特許 5767658 エレクトロウェッティングディスプレイ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5767658

(24)【登録日】2015年6月26日

(45)【発行日】2015年8月19日

(54)【発明の名称】エレクトロウェッティングディスプレイ

(51)【国際特許分類】

   G02F 1/19 20060101AFI20150730BHJP

【ＦＩ】

   G02F1/19

【請求項の数】15

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2013-23119(P2013-23119)

(22)【出願日】2013年2月8日

(65)【公開番号】特開2013-164591(P2013-164591A)

(43)【公開日】2013年8月22日

【審査請求日】2013年2月8日

(31)【優先権主張番号】101104420

(32)【優先日】2012年2月10日

(33)【優先権主張国】TW

(73)【特許権者】

【識別番号】501358079

【氏名又は名称】友達光電股▲ふん▼有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＡＵ Ｏｐｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ

(74)【代理人】

【識別番号】110000383

【氏名又は名称】特許業務法人 エビス国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】楊 玄菱

(72)【発明者】

【氏名】ハイケンフェルト ジェイソン

【審査官】 廣田 かおり

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−２１１０４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１６９８０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１３−５１６６３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１１／０８０２２４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許第０８０５９３２８（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 特開２００５−０７７４７２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｆ １／１９

Ｇ０２Ｂ ２６／００

Ｇ０２Ｂ ２６／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エレクトロウェッティングディスプレイであって、
光線を供給するためのバックライトモジュールと、
環状の対向電極と、当該対向電極を略被覆する第１誘電体層と、蛍光材料または燐光材料を含み、前記光線によって励起されて可視光を供給する発光材料層とを含み、前記バックライトモジュールの上方に位置する対向基板と、
前記バックライトモジュールと前記対向基板との間に位置する極性流体と、
前記極性流体中に位置する非極性流体と、
前記バックライトモジュールと前記極性流体との間に位置し、電圧を前記極性流体に供給するための電極層と、を含み、
前記第１誘電体層は、前記発光材料層と前記極性流体との間、及び前記発光材料層と前記非極性流体との間に位置し、
前記光線は、
前記極性流体に対して約５５〜７５度の入射角を有し、
前記対向電極及び前記電極層に電圧が印加された場合、前記電極層を介して前記非極性流体に入射し、前記非極性流体における前記極性流体と接する面によって反射されて前記発光材料層中に伝播した後、前記対向基板を介して出射することにより、前記エレクトロウェッティングディスプレイを明状態の表示モードにし、
前記対向電極及び前記電極層に電圧が印加されない場合、前記発光材料層中に伝播しないことにより、前記エレクトロウェッティングディスプレイを暗状態の表示モードにすることを特徴とするエレクトロウェッティングディスプレイ。

【請求項2】

前記バックライトモジュールは、
入光面および出光面を有する導光板と、
前記導光板の前記入光面に隣接する光源と、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ディスプレイ。

【請求項3】

前記光線の波長は、約３００〜４３０ｎｍ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ディスプレイ。

【請求項4】

前記極性流体と前記電極層との間に位置する第２誘電体層を、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ディスプレイ。

【請求項5】

前記第１誘電体層上に位置する親水性壁構造をさらに含み、かつ前記非極性流体は、前記親水性壁構造に囲まれた空間内に位置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ディスプレイ。

【請求項6】

前記非極性流体は、シリコン油、アルカン油、溶剤にシリコン油が溶解されて形成される溶液、または、溶剤にアルカン油が溶解されて形成される溶液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ディスプレイ。

【請求項7】

前記第１誘電体層は、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素または酸化ケイ素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ディスプレイ。

【請求項8】

前記第１誘電体層の表面は、疎水性表面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ディスプレイ。

【請求項9】

前記極性流体、前記非極性流体および前記対向電極のうちの少なくとも１つが透明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ディスプレイ。

【請求項10】

前記極性流体と前記非極性流体との屈折率差は、約０．０５〜１．５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ディスプレイ。

