KR101198820B1 - electronic ink and display device using thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 통상적으로 구현되는 최대, 최소 계조 이외에도 그 사이의 여러 가지 다양한 중간 계조를 자유로이 조절 구현할 수 있는 전자잉크 및 이를 이용한 화상표시장치에 관한 것이다.The present invention relates to an electronic ink and an image display apparatus using the same, which can freely adjust various intermediate gray scales in addition to the maximum and minimum gray scales commonly implemented.
이를 위해 본 발명은 캡슐화된 무기 또는 유기 유체와; 각각의 절대값이 서로 다른 전하값을 띠면서 상기 캡슐화된 유체 내에 전기영동 가능하도록 침지되거나 또는 서로 다른 크기를 가지고 대전되어 상기 캡슐화된 유체 내에 전기영동 가능하도록 침지된 적어도 한 종의 파티클을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자잉크를 제공하며, 아울러 상기 전자잉크가 다수 침지된 바인더의 필름으로 이루어진 전자잉크층과; 마주보는 면으로 각각 상, 하부 투명전극이 개재된 상태로 상기 전자잉크층을 사이에 두고 서로 대면 배열되는 상, 하부 투명기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상표시장치를 제공한다.
To this end, the present invention provides encapsulated inorganic or organic fluids; At least one type of particle each of which has an absolute value of different charge value and is electrophoretically immersed in the encapsulated fluid or charged with a different size and electrophoretically immersed in the encapsulated fluid. An electronic ink layer comprising: a film of a binder immersed in a plurality of electron inks; It provides an image display device comprising an upper, a lower transparent substrate arranged to face each other with the electronic ink layer interposed therebetween with the upper and lower transparent electrodes interposed therebetween.
전자잉크, 전기영동, 계조, 파티클, 전하값, 크기Electron ink, electrophoresis, gradation, particle, charge value, size
Description
도 1은 일반적인 전자잉크를 이용한 화상표시장치에 대한 단면도.1 is a cross-sectional view of an image display apparatus using a general electronic ink.
도 2a 내지 도 2c는 각각 일반적인 전자잉크의 전기영동상태에 대한 회로도.Figures 2a to 2c are circuit diagrams for the electrophoretic state of a typical electronic ink, respectively.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전자잉크를 이용한 화상표시장치에 대한 단면도.3 is a cross-sectional view of an image display apparatus using an electronic ink according to a first embodiment of the present invention.
도 4a 내지 도 4d는 각각 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전자잉크의 전기영동상태에 대한 회로도.4A to 4D are circuit diagrams of an electrophoretic state of an electronic ink according to a first embodiment of the present invention, respectively.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전자잉크를 이용한 화상표시장치에 대한 단면도.5 is a cross-sectional view of an image display apparatus using an electronic ink according to a second embodiment of the present invention.
도 6a 내지 도 6d는 각각 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전자잉크의 전기영동상태에 대한 회로도.
6A to 6D are circuit diagrams of an electrophoretic state of an electronic ink according to a second embodiment of the present invention, respectively.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
52,54 : 상, 하부 투명기판 56,58 : 상, 하부 투명전극52,54: upper and lower
60 : 전자잉크층 62 : 필름 60: electron ink layer 62: film
64 : 잉크캡슐 66 : 유체64: ink capsule 66: fluid
70a, 70b : 파티클 72a, 72b : 제 1 종 파티클70a, 70b: Particles 72a, 72b:
74a, 74b : 제 2 종 파티클
74a, 74b:
본 발명은 전기적으로 대전된 상태로 캡슐화된 소정 유체 내에 침지되어 외부 전기장에 의해 전기영동(electrophoresis)되는 적어도 한 종의 파티클을 포함하는 전자잉크 및 이를 이용한 화상표시장치에 관한 것으로, 통상적으로 구현 가능한 최대, 최소 계조 이외에 그 사이의 여러 가지 다양한 중간 계조를 자유로이 조절 구현할 수 있는 전자잉크 및 이를 이용한 화상표시장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
근래에 들어 사회가 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라 대량의 정보를 처리 및 표시하는 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전하고 있다.In recent years, as the society enters a full-scale information age, a display field for processing and displaying a large amount of information is rapidly developing.
