KR20130014144A - 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

표시 장치가 제공된다. 표시 장치는 제1 기판, 제1 기판 상에서 제1 기판과 대향하게 배치되고, 복수의 화소 영역이 정의된 제2 기판 및 제2 기판의 복수의 화소 영역에 각각 형성되고, 각각 하나 이상의 홀이 형성된 복수의 컬러 필터를 포함한다.

Description

표시 장치{DISPLAY APPARATUS}
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 컬러 필터를 포함하는 표시장치에 관한 것이다.
정보통신 산업이 급격히 발달됨에 따라 표시 장치의 사용이 급증하고 있으며, 최근들어 저전력, 경량, 박형, 고해상도의 조건을 만족할 수 있는 표시 장치가 요구되고 있다. 이러한 요구에 발맞추어 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD)나 유기 발광 특성을 이용하는 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Display Device; OLED)들이 개발되고 있다.
또한, 최근에는 E-Book 및 전자 신문 등과 같이 읽기가 편하고, 눈에 피로를 줄일 수 있으며, 종이를 대체할 수 있는 전기 영동 표시 장치(Electro-Phoretic Display; EPD)가 각광을 받고 있다.
이러한 전기 영동 표시 장치를 흑/백 모드가 아닌 컬러 모드에서 동작시키기 위해 컬러 필터가 사용되고 있다.
전기 영동 표시 장치를 상부 시인형 표시 장치로서 컬러 모드에서 동작시키기 위해 상부 기판에 컬러 필터를 사용한다. 컬러 필터를 사용하여 컬러 모드를 구현하는 경우, 상당한 양의 입사광의 컬러 필터를 통과하면서 감소되고, 매우 적은 양의 반사광만을 시인할 수 있다. 따라서, 고휘도의 컬러를 구현하는데 어려움이 있다.
또한, 전기 영동 표시 장치를 제조하는 경우 컬러 필터가 형성된 상부 기판을 하부 기판(TFT 기판)에 합착하는 방식으로 제조한다. 이와 같은 경우, 상부 기판 및 하부 기판을 정확히 정렬시키는 것은 어렵다. 따라서, 상부 기판 및 하부 기판이 미스-얼라인(Mis-align)된 경우에는 컬러 혼색이 발생하여 색순도가 크게 감소하는 결과를 초래할 수 있다.
이에 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 고휘도 및 고 명암비(Contrast Ratio, C/R)를 구현할 수 있는 표시 장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 표시 장치의 상부 기판 및 하부 기판의 미스-얼라인을 개선할 수 있는 표시 장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는, 제1 기판, 상기 제1 기판 상에서 상기 제1 기판과 대향하게 배치되고, 복수의 화소 영역이 정의된 제2 기판 및 상기 제2 기판의 상기 복수의 화소 영역에 각각 형성되고, 각각 하나 이상의 홀이 형성된 복수의 컬러 필터를 포함한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치는, 제1 기판, 상기 제1 기판 상에서 상기 제1 기판과 대향하게 배치되고, 복수의 화소 영역이 정의된 제2 기판 및 상기 제2 기판의 상기 복수의 화소 영역에 형성되는 컬러 필터를 포함하되, 상기 컬러 필터는 서로 이격된 복수의 서브 컬러 필터로 구성된다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치는, 제1 기판, 상기 제1 기판 상에서 상기 제1 기판과 대향하게 배치되고, 복수의 화소 영역이 정의된 제2 기판 및 상기 제2 기판의 상기 복수의 화소 영역에 형성되는 컬러 필터를 포함하되, 상기 컬러 필터가 형성되는 상기 제2 기판의 일면 상에서의 상기 컬러 필터의 둘레는 L이고, 상기 컬러 필터의 면적은 A이며, L2/A는 16 보다 크다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.
즉, 표시 장치, 특히, 전기 영동 표시 장치에서 고휘도 및 고 C/R을 구현할 수 있다.
또, 표시 장치의 상부 기판 및 하부 기판의 어셈블리 시에 합착 마진을 크게 가지고 갈 수 있어, 상부 기판 및 하부 기판의 미스-얼라인을 개선하여 컬러 혼색을 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 2는 도 1의 화소 영역의 상면도이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 표시 장치의 단면도들이다.
도 6 내지 도 11은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 화소 영역의 상면도들이다.
도 12는 도 11의 화소 영역이 포함된 표시 장치의 단면도이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 화소 영역의 상면도이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예들에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 15는 도 14의 화소 영역의 상면도이다.
도 16 내지 도 20는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 화소 영역의 상면도들이다.
도 21은 도 20의 컬러 필터의 확대 상면도이다.
도 22 및 도 23은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 화소 영역의 상면도들이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층"위(on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다. 도 2는 도 1의 화소 영역의 상면도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 표시 장치(1000)는 제1 기판(1), 제2 기판(2) 및 제2 기판(2) 상에 형성된 컬러 필터(3)를 포함한다.
제1 기판(1)과 제2 기판(2)은 상호 대향하여 배치된다. 제2 기판(2)에는 복수의 화소 영역(5)이 정의되어 있다. 나아가, 제1 기판(1)에도 복수의 화소 영역(5)이 정의될 수 있다. 제2 기판(2)의 각 화소 영역(5)과 제1 기판(1)의 각 화소 영역(5)은 일대일 대응되어 하나의 화소 영역 공간을 이룰 수 있다. 도면에는 설명의 편의상 하나의 화소 영역(5)을 중심으로 도시되어 있다.
제2 기판(2) 상에는 컬러 필터(3)가 형성된다. 도 1의 실시예에서, 컬러 필터(3)가 제1 기판(1)과 마주보는 제2 기판(2)의 일면(8) 상에 형성된 예가 도시되어 있지만, 제2 기판(2)의 타면(9)에 형성될 수도 있다.
컬러 필터(3)는 제2 기판(2)에 정의된 화소 영역(5)을 점유하도록 배치된다. 컬러 필터(3)는 적어도 하나의 색을 필터링할 수 있다.
컬러 필터(3)에는 하나 이상의 홀(4)이 형성되어 있다. 홀(4)은 컬러 필터(3)를 구성하는 물질이 없는 공간이다. 컬러 필터(3)와 제2 기판(2) 사이에 다른 층이 개재되지 않는 경우, 홀(4)은 제2 기판(2)을 노출한다.
이상의 구조로부터 제2 기판(2)을 두께 방향으로 투과하는 빛은 2개의 영역에 따라 상이한 광투과 특성을 나타낸다. 도 1에서 제2 기판(2)의 일면(8)으로 빛이 입사한다고 가정하면, 컬러 필터(3)가 점유한 영역을 투과하는 제1 광(6)의 경우, 투과 경로에 컬러 필터(3) 및 제2 기판(2)이 존재하지만, 홀(4)을 투과하는 제2 광(7)의 경우 투과광 경로에 컬러 필터(3)없이 제2 기판(2)만 존재한다.
제1 광(6)의 경우 컬러 필터(3)를 투과하면서 상당 수의 주파수대 영역이 흡수될 뿐만 아니라, 필터링되는 주파수대의 빛의 경우에도 컬러 필터(3)에 일부 흡수된다. 이렇게 투과한 빛은 제2 기판(2)에 이르게 되면, 계면에서 부분적으로 반사가 될 뿐만 아니라, 제2 기판(2) 내에서도 일부 흡수가 이루어져, 최종 투과된 광의 휘도는 입사광에 비해 상당히 줄어들게 된다.
