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KR20120000802A - 반사형 디스플레이 장치 - Google Patents

반사형 디스플레이 장치 Download PDF

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KR20120000802A
KR20120000802A KR1020100061265A KR20100061265A KR20120000802A KR 20120000802 A KR20120000802 A KR 20120000802A KR 1020100061265 A KR1020100061265 A KR 1020100061265A KR 20100061265 A KR20100061265 A KR 20100061265A KR 20120000802 A KR20120000802 A KR 20120000802A
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protrusion
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KR1020100061265A
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김정우
송병권
권혁준
Original Assignee
삼성전자주식회사
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Publication date
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Abstract

기판 상에 마련되고 입사되는 광을 반사시키는 반사층, 반사층 상에 위치되는 칼라 필터층 및 칼라 필터층 상에 위치되는 광셔터층을 포함하는 반사형 디스플레이장치가 개시된다. 개시된 반사형 디스플레이장치는, 각각이 복수의 서브픽셀로 구성된 복수의 픽셀을 포함하고, 칼라 필터층은, 단위 픽셀당 복수의 서브 픽셀 각각의 구현 칼라에 대응하는 복수의 칼라 필터 요소를 구비한다. 복수의 칼라 필터 요소 중 적어도 하나는, 구현 칼라의 광을 통과시키는 칼라 영역의 적어도 일부분에 백색광이 상기 반사층에 의해 바로 반사되도록 하는 다수의 백색 영역들이 불연속적으로 분포된 복합 칼라 영역을 구비한다.

Description

반사형 디스플레이 장치{Reflective display device}
디스플레이 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 주변광을 조명광으로 이용하는 반사형 디스플레이장치에 관한 것이다.
반사형 디스플레이장치는 투과형 액정표시장치와는 달리 백라이트 유닛(BLU)과 편광필름이 없어 파워면에서 유리하고 밝은 환경에서 가독성이 떨어지는 기존의 투과형의 단점을 보완할 수 있어, 전자종이(e-paper) 개념의 e-book 시장에서 크게 관심을 받고 있다.
반사형 디스플레이장치는, 주변광을 이용하는 특징으로 인해 반사율이 중요한 요소가 된다. 반사형 디스플레이장치의 반사율을 천연의 반사형 디스플레이장치라 할 수 있는 종이 및 신문지 등의 반사율 수준으로 맞추고자, 아직까지는 대부분 흑과 백을 이용한 모노 형태의 디스플레이장치가 많이 나와 있다. 하지만 수요자의 요구(needs)가 점점 모노에서 컬러로 옮겨가고 있고, 이에 따라 컬러를 적용한 반사형 디스플레이장치도 조금씩 선을 보이고 있지만, 아직까지는 반사율 면에서 만족할만한 수준에 도달하지는 못하고 있다.
반사율이 떨어지면, 밝기, 명도 등이 떨어지게 되고 순도가 높은 기본색 (예를 들어, 적, 녹, 청)을 사용하여 색재현율을 높였다 하더라도 사람의 시각적 특징으로 인해 채도가 떨어져 시각적으로 디스플레이장치가 원하는 정도의 색을 전달하기가 어렵게 된다. 예를 들어 단파장과 같이 순도가 높은 빛도 주위의 빛에 비해 어두우면, 시각적으로 탁하게 느껴지는 것과 같다.
따라서 보다 효과적인 색을 구현하기 위해서는 기본색의 순도가 높아야 할 뿐만 아니라 밝은 휘도를 위해 반사율이 높아야 한다.
기본색의 순도를 높게 할 뿐만 아니라 보다 밝은 휘도를 실현할 수 있도록 개선된 반사형 디스플레이장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 반사형 디스플레이장치는, 기판; 상기 기판 상에 마련되고 입사되는 광을 반사시키는 반사층; 상기 반사층 상에 위치되는 칼라 필터층; 및 상기 칼라 필터층 상에 위치되는 광셔터층;을 포함하며, 각각이 복수의 서브픽셀로 구성된 복수의 픽셀을 포함하고, 상기 칼라 필터층은, 단위 픽셀당 상기 복수의 서브 픽셀 각각의 구현 칼라에 대응하는 복수의 칼라 필터 요소를 구비하며, 상기 복수의 칼라 필터 요소 중 적어도 하나는, 구현 칼라의 광을 통과시키는 칼라 영역의 적어도 일부분에 백색광이 상기 반사층에 의해 바로 반사되도록 하는 다수의 백색 영역들이 불연속적으로 분포된 복합 칼라 영역을 구비한다.
상기 반사층의 상기 복합 칼라 영역에 대응하는 부분은 바닥부와 이에 대해 돌출된 돌출부가 형성된 구조로 이루어지며, 상기 백색 영역은 상기 바닥부 및 돌출부 중 어느 하나에 마련되고, 상기 반사층의 나머지 부분에 상기 칼라 영역이 형성될 수 있다.
