電子ペーパー表示装置及びその製造方法
【課題】色再現率、鮮明度、反射率を向上した構造を有する電子ペーパー表示装置の提供。
【解決手段】第１の回転ボールを有する下部構造物を形成する工程と、第１の回転ボールに比べて大きい大きさを有する第２の回転ボールを有する上部構造物を形成する工程と、第２の回転ボール間の領域に第１の回転ボールが対向するように、下部構造物と上部構造物とを結合する工程と、下部構造物と上部構造物との間の空間に絶縁性オイルを満たす工程とを含む。
【解決手段】第１の回転ボールを有する下部構造物を形成する工程と、第１の回転ボールに比べて大きい大きさを有する第２の回転ボールを有する上部構造物を形成する工程と、第２の回転ボール間の領域に第１の回転ボールが対向するように、下部構造物と上部構造物とを結合する工程と、下部構造物と上部構造物との間の空間に絶縁性オイルを満たす工程とを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子ペーパー表示装置及びその製造方法に関し、より詳しくは、色再現率、鮮明度及び反射率を向上した電子ペーパー表示装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
次世代表示装置のうちで電子ペーパー表示装置は、他の表示装置に比べて優れる可用性(ａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ)及び可換性(ｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙ)を有しており、低電力で駆動可能な特長がある。そのため、電子ペーパー表示装置は、書籍のような紙葉類印刷媒体を取り替えることができ、またその他多様な種の表示スクリーン及び電子壁紙などの分野に適用されることができる長所がある。
【０００３】
現在、代表的な電子ペーパー表示装置として、異なる色相の半球から成る回転ボール（ｒｏａｔｉｎｇ ｂａｌｌ）を用いるツイストボールタイプの電子ペーパー表示装置がある。該ツイストボールタイプの電子ペーパー表示装置は、複数の回転ボールと、該回転ボールを仕切る隔壁構造体と、回転ボールを回転させる電極構造体と、回転ボールに潤滑性を付与するための透明な絶縁性オイルとを備える。このような構造の電子ペーパー表示装置では、電極構造体が回転ボールに電圧を供給して、該回転ボールを回転させることによって、外部へ色を表現する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第７３９４５０９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記のような構造の電子ペーパー表示装置は、回転ボールの各々が球形状を有するため、回転ボール間の空間は、色が表現されない死角領域になる。該死角領域は、電子ペーパー表示装置の色再現率、鮮明度、反射率などを向上するのに制約をもたらす。
【０００６】
本発明は上記の問題点に鑑みて成されたものであって、その目的は、回転ボール間に色の表現ができない死角領域を減少して、色再現率、鮮明度及び反射率を向上した構造を有する電子ペーパー表示装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、回転ボール間に色の表現ができない死角領域を減少して、色再現率、鮮明度及び反射率を向上した構造を有する電子ペーパー表示装置を製造することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を解決するために、本発明による電子ペーパー表示装置は、同じ平面上に配置され、外部へ色を表現する回転ボールと、該回転ボール間の空間を通じて外部へ色を表現するサブ色表現体とを含む。
【０００８】
本発明によれば、前記サブ色表現体は、前記回転ボールに比べて小さな大きさの回転ボールを含む。
【０００９】
本発明によれば、前記サブ色表現体は、前記回転ボール間の領域に対向するように配置された回転ボールを含む。
【００１０】
本発明によれば、前記回転ボールを側方向に仕切る隔壁構造体を含み、前記隔壁構造体は、光透過性を有する透明材料から成り、前記サブ色表現体は、前記隔壁構造体を通じて外部へ色を表現する。
【００１１】
また、上記目的を解決するために、本発明による電子ペーパー表示装置は、第１の回転ボールを有する下部構造物と、該下部構造物の上部に配置され、前記第１の回転ボールに比べて大きい大きさを有する第２の回転ボールを有する上部構造物と、前記下部構造物と前記上部構造物との間の空間を満たす絶縁性オイルとを含み、前記第１の回転ボールは、前記第２の回転ボール間の領域に対向するように配置される。
【００１２】
本発明によれば、前記下部構造物は、第１のプレート及び該第１のプレート上に形成され、前記第１の回転ボールの配置される第１のキャビティを有する第１の隔壁構造体を含み、前記上部構造物は、前記第２のプレートと、該第２のプレート上に形成され、前記第２の回転ボールが位置され、前記第１のキャビティに比べて大きい大きさを有する第２のキャビティを有する第２の隔壁構造体とを含む。
【００１３】
本発明によれば、前記第１のプレート及び前記第２のプレートは、前記第１の回転ボール及び前記第２の回転ボールに電圧を供給するための電極として使われる。
【００１４】
本発明によれば、前記第１の隔壁構造体は、前記第２の回転ボールに対向する領域が凹になった構造を有する。
【００１５】
本発明によれば、前記第１の回転ボールの各々は、第１の半球及び該第１の半球と異なる電荷値を有する第２の半球から成り、前記第２の回転ボールの各々は、第３の半球及び該第３の半球と異なる電荷値を有する第４の半球から成り、前記第１の半球は黒で、前記第２の半球は白で、前記第３の半球は赤、緑、青、シアン、マジエンタ及び黄のうちのいずれか一つで、前記第４の半球は黒、白、赤、緑、青、シアン、マジエンタ及び黄のうちの他の一つである。
【００１６】
本発明によれば、前記第２の回転ボールは、平面視でジグザグ形態を有するように配置され、前記第１の回転ボールは、前記第１の回転ボールの中心と隣接する三つの前記第２の回転ボールの中心とが一致するように、配置される。
【００１７】
本発明によれば、前記下部構造物と前記上部構造物との間に配置され、前記下部構造物と前記上部構造物との間の間隔を予め決められた間隔で保持させるスペーサをさらに含む。
【００１８】
また、上記目的を解決するために、本発明による電子ペーパー表示装置の製造方法は、第１の回転ボールを有する下部構造物を形成する工程と、前記第１の回転ボールに比べて大きい大きさを有する第２の回転ボールを有する上部構造物を形成する工程と、前記第２の回転ボール間の領域に前記第１の回転ボールが対向するように、前記下部構造物と前記上部構造物とを結合する工程と、前記下部構造物と前記上部構造物との間の空間に絶縁性オイルを満たす工程とを含む。
【００１９】
本発明によれば、前記下部構造物を形成する工程は、第１のプレートを準備する工程と、前記第１のプレートに第１の絶縁膜を形成する工程と、前記第１の絶縁膜の一部をとり除いて、前記第１の回転ボールの配置される第１のキャビティを形成する工程とを含み、前記上部構造物を形成する工程は、第２のプレートを準備する工程と、前記第２のプレートに第２の絶縁膜を形成する工程と、前記第２の絶縁膜の一部をとり除いて、前記第２の回転ボールが位置され、前記第１のキャビティに比べて大きい大きさを有する第２のキャビティを形成する工程とを含む。
【００２０】
本発明によれば、前記第１のプレート及び前記第２のプレートは、前記第１及び第２の回転ボールに電圧を供給する電極として使われる。
【００２１】
本発明によれば、前記下部構造物と前記上部構造物とを結合する工程は、前記下部構造物にスペーサを形成する工程と、前記スペーサをストッパとして、前記下部構造物に前記上部構造物を密着させる工程とを含む。
【００２２】
本発明によれば、前記上部構造物を形成する工程は、前記第２の回転ボールを側方向に仕切る第２の隔壁構造体を形成する工程を含み、前記スペーサを形成する工程は、前記電子ペーパー表示装置の画素領域以外の領域に前記第２の隔壁構造体に比べて厚い厚さを有する絶縁体を形成する工程を含む。
【００２３】
本発明によれば、前記上部構造物を形成する工程は、第２のプレートを準備する工程と、前記第２のプレート上に前記第２の回転ボールを側方向に仕切る第２の隔壁構造体を形成する工程と、前記第２のキャビティに接着剤を注入する工程と、前記接着剤を用いて前記第２の回転ボールを前記第２のキャビティ内に接着させる工程とを含む。
【００２４】
本発明によれば、前記接着剤は、前記絶縁性オイルである。
【発明の効果】
【００２５】
従って、本発明によれば、ある一つの平面上に配置される回転ボールの色表現の死角領域で、他の平面上に配置される回転ボールが色を表現することによって、色再現率、コントラスト比、反射率を向上することができる。
【００２６】
また、本発明によれば、ある一つの平面上に配置される回転ボールの色表現の死角領域で、他の平面上に配置される回転ボールが色を表現することによって、色再現率、コントラスト比、反射率を向上した構造を有する電子ペーパー表示装置を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態による電子ペーパー表示装置におけるボールの配置を概略的に示す平面図である。
