(57)【要約】【課題】エレクトロウェッティングディスプレイ装置を提供する。【解決手段】エレクトロウェッティングディスプレイ装置（ＥＷＤ）が提供される。エレクトロウェッティングディスプレイ装置は、極性流体層及び非極性流体層を間に有し、互いに対向する第一基板及び第二基板を含む。第一電極が第一基板上に設置される。第二電極が第二基板上に設置される。第一パーティション構造は第一基板上に設置され、複数のカラーサブピクセルを規定する。染料、及び／又は、顔料が、極性流体層と非極性流体層の一つにドープされる。発光材料が、極性流体層と非極性流体層の一つにドープされる。発光モジュール（励起モジュールとしても知られる）が第一基板の底部下に設置される。隣接するサブピクセル中の非極性流体層の色は異なる。【選択図】図４
2012063767.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エレクトロウェッティング装置であって、
極性流体層及び非極性流体層を間に有し、互いに対向する第一基板及び第二基板と、
前記第一基板上に設置された第一電極と、
前記第二基板上に設置された第二電極と、
前記第一基板上に設置され、複数のカラーサブピクセルを規定する第一パーティション構造と、
一組の原色サブピクセルからなり、各サブピクセルが、異なる色を有する非極性流体層の一つと対応し、各非極性流体層が互いに分離されている画素領域のアレイと、
前記極性流体層と前記非極性流体層の一つにドープされる染料、及び／又は、顔料と、
前記極性流体層と前記非極性流体層の一つにドープされる発光材料と、
前記装置の底部に設置される発光モジュールと、
を備えることを特徴とするエレクトロウェッティング装置。
【請求項２】
隣接する前記サブピクセル中、前記非極性流体層の色が異なる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装置。
【請求項３】
前記発光材料は、光、又は、その他の電磁放射により励起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ェッティング装置。
【請求項４】
前記発光モジュールの主波長は、５００ｎｍより小さい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装置。
【請求項５】
前記第一パーティション構造は、前記発光材料を遮蔽する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装置。
【請求項６】
前記非極性流体層の収縮領域の下方に設置される遮光層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装置。
【請求項７】
前記染料、及び／又は、前記顔料と前記発光材料は、前記非極性流体層にドープされることを特徴とする請求項６に記載のエレクトロウェッティング装置。
【請求項８】
前記第一パーティション構造は、前記第二基板に接触する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装置。
【請求項９】
前記染料、及び／又は、前記顔料と前記発光材料は、前記非極性流体層にドープされることを特徴とする請求項８に記載のエレクトロウェッティング装置。
【請求項１０】
前記染料、及び／又は、前記顔料は、前記非極性流体層にドープされ、前記発光材料は、前記極性流体層にドープされ、且つ、前記非極性流体層中の前記染料、及び／又は、前記顔料の色、及び、前記極性流体層中の前記発光材料の色は、補色であることを特徴とする請求項８に記載のエレクトロウェッティング装置。
【請求項１１】
前記染料、及び／又は、前記顔料の重量モル濃度は、前記発光材料の重量モル濃度より小さい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装置。
【請求項１２】
前記非極性流体層は、各波長の光を反射する白色媒体を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装置。
【請求項１３】
前記染料、及び／又は、前記顔料と前記発光材料は、前記極性流体層にドープされることを特徴とする請求項１２に記載のエレクトロウェッティング装置。
【請求項１４】
前記発光モジュールは、５００ｎｍより小さい波長の光を発光するアクティブ光源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ェッティング装置。
【請求項１５】
前記発光モジュールは、導波管モジュールを含み、光源は、前記導波管モジュールの側面から、光線を発光し、前記光線は、前記非極性流体層の前記収縮領域から反射され、かつ、前記極性流体層に伝送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ェッティング装置。
【請求項１６】
前記反対の第二基板は、
誘電層により被覆される前記第二電極と、
前記第二誘電層上に設置される第二非極性流体層と、
前記第二基板上に設置され、前記複数のサブピクセルを規定し、前記複数のサブピクセルに対応する第二パーティション構造と、
