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KR20130027259A - 평판 표시 장치 - Google Patents

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KR20130027259A
KR20130027259A KR1020110090740A KR20110090740A KR20130027259A KR 20130027259 A KR20130027259 A KR 20130027259A KR 1020110090740 A KR1020110090740 A KR 1020110090740A KR 20110090740 A KR20110090740 A KR 20110090740A KR 20130027259 A KR20130027259 A KR 20130027259A
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black matrix
pigment particles
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김민우
백수민
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명의 평판 표시 장치는, 제1 기판과 제1 기판과 대향되게 배치된 제2 기판과, 제1 기판과 제2 기판의 사이에 배치되고, 단위 픽셀을 구획하는 격벽과, 제1 기판 상에 배치된 제1 전극과, 제2 기판 상의 상기 격벽에 대응되는 영역에 배치되고 광을 차단하는 블랙 매트릭스와, 제1 기판과 제2 기판 사이의 블랙 매트릭스에 대응되는 영역에 배치되는 제2 전극과, 단위 픽셀의 내부에 배치되고 대전된 안료 입자와 안료 입자가 분산되어 있는 유체를 포함하는 전기 영동 분산제를 구비한다.

Description

평판 표시 장치{Flat panel display device}
본 발명은 평판 표시 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반사 모드와 투과 모드를 선택적으로 구현할 수 있는 평판 표시 장치에 관한 것이다.
전기 영동 표시 장치는 대전된 입자가 분산되어 있는 분산액을 포함하는 전기 영동 셀을 이용하여 영상을 표시한다. 전기 영동 표시 장치는 대전된 입자가 전기장에 의해 이동하는 전기 영동 현상을 이용한 것으로, 백라이트를 사용하지 않아도 되고, 넓은 시야각, 높은 반사율, 쉬운 가독성 및 저소비전력의 특징을 가지며, 플렉시블화가 용이하여 차세대 표시 장치로 각광받고 있다. 특히, 전기 영동 표시 장치는 종이 인쇄물과 기존의 표시 장치를 대신하는 새로운 표시 장치로 전자 종이(electric paper), 즉 전자 신문, 전자 책 등의 분야에서 널리 이용되고 있으며, 그 이외에서 다양한 분야에서 연구가 활발하게 이루어지고 있다.
그러나, 특허문헌 1과 같이, 전기 영동 표시 장치는 대전 입자에 의해 빛이 반사되거나 차단되는 특성을 이용하기 때문에, 반사형 표시소자로만 이용되어 색의 품질이 액정 표시 소자 등에 비해 상대적으로 떨어지므로, 다양한 응용 분야에 적용하기 어렵다는 문제가 있다.
대한민국 공개특허공보 제2005-0110392호
본 발명의 목적은 반사 모드와 투과 모드를 선택적으로 구현할 수 있는 평판 표시 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 개구율이 크고, 투과 모드로의 신속한 전환이 가능한평판 표시 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 실시예에 관한 평판 표시 장치는, 제1 기판과, 제1 기판과 대향되게 배치된 제2 기판과, 제1 기판과 제2 기판의 사이에 배치되고 단위 픽셀을 구획하는 격벽과, 제1 기판의 제2 기판을 향한 면 상에 배치되고 상기 각 단위 픽셀 내에 위치하는 제1 전극과, 제2 기판의 제1 기판을 향한 면 상의 격벽에 대응되는 영역에 배치되고 광을 차단하는 블랙 매트릭스와, 제1 기판과 제2 기판 사이의 블랙 매트릭스에 대응되는 영역에 배치되는 제2 전극과, 단위 픽셀의 내부에 배치되고 대전된 안료 입자와 안료 입자가 분산되어 있는 유체를 포함하는 전기 영동 분산제를 구비한다.
상기 제2 전극은 블랙 매트릭스와 격벽의 사이에 배치될 수 있다.
상기 제2 전극의 너비는 블랙 매트릭스의 너비보다 좁을 수 있다.
