KR101085570B1 - 절연층을 포함하는 전자종이 디스플레이 장치의 제조방법 - Google Patents

절연층을 포함하는 전자종이 디스플레이 장치의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 절연층을 포함하는 전자종이 디스플레이 장치의 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명에 의한 절연층을 포함하는 전자종이 디스플레이 장치의 제조방법은, 하부기판 위에 하부전극을 형성하고, 상부기판 위에 상부전극을 형성하는 전극형성단계; 표면이 요철구조를 가진 몰드(mold)를 준비하고, 상기 요철구조 위에 절연층 조성물을 도포하는 도포단계; 상기 도포된 절연층조성물을 라미네이팅하는 라미네이팅단계; 상기 절연층조성물과 상기 하부전극이 마주보도록 상기 하부기판을 위치시킨 뒤, 상기 절연층조성물에 자외선을 조사하여 경화시키는 경화단계; 상기 하부전극 및 상기 경화된 절연층조성물을 몰드와 분리시켜 격벽 및 제 1절연층을 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 절연층조성물은 아크릴수지와 에폭시수지가 혼합된 에폭시혼합수지 또는 실리콘수지 중 적어도 어느 하나를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 에폭시와 아크릴수지 혼합물 및 실리콘수지를 유기용제와특정비율로 혼합한 절연층 조성물을 이용하여, 전자종이 디스플레이 장치의 격벽 및 절연층을 형성함으로써, 대전입자와 격벽, 그리고 절연층간의 상호작용에 의하여 대전입자의 초기구동전압을 낮추고, 대전입자의 정체현상방지할 수 있어 전자종이 디스플레이 장치의 반응시간을 단축시키는 효과가 있다.

Description

절연층을 포함하는 전자종이 디스플레이 장치의 제조방법 {MANUFACTURING METHOD OF ELECTRONIC PAPER DISPLAY APPARATUS COMPRISING DIELECTRIC LAYER}
본 발명은 절연층을 포함하는 전자종이 디스플레이 장치의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 에폭시와 아크릴수지 혼합물 및 실리콘수지를 유기용제와 특정비율로 혼합한 절연층 조성물을 이용하여, 전자종이 디스플레이 장치의 격벽 및 절연층을 형성함으로써, 대전입자의 초기구동전압을 낮추고, 대전입자의 정체현상방지할 수 있어 전자종이 디스플레이 장치의 반응시간을 단축시키며, 단일입자를 이용하는 경우, 격벽의 형태를 다양화함으로써, 정전기적 인력에 의한 입자 뭉침 현상을 방지하고, 전자종이 디스플레이 장치의 내구성을 증가시킨 절연층을 포함하는 전자종이 디스플레이 장치의 제조방법에 관한 것이다.
종래부터 액정표시장치(LCD)를 대체하는 화상표시장치로서, 전기영동방식, 일렉트로크로믹 방식, 서멀 방식, 2색 입자 회전방식에 의해 제조되는 전자종이가 제안되어 있다. 이러한 전자종이는 LCD에 비하여 통상의 인쇄물에 가까운 넓은 시야각이 얻어지고, 소비전력이 작으며, 메모리 기능을 가지고 있어, 저렴한 화상표시장치에 사용할 수 있는 기술로써, 휴대단말용 화상표시 등에 적용될 것으로 기대되고 있다.
이러한 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.
일반적으로 사용되고 있는 전자종이 기술로는, 분산입자와 착색용액으로 이루어지는 분산액을 마이크로 캡슐화하여 대향하는 기판 사이에 배치하고, 분산액 속에서 입자가 영동하도록 하는 전기영동방식과, 용액을 사용하지 않고, 적어도 일방이 투명한 2장의 기판 사이에 색 및 대전 특성이 다른 2종류 이상의 입자를 봉입하고, 기판의 일방 또는 양방에 형성한 전극으로부터 상기 입자에 전계를 가하고 쿨롱력에 의하여 극성이 다른 대전 입자를 서로 다른 방향으로 비상·이동시켜 화상을 표시하는 충돌 대전 방식이 제안되어 있다.
도 3은 종래 기술에 따른 충돌 대전형 전자종이 디스플레이장치에 대한 셀 구조를 도시한 단면도이다. 도 3에서 도시한 바와 같이, 종래 기술에 따른 충돌 대전형 전자종이 디스플레이장치는, 상기 플라스틱 또는 유리 중 어느 하나로 형성된 상부기판(100) 및 하부기판(110)과, 상기 기판 상에 소자의 구동 전압을 인가하고, 투명전극으로 형성된 상부전극(120) 및 하부전극(130)과, 상부기판(100) 및 하부기판(110) 사이의 간격을 일정하게 유지하고, 셀과 셀을 분리시키는 격벽(140)으로 구성된다.
이러한 종래 기술에 따른 충돌 대전형 전자종이 디스플레이장치에 대해 설명하면, 상부전극(120)과 하부전극(130)에 충분한 전압이 인가되면 인가된 전극 극성에 따라 대전되는 대전입자들(150),(160)이 각 전극으로 끌려간다. 예컨대, 하부전극(130)에 음(-) 전압을 인가하고, 상부전극(120)에 양(+) 전압을 인가하면 쿨롱력에 의하여 양(+)으로 대전된 흑색 대전입자(150)는 하부기판(110) 쪽으로 이동하고, 음(-)으로 대전된 백색 대전입자(160)는 상부기판(100) 쪽으로 이동한다. 이로써, 상부기판(100) 쪽에 백색 대전입자(160)가 위치하고 있으므로, 외부에서 관찰하는 경우에 백색으로 보이게 된다. 반대로, 하부전극(130)에 양(+) 전압을 가하고, 상부전극(120)에 음(-) 전압을 인가하면, 흑색 대전입자(150)가 상부기판(100) 쪽으로 이동하여, 흑색으로 보이게 된다.
한편, 종래 기술에 따른 전기영동형 전지종이 디스플레이장치 또한 기본적인 구조는 상기 종래 기술에 따른 충돌 대전형 전자종이 디스플레이 장치와 유사하다.
이러한 건식형 전자종이 디스플레이 장치의 셀 구조를 도 1에 나타내었으며 간략히 설명하면 다음과 같다. 도시된 바와 같이, 그 구조는 플라스틱 또는 유리로 형성된 상부 및 하부기판(160, 110)과, 상기 상부 및 하부기판(160, 110) 상에 소자의 구동 전압을 인가하도록 투명전극(ITO)으로 형성된 상부 및 하부전극(170, 120)과, 셀과 셀을 분리시키는 칸막이벽(130)과, 상기 두 전극 사이에 존재하는 흑색의 정(+)대전입자(140)와 백색의 부(-)대전입자(150)로 구성된다.
