KR100710996B1 - 플라즈마 처리를 이용한 전자종이 표시장치의 제조방법 및이를 이용한 전자종이 표시장치 - Google Patents

플라즈마 처리를 이용한 전자종이 표시장치의 제조방법 및이를 이용한 전자종이 표시장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 플라즈마 처리를 이용한 전자종이 표시장치의 제조방법 및 이를 이용한 전자종이 표시장치에 관한 것으로, 특히 하부기판 위에 하부전극을 형성하고, 상부기판 아래에 상부전극을 형성하는 단계; 상기 하부전극 상에 화소공간을 형성하기 위한 다수의 격벽을 형성하는 단계; 상기 격벽에 의해 형성된 화소공간에 입자를 주입하는 단계; 상기 격벽의 상면을 플라즈마 처리하여 접착력을 향상시키는 단계; 상기 상부전극이 형성된 상부기판을 상기 격벽의 상면에 적층하여 하부기판과 합착시키는 단계;를 포함하여 이루어지는 플라즈마 처리를 이용한 전자종이 표시장치의 제조방법에 의하는 경우, 플라즈마 처리에 의해 격벽의 상면에 요철을 형성하거나 친수성으로 변환시키는 등 표면을 개질 시켜서, 격벽과 기판과의 접착력을 현저히 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
전자종이, 플라즈마, 격벽

Description

플라즈마 처리를 이용한 전자종이 표시장치의 제조방법 및 이를 이용한 전자종이 표시장치{Manufacturing Process of Electronic Paper Display Device by Plasma Treatment and Electronic Paper Display Device Using The Same}
도 1은 종래 기술에 따른 전자종이 표시장치의 셀 구조를 도시한 단면도이고,
도 2는 종래 기술에 따른 전자종이 표시장치의 구부러진 형태를 나타내는 단면도이고,
도 3은 종래 기술에 따른 전자종이 표시장치의 기판과 격벽이 합착되는 단계를 나타내는 단면 모식도이고,
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자종이 표시장치의 기판 및 격벽을 제조단계를 나타내는 공정도이고,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 다공성 격벽 표면에 플라즈마 처리를 하기 전, 후의 상태를 나타내는 단면도이고,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 비다공성 격벽 표면에 플라즈마 처리를 하기 전, 후의 상태를 나타내는 단면도이고,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 상부기판과 하부기판을 합착시키는 과정 을 나타내는 모식도이고,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 플라즈마 처리된 격벽이 상부기판 및 하부기판과 접착되어 있는 상태를 나타내는 전자종이 표시장치의 단면도이다.
**도면의 주요부분에 대한 기호의 설명**
1: 하부기판 2: 하부전극
3: 하부절연층 4: 격벽
5: 가교 6: 접목
7: 상부기판 8: 롤러
9: 입자
본 발명은 전자종이 표시장치의 제조방법 및 전자종이 표시장치에 관한 것으로, 특히 플라즈마(plasma) 처리를 이용한 전자종이 표시장치의 제조방법 및 플라즈마 처리에 의한 전자종이 표시장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 기판에 형성된 전극에 격벽을 형성하고, 상기 격벽의 상면을 플라즈마 처리하여 표면을 개질시킴으로서, 접착력을 향상시키는 단계를 거치는 것이 특징이다.
오늘날 새로운 패러다임이 요구되는 정보 사회에 상응하는 정보 전달 및 공유 방식으로의 대변환의 필요성으로 인해, 유연한 디스플레이로서 구부릴 수 있다는 장점을 가진 전자종이 기술 개발이 가속화 되고 있으며, 상업적 개발 단계에 접어들고 있다. 전자종이 표시장치는 박형의 플라스틱과 같은 유연한 기판 사이에 뿌려져 있는 수백만개의 구슬에 의해 문자나 영상을 표시할 수 있도록 한 플렉서블 디스플레이 장치로서, 수백만 번을 재생해 쓸 수 있으며 장래에 책, 신문, 잡지 등 기존의 인쇄매체를 대체할 재료로 기대된다.
이러한 플렉서블 디스플레이 장치 구현을 위한 기술적 접근 방식은 크게 전기영동 현상을 이용하는 방식 이외에 액정, 유기 EL, 반사 필름 반사형 표시, 트위스트 볼, 미케니컬 반사형 표시 등을 이용하는 방식이 있으며, 이중에서 현재 가장 주목받고 있는 것은 전기영동 현상 방식을 이용한 디스플레이 표시소자이다. 이것은 도전성 물질에 전자기장을 가하여 운동성을 갖게 한다는 전기영동학(Electrophoresis)에 기초를 둔 것으로, 박형의 플렉서블한 기판들 사이에 도전성을 가진 입자들을 분포시킨 후 전자기장의 극성변화에 의해 입자들을 충돌시키고 이러한 충돌에 따른 대전입자의 방향 배치 변화로 데이터를 표현한다.
이러한 충돌대전형 전자종이 표시장치의 셀 구조를 도 1에 도시하였으며 간략히 설명하면 다음과 같다. 도시된 바와 같이, 그 구조는 플라스틱 또는 유리로 형성된 상부 및 하부기판(70, 10)과, 상기 상부 및 하부기판 상에 소자의 구동 전압을 인 가하도록 투명전극(ITO)으로 형성된 상부 및 하부전극(80, 20)과, 상기 상부 및 하부 전극에 선택적으로 코팅된 상부 및 하부절연층(90, 30)과, 셀과 셀을 분리 시키는 격벽(40)과, 상기 두 전극 사이에 존재하여 백색의 정(+)대전입자(50)와 흑색의 부(-)대전입자(60)로 구성된다. 또한, 상기 상부 및 하부절연층(90, 30)은 생략되어도 구동에 문제가 없지만, 대전입자가 전극에 부착되어 이동하는 것을 줄이기 위해 선택되는 것이 바람직하다.
상기와 같은 구조로 이루어진 전자종이 표시장치는 상부전극(80)과 하부전극(20)에 충분한 전압이 인가되면 인가된 전극 극성에 따라 대전되는 대전입자들(50, 60)이 각 전극으로 끌려간다. 예컨대, 상부전극(80)에 -전압을 인가하고 하부전극(20)에 +전압을 인가하면 쿨롱력에 의해 정(+)대전된 백색 대전입자(50)는 상부기판(70)쪽으로 이동하고, 부대전된 흑색 대전입자(60)는 하부기판(10)쪽으로 이동한다. 상부기판(70)쪽에 백색 대전입자(50)가 위치하고 있으므로, 외부에서 관찰하는 경우 백색으로 보이게 된다. 반대로, 상부전극(80)에 +전압을 인가하고 하부전극(20)에 -전압을 인가하면 부대전된 흑색 대전입자(60)는 상부기판(70)쪽으로 이동하고, 정대전된 백색 대전입자(50)는 하부기판(10)쪽으로 이동하여 흑색으로 표시되게 된다. 따라서, 처음에 모든 셀이 백색으로 보이도록 전압을 가한 후, 원하는 셀만 반대 전압을 가해 흑색으로 보이도록 하는 것으로 그림이나 문자 등을 표현할 수 있게 되는 것이다.