【請求項11】

エレクトロウェッティングディスプレイであって、
光線を供給するためのバックライトモジュールと、
第１電圧が供給され、環状の対向電極と、
前記対向電極を略被覆する第１誘電体層と、
前記バックライトモジュールと前記対向電極との間に位置し、第２電圧が供給される極性流体と、
前記極性流体中に位置し、前記第１電圧と前記第２電圧との電圧差によって移動する非極性流体と、
前記バックライトモジュールと前記極性流体との間に位置し、前記第２電圧を前記極性流体に供給するための電極層と、
蛍光材料または燐光材料を含み、前記光線によって励起されて可視光を供給する発光材料層と、を含み、
前記第１誘電体層は、前記発光材料層と前記極性流体との間、及び前記発光材料層と前記非極性流体との間に位置し、
前記光線は、
前記極性流体に対して約５５〜７５度の入射角を有し、
前記対向電極及び前記電極層に電圧が印加された場合、前記電極層を介して前記非極性流体に入射し、前記非極性流体における前記極性流体と接する面によって反射されて前記発光材料層中に伝播した後に出射することにより、前記エレクトロウェッティングディスプレイを明状態の表示モードにし、
前記対向電極及び前記電極層に電圧が印加されない場合、前記発光材料層中に伝播しないことにより、前記エレクトロウェッティングディスプレイを暗状態の表示モードにすることを特徴とするエレクトロウェッティングディスプレイ。

【請求項12】

前記極性流体内に位置する親水性壁構造をさらに含み、かつ前記非極性流体は、前記親水性壁構造に囲まれた空間内に位置することを特徴とする請求項１１に記載のエレクトロウェッティングディスプレイ。

【請求項13】

前記非極性流体は、シリコン油、アルカン油、溶剤にシリコン油が溶解されて形成される溶液、または、溶剤にアルカン油が溶解されて形成される溶液を含むことを特徴とする請求項１１に記載のエレクトロウェッティングディスプレイ。

【請求項14】

前記第１誘電体層は、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素または酸化ケイ素を含み、表面が疎水性表面であることを特徴とする請求項１１に記載のエレクトロウェッティングディスプレイ。

【請求項15】

前記極性流体と前記非極性流体との屈折率差は、約０．０５〜１．５であることを特徴とする請求項１１に記載のエレクトロウェッティングディスプレイ。

【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ディスプレイに関し、特に高透明度のエレクトロウェッティングディスプレイに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、電子ペーパー（Ｅ−ｐａｐｅｒ）と電子ブック（Ｅ−ｂｏｏｋ）の技術分野が急速に発展しており、軽薄性と可撓性のあるディスプレイが今後開発の主流になる。エレクトロウェッティングディスプレイ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−ｗｅｔｔｉｎｇ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｄｅｖｉｃｅ，ＥＷＤ）は、電子ブックおよび電子ペーパーに適用できる表示パネルである。

【0003】

現在、エレクトロウェッティングディスプレイは、発光原理に基づいてシャッター型のエレクトロウェッティングディスプレイ（Ｓｈｕｔｔｅｒ ｔｙｐｅ ＥＷＤ）とライトウェーブカップリング型のエレクトロウェッティングディスプレイ（Ｌｉｇｈｔ ｗａｖｅ ｃｏｕｐｌｉｎｇ ＥＷＤ）の二種類を含む。

【0004】

シャッター型のエレクトロウェッティングディスプレイは、上電極、下電極、および両電極の間に挟まれる極性流体と非極性流体を含む。上下電極に電圧が印加されていない場合に、インク層（非極性流体）が画素ユニットに充填される。これにより、入射光がインク層に吸収されて前記画素ユニットに暗状態を表示させる。その逆に、画像ユニットに明状態を表示させろうとするときに、インク層が画素領域のエッジに収縮し、更にはインク層の下方に位置する反射層を露出させるように、上下電極に電圧を印加する。そうすることにより、入射光が反射層に反射されて前記画素ユニットは明状態を表示することができる。しかしながら、高コントラストを実現するために、遮光とするインク層の膜厚に対して十分な厚さが要求されている。こうすると、各インク層を隔離するための壁構造の高さが増加し、ひいてはエレクトロウェッティングディスプレイの製造工程の困難性が高まる。

