KR100628645B1 - 건식 전자종이 표시소자의 에이징 시스템 및 에이징 방법 - Google Patents

건식 전자종이 표시소자의 에이징 시스템 및 에이징 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 건식 전자종이 표시소자의 에이징 시스템 및 에이징 방법에 관한 것으로서, 특히 시편 전면적에 걸쳐 흰색 또는 검은색 화상을 나타내게 하면서 그 반사도를 측정함으로써 최적화된 상태로 에이징(aging)을 완료할 수 있는 전자종이 표시소자의 에이징 시스템 및 에이징 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 충돌대전형 입자를 이용한 전자종이로써 입자를 화소내에 충진한 다음 바로 화상을 띄우는 것이 아니라 상호충돌을 일으켜 대전을 시킨 다음 시편을 안정화시키는 처리를 행하는데, 이 에이징 처리의 완료 시점을 판단하는 전자종이 표시소자의 에이징 시스템 및 에이징 방법에 관한 것이다. 본 발명의 특징적 구성으로 건식 전자종이 표시소자의 충돌대전형 입자가 상호충돌에 의해 충분히 대전되었는지 여부를 판단할 수 있도록 하여 간단하게 에이징의 완료시점을 알 수 있으며 완성품의 품질을 현저히 향상시키며 제품 신뢰도를 높일 수 있다.
건식, 전자종이, 에이징, 대비비

Description

건식 전자종이 표시소자의 에이징 시스템 및 에이징 방법{Aging System of Dry-Type Electrical Paper Display and Aging Method Thereof}
도 1은 마이크로캡슐을 이용한 종래의 습식 전자종이 표시소자의 단면도,
도 2는 건식 전자종이 표시소자의 단면도,
도 3은 건식 전자종이 표시소자의 제조과정을 나타내는 수순도,
도 4는 본 발명에 따른 건식 전자종이 표시소자의 에이징 시스템을 나타낸 도,
도 5는 본 발명에 따른 건식 전자종이 표시소자의 입자를 충돌시켜 대전시키는 과정 및 인가전압을 나타낸 도,
도 6은 본 발명에 따른 건식 전자종이 표시소자의 구동전압을 측정하기 위해 플롯한 인가전압-반사도에 관한 도,
도 7은 본 발명에 따른 건식 전자종이 표시소자의 에이징 방법을 나타낸 흐름도이다.
※ 도면의 주요부호에 대한 설명
1: 인가전압장치 2: 광조사장치
3: 광수신장치 4: 제어장치
5: 전자종이 표시소자
10: 하부기판 20: 상부기판
11: 하부전극 21: 상부전극
12: 충돌대전형 입자 13: 화소공간
본 발명은 본 발명은 건식 전자종이 표시소자의 에이징 시스템 및 에이징 방법에 관한 것으로서,, 특히 시편 전면적에 걸쳐 흰색 또는 검은색 화상을 나타내게 하면서 그 반사도를 측정함으로써 최적화된 상태로 에이징(aging)을 완료할 수 있는 전자종이 표시소자의 에이징 시스템 및 에이징 방법에 관한 것이다.
보다 상세하게는, 충돌대전형 입자를 이용한 전자종이로써 입자를 화소내에 충진한 다음 바로 화상을 띄우는 것이 아니라 상호충돌을 일으켜 대전을 시킨 다음 시편을 안정화시키는 처리를 행하는데, 이 에이징 처리의 완료 시점을 판단하는 전자종이 표시소자의 에이징 시스템 및 에이징 방법에 관한 것이다.
오늘날, 새로운 패러다임이 요구되는 정보 사회에 상응하는 정보 전달 및 공유 방식으로의 대변환의 필요성으로 인해, 유연한 디스플레이로서 구부릴 수 있다 는 장점의 전자종이의 기술 개발이 가속화되고 있으며 상업적 개발 단계에 접어들고 있다.
전자종이는 기존의 평면 디스플레이 패널에 비하여 생산단가가 훨씬 저렴하며 정화면처럼 배경조명이나 지속적인 재충전이 필요하지 않으므로 아주 적은 에너지로도 구동될 수 있어서 에너지 효율도 월등히 앞선다. 아울러, 전자종이는 매우 선명하고, 시야각이 넓으며 전원이 없더라도 글씨가 완전히 사라지지 않는 메모리 기능도 가지고 있다.
이러한 큰 장점으로 인해 전자종이는 종이와 같은 면과 움직이는 일러스트레이션을 갖는 전자서적, 자체 갱신성 신문, 이동 전화를 위한 재사용 가능한 종이 디스플레이, 폐기 가능한 TV 스크린 및 전자 벽지등 실로 광대한 분야에 응용될 수 있으며 거대한 잠재 시장을 가지고 있다.
