KR101199976B1

KR101199976B1 - 자성 입자를 이용한 표시 방법, 필름 및 표시 장치

Info

Publication number: KR101199976B1
Application number: KR1020120089732A
Authority: KR
Inventors: 주재현; 김도현; 박윤정; 이인숙
Original assignee: 주식회사 나노브릭
Priority date: 2012-02-07
Filing date: 2012-08-16
Publication date: 2012-11-12
Also published as: US20140109446A1; KR20120106686A; JP2015505622A; US9189981B2; WO2013119046A1; KR20120035170A

Abstract

자성 입자를 이용한 표시 장치가 개시된다. 본 발명에 따른 자성 입자를 이용한 표시 방법은, (a) 자성을 갖고 소정의 컬러를 갖는 복수의 입자가 용매에 분산된 상태에서 상기 복수의 입자에 대하여 제1 자기장을 인가하여 상기 복수의 입자가 상기 제1 자기장의 방향과 평행한 방향으로 정렬되어 복수의 입자 사슬을 형성하도록 하는 단계, 및 (b) 상기 형성된 복수의 입자 사슬 중 적어도 일부에 대하여 제2 자기장을 인가하여 상기 복수의 입자 사슬 중 적어도 일부가 상기 제2 자기장이 인가되는 영역의 표시면과 가까운 방향으로 이동하도록 하고, 이로써 상기 표시면에서 상기 소정의 컬러가 표시되도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

자성 입자를 이용한 표시 방법, 필름 및 표시 장치{METHOD, FILM AND DEVICE FOR DISPLAYING BY USING MAGNETIC PARTICLES}

본 발명은 자성 입자를 이용한 표시 방법, 필름 및 표시 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 용매에 분산되어 자성을 갖는 입자에 대하여 제1 자기장을 인가하여 입자가 제1 자기장의 방향과 평행한 방향으로 정렬되어 입자 사슬을 형성하도록 하고, 이렇게 형성된 입자 사슬에 대하여 제2 자기장을 인가하여 입자 사슬이 표시면과 가까운 방향으로 이동하도록 하고, 제2 자기장의 세기 또는 방향을 변화시키거나 제2 자기장과 방향이 반대인 제3 자기장을 인가하여 입자 사실이 표시면으로부터 멀어지도록 함으로써, 표시면을 통하여 표시되는 정보의 명암도 및 컬러를 조절할 수 있도록 하는 자성 입자를 이용한 표시 방법, 필름 및 표시 장치에 관한 것이다.

자성분말 및 자기장을 이용한 자기칠판(magnetic board)는 무색, 무진 등의 유용성으로 유아용 필기도구 등에 광범위하게 활용되고 있다. 종래 기술의 일 예로서, 자성을 갖는 입자를 유색 유체에 분산시키고 이를 격벽 구조를 갖는 구조체에 충진시킨 다음에, 구조체의 상부에서 자석 펜 등을 이용하여 자기장을 국부적으로 인가함으로써 자성 입자를 이동시켜 소정의 정보를 표시하거나 구조체의 하부에서 이동 가능한 자석판 등을 이용하여 반대 반향의 자기장을 인가함으로써 자성 입자에 의하여 표시되었던 정보를 전체적으로 소거하는 방법이 소개된 바 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 표시 장치의 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 표시 장치의 상부에 위치하는 자석(130)을 이용해 자기장을 인가하여 용매(120) 내의 입자(110)를 위쪽 방향으로 이동시킴으로써 입자(110)의 컬러가 표시되도록 할 수 있고(즉, 쓰기), 표시 장치의 하부에 위치하는 좌우로 이동 가능한 자석(140)을 이용해 반대 방향의 자기장을 전역적으로 인가하여 용매(120) 내의 입자(110)를 아래쪽 방향으로 이동시킴으로써 입자(110)의 컬러가 표시되지 않도록 할 수 있다(즉, 지우기).

하지만, 위와 같은 종래 기술에 의하면, 표시되어 있는 정보를 부분적으로 삭제하는 것이 어렵고, 표시되는 정보의 명암도나 컬러를 조절하는 것이 불가능하며, 표시 장치를 얇고도 유연하게 제작할 수 없다는 문제점이 있다.

이에, 본 발명자는 용매에 분산되어 자성을 갖는 입자에 대하여 제1 자기장을 인가하여 입자가 제1 자기장의 방향과 평행한 방향으로 정렬되어 입자 사슬을 형성하도록 하고, 이렇게 형성된 입자 사슬에 대하여 제2 자기장을 인가하여 입자 사슬이 표시면과 가까운 방향으로 이동하도록 하고, 제2 자기장의 세기 또는 방향을 변화시키거나 제2 자기장과 방향이 반대인 제3 자기장을 인가하여 입자 사실이 표시면으로부터 멀어지도록 함으로써, 표시면을 통하여 입자의 컬러가 표시되도록 하는 자성 입자를 이용한 표시 방법, 필름 및 표시 장치를 개발하였고, 이를 이용하여 다양한 응용 실시예를 구상하기에 이르렀다.

본 발명은 상술한 문제점을 모두 해결하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 용매에 분산되어 자성을 갖는 입자에 대하여 제1 자기장을 인가하여 입자가 제1 자기장의 방향과 평행한 방향으로 정렬되어 입자 사슬을 형성하도록 하고, 이렇게 형성된 입자 사슬에 대하여 제2 자기장을 인가하여 입자 사슬이 표시면과 가까운 방향으로 이동하도록 하고, 제2 자기장의 세기 또는 방향을 변화시키거나 제2 자기장과 방향이 반대인 제3 자기장을 인가하여 입자 사실이 표시면으로부터 멀어지도록 함으로써, 표시 상태를 다양하게 조절할 수 있는 표시 방법, 필름 및 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 자성 입자를 이용한 표시 방법은, (a) 자성을 갖고 소정의 컬러를 갖는 복수의 입자가 용매에 분산된 상태에서 상기 복수의 입자에 대하여 제1 자기장을 인가하여 상기 복수의 입자가 상기 제1 자기장의 방향과 평행한 방향으로 정렬되어 복수의 입자 사슬을 형성하도록 하는 단계, 및 (b) 상기 형성된 복수의 입자 사슬 중 적어도 일부에 대하여 제2 자기장을 인가하여 상기 복수의 입자 사슬 중 적어도 일부가 상기 제2 자기장이 인가되는 영역의 표시면과 가까운 방향으로 이동하도록 하고, 이로써 상기 표시면에서 상기 소정의 컬러가 표시되도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 (a) 단계에서, 상기 복수의 입자의 자화 방향이 상기 제1 자기장의 방향이 같아지도록 상기 복수의 입자 각각이 회전 또는 이동하고, 상기 복수의 입자 간 상호작용에 의해 상기 복수의 입자가 상기 제1 자기장의 방향과 평행한 방향으로 정렬될 수 있다.

상기 복수의 입자는 강자성(ferromagnetic) 물질을 포함하고, 상기 (a) 단계에서, 상기 제1 자기장이 차단되어도 상기 강자성 물질로 인하여 상기 복수의 입자 각각에 형성된 잔류 자극에 의하여 상기 복수의 입자 사슬이 유지되 수 있다.

상기 (b) 단계에서, 상기 제2 자기장의 세기, 방향, 인가 시간, 인가 속도 및 자기력선의 패턴 중 적어도 하나를 조절하여 상기 제2 자기장이 인가되는 영역의 표시면과 가까운 방향으로 이동하는 입자 사슬의 상기 표시면과의 거리 및 상기 표시면과의 각도 중 적어도 하나를 조절하고, 이로써 상기 표시면에서 표시되는 상기 소정의 컬러의 명암도(intensity)를 조절할 수 있다.

상기 복수의 입자는, 포화 자화값이 서로 다르고 컬러가 서로 다른 적어도 두 가지 종류의 입자를 포함하고, 상기 (b) 단계에서, 상기 제2 자기장의 세기에 따라 상기 제2 자기장이 인가되는 영역의 표시면과 가까운 방향으로 이동하는 입자 사슬의 종류가 달라지도록 하고, 이로써 상기 표시면에서 표시되는 컬러가 달라지도록 할 수 있다

컬러가 서로 다른 적어도 두 가지 종류의 입자를 각각 포함하는 적어도 두 개의 셀을 수직으로 적층시키고 상기 적어도 두 개의 셀에 대하여 인가되는 상기 제2 자기장의 세기에 따라 상기 표시면과 가까운 방향으로 이동하는 입자 사슬의 종류가 달라지도록 하고, 이로써 상기 표시면에서 표시되는 컬러가 달라지도록 할 수 있다.

컬러가 서로 다른 적어도 두 가지 종류의 입자를 각각 포함하는 적어도 두 개의 셀을 수평으로 배열시키고 상기 적어도 두 개의 셀에 대하여 상기 제2 자기장을 독립적으로 인가하여 상기 표시면과 가까운 방향으로 이동하는 입자 사슬의 종류가 상기 적어도 두 개의 셀마다 독립적으로 조절되도록 할 수 있다.

상기 용매 내에서의 상기 복수의 입자 사슬의 이동 저항을 조절함으로써, 상기 (b) 단계에서 상기 제2 자기장이 차단된 이후에도 상기 제2 자기장이 인가되었던 영역의 표시면과 가까운 방향으로 이동했던 입자 사슬의 배열 상태가 소정 범위 내에서 소정 시간 이상 유지되도록 할 수 있다.

상기 용매의 점도, 상기 용매의 비중 및 상기 입자의 비중 중 적어도 하나를 조절하거나 상기 용매에 첨가제를 첨가함으로써 상기 용매 내에서의 상기 복수의 입자 사슬의 이동 저항을 조절할 수 있다.

(c1) 상기 표시면에서의 상기 제2 자기장의 방향, 세기, 인가 시간, 인가 속도 및 자기력선의 패턴 중 적어도 하나를 변화시켜 상기 (b) 단계에서 상기 제2 자기장이 인가되었던 영역의 표시면과 가까운 방향으로 이동했던 입자 사슬이 불규칙적으로 배열되도록 하고, 이로써 상기 표시면 중 상기 변화가 발생하는 영역에서만 상기 소정의 컬러의 명암도가 낮아지도록 하는 단계를 더 포함할 수 있다.

