KR100977182B1 - Electronic paper display apparatus and manufacturing process thereof and its structure - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전자종이 디스플레이 장치 및 그 제조방법 및 그 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 합성 개시제 및 실리카 나노합성물 등의 반응을 적절하게 이용하여, 무유화 중합법 및 분산중합법에 의한 입자를 생성함으로써, 하전 입자의 뭉침 현상을 제어하고, 내구성 및 유동성이 우수한 대전 입자를 이용하며, 임프린트법을 이용하여 격벽을 용이하게, 다양한 형태로 형성하는 전자종이 디스플레이 장치 및 그 제조방법 및 그 구조에 관한 것이다.The present invention relates to an electronic paper display device, a method for manufacturing the same, and a structure thereof, and more particularly, to produce particles by an emulsion-free polymerization method and a dispersion polymerization method by appropriately using a reaction such as a synthesis initiator and a silica nanocomposite. The present invention relates to an electronic paper display device, a method of manufacturing the same, and a structure thereof, which control agglomeration of charged particles, use charged particles excellent in durability and flowability, and easily form partition walls by using an imprint method. will be.
종래부터 액정표시장치(LCD)를 대체하는 화상표시장치로서, 전기영동방식, 일렉트로크로믹 방식, 서멀 방식, 2색 입자 회전방식 등의 기술을 활용한 전자종이가 제안되어 있다. 이들 종래 기술은 LCD에 비하여 통상의 인쇄물에 가까운 넓은 시야각이 얻어지고, 소비전력이 작으며, 메모리 기능을 가지고 있는 등의 장점으로부터 저렴한 화상표시장치에 사용할 수 있는 기술로 여겨져, 휴대단말용 화상표시, 전자종이 등으로의 전개가 기대되고 있다. BACKGROUND ART Conventionally, as an image display device replacing a liquid crystal display device (LCD), electronic paper using techniques such as an electrophoretic method, an electrochromic method, a thermal method, and a two-color particle rotation method has been proposed. These prior arts are considered to be a technology that can be used in an inexpensive image display device because of the advantages of having a wider viewing angle closer to a normal printed matter, a smaller power consumption, and a memory function than LCDs. , Electronic paper and the like are expected.
이중 전자종이 기술은, 전기장에 의한 마이크로 입자의 빠른 이동을 이용하여, 일정한 공간 내에 부유하는 대전된 입자를 정전기적으로 이동시켜 색을 표시하는 기술로서, 어떠한 극에서든 이동이 일어난 후에는 메모리 효과로 인해 전압을 제거해도 입자들의 위치변화가 없기 때문에 이미지가 사라지지 않아, 마치 종이에 잉크로 인쇄된 것과 같은 효과를 얻을 수 있다. 즉, 자체적인 발광은 하지 않지만, 시각피로도가 대단히 낮아 실제 책을 보는 것과 같은 편안한 감상이 가능하며, 패널의 유연성이 뛰어나, 구부릴 수 있는 정도가 높으며, 그 두께 역시 대단히 얇게 형성할 수 있어 미래형 평판 표시장치 기술로서 큰 기대를 모으고 있다. 또한, 언급한 바와 같이, 한번 표시된 이미지가 패널을 리셋하지 않는 한 오랜 시간 유지되기 때문에 소비전력이 극히 낮아 휴대용 표시장치로서의 활용성이 뛰어나다. 특히, 간단한 공정 및 저가 재료에 의한 낮은 가격은 전자종이의 대중화에 기여할 것으로 예상되고 있다. The dual electronic paper technology uses the rapid movement of microparticles by an electric field to electrostatically move charged particles floating in a certain space to display colors. Therefore, even if the voltage is removed, the image does not disappear because there is no change in the position of the particles, so that the effect as if printed on paper is printed. In other words, it does not emit light by itself, but the visual fatigue is very low, so it is possible to enjoy a comfortable viewing like a real book, and the panel's flexibility is high enough to bend and the thickness can be formed very thin. There is great expectation as a display device technology. In addition, as mentioned, power consumption is extremely low since the displayed image is maintained for a long time unless the panel is reset, thereby making it excellent as a portable display device. In particular, low prices due to simple processes and low cost materials are expected to contribute to the popularization of electronic paper.
일반적으로 사용되고 있는 전자종이 기술로는, 분산입자와 착색용액으로 이루어지는 분산액을 마이크로 캡슐화하여, 이것을 대향하는 기판 사이에 배치하여, 액 속을 입자가 영동하도록 하는 전기영동방식과; 용액을 사용하지 않고, 적어도 일방이 투명한 2장의 기판 사이에 색 및 대전 특성이 다른 2종류 이상의 입자를 봉입하고, 상기 기판의 일방 또는 양방에 형성한 전극으로 이루어지는 전극 쌍으로부터 상기 입자에 전계를 가하고 쿨롱력에 의하여 극성이 다른 대전 입자를 서로 다른 방향으로 비상·이동시켜 화상을 표시하는 충돌 대전 방식이 제안되어 있다.Electronic paper techniques generally used include electrophoretic methods for microencapsulating a dispersion consisting of dispersed particles and a colored solution, and disposing the dispersion liquid between opposing substrates to cause particles to move in the liquid; Without using a solution, two or more kinds of particles having different colors and charging characteristics are enclosed between at least one transparent substrate, and an electric field is applied to the particles from an electrode pair consisting of electrodes formed on one or both of the substrates. A collision charging method has been proposed in which an charged particle having a different polarity is moved and moved in different directions by a Coulomb force to display an image.
도 1은 이러한 충돌 대전형 전자종이에 대한 셀 구조를 도시한 단면도이다.도시한 바와 같이, 충돌 대전형 전자종이는, 상기 플라스틱 또는 유리 중 어느 하나로 형성된 상부기판(10) 및 하부기판(20)과, 상기 기판 상에 소자의 구동 전압을 인가하고, 투명전극으로 형성된 상부전극(30) 및 하부전극(40)과, 상부기판(10) 및 하부기판(20) 사이의 간격을 일정하게 유지하고, 셀과 셀을 분리시키는 격벽(50)과, 상부전극(30) 및 하부전극(40) 사이에 존재하는 양 대전입자(60) 및 음 대전입자(70)를 포함하여 이루어진다. 1 is a cross-sectional view showing a cell structure for such a collision charged electronic paper. As shown, the collision charged electronic paper includes an
상기 구조로 이루어진 충돌 대전형 전자종이는, 상부전극(30)과 하부전극(40)에 충분한 전압이 인가되면 인가된 전극 극성에 따라 대전되는 대전입자들(60), (70)이 각 전극으로 끌려간다. 예컨대, 하부전극(40)에 - 전압을 인가하고, 상부전극(30)에 + 전압을 인가하면 쿨롱력에 의하여 양(+)으로 대전된 흑색 대전입자(60)는 하부기판(20) 쪽으로 이동하고, 음(-)으로 대전된 백색 대전입자(70)는 상부기판(10) 쪽으로 이동한다. 이로써, 상부기판(10) 쪽에 백색 대전입자(70)가 위치하고 있으므로, 외부에서 관찰하는 경우에 백색으로 보이게 된다. 반대로, 하부전극(40)에 + 전압을 가하고, 상부전극(30)에 - 전압을 인가하면, 흑색 대전입자(60)가 상부기판(10) 쪽으로 이동하여, 흑색으로 보이게 된다. In the collision charged electronic paper having the above structure, when sufficient voltage is applied to the
상기 전기영동방식과 충돌 대전방식 중 어떠한 방식을 사용하더라도, 유동성 을 갖춘 대전입자(이하 '대전 입자'라고 한다)의 형성을 위한 기술이 동반되어야 하며, 이러한 대전 입자는 일반적으로 도 2에 도시된 바와 같이, 전하제어제(12), 색소/염료(13)를 포함하는 고분자 입자(11)의 표면에 실리콘 입자, 커플링제와 같 은 무기질 외첨제(4)가 코팅되어 있는 구조를 나타낸다.Regardless of which type of electrophoresis method or collision charging method is used, a technique for forming fluidized charged particles (hereinafter referred to as 'charged particles') should be accompanied, and these charged particles are generally illustrated in FIG. 2. As described above, the structure of the inorganic
상기 대전 입자는 고분자 입자(11), 전하제어제(12), 색소/염료(13)를 포함하는 분산용제에 외첨제(14)를 첨가시켜 믹서 등으로 외첨 혼합(external blending)하는 방식이 사용되고 있다. 이러한 방식에 의한 대전 입자는, 고분자 입자(11)와 외첨제(14)가 물리적으로 결합되는데, 이러한 물리적 결합의 내구성의 한계로 인하여 외첨된 성분이 쉽게 떨어지는 문제점이 있다. 이와 같이 외첨제(14)가 쉽게 떨어지면, 대전입자는 동일한 인가 전압에 대하여 충분히 응답할 수 없으며, 대전 특성도 쉽게 변하기 때문에, 화질이 저하되는 문제점이 발생한다. 아울러, 이러한 외첨제 이탈로 인하여 사용시간이 길어질수록 입자 상호 간 응집 발생 확률이 높아지는 문제점이 발생한다.As the charged particles, an external blending method is performed by adding an
또한, 상기 대전 입자에 사용되는 고분자 입자의 경우, 유화중합, 분산중합 또는 현탁중합에 따른 중합방법을 이용하는데, 이렇게 제조된 고분자 입자는 대부분 친유성 표면 특성을 나타내기 때문에, 친수성 작용기가 표면에 결합된 고분자 입자를 얻기 위해서는 상기 친수성 작용기의 도입을 위한 새로운 중합방법을 적용하여야 하는 어려움이 있으며, 대부분의 상업화된 친유성 고분자 입자와는 달리, 상기 친수성 작용기가 도입된 고분자 입자를 얻기 위해서는 매우 높은 비용이 소요될 뿐 아니라, 계면 활성제를 활용하는 등 번거롭고, 비경제적인 제조방법을 사용하여야 하는 문제점이 있다.In addition, in the case of the polymer particles used in the charged particles, a polymerization method according to emulsion polymerization, dispersion polymerization or suspension polymerization is used. Since the polymer particles thus prepared mostly exhibit lipophilic surface properties, hydrophilic functional groups are formed on the surface of the polymer particles. It is difficult to apply a new polymerization method for the introduction of the hydrophilic functional group in order to obtain the polymer particles bound, and unlike most commercial lipophilic polymer particles, very high in order to obtain the polymer particles into which the hydrophilic functional groups are introduced. In addition to the cost, there is a problem in that a cumbersome and inexpensive manufacturing method such as using a surfactant is used.