전자종이 구현을 위한 기술적 접근 방식은 크게 액정을 이용한 방법, 유기 EL, 반사 필름 반사형 표시, 전기영동, 트위스트 볼, 일렉트로크로믹 방식, 미케니컬 반사형 표시등이 있으며 이중 트위스트 볼 방식의 경우 볼의 위상변화에 있어서 전압의 문턱(threshold)이 없어 결정적 결함을 가지므로 전기영동, 일렉트로크로믹 방식의 전자종이가 주목될 만하다.
일렉트로크로믹(전기변색성) 방식의 소자는 전류를 가하면 색상이 변하는 성질을 가지고 잇는 물질을 이용해서 만든 것으로 그 물질의 상태를 바꿔줄 때만 에 너지가 필요할 뿐 나타난 이미지르 ㄹ유지하는데 에너지가 필요치 않기 때문에 전자 종이 표시소자로 기대되고 있다. 이 소자는 2개의 전극과 그 사이의 이온전도체(전해질)로 구성되며, 전류의 방향에 따라 산화, 환원 반응이 가역적으로 발생하며 이에 따른 착색층의 광흡수로 색을 표현하는 것으로서, 전자종이의 일반적인 모드인 반사형 뿐만 아니라 투과형 모드에서도 사용 가능하다는 것이다.
그러나 착색층이 대기, 수분에 노출시 화학적으로 안정성이 낮고 전해질내의 이온의 확산 속도 때문에 응답속도가 느린 단점이 있어, 현재 가장 주목받고 있는 전자종이 표시소자의 구현 기술은 전기영동현상을 이용한 전자종이 표시소자이다.
전기영동현상은 어떤 입자가 매체(분산 매체)에 현탁된 경우에 입자가 전기적으로 하전되고, 또한 전계가 하전입자에 인가되는 경우에 그들이 대향 전하를 가진 전극에 분산매체를 통해서 이동하는 현상이다.
초기의 전기영동을 이용한 전자종이 표시소자는 안정성에 문제가 있다. 즉, 유체내에 있는 대전된 입자의 밀도와 유체의 밀도가 다를 경우 대전된 입자가 침전되는 문제가 있으며, 밀도를 동일하게 하여도 장시간 사용시, 시간에 따른 분산 불안정성이 발생하며 대전된 입자들의 응집에 따른 문제점을 안고 있다. 특히, 한 가지 이상의 색상을 가진 두 입자가 전기영동 현상에 의해 이동하는 경우는 더 심각한 문제를 야기한다. 이러한 문제에 의하여 디스플레이가 열화될 수 있다.
이를 해결하기 위하여 MIT media Lab 및 분리되어 설립된 E-Ink사에서는 대전된 입자들과 유체를 마이크로 캡슐 속에 넣고 전기영동 현상을 이용하는 표시소자를 제안하였다.(미국특허번호 제5961804 등).
그 개략적 구조를 나타내는 단면도를 도 1에 도시하였다. 도시된 바와 같이 특정전하를 가진 특정색의 잉크 미립자(103a)와 반대전하를 띤 다른 색의 잉크 미립자(혹은 색을 띤 유전유체, 103b) 및 투명 유전유체(104)를 함유한 지름 200 ~ 300μm의 투명한 마이크로 캡슐(100)을 제조하였다. 이들 마이크로 캡슐(100)을 바인더(107)와 혼합하여 상, 하부 투명전극(105, 106) 사이에 위치시키고 전압을 인가하면 위에서 설명한 방식에 의해서 문자나 이미지를 표시하게 된다.
그러나 이러한 방식도 액의 점성 저항에 의하여 응답속도가 약 약 100ms으로 늦어 동영상 구현에 있어 문제점이 많으며, 또한 캡슐 상부의 상당부분이 바인더에 의해 차폐되거나 일부 광소모되어 광효율이 상대적으로 떨어지는 문제점이 있다. 또한, 대전된 두 색의 대전 입자와 유전 유체간의 비중을 모두 같게 유지해야 하고, 두 대전된 입자들간의 응집을 방지시키고, 전기영동 이동도를 가지도록 전하 부착을 위한 물리, 화학적 처리가 추가로 요구된다. 즉, 화학적, 물리적 폴리머 코팅 또는 폴리머 볼 생성후 백색을 도입하고 전하 조절제의 부착을 용이하게 하는 기능기를 도입하기 위한 2 단계 또는 3 단계의 과정을 거치는 복잡한 과정을 수반하게 된다.
