KR100932365B1 - 컬러디스플레이 장치 및 그의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

크로스토크현상을 방지하여 효율적으로 선택적 구동이 가능한 컬러 디스플레이 장치 및 그의 제조방법이 제안된다. 본 발명에 따른 컬러 디스플레이 장치는 상부기판, 상부기판과 대향하여 이격되도록 배치되는 하부기판, 상부 및 하부기판 상에 형성되어 전압을 인가하는 상부전극 및 하부전극, 상부기판과 하부기판 사이에 배치되어 대전입자가 충전되어 있는 셀을 구획하는 격벽, 및 셀 중 적어도 2이상의 셀은 바닥면의 높이가 서로 다르도록 바닥면에 형성된 스텝부를 포함한다.
반사형 컬러 디스플레이 장치, 스텝부, 격벽, 대전량

Description

컬러디스플레이 장치 및 그의 제조방법{Color display device and manufacturing method thereof}
본 발명은 컬러디스플레이 장치 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 크로스토크 현상을 방지하여 효율적으로 선택적 구동이 가능한 컬러 디스플레이 장치 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
전기영동 디스플레이(Electrophoretic Display) 장치는 전기장 인가로 전하를 띤 대전입자를 재배열하여 볼수있는 그림을 형성하는 대전입자형 디스플레이 장치이다. 전기영동 디스플레이 장치는 외부 광원이 필요없이 반사율이 우수하고, 유연성(Flexibility)과 휴대성(Portability)이 뛰어나다.
전기영동 디스플레이 장치는 종이나 플라스틱과 같은 얇고 구부리기 쉬운 베이스 필름(Base Film)에 투명전도막을 입혀 전기영동으로 정보를 나타내는 반사형 디스플레이로서, 액정표시장치, 플라즈마 디스플레이 패널, 유기 전계발광 소자를 뒤이을 차세대 전자종이(Electronic Paper)로서도 각광받고 있다. 특히 전자종이는 유연한 기판에 문자나 영상을 표시할 수 있는 디스플레이 소자로서, 반복사용이 가능하며 책, 신문, 잡지 등 기존의 인쇄매체를 대체할 재료로 기대된다.
도 1a는 일반적인 흑백 대전입자형 디스플레이 장치를 도시한 도면이고, 도 1b는 도 1a의 흑백 대전입자형 디스플레이 장치를 구동한 상태를 도시한 도면이다. 도 1a에서와 같이, 흑백 대전입자형 디스플레이 장치는 상부기판(13) 및 하부기판(11)과, 상부기판(13) 및 하부기판(11) 상에 소자의 구동 전압을 인가하는 투명한 상부 및 하부전극(15, 14)과, 셀을 구획하는 격벽(12)과, 두 전극 사이에 존재하는 백색대전입자(16) 및 흑색대전입자(17)를 포함한다. 백색대전입자(16)는 부(-)대전입자이고, 흑색대전입자(17)는 정(+)대전입자이다.
도 1b를 참조하면, 흑백 대전입자형 디스플레이 장치에 전압이 인가된 경우의 대전입자들의 이동을 확인할 수 있다. 상부전극(15)은 (+)로, 하부전극(14)은 (-)로 전압이 인가되면, 정(+) 대전입자인 흑색대전입자(17)는 (-)인 하부전극(14)으로, 부(-) 대전입자인 백색대전입자(16)는 (+)인 상부전극(15)으로 이동한다. 상부기판(13)상에 백색대전입자(16)가 위치하고 있으므로, 외부에서 관찰하는 경우 백색으로 보이게 된다. 이와 반대로, 상부전극(15) 및 하부전극(14)에 반대의 전압을 인가하면, 흑색대전입자(17)가 상부전극(15) 쪽으로, 백색대전입자(16)가 하부전극(14)쪽으로 이동하여 상부기판(13) 측에서는 흑색이 표시된다.
도 2a는 종래의 컬러 대전입자형 디스플레이 장치를 도시한 도면이고, 도 2b는 도 2a의 컬러 대전입자형 디스플레이 장치의 일부 셀을 구동한 상태를 도시한 도면이고, 도 2c는 컬러 대전입자형 디스플레이 장치에 크로스토크 현상이 발생한 것을 도시한 도면이다.