상기 제1 기판 상의 블랙 매트릭스에 대응되는 영역에 제1 전극과 이격되도록 배치된 제3 전극이 더 구비될 수 있다.
상기 블랙 매트릭스를 덮도록 제2 기판의 전면에 배치된 절연층을 더 구비할수 있다.
상기 절연층과 제2 기판의 사이에 개재된 제4 전극을 더 구비할 수 있다.
상기 제2 전극과 제4 전극은 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제1 기판과 제2 기판은 투명한 기판일 수 있다.
상기 제1 전극은 투명 전극일 수 있다.
상기 제2 전극은 금속 전극일 수 있다.
상기 제4 전극은 투명 전극일 수 있다.
상기 격벽의 가로 방향의 단면은 메쉬(mesh) 형태이고, 제2 전극은 격벽에 대응되도록 배치되며, 제2 전극의 적어도 일부에는 공통 전압이 인가될 수 있다.
상기 격벽의 가로 방향의 단면은 육각 형태이고, 격벽에 대응되는 영역에 블랙 매트릭스와 제2 전극이 배치될 수 있다.
상기 제1 기판은, 각 단위 픽셀 별로 구비되고, 제1 전극과 전기적으로 연결된 박막 트랜지스터를 구비하고, 박막 트랜지스터는 단위 픽셀의 가장자리 영역에 대응되도록 배치될 수 있다.
상기 제1 기판은, 각 단위 픽셀 별로 구비되고, 제1 전극과 전기적으로 연결된 박막 트랜지스터를 구비하고, 박막 트랜지스터는 단위 픽셀의 중심부에 대응되도록 배치될 수 있다.
상기 블랙 매트릭스 및 제2 전극은 박막 트랜지스터에 대응되는 위치에 구비될 수 있다.
상술한 바와 같은 실시예들에 관한 평판 표시 장치는, 반사 모드와 투과 모드를 선택적으로 구현할 수 있다.
또한, 개구율이 크고, 투과 모드로의 신속한 전환이 가능한 평판 표시 장치를 제공할 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 관한 평판 표시 장치를 개략적으로 도시한 단면도들이다.
도 3은 도 1 및 도 2의 평판 표시 장치의 일부 구성 요소의 상면을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 관한 평판 표시 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 관한 평판 표시 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 6은 도 3의 평판 표시 장치의 일부 구성 요소의 상면의 변형예를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 7은 도 3의 평판 표시 장치의 일부 구성 요소의 상면의 다른 변형예를 개략적으로 도시한 평면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 보다 상세히 설명한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 관한 평판 표시 장치(100)를 개략적으로 도시한 단면도들이고, 도 3은 도 1 및 도 2의 평판 표시 장치(100)의 일부 구성 요소의 상면을 개략적으로 도시한 평면도이다. 도 1 및 도 2는 하나의 단위 픽셀에 해당하는 영역만을 나타낸 것이고, 도 3은 복수 개의 단위 픽셀을 나타낸 것이다.
도 1 및 도 2의 실시예에 관한 평판 표시 장치는, 제1 기판(110)과, 제1 기판(110)과 대향되게 배치된 제2 기판(140)과, 제1 기판(110)과 제2 기판(140)의 사이에 배치되고 단위 픽셀을 구획하는 격벽(130)과, 제1 기판(110)의 제2 기판(140)을 향하는 면 상에 배치되고 각 단위 픽셀 내에 위치하는 제1 전극(120)과, 제2 기판(140)의 제1 기판(110)을 향하는 면 상에 격벽(130)에 대응되도록 배치되는 블랙 매트릭스(150)와, 제1 기판(110)과 제2 기판 사이의 블랙 매트릭스(150)에 대응되는 영역에 배치되는 제2 전극(170)을 구비한다.
제1 전극(120)은 제1 기판(110) 상에 각 단위 픽셀 별로 분리되어 배치되고, 제1 전극(120)이 분리되어 있는 영역에 상기 제1 전극(120)의 외곽으로 단위 픽셀을 구획하는 격벽(130)이 배치된다.
