KR20130119148A - 전기 습윤 디스플레이 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 전기 습윤 디스플레이는 서로 대향하는 상부 구조체 및 하부 구조체, 상기 상부 구조체의 하부면을 덮는 소수성 절연막, 상기 소수성 절연막과 상기 하부 구조체 사이에 화소 영역을 정의하는 친수성 격벽들, 및 상기 화소 영역들에 채워진 무색 전도 유체 및 유색 비전도 유체를 포함하되, 상기 유색 비전도 유체의 비중이 상기 무색 전도 유체의 비중보다 작을 수 있다.

Description

전기 습윤 디스플레이{Electro-wetting display}
본 발명은 전기 습윤 디스플레이에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전광(electro-optical)특성이 향상된 전기 습윤 디스플레이에 관한 것이다.
전기 습윤 디스플레이는 우수한 휘도(brightness), 대조비(contrast ratio), 및 낮은 소비전력으로 산업적 주목을 받는다. 전기 습윤 디스플레이는 두 장의 기판들과 기판들 사이에 전기장에 의해 외부 광의 투과, 반사를 가역적으로 제어하는 전기 습윤 요소(electro-wetting element)를 포함한다. 전기 습윤 요소는 극성기 및 고 투과성을 가진 도전 유체와 유색의 비극성 오일을 포함한다.
전기 습윤 디스플레이에 전기장이 인가되면 소수성 절연체와 접촉되며 후면기판 상에 있던 유색 비극성 오일은 한쪽으로 수축하거나 작은 크기의 입자 또는/및 덩어리로 나누어지고, 상면기판 상에 있던 고 투과성 도전 유체는 소수성 절연체와 접촉한다. 따라서, 광이 전면기판으로 조사될 때, 광은 고 투과성 도전 유체를 통과하여 무색을 띈다. 또한, 광은 후면에 배치된 반사판에 반사되어 색을 띈다. 반대로 전기 습윤 디스플레이에 전기장이 인가되지 않을 때의 유색 비극성 오일은 소수성 절연체와 접촉되며, 광이 전면기판으로 조사될 때, 광은 유색 비극성 오일에 반사되어 전기 습윤 디스플레이는 유색을 띈다.
전기 습윤 디스플레이에 전기장이 인가되지 않을 때, 전면기판에서 조사된 빛은 전면기판 상에 배치된 고 투과성 도전 유체를 통과한 후 후면기판 상에 배치된 유색 비극성 오일에 반사되며, 반사된 광은 고 투과성 도전 유체에서 흡수가 일어난다. 따라서, 반사된 광은 진행방향이 굴절되고, 화소 경계에서 반사된 광이 서로 혼합되어 이미지의 해상도 및 색 재현율이 떨어진다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 디스플레이의 해상도 및 색 재현율이 향상된 전기 습윤 디스플레이를 제공하는데 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 다른 과제는 낮은 소비 전력을 갖는 전기 습윤 디스플레이를 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기 습윤 디스플레이는 서로 대향하는 상부 구조체 및 하부 구조체, 상기 상부 구조체의 하부면을 덮는 소수성 절연막, 상기 소수성 절연막과 상기 하부 구조체 사이에 화소 영역을 정의하는 친수성 격벽들, 및 상기 화소 영역들에 채워진 무색 전도 유체 및 유색 비전도 유체를 포함하되, 상기 유색 비전도 유체의 비중이 상기 무색 전도 유체의 비중보다 작을 수 있다.
상기 하부 구조체는 하부 기판, 상기 하부 기판 상면에 배치되는 하부 전극 및 상기 하부 기판 상면에서 상기 하부 전극을 덮는 하부 절연막을 포함하고, 상기 상부 구조체는 상부 기판, 상기 상부 기판 상면에 배치되는 상부 전극 및 상기 상부 기판에서 상기 상부 전극을 덮는 상부 절연막을 포함하되, 상기 하부 구조체와 상기 상부 구조체는 상기 하부 절연막과 상기 상부 절연막이 서로 마주보도록 배치될 수 있다.
상기 상부 전극은 상기 화소 영역과 대응하여 배치될 수 있다.
상기 무색 전도 유체는 초 순수물에 전해질 물질이 포함될 수 있다.
상기 전해질 물질은 KCl, HCl, NaCl, HNO3, NaOH, Ch3COOK, Ba(OH)2, CuSO4, H2S, H2CO3, HgCl2, CH3COOH, H2SO4, 및 KOH 중 어느 하나일 수 있다.
상기 무색 전도 유체는 극성 유기계 용매에 리튬 솔트(Lithium Salt)계 물질이 포함될 수 있다.
상기 극성 유기계 용매는 에틸렌 카보네이트(Ethylene carbonate), 프로필렌 카보네이트(Propylene carbonate), 디메칠 카보네이트(Dimethyl carbonate), 및 디에틸 카보네이트(Diethyl carbonate) 중 어느 하나일 수 있다.
상기 유색 비전도 유체는 인공색소 또는 천연색소가 포함된 오일일 수 있다.
상기 친수성 격벽들은 에폭시 수지(Epoxy resin), 폴리비닐알코올(Polyvinl Alcohol), 폴리비닐아세테이터(Polyvinyl Acetate), 폴리비닐피롤리돈(Polyvinyl Pyrrolidone), 셀로로우스, 및 폴리아크릴레이트(Polyacrylate) 중 어느 하나의 물질로 이루어질 수 있다.
상기 하부 기판 하면에 배치되는 발광 소자, 및 상기 발광 소자 하부에 반사판을 더 포함하되, 상기 유색 비전도 유체는 적색, 녹색, 및 청색 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 발광 소자와 상기 반사판 사이에 접착층을 더 포함할 수 있다.
상기 발광 소자는 상기 유색 비전도 유체와 대응하여 배치되며, 상기 유색 비전도 유체와 동일한 색을 가질 수 있다.
상기 발광 소자는 컬러 발광 소자일 수 있다.
상기 발광 소자는 백색 발광 소자일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 습윤 디스플레이는 발광 소자층, 상기 발광 소자층 상에 배치되며, 하부 기판, 상기 하부 기판 상의 하부 전극 및 상기 하부 전극을 덮는 하부 절연막을 포함하는 하부 기판층, 상기 하부 기판층에 대향되며, 상부 기판, 상기 상부 기판 상의 상부 전극 및 상기 상부 전극을 덮는 상부 절연막을 포함하는 상부 기판층, 상기 하부 기판층과 상기 상부 기판층 사이에 화소 영역을 정의하는 친수성 격벽들, 및 상기 화소 영역들에 채워진 무색 전도 유체 및 유색 비전도 유체를 포함할 수 있다.
