KR100982321B1 - 전기습윤 광확산 표시소자 - Google Patents

전기습윤 광확산 표시소자 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전기습윤 방식으로 액체를 모세관 내에서 이송시키면서 발광화소나 색상을 선택하는 전기습윤 광확산 표시소자에 관한 것이다.
본 발명의 전기습윤 광확산 표시소자는, 다수의 모세관이 형성되는 투명기판; 상기 각 모세관 내에서 모세관 축방향을 따라 이송 가능하도록 내장되는 액상의 광산란 물질; 상기 각 모세관의 내벽을 따라 형성되는 형광체층; 상기 각 모세관의 내벽을 따라 배치되면서 상기 모세관의 축방향을 따라 적어도 하나의 발광층과 적어도 하나의 비발광층을 구분하도록 형성되는 필터층; 상기 각 모세관의 발광층과 비발광층에 공통으로 연결되어 상기 광산란 물질에 공통의 전압을 인가하는 제1 전극; 상기 각 모세관의 발광층와 비발광층 각각에서 서로 분리되어 있고, 상기 제1 전극에 인가되는 전압과 극성이 다른 전압을 상기 발광층과 비발광층에 선택적으로 인가하는 제2 전극; 및 상기 서로 이웃하는 모세관의 사이 간격에 대응되는 배면에서 자외선을 발생시켜 상기 형광체층에 조사하는 배면 발광부를 포함한다.
Figure R1020040026176
전기습윤, 모세관, 광산란, 광확산

Description

전기습윤 광확산 표시소자{ELECTROWETTING LIGHT DIFFUSION DISPLAY}
도 1은 본 발명에 따른 전기습윤 광확산 표시소자의 기본 개념을 설명하기 위한 모식도이다.
도 2는 본 발명에 따른 전기습윤 광확산 표시소자의 색상선택 원리를 설명하기 위한 모식도이다.
도 3의 (a) 내지 (c)는 본 발명에 따른 전기습윤 광확산 표시소자의 색상선택 구동원리를 설명하기 위한 모식도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기습윤 광확산 표시소자의 일부를 도시한 단면 개략도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기습윤 광확산 표시소자의 일부를 도시한 평면 개략도이다.
도 6a 내지 6c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기습윤 광확산 표시소자의 전극구조를 도시한 사시도이다.
도 7의 (a) 내지 (c)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기습윤 광확산 표시소자의 구동방식을 설명하기 위한 모식도이다.
도 8의 (a) 내지 (c)는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전기습윤 광확산 표시소자의 구동방식을 설명하기 위한 모식도이다.
본 발명은 전기습윤 방식의 디스플레이에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전기습윤 방식으로 액체를 모세관 내에서 이송시키면서 발광화소나 색상을 선택하는 전기습윤 광확산 표시소자에 관한 것이다.
정보화 사회의 도래와 더불어 정보 디스플레이 소자에 대한 수요는 점점 늘어나고 있으며, 이러한 수요는 휴대용 전화기 등과 같은 소형기기에서부터 모니터와 대형TV에 이르기까지 다양화하고 있다.
특히 전통적인 디스플레이 시장을 지배해왔던 TV는 HDTV(high definition television)의 개발로 초고정세화 기술이 도입되고 있는 실정이며, 소형기기는 국한된 면적에서 보다 선명한 화면을 구현하기 위하여 고밀도 미세구조를 적용하고 있다.
한편, 반도체 산업의 성장과 더불어 마이크로(micro) 단위의 구조물을 제작할 수 있는 마이크로 머시닝(micro machining) 기술들이 함께 발전하고 있으며, 최근에는 더 나아가 나노(nano) 단위의 구조물을 정밀하게 제작할 수 있는 기술들이 개발되고 있다. 이러한 마이크로 머시닝 기술은 시스템뿐만 아니라 마이크로 구조물, 센서, 액추에이터 등을 포함하는 광범위 분야에 걸쳐 응용되고 있으며, 고정세 기술이 요구되고 있는 디스플레이 분야에서도 적절히 응용될 수 있을 것으로 기대된다.