を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ェッティング装置。
【請求項１７】
前記染料、及び／又は、前記顔料は、前記第一基板の前記非極性流体層にドープされ、且つ、前記発光材料は、前記第二基板の前記第二非極性流体層にドープされることを特徴とする請求項１６に記載のエレクトロウェッティング装置。
【請求項１８】
黒色染料、及び／又は、顔料は、前記第一基板の前記非極性流体層にドープされ、前記染料、及び／又は、前記顔料と発光材料は、前記第二基板の前記第二非極性流体層にドープされることを特徴とする請求項１６に記載のエレクトロウェッティング装置。
【請求項１９】
前記エレクトロウェッティング装置の透過、反射、及び、自発光ディスプレイモードを切り換える制御モジュール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装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレクトロウェッティング（ＥＬＥＣＴＲＯＷＥＴＴＩＮＧ）装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エレクトロウェッティング（ＥＬＥＣＴＲＯＷＥＴＴＩＮＧ）ディスプレイ装置は、エレクトロウェッティング、又は、電気毛管技術に従って、イメージをレンダリングする。要約すると、電界効果のため、ある流体の表面自由エネルギーが変化するので、流体の分布領域は、電界効果に沿って変化する。
【０００３】
ここで併せて参考にされる米国特許第６，９６７，７６３号は、エレクトロウェッティングディスプレイ装置を開示する。エレクトロウェッティングディスプレイ装置中の非極性流体は、エレクトロウェッティング効果のために、一点に集まる。これにより、画素の明状態、及び／又は、暗状態を制御する（特許文献１）。
【０００４】
図１Ａと１Ｂは、それぞれ、公知のエレクトロウェッティングディスプレイの電圧オフ状態と電圧オン状態の断面図である。図１Ａを参照すると、公知のエレクトロウェッティングディスプレイ１０は、パターン化画素電極１２を有する基板１１を含む。疎水性表面を有する誘電層１３が、パターン化画素電極１２に設置される。パターン化バンク構造１４は、誘電層１３上に設置されて、各画素領域を規定する。黒色染料を含むカラー非極性流体１５Ａと透明極性流体１６は各画素領域に設置される。供給電圧が“ＯＦＦ”の時、カラー非極性流体１５Ａは、画素領域中の疎水性表面に広がる。これにより、画素領域をレンダリングして、暗状態を表示する。
【０００５】
一方、供給電圧が“ＯＮ”の時、透明極性流体１６は、エレクトロウェッティング力の影響を受け、画素電極に接近し、カラー非極性流体１５Ｂは、画素電極１２から遠く離れて集まる。よって、大部分の画素領域が露出し、図１Ｂで示されるように、画素領域をレンダリングして、明状態を表示する。
【０００６】
図２は、公知の単層カラーエレクトロウェッティングディスプレイ装置の断面図である。図２で、単層カラーエレクトロウェッティングディスプレイ装置５０は、互いに対向する第一基板５１と第二基板６１からなる。第一基板５１は、各サブピクセル領域に対応するパターン化電極５２を有する。反射層５３は、パターン化電極５２上に設置される。パーティション構造５４は、反射層５３上に設置されて、サブピクセルのアレイを規定する。黒色染料含有の第一流体５５は、各サブピクセル中のパターン化電極５２上に設置される。透明第二流体５６が、第一基板５１と第二基板６１の間に充填される。赤色６２Ｒ、緑色６２Ｇ、及び、青色６２Ｂカラーユニットを含むカラーフィルター６２は、第二基板６１上に設置される。各赤色６２Ｒ、緑色６２Ｇ、及び、青色６２Ｂカラーユニットは、サブピクセル領域に対応する。シール構造７０は、ディスプレイ装置の周辺領域に形成され、第一基板５１と第二基板６１を密封する。コモン電極６５は、第二流体５６に接触する。各サブピクセル領域中のコモン電極６５と電極５２間で電界が生成されるため、第一流体５５と第二流体５６の表面張力は変化して、ディスプレイイメージをレンダリングする。特に、ディスプレイ装置を通過する周辺光は、黒色の非極性流体の収縮、又は、伸張に基づいて、反射、又は、吸収される。第一基板上のカラーフィルターを通過する反射光は、所望の色の光に変換されて、フルカラーディスプレイを達成する。
【０００７】
ＷＯ２００３／０７１３４７は、カラーエレクトロウェッティングディスプレイ構造を開示する。図３は、三層カラーエレクトロウェッティングディスプレイ装置の断面図である。図３を参照すると、三層カラーエレクトロウェッティングディスプレイ装置１００の構造中、パーティション構造１１３は、上下基板間で、複数のサブピクセル構造を規定する。極性流体１０６と対応する二つの異なる色の非極性インクオイル１０５Ｗ、１０５Ｃ、１０５Ｙ、及び、１０５Ｍが、各サブピクセル構造に充填され、極性流体は、二個の非極性インクオイル間に挟まれるので、インクオイル、極性流体、及び、インクオイルからなる三層構造は、上下基板間に設置される。カラーフィルター１２１は、上基板上に設置される。カラーフィルターは補色を含み、二個のカラー非極性インクオイルと異なる色である。操作時、異なるバイアスが、それぞれ、電極１１２と１３２−１３７に供給され、且つ、異なる非極性インクオイルが収縮する、又は、広がる場合でも、反射板１２２により入射光１１６に影響する、又は、異なる色の非極性インクオイル１０５Ｗ、１０５Ｃ、１０５Ｙ、及び、１０５Ｍにより吸収される。よって、カラーフィルターのカラーユニット１２１Ｍ、１２１Ｃ、及び、１２１Ｙを通過する反射光は、所望の光線カラーをレンダリングする（特許文献２）。