이와 같은 종래 기술에 따른 충돌대전형 전자종이 표시장치에는 대전입자(50, 60)가 기판(10, 70)의 평행 방향으로 이동되는 것을 저지하기 위하여 대향하는 기판(10, 70)에 수직으로 연결되는 격벽(40)이 형성되고, 상기 격벽(40)으로 구분되는 복수의 표시 셀에 의해 디스플레이 장치의 표시부가 구현되는 플렉서블한 표시장치이다.
이러한 격벽(40)은 화소와 화소를 구분 지으며, 상판과 하판의 갭을 일정하게 유지하는 역할을 한다. 또한, 플렉서블 디스플레이 장치에 있어서, 상판과 하판의 사이에 적층되는 격벽(40)은 상판과 하판 사이에서 일정한 공간을 유지시키는 지지대 역할을 해야 할 뿐만 아니라, 특히 유연하게 구부러지는 플렉서블 장치에서는 이를 구부렸을 경우라도 격벽(40)은 상판 및 하판과 떨어지지 않고 접착되어 있어야 한다.
그렇지 않고, 디스플레이 장치의 모양이 변형되어 구부러지는 경우, 도 2에 나타난 바와 같이 격벽(40)이 상부기판(70) 및 하부기판(10)과 떨어져 들뜨게 되는 경우가 빈번하게 발생한다. 이것은 곧 디스플레이 장치의 전체적인 품질을 저하시키는 결과를 가져온다. 따라서, 유연하게 구부러질 필요가 있는 플렉서블 디스플레이 장치에 있어서는 특히나 격벽(40)이 상판 및 하판과 잘 붙어 있어야 한다.
이러한 휘어짐으로 인해 상판 및 하판과 격벽(40)의 접착이 떨어지거나, 어느 한 부분(특히, 가운데 부분)이라도 들뜨게 되면, 각 화소 공간에 배치되어 있던 대전입자(50, 60)들이 다른 주의의 셀 공간으로 이동하게 되어 화질이 불안정해지고, 화소가 떨어지게 되며, 그 결과 제품 자체의 불량성이 증가하는 심각한 결과를 초래한다.
그래서, 근래에는 이러한 격벽(40)과 상판 및 하판의 떨어짐을 막고, 대전입자가 다른 화소 공간으로 이동하는 것을 방지하기 위하여, 자외선(UV) 경화형 접착제(100)를 이용한다. 도 3에 나타난 바와 같이, 하부기판(10) 위에 형성된 격벽(40)의 상면에 UV 경화형 잡착제(100)를 도포하고 상부기판(70)을 적층시킨 다음 상부기판(70) 위쪽에서 UV 광을 비춤으로써, 상기 UV 경화형 잡착제(100)에 의해 격벽(40)과 상부기판(70)을 합착시키는 것이다.
여기서 사용되는 UV 경화형 잡착제(100)는 주로 자외선 램프에 의한 자외선 광이 접착제에 조사되면 액상 접착제 안에 있는 광반응 개시제가 반응을 시작하여 빠른 시간 내에 고체형의 접착제로 고형화되는 접착제이다. 즉, 자외선 광이 조사되기 전에는 액상 형태의 접착제이고, 이러한 액상 접착제를 이용하는 경우에는 이를 격벽의 상면에 정확하게 도포하는 것이 관건이 된다.
그러나, 지금까지 이러한 액상형 UV 경화형 잡착제(100)는 롤러나 혹은 전사방법에 의해 격벽(40)의 상면에 도포되었는데, 이러한 방법에 의하는 경우 좁은 면적을 가 진 격벽(40)의 상면에 접착제를 충분한 양으로 정확히 도포하는 것이 상당히 어렵다는 기술적인 문제가 있다. 그리고, 롤러에 의하는 경우 액상형 접착제가 격벽(40)의 상면 뿐만 아니라 격벽(40)의 측면까지 흘러서 불량품을 야기시키기도 한다. 또한, UV 경화형 잡착제(100)를 이용하는 경우 자외선을 조사해 주어야 하고, 이러한 자외선을 상부기판에 조사하면 화소공간 내에 있는 입자들은 자외선에 의한 열을 받아 입자들이 손상되는 문제점도 발생한다.
이러한 이유로, 전자종이 표시장치를 제조하는 방법에 있어서, 상부 및 하부 기판과 격벽의 접착이 쉽게 떨어지지 않고, 입자들이 손상되지 않으면서도 좁은 면적을 가진 격벽의 상면을 통해 격벽과 기판을 용이하게 합착시킬 수 있는 방법이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 전자종이 표시장치의 제조방법에 있어서, 격벽의 상면에 요철을 형성하거나 격벽의 상면을 폴리머화 또는 친수성화 시켜서 접착력을 증가시키는 것이고, 이를 위해서 플라즈마 처리 방법으로 격벽 상면의 표면을 개질시키는 새로운 방법을 제공하기 위한 것이다.
특히, 본 발명에 따라 기판이나 전극 또는 절연층과 접합되는 격벽의 상면을 플라 즈마 처리하여 표면을 개질시킴으로서 접착제 없이도 기판과 격벽을 합착시키고자 하는 것이다. 그리고, 본 발명에 따라 플라즈마 처리가 되어 표면개질 된 격벽 표면에 추가적으로 접착제를 사용하여, 상기 접착제의 접착력을 현저히 증가시키기 위한 것이다. 또한, 이러한 플라즈마 처리를 상부전극 또는 하부전극에 선택적으로 형성되는 절연층에도 적용하여 격벽과의 접착력을 증가시키고자 하는 것이 본 발명의 목적이다.
또한, 이와 같은 본 발명은 격벽의 폭을 넓히거나 접촉면적을 늘이지 않기 때문에 전자종이 표시장치의 해상도를 떨어뜨리는 일이 없이, 기판과 격벽의 접착력을 높이기 위함이다. 이러한 본 발명에 따라, 롤러에 직접 접착제를 묻혀서 격벽에 도포하는 것보다 깨끗한 방법으로 격벽의 옆면에 접착제를 묻치지 않고, 정교하게 기판과 격벽을 합착시키고자 하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 하부기판 위에 하부전극을 형성하고, 상부기판 아래에 상부전극을 형성하는단계; 상기 하부전극 상에 화소공간을 형성하기 위한 다수의 격벽을 형성하는 단계; 상기 격벽에 의해 형성된 화소공간에 입자를 주입하는 단계; 상기 격벽의 상면을 플라즈마 처리하여 접착력을 향상시키는 단계; 상기 상부전극이 형성된 상부기판을 상기 격벽의 상면에 적층하여 하부기판과 합착시키는 단계;를 포함하여 이루어지는 플라즈마 처리를 이용한 전자종이 표시장치의 제조방법이다.