반면, 제2 광(7)의 경우, 제2 기판(2)만 투과하게 되어, 제1 광(6)에 비하면 적어도 컬러 필터(3)에서 흡수되는 것이 생략되므로, 최종 투과광은 제2 광(7)에 비해 훨씬 휘도가 높을 것임을 쉽게 예상할 수 있다. 따라서, 컬러 필터(3)에 홀(4)이 형성됨에 따라, 광의 색상이나 휘도가 영역별로 다양하게 제어될 수 있음을 알 수 있다. 즉, 화소 영역별로 색상 및 휘도의 제어가 보다 다양해지고 자유로와질 수 있다.
이하, 본 발명의 다양한 실시예들에 대해 더욱 상세히 설명한다. 이하의 실시예에서는 표시 장치로서, 전기 영동 표시 장치를 적용한 경우를 예로 하여 설명할 것이다. 그러나, 본 발명이 이에 제한되지 않을 것임은 자명하다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치의 단면도이다. 도 3을 참조하면, 전기 영동 표시 장치(1100)는 하부 기판(10), 하부 기판(10)과 대향하는 상부 기판(20), 하부 기판(10) 및 상부 기판(20) 사이에 개재된 전기영동층(70), 하부 기판(10)과 상부 기판(20) 중 적어도 하나에 형성된 컬러 필터(30)를 포함한다.
하부 기판(10)은 유리 또는 플라스틱과 같은 절연 물질로 이루어질 수 있다. 상부 기판(20) 또한 유리 또는 플라스틱과 같은 절연 물질로 이루어질 수 있다. 하부 기판(10)과 상부 기판(20)은 실질적으로 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 하부 기판(10)과 상부 기판(20)은 모두 유리로 이루어진 투명 기판일 수 있다. 본 발명의 다른 실시예로서, 전기 영동 표시 장치(1100)가 상부 측에서만 시인할 수 있는 상부 시인형 표시장치일 경우, 상부 기판(20)은 투명할 것을 요하지만, 하부 기판(10)은 불투명한 기판을 적용할 수 있다.
하부 기판(10) 상에는 적어도 하나의 전도성 물질층 및 적어도 하나의 절연 물질층이 형성될 수 있다. 상기 전도성 물질층은 각종 전극들, 각종 전극들에 신호를 인가하는 배선들을 포함할 수 있다. 상기 배선들은 복수의 게이트 배선, 복수의 데이터 배선, 및 화소 전극 등을 포함할 수 있다. 상기 절연 물질층은 게이트 절연막, 층간 절연막, 및/또는 페시베이션막 등을 포함할 수 있다. 더 나아가, 하부 기판(10) 상에는 반도체층을 포함하는 적어도 하나의 스위치 소자가 형성될 수 있다. 각 스위치 소자는 적어도 하나의 화소 전극에 대응되어, 화소 전극에 인가되는 전압을 온오프할 수 있다.
하부 기판(10)에는 복수의 화소 영역(50a, 50b, 50c)으로 분할될 수 있다. 각 화소 영역(50a, 50b, 50c)에 상술한 적어도 하나의 전도성 물질층 및 적어도 하나의 절연 물질층이 적절하게 배열되어 화소별 독립 구동을 가능하게 할 수 있다. 하나의 화소 영역에는 하나의 화소 전극이 대응되어 배치될 수 있다. 그러나, 이에 제한되는 것은 아니며, 하나의 화소 영역의 2 이상의 화소 전극이 배치될 수도 있다.
도 3은 설명의 편의상 하부 기판(10) 상에 화소 전극만이 배치되며, 하나의 화소 전극이 하나의 화소 영역을 점유하는 것을 예시한다. 다만, 당업자라면 적절한 구동을 위해 화소 전극 이외의 다양한 전도성 물질층 및 절연 물질층들이 적절하게 배열될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상부 기판(20)에는 복수의 화소 영역(50a, 50b, 50c)이 정의되어 있다. 상부 기판(20)의 각 화소 영역(50a, 50b, 50c)은 상술한 하부 기판(10)의 각 화소 영역과 일대일 대응되어 하나의 화소 영역 공간을 이룰 수 있다.
상부 기판(20)의 복수의 화소 영역(50a, 50b, 50c)은 각각 제1 영역(51a, 51b, 51c) 및 제1 영역(51a, 51b, 51c)을 둘러싸는 제2 영역(52a, 52b, 52c)을 포함할 수 있다. 상부 기판(20)에 정의된 복수의 화소 영역(50a, 50b, 50c)의 제1 영역(51a, 51b, 51c)에는 컬러 필터(30)가 배치될 수 있고, 상부 기판(20)에 정의된 복수의 화소 영역 제2 영역(52a, 52b, 52c)에는 컬러 필터(30)가 배치되지 않을 수 있다. 이웃하는 화소 영역의 제2 영역은(52a, 52b, 52c) 상호 인접할 수 있다.
컬러 필터(30)가 배치되지 않는 영역인 제2 영역(52a, 52b, 52c)은 상부 기판(20)과 하부 기판(10)의 어셈블리시 미스-얼라인을 방지하는 공정 마진을 제공한다. 구체적으로 설명하면, 상술한 것처럼 상부 기판(20)에 정의된 화소 영역(50a, 50b, 50c)과 하부 기판(10)에 정의된 화소 영역은 일대일 대응되어 하나의 화소 영역 공간을 이룰 수 있다. 그런데, 하부 기판(10)과 상부 기판(20)을 어셈블리할 때 상부 기판(20)의 화소 영역(50a, 50b, 50c)과 하부 기판(10)의 화소 영역을 정확하게 얼라인 시키는 것은 용이하지 않다. 만약, 미스 얼라인이 발생하였을 때, 하부 기판(10)의 일 화소 영역에 상부 기판(20)의 2개의 컬러가 배치되어 대응된다면, 컬러 혼색이 발생하거나, 색순도가 크게 저하될 수 있다. 제2 영역(52a, 52b, 52c)은 컬러 필터(30)를 포함하지 않으므로, 컬러 혼색 등을 어느 정도 예방할 수 있다. 즉, 미스 얼라인이 발생하더라도, 적어도 제2 영역(52a, 52b, 52c)의 범위 내에서 미스 얼라인이 이루어진다면, 하부 기판(10)의 일 화소 영역에 상부 기판(20)의 2개의 컬러가 배치되는 것을 방지할 수 있다. 나아가, 제2 영역(52a, 52b, 52c)을 벗어날 정도로 미스 얼라인의 폭이 크더라도 제2 영역(52a, 52b, 52c)으로부터 벗어난 영역의 컬러만 혼색될 것이므로, 컬러 혼색이나 색순도 저하의 정도가 감소될 수 있다.
각 컬러 필터(30)에는 하나 이상의 홀(40)이 형성되어 있다. 홀(40)은 컬러 필터(30)를 구성하는 물질이 없는 공간이다. 컬러 필터(30)와 상부 기판(20) 사이에 다른 층이 개재되지 않는 경우, 홀(40)은 상부 기판(20)을 노출한다. 몇몇 실시예에서는, 비록 도시되지는 않았느나, 컬러 필터(30) 상에 오버코팅층이 형성될 경우, 오버코팅층은 홀(40)의 내부 공간을 충전할 수 있다. 다른 실시예로, 홀(40)의 적어도 일부는 오버코팅층에 의해 매립되지 않는 빈공간을 포함할 수 있다.