【0005】

一方、エレクトロウェッティングディスプレイにカラー映像を表示させようとする時に、通常は、ライトウェーブカップリング型のエレクトロウェッティングディスプレイが使用される。具体的に言うと、通常は、エレクトロウェッティングディスプレイの非極性流体中にカラー染料を混合する。上下電極に電圧が印加されていない場合に、カラー染料を混合した非極性流体が画素ユニットに充填され、入射光はカラー染料を混合した非極性流体を透過して前記画素ユニットにカラー映像が映るようになる。その逆に、画像ユニットに暗状態を表示させようとするときに、非極性流体が前記画素領域のエッジに収縮するように、上下二つの電極に電圧を印加する。極性流体の屈折率が高いため、入射光は全反射現象が起こって極性流体を介して出射されることができなくなり、ディスプレイに暗状態を表示させる。それによって、各画素ユニットに、異なる染料を有する非極性流体が充填されて異なる色が映るために、通常は、インクジェット印刷（Ｉｎｋｊｅｔ Ｐｒｉｎｔｉｎｇ）工程でフルカラープロセスを実現する。しかしながら、インクジェット印刷工程は、均一性が低くて、エレクトロウェッティングディスプレイの解像度が制限されるというデメリットを持つ。また、カラー染料の材料選択は、非極性流体への溶解度に制限されるため、エレクトロウェッティングディスプレイの明るさおよび彩度が制限されることになり、カラーエレクトロウェッティングディスプレイについては、更なる改善が求められている。
また、従来技術において、光源とするバックライトモジュールは、大抵の場合反射構造を有する導光板を使用し、つまり、反射面には散乱構造を有することにより、光源が反射面に入射した後、出光面まで反射してから光線を出射する。結果としては、反射面における散乱構造が光線を反射することにより、エレクトロウェッティングディスプレイの透明度を低下させる。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0006】

【非特許文献1】ジェイ．ハイケンフェルド、エー．ジェイ．ステックル（Ｊ．Ｈｅｉｋｅｎｆｅｌｄ， Ａ．Ｊ．Ｓｔｅｃｋｌ）著、「インテンス スウィッチャブル フルオレセンス イン ライト ウェーブ カップルド エレクトロウェッティング デバイス（Ｉｎｔｅｎｓｅ ｓｗｉｔｃｈａｂｌｅ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ ｉｎ ｌｉｇｈｔ ｗａｖｅ ｃｏｕｐｌｅｄ ｅｌｅｃｔｒｏｗｅｔｔｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅｓ）」、米国物理協会速報紙（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ）、 ２００５年、第８６号、０１１１０５

【非特許文献2】ジェイ．ハイケンフェルド、エー．ジェイ．ステックル（Ｊ．Ｈｅｉｋｅｎｆｅｌｄ， Ａ．Ｊ．Ｓｔｅｃｋｌ）著、「ハイ−トランスミッション エレクトロウェッティング ライト バルブ（Ｈｉｇｈ−ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｅｌｅｃｔｒｏｗｅｔｔｉｎｇ ｌｉｇｈｔ ｖａｌｖｅｓ）」、米国物理協会速報紙（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ） 、２００５年、第８６号、１５１１２１

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

従って、本発明の目的は、彩度および透明度に優れ、製造工程が簡単なエレクトロウェッティングディスプレイを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、光線を供給するためのバックライトモジュールと、環状の対向電極と、当該対向電極を略被覆する第１誘電体層と、蛍光材料または燐光材料を含み、前記光線によって励起されて可視光を供給する発光材料層とを含み、前記バックライトモジュールの上方に位置する対向基板と、バックライトモジュールおよび対向基板の間に位置する極性流体と、極性流体中に位置する非極性流体と、バックライトモジュールと極性流体との間に位置し、電圧を極性流体に供給するための電極層と、を含むエレクトロウェッティングディスプレイを提供する。前記第１誘電体層は、前記発光材料層と前記極性流体との間、及び前記発光材料層と前記非極性流体との間に位置する。前記光線は、極性流体に対して約５５〜７５度の入射角を有し、前記対向電極及び前記電極層に電圧が印加された場合、前記電極層を介して前記非極性流体に入射し、前記非極性流体における前記極性流体と接する面によって反射されて前記発光材料層中に伝播した後、前記対向基板を介して出射することにより、前記エレクトロウェッティングディスプレイを明状態の表示モードにし、前記対向電極及び前記電極層に電圧が印加されない場合、前記発光材料層中に伝播しないことにより、前記エレクトロウェッティングディスプレイを暗状態の表示モードにする。