도 2a에서, 컬러 대전입자형 디스플레이 장치(20)는 상부기판(23) 및 하부기판(21)과, 상부기판(23) 및 하부기판(21) 상에 소자의 구동 전압을 인가하는 투명한 상부 및 하부전극(25, 24)과, 셀을 구획하는 격벽(22)과, 상부전극(25)근처의 흑색대전입자(26)와 하부전극(24) 근처의 녹색대전입자(27), 적색대전입자(28), 및 청색대전입자(29)를 포함한다. 컬러 대전입자형 디스플레이 장치(20)는 컬러대전입자들이 이동함에 따라 이미지를 표시한다.
각각의 컬러대전입자(27, 28, 29)는 서로 대전량이 유사하도록 제조한다. 그러나, 서로 다른 컬러의 대전입자가 유사한 대전량을 갖도록 제조하는 데는 어려움이 있다. 따라서, 서로 다른 컬러의 대전입자가 서로 다른 대전량을 갖을 때, 보다 효율적으로 컬러 디스플레이 장치를 구동하게 할 필요가 있다.
도 2b를 참조하면, 녹색대전입자(27), 적색대전입자(28) 및 청색대전입자(29)의 입자간 대전량 차이를 적절히 고려하여 A 및 C 영역을 제외하고 적색대전입자(28)가 존재하는 B 영역에만 전압을 인가하는 경우, 적색대전입자(28)만 상부 전극(25)으로 이동한다. 이렇게 B영역에만 전압을 인가하는 경우 다른 셀에 영향을 미치지 않고 원하는 대전입자만 이동하여야 효율적인 선택적 구동이 가능하다.
그러나, 대부분의 경우, B영역에만 전압을 인가하여도 주변의 A 및 C영역에도 전압인가의 영향이 미친다. D영역 전체에 전압의 영향이 미치기 때문에 A영역의 녹색대전입자(27) 한개 및 C영역의 청색대전입자(29)까지도 상부전극(25)으로 이동하였다(도 2c참조). 따라서, 바람직하지 않은 크로스토크(crosstalk) 현상이 발생한다.
따라서, 대전량이 서로 다른 컬러 대전입자들을 사용하는 경우, 인접셀에 대한 전압의 영향을 최소화할 수 있는 컬러 디스플레이 장치에 대한 요청이 지속되었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 서로 다른 대전량을 갖는 대전입자를 사용하는 경우에도 크로스토크 현상을 방지하여 효율적으로 선택적 구동이 가능한 컬러 디스플레이 장치 및 그의 제조방법을 제공하는데 있다.
이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 컬러 디스플레이 장치는 상부기판; 상부기판과 대향하여 이격되도록 배치되는 하부기판; 상부 및 하부기판 상에 형성되어 전압을 인가하는 상부전극 및 하부전극; 상부기판과 하부기판 사이에 배치되어 대전입자가 충전되어 있는 셀을 구획하는 격벽; 및 셀 중 적어도 2이상의 셀은 바닥면의 높이가 서로 다르도록 바닥면에 형성된 스텝부;를 포함한다.
셀 내에 충전되는 대전입자는, 녹색(green), 적색(red), 청색(blue), 청록(cyan), 적보라(magenta), 및 황색(yellow) 대전입자 중 적어도 어느 하나인 제1대전입자와 검정입자인 제2대전입자를 포함하고, 제1대전입자 및 제2대전입자는 서로 다른 전하를 나타내는 것이 바람직하다.
각 셀내의 대전입자의 대전량과 스텝부의 높이는 비례하는 것이 바람직하고, 대전입자의 대전량과 셀의 상부전극 및 바닥면 간의 거리는 반비례하는 것이 바람직하다. 대전입자의 대전량은 -100μC/g 내지 100μC/g일 수 있고, 셀의 상부전극과 바닥면간 거리는 5㎛내지 100㎛일 수 있다.
녹색대전입자의 대전량은 10μC/g이고, 적색대전입자의 대전량은 40μC/g이며, 청색대전입자의 대전량은 60μC/g일 수 있다. 또한, 녹색대전입자가 위치하는 셀의 상부전극과 바닥면간 거리는 90 ㎛이고, 적색대전입자가 위치하는 셀의 상부전극과 바닥면간 거리는 70 ㎛이며, 청색대전입자가 위치하는 셀의 상부전극과 바닥면간 거리는 50 ㎛일 수 있다.
상부전극 및 하부전극 중 적어도 어느 하나는, 투명한 ITO 전극인 것이 바람직하다.