본 발명은 상기한 바와 같은 배경으로부터 창안된 것으로, 그 목적은 모세관 내에서 액상의 광산란 물질을 이송시켜 발광/비발광 또는 적(R), 녹(G), 청(B)색의 색상을 선택함으로써 화면을 구현할 수 있는 전기습윤 광확산 표시소자를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 단일 모세관 내에 적(R), 녹(G), 청(B)색의 발광층을 형성하여 선택적으로 발광하도록 함으로써 하나의 화소에서 적, 녹, 청색의 기본 색상을 모두 실현할 수 있는 전기습윤 광확산 표시소자를 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 전기습윤 광확산 표시소자에 따르면, 다수의 모세관이 형성되는 투명기판과; 상기 각 모세관 내에서 모세관 축방향을 따라 이송 가능하도록 내장되는 액상의 광산란 물질과; 상기 각 모세관의 내벽을 따라 형성되는 형광체층과; 상기 각 모세관의 내벽을 따라 배치되면서 상기 모세관의 축방향을 따라 적어도 하나의 발광층과 적어도 하나의 비발광층을 구분하도록 형성되는 필터층과; 상기 각 모세관의 발광층과 비발광층에 공통으로 연결되어 상기 광산란 물질에 공통의 전압을 인가하는 제1 전극과; 상기 각 모세관의 발광층와 비발광층 각각에서 서로 분리되어 있고, 상기 제1 전극에 인가되는 전압과 극성이 다른 전압을 상기 발광층과 비발광층에 선택적으로 인가하는 제2 전극; 및 상기 서로 이웃하는 모세관의 사이 간격에 대응되는 배면에서 자외선을 발생시켜 상기 형광체층에 조사하는 배면 발광부를 포함한다.
상기 각 모세관의 축이 상기 투명기판의 평면방향에 대하여 수직하게 형성되며, 상기 각 모세관의 횡단면은 원형 또는 다각형으로 이루어질 수 있다.
상기 투명기판은 유리 또는 아크릴(Polymethyl methacrylate: PMMA) 소재가 사용될 수 있으며, 상기 형광체층은 백색의 가시광을 방출하는 형광체를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 비발광층에 대응되는 필터층은 광차단막으로 이루어져 상기 모세관 내로 가시광이 입사되는 것을 차단할 수 있다. 그리고 상기 필터층은 상기 모세관 내측을 향한 표면이 소수성(疏水性)을 갖도록 처리되는 것이 바람직하다.
상기 광산란 물질로는 물, 액체 금속 및 콜로이드 용액으로 이루어지는 군에서 선택되는 물질이 적용될 수 있는데, 이러한 광산란 물질은 상기 모세관 내에서 단일의 상기 발광층 높이만큼의 높이를 갖도록 주입되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 제1 전극과 제2 전극은 ITO(Indium Tin Oxide) 소재로 이루어질 수 있다.
제1 전극은 상기 모세관 축방향을 따라 상기 필터층의 일부분에 절개부가 형성되고, 이 절개부를 따라 형성되어 상기 광산란 물질과 접촉하도록 상기 모세관 내부에 노출되도록 형성할 수 있다. 이 때, 상기 제2 전극은 상기 모세관 둘레의 절반보다 큰 폭을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다. 그리고 상기 제2 전극은 이웃한 발광층 또는 비발광층과 경계를 이루는 끝단에 요철부를 형성하여 이웃한 것끼리 서로 맞물리게 배치할 수도 있다. 제1 전극은 상기 필터층과 상기 형광체층의 사이에서 상기 발광층과 비발광층에 걸쳐 일체로 형성될 수 있다.
다른 예로, 제1 전극과 제2 전극은 각각 상기 모세관 둘레의 절반보다 작은 폭을 갖도록 형성될 수 있다.
상기 각 모세관의 전면에는 광확산 렌즈가 장착되고, 상기 각 모세관의 후면에는 광반사층이 형성되는 것이 바람직하다.