이에 부응하여 박형화, 경량화, 저 소비전력화 등의 우수한 특성을 보유한 여러 가지 다양한 평판표시장치(Flat Panel Display device : FPD)가 소개되어 기존의 음극선관(Cathode Ray Tube : CRT)을 대체하고 있는데, 구체적인 예로 액정표시장치(Liquid Crystal Display device : LCD), 플라즈마표시장치(Plasma Display Panel device : PDP), 전계방출표시장치(Field Emission Display device : FED), 전기발광표시장치(Electroluminescence Display device : ELD) 등을 들 수 있다. In response to this, various flat panel display devices (FPDs) with excellent characteristics such as thinness, light weight, and low power consumption are introduced to replace the existing cathode ray tube (CRT). For example, Liquid Crystal Display (LCD), Plasma Display Panel (PDP), Field Emission Display (FED), Electroluminescence Display (ELD), etc. Can be mentioned.
한편, 최근 소개된 이른바 디지털 페이퍼 디스플레이(Digital Paper Display : DPD)는 기존의 평판표시장치와 비교하여 생산단가가 훨씬 저렴하고 별도의 배경조명이 불필요하여 아주 적은 에너지로도 구동 가능하며, 선명하고 시야각이 넓으면서도 가장 중요하게는 해상력(resolution)과 콘트라스트(contrast) 변화 없이 종이처럼 반복적으로 구부릴 수 있는 특징을 나타내는 바, 현재 휴대용 컴퓨터나 전자신문 또는 스마트카드 등에 적용되고 있으며 머지 않은 장래에 책, 신문, 잡지 등과 같은 전통적인 인쇄매체를 폭 넓게 대체할 차세대 표시장치로 기대되고 있다.On the other hand, the recently introduced so-called Digital Paper Display (DPD) is much cheaper to produce than conventional flat panel displays and requires no additional backlighting, so it can be driven with very little energy. This broad and most important feature is the ability to bend repeatedly like a paper without changing resolution and contrast. Currently, it is applied to portable computers, electronic newspapers, or smart cards. It is expected to be the next generation display device that will widely replace traditional print media such as magazines and magazines.
이 같은 디지털 페이퍼 디스플레이의 구동원리는 간단하게 전자잉크의 전기영동 상태에 따른 계조차를 이용하는 것인데, 상기 전자잉크는 전하를 띤 적어도 한 종의 파티클(sphere)을 캡슐화된 소정 유체 내에 부유 가능하도록 침지시켜 구성되는 바, 이에 전기장을 가해 파티클을 인위적으로 전기 영동시킴으로서 일례로 흑, 백의 대비되는 두 계조를 표현하게 된다.The driving principle of such a digital paper display is simply to use a system according to the electrophoretic state of the electron ink, which is immersed so that at least one charged particle can float in an encapsulated fluid. In this case, an electric field is applied to artificially electrophoretic particles to express two contrasting gradations of black and white.
좀더 자세히, 첨부된 도 1은 기존의 디지털 페이퍼 디스플레이와 같이 일반적인 전자잉크를 이용한 화상표시장치의 구조를 간략하게 나타낸 단면도로서, 유리 또는 플라스틱의 투명 절연물질로 이루어진 상, 하부 투명기판(2,4)이 서로 대면되어 있고, 이들의 서로 마주보는 면으로는 각각 투명 전도성 물질로 이루어진 상, 하부 투명전극(6,8)이 형성되어 있다.More specifically, FIG. 1 is a cross-sectional view schematically illustrating a structure of an image display apparatus using a general electronic ink, such as a conventional digital paper display, and includes upper and lower
그리고 이들 상, 하부 투명전극(6,8) 사이로는 전자잉크층(10)이 개재되는데, 이는 폴리머 등으로 이루어진 바인더의 필름(12) 내에 마이크로 캡슐화된 잉크캡슐(14)이 분산 함유된 형태로서, 각각의 잉크캡슐(14) 내에는 투명 또는 소정 컬 러로 착색된 무기 또는 유기 유체(16)가 충진되어 있고 그 내부로는 소정 전하값을 띠는 적어도 한 종의 파티클(20)이 부유 가능하도록 침지되어 있다.In addition, an
이때 적어도 한 종의 파티클(20)은 일례로 양전하를 띤 백색의 제 1 종 파티클(22)과 음전하를 띤 흑색의 제 2 종 파티클(24)로 구분될 수 있고, 이들은 상, 하부 투명전극(6,8) 사이의 전기장에 의해 전기영동 되어 각각 백, 흑의 계조를 표시하게 된다.In this case, the at least one