【０００８】
しかし、公知の単層カラーエレクトロウェッティングディスプレイ構造は、黒色非極性流体（例えば、インクオイル）に関連するカラーフィルターを用いる。入射光の一部は、カラーフィルターにより吸収され、カラーフィルターの光吸収のため、ディスプレイの光学パフォーマンスが低下する。ディスプレイイメージのコントラスト比と輝度も減少する。この他、カラーフィルター基板と下基板間の照準が難しく、ディスプレイ装置の製造が複雑になる。一方、公知の三層カラーエレクトロウェッティング装置は、効果的に、彩度を改善することができるが、しかし、三層構造は複雑で、製造の照準プロセスが長すぎて、製造コストが非常に高くなる。
【０００９】
その他の公知のエレクトロウェッティングディスプレイ技術、例えば、米国特許公開番号２００８／０２９７０３０と米国特許公開番号２００９／０００２８０６は、自発光エレクトロウェッティングディスプレイを開示する。発光媒体（例えば、エレクトロルミネセント粒子、又は、量子ドット）を利用することにより、自発光エレクトロウェッティングディスプレイが完成される。その他の相似するスタック層を追加して、カラーディスプレイを提供する。米国特許公開番号２０１０／００３３７９８は、エレクトロウェッティングディスプレイ装置を開示し、短波長光を異なる色の光線に転換する蛍光体層を含む（特許文献３、特許文献４及び特許文献５）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許第６，９６７，７６３号明細書
【特許文献２】国際公開第２００３／０７１３４７号
【特許文献３】米国特許公開番号２００８／０２９７０３０号明細書
【特許文献４】米国特許公開番号２００９／０００２８０６号明細書
【特許文献５】米国特許公開番号２０１０／００３３７９８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、環境光源の条件に基づき表示モードを切り替え、表示品質を向上させ、装置の製造が複雑化されることを避け、コストを抑制することができるエレクトロウェッティング装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、エレクトロウェッティング装置を提供し、極性流体層及び非極性流体層を間に有し、互いに対向する第一基板及び第二基板と、第一基板上に設置された第一電極と、第二基板上に設置された第二電極と、第一基板上に設置され、複数のカラーサブピクセルを規定する第一パーティション構造と、一組の原色サブピクセルとを備え、各サブピクセルが、異なる色を有する非極性流体層の一つに対応し、各非極性流体層が互いに分離される画素領域のアレイと、極性流体層と非極性流体層の一つにドープされる染料、及び／又は、顔料と、極性流体層と非極性流体層の一つにドープされる発光材料と、装置の底部に設置される発光モジュール（励起モジュールとしても知られる）と、を有する。
【発明の効果】
【００１３】
カラーエレクトロウェッティング装置のカラーサブピクセルの新規の幾何領域と配置が提供されて、画質を改善し、カラーエレクトロウェッティング装置の製造の複雑さと製造コストを減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１Ａ】公知のエレクトロウェッティングディスプレイの電圧オフ状態と電圧オン状態の断面図である。
【図１Ｂ】それぞれ、公知のエレクトロウェッティングディスプレイの電圧オフ状態と電圧オン状態の断面図である。
【図２】公知の単層カラーエレクトロウェッティング装置の断面図である。
【図３】三層カラーエレクトロウェッティングディスプレイ装置の断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係るエレクトロウェッティング装置の断面図である。
【図５Ａ】本発明の実施形態に係るエレクトロウェッティング装置の断面図である。
【図５Ｂ】本発明の実施形態に係るエレクトロウェッティング装置の断面図である。
【図５Ｃ】本発明の実施形態に係るエレクトロウェッティング装置の断面図である。
【図５Ｄ】本発明の実施形態に係るエレクトロウェッティング装置の断面図である。
【図５Ｅ】本発明の実施形態に係るエレクトロウェッティング装置の断面図である。
【図５Ｆ】本発明の実施形態に係るエレクトロウェッティング装置の断面図である。
【図５Ｇ】本発明の実施形態に係るエレクトロウェッティング装置の断面図である。
【図６Ａ】本発明の実施形態に係るエレクトロウェッティング装置の各画素の色の変化を示す図である。
【図６Ｂ】本発明の実施形態に係るエレクトロウェッティング装置の各画素の色の変化を示す図である。
【図６Ｃ】本発明の実施形態に係るエレクトロウェッティング装置の各画素の色の変化を示す図である。
