JP2014528596A

JP2014528596A - エレクトロ・ウェッティングディスプレイパネル

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Publication number: JP2014528596A
Application number: JP2014533759A
Authority: JP
Inventors: 肖雄田; 建▲設▼ 薛
Original assignee: BOE Technology Group Co Ltd
Current assignee: BOE Technology Group Co Ltd
Priority date: 2011-10-10
Filing date: 2012-09-29
Publication date: 2014-10-27
Anticipated expiration: 2032-09-29
Also published as: EP2618200B1; EP2618200A4; US20140055839A1; US9429747B2; KR101373999B1; KR20130050303A; WO2013053299A1; EP2618200A1; CN102707430A; JP6129186B2; CN102707430B

Abstract

本発明は、フルカラー表示を実現できるエレクトロ・ウェッティングディスプレイパネルを提供し、第一基板と、上記第一基板と向かい合う第二基板と、上記第二基板上に位置する複数のバリケードと、上記第二基板上に位置する光不透過性絶縁層と、複数の着色液体ユニットとを備え、上記複数のバリケードは複数のサブピクセルを定義し、上記光不透過性絶縁層は、誘電体層及び誘電体層上に位置する光不透過性液体ユニットを含み、上記光不透過性絶縁層は電界作用下において黒色または白色を示し、上記複数の着色液体ユニットは、各サブピクセルにそれぞれ対応するように、上記光不透過性絶縁層と上記第一基板との間に設置され、上記着色液体ユニットは導電性または極性を有する光透過性カラー溶液である。

Description

本発明はエレクトロ・ウェッティングディスプレイパネル（ｅｌｅｃｔｒｏｗｅｔｔｉｎｇｄｉｓｐｌａｙｐａｎｅｌ）に係るものである。

エレクトロ・ウェッティング現象は電解質溶液と絶縁層との間の接触角が電界作用下において変化し、即ち電界作用下において電解質溶液が絶縁層の表面において収縮または延伸することである。エレクトロ・ウェッティングディスプレイパネルはエレクトロ・ウェッティング現象を利用して表示を行うもので、電極を用いて油性インクの延伸または収縮を制御することで表示を行うものである。エレクトロ・ウェッティングディスプレイ技術は、双安定状態（ｂｉｓｔａｂｌｅｓｔａｔｅｄｉｓｐｌａｙ）表示ができ、反射性に優れ、エネルギー消耗が低く、温度範囲が広く、応答速度が充分に速いなどの特徴によって、益々人々から好かれるようになっている。エレクトロ・ウェッティングディスプレイ技術は現在まだ初期的な段階にあるが、それが示す優れた性能及び発展の潜在力は、未来のディスプレイ技術分野において、エレクトロ・ウェッティングが非常に重要なディスプレイ方法となることを示している。

図１（ａ）及び図１（ｂ）は、従来技術におけるエレクトロ・ウェッティングディスプレイパネルの断面模式図を示している。図１に示すように、従来技術中のエレクトロ・ウェッティングディスプレイパネルは上、下二枚の基板（図示していない）の間に位置する電極１、誘電体層２（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｌａｙｅｒ、疎水性表面を有する）、油性インク層３及び塩溶液層４を備える。電極１は下の基板上に設けられ、誘電体層２は電極１上に設けられ、油性インク層３は誘電体層２上に設けられ、塩溶液層４は油性インク層３上に設けられている。油性インク層３は色を有し、塩溶液層４は透明である。