(c2) 제3 자기장을 인가하여 상기 복수의 입자 사슬이 상기 표시면과 먼 방향으로 이동하도록 하고, 이로써 상기 표시면에서 표시되는 상기 소정의 컬러의 명암도가 낮아지도록 하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 복수의 입자 및 상기 용매는 광투과성 매질에 의하여 캡슐화되어 필름 형태로 가공될 수 있다.

상기 복수의 입자는 표면에 서로 동일한 부호의 전하를 갖고, 상기 (b) 단계에서, 전기장을 더 인가하여 상기 복수의 입자 사슬 중 적어도 일부가 상기 전기장이 인가되는 영역의 표시면과 가까운 방향으로 이동하거나 상기 표시면과 먼 방향으로 이동하도록 하고, 이로써 상기 표시면에서 표시되는 상기 소정의 컬러의 명암도를 조절할 수 있다.

상기 (b) 단계에서, 상기 표시면 상에 구비되는 터치 센서로부터 입력되는 신호를 참조로 하여 상기 전기장의 패턴을 조절함으로써 상기 표시면에서 표시되는 상기 소정의 컬러의 명암도를 조절할 수 있다.

(d) 광학 스캔 기술을 이용하여 상기 표시면에서 표시되는 상기 소정의 컬러에 대한 정보를 컴퓨터 판독 가능한 형태의 정보로 변환하는 단계를 더 포함할 수 있다.

그리고, 본 발명에 따른 자성 입자를 이용한 표시 방법, (a) 강자성 물질을 포함하고 소정의 컬러를 갖는 복수의 입자가 용매에 분산된 상태에서 상기 강자성 물질로 인하여 상기 복수의 입자 각각에 형성된 잔류 자극에 의하여 상기 복수의 입자가 정렬되어 복수의 입자 사슬을 형성하도록 하는 단계, 및 (b) 상기 형성된 복수의 입자 사슬 중 적어도 일부에 대하여 제2 자기장을 인가하여 상기 복수의 입자 사슬 중 적어도 일부가 상기 제2 자기장이 인가되는 영역의 표시면과 가까운 방향으로 이동하도록 하고, 이로써 상기 표시면에서 상기 소정의 컬러가 표시되도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 본 발명에 따른 자성 입자를 이용한 표시 장치, 자성을 갖고 소정의 컬러를 갖는 복수의 입자, 상기 복수의 입자가 분산된 용매, 상기 입자 및 상기 용매에 대하여 제1 자기장을 인가하는 제1 자기장 인가부, 및 상기 입자 및 상기 용매에 대하여 제2 자기장을 인가하는 제2 자기장 인가부를 포함하고, 상기 제1 자기장 인가부는, 상기 복수의 입자가 상기 용매에 분산된 상태에서 상기 복수의 입자에 대하여 제1 자기장을 인가하여 상기 복수의 입자가 상기 제1 자기장의 방향과 평행한 방향으로 정렬되어 복수의 입자 사슬을 형성하도록 하고, 상기 제2 자기장 인가부는, 상기 형성된 복수의 입자 사슬 중 적어도 일부에 대하여 제2 자기장을 인가하여 상기 복수의 입자 사슬 중 적어도 일부가 상기 제2 자기장이 인가되는 영역의 표시면과 가까운 방향으로 이동하도록 하고, 이로써 상기 표시면에서 상기 소정의 컬러가 표시되도록 하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 자기장 인가부는, 상기 복수의 입자의 자화 방향이 상기 제1 자기장의 방향이 같아지도록 상기 복수의 입자 각각이 회전 또는 이동하게 하고, 상기 복수의 입자 간 상호작용에 의해 상기 복수의 입자가 상기 제1 자기장의 방향과 평행한 방향으로 정렬되게 할 수 있다.

상기 복수의 입자는 강자성(ferromagnetic) 물질을 포함하고, 상기 제1 자기장이 차단되어도 상기 강자성 물질로 인하여 상기 복수의 입자 각각에 형성된 잔류 자극에 의하여 상기 복수의 입자 사슬이 유지될 수 있다.

상기 제2 자기장 인가부는, 상기 제2 자기장의 세기, 방향, 인가 시간, 인가 속도 및 자기력선의 패턴 중 적어도 하나를 조절하여 상기 제2 자기장이 인가되는 영역의 표시면과 가까운 방향으로 이동하는 입자 사슬의 상기 표시면과의 거리 및 상기 표시면과의 각도 중 적어도 하나를 조절하고, 이로써 상기 표시면에서 표시되는 상기 소정의 컬러의 명암도(intensity)를 조절할 수 있다.

상기 복수의 입자는, 포화 자화값이 서로 다르고 컬러가 서로 다른 적어도 두 가지 종류의 입자를 포함하고, 상기 제2 자기장의 세기에 따라 상기 제2 자기장이 인가되는 영역의 표시면과 가까운 방향으로 이동하는 입자 사슬의 종류가 달라지게 하고, 이로써 상기 표시면에서 표시되는 컬러가 달라지도록 할 수 있다.

컬러가 서로 다른 적어도 두 가지 종류의 입자를 각각 포함하는 적어도 두 개의 셀이 수직으로 적층되고, 상기 적어도 두 개의 셀에 대하여 인가되는 상기 제2 자기장의 세기에 따라 상기 표시면과 가까운 방향으로 이동하는 입자 사슬의 종류가 달라지게 하고, 이로써 상기 표시면에서 표시되는 컬러가 달라지도록 할 수 있다.

컬러가 서로 다른 적어도 두 가지 종류의 입자를 각각 포함하는 적어도 두 개의 셀을 수평으로 배열되고, 상기 제2 자기장 인가부는 상기 적어도 두 개의 셀에 대하여 상기 제2 자기장을 독립적으로 인가하여 상기 표시면과 가까운 방향으로 이동하는 입자 사슬의 종류가 상기 적어도 두 개의 셀마다 독립적으로 조절되도록 할 수 있다.

상기 용매 내에서의 상기 복수의 입자 사슬의 이동 저항이 조절됨으로써, 상기 제2 자기장이 차단된 이후에도 상기 제2 자기장이 인가되었던 영역의 표시면과 가까운 방향으로 이동했던 입자 사슬의 배열 상태가 소정 범위 내에서 소정 시간 이상 유지되도록 할 수 있다.

상기 용매의 점도, 상기 용매의 비중 및 상기 입자의 비중 중 적어도 하나가 조절되거나 상기 용매에 첨가제가 첨가됨으로써 상기 용매 내에서의 상기 복수의 입자 사슬의 이동 저항이 조절되도록 할 수 있다.

상기 제2 자기장 인가부는, 상기 표시부에서의 상기 제2 자기장의 방향, 세기, 인가 시간, 인가 속도 및 자기력선의 패턴 중 적어도 하나를 변화시켜 상기 제2 자기장이 인가되었던 영역의 표시면과 가까운 방향으로 이동했던 입자 사슬이 불규칙적으로 배열되도록 하고, 이로써 상기 표시면 중 상기 변화가 발생하는 영역에서만 상기 소정의 컬러의 명암도가 낮아지도록 할 수 있다.

제3 자기장을 인가하여 상기 복수의 입자 사슬이 상기 표시면과 먼 방향으로 이동하도록 하고, 이로써 상기 표시면에서 표시되는 상기 소정의 컬러의 명암도가 낮아지도록 하는 제3 자기장 인가부를 더 포함할 수 있다.

전기장을 인가하여 상기 복수의 입자 사슬 중 적어도 일부가 상기 전기장이 인가되는 영역의 표시면과 가까운 방향으로 이동하거나 상기 표시면과 먼 방향으로 이동하도록 하고, 이로써 상기 표시면에서 표시되는 상기 소정의 컬러의 명암도를 조절하는 전기장 인가부를 더 포함하고, 상기 복수의 입자는 표면에 서로 동일한 부호의 전하를 가질 수 있다.

상기 전기장 인가부는, 상기 표시면 상에 구비되는 터치 센서로부터 입력되는 신호를 참조로 하여 상기 전기장의 패턴을 조절함으로써 상기 표시면에서 표시되는 상기 소정의 컬러의 명암도를 조절할 수 있다.

광학 스캔 기술을 이용하여 상기 표시면에서 표시되는 상기 소정의 컬러에 대한 정보를 컴퓨터 판독 가능한 형태의 정보로 변환하는 정보 변환부를 더 포함할 수 있다.

상기 제2 자기장 인가부는, 상기 제2 자기장을 발생시키는 자기장 발생부, 및 상기 자기장 발생부로부터 발생되는 제2 자기장이 타겟 입자 사슬이 존재하는 영역 이외의 영역으로 인가되는 것을 차단시키는 자기장 차단부를 포함할 수 있다.

상기 제2 자기장 인가부는, 상기 자기장 발생부로부터 발생되는 제2 자기장의 세기 및 방향 중 적어도 하나가 조절 가능하도록 할 수 있다.

상기 표시면은 유연성 있는 재질로 이루어진 두루마리 형태로 구성되고, 상기 제3 자기장 인가부는 상기 표시면 상의 임의의 위치에 배치되고, 상기 표시면이 말리거나 풀리는 경우에, 상기 표시면 중 상기 제3 자기장 인가부로부터 소정의 거리 내에 위치하게 되는 영역에 표시되어 있던 상기 소정의 컬러의 명암도가 낮아지도록 할 수 있다.