【図７Ａ】本発明の他の実施形態に係るエレクトロウェッティング装置の各画素の色の変化を示す図である。
【図７Ｂ】本発明の他の実施形態に係るエレクトロウェッティング装置の各画素の色の変化を示す図である。
【図７Ｃ】本発明の他の実施形態に係るエレクトロウェッティング装置の各画素の色の変化を示す図である。
【図８Ａ】本発明の他の実施形態に係るエレクトロウェッティング装置の各画素サブピクセルの色の変化を示す図である。
【図８Ｂ】本発明の他の実施形態に係るエレクトロウェッティング装置の各画素サブピクセルの色の変化を示す図である。
【図８Ｃ】本発明の他の実施形態に係るエレクトロウェッティング装置の各画素サブピクセルの色の変化を示す図である。
【図９Ａ】本発明の他の実施形態に係るエレクトロウェッティング装置の各サブピクセルの色の変化を示す図である。
【図９Ｂ】本発明の他の実施形態に係るエレクトロウェッティング装置の各サブピクセルの色の変化を示す図である。
【図９Ｃ】本発明の他の実施形態に係るエレクトロウェッティング装置の各サブピクセルの色の変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の実施形態では、エレクトロウェッティング装置に関し、各画素領域中の極性流体の表面特性を電気的に変化させることにより、ディスプレイが達成される。更に特に、カラーエレクトロウェッティング装置のカラーサブピクセルの新規の幾何領域と配置が提供されて、画質を改善し、カラーエレクトロウェッティング装置の製造の複雑化を防ぎ、と製造コストを減少させる。
【００１６】
図４は、本実施形態に係るエレクトロウェッティング装置の断面図である。図４を参照すると、エレクトロウェッティング装置１５０は、第一基板１５２とその反対の第二基板１７８とを有し、第一基板１５２と第二基板１７８との間に、極性流体層１７４と非極性流体層１７０とを有する。第一、第二基板は、エレクトロウェッティング装置の周辺領域で、シーラー１６６によりしっかりと密封される。第一透明電極１５８は第一基板１５２上に設置される。誘電層１６０は、透明電極１５８上に設置される。疎水性層１６２は、誘電層１６０に設置される。第二電極１７６は第二基板１７８に設置される。第一パーティション構造１６４は、第一基板１５２に設置されて、複数のカラーサブピクセルを規定する。染料、及び／又は、顔料と発光材料は、非極性流体層１７０にドープされる。第一基板１５２の側面に位置する光源１５４を含む発光モジュール（励起モジュールとしても知られる）は、光線、又は、その他の電磁放射を与え、光線、又は、その他の電磁放射は、染料、及び／又は、顔料により吸収、又は、発光材料により放射される。あるいは、発光モジュールは、アクティブ光源、例えば、第一基板下方に設置されるＯＬＥＤである。発光モジュールの主な波長は、５００ｎｍ、又は、４５０ｎｍより小さいが、他の強度が弱い連続光源でもよい。この他、制御モジュール（図示しない）が提供されて、エレクトロウェッティング装置の、透過、反射、及び、自発光ディスプレイモードを切り換える。第一基板は導波管として作用し、光はマルチ反射で、特定領域１５６を通過し、発光材料が第二基板に伝送される。他の例では、遮光層１７２（例えば、ブラックマトリクスＢＭ）が、非極性流体層の収縮領域の下方に設置される。
【００１７】
本実施形態では、特定波長範囲の光を吸収する、又は、光源モジュールの光と異なる特定波長範囲の光を放射するカラーディスプレイ媒体が、極性流体層と非極性流体層の一つにドープされる。他の例では、特定波長範囲の光を吸収する染料、及び／又は、顔料と光源モジュールの光と異なる特定波長範囲の光を放射する発光材料が、極性流体層と非極性流体層の一つにドープされる。この場合、染料、及び／又は、顔料と発光材料の光学特性は、互いに適合して、発光材料により放射される光が、染料、及び／又は、顔料により吸収されるのを回避する必要がある。他の例では、光吸収材料と発光材料は、それぞれ、異なる流体層にドープされる。また、選択的に、光吸収材料と発光材料は、異なる非極性流体層にドープされる。位置合わせ後、ユーザーは、位置合わせした異なるカラー非極性流体層の同じ画素を観察することができる。注意すべきことは、一流体層が光吸収材料と発光材料両方を含む場合、光吸収材料と発光材料の両方の濃度は、特定範囲で制御されて、電子が、光吸収材料と発光材料との間で移行し、発光効果の低下を回避する必要があることである。例えば、染料、及び／又は、顔料の重量モル濃度は、発光材料の重量モル濃度より低い。
【００１８】
他の実施形態では、励起光源層は、エレクトロウェッティング装置底部に設置される。励起光源層は発光層で、光の不可視の波長帯を放射する。励起光源は、エレクトロウェッティング装置の側面に設置することができる。導波管を用いることにより、励起光が効果的に、ディスプレイ領域に伝送される。非極性流体が収縮する時、励起光源は、励起光の発光を持続する。遮光層は、非極性流体層の収縮領域下方に設置される。ＵＶカットフィルム、又は、適当な屈折率の他の材料が用いられて、ユーザーの目が短波長光によりダメージを受けるのを回避する。
【００１９】
