KR20120045884A - Electrowetting display device - Google Patents

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KR20120045884A
KR20120045884A KR1020100107747A KR20100107747A KR20120045884A KR 20120045884 A KR20120045884 A KR 20120045884A KR 1020100107747 A KR1020100107747 A KR 1020100107747A KR 20100107747 A KR20100107747 A KR 20100107747A KR 20120045884 A KR20120045884 A KR 20120045884A
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fluid
display device
electrowetting display
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KR1020100107747A
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이준석
민경희
강한샘
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엘지디스플레이 주식회사
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Abstract

PURPOSE: An electrowetting display device is provided to simplify processes by omitting a conductive ball for electrically connecting a driving unit with electrodes. CONSTITUTION: A pixel electrode(120) is formed on each pixel area of a first substrate(100). A dielectric layer(130) is formed on the pixel electrode. A partition wall(140) is formed on the dielectric layer. The partition wall is formed in the border portion of pixel areas. First fluid(410) is formed in each pixel area. Second fluid(420) is formed between the first substrate and a second substrate. A common electrode(150) is formed on the first substrate. The common contacts the second fluid.

Description

전기습윤 디스플레이 장치{Electrowetting Display Device} Electrowetting Display Device {Electrowetting Display Device}

본 발명은 전기습윤 디스플레이 장치(Electrowetting Display Device)에 관한 것으로서, 특히, 전극의 전기적 연결 구조를 단순화할 수 있는 전기습윤 디스플레이 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an electrowetting display device, and more particularly, to an electrowetting display device capable of simplifying an electrical connection structure of an electrode.

전기습윤 디스플레이 장치(Electrowetting Display Device)는 전기습윤 현상을 이용하여 화상을 디스플레이하는 장치이다. An electrowetting display device is an apparatus for displaying an image using an electrowetting phenomenon.

전기습윤 현상이란 전압이 인가된 경우와 전압이 인가되지 않은 경우 사이에 고체의 습윤 특성이 상이하게 되는 현상을 말하는 것으로서, 예로서, 전압이 인가되지 않은 상태에서 소수성 고체 표면 위에 소수성 유체가 떨어지면 상기 소수성 유체는 상기 소수성 고체 표면에서 퍼지게 되지만, 전압이 인가되면 상기 소수성 고체 표면의 습윤 특성이 변경되고 그로 인해서 상기 소수성 유체는 상기 고체 표면에서 뭉쳐지게 된다. The electrowetting phenomenon refers to a phenomenon in which the wettability characteristics of the solid are different between when a voltage is applied and when no voltage is applied. Hydrophobic fluid spreads on the hydrophobic solid surface, but when a voltage is applied, the wettability of the hydrophobic solid surface is changed, thereby causing the hydrophobic fluid to agglomerate on the solid surface.

이와 같이, 전압 인가 유무에 따라 고체의 습윤 특성이 변경되고 그로 인해서 고체 위에 형성되는 유체가 뭉쳐지거나 퍼지게 되는 전기습윤 현상을 이용하여 광의 투과도를 조절함으로써 화상을 디스플레이하는 장치가 전기습윤 디스플레이 장치이다. As described above, an electrowetting display apparatus is an apparatus for displaying an image by controlling light transmittance by using an electrowetting phenomenon in which the wettability characteristic of the solid is changed according to the presence or absence of voltage and thus the fluid formed on the solid is aggregated or spread.

이하, 도면을 참조로 종래의 전기습윤 디스플레이 장치에 대해서 설명하기로 한다. Hereinafter, a conventional electrowetting display device will be described with reference to the drawings.

도 1a 및 도 1b는 종래의 전기습윤 디스플레이 장치의 개략적인 단면도로서, 도 1a는 전압이 인가되지 않은 상태(off)의 단면도이고, 도 1b는 전압이 인가된 상태(on)의 단면도이다. 1A and 1B are schematic cross-sectional views of a conventional electrowetting display apparatus. FIG. 1A is a cross-sectional view of a state in which no voltage is applied, and FIG. 1B is a cross-sectional view of a state in which a voltage is applied.

도 1a 및 도 1b에서 알 수 있듯이, 종래의 전기습윤 디스플레이 장치는 하부 기판(10), 상부 기판(20), 실런트(sealant)(30), 및 유체(40)를 포함하여 이루어진다. As can be seen in FIGS. 1A and 1B, a conventional electrowetting display device includes a lower substrate 10, an upper substrate 20, a sealant 30, and a fluid 40.

상기 하부 기판(10) 상에는 하부 전극(12)이 형성되어 있고, 상기 하부 전극(12) 상에는 소수성의 유전체층(14)이 형성되어 있다.A lower electrode 12 is formed on the lower substrate 10, and a hydrophobic dielectric layer 14 is formed on the lower electrode 12.

상기 상부 기판(20) 상에는 상부 전극(22)이 형성되어 있다. An upper electrode 22 is formed on the upper substrate 20.

상기 실런트(30)는 상기 하부 기판(10)과 상부 기판(20)의 가장자리에 형성되어 상기 하부 기판(10)과 상부 기판(20)을 접착시킨다. The sealant 30 is formed at edges of the lower substrate 10 and the upper substrate 20 to bond the lower substrate 10 and the upper substrate 20.

상기 유체(40)는 상기 하부 기판(10) 및 상부 기판(20) 사이의 영역에 형성되며, 특히, 오일(42) 및 물(44)로 이루어진다. The fluid 40 is formed in the region between the lower substrate 10 and the upper substrate 20, and in particular consists of an oil 42 and water 44.

이상과 같은 종래의 전기습윤 디스플레이 장치의 동작에 대해서 설명하면 아래와 같다. Referring to the operation of the conventional electrowetting display device as described above is as follows.

