KR20130070801A

KR20130070801A - 전기영동 표시 장치 및 이의 제조 방법

Info

Publication number: KR20130070801A
Application number: KR1020110138007A
Authority: KR
Inventors: 이창빈; 김시재; 조영태; 이용의; 김철환
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2011-12-20
Filing date: 2011-12-20
Publication date: 2013-06-28
Also published as: KR101306111B1

Abstract

본 발명에 따른 전기영동 표시 장치는, 서로 마주하는 제1 기판 및 제2 기판, 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 개재되는 전기영동 입자들을 포함하여 서로 독립적으로 구동되는 서브 화소들, 및 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 배치되어 상기 서브 화소들을 화소 그룹들로 구분하는 격벽을 포함한다. 상기 화소 그룹들 각각에 속하는 서브 화소들은 서로 동일한 색을 표시하고, 단위 표시 화소는 상기 화소 그룹들 중 서로 인접한 적어도 두 개의 화소 그룹들 각각에 속하는 서브 화소들을 포함한다.

Description

전기영동 표시 장치 및 이의 제조 방법{Electrophoretic display device and method of fabricating the same}

본 발명은 전기영동 표시 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 서로 다른 색상을 표시하는 서브 화소들을 이용하여 컬러를 표시하는 전기영동 표시 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.

액정 디스플레이 장치를 대체하기 위한 표시 장치로, 전기 영동 방식(electrophoresis), 통전변색 방식(electro-chromic), 2 색 입자 회전 방식(dichroic particles rotary method) 또는 건식 분체 이동 방식과 같은 기술을 이용한 표시 장치가 제안되어 왔다. 이들 기술들은 통상의 인쇄 매체에 근접한 넓은 시야각, 낮은 소비 전력 및 메모리 효과와 같은 이점들 때문에 액정 표시 장치를 대체할 수 있는 차세대 표시 장치로서 광범위하게 연구되고 있다.

이들 표시 장치들 중 전기영동 방식의 표시 장치는 2 개의 전극들, 상기 2 개의 전극들 사이에 배치되는 격벽에 의해 주변으로부터 폐쇄된 캐비티 내에 수용된 유전성 유체 및 그 내부에 분산된 전기 영동 입자들을 포함하며, 상기 2개의 전극들 사이에 인가된 전기장에 의해 상기 전기영동 입자들이 유동하는 현상을 이용하여 정보를 표시한다. 또한, 상기 전기영동 방식의 표시 장치에서 컬러 영상을 표시하기 위해서, 서로 다른 색상의 광을 표시하는 다수의 색 화소들을 조합하여 단위 표시 화소를 구현한다.

한편, 전기영동 방식의 표시 장치의 해상도를 향상시키기 위하여 각 색화소의 크기가 작아져야 하나, 이 경우에 각 색화소의 크기가 작아짐에 따라 상기 격벽에 의해 정의되는 캐비티의 체적도 작아지므로 상기 캐비티에 전기영동 입자들을 채우기가 용이하지 않다.

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 전기영동 표시 장치의 화소의 크기가 작아지더라도 그 제조가 용이한 구조를 갖는 전기영동 표시 장치 및 이의 제조 방법을 제공하는 데 있다.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 전기영동 표시 장치는, 제1 기판, 상기 제1 기판과 마주하는 제2 기판, 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 개재되는 전기영동 입자들을 포함하여 서로 독립적으로 구동되는 서브 화소들, 및 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 배치되어 상기 서브 화소들을 화소 그룹들로 구분하는 격벽을 포함한다.

상기 화소 그룹들 각각에 속하는 서브 화소들은 서로 동일한 색을 표시하고, 단위 표시 화소는 상기 화소 그룹들 중 서로 인접한 적어도 두 개의 화소 그룹들 각각에 속하는 서브 화소들을 포함한다.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 전기영동 표시 장치의 제조 방법은 다음과 같다. 제1 기판 위에 격벽을 형성하여 캐비티들을 형성하고, 그리고, 상기 캐비티들에 전기영동 입자들을 제공하여 서브 화소들을 형성한다.

상기 캐비티들은 화소 그룹의 단위로 형성되어 상기 서브 화소들은 화소 그룹들로 구분되고, 상기 화소 그룹들 각각에 속하는 서브 화소들은 서로 동일한 색을 표시하고, 단위 표시 화소는 상기 화소 그룹들 중 서로 인접한 적어도 두 개의 화소 그룹들 각각에 속하는 서브 화소들로 구동된다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 동일한 색상의 광을 표시하는 서브 화소들을 포함하는 화소 그룹의 단위로 캐비티에 전기영동 입자들을 일괄적으로 채울 수 있다. 따라서, 각 서브 화소의 크기가 작아지더라도, 캐비티에 전기영동 입자들을 용이하게 채울 수 있어 전기영동 표시 장치의 제조가 용이해질 수 있다.

