KR101401117B1 - Electrophoretic display device and method the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전기영동 디스플레이 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 전기영동 디스플레이 장치는 평상시에 반사색을 보이다가 전기장을 가하면 투명하게 되는 특징을 나타낸다.
The present invention relates to an electrophoretic display device and a method of manufacturing the electrophoretic display device. The electrophoretic display device according to the present invention is characterized in that it is transparent when an electric field is applied while showing a normal color.
전자종이는 반사형 디스플레이로서 명암대비가 높아 인쇄된 종이 수준의 가독성을 보이며, 쌍안정성 때문에 전력소모가 매우 낮은 특징을 갖는다. 또한, 유연특성을 가지고 있어 다양한 형태로 응용 가능하다. (http://www.kps.or.kr/storage/webzine_uploadfiles/473_article.pdf)Electronic paper is a reflective type display, which has high contrast and shows readability on the printed paper level and has very low power consumption due to its bistability. Also, it has flexible characteristics and can be applied in various forms. (http://www.kps.or.kr/storage/webzine_uploadfiles/473_article.pdf)
전자종이용 잉크는 크게 두가지로 구분할 수 있다. 첫번째는 검은색과 흰색을 나타내는 부분이 구분된 마이크로미터 크기의 이색입자를 제조하고 이를 회전하는 방식과 검은색과 흰색을 나타내는 나노미터 크기의 입자의 분산액을 포함한 캡슐을 포함한 필름을 제조하고 전압을 인가하여 명암을 조절한 방식이다. 두 가지 방식 모두 반사형 디스플레이로만 사용할 수 있다. There are two main types of inks for electronic bells. The first is to produce micrometer sized dichromatic particles that are black and white, and produce films containing capsules containing a dispersion of nanometer-sized particles that represent black and white, And the contrast is adjusted. Both methods can only be used as reflective displays.
투명디스플레이로는 고분자 분산형 액정표시소자 (polymer-dispersed liquid crystals, PDLC)가 제안된 바 있으며, 액정 방향을 전기장에 의해 제어함으로써 빛의 방향에 따른 굴절율을 조절하는 것을 특징으로 한다. 하지만, 이 방식은 액정을 포함하는 액적과 고분자간의 굴절율 차이가 여전히 존재하므로 달성할 수 있는 투명도에 한계가 있으며 액적이 상대적으로 고가이고 전기에 매우 민감하여 대형화위해서는 많은 문제가 있다. Polymer-dispersed liquid crystals (PDLC) have been proposed as a transparent display, and the liquid crystal direction is controlled by an electric field to control the refractive index according to the direction of light. However, this method has limitations in transparency that can be achieved because there is still a difference in the refractive index between the liquid-liquid-containing liquid and the polymer, and the droplet is relatively expensive and very sensitive to electricity.
이러한 기존의 전자 종이 방식의 경우에는 투과형 저전압 디스플레이를 제작하는 것이 불가능하였고, 상황에 따라서 투과도를 조절할 수 있는 디스플레이에 대한 요구가 있어왔다. 투과도의 조절이 가능한 디스플레이는 가정용 창문에 적용되어 가시광 및 적외선을 필요에 따라 차단하거나 또는 들어오게 할 수 있고, 또한 자동차의 창문 및 선루프 등에 적용할 수도 있다. 또한, 가구 또는 책상 표면 등에 적용할 경우 자연스러운 디스플레이로서 이용할 수도 있는 등 그 활용 범위는 매우 넓다고 할 것이다.In the case of the conventional electronic paper method, it is impossible to fabricate a transmissive low voltage display, and there has been a demand for a display capable of adjusting the transmittance according to circumstances. The display capable of controlling the transmittance can be applied to a window of a home, so that visible light and infrared rays can be blocked or introduced as needed, or can be applied to a window or sunroof of an automobile. In addition, it can be used as a natural display when applied to a furniture or a surface of a desk, and its application range is very wide.
이러한 문제점들을 해결하기 위해 본 발명의 발명자는 아래와 같은 발명을 제안한다.
In order to solve these problems, the inventor of the present invention proposes the following invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기영동 디스플레이 장치는, 투명한 하부 전극 기판; 상기 하부 전극 기판의 둘레를 따라 상기 하부 전극 기판 상에 형성된 격벽; 상기 격벽 상에 위치한 투명한 상부 전극 기판; 상기 격벽에 의해 둘러싸인 상기 하부 전극 기판 및 상기 상부 전극 기판 사이의 공간에 주입된 전기영동 분산액을 포함하고, 상기 전극들에 전압을 인가함에 의해 투명도가 조절가능하다.An electrophoretic display device according to an embodiment of the present invention includes: a transparent lower electrode substrate; A barrier rib formed on the lower electrode substrate along the circumference of the lower electrode substrate; A transparent upper electrode substrate positioned on the barrier rib; And an electrophoretic dispersion injected into a space between the lower electrode substrate and the upper electrode substrate surrounded by the barrier ribs, and the transparency can be adjusted by applying a voltage to the electrodes.
