KR20130117073A - 전기 습윤 장치 - Google Patents

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KR20130117073A
KR20130117073A KR1020120039776A KR20120039776A KR20130117073A KR 20130117073 A KR20130117073 A KR 20130117073A KR 1020120039776 A KR1020120039776 A KR 1020120039776A KR 20120039776 A KR20120039776 A KR 20120039776A KR 20130117073 A KR20130117073 A KR 20130117073A
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Abstract

전기 습윤 장치를 제공한다. 본 발명의 한 실시예에 따른 전기 습윤 장치는 서로 마주보는 하부 기판 및 상부 기판, 상기 하부 기판 위에 위치하는 제1 전극, 상기 하부 기판 위에 위치하고 상기 제1 전극의 테두리 부분에 인접하여 위치하는 테두리 전극, 상기 제1 전극 및 상기 테두리 전극 위에 위치하는 소수성 절연층, 상기 하부 기판 위에 위치하는 격벽, 상기 상부 기판 위에 위치하는 제2 전극 그리고 상기 상부 기판과 상기 하부 기판 사이에 위치하는 제1 유체 및 제2 유체를 포함하고, 상기 테두리 전극이 위치하는 부분의 전계는 상기 제1 전극이 위치하는 부분의 전계보다 작다.

Description

전기 습윤 장치{ELECTROWETTING DEVICE}
본 발명은 전기 습윤 장치에 관한 것이다.
최근, 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라 전기적 정보 신호를 시각적으로 표현하는 디스플레이 분야가 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응하여 박형화, 경량화, 저소비 전력화의 우수한 성능을 지닌 여러 가지 다양한 평판 표시 장치가 개발되어 기존의 브라운관을 빠르게 대체하고 있다.
이 같은 평판 표시 장치의 구체적인 예로는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display device: LCD), 플라즈마 표시 장치(Plasma Display Panel device: PDP), 전계 방출 표시 장치(Field Emission Display device: FED), 전기 발광 표시 장치(Electro luminescence Display Device: ELD) 및 전기 습윤 표시 장치(Electro-Wetting Display: EWD) 등을 들 수 있다.
이 가운데, 전기 습윤 표시 장치는 전기 습윤(Electrowetting) 현상을 응용하여 정보 신호를 시각적으로 표현한다. 여기서, 전기 습윤 현상이란, 전계에 의해 유체의 계면 장력(interfacial tension)이 변화되어, 유체가 이동(migration) 또는 변형(deformation)되는 현상을 의미한다. 전기 습윤 표시 장치는 화소 내부의 소정 공간에 친수성 유체(hydrophilic liquid)와 소수성 유체(hydrophobic liquid)를 주입하고, 외부로부터 인가된 전압으로 형성된 전계에 의해 친수성 유체의 계면 장력을 변화시켜 소수성 유체를 이동시킴으로써, 화상을 표시하게 된다. 이러한 전기 습윤 표시 장치는 작은 사이즈, 저소비 전력, 빠른 응답 속도, 높은 컬러 휘도(High color brightness)의 유리한 특성을 가지므로, 최근 차세대 평판 표시 장치의 하나로 각광받고 있다.
하지만, 소수성 유체가 이동하여 모이는 방향에 따라 측면 시인성이 달라지는 문제가 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 측면 시인성을 개선한 전기 습윤 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기 습윤 장치는 서로 마주보는 하부 기판 및 상부 기판, 상기 하부 기판 위에 위치하는 제1 전극, 상기 하부 기판 위에 위치하고 상기 제1 전극의 테두리 부분에 인접하여 위치하는 테두리 전극, 상기 제1 전극 및 상기 테두리 전극 위에 위치하는 소수성 절연층, 상기 하부 기판 위에 위치하는 격벽, 상기 상부 기판 위에 위치하는 제2 전극 그리고 상기 상부 기판과 상기 하부 기판 사이에 위치하는 제1 유체 및 제2 유체를 포함하고, 상기 테두리 전극이 위치하는 부분의 전계는 상기 제1 전극이 위치하는 부분의 전계보다 작다.
