KR101329793B1 - 잉크 조성물, 그 제조 방법 및 이를 함유하는 디스플레이 패널 - Google Patents

잉크 조성물, 그 제조 방법 및 이를 함유하는 디스플레이 패널 Download PDF

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Abstract

안료 입자, 적어도 하나의 친수성 유기 금속 화합물, 적어도 하나의 친지성 유기 금속 화합물, 증류수 및 용제를 사용하여 코어-쉘 코팅하여 코어-쉘 코팅된 안료 입자를 제조한다. 상기 코어-쉘 코팅된 안료입자, 용제 및 할로겐 화합물을 사용하여 이온화된 유기 금속화합물이 코팅된 잉크 입자를 제조한다. 상기 잉크 입자, 분산제 및 유전 유체를 혼합하여 잉크 조성물을 제조한다. 전기적인 움직임이 가능한 전기영동 특성과 유전유체에서 분산 특성이 뛰어난 반사형 칼라 디스플레이에 응용가능하다.

Description

잉크 조성물, 그 제조 방법 및 이를 함유하는 디스플레이 패널{Ink Composition, Method of Preparing the same, and Display panel having the same}
본 발명은 잉크 조성물, 그 제조 방법 및 이를 함유하는 디스플레이 패널에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 반사형 디스플레이 패널에 사용될 수 있는 전자잉크 조성물, 그 제조 방법 및 이를 함유하는 디스플레이 패널에 관한 것이다.
반사형 디스플레이는 광원을 갖고 있는 LCD, PDP와는 달리 별도의 광원 없이 외부의 빛(외광)을 이용하여 정보를 표시하는 디스플레이를 말한다. 외광을 사용하기 때문에 외부 시인성이 좋고 소비전력이 작으며 별도의 광원이 없기 때문에 두께를 얇게 만들 수 있다는 장점이 있지만, 기술적으로 PDP, LCD와 같이 색채 구현이 어려워 지금까지는 많은 개발이 이뤄지지 않고 있다.
이러한 상황 속에서 최근 아마존 킨들(Kindle)의 성공으로 반사형 디스플레이가 다시 큰 관심을 모으고 있는 아마존은 전자책(e-Book) 킨들에 반사형 디스플레이를 채용하였는데 이는 화면을 바꿀 때만 전력이 소모되어 책을 읽는 동안 전력소비가 없고, 종이처럼 오랫동안 책을 봐도 눈이 편하다는 장점으로 시장에서 좋은 평가를 얻었다. 또한 아이패드(iPAD)의 등장으로 다양한 콘텐츠 공급이 가시화되면서 종이를 디스플레이로 대체할 수 있다는 가능성이 주목받게 되었다.
위와 같은 반사형 디스플레이는 전자 잉크 또는 E-잉크로서 공지된 기술을 사용하여 제조 되어 신문, 휴대폰용 재사용가능한 페이퍼 디스플레이, 휴대용 TV 스크린, 및 전자 벽지 적용이 기대되고 있다. 이러한 전자잉크 기술은 복수의 대전된 입자가 전기장의 영향 하에 현탁 유체 여기저기로 움직이는, 입자-기반 전기영동 디스플레이를 의미한다.
또한 여기서 전기영동 현상이란, 전기장이 인가되는 경우에 대전된 입자들 (charged particles)이 이동하는 현상을 의미한다. 유체 내에서 전기영동이 발생하면, 대전된 입자들은 점성 드래그 (viscous drag), 전하 (charge), 유체의 유전 특성 (dielec트리cproperties), 및 인가된 전기장의 세기 (magnitude of applied elec트리c field)에 의해서 결정되는 속도 (velocity)로 이동하게 된다.
이러한 전기영동 디스플레이는 상이한 색상의 유전 유체(dielectric liquid) 내에 분산되어 있는 한 가지 또는 두 가지 이상의 색상을 가진 입자를 이용하여 색상을 결정한다. 즉, 한 가지 또는 두 가지 이상의 색상을 가진 입자에 전기장이 인가되는 경우, 대전된 입자는 전기장과 반대 부호를 가진 전극을 향해 이동하게 된다. 그 결과로 색상의 변화를 시각적으로 관찰할 수 있게 된다.
전기영동 디스플레이는 액정 디스플레이에 비하여 양호한 휘도 및 콘트라스트, 넓은 시야각, 상태 쌍안정성, 및 낮은 전력 소비라는 속성을 가질 수 있다. 그럼에도 불구하고, 이러한 디스플레이의 장기간의 영상 품질과 관련된 문제는 이들의 보급을 방해해왔다. 예를 들어, 전기영동 디스플레이를 구성하는 입자는 침강하는 경향이 있어서 이러한 디스플레이의 사용연한을 불충분하게 만든다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 전자잉크에 사용되는 입자들은 높은 대조비, 빠른 응답 속도 쌍안정성의 특성이 확보되어야 한다.
미국의 이-잉크(E-ink) 코퍼레이션에서 출원한 국제 특허 공개번호 WO2005/036129, 미국 특허 제5,961,804호 및 제5,930,026호에서는 상기와 같은 특징 가지는 반사형 전자 잉크를 확보하기 위해 칼라 안료 입자에 저유전유체와 상용성이 좋은 라우릴 아크릴레이트를 포함하고 비상용성 단량체로서는 스티렌, t-부틸 메타크릴레이트 및 N-비닐 피롤리돈 아크릴산, 아크릴로 니트릴, 메틸비닐 케톤, 메타크릴아미드 중 하나 이상을 포함하는 아크릴 개시 반응을 통하여 안료 입자 표에 코어-쉘 코팅을 하였다. 여기서 전하를 주기 위해 사용된 아크릴 모노머들은 극성(Polarity)가 낮아 동영상을 구현하기 위한 구동속도를 극복할 수 없기에 극성이 높은 이온 타입에 작용기 도입이 필요하다.
그리고 상기 문헌들에서 코어-쉘 코팅된 입자들은 저 유전유체와 CCA(Charge control agent)를 사용하여 입자 분산된 리퀴드(liquid)상의 전자잉크를 만들었고 이것을 마이크로 캡슐 안에 봉입하는 하는 방법을 개시하였다.
하지만 이러한 방법들에 의해 만들어진 반사형 디스플레이들은 많은 단점들을 갖는다. 예를 들어, 마이크로캡슐화 공정에 의해 제조된 전기영동 디스플레이는 마이크로캡슐의 벽이 화학으로 인해 환경적인 변화에 민감하다는 (특히, 수분과 온도에 대해 민감함) 문제가 있다. 또한, 마이크로캡슐에 기초한 전기영동 디스플레이는, 마이크로캡슐의 얇은 벽과 큰 입자 크기로 인해 빈약한 내긁힘성을 갖고 있다. 디스플레이의 취급성을 향상시키기 위해서, 마이크로캡슐들을 다량의 폴리머 매트릭스내에 매설해야 하는데, 이로 인해 2 전극들 사이의 거리가 멀어져 응답 시간이 느려지고, 안료 입자들의 낮은 유효 탑재량으로 인해 콘트라스트비가 낮아지게 된다. 또한, 마이크로캡슐화 공정 동안 하전 제어제들이 물/기름 계면으로 확산하는 경향이 있으므로, 안료 입자들 상의 표면 하전 밀도를 증가시키기가 어렵다. 마이크로캡슐 내에서 안료 입자들의 낮은 하전 밀도나 제타 (zeta) 전위도 응답 속도를 지연시킨다. 뿐만 아니라, 마이크로 캡슐들의 입자 크기가 크고 그 분포가 광범위하기 때문에, 종래 기술에 의한 이러한 유형의 전기영동 디스플레이는 해상도와 색 응용시의 어드레스지정능력 (addressability) 이 나쁘다는 문제가 있다. 그래서 본 발명에서는 마이크로 캡슐을 방법에 의해 반사형 전자잉크를 주입하지 않고 격벽(Micro wall)셀에 잉크를 주입하는 방법을 적용하였다.
즉, 종래 기술에서는 지금까지 전자종이용 디스플레이용 입자는 전기영동을 위한 전하의 부여와 분산 안정성을 하기 위해 아크릴레이트 모노머를 개시중합반응에 의해 코어-쉘 코팅하는 방법을 실시하였다. 그리고 이러한 입자는 저유전 유체와 혼합하여 캡슐에 봉입하는 방법을 사용하였다. 하지만 이러한 기술들은 상기에서 언급한 바와 같이 공정상에 복잡한 문제와 저 유저유체에서의 분산 어려움 문제와 더불어 또 다른 여러 가지 문제점들을 가지고 있는 것이다.
따라서, 본 발명의 목적은 디스플레이 분야에 사용할 수 있는 잉크 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 잉크 조성물을 제조하기에 적합한 잉크 조성물을 제조하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 반사형 칼라 디스플레이에 사용할 수 있는 혼합 칼라 잉크 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 더욱 또 다른 목적은 상기 잉크 조성물 포함하는 디스플레이 패널을 제공하는 것이다.