그리고, 본 발명에 따른 자성 입자를 이용한 표시 장치, 강자성 물질을 포함하고 소정의 컬러를 갖는 복수의 입자, 상기 복수의 입자가 분산된 용매, 및 상기 입자 및 상기 용매에 대하여 제2 자기장을 인가하는 제2 자기장 인가부를 포함하고, 상기 복수의 입자가 용매에 분산된 상태에서 상기 강자성 물질로 인하여 상기 복수의 입자 각각에 형성된 잔류 자극에 의하여 상기 복수의 입자가 정렬되어 복수의 입자 사슬을 형성하도록 하고, 상기 제2 자기장 인가부는, 상기 형성된 복수의 입자 사슬 중 적어도 일부에 대하여 제2 자기장을 인가하여 상기 복수의 입자 사슬 중 적어도 일부가 상기 제2 자기장이 인가되는 영역의 표시면과 가까운 방향으로 이동하도록 하고, 이로써 상기 표시면에서 상기 소정의 컬러가 표시되도록 하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 본 발명에 따른 자성 입자를 이용한 필름은, 자성을 갖고 소정의 컬러를 갖는 복수의 입자, 및 상기 복수의 입자가 분산된 용매를 포함하고, 상기 복수의 입자가 상기 용매에 분산된 상태에서 상기 복수의 입자에 대하여 제1 자기장이 인가되면, 상기 복수의 입자가 상기 제1 자기장의 방향과 평행한 방향으로 정렬되어 복수의 입자 사슬을 형성하고, 상기 형성된 복수의 입자 사슬 중 적어도 일부에 대하여 제2 자기장을 인가되면, 상기 복수의 입자 사슬 중 적어도 일부가 상기 제2 자기장이 인가되는 영역의 표시면과 가까운 방향으로 이동하고, 이로써 상기 표시면에서 상기 소정의 컬러가 표시되는 것을 특징으로 한다.

상기 제2 자기장의 방향 및 세기 중 적어도 하나가 변화되면, 상기 제2 자기장이 인가되었던 영역의 표시면과 가까운 방향으로 이동했던 입자 사슬이 불규칙적으로 배열되고, 이로써 상기 표시면에서 표시되는 상기 컬러의 명암도가 낮아질 수 있다.

상기 제2 자기장과 반대 방향의 제3 자기장이 인가되면, 상기 복수의 입자 사슬이 상기 표시면과 먼 방향으로 이동하고, 이로써 상기 표시면에서 표시되는 상기 컬러의 명암도가 낮아질 수 있다.

그리고, 본 발명에 따른 자성 입자를 이용한 필름은, 강자성 물질을 포함하고 소정의 컬러를 갖는 복수의 입자, 및 상기 복수의 입자가 분산된 용매를 포함하고, 상기 복수의 입자가 용매에 분산된 상태에서 상기 강자성 물질로 인하여 상기 복수의 입자 각각에 형성된 잔류 자극에 의하여 상기 복수의 입자가 정렬되어 복수의 입자 사슬을 형성하고, 상기 형성된 복수의 입자 사슬 중 적어도 일부에 대하여 제2 자기장을 인가되면, 상기 복수의 입자 사슬 중 적어도 일부가 상기 제2 자기장이 인가되는 영역의 표시면과 가까운 방향으로 이동하고, 이로써 상기 표시면에서 상기 소정의 컬러가 표시되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의하면, 자석 펜 등의 자기장 인가 장치를 이용하여 원하는 정보를 부분적으로 쓰거나 지우는 것이 가능하게 되는 효과가 달성된다.

또한, 본 발명에 의하면, 표시 장치 상에 표시되는 정보의 명암도 및 컬러를 조절할 수 있게 되는 효과가 달성된다.

도 1은 종래 기술에 따른 표시 장치의 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 2 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 구성 및 동작 원리를 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 명암도를 조절하는 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라 다양한 컬러를 표시하는 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 11 내지 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따라 적층된 구조의 표시 장치의 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따라 제2 자기장 인가부의 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 15 및 도 16은 각각 제2 실시예 및 제3 실시예에 따라 제조된 필름의 표시 상태 유지 성능에 관한 실험 결과를 나타내는 도면이다.
도 17은 제3 실시예에 따라 제조된 필름의 쓰기 및 지우기 성능에 대한 실험 결과를 나타내는 도면이다.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세하게 설명하도록 한다.

입자 및 용매의 구성

먼저, 본 발명에 따른 표시 장치에 포함되는 입자와 용매의 구성에 대하여 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 입자는 자기장에 의하여 자기력을 받아 회전 또는 이동할 수 있도록 자성을 가질 수 있는데, 예를 들면, 니켈(Ni), 철(Fe), 코발트(Co) 등의 자성 물질이 입자에 포함될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 입자는 자기장이 인가됨에 따라 자성을 갖게 되는, 즉, 자화되는 되는 물질을 포함할 수 있다. 특히, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 자기장이 인가됨에 따라 입자가 정렬되어 형성되는 입자 사슬이 자기장이 차단된 이후에도 유지될 수 있도록 하기 위하여 외부 자기장이 인가되면 자화(magnetization)가 일어나고 인가되던 외부 자기장이 차단되어도 잔류 자화(remnant magnetization)에 의하여 자화된 상태가 유지되는 강상자성(ferromagnetic) 물질을 이용할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 표시 장치에 서로 다른 포화 자화값을 갖는 두 가지 종류 이상의 입자가 포함될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 입자가 용매 내에서 침전되지 않도록 하기 위해서 입자 표면을 해당 입자와 비중이 다른 물질로 코팅하거나, 용매에 해당 입자와 비중이 다른 물질을 혼합하거나, 또는 입자를 표면 처리할 수도 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 입자는 특정 파장의 광을 반사시킬 수 있도록, 즉, 특정 컬러를 갖도록 구성될 수 있다. 보다 구체적으로, 본 발명에 따른 입자는 산화수 조절 또는 무기 안료, 안료 등의 코팅을 통하여 특정 컬러를 갖게 될 수 있다. 예를 들면, 본 발명에 따른 입자에 코팅되는 무기 안료로는 발색단을 포함하는 Zn, Pb, Ti, Cd, Fe, As, Co, Mg, Al 등이 산화물, 유화물, 유산염의 형태로 사용될 수 있고, 본 발명에 따른 입자에 코팅되는 염료로는 형광 염료, 산성 염료, 염기성 염료, 매염 염료, 황화 염료, 배트 염료, 분산 염료, 반응성 염료 등이 사용될 수 있다. 이와 같이, 본 발명에 따른 입자가 형광, 인광 또는 발광 물질을 포함하는 경우에는 야간과 같이 어두운 환경에서도 정보를 효과적으로 표시할 수 있게 된다. 예를 들면, 본 발명의 일 실시예에 따른 입자의 컬러는 검은색일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 입자는 광결정에 의한 구조색을 갖는 물질을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 상기 입자로는 광결정에 의한 구조색을 발현하는 물질에 자성을 지닌 입자를 코팅하거나 자성을 가진 입자를 내포한 물질을 사용할 수 있으며, 혹은 자성을 가진 입자와 구조색을 가진 입자를 혼합하여 사용할 수도 있다. 광결정 구조를 가진 입자는 시야각에 따라 서로 다른 구조색이 발현될 수 있기 때문에, 상기 자장을 인가함에 따라 상시 자성입자의 배열에 의해 광결정 입자들이 움직이게 되어 자성에 따라 서로 다른 구조색을 발현시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 입자가 용매 내에서 높은 분산성과 안정성을 갖도록 하기 위하여 실리카, 고분자, 고분자 단량체 등을 입자의 표면에 코팅시킬 수도 있다.

한편, 본 발명에 따른 입자의 직경은 수십 나노미터 내지 수십 마이크로미터일 수 있고, 바람직하게는 3μm 이하일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명에 따른 입자는 구의 형상을 가질 수 있고, 타원체의 형상을 가질 수도 있다.

다음으로, 본 발명에 따른 표시 장치에 포함되는 용매의 구성에 대하여 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 용매는 입자가 균일하게 분산될 수 있도록 입자의 비중과 비슷한 비중을 갖는 물질로 구성될 수 있고, 용매 내에서의 입자가 안정적으로 분산되는 데에 적합한 물질로 구성될 수 있는데, 예를 들면, 저유전율을 갖는 할로겐 카본 오일, 디메틸 실리콘 오일 등을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 용매는 특정 파장의 광을 반사시킬 수 있도록, 즉, 특정 컬러를 갖도록 구성될 수 있다. 보다 구체적으로, 본 발명에 따른 용매는 무기 안료, 염료를 갖는 물질을 포함하거나 광결정에 의한 구조색을 갖는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 용매의 컬러는 흰색일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 자성 입자를 지용성 용매에 균일하게 분산시킴으로써 캡슐화 과정에서 입자끼리 서로 뭉치거나 캡슐 내벽에 들러 붙는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 용매에는 티타늄 산화물(TiOx)을 포함할 수 있다.

다만, 본 발명에 따른 입자 및 용매의 구성이 상기 열거한 것에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위 내에서 적절히 변경될 수 있음을 밝혀 둔다.

다음으로, 본 발명에 따른 표시 장치에 포함되는 입자 및 용매가 캡슐화 또는 구획화되는 구성에 대하여 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 입자는 용매 내에서 분산된 상태로 광투과성 물질로 이루어진 복수의 캡슐로 캡슐화될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 입자 및 용매를 캡슐화함으로써 서로 다른 캡슐 간의 혼입 등의 직접적인 간섭이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 이에 따라 표시 장치에 포함되는 입자를 각 캡슐마다 독립적으로 제어할 수 있으며, 그 결과 표시 상태를 보다 다양하게 조절할 수 있게 된다.

예를 들면, 본 발명의 일 실시예에 따른 캡슐을 구성하는 물질에는 젤라틴, 아카시아, 멜라민, 우레아, 프로틴, 폴리사카라이드 등이 사용될 수 있고, 표시 장치 내에서 캡슐을 고정시키기 위한 물질(즉, 바인더)이 사용될 수 있다. 다만, 본 발명에 따른 캡슐의 구성이 반드시 상기 열거한 예에 한정되는 것은 아니며, 광투과성이고 물리적으로 강하고 딱딱하지 않고 탄성을 가지고 다공성이지 않고 외부의 열과 압력에 강한 재료라면 어느 물질이든지 본 발명에 따른 캡슐의 재료로서 사용될 수 있을 것이다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 입자는 용매 내에서 분산된 상태로 구획화될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 격벽에 의하여 나누어진 서로 다른 셀 사이에 혼입 등의 직접적인 간섭이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 이에 따라 표시 장치에 포함되는 입자를 각 캡슐마다 독립적으로 제어할 수 있게 된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 입자와 용매를 포함하는 캡슐은 유연성 있고 얇은 기판에 도포됨으로써 필름 형태로 제조될 수 있다.

