エレクトロウェッティングディスプレイ
【課題】画素に電圧印加した時の着色オイルの集合位置を制御することを可能にするエレクトロウェッティングディスプレイを提供する。
【解決手段】基板１上に形成された透明電極２上に撥水性絶縁膜を形成し、その上に格子状の隔壁リブ５を形成し、隔壁リブ５で囲まれた部分に着色オイルを満たし、その上方を水で満たして透明電極が形成された対向基板と貼り合わされてなるエレクトロウェッティングディスプレイであって、前記撥水性絶縁膜として、電圧無印加状態では水に対する接触角が同等であるが、印加電圧の上昇に伴って変化する接触角の特性が異なる、第１の撥水性絶縁膜３と第２の撥水性絶縁膜４とを使用し、前記第２の撥水性絶縁膜４として、前記第１の撥水性絶縁膜３の接触角が印加電圧の上昇により変化開始する前に、接触角の差が所定角度以上変化、もしくは飽和する撥水性絶縁膜を使用する。
【解決手段】基板１上に形成された透明電極２上に撥水性絶縁膜を形成し、その上に格子状の隔壁リブ５を形成し、隔壁リブ５で囲まれた部分に着色オイルを満たし、その上方を水で満たして透明電極が形成された対向基板と貼り合わされてなるエレクトロウェッティングディスプレイであって、前記撥水性絶縁膜として、電圧無印加状態では水に対する接触角が同等であるが、印加電圧の上昇に伴って変化する接触角の特性が異なる、第１の撥水性絶縁膜３と第２の撥水性絶縁膜４とを使用し、前記第２の撥水性絶縁膜４として、前記第１の撥水性絶縁膜３の接触角が印加電圧の上昇により変化開始する前に、接触角の差が所定角度以上変化、もしくは飽和する撥水性絶縁膜を使用する。
【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現象を用いたエレクトウェッティングディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
エレクトロウェッティングディスプレイは、透明電極上に撥水性（疎水性）の絶縁膜を形成し、その上に格子状の隔壁を形成する。隔壁で囲まれた部分には着色オイルで満たされており、その上方は水で満たされて透明電極が形成された対向基板と貼り合わされる。この電極間に電圧を印加すると、撥水性絶縁膜の水に対する接触角が低下して撥水性絶縁膜面が親水性に変化し、水がなじむようになる。その結果、水が着色オイルを押しのけ、画素内の着色オイルと水との面積比が変化し画素の明暗が作り出されて表示体として機能する。
【０００３】
従来、この様なエレクトロウェッティング現象を表示装置として使用する場合には、形成された画素内で着色オイルの集合する場所は、それぞれの画素に於いて同一場所である必要があり、それは四角い画素の４コーナーの内のいずれか１つである。そのため、集合する場所を制御する為に、撥水性絶縁膜の下にある駆動用電極の一部を切り欠き、駆動時に掛かる電圧を不均一にして集合場所を規定するが、完全に制御することができない場合がある。
【０００４】
また、この他の制御方法としては、絶縁膜の一部を画素全体より薄くするものがある（例えば、特許文献１参照）。しかし、画素内に段差が生じてしまい、工程が複雑になり、コストアップの要因にもなる。また、電極を２つの領域に形成し、集合させたいコーナーの対向二辺にＬ字型とそれ以外の部分を形成するものがある（例えば、特許文献２参照）。しかし、駆動素子を１画素に２つ形成しなければならず、工程が複雑になり、歩留まりが低下し、コストアップの要因となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第０３／０７１３４６号パフレット
【特許文献２】特表２０１０−５０３０１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したエレクトロウェッティングディスプレイにおいては、次のような問題点があった。
【０００７】
・画素に電圧を印加した場合に、画素内の着色オイルの集合する位置はコーナーであるが、どの位置に集合するかは制御できない。
【０００８】
・画素毎に着色オイルが移動する位置がバラバラである場合には人間の目に表示が不自然に見えてしまう。
【０００９】
・そのため、画素内で着色オイルが移動する場合、常に特定の位置（コーナー）に移動する事が望ましい。
