KR100772032B1

KR100772032B1 - 접합방법

Info

Publication number: KR100772032B1
Application number: KR1020040083808A
Authority: KR
Inventors: 조수제
Original assignee: 주식회사 멤스웨어
Priority date: 2004-10-20
Filing date: 2004-10-20
Publication date: 2007-11-01
Also published as: KR20060034822A

Abstract

본 발명은 접합방법에 관한 것이다. 본 발명의 방법은 상부기판과 미세 격벽을 갖는 하부기판을 접합하기 위한 방법에 있어서, 상기 하부기판의 상부에 다수개의 관통홀을 갖는 홀기판을 배치하는 제 1단계와, 홀기판의 상부로 접착제를 도포하여 관통홀을 따라 아래로 접착제 돌기를 형성하는 제 2단계와, 형성된 돌기와 상기 하부기판의 격벽과 접촉시켜 상기 격벽의 상부에 접착제 돌기를 형성하는 제 3단계와, 접착제가 격벽의 상부에 형성되면, 상기 홀기판을 상기 하부기판과 분리하고, 상기 하부기판에 상부기판을 접착하는 제 4단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 본 발명의 접합방법은 별도의 마스크를 필요로 하지 않으며 다수개의 관통홀을 갖는 홀기판에 접착제를 관통시켜 접합을 수행하므로 마스크패턴과 같은 별도의 패턴이 필요 없이 접합과정을 수행할 수 있는 효과를 제공한다.

전자잉크, DPD, 접합,

Description

접합방법{Sealing method}

도 1은 DPD를 나타내는 도면,

도 2는 도 1에 도시된 DPD를 제조하는 공정을 설명하는 도면,

도 3은 도 2에서의 유전막 및 잉크캡슐 형성을 상세히 설명하는 도면,

도 4는 본 발명에 적용된 DPD를 설명하기 위한 단면도.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 DPD의 기판접합방법을 설명하기 위한 참고도,

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 DPD의 기판접합방법을 설명하기 위한 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

41 : 하부기판 42 : 상부기판

43 : 격벽 44 : 토너

45 : 접착제 46 : 홀기판

본 발명은 디지털페이퍼디스플레이(Digital Paper Display ; 이하 'DPD'라 함)등의 소자에 관한 것으로, 특히 격벽이 형성된 하부기판과 상부기판을 접합하기 위한 접합방법에 관한 것이다.

DPD는 액정표시장치(Liquid Crystal Display), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel), 유기 전계발광(Electro Luminescence)소자를 뒤이을 차세대 표시소자로 각광받고 있으며, 반사형 디스플레이소자로서 최적의 이상적인 소자로 평가되고 있다.

특히, 전자종이(Electronic Paper)는 수백 만개의 구슬이 기름 구멍안에 뿌려져 있는 박형의 플라스틱과 같은 유연한 기판과 문자나 영상을 표시할 수 있도록 한 디스플레이 소자로서, 수백만번을 재생해 쓸 수 있으며 장래에 책, 신문, 잡지 등 기존의 인쇄매체를 대체할 재료로 기대된다.

또한, 전자종이는 기존의 평면 디스플레이 패널(Flat Display Panel)에 비하여 생산단가가 훨씬 저렴하며 정화면처럼 배경조명이나 지속적인 재충전이 필요하지 않으므로 아주 적은 에너지로도 구동 될 수 있어 에너지 효율도 월등히 앞선다. 이와 아울러, 전자종이는 매우 선명하고 시야각이 넓으며 전원이 없더라도 글씨가 완전히 사라지지 않는 메모리 기능도 가지고 있어 공공 게시판, 광고물, 전자북 등에 폭넓게 사용될 가능성이 있다.

도 1은 전자잉크(Electronic Ink)를 이용한 DPD의 셀구조를 개략적으로 나타내는 단면도이다.

도 1을 참조하면, DPD는 상부기판(10)과 하부기판(14)이 일정한 거리를 두고 평행하게 설치된다. 상부 및 하부기판(10, 14)은 플라스틱 또는 유리 중 어느 하나로 형성될 수 있다. 상부기판(10)의 배면에는 상부 투명전극쌍(12a, 12b)이 나란하게 형성된다. 하부기판(14)의 전면에는 하부 투명전극쌍(16a, 16b)이 상기 상부 투명전극쌍(12a, 12b)과 대응되도록 나란하게 형성된다. 상기 투명전극쌍들에는 외부 구동부의 제어된 극성 제어신호가 공급된다. 이러한 투명전극쌍들(12a, 12b, 16a, 16b) 사이에는 직경 약 150 - 200㎛ 정도의 유기물 캡슐들(Capsule, 18a, 18b)이 균일하게 분산된 필름이 형성된다. 유기물 캡슐(18a, 18b) 내의 현탁액에는 직경 0.5 ~ 1㎛ 크기의 파티클로 구성된 블랙 및 화이트 안료(pigment)가 분산된다. DPD의 두께는 약 1㎜ 이하로 형성된다.