즉, 도 2a 내지 도 2c는 이 같은 전자잉크의 서로 다른 전기영동 상태를 나타낸 회로도로서, 먼저 도 2a와 같이 상부 투명전극(6)이 -V, 하부 투명전극(8)이 +V로 대전되었을 경우에 양전하를 띤 백색의 제 1 종 파티클(22)은 상부 투명전극(6) 방향으로 끌려 치우치는 반면 음전하를 띤 흑색의 제 2 종 파티클(24)은 하부 투명전극(8) 방향으로 집중되고, 그 결과 상부 투명전극(6) 외부에서 바라볼 때 백색 계조가 발현된다. 이때 ±V는 각각 소정 크기의 전압값으로서 제 1 및 제 2 종 파티클(22,24)을 전기영동 시키기에 충분한 정도를 나타낸다.2A to 2C are circuit diagrams showing the different electrophoretic states of the electron inks. First, as shown in FIG. 2A, the upper
반면 도 2b는 이와 반대되는 경우로서 상부 투명전극(6)이 +V, 하부 투명전극(8)이 -V로 대전되어 있고, 그 결과 음전하를 띤 흑색의 제 2 종 파티클(24)은 상부 투명전극(6) 방향으로 집중되는 반면 양전하를 띤 백색의 제 1 종 파티클(22)은 하부 투명전극(8) 방향으로 집중되며, 그 결과 외부로 흑색 계조가 나타난다.On the contrary, in FIG. 2B, the upper
그리고 상. 하부 투명전극(6,8) 사이의 전기장 차이가 없거나 파티클(20)의 전기영동에 영향을 미치지 못할 정도로 미약한 경우에는 도 2c에 나타낸 바와 같이 제 1 및 제 2 종 파티클(22,24)이 서로의 인력에 의해 중앙의 경계부분으로 서서히 몰리게 되며 그 결과 외부로는 대략 회색 계조가 나타난다.And awards. When there is no electric field difference between the lower
이에 일반적인 전자잉크의 전기영동 상태는 상 하부 투명전극(6,8) 사이의 전위차가 없어 자연적 중화상태를 유지하는 도 2c를 제외하면 결국 도 2a와 도 2b에서 각각 나타낸 백색과 흑색 두 가지 모드로 제한되는 바, 그 사이의 여러 가지 중간 계조를 인위적으로 발현할 수 있는 방법이 전무한 실정이다.Thus, the electrophoretic state of the general electronic ink has two modes, white and black, respectively, shown in FIGS. 2A and 2B except for FIG. 2C which maintains a natural neutral state because there is no potential difference between the upper and lower
즉, 일반적인 전자잉크를 이용해서 인위적으로 발현시킬 수 있는 계조는 파티클(20) 각각의 고유 컬러에 의존하는 최대 및 최소 계조에 한정되는데, 특히 상기 파티클(20) 또한 절대값이 서로 동일한 음, 양전하의 두 종류 이외에 존재되기 어려운 바, 결국 기존의 전자잉크는 두 개의 서로 대비되는 최대 및 최소 계조 이외에 그 사이의 여러 가지 다양한 농담의 중간 계조를 인위적으로 조절 표현하는 것이 불가능한 단점이 있다.
That is, the gray level that can be artificially expressed using a general electronic ink is limited to the maximum and minimum gray levels depending on the intrinsic color of each
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로 통상적으로 표현 가능한 최대, 최소 계조 이외에도 그 사이의 여러 가지 다양한 중간 계조를 자유로이 조절 구현할 수 있는 전자잉크 및 이를 이용한 화상표시장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention provides an electronic ink and an image display apparatus using the same, which can freely adjust various intermediate gray scales in addition to the maximum and minimum gray scales that can be generally expressed to solve the above problems. There is a purpose.
일례로 본 발명은 각각 음, 양전하를 띤 백, 흑 두 종류의 파티클을 이용하면서도 기존과 달리 최대 및 최소 계조인 백, 흑 이외에도 그 사이의 여러 가지 다양한 농담의 회색 계조를 인위적으로 조절 및 표현할 수 있는 전자잉크를 제공하 며, 더 나아가 이를 이용한 화상표시장치를 제공하는데 목적이 있다.
For example, the present invention can artificially control and express gray tones of various various shades in addition to white and black, which are different from the conventional ones, while using two types of particles, negative and positively charged white and black, respectively. It is to provide an electronic ink, and furthermore to provide an image display apparatus using the same.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 캡슐화된 무기 또는 유기 유체와; 각각의 크기가 동일하며, 각각의 전하량의 절대값이 서로 다르며, 상기 캡슐화된 유체 내에 전기영동 가능하도록 침지된 다수의 파티클을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자잉크를 제공한다.
