(57)【要約】本発明は、複数の駆動溝を有して、第１及び第２表面を有する隔壁、前記駆動溝内に配置されていて、電荷を有する駆動体、前記隔壁の第１表面側に形成されている第１電極及び前記隔壁の第２表面側に形成されている第２電極を含み、前記駆動溝の前記第１及び第２表面と平行な断面の面積は、前記第１表面から前記第２表面に向かうのに伴って漸進的に変化する、電界駆動遮光型表示装置を提供する。
2008533521.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の駆動溝を有して、第１及び第２表面を有する隔壁、
前記駆動溝内に配置されていて、電荷を有する駆動体、
前記隔壁の第１表面側に形成されている第１電極、及び
前記隔壁の第２表面側に形成されている第２電極を含み、
前記駆動溝の前記第１及び第２表面と平行な断面の面積は、前記第１表面から前記第２表面に向かうのに伴って漸進的に変化する、電界駆動遮光型表示装置。
【請求項２】
前記隔壁の第１表面及び前記第１電極の間に形成されている第１絶縁膜、及び
前記隔壁の第２表面及び前記第２電極の間に形成されている第２絶縁膜をさらに含む、請求項１に記載の電界駆動遮光型表示装置。
【請求項３】
前記駆動溝内は、不活性気体、窒素、乾燥空気のうちの少なくとも１つで満たされている、請求項１に記載の電界駆動遮光型表示装置。
【請求項４】
前記第１電極は複数形成され、前記第２電極は前記第１電極の全てに対応する単一電極に形成されていて、
前記隔壁の第１表面側に形成されていて、前記第１電極の各々と連結されて、前記第１電極の各々に印加される電圧を制御するスイッチング素子をさらに含む、請求項１に記載の電界駆動遮光型表示装置。
【請求項５】
前記スイッチング素子は薄膜トランジスタである、請求項４に記載の電界駆動遮光型表示装置。
【請求項６】
前記駆動体は球形である、請求項１に記載の電界駆動遮光型表示装置。
【請求項７】
前記駆動体の表面は黒色である、請求項６に記載の電界駆動遮光型表示装置。
【請求項８】
前記駆動溝は頂点部分が切断された円錐型の溝である、請求項１に記載の電界駆動遮光型表示装置。
【請求項９】
前記駆動体は球形であり、前記駆動体の中心を通過する断面の面積は前記駆動溝の正断面より広い、請求項８に記載の電界駆動遮光型表示装置。
【請求項１０】
前記隔壁は黒色である、請求項１に記載の電界駆動遮光型表示装置。
【請求項１１】
前記隔壁は黒色顔料を含む感光膜を所定のマスクを使用して露光して現像して形成されたものである、請求項１０に記載の電界駆動遮光型表示装置。
【請求項１２】
前記隔壁の第１及び第２表面のうちのいずれか一方に形成されている遮光膜をさらに含む、請求項１に記載の電界駆動遮光型表示装置。
【請求項１３】
前記第１電極の外面及び前記第２電極の外面のうちの少なくとも一方に配置されている絶縁基板をさらに含む、請求項１に記載の電界駆動遮光型表示装置。
【請求項１４】
前記絶縁基板は、前記第１電極の外面に配置されている第１絶縁基板、及び前記第２電極の外面に配置されている第２基板からなる、請求項１３に記載の電界駆動遮光型表示装置。
【請求項１５】
前記第１電極の１つは複数の前記駆動溝と重畳する、請求項１に記載の電界駆動遮光型表示装置。
【請求項１６】
前記駆動溝の前記第１及び第２表面と平行な断面の面積は、前記第１表面から前記第２表面に向かうのに伴って広くなる、請求項１に記載の電界駆動遮光型表示装置。
【請求項１７】
前記駆動溝の前記第１及び第２表面と平行な断面の面積は、前記第１表面から前記第２表面に向かうのに伴って狭くなる、請求項１に記載の電界駆動遮光型表示装置。
【請求項１８】
前記第１電極の外面及び前記第２電極の外面のうちの少なくとも一方に形成されているカラーフィルターをさらに含む、請求項１に記載の電界駆動遮光型表示装置。
【請求項１９】
前記第１電極の外面に配置されている絶縁基板をさらに含み、前記カラーフィルターは前記第１電極及び前記絶縁基板の間に配置されている、請求項１８に記載の電界駆動遮光型表示装置。
【請求項２０】
前記第１及び前記第２電極は透明な導電物質からなる、請求項１に記載の電界駆動遮光型表示装置。
【請求項２１】
前記第１及び前記第２電極はＩＴＯまたはＩＺＯからなる、請求項２０に記載の電界駆動遮光型表示装置。
【請求項２２】
前記表示パネルの前記第１及び第２表面が水平面に対してなす角度を感知する姿勢感知センサーをさらに含む、請求項１に記載の電界駆動遮光型表示装置。
【請求項２３】