상기 친수성 격벽들은 에폭시 수지(Epoxy resin), 폴리비닐알코올(Polyvinl Alcohol), 폴리비닐아세테이터(Polyvinyl Acetate), 폴리비닐피롤리돈(Polyvinyl Pyrrolidone), 셀로로우스, 및 폴리아크릴레이트(Polyacrylate) 중 어느 하나의 물질로 이루어질 수 있다.
상기 발광 소자층은 컬러 발광 소자일 수 있다.
상기 발광 소자층은 백색 발광 소자일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기 습윤 디스플레이는 유색 비전도 유체를 무색 전도 유체보다 비중을 작게 하여 상기 유색 비전도 유체가 상기 무색 전도 유체보다 위에 배치되도록 할 수 있다. 따라서, 상부 기판에 광이 입사될 때 상기 광은 상기 무색 전도 유체에서의 흡수 및 굴절 없이 상기 유색 비전도 유체에 반사되어 전기 습윤 디스플레이의 이미지 해상도, 반사도 및 색 재현율을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 전기 습윤 디스플레이에 전기 발광 소자를 더 포함하여 밝은 곳에서는 전기 습윤 디스플레이로 이미지 구현을 하고, 어두운 곳에서는 전기 발광 소자 이미지를 구현할 수 있다. 따라서, 상기 전기 습윤 디스플레이는 주변 환경 조건에 구애받지 않고 이미지 구현이 가능할 수 있다. 뿐만 아니라 주변 환경 조건에 따라 디스플레이 모드를 변경할 수 있기 때문에 소비 전력이 감소될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 습윤 디스플레이를 나타낸 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 습윤 디스플레이에 관한 것으로 도 1의 I-I'선에 대한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 습윤 디스플레이 구동을 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 습윤 디스플레이 구동을 설명하기 위한 평면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 습윤 디스플레이를 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기 습윤 디스플레이를 나타낸 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 식각 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서, 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 습윤 디스플레이를 나타낸 평면도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 습윤 디스플레이에 관한 것으로 도 1의 I-I'선에 대한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 전기 습윤 디스플레이(100)는 하부 기판(11)과 상기 하부 기판(11)과 이격되어 있는 상부 기판(31)을 포함한다. 상기 하부 기판(11) 의 상면에 하부 전극(13)과 하부 절연막(15)이 차례로 배치될 수 있다. 상기 상부 기판(31) 하면에 상부 전극(33)이 배치될 수 있으며, 상기 상부 전극(33) 하부에 소수성 절연막(37)이 배치될 수 있다. 상기 상부 전극(33)과 상기 소수성 절연막(37) 사이에 상부 절연막(35)이 개재될 수 있다. 상기 하부 절연막(15)과 상기 상부 절연막(35)은 상기 하부 전극(13) 및 상기 상부 전극(33)의 전기적 차단을 위하여 상기 하부 전극(13)과 상기 상부 전극(33)을 덮도록 배치될 수 있다. 상기 하부 절연막(15)과 상기 소수성 절연막(37) 사이에 화소 영역(A)을 정의하는 친수성 격벽들(21)이 일정 간격 이격되어 배치될 수 있다. 상기 화소 영역(A) 내에 무색 전도 유체(23)와 상기 무색 전도 유체(23)보다 비중이 작은 유색 비전도 유체(25)가 채워질 수 있다.
상기 하부 기판(11) 및 상기 상부 기판(31)은 투명한 유리 기판 또는 투명한 플라스틱 기판일 수 있다.
상기 하부 전극(13) 및 상기 상부 전극(33)은 전기 습윤 디스플레이의 구동방법에 따라 전극 패턴이 달라질 수 있다. 능동형 전기 습윤 디스플레이일 경우, 도시된 바와 같이 상기 하부 전극(13)은 무패턴 모양이며, 상기 상부 전극(33)은 상기 친수성 격벽들(21) 사이에 형성된 상기 화소 영역(A)과 대응하여 상기 상부 기판(31) 하면에 배치될 수 있다. 반면, 도시되지 않았지만, 수동형 전기 습윤 디스플레이일 경우, 상기 하부 전극(13)은 라인(Line)형태로 나란하게 배열되어 있을 수 있으며, 상기 상부 전극(33)은 라인(Line)형태이되, 상기 하부 전극(13)과 직교하는 방향으로 교차되도록 배치될 수 있다. 상기 하부 전극(13) 및 상기 상부 전극(33)은 투명한 전도성 물질일 수 있다. 상기 하부 전극(13) 및 상기 상부 전극(33)은 예를들어, ITO, ZnO:Al, ZnO:Ga, SnO2:F, 전도성 고분자, 및 탄소나노튜브(Carbon Nanotube; CNT) 중 어느 하나의 물질로 이루어질 수 있다.
상기 하부 절연막(15) 및 상기 상부 절연막(35)은 투명한 유기물질 또는 무기물질로 이루어질 수 있다. 상기 유기물질은 예를 들면, 폴리이미드(Polyimide), 폴리아크릴레이트(Polyacrylate), 폴리자이렌(Polyxylene), 폴리스타이렌(Polystyrene), 폴리아마이드(Polyamide), 폴리실록산(Polysiloxane), 불소수지(Fluorocarbonresin), 및 폴리비닐크로라이드(Polyvinylchloride) 중 적어도 어느 하나가 포함된 고분자일 수 있다. 상기 무기물질은 예를 들면, SiC, SiON, SiO, AlO, SiN, 및 AlON 중 적어도 어느 하나가 포함된 무기물일 수 있다.
상기 소수성 절연막(37)은 상기 유색 비전도 유체(25)와 접촉되어야 하기 때문에, 상기 유색 비전도 유체(25)와 유사한 계면 특성을 가져야 한다. 상기 소수성 절연막(37)은 불소계 고분자로 이루어질 수 있다. 상기 불소계 고분자는 예를 들면, 폴리테트라플루오로에틸렌((Poly(tetrafluoroethylene)), 폴리트리플루오르에틸렌(Poly(trifluoroethylene)), 및 폴리디플루오르에틸렌 (poly(difluoroethylene)) 중 적어도 하나 이상 포함될 수 있다.
상기 친수성 격벽들(21)은 약 2um 내지 약 100um 두께를 가질 수 있다. 상기 친수성 격벽들(21)의 모양 및 높이는 목적에 따라 다양하게 형성될 수 있다. 상기 친수성 격벽들(21)은 친수성 물질로 이루어져 있다. 상기 친수성 격벽들(21)은 예를 들어, 에폭시 수지(Epoxy resin), 폴리비닐알코올(Polyvinl Alcohol), 폴리비닐아세테이터(Polyvinyl Acetate), 폴리비닐피롤리돈(Polyvinyl Pyrrolidone), 셀로로우스, 및 폴리아크릴레이트(Polyacrylate) 중 적어도 어느 하나가 포함된 고분자 물질일 수 있다. 상기 친수성 격벽들(21)은 상기 소수성 절연막(37) 상면에 상기 고분자 물질을 이용하여 고분자 박막을 형성하고, 상기 고분자 박막에 반응성 모노머, 반응성 올리고머에 광 개시제(Photoinitiator), 및 열 경화제를 첨가하고 리소그라피 공정을 이용하여 형성될 수 있다.