이때, 상기 다수의 파티클은 각각 고유의 컬러를 띠며, 양 또는 음으로 대전되는 제 1 및 제 2 종으로 구분되며, 상기 제 1 및 제 2 종 파티클은 각각 백, 흑색인 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 제 1 종 파티클은 산화티타늄 재질이고, 상기 제 2 종 파티클은 카본 계열인 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 전자잉크가 다수 분산 함유된 바인더 필름으로 이루어진 전자잉크층과;마주보는 면으로 각각 상, 하부 투명전극이 개재된 상태로 상기 전자잉크층을 사이에 두고 서로 대면 배열되는 상, 하부 투명기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상표시장치를 제공하며, 상기 전자잉크가 다수 분산 함유된 바인더 필름으로 이루어진 전자잉크층과; 마주보는 면으로 각각 상, 하부 투명전극이 개재된 상태로 상기 전자잉크층을 사이에 두고 서로 대면 배열되는 상, 하부 투명기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상표시장치를 제공하는 바, 이하 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.In order to achieve the above object, the present invention comprises an inorganic or organic fluid encapsulated to achieve the above object; Each size is the same, the absolute value of each charge amount is different from each other, and provides an electronic ink, characterized in that it comprises a plurality of particles immersed in the encapsulated fluid to be electrophoretic.
In this case, each of the plurality of particles has a unique color, and is divided into first and second types that are positively or negatively charged, and the first and second type particles are white and black, respectively.
The first type particle is made of titanium oxide, and the second type particle is carbon-based.
And, the electronic ink layer made of a binder film containing a plurality of the electronic ink dispersion; Upper and lower transparent arranged to face each other with the electronic ink layer interposed therebetween with the upper and lower transparent electrodes on the opposite side respectively An image display apparatus comprising a substrate, wherein the electron ink layer comprises a binder film containing a plurality of electron inks; The image display apparatus includes upper and lower transparent substrates arranged to face each other with the electronic ink layer interposed therebetween with the upper and lower transparent electrodes interposed therebetween. The present invention will be described in more detail with reference to.
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먼저 첨부된 도 3과 도 5는 각각 본 발명에 따른 전자잉크 및 이를 이용하는 화상표시장치의 구조를 실시예 별로 구분하여 나타낸 단면도로서, 설명의 편의를 위하여 이들 두 도면을 함께 참조하면서 공통적인 부분에 대한 설명을 선행한다.3 and 5 are cross-sectional views illustrating the structure of the electronic ink and the image display apparatus using the same according to the embodiments of the present invention, respectively, for convenience of explanation. Precedes the description.
나타낸 바와 같이 본 발명에 따른 전자잉크를 이용하는 화상표시장치는 중간의 전자잉크층(60)을 사이에 두고 서로 마주보는 면으로 각각 상, 하부 투명전극(56, 58)이 개재된 한 쌍의 상, 하부 투명기판(52,54)이 대면 배열되어 있다.As shown, an image display apparatus using an electronic ink according to the present invention has a pair of images each having an upper and lower
좀더 자세히, 먼저 한 쌍의 상, 하부 투명기판(52,54)은 각각 유리 또는 플라스틱과 같이 투명한 절연재질이 사용될 수 있는데, 바람직하게는 휘거나 구부러질 수 있는 플라스틱이 유리하며 그 결과 본 발명에 따른 화상표시장치는 소위 디지털 페이퍼 디스플레이가 될 수 있다.More specifically, first, the pair of upper and lower
또한 이 같은 상, 하부 투명기판(52,54)의 서로 마주보는 면으로 형성된 상, 하부 투명전극(56,58)은 각각 투명한 전도성 물질, 통상적으로 인듐틴옥사이드(Indium Tin Oxide : ITO)나 또는 기타 투명한 전도성 고분자 물질로 이루어질 수 있으며 바람직하게는 수천 Å정도의 두께를 가진다.In addition, the upper and lower