一つのピクセルにおいて、電圧を印加していない場合、図１（ａ）に示すように、油性インク層３は誘電体層２上に薄い膜となって延伸し、該ピクセルは色のあるピクセルドットとして現れる。電極１と油性インク層３の間に電圧を印加する場合、図１（ｂ）に示すように、油性インク層３と誘電体層２の接触面の張力は変化し、結果的に該ピクセル中の元の静止している状況は不安定となり、油性インク層３はピクセルの片側に移動し、よって該ピクセルは部分的に透明なピクセルドットとなる。エレクトロ・ウェッティングディスプレイ中において、油性インク層３は二つの役割を有する。一つ目の役割は遮蔽作用である。モノクロディスプレイにおいて、油性インク層３は光遮蔽に用いられ、一般的には黒色である。二つ目の作用はディスプレイ作用であり、カラーディスプレイにおいて、油性インク層３自身の色はディスプレイ表示に用いられる。しかし、図１（ｂ）に示すように、カラーディスプレイにおいて、油性インク層３が収縮する際、大部分のピクセルエリアが露出するものの、一方で一部のピクセルエリアを遮蔽することになる。よって人々が充分に満足できるフルカラー表示効果を得ることは出来ない。

本発明が解決しようとする技術課題の一つは、カラー表示またはフルカラー表示を実現できるエレクトロ・ウェッティングディスプレイパネルを提供することである。

本発明は一つの局面において、一種のエレクトロ・ウェッティングディスプレイパネルを提供し、該エレクトロ・ウェッティングディスプレイパネルは第一基板と、上記第一基板と向かい合う第二基板と、上記第二基板上に位置する複数のバリケードと、上記第二基板上に位置する光不透過性絶縁層と、複数の着色液体ユニットとを備え、上記複数のバリケードは複数のサブピクセルを定義し、上記光不透過性絶縁層は、誘電体層及び誘電体層上に位置する光不透過性液体ユニットを含み、上記光不透過性絶縁層は電界作用下において黒色または白色を示し、上記複数の着色液体ユニットは、各サブピクセルにそれぞれ対応するように、上記光不透過性絶縁層と上記第一基板との間に設置され、上記着色液体ユニットは導電性または極性を有する光透過性カラー溶液である。

例えば、上記エレクトロ・ウェッティングディスプレイパネルは、各サブピクセルにそれぞれ対応するように、上記第二基板と上記光不透過性絶縁層との間に設置された複数のピクセル電極をさらに含む。

例えば、上記複数のサブピクセルの着色液体ユニットの色は互いに異なる。

例えば、上記複数の着色液体ユニットは、透明の導電性の塩溶液である。

例えば、上記光不透過性絶縁層は、上記第二基板上に位置する白色誘電体層と、各サブピクセルにそれぞれ対応するように、上記白色誘電体層上に設けられた、黒色光不透過性液体ユニットとを含み、各サブピクセル中の上記黒色光不透過性液体ユニットは、上記着色液体ユニットと互いに溶解しないものである。例えば、隣接するサブピクセルの黒色光不透過性液体ユニットの間は互いに溶解しない。

例えば、上記光不透過性絶縁層は、上記第二基板上に位置する黒色誘電体層と、各サブピクセルにそれぞれ対応するように、上記黒色誘電体層上に設けられた白色光不透過性液体ユニットとを含み、各サブピクセル中の上記白色光不透過性液体ユニットは、上記着色液体ユニットと互いに溶解しないものである。例えば、隣接するサブピクセルの白色光不透過性液体ユニットの間は互いに溶解しない。

例えば、上記ピクセル電極は黒色光不透過性であり、上記光不透過性絶縁層は、上記第二基板上に位置する透明誘電体層と、各サブピクセルにそれぞれ対応するように、上記透明誘電体層上に設けられた白色光不透過性液体ユニットを含み、各サブピクセル中の上記白色光不透過性液体ユニットは、上記着色液体ユニットと互いに溶解しない。

例えば、上記ピクセル電極は白色光不透過性であり、上記光不透過性絶縁層は、上記第二基板上に位置する透明誘電体層と、各サブピクセルにそれぞれ対応するように、上記透明誘電体層上に設けられた黒色光不透過性液体ユニットを含み、上記黒色光不透過性液体ユニットは、上記着色液体ユニットと互いに溶解しない。