상기 리소그라피 공정에 사용되는 상기 광 개시제(Photoinitiator)는 1-하이드록시-사이크로헥실-펜틸-키톤(1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone, Irgacure 907), 2-메틸-1[4-(메틸티오)페닐]-2-모포리노프로판-1-원(2-Methyl- 1[4-(methylthio)phenyl]-2-morpholinopropane-1-one, Irgacure 184C), 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐-프로판-1-원(1-Hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propane-1-one, Darocur 1173), 이라가큐어 184(Irgacure 184C) 50wt%와 벤조페논(Benzophenone) 50 wt%가 혼합된 개시제 (Irgacure 500), 이라가큐어 184 20 wt%와 이라가큐어 1173이 80 wt% 혼합된 개시제 (Irgacure 1000), 2-하이드록시-1-[4-(2-하이드록시에톡시)페닐]-2-메틸-1-프로파논(2-Hydroxy-1-[4-(2-hydroxyethoxy)phenyl]-2-methyl-1propanone, Irgacure 2959), 메틸벤조일포메이트(Methylbenzoylformate, Darocur MBF), 알파, 알파-다이메톡시-알파-페닐아세토페논(Alpha, alpha-dimethoxy-alpha-phenylacetophenone, Irgacure 651), 2-벤질-2-(디메틸아미노)-1-[4-(4-모포리닐) 페닐]-1-부타논 (2-Benzyl-2-(dimethylamino)-1-[4-(morpholinyl) phenyl]-1-butanone, Irgacure 369), 이라가큐어 369가 30 wt%와 이라가큐어 651이 70 wt% 혼합된 개시제 (Irgacure 1300), 다이페닐 (2,4,6-트리메틸벤조일)-포스핀옥사이드 (Diphenyl (2,4,6-trimethylbenzoyl)-phosphine oxide, Darocur TPO), 다로큐어 TPO 50 wt%와 다로큐어 1173이 50 wt% 혼합된 개시제 (Darocur 4265), 포스핀옥사이드, 페닐비스(2,4,6,-트리메틸벤조일)(Phosphine oxide, phenyl bis(2,4,6-trimethyl benzoyl, Irgacure 819), 이라가큐어 819가 5 wt%와 다로큐어 1173이 95 wt% 혼합된 개시제 (Irgacure 2005), 이라가큐어 819가 10 wt%와 다로큐어 1173이 90 wt% 혼합된 개시제 (Irgacure 2010), 이라가큐어 819가 20 wt%와 다로큐어 1173이 80 wt% 혼합된 개시제 (Irgacure 2020), 비스 (에타5-2,4,-사이크로페타디엔-1-일) 비스[2,6-다이프루오르-3-(1H-피롤-1-일)페닐] 티타늄 (Bis(.eta.5-2,4-cyclopentadien-1-yl) bis[2,6-difluoro-3-(1H-pyrrol-1-yl)phenyl]titanium, Irgacure 784), 또는 벤조페논이 함유된 혼합 개시제(HSP 188)일 수 있다.
상기 리소그라피 공정에 사용되는 열 개시제(Thamal-initiator)는 벤조일퍼옥사이드(Benzoyl peroxide, BP), 아세틸퍼옥사이드(Acetyl peroxide, AP), 다이아우릴 퍼옥사이드(Diauryl peroxide, DP), 다이-터셔리-뷰틸퍼옥사이드(di-tert-butyl peroxide, t-BTP), 큐밀하이드로퍼옥사이드(Cumylhydroperoxide, CHP), 하이드로젼퍼옥사이드(Hydrogen peroxide, HP), 포타슘퍼옥사이드(Potassium peroxide, PP), 2,2'-아조비스아이소뷰틸로나이트릴(2,2' Azobisisobutyronitrile, AIBN), 아조화합물개시제(Azocompound), 또는 알킬은(Silver alkyls)일 수 있다.
상기 리소그라피 공정에 사용되는 산화환원반응을 이용한 개시제(Initiator)는 퍼설페이트(K2S2O8), 또는 레독스개시제(Redox initiator)일 수 있다.
상기 무색 전도 유체(23)와 상기 유색 비전도 유체(25)는 서로 섞이지 않고 경계를 이루어 분리되어 있을 수 있다. 상기 유색 비전도 유체(25)는 상기 무색 전도 유체(23)보다 비중이 작아 상기 무색 전도 유체(23) 상에 배치되며, 상기 소수성 절연막(37)과 접촉될 수 있다. 상기 친수성 격벽들(21)은 상기 친수성 물질로 이루어져 있기 때문에 상기 유색 비전도 유체(25)가 상기 무색 전도 유체(23) 상에 배치되었을 때 상기 유색 비전도 유체(25)와 상기 무색 전도 유체(23) 사이에 굴곡이 없는 일직선의 경계면을 가질 수 있다. 반면, 상기 친수성 격벽들(21)이 소수성 격벽일 경우, 상기 소수성 격벽과 상기 무색 전도 유체(23)는 계면 친화성이 없기 때문에 상기 무색 전도 유체(23)와 상기 유색 비전도 유체(25)는 상기 유색 비전도 유체(25)와 상기 무색 전도 유체(23) 사이에 굴곡진 경계면을 가질 수 있다.
상기 무색 전도 유체(23)는 투명할 수 있으며, 상기 유색 비전도 유체(25)는 인공 색소 또는 천연 색소가 혼합되어 다양한 색을 가질 수 있다.
상기 유색 비전도 유체(25)는 상기 화소 영역(A)에 따라 다른 색일 수 있으며, 동일한 색일 수 있다.
상기 무색 전도 유체(23)는 극성 무기 유체 또는 극성 유기 유체일 수 있다. 상기 극성 무기 유체는 전해질 물질이 포함된 초순수 물(deionized water)일 수 있다. 상기 전해질 물질은 KCl, HCl, NaCl, HNO3, NaOH, Ch3COOK, Ba(OH)2, CuSO4, H2S, H2CO3, HgCl2, CH3COOH, H2SO4, 및 KOH 중 어느 하나일 수 있다. 상기 극성 유기 유체는 극성 유기계 용매와 리튬 솔트(Lithium Salt)계 물질이 혼합된 유체일 수 있다. 상기 유기계 용매는 에틸렌 카보네이트(Ethylene carbonate), 프로필렌 카보네이트(Propylene carbonate), 디메칠 카보네이트(Dimethyl carbonate), 및 디에틸 카보네이트(Diethyl carbonate) 중 어느 하나일 수 있다.