【図２】図１中のI−I'線に沿った断面図である。
【図３】本発明の実施形態による電子ペーパー表示装置の製造方法を示すフローチャートである。
【図４ａ】本発明の実施形態による電子ペーパー表示装置の製造過程を説明するための断面図である。
【図４ｂ】本発明の実施形態による電子ペーパー表示装置の製造過程を説明するための断面図である。
【図４ｃ】本発明の実施形態による電子ペーパー表示装置の製造過程を説明するための断面図である。
【図４ｄ】本発明の実施形態による電子ペーパー表示装置の製造過程を説明するための断面図である。
【図５】本発明の実施形態による電子ペーパー表示装置の変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の好適な実施の形態を、図面を参考にして詳細に説明する。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、装置の大きさ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一の参照符号は同一の構成要素を示している。
【００２９】
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あって、本発明を制限しようとするものではない。本明細書において、単数形は文句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」とは、言及された構成要素、ステップ、動作及び／又は素子は、一つ以上の他の構成要素、ステップ、動作及び／又は素子の存在または追加を排除しないことに理解されたい。
【００３０】
図１は、本発明の実施形態による電子ペーパー表示装置におけるボールの配置を概略的に示す平面図で、図２は、図１中のI−I'線に沿った断面図である。
【００３１】
図１及び図２を参照して、本発明の実施形態による電子ペーパー表示装置１００は、下部構造物１１０と、上部構造物１２０と、スペーサ１３０と、絶縁性オイル１４４とを含む。
【００３２】
下部構造物１１０は、第１のプレート１１２と、第１の隔壁構造体１１４と、サブ色表現手段（以下、「第１の回転ボール１１６」とも称す）とを含む。第１のプレート１１２は、第１の隔壁構造体１１４及び第１の回転ボール１１６を支持するためのベース基板であってもよい。第１のプレート１１２は、金属材料から成ることができる。この場合、第１のプレート１１２は、第１の回転ボール１１６を回転させるための電極として使われる。
【００３３】
第１の隔壁構造体１１４は、第１のプレート１１２上で第１の回転ボール１１６を支持及び仕切る。第１の隔壁構造体１１４は、第１のプレート１１２を覆う絶縁パターンであってもよい。該絶縁パターンは、第１の回転ボール１１６が位置する第１のキャビティ１１４ａを有する。第１のキャビティ１１４ａは、下部構造物１１０から上に向けて開放された柱状を有する。
【００３４】
第１の回転ボール１１６の各々は、第１の半球１１６ａ及び第２の半球１１６ｂから成る球形状を有する。第１の半球１１６ａ及び第２の半球１１６ｂは、異なる色相を有する。一例として、第１の半球１１６ａは、黒、白、赤、緑、青、シアン、マジエンタ及び黄のうちのいずれか一つで、第２の半球１１６ｂは、黒、白、赤、緑、青、シアン、マジエンタ及び黄のうちの他の一つである。また、第１の半球１１６ａの電荷値と第２の半球１１６ｂの電荷値とは異なって設定される。一例として、第１の半球１１６ａ及び第２の半球１１６ｂは、異なる電荷で帯電(ｅｌｅｃｔｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ）される。他の例として、第１の半球１１６ａ及び第２の半球１１６ｂのうちのいずれか一つのみが選択的に帯電され、第１の半球１１６ａ及び第２の半球１１６ｂの各電荷値が異なることになる。
【００３５】
上部構造物１２０は、第２プレート１２２と、第２の隔壁構造体１２４と、メイン色表現手段１２６とを含む。第２のプレート１２２は、第２の隔壁構造体１２４及びメイン色表現手段１２６を支持するためのベース基板であってもよい。第２のプレート１２２は、金属材料から成ることができる。この場合、該第２のプレート１２２は、メイン色表現手段１２６を回転させるための電極として使われる。一方、第２のプレート１２２は、光透過性の高い材料から成る。より詳しくは、第１の回転ボール１１６及びメイン色表現手段１２６の色相は、上部構造物１２０を通じて外部へ表示される。これによって、第２のプレート１２２は、第１の回転ボール１１６及びメイン色表現手段１２６の色相表現の効率が低下しないように、光透過性の高い透明材料から成ることが望ましい。例えば、第２のプレート１２２には、ガラス基板が挙げられる。この場合、第１のプレート１１２と共に、第１の回転ボール１１６及びメイン色表現手段１２６に電圧を供給するための電極は、第２のプレート１２２上に別に設けられることができる。
【００３６】
第２の隔壁構造体１２４は、第２のプレート１２２上でメイン色表現手段１２６を支持及び仕切る。該第２の隔壁構造体１２４は、第２のプレート１２２を覆う絶縁パターンであってもよい。該絶縁パターンは、メイン色表現手段１２６が位置する第２のキャビティ１２４ａを有する。該第２のキャビティ１２４ａは、上部構造物１２０から下に向けて開放された柱状を有する。
【００３７】
メイン色表現手段１２６は、第２のプレート１２２を通じて外部へ色を表現するための構成である。例えば、メイン色表現手段１２６としては、第１の回転ボールに比べて大きい大きさの回転ボールが用いられる。一例として、メイン色表現手段（以下、「第２の回転ボール１２６」とも称す）の各々は、第３の半球１２６ａ及び第４の半球１２６ｂから成る球形状を有する。これらの第３の半球１２６ａ及び第４の半球１２６ｂは、異なる色相を有する。また、第３の半球１２６ａの電荷値と第４の半球１２６ｂの電荷値とは異なって設定される。第３の半球１２６ａ及び第４の半球１２６ｂの色相選択及び電荷値調節方式は、前述した第１及び第２の半球１１６ａ、１１６ｂの色相選択及び電荷値調節方式と概ね同じである。
【００３８】
一方、第１の回転ボール１１６は、第２の回転ボール１２６間の空間を通じて外部へ色を表現する。例えば、第２の回転ボール１２６は、電子ペーパー表示装置１００において色相が表現される色表現面積の大部分を占めるように、平面的に配置される。このため、第２の回転ボール１２６は、ジグザグ形態に配置される。これによって、第２の回転ボール１２６は、色を表現するためのメイン回転ボールとして外部へ色相を表現することができる。しかしながら、第２の回転ボール１２６は球形状を有するため、第２の回転ボール１２６を密着して配置すると言っても、第２の回転ボール１２６間には空きが生じることになる。該空きは、第２の回転ボール１２６によって色が表現されない色表現の死角領域になる。よって、第１の回転ボール１１６は、色表現の死角領域を通じて外部へ色を表現するべく、第２の回転ボール１２６間の空間に配置される。一例として、第１の回転ボール１１６の中心は、隣接する三つの第２の回転ボール１２６の中点間を接続する三角形１０の中心と一致するように配置される。この場合、第１の回転ボール１１６は、第２の隔壁構造体１２４と対向することになる。
【００３９】
また、第１の回転ボール１１６は、第２の回転ボール１２６に比べて小さな直径を有するように、その大きさが調節されることが望ましい。より詳しくは、第１の回転ボール１１６の大きさが大きくなるほど、より広い死角領域で色を表現することができ、電子ペーパー表示装置１００の色鮮明度をさらに向上することができる。しかしながら、第１の回転ボール１１６の大きさが第２の回転ボール１２６の大きさ以上の場合、第１の回転ボール１１６による色再現率が向上する効率が逆に減少してしまう。一方、第１の回転ボール１１６の大きさが第２の回転ボール１２６の大きさ以上の場合、隣接する第１の回転ボール１１６間の衝突が発生し、また、第１の隔壁構造体１１４の厚さを極めて薄くしなければならないため、第１の回転ボール１１６の配置や第１の隔壁構造体１１４の製造などに相当な制約を受けることになる。そのため、第１の回転ボール１１６の大きさを第２の回転ボール１２６の大きさより小さくすることが、第１の回転ボール１１６の配置や第１の隔壁構造体１１４の製造効率面で有利する。例えば、第１の回転ボール１１６の直径は、第２の回転ボール１２６の直径に比べて略１／４〜１／２に調節されることができる。第１の回転ボール１１６の直径が第２の回転ボール１２６の直径に比べて１／４より小さな場合、第１の回転ボール１１６のサブ色表現手段としての機能が低下することになる。これに対して、第１の回転ボール１１６の直径が第２の回転ボール１２６の直径より１／２位大きい場合、第１の回転ボール１１６の配置空間の確保が難しくなる。
【００４０】
スペーサ１３０は、下部構造物１１０と上部構造物１２０との間の間隔を予め決められた間隔で保持させる。このため、スペーサ１３０の高さは、下部構造物１１０と上部構造物１２０との予め決められた間隔と同じくなる。また、複数のスペーサ１３０を下部構造物１１０と上部構造物１２０との間に配置して、下部構造物１１０と上部構造物１２０との間の間隔が各領域で隔たるか狭くなることを防止することができる。
