JP2008033335A

JP2008033335A - 電気泳動表示装置及びその製造方法

Info

Publication number: JP2008033335A
Application number: JP2007198307A
Authority: JP
Inventors: Woo Jae Lee; 宇宰李; Seishoku Shin; 聖植申; Nanshaku Ro; 盧　南　錫; Konkei So; 宋　根　圭
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2006-07-31
Filing date: 2007-07-31
Publication date: 2008-02-14
Anticipated expiration: 2027-07-31
Also published as: US20080024432A1; US7808696B2; EP1884826B1; JP5336712B2; EP1884826A1; DE602007005421D1

Abstract

【課題】本発明は電気泳動表示装置を提供する。
【解決手段】本発明の電気泳動表示装置は反射率を向上させる反射光学パターンが形成された透明な材質の第１電極が形成される第１基板、第１基板に対向された位置に配置され第２電極が形成される第２基板、第１基板と第２基板との間に配置され第１基板と第２基板との間の空間を区画する隔壁、及び第１基板、第２基板、及び隔壁によって形成される空間に満たされ第１及び第２電極によって形成される電界によって画像を表示する画像表示層を含む。
【選択図】図２

Description

本発明は電気泳動表示装置に関する。

電気泳動表示装置というのは、外部から加えられた電界によって着色された微粒子が移動する電気泳動現象を用いて画像を表示する装置のことである。ここで、電気泳動現象というのは、帯電された微粒子を液体の中に分散させた分散系に電界を印加する場合、帯電された微粒子がクーロン力によって液体の中を移動する現象を言う

図１は従来電気泳動表示装置の構造を示した断面図である。図１を参照すると、電気泳動表示装置１は透明基板１４、２４に電極１２、２２が形成され互いに対向する両基板１０、２０と、両基板１０、２０の間に充填された誘電流体(dielectric fluid)４２に分散された帯電白色粒子４４及び有色粒子４６を含む画像表示層４０とを具備する構造を有無。

このような構造の電気泳動表示装置１は完全反射型表示装置であるため、液晶表示装置ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、プラズマ表示パネルＰＤＰ（Plasma Display Panel）または有機発光ダイオードＯＬＥＤ（organic light-emitting diode）などとは異なり電力消耗が少なく表示品質が印刷物と類似して目の疲労が少ないという長所がある。

ところで、従来の電気泳動表示装置は図１に示されたように、外部光が入射して反射される電極１２の表面が平面形状を有する。従って、電極１２の正面で入射されず側方から光の入射角θ１で入射された光は、入射角θ１と同一の反射角θ２によって反対側の側方に反射される。従って、電気泳動表示装置の正面方向に反射される光の比率が低く、電気泳動表示装置の正面方向に位置する使用者の立場では輝度の低い画像を見るようになる。従って、使用者の方向への反射率を向上させることができる電気泳動表示装置の開発が要求される。

そこで、本発明が達成しようとする技術的課題は、電極に前面反射率を向上させることができる光学パターンが形成された電気泳動表示装置及びその製造方法を提供することにある。

前述した技術的課題を達成するための本発明１の電気泳動表示装置は、反射率を向上させる反射光学パターンが形成された透明な材質の第１電極が形成される第１基板と、前記第１基板に対向された位置に配置され、第２電極が形成される第２基板と、前記第１基板と第２基板との間に配置され、前記第１基板と第２基板との間の空間を区画する隔壁と、前記第１基板、第２基板、及び隔壁によって形成される空間に満たされ、前記第１及び第２電極によって形成される電界によって画像を表示する画像表示層と、を含む。
反射率を向上させる反射光学パターンを設けることで、前面反射率を高くすることができる。よって、電気泳動表示装置の正面方向に反射される光の比率を多角し、電気泳動表示装置の正面方向に位置する使用者の方向への反射率を向上させ輝度を高めることができる。

発明２は、発明１において、前記光学パターンは、凸形状または凹形状の光学パターンであることができる。凸形状または凹形状を有することで、側面方向から入射された光であっても、前面方向に出射させて表示装置の輝度を高めることができる。

発明３は、発明２において、前記第１基板は、前記光学パターンと相応する対応パターンが形成される透明基板を含み、前記第１電極は前記透明基板の前記対応パターンに沿って形成されることが望ましい。
第１電極の反射光学パターンと、透明基板の対応パターンとが同一の形状を有しているため、第１電極と透明基板とが概ね密着される。

発明４は、発明３において、前記第１電極は、前記光学パターンの境界部に前記隔壁の一端部が挿入される隔壁挿入溝が形成されることが望ましい。隔壁挿入溝は第１基板と第２基板との間隔を小さくする。各基板間の距離が短くなることで、画像表示層を駆動するために印加される電圧の大きさが小さくなるので駆動消費電力を減少させることができる。

発明５は、発明２において、前記画像表示層は、前記第１基板、第２基板及び隔壁によって形成される空間に満たされる誘電流体、前記誘電流体内に分散されて配置し、一定の極性の電荷に帯電された白色帯電粒子、及び前記誘電流体内に分散されて配置し、前記白色帯電粒子と反対極性の電荷に帯電された有色帯電粒子を含む。

発明６は、発明５において、前記誘電流体は、気体または液体であることが望ましい。白色帯電粒子及び有色帯電粒子が誘電流体内で動きやすく、応答速度を向上することができる。

発明７は、発明２において、前記画像表示層は、電子粉流体であることが望ましい。電子粉流体は空気を媒体にするので、画像表示層を電子粉流体を用いて構成する場合、電気泳動表示装置の製造過程が簡単となり、画像表示層と第１基板の透明電極との間にでき得る間隙が容易に除去できる。

