KR101949386B1 - Electrophoretic light-shutter display device - Google Patents

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Abstract

본 발명은 화소영역을 갖는 제 1 기판과; 상기 제 1 기판 상에 위치하는 보호층과; 상기 보호층 상에 위치하며 서로 이격하는 복수개의 돌출부와; 상기 복수개의 돌출부 상에 위치하여 서로 이격하는 화소전극과; 상기 제 1 기판과 마주하는 제 2 기판과; 상기 제 2 기판 상에 위치하며 판형상을 갖는 공통전극과; 상기 제 1 및 제 2 기판 사이에 위치하며 하전되어 있는 전기영동 입자와; 상기 제 1 기판 하부에 위치하는 광원을 포함하는 전기영동 광셔터 표시장치를 제공한다.The present invention provides a liquid crystal display comprising: a first substrate having a pixel region; A protective layer disposed on the first substrate; A plurality of protrusions positioned on the protective layer and spaced apart from each other; A plurality of pixel electrodes spaced apart from each other on the plurality of protrusions; A second substrate facing the first substrate; A common electrode located on the second substrate and having a plate shape; Electrophoretic particles positioned between the first and second substrates and being charged; And a light source positioned below the first substrate.

Description

전기영동 광셔터 표시장치{Electrophoretic light-shutter display device}[0001] Electrophoretic light-shutter display device [0002]

본 발명은 전기영동 광셔터 표시장치에 관한 것으로, 특히 향상된 응답속도를 가져 고품질의 영상을 제공할 수 있는 전기영동 광셔터 표시장치에 관한 것이다.
The present invention relates to an electrophoretic optical shutter display, and more particularly, to an electrophoretic optical shutter display capable of providing a high quality image with an improved response speed.

일반적으로, 표시장치는 액정표시장치, 플라즈마 표시장치 및 유기전계 표시장치가 주류를 이루어 왔다. 그러나, 최근 급속도로 다양화되는 소비자의 욕구를 충족시키기 위해 다양한 형태의 표시장치를 선보이고 있는 상황이다.2. Description of the Related Art In general, a liquid crystal display, a plasma display, and an organic electric field display have become mainstream in display devices. However, recently, various types of display devices have been introduced to meet the rapidly diversifying consumer needs.

특히, 정보 이용 환경의 고도화 및 휴대화에 힘입어 경량, 박형, 고효율 및 천연색의 동영상을 구현하는 데 박차를 가하고 있다. 이러한 일환으로 기존 표시장치의 장점을 가지면서 플렉서블 특성을 갖는 전기영동 표시장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있는 상황이다.Especially, it is accelerating the implementation of lightweight, thin, high efficiency, and full color video by enhancing the information utilization environment and portability. As a result, studies on electrophoretic display devices having flexible characteristics have been actively carried out while having advantages of existing display devices.

이러한 전기영동 표시장치 중 하나로, 전기영동 입자가 광원에 대한 셔터 역할을 하는 전기영동 광셔터 표시장치에 대한 개발 역시 진행되고 있다.As one of such electrophoretic display devices, development of an electrophoretic optical shutter display device in which electrophoretic particles serve as a shutter for a light source is also under development.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 종래의 전기영동 광셔터 표시장치에 대해 설명하도록 한다.Hereinafter, a conventional electrophoretic optical shutter display device will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1a 및 도 1b는 전기영동 광셔터 표시장치의 구동 원리를 설명하기 위해 그 구조를 간략히 나타낸 도면이다.FIGS. 1A and 1B are diagrams schematically showing the structure of the electrophoretic optical shutter display device for explaining the driving principle thereof.

도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 전기영동 광셔터 표시장치는 제 1 기판(10)과, 상기 제 1 기판(10)과 마주하는 제 2 기판(30)과, 상기 제 1 및 제 2 기판(10, 30) 사이에 위치하는 전기영동 입자(60) 및 상기 제 1 기판(10) 하부에 위치하는 광원을 포함한다.1A and 1B, an electrophoretic optical shutter display comprises a first substrate 10, a second substrate 30 facing the first substrate 10, a first substrate 10 facing the first substrate 10, Electrophoretic particles 60 positioned between the substrates 10 and 30, and a light source positioned under the first substrate 10.

상기 제 1 기판(10)에는 서로 이격하는 화소전극(20)이 형성되고, 상기 제 2 기판(30)에는 컬러필터층(40)과 공통전극(50)이 형성된다. 상기 전기영동 입자(60)는 상기 화소전극(20)과 상기 공통전극(50) 사이에 위치하며 상기 화소전극(30)과 상기 공통전극(50)에 전압이 인가됨으로써 구동된다.A pixel electrode 20 is formed on the first substrate 10 and a color filter layer 40 and a common electrode 50 are formed on the second substrate 30. The electrophoretic particles 60 are positioned between the pixel electrode 20 and the common electrode 50 and are driven by applying a voltage to the pixel electrode 30 and the common electrode 50.

상기 전기영동 입자(60)는 블랙 입자이며, 예를 들어 (-) 극성을 띠도록 하전되어 있다.The electrophoretic particles 60 are black particles, for example, charged to have a negative polarity.

위와 같은 구성의 전기영동 광셔터 표시장치에서, 도 1a에 도시된 바와 같이, 상기 화소전극(20)에 (-) 전압이 인가되면 상기 전기영동 입자(60)는 (+) 전압 상태인 상기 공통전극(50)으로 이동한다. 따라서, 상기 광원으로부터 빛이 공급되더라도 상기 전기영동 입자(60)에 의해 차단되어 블랙을 표시하게 된다.1A, when the negative voltage is applied to the pixel electrode 20, the electrophoretic particles 60 are in a positive (+) voltage state, To the electrode (50). Therefore, even if light is supplied from the light source, the electrophoretic particles 60 are blocked by the electrophoretic particles 60 to display black.