상기 서로 이웃하는 모세관의 사이 간격에 대응되는 전면에는 상기 투명기판에 면하는 방향으로 광반사층이 형성되고, 상기 투명기판을 등지는 방향으로 광흡수층이 형성될 수 있다.
한편, 상기 발광층은 적(R), 녹(G), 청(B)색 중 어느 하나의 색상을 갖는 필터가 상기 모세관의 내벽 둘레를 따라 형성될 수 있으며, 이 때, 상기 각각 적(R), 녹(G), 청(B)색의 발광층을 갖는 한 조의 모세관은 그 각각의 축중심이 삼각형상으로 배열되어 하나의 화소(pixel)를 구성하게 된다.
이하, 본 발명의 다양한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 전기습윤 광확산 표시소자의 기본 개념을 설명하기 위한 모식도이고, 도 2는 본 발명에 따른 전기습윤 광확산 표시소자의 색상선택 원리를 설명하기 위한 모식도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 전기습윤 광확산 표시소자는 모세관(14) 내에 광산란 물질(12)을 내장시키고 모세관(14) 주변으로 광 공급부(10)를 배치하여 상기 광산란 물질(12)로 빛을 공급하게 된다. 빛을 받은 광산란 물질(12)은 입사된 빛을 산란시켜 외부로 가시광을 발하게 된다. 이 때, 모세관(14)의 표시소자 배면쪽 단부에는 광 반사층(16)을 두어 광산란 물질(12)로부터 후방으로 방출된 가시광을 반사시킴으로써 산란된 가시광을 전면으로 집중시킬 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 표시소자는 단일의 광산란 물질(12)이 제공되는 각각의 모세관(14)에 적(R), 녹(G), 청(B)색의 발광층(20R, 20G, 20B)과 비발광층(21)을 적층하여 상기 모세관(14) 내로 광산란 물질(12)을 연속 전기습윤(continuous electrowetting) 방식으로 이송시킴으로써 방출되는 빛을 선택할 수 있다. 여기서 연속 전기습윤이란 전기적으로 액체방울의 표면장력을 연속적으로 변화시킴으로써 액체방울이 운동하는 현상을 말한다. 즉 이송되는 광산란 물질(12)의 위치에 따라 서로 다른 색상의 빛이 산란되어 표시소자의 전면으로 방출되므로, 이러한 광산란 물질(12)의 움직임을 제어하여 원하는 화면을 구현할 수 있게 된다.
비발광층(21)은, 도시된 바와 같이, 단일의 모세관(14) 내에서 서로 다른 색상의 발광층 사이마다 배치될 수도 있고, 적, 녹, 청색의 발광층(20R, 20G, 20B)의 후방에 배치될 수도 있다. 이러한 비발광층(21)에 광산란 물질(12)이 위치하게 되면 광산란 물질(12)로 공급되는 빛이 차단되어 표시소자의 전면으로 빛을 방출하지 않게 된다.
도 3의 (a) 내지 (c)는 본 발명에 따른 전기습윤 광확산 표시소자의 색상선택 구동원리를 설명하기 위한 모식도이다. 도 3에서는 적색과 녹색의 발광층만을 예로써 도시하였다.
도면을 참조하면, 광산란 물질(12)이 내장된 모세관(14) 내벽을 따라 제어전 극(23)과 공통전극(25)이 형성된다. 제어전극(23)은 서로 다른 색상의 발광층간에 분리되어 형성되며 각각 서로 다른 전압이 인가될 수 있다. 일례로 도시된 바와 같이, 적색의 발광층(20R)에 한 쌍의 제어전극(23a, 23b)이 형성되고, 녹색의 발광층(20G)에 한 쌍의 제어전극(23c, 23d)이 형성될 수 있다. 공통전극(25)은 각 모세관(14)의 모든 발광층(20R, 20G)에 공통으로 연결되면서 상기 광산란 물질(12)에 공통의 전압을 인가하게 된다.
