KR20120046428A - 전기영동 표시장치 및 그 구동방법 - Google Patents

전기영동 표시장치 및 그 구동방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20120046428A
KR20120046428A KR1020100108071A KR20100108071A KR20120046428A KR 20120046428 A KR20120046428 A KR 20120046428A KR 1020100108071 A KR1020100108071 A KR 1020100108071A KR 20100108071 A KR20100108071 A KR 20100108071A KR 20120046428 A KR20120046428 A KR 20120046428A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
voltage
electrophoretic display
substrate
common electrode
pixel electrode
Prior art date
Application number
KR1020100108071A
Other languages
English (en)
Inventor
이미경
진현석
Original Assignee
엘지디스플레이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지디스플레이 주식회사 filed Critical 엘지디스플레이 주식회사
Priority to KR1020100108071A priority Critical patent/KR20120046428A/ko
Publication of KR20120046428A publication Critical patent/KR20120046428A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/165—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on translational movement of particles in a fluid under the influence of an applied field
    • G02F1/166—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on translational movement of particles in a fluid under the influence of an applied field characterised by the electro-optical or magneto-optical effect
    • G02F1/167—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on translational movement of particles in a fluid under the influence of an applied field characterised by the electro-optical or magneto-optical effect by electrophoresis
    • 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
    • G09G3/344—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 particles moving in a fluid or in a gas, e.g. electrophoretic devices
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/165—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on translational movement of particles in a fluid under the influence of an applied field
    • G02F1/1675—Constructional details
    • G02F1/1676—Electrodes
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/165—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on translational movement of particles in a fluid under the influence of an applied field
    • G02F1/1675—Constructional details
    • G02F2001/1678—Constructional details characterised by the composition or particle type

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)

Abstract

본 발명은, 서로 마주보며 이격되고, 화소영역을 포함하는 제1 및 제2기판과; 상기 제1기판 상부의 상기 화소영역의 중앙부에 사각형 형태로 형성되는 화소전극과; 상기 제2기판 하부의 상기 화소영역의 가장자리부에 사각띠 형태로 형성되고, 서로 전기적으로 분리되는 제1 및 제2공통전극과; 상기 화소전극과 상기 제1 및 제2공통전극 사이에 형성되고, 다수의 미세입자를 포함하는 액정층을 포함하는 전기영동 표시장치를 제공한다.

Description

전기영동 표시장치 및 그 구동방법 {ELECTROPHORETIC DISPLAY DEVICE AND METHOD OF DRIVING THE SAME}
본 발명은 전기영동 표시장치 및 그 구동방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 서로 다른 전압이 인가되는 2개의 공통전극을 포함하는 전기영동 표시장치 및 그 구동방법에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 영상을 표시하기 위한 표시장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 근래에는 액정표시장치(liquid crystal display: LCD), 플라즈마표시장치(plasma display panel: PDP), 유기발광다이오드 표시장치(organic light emitting diode: OLED)와 같은 여러 가지 평판표시장치(flat panel display: FPD)가 활용되고 있다.
이들 평판표시장치 중에서, 액정표시장치는 박형화 및 대면적화에 장점이 있으며, 플라즈마표시장치와 유기전계발광표시장치는 자체 발광형(emissive type)이라는 면에서 휘도에 장점이 있다.
그러나, 액정표시장치는 액정층의 굴절율 이방성으로 인한 좁은 시야각과, 편광판, 액정층, 컬러필터층, 다수의 박막층으로 인한 낮은 광효율과, 느린 응답속도 보상 및 고속 구동을 위한 구동전압 증가로 인한 높은 소비전력과, 다수의 박막층 형성으로 인한 복잡한 제조공정과, 백라이트, 액정, 편광판 등의 다수의 부품으로 인한 높은 제조비용이라는 단점이 있다.
또한, 플라즈마표시장치는 수명과 소비전력 측면에서 단점이 있으며, 유기전계발광표시장치는 대면적화 및 안정성 측면에서 단점이 있다.
이러한 단점을 개선하기 위하여, 전하를 띈 미세입자(fine particle)를 이용하는 전기영동 표시장치(electrophoretic display: EPD)가 제안되었는데, 이러한 전기영동 표시장치의 동작을 도면을 참조하여 설명한다.
도 1a 및 도 1b는 각각 종래의 전기영동 표시장치의 블랙표시 상태 및 화이트표시 상태를 도시한 단면도이다.
도 1a 및 도 1b에 도시한 바와 같이, 전기영동 표시장치(10)는, 서로 마주보며 이격된 제1 및 제2기판(20, 50)과, 제1 및 제2기판(20, 50) 사이에 형성된 액정층(70)을 포함한다.
제1기판(20) 상부(내면)에는 화소전극(30)이 형성되며, 제1기판(20) 하부(외면)에는 광흡수층(40)이 형성되는데, 화소전극(30)은 외부의 입사광(IL)을 투과시키는 투명한 물질로 이루어지고, 광흡수층(40)은 외부의 입사광(IL)을 흡수하는 불투명한 물질로 이루어질 수 있다.