셀을 구획하는 격벽은 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate, PET), 폴리에테르술폰(Polyethersulfone, PES) 및 폴리이미드(Polyimide, PI)와 같은 폴리머 레진 중 적어도 하나를 사용할 수 있다.
또한, 스텝부는 격벽과 같은 재질인 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC), 폴 리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate, PET), 폴리에테르술폰(Polyethersulfone, PES) 및 폴리이미드(Polyimide, PI) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 따라서, 스텝부는 격벽과 동일재질로 구성될 수 있으며, 이 때 격벽과 일체형으로 형성되는 것이 공정의 효율상 바람직하다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 하부기판상에 하부전극을 형성하는 단계; 하부전극상에 셀을 구성하는 격벽을 형성하는 단계; 셀 중 적어도 2이상은 바닥면의 높이가 서로 상이하도록 바닥면에 스텝부를 형성하는 단계; 셀에 대전입자를 충전하는 단계; 및 격벽 상에 상부전극이 형성된 상부기판을 위치시키는 단계;를 포함하는 컬러 디스플레이 장치 제조방법이 제공된다.
스텝부 형성단계는 스텝부 및 격벽이 일체형이 되도록 격벽을 형성하는 단계와 동시에 수행되는 것이 바람직하다. 여기서, 격벽 형성단계 및 스텝부 형성단계는 스탬핑(stamping) 공정에 따라 수행될 수 있다.
셀 내에 대전입자를 충전하는 단계는 대전입자를 셀에 스프레이 도포 또는 인쇄하는 방식에 따라 수행될 수 있다.
본 발명에 따르면, 각 셀의 바닥면의 높이를 서로 다르게 하도록 스텝부를 두어 각기 다른 대전량을 갖는 대전입자의 문턱전압을 효과적으로 조절할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르는 컬러 디스플레이 장치는 컬러 디스플레이 장치에 주입되는 입자의 대전량 차이가 있는 경우에도 입자와 상부전극 사이의 거리차를 통하여 문턱전압간의 차이를 적절히 유도할 수 있어서 크로스토크 현상을 방지하여 효율적으로 선택적 구동이 가능하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
도3은 본 발명의 일실시예에 따른 컬러 디스플레이 장치를 도시한 도면이다. 본 발명에 따른 컬러 디스플레이 장치(100)는 상부기판(130); 상부기판(130)과 대향하여 이격되도록 배치되는 하부기판(110); 상부기판(130) 및 하부기판(110) 상에 형성되어 전압을 인가하는 상부전극(150) 및 하부전극(140); 상부기판(130) 및 하부기판(110) 사이에 배치되어 대전입자(160, 170, 180, 190)가 충전되어 있는 셀을 구획하는 격벽(120); 및 셀 중 적어도 2이상의 셀은 바닥면의 높이가 서로 다르도록 바닥면에 형성된 스텝부(121, 122);를 포함한다.
본 발명에서 상부기판(130) 및 상부기판(130)과 대향하여 이격되도록 배치되는 하부기판(110)으로 사용될 수 있는 기판은 플라스틱 기판 또는 유리기판일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다. 더 바람직하게, 기판은 플렉서블 디스플레이용으로 사용하기 위하여 유연성 있는 ITO 기판이나, 유전체 기판을 사용할 수 있다. 다만, 상부기판(130)은 위치 특성상 투명한 기판인 것이 바람직하다.
상부기판(130) 및 하부기판(110) 상에는 상부전극(150) 및 하부전극(140)이 형성되어 컬러 디스플레이 장치(100)에 전압을 인가한다. 하부전극(140)은 셀별로 구분되어 있지 않으나, 상부전극(150)은 각 셀별로 나뉘어 위치한다. 각각의 셀을 선택적으로 구동하기 위한 배치이다. 전극(150, 140)은 도전성 있는 금속분말을 이용하여 제조할 수 있는데, 전극(150, 140) 중 적어도 어느 하나는, 투명한 ITO 전극인 것이 바람직하다. 상부기판(130)과 마찬가지로, 상부전극(150)은 그 위치특성상 투명한 물질을 사용하여 형성하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 상부전극(150)은 투명한 ITO 전극을 사용할 수 있다.
