KR101327893B1 - 전기영동 입자 및 그를 이용한 전기영동 표시소자 및 그 제조 방법 - Google Patents

전기영동 입자 및 그를 이용한 전기영동 표시소자 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 백색 입자의 비중을 감소시킴과 아울러 굴절율을 향상시켜서 백색 및 컬러 전기영동 입자의 응답 속도 및 쌍안정성을 향상시킬 수 있음과 아울러 반사율을 향상시킬 수 있는 전기영동 입자 및 그를 이용한 전기영동 표시소자 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 본 발명의 전기영동 입자는 바인더와; 상기 바인더 내에 포함된 백색 안료 입자와; 상기 바인더 내에 포함된 전하 조절제를 포함하고; 상기 백색 안료 입자는 비중 및 굴절율이 서로 다른 제1 및 제2 금속 산화물의 이중층 구조를 갖는다.

Description

전기영동 입자 및 그를 이용한 전기영동 표시소자 및 그 제조 방법{ELECTROPHORETIC PARTICLE AND ELECTROPHORETIC DISPALY USING THE SAME AND METHOD OF MANUFACTURING ELECTROPHORETIC DISPALY}
본 발명은 전기영동 표시소자에 관한 것으로, 특히 백색 안료 입자의 비중을 감소시킴과 아울러 백색 안료 입자의 반사율을 향상시켜서 백색 및 컬러 전기영동 입자의 응답 속도 및 쌍안정성을 향상시킬 수 있음과 아울러 반사율을 향상시킬 수 있는 전기영동 입자 및 그를 이용한 전기영동 표시소자 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
전기영동 표시소자(EPD: ElectroPhoretic Display)는 절연성 분산 용매 내에 분산된 대전 입자가 전기장의 작용에 따라 표시면에서 전기영동을 유도하고, 분산 용매와 대전 입자의 광학 특성을 이용하여 표시를 실행한다. 전기영동 표시소자는 마주하는 한쌍의 전극에 전압을 인가하여 표시면으로 백색 전기영동 입자가 모이면 백색을, 흑색 전기영동 입자가 모이면 흑색을 표시한다. 전기영동 표시소자는 액정 표시소자와 다르게 백라이트 광원을 사용하지 않으며, 소비 전력이 낮은 특징과, 전력 공급없이 표시 상태를 유지할 수 있는 메모리성을 가짐에 따라 전자 종이(Electronic Paper)로 각광받고 있다.
일반적으로, 전기영동 표시소자는 백색 안료 입자로 티타니아(Titania; TiO2)를 주로 이용하고, 흑색 안료 입자로 카본 블랙(Carbon Black)을 주로 이용한다. 그러나, 카본 블랙 입자는 2 정도의 저비중을 갖는 반면, 티타니아 입자는 4 이상의 고비중을 갖고 있는 관계로 저비중 용매내에서 침강되기 용이하여 스위칭 구동이 저하될 뿐만 아니라 사용 연한이 짧으므로 백색 전기영동 입자의 쌍안정성이 저하되어 반사율 및 컨트라스트비 저하가 발생한다.
또한, 컬러 구현을 위해 백색 전기영동 입자에 컬러 안료 및/또는 컬러 염료를 추가한 컬러 전기영동 입자는 컬러 안료 및 염료에 의해 백색광 반사율이 저하되는 문제점이 있다
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 백색 안료 입자의 비중을 감소시킴과 아울러 백색 안료 입자의 반사율을 향상시켜서 백색 및 컬러 전기영동 입자의 응답 속도 및 쌍안정성을 향상시킬 수 있음과 아울러 반사율을 향상시킬 수 있는 전기영동 입자 및 그를 이용한 전기영동 표시소자 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 전기영동 입자는 바인더와; 상기 바인더 내에 포함된 백색 안료 입자와; 상기 바인더 내에 포함된 전하 조절제를 포함하고; 상기 백색 안료 입자는 비중 및 굴절율이 서로 다른 제1 및 제2 금속 산화물의 이중층 구조를 갖는다.
상기 백색 안료 입자는 실리카로 구성된 코어 및 상기 실리카 코어를 둘러싸는 티타니아로 구성된 쉘을 구비하거나, 티타니아로 구성된 코어 및 상기 티타니아 코어를 둘러싸는 실리카로 구성된 쉘을 구비한다.