또한, 전기 영동 표시 장치가 동일한 색상을 표시하는 서브 화소들로 포함하는 화소 그룹을 갖더라도, 서로 다른 색을 표시하는 화소 그룹들 각각에 속하는 서브 화소들로 단위 표시 화소를 구현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기영동 표시 장치의 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 제1 기판의 평면도이다.
도 3은 도 2의 I-I'을 따라 절취된 부분을 나타내는 단면도이다.
도 4는 도 2의 II-II' 및 III-III'을 따라 절취된 부분을 나타내는 단면도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 전기영동 표시 장치의 제조 방법을 나타내는 도면들이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.

또한, 이하의 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는" 는 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기영동 표시 장치(500)의 평면도이다. 한편, 도 1에는 전기영동 표시 장치(500)가 갖는 일부의 서브 화소들이 도시되고, 나머지 서브 화소들은 도 1에 도시된 서브 화소들과 동일한 구조를 가지므로 도 1에서 그 도시가 생략된다.

도 1을 참조하면, 전기영동 표시 장치(500)는 제1 기판(100), 제2 기판(200), 서브 화소들(R, G, B, W), 및 격벽(250)을 포함한다.

상기 제1 기판(100)은 상기 서브 화소들(R, G, B, W)이 배치되는 화소 영역들을 갖는다. 도 1에서는 상기 화소 영역들에 대해 부호가 표시되지 않았으나, 상기 화소 영역들에 일대일 대응하여 상기 서브 화소들(R, G, B, W)이 배치되므로 도 1에서 상기 화소 영역들의 위치는 대략적으로 상기 서브 화소들(R, G, B, W)이 배치되는 영역들로 간주될 수 있다.

상기 제2 기판(200)은 상기 제1 기판(100)과 마주하도록 배치된다. 상기 전기영동 표시 장치(500)가 반사 형으로 동작하는 경우에, 상기 전기영동 표시 장치(500)는 상기 제2 기판(200)을 투과하여 상기 전기영동 입자들에서 반사되는 광을 이용하여 색상을 표시하므로, 상기 제2 기판(200)은 유리 및 투명 수지와 같은 투명 재료를 포함할 수 있다.

상기 서브 화소들(R, G, B, W)은 상기 화소 영역들에 일대일 대응하여 배치되어 상기 전기영동 표시 장치(500)가 영상을 표시하는 데 사용되는 색을 표시한다. 상기 서브 화소들(R, G, B, W)은 상기 제1 기판(100) 및 상기 제2 기판(200) 사이에 개재되는 전기영동 입자들(도 3의 100K, 100W, 100R, 100G, 100B)을 포함한다. 상기 서브 화소들(R, G, B, W)이 갖는 상기 전기영동 입자들에 대한 보다 자세한 구성은 도 2 및 도 3을 참조하여 상세히 설명된다.

상기 서브 화소들(R, G, B, W)은 이 서브 화소들이 표시하는 색상에 따라 제1 화소 그룹(GP1), 제2 화소 그룹(GP2), 제3 화소 그룹(GP3) 및 제4 화소 그룹(GP4)으로 구분될 수 있다. 상기 제1 화소 그룹(GP1)은 각각이 적색을 표시하는 적색 화소들(R)을 포함하고, 상기 제2 화소 그룹(GP2)은 각각이 녹색을 표시하는 녹색 화소들(G)을 포함하고, 상기 제3 화소 그룹(GP3)은 각각이 청색을 표시하는 청색 화소들(B)을 포함하고, 상기 제4 화소 그룹(GP4)은 각각이 백색을 표시하는 백색 화소들(W)을 포함한다. 상기 제1 내지 제4 화소 그룹들(GP1, GP2, GP3, GP4)은 서로 인접하여 위치하되, 서로 상이한 색상을 표시한다.

상기 서브 화소들(R, G, B, W)은 상기 제1 방향(D1)과 나란한 열 방향 및 상기 제1 방향(D1)과 수직인 제2 방향(D2)과 나란한 행 방향을 갖는 매트릭스 형상으로 배열될 수 있다. 이 경우에, 상기 제1 화소 그룹(GP1)은 4개의 적색 화소들(R)을 포함하고, 상기 제2 화소 그룹(GP2)은 4개의 녹색 화소들(G)을 포함하고, 상기 제3 화소 그룹(GP3)은 4개의 청색 화소들(G)을 포함하고, 상기 제4 화소 그룹(GP4)은 4개의 백색화소들(W)을 포함한다.

상기 제1 내지 제4 화소 그룹들(GP1, GP2, GP3, GP4)에 속하는 서브 화소들이 배열되는 위치에 대해 보다 상세히 설명하면 다음과 같다. 상기 제1 화소 그룹(GP1)을 구성하는 4 개의 적색 화소들(R)은 상기 매트릭스의 제N행의 제M열(단, N 및 M은 자연수), 제N행의 제M+1열, 제N+1행의 제M열, 및 제N+1행의 제M+1열에 일대일 대응하여 배열되고, 상기 제2 화소 그룹(GP2)을 구성하는 네 개의 녹색 화소들(G)은 상기 매트릭스의 제N행의 제M+2열, 제N행의 제M+3열, 제N+1행의 제M+2열, 및 제N+1행의 제M+3열에 일대일 대응하여 배열되고, 상기 제3 화소 그룹(GP3)을 구성하는 네 개의 화소들(B)은 상기 매트릭스의 제N+2행의 제M열, 제N+2행의 제M+1열, 제N+3행의 제M열, 및 제N+3행의 제M+1열에 일대일 대응하여 배열되고, 상기 제4 화소 그룹(GP4)을 구성하는 4개의 백색 화소들(W)은 상기 매트릭스의 제N+2행의 제M+2열, 제N+2행의 제M+3열, 제N+3행의 제M+2열, 및 제N+3행의 제M+3열에 일대일 대응하여 배열된다.