【００１０】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、画素に電圧印加した時の着色オイルの集合位置を制御することを可能にするエレクトウェッティングディスプレイを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係るエレクトウェッティングディスプレイは、基板上に形成された透明電極上に撥水性絶縁膜を形成し、その上に格子状の隔壁を形成し、隔壁で囲まれた部分に着色オイルを満たし、その上方を水で満たして透明電極が形成された対向基板と貼り合わされてなるエレクトロウェッティングディスプレイであって、前記撥水性絶縁膜として、電圧無印加状態では水に対する接触角が同等であるが、印加電圧の上昇に伴って変化する接触角の特性が異なる、第１の撥水性絶縁膜と第２の撥水性絶縁膜とを使用し、前記第２の撥水性絶縁膜として、前記第１の撥水性絶縁膜の接触角が印加電圧の上昇により変化開始する前に、接触角の差が所定角度以上変化、もしくは飽和する撥水性絶縁膜を使用することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、画素に電圧印加した時の着色オイルの集合する方向を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態に係るエレクトロウェッティングディスプレイを示す図であって、（ａ）は上面図、（ｂ）は断面図である。
【図２】図１における第１の撥水性絶縁膜３と第２の撥水性絶縁膜４の電圧対接触角の動作特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明に係るエレクトロウェッティングディスプレイは、公知のエレクトロウェッティング効果（電気毛管現象）を利用したエレクトロウェッティングディスプレイであり、撥水性絶縁膜として第１と第２の撥水性絶縁膜を使用する。この２種類の撥水性絶縁膜は、電圧無印加状態では水に対する接触角がほぼ同等であるが、印加電圧の上昇に伴って変化する接触角の特性が異なるものであって、第２の撥水性絶縁膜は、第１の撥水性絶縁膜の接触角が電圧により変化開始する前に、所定角度以上の接触角の差を有する、もしくは飽和する撥水性絶縁膜を使用する。そして、着色オイルを集合したいコーナーと接する側に第１の撥水性絶縁膜を形成し、そのコーナーに対向する２辺に第２の撥水性絶縁膜をＬ字型に形成する。
【００１５】
以下、具体例について説明する。図１（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施の形態に係るエレクトロウェッティングディスプレイの上面図と断面図である。基板１上にＩＴＯ電極２が形成され、ＩＴＯ電極２の上に、着色オイルを集合したいオイル集合コーナーと接する側に第１の撥水性絶縁膜３と形成され、前記オイル集合コーナーに対向する２辺にＬ字型の第２の撥水性絶縁膜４が形成されている。さらに、第１の撥水性絶縁膜３と第２の撥水性絶縁膜４の上に、隔壁リブ５が形成されている。ここで、第１の撥水性絶縁膜３は透明フッ素樹脂であるＣＹＴＯＰ（ペルフルオロ（４−ビニルオキシ−１−ブテン）（ＢＶＥ）を環化重合させることにより得られる非結晶フッ素樹脂であって、旭硝子の商品名）で形成され、第２の撥水性絶縁膜４は高誘電率膜＋ＣＹＴＯＰで形成されている。
【００１６】
このように、図１に示すように、着色オイルを集合したいコーナーと接する側に第１の撥水性絶縁膜３を形成し、そのコーナーに対向する２辺に第２の撥水性絶縁膜４をＬ字型に形成することで、印加電圧を徐々に上げていくと、第２の撥水性絶縁膜４側の２辺側が先に接触角が低下し、この２辺側から着色オイルが動くように方向づけられる。さらに、印加電圧が上昇して第１の撥水性絶縁膜３の接触角が変化する電圧に達すると、先の２辺側から着色オイルの後退が起こり、所望するコーナーに向かって着色オイルが集合する。
【００１７】
