수층(130)은 크롬 등과 같은 짙은 색을 가지는 금속 등을 포함할 수 있다.

상기 상부 기판(200)은 상기 하부 기판(100) 상에 배치된다. 상기 상부 기판(200)은 상기 하부 기판(100)에 대향한다. 상기 상부 기판(200)은 상기 하부 기판(100)과 이격된다. 상기 상부 기판(200)은 투명기판(210) 및 공통전극(220)을 포함한다.

상기 투명기판(210)은 투명하며, 절연체이다. 상기 투명기판(210)은 상기 지지기판(110)에 대향한다. 상기 투명기판(210)은 유리기판 또는 플라스틱 기판 일 수 있다.

상기 공통전극(220)은 상기 투명기판(210) 아래에 배치된다. 상기 공통전극(220)은 투명하며, 도전체이다. 상기 공통전극(220)은 상기 투명기판(210)의 하면에 증착되어 형성될 수 있다.

상기 공통전극(220)으로 사용되는 물질의 예로서는 인듐 틴 옥사이드 또는 인듐 징크 옥사이드 등을 들 수 있다.

상기 공통전극(220)은 상기 화소전극들(123) 상에 배치된다. 상기 공통전극(220)은 상기 화소전극들(123)과 대향된다. 즉, 상기 공통전극(220)은 상기 화소전극들(123)과 이격되며, 서로 마주본다.

상기 전해질(300)은 상기 하부 기판(100) 및 상기 상부 기판(200) 사이에 개재된다. 더 자세하게, 상기 전해질(300)은 상기 화소전극들(123) 및 상기 공통전극(220) 사이에 개재된다. 상기 전해질(300)은 상기 광자 결정층(400)에 유입될 수 있다.

상기 전해질(300)은 유기 용매 기초의 액체일 수 있다. 이와는 다르게, 상기 전해질(300)은 수용액일 수 있다.

상기 전해질(300)은 리튬 이온 등을 포함할 수 있다.

상기 광자 결정층(400)은 상기 하부 기판(100) 및 상기 상부 기판(200) 사이에 개재된다. 더 자세하게, 상기 광자 결정층(400)은 상기 화소전극들(123) 및 상기 공통전극(220) 사이에 개재된다. 상기 광자 결정층(400)은 상기 화소전극들(123)에 인접하여 배치될 수 있다.

상기 광자 결정층(400)은 폴리머 매트릭스(410) 및 다수 개의 미립자들(420) 을 포함한다.

상기 폴리머 매트릭스(410)는 다공질 구조를 가진다. 상기 폴리머 매트릭스(410)는 금속 폴리머를 포함할 수 있다. 또한, 상기 폴리머 매트릭스(410)는 겔 상태를 가질 수 있다. 즉, 상기 폴리머 매트릭스(410)는 금속 폴리머 겔일 수 있다.

상기 폴리머 매트릭스(410)는 티타늄, 바나듐, 크롬, 마그네슘, 철, 코발트, 백금, 팔라듐, 로듐 또는 징크 등의 금속을 구성 성분으로 포함할 수 있다.

또한, 상기 폴리머 매트릭스(410)는 상기 금속들과 실라-1-페로세노페인(sila-1-ferrocenophanes)이 결합된 금속 폴리머 겔을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 폴리머 매트릭스(410)는 폴리페로세닐디메틸실란(poly(ferrocenyldimethylsilane);PFS) 등과 같은 폴리머에 금속이 결합된 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 실라-1-페로세노페인의 예로서는 디알킬실라-1-페로세노페인, 알킬알콕시-1-페로세노페인, 디알콕시실라-1-페로세노페인, 시클로알킬실라-1-페로세노페인, 디아릴알케닐실라-1-페로세노페인 또는 알킬알키닐실라-1-페로세노페인 등을 들 수 있다.

또한, 상기 폴리머 매트릭스(410)는 폴리머 사슬들이 서로 가교 결합된 금속 폴리머 겔을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 실라-1-페로세노페인에 시클로부틸실라-1-페로세노페인, 실라-1,1`-디페로세노페인, 1,2-비스(메틸실라-[1]-페로세노페인)아세틸렌 등이 가교결합될 수 있다.

상기 가교 결합된 금속 폴리머 겔은 상기 금속을 포함하는 단량체를 사용하 여 형성될 수 있는데, 예를 들어, 약 50wt% 내지 약 100wt%의 상기 단량체, 약 0 내지 약 30wt%의 가교제 및 약 0 내지 약 20wt%의 개시제를 포함하는 혼합물을 사용하여, 상기 가교 결합된 금속 폴리머 겔이 형성될 수 있다.