한편, 도 1b에 도시된 바와 같이, 상기 화소전극(20)에 (+) 전압이 인가되면 상기 전기영동 입자(60)는 상기 화소전극(20)으로 이동한다. 상기 전기영동 입자(60)는 상기 화소전극(20)의 표면에 붙게 되고 상기 화소전극(20)은 각 화소영역에서 서로 이격하여 위치하고 있기 때문에, 상기 화소전극(20) 사이 공간을 통해 상기 광원의 빛이 투과하여 영상을 구현하게 된다. 이때, 상기 컬러필터층(40)에 의해 표시되는 영상의 색상이 결정되며, 컬러필터층(40)이 없는 경우라면 화이트 영상이 표시된다.
1B, when the positive voltage is applied to the pixel electrode 20, the electrophoretic particles 60 move to the pixel electrode 20. As shown in FIG. The electrophoretic particles 60 adhere to the surface of the pixel electrode 20 and the pixel electrodes 20 are spaced apart from each other in each pixel region, Light is transmitted and the image is realized. At this time, the color of the image displayed by the color filter layer 40 is determined, and if there is no color filter layer 40, a white image is displayed.

본 발명은 고품질의 영상을 구현하기 위해 전기영동 광셔터 표시장치의 응답속도를 향상시키고자 한다.The present invention intends to improve the response speed of an electrophoretic optical shutter display device in order to realize a high-quality image.

특히, 다른 특성의 저하 없이 응답속도를 개선함으로써 전기영동 광셔터 표시장치의 품질 향상을 도모하고자 한다.
In particular, the present invention aims to improve the quality of the electrophoretic optical shutter display device by improving the response speed without deteriorating other characteristics.

위와 같은 과제의 해결을 위해, 본 발명은 화소영역을 갖는 제 1 기판과; 상기 제 1 기판 상에 위치하는 보호층과; 상기 보호층 상에 위치하며 서로 이격하는 복수개의 돌출부와; 상기 복수개의 돌출부 상에 위치하여 서로 이격하는 화소전극과; 상기 제 1 기판과 마주하는 제 2 기판과; 상기 제 2 기판 상에 위치하며 판형상을 갖는 공통전극과; 상기 제 1 및 제 2 기판 사이에 위치하며 하전되어 있는 전기영동 입자와; 상기 제 1 기판 하부에 위치하는 광원을 포함하는 전기영동 광셔터 표시장치를 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a liquid crystal display comprising: a first substrate having a pixel region; A protective layer disposed on the first substrate; A plurality of protrusions positioned on the protective layer and spaced apart from each other; A plurality of pixel electrodes spaced apart from each other on the plurality of protrusions; A second substrate facing the first substrate; A common electrode located on the second substrate and having a plate shape; Electrophoretic particles positioned between the first and second substrates and being charged; And a light source positioned below the first substrate.

본 발명의 전기영동 광셔터 표시장치에 있어서, 상기 화소전극은 제 1 방향으로 연장되며 서로 이격하는 제 1 연장부를 포함하는 특징으로 한다.In the electrophoretic optical shutter display device of the present invention, the pixel electrode may include a first extension extending in a first direction and spaced apart from each other.

본 발명의 전기영동 광셔터 표시장치에 있어서, 상기 화소전극은 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 연장되는 제 2 연장부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the electrophoretic optical shutter display device of the present invention, the pixel electrode includes a second extending portion extending in a second direction intersecting with the first direction.

본 발명의 전기영동 광셔터 표시장치에 있어서, 상기 화소전극은 상기 돌출부의 상부면을 덮는 것을 특징으로 한다.In the electrophoretic optical shutter display device of the present invention, the pixel electrode covers the upper surface of the protrusion.

본 발명의 전기영동 광셔터 표시장치에 있어서, 상기 화소전극은 상기 돌출부의 상부면과 측면을 덮는 것을 특징으로 한다.In the electrophoretic optical shutter display device of the present invention, the pixel electrode covers the upper surface and the side surface of the protrusion.

본 발명의 전기영동 광셔터 표시장치에 있어서, 상기 제 1 기판 상에서 서로 교차하여 상기 화소영역을 정의하는 게이트 배선 및 데이터 배선과; 상기 게이트 배선 및 상기 데이터 배선에 연결되고 상기 화소영역 내에 위치하며, 상기 보호층 하부에 위치하는 박막트랜지스터를 포함하고, 상기 화소전극은 상기 박막트랜지스터에 연결되는 것을 특징으로 한다.In the electrophoretic optical shutter display device of the present invention, a gate wiring and a data wiring crossing each other on the first substrate and defining the pixel region; And a thin film transistor which is connected to the gate line and the data line and is located in the pixel region and is located under the passivation layer, and the pixel electrode is connected to the thin film transistor.

본 발명의 전기영동 광셔터 표시장치에 있어서, 상기 보호층은 유기절연물질로 이루어지고, 상기 복수개의 돌출부는 상기 보호층과 동일물질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In the electrophoretic optical shutter display device of the present invention, the protective layer may be formed of an organic insulating material, and the plurality of protrusions may be formed of the same material as the protective layer.

본 발명의 전기영동 광셔터 표시장치에 있어서, 상기 전기영동 입자는 블랙입자인 것을 특징으로 한다.In the electrophoretic optical shutter display device of the present invention, the electrophoretic particles are black particles.

본 발명의 전기영동 광셔터 표시장치에 있어서, 상기 제 2 기판과 상기 공통전극 사이에 위치하며 상기 화소영역에 대응하는 컬러필터층을 포함하는 것을 특징으로 한다.In the electrophoretic optical shutter display device of the present invention, a color filter layer is disposed between the second substrate and the common electrode and corresponds to the pixel region.