図２は、第１の撥水性絶縁膜３と第２の撥水性絶縁膜４の電圧対接触角の動作特性図を示す。図２に示すように、第２の撥水性絶縁膜４の電圧対接触角特性Ａは、第１の撥水性絶縁膜３の電圧対接触角特性Ｂに比較して、印加電圧の上昇につれて、接触角が比較的早く変化することが理解できる。例えば、図２に示す特性図から、印加電圧が４０Ｖである場合、第１の撥水性絶縁膜３の電圧対接触角特性Ｂは接触角が変化しなく、１０６°近辺であるが、第２の撥水性絶縁膜４の電圧対接触角特性Ａの接触角は低下して９２°となる。これにより、着色オイルを集合したいコーナーに対向する２辺側が先に接触角が低下し、この２辺側から着色オイルが動くように方向づけられ、印加電圧がさらに上昇して第１の撥水性絶縁膜３の接触角が変化する電圧、例えば７０Ｖに達すると、先の２辺側から着色オイルの後退が起こり、所望するコーナーに向かって着色オイルが集合することになる。
【００１８】
したがって、本発明の実施の形態によれば、撥水性絶縁膜として、電圧無印加状態では水に対する接触角が同等であるが、印加電圧の上昇に伴って変化する接触角の特性が異なる、第１の撥水性絶縁膜３と第２の撥水性絶縁膜４とを使用し、着色オイルを集合したいコーナーと接する側に第１の撥水性絶縁膜３を形成し、そのコーナーに対向する２辺に第２の撥水性絶縁膜４をＬ字型に形成することで、電圧印加した時の着色オイルの集合する方向を制御することができる。
【符号の説明】
【００１９】
１ 基板、２ ＩＴＯ電極、３ 第１の撥水性絶縁膜、４ 第２の撥水性絶縁膜、５ 隔壁リブ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレクトロウェッティング現象を用いたエレクトウェッティングディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
エレクトロウェッティングディスプレイは、透明電極上に撥水性（疎水性）の絶縁膜を形成し、その上に格子状の隔壁を形成する。隔壁で囲まれた部分には着色オイルで満たされており、その上方は水で満たされて透明電極が形成された対向基板と貼り合わされる。この電極間に電圧を印加すると、撥水性絶縁膜の水に対する接触角が低下して撥水性絶縁膜面が親水性に変化し、水がなじむようになる。その結果、水が着色オイルを押しのけ、画素内の着色オイルと水との面積比が変化し画素の明暗が作り出されて表示体として機能する。
【０００３】
従来、この様なエレクトロウェッティング現象を表示装置として使用する場合には、形成された画素内で着色オイルの集合する場所は、それぞれの画素に於いて同一場所である必要があり、それは四角い画素の４コーナーの内のいずれか１つである。そのため、集合する場所を制御する為に、撥水性絶縁膜の下にある駆動用電極の一部を切り欠き、駆動時に掛かる電圧を不均一にして集合場所を規定するが、完全に制御することができない場合がある。
【０００４】
また、この他の制御方法としては、絶縁膜の一部を画素全体より薄くするものがある（例えば、特許文献１参照）。しかし、画素内に段差が生じてしまい、工程が複雑になり、コストアップの要因にもなる。また、電極を２つの領域に形成し、集合させたいコーナーの対向二辺にＬ字型とそれ以外の部分を形成するものがある（例えば、特許文献２参照）。しかし、駆動素子を１画素に２つ形成しなければならず、工程が複雑になり、歩留まりが低下し、コストアップの要因となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第０３／０７１３４６号パフレット
【特許文献２】特表２０１０−５０３０１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したエレクトロウェッティングディスプレイにおいては、次のような問題点があった。
【０００７】
・画素に電圧を印加した場合に、画素内の着色オイルの集合する位置はコーナーであるが、どの位置に集合するかは制御できない。
【０００８】
・画素毎に着色オイルが移動する位置がバラバラである場合には人間の目に表示が不自然に見えてしまう。
【０００９】
・そのため、画素内で着色オイルが移動する場合、常に特定の位置（コーナー）に移動する事が望ましい。