【００４１】
絶縁性オイル１４４は、第１及び第２の回転ボール１１６、１２６の円滑な回転のために、第１及び第２の回転ボール１１６、１２６に潤滑性を提供するための液体である。このため、絶縁性オイル１４４は、下部構造物１１０と上部構造物１２０との間の空間に満たされる。すなわち、絶縁性オイル１４４は、第１及び第２のキャビティ１１４ａ、１２４ａ内部を満たすことができる。絶縁性オイル１４４は、第１及び第２の回転ボール１１６、１２６の色再現率が低下することを防止するべく、光透過性の高い材料から成ることが望ましい。
【００４２】
前述のような電子ペーパー表示装置１００は、次のように動作する。一例として、第１の回転ボール１１６の第１の半球１１６ａは黒色で、第２の半球１１６ｂは白色である。そして、第２の回転ボール１２６の第３の半球１２６ａは赤、緑、青、シアン、マジエンタ及び黄のうちのいずれか一つで、第４の半球１２６ｂは黒及び白のうちのいずれか一つである。この場合、第１及び第２のプレート１１２、１２２は、第２の回転ボール１２６に電圧を供給し、第３の半球１２６ａが第２のプレート１２２に向けるようにして、外部へ所定の色を表現するようにする。ここで、第１及び第２のプレート１１２、１２２は、第１の回転ボール１１６に電圧を供給して、第１の半球１１６ａまたは第２の半球１１６ｂが選択的に第２のプレート１２２に向けるようにして、第２の回転ボール１２６が表現する組合色の明度及び彩度を調節することができる。これによって、電子ペーパー表示装置１００は、第１の回転ボール１１６を選択的に回転させて、第２の回転ボール１２６が表現する色相の彩度及び明度を調節することができるため、コントラスト比や反射率が向上することができる。
【００４３】
前述のように、本発明の実施形態による電子ペーパー表示装置１００は、色表示面に隣接して設けられる第２の回転ボール１２６の色死角領域を通じて、相対的に色表示面に遠く配置される第１の回転ボール１１６が外部へ色を表現するように構成される。これによって、本発明による電子ペーパー表示装置は、ある一つの平面上に配置される回転ボールの色表現の死角領域は、他の平面上に配置される回転ボールによって色が表現されるようにして、色再現率、コントラスト比、反射率を向上した構造を有することができる。
【００４４】
以下、本発明の実施形態による電子ペーパー表示装置の製造方法に対して詳記する。ここで、前述の本発明の実施形態による電子ペーパー表示装置１００に対して重複する説明は省略する。
【００４５】
図３は、本発明の実施形態による電子ペーパー表示装置の製造方法を示すフローチャートで、図４ａ〜図４ｄは各々、本発明の実施形態による電子ペーパー表示装置の製造過程を説明するための断面図である。
【００４６】
まず、図３及び図４ａに示すように、第１の回転ボール１１６を有する下部構造物１１０を形成する（Ｓ１１０）。該下部構造物１１０を形成する工程は、第１のプレート１１２を準備する工程と、該第１のプレート１１２上に第１のキャビティ１１４ａを有する第１の隔壁構造体１１４ａを形成する工程と、第１の回転ボール１１６を第１のキャビティ１２２内に位置させる工程とを含む。
【００４７】
第１のプレート１１２を準備する工程は、導電性を有するプレートを準備する工程を含む。一例として、第１のプレート１１２には、金属板が挙げられる。このような第１のプレート１１２は、第１の回転ボール１１６を回転させるための電極として使われる。
【００４８】
第１の隔壁構造体１１４を形成する工程は、第１のプレート１１２上に第１の絶縁膜を形成する工程と、該第１の絶縁膜に第１の凹部を形成する工程とを含む。第１の絶縁膜には、ドライフィルムレジスト(Ｄｒｙ ｆｉｌｍ Ｒｅｓｉｓｔ：ＤＦＲ)のような光反応性絶縁フィルムが挙げられる。第１の絶縁膜がドライフィルムレジストから成る場合、該隔壁形成用の絶縁膜を形成する工程は、第１のプレート１１２の全面にドライブイルムレジストを積層(ｌａｍｉｎａｔｉｏｎ)することによって行われる。該第１の凹部を形成する工程は、ドライフィルムレジストの一部領域を選択的に取り除くフォトリソグラブィ工程によって行われる。本実施形態では、フォトリソグラフィ工程を用いて第１の隔壁構造体１１４を形成することとして説明したが、これに限定するものではない。例えば、第１の隔壁構造体１１４を形成する方法としては、インプリント工程、所定のエッチング工程などが挙げられる。
【００４９】
続いて、図３及び図４ｂに示すように、第２の回転ボール１２６を有する上部構造物１２０を形成する（Ｓ１２０）。該上部構造物１２０を形成する工程は、第２のプレート１２２を準備する工程と、該第２のプレート１２２上に第２のキャビティ１２４ａを有する第２の隔壁構造体１２４を形成する工程と、該第２のキャビティ１２４ａ内に第２の回転ボール１２６を位置させる工程とを含む。
【００５０】
第２のプレート１２２を準備する工程は、導電性及び光透過性を有するプレートを準備する工程を含む。一例として、第２のプレート１２２には、ＩＴＯのような透明電極が挙げられる。
【００５１】
第２の隔壁構造体１２４を形成する工程は、第２のプレート１２２上に隔壁形成用第２の絶縁膜を形成する工程と、該第２の絶縁膜に、第２の回転ボール１２６が位置する第２の凹部を形成する工程とを含む。第２の絶縁膜には、ドライフィルムレジスト(ＤＦＲ)のような光反応性絶縁フィルムが挙げられる。第１の絶縁膜がドライフィルムレジストの場合、第２の絶縁膜を形成する工程は、第２のプレート１２２の全面にドライフィルムレジストを積層することによって行われる。第２の凹部を形成する工程は、ドライフィルムレジストの一部領域を選択的に取り除くフォトリソグラフィ工程によって行われる。本実施形態では、フォトリソグラフィ工程を用いて第２の隔壁構造体１２４を形成することとして説明したが、これに限定するものではない。例えば、第２の隔壁構造体１２４を形成する方法には、インプリント工程、所定のエッチング工程などが挙げられる。
【００５２】
続いて、図３及び図４ｃに示すように、第１の回転ボール１１６が第２の回転ボール１２６間の領域に対向するままで、下部構造物１１０と上部構造物１２０とを結合する（Ｓ１３０）。例えば、下部構造物１１０及び上部構造物１２０のうちの少なくともいずれか一つにスペーサ１３０を形成する。該スペーサ１３０を形成する工程は、電子ペーパー表示装置の画素領域以外の領域に絶縁体を形成することによって行われる。
【００５３】
続いて、下部構造物１１０の上部に上部構造物１２０を位置させる。例えば、第１の隔壁構造体１１４と第２の隔壁構造体１２４とが互いに対向するように、上部構造物１２０を下部構造物１１０の上部に配置する。この時、上部構造物１２０は、第２の回転ボール１２６間の領域に第１の回転ボール１１６が位置するように、下部構造物１１０上にアライメントされる。このため、上部構造物１２０を反転(ｔｕｒｎ−ｏｖｅｒ)させる工程が追加されてもよい。
【００５４】
一方、上部構造物１２０を反転させる過程で、第２の回転ボール１２６が第２のキャビティ１２４ａから離脱することがある。これを防止するため、第２の回転ボール１２６を第２のキャビティ１２４ａ内に位置させる過程で、第２のキャビティ１２４ａ内に接着剤１４２を注入する工程が追加されることができる。該接着剤１４２は、上部構造物１２０を反転させた時、第２の回転ボール１２６が落ちることを防止するためのものである。また、接着剤１４２は、第２の回転ボール１２６の回転効率の低下を防止すると共に、光透過性の高い材料から成ることが望ましい。このため、接着剤１４２としては、第１及び第２の回転ボール１１６、１２６の回転潤滑性のための絶縁性オイルが挙げられる。
【００５５】
また、スペーサ１３０をストッパとして上部構造物１２０を下部構造物１１０を向けて密着させる。これによって、下部構造物１１０と上部構造物１２０とはスペーサ１３０を介して、予め決められた間隔を維持しながら互いに密着されて結合される。
【００５６】
続いて、図３及び図４ｄに示すように、下部構造物１１０と上部構造物１２０との間に絶縁性オイル１４４を供給する（Ｓ１４０）。例えば、下部構造物１１０と上部構造物１２０との間に所定の注入通路（図示せず）を形成した後、該注入通路を通じて絶縁性オイル１４４を供給して第１及び第２のキャビティ１１４ａ、１２４ａ内を満たす。
【００５７】
前述のように、本発明によれば、第１の回転ボール１１６を有する下部構造物１１０を形成し、第２の回転ボール１２６を有する上部構造物１２０を形成した後、第２の回転ボール１２６間の領域に第１の回転ボール１１６が対向するように下部構造物１１０と上部構造物１２０とを結合し、第２の回転ボール１２６間の領域から色表現ができるように第１の回転ボール１１６を配置した構造の電子ペーパー表示装置を製造することができる。従って、本発明による電子ペーパー表示装置の製造方法は、ある一つの平面上に配置される回転ボールの色表現の死角領域で、他の平面上に配置される回転ボールが色を表現することができるようにして、色再現率、コントラスト比、反射率を向上することができる。
【００５８】
以下、本発明の実施形態による電子ペーパー表示装置の変形例について詳記する。ここで、図１〜図４ｄを参照して説明した電子ペーパー表示装置に対して重複する説明は省略する。
