WO2011053033A2 - 전계 구동 표시 장치 - Google Patents

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WO2011053033A2
WO2011053033A2 PCT/KR2010/007506 KR2010007506W WO2011053033A2 WO 2011053033 A2 WO2011053033 A2 WO 2011053033A2 KR 2010007506 W KR2010007506 W KR 2010007506W WO 2011053033 A2 WO2011053033 A2 WO 2011053033A2
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light blocking
display device
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이준혁
김병욱
홍문표
최홍
배병성
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주식회사 동진쎄미켐
고려대학교 산학협력단
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    • Y10T29/49002—Electrical device making

Definitions

  • the present invention relates to a flat panel display, and more particularly, to an electric field drive display.
  • LCDs liquid crystal displays
  • PDPs plasma display panels
  • OLEDs organic light emitting displays
  • FED field effect displays
  • electrophoretic display devices include liquid crystal displays (LCDs), plasma display panels (PDPs), organic light emitting displays (OLEDs), field effect displays (field effects). display (FED), and electrophoretic display devices.
  • liquid crystal displays are widely used as monitors and televisions.
  • Plasma displays are widely used as large televisions.
  • Organic electroluminescent displays are used for mobile phone windows, and researches for applying them to medium and large display devices are being actively conducted. .
  • Other field effect display devices and electrophoretic display devices are also being researched for application to monitors, televisions, or electronic papers.
  • a reflective electrophoretic display device having a texture similar to that of paper is typical, but has a disadvantage of high driving voltage, slow response speed, and difficulty in expressing gray scales.
  • a color filter must be used for color expression.
  • the present invention has been made in an effort to provide an electric field driving display device having a lower driving voltage and improved response speed than a conventional electronic paper.
  • An electric field driving display device includes a first substrate, a first electrode formed on the first substrate, and a second electrode formed on the first substrate and disposed in parallel with the first electrode. And a driving partition formed on the first electrode and the second electrode and having a plurality of opening and closing holes, and a plurality of driving bodies disposed in each of the opening and closing holes.
  • the display device may further include a second substrate disposed on the driving partition wall, and a light blocking film formed on the second substrate.
  • the opening and closing hole may include a light blocking part and a transmission part, and the light blocking film may be positioned in the light blocking part.
  • the display apparatus may further include a color filter formed on the second substrate corresponding to the transmission part.
  • the first electrode may be positioned in the light blocking portion, and the second electrode may be positioned in the transmission portion.
  • the display device may further include a first control electrode formed to overlap the second electrode.
  • the first control electrode may be formed on the same layer as the first electrode.
  • the second electrode has an opening that exposes a part of the first control electrode.
  • the distance between the first electrode and the second electrode is preferably greater than or equal to the size of the diameter of the drive body.
  • a first insulating film covering the first electrode is further formed, and the second electrode is formed on the first insulating film.
  • the driver is preferably made of a charged, non-transparent material.
  • the position of the driving body is determined by driving voltages applied to the first electrode and the second electrode.
  • driving voltages having opposite polarities are applied to the first electrode and the second electrode.
  • the second electrode is made of a transparent conductive material.
  • the driving body When the driving voltage is applied, the driving body may move between the light blocking part and the transmitting part to open and close the light.
  • a control voltage having a polarity opposite to the driving voltage applied to the second electrode is applied to the first control electrode or the second control electrode.
  • a control voltage having the same magnitude and the same polarity as the driving voltage applied to the second electrode is applied to the first control electrode or the second control electrode.
  • the opening and closing hole may include a light blocking part and a reflecting part, and the light blocking film may be positioned on the light blocking part, and the light absorbing layer may be further formed on the reflecting part.
  • the 1st control electrode formed overlapping with the said 2nd electrode,
  • the said light absorption layer is formed under the said 1st control electrode.
  • the driving body is preferably made of a charged total reflection material.
  • the driving body preferably has any one color selected from white, red, green, blue, yellow, magenta or cyan.
  • the light is totally reflected when the driving body is located in the reflecting unit.
  • the opening and closing hole may include a light blocking part and a reflecting part, and the light blocking film and the second electrode may be positioned in the light blocking part.
  • a first electrode is positioned in the reflective part, and the first electrode is preferably made of a non-transparent conductive material.
  • a second insulating film having a higher refractive index than the first insulating film is further formed between the first insulating film and the second electrode.
  • Light reflected from the first electrode is preferably totally reflected at the interface between the first insulating film and the second insulating film.
  • the driving body is preferably made of a charged total reflection material.
  • the method of manufacturing an electric field driving display device may include forming a first electrode extending in a predetermined direction on a first substrate, forming a first insulating film covering the first electrode, and Forming a second electrode disposed in parallel with the first electrode on a second insulating film, forming a driving partition having a plurality of opening and closing holes on the first electrode and the second electrode, and forming a plurality of openings in the opening and closing hole Injecting a driving body of the, It is preferable to include the step of bonding the second substrate formed with the light shielding film on the driving partition.
  • the method may further include forming a first control electrode at a position overlapping the second electrode on the same layer as the first electrode.
  • the method may further include forming a second control electrode at a position adjacent to the second electrode on the same layer as the second electrode.
  • the method may further include forming a color filter on the second substrate.
  • the driving body made of a charged, non-transparent material is injected into the opening and closing hole, and the light shielding film is formed at a position corresponding to the first electrode.
  • the driving body made of charged total reflection material is injected into the opening and closing hole, and the light shielding film is formed at a position corresponding to the first electrode.
  • the method may further include forming a light absorbing layer under the first control electrode.
  • the method may further include forming a second insulating film on the first insulating film, the second insulating film having a higher refractive index than the first insulating film.
  • the present invention by adjusting the position of the driving body in the horizontal direction by using the electric force formed in the horizontal direction, it is possible to display the desired image by controlling the amount of light transmitted.
  • first control electrode is formed under the second electrode or the second control electrode is formed next to the second electrode to prevent the flow of the driving body, information when the last driving voltage is applied can be stored and an image can be displayed. The same preservation can be given as printed matter.
  • the position of the driving body may be precisely adjusted by using the first and second control electrodes, the amount of light transmitted through the driving region may be more precisely adjusted to implement a precise image.
  • FIG. 1 is a plan view of an electric field driving display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the electric field driving display device of FIG. 1 taken along line II-II.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the electric field driving display device of FIG. 1 taken along line II-II.
  • 3 to 5 are cross-sectional views sequentially illustrating a method of manufacturing an electric field driving display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of an electric field driving display device according to another exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of an electric field driving display device according to still another embodiment of the present invention.
  • second control electrode 150 first insulating film
  • second insulating film 170 light absorbing layer
  • FIG. 1 is a plan view of an electric field driving display device according to an exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II of the electric field driving display device of FIG. 1.
  • an electric field driving display device includes a display panel 100 and a backlight unit 400.
  • the display panel 100 is a portion that displays an image by adjusting the amount of light.
  • the display panel 100 faces the lower substrate 110 and the lower substrate 110 on which the first electrode 120 and the second electrode 130 are formed.
  • a driving body 310 Is disposed between the upper substrate 210, the lower substrate 110, and the upper substrate 210, the driving partition 320 having a plurality of opening and closing holes 330, and the opening and closing hole 330.
  • the first electrode 120 is elongated in a predetermined direction on the transparent lower substrate 110 made of glass or a flexible substrate, and the first control electrode 141 is formed in the same direction as the first electrode 120. It is arranged in parallel with the first electrode.
  • the first electrode 120 may be formed of a transparent conductive material such as indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide (IZO), or an opaque conductive material such as Cr, Al, or Mo, and the first control electrode 141. ) May be formed of a transparent conductive material such as indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide (IZO).