이와 더불어, 종래에 격벽을 형성하는 방법은 포토레지스트(PR)를 이용하는 포토리소그래피 방법에 의하였는 바, 도 4a 내지 도 4d에 나타난 바와 같다. 즉, 도 4a에 도시된 바와 같이 전극(200)이 형성된 기판(100)위에 격벽을 형성하기 위한 재료로 포토레지스트(300)를 도포하고, 도 4b에 도시된 바와 같이 격벽이 형성될 영역을 구분하기 위하여 상기 포토레지스트(300) 위에 기 제작된 포토마스크 등으로 빛을 차단하는 패턴(400)을 형성한다. 그 후, 도 4c에서 도시된 바와 같이 빛을 이용하여 노광시키는 과정을 거치면 패턴(400)에 의해 구별되는 영역만 에칭되어 도 4d에 나타난 바와 같은 격벽(500)이 형성되는 것이다. 이와 같은 포토리소그래피 방법에 의한 격벽(500)형성방법은 별도의 빛을 이용한 노광공정을 거쳐야 하는 바, 제조방법이 복잡하고, 노광공정을 위해서는 별도의 노광장치가 필요하여, 격벽 형성에 많은 시간이 소요되고 제작절차가 번거로운 문제점이 있다.In addition, the conventional method of forming the partition wall is based on the photolithography method using the photoresist (PR), as shown in Figures 4a to 4d. That is, as shown in FIG. 4A, the
또한, 지금까지의 격벽은 주로 포토공정에 의해 식각되는 과정이 수반되었기 때문에, 격벽 재료로는 주로 포토레지스트(PR)가 가장 널리 사용되어 왔고, 여기에 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET),폴리에테르술폰(PES), 폴리에틸렌(PE), 폴리카보네이트(PC), 폴리프로필렌(PP)과 같은 폴리머이거나 무기질 재료가 더 포함될 수 있었다.In addition, since the bulkhead has been mainly etched by a photo process, photoresist (PR) has been most widely used as a bulkhead material, and polyethylene terephthalate (PET) and polyether sulfone ( Polymers such as PES), polyethylene (PE), polycarbonate (PC), polypropylene (PP) or inorganic materials.
그러나, 포토레지스트를 비롯한 종래의 무기질 또는 폴리머 재료 등은 기판 또는 전극과의 접착력이 부족했다. 격벽에 접착제를 도포하더라도 기판 또는 전극과의 접착력이 떨어져 디스플레이 장치의 모양이 변형되어 구부러지는 경우, 격벽이 들뜨게 되는 경우가 빈번하게 발생하였다. 이것은 곧 디스플레이 장치의 전체적인 품질을 저하시키는 문제점이 있다. 이러한 이유로, 전자종이 디스플레이 장치를 제조하는 방법에 있어서, 격벽을 더욱 용이하고 간편하게 형성할 수 있으면서도 기 판이나 전극과의 접착이 쉽게 떨어지지 않는 격벽 형성 방법이 요구되고 있다.However, conventional inorganic or polymer materials, including photoresist, have lacked adhesion to a substrate or an electrode. Even when the adhesive is applied to the partition wall, when the adhesive force with the substrate or the electrode is deteriorated and the shape of the display device is deformed and bent, the partition wall is frequently lifted. This has a problem of lowering the overall quality of the display device. For this reason, in the method of manufacturing an electronic paper display device, there is a need for a barrier formation method in which barrier ribs can be formed more easily and simply, and the adhesion between the substrate and the electrode does not easily drop.
또한, 격벽은 일반적으로 직사각형 형태를 가지는 바, 각 모서리 부분에서 대전입자가 정체되거나 격벽사이를 채우기 위해 대전입자가 많이 필요하였다. 이로 인해 전자종이 디스플레이 장치의 반응시간이 늦어지는 문제점이 있다.In addition, the partition wall generally has a rectangular shape, and the charged particles are stagnant at each corner portion, or a lot of charged particles are required to fill between the partition walls. This causes a problem that the response time of the electronic paper display device is delayed.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은, 전해질을 이용하여 입자 흡인력을 향상시키고, 물과 에탄올 등의 공용매를 적용하여 균일도가 좋은 대전 입자를 제조하며, 충돌 대전 방식에 적합한, 입자 분포도가 작은 고분자 입자의 중합방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the above problems, an object of the present invention is to improve the particle attracting force by using an electrolyte, and to apply a co-solvent such as water and ethanol to prepare a charged particle with good uniformity, to the collision charging method It is an object of the present invention to provide a suitable method for polymerizing polymer particles having a small particle distribution.
아울러, 본 발명의 또 다른 목적은, 별도의 몰드를 이용하여 격벽을 형성함으로서, 종래와 같이 복잡하고 어려운 포토공정 작업 없이도, 격벽을 신속하고 대량으로 형성하고자 하는 것이며, 광경화성 조성물에 의해 격벽을 형성함으로서, 높은 탄력성을 가지며, 기판 및 전극과도 높은 합착강도를 가진 전자종이 디스플레이 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, another object of the present invention is to form a partition wall by using a separate mold, and to form the partition wall quickly and in large quantities without the complicated and difficult photo process work as in the prior art, and the partition wall is formed by the photocurable composition. It is an object of the present invention to provide an electronic paper display device having high elasticity and having high bonding strength with the substrate and the electrode.
또한, U자형 또는 V자형의 요철형태의 격벽을 형성함으로써, 모서리부분에서 대전입자의 정체현상방지 및 격벽사이의 대전입자량을 감소시켜, 전자종이 디스플레이 장치의 반응시간을 단축시키는 것을 목적으로 한다.In addition, by forming a U-shaped or V-shaped uneven partition wall, it is aimed at preventing the stagnant phenomenon of the charged particles at the corner portion and reducing the amount of charged particles between the partition walls, thereby shortening the reaction time of the electronic paper display device. .
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전자종이 디스플레이 장치는, Electronic paper display device of the present invention for achieving the above object,
소정의 간격을 두고 대향 배치된 상기 상부기판과 상기 하부기판; 상기 하부기판과 상기 상부기판에 각각 내접하여 형성된 상부전극과 하부전극; 상기 상부전극과 상기 하부전극 사이에서 화소를 분할하여 셀을 형성하는 격벽; 상기 격벽사이 에 충진된 대전입자;를 포함하여 이루어지며, 상기 대전입자는 메탄올 또는 에탄올 중 어느 하나와 물을 포함하는 용매 100중량부에 대하여, 모노머 5 내지 20중량부, 합성 개시제 0.01 내지 0.5중량부, 전해질 0.01 내지 2중량부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. The upper substrate and the lower substrate disposed to face each other at a predetermined interval; An upper electrode and a lower electrode formed to be inscribed on the lower substrate and the upper substrate, respectively; Barrier ribs forming a cell by dividing pixels between the upper electrode and the lower electrode; Charged particles filled between the partition walls; comprising, wherein the charged particles are based on 100 parts by weight of a solvent containing any one of methanol or ethanol and water, 5 to 20 parts by weight of monomer, 0.01 to 0.5 by weight of a synthetic initiator Part, characterized in that it comprises 0.01 to 2 parts by weight of the electrolyte.
또한, 상기 용매는 물 및 에탄올로 이루어지며, 상기 모노머는 스티렌 또는 메틸메타크릴레이트이고, 상기 전해질은 염화나트륨(NaCl), 중탄산나트륨 (NaHCO3), 피로황산나트륨(Na2S2O7) 또는 탄산칼륨(K2CO3) 중 어느 하나이며, 상기 합성 개시제는, 칼륨퍼설페이트(potassium persulfate; KPS) 또는 2,2'-아조비스(이소부티로니트릴) 중 어느 하나이고, 상기 대전입자는, 실리콘 나노입자, 전하제어제, 입자안정제 및 착색제 중 적어도 하나를 더 포함하는 것을 특징하며,In addition, the solvent consists of water and ethanol, the monomer is styrene or methyl methacrylate, the electrolyte is sodium chloride (NaCl), sodium bicarbonate (NaHCO 3 ), sodium pyrosulfate (Na 2 S 2 O 7 ) or carbonic acid Any one of potassium (K 2 CO 3 ), the synthesis initiator is any one of potassium persulfate (KPS) or 2,2'-azobis (isobutyronitrile), the charged particles, It further comprises at least one of silicon nanoparticles, charge control agent, particle stabilizer and colorant,
상기 격벽은 그 단면이 U자형 또는 V자형의 요철 형태로 이루어지며, 요철간의 간격이 0㎛ 내지 50㎛인 것을 특징으로 한다.The partition wall is formed in a U-shaped or V-shaped uneven shape, the interval between the unevenness is characterized in that 0㎛ to 50㎛.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전자종이 디스플레이 장치의 제조방법은, The manufacturing method of the electronic paper display device of the present invention for achieving the above object,
하부기판 위에 하부전극을 형성하고, 상부기판 위에 상부전극을 형성하는 전극형성단계; 표면이 요철구조를 가진 몰드(mold)를 준비하고, 상기 요철구조 위에 광경화성 조성물을 도포하는 도포단계; 상기 주입된 광경화성 조성물과 상기 하부전극이 마주보도록 하부기판을 위치시킨 뒤, 상기 광경화성 조성물에 자외선을 조사하여 경화시키는 경화단계; 상기 하부전극 및 상기 경화된 광경화성 조성물을 몰 드와 분리시켜 격벽을 형성하는 격벽형성단계; 상기 격벽에 의해 형성된 셀에 대전입자를 충진하는 충진단계; 상기 상부기판을 상기 상부전극이 상기 하부전극과 대향하도록 상기 격벽의 상면에 적층하여 하부기판과 합착시키는 합착단계;를 포함하여 이루어지며, 상기 충진단계의 상기 대전입자는 메탄올 또는 에탄올 중 어느 하나와 물을 포함하는 용매 100중량부에 대하여, 모노머 5 내지 20중량부, 합성 개시제 0.01 내지 0.5중량부, 전해질 0.01 내지 5중량부, 입자 안정제 0.01 내지 5중량부를 포함하여 이루어지고, 상기 충진단계는, 상기 대전입자를 혼합하여 분산시키고, 상기 분산된 용액을 40 내지 90℃ 온도에서 15 내지 26시간 분산중합하여 고분자 입자를 생성하는 고분자중합단계; 상기 고분자 입자와, 실리카 나노입자 및 착색제를 포함하는 용액을 반응시키는 반응단계; 상기 용액을 건조하는 건조단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.An electrode forming step of forming a lower electrode on the lower substrate and forming an upper electrode on the upper substrate; An application step of preparing a mold having a concave-convex structure and applying a photocurable composition on the concave-convex structure; Positioning the lower substrate so that the injected photocurable composition and the lower electrode face each other, and then curing the photocurable composition by irradiating UV with the photocurable composition; A partition wall forming step of forming a partition wall by separating the lower electrode and the cured photocurable composition from a mold; A filling step of filling charged cells in a cell formed by the partition wall; And laminating the upper substrate on the upper surface of the partition wall so that the upper electrode faces the lower electrode, and bonding the upper substrate to the lower substrate, wherein the charged particles of the filling step are either methanol or ethanol. With respect to 100 parts by weight of a solvent containing water, 5 to 20 parts by weight of monomer, 0.01 to 0.5 parts by weight of synthetic initiator, 0.01 to 5 parts by weight of electrolyte, 0.01 to 5 parts by weight of particle stabilizer, and the filling step, A polymer polymerization step of mixing and dispersing the charged particles and dispersing the dispersed solution at a temperature of 40 to 90 ° C. for 15 to 26 hours to produce polymer particles; A reaction step of reacting the polymer particles with a solution containing silica nanoparticles and a colorant; It characterized in that it comprises a; drying step of drying the solution.
