説明

カラー電子ペーパ表示装置及びその製造方法

【課題】カラー電子ペーパ表示装置及びその製造方法を提供する。
【解決手段】カラー電子ペーパ表示装置は、ベース110と、該ベース110上に配置される第1の着色材料と、該ベース110上に配置され、該第1の着色材料に比べて低い反射率及び小さなサイズを有する第2の着色材料と、該第1及び第2の着色材料に電圧を印加する電極部130とを含む。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、カラー電子ペーパ表示装置及びその製造方法に関するもので、より詳しくは、色表現力及び明るさを向上したカラー電子ペーパ表示装置及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
次世代表示装置のうち、電子ペーパ表示装置は、他の表示装置に比べて大きい可榛性を有し、低電力で駆動できる。そのため、該電子ペーパ表示装置は書籍のような紙印刷媒体を代替することができ、その他多様な種類のスクリーン及び電子僻地などの分野に適用することができるという長所がある。電子ペーパ表示装置は、白黒電子ペーパ表示装置とカラー電子ペーパ表示装置とに大別することができる。このうち、カラー電子ペーパ表示装置は、多様な色の表現のために少なくとも3種類の色相の着色材料を備えなければならない。例えば、通常のカラー電子ペーパ表示装置の着色材料としては、多様な種類の顔料に一定の色相を有する電子ボール及び電気泳動流体などが使われている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかしながら、異なる種類の顔料は異なる光の反射率(reflectance)を有し、異なる色相の着色材料の各々は異なる反射量を有する。この場合、カラー電子ペーパ表示装置のセル(Cell)をなす着色材料の各々の反射率が不均一で、表示装置の鮮明度、色表現力及び明るさ特性が低下する。また、カラー電子ペーパ表示装置は、通常の白黒電子ペーパ表示装置に比べて、単位面積当りの反射率が白黒対比で30%以上減少している。そのため、カラー電子ペーパ表示装置は白黒電子ペーパ表示装置に比べて、明るさ及び白黒対照比が落ちるという不都合がある。
【0004】
本発明は上記の間題点に鑑みて成されたものであって、本発明の一つの目的は、色表現力及び鮮明度が向上したカラー電子ペーパ表示装置を提供することにある。
【0005】
本発明の他の目的は、明るさ及び白黒対照比が向上したカラー電子ぺーパ表示装置を提供することにある。
【0006】
本発明のさらに他の目的は、色表現力及び鮮明度が向上したカラー電子ペーパ表示装置の製造方法を提供することにある。
【0007】
本発明のさらに他の目的は、明るさ及び白黒対照比が向上したカラー電子ペーパ表示装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記目的を解決するために、本発明の好適な実施の形態によるカラー電子ペーパ表示装置は、ベースと、前記ベース上に配置される第1の着色材料と、前記ベース上に配置され、前記第1の着色材料に比べて高い反射率及び小さなサイズを有する第2の着色材料と、前記第1及び第2の着色材料に電圧をそれぞれ印加する電極部とを含む。
【0009】
本発明の実施形態によれば、前記第1の着色材料は、前記第2の着色材料と同じ反射量を有することができる。
【0010】
本発明の実施形態によれば、前記第1の着色材料及び前記第2の着色材料は、異なる顔料が付与された半球からなる電子ボールを含み、前記第2の着色材料は、前記第1の着色材料に比べて小さな直径を有することができる。
【0011】
本発明の実施形態によれば、前記第1の着色材料及び前記第2の着色材料は、異なる電荷に帯電された顔料粒子を有する光透過性流体を有し、前記第2の着色材料は、前記第1の着色材料に比べて小さな容積を有することができる。
【0012】
本発明の実施形態によれば、前記ベースは、前記第1の着色材料及び前記第2の着色材料を支持するプレートと、前記プレートから延びる構造を有し、前記プレート上で前記第1の着色材料と前記第2の着色材料とを区切る隔壁とを含むことができる。
【0013】
本発明の実施形態によれば、前記ベースは、前記第1及び第2の着色材料の配置空間を付与するキャビティを備え、前記隔壁は、前記第1及び第2の着色材料が前記キャビティに自己整列(Self-alignment)されて進入するように、前記第1及び第2の着色材料を案内することができる。
【0014】
本発明の実施形態によれば、前記ベースの一側に配置された下部電極と、前記ベースの他側に配置された上部電極とを含み、前記下部電極は、前記第1の着色材料に対向する第1の電極と、前記第2の着色材料に対向する第2の電極とを含み、前記上部電極は、前記第1の着色材料及び前記第2の着色材料に全て対応する電極板を含むことができる。
【0015】
本発明の実施形態によれば、前記ベースは、前記第1の着色材料及び前記第2の着色材料の配置空間を形成するキャビティを備え、前記キャビティは、前記上部電極に向けて開けられた上部と、前記第1及び第2の着色材料を取り囲む側面と、前記第1及び第2の着色材料を支持する下面とによって画定されることができる。
【0016】
本発明の実施形態によれば、前記第1及び第2の着色材料は、前記キャビティ内で前記上部電極から同じ間隔で離間して配置されることができる。
【0017】
本発明の実施形態によれば、前記ベース上に配置され、前記第2の着色材料に比べて高い反射率及び小さなサイズを有する第3の着色材料をさらに含み、前記第1〜第3の着色材料は一つのセルを構成し、前記一つのセルをなす前記第1〜第3の着色材料の各中心を結ぶ線は、三角形をなすことができる。
【0018】
本発明の実施形態によれば、前記セルは、第1のセルと該第1のセルに対して180°回転した形態で配置された第2のセルとから成り、前記第1のセル及び前記第2のセルは第1の方向に沿って交互に配置され、前記第1の方向に垂直な第2の方向に沿って繰返して配置されることができる。
【0019】
本発明の実施形態によれば、前記セルは、第1のセルと該第1のセルに対して180°回転した形態で配置された第2のセルとから成り、前記第1のセル及び前記第2のセルは第1の方向及び該第1の方向に垂直な第2の方向に沿って交互に配置されることができる。
【0020】
本発明の実施形態によれば、前記セルは、第1のセルと該第1のセルに対して180°回転した形態で配置された第2のセルとから成り、前記第1のセル及び前記第2のセルは、第1の方向及び該第1の方向に比べて垂直な第2の方向に沿って交互に繰返して配置され、前記第1のセル及び前記第2のセルは、互いに噛み合う形態(interdigited configuration)をなすように配置されることができる。
【0021】
本発明の実施形態によれば、前記ベース上に配置され、前記第2の着色材料に比べて高い反射率及び小さなサイズを有する第3の着色材料をさらに含み、前記第1〜第3の着色材料は、一つのセルを構成し、前記一つのセルをなす前記第1〜第3の着色材料の各中心は、同一線上に配置されることができる。
【0022】
本発明の実施形態によれば、前記ベース上に配置され、前記第2の着色材料に比べて高い反射率及び小さなサイズを有する第3の着色材料と、前記ベース上に配置され、前記第3の着色材料に比べて高い反射率及び小さなサイズを有する第4の着色材料とをさらに含み、前記第1〜第4の着色材料は、一つのセルをなし、前記一つのセルをなす前記第1〜第4の着色材料の各中心を結ぶ線は、四角形をなすことができる。
【0023】
本発明の実施形態によれば、前記ベース上に配置され、前記第2の着色材料に比べて高い反射率及び小さなサイズを有する第3の着色材料と、前記ベース上に配置され、前記第3の着色材料に比べて高い反射率及び小さなサイズを第4の着色材料とをさらに含み、前記第1〜第4の着色材料は、一つのセルをなし、前記一つのセルをなす前記第1及び第4の着色材料の各中心は、直線上に配置されることができる。
【0024】
本発明の実施形態によれば、前記セルは、第1のセルと該第1のセルに対して180°回転した形態で配置された第2のセルとから成り、前記第1のセル及び前記第2のセルは、第1の方向に沿って交互に繰返して配置されることができる。
【0025】
本発明の実施形態によれば、前記第1の着色材料及び前記第2の着色材料は、蛍光顔料をさらに含むことができる。
【0026】
本発明の実施形態によれば、前記第1の着色材料及び前記第2の着色材料の各々は、異なる電荷に帯電された半球からなる電子ボールを含み、前記蛍光顔料は、前記半球のうちいずれか一つに付与されることができる。
【0027】
本発明の実施形態によれば、前記蛍光顔料は、前記半球のうち相対的に高い反射率を有する半球に付与されることができる。
【0028】
本発明の実施形態によれば、前記第1の着色材料及び第2の着色材料の各々は、光透過性流体及び該光透過性流体に配置された顔料粒子を含み、前記蛍光顔料は、前記顔料粒子のうち高い反射率を有する顔料粒子と同じ電荷に帯電できる。
【0029】
本発明の実施形態によれば、前記蛍光顔料には、シ.アイ.アシッドイエロー(C.I.AcidYellow)、シ.アイ.ベーシックオレンジ(C.I.BasicOrange)、シ.アイ.アシッドレッド(C.I.AcidRed)、エオシン(eosin)、銅(Cu)入り硫化亜鉛(ZnS)、マンガン(Mn)入り硫化亜鉛(ZnS)、銀(Ag)入り硫化亜鉛(ZnS)、ビスマス(Bi)入り硫化亜鉛(ZnS)、フルオレセイン(fluorescein)、タングステン酸−カルシウム(tungsten acid calcium;CaWO)、タングステン酸−マグネシウム(tungsten acidm Agnesium;MgWO)、ケイ酸亜鉛(ZnSiO-Mn)、ケイ酸カドミウム(CdSiO-Mn)、ホウ酸カドミウム(CdB)及びハロリン酸カルシウムのうち少なくともいずれか一つが挙げられる。
【0030】
本発明の実施形態によれば、前記シ.アイ.ベーシックオレンジは、シ.アイ.ベーシックオレンジ14(C.I.BasicOrange 14)であってもよい。
【0031】
本発明の実施形態によれば、前記シ.アイ.アシッドレッドは、シ.アイ.アシッドレッド87(C.I.AcidRed 87)であってもよい。
【0032】
本発明によるカラー電子ペーパ表示装置は、キャビティを有するベースと、前記キャビティに配置され、セルをなす着色材料及び前記着色材料に電圧を印加する電極部とを含み、前記セルをなす着色材料は、同じ反射量を有し、異なる顔料及びサイズを有するように構成される。
【0033】
本発明の実施形態によれば、前記着色材料の各々は、異なる極性に帯電された半球からなる電子ボールを含み、前記半球のうちいずれか一つは、他の一つに比べて高い反射率を有することができる。
【0034】
本発明の実施形態によれば、前記セルには前記電子ボールが複数配置され、前記電子ボールの各中心を結ぶ線が三角形をなすように、配置されることができる。
【0035】
本発明の実施形態によれば、前記セルには複数の前記電子ボールが配置され、前記電子ボールの各中心は、直線上に位置されることができる。
【0036】
本発明の実施形態によれば、前記半球のうち高い反射率を有する半球に付与される蛍光顔料をさらに含むことができる。
【0037】
本発明の実施形態によれば、前記着色材料は、光透過性流体と、該光透過性流体内に配置され、異なる電荷に帯電された顔料粒子とを含むことができる。
【0038】
本発明の実施形態によれば、前記光透過性流体内に配置され、前記顔料粒子のうち高い反射率を有する顔料粒子と同じ電荷に帯電された蛍光顔料をさらに含むことができる。
【0039】
上記目的を解決するために、本発明の他の好適な実施形態によるカラー電子ペーパ表示装置の製造方法は、ベースを準備するステップと、前記ベース上に第1の着色材料を配置するステップと、前記ベース上に前記第1の着色材料に比べて高い反射率及び小さなサイズを有する第2の着色材料を配置するステップと、前記ベース上に前記第1の着色材料及び前記第2の着色材料に電圧を印加する電極部を形成するステップとを含む。
【0040】
本発明の実施形態によれば、前記第1の着色材料及び前記第2の着色材料は、互いに同じ反射量を有するように調節できる。
【0041】
本発明の実施形態によれば、前記ベースを準備するステップは、予備ベースを準備するステップと、前記予備ベースに前記第1の着色材料及び前記第2の着色材料の配置空間を付与し、異なるサイズを有するキャビティを形成するステップとを含むことができる。
【0042】
本発明の実施形態によれば、前記第1の着色材料を配置するステップは、異なる電荷に帯電された半球からなる第1の電子ボールを準備するステップと、前記第1の電子ボールを前記ベース上に供給し、前記第1の電子ボールが前記キャビティのうち最も大きなサイズのキャビティに自己整列されて進入するようにするステップとを含むことができる。