도 3의 (a)에서는 광산란 물질(12)이 녹색의 발광층(20G)에 배치되어 녹색의 가시광을 외부로 방출한다. 이 때, 인접한 서로 다른 발광층간에서 이웃하고 있는 제어전극(23b, 23c)에 신호전압을 인가하면 전기습윤 현상으로 인하여 광산란 물질(12)의 표면장력에 변화를 주게 되며, 도 3의 (b)에서 보는 바와 같이, 표면장력에 의한 힘의 평형이 깨지면서 광산란 물질(12)은 이동하게 된다. 도 3의 (c)에서는 이송된 광산란 물질(12)이 적색의 발광층(20R)에 배치되어 적색의 가시광을 외부로 방출한다.
이하에서는 구체적인 실시예에 따른 구조를 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기습윤 광확산 표시소자의 일부를 도시한 단면 개략도이고, 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기습윤 광확산 표시소자의 일부를 도시한 평면 개략도이다.
도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 전기습윤 광확산 표시소자는 투명기판(30)에 다수의 모세관(34)이 형성되고, 이 모세관(34) 내에 액상의 광산란 물질(32)이 내장된다. 상기 모세관(34)은 그 축이 투명기판(30)의 평면방향에 대 하여 수직한 방향으로 다수개가 나란히 병렬적으로 형성되며, 광산란 물질(32)은 이들 각 모세관(34) 내에서 모세관 축방향을 따라 단일체를 이루어 이송 가능하도록 내장된다. 상기 투명기판(30)으로는 유리기판이나 아크릴(Polymethyl methacrylate: PMMA) 소재의 기판이 사용될 수 있으며, 광산란 물질(32)로는 물이나 액상 금속 등이 적용될 수 있으며, 그 외 틴들현상을 발생시키는 각종 콜로이드 용액을 적용할 수 있다. 또한 상기 모세관(34)의 횡단면은 원형으로 이루어지는 것이 바람직하지만, 오각형 또는 육각형 등의 다각형으로 이루어지는 것도 가능하다.
상기 각 모세관(34)의 내벽을 따라서는 형광체층(47)이 형성된다. 형광체층(47)은 자외선에 의해 여기되면서 백색의 가시광을 방출하는 형광체를 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 형광체층(47)은 모세관(34) 내벽 전체에 도포되어 형성된다.
상기 형광체층(47)에 자외선을 조사하기 위해서 상기 서로 이웃하는 모세관(34)의 사이 간격에 대응되는 후면에 후면 발광부(36)가 배치된다. 이러한 후면 발광부(36)는 도시된 바와 같이, 표시소자를 구성하는 투명기판(30) 후면 전체에서 고르게 자외선을 방사하도록 분포되는 것이 바람직하며, 전체가 일체로 형성될 수 있다.
상기 후면 발광부(36)에 의하여 방사된 자외선은 상기 형광체층(47)으로만 입사되는 것이 바람직하므로, 상기 모세관(34)의 내부로 입사되거나 표시소자의 전면으로 방출되는 손실을 차단할 필요가 있다. 따라서 상기 모세관(34)의 후면에는 광반사층(51)이 형성되어 상기 후면 발광부(36)로부터 방출되는 자외선을 차단하는 역할을 함과 동시에 상기 광산란 물질(32)로부터 산란되는 가시광을 반사하는 역할을 하게 된다. 또한 서로 이웃하는 모세관(34)의 사이 간격에 대응되는 전면에는 상기 투명기판(30)에 면하는 방향으로 광 반사층(53)이 형성되어 상기 후면 발광부(36)로부터 발생되어 전달되는 자외선을 반사시킨다. 이러한 광 반사층(53)은 크롬(Cr) 막으로 이루어질 수 있다.