제2기판(50) 하부(내면)에는, 화소전극(30)과 수직방향으로 중첩되지 않고 수평방향으로 이격된 위치에 공통전극(60)이 형성되는데, 공통전극(60)은 외부의 입사광(IL)을 흡수하여 차단하는 불투명한 물질로 이루어진다.
액정층(70)은 다수의 미세입자(72)를 포함하며, 다수의 미세입자(72)는 각각 외부의 입사광(IL)을 반사하는 화이트(white) 색상을 가지며 양(+)의 극성을 갖도록 대전되어 있다.
이러한 전기영동 표시장치(10)에서는, 화소전극(30) 및 공통전극(60)에 각각 제1 및 제2전압(V1, V2)이 인가되어 화소전극(30) 및 공통전극(60) 사이에 전기장이 생성되고, 다수의 미세입자(72)가 생성된 전기장에 의하여 이동되어 화소전극(30)의 상부 또는 공통전극(60)의 하부에 집중됨으로써, 블랙 및 화이트가 표시된다.
즉, 도 1a에 도시한 바와 같이, 전기영동 표시장치(10)가 블랙을 표시할 경우, 화소전극(30)에는 제1전압(V1)이 인가되고 공통전극(60)에는 제1전압보다 낮은 제2전압(V2)이 인가되어(V1 > V2), 화소전극(30) 및 공통전극(60) 사이에는 화소전극(30)으로부터 공통전극(60)을 향하는 전기장이 생성된다.
이때, 양(+)의 극성을 갖는 다수의 미세입자(72)는 전기장의 방향을 따라 이동하여 공통전극(60) 하부에 집중되고, 전기영동 표시장치(10)의 외부로부터 제공되는 입사광(IL)은, 불투명한 공통전극(60)에 흡수되거나, 액정층(70) 또는 투명한 화소전극(30)을 통과하여 불투명한 광흡수층(40)에 흡수된다.
따라서, 입사광(IL)은 다수의 미세입자(72)에서 난반사(random scattering)되지 못하게 되고, 전기영동 표시장치(10)는 블랙을 표시한다.
도 1b에 도시한 바와 같이, 전기영동 표시장치(10)가 화이트를 표시할 경우, 화소전극(30)에는 제1전압(V1)이 인가되고 공통전극(60)에는 제1전압보다 높은 제2전압(V2)이 인가되어(V1 < V2), 화소전극(30) 및 공통전극(60) 사이에는 공통전극(60)으로부터 화소전극(30)을 향하는 전기장이 생성된다.
이때, 양(+)의 극성을 갖는 다수의 미세입자(72)는 전기장의 방향을 따라 이동하여 화소전극(30) 상부에 집중되고, 전기영동 표시장치(10)의 외부로부터 제공되는 입사광(IL)은, 불투명한 공통전극(60)에 흡수되는 일부를 제외하고는 액정층(70)을 통과하여 다수의 미세입자(72)에 도달한다.
따라서, 입사광(IL)은 다수의 미세입자(72)에서 난반사되어, 전기영동 표시장치(10)로부터 반사광(RL)으로 출사되고, 전기영동 표시장치(10)는 화이트를 표시한다.
그런데, 이러한 종래의 전기영동 표시장치(10)에서, 화소전극(30) 및 공통전극(60)이 수평방향으로 서로 이격되어 있으므로, 평행판 축전지와는 달리, 생성되는 전기장이 균일한 세기를 갖지 않으며, 수평위치에 따라 상이한 세기를 갖게 된다.
구체적으로, 화소전극(30) 및 공통전극(60) 사이에 생성되는 전기장의 세기는, 화소전극(30) 및 공통전극(60) 각각의 가장자리부, 즉 제1 및 제2수평지점(H1, H2)에서 극대값을 갖게 되고, 다수의 미세입자(72)는 전기장의 세기가 극대값을 갖는 제1 및 제2수평지점(H1, H2)에 집중적으로 몰리게 된다.
여기서, 제1 및 제2수평지점(H1, H2)은 각각 화소전극(30) 및 공통전극(60)의 가장자리부에 위치하므로, 블랙 및 화이트를 표시할 때, 다수의 미세입자(72)는 화소전극(30) 직상부 및 공통전극(60) 직하부에서 수평방향으로 벗어난 지점에도 존재하게 된다.
전기영동 표시장치(10)가 화이트를 표시하는 경우에는, 입사광(IL)이 화소전극(30) 직상부에서 벗어난 다수의 미세입자(72)에 의하여 난반사되어 출사되는 반사광(RL)도 화이트 표시에 기여하게 되므로, 다수의 미세입자(72) 중 일부가 화소전극(30) 직상부에서 벗어난 지점에 위치하더라도 큰 문제가 되지 않지만, 전기영동 표시장치(10)가 블랙을 표시하는 경우에는, 입사광(IL)이 공통전극(60) 직하부에서 벗어난 다수의 미세입자(72)에 의하여 난반사되어 빛샘광(LL)으로 출사되므로, 블랙 표시의 휘도를 높이는 요인이 된다.