前記姿勢感知センサーが感知した角度情報によって前記第１及び前記第２電極の間に印加する階調電圧を調節する駆動電圧制御部をさらに含む、請求項２２に記載の電界駆動遮光型表示装置。
【請求項２４】
前記隔壁の第１または第２表面のうちのいずれか一方に配置されていて、表示のための光を供給するバックライトユニットをさらに含む、請求項１に記載の電界駆動遮光型表示装置。
【請求項２５】
前記バックライトユニットは、光を発するランプ及び前記ランプが発した光を面光に切換える導光板を含む、請求項２４に記載の電界駆動遮光型表示装置。
【請求項２６】
前記バックライトユニットから放出される光を前記駆動溝の各々に集光する集光レンズアレイをさらに含む、請求項２５に記載の電界駆動遮光型表示装置。
【請求項２７】
前記第１及び第２電極はストライプ形状に形成されていて、前記第１及び前記第２電極は互いに交差する、請求項１に記載の電界駆動遮光型表示装置。
【請求項２８】
前記駆動溝は、前記隔壁内に形成されていて、底面を有する、請求項１に記載の電界駆動遮光型表示装置。
【請求項２９】
前記駆動体が前記駆動溝を遮断する時間を調節することによって階調を表示する、請求項１に記載の電界駆動遮光型表示装置。
【請求項３０】
前記第１及び前記第２電極の間に断続的に反復して電圧を印加して、前記駆動体が前記駆動溝を遮断する時間を調節する、請求項２９に記載の電界駆動遮光型表示装置。
【請求項３１】
前記第１及び前記第２電極の間に印加する電圧の強さを異ならせて、前記駆動体の前記駆動溝内での位置を調節することによって階調を表示する、請求項１に記載の電界駆動遮光型表示装置。
【請求項３２】
前記駆動溝内は真空状態に維持される、請求項１に記載の遮光型表示装置。
【請求項３３】
前記隔壁の第１または第２表面のうちのいずれか一方に配置されていて、表示のための光を供給する面光源をさらに含む、請求項１に記載の電界駆動遮光型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は平板表示装置に関し、特に、電界駆動遮光型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在公知の平板表示装置には、液晶表示装置（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙａｙ：ＬＣＤ）、プラズマ表示装置（ｐｌａｓｍａ ｄｉｓｐｌａｙ ｐａｎｅｌ：ＰＤＰ）、有機電界発光表示装置（ｏｒｇａｎｉｃ ｅｌｅｃｔｒｏ ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ ｄｉｓｐｌａｙ：ＯＬＥＤ）、電界効果表示装置（ｆｉｅｌｄ ｅｆｆｅｃｔ ｄｉｓｐｌａｙ：ＦＥＤ）、電気泳動表示装置（ｅｌｅｔｒｏｐｈｏｒｅｔｉｃ ｄｉｓｐｌａｙ ｄｅｖｉｃｅ）などがある。このうちの液晶表示装置は、モニターやテレビなどに幅広く使用されており、プラズマ表示装置は、大型テレビに幅広く使用されており、有機電界発光表示装置は、携帯電話機の画面などに使用されていて、中大型表示装置に応用するための研究が活発に進められている。その他の電界効果表示装置や電気泳動表示装置も、モニターやテレビ、または電子ペーパーなどに適用するための研究が進められている。
【０００３】
しかし、現在公知の前記表示装置は、各々短所がある。例えば、液晶表示装置は、視野角が狭く、応答速度が遅く、製造費用が高いという短所があり、プラズマ表示装置は、画素を一定の大きさ以下に形成するのが難しく、消費電力が多く、多量の熱を放出するという短所がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、従来の平板表示装置の多様な短所を改善した、新たな平板表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的を達成するために、本発明は、複数の駆動溝を有して、第１及び第２表面を有する隔壁、前記駆動溝内に配置されていて、電荷を有する駆動体、前記隔壁の第１表面側に形成されている第１電極、及び前記隔壁の第２表面側に形成されている第２電極を含み、前記駆動溝の前記第１及び第２表面と平行な断面の面積は、前記第１表面から前記第２表面に向かうのに伴って漸進的に変化する、電界駆動遮光型表示装置を提供する。
【０００６】
