WO2012165745A1 - 디스플레이 장치 - Google Patents

디스플레이 장치 Download PDF

Info

Publication number
WO2012165745A1
WO2012165745A1 PCT/KR2012/000384 KR2012000384W WO2012165745A1 WO 2012165745 A1 WO2012165745 A1 WO 2012165745A1 KR 2012000384 W KR2012000384 W KR 2012000384W WO 2012165745 A1 WO2012165745 A1 WO 2012165745A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
unit
line
driving unit
shutter
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/KR2012/000384
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
윤준보
임근서
연정호
최동훈
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Korea Advanced Institute of Science and Technology KAIST
Original Assignee
Korea Advanced Institute of Science and Technology KAIST
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from KR1020110052696A external-priority patent/KR101235627B1/ko
Application filed by Korea Advanced Institute of Science and Technology KAIST filed Critical Korea Advanced Institute of Science and Technology KAIST
Publication of WO2012165745A1 publication Critical patent/WO2012165745A1/ko
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/02—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the intensity of light

Definitions

  • An embodiment relates to a display device.
  • FIG. 1 is a view showing a conventional display device based on an electrostatic force shutter.
  • the conventional display device illustrated in FIG. 1 includes a shutter plate 40, a pillar 43, and active electrodes 41 and 42.
  • the display device shown in FIG. 1 displays an on / off state by using a shutter plate 40 that has a hinge structure and that can rotate 90 degrees.
  • electrostatic actuation electrostatic actuation
  • a voltage less than the driving voltage is applied to maintain the on state.
  • Embodiments provide a reflective, transmissive and transparent display device that can be driven at low voltage, has a simple structure, and has high light efficiency. It is also an object of the present invention to provide a bi-safe optical display device.
  • the display apparatus is an optical display apparatus, which is connected to a substrate, a driver disposed on the substrate, having an initial state bent upward, and having an angular displacement in a direction unfolded by thermal expansion, And a shutter unit which is moved to cover the substrate by each displacement of the driver unit, and a signal line for applying a current to the driver unit.
  • the apparatus further includes a signal controller connected to the signal line, the signal line includes a first line, and the signal controller applies a current to the driver through the first line so that the shutter unit is turned on and moved on.
  • the signal line may further include a second line, and the signal controller may apply a ground signal to the shutter unit through the second line to maintain the on state of the shutter unit.
  • the drive unit includes an upper layer having a compressive stress and a lower layer having a tensile stress, and the thermal expansion coefficient of the upper layer is preferably larger than that of the lower layer.
  • the upper layer preferably contains Au and the lower layer preferably contains SiO 2 .
  • a display device is a reflective optical display device, comprising: a substrate, a black matrix portion disposed on the substrate, an initial state disposed on the substrate, and having an initial state bent upwards, in a direction unfolded by thermal expansion;
  • a driving unit having an angular displacement, connected to the driving unit, and positioned to cover the black matrix unit by each displacement of the driving unit, a shutter unit in which RGB color is indicated, and a signal line for applying current to the driving unit.
  • a precharge electrode part is further included on the black matrix part, and the shutter part may be moved to cover the black matrix part and the precharge electrode part by angular displacement of the driving part.
  • the apparatus further includes a signal controller connected to the signal line, the signal line includes a first line, and the signal controller applies a current to the driver through the first line so that the shutter unit is turned on and moved on.
  • the signal line may further include a second line, and the signal controller may apply a ground signal to the shutter unit through the second line to maintain the on state of the shutter unit.
  • the drive unit includes an upper layer having a compressive stress and a lower layer having a tensile stress, and the thermal expansion coefficient of the upper layer is preferably larger than the thermal expansion coefficient of the lower layer.
  • the upper layer preferably contains Au and the lower layer preferably contains SiO 2 .
  • the shutter unit preferably includes a plurality of unit shutters in which red, green, and blue colors are respectively displayed.
  • a display apparatus is a transmissive optical display device, which is disposed on a transparent substrate, a transparent substrate, has a color filter unit displaying RGB colors, is disposed on a transparent substrate, and has an initial state bent upwards.
  • the apparatus may further include a precharge electrode unit disposed on the color filter unit, and the shutter unit may move to cover the color filter unit and the precharge electrode unit by the respective displacements of the driving unit.
  • the apparatus further includes a signal controller connected to the signal line, the signal line includes a first line, and the signal controller applies a current to the driver through the first line so that the shutter unit is turned on and moved on.
  • the signal line may further include a second line, and the signal controller may apply a ground signal to the shutter unit through the second line to maintain the on state of the shutter unit.
  • the precharge electrode part is a transparent electrode.
  • the drive unit includes an upper layer having a compressive stress and a lower layer having a tensile stress, and the thermal expansion coefficient of the upper layer is preferably larger than that of the lower layer.
  • the upper layer preferably contains Au and the lower layer preferably contains SiO 2 .
  • the shutter unit preferably includes a plurality of unit shutters in which red, green, and blue colors are respectively displayed.
  • a display device is a transparent optical display device, comprising: a driving unit disposed on a transparent substrate, a transparent substrate, having an initial state bent upwards, and having an angular displacement in a direction unfolded by thermal expansion; It is connected to the driving unit, the position shifted to cover the transparent substrate by each displacement of the driving unit, and the shutter unit is displayed in RGB color, and a signal line for applying a current to the driving unit.
  • the apparatus may further include a precharge electrode unit disposed on the transparent substrate, and the shutter unit may move to cover the transparent substrate and the precharge electrode unit by the respective displacements of the driving unit.
  • the apparatus further includes a signal controller connected to the signal line, the signal line includes a first line, and the signal controller applies a current to the driver through the first line so that the shutter unit is turned on and moved on.
  • the signal line may further include a second line, and the signal controller may apply a ground signal to the shutter unit through the second line to maintain the on state of the shutter unit.
  • the precharge electrode part is a transparent electrode.
  • the drive unit includes an upper layer having a compressive stress and a lower layer having a tensile stress, and the thermal expansion coefficient of the upper layer is preferably larger than that of the lower layer.
  • the upper layer preferably contains Au and the lower layer preferably contains SiO 2 .
  • the shutter unit preferably includes a plurality of unit shutters in which red, green, and blue colors are respectively displayed.
  • the color is preferably implemented by resist, ink or etalon.
  • a reflective, transmissive and transparent display device that can be driven at low voltage, has a simple structure, and has high light efficiency. It is also possible to provide an optical display device having bistable stability.
  • FIG. 1 is a view showing a conventional display device based on an electrostatic force shutter.
  • FIG. 2 is a view for explaining the configuration and operation of the display device according to the first embodiment
  • FIG. 3 is a top view of the display device shown in FIG. 2;
  • FIG. 4 is a perspective view illustrating a state of the display device illustrated in FIG. 2.
  • FIG. 5 is a diagram showing the configuration of a reflective display device according to a second embodiment
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of a transmissive display device according to a third embodiment
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of a transparent display device according to a fourth embodiment.
  • FIG. 2 is a view illustrating the configuration and operation of the display apparatus 200 according to the first embodiment.
  • 3 is a diagram illustrating an upper surface of the display apparatus 200 shown in FIG. 2.
  • 4 is a perspective view illustrating a state of the display apparatus 200 illustrated in FIG. 2.
  • the display apparatus 200 according to the first embodiment relates to an optical display apparatus.
  • the display apparatus 200 includes a substrate 210, a driver 230, a shutter 240, a signal line 250, and a signal controller (not shown). It includes.
  • the substrate 210 may be a conventional substrate constituting the optical display device.
  • the substrate 210 may be a glass substrate or a silicon substrate.
  • the driver 230 may be disposed on the substrate 210. In addition, a plurality of unit drivers may be included.
  • the driver 230 may be formed of an upper layer 231 and a lower layer 233.
  • the upper layer 231 is configured to have a compressive stress
  • the lower layer 233 is preferably configured to have a tensile stress (tensile stress).
  • the thermal expansion coefficient of the upper layer 231 is preferably larger than the thermal expansion coefficient of the lower layer 233.
  • the upper layer 231 may include Au
  • the lower layer 233 may be configured to include SiO 2 .
  • the driving unit 230 has a state bent in the upper direction. This state is defined as an initial state (a) of the display apparatus 200.
  • the driving unit 230 When heat is generated in the driver 230, thermal expansion occurs. In this case, since the thermal expansion coefficient of the upper layer 231 is greater than that of the lower layer 233, the upper layer 231 is larger than the lower layer 233. It will have a big length change. Therefore, the driving unit 230 is initially bent in an upward direction and then unfolded by thermal expansion. As such, the driving unit 230 has an angle displacement in the unfolding direction in the initial state (a). Accordingly, the driving unit 230 may move the shutter unit 240, and the shutter unit 240 is turned on to change the physical state of the surrender unit 240. In the embodiment, this state is defined as the driving state b of the display apparatus 200.
  • One end of the driving unit 230 may be connected to the substrate 210 and the other end may be connected to the shutter unit 240.
  • the shutter unit 240 may be connected to the other end of the driving unit 230.
  • the positional movement may be performed to cover the substrate 210 by the respective displacements of the driving unit 230.
  • the signal line 250 is configured such that a current can be applied to the driver 230.
  • the signal line 250 may include a first line 251.
  • the first line 251 may be installed in the driver 230.
  • the signal controller may apply a current to the driver 230 through the first line 251.
  • the signal controller (not shown) is connected to the first line 251 when the display apparatus 200 is driven to apply a current to the driver 250. Accordingly, the driver 250 generates heat by the current applied through the first line 251, and thermal expansion occurs by the generated heat, so that the display apparatus 200 is driven in the initial state (a). b).
  • the display device 200 may further include a precharge electrode 220 disposed on the substrate 210.
  • the signal line 250 may further include a second line 253 in addition to the first line 251 to apply a ground signal to the shutter unit 240.
  • the second line 253 may be installed in the driver 230 like the first line 251.
  • the signal controller may apply a ground signal to the shutter unit 240 through the second line 253.
  • the precharge electrode 220 may be disposed on the substrate 210.
  • a plurality of unit precharge electrodes may be included, and the unit precharge electrodes may be arranged in a matrix form on the substrate 210.
  • the precharge electrode unit 220 initially constitutes a capacitor, and the charged charge is maintained as it is. At this time, the charge pre-charged to the precharge electrode unit 220 may be a positive charge or a negative charge, in the present embodiment will be described with an example that the positive charge is precharged to the precharge electrode 220.
  • the driver 230 may be disposed at a position spaced apart from the unit precharge electrode by a predetermined distance on the substrate 210. have.
  • the shutter unit 240 may be moved to cover the precharge electrode unit 220 by each displacement of the driving unit 230.
  • the shutter unit 240 moves in position to cover the precharge electrode unit 220, it is preferable that the shutter unit 240 is electrically insulated or physically spaced apart from being in direct contact with the precharge electrode unit 220.