다음으로 이들 상, 하부 투명전극(56,58) 사이로 개재된 전자잉크층(60)은 폴리머로 이루어진 바인더의 필름(62) 내에 마이크로 캡슐화된 잉크캡슐(64)이 분산 함유된 형태를 갖는데, 이중 바인더의 필름(62)은 각 잉크캡슐(64)의 위치를 고정시킴과 동시에 전기적, 물리적 구분을 위한 가교제 역할을 하는 바, 구체적으로는 수용성, 수분산성(water-dispersed), 지용성, 열경화성, 열가소성 폴리머 내지는 UV 경화 또는 조사경화 폴리머 등의 유전 물질이 사용될 수 있다.Next, the
또한 이 같은 바인더의 필름(62)은 일례로 후술하는 잉크캡슐(64)이 분산 함유된 상태로 상, 하부 투명기판(52,54)의 상, 하부 투명전극(56,58) 상에 스크린 프린팅, 롤 코팅 또는 스핀 코팅 방법으로 도포될 수 있으며, 후속해서 100 내지 200℃ 정도의 고온으로 수분간 가열하는 큐어링(curing) 단계를 거쳐 완성될 수 있다.Also, the
그리고 이의 내부에 분산 함유된 잉크캡슐(64)은 일례로 대략 150 내지 200㎛ 정도의 직경을 이루면서 그 내부로 소정의 유기 또는 무기 유체(66)가 충진되어 있고, 상기 소정의 유체(66) 내에는 전기적으로 대전된 적어도 한 종의 파티클(70a,70b)이 각각 침지되어 있다.In addition, the
이때 잉크캡슐(64)은 주로 유기물질로 이루어지며 그 내부로 충진되는 유체(66)는 무기물질이 사용되지만, 목적에 따라서는 잉크캡슐(64)을 대신하여 유체 및 그 내부에 침지된 파티클(70a,70b)을 각 화소별로 구분시키는 격벽 형태도 가능하다. 그리고 이 같은 잉크캡슐(64) 내에 충진된 유체(66)로는 각 파티클(70a,70b)의 전기영동을 자유로이 허락할 수 있을 정도의 점도를 유지하면서 높은 저항률을 나타내는 한 특별한 제한은 없으며, 단일 또는 둘 이상의 혼합유체도 가능하고 목적에 따라서 투명 또는 현탁액과 같이 소정 컬러로 착색되는 것 또한 가능하다. At this time, the
이에 본 발명에 따른 화상표시장치는 상, 하부 투명전극(56,58) 사이의 전기장을 조절하여 캡슐(64) 내에 침지된 적어도 한 종의 파티클(70a,70b) 각각을 전기영동 시키며 이때 발생되는 계조 차이를 이용하여 화상을 표현한다. Accordingly, the image display device according to the present invention controls the electric field between the upper and lower
이때 특히 본 발명은 통상적으로 구현되는 최대, 최소 계조 이외에 그 사이의 여러 가지 다양한 중간 계조를 인위적으로 자유로이 조절 구현할 수 있도록 각각의 잉크캡슐(64), 엄밀하게는 적어도 한 종의 파티클(70a,70b) 각각이 기존과 상이한 물성을 갖는 바, 이는 몇 가지 실시예로 구분될 수 있으므로 이하 각각을 구분하여 설명한다.
In this case, in particular, the present invention provides the
제 1 1st 실시예Example
먼저 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전자잉크는 도 3에 보이는 바와 같이 각 잉크캡슐(64)에 충진된 유체(66) 내부로 적어도 한 종의 대전된 파티클(70a)이 침지되어 있고, 특히 이들 파티클(70a)은 절대값이 서로 다른 전하값을 띠는 것을 특징으로 한다.First, in the electronic ink according to the first embodiment of the present invention, at least one charged
즉, 보다 구체적으로 상기 파티클(70a)은 크게 (+) 전하량을 갖는 제 1 종 파티클(72a)과 (-) 전하량을 갖는 제 2 종 파티클(74a)로 구분될 수 있는데, 이들 제 1 및 제 2 종 파티클(72a,74a)은 각각 음과 양의 범위 내에서 -1, -2, -3 … 및 +1, +2, +3 … 와 같이 절대값이 서로 다른 전하량을 띠고 있다.More specifically, the
이때 제 1 및 제 2 종 파티클(72a,74a)은 각각 서로 다른 고유의 컬러를 가질 수 있으며, 일례로 제 1 종 파티클(72a)은 백색을 띠는 이산화티타늄 재질이 사용될 수 있고 제 2 종 파티클(74a)은 흑색을 띠는 카본 계열이 사용될 수 있으며, 유체(66) 내에서의 보다 빠르고 균일한 전기영동을 위하여 각각은 스피어(sphere) 형상을 가질 수 있으며 피그먼트 입자가 사용될 수 도 있다. In this case, the first and
그리고 이들 제 1 및 제 2 종 파티클(72a,74a)의 전하량 총합은 0을 유지하는 것이 바람직하다.The total amount of charges of these first and
다시 말해 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전자잉크에 있어 제 1 및 제 2 종 파티클(72a,74a)의 형태 내지 재질은 크게 제한되지 않지만 -1, -2, -3 … 내지 +1, +2, +3 … 와 같이 각각 음과 양의 범위 내에서 절대값이 서로 다른 전하량을 띠는 것을 특징으로 하는데, 그 결과 상, 하부 투명전극(56,58) 사이의 전기장 크기를 적절히 조절함으로서 백, 흑의 최대 및 최소 계조 이외에 그 사이의 여러 가지 다양한 중간 계조를 표현할 수 있다.In other words, in the electronic ink according to the first embodiment of the present invention, the shape and the material of the first and
이에 대해 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전자잉크의 전기영동 상태를 각각 구분하여 나타낸 도 4a 내지 도 4d의 회로도를 앞서의 도 3과 함께 참조하여 설명한다.This will be described with reference to FIG. 3 above with reference to the circuit diagrams of FIGS. 4A to 4D respectively illustrating the electrophoretic states of the electronic ink according to the first embodiment of the present invention.