또한, 도포단계에서 몰드의 요철구조는 U자형 또는 V자형의 형태로 이루어지며, 요철간의 간격이 0㎛ 내지 50㎛인 것을 특징으로 한다.In addition, the uneven structure of the mold in the application step is made of a U-shaped or V-shaped, characterized in that the interval between the unevenness is 0㎛ to 50㎛.
또한, 상기 광경화성 조성물은 폴리에틸렌글리콜(PEG) 또는 폴리프로필렌글리콜(PPG)의 양말단에 아크로릴이나 알릴계가 결합된 에스테르형 또는 에테르형 폴리머이며, 상기 고분자중합단계는 상기 대전입자에 비활성 기체를 공급하여, 상기 용매에 포함된 용존산소를 제거하는 산소제거단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the photocurable composition is an ester-type or ether-type polymer in which acrylyl or allyl system is coupled to the sock end of polyethylene glycol (PEG) or polypropylene glycol (PPG), and the polymer polymerization step includes inert gas in the charged particles. Supplying, the oxygen removal step of removing the dissolved oxygen contained in the solvent; characterized in that it further comprises.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전자종이 디스플레이 장치의 구조는,The structure of the electronic paper display device of the present invention for achieving the above object,
하부기판과 상기 하부기판에 내접하여 형성된 하부전극; U자형 또는 V자형 요철의 형태로 이루어지며, 요철간의 간격이 0㎛ 내지 50㎛인 격벽; 상기 격벽에 의해 형성된 셀; 상기 셀에 충진된 대전입자; 상부기판에 내접하여 형성된 상부전극과 상기 상부기판;의 순으로 적층된 것을 특징으로 한다. A lower electrode formed to be in contact with the lower substrate and the lower substrate; Barrier ribs formed in the form of U-shaped or V-shaped unevenness, and having an interval between unevennesses of 0 µm to 50 µm; A cell formed by the partition wall; Charged particles filled in the cell; And an upper electrode formed on the upper substrate and in contact with the upper substrate.
본 발명의 전자종이 디스플레이 장치 및 그 제조방법 및 그 구조에 따르면, 전해질을 이용하여 입자 흡인력을 향상시키고, 물과 에탄올 등의 공용매를 적용하여 균일도가 좋은 대전입자를 제조하며, 충돌 대전 방식에 적합한, 입자 분포도가 작은 대전입자를 얻을 수 있다.According to the electronic paper display device of the present invention, and a method for manufacturing the same, and a structure thereof, the particle attracting force is improved by using an electrolyte, and co-solvents such as water and ethanol are applied to prepare charged particles having good uniformity. Suitable charged particles having a small particle distribution can be obtained.
또한, 별도의 몰드를 이용하여 격벽을 형성함으로서, 종래와 같이 복잡하고 어려운 포토공정 작업 없이도, 격벽을 신속하고 대량으로 형성할 수 있고, 광경화성 조성물에 의해 격벽을 형성함으로서, 높은 탄력성을 가지며, 기판 및 전극과도 높은 합착강도를 가진 전자종이 디스플레이 장치를 제조할 수 있다.In addition, by forming the partition wall using a separate mold, it is possible to form the partition wall quickly and in large quantities without the complicated and difficult photo-processing work as in the prior art, by forming the partition wall by the photocurable composition, has a high elasticity, An electronic paper display device having a high bonding strength with a substrate and an electrode can be manufactured.
또한, U자 또는 V자형태의 격벽을 형성함으로써, 대전입자의 정체현상방지 및 격벽사이의 대전입자량을 감소시켜, 전자종이 디스플레이 장치의 반응시간을 단축시키는 효과가 있다.In addition, by forming a U-shaped or V-shaped partition wall, there is an effect of preventing the stagnant phenomenon of the charged particles and the amount of charged particles between the partition walls, thereby reducing the reaction time of the electronic paper display device.
이하, 본 발명에 의한 전자종이 디스플레이 장치 및 그 제조방법 및 그 구조 에 대하여 본 발명의 바람직한 하나의 실시형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 더 잘 이해될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시목적을 위한 것이고, 첨부된 특허청구범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.Hereinafter, an electronic paper display device according to the present invention, a method for manufacturing the same, and a structure thereof will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The invention can be better understood by the following examples, which are intended for the purpose of illustration of the invention and are not intended to limit the scope of protection defined by the appended claims.
먼저, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전자종이 디스플레이 장치의 셀 구조를 나타내는 단면도이고, 여기에 도시된 바와 같이 본 발명의 전자종이 디스플레이 장치는, 소정의 간격을 두고 대향 배치된 상기 상부기판(110)과 상기 하부기판(120), 상기 하부기판(120)과 상기 상부기판(110)에 각각 내접하여 형성된 상부전극(130)과 하부전극(140), 상기 상부전극(130)과 상기 하부전극(140) 사이에서 화소를 분할하여 셀을 형성하는 격벽(150), 상기 격벽사이에 충진된 대전입자 (160,170)를 포함하여 이루어진다.First, Figure 3 is a cross-sectional view showing a cell structure of the electronic paper display device according to an embodiment of the present invention, as shown here, the electronic paper display device of the present invention, the upper portion disposed facing a predetermined interval An upper electrode 130 and a
여기서, 격벽(150)에 대해 살펴보면, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 전자종이 디스플레이 장치의 단면도이고, 여기에 도시된 바와 같이 격벽(7)은 그 단면이 U자형의 요철형태이며, 요철간의 간격(d)이 10㎛이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 전자종이 디스플레이 장치에서의 격벽(50)은 일반적으로 직사각형 형태를 가지는 바, 각 모서리 부분에서 대전입자가 정체되거나 격벽사이의 공간이 넓어, 이를 채우기 위해 대전입자가 많이 필요하였다. 이로 인해 반응시간이 늦어지는 문제점이 있는 바, 본 발명에서는 격벽의 단면을 U자형 또는 V자형의 요철형태로 함으로써, 대전입자의 정체를 방지하고, 격벽 간의 공간이 감소함에 따라 직사각형 형태에 비해 적은 대전입자로도 화면을 표시할 수 있다. 이에 따라 전자종이 디스플레이 장치의 반응시간 또한 상당부분 단축되는 효과가 있다. 또한, 요철간의 간격을 0㎛ 내지 50㎛로 종래의 일반적인 요철의 간격보다 작게 함으로써, 상기의 U자형 또는 V자형의 요철형태로 하는 효과를 극대화할 수 있다.Here, looking at the
다음으로, 격벽(150) 사이에 충진된 대전입자(160,170)에 대해 살펴보면, Next, looking at the charged particles (160, 170) filled between the
첫째, 용매로는 물 또는 알코올을 혼합한 것, 즉 공용매(co-solvent)를 사용한다 . 모노머는, 비유화 중합할 수 있는 것이라면 특별히 제한되지 아니하나, 바람직하게는 스티렌, 메틸메타크릴레이트, 에틸렌테레프탈레이트, 스티렌술포네이트, 비닐아세테이트, 메틸스티렌, 아크릴산, 부틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, N-비닐카프로락탐 등의 모노머를 단독 또는 공중합하는 방식으로 사용할 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에서는, 모노머로서, 스티렌과 메틸메타크릴레이트를 사용한다.First, a solvent is a mixture of water or alcohol, that is, co-solvent. The monomer is not particularly limited as long as it can be non-emulsified, but is preferably styrene, methyl methacrylate, ethylene terephthalate, styrenesulfonate, vinyl acetate, methyl styrene, acrylic acid, butyl methacrylate, ethyl methacrylate. It can be used by the method of individual or copolymerizing monomers, such as a rate, 2-ethylhexyl acrylate, and N-vinyl caprolactam. In a preferred embodiment of the present invention, styrene and methyl methacrylate are used as monomers.