즉, 전기영동 표시장치(10)가 블랙을 표시하는 경우, 공통전극(60)의 직하부에서 벗어난 A 지점에 위치하는 다수의 미세입자(72)에 의하여 빛샘광(LL)이 발생하고, 이러한 빛샘광(LL)에 의하여 블랙 표시의 균일도가 저하되고 전기영동 표시장치(10)의 대조비(contrast ratio)가 저하되는 문제가 있다.
본 발명은, 제1 및 제2공통전극에 서로 상이한 전압을 인가하여 다수의 미세입자가 제1 및 제2공통전극 직하부에 집중되도록 함으로써, 블랙표시의 균일도 및 대조비가 개선된 전기영동 표시장치 및 그 구동방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 화소전극에 가깝게 배치된 제1공통전극에 인가되는 전압보다 더 큰 전압을 화소전극으로부터 멀리 배치된 제2공통전극에 인가하여, 제2공통전극 직하부의 전기장의 세기를 제1공통전극 직하부의 전기장의 세기보다 크게 함으로써, 다수의 미세입자가 제1 및 제2공통전극 직하부에 균일하게 분포되고, 블랙표시의 균일도 및 대조비가 개선된 전기영동 표시장치 및 그 구동방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 서로 마주보며 이격되고, 화소영역을 포함하는 제1 및 제2기판과; 상기 제1기판 상부의 상기 화소영역의 중앙부에 사각형 형태로 형성되는 화소전극과; 상기 제2기판 하부의 상기 화소영역의 가장자리부에 사각띠 형태로 형성되고, 서로 전기적으로 분리되는 제1 및 제2공통전극과; 상기 화소전극과 상기 제1 및 제2공통전극 사이에 형성되고, 다수의 미세입자를 포함하는 액정층을 포함하는 전기영동 표시장치를 제공한다.
여기서, 상기 다수의 미세입자는, 양(+) 또는 음(-)의 극성으로 대전되고, 화이트 또는 블랙을 나타내는 입자일 수 있다.
그리고, 상기 화소전극, 상기 제1공통전극 및 상기 제2공통전극에는 각각 제1, 제2 및 제3전압이 인가될 수 있다.
또한, 상기 전기영동 표시장치가 블랙을 표시할 경우, 상기 제2전압은 상기 제1전압보다 낮고, 상기 제3전압은 상기 제2전압보다 낮을 수 있다.
그리고, 상기 전기영동 표시장치가 화이트를 표시할 경우, 상기 제2전압은 상기 제1전압보다 높고, 상기 제3전압은 상기 제2전압과 동일할 수 있다.
또한, 상기 전기영동 표시장치가 그레이를 표시할 경우, 상기 제1, 제2 및 제3전압은 상기 다수의 미세입자가 이동하는 중에 차단될 수 있다.
그리고, 상기 화소전극은 투명도전성 물질로 이루어지고, 상기 제1 및 제2공통전극은 각각 불투명도전성 물질로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 전기영동 표시장치는, 상기 제1기판 상부에 형성되고, 서로 교차하여 상기 화소영역을 정의하는 게이트배선 및 데이터배선과; 상기 게이트배선, 상기 데이터배선 및 상기 화소전극에 연결되는 박막트랜지스터와; 상기 제1기판 하부에 형성되는 광흡수층을 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명은, 제1기판 상부의 화소영역의 중앙부에 사각형 형태로 형성되는 화소전극에 제1전압을 인가하는 단계와; 상기 제1기판과 마주보며 이격되는 제2기판 하부의 상기 화소영역의 가장자리부에 사각형 띠 형태로 형성되는 제1공통전극에 상기 제2전압을 인가하는 단계와; 상기 제2기판 하부에 상기 제1공통전극의 외측에 사각형 띠 형태로 형성되는 제2공통전극에 제3전압을 인가하는 단계와; 상기 제1, 제2 및 제3전압에 의하여 전기장을 생성하고, 생성된 전기장에 의하여 액정층에 포함된 다수의 미세입자를 이동시키는 단계를 포함하는 전기영동 표시장치의 구동방법을 제공한다.
여기서, 상기 전기영동 표시장치가 블랙을 표시할 경우, 상기 제2전압은 상기 제1전압보다 낮고, 상기 제3전압은 상기 제2전압보다 낮도록 설정될 수 있다.
본 발명에 따른 전기영동 표시장치 및 그 구동방법에서는, 화소전극과 마주보며 서로 전기적으로 분리된 제1 및 제2공통전극을 형성하고, 제1 및 제2공통전극에 서로 상이한 전압을 인가함으로써, 다수의 미세입자가 제1 및 제2공통전극 직하부에 균일하게 분포되는 효과가 있다.
