KR20060011039A - Electrowetting oil display - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전기습윤 방식의 디스플레이에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전기습윤 방식으로 소정의 공간 내에서 액체를 유동시키면서 발광화소나 색상을 선택하는 전기습윤 오일 표시소자에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrowetting display, and more particularly, to an electrowetting oil display device for selecting a light emitting pixel or color while flowing a liquid in a predetermined space by an electrowetting method.

본 발명의 일 실시예에 따른 전기습윤 오일 표시소자는, 임의의 사이각을 갖도록 만나는 제1 면 및 제2 면을 포함하는 단위셀(cell)이 형성되는 기판과, 상기 단위셀의 제1 면을 따라 형성되는 제1 전극과, 상기 제1 전극을 덮도록 형성되는 제1 절연층과, 상기 제2 면의 중심부에 형성되는 제2 전극과, 상기 제2 전극을 덮도록 형성되는 제2 절연층과, 상기 단위셀의 제2 면에서 상기 제1 면과 인접한 가장자리를 따라 형성되는 제3 전극과, 상기 단위셀 내에서 상기 제2 면에 가까이 배치되는 수용액층과, 상기 단위셀 내에서 상기 수용액층을 사이에 두고 상기 제3 전극과 이격되어 배치되는 오일층, 및 상기 단위셀 외부에서 상기 단위셀의 제2 면을 통하여 빛을 공급하는 광원을 포함한다.An electrowetting oil display device according to an embodiment of the present invention includes a substrate on which a unit cell including a first surface and a second surface that meet each other having an arbitrary angle is formed, and a first surface of the unit cell. A first electrode formed along the first electrode, a first insulating layer formed to cover the first electrode, a second electrode formed at the center of the second surface, and a second insulation formed to cover the second electrode A layer, a third electrode formed along an edge adjacent to the first surface at a second surface of the unit cell, an aqueous layer disposed close to the second surface within the unit cell, and within the unit cell An oil layer disposed to be spaced apart from the third electrode with an aqueous layer interposed therebetween, and a light source for supplying light through the second surface of the unit cell from outside the unit cell.

전기습윤, 오일, 디스플레이, 극성Electrowetting, oil, display, polarity

Description

전기습윤 오일 표시소자{ELECTROWETTING OIL DISPLAY}Electrowetting Oil Display Device {ELECTROWETTING OIL DISPLAY}

도 1의 (a) 및 (b)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기습윤 오일 표시소자의 구조와 기능을 설명하기 위하여 도시한 단면 개략도이다.1A and 1B are cross-sectional schematic diagrams for explaining the structure and function of the electrowetting oil display device according to the first embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기습윤 오일 표시소자를 도시한 단면 개략도이다.2 is a schematic cross-sectional view showing an electrowetting oil display device according to a first embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전기습윤 오일 표시소자를 도시한 단면 개략도이다.3 is a schematic cross-sectional view showing an electrowetting oil display device according to a second embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 전기습윤 오일 표시소자를 도시한 단면 개략도이다.4 is a schematic cross-sectional view showing an electrowetting oil display device according to a third embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 전기습윤 오일 표시소자를 도시한 단면 개략도이다.5 is a schematic cross-sectional view showing an electrowetting oil display device according to a fourth embodiment of the present invention.

본 발명은 전기습윤 방식의 디스플레이에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전기습윤 방식으로 소정의 공간 내에서 액체를 유동시켜서 발광화소나 색상을 선택적으로 점멸시키는 전기습윤 오일 표시소자에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrowetting display, and more particularly, to an electrowetting oil display device which selectively flashes a light emitting pixel or color by flowing a liquid in a predetermined space by an electrowetting method.

전기습윤(electrowetting)이란 계면에 존재하는 전하에 의하여 계면의 표면 장력이 변화되면서 접촉각(contact angle)이 변화되는 현상인 전기모세관(electrocapillary) 현상에서 파생된 것으로, 특별히 계면에 작용하는 전위차가 높도록 계면에 얇은 피막의 절연층이 존재하는 경우를 의미한다.Electrowetting is derived from electrocapillary, a phenomenon in which the contact angle changes as the surface tension of the interface changes due to the charge present at the interface. It means the case where a thin film insulation layer exists in an interface.

이러한 전기습윤을 이용한 미소 유체 및 유체 중의 미소입자의 제어방법은 기본적으로 전기장을 이용한 방법이므로 전기 배선 및 전극 등이 바이오칩(biochip)이나 마이크로플루이딕(microfluidic) 소자 등과 일체형으로 제작 가능하다. 또한 미소유체를 1㎝/s 정도의 고속으로 이송이 가능하며, 비교적 낮은 전압으로 유체의 거동 제어가 가능하므로 전력 소모가 작은 장점이 있다.Since the control method of the microfluidic fluid and the microparticles in the fluid is basically a method using an electric field, the electrical wiring and the electrode can be manufactured integrally with a biochip or a microfluidic device. In addition, it is possible to transfer the microfluidic at a high speed of about 1 cm / s, it is possible to control the behavior of the fluid at a relatively low voltage has the advantage of low power consumption.

상기한 장점에 기인하여 미소 유체의 이송, 혼합 및 코팅 속도 증가, 광학 스위치 등과 같은 많은 분야에 응용이 가능하며 근래 들어 MEMS 및 마이크로플루이딕 분야에서 많은 연구가 진행되고 있다.Due to the above advantages, it can be applied to many fields such as microfluidic transfer, mixing and coating speed increase, optical switch, and the like, and much research has recently been conducted in the field of MEMS and microfluidics.