発明８は、発明２において、前記画像表示層は、前記第１及び第２基板と隔壁の間の空間に配置される複数個のカプセルと、前記カプセルの内部に満たされる誘電流体と、前記誘電流体内に分散されて配置され、一定の極性の電荷に帯電された白色帯電粒子と、前記誘電流体内に分散されて配置され、前記白色帯電粒子と反対極性の電荷に帯電された有色帯電粒子と、を含む。
カプセルは、第１、２基板と隔壁との間の空間に配置され、白色帯電粒子及び有色帯電粒子の移動空間を限定する役割をする。第１、２基板の間に直接に誘電流体を満たす場合には帯電粒子の沈降現象が発生するが、誘電流体をカプセルに内包することでこれを防止して画像表示層の応答速度を向上させる。

発明９は、発明８において、前記カプセルの一面は、前記第１電極の光学パターンに密着されることが望ましい。カプセルと光学パターンとが、離隔空間なしに密着される。

発明１０は、発明２において、前記画像表示層は、前記第１及び第２基板と隔壁の間の空間に配置される複数個のカプセル、及び前記カプセルの内部に満たされる電子粉流体で構成されることが望ましい。電子粉流体をカプセルに内包することで帯電粒子の沈降現象を防止して画像表示層の応答速度を向上させる。

発明１１は、発明１において、前記光学パターンは、複数の凹形状及び複数の凸形状のうち少なくとも一つの形状が画素単位で形成されることが望ましい。

発明１２は、発明１１において、前記凹形状は、凹レンズ形状、凹円錐形状及び凹多角錘形状のうち少なくとも一つの形状を含む。

発明１３は、発明１１において、前記凸形状は、凸レンズ形状、凸円錐形状及び凸多角錘形状のうち少なくとも一つの形状を含む。
発明１４は、発明１３において、前記第１電極は、前記画素単位の境界部に前記隔壁の一端部が挿入されるように形成された隔壁挿入溝を含む。隔壁の一端部が挿入されるため、上下の電極間の間隔が小さくなり、画像表示層を駆動するために両電極に印加される電圧の大きさが小さくなるので駆動消費電力を減少させることができる。
発明１５は、発明１４において、前記画像表示層は、前記第１基板、第２基板、及び隔壁によって形成される空間に満たされる誘電流体と、前記誘電流体内に分散されて配置され、一定の極性の電荷に帯電された白色帯電粒子と、前記誘電流体内に分散されて配置され、前記白色帯電粒子と反対極性の電荷に帯電された有色帯電粒子と、を含む。
発明１６は、発明１４において、前記画像表示層は、前記第１及び第２基板と隔壁の間の空間に配置される複数個のカプセルと、前記カプセルの内部に満たされる誘電流体と、前記誘電流体内に分散されて配置され、一定の極性の電荷に帯電された白色帯電粒子と、前記誘電流体内に分散されて配置され、前記白色帯電粒子と反対極性の電荷に帯電された有色帯電粒子と、を含む。

本発明１７の電気泳動表示装置の製造方法は、第１基板の一表面に光学パターンを形成する段階と、前記光学パターンが形成された第１基板の表面に前記光学パターンに沿って透明な材質の第１電極を形成する段階と、第２基板の表面に透明な材質の第２電極を形成する段階と、前記第２基板上に隔壁パターンを形成する段階と、前記第２基板上に画像表示層を形成する段階と、前記第１基板と第２基板とを結合する段階と、を含む。

発明１８は、発明１７において、前記光学パターンを形成する段階は、前記第１基板の一表面に有機膜を形成する段階と、前記有機膜をフォトリソグラフィ工程でパターニングして前記光学パターンを形成する段階と、を含む。

発明１９は、発明１７において、前記光学パターンを形成する段階は、インプリント（imprint）工程またはフォトリソグラフィ工程を用いて光学パターンを形成することが望ましい。

発明２０は、発明１７において前記画像表示層は、前記第１基板及び隔壁パターンによって形成される空間に電子粉流体を塗布して形成されることができる。

本発明２１の電気泳動表示装置は、反射率を向上させる反射光学パターンが形成された透明な材質の第１電極が形成される第１基板と、前記第１基板に対向された位置に配置され、第２電極が形成される第２基板と、前記第１基板と第２基板によって形成される空間に満たされ、前記第１及び第２電極によって形成される電界によって画像を表示する画像表示層と、を含み、前記画像表示層は前記第１基板と第２基板との間の空間に配置される複数個のカプセルと、前記カプセルの内部に満たされる誘電流体と、前記誘電流体内に分散されて配置され、一定の極性の電荷に帯電された白色帯電粒子と、前記誘電流体内に分散されて配置され、前記白色帯電粒子と反対極性の電荷に帯電された有色帯電粒子と、を含む

発明２２は、発明２１において、前記カプセルは軟質の材質から形成され前記第１基板と第２基板の加圧力によって前記第１電極の前記光学パターンに密着されることができる。

本発明２３のさらにまたの電気泳動表示装置の製造方法は、第１基板の一表面に光学パターンを形成する段階と、前記光学パターンが形成された第１基板の表面に前記光学パターンに沿って透明な材質の第１電極を形成する段階と、第２基板の表面に透明な材質の第２電極を形成する段階と、前記第２基板上に画像表示層を形成する段階と、前記第１基板と第２基板とを結合する段階と、を含み、前記画像表示層は前記第１基板と第２基板との間の空間に配置される複数個のカプセルと、前記カプセルの内部に満たされる誘電流体と、前記誘電流体内に分散されて配置され、一定の極性の電界に帯電された白色帯電粒子と、前記誘電流体内に分散されて配置され、前記白色帯電粒子と反対極性の電荷に帯電された有色帯電粒子と、を含む。

発明２４は、発明２３において、前記カプセルは軟質の材質から形成されて前記第１基板及び第２基板の加圧力によって前記第１電極の前記光学パターンに密着されることができる。

本発明によれば、光学パターンにより前面反射率を向上させることができる電気泳動表示装置及びその製造方法を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の望ましい一実施例をより詳細に説明する。
＜実施例１＞