또한, 다수의 미세입자의 분포 균일도를 개선함으로써, 블랙표시의 균일도 및 전기영동 표시장치의 대조비가 개선되는 효과가 있다.
도 1a 및 도 1b는 각각 종래의 전기영동 표시장치의 블랙표시 상태 및 화이트표시 상태를 도시한 단면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전기영동 표시장치의 평면도.
도 3은 도 2의 절단선 III-III에 따른 단면도.
도 4a, 도 4b 및 도 4c는 각각 본 발명의 실시예에 따른 전기영동 표시장치의 블랙 표시상태, 화이트 표시상태 및 그레이 표시상태를 도시한 단면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전기영동 표시장치의 수평위치에 따른 전기장의 세기를 도시한 도면.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전기영동 표시장치의 평면도이고, 도 3은 도 2의 절단선 III-III에 따른 단면도이다.
도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전기영동 표시장치(110)는, 서로 마주보며 이격된 제1 및 제2기판(120, 150)과, 제1 및 제2기판(120, 150) 사이에 형성된 액정층(170)을 포함한다.
제1기판(120) 상부(내면)에는, 서로 교차하여 화소영역(P)을 정의하는 게이트배선(121) 및 데이터배선(125)과, 게이트배선(121) 및 데이터배선(125)에 연결되는 박막트랜지스터(T)와, 박막트랜지스터(T)에 연결되는 화소전극(130)이 형성된다.
구체적으로, 제1기판(120) 상부에는, 게이트배선(121)과 게이트배선(121)으로부터 연장되는 게이트전극(122)이 형성되고, 게이트배선(121) 및 게이트전극(122) 상부에는 게이트절연층(123)이 형성된다.
게이트전극(122)에 대응되는 게이트절연층(123) 상부에는 순수실리콘의 액티브층과 불순물실리콘의 오믹콘택층으로 이루어지는 반도체층(124)이 형성되고, 반도체층(124) 상부에는 서로 이격되는 소스전극(126) 및 드레인전극(127)이 형성된다.
그리고, 게이트전연층(123) 상부에는, 소스전극(126)에 연결되며, 게이트배선(121)과 교차하여 화소영역(P)을 정의하는 데이터배선(125)이 형성된다.
소스전극(126), 드레인전극(127) 및 데이터배선(125) 상부에는 보호층(128)이 형성되는데, 보호층(128)은 드레인전극(127)을 노출하는 드레인콘택홀을 포함한다.
보호층(128) 상부에는, 드레인콘택홀을 통하여 드레인전극(127)에 연결되는 화소전극(130)이 형성되는데, 화소전극(130)은 외부의 입사광을 투과시키는 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)와 같은 투명도전성 물질로 이루어질 수 있으며, 화소영역(P)의 중앙부에 사각형 형태로 형성되어 드레인전극(127) 상부로 연장될 수 있다.
그리고, 제1기판(120) 하부(외면)에는 외부의 입사광을 흡수하는 불투명한 물질로 이루어지는 광흡수층(140)이 형성된다.
제2기판(150) 하부(내면)에는, 화소전극(130)과 수직방향으로 중첩되지 않고 수평방향으로 이격된 위치에 사각형 띠 형태의 제1 및 제2공통전극(160, 162)이 형성되는데, 제1 및 제2공통전극(160, 162)은 외부의 입사광을 흡수하여 차단할 수 있도록 금속과 같은 불투명도전성 물질로 이루어질 수 있다.
제1공통전극(160)과, 제1공통전극(160)의 외측에 형성되는 제2공통전극(162)은 서로 전기적으로 분리되어 상이한 전압이 인가될 수 있는데, 각 화소영역(P)에 있어서 중앙부에 화소전극(130)이 배치되고, 가장자리부의 내측에 제1공통전극(160)이 배치되고, 가장자리부의 외측에 제2공통전극(162)이 형성된다.
도시하지는 않았지만, 각 화소영역(P)의 제1공통전극(160)은 인접한 화소영역(P)의 제1공통전극(160)과 별도의 도전층을 통하여 서로 연결될 수 있으며, 각 화소영역(P)의 제2공통전극(162) 또한 인접한 화소영역(P)의 제2공통전극(162)과 별도의 도전층을 통하여 서로 연결될 수 있다.
또한, 제2기판(150) 하부(내면)에 제1 및 제2공통전극(160, 162) 사이의 이격공간에 대응하는 블랙매트릭스를 형성하여 제1 및 제2공통전극(160, 162) 사이의 이격공간을 통한 빛샘을 방지할 수도 있다.
액정층(170)은 다수의 미세입자(172)를 포함하며, 다수의 미세입자(172)는 각각 외부의 입사광을 반사하는 화이트(white) 색상을 가지며 양(+)의 극성을 갖도록 대전된 상태일 수 있다.