상기와 같은 구조로 이루어진 전자종이 디스플레이 장치는 상부전극(170)과 하부전극(120)에 충분한 전압이 인가되면 인가된 전극 극성에 따라 대전되는 대전입자들(130, 140)이 각 전극으로 끌려간다. 예컨대, 하부전극(120)에 -전압을 인가하고 상부전극(170)에 +전압을 인가하면 쿨롱력에 의해 정(+)대전된 흑색 대전입자(140)는하부기판(110)쪽으로 이동하고, 부대전된 백색 대전입자(150)는 상부기판(160)쪽으로 이동한다. 상부기판(160)쪽에 백색 대전입자(150)가 위치하고 있으므로, 외부에서 관찰하는 경우 백색으로 보이게 된다. 반대로, 하부전극(120)에 +전압을 인가하고 상부전극(170)에 -전압을 인가하면 부대전된 백색 대전입자(150)는 하부기판(110)쪽으로 이동하고, 정대전된 흑색 대전입자(140)는 상부기판(160)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 구동원리로 작동하는 전자종이는 다양한 색깔을 가진 대전입자(140)들이 전기영동 방식에 의한 이동으로 일정한 면적을 가진 형태로 모이게 되면, 상기 면적에 의해 색깔을 표시하는 면계조 방식인 것이다. 이러한 건식형 전자종이 표시소자에서 각 셀 안에 있는 색깔이 다른 두 입자는 마찰에 의해 한 입자는 양(+)으로 대전되고 다른 입자는 음(-)으로 대전되며, 종래의 전기영동형 전자종이와는 달리 액상이 아니라 대기중에서 동작하는 것이 특징이다. 대전입자를 칸막이벽에 의해 분리된 화소공간 내에 주입한 다음, 대기중에서 합착하면 건식형 전자종이 소자가 된다. 대전된 입자들은 일반 대기중에서 합착되어 있어서 구동시에도 약 0.2msec 정도의 빠른 속도로 이동한다. 이는 종래의 액체 상에서 대전입자가 이동하는 마이크로캡슐형 전자종이의 응답속도인 20-100msec 보다 훨씬 빠르다.
그러나, 이러한 건식형 전자종이 표시장치에서 대전입자는 주로 폴리머를 주요성분으로 하여 이것이 전하를 띠는 고비저항의 재료로 되어 있어서, 일반적으로 금속으로 이루어진 하부전극 또는 상부전극과 대전입자가 직접 맞닿는 경우, 상기 대전입자 안에 포함되어 있는 하전을 띠는 전자가 전극으로 빠져나가는 문제점이 발생한다.
이렇게 대전입자에 있는 전자가 계속해서 전극으로 누설되게 되면, 대전입자는 대전량을 오랫동안 유질할 수 없고, 이에 따라 대전입자를 구동하기 위한 구동전압이 불규칙해져서 입자의 이동을 제대로 통제할 수가 없다.
이를 위하여 종래에는 기판 위에 있는 전극에 절연막을 코팅시킴으로서, 입자 안에 있는 전자가 전극으로 누설되지 않도록 하기도 하였다. 그러나, 이렇게 전극 위에 하나의 절연막을 코팅시키는 것만으로는 대전입자에 있는 전자가 전극으로 누설되는 문제점을 완전히 해결할 수는 없었다.
또한, 종래의 절연막은 일반적으로, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리이더술폰으로 이루어진 군에서 적어도 하나 이상을 포함하여 이루어지거나, 이산화규소(SiO2), 질화규소(SiNx), 산화알루미늄(Al2O3) 및 산화탄탈(Ta2O3)로 이루어진 군에서 적어도 하나 이상을 포함하였다. 그러나, 이러한 절연막으로는 전자의 전극누설을 일부 차단할 수 있으나, 근본적인 해결책이 될 수 없었고, 절연막으로 인해 전극과 대전입자가 분리됨으로써, 오히려 대전입자의 구동성이 저하되는 문제가 있었다.
이러한 입자의 구동성 저하로 인해, 전자종이 표시장치의 반응속도가 저하되며, 개구율 및 콘트라스트비가 감소하고, 소비전력이 상승하는 등 전자종이 표시장치 전반적인 성능이 저하되는 문제가 있었다.
또한, 종래 기술에 따른 전자종이 디스플레이 장치는, 2종류 이상의 서로 다른 대전특성을 갖는 입자가 하나의 셀 안에 모두 충진되기 때문에 이들의 정전기적 인력에 따른 입자뭉침 및 입자충돌현상이 발생하기 쉬운 문제점이 있다. 이에 따라 입자의 이동속도가 늦어져 전자종이의 반응속도가 늦어지며, 구동수명 또한 단축되는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 전자종이 디스플레이장치의 격벽은 일반적으로 직사각형 형태를 가지기 때문에, 각 모서리 부분에서 대전입자가 정체되거나 격벽사이를 채우기 위해 대전입자가 많이 필요하고, 반응시간이 늦어지는 문제점이 있었다.
뿐만 아니라, 2종류 이상의 서로 다른 대전특성을 갖는 입자를 사용하기 때문에, 단일입자를 이용하는 경우에는 일반적인 격벽의 형태로는 구동될 수 없으며, (+),(-)전극을 모두 형성하기 때문에, 상호간의 간섭현상 및 그로 인해 제품의 수명이 단축되는 문제점이 있었다.
이와 더불어, 종래에 격벽을 형성하는 방법은 포토레지스트(PR)를 이용하는 포토리소그래피 방법에 의하였는 바, 별도의 빛을 이용한 노광공정을 거쳐야 하므로, 제조방법이 복잡하고, 노광공정을 위해서는 별도의 노광장치가 필요하여, 격벽 형성에 많은 시간이 소요되고 제작절차가 번거로운 문제점이 있다.
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. 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 기판이나 전극과의 접착이 쉽게 떨어지지 않는 격벽 형성 방법이 요구되고 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은, 에폭시와 아크릴수지 혼합물 및 실리콘수지를 유기용제와 특정비율로 혼합한 절연층 조성물을 이용하여, 전자종이 디스플레이 장치의 격벽 및 절연층을 형성함으로써, 대전입자와 격벽, 그리고 절연층간의 상호작용에 의하여 대전입자의 초기구동전압을 낮추고, 대전입자의 정체현상방지할 수 있어 전자종이 디스플레이 장치의 반응시간을 단축시키는 것을 목적으로 한다.