빛이 방출되는 과정을 간략히 설명하면, 먼저 부극성 전계가 인가되면 화이트 파티클은 캡슐(18a)의 상면 즉, 사용자들이 볼 수 있는 방향으로 이동된다. 이 때 화이트 파티클이 이동된 곳에서는 표면에 화이트 색이 표시된다. 동시에 반대쪽 전계는 블랙 파티클을 숨겨진 캡슐(18b)의 하면으로 끌어 당긴다. 이 공정을 전환하면, 블랙 파티클은 표면의 표시점에 블랙을 표시하게 하는 캡슐의 상면에 나 타난다.

이러한 전자잉크를 이용한 DPD는 도 2 및 도 3에 도시된 제조공정에 의해서 제조되어진다.

도 1 내지 도 3을 결부하여 참조하면, 먼저 상판 및 하판 상에 투명전극(12, 16)을 형성한다.(S10, S12)

이때 상판과 하판은 투명기판(10, 14) 상에 인듐틴옥사이드(Indium Tin Oxide; 이하 'ITO'라 함) 물질로 구성된 투명전극(12, 16)을 각각 수 천Å으로 도포하여 형성된다.

상판 및 하판이 형성되면 하판 상에 도 3에 도시된 공정에 의해 유전막 및 잉크 캡슐(18a, 18b)을 형성한다.(S14)

먼저 잉크(Ink)를 형성한다.(S21) 잉크는 유기 잉크 또는 무기 잉크 중 하나를 사용하나, 일반적으로 무기 잉크를 사용하는 경우가 많다.

잉크가 형성되면 잉크를 캡슐화한다.(Encapasulation, S22) 전 단계에서 형성된 잉크는 미세한 캡슐(20, 22) 내에 삽입되고, 이러한 캡슐(20, 22)은 수백만개의 블랙 및 화이트 입자로 구성된다. 블랙 무기입자의 재료는 카본(Carbon)계로서 부극성을 가지며, 화이트 무기입자의 재료는 산화티타늄(TiO 2 )이 사용됨과 아울러 양극성을 가진다. 이들은 전기영동(electrophoresis)에 의해 외부에서 전계가 가해졌을 시에, 다시 말하면 양극성 전압이 가해졌을 경우에는 양극으로 카본 입자가 이동하고, 반대극인 음극으로 산화티타늄 입자가 이동함으로써 블랙/화이트의 색상 을 표시하게 된다. 이때 전기영동(electrophoresis)은 전기장의 영향을 받아 하전된 물질들이 유동성 매체 내에서 이동하는 것을 말한다. 카본 및 산화티타늄 입자는 10㎚ ~ 10㎛ 정도의 크기를 가지며, 빠르고 균일한 이동을 위해 원형의 형상을 가진다.

잉크가 캡슐화되면 상기 캡슐(20, 22)을 슬러리 즉, 현탁액(24a, 24b)에 분산시킨다.(S23) 잉크를 슬러리에 분산하는 방법은 각각 양극(positive), 음극 (negative)으로 대전된 무기입자를 유기체로 캡슐화하던가 아니면 처음부터 입자의 반구부분을 각각 양극, 음극으로 대전시켜 유전체 현탁액에 분산시키는 방법이 있다.

이후 상기 슬러리 즉, 현탁액을 프린팅한다.(S24) 이는 캡슐화된 잉크를 함유하고 있는 슬러리를 스크린 프린팅(screen printing), 롤 코팅(roll coating) 및 스핀 코팅(spin coating) 등의 방법 등으로 수백 ㎛ 두께로 도포하게 된다.

프린팅 공정 후 큐어링(Curing)을 하게 된다.(S25) 이는 약 100 ~ 200℃ 온도에서 수십분 동안 가열하는 공정이다.

전술한 바와 같이 유전막 및 잉크캡슐이 형성되면, 실링(이하 접합이라 함) 공정을 수행한다.(S16) 이는 S14 단계를 통해 캡슐화된 잉크가 함유된 슬러리가 도포된 하판과 투명전극(12)이 도포된 상판을 합착한다.