인가되는 전압의 크기는 10V 미만인 것이 바람직하다. 이 경우 격벽은 10 내지 100 μm의 높이인 것이 바람직하다. 왜냐하면 격벽의 높이가 100 μm를 초과할 경우 10V를 넘는 전압이 필요하며, 이때에는 반응 속도가 매우 느려지는 문제점이 있기 때문이다. 전기영동 분산액은 분산안정화제를 이용하여 저유전 용매 분산제에 음전하를 띠는 수용성 고분자 입자 또는 무기 입자 용액을 분산시켜 얻어지며, 저유전 용매 분산제는 불소계 용매인 것이 바람직하다. 고분자 입자 또는 무기 입자는 300nm 이하의 지름을 갖는 것이 바람직하고, 하부 전극 기판 상의 격벽은 에폭시 레진과 용매를 1:9 ~ 9:1의 비율로 혼합한 용액에 10wt%의 개시제를 넣은 혼합액을 자외선 조사 방법을 이용하여 형성된다.The magnitude of the applied voltage is preferably less than 10V. In this case, the barrier ribs preferably have a height of 10 to 100 mu m. This is because when the height of the barrier ribs exceeds 100 μm, a voltage exceeding 10 V is required and the reaction speed is very slow. The electrophoretic dispersion is obtained by dispersing a water-soluble polymer particle or an inorganic particle solution which is negatively charged in a low dielectric solvent dispersant by using a dispersion stabilizer, and the low dielectric solvent dispersant is preferably a fluorine solvent. The polymer particles or the inorganic particles preferably have a diameter of 300 nm or less, and the partition walls on the lower electrode substrate are formed by mixing a solution prepared by mixing an epoxy resin and a solvent in a ratio of 1: 9 to 9: 1 in an amount of 10 wt% Irradiation method.
고분자 입자 또는 무기 입자는 염료를 포함한 입자이고, 이에 의해 전기영동 디스플레이의 색의 조절이 가능할 수 있다.The polymeric particles or inorganic particles are particles containing dyes, thereby enabling adjustment of the color of the electrophoretic display.
또한, 전기영동 분산액이 새어 나오는 것을 막기 위해 상기 상부 전극 기판과 하부 전극 기판 사이의 틈에 에폭시 레진과 용매를 1:9 ~ 9:1의 비율로 혼합한 용액에 10wt%의 개시제를 넣은 혼합액을 주입시켜 경화시킨 누수 방지부(leak protecting member)를 추가로 포함할 수 있다.In order to prevent the electrophoretic dispersion liquid from leaking out, a mixed solution prepared by mixing 10% by weight of an initiator in a solution obtained by mixing epoxy resin and solvent in a ratio of 1: 9 to 9: 1 in a gap between the upper electrode substrate and the lower electrode substrate A leakage preventing member cured by injection may be further included.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기영동 디스플레이 장치의 제조 방법은, 투명한 하부 전극 기판을 준비하는 단계; 상기 하부 전극 기판의 둘레를 따라 상기 하부 전극 기판 상에 격벽을 형성하는 단계; 상기 격벽 및 상기 하부 전극 기판에 의해 둘러싸인 공간에 전기영동 분산액을 주입하는 단계; 및 상기 격벽 상에 투명한 상부 전극 기판을 위치시키는 단계를 포함하고, 상기 전극들에 전압을 인가함에 의해 투명도가 조절 가능하다.A method of manufacturing an electrophoretic display device according to an embodiment of the present invention includes: preparing a transparent lower electrode substrate; Forming a barrier rib on the lower electrode substrate along the circumference of the lower electrode substrate; Injecting an electrophoretic dispersion liquid into a space surrounded by the partition and the lower electrode substrate; And disposing a transparent upper electrode substrate on the barrier ribs, wherein the transparency is adjustable by applying a voltage to the electrodes.
이 경우 전기영동 분산액은 분산안정화제를 이용하여 저유전 용매 분산제에 음전하를 띠는 수용성 고분자 입자 또는 무기 입자 용액을 분산시켜 얻어지고, 저유전 용매 분산제는 불소계 용매인 것이 바람직하다.In this case, the electrophoretic dispersion is obtained by dispersing a water-soluble polymer particle or an inorganic particle solution having a negative charge on the low dielectric solvent dispersant using a dispersion stabilizer, and the low dielectric solvent dispersant is preferably a fluorine solvent.
또한, 전기영동 분산액의 누수를 막기 위한 누수 방지부를 제공하는 단계를 추가로 포함할 수 있고, 누수 방지부는 상기 상부 전극 기판과 하부 전극 기판 사이의 틈에 에폭시 레진과 용매를 1:9 ~ 9:1의 비율로 혼합한 용액에 10wt%의 개시제를 넣은 혼합액을 주입시킨 후 경화시켜 형성된다.The leakage preventing part may further include a step of providing an epoxy resin and a solvent in a gap between the upper electrode substrate and the lower electrode substrate at a ratio of 1: 9 to 9: 1, and 10 wt% of an initiator is injected into the solution, followed by curing.
하부 전극 기판 상에 격벽을 형성하는 단계는 에폭시 레진과 용매를 1:9 ~ 9:1의 비율로 혼합한 용액에 10wt%의 개시제를 넣은 혼합액을 자외선 조사 방법을 이용하여 형성된다.In forming the barrier ribs on the lower electrode substrate, a mixed solution prepared by mixing an epoxy resin and a solvent in a ratio of 1: 9 to 9: 1 in an amount of 10 wt% initiator is formed using an ultraviolet irradiation method.
한편, 고분자 입자 또는 무기 입자는 염료를 포함한 입자이고, 이에 의해 전기영동 디스플레이의 색의 조절이 가능할 수 있다.On the other hand, the polymer particles or the inorganic particles are particles containing dyes, thereby enabling adjustment of the color of the electrophoretic display.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기영동 디스플레이 장치는, 복수개의 박막트랜지스터를 포함하는 투명한 TFT 하부 전극 기판; 상기 TFT 하부 전극 기판 상의 복수개의 화소 전극들; 상기 하부 전극 기판의 둘레를 따라 상기 하부 전극 기판 상에 형성된 격벽; 상기 격벽 상에 위치하며 공통 전극을 포함한 투명한 상부 전극 기판; 상기 격벽에 의해 둘러싸인 상기 하부 전극 기판 상의 화소 전극들 및 상기 상부 전극 기판 사이의 공간에 주입된 전기영동 분산액을 포함하고, 상기 전기영동 분산액은 분산안정화제를 이용하여 저유전 용매 분산제에 음전하를 띠는 수용성 고분자 입자 또는 무기 입자 용액을 분산시켜 얻어진 것이며, 상기 전극들에 전압을 인가함에 의해 투명도가 조절가능하다.
