KR20030069339A - Apparatus for electrophoretic display and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전기영동 디스플레이 장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다상세하게는 화질 특성을 개선시킬 수 있는 전기영동 디스플레이 장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an electrophoretic display device and a manufacturing method thereof, and more particularly, to an electrophoretic display device and a method for manufacturing the same that can improve the image quality characteristics.
전기영동 디스플레이(Electrophoretic Display) 장치는 외부 광원이 필요없고, 반사율이 우수하며, 유연성(Flexibility)과 휴대성(Portability)이 뛰어나며, 기타 경량 등의 특성을 지닌 전기영동(Electrophoresis; 전기장내에서 하전된 입자기 양극 또는 음극쪽으로 이동하는 현상)을 이용한 평판 디스플레이(Flat Display)의 일종이다.Electrophoretic Display devices require no external light source, have excellent reflectivity, have excellent flexibility and portability, and have other characteristics such as light weight and electrophoresis. It is a kind of flat display using the particle moving toward the anode or cathode.
이러한 전기영동 디스플레이 장치는 종이나 플라스틱과 같은 얇고 구부리기 쉬운 베이스 필름(Base Film)에 투명전도막을 입혀 전기영동 부유입자(Electrophoretic Suspension)을 구동하는 반사형 디스플레이로서, 차세대 전자종이(Electric Paper)로서도 각광 받을 것으로 기대되는 장치이다.The electrophoretic display device is a reflective display that drives an electrophoretic suspension by applying a transparent conductive film to a thin, bendable base film such as paper or plastic, and is also spotlighted as a next-generation electric paper. It is a device that is expected to receive.
도 1은 종래 기술에 따른 전기영동 디스플레이 장치를 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing an electrophoretic display device according to the prior art.
종래 기술에 따른 전기영동 디스플레이 장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 하부 기판(1)상에 수개의 투명전극(3b)(5a)이 형성되어 있고, 또한 상부 기판(7)상에도 수개의 투명전극(3a)(5b)이 형성되어 있으며, 상기 양 기판(1)(7) 사이에는 하전 염료 입자(11;charged pigment particle)가 분산되어 있는 염료 솔벤트(9;dyed solvent)가 형성되어 있다.In the electrophoretic display device according to the related art, as shown in FIG. 1, several transparent electrodes 3b and 5a are formed on the lower substrate 1, and several on the upper substrate 7. Transparent electrodes 3a and 5b are formed, and a dye solvent 9, in which charged pigment particles 11 are dispersed, is formed between the substrates 1 and 7. .
상기와 같은 전기영동 디스플레이 장치는 상기 수개의 투명전극(3a)(3b)(5a)(5b)에 전기적 신호가 인가되면 상기 하전 염료 입자(11)들은 전기영동 현상에 의해 이동되어 반사율 정도에 따라 디스플레이 역할을 하게 된다.이때, 상기 하전 염료 입자(11)들의 부피를 적게 하고 또한 그 밀도를 높이면 보다 선명한 해상도를 얻을 수 있는 장점이 있다.In the electrophoretic display device as described above, when an electrical signal is applied to the plurality of transparent electrodes 3a, 3b, 5a, and 5b, the charged dye particles 11 are moved by an electrophoresis phenomenon, and according to the degree of reflectance. In this case, reducing the volume of the charged dye particles 11 and increasing the density has the advantage that a clearer resolution can be obtained.
그러나, 종래 기술에 따른 전기영동 디스플레이 장치에 있어서는 다음과 같은 문제점이 있었다.However, the electrophoretic display device according to the prior art has the following problems.
종래 기술에 있어서는, 측면으로 인접하는 전극간에 원하지 않는 필드(Field)에 의해 하전 염료 입자들이 상하로 이동하는 것이 아니라 좌우로 이동하여 화질 특성이 저하된다는 문제점이 있었다.In the prior art, there is a problem that the charged dye particles are moved to the left and right instead of moving up and down by an undesired field between the electrodes adjacent to the side, thereby degrading the image quality characteristics.
