KR20060104484A - 전자종이 표시 패널 - Google Patents

Abstract

본 발명은 컬러 표현을 위한 전자종이 표시 패널에 있어서 서브 픽셀간 격벽의 폭을 줄이고, 단위 픽셀간 격벽의 폭을 늘려 고정세화시 접착제의 도포를 용이하게 할 수 있는 전자종이 표시 패널에 관한 것으로, R, G, B 대전 입자들이 주입된 R, G, B 서브 픽셀간 격벽 폭이 상기 R, G, B 서브 픽셀로 구성된 단위 픽셀간 격벽 폭보다 좁으며 상기 서브 픽셀간 격벽 폭은 5 ~ 25[㎛], 상기 단위 픽셀간 격벽 폭은 40 ~ 80[㎛] 사이로 형성됨으로써, 서브 픽셀이 고정세화되어도 상판 구조물과 하판 구조물을 합착하기 용이한 효과가 있다.

Description

전자종이 표시 패널{ELECTRONIC PAPER DISPLAY PANEL}

도1은 종래 충돌 대전형 전자종이 표시 패널에 대한 일 실시예 단면도.

도2a 내지 도2f는 도1에 보인 전자종이 표시 패널의 제조 과정을 보인 수순 단면도.

도3은 종래 컬러 대전 입자가 주입된 전자종이 표시 패널에 대한 일 실시예 평면도.

도4는 본 발명 전자종이 표시 패널에 대한 일 실시예 단면도.

도5는 본 발명 컬러 대전 입자가 주입된 전자종이 표시 패널에 대한 일 실시예 평면도.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

10:하부기판 20:하부전극

30,80:절연층 60:상부기판

70:상부전극 90:대전 입자들

100:격벽

본 발명은 전자종이 표시 패널에 관한 것으로, 특히 컬러 표현을 위한 전자종이 표시 패널에 있어서 서브 픽셀간 격벽의 폭을 줄이고, 단위 픽셀간 격벽의 폭을 늘려 고정세화시 접착제의 도포를 용이하게 할 수 있는 전자종이 표시 패널에 관한 것이다.

다양한 표시 장치들의 필요성이 대두되고 있는 가운데, 보다 작은 구동 전력으로 보다 오랫동안 선명한 화질을 제공해 줄 수 있는 전자종이(E-paper) 기술이 개발되었다.

전자종이 기술은 전기장에 의한 마이크로 입자의 빠른 이동을 이용하여 일정한 공간 내에 부유하는 대전된 입자를 정전기적으로 이동시켜 색을 표시하는 기술로서, 어떠한 극에서든 이동이 일어난 후에는 메모리 효과로 인해 전압을 제거해도 입자들의 위치변화가 없기 때문에 이미지가 사라지지 않아 마치 종이에 잉크로 인쇄된 것과 같은 효과를 얻을 수 있다. 즉, 자체적인 발광은 하지 않지만 시각 피로도가 대단히 낮아 실제 책을 보는 것과 같은 편안한 감상이 가능하며 패널의 유연성이 뛰어나 구부릴 수 있는 정도가 높으며 그 두께 역시 대단히 얇게 형성할 수 있어 미래형 평판 표시 기술로 큰 기대를 모으고 있다. 또한, 언급한 바와 같이 한번 표시된 이미지가 패널을 리셋하지 않는 한 오랜 시간 유지되기 때문에 소비전력이 극히 낮아 휴대용 표시 장치로서의 활용성이 뛰어나다. 특히, 간단한 공정 및 저가 재료에 의한 낮은 가격은 전자종이 표시 패널의 대중화에 기여할 것으로 예상되고 있다.

도1은 종래의 충돌 대전형 전자종이 표시 패널의 단면도를 표시한 것으로, 절연층(30, 80)으로 코팅된 투명 전극(ITO)들(20, 70)이 형성된 상하부 기판들(10, 60) 사이에 격벽(40)이 형성되며, 상기 격벽(40)에 의해 확보된 공간에 정대전된 대전 입자들과 부대전된 대전 입자들(50)이 존재하는 구조이다.

상기 하부 기판(10)과 상부 기판(60)의 두께는 제약이 없으나, 정전기력으로 대전 입자들(50)을 움직여야 하므로 실제 격벽(40)의 두께(수십~수백[㎛])나 대전 입자들(50)의 크기는 대단히 미소하다는데 주의한다. 그리고, 상기 상하부 기판들(10, 60)의 두께에 비해서 투명한 상하부 전극들(20, 70)의 두께는 표현된 것 보다 훨씬 얇고, 상기 전극들(20, 70)과 대전 입자들(50)의 접촉에 의한 전자 이동을 방지하도록 상기 전극들(20, 70)에 코팅된 절연층(30)의 두께 또한 얇다는데 주의한다.