예컨대, 자연수 N과 자연수 M을 각각 1으로 가정하면, 도 1에 도시된 화소 매트릭스를 기준으로, 상기 제1 화소 그룹(GP1)을 구성하는 4개의 적색 화소들(R)은 제1 행의 제1 열, 제1 행의 제2 열, 제2 행의 제1 열, 및 제2 행의 제2 열에 배열되고, 상기 제2 화소 그룹(GP2)을 구성하는 4개의 녹색 화소들(G)은 제1 행의 제3 열, 제1 행의 제4 열, 제2 행의 제3 열, 및 제2 행의 제4 열에 배열된다. 또한, 상기 제3 화소 그룹(GP3)을 구성하는 4개의 청색 화소들(B)은 제3 행의 제1 열, 제3 행의 제2 열, 제4 행의 제1 열, 및 제4 행의 제2 열에 배열되고, 상기 제4 화소 그룹(GP4)을 구성하는 4개의 백색 화소들(W)은 제3 행의 제3 열, 제3 행의 제4 열, 제4 행의 제3 열, 및 제4 행의 제4 열에 배열된다.

상기 제1 내지 제4 화소 그룹들(GP1, GP2, GP3, GP4) 각각을 구성하는 서브 화소들은 이웃하게 배열되어 서로 직접적으로 연결된다. 즉, 상기 제1 내지 제4 화소 그룹들(GP1, GP2, GP3, GP4) 각각을 구성하는 서브 화소들 사이에는 상기 격벽(250)이 배치되지 않는다. 예컨대, 상기 제1 화소 그룹(GP1)을 참조하면, 4개의 적색 화소들(R) 사이에는 격벽(250)이 배치되지 않아 상기 4개의 적색 화소들(R)은 서로 직접적으로 연결된다. 이에 따라, 상기 4개의 적색 화소들(R)은 전기영동 입자들을 수용하는 캐비티를 서로 공유할 수 있으므로, 상기 4개의 적색 화소들(R)에 속하는 전기영동 입자들을 상기 공유된 캐비티에 일괄적으로 채울 수 있다.

단위 표시 화소(DP)는 상기 제1 내지 제4 화소 그룹들(GP1, GP2, GP3, GP4) 각각에 속하는 서브 화소들을 포함한다. 따라서, 상기 단위 표시 화소(DP)는 상기 제1 내지 제4 화소 그룹들(GP1, GP2, GP3, GP4) 각각에 속하는 서브 화소들이 표시하는 색들이 혼합되어 구현될 수 있다. 상기 전기영동 표시 장치(500)의 표시 영역에서 상기 단위 표시 화소(DP)는 상기 서브 화소들(R, G, B, W)로부터 표시되는 색들이 조합되어 컬러를 표시하는 단위 영역으로, 상기 단위 표시 화소(DP)의 구조를 설명하면 다음과 같다.

상기 단위 표시 화소(DP)는 상기 제1 화소 그룹(GP1)의 제N+1행의 제M+1열에 배열된 서브 화소, 상기 제2 화소 그룹(GP2) 중 제N+1행의 제M+2열에 배열된 서브 화소, 상기 제3 화소 그룹(GP3)들 중 제N+2행의 제M+1열에 배열된 서브 화소, 및 상기 제4 화소 그룹(GP4) 중 제N+2행의 제M+2열에 배열된 서브 화소가 표시하는 색들이 혼합되어 구현된다.

예컨대, 자연수 N과 자연수 M 각각을 1이라고 가정하고, 도 1에 도시된 화소 매트릭스를 예를 들어 설명하면, 상기 제1 화소 그룹(GP1)의 제2행의 제2열에 배열된 적색 화소(R), 상기 제2 화소 그룹(GP2)의 제2행의 제3열에 배열된 녹색 화소(G), 상기 제3 화소 그룹(GP3)의 제3행의 제2열에 배열된 청색 화소(B) 및 상기 제4 화소 그룹(GP4)의 제3행의 제3열에 배열된 백색 화소(W)가 조합되어 하나의 단위 표시 화소(DP)가 구현된다.

즉, 상기 단위 표시 화소(DP)는 제1 영역(A1) 및 제3 영역(A3)에 의해 정의되는 영역에 위치한다. 마찬가지로, 제1 영역(A1) 및 제4 영역(A4)에 의해 정의되는 영역, 제2 영역(A2) 및 제3 영역(A3)에 의해 정의되는 영역, 및 제2 영역(A2) 및 제4 영역(A4)에 의해 정의되는 영역 각각에 다른 단위 표시 화소들이 위치할 수 있다.