상기 하부 전극(13)은 접지 전극(미도시)와 연결될 수 있으며, 상기 상부 전극(33)은 상기 무색 전도 유체(23)와 연결될 수 있다. 상기 하부 전극(13)과 상기 상부 전극(33) 사이에 전압이 인가되지 않은 경우, 상기 유색 비전도 유체(25)는 상기 소수성 절연막(37)과 접촉되며 상기 무색 전도 유체(23) 상에 배치될 수 있다.
기존의 전기 습윤 디스플레이에서 상기 유색 비전도 유체(25)는 상기 무색 전도 유체(23)보다 비중이 커 상기 무색 전도 유체(23) 아래에 배치되었다. 상기 상부 기판(31) 상에 광이 입사되면 상기 광은 상기 무색 전도 유체(23)를 투과한 후 상기 유색 비전도 유체(25)에 반사되어 색을 구현하였다. 이에 따라, 상기 광은 상기 무색 전도 유체(23)에서 흡수될 수 있으며, 상기 유색 비전도 유체(25)에 반사된 광은 상기 무색 전도 유체(23)에 의해 진행방향이 굴절될 수 있다 따라서, 상기 반사된 광은 서로 혼합되어 상기 전기 습윤 디스플레이 이미지의 해상도, 반사도, 및 색 재현율이 떨어질 수 있다.
이와 달리, 상기 유색 비전도 유체(25)가 상기 무색 전도 유체(23) 위에 배치되어 있는 본 발명의 전기 습윤 디스플레이(100)는 상기 상부 기판(31)으로 광이 입사되면, 상기 광은 상기 무색 전도 유체(23)에 의한 굴절 및 흡수 없이 상기 유색 비전도 유체(25)에 반사되어 상기 유색 비전도 유체(25)가 가지고 있는 색을 구현할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 습윤 디스플레이 구동을 설명하기 위한 단면도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 습윤 디스플레이 구동을 설명하기 위한 평면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 하부 전극(13)과 상부 전극(33) 사이에 전압이 인가될 수 있다. 상세하게, 상기 하부 전극(13)에는 0V의 전압이 인가될 수 있으며, 상기 상부 전극(33)은 +전압 또는/및 -전압이 인가될 수 있다. 상기 하부 전극(13)과 상기 상부 전극(33) 사이에 전압이 인가되는 경우, 상기 무색 전도 유체(23)는 전도성을 띌 수 있다. 이에 따라, 상기 무색 전도 유체(23)는 극성을 띄는 상기 상부 전극(33) 방향으로 움직여 상기 소수성 절연막(37)과 접촉될 수 있고, 상기 소수성 절연막(37)과 접촉되어 있던 상기 유색 비전도 유체(25)는 수축 또는 작은 크기의 입자 또는 덩어리로 나누어져 상기 친수성 격벽들(21) 표면으로 이동될 수 있다. 따라서, 상기 상부 기판(31)으로 입사되는 광은 상기 무색 전도 유체(23)에 흡수되어 상기 전기 습윤 디스플레이(100)는 흰색을 띌 수 있다.
상기 전기 습윤 디스플레이(100)에서 친수성 격벽들(21)에 의해 정의된 화소 영역(A)은 독립적으로 구동될 수 있다. 따라서, 상기 하부 전극(13)과 상기 상부 전극(33) 사이에 전압이 인가되지 않은 상기 화소 영역(A)은 상기 유색 비전도 유체(25)가 상기 소수성 절연막(37)과 접촉되어 있어 상기 유색 비전도 유체(25)가 갖고 있는 색을 띌 수 있으며, 상기 하부 전극(13)과 상기 상부 전극(33) 사이에 전압이 인가된 상기 화소 영역(A)은 상기 무색 전도 유체(23)가 상기 소수성 절연막(37)과 접촉되어 있어 흰색을 띌 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 습윤 디스플레이를 나타낸 단면도이다.
도 5를 참조하면, 전기 습윤 디스플레이(200)는 하부 기판(11)및 상기 하부 기판(11)과 이격되어 있는 상부 기판(31)을 포함한다. 상기 하부 기판(11) 의 상면에 하부 전극(13)과 하부 절연막(15)이 차례로 배치될 수 있다. 상기 하부 기판(11)의 하면에 컬러 발광소자들(41R, 41G, 41B)이 배치될 수 있다. 상기 상부 기판(31) 하면에 상부 전극(33)이 배치될 수 있으며, 상기 상부 전극(33) 하부에 소수성 절연막(37)이 배치될 수 있다. 상기 상부 전극(33)과 상기 소수성 절연막(37) 사이에 상부 절연막(35)이 개재될 수 있다. 상기 하부 절연막(15)과 상기 상부 절연막(35)은 상기 하부 전극(13) 및 상기 상부 전극(33)의 전기적 차단을 위하여 상기 하부 전극(13)과 상기 상부 전극(33)을 덮도록 배치될 수 있다. 상기 하부 절연막(15)과 상기 소수성 절연막(37) 사이에 화소 영역(A)을 정의하는 친수성 격벽들(21)이 일정 간격 이격되어 배치될 수 있다. 상기 화소 영역(A)은 상기 하부 전극(13)과 상기 상부 전극(33)의 교차하는 영역일 수 있다. 상기 화소 영역(A) 내에 무색 전도 유체(23) 와 상기 무색 전도 유체(23)보다 비중이 작은 유색 비전도 유체(25R, 25G, 25B)가 채워질 수 있다.
상기 하부 기판(11) 및 상기 상부 기판(31)은 투명한 유리 기판 또는 투명한 플라스틱 기판일 수 있다.
상기 상부 전극(33)은 상기 화소 영역(A)과 대응하여 상기 상부 기판(31) 하면에 배치될 수 있다. 상기 하부 전극(13) 및 상기 상부 전극(33)은 투명한 전도성 물질일 수 있다. 상기 하부 전극(13) 및 상기 상부 전극(33)은 예를들어, ITO, ZnO:Al, ZnO:Ga, SnO2:F, 전도성 고분자, 및 탄소나노튜브(Carbon Nanotube; CNT) 중 어느 하나의 물질로 이루어질 수 있다.