제1 기판(110)은 SiO2를 주성분으로 하는 투명 재질의 글라스재로 형성될 수 있다. 그러나 제1 기판(110)은 이에 한정되는 것은 아니며 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET; polyethylene terephthalate), 폴리카보네이트(PC; polycarbonate), 폴리이미드(PI; polyimide)와 같은 투명한 플라스틱재 등으로 형성될 수도 있다. 플라스틱재를 사용하는 경우, 유연성 있는 표시 장치를 구현하는 것이 용이하다.
제1 기판(110)은 도시하지는 않았지만, 적어도 하나의 박막 트랜지스터(TFT; thin film transistor)가 구비된 복수의 픽셀 회로를 포함할 수 있다. 각 픽셀 회로는 픽셀마다 배치된다. 상기 박막 트랜지스터는 게이트 전극과, 게이트 전극과 절연되어 있는 활성층과, 활성층의 불순물이 도핑된 양 가장자리와 각각 연결되는 소스 및 드레인 전극을 구비한다. 박막 트랜지스터에 구비된 소스 및 드레인 전극 중 하나는 제1 전극(120)의 적어도 일부와 접속된다.
제1 기판(110) 상에는 투명 도전성 물질로 형성된 제1 전극(120)이 형성된다. 본 발명은 투과 모드로도 구동될 수 있으므로, 제1 기판(110)과 제1 전극(120)은 투명한 물질로 구성하는 것이 바람직하다.
제1 전극(120)은 투명 도전성 물질로, 인듐틴옥사이드(ITO; indium tin oxide), 인듐징크옥사이드(IZO; indium zinc oxide), 징크옥사이드(ZnO; zinc oxide), 인듐옥사이드(In2O3; indium oxide), 인듐갈륨옥사이드(IGO; indium galium oxide) 및 알루미늄징크옥사이드(AZO; aluminium zinc oxide)을 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상을 구비할 수 있다.
제1 전극(120)은 각 픽셀 별로 패턴화되어 배치된다. 제1 기판(110) 상의 제1 전극(120)이 배치되지 않은 영역에는 단위 픽셀을 구획하기 위한 격벽(130)이 배치된다. 격벽(130)은 단위 픽셀을 구획하는 역할과, 단위 픽셀 사이로 빛이 새는 것을 방지하는 역할을 한다. 상기 격벽(130)은 감광성 수지, 드라이 필름, 아크릴 수지, 고분자 유기물 등일 수 있고, 포토리소그라피 공정이나 코팅 등에 의해 형성될 수 있다.
제2 기판(140)은 제1 기판(110)과 대향되게 배치된다. 제2 기판(140)의 제1 기판(110)을 향하는 면 상에는 블랙 매트릭스(150, black matrix)가 배치된다. 블랙 매트릭스(150)는 격벽(130)에 대응되는 위치에 배치되며 격벽(130)과 함께, 픽셀 사이로 빛이 새는 것을 방지하는 역할을 한다. 블랙 매트릭스(150)는 광을 차단할 수 있는 물질로 형성되며, 금속 박막, 금속 미립자, 카본 블랙 및 카본 블랙을 함유하는 혼합물 등에서 선택된 어느 하나일 수 있다. 블랙 매트릭스(150)는 광을 차단하는 역할을 하므로, 제1 전극(120)의 이격 거리보다 넓게 형성하여야 하지만, 블랙 매트릭스(150)가 너무 넓은 경우, 개구율이 저하되므로 이를 고려하여 적당한 너비를 갖도록 형성한다.
블랙 매트릭스(150)를 덮도록 절연층(160)이 배치되고, 절연층(160)은 제2 기판(140)의 전체 면적에 걸쳐 형성된다. 상기 절연층(160)은 투명한 무기 절연 물질 또는 에폭시 계열의 고분자 등과 같은 유기 절연 물질로 형성될 수 있다. 절연층(160)은 평탄화 기능을 수행할 수 있다.