【００５９】
図５は、本発明の変形例による電子ペーパー表示装置を示す断面図である。図５に示すように、本発明の変形例による電子ペーパー表示装置１０１は、第１の回転ボール１１６を有する下部構造物１１０ａと、第２の回転ボール１２６を有する上部構造物１２０と、スペーサ１３０と、絶縁性オイル１４０とを含む。下部構造物１１０ａは、第２の回転ボール１２６に対向する部分が凹になった第１の隔壁構造体１１４'を有する。
【００６０】
例えば、第１の隔壁構造体１１４'は、第１のプレート１１２上に形成される。第１の隔壁構造体１１４'は、第１のプレート１１２上で第１の回転ボール１１６を側方向に仕切る第１のキャビティ１１４ａ'を有する。また、第１の隔壁構造体１１４'は、第２の回転ボール１２６と対向する部分が凹になった第３のキャビティ１１４ｂを有する。該第３のキャビティ１１４ｂは、第２の回転ボール１２６と対向して開放された構造を有する。
【００６１】
第３のキャビティ１１４ｂは、第２の回転ボール１２６の回転特性を向上するために設けられる。より詳しくは、第２の回転ボール１２６の回転時には、第２の回転ボール１２６の回転動作と共に、第２の回転ボール１２６の上下動作が行われる。これによって、第２の回転ボール１２６の効率的な回転のためには、第２の回転ボール１２６の上下移動のための十分な高さを確保することが望ましい。このため、第３のキャビティ１１４ｂは、第２の回転ボール１２６の上下移動のための空間を確保するために提供される。
【００６２】
一方、第３のキャビティ１１４ｂの十分な空間を確保するためには、第２の回転ボール１２６と対向する領域が略開放される構造を有することが望ましい。このため、第１の回転ボール１１６の大きさは、第３のキャビティ１１４ｂの空間確保のために、相対的に小くなるのが望ましい。一例として、第１の回転ボール１１６の直径は、第２の回転ボール１２６より１／３以下に調節される。第１の回転ボール１１６の直径が第２の回転ボール１２６より１／３大きい場合、第３のキャビティ１１４ｂの大きさが相対的に増加して、第２の回転ボール１２６の上下動作の効率が低下してしまう。
【００６３】
前述のように、本発明の変形例による電子ペーパー表示装置１０１は、第２の回転ボール１２６の色死角領域を通じて、第１の回転ボール１１６が外部へ色を表現するように構成される。第１の回転ボール１１６を側方向に仕切る第１の隔壁構造体１１４は、第２の回転ボール１２６と対向する領域に第２の回転ボール１２６に向けて開放された第３のキャビティ１１４ｂを形成する。これによって、本発明による電子ペーパー表示装置は、メイン色表現手段である回転ボールの回転動作の時発生する上下移動のための空間を、サブ色表現手段の区切りのための隔壁構造体にキャビティを形成して確保することによって、回転ボールの回転特性を向上した構造を得ることができる。
【００６４】
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、前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】
【００６５】
１００ 電子ペーパー表示装置
１１０ 下部構造物
１１２ 第１のプレート
１１４ 第１の隔壁構造体
１１４ａ 第１のキャビティ
１１６ 第１の回転ボール
１２０ 上部構造物
１２２ 第２のプレート
１２４ 第２の隔壁構造体
１２４ａ 第２のキャビティ
１２６ 第２の回転ボール
１３０ スペーサ
１４４ 絶縁性オイル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子ペーパー表示装置及びその製造方法に関し、より詳しくは、色再現率、鮮明度及び反射率を向上した電子ペーパー表示装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
次世代表示装置のうちで電子ペーパー表示装置は、他の表示装置に比べて優れる可用性(ａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ)及び可換性(ｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙ)を有しており、低電力で駆動可能な特長がある。そのため、電子ペーパー表示装置は、書籍のような紙葉類印刷媒体を取り替えることができ、またその他多様な種の表示スクリーン及び電子壁紙などの分野に適用されることができる長所がある。
【０００３】
現在、代表的な電子ペーパー表示装置として、異なる色相の半球から成る回転ボール（ｒｏａｔｉｎｇ ｂａｌｌ）を用いるツイストボールタイプの電子ペーパー表示装置がある。該ツイストボールタイプの電子ペーパー表示装置は、複数の回転ボールと、該回転ボールを仕切る隔壁構造体と、回転ボールを回転させる電極構造体と、回転ボールに潤滑性を付与するための透明な絶縁性オイルとを備える。このような構造の電子ペーパー表示装置では、電極構造体が回転ボールに電圧を供給して、該回転ボールを回転させることによって、外部へ色を表現する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第７３９４５０９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記のような構造の電子ペーパー表示装置は、回転ボールの各々が球形状を有するため、回転ボール間の空間は、色が表現されない死角領域になる。該死角領域は、電子ペーパー表示装置の色再現率、鮮明度、反射率などを向上するのに制約をもたらす。
【０００６】
本発明は上記の問題点に鑑みて成されたものであって、その目的は、回転ボール間に色の表現ができない死角領域を減少して、色再現率、鮮明度及び反射率を向上した構造を有する電子ペーパー表示装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、回転ボール間に色の表現ができない死角領域を減少して、色再現率、鮮明度及び反射率を向上した構造を有する電子ペーパー表示装置を製造することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を解決するために、本発明による電子ペーパー表示装置は、同じ平面上に配置され、外部へ色を表現する回転ボールと、該回転ボール間の空間を通じて外部へ色を表現するサブ色表現体とを含む。
【０００８】
本発明によれば、前記サブ色表現体は、前記回転ボールに比べて小さな大きさの回転ボールを含む。
【０００９】
本発明によれば、前記サブ色表現体は、前記回転ボール間の領域に対向するように配置された回転ボールを含む。
【００１０】
本発明によれば、前記回転ボールを側方向に仕切る隔壁構造体を含み、前記隔壁構造体は、光透過性を有する透明材料から成り、前記サブ色表現体は、前記隔壁構造体を通じて外部へ色を表現する。
【００１１】
また、上記目的を解決するために、本発明による電子ペーパー表示装置は、第１の回転ボールを有する下部構造物と、該下部構造物の上部に配置され、前記第１の回転ボールに比べて大きい大きさを有する第２の回転ボールを有する上部構造物と、前記下部構造物と前記上部構造物との間の空間を満たす絶縁性オイルとを含み、前記第１の回転ボールは、前記第２の回転ボール間の領域に対向するように配置される。
【００１２】
本発明によれば、前記下部構造物は、第１のプレート及び該第１のプレート上に形成され、前記第１の回転ボールの配置される第１のキャビティを有する第１の隔壁構造体を含み、前記上部構造物は、前記第２のプレートと、該第２のプレート上に形成され、前記第２の回転ボールが位置され、前記第１のキャビティに比べて大きい大きさを有する第２のキャビティを有する第２の隔壁構造体とを含む。
【００１３】
本発明によれば、前記第１のプレート及び前記第２のプレートは、前記第１の回転ボール及び前記第２の回転ボールに電圧を供給するための電極として使われる。
【００１４】
本発明によれば、前記第１の隔壁構造体は、前記第２の回転ボールに対向する領域が凹になった構造を有する。
【００１５】
本発明によれば、前記第１の回転ボールの各々は、第１の半球及び該第１の半球と異なる電荷値を有する第２の半球から成り、前記第２の回転ボールの各々は、第３の半球及び該第３の半球と異なる電荷値を有する第４の半球から成り、前記第１の半球は黒で、前記第２の半球は白で、前記第３の半球は赤、緑、青、シアン、マジエンタ及び黄のうちのいずれか一つで、前記第４の半球は黒、白、赤、緑、青、シアン、マジエンタ及び黄のうちの他の一つである。
【００１６】
本発明によれば、前記第２の回転ボールは、平面視でジグザグ形態を有するように配置され、前記第１の回転ボールは、前記第１の回転ボールの中心と隣接する三つの前記第２の回転ボールの中心とが一致するように、配置される。
【００１７】
本発明によれば、前記下部構造物と前記上部構造物との間に配置され、前記下部構造物と前記上部構造物との間の間隔を予め決められた間隔で保持させるスペーサをさらに含む。
【００１８】