여기서, 본 발명은 상기 격벽의 상면을 플라즈마 처리하는 것을 특징으로 하는바, 이러한 플라즈마 처리 단계는 격벽에 의해 형성된 화소공간에 입자를 주입하는 단계 이전에 수행될 수도 있고, 이후에 수행될 수도 있다. 즉, 상기 격벽의 상면을 플라즈마 처리하여 접착력을 향상시키는 단계;를 거치고, 상기 격벽에 의해 형성된 화소공간에 입자를 주입하는 단계;를 수행하는 것도 가능하다는 것이다.
이러한 본 발명에 있어서, 상기 격벽의 재료는 특별히 제한되지 않으나, 포토레지스트(PR)이거나 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에테르술폰(PES), 폴리에틸렌(PE), 폴리카보네이트(PC), 폴리프로필렌(PP)과 같은 폴리머이거나 무기질 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리를 이용한 전자종이 표시장치의 제조방법도 가능하다.
본 발명에 사용되는 플라즈마 처리 역시 특별히 제한되는 일이 없이 고온 플라즈마 또는 저온 플라즈마 처리 방법이 사용될 수 있지만 바람직하게는 저온 플라즈마(low temperature plasma 또는 glow discharge) 처리에 의하는 것이 적합하다.
본 발명에 따라 격벽의 상면 표면을 플라즈마 처리하는 경우에 있어서, 상기 격벽의 상면이 다공성 표면인 경우라면 이러한 플라즈마 처리에 의해 다공성이 막힘으 로서 접착력이 향상되는 것일 수 있고, 상기 격벽의 상면이 비다공성 표면인 경우라면 플라즈마 처리에 의해 가교(cross-linking)나 접목(grafting)이 형성됨으로서 접착력이 향상되는 것이 가능하다.
이러한, 상기 플라즈마 처리에 사용되는 기체는 아르곤(Ar), RF(radio frequency) 아르곤(Ar), 헬륨(He), 수소(H2), 산소(O2), 질소(N2), 암모니아(NH3), 메탄(CH4), 아세틸렌(acetylene), 수소와 질소가 혼합된 저온 RF 또는 이들의 결합으로 이루어진 가스가 바람직하다.
구체적인 실시형태로써, 상기 플라즈마 처리에 사용되는 기체가 산소 가스인 경우 격벽의 상면 표면에서는 산화반응이 일어나거나 휘발성 산화물이 생성되어 접착력을 향상시킬 수 있고, 상기 플라즈마 처리에 사용되는 기체가 질소 또는 아르곤 가스인 경우 격벽의 상면 표면에는 질소가 함유된 관능기가 생성되어 접착력을 향상시키는 것이 가능하며, 상기 플라즈마 처리에 사용되는 기체가 아르곤(Ar) 가스이고 RF(radio frequency)로 플라즈마를 일으키는 경우 격벽의 상면 표면에 높이가 1 ㎛ 정도의 원추체가 109 cm-2의 밀도로 형성되거나 -C-O 결합이 형성되어 접착력을 향상시키는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 다른 바람직한 일 실시형태는 상술한 방법에 따라 플라즈마 처리 된 격벽을 포함하는 전자종이 표시소자이다. 즉, 본 발명에 따른 전자종이 표시장치는 소정의 간격을 두고 대향 배치되는 하부기판과 상부기판; 상기 하부기판과 상부기판에 각각 내접하는 하부전극과 상부전극; 상기 하부전극과 상부전극 사이에서 화소를 분할하여 화소공간을 형성하는 격벽; 및 상기 화소공간에 봉입되는 다수의 대전입자;를 포함하는 것으로, 상기 격벽의 상면 표면에는 플라즈마 처리에 의해 요철이나 접목(grafting)이 형성되는 형태가 가능하고, 상기 격벽의 상면 표면은 접촉각이 50°이하로 될 수 있으며, 상기 격벽의 상면 표면이 친수성을 띠는 것도 바람직하다.
이러한 본 발명은 격벽의 상면 표면을 플라즈마 처리하여 상기 격벽과 하부전극 또는 상부전극과의 접착력을 증가시키기 위한 것이므로, 접착력 향상을 위한 다른 실시형태로서, 상기 격벽과 하부전극 또는 상부전극 사이에 존재하는 접착제를 더 포함하는 것도 가능하다.
이상과 같은 본 발명은 기판과 격벽을 플라즈마 처리를 이용하여 합착시키고, 기판에 형성된 전극에 전압이 인가되는 경우 화상 표현을 위한 대전입자들이 다른 셀로 이동하지 못하게 하는 것이므로, 상기 하부전극 위에는 하부절연층이 형성되며, 상기 상부전극 아래에는 상부절연층이 형성될 수 있다. 그리고, 상기 하부절연층 또는 상부절연층의 표면은 플라즈마 처리됨으로서, 친수성을 띠거나 접촉각이 50°이하로 되거나 요철이나 접목(grafting)이 형성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 를 이용한 전자종이 표시장치도 가능하다. 또한, 본 발명에 있어서 사용되는 입자는 본 발명이 속하는 기술분야에서 화상을 표현하기 위해 사용되는 모든 입자가 이용될 수 있으나, 바람직하게는 대전 가능한 또는 대전 된 건식입자인 것이 바람직하다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 하나의 실시형태를 첨부된 도면을 참고로 하여 구체적으로 설명한다. 본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 더 잘 이해될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시 목적을 위한 것이고, 첨부된 특허청구범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 일 실시예로 전자종이 표시장치의 기판 및 격벽을 제조단계를 나타내는 공정도이고, 여기서, 도면 식별번호 1은 하부기판, 2는 하부전극, 3은 하부절연층, 4는 격벽을 의미한다.
먼저, 본 발명에 따른 플라즈마 처리를 이용한 전자종이 표시장치의 제조방법에 따르면, 하부기판(1) 위에 하부전극(2)을 형성하고, 상부기판 아래에 상부전극을 형성(도시되지 않음)하는 단계를 거친다. 본 발명에 있어서 상부기판에 상부전극을 형성하는 것은 하부기판(1)에 하부전극(2)을 형성하는 방법과 동일하므로, 여기서는 하부기판(1)에 하부전극(2)을 형성하는 방법을 설명하는 것으로 상부기판 및 상부전극에 관한 설명을 대신한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 하부기판(1) 상부에 투명한 하부전극(2)과 하부절연층(3)을 차례로 형성한다. 본 발명에 따른 전자종이 표시장치의 기본 전극 구조는 매트릭스 구조이므로 상기 하부전극(2)은 도 4의 우측에 도시된 바와 같은 형태를 가진다. 상기 투명한 하부전극(2)은 ITO 인 것이 바람직하며, 그 상부에 적용되는 하부절연층(3)은 생략되어도 구동에는 문제가 없으나, 대전된 입자들이 전극에 밀착되면서 전자 이동이 발생하게 되면 메모리 효과가 감소되어 새로운 전원 인가없이 영상을 오랫동안 보존하기 어려울 수 있으므로 적용되는 것이 바람직하다.