상기 하부 절연막(15) 및 상기 상부 절연막(35)은 투명한 유기물질 또는 무기물질로 이루어질 수 있다. 상기 유기물질은 예를 들면 폴리이미드(Polyimide), 폴리아크릴레이트(Polyacrylate), 폴리자이렌(Polyxylene), 폴리스타이렌(Polystyrene), 폴리아마이드(Polyamide), 폴리실록산(Polysiloxane), 불소수지(Fluorocarbonresin), 및 폴리비닐크로라이드(Polyvinylchloride) 중 적어도 어느 하나가 포함된 고분자일 수 있다. 상기 무기물질은 예를 들면, SiC, SiON, SiO, AlO, SiN, 및 AlON 중 적어도 어느 하나가 포함된 무기물일 수 있다.
상기 소수성 절연막(37)은 상기 유색 비전도 유체(25R, 25G, 25B)와 접촉되어야 하기 때문에, 상기 유색 비전도 유체(25R, 25G, 25B)와 유사한 계면 특성을 가져야 한다. 상기 소수성 절연막(37)은 불소계 고분자로 이루어질 수 있다. 상기 불소계 고분자는 예를 들면, 폴리테트라플루오로에틸렌((Poly(tetrafluoroethylene)), 폴리트리플루오르에틸렌(Poly(trifluoroethylene)), 및 폴리디플루오르에틸렌 (poly(difluoroethylene)) 중 적어도 하나 이상 포함될 수 있다.
상기 친수성 격벽들(21)은 약 2um 내지 약 100um 두께를 가질 수 있다. 상기 친수성 격벽들(21)의 모양 및 높이는 목적에 따라 다양하게 형성될 수 있다. 상기 친수성 격벽들(21)은 친수성 물질로 이루어져 있다. 상기 친수성 격벽들(21)은 예를 들어, 에폭시 수지(Epoxy resin), 폴리비닐알코올(Polyvinl Alcohol), 폴리비닐아세테이터(Polyvinyl Acetate), 폴리비닐피롤리돈(Polyvinyl Pyrrolidone), 셀로로우스, 및 폴리아크릴레이트(Polyacrylate) 중 적어도 어느 하나를 포함된 고분자 물질일 수 있다. 상기 친수성 격벽들(21)은 상기 소수성 절연막(37) 상면에 상기 고분자 물질을 이용하여 고분자 박막을 형성하고, 상기 고분자 박막에 반응성 모노머, 반응성 올리고머에 광 개시제(Photoinitiator), 및 열 경화제를 첨가하고 리소그라피 공정을 이용하여 형성될 수 있다.
상기 무색 전도 유체(23)와 상기 유색 비전도 유체(25R, 25G, 25B)는 서로 섞이지 않고 경계를 이루어 분리되어 있을 수 있다. 상기 유색 비전도 유체(25R, 25G, 25B)는 상기 무색 전도 유체(23)보다 비중이 작아 상기 무색 전도 유체(23) 상에 배치되며, 상기 소수성 절연막(37)과 접촉될 수 있다. 상기 친수성 격벽들(21)은 상기 친수성 물질로 이루어져 있기 때문에 상기 유색 비전도 유체(25R, 25G, 25B)가 상기 무색 전도 유체(23) 상에 배치되었을 때 상기 유색 비전도 유체(25R, 25G, 25B)와 상기 무색 전도 유체(23) 사이에 굴곡이 없는 일직선의 경계면을 가질 수 있다. 반면, 상기 친수성 격벽들(21)이 소수성 격벽일 경우, 상기 소수성 격벽과 상기 무색 전도 유체(23)는 계면 친화성이 없기 때문에 상기 무색 전도 유체(23)와 상기 유색 비전도 유체(25R, 25G, 25B)는 상기 유색 비전도 유체(25R, 25G, 25B)와 상기 무색 전도 유체(23) 사이에 굴곡진 경계면을 가질 수 있다.
상기 무색 전도 유체(23)는 투명할 수 있고, 상기 유색 비전도 유체(25R, 25G, 25B)는 인공 색소 또는 천연 색소가 혼합되어 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 중 어느 하나의 색을 띌 수 있다. 상세하게, 각각의 상기 화소 영역(A) 내에 적색 비전도 유체(25R), 녹색 비전도 유치(25G) 및 청색 비전도 유체(25B) 가 반복적으로 채워질 수 있다. 따라서, 상기 화소 영역(A)은 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 화소 셀로 이루어질 수 있다.
상기 무색 전도 유체(23)는 극성 무기 유체 또는 극성 유기 유체일 수 있다. 상기 극성 무기 유체는 전해질 물질이 포함된 초순수 물(deionized water)일 수 있다. 상기 전해질 물질은 KCl, HCl, NaCl, HNO3, NaOH, Ch3COOK, Ba(OH)2, CuSO4, H2S, H2CO3, HgCl2, CH3COOH, H2SO4, 및 KOH 중 어느 하나일 수 있다. 상기 극성 유기 유체는 극성 유기계 용매와 리튬 솔트(Lithium Salt)계 물질이 혼합된 유체일 수 있다. 상기 유기계 용매는 에틸렌 카보네이트(Ethylene carbonate), 프로필렌 카보네이트(Propylene carbonate), 디메칠 카보네이트(Dimethyl carbonate), 및 디에틸 카보네이트(Diethyl carbonate) 중 어느 하나일 수 있다.
상기 컬러 발광 소자들(41R, 41G, 41B)은 유색 비전도 유체(25R, 25G, 25B)와 대응하여 복수개로 형성될 수 있다. 상기 컬러 발광 소자들(41R, 41G, 41B)은 상기 유색 비전도 유체(25R, 25G, 25B)의 색과 동일할 수 있다. 예를 들어, 상기 화소 영역(A)내에 적색 유색 비전도 유체(25R)가 채워져 있는 경우, 상기 적색 유색 비전도 유체(25G)와 대응하여 적색 발광 소자(41)가 배치될 수 있다. 상기 컬러 발광 소자들(41R, 41G, 41B)은 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode), 발광 다이오드(Light Emitting Diode) 및 냉음극관(CCFL)등 일 수 있다.
상기 전기 습윤 디스플레이(200)는 밝은 곳에서 전기 습윤 방식으로 이미지 구현을 할 수 있고, 어두운 곳에서 상기 컬러 발광 소자들(41R, 41G, 41B)로 이미지 구현을 할 수 있다. 예를 들어, 밝은 곳에서는 상기 컬러 발광 소자들(41R, 41G, 41B)를 끄고 상기 전기 습윤 디스플레이(200)로 이미지 구현할 수 있고, 어두운 곳에서는 상기 전기 습윤 디스플레이(200)를 끄고 상기 컬러 발광 소자들(41R, 41G, 41B)를 구동하여 이미지를 구현할 수 있다. 따라서, 상기 전기 습윤 디스플레이(200)는 주변 환경 조건에 구애 받지 않고 이미지 구현이 가능할 수 있다. 뿐만 아니라 주변 환경 조건에 따라 디스플레이 모드를 변경할 수 있기 때문에 소비 전력이 감소될 수 있다.