본 발명의 더욱 또 다른 목적은 상기 디스플레이 패널을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 일 실시예에 따른 잉크 조성물은 이온화된 친수성 유기금속 화합물 1종이상과 친지성 유기금속화합물 1종 이상으로 코어-쉘 코팅되어 있는 잉크 입자, 분산제 및 유전 유체를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 잉크 조성물은 상기 잉크 입자 30 ~ 70 중량%, 상기 분산제 10 ~ 20 중량% 그리고 유전 유체 10 ~ 50 중량 %를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 잉크 입자는 화이트 잉크 입자, 블랙 잉크 입자, 레드 칼라 잉크 입자, 그린 칼라 잉크 입자, 블루 칼라 잉크 입자 또는 이들의 혼합물이다.
일 실시예에서, 상기 상기 이온화된 친수성 유기금속 화합물 및 친지성 유기 금속 화합물은 1개 이상의 금속 혹은 준금속 원자를 포함한다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 잉크 조성물의 제조 방법은 안료 입자, 적어도 하나의 친수성 유기 금속 화합물, 적어도 하나의 친지성 유기 금속 화합물, 증류수 및 용제를 반응시켜 유기금속 화합물이 코어-쉘 코팅된 안료 입자를 제조하는 단계; 상기 유기금속 화합물이 코어-쉘 코팅된 안료 입자, 용제 및 할로겐 화합물을 반응시켜 상기 코어-쉘 코팅된 안료 입자의 유기금속 화합물을 이온화시켜 이온화된 유기금속 화합물이 코어-쉘 코팅된 안료 입자인 잉크입자를 제조하는 단계; 및 상기 잉크 입자, 분산제 및 유전 유체를 혼합하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 유기금속 화합물이 코어-쉘 코팅된 안료 입자를 제조하기 위하여, 안료 입자 30~70 중량%, 친수성 유기금속 화합물 10 ~ 30 중량%, 친지성 유기금속화합물 5 ~ 20중량%, 증류수 10 ~ 40 중량% 그리고 용제 30 ~ 50 중량%를 사용한다.
일 실시예에서, 유기금속 화합물이 코어-쉘 코팅된 안료 입자 30 ~ 50 중량%를 용제 20 ~ 50 중량%와 할로겐 화합물 10 ~ 30 중량%를 사용하여 상기 코팅된 잉크 입자를 제조한다.
일 실시예에서, 잉크 입자 30 ~ 70 중량%, 분산제 10 ~ 20 중량% 그리고 저 유전 유체 10 ~ 50 중량%를 혼합하여 상기 잉크 조성물을 제조한다.
일 실시예어서, 상기 코어-쉘 코팅은 안료 입자 표면에서 졸-겔 공정 반응을 이용하여 수행한다.
일 실시예에서, 상기 잉크 입자는 화이트 잉크 입자, 블랙 잉크 입자, 레드 칼라 잉크 입자, 그린 칼라 잉크 입자, 블루 칼라 잉크 입자로 구성된 군 중에서 선택된 적어도 하나의 전자 잉크 입자이다.
일 실시예에서, 상기 친수성 유기 금속 화합물은 양전하를 부여하기 위한 아미노프로필트리메톡시실란, 아미노프로필트리에톡시실란, 아미노프로필메틸디에톡시실란, m-아미노페닐트리메톡시실란, n-메틸아미노프로필메틸디메톡시실란, 페닐아미노프로필트리메톡시실란, 아미노에틸아미노프로필트리메톡시실란, 아미노에틸아미노프로필메틸di메톡시실란, 아미노에틸아미노이소부틸메틸디메톡시실란, 벤질에틸디아민프로필트리메톡시실란, 및 벤질에틸디아민프로필트리에톡시실란 으로 구성된 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 친수성 유기 금속 화합물은 음 전하를 부여하기 위한 소듐트리히드록시실릴프로필메틸포스포네이트, 소듐메틸실리케이트, 포타시움메틸실리코네이트,리튬메틸실리코네이트, 소듐실리케이트, 포타시움실리케이트 및 티타늄 포스페이트로 구성된 군에서 선택된 적어도 하나를 포함한다.
일 실시예어서, 상기 친지성 유기금속 화합물은 메틸트리메톡시실란, 디메틸트리메톡시실란, 테트라오르소실리케이트, 및 히드록시터미테이티드 폴리디메틸실록산으로 구성된 군에서 선택된 적어도 하나를 포함한다. 바람직하게는, 상기 히드록시terminated 폴리디메틸실록산의 중량 평균 분자량은 500 ~ 5,000을 갖는다.
일 실시예에서, 상기 할로겐 화합물은 메틸클로라이드, 에틸클로라이드, 부틸클로라이드, 펜틸클로라이드, 헥실클로라이드, 헵틸 클로라이드, 옥테닐클로라이드, 노네일클로라이드, 데카닐클로라이드, 벤질클로라이드 메틸술포네이트, 에틸술포네이트, 부틸술포네이트, 및 펜틸술포네이트로 구성된 군에서 선택된 적어도 하나를 포함한다.
본 발명의 또 다른 목적에 따른 혼합 칼라 잉크 조성물은
이온화된 친수성 유기금속 화합물 1종이상과 친지성 유기금속화합물 1종 이상으로 코어-쉘 코팅되어 있는 제1 잉크 입자; 분산제; 및 유전 유체를 포함하는 제1 잉크 조성물;
이온화된 친수성 유기금속 화합물 1종이상과 친지성 유기금속화합물 1종 이상으로 코어-쉘 코팅되어 있는 제2 잉크 입자; 분산제; 및 유전 유체를 포함하는 제2 잉크 조성물; 및
상기 유전 유체 보다 낮은 유전율을 갖는 저유전 유체를 포함한다.
삭제
일 실시예에서, 상기 혼합 칼라 잉크 조성물은 제1 잉크 조성물 10 ~ 50 중량%, 제2 잉크 조성물 10 ~ 50 중량 % 및 저유전 유체 30 ~ 80 중량%를 포함한다.
본 발명의 더욱 또 다른 목적에 따른 디스플레이 패널은,
격벽으로 한정된 셀 구조를 갖는 기판:
상기 셀 구조에 봉입되고, 이온화된 친수성 유기금속 화합물 1종이상과 친지성 유기금속화합물 1종 이상으로 코어-쉘 코팅되어 있는 잉크 입자, 분산제, 및 유전 유체를 포함하는 잉크 조성물을 포함한다.
본 발명의 더욱 또 다른 목적에 따른 디스플레이 패널은,
격벽으로 한정된 셀 구조를 갖는 기판:
상기 셀 구조에 봉입되고, 이온화된 친수성 유기금속 화합물 1종이상과 친지성 유기금속화합물 1종 이상으로 코어-쉘 코팅되어 있는 잉크 입자를 유전 유체에 균일하게 분산하여 제1 단일 칼라 잉크 조성물과 상기 제1 단일 칼라 잉크 조성물과 색상이 다른 제2 단일 칼라 잉크 조성물이 혼합된 혼합 칼라 잉크 조성물을 포함한다.
본 발명의 더욱 또 다른 목적에 따른 디스플레이 패널의 제조 방법은
이온화된 친수성 유기금속 화합물 1종이상과 친지성 유기금속화합물 1종 이상으로 코어-쉘 코팅되어 있는 잉크 입자를 유전 유체에 균일하게 분산하여 제1 단일 칼라 잉크 조성물을 제조하는 단계;
상기 제1 단일 칼라 잉크 조성물과 색상이 다른 제2 단일 칼라 잉크 조성물을 제조하는 단계;
상기 제1 및 제2 단일 칼라 잉크 조성물들을 혼합하여 혼합 칼라 잉크 조성물을 제조하는 단계; 및
상기 혼합 칼라 잉크 조성물을 셀구조에 주입하여 화소를 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명에서는, 저유전체와 친화성이 좋은 유기금속 모너머를 도입하여 분산 안정성을 향상 시켰고 극성이 강한 친수성 유기금속 모너머 또한 함께 도입하여 우수한 전기 영동 특성을 부여하였다.
저유전유체에서 분산이 용이하게 상기와 같이 제조된 칼라안료 입자는 저유전유체에서 균일하게 분산하여 단일 칼라 전자 잉크를 만든 후 이것을 다시 두 가지 이상 단일 칼라 전자 잉크와 적당히 혼합하여 전기 영동 방식의 전자 칼라 잉크를 제조한다.
상기에서 제조된 전자 칼라 잉크는 열경화성 또는 열가소성 및 UV경화성 수지 조성물을 이용하여 격벽 구조 셀을 갖는 마스터 금형을 이용하여 형성시킨 격벽 구조 셀 어레이 또는 포토레지스트를 이용하여 형성시킨 격벽 구조 셀 어레이에 실크인쇄 방법을 이용하여 잉크를 주입하고 열 경화형 조성물 또는 자외선 경화형 화합물을 사용해 잉크가 주입된 격벽 구조 셀 어레이를 봉지하여 패널을 제조한다.