표시 장치는 하부 기판(10)과 상부 기판(20) 사이에 배치되는 격벽(66)을 포함할 수 있다. 격벽(66)은 기둥 형태로 형성될 수 있으며, 상부 기판(20)과 하부 기판(10)에 정의된 복수의 화소 영역(50a, 50b, 50c) 각각을 분리할 수 있다. 격벽(66)은 상부 기판(20)과 하부 기판(10)에 정의된 복수의 화소 영역(50a, 50b, 50c) 각각을 분리하기 위해, 상부 기판(20) 및 하부 기판(10)에 정의된 화소 영역(50a, 50b, 50c)의 제2 영역(52a, 52b, 52c)에 배치될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 격벽(66)은 일 화소 영역의 제2 영역뿐만 아니라, 그에 이웃하는 다른 화소 영역의 제2 영역을 적어도 부분적으로 점유하도록 배치될 수 있다. 또한, 도 3의 단면도에서의 격벽(66)의 폭은 제2 영역(52a, 52b, 52c)의 폭보다 작을 수 있다.
하부 기판(10)과 상부 기판(20) 사이에 배치되는 격벽(66)은 상술한 하부 기판(10)의 화소 영역 및 하부 기판(10)에 대향하는 상부 기판(20)의 화소 영역(50a, 50b, 50c)과 함께 하나의 화소 영역 공간을 형성할 수 있다. 상기 화소 영역 공간은 전기 영동층(70)으로 채워질 수 있다.
전기 영동층(70)은 유체를 포함할 수 있다. 더 나아가 전기 영동층(70)은 유체 내에 분산된 유색 대전 입자를 포함할 수 있다. 전기 영동층(70)에 포함된 유체는 기체 또는 액성 용매일 수 있다. 유체는 그 내부에 분산된 유색 대전 입자를 외부의 충격으로부터 보호할 수 있다.
전기 영동층(70)에 분산되는 유색 대전 입자는 특정 색상을 갖고, 양전하 또는 음전하를 가질 수 있다. 몇몇 실시예에서는, 유색 대전 입자는 백색 대전 입자(74) 및 흑색 대전 입자(73)를 모두 포함할 수도 있다. 다른 실시예에서, 유색 대전 입자는 백색 대전 입자(74) 또는 흑색 대전 입자(73) 중 어느 하나만으로 이루어질 수 있다. 도 3은 전기 영동층(70)에 백색 대전 입자(74) 및 흑색 대전 입자(73)가 모두 포함된 전기 영동 표시 장치(1100)를 도시하며, 전기 영동 표시 장치(1100)의 전기 영동층(70)이 백색 대전 입자(74) 또는 흑색 대전 입자(73) 중 하나를 포함하는 경우는 도 4 및 도 5에서 후술한다.
하부 기판(10)에는 제1 전극(60)이 형성될 수 있고, 상부 기판(20)에는 제2 전극(65)이 형성될 수 있다. 제1 전극(60) 및 제2 전극(65)은 투명한 전도성 물질로 형성될 수 있다. 제1 전극(60)과 제2 전극(65)은 실질적으로 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(60)과 제2 전극(65)은 인듐 주석 산화물 (ITO), 인듐 아연 산화물(IZO) 등의 물질로 형성될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 하부 기판(10)에 형성된 제1 전극(60) 및 상부 기판(20)에 형성된 제2 전극(65)은 각각의 화소 영역(50a, 50b, 50c)별로 분리되어 형성될 수 있다. 몇몇 실시예에서는, 하부 기판(10)에 형성된 제1 전극(60)은 각각의 화소 영역(50a, 50b, 50c)별로 분리되어 형성될 수 있지만, 상부 기판(20)에 형성된 제2 전극(65)은 하나의 전극으로 형성될 수 있다. 제2 전극(65)이 하나의 전극으로 형성되는 경우, 복수의 화소 영역(50a, 50b, 50c)들은 제2 전극(65)을 공유할 수도 있다.
이하에서는 상술한 도 3에서의 구성들을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 구동을 설명한다. 설명의 편의를 위해, 전기 영동층(70)에 분산된 유색 대전 입자중 백색 대전 입자(74)는 양전하를 띠고 흑색 대전 입자(73)는 음전하를 띠는 것을 가정하지만, 백색 대전 입자(74)가 음전하를 띠고 흑색 대전 입자(73)가 양전하를 띠는 경우도 가능하다는 것은 당업자에게 자명하다.
전기 영동 표시 장치(1100)의 구동을 위해, 제1 전극(60) 및 제2 전극(65)에는 양의 전압 및 음의 전압을 인가할 수 있다. 제1 전극(60)에 양의 전압이 인가되는 경우, 음전하를 띠는 백색 대전 입자(74)가 제1 전극(60) 측으로 이동하게 된다. 또한, 제1 전극(60)에 음의 전압이 인가되는 경우, 양전하를 띠는 흑색 대전 입자(73)가 제1 전극(60) 측으로 이동하게 된다.
도 3은 중앙에 위치한 화소 영역(50b)의 제1 전극(60)에 음의 전압이 인가되고, 제2 전극(65)에 양의 전압이 인가된 상태를 예시적으로 도시한다. 또한, 도 3에서, 중앙에 위치한 화소 영역(50b)을 중심으로 좌측 및 우측에 위치한 화소 영역(50a, 50c)의 제1 전극(60)에는 양의 전압이 인가되고, 제2 전극(65)에는 음의 전압이 인가되어 있다.
설명의 편의를 위해 좌측에 위치한 화소 영역(50a)에는 적색을 표시하기 위한 컬러 필터가 형성되어, 좌측에 위치한 화소 영역(50a)은 적색을 표시하기 위한 화소 영역으로 가정한다. 또한, 중앙에 위치한 화소 영역(50b)에는 녹색을 표시하기 위한 컬러 필터가 형성되어, 중앙에 위치한 화소 영역(50b)은 녹색을 표시하기 위한 화소 영역으로 가정한다. 또한, 우측에 위치한 화소 영역(50c)에는 청색을 표시하기 위한 컬러 필터가 형성되어, 우측에 위치한 화소 영역(50c)은 청색을 표시하기 위한 화소 영역으로 가정한다.
설명의 편의를 위해, 각각의 화소 영역에 형성된 각각의 컬러 필터(30)의 투과율을 약 30%인 것으로 가정한다. 또한, 입사광은 컬러 필터(30)와 상부 기판(20)의 계면 등에서 굴절될 수도 있고, 흡수될 수도 있으나, 이러한 계면 특성은 무시하는 것으로 가정한다.
상기 전압 인가에 따라, 중앙에 위치한 화소 영역(50b)에서는 백색 대전 입자(74)가 상판 측으로 이동하여 위치하고, 흑색 대전 입자(73)가 하판 측으로 이동하여 위치한다. 또한, 중앙에 위치한 화소 영역(50b)을 중심으로 좌측 및 우측에 위치한 화소 영역(50c)에서는 흑색 대전 입자(73)가 상판 측으로 이동하여 위치하고, 백색 대전 입자(74)가 하판 측으로 이동하여 위치한다. 이와 같은 대전 입자들의 배열에 의해 전기 영동 표시 장치(1100)의 상부에서는 중앙에 위치한 화소 영역(50b)이 표시하는 녹색만을 시인할 수 있다.
상술한 바와 같이, 컬러 필터를 사용하여 컬러 모드를 구현하는 경우에는 상당한 양의 입사광의 컬러 필터를 통과하면서 감소되고, 매우 적은 양의 반사광만을 시인할 수 있다. 상기 가정한 바와 같이, 컬러 필터의 투과율이 약 30%라고 가정한다면, 평균적으로 입사광의 약 9%의 반사광만을 시인할 수 있다. 따라서, 고휘도의 컬러를 구현하는데 어려움이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(1100)에서는 화소 영역(50a, 50b, 50c)의 제1 영역(51a, 51b, 51c)에는 컬러 필터(30)가 형성되나, 제1 영역(51a, 51b, 51c)을 둘러싸는 제2 영역(52a, 52b, 52c)에서는 컬러 필터(30)가 형성되지 않는다. 또한, 상부 기판(20)의 화소 영역(50a, 50b, 50c)의 제1 영역(51a, 51b, 51c)에 형성된 컬러 필터(30)에는 하나 이상의 홀(40)이 형성된다.