상술한 단위 표시 화소(DP)의 구성에 따르면, 상기 전기영동 표시 장치(500)는 상기 제1 방향(D1) 및 상기 제2 방향(D2)으로 배열된 다수의 단위 표시 화소(DP)를 포함하고, 상기 전기영동 표시 장치(500)는 상기 다수의 단위 표시 화소(DP)에 표시되는 색을 조절하여 영상을 표시할 수 있다.

상기 격벽(250)은 상기 제1 기판(100) 및 상기 제2 기판(200) 사이에 배치되어 상기 서브 화소들(R, G, B, W)을 화소 그룹들(GP1, GP2, GP3, GP4)로 구분한다. 상기 격벽(250)은 제1 연장부(251) 및 제2 연장부(252)를 포함하고, 상기 제1 연장부(251)는 제1 방향(D1)으로 연장되고, 상기 제2 연장부(252)는 상기 제1 방향(D1)과 수직인 제2 방향(D2)으로 연장된다. 또한, 상기 제1 연장부(251) 및 상기 제2 연장부(252) 각각은 일정 간격을 두고 다수로 제공되어 상호 간에 교차한다.

상기 제1 연장부(251)는 상기 제1 화소 그룹(GP1)과 상기 제2 화소 그룹(GP2) 사이 및 상기 제3 화소 그룹(GP3)과 상기 제4 화소 그룹(GP4) 사이에 배치되고, 상기 제2 연장부(252)는 상기 제1 화소 그룹(GP1)과 상기 제3 화소 그룹(GP3) 사이 및 상기 제2 화소 그룹(GP2)과 상기 제4 화소 그룹(GP4) 사이에 배치된다. 따라서, 상기 제1 내지 제4 화소 그룹들(GP1, GP2, GP3, GP4)은 상기 격벽(250)에 의해 서로 이격 된다.

도 2는 도 1에 도시된 제1 기판(100)의 평면도이고, 도 3은 도 1의 I-I'을 따라 절취된 부분을 나타내는 단면도이다.

우선, 도 2를 참조하면, 제1 기판(100) 위에 다수의 게이트 라인들(GL), 다수의 데이터 라인들(DL), 다수의 스위칭 소자들(TR), 및 제1 내지 제6 화소 전극들(PE1, PE2, PE3, PE4, PE5, PE6)을 포함하는 다수의 화소 전극들(PE)이 배치된다.

상기 다수의 게이트 라인(GL)은 각각이 제2 방향(D2)으로 연장되어 상기 스위칭 소자(TR) 측으로 상기 스위칭 소자(TR)를 턴-온 시키는 게이트 신호를 제공한다. 상기 다수의 데이터 라인(DL)은 각각이 제1 방향(D1)으로 연장되어 상기 스위칭 소자(TR)와 전기적으로 연결된 화소 전극(PE) 측으로 데이터 신호를 제공한다.

상기 다수의 게이트 라인들(GL) 및 상기 다수의 데이터 라인들(DL)이 교차하여 상기 제1 기판(100)에 상기 다수의 화소 전극(PE)이 배치되는 위치가 정의된다. 상기 다수의 화소 전극(PE)이 배치되는 위치는 도 1에서 서브 화소들(도 1의 R, G, B, W)이 배치되는 위치와 대략적으로 일대일 대응하고, 이에 따라, 상기 다수의 화소 전극(PE)은 상기 서브 화소들(도 1의 R, G, B, W)와 같이 상기 제1 기판(100) 위에서 매트릭스 형상으로 배열된다.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 다수의 화소 전극들(PE)은 상기 다수의 스위칭 소자들(TR)과 일대일 대응하여 전기적으로 연결되고, 상기 다수의 스위칭 소자들(TR) 각각은 상기 다수의 게이트 라인들(GL) 중 어느 하나 및 상기 다수의 데이터 라인들(DL) 중 어느 하나와 전기적으로 연결된다.

따라서, 상기 다수의 게이트 라인들(GL)을 통해 흐르는 게이트 신호를 이용하여 상기 스위칭 소자들(TR) 각각의 턴-온 동작을 제어할 수 있고, 이에 따라 상기 스위칭 소자들(TR)의 턴-온 동작에 응답하여 상기 다수의 화소 전극들(PE) 측으로 제공되는 상기 데이터 신호를 제어할 수 있다. 이는 곧, 상기 다수의 화소 전극들(PE)을 이용하여 상기 서브 화소들(도 1의 R, G, B, W)의 구동이 서로 독립적으로 제어될 수 있음을 의미한다.

상기 다수의 스위칭 소자들(TR) 및 상기 화소 전극들(PE)의 보다 상세한 구조를 도 1에 도시된 제1행의 제1열 및 제1행의 제2열에 배열된 두 개의 화소들을 예로서 설명하면 다음과 같다.

도 3을 참조하면, 편의 상 도 1에 도시된 제1 행의 제1 열에 배열된 적색 화소(R)를 제1 적색 화소(R1)로 정의하고, 제1 행의 제2 열에 배열된 적색 화소(R)를 제2 적색 화소(R2)로 정의하면, 상기 제1 적색 화소(R1)의 위치에 대응하여 제1 기판(100) 위에 제1 화소 전극(PE1)이 배치되고, 상기 제2 적색 화소(R2)의 위치에 대응하여 상기 제1 기판(100) 위에 제2 화소 전극(PE2)이 배치된다. 또한, 상기 제1 기판(100) 위에는 상기 제1 및 제2 화소 전극들(PE1, PE2)과 일대일 대응하여 전기적으로 연결되는 두 개의 스위칭 소자들(TR)이 배치된다.