상기 돌출부가 상기 바닥부에 대해 스텝을 이루도록 형성되며, 상기 복합 칼라 영역에서의 칼라 영역은 칼라 필터 물질로 이루어진 상기 돌출부 상의 영역이고, 상기 복합 칼라 영역에서의 백색 영역은, 칼라 필터 물질이 위치하지 않는 상기 바닥부 상의 영역일 수 있다.
상기 바닥부와 돌출부 중 적어도 하나의 상단면은 추가적인 굴곡면을 가질 수 있다.
상기 바닥부와 돌출부는 연결되는 형태로 이루어지고, 상기 돌출부는 상기 바닥부에 대해 돌출된 봉우리 형태이고, 상기 복합 칼라 영역에서의 상기 칼라 필터층은 상기 바닥부에서는 두껍고 상기 돌출부의 상단쪽으로 갈수록 그 두께가 얇아지도록 형성되며, 상기 돌출부의 봉우리 부분은 상기 백색 영역이 되며, 그 외의 상기 돌출부 및 바닥부 상의 칼라 필터층 부분이 상기 복합 칼라 영역에서의 칼라 영역이 될 수 있다.
상기 반사층은 서브 픽셀 전극이나 픽셀 전극으로서 역할을 하며, 상기 기판 상에는 상기 기판과 상기 반사층 사이에 서브 픽셀 단위로 구동하기 위한 구동부;를 더 포함하며, 상기 기판과의 사이에 상기 광셔터층이 위치하도록, 상기 기판과 마주하는 면에 투명 전극을 가지는 대향 투명 기판;을 더 포함할 수 있다.
상기 기판 상에는 상기 구동부를 덮도록 보호층이 형성되며, 상기 반사층은 상기 보호층 상에 형성될 수 있다.
상기 보호층 상면에 원하는 상기 바닥부 및 돌출부에 대응하는 윤곽을 가지도록 형성된 요철 구조층을 더 포함하며, 상기 반사층은 상기 요철 구조층의 윤곽이 드러나도록 형성될 수 있다.
상기 기판 상에는 보호층이 형성되며, 상기 반사층은 상기 보호층 상에 형성될 수 있다.
상기 보호층 상면에 원하는 상기 바닥부 및 돌출부에 대응하는 윤곽을 가지도록 형성된 요철 구조층을 더 포함하며, 상기 반사층은 상기 요철 구조층의 윤곽이 드러나도록 형성될 수 있다.
상기 기판과의 사이에 상기 광셔터층이 위치하도록 상기 기판과 마주하는 대향 투명 기판;을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 반사형 디스플레이장치는, 기판; 상기 기판 상에 형성되는 구동부; 상기 구동부에 의해 전압이 인가되는 서브 픽셀 전극이나 픽셀 전극으로서 역할을 하며, 상기 구동부의 상부에 위치하여 입사되는 광을 반사시키는 반사층; 상기 반사층 상에 위치되는 칼라 필터층; 상기 칼라 필터층 상에 위치되는 광셔터층; 및 상기 기판과의 사이에 상기 반사층, 칼라 필터층, 광셔터층이 위치하도록, 상기 기판과 마주하는 면에 투명 전극이 형성된 대향 투명 기판;을 포함하며, 각각이 복수의 서브픽셀로 구성된 복수의 픽셀을 포함하고, 상기 칼라 필터층은, 단위 픽셀당 상기 복수의 서브 픽셀 각각의 구현 칼라에 대응하는 복수의 칼라 필터 요소를 구비하며, 상기 복수의 칼라 필터 요소 중 적어도 하나는, 구현 칼라의 광을 통과시키는 칼라 영역의 적어도 일부분에 백색광이 상기 반사층에 의해 바로 반사되도록 하는 다수의 백색 영역들이 불연속적으로 분포된 복합 칼라 영역을 구비할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 반사형 디스플레이장치에 따르면, 적색, 녹색, 청색 칼라와 같은 기본색을 구현하는 칼라 영역의 적어도 일부분에 불연속적으로 백색 영역을 배치함으로써, 높은 반사율을 얻을 수 있음과 동시에 채도가 높은 생생한 색을 전달할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 반사형 디스플레이장치를 개략적으로 보여준다.
도 2 내지 도 4는 도 1의 일 픽셀의 칼라 필터층 구조의 실시예들을 개략적으로 보여준다.
도 5는 복합 칼라 영역이 바닥부에 대해 돌출부가 스텝을 이루도록 형성된 반사층 상에 형성된 실시예를 보여준다.
도 6은 복합 칼라 영역이 바닥부와 돌출부가 연결되는 형태이고, 돌출부가 바닥부에 대해 돌출된 봉우리 형태로 이루어진 반사층 상에 형성된 실시예를 보여준다.
기본색의 순도를 높이고 밝은 휘도를 실현하기 위해, 기본색 (예를 들어 적,녹,청)에 백색을 독립적으로 첨가하여 반사율을 높이는 구조를 사용할 수 있다. 하지만, 백색의 배치, 가색(Mixing Color)되어지는 비율에 따라 채도가 변하게 되고 고른 색 표현이 어려워질 수 있다. 그리고, 반사율을 높이기 위해, 백색을 독립적인 영역에 추가하면 기본색을 표현하기 위한 색의 면적이 줄어들어, 이로 인해 선명한 색 구현력이 떨어지는 일이 발생할 수 있다.