둘째, 모노머는, 모노머로서 스티렌을 사용하는 경우에는, 용매로서 물과 에탄올을 사용하는 것이 바람직하며, 상기 공용매를 이루는 물과 에탄올의 중량비를 100:40 내지 100:1로 조절하여 사용하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는, 100:25 내지 100:5로 한다. 실험 결과, 물:에탄올의 중량비가 그 이외의 범위로 조성된 조성물을 이용하는 경우에는 입자 크기분포가 넓어지는 문제점이 있었다.Second, in the case of using styrene as the monomer, it is preferable to use water and ethanol as the solvent, and to adjust the weight ratio of water and ethanol forming the cosolvent to 100: 40 to 100: 1. Preferably, it is more preferably 100: 25 to 100: 5. As a result of the experiment, there was a problem in that the particle size distribution was widened when the composition having a weight ratio of water: ethanol was used in a range other than that.
모노머로서 메틸메타크릴레이트를 사용하는 경우에는, 용매로서, 물과 메탄올을 사용하는 것이 바람직하며, 상기 공용매를 이루는 물과 메탄올의 중량비를 20:100 내지 80:100으로 조절하여 사용하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는, 30:100 내지 50:100으로 한다. 실험 결과, 물:메탄올의 중량비가 그 이외의 범위로 조성된 조성물을 이용하는 경우에는 입자 크기분포가 넓어지는 문제점이 있었다.When methyl methacrylate is used as the monomer, it is preferable to use water and methanol as a solvent, and it is preferable to adjust the weight ratio of water and methanol forming the co-solvent to 20: 100 to 80: 100. More preferably, it is 30: 100-50: 100. As a result of the experiment, when using a composition having a weight ratio of water: methanol other than that, there was a problem in that the particle size distribution was widened.
상기 모노머의 함량은, 용매 100중량부에 대하여 바람직하게는 5 내지 20중량부이며, 더욱 바람직하게는 8 내지 15중량부이다. 모노머가 5중량부 미만으로 첨가된 경우에는, 생성된 고분자 입자가 대전성을 띄기 어려운 문제점이 있으며, 20중량부를 초과하는 경우에는, 외첨제로서의 실리카 나노입자가 고분자 입자의 표면을 충분히 감싸지 못하여 내구성 및 유동성이 저하되는 문제점이 있다.The content of the monomer is preferably 5 to 20 parts by weight, more preferably 8 to 15 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the solvent. When the monomer is added in less than 5 parts by weight, there is a problem that the resulting polymer particles are less likely to be charged, when exceeding 20 parts by weight, the silica nanoparticles as external additives do not sufficiently wrap the surface of the polymer particles and durability And fluidity is lowered.
셋째, 대전입자는 합성 개시제와 실리카 나노입자의 작용으로 인하여 상기 모노머의 중합으로 인하여 생성된 고분자 입자의 표면에 상기 실리카 나노입자가 화학적으로 결합된 형태를 이루는 바, 이에 사용되는 합성 개시제로는, 일반적으로 사용되는 무유화 중합을 촉발할 수 있는 모든 자유 라디칼 중합 개시제가 포함된다. 합성 개시제는 원칙적으로 퍼옥시드 및 아조화합물 둘 다 포함할 수 있다. 상기 퍼옥시드는 원칙적으로 무기 퍼옥시드, 예컨대 수소 퍼옥시드 또는 퍼옥소디술페이트, 예컨대 퍼옥소디황산의 모노- 또는 디-알칼리 금속 염 또는 암모늄 염일 수 있고, 예로는 이의 모노- 및 디-나트륨 및 -칼륨 염, 또는 암모늄 염이 있으며, 또는 유기 퍼옥시드, 예컨대 알킬 하이드로퍼옥시드일 수 있고, 예로는 tert-부틸, p-멘틸 및 쿠밀 하이드로퍼옥시드, 및 또한 디알킬 또는 디아릴 퍼옥시드, 예컨대 디-tert-부틸 퍼옥시드 또는 디쿠밀 퍼옥시드가 있다. 사용되는 화합물로는 주로 2,2'-아조비스(이소부티로니트릴)(AIBN), 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴) 및 2,2'-아조비스(아미디노프로필)디하이드로클로라이드 (AIBA))가 있다.Third, the charged particles form a form in which the silica nanoparticles are chemically bonded to the surface of the polymer particles produced by the polymerization of the monomer due to the action of the synthesis initiator and the silica nanoparticles. All free radical polymerization initiators which can trigger non-emulsification polymerization which are generally used are included. Synthetic initiators may in principle comprise both peroxides and azo compounds. The peroxide may in principle be a mono- or di-alkali metal salt or an ammonium salt of an inorganic peroxide such as hydrogen peroxide or peroxodisulfate such as peroxodisulfate, for example mono- and di-sodium and -Potassium salts, or ammonium salts, or can be organic peroxides such as alkyl hydroperoxides, for example tert-butyl, p-mentyl and cumyl hydroperoxides, and also dialkyl or diaryl peroxides Such as di-tert-butyl peroxide or dicumyl peroxide. The compounds used are mainly 2,2'-azobis (isobutyronitrile) (AIBN), 2,2'-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) and 2,2'-azobis (ami) Dinopropyl) dihydrochloride (AIBA)).
넷째, 산화환원 개시제 계에 적합한 산화제는 본질적으로 상기 언급된 퍼옥시드이다. 이에 상응하게, 사용되는 환원제는 산화 상태가 낮은 황의 화합물, 예컨대 알칼리 금속 술파이트, 예를 들어 칼륨 및/또는 나트륨 술파이트, 알칼리 금속 수소 술파이트, 예를 들어 칼륨 및/또는 나트륨 수소 술파이트, 알칼리 금속 메타비술파이트, 예를 들어 칼륨 및/또는 나트륨 메타비술파이트, 포름알데히드-술폭실레이트, 예를 들어 칼륨 및/또는 나트륨 포름알데히드-술폭실레이트, 알칼리 금속 염, 특히 지방족 술핀산의 칼륨 염 및/또는 나트륨 염, 및 알칼리 금속 수소 술파이드, 예를 들어 칼륨 및/또는 나트륨 수소 술파이드, 다가 금속의 염, 예컨대 철(II) 술페이트, 철(II) 암모늄 술페이트, 철(II) 술페이트, 엔디올, 예컨대 디히드록시말레산, 벤조인 및/또는 아스코르브산, 및 환원 사카라이드, 예컨대 소르보오스, 글루코오스, 프럭토오스 및/또는 디히드록시아세톤일 수 있다.Fourth, suitable oxidants for the redox initiator system are essentially the peroxides mentioned above. Correspondingly, the reducing agents used are compounds of low sulfur state, such as alkali metal sulfites such as potassium and / or sodium sulfite, alkali metal hydrogen sulfites such as potassium and / or sodium hydrogen sulfite, Alkali metal metabisulfite, for example potassium and / or sodium metabisulfite, formaldehyde-sulfoxylate, for example potassium and / or sodium formaldehyde-sulfoxylate, alkali metal salts, in particular potassium of aliphatic sulfinic acid Salts and / or sodium salts, and alkali metal hydrogen sulfides such as potassium and / or sodium hydrogen sulfide, salts of polyvalent metals such as iron (II) sulfate, iron (II) ammonium sulfate, iron (II) ) Sulfates, endiols such as dihydroxymaleic acid, benzoin and / or ascorbic acid, and reduced saccharides such as sorbose, glucose, fructose and / or Dihydroxyacetone.
다섯째, 대전입자에서 바람직하게 사용되는 합성 개시제로는, 제1실시예에 의한 무유화중합방법을 실시하는 경우에는 칼륨퍼설페이트(potassium persulfate; KPS)를 사용하고, 제2실시예에 의한 분산중합을 실시하는 경우에는 2,2'-아조비스(이소부티로니트릴)(AIBN)을 사용한다.Fifth, as the synthetic initiator preferably used in the charged particles, in the case of performing the non-emulsification polymerization method according to the first embodiment, potassium persulfate (KPS) is used, and the dispersion polymerization according to the
특히, 전해질을 사용하여 대전 입자 제조시에, 핵 응집을 현저하게 강화하고, 입자 흡착(particle adsorption)을 용이하게 수행하도록 도우는 역할을 한다. 구체적으로, 상기 전해질은 전해질로서 작용할 수 있다면 특별히 한정되지 아니하나, 염화나트륨(NaCl), 중탄산나트륨(NaHCO3), 피로황산나트륨(Na2S2O7) 또는 탄산칼 륨(K2CO3) 중 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하다.In particular, in the preparation of charged particles using an electrolyte, it serves to remarkably strengthen nuclear agglomeration and to facilitate particle adsorption. Specifically, the electrolyte is not particularly limited as long as it can act as an electrolyte, but is not limited to sodium chloride (NaCl), sodium bicarbonate (NaHCO 3 ), sodium pyrosulfate (Na 2 S 2 O 7 ) or calcium carbonate (K 2 CO 3 ). It is preferable to use either.
여섯째, 상기 구성 이외에, 실리콘 나노입자, 양(+) 대전성 전하제어제 또는 음(-) 대전성 전하제어제 등의 전하제어제(charge control agent), 입자안정제, 유기 착색제 또는 무기 착색제 중 어느 하나인 착색제를, 단독 또는 혼합된 형태로 더 포함하여, 고분자 중합 후 별도의 반응단계를 거치지 않고, 중합단계에서 일괄적으로 고분자에 외첨제가 코팅된 대전 입자를 생성하기 위한 일괄 중합(in-situ polymerization)을 수행할 수도 있다. 이 경우에 사용되는 실리카 나노입자로서는, 대전 입자의 외첨제로서 안정화층을 이룰 수 있는 것이라면 특별히 제한되지 아니하나, 바람직하게는 LUDOX AM30®, SS-SOL 30F®, Aerosil® 등을 들 수 있다. Sixth, in addition to the above structure, any one of a charge control agent such as a silicon nanoparticle, a positive (+) charge control agent or a negative (-) charge control agent, a particle stabilizer, an organic colorant, or an inorganic colorant One or more of a colorant, alone or in a mixed form, the polymerized polymer batch to produce charged particles coated with an external additive in a batch in the polymerization step, without going through a separate reaction step (in-situ polymerization). The silica nanoparticles used in this case are not particularly limited as long as they can form a stabilizing layer as an external additive of charged particles, but preferably LUDOX AM30®, SS-SOL 30F®, Aerosil®, and the like.