이러한 문제점을 해소하기 위해 도 2에 도시된 바와 같이, 일면에 전극(114, 115)이 형성된 투명기판(111, 112) 사이에 색 및 대전 특성이 다른 2종류의 건식 입자군(116a, 116b)을 봉입하고 상하판의 전극(111, 112)에 전압을 인가하여 입자들을 서로 부딛히게 함으로써 충돌에 따른 전하를 띠게 하여 대전입자를 형성시킨 후에, 전위가 다른 상하판의 전극(111, 112)으로부터 대전된 입자군에 전계를 주어 이동시켜 화상을 표시하는, 격벽(113)에 의하여 서로 격리되는 1개 이상의 화소를 가지는 건식방식의 충돌대전형 전자종이 표시소자가 있다.
건식 전자종이 표시소자는 화소공간에 액체등의 점도가 큰 물질이 존재하지 않으므로 응답속도가 상당히 빨라 동영상의 구현에도 적합하며, 전계를 제거한 후에도 정전기적인 특성으로 인해 화상이 오래동안 잔존한다. 따라서, 다른 전자종이 표시소자의 구현방법보다 메모리 특성이 우수한 장점이 있다.
도 3은 도 2에 도시한 전자종이 표시소자를 제조하는 과정을 보인 수순 단면도이다.
먼저, 도 3a에 도시한 바와 같이 하부기판(112) 상부에 투명한 전극(115)을 형성한다. 상기 투명 전극은 ITO인 것이 바람직하며, 그 상부에 절연층을 적용하지 않아도 구동에는 문제가 없으나, 대전된 입자들이 전극에 밀착되면서 전자 이동이 발생하게 되면 메모리 효과가 감소되어 오랫동안 영상을 보전하기 어려울 수 있으므로 적용되는 것이 바람직하다.
그리고 도 3b에 도시한 바와 같이 하부기판(112) 상부에 격벽(113)을 형성한 다. 상기 격벽(113)은 화소를 구분하는 것으로서, 폴리머, 무기질 소재등 다양한 재료를 사용할 수 있으며 형성 방법으로는 포토레지스트를 이용하는 포토리소그라피 방법, 감광성 폴리머를 이용하는 방법, 이미 만들어진 재료를 잘라서 사용하는 라미네이팅 방법등이 사용될 수 있으며, 접착의 경우 자외선 접착제와 자외선 조사등의 방식으로 기 형성된 하판 상에 적용될 수 있다.
그리고, 도 3c에 도시한 바와 같이 비대전입자들을 스프레이방식등을 이용하여 화소공간에 주입한다. 격벽(113) 상면에 입자들이 도포되어 이를 제거하는 공정을 추가로 시행하거나 마스크를 이용해 격벽 상면에 입자들이 도포되는 것을 방지할 수 있다.
그리고, 도 3d에 도시한 바와 같이 상부전극(114)이 형성된 상부기판(111)을 격벽 상부에 적층하고 이를 합착한다. 합착하기 위해 격벽상부에 자외선 접착제를 도포한 후에 적층하고 자외선을 조사하여 합착하는 과정을 거친다.
그리고, 도 3e에 도시한 바와 같이 상부, 하부전극에 펄스 전압을 교대로 인가하여 비대전입자들을 움직여 상호 충돌시켜 각각 음, 양으로 충분히 대전시키는 에이징(aging) 과정을 거쳐 최종적으로 건식 전자종이 표시소자를 완성한다.
이러한 건식 전자종이 표시소자는 응답속도, 화상 안정성, 화상메모리성능 및 공정 용이성 면에서 기존의 습식 전자종이 표시소자보다 뛰어나지만, 아직까지 체계적인 제조방법이 정립되어 있지 못하다.
특히, 건식 전자종이 표시소자는 대향하는 기판사이의 충돌대전형의 2종류의 입자를 봉입하고 난 후 바로 화상을 형성하는 것이 아니라 먼저 입자들을 상호충돌시켜 대전을 시킨 후 구동하게 되는 구동전처리과정, 즉 에이징(aging) 과정을 거치게 된다. 이러한 에이징 과정에서, 입자들을 충분히 대전시키는 것이 화상의 고품위를 위해 무엇보다 중요한데, 입자들이 충분히 대전되었는지 여부를 판단하는 시스템이 완벽하게 마련되어 있지 않다.