【0009】

本発明の一実施例において、前記バックライトモジュールは、入光面と出光面とを有する導光板、および導光板の入光面に隣接する光源を含む。

【0010】

本発明の一実施例において、前記光線の波長は、約３００〜４３０ｎｍである。

【0012】

本発明の一実施例において、前記エレクトロウェッティングディスプレイは、前記極性流体と前記電極層との間に位置する第２誘電体層を、さらに含む。

【0014】

本発明の一実施例において、前記エレクトロウェッティングディスプレイは、第１誘電体層上に位置する親水性壁構造（ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃ ｗａｌｌ）をさらに含み、かつ非極性流体は、親水性壁構造に囲まれた空間内に位置する。

【0015】

本発明の一実施例において、前記非極性流体は、シリコン油（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｏｉｌ）、アルカン油（Ａｌｋａｎｅ Ｏｉｌ）、溶剤にシリコン油が溶解されて形成される溶液、または、溶剤にアルカン油が溶解されて形成される溶液を含む。

【0016】

本発明の一実施例において、前記第１誘電体層は、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素または酸化ケイ素を含む。

【0017】

本発明の一実施例において、前記第１誘電体層の表面は、疎水性表面（ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃ ｓｕｒｆａｃｅ）である。

【0020】

本発明の一実施例において、前記極性流体と非極性流体との屈折率差が０．０５〜１．５である。

【0021】

本発明の一実施例において、前記光線は、極性流体に対して約５５〜７５度の入射角を有する。

【0022】

本発明は、さらに、光線を供給するためのバックライトモジュールと、第１電圧が供給され、環状の対向電極と、対向電極を略被覆する第１誘電体層と、バックライトモジュールと対向電極との間に位置し、第２電圧が供給される極性流体と、極性流体中に位置し、第１電圧と第２電圧との電圧差によって移動する非極性流体と、バックライトモジュールと極性流体との間に位置し、第２電圧を極性流体に供給するための電極層と、蛍光材料または燐光材料を含み、前記光線によって励起されて可視光を供給する発光材料層と、を含むエレクトロウェッティングディスプレイを提供する。前記第１誘電体層は、前記発光材料層と前記極性流体との間、及び前記発光材料層と前記非極性流体との間に位置する。前記光線は、極性流体に対して約５５〜７５度の入射角を有し、前記対向電極及び前記電極層に電圧が印加された場合、前記電極層を介して前記非極性流体に入射し、前記非極性流体における前記極性流体と接する面によって反射されて前記発光材料層中に伝播した後に出射することにより、前記エレクトロウェッティングディスプレイを明状態の表示モードにし、前記対向電極及び前記電極層に電圧が印加されない場合、前記発光材料層中に伝播しないことにより、前記エレクトロウェッティングディスプレイを暗状態の表示モードにする。

【0024】

本発明の一実施例において、前記エレクトロウェッティングディスプレイは、極性流体内に位置する親水性壁構造（ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃ ｗａｌｌ）をさらに含み、かつ非極性流体は、親水性壁構造に囲まれた空間内に位置する。

【0025】

本発明の一実施例において、前記非極性流体は、シリコン油（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｏｉｌ）、アルカン油（Ａｌｋａｎｅ Ｏｉｌ）、溶剤にシリコン油が溶解されて形成される溶液、または、溶剤にアルカン油が溶解されて形成される溶液を含む。

【0026】

本発明の一実施例において、前記第１誘電体層は、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素または酸化ケイ素を含み、表面が疎水性表面（ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃｓｕｒｆａｃｅ）である。

【0028】

本発明の一実施例において、前記極性流体と非極性流体との屈折率の差が０．０５〜１．５である。

【0029】

上記構成により、本発明に係るエレクトロウェッティングディスプレイの対向電極と電極層とに電圧が印加されていない場合に、極性流体はバックライトモジュールに接触すると、極性流体の屈折率が大きいため、入射光が全反射することにより、画素ユニットを発光させることなく、即ち、ディスプレイは、暗状態となる表示画面になる。エレクトロウェッティングディスプレイの対向電極と電極層との間に電圧差が存在する場合に、非極性流体はバックライトモジュールに接触すると、入射光が非極性流体を透過することにより、発光材料層を介して異なるカラー光線を発することができ、即ち、ディスプレイは、明状態となる表示画面になる。

【発明の効果】

【0030】

本発明によれば、エレクトロウェッティングディスプレイは、固体である発光材料層が対向基板上に設置されているため、カラー染料を非極性流体中に加える必要がなく、優れた彩度を有するようになる。また、固体である発光材料層が従来の製造工程に容易に組み込まれるため、本発明のエレクトロウェッティングディスプレイは、簡単な製造工程で製造することができる。さらに、本発明のエレクトロウェッティングディスプレイは、導光板において光線を散乱させるための構造が設置されていないため、透明度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0031】

【図1】本発明の一実施例に係るエレクトロウェッティングディスプレイが暗状態である時の断面を示す図である。

【図2】本発明の一実施例に係るエレクトロウェッティングディスプレイが明状態である時の断面を示す図である。

【図3】本発明の一実施例に係るエレクトロウェッティングディスプレイの対向電極を示す平面図である。

【図4】本発明の他の実施例に係るエレクトロウェッティングディスプレイの対向電極を示す平面図である。

【図5】本発明のもう１つの実施例に係るエレクトロウェッティングディスプレイの対向電極を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0032】

本発明についての特徴、長所が一層明確に理解されるよう、以下に実施形態を例示し、図面を参照しながら、詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施例に係るエレクトロウェッティングディスプレイが暗状態である時の断面を示す図である。図２は、本実施例に係るエレクトロウェッティングディスプレイが明状態である時の断面図である。ここで説明すべきは、図１と図２では１つの画素ユニットのみを示して説明する。しかしながら、当業者は、エレクトロウェッティングディスプレイが複数の画素ユニットから構成され、さらに本実施例に係る内容によりエレクトロウェッティングディスプレイ１００の構成を理解することができるであろう。

【0033】

図１を参照すると、エレクトロウェッティングディスプレイ１００は、バックライトモジュール１１０と、対向基板１２０と、極性流体１３０と、非極性流体１４０とを含んでいる。バックライトモジュール１１０は、波長が３００〜４３０ｎｍの光線Ｌを供給し、該光線Ｌの波長が、好ましくは、近紫外光の波長に近い波長で、例えば、４０５ｎｍの波長である。対向基板１２０は、バックライトモジュール１１０の上方に位置する。対向基板１２０は、対向電極１２２と、対向電極１２２を略被覆する第１誘電体層１２４とを含んでいる。極性流体１３０は、バックライトモジュール１１０と対向基板１２０との間に位置するが、非極性流体１４０は、極性流体１３０中に位置している。

【0034】

図２を参照すると、具体的に言うと、本実施例に係るエレクトロウェッティングディスプレイ１００は、バックライトモジュール１１０と、対向電極１２２と、極性流体１３０と、非極性流体１４０とを含んでいる。バックライトモジュール１１０は光線Ｌを供給する。対向電極１２２に、第１電圧Ｖ１が供給される。極性流体１３０はバックライトモジュール１１０と対向電極１２２との間に位置するとともに、極性流体１３０に第２電圧Ｖ２が供給される。非極性流体１４０は、極性流体１３０中に位置し、かつ第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２との電圧差によって移動する。