종래에는 이의 해결을 위하여, 도 2에 도시된 바와 같이, 하전 입자(21)와 염료 솔벤트(19)를 캡슐을 입히고 바인더(23)와 함께 혼합한 후, 베이스 필름(20)과 보호막(25) 사이에 코팅하거나 박막을 형성하여 디스플레이 장치로 활용하였다. 이와 같이 할 경우 바인더가 캡슐을 고정시켜주므로 더욱 선명한 화질이 가능하였다. 그러나, 이와 같은 구조에 있어서도 컬러 이미지(Color Image) 등의 구현에 이미지가 깨지는 등의 문제점이 있었다.Conventionally, to solve this problem, as shown in FIG. 2, the charged particles 21 and the dye solvent 19 are encapsulated and mixed together with the binder 23, and then the base film 20 and the protective film 25 are formed. Coating or thin film formed therebetween was utilized as a display device. In this case, since the binder fixes the capsule, more clear image quality was possible. However, even in such a structure, there is a problem that the image is broken in the implementation of the color image.
이에, 본 발명의 목적은 염료 솔벤트를 각각 레드(Red)와 그린(Green) 및 블루(Blue) 등의 3종류의 솔벤트를 사용하여 캡슐을 입혀 각각 바인더와 혼합한 후 원하는 픽셀에 마스크를 씌우고 RGB 패턴을 형성하여 화질을 개선시킬 수 있는 전기영동 디스플레이 장치 및 그 제조방법을 제공함에 있다.Therefore, an object of the present invention is to coat the dye using a solvent solvent, three types of solvents, such as red (red), green (green) and blue (blue), respectively, mixed with a binder and mask the desired pixel and RGB The present invention provides an electrophoretic display apparatus and a method of manufacturing the same, by forming a pattern to improve image quality.
도 1 및 도 2는 종래 기술에 따른 전기영동 디스플레이 장치의 단면도.1 and 2 are cross-sectional views of an electrophoretic display device according to the prior art.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명에 따른 전기영동 디스플레이 장치의 제조방법을 설명하기 위한 공정별 단면도.3A to 3C are cross-sectional views for each process for explaining a method of manufacturing an electrophoretic display device according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 전기영동 디스플레이 장치를 나타내는 사시도.Figure 4 is a perspective view of the electrophoretic display device according to the present invention.
- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 --Explanation of symbols for the main parts of the drawings-
100; 베이스 필름110; 제1투명전극100; Base film 110; First transparent electrode
120; 블랙매트릭스130; 제1마스크120; Black Matrix 130; 1st mask
135; 제2마스크140a,140b,140c; 잉크젯 분사 노즐135; Second masks 140a, 140b, 140c; Inkjet jet nozzle
150; 레드 컬러층150a,160a,170a; 바인더150; Red colored layers 150a, 160a, 170a; bookbinder
150b,160b,170b; 마이크로캡슐151; 염료 솔벤트150b, 160b, 170b; Microcapsules 151; Dye solvent
152; 전기영동 부유 입자152; Electrophoretic suspended particles
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전기영동 디스플레이의 제조방법은, 베이스 필름 상면에 제1투명전극을 형성하는 단계; 상기 제1투명전극 상면에 수개의 블랙매트릭스를 형성하는 단계; 및 전기영동 부유 입자와 염료 솔벤트로 형성된 마이크로캡슐과, 투명체의 바인더를 혼합하여 상기 수개의 블랙매트릭스 사이의 픽셀 영역에 컬러층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Method of manufacturing an electrophoretic display according to the present invention for achieving the above object, the step of forming a first transparent electrode on the upper surface of the base film; Forming several black matrices on an upper surface of the first transparent electrode; And mixing the microcapsules formed of the electrophoretic suspended particles, the dye solvent, and the binder of the transparent body to form a color layer in the pixel region between the plurality of black matrices.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전기영동 디스플레이 장치는, 베이스 필름과 보호막 사이에 레드 바인더와 마이크로캡슐로 구성되며 블랙매트릭스에 의해 구분되는 레드 컬러층과 그린 컬러층 및 블루 컬러층을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the electrophoretic display device according to the present invention for achieving the above object is composed of a red binder and a microcapsule between the base film and the protective film and separated by a black matrix, a green color layer and a green color layer and a blue color layer. Characterized in that it comprises a.