칼라전자잉크를 위해 상기에서 사용된 칼라 안료 입자들은 무기 혹은 유기안료들을 사용 하였으며 전기적으로 움직임이 가능하도록 입자표면에 높은 전하를 부여하여 저 전압에서도 빠르게 움직일 수 있으며 저 유전유체 안에서 분산 특성이 뛰어나도록 기능성 유기금속화합물을 졸-겔(Sol-gel)공정을 이용하여 코어-쉘(코어-쉘) 코팅 후 이것을 할로겐 화합물을 이용하여 이온화 하였다. 이와 같은 방법으로 이온화된 유기금속 화합물 코어-쉘 코팅된 칼라 안료 입자들은 저 유전 유체와 분산제를 이용하여 단일 칼라 전자 잉크 제조 후 이것을 두 가지 이상 단일 칼라 입자를 혼합하여 전기적으로 움직여 칼라 구현이 가능한 혼합 칼라 전자잉크를 제조한다. 이렇게 만들어진 혼합 칼라 전자 잉크는 픽셀화하기 위하여 격벽 셀에 다양한 방법으로 주입 또는 도포 하였다. 주입된 전자잉크들은 서로 다른 전하를 가질 뿐 만 아니라 저 유전 유체 안에서 잘 분산된 상태에서 전기적으로 높은 이동도를 가지고 있기 때문에 저 전압을 인가하여도 구현하고자 하는 색상의 상이 빠르고 선명하게 변화되었다. 또한, 본 발명에 의하면 일반적으로 전기영동 표시 분야에서 마이크로 컵을 이용한 전자잉크 주입 방법을 위한 잉크 조성물도 포함한다. 본 발명에서 만들어진 전자잉크와 주입 또는 도포 방법으로 제조된 패널은 컬러 전자종이 디스플레이 패널을 형성할 수 있다.
도 1은 칼라입자의 표면에 1차로 유기 금속을 코팅하고, 2차로 코팅된 칼라 입자를 이온화시키는 것을 나타낸 모형도이다.
도 2a 내지 2d는 마스터를 사용하여 격벽 구조를 갖는 셀 어레이를 제조하기 공정을 나타내는 단면도들이다.
도 3은 도 2a에 도시한 마스터의 평면도이다.
도 4는 도 2d에서 제조된 격벽 구조를 갖는 셀 어레이의 평면도이다.
도 5a 내지 도 5c는 포토레지스트를 이용한 격벽 형성방법을 나타내는 단면도들이다.
도 6은 열경화성 조성물을 이용한 봉지 방법의 일 예를 나타내는 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와
일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 발명에서는 전기적 움직임이 가능한 전기영동 특성을 위한 칼라 입자 표면전하부여, 전기적 쌍안정성, 저 유전유체 내에서의 분산성 및 분산 안정성, 대조비, 색재연율, 구동 안정성을 위한 목적으로 하는 기존 유기 아크릴레이트 폴리머 코팅과는 달리 반응 시간 조절과 후처리 공정이 간단한 졸-겔 중합 공정을 도입하였다. 졸-겔 중합 반응 공정을 하기 반응식 1에 나타낸다.
[식 1]
Figure 112011104741812-pat00001
졸-겔 반응 공정
상기 식에서 R은 유기기이고 M은 금속이다.
본 발명에 따른 공정은 높은 온도가 필요로 하지 않고(실온 반응 가능) 물을 사용하는 공정이므로 기존 어떠한 반응보다도 간단히 제조할 수 있다. 보다 더 상세하게 졸-겔 중합 공정을 이용한 칼라 입자 코팅은 칼라입자들이 저 유전 유체안에서 저전압을 인가하여도 빠른 움직임이 가능하도록 칼라 입자표면에 높은 전하 부여하기 위해 친수성(Hydrophilic) 유기금속화합물 1종 이상, 전자잉크 제조시 사용되는 저 유전유체와의 분산을 용이하게 하기 위해 친지성(Hydrophobic) 유기 금속 화합물 1종 이상을 사용하여 칼라 안료 입자들 표면에 유기금속 화합물을 졸-겔 공정으로 코어-쉘 코팅하였다.
도 1은 상기 칼라입자의 표면에 1차로 유기 금속을 코팅하고, 2차로 코팅된 칼라 입자를 이온화시키는 것을 나타낸 모형도이다.
하기 식 2 및 3은 양이온화된 유기 금속화합물이 코어-쉘 코팅된 안료 입자(칼라 입자)의 예들을 나타내는 화학식이다.
[식 2]
Figure 112011104741812-pat00002
식 중, R2은 탄소수 3~10의 유기기이고, R3, 및 R4는 독립적으로 H 혹은 탄소수 1~4의 유기기이고, R5는 탄소수 1~10의 유기기 또는 벤질기이고, X는 Cl,Br, 또는 F이다.
[식 3]
Figure 112011104741812-pat00003
식 중, M1은 Si, Ti 또는 Al이고, M2는 Na 또는 K이고, R은 유기 사슬을 나타낸다.
그리고 본 발명에서는 종래의 방법에서 사용되는 유기 모노머를 두껍게 코팅하여 안료의 비중을 낮추어 쌍안정성, 분산안정성을 조절했던 것과는 달리 반응이 까다롭지 않으면서 후처리 공정이 거의 없는 졸-겔 공정을 이용하는 방법을 통하여 칼라 안료 입자표면에 여러 가지 작용기(친지성, 친수성, 높은 극성)를 가지는 이온화된 유기금속 화합물을 코어-쉘 코팅함으로써 전기영동 특성, 전기적 쌍안정성, 저유전유체에서의 분산성 및 분산안정 특성을 한꺼번에 부여할 수 있도록 하였다. 일반적으로 저유전유체는 하이드로 카본 혹은 불소 혹은 실리콘으로 구성된다. 이것들은 표면장력이 매우 낮으며 높은 친지성 특성을 가지고 있기 때문에 일반적인 안료는 분산이 매우 어렵고 분산 안정성이 매우 취약하다. 하지만 본 발명에서는 저유전체와 친화성이 좋은 유기금속 모너머를 도입하여 분산 안정성을 향상 시켰고 극성이 강한 친수성 유기금속 모너머 또한 함께 도입하여 우수한 전기 영동 특성을 부여하였다.
저유전유체에서 분산이 용이하게 상기와 같이 제조된 칼라안료 입자는 저유전유체에서 균일하게 분산하여 단일 칼라 전자 잉크를 만든 후 이것을 다시 두 가지 이상 단일 칼라 전자 잉크와 적당히 혼합하여 전기 영동 방식의 전자 칼라 잉크를 제조한다.
상기에서 제조된 전자 칼라 잉크는 열경화성 또는 열가소성 및 UV경화성 수지 조성물을 이용하여 격벽 구조 셀을 갖는 마스터 금형을 이용하여 형성시킨 격벽 구조 셀 어레이 또는 포토레지스트를 이용하여 형성시킨 격벽 구조 셀 어레이에 실크인쇄 방법을 이용하여 잉크를 주입하고 열 경화형 조성물 또는 자외선 경화형 화합물을 사용해 잉크가 주입된 격벽 구조 셀 어레이를 봉지하여 패널을 제조한다. 위의 방법으로 형성된 격벽 구조 셀 어레이는 마스터 금형에서 탈형 후 후-경화 시킬 수도 있다. 봉지의 방법에 있어서는 조성물이 점/접착제의 조성물이 될 수도 있으며, 경화 막이 될 수도 있다.
이하에서는 혼합 칼라 전자 잉크의 발명과 격벽 구조 셀 어레이 및 패널의 제조로 구분하여 서술한다.
본 발명에 따른 잉크 조성물은 이온화된 친수성 유기금속 화합물 1종이상과 친지성 유기금속화합물 1종 이상으로 코어-쉘 코팅되어 있는 잉크 입자, 분산제 및 유전 유체를 포함한다.
상기 잉크 입자는 화이트 잉크 입자, 블랙 잉크 입자, 레드 칼라 잉크 입자, 그린 칼라 잉크 입자, 또는 블루 칼라 잉크 입자이다.
바람직하게, 상기에서 잉크 입자는 단일 칼라 전자 잉크를 제조하기 위해 이온화된 유기금속 화합물 코팅된 잉크 입자 30 ~ 70 중량%, 분산제 10 ~ 20 중량% 그리고 저 유전 유체 10 ~ 50 중량 %를 잘 혼합 후 분산하여 제조한다.