또한, 절연층조성물을 특정 조건에서 라미네이팅함으로써, 절연층의 두께를 얇게 제조할 수 있으며, 상기 절연층이 최적의 두께로 형성됨으로써, 대전입자 및 격벽과의 상호작용을 극대화시켜, 대전입자의 구동성을 향상시키고, 상기 절연층으로 변경함으로 인해, 표시장치의 개구율 및 콘트라스트비를 향상시키며, 소비전력을 감소시키는 것을 목적으로 한다.
또한, 단일입자를 이용하여 서로 다른 대전특성의 입자간의 충돌현상 및 정전기적 인력에 의한 입자간의 뭉침현상을 방지며, 장치의 내구성을 증가시킨 전자종이 디스플레이장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
아울러, 본 발명은 별도의 몰드를 이용하여 격벽 및 절연층을 동시에 형성함으로서, 종래와 같이 복잡하고 어려운 포토공정 작업 없이도, 격벽 및 절연층을 신속하고 대량으로 형성할 수 있으며, 기판 및 전극과도 높은 합착강도를 가진 전자종이 디스플레이 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 특수한 형태의 격벽을 형성함으로써, 모서리부분에서 대전입자의 정체현상방지 및 격벽사이의 대전입자량을 감소시켜, 전자종이 디스플레이 장치의 반응시간을 단축시키는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 절연층을 포함하는 전자종이 디스플레이 장치의 제조방법의 제 1실시예는, 하부기판 위에 하부전극을 형성하고, 상부기판 위에 상부전극을 형성하는 전극형성단계; 표면이 요철구조를 가진 몰드(mold)를 준비하고, 상기 요철구조 위에 절연층 조성물을 도포하는 도포단계; 상기 도포된 절연층조성물을 라미네이팅하는 라미네이팅단계; 상기 절연층조성물과 상기 하부전극이 마주보도록 상기 하부기판을 위치시킨 뒤, 상기 절연층조성물에 자외선을 조사하여 경화시키는 경화단계; 상기 하부전극 및 상기 경화된 절연층조성물을 몰드와 분리시켜 격벽 및 제 1절연층을 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 절연층조성물은 아크릴수지와 에폭시수지가 혼합된 에폭시혼합수지 또는 실리콘수지 중 적어도 어느 하나를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 절연층을 포함하는 전자종이 디스플레이 장치의 제조방법의 제 2실시예는, 하부기판 위에 하부전극을 형성하고, 상부기판 위에 상부전극을 형성하는 전극형성단계; 상기 상부기판과 상기 하부기판을 연결하여 단위셀을 형성하는 적어도 하나의 제 1격벽 및 절연층 형성단계; 상기 단위셀 내에 위치하고, 상기 상부기판 또는 상기 하부기판에 부착되며, 상기 제 1격벽과 대전입자가 이동가능한 통로를 형성하는 적어도 하나의 제 2격벽및 절연층을 형성하는 제 2격벽 및 절연층 형성단계; 상기 통로에 대전입자를 충진하는 충진단계; 상기 상부기판과 상기 하부기판이 대향하도록 상기 상부기판을 상기 하부기판과 합착시키는 합착단계;를 포함하여 이루어지며, 상기 제 1격벽 및 절연층 형성단계, 또는 상기 제 2격벽 및 절연층 형성단계 중 적어도 하나는, 몰드를 준비하고, 상기 몰드 위에 절연층조성물을 도포하는 도포단계; 상기 도포된 절연층조성물을 라미네이팅하는 라미네이팅단계; 상기 절연층조성물과 상기 하부전극이 마주보도록 상기 하부기판을 위치시킨 뒤, 상기 절연층조성물에 자외선을 조사하여 경화시키는 경화단계; 상기 절연층조성물가 경화된 상기 하부기판을 몰드와 분리시켜 격벽을 형성하는 분리단계;를 포함하여 이루어지고, 상기 절연층조성물은 아크릴수지와 에폭시수지가 혼합된 에폭시혼합수지 또는 실리콘수지 중 적어도 어느 하나를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 라미네이팅단계에서, 라미네이팅 온도는 50 내지 200℃이며, 라미네이팅 갭(gap)은 0.1mm 내지 2mm이고, 상기 라미네이팅단계를 1 내지 5회 실시하는 것을 특징으로 하며, 상기 절연층조성물은, 상기 에폭시혼합수지 100중량%에 대하여, 상기 아크릴수지는 15 내지 30중량%이고, 상기 에폭시수지는 70 내지 85중량%인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 절연층조성물은, 상기 에폭시혼합수지 및 상기 실리콘수지에 유기용제를 더 포함하며, 상기 유기용제는 상기 에폭시혼합수지 또는 상기 실리콘수지 100중량부에 대하여, 50 내지 200중량부를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 절연층에서, 상기 에폭시혼합수지로 이루어진 절연층은 그 두께가 0.1 내지 3㎛이며, 상기 실리콘수지로 이루어진 절연층은 그 두께가 0.1 내지 1.5㎛인 것을 특징으로 한다.
상기 제1실시예는, 상기 상부전극의 하부에 접하는 제 2절연층을 형성하는 제 2절연층형성단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 도포단계에서, 상기 몰드의 요철구조는 U자형 또는 V자형의 형태로 이루어지며, 요철간의 간격이 0㎛ 내지 50㎛인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2실시예에서, 상기 대전입자는 동일한 대전 특성을 가진 단일 입자인 것을 특징으로 하며, 상기 제 1격벽은 가장 넓은 부분의 폭이 5 내지 60㎛이며, 상기 제 2격벽은 상기 상부기판 또는 상기 하부기판에 부착된 부분의 폭이 1 내지 40㎛인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1격벽과 상기 제 2격벽에 의해 형성된 통로는 상기 대전입자가 상기 단위셀 하부에 위치하는 경우, 상기 대전입자가 화면에 표시되지 않도록 형성되는 것을 특징으로 하며, 상기 제 1격벽과 상기 제 2격벽에 의해 형성된 통로는 상기 상부기판과 상기 하부기판을 잇는 측면부분이 비스듬하게 기울어진 것을 특징으로 한다.