  • an insulating layer may be disposed above the precharge electrode 220 or below the shutter 240.
  • the driving unit 240 is bent upward by a residual stress difference between the compressive stress of the upper layer 231 and the tensile stress of the lower layer 233.
  • the shutter unit 240 is changed state by the drive unit 240.
  • the degree of warpage of the driving unit 230 is determined according to the difference in residual stress between the upper layer 231 and the lower layer 233.
  • the driver 230 when a current is applied from the signal controller (not shown) to the driver 230 through the first line 251, the driver 230 generates heat by the applied current.
  • the heat generated in this way may cause thermal expansion of the driving unit 230, thereby spreading the driving unit 230.
  • the movement of the driving unit 230 causes the shutter unit 240 to move in the direction of the substrate 210 to cover the substrate 210.
  • the shutter 240 is driven according to the positional movement.
  • the display device uses a bimorph curved beam using a difference in residual stress, but operates by thermal driving based on a difference in thermal expansion degree. As a result, a large displacement can be obtained even at a low driving voltage, thereby achieving a high aperture ratio. That is, a large displacement can be obtained even at a low driving voltage through the column driving.
  • the shutter 240 covers the precharge electrode 220 in the driving state (b).
  • the shutter unit 240 and the precharge electrode unit 220 are close to each other or at a very small distance, and form an electrically insulated state.
  • the display apparatus 200 maintains the driving state b.
  • the display device 200 when the display device 200 is in the driving state (b), if a pulse signal of the same polarity as the charge charged in the precharge electrode unit 220 is applied from the signal controller (not shown), the electrostatic force is removed momentarily. And it can be returned to the initial state (a) by the restoring force of the driving unit 230.
  • the current is not continuously applied to the driver 230, but from the signal controller (not shown) to the shutter unit 240 through the second line 253. A ground signal is applied. At this time, since the charge is charged in the precharge electrode 220, an electrostatic force is generated between the shutter 240 and the precharge electrode 220. If a current must be continuously applied to the driving unit 230 to maintain the driving state b, very large power may be consumed accordingly.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of a reflective display device 500 according to a second embodiment.
  • the reflective display device 500 may include a substrate 510, a black matrix unit 520, a driver 530, a shutter unit 540R, 540G, and 540B, and a signal line. (Not shown) and a signal controller (not shown).
  • the substrate 510 may be a conventional substrate constituting the optical display device.
  • the substrate 510 may be a glass substrate or a silicon substrate.
  • the black matrix portion 520 may be disposed on the substrate 510.
  • the driver 530 may be disposed on the substrate 510. Since the configuration and driving principle of the driving unit 530 according to the second embodiment are the same as the configuration and driving principle of the driving unit 230 of the first embodiment, a detailed description of the driving unit 530 according to the second embodiment is described in detail. It will be replaced with the detailed description of the driving unit 230 according to the embodiment.
  • the shutter units 540R, 540G, and 540B may be connected to the driving unit 530.
  • the shutter units 540R, 540G, and 540B may include a plurality of unit shutters 540R, 540G, and 540B respectively connected to the unit driver. Red (R), green (G), and blue (B) may be displayed on the unit shutters 540R, 540G, and 540B, respectively.
  • the signal line includes a first line.
  • the signal line is configured such that a current is applied to the driver 530. Since the configuration of the signal line according to the second embodiment is the same as the configuration of the signal line according to the first embodiment, a more detailed description of the signal line according to the second embodiment is described in detail with respect to the signal line according to the first embodiment. Replace with a description.
  • the signal controller (not shown) may apply a current to the driver 530 through the first line. Since the configuration of the signal controller according to the second embodiment is the same as the configuration of the signal controller according to the first embodiment, a detailed description of the signal controller according to the second embodiment is given below. Replace with the detailed description of.
  • the reflective display device 500 according to the second embodiment may further include a precharge electrode part disposed on the black matrix part 520.
  • a plurality of unit precharge electrodes may be included, and the unit precharge electrodes may be arranged in a matrix form on the black matrix part 520. Since the precharge electrode unit according to the second embodiment is the same as the configuration of the precharge electrode unit 220 of the first embodiment, a more detailed description of the precharge electrode unit according to the second embodiment is performed by the line according to the first embodiment. It will be replaced with the detailed description of the charging electrode 220.
  • the signal line 250 may further include a second line such that a ground signal may be applied to the shutter units 540R, 540G, and 540B.
  • the signal controller may apply a ground signal to the unit shutter units 540R, 540G, and 540B through the second line.
  • the shutter units 540R, 540G, and 540B are turned off in the initial state, the pixels in the on state are displayed as black regions by the black matrix unit 520.
  • the reflective display device 500 may express the black region and the RGB region for each unit shutter.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of a transmissive display apparatus 600 according to a third embodiment.
  • the transmissive display device 600 includes a transparent substrate 610, a color filter unit 620, a driver 630, a shutter unit 640, and a black matrix unit 650. , A signal line (not shown), a backlight unit 660, and a signal controller (not shown).
  • the transparent substrate 610 may use a transparent glass substrate, and the present invention is not limited thereto.
  • the transparent substrate 610 may be any substrate having a transparency that can be used in the transmissive display device.
  • the driving unit 630 may be disposed on the transparent substrate 610. Since the configuration and driving principle of the driving unit 630 according to the third embodiment are the same as the configuration and driving principle of the driving unit 230 of the first embodiment, a detailed description of the driving unit 630 according to the third embodiment is described in detail. It will be replaced with the detailed description of the driving unit 230 of the first embodiment.
  • the shutter unit 640 may be connected to the driving unit 630.
  • the shutter unit 640 may include a plurality of unit shutters respectively connected to the unit driver.
  • the black matrix part 650 may be disposed on the top of the shutter part 640 by being black coated.
  • the signal line includes a first line.
  • the signal line is configured such that a current is applied to the driver 630. Since the configuration of the signal line according to the third embodiment is the same as the configuration of the signal line according to the first embodiment, a more detailed description of the signal line according to the third embodiment is described in detail with respect to the signal line according to the first embodiment. Replace with a description.
  • the signal controller (not shown) may apply a current to the driver 600 through the first line. Since the configuration of the signal controller according to the third embodiment is the same as the configuration of the signal controller according to the first embodiment, a detailed description of the signal controller according to the third embodiment is given below. Replace with the detailed description of.
  • the backlight unit 660 may be disposed on the rear surface of the transparent substrate 610.
  • the transmissive display device 600 may further include a precharge electrode unit disposed on the color filter unit 620.
  • a plurality of unit precharge electrodes may be included, and the unit precharge electrodes may be arranged in a matrix form on the color filter unit 620.
  • the precharge electrode may be a transparent electrode.
  • the precharged electrode may be an ITO electrode. Since the precharge electrode unit according to the third embodiment is the same as the configuration of the precharge electrode unit 220 of the first embodiment, a more detailed description of the precharge electrode unit according to the third embodiment is given below. Replaced by the detailed description of the unit 220.
  • the signal line further includes a second line such that a ground signal is applied to the shutter unit 640. The signal controller may apply a ground signal to the shutter unit 640 through the second line.
  • the light emitted from the backlight 660 passes through the transparent substrate 610 and the color filter 620, and the pixel through which the light passes has the color displayed on the unit color filter.
  • the pixel when the shutter unit 640 is in the off state, the pixel has the color displayed in the corresponding unit color filter, and when the shutter unit 640 is in the on state, the black matrix disposed above the shutter unit 640.
  • the unit pixel blocks the light and has a black color.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of a transparent display device 700 according to a fourth embodiment.
  • the transmissive display apparatus 700 may include a transparent substrate 710, a driver 720, a shutter 730R, 730G, and 730B, a signal line, and a signal controller (not shown). It includes.
  • the transparent substrate 710 may use a transparent glass substrate, and the present invention is not limited thereto.
  • the transparent substrate 710 may be a transparent substrate that can be used in the transmissive display device.
  • the shutter units 730R, 730G, and 730B may be connected to the driver 720.
  • the shutter units 730R, 730G, and 730B may include a plurality of unit shutters connected to the unit driver, respectively. Red, green, and blue colors may be displayed on the shutter units 730R, 730G, and 730B, respectively.
  • the signal line includes a first line.
  • the signal line is configured such that a current is applied to the driver 720. Since the configuration of the signal line according to the fourth embodiment is the same as the configuration of the signal line according to the first embodiment, a more detailed description of the signal line according to the fourth embodiment is described in detail with respect to the signal line according to the first embodiment. Replace with a description.
  • the signal controller (not shown) may apply a current to the driver 720 through the first line. Since the configuration of the signal controller (not shown) according to the fourth embodiment is the same as that of the signal controller according to the first embodiment, a detailed description of the signal controller according to the fourth embodiment will be described below. Replace with the detailed description of.
  • the transparent display device 700 may further include a precharge electrode unit disposed on the transparent substrate 710.
  • the precharge electrode unit according to the fourth embodiment is the same as the configuration of the precharge electrode unit 220 of the first embodiment, a more detailed description of the precharge electrode unit according to the fourth embodiment will be described below. Replaced by the detailed description of the unit 220.
  • the signal line further includes a second line such that a ground signal is applied to the shutter units 730R, 730G, and 730B.
  • the signal controller may apply a ground signal to the shutter units 730R, 730G, and 730B through the second line.
  • the precharge electrode unit or the transparent substrate 710 is transparent, so that the image behind the transparent substrate 710 is visible.
  • the transparent display device 700 displays the color of RGB.
  • the display devices according to the second to fourth embodiments are reflective, transmissive, and transparent optical display devices, which are based on the configuration and operation principle of the display device according to the first embodiment. Therefore, the display apparatuses according to the second to fourth embodiments can be implemented by changing the arrangement of the color filter and the black matrix only by changing the arrangement and operation principle of the display apparatus according to the first embodiment. .
  • the color may be implemented by a resist, ink, etalon, or the like method.
  • a display device having bistable stability can be implemented. Accordingly, power to be supplied to maintain two states can be reduced, and a desired state can be maintained even when the power is cut off. .
  • the shutter unit and the driving unit are separated to secure sufficient angular displacement in the driving unit, thereby having a high aperture ratio. This results in high light efficiency.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)