도 3에서는 중앙에 위치한 화소 영역에 입사하는 3가지의 입사광을 도시하였다. 먼저, 최우측에 도시된 입사광은 백색 대전 입자(74)에 도달하면서 컬러 필터(30)를 1회 통과하며, 백색 대전 입자(74)에 반사되면서 컬러 필터(30)를 1회 더 통과하게 된다. 따라서, 입사광은 컬러 필터(30)를 2회에 걸쳐 통과하므로, 입사광의 약 9%에 해당하는 반사광만을 시인할 수 있다. 또한, 시인되는 색상은 휘도가 낮은 녹색일 것이다.
그러나, 최좌측에 도시된 입사광은 백색 대전 입자(74)에 도달하면서 컬러 필터(30)를 통과하지 않으므로, 백색 대전 입자(74)에 반사되면서 컬러 필터(30)를 1회만 통과하게 된다. 따라서, 입사광의 약 30%에 해당하는 반사광만을 시인할 수 있다.
또한, 중앙에 도시된 입사광은 백색 대전 입자(74)에 도달하고, 백색 대전 입자(74)에 반사되면서 컬러 필터(30)를 통과하지 않게 된다. 따라서, 이 경우에는 입사광의 100%에 해당하는 반사광을 시인할 수 있다. 또한, 입사광은 컬러 필터(30)를 통과하지 않고 반사되므로, 시인되는 색상은 백색일 것이다.
사용자는 상술한 3개의 입사광에 대한 반사광을 모두 시인할 수 있다. 사용자가 시인하는 색의 휘도는 3개의 반사광의 휘도의 평균 정도일 것이므로, 모든 입사광이 컬러 필터를 2회 통과하는 경우에 비하여 사용자는 더 높은 휘도의 색상을 시인할 수 있다. 따라서, 광의 색상이나 휘도를 다양하게 제어할 수 있고, 고휘도 및 고 C/R을 갖는 전기 영동 표시 장치를 구현할 수 있다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전기 영동 표시 장치의 단면도들이다.
도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치(1200)에서는 하부 기판(10)에 제3 전극(62)이 더 포함되고, 하부 기판(10)에 반사판(80)이 더 포함되며, 전기 영동층(71)은 흑색 대전 입자(73)만을 포함한다는 점이 도 3의 실시예와 다른 점이다.
전기 영동층(71)에 분산되는 흑색 대전 입자(73)는 양전하를 띠거나 음전하를 띨 수 있다. 도 4에서는 설명의 편의를 위해 흑색 대전 입자(73)가 양전하를 띠는 것을 가정한다.
하부 기판(10)에는 제3 전극(62)이 형성될 수 있다. 제3 전극(62)은 하부 기판(10)에서 제1 전극(61)과 이격되어 형성될 수 있다. 제3 전극(62)은 투명한 전도성 물질로 형성될 수 있다. 제3 전극(62)은 제1 전극(61) 및 제2 전극(65)과 실질적으로 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제3 전극(62)은 인듐 주석 산화물 (ITO), 인듐 아연 산화물(IZO) 등의 물질로 형성될 수 있다.
하부 기판(10) 상에는 반사판(80)이 배치될 수 있다. 반사판(80)은 하부 기판(10) 상에서 화소 영역(50a, 50b, 50c)에 대응하는 위치에 배치될 수도 있다. 반사판(80)은 상부 기판(20)을 통해 입사된 입사광을 다시 상부 기판(20) 측으로 반사시키기 위한 것으로, 하부 기판(10)과 제1 전극(61) 및 제3 전극(62) 사이에 배치될 수 있다. 반사판(80)은 가시광 영역에서 높은 반사율을 갖는 물질을 포함할 수 있다. 따라서, 반사판(80)에서 반사된 반사광은 백색으로 시인될 수 있다.
도 3에서는 중앙에 위치한 화소 영역(50b)의 제1 전극(61) 및 제2 전극(65)에는 양의 전압이 인가되고, 제3 전극(62)에는 음의 전압이 인가된 상태이다. 또한, 중앙에 위치한 화소 영역(50b)을 중심으로 좌측 및 우측에 위치한 화소 영역(50a, 50c)의 제1 전극(61) 및 제3 전극(62)은 양의 전압이 인가되고, 제2 전극(65)에는 음의 전극이 인가된 상태이다.
상기 전압 인가에 따라, 중앙에 위치한 화소 영역(50b)에는 흑색 대전 입자(73)가 제3 전극(62)측으로 이동하여 위치하고, 중앙에 위치한 화소 영역(50b)을 중심으로 좌측 및 우측에 위치한 화소 영역(50a, 50c)에서는 흑색 대전 입자(73)가 제2 전극(65) 측, 즉, 상부 기판(20) 측으로 이동하여 위치한다. 이와 같은 대전 입자들의 배열에 의해, 전기 영동 표시 장치(1200)의 상부에서는 반사판(80)에 의해 입사광이 반사되는 영역인 중앙에 위치한 화소 영역(50b)에 해당하는 반사광만을 시인할 수 있다. 컬러 필터에 홀이 형성됨에 의해 고휘도 및 고 C/R을 갖는 전기 영동 표시 장치를 구현하는 방법은 도 3과 동일하므로 중복 설명을 생략한다.
도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치(1300)에서는 하부 기판(10)에 제3 전극(62)이 더 포함되고, 하부 기판(10)에 블랙 매트릭스(85)가 더 포함되며, 전기 영동층(72)은 백색 대전 입자(74)만을 포함한다는 점이 도 3의 실시예와 다른 점이다.
전기 영동층(72)에 분산되는 백색 대전 입자(74)는 양전하를 띠거나 음전하를 띨 수 있다. 도 5에서는 설명의 편의를 위해 백색 대전 입자(74)가 양전하를 띠는 것을 가정한다.
하부 기판(10)에는 제3 전극(62)이 형성될 수 있다. 제3 전극(62)은 도 4에서 설명된 제3 전극(62)과 동일하므로 중복 설명을 생략한다.
하부 기판(10) 상에는 블랙 매트릭스(85)가 배치될 수 있다. 블랙 매트릭스(85)는 하부 기판(10) 상에서 화소 영역(50a, 50b, 50c)에 대응하는 위치에 배치될 수도 있다. 블랙 매트릭스(85)는 상부 기판(20)을 통해 입사된 입사광을 흡수시키기 위한 것으로, 하부 기판(10)과 제1 전극(61) 및 제3 전극(62) 사이에 배치될 수 있다.
도 3에서는 중앙에 위치한 화소 영역(50b)의 제1 전극(61) 및 제3 전극(62)에는 양의 전압이 인가되고, 제2 전극(65)에는 음의 전압이 인가된 상태이다. 또한, 중앙에 위치한 화소 영역(50b)을 중심으로 좌측 및 우측에 위치한 화소 영역(50a, 50c)의 제1 전극(61) 및 제2 전극(65)은 양의 전압이 인가되고, 제3 전극(62)에는 음의 전극이 인가된 상태이다.