  • ITO indium tin oxide
  • IZO indium zinc oxide
  • a switching element 125 is formed on the lower substrate 110 to individually switch voltages applied to the first electrodes 121, and is connected to the first electrodes 121.
  • a thin film transistor may be used as the switching element 125.
  • a gate line (not shown) that transmits a scan signal for turning the thin film transistor on and off and a gray voltage applied to the first electrode 121 may be transferred.
  • Data lines (not shown) may be formed on the lower substrate 110 to cross each other.
  • the thin film transistor may include a gate electrode, a source electrode, a drain electrode, and a semiconductor.
  • the first insulating layer 150 is formed on the lower substrate 110, the first electrode 120, and the first control electrode 141.
  • the first insulating layer 150 has a single layer structure made of an organic layer and may have photosensitivity.
  • the first insulating layer 150 may be formed of an inorganic film such as silicon nitride and silicon oxide, and may have a multilayer film structure of an inorganic film and an organic film.
  • the second electrode 130 is disposed in parallel with the first electrode 120 on the first insulating layer 150.
  • the second electrode 130 is disposed at a position overlapping with the first control electrode 141, and a part of the first control electrode 141 so that an electric field of the first control electrode 141 may be applied to the driving body 310.
  • a plurality of openings 131 exposing the gaps are formed.
  • the second electrode 130 may be made of a transparent conductive material such as indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide (IZO).
  • ITO indium tin oxide
  • IZO indium zinc oxide
  • the second control electrode 142 may be disposed on the first insulating layer 150 at the position where the driving partition 320 is formed.
  • the second control electrode 142 may be positioned adjacent to the second electrode 130 to prevent the flow of the driving body 310 positioned on the second electrode 130.
  • the driving partition 320 formed on the first insulating layer 150 may be formed by coating, exposing and developing a photosensitive material.
  • the driving partition 320 may be formed of an opaque material that does not transmit light.
  • the driving barrier rib 320 may be formed of a black material to prevent unnecessary light from penetrating the driving barrier rib 320 or being reflected by the driving barrier rib 320 to reduce display quality.
  • the opening-closing hole 330 has a rectangular parallelepiped shape, and the cross section is rectangular shape.
  • the opening / closing hole 330 includes a light blocking part S through which light is blocked and a transmission part T through which light is transmitted.
  • a spherical drive body 310 whose position is determined by an electric force is disposed.
  • the driver 310 has a positive or negative charge.
  • the driver 310 may be made of a black non-transparent material to exclude the reflected light.
  • the diameter d1 of the driving body 310 may be a few micrometers to several tens of micrometers, and may be equal to the distance d2 between the first electrode 120 and the second electrode 130. Can be small.
  • the driving body 310 is small in size and operates at a high speed by a driving voltage of about several volts (V). Therefore, the response speed of the driving body 310 is very fast and precise control of the position of the driving body 310 is possible. Since the operating speed of the driving body 310 is inversely proportional to the weight, the driving body 310 may be formed to have a cavity in the center to reduce the weight.
  • the width w of the opening / closing hole 330 is larger than the diameter d1 of the driving body 310, and the length L of the opening / closing hole 330 is larger than the diameter d1 of the driving body 310. desirable. Therefore, when the driving voltage is applied, the driving body 370 can move freely in the opening and closing hole 330 space.
  • the opening and closing hole 330 contains an inert gas (not shown) such as argon, neon, helium, and the like, together with the driving body 310.
  • an inert gas such as argon, neon, helium, and the like
  • other gases suitable for preserving the charge the driver 310 may have may be filled, such as nitrogen or dry air.
  • the opening and closing hole 330 may be maintained in a vacuum state, and at least one of a liquid having low or no polarity, a solvent having a small surface energy, and a liquid crystal may be filled.
  • the upper substrate 210 is coupled to the driving partition 310.
  • Color filters 230 such as red, green, and blue are formed at positions corresponding to the transmissive portion T on the upper substrate 210.
  • a passivation layer 250 is formed on the color filter 230 to protect it.
  • the light blocking film 220 is formed at a position corresponding to the light blocking part S on the passivation layer 250.
  • the light blocking film 220 is made of a non-transparent material.
  • the backlight unit 400 is a part for supplying light to the display panel 100 and a light guide plate 410 and a light guide plate for converting light emitted from a lamp 420 that emits light, and a lamp 420 that is a linear or point light source into a surface light source.
  • the condenser lens 430 collects the light emitted from the 410 and proceeds to the opening / closing hole 330.
  • the lamp 420 may be a linear light source such as a cold cathode fluorescent lamp (CCFL) or an external electrode fluorescent lamp (EEFL), or a point light source such as a light emitting diode (LED).
  • CCFL cold cathode fluorescent lamp
  • EEFL external electrode fluorescent lamp
  • a point light source such as a light emitting diode (LED).
  • a surface light source may be used, and in this case, the light guide plate 410 may be omitted.
  • the condenser lens 430 may be formed on the surface of the light guide plate 410 directly or in one layer, or may be formed in a separate film form, and may be formed in one layer on the display panel 100 side.
  • the backlight unit 400 may be disposed on either the lower substrate 110 side or the upper substrate 210 side.
  • the electric field driving display device applies an electric force to the driving body 310 included in the opening / closing hole 330 to move its position.
  • a driving voltage is applied to the first electrode 120 and the second electrode 130, an electric field is formed therebetween, and the driving body 310 that is charged receives electric force and moves inside the opening / closing hole 330.
  • Driving voltages having opposite polarities are applied to the first electrode 120 and the second electrode 130. For example, when the driving body 310 has a positive charge, when the first electrode 120 becomes the cathode and the second electrode 130 becomes the anode, the driving body 310 is the first electrode 120. Moving in the direction, the driving body is positioned in the light shielding portion (S).
  • the driving body 310 when the driving body 310 has a positive charge, when the first electrode 120 becomes the anode and the second electrode 130 becomes the cathode, the driving body 310 moves toward the second electrode 130. The driving body 310 moves to be positioned in the transmission part T, and the driving body 310 comes into contact with the second electrode 130. As such, when the driving voltage is applied, the driving body 310 moves between the light blocking part S and the transmitting part T to open and close the light provided by the backlight unit 400 to display a desired image.
  • the portion A of the non-transmissive material is positioned in the transmission part T so that the light generated from the backlight unit 400 is blocked by the driver 310 to realize a black state.
  • the silver driver 310 is positioned in the light blocking part S so that the light generated by the backlight unit 400 passes through as it is, thereby implementing the color of the color filter 230.
  • first control electrode 141 and the second control electrode 142 control the driving body 310 with a separate control voltage to prevent the flow of the driving body. This will be described in detail below.
  • the driving body 310 When the driving body 310 is positioned in the transmission part T to be in contact with the second electrode 130, the potential of the second electrode 130 is equal to the potential of the driving body 310, and thus the driving body 310 is formed of the driving body 310. It may be separated from the two electrodes 130. To prevent this, an attraction force is applied between the first control electrode 141 and the driving body 310 by applying a separate control voltage having a different potential and polarity from the driving body 310 to the first control electrode 141. . Accordingly, the driving body 310 maintains contact with the second electrode 130.
  • the driving body 310 that is in contact with the second electrode 130 also has a potential having the same magnitude, and thus, the driving body 310.
  • the first control electrode 141 is applied with a control voltage having a positive polarity of a predetermined magnitude so that an attractive force acts between the first control electrode 141 and the driving body 310 so that the driving body 310 has a second control voltage.
  • the contact with the electrode 130 is maintained.
  • the driving body 310 in contact with the second electrode 130 is the second electrode 130.
  • the first electrode 120 may be separated from the first electrode 120 in the light blocking unit S. Since the driving body 310 moved to the light blocking part S does not directly contact the first electrode 120 because of the first insulating layer 150 formed on the first electrode 120, the driving body 310 is the light blocking part S. It is fixed to).