다음으로, 상기 하부전극(2) 상에 화소공간을 형성하기 위한 다수의 격벽(4)을 형성한다. 즉, 도 5에 나타난 바와 같이 상기 하부기판(1) 위에 형성된 하부전극(2) 및 하부절연층(3) 상부에 격벽(4)을 수개 형성한다. 도 5에서는 하부절연층(3) 상부에 격벽(4)이 형성되었지만 상술한 바와 같이 본 발명에 있어서, 상기 하부절연층(3)은 생략되는 형태일 수 있으므로, 본 실시예에서 상기 하부전극(2) 상에 화소공간을 형성하기 위한 격벽(4)이 바로 형성되는 형태도 가능하다.
이러한, 상기 격벽(4)은 단순히 셀 단위를 구분하기 위한 용도로 사용되는 것이므로 그 재료는 폴리머, 무기질 소재 등이 다양하게 적용될 수 있다. 다시 말해서, 이러한 격벽 재료는 특별히 제한되지 않으나, 포토레지스트(PR)이거나 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에테르술폰(PES), 폴리에틸렌(PE), 폴리카보네이트(PC), 폴리프로필렌(PP)과 같은 폴리머이거나 무기질 재료로 이루어질 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 격벽(4)을 구성하기 위한 방법으로는 포토레지스트를 이용하는 포토리소그래피 방법, 감광성 폴리머를 이용하는 방법, 미리 만들어진 재료를 잘라서 사용하는 라미네이팅 방법 등이 바람직하며, 하판 구조물에 격벽(4)을 접착시키는 경우 자외선 접착제와 자외선 조사 등의 방식이 기 형성된 하판 상에 적용될 수도 있는 것이다. 본 발명에 따른 격벽(4)은 도 5의 우측에 도시된 사시도와 같은 격자 구조를 갖는다.
이어서, 상기 격벽(4)에 의해 형성된 화소공간에 화상을 표시하기 위한 입자를 주입할 수 있다. 입자는 화상표현을 위한 것으로서, 색 및 대전특성이 다른 2종류의 대전 입자가 혼합되어 주입될 수 있으며 각각 주입될 수 있다. 이러한 입자(18)로는 대전된 입자 또는 대전 가능한 비대전입자를 주입할 수도 있다. 입자(18)의 종류는 특별히 한정되지 않으며 본 발명의 기술분야에서 화상표현을 위해 이용되는 입자는 모두 사용될 수 있다. 즉 고체뿐만이 아니라 전해질 용액, 현탁액, 졸, 겔, 캡슐, 트위스트볼 등의 입자도 모두 포함될 수 있다. 바람직하기로는, 액체, 현탁액등과 같은 점성 특성이 없는 건식 입자를 주입하는 것이 바람직하다. 즉, 대전되지 않은 입자를 주입한 후에 상하판 전극에 전압을 인가하여 입자들을 서로 충돌시켜 충돌에 따른 전하를 띠게 하여 대전입자를 형성하는 건식방식의 충돌대전형의 입자를 주입하는 것이 바람직하다.
이러한 입자를 주입하는 방법은 본 발명이 속하는 기술분야에서, 전자종이 표시장치에 대전입자를 주입하는 일반적인 방법을 사용할 수 있다. 그 예로써 스프레이 도포방법에 의한 주입방법과 정전도장법에 의한 주입방법 등으로 입자를 화소공간이 형성된 셀 내에 주입할 수 있다.
이후에는, 본 발명의 가장 중요한 기술적 특징인 상기 격벽의 상면을 플라즈마 처리하여 접착력을 향상시키는 단계를 거친다. 본 발명은 종래 기술의 문제점인 접합 불량을 개선하기 위하여 종래의 전자종이 구조와 격벽재료를 그대로 사용 하면서 플라즈마 처리를 통하여 그 접착력을 향상시키는 접합 방법에 관한 것이다.
격벽의 고분자 표면 개질을 위해 플라즈마를 처리하는 방법을 사용하면, 화학적으로 매우 비활성적이면서 표면 장력이 매우 낮은 금속 전극과의 어려운 접착력도 개선시킬 수 있는 효과가 있다. 플라즈마로 표면 처리하면 벌크 성질을 바꾸지 않으면서도 고분자 또는 무기질 수지인 격벽의 표면 특성을 바꾸어 접착력을 높일 수 있다. 즉, 플라즈마에 노출된 고분자는 젖음성(wetting property), 가교(cross-linking), 분자량에 변화가 생기기 때문에, 이에 따라 격벽과 기판이나 전극 또는 절연층과의 가교를 통해 쉽게 접착력을 높일 수 있는 것이다.
여기서, 플라즈마라 함음 이온화되어 있고 전체적으로는 전기적 중성을 띄고 있는 기체를 가리킨다. 자연에 존재하는 플라즈마로서 잘 알려져 있는 것은 번개와 오로라이다. 이들은 각각 상대적으로 높은 압력과 극히 낮은 압력 하에서 발생된다. 이와 같이 플라즈마는 그 생성 방법 및 압력에 따라 여러 가지 형태로 분류될 수 있다.
이들 플라즈마를 온도에 따라 크게 두 종류로 분류할 수 있는데, 하나는 이온화 정도가 높고 구성 요소들이 열역학적으로 평형 상태에 있으며 평균 온도가 수만도에 달하는 '고온 플라즈마(high temperature plasma 또는 thermal plasma)'이고 다른 하나는 이온화 정도가 극히 미미하고(이온 농도: 10-5 - 10-6) 구성 요소들이 열역학적으로 평형을 이루고 있지 않으며 평균 온도가 상온 보다 약간 높은 '저온 플라즈마(low temperature plasma 또는 glow discharge)' 이다.
본 발명은 이러한 고온 플라즈마와 저온 플라즈마 중에서도 저온 플라즈마 처리를 하느 것이 바람직하다. 후자는 저온으로 플라즈마 처리를 할 수 있으며 저압 상태에 있는 기체나 유기 증기들을 전기적으로 방전시키면서 손쉽게 얻을 수 있기 때문이다. 또한, 저온 플라즈마를 이용한 고분자 가공법은 종래의 가공법에 비하여 물을 사용하지 않는 건식 공정으로 환경오염이 적으며 강도, 탄성율 등 재료의 기계적 특성을 변화시키지 않으면서 표면특성만을 변화시킬 수 있는 효율적인 방법이다. 특히 다양한 기체를 단독 혹은 혼합하여 사용함으로서 종래의 방법으로는 얻을 수 없었던 여러 가지 다양한 표면 특성을 동시에 부여할 수 있다.
도 6과 도 7에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 격벽의 상면 표면을 표면 개질한 상태를 나타내는 도면을 예시하였다. 표면 개질은 격벽의 형태가 다공성이냐, 비다공성이냐에 따라 두가지로 나뉠 수 있다. 도 6은 다공성 격벽 표면에 플라즈마 처리를 하기 전, 후의 상태를 나타낸 것이고, 도 7은 비다공성(매끄러운) 격벽 표면에 플라즈마 처리를 하기 전, 후의 상태를 나타내는 단면도이다.