Abstract

실시예는 디스플레이 장치에 관한 것이다. 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 쌍안정성을 갖는 광학 디스플레이 장치로서, 기판, 기판 상에 배치되고, 전하가 선충전된 선충전 전극부, 기판 상에 배치되고, 상부 방향으로 휘어진 초기 상태를 가지며, 열 팽창에 의해 펴지는 방향으로 변위를 갖는 구동부, 구동부와 연결되고, 구동부의 변위에 의해 선충전 전극부를 덮도록 위치 이동하는 셔터부, 및 구동부에 전류를 인가하기 위한 신호라인을 포함한다.

Description

[규칙 제26조에 의한 보정 20.03.2012]　디스플레이 장치
실시예는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
도 1은 정전기력 셔터를 기반으로 한 종래의 디스플레이 장치를 나타낸 도면이다. 도 1에 도시된 종래의 디스플레이 장치는, 셔터 플레이트(40), 기둥(43) 및 액티브 전극(41, 42)를 포함한다.
도 1에 도시된 디스플레이 장치는 힌지(hinge) 구조를 가지고 90도로 회전할 수 있는 셔터 플레이트(40)를 이용하여 온/오프 상태를 표시한다. 또한, 정전기 구동(electrostatic actuation)을 이용하여 온과 오프 상태를 변화시키고, 온 상태를 유지하기 위하여 구동전압보다 작은 전압을 인가받는다.
이러한 디스플레이 장치는 정전기력(electrostatic force)를 이용하여 구동하므로, 큰 변위를 갖기 위해 매우 높은 전압이 필요하다. 이와 같이, 디스플레이 장치의 온 상태를 유지하기 위해서는 반드시 일정한 바이어스 전압이 필요하기 때문에 디스플레이 장치를 구동하는 구동회로 측면에서도 큰 부담이 된다.
실시예는 낮은 전압에서 구동 가능하고, 구조가 단순하고, 높은 광 효율을 갖는 반사형, 투과형 및 투명형 디스플레이 장치를 제공함에 목적이 있다. 또한, 쌍안전성의 광학 디스플레이 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
일 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 광학 디스플레이 장치로서, 기판, 기판 상에 배치되고, 상부 방향으로 휘어진 초기 상태를 가지며, 열 팽창에 의해 펴지는 방향으로 각 변위를 갖는 구동부, 구동부와 연결되고, 구동부의 각 변위에 의해 기판을 덮도록 위치 이동하는 셔터부, 및 구동부에 전류를 인가하기 위한 신호라인을 포함한다.
기판상에 선충전 전극부를 더 포함하고, 셔터부는 구동부의 각 변위에 의해 선충전 전극부를 덮도록 위치 이동할 수 있다.
신호라인과 연결된 신호 제어부를 더 포함하고, 신호라인은 제1 라인을 포함하고, 신호 제어부는 셔터부가 위치 이동하여 턴온되도록 제1 라인을 통해 구동부로 전류를 인가한다. 또한, 신호라인은 제2 라인을 더 포함하고, 신호 제어부는 셔텨부의 온 상태를 유지하기 위해 제2 라인을 통해 셔터부로 접지 신호를 인가할 수 있다.
구동부는 압축응력을 갖는 상부층 및 인장응력을 갖는 하부층을 포함하고, 상부층의 열 팽창 계수가 하부층의 열 팽창 계수보다 큰 것이 바람직하다.
상부층은 Au를 포함하고, 하부층은 SiO2를 포함하는 것이 바람직하다.
다른 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 반사형 광학 디스플레이 장치로서, 기판, 기판 상에 배치된 블랙 매트릭스부, 기판 상에 배치되고, 상부 방향으로 휘어진 초기 상태를 가지며, 열 팽창에 의해 펴지는 방향으로 각 변위를 갖는 구동부, 구동부와 연결되고, 구동부의 각 변위에 의해 블랙 매트릭스부를 덮도록 위치 이동하고, RGB 색상이 표시된 셔터부, 및 구동부에 전류를 인가하기 위한 신호라인을 포함한다.
블랙 매트릭스부 상에 선충전 전극부를 더 포함하고, 셔터부는 구동부의 각 변위에 의해 블랙 매트릭스부 및 선충전 전극부를 덮도록 위치 이동할 수 있다.
신호라인과 연결된 신호 제어부를 더 포함하고, 신호라인은 제1 라인을 포함하고, 신호 제어부는 셔터부가 위치 이동하여 턴온되도록 제1 라인을 통해 구동부로 전류를 인가한다. 또한, 신호 라인은 제2 라인을 더 포함하고,신호 제어부는 셔텨부의 온 상태를 유지하기 위해 제2 라인을 통해 셔터부로 접지 신호를 인가할 수 있다.
구동부는, 압축응력을 갖는 상부층 및 인장응력을 갖는 하부층을 포함하고, 상부층의 열 팽창 계수가 하부층의 열 팽창 계수보다 큰 것이 바람직하다.
상부층은 Au를 포함하고, 하부층은 SiO2를 포함하는 것이 바람직하다.
셔터부는 적색, 녹색, 청색이 각각 표시된 복수의 단위 셔터를 포함하는 것이 바람직하다.
또 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 투과형 광학 디스플레이 장치로서, 투명기판, 투명기판 상에 배치되고, RGB 색상이 표시된 컬러 필터부, 투명기판 상에 배치되고, 상부 방향으로 휘어진 초기 상태를 가지며, 열 팽창에 의해 펴지는 방향으로 각 변위를 갖는 구동부, 구동부와 연결되고, 구동부의 각 변위에 의해 컬러 필터부를 덮도록 위치 이동하는 셔터부, 셔터부 상에 배치된 블랙 매트릭스부, 구동부에 전류를 인가하기 위한 신호라인, 및 투명기판 하부에 배치된 백라이트부을 포함한다.
컬러 필터부 상에 배치되는 선충전 전극부를 더 포함하고, 셔터부는 구동부의 각 변위에 의해 컬러 필터부 및 선충전 전극부를 덮도록 위치 이동할 수 있다.
신호라인과 연결된 신호 제어부를 더 포함하고, 신호라인은 제1 라인을 포함하고, 신호 제어부는 셔터부가 위치 이동하여 턴온되도록 제1 라인을 통해 구동부로 전류를 인가한다. 또한, 신호라인은 제2 라인을 더 포함하고, 신호 제어부는 셔텨부의 온 상태를 유지하기 위해 제2 라인을 통해 셔터부로 접지 신호를 인가할 수 있다.
선충전 전극부는 투명전극인 것이 바람직하다.
구동부는 압축응력을 갖는 상부층 및 인장응력을 갖는 하부층을 포함하고, 상부층의 열 팽창 계수가 하부층의 열 팽창 계수보다 큰 것이 바람직하다.
상부층은 Au를 포함하고, 하부층은 SiO2를 포함하는 것이 바람직하다.
셔터부는 적색, 녹색, 청색이 각각 표시된 복수의 단위 셔터를 포함하는 것이 바람직하다.
또 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 투명형 광학 디스플레이 장치로서, 투명기판, 투명기판 상에 배치되고, 상부 방향으로 휘어진 초기 상태를 가지며, 열 팽창에 의해 펴지는 방향으로 각 변위를 갖는 구동부, 구동부와 연결되고, 구동부의 각 변위에 의해 투명기판을 덮도록 위치 이동하고, RGB 색상이 표시된 셔터부, 및 구동부에 전류를 인가하기 위한 신호라인을 포함한다.
투명기판상에 배치되는 선충전 전극부를 더 포함하고, 셔터부는 구동부의 각 변위에 의해 투명기판 및 선충전 전극부를 덮도록 위치 이동할 수 있다.
신호라인과 연결된 신호 제어부를 더 포함하고, 신호라인은 제1 라인을 포함하고, 신호 제어부는 셔터부가 위치 이동하여 턴온되도록 제1 라인을 통해 구동부로 전류를 인가한다. 또한, 신호라인은 제2 라인을 더 포함하고, 신호 제어부는 셔텨부의 온 상태를 유지하기 위해 제2 라인을 통해 셔터부로 접지 신호를 인가할 수 있다.
선충전 전극부는 투명전극인 것이 바람직하다.
구동부는 압축응력을 갖는 상부층 및 인장응력을 갖는 하부층을 포함하고, 상부층의 열 팽창 계수가 하부층의 열 팽창 계수보다 큰 것이 바람직하다.
상부층은 Au를 포함하고, 하부층은 SiO2를 포함하는 것이 바람직하다.