An electrophoretic display device according to an embodiment of the present invention includes: a transparent TFT lower electrode substrate including a plurality of thin film transistors; A plurality of pixel electrodes on the TFT lower electrode substrate; A barrier rib formed on the lower electrode substrate along the circumference of the lower electrode substrate; A transparent upper electrode substrate located on the barrier rib and including a common electrode; And an electrophoretic dispersion liquid injected into a space between the pixel electrodes on the lower electrode substrate and the upper electrode substrate surrounded by the barrier ribs, wherein the electrophoretic dispersion liquid has a negative charge Is obtained by dispersing a water-soluble polymer particle or an inorganic particle solution, and the transparency can be controlled by applying a voltage to the electrodes.
도 1a는 전압이 인가되지 아니한 상태의 본 발명의 일 실시예에 따른 전기영동 디스플레이 장치의 모식도이고, 도 1b는 전압이 인가된 상태의 모습을 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 입자의 주사 전자 현미경 사진을 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 띠라 제조된 분산액의 모습을 도시한다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기영동 디스플레이 장치에 전압이 인가되지 아니한 상태의 투명도 사진이다.
도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기영동 디스플레이 장치에 전압이 인가된 상태의 투명도 사진이다.
도 5은 ITO 글래스를 2개 겹친 경우의 투과도 그래프를 도시한다.
도 6a은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기영동 디스플레이 장치에 전압이 인가되지 아니한 상태의 투과도 그래프를 도시한다.
도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기영동 디스플레이 장치에 전압이 인가된 상태의 투과도 그래프를 도시한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기영동 디스플레이 장치의 제조 방법의 순서도이다.
다양한 실시예들이 이제 도면을 참조하여 설명되며, 전체 도면에서 걸쳐 유사한 도면번호는 유사한 엘리먼트를 나타내기 위해서 사용된다. 설명을 위해 본 명세서에서, 다양한 설명들이 본 발명의 이해를 제공하기 위해서 제시된다. 그러나 이러한 실시예들은 이러한 특정 설명 없이도 실행될 수 있음이 명백하다. 다른 예들에서, 공지된 구조 및 장치들은 실시예들의 설명을 용이하게 하기 위해서 블록 다이아그램 형태로 제시된다. FIG. 1A is a schematic diagram of an electrophoretic display device according to an embodiment of the present invention in which no voltage is applied, and FIG. 1B shows a state in which a voltage is applied.
Figure 2 shows a scanning electron micrograph of particles prepared according to one embodiment of the present invention.
Figure 3 shows the appearance of a dispersion prepared according to one embodiment of the present invention.
4A is a transparency photograph of a state where no voltage is applied to the electrophoretic display device according to an embodiment of the present invention.
4B is a transparency photograph of a state where a voltage is applied to the electrophoretic display device according to an embodiment of the present invention.
Fig. 5 shows a transmission graph when two ITO glasses are stacked.
FIG. 6A is a graph showing a transmittance in a state where no voltage is applied to the electrophoretic display device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6B is a graph showing a transmittance in a state where a voltage is applied to the electrophoretic display device according to an embodiment of the present invention.
7 is a flowchart of a method of manufacturing an electrophoretic display device according to an embodiment of the present invention.
Various embodiments are now described with reference to the drawings, wherein like reference numerals are used throughout the drawings to refer to like elements. For purposes of explanation, various descriptions are set forth herein to provide an understanding of the present invention. It is evident, however, that such embodiments may be practiced without these specific details. In other instances, well-known structures and devices are shown in block diagram form in order to facilitate describing the embodiments.
하기 설명은 본 발명의 실시예에 대한 기본적인 이해를 제공하기 위해서 하나 이상의 실시예들의 간략화된 설명을 제공한다. 본 섹션은 모든 가능한 실시예들에 대한 포괄적인 개요는 아니며, 모든 엘리먼트들 중 핵심 엘리먼트를 식별하거나, 모든 실시예의 범위를 커버하고자 할 의도도 아니다. 그 유일한 목적은 후에 제시되는 상세한 설명에 대한 도입부로서 간략화된 형태로 하나 이상의 실시예들의 개념을 제공하기 위함이다.The following description provides a simplified description of one or more embodiments in order to provide a basic understanding of embodiments of the invention. This section is not a comprehensive overview of all possible embodiments and is not intended to identify key elements or to cover the scope of all embodiments of all elements. Its sole purpose is to present the concept of one or more embodiments in a simplified form as a prelude to the more detailed description that is presented later.
본 발명은 평상시에 반사색을 보이다가 전기장을 가하여 투명하게 만드는 방식의 투명 디스플레이 소자 및 이의 제작 방법을 제공한다.The present invention provides a transparent display device in which a reflective color is normally displayed and an electric field is applied to make the transparent display device transparent, and a method of manufacturing the same.