前記隔壁の第１表面及び前記第１電極の間に形成されている第１絶縁膜、及び前記隔壁の第２表面及び前記第２電極の間に形成されている第２絶縁膜をさらに含むことができ、前記駆動溝内は、不活性気体、窒素、または乾燥空気で満たされているか、真空状態である。前記隔壁の第１表面側に形成されていて、前記第１電極の各々と連結されて、前記第１電極の各々に印加される電圧を制御するスイッチング素子をさらに含むことができ、前記スイッチング素子は薄膜トランジスタである。
【０００７】
前記駆動体は球形であり、前記駆動体は光が透過しない物質であればよく、前記駆動溝は頂点部分が切断された円錐型の溝であり、前記駆動体の中心を通過する断面の面積は前記駆動溝の正断面より広い。
【０００８】
前記隔壁は黒色であり、前記隔壁は黒色顔料を含む感光膜を所定のマスクを使用して露光して現像して形成されることができ、前記隔壁の第１及び第２表面のうちのいずれか一方に形成されている遮光膜をさらに含むことができる。
【０００９】
前記第１電極の外面及び前記第２電極の外面のうちの少なくとも一方に配置されている絶縁基板をさらに含むことができ、前記絶縁基板は前記第１電極の外面に配置されている第１絶縁基板、及び前記第２電極の外面に配置されている第２基板からなる。
【００１０】
前記第１電極の１つは複数の前記駆動溝と重畳し、前記駆動溝の前記第１及び第２表面と平行な断面の面積は、前記第１表面から前記第２表面に向かうのに伴って広くなったり狭くなる。
【００１１】
前記第１電極の外面及び前記第２電極の外面のうちの少なくとも一方に形成されているカラーフィルターをさらに含むことができ、前記第１電極の外面に配置されている絶縁基板をさらに含むことができ、前記カラーフィルターは前記第１電極及び前記絶縁基板の間に配置される。
【００１２】
前記第１及び前記第２電極は透明な導電物質からなり、前記第１及び前記第２電極はＩＴＯまたはＩＺＯからなる。
【００１３】
前記表示パネルの前記第１及び第２表面が水平面に対してなす角度を感知する姿勢感知センサーをさらに含むことができ、前記姿勢感知センサーが感知した角度情報によって前記第１及び前記第２電極の間に印加する階調電圧を調節する駆動電圧制御部をさらに含むことができる。
【００１４】
前記隔壁の第１または第２表面のうちのいずれか一方に配置されていて、表示のための光を供給するバックライトユニットをさらに含むことができ、前記バックライトユニットは、光を発するランプ及び前記ランプが発した光を面光に切換える導光板を含むことができ、前記バックライトユニットから放出される光を前記駆動溝の各々に集光する集光レンズアレイをさらに含むことができる。
【００１５】
前記第１及び第２電極はストライプ形状に形成されていて、前記第１及び前記第２電極は互いに交差する。
【００１６】
前記駆動溝は、前記隔壁内に形成されていて、底面を有する。
【００１７】
前記駆動体が前記駆動溝を遮断する時間を調節することによって階調を表示することができ、前記第１及び前記第２電極の間に断続的に反復して電圧を印加して、前記駆動体が前記駆動溝を遮断する時間を調節することができる。
【００１８】
前記第１及び前記第２電極の間に印加する電圧の強さを異ならせて、前記駆動体の前記駆動溝内での位置を調節することによって階調を表示することもできる。
【００１９】
前記駆動溝内は真空状態に維持される。
【００２０】
前記隔壁の第１または第２表面のうちのいずれか一方に配置されていて、表示のための光を供給する面光源をさらに含むことができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明による電界駆動遮光型表示装置は、重力及び電気力を利用して駆動体の位置を調節することによって、光の量を調節して、必要な表示を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、添付した図面を参照して、本発明による好ましい一実施例を詳細に説明する。
【００２３】
図面では、多様な層及び領域を明確に表現するために、厚さを拡大して示した。明細書全体を通して類似した部分には、同一な図面符号を付けた。層、膜、領域、板などの部分が他の部分上にあるとする時、これは他の部分の真上にある場合だけでなく、その中間にまた他の部分がある場合も意味する。反対に、ある部分が他の部分の真上にあるとする時、これはその中間に他の部分がない場合を意味する。
【００２４】
図１は本発明の一実施例による電界駆動遮光型表示装置の断面図であり、図２は図１の部分拡大図である。
【００２５】