먼저, 본 발명은 도 5에 나타난 바와 같이, 격벽(4)의 상면 표면을 플라즈마 처리하는 경우에 있어서, 상기 격벽(4)의 상면이 다공성 표면인 경우라면 이러한 플라즈마 처리에 의해 다공성이 막힘으로서 접착력이 향상되는 전자종이 표시소자의 제조방법이다. 다공성이 막힌다는 것은 폴리머화가 진행되어 매끄러운 표면을 얻을 수 있다는 것이다. 미세 다공성 격벽(4) 표면에 대한 플라즈마 처리는 격벽(4) 물질로부터 융삭되거나 스퍼터된 기체들의 플라즈마 중합과정이라 할 수 있다. 이러한 형태의 플라즈마 처리 방법으로 격벽(4)의 다공성을 없앨 수 있다. 예를 들면, 역삼투압을 위한 막은 헬륨이나 산소 플라즈마를 이용해 다공성 아크로니트릴 공중합체(copolymer) 막을 처리하여 만들어진다.
본 발명에 따라 융삭된 물질의 중합에 의해 격벽(4)의 다공성을 막는 경우에는 플라즈마 처리 시간을 소정의 기준보다 길게 해야하고, 상기 기준보다 짧으면 격벽(4)의 다공성이 어느 정도 유지된다. 격벽(4)의 고분자 폴리머 재료 뿐만 아니라 무기질 재료의 경우도 일반 고분자를 표면에 증착시킨 후 플라즈마 처리를 하면, 이에 따라 폴리머화가 진행되거나 다공성 격벽(4) 표면에 가교가 형성되어 격벽(4)을 매끄럽게 할 수 있다. 구체적인 예로는 다공성 격벽(4) 표면에 실리콘 중합체를 증착시킨 후 아르곤 플라즈마에서 일정 시간 처리하면 다공성을 막을 수 있는 것이다.
그리고, 본 발명은 도 6에 나타난 바와 같이, 격벽(4)의 상면 표면을 플라즈마 처리하는 경우에 있어서, 상기 격벽(4)의 상면이 비다공성 표면인 경우라면 이러한 플라즈마 처리에 의해 가교(cross-linking)(5)나 접목(grafting)(6)이 형성되어 표면이 개질됨으로서, 접착력이 향상되는 전자종이 표시소자의 제조방법이다. 본 발명에 있어서, 플라즈마로 비다공성 고분자 표면을 개조하는 방법은 두 가지가 있는데, 그 중 하나는 카싱이라고 불리는 공정으로서, 이것은 플라즈마의 고에너지 입자들의 포격에 의해 고분자 표면이나 이미 증착되어 있는 막에 가교(cross-linking)(5)를 생성시키는 방법이다.
다른 하나의 방법은 증착이나 접목을 통하여 격벽 표면의 화학적 성질을 변화시키는 것이다. 플라즈마 내의 단량체 선구물질(precursor)이 해리되면서 다양하고 활성있는 막이 형성되면서 성장하는 것이다. 고분자 표면 활성화는 플라즈마의 고에너지 입자들이 표면을 포격하면 고분자 표면의 공유결합이 깨어지면서 표면에 활성종들이 생성되는데, 이 활성종들이 플라즈마 내의 활성종들과 반응하여 표면에 다양한 화학적 활성이 있는 작용기들을 만든다. 이러한 작용기들은 격벽 고분자의 표면을 친수성으로 개질하여 표면에너지를 높이고, 이에 따라 접착력이 우수해지게 되는 것이다.
본 발명에 따른 저온 플라즈마의 고분자 표면 처리효과는 반응기 형상, 전극형태, 고주파 출력 및 주파수, 사용기체 종류, 기체 유량, 처리압력, 배기속도, 처리시간 등에 따라 달라질 수 있으며, 특히 사용기체가 중합성이냐 혹은 비중합성이냐에 따라 표면에 단순 개질 혹은 표면 그라프트 등 다른 양상의 표면 개질이 일어난다.
본 발명에 따라 상기 플라즈마 처리에 사용되는 기체로는 아르곤(Ar), RF(radio frequency) 아르곤(Ar), 헬륨(He), 수소(H2), 산소(O2), 질소(N2), 암모니아(NH3), 메탄(CH4), 아세틸렌(acetylene), 수소와 질소가 혼합된 저온 RF 또는 이들의 결합으로 이루어진 가스가 바람직하다.
구체적인 실시형태로써, 상기 플라즈마 처리에 사용되는 기체가 산소 가스인 경우 격벽의 상면 표면에서는 산화반응이 일어나거나 휘발성 산화물이 생성되어 접착력을 향상시킬 수 있다. 또한 플라즈마 반응 기체인 헬륨이나 아르곤에 산소를 첨가하면 산소와 깨진 고분자 사슬 사이에 반응이 생겨 휘발성 산화물이 만들어 지면서 고분자 표면이 활성화 된다. 이 경우 불활성 기체에서 처리된 것보다 산소를 첨가 한 플라즈마에서는 접착성이 약 3배 정도 증가하였다. 접착성이 개선되는 이유는 고분자 사슬을 끊어 표면을 더 거칠게 하기 때문이다.
그리고, 상기 플라즈마 처리에 사용되는 기체가 질소 또는 아르곤 가스인 경우 격벽의 상면 표면에는 질소가 함유된 관능기가 생성되어 접착력을 향상시키는 것이 가능하며, 상기 플라즈마 처리에 사용되는 기체가 아르곤(Ar) 가스이고, RF(radio frequency)로 플라즈마를 일으키는 경우 격벽의 상면 표면에 높이가 1 ㎛ 정도의 원추체가 109 cm-2의 밀도로 형성되거나 -C-O 결합이 형성될 수 있다.
또한, 사용되는 플라즈마 기체로써 암모니아 플라즈마나 수소와 질소를 섞은 저온 RF 플라즈마는 폴리프로필렌, PET(poly ethylene terephtlate), PC(poly carbon), PVC, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 등의 표면 개질에 탁월한데, 플라즈마에서 형성된 아미노기들은 고분자 표면에 흡착되어 표면의 젖음성을 향상시킨다. 이렇게 물리적, 화학적 변화에 의해 격벽 표면의 젖음성을 향상시키고, 이에 따라 높은 표면 에너지와 우수한 접착력을 가질 수 있는 것이다. 본 발명에 따른 플라즈마 처리는 특히 이종 물질간의 접촉시 접착력 강화에 뛰어난 특성을 보이게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 상기 격벽의 상면을 플라즈마 처리하는 것을 특징으로 하는바, 이러한 플라즈마 처리 단계는 격벽에 의해 형성된 화소공간에 입 자를 주입하는 단계 이전에 수행될 수도 있고, 이후에 수행될 수도 있다. 즉, 상기 격벽의 상면을 플라즈마 처리하여 접착력을 향상시키는 단계;를 거치고, 상기 격벽에 의해 형성된 화소공간에 입자를 주입하는 단계;를 수행하는 것도 가능하다는 것이다.
플라즈마 처리를 하는 것은 상술한 바와 같고, 기타 다른 단계의 구체적인 특징 역시 상술한 바와 같다. 단지, 플라즈마 처리를 먼저 하느냐, 입자를 먼저 주입하느냐에 차이가 있는 것으로, 본 발명에 따른 입자가 격벽의 상면 표면에 부착되는 것은 바람직하지 않으므로, 본 발명은 입자를 주입하고, 격벽 상면에 플라즈마 처리를 하는 것이 바람직할 것이다.