이후 상기 공정에 의해 형성된 패널과 외부회로와 연결시킴으로써 DPD를 완성하게 된다.

이러한 종래의 상판과 하판을 합착하기 위한 접합공정은 잉크가 함유된 슬러리가 도포된 하판에는 격벽이 설치되어 있고, 그 격벽부분의 상층에만 접착제를 도포해야한다. 따라서, 기존에는 격벽부분에만 구멍을 뚫은 마스크 등을 씌워서 접착제를 미세한 격벽부분에만 도포하였다. 따라서, 별도의 마스크를 구비해야하는 불편함이 있었다. 그리고, 격벽의 형태에 따라 마스크의 패턴을 맞추어야하는 번거로움이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 전술한 문제점을 해결할 수 있도록 특정한 패턴을 갖는 마스크를 별도로 구비하지 않으면서 미세한 격벽부분에 접착제를 도포하여 접합과정을 수행할 수 있도록 하는 접합방법을 제공함에 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 상부기판과 미세 격벽을 갖는 하부기판을 접합하기 위한 방법에 있어서, 상기 하부기판의 상부에 다수개의 관통홀을 갖는 홀기판을 배치하는 제 1단계와, 홀기판의 상부로 접착제를 도포하여 관통홀을 따라 아래로 접착제 돌기를 형성하는 제 2단계와, 형성된 돌기와 상기 하부기판의 격벽과 접촉시켜 상기 격벽의 상부에 접착제 돌기를 형성하는 제 3단계와, 접착제가 격벽의 상부에 형성되면, 상기 홀기판을 상기 하부기판과 분리하고, 상기 하부기판에 상부기판을 접착하는 제 4단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 관통홀은 상부로부터 하부로 갈수록 점차로 직경이 상대적으로 작아지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 관통홀은 10 내지 50 마이크로미터의 직경을 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 홀기판은 금속판인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 금속판은 철, 니켈, 코발트중 적어도 어느 하나이상의 합금으로 이루어진 연자성체인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 홀기판은 유리기판인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 유리기판은 리튬실리케이트기반의 감광성 유리인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 상부기판과 하부기판은 폴리머전극기판인 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도 4 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 기술하기로 한다.

도 4는 본 발명에 적용된 DPD를 설명하기 위한 단면도이다.

도 4를 참조하면, DPD의 한 예로 폴리머기판인 상부기판(42)과 하부기판(41)이 있으며, 하부기판(41)에는 격벽(43)이 형성되어 있고, 그 격벽(43)의 내부에는 전압이 움직일 때 이동하여 화상을 구현할 수 있도록 하는 토너(44)가 충전되어 있다. 전술한 것처럼 잉크를 캡슐에 넣어 액체 안에 넣는 방법도 가능하여 공기중에 토너를 넣는 방법도 가능하다. 이러한 토너(44)가 충전되어 있는 격벽(43)은 그 상부에 접착제를 도포하여 상부기판(42)을 접합하여야한다.

따라서, 후술될 도 5와 도 6을 참조하여 그 방법을 좀 더 상세히 설명한다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 DPD의 기판접합방법을 설명하기 위한 참고도이다.

우선 격벽(43)이 형성된 하부기판(41)의 상부로 홀기판(46)을 배치한다. 홀기판(46)은 도 5에 도시된 것처럼 다수개의 미세한 관통홀을 갖는다. 이때 관통홀 의 직경은 10 내지 50마이크로미터인 미세한 홀로 한다. 이러한 홀기판(46)을 격벽(43)의 상부에 배치하고, 홀기판(46)의 상부에 접착제(45)를 도포한다. 그러면, 도 5에 도시된 바와 같이 홀기판(46)의 관통홀을 따라 접착제가 관통된다(홀기판의 검정부분). 이때 관통홀은 상부에서 하부로 갈수록 직경이 작아지는 형태이다. 즉, 하부의 직경이 상부보다 상대적으로 미세하기 때문에 관통되는 접착제는 관통홀을 따라 통과되지 않고, 관통홀의 아래로 돌출되어 돌기를 형성한다.

홀기판(46)의 재질은 철, 니켈, 코발트 및 이들의 합금으로 이루어지는 연자성체를 사용하는 것도 가능하며, 리튬실리케이트기반의 감광성유리를 사용하는 것도 가능하다.