図５Ａは、本発明の他の実施形態に係るエレクトロウェッティング装置の断面図である。図５Ａを参照すると、単層カラーエレクトロウェッティング装置２００ａは、互いに反対の第一基板（下基板）２１０と第二基板（上基板）２３０を有する。第一基板２１０は、各サブピクセル領域に対応するパターン化画素電極２１２を有する。画素電極２１２は、好ましくは、厚さが０．１μｍ〜１μｍであるインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、又は、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）により形成される。画素電極２１２の幾何構造は、長方形、方形、三角形、円形、台形、又は、楕円形幾何構造である。本発明の他の例によると、反射層は、選択的に第二基板２３０に設置されるか、又は、透明画素電極２１２と第一基板２１０の間に挿入される。反射層は、アルミニウム、二酸化チタン、又は、二酸化ジルコニウムからなる。
【００２０】
誘電層２１４は、パターン化画素電極２１２上に設置される。本発明の実施形態によると、誘電層は、パリレン（ＰＡＲＹＬＥＮＥ）、ＳＩＯＸ、ＳＩＮＸ、ポリフッ化ビニリデン（ＰＯＬＹ（ＶＩＮＹＬＤＩＥＮＥＦＬＵＯＲＩＤＥ））、ＴＩＯ２、又は、ＺＲＯ２により形成され、厚さは、好ましくは、０．１μｍ〜１μｍである。更に、疎水性層２１６が、誘電層２１４上に設置されて、疎水性表面を形成する。疎水性層２１６は、フッ素含有疎水性ポリマー、又は、炭化物含有疎水性ポリマーからなり、厚さは、好ましくは、０．１μｍ〜１μｍである。
【００２１】
パーティション構造２２２が疎水性層２１６上に設置されて、複数のサブピクセルのアレイを規定する。パーティション構造２２２はフォトレジストにより形成され、厚さが、好ましくは、５μｍ〜１０μｍである。
【００２２】
異なる色に対応する複数の非極性流体層２２５Ｃ、２２５Ｙ、２２５Ｍ、及び、２２５Ｋは、各サブピクセル領域の疎水性層２１６上に設置される。非極性流体層は、デカン、ドデカン、又は、テトラデカンからなり、厚さが、好ましくは、１μｍ〜１０μｍである。又、非極性流体層２２５Ｃ、２２５Ｙ、２２５Ｍ、及び、２２５Ｋは、原色（例えば、ＲＧＢＫ、又は、ＣＹＭＫ）の染料、又は、顔料を含む。透明極性流体２２６が、第一基板２１０と第二基板２３０間に充填される。透明極性流体層２２６は、水、塩化ナトリウム溶液、又は、塩化カリウム溶液により形成され、厚さが、好ましくは、３０μｍ〜２５０μｍである。シール構造２４０は、ディスプレイ装置の周辺領域に形成され、第一基板２１０と第二基板２３０を密封する。コモン電極２３２は第二流体２２６に接触する。コモン電極２３２は、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、又は、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）により形成され、厚さが、好ましくは、０．１μｍ〜１μｍである。各サブピクセル領域中のコモン電極２３２と電極２１２間で電界が生じるため、透明極性流体２２６の表面は疎水性層２１６に接近する。非極性流体は、画素電極２１２から遠ざかり、凝集して、ディスプレイイメージをレンダリングする。特に、各サブピクセル中のカラー非極性流体の収縮、又は、伸張を制御して、エレクトロウェッティング装置を通過する周辺光が、反射又は、吸収される。異なるカラーサブピクセルが、それぞれ、別々に駆動されて、各画素中の所望の色を表示して、フルカラーディスプレイ効果を達成する。
【００２３】
本発明の一例によると、カラーエレクトロウェッティング装置２００ａは、複数の画素のアレイからなる。各画素は、複数（例えば、４色）の原色サブピクセルからなる。サブピクセルの形状は、長方形、六角形、方形、円形、三角形、台形、楕円形を含む。本発明の一実施形態において、原色サブピクセルは、黒サブピクセル、赤サブピクセル、緑サブピクセル、及び、青サブピクセルにより形成される。本発明の他の実施形態では、原色サブピクセルは、黒サブピクセル、黄色サブピクセル、マゼンタサブピクセル、及び、シアンサブピクセルにより形成される。異なる色の非極性流体層に対応する各サブピクセル、及び、各異なる色の非極性流体層は互いに分離される。相隣するサブピクセルは、異なる色の非極性流体層を有する。
【００２４】
カラーエレクトロウェッティング装置の構造例では、極性流体と異なる色の非極性インクオイルが、上下基板間に充填され、異なる色の非極性インクオイルは、パーティション構造により分離される。隣接するサブピクセルの異なる色の非極性インクオイルは、サブピクセルのアレイから構成される。カラー非極性インクオイルの収縮、又は、伸張により、エレクトロウェッティング装置を通過する入射光の特定のスペクトルの反射、又は、吸収が制御され、異なる色の光を表示することができる。
【００２５】
図５Ｂは、本発明の他の実施形態に係るエレクトロウェッティング装置２００ｂの断面図である。図５Ｂを参照すると、単層カラーエレクトロウェッティング装置２００ｂは、互いに対向する第一基板（下基板）２１０と第二基板（上基板）２３０を有する。第一基板２１０は、励起モジュール、及び、各サブピクセル領域に対応するパターン化画素電極２１２を有する。第一誘電層２１４はパターン化画素電極２１２に設置される。更に、疎水性層２１６は、誘電層２１４に設置されて、疎水性表面を形成する。疎水性層２１６は、フッ素含有疎水性ポリマー、又は、炭化物含有疎水性ポリマーにより形成され、厚さが、好ましくは、０．１μｍ〜１μｍである。