또한, 입자들을 상호충돌시켜 대전시킬 때 높은 전압이나 시편 상태에 따라 과대전이 발생하여 비이상 전류가 흐르고, 이로 인해 회로에 부하가 걸리거나 호광(弧光, arcing)현상 등에 의해 시편이 손상되는 문제점이 있어 이를 해결하는 것이 시급한 실정이다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 표시된 화상의 화상표시 상태를 알 수 있는 전자종이 표시소자의 에이징 시스템 및 에이징방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상세하게는, 표시되는 화상에 대한 전면 흑색 또는 흰색의 화상을 기록하고 그 대비비와 반사도를 측정하여 건식입자(12)가 충분히 대전되도록 하고 대향전극(11, 21)에 전계를 걸어 상호충돌을 통하여 입자들을 대전시킬 때 발생할 수 있는 이상전류를 검출하여 과대전으로 인한 시편 및 장비를 보호하는 전자종이 표시소자의 에이징 시스템 및 에이징 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 전자종이 제어장치(4)의 충돌대전형 입자(12)를 대전시키기 위해 대향 기판(10, 20)의 대향전극(11, 21)에 소정의 테스트전압을 가하는 전압인가장치(1), 상기 전자종이 제어장치(4)의 일면에 광을 조사하는 광조사장치(2), 상기 전자종이 제어장치(4)에서 반사된 광을 수신하여 전기신호를 발생하는 광수신장치(3), 상기 전기신호를 수신하고 이를 해석하여 에이징의 완료를 결정하는 제어장치(4)로 이루어지고,
상기 제어장치(4)는 상기 전기신호를 해석하여 소정의 대비비에 도달되지 않을 경우 대전시키는 과정을 반복하고, 소정의 대비비에 도달될 경우 에이징을 완료하는 것을 특징으로 하는 건식 전자종이 표시장치의 에이징 시스템을 제공한다.
또한, 상기 제어장치(4)는 소정의 대비비에 도달될 경우에 구동전압을 추가로 측정하는 것을 특징으로 하는 건식 전자종이 표시소자의 에이징 시스템을 제공한다.
또한, 상기 제어장치(4)는 상기 구동전압을 대향기판(10, 20)에 인가하여 전자종이 표시소자(5)의 반사도를 추가로 판단하여 소정의 반사도에 도달되지 않는 경우 에이징 초기과정부터 다시 반복하게 하는 것을 특징으로 하는 건식 전자종이 표시소자의 에이징 시스템을 제공한다.
또한, 전압인가장치(1)와 하부전극(11) 또는 전압인가장치(1)와 상부전극 (21) 사이에 직렬로 전류계를 마련하여 전류계에 소정의 전류가 검출될 경우될 경우 에이징을 중단하는 것을 특징으로 하는 건식 전자종이 표시소자의 에이징 시스템을 제공한다.
이와 더불어 본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해,
전자종이 표시소자(5)의 대향기판(10, 20)의 대향전극(11, 21)에 소정의 테스트전압을 가하여 충돌대전형 입자(12)를 대전시키는 과정, 상기 대향기판(10, 20)의 상부 기판에 광을 조사하고 이를 수신하여 대비비를 측정하는 과정, 상기 대비비가 소정의 대비비에 도달되는지를 판단하여 소정의 대비비에 도달되지 않는 경우 상기 대전시키는 과정으로 되돌아가는 과정, 소정의 대비비에 도달한 경우 에이징을 완료하는 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 건식 전자종이 표시소자의 에이징 방법을 제공한다.
또한, 소정의 대비비에 도달된 경우에 테스트전압을 최소전압에서 최고전압으로 서서히 증가 또는 최고전압에서 최소전압으로 서서히 감소시켜 테스트전압 대비 반사도를 측정하여 구동전압을 구하는 과정을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 건식 전자종이 표시소자의 에이징 방법을 제공한다.
또한, 상기 구해진 구동전압을 대향기판(10, 20)에 인가하여 전자종이 표시소자(5)의 반사도를 추가로 판단하여 소정의 반사도에 도달되지 않는 경우 에이징 초기과정부터 다시 반복하게 하는 과정을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 건식 전자종이 표시소자의 에이징 방법을 제공한다.
또한, 대향전극(11, 21)간에 이상전류가 발생하여 소정의 전류가 검출될 경우될 경우 에이징을 중단하는 과정을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 건식 전자종이 표시소자의 에이징 방법을 제공한다.
이하에서는 도면을 참조하여 본발명을 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명을 더욱 명확히 하기 위해 대비비, 최대대비비 및 구동전압을 정의한다.