상기 모세관(34)의 내벽을 따라서는 상기 형광체층(47)의 위로 필터층이 형성된다. 상기 필터층은 상기 모세관(34)의 축방향으로 따라 발광층 필터(40)와 비발광층 필터(41)를 구분하도록 형성되며, 발광층 필터(40)는 다시 적(R), 녹(G), 청(B)색의 필터(40R, 40G, 40B)로 구분된다. 적, 녹, 청색의 필터들(40R, 40G, 40B)은 각각 상기 모세관(34) 내벽에 둘레를 따라 형성되면서 모세관 축방향으로 나란히 배열된다. 비발광층 필터(41)는 불투명 필터 또는 광 차단막으로 상기 모세관(34) 내벽에 둘레를 따라 형성되어 모세관(34) 내로 가시광이 입사되는 것을 차단하게 된다. 이러한 적, 녹, 청색의 필터(40R, 40G, 40B)와 비발광층 필터(41)로는 각각 적, 녹, 청색 및 흑색의 색상을 가진 유전물질이 사용될 수 있다. 도 4에서는 도시하지 않았지만 각각의 발광층 필터(40R, 40G, 40B) 사이 및 발광층 필터(40)와 비발광층 필터(41) 사이에는 추가로 광차단층이 개재될 수 있다.
상기 발광층 필터(40R, 40G, 40B)는 각각 균일한 높이를 갖도록 형성될 수 있으며, 아울러 비발광층 필터(41)도 상기 각 발광층 필터(40R, 40G, 40B) 만큼의 높이로 형성될 수 있다. 또한 상기 모세관(34) 내에서 이송되는 광산란 물질(32) 은 상기 단일의 발광층 필터(40R, 40G, 40B)만큼의 높이를 갖도록 주입되는 것이 바람직하다.
이상과 같이 형성되는 필터층은 상기 액상의 광산란 물질(32)과 모세관(34) 사이의 접촉각을 높이고 접합력을 감소시키기 위해 상기 모세관(34) 내측을 향한 표면이 소수성(疏水性)을 갖도록 처리될 수 있다.
한편, 상기 모세관(34) 내벽에는 액상의 광산란 물질(32)을 이송시키기 위하여 전극이 제공된다. 이러한 전극은 상기 각 모세관(34)의 발광층 필터(40R, 40G, 40B)와 비발광층 필터(41)에 공통으로 연결되는 제1 전극(45)과, 상기 각 모세관(34)의 발광층 필터(40R, 40G, 40B)와 비발광층 필터(41) 각각에서 서로 분리되어 있는 제2 전극들(43r, 43g, 43b, 43k)로 이루어진다. 따라서 제1 전극(45)은 상기 광산란 물질(32)에 공통의 전압을 인가하고, 제2 전극들(43r, 43g, 43b, 43k)은 상기 제1 전극(45)에 인가되는 전압과 극성이 다른 전압을 상기 발광층 필터(40R, 40G, 40B)와 비발광층 필터(41)에 선택적으로 인가한다. 이러한 제1 전극(45)과 제2 전극들(43r, 43g, 43b, 43k)은 투명한 전극재료인 ITO(Indium Tin Oxide) 소재로 이루어지는 것이 바람직하다. 이하에서는 제1 전극(45)을 공통전극이라 하고, 제2 전극(43r, 43g, 43b, 43k)을 제어전극이라 한다.
본 실시예에서 상기 제어전극들(43r, 43g, 43b, 43k)은 상기 형광체층(47)과 상기 필터층(40, 41)의 사이에서 각 발광층 및 비발광층마다 형성된다. 그리고 상기 공통전극(45)은 상기 모세관 축방향을 따라 상기 필터층(40, 41)의 일부분에 절개부가 형성되고 이 절개부를 따라 형성되면서 상기 광산란 물질(32)과 접촉하도록 상기 모세관(34) 내부에 노출된다.
상기 각 모세관(34)의 전면에는 광확산 렌즈(48)가 장착되어 상기 모세관(34)으로부터 방출된 빛의 확산을 도모한다. 그리고 상기 서로 이웃하는 모세관(34)의 사이간격에 대응되는 전면에는 상기 투명기판(30)을 등지는 방향으로 광 흡수층(54)이 형성되어 외부광의 반사를 방지하게 된다. 이러한 광 흡수층(54)은 산화크롬(CrO)막으로 이루어질 수 있다.