본 발명의 전기영동 광셔터 표시장치에 있어서, 상기 화소영역의 경계에 위치하여 상기 화소영역을 둘러싸는 격벽을 포함하는 것을 특징으로 한다.
In the electrophoretic optical shutter display device according to the present invention, the barrier rib is located at a boundary of the pixel region and surrounds the pixel region.

본 발명은 전기영동 광셔터 표시장치에 있어서 상부기판의 공통전극과 하부기판의 화소전극 사이의 거리를 감소시킴으로써 전기영동 입자의 이동 거리를 줄일 수 있다. 따라서, 전기영동 광셔터 표시장치의 응답속도가 개선되는 효과를 갖는다.In the electrophoretic optical shutter display device, the distance between the common electrode of the upper substrate and the pixel electrode of the lower substrate is reduced, thereby reducing the moving distance of the electrophoretic particles. Therefore, the response speed of the electrophoretic light shutter display device is improved.

이때, 하부기판에 형성되는 화소전극에 단차를 형성함으로써 상부기판에 형성되는 공통전극과의 거리를 줄임으로써, 다른 특성의 저하 없이 응답속도를 개선할 수 있다.
At this time, by forming a step on the pixel electrode formed on the lower substrate, the distance from the common electrode formed on the upper substrate is reduced, and the response speed can be improved without deteriorating other characteristics.

도 1a 및 도 1b는 전기영동 광셔터 표시장치의 구동 원리를 설명하기 위해 그 구조를 간략히 나타낸 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 화소전극의 간격 변화와 개구율의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 셀갭과 명암비와의 관계를 보여주는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전기영동 광셔터 표시장치용 하부기판의 개략적인 평면도이다.
도 5는 도 4의 V-V선을 따라 절단한 부분의 개략적인 단면도이다.
도 6은 도 4의 VI-VI선을 따라 절단한 부분의 개략적인 단면도이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전기영동 광셔터 표시장치에서 오프/온 상태를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전기영동 광셔터 표시장치용 하부기판의 개략적인 평면도이다.FIGS. 1A and 1B are diagrams schematically showing the structure of the electrophoretic optical shutter display device for explaining the driving principle thereof.
2A and 2B are diagrams for explaining the relationship between the variation of the interval of the pixel electrodes and the aperture ratio.
3 is a graph showing the relationship between the cell gap and the contrast ratio.
4 is a schematic plan view of a lower substrate for an electrophoretic optical shutter display according to a first embodiment of the present invention.
5 is a schematic cross-sectional view of a portion cut along the line VV in Fig.
6 is a schematic cross-sectional view of a portion cut along the line VI-VI in Fig.
7A and 7B are schematic cross-sectional views for explaining an off-on state in the electrophoretic optical shutter display device according to the first embodiment of the present invention.
8 is a schematic plan view of a lower substrate for an electrophoretic optical shutter display device according to a second embodiment of the present invention.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings.

본 발명은 전기영동 광셔터 표시장치의 응답속도를 개선하고자 한다.The present invention seeks to improve the response speed of an electrophoretic optical shutter display.

이러한 방법으로, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같은 화소전극의 구조에서 화소전극 사이의 간격을 좁힘으로써, 응답속도를 개선할 수 있다.In this way, by narrowing the interval between the pixel electrodes in the structure of the pixel electrode as shown in Figs. 2A and 2B, the response speed can be improved.

그러나, 도 2a에 도시된 바와 같이, 화소전극 사이의 간격을 좁히게 되면, 개구율이 저하된다. 즉, 전기영동 광셔터 표시장치의 온 상태, 즉 화소전극에 (+) 전압이 인가되면 화소전극에 전기영동 입자가 모이게 되고 화소전극 사이 공간을 통해 빛이 투과되는데, 화소전극 사이 간격을 좁히게 되면 화소전극 사이 공간이 줄어들기 때문에 개구율이 저하되는 문제를 발생한다.However, as shown in Fig. 2A, if the interval between the pixel electrodes is narrowed, the aperture ratio is lowered. That is, when the (+) voltage is applied to the pixel electrode in the ON state of the electrophoretic optical shutter display device, electrophoretic particles collect on the pixel electrode and light is transmitted through the space between the pixel electrodes. The space between the pixel electrodes is reduced and the aperture ratio is lowered.

한편, 화소전극 사이 간격을 좁이면서 화소전극의 폭을 감소시킴으로써 화소전극 사이의 공간 감소를 방지할 수 있다. 그러나, 화소전극에 (+) 전압이 인가되어 화소전극에 전기영동 입자가 모이는 경우 전기영동 입자는 화소전극의 상부면 뿐만 아니라 측면에도 모이게 된다. 이러한 경우, 화소전극의 폭이 작으면 화소전극 측면의 전기영동 입자의 비율이 증가하기 때문에, 실질적인 개구율이 저하된다.On the other hand, by reducing the width of the pixel electrode while narrowing the interval between the pixel electrodes, it is possible to prevent the space between the pixel electrodes from being reduced. However, when the (+) voltage is applied to the pixel electrode to collect the electrophoretic particles on the pixel electrode, the electrophoretic particles collect on the side surface as well as the upper surface of the pixel electrode. In this case, if the width of the pixel electrode is small, the ratio of the electrophoretic particles on the side of the pixel electrode increases, so that the actual aperture ratio is lowered.

다시 말해, 화소전극 사이의 간격을 감소시켜 응답속도를 개선하는 경우, 개구율의 저하 문제가 발생하게 된다.In other words, when the interval between the pixel electrodes is reduced to improve the response speed, a problem of lowering the aperture ratio occurs.