상기 절연층(160) 위에는 상기 블랙 매트릭스(150)에 대응되는 영역에 제2 전극(170)이 배치된다. 제2 전극(170)은 투명 도전성 물질이거나, Ag, Al, Mg, Li, Ca, LiF/Ca 및 LiF/Al, Mo, Cr, Ti, Ta 등의 금속 물질일 수 있다. 제2 전극(170)은 블랙 매트릭스(150)와 격벽(130)의 사이에 배치되고, 외부에서 보았을 때, 블랙 매트릭스(150)에 의해 완전히 가려질 수 있도록 블랙 매트릭스(150)의 너비보다 좁게 형성하는 것이 바람직하다.
블랙 매트릭스(150)와 제2 전극(170)은 상기 절연층(160)에 의해 분리되어 배치된다. 절연층(160)은 무기 또는 유기 절연 물질로 형성될 수 있다. 블랙 매트릭스(150)는 일반적으로 도전성을 띌 수 있으므로, 제2 전극(170)과 절연되도록 배치하는 것이 바람직하지만, 블랙 매트릭스(150)를 페릴렌(perylene)계 등의 전기 절연성 물질로 형성하는 경우 절연층(160)은 생략 가능하다.
제2 전극(170)의 일면은 상기 절연층(160)과 접촉하고, 타면은 상기 격벽(130)과 접촉한다. 제2 전극(170)은 상기 절연층(160) 상에 도전성 물질 등을 증착 또는 스퍼터링(sputtering) 등의 통상의 방법으로 형성한 후, 포토리소그라피 공정 등을 통해 패터닝하여 형성될 수 있다. 제2 전극(170)이 형성된 제2 기판(140)과 격벽(130)을 구비하는 제1 기판(110)은 자외선 경화 접착제, 에폭시계 접착제 등과 같은 접착제에 의해 합착되어 단위 픽셀을 폐쇄시킨다.
제1 기판(110) 및 격벽(130)과 제2 기판(140)에 의해 구획된 단위 픽셀 영역에는 전기 영동 분산제(180)가 충진되어 있다. 전기 영동 분산제(180)는 제1 기판(110)과 제2 기판(140)을 합착하기 전에, 격벽(130)이 형성된 제1 기판(110) 내에 다이코팅(die coating), 캐스팅(casting), 바코팅(bar coating), 디스펜스(dispense), 스퀴징(squeezing), 잉크젯 프린팅(inkjet printing), 스크린 프린팅(screen printing) 등의 방법으로 충진된다.
전기 영동 분산제(180)는 안료 입자(181)와 안료 입자(181)가 분산되어 있는 유체(182, fluid)를 포함한다. 상기 유체(182)는 액체일 수도 있고, 기체일 수도 있다. 유체(182)가 액체인 경우에는 안료 입자(181)가 자유롭게 이동할 수 있도록 점성이 낮은 물질을 이용하는 것이 바람직하며, 탄화수소, 방향족 탄화수소, 할로겐 용매 등의 유기 용매일 수 있다. 상기 유체(182)은 절연성 물질로 전기장에 의하여 영향을 받지 않아야 한다.
안료 입자(181)은 백색 입자 또는 유색 입자일 수 있고, 백색 입자인 경우에는 이산화티탄(TiO2), 삼산화안티몬(Sb2O3), 황산바륨(BaSO4), 황화아연(ZnS) 및 이산화규소(SiO2) 입자 중 어느 하나일 수 있다. 유색 입자인 경우에는 황색 안료 입자, 적색 안료 입자, 녹색 안료 입자 및 청색 안료 입자 중 어느 하나일 수 있다. 상기 안료 입자(181)는 유체(182)에 분산되어 있으며, 양(+) 또는 음(-)으로 대전되어 있어, 제1 전극(120) 및/또는 제2 전극(170)에 전압이 인가되는 경우, 전기장에 의하여 특정한 방향으로 이동한다.