상기 테두리 전극은 상기 제2 전극에 인가되는 전압과 동일한 전압이 인가될 수 있다.
상기 테두리 전극은 상기 제1 전극과 동일한 층에 위치할 수 있다.
상기 테두리 전극은 상기 격벽을 따라 위치할 수 있다.
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 전압이 인가된 상태에서 상기 제1 유체는 상기 테두리 전극을 따라 위치할 수 있다.
상기 제1 전극과 상기 테두리 전극은 이격될 수 있다.
상기 하부 기판 위에 위치하는 박막 트랜지스터 그리고 상기 박막 트랜지스터 위에 위치하는 색필터를 포함하고, 상기 색필터를 관통하여 형성된 제1 접촉 구멍을 통해 상기 제1 전극과 상기 박막 트랜지스터의 한 단자가 연결될 수 있다.
상기 하부 기판 위에 위치하는 유지 전극을 더 포함하고, 상기 유지 전극은 상기 테두리 전극과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 색필터를 관통하여 형성된 제2 접촉 구멍을 통해 상기 테두리 전극과 상기 유지 전극이 연결될 수 있다.
상기 색필터 위에 위치하는 평탄화막을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 유체는 오일이고, 상기 제2 유체는 수용성 액체일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기 습윤 장치는 서로 마주보는 하부 기판 및 상부 기판, 상기 하부 기판 위에 위치하는 절연층, 상기 하부 기판 위에 위치하는 제1 전극, 상기 제1 전극 위에 위치하는 소수성 절연층, 상기 하부 기판 위에 위치하는 격벽, 상기 상부 기판 위에 위치하는 제2 전극 그리고 상기 상부 기판과 상기 하부 기판 사이에 위치하는 제1 유체 및 제2 유체를 포함하고, 상기 절연층에는 상기 격벽의 안쪽 테두리 부분에 인접한 위치에 트렌치가 형성된다.
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 전압이 인가된 상태에서 상기 제1 유체는 상기 트렌치를 따라 위치할 수 있다.
상기 트렌치는 상기 격벽을 따라 위치할 수 있다.
상기 트렌치가 위치하는 부분의 전계는 상기 제1 전극이 위치하는 부분의 전계보다 작을 수 있다.
상기 절연층은 색필터일 수 있다.
상기 색필터 위에 위치하는 평탄화막을 더 포함할 수 있다.
상기 하부 기판 위에 위치하는 색필터를 더 포함하고, 상기 색필터 위에 상기 절연층이 위치할 수 있다.
상기 하부 기판 위에 위치하고 상기 제1 전극의 한 모서리에 인접하여 위치하는 테두리 전극을 더 포함하고, 상기 테두리 전극은 상기 제1 전극과 이격될 수 있다.
상기 하부 기판 위에 위치하는 박막 트랜지스터 그리고 상기 박막 트랜지스터 위에 위치하는 색필터를 포함하고, 상기 색필터를 관통하여 형성된 제1 접촉 구멍을 통해 상기 제1 전극과 상기 박막 트랜지스터의 한 단자가 연결될 수 있다.
상기 하부 기판 위에 위치하는 유지 전극을 더 포함하고, 상기 유지 전극은 상기 테두리 전극과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 색필터를 관통하여 형성된 제2 접촉 구멍을 통해 상기 테두리 전극과 상기 유지 전극이 연결될 수 있다.
상기 색필터 위에 위치하는 평탄화막을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 유체는 오일이고, 상기 제2 유체는 수용성 액체일 수 있다.
이와 같이 본 발명의 한 실시예에 따르면, 좌우 시인 측면에 동일한 오일이 모이도록 하여 측면 시인성을 개선할 수 있고, 오일을 사용하여 빛샘을 차단할 수 있어 기존의 차광 부재의 폭을 줄여 투과율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 습윤 장치를 나타내는 평면도이다.
도 2는 도 1의 절단선 II-II를 따라 자른 단면도이다.
도 3은 도 1의 실시예에서 전계를 인가한 상태의 전기 습윤 장치를 나타내는 평면도이다.