반도체 산업의 성장과 더불어 마이크로(micro) 단위의 구조물을 제작할 수 있는 마이크로 머시닝(micro machining) 기술들이 함께 발전하고 있으며, 최근에는 더 나아가 나노(nano) 단위의 구조물을 정밀하게 제작할 수 있는 기술들이 개발되고 있다. 이러한 마이크로 머시닝 기술은 시스템뿐만 아니라 마이크로 구조물, 센서, 액추에이터 등을 포함하는 광범위 분야에 걸쳐 응용되고 있으며, 고정세 기술이 요구되고 있는 디스플레이 분야에서도 적절히 응용될 수 있을 것이다.With the growth of the semiconductor industry, micro-machining techniques are being developed to create micro-structured structures, and more recently, technologies for precisely fabricating nano-structures have been developed. It is becoming. Such micromachining technology is applied to a wide range of fields including microstructures, sensors, actuators, etc., as well as systems, and may be appropriately applied to display fields requiring high-definition technology.

특히 전통적인 디스플레이 시장을 지배해왔던 TV는 HDTV(high definition television)의 개발로 초고정세화 기술이 도입되고 있는 실정이며, 휴대폰 등의 소 형기기는 국한된 면적에서 보다 선명한 화면을 구현하기 위하여 고밀도 미세구조를 적용하고 있다.In particular, TVs, which have dominated the traditional display market, are being introduced with high definition technology through the development of high definition televisions (HDTVs), and small devices such as mobile phones have high density microstructures to realize clearer screens in a limited area. It is applied.

따라서 전기습윤 기술은 미세가공 기술과 접목되어 디스플레이 분야에 적용됨으로써 차세대 디스플레이 개발에 영향을 미칠 것으로 기대된다.Therefore, electrowetting technology is expected to affect the development of next generation displays by being applied to the display field in combination with microfabrication technology.

본 발명은 상기한 바와 같은 기술적 배경의 바탕 하에 창안된 것으로, 그 목적은 하우징의 내부에 오일층과 수용액층을 공존시킨 다음 극성을 띠는 물의 성질을 이용하여 상기 수용액층을 분리시킴으로써 발광/비발광 또는 적(R), 녹(G), 청(B)색의 색상을 선택하여 화면을 구현할 수 있는 전기습윤 오일 표시소자를 제공하는 것이다.The present invention has been made on the basis of the technical background as described above, and its object is to emit light / ratio by coexisting an oil layer and an aqueous solution layer inside the housing, and then separating the aqueous solution layer using a polarized water property. The present invention provides an electrowetting oil display device capable of realizing a screen by emitting light or selecting colors of red (R), green (G), and blue (B) colors.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전기습윤 오일 표시소자는, 임의의 사이각을 갖도록 만나는 제1 면 및 제2 면을 포함하는 단위셀(cell)이 형성되는 기판과, 상기 단위셀의 제1 면을 따라 형성되는 제1 전극과, 상기 제1 전극을 덮도록 형성되는 제1 절연층과, 상기 제2 면의 중심부에 형성되는 제2 전극과, 상기 제2 전극을 덮도록 형성되는 제2 절연층과, 상기 단위셀의 제2 면에서 상기 제1 면과 인접한 가장자리를 따라 형성되는 제3 전극과, 상기 단위셀 내에서 상기 제2 면에 가까이 배치되는 수용액층과, 상기 단위셀 내에서 상기 수용액층을 사이에 두고 상기 제3 전극과 이격되어 배치되는 오일층, 및 상기 단위셀 외부에서 상기 단위셀의 제2 면을 통하여 빛을 공급하는 광원을 포함한다.In order to achieve the above object, an electrowetting oil display device according to an embodiment of the present invention, the substrate is formed with a unit cell (cell) comprising a first surface and a second surface to meet to have an arbitrary angle, A first electrode formed along the first surface of the unit cell, a first insulating layer formed to cover the first electrode, a second electrode formed at the center of the second surface, and the second electrode A second insulating layer formed to cover, a third electrode formed along an edge adjacent to the first surface at a second surface of the unit cell, an aqueous solution layer disposed close to the second surface in the unit cell; And an oil layer spaced apart from the third electrode with the aqueous solution layer interposed therebetween in the unit cell, and a light source for supplying light through the second surface of the unit cell from outside the unit cell.

상기 수용액층은 불투명하고 자외선을 차단할 수도 있으며, 상기 오일층은 투명하게 형성된다. 상기 기판은 대향하는 제1 기판과 제2 기판을 포함하고, 상기 단위셀은 상기 기판 중 적어도 하나의 기판을 식각하여 형성된 공간에 형성될 수 있다. 그리고 상기 오일층은 적색, 녹색, 청색 중 어느 하나의 색소를 함유한 오일로 이루어질 수 있으며, 선택적으로 형광색소를 함유한 오일로 이루어질 수 있다.The aqueous solution layer is opaque and may block ultraviolet rays, and the oil layer is formed to be transparent. The substrate may include an opposing first substrate and a second substrate, and the unit cell may be formed in a space formed by etching at least one of the substrates. The oil layer may be made of an oil containing any one of red, green, and blue pigments, and may be made of an oil containing a fluorescent dye.