한편, 제 1 및 제 2 기판 사이의 거리, 즉 셀갭(cell gap)을 줄임으로써 응답속도를 개선할 수 있다. 즉, 온 상태와 오프 상태에서 전기영동 입자의 이동 거리를 줄임으로써, 응답속도의 개선을 얻을 수 있다. On the other hand, the response speed can be improved by reducing the distance between the first and second substrates, that is, the cell gap. That is, by reducing the moving distance of the electrophoretic particles in the on state and the off state, the response speed can be improved.

그러나, 셀갭과 명암비와의 관계를 보여주는 그래프인 도 3을 참조하면, 셀갭이 감소함에 따라 블랙 (B) 상태의 투과율이 증가하게 된다. 즉, 셀갭이 증가함에 따라 화이트 (W) 휘도도 증가하나 블랙 휘도가 급격히 증가함으로써 명암비(contrast ratio, CR)가 감소하게 된다.However, referring to FIG. 3, which is a graph showing the relationship between the cell gap and the contrast ratio, the transmittance in the black (B) state increases as the cell gap decreases. That is, as the cell gap increases, the white (W) luminance also increases, but the contrast ratio (CR) decreases as the black luminance increases sharply.

셀갭이 감소하는 경우 제 1 및 제 2 기판 사이의 공간이 줄어들기 때문에, 전기영동 입자의 양 또한 줄어든다. 따라서, 오프 상태에서 광원의 빛이 전기영동 입자에 의해 완전히 차단되지 못하기 때문에 빛샘이 발생하게 되고, 이에 따라 블랙 상태에서의 휘도가 증가하게 된다.Since the space between the first and second substrates is reduced when the cell gap is reduced, the amount of electrophoretic particles is also reduced. Therefore, since the light of the light source is not completely blocked by the electrophoretic particles in the off state, light leakage occurs, thereby increasing the brightness in the black state.

즉, 셀갭의 증가에 의해 응답속도를 개선할 수 있으나, 명암비가 감소하는 문제가 발생된다.That is, the response speed can be improved by increasing the cell gap, but the contrast ratio is reduced.

또한, 구동 전압을 증가시켜 전기영동 입자의 이동 속도를 증가시킴으로써 응답속도를 개선할 수 있으나, 구동 전압 증가에 의해 소비전력이 증가하는 문제가 발생한다.In addition, although the response speed can be improved by increasing the driving voltage and increasing the moving speed of the electrophoretic particles, there is a problem that the power consumption increases due to the increase in the driving voltage.

이와 같이, 응답속도 개선을 위한 화소전극 간격 조절, 셀갭 조절, 구동 전압 조절은 개구율, 명암비 및 소비전력과 트레이드-오프(trade-off) 관계에 있기 때문에, 다른 특성의 저하 없이 응답속도를 개선하기 어렵다.As described above, since the pixel electrode interval adjustment, the cell gap adjustment, and the drive voltage adjustment for improving the response speed are in a trade-off relation with the aperture ratio, the contrast ratio, and the power consumption, the response speed can be improved without deteriorating other characteristics it's difficult.

본 발명에서는 명암비의 감소 없이 화소전극과 공통전극 사이의 거리를 감소시켜 응답속도를 개선하고자 한다.In the present invention, the distance between the pixel electrode and the common electrode is reduced without decreasing the contrast ratio, thereby improving the response speed.

도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전기영동 광셔터 표시장치용 하부기판의 개략적인 평면도이며, 도 5는 도 4의 V-V선을 따라 절단한 부분의 개략적인 단면도이고, 도 6은 도 4의 VI-VI선을 따라 절단한 부분의 개략적인 단면도이다.FIG. 4 is a schematic plan view of a lower substrate for an electrophoretic optical shutter display device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 5 is a schematic cross-sectional view taken along line VV in FIG. 4, 4 is a schematic cross-sectional view taken along line VI-VI of FIG.

도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 전기영동 광셔터 표시장치는 제 1 기판(110)과, 상기 제 1 기판(110)과 마주하는 제 2 기판(160)과, 상기 제 1 및 제 2 기판(110, 160) 사이에 위치하는 전기영동 입자(170) 및 상기 제 1 기판(110) 하부에 위치하는 광원을 포함한다.4 to 6, the electrophoretic optical shutter display device includes a first substrate 110, a second substrate 160 facing the first substrate 110, a first substrate 110 facing the first substrate 110, Electrophoretic particles 170 positioned between the substrates 110 and 160 and a light source positioned below the first substrate 110. [

상기 제 1 기판(110)에는 서로 이격하는 화소전극(150)이 형성되고, 상기 제 2 기판(160)에는 공통전극(164)이 형성된다. 상기 전기영동 입자(170)는 상기 화소전극(150)과 상기 공통전극(164) 사이에 위치하며 상기 화소전극(150)과 상기 공통전극(164)에 전압이 인가됨으로써 구동된다.A pixel electrode 150 is formed on the first substrate 110 and a common electrode 164 is formed on the second substrate 160. The electrophoretic particles 170 are positioned between the pixel electrode 150 and the common electrode 164 and are driven by applying a voltage to the pixel electrode 150 and the common electrode 164.

예를 들어, 상기 전기영동 입자(170)는 블랙 입자이며, (-) 극성을 띠도록 하전될 수 있다. 한편, 오프 시에 블랙 영상이 아닌 컬러 영상을 표시하는 경우, 상기 전기영동 입자(170)는 적색, 녹색, 청색 등의 컬러 입자일 수 있다.For example, the electrophoretic particles 170 are black particles and can be charged to have a negative polarity. On the other hand, when displaying a color image other than a black image at the time of off, the electrophoretic particles 170 may be color particles such as red, green, and blue.