여기서, 본 실시예에서의 폴리머는 매우 큰 분자량을 가지는 일반적인 폴리머일 수 있지만, 본 실시예에서의 폴리머는 반복되는 단위를 가지는 분자구조를 가지는 물질이며, 올리고머도 본 실시예에서 설명하는 폴리머에 해당될 수 있다.

상기 미립자들(420)은 상기 폴리머 매트릭스(410)에 균일하게 분산된다. 즉, 상기 폴리머 매트릭스(410) 및 상기 미립자들(420)은 콜로이드 상태를 가진다. 상기 미립자들(420)은 약 50㎚ 내지 약 100㎛의 직경을 가질 수 있다. 더 자세하게, 상기 미립자들(420)은 약 60㎚ 내지 약 1000㎚의 직경을 가질 수 있다. 더 자세하게, 상기 미립자들(420)은 약 200㎚ 내지 약 500㎚의 직경을 가질 수 있다.

상기 미립자들(420)은 높은 반사율을 가진다. 상기 미립자들(420)로 사용되는 물질의 예로서는, 알루미늄, 은, 텅스텐, 티타늄 또는 티타늄 옥사이드(TiO₂) 등을 들 수 있다.

상기 미립자들(420)은 구, 타원체, 기둥, 곡면을 가지는 다면체, 입방체 또는 다면체 등 다양한 형상을 가질 수 있다.

상기 폴리머 매트릭스(410) 및 상기 미립자들(420)은 광자 결정 구조를 가진다. 즉, 상기 광자 결정층(400)은 상기 미립자들(420)이 격자 구조를 가지며, 상기 폴리머 매트릭스(410)에 분사된 형태인 콜로이드 상태 결정일 수 있다.

상기 광자 결정층(400)은 상기 화소전극들(123) 및 상기 공통전극(220) 사이 에 형성되는 전계에 의해서, 수축되거나 팽창될 수 있다. 상기 광자 결정층(400)이 수축되거나 팽창됨에 따라서, 상기 미립자들(420)의 격자 간격이 조절될 수 있다.

예를 들어, 상기 화소전극들(123) 및 상기 공통전극(220) 사이에 형성되는 전계에 의해서, 상기 전해질(300)에 포함된 리튬 이온 등이 상기 폴리머 매트릭스(410)에 포함된 금속에 공급될 수 있다. 이에 따라서, 상기 광자 결정층(400)은 수축되거나 팽창될 수 있다.

예를 들어, 상기 화소전극들(123)에 음의 전압이 인가되고, 상기 공통전극(220)에 양의 전압이 인가될 때, 상기 전해질(300)에 포함된 리튬이온은 상기 광자 결정층(400)에 유입되고, 상기 폴리머 매트릭스(410)에 포함된 금속에 결합될 수 있다. 이에 따라서, 상기 폴리머 매트릭스(410)는 팽창될 수 있다.

이와는 반대로, 상기 화소전극들(123)에 양의 전압이 인가되고, 상기 공통전극(220)에 음의 전압이 인가될 때, 상기 폴리머 매트릭스(410)에 포함된 금속에 결합된 리튬이온은 상기 공통전극(220)으로 이동될 수 있다. 이에 따라서, 상기 폴리머 매트릭스(410)는 수축될 수 있다.

또한, 상기 광자 결정층(400)이 팽창됨에 따라서, 상기 전해질(300)이 상기 광자 결정층(400)에 유입될 수 있다. 이와는 반대로, 상기 광자 결정층(400)이 수축됨에 따라서, 상기 광자 결정층(400)에 유입된 전해질(300)은 배출될 수 있다.

또한, 실시예에 따른 반사형 평판 표시장치는 상기 광자 결정층(400)에 일정한 각도로 광을 입사시키기 위한 렌즈들이 상기 상부 기판(200) 상에 배치될 수 있다.

도 3 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 실시예에 따른 반사형 평판 표시장치는 하나의 픽셀(P)에서 화이트, 블루, 그린, 레드 및 블랙을 구현할 수 있다.

도 3을 참조하면, 상기 광자 결정층(400)은 화이트를 구현할 수 있다. 즉, 상기 광자 결정층(400)은 입사되는 광을 전체 파장대로 다시 반사시킬 수 있다. 즉, 상기 광자 결정층(400)은 자연광과 같은 백색 광(W)을 입사받아, 다시 백색 광(W)으로 반사시킬 수 있다.