표시 장치의 구성

도 2 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 구성 및 동작 원리를 예시적으로 나타내는 도면이다. 참고로, 도 2 내지 도 5는 표시 장치에 포함되는 다수의 캡슐 중 어느 하나의 캡슐만을 나타낸 것이지만, 도 2 내지 도 5에 도시된 내용은 표시 장치에 포함되는 나머지 다른 캡슐에 대하여도 마찬가지로 적용될 수 있을 것이다. 또한, 도 2 내지 도 5 각각에 있어서, (a)는 표시 장치의 표시면을 촬영한 사진을 가리키고, (b)는 표시 장치의 표시면의 모습을 개념적으로 나타내는 도면을 가리키고, (c)는 표시 장치의 단면을 개념적으로 나타내는 도면을 가리킨다.

먼저, 표시 장치에 자기장이 인가되지 않는 경우에, 자성을 갖는 복수의 입자는 표시 장치 내에서 불규칙하게 분산되어 있을 수 있으며, 이러한 경우 표시 장치의 표시면에 별다른 정보가 표시되지 않는 상태가 된다. 즉, 표시 장치에 입사되는 광은 표시 장치 내에 불규칙하게 분산되어 있는 복수의 입자 혹은 용매에 의하여 산란 또는 반사되거나 표시 장치를 그대로 투과할 수 있게 된다.

다음으로, 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치 내의 자성을 갖는 복수의 입자는 제1 자기장 인가부(230)에 의하여 인가되는 제1 자기장의 방향과 평행한 방향으로 정렬되어 입자 사슬(210)이 형성될 수 있다.

보다 구체적으로 설명하면, 본 발명의 일 실시예에 따라 표시 장치에 제1 자기장이 인가되는 경우에, 복수의 입자의 S극으로부터 N극으로의 방향이 제1 자기장의 방향과 같아지도록 복수의 입자 각각이 회전하거나 이동할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 표시 장치에 제1 자기장이 인가되는 경우에, 제1 자기장에 의하여 복수의 입자가 자화될 수 있고 그 자화 방향이 제1 자기장의 방향과 같아지도록 자화된 복수의 입자 각각이 회전하거나 이동할 수 있다. 이렇게 회전하거나 이동된 각각의 입자의 N극 및 S극은 주변의 입자의 S극 및 N극과 각각 가까워지기 때문에 복수의 입자들 사이에 자기적 인력 혹은 척력이 발생하게 되며, 이에 따라 복수의 입자가 제1 자기장의 방향과 평행한 방향으로 규칙적으로 정렬되어 입자 사슬(210)이 형성될 수 있게 될 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수의 입자가 강자성체 물질과 같이 잔류자극을 가지는 경우에는, 복수의 입자는 인가되었던 제1 자기장이 차단되는 경우에도 입자 상호 간에 자기적 인력/척력으로 인하여 일정하게 배열될 수 있다. 즉, 복수의 입자가 잔류자극을 가지는 경우에는 일단 제1 자기장이 인가되었던 입자들은 제1 자기장이 차단되더라도 잔류 자화 현상으로 인해 일정하게 정렬되어 입자 사슬(210)이 형성된 상태를 유지할 수 있으며, 이후에는 후술할 바와 같이 제2 자기장이 부분적으로 인가되거나 반대 방향의 제3 자기장이 인가됨에 따라 그 위치 또는 방향이 조절될 수 있고, 이에 따라 표시 장치의 표시 상태가 조절될 수 있게 되는 것이다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 따로 제1 자기장을 인가하지 않더라도 강자성 물질을 포함하는 복수의 입자 각각에 잔류 자극이 형성되어 있는 경우라면, 상기 복수의 입자 각각에 형성된 잔류 자극에 의하여 복수의 입자가 정렬되어 복수의 입자 사슬이 형성될 수도 있다.

다음으로, 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치 내의 복수의 입자 사슬(310)에 대하여 제2 자기장이 부분적으로 인가됨에 따라 복수의 입자 사슬(310) 중 적어도 일부가 제2 자기장이 인가되는 영역의 표시면과 가까운 방향으로 이동할 수 있으며, 이에 따라 표시 장치의 표시면을 통하여 입자 사슬(310)이 갖는 컬러가 표시될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수의 입자 사슬(310)에 대하여 제2 자기장을 인가하는 제2 자기장 인가부(330)는 원하는 영역에만 부분적으로 제2 자기장을 인가하기 위하여 필요한 특유의 구성을 포함할 수 있다. 제2 자기장 인가부(330)의 구성에 관한 보다 자세한 설명은 후술하기로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 용매의 점도, 입자와 용매의 비중, 첨가제 등을 조절하여 용매(320) 내에서의 입자 사슬(310)의 이동 저항을 조절함으로써, 표시 장치에 인가되었던 제2 자기장이 차단되는 경우에도 자성을 갖는 복수의 입자 사슬이 제2 자기장에 의하여 이동 또는 배열되었던 상태가 소정 시간 이상 그대로 유지되도록 할 수 있다. 보다 자세하게는, 본 발명에서 용매(320) 내에서의 입자 사슬(310)의 이동 저항을 조절하는 구성은 본 출원인에 의하여 출원되어 공개된 한국공개특허공보 제10-2012-0010147호에 기재된 내용에 의하여 구현될 수 있으며, 상기 공보는 전체로서 본 명세서에 병합된 것으로 보아야 한다.

한편, 도 3에 도시되어 있지는 않지만, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수의 입자는 표면에 서로 동일한 부호의 전하를 가지고 있을 수 있고, 표시 장치는 전하를 갖는 복수의 입자 사슬에 대하여 전기장을 인가하는 기능을 수행하는 전기장 인가부(미도시됨)를 더 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 전기장 인가부(미도시됨)는 전하를 갖는 복수의 입자 사슬에 대하여 전기장을 인가하여 복수의 입자 사슬 중 적어도 일부가 전기장이 인가되는 영역의 표시면과 가까운 방향으로 이동하거나 먼 방향으로 이동하도록 할 수 있으며, 이로써 표시면에서 표시되는 컬러의 명암도를 조절할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 표시 장치는 표시면 상에 구비되는 터치 센서부(미도시됨)를 더 포함할 수 있고, 이러한 터치 센서부(미도시됨)로부터 입력되는 신호를 참조로 하여 전기장 인가부(미도시됨)에 의해 인가되는 전기장의 인가 패턴을 조절할 수 있으며, 이로써 표시면에서 표시되는 컬러의 명암도를 사용자의 터치 입력에 부합하게 조절할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 표시 장치는 광학 스캔 기술을 이용하여 표시면에서 표시되는 컬러에 대한 정보를 컴퓨터 판독 가능한 다른 형태의 정보로 변환하는 기능을 수행하는 정보 변환부(미도시됨)를 더 포함할 수 있다.

다음으로, 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치 내의 복수의 입자 사슬(410)에 대하여 인가되는 제2 자기장의 세기, 방향, 인가 시간, 인가 속도 및 자기력선의 패턴 중 적어도 하나가 변화함에 따라 표시면과 가까운 방향으로 이동했던 입자 사슬(410)이 불규칙적으로 배열될 수 있으며, 이에 따라 표시면에서 표시되는 입자 사슬(410)의 컬러의 명암도가 낮아지거나 입자 사슬(410)의 컬러 자체가 표시되지 않게 될 수 있다.

보다 구체적으로, 제2 자기장의 세기, 방향, 인가 시간, 인가 속도 및 자기력선의 패턴 중 적어도 하나가 변화하는 속도가 입자 사슬(410)이 이동하여 안정화되는 속도보다 빠르면, 표시면에 가까운 방향으로 집중되어 배열되어 있던 입자 사슬(410)이 불규칙적으로 배열될 수 있으며, 이에 따라 표시면을 통하여 표시되던 컬러의 명암도가 낮아질 수 있고, 이로써 표시면 중 제2 자기장의 세기, 방향, 인가 시간, 인가 속도 및 자기력선의 패턴 중 적어도 하나의 변화가 발생하는 영역에 대하여만 부분적으로 정보가 지워질 수 있게 된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수의 입자 사슬(410)에 대하여 제2 자기장을 인가하는 제2 자기장 인가부(430)는 원하는 영역에서만 제2 자기장의 세기, 방향, 인가 시간, 인가 속도 및 자기력선의 패턴 중 적어도 하나를 변화시키기 위하여 필요한 특유의 구성을 포함할 수 있다. 제2 자기장 인가부(430)의 구성에 관한 보다 자세한 설명은 후술하기로 한다.

다음으로, 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치 내의 복수의 입자 사슬(510)에 대하여 제2 자기장과 반대 방향의 제3 자기장이 인가됨에 따라 제3 자기장이 인가되는 영역의 복수의 입자 사슬(510)이 표시면으로부터 먼 방향으로 이동할 수 있으며, 이에 따라 표시면을 통하여 표시되던 컬러의 명암도가 낮아질 수 있고, 이로써 표시 장치에 표시되는 정보 중 제3 자기장이 인가되는 영역을 통하여 표시되던 정보가 지워질 수 있게 된다. 만약 제3 자기장 인가부(530)에 의하여 표시 장치 내의 모든 입자 사슬(510)에 대하여 제3 자기장이 전역적으로 인가된다면, 표시 장치에 표시되고 있던 모든 정보가 일괄적으로 지워지게 될 수 있다(즉, 리셋(reset)).