전하제어제로는 니그로신 염료, 트리페닐메탄계 화합물, 4급 암모늄염계 화합물, 폴리아민 수지 또는 이미다졸 유도체와 같은 양(+)대전성 전하제어제나, 살리실산 금속착제, 금속함유(금속이온이나 금속원자를 포함함) 아조염료, 금속함유의 유용성 염료, 4급 암모늄염계 화합물, 칼릭스아렌 화합물, 붕소함유 화합물(벤질산붕소 착제) 또는 니트로이미다졸 유도체와 같은 음(-) 대전성 전하제어제를 들 수 있으며, 이 외에도 전자종이용 대전 입자에 사용 가능한 임의의 전하제어제가 포함될 수 있다.As charge control agents, positively charged charge control agents such as nigrosine dyes, triphenylmethane compounds, quaternary ammonium salt compounds, polyamine resins or imidazole derivatives, metal salicylic acid complexes, and metals containing metal ions or metal atoms Negative charge charge control agents such as azo dyes, metal-soluble dyes, quaternary ammonium salt-based compounds, calix arene compounds, boron-containing compounds (boron benzyl chloride complexes) or nitroimidazole derivatives; And other charge control agents usable for the charged particles for electronic paper.
입자안정제는 주로 분산중합에 사용된다. 분산중합을 수행하는 경우에 분산을 일으키는 힘은, 교반기 내부에서의 교반에 기인하지만, 교반에만 의지하는 경우, 콜로이드 안정성이 저하되어 입자 크기 분포가 커지는 문제점이 있어, 이를 보 완하기 위하여 입자안정제를 사용한다. 본 발명에서 바람직하게 사용되는 입자안정제로는 폴리비닐피롤리돈(PVP), 아크릴 수지 또는 아크릴 라텍스 중 어느 하나를 단독으로 또는 2종 이상 혼합한 것을 사용할 수 있다.Particle stabilizers are mainly used for dispersion polymerization. In the case of dispersion polymerization, the force causing dispersion is due to stirring in the agitator, but when relying only on stirring, there is a problem in that the colloidal stability is lowered and the particle size distribution is increased. use. As the particle stabilizer preferably used in the present invention, any one of polyvinylpyrrolidone (PVP), an acrylic resin, or an acrylic latex may be used alone or in combination of two or more thereof.
또한, 상기 착색제로는 니그로신, 메틸렌블루, 퀴놀린옐로우, 또는 로즈벵갈과 같은 유기 착색제나, 산화티탄, 아연화, 황화아연, 산화안티몬, 탄산칼슘, 연백(鉛白), 탈크, 실리카, 규산칼슘, 알루미나화이트, 카드뮴옐로우, 카드뮴레드, 카드뮴오렌지, 티탄옐로우, 감청, 군청, 코발트블루, 코발트그린, 코발트바이올렛, 산화철, 카본블랙, 망간페라이트블랙, 코발트페라이트블랙, 동(銅)분 또는 알루미늄 분과 같은 무기 착색제가 포함될 수 있고, 이 외에도 다양한 착색제가 제한 없이 포함될 수 있다. 일반적으로는 입자에 백색을 입히기 위하여 산화티탄(TiO2)를 사용하며, 흑색을 입히기 위하여 카본블랙을 사용한다.The colorant may be an organic colorant such as nigrosine, methylene blue, quinoline yellow, or rose bengal, titanium oxide, zinc oxide, zinc sulfide, antimony oxide, calcium carbonate, lead white, talc, silica or calcium silicate. , Alumina White, Cadmium Yellow, Cadmium Red, Cadmium Orange, Titanium Yellow, Royal Blue, Ultramarine Blue, Cobalt Blue, Cobalt Green, Cobalt Violet, Iron Oxide, Carbon Black, Manganese Ferrite Black, Cobalt Ferrite Black, Copper Powder or Aluminum The same inorganic colorant may be included, in addition, various colorants may be included without limitation. Generally, titanium oxide (TiO 2 ) is used to coat white particles, and carbon black is used to coat black particles.
다음으로, 상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 전자종이 디스플레이 장치를 제조하는 전자종이 디스플레이 장치의 제조방법에 대하여, 도 5내지 도 8을 참조하면서 설명하기로 한다. Next, a method of manufacturing the electronic paper display device for manufacturing the electronic paper display device according to the present invention configured as described above will be described with reference to FIGS.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전자종이 디스플레이 장치의 제조방법은 하부기판(120) 위에 하부전극(140)을 형성하고, 상부기판(110) 위에 상부전극(130)을 형성하는 전극형성단계(S10), 표면에 요철구조를 가진 몰드(1)를 준비하고, 상기 요철구조 위에 광경화성 조성물(2)을 도포하는 도포단계(S20), 상기 주입 된 광경화성 조성물(2)과 상기 하부전극(140)이 마주보도록 하부기판(3)을 위치시킨 뒤, 상기 광경화성 조성물(2)에 자외선을 조사하여 경화시키는 경화단계(S30), 상기 하부전극 및 상기 경화된 광경화성 조성물(2)을 몰드(1)와 분리시켜 격벽을 형성하는 격벽형성단계(S40), 상기 격벽에 의해 형성된 셀에 대전입자(9)를 충진하는 충진단계(S50), 상기 상부기판(8)을 상기 상부전극이 상기 하부전극과 대향하도록 상기 격벽의 상면에 적층하여 하부기판(4)과 합착시키는 합착단계(S60)를 포함하여 이루어진다. As shown in FIG. 5, in the method of manufacturing the electronic paper display device according to the present invention, an electrode for forming the
또한, 충진단계(S50)에서의 대전입자는 이미 상술한 바와 같이 구성되며, 상기 대전입자를 혼합하여 분산시키고, 상기 분산된 용액을 40 내지 90℃ 온도에서 15 내지 26시간 분산중합하여 고분자 입자를 생성하는 고분자중합단계(S53), 상기 고분자 입자와, 실리카 나노입자 및 착색제를 포함하는 용액을 반응시키는 반응단계(S54), 상기 용액을 건조하는 건조단계(S55)를 거쳐서 제조된다.In addition, the charged particles in the filling step (S50) is already configured as described above, the charged particles are mixed and dispersed, the dispersed solution is polymerized by dispersing and polymerizing the dispersed solution at a temperature of 40 to 90 ℃ for 15 to 26 hours The resulting polymer polymerization step (S53), the polymer particles, the reaction step of reacting the solution containing the silica nanoparticles and the colorant (S54) is prepared through the drying step (S55) to dry the solution.
여기서, 전극형성단계(S10)는 도 3에서 도시된 바와 같이 하부기판(120) 위에 하부전극(140)을 형성하고, 상부기판(110) 위에 상부전극(130)을 형성하며, 이러한 상부전극(130)과 하부전극(140) 중 적어도 하나는 투명한 인-주석 산화물(Indium-Tin Oxide) 전극인 것이 바람직하다. Here, in the electrode forming step S10, as shown in FIG. 3, the
이러한 상부전극(130)과 하부전극(140)에는 여기에 각각 내접하는 하부절연층과 상부절연층이 선택적으로 형성될 수 있다. 이는 생략되어도 구동에 문제가 없으나, 대전된 입자들이 전극에 밀착되면서 전자 이동이 발생하게 되면 메모리 효과 가 감소되어 새로운 전원인가없이 영상을 오랫만에 보존하기 어려울 수 있으므로 적용되는 것이 바람직하다.The lower and upper insulating layers may be selectively formed on the upper electrode 130 and the
도포단계(S20)는 먼저, 도 6a에 나타난 바와 같은 표면이 요철구조를 가진 몰드(1)를 준비하는 단계를 거친다. 도 6a에 나타난 바와 같이, 몰드(1)는 기판에 형성된 요철구조를 가지고 있어서 이를 통해 격벽이 형성되는 자리 또는 공간을 구비시키기 위한 것이다. 즉, 격벽을 기판 위에 직접 형성하는 것이 아니라 간접적인 방법으로서, 별도의 간접 틀(몰드)에 의해 격벽을 기판에 부착시키기 위한 것이다.Application step (S20), first, the surface as shown in Figure 6a undergoes a step of preparing a mold having a concave-convex structure. As shown in FIG. 6A, the
이러한 몰드(1)는 건식 에칭(etching), 습식 에칭 또는 샌딩(sanding) 공정에 의해 표면에 요철구조가 형성되는 것이 바람직하다. In the
본 발명에서 요철구조는 격벽을 형성하기 위한 공간을 마련하기 위한 것이므로, 만들고자 하는 격벽 사이 거리에 부합하는 간격으로 요철구조를 형성하는 것이 좋고, 바람직하게는 격벽의 단면이 U자형 또는 V자형의 요철형태로 이루어지며, 요철간의 간격(d)이 0㎛ 내지 50㎛인 것이 대전입자의 표시 해상도를 높일 수 있어 적합하며, U자형 또는 V자형의 형태는 대전입자가 모서리 부분에서 정체되는 것을 방지할 수 있고, 유동성을 극대화할 수 있는 장점이 있다.In the present invention, the concave-convex structure is to provide a space for forming the partition wall, it is preferable to form the concave-convex structure at intervals corresponding to the distance between the partitions to be made, preferably the cross-section of the partition is U-shaped or V-shaped uneven It is made of a shape, the interval (d) between the unevenness is 0㎛ to 50㎛ is suitable to increase the display resolution of the charged particles, the U-shaped or V-shaped shape is to prevent the charged particles from stagnating at the corner portion It has the advantage of maximizing fluidity.