また、上記目的を解決するために、本発明による電子ペーパー表示装置の製造方法は、第１の回転ボールを有する下部構造物を形成する工程と、前記第１の回転ボールに比べて大きい大きさを有する第２の回転ボールを有する上部構造物を形成する工程と、前記第２の回転ボール間の領域に前記第１の回転ボールが対向するように、前記下部構造物と前記上部構造物とを結合する工程と、前記下部構造物と前記上部構造物との間の空間に絶縁性オイルを満たす工程とを含む。
【００１９】
本発明によれば、前記下部構造物を形成する工程は、第１のプレートを準備する工程と、前記第１のプレートに第１の絶縁膜を形成する工程と、前記第１の絶縁膜の一部をとり除いて、前記第１の回転ボールの配置される第１のキャビティを形成する工程とを含み、前記上部構造物を形成する工程は、第２のプレートを準備する工程と、前記第２のプレートに第２の絶縁膜を形成する工程と、前記第２の絶縁膜の一部をとり除いて、前記第２の回転ボールが位置され、前記第１のキャビティに比べて大きい大きさを有する第２のキャビティを形成する工程とを含む。
【００２０】
本発明によれば、前記第１のプレート及び前記第２のプレートは、前記第１及び第２の回転ボールに電圧を供給する電極として使われる。
【００２１】
本発明によれば、前記下部構造物と前記上部構造物とを結合する工程は、前記下部構造物にスペーサを形成する工程と、前記スペーサをストッパとして、前記下部構造物に前記上部構造物を密着させる工程とを含む。
【００２２】
本発明によれば、前記上部構造物を形成する工程は、前記第２の回転ボールを側方向に仕切る第２の隔壁構造体を形成する工程を含み、前記スペーサを形成する工程は、前記電子ペーパー表示装置の画素領域以外の領域に前記第２の隔壁構造体に比べて厚い厚さを有する絶縁体を形成する工程を含む。
【００２３】
本発明によれば、前記上部構造物を形成する工程は、第２のプレートを準備する工程と、前記第２のプレート上に前記第２の回転ボールを側方向に仕切る第２の隔壁構造体を形成する工程と、前記第２のキャビティに接着剤を注入する工程と、前記接着剤を用いて前記第２の回転ボールを前記第２のキャビティ内に接着させる工程とを含む。
【００２４】
本発明によれば、前記接着剤は、前記絶縁性オイルである。
【発明の効果】
【００２５】
従って、本発明によれば、ある一つの平面上に配置される回転ボールの色表現の死角領域で、他の平面上に配置される回転ボールが色を表現することによって、色再現率、コントラスト比、反射率を向上することができる。
【００２６】
また、本発明によれば、ある一つの平面上に配置される回転ボールの色表現の死角領域で、他の平面上に配置される回転ボールが色を表現することによって、色再現率、コントラスト比、反射率を向上した構造を有する電子ペーパー表示装置を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態による電子ペーパー表示装置におけるボールの配置を概略的に示す平面図である。
【図２】図１中のI−I'線に沿った断面図である。
【図３】本発明の実施形態による電子ペーパー表示装置の製造方法を示すフローチャートである。
【図４ａ】本発明の実施形態による電子ペーパー表示装置の製造過程を説明するための断面図である。
【図４ｂ】本発明の実施形態による電子ペーパー表示装置の製造過程を説明するための断面図である。
【図４ｃ】本発明の実施形態による電子ペーパー表示装置の製造過程を説明するための断面図である。
【図４ｄ】本発明の実施形態による電子ペーパー表示装置の製造過程を説明するための断面図である。
【図５】本発明の実施形態による電子ペーパー表示装置の変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の好適な実施の形態を、図面を参考にして詳細に説明する。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、装置の大きさ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一の参照符号は同一の構成要素を示している。
【００２９】
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あって、本発明を制限しようとするものではない。本明細書において、単数形は文句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」とは、言及された構成要素、ステップ、動作及び／又は素子は、一つ以上の他の構成要素、ステップ、動作及び／又は素子の存在または追加を排除しないことに理解されたい。
【００３０】
図１は、本発明の実施形態による電子ペーパー表示装置におけるボールの配置を概略的に示す平面図で、図２は、図１中のI−I'線に沿った断面図である。
【００３１】
図１及び図２を参照して、本発明の実施形態による電子ペーパー表示装置１００は、下部構造物１１０と、上部構造物１２０と、スペーサ１３０と、絶縁性オイル１４４とを含む。
【００３２】
下部構造物１１０は、第１のプレート１１２と、第１の隔壁構造体１１４と、サブ色表現手段（以下、「第１の回転ボール１１６」とも称す）とを含む。第１のプレート１１２は、第１の隔壁構造体１１４及び第１の回転ボール１１６を支持するためのベース基板であってもよい。第１のプレート１１２は、金属材料から成ることができる。この場合、第１のプレート１１２は、第１の回転ボール１１６を回転させるための電極として使われる。
【００３３】
第１の隔壁構造体１１４は、第１のプレート１１２上で第１の回転ボール１１６を支持及び仕切る。第１の隔壁構造体１１４は、第１のプレート１１２を覆う絶縁パターンであってもよい。該絶縁パターンは、第１の回転ボール１１６が位置する第１のキャビティ１１４ａを有する。第１のキャビティ１１４ａは、下部構造物１１０から上に向けて開放された柱状を有する。
【００３４】
第１の回転ボール１１６の各々は、第１の半球１１６ａ及び第２の半球１１６ｂから成る球形状を有する。第１の半球１１６ａ及び第２の半球１１６ｂは、異なる色相を有する。一例として、第１の半球１１６ａは、黒、白、赤、緑、青、シアン、マジエンタ及び黄のうちのいずれか一つで、第２の半球１１６ｂは、黒、白、赤、緑、青、シアン、マジエンタ及び黄のうちの他の一つである。また、第１の半球１１６ａの電荷値と第２の半球１１６ｂの電荷値とは異なって設定される。一例として、第１の半球１１６ａ及び第２の半球１１６ｂは、異なる電荷で帯電(ｅｌｅｃｔｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ）される。他の例として、第１の半球１１６ａ及び第２の半球１１６ｂのうちのいずれか一つのみが選択的に帯電され、第１の半球１１６ａ及び第２の半球１１６ｂの各電荷値が異なることになる。
【００３５】
上部構造物１２０は、第２プレート１２２と、第２の隔壁構造体１２４と、メイン色表現手段１２６とを含む。第２のプレート１２２は、第２の隔壁構造体１２４及びメイン色表現手段１２６を支持するためのベース基板であってもよい。第２のプレート１２２は、金属材料から成ることができる。この場合、該第２のプレート１２２は、メイン色表現手段１２６を回転させるための電極として使われる。一方、第２のプレート１２２は、光透過性の高い材料から成る。より詳しくは、第１の回転ボール１１６及びメイン色表現手段１２６の色相は、上部構造物１２０を通じて外部へ表示される。これによって、第２のプレート１２２は、第１の回転ボール１１６及びメイン色表現手段１２６の色相表現の効率が低下しないように、光透過性の高い透明材料から成ることが望ましい。例えば、第２のプレート１２２には、ガラス基板が挙げられる。この場合、第１のプレート１１２と共に、第１の回転ボール１１６及びメイン色表現手段１２６に電圧を供給するための電極は、第２のプレート１２２上に別に設けられることができる。
【００３６】
第２の隔壁構造体１２４は、第２のプレート１２２上でメイン色表現手段１２６を支持及び仕切る。該第２の隔壁構造体１２４は、第２のプレート１２２を覆う絶縁パターンであってもよい。該絶縁パターンは、メイン色表現手段１２６が位置する第２のキャビティ１２４ａを有する。該第２のキャビティ１２４ａは、上部構造物１２０から下に向けて開放された柱状を有する。
【００３７】
メイン色表現手段１２６は、第２のプレート１２２を通じて外部へ色を表現するための構成である。例えば、メイン色表現手段１２６としては、第１の回転ボールに比べて大きい大きさの回転ボールが用いられる。一例として、メイン色表現手段（以下、「第２の回転ボール１２６」とも称す）の各々は、第３の半球１２６ａ及び第４の半球１２６ｂから成る球形状を有する。これらの第３の半球１２６ａ及び第４の半球１２６ｂは、異なる色相を有する。また、第３の半球１２６ａの電荷値と第４の半球１２６ｂの電荷値とは異なって設定される。第３の半球１２６ａ及び第４の半球１２６ｂの色相選択及び電荷値調節方式は、前述した第１及び第２の半球１１６ａ、１１６ｂの色相選択及び電荷値調節方式と概ね同じである。
【００３８】