도 4는 도 3의 절단선 IV-IV를 따라 자른 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 습윤 장치를 나타내는 평면도이다.
도 6은 도 5의 절단선 VI-VI를 따라 자른 단면도이다.
도 7은 도 5의 실시예에서 전계를 인가한 상태의 전기 습윤 장치를 나타내는 평면도이다.
도 8은 도 7의 절단선 VIII-VIII를 따라 자른 단면도이다.
첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이다. 또한, 층이 다른 층 또는 기판 "상"에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 층 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 층이 개재될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 습윤 장치를 나타내는 평면도이다. 도 2는 도 1의 절단선 II-II를 따라 자른 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 하부 기판(110) 위에 게이트선(121) 및 유지 전극선(131)이 위치한다.
게이트선(121)은 게이트 신호를 전달하며 주로 가로 방향으로 뻗어 있다. 게이트선(121)은 위로 돌출한 게이트 전극(124)을 포함하고, 유지 전극선(131)은 게이트선(121)과 실질적으로 나란하게 뻗어 있고, 폭이 넓은 유지 전극(133)을 포함한다. 유지 전극선(131)의 모양 및 배치는 여러 형태로 변형될 수 있다.
게이트선(121) 및 유지 전극선(131) 위에는 게이트 절연막(140)이 형성되어 있으며, 게이트 절연막(140) 위에는 비정질 규소, 결정질 규소 또는 산화물 반도체 등으로 만들어진 반도체층(151, 154, 155)이 형성되어 있다. 반도체층(151, 154, 155)은 세로 방향으로 뻗어 있는 선형 반도체(151)와 선형 반도체(151)로부터 게이트 전극(124)을 향해 뻗어 나와 있는 돌출된 반도체(154) 및 드레인 전극(175)과 중첩하는 부분(155)을 포함한다.
반도체층(151, 154, 155) 위에는 저항성 접촉 부재(161, 163, 165)가 형성될 수 있는데, 반도체(151, 154, 155)가 산화물 반도체로 형성되는 경우에는 생략될 수 있다. 이러한 저항성 접촉 부재는 실리사이드(silicide) 또는 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어질 수 있다.
저항성 접촉 부재(161, 163, 165) 및 게이트 절연막(140) 위에는 데이터선(171)과 데이터선(171)에 연결된 소스 전극(173) 및 소스 전극(173)과 마주보는 드레인 전극(175)이 형성되어 있다.
데이터선(171)은 데이터 신호를 전달하며 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121) 및 유지 전극선(131)과 교차한다. 소스 전극(173)은 게이트 전극(124)을 향하여 뻗어 U자형으로 굽은 모양을 가지며, 소스 전극(173)은 게이트 전극(124)을 중심으로 드레인 전극(175)과 마주한다.
드레인 전극(175)은 소스 전극(173)으로 일부 둘러싸인 한 쪽 끝에서부터 위로 뻗어 있으며 반대쪽 끝은 다른 층과의 접속을 위해 면적이 넓은 확장부(176)를 포함할 수 있다.
그러나 소스 전극(173)은 ⊂자형 또는 ⊃자형으로 굽은 모양으로 형성되어 이에 따라 드레인 전극(175)을 비롯한 데이터선(171)의 모양 및 배치가 변형되거나, 그 외에도 소스 전극(173), 드레인 전극(175)을 비롯한 데이터선(171)의 모양 및 배치는 여러 형태로 변형될 수 있다.
게이트 전극(124), 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)은 돌출된 반도체(154)와 함께 박막 트랜지스터를 이루며, 박막 트랜지스터의 채널은 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이의 돌출된 반도체(154)에 형성된다.
돌출된 반도체(154)에는 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이에 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)으로 가리지 않고 노출된 부분이 있다.
데이터선(171), 소스 전극(173), 드레인 전극(175) 및 노출된 반도체(154) 부분 위에는 유기막(230)이 위치한다. 여기서, 유기막(230)은 색필터일 수 있다.