우선, 도 1a에서 알 수 있듯이, 하부 전극(12)과 상부 전극(22) 사이에 전압이 인가되지 않으면(off), 소수성인 오일(42)이 소수성의 유전체층(14) 상에 넓게 퍼지게 된다. 이때, 상기 오일(42)로서 광차단 특성을 가진 오일을 이용함으로써, 상기 하부 기판(10) 아래에서 입사되는 광이 상기 오일(42)에 의해 차단되고, 그에 따라 화상이 블랙(black)을 표시하게 된다. First, as can be seen in FIG. 1A, if no voltage is applied between the lower electrode 12 and the upper electrode 22 (off), the hydrophobic oil 42 spreads widely on the hydrophobic dielectric layer 14. At this time, by using an oil having light blocking characteristics as the oil 42, light incident under the lower substrate 10 is blocked by the oil 42, and thus an image displays black. Done.

다음, 도 1b에서 알 수 있듯이, 하부 전극(12)과 상부 전극(22) 사이에 전압이 인가되면(on), 소수성의 유전체(14)의 특성이 친수성으로 변경되어 소수성인 오일(42)이 친수성의 유전체층(14) 상에서 뭉치게 된다. 따라서, 상기 하부 기판(10) 아래에서 입사되는 광이 상기 오일(42)에 의해 차단되지 않고 투과하게 되어 화상이 화이트(white)를 표시하게 된다. Next, as can be seen in Figure 1b, when a voltage is applied between the lower electrode 12 and the upper electrode 22 (on), the properties of the hydrophobic dielectric material 14 is changed to hydrophilic to give a hydrophobic oil 42 Clustered on hydrophilic dielectric layer 14. Therefore, the light incident under the lower substrate 10 is transmitted without being blocked by the oil 42 so that the image displays white.

그러나, 이와 같은 종래의 전기습윤 디스플레이 장치는 상기 상부 전극(22)에 전압을 인가하기 위한 별도의 구성이 필요하게 되어 공정이 복잡하고 제조비가 증가되는 단점이 있다. However, such a conventional electrowetting display device requires a separate configuration for applying a voltage to the upper electrode 22, so that the process is complicated and manufacturing costs are increased.

즉, 종래의 전기습윤 디스플레이 장치에서, 전극에 전압을 인가하기 위한 구동부는 상기 하부 기판(10) 상에 형성되어 있기 때문에, 하부 기판(10)에 형성된 구동부를 상기 상부 기판(20) 상의 상부 전극(22)에 연결하기 위해서는 하부 기판(10)과 상부 기판(20) 사이를 연결하는 별도의 도전성 볼(ball)이 필요하게 된다. That is, in the conventional electrowetting display apparatus, since the driving unit for applying a voltage to the electrode is formed on the lower substrate 10, the driving unit formed on the lower substrate 10 is the upper electrode on the upper substrate 20. In order to connect to the 22, a separate conductive ball connecting between the lower substrate 10 and the upper substrate 20 is required.

따라서, 도전성 볼(ball)을 형성하기 위한 공정이 추가되고, 또한 도전성 볼에 의해 제조단가가 증가되는 단점이 있다. Therefore, there is a disadvantage in that a process for forming a conductive ball is added, and a manufacturing cost is increased by the conductive ball.

본 발명은 전술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로서, 본 발명은 전극에 전압을 인가하기 위해서 도전성 볼과 같은 별도의 구성이 요하지 않는 전기습윤 디스플레이 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention has been devised to solve the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide an electrowetting display device that does not require a separate configuration such as a conductive ball to apply a voltage to an electrode.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서, 서로 대향하도록 형성된 제1 기판 및 제2 기판; 상기 제1 기판 위의 복수 개의 화소 영역 각각에 형성된 화소 전극; 상기 화소 전극 위에 형성된 유전체층; 상기 유전체층 상에 형성되며 상기 복수 개의 화소 영역 사이의 경계부에 형성된 격벽; 상기 격벽에 의해 둘러싸인 화소 영역 각각의 공간에 형성된 제1 유체; 상기 제1 기판 및 제2 기판 사이의 공간에 형성된 제2 유체; 및 상기 제2 유체와 접촉하면서 상기 제1 기판 위에 형성된 공통 전극을 포함하여 이루어진 전기습윤 디스플레이 장치를 제공한다.The present invention, in order to achieve the above object, a first substrate and a second substrate formed to face each other; A pixel electrode formed in each of the plurality of pixel regions on the first substrate; A dielectric layer formed on the pixel electrode; Barrier ribs formed on the dielectric layer and formed at boundary portions between the plurality of pixel regions; A first fluid formed in a space of each pixel area surrounded by the partition wall; A second fluid formed in a space between the first substrate and the second substrate; And a common electrode formed on the first substrate while in contact with the second fluid.

여기서, 상기 공통 전극은 상기 격벽 상에 형성될 수 있고, 이때, 상기 공통 전극은 상기 격벽과 동일한 패턴으로 형성될 수 있다. Here, the common electrode may be formed on the partition wall, and in this case, the common electrode may be formed in the same pattern as the partition wall.

상기 유전체층은 상기 화소 전극 위에 형성된 제1 유전체층 및 상기 제1 유전체층 상에 형성된 제2 유전체층으로 이루어질 수 있고, 이때, 상기 제1 유전체층의 유전율은 상기 제2 유전체층의 유전율보다 크다. The dielectric layer may include a first dielectric layer formed on the pixel electrode and a second dielectric layer formed on the first dielectric layer, wherein the dielectric constant of the first dielectric layer is greater than that of the second dielectric layer.

색상 구현을 위한 컬러 필터가 추가로 형성될 수 있으며, 이때, 상기 컬러 필터는 상기 제2 기판 상에 형성될 수도 있고, 또는, 상기 화소 전극과 유전체층 사이와 같이 제1 기판 상에 형성될 수도 있다. A color filter for color implementation may be further formed, wherein the color filter may be formed on the second substrate or on the first substrate, such as between the pixel electrode and the dielectric layer. .

상기 제1 유체는 색상 구현을 위한 안료를 포함하여 이루어질 수 있고, 이 경우, 컬러 필터는 별도로 형성되지 않을 수 있다. The first fluid may include a pigment for color realization, in which case the color filter may not be separately formed.