이를 위해 본 발명은 기존의 전자종이 방식으로는 구현할 수 없는 투과형 저전압 디스플레이를 제공하고, 이러한 디스플레이의 경우 투과도가 70%상인 상태와 투과도 10%이하 이고 반사도가 10%이상인 상태를 전기장을 가하여 전환 가능하다.For this purpose, the present invention provides a transmissive low-voltage display which can not be realized by the conventional electronic paper method. In such a display, a state in which the transmittance is 70%, a state in which the transmittance is 10% or less and the reflectivity is 10% Do.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기영동 디스플레이 장치는, 투명한 하부 전극 기판(110); 하부 전극 기판의 둘레를 따라 하부 전극 기판 상에 형성된 격벽(200); 격벽 상에 위치한 투명한 상부 전극 기판(120); 격벽에 의해 둘러싸인 하부 전극 기판 및 상부 전극 기판 사이의 공간에 주입된 전기영동 분산액(300)을 포함한다.An electrophoretic display device according to an embodiment of the present invention includes a transparent
전기 영동이란 전해질 중에 존재하는 하전(荷電) 입자에 직류전압을 걸면 정의 하전 입자는 음극으로, 부의 하전 입자는 양극으로 향하여 이동하는 현상을 의미한다. Electrophoresis refers to a phenomenon in which positive charged particles move toward the negative electrode and negative charged particles move toward the positive electrode when DC voltage is applied to the charged particles existing in the electrolyte.
하부 전극 기판 및 상부 전극 기판은 투명한 전극 기판이면 어떠한 것이든지 가능하며, 대표적인 것으로는 ITO 글래스, 그래핀, 은나노 전극 등이 있다.The lower electrode substrate and the upper electrode substrate can be any transparent electrode substrate, and typical examples thereof include ITO glass, graphene, and silver nanoelectrode.
격벽(200)은 하부 전극 기판의 둘레를 따라 하부 전극 기판 상에 형성되며, 격벽은 에폭시 레진과 용매를 1:9 ~ 9:1의 비율로 혼합한 용액에 10wt%의 개시제를 넣은 혼합액을 자외선 조사 방법을 이용하여 형성된다. 또한, 격벽(200)은 그 높이가 10 내지 100μm인 것이 바람직하다.The
전기영동 분산액(300)은 격벽에 의해 둘러싸인 하부 전극 기판 및 상부 전극 기판 사이의 공간에 주입되며, 이러한 전기영동 분산액은 분산안정화제를 이용하여 저유전 용매 분산제에 음전하를 띠는 수용성 고분자 입자 또는 무기 입자 용액을 분산시킨 것이다.The
이때 고분자 입자 또는 무기 입자의 크기는 300nm 이하의 지름을 갖는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 200nm이하이다. 왜냐하면, 이러한 입자들의 크기가 클 경우에는 전압을 인가하였을 때 도 1b에서와 같이 일렬로 정렬을 이루기가 어렵고 따라서 난반사가 여전히 존재할 수 있어서 투과도가 높아지기 어렵기 때문이다.The size of the polymer particles or the inorganic particles is preferably 300 nm or less, more preferably 200 nm or less. This is because, when the size of such particles is large, it is difficult to align them in a line as shown in FIG. 1B when a voltage is applied, and thus the diffuse reflection may still exist and the transmittance is not likely to increase.
분산제인 저유전 용매는 불소계 용매인 것이 바람직한데, 그 이유는 불소계 용매를 이용해야 전하를 띠게 되고 따라서 전기장이 가해졌을 때 분산되어 있는 고분자 입자 또는 무기 입자의 이동이 가능하기 때문이다.The low-dielectric solvent as the dispersing agent is preferably a fluorine-based solvent because it is necessary to use a fluorine-based solvent to transfer polymer particles or inorganic particles dispersed when an electric field is applied.
한편, 고분자 입자 또는 무기 입자는 염료를 포함한 입자를 이용할 수 있으며, 염료를 포함한 입자를 이용할 경우 전기영동 디스플레이의 색의 조절도 가능하게 된다.On the other hand, the polymer particles or inorganic particles can use particles including dyes, and when the particles including dyes are used, the color of the electrophoretic display can be controlled.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기영동 디스플레이 장치는 상하부 전극들에 전압을 인가함에 의해 투명도가 조절 가능하게 되는데, 도 1a는 전압이 인가되지 아니한 상태의 본 발명의 일 실시예에 따른 전기영동 디스플레이 장치의 모식도이고, 도 1b는 전압이 인가된 상태의 모습을 도시한다.In the electrophoretic display device according to an embodiment of the present invention, the transparency can be adjusted by applying a voltage to the upper and lower electrodes. FIG. 1A is a cross-sectional view of the electrophoretic display according to an embodiment of the present invention, Fig. 1B shows a state in which a voltage is applied. Fig.
도 1a의 경우에는 전압이 인가되지 아니한 상태이고, 입자들(400)이 무질서하게 분포되어 있는 모습을 볼 수 있으며, 이때는 난반사가 일어나서 도 4a에서 보는 것처럼 그 투명도가 매우 낮음을 확인할 수 있으며, 도 6a의 그래프에서 보는 것처럼 투과 강도가 낮음을 확인할 수 있다.In the case of FIG. 1A, no voltage is applied, and
도 1b의 경우에는 전압이 인가된 상태이고, 입자들(400)이 대전되어 전기장이 인가됨에 따라 이동하여 단층 구조를 형성하고, 이에 의해 반사방지막 역할을 하게 됨으로써 투과도가 높아진다. 도 4b에서 보는 것처럼, 투명도가 높아져서 디스플레이의 뒤에 있는 글씨 "Instrument"를 읽을 수 있을 정도로 투명도가 높아지고, 도 6b의 그래프에서 보는 것처럼 투과 강도가 높아짐을 확인할 수 있다.In the case of FIG. 1B, the voltage is applied, the
한편, 본 발명의 전기 영동 디스플레이 장치에 인가되는 전압은 10V 미만인 것이 바람직하다. 전압을 높일수록 입자들의 정렬 상태가 좋아지기 때문에 투명도가 더 높아질 수 있으나 실제 이용시 감전 위험 또는 고전력 소비 등의 문제가 발생할 수 있으므로, 입자의 크기를 위에서와 같이 300nm 이하 또는 200nm 이하로 조절함으로써 인가되는 전압의 크기도 10V 미만으로도 충분히 입자들의 정렬을 가능하게 할 수 있다.Meanwhile, the voltage applied to the electrophoretic display device of the present invention is preferably less than 10V. The higher the voltage is, the better the transparency can be because the alignment of the particles improves. However, since there is a risk of electric shock or high power consumption in actual use, the particle size may be adjusted by controlling the particle size to 300 nm or less or 200 nm or less A voltage of less than 10V can also enable alignment of the particles sufficiently.