이하, 본 발명에 따른 전기영동 디스플레이 장치 및 그 제조방법을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an electrophoretic display device and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명에 따른 전기영동 디스플레이 장치의 제조방법을 도시한 공정별 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 전기영동 디스플레이 장치를 도시한 사시도이다.3A to 3C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing an electrophoretic display device according to the present invention, and FIG. 4 is a perspective view of the electrophoretic display device according to the present invention.
본 발명에 따른 전기영동 디스플레이 장치의 제조방법은, 도 3a에 도시된 바와 같이, 먼저 종이나 플라스틱과 같은 유연한 베이스 필름(100) 상면에 제1투명전극(110)을 약 400 ~ 1,000Å 정도의 두께로 형성한다.In the method of manufacturing an electrophoretic display device according to the present invention, as shown in FIG. 3A, first, the first transparent electrode 110 is placed on the upper surface of the flexible base film 100 such as paper or plastic. Form to thickness.
이어서, 도 3b에 도시된 바와 같이, 제1마스크(130)를 이용하여 픽셀과 픽셀 사이에 블랙매트릭스(120)를 형성한다. 상기 블랙매트릭스(120)는 픽셀과 픽셀 사이에 원하지 않는 누설광을 막기 위한 것으로, 그 재질은 필드(Field) 왜곡을 방지하는데 적합한 블랙 카본 계열의 수지를 사용하는 것이 바람직하다.Subsequently, as shown in FIG. 3B, the black matrix 120 is formed between the pixels using the first mask 130. The black matrix 120 is to prevent unwanted leakage light between the pixel and the pixel, the material is preferably a black carbon-based resin suitable for preventing field distortion.
이때, 상기 블랙매트릭스(120)의 높이는 후술하는 셀 갭(Cell Gap)과 동등하거나 다소 낮게, 예를 들어, 블랙 카본계 수지를 이용하여 패터닝하는 경우 광학밀도(Optical Density)가 약 2.5 이상이 되도록 하며 약 1㎛ 이상, 바람직하게는 20 ~ 500㎛, 더욱 바람직하게는 50 ~ 300㎛로 형성한다.At this time, the height of the black matrix 120 is equal to or slightly lower than the cell gap (Cell Gap) to be described later, for example, when the patterning using a black carbon-based resin so that the optical density (Optical Density) is about 2.5 or more And about 1 μm or more, preferably 20 to 500 μm, more preferably 50 to 300 μm.
한편, 상기 블랙매트릭스(120)를 광학밀도가 높은 크롬 등의 금속재로 형성할 수 있다. 크롬 등의 금속재로 블랙매트릭스(120)를 형성하는 경우에는 대략 500 ~ 5,000Å 정도로 그 높이를 낮게 패터닝하더라도 블랙매트릭스로서의 기능을 충분히 수행할 수 있다. 또한, 상기 블랙매트릭스(120)의 높이가 충분히 낮기 때문에 상기 블랙매트릭스(120)와 후술하는 마이크로캡슐(Microcapsule)이 오버랩(Overlap) 되더라도 셀 갭의 균일성 등의 기계적(Mechanical) 특성 저하에 영향을 주지 않게 된다.The black matrix 120 may be formed of a metal material such as chromium having high optical density. When the black matrix 120 is formed of a metal material such as chromium, even if the height is lowered to about 500 to 5,000 mV, the black matrix 120 can sufficiently function as the black matrix. In addition, since the height of the black matrix 120 is sufficiently low, even if the black matrix 120 and the microcapsule (Microcapsule), which will be described later, overlap, the mechanical characteristics such as the uniformity of the cell gap are affected. Will not give.
또한, 상기 블랙매트릭스(120)를 광학밀도가 2.5 이상인 블랙계열의 중합체(Polymer)로 형성할 수 있으며, 상기 블랙매트릭스(120)의 높이는 셀 갭과 동일하거나 다소 낮게, 바람직하게는 5 ~ 500㎛ 사이의 값을 갖도록 형성할 수 있다.In addition, the black matrix 120 may be formed of a black polymer having an optical density of 2.5 or more, and the height of the black matrix 120 is equal to or slightly lower than a cell gap, preferably 5 to 500 μm. It can be formed to have a value between.