색필터(230)는 박막 트랜지스터 등이 위치하는 곳을 제외한 대부분의 영역에 위치한다. 그러나, 이웃하는 데이터선(171) 사이를 따라서 세로 방향으로 길게 뻗을 수도 있다.
데이터선(171), 소스 전극(173), 드레인 전극(175) 및 노출된 반도체(154) 부분과 유기막(230) 사이에 질화 규소 또는 산화 규소 따위로 만들어진 하부 보호막(미도시)이 형성될 수 있다.
유기막(230) 위에는 보호막(180)이 형성되어 있다. 보호막(180)은 감광성을 갖는 유기 물질 또는 무기 물질로 형성할 수 있다. 보호막(180)이 유기 물질로 형성되는 경우에 보호막(180)은 보호막(180) 하단에 형성된 층을 평탄화하는 역할을 하는 평탄화막일 수 있고, 보호막(180)이 무기 물질로 형성되는 경우에 보호막(180)은 굴절률 보상을 통해 투과율을 개선하거나 유기막(230)으로부터 용출되는 가스를 차폐하는 역할을 할 수 있다. 보호막(180)은 생략될 수 있다.
보호막(180)에는 유기막(230)과 더불어 드레인 전극(175)을 드러내는 제1 접촉 구멍(183)과 유지 전극(133)을 드러내는 제2 접촉 구멍(185)이 형성되어 있다.
보호막(180) 위에는 제1 전극(191) 및 테두리 전극(192)이 형성되어 있다. 제1 전극(191) 및 테두리 전극(192)은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide)와 같은 투명한 도전성 물질로 형성할 수 있다. 제1 전극(191) 및 테두리 전극(192)은 동일한 층에 형성될 수 있다.
제1 전극(191)은 제1 접촉 구멍(183)을 통해 드레인 전극(175)과 연결되고, 테두리 전극(192)은 제2 접촉 구멍(185)을 통해 유지 전극(133)과 연결된다.
테두리 전극(192)은 제1 전극(191)의 가장자리에서 인접한 부분에 위치하고, 제1 전극(191)과 이격된 거리를 가지며 제1 전극(191)의 가장자리를 둘러싸는 형태로 형성될 수 있다. 테두리 전극(192)은 데이터선(171)과 나란한 방향을 따라 뻗어 있는 제1 부분(192a, 192b)과 제1 부분을 연결하는 제2 부분(192c) 및 유지 전극(133)과 제2 접촉 구멍(185)을 통해 연결되어 있는 제3 부분(192d)을 포함한다.
테두리 전극(192)에는 상부 기판(210) 위에 위치하는 제2 전극(270)과 동일한 전압이 인가될 수 있다.
제1 전극(191) 위에는 소수성(hydorphobic) 절연층(195)이 위치한다.
하부 기판(110)과 마주보면서 상부 기판(210)이 위치하고, 상부 기판(210) 위에 오버 코트막(240)이 형성될 수 있다. 오버 코트막(240) 위에는 제2 전극(270)이 위치한다.
하부 기판(110) 및 상부 기판(210)은 투명한 유리 또는 플라스틱으로 형성될 수 있다.
하부 기판(110)과 상부 기판(210) 사이에 제1 유체(196)와 제2 유체(197)가 개재되어 있다. 제1 유체(196)는 비 전도성의 비극성 액체이고, 제2 유체(197)는 극성 액체로써 서로 혼합되지 않는다. 제2 유체(197)는 전기 전도성을 가질 수 있다.
제1 유체(196)는 흑색으로 착색된 오일(oil)을 사용할 수 있고, 제2 유체(197)는 미량의 전해질이 첨가된 초순수를 사용할 수 있다.
하부 기판(110) 및 상부 기판(210) 사이에는 다수의 픽셀을 구분시키는 격벽(W)이 형성되어 있다. 도 1에서는 설명의 편의를 위해 하나의 픽셀만 도시하였다. 격벽(W)은 친수성(hydrophilic)의 특성을 가지는 절연 물질로 형성될 수 있다. 격벽(W)은 제1 유체(196) 및 제2 유체(197)를 수용한다. 격벽(W)은 픽셀간 제1 유체(196)의 이동을 방지한다. 격벽(W)을 따라 테두리 전극(192)이 위치한다.