본 발명의 추가적인 실시예에 따른 전기영동 디스플레이 장치는, 하부 전극 기판; 격벽; 상부 전극 기판; 및 전기영동 분산액 이외에 누수 방지부(leak protecting member)를 추가로 포함할 수 있다. 이러한 누수 방지부는 전기영동 분산액이 새어나오는 것을 막기 위한 것으로서, 상부 전극 기판과 하부 전극 기판 사이의 틈에 에폭시 레진과 용매를 1:9 ~ 9:1의 비율로 혼합한 용액에 10wt%의 개시제를 넣은 혼합액을 주입시켜 경화시킨 것이다.An electrophoretic display device according to a further embodiment of the present invention includes: a lower electrode substrate; septum; An upper electrode substrate; And a leakage protecting member in addition to the electrophoretic dispersion. In order to prevent the leakage of the electrophoretic dispersion, the leakage preventing portion is formed by mixing 10% by weight of initiator into a solution of epoxy resin and solvent in a ratio of 1: 9 to 9: 1 in a gap between the upper electrode substrate and the lower electrode substrate And then curing the mixture.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기영동 디스플레이 장치의 제조 방법의 순서도이다.7 is a flowchart of a method of manufacturing an electrophoretic display device according to an embodiment of the present invention.
도 7에서 보는 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기영동 디스플레이 장치의 제조 방법은, 투명한 하부 전극 기판을 준비하는 단계(S 10 단계); 하부 전극 기판의 둘레를 따라 하부 전극 기판 상에 격벽을 형성하는 단계(S 20 단계); 격벽 및 하부 전극 기판에 의해 둘러싸인 공간에 전기영동 분산액을 주입하는 단계(S 30 단계); 및 격벽 상에 투명한 상부 전극 기판을 위치시키는 단계(S 40 단계)를 포함한다.As shown in FIG. 7, a method of manufacturing an electrophoretic display device according to an embodiment of the present invention includes: preparing a transparent lower electrode substrate (S 10); Forming barrier ribs on the lower electrode substrate along the periphery of the lower electrode substrate (S 20); Injecting an electrophoretic dispersion liquid into the space surrounded by the partition and the lower electrode substrate (S30); And positioning the transparent upper electrode substrate on the barrier (S40).
이 경우 전기영동 분산액의 누수를 막기 위한 누수 방지부를 제공하는 단계(S 50 단계)를 추가로 포함할 수도 있다.In this case, it may further include a step (S50) of providing a leakage preventing portion for preventing the leakage of the electrophoretic dispersion.
본 발명의 전기영동 디스플레이 장치는 염료를 포함한 입자를 사용함으로써 다양한 색의 투명도를 조절하는 방법을 제공할 수 있고, 전기장의 세기에 따라 투명도가 조절됨으로써 외부 빛을 차폐하거나 투과시키는 기능성 창문에 이용될 수 있으며, 염료를 포함한 입자를 격벽을 사용하여 패턴화 함으로써 투명 반사형 컬러 전기영동 디스플레이 장치의 제조 방법을 제공할 수도 있고, 두 가지 다른 색을 나타내는 소자를 적층하여 명도를 조절할 수 있는 방법을 제공할 수도 있다.The electrophoretic display device of the present invention can provide a method of controlling transparency of various colors by using particles containing dyes and can be used in a functional window for shielding or transmitting external light by controlling transparency according to the intensity of an electric field A method of manufacturing a transparent reflective color electrophoretic display device may be provided by patterning particles containing dyes using barrier ribs, and a method of adjusting brightness by stacking devices exhibiting two different colors is provided You may.
또한, 필름 형태로 제작함으로써 플렉서블 하게 함으로써 플렉서블 디스플레이에도 이용될 수 있다.In addition, it can be used in a flexible display by making it flexible by making it in the form of a film.
본 발명의 전기영동 디스플레이는 크기가 200nm이하인 고분자 또는 무기 입자 분산 액을 이용하여 기본상태에서 투과도가 10%이하이고 반사도가 10%이상인 상태를 유지하다가 전기장을 가하여 입자를 전극 쪽을 끌어당기고 최종적으로는 전극에 붙게 함으로서 저반사 구조를 형성하여 투과율을 70% 이상으로 구현할 수 있다.The electrophoretic display of the present invention uses a dispersion liquid of a polymer or inorganic particle having a size of 200 nm or less to maintain the state that the transmittance is 10% or less and the reflectivity is 10% or more in the basic state, and the electric field is applied to pull the particles toward the electrode, Is attached to an electrode to form a low reflection structure, and a transmittance of 70% or more can be realized.
이하에서는 구체적인 실시예를 통해 본 발명의 내용에 대해 상세하게 설명하도록 하겠다.
Hereinafter, the contents of the present invention will be described in detail with reference to specific embodiments.