따라서, 반사율을 높이기 위한 백색의 영역을 독립적인 영역에 배치하는 대신에 기본색에 포함시키는 구조를 통해 균형있는 색을 재현하고 반사층 구조와 연동하여 보다 효과적인 반사율 증가를 얻는 것이 필요하다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 반사형 디스플레이장치를 개략적으로 보여준다. 도 2 내지 도 4는 도 1의 일 픽셀의 칼라 필터층 구조의 실시예들을 개략적으로 보여준다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 반사형 디스플레이장치는, 기판(110), 상기 기판(110) 상에 마련되고 입사되는 광을 반사시키는 반사층(115), 반사층(115) 상에 위치되는 칼라 필터층(116), 칼라 필터층(116) 상에 위치되는 광셔터층(130)을 포함하며, 복수의 픽셀을 구비한다. 복수의 픽셀 각각은 복수의 서브 픽셀로 구성된다. 예를 들어, 복수의 픽셀 각각은, 적색 서브 픽셀(100R), 녹색 서브 픽셀(100G) 및 청색 서브 픽셀(100B)을 포함할 수 있다. 도 1에서는 편의상 반사형 디스플레이장치의 일 픽셀만을 도시한다. 칼라 필터층(116)은 단위 픽셀당 복수의 서브 픽셀 각각의 구현 칼라에 대응하는 복수의 칼라 필터 요소를 구비한다. 각 픽셀이 적색 서브 픽셀(100R), 녹색 서브 픽셀(100G) 및 청색 서브 픽셀(100B)을 포함하는 경우, 칼라 필터층(116)은 단위 픽셀 당, 적색 칼라 필터 요소(116R), 녹색 칼라 필터 요소(116G) 및 청색 칼라 필터 요소(116B)를 포함하도록 구성된다. 도 2 내지 도 4에 예시적으로 보인 다양한 실시예들에서와 같이, 복수의 칼라 필터 요소 중 적어도 하나는 적어도 일부분에 백색광이 상기 반사층(115)에 의해 바로 반사되도록 하는 다수의 백색 영역(155)들을 불연속적으로 구비하여 구현 칼라의 광만을 통과시키는 칼라 영역(151)에 백색 영역(155)들이 불연속적으로 분포된 복합 칼라 영역(150)을 구비한다.
상기 기판(110)은 하부 기판으로서, 투명 또는 불투명 기판이 될 수 있다. 예를 들어, 상기 기판(110)은 플라스틱 기판, 유리 기판 또는 금속 기판 등이 될 수 있다. 상기 기판(110)으로 플라스틱 기판을 사용하는 경우, 플렉서블한 반사형 디스플레이장치를 구현할 수 있다.
상기 기판(110) 상에는 기판(110)과 반사층(115) 사이에 서브 픽셀 단위로 구동하기 위한 구동부가 마련될 수 있다. 상기 반사층(115)은 픽셀 전극이나 서브 픽셀 전극으로서 역할을 할 수 있는데, 상기 구동부는 이 픽셀 전극 또는 서브 픽셀 전극으로서 역할을 하는 반사층(115)에 전압을 인가하는 역할을 한다. 예를 들어, R,G,B 구동을 동시에 하는 경우에는, 구동부는 적색, 녹색 및 청색 서브 픽셀(100B)을 각각 구동할 수 있도록 마련되고, 반사층(115)은 서브 픽셀 전극으로서 역할을 하도록 마련될 수 있다. R,G,B 구동을 순차로 하는 경우에는, 구동부는 적색, 녹색 및 청색 서브 픽셀(100B)을 각각 구동할 수 있도록 마련되고, 반사층(115)은 픽셀 전극으로서 역할을 하도록 마련되거나 서브 픽셀 전극으로서 역할을 하도록 마련될 수 있다.
도 1에서는 구동부 및 반사층(115)이 각각 적색, 녹색 및 청색 서브 픽셀(100B)에 대응하도록 마련된 예를 보여준다. 이하에서는 필요에 따라 반사층(115)이 적색, 녹색 및 청색 서브 픽셀(100B)에 대응하도록 마련된 경우를 예를 들어 설명한다. 상기 구동부는 예를 들어, 박막트랜지스터(TFT:111) 및 스토리지 캐패시터(storage capacitor:112) 등을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 박막트랜지스터(111)로는 유기 박막트랜지스터(OTFT; organic TFT), 비정질 실리콘 박막트랜지스터(a-Si TFT), 폴리실리콘 박막트랜지스터(poly-Si TFT) 또는 산화물 박막트랜지스터 등이 사용될 수 있으며, 이외에도 다양한 박막 트랜지스터가 사용될 수 있다. 상기 스토리지 캐패시터(112)는 화상 유지를 위해 반사층(115)에 인가된 전압을 유지시키는 역할을 하게 된다.