図１を参照すれば、本発明の一実施例による電界駆動遮光型表示装置は、表示パネル１００及びバックライトユニット３００に大きく区分される。表示パネル１００は、光の量を調節して、画像を表示する部分であって、複数の駆動溝１５１、及び各駆動溝１５１内に配置されて、電荷を有する駆動体１０１を核心構成要素として含む。バックライトユニット３００は、表示パネル１００に光を供給する部分であって、光を発するランプ３０２、線光源または点光源のランプ３０２が発した光を面光に切換える導光板３０１、及び導光板３０１から放出される光を集めて、表示パネル１００の駆動溝１５１に誘導する集光レンズ３０３を含む。ここで、ランプ３０２は、ＣＣＦＬ（ｃｏｌｄ ｃａｔｈｏｄｅ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ ｌａｍｐ）やＥＥＦＬ（ｅｘｔｅｒｎａｌ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ ｌａｍｐ）などの線光源であったり、発光ダイオード（ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ、ＬＥＤ）などの点光源でありうる。または、面光源を使用することもでき、この場合には、導光板３０１を省略することができる。また、集光レンズ３０３は、導光板３０１の表面に直接形成されたり、または一つの層に形成されたり、別途のフィルム形態に形成されることができ、表示パネル１００側に一つの層に形成されることもできる。
【００２６】
このような電界駆動遮光型表示装置は、駆動溝１５１内に配置される駆動体１０１に電気力を加えてその位置を移動させ、それによってバックライトユニット３００が供給する光の透過量を調節することによって所望の画像を表示する。
【００２７】
このような電界駆動遮光型表示装置のうちの表示パネル１００について、図２を参照してより具体的に説明する。
【００２８】
ガラスなどからなる透明な絶縁基板１１０の一面に複数の画素電極１２０が形成されている。ここで、画素電極１２０は、ＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）またはＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）などの透明な導電物質からなって、行列など規則的な形態に配列されている。
【００２９】
絶縁基板１１０上には、各画素電極１２０に印加される電圧を個別にスイッチングするためのスイッチング素子１３０が形成されていて、画素電極１２０と連結されている。ここで、スイッチング素子１３０は、薄膜トランジスタであってもよく、薄膜トランジスタをオンまたはオフするための走査信号を伝達するゲート線（図示せず）及び画素電極１２０に印加される階調電圧を伝達するデータ線（図示せず）が互いに交差する形態で絶縁基板１１０上に形成されている。
【００３０】
画素電極１２０及びスイッチング素子１３０上には、第１絶縁膜１４０が形成されている。ここで、第１絶縁膜１４０は、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）や酸化ケイ素（ＳｉＯ２）などの無機絶縁物質からなったり、樹脂などの有機絶縁物質からなることができる。また、第１絶縁膜１４０は、スイッチング素子１３０下に形成されることもできる。
【００３１】
第１絶縁膜１４０上には、複数の駆動溝１５１を有する隔壁１５０が形成されている。隔壁１５０は、光が透過する材料からなったり、光が透過できない不透明物質からなることができる。隔壁１５０を黒色物質で形成することによって、不必要な光が隔壁１５０を透過したり隔壁１５０によって反射して表示品質を低下させるのを防止するのが好ましい。このような隔壁１５０は、黒色顔料を含む感光膜を所定のマスクを使用して露光して現像して形成したり、ナノプリンティング（ｎａｎｏ ｐｒｉｎｔｉｎｇ）方法で形成することができる。または、感光膜をマスクを使用して露光して現像して隔壁を形成した後、光が透過できないように後処理して形成することもできる。駆動溝１５１は、隔壁の両表面（または絶縁基板１１０の表面）と平行な断面（以下、正断面という）の面積が隔壁１５０の一側表面から他側表面に向かうのに伴って漸進的に変化する形態に形成されている。図２では、隔壁１５０の右側表面から左側表面に向かうのに伴って駆動溝１５１の正断面の面積が次第に広くなることを示している。しかし、これとは反対に、隔壁１５０の右側表面から左側表面に向かうのに伴って駆動溝１５１の正断面の面積が次第に狭くなることもできる。本実施例では、駆動溝１５１が頂点部分が切断された円錐形状の溝であるが、駆動溝１５１は、その他にも多様な形状に形成することができる。