한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 표시면을 비롯한 필름이 유연성 있는 재질로 이루어진 두루마리 형태로 구성될 수 있고, 제3 자기장 인가부는 이러한 표시면 상의 임의의 위치에 배치될 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 두루마리가 말리거나 풀리는 것과 같이 표시면이 말리거나 풀리는 경우에는, 표시면 중 상기 제3 자기장 인가부로부터 소정의 거리 내에 위치하게 되는 영역에 표시되어 있던 소정의 컬러의 명암도가 낮아지게 될 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 표시면을 말거나 푸는 동작을 행하는 것만으로 표시면에 표시되어 있는 정보를 삭제할 수 있게 된다.

한편, 도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 명암도를 조절하는 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.

먼저, 도 6을 참조하면, 제2 자기장 인가부(630)와 입자 사슬(610) 사이의 거리가 상대적으로 가까워 입자 사슬(610)에 인가되는 제2 자기장의 세기가 상대적으로 큰 경우에는 제2 자기장이 인가되고 있는 영역에 존재하는 입자 사슬(610)이 표시면과 아주 근접한 곳까지 이동하여 표시면 부근에 집중되어 배열될 수 있으며(도 6의 (b) 참조), 이에 따라 표시 장치의 표시면을 통하여 표시되는 컬러의 명암도가 상대적으로 높아질 수 있다(도 6의 (a) 참조).

다음으로, 도 7을 참조하면, 제2 자기장 인가부(730)와 입자 사슬(710) 사이의 거리가 상대적으로 멀어 입자 사슬(710)에 인가되는 제2 자기장의 세기가 상대적으로 작은 경우에는 제2 자기장이 인가되고 있는 영역에 존재하는 입자 사슬(710)이 표시면과 가까운 방향으로 이동하되 그 이동 정도나 배열의 집중 정도가 상대적으로 높지 않을 수 있으며(도 7의 (b) 참조), 이에 따라 표시 장치의 표시면을 통하여 표시되는 컬러의 명암도가 상대적으로 낮아질 수 있다(도 7의 (a) 참조).

한편, 도 6 및 도 7에는 제2 자기장의 세기를 조절하여 표시 장치의 명암도를 조절하는 실시예에 대하여만 도시되어 있지만, 본 발명에 따른 명암도 조절에 관한 구성이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

다른 예로서, 제2 자기장의 방향과 평행한 방향으로 정렬될 수 있는 입자 사슬의 정렬 방향을 조절하여 입자 사슬에 입사되는 광의 투과도를 변화시킴으로써 명암도를 조절할 수 있다. 보다 구체적으로, 입자 사슬의 정렬 방향이 입사광의 방향과 평행하는 경우에는(즉, 표시면과 수직인 경우에는) 입사광이 입자 사슬에 의하여 반사되거나 산란되는 정도가 상대적으로 낮기 때문에 입사광의 투과도가 상대적으로 높아질 수 있고, 이에 따라 입자 사슬에 의한 컬러의 명암도가 낮아질 수 있다. 하지만, 입자(310, 410)의 정렬 방향이 입사광의 방향과 평행하지 않고 소정의 각을 이루는 경우는 경우에는, 특히, 직각을 이루는 경우에는(즉, 표시면과 수평인 경우에는), 입사광이 입자 사슬에 의하여 반사되거나 산란되는 정도가 상대적으로 높기 때문에 입사광의 투과도가 상대적으로 낮아질 수 있고, 이에 따라 입자 사슬에 의한 컬러의 명암도가 높아질 수 있다.

또 다른 예로서, 제2 자기장이 인가되는 시간을 조절하여 입자 사슬이 이동하는 정도를 조절함으로써, 입자 사슬로 인한 컬러의 명암도를 조절할 수 있다. 즉, 제2 자기장이 인가되는 시간이 길수록 입자 사슬이 표시면과 더 가까운 곳으로 이동하게 되며, 이에 따라 입자 사슬의 컬러의 명암도가 높아질 수 있다.

한편, 도 8 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라 다양한 컬러를 표시하는 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다. 도 8 내지 도 10에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에는 포화 자화값이 서로 다르고 서로 다른 컬러를 갖는 적어도 두 가지 종류의 입자로 각각 이루어진 적어도 두 가지 종류의 입자 사슬이 포함될 수 있으며, 서로 다른 종류의 입자 사슬은 제2 자기장이 인가됨에 따라 서로 다른 이동 양태를 나타낼 수 있다.

먼저, 도 8을 참조하면, 표시 장치에는 포화 자화값이 서로 다르고 서로 다른 컬러를 갖는 제1 입자 사슬(812), 제2 입자 사슬(814) 및 제3 입자 사슬(816)이 포함될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제2 자기장 인가부(830)와 입자 사슬(812, 814, 816) 사이의 거리가 상대적으로 멀어 입자 사슬(812, 814, 816)에 인가되는 제2 자기장의 세기가 상대적으로 작은 경우에는 제1 입자 사슬(812)만이 표시면과 가까운 방향으로 이동할 수 있으며, 이에 따라 제1 입자 사슬(812)의 컬러만이 표시면을 통하여 표시될 수 있다.

다음으로, 도 9를 참조하면, 제2 자기장 인가부(930)와 입자 사슬(912, 914, 916) 사이의 거리가 도 8의 경우보다 더 가까워서 입자 사슬(912, 914, 916)에 인가되는 제2 자기장의 세기가 도 8의 경우보다 더 센 경우에는 제1 입자 사슬(912)뿐만 아니라 제2 입자 사슬(914)까지 표시면과 가까운 방향으로 이동할 수 있으며, 이에 따라 제1 입자 사슬(912)의 컬러와 제2 입자 사슬(914)의 컬러가 혼합되어 표시면을 통하여 표시될 수 있다.

다음으로, 도 10을 참조하면, 제2 자기장 인가부(1030)와 입자 사슬(1012, 1014, 1016) 사이의 거리가 도 9의 경우보다 더 가까워서 입자 사슬(1012, 1014, 1016)에 인가되는 제2 자기장의 세기가 도 9의 경우보다 더 센 경우에는 제1 입자 사슬(1012)과 제2 입자 사슬(1014)뿐만 아니라 제3 입자 사슬(1016)까지 모두 표시면과 가까운 방향으로 이동할 수 있으며, 이에 따라 제1 입자 사슬(1012)의 컬러, 제2 입자 사슬(1014)의 컬러 및 제3 입자 사슬(1016)의 컬러가 모두 혼합되어 표시면을 통하여 표시될 수 있다.

도 11 내지 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따라 적층된 구조의 표시 장치의 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다. 도 11 내지 도 13에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에는 컬러가 서로 다른 적어도 두 가지 종류의 입자로 이루어진 적어도 두 가지 종류의 입자 사슬을 각각 포함하는 적어도 두 개의 셀이 수직으로 적층된 채 포함될 수 있으며, 각 셀에 포함되는 서로 다른 종류의 입자 사슬은 제2 자기장이 인가됨에 따라 서로 다른 이동 양태를 나타낼 수 있다.

먼저, 도 11을 참조하면, 표시 장치에는 서로 다른 컬러를 갖는 제1 입자 사슬(1112), 제2 입자 사슬(1114) 및 제3 입자 사슬(1116)이 수직적으로 적층된 세 개의 셀에 각각 포함될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제2 자기장 인가부(1130)와 입자 사슬(1112, 1114, 1116) 사이의 거리가 상대적으로 멀어 입자 사슬(1112, 1114, 1116)에 인가되는 제2 자기장의 세기가 상대적으로 작은 경우에는 제2 자기장 인가부(1130)와 가장 가까운 곳에 위치한 제1 입자 사슬(1112)만이 표시면과 가까운 방향으로 이동할 수 있으며, 이에 따라 제1 입자 사슬(1112)의 컬러만이 표시면을 통하여 표시될 수 있다.

다음으로, 도 12를 참조하면, 제2 자기장 인가부(1230)와 입자 사슬(1212, 1214, 1216) 사이의 거리가 도 8의 경우보다 더 가까워서 입자 사슬(1212, 1214, 1216)에 인가되는 제2 자기장의 세기가 도 11의 경우보다 더 센 경우에는 제1 입자 사슬(1212)뿐만 아니라 제2 입자 사슬(1214)까지 표시면과 가까운 방향으로 이동할 수 있으며, 이에 따라 제1 입자 사슬(1212)의 컬러와 제2 입자 사슬(1214)의 컬러가 혼합되어 표시면을 통하여 표시될 수 있다.

다음으로, 도 13을 참조하면, 제2 자기장 인가부(1330)와 입자 사슬(1312, 1314, 1316) 사이의 거리가 도 10의 경우보다 더 가까워서 입자 사슬(1312, 1314, 1316)에 인가되는 제2 자기장의 세기가 도 10의 경우보다 더 센 경우에는 제1 입자 사슬(1312)과 제2 입자 사슬(1314)뿐만 아니라 제3 입자 사슬(1316)까지 모두 표시면과 가까운 방향으로 이동할 수 있으며, 이에 따라 제1 입자 사슬(1312)의 컬러, 제2 입자 사슬(1314)의 컬러 및 제3 입자 사슬(1316)의 컬러가 모두 혼합되어 표시면을 통하여 표시될 수 있다.

이상에서 살펴본 도 2 내지 도 13에는 제1 자기장에 의하여 복수의 입자가 하나의 직선 형태의 사슬을 이루는 실시예에 대하여만 도시되어 있지만, 본 발명에 따른 입자의 정렬 형태에 관한 구성이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 복수의 입자가 상호작용하여 복합 사슬 형태를 비롯한 다양한 형태를 이룰 수도 있을 것이다.

한편, 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따라 제2 자기장 인가부의 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.