액정층(170)은 수직배향(vertically alignment)된 네마틱(nematic) 액정으로 이루어질 수 있으며, 이를 위하여 제1 및 제2기판(120, 150) 내면에는 배향막(미도시)이 형성될 수 있다.
액정층(170)은 다수의 미세입자(172)의 분산매개체로 이용되는데, 액정층(170)을 이루는 액정분자들은 비등방성 유체로서 전기장의 방향에 따라 흐르는 특성을 가지며, 이러한 특성에 의하여 다수의 미세입자(172)의 이동을 돕는 역할을 한다.
또한, 전기장이 생성되지 않은 경우, 수직배향된 액정분자들이 다수의 미세입자(172)를 안정적으로 고정시킴으로써, 전기영동 표시장치(110)가 우수한 중간계조 표시특성을 갖도록 한다.
액정층(170)은 약 50μm ~ 약 100μm 범위의 두께를 가질 수 있으며, 다수의 미세입자(172)는 각각 약 2μm ~ 약 20μm 범위의 직경을 가지며, 약 10wt% ~ 약 25wt%의 비율로 액정층(170)에 분산되어 있을 수 있다.
이러한 전기영동 표시장치(110)에 있어서, 다수의 미세입자(172)는, 화소전극(130)과 제1 및 제2공통전극(160, 162)에 각각 인가된 제1 내지 제3전압(V1, V2, V3)에 의하여 생성된 전기장에 의하여 이동하는데, 제1 내지 제3전압(V1, V2, V3)은 직류(DC)전압이거나 오프셋전압이 적용된 교류(AC)전압일 수 있다.
특히, 전기영동 표시장치(110)가 블랙을 표시할 경우, 제2공통전극(162)에 인가되는 제3전압(V3)을 제1공통전극(160)에 인가되는 제2전압(V2)보다 낮게 설정함으로써, 블랙 표시의 균일도 및 대조비를 개선할 수 있는데, 이를 도면을 참조하여 설명한다.
도 4a, 도 4b 및 도 4c는 각각 본 발명의 실시예에 따른 전기영동 표시장치의 블랙 표시상태, 화이트 표시상태 및 그레이 표시상태를 도시한 단면도이다.
도 4a에 도시한 바와 같이, 전기영동 표시장치(110)가 블랙을 표시할 경우, 화소전극(130), 제1공통전극(160) 및 제2공통전극(162)에는 각각 제1, 제2 및 제3전압(V1, V2, V3)이 인가되는데, 제2전압(V2)은 제1전압(V1)보다 낮고, 제3전압(V3)은 제2전압(V2)보다 낮도록 설정될 수 있다(V1 > V2 > V3).
예를 들어, 제1전압(V1)과 제2전압(V2)의 차이(V1-V2)가 제1전압(V1)과 제3전압(V3)의 차이(V1-V3)의 약 65% ~ 약 70% 범위에 있도록 제1, 제2 및 제3전압(V1, V2, V3)을 설정할 수 있다.
즉, 제1전압(V1)은 약 0V, 제2전압(V2)은 약 -6V, 제3전압(V3)은 약 -9V로 설정할 수 있다.
이에 따라, 화소전극(130), 제1공통전극(160) 및 제2공통전극(162) 사이에는, 화소전극(130)으로부터 제1공통전극(160)을 통하여 제2공통전극(162)을 향하는 전기장(E)이 생성되며, 양(+)의 극성을 갖는 다수의 미세입자(172)는 전기장(E)의 방향을 따라 이동하여 제1 및 제2공통전극(160, 162) 하부에 집중되고, 전기영동 표시장치(110)의 외부로부터 제공되는 입사광(IL)은, 불투명한 제1 및 제2공통전극(160, 162)에 흡수되거나, 액정층(170) 또는 투명한 화소전극(130)을 통과하여 불투명한 광흡수층(140)에 흡수된다.
따라서, 입사광(IL)은 다수의 미세입자(172)에서 난반사(random scattering)되지 못하게 되고, 전기영동 표시장치(10)는 블랙을 표시한다.
이때, 화소전극(130), 제1공통전극(160) 및 제2공통전극(162)이 수평방향으로 서로 이격되어 있으므로, 생성되는 전기장(E)은 수평위치에 따라 상이한 세기를 갖게 된다.
구체적으로, 화소전극(130), 제1공통전극(160) 및 제2공통전극(162) 사이에 생성되는 전기장(E)의 세기는, 화소전극(130), 제1공통전극(160) 및 제2공통전극(162) 각각의 가장자리부, 즉 제1, 제2 및 제3수평지점(H1, H2, H3)에서 극대값을 갖게 되고, 양(+)의 극성을 갖는 다수의 미세입자(172)는 전기장(E)의 세기가 극대값을 갖는 제2 및 제3수평지점(H2, H3)에 집중될 수 있다.