상기 제1 기판 상에는 서로 교차되도록 게이트 라인 및 데이터 라인이 배열되어 있고, 상기 격벽은 상기 게이트 라인 및 데이터 라인과 오버랩되도록 형성될 수 있다. The gate line and the data line may be arranged on the first substrate to cross each other, and the partition wall may be formed to overlap the gate line and the data line.

이상과 같은 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다. According to the present invention as described above, the following effects can be obtained.

본 발명은 전압 인가를 위한 전극들인 화소 전극과 공통 전극이 모두 제1 기판 상에 형성되어 있기 때문에, 제1 기판 상에 위치하는 구동부와 전극들의 전기적 연결을 위해서 종래와 같이 도전성 볼(ball)이 필요하지 않게 되고, 따라서, 종래 도전성 볼을 이용하는 경우에 비하여 공정이 단순화되고, 제조비도 절감되는 효과가 있다. In the present invention, since both the pixel electrode and the common electrode, which are electrodes for voltage application, are formed on the first substrate, a conductive ball is provided as in the related art for the electrical connection between the driving unit and the electrodes positioned on the first substrate. Since it is not necessary, the process is simplified and the manufacturing cost is reduced as compared with the case of using a conventional conductive ball.

도 1a 및 도 1b는 종래의 전기습윤 디스플레이 장치의 개략적인 단면도로서, 도 1a는 전압이 인가되지 않은 상태(off)의 단면도이고, 도 1b는 전압이 인가된 상태(on)의 단면도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기습윤 디스플레이 장치(Electrowetting Display Device)의 개략적인 단면도로서, 도 2a는 전압이 인가되지 않은 상태(off)의 단면도이고, 도 2b는 전압이 인가된 상태(on)의 단면도이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기습윤 디스플레이 장치의 제1 기판의 개략적인 평면도이고, 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기습윤 디스플레이 장치의 제2 기판의 개략적인 평면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기습윤 디스플레이 장치의 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기습윤 디스플레이 장치의 개략적인 단면도이다.1A and 1B are schematic cross-sectional views of a conventional electrowetting display apparatus. FIG. 1A is a cross-sectional view of a state in which no voltage is applied, and FIG. 1B is a cross-sectional view of a state in which a voltage is applied.
2A and 2B are schematic cross-sectional views of an electrowetting display device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2A is a cross-sectional view of no voltage applied, and FIG. It is sectional drawing of the applied state (on).
3A is a schematic plan view of a first substrate of an electrowetting display device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3B is a schematic plan view of a second substrate of an electrowetting display device according to an embodiment of the present invention.
4 is a schematic cross-sectional view of an electrowetting display device according to another embodiment of the present invention.
5 is a schematic cross-sectional view of an electrowetting display device according to another embodiment of the present invention.

이하, 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기습윤 디스플레이 장치(Electrowetting Display Device)의 개략적인 단면도로서, 도 2a는 전압이 인가되지 않은 상태(off)의 단면도이고, 도 2b는 전압이 인가된 상태(on)의 단면도이다. 2A and 2B are schematic cross-sectional views of an electrowetting display device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2A is a cross-sectional view of no voltage applied, and FIG. It is sectional drawing of the applied state (on).

도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기습윤 디스플레이 장치의 제1 기판의 개략적인 평면도이고, 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기습윤 디스플레이 장치의 제2 기판의 개략적인 평면도이다. 3A is a schematic plan view of a first substrate of an electrowetting display device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3B is a schematic plan view of a second substrate of an electrowetting display device according to an embodiment of the present invention.

도 2a 및 도 2b에서 알 수 있듯이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기습윤 디스플레이 장치는 제1 기판(100), 제2 기판(200), 실런트(300), 및 유체(400)를 포함하여 이루어진다. 2A and 2B, an electrowetting display device according to an embodiment of the present invention includes a first substrate 100, a second substrate 200, a sealant 300, and a fluid 400. Is done.

도 2a, 도 2b 및 도 3a를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전기습윤 디스플레이 장치의 제1 기판(100)에 대해서 상세히 설명하면 다음과 같다. 2A, 2B, and 3A, the first substrate 100 of the electrowetting display device according to an embodiment of the present invention will be described in detail as follows.

본 발명의 일 실시예에 따른 전기습윤 디스플레이 장치의 제1 기판(100)은 소자층(110), 화소 전극(120), 유전체층(130), 격벽(140), 및 공통 전극(150)을 포함하여 이루어진다. The first substrate 100 of the electrowetting display apparatus according to the exemplary embodiment of the present invention includes the device layer 110, the pixel electrode 120, the dielectric layer 130, the partition wall 140, and the common electrode 150. It is done by

상기 소자층(110)은 게이트 라인(112), 데이터 라인(114), 및 박막 트랜지스터(T)를 포함하여 이루어진다. The device layer 110 includes a gate line 112, a data line 114, and a thin film transistor T.

상기 게이트 라인(112)은 상기 제1 기판(100) 상에서 제1 방향, 예로서 가로 방향으로 배열되고, 상기 데이터 라인(114)은 상기 제1 기판(100) 상에서 제2 방향, 예로서 세로 방향으로 배열되며, 이와 같이 서로 교차 배열되는 게이트 라인(112)과 데이터 라인(114)에 의해서 복수 개의 화소 영역이 정의된다. The gate line 112 is arranged on the first substrate 100 in a first direction, for example, in a horizontal direction, and the data line 114 is arranged on the first substrate 100 in a second direction, for example, in a vertical direction. The plurality of pixel areas are defined by the gate line 112 and the data line 114 which are arranged in this manner and cross-align with each other.

상기 박막 트랜지스터(T)는 게이트 전극, 반도체층, 소스 전극, 및 드레인 전극을 포함하여 이루어지며, 이와 같은 박막 트랜지스터(T)는 상기 복수 개의 화소 영역 각각에 형성되어 상기 화소 전극(120)의 구동을 스위칭하게 된다. The thin film transistor T includes a gate electrode, a semiconductor layer, a source electrode, and a drain electrode. The thin film transistor T is formed in each of the plurality of pixel regions to drive the pixel electrode 120. Will switch.