【0043】
本発明の実施形態によれば、前記第2の着色材料を配置するステップは、前記第1の電子ボールに比べて小さなサイズを有する第2の電子ボールを準備するステップと、前記第1の電子ボールを前記ベース上に供給した後、前記第2の電子ボールを前記ベース上に供給し、前記第2の電子ボールが前記キャビティのうち前記最も大きなサイズのキャビティに比べて次位のサイズを有するキャビティに自己整列されて進入するようにするステップとを含むことができる。
【0044】
本発明の実施形態によれば、前記キャビティを形成するステップは、前記予備ベースに対して、フォトレジストエッチング工程、レーザドリル加工工程及び機械的ドリル加工工程のうち少なくともいずれか一つを行うステップを含むことができる。
【0045】
本発明の実施形態によれば、前記第1の着色材料を配置するステップは、前記キャビティに光透過性流体を注入するステップと、前記光透過性流体に異なる電荷に帯電された顔料粒子を注入するステップとを含むことができる。
【0046】
本発明の実施形態によれば、前記電極部を形成するステップは、前記ベースの一側に下部電極を形成するステップと、前記ベースの他側に上部電極を形成するステップとを含み、前記下部電極を形成するステップは、前記第1の着色材料に対応するように配置された第1の電極を形成するステップと、前記第2の着色材料に対応するように配置された第2の電極を形成するステップとを含み、前記上部電極を形成するステップは、前記第1の着色材料及び前記第2の着色材料に対応する電極板を形成するステップとを含むことができる。
【0047】
本発明の実施形態によれば、前記ベースを準備するステップは、平板形状の予備ベースを準備するステップを含み、前記電極部を形成するステップは、前記第1の着色材料及び前記第2の着色材料を前記ベースに配置する前に、前記予備ベースの下部に下部電極を形成するステップと、前記第1の着色材料及び前記第2の着色材料を前記ベースに配置した後、前記予備ベースの上部に上部電極を形成するステップとを含むことができる。
【0048】
本発明の実施形態によれば、前記上部電極を形成するステップは、前記予備ベースに前記第1の着色材料及び前記第2の着色材料の配置空間を付与するキャビティを形成した後に行われることができる。
【0049】
本発明の実施形態によれば、前記ベース上に前記第1の着色材料及び前記第2の着色材料と共に一つのセルをなす第3の着色材料を配置するステップをさらに含み、前記第1〜第3の着色材料を配置するステップは、前記第1〜第3の着色材料の各中心を結ぶ線が三角形をなすように、前記第1〜第3の着色材料を配置することができる。
【0050】
本発明の実施形態によれば、前記ベース上に前記第1の着色材料及び前記第2の着色材料と共に一つのセルをなす第3の着色材料を配置するステップをさらに含み、前記第1〜第3の着色材料を配置するステップは、前記第1〜第3の着色材料の各中心が一直線上に位置するように、前記第1〜第3の着色材料を配置することができる。
【0051】
本発明の実施形態によれば、前記ベース上に、前記第1の着色材料及び前記第2の着色材料と共に一つのセルをなす第3の着色材料及び第4の着色材料を配置するステップをさらに含み、前記第1〜第4の着色材料を配置するステップは、前記第1〜第4の着色材料の各中心を結ぶ線が四角形をなすように、前記第1〜第4の着色材料を配置することができる。
【0052】
本発明の実施形態によれば、前記ベース上に、前記第1の着色材料及び前記第2の着色材料と共に一つのセルをなす第3の着色材料及び第4の着色材料を配置するステップをさらに含み、前記第1〜第4の着色材料を配置するステップは、前記第1〜第4の着色材料の各中心が一直線上に位置するように、前記第1〜第4の着色材料を配置することができる。
【0053】
本発明の実施形態によれば、前記第1の着色材料及び前記第2の着色材料に蛍光顔料を供給するステップを、さらに含むことができる。
【0054】
上記目的を解決するために、本発明のさらに他の好適な実施形態によるカラー電子ペーパ表示装置の製造方法は、異なるサイズのキャビティが形成されたベースを準備するステップと、前記キャビティに着色材料を形成するステップと、前記ベース上に前記着色材料に電圧を印加する電極部を形成するステップとを含む。
【0055】
本発明の実施形態によれば、前記着色材料を形成するステップは、前記ベース上に、異なる電荷に帯電された半球からなる電子ボールを前記キャビティに配置するステップを含むことができる。
【0056】
本発明の実施形態によれば、前記着色材料を形成するステップは、前記半球のうち相対的に高い反射率を有する半球に前記蛍光顔料を供給するステップをさらに含むことができる。
【0057】
本発明の実施形態によれば、前記着色材料を形成するステップは、前記半球のうち相対的に低い反射率を有する半球に黒色顔料を供給するステップを含むことができる。
【0058】
本発明の実施形態によれば、前記着色材料を形成するステップは、前記キャビティに異なる電荷に帯電された顔料粒子を有する電気泳動流体を形成するステップを含むことができる。
【0059】
本発明の実施形態によれば、前記電気泳動流体を形成するステップは、前記キャビティに光透過性流体を注入するステップと、前記蛍光顔料を前記顔料粒子のうち高い反射率を有する顔料粒子と同じ電荷を有するように帯電させ、前記光透過性流体に注入するステップとを含むことができる。
【0060】
本発明によるカラー電子ペーパ表示装置の製造方法は、各々が異なる電荷に帯電された半球からなる複数の電子ボールと、前記電子ボールが配置されるキャビティが形成されたベースと、前記電子ボールを切り換える電極部とを備え、前記キャビティ及び前記電子ボールのサイズを異ならせて、前記電子ボールがサイズ別に前記キャビティに自己整列されて配置されるようにする。
【0061】
本発明の実施形態によれば、前記電子ボールのサイズを異ならせるステップは、前記電子ボールのうち高い反射率の顔料を有する電子ボールが相対的に低い反射率の顔料を有する電子ボールに比べて小さくなるようにして行われることができる。
【0062】
本発明の実施形態によれば、前記電子ボールのサイズを異ならせるステップは、異なるサイズの前記電子ボールの各々の反射量が互いに同じになるようにすることができる。
【0063】
本発明の実施形態によれば、前記電子ボールを前記キャビティに自己整列するステップは、前記電子ボールのうち最も大きなサイズの電子ボールから最も小さなサイズの電子ボールまで順に前記キャビティに配置させて行われることができる。
【0064】
本発明の実施形態によれば、前記電極部は、前記キャビティの開口部に対向するように配置された電極板形態の上部電極を備え、前記キャビティは異なるサイズの前記電子ボールが前記電極板から一定間隔で離間されるように、前記キャビティの各々の深さを調節できる。
【0065】
本発明の実施形態によれば、前記電子ボールに蛍光顔料を供給するステップを、さらに含むことができる。
【0066】
本発明の実施形態によれば、前記電子ボールを前記キャビティに配置するステップは、前記電子ボールのうち、一つのセルをなす三個の電子ボールの各中心を結ぶ線が三角形をなすように、前記電子ボールを前記ベース上に配置するステップを含むことができる。
【0067】
本発明の実施形態によれば、前記電子ボールを前記キャビティに配置するステップは、前記電子ボールのうち、一つのセルをなす4個の電子ボールの各中心を結ぶ線が四角形をなすように、前記電子ボールを前記ベース上に配置するステップを含むことができる。
【0068】
本発明の実施形態によれば、前記電子ボールを前記キャビティに配置するステップは、前記電子ボールのうち、一つのセルをなす少なくとも三個の電子ボールの各中心が一直線上に配置されるように、前記電子ボールを前記ベース上に配置するステップを含むことができる。
【発明の効果】
【0069】
本発明のカラー電子ペーパ表示装置によれば、異なる種類の顔料を有し、異なる反射率を有する着色材料のサイズを異ならせて、各々の着色材料の反射量を同一にする。これにより、本発明によるカラー電子ペーパ表示装置は、着色材料の反射量を均一にすることにより、鮮明度、色表現力及び明るさ特性を向上させることができる。
【0070】
また、本発明のカラー電子ペーパ表示装置によれば、異なるサイズの着色材料を備え、着色材料の間隔を減少させた平面的配列構造を有する。これにより、本発明によるカラー電子ペーパ表示装置は、着色材料の間の間隔を最小化させ、色表現力、鮮明度及び明るさ特性を向上させることができる。
【0071】
また、本発明のカラー電子ペーパ表示装置によれば、蛍光顔料入り着色材料を備え、着色材料の反射量を向上させる。これにより、本発明によるカラー電子ペーパ表示装置は、着色材料の反射量が増加して、明るさ及び白黒対照比を向上させることができる。
【0072】
また、本発明のカラー電子ペーパ表示装置の製造方法によれば、異なる種類の顔料を有し、異なる反射率を有する着色材料のサイズを異ならせて、各々の着色材料の反射量を同一にしたカラー電子ペーパ表示装置を製造することができる。これにより、本発明によるカラー電子ペーパ表示装置の製造方法は、着色材料の反射量を均一にすることにより、鮮明度、色表現力及び明るさ特性を向上したカラー電子ペーパ表示装置を製造することができる。
【0073】
また、本発明のカラー電子ペーパ表示装置の製造方法によれば、異なるサイズの着色材料を備え、着色材料の間隔を減少させた平面的配列構造を有するカラー電子ペーパ表示装置を製造することができる。これにより、本発明によるカラー電子ペーパ表示装置の製造方法は、着色材料の間の間隔を最小化させ、色表現力、鮮明度及び明るさ特性を向上したカラー電子ペーパ表示装置を製造することができる。
【0074】
また、本発明のカラー電子ペーパ表示装置の製造方法によれば、蛍光顔料入り着色材料を備え、着色材料の反射量が向上したカラー電子ペーパ表示装置を製造することができる。これにより、本発明によるカラー電子ペーパ表示装置の製造方法は、着色材料の反射量が増加して、明るさ及び白黒対照比を向上したカラー電子ペーパ表示装置を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【0075】
【図1】本発明の一実施形態によるカラー電子ペーパ表示装置を示す平面図である。
【図2】図1中のI−I′線に沿った断面図である。
【図3】着色材料に使われる顔料の反射率を示す図面である。
【図4】本発明の他の一実施形態によるカラー電子ペーパ表示装置の製造方法を示すフローチャートである。
【図5a】図5aは本発明の他の実施形態によるカラー電子ペーパ表示装置の製造過程を説明するための図面である。
【図5b】図5bは図5a中のI−I′線に沿った断面図である。
【図6a】図6aは本発明の他の実施形態によるカラー電子ペーパ表示装置の製造過程を説明するための図面である。
【図6b】図6bは図5a中のI−I′線に沿った断面図である。
【図7a】図7aは本発明の他の実施形態によるカラー電子ペーパ表示装置の製造過程を説明するための図面である。
【図7b】図7bは図5a中のI−I′線に沿った断面図である。
【図8a】図8aは本発明の他の実施形態によるカラー電子ペーパ表示装置の製造過程を説明するための図面である。
【図8b】図8bは図5a中のI−I′線に沿った断面図である。
【図9a】図9aは本発明の他の実施形態によるカラー電子ペーパ表示装置の製造過程を説明するための図面である。
【図9b】図9bは図5a中のI−I′線に沿った断面図である。
【図10】本発明の変形例によるカラー電子ペーパ表示装置の製造方法を示すフローチャートである。
【図11a】図11aは本発明の変形例によるカラー電子ペーパ表示装置の製造過程を説明するための図面である。
【図11b】図11bは本発明の変形例によるカラー電子ペーパ表示装置の製造過程を説明するための図面である。
【図11c】図11cは本発明の変形例によるカラー電子ペーパ表示装置の製造過程を説明するための図面である。
【図12】図1のカラー電子ペーパ表示装置の一変形例を示す図面である。
【図13】図1のカラー電子ペーパ表示装置の他の変形例を示す図面である。
【図14】図1のカラー電子ペーパ表示装置のさらに他の変形例を示す図面である。
【図15】図2のカラー電子ペーパ表示装置の一変形例を示す図面である。
【図16】図2のカラー電子ペーパ表示装置の他の変形例を示す図面である。
【図17】図1のカラー電子ペーパ表示装置のさらに他の変形例を示す図面である。
【図18】図17中のII−II′線に沿った断面図である。
【図19】本発明のさらに他の実施形態によるカラー電子ペーパ表示装置を示す平面図である。
【図20】図19中のIII-III′線に沿った断面図である。