이러한 접착제(45)가 도포된 홀기판(46)을 이용하여 상부기판(42)과 하부기판(41)을 접합한다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 DPD의 기판접합방법을 설명하기 위한 단면도이다.

도 6a를 보면, 격벽(43)이 형성된 하부기판(41)이 아래에 마련되며, 그 상부에 홀기판(46)을 배치하고, 미세한 관통홀을 다수개 갖는 홀기판(46)의 상부로 접착제(45)층을 도포한다. 그러면, 접착제(45)는 관통홀을 따라 이동하여 관통홀에 충전된다. 이때, 관통홀은 앞서 설명한 바와 같이 하부로 갈수록 그 직경이 상대적으로 작아지므로 접착제(45)는 관통홀을 통과하여 관통되지 않는다. 즉, 도시된 도 6a에 도시된 바와 같이 접착제(45)는 관통홀의 아래로 작은 돌기를 형성한다. 이렇게 형성된 홀기판(46)을 하부기판(41)과 접촉한다. 이는 도 6b에 도시된 바와 같다.

도 6b를 보면, 하부기판(41)의 격벽(43)과 홀기판(46)이 접촉하게 된다. 그러면, 하부기판(41)에 돌기로 형성된 접착제(45)는 격벽(43)의 상부와 접촉하게 된다. 이때, 격벽(43)과 접촉하지 않은 부분은 돌기는 그대로 돌출되어 있으며, 격벽(43)과 접촉된 돌기는 그 모양이 변형된다. 도 6c는 격벽(43)과 접착제(45)의 돌기부분의 접촉이 있은 후의 둘 간을 분리시킨 후의 상태를 보여준다.

도 6c를 보면, 홀기판(46)을 격벽(43)과 분리하면, 홀기판(46)의 하부의 접착제 돌기중 격벽(43)과 맞닿았던 돌기는 격벽(43)의 상부에 그대로 남게 된다. 즉, 격벽(43)의 상부에 접착제(45)가 도포되는 것이다. 그러면, 홀기판(46)을 하부기판(41)과 분리하고, 하부기판(41)의 상부에 상부기판(42)을 배치한다. 이는 도 6d에 도시된 바와 같다.

도 6d를 보면, 접착제(45)가 격벽(43)위에 도포되어 있으며, 그 상부로 상부기판(42)을 배치하고, 격벽(43)과 상부기판(42)이 접착되면, 두개의 기판이 접착되어 접합공정이 완성된다.

따라서, 본 발명의 접합방법은 별도의 마스크를 필요로 하지 않으며 다수개의 관통홀을 갖는 홀기판에 접착제를 관통시켜 접합을 수행하므로 마스크패턴과 같은 별도의 패턴이 필요 없이 접합과정을 수행할 수 있는 효과를 제공한다.

Claims

상부기판과 미세 격벽을 갖는 하부기판을 접합하기 위한 방법에 있어서,

상기 하부기판의 상부에 다수개의 관통홀을 갖는 홀기판을 배치하는 제 1단계;

상기 홀기판의 상부로 접착제를 도포하여 관통홀을 따라 아래로 접착제 돌기를 형성하는 제 2단계;

상기 형성된 돌기와 상기 하부기판의 격벽과 접촉시켜 상기 격벽의 상부에 접착제 돌기를 형성하는 제 3단계;

상기 접착제가 격벽의 상부에 형성되면, 상기 홀기판을 상기 하부기판과 분리하고, 상기 하부기판에 상부기판을 접착하는 제 4단계를 포함하며,

상기 관통홀은 상부로부터 하부로 갈수록 점차로 직경이 상대적으로 작아지는 것을 특징으로 하는 접합방법.
삭제
제 1항에 있어서,

상기 관통홀은 10 내지 50 마이크로미터의 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 접합방법.
제 1항에 있어서,

상기 홀기판은 금속판인 것을 특징으로 하는 접합방법.
제 4항에 있어서,

상기 금속판은 철, 니켈, 코발트중 적어도 어느 하나이상의 합금으로 이루어진 연자성체인 것을 특징으로 하는 접합방법.
제 1항에 있어서,

상기 홀기판은 유리기판인 것을 특징으로 하는 접합방법.
제 6항에 있어서,

상기 유리기판은 리튬실리케이트기반의 감광성 유리인 것을 특징으로 하는 접합방법.
제 1항에 있어서,

상기 상부기판과 하부기판은 폴리머전극기판인 것을 특징으로 하는 접합방법.