본 발명의 절연층을 포함하는 전자종이 디스플레이 장치의 제조방법에 따르면, 에폭시와 아크릴수지 혼합물 및 실리콘수지를 유기용제와 특정비율로 혼합한 절연층 조성물을 이용하여, 전자종이 디스플레이 장치의 절연층을 형성함으로써, 대전입자와 격벽, 그리고 절연층간의 상호작용에 의하여 대전입자의 초기구동전압을 낮추고, 대전입자의 정체현상방지할 수 있어 전자종이 디스플레이 장치의 반응시간을 단축시키는 효과가 있다.
또한, 절연층조성물을 특정 조건에서 라미네이팅함으로써, 절연층의 두께를 얇게 제조할 수 있으며, 상기 절연층이 최적의 두께로 형성됨으로써, 대전입자 및 격벽과의 상호작용을 극대화시켜, 대전입자의 구동성을 향상시키고, 상기 절연층으로 변경함으로 인해, 표시장치의 개구율 및 콘트라스트비를 향상시키며, 소비전력을 감소시키는 장점이 있다.
또한, 단일입자를 이용하여 서로 다른 대전특성의 입자간의 충돌현상 및 정전기적 인력에 의한 입자간의 뭉침현상을 방지하고, 그로 인하여 장치의 내구성을 증가시킬 수 있으며, 특수한 형태의 격벽을 형성함으로써, 모서리부분에서 대전입자의 정체현상방지 및 격벽사이의 대전입자량을 감소시키는 효과가 있다.
아울러, 본 발명은 별도의 몰드를 이용하여 격벽 및 절연층을 형성함으로서, 종래와 같이 복잡하고 어려운 포토공정 작업 없이도, 격벽 및 절연층을 신속하고 대량으로 형성할 수 있으며, 기판 및 전극과도 높은 합착강도를 가지는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 절연층을 포함하는 전자종이 디스플레이 장치의 제조방법의 제 1실시예를 순차적으로 나타낸 순서도
도 2는 본 발명에 따른 절연층을 포함하는 전자종이 디스플레이 장치의 제조방법의 제 2실시예를 순차적으로 나타낸 순서도
도 3은 종래 기술에 따른 충돌 대전형 전자종이 디스플레이 장치를 도시한 단면도
도 4는 본 발명의 제 1실시예에 따라 제조된 절연층을 포함하는 전자종이 디스플레이 장치를 도시한 단면도
도 5는 본 발명의 실시예 1(a),2(b)와 비교예 1(d), 비교예 2(e), 비교예 3(c)의 절연층을 포함하는 전자종이 디스플레이 장치의 초기구동전압을 표시한 그래프
도 6은 본 발명의 에폭시혼합수지로 구성된 절연층의 두께를 2㎛(a), 3㎛(b), 6㎛(c), 0㎛(d)로 한 전자종이 디스플레이 장치의 초기구동전압을 표시한 그래프
도 7은 본 발명의 실리콘수지로 구성된 절연층의 두께를 2.4㎛(a), 1.4㎛(b), 1.2㎛(c)로 한 전자종이 디스플레이 장치의 초기구동전압을 표시한 그래프
도 8은 본 발명의 제 2실시예에 따라 제조된 절연층을 포함하는 전자종이 디스플레이 장치를 도시한 단면도
도 9a 내지 도 9h는 본 발명에 따라 몰드를 이용하여 전자종이 디스플레이 장치의 격벽을 형성하는 과정을 나타내는 순서도
도 10은 본 발명에 따라 전자종이 디스플레이 장치의 기판과 격벽이 합착되는 상태를 나타내는 단면도
이하, 본 발명에 의한 절연층을 포함하는 전자종이 디스플레이 장치의 제조방법에 대하여 본 발명의 바람직한 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.
먼저, 본 발명인 절연층을 포함하는 전자종이 디스플레이 장치의 제조방법에 사용되는, 격벽 및 절연층을 구성하는 절연층조성물에 대하여 살펴본다. 전자종이 디스플레이 장치의 격벽 및 절연층을 구성하는 절연층조성물은 아크릴수지와 에폭시수지가 혼합된 에폭시혼합수지 또는 실리콘수지 중 적어도 어느 하나와 유기용제를 포함하여 이루어진다.
본 발명자는 수년간의 연구 및 수차례의 실험을 통해 종래의 일반적인 절연효과만 있는 절연층 소재인 폴리카보네이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 질화규소(SiNx), 산화알루미늄(Al2O3) 및 산화탄탈(Ta2O3)와 달리, ㎛단위의 얇은 두께로 층을 형성하는 경우에 투명성을 확보할 수 있으면서도, 대전입자와의 상호작용이 가장 효과적으로 이루어지는 물질로서, 상기 아크릴수지, 에폭시수지 및 실리콘수지를 절연층 소재로 개발하였다. 이는 단순한 절연효과뿐만 아니라, 대전입자와의 상호작용을 통해, 구동성을 향상시키고, 초기구동전압을 낮추는 등 전자종이 디스플레이 장치의 전반적인 성능향상에 기여할 수 있다. 뿐만 아니라, 임프린트방식을 이용하여 격벽을 제조하는 경우, 격벽과 절연층을 한번의 임프린트 공정으로 형성할 수 있어, 격벽 또한 상기 절연층과 동일한 조성물을 사용함으로써, 대전입자와의 상호작용 효과를 극대화할 수 있다.
상기 에폭시혼합수지의 혼합비율에 대해 살펴보면, 에폭시혼합수지 100중량%에 대하여, 상기 아크릴수지는 15 내지 30중량%, 상기 에폭시수지는 70 내지 85중량%를 포함하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 아크릴수지 20 내지 25중량%, 에폭시수지 75 내지 80중량%인 것이 가장 효과적이다.
상기 범위를 벗어나면, 대전입자의 초기구동전압이 급격히 증가하는 문제가 있는 바, 종래와 달리 대전입자의 초기구동전압을 낮추고, 대전입자의 정체현상방지할 수 있어 전자종이 디스플레이 장치의 반응시간을 단축시키는 본 발명의 효과를 나타낼 수 없다. 이에 대한 실험결과, 아크릴수지 25중량%, 에폭시수지 75중량%를 포함하여 본 발명의 범위내에 있는 경우에는, 대전입자의 초기구동전압이 20V로 종래 75V이던 초기구동전압을 획기적으로 낮추는 것에 반하여, 아크릴수지 33중량%, 에폭시수지 66중량%인 경우와 아크릴수지 50중량%, 에폭시수지 50중량%인 경우에는, 상기 본 발명의 혼합비율 범위를 벗어나므로, 초기구동전압이 40 내지 45V로 증가하게 된다.