상기 박막 트랜지스터(T)는 게이트 전극이 반도체층 위에 위치하는 탑(Top) 게이트 방식 및 게이트 전극이 반도체층 아래에 위치하는 바텀(Bottom) 게이트 방식을 포함하며, 그 외에 당업계에 공지된 다양한 구조로 변경형성될 수 있다. The thin film transistor T may include a top gate method in which a gate electrode is disposed on a semiconductor layer, and a bottom gate method in which the gate electrode is disposed under a semiconductor layer, and various other structures known in the art. Can be modified.

상기 화소 전극(120)은 상기 소자층(110) 상에서 상기 복수 개의 화소 영역 각각에 형성된다. 상기 화소 전극(120)은 상기 박막 트랜지스터(T), 특히, 박막 트랜지스터(T)의 드레인 전극과 전기적으로 연결되어 있다. 상기 화소 전극(120)은 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명한 도전물질로 이루어진다. The pixel electrode 120 is formed in each of the plurality of pixel regions on the device layer 110. The pixel electrode 120 is electrically connected to the drain electrode of the thin film transistor T, in particular, the thin film transistor T. The pixel electrode 120 is made of a transparent conductive material such as indium tin oxide (ITO).

상기 유전체층(130)은 상기 화소 전극(120) 상에, 특히 상기 화소 전극(120)을 포함한 기판 전면에 형성되어, 전압인가 유무에 따라 그 전기습윤 특성이 변경된다. The dielectric layer 130 is formed on the pixel electrode 120, particularly on the entire surface of the substrate including the pixel electrode 120, and its electrowetting property is changed depending on whether voltage is applied.

상기 유전체층(130)은 서로 상이한 재료로 이루어진 제1 유전체층(132) 및 제2 유전체층(134)을 포함하여 구성됨으로써, 전기습윤 특성과 구동전압 특성을 동시에 향상시킬 수 있다. The dielectric layer 130 includes the first dielectric layer 132 and the second dielectric layer 134 made of different materials, thereby simultaneously improving the electrowetting characteristic and the driving voltage characteristic.

즉, 구동전압을 낮추기 위해서는 유전체층(130)의 유전율이 큰 것이 유리한데, 유전율이 크면 유전체층(130)의 소수성 특성이 저하되어 전기습윤 특성이 떨어지는 단점이 있다. 반대로, 전기습윤 특성을 향상시키기 위해서는 유전체층(130)의 유전율이 작은 것이 유리한데, 유전율이 작으면 구동전압이 증가되는 단점이 있다. That is, in order to lower the driving voltage, it is advantageous that the dielectric constant of the dielectric layer 130 is large. However, if the dielectric constant is large, the hydrophobic characteristic of the dielectric layer 130 is lowered, so that the electrowetting characteristic is lowered. On the contrary, in order to improve the electrowetting property, it is advantageous that the dielectric constant of the dielectric layer 130 is small. However, when the dielectric constant is small, the driving voltage is increased.

따라서, 본 발명의 일 실시예에서는, 상기 유전체층(130)을 상기 화소 전극(120) 상에 형성되는 제1 유전체층(132) 및 상기 제1 유전체층(132) 상에 형성되어 상기 유체(400)와 접촉하는 제2 유전체층(134)으로 형성하되, 상기 제1 유전체층(132)은 상대적으로 유전율이 큰 물질을 이용하여 구동전압의 증가를 방지하고, 상기 제2 유전체층(134)은 상대적으로 유전율이 작은 소수성 물질을 이용하여 전기습윤 특성을 향상시킬 수 있도록 한 것이다. Therefore, in one embodiment of the present invention, the dielectric layer 130 is formed on the first dielectric layer 132 and the first dielectric layer 132 formed on the pixel electrode 120 and the fluid 400 The first dielectric layer 132 may be formed to be in contact with each other, and the first dielectric layer 132 may be formed of a material having a relatively high dielectric constant to prevent an increase in driving voltage, and the second dielectric layer 134 may have a relatively low dielectric constant. Hydrophobic material is used to improve the electrowetting properties.

상기 격벽(140)은 상기 유전체층(130) 상에 형성되는데, 특히, 상기 복수 개의 화소 영역 사이의 경계부에 형성되어 있다. The partition wall 140 is formed on the dielectric layer 130. In particular, the partition wall 140 is formed at a boundary between the plurality of pixel areas.

상기 격벽(140)은 전술한 게이트 라인(112) 및 데이터 라인(114)과 오버랩되도록 형성됨으로써 전체적으로 매트릭스 구조로 형성되며, 이와 같은 격벽(140)에 의해서 화상이 디스플레이되는 실질적인 화소 영역이 정의된다. The partition wall 140 is formed to overlap the gate line 112 and the data line 114 as described above, and is formed in a matrix structure as a whole, and the partition wall 140 defines a substantial pixel area in which an image is displayed.

상기 격벽(140)은 유체(400)의 유동을 보다 원활히 할 수 있도록 하기 위해서 셀갭(cell gap) 보다는 낮은 높이로 형성된다. The partition wall 140 is formed at a height lower than a cell gap in order to facilitate the flow of the fluid 400.

상기 공통 전극(150)은 제2 유체(420)에 공통 전압을 인가하기 위한 것이므로 제2 유체(420)와 접촉할 수 있는 위치에 형성되며, 특히, 본 발명은 상기 공통 전극(150)이 제2 기판(200)이 아닌 제1 기판(100) 상에 형성됨으로써, 종래와 같이 공통 전극(150)과 구동부 사이의 전기적 연결을 위한 별도의 도전성 볼(ball)이 필요하지 않게 된다.Since the common electrode 150 is for applying a common voltage to the second fluid 420, the common electrode 150 is formed at a position where the common electrode 150 may be in contact with the second fluid 420. By being formed on the first substrate 100 instead of the second substrate 200, a separate conductive ball for electrical connection between the common electrode 150 and the driving unit is not required as in the prior art.