【００２６】
パーティション構造２２２は疎水性層２１６上に設置されて、複数のサブピクセルのアレイを規定する。パーティション構造２２２は、親水性フォトレジストにより形成され、厚さが、好ましくは、５μｍ〜１０μｍである。異なる色に対応する複数の非極性流体層２２５ｂは、各サブピクセル領域の疎水性層２１６に設置される。非極性流体層は、デカン、ドデカン、又は、テトラデカンにより形成され、厚さが、好ましくは、１μｍ〜１０μｍである。又、非極性流体層２２５ｂは、原色（例えば、ＲＧＢＫ、又は、ＣＹＭＫ）の染料、及び／又は、顔料により形成される。発光材料は、非極性流体層２２５ｂ中にドープされる。遮光層２３４（例えば、ブラックマトリクス層）は、非極性流体層の収縮領域の下方に設置される。透明極性流体２２６は、第一基板２１０と第二基板２３０間に充填される。透明極性流体層２２６は、水、塩化ナトリウム溶液、又は、塩化カリウム溶液により形成され、厚さが、好ましくは、３０μｍ〜２５０μｍである。シール構造２４０は、ディスプレイ装置の周辺領域上に形成され、第一基板２１０と第二基板２３０を密封する。コモン電極２３２は、第二流体２２６に接触する。各サブピクセル領域中のコモン電極２３２と電極２１２間に電界が生じるため、透明極性流体２２６の表面は、疎水性層２１６に接近する。非極性流体は画素電極２１２から遠ざかり、凝集して、ディスプレイイメージをレンダリングする。特に、各サブピクセル中のカラー非極性流体の収縮、又は、伸張を制御して、ディスプレイ装置を通過する周辺光が、反射、又は、吸収される。異なる色のサブピクセルが、別々に駆動されて、各画素中の所望の色を表示して、フルカラーディスプレイ効果を達成する。
【００２７】
図５Ｃは、本発明の他の実施形態に係るエレクトロウェッティング装置２００ｃの断面図である。エレクトロウェッティング装置２００ｃは、図５Ｂのエレクトロウェッティング装置２００ｂとほぼ同じで、簡単にするため、詳細は省略する。エレクトロウェッティング装置２００ｃとエレクトロウェッティング装置２００ｂの差異は、パーティション構造２２２が、広範囲に渡って、第二基板構造２４０と接触することである。
【００２８】
図５Ｄは、本発明の別の具体例によるエレクトロウェッティング装置２００ｄの断面図である。エレクトロウェッティング装置２００ｄは、図５Ｃのエレクトロウェッティング装置２００ｃとほぼ同じで、簡単にするため、詳細は省略する。エレクトロウェッティング装置２００ｄとエレクトロウェッティング装置２００ｃの差異は、白色顔料は、非極性流体層２２５ｄにドープされ、染料、及び／又は、顔料と発光材料は、極性流体層２２６ｄにドープされることである。注意すべきことは、白色媒体を含む非極性流体層は、均一に、各波長の光を反射することである。
【００２９】
図５Ｅは、本発明の別の具体例によるエレクトロウェッティング装置２００ｅの断面図である。図５Ｅを参照すると、単層カラーエレクトロウェッティング装置２００ｅは、互いに対向する第一基板（下基板）２１０と第二基板（上基板）２３０を有する。第一基板２１０は、各サブピクセル領域に対応する第一画素電極２１２を有する。第一誘電層２１４は、第一画素電極２１２上に設置される。更に、第一疎水性層２１６は、第一誘電層２１４に設置されて、疎水性表面を形成する。第一疎水性層２１６は、フッ素含有疎水性ポリマー、又は、炭化物含有疎水性ポリマーからなり、厚さが、好ましくは、０．１μｍ〜１μｍである。
【００３０】
第二基板２３０は、各サブピクセル領域に対応する第二画素電極２３６を有する。第二誘電層２３８は、第二画素電極２３６上に設置される。更に、第二疎水性層２４２は、第二誘電層２３８上に設置されて、疎水性表面を形成する。第二パーティション構造２４４は、第二疎水性層２４２上に設置されて、複数のサブピクセルのアレイを規定する。
【００３１】
第一パーティション構造２２２は、第一疎水性層２１６上に設置されて、複数のサブピクセルのアレイを規定する。第一パーティション構造２２２は、親水性フォトレジストにより形成され、厚さが、好ましくは、５μｍ〜１０μｍである。異なる色に対応する複数の第一非極性流体層２２５ｅは、各サブピクセル領域の第一疎水性層２１６に設置される。異なる色に対応する複数の第二非極性流体層２４６は、各サブピクセル領域の第二疎水性層２４２に設置される。非極性流体層は、デカン、ドデカン、又は、テトラデカンにより形成され、厚さが、好ましくは、１μｍ〜１０μｍである。又、第一非極性流体層２２５ｅは、原色（例えば、ＲＧＢＫ、又は、ＣＹＭＫ）の染料、及び／又は、顔料を含み、第二非極性流体層２４６は、原色の発光材料を含む。発光材料も、第一非極性流体層２２５ｅにドープされ、染料、及び／又は、顔料材料は、第二非極性流体層２４６にドープされる。遮光層２３４（例えば、ブラックマトリクス層）は、非極性流体層の収縮領域の下方に設置される。透明極性流体２２６は、第一基板２３０と第二基板２１０との間に充填される。透明極性流体層２２６は、水、塩化ナトリウム溶液、又は、塩化カリウム溶液により形成され、厚さが、好ましくは、３０μｍ〜２５０μｍである。シール構造２４０は、ディスプレイ装置の周辺領域上に形成され、第一基板２１０と第二基板２３０を密封する。コモン電極２４８はシール構造２４０に挿入され、第二流体２２６と接触する。各サブピクセル領域中のコモン電極２４８と第一、第二電極２１２、２３６の間で電界が生成されるため、透明極性流体２２６の表面が、第一、第二疎水性層２１６、２４２に接近する。非極性流体は、画素電極２１２、２３６から遠ざかり、凝集して、ディスプレイイメージをレンダーリングする。特に、各サブピクセル中のカラー非極性流体の収縮、又は、伸張により、ディスプレイ装置を通過する周辺光の透過、反射、吸収が制御され、それぞれ、異なる色のサブピクセルが駆動されて、各画素中の所望の色を表示して、フルカラーディスプレイ効果を達成する。