상부기판(130) 및 하부기판(110) 사이에는 대전입자(160, 170, 180, 190)가 배치되어 있다. 각 셀(I, II, III)내에는 적어도 두종류의 대전입자가 충전되어 있다. 제1대전입자는 흑색대전입자(160)로서, 상부전극(150) 근처에 위치한다. 제2대전입자는 하부전극(140) 근처에 위치하는 컬러 대전입자로서, 녹색대전입자(170), 적색대전입자(180), 및 청색대전입자(190) 중 적어도 하나이다. 또는, 청록대전입자(170), 적보라대전입자(180), 및 황색대전입자(190) 대전입자일 수 있다. 이하에서는, 컬러 대전입자가 각각 녹색, 적색 및 청색인 것으로 가정하여 설명하기로 한다. 제1대전입자 및 제2대전입자는 서로 다른 전하를 나타내어, 전압이 인가되는 경우, 상부전극(150) 및 하부전극(140)의 전압특성에 따라 이동하게 되어 컬러를 나타낸다.
대전입자(160, 170, 180, 190)는 폴리에테르술폰(Polyether sulfone, PES), 폴리스티렌(Polystyrene, PS), 또는 폴리메틸메타프릴레이트(Polymethylmethacrylate, PMMA)와 같은 폴리머에 대전극성을 나타내는 전하제어제(charge control agent, CCA) 및 컬러를 나타내는 염료 또는 안료를 혼합한 혼합물이다. 예를 들면, 흑색대전입자(160)는 PES에 부(-)대전성을 부여하는 전하제어제 및 흑색을 나타내기 위한 카본블랙을 첨가한 혼합물일 수 있다.
격벽(120)은 상부기판(130) 및 하부기판(110) 사이에 위치하여 기판사이의 공간을 셀로 구획한다. 본 발명에서 격벽(120)에는 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate, PET), 폴리에테르술폰(Polyethersulfone, PES) 및 폴리이미드(Polyimide, PI)와 같은 폴리머 레진 중 적어도 하나를 사용할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 격벽(120)에는 폴리머 레진 이외에도 무기화합물을 페이스트 형태로 만들어 사용할 수 있는데, 본 발명에서는 특히 폴리머 레진 형태를 사용하는 것이 바람직하다. 격벽(120)을 폴리머 레진을 원료로 하여 형성하는 경우, 스텝부(121, 122)와 일체형으로 형성할 때, 보다 용이하게 형성할 수 있기 때문이다.
스텝부(121, 122)는 셀 중 적어도 2이상의 셀의 바닥면의 높이가 서로 다르도록 셀의 바닥면에 형성된다. 스텝부(121, 122)는 격벽과 같은 재질인 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate, PET), 폴리에테르술폰(Polyethersulfone, PES) 및 폴리이미드(Polyimide, PI) 중 적어도 하나를 사용하여 형성할 수 있다.
스텝부(121, 122)는 셀의 바닥면의 높이를 조절하기 위한 것이다. 따라서, 스텝부(121, 122)의 높이는 셀의 바닥면의 높이, 다르게 말하면, 상부전극(150) 및 하부전극(140) 사이의 거리를 조절하기 위한 것이다. 스텝부(121, 122)의 높이가 높아지면 상부전극(150) 및 하부전극(140) 사이의 거리는 작아지고, 스텝부(121, 122)의 높이가 낮아지면, 상부전극(150) 및 하부전극(140) 사이의 거리는 커진다.
스텝부(121, 122)의 높이는 셀(I, II, III)내의 대전입자의 대전량에 따라 정해지는 것이 바람직하다. 스텝부(121, 122)의 높이는 셀(I, II, III)내의 대전입자의 대전량과 비례하는 것이 바람직한데, 도 3에서 흑색대전입자(160)의 대전량은 모두 같은 것이므로 스텝부(121, 122)의 높이를 정하는 기준은 컬러 대전입자인 녹 색대전입자(170), 적색대전입자(180), 및 청색대전입자(190)의 대전량일 것이다. 대전입자의 대전량은 -100μC/g 내지 100μC/g일 수 있고, 셀의 상부전극과 바닥면간 거리는 5㎛내지 100㎛일 수 있다.