상기 백색 안료 입자는 2 ~ 3 사이의 고굴절율을 갖고, 1 ~ 3 사이의 저비중을 갖는다.
본 발명의 전기영동 입자는 상기 바인더 내에 포함되거나 상기 백색 안료 입자를 둘러싸는 착색제를 추가로 구비한다.
본 발명에 따른 전기영동 표시소자는 상기 전기영동 입자를 이용하고 제1 전하를 갖는 백색 또는 컬러 전기영동 입자와, 제2 전하를 갖는 흑색 전기 영동 입자가, 절연성 용매에 분산된 전기영동 잉크가 주입된 복수의 화소와; 상기 복수의 화소 각각에 전기장 인가를 위해 형성된 제1 및 제2 전극을 구비한다.
본 발명에 따른 전기영동 표시소자의 제조 방법은 상기 전기영동 입자를 이용한 백색 또는 컬러 전기영동 입자가 절연 용매에 분산된 백색 또는 컬러 잉크를 제조하는 단계와; 흑색 전기영동 입자가 절연 용매에 분산된 흑색 컬러 잉크를 제조하는 단계와; 제1 전극이 형성된 하부 기판 상에 격벽을 제조하여 각 화소 공간을 형성하는 단계와; 상기 각 화소 공간에 상기 백색 또는 컬러 잉크와 상기 흑색 컬러 잉크를 혼합한 혼합 잉크를 주입하여 각 화소를 형성하는 단계와; 각 화소가 형성된 상기 하부 기판 상에 제2 전극이 형성된 상부 기판을 합착하여 실링하는 단계를 포함한다.
상기 백색 안료 입자는 타이타늄 알콕시드류의 전구체를 이용한 졸-겔 프로세스를 통해 실리카 코어의 표면에 티타니아 쉘이 형성된 구조를 갖거나, 실리콘 알콕시드류의 전구체를 이용한 졸-겔 프로세스를 통해 티타니아 코어의 표면에 실리카 쉘이 형성된 구조를 갖는다.
본 발명에 따른 전기영동 입자 및 그를 이용한 전기영동 표시소자 및 그 제조 방법은 굴절율 차이를 갖는 티타니아 및 실리카 이중층의 코어-쉘 구조를 갖는 백색 안료 입자를 이용함으로써 그 백색 안료 입자를 이용하는 백색/컬러 전기영동 입자의 비중을 감소시킬 수 있음과 아울러 굴절율을 증가시켜서 반사율을 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 백색/컬러 전기영동 입자의 비중 감소를 통해 백색/컬러 전기영동 입자의 이동도가 향상되어 응답속도를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 저비중 용매내에서의 침강을 방지하여 쌍안정성을 높일 수 있다. 또한, 백색/컬러 전기영동 입자의 백색광의 반사율 증가를 통해 컨트라스트비를 향상시킬 수 있다.
도 1a 및 도 1b은 본 발명의 실시예에 따른 백색 안료 입자의 단면 구조를 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 백색 전기영동 입자의 단면 구조를 나타낸 개념도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 컬러 전기영동 입자의 단면 구조를 나타낸 개념도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전기영동 표시소자를 나타낸 단면도이다.
본 발명에 따른 백색 안료 입자는 백색/컬러 전기영동 입자의 바인더 내에 포함되어 외부 입사광 중 백색광을 반사 및 산란시키는 역할을 하는 것으로, 상대적으로 높은 백색도를 갖으면서도 굴절율 및 비중이 서로 다른 복수의 금속 산화물을 이용한 이중층 구조로 형성됨으로써 기존의 티타니아 백색 안료 입자보다 저비중 및 고굴절율 특성을 갖을 수 있다.
도 1a 및 도 1b은 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 백색 안료 입자의 단면 구조를 각각 나타낸 개념도이다.
도 1a에 도시된 제1 실시예의 백색 안료 입자(10)는 저비중 및 저굴절율을 갖는 제1 금속 산화물로 구성된 코어(core; 12)와, 고비중 및 고굴절율을 갖는 제2 금속 산화물로 구성되며 코어(12)를 둘러싸는 쉘(shell; 14)를 구비하는 코어-쉘의 이중층 구조로 형성된다.