도 14를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 자기장 인가부(1430)는 자기장 발생부(1410)와 자기장 차단부(1420)를 포함할 수 있다. 자기장 발생부(1410)는 영구 자석이나 전자석을 포함하여 제2 전기장을 발생시키는 기능을 수행할 수 있다. 또한, 자기장 차단부(1420)는 자기장을 차단할 수 있는 물질을 포함하고 자기장 발생부(1410)의 측면을 둘러싸는 형태로 구성되어 있으며, 이로써 자기장 발생부(1410)로부터 발생되는 제2 자기장이 특정 방향으로만 국부적으로 인가될 수 있도록 하는 기능을 수행할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제2 자기장 인가부(1430) 자기장 발생부(1410)는 승강 가능하거나 높이가 조절 가능하도록 구성되거나 자신이 발생시키는 자기장의 세기를 변화시킬 수 있도록 구성되어, 입자 사슬에 대하여 인가되는 제2 자기장의 세기가 조절되도록 할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제2 자기장 인가부(1430)의 자기장 발생부(1410)는 진동 또는 회전할 수 있도록 구성되어, 입자 사슬에 대하여 인가되는 제2 자기장의 세기 또는 방향이 변화될 수 있도록 할 수 있다.

실험 결과

이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따라 실제로 자성 입자를 이용한 표시 장치를 구성하는 필름을 제조한 실험 결과에 대하여 설명하기로 한다.

<제1 실시예>

(1) 자성 입자 제조

먼저, 산화철 입자를 고분자 수지로 코팅하기 위해 산화철 입자를 톨루엔(toluene)에 분산시킨다. 코팅에 사용된 고분자 수지는 스티렌 아크릴로나이트릴(SAN, Styrene-Acrylonitrile) 수지로서, 이를 톨루엔(toluene) 용제와 혼합한 후 교반시켜 액상의 SAN 수지 용액을 만든다. 액상의 SAN 수지에 미리 분산시켜 놓은 산화철 입자 용액을 넣어 교반시킨다. 반응이 완료된 후 자석으로 산화철 입자를 포획한 상태에서 남은 용액을 버리고 침전된 산화철 입자를 건조시킨다.

(2) 심 물질 분산액 제조

앞서 SAN 수지로 코팅된 산화철 입자를 TCE(tetrachloroethylene) 용제에 분산시킨다. 이 때 철 입자와 용제의 혼화성을 증가시키기 위해 비이온성 고분자 첨가제를 첨가시키고 교반하여 분산성을 확보한다. 그 후 TCE 용제에 분산된 산화철 입자와 백색 페인트를 더 교반한다.

(3) 제조

로 사용하는 아카시아(gum arabic, acacia gum)를 미리 물에 용해시키고 원심 분리하여 혼합물로부터 불용성 물질을 제거한다. 다음으로, 물을 50℃ 이상으로 가열한 상태에서 젤라틴(gelatin)을 첨가하고 앞서 만들어 놓은 아카시아(gum arabic, acacia gum) 용액을 첨가하여 분산액을 제조한다.

(4) 캡슐화

반응조를 교반하면서, 앞서 제조된 분산액에 심 물질 분산액을 넣고 에멀젼화시킨다. 이렇게 형성된 에멀젼에 아세트산 (acetic acid)용액을 첨가하여 pH를 낮추어 에멀젼을 안정화한 후, 이 에멀젼을 냉각시킨다. 에멀젼에 수용성 경화제 용액을 첨가하고 온도를 올려 실온에서 교반한다. 캡슐을 가라앉힌 후 물로 세척하여 캡슐을 모은다.

(5) 필름화

세척된 캡슐과 바인더를 롤러에서 혼합시킨다. 캡슐 층이 모두 가라 앉으면 윗 부분의 투명 용액 부분을 따라 버리고 필름 제조용 슬러리(slurry)를 완성한다. 바코터에 PET(polyethylene telephthalate) 필름을 고정시킨 후 앞서 제조해 둔 캡슐 슬러리를 필름 위에 도포한다. 이를 건조시킨 후 라미네이터(laminator)를 이용하여 PET 필름 상판을 코팅하여 필름을 최종적으로 완성한다.

<제2 실시예>

(1) 심 물질 분산액 제조

TCE(tetrachloroethylene) 용제에 산화철 입자와 용제의 혼화성을 증가 시키기 위해 비이온성 고분자 첨가제를 첨가하여 교반한다. 그 후 산화철 입자를 첨가하여 더 교반한다. 산화철 입자가 분산된 용액에 백색 페인트를 넣어준 후 혼합이 잘 되도록 롤러를 이용하여 혼합한다.

(2) 벽 물질 분산액 제조

벽 물질로 사용하는 아카시아(gum arabic, acacia gum)를 미리 물에 용해시켜 원심 분리하여 혼합물로부터 불용성 물질을 제거한다. 다음으로, 물을 50℃ 이상으로 가열한 상태에서 젤라틴 (gelatin)을 첨가하고 앞서 만들어 놓은 아카시아 (gum arabic, acacia gum) 용액을 첨가하여 벽 물질 분산액을 제조한다.

(3) 캡슐화

반응조를 교반하면서, 앞서 제조된 벽 물질 분산액에 심 물질 분산액을 넣고 에멀젼화시킨다. 이렇게 형성된 에멀젼에 아세트산(acetic acid)용액을 첨가하여 pH를 낮추어 에멀젼을 안정화한 후, 이 에멀젼을 냉각시킨다. 에멀젼에 경화제 용액을 첨가하고 온도를 상온으로 올려 실온에서 교반한다. 캡슐을 가라앉힌 후 물로 세척하여 캡슐을 모은다.

(4) 필름화

<제3 실시예>

(1) 심 물질 분산액 제조

TCE(tetrachloroethylene) 용제와 톨루엔(toluene) 용제를 혼합한다. 입자와 용매와의 혼화성을 증가 시키기 위해 분산제를 첨가한 후 교반한다. 그 후 혼합된 용제에 각각 티타니아(TiO2) 입자와 산화철 입자를 넣어 각각 1시간 동안 교반하여 분산시킨다. 잘 분산된 티타니아(TiO₂) 입자 용액에 페인트를 첨가한다. 롤러를 이용하여 혼합이 잘 되도록 섞어준다. 그 후 분산된 산화철 입자 용액을 첨가하고 롤러를 이용하여 혼합한다.

(2) 벽 물질 분산액 제조

벽 물질로 사용하는 아카시아(gum arabic, acacia gum)를 미리 물에 용해시켜 원심 분리하여 혼합물로부터 불용성 물질을 제거한다. 다음으로, 물을 50℃ 이상으로 가열한 상태에서 젤라틴(gelatin)을 첨가하고 앞서 만들어 놓은 아카시아(gum arabic, acacia gum) 용액을 첨가하여 벽 물질 분산액을 제조한다.

(3) 캡슐화

반응조를 교반하면서, 앞서 제조된 벽 물질 분산액에 심 물질 분산액을 넣고 에멀젼화시킨다. 이렇게 형성된 에멀젼에 아세트산(acetic acid) 용액을 첨가하여 pH를 낮추어 에멀젼을 안정화한 후, 이 에멀젼을 냉각시킨다. 에멀젼에 경화제 용액을 첨가하고 온도를 상온으로 올려 실온에서 교반한다. 캡슐을 가라앉힌 후 물로 세척하여 캡슐을 모은다.

(4) 필름화

도 15 및 도 16은 각각 제2 실시예 및 제3 실시예에 따라 제조된 필름의 표시 상태 유지 성능에 관한 실험 결과를 나타내는 도면이다. 도 15 및 도 16에서 반사도가 변하는 것은 필름의 표시 상태가 변하는 것을 의미할 수 있다.

도 15 및 도 16을 참조하면, 인가되고 있던 자기장이 차단된 직후에 반사도가 감소하는(즉, 표시 상태가 변화하는) 추세를 다소 보이기는 하지만, 시간이 갈수록 반사도의 감소 추세는 약해지고, 특히, 인가되고 있던 자기장이 차단된 후 700초가 경과한 시점부터는 반사도가 거의 변하지 않는 것(즉, 표시 상태가 거의 변하지 않는 것으로) 확인되었다. 따라서, 본 발명에 따른 필름에 의하면 자기장이 인가됨에 따라 입자 사슬이 표시면과 가까운 방향으로 이동하여 발생하는 표시 상태가 자기장이 차단된 이후에도 오랜 시간 동안 안정적으로 유지될 수 있음을 확인할 수 있다.

도 17은 제3 실시예에 따라 제조된 필름의 쓰기 및 지우기 성능에 대한 실험 결과를 나타내는 도면이다. 도 17에서, 검은색으로 표시된 그래프(1720)는 필름에 제2 자기장을 인가하여 입자 사슬을 표시면과 가까운 방향으로 이동시킴으로써 소정의 정보가 표시되도록 하는 경우(즉, 쓰기)의 반사도를 파장에 따라 나타내는 그래프에 해당하고, 빨간색으로 표시된 그래프(1710)는 필름에 제2 자기장과 반대 방향의 제3 자기장을 인가하여 입자 사슬을 표시면과 먼 방향으로 이동시킴으로써 표시되었던 소정의 정보가 지워지도록 하는 경우(즉, 지우기)의 반사도를 파장에 따라 나타내는 그래프에 해당한다.

도 17을 참조하면, 쓰기의 경우의 반사도와 지우기의 경우의 반사도가 큰 차이를 보이는 것으로 나타난 실험 결과로부터 필름을 통하여 표시되는 정보가 명암도가 높은 상태로 표시될 수 있음을 확인할 수 있다.