【００３２】
隔壁１５０の駆動溝１５１の内部には、駆動体１０１が配置され、アルゴン、ネオン、ヘリウムなどの不活性気体が満たされている。ここで、駆動体１０１は、不透明物質からなって、表面が黒色であるのが反射される光を排除することができるので好ましく、所定の電荷を有する。電荷は、負または正の電荷である。また、不活性気体の代わりに、窒素または乾燥空気などのように駆動体１０１が有する電荷を保存するのに適した他の気体が満たされることもできる。または、駆動溝１５１の内部を真空状態にすることもできる。本実施例では、駆動体１０１が球形に形成されるが、駆動溝１５１の形状によって円柱などの他の形状に形成することもできる。駆動体１０１の中心を通過する断面（以下、中心断面とする）は、駆動溝１５１の正断面のうちの最も小さい面積より大きいのが好ましい。これは、駆動体１０１が駆動溝１５１を完全に遮断して、完全なブラック状態を実現することができるようにするためである。また、駆動体１０１が空洞を有するように形成して、重量を減少させることもできる。
【００３３】
隔壁の左側表面には、第２絶縁膜２１０が形成されている。第２絶縁膜２１０は、フィルム形態でありうる。また、第２絶縁膜２１０は、窒化ケイ素や酸化ケイ素などからなることもできる。
【００３４】
第２絶縁膜２１０上には、ＩＴＯやＩＺＯなどの透明な導電物質からなる共通電極２２０が形成されている。
【００３５】
共通電極２２０上には、画素領域を区画する遮光膜２３０が形成されている。遮光膜２３０は、隣接する画素の間の光が混ざるのを防止するためのものであり、隔壁１５０そのものが遮光膜２３０の役割を代行することができる場合には省略される。
【００３６】
遮光膜２３０上には、赤色、緑色、及び青色カラーフィルター２４０Ｒ、２４０Ｇ、２４０Ｂが形成されている。カラーフィルター２４０Ｒ、２４０Ｇ、２４０Ｂは、各駆動溝１５１に対応する位置に配置されている。
【００３７】
このような表示パネル１００に対して、バックライトユニット３００は、絶縁基板１１０側またはカラーフィルター２４０Ｒ、２４０Ｇ、２４０Ｂ側のうちのどちら側にでも配置することができる。
【００３８】
このような構造の電界駆動遮光型表示装置の駆動について説明する。
【００３９】
一般に、表示装置は、表示画面が水平面に対してほぼ垂直に立てられた形態で使用される。したがって、駆動溝１５１を構成する隔壁１５０の内部表面は、傾斜面をなすようになる。傾斜面上に配置された駆動体１０１は、重力によって傾斜面を転がり落ちるようになる。しかし、画素電極１２０及び共通電極２２０の間に電圧が印加されると、それらの間に電界が形成されて、電荷を有している駆動体が電気力を受け、重力を克服して傾斜面を転がり上がるようになる。したがって、画素電極１２０及び共通電極２２０の間の電圧を調節することによって駆動体１０１が受ける電気力を調節することができ、これによって駆動体１０１の位置を調節することができる。このために、駆動溝１５１の傾斜面は、図面に示したように、傾きが一定な形態を有することもでき、上に行くのに伴ってその傾きが次第に増加する形態を有することもできる（傾きが次第に増加する形態は、管楽器のラッパのような形態を意味する）。
【００４０】
一方、画素電極１２０が共通電極２２０より狭い面積に形成されるので、これら２つの電極１２０、２２０の間に形成される電界の強さが画素電極１２０に近づくのに伴って次第に強くなる形態を有し、この場合には、２つの電極１２０、２２０の間の電圧を調整することによって駆動体１０１が駆動溝１５１内の所定の地点で止まるようにすることができる。
【００４１】
駆動体１０１の位置が変化することによって、光が透過することができる駆動溝１５１の面積も異なるようになる。つまり、駆動体１０１が傾斜面の最も下にある時は光が透過できる駆動溝１５１の面積が最大になり、駆動体１０１が傾斜面を転がり上がるのに伴って光が透過できる面積が次第に狭くなって、駆動体１０１が傾斜面の最も上に上がって駆動溝１５１を完全に遮断した時には光が全て遮断される。したがって、画素電極１２０及び共通電極２２０の間の電圧を調節することによって透過する光の量を調節することができる。
【００４２】
以上では、駆動体１０１の駆動溝１５１内の位置を調整することによって光の量を調節する方法について説明したが、これとは異なって、駆動体１０１が光を遮断する時間を調節することによって光の量を調節することもできる。
【００４３】
以下、この方法について説明する。
【００４４】