도 1은 반사 모드에서의 평판 표시 장치(100)의 상태를 나타낸 것이다. 도 1을 참조하면, 안료 입자(181)가 양(+)으로 대전되어 있는 경우, 제1 전극(120)에 음(-)의 전원이 인가되어, 안료 입자(181)가 전기장에 의해 제1 전극(120) 상에 배치된다. 그러나, 본 발명은 이에 제한되지 않고, 안료 입자(181)는 음(-)으로 대전된 입자일 수 있고, 이 경우, 제1 전극(120)에는 양(+)의 전원이 인가된다.
이때, 제2 전극(170)에는 전원이 인가되지 않을 수도 있고, 안료 입자(181)와 동일한 극성의 전원이 인가될 수도 있다. 제2 전극(170)에 안료 입자(181)와 동일한 극성의 전원이 인가된 경우에는 제2 전극(170)에 의해 발생된 전기장에 의해 유체(182)에 분산되어 있던 안료 입자(181)가 더 빠르게 제1 전극(120) 상에 배치될 수 있다.
안료 입자(181)가 백색인 경우에는 외부광이 상기 안료 입자(181)에 의해 반사되어 백색을 표시한다. 이때, 제2 기판(140) 상에 컬러 필터(미도시)가 더 구비되어, 색을 구현할 수도 있다. 안료 입자(181)가 유색인 경우에는 황색, 적색, 녹색 또는 청색 등의 색을 구현할 수 있다. 각각의 단위 픽셀에는 서로 다른 색의 안료 입자(181)가 배치될 수 있다.
도 2는 투과 모드에서의 평판 표시 장치(100)의 상태를 나타낸 것이다. 도 2를 참조하면, 안료 입자(181)가 양(+)으로 대전되어 있는 경우, 제2 전극(170)에 음(-)의 전원이 인가되어, 안료 입자(181)가 전기장에 의해 제2 전극(170) 상에 배치된다. 그러나, 본 발명은 이에 제한되지 않고, 안료 입자(181)는 음(-)으로 대전된 입자일 수 있고, 이 경우, 제2 전극(170)에는 양(+)의 전원이 인가된다.
이때, 제1 전극(120)에는 전원이 인가되지 않을 수도 있고, 안료 입자(181)와 동일한 극성의 전원이 인가될 수도 있다. 제1 전극(120)에 안료 입자(181)와 동일한 극성의 전원이 인가된 경우에는 제1 전극(120)에 의해 발생된 전기장에 의해 유체(182)에 분산되어 있던 안료 입자(181)가 더 빠르게 제2 전극(170) 상에 배치될 수 있다.
제2 전극(170)은 블랙 매트릭스(150)의 하부에 배치되어 있고, 블랙 매트릭스(150)보다 너비가 좁게 형성되므로, 안료 입자(181)가 제2 전극(170)에 부착된 경우, 블랙 매트릭스(150)에 의해 안료 입자(181)가 보이지 않게 된다. 따라서, 픽셀 내의 광이 투과할 수 있는 영역에는 건식 타입의 경우에는 기체만 배치되고, 습식 타입의 경우에는 유기 용매만 배치되어, 투과 모드를 구현할 수 있다. 상기 기체 또는 유기 용매는 액정 표시 장치에 구비되는 액정에 비해 높은 투과율을 가지므로, 높은 투과 특성을 가지는 투명 표시 장치를 구현할 수 있다.
반사 모드 또는 투과 모드 상태에서 전원 공급이 중단된 경우, 안료 입자(181)는 대전된 상태이므로, 안료 입자(181)가 부착되어 있는 제1 전극(120) 또는 제2 전극(170)에 안료 입자(181)의 극성과 반대의 극성을 갖는 전하가 유도되어, 쌍안정(bistability) 상태에 놓이게 된다. 따라서, 상기 반사 모드 또는 투과 모드 상태를 계속하여 유지할 수 있으므로, 저소비 전력을 구현할 수 있다.
도 3을 참조하면, 메쉬(mesh) 형태로 배치되어 있는 격벽(130)에 의해 복수개의 단위 픽셀이 구획되어 있고, 각각의 단위 픽셀의 가장자리에는 박막 트랜지스터 영역(TFT)이 구비되어 있다. 전술한 바와 같이 박막 트랜지스터의 소스 및 드레인 전극 중 하나의 전극은 제1 전극(120)과 전기적으로 연결된다. 제1 기판(110), 제1 전극(120), 제2 기판(140) 및 절연층(160)과 같은 투명한 소재로 이루어진 구성 요소는 도시를 생략하였다.