이와 달리, 도 1b에 도시된 제2 실시예의 백색 안료 입자(20)는 도 1a에 도시된 제1 실시예의 백색 안료 입자(10)와 반대로, 고비중 및 고굴절율을 갖는 제2 금속 산화물로 구성된 코어(22)와, 저비중 및 저굴절율을 갖는 제1 금속 산화물로 구성된 쉘(24)을 구비하는 코어-쉘의 이중층 구조로 형성된다.
예를 들면, 저비중 및 저굴절율을 갖는 제1 금속 산화물로는 실리카(SiO2)가 이용되고, 고비중 및 고굴절율을 갖는 제2 금속 산화물로는 티타니아가 이용된다.
실리카는 2 정도의 저비중을 갖고, 티타니아는 4.2 정도의 고비중을 갖는다. 이에 따라, 실리카 및 티타니아로 구성된 코어-쉘 구조를 갖는 본 발명의 백색 안료 입자(10, 20)는 티타니아로만 구성된 종래의 백색 안료 입자의 비중보다 낮은 1 ~ 3 사이의 저비중을 갖게 됨으로써 이를 포함하는 백색/컬러 전기영동 입자의 응답 속도를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 블랙 전기영동 입자와의 비중 차이를 감소시킴으로써 저비중의 분산 용매내에서 쌍안정성을 향상시킬 수 있다.
또한, 실리카는 결정 상태에 따라 1.4 ~ 1.5 사이의 저굴절율을 갖고, 티타니아는 결정 상태에 따라 2.3 ~ 2.8 사이의 고굴절율을 갖음으로써 실리카 및 티타니아 이중층 구조의 백색 안료 입자(10, 20)는 2 ~ 3 사이의 고굴절율을 갖는다. 이에 따라, 본 발명의 백색 안료 입자(10, 20)는 코어-쉘 구조를 갖는 실리카 및 티타니아의 굴절율 차이에 의해 투과광도 반사시킬 수 있으므로 광의 전반사 및 정반사 효과를 향상시켜서 백색광의 반사율을 향상시킬 수 있다.
도 1a에 도시된 실리카 코어(12)와 티타니아 쉘(14) 구조를 갖는 백색 안료 입자(10)의 제조 방법은 특별히 한정되지 않으나, 예를 들면 티타늄 알콕시드(titanium alkoxide)류의 전구체를 이용한 졸-겔 프로세스(sol-gel process)를 이용하여 100 ~ 200nm 크기의 구 형태인 실리카 코어(12)의 표면에 티타니아 입자를 증착시킴으로써 실리카 코어(12)-티타니아 쉘(14) 구조를 갖는 250nm 이하의 백색 안료 입자(10)를 형성할 수 있다. 이때, 졸-겔 프로세스를 통해 티타늄 알콕시드류의 전구체가 가수분해-축합반응(Hydrolysis-condensation)을 거쳐 티타니아 성분으로 형성되어 실리카 코어(12)의 표면에 티타니아 쉘(14)을 형성한다. 티타늄 알콕시드류로는 티타늄 부톡시드(titanium butoxide), 티타늄 이소프록시드(titanium isoproxide) 등이 이용될 수 있다.
도 1b에 도시된 티타니아 코어(22)와 실리카 쉘(24) 구조를 갖는 백색 안료 입자(20)의 제조 방법도 특별히 한정되지 않으나, 예를 들면 실리콘 알콕시드(silicon alkoxide)류의 전구체를 이용한 졸-겔 프로세스를 이용하여 100 ~ 200nm 크기의 구 형태인 티타니아 코어(22)의 표면에 실리카 입자를 증착시킴으로써 티타니아 코어(22)-실리카 쉘(24) 구조를 갖는 250nm 이하의 백색 안료 입자(20)를 형성할 수 있다. 이때, 졸-겔 프로세스를 통해 실리콘 알콕시드류의 전구체가 가수분해-축합반응을 거쳐 실리카 성분으로 형성되어 티타니아 코어(22)의 표면에 실리카 쉘(24)을 형성한다.
백색 안료 입자(10, 20)는 50nm~250nm 사이의 크기를 갖는 것이 바람직하다. 이는 백색 안료 입자(10, 20)의 크기가 50nm보다 작거나 250nm보다 크면 반사율이 저하되기 때문이다.
도 2는 도 1a 및 도 1b에 도시된 백색 안료 입자(10, 20)를 적용한 본 발명의 실시예에 따른 백색 전기영동 입자의 단면 구조를 개략적으로 나타낸 개념도이다.