상기 제1 절연층과 제2 절연층은 표면이 소수성(hydrophobic)을 띠도록 하는 처리를 하거나 소수층을 추가할 수 있고, 제3 전극 및 그 주변영역으로는 친수성(hydrophilic)을 띠도록 할 수 있다.The first insulating layer and the second insulating layer may be treated to add hydrophobic surfaces or may add a hydrophobic layer, and may be hydrophilic to the third electrode and its peripheral region. .

상기 단위셀 외부의 기판 표면에는 광반사 코팅층이 형성되어 외광이 침투는 것을 차단할 수 있다.A light reflection coating layer may be formed on the surface of the substrate outside the unit cell to block penetration of external light.

한편, 다른 실시예에 따르면, 상기 오일층은 무색의 투명한 오일로 이루어지고, 상기 단위셀 외부의 기판 표면에는 적색, 녹색, 청색 중 어느 하나의 색을 띠는 컬러 필터가 형성되도록 하여 표현되는 색상을 선택할 수 있다.On the other hand, according to another embodiment, the oil layer is made of a colorless transparent oil, the color expressed by forming a color filter having any one of red, green, blue on the substrate surface outside the unit cell Can be selected.

상기 광원은 단위셀 제2 면의 후방에서 이 제2 면을 통하여 오일층에 빛을 공급할 수 있으며, 다른 실시예로 상기 단위셀의 외부에서 상기 제2 면에 인접하여 배치되는 광 확산층을 포함하고, 광원을 상기 광 확산층의 측방에 배치하여 빛을 공급할 수도 있다.The light source may supply light to the oil layer through the second surface at the rear of the second surface of the unit cell. In another embodiment, the light source may include a light diffusion layer disposed adjacent to the second surface from the outside of the unit cell. The light source may be disposed on the side of the light diffusion layer to supply light.

또한 단위셀은 내부에 상기 제2 면과 대향하는 제3 면을 포함하고, 이 때, 상기 제3 면에 광 반사층을 형성함으로써 상기 제2 면의 외부로 화면이 구현되도록 할 수 있다.In addition, the unit cell may include a third surface facing the second surface therein, and the screen may be realized outside the second surface by forming a light reflection layer on the third surface.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like elements throughout the specification.

도 1의 (a) 및 (b)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기습윤 오일 표시소자의 구조와 기능을 설명하기 위하여 도시한 단면 개략도이다.1A and 1B are cross-sectional schematic diagrams for explaining the structure and function of the electrowetting oil display device according to the first embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 전기습윤 오일 표시소자는 투명한 한 쌍의 제1 기판(30) 및 제2 기판(31)으로 둘러싸인 단위셀(33) 내에 불투명 수용액층(35)과 투명한 오일층(37)을 함께 수용하고 있으며, 수용액층(35)과 오일층(37)에 인접하도록 전극들(40, 41, 42)이 배치된다.As shown, the electrowetting oil display device according to the present embodiment is an opaque aqueous solution layer 35 and a transparent oil in a unit cell 33 surrounded by a pair of transparent first and second substrates 30 and 31. The layers 37 are housed together, and the electrodes 40, 41, 42 are arranged to be adjacent to the aqueous solution layer 35 and the oil layer 37.

단위셀(33)은 임의의 사이각을 갖도록 만나는 제1 면(33a)과 제2 면(33b)을 포함하는데, 한 쌍의 기판(30, 31) 중 제1 기판(30)의 내부를 식각하여 공간을 형성하고 이에 제2 기판(31)을 인접시켜 상기 단위셀(33)을 형성할 수 있다. 이 때, 제1 면(33a)은 제1 기판(30)의 식각부분에 의해 형성되는 면으로 주로 오일층(37)과 접하게 되고, 제2 면(33b)은 제2 기판(31)에 의해 형성되는 면으로 주로 수용액층(35)과 접하게 된다.The unit cell 33 includes a first surface 33a and a second surface 33b that meet each other to have an arbitrary angle, and etch the inside of the first substrate 30 of the pair of substrates 30 and 31. As a result, a space may be formed, and the unit cell 33 may be formed by adjoining the second substrate 31. At this time, the first surface 33a is a surface formed by the etching portion of the first substrate 30 and mainly comes into contact with the oil layer 37, and the second surface 33b is formed by the second substrate 31. The surface formed is mainly in contact with the aqueous solution layer 35.

본 실시예에서 상기 단위셀(33)은 원뿔대 형상을 취하고 있는 바, 제2 면(33b)은 평평한 면을 형성하면서 상기 원뿔대의 바닥면에 대응되고, 제1 면(33a)은 곡면을 형성하면서 상기 원뿔대의 옆면에 대응된다. 그리고 상기 제2 면(33b)과 마주보며 원뿔대의 윗면에 대응되는 제3 면(33c)은 상기 제1 면(33a)과 소정의 사이각을 이루며 만나도록 형성된다. 그러나 본 발명의 단위셀은 상기한 원뿔대 형상에 한정되지 않으며, 소정의 사이각을 갖도록 만나는 제1 면과 제2 면을 포함하는 구조는 모두 포함하므로, 단위셀의 평면은 원형 또는 사각형, 육각형 등과 같은 다각형을 이룰 수도 있고 타원형 등과 같이 가로, 세로의 폭이 다른 형상으로 이루어질 수도 있다.In the present embodiment, the unit cell 33 has a truncated conical shape. The second surface 33b corresponds to the bottom surface of the truncated cone while forming a flat surface, and the first surface 33a forms a curved surface. It corresponds to the side of the truncated cone. The third surface 33c, which faces the second surface 33b and corresponds to the top surface of the truncated cone, is formed to meet the first surface 33a at a predetermined angle. However, the unit cell of the present invention is not limited to the shape of the truncated cone, and includes a structure including all of the first and second surfaces that meet each other to have a predetermined angle. The same polygon may be formed or may be formed in a shape having different widths and widths, such as an ellipse.