이상에서 살펴본 본 발명에 따른 표시 방법, 필름 및 표시 장치는 교육용 칠판, 노트 등의 교육용 기구에 적용될 수 있고, 냉장고, TV, 노트북과 같은 전자제품이나 책상, 의자와 같은 가구의 표면 컬러를 조절하는 장치에 적용될 수 있으며, 벽면, 바닥과 같은 건축용 내외장재의 컬러를 조절하는 수단으로서 활용될 수 있다.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

110: 종래 기술에 따른 입자
120: 종래 기술에 따른 용매
130, 140: 종래 기술에 따른 자기장 인가부
210 ~ 1310: 입자 사슬
220 ~ 1320: 용매
230: 제1 자기장 인가부
330, 530 ~ 1330: 제2 자기장 인가부
430: 제3 자기장 인가부

Claims

(a) 자성을 갖고 소정의 컬러를 갖는 복수의 입자가 용매에 분산된 상태에서 상기 복수의 입자에 대하여 제1 자기장을 인가하여 상기 복수의 입자가 상기 제1 자기장의 방향과 평행한 방향으로 정렬되어 복수의 입자 사슬을 형성하도록 하는 단계, 및
(b) 상기 형성된 복수의 입자 사슬 중 적어도 일부에 대하여 제2 자기장을 인가하여 상기 복수의 입자 사슬 중 적어도 일부가 상기 제2 자기장이 인가되는 영역의 표시면과 가까운 방향으로 이동하도록 하고, 이로써 상기 표시면에서 상기 소정의 컬러가 표시되도록 하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 자성 입자를 이용한 표시 방법.
제1항에 있어서,
상기 (a) 단계에서,
상기 복수의 입자의 자화 방향이 상기 제1 자기장의 방향이 같아지도록 상기 복수의 입자 각각이 회전 또는 이동하고, 상기 복수의 입자 간 상호작용에 의해 상기 복수의 입자가 상기 제1 자기장의 방향과 평행한 방향으로 정렬되는 것을 특징으로 하는 자성 입자를 이용한 표시 방법.
제1항에 있어서,
상기 복수의 입자는 강자성(ferromagnetic) 물질을 포함하고,
상기 (a) 단계에서, 상기 제1 자기장이 차단되어도 상기 강자성 물질로 인하여 상기 복수의 입자 각각에 형성된 잔류 자극에 의하여 상기 복수의 입자 사슬이 유지되는 것을 특징으로 하는 자성 입자를 이용한 표시 방법.
제1항에 있어서,
상기 (b) 단계에서, 상기 제2 자기장의 세기, 방향, 인가 시간, 인가 속도 및 자기력선의 패턴 중 적어도 하나를 조절하여 상기 제2 자기장이 인가되는 영역의 표시면과 가까운 방향으로 이동하는 입자 사슬의 상기 표시면과의 거리 및 상기 표시면과의 각도 중 적어도 하나를 조절하고, 이로써 상기 표시면에서 표시되는 상기 소정의 컬러의 명암도(intensity)를 조절하는 것을 특징으로 하는 자성 입자를 이용한 표시 방법.
제1항에 있어서,
상기 복수의 입자는, 포화 자화값이 서로 다르고 컬러가 서로 다른 적어도 두 가지 종류의 입자를 포함하고,
상기 (b) 단계에서, 상기 제2 자기장의 세기에 따라 상기 제2 자기장이 인가되는 영역의 표시면과 가까운 방향으로 이동하는 입자 사슬의 종류가 달라지도록 하고, 이로써 상기 표시면에서 표시되는 컬러가 달라지도록 하는 것을 특징으로 하는 자성 입자를 이용한 표시 방법.
제1항에 있어서,
컬러가 서로 다른 적어도 두 가지 종류의 입자를 각각 포함하는 적어도 두 개의 셀을 수직으로 적층시키고 상기 적어도 두 개의 셀에 대하여 인가되는 상기 제2 자기장의 세기에 따라 상기 표시면과 가까운 방향으로 이동하는 입자 사슬의 종류가 달라지도록 하고, 이로써 상기 표시면에서 표시되는 컬러가 달라지도록 하는 것을 특징으로 하는 자성 입자를 이용한 표시 방법.
제1항에 있어서,
컬러가 서로 다른 적어도 두 가지 종류의 입자를 각각 포함하는 적어도 두 개의 셀을 수평으로 배열시키고 상기 적어도 두 개의 셀에 대하여 상기 제2 자기장을 독립적으로 인가하여 상기 표시면과 가까운 방향으로 이동하는 입자 사슬의 종류가 상기 적어도 두 개의 셀마다 독립적으로 조절되도록 하는 것을 특징으로 하는 자성 입자를 이용한 표시 방법.
제1항에 있어서,
상기 용매 내에서의 상기 복수의 입자 사슬의 이동 저항을 조절함으로써, 상기 (b) 단계에서 상기 제2 자기장이 차단된 이후에도 상기 제2 자기장이 인가되었던 영역의 표시면과 가까운 방향으로 이동했던 입자 사슬의 배열 상태가 소정 범위 내에서 소정 시간 이상 유지되도록 하는 것을 특징으로 하는 자성 입자를 이용한 표시 방법.
제1항에 있어서,
상기 용매의 점도, 상기 용매의 비중 및 상기 입자의 비중 중 적어도 하나를 조절하거나 상기 용매에 첨가제를 첨가함으로써 상기 용매 내에서의 상기 복수의 입자 사슬의 이동 저항을 조절하는 것을 특징으로 하는 자성 입자를 이용한 표시 방법.
제1항에 있어서,
(c1) 상기 표시면에서의 상기 제2 자기장의 방향, 세기, 인가 시간, 인가 속도 및 자기력선의 패턴 중 적어도 하나를 변화시켜 상기 (b) 단계에서 상기 제2 자기장이 인가되었던 영역의 표시면과 가까운 방향으로 이동했던 입자 사슬이 불규칙적으로 배열되도록 하고, 이로써 상기 표시면 중 상기 변화가 발생하는 영역에서만 상기 소정의 컬러의 명암도가 낮아지도록 하는 단계
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자성 입자를 이용한 표시 방법.
제1항에 있어서,
(c2) 제3 자기장을 인가하여 상기 복수의 입자 사슬이 상기 표시면과 먼 방향으로 이동하도록 하고, 이로써 상기 표시면에서 표시되는 상기 소정의 컬러의 명암도가 낮아지도록 하는 단계
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자성 입자를 이용한 표시 방법.
제1항에 있어서,
상기 복수의 입자 및 상기 용매는 광투과성 매질에 의하여 캡슐화되어 필름 형태로 가공되는 것을 특징으로 하는 자성 입자를 이용한 표시 방법.
제1항에 있어서,
상기 복수의 입자는 표면에 서로 동일한 부호의 전하를 갖고,
상기 (b) 단계에서, 전기장을 더 인가하여 상기 복수의 입자 사슬 중 적어도 일부가 상기 전기장이 인가되는 영역의 표시면과 가까운 방향으로 이동하거나 상기 표시면과 먼 방향으로 이동하도록 하고, 이로써 상기 표시면에서 표시되는 상기 소정의 컬러의 명암도를 조절하는 것을 특징으로 하는 자성 입자를 이용한 표시 방법.
제13항에 있어서,
상기 (b) 단계에서, 상기 표시면 상에 구비되는 터치 센서로부터 입력되는 신호를 참조로 하여 상기 전기장의 패턴을 조절함으로써 상기 표시면에서 표시되는 상기 소정의 컬러의 명암도를 조절하는 것을 특징으로 하는 자성 입자를 이용한 표시 방법.
제1항에 있어서,
(d) 광학 스캔 기술을 이용하여 상기 표시면에서 표시되는 상기 소정의 컬러에 대한 정보를 컴퓨터 판독 가능한 형태의 정보로 변환하는 단계
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자성 입자를 이용한 표시 방법.
(a) 강자성 물질을 포함하고 소정의 컬러를 갖는 복수의 입자가 용매에 분산된 상태에서 상기 강자성 물질로 인하여 상기 복수의 입자 각각에 형성된 잔류 자극에 의하여 상기 복수의 입자가 정렬되어 복수의 입자 사슬을 형성하도록 하는 단계, 및
(b) 상기 형성된 복수의 입자 사슬 중 적어도 일부에 대하여 제2 자기장을 인가하여 상기 복수의 입자 사슬 중 적어도 일부가 상기 제2 자기장이 인가되는 영역의 표시면과 가까운 방향으로 이동하도록 하고, 이로써 상기 표시면에서 상기 소정의 컬러가 표시되도록 하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 자성 입자를 이용한 표시 방법.
자성을 갖고 소정의 컬러를 갖는 복수의 입자,
상기 복수의 입자가 분산된 용매,
상기 입자 및 상기 용매에 대하여 제1 자기장을 인가하는 제1 자기장 인가부, 및
상기 입자 및 상기 용매에 대하여 제2 자기장을 인가하는 제2 자기장 인가부
를 포함하고,
상기 제1 자기장 인가부는, 상기 복수의 입자가 상기 용매에 분산된 상태에서 상기 복수의 입자에 대하여 제1 자기장을 인가하여 상기 복수의 입자가 상기 제1 자기장의 방향과 평행한 방향으로 정렬되어 복수의 입자 사슬을 형성하도록 하고,
상기 제2 자기장 인가부는, 상기 형성된 복수의 입자 사슬 중 적어도 일부에 대하여 제2 자기장을 인가하여 상기 복수의 입자 사슬 중 적어도 일부가 상기 제2 자기장이 인가되는 영역의 표시면과 가까운 방향으로 이동하도록 하고, 이로써 상기 표시면에서 상기 소정의 컬러가 표시되도록 하는 것을 특징으로 하는 자성 입자를 이용한 표시 장치.
제17항에 있어서,
상기 제1 자기장 인가부는, 상기 복수의 입자의 자화 방향이 상기 제1 자기장의 방향이 같아지도록 상기 복수의 입자 각각이 회전 또는 이동하게 하고, 상기 복수의 입자 간 상호작용에 의해 상기 복수의 입자가 상기 제1 자기장의 방향과 평행한 방향으로 정렬되게 하는 것을 특징으로 하는 자성 입자를 이용한 표시 장치.