１つの画素が特定の画像情報を持続的に表示する時間をフレームとする時、１フレームの間に駆動体１０１が駆動溝１５１を遮断する時間を異ならせることによって光の量を調節することができる。例えば、１フレームの間に継続して電圧を印加せずに駆動体１０１が底面にとどまっている場合には、最も高階調であるホワイト状態を表示し、１フレームの間に継続して電圧を印加して駆動体１０１が駆動溝１５１を遮断している場合には、最も低階調であるブラック状態を表示し、１フレームの半分に相当する時間だけ電圧を印加して駆動体１０１が駆動溝１５１を遮断する場合には、中間階調を表示するようになる。この時、駆動体１０１が駆動溝１５１を遮断する時間は、当該階調に対応する時間だけ持続的に電圧を印加することによって調節することができ、駆動体１５１に電圧を断続的に反復して印加することによって調節することもできる。例えば、２５６階調を表示することができるように設計された電界駆動遮光型表示装置で１５６階調を表示するとする場合、１フレームを２５６個の区間に区分して、１００個の区間に相当する時間の間は持続的に電圧を印加することによって、１５６階調に相当する明るさを表示したり、１つの区間に相当する時間の電圧を１００回反復して印加することによって、１５６階調に相当する明るさを表示することができる。
【００４５】
また、カラーフィルター２４０Ｒ、２４０Ｇ、２４０Ｂを使用することによってカラーを表示することができる。
【００４６】
ここで、駆動体１０１の大きさは、数マイクロメートル（ｍｉｃｒｏｍｅｔｅｒ）程度であるので、数十ミリボルト（ｍＶ）〜数百ミリボルト程度の電圧で駆動することができ、非常に速い速度で動作するので、応答速度が非常に早くて精密な調節が可能な表示装置を提供することができる。駆動体１０１の動作速度は重量に反比例するので、駆動体１０１が空洞を有するように形成して、重量を減少させることもできる。
【００４７】
以上では、駆動体１０１の駆動のために重力及び電気力を利用したが、重力の代わりになる手段または重力を補充する手段として、既存の電気力に対して反対方向に作用する電気力を利用することもできる。つまり、画素電極１２０及び共通電極２２０の間の電圧を反転させることによって、重力に依存せずに駆動体１０１を往復移動させることができる。
【００４８】
図３は本発明の他の実施例による電界駆動遮光型表示装置の表示パネルの断面図である。
【００４９】
図３を参照すれば、ガラスなどからなる透明な第１絶縁基板１１０の一面に、赤色、緑色、及び青色のカラーフィルター２４０が行列などの所定の形態に配列されている。
【００５０】
各カラーフィルター２４０上には、画素電極１２０が形成されている。ここで、画素電極１２０は、ＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）またはＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）などの透明な導電物質からなる。
【００５１】
絶縁基板１１０上には、各画素電極１２０に印加される電圧を個別にスイッチングするためのスイッチング素子１３０が形成されていて、画素電極１２０と連結されている。ここで、スイッチング素子１３０は、薄膜トランジスタであってもよく、薄膜トランジスタをオンまたはオフするための走査信号を伝達するゲート線（図示せず）及び画素電極１２０に印加される階調電圧を伝達するデータ線（図示せず）が互いに交差する形態で絶縁基板１１０上に形成されている。
【００５２】
画素電極１２０及びスイッチング素子１３０上には、第１絶縁膜１４０が形成されている。ここで、第１絶縁膜１４０は、樹脂などの有機絶縁膜からなったり、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）または酸化ケイ素（ＳｉＯ２）などの無機絶縁膜からなることができる。また、第１絶縁膜１４０は、スイッチング素子１３０下に形成されることもできる。
【００５３】
第１絶縁膜１４０上には、複数の駆動溝１５１を有する隔壁１５０が形成されている。隔壁１５０は、黒色であるのが好ましく、黒色顔料を含む感光膜を所定のマスクを使用して露光して現像して形成したり、ナノプリンティング（ｎａｎｏ ｐｒｉｎｔｉｎｇ）方法で形成することができる。駆動溝１５１は、隔壁の両表面（または絶縁基板１１０の表面）と平行な断面（以下、正断面という）の面積が隔壁１５０の一側表面から他側表面に向かうのに伴って漸進的に変化する形態に形成されている。図３では、隔壁１５０の右側表面から左側表面に向かうのに伴って駆動溝１５１の正断面の面積が次第に広くなることを示している。しかし、これとは反対に、隔壁１５０の右側表面から左側表面に向かうのに伴って駆動溝１５１の正断面の面積が次第に狭くなることもできる。本実施例では、駆動溝１５１が頂点部分が切断された円錐形状の溝であるが、駆動溝１５１は、その他にもつぼ形状などの多様な形状に形成することができる。