제1 전극(191) 위에 위치하는 소수성 절연층(195)이 극성 액체인 제2 유체(197)와 반발하는 소수성의 특징을 가지고 있기 때문에 제2 유체(197)와 소수성 절연층(195) 사이에 제1 유체(196)가 위치한다. 또한, 격벽(W)이 친수성이기 때문에 제2 유체(197)는 격벽(W)의 표면으로 응집하려는 특성을 가진다. 따라서, 제2 유체(197)가 소수성 절연층(195)과 반발하고 격벽(W)에서 응집하려는 특성을 가지고 있고, 제2 유체(197)에 의해 감싸진 제1 유체(196)가 렌즈 형태를 유지할 수 있다.
도 3은 도 1의 실시예에서 전계를 인가한 상태의 전기 습윤 장치를 나타내는 평면도이다. 도 4는 도 3의 절단선 IV-IV를 따라 자른 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참고하면, 제1 전극(191)과 제2 전극(270)에 전압이 인가되었을 때, 제2 유체(197)가 소수성 절연층(195)의 일부와 접촉하도록 이동하여, 제1 유체(196)가 제2 유체(197)에 밀려 격벽(W) 부근에서 결집된다. 이에 따라, 외부에서 입사되어 제1 기판(110), 제1 전극(191) 및 소수성 절연층(195)을 통과하는 광(Light)은 제1 유체(196)를 통과하지 못하기 때문에 제1 유체(196)에 대응되는 색의 광이 발생하지 않는다.
이처럼, 전계의 인가에 따라 유도되는 제1 유체(150)의 이동 또는 변형에 의해 제1 유체(150)는 입사되는 광(Light)을 차단 또는 개방하는 셔터로서 기능할 수 있다.
본 실시예에 따라 전계가 가해지면, 화소 영역의 가장 자리 부분을 둘러싸면서 제1 유체(196)가 밀집해 있다. 테두리 전극(192)이 위치하는 부분에서 상부 기판(110) 및 하부 기판(210) 사이의 전계는 제1 전극(191)이 위치하는 부분의 전계보다 작다. 한 예로, 테두리 전극(192)에 제2 전극(270)에 걸리는 전압과 같은 전압이 인가되어 제1 전극(191)과 제2 전극(270) 사이에 발생하는 전계 대비하여 작은 전계를 테두리 전극(192)과 제2 전극(270) 사이에 형성할 수 있다. 따라서, 상대적으로 전계가 약한 부분으로 제2 유체(197)에 밀려 제1 유체(196)가 화소의 가장 자리 부분을 둘러싸면서 또는 테두리 전극(192)을 따라 배열된다.
본 실시예에서 제1 유체(196)가 화소의 좌우 측면에 동일하게 위치하기 때문에 좌우 측면에서 바라볼 때 시인성에 차이가 없게 된다. 또한, 제1 유체(196)가 화소 영역의 가장자리를 따라 배열되기 때문에 빛샘을 방지하기 위해 게이트선(121) 및 데이터선(171)을 따라 형성되는 차광 부재의 역할을 보조할 수 있다. 제1 유체(196)를 흑색으로 착색된 오일을 사용하면 빛을 차단할 수 있는데, 이러한 제1 유체(196)를 빛샘이 발생할 수 있는 위치에 형성함으로써 차광 부재의 폭을 줄일 수 있기 때문에 투과율을 향상시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 습윤 장치를 나타내는 평면도이다. 도 6은 도 5의 절단선 VI-VI를 따라 자른 단면도이다.
도 5 및 도 6에서 설명하는 실시예는, 도 1 및 도 2에서 설명한 실시예와 유사하다. 따라서, 도 1 및 도 2의 실시예와 차이가 있는 부분에 대해서만 설명하기로 한다.
도 5 및 도 6을 참고하면, 데이터선(171), 소스 전극(173), 드레인 전극(175) 및 노출된 반도체(154) 부분 위에 형성된 유기막(230)에 트렌치(TH)가 형성되어 있다. 트렌치(TH)는 평면적으로 볼 때 제1 전극(191)의 가장자리에 인접한 부분을 따라 사각형 형태로 형성될 수 있다.