  • a predetermined control voltage is also applied to the second control electrode 142 to maintain the state in which the driving body 310 is in contact with the second electrode 130.
  • 3 to 5 are cross-sectional views sequentially illustrating a method of manufacturing an electric field driving display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the first electrode 120 is formed of a transparent conductive material such as ITO or IZO, or an opaque conductive material such as Cr, Al, or Mo on the lower substrate 110 formed of glass or a flexible substrate.
  • the first control electrode 141 is sequentially formed of a transparent conductive material such as ITO or IZO on the same layer.
  • a first insulating layer 150 covering the first electrode 120 and the first control electrode 141 is formed.
  • the second electrode 130 is formed of a transparent conductive material such as ITO or IZO on the first insulating film 150, and a transparent conductive material such as ITO or IZO, or opaque such as Cr, Al, or Mo is formed on the same layer.
  • the second control electrode 142 is sequentially formed of a conductive material.
  • the partition wall 320 that partitions the plurality of drive regions 330 is formed, and the plurality of drive bodies 310 are injected into the plurality of drive regions 330.
  • the driving body 310 may be mixed and injected into the driving region together with one of a liquid having little or no polarity, a solvent having a small surface energy, or a liquid crystal.
  • the driving body 310 may be injected using a thin metal tip coated with an insulating film.
  • the upper panel 210 having the color filter 230, the passivation layer 250, and the light blocking layer 220 is coupled to the lower substrate 110 to complete the display panel 100.
  • the backlight unit 400 is coupled to the lower substrate 110 to complete the transverse electric field driving display device.
  • the transmission type field driving display device displaying a desired image by opening and closing the light provided by the backlight unit 400 has been described above, the reflective field driving display device displaying the desired image by opening and closing external light may be separately provided.
  • a structure for preventing the flow of the driving body 310 by using the first and second control electrodes may be applied.
  • FIG. 6 a reflective electric field driving display device implementing a black state using the light absorbing layer will be described in detail.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of an electric field driving display device according to another exemplary embodiment of the present invention.
  • This embodiment is substantially the same as the embodiment shown in FIGS. 1 and 2 except for a structure in which a driving body made of a total reflection material having a color and a light absorbing layer are formed so as to use external light, and thus repeated description is omitted. do.
  • the electric field driving display device has only the display panel 100 and does not include the backlight unit 400.
  • the light absorbing layer 170 made of a non-transparent material is formed on the lower substrate 110 of the display panel 100.
  • the light absorbing layer 170 may be formed at a position corresponding to the reflector R.
  • the second insulating layer 160 is formed on the light absorbing layer 170, and the first electrode 120 and the first control electrode 141 are disposed on the second insulating layer 160.
  • the first insulating layer 150 is formed on the second insulating layer 160, the first electrode 120, and the first control electrode 141.
  • the second electrode 130 is disposed in parallel with the first electrode 120 on the first insulating layer 150, and the driving partition 320 having the opening and closing hole 330 is formed on the first insulating layer 150.
  • the opening / closing hole 330 includes a light blocking unit S through which light is blocked, and a reflecting unit R through which light may be reflected.
  • the light blocking part S may be formed at a position overlapping with the first electrode 120, and the reflector R may be formed at a position overlapping with the second electrode 130.
  • a spherical drive body 310 whose position is determined by an electric force is disposed in the opening / closing hole 330.
  • the driver 310 has a positive or negative charge.
  • the driving body 310 may be formed of a material capable of total reflection of light, and may have any one color selected from white, red, green, blue, yellow, magenta, or cyan. Therefore, no separate color filter is required.
  • the upper substrate 210 is coupled to the driving partition 310.
  • the passivation layer 250 is formed on the upper substrate 210, and the light blocking layer 220 is formed at a position corresponding to the light blocking portion S on the passivation layer 250.
  • the reflective electric field driving display device adjusts the amount of external light reflected by the driver 310 to implement an image. That is, as shown in part A of FIG. 6, when the driving body 310 is positioned at the reflecting portion R, external light is entirely reflected by the driving body 310 made of total reflection material, so Color is embodied by color. In addition, as shown in part B of FIG. 6, when the driving body 310 is positioned in the light blocking part S, external light is absorbed by the light absorbing layer 170, thereby implementing a black state.
  • a black state may be realized by absorbing all external light using the light absorbing layer 170, but a second insulating film 170 having a high refractive index is formed on the first insulating film 150, and total external reflection is performed. You can also implement a black state.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of an electric field driving display device according to still another embodiment of the present invention.
  • the present embodiment does not need a separate light absorbing layer, and the description thereof is omitted since it is substantially the same except for a structure in which the second insulating layer is changed in position.
  • the electric field driving display device has only the display panel 100 and does not include the backlight unit 400.
  • the first electrode 120 and the first control electrode 141 are disposed on the lower substrate 110 of the display panel 100.
  • the first insulating layer 150 is formed on the lower substrate 110, the first electrode 120, and the first control electrode 141.
  • the second insulating layer 160 having a higher refractive index than the first insulating layer 150 is formed on the first insulating layer 150.
  • the second electrode 130 is disposed in parallel with the first electrode 120 on the second insulating layer 160, and the driving partition 320 having the opening and closing hole 330 is formed on the second insulating layer 160.
  • the opening / closing hole 330 includes a light blocking unit S through which light is blocked, and a reflecting unit R through which light may be reflected.
  • the light blocking part S may be formed at a position overlapping with the second electrode 130, and the reflector R may be formed at a position overlapping with the first electrode 120.
  • a spherical drive body 310 whose position is determined by an electric force is disposed in the opening / closing hole 330.
  • the driver 310 has a positive or negative charge.
  • the driving body 310 may be formed of a material capable of total reflection of light, and may have any one color selected from white, red, green, blue, yellow, magenta, or cyan. Therefore, no separate color filter is required.
  • the upper substrate 210 is coupled to the driving partition 310.
  • the passivation layer 250 is formed on the upper substrate 210, and the light blocking layer 220 is formed at a position corresponding to the light blocking portion S on the passivation layer 250.
  • the reflective electric field driving display device adjusts the amount of external light reflected by the driver 310 to implement an image. That is, as shown in part A of FIG. 7, when the driving body 310 is positioned in the light blocking part S, external light is not reflected, thereby implementing a black state. That is, the external light passes through the second insulating film 160 and the first insulating film 150, a part of which is absorbed by the first electrode 120, and a part of the light is reflected by the first electrode 120. This is because the first electrode 120 is formed of an opaque metal. Some of the light reflected by the first electrode 120 is totally reflected at the interface between the second insulating layer 160 and the first insulating layer 150.
  • the second insulating layer 160 may have a larger refractive index than the first insulating layer 150. Therefore, the external light does not come to the front, so the black state is realized.
  • the driving body 310 when the driving body 310 is positioned in the reflecting portion R, all external light is reflected by the driving body 310 made of total reflection material, so that Color is embodied by color.

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Abstract

본 발명은 전계 구동 표시 장치에 관한 것이다. 본 발명의 한 실시예에 따른 전계 구동 표시 장치는 제1 기판, 상기 제1 기판 위에 형성되어 있는 제1 전극, 상기 제1 기판 위에 형성되어 있으며 상기 제1 전극과 평행하게 배치되어 있는 제2 전극, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 위에 형성되어 있으며 복수의 개폐 구멍을 가지는 구동 격벽, 상기 각 개폐 구멍 내에 배치되어 있는 복수의 구동체를 포함할 수 있다. 따라서, 본 발명의 한 실시예에 따른 전계 구동 표시 장치는 전기력을 이용하여 구동체의 위치를 수평방향으로 조절함으로써 빛의 투과량을 조절하여 원하는 화상을 표시할 수 있다.