例えば、上記黒色光不透過性液体ユニット、または白色光不透過性液体ユニットは、炭化水素系マシンオイルである。

本発明のエレクトロ・ウェッティングディスプレイパネルの第二基板上には、光不透過性絶縁層が設けられ、該光不透過性絶縁層は誘電体層と、誘電体層上に位置する複数の光不透過性液体ユニットを含み、誘電体層と光不透過性液体ユニットは、電界作用下において、協同的に黒色と白色の切り替えを実現することができる。光不透過性絶縁層と第一基板との間には、着色液体ユニットが設けられ、エレクトロ・ウェッティングディスプレイパネルの各サブピクセルは光不透過性絶縁層が白色を示す場合、着色液体ユニットを用いてカラー表示し、光不透過性絶縁層が黒色を表示する際には黒色を表示し、これによりカラー表示またはフルカラー表示を実現することができる。

さらに明確に本発明の技術構成を説明するために、下記において実施例の図面を参照しながら簡単に紹介する。自明なように、下記に記載の図面は本発明の実施例に係るものであり、本発明を制限するものではない。

（ａ）は従来技術において、電圧を印加していない場合のエレクトロ・ウェッティングディスプレイの断面模式図である。（ｂ）は従来技術において、電圧を印加している場合のエレクトロ・ウェッティングディスプレイの断面模式図である。本発明実施例のエレクトロ・ウェッティングディスプレイパネルの構造模式図である。本発明実施例において電圧を印加していない場合の、エレクトロ・ウェッティングディスプレイパネルの構造模式図である。本発明実施例において電圧を印加した場合の、エレクトロ・ウェッティングディスプレイパネルの構造模式図である。

本発明の目的、技術構成及びメリットをさらに明確に説明するために、以下に本発明の実施例の図面を参照しながら、本発明の実施例の技術構成について明確に、完全に記載する。明らかなように、記載した実施例は本発明の一部の実施例であり、全部の実施例ではない。記載される本発明の実施例に基づいて、当業者は創造的な労働を必要しない前提下において得られるすべてのその他の実施例は、本発明の保護範囲に属するものである。

本発明の実施例は、従来技術においてエレクトロ・ウェッティングディスプレイパネルがフルカラー表示を実現できないという課題に対するもので、一種のエレクトロ・ウェッティングディスプレイパネルを提供し、該エレクトロ・ウェッティングディスプレイパネルはフルカラー表示を実現することができる。

図２は本発明実施例のエレクトロ・ウェッティングディスプレイパネルの構造模式図である。該エレクトロ・ウェッティングディスプレイパネルは複数のピクセルを含み、これによって表示を行う。以下の記載は主に単一のピクセルに対して行うものであるが、他のピクセルにも適用できることは言うまでもない。

該エレクトロ・ウェッティングディスプレイパネルは以下を含む。第一基板２１、第一基板２１と向かい合う第二基板２２を有し、両者の間には隙間があり、第二基板２２上に位置する複数の（二つ以上の）バリケード２３を有し、該複数のバリケード２３は複数の（例えば二つ以上の）サブピクセルを定義している。第二基板２２には光不透過性絶縁層２４が位置し、光不透過性絶縁層２４は誘電体層、及び誘電体層上に位置する光不透過性液体ユニットを含み、電界作用下において黒色または白色を示し、各サブピクセルは光不透過性絶縁層２４と、第一基板２１との間の着色液体ユニット２５に対応する。これらの複数のサブピクセルの着色液体ユニット２５の色はそれぞれ異なり、例えば赤、緑、及び青色を含み、これによりフルカラー表示を実現する。該エレクトロ・ウェッティングディスプレイパネルが単色ディスプレイを実現する際、これらの着色液体ユニット２５の色は互いに同じにすることができる。これらの着色液体ユニット２５は導電性または極性を有するものである。

エレクトロ・ウェッティングディスプレイパネルはさらに、各サブピクセルに対応するピクセル電極を含む。ピクセル電極はそれぞれのサブピクセルに対応するように、第二基板２２と光不透過性絶縁層２４との間に設置する。