제2 전극(170)은 단위 픽셀을 구획하는 격벽(130)을 따라 복수 개의 단위 픽셀에 연결되어 배치된다. 즉, 격벽(130)과 제2 전극(170)도 메쉬 형태를 갖는다. 따라서, 제2 전극(170)의 일부에 공통 전압(Vcom)을 인가해줌으로써, 복수 개의 픽셀의 제2 전극(170)에 동시에 전압이 인가될 수 있다.
박막 트랜지스터는 평판 표시 장치(100)를 구동하기 위해 각각의 단위 픽셀에 배치된다. 투과 모드에서 박막 트랜지스터에 의해 투과도가 저하될 수 있으므로, 박막 트랜지스터가 배치되는 영역에 블랙 매트릭스(150)와 제2 전극(170)을 추가적으로 배치할 수 있다.
본 실시예의 평판 표시 장치(100)는 투과 모드에서 안료 입자(181)가 블랙 매트릭스(150)에 의해 가려져 보이지 않는다. 즉, 투과 모드에서 안료 입자(181)는 블랙 매트릭스(150)가 배치되는 영역, 즉 격벽(130)에 대응되는 영역에 위치한다. 상기 구성에 의해 단위 픽셀의 표시 영역에는 상술한 바와 같이 유체만이 존재하므로, 투명 표시 장치를 구현할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 관한 평판 표시 장치(200)를 개략적으로 도시한 단면도이다. 이하 도 1 내지 도 3에 따른 실시예와의 차이점을 중심으로 설명한다.
도 4를 참조하면, 제1 기판(210) 상에는 제1 전극(220)이 단위 픽셀마다 분리되어 배치되고, 제1 기판(210) 상의 제1 전극(220)이 배치되지 않은 영역에는 제3 전극(221)이 제1 전극(220)과 이격되어 배치된다. 제3 전극(221)은 제1 전극(220)과 동일한 투명 도전성 물질로 형성될 수 있다. 제3 전극(221)을 제1 전극(220)과 동일 물질로 형성하는 경우에는, 1회의 마스크 공정으로 제1 전극(220)과 제3 전극(221)을 동시에 형성할 수 있다. 그러나, 제3 전극(221)은 제1 전극(220)과 다른 물질일 수도 있고, Ag, Al, Mg, Li, Ca, LiF/Ca 및 LiF/Al, Mo, Cr, Ti, Ta 등의 금속 물질일 수도 있다.
도 4는 본 실시예의 투과 모드에서의 상태를 도시한 것으로, 안료 입자(281)는 양(+)으로 대전되어 있고, 제1 전극(220)에는 안료 입자(281)와 동일한 양(+)의 전원이 인가된다. 또한, 제3 전극(221)은 음(-)의 전원이 인가된다. 따라서, 안료 입자(281)는 수평 방향으로 형성된 전기장에 의해 제3 전극(221) 방향으로 이동하여 제3 전극(221)에 부착된다. 제3 전극(221)은 제2 기판(240)의 제1 기판(110)을 향하는 면 상에 배치된 블랙 매트릭스(250)에 대응되는 영역에 배치되고, 블랙 매트릭스(250)보다 너비가 좁게 형성되므로, 안료 입자(281)은 블랙 매트릭스(250)에 의해 가려져 보이지 않게 되어, 투과 모드를 구현할 수 있다.
도시하지는 않았지만, 반사 모드에서는 제1 전극(220)에 음(-)의 전원이 인가되고, 제3 전극(221)에 양(+)의 전원이 인가되어, 양(+)으로 대전된 안료 입자(281)는 제1 전극(220) 상에 배치된다.