본 발명에서 화이크 잉크 입자에 사용될 수 있는 화이트 안료의 예로서는 아나타제 혹은 루타일 결정구조를 가지는 TiO2 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명에서 블랙 잉크 입자에 사용될 수 있는 블랙 안료의 예로서는 카본 블랙, 카본나노튜브, 망간페라이트 옥사이드(MnFe oxide), 카파크롬옥사이드(CuCr oxide), 산화철(Fe2O3) 입자 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명에서 레드 잉크 입자에 사용될 수 있는 레드 안료의 예로서는 C.I. 피그먼트 레드 190(C.I. 번호71140), C.I. 피그먼트 레드 224(C.I. 번호71127), C.I. 피그먼트 비올렛 29(C.I. 번호71129) 등의 페릴렌 화합물 안료, C.I. 피그먼트 Orange 43(C.I. 번호71105),또는 C.I. 피그먼트 레드 194(C.I. 번호71100) 등의 페리논 화합물 안료, C.I. 피그먼트 비올렛 19(C.I. 번호 73900), C.I. 피그먼트 비올렛 42, C.I. 피그먼트 레드 122(C.I. 번호73915), C.I. 피그먼트 레드 192, C.I. 피그먼트 레드 202(C.I. 번호73907), C.I. 피그먼트 레드 207(C.I. 번호73900, 73906), 또는 C.I. 피그먼트 레드 209(C.I. 번호73905)의 퀴나크리돈 화합물 안료, C.I. 피그먼트 레드 206(C.I. 번호73900/73920) 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명에서 그린 잉크 입자에 사용될 수 있는 그린 안료의 예로서는 피그먼트 그린 7(C.I. 번호74260), C.I. 피그먼트 그린 36(C.I. 번호74265) 등 수 있다. 이들은 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명에서 블루 잉크 입자에 사용될 수 있는 블루 안료의 예로서는 C.I. 피그먼트 블루 60(C.I. 번호69800) 등의 인단트론 화합물 안료, 피그먼트 블루 16(C.I. 번호 74100), C.I. 피그먼트 블루 75(C.I. 번호74160:2), 또는 15(C.I.번호74160) 등의 프탈로시아닌 화합물 안료, C.I. 피그먼트 블루 56(C.I. 번호42800), 또는 C.I. 피그먼트 블루61(C.I. 번호42765:1) 등의 트리아릴카르보늄 화합물 안료, C.I. 피그먼트 비올렛 23(C.I. 번호51319), 또는 C.I. 피그먼트 비올렛 37(C.I. 번호51345) 등의 디옥사진 화합물 안료와 Sulfer 화합물 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 안료의 함량은 조성물 총량을 기준을 할 때 30~70 중량% 범위가 되도록 사용하는 것이 바람직하다. 이는 만약 30 중량% 이하로 사용할 경우 한 번 제조 시 수율이 낮고 코어-쉘 두께가 너무 얇아지거나 안료들이 균일하게 코어-쉘 코팅이 되지 않으며 70 중량% 이상 사용 시 코어-쉘 두께가 너무 두꺼워져서 물성에 불리한 영향을 미치기 때문에 30~70 중량%가 가장 적당하다.
칼라 입자 표면에 이온화된 유기금속화합물을 코어-쉘(코어-쉘) 코팅을 위한 졸-겔 공정에서 사용되는 유기 금속 화합물은 1개 이상의 실리콘 금속 혹은 준금속이 포함되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서 사용할 수 있는 금속 또는 준금속의 예로서는 Si, Al, Ti, Zr 등을 들 수 있다.
본 발명에 의하면, 안료 입자, 적어도 하나의 친수성 유기 금속 화합물, 적어도 하나의 친지성 유기 금속 화합물, 증류수 및 용제를 사용하여 코어-쉘 코팅하여 유기 금속 화합물이 코어-쉘 코팅된 안료 입자를 제조하고, 상기 유기 금속 화합물이 코어-쉘 코팅된 안료입자, 용제 및 할로겐 화합물을 사용하여 이온화된 유기 금속화합물이 코어-쉘 코팅된 안료입자인 잉크 입자를 제조하고, 상기 잉크 입자, 분산제 및 유전 유체를 혼합하여 상기 잉크 조성물을 제조한다.
일 실시예에 의하면, 블랙, 레드, 그린, 블루 칼라 전자 잉크용 칼라 입자를 제조하기 위해 화이트 혹은 블랙 혹은 레드 혹은 그린 혹은 블루 입자와 같은 안료 입자 30~70 중량%, 1종 이상 친수성 유기금속 화합물 10 ~ 30 중량%, 1종 이상 친지성 유기금속화합물 5 ~ 20중량%, 증류수 10 ~ 40 중량% 그리고 용제 30 ~ 50 중량%를 사용하여 안료 입자 표면에서 졸-겔 공정 반응을 이용하여 코어-쉘 코팅한다.
상기와 같은 방법으로 코어-쉘 코팅된 화이트, 블랙, 레드, 그린, 블루 단일 칼라 입자는 낮은 전압에서도 빠른 전기 움직임을 갖을 수 있도록 안료 입자 표면에 높은 전하를 부여하기 위하여 상기에서 제조된 금속화합물이 코어-쉘 코팅된 안료입자 30 ~ 50 중량%를 용제 20 ~ 50 중량%와 할로겐 화합물 10 ~ 30 중량%와 함께 반응하여 이온화된 금속화합물이 코어-쉘 코팅된 안료입자인 칼라 전자잉크 입자를 제조한다.
본 실시예에서 사용할 수 있는 양전하를 위한 친수성 화합물의 예로서는 아미노프로필 트리메톡시 실란, 아미노프로필 트리에톡시 실란, 아미노프로필 메틸디에톡시 실란, m-아미노페닐 트리메톡시실란, n-메틸아미노프로필 메틸디메톡시 실란, 페닐아미노프로필 트리메톡시 실란, 아미노에틸 아미노프로필 트리메톡시 실란, 아미노에틸 아미노프로필 메틸디메톡시 실란, 아미노에틸 아미노이소부틸메틸디메톡시실란, 벤질에틸 디아미노프로필 트리메톡시 실란, 벤질에틸디아민 프로필트리에톡시 실란 등을 들 수 있다. 또한, 음전하를 위한 친수성 유기금속 화합물의 예로서는 소듐 트리히드록시실릴프로필메틸포스포네이트, 소듐 메틸실리코네이트, 포타시움메틸실리코네이트, 리튬메틸실리코네이트, 소듐실리케이트, 포타시움실리케이트, 티타늄 포스페이트 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 친수성 유기 금속 화합물의 함량이 10% 미만으로 사용했을 경우 안료 표면에 전기적 전하가 낮아 저유전유체에서의 전기적 움직임이 느리며 구동 전압이 높아진다. 그리고 30 중량% 를 초과하여 사용했을 경우 상대적으로 친지성 유기금속 화합물의 함량이 작아지므로 저유전유체에서의 분산이 어렵게 된다. 따라서, 친수성 유기 금속 화합물의 함량은 10 ~ 30 중량%로 하는 것이 바람직하다.
본 실시예에서 사용할 수 있는 친지성 화합물의 예로서는 메틸트리메톡시실란, 디메틸트리메톡시실란, 테트라오르소실리케이트, 히드록시터미네이티드 폴리디메틸실록산를 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 친지성 화합물의 함량이 5 중량% 미만으로 사용할 경우는 저유전유체에서 분산이 용이하지 않고 20중량 %를 초과하여 사용했을 경우 상대적으로 친수성 유기금속화합물 함량이 작아지므로 구동 전압이 높아지고 속도 또한 느려지는 불리한 영향을 미친다. 따라서, 친지성 화합물의 함량은 5 ~ 20 중량%인 것이 바람직하다.
증류수의 함량이 10 중량% 미만으로 사용할 경우 가수분해, 축합반응이 완전하게 이뤄지지 않아 미 반응 금속 알콕시 모노머들이 존재 할 수 있으며 40 중량%를 초과하여 사용할 경우에는 너무 빠른 반응으로 인해 반응도 중 겔화가 될 수 있다. 그래서, 증류수의 함량은 10 ~ 40 중량%인 것이 바람직하다.
본 실시예에서 사용할 수 있는 용제의 예로서는 메틸알코올, 에틸알코올, 이소프로필알코올, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸옥시톨, 디옥시톨, 셀로솔브 아세테이트, 부틸 셀로솔브 아세테이트, 에틸렌 글리콜, 부틸 글리콜, 메틸 디글리콜, 에틸 글리콜, 글리세린, 디에틸에테르, 디이소프로필 에테르, 프로필렌 글리콜, 글리콜모노아세테이트, 메틸 글리콜 아세테이트, 에틸 글리콜아세테이트, 부틸셀로솔브 아세테이트 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 용제의 함량이 30중량% 미만으로 사용할 경우 물과 금속 알콕시 모너머가 균일하게 혼합 되지 않아 반응이 늦거나 미반응 금속 알콕시가 있을 수 있으며 50중량%를 초과하여 사용할 경우 후처리 공정에서 제거하기가 힘들다. 그래서, 용제의 함량은 30 ~ 50 중량% 인 것이 바람직하다.
이렇게 코팅된 입자는 더 많은 전하를 부여하기 위하여 이온화를 시켜야하는데 그렇게 하기 위해서 할로겐화합물을 반응시켜 이온화한다. 본 실시예에서 사용할 수 있는 할로겐 화합물의 예로서는 메틸클로라이드, 에틸클로라이드, 부틸클로라이드, 펜틸클로라이드, 헥실클로라이드, 헵틸 클로라이드, 옥테닐클로라이드, 노네닐클로라이드, 데카닐클로라이드, 벤질클로라이드와 같은 염화물, 메틸술포네이트, 에틸술포네이트, 부틸술포네이트, 펜틸술포네이트와 같은 술포네이트화합물을 들 수 있다. 할로겐 화합물의 사용되는 함량은 10 중량% 미만으로 사용했을 경우 이온화가 완전히 이뤄지지 않았으며 30 중량%를 초과하여 사용할 경우 단일 잉크 제조시 제거되지 않은 할로겐 화합물로 인하여 단일 전자잉크 물성이 저하 될 수 있다. 따라서, 할로겐의 함량은 10 ~ 30 중량% 인 것이 바람직하다.
상기와 같이 제조된 칼라 전자 잉크 입자들은 입자표면에 친지성 유기금속 화합물이 코어-쉘 코팅되어있으므로 친지성 특성을 가지는 저 유전 유체 안에서 분산이 용이하며 또한 표면에 이온화된 유기금속 화합물이 코어-쉘 코팅되어있으므로 저전압을 인가하여도 빠르게 움직일 수 있다.