【図21】図19のカラー電子ペーパ表示装置の一変形例を示す図面である。
【図22】図19のカラー電子ペーパ表示装置の他の変形例を示す図面である。
【図23】図20のカラー電子ペーパ表示装置の一変形例を示す図面である。
【図24】図20のカラー電子ペーパ表示装置の他の変形例を示す図面である。
【図25】図19のカラー電子ペーパ表示装置のさらに他の変形例を示す図面である。
【図26】図25中のIV−IV′線に沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0076】
本発明における前記のならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。次に示される各実施の形態は当業者にとって本発明の思想が十分に伝達されることができるようにするために例として挙げられるものである。従って、本発明は以下に示している各実施の形態に限定されることなく他の形態で具体化されることができる。そして、図面において、装置のサイズ及び厚さなどは便宜上誇張して表現されることができる。明細書全体に渡って同じ参照符号は同じ構成要素を示している。
【0077】
本明細書で使われた用語は、実施形態を説明するためのもので、本発明を制限しようとするのではない。本明細書において、単数形は文言で特別に言及しない限り複数形も含む。明細書で使われる「含む」及び/又は「備える」とは、言及された構成要素、ステップと、動作及び/又は素子とともに一つ以上の他の構成要素、ステップと、動作及び/又は素子の存在または追加することを排除しない。
【0078】
また、本明細書で記述する実施形態は、本発明の理想的な例示である断面図及び/又は平面図を参考にして説明するものである。図面において、膜及び領域の厚さは技術的内容の効果的な説明のために誇張されたものである。従って、製造技術及び/又は許容誤差などにより例示図の形態が変形され得る。従って、本発明の実施形態は示された特定形態に制限されるものではなく、製造工程によって生じる形態の変化も含むものである。例えば、直角のエッチング領域は丸み形態または所定の曲率を有する形態であってもよい。従って、図面に例示された領域は概略的な特性を有し、図面で例示された領域の形状は素子の領域の特定形態を例示するためのもので、発明の範囲を制限するためのものではない。
【0079】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態によるカラー電子ペーパ表示装置について説明すれば、次のとおりである。
【0080】
図1は、本発明の一実施形態によるカラー電子ペーパ表示装置を示す平面図であり、図2は、図1中のI−I′線に沿った断面図である。そして、図3は顔料の反射率を示す図面である。
【0081】
図1及び図2を参照すると、本発明の一実施形態によるカラー電子ペーパ表示装置100は、ベース110と、着色材料120と、電極部130とを含む。ここで、図1では便宜上、前記電極部130は示されていない。
【0082】
前記ベース110は、前記カラー電子ペーパ表示装置100の構成を支持する。例えば、前記ベース110は、プレート112及び隔壁114を有することができる。前記プレート112は、前記着色材料120を支持する基板(Substrate)であってもよい。一例として、前記プレート112は銅(Cu)及び銀(Ag)のような金属物質からなる金属板であってもよい。他の例として、プレート112は、プラスチック及びガラス材質のうちいずれか一つからなる絶縁板であってもよい。
【0083】
前記隔壁114は、前記プレート112上で前記着色材料120を区切る。例えば、前記隔壁114は前記着色材料120を取り囲むように、前記プレート112から上方向に延びる構造を有することができる。これに加えて、前記隔壁114は、前記着色材料120を上方向に露出させた構造を有することができる。このような構造の前記隔壁114によって、前記ベース110は開けられた上部、側面及び下面によって画定された複数のキャビティ116を有することになる。一例として、前記キャビティ116は、異なるサイズを有する、第1のキャビティ117、第2のキャビティ118及び第3のキャビティ119を備えることができる。前記第1のキャビティ117は、前記第2のキャビティ118に比べて大きな直径を有し、前記第2のキャビティ118は、前記第3のキャビティ119に比べて大きな直径を有する。前記第1〜第3のキャビティ117、118、119の各々は、前記着色材料120に相応の横断面を有する。これにより、前記第1のキャビティ117は、前記第2のキャビティ118に比べて大きな容積を有し、前記第2のキャビティ118は、前記第3のキャビティ119に比べて大きな容積を有する。
【0084】
前記着色材料120は、前記プレート112上で前記隔壁114により区切られて配置される。一例として、前記着色材料120は、前記隔壁114により区切られた第1の電子ボール122、第2の電子ボール124及び第3の電子ボール126を備えることができる。前記第1〜第3の電子ボール122、124、126の各々は、ほぼ球(Sphere)形状を有することができる。前記第1の電子ボール122は、前記第2の電子ボール124に比べて大きな直径を有し、前記第2の電子ボール124は、前記第3の電子ボール126に比べて大きな直径を有することができる。前記第1〜第3の電子ボール122、124、126は、前記第1〜第3のキャビティ117、118、119に順に配置される。このような前記第1〜第3の電子ボール122、124、126は、図1のように、前記ベース110の前記プレート112上で異なる占有面積を有するように配置される。
【0085】
前記第1〜第3の電子ボール122、124、126の各々は、異なる顔料を有する半球からなることができる。また、前記第1〜第3の電子ボール122、124、126の各々は、異なる電荷に帯電(electrification)された半球からなる。例えば、前記第1の電子ボール122は、青半球122a及び該青半球122aと異なる電荷に帯電された黒半球122bとから成る。前記第2の電子ボール124は、黄半球124a及び該黄半球124aと異なる電荷に帯電された黒半球124bとから成る。そして、前記第3の電子ボール126は、赤半球126a及び該赤半球126aと異なる電荷に帯電された黒半球126bとから成る。前記青半球122aは青色(または、空色)系列の顔料を含み、前記黄半球124aは黄系列の顔料を含み、前記赤半球126aは赤色系列の顔料を含むことができる。そして、前記黒半球122b、124b、126bは黒色系列の顔料を含むことができる。また、これらの青半球122a、黄半球124a及び赤半球126aは、負電荷を有するように帯電され、黒半球122b、124b、126bは正電荷を有するように帯電される。この場合、前記黒半球122b、124b、126bは、前記青半球122a、黄半球124a及び赤半球126aに比べて相対的に高い光吸収率を有することができる。これに反し、前記青半球122a、黄半球124a及び赤半球126aは、前記黒半球122b、124b、126bに比べて高い光反射率を有することができる。
【0086】
一方、前記第1〜第3の電子ボール122、124、126は、互いに同じ反射量を有するように調節できる。詳しくは、図3のように、顔料はその種類別に異なる反射率を有する。即ち、赤色系列の顔料2は黄系列の顔料4に比べて概ね相対的に高い反射率を有し、青色系列の顔料6は前記黄系列の顔料4に比べて概ね相対的に低い反射率を有する。前記着色材料120のサイズを顔料の反射率に反比例するように形成することにより、前記第1〜第3の電子ボール122、124、126が互いに同じ反射量を有するように調節できる。したがって、相対的に高い反射率の顔料を有する電子ボールが相対的に小さいサイズを有するように調節することによって、異なる顔料を有する電子ボールの各々の反射量を同一にすることができる。即ち、前記青半球122aを有する前記第1の電子ボール122は、前記黄半球124aを有する第2の電子ボール124に比べて大きいサイズを有するように調節され、前記第2の電子ボール124は、前記赤半球126aを有する第3の電子ボール126に比べて大きいサイズを有するように調節される。
【0087】
また、前記着色材料120は、前記第1〜第3の電子ボール122、124、126間の間隔が最小化される平面的配置を有するように付与されることができる。先に詳述の通り、前記第1〜第3の電子ボール122、124、126は異なる直径を有するので、該第1〜第3の電子ボール122、124、126は前記ベース110上で異なる占有面積を有することになる。これにより、前記第1〜第3の電子ボール122、124、126間には間隔があるようになる。しかしながら、このような間隔が不均一だったり大きくなるほど、表示装置の鮮明度、均一度及び色表現力などが低下することがある。従って、前記第1〜第3の電子ボール122、124、126間の間隔を最小化することができる前記第1〜第3の電子ボール122、124、126の平面的配置が必要となる。一例として、図1のように、前記一つのセル(C内の前記第1〜第3の電子ボール122、124、126の各中心を結ぶ線10が一つの三角形をなすように、前記第1〜第3の電子ボール122、124、126を平面的に配置することができる。前記線10がなす三角形は正三角形及び多様な形態の直三角形を全て含むことができる。また、前記ベース110上で前記第1〜第3の電子ボール122、124、126間の間隔が最小化されるように、前記セル(C)を繰返して配置してもよい。即ち、前記セル(C)は、第1の方向x及び該第1の方向xに概ね垂直な第2の方向yに沿って反復的なパターンの形態で配置されてもよい。詳しくは、前記セル(C)は、第1のパターンの第1のセル(C−1)と、該第1のセル(C−1)に対して180°回転した構造を有する第2のセル(C−2)とから成る。前記第1のセル(C−1)及び前記第2のセル(C−2)は、前記第1の方向xに沿って交互に繰返して配置されることができる。これに加えて、前記第1のセル(C−1)及び前記第2のセル(C−2)は、前記第2の方向yに沿って繰返して配置されることができる。
【0088】
また、前記着色材料120は、所定の蛍光顔料(fluorescencepigment)をさらに含むことができる。該蛍光顔料は紫外線を吸収し、一定の色を発現させる物質であってもよい。前記蛍光顔料は、一つの電子ボールをなす半球のうちいずれか一つに付与されることができる。詳しくは、前記蛍光顔料は、前記一つの電子ボールをなす半球のうち相対的に高い反射率を有する半球に付与されることができる。例えば、前記第1の電子ボール122の青半球122aには青色系列の蛍光顔料(以下、青蛍光顔料122c)が付与されることができる。該青蛍光顔料122cは、タングステン酸−カルシウム(tungsten acid calcium;CaWO)及びタングステン酸−マグネシウム(tungsten acid magnesium;MgWO)のうち少なくともいずれか一つを含むことができる。前記第2の電子ボール124の黄半球124aには、黄系列の蛍光顔料(以下、黄蛍光顔料124c)が付与されることができる。該黄蛍光顔料124cは、マンガン(Mn)入り硫化亜鉛(ZnS)、シ.アイ.アシッドイエロー(C.I.AcidYe11ow)、シ.アイ.アシッドオレンジ(C.I.BasicOrange)及びシ.アイ.アシッドレッド(C.I.AcidRed)のうち少なくともいずれか一つを含むことができる。前記第3の電子ボール126の赤半球126aには、赤色系列の蛍光顔料(以下、赤蛍光顔料126c)が付与されることができる。該赤蛍光顔料126cは、シ.アイ.アシッドレッド(C.I.AcidRed)、ビスマス(Bi)入り硫化亜鉛(ZnS)、ケイ酸カドミウム(CdSiO-Mn)及びホウ酸カドミウム(CdB)のうち少なくともいずれか一つを含むことができる。前記着色材料120が緑色系列の半球を有する電子ボールを含む場合、前記緑色半球には緑色系列の蛍光顔料が付与されることができる。前記緑色系列の蛍光顔料としては、銅(Cu)入り硫化亜鉛(ZnS)、ケイ酸亜鉛(ZnSiO-Mn)、エオシン(eosin)及びフルオレセイン(fluorescein)のうち少なくともいずれか一つが挙げられる。または、前記着色材料120が紫色系列の半球を有する電子ボールを含む場合、前記紫色半球には紫色系列の蛍光顔料が付与されることができる。前記紫色系列の蛍光顔料としては、銀(Ag)入り硫化亜鉛(ZnS)が挙げられる。一方、前記着色材料120をなす半球のうち相対的に低い反射率を有する半球には、前記蛍光顔料が添加されない。即ち、前記第1〜第3の電子ボール122、124、126の各々の黒半球122b、124b、126には前記蛍光顔料が添加されない。前述のような第1〜第3の電子ボール122、124、126は、前記青半球122a、黄半球124a及び赤半球126aが前記青蛍光顔料122c、黄蛍光顔料124c及び赤蛍光顔料126cにより前記黒半球122b、124b、126bに比べて相対的に反射率が増加した構造を有することができる。