상기와 같은 구조로 이루어진 전자종이 표시소자의 동작 원리를 알아보면, 먼저 상기 흑색 대전 입자가 부대전되고, 백색 대전 입자가 정대전되었다고 가정(반대로 대전될 수도 있음)한다.

먼저, 상부 전극(70)에 (-)전압을 인가하고, 하부 전극(20)에 (+)전압을 인가하면 쿨롱력에 의해 정대전된 백색 입자는 상부 기판(60)쪽으로 이동하고, 부대전된 흑색 입자는 하부 기판(10)쪽으로 이동한다. 상부 기판(60)쪽에 백색 대전 입자가 위치하고 있으므로, 외부에서 관찰할 경우 백색으로 보이게 된다. 반대로, 상부 전극(70)에 (+)전압을 인가하고, 하부 전극(20)에 (-)전압을 인가하면 부대전된 흑색 입자는 상부 기판(60)쪽으로 이동하고, 정대전된 백색 입자는 하부 기판(10)쪽으로 이동하여 흑색으로 표시되게 된다. 따라서, 처음에 모든 셀이 백색으로 보 이도록 전압을 가한 후, 원하는 셀만 반대 전압을 가해 흑색으로 보이도록 하는 것으로 그림이나 문자 등을 표현할 수 있게 되는 것이다.

도2는 도1에 도시한 종래 충돌 대전형 전자종이 표시 패널을 제조하는 과정을 보인 수순 단면도이다.

먼저, 도2a에 도시한 바와 같이 하부 기판(10) 상부에 투명한 하부 전극(20)과 절연층(30)을 차례로 형성한다. 상기 전자종이 표시 패널의 기본 전극 구조는 매트릭스 구조이므로 상기 하부 전극(20)은 우측에 도시한 사시도와 같은 형태를 가진다. 상기 투명 전극은 ITO인 것이 바람직하며, 그 상부에 적용되는 절연층(30)은 생략되어도 구동에는 문제가 없으나, 대전된 대전 입자들이 전극에 밀착되면서 전자 이동이 발생하게 되면 메모리 효과가 감소되어 새로운 전원인가 없이 영상을 오랫동안 보존하기 어려울 수 있으므로 적용되는 것이 바람직하다.

그리고, 도2b에 도시한 바와 같이 상기 기판 상부에 격벽(40)을 형성한다. 상기 격벽(40)은 단순히 셀 단위를 구분하기 위한 용도로 사용되는 것이므로 그 재료는 폴리머, 무기질 소재 등 다양할 수 있는데, 일반적으로 격벽(40)을 구성하기 위한 방법으로는 포토레지스트를 이용하는 포토리소그래피 방법, 감광성 폴리머를 이용한 방법, 미리 만들어진 재료를 잘라서 사용하는 라미네이팅 방법 등이 사용될 수 있으며, 접착의 경우 자외선 접착제와 자외선 조사 등의 방식으로 기 형성된 하판 상에 적용될 수 있다. 일반적인 격벽(40)은 우측의 사시도와 같은 격자 구조를 가지게 된다.

그리고, 도2c에 도시한 바와 같이 코로나 방전등을 이용하여 음으로 대전시 킨 대전 입자들(50)을 노즐로 분사하여 상기 격벽(40)으로 구분된 공간(셀) 상에 주입한다. 이때, 하부 전극(20)에 양전압을 인가하거나 기판(10) 하부에 양전계를 가할 수 있는 수단을 부가하여 분사되는 대전 입자들(50)이 격벽(40) 내부에 쉽게 도달할 수 있도록 한다. 상기 대전 입자들(50)은 내부적으로 대전 특성을 조절할 수 있는 첨가물질을 가지고 있으며, 대전 입자들(50)끼리 충돌하게 되면 대전 특성이 나타나게 되므로 주입을 위해 음으로 대전한다 하더라도 패널 완성 후 전극에 교류를 인가하게 되면 자신의 대전 특성을 찾을 수 있게 된다.

여기서, 만약 제조할 전자종이 표시 소자가 컬러를 표현하기 위해 각 셀에 R, G, B 컬러 대전 입자들을 주입해야 하는 경우에는 마스크를 먼저 G, B 셀 상부에 위치시킨 후 R 셀에 R 컬러 대전 입자들과 흑색 또는 백색 대전 입자들을 함께 분사하여 주입시키고, 그 다음 G 셀과 B 셀 순서로 또는 그 반대 순서로 G, B 컬러 대전 입자들을 주입한다.