대비비는 백반사도/흑반사도로 정의된다. 백반사도는 백의 입자(12)가 전자종이표시소자(5)의 상부에 위치하여 광 반사도가 높은 상태의 반사도이며(도 5b), 흑반사도는 흑의 입자(12)가 전자종이표시소자(5)의 상부에 위치하여 반사도가 낮은 상태의 반사도이다.(도 5c)
최대대비비는 최대반사도(Rmax)/최소반사도(Rmin)를 의미한다. 최대반사도, 최소반사도는 도 6에 도시된 플롯에서도 알 수 있듯이 최대값 또는 최소값에 이르 기 전에 포화되어 더 이상 반사도의 증가가 없게 되는데, 대개 이때는 최대반사도, 최소반사도 폭의 90%에 이르는 반사도(R90)를 대비비의 최대반사도로 하고 최소반사도의 경우도 마찬가지로 10%에 해당되는 반사도(R10)를 최소반사도로 정하고 있다. 따라서 최대대비비는 다음과 같은 수식으로 정의한다.
최대대비비 = R90/R10
구동전압은 실제적인 화상표현을 위해 전자종이 표시소자(5)를 구동하는 전압으로서 에이징과정에서 인가되는 테스트전압과 구별되는 것으로서, 화상을 표시하기 위한 적정전압이다. 에이징과정에서는 적은 시간동안 최대의 대전량을 확보하기 위해 상당히 높은 전압을 인가하므로 구동전압은 에이지과정에서 인가되는 테스트전압보다 상당히 낮다. 구동전압은 여러수식으로 정의될 수 있으나 하기의 수식으로 정의하는 것이 가장 바람직하다.
구동전압=｜VR90 - VR10｜
VR10: R10의 반사도에서의 전압
VR90: R90의 반사도에서의 전압
도 4는 본 발명의 건식 전자종이 표시소자의 에이징 시스템에 관한 도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 건식 전자종이 표시소자의 에이징 시스템은 크게 전압인가장치(1), 광조사장치(2), 광수신장치(3), 제어장치(4) 및 전자종이 표시소자(5)로 이루어진 진다.
전자종이 표시소자의 에이징 시스템의 구성을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
상기 전압인가장치(1)는 상기 전자종이 표시소자(5)의 대향전극(11, 21)과 연결되어 대향전극(11, 21)에 전압을 인가한다. 전압인가장치(1)는 입자(12)들이 상호충돌하여 대전되기위해 전압을 인가하는 장치로서, 입자(12)들을 위아래로 왕복이동시킴으로써 더욱 효율적으로 충돌시키도록 전계를 형성함이 바람직하다. 이를 위해서 상부전극(21)과 하부전극(11)의 전위가 교대로 바뀌도록 직류펄스전압을 인가할 수 있는 전압인가장치(1)가 바람직하다. 또한 펄스전압의 크기를 점증적으로 또는 점감적으로 변화시킬 수 있는 가변전압장치인 것이 바람직하다. 에이징과정에서의 테스트전압은 직류(DC) 펄스 전압으로서 크기는 0 ~ 700 V 범위이며 펄스폭은 0.01 ~ 10 초인 것이 바람직하다.
상기 광조사장치(2)와 광수신장치(3)는 각각 광을 전자종이표시소자(5)에 조사하는 장치, 전자종이표시소자(5)로부터 반사된 광을 수집하여 이를 전기신호로 바꾸는 장치로서 이러한 기능을 수행할 수 있는 종래의 장치를 그대로 사용해도 무방하다. 광조사장치(2)와 광수신장치(3)는 전자종이표시소자(5)에 대하여 동일한 면 상에 서로 이격되어 위치하며 전자종이 표시소자(5)의 면에 대하여 도시된 바와 같이 일정각도 기울어져 배치된다. 바람직하기로는 상기 기울기는 임의 조절이 되도록 함이 바람직하다. 상기 광조사장치(2)와 광수신장치(3)는 전자종이표시소자(5)의 전면적을 조사하고 광수신할 수 있도록 한다.
상기 제어장치(4)는 상기 전기신호를 수신하고 해석하여 전자종이 표시소자(5)의 반사도 및 대비비를 계산하고, 계산된 대비비가 소정의 대비비에 도달되지 않는 경우 다시 에이징 과정을 되풀이 하여 입자(12)를 더욱 상호 충돌시켜 대전량을 증가시키고, 소정의 대비비에 도달될 경우 에이징을 완료하도록 프로그램화된다.
소정의 대비비는 임의로 설정할 수 있으나 10 : 1이 가장 바람직하다. 이는 우수한 전자종이 표시소자의 대비비로서 요구되는 값이다.
또한, 상기 제어장치(4)는 인가전압장치와 연결되어 인가전압을 조절하고 펄스전압을 제어하도록 하도록 하며 광조사장치(2)와 광수신장치(3)의 광조사 및 광수신을 제어하도록 하여 시스템 전체를 일괄 제어하는 것이 공정자동화에 바람직하다.
상기 제어장치(4)는 측정된 대비비가 소정의 대비비에 도달될 경우 구동전압을 추가로 측정하도록 프로그램화될 수 있다.