【００３２】
図５Ｆは、本発明の別の具体例によるエレクトロウェッティング装置２００ｆの断面図である。エレクトロウェッティング装置２００ｆは、図５Ｅのエレクトロウェッティング装置２００ｅとほぼ同じであり、簡単にするため、詳細は省略する。エレクトロウェッティング装置２００ｆとエレクトロウェッティング装置２００ｅの差異は、黒色顔料、及び／又は、染料が、第一非極性流体層２２５ｆにドープされ、カラー染料、及び／又は、顔料と発光材料が、第二非極性流体層２４６にドープされることである。
【００３３】
図５Ｇは、本発明の別の具体例によるエレクトロウェッティング装置２００ｇの断面図である。エレクトロウェッティング装置２００ｇは、図５Ｃのエレクトロウェッティング装置２００ｃとほぼ同じで、簡単にするため、詳細は省略する。エレクトロウェッティング装置２００ｇとエレクトロウェッティング装置２００ｃの差異は、染料、及び／又は、顔料材料が、非極性流体層２２５ｇにドープされ、発光材料が極性流体層２２６Ｇにドープされることである。注意すべきことは、非極性流体層２２５ｇ中の染料、及び／又は、顔料の色、及び、極性流体層２２６ｇ中の発光材料の色は、補色（例えば、赤色とシアン、緑色とマゼンタ、青色と黄色）であることである。
【００３４】
図６Ａ〜６Ｃは、本例によるエレクトロウェッティング装置の各画素の色の変化を示す図である。図６Ａを参照すると、ディスプレイ画素３２０ａ〜３２０ｄは、正方配列で配列され、それぞれ、シアンサブピクセル３２５Ｃ、黄色サブピクセル３２５Ｙ、マゼンタサブピクセル３２５Ｍ、黒色サブピクセル３２５Ｋに対応する。“暗（ＤＡＲＫ）”状態で、各カラーサブピクセル中の全カラー非極性インクオイルが広がる。“明（ＢＲＩＧＨＴ）”状態が示される時、各カラーサブピクセル中のカラー非極性インクオイルは、各サブピクセルの同じコーナーに向かって、コヒーレントに収縮し、図６Ｂで示されるように、底部誘電層、又は、反射板３２６を露出する。他の例では、“明”状態が示される時、各カラーサブピクセル中のカラー非極性インクオイルは、隣接するサブピクセル間の共同コーナーに向かって、コヒーレントに収縮し、図６Ｃで示されるように、底部誘電層、又は、反射板を露出する。
【００３５】
図７Ａ〜７Ｃは、別の具体例によるエレクトロウェッティング装置の各画素の色の変化を示す図である。図７Ａを参照すると、画素４２０ａ〜４２０ｄは、六角最密配列で配列され、それぞれ、シアンサブピクセル４２５Ｃ、黄色サブピクセル４２５Ｙ、マゼンタサブピクセル４２５Ｍ、黒色サブピクセル４２５Ｋに対応する。“暗”状態で、各カラーサブピクセル中の全カラー非極性インクオイルが広がる。“明”状態が示される時、各カラーサブピクセル中のカラー非極性インクオイルは、各サブピクセルの同じコーナーに向かって、コヒーレントに収縮し、図７Ｂで示されるように、底部誘電層、又は、反射板４２６を露出する。他の例では、“明”状態が示される時、各カラーサブピクセル中のカラー非極性インクオイルは、隣接するサブピクセル間の共同のコーナーに向かって、コヒーレントに収縮し、図７Ｃで示されるように、底部誘電層、又は、反射板を露出する。
【００３６】
図８Ａ〜８Ｃは、別の具体例によるエレクトロウェッティング装置の各サブピクセルの色の変化を示す図である。図８Ａを参照すると、“暗”状態で、各カラーサブピクセル５２５Ｃ、５２５Ｙ、５２５Ｍ、５２５Ｋ中の全カラー非極性インクオイルが広がる。図８Ｂを参照すると、“ダークレッド”画素の表示が必要な時、シアンサブピクセル５２５Ｃが駆動され、シアン非極性インクオイルの分布を変化させ、全ての画素５２０がダークレッドを示す。図８Ｃを参照すると、“鮮赤色”画素の表示が必要な時、シアンサブピクセル５２５Ｃと黒色サブピクセル５２５Ｋが駆動され、シアンと黒色の非極性インクオイルの分布を変化させ、よって、画素５２０は鮮赤色である。
【００３７】
表Ｉは、ディスプレイ画素で示されるＣＹＭＫサブピクセルと所望の色間の関係を示す。各カラーサブピクセル中の非極性インクオイルの分布は、表示が必要な画素カラーに従って分布する。
【００３８】
【表１】
2012063767.tif 000003
【００３９】