상기 단위셀(33) 외부의 제1 기판(30) 표면에는 광반사 코팅층(48)이 형성되어 외부로부터 입사되는 빛이 반사되어 콘트라스트(contrast)를 저하시키는 현상을 억제할 수 있다.The light reflection coating layer 48 is formed on the surface of the first substrate 30 outside the unit cell 33, so that light incident from the outside is reflected to reduce the contrast.

한편, 물은 극성을 가지는 반면 오일은 무극성이므로, 수용액층(35)과 오일층(37)은 서로 혼합되지 않고 인접한 부분에서 경계를 이루며 대치한다. 수용액층(35)에는 물 이외에 광반사제, 자외선 차단제 및 전해질 물질 등을 더 포함할 수 있으며, 자외선 차단제는 ZnO, TiO2를 함유하고, 전해질 물질로는 KCl, NaOH, Na2SO4 등이 포함된다. 이러한 수용액층(35)은 단위셀(33) 내에서 대략 후방, 즉 보는 이로부터 먼 쪽에 배치되며 광원(46)으로부터 방출되는 빛을 차단하는 역할을 한다. 오일층(37)은 전방, 즉 보는 이와 가까운 쪽에 배치되며 광원(46)으로부터 방출되는 빛을 통과시키는 역할을 한다. 광원(46)은 단위셀(33)의 외부에서 이 단위셀(33)의 제2 면(33b)에 인접하여 배치되어 백색광을 공급하는 역할을 한다.On the other hand, since water has polarity and oil is nonpolar, the aqueous solution layer 35 and the oil layer 37 do not mix with each other and form a boundary at adjacent portions to replace each other. The aqueous solution layer 35 may further include a light reflector, a sunscreen and an electrolyte material, in addition to water, and the sunscreen contains ZnO, TiO 2 , and the electrolyte material may include KCl, NaOH, Na 2 SO 4 , Included. The aqueous solution layer 35 is disposed in the unit cell 33 approximately back, i.e., far from the viewer, and serves to block light emitted from the light source 46. The oil layer 37 is disposed on the front side, i.e., close to the bore, and serves to pass light emitted from the light source 46. The light source 46 is disposed adjacent to the second surface 33b of the unit cell 33 outside the unit cell 33 and serves to supply white light.

상기 수용액층(35)에는 에틸렌 글리콜을 함유하여 오일층(37)과의 밀도를 조절할 수 있으며, 전해질을 포함함으로써 전극에 의한 제어가 더 용이하도록 할 수 있다. 상기 오일층(37)으로는 실리콘 오일(silicone oil)이나 미네랄 오일(mineral oil) 등이 사용될 수 있다.The aqueous solution layer 35 may contain ethylene glycol to adjust the density with the oil layer 37, and may include an electrolyte to facilitate control by the electrode. As the oil layer 37, silicone oil, mineral oil, or the like may be used.

본 실시예에서 오일층(37)은 적색, 녹색, 청색 중 어느 하나의 색소를 함유하는 오일로 이루어지며, 광원(46)으로부터 방출되는 빛이 오일층(37)을 통과하면서 파장이 바뀌어 소정의 색상을 구현하게 된다. 상기 오일층(37)을 형성하는 오일에는 형광색소가 첨가될 수도 있다.In the present embodiment, the oil layer 37 is made of oil containing any one of red, green, and blue pigments, and the wavelength of the light emitted from the light source 46 is changed while passing through the oil layer 37 to change the predetermined amount. You will implement color. Fluorescent dye may be added to the oil forming the oil layer 37.

한편, 상기 단위셀(33)의 제1 면(33a)에는 이 면을 따라 제1 전극(40)이 형성된다. 이러한 제1 전극(40) 상에는 이 제1 전극(40)을 덮도록 제1 절연층(43)이 형성된다. 주로 상기 오일층(37)과 접하는 제1 절연층(43)의 표면은 소수성(hydrophobic) 처리하거나, 제1 절연층(43)을 덮도록 제1 소수층(44)을 형성할 수 있다. 제1 전극(40)으로는 Au, Pt, Cr+Au 등의 내식성 금속이 사용될 수 있다. 또한 제1 절연층(43)으로는 Parylene, SiO2 등이 사용될 수 있고, 제1 소수층(44)으로는 Fluoropolymer, Silicone 등이 사용될 수 있다.Meanwhile, the first electrode 40 is formed along the surface of the first surface 33a of the unit cell 33. The first insulating layer 43 is formed on the first electrode 40 to cover the first electrode 40. The surface of the first insulating layer 43 mainly in contact with the oil layer 37 may be hydrophobic or may form the first hydrophobic layer 44 to cover the first insulating layer 43. Corrosion-resistant metals such as Au, Pt, Cr + Au, and the like may be used as the first electrode 40. In addition, Parylene, SiO 2, or the like may be used as the first insulating layer 43, and Fluoropolymer, Silicone, or the like may be used as the first hydrophobic layer 44.