반사형 디스플레이장치이기 때문에, 박막트랜지스터(111) 및 스토리지 캐패시터(112)는 기판(110) 상에서 예컨대, 서브픽셀 영역의 대부분을 차지할 정도로 큰 면적을 가지도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 기판(110) 상에는 큰 채널 폭(channel width)을 가지는 박막트랜지스터(111)를 형성할 수 있고, 또한, 큰 전극 면적을 가지는 스토리지 캐패시터(112)를 형성할 수 있다. 이와 같이, 박막트랜지스터(111)의 채널 폭이 커지게 되면, 드레인 전류(drain current)를 증가시킬 수 있게 된다. 박막트랜지스터(111)가 큰 채널 폭을 가지는 경우에는 예를 들어 유기 박막트랜지스터나 비정질 실리콘 박막트랜지스터 등과 같은 낮은 이동도(mobility)를 가지는 박막트랜지스터(111)를 이용하여도 디스플레이 장치를 원활하게 구동할 수 있다. 또한, 스토리지 캐패시터(112)의 전극 면적을 증대시킬 수 있으므로, 폴리머 분산 액정 디스플레이 장치와 같이 전압유지율(VHR, voltage holding ratio)이 낮은 디스플레이 장치도 원활하게 구동할 수 있으므로 디스플레이 품질을 향상시킬 수 있다.
상기 기판(110) 상면에는 박막트랜지스터(111) 및 스토리지 캐패시터(112)를 포함하는 구동부를 덮도록 보호층(113)이 형성될 수 있다. 이러한 보호층(113)은 예를 들면, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 또는 유기물 등 다양한 물질로 이루어질 수 있다. 상기 보호층(113) 상에는 서브 픽셀들 각각에 대응하도록 반사층(115)이 형성된다. 여기서, 상기 반사층(115)은 실질적으로 박막트랜지스터(111)와 스토리지 캐패시터(112)를 포함하는 구동부의 상부에 위치한다.
상기 반사층(115)은 상기 보호층(113) 상에 금속 박막을 증착함으로써 형성될 수 있다. 금속 박막은 예를 들어, Al 또는 Mo 등으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이와 같이, 금속 박막으로 이루어진 반사층(115)은 구동부에 의해 전압이 인가되는 픽셀 전극 또는 서브 픽셀 전극으로서의 역할과 동시에 외부로부터 입사되는 빛을 반사시키는 역할을 하게 된다. 상기 반사층(115)은 보호층(113)에 형성된 비아홀들(via holes)을 통하여 박막트랜지스터(111) 및 스토리지 캐패시터(112)를 포함하는 구동부와 전기적으로 연결될 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 반사층(115)은, 적어도 칼라 필터층(116)의 복합 칼라 영역(150)에 대응하는 부분에, 예를 들어, 바닥부(115b)와 이에 대해 돌출된 돌출부(115a)들을 가지도록 형성될 수 있다. 도 5에서는 바닥부(115b)에 대해 돌출부(115a)가 스텝을 이루도록 형성된 예를 보여준다. 도 5에서와 같이, 바닥부(115b)에 대해 스텝을 이루도록 돌출부(115a)가 형성되는 경우, 돌출부(115a) 및 바닥부(115b) 중 적어도 하나의 상단면은 추가적으로 굴곡면을 가질 수 있다. 도 5의 경우, 반사층(115)은 바닥부(115b)와 돌출부(115a) 각각의 상단면에 굴곡면 즉, 추가적인 요철 구조를 가지도록 형성된 예를 보여준다. 도 6에서는 바닥부(115b)와 돌출부(115a)가 연결되는 형태로 이루어진 예를 보여준다. 이와 같이, 돌출부(115a)는 바닥부(115b)에 대해 돌출된 봉우리 형태로 이루어질 수 있다.
이러한 반사층(115)은, 보호층(113) 상면에 원하는 상기 바닥부(115b) 및 돌출부(115a)에 대응하는 윤곽을 가지도록 요철 구조층(114)을 형성하고, 이 요철 구조층(114) 상에 이 요철 구조층(114)의 형상이 드러나도록 금속 박막을 상대적으로 얇게 증착함으로써 형성될 수 있다.
요철 구조층(114)을 형성하고, 이 요철 구조층(114)의 윤곽이 드러나도록 반사층(115)을 상대적으로 얇게 형성하는 경우에는, 상기 요철 구조층(114)은 적어도 칼라 필터층(116)의 복합 칼라 영역(150)에 대응하는 부분에, 도 5 및 도 6에 보여진 바와 같은 바닥부(115b)와 이에 대해 돌출된 돌출부(115a)들에 대응하는 윤곽을 가지도록 형성될 수 있다. 그러면, 이 요철 구조층(114) 상에 이 요철 구조층(114)의 윤곽이 드러나도록 반사층(115)이 형성되는 경우, 반사층(115)은 적어도 칼라 필터층(116)의 복합 칼라 영역(150)에 대응하는 부분에 바닥부(115b)와 이에 대해 돌출된 돌출부(115a)들을 가지도록 형성될 수 있다.