Description

전계 구동 표시 장치
본 발명은 평판 표시 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전계 구동 표시 장치에 관한 것이다.
현재 알려져 있는 평판 표시 장치에는 액정 표시 장치(liquid crystal display: LCD), 플라스마 표시 장치(plasma display panel: PDP), 유기 전계 발광 표시 장치(organic light emitting display: OLED), 전계 효과 표시 장치(field effect display: FED), 전기 영동 표시 장치(eletrophoretic display device)등이 있다.
이중에서 액정 표시 장치는 모니터와 텔레비전 등으로 널리 사용되고 있으며 플라스마 표시 장치는 대형 텔레비전으로 널리 사용되고 있고, 유기 전계 발광 표시 장치는 휴대폰 창 등에 이용되고 있으며 중대형 표시 장치에 응용하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 기타 전계 효과 표시 장치나 전기 영동 표시 장치도 모니터, 텔레비전 또는 전자 종이(E-paper) 등에 적용하기 위한 연구가 진행되고 있다.
특히, 전자 종이에 적용되는 표시 장치로는 종이의 질감과 비슷한 반사형의 전기 영동 표시 장치가 대표적이나, 구동 전압이 높고, 응답 속도가 느리며, 계조 표현이 어려운 단점이 있다. 또한, 컬러 표현을 위해서는 반드시 색필터를 사용해야 하는 문제가 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래의 전자 종이에 비해 구동 전압이 낮고, 응답 속도를 향상시킨 전계 구동 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 전계 구동 표시 장치는 제1 기판, 상기 제1 기판 위에 형성되어 있는 제1 전극, 상기 제1 기판 위에 형성되어 있으며 상기 제1 전극과 평행하게 배치되어 있는 제2 전극, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 위에 형성되어 있으며 복수의 개폐 구멍을 가지는 구동 격벽, 상기 각 개폐 구멍 내에 배치되어 있는 복수의 구동체를 포함할 수 있다.
상기 구동 격벽 위에 배치되어 있는 제2 기판, 그리고 상기 제2 기판 위에 형성되어 있는 차광막을 더 포함할 수 있다.
상기 개폐 구멍은 차광부 및 투과부로 이루어지며, 상기 차광막은 상기 차광부에 위치할 수 있다.
상기 투과부에 대응하여 상기 제2 기판 위에 형성되어 있는 색필터를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 전극은 상기 차광부에 위치하고 있고, 상기 제2 전극은 상기 투과부에 위치할 수 있다.
상기 제2 전극과 중첩하여 형성되어 있는 제1 제어 전극을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 제어 전극은 상기 제1 전극과 동일한 층에 형성되어 있을 수 있다.
상기 제2 전극은 상기 제1 제어 전극의 일부를 노출하는 개구부를 가지는 것이 바람직하다.
상기 제2 전극과 동일한 층에 인접하여 형성되어 있는 제2 제어 전극을 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 간격은 상기 구동체의 지름의 크기보다 크거나 같은 것이 바람직하다.
상기 제1 전극을 덮는 제1 절연막이 더 형성되어 있으며, 상기 제1 절연막 위에는 상기 제2 전극이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
상기 구동체는 전하를 띤 비투과성 물질로 이루어진 것이 바람직하다.
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 인가되는 구동 전압에 의해 상기 구동체의 위치가 결정되는 것이 바람직하다.
상기 제1 전극과 상기 제2 전극에는 서로 반대 극성의 구동 전압이 인가되는 것이 바람직하다.
상기 제2 전극은 투과성 도전 물질로 이루어지는 것이 바람직하다.
구동 전압 인가 시 상기 구동체는 상기 차광부와 투과부 사이를 이동하여 광을 개폐하는 것이 바람직하다.
상기 구동체가 상기 투과부에 위치하는 경우에는 상기 제1 제어 전극 또는 상기 제2 제어 전극에는 상기 제2 전극에 인가되는 구동 전압과 반대 극성의 제어 전압이 인가되는 것이 바람직하다.
상기 구동체가 상기 차광부에 위치하는 경우에는 상기 제1 제어 전극 또는 상기 제2 제어 전극에는 상기 제2 전극에 인가되는 구동 전압과 동일한 크기 및 동일한 극성의 제어 전압이 인가되는 것이 바람직하다.
상기 제1 기판으로 표시를 위한 광을 공급하는 백라이트 유닛을 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 개폐 구멍은 차광부 및 반사부로 이루어지며, 상기 차광막은 상기 차광부에 위치하고, 상기 반사부에는 광 흡수층이 더 형성되어 있는 것이 바람직하다.
상기 제2 전극과 중첩하여 형성되어 있는 제1 제어 전극을 더 포함하고, 상기 광 흡수층은 상기 제1 제어 전극 아래에 형성되어 있는 것이 바람직하다.
상기 구동체는 전하를 띤 전반사 물질로 이루어진 것이 바람직하다.
상기 구동체는 흰색, 적색, 녹색, 청색, 노란색, 마젠타 또는 시안 중에서 선택된 어느 하나의 색을 가지는 것이 바람직하다.
상기 구동체가 반사부에 위치하는 경우에 광이 전반사되는 것이 바람직하다.
상기 개폐 구멍은 차광부 및 반사부로 이루어지며, 상기 차광부에는 상기 차광막 및 상기 제2 전극이 위치하고 있는 것이 바람직하다.
상기 반사부에는 제1 전극이 위치하고 있으며, 상기 제1 전극은 비투과성 도전 물질로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 제1 절연막과 상기 제2 전극 사이에는 상기 제1 절연막보다 굴절률이 높은 제2 절연막이 더 형성되어 있는 것이 바람직하다.
상기 제1 전극에서 반사된 광은 상기 제1 절연막과 상기 제2 절연막의 경계면에서 전반사되는 것이 바람직하다.
상기 구동체는 전하를 띤 전반사 물질로 이루어진 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 한 실시예에 따른 전계 구동 표시 장치의 제조 방법은 제1 기판 위에 소정 방향으로 연장되는 제1 전극을 형성하는 단계, 상기 제1 전극을 덮는 제1 절연막을 형성하는 단계, 상기 제2 절연막 위에 상기 제1 전극과 평행하게 배치되는 제2 전극을 형성하는 단계, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 위에 복수개의 개폐 구멍을 가지는 구동 격벽을 형성하는 단계, 상기 개폐 구멍 내부에 복수의 구동체를 주입하는 단계, 상기 구동 격벽 위에 차광막이 형성된 제2 기판을 결합하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제1 전극과 동일한 층에 상기 제2 전극과 중첩하는 위치에 제1 제어 전극을 형성하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제2 전극과 동일한 층에 상기 제2 전극과 인접하는 위치에 제2 제어 전극을 형성하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제2 기판 위에 색필터를 형성하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
전하를 띤 비투과성 물질로 이루어진 상기 구동체를 상기 개폐 구멍 내부에 주입하고, 상기 차광막은 상기 제1 전극과 대응하는 위치에 형성하는 것이 바람직하다.
전하를 띤 전반사 물질로 이루어진 상기 구동체를 상기 개폐 구멍 내부에 주입하고, 상기 차광막은 상기 제1 전극과 대응하는 위치에 형성하는 것이 바람직하다.
상기 제1 제어 전극 아래에 광 흡수층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
전하를 띤 전반사 물질로 이루어진 구동체를 상기 개폐 구멍 내부에 주입하고, 상기 차광막은 상기 제2 전극과 대응하는 위치에 형성하는 것이 바람직하다.
상기 제1 절연막 위에 상기 제1 절연막보다 굴절율이 높은 제2 절연막을 형성하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면 수평 방향으로 형성된 전기력을 이용하여 구동체의 위치를 수평 방향으로 조절함으로써 광의 투과량을 조절하여 원하는 화상을 표시할 수 있다.　