제17항에 있어서,
상기 복수의 입자는 강자성(ferromagnetic) 물질을 포함하고,
상기 제1 자기장이 차단되어도 상기 강자성 물질로 인하여 상기 복수의 입자 각각에 형성된 잔류 자극에 의하여 상기 복수의 입자 사슬이 유지되는 것을 특징으로 하는 자성 입자를 이용한 표시 장치.
제17항에 있어서,
상기 제2 자기장 인가부는, 상기 제2 자기장의 세기, 방향, 인가 시간, 인가 속도 및 자기력선의 패턴 중 적어도 하나를 조절하여 상기 제2 자기장이 인가되는 영역의 표시면과 가까운 방향으로 이동하는 입자 사슬의 상기 표시면과의 거리 및 상기 표시면과의 각도 중 적어도 하나를 조절하고, 이로써 상기 표시면에서 표시되는 상기 소정의 컬러의 명암도(intensity)를 조절하는 것을 특징으로 하는 자성 입자를 이용한 표시 장치.
제17항에 있어서,
상기 복수의 입자는, 포화 자화값이 서로 다르고 컬러가 서로 다른 적어도 두 가지 종류의 입자를 포함하고,
상기 제2 자기장의 세기에 따라 상기 제2 자기장이 인가되는 영역의 표시면과 가까운 방향으로 이동하는 입자 사슬의 종류가 달라지게 하고, 이로써 상기 표시면에서 표시되는 컬러가 달라지도록 하는 것을 특징으로 하는 자성 입자를 이용한 표시 장치.
제17항에 있어서,
컬러가 서로 다른 적어도 두 가지 종류의 입자를 각각 포함하는 적어도 두 개의 셀이 수직으로 적층되고, 상기 적어도 두 개의 셀에 대하여 인가되는 상기 제2 자기장의 세기에 따라 상기 표시면과 가까운 방향으로 이동하는 입자 사슬의 종류가 달라지게 하고, 이로써 상기 표시면에서 표시되는 컬러가 달라지도록 하는 것을 특징으로 하는 자성 입자를 이용한 표시 장치.
제17항에 있어서,
컬러가 서로 다른 적어도 두 가지 종류의 입자를 각각 포함하는 적어도 두 개의 셀을 수평으로 배열되고, 상기 제2 자기장 인가부는 상기 적어도 두 개의 셀에 대하여 상기 제2 자기장을 독립적으로 인가하여 상기 표시면과 가까운 방향으로 이동하는 입자 사슬의 종류가 상기 적어도 두 개의 셀마다 독립적으로 조절되도록 하는 것을 특징으로 하는 자성 입자를 이용한 표시 장치.
제17항에 있어서,
상기 용매 내에서의 상기 복수의 입자 사슬의 이동 저항이 조절됨으로써, 상기 제2 자기장이 차단된 이후에도 상기 제2 자기장이 인가되었던 영역의 표시면과 가까운 방향으로 이동했던 입자 사슬의 배열 상태가 소정 범위 내에서 소정 시간 이상 유지되도록 하는 것을 특징으로 하는 자성 입자를 이용한 표시 장치.
제17항에 있어서,
상기 용매의 점도, 상기 용매의 비중 및 상기 입자의 비중 중 적어도 하나가 조절되거나 상기 용매에 첨가제가 첨가됨으로써 상기 용매 내에서의 상기 복수의 입자 사슬의 이동 저항이 조절되도록 하는 것을 특징으로 하는 자성 입자를 이용한 표시 장치.
제17항에 있어서,
상기 제2 자기장 인가부는, 상기 표시면에서의 상기 제2 자기장의 방향, 세기, 인가 시간, 인가 속도 및 자기력선의 패턴 중 적어도 하나를 변화시켜 상기 제2 자기장이 인가되었던 영역의 표시면과 가까운 방향으로 이동했던 입자 사슬이 불규칙적으로 배열되도록 하고, 이로써 상기 표시면 중 상기 변화가 발생하는 영역에서만 상기 소정의 컬러의 명암도가 낮아지도록 하는 것을 특징으로 하는 자성 입자를 이용한 표시 장치.
제17항에 있어서,
제3 자기장을 인가하여 상기 복수의 입자 사슬이 상기 표시면과 먼 방향으로 이동하도록 하고, 이로써 상기 표시면에서 표시되는 상기 소정의 컬러의 명암도가 낮아지도록 하는 제3 자기장 인가부
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자성 입자를 이용한 표시 장치.
제17항에 있어서,
상기 복수의 입자 및 상기 용매는 광투과성 매질에 의하여 캡슐화되어 필름 형태로 가공되는 것을 특징으로 하는 자성 입자를 이용한 표시 장치.
제17항에 있어서,
전기장을 인가하여 상기 복수의 입자 사슬 중 적어도 일부가 상기 전기장이 인가되는 영역의 표시면과 가까운 방향으로 이동하거나 상기 표시면과 먼 방향으로 이동하도록 하고, 이로써 상기 표시면에서 표시되는 상기 소정의 컬러의 명암도를 조절하는 전기장 인가부
를 더 포함하고,
상기 복수의 입자는 표면에 서로 동일한 부호의 전하를 갖는 것을 특징으로 하는 자성 입자를 이용한 표시 장치.
제29항에 있어서,
상기 전기장 인가부는, 상기 표시면 상에 구비되는 터치 센서로부터 입력되는 신호를 참조로 하여 상기 전기장의 패턴을 조절함으로써 상기 표시면에서 표시되는 상기 소정의 컬러의 명암도를 조절하는 것을 특징으로 하는 자성 입자를 이용한 표시 장치.
제17항에 있어서,
광학 스캔 기술을 이용하여 상기 표시면에서 표시되는 상기 소정의 컬러에 대한 정보를 컴퓨터 판독 가능한 형태의 정보로 변환하는 정보 변환부
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자성 입자를 이용한 표시 장치.
제17항에 있어서,
상기 제2 자기장 인가부는,
상기 제2 자기장을 발생시키는 자기장 발생부, 및
상기 자기장 발생부로부터 발생되는 제2 자기장이 타겟 입자 사슬이 존재하는 영역 이외의 영역으로 인가되는 것을 차단시키는 자기장 차단부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 자성 입자를 이용한 표시 장치.
제32항에 있어서,
상기 제2 자기장 인가부는, 상기 자기장 발생부로부터 발생되는 제2 자기장의 세기 및 방향 중 적어도 하나가 조절 가능하도록 하는 것을 특징으로 하는 자성 입자를 이용한 표시 장치.
제27항에 있어서,
상기 표시면은 유연성 있는 재질로 이루어진 두루마리 형태로 구성되고,
상기 제3 자기장 인가부는 상기 표시면 상의 임의의 위치에 배치되고,
상기 표시면이 말리거나 풀리는 경우에, 상기 표시면 중 상기 제3 자기장 인가부로부터 소정의 거리 내에 위치하게 되는 영역에 표시되어 있던 상기 소정의 컬러의 명암도가 낮아지도록 하는 것을 특징으로 하는 자성 입자를 이용한 표시 장치.
강자성 물질을 포함하고 소정의 컬러를 갖는 복수의 입자,
상기 복수의 입자가 분산된 용매, 및
상기 입자 및 상기 용매에 대하여 제2 자기장을 인가하는 제2 자기장 인가부
를 포함하고,
상기 복수의 입자가 용매에 분산된 상태에서 상기 강자성 물질로 인하여 상기 복수의 입자 각각에 형성된 잔류 자극에 의하여 상기 복수의 입자가 정렬되어 복수의 입자 사슬을 형성하도록 하고,
상기 제2 자기장 인가부는, 상기 형성된 복수의 입자 사슬 중 적어도 일부에 대하여 제2 자기장을 인가하여 상기 복수의 입자 사슬 중 적어도 일부가 상기 제2 자기장이 인가되는 영역의 표시면과 가까운 방향으로 이동하도록 하고, 이로써 상기 표시면에서 상기 소정의 컬러가 표시되도록 하는 것을 특징으로 하는 자성 입자를 이용한 표시 장치.
자성을 갖고 소정의 컬러를 갖는 복수의 입자, 및
상기 복수의 입자가 분산된 용매
를 포함하고,
상기 복수의 입자가 상기 용매에 분산된 상태에서 상기 복수의 입자에 대하여 제1 자기장이 인가되면, 상기 복수의 입자가 상기 제1 자기장의 방향과 평행한 방향으로 정렬되어 복수의 입자 사슬을 형성하고,
상기 형성된 복수의 입자 사슬 중 적어도 일부에 대하여 제2 자기장을 인가되면, 상기 복수의 입자 사슬 중 적어도 일부가 상기 제2 자기장이 인가되는 영역의 표시면과 가까운 방향으로 이동하고, 이로써 상기 표시면에서 상기 소정의 컬러가 표시되는 것을 특징으로 하는 자성 입자를 이용한 필름.
제36항에 있어서,
상기 제2 자기장의 방향 및 세기 중 적어도 하나가 변화되면, 상기 제2 자기장이 인가되었던 영역의 표시면과 가까운 방향으로 이동했던 입자 사슬이 불규칙적으로 배열되고, 이로써 상기 표시면에서 표시되는 상기 컬러의 명암도가 낮아지는 것을 특징으로 하는 자성 입자를 이용한 필름.
제36항에 있어서,
상기 제2 자기장과 반대 방향의 제3 자기장이 인가되면, 상기 복수의 입자 사슬이 상기 표시면과 먼 방향으로 이동하고, 이로써 상기 표시면에서 표시되는 상기 컬러의 명암도가 낮아지는 것을 특징으로 하는 자성 입자를 이용한 필름.
강자성 물질을 포함하고 소정의 컬러를 갖는 복수의 입자, 및
상기 복수의 입자가 분산된 용매
를 포함하고,
상기 복수의 입자가 용매에 분산된 상태에서 상기 강자성 물질로 인하여 상기 복수의 입자 각각에 형성된 잔류 자극에 의하여 상기 복수의 입자가 정렬되어 복수의 입자 사슬을 형성하고,
상기 형성된 복수의 입자 사슬 중 적어도 일부에 대하여 제2 자기장을 인가되면, 상기 복수의 입자 사슬 중 적어도 일부가 상기 제2 자기장이 인가되는 영역의 표시면과 가까운 방향으로 이동하고, 이로써 상기 표시면에서 상기 소정의 컬러가 표시되는 것을 특징으로 하는 자성 입자를 이용한 필름.