【0035】

図１および図２を同時に参照すると、バックライトモジュール１１０は、導光板１１２および光源１１４を含んでいる。導光板１１２は、入光面１１２ａおよび出光面１１２ｂを有している。光源１１４は、導光板１１２の入光面１１２ａに隣接している。光源１１４は光線Ｌを供給する。光線Ｌは、入光面１１２ａを介して導光板１１２に入射し、さらに出光面１１２ｂから出射される。本実施例の導光板１１２において、光線を散乱させるための構造が設置されていない。本実施例によれば、光源１１４は、例えば、紫外線光源または近紫外線光源であるため、光源１１４から発射された光線Ｌは、導光板１１２中を伝播する時に人間の目に知覚されることなく、バックライトモジュールの透明度を向上させることが可能である。

【0036】

対向基板１２０は、対向電極１２２および第１誘電体層１２４を含んでいる。図３は、本発明の一実施例に係るエレクトロウェッティングディスプレイの対向電極を示す平面図である。図３を参照すると、この実施例において、対向電極１２２の形状は、例えば、四角の枠状である。図４は、本発明の他の実施例に係るエレクトロウェッティングディスプレイの対向電極を示す平面図である。図４を参照すると、この実施例において、対向電極１２２の形状は、例えば、円環状である。対向電極１２２の形状が四角の枠状または円環状のような環状である場合、このような形状は、対向電極１２２に囲まれた範囲内に非極性流体を集中させることに寄与し、そのため、光線Ｌを集中させて伝播および出射するのに有利である。しかしながら、本発明はそれに限定されない。また、図５に示すように、対向電極１２２は、対称形状であってもよい。

【0037】

極性流体１３０が対向電極１２２に直接接触して短絡現象を起こすことを回避するように、第１誘電体層１２４が対向電極１２２を被覆している。第１誘電体層１２４の材料は、例えば、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素または酸化ケイ素であり、しかも第１誘電体層１２４の表面１２４ａは、疎水性表面である。

【0038】

対向基板１２０は、発光材料層１２６をさらに含む。発光材料層１２６の材料は、例えば、蛍光材料または燐光材料である。発光材料層１２６は、光線Ｌによって励起されて可視光を供給することが可能である。なお、発光材料層１２６の材料は、デザインによって異なる色の光を発する材料を選択することが可能である。

【0039】

本実施例に係るエレクトロウェッティングディスプレイ１００は、親水性壁構造１５０をさらに含んでいる。親水性壁構造１５０は、第１誘電体層１２４上に配置され、かつ非極性流体１４０は、親水性壁構造１５０に囲まれた空間内に位置している。詳しく言うと、第１誘電体層１２４の表面１２４ａが疎水性表面であるため、非極性流体１４０は、第１誘電体層１２４の表面１２４ａに吸着されている。また、親水性壁構造１５０が親水性を持つため、異なる画素ユニットに属する非水系の非極性流体１４０は隔離されることができる。

【0040】

極性流体１３０の材料は、極性および流動性を有し、好ましくは、極性流体１３０が、透明性を有している。極性流体１３０の材料は、例えば、水、または、極性を有する他の透明流体である。極性流体１３０は、バックライトモジュール１１０と対向電極１２２との間に位置している。また、極性流体１３０は、第１屈折率を持っている。

【0041】

非極性流体１４０の材料は、非極性および流動性を有し、好ましくは、非極性流体１４０が、透明性を有している。非極性流体１４０の材料は、例えば、シリコン油、アルカン油、溶剤にシリコン油が溶解されて形成される溶液、または、溶剤にアルカン油が溶解されて形成される溶液である。しかも、非極性流体１４０は、第２屈折率を持っている。第１屈折率と第２屈折率との間の差が０．０５〜１．５であり、かつ極性流体１３０の第１屈折率が非極性流体１４０の第２屈折率より高い。

【0042】

特に説明すべきことは、前記対向電極１２２、極性流体１３０および非極性流体１４０のうち少なくとも１つが透明材料である。そうすることにより、エレクトロウェッティングディスプレイ１００は、透明度の向上で透明ディスプレイとされることができる。