여기서, 상기 요철 구조층(114) 및 이에 따른 반사층(115)은, 칼라 필터층(116)의 복합 칼라 영역(150)에 대응하는 부분에만 바닥부(115b)와 돌출부(115a)가 나타나도록 형성되거나, 반사층(115) 전체에 걸쳐 바닥부(115b)와 돌출부(115a)가 나타나도록 형성할 수 있다. 또한, 요철 구조층(114) 및 이에 따른 반사층(115)은, 칼라 필터층(116)의 복합 칼라 영역(150)에 대응하는 부분에만 도 5나 도 6에 보여진 바와 같은 구조의 바닥부(115b)와 돌출부(115a)가 나타나도록 형성되고, 나머지 영역에서는 이와는 다른 주기나 패턴 깊이 등을 가지도록 형성될 수 있다.
상기와 같은 다양한 실시예의 윤곽을 가지는 요철 구조층(114)은 예를 들어, 보호층(113)의 상면에 감광성 물질을 도포하고, 이를 포토리소그래피 공정에 의해 패터닝함으로써 형성될 수 있다. 그리고, 상기 반사층(115)은 이 요철 구조층(114) 상면에 그 윤곽이 드러나도록 금속 박막을 상대적으로 얇게 증착함으로써 형성될 수 있다.
여기서, 상기 반사층(115)은 요철 구조층(114)의 도움 없이, 적어도 칼라 필터층(116)의 복합 칼라영역에 대응하는 부분에 바닥부(115b) 및 이에 대해 돌출된 돌출부(115a)를 가지도록 비교적 두껍게 금속 박막을 증착후 패터닝함에 의해 형성될 수도 있다.
상기 반사층(115) 상에는 칼라 필터층(116)이 형성된다. 칼라 필터층(116)은 단위 픽셀당 복수의 서브 픽셀 각각의 구현 칼라에 대응하는 복수의 칼라 필터 요소 예를 들어, 적색 칼라 필터 요소(116R), 녹색 칼라 필터 요소(116G), 청색 칼라 필터 요소(116B)를 구비한다. 그리고, 이 복수의 칼라 필터 요소 중 적어도 하나는, 적어도 일부분에 복합 칼라 영역(150)을 구비한다. 이 복합 칼라 영역(150)에서는 구현 칼라의 광을 통과시키는 칼라 영역(151)에 백색광이 상기 반사층(115)에 의해 바로 반사되도록 하는 다수의 백색 영역(155)들이 불연속적으로 구비된다.
예를 들어, 적색 서브 픽셀(100R)에 대해서는 반사층(115)의 상면에 적색 칼라 필터 요소(116R)가 형성되며, 녹색 서브 픽셀(100G)에 대해서는 반사층(115)의 상면에 녹색 칼라 필터 요소(116G)가 형성되고, 청색 서브 픽셀(100B)에 대해서는 반사층(115)의 상면에 청색 칼라 필터 요소(116B)가 형성된다. 상기 적색 칼라 필터 요소(116R), 녹색 칼라 필터 요소(116G) 및 청색 칼라 필터 요소(116B) 중 적어도 하나의 적어도 일부분에 불연속적인 다수의 백색 영역(155)들이 형성된 복합 칼라 영역(150)이 형성된다.
즉, 도 2 내지 도 4에 예시적으로 보인 바와 같이 복합 칼라 영역(150)은 적색 칼라 필터 요소(116R), 녹색 칼라 필터 요소(116G) 및 청색 칼라 필터 요소(116B) 중 적어도 하나의 적어도 일부분에 형성될 수 있다.
도 2에서는 적색 칼라 필터 요소(116R)의 일부분에만 복합 칼라 영역(150)이 형성된 경우를 예시적으로 보여준다. 복합 칼라 영역(150)은 도 3에서와 같이 적색 칼라 필터 요소(116R)에만 전체 영역에 걸쳐 형성될 수도 있다. 또한, 도 4에서와 같이, 복합 칼라 영역(150)이 적색 칼라 필터 요소(116R), 녹색 칼라 필터 요소(116G) 및 청색 칼라 필터 요소(116B) 일부분에 각각 형성될 수 있다.
이와 같이, 이 복합 칼라 영역(150)은 적색 칼라 필터 요소(116R), 녹색 칼라 필터 요소(116G) 및 청색 칼라 필터 요소(116B) 중 적어도 하나의 일부분에 형성될 수 있다. 또한, 복합 칼라 영역(150)이 적색 칼라 필터 요소(116R), 녹색 칼라 필터 요소(116G) 및 청색 칼라 필터 요소(116B) 중 적어도 하나의 전체에 걸쳐 형성될 수도 있다.
한편, 도 5 및 도 6은 칼라 필터 요소의 복합 칼라 영역(150)의 일부를 확대하여 보여주는 단면도로, 반사효율을 높이기 위해 반사층(115) 구조와 칼라 필터층(116) 구조가 일체화된 경우를 보여준다.