* 하전된 입자의 제조* Manufacture of charged particles
하전된 고분자 입자 또는 무기 입자를 제조하기 위해, 에멀젼 중합법을 이용하여 음전하를 띤 수용성 고분자 입자 용액를 제조한다. 구체적으로는 65℃로 물(450 g)의 온도를 유지하고 교반한 상태에서 전하조절을 위한 공단량체(Sodium Styrene Sulfonic acid, 0.5g), pH 조절용 염 (Sodium Bicarbonate, 0.5g)을 투입한다. 또한, 단량체 (Styrene, 50g)을 투입하고 30분간 질소를 지속적으로 투입하여 산소 농도를 낮춘 후에, 개시제 (Potassium Persulfate, 0.5g)를 투입한다. 냉각기에 의해 증발되는 물과 단량체의 양은 유지되며, 9시간의 반응 후에 유백색의 음전하를 갖는 150nm이하의 고분자 (폴리스티렌)입자(도 2)를 얻는다.
To prepare charged polymer particles or inorganic particles, a negatively charged water-soluble polymer particle solution is prepared by emulsion polymerization. Specifically, sodium styrene sulfonic acid (0.5 g) and sodium bicarbonate (0.5 g) are added to adjust the charge while maintaining the temperature at 65 ° C. with water (450 g) and stirring. In addition, the monomer (styrene, 50 g) is added and nitrogen is continuously supplied for 30 minutes to lower the oxygen concentration, and then an initiator (Potassium Persulfate, 0.5 g) is added. The amount of water and monomers evaporated by the cooler is maintained and polymeric (polystyrene) particles of 150 nm or less (FIG. 2) with milky white negative charge are obtained after 9 hours of reaction.
* 분산 안정제를 이용한 저유전 용매로의 입자의 분산* Dispersion of particles into low dielectric solvent using dispersion stabilizer
하전된 입자를 전기영동에서 낮은 전압에서 안정하게 구동하기 위해서는 유전상수가 낮은 용매에 분산되어야 하며, 이를 위해 분산안정화제(FC-40용 계면활성화제)를 이용하여 저유전용매인 탄화불소계 오일(FC-40)(분산제)에 혼합하고, 원심분리법으로 분리한 하전된 입자를 초음파를 3시간 이상 가하여 도 3에 보인 바와 같이 안정하게 분산하였다.
In order to stably drive the charged particles at a low voltage in electrophoresis, the particles should be dispersed in a solvent having a low dielectric constant. To this end, a dispersion stabilizer (surfactant for FC-40) -40) (dispersant), and the charged particles separated by the centrifugal separation method were dispersed with an ultrasonic wave for 3 hours or longer, as shown in Fig.
* 투명 전극 기판 상에 격벽의 형성* Formation of barrier ribs on transparent electrode substrate
분산된 입자의 유동을 위한 기판을 형성하기 위하여 ITO 기판상에 자외선 조사 시스템(UV Exposure System)을 이용하여 에폭시 레진(SU-8, EPON)과 용매(γ-butyrolactone(GBL))를 1:9~9:1의 비율로 혼합한 용액에 10wt%의 개시제(PAG, triaryl sulfonium salts, Aldrich)를 넣은 혼합액을 10~50μm 높이의 격벽과 테투리를 형성하고 경화시켰다.
(SU-8, EPON) and solvent (γ-butyrolactone (GBL)) were mixed on the ITO substrate at a ratio of 1: 9 by using an ultraviolet irradiation system (UV Exposure System) (PAG, triaryl sulfonium salts, Aldrich) was added to the mixed solution at a ratio of 10: 1 to 9: 1.
* 격벽이 형성된 투명 전극들 사이에 전기영동 분산액의 주입* Injection of an electrophoretic dispersion liquid between transparent electrodes formed with barrier ribs
격벽을 형성시킨 ITO 기판의 테두리 안쪽으로 분산액을 떨어뜨리고 격벽을 형성시키지 아니한 상부 전극 기판인 ITO 기판을 덮어주었다. 분산액이 새어나오지 않도록 하기 위해 기판 사이에 에폭시 레진(SU-8, EPON)과 용매(γ-butyrolactone(GBL))를 1:9~9:1의 비율로 혼합한 용액에 10wt%의 개시제(PAG, triaryl sulfonium salts, Aldrich)를 넣은 혼합액을 기판 사이의 틈에 넣어주고 경화시킴으로써 누수 방지부를 형성시켰다.
The dispersion was dropped to the inside of the rim of the ITO substrate on which the barrier ribs were formed, and the ITO substrate as the upper electrode substrate on which the barrier ribs were not formed was covered. To prevent the dispersion liquid from leaking out, 10 wt% of initiator (PAG) was added to a solution obtained by mixing epoxy resin (SU-8, EPON) and solvent (γ-butyrolactone (GBL)) at a ratio of 1: , triaryl sulfonium salts (Aldrich)) was placed in a gap between the substrates and cured to form a leakage preventing portion.
* 직류 전기장을 인가함에 의한 전기영동* Electrophoresis by applying DC electric field
분산액을 주입시킨 투명 전극에 5V의 전압으로 직류 전기장을 생성시켜 투명화를 확인하였다.A direct current electric field was generated at a voltage of 5 V on the transparent electrode into which the dispersion liquid was injected to confirm transparency.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기영동 디스플레이 장치에 전압이 인가되지 아니한 상태의 투명도 사진이고, 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기영동 디스플레이 장치에 전압이 인가된 상태의 투명도 사진이다.FIG. 4A is a transparency image in a state in which no voltage is applied to the electrophoretic display device according to an embodiment of the present invention. FIG. 4B is a graph illustrating transparency in a state where a voltage is applied to the electrophoretic display device according to an embodiment of the present invention. It is a photograph.