【0043】

また、本実施例に係るエレクトロウェッティングディスプレイ１００は、電極層１６０をさらに含んでいる。電極層１６０は、バックライトモジュール１１０と極性流体１３０との間に配置され、第２電圧Ｖ２を極性流体１３０に供給する。

【0044】

さらに、エレクトロウェッティングディスプレイ１００は、第２誘電体層１７０をさらに含んでいる。第２誘電体層１７０は、極性流体１３０が電極層１６０に直接接触して短絡現象を起こすことを回避するように、電極層１６０を被覆するとともに、極性流体１３０と電極層１６０との間に配置されている。

【0045】

具体的に言うと、エレクトロウェッティングディスプレイ１００は、導光板１１２と、光源１１４と、電極層１６０と、対向基板１２０と、第１誘電体層１２４と、極性流体１３０と、非極性流体１４０とを含んでいる。導光板１１２は、入光面１１２ａおよび出光面１１２ｂを有している。光源１１４は、導光板１１２の入光面１１２ａに隣接している。電極層１６０は、導光板１１２の出光面１１２ｂ上に位置している。対向基板１２０は、対向電極１２２と、第１誘電体層１２４と、発光材料層１２６とを含んでいる。対向電極１２２は、発光材料層１２６上に位置し、第１誘電体層１２４に被覆されている。極性流体１３０は、電極層１６０と第１誘電体層１２４との間に位置している。非極性流体１４０は、第１誘電体層１２４上に位置している。

【0046】

図１を再び参照すると、エレクトロウェッティングディスプレイ１００における対向電極１２２および電極層１６０に電圧が印加されていない。そのため、非極性流体１４０は、第１誘電体層１２４の表面１２４ａに吸着されているとともに、第２誘電体層１７０に接触しない。極性流体１３０は、第２誘電体層１７０の全体を被覆している。光源１１４から供給された光線Ｌは、導光板１１２に入射し、さらに導光板１１２から極性流体１３０に伝播する時に、極性流体１３０の第１屈折率が導光板１１２の屈折率よりはるかに高く、しかも光線Ｌは、極性流体１３０に対して入射角を有しているため、発光材料層１２６まで伝播することなく、全反射現象が起こってから導光板１１２内に反射されることになる。発光材料層１２６が光線Ｌによって励起されないため、エレクトロウェッティングディスプレイ１００は、発光現象を起こすことなく、つまり、暗状態となる表示モードになっている。全反射現象が起こるために、入射角度は、約５５〜７５度である。

【0047】

本実施例において、エレクトロウェッティングディスプレイ１００の暗状態となる表示モードでは、光の全反射現象により、光線Ｌは極性流体１３０を通過してエレクトロウェッティングディスプレイ１００外へ放射することができない。よって、エレクトロウェッティングディスプレイ１００において、インク層を使用することなく、暗状態の表示画面は表示されることが可能である。言い換えると、エレクトロウェッティングディスプレイ１００の暗状態となる表示モードは、遮光原理を利用するものではない。そうすることにより、非極性流体１４０に対するインクの溶解度を考慮する必要がないため、非極性流体１４０の使用量を減少させ、非極性流体１４０の厚さを増やさないまま表示画面のコントラストを向上させることができる。

【0048】

図２を参照すると、エレクトロウェッティングディスプレイ１００における対向電極１２２に第１電圧Ｖ１が印加され、電極層１６０には、第１電圧Ｖ１と異なり、つまり、第１電圧Ｖ１との間に電圧差が存在する第２電圧Ｖ２が印加されている。そのため、非極性流体１４０は、対向電極１２２が対応する領域から離れ、さらに対向電極１２２に囲まれた領域内に収縮している。そうすることにより、非極性流体１４０と第１誘電体層１２４との接触面積が減少する。非極性流体１４０の体積全体が一定であるため、非極性流体１４０の厚さが増加し、さらに第２誘電体層１７０に接触する。これにより、光線Ｌがバックライトモジュール１１０から非極性流体１４０に入射する時に、非極性流体１４０の第２屈折率が第２誘電体層１７０の屈折率に相当するので、光線Ｌは、屈折してから非極性流体１４０内に入射し、しかも非極性流体１４０を透過して発光材料層１２６に伝播することができる。詳しく言うと、非極性流体１４０と極性流体１３０との間の屈折率差が比較的に大きいため、光線Ｌが非極性流体１４０中を伝播する時に、大半の光線Ｌは反射されて発光材料層１２６中に伝播し、さらに発光材料層１２６が光線Ｌによって励起されて発光するようにさせる。すなわち、エレクトロウェッティングディスプレイ１００の明状態となる表示モードである。

