JP5264386B2

JP5264386B2 - エレクトロウエッティングディスプレイ

Info

Publication number: JP5264386B2
Application number: JP2008241702A
Authority: JP
Inventors: 松延陳; 碩廷顔
Original assignee: Chimei Innolux Corp
Current assignee: Innolux Corp
Priority date: 2007-09-21
Filing date: 2008-09-19
Publication date: 2013-08-14
Anticipated expiration: 2028-09-19
Also published as: CN101393320A; US7876506B2; US20090080052A1; JP2009075590A; CN101393320B

Description

本発明は、エレクトロウエッティングディスプレイに関するものである。

情報機器の普及に伴い、各種の表示装置が開発されている。なかでも、エレクトロウエッティングディスプレイ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−ｗｅｔｔｉｎｇＤｉｓｐｌａｙ）は、近年に表示装置に応用された新技術であって、低消費電力、広視角、速い応答時間などの特性を有するので、研究が増え及びより重視されている。

図１は、従来のエレクトロウエッティングディスプレイの１つのサブ・画素ユニットの平面構造を示す図である。このサブ・画素ユニット１００は、長尺の長方形であって、対向配置される２つの長辺と、対向配置される２つの短辺を備え、前記サブ・画素ユニット１００の形状は、側壁（図示せず）から限定し、前記側壁は、疎水性材料からなる。前記サブ・画素ユニット１００の１つの隅に長方形の薄膜トランジスタ１２１を配置し、且つ前記薄膜トランジスタ１２１とそれに対向するサブ・画素ユニット１００の長辺との間の区域を第一区域１２９と定義する。前記薄膜トランジスタ１２１の幅は、前記短辺の長さの１／３である。１つの電極１２２は、前記サブ・画素ユニット１００の光透射区域に対応し、即ちその形状は、前記サブ・画素ユニット１００から前記薄膜トランジスタ１２１を除いた区域に対応する。疏水性絶縁層（図示せず）、油層（図示せず）、水層（図示せず）が前記薄膜トランジスタ１２１及び前記電極１２２の上に順番に配置されてあり、且つ前記サブ・画素ユニット１００の全体区域を覆う。ここで、前記サブ・画素ユニット１００の面積をｘとして、前記薄膜トランジスタ１２１の面積をｙとする。

しかし、前記サブ・画素ユニット１００は、長尺の長方形であって、且つ前記油層の油は、前記側壁と親和性があるので、前記油が前記サブ・画素ユニット１００の長辺に沿って移動し易く、短辺に沿って移動し難い。だから、前記第一区域１２９の油は、前記薄膜トランジスタ１２１に対応する区域に移動し難く、前記エレクトロウエッティングディスプレイが明るい状態になっても、前記油は、依然として前記薄膜トランジスタ１２１の２倍の面積に対応する光透過区域（即ち前記第一区域１２９である）を遮る。従って前記サブ・画素ユニット１００毎の実際の開口率は、（ｘ−３ｙ）／ｘであって、前記エレクトロウエッティングディスプレイの開口率が低い。

本発明の目的は、前記課題を解決し、開口率が高いエレクトロウエッティングディスプレイを提供することである。

前記目的を達成するため、本発明に係るエレクトロウエッティングディスプレイは、対向配置される２つの長辺と、対向配置される２つの短辺を含む複数の長方形のサブ・画素ユニットを備え、少なくとも１つのサブ・画素ユニットは、互いに対向配置される第一基板及び第二基板と、前記第一基板と前記第二基板との間に配置される導電性能を有する第一液体及び前記第一液体に互いに混和しない第二液体と、前記第二基板の前記第一液体に近付く表面の上に配置される電極と、を備え、前記電極は、１つの開口を備え、前記短辺の上の前記開口の投影の長さと前記短辺の長さの比が０．８以上且つ１未満である。

本発明のエレクトロウエッティングディスプレイにおいて、サブ・画素ユニットの短辺の上の電極の開口の投影の長さと前記短辺の長さの比が０．８以上１未満であるため、若し光透過区域が同じ時、白表示の時、わりに多い前記第二液体が前記開口に対応する区域に収縮して、前記エレクトロウエッティングディスプレイの開口率を高める。