다음으로, 도 6b에 나타난 바와 같이 상기 요철구조를 가진 몰드(1)에 광경화성 조성물(2)을 도포한다. 본 발명에서 사용되는 광경화성 조성물(2)은 광에 의해 경화되는 조성물을 말하는 것으로, 열이나 수분에 의해 경화되는 열경화성 조성물 또는 수분경화성 조성물과 구분된다. 열경화성 조성물이나 수분경화성 조성물은 열이나 수분에 의해 경화되는 것으로 경화시간이 많이 소요되는 문제점이 있으며, 전자종이에 적용할 롤투롤(Roll To Roll) 공정에 적합하지 않기 때문에 광경화성 조성물(2)을 본 발명에 따른 격벽 재료로 선택한 것이다. 이러한, 광경화성 조성물(2)는 특별히 제한되는 일이 없이 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 알려진 것이라면 다 포함할 수 있으며, 그 중에서도 상기 광경화성 조성물(2)은 광 경화를 위하여 UV 경화제를 포함하는 것이 바람직하다. 예시적으로, 상기 광경화성 조성물(2)은 폴리에틸렌글리콜(PEG) 또는 폴리프로필렌 글리콜(PPG)의 양말단에 아크로릴이나 알릴계가 결합된 에스테르형 또는 에테르형 폴리머가 바람직하고, 또는 폴리에틸렌글리콜(PEG)이 아민화된 폴리옥시에틸렌비스아민(polyoxyethyllene bisamine) 및 아크로릴과 반응하여 형성된 우레탄형 광경화성 조성물도 가능하다. 이러한 광경화성 조성물(2)을 본 발명에 따른 상기 몰드(1)에 도포하는 방법도 특별히 제한되지 않는다.Next, as shown in FIG. 6B, the
경화단계(S30)는 도 6c에 나타난 바와 같이 상기 도포된 광경화성 조성물(2)과 하부전극이 마주보도록 하부기판(3)을 위치시키고, 상기 광경화성 조성물(2)에 자외선을 조사함으로서 상기 광경화성 조성물(2)이 경화되어 하부기판(3)에 부착되는 단계이다. 여기서, 자외선을 조사하는 것은 본 발명에 따른 상기 광경화성 조성물(2)을 경화시켜서 하부기판(3)에 부착시키기 위한 것으로, 광경화성 조성물(2)에 UV와 같은 광을 조사하면, 상기 광경화성 조성물(2)은 하부기판(3)에 고정화되면서 격벽의 형상을 가지게 되는 것이다. 종래에 격벽을 형성하기 위해서는 격벽 재료를 직접 기판 또는 전극위에 도포하고, 여기서 리소그래피(Lithography) 공정을 이용하여, 원하는 모양으로 격벽을 식각하는 직접방법이었지만, 본 발명에 따라 몰드와 광경화성 조성물(2)의 경화를 이용하는 방법은 일단 몰드(1)에 격벽 형성 재료를 주입하고, 이를 다시 기판 구조물에 부착시키는 간접방법이다. 이는 대량으로 간편하고 용이하게 격벽을 형성할 수 있고, 간접 주형 틀인 몰드(1)를 계속해서 재사용할 수 있다는 장점이 있다. 뿐만 아니라, 기판에 광경화성 조성물(2)을 도포한 후에 몰드(1)로 눌러서 원하는 모양을 형성하는 역공정 또한 가능하다.In the curing step (S30) as shown in Figure 6c by placing the
격벽형성단계(S40)는 하부전극 및 경화된 광경화성 조성물(2)을 몰드(1)와 분리시켜 격벽을 형성하는 단계이다. 도 6d에 도시된 바와 같이, 하부전극 및 경화된 광경화성 조성물(2)을 몰드(1)와 분리시키기 위해서는 하부전극 및 경화된 광경화성 조성물(2) 또는 몰드(1)를 위, 아래로 잡아당기면서 분리시켜야 하는데, 이러한 분리를 용이하게 하기 위하여 몰드(1) 안에는 상기 광경화성 조성물(2)을 몰드에 주입하기 전에 윤활제와 같은 물질을 더 포함시킬 수 있다. 분리시키는 방법은 특별히 제한되지 않는다. 이러한 격벽은 기판과 전극을 지지하면서 셀 단위를 구분하기 위한 용도로 사용되는 것이다. 또한, 경화된 광경화성 조성물(2)과 몰드(1)를 분리시켜 격벽을 형성하는 단계에서 하부기판(3)과 광경화된 조성물(2)의 접착력을 강화시키기 위하여 하부기판(3) 위에 프라이머 처리를 할 수도 있다.The partition wall forming step S40 is a step of forming the partition wall by separating the lower electrode and the cured
충진단계(S50)는 상기 격벽에 의해 형성된 셀에 대전입자를 충진하는 단계이다. 충진단계(S50)에 사용되는 상기 대전입자는 메탄올 또는 에탄올 중 어느 하나와 물을 포함하는 용매 100중량부에 대하여, 모노머 5 내지 20중량부, 합성개시제 0.01 내지 0.5중량부, 전해질 0.01 내지 5중량부, 입자 안정제 0.01 내지 5중량부를 포함하여 이루어진다.Filling step (S50) is a step of filling the charged particles in the cell formed by the partition wall. The charged particles used in the filling step (S50) is based on 100 parts by weight of a solvent containing either methanol or ethanol and water, 5 to 20 parts by weight of monomer, 0.01 to 0.5 parts by weight of synthetic initiator, 0.01 to 5 parts by weight of electrolyte And 0.01 to 5 parts by weight of the particle stabilizer.
구체적으로, 본 발명의 대전입자를 제조하는 방법으로, 제1실시예는, 외첨제를 형성하는 실리카 나노입자를 대전 입자에 포함시켜, 고분자 입자를 무유화 중합방법에 따라 함께 중합하면서, 일괄적으로 상기 외첨제를 정전기적 인력을 이용한 화학적 결합에 의하여 대전 입자 표면에 형성하는 것을 특징으로 하며, 제2실시예는, 먼저 실리카 나노입자를 제외한 구성의 조성물로부터 고분자 입자를 분산중합에 의하여 제조하고, 그로써 생성된 고분자 입자에, 실리카 나노입자를 첨가하여 반응시킨 후, 건조하여 대전입자를 제조하는 것을 특징으로 한다. 이에 따르면, 실리카 나노입자가 고분자 입자 표면에 잘 부착되며, 입자 크기 분포가 작은 대전입자가 형성된다.Specifically, in the method for producing the charged particles of the present invention, the first embodiment includes the silica nanoparticles forming the external additive in the charged particles, and polymerizing the polymer particles together according to the non-emulsification polymerization method, thereby collectively The external additives are formed on the surface of the charged particles by chemical bonding using electrostatic attraction. In the second embodiment, first, polymer particles are prepared by dispersion polymerization from a composition having a composition excluding silica nanoparticles. And it is characterized by adding the silica nanoparticles to the resulting polymer particles and reacting, and then drying to produce charged particles. According to this, the silica nanoparticles adhere well to the surface of the polymer particles, and a charged particle having a small particle size distribution is formed.
먼저 상기 제1실시예에 의한 무유화 중합에 따른 대전입자의 제조방법에 대하여 알아본다. 고분자의 중합(polymerization)은 크게 소듐도데실설페이트(SDS), 세틸트리메틸암모늄브로마이드(CTAB) 등의 계면활성제를 사용하는 유화중합 (emulsion polymerization)과, 분산중합(dispersion polymerization), 현탁중합(suspension polymerization)으로 나눌 수 있다. 일반적으로 계면 활성제를 사용할 경우, 100nm 이하의 작은 나노 입자도 얻을 수 있고, 그 입자 크기 분포도 좁으며, 반응속도도 분산 및 현탁 중합보다는 빠르게 진행된다. 이는, 이온성을 띄는 계면활성제를 추가함으로써, 고분자 입자를 둘러싼 마이셀(micelle)을 형성시켜서 보다 안정적인 콜로이드 상이 얻어지기 때문이다. First, a method for preparing charged particles according to the emulsion-free polymerization according to the first embodiment will be described. Polymerization of the polymer is largely performed by emulsion polymerization using surfactants such as sodium dodecyl sulfate (SDS) and cetyltrimethylammonium bromide (CTAB), dispersion polymerization, and suspension polymerization. Can be divided into In general, when the surfactant is used, small nanoparticles of 100 nm or less can be obtained, the particle size distribution is narrow, and the reaction rate is faster than dispersion and suspension polymerization. This is because by adding a ionic surfactant, micelles surrounding the polymer particles are formed to obtain a more stable colloidal phase.
그러나 대전입자를 제조하기 위해서는, 이렇게 형성된 고분자 입자에 별도의 실리카 나노입자를 반응시키는 공정이 필요하기 때문에, 공정 수가 늘어나며, 형성 된 고분자에 별도의 친수성 작용기를 부착시키는 등의 번거로운 작업들을 요하는바, 본 발명자 등은 실험을 거듭한 결과, 계면활성제를 배제한 유화중합(soap-free emulsion polymerization, 이하 '무유화 중합'이라 한다)을 수행하여 대전 입자를 제조하여, 고분자 입자 중합단계만으로 대전입자를 얻을 수 있는, 경제적이고도 작업공정수를 줄여 수율을 높인 제조방법을 제안하게 되었다.However, in order to prepare charged particles, a process of reacting separate silica nanoparticles with the polymer particles thus formed is required, which increases the number of processes and requires cumbersome operations such as attaching a separate hydrophilic functional group to the formed polymer. , The inventors, etc. repeated experiments, to prepare the charged particles by performing a soap-free emulsion polymerization (hereinafter referred to as 'emulsification-free polymerization') without the surfactant, to charge the charged particles only in the polymer particle polymerization step It is proposed a manufacturing method which can obtain a high yield by reducing the number of working processes, which is economical.
본 발명에 의한 무유화 중합에 따르면, 중합과정에서 계면활성제가 들어가지는 않지만, 이온성 합성 개시제나 중합되는 폴리머 사슬에 이온 성질을 띄는 작용기를 포함하여, 이들의 상호 작용에 의해 계면활성제가 들어간 것과 유사한 수준의 콜로이드 안정화 효과를 얻을 수 있었다.According to the non-emulsification polymerization according to the present invention, the surfactant is not entered during the polymerization process, but the surfactant is added by the interaction thereof, including an ionic synthesis initiator or a functional group having ionic properties in the polymer chain to be polymerized. Similar levels of colloidal stabilization were achieved.