도 2에 나타낸 백색 전기영동 입자(30)는 이상적인 경우로 바인더(32) 내에 백색 입자(10, 20), 전하 조절제(34)가 바인더(32)와 유기 결합되어 포함되고, 바인더(32) 외부에 계면 활성제(36)가 유기 결합된 구조를 갖는다.
백색 안료 입자(10, 20)는 도 1a에 도시된 바와 실리카 코어(12)-티타니아 쉘(14) 구조로 형성되거나, 도 1b에 도시된 바와 같이 티타니아 코어(22)-실리카 쉘(24) 구조로 형성됨으로써 종래의 티타니아로만 구성된 백색 안료 입자 보다 저비중 및 고굴절율 특성을 갖는다. 또한, 바인더(32)가 실리카의 굴절율 보다 높고 티타니아의 굴절율 보다 낮은 1.5 정도의 굴절율을 갖는다. 따라서, 바인더(32)와 백색 안료 입자(10, 20)의 실리카 및 티타니아의 굴절율 차이에 의해 백색광의 반사율이 향상될 수 있다.
도 3은 도 1a 및 도 1b에 도시된 백색 안료 입자(10, 20)를 적용한 본 발명의 실시예에 따른 컬러 전기영동 입자의 단면 구조를 개략적으로 나타낸 개념도이다.
도 3에 도시된 컬러 전기영동 입자(40)는 도 2에 도시된 백색 전기영동 입자(30)의 바인더(32) 내에 적색, 녹색, 청색, 청록색, 다홍색 또는 황색과 같은 컬러 안료 또는 염료를 포함하는 착색제(44)를 추가로 포함한 구조를 갖는다. 이와 달리, 착색제(44)는 백색 안료 입자(10, 20)를 둘러싸는 형태로 형성될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 백색 전기영동 입자(30) 및 컬러 전기영동 입자(40)는 저비중 및 고굴절율을 갖는 백색 안료 입자(10, 20)를 이용함으로써 종래의 티타니아 백색 안료 입자를 이용하는 경우 보다 응답 속도 및 쌍안정성과 백색광 반사율 및 컨트라스트비를 향상시킬 수 있다.
본원 발명에 따른 백색/컬러 전기영동 입자를 이용한 전기영동 표시소자의 제조 방법은 다음과 같다.
백색(또는 컬러) 잉크 제조
폴리에스터(Polyester) 바인더에 폴리이소부틸렌 숙신이미드(Polyisobutylene succinmide)의 공중합체를 메틸에틸케톤(Methyl Ethyl Ketone; MEK)에 용해한 다음, 도 1a에 도시된 바와 같이 실리카 코어 및 티타니아 쉘 구조를 갖는 백색 안료 입자(10) 또는 도 1b에 도시된 바와 같이 티타니아 쉘 및 실리카 코어 구조를 갖는 백색 안료 입자(20)(또는 백색 안료 입자(10, 20)와 다른 컬러 안료/염료)를 첨가한 후, 비드 밀(Bead mill)을 이용하여 제1 분산액을 제조한다.
제1 분산액에 전하 조절제를 포함하는 제2 분산액과, 메틸에틸케톤을 첨가하여 용해 및 희석시켜서 제3 분산액을 제조한다.
제3 분산액에 n-헥산(n-Hexane)을 첨가하여 제1 반응액을 제조한다.
전기 절연유로써 0.75의 비중을 갖는 이소파라핀계 용매(Isopar G)와, 1.8의 비중을 갖는 할로카본(Halocarbon)을 혼합하여 비중을 1.35로 맞춘 혼합액을 상기 제1 반응액에 첨가하고 40도에서 감압 증류하여 백색 잉크(또는 컬러 잉크)를 제조한다.
흑색 잉크 제조
상기 백색 잉크 제조 방법에서 백색 안료 입자(10, 20) 대신에 카본 블랙을 첨가하고 동일한 방법으로 흑색 잉크를 제조한다.
전기영동 표시소자 제조
제1 전극(투명 전극)이 형성된 하부 기판 상에 감광성 필름을 이용하여 매트릭스 구조의 격벽을 형성하여 독립된 각 화소 공간을 마련한다. 기제조된 백색(또는 컬러) 잉크와 흑색 잉크를 특정 부피비로 혼합한 혼합 잉크를, 각 화소 공간에 주입함으로써 각 화소를 형성한다. 잉크 주입 공정으로는 스핀 코팅, 슬릿 코팅, 딥 코팅, 잉크젯, 롤투롤 코팅, 또는 스크린 프린팅 공정을 이용한다.