상기 하부 전극(13)과 상기 무색 전도 유체(23)는 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 하부 전극(13)은 접지 전극(미도시)와 연결될 수 있다. 상기 상부 전극(33)은 상기 무색 전도 유체(23)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 하부 전극(13)과 상기 상부 전극(33) 사이에 전압이 인가될 수 있다. 상세하게, 상기 하부 전극(13)에는 0V의 전압이 인가될 수 있으며, 상기 상부 전극(33)은 +전압 또는/및 -전압이 인가될 수 있다. 상기 하부 전극(13)과 상기 상부 전극(33) 사이에 전압이 인가되지 않은 경우, 상기 유색 비전도 유체(25R, 25G, 25B)는 상기 소수성 절연막(37)과 접촉되며 상기 무색 전도 유체(23) 상에 배치될 수 있다. 따라서, 상기 상부 기판(31)으로 입사되는 광이 상기 유색 비전도 유체(25R, 25G, 25B)에 반사되어, 상기 각각의 화소 영역(A)에 채워져 있는 상기 유색 비전도 유체(25R, 25G, 25B)의 색을 띌 수 있다.
또한 상기 컬러 발광 소자들(41R, 41G, 41B) 하부에 반사판(45)과 상기 컬러 발광 소자들(41R, 41G, 41B)과 상기 반사판(45)을 접착시키는 접착층(43)이 더 배치될 수 있다. 상기 반사판(45)에 상기 유색 비전도 유체(25R, 25G, 25B)를 통과한 빛이 반사되어, 상기 각각의 화소 영역(A)마다 채워져 있는 상기 유색 비전도 유체(25R, 25G, 25B)의 색을 띌 수 있다.
이와 달리, 상기 하부 전극(13)과 상기 상부 전극(33) 사이에 전압이 인가된 경우, 극성을 띄는 상기 무색 전도 유체(23)는 상기 소수성 절연막(37)과 접촉하게 되며, 상기 유색 비전도 유체(25)는 수축 또는 작은 크기의 입자 또는 덩어리로 나누어 지어 상기 친수성 격벽들(21)로 이동될 수 있다. 따라서, 상기 상부 기판(31)으로 입사되는 광은 상기 무색 전도 유체(23)에 흡수되어 상기 전기 습윤 디스플레이(200)는 흰색을 띌 수 있다.
상기 전기 습윤 디스플레이(200)에서 각각의 상기 화소 영역(A)은 독립적으로 구동될 수 있다. 예를 들어, 상기 전기 습윤 디스플레이(200)의 중간에 배치되어 있는 두 개의 화소 영역들에 전압이 인가되지 않으면, 각각의 상기 화소 셀들은 청색(B)과 녹색(R)을 띌 수 있다. 반면, 상기 두 개의 화소 영역들을 제외한 다른 화소 영역들은 전압이 인가되어 흰색을 띌 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기 습윤 디스플레이를 나타낸 단면도이다.
도 6을 참조하면, 전기 습윤 디스플레이(300)는 하부 기판(11)및 상기 하부 기판(11)과 이격되어 있는 상부 기판(31)을 포함한다. 상기 하부 기판(11)의 상면에 하부 전극(13)과 하부 절연막(15)이 차례로 배치될 수 있다. 상기 하부 기판(11)의 하면에 백색 발광소자(42)가 배치될 수 있다. 상기 상부 기판(31) 하면에 상부 전극(33)이 배치될 수 있으며, 상기 상부 전극(33) 하부에 소수성 절연막(37)이 배치될 수 있다. 상기 상부 전극(33)과 상기 소수성 절연막(37) 사이에 상부 절연막(35)이 개재될 수 있다. 상기 하부 절연막(15)과 상기 상부 절연막(35)은 상기 하부 전극(13) 및 상기 상부 전극(33)의 전기적 차단을 위하여 상기 하부 전극(13)과 상기 상부 전극(33)을 덮도록 배치될 수 있다. 상기 하부 절연막(15)과 상기 소수성 절연막(37) 사이에 화소 영역(A)을 정의하는 친수성 격벽들(21)이 일정 간격 이격되어 배치될 수 있다. 상기 화소 영역(A) 내에 무색 전도 유체(23) 와 상기 무색 전도 유체(23)보다 비중이 작은 유색 비전도 유체(25R, 25G, 25B)가 채워질 수 있다.
상기 하부 기판(11) 및 상기 상부 기판(31)은 투명한 유리 기판 또는 투명한 플라스틱 기판일 수 있다.
상기 상부 전극(33)은 상기 화소 영역(A) 대응하여 상기 상부 기판(31) 하면에 배치될 수 있다. 상기 하부 전극(13) 및 상기 상부 전극(33)은 투명한 전도성 물질일 수 있다. 상기 하부 전극(13) 및 상기 상부 전극(33)은 예를들어, ITO, ZnO:Al, ZnO:Ga, SnO2:F, 전도성 고분자, 및 탄소나노튜브(Carbon Nanotube; CNT) 중 어느 하나의 물질로 이루어질 수 있다.
상기 하부 절연막(15) 및 상기 상부 절연막(35)은 투명한 유기물질 또는 무기물질로 이루어질 수 있다. 상기 유기물질은 예를 들면, 폴리이미드(Polyimide), 폴리아크릴레이트(Polyacrylate), 폴리자이렌(Polyxylene), 폴리스타이렌(Polystyrene), 폴리아마이드(Polyamide), 폴리실록산(Polysiloxane), 불소수지(Fluorocarbonresin), 및 폴리비닐크로라이드(Polyvinylchloride) 중 적어도 어느 하나가 포함된 고분자일 수 있다. 상기 무기물질은 예를 들면, SiC, SiON, SiO, AlO, SiN, 및 AlON 중 적어도 어느 하나가 포함된 무기물일 수 있다.
상기 소수성 절연막(37)은 상기 유색 비전도 유체(25R, 25G, 25B)와 접촉되어야 하기 때문에, 상기 유색 비전도 유체(25R, 25G, 25B)와 유사한 계면 특성을 가져야 한다. 상기 소수성 절연막(37)은 불소계 고분자로 이루어질 수 있다. 상기 불소계 고분자는 예를 들면, 폴리테트라플루오로에틸렌((Poly(tetrafluoroethylene)), 폴리트리플루오르에틸렌(Poly(trifluoroethylene)), 및 폴리디플루오르에틸렌 (poly(difluoroethylene)) 중 적어도 하나 이상 포함될 수 있다.