이러한, 본 발명의 제1실시예에 의한 대전입자의 제조방법은, 상기 충진단계(S50)에 있어서, 고분자중합단계(S51), 건조단계(S52)를 포함한다. Such, the method for producing charged particles according to the first embodiment of the present invention, in the filling step (S50), includes a polymer polymerization step (S51), drying step (S52).
고분자중합단계(S51)에서는 공용매에 용해된 대전입자를 혼합하여 분산시킨다. 그 후, 바람직하게는 40 내지 90℃, 더욱 바람직하게는 60 내지 75℃ 온도를 유지하면서 교반하여 중합을 수행하며, 질소(N2) 또는 아르곤(Ar) 등의 비활성 기체를 공급하여, 용매에 포함된 용존 산소를 제거하는 산소제거단계(S511)가 포함되고, 바람직하게는 15 내지 24시간, 더욱 바람직하게는 18 내지 22시간 동안 무유화 중합법에 의한 중합을 수행하는 것이 바람직하다.In the polymer polymerization step (S51), the charged particles dissolved in the cosolvent are mixed and dispersed. Then, the polymerization is carried out by stirring while maintaining a temperature of preferably 40 to 90 ° C, more preferably 60 to 75 ° C, and an inert gas such as nitrogen (N 2 ) or argon (Ar) is supplied to the solvent. Oxygen removal step (S511) to remove the dissolved oxygen included is included, preferably 15 to 24 hours, more preferably 18 to 22 hours is carried out by the emulsion-free polymerization method.
건조단계(S52)에서는 이렇게 완성된 대전 입자를 건조할 수 있으며, 통상의 대전입자 제조방법의 건조단계에 준하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 동결건조를 수행할 수 있다. 이는 중합 고분자가 포함된 혼합수용액을 -100℃ 내지 -10℃온도로 냉각하여 물질을 고체화시킨 후, 압력을 4.6torr 이하로 낮추어 상기 동결분말에 포함된 수분을 승화시키는 방법 등이 이용될 수 있다. In the drying step (S52) it is possible to dry the thus-charged charged particles, it can be carried out in accordance with the drying step of the conventional charged particle manufacturing method. For example, lyophilization can be performed. This may be used after cooling the mixed aqueous solution containing the polymerized polymer to -100 ° C to -10 ° C to solidify the material, and then lowering the pressure to 4.6torr or less to sublimate the water contained in the freeze powder. .
이러한, 본 발명의 제2실시예에 의한 대전입자의 제조방법은, 상기 충진단계(S50)에 있어서, 고분자중합단계(S53), 반응단계(S54), 건조단계(S55)를 포함한다. Such, the method for producing charged particles according to the second embodiment of the present invention, in the filling step (S50), includes a polymer polymerization step (S53), reaction step (S54), drying step (S55).
고분자중합단계(S53)는 대전입자로서, 분산중합을 위하여 입자안정제를 포함하는 대신, 실리카 나노입자를 제외한 형태로 구성한 다음, 고분자 입자를 상술한 제1실시예와 같은 방법으로 중합한다.The polymer polymerization step (S53) is a charged particle, and instead of including a particle stabilizer for dispersion polymerization, it is configured in a form excluding silica nanoparticles, and then polymerized in the same manner as in the first embodiment.
반응단계(S54)는 형성된 고분자 입자 표면에 외첨제를 형성하기 위하여 실리카 나노입자, 착색제를 투입한 용액으로 반응을 수행하는 단계이다. 이는 본 출원인이 기 출원한 출원번호 제10-2007-0128097호의 기재에 따라 촉매를 사용하여 수행할 수 있다.The reaction step (S54) is a step of performing the reaction with a solution in which silica nanoparticles and a colorant are added to form an external additive on the surface of the formed polymer particles. This can be done using a catalyst according to the description of Applicant No. 10-2007-0128097 previously filed by the applicant.
건조단계(S55)는 용액을 건조하는 단계로 진행된다.Drying step (S55) proceeds to the step of drying the solution.
상술한 내용 이외의 대전 입자의 제조방법에 관한 일반 상세 내용은 본 출원인이 기 출원한 출원번호 제10-2006-98634호, 제10-2007-0003528호 및 제10-2007-29234호의 기재 내용에 준한다. General details of the method for producing charged particles other than those described above can be found in the descriptions of the application Nos. 10-2006-98634, 10-2007-0003528, and 10-2007-29234 that the applicant has previously filed. Jun.
마지막으로, 충진단계(S50) 다음에 행해지는 합착단계(S60)는 도 7에서 도시된 바와 같이, 상부기판(8)을 상부전극이 하부전극과 대향하도록 격벽의 상면에 적 층하여 하부기판(4)과 합착시키는 단계이다. 도 7는 본 발명에 따라, 상부기판(8)과 하부기판(4)을 합착시키는 과정을 나타내는 모식도이다. 이렇게 적층시키고 합착하는 방법은 상부전극이 형성된 상부기판(8)과 본 발명에 따라 몰드를 이용한 광경화성 조성물에 의해 형성된 격벽(7)이 부착되어 있는 하부기판(4)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.Finally, the bonding step S60 performed after the filling step S50 is performed by laminating the
이하, 본 발명의 대전입자를 제조하는 바람직한 실험예를 기재한다. Hereinafter, the preferable experimental example which manufactures the charged particle of this invention is described.
[실험예 1]Experimental Example 1
공용매 함량 비율의 영향을 살펴보기 위하여, 모노머로서 컬럼(Acros Organics사, 산화알루미늄)을 통해 불순물을 제거한 스티렌(styrene) 입자를 사용하고, 합성 개시제로서 KPS를 사용하여, 물 및 에탄올의 첨가량을 (a) 100:1, (b) 90:10, (c) 80:20으로 변화시키며 70℃에서, 24시간 동안 무유화 중합을 수행하여 폴리스티렌 고분자 입자를 제조하였다. 생성된 고분자 입자의 크기는 도 9에 나타난 바와 같다. 도 9에 있어서, 좌측부터 상기 (a) 내지 (c)의 용매 구성으로 중합된 고분자 입자를 나타낸 SEM 사진이다.In order to examine the effect of the cosolvent content ratio, styrene particles having been freed of impurities through a column (Aros Organics, Inc., aluminum oxide) as monomers were used, and KPS was used as a synthesis initiator. Polystyrene polymer particles were prepared by performing emulsion-free polymerization for 24 hours at 70 ° C. while changing to (a) 100: 1, (b) 90:10, and (c) 80:20. The size of the resulting polymer particles is as shown in FIG. In FIG. 9, it is a SEM photograph which shows the polymer particle superposed | polymerized by the solvent structure of said (a)-(c) from the left side.
도 9에 나타난 바와 같이, 상기 세가지 실험에 있어서, 폴리스티렌 고분자 입자의 크기는 (a) 실험에서 0.46㎛, (c) 실험에서 0.43㎛으로, 에탄올의 함량이 많아질수록 약간 작아지기는 했으나, 큰 변화는 없었다. 다만, 균일도(가장 큰 입 자의 지름/가장 작은 입자의 지름)은 1.022에서 1.006으로, 모두 양호한 결과를 얻었으며, 특히 에탄올 함량이 증가할수록 균일도가 좋아졌다. As shown in FIG. 9, in the above three experiments, the size of the polystyrene polymer particles was 0.46 μm in the (a) experiment and 0.43 μm in the (c) experiment. There was no change. However, the uniformity (the diameter of the largest particles / the diameter of the smallest particles) was 1.022 to 1.006, all of which showed good results, especially as the ethanol content increased.
[실험예 2]Experimental Example 2
다음으로, 0.1g 전해질(NaCl)을 조성물에 투입하고, 물 및 에탄올의 첨가량을 (a) 100:1, (b)95:5로 변화시키며, 실험예 1과 같은 방법으로 폴리스티렌을 제조하였다. 결과는 도 10 및 도 11a 내지 도 11b에 나타난 바와 같다. Next, 0.1 g electrolyte (NaCl) was added to the composition, and the amounts of water and ethanol were changed to (a) 100: 1 and (b) 95: 5, and polystyrene was prepared in the same manner as in Experimental Example 1. The results are as shown in FIGS. 10 and 11A-11B.
도 10의 SEM 사진 및 도 11a의 용매 내 물:에탄올 함량 비율 대비 중량 평균 입자 크기를 나타낸 그래프에서 보이는 바와 같이, 두가지 실험 모두 약 1㎛이하의 좁은 입자 분포도를 보이고 있다. 한편, 용매 비율이 95:5인 경우가 고분자 입자의 사이즈가 약 2㎛ 까지 커지며, 도 11a에 나타난 바와 같이, 더욱 좁은 입자 분포도를 보였다. 이는 소량의 전해질이 스티렌의 핵 응집과 입자 흡착성을 용이하게 한 결과라고 판단된다. 하지만 다른 실험에서, 용매에서 에탄올의 비율이 큰 실험에서는 입자 사이즈가 다시 작아지는 현상을 보였다. As shown in the SEM photograph of FIG. 10 and the graph showing the weight average particle size relative to the water: ethanol content ratio in the solvent of FIG. 11A, both experiments showed a narrow particle distribution of about 1 μm or less. On the other hand, when the solvent ratio is 95: 5, the size of the polymer particles increases to about 2 μm, and as shown in FIG. 11A, a narrower particle distribution is shown. It is believed that this is a result of the small amount of electrolytes that facilitated nucleation and particle adsorption of styrene. However, in other experiments, experiments with large proportions of ethanol in the solvent showed a smaller particle size.
도 11b는 용매 함량 비율에 따른 입자 사이즈와 제타 전위(zeta potential)를 나타낸 그래프이다. 에탄올 비율이 많아질 수 록 제타 전위 값이 높아져서 입자 안정성이 낮아지는 것을 확인하였다. 11B is a graph showing particle size and zeta potential according to solvent content ratio. The higher the ethanol ratio, the higher the zeta potential value, and the lower the particle stability.