図２は、本発明の第１実施形態に係るエレクトロウエッティングディスプレイの構造を示す平面図である。エレクトロウエッティングディスプレイ４は、彩色表示を実現でき、マトリクス形で配置される複数の画素ユニット４０を備え、各画素ユニット４０は、３つのサブ・画素ユニット４００を備える。各画素ユニット４０の３つのサブ・画素ユニット４００が別々に赤色、緑色、青色を表すため、前記画素ユニット４０は、彩色表示を実現できる。前記サブ・画素ユニット４００が長尺の長方形であるので、前記３つのサブ・画素ユニット４００からなる前記画素ユニット４０をほぼ正方形の形状に構成させて、良い視角効果を得る。

図３は、図２に示すエレクトロウエッティングディスプレイ４の１つのサブ・画素ユニット４００の構造を示す拡大断面図である。前記サブ・画素ユニット４００は、互いに対向配置される上基板４１及び下基板４２と、前記上基板４１と前記下基板４２との間に配置される４つの側壁４３と、を備え、前記４つの側壁４３が順番に連接して前記２つの基板４１、４２と一緒に１つの収容空間４４を形成する。前記上基板４１は、ガラスまたはブラスチックのような透明材料で製成する。

前記収容空間４４に互いに混和しない（Ｉｍｍｉｓｃｉｂｌｅ）第一液体４５と第二液体４６を封入する。前記第一液体４５は、水または塩の水溶液などの透明導電性液体または極性液体であることができ、例えば水とエチルアルコールの混合液に塩化カリウムを溶解して形成した溶液である。前記第二液体４６は、一般的に色付けされたオイルまたはヘキサデカンのようなアルカンである。

前記サブ・画素ユニット４００は、電極４２１と、駆動装置４２２と、絶縁層４２３と、を更に備える。前記電極４２１と駆動装置４２２は、前記下基板４２の前記収容空間４４に近付く表面の上に配置され、前記絶縁層４２３は、前記電極４２１と駆動装置４２２の上に配置され、且つ前記サブ・画素ユニット４００の全領域に広がる。前記絶縁層４２３は、疏水性の透明なアモルファス・フルオロポリマー材料であって、例えばＡＦ１６００である。

図４は、図３に示すサブ・画素ユニット４００の構造を示す平面図である。前記長方形のサブ・画素ユニット４００は、対向配置される２つの長辺４０１と、対向配置される２つの短辺４０２を備え、前記サブ・画素ユニット４００の面積がｘである。前記電極４２１は、前記サブ・画素ユニット４００の１つの短辺４０２の近傍に配置される１つの長方形の開口４２９を備え、前記開口４２９の長さと前記短辺４０２の長さが同じであって、即ち前記短辺４０２の上の前記開口４２９の投影の長さと前記短辺４０２の長さが同じである。前記電極４２１も長方形であって、前記電極４２１の幅は、前記短辺４０２の長さと同じであるが、前記電極４２１の長さは、前記長辺４０１より小さい。前記駆動装置４２２は、光を透過しない装置であって、その形状が前記開口４２９と同じであって、且つ前記開口４２９に対応して配置し、その面積をｙとする。

前記第一液体４５と前記電極４２１の間に電圧差が存在しない時、前記絶縁層４２３が疏水性を有するので、即ち前記絶縁層４２３、前記第一液体４５、前記第二液体４６三者の間の表面張力（ＩｎｔｅｒｆａｃｉａｌＴｅｎｓｉｏｎ）の作用によって、前記第二液体４６は、前記絶縁層４２３を充分に覆う。前記第二流体４６が黒色オイルであって且つ大部分の入射光線を吸収するため、この時の前記サブ・画素ユニット４００は、黒表示となる。

前記第一液体４５と前記電極４２１との間に電圧差が印加される時、電荷が再び分布して、前記黒表示する時の表面張力の平衡を破壊し、即ちこの時クーロン力の介入によって前記第一液体４５を前記絶縁層４２３の前記電極４２１に対応する区域に接触させる。前記絶縁層４２３の前記開口４２９に対応する区域は、依然として疏水性であるため、前記第一液体４５は、前記第二液体４６を前記開口４２９に押し出して、前記サブ・画素ユニット４００が白表示（ＯｎＳｔａｔｅ）になる。

前記短辺４０２の上の前記開口４２９の投影の長さが前記短辺４０２と同じであるので、前記第二液体４６は、前記長辺４０１を沿って移動し、且つ前記開口４２９に対応する区域に完全に収縮する。また、前記開口４２９に対応する区域に駆動装置４２２があるため、前記サブ・画素ユニット４００の開口率は、（Ｘ−Ｙ）／Ｘである。