이때, 상기 광자 결정층(400)은 가시 광선 영역대에서, 브래그 회절(bragg's diffraction)을 일으키지 않는다. 즉, 상기 미립자들(420) 사이의 격자 간격, 예를 들어, 결정면의 간격이 매우 좁아서, 상기 미립자들(420)은 가시 광선 영역대의 광을 산란시킬 수 있다.

예를 들어, 상기 미립자들(420) 사이의 결정면 간격은 다음과 같은 만족시킬 수 있다.

d1 < 400㎚/(Δn×sin θ) (1)

여기서, d1는 화이트가 구현될 때, 상기 미립자들(420) 사이의 결정면 간격이고, Δn은 상기 미립자들(420) 및 상기 폴리머 매트릭스(410) 사이의 굴절률 차이이고, θ는 광이 입사각이다. 이때, 상기 입사각은 렌즈 등을 사용하여, 어느 정도 일정한 수치로 고정시킬 수 있고, 상기 굴절률의 차이도 일정하게 고정될 수 있다.

상기 광자 결정층(400)의 결정면의 간격이 위의 식 (1)을 만족할 때, 상기 광자 결정층(400)은 화이트를 구현할 수 있다. 즉, 상기 광자 결정층(400)은 최대 한 수축될 때, 상기 광자 결정층(400)은 화이트를 구현할 수 있다.

상기 광자 결정층(400)이 화이트를 구현하기 위해서, 상기 화소전극들(123) 및 상기 공통전극(220)에는 다양하게 전위차가 인가될 수 있다. 예를 들어, 상기 광자 결정층(400)이 화이트를 구현하기 위해서, 상기 화소전극들(123)에는 음의 전압이 최대로 인가될 수 있다. 이와는 다르게, 상기 화소전극들(123) 및 상기 공통전극(220)에는 전위가 인가되지 않을 수 있다.

도 4를 참조하면, 상기 광자 결정층(400)은 블루를 구현할 수 있다. 즉, 상기 광자 결정층(400)은 입사되는 광을 청색 파장대로 반사시킬 수 있다. 즉, 상기 광자 결정층(400)은 자연광과 같은 백색 광(W)을 입사받아, 청색 광(B)으로 반사시킬 수 있다.

이때, 상기 광자 결정층(400)은 청색 파장대에서, 브래그 회절(bragg's diffraction)을 일으킨다. 예를 들어, 상기 광자 결정층(400)은 약 400㎚ 내지 450㎚ 파장대에서 보강 간섭을 일으킨다. 즉, 상기 미립자들(420) 사이의 격자 간격, 예를 들어, 결정면의 간격이 적당히 조절되어, 상기 미립자들(420)은 청색 파장대에서 보강 간섭을 일으킨다.

예를 들어, 상기 결정층이 블루를 구현할 때, 상기 미립자들(420) 사이의 결정면 간격은 다음과 같은 만족시킬 수 있다.

d2 = mλ/(Δn×sin θ) (2)

여기서, d2는 블루가 구현될 때, 상기 미립자들(420) 사이의 결정면 간격이고, Δn은 상기 미립자들(420) 및 상기 폴리머 매트릭스(410) 사이의 굴절률 차이 이고, θ는 광이 입사각이다. 또한, m은 1, 2, 3.. 등과 같은 정수이고, λ의 범위는 400㎚ 내지 450㎚이다. 이때, m이 1일 때, 상기 광자 결정층(400)은 가장 휘도가 높은 블루를 구현할 수 있다. 이때, 상기 입사각은 렌즈 등을 사용하여, 어느 정도 일정한 수치로 고정시킬 수 있고, 상기 굴절률의 차이도 일정하게 고정될 수 있다.

상기 광자 결정층(400)의 결정면의 간격이 위의 식 (2)을 만족할 때, 상기 광자 결정층(400)은 블루를 구현할 수 있다. 즉, 상기 화소전극들(123) 및 상기 공통전극(220)에 인가되는 전계에 의해서, 상기 미립자들(420) 사이의 간격이 상기 식 (2)를 만족하도록 조절되어, 상기 광자 결정층(400)은 블루를 구현할 수 있다.

상기 광자 결정층(400)이 블루를 구현하기 위해서, 상기 화소전극들(123) 및 상기 공통전극(220)에는 다양하게 전위차가 인가될 수 있다. 예를 들어, 상기 광자 결정층(400)이 블루를 구현하기 위해서, 상기 화소전극들(123)에는 약한 양의 전압이 인가될 수 있다.