또한, 상기 유기용제는 용제로 사용되며, 상기 에폭시혼합수지 또는 상기 실리콘수지와 혼합되어 스핀코팅이 용이하도록 적절한 비율로 혼합된다. 그 혼합비율은상기 에폭시혼합수지 또는 상기 실리콘수지 100중량부에 대하여, 50 내지 200중량부를 포함하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 80 내지 150중량부인 것이 가장 효과적이다. 50중량부 미만인 경우에는 점도가 높아 스핀코팅하기 어려우며, 200중량부를 초과하는 경우에는 상기 에폭시혼합수지 또는 상기 실리콘수지의 비율이 낮아져서 절연층으로서의 효과를 발휘하기 어려운 문제가 있다.
상기 유기용제는 유기용제 중 어느 것을 사용하여도 무방하나, 아세톤을 사용하는 것이 가장 효과적이다.
이하 도 5 및 <표 1>에서는 본 발명의 절연층 조성물을 이용한 절연층(실시예1,2)과 유사한 다른 소재를 이용한 절연층(비교예1,2), 그리고 절연층이 없는 경우(비교예 3)의 초기구동전압을 비교하였다.
절연층 존재여부 절연층 소재 절연층 두께 초기구동전압
실시예 1 에폭시혼합수지 2 ㎛ 20V
실시예 2 실리콘수지 1.4 ㎛ 5V
비교예 1 아크릴수지 1.9 ㎛ 77V
비교예 2 우레탄수지 1.8 ㎛ 140V
비교예 3 절연층 없음
전극-ITO		 0 ㎛ 75V
도 5 및 상기 <표 1>의 실험결과에 나타난 바와 같이, 본 발명의 에폭시혼합수지와 실리콘수지를 포함하는 절연층의 경우(실시예 1,2)에는 초기구동전압이 5 및 20V로 절연층이 없는 비교예 3의 75V에 비해 현저히 낮아지는 것을 알 수 있었다.
또한, 이와 유사한 소재인 아크릴수지를 포함하는 절연층의 경우(비교예 1)에는 77V로 절연층이 없는 비교예 3에 비해 다소 초기구동전압이 상승하였으며, 우레탄수지를 포함하는 절연층의 경우(비교예 2)에는 140V로 현저하게 상승한 것을 알 수 있다.
즉, 본 발명과 유사한 소재를 사용하더라도 절연층을 형성하는 경우에는 일반적으로 절연층이 없는 경우보다 초기구동전압이 상승하여, 입자의 구동성이 떨어지는 문제가 있었으나, 본 발명은 대전입자와 상호작용함으로써, 오히려 입자의 구동성을 향상시키는 특정 물질을 사용함으로써, 절연층으로 인해 전자종이 디스플레이 장치의 성능을 월등히 향상시키는 획기적인 발명임을 상기 <표 1>의 실험결과를 통해 알 수 있다.
다음으로, 본 발명에 의한 절연층을 포함하는 전자종이 디스플레이 장치의 제조방법의 제 1실시예에 대해 살펴본다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 절연층을 포함하는 전자종이 디스플레이 장치의 제조방법은 전극형성단계(S10), 도포단계(S11), 라미네이팅단계(S12), 경화단계(S13), 격벽형성단계(S14), 충진단계(S15), 합착단계(S16)를 포함하여 이루어진다. 이에 의해 제조된 절연층을 포함하는 전자종이 디스플레이 장치는 도 8에 나타난 바와 같다.
여기서, 전극형성단계(S10)는 하부기판 위에 하부전극을 형성하고, 상부기판 위에 상부전극을 형성하는 단계이다. 여기서 상부전극 또는 하부전극 중 적어도 하나는 투명한 인-주석 산화물(Indium-Tin Oxide) 전극인 것이 바람직하다.
도포단계(S11)는 표면이 요철구조를 가진 몰드(mold)를 준비하고, 상기 요철구조 위에 절연층 조성물을 도포하는 단계이다. 도포단계(S11)는 먼저, 도 9a에 나타난 바와 같은 표면이 요철구조를 가진 몰드(1)를 준비하는 단계를 거친다. 도 9a에 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. 이러한 몰드(1)는 건식 에칭(etching), 습식 에칭 또는 샌딩(sanding) 공정에 의해 표면에 요철구조가 형성되는 것이 바람직하다.
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.
다음으로, 도 9b에 나타난 바와 같이 상기 요철구조를 가진 몰드(1)에 상기 절연층조성물(2)을 도포한다. 본 발명에서 사용되는 상기 절연층조성물(2)은 광에 의해 경화되며, 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 상기 절연층조성물(2)을 본 발명에 따른 격벽 재료로 선택한 것이다. 이러한, 상기 절연층조성물(2)은 광 경화를 위하여 UV 경화제를 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 절연층조성물(2)을 본 발명에 따른 상기 몰드(1)에 도포하는 방법은 특별히 제한되지 않는다.
라미네이팅단계(S12)는 상기 도포된 절연층조성물(2)을 라미네이팅하는 단계이다. 이는 절연층조성물을 적절한 두께로 몰드에 라미네이션시키는 공정이다.
여기서, 라미네이팅 온도는 50 내지 200℃인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 100 내지 150℃인 것이 가장 효과적이다. 50℃미만인 경우에는 절연층의 두께가 6.5㎛이상으로 두꺼워지는 문제가 있으며, 200℃를 초과하는 경우에는 조성물이 탄화되거나 정상적인 절연층을 형성할 수 없는 문제가 있다.
또한, 라미네이팅 갭(gap)은 0.1mm 내지 2mm인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 0.5mm 내지 1mm인 것이 가장 효과적이다. 0.1mm미만인 경우에는 압력이 높아 절연층이 정상적으로 형성되지 않는 문제가 있으며, 2mm를 초과하는 경우에는 절연층의 두께가 8.5㎛이상으로 두꺼워지는 문제가 있다. 여기서, 라미네이팅 갭(gap)이란 몰드(1)와 절연층조성물(2)을 압착시키기 위해, 절연층조성물(2)이 도포된 몰드(1)을 통과시키는 라미네이터의 롤러간 거리를 의미한다.
또한, 상기 라미네이팅단계(S12)는 1회 실시하거나 2회 내지 5회를 반복실시하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 3 내지 5회 반복실시하는 것이 가장 효과적이다. 1회의 라미네이팅단계로 원하는 얇은 두께의 절연층을 형성하기 위해서는 라미네이팅 갭을 최대한 줄이고, 온도를 최대한 높여야하므로, 그로 인해 불량율이 증가하는 문제가 있으며, 5회를 초과하는 경우에는 경제성이 떨어지며 오히려 과도한 라미네이팅으로 절연층의 강도가 약해지고, 불량율이 증가하는 문제가 있다.