즉, 본 발명은 전압 인가를 위한 전극들인 화소 전극(120)과 공통 전극(150)이 모두 제1 기판(100) 상에 형성되어 있기 때문에, 제1 기판(100) 상에 위치하는 구동부와 전극들의 전기적 연결을 위해서 종래와 같이 도전성 볼(ball)이 필요하지 않게 되고, 따라서, 종래 도전성 볼을 이용하는 경우에 비하여 공정이 단순화되고, 제조비도 절감되는 효과가 있다. That is, in the present invention, since both the pixel electrode 120 and the common electrode 150, which are electrodes for applying voltage, are formed on the first substrate 100, the driving unit and the electrode positioned on the first substrate 100 are provided. For the electrical connection of the conventional conductive ball (ball) is not required as in the prior art, thus, compared to the case of using a conventional conductive ball, the process is simplified, and the manufacturing cost is also reduced.

이와 같이, 공통 전극(150)은 제1 기판(100) 상에서 제2 유체(420)와 접촉할 수 있는 위치이면 어느 곳이나 형성될 수 있는데, 특히, 도 2a 및 도 2b에서 알 수 있듯이, 상기 격벽(140) 상에 형성되는 것이 공정 단순화를 위해 바람직하다. As such, the common electrode 150 may be formed anywhere on the first substrate 100 to be in contact with the second fluid 420. In particular, as shown in FIGS. 2A and 2B, It is preferable to form on the partition wall 140 for the process simplification.

상기 공통 전극(150)은 상기 격벽(140) 상에서 상기 격벽(140)과 동일한 패턴으로 형성될 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것으로 아니다. 상기 공통 전극(150)은 ITO와 같은 투명한 도전물질로 이루어진다. The common electrode 150 may be formed in the same pattern as the partition wall 140 on the partition wall 140, but is not necessarily limited thereto. The common electrode 150 is made of a transparent conductive material such as ITO.

한편, 도시하지는 않았지만, 상기 공통 전극(150)은 제1 기판(100) 위에 형성되는 공통 패드를 통해서 전압인가를 위한 구동부와 전기적으로 연결되게 된다. Although not shown, the common electrode 150 may be electrically connected to a driver for voltage application through a common pad formed on the first substrate 100.

도 2a, 도 2b 및 도 3b를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전기습윤 디스플레이 장치의 제2 기판(200)에 대해서 상세히 설명하면 다음과 같다. 2A, 2B and 3B, the second substrate 200 of the electrowetting display device according to the exemplary embodiment will be described in detail as follows.

본 발명의 일 실시예에 따른 전기습윤 디스플레이 장치의 제 기판(200)은 블랙 매트릭스(Black Matrix)(210) 및 컬러 필터(220)를 포함하여 이루어진다. The first substrate 200 of the electrowetting display device according to the embodiment of the present invention includes a black matrix 210 and a color filter 220.

상기 블랙 매트릭스(210)는 상기 제2 기판(200) 상에 형성되며, 화소 영역 이외의 영역으로 광이 누설되는 것을 차단하는 역할을 한다. 따라서, 상기 블랙 매트릭스(210)는 화소 영역 이외의 영역을 가리도록 매트릭스 구조로 형성된다. The black matrix 210 is formed on the second substrate 200 and serves to block light leakage to an area other than the pixel area. Therefore, the black matrix 210 is formed in a matrix structure so as to cover an area other than the pixel area.

상기 컬러 필터(220)는 상기 블랙 매트릭스(210) 사이의 영역에 형성되어 풀(full) 컬러 구현을 가능하게 한다. 상기 컬러 필터(220)는 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B)의 컬러 필터를 포함하여 이루어지는데, 경우에 따라서, 상기 삼색의 컬러 필터 이외에 제4색의 컬러 필터가 추가로 형성될 수도 있다.The color filter 220 is formed in an area between the black matrix 210 to enable full color. The color filter 220 includes a color filter of red (R), green (G), and blue (B). In some cases, a color filter of a fourth color may be additionally added in addition to the three color filters. It may be formed.

도 2a 및 도 2b를 참조하면, 상기 실런트(sealant)(300)는 상기 제1 기판(100) 및 제2 기판(200)의 가장자리에 형성되어 상기 제1 기판(100) 및 제2 기판(200) 사이를 접착시키는 역할을 한다. 2A and 2B, the sealant 300 is formed at edges of the first substrate 100 and the second substrate 200, so that the first substrate 100 and the second substrate 200 are formed. ) To bond between them.

상기 유체(400)는 제1 유체(410) 및 제2 유체(420)를 포함하여 이루어지는데, 이때, 상기 제1 유체(410) 및 제2 유체(420)는 서로 혼화되지 않는 물질로 이루어진다. The fluid 400 includes a first fluid 410 and a second fluid 420, wherein the first fluid 410 and the second fluid 420 are made of a material that is not mixed with each other.

상기 제1 유체(410)는 각각의 화소 영역 내에 형성되며, 특히, 상기 격벽(140)에 의해 둘러싸인 화소 영역 각각의 공간에 형성된다. 이와 같이 화소 영역 각각의 공간에 형성되는 제1 유체(410) 들은 상기 격벽(140)에 의해 분리되어 서로 혼합되지 않게 된다. The first fluid 410 is formed in each pixel area, and in particular, is formed in a space of each pixel area surrounded by the partition wall 140. As described above, the first fluids 410 formed in the respective spaces of the pixel areas are separated by the partition wall 140 and are not mixed with each other.

즉, 상기 격벽(140)은 친수성(hydrophilic) 물질로 이루어지고, 상기 제1 유체(410)는 소수성(hydrophobic) 물질로 이루어짐으로써, 상기 격벽(140)에 의해서 화소 영역 각각에 형성된 제1 유체(410)들이 서로 혼합되지 않게 된다. That is, the partition wall 140 is made of a hydrophilic material, and the first fluid 410 is made of a hydrophobic material, so that the first fluid formed in each pixel area by the partition wall 140 is formed. 410 are not mixed with each other.