구동전압을 측정하기 위해, 테스트전압은 최저전압에서 최고전압으로 단계적 으로 증가되거나 최고전압에서 최저전압으로 단계적으로 감소되도록 제어된다. 이러한 전압의 변화에 따른 반사도를 측정하여 구동전압을 측정하게 된다.
구동전압은 대전입자의 특성에 따라 많이 좌우된다. 도 6에 도시된 바와 같이 반사도의 변화 경향이 급격할 수도 있으며 완만할 수도 있다. 이경우 급격한 경우가 완만한 경우보다 구동전압이 낮게 된다. 실제적으로 이러한 경사도의 차이는 미세하다.
상기 제어장치(4)는 측정된 구동전압을 전자종이 표시소자(5)에 인가하여 실제적인 구동전압에서의 최대반사도를 추가로 측정하여 소정의 반사도에 도달되지 않은 경우 대전량이 충분치 않은 것으로 판단하여 에이징과정을 다시 거치도록 프로그램화될 수 있다. 상기 소정의 반사도는 40%가 바람직하다.
도 4에는 도시되지 않았으나, 전압인가장치(1)와 하부전극(11) 또는 전압인가장치(1)와 상부전극(21) 사이에 직렬로 전류계를 마련하여, 과대전에 의해 대향전극(11, 21)간에 이상전류가 발생하여 전류계에 소정의 전류가 검출될 경우될 경우 에이징을 중단시키는 것이 바람직하다. 이로써, 이상전류의 발생에 따른 회로의 과부하현상, 시편의 손상등을 방지할 수 있다.
또한, 전자종이 표시소자(5)의 모든 상부, 하부전극(11, 21)을 각각 하나로 연결하는 연결부를 마련하여 전자종이 표시소자(5)의 전화소의 입자(12)를 함께 대전시키는 것이 바람직하다.
상기에서 사용되는 입자(12)는 대전되지 않은 입자를 주입한 후에 상하판 전극(11, 21)에 전압을 인가하여 입자들을 서로 충돌시켜 충돌에 따른 전하를 띠게 하여 대전입자를 형성하는 건식방식의 충돌대전형의 입자이다. 바람직하기로는 흑백을 표시하기 위해서는 흑색입자로 카본블랙, 백색입자로 티타늄옥사이드를 사용하는 것이 바람직하다.
이하에서는 본 발명의 건식 전자종이 표시소자의 에이징 방법에 대하여 도 4 내지 도 7을 참조하여 설명한다.
본 발명의 건식 전자종이 표시소자의 에이징 방법은 크게 충돌대전형 입자를 대전시키는 과정, 대비비를 측정하는 과정, 상기 대비비에 따라 에이징의 완료여부를 결정하는 과정으로 이루어진다.
도 5는 비대전된 충돌대전형 입자가 대전되는 과정을 나타낸 도이며 도 5d는 테스트전압을 나타낸 도이다.
먼저, 대향전극(11, 21)에 테스트전압을 가하여 비대전된 충돌대전형 입자(도 5a)를 대전시키는 에이징 초기과정을 수행한다. 테스트전압은 최소전압과 최대전압을 교대로 한 펄스전압으로서, 여기서의 최소전압과 최대전압은 전압크기가 동일한 정, 부의 전압이 바람직하며(도 5d), 그 크기는 10 ~ 700 V 범위이며 펄스폭 은 0.01 ~ 10 초인 것이 바람직하다. 이렇게 펄스전압을 인가하면 입자(12)들이 비상 혹은 하강하게 되어 상호 충돌을 일으켜 정전기 현상에 따라, 종류가 다른 입자(12)들이 서로 반대전하로 대전되게 된다.
상기 과정에서는 전자종이표시소자(5)의 모든 상부, 하부전극(11, 21)을 각각 하나로 연결하여 전자종이 표시소자(5)의 전화소의 입자(12)를 함께 대전시키는 것이 바람직하다.
초기에는 대전량이 적어 펄스전압에 따른 흑, 백의 차이가 적으며 전화소가 고르지 못하지만 어느정도 시간이 지나면 전자종이 표시소자(5)의 전면(全面)이 연동하여 흑, 백의 색을 교대로 나타내게 된다(도 5b, 도 5c).
다음, 상기처럼 충돌대전이 시작되면 전자종이 표시소자(5)의 전면(全面)의 대비비를 측정한다. 대비비는 백색의 입자가 전자종이 표시소자(5)의 상부에 위치할 때의 반사도와 흑색의 입자가 전자종이 표시소자(5)의 상부에 위치할 때의 반사도를 측정하여 전술한 정의식에 따라 계산된다. 입자(12)의 대전량이 증가할수록 비상 또는 하강하는 입자들이 증가하여 대비비가 더욱 증가하게 된다.