상기 전압 인가에 따라, 중앙에 위치한 화소 영역(50b)에는 백색 대전 입자(74)가 제2 전극(65)측, 즉, 상부 기판(20)측으로 이동하여 위치하고, 중앙에 위치한 화소 영역(50b)을 중심으로 좌측 및 우측에 위치한 화소 영역(50a, 50c)에서는 백색 대전 입자(74)가 제3 전극(62) 측으로 이동하여 위치한다. 이와 같은 대전 입자들의 배열에 의해, 전기 영동 표시 장치(1300)의 상부에서는 입사광이 백색 대전 입자(74)에 의해 반사되는 영역인 중앙에 위치한 화소 영역(50b)에 해당하는 반사광만을 시인할 수 있다. 컬러 필터에 홀이 형성됨에 의해 고휘도 및 고 C/R을 갖는 전기 영동 표시 장치를 구현하는 방법은 도 3과 동일하므로 중복 설명을 생략한다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 화소 영역의 상면도들이다.
도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치의 화소 영역(50)에 형성된 컬러 필터(31)의 홀(41)의 형상이 원형이라는 것을 제외하면, 도 2와 동일하므로 중복 설명을 생략한다.
도 2 및 도 6에서는 홀의 형상이 사각형의 슬릿 형상 및 원형만을 도시하고 있으나, 홀의 형상은 다른 형상으로 형성될 수 있고, 홀의 크기 또한 다양하게 형성될 수 있다.
도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치의 화소 영역(50)에 형성된 컬러 필터(32)의 홀(42)이 복수개라는 것을 제외하면, 도 2와 동일하므로 중복 설명을 생략한다.
화소 영역(50)에 형성된 컬러 필터(32)의 면적은 화소 영역(50)의 면적의 약 75% 내지 85%일 수 있다. 또한, 화소 영역(50)에 형성된 컬러 필터(32)의 면적은 화소 영역(50)의 면적의 약 80%를 넘지 않을 수 있다. 상술한 바와 같이 화소 영역(50)에 형성된 컬러 필터의 면적비를 조정함에 의해, 홀로 통과하는 빛의 양을 조절할 수 있고, 나아가 휘도의 제어가 가능해져, 고휘도 및 고 C/R을 갖는 전기 영동 표시 장치를 구현할 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 화소 영역의 상면도이다.
도 8을 참조하면, 화소 영역(50)이 제1 영역(51) 및 제1 영역(51)을 둘러싸는 제2 영역(52)을 포함하고, 제1 영역(51)에 컬러 필터(33)가 형성된다는 점을 제외하면, 도 2와 동일하므로, 중복 설명을 생략한다.
제1 영역(51)에는 컬러 필터(33)가 형성될 수 있고, 컬러 필터(33)에는 하나 이상의 홀(43)이 형성될 수 있다. 도 8에서는 제1 영역(51)을 사각형 형상으로 도시하였으나, 원형이나 다른 다양한 형상일 수 있다.
제1 영역(51)의 면적은 화소 영역(50)의 면적의 약 75% 내지 85%일 수 있다. 또한, 제1 영역의 면적(51)은 화소 영역(50)의 면적의 약 80%를 넘지 않을 수 있다. 상술한 바와 같이 화소 영역에 배치된 컬러 필터의 면적비를 조정함에 의해, 컬러 필터를 통과하지 않고 홀 또는 제2 영역으로 통과하는 빛의 양을 조절할 수 있고, 나아가 휘도의 제어가 가능해져, 고휘도 및 고 C/R을 갖는 전기 영동 표시 장치를 구현할 수 있다.
컬러 필터(33)가 형성되지 않는 제2 영역(52)에 하부 기판과 상부 기판 사이에 배치되는 격벽(66)이 접촉할 수 있다. 이와 같이, 화소 영역 내에 격벽을 배치할 수 있는 제2 영역을 사용함으로써, 합착 마진을 크게 가지고 갈 수 있고, 이에 따라 상부 기판 및 하부 기판의 미스-얼라인을 개선하여 컬러 혼색을 방지하고, 색순도를 향상시킬 수 있다.
도 9 내지 도 11은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 화소 영역의 상면도들이다. 도 12는 도 11의 화소 영역이 포함된 표시 장치의 단면도이다.
도 9 및 도 12를 참조하면, 본 발명의 화소 영역은 제1 색을 표시하는 제1 화소 영역(53), 제2 색을 표시하는 제2 화소 영역(54) 및 제3 색을 표시하는 제3 화소 영역(55)을 포함할 수 있고, 컬러 필터는 제1 내지 제3 화소 영역(53, 54, 55)에 각각 형성되는 제1 내지 제3 컬러 필터(34, 35, 36, 37, 38)를 포함할 수 있다는 것을 제외하면, 도 2 및 도 3과 동일하므로 중복 설명을 생략한다.
화소 영역은 제1 색을 표시하는 제1 화소 영역(53), 제2 색을 표시하는 제2 화소 영역(54) 및 제3 색을 표시하는 제3 화소 영역(55)을 포함할 수 있다. 제1 색, 제2 색 및 제3 색은 서로 상이한 색일 수 있으며, 제1 색, 제2 색 및 제3 색은 각각 RGB 색상에 각각 해당할 수 있고, CMY 색상에 각각 해당할 수도 있다. 몇몇 실시예에서는, 제1 색 및 제3 색은 동일한 색이고, 제2 색은 제1 색 및 제3 색과 상이한 색일 수도 있다.
제1 화소 영역(53), 제2 화소 영역(54) 및 제3 화소 영역(55)은 도 9에 도시된 바와 같이 나란히 배치될 수도 있으나, ‘ㄱ’자 형상 등으로 배치될 수도 있다.
화소 영역은 제4 색을 표시하는 제4 화소 영역을 더 포함할 수도 있다. 제4 색은 백색에 해당할 수 있고, 화소 영역에 제4 화소 영역이 더 포함되는 경우, RGBW 색상을 구현할 수 있다.
컬러 필터는 제1 내지 제3 화소 영역(53, 54, 55)에 각각 형성되는 제1 내지 제3 컬러 필터(34, 35, 36, 37, 38)를 포함할 수 있다. 제1 내지 제3 컬러 필터(34, 35, 36)는 제1 내지 제3 컬러 필터(34, 35, 36, 37, 38)가 형성되는 각각의 제1 내지 제3 화소 영역(53, 54, 55)이 표시하기 위한 색상을 표시하기 위해 형성될 수 있다.
도 10을 참조하면, 제1 내지 제3 컬러 필터(34, 37, 36)에 형성되는 홀의 개수가 상이하다는 점을 제외하면, 도 9의 실시예와 동일하므로 중복 설명을 생략한다. 또한, 도 11을 참조하면, 제1 내지 제3 컬러 필터(34, 37, 38)에 형성되는 홀의 개수가 상이하다는 점을 제외하면, 도 9의 실시예와 동일하므로 중복 설명을 생략한다. 도 9 내지 도 11을 함께 참조하여 이하에서 제1 내지 제3 컬러 필터 및 홀에 대해 구체적으로 설명한다.
제1 내지 제3 컬러 필터(34, 35, 36, 37, 38) 중 적어도 하나에는 하나 이상의 홀(44, 45, 46)이 형성될 수 있다. 홀(44, 45, 46)은 제1 내지 제3 컬러 필터(34, 35, 36, 37, 38) 중 하나의 컬러 필터에만 형성될 수도 있고, 3개 모두에도 형성될 수 있다.
설명의 편의를 위해, 도 9 내지 도 11의 제1 화소 영역(53)은 적색을 표시하기 위한 화소 영역이고, 제2 화소 영역(54)은 녹색을 표시하기 위한 화소 영역이며, 제3 화소 영역(55)은 청색을 표시하기 위한 화소 영역이라고 가정하고, 각각의 홀의 크기는 동일한 것으로 가정한다.