먼저 도 4a는 본 발명에 따른 전자잉크의 최대 계조인 백색이 구현되는 상태 로서, 상부 투명전극(56)으로는 충분히 작은 음전압 -V(-V<<0)가 인가되고, 하부 투명전극(58)으로는 충분히 큰 양전압 +V(+V>>0) 가 인가된 상태이다. 그 결과 제 1 종 파티클(72a)은 모두 상부 투명전극(56) 측으로 치우치고 제 2 종 파티클(74a)은 모두 하부 투명전극(58) 측으로 치우치는 바, 상부 투명전극(56) 외측에서 바라볼 경우에 최대 계조인 백색이 구현된다.First, FIG. 4A illustrates a state in which white, which is the maximum gray level of the electronic ink according to the present invention, is implemented, and a negative voltage -V (-V << 0) sufficiently small is applied to the upper
다음으로 도 4b는 본 발명에 따른 전자잉크의 최소 계조인 흑색이 구현되는 상태로서, 앞서와 반대로 상부 투명전극(56)에는 충분히 큰 양전압 +V가 인가되는 반면 하부 투명전극(58)에는 충분히 작은 음전압 -V가 인가되고, 그 결과 제 1 종 파티클(72a)은 모두 하부 투명전극(58) 측으로 치우치고 제 2 종 파티클(74a)은 모두 상부 투명전극(56) 측으로 치우치게 된다. 그 결과 외부로 최소 계조인 흑색이 구현된다.Next, FIG. 4B is a state in which black, which is the minimum gray level of the electronic ink according to the present invention, is implemented. On the contrary, a sufficiently large positive voltage + V is applied to the upper
그리고 도 4c는 상, 하부 투명전극(56,58) 사이의 전기장 차이가 없거나 극히 미약한 경우로서, 제 1 및 제 2 종 파티클(72a,74a)은 서로의 인력에 의해 잉크캡슐(64) 내부의 대략 중심부분으로 집중 배열되고, 그 결과 외부로는 중간 계조인 제 1 회색이 나타난다.4C illustrates a case in which the electric field difference between the upper and lower
이어서 도 4d에서는 도 4a의 최대 계조인 백색보다 어둡지만 도 4c의 중간 계조인 제 1 회색보다 밝은 계조가 구현되는 경우로서, 상부 투명전극(56)으로 -V 보다 절대값이 작은 -Vg가 인가되고 하부 투명전극(58)으로 +V 보다 작은 양전압 +Vg가 인가된다. 그 결과 제 1 종 파티클(72a)의 일부만이 상부 투명전극(56) 측으로 치우치는 반면 제 2 종 파티클(74a)의 일부만이 하부 투명전극(58) 측으로 치 우치는 바, 그 결과 일부는 여전히 잉크캡슐(74) 내부의 중앙 부분에 혼재되어 있어 외부로는 상대적으로 제 1 회색보다 밝고 최대 계조인 백색보다는 어두운 제 2 회색 계조가 구현된다.Subsequently, in FIG. 4D, a gray scale that is darker than white, which is the maximum gray scale of FIG. 4A, but lighter than the first gray, which is the middle gray scale of FIG. 4C, is implemented, and -Vg having an absolute value smaller than -V is applied to the upper
이때 상, 하부 투명전극(56,58) 사이의 각종 저항성분, 즉 필름(62) 내지는 캡슐(64) 그리고 유체(66) 등을 감안하면 ±V와 ±Vg는 정량화하되기 어렵지만, ±V가 각각 제 1 및 제 2 종 파티클(72a,74a) 모두를 전기영동 시킬 수 있는 최소한의 크기라 하면 +Vg는 0<+Vg<+V 의 범위 내에 존재하고, -Vg는 -V<-Vg<0의 범위에 있다.In this case, considering the various resistance components between the upper and lower
따라서 비록 구체적인 모든 형태를 별개의 도면으로 나타내지는 않았지만 제 1 및 제 2 종 파티클(72a,74a)의 전하값을 다양하게 조절하고, ±Vg의 크기를 각각 허용된 범위 내에서 적절하게 조절함과 동시에 상, 하부 투명전극(56,58) 각각에 인가되는 ±Vg를 바꾸는 등의 간단한 응용을 통해서 최대 및 최소 계조인 백, 흑 사이의 보다 다양한 회색 중간계조를 구현할 수 있음을 당업자라면 쉽게 예상할 수 있을 것이다.