그런데, 제3수평지점(H3)과 제2수평지점(H2) 사이에는 제2수평지점(H2)으로부터 제3수평지점(H3)을 향하는 전기장(E)이 존재하므로, 제2수평지점(H2)에 집중된 미세입자(172)는 다시 제3수평지점(H3)으로 이동하게 되며, 이에 따라 다수의 미세입자(172)는 제3수평지점(H3), 즉 제2공통전극(162) 하부에 집중될 수 있다.
즉, 다수의 미세입자(172)는 화소영역(P) 가장자리부의 제2공통전극(162) 하부에 집중되며 제1공통전극(160) 직하부로부터 수평방향으로 벗어난 지점에는 존재하지 않게 된다.
따라서, 전기영동 표시장치(110)가 블랙을 표시할 경우, 입사광(IL)이 제1 및 제2공통전극(160, 162) 직하부로부터 벗어난 다수의 미세입자(172)에 의하여 난반사되어 발생하는 빛샘광이 방지되므로, 블랙의 휘도가 저감되고, 전기영동 표시장치(110)의 블랙표시의 균일도 및 대조비가 개선된다.
그리고, 도 4b에 도시한 바와 같이, 전기영동 표시장치(110)가 화이트를 표시할 경우, 화소전극(130), 제1공통전극(160) 및 제2공통전극(162)에는 각각 제1, 제2 및 제3전압(V1, V2, V3)이 인가되는데, 제2전압(V2)은 제1전압(V1)보다 높고, 제3전압(V3)은 제2전압(V2)과 동일하도록 설정될 수 있다(V1 < V2 = V3).
예를 들어, 제2 및 제3전압(V2, V3)은 각각 약 0V, 제1전압(V1)은 약 -6V로 설정할 수 있다.
이에 따라, 화소전극(130), 제1공통전극(160) 및 제2공통전극(162) 사이에는, 제1 및 제2공통전극(160, 162)으로부터 화소전극(130)을 향하는 전기장(E)이 생성되며, 양(+)의 극성을 갖는 다수의 미세입자(172)는 전기장(E)의 방향을 따라 이동하여 화소전극(130) 상부에 집중되고, 전기영동 표시장치(110)의 외부로부터 제공되는 입사광(IL)은, 불투명한 제1 및 제2공통전극(160, 162)에 흡수되는 일부를 제외하고는 액정층(170)을 통과하여 다수의 미세입자(172)에 도달한다.
따라서, 입사광(IL)은 다수의 미세입자(172)에서 난반사되어, 전기영동 표시장치(110)로부터 반사광(RL)으로 출사되고, 전기영동 표시장치(110)는 화이트를 표시한다.
이때, 화소전극(130), 제1공통전극(160) 및 제2공통전극(162) 사이에 생성되는 전기장(E)의 세기는, 화소전극(130) 및 제1공통전극(160) 각각의 가장자리부, 즉 제1 및 제2수평지점(H1, H2)에서 극대값을 갖게 되고, 양(+)의 극성을 갖는 다수의 미세입자(172)는 전기장(E)의 세기가 극대값을 갖는 제1수평지점(H1), 즉 화소전극(130) 상부에 집중될 수 있다.
이때, 제1수평지점(H1)은 화소전극(130)의 가장자리부에 위치하므로, 다수의 미세입자(172) 중 일부가 화소전극(130)의 직상부에서 벗어난 지점에 위치할 수도 있으나, 전기영동 표시장치(110)가 화이트를 표시하는 경우에는, 입사광(IL)이 화소전극(130) 직상부에서 벗어난 다수의 미세입자(172)에 의하여 난반사되어 출사되는 반사광(RL)도 화이트 표시에 기여하게 되므로, 다수의 미세입자(172) 중 일부가 화소전극(130) 직상부에서 벗어난 지점에 위치하는 것이 문제되지 않는다.
한편, 도 4c에 도시한 바와 같이, 전기영동 표시장치(110)가 그레이를 표시하는 경우, 화소전극(130), 제1공통전극(160) 및 제2공통전극(162)에 각각 제1, 제2 및 제3전압(V1, V2, V3)을 인가한 후, 다수의 미세입자(172)가 이동하는 중에 제1, 제2 및 제3전압(V1, V2, V3)을 차단한다.
즉, 다수의 미세입자(172)가 이동하는 도중에, 전기장을 턴-오프(turn-off)하여 다수의 미세입자(172)의 이동 동력원을 차단하면, 다수의 미세입자(172)는 그 위치에 고정되어 전기영동 표시장치(110)는 중간계조인 그레이를 표시하게 된다.
따라서, 제1, 제2 및 제3전압(V1, V2, V3)의 인가로부터 차단까지 걸리는 시간을 조절함으로써, 제1 및 제2공통전극(160, 162) 하부에서 벗어난 지점에 위치하는 다수의 미세입자(172)의 수를 조절할 수 있으며, 그 결과 중간계조인 그레이를 표시할 수 있다.