셔터부는 적색, 녹색, 청색이 각각 표시된 복수의 단위 셔터를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 광학 디스플레이 장치에서 색상은 레지스트, 잉크 또는 에탈론에 의해 구현되는 것이 바람직하다.
실시예에 따르면, 낮은 전압에서 구동 가능하고, 구조가 단순하고, 높은 광 효율을 갖는 반사형, 투과형 및 투명형 디스플레이 장치를 제공할 수 있다. 또한, 쌍안정성을 갖는 광학 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 정전기력 셔터를 기반으로 한 종래의 디스플레이 장치를 나타낸 도면.
도 2는 제1 실시예에 따른 디스플레이 장치의 구성 및 동작을 설명하기 위해 나타낸 도면.
도 3은 도 2에 도시된 디스플레이 장치의 상면도.
도 4는 도 2에 도시된 디스플레이 장치의 상태를 나타낸 사시도.
도 5는 제2 실시예에 따른 반사형 디스플레이 장치의 구성을 나타낸 도면.
도 6은 제3 실시예에 따른 투과형 디스플레이 장치의 구성을 나타낸 도면.
도 7은 제4 실시예에 따른 투명형 디스플레이 장치의 구성을 나타낸 도면.
이하 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 단, 첨부된 도면은 실시예의 내용을 보다 쉽게 개시하기 위하여 설명되는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 첨부된 도면의 범위로 한정되는 것이 아님은 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 알 수 있을 것이다.
[제1 실시예]
도 2는 제1 실시예에 따른 디스플레이 장치(200)의 구성 및 동작을 설명하기 위해 나타낸 도면이다. 도 3은 도 2에 도시된 디스플레이 장치(200)의 상면을 나타낸 도면이다. 도 4는 도 2에 도시된 디스플레이 장치(200)의 상태를 나타낸 사시도이다.
[구성]
제1 실시예에 따른 디스플레이 장치(200)는 광학 디스플레이 장치에 관한 것이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 제1 실시예에 따른 디스플레이 장치(200)는, 기판(210), 구동부(230), 셔터부(240), 신호라인(250) 및 신호 제어부(미도시)를 포함한다.
기판(210)은 광학 디스플레이 장치를 구성하는 통상의 기판일 수 있다. 예를 들어, 기판(210)은 유리 기판 혹은 실리콘 기판일 수 있다.
구동부(230)는 기판(210) 상에 배치될 수 있다. 또한, 복수의 단위 구동부를 포함할 수 있다. 구동부(230)는 상부층(231)과 하부층(233)으로 이루어질 수 있다. 상부층(231)은 압축응력(compressive stress)을 갖도록 구성되며, 하부층(233)은 인장응력(tensile stress)를 갖도록 구성된 것이 바람직하다. 또한, 상부층(231)의 열 팽창 계수는 하부층(233)의 열 팽창 계수보다 큰 것이 바람직하다. 예를 들어, 상부층(231)은 Au를 포함하고, 하부층(233)은 SiO2를 포함하도록 구성된 것이 바람직하다.
상부층(231)의 압축응력과 하부층(233)의 인장응력에 의해, 구동부(230)는 상부 방향으로 휘어진 상태를 갖게 된다. 이러한 상태를 디스플레이 장치(200)의 초기 상태(a)로 정의한다.
구동부(230)에 열이 발생될 경우 열 팽창이 이루어지게 되는데, 이때 상부층(231)의 열 팽창 계수가 하부층(233)의 열 팽창 계수보다 크므로, 상부층(231)이 하부층(233)보다 더 큰 길이 변화를 가지게 된다. 따라서 구동부(230)는 초기에 상부 방향으로 휘어져 있다가 열 팽창에 의해 펴지게 된다. 이와 같이 구동부(230)는 초기 상태(a)에서 펴지는 방향으로 각 변위(angle displacement)를 갖는다. 이에 따라 구동부(230)는 셔터부(240)를 위치 이동시킬 수 있게 되고, 셔터부(240)가 턴 온되어 서텨부(240)의 물리적 상태가 변화된다. 실시예에서는 이러한 상태를 디스플레이 장치(200)의 구동 상태(b)로 정의한다.
구동부(230)의 일단은 기판(210)과 연결되고, 타단은 셔터부(240)와 연결될 수 있다.
셔터부(240)는 구동부(230)의 타단과 연결될 수 있다. 또한, 구동부(230)와 연결됨으로써, 구동부(230)의 각 변위에 의해 기판(210)을 덮도록 위치 이동할 수 있다.
신호라인(250)은 구동부(230)에 전류가 인가될 수 있도록 구성된다. 신호라인(250)은 제1 라인(251)을 포함할 수 있다. 제1 라인(251)은 구동부(230)에 설치될 수 있다.
신호 제어부(미도시)는 제1 라인(251)을 통하여 구동부(230)에 전류를 인가할 수 있다. 신호 제어부(미도시)는 디스플레이 장치(200)의 구동 시 제1 라인(251)과 연결되어 구동부(250)에 전류를 인가한다. 이에 따라 구동부(250)는 제1 라인(251)을 통해 인가된 전류에 의해 열이 발생하고, 발생된 열에 의해 열 팽창이 이루어짐으로써, 디스플레이 장치(200)가 초기 상태(a)에서 구동 상태(b)로 변하게 된다.
도2 및 도4에 도시된 바와 같이, 제1실시예에 따른 디스플레이 장치(200)는 기판(210)상에 배치되는 선충전 전극부(220)를 더 포함할 수 있다. 이와 같이 선충전 전극부(220)를 더 포함함으로써 추가적인 구조물이나 바이어스 전압의 인가 없이 쌍안정성을 유지할 수 있다. 이때, 신호라인(250)은 셔터부(240)에 접지 신호(ground signal)가 인가될 수 있도록 제1 라인(251) 이외에 제2 라인(253)을 더 포함할 수 있다. 상기 제2 라인(253)은 제1 라인(251)과 마찬가지로 구동부(230)에 설치될 수 있다. 신호 제어부는 제2 라인(253)을 통하여 셔터부(240)에 접지 신호(ground signal)를 인가할 수 있다.
선충전 전극부(220)는 기판(210) 상에 배치될 수 있다. 또한, 복수 개의 단위 선충전 전극을 포함할 수 있으며, 단위 선충전 전극들은 기판(210) 상에 매트릭스 형태로 배열될 수 있다. 이러한 선충전 전극부(220)는 초기에 커패시터를 구성하며, 충전된 전하가 그대로 유지되어 있다. 이때, 선충전 전극부(220)에 선충전되어 있는 전하는 양전하 또는 음전하일 수 있으며, 본 실시예에서는 선충전 전극부(220)에 양전하가 선충전된 것을 일례로 하여 설명하도록 한다.
제1실시예에 따른 디스플레이 장치(200)가 선충전 전극부(220)를 포함하는 경우, 구동부(230)는 기판(210) 상에서 단위 선충전 전극과 소정의 거리로 이격된 위치에 배치될 수 있다. 또한, 셔터부(240)는 구동부(230)의 각 변위에 의해 선충전 전극부(220)를 덮도록 위치 이동할 수 있다. 셔터부(240)가 위치 이동하여 선충전 전극부(220)를 덮을 경우, 선충전 전극부(220)와 직접 접촉되는 것이 아니라 전기적으로 절연되거나 물리적으로 이격되는 것이 바람직하다. 전기적 절연을 위해서는, 선충전 전극부(220)의 상부 혹은 셔터부(240)의 하부에는 절연층이 배치될 수 있다.
[동작]
먼저, 도 2에 도시된 바와 같이 구동부(240)는 초기상태(a)에서, 상부층(231)의 압축응력과 하부층(233)의 인장응력 간의 잔류응력 차이에 의해 상부 방향으로 휘어져 있는 상태가 된다. 이러한 초기상태(a)에서, 셔터부(240)는 구동부(240)에 의해 상태가 변화된다. 이때, 상부층(231)과 하부층(233) 간의 잔류응력 차이에 따라 구동부(230)의 휨 정도가 결정된다.
이후, 신호 제어부(미도시)로부터 제1 라인(251)을 통해 구동부(230)로 전류가 인가되면, 구동부(230)는 인가된 전류에 의해 열이 발생하게 된다. 이렇게 발생된 열은 구동부(230)의 열 팽창을 일으켜 구동부(230)를 펴지게 할 수 있다. 이러한 구동부(230)의 움직임에 의해 셔터부(240)가 기판(210) 방향으로 위치 이동하게 되어 기판(210)을 덮게 된다. 이러한 위치 이동에 따라 셔터부(240)는 구동 상태가 된다.