상기 제1 유체(410)는 광을 투과시키지 못하는 광차단 특성을 가진 소수성 물질로 이루어질 수 있으며, 예를 들어, 상기 제1 유체(410)는 블랙 오일(Black Oil)로 이루어질 수 있다. The first fluid 410 may be made of a hydrophobic material having light blocking properties that do not transmit light. For example, the first fluid 410 may be made of black oil.

상기 제2 유체(420)는 상기 제1 기판(100) 및 제2 기판(200) 사이의 공간에 형성되어 있다. 상기 제2 유체(420)는 친수성(hydrophilic) 물질로 이루어지며, 특히, 광을 투과시키는 친수성 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 유체(420)는 물로 이루어질 수 있다. The second fluid 420 is formed in a space between the first substrate 100 and the second substrate 200. The second fluid 420 is made of a hydrophilic material, and in particular, may be made of a hydrophilic material that transmits light. For example, the second fluid 420 may be made of water.

상기 제2 유체(420)는 상기 격벽(140) 상에 형성된 공통 전극(150)과 접하고 있기 때문에, 상기 공통 전극(150)에 의해 상기 제2 유체(420)에 공통전압이 인가되고, 그에 따라 상기 제2 유체(420)가 유동하게 된다. Since the second fluid 420 is in contact with the common electrode 150 formed on the partition wall 140, a common voltage is applied to the second fluid 420 by the common electrode 150. The second fluid 420 flows.

한편, 도시하지는 않았지만, 상기 제1 기판(100)의 아래에는 백라이트가 구성되어 있어, 상기 백라이트로부터 상기 제1 기판(100)을 향하여 광이 입사된다. 상기 백라이트는 에지형(Edge type) 또는 직하형 등 당업계에 공지된 다양한 형태의 백라이트가 이용될 수 있다. Although not shown, a backlight is configured under the first substrate 100 so that light is incident from the backlight toward the first substrate 100. The backlight may use various types of backlights known in the art, such as an edge type or a direct type.

이상과 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기습윤 디스플레이 장치의 동작에 대해서 설명하면 아래와 같다. Referring to the operation of the electrowetting display device according to an embodiment of the present invention as described above.

우선, 도 2a에서 알 수 있듯이, 화소 전극(120)과 공통 전극(150) 사이에 전압이 인가되지 않으면(off), 소수성인 제1 유체(410)가 소수성인 제2 유전체층(134) 상에 넓게 퍼지게 된다. 따라서, 상기 제1 기판(100) 아래에서 입사되는 광이 상기 제1 유체(410)에 의해 차단되고, 그에 따라 화상이 블랙(black)을 표시하게 된다. First, as shown in FIG. 2A, when no voltage is applied between the pixel electrode 120 and the common electrode 150 (off), the hydrophobic first fluid 410 is on the hydrophobic second dielectric layer 134. Spread widely. Therefore, the light incident under the first substrate 100 is blocked by the first fluid 410, thereby causing the image to display black.

다음, 도 2b에서 알 수 있듯이, 화소 전극(120)과 공통 전극(150) 사이에 전압이 인가되면(on), 소수성인 제2 유전체(134)의 특성이 친수성으로 변경되어 소수성인 제1 유체(410)이 친수성의 제2 유전체층(134) 상에서 뭉치게 된다. 따라서, 상기 제1 기판(100) 아래에서 입사되는 광이 상기 제1 유체(410)에 의해 차단되지 않고 투과하게 되어 화상이 화이트(white)를 표시하게 된다. Next, as shown in FIG. 2B, when a voltage is applied between the pixel electrode 120 and the common electrode 150 (on), the property of the hydrophobic second dielectric 134 is changed to hydrophilic so that the first fluid is hydrophobic. 410 agglomerates on the hydrophilic second dielectric layer 134. Therefore, the light incident under the first substrate 100 is transmitted without being blocked by the first fluid 410 so that the image displays white.

한편, 화소 전극(120)과 공통 전극(150) 사이에 인가되는 전압의 크기를 조절할 경우 상기 제1 유체(410)의 뭉침 정도를 조절할 수 있고, 그에 따라 광의 투과도를 조절할 수 있어 다양한 계조 표시가 가능하게 된다. Meanwhile, when the magnitude of the voltage applied between the pixel electrode 120 and the common electrode 150 is adjusted, the degree of aggregation of the first fluid 410 may be adjusted, and thus the transmittance of light may be adjusted accordingly, thereby displaying various gray scale displays. It becomes possible.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기습윤 디스플레이 장치(Electrowetting Display Device)의 개략적인 단면도로서, 이는 컬러 필터(220)가 별도로 구성되지 않고 그 대신에 제1 유체(410)가 컬러 필터의 기능까지 수행하도록 구성된 점을 제외하고, 전술한 도 2a, 도 2b, 도 3a 및 도 3b에 따른 전기습윤 디스플레이 장치와 동일하다. 따라서, 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여하였고, 동일한 구성에 대한 반복 설명은 생략하기로 한다. 4 is a schematic cross-sectional view of an electrowetting display device according to another embodiment of the present invention, in which the color filter 220 is not separately configured, and instead, the first fluid 410 is formed of the color filter. It is the same as the electrowetting display device according to FIGS. 2A, 2B, 3A and 3B, except that it is configured to perform functions. Therefore, like reference numerals refer to like elements, and repeated descriptions of the same elements will be omitted.

도 4에서 알 수 있듯이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기습윤 디스플레이 장치는 제1 기판(100), 제2 기판(200), 실런트(300), 및 유체(400)를 포함하여 이루어진다. As can be seen in Figure 4, an electrowetting display device according to another embodiment of the present invention comprises a first substrate 100, a second substrate 200, a sealant 300, and a fluid 400.