오일이 제2 면(33b)에 접촉했다가 떨어지는 동작을 돕기 위해서 제2 면(33b)의 중심부에 제2 전극(41)을 투명한 도전물질로 형성할 수 있다. 이 제2 전극(41) 상에는 이를 덮도록 투명한 물질로 제2 절연층(45)을 형성하고, 이 제2 절연층(45)을 덮도록 제2 소수층(46)을 형성하거나 제2 절연층(45)의 표면을 소수성 (hydrophobic)처리할 수 있다. 이 때, 제2 전극(41)은 상기 제1 전극(40)에 가까이 배치될 수 있으나, 서로 다른 극성을 가지는 것이 바람직하므로, 소정의 거리만큼 이격되어 배치된다. 제2 전극(41)으로는 ITO(Indium Tin Oxide), SnO2 등의 투명 도전성물질이 사용될 수 있다. 또한 제2 절연층(45)으로는 SiO2 등의 투명한 절연물질이 사용될 수 있으며, 제2 소수층(46)으로는 Fluoropolymer, Silicone 등이 사용될 수 있다.The second electrode 41 may be formed of a transparent conductive material at the center of the second surface 33b to assist the oil in contact with and dropping from the second surface 33b. On the second electrode 41, a second insulating layer 45 is formed of a transparent material to cover the second electrode 41, and a second hydrophobic layer 46 is formed to cover the second insulating layer 45, or a second insulating layer ( 45) can be hydrophobic. In this case, the second electrode 41 may be disposed close to the first electrode 40, but since the second electrode 41 may have different polarities, the second electrode 41 may be spaced apart by a predetermined distance. As the second electrode 41, a transparent conductive material such as indium tin oxide (ITO) or SnO 2 may be used. In addition, a transparent insulating material such as SiO 2 may be used as the second insulating layer 45, and a fluoropolymer or silicone may be used as the second hydrophobic layer 46.

상기 단위셀(33)의 제2 면(33b)에서 제1 면(33a)과 인접한 가장자리를 따라 제3 전극(42)이 형성된다. 본 실시예에서 상기 제3 전극(42)은 고리형상 혹은 대칭형으로 분리된 형상을 갖도록 형성된다. 제3 전극(42)의 고리형상은 상기 단위셀(33)의 형상에 따라 원형이나 다각형 등 여러 형태를 가질 수 있다. 상기 수용액층(35)과 접하는 제3 전극(42)의 표면과 제1 전극(40)과 제2 전극(41)을 침범하지 않는 제3 전극(42)의 주변영역은 친수(hydrophilic)처리한다. 제3 전극(42)으로는 Al, Cr, Au, Cu 등의 전도성 금속이 사용될 수 있다.The third electrode 42 is formed along the edge adjacent to the first surface 33a on the second surface 33b of the unit cell 33. In the present embodiment, the third electrode 42 is formed to have an annular or symmetrical shape. The annular shape of the third electrode 42 may have various shapes such as a circle or a polygon, depending on the shape of the unit cell 33. The surface of the third electrode 42 in contact with the aqueous solution layer 35 and the peripheral region of the third electrode 42 which does not invade the first electrode 40 and the second electrode 41 are hydrophilic. . As the third electrode 42, a conductive metal such as Al, Cr, Au, or Cu may be used.

이와 같이 구성되는 제1 전극(40)과 제3 전극(42)에는 각각 서로 다른 극성의 전원(50)이 인가되어 상기 불투명 수용액층(35)의 움직임을 제어하도록 한다.The power source 50 having different polarities is applied to the first electrode 40 and the third electrode 42 configured as described above to control the movement of the opaque aqueous solution layer 35.

본 실시예에 따른 전기습윤 오일 표시소자의 작용을 이하에서 설명한다.The operation of the electrowetting oil display device according to the present embodiment will be described below.

먼저 상기 제1 전극(40)과 제3 전극(42)에 별도의 전원(50)이 인가되지 않는 경우에는 도 1 (a)에서 보는 바와 같이, 불투명 수용액층(35)은 단위셀(33)의 제2 면(33b)에 접하여 배치된다. 광원(46)은 상기 단위셀(33)의 제2 면(33b)에 인접하 여 단위셀(33) 외부에 배치되어 빛을 발하므로, 상기 불투명 수용액층(35)이 제2 면(33b) 전체를 덮고 있을 경우에는 상기 광원(46)으로부터의 빛을 차단하여 해당 단위셀(33)은 오프(off) 된다.First, when a separate power source 50 is not applied to the first electrode 40 and the third electrode 42, as shown in FIG. 1A, the opaque aqueous solution layer 35 is a unit cell 33. It is arranged in contact with the second surface 33b of the. Since the light source 46 is disposed outside the unit cell 33 adjacent to the second surface 33b of the unit cell 33 to emit light, the opaque aqueous solution layer 35 is formed on the second surface 33b. When covering the whole, the unit cell 33 is turned off by blocking the light from the light source 46.

제1 전극(40)과 제3 전극(42)에 전원(50)을 인가하면, 이들 제1, 제3 전극(40, 42)들은 서로 다른 극성을 띠게 되고, 이들과 인접하고 있는 불투명 수용액층(35)은 분극되면서 상기 전극들(40, 42) 주위로 몰려들게 된다. When the power source 50 is applied to the first electrode 40 and the third electrode 42, the first and third electrodes 40 and 42 have different polarities, and an opaque aqueous solution layer adjacent thereto is provided. 35 is polarized and rushes around the electrodes 40, 42.