一方、第１の回転ボール１１６は、第２の回転ボール１２６間の空間を通じて外部へ色を表現する。例えば、第２の回転ボール１２６は、電子ペーパー表示装置１００において色相が表現される色表現面積の大部分を占めるように、平面的に配置される。このため、第２の回転ボール１２６は、ジグザグ形態に配置される。これによって、第２の回転ボール１２６は、色を表現するためのメイン回転ボールとして外部へ色相を表現することができる。しかしながら、第２の回転ボール１２６は球形状を有するため、第２の回転ボール１２６を密着して配置すると言っても、第２の回転ボール１２６間には空きが生じることになる。該空きは、第２の回転ボール１２６によって色が表現されない色表現の死角領域になる。よって、第１の回転ボール１１６は、色表現の死角領域を通じて外部へ色を表現するべく、第２の回転ボール１２６間の空間に配置される。一例として、第１の回転ボール１１６の中心は、隣接する三つの第２の回転ボール１２６の中点間を接続する三角形１０の中心と一致するように配置される。この場合、第１の回転ボール１１６は、第２の隔壁構造体１２４と対向することになる。
【００３９】
また、第１の回転ボール１１６は、第２の回転ボール１２６に比べて小さな直径を有するように、その大きさが調節されることが望ましい。より詳しくは、第１の回転ボール１１６の大きさが大きくなるほど、より広い死角領域で色を表現することができ、電子ペーパー表示装置１００の色鮮明度をさらに向上することができる。しかしながら、第１の回転ボール１１６の大きさが第２の回転ボール１２６の大きさ以上の場合、第１の回転ボール１１６による色再現率が向上する効率が逆に減少してしまう。一方、第１の回転ボール１１６の大きさが第２の回転ボール１２６の大きさ以上の場合、隣接する第１の回転ボール１１６間の衝突が発生し、また、第１の隔壁構造体１１４の厚さを極めて薄くしなければならないため、第１の回転ボール１１６の配置や第１の隔壁構造体１１４の製造などに相当な制約を受けることになる。そのため、第１の回転ボール１１６の大きさを第２の回転ボール１２６の大きさより小さくすることが、第１の回転ボール１１６の配置や第１の隔壁構造体１１４の製造効率面で有利する。例えば、第１の回転ボール１１６の直径は、第２の回転ボール１２６の直径に比べて略１／４〜１／２に調節されることができる。第１の回転ボール１１６の直径が第２の回転ボール１２６の直径に比べて１／４より小さな場合、第１の回転ボール１１６のサブ色表現手段としての機能が低下することになる。これに対して、第１の回転ボール１１６の直径が第２の回転ボール１２６の直径より１／２位大きい場合、第１の回転ボール１１６の配置空間の確保が難しくなる。
【００４０】
スペーサ１３０は、下部構造物１１０と上部構造物１２０との間の間隔を予め決められた間隔で保持させる。このため、スペーサ１３０の高さは、下部構造物１１０と上部構造物１２０との予め決められた間隔と同じくなる。また、複数のスペーサ１３０を下部構造物１１０と上部構造物１２０との間に配置して、下部構造物１１０と上部構造物１２０との間の間隔が各領域で隔たるか狭くなることを防止することができる。
【００４１】
絶縁性オイル１４４は、第１及び第２の回転ボール１１６、１２６の円滑な回転のために、第１及び第２の回転ボール１１６、１２６に潤滑性を提供するための液体である。このため、絶縁性オイル１４４は、下部構造物１１０と上部構造物１２０との間の空間に満たされる。すなわち、絶縁性オイル１４４は、第１及び第２のキャビティ１１４ａ、１２４ａ内部を満たすことができる。絶縁性オイル１４４は、第１及び第２の回転ボール１１６、１２６の色再現率が低下することを防止するべく、光透過性の高い材料から成ることが望ましい。
【００４２】
前述のような電子ペーパー表示装置１００は、次のように動作する。一例として、第１の回転ボール１１６の第１の半球１１６ａは黒色で、第２の半球１１６ｂは白色である。そして、第２の回転ボール１２６の第３の半球１２６ａは赤、緑、青、シアン、マジエンタ及び黄のうちのいずれか一つで、第４の半球１２６ｂは黒及び白のうちのいずれか一つである。この場合、第１及び第２のプレート１１２、１２２は、第２の回転ボール１２６に電圧を供給し、第３の半球１２６ａが第２のプレート１２２に向けるようにして、外部へ所定の色を表現するようにする。ここで、第１及び第２のプレート１１２、１２２は、第１の回転ボール１１６に電圧を供給して、第１の半球１１６ａまたは第２の半球１１６ｂが選択的に第２のプレート１２２に向けるようにして、第２の回転ボール１２６が表現する組合色の明度及び彩度を調節することができる。これによって、電子ペーパー表示装置１００は、第１の回転ボール１１６を選択的に回転させて、第２の回転ボール１２６が表現する色相の彩度及び明度を調節することができるため、コントラスト比や反射率が向上することができる。
【００４３】
前述のように、本発明の実施形態による電子ペーパー表示装置１００は、色表示面に隣接して設けられる第２の回転ボール１２６の色死角領域を通じて、相対的に色表示面に遠く配置される第１の回転ボール１１６が外部へ色を表現するように構成される。これによって、本発明による電子ペーパー表示装置は、ある一つの平面上に配置される回転ボールの色表現の死角領域は、他の平面上に配置される回転ボールによって色が表現されるようにして、色再現率、コントラスト比、反射率を向上した構造を有することができる。
【００４４】
以下、本発明の実施形態による電子ペーパー表示装置の製造方法に対して詳記する。ここで、前述の本発明の実施形態による電子ペーパー表示装置１００に対して重複する説明は省略する。
【００４５】
図３は、本発明の実施形態による電子ペーパー表示装置の製造方法を示すフローチャートで、図４ａ〜図４ｄは各々、本発明の実施形態による電子ペーパー表示装置の製造過程を説明するための断面図である。
【００４６】
まず、図３及び図４ａに示すように、第１の回転ボール１１６を有する下部構造物１１０を形成する（Ｓ１１０）。該下部構造物１１０を形成する工程は、第１のプレート１１２を準備する工程と、該第１のプレート１１２上に第１のキャビティ１１４ａを有する第１の隔壁構造体１１４ａを形成する工程と、第１の回転ボール１１６を第１のキャビティ１２２内に位置させる工程とを含む。
【００４７】
第１のプレート１１２を準備する工程は、導電性を有するプレートを準備する工程を含む。一例として、第１のプレート１１２には、金属板が挙げられる。このような第１のプレート１１２は、第１の回転ボール１１６を回転させるための電極として使われる。
【００４８】
第１の隔壁構造体１１４を形成する工程は、第１のプレート１１２上に第１の絶縁膜を形成する工程と、該第１の絶縁膜に第１の凹部を形成する工程とを含む。第１の絶縁膜には、ドライフィルムレジスト(Ｄｒｙ ｆｉｌｍ Ｒｅｓｉｓｔ：ＤＦＲ)のような光反応性絶縁フィルムが挙げられる。第１の絶縁膜がドライフィルムレジストから成る場合、該隔壁形成用の絶縁膜を形成する工程は、第１のプレート１１２の全面にドライブイルムレジストを積層(ｌａｍｉｎａｔｉｏｎ)することによって行われる。該第１の凹部を形成する工程は、ドライフィルムレジストの一部領域を選択的に取り除くフォトリソグラブィ工程によって行われる。本実施形態では、フォトリソグラフィ工程を用いて第１の隔壁構造体１１４を形成することとして説明したが、これに限定するものではない。例えば、第１の隔壁構造体１１４を形成する方法としては、インプリント工程、所定のエッチング工程などが挙げられる。
【００４９】
続いて、図３及び図４ｂに示すように、第２の回転ボール１２６を有する上部構造物１２０を形成する（Ｓ１２０）。該上部構造物１２０を形成する工程は、第２のプレート１２２を準備する工程と、該第２のプレート１２２上に第２のキャビティ１２４ａを有する第２の隔壁構造体１２４を形成する工程と、該第２のキャビティ１２４ａ内に第２の回転ボール１２６を位置させる工程とを含む。
【００５０】
第２のプレート１２２を準備する工程は、導電性及び光透過性を有するプレートを準備する工程を含む。一例として、第２のプレート１２２には、ＩＴＯのような透明電極が挙げられる。
【００５１】
第２の隔壁構造体１２４を形成する工程は、第２のプレート１２２上に隔壁形成用第２の絶縁膜を形成する工程と、該第２の絶縁膜に、第２の回転ボール１２６が位置する第２の凹部を形成する工程とを含む。第２の絶縁膜には、ドライフィルムレジスト(ＤＦＲ)のような光反応性絶縁フィルムが挙げられる。第１の絶縁膜がドライフィルムレジストの場合、第２の絶縁膜を形成する工程は、第２のプレート１２２の全面にドライフィルムレジストを積層することによって行われる。第２の凹部を形成する工程は、ドライフィルムレジストの一部領域を選択的に取り除くフォトリソグラフィ工程によって行われる。本実施形態では、フォトリソグラフィ工程を用いて第２の隔壁構造体１２４を形成することとして説明したが、これに限定するものではない。例えば、第２の隔壁構造体１２４を形成する方法には、インプリント工程、所定のエッチング工程などが挙げられる。
【００５２】
続いて、図３及び図４ｃに示すように、第１の回転ボール１１６が第２の回転ボール１２６間の領域に対向するままで、下部構造物１１０と上部構造物１２０とを結合する（Ｓ１３０）。例えば、下部構造物１１０及び上部構造物１２０のうちの少なくともいずれか一つにスペーサ１３０を形成する。該スペーサ１３０を形成する工程は、電子ペーパー表示装置の画素領域以外の領域に絶縁体を形成することによって行われる。
【００５３】