상기에서 제조된 칼라 입자는 단일 칼라 전자 잉크를 제조하기 위해 이온화된 유기금속 화합물 코팅된 화이트 혹은 블랙 혹은 레드 혹은 블루 입자 30 ~ 70 중량%와 분산제 10 ~ 20 중량% 그리고 저 유전 유체 10 ~ 50 중량 %를 잘 혼합 후 분산하여 제조한다.
일 실시예에 의하면, 상기와 같은 방법으로 이온화된 유기금속 화합물 코어-쉘 코팅된 화이트, 블랙, 레드, 그린, 블루 칼라 입자는 단일 칼라 전자 잉크를 제조하기 위해 이온화된 유기금속 화합물 코팅된 화이트 혹은 블랙 혹은 레드 혹은 블루 입자 30 ~ 70 중량%, 분산제 10 ~ 20 중량% 그리고 저 유전 유체 10 ~ 50 중량 %를 잘 혼합 후 분산하여 제조한다.
만약 유기 금속화합물이 코어-쉘 코팅된 화이트 혹은 블랙 혹은 레드 혹은 그린 혹은 블루 단일 칼라 입자가 30 중량% 미만으로 사용되었을 경우에는 안료 함량이 너무 낮아서 혼합 칼라 잉크 제조 시 용제 비율 조절이 힘들 뿐 만 아니라 점도가 너무 낮아서 분산 효율이 떨어지는 반면 70중량%를 초과하여 사용했을 경우 안료 함량이 너무 높아서 혼합 칼라 잉크 제조 시 용제 비율 조절이 힘들 뿐 만 아니라 점도가 너무 높아서 분산 효율이 떨어진다. 따라서, 단일 칼라 입자의 함량은 30 ~ 70 중량%가 가장 적당하다.
본 발명의 실시예에서 사용할 수 있는 분산제의 예로서는 솔스퍼스(Solspers) 사 제품의 솔스퍼스 5000, 솔스퍼스 8000, 솔스퍼스 11200, 솔스퍼스 12000, 솔스퍼스 13300, 솔스퍼스 20000, 솔스퍼스 22000, 솔스퍼스 32000, 솔스퍼스 38500, 솔스퍼스 39000, 솔스퍼스 40000, 솔스퍼스 41000, 솔스퍼스 41090, 솔스퍼스 43000, 솔스퍼스 44000, 솔스퍼스 46000, 솔스퍼스 53000등과 같은 고점도 분산제를 들 수 있다. 분산제가 10중량% 미만으로 사용하였을 경우 분산 효율이 떨어지면 20중량% 를 초과하여 사용 했을 경우 너무 과량 사용하게 되므로 전자 잉크 구동 시 좋지 않은 영향을 줄 수 있으므로 분산제 사용량은 10 ~ 20중량%가 가장 적당하다.
본 발명의 실시예에서 사용할 수 있는 유전 유체의 예로서는 EXXON사의 ISOPA C , ISOPA E, ISOPA G, ISOPA M, ISOPA H, ISOPA L 불소 타입의 저유전유체로는 Halocarbon 사 제품의 Halocarbon 0.8, Halocarbon 1.8, 3M 사 제품의 FC-40, FC-43, FC-70, FC-72, FC-84, FC-87, FC-3283 등을 들 수 있다. 유전 유체를 10 중량% 미만으로 사용하였을 경우 유전유체 함량이 너무 적어서 혼합 잉크 제조하기가 유전 유체 비율조절이 힘들 뿐만 아니라 점도가 낮아서 효율적인 분산이 이뤄지지 않고 50 중량%를 초과하여 사용했을 경우 유전유체 함량이 너무 많아서 혼합 칼라 잉크 제조 시 용제 비율 조절이 힘들 뿐 만 아니라 점도가 너무 낮아서 분산 효율이 떨어지게 되기 때문에 10 ~ 50 중량% 사용하기가 가장 적당하다.
그리고 이렇게 제조된 화이트 혹은 블랙 혹은 레드 혹은 블루 단일 칼라 전자 잉크는 혼합 칼라 전자 잉크를 제조하기 위해 2가지 이상의 단일 전자칼라 잉크 각각을 10 ~ 50 중량 %와 저유전 유체 30 ~ 80 중량 %를 혼합하여 전기적으로 칼라 상 변화가 가능한 전기 영동 특성을 가지는 반사형 칼라 전자 잉크를 제조한다.
이렇게 제조된 단일 칼라 전자 잉크들은 서로 다른 전하와 이동도(Mobility)를 가지고 있기 때문에 2가지 이상 단일 칼라 잉크들을 혼합하여 상변화가 이뤄질 수 있도록 하기 위하여 화이트 혹은 블랙 혹은 레드 혹은 그린 혹은 블루 단일 칼라 전자 잉크 각각 2종 이상을 10 ~ 50 중량 %와 저유전 유체 10 ~ 50 중량 %를 사용하여 제조 한다.
화이트 혹은 블랙 혹은 레드 혹은 블루 각각 단일 칼라 전자 잉크를 10 중량% 미만으로 사용하였을 경우에는 단일 칼라 전자 잉크의 양이 부족하여 은폐력이 부족하게 되기 때문에 색깔의 선명도가 부족하게 되고 50중량% 를 초과하여 사용하게 되면 너무 많은 양이 혼합되게 되어서 함께 혼합되는 칼라의 색깔에 영향을 미치게 되므로 함께 혼합되는 칼라의 색 선명도가 떨어지게 된다. 그래서 단일 칼라 잉크의 함량은 10 ~ 50 중량 % 사용이 가장 적당하다.
그리고 저유전체의 사용은 상기 단일 칼라 사용 유전 유체 중 1종 이상 사용이 가능하며 10 중량% 미만으로 사용할 경우 잉크 점도가 높아져서 안료들의 이동도(Mobility)가 낮아지게 되므로 구동속도와 구동 전압이 높아지게 된다. 그리고 50중량% 초과하여 사용하게 되면 혼합 칼라 잉크의 점도가 너무 낮아서 저장 중 안료들의 침전 및 분리가 발생하게 된다. 따라서, 저 유전유체의 사용량은 10 ~ 50중량%가 가장 적당하다.
이하, 본 발명에 따른 반사형 칼라 디스플레이 응용을 위한 칼라 전자잉크 제조 방법을 좀 더 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명의 범위가 이들 제조 방법에 국한되는 것은 아님을 밝혀 둔다. 하기 제조 방법에서 함량은 중량부를 의미한다.
[ 실시예 ]
1. 이온화된 유기금속 화합물 코어-쉘 코팅 입자 및 전자잉크 제조
(1) 입자 1차 분산
칼라(화이트, 블랙, 레드, 그린, 블루) 안료 40 중량%와 이소프로필알코올 40 중량%를 PVA(Poly vinyl 알코올) 20 중량% 혼합 후 0.5mm 지르코니아 비드와 함께 3000rpm 속도로 3시간 동안 고속 교반하였다. 교반 후 50㎛ 필터를 이용하여 지르코니아 비드와 분산체를 분리하였다.
(2) 양 전하 칼라 입자 유기금속 화합물 코어-쉘 코팅
적하, 환류, 열원 그리고 교반이 가능한 플라스크에 1-(1) 입자 1차 분산 완료된 용액 50 중량%와 아미노에틸아미노프로필메틸디메톡시실란 10 중량%, 히드록시터민터미네이티드폴리디메틸실록산 10 중량% 에틸 알코올 20 중량% 그리고 증류수 10 중량 %투입 후 실온에서 12시간 동안 교반하면서 반응시켰다.
(3) 양전하 칼라 입자의 이온화
1-(2)에서 제조된 입자 50중량%와 에틸 알코올 30 중량%를 투입 후 70도 승온 후 벤질 클로라이드 20 중량%를 30분간 적하하였다. 그 후, 4시간 정도 유지 반응 시킨다. 이온화 완료된 칼라 입자는 원심 분리를 통해 액상과 입자상을 분리 후 50도 진공 오븐에서 12시간 건조하여 잔류 에틸 알코올를 완전히 제거하였다.
(4) 음전하 입자 코어-쉘 코팅
적하, 환류, 열원 그리고 교반이 가능한 플라스크에 입자 1차 분산 완료된 용액 50 중량%와 소듐 트리히드록시실리 프로필메틸포스포네이트 10중량%, 메틸트리메톡시실란 10 중량% 에틸 알코올 20 중량%그리고 증류수 10 중량 % 투입 후 실온에서 12시간 동안 교반하면서 반응시켰다.
(5) 단일 칼라 전자 잉크 제조
건조된 칼라 입자 50 중량 % 분산제 BYK-106 20 중량% 3M社 FC-40 30중량%를 균일하게 혼합 후 0.3mm 비드 다이노 밀을 이용하여 3시간 동안 분산하였다.
2. 전자 잉크 제조
(1) 화이트 단일 칼라 전자 잉크 제조
Dupont 社 TiO2 R-706 입자는 양전하를 입자를 제조하기 위하여 상기 1-(1) 방법대로 분산 후 입자표면에 상기 1-(2)방법으로 유기금속화합물을 코어-쉘 코팅 후 1-(3) 방법으로 이온화 공정을 거쳐 1-(5)방법으로 칼라잉크를 제조하였다.