예를 들어, 도 1 (b)에서 보는 바와 같이, 상기 제3 전극(42)에 양(+)극이 접속되고, 제1 전극(40)에 음(-)극이 접속되면 수용액 물분자의 양(+)극은 제1 전극(40)쪽으로 끌리고 음(-)극은 제3 전극(42)쪽으로 끌리면서 상기 불투명 수용액층(35)은 단위셀(33)의 제2 면(33b)의 가장자리쪽으로 몰리게 된다. 이렇게 몰린 불투명 수용액층(35)은 제1 면(33a)과 제2 면(33b)이 만나는 모서리 영역으로 위치하면서 제2 면(33b)의 중심부를 비우게 되고, 이 자리를 상기 오일층(37)이 채우면서 이 오일층(37)은 제2 면(33b)과 접하게 된다. For example, as shown in FIG. 1B, when the positive electrode is connected to the third electrode 42 and the negative electrode is connected to the first electrode 40, the water molecules of the aqueous solution The positive electrode is attracted toward the first electrode 40 and the negative electrode is attracted toward the third electrode 42, and the opaque aqueous solution layer 35 is formed on the second surface 33b of the unit cell 33. It is driven towards the edge. The opaque aqueous solution layer 35 thus obtained is positioned as a corner region where the first surface 33a and the second surface 33b meet, and the center of the second surface 33b is emptied, and the oil layer 37 is replaced. This oil layer 37 is in contact with the second surface 33b while filling up.

이 때, 수용액층(35)이 제2 면(33b)에서 가장자리로 몰리는 동작을 돕기 위해서 제2 면(33b)의 중심부에 형성되는 제2 전극(41)은 제3 전극(42)과 연결되는데, 상기 제1 전극(40)과는 선택적으로 상기 제3 전극(42)과 연결된다. 즉 제1 전극(40)과 제3 전극(42)이 연결되는 경우에는 제2 전극(41)과 제3 전극(42)은 차단되고, 제1 전극(40)과 제3 전극(42)이 차단되는 경우에는 제2 전극(41)과 제3 전극(42)이 연결된다. 따라서 상기 전원(50)을 점멸함에 따라 오일층(37)의 제2 면(33b)과의 접촉/비접촉을 조절할 수 있다.At this time, the second electrode 41 formed at the center of the second surface 33b is connected to the third electrode 42 to help the aqueous solution layer 35 be driven from the second surface 33b to the edge. The first electrode 40 is selectively connected to the third electrode 42. That is, when the first electrode 40 and the third electrode 42 are connected, the second electrode 41 and the third electrode 42 are blocked, and the first electrode 40 and the third electrode 42 are blocked. When blocked, the second electrode 41 and the third electrode 42 are connected. Accordingly, as the power source 50 blinks, contact / non-contact with the second surface 33b of the oil layer 37 may be adjusted.

투명한 오일층(37)이 단위셀(33)의 제2 면(33b)과 접촉하게 되면 광원(46)으로부터 방출된 빛이 이 불투명 수용액층(35)에 의해 차단되지 않고 이 오일층(37)을 통하여 외부로 방출될 수 있다. 오일층(37)은 적색, 녹색, 청색 중 어느 하나의 색상을 갖는 오일을 포함하고 있으므로 외부로 방출되는 빛은 이러한 오일층(37)의 색상에 따라 적색, 녹색, 청색을 표현할 수 있다.When the transparent oil layer 37 comes into contact with the second surface 33b of the unit cell 33, the light emitted from the light source 46 is not blocked by the opaque aqueous solution layer 35 and the oil layer 37 It can be emitted to the outside through. Since the oil layer 37 includes an oil having any one color of red, green, and blue, light emitted to the outside may express red, green, and blue colors according to the color of the oil layer 37.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기습윤 오일 표시소자를 도시한 단면 개략도이다.2 is a schematic cross-sectional view showing an electrowetting oil display device according to a first embodiment of the present invention.

상기 설명한 바와 같은 구조의 단위셀(33)이 연이어 배치되면서 각각 적색, 녹색, 청색의 오일층(37R, 37G, 37B)을 구비함으로써 하나의 화소(pixel)를 형성하게 된다. 각 단위셀(33)의 전원(50)을 선택적으로 인가함으로써 온(on)/오프(off)를 선택하게 되고, 단위셀(33) 선택의 조합으로 다양한 색상을 표현할 수 있게 된다. 오일층(37)을 형광오일로 사용할 경우의 광원은 자외선(UV)이 방출되는 것을 사용하고 수용액층(35)에는 자외선 차단제를 첨가할 수 있다. 설명되지 않은 도면부호 E는 보는 이의 눈을 도시한 것으로 화면을 보는 방향을 나타내기 위한 것이다.The unit cells 33 having the structure as described above are arranged in succession to form one pixel by including the red, green, and blue oil layers 37R, 37G, and 37B, respectively. By selectively applying the power source 50 of each unit cell 33, on / off is selected, and various colors can be expressed by a combination of unit cell 33 selections. In the case where the oil layer 37 is used as a fluorescent oil, a light source that emits ultraviolet rays (UV) may be used, and a sunscreen agent may be added to the aqueous solution layer 35. Reference numeral E, which has not been described, shows the eye of the viewer to indicate the direction of viewing the screen.