【００５４】
ここで、駆動溝１５１は、複数が１つの画素電極１２０と重畳するように配置されている。これは、駆動溝１５１の不良などに備えるためである。各画素ごとに数十個の駆動溝１５１を配置することによって、均一な動作特性を実現することができる。
【００５５】
隔壁１５０の駆動溝１５１の内部には、駆動体１０１が配置され、アルゴン、ネオン、ヘリウムなどの不活性気体が満たされている。ここで、駆動体１０１は、表面が黒色を帯びているのが好ましく、所定の電荷を有する。電荷は、正または負の電荷である。また、不活性気体の代わりに、窒素または乾燥空気などのように駆動体１０１が有する電荷を保存するのに適した他の気体が満たされることもできる。または、駆動溝１５１の内部を真空に維持することもできる。本実施例では、駆動体１０１が球形に形成されるが、駆動溝１５１の形状によって円柱などの他の形状に形成することもできる。駆動体１０１の中心を通過する断面（以下、中心断面とする）は、駆動溝１５１の正断面のうちの最も小さい面積より大きいのが好ましい。これは、駆動体１０１が駆動溝１５１を完全に遮断して、完全なブラック状態を実現することができるようにするためである。また、駆動体１０１が空洞を有するように形成して、重量を減少させることもできる。
【００５６】
隔壁の左側表面には、第２絶縁膜２１０が形成されている。第２絶縁膜２１０は、フィルム形態でありうる。また、第２絶縁膜２１０は、窒化ケイ素や酸化ケイ素などからなることもできる。
【００５７】
第２絶縁膜２１０の左側には、ＩＴＯやＩＺＯなどの透明な導電物質からなる共通電極２２０が形成されている。
【００５８】
共通電極２２０の左側には、第２絶縁基板２９０が配置されている。
【００５９】
このような構造の表示パネルは、第１絶縁基板１１０上にカラーフィルター２４０、画素電極１２０、スイッチング素子１３０、第１絶縁膜１４０、及び隔壁１５０を形成し、第２絶縁基板２９０上に共通電極２２０及び第２絶縁膜２１０を形成した後、駆動溝１５１内に駆動体１０１を配置して、不活性気体や窒素雰囲気で両基板１１０、２９０を結合することによって製造することができる。ここで、第２基板２９０上には、共通電極２２０及び第２絶縁膜２１０だけが形成されているので、両基板１１０、２９０を整列するのが非常に容易である。
【００６０】
図４及び図５は電界駆動遮光型表示装置の傾斜角によって駆動電界を調節する方法を説明するための参照図である。
【００６１】
表示装置は、一般に、水平面に対してほぼ垂直に立てて使用されるが、ノートパソコンなどの場合、ある程度傾けて使用することもある。しかし、本発明による電界駆動遮光型表示装置の場合、表示装置が傾くと、駆動溝１５１の傾斜面の傾斜角が異なるようになるので、電界を通じた駆動体１０１の駆動に影響が及ぶようになる。したがって、これを勘案して、画素電極１２０及び共通電極２２０の間に印加する駆動電圧を異ならせなければならない。
【００６２】
以下、その補正方法について見てみる。
【００６３】
図４に示したように、表示パネル１００がθ０だけ傾けば、駆動溝１５１の傾斜面に配置された駆動体１０１は、重力によって、ｍｇｃｏｓ（θ０＋θ１）の力を受けて傾斜面を転がり落ちるようになる（図５参照）。ここで、θ１は駆動溝１５１の傾斜面の傾斜角である。この時、画素電極１２０及び共通電極２２０の間にＶの電圧が印加されると、駆動体１０１が有する電荷量をＱとし、２つの電極１２０、２２０の間の距離をｄとする時、電気力によって（ＱＶｃｏｓθ１）／ｄの力を受けて傾斜面を転がり上がろうとするようになる。したがって、重力による力及び電気力による力が均衡をなすためには、
ｍｇｃｏｓ（θ０＋θ１）＝（ＱＶｃｏｓθ１）／ｄ、
Ｖ＝［ｍｇｃｏｓ（θ０＋θ１）ｄｃｏｓθ１］／Ｑ、
の電圧が画素電極１２０及び共通電極２２０の間に印加されなければならない。このように、画素電極１２０及び共通電極２２０の間に印加されるべき駆動電圧がθ０とθ１の関数によって計算される。ここで、θ１は予め決められている角度であるので、θ０を測定すれば、必要な駆動電圧を計算することができる。
【００６４】