예를 들어, 녹색대전입자(170)의 대전량은 10μC/g이고, 적색대전입자(180)의 대전량은 40μC/g이며, 청색대전입자(190)의 대전량은 60μC/g일 수 있다. 이 경우, 녹색대전입자(170)가 위치하는 제1셀(I)의 스텝부의 높이와 적색대전입자(180)가 위치하는 제2셀(II)의 스텝부의 높이, 그리고, 청색대전입자(190)가 위치하는 제3셀의 높이는 각각 대전량에 비례하므로, 제1셀(I)의 스텝부의 높이가 가장 낮고, 제3셀(III)의 스텝부의 높이가 가장 높을 것으로 예상된다. 즉 예를 들면, 제1셀(I)에서의 상부전극과 바닥면간 거리는 90 ㎛이고, 제2셀(II)에서의 상부전극과 바닥면간 거리는 70 ㎛이며, 제3셀(III)에서의 상부전극과 바닥면간 거리는 50 ㎛일 수 있다. 컬러대전입자(170, 180, 190)의 대전량은 각 셀의 상부전극과 바닥면간 거리와 반비례한다.
도 3에서, 제1셀(I)에는 스텝부가 거의 형성되어 있지 않고, 제2셀(II)에는 제1스텝부(121), 제3셀(III)에는 제2스텝부(122)가 형성되어 있다. 따라서, 대전량의 순서는 청색대전입자(190)가 가장 높은 대전량을 나타내고, 그다음은 적색대전입자(180)의 대전량, 그리고 마지막으로 녹색대전입자(170)가 가장 낮은 대전량을 나타낼 것으로 예상된다.
도4는 본 발명의 일실시예에 따른 컬러 디스플레이 장치를 도시한 도면이고, 도 5는 일부 셀을 구동한 상태를 도시한 도면이다. 도 4 및 도 5에서, 상부기판(130'), 하부기판(110'), 상부전극(150', 하부전극(140'), 대전입자(160', 170', 180', 190')는 도3에서 설명한 바와 같으므로 별도의 설명은 생략하기로 한다.
도 4에서와 같이, 격벽은 스텝부와 일체형으로 형성되어 있다. 따라서, 스텝부 일체형 격벽(120')은 한번의 공정으로 함께 형성될 수 있어서, 격벽과 스텝부의 구성물질은 동일할 수 있다. 따라서, 스텝부는 격벽과 동일재질로 구성될 수 있으며, 이 때 격벽과 일체형으로 형성되는 것이 공정의 효율상 바람직하다.
도 5는 도 4의 컬러 디스플레이 장치의 일부 셀을 구동한 상태를 도시한 도면이다. 도 4의 컬러 디스플레이 장치(100')에서 제1셀(I) 및 제3셀(III)는 전압을 인가하지 않고, 제2셀(II)에만 전압을 인가하였다. 제2셀(II)의 상부전극(150')은 (+)로, 하부전극(140')은 (-)로 전압을 인가한 결과, 제2셀(II)내의 적색대전입자(180')는 상부전극(150') 쪽으로, 흑색대전입자(160')는 하부전극(140') 쪽, 즉 스텝부 일체형 격벽(120') 쪽으로 이동하였다. 컬러 디스플레이 장치(100')에는 디스플레이에는 적색이 구현된다.
도6 내지 도 9는 셀의 바닥면의 스텝부가 서로 다른 형태를 갖는 컬러 디스 플레이 장치를 격벽 등을 제외하고 간략히 도시한 도면이다. 각각 상부전극(230, 330, 430, 530), 스텝부 일체형 격벽(220, 320, 420, 520) 및 각각의 스텝부(221, 222, 223, 321, 322, 323, 421, 422, 423, 521, 522, 523)이 도시되어 있다.
도 6에서, 스텝부(221, 222, 223)는 층계형으로 되어 있어 제1스텝부(221)의 높이가 가장 작고, 제3스텝부(223)의 높이가 가장 높다. 따라서, 상부전극과 스텝부의 상면, 즉 바닥면과의 거리는 제1스텝부(221)와 상부전극(230)과의 거리(d1)가 가장 길고, 그다음은 제2스텝부(222)와 상부전극(230)과의 거리(d2), 그리고, 제3스텝부(223)와 상부전극(230)과의 거리(d3)가 가장 짧다. 도 7은 스텝부(321, 322, 323)의 배치 형태가 도 6에서와 반대로 되어 있다. 따라서, 스텝부와 전극간의 거리는 d4가 가장 짧고, 그다음은 d5이고, 가장 긴 거리는 d6이다.