이하에서는 제2 내지 제4 실시예를 설명한다. 각 실시예에 따른 전기습윤 오일 표시소자는 상기 설명한 제1 실시예에 따른 전기습윤 오일 표시소자와 기본적인 구조가 같으며, 구동 원리 또한 유사하다. 다만 부분적으로 다른 특징을 가지고 있으므로 이에 대해 주로 설명한다.Hereinafter, the second to fourth embodiments will be described. The electrowetting oil display device according to each embodiment has the same basic structure as the electrowetting oil display device according to the first embodiment described above, and the driving principle is similar. However, the description is mainly explained because it has other characteristics.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전기습윤 오일 표시소자를 도시한 단면 개략도이다.3 is a schematic cross-sectional view showing an electrowetting oil display device according to a second embodiment of the present invention.

본 실시예에 따른 전기습윤 오일 표시소자는 무색의 투명한 오일층(51)을 채용하고 있으며, 대신 제1 기판(30) 표면에 색상별 컬러 필터(53R, 53G, 53B)를 적용하여 색상을 선택할 수 있게 하고 있다. 광원(46)에서 방출되는 백색광은 상기 무색의 투명한 오일층(51)을 지나 컬러 필터(53R, 53G, 53B)를 통과하면서 파장이 변경되어 소정의 색상을 표현할 수 있다. 컬러 필터(53R, 53G, 53B)는 적색, 녹색, 청색 중 어느 하나의 색상을 가질 수 있다.The electrowetting oil display device according to the present embodiment employs a colorless transparent oil layer 51, and instead, color is selected by applying color filters 53R, 53G, and 53B for each color on the surface of the first substrate 30. FIG. It is possible. The white light emitted from the light source 46 passes through the colorless transparent oil layer 51 and passes through the color filters 53R, 53G, and 53B to change a wavelength to represent a predetermined color. The color filters 53R, 53G, and 53B may have any one color of red, green, and blue.

도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 전기습윤 오일 표시소자를 도시한 단면 개략도이다.4 is a schematic cross-sectional view showing an electrowetting oil display device according to a third embodiment of the present invention.

본 실시예에 따른 전기습윤 오일 표시소자는 광원(56)으로 측면조명(edge lamp)을 사용하고, 오일층(57R, 57G, 57B)에는 형광색소를 함유하고 있는 형광 오일을 적용한다. 즉 단위셀(33)의 외부에서 상기 단위셀(33)의 제2 면(33b)에 인접하여 광 확산층(60)을 배치시키고, 광원(56)은 자외선이 포함된 광원을 사용하고 상기 광 확산층(60)의 측방에 배치하게 된다. 그리고 수용책층(35)에는 자외선 차단물질을 첨가할 수 있다.In the electrowetting oil display device according to the present embodiment, an edge lamp is used as the light source 56, and a fluorescent oil containing fluorescent dye is applied to the oil layers 57R, 57G, and 57B. That is, the light diffusion layer 60 is disposed adjacent to the second surface 33b of the unit cell 33 outside the unit cell 33, and the light source 56 uses a light source including ultraviolet rays and the light diffusion layer It is arrange | positioned at the side of 60. In addition, a sunscreen material may be added to the accommodation barrier layer 35.

도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 전기습윤 오일 표시소자를 도시한 단면 개략도이다.5 is a schematic cross-sectional view showing an electrowetting oil display device according to a fourth embodiment of the present invention.

본 실시예에 따른 전기습윤 오일 표시소자는 단위셀(33)의 제3 면(33c)에 광 반사판(62)을 형성하여 오일층(37R, 37G, 37B)을 통과한 빛이 상기 광 반사판(62)으로부터 반사되어 되돌아오도록 한다. 오일층(37R, 37G, 37B)은 적색, 녹색, 청색 중 어느 하나의 색상을 갖는 색소가 함유된 오일을 사용하므로, 광원(미도시)으로부터 상기 오일층(37R, 37G, 37B)으로 입사되었던 백색광은 광 반사판(62)에 반사되어 나오면서 파장이 바뀌어 색상을 띠게 된다. 따라서 화면은 제2 기판(31) 외측으로 구현된다.In the electrowetting oil display device according to the present exemplary embodiment, the light reflecting plate 62 is formed on the third surface 33c of the unit cell 33 so that the light passing through the oil layers 37R, 37G, and 37B passes through the light reflecting plate ( 62) and return back. Since the oil layers 37R, 37G, and 37B use oils containing pigments having any one of red, green, and blue colors, the oil layers 37R, 37G, and 37B have been incident from the light source (not shown) to the oil layers 37R, 37G, and 37B. White light is reflected by the light reflecting plate 62, the wavelength is changed to have a color. Therefore, the screen is implemented outside the second substrate 31.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications or changes can be made within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. It goes without saying that it belongs to the scope of the present invention.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 전기습윤 오일 표시소자에 의하면, 단위셀의 내부에 오일층과 수용액층을 공존시킨 다음 극성을 띠는 물의 성질을 이용하여 상기 수용액층을 분리시킴으로써 발광/비발광 또는 적(R), 녹(G), 청(B)색의 색상을 선택하여 화면을 구현할 수 있다.As described above, according to the electrowetting oil display device according to the present invention, an oil layer and an aqueous solution layer coexist in a unit cell, and then the aqueous solution layer is separated by using a polarized water property to emit light / non-light emitting or The screen can be realized by selecting colors of red (R), green (G), and blue (B) colors.