本実施例による電気泳動表示装置１００は図２に示されたように、第１基板１１０、第２基板１２０、隔壁１３０及び画像表示層１４０を含んで構成される。

前記第１基板１１０は透明基板１１４、パターン層１１１及び透明材質の第１電極１１２（以下、透明電極）を含む。第１基板１１０はカラーフィルタ（図示せず）を含むカラーフィルタ基板であることができる。透明な材質の透明基板１１４と透明電極１１２は外部入射光を損失の少ない状態のまま画像表示層１４０に到達するようにし、画像表示層１４０から反射された光を損失の少ない状態で再度外部側（使用者側：Ｚ軸方向）に照射されるようにする。

パターン層１１１は透明基板１１４上に形成され凹形状のパターンを有する。透明電極１１２は凸形状の光学パターン１１１ａと隔壁挿入溝１１６を含み、共通電極として動作する。凸形状の光学パターン１１１ａはパターン層１１１の凹形状のパターンに対応している。つまり、凸形状の光学パターン１１１ａと凹形状のパターン層１１１とが嵌め合うようにして形成されている。凸形状の光学パターン１１１ａのピッチは、隣接する隔壁１３０の間の空間の大きさによって定められ、その曲率は光が前面方向に反射される比率を最大化することができる値を有する。

隔壁挿入溝１１６は隔壁１３０の一端が挿入される空間として、単位画素の境界部に該当する透明電極１１２部分に形成される。隔壁挿入溝１１６は、透明電極１１２の凸形状の表面が、挿入された隔壁１３０の一端より下に位置するようにする。これは透明電極１１２の表面と隔壁１３０の間の空間を満たす画像表示層１４０の上面にできる間隙を除去する。例えば、隔壁挿入溝１１６を形成することなく、透明電極１１２の凸形状の表面に沿って隔壁１３０を形成した場合には、隔壁１３０が凸形状の表面に沿って適切に配置できないために、隔壁１３０と透明電極１１２の凸形状の表面との間に隙間ができてしまう場合がある。上記のように、透明電極１１２の凸形状の表面と凸形状の表面との間に隔壁挿入溝１１６を形成し、その隔壁挿入溝１１６に隔壁１３０を挿入することにより、凸形状の表面と隔壁１３０と透明電極１１２とで囲まれる空間に、隙間無く画像表示層１４０を満たすことができる。従って、画像表示層１４０の上面は透明電極１１２に形成された凸形状の光学パターン１１１ａと完全に密着されて同一の形状の曲面を有するようになり、その曲面形状によって前面反射率を高くすることができる。つまり、その曲面形状により側面方向から入射された光であっても、前面方向に出射させて表示装置の輝度を高めることができる。

ここで、前面反射率というのは、電気泳動表示装置に入射された光のうち電気泳動表示装置に対して大略直角を成す方向に反射される光の比率をいう。従って、前面反射率が高くなると使用者方向（Ｚ軸方向）に反射される光の比率が高くなるので同一の明るさの外部光でも使用者が感じる輝度が高くなるのである。

また、隔壁挿入溝１１６は、第１基板１１０の透明電極１１２と第２基板１２０の透明電極１２２との間隔を小さくする。つまり、透明電極１１２の方向に、つまりＺ方向に掘り下げられて隔壁挿入溝１１６が形成されることで、透明電極１１２と透明電極１２２との間隔が小さくなる。透明電極１１２、１２２間の間隔が小さくなると、画像表示層１４０を駆動するために両透明電極１１２、１２２に印加される電圧の大きさが小さくなるので駆動消費電力を減少させることができる。

前記第２基板１２０は、透明基板１２４、薄膜トランジスタ１２８、保護膜１２６及び透明材質の第２電極（１２２：以下、透明電極）を含み、第１基板１１０に対向された位置に配置される。第２基板１２０は薄膜トランジスタ１２８が形成された薄膜トランジスタ基板であることができる。

薄膜トランジスタ１２８は透明基板１２４上に形成され単位画素を独立的に駆動させるスイッチング素子として動作する。保護膜１２６は薄膜トランジスタ１２８上部に形成される。透明電極１２２は保護膜１２６上部に単位画素単位でパターン化されて形成され共通電極として動作する透明電極１１２に対応して画素電極として動作する。第２基板１２０の透明電極１２２は第１基板１１０の透明電極１１２とは異なり隔壁１３０によって形成される空間別にパターン化されて形成される。

前記隔壁１３０は第１基板１１０と第２基板１２０との間に配置され、第１基板１１０と第２基板１２０との間の空間を単位画素単位で区画する。即ち、隔壁１３０によって第１基板１１０と第２基板１２０との間に一定の大きさで形成された独立空間は、単位画素に対応される。

前記画像表示層１４０は第１基板１１０、第２基板１２０及び隔壁１３０によって形成される空間に満たされる。画像表示層１４０は第１基板１１０の透明電極１１２と第２基板１２０の透明電極１２２との間に形成される電界によって駆動されて画像を表示する。より具体的に、画像表示装置１４０は誘電流体１４２、白色帯電粒子１４４及び有色帯電粒子１４６で構成されることができる。まず、誘電流体１４２は光の通過できる透明な液体または気体で、電気場によって影響を受けない絶縁性を有する。

次に、白色帯電粒子１４４は誘電流体１４２内に分散されて配置され、一定の極性の電荷に帯電された粒子である。白色帯電粒子１４４は一定の極性を有するように帯電されているので第１及び第２基板１１０、１２０の透明電極１１２、１２２にそれぞれ互いに異なる極性の直流電圧が印加されると、電気場によって特定の方向に移動する。例えば、白色帯電粒子１４４が−電荷に帯電されていると、＋電源が印加された第１基板１１０の透明電極１１２方向に引かれて外部入射光を全部反射するようになる。この際の電気泳動表示装置１００は白色を表示するようになる。