【0089】
前記電極部130は光透過性を有する透明電極であってもよい。該電極部130は、前記ベース110の一側に配置された下部電極132と、該ベース110の他側に配置された上部電極134とを含む。該下部電極132は、第1の電極132a、第2の電極132b及び第3の電極132cを含む。前記第1の電極132aは、前記第1の電子ボール122に対応するように配置され、前記第2の電極132bは、前記第2の電子ボール124に対応するように配置され、前記第3の電極132cは、前記第3の電子ボール126に対応するように配置される。前記上部電極134は、前記第1〜第3の電子ボール122、124、126に全て対応するように配置される。例えば、前記上部電極134は、前記ベース110の全面に対向する電極板の形態で設けられることができる。
【0090】
前述のような電極部130は、前記第1〜第3の電子ボール122、124、126を前記キャビティ116内で回転させることができる。一例として、前記下部電極132に負電極を印加し、該上部電極134に正電極を印加する場合、青半球122a、黄半球124a及び赤半球126aが前記上部電極134に向き、前記黒半球122b、124b、126bは前記第1の電極132aに向くように、前記第1〜第3の電子ボール122、124、126は回転することになる。これと反対に、前記下部電極132に正電極を印加し、前記上部電極134に負電極を印加する場合、青半球122a、黄半球124a及び赤半球126aが前記下部電極132に向き、前記黒半球122b、124b、126bが前記上部電極134に向くように、前記第1〜第3の電子ボール122、124、126は回転することになる。このような方式で、前記電極部130は前記第1〜第3の電子ボール122、124、126を選択的に切り換えることができ、このような前記第1〜第3の電子ボール122、124、126の切り換え動作により、外部に映像が表示されるようになる。一方、前記第1〜第3の電子ボール122、124、126の効率的な回転のために、前記キャビティ116に所定の誘電液(図示せず)が満たされることができる。該誘電液は光透過性物質であってもよい。例えば、該誘電液は、ポリアクリル系樹脂、ポリウレタンアクリレート(PUA)系樹脂及びポリジメチルシロキサン(PDMS)系樹脂のうち少なくともいずれか一つであってもよい。前記着色材料120は、前記誘電液により前記キャビティ116内で浮遊した状態で配置されることができる。そのため、前記誘電液は前記第1〜第3の電子ボール122、124、126の動作を容易にすることができる。
【0091】
上述した構造のカラー電子ペーパ表示装置100は、各々が同じ反射率を有するように、異なるサイズに調節された第1〜第3の電子ボール122、124、126を備えることができる。これにより、本発明によるカラー電子ペーパ表示装置100は着色材料120の反射量を均一にして、白色をより純白色に近く表現することができ、これに加えて鮮明度、色表現力及び明るさを向上することができる。
【0092】
本発明の一実施形態によるカラー電子ペーパ表示装置100は、異なるサイズを有する第1〜第3の電子ボール122、124、126を備え、これらの第1〜第3の電子ボール122、124、126間の間隔が最小化されるように、該第1〜第3の電子ボール122、124、126を平面的に配置させた構造を有することができる。これにより、本発明によるカラー電子ペーパ表示装置100は、白色をより純白色に近く表現すると共に、鮮明度、色表現力及び明るさを向上することができる。
【0093】
また、本発明の一実施形態によるカラー電子ペーパ表示装置100は、紫外線を吸収すれば所定の色を発現する蛍光顔料が添加された第1〜第3の電子ボール122、124、126を備え、前記着色材料120の反射率を向上させることができる。これにより、本発明によるカラー電子ペーパ表示装置100は、第1〜第3の電子ボール122、124、126の反射率が増加し、白黒対照比、鮮明度、色表現力及び明るさを向上させることができる。
【0094】
続いて、図4〜図9bを参照して、本発明の一実施形態によるカラー電子ペーパ表示装置の製造過程を詳細にする。ここで、先に詳述したカラー電子ペーパ表示装置100に対し重複する内容は省略または簡略化する。
【0095】
図4は、本発明の一実施形態によるカラー電子ペーパ表示装置の製造方法を示すフローチャートである。図5a〜図9aは、本発明の一実施形態によるカラー電子ペーパ表示装置の製造過程を説明するための図面で、図5b〜図9bは、図5a〜図9a中のI−I′線に沿った断面図である。
【0096】
図4、図5a及び図5bを参照して、異なるサイズのキャビティ116を有するベース110を製造する(S110)。例えば、前記ベース110を製造するステップは、予備ベースを準備するステップと、該予備ベースに第1〜第3のキャビティ117、118、119を形成するステップとを含むことができる。一例として、前記キャビティ116を形成するステップは、前記予備ベースに対してフォトレジストエッチング工程を行ってなされることができる。他の例として、前記キャビティ116を形成するステップは、前記予備ベースに対してレーザドリル加工工程及び機械的ドリル加工工程を行ってなされることができる。これにより、プレート112と、該プレート112から上方向に延びて前記キャビティ116を画定する隔壁114とによってなされた前記ベース110が製造される。一方、前記キャビティ116は、図2のように、異なる深さを有する第1〜第3のキャビティ117、118、119を含む。そのため、前記第1〜第3のキャビティ117、118、119は異なるフォトレジストエッチング工程を順に行って各々が形成される。または、前記第1〜第3のキャビティ117、118、119は、異なるレーザドリル加工工程または機械的ドリル加工工程を順に行って、各々が形成されることができる。
【0097】
図4を参照して、着色材料120をキャビティ116に自己整列(Self-alignment)させ、ベース110上に着色材料120を配置する(S120)。例えば、図6a及び図6bを参照して、最も大きなサイズを有する第1の電子ボール122を前記ベース110上に供給する。前記第1の電子ボール122は、前記第1のキャビティ117に比べて小さな直径を有する一方、前記第2及び第3のキャビティ118、119に比べて大きな直径を有することができる。これにより、前記第1の電子ボール122は、隔壁114により案内されて前記第1のキャビティ117にのみ選択的に自己整列されることによって、前記第1のキャビティ117の内部に進入することができる。図7a及び図7bを参照して、前記第2の電子ボール124をベース110上に供給することができる。前記第2の電子ボール124は、前記第1及び第2のキャビティ117、118に比べて小さな直径を有する一方、前記第3のキャビティ119に比べて大きな直径を有することができる。この時、前記第1のキャビティ117には前記第1の電子ボール122が配置されているので、前記第2の電子ボール124は前記隔壁114により案内されて前記第2のキャビティ118にのみ選択的に自己整列されることによって、前記第2のキャビティ118の内部に進入することになる。その後、図8a及び図8bを参照して、前記第3の電子ボール126をベース110上に供給することができる。前記第3の電子ボール126は、前記第1〜第3のキャビティ117、118、119に比べて小さな直径を有することができる。この時、前記第1及び第2のキャビティ117、118には第1及び第2の電子ボール122、124が配置されているので、前記第3の電子ボール126は前記隔壁114により案内されて前記第3のキャビティ119にのみ自己整列されることによって、前記第3のキャビティ119の内部に進入することになる。
【0098】
図4、図9a及び図9bを参照して、ベース110上に電極部130を形成する(S130)。前記電極部130を形成するステップは、前記ベース110の一側に下部電極132を形成するステップと、前記ベース110の他側に上部電極134を形成するステップとを含むことができる。前記下部電極132を形成するステップは、前記第1の電子ボール122に対応する第1の電極132aを形成するステップと、前記第2の電子ボール124に対応する第2の電極134aを形成するステップと、前記第3の電子ボール126に対応する第3の電極136aを形成するステップとを含むことができる。そして、前記上部電極134を形成するステップは、前記ベース110の他側で、前記第1〜第3の電子ボール122、124、126に対応する電極板を形成するステップを含むことができる。
【0099】
前述のように、本発明の一実施形態によるカラー電子ペーパ表示装置の製造方法によれば、異なる色相の第1〜第3の電子ボール122、124、126が同じ反射量を有するように、異なるサイズに調節された第1〜第3の電子ボール122、124、126を備えるカラー電子ペーパ表示装置100を製造することができる。これにより、本発明によるカラー電子ペーパ表示装置の製造方法によれば、着色材料120の反射量が均一で、色鮮明度、色表現力及び明るさの特性を向上したカラー電子ペーパ表示装置100を製造することができる。
【0100】
本発明の一実施形態によるカラー電子ペーパ表示装置の製造方法は、異なるサイズを有する第1〜第3の電子ボール122、124、126を異なるサイズを有する第1〜第3のキャビティ117、118、119に自己整列させて順に配置することができる。これにより、本発明によるカラー電子ペーパ表示装置の製造方法は、電子ボールを既に設定された位置に効果的に配置させ、電子ペーパ表示装置の製造効率及び精度を向上させることができる。
【0101】
また、本発明の一実施形態によるカラー電子ペーパ表示装置の製造方法は、異なるサイズの第1〜第3の電子ボール122、124、126を備え、前記第1〜第3の電子ボール122、124、126間の間隔を最小化する平面的配列を有するように、前記着色材料120を配置することができる。これにより、本発明によるカラー電子ペーパ表示装置の製造方法によれば、着色材料の反射量が均一度、色鮮明度、色表現力及び明るさの特性を向上したカラー電子ペーパ表示装置100を製造することができる。
【0102】
続いて、本発明の変形例によるカラー電子ペーパ表示装置の製造過程を詳細に説明する。ここで、先に詳述した本発明の一実施形態によるカラー電子ペーパ表示装置の製造過程と重複する内容は省略または簡略化する。
【0103】
図10は、本発明の変形例によるカラー電子ペーパ表示装置の製造方法を示すフローチャートである。図11a〜図11cは、本発明の変形例によるカラー電子ペーパ表示装置の製造過程を説明するための図面である。
【0104】
図10及び図11aを参照して、予備ベース108を準備する(S210)。例えば、前記予備ベース108を準備するステップは、概ねプレート形状を有する光透過性プレートを準備するステップを含むことができる。
【0105】
前記予備ベース108の下部に下部電極132を形成する(S220)。前記下部電極132を形成するステップは、第1〜第3の電極132a、132b、132cを形成するステップを含むことができる。前記下部電極132は前記予備ベース108を支持する支持体に用いられる。
【0106】
図10及び図11bを参照して、予備ベース108に異なるサイズのキャビティ116を形成し、ベース110を形成する(S230)。例えば、前記ベース110を形成するステップは、前記予備ベース108に第1のキャビティ117と、該第1のキャビティ117に比べて小さなサイズの第2のキャビティ118と、該第2のキャビティ119に比べて小さなサイズの第3のキャビティ119とを形成するステップを含むことができる。これにより、プレート112と、該プレート112から上方向に延びて前記キャビティ116を画定する隔壁114とを有する前記ベース110が製造される。一方、下部電極132は前記キャビティ116を形成する工程、例えば、エッチング工程及びドリル加工工程時において、該予備ベース132を支持することができる。
【0107】
着色材料120を前記キャビティ116に自己整列させ、前記キャビティ116に該着色材料120を配置する(S240)。前記着色材料120を配置するステップは、先に図6a〜図8bを参照して説明した着色材料120の配置する技術と概ね同じ方式で進行されることができる。
【0108】
図10及び図11eを参照して、ベース110の上部に上部電極134を形成する(S250)。前記上部電極134を形成するステップは、前記ベース110の上部に前記第1〜第3の電子ボール122、124、126に全て対応する電極板を形成するステップを含むことができる。これにより、前記ベース110の下部及び上部に各々配置される下部電極132及び上部電極134を備える電極部130が形成されることができる。