도 3에 도시되는 실시예에서는, 상기 두 개의 스위칭 소자들(TR) 각각은 트랜지스터로 구현될 수 있고, 이 경우에, 상기 두 개의 스위칭 소자들(TR) 각각은 게이트 전극(GE), 반도체 패턴(AP), 소오스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)을 포함할 수 있다. 상기 게이트 전극(GE)은 상기 제1 기판(100) 위에 배치되고, 상기 반도체 패턴(AP)은 상기 게이트 전극(GE)을 커버하는 게이트 절연막 상에 배치된다. 또한, 상기 소오스 전극(SE) 및 상기 드레인 전극(DE)은 상기 반도체 패턴(AP) 상에 서로 이격되어 배치된다.

상기 화소 전극(PE)은 상기 드레인 전극(DE)과 전기적으로 연결된다. 도 3에 도시되는 실시예에서는, 상기 화소 전극(PE)은 인듐틴옥사이드(indium tin oxide) 및 인듐징크옥사이드(indium zinc oxide)와 같은 투명한 도전성 물질을 포함할 수 있고, 도 3에 도시되는 실시예와 달리 상기 화소 전극(PE)은 금속성 재료와 같은 광을 반사시키는 물질을 포함할 수도 있다.

상기 제1 기판(100) 및 상기 제2 기판(200) 사이에는 격벽(250)이 배치되어 제1 캐비티(V1)를 정의하고, 상기 제1 캐비티(V1)에는 흑색 및 적색 전기영동 입자들(100K, 100R)이 수용된다. 도 3에 도시되는 실시예에서는, 전기영동 표시 장치(500)가 습식으로 구현되어 상기 제1 캐비티(V1)에는 전기 절연성 유체(105)가 채워질 수 있고, 도 3에 도시되는 실시예와 달리 전기영동 표시 장치(500)가 건식으로 구현되어 상기 전기 절연성 유체(105)가 생략될 수도 있다.

상기 블랙 및 적색 전기영동 입자들(100K, 100R) 각각은 흑색 또는 적색 컬러를 갖는 안료 자체이거나, 고분자 수지계 내에 분산된 안료, 또는 이들의 조합에 의해 흑색 또는 적색을 갖도록 착색된 수지계 입자일 수 있다. 또한, 도 3에 도시되는 실시예에서는, 상기 블랙 전기영동 입자들(100K) 및 상기 적색 전기영동 입자들(100R)은 서로 다른 전기적 특성을 갖도록 하전될 수 있다. 예컨대, 상기 블랙 전기영동 입자들(100K)이 양으로 하전되는 경우에, 상기 적색 전기영동 입자들(100R)은 음으로 하전될 수 있다. 하지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 블랙 및 적색 전기영동 입자들(100K, 100R)은 서로 동일한 극성으로 하전되되, 서로 다른 전기이동도를 가질 수도 있다.

제2 기판(200)은 상기 제1 기판(100)과 서로 마주하도록 배치되고, 상기 제2 기판(200) 위에 공통 전극(220)이 배치된다. 상기 공통 전극(220)은 상기 화소 전극들(PE)과 마주하고, 상기 제1 및 제2 화소 전극들(PE1, PE2)과 같이, 투명한 도전성 재료를 포함할 수 있다.

한편, 상기 제1 화소 전극(PE1) 및 상기 공통 전극(210)에 의해 상기 제1 캐비티(V1) 내에서 제1 전계(E1)가 발생되고, 상기 제2 화소 전극(PE2) 및 상기 공통 전극(210)에 의해 상기 제1 캐비티(V1) 내에서 제2 전계(E2)가 발생된다. 상기 제1 전계(E1) 및 상기 제2 전계(E2) 각각의 방향은 대략적으로 상기 제1 및 제2 기판들(100, 200)에 대하여 수직한다.

따라서, 상기 제1 및 제2 전계들(E1, E2)의 방향들이 상기 제1 및 제2 기판들(100, 200)에 수직하되, 서로 반대가 되는 경우에, 상기 제1 적색 화소(R1) 및 상기 제2 적색 화소(R2)에서 서로 다른 종류의 전기영동 입자들을 상기 제1 캐비티(V1) 내에서 부상시킬 수 있다.

예컨대, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제1 및 제2 전계들(E1, E2)의 방향들이 서로 반대일 때, 상기 제1 적색 화소(R1)에서 상기 블랙 전기영동 입자들(100K)이 상기 제1 캐비티(V1) 내에서 부상하고, 상기 제2 적색 화소(R2)에서 상기 적색 전기영동 입자들(100R)이 상기 제2 캐비티(V2) 내에서 부상할 수 있다. 이 경우에, 상기 제1 적색 화소(R1)는 상기 제1 전계(E1)에 의해 부상된 블랙 전기영동 입자들(100K)에 의해 흑색을 표시하고, 상기 제2 적색 화소(R2)는 상기 제2 전계(E2)에 의해 부상된 적색 전기영동 입자들(100R)에 의해 적색을 표시한다.