상기 친수성 격벽들(21)은 약 2um 내지 약 100um 두께를 가질 수 있다. 상기 친수성 격벽들(21)의 모양 및 높이는 목적에 따라 다양하게 형성될 수 있다. 상기 친수성 격벽들(21)은 친수성 물질로 이루어져 있다. 상기 친수성 격벽들(21)은 예를 들어, 에폭시 수지(Epoxy resin), 폴리비닐알코올(Polyvinl Alcohol), 폴리비닐아세테이터(Polyvinyl Acetate), 폴리비닐피롤리돈(Polyvinyl Pyrrolidone), 셀로로우스, 및 폴리아크릴레이트(Polyacrylate) 중 적어도 어느 하나를 포함된 고분자 물질일 수 있다. 상기 친수성 격벽들(21)은 상기 소수성 절연막(37) 상면에 상기 고분자 물질을 이용하여 고분자 박막을 형성하고, 상기 고분자 박막에 반응성 모노머, 반응성 올리고머에 광 개시제(Thotoinitiator), 및 열 경화제를 첨가하고 리소그라피 공정을 이용하여 형성될 수 있다.
상기 무색 전도 유체(23)와 상기 유색 비전도 유체(25R, 25G, 25B)는 서로 섞이지 않고 경계를 이루어 분리되어 있을 수 있다. 상기 유색 비전도 유체(25R, 25G, 25B)는 상기 무색 전도 유체(23)보다 비중이 작아 상기 무색 전도 유체(23) 상에 배치되며, 상기 소수성 절연막(37)과 접촉될 수 있다. 상기 무색 전도 유체(23)는 투명할 수 있고, 상기 유색 비전도 유체(25R, 25G, 25B)는 인공 색소 또는 천연 색소가 혼합되어 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 중 어느 하나의 색을 띌 수 있다. 상세하게, 각각의 상기 화소 영역(A) 내에 적색 비전도 유체(25R), 녹색 비전도 유치(25G) 및 청색 비전도 유체(25B)가 반복적으로 채워질 수 있다. 따라서, 상기 화소 영역(A)은 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 화소 셀로 이루어질 수 있다.
상기 무색 전도 유체(23)는 극성 무기 유체 또는 극성 유기 유체일 수 있다. 상기 극성 무기 유체는 전해질 물질이 포함된 초순수 물(deionized water)일 수 있다. 상기 전해질 물질은 KCl, HCl, NaCl, HNO3, NaOH, Ch3COOK, Ba(OH)2, CuSO4, H2S, H2CO3, HgCl2, CH3COOH, H2SO4, 및 KOH 중 어느 하나일 수 있다. 상기 극성 유기 유체는 극성 유기계 용매와 리튬 솔트(Lithium Salt)계 물질이 혼합된 유체일 수 있다. 상기 유기계 용매는 에틸렌 카보네이트(Ethylene carbonate), 프로필렌 카보네이트(Propylene carbonate), 디메칠 카보네이트(Dimethyl carbonate), 및 디에틸 카보네이트(Diethyl carbonate) 중 어느 하나일 수 있다.
상기 백색 발광 소자(42)는 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode), 발광 다이오드(Light Emitting Diode) 및 냉음극관(CCFL)등 일 수 있다.
상기 전기 습윤 디스플레이(300)는 밝은 곳에서 전기 습윤 방식으로 이미지 구현을 할 수 있고, 어두운 곳에서 상기 백색 발광 소자(42)로 이미지 구현을 할 수 있다. 예를 들어, 밝은 곳에서는 상기 백색 발광 소자(42)를 끄고 상기 전기 습윤 디스플레이(300)로 이미지를 구현할 수 있다. 어두운 곳에서는 상기 백색 발광 소자(42)와 상기 전기 습윤 디스플레이(300)를 같이 구동하되, 상기 유색 비전도 유체(25R, 25G, 25B)를 컬러 필터로 사용하여 이미지를 구현할 수 있다. 따라서, 상기 전기 습윤 디스플레이(300)는 주변 환경 조건에 구애 받지 않고 이미지 구현이 가능할 수 있다. 뿐만 아니라 주변 환경 조건에 따라 디스플레이 모드를 변경할 수 있기 때문에 소비 전력이 감소될 수 있다.
상기 하부 전극(13)과 상기 접지 전극(미도시)과 연결될 수 있다. 상기 상부 전극(33)과 상기 무색 전도 유체(23)가 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 하부 전극(13)과 상기 상부 전극(33) 사이에 전압이 인가될 수 있다. 상세하게, 상기 하부 전극(13)에는 0V의 전압이 인가될 수 있으며, 상기 상부 전극(33)은 +전압 또는/및 -전압이 인가될 수 있다. 상기 하부 전극(13)과 상기 상부 전극(33) 사이에 전압이 인가되지 않은 경우, 상기 유색 비전도 유체(25R, 25G, 25B)는 상기 소수성 절연막(37)과 접촉되며 상기 무색 전도 유체(23) 상에 배치될 수 있다. 따라서, 상기 상부 기판(31)으로 입사되는 광이 상기 유색 비전도 유체(25R, 25G, 25B)에 반사되어, 상기 각각의 화소 영역(A)마다 채워져 있는 상기 유색 비전도 유체(25R, 25G, 25B)가 갖고 있는 색을 띌 수 있다.
또한 상기 백색 발광 소자(42) 하부에 반사판(45)과 상기 발광 소자(41)와 상기 반사판(45)을 접착시키는 접착층(43)이 더 배치될 수 있다. 상기 유색 비전도 유체(25R, 25G, 25B)를 통과한 광이 상기 반사판(45)에 반사되어, 상기 각각의 화소 영역(A)마다 채워져 있는 상기 유색 비전도 유체(25R, 25G, 25B)가 갖고 있는 색을 띌 수 있다.
어두운 곳에서 상기 유색 비전도 유체(25R, 25G, 25B)는 컬러 필터 역할을 할 수 있다. 예를 들어, 상기 하부 전극(13)과 상기 상부 전극(33) 사이에 전압이 인가되지 않은 경우, 상기 백색 발광 소자(412)에서 발광되는 백색광은 상기 유색 비전도 유체(25R, 25G, 25B)를 통과하여 색을 띌 수 있다. 따라서, 전압이 인가되지 않은 상기 화소 영역(A)은 상기 유색 비전도 유체(25R, 25G, 25B)가 갖고 있는 색을 띌 수 있다.
이와 달리, 상기 하부 전극(13)과 상기 상부 전극(33) 사이에 전압이 인가된 경우, 상기 무색 전도 유체(23)는 상기 소수성 절연막(37)가 접촉하게 되며, 상기 유색 비전도 유체(25R, 25G, 25B)는 수축 또는 작은 크기의 입자 또는 덩어리로 나누어 지어 상기 친수성 격벽들(21)로 이동될 수 있다. 따라서, 상기 상부 기판(31)으로 입사되는 광은 상기 무색 전도 유체(23)에 흡수되어 상기 전기 습윤 디스플레이(300)는 흰색을 띌 수 있다.