상기 제1 기판(100)은 소자층(110), 화소 전극(120), 제1 유전체층(132)과 제2 유전체층(134)으로 이루어진 유전체층(130), 격벽(140), 및 공통 전극(150)을 포함하여 이루어진다. The first substrate 100 includes a device layer 110, a pixel electrode 120, a dielectric layer 130 formed of a first dielectric layer 132 and a second dielectric layer 134, a partition wall 140, and a common electrode 150. )

상기 제2 기판(200) 상에는 블랙 매트릭스(210)가 형성되어 있고, 상기 블랙 매트릭스(210) 사이에 컬러 필터가 형성되어 있지 않다. 경우에 따라서, 상기 블랙 매트릭스(210)도 형성하지 않을 수 있다. The black matrix 210 is formed on the second substrate 200, and the color filter is not formed between the black matrices 210. In some cases, the black matrix 210 may not be formed.

상기 실런트(300)는 상기 제1 기판(100) 및 제2 기판(200)의 가장자리에 형성되어 상기 제1 기판(100) 및 제2 기판(200) 사이를 접착시키는 역할을 한다. The sealant 300 is formed at edges of the first substrate 100 and the second substrate 200 to serve to bond the first substrate 100 and the second substrate 200.

상기 유체(400)는 제1 유체(410) 및 제2 유체(420)를 포함하여 이루어진다. The fluid 400 includes a first fluid 410 and a second fluid 420.

상기 제1 유체(410)는 상기 격벽(140)에 의해 둘러싸인 화소 영역 각각의 공간에 형성되며, 광을 투과시키는 광투과 특성을 가진 소수성 물질에 소정 색상을 표시하기 위한 안료가 혼합되어 이루어진다. 이때, 상기 안료는 화소 영역 마다 상이한 색상, 예를 들어, 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B)의 안료가 화소 영역 마다 개별적으로 혼합될 수 있다. The first fluid 410 is formed in a space of each pixel area surrounded by the partition wall 140, and a pigment for displaying a predetermined color is mixed with a hydrophobic material having a light transmissive property for transmitting light. In this case, the pigments of different colors for each pixel area, for example, red (R), green (G), and blue (B) pigments may be separately mixed for each pixel area.

상기 제2 유체(420)는 상기 제1 기판(100) 및 제2 기판(200) 사이의 공간에 형성되며, 광을 투과시키는 친수성 물질로 이루어진다. The second fluid 420 is formed in a space between the first substrate 100 and the second substrate 200 and is made of a hydrophilic material that transmits light.

이와 같은 도 4에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기습윤 디스플레이 장치는 제2 기판(200)에 컬러 필터가 형성되지 않는 대신에 제1 기판(100)의 제1 유체(410)에 컬러 색상의 안료가 포함되어 있기 때문에, 풀 컬러 구현이 가능하게 된다. In the electrowetting display device according to another embodiment of the present invention as shown in FIG. 4, a color filter is not formed on the second substrate 200, but the color is applied to the first fluid 410 of the first substrate 100. Since color pigments are included, full color realization is possible.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기습윤 디스플레이 장치(Electrowetting Display Device)의 개략적인 단면도로서, 이는 컬러 필터(220)가 제1 기판(100) 상에 형성된 점을 제외하고, 전술한 도 2a, 도 2b, 도 3a 및 도 3b에 따른 전기습윤 디스플레이 장치와 동일하다. 따라서, 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여하였고, 동일한 구성에 대한 반복 설명은 생략하기로 한다. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of an electrowetting display device according to another embodiment of the present invention, except that the color filter 220 is formed on the first substrate 100. Same as the electrowetting display device according to FIGS. 2A, 2B, 3A and 3B. Therefore, like reference numerals refer to like elements, and repeated descriptions of the same elements will be omitted.

도 5에서 알 수 있듯이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기습윤 디스플레이 장치는 제1 기판(100), 제2 기판(200), 실런트(300), 및 유체(400)를 포함하여 이루어진다. As can be seen in Figure 5, an electrowetting display device according to another embodiment of the present invention comprises a first substrate 100, a second substrate 200, a sealant 300, and a fluid 400.

상기 제1 기판(100)은 소자층(110), 화소 전극(120), 컬러 필터(220), 제1 유전체층(132)과 제2 유전체층(134)으로 이루어진 유전체층(130), 격벽(140), 및 공통 전극(150)을 포함하여 이루어진다. The first substrate 100 includes a device layer 110, a pixel electrode 120, a color filter 220, a dielectric layer 130 and a partition wall 140 formed of a first dielectric layer 132 and a second dielectric layer 134. , And the common electrode 150.

상기 컬러 필터(220)는 상기 화소 전극(120)과 상기 제1 유전체층(132) 사이에 형성된다. 상기 컬러 필터(220)는 화소 영역 별로 서로 상이한 색상의 컬러 필터, 예를 들어, 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B)의 컬러 필터가 개별적으로 형성된다. The color filter 220 is formed between the pixel electrode 120 and the first dielectric layer 132. The color filter 220 includes color filters having different colors, for example, color filters of red (R), green (G), and blue (B), for each pixel region.

상기 제2 기판(200) 상에는 블랙 매트릭스(210)가 형성되어 있고, 상기 블랙 매트릭스(210) 사이에 컬러 필터가 형성되어 있지 않다. 경우에 따라서, 상기 블랙 매트릭스(210)도 형성하지 않을 수 있다. The black matrix 210 is formed on the second substrate 200, and the color filter is not formed between the black matrices 210. In some cases, the black matrix 210 may not be formed.

상기 실런트(300)는 상기 제1 기판(100) 및 제2 기판(200)의 가장자리에 형성되어 상기 제1 기판(100) 및 제2 기판(200) 사이를 접착시키는 역할을 한다. The sealant 300 is formed at edges of the first substrate 100 and the second substrate 200 to serve to bond the first substrate 100 and the second substrate 200.

상기 유체(400)는 제1 유체(410) 및 제2 유체(420)를 포함하여 이루어진다. The fluid 400 includes a first fluid 410 and a second fluid 420.

상기 제1 유체(410)는 상기 격벽(140)에 의해 둘러싸인 화소 영역 각각의 공간에 형성되며, 광을 투과시키지 못하는 광차단 특성을 가진 소수성 물질로 이루어진다. The first fluid 410 is formed in a space of each pixel area surrounded by the partition wall 140 and is made of a hydrophobic material having light blocking properties that do not transmit light.