상기 제 1 기판(110)에는 서로 교차하여 화소영역(P)을 정의하는 게이트 배선(112) 및 데이터 배선(130)이 위치한다. 즉, 상기 게이트 배선(112)은 제 1 방향으로 연장되고, 상기 데이터 배선(130)은 제 2 방향으로 연장됨으로써 상기 게이트 배선(112)과 교차한다.A gate line 112 and a data line 130 are defined on the first substrate 110 to define a pixel region P intersecting with each other. That is, the gate wiring 112 extends in the first direction, and the data wiring 130 extends in the second direction to cross the gate wiring 112.

상기 게이트 배선(112) 및 상기 데이터 배선(130)의 교차지점, 즉 스위칭 영역(TrA)에는 스위칭 소자인 박막트랜지스터(Tr)가 위치한다. 상기 박막트랜지스터(Tr)는 상기 게이트 배선(112) 및 상기 데이터 배선(130)에 연결된다.A thin film transistor Tr as a switching element is located at an intersection of the gate wiring 112 and the data wiring 130, that is, in the switching region TrA. The thin film transistor Tr is connected to the gate line 112 and the data line 130.

상기 박막트랜지스터(Tr)는 상기 게이트 배선(112)에 연결되는 게이트 전극(114), 상기 게이트 전극(114)을 덮는 게이트 절연막(116), 상기 게이트 절연막(116) 상에 위치하며 순수 비정질 실리콘으로 이루어지는 액티브층(120a)과 불순물 비정질 실리콘으로 이루어지는 오믹콘택층(120b)으로 구성되는 반도체층(120), 상기 반도체층(120) 상에 위치하며 상기 데이터 배선(130)에 연결되는 소스 전극(132) 및 상기 반도체층(120) 상에 위치하고 상기 소스 전극(132)으로부터 이격되는 드레인 전극(134)을 포함한다.The thin film transistor Tr includes a gate electrode 114 connected to the gate wiring 112, a gate insulating film 116 covering the gate electrode 114, a gate insulating film 116 formed on the gate insulating film 116 and made of pure amorphous silicon And an ohmic contact layer 120b made of an impurity amorphous silicon and a source electrode 132 connected to the data line 130 and electrically connected to the semiconductor layer 120. The semiconductor layer 120 includes an active layer 120a, And a drain electrode 134 located on the semiconductor layer 120 and spaced apart from the source electrode 132.

상기 박막트랜지스터(Tr)를 덮는 보호층(140)이 형성된다. 상기 보호층(140)은 상기 드레인 전극(134)을 노출하는 드레인 콘택홀(144)을 갖는다.A protective layer 140 covering the thin film transistor Tr is formed. The passivation layer 140 has a drain contact hole 144 exposing the drain electrode 134.

상기 보호층(140) 상에는 상기 화소영역(P) 내에서 서로 이격하는 복수개의 돌출부(142)가 위치한다. 예를 들어, 상기 보호층(140)은 포토아크릴(photo-acryl) 또는 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene)과 같은 유기절연물질로 이루어지며, 상기 돌출부(142)는 상기 보호층(140)과 동일물질로 이루어질 수 있다.A plurality of protrusions 142 spaced apart from each other in the pixel region P are disposed on the passivation layer 140. For example, the protective layer 140 may be formed of an organic insulating material such as photo-acryl or benzocyclobutene, and the protrusion 142 may be formed of the same material as the protective layer 140 Lt; / RTI >

상기 돌출부(142)는 그 단면이 사다리꼴 형상을 갖는 것으로 보여지고 있으나, 직사각형, 정사각형 또는 반원형 등 다양한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 보호층(140)으로부터 돌출되는 이상 그 형상에 제한은 없다.Although the protrusion 142 is shown to have a trapezoidal shape in cross section, it may have various shapes such as a rectangle, a square, or a semicircle. That is, the shape of the protruded portion from the protective layer 140 is not limited.

이때, 공정을 단순화하기 위해, 유기절연물질을 도포한 후, 반투과 마스크 공정을 진행함으로써, 상기 돌출부(142)와 상기 드레인 콘택홀(144)을 형성할 수 있다.At this time, in order to simplify the process, the protrusion 142 and the drain contact hole 144 can be formed by applying an organic insulating material and performing a transflective mask process.

즉, 상기 보호층(140)은 상기 화소전극(150)에 대응하여 상기 제 1 기판(110)으로부터 제 1 높이를 가져 상기 돌출부(142)를 형성하며 다른 영역에 대하여는 상기 제 1 높이보다 작은 제 2 높이를 갖는다.That is, the passivation layer 140 has the first height from the first substrate 110 corresponding to the pixel electrode 150, and the protrusion 142 is formed on the first substrate 110, 2 < / RTI >

또한, 평탄면에 화소전극이 형성되는 경우와 비교하여, 본 발명의 화소전극(150)은 돌출부(142)의 상부면과 하부면을 덮기 때문에 표면적이 증가한다.In addition, as compared with the case where the pixel electrode is formed on the flat surface, since the pixel electrode 150 of the present invention covers the upper surface and the lower surface of the protruding portion 142, the surface area is increased.

한편, 상기 돌출부(142)는 상기 보호층(140)과 별도의 공정에 의해 상기 보호층(140) 상에 형성될 수도 있다. 또한, 상기 돌출부(142)는 상기 보호층(140)과 다른 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 돌출부(142)는 산화실리콘 또는 질화실리콘과 같은 무기절연물질 또는 금속물질로 이루어질 수 있다.Meanwhile, the protrusion 142 may be formed on the passivation layer 140 by a separate process from the passivation layer 140. The protrusion 142 may be formed of a different material from the protective layer 140. For example, the protrusion 142 may be made of an inorganic insulating material or a metallic material such as silicon oxide or silicon nitride.

상기 복수개의 돌출부(142) 각각은 상기 제 1 기판(110)으로부터 동일한 높이로 형성되는 것이 보여지고 있으나, 상기 복수개의 돌출부(142) 모두가 서로 다른 높이를 갖거나 이중 적어도 하나가 나머지와 서로 다른 높이를 갖도록 형성될 수도 있다.Although each of the plurality of protrusions 142 is shown to be formed at the same height from the first substrate 110, all of the plurality of protrusions 142 may have different heights or at least one of them may be different from the rest And may be formed to have a height.

상기 화소전극(150)은 상기 돌출부(142)와 상기 드레인 콘택홀(144)을 포함하는 상기 보호층(140) 상에 위치한다.The pixel electrode 150 is located on the protective layer 140 including the protrusion 142 and the drain contact hole 144.

상기 화소전극(150)은 상기 드레인 콘택홀(144)을 통해 상기 드레인 전극(134)에 연결된다. 또한, 상기 화소전극(150)은 상기 복수개의 돌출부(142)를 덮으며 서로 이격되어 있다.The pixel electrode 150 is connected to the drain electrode 134 through the drain contact hole 144. In addition, the pixel electrode 150 covers the plurality of protrusions 142 and is spaced apart from each other.

즉, 도 4에서 보여지는 바와 같이, 상기 화소전극(150)은 상기 게이트 배선(112)을 따라 연장되는 제 1 연장부와 상기 데이터 배선(130)을 따라 연장되는 제 2 연장부로 구성됨으로써, 적어도 하나의 개구부(152)를 포함한다. 이때, 돌출부(142) 각각의 폭은 인접한 돌출부(142) 사이 거리보다 작게 구성된다. 즉, 돌출부(142)의 폭은 개구부(152)의 폭보다 작다.4, the pixel electrode 150 includes a first extension extending along the gate line 112 and a second extension extending along the data line 130, And includes one opening 152. At this time, the width of each of the projections 142 is configured to be smaller than the distance between the adjacent projections 142. That is, the width of the protruding portion 142 is smaller than the width of the opening 152.

한편, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전기영동 광셔터 표시장치용 하부기판의 개략적인 평면도인 도 8을 참조하면, 화소전극(150)은 데이터 배선(130)을 따라 연장되며 서로 이격하도록 형성될 수도 있다.8, which is a schematic plan view of a lower substrate for an electrophoretic optical shutter display according to a second embodiment of the present invention, pixel electrodes 150 extend along data lines 130 and are formed to be spaced apart from each other .

이와 달리, 화소전극(150)은 게이트 배선(112)을 따라 연장되며 서로 이격하도록 형성되거나 게이트 배선(112)에 기울어지며 서로 이격하여 형성될 수도 있다.Alternatively, the pixel electrodes 150 may extend along the gate lines 112, be spaced apart from each other, or be inclined to the gate lines 112 and spaced apart from each other.

즉, 상기 화소전극(150)은 서로 이격하여 형성되는 한 그 형상에 제한이 없다.That is, as long as the pixel electrodes 150 are formed to be spaced apart from each other, the shape thereof is not limited.

또한, 도 5 및 도 6에서 상기 화소전극(150)이 상기 돌출부(142)의 상부면 및 측면을 덮도록 형성되고 있으나, 이와 달리 상기 돌출부(142)의 상부면에만 형성될 수도 있다.5 and 6, the pixel electrode 150 is formed to cover the upper surface and the side surface of the protrusion 142. Alternatively, the pixel electrode 150 may be formed only on the upper surface of the protrusion 142. FIG.

상기 제 1 기판(110)과 마주하는 상기 제 2 기판(160) 상에는 컬러필터층(162)이 형성되며, 상기 공통전극(164)은 컬러필터층(164)을 덮으며 상기 화소영역(P) 전체에 대응하여 판형상을 갖는다.A color filter layer 162 is formed on the second substrate 160 facing the first substrate 110 and the common electrode 164 covers the color filter layer 164 and is formed over the entire pixel region P And has a plate shape correspondingly.

컬러 영상의 표시를 위해 상기 컬러필터층(162)이 필요하나, 흑백 영상을 표현하는 경우에는 상기 컬러필터층(162)은 생략될 수 있다. The color filter layer 162 is required for displaying a color image, but the color filter layer 162 may be omitted when displaying a monochrome image.

상기 전기영동 입자(170)은 상기 제 1 및 제 2 기판(110, 160) 사이,즉 상기 화소전극(150)과 상기 공통전극(164) 사이에 위치하며 흑색을 띠고 (+)극성 또는 (-) 극성으로 하전되어 있다. 이하, (-) 극성으로 하전되는 것을 일예로 설명한다.The electrophoretic particles 170 are disposed between the first and second substrates 110 and 160, that is, between the pixel electrode 150 and the common electrode 164, ) Polarity. Hereinafter, it will be described by way of example that the negative polarity is charged.

또한, 상기 화소영역(P)의 경계에는 상기 화소영역(P)을 둘러싸는 격벽(180)이 형성됨으로써 각 화소영역(P)의 전기영동 입자(170)가 이웃한 화소영역(P)으로 흘러가는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 상기 격벽(180)의 일단은 상기 보호층(140)과 접촉하고 타단은 상기 공통전극(164)과 접촉할 수 있다. 또한, 상기 격벽(180)은 상기 데이터 배선(130)에 대응된다. 다만, 상기 격벽(180)은 생략될 수 있다.The barrier ribs 180 surrounding the pixel regions P are formed at the boundaries of the pixel regions P so that the electrophoretic particles 170 of the pixel regions P flow into the neighboring pixel regions P Can be prevented. For example, one end of the barrier rib 180 may contact the protective layer 140 and the other end may contact the common electrode 164. In addition, the barrier ribs 180 correspond to the data lines 130. However, the barrier ribs 180 may be omitted.

도 7a 및 도 7b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전기영동 광셔터 표시장치에서 오프/온 상태를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.7A and 7B are schematic cross-sectional views for explaining an off-on state in the electrophoretic optical shutter display device according to the first embodiment of the present invention.

오프 상태를 보여주는 도 7a에 도시된 바와 같이, 상기 화소전극(150)에 (-) 전압이 인가되면 (-) 극성으로 하전되고 흑색을 띠는 상기 전기영동 입자(170)는 (+) 전압 상태인 상기 공통전극(164)으로 이동한다. 따라서, 상기 광원으로부터 빛이 공급되더라도 상기 전기영동 입자(170)에 의해 차단되어 블랙을 표시하게 된다.As shown in FIG. 7A, when the negative (-) voltage is applied to the pixel electrode 150, the electrophoretic particles 170 charged with a negative polarity and exhibiting a black color exhibit a (+) voltage state To the common electrode 164. Accordingly, even if light is supplied from the light source, the electrophoretic particles 170 are blocked by the electrophoretic particles 170 to display black.

한편, 온 상태를 보여주는 도 7b에 도시된 바와 같이, 상기 화소전극(150)에 (+) 전압이 인가되면 (-) 극성으로 하전되고 흑색을 띠는 상기 전기영동 입자(170)는 상기 화소전극(150)으로 이동한다. 상기 전기영동 입자(170)는 상기 화소전극(150)의 표면에 붙게 되고 상기 화소전극(150)은 각 화소영역(P)에서 서로 이격하여 위치하고 있기 때문에, 상기 화소전극(150) 사이 공간, 즉 개구부(152)를 통해 상기 광원의 빛이 투과하여 영상을 구현하게 된다. 7B showing the ON state, when the positive voltage is applied to the pixel electrode 150, the electrophoretic particles 170 charged with a negative polarity and having a black color are electrically connected to the pixel electrodes 150. [ (150). The electrophoretic particles 170 adhere to the surface of the pixel electrode 150 and the pixel electrodes 150 are spaced from each other in the pixel regions P, The light of the light source is transmitted through the opening 152 to realize an image.

이때, 상기 화소전극(150)은 상기 보호층(140) 상에 위치하는 상기 돌출부(142) 상에 위치하고 있기 때문에 상기 공통전극(164)과의 거리가 작다. 따라서, 오프 상태에서 온 상태로 전환되는 경우 상기 전기영동 입자(170)의 이동거리가 줄어들기 때문에, 전기영동 광-셔터 표시장치의 응답속도가 개선된다.At this time, since the pixel electrode 150 is located on the protrusion 142 located on the protection layer 140, the distance between the pixel electrode 150 and the common electrode 164 is small. Accordingly, when the electrophoretic particles 170 are switched from the off state to the on state, the moving distance of the electrophoretic particles 170 is reduced, so that the response speed of the electrophoretic light-shutter display device is improved.

또한, 상기 화소전극(150)은 상기 돌출부(142)를 덮으며 형성되기 때문에, 표면적이 증가함으로써, 개구율의 감소 없이 상기 전기영동 입자(170)의 이동 속도를 증가시킬 수 있다. 따라서, 전기영동 광셔터 표시장치의 응답속도를 더욱 향상시킬 수 있다.In addition, since the pixel electrode 150 covers the protrusion 142, the surface area of the pixel electrode 150 increases, so that the moving speed of the electrophoretic particle 170 can be increased without decreasing the aperture ratio. Therefore, the response speed of the electrophoretic optical shutter display device can be further improved.

한편, 박막트랜지스터(Tr)와 상기 박막트랜지스터(Tr)에 연결된 화소전극(150)이 행렬방식으로 배열된 능동행렬 (active matrix) 방식의 전기영동 광셔터 표시장치를 예로 들어 설명하였으나, 수동행렬 (passive matrix) 방식의 전기영동 광셔터 표시장치에 적용될 수 있음을 물론이다.Although an active matrix type electrophoretic shutter device having a matrix of a thin film transistor Tr and pixel electrodes 150 connected to the thin film transistor Tr has been described as an example, passive matrix type electrophoretic optical shutter display device.

즉, 박막트랜지스터 없이 횡과 열로 연장되는 화소전극과 공통전극을 이용하여 영상을 표시할 수 있다. 이러한 수동행렬 방식의 전기영동 광셔터 표시장치는 스마트 윈도우(smart window)나 투명 유기발광다이오드소자(organic light-emitting diode)에서 광셔터 패널에 적용될 수 있다.
That is, an image can be displayed using a pixel electrode and a common electrode extending in a horizontal direction and a column direction without a thin film transistor. Such a passive matrix type electrophoretic optical shutter display can be applied to an optical shutter panel in a smart window or a transparent organic light-emitting diode.

전술한 바와 같이, 전기영동 광셔터 표시장치에 있어서, 상기 화소전극(150)은 상기 돌출부(142) 상에 형성되기 때문에, 상기 화소전극(150)과 상기 공통전극(164) 사이의 거리가 종래 전기영동 광셔터 표시장치에 비해 줄어든다. 따라서, 전기영동 입자(170)의 이동 거리가 감소하여 응답속도를 개선할 수 있다. 또한, 상기 화소전극(150)이 돌출부(142)에 형성되고 상기 개구부(152)에 대응하는 셀갭은 변화가 없기 때문에, 전기영동 입자(170)의 양이 줄어들어 명암비가 감소하는 문제를 발생시키지 않는다.As described above, in the electrophoretic optical shutter display device, since the pixel electrode 150 is formed on the protruding portion 142, the distance between the pixel electrode 150 and the common electrode 164 is smaller than that of the conventional example Compared to electrophoretic optical shutter displays. Therefore, the moving distance of the electrophoretic particles 170 decreases, and the response speed can be improved. In addition, since the pixel electrode 150 is formed on the protrusion 142 and the cell gap corresponding to the opening 152 is not changed, the amount of the electrophoretic particles 170 is reduced so that the contrast ratio is not reduced .