도 8의 경우는 제1스텝부(421)와 제3스텝부(423)의 높이는 같으나, 제2스텝부(422)의 높이가 더 높은 경우이고, 도 9의 경우는 그 반대의 경우로, 제1스텝부(521)와 제3스텝부(523)의 높이는 같으나, 제2스텝부(522)의 높이가 더 낮은 경우이다. 이러한 다양한 스텝부의 배치로 서로 다른 대전량을 갖는 컬러대전입자를 원하는 위치에 배치시켜 크로스토크 현상 없는 컬러디스플레이 장치를 구현할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 하부기판상에 하부전극을 형성하는 단계; 하부전극상에 셀을 구성하는 격벽을 형성하는 단계; 셀 중 적어도 2이상은 바닥면의 높이가 서로 상이하도록 바닥면에 스텝부를 형성하는 단계; 셀에 대전입자를 충전하는 단계; 및 격벽 상에 상부전극이 형성된 상부기판을 위치시키는 단계;를 포함하는 컬러 디스플레이 장치 제조방법이 제공된다.
컬러 디스플레이 장치를 제조하기 위하여, 먼저, 하부기판 상에 하부전극을 형성하고, 상부에 격벽을 형성하여 셀영역을 구획한다. 구획된 셀 중 적어도 2이상은 바닥면의 높이가 서로 상이하도록 바닥면에 스텝부를 형성한다.
이 때, 스텝부를 형성하는 단계는 스텝부 및 격벽이 일체형이 되도록 격벽을 형성하는 단계와 동시에 수행되는 것이 바람직하다. 통상 격벽을 형성하는 단계는 스크린 인쇄법, 샌드 블래스트법, 포도리소그래피법등이 사용될 수 있는데 여기서, 격벽 형성단계 및 스텝부 형성단계가 동시에 수행될 수 있도록 스탬핑(stamping) 공정에 따라 격벽과 스텝부가 동시에 형성되도록 하는 것이 바람직하다.
격벽 및 스텝부가 형성되면, 셀 내에 대전입자를 충전하는데, 대전입자는 셀에 스프레이 도포 또는 인쇄하는 방식으로 충전할 수 있다. 이후, 상부전극이 형성된 상부기판을 위치시켜 컬러 디스플레이 장치를 제조한다.
도10은 서로 다른 스텝부 높이를 갖는 셀의 구동전압에 대한 반사도를 도시한 그래프이다. 구동전압에 따른 스텝부 높이를 확인하기 위한 실험이었으므로 본 실험에서는 흑색대전입자 및 백색대전입자를 사용하여 수행하였다. 즉, 서로 다른 스텝부 높이를 갖는 셀에 흑색대전입자 및 백색대전입자를 충전하여 구동전압을 높이면서 반사도를 측정하여 반사도가 갑자기 증가하는 문턱값을 측정하였다.
스텝부의 높이는 25㎛, 38㎛, 및 50㎛로 각각 구성하여 측정하였다. 도 10의 그래프를 참조하면, 스텝부의 높이가 25㎛인 경우, 구동전압의 문턱값은 25V, 38㎛인 경우의 문턱값은 45V, 및 50㎛인 경우의 문턱값은 75V였다. 즉, 스텝부의 높이와 문턱전압은 비례하고, 문턱전압과 대전량이 서로 비례하므로 대전량은 스텝부의 높이와 비례함을 알 수 있다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니라, 첨부된 청구범위에 의해 해석되어야 한다. 또한, 본 발명에 대하여 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
도 1a는 일반적인 흑백 디스플레이 장치를 도시한 도면이고, 도 1b는 도 1a의 흑백 디스플레이 장치를 구동한 상태를 도시한 도면이다.
도 2a는 종래의 컬러 디스플레이 장치를 도시한 도면이고, 도 2b는 도 2a의 컬러 디스플레이 장치의 일부 셀을 구동한 상태를 도시한 도면이고, 도 2c는 컬러 디스플레이 장치에 크로스토크 현상이 발생한 것을 도시한 도면이다.
도3은 본 발명의 일실시예에 따른 컬러 디스플레이 장치를 도시한 도면이다.
도4는 본 발명의 일실시예에 따른 컬러 디스플레이 장치를 도시한 도면이다.
도 5는 도 4의 컬러 디스플레이 장치의 일부 셀을 구동한 상태를 도시한 도면이다.
도6 내지 도 9는 셀의 바닥면의 스텝부가 서로 다른 형태를 갖는 컬러 디스플레이 장치를 간략히 도시한 도면이다.