그다음, 도 3c에 도시된 바와 같이, 상기 블랙매트릭스(120) 사이의 픽셀 영역에 레드(Red) 컬러의 염료 솔벤트(151;Dyed Solvent)와 전기영동 부유 입자(152;Electrophoretic Suspension)를 코아세르베이션법(Coacervation Method) 또는 이와 유사한 방식으로 형성한 레드 컬러층 형성용 마이크로캡슐(150b;Microcapsule)과, 투명한 성질의 바인더(150a;Binder)를 혼합하여 레드 컬러층(150)을 형성한다. 이때, 상기 레드 컬러층 형성용 마이크로캡슐(150b)의 직경은 셀 갭과 동일하게끔 약 20 ~ 500㎛, 바람직하게는 50 ~ 300㎛ 사이의 값을 갖도록 한다.Next, as shown in FIG. 3C, a red color dye solvent 151 and an electrophoretic suspended particle 152 are coacervated in the pixel region between the black matrices 120. The red color layer 150 is formed by mixing the microcapsule for forming a red color layer 150b formed in a coacervation method or the like and a binder 150a having a transparent property. In this case, the diameter of the microcapsule 150b for forming the red color layer may have a value between about 20 μm and 500 μm, and preferably between 50 μm and 300 μm to be equal to the cell gap.
한편, 상기 레드 컬러층(150) 형성은 일정한 컬러층 형성수단, 예를 들어, 잉크젯 분사 노즐(140a)과 일정한 패턴을 갖는 제2마스크(135)를 이용하는데, 상기 잉크젯 분사 노즐(140a)의 직경은 상기 레드 컬러층 형성용 마이크로캡슐(150b) 직경의 2배 ~ 20배로 하는 것이 적당하다.On the other hand, the red color layer 150 is formed using a predetermined color layer forming means, for example, a second mask 135 having a predetermined pattern with the inkjet injection nozzle (140a), of the inkjet injection nozzle (140a) The diameter is suitably 2 to 20 times the diameter of the microcapsule 150b for forming the red color layer.
상기 레드 컬러층을 형성한 다음, 그린(Green) 컬러의 염료 솔벤트와 전기영동 부유 입자로 구성된 그린 컬러층 형성용 마이크로캡슐(160b)과, 투명한 성질의 바인더(160a)를 혼합하여 제2마스크(135)와 잉크젯 분사 노즐(140b)을 이용하여 그린 컬러층(160)을 형성한다. 이때, 상기 잉크젯 분사 노즐(140b)의 직경은 상기 그린 컬러층 형성용 마이크로캡슐(160b) 직경의 2배 ~ 20배로 하는 것이 적당하며, 상기 바인더(160a)는 상기 레드 컬러층(150) 형성에 쓰이는 바인더(150a)와 동일한 것이 적당하다.After forming the red color layer, a green mask is formed by mixing a green color layer forming microcapsule 160b composed of a green color dye solvent and electrophoretic suspended particles and a binder 160a having a transparent property to form a second mask ( 135 and the green color layer 160 are formed using the inkjet injection nozzle 140b. In this case, the diameter of the inkjet injection nozzle 140b may be 2 to 20 times the diameter of the microcapsule 160b for forming the green color layer, and the binder 160a may be used to form the red color layer 150. The same thing as the binder 150a used is suitable.
이와 마찬가지로, 상기 그린 컬러층(160)을 형성한 다음, 계속하여 블루 컬러층 형성용 마이크로캡슐(170b)과 투명한 성질의 바인더(170a)를 혼합하여 제2마스크(135)와 잉크젯 분사 노즐(140c)을 이용하여 블루 컬러층(170)을 형성한다. 이때에도, 상기 잉크젯 분사 노즐(140c)의 직경은 상기 블루 컬러층 형성용 마이크로캡슐(170b) 직경의 2배 ~ 20배로 하는 것이 적당하며, 상기 바인더(170a)는 상기 레드 컬러층(150) 형성에 쓰이는 바인더(150a)와 동일한 것이 적당하다.Similarly, after the green color layer 160 is formed, the second mask 135 and the inkjet jet nozzle 140c are mixed by continuously mixing the blue capsule layer forming microcapsules 170b and the transparent binder 170a. ) To form a blue color layer 170. In this case, the diameter of the inkjet jet nozzle 140c may be 2 to 20 times the diameter of the blue capsule layer forming microcapsule 170b, and the binder 170a may form the red color layer 150. The same thing as the binder 150a used for is suitable.