도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 표시소자에 있어서, 각 모세관(34)은 그 주위에 인접하여 배치되는 모세관(34)들과 서로 등간격을 유지하도록 배치된다. 이 때의 각 모세관(34)은 적, 녹, 청색의 기본색상을 구현할 수 있으며 발광이 되지 않는 비발광 상태를 구현할 수도 있다. 그리고 각 모세관(34)의 전면에 배치되는 광 확산 렌즈(48)는 육각형 구조를 가지며 인접한 것들끼리 맞물려 표시소자의 전면을 형성하게 된다.
도 6a 내지 6c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기습윤 광확산 표시소자의 전극구조를 도시한 사시도이다.
도 6a 내지 도 6c를 참조하면, 공통전극(45)은 모세관(34) 축방향을 따라 필터층(40, 41) 일부분에 절개부가 형성되고, 이 절개부를 따라서 형성되어 상기 광산란 물질(32)과 접촉하도록 모세관(34) 내부로 노출된다. 제어전극들(43r, 43g, 43b, 43k)은 상기 모세관(34) 둘레의 절반보다 더 큰 폭을 갖도록 대략 'C' 형상으로 이루어지면서 광산란 물질(32)을 감싸게 된다.
특히 본 실시예에서 상기 제어전극(43r, 43g, 43b, 43k)은, 도 6b에서 보는 바와 같이, 인접한 것들끼리 일정부분 중첩되게 이루어진다. 즉 요철부를 형성하여 인접한 제어전극(43r, 43g, 43b, 43k)들의 요철부가 상호 대응되게 형성되도록 한다. 이러한 중첩부분에는 광 차단층(57)을 형성시켜 색상의 중첩을 방지할 수 있다. 광산란 물질(32)을 중첩되는 부분의 시작과 끝지점까지의 높이(h)만큼 채워서, 이웃한 전극간의 이동 시 초기에는 원주의 반만 접촉각이 변하고 이어서 광차단층(57)을 벗어나면 공통전극(45) 부분을 제외한 원주방향 전부에서 접촉각이 변하면서 광산란 물질(32)을 이송시킬 수 있게 된다.
도 7의 (a) 내지 (c)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기습윤 광확산 표시소자의 구동방식을 설명하기 위한 모식도이다.
도 7을 참조하면, 공통전극(45)에는 각 층에 같은 극성의 전기를 공급한다. 모세관(34) 내에서 광산란 물질(32)을 이송시키기 위해서 이 광산란 물질(32)과 인접한 제어전극에 공통전극(45)과 반대의 극성을 갖는 전기를 공급하면 유전물질로 이루어지는 필터층(40, 41)과 광산란 물질(32) 사이에 전기적 이중층(Electric Double Layer)이 형성되어 광산란 물질(32)의 접촉각이 변하게 된다. 이 때, 광산란 물질(32)은 접촉각이 변하는 쪽 방향으로 이송되게 되고, 전기적인 평형이 이루어지면 해당층에서 머물게 되면서 가시광을 발하게 된다.
도 7의 (a) 및 (b)에서는 공통전극(45)에 음(-)의 전압이 인가되고, 청색 발광층의 제어전극(43b)(①)에 양(+)의 전압이 인가되어 평형을 이루고 있던 광산란 물질(32)이 적색 발광층의 제어전극(43r)(②)에 양(+)의 전압이 인가되고(①번 전극은 off), 순차적으로 녹색 발광층의 제어전극(43g)(③)에 양(+)의 전압이 인가됨 에 따라 녹색 발광층에 광산란 물질(32)이 위치하게 되는 것을 나타내고 있다. 그리고 다시 적색 발광층의 제어전극(43r)(②)에 양(+)의 전압을 인가(③번 전극은 off)함으로써 광산란 물질(32)을 적색 발광층에 위치시킬 수 있게 된다.
도 8의 (a) 내지 (c)는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전기습윤 광확산 표시소자의 구동방식을 설명하기 위한 모식도이다.