도10은 서로 다른 스텝부 높이를 갖는 셀의 구동전압에 대한 반사도를 도시한 그래프이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 컬러 디스플레이 장치 110 하부기판
120 격벽 121 제1스텝부
122 제2스텝부 130 상부기판
140 하부전극 150 상부전극
160 흑색대전입자 170 녹색대전입자
180 적색대전입자 190 청색대전입자
I 제1셀 II 제2셀
III 제3셀

Claims (16)

  1. 상부기판;
    상기 상부기판과 대향하여 이격되도록 배치되는 하부기판;
    상기 상부 및 하부기판 상에 형성되어 전압을 인가하는 상부전극 및 하부전극;
    상기 상부기판과 하부기판 사이에 배치되어 대전입자가 충전되어 있는 셀을 구획하는 격벽; 및
    상기 셀 중 적어도 2이상의 셀은 바닥면의 높이가 서로 다르도록 바닥면에 형성된 스텝부;를 포함하는 컬러 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 대전입자는,
    녹색(green), 적색(red), 청색(blue), 청록(cyan), 적보라(magenta), 및 황색(yellow) 대전입자 중 적어도 어느 하나인 제1대전입자와 검정입자인 제2대전입자를 포함하고,
    상기 제1대전입자 및 상기 제2대전입자는 서로 다른 전하를 나타내는 것을 특징으로 하는 컬러 디스플레이 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 대전입자의 대전량과 상기 스텝부의 높이는 비례하는 것을 특징으로 하는 컬러 디스플레이 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 대전입자의 대전량은 -100μC/g 내지 100μC/g인 것을 특징으로 하는 컬러 디스플레이 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 셀의 상부전극과 바닥면간 거리는 5㎛내지 100㎛인 것을 특징으로 하는 컬러 디스플레이 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 대전입자의 대전량과 상기 셀의 상부전극 및 하부전극 간의 거리는 반비례하는 것을 특징으로 하는 컬러 디스플레이 장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 녹색대전입자의 대전량은 10μC/g이고,
    상기 적색대전입자의 대전량은 40μC/g이며,
    상기 청색대전입자의 대전량은 60μC/g인 것을 특징으로 하는 컬러 디스플레이 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 녹색대전입자가 위치하는 셀의 상부전극과 바닥면간 거리는 90 ㎛이고,
    상기 적색대전입자가 위치하는 셀의 상부전극과 바닥면간 거리는 70 ㎛이며,
    상기 청색대전입자가 위치하는 셀의 상부전극과 바닥면간 거리는 50 ㎛인 것을 특징으로 하는 컬러 디스플레이 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 상부전극 및 하부전극 중 적어도 어느 하나는,
    투명한 ITO 전극인 것을 특징으로 하는 컬러 디스플레이 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 격벽은,
    폴리카보네이트(Polycarbonate, PC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate, PET), 폴리에테르술폰(Polyethersulfone, PES) 및 폴리이미드(Polyimide, PI) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 디스플레이 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 스텝부는,
    폴리카보네이트(Polycarbonate, PC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate, PET), 폴리에테르술폰(Polyethersulfone, PES) 및 폴리이미드(Polyimide, PI) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 디스플레이 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 스텝부는,
    상기 격벽과 일체형인 것을 특징으로 하는 컬러 디스플레이 장치.
  13. 하부기판상에 하부전극을 형성하는 단계;
    상기 하부전극상에 셀을 구성하는 격벽을 형성하는 단계;
    상기 셀 중 적어도 2이상은 바닥면의 높이가 서로 상이하도록 상기 바닥면에 스텝부를 형성하는 단계;
    상기 셀에 대전입자를 충전하는 단계; 및
    상기 격벽 상에 상부전극이 형성된 상부기판을 위치시키는 단계;를 포함하는 컬러 디스플레이 장치 제조방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 스텝부 형성단계는,
    상기 스텝부 및 상기 격벽이 일체형이 되도록 상기 격벽을 형성하는 단계와 동시에 수행되는 것을 특징으로 하는 컬러 디스플레이 장치 제조방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 격벽 형성단계 및 스텝부 형성단계는,
    스탬핑(stamping) 공정에 따라 수행되는 것을 특징으로 하는 컬러 디스플레이 장치 제조방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 대전입자 충전은,
    상기 대전입자를 상기 셀에 스프레이 도포 또는 인쇄하는 방식에 따라 수행되는 것을 특징으로 하는 컬러 디스플레이 장치 제조방법.
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