したがって、本発明による電界駆動遮光型表示装置に傾斜角を測定することができる姿勢感知センサーを配置して、姿勢感知センサーが感知した角度情報を駆動電圧制御部が受信し、角度情報に合わせて補正された駆動電圧を画素電極１２０及び共通電極２２０の間に印加することによって必要な表示を行うことができる。
【００６５】
以上では、能動型電界駆動遮光型表示装置について説明したが、受動型電界駆動遮光型表示装置にも適応することができる。
【００６６】
図６乃至図１０は本発明の他の実施例による電界駆動遮光型表示装置の断面図である。
【００６７】
まず、図６の実施例は、隔壁１５０の両表面に第１及び第２絶縁膜１４０、２１０が形成されていて、この絶縁膜１４０、２１０の外面に各々ストライプ形状の第１及び第２電極１２１、２２１が形成されている構造である。ここで、第１電極１２１及び第２電極２２１は、その長さ方向が互いに直交する。本実施例では、駆動体１０１及び隔壁１５０が全て黒色に形成されているので、別途の遮光膜は必要でない。
【００６８】
このような受動型表示装置では、複数の第１電極１２１のうちの１つ及び複数の第２電極２２１のうちの１つに各々電圧を印加すると、電圧が印加された２つの電極１２１、２２１が交差する位置の駆動体１０１が電気力を受けて駆動される。
【００６９】
図７の実施例は、図６の実施例と比較して、第２電極２２１上に集光レンズ３０３がさらに形成されている構造である。
【００７０】
図８の実施例は、隔壁１５０に形成されている駆動溝１５１が隔壁１５０を貫通せずに底面を有する溝形態に形成されていて、隔壁１５０の一側面に遮光膜２３０が形成されていて、遮光膜２３０上に第２電極２２１が形成されている構造である。ここで、駆動溝１５１が隔壁１５０を貫通しないので、第２電極２２１を駆動体１０１と絶縁させるために別途の絶縁膜を形成する必要がない。このような形態の隔壁１５０は、ナノプリンティング方法を使用して容易に形成することができる。また、遮光膜２３０を形成して、駆動溝１５１の間で光が混ざるのを防止しているので、隔壁１５０を光が透過する物質で形成することができる。
【００７１】
図９の実施例は、図８の実施例と比較して、駆動溝１５１が隔壁１５０を貫通して遮光膜２３０に形成された孔まで駆動溝１５１として使用して、第２電極２２１を駆動体１０１と絶縁するために第２絶縁膜２１０を形成する構造である。
【００７２】
図１０の実施例は、図９の実施例と比較して、遮光膜２３０を第２電極２２１の外面に形成する構造である。
【００７３】
本発明を添付した図面に示した一実施例を参照して説明したが、これは例示的なものにすぎず、当該技術分野で通常の知識を有する者は、これから多様な変形及び均等な他の実施例が可能である。したがって、本発明の保護範囲は添付された請求の範囲によってのみ決定されなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の一実施例による電界駆動遮光型表示装置の断面図である。
【図２】図１の部分拡大図である。
【図３】本発明の他の実施例による電界駆動遮光型表示装置の表示パネルの断面図である。
【図４】電界駆動遮光型表示装置の傾斜角によって駆動電界を調節する方法を説明するための参考図である。
【図５】電界駆動遮光型表示装置の傾斜角によって駆動電界を調節する方法を説明するための参考図である。
【図６】本発明の他の実施例による電界駆動遮光型表示装置の断面図である。
【図７】本発明の他の実施例による電界駆動遮光型表示装置の断面図である。
【図８】本発明の他の実施例による電界駆動遮光型表示装置の断面図である。
【図９】本発明の他の実施例による電界駆動遮光型表示装置の断面図である。
【図１０】本発明の他の実施例による電界駆動遮光型表示装置の断面図である。
【符号の説明】
【００７５】
１００  表示パネル
１０１  駆動体
１１０  第１基板
１２０  画素電極
１２１  第１電極
１３０  スイッチング素子
１４０  第１絶縁膜
１５０  隔壁
１５１  駆動溝
２１０  第２絶縁膜
２２０  共通電極
２２１  第２電極
２３０  遮光膜
２４０、２４０Ｒ、２４０Ｇ、２４０Ｂ  カラーフィルター
２９０  第２基板
３００  バックライトユニット
３０１  導光板
３０２  ンプ
３０３  集光レンズ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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