次に、有色帯電粒子１４６は誘電流体１４２内に分散されて配置され、白色帯電粒子１４４と反対極性の電荷に帯電された粒子である。有色帯電粒子１４６は白色帯電粒子１４４と反対極性の電荷に帯電されるので、第１及び第２基板１１０、１２０の透明電極１１２、１２２に電源が印加されると、白色帯電粒子１４４と反対方向に移動する。また、有色帯電粒子１４６は白色帯電粒子１４４と異なり黒色または青色に着色される。電気泳動表示装置が白黒ではないカラー画像を具現する場合、有色帯電粒子１４６は多様な色に着色されることもできる。

一方、画像表示層１４０は電子粉流体で構成されることもできる。ここで、電子粉流体は日本のブリジストン（Bridgestone）社が開発したもので、液体のような性質を有する固体粉末物質である。電子粉流体は極性を有し、色を有して電圧を印加したとき空気中で移動する特性を有する。電子粉流体のこのような特性は多様な色を示す画像表示層に用いられることができる。

電子粉流体は空気を媒体にするので、画像表示層１４０を電子粉流体を用いて構成する場合電気泳動表示装置の製造過程が簡単となり、画像表示層１４０と第１基板１１０の透明電極１１２との間にでき得る間隙が容易に除去できる。

図３は図２に示された第２基板の構造を示した断面図として、第２基板に形成された薄膜トランジスタの構造を例示する。図３に示されたように、第２基板１２０に形成された薄膜トランジスタ１２８はゲート電極１２８Ｇ、ゲート絶縁膜１２３、アクティブ層１２８Ａ、オーミックコンタクト層１２８Ｏ及びソース/ドレイン電極１２８Ｓ、１２８Ｄを含む。薄膜トランジスタ１２８のドレイン電極１２８Ｄは薄膜トランジスタ１２８の上部に形成された保護膜１２６のコンタクトホール１０６を通じて透明電極１２２と連結される。

前記ゲート電極１２８Ｇはゲートライン（図示せず）に連結されゲートラインからゲート駆動電圧の提供を受ける。前記ゲート絶縁膜１２３はゲート電極１２８Ｇとソース/ドレイン電極１２８Ｓ、１２８Ｄ及びゲート電極１２８Ｇとアクティブ層１２８Ａを絶縁させる。前記アクティブ層１２８Ａはゲート絶縁膜１２３を間に置いてゲート電極１２８Ｇと重畳されるように形成されソース電極１２８Ｓとドレイン電極１２８Ｄとの間にチャンネルを形成する。

アクティブ層１２８Ａの上部には前記オーミックコンタクト層１２８Ｏがさらに形成されることができる。オーミックコンタクト層１２８Ｏはソース/ドレイン電極１２８Ｓ、１２８Ｄとアクティブ層１２８Ａの接触抵抗を減少させ薄膜トランジスタ１２８の特性を向上させる。前記ソース電極１２８Ｓはオーミックコンタクト層１２８０を通じてアクティブ層１２８Ａのチャンネル一端に連結され、データライン（図示せず）に連結されデータラインから階調表示電圧の提供を受ける。ドレイン電極１２８Ｄはオーミックコンタクト層１２８Ｏを通じてアクティブ層１２８Ａのチャンネル他端に連結されソース電極１２８Ｓと向き合うように形成され透明電極１２２に連結される。ここで、階調表示電圧はデータの階調に対応する電圧を言う。

前記保護膜１２６は薄膜トランジスタ１２８上部に形成され薄膜トランジスタ１２８を保護する。保護膜１２６はドレイン電極１２８Ｄと透明電極１２２とを連結させるためにドレイン電極１２８Ｄの一側を露出させたコンタクトホール１０６が形成される。前記画素電極１２２はドレイン電極１２８Ｄから階調表示電圧の提供を受け図１に示された第１基板１１０の透明電極１１２と共に電界を形成する。形成された電界は画像表示層１４０の白色帯電粒子１４４と有色帯電粒子１４６を一定の方向に移動させ画像を表示する。

また、図４に示されたように、電気泳動表示装置の画像表示層１４０ａはカプセル１４１ａ、誘電流体１４２ａ、白色帯電粒子１４４ａ及び有色帯電粒子１４６ａを含むことができる。

前記カプセル１４１ａは、前記第１、２基板１１０、１２０と隔壁１３０との間の空間に配置され、白色帯電粒子１４４ａ及び有色帯電粒子１４６ａの移動空間を限定する役割をする。第１、２基板１１０、１２０の間に直接に誘電流体１４２ａを満たす場合には、帯電粒子１４２ａ、１４４ａの沈降現象が発生するのでこれを防止し、また画像表示層１４０ａの応答速度を向上させるために、前記誘電流体１４２ａをカプセル１４１ａに内包させるのである。

この際、前記カプセル１４１ａの上面は第１基板１１０の透明電極１１２が有する凸形状の光学パターン１１１ａに挿入され、第１基板１１０の透明電極１１２の下面に離隔空間なしに密着される。従って、透明電極１１２に形成された凸形状の光学パターン１１１ａの大きさ及び曲率は、カプセル１４１ａの大きさ及び曲率と略同一に形成されることが望ましい。

そして、カプセル１４１ａ内部には誘電流体１４２ａ、白色帯電粒子１４４ａ及び有色帯電粒子１４６ａが満たされるが、誘電流体１４２ａ、白色帯電粒子１４４ａ及び有色帯電粒子１４６ａの構造及び機能は図２で説明したのと同一であるので詳細な説明は省略する。一方、前記カプセル１４１ａ内部には空気と電子粉流体が満たされて画像を表示することもできる。

一方、図２４に示されたように、電気泳動表示装置１００ｂは図４の隔壁１３０が削除され、残りの他の構成は図４の構成と同一である。従って、重複した部分に対する説明は省略する。図２４に示されたように、カプセル１４１ｂは軟性材質の球型で形成され第１基板１１０及び第２基板１２０との間で所定の圧力で加圧され、透明電極１１２に形成された光学パターン１１１ａに密着される。また、カプセル１４１ｂは前記圧力によって互いに接触される。
＜実施例２＞