続いて、下部構造物１１０の上部に上部構造物１２０を位置させる。例えば、第１の隔壁構造体１１４と第２の隔壁構造体１２４とが互いに対向するように、上部構造物１２０を下部構造物１１０の上部に配置する。この時、上部構造物１２０は、第２の回転ボール１２６間の領域に第１の回転ボール１１６が位置するように、下部構造物１１０上にアライメントされる。このため、上部構造物１２０を反転(ｔｕｒｎ−ｏｖｅｒ)させる工程が追加されてもよい。
【００５４】
一方、上部構造物１２０を反転させる過程で、第２の回転ボール１２６が第２のキャビティ１２４ａから離脱することがある。これを防止するため、第２の回転ボール１２６を第２のキャビティ１２４ａ内に位置させる過程で、第２のキャビティ１２４ａ内に接着剤１４２を注入する工程が追加されることができる。該接着剤１４２は、上部構造物１２０を反転させた時、第２の回転ボール１２６が落ちることを防止するためのものである。また、接着剤１４２は、第２の回転ボール１２６の回転効率の低下を防止すると共に、光透過性の高い材料から成ることが望ましい。このため、接着剤１４２としては、第１及び第２の回転ボール１１６、１２６の回転潤滑性のための絶縁性オイルが挙げられる。
【００５５】
また、スペーサ１３０をストッパとして上部構造物１２０を下部構造物１１０を向けて密着させる。これによって、下部構造物１１０と上部構造物１２０とはスペーサ１３０を介して、予め決められた間隔を維持しながら互いに密着されて結合される。
【００５６】
続いて、図３及び図４ｄに示すように、下部構造物１１０と上部構造物１２０との間に絶縁性オイル１４４を供給する（Ｓ１４０）。例えば、下部構造物１１０と上部構造物１２０との間に所定の注入通路（図示せず）を形成した後、該注入通路を通じて絶縁性オイル１４４を供給して第１及び第２のキャビティ１１４ａ、１２４ａ内を満たす。
【００５７】
前述のように、本発明によれば、第１の回転ボール１１６を有する下部構造物１１０を形成し、第２の回転ボール１２６を有する上部構造物１２０を形成した後、第２の回転ボール１２６間の領域に第１の回転ボール１１６が対向するように下部構造物１１０と上部構造物１２０とを結合し、第２の回転ボール１２６間の領域から色表現ができるように第１の回転ボール１１６を配置した構造の電子ペーパー表示装置を製造することができる。従って、本発明による電子ペーパー表示装置の製造方法は、ある一つの平面上に配置される回転ボールの色表現の死角領域で、他の平面上に配置される回転ボールが色を表現することができるようにして、色再現率、コントラスト比、反射率を向上することができる。
【００５８】
以下、本発明の実施形態による電子ペーパー表示装置の変形例について詳記する。ここで、図１〜図４ｄを参照して説明した電子ペーパー表示装置に対して重複する説明は省略する。
【００５９】
図５は、本発明の変形例による電子ペーパー表示装置を示す断面図である。図５に示すように、本発明の変形例による電子ペーパー表示装置１０１は、第１の回転ボール１１６を有する下部構造物１１０ａと、第２の回転ボール１２６を有する上部構造物１２０と、スペーサ１３０と、絶縁性オイル１４０とを含む。下部構造物１１０ａは、第２の回転ボール１２６に対向する部分が凹になった第１の隔壁構造体１１４'を有する。
【００６０】
例えば、第１の隔壁構造体１１４'は、第１のプレート１１２上に形成される。第１の隔壁構造体１１４'は、第１のプレート１１２上で第１の回転ボール１１６を側方向に仕切る第１のキャビティ１１４ａ'を有する。また、第１の隔壁構造体１１４'は、第２の回転ボール１２６と対向する部分が凹になった第３のキャビティ１１４ｂを有する。該第３のキャビティ１１４ｂは、第２の回転ボール１２６と対向して開放された構造を有する。
【００６１】
第３のキャビティ１１４ｂは、第２の回転ボール１２６の回転特性を向上するために設けられる。より詳しくは、第２の回転ボール１２６の回転時には、第２の回転ボール１２６の回転動作と共に、第２の回転ボール１２６の上下動作が行われる。これによって、第２の回転ボール１２６の効率的な回転のためには、第２の回転ボール１２６の上下移動のための十分な高さを確保することが望ましい。このため、第３のキャビティ１１４ｂは、第２の回転ボール１２６の上下移動のための空間を確保するために提供される。
【００６２】
一方、第３のキャビティ１１４ｂの十分な空間を確保するためには、第２の回転ボール１２６と対向する領域が略開放される構造を有することが望ましい。このため、第１の回転ボール１１６の大きさは、第３のキャビティ１１４ｂの空間確保のために、相対的に小くなるのが望ましい。一例として、第１の回転ボール１１６の直径は、第２の回転ボール１２６より１／３以下に調節される。第１の回転ボール１１６の直径が第２の回転ボール１２６より１／３大きい場合、第３のキャビティ１１４ｂの大きさが相対的に増加して、第２の回転ボール１２６の上下動作の効率が低下してしまう。
【００６３】
前述のように、本発明の変形例による電子ペーパー表示装置１０１は、第２の回転ボール１２６の色死角領域を通じて、第１の回転ボール１１６が外部へ色を表現するように構成される。第１の回転ボール１１６を側方向に仕切る第１の隔壁構造体１１４は、第２の回転ボール１２６と対向する領域に第２の回転ボール１２６に向けて開放された第３のキャビティ１１４ｂを形成する。これによって、本発明による電子ペーパー表示装置は、メイン色表現手段である回転ボールの回転動作の時発生する上下移動のための空間を、サブ色表現手段の区切りのための隔壁構造体にキャビティを形成して確保することによって、回転ボールの回転特性を向上した構造を得ることができる。
【００６４】
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、前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】
【００６５】
１００ 電子ペーパー表示装置
１１０ 下部構造物
１１２ 第１のプレート
１１４ 第１の隔壁構造体
１１４ａ 第１のキャビティ
１１６ 第１の回転ボール
１２０ 上部構造物
１２２ 第２のプレート
１２４ 第２の隔壁構造体
１２４ａ 第２のキャビティ
１２６ 第２の回転ボール
１３０ スペーサ
１４４ 絶縁性オイル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同じ平面上に配置されて外部へ色を表現する回転ボールと、
前記回転ボール間の空間を通じて、外部へ色を表現するサブ色表現体と
を含む電子ペーパー表示装置。
【請求項２】
前記サブ色表現体は、前記回転ボールに比べて小さな大きさの回転ボールを含む請求項１に記載の電子ペーパー表示装置。
【請求項３】
前記サブ色表現体は、前記回転ボール間の領域に対向するように配置された回転ボールを含む請求項１に記載の電子ペーパー表示装置。
【請求項４】
前記回転ボールを側方向に仕切る隔壁構造体を含み、
前記隔壁構造体は、光透過性を有する透明材料から成り、
前記サブ色表現体は、前記隔壁構造体を通じて、外部へ色を表現する請求項１に記載の電子ペーパー表示装置。
【請求項５】
第１の回転ボールを有する下部構造物と、
前記下部構造物の上部に配置され、前記第１の回転ボールに比べて大きい大きさを有する第２の回転ボールを有する上部構造物と、
前記下部構造物と前記上部構造物との間の空間を満たす絶縁性オイルと
を含み、
前記第１の回転ボールは、前記第２の回転ボール間の領域に対向するように配置される電子ペーパー表示装置。
【請求項６】
前記下部構造物は、
第１のプレートと、
前記第１のプレート上に形成され、前記第１の回転ボールの配置される第１のキャビティを有する第１の隔壁構造体とを含み、
前記上部構造物は、
前記第２のプレートと、
前記第２のプレート上に形成され、前記第２の回転ボールが位置し、前記第１のキャビティに比べて大きい大きさを有する第２のキャビティを有する第２の隔壁構造体とを含む請求項５に記載の電子ペーパー表示装置。
【請求項７】
前記第１のプレート及び前記第２のプレートは、前記第１の回転ボール及び前記第２の回転ボールに電圧を供給するための電極として使われる請求項６に記載の電子ペーパー表示装置。
【請求項８】
前記第１の隔壁構造体は、前記第２の回転ボールに対向する領域が凹になった構造を有する請求項６に記載の電子ペーパー表示装置。
【請求項９】
前記第１の回転ボールの各々は、第１の半球及び該第１の半球と異なる電荷値を有する第２の半球から成り、
前記第２の回転ボールの各々は、第３の半球及び該第３の半球と異なる電荷値を有する第４の半球から成り、
前記第１の半球は黒で、
前記第２の半球は白で、
前記第３の半球は、赤、緑、青、シアン、マジエンタ及び黄のうちのいずれか一つで、前記第４の半球は、黒、白、赤、緑、青、シアン、マジエンタ及び黄のうちの他の一つである請求項６に記載の電子ペーパー表示装置。
【請求項１０】
前記第２の回転ボールは、平面視でジグザグ形態を有するように配置され、
前記第１の回転ボールは、前記第１の回転ボールの中心と隣接する三つの前記第２の回転ボールの中心とが一致するように配置される請求項５に記載の電子ペーパー表示装置。
【請求項１１】
前記下部構造物と前記上部構造物との間に配置され、前記下部構造物と前記上部構造物との間の間隔を予め決められた間隔で保持させるスペーサを、さらに含む請求項５に記載の電子ペーパー表示装置。