이후, 구동부(230)에 인가되는 전류가 차단되면, 구동부(230)에 가해진 열이 사라지게 된다. 이때, 열 팽창되었던 상부층(251)과 하부층(253)은 초기상태(a)로 돌아가고자 하는 복원력을 가지게 된다. 이러한 복원력에 의해 결국 다시 원래의 초기상태(a)로 돌아가게 된다.
제1 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 잔류응력의 차이를 이용한 바이모르프 커프 빔(bimorph curved beam)을 이용하되, 열 팽창 정도의 차이를 기반으로 한 열 구동으로 동작한다. 이에 따라 낮은 구동 전압으로도 큰 변위를 가질 수 있으므로 높은 개구율을 얻을 수 있다. 즉, 열 구동을 통해 낮은 구동 전압으로도 큰 변위를 가질 수 있다.
제1실시예에 따른 디스플레이 장치가 선충전 전극부(220)를 포함하는 경우에는, 구동상태(b)에서 셔터부(240)가 선충전 전극부(220)를 덮게 된다. 이때, 셔터부(240)와 선충전 전극부(220)는 근접해 있거나 매우 작은 이격 거리를 두게 되며, 전기적으로 절연 상태를 이룬다.
이때에도, 구동부(230)에 인가되는 전류가 차단되면 열 팽창되었던 상부층(231)과 하부층(253)은 초기상태(a)로 돌아가고자 하는 복원력을 가지게 된다.
그러나, 상부층(231)과 하부층(233) 간의 복원력보다 선충전 전극부(220)와 셔터부(240) 간의 정전기력이 클 경우, 디스플레이 장치(200)는 구동상태(b)를 유지하게 된다.
한편, 디스플레이 장치(200)가 구동상태(b)에 있을 때, 신호 제어부(미도시)로부터 선충전 전극부(220)에 충전된 전하와 같은 극의 펄스 신호가 인가되면, 정전기력이 순간적으로 제거되며 구동부(230)의 복원력에 의해 초기상태(a)로 돌아갈 수 있게 된다.
이와 반대로, 구동상태(b)를 그대로 유지해야 하는 경우, 구동부(230)에 전류가 지속적으로 인가되는 것이 아니라, 신호 제어부(미도시)로부터 제2 라인(253)를 통해 셔터부(240)로 접지 신호(ground signal)가 인가된다. 이때, 선충전 전극부(220)에 전하가 충전되어 있어, 셔터부(240)와 선충전 전극부(220) 사이에는 정전기력이 발생하게 된다. 만일, 구동상태(b)를 유지하기 위해 구동부(230)에 전류를 지속적으로 인가해야 하므로, 그에 따른 매우 큰 전력이 소모될 수 있다.
따라서, 선충전 전극을 이용하여 추가적인 구조물이나 바이어스 전압의 인가 없이 쌍안정성을 유지할 수 있는 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 제2 내지 제4 실시예에 따른 디스플레이 장치에 대하여 상세히 설명한다. 후술하는 제2 내지 제4 실시예의 디스플레이 장치의 구성과 동작 원리는 상술한 제1 실시예의 디스플레이 장치의 구성과 동작 원리를 기반으로 함을 명시한다.
[제2 실시예]
[구성]
도 5는 제2 실시예에 따른 반사형 디스플레이 장치(500)의 구성을 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 제2 실시예에 따른 반사형 디스플레이 장치(500)는, 기판(510), 블랙 매트릭스부(520), 구동부(530), 셔터부(540R, 540G, 540B), 신호라인(미도시) 및 신호 제어부(미도시)를 포함한다.
기판(510)은 광학 디스플레이 장치를 구성하는 통상의 기판일 수 있다. 예를 들어, 기판(510)은 유리 기판 혹은 실리콘 기판일 수 있다.
블랙 매트릭스부(520)는 기판(510) 상에 배치될 수 있다.
구동부(530)는 기판(510) 상에 배치될 수 있다. 제2 실시예에 따른 구동부(530)의 구성 및 구동 원리는 제1 실시예의 구동부(230)의 구성 및 구동 원리와 동일하므로, 제2 실시예에 따른 구동부(530)에 대한 보다 구체적인 설명은 제1 실시예에 따른 구동부(230)에 대한 상세한 설명으로 대체한다.
셔터부(540R, 540G, 540B)는 구동부(530)와 연결될 수 있다. 셔터부(540R, 540G, 540B)는 단위 구동부와 각각 연결된 복수의 단위 셔터(540R, 540G, 540B)로 구성될 수 있다. 단위 셔터들(540R, 540G, 540B) 상부에는 각각 적색(R), 녹색(G), 청색(B)이 표시되도록 구성될 수 있다.
신호라인은 제1 라인을 포함한다. 신호라인은 구동부(530)에 전류가 인가되도록 구성된다. 제2 실시예에 따른 신호라인의 구성은 제1 실시예에 따른 신호라인의 구성과 동일하므로, 제2 실시예에 따른 신호라인에 대한 보다 상세한 설명은 제1 실시예에 따른 신호라인에 대한 상세한 설명으로 대체한다.
신호 제어부(미도시)는 제1 라인을 통하여 구동부(530)에 전류를 인가할 수 있다. 제2 실시예에 따른 신호 제어부(미도시)의 구성은 제1 실시예에 따른 신호 제어부의 구성과 동일하므로, 제2 실시예에 따른 신호 제어부에 대한 상세한 설명은 제1 실시예에 따른 신호 제어부의 상세한 설명으로 대체한다.
비록 도면에 도시되지는 않았지만, 제2실시예에 따른 반사형 디스플레이 장치(500)는 블랙 매트릭스부(520) 상에 배치되는 선충전 전극부를 더 포함할 수 있다. 또한, 복수 개의 단위 선충전 전극을 포함할 수 있으며, 단위 선충전 전극들은 블랙 매트릭스부(520) 상에 매트릭스 형태로 배열될 수 있다. 제2 실시예에 따른 선충전 전극부는 제1 실시예의 선충전 전극부(220)의 구성과 동일하므로, 제2 실시예에 따른 선충전 전극부에 대한 보다 구체적인 설명은 제1 실시예에 따른 선충전 전극부(220)에 대한 상세한 설명으로 대체한다.
또한, 신호라인(250)은 셔터부(540R, 540G, 540B)에 접지 신호(ground signal)가 인가될 수 있도록 제2 라인을 더 포함할 수 있다. 신호 제어부는 제2 라인을 통하여 단위 셔터부(540R, 540G, 540B)에 접지 신호(ground signal)를 인가할 수 있다.
[동작]
먼저, 초기상태에서 셔터부(540R, 540G, 540B)는 오프 상태가 되므로, 온 상태에 있는 해당 픽셀은 블랙 매트릭스부(520)에 의해 검은 영역으로 표시된다.
다음, 구동상태에서 셔터부(540R, 540G, 540B)는 온 상태가 되므로, 온 상태에 있는 해당 픽셀은 해당 단위 셔터에서 표시된 색상을 띄게 된다. 즉, 해당 단위 셔터가 표시하는 색상이 반사되어 나타나게 된다. 이에 따라 제2 실시예에 따른 반사형 디스플레이 장치(500)는 단위 셔터별로 검은 영역과 RGB 영역을 표현할 수 있다.
[제3 실시예]
도 6은 제3 실시예에 따른 투과형 디스플레이 장치(600)의 구성을 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 제3 실시예에 따른 투과형 디스플레이 장치(600)는, 투명기판(610), 컬러 필터부(620), 구동부(630), 셔터부(640), 블랙 매트릭스부(650), 신호라인(미도시), 백라이트부(660), 및 신호 제어부(미도시)를 포함한다.
투명기판(610)은 투명한 유리 기판을 이용할 수 있으며, 이에 한정하는 것이 아니라, 투과형 디스플레이 장치에 사용할 수 있는 투과성이 있는 기판이면 무방하다.
컬러 필터부(620)는 투명기판(610) 상에 배치될 수 있다. 컬러 필터부(620)는 복수의 단위 컬러 필터를 포함할 수 있으며, 단위 컬러 필터들은 투명기판(610) 상에서 매트릭스 형태로 배열될 수 있다.