【0109】
上述した本発明の変形例による電子ペーパ表示装置の製造方法は、前記予備ベース108に前記キャビティ116を形成する前に、前記下部電極132を前記予備ベース108の下部に配置することができる。そのため、前記予備ベース108に前記キャビティ116を形成する過程で、前記下部電極132は前記予備ベース108を支持し、前記予備ベース108の損傷、または前記キャビティ116の形状または形成位置に誤りが発生するのを防止することができる。
【0110】
以下、本発明の一実施形態によるカラー電子ペーパ表示装置の多様な変形例を詳細に説明する。ここで、先に詳述した本発明の一実施形態によるカラー電子ペーパ表示装置及びその製造方法に対して重複する内容は省略または簡略化する。
【0111】
図12は、図1のカラー電子ペーパ表示装置の一変形例を示す図面である。図12を参照して、本発明の一変形例によるカラー電子ペーパ表示装置100aは、図1のカラー電子ペーパ表示装置100に比べて異なる配置を有する着色材料120を備える。例えば、前記着色材料120は一つのセル(C1)をなす第1〜第3の電子ボール122、124、126を備えることができる。前記第1〜第3の電子ボール122、124、126の各中心を結ぶ線12は三角形をなすことができる。前記第1の電子ボール122は、前記第1の方向xに沿って概ね一列に配置されることができる。また、前記第2及び第3の電子ボール124、126は、前記第1の電子ボール122と行(row)を異ならせて、前記第1の方向xに沿って交互に配置されることができる。これにより、前記セル(C1)は第1のセル(C1-1)と、該記第1のセル(C1-1)に対して180°回転した形態の第2のセル(C2-2)とから成る。前記第1のセル(C1-1)は第1の方向x1に沿って繰返して配置されることができる。前記第1の方向x1に垂直な第2の方向yには、前記第1のセル(C1-1)と前記第2のセル(C1-2)とが交互に繰返して配置されることができる。
【0112】
図13は、図1のカラー電子ペーパ表示装置の他の変形例を示す図面である。図13を参照して、本発明の他の変形例によるカラー電子ペーパ表示装置100bは、図1のカラー電子ペーパ表示装置100に比べて異なる着色材料120の配置を有することができる。例えば、前記着色材料120は一つのセル(C2)をなす第1〜第3の電子ボール122、124、126を備えることができる。前記第1〜第3の電子ボール122、124、126の各中心を結ぶ線14は三角形をなすことができる。ここで、前記線14がなす三角形は概ね直角三角形であってもよい。これにより、前記第1の電子ボール122と前記第2の電子ボール124との各中心を結ぶ線と、前記第1の電子ボール122と前記第3の電子ボール126との各中心を結ぶ線とは、概ね直角をなすことができる。前記第1及び第3の電子ボール122、126は第1の方向xに沿って交互に繰返して配置されることができる。また、前記第2の電子ボール124は、前記第1及び第3の電子ボール122、126と行を異ならせて、前記第1の方向xに沿って概ね一列に配置されることができる。これにより、前記セル(C2)は、第1のセル(C2-1)と、該第1のセル(C2-1)に対して180°回転した構造を有する第2のセル(C2-2)とから成る。前記第1のセル(C2-1)は、第1の方向xに沿って反復的なパターンに配置されることができる。前記第1の方向x1に垂直な第2の方向yには、前記第1のセル(C2-1)と前記第2のセル(C2-2)とが交互に繰返して配置されることができる。ここで、前記第1のセル(C2-1)と前記第2のセル(C2-2)とは互いに噛み合う形態(interdigited configuration)を有するように配置され、前記第1のセル(C2-1)と前記第2のセル(C2-2)との間の間隔を減少させることができる。
【0113】
図14は、図1のカラー電子ペーパ表示装置の他の変形例を示す図面である。図14を参照して、本発明の他の変形例によるカラー電子ペーパ表示装置100cは、図1のカラー電子ペーパ表示装置100に比べて異なる着色材料120の配置を有することができる。例えば、前記着色材料120は一つのセル(C3)をなす第1〜第3の電子ボール122、124、126を備えることができる。前記一つのセル(C3)に配置された前記第1〜第3の電子ボール122、124、126の中心は一つの直線16上に置かれる。前記セル(C3)は、第1のセル(C3-1)と、該第1のセル(C3-1)に対して180°回転した形態の第2のセル(C3-2)とから成る。前記第1のセル(C3-1)と前記第2のセル(C3-2)とは第1の方向x1に沿って交互に配置されることができる。これに加えて、前記第1及び第2のセル(C3-1)、(C3-2)は、前記第1の方向xに概ね垂直な第2の方向yに沿って繰返して配置されることができる。
【0114】
図15は、図2のカラー電子ペーパ表示装置の一変形例を示す図面である。図15を参照して、カラー電子ペーパ表示装置100dは、図2のカラー電子ペーパ表示装置100に比べて異なる構造の着色材料120aを有することができる。詳しくは、同じ系列の色相であっても、顔料の種類に応じて反射率が相違することがある。異種色相を有する電子ボールを用いる場合、異種色相の組合わせにより全体電子ボールの反射量が異なることがある。また、蛍光顔料の添加率によっても、前記電子ボールの反射量が異なることがある。これを考慮して、前記カラー電子ペーパ表示装置100dは、前記カラー電子ペーパ表示装置100に比べて異なる色相及び蛍光顔料の配置を有する電子ボールを有することができる。一例として、前記カラー電子ペーパ表示装置100dは、第1〜第3のキャビティ117、118、119を有するベース110と、前記第1〜第3のキャビティ117、118、119に順に配置された第4〜第6の電子ボール123、125、127とを有することができる。前記第4の電子ボール123は、異なる電荷に帯電された赤半球123a及び白半球123bとから成る。前記第5の電子ボール125は、異なる電荷に帯電された緑半球125aと白半球125bとから成る。そして、前記第6のボール127は、異なる電荷に帯電された青半球127a及び白半球127bから成る。前記第4〜第6の電子ボール123、125、127は、第1〜第3の電極132a、132b、132cから成る下部電極132と上部電極134とを備える電極部130により選択的に電圧を印加されて、独立して動作することができる。一方、前記第4_第6の電子ボール123、125、127は、蛍光顔料123c、125c、127cをさらに含むことができる。例えば、前記蛍光顔料123c、125c、127cは、前記赤半球123b、緑半球125b及び青半球127bに比べて相対的に高い反射率を有する前記白半球123b、125b、127bに付与されることができる。前記蛍光顔料123c、125c、127cは白系列の蛍光顔料であってもよい。これにより、前記白半球123b、125b、127bは前記赤半球123a、緑半球125a及び青半球127aに比べて相対的に反射率が増加することになる。また、前記第4〜第6の電子ボール123、125、127の各々の反射量を同一となるように、前記第4〜第6の電子ボール123、125、127のサイズを調節できる。
【0115】
前述のような構造のカラー電子ペーパ表示装置100dは、前記赤半球123a、緑半球125a及び青半球127aの組合わせにより黒色を具現化することができ、前記白半球123b、125b、127bの組合わせにより白色を具現化することができる。また、前記白半球123b、125b、127bには蛍光顔料123c、125c、127cが付与されることによって、前記赤半球123a、緑半球125a及び青半球127aに比べて相対的に反射率が増加することになる。これにより、前記カラー電子ペーパ表示装置100dは、より明るい白色の具現化が可能で、白黒対照比及び鮮明度を向上させることができる。
【0116】
図16は、図2のカラー電子ペーパ表示装置の他の変形例を示す図面である。図16を参照すると、カラー電子ペーパ表示装置100eは、図2のカラー電子ペーパ表示装置100に比べて異なる構造のキャビティ116aを有するベース110aを有することができる。例えば、前記カラー電子ペーパ表示装置100eは、第4〜第6のキャビティ117a、118a、119aを有するベース110aと、これらの第4〜第6のキャビティ117a、118a、119aに順に配置された第1〜第3の電子ボール122、124、126とを有することができる。前記第4〜第6のキャビティ117a、118a、119aは、互いに同じ深さを有することができる。前記第1〜第3の電子ボール122、124、126は、第1〜第3の電極132a、132b、132cから成る下部電極132及び上部電極134を備える電極部130により選択的に電圧を印加されて、独立して動作することができる。
【0117】
前述のような構造のカラー電子ペーパ表示装置100eは、同じ深さに設けられた第4〜第6のキャビティ117a、118a、119aが形成されたベース110aを有することができる。この場合、前記カラー電子ペーパ表示装置100eは、異なるサイズを有する第1〜第3の電子ボール122、124、126が配置されるキャビティ116の形成のための工程を単純化させることができる。例えば、前記第4〜第6のキャビティ117a、118a、119aは、一度のフォトレジストエッチング工程によって形成されることができる。または、前記第4〜第6のキャビティ117a、118a、119aは、一回のレーザ及び機械的ドリル加工工程によって形成されることができる。
【0118】
図17は、図1のカラー電子ペーパ表示装置の他の変形例を示す図面であり、図18は、図17中のII−II′線に沿った断面図である。図17及び図18を参照して、本発明の他の変形例によるカラー電子ペーパ表示装置100fは、電気泳動(electorphoretic)方式の電子ペーパ構造を有することができる。例えば、前記カラー電子ペーパ表示装置100fは、キャビティ116bを有するベース110bと、該キャビティ116bに配置された着色材料120bと、電極部130とを有することができる。
【0119】
前記ベース110には、第7〜第9のキャビティ117b、118b、119bが形成されることができる。前記第7〜第9のキャビティ117b、118b、119bは、概ね四角形の横断面を有することができる。これに加えて、前記第7のキャビティ117bは、前記第8のキャビティ118bに比べて大きな容積を有し、前記第8のキャビティ118bは、前記第9のキャビティ119bに比べて大きな容積を有することができる。
【0120】
前記着色材料120bは、光透過性流体及び前記光透過性流体に注入された所定の顔料粒子(pigment particle)を含む第1〜第3の電気泳動流体123′、125′、127′を含むことができる。前記顔料粒子は、前記第1〜第3の電気泳動流体123′、125′、127′の内部に浮遊(floating)されるように付与されることができる。これらの第1〜第3の電気泳動流体123′、125′、127′は、前記第7〜第9のキャビティ117b、118b、119bに順に配置されることができる。これにより、前記第1の電気泳動流体123′は、前記第2の電気泳動流体125′に比べて大きな容積を有し、前記第2の電気泳動流体125′は前記第3の電気泳動流体127′に比べて大きな容積を有することができる。前記第1の電気泳動流体123′は、異なる電荷に帯電された青粒子123a′及び黒粒子123b′を含むことができる。前記第2の電気泳動流体125′は、異なる電荷に帯電された黄粒子125a′及び黒粒子125b′を含むことができる。そして、前記第3の電気泳動流体127′は、異なる電荷に帯電された赤色粒子127a′及び黒粒子127b′を含むことができる。一方、前記第1〜第3の電気泳動流体123′、125′、127′の各中心を結ぶ線18は、概ね三角形をなすことができる。
【0121】
また、前記第1〜第3の電気泳動流体123′、125′、127′は、前記光透過性流体に注入された所定の蛍光顔料(fluorescence pigment)をさらに含むことができる。前記蛍光顔料は、前記光透過性流体の内部で浮遊されるように付与されることができる。前記第1の電気泳動流体123′には、青色系列の蛍光顔料(以下、青蛍光顔料123c′)がさらに付与されることができる。前記第2の電気泳動流体125′には、黄系列の蛍光顔料(以下、黄蛍光顔料125c′)が付与されることができる。前記第3の電気泳動流体127′には、赤色系列の蛍光顔料(以下、赤蛍光顔料127c′)が付与されることができる。これにより、前記第1〜第3の電気泳動流体123′、125′、127′は、前記黒粒子123b′、125b′、127b′に比べて相対的に反射率が向上した青顔料粒子123a′、黄顔料粒子125a′及び赤顔料粒子127a′を備えることができる。一方、前記蛍光顔料は、前記顔料粒子のうち同じ色相の顔料と同じ極性を有するように帯電されることができる。例えば、前記青蛍光顔料123c′、黄蛍光顔料125c′及び赤蛍光顔料127c′は青顔料粒子123a′、黄顔料粒子125a′及び赤顔料粒子127a′と同じ極性を有するように帯電できる。