상술한 바와 같이, 상기 제1 및 제2 전계들(E1, E2)의 방향들이 서로 반대일 때, 상기 제1 화소 전극(PE1) 및 상기 제2 화소 전극(PE2) 간에 전위차가 발생하여 이 두 전극들 사이에 상기 제1 및 제2 기판들(100, 200)과 수평한 방향으로 수평 전계가 발생될 수 있다. 상기 수평 전계는 상기 흑색 또는 적색 전기영동 입자들(100K, 100R)이 상기 제1 캐비티(V1) 내에서 부상하는 것을 방해할 수도 있으나, 상기 제1 전계(E1) 및 상기 제2 전계(E2) 각각의 크기가 상기 수평 전계의 크기보다 수 배 내지 수십 배 크도록 상기 공통 전극(210) 또는 상기 제1 및 제2 화소 전극들(PE1, PE2) 측으로 인가되는 전압들을 제어하는 경우에, 상기 수평 전계에 의해 상기 흑색 및 적색 전기영동 입자들(100K, 100R)이 이동하는 현상을 방지할 수 있다.

도 4는 도 2의 II-II' 및 III-III'을 따라 절취된 부분을 나타내는 단면도이다. 한편, 도 4를 설명함에 있어서, 앞서 도 1 내지 도 3들을 참조하여 설명된 구성 요소들에 대해서는 도면 부호를 병기하고, 상기 구성 요소들에 대한 중복된 설명은 생략된다.

도 4를 참조하면, 적색 화소(R), 녹색 화소(G), 청색 화소(B) 및 백색 화소(W)의 위치에 일대일 대응하여 제3 내지 제6 화소 전극들(PE3, PE4, PE5, PE6)이 배치된다. 또한, 서로 상이한 색상을 표시하는 두 개의 서브 화소들이 서로 인접하게 배열되는 경우에, 상기 두 개의 서브 화소들 사이에는 격벽(250)이 배치되어 상기 두 개의 서브 화소들과 대응하는 캐비티들이 서로 이격된다. 예컨대, 상기 적색 화소(R) 및 상기 녹색 화소(G) 사이에 격벽(250)이 배치되어, 상기 적색 화소(R)에 대응하여 제1 캐비티(V1)가 정의되고, 상기 녹색 화소(G)에 대응하여 상기 제1 캐비티(V1)와 이격되는 제2 캐비티(V2)가 정의된다.

상기 제1 캐비티(V1)에는, 앞서 도 3을 참조하여 설명한 바와 같이, 전기 절연성 유체(105), 흑색 전기영동 입자들(100K) 및 적색 전기영동 입자들(100R)이 수용되고, 제2 캐비티(V2)에는 전기 절연성 유체(105), 흑색 전기영동 입자들(100K) 및 녹색 전기영동 입자들(100G)이 수용되고, 제3 캐비티(V3)에는 전기 절연성 유체(105), 흑색 전기영동 입자들(100K) 및 청색 전기영동 입자들(100B)이 수용되고, 제4 캐비티(V4)에는 전기 절연성 유체(105), 흑색 전기영동 입자들(100K) 및 백색 전기영동 입자들(100R)이 수용된다.

한편, 도 4에 도시된 본 발명의 실시예와 달리, 상기 적색, 녹색 및 청색 전기영동 입자들(100R, 100G, 100B)은 황색의 안료 입자 또는 황색으로 염색된 고분자 입자, 마젠타색의 안료 입자 또는 마젠타색으로 염색된 고분자 입자 및 시안색의 안료 입자 또는 시안색으로 염색된 고분자 입자로 대체될 수도 있다.

상술한 구성에 따라, 상기 전기영동 표시 장치(500)에 적색 화소(R), 녹색 화소(G), 청색 화소(B) 및 백색 화소(W)가 구현될 수 있고, 이 서브 화소들은 도 2를 참조하여 설명된 제1 기판(도 1의 100)의 구성에 따라 서로 독립적으로 구동될 수 있으므로 상기 적색, 녹색, 청색, 및 백색 화소들(R, G, B, W)를 포함하는 단위 표시 화소(DP)가 구현될 수 있다.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 전기영동 표시 장치의 제조 방법을 나타내는 도면들이다.

도 5a를 참조하면, 도 2에 도시된 바와 같이 제1 기판(100) 위에 다수의 게이트 라인(도 2의 GL), 다수의 데이터 라인(도 2의 DL), 다수의 화소 전극들(도 2의 PE), 및 다수의 스위칭 소자들(도 2의 TR)을 형성한다. 상기 제1 기판(100) 위에 상술한 구성요소들을 형성하여 액티브 매트릭스 방식으로 구동되는 어레이 기판을 형성하는 방법은, 일반적인 액정 표시 장치 및 유기 전계 발광 표시 장치의 어레의 기판을 형성하는 방법과 유사할 수 있으므로, 이에 대한 보다 구체적인 설명은 생략된다.