경화단계(S13)는 상기 절연층조성물과 상기 하부전극이 마주보도록 상기 하부기판을 위치시킨 뒤, 상기 절연층조성물에 자외선을 조사하여 경화시키는 단계이다. 이는 도 9c에 나타난 바와 같이, 상기 도포된 절연층조성물(2)과 하부전극이 마주보도록 하부기판(11)을 위치시키고, 상기 절연층조성물(2)에 자외선을 조사함으로서 상기 절연층조성물(2)이 경화되어 하부기판(11)에 부착되는 단계이다. 여기서, 자외선을 조사하는 것은 본 발명에 따른 상기 절연층조성물(2)을 경화시켜서 하부기판(11)에 부착시키기 위한 것으로, 절연층조성물(2)에 UV와 같은 광을 조사하면, 상기 절연층조성물(2)은 하부기판(11)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 몰드(1)와 절연층조성물(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 절연층조성물(2)을 도포한 후에 몰드(1)로 눌러서 원하는 모양을 형성하는 역공정 또한 가능한 장점이 있다.
다음으로, 격벽형성단계(S14)는 상기 하부전극 및 상기 경화된 절연층조성물을 몰드와 분리시켜 격벽 및 제 1절연층을 형성하는 단계이다.
도 9d에 도시된 바와 같이, 하부전극 및 경화된 절연층조성물(2)을 몰드(1)와 분리시키기 위해서는 하부전극 및 경화된 절연층조성물(2) 또는 몰드(1)를 위, 아래로 잡아당기면서 분리시켜야 하는데, 이러한 분리를 용이하게 하기 위하여 몰드(1) 안에는 상기 절연층조성물(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 절연층조성물(2)과 몰드(1)를 분리시켜 격벽을 형성하는 단계에서 하부기판(11)과 절연층조성물(2)의 접착력을 강화시키기 위하여 하부기판(11) 위에 프라이머 처리를 할 수도 있다.
상기와 같이 몰드를 이용한 임프린트 방식과 본 발명에서 개발된 절연층조성물을 이용하면, 격벽과 절연층을 동시에 형성할 수 있어, 공정의 단축 및 경제성이 향상되는 효과가 있으며, 격벽과 절연층이 대전입자와 상호작용함으로써, 대전입자와 절연층의 상호작용의 효과가 격벽에까지 적용되어, 초기구동전압을 더욱 낮추는 등 대전입자와의 상호작용이 극대화되는 장점이 있다.
다음으로, 제 2절연층형성단계(S15)는 상기 상부전극의 하부에 접하는 제 2절연층을 형성하는 단계이다. 이는 필수적인 단계는 아니나, 대전입자와의 상호작용을 극대화하기 위해 상부전극의 하부에 제 2절연층을 형성시키는 것이 바람직하다. 이는 상기 제 1절연층과 동일한 재료로 이루어지며, 상부전극에 상기 절연층조성물을 도포함으로써 형성된다.
충진단계(S16)는 상기 격벽에 의해 형성된 셀에 대전입자를 충진하는 단계이다.
마지막으로 합착단계(S17)는 상기 상부기판을 상기 상부전극이 상기 하부전극과 대향하도록 상기 격벽의 상면에 적층하여 하부기판과 합착시키는 단계이다.
도 10은 본 발명에 따라, 상부기판(10)과 하부기판(11)을 합착시키는 과정을 나타내는 모식도이다. 이렇게 적층시키고 합착하는 방법은 상부전극이 형성된 상부기판(10)과 본 발명에 따라 몰드를 이용한 절연층조성물에 의해 형성된 격벽이 부착되어 있는 하부기판(11)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.
다음으로, 본 발명에 의한 절연층을 포함하는 전자종이 디스플레이 장치의 제조방법의 제 2실시예에 대해 살펴본다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 절연층을 포함하는 전자종이 디스플레이 장치의 제조방법은 전극형성단계(S20), 제 1격벽 및 절연층 형성단계(S21), 제 2격벽 및 절연층 형성단계(S22), 충진단계(S23), 합착단계(S24)를 포함하여 이루어지며, 상기 제 1격벽 및 절연층 형성단계, 또는 상기 제 2격벽 및 절연층 형성단계 중 적어도 하나는, 도포단계(S211,S221), 라미네이팅단계(S212,S222), 경화단계(S213,S223), 분리단계(S214,S224)를 포함하여 이루어진다. 이에 의해 제조된 절연층을 포함하는 전자종이 디스플레이 장치는 도 8에 나타난 바와 같다.
여기서, 전극형성단계(S20)는 상기 제 1실시예의 전극형성단계(S10)와 동일하고, 충진단계(S23)는 제 1실시예의 충진단계(S16), 합착단계(S24)는 제 1실시예의 합착단계(S17), 도포단계(S211,S221)는 제 1실시예의 도포단계(S11), 라미네이팅단계(S212,S222)는 제 1실시예의 라미네이팅단계(S12), 경화단계(S213,S223)는 제 1실시예의 경화단계(S13), 분리단계(S214,S224)는 제 1실시예의 격벽형성단계(S14)와 동일하다. 이하에는 제 1실시예와 다른 부분에 대해 살펴본다.
제 1격벽 및 절연층 형성단계(S21)는 상기 상부기판과 상기 하부기판을 연결하여 단위셀을 형성하는 적어도 하나의 제 1격벽(23) 및 절연층(22a)을 형성하는 단계이다. 도 9a 내지 도 9d에 나타난 바와 같이, 제 1격벽(23) 및 절연층(22a)의 형성방법은 상기 제 1실시예와 같다.
도 8에 나타난 바와 같이, 제 1격벽 및 절연층 형성단계(S21)에 의해 형성된 제 1격벽(23)은 상기 상부기판(20)과 상기 하부기판(27)을 연결하며, 상기 상부기판(20) 또는 상기 하부기판(27)에 부착된 부분 중 가장 넓은 부분의 폭이 5 내지 60㎛인 것이 바람직하다. 폭이 5㎛미만인 경우에는 상기 상부기판(20)과 상기 하부기판(27)을 지지하기 어려워, 내구성이 떨어지는 문제가 있으며, 폭이 60㎛를 초과하는 경우에는 표시장치의 개구율 및 콘트라스트비가 떨어지는 문제가 있다. 더욱 바람직하게는 가장 넓은 부분의 폭이 20㎛ 내지 40㎛인 것이 내구성 및 개구율 측면에서 가장 효율적이다.