본 실시예는 안료 입자가 양(+)으로 대전된 경우를 예시하고 있지만, 안료 입자는 음(-)으로 대전될 수도 있다. 또한, 본 실시예는 제2 기판(240) 상에 블랙 매트릭스(250)를 덮는 절연층(260)과, 제2 전극(270)이 배치되어 있지만, 절연층(260)과 제2 전극(270)은 생략될 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 관한 평판 표시 장치(300)를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 5를 참조하면, 제2 기판(340)의 제1 기판(310)을 향하는 면 상에 순차적으로 배치된 블랙 매트릭스(350)와 절연층(360)의 사이에 제4 전극(390)이 추가적으로 배치된다. 제4 전극(390)은 블랙 매트릭스(350)를 덮도록 제2 기판(340)의 전면에 형성되고, 투명 도전성 물질로, 인듐틴옥사이드(ITO; indium tin oxide), 인듐징크옥사이드(IZO; indium zinc oxide), 징크옥사이드(ZnO; zinc oxide), 인듐옥사이드(In2O3; indium oxide), 인듐갈륨옥사이드(IGO; indium galium oxide) 및 알루미늄징크옥사이드(AZO; aluminium zinc oxide)을 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상을 구비할 수 있다.
제4 전극(390)의 제1 기판(310) 방향의 면 상에는 절연층(360)이 배치되고, 절연층(360) 상의 블랙 매트릭스(350)에 대응되는 영역에는 제2 전극(370)이 배치된다. 제2 전극(370)과 제4 전극(390)은 절연층(360)에 구비되어 있는 비아홀(C)을 통해 전기적으로 연결된다. 따라서, 제4 전극(390)에 전압을 인가해주면, 제2 전극(370)에 동일한 전압이 인가된다.
도 5는 반사 모드에서의 상태를 도시하고 있다. 안료 입자(381)가 양(+)으로 대전된 경우, 제1 전극(320)에는 음(-)의 전원이 인가되고, 제4 전극(390)에는 양(+)의 전원이 인가된다. 제4 전극(390)에 양(+)의 전원을 인가시킴으로써, 비아 홀(C)을 통해 전기적으로 연결되어 있는 제2 전극(370)에도 양(+)의 전원이 인가된다. 따라서, 안료 입자(381)는 제1 전극(320) 상에 배치되어 반사 모드를 구현할 수 있다. 투과 모드를 구현하는 원리는 도 1 및 도 2와 동일하므로 본 실시예에서는 설명을 생략한다.
도 6은 도 3의 평판 표시 장치의 일부 구성 요소의 상면의 변형예를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 6을 참조하면, 다른 구성은 도 3과 동일하고, 박막 트랜지스터가 배치되어 있는 영역(TFT)에만 차이가 있다. 박막 트랜지스터는 기판(110) 내의 각각의 단위 픽셀의 중심부에 대응되는 영역에 배치된다. 박막 트랜지스터 영역(TFT)에 대응되는 제2 기판(140)에는 블랙 매트릭스(150)와 제2 전극(170)이 배치된다.
투명 모드에서 안료 입자(181)는 제2 전극(170)에 인가된 전압에 의해, 제2 전극(170) 상에 배치된다. 따라서, 투과 모드에서 안료 입자(181)는 격벽(130)에 대응되는 영역 이외에 박막 트랜지스터 영역(TFT)에도 배치될 수 있다.
상기 구성에 의하면, 제1 전극(120) 및 제2 전극(170)에 전압이 인가되는 않은 미작동 모드에서 투명 모드로 전환되거나, 반사 모드에서 투명 모드로 전환될 때, 안료 입자(181)의 이동 거리를 줄일 수 있다. 따라서, 미작동 모드 또는 반사 모드에서 투명 모드로의 신속한 전환이 가능하다.
도 7은 도 3의 평판 표시 장치의 일부 구성 요소의 상면의 다른 변형예를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 7을 참조하면, 단위 픽셀을 구획하는 격벽(130)과, 격벽(130)에 대응되도록 배치된 블랙 매트릭스(150)와 제2 전극(170)은 육각 형태로 배치되어 있다. 상기 구성에 의하면, 개구율을 높일 수 있고, 단위 픽셀을 구획하는 격벽(130)에 대응되는 위치에 배치된 블랙 매트릭스(150)의 표면적을 넓힐 수 있다. 따라서, 투명 모드에서 안료 입자(181)가 배치될 수 있는 영역이 넓어진다.