【0122】
前記電極部130は、前記ベース110bの一側に配置された下部電極132と、前記ベース110bの他側に配置された上部電極134とを含む。前記下部電極132及び前記上部電極134のうちいずれか一つは正電極であり、他の一つは負電極であってもよい。前記下部電極132は、第1の電極132a、第2の電極132b及び第3の電極132cを含む。前記第1の電極132aは前記第1の電気泳動流体123′に対応するように配置され、前記第2の電極132bは前記第2の電気泳動流体125′に対応するように配置され、前記第3の電極132cは前記第3の電気泳動流体127′に対応するように配置される。前記上部電極134は、前記第1〜第3の電気泳動流体123′、125′、127′に全て対応するように配置される。例えば、前記上部電極134は前記ベース110の全面に対向する電極板の形態で付与されることができる。
【0123】
前述のような電極部130は、前記第1〜第3の電気泳動流体123′、125′、127′に選択的に電圧を印加し、前記第1〜第3の電気泳動流体123′、125′、127′を独立して切り換える。例えば、前記第1の電極132a及び第2の電極134bに電圧を印加すれば、前記第1の電極132aと同じ極性に帯電された前記第1の電気泳動流体123′内の粒子(即ち、前記青顔料粒子123a′及び前記青蛍光顔料123c′)は前記第2の電極124に向けて移動することができる。これと同時に、前記第1の電極132aと反対極性に帯電された前記第1の電気泳動流体123′内の粒子(即ち、黒粒子123b′)は前記第1の電極132aに向けて移動することができる。これにより、前記第1の電極132a及び前記上部電極134に各々電圧を選択的に印加し、前記第1の電気泳動流体123′を切り換えることができる。これと同じ方式で、前記電極部130は前記第2及び第3の電極132b、132cと前記上部電極134とに電圧を選択的に印加し、前記第2及び第3の電気泳動流体125′、127′を上述の方式で切り換えることができる。
【0124】
前述のような構造のカラー電子ペーパ表示装置100fは、第1〜第3の電気泳動流体123′、125′、127′が互いに同じ反射率を有するように、前記第1〜第3の電気泳動流体123′、125′、127′のサイズが調節された構造を有する。これにより、前記カラー電子ペーパ表示装置100fは、異なるサイズを有する第1〜第3の電気永動流体123′、125′、127′を備え、電気泳動方式で駆動される電子ペーパの構造を有することができる。
【0125】
また、前記カラー電子ペーパ表示装置100fは、紫外線を吸収すれば、所定の色を発現する蛍光顔料123c′、125c′、127c′が添加された第1〜第3の電気泳動流体123′、125′、127′を備え、前記着色材料120bの反射率を向上させることができる。これにより、本発明の他の変形例によるカラー電子ペーパ表示装置100fは、第1〜第3の電気泳動流体123′、125′、127′の反射率を増加させ、明るさ及び白黒対照比を向上することができる。
【0126】
以下、本発明の他の実施形態によるカラー電子ペーパ表示装置を詳細に説明する。ここで、先に詳述した本発明の一実施形態によるカラー電子ペーパ表示装置に対して重複する内容は省略または簡略化する。
【0127】
図19は本発明の他の実施形態によるカラー電子ペーパ表示装置を示す平面図であり、図20は図19中のIII−III′線に沿った断面図である。図19及び図20を参照して、本発明の他の実施形態によるカラー電子ペーパ表示装置200は、ベース210と、着色材料220と、電極部230とを含むことができる。
【0128】
前記ベース210は、プレート212と該前記プレート212から上方に延びる隔壁214とを有する。該隔壁214により、前記ベース210は開けられた上部、側面及び下面によって画定された複数のキャビティ215を有する。一例として、前記キャビティ215は、異なるサイズを有する第1のキャビティ216、第2のキャビティ217、第3のキャビティ218及び第4のキャビティ219を含むことができる。前記第1〜第4のキャビティ216、217、218、219の各々は、前記着色材料220に相応する横断面を有することができる。前記第1〜第4のキャビティ216、217、218、219は順に大きいサイズを有することができる。
【0129】
前記着色材料220は、前記プレート212上で前記隔壁214により区切られて配置される。例えば、前記着色材料220は、前記隔壁214により区切られた第1の電子ボール222、第2の電子ボール224、第3の電子ボール226及び第4の電子ボール228を含むことができる。前記第1〜第4の電子ボール222、224、226、228は、前記第1〜第4のキャビティ216、217、218、219に順に配置され、一つのセル(C4)をなすことができる。これにより、前記第1〜第4の電子ボール222、224、226は、図17のように、前記ベース210に異なる占有面積を有するように配置されることができる。
【0130】
前記第1〜第4の電子ボール222、224、226、228の各々は、異なる色を有する半球からなる。また、前記第1〜第4の電子ボール222、224、226、228の各々は、異なる電荷に帯電された半球からなることができる。例えば、前記第1の電子ボール222は、白半球222a及び黒半球222bから成り、前記第2の電子ボール224は青半球224a及び黒半球224bから成り、前記第3の電子ボール226は黄半球226a及び黒半球226bから成り、前記第4の電子ボール228は赤半球226a及び黒半球226bとから成る。前記白半球222a、青半球224a、黄半球226a及び赤半球228aは前記黒半球222b、224b、226b、228bと異なる電荷に帯電される。
【0131】
一方、前記第1〜第4の電子ボール222、224、226、228は、互いに同じ反射量を有するように調節される。前述のように、顔料は種類別に異なる反射率を有し、着色材料120のサイズは顔料の反射率に反比例する。これを考慮して、前述のように、前記第1〜第4の電子ボール222、224、226、228が順に大きいサイズを有するようにすることによって、前記着色材料220が同じ反射量を有するようにすることができる。
【0132】
前記着色材料220は、前記第1〜第4の電子ボール222、224、226、228間の間隔が最小化される平面的配置を有するように付与される。一例として、図17のように、前記第1〜第4の電子ボール222、224、226、228の各中心を結ぶ線20が一つの四角形をなすように、前記第1〜第4の電子ボール222、224、226、228を平面的に配置することができる。前記線20がなす四角形には、正方形、長方形、台形、平行四辺形、菱形などが挙げられる。また、前記ベース210上で前記第1〜第4の電子ボール222、224、226、228間の間隔が最小化されるように、前記セル(C4)を繰返して配置することができる。例えば、前記セル(C4)は、第1の方向x及び該第1の方向xに概ね垂直な第2の方向yに沿って反復的なパターンの形態で配置されることができる。
【0133】
また、前記着色材料220は、所定の蛍光顔料(fluorescencepigment)をさらに含むことができる。例えば、前記蛍光顔料は白半球222a、青半球224a、黄半球226a及び赤半球228aに順に付与された白蛍光顔料222c、青蛍光顔料224c、黄蛍光顔料226c及び赤蛍光顔料228cを含むことができる。前記蛍光顔料には、シ.アイ.アシッドイエロー(C.I.AcidYellow)、シ.アイ.アシッドオレンジ(C.I.AcidOrange)、シ.アイ.アシッドレッド(C.I.acidRed)、エオシン(eosin)、銅(Cu)入り硫化亜鉛(ZnS)、マンガン(Mn)入り硫化亜鉛(ZnS)、銀(Ag)入り硫化亜鉛(ZnS)、ビスマス(Bi)入り硫化亜鉛(ZnS)、フルオレセイン(fluorescein)、タングステン酸−カルシウム(tungsten acid calcium;CaWO)、タングステン酸−マグネシウム(tungsten acid magnesium;MgWO)、ケイ酸亜鉛(ZnSiO-Mn)、ケイ酸カドミウム(CdSiO-Mn)、ホウ酸カドミウム(CdB)及びハロリン酸カルシウムのうち少なくともいずれか一つが挙げられる。
【0134】
前記電極部230は光透過性の透明電極であってもよい。前記電極部230は、前記ベース210の一側に配置された下部電極232と、前記ベース210の他側に配置された上部電極234とを含む。前記下部電極232は、第1〜第4の電極232a、232b、232c、232dを含む。前記第1-第3の電極232a、232b、232c、232dは、順に前記第1〜第4の電子ボール222、224、226、228に各々対応するように配置される。前記上部電極234は、前記ベース110に対向する電極板の形態で設けられ、前記第1〜第4の電子ボール222、224、226、228に全て対応するように配置される。
【0135】
上述した構造のカラー電子ペーパ表示装置200は、各々が同じ反射率を有するように、異なるサイズに調節された第1〜第4の電子ボール222、224、226、228を備える着色材料220を含むことができる。前記カラー電子ペーパ表示装置200は、前記第1〜第4の電子ボール222、224、226、228間の間隔が最小化されるように、前記着色材料220を平面的に配置させた構造を有することができる。また、前記カラー電子ペーパ表示装置200は、蛍光顔料222c、224c、226c、228cが添加された第1〜第4の電子ボール222、224、226、228を備え、前記着色材料220の反射率を向上させることができる。これにより、本発明の他の実施形態によるカラー電子ペーパ表示装置200は、着色材料220の反射量を均一にして、白色をより純白色に近く表現すると共に、白黒対照比、鮮明度、色表現力及び明るさを向上することができる。
【0136】
続いて、本発明の他の実施形態によるカラー電子ペーパ表示装置の多様な変形例に対して具体的に説明する。ここで、先に説明した本発明の他の実施形態によるカラー電子ペーパ表示装置に対して重複する内容は省略または簡略化する。
【0137】
図21は、図19のカラー電子ペーパ表示装置の一変形例を示す図面である。図21を参照して、本発明の一変形例によるカラー電子ペーパ表示装置200aは、図19のカラー電子ペーパ表示装置200に比べて異なる配置を有する着色材料220を備える。例えば、前記着色材料220は一つのセル(C5)をなす第1〜第4の電子ボール222、224、226、228を備えることができる。前記第1〜第4の電子ボール222、224、226、228の各中心を結ぶ線22は四角形をなすことができる。前記四角形は概ね菱形状であってもよい。前記第1の電子ボール222と前記第4の電子ボール228とは、第1の方向xに沿って交互に繰返して配置されることができる。前記第2及び第3の電子ボール224、226は、前記第1及び第4の電子ボール222、228と行を異ならせて、前記第1の方向xに沿って交互に繰返して配置されることができる。前述のような構造のセル(C5)は、第1のセル(C5-1)と該第1のセル(C5-1)に対して180°回転した形態の第2のセル(C5-2)とから成る。前記第1のセル(C5-1)は、第1の方向x1に沿って反復的なパターンに配置されることができる。該第1の方向x1に垂直な第2の方向yには、前記第1のセル(C5-1)と前記第2のセル(C5-2)とが交互に繰返して配置されることができる。
【0138】