구동부(630)는 투명기판(610) 상에 배치될 수 있다. 제3 실시예에 따른 구동부(630)의 구성 및 구동 원리는 제1 실시예의 구동부(230)의 구성 및 구동 원리와 동일하므로, 제3 실시예에 따른 구동부(630)에 대한 보다 구체적인 설명은 제1 실시예의 구동부(230)에 대한 상세한 설명으로 대체한다.
셔터부(640)는 구동부(630)와 연결될 수 있다. 셔터부(640)는 단위 구동부와 각각 연결된 복수의 단위 셔터로 구성될 수 있다. 셔터부(640)의 상부에는 각각 블랙 코팅되어 블랙 매트릭스부(650)가 배치될 수 있다.
신호라인은 제1 라인을 포함한다. 신호라인은 구동부(630)에 전류가 인가되도록 구성된다. 제3 실시예에 따른 신호라인의 구성은 제1 실시예에 따른 신호라인의 구성과 동일하므로, 제3 실시예에 따른 신호라인에 대한 보다 상세한 설명은 제1 실시예에 따른 신호라인에 대한 상세한 설명으로 대체한다.
신호 제어부(미도시)는 제1 라인을 통하여 구동부(600)에 전류를 인가할 수 있다. 제3 실시예에 따른 신호 제어부(미도시)의 구성은 제1 실시예에 따른 신호 제어부의 구성과 동일하므로, 제3 실시예에 따른 신호 제어부에 대한 상세한 설명은 제1 실시예에 따른 신호 제어부의 상세한 설명으로 대체한다.
백라이트부(660)는 투명기판(610)의 후면에 배치될 수 있다.
비록 도면에 도시되지는 않았지만, 제3실시예에 따른 투과형 디스플레이 장치(600)는 컬러 필터부(620) 상에 배치되는 선충전 전극부를 더 포함할 수 있다. 또한, 복수 개의 단위 선충전 전극을 포함할 수 있으며, 단위 선충전 전극들은 컬러 필터부(620) 상에 매트릭스 형태로 배열될 수 있다. 이러한 선충전 전극부는 투명전극일 수 있다. 예를 들어 선충전 전극은 ITO 전극일 수 있다. 제3 실시예에 따른 선충전 전극부는 제1 실시예의 선충전 전극부(220)의 구성과 동일하므로, 제3 실시예에 따른 선충전 전극부에 대한 보다 구체적인 설명은 제1 실시예의 선충전 전극부(220)의 상세한 설명으로 대체하도록 한다. 이때, 신호라인은 셔터부(640)에 접지 신호가 인가되도록 제2 라인을 더 포함한다. 신호 제어부는 제2 라인을 통하여 셔터부(640)에 접지 신호를 인가할 수 있다.
[동작]
먼저, 백라이트부(660)로부터 방출된 빛은 투명기판(610)과, 컬러 필터부(620)를 통과하고, 빛이 통과된 해당 픽셀은 해당 단위 컬러 필터에 표시된 색상을 띄게 된다.
이때, 셔터부(640)가 오프 상태가 되면, 해당 픽셀은 해당 단위 컬러 필터에 표시된 색상을 띄게 되며, 셔터부(640)가 온 상태가 되면, 셔터부(640)의 상부에 배치된 블랙 매트릭스(650)에 의해 해당 단위 픽셀은 빛을 차단하며 검은 색상을 띄게 된다.
[제4 실시예]
도 7은 제4 실시예에 따른 투명형 디스플레이 장치(700)의 구성을 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, 제4 실시예에 따른 투과형 디스플레이 장치(700)는, 투명기판(710), 구동부(720), 셔터부(730R, 730G, 730B), 신호라인 및 신호 제어부(미도시)를 포함한다.
투명기판(710)은 투명한 유리 기판을 이용할 수 있으며, 이에 한정하는 것이 아니라, 투과형 디스플레이 장치에 사용할 수 있는 투과성이 있는 기판이면 무방하다.
구동부(720)는 투명기판(710) 상에 배치될 수 있다. 제4 실시예에 따른 구동부(720)의 구성 및 구동 원리는 제1 실시예의 구동부(230)의 구성 및 구동 원리와 동일하므로, 제4 실시예에 따른 구동부(720)에 대한 보다 구체적인 설명은 제1 실시예의 구동부(230)에 대한 상세한 설명으로 대체한다.
셔터부(730R, 730G, 730B)는 구동부(720)와 연결될 수 있다. 셔터부(730R, 730G, 730B)는 단위 구동부와 각각 연결된 복수의 단위 셔터로 구성될 수 있다. 셔터부(730R, 730G, 730B)의 상부에는 각각 적색, 녹색, 청색의 색상이 표시될 수 있다.
신호라인은 제1 라인을 포함한다. 신호라인은 구동부(720)에 전류가 인가되도록 구성된다. 제4 실시예에 따른 신호라인의 구성은 제1 실시예에 따른 신호라인의 구성과 동일하므로, 제4 실시예에 따른 신호라인에 대한 보다 상세한 설명은 제1 실시예에 따른 신호라인에 대한 상세한 설명으로 대체한다.
신호 제어부(미도시)는 제1 라인을 통하여 구동부(720)에 전류를 인가할 수 있다. 제4 실시예에 따른 신호 제어부(미도시)의 구성은 제1 실시예에 따른 신호 제어부의 구성과 동일하므로, 제4 실시예에 따른 신호 제어부에 대한 상세한 설명은 제1 실시예에 따른 신호 제어부의 상세한 설명으로 대체한다.
비록 도면에 도시되지는 않았지만, 제4실시예에 따른 투명형 디스플레이 장치(700)는 투명기판(710) 상에 배치되는 선충전 전극부를 더 포함할 수 있다.
또한, 복수 개의 단위 선충전 전극을 포함할 수 있으며, 단위 선충전 전극들은 투명기판(710) 상에 매트릭스 형태로 배열될 수 있다. 이러한 선충전 전극부는 투명전극일 수 있다. 예를 들어 선충전 전극은 ITO 전극일 수 있다. 제4 실시예에 따른 선충전 전극부는 제1 실시예의 선충전 전극부(220)의 구성과 동일하므로, 제4 실시예에 따른 선충전 전극부에 대한 보다 구체적인 설명은 제1 실시예의 선충전 전극부(220)의 상세한 설명으로 대체하도록 한다. 이때, 신호라인은 셔터부(730R, 730G, 730B)에 접지 신호가 인가되도록 제2라인을 더 포함한다. 신호 제어부는 제2 라인을 통하여 셔터부(730R, 730G, 730B)에 접지 신호를 인가할 수 있다.
[동작]
먼저, 셔터부(730R, 730G, 730B)가 오프 상태일 경우, 선충전 전극부 또는 투명기판(710)은 투명하므로 투명기판(710) 뒤의 이미지가 보이게 된다.
다음, 셔터부(730R, 730G, 730B)가 온 상태일 경우, 해당 픽셀의 단위 셔터의 색상이 표시된다.
이에 따라, 제4 실시예에 따른 투명형 디스플레이 장치(700)는 RGB의 색상을 표시하게 된다.
제2 내지 제4 실시예에 따른 디스플레이 장치들은 반사형, 투과형 및 투명형의 광학 디스플레이 장치로서, 제1 실시예에 따른 디스플레이 장치의 구성 및 동작 원리를 기반으로 한다. 따라서, 제2 내지 제4 실시예에 따른 디스플레이 장치들은 제1 실시예에 따른 디스플레이 장치의 구성 및 동작 원리를 컬러 필터와 블랙 매트릭스의 배치 변경만으로 구현될 수 있으므로, 다양한 모드로의 변경이 용이하다.
본 발명의 제1 내지 제4 실시예에서 컬러는 레지스트(resist), 잉크(ink), 에탈론(etalon) 등의 방법에 의해 구현될 수 있다.
또한, 선충전 전극을 이용함으로써 쌍안정성을 갖는 디스플레이 장치가 구현될 수 있으며, 이에 따라 두 가지 상태를 유지하기 위해 공급되어야 할 전력을 줄일 수 있으며, 전원이 차단된 상태에서라도 원하는 상태를 유지할 수 있다.
또한, 셔터부와 구동부를 분리하여 구동부에서 충분한 각 변위를 확보함으로써, 높은 개구율을 갖는다. 이에 따른 높은 광효율을 갖게 된다.
또한, 셔터의 구동을 열 구동을 이용함으로, 다른 셔터 차폐 방식과 달리 매우 낮은 전압에서 구동할 수 있다. 이에 따라 디스플레이 장치를 구동하기 위한 공동 회로의 설계가 간편해 질 수 있다.
이상에서 보는 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시 될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로, 이상에서 기술한 실시 예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (30)