다음, 상기 대비비에 따라 에이징의 완료여부를 결정한다. 상기에서 측정된 대비비가 소정의 대비비에 도달하지 않은 경우 상기의 대전 과정을 반복한다. 소정의 대비비는 임의로 설정할 수 있으나 10 : 1이 가장 바람직하다. 이는 우수한 전자종이 표시소자의 대비비로서 요구되는 일반적인 값이다.
소정의 대비비에 도달된 경우 에이징을 완료한다.
본 발명의 또다른 일실시예로서 상기의 소정의 대비비에 도달된 경우 구동전압을 측정하는 과정을 더욱 포함할 수 있다.
도 6은 구동전압을 구하기 위한 테스트전압-반사도 그래프를 나타낸 도이다. 도시된 바와 같이, 구동전압을 구하기 위해, 테스트전압을 최저전압에서 최고전압으로 단계적으로 증가하거나 최고전압에서 최저전압으로 단계적으로 감소하여 인가시키고 이러한 전압의 변화에 따른 반사도를 플롯하여 구동전압을 구하게 된다. 즉, 전술한 바와 같이 R10과 R90의 반사도에 해당되는 전압을 측정하여 구동전압을 구한다.
본 발명의 또다른 일실시예로서, 상기의 측정된 구동전압을 전자종이 표시소자(5)에 인가하여 실제적인 구동전압에서의 최대반사도를 추가로 측정하는 과정을 더욱 포함할 수 있다.
소정의 반사도에 도달되지 않은 경우 대전량이 충분치 않은 것으로 판단하여 에이징과정을 다시 거치도록 프로그램화될 수 있다. 상기 소정의 반사도는 40%가 바람직하다. 본 과정은 전자종이 표시소자(5)의 전화소를 대상으로 시행할 필요가 없으며 특정 화소를 대상으로 시행하여도 좋다. 따라서 상부전극, 하부전극(11, 21)을 각각 일체로 연결한 것을 해제하여 특정 화소의 전극에만 구동전압을 인가한 다.
또한, 상기의 실시예들은, 과대전에 의해 대향전극(11, 21)간에 이상전류가 발생하여 소정의 전류가 검출될 경우될 경우 에이징을 중단하는 과정을 더욱 포함한다. 이로써, 이상전류의 발생에 따른 회로의 과부하현상, 시편의 손상등을 방지할 수 있다.
상기에서 상술한 에이징 과정에 대한 흐름도를 도 7에 나타내었다. 즉, 대향전극(11, 21)간에 대전펄스전압을 인가하여 입자(12)가 상호충돌하여 대전되도록 하고 전자종이표시소자(5)의 전면에 대한 대비비를 측정하여 소정의 대비비에 도달하지 않은 경우 대전을 반복하고, 소정의 대비비에 도달한 경우 구동전압을 측정하며, 측정된 구동전압을 대향전극(11, 21)간에 인가하여 반사도를 측정하고 소정의 반사도에 미치지 않는 경우 초기의 대전과정으로 되돌아가고, 소정의 반사도에 도달된 경우 에이징을 종료하며 상기의 과정에서 이상전류가 발생할 경우 에이징을 정지시키게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 건식 전자종이 표시소자의 에이징 시스템 및 에이징 방법은 건식 전자종이 표시소자의 충돌대전형 입자(12)가 상호충돌에 의해 충분히 대전되었는지 여부를 판단할 수 있는 에이징 시스템 및 에이징 방법을 제공 한다. 이를 통해 간단하게 에이징의 완료시점을 알 수 있으며 완성품의 품질을 현저히 향상시키며 제품 신뢰도를 높일 수 있다.