마지막으로, 상기와 같은 과정을 거친 후에는 도 8에 나타난 바와 같이, 상부기판과 하부기판을 합착한다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라, 상부기판과 하부기판을 합착시키는 과정을 나타내는 모식도이다.
도 8에 나타난 바와 같이 본 발명에 따라 상부전극(도시하지 않음)이 형성된 상부기판(7)을 격벽(4)의 상면에 적층하여 하부기판(1)과 합착시킨다. 이렇게 적층시키고 합착하는 방법은 상부전극이 형성된 상부기판(7)과 본 발명에 따라 플라즈마 처리된 격벽(4)이 형성된 하부기판(1)을 대향하도록 위치시키며, 특별히 상부전극과 하부전극(도시하지 않음)은 수직하는 방향으로 적층시킨다. 상기 상부전극과 하부전극은 스캔전극과 데이터 전극으로 작용하여 각 셀의 전압을 조절할 수 있게 하기 위함이다.
그리고, 이와 같이 상부기판(7)과 하부기판(1) 위에 형성된 다수의 격벽(4)이 맞닿도록 한 후에는, 상기 상부기판(7)이나 하부기판(1)을 롤러(8)로 문질러서 상기 격벽(4)에 의해 상부기판과 하부기판이 합착되도록 한다. 상부기판(7)과 하부기판(1)을 적층시켜서 롤러로 합착시키는 방법은 격벽(4)이 형성된 상부기판(7)에 하부기판(1)을 합착시키는 경우도 동일하다. 상기 롤러(8)를 상부기판(7) 또는 하부기판(1)의 어느 한쪽에만 문지를 수도 있고, 상기 상부기판(7)과 하부기판(1) 양쪽에서 문지를 수도 있다는 것은 자명하다.
이와 같이, 격벽(4)에 플라즈마 처리를 하여 표면을 개질시키고, 롤러(8)를 이용하여 상부기판(7)과 하부기판(1)을 합착시키면, 플라즈마 처리된 격벽의 상단만으로 기판이나 전극 또는 절연층과 합착시킬 수 있으므로, 격벽과 기판이 맞닿는 부위에만 정확하게 접착할 수 있는 것이다. 따라서, 종래의 UV 자외선을 이용하는 경우에서처럼 하나의 격벽이 접착될 때 이미 접착되어 있는 주위의 다른 격벽에 영향을 주지는 않을 것이다.
한편, 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 다른 바람직한 실시형태는 도 9에 나타난 바와 같이 상술한 바와 같은 플라즈마 처리가 된 격벽을 포함하는 전자 종이 표시장치이다. 여기에 도시된 바와 같이, 상부기판(7)과 하부기판(1)은 플라즈마 처리된 격벽(4)을 통하여 결합한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 플라즈마 처리된 격벽이 상부기판 및 하부기판과 접착되어 있는 상태를 나타내는 전자종이 표시장치의 단면도이다. 여기에 도시된 바와 같이, 그 구조는 적어도 한편이 투명한 대향하는 상부 및 하부기판(7, 1)과, 상기 상부 및 하부기판(7, 1) 상에 소자의 구동 전압을 인가하도록 투명전극(ITO)으로 형성된 상부 및 하부전극과, 상기 상부 및 하부전극 사이에 존재하는 흑색 및 백색 입자(9)와, 상기 상부 및 하부기판(7, 1) 사이에서 셀과 셀을 분리시키는 격벽(4)으로 이루어진다.
상기와 같은 구조로 이루어진 전자종이 표시장치에서 하부기판(1)과 상부기판(7) 사이에는 격벽(4)이 상기 하부기판(1) 및 상부기판(7)과 좀 더 강하게 결합될 수 있도록 플라즈마 처리된 것이 특징이다. 즉, 상기 격벽의 상면 표면에는 플라즈마 처리에 의해 요철이나 접목(grafting)이 형성되는 형태가 가능하고, 상기 격벽의 상면 표면은 접촉각이 50°이하로 될 수 있으며, 상기 격벽의 상면 표면이 친수성을 띠는 것도 바람직하다.
먼저, 본 발명에 따른 플라즈마 처리에 의해 요철이나 접목(grafting)이 형성되는 경우를 알아본다. 본 발명자는 실험을 통하여 플라즈마 처리를 하지 않은 경우에는 격벽의 상면 표면이 평활한 상태를 나타내고, 플라즈마 처리에 따라 발포체의 표면에 미세한 요철이 발생하는 것을 관찰할 수 있었다. 이렇게 고분자 물질의 표면에 미세한 요철이 나타나는 현상은 플라즈마 에칭에 기인하는 것이다. 플라즈마 에칭에 의한 표면의 요철 상태는 플라즈마 처리시간이 증가함에 따라 증가하는 경향을 나타내었다.
플라즈마 발생 기체로 질소 혹은 산소를 사용한 경우가 아르곤 보다 표면 에칭 효과가 우수하였다. 이러한 현상은 아르곤 가스는 불활성 기체이지만 질소나 산소는 활성기체로서 고분자 표면의 화학결합을 절단하는 효과가 아르곤 가스보다 크기 때문으로 추정된다. 또한, 산소 기체를 사용한 경우가 질소 기체를 사용한 경우보다 표면 에칭 효과가 더욱 우수한 것으로 나타났다. 따라서 격벽 상면의 표면을 에칭 가공하기 위하여서는 플라즈마 발생기체로 불활성 기체를 사용하는 것보다 활성 기체를 사용하는 것이 효과적임을 확인할 수 있었다.
다음으로, 본 발명에 따른 플라즈마 처리에 의해 접촉각이 50°이하로 되거나 친수성을 띠는 경우를 알아본다. 접촉각이란 액체가 고체 표면 위에서 열역학적으로 평형을 이룰때 이루는 각을 의미하며, 접촉각은 고체 표면의 젖음성을 나타내는 척도로서, 낮은 접촉각은 높은 젖음성과 높은 표면에너지를 나타내며, 이것은 접착력이 크다는 것을 의미한다.
본 발명자는 격벽의 상면 표면을 플라즈마 처리함으로서, 상기 표면 접촉각이 감소하는 것을 확인하였다. 플라즈마 미처리 격벽 표면의 접촉각은 97°였으나 30초간 플라즈마 처리한 격벽 표면의 접촉각은 약 50°로 급격히 감소하는 경향을 나타내었다. 저온 플라즈마 처리에 따라 초기에 접촉각이 현저히 감소하는 이유는, 미처리 격벽 표면의 경우 마이크로적으로 매우 평활하며 소수성이지만, 초기 플라즈마 처리에 의하여 표면이 에칭되면서 표면의 평활성이 현저히 감소하여 액체가 부착될 수 있는 미소한 공극들이 발생한 것에 기인한다. 또한 격벽 표면의 화학구조의 변화에 따라 표면이 소수성에서 친수성으로 변화되었기 때문으로 확인되었다.