図22は、図19のカラー電子ペーパ表示装置の他の変形例を示す図面である。図22を参照して、本発明の他の変形例によるカラー電子ペーパ表示装置200bは、図19のカラー電子ペーパ表示装置200に比べて異なる配置を有する着色材料220を備える。一例として、図20のカラー電子ペーパ表示装置200bの左側領域32のように、前記着色材料220は一つのセル(C6)をなす第1〜第4の電子ボール222、224、226、228を備え、前記第1ー第4の電子ボール222、224、226、228の各中心を結ぶ線24は四角形をなすことができる。前記セル(C6)は、第1のセル(C6-1)と該セル(C6-1)に対して180°回転した形態の第2のセル(C6-2)とから成る。前記第1のセル(C6-1)は第1の方向x1に沿って繰返して配置されることができる。該第1の方向x1に垂直な第2の方向yには前記第1のセル(C6-1)と前記第2のセル(C6-2)とが交互に配置されることができる。ここで、前記第1のセル(C6-1)と前記第2のセル(C6-2)とは互いに噛み合う配列構造を有するように配置され、前記第1のセル(C6-1)と前記第2のセル(C6-2)との間の間隔を減少させることができる。他の例として、図22のカラー電子ペーパ表示装置200cの右側領域34のように、前記着色材料220は一つのセル(C7)をなす第1〜第4の電子ボール222、224、226、228を備え、前記第1〜第4の電子ボール222、224、226、228の各中心は、直線26に沿って置かれることがある。前記セル(C7)は、第1のセル(C7-1)と該セル(C7-1)に対して180°回転した構造を有する第2のセル(C7-2)とから成る。前記第1のセル(C7-1)及び前記第2のセル(C7-2)は、第1の方向x1に沿って交互に繰返して配置されることができる。
【0139】
図23は、図20のカラー電子ペーパ表示装置の一変形例を示す図面である。図23を参照して、カラー電子ペーパ表示装置200cは、図20のカラー電子ペーパ表示装置200に比べて異なる色相及び蛍光顔料の配置を有する電子ボールからなる着色材料220aを有する。一例として、前記カラー電子ペーパ表示装置200cは、第1〜第4のキャビティ216、217、218、219から成るキャビティ215を有するベース210と、これらの第1〜第4のキャビティ216、217、218、219に順に配置された第5〜第8の電子ボール223、225、227、229とを有することができる。前記第5の電子ボール223は、異なる電荷に帯電された黒半球223a及び白半球223bから成る。前記第6の電子ボール225は、異なる電荷に帯電された赤半球225a及び白半球225bから成る。前記第7の電子ボール227は、異なる電荷に帯電された緑半球227a及び白半球227bから成る。そして、前記第8の半球229は、異なる電荷に帯電された青半球229a及び白半球229bから成る。一方、第5〜第8の電子ボール223、225、227、229は、蛍光顔料223c、225c、227c、229cをさらに含むことができる。これらの蛍光顔料223c、225c、227c、229cは、前記白半球223b、225b、227b、225bに付与されることができる。前記蛍光顔料は、白系列の蛍光顔料であってもよい。これにより、前記白半球223b、225b、227b、229bは前記黒半球223a、赤半球225a、緑半球227a及び青半球229aに比べて反射率を向上することができる。また、第5〜第8の電子ボール223、225、227、229の各々の反射量が同一となるように、前記着色材料220bのサイズを調節することができる。このような第5〜第8の電子ボール223、225、227、229は、第1〜第4の電極232a、232b、232c、232dから成る下部電極232及び上部電極234を備える電極部230により選択的に電圧を印加され、独立して動作することができる。ここで、前記第5〜第8の電子ボール223、225、227、229の反射量は、互いに同一であってもよい。
【0140】
前述のような構造のカラー電子ペーパ表示装置200cは、前記黒半球223a、赤半球225a、緑半球227a及び青半球229aの組合わせにより黒色を具現化することができ、前記白半球223b、225b、227b、229bの組合わせにより白色を具現化することができる。また、前記白半球223b、225b、227b、229bには、蛍光顔料223c、225c、227c、229cが付与されることによって、前記黒半球223a、赤半球225a、緑半球227a及び青半球229aに比べて相対的に反射率が増加することになる。これにより、前記カラー電子ペーパ表示装置200cは、より明るい白色の具現化が可能で、白黒対照比及び鮮明度を向上させることができる。
【0141】
図24は、図20のカラー電子ペーパ表示装置の他の変形例を示す図面である。図24を参照すると、カラー電子ペーパ表示装置200dは、図20のカラー電子ペーパ表示装置200と異なる構造のキャビティ116aを有するベース110aを含む。例えば、前記カラー電子ペーパ表示装置100dは、第5〜第8のキャビティ216a、217a、218a、219aを有するベース210aと、これらの第5〜第8のキャビティ216a、217a、218a、219aに順に配置された第1〜第4の電子ボール222、224、226、228とを有することができる。前記第5〜第8のキャビティ216a、217a、218a、219aは、互いに同じ深さを有することができる。前記第1〜第4の電子ボール222、224、226、228は、第1〜第4の電極232a、232b、232c、232dから成る下部電極232及び上部電極234を備える電極部130により選択的に電圧を印加されて、独立して動作することができる。
【0142】
前述のような構造のカラー電子ペーパ表示装置200dは、同じ深さに形成された第5〜第8のキャビティ216a、217a、218a、219aが形成されたベース210aを有する。この場合、前記カラー電子ペーパ表示装置200dは、異なるサイズを有する第1〜第4の電子ボール222、224、226、228が配置されるキャビティ216の形成のための工程を単純化することができる。例えば、前記第5〜第9のキャビティ216a、217a、218a、219aは、一度のフォトレジストエッチング工程、レーザドリル加工工程及び機械的ドリル加工工程のうちいずれか一つを行って形成されることができる。
【0143】
図25は、図19のカラー電子ペーパ表示装置の他の変形例を示す図面であり、図26は、図25中のIV−IV′に沿った断面図である。
【0144】
図25及び図26を参照して、本発明の他の変形例によるカラー電子ペーパ表示装置200eは、電気泳動(electorphoretic)方式の電子ペーパ表示装置の構造を有する。例えば、前記カラー電子ペーパ表示装置200eは、キャビティ215bを有するベース210bと、該キャビティ115bに配置された着色材料220bと、電極部230とを有することができる。
【0145】
前記ベース110には、概ね四角形の横断面を有する第9〜第12のキャビティ216b、217b、218b、219bが形成されることができる。これに加えて、前記第9〜第12のキャビティ216b、217b、218b、219bは順に大きい容積を有することができる。
【0146】
前記着色材料220bは、光透過性流体及び該光透過性流体に注入された所定の顔料粒子(pigment particle)を有する第1〜第4の電気泳動流体223′、225′、227′、229′を含む。前記顔料粒子は、前記第1〜第4の電気泳動流体223′、225′、227′、229′の内部で浮遊するように付与されることができる。前記第1〜第4の電気泳動流体223′、225′、227′、229′は、前記第9〜第12のキャビティ216b、217b、218b、219bに順に配置されることができる。前記第1の電気泳動流体223′は、異なる電荷に帯電された白顔料粒子223a′及び黒顔料粒子223b′を含むことができる。前記第2の電気泳動流体225′は、異なる電荷に帯電された青顔料粒子225a′及び黒顔料粒子225b′を含むことができる。前記第3の電気泳動流体227′は、異なる電荷に帯電された黄顔料粒子227a′及び黒顔料粒子227b′を含むことができる。そして、前記第4の電気泳動流体229′は、異なる電荷に帯電された赤色粒子229a′及び黒粒子229b′を含むことができる。
【0147】
一方、前記第1〜第4の電気泳動流体223′、225′、227′、229′は、前記光透過性流体に注入された所定の蛍光顔料(fluorescence pigment)をさらに含むことができる。例えば、前記第1の電気泳動流体223′には白系列の蛍光顔料(以下、白蛍光顔料223c′)がさらに付与され、前記第2の電気泳動流体225′には青色系列の蛍光顔料(以下、青蛍光顔料225c′)がさらに付与されることができる。前記第3の電気泳動流体227′には黄系列の蛍光顔料(以下、黄蛍光顔料227c′)がさらに付与され、前記第3の電気泳動流体229′には赤色系列の蛍光顔料(以下、赤蛍光顔料229c′)が付与されることができる。前記白蛍光顔料223c′、青蛍光顔料225c′、黄蛍光顔料227c′及び赤蛍光顔料229c′は白顔料粒子223a′、青顔料粒子225a′、黄顔料粒子227a′及び赤顔料粒子229a′と同じ極性を有するように帯電できる。
【0148】
前記電極部130は、前記ベース110bの一側に配置された下部電極132と、前記ベース110bの他側に配置された上部電極134とを含む。前記下部電極132は、前記第1〜第4の電気泳動流体223′、225′、227′、229′に対応して配置される第1〜第4の電極232a、232b、232c、232dを含む。前記上部電極134は、前記ベース110の全面に対向する電極板の形態で付与される。前述のような電極部230は、前記第1〜第4の電気泳動流体223′、225′、227′、229′に選択的に電圧を印加し、前記第1〜第4の電気泳動流体223′、225′、227′、229′を独立して切り換えることができる。前記電極部230が前記着色材料220bを切り換える過程は、先に図15及び図16を参照して説明したことと概ね同一である。従って、前記白蛍光顔料223c′、青蛍光顔料225c′、黄蛍光顔料227c′及び赤蛍光顔料229c′は、前記電極部230により、前記光透過性流体内で白顔料粒子223a′、青顔料粒子225a′、黄顔料粒子227a′及び赤顔料粒子229a′と共に移動することができる。
【0149】
前述のような構造のカラー電子ペーパ表示装置200eは、第1〜第4の電気泳動流体223′、225′、227′、229′が互いに同じ反射率を有するように、前記着色材料220bのサイズが調節された構造を有することができる。これにより、前記カラー電子ペーパ表示装置200dは、異なるサイズを有する第1〜第4の電気永動流体223′、225′、227′、229′を備え、電気泳動方式で駆動される電子ぺーパの構造を有することができる。
【0150】
また、前述のような構造のカラー電子ペーパ表示装置200eは、紫外線を吸収すれば、所定の色を発現する蛍光顔料が添加された第1〜第4の電気泳動流体223′、225′、227′、229′を備え、前記着色材料220bの反射率を向上することができる。これにより、本発明の他の変形例によるカラー電子ペーパ表示装置200eは、第1〜第4の電気泳動流体223′、225′、227′、229′の反射率を増加させ、明るさ及び白黒対照比を向上することができる。
【0151】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【0152】
100 カラー電子ペーパ表示装置
110 ベース
112 プレート
114 隔壁
116 キャビティ
120 着色材料
122 第1の電子ボール
124 第2の電子ボール
126 第3の電子ボール
130 電極部
132 下部電極
134 上部電極

【特許請求の範囲】
【請求項1】
キャビティを有するベースと、
前記キャビティに配置され、セルをなす着色材料と、
前記着色材料に電圧を印加する電極部とを含み、
前記セルをなす着色材料は、同じ反射量を有し、異なる顔料及びサイズを有するように構成されるカラー電子ペーパ表示装置。
【請求項2】
前記着色材料の各々は、異なる極性に帯電された半球からなる電子ボールを含み、
前記半球のうちいずれか一つは、他の一つに比べて高い反射率を有する請求項1に記載のカラー電子ペーパ表示装置。
【請求項3】
前記セルには、前記電子ボールが複数配置され、
前記電子ボールは、前記電子ボールの各中心を結ぶ線が三角形をなすように、配置される請求項2に記載のカラー電子ペーパ表示装置。
【請求項4】
前記セルには、複数の前記電子ボールが配置され、
前記電子ボールの各中心は、直線上に位置する請求項2に記載のカラー電子ペーパ表示装置。
【請求項5】
前記半球のうち高い反射率を有する半球に与えられる蛍光顔料を、さらに含む請求項2に記載のカラー電子ペーパ表示装置。
【請求項6】
前記蛍光顔料は、シ.アイ.アシッドイエロー(C.I.AcidYellow)、シ.アイ.ベーシックオレンジ(C.I.BasicOrange)、シ.アイ.アシッドレッド(C.I.AcidRed)、エオシン(eosin)、銅(Cu)入り硫化亜鉛(ZnS)、マンガン(Mn)入り硫化亜鉛(ZnS)、銀(Ag)入り硫化亜鉛(ZnS)、ビスマス(Bi)入り硫化亜鉛(ZnS)、フルオレセイン(fluorescein)、タングステン酸−カルシウム(tungsten acid calcium CaWO)、タングステン酸−マグネシウム(tungsten acid magnesium MgWO)、ケイ酸亜鉛(ZnSiO-Mn)、ケイ酸カドミウム(CdSiO-Mn)、ホウ酸カドミウム(CdB)及びハロリン酸カルシウム(CdB)のうち少なくともいずれか一つを含む請求項5に記載のカラー電子ペーパ表示装置。