각 화소가 형성된 하부 기판 상에 제2 전극(투명 전극)이 형성된 상부 기판을 UV 접착제를 이용하여 합착 및 실링함으로써 전기영동 표시소자를 제조한다.
전기영동 표시소자 평가
제조된 전기영동 표시소자를 전압에 따른 반사율 및 컨트라스트비를 휘도 측정 장비(SpectraDuo PR-680)를 이용하여 측정한다.
아래의 표 1은 종래의 티타니아 백색 안료 입자를 갖는 백색 전기영동 입자와 흑색 전기영동 입자를 이용한 종래의 모노 전기영동 표시소자와, 발명의 실시예에 따른 저비중-고굴절율 백색 안료 입자(10, 20)를 갖는 백색 전기영동 입자(30)와 흑색 전기영동 입자를 이용한 본 발명의 모노 전기영동 표시소자의 반사율 및 응답 속도를 측정한 결과를 나타낸 것이다. 또한, 종래의 백색 안료 입자 및 백색 전기영동 입자와, 본 발명의 백색 안료 입자(10, 20) 및 백색 전기영동 입자의 비중을 비교하여 나타낸 것이다.
전기영동
입자		 비중 반사율
(모노 잉크)		 CR
(모노 잉크)		 응답 속도(ms)
안료 입자 전기영동
입자
종래 백색 전기영동 입자 4.2 2.3 40% 10.1:1 350ms
제1 실시예가 적용된 백색 전기영동 입자 2.5 1.37 45% 15:1 100ms
제2 실시예가 적용된 백색 전기영동 입자 3.0 1.64 50% 17:1 200ms
흑색 전기영동 입자 2.0 1.43
상기 표 1을 참조하면, 종래의 티타니아로만 구성된 백색 안료 입자를 이용한 백색 전기영동 입자의 안료 입자 비중 4.2, 전기영동 입자 비중 2.3 및 응답 속도 350nm와 대비하여, 본 발명의 제1 실시예(도 1a)에 따른 실리카 코어 및 티타니아 쉘 구조를 갖는 백색 안료 입자(10)를 이용한 백색 전기영동 입자(30)는 안료 입자 비중 2.5, 전기영동 입자의 비중 1.37로 감소하고 응답 속도가 100nm로 증가하였음을 알 수 있다. 종래와 대비하여, 본 발명의 제2 실시예(도 1b)에 따른 티타니아 코어 및 실리카 쉘 구조를 갖는 백색 안료 입자(20)를 이용한 백색 전기영동 입자(30)는 안료 입자 비중 3.0, 전기영동 입자의 비중 1.64로 감소하고 응답 속도가 200nm로 증가하였음을 알 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 백색 전기영동 입자(30)의 비중(1.37, 1.64)이 흑색 전기영동 입자의 비중(1.43)과 가깝게 되어 쌍안정성도 향상될 수 있다.
또한, 종래의 백색 전기영동 입자와 흑색 전기영동 입자를 이용한 종래의 모노 전기영동 표시소자의 백색 전기영동 입자 반사율 40% 및 컨트라스트비(CR) 10.1:1과 대비하여, 본 발명의 제1 및 제2 실시예를 이용한 백색 전기영동 입자(20)와 흑색 전기영동 입자를 이용한 본 발명의 모노 전기영동 표시소자는 백색 전기영동 입자 반사율 45% 및 50%, 컨트라스트비(CR) 15:1 및 17:1로 증가하였음을 알 수 있다.
이에 따라, 본 발명에 따른 전기영동 표시소자는 서적, 신문, 교과서, 잡지와 같이 텍스트를 표시하는데 적합하도록 백색 전기영동 입자의 반사율이 45% 이상을 유지하고, 백색 전기영동 입자의 고온 안정성은 42% 이상을 유지하며, 흑색 전기영동 입자와의 컨트라스트비는 15:1 이상을, 흑색 전기영동 입자와의 고온 후 컨트라스트비는 13:1 이상을 유지할 수 있고, 백색 전기영동 입자의 쌍안정성이 2.0 이하를 유지할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전기영동 표시소자를 나타낸 단면도이다.