도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 표시소자에 있어서, 제어전극(63r, 63g, 63b, 63k)과 공통전극(65)은 각기 필터층과 형광체층 사이에서 형성되며, 특히 이들 각 전극들은 모세관(34) 둘레의 절반보다 작은 폭을 갖도록 형성된다.
이 경우에도 광산란 물질(32)을 이송시키는 메카니즘은 도 7의 (a) 내지 (c)를 참조로 설명한 제1 실시예에 따른 표시소자의 이송 메카니즘과 같으므로 상세한 설명은 생략한다.
이상에서는 단일의 투명기판에 모세관을 형성하고 복수의 발광층과 비발광층을 형성하는 것으로 기재하였으나, 적, 녹, 청색의 필터가 각각 형성된 3장의 투명기판을 겹쳐서 사용할 수도 있다.
한편, 상기 각 실시예에서는 하나의 모세관 내에 적, 녹, 청색의 발광층이 모두 형성되는 예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 발광층이 적(R), 녹(G), 청(B)색 중 어느 하나의 색상을 갖는 필터가 상기 모세관의 내벽 둘레를 따라 형성되는 전기습윤 광확산 표시소자를 포함한다. 이 때, 상기 각각 적(R), 녹(G), 청(B)색의 발광층을 갖는 한 조의 모세관은 그 각각의 축중심이 삼각형상으로 배열되어 하나의 화소(pixel)를 구성하게 된다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 전기습윤 광산란 표시소자에 의하면, 적, 녹, 청색 기타 색상을 하나의 모세관에서 구현할 수 있으며, 산란광의 방출로 화면을 구현하므로 보는 사람의 눈에 편안한 느낌을 줄 수 있다. 또한 지속적인 정지영상을 표현할 수 있는 각종 게시용 보드나 전자종이로도 활용할 수 있다.

Claims (23)

  1. 다수의 모세관이 형성되는 투명기판;
    상기 각 모세관 내에서 모세관 축방향을 따라 이송 가능하도록 내장되는 액상의 광산란 물질;
    상기 각 모세관의 내벽을 따라 형성되는 형광체층;
    상기 각 모세관의 내벽을 따라 배치되면서 상기 모세관의 축방향을 따라 적어도 하나의 발광층과 적어도 하나의 비발광층을 구분하도록 형성되는 필터층;
    상기 각 모세관의 발광층과 비발광층에 공통으로 연결되어 상기 광산란 물질에 공통의 전압을 인가하는 제1 전극;
    상기 각 모세관의 발광층와 비발광층 각각에서 서로 분리되어 있고, 상기 제1 전극에 인가되는 전압과 극성이 다른 전압을 상기 발광층과 비발광층에 선택적으로 인가하는 제2 전극; 및
    상기 서로 이웃하는 모세관의 사이 간격에 대응되는 배면에서 자외선을 발생시켜 상기 형광체층에 조사하는 배면 발광부
    를 포함하는 전기습윤 광확산 표시소자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 각 모세관의 축이 상기 투명기판의 평면방향에 대하여 수직하게 형성되는 전기습윤 광확산 표시소자.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 각 모세관의 횡단면은 원형 또는 다각형인 전기습윤 광확산 표시소자.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 투명기판은 유리 또는 아크릴(Polymethyl methacrylate: PMMA) 소재인 전기습윤 광확산 표시소자.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 형광체층은 백색의 가시광을 방출하는 형광체를 포함하는 전기습윤 광확산 표시소자.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 비발광층에 대응되는 필터층은 광차단막으로 이루어져 상기 모세관 내로 가시광이 입사되는 것을 차단하는 전기습윤 광확산 표시소자.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 필터층은 상기 모세관 내측을 향한 표면이 소수성(疏水性)을 갖도록 처리된 전기습윤 광확산 표시소자.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 광산란 물질로는 물, 액체 금속 및 콜로이드 용액으로 이루어지는 군에서 선택되는 물질이 적용되는 전기습윤 광확산 표시소자.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 광산란 물질은 상기 모세관 내에서 단일의 상기 발광층 높이만큼의 높이를 갖도록 주입되는 전기습윤 광확산 표시소자.