이러한 본 발명은 격벽의 상면 표면을 플라즈마 처리하여 상기 격벽과 하부전극 또는 상부전극과의 접착력을 증가시키기 위한 것이므로, 접착력 향상을 위한 다른 실시형태로서, 상기 격벽과 하부전극 또는 상부전극 사이에 존재하는 접착제를 더 포함하는 것도 가능하다.
일반적으로 격벽 자체만으로는 접착력이 매우 낮기 때문에 기판이나 전극과의 접착을 위하여서는 격벽 상면의 표면이 접착력을 가지게 하기 위하여 접착제를 먼저 도포한 후 합착을 한다. 플라즈마 처리되지 않은 격벽을 접착제를 처리 않은 상태에서 기판 또는 전극과 접착한 경우 접착력은 손으로 쉽게 분리되는 매우 약한 접착력을 나타내었다. 그러나, 격벽 상면의 표면을 저온 플라즈마를 처리함에 따라 격벽과 기판 또는 전극과의 접착력은, 상기 플라즈마 처리되지 않은 격벽을 접착제 없이 접착한 경우보다 현저히 증가되었다.
또한, 플라스마 처리되지 않은 격벽에 접착제를 처리하고 나서 기판 또는 전극과 접착한 경우에도 기판과 격벽의 접착력은 그리 높지 않았으나, 상기 격벽에 플라즈마 처리를 하고 여기에 접착제를 도포하여 기판 또는 전극과 합착시키는 경우의 접착력은 플라즈마 처리 없이 접착제만 처리한 경우보다 현저하게 증가하였다. 이에 따라 본 발명은 격벽 상면을 플라즈마 처리하여 접착시키는 것도 가능하지만, 플라즈마 처리 이후에 접착제를 사용하는 경우, 훨씬 높은 접착력을 얻을 수 있었다. 즉, 본 발명은 상기 격벽과 하부전극 또는 상부전극 사이에 존재하는 접착제를 더 포함하는 것도 가능하다
이상과 같은 본 발명은 기판과 격벽을 플라즈마 처리를 이용하여 합착시키고, 기판에 형성된 전극에 전압이 인가되는 경우 화상 표현을 위한 대전입자들이 다른 셀로 이동하지 못하게 하는 것이므로, 상기 하부전극 위에는 하부절연층이 형성되며, 상기 상부전극 아래에는 상부절연층이 형성될 수 있다.
여기서, 상기 상부 및 하부절연층은 생략되어도 구동에 문제가 없지만, 대전입자(18)가 전극에 부착되어 이동하는 것을 줄이기 위해 선택되는 것이 바람직하다. 이후, 필요하다면 각 전극에 반대전압을 교변하여 반복 인가하는 것으로 대전입자(18)들을 움직여 서로 충돌시킴으로써 각각 음 혹은 향으로 대전되도록 한다. 그리고, 상기 하부절연층 또는 상부절연층의 표면 역시 절연층인 고분자 폴리머 또는 무기질 재료로 이루어지는 것이 바람직하므로, 상술한 바와 같이 플라즈마 처리됨 으로서, 친수성을 띠거나 접촉각이 50°이하로 되거나 요철이나 접목(grafting)이 형성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리를 이용한 전자종이 표시장치도 가능하다.
이러한 본 발명에 따른 전자종이 표시장치는 상부전극과 하부전극에 충분한 전압이 인가되면 인가된 전극 극성에 따라 대전되는 대전입자들(9)이 각 전극으로 끌려가도록 구성된 것이다. 또한, 도시되지는 않았지만 각 픽셀별로 적색, 녹색, 청색을 구현하기 위해 상판에 컬러필터를 구비할 수 있으며, 상기 대전입자들로부터 투과되는 광을 필터링하여 원하는 색상을 얻을 수 있다.
이상, 상기 내용은 본 발명의 바람직한 일 실시 예를 단지 예시한 것으로 본 발명의 당업자는 본 발명의 요지를 변경시킴이 없이 본 발명에 대한 수정 및 변경을 가할 수 있음을 인지해야 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면 하부기판 위에 하부전극을 형성하고, 상부기판 아래에 상부전극을 형성하는단계; 상기 하부전극 상에 화소공간을 형성하기 위한 다수의 격벽을 형성하는 단계; 상기 격벽에 의해 형성된 화소공간에 입자를 주입하는 단계; 상기 격벽의 상면을 플라즈마 처리하여 접착력을 향상시키는 단계; 상기 상부전극이 형성된 상부기판을 상기 격벽의 상면에 적층하여 하부기판과 합착 시키는 단계;를 포함하여 이루어지는 플라즈마 처리를 이용한 전자종이 표시장치의 제조방법을 제공할 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따라 격벽에 플라즈마 처리를 하여 전자종이의 기판과 격벽을 합착시키는 경우, 종래와 같이 접착제를 이용하지 않기 때문에 접착제의 유출에 의한 불량률도 막을 수 있고, 열에 의한 입자들의 손상도 현저히 줄일 수 있다. 본 발명은 플라즈마 처리에 의해 기판이나 전극 또는 절연층과 접합되는 격벽의 표면에 요철을 형성시키거나 격벽의 상면을 폴리머화 또는 친수성화 시켜서 개질시킴으로서 접착제 없이도 기판과 격벽을 합착시킬 수 있는 것이다. 그리고, 본 발명에 따라 플라즈마 처리가 되어 표면개질 된 격벽 표면에 접착제를 사용하는 경우, 상기 접착제의 접착력을 현저히 증가시킬 수도 있다. 또한, 상부전극 또는 하부전극에 선택적으로 형성되는 절연층에도 플라즈마 처리를 하여 격벽과의 접착력을 증가시킬 수 있다.
이에 따라, 본 발명은 격벽의 폭을 넓히거나 접촉면적을 늘이지 않으기 때문에, 전자종이 표시장치의 해상도를 떨어뜨리지 않으면서도, 기판과 격벽의 접착력을 높일 수 있고, 롤러에 직접 접착제를 묻혀서 격벽에 도포하는 것보다 깨끗한 방법으로 격벽의 옆면에 접착제를 묻치지 않을 수 있으며, 정교하게 기판과 격벽을 합착시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (17)

  1. 하부기판 위에 하부전극을 형성하고, 상부기판 아래에 상부전극을 형성하는단계;
    상기 하부전극 상에 화소공간을 형성하기 위한 다수의 격벽을 형성하는 단계;
    상기 격벽에 의해 형성된 화소공간에 입자를 주입하는 단계;
    상기 격벽의 상면을 플라즈마 처리하여 접착력을 향상시키는 단계;
    상기 상부전극이 형성된 상부기판을 상기 격벽의 상면에 적층하여 하부기판과 합착시키는 단계;를 포함하여 이루어지는 플라즈마 처리를 이용한 전자종이 표시장치의 제조방법.