도 5를 참조하면, 상기 광자 결정층(400)은 그린을 구현할 수 있다. 즉, 상기 광자 결정층(400)은 입사되는 광을 녹색 파장대로 반사시킬 수 있다. 즉, 상기 광자 결정층(400)은 자연광과 같은 백색 광(W)을 입사받아, 녹색 광(G)으로 반사시킬 수 있다.

이때, 상기 광자 결정층(400)은 녹색 파장대에서, 브래그 회절(bragg's diffraction)을 일으킨다. 예를 들어, 상기 광자 결정층(400)은 약 525㎚ 내지 540㎚ 파장대에서 보강 간섭을 일으킨다. 즉, 상기 미립자들(420) 사이의 격자 간격, 예를 들어, 결정면의 간격이 적당히 조절되어, 상기 미립자들(420)은 녹색 파장대에서 보강 간섭을 일으킨다.

예를 들어, 상기 결정층이 그린을 구현할 때, 상기 미립자들(420) 사이의 결정면 간격은 다음과 같은 만족시킬 수 있다.

d3 = mλ/(Δn×sin θ) (3)

여기서, d3는 그린이 구현될 때, 상기 미립자들(420) 사이의 결정면 간격이고, Δn은 상기 미립자들(420) 및 상기 폴리머 매트릭스(410) 사이의 굴절률 차이이고, θ는 광이 입사각이다. 또한, m은 1, 2, 3.. 등과 같은 정수이고, λ의 범위는 525㎚ 내지 540㎚이다. 여기서, m=1일 때, 상기 광자 결정층(400)은 가장 높은 휘도의 그린을 구현할 수 있다. 이때, 상기 입사각은 렌즈 등을 사용하여, 어느 정도 일정한 수치로 고정시킬 수 있고, 상기 굴절률의 차이도 일정하게 고정될 수 있다.

상기 광자 결정층(400)의 결정면의 간격이 위의 식 (3)을 만족할 때, 상기 광자 결정층(400)은 그린을 구현할 수 있다. 즉, 상기 화소전극들(123) 및 상기 공통전극(220)에 인가되는 전계에 의해서, 상기 미립자들(420) 사이의 간격이 상기 식 (3)를 만족하도록 조절되어, 상기 광자 결정층(400)은 그린을 구현할 수 있다.

상기 광자 결정층(400)이 그린을 구현하기 위해서, 상기 화소전극들(123) 및 상기 공통전극(220)에는 다양하게 전위차가 인가될 수 있다. 예를 들어, 상기 광자 결정층(400)이 블루를 구현할 때와 비교하여, 상기 화소전극들(123)에는 더 높은 양의 전압이 인가될 수 있다.

도 6을 참조하면, 상기 광자 결정층(400)은 레드를 구현할 수 있다. 즉, 상기 광자 결정층(400)은 입사되는 광을 적색 파장대로 반사시킬 수 있다. 즉, 상기 광자 결정층(400)은 자연광과 같은 백색 광(W)을 입사받아, 적색 광(R)으로 반사시킬 수 있다.

이때, 상기 광자 결정층(400)은 적색 파장대에서, 브래그 회절(bragg's diffraction)을 일으킨다. 예를 들어, 상기 광자 결정층(400)은 약 600㎚ 내지 약 700㎚ 파장대에서 보강 간섭을 일으킨다. 즉, 상기 미립자들(420) 사이의 격자 간격, 예를 들어, 결정면의 간격이 적당히 조절되어, 상기 미립자들(420)은 적색 파장대에서 보강 간섭을 일으킨다.

예를 들어, 상기 결정층이 레드를 구현할 때, 상기 미립자들(420) 사이의 결정면 간격은 다음과 같은 만족시킬 수 있다.

d4 = mλ/(Δn×sin θ) (4)

여기서, d4는 레드가 구현될 때, 상기 미립자들(420) 사이의 결정면 간격이고, Δn은 상기 미립자들(420) 및 상기 폴리머 매트릭스(410) 사이의 굴절률 차이이고, θ는 광이 입사각이다. 또한, m은 1, 2, 3... 등의 정수이고, λ의 범위는 600㎚ 내지 700㎚이다. 여기서, m=1일 때, 상기 광자 결정층(400)은 가장 높은 휘도의 그린을 구현할 수 있다. 이때, 상기 입사각은 렌즈 등을 사용하여, 어느 정도 일정한 수치로 고정시킬 수 있고, 상기 굴절률의 차이도 일정하게 고정될 수 있다.