도시하지는 않았지만, 박막 트랜지스터는 단위 픽셀의 가장자리 영역에 대응되도록 배치될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
110, 210, 310: 제1 기판 120, 220, 320: 제1 전극
130, 230, 330: 격벽 140, 240, 340: 제2 기판
150, 250, 350: 블랙 매트릭스 160, 260, 360: 절연층
170, 270, 370: 제2 전극 180, 280, 380: 분산제
181, 281, 381: 안료 입자 182, 282, 382: 유체
221: 제3 전극 390: 제4 전극
C: 비아홀 TFT: 박막 트랜지스터 영역

Claims (16)

  1. 제1 기판;
    상기 제1 기판과 대향되게 배치된 제2 기판;
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 사이에 배치되고, 단위 픽셀을 구획하는 격벽;
    상기 제1 기판의 상기 제2 기판을 향한 면 상에 배치되고 상기 각 단위 픽셀 내에 위치하는 제1 전극;
    상기 제2 기판의 상기 제1 기판을 향한 면 상의 상기 격벽에 대응되는 영역에 배치되고, 광을 차단하는 블랙 매트릭스;
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이의 상기 블랙 매트릭스에 대응되는 영역에 배치되는 제2 전극; 및
    상기 단위 픽셀의 내부에 배치되고, 대전된 안료 입자와 상기 안료 입자가 분산되어 있는 유체를 포함하는 전기 영동 분산제;를 구비하는 평판 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 전극은 상기 블랙 매트릭스와 상기 격벽의 사이에 배치된 평판 표시 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제2 전극의 너비는 상기 블랙 매트릭스의 너비보다 좁은 평판 표시 장치.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 기판 상의 상기 블랙 매트릭스에 대응되는 영역에 제1 전극과 이격되도록 배치된 제3 전극을 더 구비하는 평판 표시 장치.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 블랙 매트릭스를 덮도록 상기 제2 기판의 전면에 배치된 절연층을 더 구비하는 평판 표시 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 절연층과 상기 제2 기판의 사이에 개재된 제4 전극을 더 구비하는 평판 표시 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제2 전극과 상기 제4 전극은 전기적으로 연결된 평판 표시 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판은 투명한 기판인 평판 표시 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 전극은 투명 전극인 평판 표시 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 전극은 금속 전극인 평판 표시 장치.
  11. 제6 항에 있어서,
    상기 제4 전극은 투명 전극인 평판 표시 장치.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 격벽의 가로 방향의 단면은 메쉬(mesh) 형태이고, 상기 제2 전극은 상기 격벽에 대응되도록 배치되며, 상기 제2 전극의 적어도 일부에는 공통 전압이 인가되는 평판 표시 장치.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 격벽의 가로 방향의 단면은 육각 형태이고, 상기 격벽에 대응되는 영역에 상기 블랙 매트릭스와 상기 제2 전극이 배치된 평판 표시 장치.
  14. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 기판은, 상기 각 단위 픽셀 별로 구비되고, 상기 제1 전극과 전기적으로 연결된 박막 트랜지스터를 구비하고, 상기 박막 트랜지스터는 상기 단위 픽셀의 가장자리 영역에 대응되도록 배치되는 평판 표시 장치.
  15. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 기판은, 상기 각 단위 픽셀 별로 구비되고, 상기 제1 전극과 전기적으로 연결된 박막 트랜지스터를 구비하고, 상기 박막 트랜지스터는 상기 단위 픽셀의 중심부에 대응되도록 배치되는 평판 표시 장치.
  16. 제14 항 또는 제15 항에 있어서,
    상기 블랙 매트릭스 및 제2 전극은 상기 박막 트랜지스터에 대응되는 위치에 구비된 평판 표시 장치.
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