【００１０】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、画素に電圧印加した時の着色オイルの集合位置を制御することを可能にするエレクトウェッティングディスプレイを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係るエレクトウェッティングディスプレイは、基板上に形成された透明電極上に撥水性絶縁膜を形成し、その上に格子状の隔壁を形成し、隔壁で囲まれた部分に着色オイルを満たし、その上方を水で満たして透明電極が形成された対向基板と貼り合わされてなるエレクトロウェッティングディスプレイであって、前記撥水性絶縁膜として、電圧無印加状態では水に対する接触角が同等であるが、印加電圧の上昇に伴って変化する接触角の特性が異なる、第１の撥水性絶縁膜と第２の撥水性絶縁膜とを使用し、前記第２の撥水性絶縁膜として、前記第１の撥水性絶縁膜の接触角が印加電圧の上昇により変化開始する前に、接触角の差が所定角度以上変化、もしくは飽和する撥水性絶縁膜を使用することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、画素に電圧印加した時の着色オイルの集合する方向を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態に係るエレクトロウェッティングディスプレイを示す図であって、（ａ）は上面図、（ｂ）は断面図である。
【図２】図１における第１の撥水性絶縁膜３と第２の撥水性絶縁膜４の電圧対接触角の動作特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明に係るエレクトロウェッティングディスプレイは、公知のエレクトロウェッティング効果（電気毛管現象）を利用したエレクトロウェッティングディスプレイであり、撥水性絶縁膜として第１と第２の撥水性絶縁膜を使用する。この２種類の撥水性絶縁膜は、電圧無印加状態では水に対する接触角がほぼ同等であるが、印加電圧の上昇に伴って変化する接触角の特性が異なるものであって、第２の撥水性絶縁膜は、第１の撥水性絶縁膜の接触角が電圧により変化開始する前に、所定角度以上の接触角の差を有する、もしくは飽和する撥水性絶縁膜を使用する。そして、着色オイルを集合したいコーナーと接する側に第１の撥水性絶縁膜を形成し、そのコーナーに対向する２辺に第２の撥水性絶縁膜をＬ字型に形成する。
【００１５】
以下、具体例について説明する。図１（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施の形態に係るエレクトロウェッティングディスプレイの上面図と断面図である。基板１上にＩＴＯ電極２が形成され、ＩＴＯ電極２の上に、着色オイルを集合したいオイル集合コーナーと接する側に第１の撥水性絶縁膜３と形成され、前記オイル集合コーナーに対向する２辺にＬ字型の第２の撥水性絶縁膜４が形成されている。さらに、第１の撥水性絶縁膜３と第２の撥水性絶縁膜４の上に、隔壁リブ５が形成されている。ここで、第１の撥水性絶縁膜３は透明フッ素樹脂であるＣＹＴＯＰ（ペルフルオロ（４−ビニルオキシ−１−ブテン）（ＢＶＥ）を環化重合させることにより得られる非結晶フッ素樹脂であって、旭硝子の商品名）で形成され、第２の撥水性絶縁膜４は高誘電率膜＋ＣＹＴＯＰで形成されている。
【００１６】
このように、図１に示すように、着色オイルを集合したいコーナーと接する側に第１の撥水性絶縁膜３を形成し、そのコーナーに対向する２辺に第２の撥水性絶縁膜４をＬ字型に形成することで、印加電圧を徐々に上げていくと、第２の撥水性絶縁膜４側の２辺側が先に接触角が低下し、この２辺側から着色オイルが動くように方向づけられる。さらに、印加電圧が上昇して第１の撥水性絶縁膜３の接触角が変化する電圧に達すると、先の２辺側から着色オイルの後退が起こり、所望するコーナーに向かって着色オイルが集合する。
【００１７】
図２は、第１の撥水性絶縁膜３と第２の撥水性絶縁膜４の電圧対接触角の動作特性図を示す。図２に示すように、第２の撥水性絶縁膜４の電圧対接触角特性Ａは、第１の撥水性絶縁膜３の電圧対接触角特性Ｂに比較して、印加電圧の上昇につれて、接触角が比較的早く変化することが理解できる。例えば、図２に示す特性図から、印加電圧が４０Ｖである場合、第１の撥水性絶縁膜３の電圧対接触角特性Ｂは接触角が変化しなく、１０６°近辺であるが、第２の撥水性絶縁膜４の電圧対接触角特性Ａの接触角は低下して９２°となる。これにより、着色オイルを集合したいコーナーに対向する２辺側が先に接触角が低下し、この２辺側から着色オイルが動くように方向づけられ、印加電圧がさらに上昇して第１の撥水性絶縁膜３の接触角が変化する電圧、例えば７０Ｖに達すると、先の２辺側から着色オイルの後退が起こり、所望するコーナーに向かって着色オイルが集合することになる。