또한, 상기 제 1격벽(23)은 상기 대전입자(26)의 색과 대비되는 흑색으로 이루어져서 사용자의 눈에는 상기 대전입자(26)가 차폐되는 경우에 화면에 흑색으로 표시되도록 한다.
다음으로, 제 2격벽 및 절연층 형성단계(S22)는 상기 단위셀 내에 위치하고, 상기 상부기판 또는 상기 하부기판에 부착되며, 상기 제 1격벽(23)과 대전입자가 이동가능한 통로를 형성하는 적어도 하나의 제 2격벽(25) 및 절연층(22b)을 형성하는 단계이다. 이는 도 9e 내지 도 9h에 도시되어 있다.
상기 제 2격벽(25)은 상기 상부기판(20) 또는 상기 하부기판(27)에 부착된 부분의 폭이 1 내지 40㎛인 것이 바람직하다. 폭이 1㎛미만인 경우에는 상기 제 2격벽(25)이 대전입자(26)에 대한 구조적 차폐기능을 발휘하기 어려우며, 폭이 40㎛를 초과하는 경우에는 입자의 이동거리가 늘어나 반응속도가 늦어지는 문제가 있다. 더욱 바람직하게는 폭이 10 내지 20㎛인 것이 대전입자(26)에 대한 구조적 차폐기능 및 반응속도 측면에서 가장 효율적이다.
또한, 상기 제 2격벽(25)은 상기 대전입자(26)의 색과 대비되는 흑색으로 이루어져서 사용자의 눈에는 상기 대전입자(26)가 차폐되는 경우에 화면에 흑색으로 표시되도록 한다.
여기서, 상기 제 1격벽과 상기 제 2격벽에 의해 형성된 통로(24)는 상기 대전입자가 상기 단위셀 하부에 위치하는 경우, 상기 대전입자가 화면에 표시되지 않도록 형성되는 것을 특징으로 하며, 상기 제 1격벽과 상기 제 2격벽에 의해 형성된 통로는 상기 상부기판과 상기 하부기판을 잇는 측면부분이 비스듬하게 기울어지는 것이 바람직하다. 이는 단일입자를 이용해 효과적으로 전자종이 디스플레이 장치가 작동되도록 제 1격벽(23)과 제 2격벽(25)의 구조적 차폐기능을 발현하기 위한 것이다. 상기 대전입자(26)가 상기 통로(24) 하부에 위치하는 경우, 상기 대전입자(26)가 화면에 표시되지 않도록 상기 제 1격벽(23) 및 상기 제 2격벽(25)이 상기 대전입자(26)를 차폐함으로써, 화면에 상기 제 1격벽(23) 및 상기 제 2격벽(25)의 색만 표시되도록 한다.
이러한 통로(24)의 구조는 종래의 직사각형 셀 구조에 비해, 모서리부분에서 대전입자의 정체현상방지 및 격벽사이의 대전입자량을 감소시키고, 단일입자를 이용하면서도 표시장치의 개구율 및 콘트라스트비를 향상시키며, 반응속도 또한 향상시키는 효과가 있다.
또한, 통로(24) 내부에 충진된 대전입자(26)에 대해 살펴보면, 상기 대전입자(26)는 동일한 대전 특성을 가진 단일 입자로 이루어진다. 종래에는 도 3에 나타난 바와 같이, 양(+),음(-)으로 대전되고, 각각 흑색, 백색의 다른 종류의 색을 가진 2종류의 대전입자(600,700)로 이루어져서, 하나의 셀 안에 2종류 이상의 서로 다른 대전 특성을 갖는 입자가 충진되기 때문에 이들의 정전기적 인력에 따른 입자의 충돌 및 뭉침현상이 발생하기 쉬워, 장치의 내구성이 떨어지고, 반응속도 또한 늦어지는 단점이 있었다. 이를 해결하고자 본 발명에서는 통로(24) 내부에 충진된 대전입자(26)가 동일한 대전특성을 가지며, 백색 등 1종류의 색만을 갖는 단일입자를 사용함으로써, 입자의 충돌 및 뭉침현상의 발생을 현저히 줄이고, 이에 따라 장치의 내구성이 향상되며, 반응속도 또한 향상되는 장점이 있다.
또한, 상기 대전입자(26)와 상기 제 1격벽(23) 및 상기 제 2격벽(25)은 명암을 대표하는 흑색(Black) 또는 흰색(White)으로 서로 대비되도록 구성되며, 그 밖에도 필요에 따라 다양한 색을 띠는 입자로 사용할 수 있다.
또한, 상기 본 발명의 제 1실시예 및 제 2실시예에서, 상기 에폭시혼합수지로 이루어진 절연층은 그 두께가 0.1 내지 3㎛인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 1 내지 2㎛인 것이 가장 효과적이다. 또한, 상기 실리콘수지로 이루어진 절연층은 그 두께가 0.1 내지 1.5㎛인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 0.8 내지 1.2㎛인 것이 가장 효과적이다. 에폭시혼합수지와 실리콘수지인 경우에 최적의 두께가 각각 상이한 이유는 각 소재별로 대전입자와의 상호작용이 가장 활발하여, 전자종이 디스플레이 장치의 성능을 향상시키기에 적합한 두께가 다르기 때문이다.
상기 수치는 이하의 실험결과에 의해 그 임계적 의의를 입증할 수 있다.
도 6는 상기 에폭시혼합수지가 포함된 조성물을 스핀코팅하여 2㎛(a), 3㎛(b) 및 6㎛(c) 두께의 절연층을 제조한 후, 초기구동전압을 측정한 그래프로써, 본 발명의 범위에 속하는 도 6a의 2㎛두께 절연층은 20V의 초기구동전압을 보이는데 반해, 본 발명의 범위를 벗어나는 도 6b의 3㎛, 도 6c의 6㎛두께의 절연층은 40 및 45V의 초기구동전압을 나타내어, 비록 본 발명의 절연층이 존재하지 않았을 때의 초기구동전압 75V보다는 월등히 낮으나, 최적의 두께는 2㎛이하로, 본 발명의 범위 내인 것이 가장 초기구동전압을 낮추는 효과가 있었다.