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 전극과 제2 전극은 ITO(Indium Tin Oxide) 소재로 이루어지는 전기습윤 광확산 표시소자.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 모세관 축방향을 따라 상기 필터층의 일부분에 절개부가 형성되고, 이 절개부를 따라 상기 제1 전극이 형성되어 상기 광산란 물질과 접촉하도록 상기 모세관 내부에 노출되는 전기습윤 광확산 표시소자.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제2 전극은 상기 모세관 둘레의 절반보다 큰 폭을 갖도록 형성되는 전기습윤 광확산 표시소자.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제2 전극은 이웃한 발광층 또는 비발광층과 경계를 이루는 끝단에 요철부를 형성하여 이웃한 것끼리 서로 맞물리게 배치되는 전기습윤 광확산 표시소자.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 전극은 상기 필터층과 상기 형광체층의 사이에서 상기 발광층과 비발광층에 걸쳐 일체로 형성되는 전기습윤 광확산 표시소자.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제1 전극과 제2 전극은 각각 상기 모세관 둘레의 절반보다 작은 폭을 갖도록 형성되는 전기습윤 광확산 표시소자.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 각 모세관의 전면에는 광확산 렌즈가 장착되는 전기습윤 광확산 표시소자.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 각 모세관의 후면에는 광반사층이 형성되는 전기습윤 광확산 표시소자.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 서로 이웃하는 모세관의 사이 간격에 대응되는 전면에는 상기 투명기판에 면하는 방향으로 광반사층이 형성되고, 상기 투명기판을 등지는 방향으로 광흡수층이 형성되는 전기습윤 광확산 표시소자.
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광층은 적(R), 녹(G), 청(B)색 중 어느 하나의 색상을 갖는 필터가 상기 모세관의 내벽 둘레를 따라 형성되는 전기습윤 광확산 표시소자.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 각각 적(R), 녹(G), 청(B)색의 발광층을 갖는 한 조의 모세관은 그 각각의 축중심이 삼각형상으로 배열되어 하나의 화소(pixel)를 구성하는 전기습윤 광확산 표시소자.
  21. 다수의 모세관이 형성되는 투명기판;
    상기 각 모세관의 내벽을 따라 형성되는 형광체층;
    상기 각 모세관의 내벽을 따라 배치되면서 상기 모세관의 축방향을 따라 배열되는 적(R), 녹(G), 청(B)색의 발광층과 적어도 하나의 비발광층을 구분하도록 형성되는 필터층;
    상기 각 모세관 내에서 모세관 축방향을 따라 이송 가능하도록 내장되는 액 상의 광산란 물질;
    상기 각 모세관의 발광층과 비발광층에 공통으로 연결되어 상기 광산란 물질에 공통의 전압을 인가하는 제1 전극;
    상기 각 모세관의 적(R), 녹(G), 청(B)색의 발광층과 비발광층 각각에서 서로 분리되어 있고, 상기 제1 전극에 인가되는 전압과 극성이 다른 전압을 상기 적(R), 녹(G), 청(B)색의 발광층과 비발광층에 선택적으로 인가하는 제2 전극; 및
    상기 서로 이웃하는 모세관의 사이 간격에 대응되는 후면에서 자외선을 발생시켜 상기 형광체층에 조사하는 후면 발광부
    를 포함하는 전기습윤 광확산 표시소자.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 적(R), 녹(G), 청(B)색의 발광층은 각각 상기 모세관 내벽에 둘레를 따라 형성되는 적색 필터, 녹색 필터, 청색 필터가 상기 모세관 축방향으로 배열되면서 이루어지고,
    상기 비발광층은 불투명 필터가 상기 모세관 내벽에 둘레를 따라 형성되어 이루어지는 전기습윤 광확산 표시소자.
  23. 제 21 항에 있어서,
    상기 적(R), 녹(G), 청(B)색의 발광층 각각 및 비발광층 사이에는 광차단층이 형성되는 전기습윤 광확산 표시소자.
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