Claims (16)

임의의 사이각을 갖도록 만나는 제1 면과 제2 면을 포함하는 단위셀(cell)이 형성되는 기판;A substrate having a unit cell including a first surface and a second surface that meet each other to have an arbitrary angle; 상기 단위셀의 제1 면을 따라 형성되는 제1 전극;A first electrode formed along the first surface of the unit cell; 상기 제1 전극을 덮도록 형성되는 제1 절연층;A first insulating layer formed to cover the first electrode; 상기 제2 면의 중심부에 형성되는 제2 전극;A second electrode formed at the center of the second surface; 상기 제2 전극을 덮도록 형성되는 제2 절연층;A second insulating layer formed to cover the second electrode; 상기 단위셀의 제2 면에서 상기 제1 면과 인접한 가장자리를 따라 형성되는 제3 전극;A third electrode formed along an edge adjacent to the first surface on a second surface of the unit cell; 상기 단위셀 내에서 상기 제2 면에 가까이 배치되는 수용액층;An aqueous solution layer disposed close to the second surface in the unit cell; 상기 단위셀 내에서 상기 수용액층을 사이에 두고 상기 제3 전극과 이격되어 배치되는 오일층; 및An oil layer spaced apart from the third electrode in the unit cell with the aqueous solution layer interposed therebetween; And 상기 단위셀 외부에서 상기 단위셀의 제2 면을 통하여 빛을 공급하는 광원A light source that supplies light through the second surface of the unit cell outside the unit cell 을 포함하는 전기습윤 오일 표시소자.Electrowetting oil display device comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 절연층을 덮도록 형성되는 제1 소수층과, 상기 제2 절연층을 덮도록 형성되는 제2 소수층을 더 포함하는 전기습윤 오일 표시소자.An electrowetting oil display device further comprising a first hydrophobic layer formed to cover the first insulating layer and a second hydrophobic layer formed to cover the second insulating layer. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제3 전극 주변으로 친수층이 형성되는 전기습윤 오일 표시소자.An electrowetting oil display device in which a hydrophilic layer is formed around the third electrode. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 수용액층은 불투명하고, 상기 오일층은 투명한 전기습윤 오일 표시소자.The aqueous layer is opaque, the oil layer is transparent electrowetting oil display device. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 수용액층은 자외선(UV) 차단물질을 함유하며,The aqueous solution layer contains an ultraviolet (UV) blocking material, 상기 오일층은 형광물질을 포함하는 전기습윤 오일 표시소자.The oil layer is an electrowetting oil display device comprising a fluorescent material. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 기판은 대향하는 제1 기판과 제2 기판을 포함하고,The substrate includes an opposing first substrate and a second substrate, 상기 단위셀은 상기 기판 중 적어도 하나의 기판을 식각하여 형성된 공간에 형성되는 전기습윤 오일 표시소자.And the unit cell is formed in a space formed by etching at least one of the substrates. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 오일층은 적색, 녹색, 청색 중 어느 하나의 색소를 함유한 오일로 이루어지는 전기습윤 오일 표시소자.The oil layer is an electrowetting oil display device consisting of an oil containing any one of red, green, blue pigment. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제3 전극과 그 주변은 표면이 친수성(hydrophilic)을 띠는 전기습윤 오일 표시소자.An electrowetting oil display device having a hydrophilic surface on the third electrode and its periphery. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 절연층은 표면이 소수성(hydrophobic)을 띠는 전기습윤 오일 표시소자.And the first insulating layer has a hydrophobic surface. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제2 절연층은 표면이 소수성(hydrophobic)을 띠는 전기습윤 오일 표시소자.And the second insulating layer has a hydrophobic surface. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 단위셀 외부의 기판 표면에 광반사 코팅층이 형성되는 전기습윤 오일 표시소자.An electrowetting oil display device having a light reflection coating layer formed on the surface of the substrate outside the unit cell. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 오일층은 형광색소를 함유한 오일로 이루어지는 전기습윤 오일 표시소자.The oil layer is an electrowetting oil display device consisting of an oil containing a fluorescent dye. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 오일층은 무색의 투명한 오일로 이루어지고,The oil layer is made of colorless transparent oil, 상기 단위셀 외부의 기판 표면에는 적색, 녹색, 청색 중 어느 하나의 색을 띠는 컬러 필터가 형성되는 전기습윤 오일 표시소자.And a color filter having any one of red, green, and blue colors on a surface of the substrate outside the unit cell. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 광원은 백색광을 발하는 전기습윤 오일 표시소자.The light source is an electrowetting oil display device that emits white light. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 단위셀의 외부에서 상기 제2 면에 인접하여 배치되는 광 확산층을 포함하고, 상기 광원은 상기 광 확산층의 측방에 배치되는 전기습윤 오일 표시소자.And a light diffusion layer disposed adjacent to the second surface outside the unit cell, wherein the light source is disposed on the side of the light diffusion layer. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 단위셀은 내부에 상기 제2 면과 대향하는 제3 면을 포함하고,The unit cell includes a third surface therein facing the second surface, 상기 제3 면에 광 반사층이 형성되는 전기습윤 오일 표시소자.An electrowetting oil display device having a light reflecting layer formed on the third surface.
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