【0049】

本実施例に係るエレクトロウェッティングディスプレイ１００の明状態となる表示モードにおいて、光線Ｌが非極性流体１４０を介して発光材料層１２６に伝播することにより、発光材料層１２６は、光によって励起されて異なる色の光を発する。具体的に言うと、エレクトロウェッティングディスプレイ１００において、固体である発光材料層１２６が対向基板１２０上に設置されているため、エレクトロウェッティングディスプレイ１００がカラー染料を非極性流体１４０中に加える必要がなく、エレクトロウェッティングディスプレイ１００のカラー表現は、非極性流体１４０に対するカラー染料の溶解度に制限されない。そうすることにより、エレクトロウェッティングディスプレイ１００は、優れた彩度を有するようになる。一方、固体である発光材料層１２６が従来の製造工程に容易に組み込まれるため、本実施例に係るエレクトロウェッティングディスプレイ１００は、簡単な製造工程で製造することができる。

【0050】

また、本実施例に係るエレクトロウェッティングディスプレイ１００の光源は、例えば、紫外線の光源または近紫外線の光源である。紫外線の光線は、バックライトモジュール１１０、極性流体１３０および非極性流体１４０中を伝播する時に、人間の目に見られることができない。紫外線の光線によって発光材料層１２６が励起された時のみに、可視光線は発光されることができる。また、本実施例のバックライトモジュール１１０の導光板１１２において光線を散乱させるための構造が設置されていないため、エレクトロウェッティングディスプレイ１００の透明度を向上させることができる。

【0051】

以上のことをまとめると、本発明のエレクトロウェッティングディスプレイにおける対向電極および電極層に電圧が印加されていない場合、極性流体は第２誘電体層に接触する。極性流体の屈折率が比較的に高くて、極性流体に対して入射光が一定の入射角を有するため、入射光は、全反射現象が起こることにより、エレクトロウェッティングディスプレイ１００に、暗状態となる表示画面を表示させ、優れたコントラストを示させる。

【0052】

本発明のエレクトロウェッティングディスプレイにおける対向電極と電極層との間に電圧差が存在する場合に、非極性流体は、対向電極に囲まれた領域内に収縮し、さらにバックライトモジュールに接触し、その際、入射光は、屈折して非極性流体に入射するとともに、発光材料層を励起させて異なる色の光線を発光させる。つまり、明状態となる表示画面になる。本発明のエレクトロウェッティングディスプレイは、固体である発光材料を使用するため、その彩度が非極性流体に対する染料の溶解度に制限されない。それにより、本発明のエレクトロウェッティングディスプレイは、優れた色彩表現を実現できる。

【0053】

また、本発明のエレクトロウェッティングディスプレイは、優れた透明度を有するため、各種の透明ディスプレイに適用されることが可能であり、優れたデザイン性と応用性を持つ。

【0054】

以上、本発明の好適な実施例を挙げて説明したが、これは本発明を限定するものではなく、当業者であれば本発明の精神及び範囲を逸脱しない限り、各種の変動や潤色を加えることができる。従って、本発明の保護を求める範囲は、特許請求の範囲を基準とする。

【符号の説明】

【0055】

１００ エレクトロウェッティングディスプレイ
１１０ バックライトモジュール
１１２ 導光板
１１２ａ 入光面
１１２ｂ 出光面
１１４ 光源
１２０ 対向基板
１２２ 対向電極
１２４ 第１誘電体層
１２６ 発光材料層
１３０ 極性流体
１４０ 非極性流体
Ｌ 光線
Ｖ１ 第１電圧
Ｖ２ 第２電圧

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】