상기 광자 결정층(400)의 결정면의 간격이 위의 식 (4)를 만족할 때, 상기 광자 결정층(400)은 레드를 구현할 수 있다. 즉, 상기 화소전극들(123) 및 상기 공 통전극(220)에 인가되는 전계에 의해서, 상기 미립자들(420) 사이의 간격이 상기 식 (4)를 만족하도록 조절되어, 상기 광자 결정층(400)은 레드를 구현할 수 있다.

상기 광자 결정층(400)이 레드를 구현하기 위해서, 상기 화소전극들(123) 및 상기 공통전극(220)에는 다양하게 전위차가 인가될 수 있다. 예를 들어, 상기 광자 결정층(400)이 그린을 구현할 때와 비교하여, 상기 화소전극들(123)에는 더 높은 양의 전압이 인가될 수 있다.

도 7을 참조하면, 상기 광자 결정층(400)은 블랙을 구현할 수 있다. 즉, 상기 광자 결정층(400)은 입사되는 광을 거의 반사시키지 않고, 투과시킨다. 예를 들어, 상기 광자 결정층(400)은 입사되는 광의 약 95% 내지 99%를 투과시킬 수 있다.

즉, 상기 광자 결정층(400)은 브래그 회절(bragg's diffraction)을 일으킬 수 있지만, 대부분의 가시 광을 투과시키고, 투과된 가시 광은 상기 광 흡수층(130)에 흡수될 수 있다. 이에 따라서, 상기 광자 결정층(400)은 블랙을 구현할 수 있다. 즉, 상기 미립자들(420) 사이의 간격은 매우 커지도록 조절되고, 이에 따라서, 반사되는 광의 양이 현저히 감소된다.

예를 들어, 상기 결정층이 블랙을 구현할 때, 상기 미립자들(420) 사이의 결정면 간격은 다음과 같은 만족시킬 수 있다.

d5 = m×λ(Δn×sin θ) (5)

여기서, d5는 블랙이 구현될 때, 상기 미립자들(420) 사이의 결정면 간격이고, Δn은 상기 미립자들(420) 및 상기 폴리머 매트릭스(410) 사이의 굴절률 차이이고, θ는 광이 입사각이다. 또한, 여기서 m은 1, 2, 3.. 등의 정수이고 λ는 약 700㎚이상이다. 여기서, m은 큰 정수일 수록, 상기 광자 결정층(400)은 선명한 블랙을 구현할 수 있다. 따라서, 상기 광자 결정층(400)은 구동 가능한 범위에서, m의 크기를 최대로 할 수 있도록, 상기 미립자들(420) 사이의 간격을 증가시킬 수 있다. 이때, 상기 입사각은 렌즈 등을 사용하여, 어느 정도 일정한 수치로 고정시킬 수 있고, 상기 굴절률의 차이도 일정하게 고정될 수 있다.

상기 광자 결정층(400)의 결정면의 간격이 위의 식 (5)를 만족할 때, 대부분의 입사광은 상기 광자 결정층(400)을 통과하고, 블랙이 구현된다. 즉, 상기 화소전극들(123) 및 상기 공통전극(220)에 인가되는 전계에 의해서, 상기 미립자들(420) 사이의 간격이 상기 식 (5)를 만족하도록 조절되어, 상기 광자 결정층(400)은 블랙을 구현할 수 있다.

상기 광자 결정층(400)이 블랙을 구현하기 위해서, 상기 화소전극들(123) 및 상기 공통전극(220)에는 다양하게 전위차가 인가될 수 있다. 예를 들어, 상기 광자 결정층(400)이 레드를 구현할 때와 비교하여, 상기 화소전극들(123)에는 더 높은 양의 전압이 인가될 수 있다.

상기 광자 결정층(400)이 화이트, 블루, 그린, 레드 및 블랙을 각각 구현할 때, 상기 미립자들(420) 사이의 간격은 위의 순서로 증가될 수 있다. 예를 들어, d1 > d2 > d3 > d4 > d5가 만족될 수 있다.

실시예에 따른 반사형 평판 표시장치는 상기 광 흡수층(130)을 포함한다. 앞서 설명한 바와 같이, 상기 미립자들(420) 사이의 간격이 충분히 큰 경우, 입사되는 광은 상기 광 흡수층(130)에 흡수되어, 블랙이 용이하게 구현될 수 있다.