本実施例による電気泳動表示装置２００は、図５に示されたように、第１基板２１０、第２基板２２０、隔壁２３０及び画像表示層２４０で構成される。

前記第１基板２１０は透明基板２１４、パターン層２１１及び透明電極２１２を含む。第１基板２１０はカラーフィルタ（図示せず）を含むカラーフィルタ基板であることができる。

パターン層２１１は透明基板２１４上に形成され凸形状のパターンを有する。透明電極２１２は凹形状の光学パターン２１１ａと隔壁挿入溝２１６を含み、共通電極として動作する。凹形状の光学パターン２１１ａはパターン層２１１の凸形状のパターンに対応している。つまり、凸形状のパターン層２１１と凹形状の光学パターン２１１ａとが嵌め合うようにして形成されている。凹形状の光学パターン２１１ａのピッチは隣接する隔壁２３０の間の空間の大きさによって定められ、曲率は前面方向に反射される光の比率を最大化することができる値を有する。隔壁挿入溝２１６は、隔壁２３０上端が挿入される空間として単位画素Ｕの境界部に該当する透明電極２１２部分に形成される。隔壁挿入溝２１６は透明電極２１２の表面が隔壁１３０上端より下に位置することができるようにする。前述のように、透明電極２１２の隣接する凸形状の表面と凸形状の表面との間に隔壁挿入溝２１６を形成し、その隔壁挿入溝２１６に隔壁２３０を挿入することにより、凸形状の表面と隔壁２３０と透明電極２１２とで囲まれる空間に、隙間無く画像表示層２４０を満たすことができる。従って、画像表示層２４０の上面は透明電極２１２に形成された凸形状の光学パターン２１１ａと完全に密着されて同一の形状の曲面を有するようになり、その曲面形状によって前面反射率を高くすることができる。

一方、第２基板２２０、隔壁２３０及び画像表示層２４０は図２に説明した第２基板１２０、隔壁１３０及び画像表示装置１４０と実質的に同一の構造及び機能を有するので詳細な説明は省略する。
＜実施例３＞

本実施例による電気泳動表示装置３００は、図６に示されたように、第１基板３１０、第２基板３２０、隔壁３３０及び画像表示装置３４０で構成される。

前記第１基板３１０は透明基板３１２、ブラックマトリックス３１４、カラーフィルタ３１６、オーバーコーティング層３１７及び透明電極３１８を含むカラーフィルタ基板であることが望ましい。

ブラックマトリックス３１４は透明基板３１２上に形成され単位画素Ｕの間の光を遮断する。カラーフィルタ３１６は電気泳動表示装置３００の色相を具現する。オーバーコーティング層３１７は透明電極３１８の良好な形成のためのステップカバレージ（step coverage）を形成する。透明電極３１８はオーバーコーティング層３１７に形成され共通電極として動作する。

透明な材質の透明基板３１２と透明電極３１８は外部入射光を損失の少ない状態で画像表示層３４０に到達するようにし、画像表示層３４０で反射された光を損失の少ない状態で再度使用者側に照射されるようにする。

一方、透明電極３１８には複数個の凸レンズ形状３０４ａの光学パターンと隔壁挿入溝３０２が形成される。複数個の凸レンズ形状３０４ａはオーバーコーティング層３１７に形成された凹レンズ形状パターンに対応した形状を有する。この際、凸レンズ形状３０４ａは１５ｕｍ以下の大きさを有することが望ましい。

複数の凸レンズ形状３０４ａは大きさが互いに同一であることができる。また、複数の凸レンズ形状３０４ａは１５ｕｍ以下の範囲内でそれぞれランダムな大きさを有し、その大きさが互いに異なることができる。複数の凸レンズ形状３０４ａのランダムな大きさは反射効率を最大化させる条件下でそれぞれ選択されることができる。

隔壁挿入溝３０２は隔壁３３０の上端が挿入される空間として、単位画素の境界部に該当する透明電極３１８部分に形成される。前述の実施例と同様の理由により、隔壁挿入溝３０２は透明電極３１８の表面が隔壁３３０上端より下に位置するようにする。

一方、第２基板３２０、隔壁３３０及び画像表示層３４０は図２で説明した基板１２０、隔壁１３０及び画像表示層１４０と実質的に同一の構造及び機能を有するので詳細な説明は省略する。

また、図７に示されたように、電気泳動表示装置の画像表示層３４０ａはカプセル３４１ａ、誘電流体３４２ａ、白色帯電粒子３４４ａ及び有色帯電粒子３４６ａを含むことができる。図７に示された電気泳動表示装置の画像表示装置３４０ａは図４で説明した画像表示層１４０ａと同一であるので詳細な説明は省略する。例えば、カプセル３４１ａは、透明電極３１８の凸レンズ形状３０４ａに対応して凹状に形成されており、透明電極３１８の下面に離隔空間なしに密着される。従って、透明電極３１８の凸レンズ形状３０４ａの大きさ及び曲率は、カプセル３４１ａの大きさ及び曲率と略同一に形成されることが望ましい。

図２５は図７に示された電気泳動表示装置の変形例を示した図面である。

図２５を参照すると、電気泳動表示装置３００ｂは図７の隔壁３３０が削除され、残りの他の構成は図７の構成と同一であるのでそれに対する重複された説明は省略する。

カプセル３４１ｂは軟質で形成され、球型で製作される。従って、第１基板３１０と第２基板３２０との間に所定圧力で加圧され透明電極３１８の複数個の凸レンズ形状３０４ａの光学パターンに密着される。また、カプセル３４１ｂは前記圧力によって互いに接触される。
＜実施例４＞

本実施例による電気泳動表示装置の第１基板４１０は、図８及び９に示されたように、透明基板４１２、ブラックマトリックス４１４、カラーフィルタ４１６、オーバーコーティング層４１７及び透明電極４１８を含む。なお、図８及び９は、図６、図７等とはＺ方向の向きが異なる。