또한, 제2 전극 아래에 제1 제어 전극을 형성하거나 제2 전극 옆에 제2제어 전극을 형성하여 구동체의 유동을 방지할 수 있으므로 마지막 구동 전압 인가시의 정보를 저장 및 화상을 표시할 수 있게 하여 인쇄물과 같은 보존성을 부여할 수 있다.
또한, 제1 및 제2 제어 전극을 이용하여 구동체의 위치를 정밀하게 조절할 수 있으므로 구동 영역을 통과하는 광의 투과량을 더욱 정밀하게 조절할 수 있어 정밀한 화상을 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 전계 구동 표시 장치의 평면도이다.
도 2는 도 1의 전계 구동 표시 장치를 Ⅱ-Ⅱ 선에 따라 자른 단면도이다.
도 3 내지 도 5은 본 발명의 한 실시예에 따른 전계 구동 표시 장치의 제조 방법을 차례대로 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전계 구동 표시 장치의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전계 구동 표시 장치의 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
120: 제1 전극 130: 제2 전극
131: 개구부 141; 제1 제어 전극
142: 제2 제어 전극 150: 제1 절연막
160: 제2 절연막 170: 광 흡수층
220: 차광막 230: 색필터
250: 보호막 310: 구동체
320: 구동 격벽 330: 개폐 구멍
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
그러면 본 발명의 한 실시예에 따른 전계 구동 표시 장치에 대하여 도 1 및 도 2를 참고하여 설명한다.　
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 전계 구동 표시 장치의 평면도이고, 도 2는 도 1의 전계 구동 표시 장치를 Ⅱ-Ⅱ 선에 따라 자른 단면도이다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 전계 구동 표시 장치는 표시 패널(100)과 백라이트 유닛(400)을 포함한다.
표시 패널(100)은 광량을 조절하여 화상을 표시하는 부분으로써 제1 전극(120) 및 제2 전극(130)이 형성되어 있는 하부 기판(110), 하부 기판(110)과 대향하며 차광막(220)이 형성되어 있는 상부 기판(210), 하부 기판(110)과 상부 기판(210) 사이에 위치하며 복수의 개폐 구멍(330)을 가지는 구동 격벽(320), 개폐 구멍(330)내부에 배치되어 있는 구동체(310)를 포함한다.
유리 또는 플렉서블(flexible) 기판 등으로 이루어진 투명한 하부 기판(110) 위에 제1 전극(120)이 소정 방향으로 길게 연장되어 있으며, 제1 전극(120)과 동일한 방향으로 제1 제어 전극(141)이 제1 전극과 나란하게 배치되어 있다.
제1 전극(120)은 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide) 등의 투명한 도전 물질이나, Cr, Al, Mo 등의 불투명한 도전 물질로 형성될 수 있고, 제1 제어 전극(141)은 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide) 등의 투명한 도전 물질로 형성될 수 있다.
하부 기판(110) 위에는 각 제1 전극(121)에 인가되는 전압을 개별적으로 스위칭하기 위한 스위칭 소자(125)가 형성되어 있으며 제1 전극(121)과 연결되어 있다. 스위칭 소자(125)로 박막 트랜지스터가 이용될 수 있으며, 이 경우 박막 트랜지스터를 온 오프 하기 위한 주사 신호를 전달하는 게이트선(도시하지 않음)과 제1 전극(121)에 인가되는 계조 전압을 전달하는 데이터선(도시하지 않음)이 서로 교차하는 형태로 하부 기판(110) 위에 형성될 수 있다. 박막 트랜지스터는 게이트 전극, 소스 전극, 드레인 전극, 그리고 반도체를 포함할 수 있다.
하부 기판(110), 제1 전극(120) 및 제1 제어 전극(141) 위에는 제1 절연막(150)이 형성되어 있다. 제1 절연막(150)은 유기막으로 이루어진 단일막 구조를 가지고 있으며, 감광성을 가질 수 있다.　 또한 제1 절연막(150)은 질화규소 및 산화규소 등의 무기막으로 형성될 수 있으며, 또한 무기막과 유기막의 다층막 구조를 가질 수도 있다.
제1 절연막(150) 위에는 제2 전극(130)이 제1 전극(120)과 나란하게 배치되어 있다. 제2 전극(130)은 제1 제어 전극(141)과 중첩하는 위치에 배치되며, 제1 제어 전극(141)의 전계가 구동체(310)에 미칠 수 있도록 제1 제어 전극(141)의 일부를 노출하는 복수개의 개구부(131)가 형성되어 있다.
제2 전극(130)은 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide) 등의 투명한 도전 물질로 이루어질 수 있다.
또한, 제1 절연막(150) 위에는 구동 격벽(320)이 형성되는 위치에 제2 제어 전극(142)을 배치할 수 있다. 제2 제어 전극(142)은 제2 전극(130)에 인접하게 위치하여 제2 전극(130) 위에 위치하는 구동체(310)의 유동을 방지할 수 있다.
제1 절연막(150) 위에 형성된 구동 격벽(320)은 감광성 물질을 코팅, 노광 및 현상하여 형성할 수 있다. 구동 격벽(320)은 광이 투과하지 못하는 불투명 물질로 형성될 수 있다. 가령, 구동 격벽(320)을 검은색 물질로 형성하여 불필요한 광이 구동 격벽(320)을 투과하거나 구동 격벽(320)에 의하여 반사되어 표시 품질을 저하시키는 것을 예방할 수 있다.
개폐 구멍(330)은 직육면체 형상으로서, 그 횡단면은 직사각형 형상이다. 이러한 개폐 구멍(330)은 광이 차단되는 차광부(S)와 광이 투과할 수 있는 투과부(T)로 이루어진다.
개폐 구멍(330)에는 전기적인 힘에 의해 위치가 결정되는 구형상의 구동체(310)가 배치되어 있다. 구동체(310)는 양 또는 음의 전하를 가진다. 구동체(310)는 반사되는 광을 배제하기 위해 검은색의 비투과성 물질로 이루어질 수 있다. 여기서 구동체(310)의 지름(d1)의 크기는 수 마이크로미터(micrometer) 내지 수십 마이크로미터 정도일 수 있으며, 제1 전극(120)과 제2 전극(130) 사이의 간격(d2)과 동일하거나 작을 수 있다.
따라서, 구동체(310)는 그 크기가 작아 수 볼트(V) 정도의 구동 전압에 의해 빠른 속도로 동작한다. 따라서, 구동체(310)의 응답속도가 매우 빠르고 구동체(310) 위치의 정밀한 조절이 가능하다. 구동체(310)의 동작 속도는 무게에 반비례하므로 구동체(310)를 중심부에 공동(空洞)을 가지도록 형성하여 무게를 줄일 수도 있다.
개폐 구멍(330)의 폭(w)은 구동체(310)의 지름(d1)의 크기보다 크고, 개폐 구멍(330)의 길이(L)는 구동체(310)의 지름(d1)보다 큰 것이 바람직하다. 따라서 구동 전압이 인가되는 경우 구동체(370)는 개폐 구멍(330) 공간에서 자유롭게 움직일 수 있다.
개폐 구멍(330)에는 아르곤, 네온, 헬륨 등의 불활성 기체(도시하지 않음)가 구동체(310)와 함께 들어 있다. 불활성 기체 대신 질소 또는 건조한 공기와 같이 구동체(310)가 가지는 전하를 보존하는데 적합한 다른 기체를 채울 수도 있다. 또한 개폐 구멍(330)을 진공 상태로 유지할 수도 있으며, 극성이 없거나 적은 액체, 표면 에너지가 작은 솔벤트(solvent), 액정 중 적어도 하나를 채울 수도 있다.