(2) 블랙 단일 칼라 전자 잉크 제조
Carbon black 입자는 음전하를 부여하기 위해 상기 1-(1) 방법대로 분산 후 입자 표면에 상기 1-(4)방법으로 이온화된 유기금속 화합물 코어-쉘 코팅 후 1-(5)방법으로 칼라잉크를 제조 하였다.
(3) 레드 단일 칼라 전자 잉크 제조
피그먼트 레드 224 입자는 음전하를 부여하기 위해 상기 1-(1) 방법대로 분산 후 입자 표면에 상기 1-(4)방법으로 이온화된 유기금속 화합물 코어-쉘 코팅 후 1-(5)방법으로 칼라잉크를 제조 하였다
(4) 그린 단일 칼라 전자 잉크 제조
피그먼트 그린 36 입자는 음전하를 부여하기 위해 상기 1-(1) 방법대로 분산 후 입자 표면에 상기 1-(4)방법으로 이온화된 유기금속 화합물 코어-쉘 코팅 후 1-(5)방법으로 칼라잉크를 제조 하였다.
(5) 블루 단일 칼라 전자 잉크 제조
피그먼트 블루 61 입자는음전하를 부여하기 위해 상기 1-(1) 방법대로 분산 후 입자 표면에 상기 1-(4)방법으로 이온화된 유기금속 화합물 코어-쉘 코팅 후 1-(5)방법으로 칼라잉크를 제조 하였다.
3. 두 가지 칼라 혼합 잉크 제조(화이트 칼라 기본)
상기에서 제조된 이온화된 유기금속 화합물로 코팅된 칼라 입자로 제조된 단일 칼라 전자 잉크는 양전하로 하전된 화이트 칼라 잉크 40 중량 %와 음전하로 하전된 블랙 혹은 레드 혹은 그린 혹은 블루 단일 전자 잉크 20 중량 % 그리고 Halocarbon 1.8 40 중량%를 각각 혼합하여 약 30분간 바스켓 타입의 소니케이터를 이용하여 분산하여 제조하였다.
화이트칼라를 기본 칼라로 국한하지 않고 필요에 따라서 블랙 혹은 레드 혹은 그린 혹은 블루 칼라도 기본 칼라로 적용 될 수 있다.
[ 비교예]
1. 아크릴레이트 코어-쉘 코팅 입자 및 전자잉크 제조
(1) 입자 1차 분산
상기 실시예 '입자 1차 분산' 과 동일하게 제조 하였다.
(2) 입자 코어-쉘 코팅 I
적하, 환류, 열원 그리고 교반이 가능한 플라스크에 입자 1차 분산 완료된 1차 분산 입자 용액 30 중량%와 MMA(메틸메타아크릴레이트) 20 중량% 에틸 알코올 40 중량%를 2,2-아조비스이소부티로니트릴 0.5 중량%, 메타아크릭아마이드 9.5중량% 넣고 70도로 승온하였다. 승온 완료 후 6시간 동안 유지 반응시켰다.
(3) 입자 코어-쉘 코팅 II
적하, 환류, 열원 그리고 교반이 가능한 플라스크에 입자 1차 분산 완료된 1차 분산 입자 용액 30 중량%와 메틸메타아크릴레이트 20 중량% 에틸 알코올 40 중량%를 2,2-아조비스이소부티로니트릴 0.5 중량%, 메타아크릭에시드 9.5중량% 넣고 70도로 승온하였다. 승온 완료 후 6시간 동안 유지 반응시켰다.
(4) 입자 후처리 공정
(2),(3)공정 완료 후 합성된 아크릴레이트 코어-쉘 코팅 입자들은 미반응 아크릴 모너머를 제거하기 위해 증류수로 10회 이상, 에틸 알코올로 5회 이상이 세척하였다. 그 후 진공 필터를 이용하여 에틸 알코올 일부를 제거 하고 동결 건조기를 이용하여 파우더가 될 때까지 완전히 건조시켰다.
(5) 단일 칼라 전자 잉크 제조
건조된 칼라 입자 50 중량 % 분산제 BYK-106 20 중량% 3M社 FC-40 30중량% 30중량%를 균일하게 혼합 후 0.5mm 비드 다이노 밀을 이용하여 3시간 분산 하였다.
2. 전자잉크 제조
(1) 화이트 단일 칼라 전자 잉크 제조
Dupont 社 TiO2 R-706를 상기 1-(1) 방법대로 분산 후 상기 1-(2)방법으로 코어-쉘 표면 코팅 후 1-(4) 방법으로 후처리 공정을 거쳐 1-(5)방법으로 칼라잉크를 제조하였다.
(2) 블랙 단일 칼라 전자 잉크 제조
Carbon black 입자를 상기 1-(1) 방법대로 분산 후 상기 1-(3)방법으로 코어-쉘 표면 코팅 후 1-(4) 방법으로 후처리 공정을 거쳐 1-(5)방법으로 칼라잉크를 제조하였다.
(3) 레드 단일 칼라 전자 잉크 제조
피그먼트 레드 224 입자를 상기 1-(1) 방법대로 분산 후 상기 1-(3)방법으로 코어-쉘 표면 코팅 후 1-(4) 방법으로 후처리 공정을 거쳐 1-(5)방법으로 칼라잉크를 제조하였다.
(4) 그린 단일 칼라 전자 잉크 제조
피그먼트 그린36 입자를 상기 1-(1) 방법대로 분산 후 상기 1-(3)방법으로 코어-쉘 표면 코팅 후 1-(4) 방법으로 후처리 공정을 거쳐 1-(5)방법으로 칼라잉크를 제조 하였다.
(5) 블루 단일 칼라 전자 잉크 제조
피그먼트 블루61 입자를 상기 1-(1) 방법대로 분산 후 상기 1-(3)방법으로 코어-쉘 표면 코팅 후 1-(4) 방법으로 후처리 공정을 거쳐 1-(5)방법으로 칼라잉크를 제조 하였다.
3. 두가지 칼라 혼합 잉크 제조(화이트 칼라 기본)
상기에서 제조된 아크릴레이트 코팅된 단일 칼라 전자 잉크는 화이트 칼라 잉크 40 중량 %와 블랙 혹은 레드 혹은 그린 혹은 블루 단일 전자 잉크 20 중량 % 그리고 할로카본(Halocarbon) 1.8 40 중량%를 각각 혼합하여 약 30분간 바스켓 타입의 소니케이터를 이용하여 분산하여 제조하였다.
II. 격벽 구조 셀 어레이를 이용한 패널의 제조
구동을 위한 셀을 제조하기 위해 개발한 격벽 구조물은 자외선 경화형 및 Mesh를 응용한 구조형성 방법으로 구분될 수 있다.
자외선 경화형 화합물을 이용한 격벽의 형성 방법은 반도체 및 타 디스플레이에서 범용으로 사용되는 포토레지스트를 이용한 방법이 있으며, 금속을 이용한 전주 방법 또는 실리콘 재질 등의 재료로 형성된 마스터 (금형)을 사용하여 자외선 경화형 화합물에 의한 격벽 구조 컵 어레이를 형성하는 방법이 있다.
격벽 구조의 단위 셀의 크기는 최종 적용을 위한 화질의 요구조건에 따라 달라질 수 있으며, 이러한 요구에 따른 단위 셀의 크기의 조절은 포토마스크의 패턴 또는 마스터 구조설계의 변경을 통해 구현 가능하다.
[셀 형성 재료 구성 및 작용]
격벽 셀은 전자종이 제조공정과 최종 구성물의 특성을 유지하기에 적합한 구조적 특성 및 화학적 특성을 가지고 있어야 한다. 따라서 자외선 경화시의 수축율과 소지와의 부착력 및 전자잉크와의 적합성과 경화 후의 강도가 요구된다. 이러한 요구를 만족시키기 위한 자외선 경화형 화합물(조성물)을 구성하는 원료의 선정은 중요하다. 이러한 요구사항을 만족할 수 있는 자외선 경화형 조성물의 원료에 있어서 가장 중요하게 선정되어야 하는 것은 올리고머의 선택이다. 선택될 수 있는 올리고머는 에폭시 아크릴레이트 계열과 우레탄 아크릴레이트 계열을 기본으로 하여 폴리에스터 아크릴레이트 계열 및 실리콘 아크릴레이 등의 올리고머를 1~2종 이상 포함할 수 있다. 관능기의 수는 공정조건 및 가능한 자외선 량에 따라 1관능 또는 다관능의 올리고머를 필요에 따라 선택할 수 있다. 모노머의 선정의 경우도 올리고머의 선정과 마찬가지로 자외선 경화형 조성물의 작업성과 수축율을 고려하여 1관능 또는 다관능의 아크릴레이트 모노머를 포함 할 수 있으며, 자외선 광개시제 또한 벤조페논계, 벤조인, 벤조인에테르계, 벤질케탈계, 아세토페논계, 안트라퀴논계, 티옥소잔톤계 등의 화합물을 단독 또는 둘 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 이외에 격벽 셀 형성 공정의 작업성 및 셀의 품질을 고려하여 소포제, 표면 조절제 등의 첨가제를 포함시킬 수 있다.
[격벽 셀 제조 방법 및 작용]
격벽 셀 어레이의 제조는 단위공정 (배치공정) 또는 연속공정의 방법 중에 선택하여 할 수 있으며, 제조를 위한 방법은 하기의 예시와 같이 할 수 있다.