또한, 도 7는 상기 실리콘수지가 포함된 조성물을 스핀코팅하여 1.2㎛(a), 1.4㎛(b) 및 2.4㎛(c) 두께의 절연층을 제조한 후, 초기구동전압을 측정한 그래프로써, 본 발명의 범위에 속하는 도 7a의 1.2㎛두께 절연층 및 도 7b의 1.4㎛두께 절연층은 5V의 초기구동전압을 보이는 데 반해, 본 발명의 범위를 벗어나는 도 7c의 2.4㎛ 두께의 절연층은 30V의 초기구동전압을 나타내어, 비록 본 발명의 절연층이 존재하지 않았을 때의 초기구동전압 75V보다는 월등히 낮으나, 최적의 두께는 1.5㎛이하로, 본 발명의 범위 내인 것이 가장 초기구동전압을 낮추는 효과가 있었다.
또한, 이미 언급한 바와 같이, 상기 절연층은 대전입자와의 상호작용에 의해, 대전입자의 초기구동전압을 현저히 낮추는 장점이 있다. 즉, 상기 절연층은 대전입자의 초기구동전압을 5V 내지 50V로 낮추는 것이 바람직하다. 5V미만으로 낮추는 것은 대전입자의 구동성을 감안할 때 불가능하고, 50V를 초과하는 경우에는 입자의 구동성 향상으로 인한 표시장치의 성능향상의 장점이 저하되는 문제가 있다.
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.
100: 상부기판 110: 하부기판
120: 상부전극 130: 하부전극
140: 격벽 150: (+) 대전입자
160: (-) 대전입자

1a: 몰드(mold) 1b: 몰드(mold)
2: 절연층조성물
10: 상부기판 11: 하부기판
12: 상부전극 13: 하부전극
14a: 상부 절연층 14b: 하부 절연층
15: (+) 대전입자 16: 격벽
17: (-) 대전입자
20: 상부기판 21a: 상부전극
21b: 하부전극 22a: 상부 절연층
22b: 하부 절연층 23: 제 1격벽
24: 셀 25: 제 2격벽
26: 대전입자 27: 하부기판
28: 흰색 표시화면 29: 흑색 표시화면

Claims (12)

  1. 삭제
  2. 하부기판 위에 하부전극을 형성하고, 상부기판 위에 상부전극을 형성하는 전극형성단계;
    상기 상부기판과 상기 하부기판을 연결하여 단위셀을 형성하는 적어도 하나의 제 1격벽 및 절연층 형성단계;
    상기 단위셀 내에 위치하고, 상기 상부기판 또는 상기 하부기판에 부착되며, 상기 제 1격벽과 대전입자가 이동가능한 통로를 형성하는 적어도 하나의 제 2격벽및 절연층을 형성하는 제 2격벽 및 절연층 형성단계;
    상기 통로에 대전입자를 충진하는 충진단계;
    상기 상부기판과 상기 하부기판이 대향하도록 상기 상부기판을 상기 하부기판과 합착시키는 합착단계;를 포함하여 이루어지며,
    상기 제 1격벽 및 절연층 형성단계, 또는 상기 제 2격벽 및 절연층 형성단계 중 적어도 하나는, 몰드를 준비하고, 상기 몰드 위에 절연층조성물을 도포하는 도포단계; 상기 도포된 절연층조성물을 라미네이팅하는 라미네이팅단계; 상기 절연층조성물과 상기 하부전극이 마주보도록 상기 하부기판을 위치시킨 뒤, 상기 절연층조성물에 자외선을 조사하여 경화시키는 경화단계; 상기 절연층조성물가 경화된 상기 하부기판을 몰드와 분리시켜 격벽을 형성하는 분리단계;를 포함하여 이루어지고,
    상기 절연층조성물은 아크릴수지와 에폭시수지가 혼합된 에폭시혼합수지 또는 실리콘수지 중 적어도 어느 하나를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 절연층을 포함하는 전자종이 디스플레이 장치의 제조방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 라미네이팅단계에서, 라미네이팅 온도는 50 내지 200℃이며, 라미네이팅 갭(gap)은 0.1mm 내지 2mm이고, 상기 라미네이팅단계를 1 내지 5회 실시하는 것을 특징으로 하는 절연층을 포함하는 전자종이 디스플레이 장치의 제조방법.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 절연층조성물은, 상기 에폭시혼합수지 100중량%에 대하여, 상기 아크릴수지는 15 내지 30중량%이고, 상기 에폭시수지는 70 내지 85중량%인 것을 특징으로 하는 절연층을 포함하는 전자종이 디스플레이 장치의 제조방법.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 절연층조성물은, 상기 에폭시혼합수지 및 상기 실리콘수지에 유기용제를 더 포함하며, 상기 유기용제는 상기 에폭시혼합수지 또는 상기 실리콘수지 100중량부에 대하여, 50 내지 200중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 절연층을 포함하는 전자종이 디스플레이 장치의 제조방법.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 절연층에서, 상기 에폭시혼합수지로 이루어진 절연층은 그 두께가 0.1 내지 3㎛이며, 상기 실리콘수지로 이루어진 절연층은 그 두께가 0.1 내지 1.5㎛인 것을 특징으로 하는 절연층을 포함하는 전자종이 디스플레이 장치의 제조방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제 2항에 있어서,
    상기 대전입자는 동일한 대전 특성을 가진 단일 입자인 것을 특징으로 하는 절연층을 포함하는 전자종이 디스플레이 장치의 제조방법.
  10. 제 2항에 있어서,
    상기 제 1격벽은 가장 넓은 부분의 폭이 5 내지 60㎛이며,
    상기 제 2격벽은 상기 상부기판 또는 상기 하부기판에 부착된 부분의 폭이 1 내지 40㎛인 것을 특징으로 하는 절연층을 포함하는 전자종이 디스플레이 장치의 제조방법.
  11. 제 2항에 있어서,
    상기 제 1격벽과 상기 제 2격벽에 의해 형성된 통로는 상기 대전입자가 상기 단위셀 하부에 위치하는 경우, 상기 대전입자가 화면에 표시되지 않도록 형성되는 것을 특징으로 하는 절연층을 포함하는 전자종이 디스플레이 장치의 제조방법.
  12. 제 2항에 있어서,
    상기 제 1격벽과 상기 제 2격벽에 의해 형성된 통로는 상기 상부기판과 상기 하부기판을 잇는 측면부분이 비스듬하게 기울어진 것을 특징으로 하는 절연층을 포함하는 전자종이 디스플레이 장치의 제조방법.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009031370A (ja) 2007-07-24 2009-02-12 Bridgestone Corp 情報表示用パネル
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