本発明のエレクトロウエッティングディスプレイにおいて、前記短辺４０２の上の電極４２１の開口４２９の投影の長さが前記短辺４０２の長さと同じであるので、白表示する時、前記第二液体４６は、前記開口４２９に対応する区域に完全に収縮して、前記エレクトロウエッティングディスプレイの開口率を高める。

図５は、本発明の第２実施形態に係るエレクトロウエッティングディスプレイのサブ・画素ユニットの構造を示す平面図である。本実施形態に係るサブ・画素ユニット５００の構造は、前記第１実施形態に係るサブ・画素ユニット４００の構造と類似するが、異なったことは、前記サブ・画素ユニット５００の１つの隅に配置される電極５２１の開口５２９は、特殊形状であって、前記開口５２９に対応する前記電極５２１の辺縁は、曲線である。前記サブ・画素ユニット５００の短辺５０２に対応する前記開口５２９の最大の長さと前記短辺５０２の長さの比が０．８以上１未満であって、即ち前記短辺５０２の上の前記開口５２９の投影の長さと前記短辺５０２の長さの比が０．８以上１未満である。前記駆動装置５２２は、光を透過しない装置であって、且つ前記開口５２９に対応して配置する。

前記第１実施形態に比べて、本実施形態に係るエレクトロウエッティングディスプレイにおいて、前記サブ・画素ユニット５００の短辺５０２の上の電極５２１の開口５２９の投影の長さと前記短辺５０２の長さの比が０．８以上１未満であるので、前記駆動装置５２２と前記サブ・画素ユニット５００の辺縁が一定の距離を保持することにして、従って前記駆動装置５２２と他の装置の間のクロストークを減少する。同時に、前記サブ・画素ユニット５００の開口率が（Ｘ−１．２５Ｙ）／Ｘ以上であって、前記エレクトロウエッティングディスプレイの開口率が大きくなる。

従来のエレクトロウエッティングディスプレイの１つのサブ・画素ユニットの構造を示す平面図である。本発明の第１実施形態に係るエレクトロウエッティングディスプレイの構造を示す平面図である。図２に示すエレクトロウエッティングディスプレイの１つのサブ・画素ユニットの構造を示す拡大断面図である図３に示すサブ・画素ユニットの構造を示す平面図である。本発明の第２実施形態に係るエレクトロウエッティングディスプレイのサブ・画素ユニットの構造を示す平面図である。

符号の説明

４エレクトロウエッティングディスプレイ
４０画素ユニット
４１上基板
４２下基板
４３側壁
４４収容空間
４５第一液体
４６第二液体
４００，５００サブ・画素ユニット
４０１長辺
４０２，５０２短辺
４２１，５２１電極
４２２，５２２駆動装置
４２３絶縁層
４２９，５２９開口

Claims

対向配置される２つの長辺と、対向配置される２つの短辺を含む複数の長方形のサブ・画素ユニットを備え、少なくとも１つのサブ・画素ユニットは、互いに対向配置される第一基板及び第二基板と、前記第一基板と前記第二基板との間に配置される導電性能を有する第一液体及び前記第一液体に互いに混和しない第二液体と、前記第二基板の前記第一液体に近付く表面の上に配置される電極と、を備えるエレクトロウエッティングディスプレイであって、
前記電極は、１つの開口を備え、前記短辺の上の前記開口の投影の長さと前記短辺の長さの比が０．８以上且つ１以下であることを特徴とするエレクトロウエッティングディスプレイ。
前記短辺の上の前記開口の投影の長さと前記短辺の長さの比が１であることを特徴とする請求項１に記載のエレクトロウエッティングディスプレイ。
前記開口は、長方形であることを特徴とする請求項１に記載のエレクトロウエッティングディスプレイ。
前記開口は、前記サブ・画素ユニットの１つの隅に配置されることを特徴とする請求項１に記載のエレクトロウエッティングディスプレイ。
前記開口は、前記サブ・画素ユニットの１つの短辺の近所に配置されることを特徴とする請求項１に記載のエレクトロウエッティングディスプレイ。
前記開口に対応するように配置された駆動装置を更に備えることを特徴とする請求項１に記載のエレクトロウエッティングディスプレイ。