도 4에 도시된 전기영동 표시소자는 제1 전극(52)이 형성된 하부 기판(50)과, 제2 전극(62)이 형성된 상부 기판(60)과, 상하부 기판(50, 60) 사이에 형성된 매트릭스 구조의 격벽(54)과, 상하부 기판(50, 60)과 격벽(54)에 의해 형성된 각 화소 공간에 백색, 적색, 녹색, 청색 잉크가 주입된 백색, 적색, 녹색, 청색 화소(W, R, G, B)를 구비한다. 한편, 도 4는 칼러 전기영동 표시소자의 구조만을 도시하였으나, 모노 전기영동 표시소자에서는 도 4에서 백색 화소(W)만 구비한다.
하부 기판(50)으로는 주로 유리 기판이 이용되고, 상부 기판(60)으로는 PET(Polyethylene Terephthalate) 필름이 이용된다. 하부 기판(50) 상에 각 화소의 제1 전극(52)이 형성되고, 그 위에 네거티브 포토레지스트를 이용하여 매트릭스 구조의 격벽(54)이 형성됨으로써 백색, 적색, 녹색, 청색(W, R, G, B)의 공간이 마련된다. 각 화소 공간에 상기 제조된 혼합 잉크를 해당 화소 공간에 각각 주입한다. 백색 화소(W)에 백색 잉크 및 흑색 잉크가 혼합된 백색+흑색 혼합 잉크를 주입하고, 그 다음 적색 잉크 및 흑색 잉크가 혼합된 적색+흑색 혼합 잉크를 적색 화소(R)에 주입하고, 동일 방법으로 녹색 화소(G) 및 청색 화소(B)에 녹색+흑색 혼합 잉크 및 청색+흑색 혼합 잉크 각각을 순차적으로 주입하여 백색, 적색, 녹색, 청색 화소(W, R, G, B)를 형성한다.
백색, 적색, 녹색, 청색 화소(W, R, G, B)가 형성된 하부 기판(50)과, 제2 전극(62)이 형성된 상부 기판(60)을 합착 및 실링하여 전기영동 표시소자를 제조한다.
백색 전기영동 입자(82) 및 적색, 녹색, 청색 전기영동 입자(84, 86, 88)는 부극성 전하를 갖으며, 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같은 저비중-고굴절율 특성을 갖는 백색 안료 입자(10, 20)를 포함한다. 흑색 전기영동 입자(74)는 정극성 전하를 갖는다. 부극성으로 대전된 백색, 적색, 녹색, 청색 전기영동 입자(82, 84, 86, 88) 보다 정극성으로 대전된 흑색 전기영동 입자(74)의 크기가 일반적으로 크다.
백색 화소(W)는 전기영동 매질의 용매(70)에 혼합된 백색 전기영동 입자(82) 및 흑색 전기영동 입자(74)를 포함한다. 백색 화소(W)는 제1 및 제2 전극(52, 62)에 인가된 전압에 응답하여, 백색 전기영동 입자(82)가 상부 기판(60) 쪽으로 이동하면 백색을, 흑색 전기영동 입자(74)가 상부 기판(60) 쪽으로 이동하면 흑색을 표시한다.
녹색 화소(G)는 전기영동 매질의 용매(70)에 혼합된 녹색 전기영동 입자(86) 및 흑색 전기영동 입자(74)를 포함한다. 녹색 화소(G)는 제1 및 제2 전극(52, 62)에 인가된 전압에 응답하여, 녹색 전기영동 입자(86)가 상부 기판(60) 쪽으로 이동하면 녹색을, 흑색 전기영동 입자(74)가 상부 기판(60) 쪽으로 이동하면 흑색을 표시한다.
청색 화소(B)는 전기영동 매질의 용매(70)에 혼합된 청색 전기영동 입자(88) 및 흑색 전기영동 입자(74)를 포함한다. 청색 화소(B)는 제1 및 제2 전극(52, 62)에 인가된 전압에 응답하여, 청색 전기영동 입자(88)가 상부 기판(60) 쪽으로 이동하면 청색을, 흑색 전기영동 입자(74)가 상부 기판(60) 쪽으로 이동하면 흑색을 표시한다.
따라서, 본 발명에 따른 전기영동 입자 및 그를 이용한 전기영동 표시소자 및 그 제조 방법은 비중 및 굴절율이 서로 다른 금속 산화물의 코어-쉘 구조를 갖는 저비중 및 고굴절율 특성의 백색 안료 입자(10, 20)를 이용함으로써 종래의 티타니아 백색 안료 입자를 이용하는 경우 보다 응답 속도 및 쌍안정성과 백색광 반사율 및 컨트라스트비를 향상시킬 수 있다.
10, 20: 백색 안료 입자 12: 실리카 코어
14: 티타니아 쉘 22: 티타니아 코어
24: 실리카 쉘 30, 82: 백색 전기영동 입자
32: 바인더 34: 전하 조절제
36: 계면 활성제 40, 84, 86, 88: 컬러 전기영동 입자
44: 착색제 74: 흑색 전기영동 입자
50: 하부 기판 52: 제1 전극
60: 상부 기판 62: 제2 전극
70: 용매

Claims (9)

  1. 바인더와;
    상기 바인더 내에 포함된 백색 안료 입자와;
    상기 바인더 내에 포함된 전하 조절제를 포함하고;
    상기 바인더를 포함하지 않은 상기 백색 안료 입자는 제1 금속 산화물로 구성된 코어와, 상기 제1 금속 산화물과 비중 및 굴절율이 서로 다른 제2 금속 산화물로 구성되며 상기 코어를 둘러싸는 쉘을 구비하는 이중층 구조를 갖고;
    상기 제1 금속 산화물로 구성된 상기 코어의 표면 전체에 상기 제2 금속 산화물로 구성된 상기 쉘이 형성됨으로써 상기 백색 안료 입자가 형성되고,
    상기 백색 안료 입자에서 상기 제2 금속 산화물로 구성된 상기 쉘의 내측면은 상기 제1 금속 산화물로 구성된 상기 코어의 표면 전체와 직접 접촉하고,
    상기 백색 안료 입자의 표면에 해당하는, 상기 제2 금속 산화물로 구성된 상기 쉘의 외측면이 상기 바인더와 직접 접촉하는 것을 특징으로 하는 전기영동 입자.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 및 제2 금속 산화물 중 어느 하나는 실리카이고, 상기 제1 및 제2 금속 산화물 중 나머지 하나는 티타니아인 것을 특징으로 하는 전기영동 입자.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 백색 안료 입자는 2 ~ 3 사이의 고굴절율을 갖는 것을 특징으로 하는 전기영동 입자.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 백색 안료 입자는 1 ~ 3 사이의 저비중을 갖는 것을 특징으로 하는 전기 영동 입자.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 바인더 내에 포함되거나 상기 백색 안료 입자를 둘러싸는 착색제를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 전기영동 입자.
  7. 청구항 1 및 2와, 청구항 4 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 기재된 상기 전기영동 입자를 이용하고 제1 전하를 갖는 백색 또는 컬러 전기영동 입자와, 제2 전하를 갖는 흑색 전기 영동 입자가, 절연성 용매에 분산된 전기영동 잉크가 주입된 복수의 화소와;
    상기 복수의 화소 각각에 전기장 인가를 위해 형성된 제1 및 제2 전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자.
  8. 청구항 1 및 2와, 청구항 4 내지 6 중 어느 한 항에 기재된 상기 전기영동 입자를 이용한 백색 또는 컬러 전기영동 입자가 절연 용매에 분산된 백색 또는 컬러 잉크를 제조하는 단계와;
    흑색 전기영동 입자가 절연 용매에 분산된 흑색 컬러 잉크를 제조하는 단계와;
    제1 전극이 형성된 하부 기판 상에 격벽을 제조하여 각 화소 공간을 형성하는 단계와;
    상기 각 화소 공간에 상기 백색 또는 컬러 잉크와 상기 흑색 컬러 잉크를 혼합한 혼합 잉크를 주입하여 각 화소를 형성하는 단계와;
    각 화소가 형성된 상기 하부 기판 상에 제2 전극이 형성된 상부 기판을 합착하여 실링하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자의 제조 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 백색 안료 입자는
    타이타늄 알콕시드류의 전구체를 이용한 졸-겔 프로세스를 통해 실리카 코어의 표면에 티타니아 쉘이 형성된 구조를 갖거나, 실리콘 알콕시드류의 전구체를 이용한 졸-겔 프로세스를 통해 티타니아 코어의 표면에 실리카 쉘이 형성된 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자의 제조 방법.
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