구동 격벽(310) 위에는 상부 기판(210)이 결합된다. 상부 기판(210) 위 중 투과부(T)에 대응하는 위치에는 적색, 녹색 및 청색 등의 색필터(230)가 형성되어 있다. 색필터(230) 위에는 이를 보호하기 위한 보호막(250)이 형성되어 있다. 그리고 보호막(250) 위 중 차광부(S)에 대응하는 위치에는 차광막(220)이 형성되어 있다. 차광막(220)은 비투과성 물질로 이루어진다.
백라이트 유닛(400)은 표시 패널(100)로 빛을 공급하는 부분으로써 광을 내는 램프(420), 선형 또는 점광원인 램프(420)가 발하는 광을 면광원으로 전환하는 도광판(410) 및 도광판(410)에서 나오는 광을 모아 표시 영역인 개폐 구멍(330)으로 진행시키는 집광 렌즈(430)를 포함한다. 램프(420)로는 CCFL(cold cathode fluorescent lamp)나 EEFL(external electrode fluorescent lamp) 등의 선형 광원이나, 발광 다이오드(light emitting diode, LED) 등의 점형 광원이 사용될 수 있다. 또는 면광원을 사용할 수도 있으며 이 경우에는 도광판(410)을 생략할 수 있다. 또 집광 렌즈(430)는 도광판(410)의 표면에 직접 또는 하나의 층으로 형성되거나 별도의 필름 형태로 형성될 수도 있으며 표시 패널(100) 측에 하나의 층으로 형성되어 있을 수 있다. 백라이트 유닛(400)은 하부 기판(110) 측 또는 상부 기판(210) 측 중 어느 쪽에도 배치될 수 있다.
그러면, 본 발명의 한 실시예에 따른 전계 구동 표시 장치에서 화상 표시 방법 및 제1 및 제2 제어 전극의 구동체 제어 방법에 대하여 도 1 및 도 2를 참고로 하여 설명한다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 전계 구동 표시 장치는 개폐 구멍(330)에 들어있는 구동체(310)에 전기력을 가하여 그 위치를 이동시킨다. 제1 전극(120)과 제2 전극(130)에 구동 전압이 인가되면 그들 사이에 전계가 형성되고 전하를 띠고 있는 구동체(310)가 전기력을 받아 개폐 구멍(330) 내부를 이동하게 된다. 제1 전극(120)과 제2 전극(130)에는 서로 반대 극성의 구동 전압이 인가된다. 예를 들면, 구동체(310)가 양의 전하를 띠는 경우에 제1 전극(120)이 음극이 되고 제2 전극(130)이 양극이 되면 구동체(310)는 제1 전극(120) 방향으로 이동하여 구동체는 차광부(S)에 위치하게 된다. 또한, 구동체(310)가 양의 전하를 띠는 경우에 제1 전극(120)이 양극이 되고 제2 전극(130)이 음극이 되면 구동체(310)는 제2 전극(130) 방향으로 이동하여 구동체(310)는 투과부(T)에 위치하게 되며, 구동체(310)는 제2 전극(130)과 접촉하게 된다. 이와 같이, 구동 전압 인가 시 구동체(310)는 차광부(S)와 투과부(T) 사이를 이동하여 백라이트 유닛(400)이 제공하는 광을 개폐함으로써 원하는 화상을 표시한다.
도 2에서 A부분은 비투과성 물질의 구동체(310)가 투과부(T)에 위치함으로써 백라이트 유닛(400)에서 발생한 광이 구동체(310)에 의해 차단되도록 하여 블랙 상태가 구현되며, B부분은 구동체(310)가 차광부(S)에 위치함으로써 백라이트 유닛(400)에서 발생한 광이 그대로 통과하도록 하여 색필터(230)의 색상이 구현된다.
한편, 제1 제어 전극(141) 및 제2 제어 전극(142)은 구동체의 유동을 방지하기 위해 별도의 제어 전압으로 구동체(310)를 제어한다. 이를 이하에서 상세히 설명한다.
구동체(310)가 투과부(T)에 위치하여 제2 전극(130)과 접촉하는 경우에는 제2전극(130)의 전위와 구동체(310)의 전위가 같아져서 구동체(310)가 제2 전극(130)에서 떨어져 나갈 수 있다. 이를 방지하기 위해 제1 제어 전극(141)에는 구동체(310)의 전위와 극성이 다른 별도의 제어 전압을 인가하여 제1 제어 전극(141)과 구동체(310) 사이에 인력이 작용하도록 한다. 따라서, 구동체(310)는 제2 전극(130)과 접촉하는 상태를 유지한다. 예를 들면, 제2 전극(130)에 -5V의 음의 극성의 구동 전압이 가해지면 제2 전극(130)과 접촉하고 있는 구동체(310)도 동일한 크기의 전위를 가지게 되므로 구동체(310)가 제2 전극(130)으로부터 떨어져 나갈 수 있다. 따라서, 제1 제어 전극(141)에는 소정 크기의 양의 극성의 제어 전압이 가해져서 제1 제어 전극(141)과 구동체(310) 사이에 인력이 작용하도록 하여 구동체(310)가 제2 전극(130)과 접촉하는 상태를 유지하게 한다.
제2 전극(130)과 동일한 극성의 동일 크기의 제어 전압을 제1 제어 전극(141)에 인가하는 경우에는 제2 전극(130)과 접촉하고 있는 구동체(310)는 제2 전극(130)으로부터 분리되어 차광부(S)에 위치하는 제1 전극(120)으로 이동할 수 있다. 차광부(S)로 이동한 구동체(310)는 제1 전극(120) 위에 형성된 제1 절연막(150) 때문에 제1 전극(120)과 직접 접촉하지 않으므로 구동체(310)는 차광부(S)에 고정된다.
한편, 제2 제어 전극(142)에도 소정의 제어 전압이 인가되어 구동체(310)가 제2 전극(130)과 접촉하는 상태를 유지할 수 있게 한다.
상기의 본 발명의 한 실시예에 따른 전계 구동 표시 장치의 제조 방법에 대해 이하에서 도 3 내지 도 5를 참고하여 상세히 설명한다.
도 3 내지 도 5은 본 발명의 한 실시예에 따른 전계 구동 표시 장치의 제조 방법을 차례대로 도시한 단면도이다.
우선, 도 3에 도시한 바와 같이, 유리 또는 플렉서블 기판으로 이루어진 하부 기판(110) 위에 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질이나, Cr, Al, Mo 등의 불투명한 도전 물질로 제1 전극(120)을 형성하고, 동일한 층에 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질로 제1 제어 전극(141)을 차례대로 형성한다. 그리고, 제1 전극(120) 및 제1 제어 전극(141)을 덮는 제1 절연막(150)을 형성한다. 그리고, 제1 절연막(150) 위에 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질로 제2 전극(130)을 형성하고, 동일한 층에 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질이나, Cr, Al, Mo 등의 불투명한 도전 물질로 제2 제어 전극(142)를 차례대로 형성한다.
다음으로, 도 4에 도시한 바와 같이, 복수의 구동 영역(330)을 구획하는 격벽(320)을 형성하고, 복수의 구동 영역(330)에 복수의 구동체(310)를 주입한다. 이 때, 극성이 없거나 적은 액체, 표면 에너지가 작은 솔벤트 또는 액정 중의 하나와 함께 구동체(310)를 혼합하여 구동 영역에 주입할 수 있다. 또한, 절연막이 코팅된 얇은 금속 팁을 이용하여 구동체(310)를 주입할 수 있다.
다음으로, 도 5에 도시한 바와 같이, 색필터(230), 보호막(250) 및 차광막(220)이 형성된 상부 기판(210)을 하부 기판(110)에 결합하여 표시 패널(100)을 완성한다. 그리고, 하부 기판(110)에 백라이트 유닛(400)을 결합하여 횡전계 구동 표시 장치를 완성한다.