  2. 하부기판 위에 하부전극을 형성하고, 상부기판 아래에 상부전극을 형성하는단계;
    상기 하부전극 상에 화소공간을 형성하기 위한 다수의 격벽을 형성하는 단계;
    상기 격벽의 상면을 플라즈마 처리하여 접착력을 향상시키는 단계;
    상기 격벽에 의해 형성된 화소공간에 입자를 주입하는 단계;
    상기 상부전극이 형성된 상부기판을 상기 격벽의 상면에 적층하여 하부기판 과 합착시키는 단계;를 포함하여 이루어지는 플라즈마 처리를 이용한 전자종이 표시장치의 제조방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 격벽은 포토레지스트(PR)이거나 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에테르술폰(PES), 폴리에틸렌(PE), 폴리카보네이트(PC), 폴리프로필렌(PP)과 같은 폴리머이거나 무기질 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리를 이용한 전자종이 표시장치의 제조방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 플라즈마 처리는 저온 플라즈마(low temperature plasma 또는 glow discharge) 처리에 의하는 것임을 특징으로 하는 플라즈마 처리를 이용한 전자종이 표시장치의 제조방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 격벽의 상면이 다공성 표면인 경우, 플라즈마 처리에 의해 다공성이 막힘으로서, 접착력이 향상되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리를 이용한 전자종이 표시장치의 제조방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 격벽의 상면이 비다공성 표면인 경우, 플라즈마 처리에 의해 가교(cross-linking)나 접목(grafting)이 형성됨으로서, 접착력이 향상되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리를 이용한 전자종이 표시장치의 제조방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 플라즈마 처리에 사용되는 기체는 아르곤(Ar), RF(radio frequency) 아르곤(Ar), 헬륨(He), 수소(H2), 산소(O2), 질소(N2), 암모니아(NH3), 메탄(CH4), 아세틸렌(acetylene), 수소와 질소가 혼합된 저온 RF 또는 이들의 결합으로 이루어진 가스인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리를 이용한 전자종이 표시장치의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 플라즈마 처리에 사용되는 기체가 산소(O2) 가스인 경우, 격벽의 상면 표면에서는 산화반응이 일어나거나 휘발성 산화물이 생성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리를 이용한 전자종이 표시장치의 제조방법.
  9. 제7항에 있어서, 상기 플라즈마 처리에 사용되는 기체가 질소(N2) 또는 아르 곤(Ar) 가스인 경우, 격벽의 상면 표면에는 질소가 함유된 관능기가 생성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리를 이용한 전자종이 표시장치의 제조방법.
  10. 제7항에 있어서, 상기 플라즈마 처리에 사용되는 기체가 아르곤(Ar) 가스이고, RF(radio frequency)로 플라즈마를 일으키는 경우, 격벽의 상면 표면에 높이가 1 ㎛ 정도의 원추체가 109 cm-2의 밀도로 형성되거나 -C-O 결합이 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리를 이용한 전자종이 표시장치의 제조방법.
  11. 소정의 간격을 두고 대향 배치되는 하부기판과 상부기판;
    상기 하부기판과 상부기판에 각각 내접하는 하부전극과 상부전극;
    상기 하부전극과 상부전극 사이에서 화소를 분할하여 화소공간을 형성하는 격벽; 및
    상기 화소공간에 봉입되는 다수의 대전입자;를 포함하는 것으로,
    상기 격벽의 상면 표면에는 플라즈마 처리에 의해 요철이나 접목(grafting)이 형성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리를 이용한 전자종이 표시장치.
  12. 소정의 간격을 두고 대향 배치되는 하부기판과 상부기판;
    상기 하부기판과 상부기판에 각각 내접하는 하부전극과 상부전극;
    상기 하부전극과 상부전극 사이에서 화소를 분할하여 화소공간을 형성하는 격벽; 및
    상기 화소공간에 봉입되는 다수의 대전입자;를 포함하는 것으로,
    상기 격벽의 상면 표면은 플라즈마 처리되어 접촉각이 50°이하인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리를 이용한 전자종이 표시장치.
  13. 소정의 간격을 두고 대향 배치되는 하부기판과 상부기판;
    상기 하부기판과 상부기판에 각각 내접하는 하부전극과 상부전극;
    상기 하부전극과 상부전극 사이에서 화소를 분할하여 화소공간을 형성하는 격벽; 및
    상기 화소공간에 봉입되는 다수의 대전입자;를 포함하는 것으로,
    상기 격벽의 상면 표면이 플라즈마 처리되어 친수성을 띠는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리를 이용한 전자종이 표시장치.
  14. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 격벽과 하부전극 또는 상부전극 사이에 존재하는 접착제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 를 이용한 전자종이 표시장치.
  15. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하부전극 위에는 하부절연층이 형성되고, 상기 상부전극 아래에는 상부절연층이 형성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리를 이용한 전자종이 표시장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 하부절연층 또는 상부절연층의 표면은 플라즈마 처리됨으로서, 친수성을 띠거나 접촉각이 50°이하로 되거나 요철이나 접목(grafting)이 형성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리를 이용한 전자종이 표시장치.
  17. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 입자는 대전 또는 비대전된 건식입자인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리를 이용한 전자종이 표시장치.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101750081B1 (ko) * 2010-10-18 2017-06-23 삼성디스플레이 주식회사 전기 영동 표시 장치
WO2018231201A1 (en) * 2017-06-13 2018-12-20 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Vapor barrier for e-paper
US20210376023A1 (en) * 2020-06-02 2021-12-02 Samsung Display Co., Ltd. Display device and manufacturing method thereof

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000018724A (ko) * 1998-09-04 2000-04-06 윤종용 반도체소자의 제조방법
KR20030070627A (ko) * 2002-02-26 2003-09-02 엘지.필립스 엘시디 주식회사 잉크젯 프린팅 방식 유기전계발광 소자 및 그의 제조방법
JP2005010796A (ja) 2000-06-14 2005-01-13 Canon Inc 電気泳動型表示装置の製造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000018724A (ko) * 1998-09-04 2000-04-06 윤종용 반도체소자의 제조방법
JP2005010796A (ja) 2000-06-14 2005-01-13 Canon Inc 電気泳動型表示装置の製造方法
KR20030070627A (ko) * 2002-02-26 2003-09-02 엘지.필립스 엘시디 주식회사 잉크젯 프린팅 방식 유기전계발광 소자 및 그의 제조방법

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101750081B1 (ko) * 2010-10-18 2017-06-23 삼성디스플레이 주식회사 전기 영동 표시 장치
WO2018231201A1 (en) * 2017-06-13 2018-12-20 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Vapor barrier for e-paper
CN110832395A (zh) * 2017-06-13 2020-02-21 惠普发展公司，有限责任合伙企业 用于e-纸的蒸汽阻挡层
US11391976B2 (en) 2017-06-13 2022-07-19 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Vapor barrier for e-paper
CN110832395B (zh) * 2017-06-13 2023-08-01 惠普发展公司，有限责任合伙企业 用于e-纸的蒸汽阻挡层
US20210376023A1 (en) * 2020-06-02 2021-12-02 Samsung Display Co., Ltd. Display device and manufacturing method thereof
US11744120B2 (en) 2020-06-02 2023-08-29 Samsung Display Co., Ltd. Display device and manufacturing method thereof

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