Therefore, although not all specific forms are shown in separate drawings, the charge values of the first and
제 2 Second 실시예Example
본 발명의 제 2 실시예에 따른 전자잉크는 도 5에 나타나 있는데, 불필요한 설명의 중복을 피하기 위하여 앞서 제 1 실시예와의 차이점을 주로 설명하며, 구별의 편의를 위하여 파티클(70b) 그리고 제 1 및 제 2 종 파티클(72b,74b)의 도면부호에 각각 b라는 식별부호를 추가하였으며, 그 외 앞서의 설명과 동일한 역할을 하 는 동일 부분에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하였다.The electronic ink according to the second embodiment of the present invention is shown in FIG. 5, mainly to explain the differences from the first embodiment in order to avoid unnecessary duplication, and to facilitate the distinction of the
이에 보이는 바와 같이 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전자잉크의 파티클(70b)은 각각 백색 컬러를 갖는 양 전하의 제 1 종 파티클(72b)과 흑색 컬러를 갖는 음 전하의 제 2 파티클(74b)로 구분되는데, 특히 이들 제 1 및 제 2 종 파티클(72b,74b)은 서로 다른 크기를 갖는 것을 특징으로 한다. As shown therein, the
이때 제 1 및 제 2 종 파티클(72b,74b)이 각각 서로 동일한 산화티타늄 및 카본 계열 물질이 사용되었다면 서로 다른 크기 및 무게라는 의미이며, 여기에 서로 다른 크기의 전기장을 가해 최대 및 최소 계조인 흑, 백 이외의 다양한 중간계조를 구현한다.In this case, if the first and
즉, 첨부된 도 6a 내지 도 6D는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전자잉크의 서로 다른 전기영동 상태를 나타낸 것으로, 먼저 도 6a에는 최대 계조인 백색이 구현되는 상태이다.6A to 6D show different electrophoretic states of the electro-ink according to the second embodiment of the present invention. First, FIG. 6A is a state in which white, the maximum gray scale, is implemented.
이 경우 상부 투명전극(56)으로는 제 1 종 파티클(72b) 모두를 전기영동 시킬 수 있을 정도로 충분히 작은 음전압 -V'(-V'<<0) 전압이 인가되고, 하부 투명전극(58)으로는 제 2 종 파티클(74b) 모두를 전기영동 시킬 수 있을 정도로 충분히 큰 양전압 +V'(+V'>>0) 전압이 인가되며, 그 결과 제 1 종 파티클(72b)은 모두 상부 투명전극(56) 방향으로 몰리는 반면 제 2 종 파티클(74b)은 모두 하부 투명전극(58) 방향으로 몰려있다. In this case, a negative voltage −V ′ (−V ′ << 0) is applied to the upper
이에 외부로 최대 계조인 백색이 나타난다.As a result, white, which is the maximum gray scale, appears to the outside.
반대로 도 6b는 최소 계조인 흑색이 구현되는 상태로서, 상부 투명전극(56) 으로는 제 2 종 파티클(74b) 모두를 전기영동 시킬 수 있을 정도로 충분히 큰 양전압 +V'이 인가되고, 하부 투명전극(58)으로는 제 1 종 파티클(72b) 모두를 전기영동 시킬 수 있을 정도로 충분히 작은 음전압 -V'이 인가되며, 그 결과 제 2 종 파티클(74b)은 모두 상부 투명전극(56) 방향으로 몰리는 반면 제 1 종 파티클(72b)은 모두 하부 투명전극(58) 방향으로 몰려있다. On the contrary, FIG. 6B illustrates a state in which black, which is the minimum gray scale, is implemented, and a positive voltage + V 'large enough to electrophorize all the
이에 외부로 최소 계조인 흑색이 나타난다.As a result, black, which is the minimum gray scale, appears.