도 9를 참조하면, 제1 화소 영역(53)에 형성된 제1 컬러 필터(34)에 하나의 홀(44)이 형성되고, 제2 화소 영역(54) 및 제3 화소 영역(55)에 각각 형성된 제2 컬러 필터(35) 및 제3 컬러 필터(36)에는 홀이 형성되지 않았다. 이와 같은 구성으로, 전체 화소 영역에 대한 휘도를 제어함과 동시에 적색에 대한 휘도만을 별도로 제어할 수 있다.
보다 상세히 설명하면, 도 9에서는 적색을 표시하기 위한 제1 컬러 필터(34)에만 홀(44)을 형성하였으므로, 제1 화소 영역(53)에서는 제2 화소 영역(54) 및 제3 화소 영역(55)에 비해 컬러 필터를 통과하지 않는 빛의 양이 증가한다. 따라서, 적색에 대한 휘도는 녹색 및 청색에 대한 휘도보다 높을 수 있다.
도 10을 참조하면, 제1 화소 영역(53)에 형성된 제1 컬러 필터(34)에 하나의 홀(44)이 형성되고, 제2 화소 영역(54)에 형성된 제2 컬러 필터(37)에는 2개의 홀(45)이 형성되며, 제3 화소 영역(55)에 형성된 제3 컬러 필터(36)에는 홀이 형성되지 않았다. 이와 같은 구성으로, 전체 화소 영역에 대한 휘도를 제어함과 동시에 적색 및 녹색에 대한 휘도만을 별도로 제어할 수 있다.
보다 상세히 설명하면, 도 10에서는 적색을 표시하기 위한 제1 컬러 필터(34)에는 하나의 홀(44)을 형성하였고, 녹색을 표시하기 위한 제2 컬러 필터(37)에는 2개의 홀(45)을 형성하였으므로, 제3 화소 영역(55), 제1 화소 영역(53), 제2 화소 영역(54) 순으로 컬러 필터를 통과하지 않는 빛의 양이 증가한다. 따라서, 휘도 또한 청색, 적색, 녹색의 순으로 증가된다.
도 11을 참조하면, 제1 화소 영역(53)에 형성된 제1 컬러 필터(34)에 하나의 홀(44)이 형성되고, 제2 화소 영역(54)에 형성된 제2 컬러 필터(37)에는 2개의 홀(45)이 형성되며, 제3 화소 영역(55)에 형성된 제3 컬러 필터(38)에는 3개의 홀(46)이 형성된다. 이와 같은 구성으로, 전체 화소 영역에 대한 휘도를 제어함과 동시에 적색, 녹색 및 청색 모두에 대한 휘도를 별도로 제어할 수 있다.
보다 상세히 설명하면, 도 11에서는 적색을 표시하기 위한 제1 컬러 필터(34)에는 하나의 홀(44)을 형성하였고, 녹색을 표시하기 위한 제2 컬러 필터(37)에는 2개의 홀(45)을 형성하였고, 청색을 표시하기 위한 제3 컬러 필터(38)에는 3개의 홀(46)을 형성하였으므로, 제1 화소 영역(53), 제2 화소 영역(54), 제3 화소 영역(55) 순으로 컬러 필터를 통과하지 않는 빛의 양이 증가한다. 따라서, 휘도 또한 적색, 녹색, 청색의 순으로 증가된다.
본 발명의 일 실시예에서는 화소 영역의 제1 영역에만 컬러 필터를 형성함과 동시에 컬러 필터에 하나 이상의 홀을 형성함으로써, 상부 기판으로 입사하는 광 중 컬러 필터를 통과하지 않는 광의 양을 증가시킬 수 있다. 따라서, 고휘도 및 고 C/R을 갖는 전기 영동 표시 장치를 구현할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에서는 제1 내지 제3 컬러 필터에 형성되는 홀의 개수를 조정하여, 색상이나 휘도를 다양하게 제어할 수 있다. 제1 색에 대한 휘도를 제2 색의 휘도에 비해 증가시키기 위해서, 제1 컬러 필터에 상대적으로 더 많은 홀을 형성할 수 있다. 이에 따라, 제1 컬러 필터를 통과하는 광의 양을 증가시킬 수 있으며, 나아가 제1 색에 대한 휘도를 증가시킬 수 있다. 따라서, 특정 색상에 대한 휘도를 조절할 수 있으며, 고휘도 및 고 C/R을 갖는 전기 영동 표시 장치를 구현할 수 있다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 화소 영역의 상면도이다.
도 13을 참조하면, 제1 내지 제3 화소 영역(53, 54, 55)이 각각 복수의 제1 내지 제3 단위 화소 영역(56, 57, 58)을 포함하고, 제1 내지 제3 컬러 필터(90, 91, 92)가 복수의 제1 내지 제3 단위 화소 영역(56, 57, 58)에 각각 형성되는 복수의 제1 내지 제3 단위 컬러 필터(90_1, 90_2, 90_3, 91_1, 91_2, 91_3, 92_1, 92_2, 92_3)를 포함한다는 점을 제외하면, 도 9의 실시예와 동일하므로 중복 설명을 생략한다.
제1 내지 제3 화소 영역(53, 54, 55)은 각각 복수의 제1 내지 제3 단위 화소 영역(56, 57, 58)을 포함할 수 있다. 하나의 색을 표시하기 위해, 도 9 의 실시예와 같이 하나의 화소 영역을 사용할 수도 있으나, 도 13의 실시예와 같이 하나의 색을 표시하기 위해 복수의 단위 화소 영역이 사용될 수 있다.
제1 내지 제 3 컬러 필터(90, 91, 92)는 복수의 제1 내지 제3 단위 화소 영역(56, 57, 58)에 각각 형성되는 복수의 제1 내지 제3 단위 컬러 필터(90_1, 90_2, 90_3, 91_1, 91_2, 91_3, 92_1, 92_2, 92_3)를 포함할 수 있다. 제1 내지 제3 단위 컬러 필터(90_1, 90_2, 90_3, 91_1, 91_2, 91_3, 92_1, 92_2, 92_3)는 제1 내지 제3 단위 컬러 필터(90_1, 90_2, 90_3, 91_1, 91_2, 91_3, 92_1, 92_2, 92_3)가 형성되는 각각의 단위 화소 영역(56, 57, 58)에서, 단위 화소 영역(56, 57, 58)의 제1 영역(56_1, 57_1, 58_1)에 형성될 수 있다.
제1 내지 제3 단위 컬러 필터(90_1, 90_2, 90_3, 91_1, 91_2, 91_3, 92_1, 92_2, 92_3) 중 적어도 하나에는 홀이 형성될 수 있다. 제1 내지 제3 단위 컬러 필터(90_1, 90_2, 90_3, 91_1, 91_2, 91_3, 92_1, 92_2, 92_3)에 형성되는 홀의 개수 또는 홀의 크기를 조정하여, 색상이나 휘도를 다양하게 제어할 수 있다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예들에 따른 표시 장치의 단면도이다. 도 15는 도 14의 화소 영역의 상면도이다. 도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 화소 영역의 상면도이다.
도 14를 참조하면, 상부 기판(20)의 화소 영역에 형성되는 컬러 필터가 서로 이격된 복수의 서브 컬러 필터(130)로 구성된다는 점을 제외하면, 도 3의 실시예와 동일하므로 중복 설명을 생략한다.
복수의 서브 컬러 필터(130)는 서로 이격되어 있다. 따라서, 상부 기판(20)의 일면에서 서브 컬러 필터(130)가 형성되지 않은 공간은 상부 기판(20)의 일면을 노출시킬 수 있다. 몇몇 실시예에서는, 비록 도시되지는 않았으나, 컬러 필터(130)와 상부 기판(20)을 편평화하기 위하여, 서브 컬러 필터(130)가 형성되지 않은 공간에 코팅층을 형성할 수 있다.