그리고, 도2d에 도시한 바와 같이 상기 격벽(40) 상부에 위치한 대전 입자들(50a)을 다양한 방법으로 제거한다. 가장 일반적인 방법은 접착제를 바른 롤러 등으로 격벽(40) 상부의 대전 입자들(50a)을 흡착시켜 제거하는 방법이 있으며, 별도의 마스크를 격벽(40) 상부에 배치한 상태로 대전 분사를 마친 후 해당 마스크를 제거하는 방법 등도 사용할 수 있다.

그리고, 도2e에 도시한 바와 같이 상판으로 사용하기 위해 하판과 동일한 공정으로 투명 상부 기판(60)에 차례로 투명 상부 전극(70) 및 상부 절연층(80)을 형성한다. 이때의 상부 전극(70) 역시 도2a에 도시한 바와 같은 구조를 가질 수 있으 나 방향은 하부 전극과 수직 방향을 가지도록 한다.

그리고, 도2f에 도시한 바와 같이 상기 형성한 상판 구조물(60, 70, 80)을 기 형성된 하판 구조물(10, 20, 30) 및 격벽(40) 상부에 배치하여 접합한다. 이후, 필요하다면 각 전극에 반대 전압을 교번하여 반복 인가하는 것으로 대전 입자들(50)을 움직여 서로 충돌시켜 각각 음 혹은 양으로 대전되도록 한다. 여기서, 도시하진 않았지만, 상기 격벽 상부에 접착제를 도포하여 상판 구조물과 합착하는 것은 자명하다.

도3은 도2에 도시한 일련의 과정을 통해 제작된 R, G, B 컬러 대전 입자들이 주입된 전자종이 표시 패널에 대한 평면도를 표시한 것으로, 도시한 바와 같이 종래 전자종이 표시 패널은 R, G, B 서브 픽셀간 격벽 폭(①)과 단위 픽셀간 격벽 폭(②)이 일정하게 형성된 것을 알 수 있다. 즉, 단위 픽셀의 폭이 360[㎛]이고 각 서브 픽셀의 폭이 90[㎛]인 경우 각 서브 픽셀간 격벽 폭(①) 및 단위 픽셀간 격벽 폭(②)은 30[㎛]로 동일하다.

하지만, 종래 전자종이 표시 패널을 제조하기 위해서는 격벽 상부에 접착제를 도포한 후 상판 구조물과 합착해야 하는데 서브 픽셀이 고정세화되면 접착체를 도포할 수 있는 서브 픽셀간 격벽 폭 및 단위 픽셀간 격벽 폭이 감소하기 때문에 접착제를 도포하고, 상판 구조물을 합착하는데 많은 어려움이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로, R, G, B 컬러 대전입자들이 주입된 서브 픽셀간 격벽 폭의 크기를 줄이고 R, G, B 서브 픽셀로 구성된 단위 픽셀간 격벽 폭을 늘림으로써, 서브 픽셀이 고정세화되어도 상판 구조물과 하판 구조물을 합착하기 용이한 전자종이 표시 패널을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 R, G, B 대전 입자들이 주입된 R, G, B 서브 픽셀간 격벽 폭이 상기 R, G, B 서브 픽셀로 구성된 단위 픽셀간 격벽 폭보다 좁은 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 서브 픽셀간 격벽 폭은 5 ~ 25[㎛] 사이이고, 상기 단위 픽셀간 격벽 폭은 40 ~ 80[㎛] 사이인 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 대한 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참고하여 설명한다.

우선, 각 도면의 구성 요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다.

또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 발명은 R, G, B 컬러 대전입자들이 각각 주입된 각 서브 픽셀간 격벽의 폭을 줄이고, R, G, B 서브 픽셀로 구성된 단위 픽셀간 격벽 폭을 늘려 서브 픽셀의 고정세화시 발생할 수 있는 하판 구조물과 상판 구조물의 합착에 대한 어려움을 제거하는 것을 그 요지로 한다.

이때, 상기 하판 구조물과 상판 구조물을 합착하기 위한 접착제는 격벽 폭이 넓은 단위 픽셀간 형성된 격벽 상부에 도포되는 것이 바람직하다.

도4는 본 발명에 따른 전자종이 표시 패널에 대한 일 실시예 단면도를 보인 것으로, 도1에 도시한 기존 구조와는 달리 단위 픽셀을 이루고 있는 R, G, B 서브 픽셀간 격벽 폭(③)이 단위 픽셀간 격벽 폭(④)보다 좁은 구조인 것을 알 수 있다.