상기에서 백라이트 유닛(400)이 제공하는 광을 개폐함으로써 원하는 화상을 표시하는 투과형 전계 구동 표시 장치에 대해 설명하였으나, 외부광을 개폐함으로써 원하는 화상을 표시하는 반사형 전계 구동 표시 장치의 경우에도 별도의 제1 및 제2 제어 전극을 이용하여 구동체(310)의 유동을 방지하는 구조를 적용할 수 있다.
이하에서 도 6을 참고하여 광 흡수층을 이용하여 블랙 상태를 구현하는 반사형 전계 구동 표시 장치를 상세히 설명한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전계 구동 표시 장치의 단면도이다.
본 실시예는 도 1 및 도 2에 도시된 실시예와 비교하여 외부광을 이용하기 위해 색을 가지는 전반사 물질로 이루어지는 구동체와 광 흡수층이 형성된 구조만을 제외하고 실질적으로 동일한 바 반복되는 설명은 생략한다.
도6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전계 구동 표시 장치는 표시 패널(100)만을 가지며, 백라이트 유닛(400)을 포함하지 않는다.
표시 패널(100)의 하부 기판(110) 위에 비투과성 물질로 이루어진 광 흡수층(170)이 형성되어 있다. 광 흡수층(170)은 반사부(R)에 대응하는 위치에 형성될 수 있다.
광 흡수층(170) 위에는 제2 절연막(160)이 형성되어 있으며, 제2 절연막(160) 위에는 제1 전극(120) 및 제1 제어 전극(141)이 배치되어 있다. 제2 절연막(160), 제1 전극(120) 및 제1 제어 전극(141) 위에는 제1 절연막(150)이 형성되어 있다. 제1 절연막(150) 위에는 제2 전극(130)이 제1 전극(120)과 나란하게 배치되어 있으며, 제1 절연막(150) 위에는 개폐 구멍(330)을 가지는 구동 격벽(320)이 형성되어 있다. 개폐 구멍(330)은 광이 차단되는 차광부(S)와 광이 반사될 수 있는 반사부(R)로 이루어진다. 차광부(S)는 제1 전극(120)과 중첩하는 위치에 형성될 수 있으며, 반사부(R)는 제2 전극(130)과 중첩하는 위치에 형성될 수 있다. 개폐 구멍(330)에는 전기적인 힘에 의해 위치가 결정되는 구형상의 구동체(310)가 배치되어 있다. 구동체(310)는 양 또는 음의 전하를 가진다. 구동체(310)는 광을 전반사시킬 수 있는 물질로 형성할 수 있으며, 흰색, 적색, 녹색, 청색, 노란색, 마젠타 또는 시안 중에서 선택된 어느 하나의 색을 가질 수 있다. 따라서, 별도의 색필터가 요구되지 않는다.
구동 격벽(310) 위에는 상부 기판(210)이 결합된다. 상부 기판(210) 위에는 보호막(250)이 형성되어 있고, 보호막(250) 위 중 차광부(S)에 대응하는 위치에는 차광막(220)이 형성되어 있다.
반사형 전계 구동 표시 장치는 구동체(310)에 의해 반사되는 외부 광의 양을 조절하여 화상을 구현한다.　 즉, 도 6의 A부분과 같이, 구동체(310)가 반사부(R)에 위치하는 경우에는 외부 광이 전반사 물질로 된 구동체(310)에 의해 전부 반사되므로 구동체(310) 표면의 색에 의해 색상이 구현된다. 또한, 도 6의 B부분과 같이, 구동체(310)가 차광부(S)에 위치하는 경우에는 외부 광이 광 흡수층(170)에 흡수되므로 블랙 상태가 구현된다.
상기한 바와 같이, 광 흡수층(170)을 이용하여 외부 광을 전부 흡수하여 블랙상태를 구현할 수 있으나, 제1 절연막(150) 위에 굴절률이 높은 제2 절연막(170)을 형성하고 외부 광을 전반사시켜 블랙 상태를 구현할 수도 있다.
이하에서 도 7를 참고하여 전반사를 이용하여 블랙 상태를 구현하는 반사형 전계 구동 표시 장치를 상세히 설명한다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전계 구동 표시 장치의 단면도이다.
본 실시예는 도 6에 도시된 실시예와 비교하여 별도의 광 흡수층이 필요없고 제2 절연막이 위치가 달라지는 구조만을 제외하고 실질적으로 동일한 바 반복되는 설명은 생략한다.
도 7에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전계 구동 표시 장치는 표시 패널(100)만을 가지며, 백라이트 유닛(400)을 포함하지 않는다.
표시 패널(100)의 하부 기판(110) 위에 제1 전극(120) 및 제1 제어 전극(141)이 배치되어 있다. 하부 기판(110), 제1 전극(120) 및 제1 제어 전극(141) 위에는 제1 절연막(150)이 형성되어 있다. 제1 절연막(150) 위에는 제1 절연막(150) 보다 굴절률이 높은 제2 절연막(160)이 형성되어 있다. 제2 절연막(160) 위에는 제2 전극(130)이 제1 전극(120)과 나란하게 배치되어 있으며, 제2 절연막(160) 위에는 개폐 구멍(330)을 가지는 구동 격벽(320)이 형성되어 있다. 개폐 구멍(330)은 광이 차단되는 차광부(S)와 광이 반사될 수 있는 반사부(R)로 이루어진다. 차광부(S)는 제2 전극(130)과 중첩하는 위치에 형성될 수 있으며, 반사부(R)는 제1 전극(120)과 중첩하는 위치에 형성될 수 있다. 개폐 구멍(330)에는 전기적인 힘에 의해 위치가 결정되는 구형상의 구동체(310)가 배치되어 있다. 구동체(310)는 양 또는 음의 전하를 가진다. 구동체(310)는 광을 전반사시킬 수 있는 물질로 형성할 수 있으며, 흰색, 적색, 녹색, 청색, 노란색, 마젠타 또는 시안 중에서 선택된 어느 하나의 색을 가질 수 있다. 따라서, 별도의 색필터가 요구되지 않는다.
구동 격벽(310) 위에는 상부 기판(210)이 결합된다. 상부 기판(210) 위에는 보호막(250)이 형성되어 있고, 보호막(250) 위 중 차광부(S)에 대응하는 위치에는 차광막(220)이 형성되어 있다.
반사형 전계 구동 표시 장치는 구동체(310)에 의해 반사되는 외부 광의 양을 조절하여 화상을 구현한다.　 즉, 도 7의 A부분과 같이, 구동체(310)가 차광부(S)에 위치하는 경우에는 외부 광이 반사되지 않으므로 블랙 상태가 구현된다. 즉, 외부 광은 제2 절연막(160) 및 제1 절연막(150)을 통과하여 그 일부는 제1 전극(120)에 흡수되고, 그 일부는 제1 전극(120)에서 반사된다. 이는 제1 전극(120)이 불투명한 금속으로 형성되기 때문이다. 제1 전극(120)에서 반사된 일부 광은 제2 절연막(160)과 제1 절연막(150)의 경계면에서 전반사된다. 전반사를 구현하기 위해서는 제2 절연막(160)은 제1 절연막(150)보다 큰 굴절률을 가질 수 있다. 따라서, 외부 광은 전면으로 나오지 못하므로 블랙 상태가 구현된다. 또한, 도 7의 B부분과 같이, 구동체(310)가 반사부(R)에 위치하는 경우에는 외부 광이 전반사 물질로 된 구동체(310)에 의해 전부 반사되므로 구동체(310) 표면의 색에 의해 색상이 구현된다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (38)

  1. 제1 기판,
    상기 제1 기판 위에 형성되어 있는 제1 전극,
    상기 제1 기판 위에 형성되어 있으며 상기 제1 전극과 평행하게 배치되어 있는 제2 전극,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 위에 형성되어 있으며 복수의 개폐 구멍을 가지는 구동 격벽,
    상기 각 개폐 구멍 내에 배치되어 있는 복수의 구동체
    를 포함하는 전계 구동 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 구동 격벽 위에 배치되어 있는 제2 기판, 그리고
    상기 제2 기판 위에 형성되어 있는 차광막
    을 더 포함하는 전계 구동 표시 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 개폐 구멍은 차광부 및 투과부로 이루어지며, 상기 차광막은 상기 차광부에 위치하는 전계 구동 표시 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 투과부에 대응하여 상기 제2 기판 위에 형성되어 있는 색필터를 더 포함하는 전계 구동 표시 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 제1 전극은 상기 차광부에 위치하고 있고, 상기 제2 전극은 상기 투과부에 위치하고 있는 전계 구동 표시 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 제2 전극과 중첩하여 형성되어 있는 제1 제어 전극을 더 포함하는 전계 구동 표시 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 제1 제어 전극은 상기 제1 전극과 동일한 층에 형성되어 있는 전계 구동 표시 장치.