도 14에서는 중앙에 위치한 화소 영역에 입사하는 3가지의 입사광을 도시하였다. 먼저, 최우측에 도시된 입사광은 백색 대전 입자(74)에 도달하면서 컬러 필터(130)를 한번 통과하며, 백색 대전 입자(74)에 반사되면서 컬러 필터(130)를 한번 더 통과하게 된다. 따라서, 입사광의 약 9%의 반사광만을 볼 수 있다.
그러나, 최좌측에 도시된 입사광은 백색 대전 입자(74)에 도달하면서 컬러 필터(130)를 한번 통과하며, 백색 대전 입자(74)에 반사되면서 컬러 필터(130)를 통과하지 않는다. 따라서, 입사광의 약 30%의 반사광을 볼 수 있다.
또한, 중앙에 도시된 입사광은 백색 대전 입자(74)에 도달하고, 백색 대전 입자(74)에 반사되면서 컬러 필터(130)를 통과하지 않게 된다. 따라서, 이 경우에는 입사광의 100%의 반사광을 볼 수 있다.
사용자는 상술한 3개의 입사광에 대한 반사광을 모두 시인할 수 있다. 사용자가 시인하는 색의 휘도는 3개의 반사광의 휘도의 평균 정도일 것이므로, 모든 입사광이 컬러 필터를 2회 통과하는 경우에 비하여 사용자는 더 높은 휘도의 색상을 시인할 수 있다. 따라서, 광의 색상이나 휘도를 다양하게 제어할 수 있고, 고휘도 및 고 C/R을 갖는 전기 영동 표시 장치를 구현할 수 있다.
도 15 및 도 16을 참조하면, 상부 기판의 화소 영역(150)에는 컬러 필터가 형성되고, 컬러 필터는 서로 이격된 복수의 서브 컬러 필터(130, 131)로 구성된다. 서브 컬러 필터는 도 15에 도시된 바와 같이 바(bar) 형상의 컬러 필터(130)일 수도 있고, 도 16에 도시된 바와 같이 꺾인 형상의 컬러 필터(131)일 수도 있다. 설명의 편의상 도 15 및 도 16에서는 복수의 서브 컬러 필터가 모두 동일한 형상으로 형성되는 것을 도시하였으나, 복수의 서브 컬러 필터 각각은 서로 상이한 형상으로 형성될 수도 있다.
도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 화소 영역의 상면도이다.
도 17을 참조하면, 복수의 서브 컬러 필터(132) 각각이 하나 이상의 홀(140)을 포함한다는 것을 제외하면, 도 15와 동일하므로 중복 설명을 생략한다.
도 18 및 도 19는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 화소 영역의 상면도들이다.
도 18을 참조하면, 화소 영역(150)이 제1 영역(151) 및 제1 영역(151)을 둘러싸는 제2 영역(152)을 포함하고, 컬러 필터(133)는 제1 영역(151)에 형성되는 점을 제외하면 도 15와 동일하므로, 중복 설명을 생략한다.
제1 영역(151)의 면적은 화소 영역(150)의 면적의 약 75% 내지 85%일 수 있다. 또한, 제1 영역(151)의 면적은 화소 영역(150)의 면적의 약 80%를 넘지 않을 수 있다. 상술한 바와 같이 화소 영역에 형성된 컬러 필터의 면적비를 조정함에 의해, 컬러 필터를 통과하지 않고 홀 또는 제2 영역으로 통과하는 빛의 양을 조절할 수 있고, 나아가 휘도의 제어가 가능해져, 고휘도 및 고 C/R을 갖는 전기 영동 표시 장치를 구현할 수 있다.
제2 영역(151) 상에는 컬러 필터(133)가 형성되지 않고, 하부 기판과 상부 기판 사이에 형성되는 격벽(66)이 접촉할 수 있다. 이와 같이, 화소 영역(150) 내에 격벽(66)을 형성할 수 있는 제2 영역(151)을 사용함으로써, 합착 마진을 크게 가지고 갈 수 있고, 이에 따라 상부 기판 및 하부 기판의 미스-얼라인을 개선하여 컬러 혼색을 방지하고, 색순도를 향상시킬 수 있다.
도 19는 본 발명의 다른 실시예에 따른 화소 영역의 상면도이다.
도 19를 참조하면, 복수의 서브 컬러 필터(134) 각각이 하나 이상의 홀(141)을 포함한다는 것을 제외하면, 도 18과 동일하므로, 중복 설명을 생략한다.
도 20은 본 발명의 다른 실시예에 따른 화소 영역의 상면도이다. 도 21은 도 20의 컬러 필터의 확대 상면도이다.
도 20을 참조하면, 상부 기판의 복수의 화소 영역(250)에 컬러 필터(230)가 형성된다. 여기서, 컬러 필터(230)가 형성되는 상부 기판의 일면 상에서의 컬러 필터(230)의 둘레를 L이라고 하고, 컬러 필터(230)가 형성되는 상부 기판의 일면 상에서의 컬러 필터(230)의 면적을 A라고 하면, L2/A는 16보다 크다.
예를 들어, 도 21을 참조하면, 도 21은 도 20에 도시된 컬러 필터(230)의 확대도이다. 도 21에 도시된 모눈종이에서 한변의 길이를 a라고 하면, 컬러 필터(230)의 둘레는 26a이며, 컬러 필터(230)의 면적은 14a2이다. 따라서, 도 20 및 도 21의 컬러 필터(230)에서 L2/A는 48이므로, 16보다 큰 값이 된다. 몇몇 실시예에서는 L2/A는 21보다 큰 값이 될 수도 있다.
도 22 및 도 23은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 화소 영역의 상면도들이다.
도 22을 참조하면, 컬러 필터(231)가 하나 이상의 홀(241)을 포함한다는 점을 제외하면 도 20과 동일하므로, 중복 설명을 생략한다.