한편, 상기 레드 컬러층 형성용 마이크로캡슐(150b)내의 전기영동 부유 입자(152)는 함량이 50% 이하가 되도록 하고, 상기 전기영동 부유 입자(152)의 재질은 TiO2등과 같이 전하(charge)를 가질 수 있는 것이 바람직하며, 상기 그린 컬러층 형성용 마이크로캡슐(160b)과 블루 컬러층 형성용 마이크로캡슐(170b)에 있어서도 이와 마찬가지이다.On the other hand, the electrophoretic floating particles 152 in the microcapsule 150b for forming a red color layer have a content of 50% or less, and the material of the electrophoretic floating particles 152 is charged as TiO 2 . It may be preferable to have the same, and the same also applies to the green color layer forming microcapsule 160b and the blue color layer forming microcapsule 170b.
이어서, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 각각의 컬러층을 열 또는 빛 에너지를 통해 소성한다. 이후에, 주지된 공정으로 제2투명전극이 내면에 형성된 보호막과 상기 베이스 필름(100)간에 일정한 셀 갭을 갖도록 형성한다. 이후에, 예정된 후속공정을 진행하여 전기영동 디스플레이 장치를 완성한다.Subsequently, although not shown in the figure, the respective color layers are fired through heat or light energy. Thereafter, the second transparent electrode is formed to have a predetermined cell gap between the protective film formed on the inner surface and the base film 100 by a well-known process. Thereafter, a predetermined subsequent process is performed to complete the electrophoretic display device.
상기와 같은 본 발명에 따른 전기영동 디스플레이 장치의 제조방법으로 형성된 전기영동 디스플레이 장치는, 도 4에 도시된 바와 같이, 베이스 필름(100)과 보호막(200) 사이에 레드 바인더와 마이크로캡슐로 형성되고 블랙매트릭스(120)로 구분된 레드 컬러층(150)과 그린 컬러층(160) 및 블루 컬러층(170)을 포함하여 구성되어 있다.The electrophoretic display device formed by the method of manufacturing the electrophoretic display device according to the present invention as described above, as shown in Figure 4, is formed of a red binder and microcapsules between the base film 100 and the protective film 200 It is composed of a red color layer 150, a green color layer 160 and a blue color layer 170 divided into a black matrix (120).
상기와 같은 전기영동 디스플레이 장치에 있어서는 전기영동 부유 입자들이 좌우로 이동되지 않으며, 또한 상기 전기영동 부유 입자들을 포함하는 마이크로캡슐이 바인더에 의해 고정되어 상(image)이 깨져 보이지 않게 된다.In the electrophoretic display device as described above, the electrophoretic floating particles are not moved from side to side, and the microcapsules including the electrophoretic floating particles are fixed by a binder so that the image is not broken.
본 발명의 원리와 정신에 위배되지 않는 범위에서 여러 실시예는 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 뿐만 아니라 용이하게 실시할 수 있다. 따라서, 본원에 첨부된 특허청구범위는 이미 상술된 것에 한정되지 않으며, 하기 특허청구범위는 당해 발명에 내재되어 있는 특허성 있는 신규한 모든 사항을 포함하며, 아울러 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해서 균등하게 처리되는 모든 특징을 포함한다.Various embodiments can be easily implemented as well as self-explanatory to those skilled in the art without departing from the principles and spirit of the present invention. Accordingly, the claims appended hereto are not limited to those already described above, and the following claims are intended to cover all of the novel and patented matters inherent in the invention, and are also common in the art to which the invention pertains. Includes all features that are processed evenly by the knowledgeable.
이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명에 따른 전기영동 디스플레이 장치 및 그 제조방법에 있어서는 다음과 같은 효과가 있다.As described above, the electrophoretic display device and the manufacturing method according to the present invention has the following effects.
본 발명에 있어서는, 우수한 컬러 재현성 특성이 있어서 선명한 화질을 구현할 수 있으며, 또한 휴대 전자 종이(Portable Electric Paper)로서도 이용할 수 있는 효과가 있다.In the present invention, there is an excellent color reproducibility characteristic, it is possible to implement a clear picture quality, and also can be used as a portable electric paper (Portable Electric Paper).
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