図９Ａ〜９Ｃは、別の具体例本発明の他の実施形態に係るエレクトロウェッティング装置の各サブピクセルの色の変化を示す図である。図９Ａを参照すると、“暗”状態で、画素６２０中の各カラーサブピクセル６２５Ｒ、６２５Ｇ、６２５Ｂ、及び、６２５Ｋ中の全カラー非極性インクオイルが広がる。図９Ｂを参照すると、“ダークイエロー”画素の表示が必要な時、青色サブピクセル６２５Ｂが駆動され、青色非極性インクオイルの分布を変化させ、全ての画素６２０がダークイエローを示す。図９Ｃを参照すると、“明るい黄色”画素の表示が必要な時、青色サブピクセル６２５Ｂと黒色サブピクセル６２５Ｋが駆動され、青色と黒色の非極性インクオイルの分布を変化させ、全ての画素６２０が明るい黄色を示す。
【００４０】
表ＩＩは、ディスプレイ画素で示されるＲＧＢＫサブピクセルと所望の色間の関係を示す。各カラーサブピクセル中の非極性インクオイルの分布は、表示が必要な画素カラーに従って分布する。
【００４１】
【表２】
2012063767.tif 000004
【００４２】
本発明では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本発明に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の精神と領域を脱しない範囲内で各種の変形や変更を加えることができ、従って本発明の保護範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。
【符号の説明】
【００４３】
１１…基板
１２…画素電極
１３…誘電層
１４…パーティション構造
１５ａ…非極性流体
１６…透明極性流体
１５ｂ…非極性流体
５０…エレクトロウェッティングディスプレイ装置
５１…第一基板
５２…パターン化電極
５３…反射層
５４…パーティション構造
５５…第一流体
５６…第二流体
６１…第二基板
６２…カラーフィルター
６２Ｒ、６２Ｇ、６２Ｂ…赤色カラーユニット
カラーユニット
７０…シール構造
６５…コモン電極
１００…エレクトロウェッティングディスプレイ装置
１０５Ｗ、１０５Ｃ、１０５Ｙ、１０５Ｍ…非極性インクオイル
１０６…極性流体
１１３…パーティション構造
１２１…カラーフィルター
１２２〜反射板
１１２…電極
１１６反射光
１３２…電極
１２１Ｍ、１２１Ｃ、１２１Ｙ…カラーユニット
１３３…電極
１３４…電極
１３５…電極
１３６…電極
１３７…電極
１５０…エレクトロウェッティング装置
１５２…第一基板
１５４…光源
１５６…特定領域
１５８…第一透明電極
１６０…誘電層
１６２…疎水性層
１６４…第一パーティション構造
１６６…シーラー
１７０…非極性流体層
１７２…遮光層
１７４…極性流体層
１７６…第二電極
１７８…第二基板
２００ａ、２００ｂ、２００ｃ、２００ｄ、２００ｅ、２００ｆ、２００ｇ…カラーエレクトロウェッティング装置
２１０…第一基板
２１２…画素電極
２１４…誘電層
２１６…疎水性層
２２２…パーティション構造
２２５ｂ、２２５ｃ、２２５ｄ、２２５ｇ非極性流体層
２２５Ｃ、２２５Ｙ、２２５Ｍ、２２５Ｋ…非極性流体層
２２５ｅ、２２５ｆ…第一非極性流体層
２２６、２２６ｄ、２２６ｇ…極性流体層
２２２…第一パーティション構造
２３０…第二基板
２３２…コモン電極
２３４…遮光層
２３６…第二画素電極
２３８…第二誘電層
２４０…シール構造
２４２…第二疎水性層
２４４…第二パーティション構造
２４６…第二非極性流体層
３２０ａ、３２０ｂ、３２０ｃ、３２０ｄ…ディスプレイ画素
３２５Ｃ…シアンサブピクセル
３２５Ｙ…黄色サブピクセル
３２５Ｍ…マゼンタサブピクセル
３２５Ｋ…黒色サブピクセル
３２６…反射板
４２０ａ、４２０ｂ、４２０ｃ、４２０ｄ…ディスプレイ画素
４２５Ｃ…緑色サブピクセル
４２５Ｙ…黄色サブピクセル
４２５Ｍ…マゼンタサブピクセル
４２５Ｋ…黒色サブピクセル
５２０…画素
５２５Ｃ、５２５Ｙ、５２５Ｍ、５２５Ｋ…サブピクセル
６２０…画素
６２５Ｒ、６２５Ｇ、６２５Ｂ、６２５Ｋ…サブピクセル
【図１Ａ】
2012063767.tif 000005
【図１Ｂ】
2012063767.tif 000006
【図２】
2012063767.tif 000007
【図３】
2012063767.tif 000008
【図４】
2012063767.tif 000009
【図５Ａ】
2012063767.tif 000010
【図５Ｂ】
2012063767.tif 000011
【図５Ｃ】
2012063767.tif 000012
【図５Ｄ】
2012063767.tif 000013
【図５Ｅ】
2012063767.tif 000014
【図５Ｆ】
2012063767.tif 000015
【図５Ｇ】
2012063767.tif 000016
【図６Ａ】
2012063767.tif 000017
【図６Ｂ】
2012063767.tif 000018
【図６Ｃ】
2012063767.tif 000019
【図７Ａ】
2012063767.tif 000020
【図７Ｂ】
2012063767.tif 000021
【図７Ｃ】
2012063767.tif 000022
【図８Ａ】
2012063767.tif 000023
【図８Ｂ】
2012063767.tif 000024
【図８Ｃ】
2012063767.tif 000025
【図９Ａ】
2012063767.tif 000026
【図９Ｂ】
2012063767.tif 000027
【図９Ｃ】
2012063767.tif 000028