- 마스터를 사용한 격벽구조 셀 어레이의 제조
도 2a 내지 2d는 마스터를 사용하여 격벽 구조를 갖는 셀 어레이를 제조하기 공정을 나타내는 단면도들이다.
도 2a에 도시한 바와 같이, 격벽의 구조를 음각 또는 양각으로 형성시킨 마스터(master) 금형을 제작한다. 도 3은 도 2a에 도시한 마스터의 평면도이다. 다음에, 상기 마스터 금형을 이용하여 몰드재층을 도포한 후, 탈형하여 도 2b에 도시한 바와 같이 소프트 몰드(20)를 제조한다. 다음에, 도 2c를 참조하면, 상기 소프트 몰드(20)에 UV 경화액을 도포하여 경화액층(30)을 형성한다. 도 2d를 참조하면, 상기 경화액층(30)에 일정량의 UV를 조사하여 경화시켜 경화시킨 후 탈형하여 제작한다. 도 4는 도 2d에서 제조된 격벽 구조를 갖는 셀 어레이의 평면도이다.
상술한 바와 같은 제조과정은 벨트와 Master 드럼을 이용한 연속공정으로 할 수도 있다.
이렇게 형성한 격벽 구조 셀의 상부의 모양은 곡율을 갖는 것을 특징으로 한다. 이러한 특징을 갖는 격벽은 잉크의 주입시 격벽 상부에 잉크가 묻어나는 것을 방지 하여 전자종이 패널의 제조 공정중에 잉크 주입 후 상부 크리닝(세정) 공정을 삭제 할 수 있다. 또한 이러한 설계는 잉크 주입 공정에서 고정 마진의 폭을 넓히는 효과 또한 부여할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 반도체 또는 타 디스플레이에서 사용하는 것과 유사하게 포토레지스트를 이용하여 격벽을 형성한다. 격벽재료는 UV 경화형 조성물이며, 스핀 코팅 또는 디스펜징 법 등을 이용하여 도포한다. 도포한 포토레지스트는 패턴노광 후 현상/에칭을 하거나 패턴 인쇄 등의 방법으로 격벽 어레이를 제조 한다. 이러한 격벽 형성 방법을 위한 공정으로서는 스크린 인쇄법, 샌드 블라스트법, 리프트 오프법, 포토리소그래피법등을 들 수 있다.
포토레지스트를 이용한 격벽 형성 방법 예
도 5a 내지 도 5c는 포토레지스트를 이용한 격벽 형성방법을 나타내는 단면도들이다. 도 5a를 참조하면, 기판(100)상에 포토레지스트를 도포하여 포토 레지스트막(110)을 형성한다. 도 5b를 참조하면, 상기 포토레지스트막(110)을 격벽 형성을 위한 패턴이 형성된 포토 마스크(120)를 사용하여 노광하면 노광부위는 가교 결합하여 불용성부분으로 변화시킨다. 도 5c를 참조하면, 상기 노광된 포토레지스트막(110)을 현상하여 상기 포토레지스트막(110)중에서 노광되지 않은 부분인 가용성 부분을 제거하고, 불용성 부분은 남겨서 격벽(110a)을 형성한다. 본 실시예에서는 포토리소그래피 방법에 의해 격벽 구조 셀 어레이(200)를 제조하였다.
[격벽 구조 셀 어레이의 밀봉]
도 6은 열경화성 조성물을 이용한 봉지 방법의 일 예를 나타내는 단면도이다. 격벽 구조 셀 어레이(200)에 전기영동 잉크(300)의 주입은 잉크젯 방법에 의해 채우고 이 후 밀봉을 한다.
밀봉의 방법은 다수의 방법으로 수행될 수 있으며, 바람직한 접근 방법은 상기 예시 1에서 서술한 UV경화형 조성물을 이용하는 것과 열 경화형 조성물 및 아크릭 타입의 점착제를 이용하는 것이 바람직하다.
UV경화형 조성물은 전기영동 잉크와 비중의 차이로 인해 격벽 구조 셀 어레이에 주입되어 있는 잉크와 혼합될 시에 상층으로 부상하는 특징을 갖는다. 이러한 원리로 인해 UV경화형 조성물에 UV 조사를 하면 밀봉이 된다. 가능한 비중은 2 이하를 갖는 것이 바람직하다.
도 6에 도시한 바와 같은 열 경화형 조성물을 이용하는 방법은 우레탄 타입의 경화제를 사용하고 있고, 라미네이터(500)을 이용하여, 밀봉을 위해 이형처리가 되어 있는 필름(500)에 1~10 ㎛의 두께로 경화제막(500)을 형성한 후 60℃이하의 온도에서 잉크가 주입되어 있는 격벽 구조 셀 어레이를 밀봉한다. 우레탄 타입의 열경화성 조성물은 이소시아네이트, 폴리올, 용매로 구성되며, 아민을 이용하여 분자량을 조절하는 방법으로 합성되는 것이 일반적이다.
그러나 본 발명을 위해 사용된 우레탄 계열 열 경화형 조성물 (수지)은 우레탄 주쇄에 우레아기가 도입된 일액형 열경화형 수지를 이용하여 합성하였으며, 우레탄 주쇄는 다가의 이소시아네이트로서 MDI(메틸렌 디이소시아네이트), TDI, IPDI 등을 사용할 수 있다. 그러나 황변 및 반응성을 고려하여 IPDI를 주로 사용한다. 다가의 알코올로는 접착력, 내화학성, 내열성 등을 고려하여 폴리카르보네이트 계열의 분자량 1000~2000의 폴리올을 사용하였다. 열적 성질 및 접착력, 인장강도, 최종 구성물의 강도 등을 고려하고 우레탄 주쇄에 분자량 증가를 위해 아민을 사용하였다.
III. 전기영동과 쌍안정성이 우수한 혼합 칼라 전자 잉크 물성 평가
* 구동을 위한 셀 제조
전자잉크 구동 물성 평가 실험은 하기 그림과 같이 제조된 사각형 격벽 구조 셀 어레이에 상기 I의 실시예, 비교예에서 제조된 화이트/블랙, 화이트/레드, 화이트/그린, 화이트/블루 혼합 전자 잉크를 잉크 젯 디스 팬싱 방법을 이용하여 주입하고 UV 경화형 조성물을 이용하여 봉지하였고 전극을 포함한 상판을 합지 하였다.
* 수 율(Yield)
반응전 물질의 양과 반응 완료 후 물질의 양을 백분율화
* 입자크기
Malvern社 Nano-ZS를 사용하여 측정하였다.
* 분산성 평가
- 같은 분산제를 사용하여 0.5mm의 나노-밀을 이용하여 2시간 분산 후 투명 시약병에 1일 저장 후 응집 및 침전 평가
* 구동 전압
구동 전압 소스는 Keithley社 Picoammeter를 사용하였다.
* 백색도(휘도값)
구동시킨 백색잉크의 백색도는 Konica minolta社 CS-200을 사용하여 휘도값(Lv)을 측정하여 평가하였다.
* 색재연율
Konica Minolta社 CM-2600D 장비를 이용하여 chromaticity diagram 좌표값 측정. NTSC(National Television System Committee)를 기준으로 하여 백분율 산출하였다.
* 쌍안정성 측정
구동시킨 백색잉크의 쌍안정성은 시간에 따른 휘도값(Lv)을 Konica minolta社 CS-200 장비를 이용하여 측정 평가하였다. 초기 휘도값을 기준으로하여 1시간 후 휘도값을 백분율화 하여 산출하였다.
* 반사율 측정
Konica Minolta社 CM-2600D 장비를 이용하여 chromaticity diagram 좌표값 측정. NTSC(National Television System Committee)를 기준으로 하여 백분율(%) 산출하였다.
칼라 코어-쉘 입자 물성
상기 실시예 및 비교에서 수득한 칼라 코어-쉘 코팅된 입자의 믈성을 하기 표 1에 나타낸다.
Figure 112011104741812-pat00004
- 수율 결과에서 실시예는 후처리 공정이 간단하기 때문에 75%이상의 수율을 보였지만 비교예에서는 후처리 공정이 복잡하므로 입자 손실율이 높았다.
- 실시예, 비교예 평균 입자 크기에서 코팅 전과 코팅후의 입자 크기를 비교해 볼 때 실시예 칼라 입자들이 아주 얇게 코팅되었음을 확인 할 수 있었다.
- 분산성에 있어서 실시예에서 친지성 유기금속화합물을 코-쉘 코팅된 입자들은 분산 후 1일 저장 중에 침전 뭉침 현상이 없었다.
칼라 전자 잉크 물성
상기 실시예 및 비교예에서 수득한 칼라 전자 잉크 입자의 특성을 하기 표 2에 나타낸다.
Figure 112011104741812-pat00005
칼라 전자잉크 전하
칼라 전자 잉크의 전하특성을 하기 표 3에 나타낸다.
Figure 112011104741812-pat00006
- 실시예에서 혼합잉크들의 구동 전압은 10V, 비교예에서 혼합잉크 구동 전압은 50V로 이온화된 유기금속화합물로 코팅된 칼라 안료 입자를 사용한 실시예 혼합 칼라 전자 잉크들이 입자들이 표면전하가 높아서 낮은 전압에서도 구동이 되는 것을 확인할 수 있었다. 구체적으로 양이온 유기금속화합물로 코팅한 안료입자는 양 전하를 갖으며 음이온 유기금속화합물로 코팅한 안료입자는 음전하를 가짐을 알 수 있었다.