  8. 제7항에서,
    상기 제2 전극은 상기 제1 제어 전극의 일부를 노출하는 개구부를 가지는 전계 구동 표시 장치.
  9. 제6항에서,
    상기 제2 전극과 동일한 층에 인접하여 형성되어 있는 제2 제어 전극을 더 포함하는 전계 구동 표시 장치.
  10. 제5항에서,
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 간격은 상기 구동체의 지름의 크기보다 크거나 같은 전계 구동 표시 장치.
  11. 제4항에서,
    상기 제1 전극을 덮는 제1 절연막이 더 형성되어 있으며,
    상기 제1 절연막 위에는 상기 제2 전극이 형성되어 있는 전계 구동 표시 장치.
  12. 제4항에서,
    상기 구동체는 전하를 띤 비투과성 물질로 이루어진 전계 구동 표시 장치.
  13. 제5항에서,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 인가되는 구동 전압에 의해 상기 구동체의 위치가 결정되는 전계 구동 표시 장치.
  14. 제13항에서,
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극에는 서로 반대 극성의 구동 전압이 인가되는 전계 구동 표시 장치.
  15. 제14항에서,
    상기 제2 전극은 투과성 도전 물질로 이루어지는 전계 구동 표시 장치.
  16. 제15항에서,
    구동 전압 인가 시 상기 구동체는 상기 차광부와 투과부 사이를 이동하여 광을 개폐하는 전계 구동 표시 장치.
  17. 제14항에서,
    상기 구동체가 상기 투과부에 위치하는 경우에는 상기 제1 제어 전극 또는 상기 제2 제어 전극에는 상기 제2 전극에 인가되는 구동 전압과 반대 극성의 제어 전압이 인가되는 전계 구동 표시 장치.
  18. 제14항에서,
    상기 구동체가 상기 차광부에 위치하는 경우에는 상기 제1 제어 전극 또는 상기 제2 제어 전극에는 상기 제2 전극에 인가되는 구동 전압과 동일한 크기 및 동일한 극성의 제어 전압이 인가되는 전계 구동 표시 장치.
  19. 제16항에서,
    상기 제1 기판으로 표시를 위한 광을 공급하는 백라이트 유닛을 더 포함하는 전계 구동 표시 장치.
  20. 제2항에서,
    상기 개폐 구멍은 차광부 및 반사부로 이루어지며, 상기 차광막은 상기 차광부에 위치하고, 상기 반사부에는 광 흡수층이 더 형성되어 있는 전계 구동 표시 장치.
  21. 제20항에서,
    상기 제2 전극과 중첩하여 형성되어 있는 제1 제어 전극을 더 포함하고,
    상기 광 흡수층은 상기 제1 제어 전극 아래에 형성되어 있는 전계 구동 표시 장치.
  22. 제20항에서,
    상기 구동체는 전하를 띤 전반사 물질로 이루어진 전계 구동 표시 장치.
  23. 제22항에서,
    상기 구동체는 흰색, 적색, 녹색, 청색, 노란색, 마젠타 또는 시안 중에서 선택된 어느 하나의 색을 가지는 전계 구동 표시 장치.
  24. 제23항에서,
    상기 구동체가 반사부에 위치하는 경우에 광이 전반사되는 전계 구동 표시 장치.
  25. 제2항에서,
    상기 개폐 구멍은 차광부 및 반사부로 이루어지며,
    상기 차광부에는 상기 차광막 및 상기 제2 전극이 위치하고 있는 전계 구동 표시 장치.
  26. 제25항에서,
    상기 반사부에는 제1 전극이 위치하고 있으며, 상기 제1 전극은 비투과성 도전 물질로 이루어지는 전계 구동 표시 장치.
  27. 제26항에서,
    상기 제1 절연막과 상기 제2 전극 사이에는 상기 제1 절연막보다 굴절률이 높은 제2 절연막이 더 형성되어 있는 전계 구동 표시 장치.
  28. 제27항에서,
    상기 제1 전극에서 반사된 광은 상기 제1 절연막과 상기 제2 절연막의 경계면에서 전반사되는 전계 구동 표시 장치.
  29. 제28항에서,
    상기 구동체는 전하를 띤 전반사 물질로 이루어진 전계 구동 표시 장치.
  30. 제1 기판 위에 소정 방향으로 연장되는 제1 전극을 형성하는 단계,
    상기 제1 전극을 덮는 제1 절연막을 형성하는 단계,
    상기 제2 절연막 위에 상기 제1 전극과 평행하게 배치되는 제2 전극을 형성하는 단계,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 위에 복수개의 개폐 구멍을 가지는 구동 격벽을 형성하는 단계,
    상기 개폐 구멍 내부에 복수의 구동체를 주입하는 단계,
    상기 구동 격벽 위에 차광막이 형성된 제2 기판을 결합하는 단계
    를 포함하는 전계 구동 표시 장치의 제조 방법.
  31. 제30항에서,
    상기 제1 전극과 동일한 층에 상기 제2 전극과 중첩하는 위치에 제1 제어 전극을 형성하는 단계를 더 포함하는 전계 구동 표시 장치의 제조 방법.
  32. 제31항에서,
    상기 제2 전극과 동일한 층에 상기 제2 전극과 인접하는 위치에 제2 제어 전극을 형성하는 단계를 더 포함하는 전계 구동 표시 장치의 제조 방법.
  33. 제31항에서,
    상기 제2 기판 위에 색필터를 형성하는 단계를 더 포함하는 전계 구동 표시 장치의 제조 방법.
  34. 제33항에서,
    전하를 띤 비투과성 물질로 이루어진 구동체를 상기 개폐 구멍 내부에 주입하고, 상기 차광막은 상기 제1 전극과 대응하는 위치에 형성하는 전계 구동 표시 장치의 제조 방법.
  35. 제31항에서,
    전하를 띤 전반사 물질로 이루어진 구동체를 상기 개폐 구멍 내부에 주입하고, 상기 차광막은 상기 제1 전극과 대응하는 위치에 형성하는 전계 구동 표시 장치의 제조 방법.
  36. 제35항에서,
    상기 제1 제어 전극 아래에 광 흡수층을 형성하는 단계를 더 포함하는 전계 구동 표시 장치의 제조 방법.
  37. 제31항에서,
    전하를 띤 전반사 물질로 이루어진 구동체를 상기 개폐 구멍 내부에 주입하고, 상기 차광막은 상기 제2 전극과 대응하는 위치에 형성하는 전계 구동 표시 장치의 제조 방법.
  38. 제37항에서,
    상기 제1 절연막 위에 상기 제1 절연막보다 굴절율이 높은 제2 절연막을 형성하는 단계를 더 포함하는 전계 구동 표시 장치의 제조 방법.
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