[실험예 3][Experimental Example 3]
반응기내 중합 시간에 입자 생성에 미치는 영향을 조사하였다. 모노머로서 컬럼(Acros Organics사, 산화알루미늄)을 통해 불순물을 제거한메틸메타크릴레이트(MMA, Aldrich사), 용매는 2차 증류수와 메탄올을 정제 없이 사용하였다. 합성 개시제로는 수용성 KPS(Aldrich사)를 정제 없이 그대로 사용하여 무유화 중합에 의하여 고분자 입자를 제조하였다.The effect on particle generation on the polymerization time in the reactor was investigated. As a monomer, methyl methacrylate (MMA, Aldrich, Inc.), from which impurities were removed through a column (Acros Organics, Inc., aluminum oxide), was used as a solvent without distilled water and methanol. As a synthetic initiator, polymer particles were prepared by emulsion-free polymerization using water-soluble KPS (Aldrich) without purification.
도 12a 및 도 12b는, 각각 온도에 따른 전환률과 평균입자 크기를 나타낸 그래프이다. 중합초기에 작은 1차 입자가 생성되고 중합시간이 길어짐에 따라 상기 1차 입자가 성장하여 고분자 입자의 직경이 커지며, 균일한 사이즈 분포를 갖는 것을 확인할 수 있었다. 중합 초기에 400 nm 미만의 작은 입자가 생성되고 24시간 동안의 중합 이후에는 1.1㎛의 평균 입자 사이즈를 보이며 좁은 사이즈 분포도를 보이고 있다. 12A and 12B are graphs showing conversion rates and average particle sizes, respectively, according to temperature. As small primary particles were formed at the beginning of the polymerization and the polymerization time was longer, the primary particles grew to increase the diameter of the polymer particles, and it was confirmed that they had a uniform size distribution. Small particles of less than 400 nm were produced at the beginning of the polymerization, and after 24 hours of polymerization, the average particle size was 1.1 μm, showing a narrow size distribution.
도 13에서는 메탄올:물의 함량 비율을 (a) 100:50, (b) 100:40, (c) 100:30, (d) 100:20로 변화시키며 제조된 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 입자 크기 변화를 나타내었다. 이로부터, 2차 입자들이 중합 4시간 이후에 생기며, 1차 입자와 2차 입자가 중합시에 경쟁적으로 성장을 하게 되고, 이것이 입자 크기 분포가 2가지 상(bimodal) 또는 3가지 상(trimodal)으로 형성되게 하는 것을 확인할 수 있었다.In FIG. 13, polymethylmethacrylate (PMMA) particles prepared by changing the content ratio of methanol: water to (a) 100: 50, (b) 100: 40, (c) 100: 30, and (d) 100: 20 Size change was shown. From this, secondary particles are formed after 4 hours of polymerization, and primary particles and secondary particles are competitively grown at the time of polymerization, which has a bimodal or trimodal particle size distribution. It could be confirmed that the formed.
또한, 상기 무유화 중합에서 물의 함량의 감소는 고분자 입자 사이즈 조절을 어렵게 하는 경향을 보였으며, 메탄올 대신 에탄올 또는 아세톤을 용매로 사용하였을 때는 고분자 입자를 얻을 수 없었다. In addition, the decrease in the content of water in the non-emulsification polymerization tended to make it difficult to control the polymer particle size, and when using ethanol or acetone instead of methanol as a solvent, the polymer particles could not be obtained.
[실험예 4][Experimental Example 4]
다음으로, 폴리스티렌 고분자 입자의 제조를 위해 모노머로서 컬럼(Acros Organics사, 산화알루미늄)을 통해 불순물을 제거한 스티렌(styrene) 입자를 사용하고, 물과 함께 사용되는 공용매로서 메탄올(99.5 %, extra pure grade, Samchun Chemical사)을 사용했으며, 입자안정제는 PVP(K=30, MW=40,000, Kanto Chemical. Co. INC)을 사용했다. 합성 개시제는 AIBN(98 %, special grade, Samchun Chemical)를 사용하여, 분산중합에 의하여 고분자 입자를 제조하였다. Next, styrene particles having impurities removed through a column (Acros Organics, Aluminum Oxide) as monomers for the production of polystyrene polymer particles, methanol (99.5%, extra pure) as a cosolvent used with water grade, Samchun Chemical Co., Ltd. was used, and the particle stabilizer was PVP (K = 30, MW = 40,000, Kanto Chemical. Co. INC). Synthesis initiator using AIBN (98%, special grade, Samchun Chemical), to prepare the polymer particles by dispersion polymerization.
도 14는 용매 함량비율(메탄올 : 물)을 각각 (a) 100:0, (b) 95:5, (c) 90:10, (d) 85:15으로 변화시키며 생성된 입자의 SEM 사진을 나타낸 것이다. 지용성 개시제를 사용하는 분산중합에서 용매에 물이 많이 첨가될수록 생성되는 고분자 입자의 크기가 감소함을 볼 수 있다. 이로써, 분산매의 용해도상수(solubility parameter)가 고분자 입자의 크기와 분포도를 결정하는 중요한 변수임을 확인할 수 있었다.14 is a SEM image of the resulting particles by changing the solvent content ratio (methanol: water) to (a) 100: 0, (b) 95: 5, (c) 90:10, and (d) 85:15, respectively. It is shown. It can be seen that in the dispersion polymerization using a fat-soluble initiator, the more the water is added to the solvent, the smaller the size of the produced polymer particles is. As a result, it was confirmed that the solubility parameter of the dispersion medium is an important variable for determining the size and distribution of the polymer particles.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.Although preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention may use various changes, modifications, and equivalents. It is clear that the present invention can be applied in the same manner by appropriately modifying the above embodiments. Accordingly, the above description does not limit the scope of the invention as defined by the limitations of the following claims.
도 1은 종래 기술에 따른 충돌 대전형 전자종이에 대한 셀 구조를 도시한 단면도1 is a cross-sectional view showing a cell structure for a collision charging type electronic paper according to the prior art
도 2는 종래 기술에 따른 전자종이에 사용되는 입자를 나타낸 단면도Figure 2 is a cross-sectional view showing the particles used in the electronic paper according to the prior art
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전자종이 디스플레이 장치의 셀 구조를 나타내는 단면도3 is a cross-sectional view illustrating a cell structure of an electronic paper display device according to an embodiment of the present invention.
도 4a 내지 도 4d는 종래 기술에 따른 전자종이 디스플레이 장치에 있어서 포토리소그래피법을 이용하여 격벽을 형성하는 과정을 나타내는 순서도4A to 4D are flowcharts illustrating a process of forming a partition wall using photolithography in an electronic paper display device according to the prior art.
도 5은 본 발명의 전자종이 디스플레이 장치의 제조방법을 순차적으로 나타낸 순서도5 is a flowchart sequentially illustrating a method of manufacturing the electronic paper display device of the present invention.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명에 따라 몰드를 이용하여 전자종이 디스플레이 장치의 격벽을 형성하는 과정을 나타내는 순서도6A to 6D are flowcharts illustrating a process of forming a partition of an electronic paper display device using a mold according to the present invention.
도 7는 본 발명에 따라 전자종이 디스플레이 장치의 기판과 격벽이 합착되는 상태를 나타내는 단면도7 is a cross-sectional view showing a state in which the substrate and the partition wall of the electronic paper display device is bonded according to the present invention.
도 8은 본 발명에 따라 제조된 전자종이 디스플레이 장치의 단면도8 is a cross-sectional view of an electronic paper display device manufactured according to the present invention.
도 9은 본 발명의 실험예 1에 따른 폴리스티렌의 SEM 사진9 is a SEM photograph of polystyrene according to Experimental Example 1 of the present invention.
도 10는 본 발명의 실험예 2에 따른 폴리스티렌의 SEM 사진10 is a SEM photograph of polystyrene according to Experimental Example 2 of the present invention.
도 11a, 도 11b는 본 발명의 실험예 2에서 용매 함량 비율에 따른 입자 사이즈와 제타 전위(zeta potential)를 나타낸 그래프11A and 11B are graphs showing particle size and zeta potential according to solvent content ratio in Experimental Example 2 of the present invention.
도 12a, 도 12b는 본 발명의 실험예 3에서 각각 온도에 따른 전환률과 평균 입자사이즈를 나타낸 그래프12a and 12b are graphs showing the conversion rate and the average particle size according to temperature in Experimental Example 3 of the present invention, respectively.
도 13은 본 발명의 실험예 3에 따른 폴리메틸메타크릴레이트의 SEM 사진13 is a SEM photograph of the polymethyl methacrylate according to
도 14은 본 발명의 실험예 4에 따른 폴리스티렌의 SEM 사진14 is a SEM photograph of polystyrene according to Experimental Example 4 of the present invention.
<도면의 주요부분 부호에 대한 설명><Description of Signs of Major Parts of Drawing>
1: 몰드(mold) 2: 광경화성 조성물 1: mold 2: photocurable composition
3,4: 하부기판 5: 하부전극 3, 4: lower substrate 5: lower electrode
7: 격벽 8: 상부기판 7: bulkhead 8: upper substrate
9: 대전입자 9: charged particle
11: 고분자 입자 12: 전하제어제11: polymer particle 12: charge control agent
13: 색소/염료 14: 외첨제13: Dye / dye 14: External additive
10: 상부기판 20: 하부기판10: upper substrate 20: lower substrate
30: 상부전극 40: 하부전극30: upper electrode 40: lower electrode
50: 격벽 60,70: 대전입자50:
100: 기판 200: 전극100: substrate 200: electrode
300: 포토레지스트 400: 패턴300: photoresist 400: pattern
500: 격벽500: bulkhead
110: 상부기판 120: 하부기판110: upper substrate 120: lower substrate
130: 상부전극 140: 하부전극130: upper electrode 140: lower electrode
150: 격벽 160,170: 대전입자150: bulkhead 160,170: charged particles
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