상기 제2 유체(420)는 상기 제1 기판(100) 및 제2 기판(200) 사이의 공간에 형성되며, 광을 투과시키는 친수성 물질로 이루어진다. The second fluid 420 is formed in a space between the first substrate 100 and the second substrate 200 and is made of a hydrophilic material that transmits light.

이와 같은 도 5에 도시된 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기습윤 디스플레이 장치는 제2 기판(200)에 컬러 필터(220)가 형성되지 않는 대신에 제1 기판(100)에 컬러 필터(220)가 형성되기 때문에, 동일한 풀 컬러 구현이 가능하게 된다. In the electrowetting display device according to still another embodiment of the present invention illustrated in FIG. 5, the color filter 220 is formed on the first substrate 100 instead of the color filter 220 is formed on the second substrate 200. ), The same full color implementation is possible.

이상은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기습윤 디스플레이 장치에 대해서 설명한 것으로서, 전기습윤 디스플레이 장치를 구성하는 각각의 구성요소들은 그 재료 또는 구조 등에 있어서 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당업계에 공지된 다양한 형태로 변경될 수 있다. As described above with reference to the electrowetting display device according to the preferred embodiment of the present invention, each component constituting the electrowetting display device is known in the art within the scope of the technical idea of the present invention in its material or structure, etc. Can be changed in various forms.

100: 제1 기판 110: 소자층
112: 게이트 라인 114: 데이터 라인
120: 화소 전극 130: 유전체층
132: 제1 유전체층 134: 제2 유전체층
140: 격벽 150: 공통 전극
200: 제2 기판 210: 블랙 매트릭스
220: 컬러 필터 300: 실런트
400: 유체 410: 제1 유체
420: 제2 유체100: first substrate 110: element layer
112: gate line 114: data line
120: pixel electrode 130, dielectric layer
132: first dielectric layer 134: second dielectric layer
140: partition wall 150: common electrode
200: second substrate 210: black matrix
220: color filter 300: sealant
400: fluid 410: first fluid
420: second fluid

Claims (9)

서로 대향하도록 형성된 제1 기판 및 제2 기판;
상기 제1 기판 위의 복수 개의 화소 영역 각각에 형성된 화소 전극;
상기 화소 전극 위에 형성된 유전체층;
상기 유전체층 상에 형성되며 상기 복수 개의 화소 영역 사이의 경계부에 형성된 격벽;
상기 격벽에 의해 둘러싸인 화소 영역 각각의 공간에 형성된 제1 유체;
상기 제1 기판 및 제2 기판 사이의 공간에 형성된 제2 유체; 및
상기 제2 유체와 접촉하면서 상기 제1 기판 위에 형성된 공통 전극을 포함하여 이루어진 전기습윤 디스플레이 장치.A first substrate and a second substrate formed to face each other;
A pixel electrode formed in each of the plurality of pixel regions on the first substrate;
A dielectric layer formed on the pixel electrode;
Barrier ribs formed on the dielectric layer and formed at boundary portions between the plurality of pixel regions;
A first fluid formed in a space of each pixel area surrounded by the partition wall;
A second fluid formed in a space between the first substrate and the second substrate; And
And a common electrode formed on the first substrate while in contact with the second fluid. 제1항에 있어서,
상기 공통 전극은 상기 격벽 상에 형성된 것을 특징으로 하는 전기습윤 디스플레이 장치. The method of claim 1,
And the common electrode is formed on the partition wall. 제2항에 있어서,
상기 공통 전극은 상기 격벽과 동일한 패턴으로 형성된 것을 특징으로 하는 전기습윤 디스플레이 장치. The method of claim 2,
The common electrode is an electrowetting display device, characterized in that formed in the same pattern as the partition wall. 제1항에 있어서,
상기 유전체층은 상기 화소 전극 위에 형성된 제1 유전체층 및 상기 제1 유전체층 상에 형성된 제2 유전체층으로 이루어지고, 상기 제1 유전체층의 유전율은 상기 제2 유전체층의 유전율보다 큰 것을 특징으로 하는 전기습윤 디스플레이 장치. The method of claim 1,
And said dielectric layer comprises a first dielectric layer formed on said pixel electrode and a second dielectric layer formed on said first dielectric layer, wherein the dielectric constant of said first dielectric layer is greater than that of said second dielectric layer. 제1항에 있어서,
색상 구현을 위한 컬러 필터가 추가로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전기습윤 디스플레이 장치. The method of claim 1,
Electrowetting display device characterized in that the color filter is further formed to implement the color. 제5항에 있어서,
상기 컬러 필터는 상기 제2 기판 상에 형성된 것을 특징으로 하는 전기습윤 디스플레이 장치. The method of claim 5,
And the color filter is formed on the second substrate. 제5항에 있어서,
상기 컬러 필터는 상기 화소 전극과 유전체층 사이에 형성된 것을 특징으로 하는 전기습윤 디스플레이 장치. The method of claim 5,
And the color filter is formed between the pixel electrode and the dielectric layer. 제1항에 있어서,
상기 제1 유체는 색상 구현을 위한 안료를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 전기습윤 디스플레이 장치. The method of claim 1,
The first fluid is an electrowetting display device, characterized in that comprises a pigment for color implementation. 제1항에 있어서,
상기 제1 기판 상에는 서로 교차되도록 게이트 라인 및 데이터 라인이 배열되어 있고,
상기 격벽은 상기 게이트 라인 및 데이터 라인과 오버랩되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전기습윤 디스플레이 장치. The method of claim 1,
Gate lines and data lines are arranged on the first substrate to cross each other.
And the partition wall is formed to overlap the gate line and the data line.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20150077871A (en) * 2013-12-30 2015-07-08 엘지디스플레이 주식회사 Color changeable Display Device
WO2017165145A1 (en) * 2016-03-22 2017-09-28 Amazon Technologies, Inc. Integrated black matrix including color filter materials

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