유기막(230) 위에는 보호막(180)이 형성되어 있다. 보호막(180)은 감광성을 갖는 유기 물질 또는 무기 물질로 형성할 수 있다.
여기서, 트렌치(TH)를 유기막(230)에 형성하는 것으로 설명했으나, 유기막(230)이 아닌 보호막(180)에 형성하거나 도시하지 않았으나, 유기막(230) 아래에 무기 절연막이 형성된 경우에는 무기 절연막에 형성할 수도 있다.
보호막(180) 위에는 제1 전극(191) 및 테두리 전극(192)이 형성되어 있다. 제1 전극(191) 및 테두리 전극(192)은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide)와 같은 투명한 도전성 물질로 형성할 수 있다.
본 실시예의 테두리 전극(192)은 도 1 및 도 2의 실시예의 테두리 전극에 포함된 데이터선(171)과 나란하게 뻗어 있는 제1 부분 및 제1 부분을 연결하는 제2 부분을 포함하지 않고, 제3 부분에 대응하는 전극만 포함할 수 있다. 다시 말해, 테두리 전극(192)은 화소 영역의 한 모퉁이에 위치하고, 도 1 및 도 2의 실시예에서 제1 부분 및 제2 부분을 포함하는 테두리 전극에 대응하는 위치의 절연층에 트렌치(TH)가 형성된 점에 차이가 있다.
제1 전극(191) 위에는 소수성(hydorphobic) 절연층(195)이 위치한다. 유기막(230)에 형성된 트렌치의 모양을 따라 유기막(230) 위에 위치하는 소수성 절연층(195)도 오목한 부분을 가질 수 있다.
하부 기판(110)과 마주보면서 상부 기판(210)이 위치하고, 상부 기판(210) 위에 오버 코트막(240)이 형성될 수 있다. 오버 코트막(240) 위에는 제2 전극(270)이 위치한다.
하부 기판(110)과 상부 기판(210) 사이에 제1 유체(196)와 제2 유체(197)가 개재되어 있다. 제1 유체(196)는 비 전도성의 비극성 액체이고, 제2 유체(197)는 극성 액체로써 서로 혼합되지 않는다. 제2 유체(197)는 전기 전도성을 가질 수 있다.
제1 유체(196)는 흑색으로 착색된 오일(oil)을 사용할 수 있고, 제2 유체(197)는 미량의 전해질이 첨가된 초순수를 사용할 수 있다.
하부 기판(110) 및 상부 기판(210) 사이에는 다수의 픽셀을 구분시키는 격벽(W)이 형성되어 있다. 도 1에서는 설명의 편의를 위해 하나의 픽셀만 도시하였다. 격벽(W)은 친수성(hydrophilic)의 특성을 가지는 절연 물질로 형성될 수 있다. 격벽(W)은 제1 유체(196) 및 제2 유체(197)를 수용한다. 격벽(W)은 픽셀간 제1 유체(196)의 이동을 방지한다.
유기막(230)에 형성된 트렌치(TH) 및 소수성 절연층(195)에 형성된 오목한 부분은 격벽(W)의 안쪽 테두리 부분에 인접하여 위치한다.
도 7은 도 5의 실시예에서 전계를 인가한 상태의 전기 습윤 장치를 나타내는 평면도이다. 도 8은 도 7의 절단선 VIII-VIII를 따라 자른 단면도이다.
도 7 및 도 8을 참고하면, 제1 전극(191)과 제2 전극(270)에 전압이 인가되었을 때, 제2 유체(197)가 소수성 절연층(195)의 일부와 접촉하도록 이동하여, 제1 유체(196)가 제2 유체(197)에 밀려 격벽(W)에서 결집된다. 이에 따라, 외부에서 입사되어 제1 기판(110), 제1 전극(191) 및 소수성 절연층(195)을 통과하는 광(Light)은 제1 유체(196)를 통과하지 못하기 때문에 제1 유체(196)에 대응되는 색의 광이 발생하지 않는다.