전기장이 생성되지 않은 상태에서, 다수의 미세입자(172)는 장시간 동안 안정적으로 고정되어 있을 수 있으며, 이에 의하여 전기영동 표시장치(110)는 메모리 특성을 갖게 된다.
이러한 전기영동 표시장치(110)에서 전기장의 세기를 도면을 참조하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전기영동 표시장치의 수평위치에 따른 전기장의 세기를 도시한 도면으로, 도 2 및 도 3을 함께 참조하여 설명한다.
도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전기영동 표시장치(110)에서는, 화소전극(130)에 제1전압(V1)을 인가하고, 제1공통전극(160)에 제1전압(V1)보다 낮은 제2전압(V2 < V1)을 인가하고, 제2공통전극(162)에 제2전압(V2)보다 낮은 제3전압(V3 < V2)을 인가함으로써, 화소전극(130)과 제1공통전극(160) 사이에는 상대적으로 낮은 전기장이 생성되고, 화소전극(130)과 제2공통전극(162) 사이에는 상대적으로 낮은 전기장이 생성된다.
즉, 화소전극(130), 제1공통전극(160) 및 제2공통전극(162) 각각의 가장자리부에 대응되는 제1, 제2 및 제3수평위치(H1, H2, H3)에서 전기장의 세기가 극대값이 되며, 특히, 제2공통전극(162)의 가장자리부에 대응되는 제3수평위치(H3)에서는 전기장의 세기가 최대값이 된다.
따라서, 다수의 미세입자(172)는 화소전극(130)으로부터 제1공통전극(160)의 하부로 이동한 뒤, 다시 제2공통전극(162)의 하부로 이동하게 되므로, 제1 및 제2공통전극(160, 162) 하부에 균일하게 분포되고, 제1공통전극(160) 직하부에서 벗어난 위치에는 분포되지 않는다.
그러므로, 빛샘이 방지되고 블랙표시의 균일도가 향상되고 대조비가 개선된다.
반면에, 비교시예에 따른 전기영동 표시장치에서는, 화소전극(30)에 제1전압(V1)을 인가하고, 공통전극(60)에 제1전압(V1)보다 낮은 제2전압(V2 < V1)을 인가함으로써, 화소전극(30)과 공통전극(60) 사이에는 전기장이 생성된다.
즉, 화소전극(30) 및 공통전극(60) 각각의 가장자리부에 대응되는 제1 및 제2수평위치(H1, H2)에서 전기장의 세기가 극대값이 된다.
따라서, 다수의 미세입자(72)는 화소전극(30)으로부터 공통전극(60)의 하부로 이동하게 되는데, 공통전극(60)의 가장자리부를 중심으로 분포되므로, 공통전극(60) 직하부에서 벗어난 위치에 다수의 미세입자(72)의 일부가 분포된다.
그러므로, 빛샘이 발생하고 블랙표시의 균일도 및 대조비가 저하된다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 전기영동 표시장치(110)에서는, 다수의 미세입자(172)가 양(+)의 극성을 갖도록 대전된 화이트 입자인 것으로 설명하였으나, 다른 실시예에서는, 음(-)의 극성을 갖도록 대전된 다수의 미세입자를 이용할 수도 있으며, 그 경우 화소전극, 제1공통전극 및 제2공통전극에 인가되는 제1, 제2 및 제3전압의 대소가 반대로 설정될 수 있다.
또한, 다른 실시예에서는, 블랙 입자를 다수의 미세입자로 이용할 수도 있으며, 그 경우 제1기판 하부(외면)에는 광흡수층 대신 광반사층을 형성할 수 있으며, 다수의 미세입자가 화소전극 상부에 집중될 경우 블랙을 표시하고 다수의 미세입자가 제1 및 제2공통전극 하부에 집중될 경우 화이트를 표시할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전기영동 표시장치에서는, 제1기판의 화소영역의 중앙부에 화소전극을 형성하고, 제2기판의 가장자리부에 서로 전기적으로 분리된 제1 및 제2공통전극을 형성하고, 제1 및 제2공통전극에 서로 상이한 전압을 인가함으로써, 블랙 표시에 있어서 빛샘을 방지할 수 있다.
따라서, 전기영동 표시장치의 블랙표시의 균일도 및 대조비가 개선된다.
본 발명은 상기 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.