前記透明電極４１８には複数個の凹レンズ形状４０４ａの光学パターンと隔壁挿入溝４０２とが形成される。複数個の凹レンズ形状４０４ａはオーバーコーティング層４１７に形成された凸レンズ形状パターンに対応した形状を有する。つまり、透明電極４１８の凹レンズ形状４０４ａとオーバーコーティング層４１７の凸レンズ形状とが嵌め合うようにして形成されている。この際、凹レンズ形状４０４ａは１５ｕｍ以下の大きさを有することが望ましい。

複数の凹レンズ形状４０４ａは大きさが互いに同一であることができる。また、複数の凹レンズ形状４０４ａは１５ｕｍ以下の大きさ内でそれぞれランダムな大きさを有し、その大きさが互いに異なることができる。複数の凹レンズ形状４０４ａのランダムな大きさは反射効率を最大化させる条件下でそれぞれ選択されることができる。

透明基板４１２、ブラックマトリックス４１４、カラーフィルタ４１６及びオーバコーティング層４１７は図６で説明した実施例３から当業者が容易に実施例できるので詳細な説明な省略する。

前記で本発明の第３及び第４実施例による電気泳動表示装置は凹または凸レンズ形状の光学パターンが形成された第１基板を例示して説明したが、第１基板に形成された光学パターンは凹または凸レンジ形状に限定されない。例えば、第１基板に形成された光学パターンは凹または凸の円錐、三角錐、五画錘、六角錘などの多様な形状を有することができる。図１０乃至図１４はそれぞれ第１基板の透明電極に形成された光学パターンが凸円錐、凸三角錐、凸五角錐、凸六角錘の場合を例示する。

一方、第１基板の透明電極に形成された光学パターンは凹または凸形状だけではなく凹形状及び凸形状の複合形状を有することができる。図１５及び図１６は第１基板の透明電極に形成された光学パターンが凹及び凸レンズ形状の複合形状を有する場合を示した斜視図及び断面図である。

図１５及び図１６を参照すると、第１基板５１０は透明基板５１２、ブラックマトリックス５１４、カラーフィルタ５１６、オーバーコーティング層５１７及び透明電極５１８を含む。

前記透明電極５１８には複数の凸レンズ形状５０４ａ及び複数の凹レンズ形状５０４ｂが複合されて形成された光学パターンと隔壁挿入溝５０２が形成される。複数の凸レンズ形状５０４ａ及び複数の凹レンズ形状５０４ｂが複合されて形成された光学パターンはオーバーコーティング層５１７に形成された凹及び凸レンズ形状パターンにそれぞれ対応する。

複数の凸レンズ形状５０４ａ及び複数の凹レンズ形状５０４ｂは互いに大きさが同一であることができる。また、複数の凸レンズ形状５０４ａ及び複数の凹レンズ形状５０４ｂは１５ｕｍ以下の大きさ範囲内でそれぞれランダムな大きさを有し、その大きさが互いに異なることができる。透明基板５１２、ブラックマトリックス５１４、カラーフィルタ５１６及びオーバーコーティング層５１７は図６で説明した実施例３から当業者に容易に実施することができるので詳細な説明は省略する。

図１５及び図１６では第１基板に形成された光学パターンが凹及び凸レンズ形状の複合形状を有した場合を例示して説明したが、第１基板に形成された光学パターンはこれに限定されず、凹または凸の円錐、三角錘、五角錐、六角錐などの多様な形状のうち選択される組合の複合形状を有することができる。

以下、本発明の第１実施例による電気泳動表示装置を製造する方法に対して図１７乃至図２３を参照して説明する。図１７乃至図２３は本発明の第１実施例による電気泳動表示装置製造方法の各工程を説明する図面である。

まず、図１７に示されたように、透明基板１２４の表面に第２電極１２２を形成する。透明基板１２４には、第２電極１２２に電圧を印加する時間及び印加される電圧の大きさを決定するスイッチング素子として薄膜トランジスタ（図示せず）がさらに形成され、薄膜トランジスタは第２電極１２２と接続されることが望ましい。

この際、第２電極１２２は第２基板１２４上に一定のパターンを有して形成されるが、このパターンは第２基板１２４上に形成される隔壁パターンと対応される。即ち、図１７に示されたように、隔壁によって形成される単位画素単位として一つの第２電極１２２が形成される。これにより、第２基板１２０が準備される。

次に、図１８に示されたように、第２基板１２４上に隔壁１３０パターンを形成する。隔壁１３０はＸ方向の横隔壁とＹ方向の縦隔壁で構成され、横隔壁と縦隔壁とは矩形を形成するように両者がであって一つの単位画素を形成するようになる。そうすると、隔壁１３０と第２基板１２０によって上部が開放された一つの空間が形成される。

そして、図１９に示されたように、前記第２基板１２０上に画像表示層１４０を形成する。即ち、前記隔壁１３０と第２基板１２０によって形成される複数の単位画素内部に画像表示装置１４０を形成する。この際、画像表示層１４０は絶縁物質と白色帯電粒子そして有色帯電粒子で構成されてもよく、電子粉流体であってもよい。また、絶縁物質と白色帯電粒子そして有色帯電粒子が充填されているカプセルであってもよい。

次に、第１基板の表面に曲面形状を有する光学パターンを形成する段階が進行される。この光学パターンを形成する段階は２つのサブ段階に分けて進行されることができる。まず、図２０に示されたように、透明基板１１４の一表面に一定の厚さの有機膜１１１を形成する。

そして、図２１に示されたように、有機膜１１１をパターニングして曲面形状を有する光学パターン１１１ａを形成する。この際、光学パターンを形成する段階はフォトリソグラフィ工程を用いることができる。