Claims (19)

  1. 전자종이 표시소자의 충돌대전형 입자를 대전시키기 위해 대향 기판의 대향전극에 소정의 테스트전압을 인가하는 전압인가장치;
    상기 전자종이 표시소자의 일면에 이격되게 위치하여 광을 조사하는 광조사장치;
    상기 전자종이 표시소자의 일면에 이격되게 위치하여 반사된 광을 수신하여 전기신호를 발생하는 광수신장치;
    상기 광수신장치와 전기적으로 연결되어 상기 전기신호를 수신하고 이를 해석하여 소정의 대비비에 도달되지 않을 경우 대전시키는 과정을 반복하고, 소정의 대비비에 도달될 경우 에이징을 완료하는 제어장치를 포함하여 이루어진 건식 전자종이 표시소자의 에이징 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어장치는 소정의 대비비에 도달될 경우에 테스트전압을 서서히 증가 또는 서서히 감소시켜 반사도를 측정하여 구동전압을 구하는 것을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 건식 전자종이 표시소자의 에이징 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제어장치는 상기 구동전압을 대향기판에 인가하여 전 자종이 표시소자의 반사도를 추가로 판단하여 소정의 반사도에 도달되지 않는 경우 에이징 초기과정부터 다시 반복하게 하는 것을 특징으로 하는 건식 전자종이 표시소자의 에이징 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 대향기판의 모든 상부전극과 모든 하부전극을 각각 전기적으로 연결하는 연결부를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 건식 전자종이 표시소자의 에이징 시스템.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 전압인가장치와 하부전극 또는 전압인가장치와 상부전극 사이에 직렬로 전류계를 마련하여 전류계에 소정의 전류가 검출될 경우될 경우 에이징을 중단하는 것을 특징으로 하는 건식 전자종이 표시소자의 에이징 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 인가전압은 정, 부가 교대로 된 직류(DC) 펄스 전압으로서 크기는 0 ~ 700 V 범위이며 펄스폭은 0.01 ~ 10 초인 것을 특징으로 하는 건식 전자종이 표시소자의 에이징 시스템.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 소정의 대비비는 백반사도 : 흑반사도로 정의되는 것으로서 그 값이 10 : 1 인 것을 특징으로 하는 건식 전자종이 표시소자의 에이징 시스템.
  8. 제3항에 있어서, 상기 소정의 반사도는 40% 인 것을 특징으로 하는 건식 전자종이 표시소자의 에이징 시스템.
  9. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 구동전압은 하기의 식으로 정의되는 것을 특징으로 하는 건식 전자종이 표시소자의 에이징 시스템.
    [하기식]
    구동전압=｜VR90 - VR10｜
    VR10: R10의 반사도에서의 전압
    VR90: R90의 반사도에서의 전압
  10. 전자종이 표시소자의 대향기판의 대향전극에 소정의 테스트전압을 인가하여 충돌대전형 입자를 대전시키는 과정;
    상기 대향기판의 상부 기판에 광을 조사하고 이를 수신하여 대비비를 측정하는 과정;
    상기 대비비가 소정의 대비비에 도달되는지를 판단하여 소정의 대비비에 도달되지 않는 경우 상기 대전시키는 과정으로 되돌아가는 과정;
    소정의 대비비에 도달한 경우 에이징을 완료하는 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 건식 전자종이 표시소자의 에이징 방법.
  11. 제10항에 있어서, 소정의 대비비에 도달된 경우에 테스트전압을 최소전압에서 최고전압으로 서서히 증가 또는 최고전압에서 최소전압으로 서서히 감소시켜 테스트전압 대비 반사도를 측정하여 구동전압을 구하는 과정을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 건식 전자종이 표시소자의 에이징 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 구해진 구동전압을 대향기판에 인가하여 전자종이 표시소자의 반사도를 추가로 판단하여 소정의 반사도에 도달되지 않는 경우 에이징 초기과정부터 다시 반복하게 하는 과정을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 건식 전자종이 표시소자의 에이징 방법.
  13. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 대향전극간에 이상전류가 발생하여 소정의 전류가 검출될 경우될 경우 에이징을 중단하는 과정을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 건식 전자종이 표시소자의 에이징 방법
  14. 제 11항 또는 제12항에 있어서, 상기 구동전압은 하기의 식으로 정의되는 것을 특징으로 하는 건식 전자종이 표시소자의 에이징 방법.
    [하기식]
    구동전압=｜VR90 - VR10｜
    VR10: R10의 반사도에서의 전압
    VR90: R90의 반사도에서의 전압
  15. 제10항에 있어서, 상기 테스트전압은 정, 부가 교대로 된 직류(DC) 펄스 전압으로서 크기는 0 ~ 700 V 범위이며 펄스폭은 0.01 ~ 10 초인 것을 특징으로 하는 건식 전자종이 표시소자의 에이징 방법.
  16. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 소정의 대비비는 백반사도 : 흑반사도로 정의되는 것으로서 그 값이 10 : 1 인 것을 특징으로 하는 건식 전자종이 표시소자의 에이징 방법.
  17. 제12항에 있어서, 상기 소정의 반사도는 40% 인 것을 특징으로 하는 건식 전자종이 표시소자의 에이징 방법.
  18. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 대비비는 전자종이 표시소자의 전면(全面)을 측정하는 것을 특징으로 하는 건식 전자종이 표시소자의 에이징 방법.
  19. 제12항에 있어서, 상기 반사도 측정은 전자종이표시소자의 특정화소를 측정하는 것을 특징으로 하는 전자종이 표시소자의 에이징방법.
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