【請求項１２】
第１の回転ボールを有する下部構造物を形成する工程と、
前記第１の回転ボールに比べて大きい大きさを有する第２の回転ボールを有する上部構造物を形成する工程と、
前記第２の回転ボール間の領域に前記第１の回転ボールが対向するように、前記下部構造物と前記上部構造物とを結合する工程と
前記下部構造物と前記上部構造物との間の空間に絶縁性オイルを満たす工程とを含む電子ペーパー表示装置の製造方法。
【請求項１３】
前記下部構造物を形成する工程は、
第１のプレートを準備する工程と、
前記第１のプレートに第１の絶縁膜を形成する工程と、
前記第１の絶縁膜の一部をとり除いて、前記第１の回転ボールの配置される第１のキャビティを形成する工程とを含み、
前記上部構造物を形成する工程は、
第２のプレートを準備する工程と、
前記第２のプレートに第２の絶縁膜を形成する工程と、
前記第２の絶縁膜の一部をとり除いて、前記第２の回転ボールが配置され、前記第１のキャビティに比べて大きい大きさを有する第２のキャビティを形成する工程とを含む請求項１２に記載の電子ペーパー表示装置の製造方法。
【請求項１４】
前記第１のプレート及び前記第２のプレートは、前記第１及び第２の回転ボールに電圧を供給する電極として使われる請求項１３に記載の電子ペーパー表示装置の製造方法。
【請求項１５】
前記下部構造物と前記上部構造物とを結合する工程は、
前記下部構造物にスペーサを形成する工程と、
前記スペーサをストッパとして、前記下部構造物に前記上部構造物を密着させる工程とを含む請求項１２に記載の電子ペーパー表示装置の製造方法。
【請求項１６】
前記上部構造物を形成する工程は、前記第２の回転ボールを側方向に仕切る第２の隔壁構造体を形成する工程を含み、
前記スペーサを形成する工程は、前記電子ペーパー表示装置の画素領域以外の領域に、前記第２の隔壁構造体に比べて厚い厚さを有する絶縁体を形成する工程とを含む請求項１５に記載の電子ペーパー表示装置の製造方法。
【請求項１７】
前記上部構造物を形成する工程は、
第２のプレートを準備する工程と、
前記第２のプレート上に前記第２の回転ボールを側方向に仕切る第２の隔壁構造体を形成する工程と、
前記第２のキャビティに接着剤を注入する工程と、
前記接着剤を用いて前記第２の回転ボールを前記第２のキャビティ内に接着させる工程と
を含む請求項１２に記載の電子ペーパー表示装置の製造方法。
【請求項１８】
前記接着剤は、前記絶縁性オイルである請求項１７に記載の電子ペーパー表示装置の製造方法。
【請求項１】
同じ平面上に配置されて外部へ色を表現する回転ボールと、
前記回転ボール間の空間を通じて、外部へ色を表現するサブ色表現体と
を含む電子ペーパー表示装置。
【請求項２】
前記サブ色表現体は、前記回転ボールに比べて小さな大きさの回転ボールを含む請求項１に記載の電子ペーパー表示装置。
【請求項３】
前記サブ色表現体は、前記回転ボール間の領域に対向するように配置された回転ボールを含む請求項１に記載の電子ペーパー表示装置。
【請求項４】
前記回転ボールを側方向に仕切る隔壁構造体を含み、
前記隔壁構造体は、光透過性を有する透明材料から成り、
前記サブ色表現体は、前記隔壁構造体を通じて、外部へ色を表現する請求項１に記載の電子ペーパー表示装置。
【請求項５】
第１の回転ボールを有する下部構造物と、
前記下部構造物の上部に配置され、前記第１の回転ボールに比べて大きい大きさを有する第２の回転ボールを有する上部構造物と、
前記下部構造物と前記上部構造物との間の空間を満たす絶縁性オイルと
を含み、
前記第１の回転ボールは、前記第２の回転ボール間の領域に対向するように配置される電子ペーパー表示装置。
【請求項６】
前記下部構造物は、
第１のプレートと、
前記第１のプレート上に形成され、前記第１の回転ボールの配置される第１のキャビティを有する第１の隔壁構造体とを含み、
前記上部構造物は、
前記第２のプレートと、
前記第２のプレート上に形成され、前記第２の回転ボールが位置し、前記第１のキャビティに比べて大きい大きさを有する第２のキャビティを有する第２の隔壁構造体とを含む請求項５に記載の電子ペーパー表示装置。
【請求項７】
前記第１のプレート及び前記第２のプレートは、前記第１の回転ボール及び前記第２の回転ボールに電圧を供給するための電極として使われる請求項６に記載の電子ペーパー表示装置。
【請求項８】
前記第１の隔壁構造体は、前記第２の回転ボールに対向する領域が凹になった構造を有する請求項６に記載の電子ペーパー表示装置。
【請求項９】
前記第１の回転ボールの各々は、第１の半球及び該第１の半球と異なる電荷値を有する第２の半球から成り、
前記第２の回転ボールの各々は、第３の半球及び該第３の半球と異なる電荷値を有する第４の半球から成り、
前記第１の半球は黒で、
前記第２の半球は白で、
前記第３の半球は、赤、緑、青、シアン、マジエンタ及び黄のうちのいずれか一つで、前記第４の半球は、黒、白、赤、緑、青、シアン、マジエンタ及び黄のうちの他の一つである請求項６に記載の電子ペーパー表示装置。
【請求項１０】
前記第２の回転ボールは、平面視でジグザグ形態を有するように配置され、
前記第１の回転ボールは、前記第１の回転ボールの中心と隣接する三つの前記第２の回転ボールの中心とが一致するように配置される請求項５に記載の電子ペーパー表示装置。
【請求項１１】
前記下部構造物と前記上部構造物との間に配置され、前記下部構造物と前記上部構造物との間の間隔を予め決められた間隔で保持させるスペーサを、さらに含む請求項５に記載の電子ペーパー表示装置。
【請求項１２】
第１の回転ボールを有する下部構造物を形成する工程と、
前記第１の回転ボールに比べて大きい大きさを有する第２の回転ボールを有する上部構造物を形成する工程と、
前記第２の回転ボール間の領域に前記第１の回転ボールが対向するように、前記下部構造物と前記上部構造物とを結合する工程と
前記下部構造物と前記上部構造物との間の空間に絶縁性オイルを満たす工程とを含む電子ペーパー表示装置の製造方法。
【請求項１３】
前記下部構造物を形成する工程は、
第１のプレートを準備する工程と、
前記第１のプレートに第１の絶縁膜を形成する工程と、
前記第１の絶縁膜の一部をとり除いて、前記第１の回転ボールの配置される第１のキャビティを形成する工程とを含み、
前記上部構造物を形成する工程は、
第２のプレートを準備する工程と、
前記第２のプレートに第２の絶縁膜を形成する工程と、
前記第２の絶縁膜の一部をとり除いて、前記第２の回転ボールが配置され、前記第１のキャビティに比べて大きい大きさを有する第２のキャビティを形成する工程とを含む請求項１２に記載の電子ペーパー表示装置の製造方法。
【請求項１４】
前記第１のプレート及び前記第２のプレートは、前記第１及び第２の回転ボールに電圧を供給する電極として使われる請求項１３に記載の電子ペーパー表示装置の製造方法。
【請求項１５】
前記下部構造物と前記上部構造物とを結合する工程は、
前記下部構造物にスペーサを形成する工程と、
前記スペーサをストッパとして、前記下部構造物に前記上部構造物を密着させる工程とを含む請求項１２に記載の電子ペーパー表示装置の製造方法。
【請求項１６】
前記上部構造物を形成する工程は、前記第２の回転ボールを側方向に仕切る第２の隔壁構造体を形成する工程を含み、
前記スペーサを形成する工程は、前記電子ペーパー表示装置の画素領域以外の領域に、前記第２の隔壁構造体に比べて厚い厚さを有する絶縁体を形成する工程とを含む請求項１５に記載の電子ペーパー表示装置の製造方法。
【請求項１７】
前記上部構造物を形成する工程は、
第２のプレートを準備する工程と、
前記第２のプレート上に前記第２の回転ボールを側方向に仕切る第２の隔壁構造体を形成する工程と、
前記第２のキャビティに接着剤を注入する工程と、
前記接着剤を用いて前記第２の回転ボールを前記第２のキャビティ内に接着させる工程と
を含む請求項１２に記載の電子ペーパー表示装置の製造方法。
【請求項１８】
前記接着剤は、前記絶縁性オイルである請求項１７に記載の電子ペーパー表示装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４ａ】
【図４ｂ】
【図４ｃ】
【図４ｄ】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４ａ】
【図４ｂ】
【図４ｃ】
【図４ｄ】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１２８４０６（Ｐ２０１２−１２８４０６Ａ）
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４７２７４（Ｐ２０１１−２４７２７４）
【出願日】平成２３年１１月１１日（２０１１．１１．１１）
【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）】
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１１日（２０１１．１１．１１）
【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）】
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