또한, 실시예에 따른 반사형 평판 표시장치는 높은 반사율을 가지는 알루미늄, 티타늄, 텅스텐 또는 티타늄 옥사이드를 포함하는 상기 미립자들(420)을 포함한다. 이에 따라서, 상기 미립자들(420) 사이의 간격이 매우 좁은 경우, 입사되는 광은 대부분 반사된다. 따라서, 실시예에 따른 반사형 평판 표시장치는 화이트를 용이하게 구현할 수 있다.

또한, 위에서 살펴본 바와 같이, 실시예에 따른 반사형 평판 표시장치는 상기 미립자들(420) 사이의 간격을 적당히 조절하여, 블랙 및 화이트와 함께, 레드, 그린 및 블루를 구현할 수 있다.

즉, 실시예에 따른 반사형 평판 표시장치는 하나의 픽셀을 이용하여, 화이트, 블루, 그린, 레드 및 블랙을 구현한다.

따라서, 실시예에 따른 반사형 평판 표시장치는 3개의 서브 픽셀들을 이용하여, 화이트를 구현하는 경우보다 더 향상된 분해능(resolution)을 가지고, 향상된 화질을 가진다.

또한, 이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1은 실시예에 따른 반사형 평판 표시장치의 일 단면을 도시한 단면도이다.

도 2는 실시예에 따른 반사형 평판 표시장치를 도시한 회로도이다.

도 3 내지 도 7은 실시예에 따른 반사형 평판 표시장치가 영상을 표시하는 과정을 도시한 도면들이다.

Claims

서로 대향되는 제 1 전극 및 제 2 전극;

상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극 사이에 개재되며, 다수 개의 미립자들을 포함하는 광자 결정층; 및

상기 광자 결정층 및 상기 제 1 전극 사이에 개재되는 광 흡수층을 포함하는 표시장치.
제 1 항에 있어서, 상기 미립자들은 알루미늄, 티타늄, 텅스텐 또는 티타늄 옥사이드를 포함하는 표시장치.
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극 사이에 인가되는 전계에 따라서, 상기 미립자들 사이의 간격은 서로 제 1 간격, 제 2 간격, 제 3 간격, 제 4 간격 또는 제 5 간격으로 조절되고,

상기 미립자들이 상기 제 1 간격으로 이격될 때, 상기 미립자층에 입사되는 백색 광은 상기 미립자층에 의해서 백색 광으로 반사되고,

상기 미립자들이 상기 제 2 간격으로 이격될 때, 상기 미립자층에 입사되는 백색 광은 상기 미립자층에 의해서 청색 광으로 반사되고,

상기 미립자들이 상기 제 3 간격으로 이격될 때, 상기 미립자층에 입사되는 백색 광은 상기 미립자층에 의해서 녹색 광으로 반사되고,

상기 미립자들인 상기 제 4 간격으로 이격될 때, 상기 미립자층에 입사되는 백색 광은 상기 미립자층에 의해서 적색 광으로 반사되고,

상기 미립자들이 상기 제 5 간격으로 이격될 때, 상기 미립자층에 입사되는 백색 광은 상기 미립자층을 통과하는 표시장치.
제 3 항에 있어서, 상기 제 1 간격은 상기 제 2 간격보다 더 작고, 상기 제 5 간격은 상기 제 4 간격보다 더 큰 표시장치.
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극 사이에 개재되며, 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극 사이에 형성되는 전계에 따라서, 상기 광자 결정층으로 유입되는 전해질을 포함하는 표시장치.
제 1 항에 있어서, 상기 광자 결정층은 85% 내지 99%의 투과율을 가지는 표시장치.
서로 대향되는 제 1 전극 및 제 2 전극; 및

상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극 사이에 개재되고, 알루미늄, 티타늄, 텅스텐 또는 티타늄 옥사이드를 포함하는 다수 개의 미립자들을 포함하는 표시장치.
제 7 항에 있어서, 상기 미립자들의 직경은 200㎚ 내지 500㎚인 표시장치.
제 7 항에 있어서, 상기 미립자들은 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극 사이에 개재되는 금속 폴리머 겔에 분산되는 표시장치.
서로 대향되는 제 1 전극 및 제 2 전극; 및

상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극 사이에 개재되는 광자 결정층을 포함하고,

상기 광자 결정층은

폴리머 겔; 및 상기 폴리머 겔에 분산되고, 상기 폴리머 겔과 다른 굴절률을 가지는 다수 개의 미립자들을 포함하고,

상기 광자 결정층에 입사되는 백색 광은 상기 미립자층에 의해서 백색 광으로 반사되는 표시장치.