또한, 도 23을 참조하면, 화소 영역(250)이 제1 영역(251) 및 제1 영역(251)을 둘러싸는 제2 영역(252)을 포함하고, 컬러 필터(232)는 제1 영역(251)에 형성된다는 점을 제외하면 도 20과 동일하므로, 중복 설명을 생략한다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1: 제1 기판 2: 제2 기판
3: 컬러 필터 4: 홀
5: 화소 영역 6: 제1 광
7: 제2 광 8: 제2 기판의 일면
9: 제2 기판의 타면 10: 하부 기판
20: 상부 기판
30, 31, 32, 33, 130, 131, 132, 133, 134, 230, 231, 232: 컬러 필터
34: 제1 컬러 필터 35, 37: 제2 컬러 필터
36, 38: 제3 컬러 필터
40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 140, 141, 241: 홀
50, 50a, 50b, 50c, 150, 250: 화소 영역
51, 51a, 51b, 51c, 151, 251: 화소 영역의 제1 영역
52, 52a, 52b, 52c, 152, 252: 화소 영역의 제2 영역
53: 제1 화소 영역 53_1: 제1 화소 영역의 제1 영역
53_2: 제1 화소 영역의 제2 영역 54: 제2 화소 영역
54_1: 제2 화소 영역의 제1 영역 54_2: 제2 화소 영역의 제2 영역
55: 제3 화소 영역 55_1: 제3 화소 영역의 제1 영역
55_2: 제3 화소 영역의 제2 영역 56: 제1 단위 화소 영역
56_1: 제1 단위 화소 영역의 제1 영역
56_2: 제1 단위 화소 영역의 제2 영역
57: 제2 단위 화소 영역
57_1: 제2 단위 화소 영역의 제1 영역
57_2: 제2 단위 화소 영역의 제2 영역
58: 제3 단위 화소 영역
58_1: 제3 단위 화소 영역의 제1 영역
58_2: 제3 단위 화소 영역의 제2 영역
60, 61: 제1 전극 62: 제3 전극
65: 제2 전극 66: 격벽
70, 71, 72: 전기 영동층 73: 흑색 대전 입자
74: 백색 대전 입자 80: 반사판
85: 블랙 매트릭스
90: 제1 컬러 필터
90_1: 제1 컬러 필터의 제1 단위 컬러 필터
90_2: 제1 컬러 필터의 제2 단위 컬러 필터
90_3: 제1 컬러 필터의 제3 단위 컬러 필터
91: 제2 컬러 필터
91_1: 제2 컬러 필터의 제1 단위 컬러 필터
91_2: 제2 컬러 필터의 제2 단위 컬러 필터
91_3: 제2 컬러 필터의 제3 단위 컬러 필터
92: 제3 컬러 필터
92_1: 제3 컬러 필터의 제1 단위 컬러 필터
92_2: 제3 컬러 필터의 제2 단위 컬러 필터
92_3: 제3 컬러 필터의 제3 단위 컬러 필터
1000, 1100, 1200, 1300, 1400, 1500: 표시 장치

Claims (27)

  1. 제1 기판;
    상기 제1 기판 상에서 상기 제1 기판과 대향하게 배치되고, 복수의 화소 영역이 정의된 제2 기판; 및
    상기 제2 기판의 상기 복수의 화소 영역에 각각 형성되고, 각각 하나 이상의 홀이 형성된 복수의 컬러 필터를 포함하는 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 컬러 필터의 면적은 상기 화소 영역의 면적의 약 80%인 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 화소 영역 각각은 제1 영역 및 상기 제1 영역을 둘러싸는 제2 영역을 포함하고,
    상기 컬러 필터는 상기 제1 영역에 형성되는 표시 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 영역의 면적은 상기 화소 영역의 면적의 약 80%인 표시 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 배치되는 격벽을 더 포함하고,
    상기 격벽은 상기 제2 기판의 상기 제2 영역에서 상기 제2 기판과 접촉하는 표시 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 화소 영역은 제1 색을 표시하는 제1 화소 영역, 제2 색을 표시하는 제2 화소 영역 및 제3 색을 표시하는 제3 화소 영역을 포함하고,
    상기 복수의 컬러 필터는 상기 제1 내지 제3 화소 영역에 각각 형성되는 제1 내지 제3 컬러 필터를 포함하며,
    상기 하나 이상의 홀은 상기 제1 내지 제3 컬러 필터 중 적어도 하나에 형성되는 표시 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 배치되는 격벽을 더 포함하고,
    상기 제1 내지 제3 화소 영역 각각은 제1 영역 및 상기 제1 영역을 둘러싸는 제2 영역을 포함하고,
    상기 제1 내지 제3 컬러 필터 각각은 상기 제1 내지 제3 화소 영역의 상기 제1 영역에 형성되며,
    상기 격벽은 상기 제1 내지 제3 화소 영역의 상기 제 2 영역에서 상기 제2 기판과 접촉하는 표시 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 화소 영역은 각각 복수의 제1 내지 제3 단위 화소 영역을 포함하고,
    상기 제1 내지 제3 컬러 필터는 상기 복수의 제1 내지 제3 단위 화소 영역에 각각 형성되는 복수의 제1 내지 제3 단위 컬러 필터를 각각 포함하며,
    상기 하나 이상의 홀은 상기 복수의 제1 내지 제3 단위 컬러 필터 중 적어도 하나에 형성되는 표시 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 기판에 형성되는 제1 전극;
    상기 제2 기판에 형성되는 제2 전극; 및
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 전기 영동층을 더 포함하고,
    상기 전기 영동층은 상기 전기 영동층에 분산된 유색 대전 입자를 더 포함하는 표시 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 유색 대전 입자는 백색 대전 입자 및 흑색 대전 입자를 포함하며,
    상기 백색 대전 입자와 상기 흑색 대전 입자는 극성이 서로 상이한 표시 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제1 기판에 형성되는 제3 전극을 더 포함하는 표시 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 기판 상에 배치되는 블랙 매트릭스를 더 포함하고,
    상기 유색 대전 입자는 백색 대전 입자인 표시 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제1 기판 상에 배치되는 반사층을 더 포함하고,
    상기 유색 대전 입자는 흑색 대전 입자인 표시 장치.
  14. 제1 기판;
    상기 제1 기판 상에서 상기 제1 기판과 대향하게 배치되고, 복수의 화소 영역이 정의된 제2 기판; 및
    상기 제2 기판의 상기 복수의 화소 영역에 형성되는 컬러 필터를 포함하되,
    상기 컬러 필터는 서로 이격된 복수의 서브 컬러 필터로 구성되는 표시 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 복수의 서브 컬러 필터의 총 면적은 상기 화소 영역의 면적의 약 80%인 표시 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 복수의 화소 영역 각각은 제1 영역 및 상기 제1 영역을 둘러싸는 제2 영역을 포함하고,
    상기 컬러 필터는 상기 제1 영역에 형성되는 표시 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 배치되는 격벽을 더 포함하고,
    상기 격벽은 상기 제2 기판의 상기 제2 영역에서 상기 제2 기판과 접촉하는 표시 장치.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 제1 영역의 면적은 상기 화소 영역의 면적의 약 80%인 표시 장치.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 복수의 서브 컬러 필터 각각은 하나 이상의 홀을 포함하는 표시 장치.
  20. 제14항에 있어서,
    상기 제1 기판에 형성되는 제1 전극;
    상기 제2 기판에 형성되는 제2 전극; 및
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 전기 영동층을 더 포함하고,
    상기 전기 영동층은 상기 전기 영동층에 분산된 유색 대전 입자를 더 포함하는 표시 장치.
  21. 제1 기판;
    상기 제1 기판 상에서 상기 제1 기판과 대향하게 배치되고, 복수의 화소 영역이 정의된 제2 기판; 및
    상기 제2 기판의 상기 복수의 화소 영역에 형성되는 컬러 필터를 포함하되,
    상기 컬러 필터가 형성되는 상기 제2 기판의 일면 상에서의 상기 컬러 필터의 둘레는 L이고, 상기 컬러 필터의 면적은 A이며, L2/A는 16 보다 큰 표시 장치.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 컬러 필터의 면적은 상기 화소 영역의 면적의 약 80%인 표시 장치.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 복수의 화소 영역 각각은 제1 영역 및 상기 제1 영역을 둘러싸는 제2 영역을 포함하고,
    상기 컬러 필터는 상기 제1 영역에 형성되는 표시 장치.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 배치되는 격벽을 더 포함하고,
    상기 격벽은 상기 제2 기판의 상기 제2 영역에서 상기 제2 기판과 접촉하는 표시 장치.
  25. 제23항에 있어서,
    상기 제1 영역의 면적은 상기 화소 영역의 면적의 약 80%인 표시 장치.
  26. 제21항에 있어서,
    상기 복수의 서브 컬러 필터 각각은 하나 이상의 홀을 포함하는 표시 장치.
  27. 제21항에 있어서,
    상기 제1 기판에 형성되는 제1 전극;
    상기 제2 기판에 형성되는 제2 전극; 및
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 전기 영동층을 더 포함하고,
    상기 전기 영동층은 상기 전기 영동층에 분산된 유색 대전 입자를 더 포함하는 표시 장치.
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