一方、インプリント工程を用いて光学パターン１１１ａを形成することもできる。インプリント工程を用いる場合には熱硬化性または紫外線硬化性有機膜１１１を透明基板１１４上面に一定の厚さで形成した後、光学パターン１１１ａと反対の形状を有する金型を用いて光学パターンを成形する。例えば、光学パターン１１１ａが凸形状の場合は、凹形状の金型を用いる。そして、熱または紫外線を用いて硬化し金型を除去すると光学パターンが透明基板１１４の有機膜１１１上に形成される。このようにインプリント工程を使用すると、フォトリソグラフィ工程を使用するより単純な工程で光学パターンを形成することができる。

次に、図２２に示されたように、光学パターンが形成された透明基板１１４の表面に光学パターン１１１ａに沿って透明な材質の第１電極１１２を形成する。即ち、透明基板１１４に光学パターン１１１ａが形成された状態で薄い厚さを有する透明材質の電極を蒸着すると、透明基板１１４に形成されている光学パターン１１１ａに沿って一定の光学パターンを有する透明電極１１２が形成される。

一方、透明基板に光学パターンを形成する段階及び第１電極を形成する段階は前述した第１電極形成段階、隔壁形成段階及び画像表示層形成段階と順序を変えて進行しても同時に進行してもよい。

次に、第２電極１２２が形成された第２基板１２０を第１電極１１２が形成された第１基板１１０と結合させる。この際、第１基板１１０に形成されている隔壁挿入溝１１６と隔壁１３０上端の位置を一致させ隔壁上端が隔壁挿入溝１１６によって正確に挿入されるようにする。このように、第２基板１２０と第１基板１１０とを結合させると図２３に示されたような構造の電気泳動表示装置が完成される。

第２、第３、及び第４実施例による電気泳動表示装置の製造方法は第１実施例による電気泳動表示装置の製造方法から当業者が容易に実施できるので詳細な説明は省略する。

本発明の電気泳動表示装置は、電気泳動表示装置の側方から入射される光も電気泳動表示装置の前面方向に反射されるので、電気英道表示装置の前面方向に位置する使用者が感じる輝度が向上されるという長所がある。

また、本発明によると、多様な形状の光学パターンを使用して、画像表示層の絶縁部分で気体または液体など多様な物質を適用することができる

以上、本発明の実施例によって詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者であれば、本発明の思想と精神を離れることなく、本発明を修正または変更できる。

本発明は、各種電気泳動表示装置に適用可能である。

従来の電気泳動表示装置の構造を示した断面図である。本発明の第１実施例による電気泳動表示装置の構造を示した断面図である。図２に示された第２基板の構造を示した断面図である。図２に示された電気泳動表示装置の変形例の構造を示した断面図である。本発明の第２実施例による電気泳動表示装置の構造を示した断面図である。本発明の第３実施例による電気泳動表示装置の構造を示した断面図である。図６に示された電気泳動表示装置の変形例の構造を示した断面図である。本発明の第４実施例による電気泳動表示装置の第１基板の構造を示した図面である。本発明の第４実施例による電気泳動表示装置の第１基板の構造を示した図面である。本発明の第４実施例による電気泳動表示装置の多様な光学パターンを示した図面である。本発明の第４実施例による電気泳動表示装置の多様な光学パターンを示した図面である。本発明の第４実施例による電気泳動表示装置の多様な光学パターンを示した図面である。本発明の第４実施例による電気泳動表示装置の多様な光学パターンを示した図面である。本発明の第４実施例による電気泳動表示装置の多様な光学パターンを示した図面である。本発明の第４実施例による電気泳動表示装置の他の光学パターンを示した図面である。本発明の第４実施例による電気泳動表示装置の他の光学パターンを示した図面である。図２に示された電気泳動表示装置の製造方法の各工程を説明するための図面である。図２に示された電気泳動表示装置の製造方法の各工程を説明するための図面である。図２に示された電気泳動表示装置の製造方法の各工程を説明するための図面である。図２に示された電気泳動表示装置の製造方法の各工程を説明するための図面である。図２に示された電気泳動表示装置の製造方法の各工程を説明するための図面である。図２に示された電気泳動表示装置の製造方法の各工程を説明するための図面である。図２に示された電気泳動表示装置の製造方法の各工程を説明するための図面である。図４に示された電気泳動表示装置の変形例を示す図面である。図７に示された電気泳動表示装置の変形例を示す図面である。

符号の説明

電気泳動表示装置１
透明基板１４、２４
電極１２、２２
誘電流体４２
帯電白色粒子４４
電気泳動表示装置１００
第１基板１１０
パターン層１１１
は透明基板１１４
第２基板１２０
隔壁１３０
画像表示層１４０
カプセル１４１ａ
誘電流体１４２ａ
白色帯電粒子１４４ａ
有色帯電粒子１４６ａ