  1. 광학 디스플레이 장치로서,
    기판;
    상기 기판상에 배치되고, 상부 방향으로 휘어진 초기 상태를 가지며, 열 팽창에 의해 펴지는 방향으로 변위를 갖는 구동부;
    상기 구동부와 연결되고, 상기 구동부의 변위에 의해 상기 기판을 덮도록 위치 이동하는 셔터부; 및
    상기 구동부에 전류를 인가하기 위한 신호라인을 포함하는 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판상에 배치되고, 전하가 선충전된 선충전 전극부를 더 포함하며,
    상기 셔터부는 상기 구동부의 변위에 의해 상기 선충전 전극부를 덮도록 위치 이동하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 신호라인과 연결된 신호 제어부를 더 포함하고,
    상기 신호라인은 제1 라인을 포함하고,
    상기 신호 제어부는,
    상기 셔터부가 위치 이동하여 턴온되도록 상기 제1 라인을 통해 상기 구동부로 전류를 인가하는, 디스플레이 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 신호라인과 연결된 신호 제어부를 더 포함하고,
    상기 신호라인은 제1 라인 및 제2 라인을 포함하고,
    상기 신호 제어부는,
    상기 셔터부가 위치 이동하여 턴온되도록 상기 제1 라인을 통해 상기 구동부로 전류를 인가하고,
    상기 셔텨부의 온 상태를 유지하기 위해 상기 제2 라인을 통해 상기 셔터부로 접지 신호를 인가하는, 디스플레이 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 구동부는,
    압축응력을 갖는 상부층; 및
    인장응력을 갖는 하부층을 포함하고,
    상기 상부층의 열 팽창 계수가 상기 하부층의 열 팽창 계수보다 큰, 디스플레이 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 상부층은 Au를 포함하고,
    상기 하부층은 SiO2를 포함하는, 디스플레이 장치.
  7. 반사형 광학 디스플레이 장치로서,
    기판;
    상기 기판 에 배치된 블랙 매트릭스부;
    상기 기판상에 배치되고, 상부 방향으로 휘어진 초기 상태를 가지며, 열 팽창에 의해 펴지는 방향으로 변위를 갖는 구동부;
    상기 구동부와 연결되고, 상기 구동부의 변위에 의해 상기 블랙 매트릭스부를 덮도록 위치 이동하고, RGB 색상이 표시된 셔터부; 및
    상기 구동부에 전류를 인가하기 위한 신호라인을 포함하는 디스플레이 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 블랙 매트릭스부 상에 배치되고, 전하가 선충전된 선충전 전극부를 더 포함하며,
    상기 셔터부는 상기 구동부의 변위에 의해 상기 블랙 매트릭스부 및 상기 선충전 전극부를 덮도록 위치 이동하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 신호라인과 연결된 신호 제어부를 더 포함하고,
    상기 신호라인은 제1 라인을 포함하고,
    상기 신호 제어부는,
    상기 셔터부가 위치 이동하여 턴온되도록 상기 제1 라인을 통해 상기 구동부로 전류를 인가하는, 디스플레이 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 신호라인과 연결된 신호 제어부를 더 포함하고,
    상기 신호라인은 제1 라인 및 제2 라인을 포함하고,
    상기 신호 제어부는,
    상기 셔터부가 위치 이동하여 턴온되도록 상기 제1 라인을 통해 상기 구동부로 전류를 인가하고,
    상기 셔텨부의 온 상태를 유지하기 위해 상기 제2 라인을 통해 상기 셔터부로 접지 신호를 인가하는, 디스플레이 장치.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 구동부는,
    압축응력을 갖는 상부층; 및
    인장응력을 갖는 하부층을 포함하고,
    상기 상부층의 열 팽창 계수가 상기 하부층의 열 팽창 계수보다 큰, 디스플레이 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 상부층은 Au를 포함하고,
    상기 하부층은 SiO2를 포함하는, 디스플레이 장치.
  13. 제7항에 있어서,
    상기 셔터부는,
    적색, 녹색, 청색이 각각 표시된 복수의 단위 셔터를 포함하는, 디스플레이 장치.
  14. 투과형 광학 디스플레이 장치로서,
    투명기판;
    상기 투명기판상에 배치되고, RGB 색상이 표시된 컬러 필터부;
    상기 투명기판상에 배치되고, 상부 방향으로 휘어진 초기 상태를 가지며, 열 팽창에 의해 펴지는 방향으로 변위를 갖는 구동부;
    상기 구동부와 연결되고, 상기 구동부의 변위에 의해 상기 컬러 필터부를 덮도록 위치 이동하는 셔터부;
    상기 셔터부 상에 배치된 블랙 매트릭스부;
    상기 구동부에 전류를 인가하기 위한 신호라인; 및
    상기 투명기판 하부에 배치된 백라이트부을 포함하는 디스플레이 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 컬러 필터부 상에 배치되고, 전하가 선충전된 선충전 전극부를 더 포함하며,
    상기 셔터부는 상기 구동부의 변위에 의해 상기 컬러 필터부 및 상기 선충전 전극부를 덮도록 위치 이동하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 신호라인과 연결된 신호 제어부를 더 포함하고,
    상기 신호라인은 제1 라인을 포함하고,
    상기 신호 제어부는,
    상기 셔터부가 위치 이동하여 턴온되도록 상기 제1 라인을 통해 상기 구동부로 전류를 인가하는, 디스플레이 장치.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 신호라인과 연결된 신호 제어부를 더 포함하고,
    상기 신호라인은 제1 라인 및 제2 라인을 포함하고,
    상기 신호 제어부는,
    상기 셔터부가 위치 이동하여 턴온되도록 상기 제1 라인을 통해 상기 구동부로 전류를 인가하고,
    상기 셔텨부의 온 상태를 유지하기 위해 상기 제2 라인을 통해 상기 셔터부로 접지 신호를 인가하는, 디스플레이 장치.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 선충전 전극부는 투명전극인, 디스플레이 장치.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 구동부는,
    압축응력을 갖는 상부층; 및
    인장응력을 갖는 하부층을 포함하고,
    상기 상부층의 열 팽창 계수가 상기 하부층의 열 팽창 계수보다 큰, 디스플레이 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 상부층은 Au를 포함하고,
    상기 하부층은 SiO2를 포함하는, 디스플레이 장치.
  21. 제14항에 있어서,
    상기 셔터부는,
    적색, 녹색, 청색이 각각 표시된 복수의 단위 셔터를 포함하는, 디스플레이 장치.
  22. 투명형 광학 디스플레이 장치로서,
    투명기판;
    상기 투명기판상에 배치되고, 상부 방향으로 휘어진 초기 상태를 가지며, 열 팽창에 의해 펴지는 방향으로 변위를 갖는 구동부;
    상기 구동부와 연결되고, 상기 구동부의 변위에 의해 상기 투명기판을 덮도록 위치 이동하고, RGB 색상이 표시된 셔터부; 및
    상기 구동부에 전류를 인가하기 위한 신호라인을 포함하는 디스플레이 장치.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 투명기판상에 배치되고, 전하가 선충전된 선충전 전극부를 더 포함하며,
    상기 셔터부는 상기 구동부의 변위에 의해 상기 선충전 전극부를 덮도록 위치 이동하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  24. 제22항에 있어서,
    상기 신호라인과 연결된 신호 제어부를 더 포함하고,
    상기 신호라인은 제1 라인을 포함하고,
    상기 신호 제어부는,
    상기 셔터부가 위치 이동하여 턴온되도록 상기 제1 라인을 통해 상기 구동부로 전류를 인가하는, 디스플레이 장치.
  25. 제23항에 있어서,
    상기 신호라인과 연결된 신호 제어부를 더 포함하고,
    상기 신호라인은 제1 라인 및 제2 라인을 포함하고,
    상기 신호 제어부는,
    상기 셔터부가 위치 이동하여 턴온되도록 상기 제1 라인을 통해 상기 구동부로 전류를 인가하고,
    상기 셔텨부의 온 상태를 유지하기 위해 상기 제2 라인을 통해 상기 셔터부로 접지 신호를 인가하는, 디스플레이 장치.
  26. 제23항에 있어서,
    상기 선충전 전극부는 투명전극인, 디스플레이 장치.
  27. 제22항에 있어서,
    상기 구동부는,
    압축응력을 갖는 상부층; 및
    인장응력을 갖는 하부층을 포함하고,
    상기 상부층의 열 팽창 계수가 상기 하부층의 열 팽창 계수보다 큰, 디스플레이 장치.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 상부층은 Au를 포함하고,
    상기 하부층은 SiO2를 포함하는, 디스플레이 장치.
  29. 제22항에 있어서,
    상기 셔터부는,
    적색, 녹색, 청색이 각각 표시된 복수의 단위 셔터를 포함하는, 디스플레이 장치.
  30. 제7항, 제14항 또는 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 색상은 레지스트, 잉크 또는 에탈론에 의해 구현되는, 디스플레이 장치.
PCT/KR2012/000384 2011-06-01 2012-01-17 디스플레이 장치 Ceased WO2012165745A1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110052696A KR101235627B1 (ko) 2010-09-02 2011-06-01 디스플레이 장치
KR10-2011-0052696 2011-06-01