【請求項7】
前記着色材料は、
光透過性流体と、
前記光透過性流体内に配置され、異なる電荷に帯電された顔料粒子
とを含む請求項1に記載のカラー電子ペーパ表示装置。
【請求項8】
前記光透過性流体内に配置され、前記顔料粒子のうち高い反射率を有する顔料粒子と同じ電荷に帯電された蛍光顔料を、さらに含む請求項7に記載のカラー電子ペーパ表示装置。
【請求項9】
前記蛍光顔料は、シ.アイ.アシッドイエロー(C.I.AcidYellow)、シ.アイ.ベーシックオレンジ(C.I.BasicOrange)、シ.アイ.アシッドレッド(C.I.AcidRed)、エオシン(eosin)、銅(Cu)入り硫化亜鉛(ZnS)、マンガン(Mn)入り硫化亜鉛(ZnS)、銀(Ag)入り硫化亜鉛(ZnS)、ビスマス(Bi)入り硫化亜鉛(ZnS)、フルオレセイン(fluorescein)、タングステン酸−カルシウム(tungsten acid calcium CaWO)、タングステン酸−マグネシウム(tungsten acid magnesium MgWO)、ケイ酸亜鉛(ZnSiO-Mn)、ケイ酸カドミウム(CdSiO-Mn)、ホウ酸カドミウム(CdB)及びハロリン酸カルシウム(CdB)のうち少なくともいずれか一つを含む請求項8に記載のカラー電子ペーパ表示装置。
【請求項10】
異なるサイズのキャビティが形成されたベースを準備するステップと、
前記キャビティに着色材料を形成するステップと、
前記ベース上に前記着色材料に電圧を印加する電極部を形成するステップとを含み、
セルをなす前記着色材料は、同じ反射量を有し、異なる顔料及びサイズを有するように構成されるカラー電子ペーパ表示装置の製造方法。
【請求項11】
前記着色材料を形成するステップは、異なる電荷に帯電された半球からなる電子ボールを前記キャビティに配置するステップを含む請求項10に記載のカラー電子ペーパ表示装置の製造方法。
【請求項12】
前記着色材料を形成するステップは、前記半球のうち相対的に高い反射率を有する半球に蛍光顔料を供給するステップをさらに含む請求項11に記載のカラー電子ペーパ表示装置の製造方法。
【請求項13】
前記着色材料を形成するステップは、前記半球のうち相対的に低い反射率を有する半球に黒色顔料を供給するステップを含む請求項12に記載のカラー電子ペーパ表示装置の製造方法。
【請求項14】
前記着色材料を形成するステップは、前記半球のうちいずれか一つに、シ.アイ.アシッドイエロー(C.I.AcidYellow)、シ.アイ.ベーシックオレンジ(C.I.BasicOrange)、シ.アイ.アシッドレッド(C.I.AcidRed)、エオシン(eosin)、銅(Cu)入り硫化亜鉛(ZnS)、マンガン(Mn)入り硫化亜鉛(ZnS)、銀(Ag)入り硫化亜鉛(ZnS)、ビスマス(Bi)入り硫化亜鉛(ZnS)、フルオレセイン(fluorescein)、タングステン酸−カルシウム(tungsten acid calcium CaWO)、タングステン酸−マグネシワム(tungsten acid magnesium MgWO)、ケイ酸亜鉛(ZnSiO-Mn)、ケイ酸カドミウム(CdSiO-Mn)、ホウ酸カドミウム(CdB)及びハロリン酸カルシウム(CdB)のうち少なくともいずれか一つを注入するステップを含む請求項12に記載のカラー電子ペーパ表示装置の製造方法。
【請求項15】
前記着色材料を形成するステップは、前記キャビティに異なる電荷に帯電された顔料粒子を有する電気泳動流体を形成するステップを含む請求項10に記載のカラー電子ペーパ表示装置の製造方法。
【請求項16】
前記電気泳動流体を形成するステップは、
前記キャビティに光透過性流体を注入するステップと、
蛍光顔料を前記顔料粒子のうち高い反射率を有する顔料粒子と同じ電荷を有するように帯電させ、前記光透過性流体に注入するステップ
とを含む請求項15に記載のカラー電子ペーパ表示装置の製造方法。
【請求項17】
前記着色材料を形成するステップは、前記着色材料に、シ.アイ.アシッドイエロー(C.I.AcidYellow)、シ.アイ.ベーシックオレンジ(C.I.BasicOrange)、シ.アイ.アシッドレッド(C.I.AcidRed)、エオシン(eosin)、銅(Cu)入り硫化E鉛(ZnS)、マンガン(Mn)入り硫化亜鉛(ZnS)、銀(Ag)入り硫化亜鉛(ZnS)、ビスマス(Bi)入り硫化亜鉛(ZnS)、フルオレセイン(fluorescein)、タングステン酸−カルシウム(tungsten acid calcium CaWO)、タングステン酸−マグネシウム(tungsten acid magnesium MgWO)、ケイ酸亜鉛(ZnSiO-Mn)、ケイ酸カドミウム(CdSiO-Mn)、ホウ酸カドミウム(CdB)及び活路リーン酸カル、ンウム(CdB)のうち少なくともいずれか一つを注入するステップを含む請求項16に記載のカラー電子ペーパ表示装置の製造方法。
【請求項18】
各々が異なる電荷に帯電された半球からなる複数の電子ボールと、前記電子ボールが配置されるキャビティが形成されたベースと、前記電子ボールを切り換える電極部とを含むカラー電子ペーパ表示装置の製造方法において、
(a)前記キャビティのサイズが異なる前記ベースを形成するステップ、
(b)相対的に低い反射率の顔料を有する電子ボールに比べて小さくなるように前記電子ボールのうち高い反射率の顔料を有する電子ボールを形成するステップ、
(c)前記電子ボールがサイズ別に前記キャビティに自己整列されて配置されるようにするステップ、
を含み、
前記(b)のステップは、異なるサイズの前記電子ボールの各々の反射量が互いに同じようにする、カラー電子ペーパ表示装置の製造方法。
【請求項19】
前記(c)のステップは、前記電子ボールのうち最も大きなサイズの電子ボールから最も小さなサイズの電子ボールまで順に前記キャビティに配置する請求項18に記載のカラー電子ペーパ表示装置の製造方法。
【請求項20】
前記電極部は、前記キャビティの開口部に対向するように配置された電極板形態の上部電極を備え、
前記キャビティは、異なるサイズの前記電子ボールが前記電極板から一定間隔離間されるように、前記キャビティの各々の深さが調節される請求項19に記載のカラー電子ペーパ表示装置の製造方法。
【請求項21】
前記電子ボールに蛍光顔料を供給するステップを、さらに含む請求項18に記載のカラー電子ペーパ表示装置の製造方法。
【請求項22】
前記蛍光顔料を供給するステップは、前記半球のうち相対的に反射率が高い半球に、シ.アイ.アシッドイエロー(C.I.AcidYellow)、シ.アイ.ベーシックオレンジ(C.I.BasicOrange)、シ.アイ.アシッドレッド(C.I.AcidRed)、エオシン(eosin)、銅(Cu)入り硫化亜鉛(ZnS)、マンガン(Mn)入り硫化亜鉛(ZnS)、銀(Ag)入り硫化亜鉛(ZnS)、ビスマス(Bi)入り硫化亜鉛(ZnS)、フルオレセイン(fluorescein)、タングステン酸−カルシウム(tungsten acid calcium;CaWO)、タングステン酸−マグネシウム(tungsten acid magnesium;MgWO)、ケイ酸亜鉛(ZnSiO-Mn)、ケイ酸カドミウム(CdSiO-Mn)、ホウ酸カドミウム(CdB)及びハロリン酸カルシウムのうち少なくともいずれか一つを供給してなされる請求項21に記載のカラー電子ペーパ表示装置の製造方法。
【請求項23】
前記(c)のステップは、前記電子ボールのうち、一つのセルをなす三個の電子ボールの各中心を結ぶ線が三角形をなすように、前記電子ボールを前記ベース上に配置するステップを含む請求項18に記載のカラー電子ペーパ表示装置の製造方法。
【請求項24】
前記(c)のステップは、前記電子ボールのうち、一つのセルをなす4個の電子ボールの各中心を結ぶ線が四角形をなすように、前記電子ボールを前記ベース上に配置するステップを含む請求項18に記載のカラー電子ペーパ表示装置の製造方法。
【請求項25】
前記(c)のステップは、前記電子ボールのうち、一つのセルをなす少なくとも三個の電子ボールの各中心が一直線上に配置されるように、前記電子ボールを前記ベース上に配置するステップを含む請求項18に記載のカラー電子ペーパ表示装置の製造方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5a】
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【図5b】
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【図6a】
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【図6b】
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【図7a】
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【図7b】
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【図8a】
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【図8b】
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【図9a】
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【図9b】
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【図10】
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【図11a】
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【図11b】
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【図11c】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【図15】
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【図16】
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【図17】
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【図18】
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【図19】
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【図20】
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【図21】
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【図22】
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【図23】
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【図24】
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【図25】
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【図26】
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【公開番号】特開2013−68973(P2013−68973A)
【公開日】平成25年4月18日(2013.4.18)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−279232(P2012−279232)
【出願日】平成24年12月21日(2012.12.21)
【分割の表示】特願2010−109838(P2010−109838)の分割
【原出願日】平成22年5月12日(2010.5.12)
【出願人】(594023722)サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド. (1,585)
【Fターム(参考)】