【００１８】
したがって、本発明の実施の形態によれば、撥水性絶縁膜として、電圧無印加状態では水に対する接触角が同等であるが、印加電圧の上昇に伴って変化する接触角の特性が異なる、第１の撥水性絶縁膜３と第２の撥水性絶縁膜４とを使用し、着色オイルを集合したいコーナーと接する側に第１の撥水性絶縁膜３を形成し、そのコーナーに対向する２辺に第２の撥水性絶縁膜４をＬ字型に形成することで、電圧印加した時の着色オイルの集合する方向を制御することができる。
【符号の説明】
【００１９】
１ 基板、２ ＩＴＯ電極、３ 第１の撥水性絶縁膜、４ 第２の撥水性絶縁膜、５ 隔壁リブ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された透明電極上に撥水性絶縁膜を形成し、その上に格子状の隔壁を形成し、隔壁で囲まれた部分に着色オイルを満たし、その上方を水で満たして透明電極が形成された対向基板と貼り合わされてなるエレクトロウェッティングディスプレイであって、
前記撥水性絶縁膜として、電圧無印加状態では水に対する接触角が同等であるが、印加電圧の上昇に伴って変化する接触角の特性が異なる、第１の撥水性絶縁膜と第２の撥水性絶縁膜とを使用し、
前記第２の撥水性絶縁膜として、前記第１の撥水性絶縁膜の接触角が印加電圧の上昇により変化開始する前に、接触角の差が所定角度以上の変化、もしくは飽和する撥水性絶縁膜を使用する
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】
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において、
前記第１の撥水性絶縁膜は、前記着色オイルを集合したいコーナーと接する側に形成され、
前記第２の撥水性絶縁膜は、前記コーナーに対向する２辺にＬ字型に形成される
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１】
基板上に形成された透明電極上に撥水性絶縁膜を形成し、その上に格子状の隔壁を形成し、隔壁で囲まれた部分に着色オイルを満たし、その上方を水で満たして透明電極が形成された対向基板と貼り合わされてなるエレクトロウェッティングディスプレイであって、
前記撥水性絶縁膜として、電圧無印加状態では水に対する接触角が同等であるが、印加電圧の上昇に伴って変化する接触角の特性が異なる、第１の撥水性絶縁膜と第２の撥水性絶縁膜とを使用し、
前記第２の撥水性絶縁膜として、前記第１の撥水性絶縁膜の接触角が印加電圧の上昇により変化開始する前に、接触角の差が所定角度以上の変化、もしくは飽和する撥水性絶縁膜を使用する
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】
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において、
前記第１の撥水性絶縁膜は、前記着色オイルを集合したいコーナーと接する側に形成され、
前記第２の撥水性絶縁膜は、前記コーナーに対向する２辺にＬ字型に形成される
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。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１３−９２７０１（Ｐ２０１３−９２７０１Ａ）
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３５５６６（Ｐ２０１１−２３５５６６）
【出願日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【出願人】（５０１４２６０４６）エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド (732)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【出願人】（５０１４２６０４６）エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド (732)
【Ｆターム（参考）】
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