도 5에서와 같은, 반사층(115)의 돌출부(115a) 상에만 칼라 필터 물질이 위치하고, 바닥부(115b)상에는 칼라 필터 물질이 위치하지 않는 형태의 복합 칼라 영역(150)은 노광 기법, 프린팅, 전사 기법 등을 이용하여 형성할 수 있다.
즉, 반사층(115)의 돌출부(115a) 상에만 칼라 필터 물질이 위치하도록 칼라 영역(151)을 형성하고 바닥부(115b) 상에는 칼라 필터 물질이 위치하지 않는 형태로 복합 칼라 영역(150)이 형성될 수 있다. 칼라 필터 물질이 없는 바닥부(115b) 부분이 백색 영역(155)에 해당한다. 여기서, 칼라 필터 요소는 적색 칼라 필터 요소(116R), 녹색 칼라 필터 요소(116G), 청색 칼라 필터 요소(116B) 중 적어도 어느 하나를 나타낼 수 있다. 칼라 필터 요소가 일부에만 복합 칼라 영역(150)을 구비하는 경우, 복합 칼라 영역(150) 이외의 영역에는 전체적으로 칼라 필터 물질로 된 칼라 영역(151)이 형성될 수 있다.
이러한 구조에서는 광은 크게 세 경로로 반사를 하게 되며, 이를 통해 칼라와 백색뿐만 아니라, 칼라와 백색이 혼합된 칼라 구현이 가능하게 된다. 입사된 광이 반사층(115)에 의해서만 영향을 받는 경우 즉, 바닥부(115b)에 대응하는 영역만을 경유하는 경우, 백색 구현이 가능하게 되고, 칼라 영역(151)에 입사되어 반사되는 경우, 특정 칼라 예컨대, 적색, 녹색 또는 청색 구현이 가능하게 된다. 또한, 반사층(115)으로 입사된 광이 반사를 통해 칼라 영역(151)을 통해 나가면 특정 칼라와 백색이 혼합된 색의 구현이 가능해진다. 또한, 칼라 영역(151)으로 입사된 광이 반사되면서, 바닥부(115b)에 대응하는 영역 즉, 백색 영역(155)을 경유하는 경우에도 혼합된 색의 표현이 가능해진다.
이와 같이, 백색광이 칼라 필터층(116)에 입사될 때, 소정 칼라 필터 요소에 입사되는 광 중 특정 칼라광(CL)이 반사층(115)의 돌출부(115a)로 입사되어 반사되는 경우, 칼라 필터 물질이 존재하는 칼라 영역(151)을 두 번 통과할 수 있으므로, 칼라가 충분히 필터링되어 칼라광으로 출사된다. 백색 영역(155)으로 입사되는 백색광은 반사층(115)의 바닥부(115b)에서 반사되어, 백색광으로 출사되거나, 인접한 돌출부(115a) 상에 형성된 칼라 영역(151)을 한번 경유하면서, 칼라광과 백색광이 섞인 상태로 출사될 수 있다. 또한, 칼라 영역(151)으로 입사되는 백색광 중 칼라 영역(151)을 통과하여 반사층(115)의 바닥부(115b)쪽으로 입사되어 반사되는 광도 칼라광과 백색광이 섞인 상태로 출사될 수 있다.
적색 칼라 필터 요소(116R)에 마련된 복합 칼라 영역(150)에서, 상기 칼라광(CL)은 적색광(R)이 된다. 녹색 칼라 필터 요소(116G)에 마련된 복합 칼라 영역(150)에서, 상기 칼라광(CL)은 녹색광(G)이 된다. 청색 칼라 필터 요소(116B)에 마련된 복합 칼라 영역(150)에서, 상기 칼라광(CL)은 청색광(B)이 된다.
도 5에서와 같이, 칼라 필터 요소의 복합 칼라 영역(150)은 반사층(115) 형성과 그에 따른 구조에 알맞게 노광 기법, 프린팅, 전사 기법 등을 통해 형성될 수 있으며, 백색을 위한 영역이 따로 존재할 필요 없이 반사층(115)의 구조를 그대로 이용할 수 있다.
도 6에서와 같이, 바닥부(115b)와 돌출부(115a)가 연결되는 형태로 이루어지고, 돌출부(115a)가 바닥부(115b)에 대해 돌출된 봉우리 형태로 이루어지는 경우, 칼라 필터 요소의 복합 칼라 영역(150)은, 예를 들어, 회전 도포 기법으로 형성될 수 있다. 즉, 패턴을 따로 하지 않고 칼라 필터층(116)을 이미 만들어진 반사층(115) 구조 위에 칼라 필터 물질을 적당량 회전 도포하여 형성할 수 있다. 이때, 반사층(115)이 칼라 필터층(116) 위로 노출되어 있는 부분과 칼라 필터층(116)이 형성된 부분으로 자연스럽게 나뉘어지고, 그 위치에 따라 칼라 필터층(116)의 두께가 다르게 형성된다. 반사층(115)이 노출된 부분, 즉 돌출부(115a)의 봉우리 부분은 백색 영역(155)에 해당하며, 그 외의 칼라 필터층(116)이 형성된 부분은 즉, 바닥부(115b)와 돌출부(115a)의 봉우리 주변 부분은 칼라 영역(151)이 된다.