그 이후에, 상기 제1 기판(100) 위에 격벽(250)을 형성하여 제1 내지 제4 캐비티들(V1, V2, V3, V4)을 포함하는 다수의 캐비티들을 형성한다. 즉, 상기 다수의 캐비티들은 화소 그룹의 단위로 형성되고, 후속될 공정에서 상기 다수의 캐비티들에 전기영동 입자들을 채워 제1 내지 제4 화소 그룹들(도 1의 GP1, GP2, GP3, GP4) 각각에 속하는 서브 화소들(도 1의 R, G, B, W)을 형성할 수 있다.

도 5b를 참조하면, 디스펜서(300)를 이용하여 제1 캐비티(V1)에 전기 절연성 유체(도 3의 105)에 분산된 흑색 전기영동 입자들(100K) 및 적색 전기영동 입자들(100R)을 채운다. 그 결과, 상기 제1 캐비티(V1)에 적색을 표시할 수 있는 제1 화소 그룹(GP1)이 형성되어 상기 제1 화소 그룹(GP1)에 속하는 4 개의 적색 화소들(도 1의 R)이 형성될 수 있다.

상기 제1 캐비티(V1)에 상기 흑색 및 적색 전기영동 입자들(100K, 100R)을 채운 이후에, 상기 제1 캐비티(V1) 외에 다른 캐비티, 예컨대 제2 캐비티(V2)의 다음 캐비티에 상기 흑색 및 적색 전기영동 입자들(100K, 100R)을 채워 적색을 표시할 수 있는 다른 화소 그룹을 형성할 수 있다.

그 이후에, 상기 제1 캐비티(V1)에 흑색 전기영동 입자들(100K) 및 적색 전기영동 입자들(100R)을 채운 방법과 유사하게, 제2 캐비티(V2)에 흑색 전기영동 입자들(100K) 및 녹색 전기영동 입자들(100G)을 채워 제2 화소 그룹(도 1의 GP2)을 형성할 수 있고, 제3 캐비티(V3)에 흑색 전기영동 입자들(100K) 및 청색 전기영동 입자들(100B)을 채워 제3 화소 그룹(도 1의 GP3)을 형성할 수 있고, 제4 캐비티(V4)에 흑색 전기영동 입자들(100K) 및 백색 전기영동 입자들(100W)을 채워 제4 화소 그룹(도 1의 GP4)을 형성할 수 있다. 그 결과, 상기 제2 화소 그룹에 속하는 네 개의 녹색 화소들(도 1의 G)이 형성되고, 상기 제3 화소 그룹에 속하는 네 개의 청색 화소들(도 1의 B)이 형성되고, 상기 제4 화소 그룹에 속하는 네 개의 백색 화소들(도 1의 W)이 형성될 수 있다.

그 이후에, 제2 기판(200) 위에 공통 전극(210)을 형성하고, 상기 공통 전극(210)이 형성된 제2 기판(200)을 상기 제1 기판(100)과 결합시켜 전기영동 표시 장치(도 4의 500)의 제조를 완성할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명이 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

100: 제1 기판 200: 제2 기판
250: 격벽 R,G,B,W: 서브 화소들
GP1, GP2, GP3, GP4: 제1 내지 제4 화소 그룹들
DP: 단위 표시 화소 500: 전기영동 표시 장치