本発明実施例中において、着色液体ユニット２５としては、例えば透明な導電性の有色塩溶液を選択することができる。

本発明実施例のエレクトロ・ウェッティングディスプレイパネルは、第二基板２２上には光不透過性絶縁層２４が設けられ、該光不透過性絶縁層２４は誘電体層と、誘電体層上に位置する光不透過性液体ユニットを含み、該誘電体層と光不透過性液体ユニットは、電界作用下において協同的に黒色と白色の切り替えを実現し、光不透過性絶縁層と第一基板の間には着色液体ユニットが設けられている。エレクトロ・ウェッティングディスプレイパネルのそれぞれのサブピクセルは光不透過性絶縁層が白色を示す場合、着色液体ユニットを用いて各種カラーを表示し、光不透過性絶縁層が黒色を示す場合には黒色を表示し、これによりフルカラー表示を実現できる。

以下において、図３及び図４を参照して、本発明実施例のエレクトロ・ウェッティングディスプレイパネルについてさらに説明する。図３は本発明実施例の一つの例のエレクトロ・ウェッティングディスプレイパネルであり、電圧を印加していない場合の構造模式図である。図４は本発明実施例のこの例のエレクトロ・ウェッティングディスプレイパネルであり、電圧を印加した場合の構造模式図である。

図３及び図４が示すように、本実施例のエレクトロ・ウェッティングディスプレイパネルは、第一基板３１、第一基板３１と向かい合うように設置している第二基板３７、第二基板３７上に設けられている複数の（二つ以上の）バリケード３３を含み、バリケード３３は複数の（二つ以上の）サブピクセルを限定し、第二基板３７上に位置するピクセル電極３６、ピクセル電極３６上の光不透過性絶縁層４０、光不透過性絶縁層４０及び第一基板３１の間に位置する着色液体ユニット３２を含む。

光不透過性絶縁層４０は、誘電体層３５と、誘電体層３５上に位置する光不透過性液体ユニット３４を有する。着色液体ユニット３２は、光不透過性液体ユニット３４と第一基板３１の間に位置する。誘電体層３５は絶縁固体層であり、光不透過性液体ユニット３４は絶縁液体であり、且つ着色液体ユニット３２とは互いに溶解せず、互いに反発するものである。それぞれのサブピクセルはピクセル電極、着色液体ユニット、及び光不透過性液体ユニットを有する。

着色液体ユニット３２は導電性または極性を有するものである。本実施例において、着色液体ユニット３２は、透明な塩溶液を使用することができ、且つ異なるサブピクセルの着色液体ユニット３２は複数種類の色を示すことができる。ＧＲＢ三色を示すことを例とすると、隣接する三つのサブピクセルが対応する着色液体ユニットの色はそれぞれＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、及びＢ（青色）である。光不透過性液体ユニットとしては例えば、油性インクを選ぶことができる。

本実施例中において、誘電体層３５が白色であり、光不透過性液体ユニット３４が黒色であるか、または、誘電体層３５が黒色であり、光不透過性液体ユニット３４が白色である。

誘電体層３５が黒色であり、光不透過性液体ユニット３４が白色である場合、それぞれのサブピクセルに対して、その表示原理は以下である。即ち、着色液体ユニット３２の色がＲである場合を例とすると、図４に示すように、該サブピクセルは、ピクセル電極３６に印加した電圧の変化に基づいて白色光不透過性液体ユニット３４の収縮を制御する場合、白色光不透過性液体ユニット３４下の黒色誘電体層３５の色を示し、この際のサブピクセルの表示色は黒色となり、該サブピクセルは、ピクセル電極３６に印加された電圧の変化によって白色光不透過性液体ユニット３４が誘電体層３５において伸展して広がっている場合、該サブピクセルは着色液体ユニット３２の色を示し、即ちこの時のサブピクセルの表示色はＲとなる。

誘電体層３５が白色で、光不透過性液体ユニット３４が黒色である場合、それぞれのサブピクセルに対して、その表示原理は以下である。着色液体ユニット３２の色がＲの時を例とすると、図４に示すように、該サブピクセルは、ピクセル電極３６上に印加した電圧の変化によって黒色光不透過性液体ユニット３４の収縮を制御する場合、黒色光不透過性液体ユニット３４の下にある白色誘電体層３５を表示し、このサブピクセルの表示色は着色液体ユニット３２の色であるＲとなり、サブピクセルは、ピクセル電極３６に印加した電圧の変化によって黒色光不透過性液体ユニット３４を制御し、誘電体層３５上に伸展して広がっている場合、該ピクセルは黒色光不透過性液体ユニット３４の色を示し、この際のサブピクセルの表示色は黒色となる。