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012165745A1 true WO2012165745A1 (ko) 2012-12-06

Family

ID=47262884

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2012/000384 Ceased WO2012165745A1 (ko) 2011-06-01 2012-01-17 디스플레이 장치

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2012165745A1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014109529A1 (de) * 2013-12-30 2015-07-02 Tianma Microelectronics Co., Ltd. Bildschirm und dessen herstellungsverfahren
CN105259676A (zh) * 2015-11-18 2016-01-20 厦门天马微电子有限公司 一种阵列基板、显示面板以及阵列基板的制作方法
CN107039487A (zh) * 2015-11-11 2017-08-11 三星显示有限公司 显示装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5781331A (en) * 1997-01-24 1998-07-14 Roxburgh Ltd. Optical microshutter array
KR20060134048A (ko) * 2004-02-04 2006-12-27 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. 중합 액정물질층을 구비한 기계적 셔터
US7249856B2 (en) * 2002-03-29 2007-07-31 Microsoft Corporation Electrostatic bimorph actuator
JP2008155290A (ja) * 2006-12-21 2008-07-10 Nikon Corp 薄膜構造体、マイクロアクチュエータ、光シャッタ装置、光束調整装置及びマイクロスイッチ
KR20100052117A (ko) * 2008-11-10 2010-05-19 삼성전자주식회사 마이크로 셔터 디바이스 및 그 제조방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5781331A (en) * 1997-01-24 1998-07-14 Roxburgh Ltd. Optical microshutter array
US7249856B2 (en) * 2002-03-29 2007-07-31 Microsoft Corporation Electrostatic bimorph actuator
KR20060134048A (ko) * 2004-02-04 2006-12-27 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. 중합 액정물질층을 구비한 기계적 셔터
JP2008155290A (ja) * 2006-12-21 2008-07-10 Nikon Corp 薄膜構造体、マイクロアクチュエータ、光シャッタ装置、光束調整装置及びマイクロスイッチ
KR20100052117A (ko) * 2008-11-10 2010-05-19 삼성전자주식회사 마이크로 셔터 디바이스 및 그 제조방법

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014109529A1 (de) * 2013-12-30 2015-07-02 Tianma Microelectronics Co., Ltd. Bildschirm und dessen herstellungsverfahren
US9184184B2 (en) 2013-12-30 2015-11-10 Xiamen Tianma Micro-Electronics Co., Ltd. Display device and method for manufacturing the same
DE102014109529B4 (de) 2013-12-30 2025-06-12 Tianma Microelectronics Co., Ltd. Bildschirm und dessen herstellungsverfahren
CN107039487A (zh) * 2015-11-11 2017-08-11 三星显示有限公司 显示装置
CN107039487B (zh) * 2015-11-11 2022-07-19 三星显示有限公司 显示装置
CN105259676A (zh) * 2015-11-18 2016-01-20 厦门天马微电子有限公司 一种阵列基板、显示面板以及阵列基板的制作方法
CN105259676B (zh) * 2015-11-18 2018-10-23 厦门天马微电子有限公司 一种阵列基板、显示面板以及阵列基板的制作方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2015020376A1 (en) Display apparatus
WO2011053033A2 (ko) 전계 구동 표시 장치
WO2019117507A1 (ko) 피라미드 서브 픽셀 배열 구조를 갖는 표시 장치
WO2011010852A2 (ko) 광결정성을 이용한 표시 방법 및 장치
WO2020190053A1 (en) Led display panel and repairing method
WO2015176326A1 (zh) 一种显示面板及显示装置
CN101135818A (zh) 液晶显示装置和视频显示装置
EP1184714A2 (en) Electrophoretic display
WO2023136563A1 (ko) 표시 장치
WO2020122376A1 (ko) 표시장치
WO2010126208A1 (ko) 디스플레이 장치
WO2022196875A1 (ko) 멤리스터를 이용하여 발광소자를 제어하는 디스플레이 장치 및 방법
KR101235627B1 (ko) 디스플레이 장치
WO2021112366A1 (ko) 시야각 필터 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
WO2017065356A1 (en) Display device
WO2024075863A1 (ko) 디스플레이 장치
WO2020013409A1 (ko) 액정 표시 장치
WO2023158003A1 (ko) 디스플레이 모듈 및 디스플레이 디바이스
JP5381217B2 (ja) 電気光学装置及び電子機器
WO2019221492A1 (ko) 음향기능을 가진 광학소자 및 이를 이용한 표시장치
WO2022231060A1 (ko) 표시장치용 지지 장치
WO2012093793A2 (en) Method and apparatus for driving cell array driven by electric field
WO2025063332A1 (ko) 반도체 발광소자를 포함하는 디스플레이 장치 및 이의 제조방법
WO2021020797A1 (ko) 광 경로 제어 부재 및 이를 포함하는 표시 장치
WO2024181711A1 (ko) 마이크로 디스플레이 장치의 액정 표시 소자 및 화소 전극 배열 방법

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12793182

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 12793182

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1