- 응답속도 또한 실시예에서는 250msec, 비교예에서는 1000msec로 실시예에서의 입자 이온화의 영향에 따라 저전압에서도 입자의 응답속도가 빠르다는 것을 알 수 있었다.
- 구동전압, 응답속도가 실시예가 비교예보다 우수한 이유는 코어-쉘 코팅에 있어서 두께가 얇아 이동도(Mobility)가 빠르며 또한 표면을 이온화 하여 전하량을 풍부하게 만들었기 때문이다.
- 반사율은 거의 비슷한 수준으로 비교예, 실시예 두 가지 혼합 칼라 잉크들은 구동 시 색 분리가 명확하게 분리됨을 확인 할 수 있다.
- 쌍안정성은 실시예에서 90%로 구동 후 전원 공급을 중단하여도 입자의 상변화가 거의 없음을 확인하였다.
본 발명은 기존 LCD, PDP 디스플레이 패널에서 사용하는 백라이트를 이용한 이미지 구현과는 달리 외부광에 의한 반사형 디스플레이 패널을 위한 적용이 가능할 뿐만 아니라 패널 내에 백라이트라는 광원이 필요 없기 때문에 얇고 플레시블(Flexible)한 디스플레이 패널에 적용이 가능하다.

Claims (19)

  1. 이온화된 친수성 유기금속 화합물 1종이상과 친지성 유기금속화합물 1종 이상으로 코어-쉘 코팅되어 있는 잉크 입자;
    분산제; 및
    유전 유체를 포함하는 잉크 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 잉크 입자 30 ~ 70 중량%, 상기 분산제 10 ~ 20 중량% 그리고 유전 유체 10 ~ 50 중량 %를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 잉크 입자는 화이트 잉크 입자, 블랙 잉크 입자, 레드 칼라 잉크 입자, 그린 칼라 잉크 입자, 블루 칼라 잉크 입자로 구성된 군 중에서 선택된 적어도 하나의 전자 잉크 입자인 것을 특징으로 하는 잉크 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 이온화된 친수성 유기금속 화합물 및 친지성 유기 금속 화합물은 1개 이상의 금속 혹은 준금속 원자를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 잉크 조성물.
  5. 안료 입자, 적어도 하나의 친수성 유기 금속 화합물, 적어도 하나의 친지성 유기 금속 화합물, 증류수 및 용제를 반응시켜 유기금속 화합물이 코어-쉘 코팅된 안료 입자를 제조하는 단계;
    상기 유기금속 화합물이 코어-쉘 코팅된 안료 입자, 용제 및 할로겐 화합물을 반응시켜 상기 코어-쉘 코팅된 안료 입자의 유기금속 화합물을 이온화시킴으로서 이온화된 유기금속 화합물이 코어-쉘 코팅된 안료 입자인 잉크입자를 제조하는 단계; 및
    상기 잉크 입자, 분산제 및 유전 유체를 혼합하는 단계를 포함하는 잉크 조성물의 제조 방법.
  6. 삭제
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 유기금속 화합물이 코어-쉘 코팅된 안료 입자 30 ~ 50 중량%를 용제 20 ~ 50 중량%와 할로겐 화합물 10 ~ 30 중량%를 사용하여 이온화된 유기금속 화합물이 코어-쉘 코팅된 안료 입자를 제조하는 것을 특징으로 하는 잉크 입자 조성물의 제조 방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    잉크 입자 30 ~ 70 중량%, 분산제 10 ~ 20 중량% 및 상기 유전 유체보다 낮은 유전율을 갖는 저유전 유체 10 ~ 50 중량%를 혼합하는 것을 특징으로 하는 잉크 조성물의 제조 방법.
  9. 제 5 항에 있어서, 유기금속 화합물이 코어-쉘 코팅된 안료 입자를 형성하는 코어-쉘 코팅은 안료 입자 표면에서 졸-겔 공정 반응을 이용하여 수행하는 것을 특징으로 하는 잉크 조성물의 제조 방법.
  10. 제 5 항에 있어서,
    상기 잉크 입자는 화이트 잉크 입자, 블랙 잉크 입자, 레드 칼라 잉크 입자, 그린 칼라 잉크 입자, 블루 칼라 잉크 입자로 구성된 군 중에서 선택된 적어도 하나의 전자 잉크 입자인 것을 특징으로 하는 잉크 조성물의 제조 방법.
  11. 제 5 항에 있어서,
    상기 친수성 유기 금속 화합물은 양전하를 부여하기 위한 아미노프로필트리메톡시실란, 아미노프로필트리에톡시실란, 아미노프로필메틸디에톡시실란, m-아미노페닐트리메톡시실란, n-메틸아미노프로필메틸디메톡시실란, 페닐아미노프로필트리메톡시실란, 아미노에틸아미노프로필트리메톡시실란, 아미노에틸아미노프로필메틸디메톡시실란, 아미노에틸아미노이소부틸메틸디메톡시실란, 벤질에틸디아민프로필트리메톡시실란, 및 벤질에틸디아민프로필트리에톡시실란으로 구성된 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하고,
    상기 친수성 유기 금속 화합물은 음 전하를 부여하기 위한 소듐트리히드록시실릴프로필메틸포스포네이트, 소듐메틸실리코네이트, 포타시움메틸실리코네이트,리튬메틸실리코네이트, 소듐실리케이트, 포타시움실리케이트 및 티타늄 포스페이트로 구성된 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 조성물의 제조 방법.
  12. 제 5 항에 있어서,
    상기 친지성 유기금속 화합물은 메틸트리메톡시실란, 디메틸트리메톡시실란, 테트라오르소실리케이트 및 히드록시터미네이티드 폴리디메틸실록산으로 구성된 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 조성물의 제조 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 히드록시터미네이티드 폴리디메틸실록산의 중량 평균 분자량은 500 ~ 5,000을 갖는 특징으로 하는 하는 잉크 조성물의 제조 방법.
  14. 제 5 항에 있어서,
    상기 할로겐 화합물은 메틸클로라이드, 에틸클로라이드, 부틸클로라이드, 펜틸클로라이드, 헥실클로라이드, 헵틸 클로라이드, 옥테닐클로라이드, 노네일클로라이드, 데카닐클로라이드, 벤질클로라이드 메틸술포네이트, 에틸술포네이트, 부틸술포네이트, 및 펜틸술포네이트로 구성된 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 조성물의 제조 방법.
  15. 이온화된 친수성 유기금속 화합물 1종이상과 친지성 유기금속화합물 1종 이상으로 코어-쉘 코팅되어 있는 제1 잉크 입자; 분산제; 및 유전 유체를 포함하는 제1 잉크 조성물;
    이온화된 친수성 유기금속 화합물 1종이상과 친지성 유기금속화합물 1종 이상으로 코어-쉘 코팅되어 있는 제2 잉크 입자; 분산제; 및 유전 유체를 포함하는 제2 잉크 조성물; 및
    상기 유전 유체보다 낮은 유전율을 갖는 저유전 유체를 포함하는 혼합 칼라 잉크 조성물.
  16. 제 15 항에 있어서, 제1 잉크 조성물 10 ~ 50 중량%, 제2 잉크 조성물 10 ~ 50 중량 % 및 저유전 유체 30 ~ 80 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 혼합 칼라 잉크 조성물.
  17. 격벽으로 한정된 셀 구조를 갖는 기판:
    상기 셀 구조에 봉입되고, 이온화된 친수성 유기금속 화합물 1종이상과 친지성 유기금속화합물 1종 이상으로 코어-쉘 코팅되어 있는 잉크 입자, 분산제, 및 유전 유체를 포함하는 잉크 조성물을 포함하는 디스플레이 패널.
  18. 격벽으로 한정된 셀 구조를 갖는 기판:
    상기 셀 구조에 봉입되고, 이온화된 친수성 유기금속 화합물 1종이상과 친지성 유기금속화합물 1종 이상으로 코어-쉘 코팅되어 있는 잉크 입자를 유전 유체에 균일하게 분산하여 제1 단일 칼라 잉크 조성물과 상기 제1 단일 칼라 잉크 조성물과 색상이 다른 제2 단일 칼라 잉크 조성물이 혼합된 혼합 칼라 잉크 조성물을 포함하는 디스플레이 패널.
  19. 이온화된 친수성 유기금속 화합물 1종이상과 친지성 유기금속화합물 1종 이상으로 코어-쉘 코팅되어 있는 잉크 입자를 유전 유체에 균일하게 분산하여 제1 단일 칼라 잉크 조성물을 제조하는 단계;
    상기 제1 단일 칼라 잉크 조성물과 색상이 다른 제2 단일 칼라 잉크 조성물을 제조하는 단계;
    상기 제1 및 제2 단일 칼라 잉크 조성물들을 혼합하여 혼합 칼라 잉크 조성물을 제조하는 단계; 및
    상기 혼합 칼라 잉크 조성물을 셀구조에 주입하여 화소를 형성하는 단계를 포함하는 디스플레이 패널의 제조 방법.
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