이처럼, 전계의 인가에 따라 유도되는 제1 유체(150)의 이동 또는 변형에 의해 제1 유체(150)는 입사되는 광(Light)을 차단 또는 개방하는 셔터로서 기능할 수 있다.
본 실시예에 따라 전계가 가해지면, 화소 영역의 가장 자리 부분을 둘러싸면서 제1 유체(196)가 밀집해 있다. 트렌치(TH)가 형성된 부분에서 상부 기판(110) 및 하부 기판(210) 사이의 전계는 제1 전극(191)이 위치하는 부분의 전계보다 작다. 또한, 유기막(230) 위에 위치하는 소수성 절연층(195)에 오목한 부분이 형성되어 있기 때문에 전계가 가해지지 않은 상태에서 제1 유체(196)가 소수성 절연층(195)이 오목한 부분까지 채워져 있다. 이 때, 전계가 가해지면, 제2 유체(197)가 제1 유체(196)를 파고들어 소수성 절연층(195)과 일부 접촉하고, 제1 유체(196)는 밀려나가 소수성 절연층(195)의 오목한 부분으로 밀집된다.
전계가 가해진 초기에서 소수성 절연층(195)의 오목한 부분을 따라 제1 유체(196)가 흐르다가 시간이 점점 지나면 화소 영역의 한 모퉁이에 위치하는 테두리 전극(192)에 많은 양이 모인다. 제1 유체(196)는 제1 전극(191)의 가장자리와 인접한 부분을 따라 사각형 형태로 유지될 수 있다.
본 실시예에서 제1 유체(196)가 화소의 좌우 측면에 동일하게 위치하기 때문에 좌우 측면에서 바라볼 때 시인성에 차이가 없게 된다. 또한, 제1 유체(196)가 화소 영역의 가장자리를 따라 배열되기 때문에 빛샘을 방지하기 위해 게이트선(121) 및 데이터선(171)을 따라 형성되는 차광 부재의 역할을 보조할 수 있다. 제1 유체(196)를 흑색으로 착색된 오일을 사용하면 빛을 차단할 수 있는데, 이러한 제1 유체(196)를 빛샘이 발생할 수 있는 위치에 형성함으로써 차광 부재의 폭을 줄일 수 있기 때문에 투과율을 향상시킬 수 있다.
앞에서 설명한 차이를 제외하고, 도 1 내지 도 4에서 설명한 내용은 도 5 및 도 8에도 적용될 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
110 하부 기판 191 제1 전극
192 테두리 전극 195 소수성 절연층
196 제1 유체 197 제2 유체
210 상부 기판 270 제2 전극
W 격벽 TH 트렌치

Claims (24)

  1. 서로 마주보는 하부 기판 및 상부 기판,
    상기 하부 기판 위에 위치하는 제1 전극,
    상기 하부 기판 위에 위치하고 상기 제1 전극의 가장자리에 인접하여 위치하는 테두리 전극,
    상기 제1 전극 및 상기 테두리 전극 위에 위치하는 소수성 절연층,
    상기 하부 기판 위에 위치하는 격벽,
    상기 상부 기판 위에 위치하는 제2 전극 그리고
    상기 상부 기판과 상기 하부 기판 사이에 위치하는 제1 유체 및 제2 유체를 포함하고,
    상기 테두리 전극이 위치하는 부분의 전계는 상기 제1 전극이 위치하는 부분의 전계보다 작은 전기 습윤 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 테두리 전극은 상기 제2 전극에 인가되는 전압과 동일한 전압이 인가되는 전기 습윤 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 테두리 전극은 상기 제1 전극과 동일한 층에 위치하는 전기 습윤 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 테두리 전극은 상기 격벽을 따라 위치하는 전기 습윤 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 전압이 인가된 상태에서 상기 제1 유체는 상기 테두리 전극을 따라 위치하는 전기 습윤 장치.
  6. 제1항에서,
    상기 제1 전극과 상기 테두리 전극은 이격되어 있는 전기 습윤 장치.