着色液体ユニットの色がＧまたはＢである場合も、サブピクセルのカラー表示プロセスは上記プロセスと類似するものであり、即ちピクセル電極３６によって、光不透過性液体ユニット３４の伸縮を制御する。これによりＲ、Ｇ、Ｂ及び黒色のそれぞれの表示を実現できる。ディスプレイパネル上のすべてのサブピクセルの間の色を配合し、これにより画面のフルカラー表示を実現する。

さらに、異なるサブピクセルの光不透過性液体ユニット３４が混合し、サブピクセルのカラー表示不均衡をもたらすという課題を回避するため、光不透過性液体ユニット３４の組成を選択することによって、隣接するサブピクセルが対応する光不透過性液体３４の間で互いに溶解しないようにする。これは例えば以下の方法で実現することができる。例えば、炭化水素系マシンオイルは互いに混合しないものであり、ＨＦＣ−１３４ａとＣＦＣ−１２を例とすると、両者は互いに混合できないし、水に溶けることもない。このように隣接するサブピクセルが対応する光不透過性液体ユニット３４としては、それぞれＨＦＣ−１３４ａとＣＦＣ−１２を用いることができる。ＨＦＣ−１３４ａとＣＦＣ−１２の中に異なる顔料を添加することによって、異なる色の光不透過性液体を形成することができる。好ましくは、色素粒子またはナノ粒子を着色剤として用いることが出来る。

上記実施方法において、黒色ディスプレイは黒色誘電体層３５または黒色光不透過性液体ユニット３４によって実現できる。さらに、黒色ディスプレイは、光不透過性のピクセル電極３６によって実現できる。例えば、誘電体層３５として透明材質を選択することができ、光不透過性液体ユニット３４として白色油性インクを選択し、光透過性でないピクセル電極３６は黒色である場合、サブピクセルは、ピクセル電極３６に印加する電圧の変化によって白色光不透過性液体ユニット３４が収縮する場合、黒色の光不透過性ピクセル電極３６が表示され、この際のサブピクセル電極の表示色は黒色となる。サブピクセルが、ピクセル電極３６に印加される電圧の変化によって白色光不透過性液体ユニット３４を制御し、伸展して広がっている際、この際のサブピクセルの表示色は着色液体ユニット３２の色となる。または、誘電体層として透明材質を使用し、光不透過性液体ユニット３４として黒色油性インクを使用し、光不透過性のピクセル電極３６が白色である場合、サブピクセルの表示色は着色液体ユニット３２の色となる。サブピクセルが、ピクセル電極３６に印加した電圧の変化によって、黒色光不透過性液体ユニット３４が伸展して広がるように制御する場合、サブピクセルの表示色は黒となる。

本発明のエレクトロ・ウェッティングディスプレイパネルにおいて、光不透過性絶縁層は誘電体層と油性インク（光不透過性液体ユニット）を含み、誘電体層と油性インクは協同で電界作用下において黒色と白色の切り替えを実現する。油性インクと第一基板の間には、複数のサブピクセルに用いる異なる色の着色液体ユニットを有し、エレクトロ・ウェッティングディスプレイパネルのそれぞれのピクセルは、光不透過性絶縁層が白色を示す場合、着色液体ユニットを用いてカラーを示し、光不透過性絶縁層が黒色を示す場合は黒色を示し、これによりカラーまたはフルカラー表示を実現する。本発明の製造工程は簡単であり、表示には色の残留、雑色がなく、実現しやすい。

以上は本発明の好ましい実施形態であり、説明すべきは、当業者にとって、本発明の上記原理を離脱しないという前提において、若干の改善または変更を行うことができ、これらの改善または変更は本発明の保護範囲に属するものと見なすことができることである。