110: 전기영동 표시장치 120: 제1기판
130: 화소전극 140: 광흡수층
150: 제2기판 160: 제1공통전극
162: 제2공통전극 170: 액정층

Claims (10)

  1. 서로 마주보며 이격되고, 화소영역을 포함하는 제1 및 제2기판과;
    상기 제1기판 상부의 상기 화소영역의 중앙부에 사각형 형태로 형성되는 화소전극과;
    상기 제2기판 하부의 상기 화소영역의 가장자리부에 사각띠 형태로 형성되고, 서로 전기적으로 분리되는 제1 및 제2공통전극과;
    상기 화소전극과 상기 제1 및 제2공통전극 사이에 형성되고, 다수의 미세입자를 포함하는 액정층
    을 포함하는 전기영동 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 미세입자는, 양(+) 또는 음(-)의 극성으로 대전되고, 화이트 또는 블랙을 나타내는 입자인 전기영동 표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 화소전극, 상기 제1공통전극 및 상기 제2공통전극에는 각각 제1, 제2 및 제3전압이 인가되는 전기영동 표시장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 전기영동 표시장치가 블랙을 표시할 경우, 상기 제2전압은 상기 제1전압보다 낮고, 상기 제3전압은 상기 제2전압보다 낮은 전기영동 표시장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 전기영동 표시장치가 화이트를 표시할 경우, 상기 제2전압은 상기 제1전압보다 높고, 상기 제3전압은 상기 제2전압과 동일한 전기영동 표시장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 전기영동 표시장치가 그레이를 표시할 경우, 상기 제1, 제2 및 제3전압은 상기 다수의 미세입자가 이동하는 중에 차단되는 전기영동 표시장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 화소전극은 투명도전성 물질로 이루어지고, 상기 제1 및 제2공통전극은 각각 불투명도전성 물질로 이루어지는 전기영동 표시장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1기판 상부에 형성되고, 서로 교차하여 상기 화소영역을 정의하는 게이트배선 및 데이터배선과;
    상기 게이트배선, 상기 데이터배선 및 상기 화소전극에 연결되는 박막트랜지스터와;
    상기 제1기판 하부에 형성되는 광흡수층
    을 더 포함하는 전기영동 표시장치.
  9. 제1기판 상부의 화소영역의 중앙부에 사각형 형태로 형성되는 화소전극에 제1전압을 인가하는 단계와;
    상기 제1기판과 마주보며 이격되는 제2기판 하부의 상기 화소영역의 가장자리부에 사각형 띠 형태로 형성되는 제1공통전극에 상기 제2전압을 인가하는 단계와;
    상기 제2기판 하부에 상기 제1공통전극의 외측에 사각형 띠 형태로 형성되는 제2공통전극에 제3전압을 인가하는 단계와;
    상기 제1, 제2 및 제3전압에 의하여 전기장을 생성하고, 생성된 전기장에 의하여 액정층에 포함된 다수의 미세입자를 이동시키는 단계
    를 포함하는 전기영동 표시장치의 구동방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 전기영동 표시장치가 블랙을 표시할 경우, 상기 제2전압은 상기 제1전압보다 낮고, 상기 제3전압은 상기 제2전압보다 낮도록 설정된 전기영동 표시장치의 구동방법.
KR1020100108071A 2010-11-02 2010-11-02 전기영동 표시장치 및 그 구동방법 KR20120046428A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100108071A KR20120046428A (ko) 2010-11-02 2010-11-02 전기영동 표시장치 및 그 구동방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100108071A KR20120046428A (ko) 2010-11-02 2010-11-02 전기영동 표시장치 및 그 구동방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20120046428A true KR20120046428A (ko) 2012-05-10

Family

ID=46265517

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100108071A KR20120046428A (ko) 2010-11-02 2010-11-02 전기영동 표시장치 및 그 구동방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20120046428A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8988643B2 (en) Peep-proof display apparatus and driving method thereof
US10078246B2 (en) Display panel
US8482501B2 (en) Liquid crystal display device with controllable viewing angle and driving method thereof
US10114254B2 (en) Pixel structure and manufacturing method thereof
CN1847967A (zh) 电泳显示器
US9348178B2 (en) Liquid crystal display panel and liquid crystal display device
US9478566B2 (en) Array substrate, LCD device and driving method
US9366918B2 (en) Liquid crystal display panel and display device
US9645453B2 (en) Liquid crystal panel having a plurality of first common electrodes and a plurality of first pixel electrodes alternately arranged on a lower substrate, and display device incorporating the same
CN105551446A (zh) 液晶显示面板的驱动方法
CN104199220A (zh) 一种显示面板和显示装置
JP2017044915A (ja) 液晶表示装置
JP2017227909A (ja) 表示装置
JP5588961B2 (ja) 液晶表示装置
US8432501B2 (en) Liquid crystal display with improved side visibility
JP2014066874A (ja) 液晶表示装置及びその駆動方法
CN106125441B (zh) 一种窄视角模式的低驱动电压蓝相液晶显示器
WO2016013500A1 (ja) 液晶表示装置
US10108061B2 (en) Thin film transistor array substrate and liquid crystal display device including the same
JP2019184638A (ja) 液晶表示装置および電子機器
JP2006350299A (ja) 垂直配向方式の液晶ディスプレイ
US9541810B2 (en) Liquid crystal display device
KR20120046428A (ko) 전기영동 표시장치 및 그 구동방법
KR20150078563A (ko) 액정 화소
US9995983B2 (en) Liquid crystal device

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Withdrawal due to no request for examination