어두운 곳에서 전압이 인가된 상기 화소 영역(A)은 상기 백색 발광 소자(42)에서 발광되는 백색광이 상기 무색 전도 유체(23)를 통과하여 흰색을 띌 수 있다.
상기 전기 습윤 디스플레이(300)에서 각각의 상기 화소 영역(A)은 독립적으로 구동될 수 있다. 예를 들어, 상기 전기 습윤 디스플레이(300)의 중간에 배치되어 있는 두 개의 화소 영역들에 전압이 인가되지 않으면, 각각의 상기 화소 영역들은 청색(B)과 녹색(R)을 띌 수 있다. 반면, 상기 두 개의 화소 영역들을 제외한 전압이 인가된 나머지 화소 영역들은 흰색을 띌 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
21: 친수성 격벽들
23: 무색 전도유체
25: 비전도유체
37: 소수성 절연막

Claims (19)

  1. 서로 대향하는 상부 구조체 및 하부 구조체;
    상기 상부 구조체의 하부면을 덮는 소수성 절연막;
    상기 소수성 절연막과 상기 하부 구조체 사이에 화소 영역을 정의하는 친수성 격벽들; 및
    상기 화소 영역들에 채워진 무색 전도 유체 및 유색 비전도 유체를 포함하되,
    상기 유색 비전도 유체의 비중이 상기 무색 전도 유체의 비중보다 작은 전기 습윤 디스플레이.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하부 구조체는 하부 기판, 상기 하부 기판 상면에 배치되는 하부 전극 및 상기 하부 기판 상면에서 상기 하부 전극을 덮는 하부 절연막을 포함하고,
    상기 상부 구조체는 상부 기판, 상기 상부 기판 상면에 배치되는 상부 전극 및 상기 상부 기판 상면에서 상기 상부 전극을 덮는 상부 절연막을 포함하되,
    상기 하부 구조체와 상기 상부 구조체는 상기 하부 절연막과 상기 상부 절연막이 서로 마주보도록 배치되는 전기 습윤 디스플레이.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 전극은 상기 화소 영역과 대응하여 배치되는 전기 습윤 디스플레이.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 무색 전도 유체는 전해질 물질이 포함된 초 순수물인 전기 습윤 디스플레이.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 전해질 물질은 KCl, HCl, NaCl, HNO3, NaOH, Ch3COOK, Ba(OH)2, CuSO4, H2S, H2CO3, HgCl2, CH3COOH, H2SO4, 및 KOH 중 어느 하나인 전기 습윤 디스플레이.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 무색 전도 유체는 극성 유기계 용매와 리튬 솔트(Lithium Salt)계 물질이 혼합되어 있는 전기 습윤 디스플레이.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 극성 유기계 용매는 에틸렌 카보네이트(Ethylene carbonate), 프로필렌 카보네이트(Propylene carbonate), 디메칠 카보네이트(Dimethyl carbonate), 및 디에틸 카보네이트(Diethyl carbonate) 중 어느 하나인 전기 습윤 디스플레이.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 유색 비전도 유체는 인공색소 또는 천연색소가 포함된 오일인 전기 습윤 디스플레이.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 친수성 격벽들은 에폭시 수지(Epoxy resin), 폴리비닐알코올(Polyvinl Alcohol), 폴리비닐아세테이터(Polyvinyl Acetate), 폴리비닐피롤리돈(Polyvinyl Pyrrolidone), 셀로로우스, 및 폴리아크릴레이트(Polyacrylate) 중 어느 하나의 물질로 이루어진 전기 습윤 디스플레이.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 하부 기판 하면에 배치되는 발광 소자; 및
    상기 발광 소자 하부에 반사판을 더 포함하되,
    상기 유색 비전도 유체는 적색, 녹색, 및 청색 중 어느 하나를 띄는 전기 습윤 디스플레이.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 발광 소자와 상기 반사판 사이에 접착층을 더 포함하는 전기 습윤 디스플레이.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 발광 소자는 상기 유색 비전도 유체와 대응하여 배치되며, 상기 유색 비전도 유체와 동일한 색을 갖는 전기 습윤 디스플레이.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 발광 소자는 컬러 발광 소자인 전기 습윤 디스플레이.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 발광 소자는 백색 발광 소자인 전기 습윤 디스플레이.
  15. 발광 소자층;
    상기 발광 소자층 상에 배치되며, 하부 기판, 상기 하부 기판 상의 하부 전극 및 상기 하부 전극을 덮는 하부 절연막을 포함하는 하부 기판층;
    상기 하부 기판층에 대향되며, 상부 기판, 상기 상부 기판 상의 상부 전극 및 상기 상부 전극을 덮는 상부 절연막을 포함하는 상부 기판층;
    상기 하부 기판층과 상기 상부 기판층 사이에 화소 영역을 정의하는 친수성 격벽들; 및
    상기 화소 영역들에 채워진 무색 전도 유체 및 유색 비전도 유체를 포함하는 전기 습윤 디스플레이.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 유색 비전도 유체는 상기 무색 전도 유체보다 비중이 작은 전기 습윤 디스플레이.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 친수성 격벽들은 에폭시 수지(Epoxy resin), 폴리비닐알코올(Polyvinl Alcohol), 폴리비닐아세테이터(Polyvinyl Acetate), 폴리비닐피롤리돈(Polyvinyl Pyrrolidone), 셀로로우스, 및 폴리아크릴레이트(Polyacrylate) 중 어느 하나의 물질로 이루어진 전기 습윤 디스플레이.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 발광 소자층은 컬러 발광 소자인 전기 습윤 디스플레이.
  19. 제 15 항에 있어서,
    상기 발광 소자층은 백색 발광 소자인 전기 습윤 디스플레이.
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CA2572952C (en) * 2004-07-09 2012-12-04 The University Of Cincinnati Display capable electrowetting light valve
KR101246005B1 (ko) 2006-03-29 2013-03-20 엘지디스플레이 주식회사 전기 습윤 표시장치
GB0611125D0 (en) 2006-06-06 2006-07-19 Liquavista Bv Transflective electrowetting display device
TWI395974B (zh) * 2008-11-21 2013-05-11 Ind Tech Res Inst 彩色電潤濕式顯示器裝置
TW201122545A (en) 2009-12-31 2011-07-01 Wintek Corp Electrowetting display and pixel array substrate thereof and electrowetting display pixel structure thereof
TWI418849B (zh) 2009-12-31 2013-12-11 Wintek Corp 電濕潤顯示器及其畫素陣列基板與電濕潤顯示畫素結構
US8059328B1 (en) * 2010-09-20 2011-11-15 Industrial Technology Research Institute Electrowetting display devices

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