즉, 하부기판(10) 상부에 하부전극(20), 절연층(30), 격벽(40)이 순차적으로 형성되고, 상부기판(60) 상부에 상부전극(70), 절연층(80)이 순차적으로 형성되며, 상하부 기판(10, 60)의 간격을 일정하게 유지하는 단위 픽셀간 격벽 폭(④)과 단위 픽셀을 이루는 R, G, B 서브 픽셀간 격벽 폭(③)의 크기가 다르게 형성되고, 상기 격벽(100)에 의해 분리된 R, G, B 서브 픽셀 영역에 각각 R, G, B 컬러 대전 입자들과 백색(또는 흑색) 대전 입자들(90)이 존재하는 구조이다.

상기 격벽(100)의 높이는 일반적으로 서브 픽셀 영역에 충전되는 대전입자들(90)의 충진률에 따라 달라지는데 그 높이는 약 10~500[㎛] 정도이고, 격벽(100)의 폭은 상기 구조에서 알 수 있듯이 단위 픽셀간 격벽 폭(④)이 단위 픽셀을 구성하는 R, G, B 서브 픽셀간 격벽 폭(③)에 비해 크다. 따라서, 격벽(100)이 부착된 하판 구조물(10, 20, 30)과 상판 구조물(60, 70, 80) 합착 시 접착제를 폭이 넓은 단위 픽셀간 형성된 격벽 상부에만 도포하여 합착하면 서브 픽셀이 고정세화되더라도 상판 구조물과 하판 구조물의 합착을 용이하게 할 수 있다.

도5는 본 발명에 따른 격벽 구조를 보인 일 실시예 평면도로서, 단위 픽셀간 격벽 폭(④)이 서브 픽셀간 격벽 폭(③)에 비해 상당히 큰 것을 알 수 있다. 즉, 단위 픽셀 폭이 360[㎛]이고, 각 서브 픽셀의 폭이 90[㎛]인 경우 각 서브 픽셀간 격벽 폭(③)은 10[㎛], 단위 픽셀간 격벽 폭(④)은 70[㎛]가 된다. 그리고, 상기 서브 픽셀간 격벽 폭(③) 및 단위 픽셀간 격벽 폭(④)은 서브 픽셀간 형성되는 격벽 폭의 최소치와 단위 픽셀간 형성되는 격벽 상에 접착제를 용이하게 도포할 수 있는 폭의 최소치에 따라 달라진다. 예컨대, 서브 픽셀간 격벽 폭을 5[㎛]까지 줄일 수 있다고 가정하면 단위 픽셀간 격벽 폭의 최대치는 80[㎛]가 되고, 접착제를 도포하기 용이한 단위 픽셀간 격벽 폭의 최소치가 40[㎛]라 가정하면 서브 픽셀간 격벽 폭의 최대치는 25[㎛]가 된다. 따라서, 서브 픽셀간 격벽 폭은 5 ~ 25[㎛] 사이로 형성되고, 단위 픽셀간 격벽 폭은 40 ~ 80[㎛]사이로 형성된다.

이와 같이 본 발명은 컬러 표현을 위해 R, G, B 서브 픽셀을 형성하는 전자종이 표시 패널에 있어서 서브 픽셀의 고정세화시 격벽 폭이 좁아짐에 따라 발생할 수 있는 합착에 대한 문제를 서브 픽셀간 격벽 폭을 줄이고, 접착제를 도포하는 단위 픽셀간 격벽 폭을 넓힘으로써 합착에 대한 문제를 해결할 수 있다.

상기에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 R, G, B 컬러 대전입자들이 주입된 서브 픽셀간 격벽 폭의 크기를 줄이고 R, G, B 서브 픽셀로 구성된 단위 픽셀간 격벽 폭을 늘림으로써, 서브 픽셀이 고정세화되어도 상판 구조물과 하판 구조물을 합착하기 용이한 효과가 있다.

Claims (4)

1. R, G, B 컬러 대전 입자들이 주입된 R, G, B 서브 픽셀간 격벽 폭이 상기 R, G, B 서브 픽셀로 구성된 단위 픽셀간 격벽 폭보다 좁은 것을 특징으로 하는 전자종이 표시 패널.
2. 제1항에 있어서, 상기 서브 픽셀간 격벽 폭은 5 ~ 25[㎛] 사이인 것을 특징으로 하는 전자종이 표시 패널.
3. 제1항에 있어서, 상기 단위 픽셀간 격벽 폭은 40 ~ 80[㎛] 사이인 것을 특징으로 하는 전자종이 표시 패널.
4. 제1항에 있어서, 상기 단위 픽셀간 형성된 격벽 상부에 접착제가 도포되어 상판 구조물과 하판 구조물이 합착되는 것을 특징으로 하는 전자종이 표시 패널.

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