도 6a은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기영동 디스플레이 장치에 전압이 인가되지 아니한 상태의 투과도 그래프를 도시하고, 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기영동 디스플레이 장치에 전압이 인가된 상태의 투과도 그래프를 도시한다. 한편, 도 5은 ITO 글래스를 2개 겹친 경우의 투과도 그래프를 도시한다. 도 6a의 경우에는 도 5와 같은 투과도에 크게 미치지 못하지만, 도 6b의 경우에는 거의 비슷한 정도의 투과도(투과율 70% 이상)를 나타냄을 확인할 수 있다.
FIG. 6A is a graph showing a transmittance in a state where no voltage is applied to the electrophoretic display device according to an exemplary embodiment of the present invention, FIG. 6B is a graph illustrating a state in which a voltage is applied to the electrophoretic display device according to an exemplary embodiment of the present invention FIG. On the other hand, FIG. 5 shows a graph of transmittance when two ITO glasses are overlapped. In the case of FIG. 6A, the transmittance is not much larger than the transmittance shown in FIG. 5, but in FIG. 6B, the transmittance is almost the same (transmittance is 70% or more).
제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다. The description of the disclosed embodiments is provided to enable any person skilled in the art to make or use the present invention. Various modifications to these embodiments will be readily apparent to those skilled in the art, and the generic principles defined herein may be applied to other embodiments without departing from the scope of the invention. Thus, the present invention is not intended to be limited to the embodiments shown herein but is to be accorded the widest scope consistent with the principles and novel features presented herein.
Claims (16)
상기 하부 전극 기판의 둘레를 따라 상기 하부 전극 기판 상에 형성된 격벽;
상기 격벽 상에 위치한 투명한 상부 전극 기판;
상기 격벽에 의해 둘러싸인 상기 하부 전극 기판 및 상기 상부 전극 기판 사이의 공간에 주입된 전기영동 분산액을 포함하고,
상기 하부 전극 기판 및 상기 상부 전극 기판에 전압을 인가함에 의해 투명도가 조절가능한,
전기영동 디스플레이 장치.
A transparent lower electrode substrate;
A barrier rib formed on the lower electrode substrate along the circumference of the lower electrode substrate;
A transparent upper electrode substrate positioned on the barrier rib;
And an electrophoretic dispersion liquid injected into a space between the lower electrode substrate and the upper electrode substrate surrounded by the barrier ribs,
Wherein the lower electrode substrate and the upper electrode substrate have a transparency adjustable by applying a voltage thereto,
Electrophoretic display device.
상기 격벽은 10 내지 100 μm의 높이인 것을 특징으로 하는,
전기영동 디스플레이 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the barrier ribs have a height of 10 to 100 占 퐉.
Electrophoretic display device.
상기 전기영동 분산액은 분산안정화제를 이용하여 저유전 용매 분산제에 음전하를 띠는 수용성 고분자 입자 또는 무기 입자 용액을 분산시킨 것을 특징으로 하는,
전기영동 디스플레이 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the electrophoretic dispersion is prepared by dispersing a water-soluble polymer particle or an inorganic particle solution having a negative charge on a low-dielectric solvent dispersant using a dispersion stabilizer.
Electrophoretic display device.
상기 저유전 용매 분산제는 불소계 용매인 것을 특징으로 하는,
전기영동 디스플레이 장치.
The method of claim 3,
Wherein the low-dielectric solvent dispersant is a fluorine-based solvent.
Electrophoretic display device.
상기 고분자 입자 또는 무기 입자는 300nm 이하의 지름을 갖는 것을 특징으로 하는,
전기영동 디스플레이 장치.
The method of claim 3,
Wherein the polymer particle or the inorganic particle has a diameter of 300 nm or less.
Electrophoretic display device.
상기 하부 전극 기판 상의 격벽은 에폭시 레진과 용매를 1:9 ~ 9:1의 비율로 혼합한 용액에 10wt%의 개시제를 넣은 혼합액을 자외선 조사 방법을 이용하여 형성된 것을 특징으로 하는,
전기영동 디스플레이 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the barrier ribs on the lower electrode substrate are formed by using a UV irradiation method, wherein a mixed solution obtained by mixing 10% by weight of an initiator in a solution of epoxy resin and a solvent in a ratio of 1: 9 to 9:
Electrophoretic display device.
상기 고분자 입자 또는 무기 입자는 염료를 포함한 입자이고, 이에 의해 전기영동 디스플레이의 색의 조절이 가능한 것을 특징으로 하는,
전기영동 디스플레이 장치.
The method of claim 3,
Characterized in that the polymer particles or inorganic particles are particles containing dyes, whereby the color of the electrophoretic display can be controlled.
Electrophoretic display device.
상기 전기영동 분산액이 새어 나오는 것을 막기 위해 상기 상부 전극 기판과 하부 전극 기판 사이의 틈에 에폭시 레진과 용매를 1:9 ~ 9:1의 비율로 혼합한 용액에 10wt%의 개시제를 넣은 혼합액을 주입시켜 경화시킨 누수 방지부(leak protecting member)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는,
전기영동 디스플레이 장치.
The method according to claim 1,
In order to prevent the electrophoretic dispersion from leaking out, a mixed solution prepared by mixing 10% by weight of an initiator into a solution obtained by mixing epoxy resin and solvent in a ratio of 1: 9 to 9: 1 was injected into the gap between the upper electrode substrate and the lower electrode substrate The method of claim 1, further comprising:
Electrophoretic display device.
상기 하부 전극 기판의 둘레를 따라 상기 하부 전극 기판 상에 격벽을 형성하는 단계;
상기 격벽 및 상기 하부 전극 기판에 의해 둘러싸인 공간에 전기영동 분산액을 주입하는 단계; 및
상기 격벽 상에 투명한 상부 전극 기판을 위치시키는 단계를 포함하고,
상기 하부 전극 기판 및 상기 상부 전극 기판에 전압을 인가함에 의해 투명도가 조절 가능한,
전기영동 디스플레이 장치의 제조 방법.