Claims

제1 기판;
상기 제1 기판과 마주하는 제2 기판;
상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 개재되는 전기영동 입자들을 포함하여 서로 독립적으로 구동되는 서브 화소들; 및
상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 배치되어 상기 서브 화소들을 화소 그룹들로 구분하는 격벽을 포함하고,
상기 화소 그룹들 각각에 속하는 서브 화소들은 서로 동일한 색을 표시하고, 단위 표시 화소는 상기 화소 그룹들 중 서로 인접한 적어도 두 개의 화소 그룹들 각각에 속하는 서브 화소들을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 서브 화소들 각각은,
상기 제1 기판 위에 배치되는 화소 전극; 및
상기 화소 전극과 전기적으로 연결되어 상기 화소 전극 측으로 제공되는 데이터 신호를 스위칭하는 스위칭 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 화소 그룹들 중 서로 인접한 두 개의 화소 그룹들은 서로 상이한 색을 표시하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시 장치.
제 3 항에 있어서, 상기 화소 그룹들은,
상기 서브 화소들 중 각각이 제1 색상의 광을 표시하는 서브 화소들을 포함하는 제1 화소 그룹;
상기 서브 화소들 중 각각이 제2 색상의 광을 표시하는 서브 화소들을 포함하는 제2 화소 그룹;
상기 서브 화소들 중 각각이 제3 색상의 광을 표시하는 서브 화소들을 포함하는 제3 화소 그룹; 및
상기 서브 화소들 중 각각이 제4 색상의 광을 표시하는 서브 화소들을 포함하는 제4 화소 그룹을 포함하고,
상기 단위 표시 화소는 상기 제1 내지 제4 화소 그룹들 각각에 속하는 서브 화소들을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시 장치.
제 4 항에 있어서, 상기 제1 내지 제4 화소 그룹들 각각에 속하는 서브 화소들은 서로 이웃하게 배열되어 직접적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 상기 전기영동 입자들을 수용하는 캐비티가 위치하고,
상기 제1 내지 제4 화소 그룹들 각각에 속하는 서브 화소들은 상기 캐비티를 공유하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시 장치.
제 5 항에 있어서, 상기 제1 내지 제4 화소 그룹들 각각에 속하는 서브 화소들 사이에는 상기 격벽이 배치되지 않는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시 장치.
제 4 항에 있어서, 상기 제1 내지 제4 화소 그룹들은 상기 격벽에 의해 서로 이격되는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시 장치.
제 4 항에 있어서, 상기 제1 내지 제4 화소 그룹들에 속하는 서브 화소들은 열 방향 및 행 방향을 갖는 매트릭스 형상으로 배열되고,
상기 제1 화소 그룹에 속하는 서브 화소들은 상기 매트릭스의 제N행의 제M열(단, N 및 M은 자연수), 제N행의 제M+1열, 제N+1행의 제M열, 및 제N+1행의 제M+1열에 일대일 대응하여 배열되고,
상기 제2 화소 그룹에 속하는 서브 화소들은 상기 매트릭스의 제N행의 제M+2열, 제N행의 제M+3열, 제N+1행의 제M+2열, 및 제N+1행의 제M+3열에 일대일 대응하여 배열되고,
상기 제3 화소 그룹에 속하는 서브 화소들은 상기 매트릭스의 제N+2행의 제M열, 제N+2행의 제M+1열, 제N+3행의 제M열, 및 제N+3행의 제M+1열에 일대일 대응하여 배열되고,
상기 제4 화소 그룹에 속하는 서브 화소들은 상기 매트릭스의 제N+2행의 제M+2열, 제N+2행의 제M+3열, 제N+3행의 제M+2열, 및 제N+3행의 제M+3열에 일대일 대응하여 배열되는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시 장치.
제 9 항에 있어서, 상기 단위 표시 화소는,
상기 제1 화소 그룹의 제N+1행의 제M+1열에 배열된 서브 화소, 상기 제2 화소 그룹 중 제N+1행의 제M+2열에 배열된 서브 화소, 상기 제3 화소 그룹 중 제N+2행의 제M+1열에 배열된 서브 화소, 및 상기 제4 화소 그룹 중 제N+2행의 제M+2열에 배열된 서브 화소를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시 장치.
제 9 항에 있어서, 상기 격벽은,
상기 열 방향과 나란하게 연장된 적어도 하나의 제1 연장부; 및
상기 행 방향과 나란하게 연장되어 상기 제1 연장부와 교차하는 적어도 하나의 제2 연장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시 장치.
제 11 항에 있어서,
상기 제1 화소 그룹과 상기 제2 화소 그룹 사이 및 상기 제3 화소 그룹과 상기 제4 화소 그룹 사이에는 상기 제1 연장부가 배치되고,
상기 제1 화소 그룹과 상기 제3 화소 그룹 사이 및 상기 제2 화소 그룹과 상기 제4 화소 그룹 사이에는 상기 제2 연장부가 배치되는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시 장치.
제 4 항에 있어서, 상기 제1 내지 제4 색상들은 서로 상이한 것을 특징으로 하는 전기영동 표시 장치.
제 13 항에 있어서, 상기 제1 색상은 적색이고, 상기 제2 색상은 녹색이고, 상기 제3 색상은 청색이고, 상기 제4 색상은 흰색인 것을 특징으로 하는 전기영동 표시 장치.
제1 기판 위에 격벽을 형성하여 캐비티들을 형성하는 단계; 및
상기 캐비티들에 전기영동 입자들을 제공하여 서브 화소들을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 캐비티들은 화소 그룹의 단위로 형성되어 상기 서브 화소들은 화소 그룹들로 구분되고, 상기 화소 그룹들 각각에 속하는 서브 화소들은 서로 동일한 색을 표시하고,
단위 표시 화소는 상기 화소 그룹들 중 서로 인접한 적어도 두 개의 화소 그룹들 각각에 속하는 서브 화소들로 구동되는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시 장치의 제조 방법.
제 15 항에 있어서, 상기 화소 그룹들 중 서로 인접한 두 개의 화소 그룹들은 서로 상이한 색을 표시하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시 장치의 제조 방법.
제 16 항에 있어서, 상기 화소 그룹들은 제1 화소 그룹, 제2 화소 그룹, 제3 화소 그룹 및 제4 화소 그룹으로 구분되고,
상기 단위 표시 화소는 상기 제1 내지 제4 화소 그룹들 각각에 속하는 서브 화소들로 구동되는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시 장치의 제조 방법.
제 17 항에 있어서, 상기 격벽은 상기 제1 내지 제4 화소 그룹들 사이에 형성되어 상기 제1 내지 제4 화소 그룹들을 상호 간에 이격시키는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시 장치의 제조 방법.
제 15 항에 있어서,
상기 제 1 기판 위에 화소 전극들 및 상기 화소 전극들과 일대일 대응하여 전기적으로 연결되는 스위칭 소자들을 형성하는 단계를 더 포함하고,
상기 화소 전극들은 상기 서브 화소들과 일대일 대응하여 형성되어 상기 서브 화소들은 서로 독립적으로 구동되는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시 장치의 제조 방법.