도 6에서와 같은 구조로 복합 칼라 영역(150)이 형성된 경우에도, 칼라, 백색 및 그 혼합색의 구현이 가능하다. 즉, 반사층(115)이 노출되어 있는 돌출부(115a)의 봉우리부분으로 입사하거나 비교적 두께가 두꺼운 칼라 필터층(116) 부분을 경유하는 광은 백색 및 적색 구현이 가능하며, 비교적 두께가 얇은 칼라 필터층(116) 부분을 경유하는 광은 칼라와 백색이 혼합된 컬러 구현이 가능하다.
이상에서는 적색, 녹색 및 청색 칼라 필터 요소(116R)(116G)(116B)가 형성된 경우가 예시적으로 설명되었으나, 이외에도 다른 다양한 색상의 칼라 필터 요소들이 형성될 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 반사형 디스플레이장치에 따르면, 기본색 예컨대, 적색, 녹색, 청색 칼라를 구현하는 칼라 영역의 적어도 일부분에 불연속적으로 백색 영역(155)을 배치함으로써, 높은 반사율을 얻을 수 있음과 동시에 채도가 높은 생생한 색을 전달할 수 있다.
한편, 다시 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 반사형 디스플레이장치는 기판(110)과 마주하는 면에 투명 전극(125)을 가지는 대향 투명 기판(120)을 더 포함할 수 있다. 이때, 광셔터층(130)은 기판(110)과 대향 투명 기판(120) 사이에 위치된다.
상기 대향 투명 기판(120)은 예를 들어, 유기 기판 또는 플라스틱 기판이 될 수 있다. 상기 투명 전극(125)은 공통전극(common electrode)으로서 예를 들면 ITO(Indium Tin Oxide) 등으로 이루어질 수 있으며, 이외에도 다양한 투명한 도전성 물질로 이루어질 수 있다.
상기 광셔터층(130)은, 예를 들어, 폴리머 분산 액정층(PDLC layer, polymer dispersed liquid crystal layer)으로 이루어질 수 있다. 폴리머 분산 액정층은 폴리머와 이 폴리머 내에 균일하게 분산된 액정들을 포함할 수 있다. 이러한 폴리머 분산 액정층에 전기장이 인가되면, 폴리머와 액정들의 굴절율 변화가 일어나게 되어 광을 산란 또는 투과시키게 된다. 폴리머 분산 액정층은 모노머나 올리고머와 같은 광중합성 물질과 액정이 혼합된 용액에 자외선을 조사하여 경화시킴으로써 얻을 수 있다.

Claims (18)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 마련되고 입사되는 광을 반사시키는 반사층;
    상기 반사층 상에 위치되는 칼라 필터층; 및
    상기 칼라 필터층 상에 위치되는 광셔터층;을 포함하며,
    각각이 복수의 서브픽셀로 구성된 복수의 픽셀을 포함하고,
    상기 칼라 필터층은, 단위 픽셀당 상기 복수의 서브 픽셀 각각의 구현 칼라에 대응하는 복수의 칼라 필터 요소를 구비하며,
    상기 복수의 칼라 필터 요소 중 적어도 하나는, 구현 칼라의 광을 통과시키는 칼라 영역의 적어도 일부분에 백색광이 상기 반사층에 의해 바로 반사되도록 하는 다수의 백색 영역들이 불연속적으로 분포된 복합 칼라 영역을 구비하는 반사형 디스플레이장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 반사층의 상기 복합 칼라 영역에 대응하는 부분은 바닥부와 이에 대해 돌출된 돌출부가 형성된 구조로 이루어지며,
    상기 백색 영역은 상기 바닥부 및 돌출부 중 어느 하나에 마련되고, 상기 반사층의 나머지 부분에 상기 칼라 영역이 형성되는 반사형 디스플레이장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 돌출부가 상기 바닥부에 대해 스텝을 이루도록 형성되며,
    상기 복합 칼라 영역에서의 칼라 영역은 칼라 필터 물질로 이루어진 상기 돌출부 상의 영역이고,
    상기 복합 칼라 영역에서의 백색 영역은, 칼라 필터 물질이 위치하지 않는 상기 바닥부 상의 영역인 반사형 디스플레이장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 바닥부와 돌출부 중 적어도 하나의 상단면은 추가적인 굴곡면을 가지는 반사형 디스플레이장치.
  5. 제2항에 있어서, 상기 바닥부와 돌출부는 연결되는 형태로 이루어지고, 상기 돌출부는 상기 바닥부에 대해 돌출된 봉우리 형태이고,
    상기 복합 칼라 영역에서의 상기 칼라 필터층은 상기 바닥부에서는 두껍고 상기 돌출부의 상단쪽으로 갈수록 그 두께가 얇아지도록 형성되며,
    상기 돌출부의 봉우리 부분은 상기 백색 영역이 되며, 그 외의 상기 돌출부 및 바닥부 상의 칼라 필터층 부분이 상기 복합 칼라 영역에서의 칼라 영역이 되는 반사형 디스플레이장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반사층은 서브 픽셀 전극이나 픽셀 전극으로서 역할을 하며,
    상기 기판 상에는 상기 기판과 상기 반사층 사이에 서브 픽셀 단위로 구동하기 위한 구동부;를 더 포함하며,
    상기 기판과의 사이에 상기 광셔터층이 위치하도록, 상기 기판과 마주하는 면에 투명 전극을 가지는 대향 투명 기판;을 더 포함하는 반사형 디스플레이장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 기판 상에는 상기 구동부를 덮도록 보호층이 형성되며, 상기 반사층은 상기 보호층 상에 형성되는 반사형 디스플레이장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 보호층 상면에 원하는 상기 바닥부 및 돌출부에 대응하는 윤곽을 가지도록 형성된 요철 구조층을 더 포함하며, 상기 반사층은 상기 요철 구조층의 윤곽이 드러나도록 형성되는 반사형 디스플레이장치.
  9. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판 상에는 보호층이 형성되며, 상기 반사층은 상기 보호층 상에 형성되는 반사형 디스플레이장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 보호층 상면에
    원하는 상기 바닥부 및 돌출부에 대응하는 윤곽을 가지도록 형성된 요철 구조층을 더 포함하며, 상기 반사층은 상기 요철 구조층의 윤곽이 드러나도록 형성되는 반사형 디스플레이장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 기판과의 사이에 상기 광셔터층이 위치하도록 상기 기판과 마주하는 대향 투명 기판;을 더 포함하는 반사형 디스플레이장치.
  12. 기판;
    상기 기판 상에 형성되는 구동부;
    상기 구동부에 의해 전압이 인가되는 서브 픽셀 전극이나 픽셀 전극으로서 역할을 하며, 상기 구동부의 상부에 위치하여 입사되는 광을 반사시키는 반사층;
    상기 반사층 상에 위치되는 칼라 필터층;
    상기 칼라 필터층 상에 위치되는 광셔터층; 및
    상기 기판과의 사이에 상기 반사층, 칼라 필터층, 광셔터층이 위치하도록, 상기 기판과 마주하는 면에 투명 전극이 형성된 대향 투명 기판;을 포함하며,
    각각이 복수의 서브픽셀로 구성된 복수의 픽셀을 포함하고,
    상기 칼라 필터층은, 단위 픽셀당 상기 복수의 서브 픽셀 각각의 구현 칼라에 대응하는 복수의 칼라 필터 요소를 구비하며,
    상기 복수의 칼라 필터 요소 중 적어도 하나는, 구현 칼라의 광을 통과시키는 칼라 영역의 적어도 일부분에 백색광이 상기 반사층에 의해 바로 반사되도록 하는 다수의 백색 영역들이 불연속적으로 분포된 복합 칼라 영역을 구비하는 반사형 디스플레이장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 반사층의 상기 복합 칼라 영역에 대응하는 부분은 바닥부와 이에 대해 돌출된 돌출부가 형성된 구조로 이루어지며,
    상기 백색 영역은 상기 바닥부 및 돌출부 중 어느 하나에 마련되고, 상기 반사층의 나머지 부분에 상기 칼라 영역이 형성되는 반사형 디스플레이장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 돌출부가 상기 바닥부에 대해 스텝을 이루도록 형성되며,
    상기 복합 칼라 영역에서의 칼라 영역은 칼라 필터 물질로 이루어진 상기 돌출부 상의 영역이고,
    상기 복합 칼라 영역에서의 백색 영역은, 칼라 필터 물질이 위치하지 않는 상기 바닥부 상의 영역인 반사형 디스플레이장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 바닥부와 돌출부 중 적어도 하나의 상단면은 추가적인 굴곡면을 가지는 반사형 디스플레이장치.
  16. 제13항에 있어서, 상기 바닥부와 돌출부는 연결되는 형태로 이루어지고, 상기 돌출부는 상기 바닥부에 대해 돌출된 봉우리 형태이고,
    상기 복합 칼라 영역에서의 상기 칼라 필터층은 상기 바닥부에서는 두껍고 상기 돌출부의 상단쪽으로 갈수록 그 두께가 얇아지도록 형성되며,
    상기 돌출부의 봉우리 부분은 상기 백색 영역이 되며, 그 외의 상기 돌출부 및 바닥부 상의 칼라 필터층 부분이 상기 복합 칼라 영역에서의 칼라 영역이 되는 반사형 디스플레이장치.
  17. 제12항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판 상에는 상기 구동부를 덮도록 보호층이 형성되며, 상기 반사층은 상기 보호층 상에 형성되는 반사형 디스플레이장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 보호층 상면에
    원하는 상기 바닥부 및 돌출부에 대응하는 윤곽을 가지도록 형성된 요철 구조층을 더 포함하며, 상기 반사층은 상기 요철 구조층의 윤곽이 드러나도록 형성되는 반사형 디스플레이장치.
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