２１、３１第一基板
２２、３７第二基板
２３、３３バリケード
２４、４０光不透過性絶縁層
２５、３２着色液体ユニット
３４光不透過性液体ユニット
３５誘電体層
３６ピクセル電極

Claims

第一基板と、
上記第一基板と向かい合う第二基板と、
上記第二基板上に位置する複数のバリケードと、
上記第二基板上に位置する光不透過性絶縁層と、
複数の着色液体ユニットとを備え、
上記複数のバリケードは複数のサブピクセルを定義し、
上記光不透過性絶縁層は、誘電体層及び誘電体層上に位置する光不透過性液体ユニットを含み、上記光不透過性絶縁層は電界作用下において黒色または白色を示し、
上記複数の着色液体ユニットは、各サブピクセルにそれぞれ対応するように、上記光不透過性絶縁層と上記第一基板との間に設置され、上記着色液体ユニットは導電性または極性を有する光透過性カラー溶液であることを特徴とする、エレクトロ・ウェッティングディスプレイパネル。
上記エレクトロ・ウェッティングディスプレイパネルは、
各サブピクセルにそれぞれ対応するように、上記第二基板と上記光不透過性絶縁層との間に設置された複数のピクセル電極をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のエレクトロ・ウェッティングディスプレイパネル。
上記複数のサブピクセルの着色液体ユニットの色は互いに異なることを特徴とする、請求項１または２に記載のエレクトロ・ウェッティングディスプレイパネル。
上記複数の着色液体ユニットは、透明の導電性の塩溶液であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のエレクトロ・ウェッティングディスプレイパネル。
上記光不透過性絶縁層は、
上記第二基板上に位置する白色誘電体層と、
各サブピクセルにそれぞれ対応するように、上記白色誘電体層上に設けられた、黒色光不透過性液体ユニットとを含み、各サブピクセル中の上記黒色光不透過性液体ユニットは、上記着色液体ユニットと互いに溶解しないものであることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のエレクトロ・ウェッティングディスプレイパネル。
隣接するサブピクセルの黒色光不透過性液体ユニット同士は互いに溶解しないことを特徴とする、請求項５に記載のエレクトロ・ウェッティングディスプレイパネル。
上記光不透過性絶縁層は、
上記第二基板上に位置する黒色誘電体層と、
各サブピクセルにそれぞれ対応するように、上記黒色誘電体層上に設けられた白色光不透過性液体ユニットとを含み、各サブピクセル中の上記白色光不透過性液体ユニットは、上記着色液体ユニットと互いに溶解しないことを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のエレクトロ・ウェッティングディスプレイパネル。
隣接するサブピクセルの白色光不透過性液体ユニット同士が互いに溶解しないことを特徴とする、請求項７に記載のエレクトロ・ウェッティングディスプレイパネル。
上記ピクセル電極は黒色光不透過性であり、
上記光不透過性絶縁層は、
上記第二基板上に位置する透明誘電体層と、
各サブピクセルにそれぞれ対応するように、上記透明誘電体層上に設けられた白色光不透過性液体ユニットを含み、各サブピクセル中の上記白色光不透過性液体ユニットは、上記着色液体ユニットと互いに溶解しないことを特徴とする、請求項２〜４のいずれかに記載のエレクトロ・ウェッティングディスプレイパネル。
上記ピクセル電極は白色光不透過性であり、
上記光不透過性絶縁層は、
上記第二基板上に位置する透明誘電体層と、
各サブピクセルにそれぞれ対応するように、上記透明誘電体層上に設けられた黒色光不透過性液体ユニットを含み、上記黒色光不透過性液体ユニットは、上記着色液体ユニットと互いに溶解しないことを特徴とする、請求項２〜４のいずれかに記載のエレクトロ・ウェッティングディスプレイパネル。
上記黒色光不透過性液体ユニット、または白色光不透過性液体ユニットは、炭化水素系マシンオイルであることを特徴とする、請求項５または７または９または１０に記載のエレクトロ・ウェッティングディスプレイパネル。