또한, 화소전극(150) 사이의 거리가 변하지 않기 때문에 개구율 감소의 문제가 발생하지 않으며, 구동 전압의 증가를 필요로 하지 않기 때문에 소비전력 증가의 문제 역시 발생하지 않는다.In addition, since the distance between the pixel electrodes 150 is not changed, there is no problem of reduction of the aperture ratio, and no increase of the power consumption is required.

또한, 화소전극(150)이 돌출부(142)의 상부면과 측면을 덮도록 하여 표면적을 증가시킴으로써 전기영동 입자(170)의 이동속도가 증가된다. 따라서, 전기영동 광셔터 표시장치의 응답속도는 더욱 향상된다.In addition, the moving speed of the electrophoretic particles 170 is increased by increasing the surface area so that the pixel electrode 150 covers the upper surface and the side surface of the protrusion 142. Therefore, the response speed of the electrophoretic optical shutter display device is further improved.

즉, 명암비 및 개구율의 감소와 소비전력의 증가 문제 없이 응답속도만을 개선할 수 있는 효과를 갖는다.
That is, it has an effect that only the response speed can be improved without reducing the contrast ratio and the aperture ratio and increasing the power consumption.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. It can be understood that

110, 160 : 기판　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 140: 화소전극
142: 돌출부 150: 화소전극
164: 공통전극 170: 전기영동 입자110, 160: substrate 140: pixel electrode
142: protrusion 150: pixel electrode
164: common electrode 170: electrophoretic particle

Claims (12)

화소영역을 갖는 제 1 기판과;
상기 제 1 기판 상에 위치하는 보호층과;
상기 보호층 상에 위치하며 서로 이격하는 복수개의 돌출부와;
상기 복수개의 돌출부 상에 위치하여 서로 이격하는 화소전극과;
상기 제 1 기판과 마주하는 제 2 기판과;
상기 제 2 기판 상에 위치하며 판형상을 갖는 공통전극과;
상기 제 1 및 제 2 기판 사이에 위치하며 하전되어 있는 전기영동 입자와;
상기 제 1 기판 하부에 위치하는 광원을 포함하고,
상기 화소전극은 상기 돌출부의 상부면 및 측면에만 구비되는 전기영동 광셔터 표시장치.
A first substrate having a pixel region;
A protective layer disposed on the first substrate;
A plurality of protrusions positioned on the protective layer and spaced apart from each other;
A plurality of pixel electrodes spaced apart from each other on the plurality of protrusions;
A second substrate facing the first substrate;
A common electrode located on the second substrate and having a plate shape;
Electrophoretic particles positioned between the first and second substrates and being charged;
And a light source positioned below the first substrate,
Wherein the pixel electrode is provided only on an upper surface and a side surface of the protrusion.
제 1 항에 있어서,
상기 화소전극은 제 1 방향으로 연장되며 서로 이격하는 제 1 연장부를 포함하는 특징으로 하는 전기영동 광셔터 표시장치.
The method according to claim 1,
Wherein the pixel electrode includes a first extension extending in a first direction and spaced apart from the first extension.
제 2 항에 있어서,
상기 화소전극은 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 연장되는 제 2 연장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 광셔터 표시장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the pixel electrode includes a second extending portion extending in a second direction intersecting with the first direction.
삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 기판 상에서 서로 교차하여 상기 화소영역을 정의하는 게이트 배선 및 데이터 배선과;
상기 게이트 배선 및 상기 데이터 배선에 연결되고 상기 화소영역 내에 위치하며, 상기 보호층 하부에 위치하는 박막트랜지스터를 포함하고,
상기 화소전극은 상기 박막트랜지스터에 연결되는 것을 특징으로 하는 전기영동 광셔터 표시장치.
The method according to claim 1,
A gate wiring and a data wiring crossing each other on the first substrate to define the pixel region;
And a thin film transistor which is connected to the gate wiring and the data wiring and is located in the pixel region and is located under the protection layer,
And the pixel electrode is connected to the thin film transistor.
제 1 항에 있어서,
상기 보호층은 유기절연물질로 이루어지고, 상기 복수개의 돌출부는 상기 보호층과 동일물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기영동 광셔터 표시장치.
The method according to claim 1,
Wherein the protective layer is made of an organic insulating material, and the plurality of protrusions are made of the same material as the protective layer.
제 1 항에 있어서,
상기 전기영동 입자는 블랙입자인 것을 특징으로 하는 전기영동 광셔터 표시장치.
The method according to claim 1,
Wherein the electrophoretic particles are black particles.
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 기판과 상기 공통전극 사이에 위치하며 상기 화소영역에 대응하는 컬러필터층을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 광셔터 표시장치.
The method according to claim 1,
And a color filter layer located between the second substrate and the common electrode and corresponding to the pixel region.
제 1 항에 있어서,
상기 화소영역의 경계에 위치하여 상기 화소영역을 둘러싸는 격벽을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 광셔터 표시장치.The method according to claim 1,
And a barrier disposed at a boundary of the pixel region and surrounding the pixel region. 제 1 항에 있어서,
상기 복수개의 돌출부 각각의 폭은 인접한 돌출부 사이 거리보다 작은 전기영동 광셔터 표시장치.
The method according to claim 1,
Wherein a width of each of the plurality of protrusions is smaller than a distance between adjacent protrusions.
제 6 항에 있어서,
일단이 상기 보호층과 접촉하고 타단이 상기 공통전극과 접촉하는 격벽을 더 포함하고,
상기 격벽은 상기 데이터 배선에 대응되는 전기영동 광셔터 표시장치.The method according to claim 6,
Further comprising a partition wall having one end in contact with the protective layer and the other end in contact with the common electrode,
And the barrier rib corresponds to the data wiring.
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