Claims

反射率を向上させる反射光学パターンが形成された透明な材質の第１電極が形成される第１基板と、
前記第１基板に対向された位置に配置され、第２電極が形成される第２基板と、
前記第１基板と第２基板との間に配置され、前記第１基板と第２基板との間の空間を区画する隔壁と、
前記第１基板、第２基板、及び隔壁によって形成される空間に満たされ、前記第１及び第２電極によって形成される電界によって画像を表示する画像表示層と、
を含むことを特徴とする電気泳動表示装置。
前記光学パターンは、凸形状または凹形状の光学パターンであることを特徴とする請求項１記載の電気泳動表示装置。
前記第１基板は、
前記光学パターンと相応する対応パターンが形成される透明基板を含み、
前記第１電極は前記透明基板の前記対応パターンに沿って形成されることを特徴とする請求項２記載の電気泳動表示装置。
前記第１電極は、
前記光学パターンの境界部に前記隔壁の一端部が挿入される隔壁挿入溝が形成されることを特徴とする請求項３記載の電気泳動表示装置。
前記画像表示層は、
前記第１基板、第２基板及び隔壁によって形成される空間に満たされる誘電流体と、
前記誘電流体内に分散されて配置し、一定の極性の電荷に帯電された白色帯電粒子と、
前記誘電流体内に分散されて配置し、前記白色帯電粒子と反対極性の電荷に帯電された有色帯電粒子と、を含むことを特徴とする請求項２記載の電気泳動表示装置。
前記誘電流体は、気体または液体であることを特徴とする請求項５記載の電気泳動表示装置。
前記画像表示層は、電子粉流体であることを特徴とする請求項２記載の電気泳動表示装置。
前記画像表示層は、
前記第１及び第２基板と隔壁の間の空間に配置される複数個のカプセルと、
前記カプセルの内部に満たされる誘電流体と、
前記誘電流体内に分散されて配置され、一定の極性の電荷に帯電された白色帯電粒子と、
前記誘電流体内に分散されて配置され、前記白色帯電粒子と反対極性の電荷に帯電された有色帯電粒子と、を含むことを特徴とする請求項２記載の電気泳動表示装置。
前記カプセルの一面は、前記第１電極の光学パターンに密着されることを特徴とする請求項８記載の電気泳動表示装置。
前記画像表示層は、前記第１及び第２基板と隔壁の間の空間に配置される複数個のカプセルと、
前記カプセルの内部に満たされる電子粉流体と、で構成されることを特徴とする請求項２記載の電気泳動表示装置。
前記光学パターンは、複数の凹形状及び複数の凸形状のうち少なくとも一つの形状が画素単位で形成されることを特徴とする請求項１記載の電気泳動表示装置。
前記凹形状は、凹レンズ形状、凹円錐形状及び凹多角錘形状のうち少なくとも一つの形状を含むことを特徴とする請求項１１記載の電気泳動表示装置。
前記凸形状は、凸レンズ形状、凸円錐形状及び凸多角錘形状のうち少なくとも一つの形状を含むことを特徴とする請求項１１記載の電気泳動表示装置。
前記第１電極は、前記画素単位の境界部に前記隔壁の一端部が挿入されるように形成された隔壁挿入溝を含むことを特徴とする請求項１３記載の電気泳動表示装置。
前記画像表示層は、前記第１基板、第２基板、及び隔壁によって形成される空間に満たされる誘電流体と、
前記誘電流体内に分散されて配置され、一定の極性の電荷に帯電された白色帯電粒子と、
前記誘電流体内に分散されて配置され、前記白色帯電粒子と反対極性の電荷に帯電された有色帯電粒子と、を含むことを特徴とする請求項１４記載の電気泳動表示装置。
前記画像表示層は、前記第１及び第２基板と隔壁の間の空間に配置される複数個のカプセルと、
前記カプセルの内部に満たされる誘電流体と、
前記誘電流体内に分散されて配置され、一定の極性の電荷に帯電された白色帯電粒子と、
前記誘電流体内に分散されて配置され、前記白色帯電粒子と反対極性の電荷に帯電された有色帯電粒子と、を含むことを特徴とする請求項１４記載の電気泳動表示装置。
第１基板の一表面に光学パターンを形成する段階と、
前記光学パターンが形成された第１基板の表面に前記光学パターンに沿って透明な材質の第１電極を形成する段階と、
第２基板の表面に透明な材質の第２電極を形成する段階と、
前記第２基板上に隔壁パターンを形成する段階と、
前記第２基板上に画像表示層を形成する段階と、
前記第１基板と第２基板とを結合する段階と、
を含むことを特徴とする電気泳動表示装置の製造方法。
前記光学パターンを形成する段階は、
前記第１基板の一表面に有機膜を形成する段階と、
前記有機膜をフォトリソグラフィ工程でパターニングして前記光学パターンを形成する段階と、を含むことを特徴とする請求項１７記載の電気泳動表示装置の製造方法。
前記光学パターンを形成する段階は、インプリント（imprint）工程またはフォトリソグラフィ工程を用いて光学パターンを形成することを特徴とする請求項１７記載の電気泳動表示装置の製造方法。
前記画像表示層は、前記第１基板及び隔壁パターンによって形成される空間に電子粉流体を塗布して形成されることを特徴とする請求項１７記載の電気泳動表示装置の製造方法。
反射率を向上させる反射光学パターンが形成された透明な材質の第１電極が形成される第１基板と、
前記第１基板に対向された位置に配置され、第２電極が形成される第２基板と、
前記第１基板と第２基板によって形成される空間に満たされ、前記第１及び第２電極によって形成される電界によって画像を表示する画像表示層と、
を含み、
前記画像表示層は前記第１基板と第２基板との間の空間に配置される複数個のカプセルと、
前記カプセルの内部に満たされる誘電流体と、
前記誘電流体内に分散されて配置され、一定の極性の電荷に帯電された白色帯電粒子と、
前記誘電流体内に分散されて配置され、前記白色帯電粒子と反対極性の電荷に帯電された有色帯電粒子と、を含むことを特徴とする電気泳動表示装置。
前記カプセルは軟質の材質から形成され前記第１基板と第２基板の加圧力によって前記第１電極の前記光学パターンに密着されることを特徴とする請求項２１記載の電気泳動表示装置。
第１基板の一表面に光学パターンを形成する段階と、
前記光学パターンが形成された第１基板の表面に前記光学パターンに沿って透明な材質の第１電極を形成する段階と、
第２基板の表面に透明な材質の第２電極を形成する段階と、
前記第２基板上に画像表示層を形成する段階と、
前記第１基板と第２基板とを結合する段階と、
を含み、
前記画像表示層は前記第１基板と第２基板との間の空間に配置される複数個のカプセルと、
前記カプセルの内部に満たされる誘電流体と、
前記誘電流体内に分散されて配置され、一定の極性の電界に帯電された白色帯電粒子と、
前記誘電流体内に分散されて配置され、前記白色帯電粒子と反対極性の電荷に帯電された有色帯電粒子と、を含むことを特徴とする電気泳動表示装置の製造方法。
前記カプセルは軟質の材質から形成されて前記第１基板及び第２基板の加圧力によって前記第１電極の前記光学パターンに密着されることを特徴とする請求項２３記載の電気泳動表示装置。