다음으로 도 6c는 상, 하부 투명전극(56,58) 사이의 전기장 차이가 없거나 극히 미약한 경우로서, 이 경우 제 1 및 제 2 종 파티클(72b,74b)은 서로의 인력에 의해 잉크캡슐(64) 내부의 대략 중간부분으로 집중되며, 그 결과 외부로는 중간 계조인 제 1 회색이 나타난다.Next, FIG. 6C illustrates a case in which the electric field difference between the upper and lower
이어서 도 6d는 최대 계조인 백색보다는 어둡지만 제 1 회색 보다는 밝은 또 다른 중간계조가 구현되는 상태인데, 이 경우 상부 투명전극(56)으로는 0 보다 작고 최소 계조의 -V' 보다 큰 -Vg' 전압이 인가되고, 하부 투명전극(58)으로는 0 보다 크고 최대 계조의 +V' 보다 작은 +Vg' 전압이 인가된다.6D is another state in which darker than white, which is the maximum gray level, but lighter than the first gray color, is implemented, in which case the upper
이에 제 1 종 파티클(72b) 중 상대적으로 크기가 작은 일부만이 상부 투명전극(56) 방향으로 전기영동되는 반면 나머지 상대적으로 크기가 큰 일부는 미처 끌려가지 못한 채 잉크캡슐(64) 중앙부분에 머물러 있으며, 제 2 종 파티클(74b) 역시 상대적으로 크기가 작은 일부는 하부 투명전극(58) 방향으로 전기영동 되지만 나머지 상대적으로 크기가 큰 일부는 잉크캡슐(64) 중앙 부분에 머물러 있다. Therefore, only a relatively small portion of the
따라서 외부로는 최대 계조인 백색보다는 어둡지만 제 1 회색 보다는 밝은 또 다른 중간계조가 나타난다.Therefore, another halftone appears darker than white, which is the maximum grayscale, but lighter than the first gray.
이때 앞서의 제 1 실시예와 마찬가지로 상, 하부 투명전극(56,58) 사이의 각종 저항성분을 감안하면 ±V'와 ±Vg'의 정량화가 어렵지만, ±V'는 각각 서로 다른 크기의 제 1 및 제 2 종 파티클(72b,74b) 모두를 전기영동 시킬 수 있는 최소한의 전압이라 할 경우, +Vg'는 0<+Vg'<+V' 의 범위 내에 존재하고, -Vg'는 -V'<-Vg'<0의 범위 내에 존재한다.At this time, considering the various resistance components between the upper and lower
이에 제 1 및 제 2 종 파티클(72b,74b)의 크기를 다양하게 조절하고, ±Vg'의 크기를 각각 허용된 범위 내에서 적절하게 조절함과 동시에 상, 하부 투명전극(56,58) 각각에 인가되는 ±Vg'를 바꾸는 등의 간단한 응용을 통해서 보다 다양한 회색의 중간계조를 구현할 수 있음은 물론이다.
Accordingly, the size of the first and
더 나아가 본 발명의 제 1 및 제 2 실시예를 함께 적용하는 또 다른 형태도 가능한 바, 비록 별도의 도면으로 나타내지는 않았지만 제 1 및 제 2 종 파티클이 각각 음, 양의 범위 내에서 절대값이 서로 다른 전하량을 가짐과 동시에 서로 다른 크기를 갖는 것도 얼마든지 가능하고, 그 결과 보다 다양한 중간계조가 구현됨은 당업자라면 쉽게 예상할 수 있을 것이다.Furthermore, another form in which the first and second embodiments of the present invention are applied together is also possible, although the first and second type particles have absolute values within the negative and positive ranges, respectively, although not shown in the drawings. It is possible to have a different amount of charge and at the same time different sizes, and as a result, it will be readily apparent to those skilled in the art that more various halftones are implemented.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 전자잉크는 최대 및 최소 계조 이외에 이들 사이의 보다 다양한 농담의 중간계조가 구현 가능하고, 따라서 보다 다양한 화상의 표현이 가능한 장점이 있다.As described above, in addition to the maximum and minimum gray scales, the electronic ink according to the present invention can implement a midtone of more various shades therebetween, and thus, there is an advantage in that a variety of images can be expressed.
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