  7. 제1항에서,
    상기 하부 기판 위에 위치하는 박막 트랜지스터 그리고
    상기 박막 트랜지스터 위에 위치하는 색필터를 포함하고,
    상기 색필터를 관통하여 형성된 제1 접촉 구멍을 통해 상기 제1 전극과 상기 박막 트랜지스터의 한 단자가 연결되어 있는 전기 습윤 장치.
  8. 제7항에서,
    상기 하부 기판 위에 위치하는 유지 전극을 더 포함하고,
    상기 유지 전극은 상기 테두리 전극과 전기적으로 연결되어 있는 전기 습윤 장치.
  9. 제8항에서,
    상기 색필터를 관통하여 형성된 제2 접촉 구멍을 통해 상기 테두리 전극과 상기 유지 전극이 연결되어 있는 전기 습윤 장치.
  10. 제9항에서,
    상기 색필터 위에 위치하는 평탄화막을 더 포함하는 전기 습윤 장치.
  11. 제1항에서,
    상기 제1 유체는 오일이고, 상기 제2 유체는 수용성 액체인 전기 습윤 장치.
  12. 서로 마주보는 하부 기판 및 상부 기판,
    상기 하부 기판 위에 위치하는 절연층,
    상기 하부 기판 위에 위치하는 제1 전극,
    상기 제1 전극 위에 위치하는 소수성 절연층,
    상기 하부 기판 위에 위치하는 격벽,
    상기 상부 기판 위에 위치하는 제2 전극 그리고
    상기 상부 기판과 상기 하부 기판 사이에 위치하는 제1 유체 및 제2 유체를 포함하고,
    상기 절연층에는 상기 격벽의 안쪽 테두리 부분에 인접한 위치에 트렌치가 형성되어 있는 전기 습윤 장치.
  13. 제12항에서,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 전압이 인가된 상태에서 상기 제1 유체는 상기 트렌치를 따라 위치하는 전기 습윤 장치.
  14. 제13항에서,
    상기 트렌치는 상기 격벽을 따라 위치하는 전기 습윤 장치.
  15. 제14항에서,
    상기 트렌치가 위치하는 부분의 전계는 상기 제1 전극이 위치하는 부분의 전계보다 작은 전기 습윤 장치.
  16. 제12항에서,
    상기 절연층은 색필터인 전기 습윤 장치.
  17. 제16항에서,
    상기 색필터 위에 위치하는 평탄화막을 더 포함하는 전기 습윤 장치.
  18. 제12항에서,
    상기 하부 기판 위에 위치하는 색필터를 더 포함하고,
    상기 색필터 위에 상기 절연층이 위치하는 전기 습윤 장치.
  19. 제12항에서,
    상기 하부 기판 위에 위치하고 상기 제1 전극의 한 모서리에 인접하여 위치하는 테두리 전극을 더 포함하고,
    상기 테두리 전극은 상기 제1 전극과 이격되어 있는 전기 습윤 장치.
  20. 제12항에서,
    상기 하부 기판 위에 위치하는 박막 트랜지스터 그리고
    상기 박막 트랜지스터 위에 위치하는 색필터를 포함하고,
    상기 색필터를 관통하여 형성된 제1 접촉 구멍을 통해 상기 제1 전극과 상기 박막 트랜지스터의 한 단자가 연결되어 있는 전기 습윤 장치.
  21. 제20항에서,
    상기 하부 기판 위에 위치하는 유지 전극을 더 포함하고,
    상기 유지 전극은 상기 테두리 전극과 전기적으로 연결되어 있는 전기 습윤 장치.
  22. 제21항에서,
    상기 색필터를 관통하여 형성된 제2 접촉 구멍을 통해 상기 테두리 전극과 상기 유지 전극이 연결되어 있는 전기 습윤 장치.
  23. 제22항에서,
    상기 색필터 위에 위치하는 평탄화막을 더 포함하는 전기 습윤 장치.
  24. 제12항에서,
    상기 제1 유체는 오일이고, 상기 제2 유체는 수용성 액체인 전기 습윤 장치.
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