Preparing a transparent lower electrode substrate;
Forming a barrier rib on the lower electrode substrate along the circumference of the lower electrode substrate;
Injecting an electrophoretic dispersion liquid into a space surrounded by the partition and the lower electrode substrate; And
And positioning a transparent upper electrode substrate on the barrier rib,
Wherein the lower electrode substrate and the upper electrode substrate have a transparency adjustable by applying a voltage thereto,
A method of manufacturing an electrophoretic display device.
상기 전기영동 분산액은 분산안정화제를 이용하여 저유전 용매 분산제에 음전하를 띠는 수용성 고분자 입자 또는 무기 입자 용액을 분산시켜 얻어진 것을 특징으로 하는,
전기영동 디스플레이 장치의 제조 방법.
10. The method of claim 9,
Wherein the electrophoretic dispersion is obtained by dispersing a water-soluble polymer particle or an inorganic particle solution having a negative charge on a low-dielectric solvent dispersant using a dispersion stabilizer.
A method of manufacturing an electrophoretic display device.
상기 저유전 용매 분산제는 불소계 용매인 것을 특징으로 하는,
전기영동 디스플레이 장치의 제조 방법.
11. The method of claim 10,
Wherein the low-dielectric solvent dispersant is a fluorine-based solvent.
A method of manufacturing an electrophoretic display device.
전기영동 분산액의 누수를 막기 위한 누수 방지부를 제공하는 단계를 추가로 포함하고,
상기 누수 방지부는 상기 상부 전극 기판과 하부 전극 기판 사이의 틈에 에폭시 레진과 용매를 1:9 ~ 9:1의 비율로 혼합한 용액에 10wt%의 개시제를 넣은 혼합액을 주입시킨 후 경화시켜 형성되는 것을 특징으로 하는,
전기영동 디스플레이 장치의 제조 방법.
10. The method of claim 9,
Further comprising the step of providing a leakage preventing portion for preventing the leakage of the electrophoretic dispersion,
The leakage preventing part is formed by injecting a mixed solution containing 10 wt% of an initiator into a solution obtained by mixing epoxy resin and a solvent in a ratio of 1: 9 to 9: 1 in a gap between the upper electrode substrate and the lower electrode substrate, ≪ / RTI >
A method of manufacturing an electrophoretic display device.
상기 하부 전극 기판 상에 격벽을 형성하는 단계는 에폭시 레진과 용매를 1:9 ~ 9:1의 비율로 혼합한 용액에 10wt%의 개시제를 넣은 혼합액을 자외선 조사 방법을 이용하여 형성되는 것을 특징으로 하는,
전기영동 디스플레이 장치의 제조 방법.
10. The method of claim 9,
Forming a barrier rib on the lower electrode substrate comprises forming a mixed solution containing 10 wt% of an initiator in a solution of epoxy resin and a solvent in a ratio of 1: 9 to 9: 1 by using an ultraviolet irradiation method doing,
A method of manufacturing an electrophoretic display device.
상기 고분자 입자 또는 무기 입자는 염료를 포함한 입자이고, 이에 의해 전기영동 디스플레이의 색의 조절이 가능한 것을 특징으로 하는,
전기영동 디스플레이 장치의 제조 방법.
11. The method of claim 10,
Characterized in that the polymer particles or inorganic particles are particles containing dyes, whereby the color of the electrophoretic display can be controlled.
A method of manufacturing an electrophoretic display device.
상기 TFT 하부 전극 기판 상의 복수개의 화소 전극들;
상기 TFT 하부 전극 기판의 둘레를 따라 상기 TFT 하부 전극 기판 상에 형성된 격벽;
상기 격벽 상에 위치하며 공통 전극을 포함한 투명한 상부 전극 기판;
상기 격벽에 의해 둘러싸인 상기 TFT 하부 전극 기판 상의 화소 전극들 및 상기 상부 전극 기판 사이의 공간에 주입된 전기영동 분산액을 포함하고,
상기 전기영동 분산액은 분산안정화제를 이용하여 저유전 용매 분산제에 음전하를 띠는 수용성 고분자 입자 또는 무기 입자 용액을 분산시켜 얻어진 것이며,
상기 TFT 하부 전극 기판 및 상기 상부 전극 기판에 전압을 인가함에 의해 투명도가 조절가능한,
전기영동 디스플레이 장치.
A transparent TFT lower electrode substrate including a plurality of thin film transistors;
A plurality of pixel electrodes on the TFT lower electrode substrate;
A barrier rib formed on the TFT lower electrode substrate along the circumference of the TFT lower electrode substrate;
A transparent upper electrode substrate located on the barrier rib and including a common electrode;
And an electrophoretic dispersion liquid injected into a space between the pixel electrodes on the TFT lower electrode substrate and the upper electrode substrate surrounded by the barrier ribs,
The electrophoretic dispersion is obtained by dispersing a water-soluble polymer particle or an inorganic particle solution having a negative charge on a low-dielectric solvent dispersant using a dispersion stabilizer,
The TFT lower electrode substrate and the upper electrode substrate,
Electrophoretic display device.
상기 인가되는 전압의 크기는 10V 미만인 것을 특징으로 하는,
전기영동 디스플레이 장치.6. The method according to claim 1 or 5,
Characterized in that the magnitude of the applied voltage is less than < RTI ID = 0.0 > 10V. ≪
Electrophoretic display device.
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| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
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Payment date: 20170329 Year of fee payment: 4 |
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| FPAY | Annual fee payment |
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| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |