KR20090086388A - 표시 소자, 화상 표시 장치 및 화상 표시 시스템 - Google Patents

표시 소자, 화상 표시 장치 및 화상 표시 시스템 Download PDF

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KR20090086388A
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도시히로 가네마츠
마사루 오가키
신지 아오키
히사요시 오시마
신야 세노
사마히로 마스자와
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가부시키가이샤 리코
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Abstract

본 발명은 전기영동 디스플레이에 관한 것이다. 표시 소자는, 중공(hollow) 구조(20)를 포함한다. 중공 구조(20)는 평면에 배치되는 복수의 셀들(21) 및 인접 셀들을 분리하는 격벽(22)을 포함하며, 각각의 셀은 중공 구조(20)의 제 1 벽(23)에 개구(24)를 가진다. 내부에 분산되어 있는 하나 이상의 타입의 백색 입자들 및/또는 착색 입자들을 가지는 용매가 셀(21)들에 배치된다. 개구(24)들은 용매에 용해되지 않는 수지로 밀봉된다. 인접 셀들을 분리하는 격벽(22)의 두께는 0.01 ㎛ 이상 10 ㎛ 이하이다. 본 발명의 목적은 높은 반사율을 가진 표시 소자를 제공하는 것이다.
중공 구조

Description

표시 소자, 화상 표시 장치 및 화상 표시 시스템{DISPLAY ELEMENT, IMAGE DISPLAY DEVICE, AND IMAGE DISPLAY SYSTEM}
본 발명은 표시 소자, 화상 표시 장치 및 화상 표시 시스템에 관한 것이다.
전기영동 디스플레이는, 대전 안료 입자들이 용매 내에 현탁된다고 하는 전기영동 현상에 기초하는 비발광 장치이다. 이 전기영동 디스플레이는 통상 서로 대향하여 배치되며 스페이서들을 이용함으로써 분리되는 전극들을 갖는 2 장의 플레이트를 구비한다. 통상적으로, 상기 전극들 중 하나는 투명 전극이다. 2 장의 플레이트들 사이에 현탁액이 봉입되어 있다. 2 개의 전극 사이에 전압차가 부여되면, 안료 입자들은 한쪽으로 이동한 후, 안료 입자들의 컬러 또는 용매의 컬러 중 어느 하나는, 전압차의 극성에 따라서 보여질 수 있다..
PCT 국제 공개 제WO/2001/067170호는, 마이크로엠보싱 또는 화상 노광에 의해 생성되는 복수의 컵 형상 오목부들(셀들)을 포함하는 전기영동 디스플레이를 개시하고 있다. 상기 셀들은 유전성 용매 또는 용매 혼합물의 대전 안료 입자들인 분산물로 충전되어 있다. 분산물로 채워지는 셀들을 밀봉하기 위한 중합체 밀봉막을 상기 분산물의 상부의 밀봉 조성물을 경화시킴으로써 형성하고, 상기 밀봉 조성물은 상기 분산물 보다 낮은 비중을 가지며, 적어도 부분적으로 상기 분산물과 혼 합되지 않는다.
이러한 전기영동 디스플레이가 가진 문제점은, 마이크로엠보싱 또는 화상 노광이 셀들을 생성하기 위해서 사용되므로, 인접 셀들을 분리하는 셀벽의 두께를 감소시키기 어렵다는 것이다. 셀벽의 두께는 표시 특성에 영향을 준다. 셀벽이 두꺼워질수록, 표시 영역이 작아지므로, 반사율 및 콘트라스트를 낮게하는 것과 같이 표시 특성을 감소시킬 수 있다.
또한, 셀들을 생성하기 위해 마이크로엠보싱 또는 화상 노광을 이용하면 상기 셀들의 하부벽의 두께를 감소시키기가 어렵게 된다. 마이크로엠보싱의 경우에, 몰드로 막을 엠보싱하고 상기 몰드의 형상을 전사함으로써 셀들을 형성한다. 이 기술에 대한 막 두께의 하한은 약 100 ㎛이다. 따라서, 10 ㎛ 이하의 하부벽 두께를 가진 셀들을 생성하기가 어렵게 된다. 화상 노광의 경우에는, 상기 셀들의 하부벽 두께를 규정하는 막 상에 배치되는 레지스트층에 셀들을 형성한다. 이러한 기술에 대하여, 10 ㎛ 이하의 두께를 가진 막을 처리하기가 어렵게 된다. 따라서, 10 ㎛ 이하의 하부벽 두께를 가진 셀들을 생성하기가 어렵게 된다. 그러므로, 셀들을 채우는 대전 안료 입자들을 구동시키는데 요구되는 구동 전압을 감소시키는 것은 불가능하게 된다. 셀들의 하부벽들이 표시면으로서 사용되는 경우에, 반사율은 낮게 된다.
또한, 인접 셀들을 분리하는 셀벽의 두께 및 상기 셀들의 하부벽들의 두께를 감소시키면, 휘어짐 및 굽힘에 대한 강도가 감소된다.
유전성 용매가 건조되는 것을 방지하기 위하여, 대전 안료 입자들로 채워진 셀들을 중합체 밀봉막으로 밀봉할 필요가 있다. 중합체 밀봉막의 두께가 커질수록, 반사율이 낮아지므로, 구동 전압을 높게 해야 한다.
상술한 점을 고려할 때, 본 발명의 목적은, 높은 반사율을 가지는 표시 소자, 상기 표시 소자를 가지는 화상 표시 장치 및 상기 화상 표시 장치를 가지는 화상 표시 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시형태에서, 중공 구조체를 포함하는 표시 소자가 제공된다. 이 중공 구조체는 평면에 배치되는 복수의 셀들 및 인접 셀들을 분리하는 격벽을 포함하며, 각각의 셀은 상기 중공 구조체의 제 1 벽에 개구를 가진다. 내부에 분산되는 하나 이상의 타입의 백색 입자들 및/또는 착색 입자들을 가지는 용매를, 상기 셀들 내에 배치한다. 상기 개구들은 상기 용매에 용해되지 않는 수지로 밀봉된다. 상기 인접 셀들을 분리하는 격벽의 두께는 0.01 ㎛ 이상 10 ㎛ 이하이다. 이 구성에 대하여, 상기 표시 소자는 반사율을 증가시키며 콘트라스트를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 중공 구조체를 포함하는 표시 소자가 제공된다. 상기 중공 구조체는, 평면에 배치되는 복수의 셀들 및 인접 셀들을 분리하는 격벽을 포함하며, 각각의 셀은 상기 중공 구조체의 제 1 벽에 개구를 가진다. 내부에 분산되는 하나 이상의 타입의 백색 입자들 및/또는 착색 입자들을 가지는 용매를 상기 셀들 내에 배치한다. 상기 개구들을 상기 용매에 용해되지 않는 수지로 밀봉한다. 상기 제 1 벽 및 상기 제 1 벽에 대향하는 제 2 벽의 두께는, 0.01 ㎛ 이상 10 ㎛ 이하이다. 이러한 구성에 대하여, 표시 소자는 반사율을 증가시키며 요구되는 구동 전압을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 중공 구조체를 포함하는 표시 소자가 제공된다. 상기 중공 구조체는, 평면에 배치되는 복수의 셀들 및 인접 셀들을 분리하는 격벽을 포함하며, 각각의 셀은 상기 중공 구조체의 제 1 벽에 개구를 가진다. 내부에 분산되는 하나 이상의 타입의 백색 입자들 및/또는 착색 입자들을 가지는 용매를 상기 셀들 내에 배치한다. 상기 개구들을 상기 용매에 용해되지 않는 수지로 밀봉한다. 상기 제 1 벽과 상기 격벽과의 제 1 접합부 및 상기 제 1 벽에 대향하는 제 2 벽과 상기 격벽과의 제 2 접합부는, 만곡된 단면 형상을 가지며, 상기 만곡된 단면 형상 각각의 곡률 반경은, 0.1 ㎛ 이상 50 ㎛ 이하이다. 이러한 구성에 대하여, 상기 표시 소자는 반사율을 증가시키며 휘어짐 및 굽힘에 대한 강도를 강화시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 중공 구조체를 포함하는 표시 소자가 제공된다. 상기 중공 구조체는 평면에 배치되는 복수의 셀들 및 인접 셀들을 분리하는 격벽을 포함하며, 각각의 셀은 상기 중공 구조체의 제 1 벽에 개구를 가진다. 내부에 분산되는 하나 이상의 타입의 백색 입자들 및/또는 착색 입자들을 가지는 용매를 상기 셀들 내에 배치한다. 상기 개구들을 상기 용매에 용해되지 않는 수지로 밀봉한다. 상기 수지는 0.1 ㎛ 이상 10 ㎛ 이하의 두께를 가진 막이다. 이러한 구성에 대하여, 상기 표시 소자는 반사율을 증가시키며 요구되는 구동 전압을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상술된 표시 소자들 중 하나의 표시 소자 및 상기 표시 소자에 전압을 인가하는 유닛을 포함하는 화상 표시 장치가 제공된다. 이러한 구성에 대하여, 화상 표시 장치는 표시 특성을 향상시키거나 또는 내구성을 강화시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 상술된 화상 표시 장치를 포함하는 화상 표시 시스템이 제공된다. 이러한 구성에 대하여, 상기 화상 표시 시스템은 표시 특성을 향상시키거나 내구성을 강화시킬 수 있다.
본 발명의 양태에 따르면, 증가된 반사율을 가진 표시 소자, 상기 표시 소자를 가지는 화상 표시 장치 및 상기 화상 표시 장치를 가지는 화상 표시 시스템을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 사용될 수 있는 중공 구조체의 일례를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 중공 구조체를 나타내는 한 쌍의 도면으로서, 상부 도면은 평면도이고 하부 도면은 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시형태에 사용될 수 있는 중공 구조체의 또 다른 일례를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 3의 중공 구조체를 나타내는 한 쌍의 도면으로서, 상부 도면은 평면도이고 하부 도면은 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시형태에 사용될 수 있는 중공 구조체의 일례를 나 타내는 도면들의 그룹이며, 상부 도면은 평면도이고, 중앙 도면은 단면도이고, 하부 도면은 저면도이다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시형태에 사용될 수 있는 중공 구조체의 또 다른 일례를 나타내는 도면들의 그룹이며, 상부 도면은 평면도이고, 중앙 도면은 단면도이고, 하부 도면은 저면도이다.
도 7a 내지 도 7d는 본 발명의 제 1 실시형태 및 제 2 실시형태에 사용될 수 있는 중공 구조체의 제조 방법의 일례를 나타내는 도면이다.
도 8a 및 도 8b는 도 7a 내지 도 7d의 중공 구조체 제조 방법에 의해 사용되는 기판을 각각 나타내는 도면이다.
도 9는 실시예 1의 화상 표시 장치를 나타내는 측단면도이다.
도 10은 실시예 2의 화상 표시 장치를 나타내는 측단면도이다.
도 11은 실시예 3의 화상 표시 장치를 나타내는 측단면도이다.
도 12는 실시예 4의 화상 표시 장치를 나타내는 측단면도이다.
도 13a 내지 도 13d는 본 발명의 제 3 실시형태에 사용될 수 있는 중공 구조체의 제조 방법의 일례를 나타내는 도면이다.
도 14a 및 도 14b는 도 13a 내지 도 13d의 중공 구조체 제조 방법에 의해 사용되는 기판을 각각 나타내는 도면이다.
도 15a 및 도 15b는 도 13a 내지 도 13d의 중공 구조체 제조 방법에 의해 제조된 중간체를 각각 나타내는 도면이다.
도 16a 및 도 16b는 도 13a 내지 도 13d의 중공 구조체 제조 방법에 의해 제 조된 중공 구조체를 각각 나타내는 도면이다.
도 17은 본 발명의 실시형태에 따라 제조된 중간체를 나타내는 측단면도이다.
도 18a 내지 도 18c는 실시예 5의 중공 구조체 제조 방법을 나타내는 도면이다.
도 19a 및 도 19b는 실시예 5의 중공 복합 구조체의 제조 방법을 나타내는 도면이다.
도 20a 및 도 20b는 실시예 7의 중공 복합 구조체의 제조 방법을 나타내는 도면이다.
도 21a 및 도 21b는 실시예 8의 중공 복합 구조체의 제조 방법을 나타내는 도면이다.
도 22a 및 도 22b는 실시예 9의 표시 소자 제조 방법을 나타내는 도면이다.
도 23은 실시예 10의 화상 표시 장치를 나타내는 측단면도이다.
도 24a 내지 도24c는 실시예 12의 표시 소자 제조 방법을 나타내는 도면이다.
도 25는 실시예 13의 화상 표시 장치를 나타내는 측단면도이다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시형태들을 첨부 도면들을 참조하여 설명한다.
본 발명의 제 1 실시형태에 따르면, 표시 소자는 중공 구조체를 구비한다. 이 중공 구조체는 평면에 배치되는 복수의 셀; 및 인접 셀들을 분리하는 격벽을 포함하며, 각각의 셀은 상기 중공 구조체의 제 1 벽에 개구를 가진다. 내부에 분산된 하나 이상의 타입의 백색 입자 및/또는 착색 입자를 가지는 용매를, 상기 셀들 내에 배치한다. 개구들은 용매에 용해되지 않는 수지로 밀봉된다. 제 1 실시형태의 표시 소자는 다음의 (1) 내지 (4) 특징 중 하나 이상을 갖는다.
(1) 인접 셀들을 분리하는 격벽의 두께(이하, 셀벽으로도 지칭됨)는 0.01 ㎛ 내지 10 ㎛의 범위를 가지며, 바람직하기로는 0.05 ㎛ 내지 5 ㎛의 범위를 가진다.
(2) 중공 구조체의 제 1 벽과 이 제 1 벽과 대향하는 제 2 벽 각각의 두께는, 0.01 ㎛ 내지 10 ㎛의 범위를 가지며, 바람직하기로는 0.05 ㎛ 내지 5 ㎛의 범위를 가진다.
(3) 제 1 벽과 셀벽과의 제 1 접합부 및 제 2 벽과 셀벽과의 제 2 접합부는, 만곡된 단면 형상을 가지며, 만곡된 단면 형상 각각의 곡률 반경은 0.1 ㎛ 내지 50 ㎛의 범위를 가지며, 바람직하기로는 1 ㎛ 내지 10 ㎛의 범위를 가진다.
(4) 상기 개구들을 밀봉하고 있는 수지는, 두께가 0.1 ㎛ 내지 10 ㎛의 범위를 가지며, 바람직하기로는 0.5 ㎛ 내지 5 ㎛의 범위를 가지는 막이다.
상기 두께 및 곡률 반경은 10 개 이상의 임의의 부분들을 측정함으로써 획득된 각각의 평균값이다. 측정은 주사형 전자 현미경 또는 다른 적절한 장치를 이용하여 표시 소자 또는 중공 구조체의 단면을 스캐닝함으로써 행해질 수 있다.
도 1 은 본 발명의 제 1 실시형태에 사용될 수도 있는 중공 구조체(10)를 나타낸다. 이 중공 구조체(10)는, 평면에 배치되는 복수의 정사각 기둥 형상 셀(11) 을 포함한다. 인접 셀(11)들은 셀벽(12)에 의해 서로 분리된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 각 셀(11)은 중공 구조체(10)의 상부벽(13)에 개구(14)를 갖는다. 상부벽(13)과 셀벽(12)과의 접합부(16a) 및 하부벽(15)과 셀벽(12)과의 접합부(16b)는 만곡된 단면 형상을 가진다. 접합부(16a)가 만곡된 단면 형상을 가지는 경우에, 셀벽(12)은 만곡된 영역을 제외한 영역 즉, 만곡된 영역 아래의 영역을 규정하는 반면에 상부벽(13)은 셀벽(12) 위의 영역을 규정한다는 점에 주목한다. 또한, 접합부(16b)가 만곡된 단면 형상을 가지는 경우에, 셀벽(12)은 만곡된 영역을 제외한 영역 즉, 만곡된 영역 위의 영역을 규정하는 반면에 하부벽(15)은 이 셀벽(12) 아래의 영역을 규정한다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 또 다른 중공 구조체(20)를 나타낸다. 이 중공 구조체(20)는 평면에 배치되는 복수의 육각 기둥 형상 셀(21)들을 포함한다. 인접 셀(21)들은 셀벽(22)에 의해 서로 분리된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 각 셀(21)은 중공 구조체(20)의 상부벽(23)에 개구(24)를 갖는다. 상부벽(23)과 셀벽(22)과의 접합부(26a) 및 하부벽(25)과 셀벽(22)과의 접합부(26b)는 만곡된 단면 형상을 갖는다.
본 발명의 제 1 실시형태에 사용될 수도 있는 중공 구조체는, 도 1의 중공 구조체(10) 및 도 3의 중공 구조체(20)로 한정되지는 않는다. 예를 들어, 상기 셀들은 다른 크기를 가질 수도 있다. 또한, 접합부들은 만곡된 단면 형상을 갖지 않을 수도 있다.
이하, 상기 특징(1)을 가지는 표시 소자를 도 3의 중공 구조체(20)(허니컴 구조를 갖는 시트)를 참조하여 설명한다. 중공 구조체(20)의 셀벽(22)의 두께는 0.01 ㎛ 내지 10 ㎛의 범위를 가지며, 바람직하게는 0.05 ㎛ 내지 5 ㎛의 범위를 가진다. 이 구성에 대하여, 중공 구조체(20)를 포함하는 표시 소자는 향상된 표시 특성을 제공할 수 있다. 이는 표시 기능을 갖지 않는 셀벽(22)의 두께를 감소시키는 것이 반사율 및 콘트라스트를 향상시키기 때문이다. 셀벽(22)의 두께가 0.01 ㎛ 미만인 경우, 중공 구조체(20)의 강도가 감소된다. 셀벽(22)의 두께가 10 ㎛ 보다 큰 경우, 표시 소자의 특성은 반사율 및 콘트라스트의 관점에서 감소된다.
이하, 상기 특징(2)를 가지는 표시 소자를 도 3의 중공 구조체(20)(허니컴 구조를 갖는 시트)를 참조하여 설명한다. 중공 구조체의 상부벽(23) 및 하부벽(25) 각각의 두께는 0.01 ㎛ 내지 10 ㎛의 범위를 가지며, 바람직하게는 0.05 ㎛ 내지 5 ㎛의 범위를 가진다. 이 구성에 대하여, 중공 구조체(20)를 포함하는 표시 소자는 향상된 표시 특성을 제공할 수 있다. 이러한 감소된 두께를 가지는 상부벽(23) 및 하부벽(25)은 반사율 및 구동 전압의 관점에서 유리한 효과를 제공한다. 상부벽(23) 및 하부벽(25)의 두께가 0.01 ㎛ 미만인 경우, 중공 구조체(20)의 강도는 감소된다. 상기 두께가 10 ㎛ 보다 큰 경우, 표시 소자의 특성은 반사율 및 구동 전압의 관점에서 감소된다.
이하, 상기 특징(3)을 가지는 표시 소자를 도 3의 중공 구조체(20)(허니컴 구조를 갖는 시트)를 참조하여 설명한다. 중공 구조체(20)에서, 접합부(26a) 및 접합부(26b)는, 만곡된 단면 형상을 가지며, 상기 만곡된 단면 형상 각각의 곡률 반경은 0.1 ㎛ 내지 50 ㎛의 범위를 가지며, 바람직하게는 1 ㎛ 내지 10 ㎛의 범위 를 가진다. 이 구성에 있어서, 중공 구조체(20)를 포함하는 표시 소자는 향상된 표시 특성 및 강도를 제공할 수 있다. 따라서, 표시 소자는 이 표시 소자를 구부려서 사용하는 경우에도 충분한 강도를 나타낼 수 있다. 즉, 셀벽(22) 보다 더 큰 두께를 가지는 접합부(26a 및 26b)를 제공하면 표시 소자의 강도를 향상시킬 수 있다. 곡률 반경이 0.1㎛ 미만인 경우, 표시 소자의 강도는 약간 구부려지는 것을 견디기에 충분하지만, 감겨지는 것(rolled up)을 견디기에는 충분하지 않다. 상기 곡률 반경이 50 ㎛ 보다 큰 경우, 표시 특성은 특히 반사율의 관점에서 감소된다.
이하, 상기 특징(4)를 가지는 표시 소자를 도 3의 중공 구조체(20)(허니컴 구조를 갖는 시트)를 참조하여 설명한다. 중공 구조체(20)에 있어서, 내부에 분산된 하나 이상의 타입의 백색 입자/착색 입자를 가지는 용매를 상기 셀들 내에 배치한다. 상기 셀(21)들의 개구(24)들은, 상기 용매에 용해되지 않는 수지로 밀봉된다. 상기 개구(24)들을 밀봉하는 수지는, 두께가 0.1 ㎛ 내지 10 ㎛의 범위를 가지며, 바람직하게는 0.5 ㎛ 내지 5 ㎛의 범위를 가지는 막이다. 이 구성에 대하여, 중공 구조체(20)를 포함하는 표시 소자는, 향상된 표시 특성 및 강도를 제공할 수 있다. 이러한 감소된 두께를 가지는 수지막은, 반사율 및 구동 전압의 관점에서 유리한 효과를 제공한다. 막 두께가 0.1 ㎛ 미만이면, 중공 구조체(20)의 강도는 감소된다. 막 두께가 10 ㎛ 보다 큰 경우, 표시 소자의 특성은 반사율 및 구동 전압의 관점에서 감소된다.
본 발명의 제 2 실시형태에 따르면, 표시 소자는 중공 구조체를 구비한다. 이 중공 구조체는, 평면에 배치되는 복수의 셀들 및 인접 셀들을 분리하는 격벽을 포함하며, 각각의 셀들은 중공 구조체의 제 1 벽 및 상기 제 1 벽에 대향하는 제 2 벽에 각각 제 1 개구 및 제 2 개구를 가진다. 내부에 분산된 하나 이상의 타입의 백색 입자 및/또는 착색 입자를 갖는 용매를 상기 셀들 내에 배치한다. 제 1 벽의 제 1 개구는 용매에 용해되지 않는 수지로 밀봉된다. 제 2 실시형태의 표시 소자는 다음의 특징 (5) 내지 (8) 중 하나 이상을 갖는다.
(5) 인접 셀들을 분리하는 격벽(셀벽)의 두께는 0.01 ㎛ 내지 10 ㎛의 범위를 가지며, 바람직하게는 0.05 ㎛ 내지 5 ㎛의 범위를 갖는다.
(6) 상기 중공 구조체의 제 1 벽 및 제 2 벽 각각의 두께는, 0.01 ㎛ 내지 10 ㎛의 범위를 가지며, 바람직하게는 0.05 ㎛ 내지 5 ㎛의 범위를 갖는다.
(7) 제 1 벽과 셀벽과의 제 1 접합부와 제 2 벽과 셀벽과의 제 2 접합부는 만곡된 단면 형상을 가지며, 상기 만곡된 단면 형상 각각의 곡률 반경은, 0.1 ㎛ 내지 50 ㎛의 범위를 가지며. 바람직하게는 1 ㎛ 내지 10 ㎛의 범위를 가진다.
(8) 제 1 개구들을 밀봉하는 수지는, 두께가 0.1 ㎛ 내지 10 ㎛의 범위를 가지며, 바람직하게는 0.5 ㎛ 내지 5 ㎛의 범위를 가지는 막이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시형태에 사용될 수 있는 중공 구조체(30)를 나타낸다. 상기 중공 구조체(30)는 평면에 배치되는 복수의 정사각 기둥 형상 셀(31)들을 포함한다. 인접 셀(31)들은, 셀벽(32)에 의해 서로 분리된다. 각 셀(31)은 중공 구조체(30)의 상부벽(33) 및 하부벽(35)에 각각 개구(34a) 및 개구(34b)를 갖는다. 상부벽(33)과 셀벽(32)과의 접합부(36a) 및 하부벽(35)과 셀벽(32)과의 접합부(36b)는 만곡된 단면 형상을 갖는다. 상기 접합부(36a)가 만곡된 단면 형상을 갖는 경우에, 셀벽(32)은 상기 만곡된 영역을 제외한 영역 즉, 상기 만곡된 영역 아래의 영역을 규정하는 반면에 상부벽(33)은 셀벽(32) 위의 영역을 규정한다. 또한, 접합부(36b)가 만곡된 단면 형상을 갖는 경우에, 셀벽(32)은 상기 만곡된 영역 위의 영역을 규정하는 반면에, 하부벽(35)은 셀벽(35) 아래의 영역을 규정한다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시형태에 사용될 수 있는 또 다른 중공 구조체(40)를 나타낸다. 상기 중공 구조체(40)는 평면에 배치되는 복수의 육각 기둥 형상 셀(41)들을 포함한다. 인접셀(41)들은 셀벽(42)에 의해 서로 분리된다. 각각의 셀(41)은, 중공 구조체(40)의 상부벽(43) 및 하부벽(45)에 각각 개구(44a) 및 개구(44b)를 갖는다. 상부벽(43)과 셀벽(42)과의 접합부(46a) 및 하부벽(45)과 셀벽(42)과의 접합부(46b)는 만곡된 단면 형상을 갖는다.
본 발명의 제 2 실시형태에 사용될 수 있는 중공 구조체는 도 5의 중공 구조체(30) 및 도 6 의 중공 구조체(40)로 한정되지는 않는다. 예를 들어, 상기 셀들은 다른 크기를 가질 수도 있다. 또한, 접합부들은 만곡된 단면 형상들을 갖지 않을 수도 있다.
이하, 상기 특징(5)를 갖는 표시 소자를 도 6의 중공 구조체(40)(허니컴 구조를 갖는 시트)를 참조하여 설명한다. 중공 구조체(40)의 셀벽(42)의 두께는 0.01 ㎛ 내지 10 ㎛의 범위를 가지며, 바람직하게는 0.05 ㎛ 내지 5 ㎛의 범위를 갖는다. 이 구성에 대하여, 중공 구조체(40)를 포함하는 상기 표시 소자는 향상된 표시 특성을 제공할 수 있다. 이는 표시 기능을 갖지 않는 셀벽(42)의 두께를 감소시키는 것이 반사율 및 콘트라스트를 향상시키기 때문이다. 셀벽(42)의 두께가 0.01 ㎛ 미만이면, 중공 구조체(40)의 강도는 감소된다. 셀벽(22)의 두께가 10 ㎛ 보다 큰 경우, 표시 소자의 특성들은 반사율 및 콘트라스트의 관점에서 감소된다.
이하, 상기 특징(6)을 갖는 표시 소자를 도 6의 중공 구조체(40)(허니컴 구조를 갖는 시트)를 참조하여 설명한다. 중공 구조체(40)의 상부벽(43) 및 하부벽(45) 각각의 두께는, 0.01 ㎛ 내지 10 ㎛의 범위를 가지며, 바람직하게는 0.05 ㎛ 내지 5 ㎛의 범위를 갖는다. 이 구성에 대하여, 중공 구조체(40)를 포함하는 상기 표시 소자는, 향상된 표시 특성을 제공할 수 있다. 이러한 감소된 두께를 가지는 상부벽(43) 및 하부벽(45)은 반사율 및 구동 전압의 관점에서 유리한 효과를 제공한다. 상부벽(43) 및 하부벽(45)의 두께가 0.01 ㎛ 미만이면, 중공 구조체(40)의 강도는 감소된다. 상기 두께가 10 ㎛ 보다 더 크면, 표시 소자의 특성은 반사율 및 구동 전압의 관점에서 감소된다.
이하, 상기 특징(7)을 갖는 표시 소자를 도 6 의 중공 구조체(40)(허니컴 구조를 갖는 시트)를 참조하여 설명한다. 중공 구조체(40)에서, 접합부(46a) 및 접합부(46b)는, 만곡된 단면 형상을 가지며, 상기 만곡된 단면 형상 각각의 곡률 반경은 0.1 ㎛ 내지 50 ㎛의 범위를 가지며, 바람직하게는 1 ㎛ 내지 10 ㎛의 범위를 가진다. 이 구성에 대하여, 중공 구조체(40)를 포함하는 표시 소자는 향상된 표시 특성 및 강도를 제공할 수 있다. 따라서, 표시 소자는 이 표시 소자를 구부려서 사용하는 경우에도 충분한 강도를 나타낼 수 있다. 즉, 셀벽(42) 보다 더 큰 두께를 가지는 접합부(46a 및 46b)를 제공하면 표시 소자의 강도를 향상시킬 수 있다. 곡률 반경이 0.1㎛ 미만인 경우, 표시 소자의 강도는 약간 구부려지는 것을 견디기 에 충분하지만, 감겨지는 것을 견디기에는 충분하지 않다. 상기 곡률 반경이 50 ㎛ 보다 큰 경우, 표시 특성은 특히 반사율의 관점에서 감소된다.
이하, 상기 특징(8)을 가지는 표시 소자를 도 6의 중공 구조체(40)(허니컴 구조를 갖는 시트)를 참조하여 설명한다. 중공 구조체(40)에 있어서, 내부에 하나 이상의 타입의 백색 입자/착색 입자가 분산되어 있는 용매를 상기 셀(41)들 내에 배치한다. 상기 셀(41)들의 개구들(44a 및 44b)은, 상기 용매에 용해되지 않는 수지로 밀봉된다. 상기 개구들(44a 및 44b)을 밀봉하는 수지는, 두께가 0.1 ㎛ 내지 10 ㎛의 범위를 가지며, 바람직하게는 0.5 ㎛ 내지 5 ㎛의 범위를 가지는 막이다. 이 구성에 대하여, 중공 구조체(40)를 포함하는 표시 소자는, 향상된 표시 특성 및 강도를 제공할 수 있다. 이러한 감소된 두께를 가지는 수지막은, 반사율 및 구동 전압의 관점에서 유리한 효과를 제공한다. 막 두께가 0.1 ㎛ 미만이면, 중공 구조체(40)의 강도는 감소된다. 상기 막 두께가 10 ㎛보다 큰 경우, 표시 소자의 특성은 반사율 및 구동 전압의 관점에서 감소된다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 휘어짐 및 굽힘에 대한 중공 구조체의 강도를 향상시키기 위하여, 중공 구조체는 가소성 재료를 건조시킴으로써 획득되는 재료로 구성되는 것이 바람직하다. 이 가소성 재료는, 중공 구조체의 용매 저항을 향상시키기 위하여 수용성 수지를 함유하는 것이 바람직하지만, 반드시 함유할 필요는 없다. 이 수용성 수지의 일례들은, 폴리비닐 알콜, 폴리비닐피롤리돈, 폴리우레탄, 풀루란, 알부민, CMC, 폴리아크릴산, 셀룰로오스, 전분, 젤라틴, 알긴(alginate), 구아 검(guar gum), 아라비아 검(gum Arabic), 카라기니(carrageenan), 트래거캔 스, 펙틴, 덱스트린, 카제인, 콜라겐, 폴리비닐 메틸 에테르, 카르복시 비닐 폴리머, 폴리아크릴산 나트륨, 폴리에틸렌 글리콜, 산화 에틸렌, 한천, 로커스트 콩 검, 잔탄 검, 시클로덱스트린, 탄닌산, 카라야 검, 젤란 검, 퍼셀레란, 트래거캔스 검, 레시틴, 키틴, 키토산, 황산 콘드로이친 나트륨, 리그닌 술폰산, 메틸셀룰로오스, 히드록시에틸 메틸 셀룰로오스, 폴리아크릴아미드, 폴릴에틸렌이민, 폴리아크릴산 디메틸아미노에틸, 폴리메타크릴산 디메틸아미노에틸, 폴리에틸렌 옥사이드 및 폴리알릴아민을 포함한다. 이러한 재료의 2 개 이상의 혼합물을 사용할 수도 있다. 여기서 사용되는“수용성 수지”라는 용어는, 물에 용해 또는 팽윤될 수 있는 수지를 지칭한다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 중공 구조체는, 휘어짐 및 굽힘에 대하여 중공 구조체의 강도를 향상시키기 위하여 가소성 재료를 자외선 조사에 의해 경화시킴으로써 획득되는 재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 가소성 재료는 우레탄 아크릴계 수지, 에폭시 아크릴계 수지 및 알콕시 아크릴계 수지와 같은 자외선 경화 수지를 함유하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 상기 용매에 분산되는 하나 이상의 타입의 백색 입자는, 산화 티타늄 및 알루미나와 같은 무기 입자, 폴리비닐 나프탈렌과 같은 유기 입자를 포함할 수도 있지만, 이것으로 한정되지는 않는다. 상기 용매에 분산되는 하나 이상의 타입의 착색 입자는, 카본 블랙, 아조계 안료, 프탈로시아닌계 안료, 퀴나크리돈계 안료, 안트라퀴논계 안료, 디옥사진계 안료, 염색 레이크 안료를 포함할 수도 있다. 이 용매는 실리콘 오일 및 이소파라핀계 탄화수소를 포함할 수도 있다.
도 7a 내지 도 7d는 본 발명의 제 1 및 제 2 실시형태에 사용될 수 있는 중공 구조체(53)의 제조 방법의 일례를 나타낸다. 중공 구조체(53)를 제조하기 위하여, 좁은 개구(51b)를 각각 가지는 복수의 독립적인 캐비티(51a)를 포함하는 기판(51)을 사용한다(도 7a 참조). 먼저, 가소성막(52)은 슬릿 코터 또는 다른 적절한 장치를 이용하여 기판(51)상에 형성된다(도 7b 참조). 가소성막(52)을 건조시키기 위하여 가소성막(52) 측에 환기 공간을 제공할 수도 있다. 그 후, 상부에 가소성막(52)이 형성된 기판(51)이 진공 챔버 등에 배치된다. 압력은 캐비티(51a)내의 공기를 팽창시키도록 적어도 가소성막(52) 측에서 감소된다. 상기 캐비티(51a)들이 가소성막(52)으로 밀봉되므로, 상기 가소성막(52)은 공기의 팽창으로 인해 변형(신장)되어, 중공 구조체(53)가 기판(51) 상에 형성된다(도 7c 참조). 최종적으로, 중공 구조체(53)는 기판(51)으로부터 분리되어, 상부벽에 개구들을 가지는 중공 구조체(53)가 획득된다(도 7d 참조). 기판(51)의 캐비티(51a)가 정방 격자로 배열되면(도 8a 참조), 정방 격자에 배열되는 정사각 기둥 형상 셀들을 포함하는 중공 구조체(53)가 획득된다(도 1 및 도 2 참조). 기판(51)의 캐비티(51a)가 조밀 육방 격자로 배열되면(도 8b 참조), 조밀 육방 격자로 배열되는 정육각 기둥 형상 셀들을 포함하는 중공 구조체(53)가 획득된다(도 3 및 도 4 참조).
중공 구조체(53)의 셀들의 깊이(d)는 감소된 압력의 진공 레벨에 의해 적절하게 제어될 수 있다. 특히, 고진공의 경우, 캐비티(51a)들 내부의 공기의 팽창이 커지므로, 깊이(d)가 크다. 저진공의 경우, 캐비티(51a)들 내부의 공기의 팽창이 작으므로, 깊이(d)가 작다. 캐비비(51a)들 내부의 공기의 팽창을 증가시키기 위하여 진공이 더욱 증가되는 경우에, 중공 구조체(53)의 천장부(53a)들은 얇아지게 되고, 결국 천장부(53a)에 개구들을 형성한다. 따라서, 상부벽 및 하부벽에 개구들을 가지는 중공 구조체(53)가 획득된다(도 5 및 도 6 참조).
기판(51)의 일례들은, 니켈 기판, 실리콘 기판, 상부에 레지스트 패턴을 갖는 유리 기판, 구리 클래드 보드(구리/폴리이미드 적층 기판), 에칭된 유리 기판, 및 폴리이미드, PTE 또는 아크릴 수지로 이루어진 수지 기판을 포함할 수도 있다. 기판(51)의 캐비티(51a)는 소수(hydrophobic) 처리되는 것이 바람직하다.
중공 구조체(53)의 셀벽, 상부벽 및 하부벽의 두께, 그리고 상기 셀벽과 상부벽 및 하부벽의 접합부들의 만곡된 단면 형상의 곡률 반경은, 가소성막(52)의 두께 및 재료 그리고 감압 조건(압력 레벨)에 의해 제어될 수 있다. 가소성막(52)이 얇아질수록, 상기 벽들의 두께가 작아지고, 상기 접합부들의 곡률 반경이 작아진다. 상기 압력이 낮아질수록, 상기 벽들의 두께는 더 커지고, 상기 접합부들의 곡률 반경은 작아진다. 가소성막(52)의 점도가 작아질수록, 상기 벽들의 두께는 작아 지고, 상기 접합부들의 곡률 반경은 작아진다.
중공 구조체(53)의 셀벽, 상부벽 및 하부벽은 가소성 재료의 표면 장력을 이용하여 형성된다. 즉, 마이크로엠보싱 또는 화상 노광에 의해 형성된 중공 구조체와 비교하여, 중공 구조체(53)의 벽들의 두께를 감소시킬 수 있다. 마이크로엠보싱 또는 화상 노광을 이용함으로써 중공 구조체(53)의 형상을 달성하는 것이 어렵게 된다.
본 발명의 실시형태에 따른 화상 표시 장치는, 제 1 및 제 2 실시형태의 표시 소자들 중 하나를 포함하는 표시 유닛 및 상기 표시 소자에 전압을 인가하는 구동 소자를 포함할 수도 있다. 본 발명의 실시형태에 따른 화상 표시 시스템은, 전자북, 광고 표시 시스템, 시각표 시스템 및 리사이클 페이퍼와 같은 상술된 화상 표시 장치를 이용하는 시스템들을 포함한다.
<실시예>
(중공 구조체의 제조예 1)
도 7a 내지 도 7d의 중공 구조체 제조 방법을 이용하여 중공 구조체(53)를 제조하였다. 먼저, 가소성 재료로서, 슬릿 코터를 이용하여 기판(51) 상에 폴리우레탄 수용액 하이드란 WLS-201(Dainippon Ink and Chemicals, Inc. 제조)를 도포하여 가소성막(52)을 형성한다. 그 후, 상부에 가소성막(52)이 형성된 기판(51)을 진공 챔버 내에 배치하고, 상기 진공 챔버의 압력을 감소시켜 상기 캐비피 내부의 공기를 팽창시켰다. 폴리우레탄 내의 잔류 수분을 진공 내에서 증발시켜 상기 가소성막(52)을 완전히 건조 및 경화시켰다. 감소된 압력의 진공 레벨을 1 kPa 이하로 설정한 경우, 중공 구조체(53)의 천장부(53a)들에 개구들을 형성하였다.
이러한 방식으로, 셀벽이 1 ㎛ 내지 10 ㎛ 범위의 두께를 가지며, 상부벽 및 하부벽이 1 ㎛ 내지 10 ㎛ 범위의 두께를 가지며, 셀벽과 상부벽 및 하부벽과의 접합부들이, 5 ㎛ 내지 50 ㎛ 범위의 곡률 반경을 각각 가지는 만곡된 단면 형상을 가지는 중공 구조체(53)를 획득하였다.
(중공 구조체의 제조예 2)
도 7a 내지 도 7d의 중공 구조체 제조 방법을 이용하여 중공 구조체(53)를 제조하였다. 먼저, 가소성 재료로서, 슬릿 코터를 이용하여 기판(51) 상에 젤라틴 MC-243(Jellice Co., Ltd 제조)의 5wt% 내지 30wt%를 함유하는 수용액을 도포하여 가소성막(52)을 형성하였다. 그 후, 상부에 가소성막(52)이 형성된 기판(51)을 진공 챔버에 배치하고, 상기 진공 챔버의 압력을 감소시켜 상기 캐비티 내부의 공기를 팽창시켰다. 진공 내에서 젤라틴 내의 잔류 수분을 증발시켜 상기 가소성막(52)을 완전히 건조 및 경화시켰다. 중공 구조체(53)의 천장부(53a)에 개구들을 형성하는 것은, 젤라틴 농도와 감소된 압력의 진공 레벨에 따른다. 젤라틴의 농도가 낮으면, 감소된 압력의 진공 레벨이 낮은 경우에도 개구들이 형성된다. 젤라틴의 농도가 높으면, 감소된 압력의 진공 레벨이 높은 경우에 개구들이 형성된다.
이러한 방식으로, 셀벽이 0.01 ㎛ 내지 5 ㎛ 범위의 두께를 가지며, 상부벽 및 하부벽이 0.01 ㎛ 내지 2 ㎛ 범위의 두께를 가지며, 상기 상부벽 및 하부벽과 셀벽과의 접합부들이, 0.1 ㎛ 내지 20 ㎛ 범위의 곡률 반경을 각각 가지는 만곡된 단면 형상을 가지는 중공 구조체(53)를 획득하였다.
(중공 구조체의 제조예 3)
도 7a 내지 도 7d의 중공 구조체 제조 방법을 이용하여 중공 구조체(53)를 제조하였다. 먼저, 가소성 재료로서, 슬릿 코터를 이용하여 기판(51) 상에 POVAL(폴리비닐 알콜) PVA117(KURARAY Co., Ltd. 제조)의 5wt% 내지 30wt%를 함유하는 수용액을 도포하여 가소성막(52)을 형성하였다. 그 후, 상부에 가소성막(52)이 형성된 기판(51)을 진공 챔버에 배치하고, 상기 진공 챔버의 압력을 감소시켜 상기 캐비티 내부의 공기를 팽창시켰다. 진공 내에서 폴리비닐 알콜 내의 잔류 수분을 증발시켜 상기 가소성막(52)을 완전히 건조 및 경화시켰다. 중공 구조체(53)의 천장부(53a)에 개구들을 형성하는 것은, 폴리비닐 알콜 농도와 감소된 압력의 진공 레벨에 따른다. 폴리비닐 알콜의 농도가 낮으면, 감소된 압력의 진공 레벨이 낮은 경우에도 개구들이 형성된다. 폴리비닐 알콜의 농도가 높으면, 감소된 압력의 진공 레벨이 높은 경우에 개구들이 형성된다.
이러한 방식으로, 셀벽이 3 ㎛ 내지 10 ㎛ 범위의 두께를 가지며, 상부벽 및 하부벽이 1 ㎛ 내지 10 ㎛ 범위의 두께를 가지며, 상기 상부벽 및 하부벽과 셀벽과의 접합부들이, 10 ㎛ 내지 50 ㎛ 범위의 곡률 반경을 각각 가지는 만곡된 단면 형상을 가지는 중공 구조체(53)를 획득하였다.
(중공 구조체의 제조예 4)
도 7a 내지 도 7d의 중공 구조체 제조 방법을 이용하여 중공 구조체(53)를 제조하였다. 먼저, 알콕시 아크릴레이트 PEG 400DA(Diacel-Cytec Company Ltd. 제조)에 불소계 계면활성제 Novec FC-4430(3M Company 제조)를 첨가하여 알콕시 아크릴레이트의 표면 장력을 감소시켜, 가소성 재료를 준비하였다. 그 후, 기판(51) 상에 가소성 재료를 함유하는 용액을 도포하여 가소성막(52)을 형성하였다. 그 후, 상부에 가소성막(52)이 형성된 기판(51)을 진공 챔버에 배치하고, 상기 진공 챔버의 압력을 감소시켜 캐비티 내의 공기를 팽창시켰다. 진공도가 50 kPa에 도달할 때, 자외선을 조사하여 알콕시 아크릴레이트를 경화시켰다.
이러한 방식으로, 셀벽이 0.01 ㎛ 내지 3 ㎛ 범위의 두께를 가지며, 상부벽 및 하부벽이 0.01 ㎛ 내지 1 ㎛ 범위의 두께를 가지며, 상기 상부벽 및 하부벽과 셀벽과의 접합부들이, 0.1 ㎛ 내지 5 ㎛ 범위의 곡률 반경을 각각 가지는 만곡된 단면 형상을 가지는 중공 구조체(53)를 획득하였다.
(중공 구조체의 제조예 5)
도 7a 내지 도 7d의 중공 구조체 제조 방법을 이용하여 중공 구조체(53)를 제조하였다. 먼저, 에폭시 아크릴레이트 AQ9(Arakawa Chemical Industries, Ltd.)에 불소계 계면활성제 Novec FC-4430(3M Company 제조)를 첨가하여 에폭시 아크릴레이트의 표면 장력을 감소시킴으로써, 가소성 재료를 준비하였다. 그 후, 기판(51) 상에 가소성 재료를 함유하는 용액을 도포하여 가소성막(52)을 형성하였다. 그 후, 상부에 가소성막(52)이 형성된 기판(51)을 진공 챔버에 배치하고, 상기 진공 챔버의 압력을 감소시켜 캐비티 내부의 공기를 팽창시켰다. 진공도가 50 kPa에 도달할 때, 자외선을 조사하여 에폭시 아크릴레이트를 경화시켰다.
이러한 방식으로, 셀벽이 0.01 ㎛ 내지 5 ㎛ 범위의 두께를 가지며, 상부벽 및 하부벽이 0.01 ㎛ 내지 1 ㎛ 범위의 두께를 가지며, 상기 상부벽 및 하부벽과 셀벽과의 접합부들이, 0.1 ㎛ 내지 5 ㎛ 범위의 곡률 반경을 각각 가지는 만곡된 단면 형상을 가지는 중공 구조체(53)를 획득하였다.
(전기영동액의 제조)
백색 입자로서 메타크릴산 라우릴과 그라프트 중합된 표면을 가지는 산화 티탄 R-960(Dupont 제조)을 사용하였다. 착색 입자로서 메타크릴산 2-에틸헥실과 그라프트 중합된 표면을 가지는 카본 블랙 PRINTEX A(Degussa 제조)를 사용하였다. 그 후, 분산제 Span 85(Imperial Chemical Industries 제조) 및 대전 제어제 Solsperse 17000(Avecia 제조)를 이용하여 이소파라핀계 탄화수소 Isopar G(Exxon Mobil Corporation 제조)에 상기 백색 입자 및 착색 입자를 분산시켜 전기영동액을 준비하였다. 상기 전기영동액의 조성은, 40 wt%의 백색 입자, 2 wt%의 착색입자, 0.5 wt%의 Span 85, 0.5 wt%의 Solsperse 17000 및 57 wt%의 Isopar G이었다.
(실시예 1)
도 9에 도시된 화상 표시 장치(60)를 제조하였다. 사용된 중공 구조체는, 평면에 배치된 복수의 셀들을 포함하는, 제조예 1 내지 5의 중공 구조체(53)들(도 3 및 도 4 참조) 중 하나였다. 상기 셀들 각각은 개구를 가진다. 중공 구조체(53)에서, 셀벽의 두께는 2 ㎛이였고, 상부벽 및 하부벽 각각의 두께는 1 ㎛이였고, 각 셀의 깊이는 50 ㎛이였고, 셀간 피치는 150 ㎛이였고, 상기 상부벽 및 하부벽과 셀벽과의 접합부는 5 ㎛의 곡률 반경을 가지는 만곡된 단면 형상을 가졌다.
화상 표시 장치(60)에 있어서, 중공 구조체(53)의 하부벽은, 상부에 ITO층(61)이 형성된 PET막(62)에 접착층(63a)에 의해 접착된다. 접착에는 자외선 경화 접착제, 에폭시계 접착제 또는 다른 적절한 접착제를 사용할 수도 있다. 이 구조는 상부에 ITO층(61)이 형성된 PET막(62)을 중공 구조체(53)(도 7c 참조) 위에 접착한 후, 중공 구조체(53)를 기판(51)으로부터 분리함으로써 얻어질 수 있다.
중공 구조체(53)의 셀들은 전기영동액(64)으로 채워지고, 상기 셀들의 개구들은 밀봉된다. 상기 개구들은 폴리우레탄, 젤라틴 및 폴리비닐 알콜과 같은 전기영동액(64)에 용해되지 않는 수용성 수지로 밀봉될 수 있다. 보다 상세하게는, 수 용성 수지를 함유하는 수용액을 슬릿 코터를 이용하여 전기영동액(64)상에 도포하고 건조하여 5 ㎛ 두께의 밀봉막(65)을 형성하였다.
상기 밀봉막(65)은 접착층(63b)에 의해 전압 구동 회로(66)에 접착된다. 접착에는 자외선 경화 접착제, 에폭시계 접착제 또는 다른 적절한 접착제를 사용할 수도 있다. 밀봉막(65)이 얇아질수록, 전압 손실이 작아지므로, 감소된 전압으로 구동시킬 수 있다.
(실시예 2)
도 10에 도시된 화상 표시 장치(70)를 제조하였다. 사용된 중공 구조체는, 평면에 배치된 복수의 셀들을 포함하는, 제조예 1 내지 5의 중공 구조체(53)들(도 3 및 도 4 참조) 중 하나였다. 상기 셀들 각각은 개구를 가진다. 중공 구조체(53)에서, 셀벽의 두께는 2 ㎛이였고, 상부벽 및 하부벽 각각의 두께는 1 ㎛이였고, 각 셀의 깊이는 50 ㎛이였고, 셀간 피치는 150 ㎛이였고, 상기 상부벽 및 하부벽과 셀벽과의 접합부는 5 ㎛의 곡률 반경을 가지는 만곡된 단면 형상을 가졌다.
화상 표시 장치(70)에 있어서, 중공 구조체(53)의 하부벽은 접착층(63a)에 의해 전압 구동 회로(66)에 접착된다. 접착에는 자외선 경화 접착제, 에폭시계 접착제 또는 다른 적절한 접착제를 사용할 수도 있다. 이 구조는 중공 구조체(53)(도 7c 참조) 위에 전압 구동 회로(66)를 접착한 후, 중공 구조체(53)를 기판(51)으로부터 분리함으로써 획득될 수 있다.
중공 구조체(53)의 셀들은 전기영동액(64)으로 채워지고, 상기 셀들의 개구들은 밀봉된다. 상기 개구들은 폴리우레탄, 젤라틴 및 폴리비닐 알콜과 같은 전기 영동액(64)에 용해되지 않는 수용성 수지로 밀봉될 수 있다. 보다 상세하게는, 수용성 수지를 함유하는 수용액을 슬릿 코터를 이용하여 전기영동액(64)상에 도포하고 건조하여 5 ㎛ 두께의 밀봉막(65)을 형성하였다.
상기 밀봉막(65)을 접착층(63b)에 의해 상부에 ITO층(61)이 형성된 PET막(62)에 접착하였다. 접착에는 자외선 경화 접착제, 에폭시계 접착제 또는 다른 적절한 접착제를 사용할 수도 있다. 밀봉막(65)이 얇아질수록, 전압 손실이 작아지므로, 감소된 전압으로 구동시킬 수 있다.
(실시예 3)
도 11에 도시된 화상 표시 장치(80)를 제조하였다. 사용된 중공 구조체는, 평면에 배치된 복수의 셀들을 포함하는, 제조예 1 내지 5의 중공 구조체(53)들(도 6 및 도 4 참조) 중 하나였다. 각각의 셀은 대향하는 개구를 가진다. 중공 구조체(53)에서, 셀벽의 두께는 2 ㎛이였고, 상부벽 및 하부벽 각각의 두께는 1 ㎛이였고, 각 셀의 깊이는 50 ㎛이였고, 셀간 피치는 150 ㎛이였고, 상기 상부벽 및 하부벽과 셀벽과의 접합부는 5 ㎛의 곡률 반경을 가지는 만곡된 단면 형상을 가졌다.
화상 표시 장치(80)에 있어서, 중공 구조체(53)의 하부벽은 접착층(63a)에 의해 전압 구동 회로(66)에 접착된다. 접착에는 자외선 경화 접착제, 에폭시계 접착제 또는 다른 적절한 접착제를 사용할 수도 있다. 이 구조는 중공 구조체(53)(도 7c 참조) 위에 전압 구동 회로(66)을 접착한 후, 중공 구조체(53)를 기판(51)으로부터 분리함으로써 획득될 수 있다.
중공 구조체(53)의 셀들은 전기영동액(64)으로 채워지고, 상기 셀들의 개구 들은 밀봉된다. 상기 개구들은 폴리우레탄, 젤라틴 및 폴리비닐 알콜과 같은, 전기영동액(64)에 용해되지 않는 수용성 수지로 밀봉될 수도 있다. 보다 상세하게는, 수용성 수지를 함유하는 수용액을 슬릿 코터를 이용하여 전기영동액(64)상에 도포하고 건조하여 5 ㎛ 두께의 밀봉막(65)을 형성하였다.
상기 밀봉막(65)을 접착층(63b)에 의해 상부에 ITO층(61)이 형성된 PET막(62)에 접착하였다. 접착에는 자외선 경화 접착제, 에폭시계 접착제 또는 다른 적절한 접착제를 사용할 수도 있다. 밀봉막(65)이 얇아질수록, 전압 손실이 작아지므로, 감소된 전압으로 구동시킬 수 있다.
(실시예 4)
도 12에 도시된 화상 표시 장치(90)를 제조하였다. 사용된 중공 구조체는, 평면에 배치된 복수의 셀들을 포함하는, 제조예 1 내지 5의 중공 구조체(53)들(도 6 및 도 4 참조) 중 하나였다. 각각의 셀은 대향하는 개구들을 가진다. 중공 구조체(53)에서, 셀벽의 두께는 2 ㎛이였고, 상부벽 및 하부벽 각각의 두께는 1 ㎛이였고, 각 셀의 깊이는 50 ㎛이였고, 셀간 피치는 150 ㎛이였고, 상기 상부벽 및 하부벽과 셀벽과의 접합부는 5 ㎛의 곡률 반경을 가지는 만곡된 단면 형상을 가졌다.
화상 표시 장치(90)에 있어서, 중공 구조체(53)의 하부벽은 접착층(63a)에 의해 상부에 ITO층(61)이 형성된 PET막(62)에 접착된다. 접착에는 자외선 경화 접착제, 에폭시계 접착제 또는 다른 적절한 접착제를 사용할 수도 있다. 이 구조는 상부에 ITO층(61)이 형성된 PET막(62)을 중공 구조체(53)(도 7c 참조) 위에 접착한 후, 중공 구조체(53)를 기판(51)으로부터 분리함으로써 획득될 수 있다.
중공 구조체(53)의 셀들은 전기영동액(64)으로 채워지고, 상기 셀들의 개구들은 밀봉된다. 상기 개구들은 폴리우레탄, 젤라틴 및 폴리비닐 알콜과 같은, 전기영동액(64)에 용해되지 않는 수용성 수지로 밀봉될 수도 있다. 보다 상세하게는, 수용성 수지를 함유하는 수용액을 슬릿 코터를 이용하여 전기영동액(64)상에 도포하고 건조하여 5 ㎛ 두께의 밀봉막(65)을 형성하였다.
상기 밀봉막(65)을 접착층(63b)에 의해 전압 구동 회로(66)에 접착하였다. 접착에는 자외선 경화 접착제, 에폭시계 접착제 또는 다른 적절한 접착제를 사용할 수도 있다. 밀봉막(65)이 얇아질수록, 전압 손실이 작아지므로, 감소된 전압으로 구동시킬 수 있다.
(참고예 1)
중공 구조체(53)를 대신하여, 깊이가 50 ㎜이고 폭과 길이가 10 ㎜ ｘ 10 ㎜인 셀들을 포함하는 중공 구조체를 포함하는 화상 표시 장치(90)를 제조하였다. 접착층(63a)을 제공하지 않는다는 점을 제외하고 실시예 4와 동일한 방식으로 화상 표시 장치(90)를 제조하였다.
(평가 방법 및 평가 결과)
전압 구동 회로(66)로부터 10 V의 전압을 인가하여, 백색 반사율, 흑색 반사율 및 콘트라스트를, 광량계를 이용하여 측정하였다. 평가 결과를 표1에 나타낸다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 참고예 1
백색 반사율(%) 38 38 40 41 43
흑색 반사율(%) 1 1 1 1 1
콘트라스트 38 38 40 41 43
백색 반사율(참고예에 대한 비율) 0.88 0.88 0.93 0.95 1
표 1을 참조하면, 실시예 1 내지 4의 화상 표시 장치는, 중공 구조체(53)의 벽 압력, 밀봉막(65) 및/또는 접착층(63a/63b)의 존재로 인한 것으로 생각되는 참고예의 화상 표시 장치 보다 약간 낮은 백색 반사율을 가졌다. 실시예 4의 화상 표시 장치는, 참고예와 비교되는 유일한 부가적인 구성요소인 접착층(63a)을 PET막(62) 측에 포함한다. 따라서, 실시예 4의 화상 표시 장치는, 참고예의 화상 표시 장치와 비교하여 백색 반사율이 가장 작게 감소됨을 나타내었다. 중공 구조체(53)의 셀들의 개구율은 셀간 피치(150 ㎛) 및 셀벽의 두께(2 ㎛)에 기초하여 0.97로서 계산된다는 점에 주목한다.
본 발명의 제 3 실시형태의 따르면, 표시 소자는 중공 구조체를 구비한다. 상기 중공 구조체는, 평면에 배치되는 복수의 셀; 및 인접 셀들을 분리하는 격벽을 포함하며, 각각의 셀은 상기 중공 구조체의 제 1 벽 및 상기 제 1 벽에 대향하는 제 2 벽에 각각 제 1 개구 및 제 2 개구를 가진다. 내부에 하나 이상의 타입의 백색 입자들 및/또는 착색 입자들이 분산되어 있는 용매를 상기 셀들 내에 배치한다. 제 1 개구들을 가지는 제 1 벽과 제 2 개구들을 가지는 제 2 벽 중 하나는 투명 도전막에 접속된다. 표시 소자는 이하의 특징 (5) 내지 (8) 중 하나 이상을 갖는다. 투명 도전막에 접속되지 않은 다른 벽에서의 개구들은, 내부에 하나 이상의 타입의 백색 입자들 및/또는 착색 입자들이 분산되어 있는 용매에 용해되지 않는 수지로 밀봉될 수 있거나 또는 전극으로 밀봉될 수도 있다.
제 3 실시형태의 표시 소자는 이하의 특징 (9) 내지 (11) 중 하나 이상을 가지는 것이 바람직하다.
(9) 인접 셀들을 분리하는 격벽(셀벽)의 두께는 0.01 ㎛ 내지 10 ㎛의 범위를 가지며, 바람직하기로는 0.05 ㎛ 내지 5 ㎛의 범위를 가진다.
(10) 중공 구조체의 제 1 벽 및 제 2 벽 각각의 두께는 0.01 ㎛ 내지 10 ㎛의 범위를 가지며, 바람직하기로는 0.05 ㎛ 내지 5 ㎛의 범위를 가진다.
(11) 제 1 벽과 셀벽과의 제 1 접합부 및 제 2 벽과 셀벽과의 제 2 접합부는 만곡된 단면 형상을 가지며, 상기 만곡된 단면 형상 각각의 곡률 반경은 0.1 ㎛ 내지 50 ㎛의 범위를 가지며, 바람직하기로는 1 ㎛ 내지 10 ㎛의 범위를 가진다. 상기 두께들과 곡률 반경들은 평균값이며, 평균값 각각은 10 개 이상의 임의의 부분을 측정함으로써 획득된다. 측정은 주사형 전자 현미경 또는 다른 적절한 장치를 이용하여 표시 소자 또는 중공 구조체의 단면을 스캐닝함으로써 행해질 수 있다.
본 발명의 제 3 실시형태에 사용될 수 있는 중공 구조체의 일례들은, 상술된 도 5 의 중공 구조체(30) 및 도 6 의 중공 구조체(40)를 포함한다. 본 발명의 제 3 실시형태에 사용될 수도 있는 중공 구조체는, 도 5 의 중공 구조체(30) 및 도 6의 중공 구조체(40)로 제한되지는 않는다. 예를 들어, 셀들은 다른 크기를 가질 수도 있다. 또한, 상기 접합부들은 만곡된 단면 형상을 갖지 않을 수도 있다.
이하, 상기 특징(9)를 가지는 표시 소자를, 도 6의 중공 구조체(40)(허니컴 구조를 갖는 시트)를 참조하여 설명한다. 중공 구조체(40)의 셀벽(42)의 두께는 0.01 ㎛ 내지 10 ㎛의 범위를 가지며, 바람직하게는 0.05 ㎛ 내지 5 ㎛의 범위를 가진다. 이 구성에 대하여, 중공 구조체(40)를 포함하는 표시 소자는 향상된 표시 특성을 제공할 수 있다. 이는 표시 기능을 갖지 않는 셀벽(42)의 두께를 감소시키는 것이 반사율 및 콘트라스트를 향상시키기 때문이다. 셀벽(42)의 두께가 0.01 ㎛ 미만인 경우, 중공 구조체(40)의 강도가 감소된다. 셀벽(42)의 두께가 10 ㎛ 보다 큰 경우, 표시 소자의 특성은 반사율 및 콘트라스트의 관점에서 감소된다.
이하, 상기 특징(10)을 가지는 표시 소자를 도 6의 중공 구조체(40)(허니컴 구조를 갖는 시트)를 참조하여 설명한다. 중공 구조체(40)의 상부벽(43) 및 하부벽(45) 각각의 두께는 0.01 ㎛ 내지 10 ㎛의 범위를 가지며, 바람직하게는 0.05 ㎛ 내지 5 ㎛의 범위를 가진다. 이 구성에 대하여, 중공 구조체(40)를 포함하는 표시 소자는 향상된 표시 특성을 제공할 수 있다. 이러한 감소된 두께를 가지는 상부벽(43) 및 하부벽(45)은 반사율 및 구동 전압의 관점에서 유리한 효과를 제공한다. 상부벽(43) 및 하부벽(45)의 두께가 0.01 ㎛ 미만인 경우, 중공 구조체(40)의 강도는 감소된다. 상기 두께가 10 ㎛ 보다 큰 경우, 표시 소자의 특성은 반사율 및 구동 전압의 관점에서 감소된다.
이하, 상기 특징(11)을 가지는 표시 소자를 도 6의 중공 구조체(40)(허니컴 구조를 갖는 시트)를 참조하여 설명한다. 중공 구조체(40)에서, 접합부(46a) 및 접합부(46b)는, 만곡된 단면 형상을 가지며, 상기 만곡된 단면 형상 각각의 곡률 반경은 0.1 ㎛ 내지 50 ㎛의 범위를 가지며, 바람직하게는 1 ㎛ 내지 10 ㎛의 범위를 가진다. 이 구성에 대하여, 중공 구조체(40)를 포함하는 표시 소자는 향상된 표시 특성 및 강도를 제공할 수 있다. 따라서, 표시 소자는 이 표시 소자를 구부려서 사용하는 경우에도 충분한 강도를 나타낼 수 있다. 즉, 셀벽(22) 보다 더 큰 두께를 가지는 접합부(46a 및 46b)를 제공하면 표시 소자의 강도를 향상시킬 수 있다. 곡률 반경이 0.1 ㎛ 미만인 경우, 표시 소자의 강도는 약간 구부려지는 것을 견디기에 충분하지만, 감겨지는 것을 견디기에는 충분하지 않다. 상기 곡률 반경이 50 ㎛ 보다 큰 경우, 표시 특성은 특히 반사율의 관점에서 감소된다.
본 발명의 제 3 실시형태에 따르면, 투명 도전막에 접속되지 않은 벽의 개구들은 상술된 바와 같이 수지로 밀봉되며, 상기 개구들을 밀봉하는 수지는 막(film)이 바람직하며, 상기 막의 두께는 0.1 ㎛ 내지 10 ㎛의 범위를 가지며, 바람직하게는 0.5 ㎛ 내지 5 ㎛의 범위를 가진다.
이하, 이러한 특징을 갖는 표시 소자를, 도 6의 중공 구조체(40)(허니컴 구조를 갖는 시트)를 참조하여 설명한다. 중공 구조체(40)에서, 셀(41)들에는 내부에 하나 이상의 타입의 백색 입자/착색 입자가 분산되어 있는 용매가 배치되어 있다. 상기 셀(41)들의 개구들(44a 및 44b)은, 상기 용매에 용해되지 않는 수지로 밀봉된다. 상기 개구(44a) 또는 개구(44b)를 밀봉하는 수지는, 두께가 0.1 ㎛ 내지 10 ㎛의 범위를 가지며, 바람직하게는 0.5 ㎛ 내지 5 ㎛의 범위를 가지는 막이다. 이 구성에 대하여, 중공 구조체(40)를 포함하는 표시 소자는, 향상된 표시 특성 및 강도를 제공할 수 있다. 이러한 감소된 두께를 가지는 수지막은, 반사율 및 구동 전압의 관점에서 유리한 효과를 제공한다. 막 두께가 0.1 ㎛ 미만이면, 중공 구조체(40)의 강도는 감소된다. 막 두께가 10 ㎛ 보다 더 크면, 표시 소자의 특성은 반사율 및 구동 전압의 관점에서 감소된다.
도 13a 내지 도 13d는 본 발명의 제 3 실시형태에 사용될 수 있는 중공 구조체(133)의 제조 방법의 일례를 나타낸다. 중공 구조체(133)를 제조하기 위하여, 좁은 개구(131b)를 각각 가지는 복수의 독립적인 캐비티(131a)를 포함하는 기판(131)을 사용한다(도 13a 참조). 먼저, 슬릿 코터 또는 다른 적절한 장치를 이용하여 기판(131) 상에 가소성막(132)을 형성한다(도 13b 참조). 가소성막(132)을 건조시키기 위하여 가소성막(132) 측에 환기 공간을 제공할 수도 있다. 그 후, 상부에 가소성막(132)이 형성된 기판(131)을 진공 챔버 등에 배치한다. 캐비티(131a) 내의 공기를 팽창시키도록 적어도 가소성막(132) 측에서의 압력을 감소시킨다. 상기 캐비티(131a)들이 가소성막(132)으로 밀봉되므로, 상기 가소성막(132)은 공기의 팽창으로 인해 변형(신장)되어, 기판(131) 상에 중간체(133)가 형성된다(도 13c 참조). 최종적으로, 중간체(133)가 기판(131)으로부터 분리되어, 상부벽에 개구들을 가지는 중간체(133)가 획득된다(도 13d 참조). 기판(131)의 캐비티(131a)가 정방 격자로 배열되면(도 14a 참조), 정방 격자로 배열되는 정사각 기둥 형상 셀들을 포함하는 중간체(133)가 획득된다(도 15a 참조). 기판(131)의 캐비티(131a)가 조밀 육방 격자로 배열되면(도 14b 참조), 조밀 육방 격자에 배열되는 정육각 기둥 형상 셀들을 포함하는 중간체(133)가 획득된다(도 15b 참조).
중간체(133)의 셀들의 깊이(d)는 감소된 압력의 진공 레벨에 의해 적절하게 제어될 수도 있다. 특히, 고진공의 경우, 캐비티(131a)들 내부의 공기의 팽창이 커지므로, 깊이(d)가 크다. 저진공의 경우, 캐비티(131a)들 내부의 공기의 팽창이 작으므로, 깊이(d)가 작다. 캐비티(131a)들 내부의 공기의 팽창을 증가시키기 위하여 진공이 더욱 증가되는 경우에, 중간체(133)의 천장부(133a)들은 얇아지게 되고, 결국 천장부(133a)에 개구들이 형성된다. 따라서, 평면에 배치되는 복수의 셀들을 포함하는 중공 구조체(133)가 획득되며, 각각의 셀은 상부벽에서 개구를 가지며 하부벽에서도 개구를 가진다(도 16a 및 도 16b 참조). 도 16a는 정방 격자로 배열되는 정사각 기둥 형상 셀들을 포함하는 중공 구조체(133)를 나타내며, 도 16b는 조밀 육방 격자에 배열되는 육각 기둥 형상 셀들을 포함하는 중공 구조체(133)를 나타낸다.
기판(131)의 일례들은, 니켈 기판, 실리콘 기판, 상부에 레지스트 패턴을 갖는 유리 기판, 구리 클래드 보드(구리/폴리이미드 적층 기판), 에칭된 유리 기판, 및 폴리이미드, PTE 또는 아크릴 수지로 이루어진 수지 기판을 포함할 수도 있다. 기판(131)의 캐비티(131a)는 가소성 재료를 함유하는 용액의 침투를 방지하기 위하여 소수(hydrophobic) 처리되는 것이 바람직하다.
중간체(133)의 셀벽, 상부벽 및 하부벽의 두께, 그리고 상기 셀벽과 상부벽 및 하부벽과의 접합부의 만곡된 단면 형상의 곡률 반경은, 가소성막(132)의 두께 및 재료 그리고 감압 조건(압력 레벨)에 의해 제어될 수 있다. 가소성막(52)이 얇아질수록, 상기 벽들의 두께는 작아지고, 상기 접합부의 곡률 반경은 작아진다. 상기 압력이 낮아질수록, 상기 벽들의 두께는 더 커지고, 상기 접합부들의 곡률 반경은 작아진다. 가소성막(132)의 점도가 작아질수록, 상기 벽들의 두께는 작아지고, 상기 접합부들의 곡률 반경은 작아진다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 상기 중간체(133)의 하부벽의 개구들은, 상기 하부벽을 기계적으로 부분 제거하는 방법과 같은 상술된 방법 이외의 방법에 의해 형성될 수도 있다. 상기 중간체(133)가 물에 용해되면, 물에 중간체(133)를 용해시킴으로써 개구들을 형성할 수도 있다. 하부벽을 기계적으로 부분 제거하는 경우에, 상기 중간체(133)의 하부벽에 접착 테이프를 접촉시킨다. 그 후, 상기 접착 테이프를 제거하여 상기 하부벽을 전단(剪斷)시킴으로써, 개구들을 형성한다. 물에 하부벽을 용해시키는 경우에는, 결로(結露), 증기 또는 물방울 분무에 의해 하부벽에 물이 쌓인다. 다른 방법으로, 에탄올과 같은 용매로 희석된 물 등을 하부벽에 쌓이게 하여 하부벽을 수축시킴으로써, 개구들을 형성할 수도 있다. 상술된 방법들 중 하나에 의해 중간체(133)의 하부벽에 개구들을 형성하여, 본 발명의 제 3 실시형태에 사용될 수 있는 중공 구조체(133)를 획득한다.
중공 구조체(중간체)(133)의 셀벽, 상부벽 및 하부벽은, 가소성 재료의 표면 장력을 이용하여 형성된다. 즉, 마이크로엠보싱 또는 화상 노광에 의해 형성된 중공 구조체와 비교하여, 중공 구조체(133)의 벽들의 두께를 감소시킬 수 있다. 마이크로엠보싱 또는 화상 노광을 이용함으로써 중공 구조체(중간체)(133)의 형상을 달성하는 것은 어렵게 된다.
본 발명의 실시형태에 따른 화상 표시 장치는, 제 3 실시형태의 표시 소자를 포함하는 표시 유닛 및 상기 표시 소자에 전압을 인가하는 구동 소자를 포함할 수도 있다. 상기 화상 표시 장치는, 투명 도전막에 접속되어 있지 않은 벽의 개구들을 전극 또는 수지 대신에 구동 소자로 밀봉하는 제 3소자인 표시 소자를 이용할 수도 있다. 본 발명의 실시형태에 따른 화상 표시 시스템은, 전자북, 광고 표시 시스템, 시각표 시스템 및 리사이클 페이퍼와 같은 상술된 화상 표시 장치를 이용하는 시스템들을 포함한다.
본 발명의 제 3 실시형태의 표시 장치는 개구들을 가진 중공 구조체의 벽들 중 하나가 투명 도전막에 접속되어 있는 중공 복합 구조체를 포함한다. 이러한 중공 복합 구조체는 본 발명의 실시형태에 따른 중공 복합 구조체의 제조 방법을 이용하여 제조될 수 있다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 중공 복합 구조체의 제조 방법은, 복수의 독립적인 캐비티들이 형성되어 있는 기판의 표면에 상기 캐비티들을 둘러싸도록 제 1 가소성막을 형성하는 단계; 제 1 막의 기판 측 표면의 반대쪽 표면에 제 2 막을 형성하는 단계; 상기 캐비티 내의 공기를 팽창시킴으로서 제 1 막을 신장시키는 단계; 및 상기 신장된 제 1 막을 경화시킴으로써 제 1 막과 제 2 막을 함께 접착하는 단계를 포함한다. 제 1 막은, 제 1 막을 광 조사에 의해 경화시킬 수 있도록 광 경화성 재료를 함유하는 것이 바람직하다. 제 2 막은 제 1 막을 경화시키는 광을 투과시켜 제 2 막 위에 광을 조사함으로써 상기 제 1 막을 경화시킬 수 있는 것이 바람직하다. 기판 상에 형성된 중공 복합 구조체를 기판으로부터 분리하여 사용할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 중공 복합 구조체의 제조 방법은, 복수의 독립적인 캐비티들이 형성되어 있는 기판의 표면에 상기 캐비티들을 둘러싸도록 제 1 가소성막을 형성하는 단계; 상기 캐비티들 내의 공기를 팽창시킴으로서 제 1 막을 신장시키는 단계; 제 1 막을 용해 또는 팽윤시킬 수 있는 용매를 제 2 막에 배치하는 단계; 제 2 막 위에서 제 1 막을 용매와 접촉시키는 단계; 상기 용매를 제거함으로써 제 1 막과 제 2 막을 함께 접착하는 단계를 포함한다. 기판 상에 형성된 중공 복합 구조체를 기판으로부터 분리하여 이용할 수 있다. 상기 신장된 제 1 막을 부분적으로 제어하여 개구들을 형성한 후에 제 1 막과 제 2 막을 함께 접착할 수도 있다. 제 1 막을 부분적으로 제거하는 경우에, 상술된 기계적 제거 방법을 이용하여 개구들을 형성할 수도 있다. 제 1 막이 물에 용해될 수 있는 경우에는, 상술된 물 용해 방법을 이용하여 개구들을 형성할 수도 있다. 제 1 막이 기판으로부터 분리된 이후에 제 1 막을 담지체(carrier)에 담지시켜 제 2 막에 접착할 수도 있다.
이러한 방식으로 제조될 수 있는 중공 복합 구조체는 중공 구조를 포함한다. 상기 중공 구조는, 평면에 배치되는 복수의 셀을 포하며, 각각의 셀은 중공 구조체의 제 1 벽 및 상기 제 1 벽에 대향하는 제 2 벽에 각각 제 1 개구 및 제 2 개구를 가진다. 제 1 개구들을 갖는 제 1 벽과 제 2 개구들을 갖는 제 2 벽 중 하나는 미리 결정된 부재에 접속된다. 상기 제 1 벽과 제 2 벽 중 하나가 접속되는 부재의 형상 및 재료는, 상기 제 1 벽과 제 2 벽 중 하나가 상기 부재에 접속될 수 있는 한 특별히 제한되지는 않는다. 중공 복합 구조체는 상기 셀들에 유체를 포함할 수도 있다. 상기 유체는 중공 구조체, 및 제 1 벽과 제 2 벽 중 하나에 접속된 부재를 용해하지 않는한 특별히 제한되지는 않는다.
<실시예>
(중간체의 제조)
도 13a 내지 도 13d의 중공 구조체 제조 방법을 이용하여 중간체(133)를 제조하였다. 먼저, 가소성 재료로서, 기판(131) 상에 슬릿 코터를 이용하여 젤라틴 MC-243(Jellice Co., Ltd 제조)의 5wt% 내지 30wt%를 함유하는 수용액을 도포하여 가소성막(132)을 형성하였다. 그 후, 상부에 가소성막(132)이 형성된 기판(131)을 진공 챔버에 배치하고, 상기 진공 챔버의 압력을 감소시켜 상기 캐비티 내부의 공기를 팽창시켰다. 진공 내에서 젤라틴 내의 잔류 수분을 증발시켜 상기 가소성막(132)을 완전히 건조 및 경화시켰다.
따라서, 셀벽의 두께(h)가 0.01 ㎛ 내지 5 ㎛의 범위를 가지며, 상부벽의 두께(ia)가 0.01 ㎛ 내지 2 ㎛의 범위를 가지며, 각각의 개구 측면의 길이(j)가 140 ㎛이며, 상부벽과 셀벽과의 접합부가 0.1 ㎛ 내지 20 ㎛의 범위의 곡률 반경을 가지는 만곡된 단면 형상을 갖는, 중간체(133)(도 17 참조)를 획득하였다.
(실시예 5)
30℃의 온도 및 80% 내지 99%의 범위의 습도로 유지되는 가습 용기(141)내에 중간체(133)의 개구들을 밀봉하는 밀봉 블록(142)을 배치하였다. 그 후, 가습 용기(141)내의 밀봉 블록(142)상에 중간체(133)를 배치하였다(도 18a 참조). 중간체(133)의 온도는, 가습 용기(141)의 온도보다 낮아야 한다. 이 실시예에서는, 중간체(133)의 온도를 20℃로 설정하였다. 중간체(133)의 온도는 가습 용기(141)보다 낮은 온도를 갖기 때문에, 결로의 결과, 상기 중간체(133)상에 물방울(143)이 형성되었다. 중간체(133)의 개구들은 밀봉되기 때문에, 중간체(133) 내부에는 결로가 발생하지 않는다 점에 주목해야 한다. 결로된 중간체(133)의 천장부(133a)를, 물방울(143)에 용해시켰다. 중간체(133)는, 공기의 압력에 의해 신장되어 형성되기 때문에, 젤라틴 분자가 수평 방향으로 평행하게 정열되어, 내부응력을 발생시킨다. 천장부(133a)가 용해되어 강성이 손실되기 때문에, 표면장력으로 인해 수축이 발생하여, 개구들이 형성되었다(도 18b 참조). 특히, 상기 천장부(133a)의 중앙부로부터 두께가 작은 각각의 개구들을 형성하였다. 이와 같이 중공 구조체(144)(도 16 참조)를 형성하였다(도 18c 참조). 미리 결정된 시간 간격 만큼 결로시켜 원하는 형상의 개구들을 형성한 경우, 가습 용기(141)로부터 중공 구조체(144)를 제거하고 건조시켰다. 이러한 방식으로, 하부벽의 두께가 0.01 ㎛ 내지 2 ㎛ 범위를 가지며, 하부벽과 셀벽과의 접합부가 0.1 ㎛ 내지 20 ㎛의 범위의 곡률 반경을 가지는 만곡된 단면 형상을 갖는, 중공 구조체(144)를 획득하였다.
상기 중간체의 천장부(133a)가 얇아질수록, 개구를 형성하는데 요구되는 시간은 작아진다. 예를 들어, 천장부(133a)의 두께가 0.05 ㎛인 경우, 상기 개구들을 형성하는데 요구되는 시간은 20초였다. 중공 구조체(144)의 개구면은 실시예 6(후술함)의 개구면 보다 매끈하였다.
그 후, 30 ℃의 온도 및 80% 내지 99% 범위의 습도로 유지되는 가습 용기(141)에 20℃의 투명 도전막(151)을 배치하였다. 결로의 결과로서 적정량의 물방울(143)을 형성한 경우, 중공 구조체(144)를 가습 용기(141) 내에 배치하였다(도 19a 참조). 중공 구조체(144)의 온도는, 중공 구조체(144) 상의 결로를 방지하기 위하여 가습 용기(141)의 온도 보다 높아야 하기 때문에, 중공 구조체(144)의 온도를 50℃로 설정하였다. 투명 도전막(151)은, 투명 PET막 및 상기 투명 PET막 상에 스퍼터링 또는 다른 기술에 의해 형성된 투명 ITO(Indium Tin Oxide)층을 포함한다. 중공 구조체(144)의, 개구들을 각각 가지는 벽들 중 하나를 투명 도전막(151)의 ITO층과 접촉시킨 후에, 가습 용기(141)로부터 투명 도전막(151)을 가진 중공 구조체(144)를 제거하여 건조시켰다. 이와 같이, 중공 복합 구조체(152)를 획득하였다(도 19b 참조). 중공 구조체(144) 및 투명 도전막(151)은 이들 사이에 접착층을 개재시키지 않고 서로 접속되지만, 계면은 밀착 상태로 되어 실질적으로 접착 강도가 커진다. 중공 구조체(144)의, 개구들을 각각 가지는 2 개의 벽들 중 어느 하나에 투명 도전막(151)을 접속시킬 수도 있음에 주목한다.
(실시예 6)
기판(131) 상에 형성된 중간체(133)(도 13c 참조)의 천장부(133a)에 접착 테이프를 접촉시켰다. 그 후, 상기 접착 테이프를 제거하여 상기 천장부(133a)를 전단시킴으로써, 개구들을 형성하였다. 이와 같이 기판(131)상에 중공 구조체(도 16 참조)를 형성하였다. 그 후, 기판(131)으로부터 중공 구조체를 제거하였다. 이러한 방식으로, 하부벽의 두께가 0.01 ㎛ 내지 2 ㎛의 범위를 가지며, 상기 하부벽과 셀벽과의 접합부가 0.1 ㎛ 내지 20 ㎛의 범위의 곡률 반경을 가지는 만곡된 단면 형상을 갖는, 중공 구조체(144)를 획득하였다.
그 후, 실시예 5와 동일한 방식으로, 중공 구조체를 투명 도전막에 접속시켜 중공 복합 구조체를 제작하였다.
(실시예 7)
30 ℃의 온도 및 80% 내지 99%의 범위의 습도로 유지되는 가습 용기(141)에 20℃의 투명 도전막(151)을 배치하였다. 결로의 결과로서 적정량의 물방울(143)을 형성한 경우, 중간체(133)를 가습 용기(141) 내에 배치하였다(도 20a 참조). 중간체(133)의 온도는, 중간체(133) 상의 결로를 방지하기 위하여 가습 용기(141)의 온도 보다 더 높아야 하기 때문에, 중간체(133)의 온도를 50℃로 설정하였다. 개구들을 갖지 않는 중공 구조체(133)의 벽을 투명 도전막(151)의 ITO층과 접촉시킨 후에, 가습 용기(141)로부터 투명 도전막(151)을 가진 중공 구조체(144)를 제거하여 건조시켰다. 이와 같이, 중공 복합 구조체(152)를 획득하였다(도 20b 참조). 따라서, 상부벽 및 하부벽에 개구들을 갖는 중공 구조체(144)(도 16 참조)를 형성하는 공정 및 투명 도전막(151)에 중공 구조체(144)를 접속하는 공정을 동시에 수행할 수 있다. 따라서, 공정 단계수, 설비 비용 및 가공 시간에 대한 비용을 감소시킬 수 있다. 중간체(133)가 투명 도전막(151)과 접촉하는 경우, 중간체(133)의 천장부(133a)에는 실시예 5와 동일한 방식으로 수축으로 인해 개구들이 형성되었다. 이러한 방식으로, 하부벽의 두께가 0.01 ㎛ 내지 2 ㎛의 범위를 가지며, 하부벽과 셀벽과의 접합부가 0.1 ㎛ 내지 20 ㎛의 곡률 반경을 가지는 만곡된 단면 형상을 갖는, 중공 복합 구조체(152)를 획득하였다.
(실시예 8)
도 13a 내지 도 13d의 중공 구조체 제조 방법의 일부를 이용하여 중공 복합 구조체를 제조하였다. 먼저, 에폭시 아크릴레이트 AQ9(Arakawa Chemical Industries, Ltd.)에 불소계 계면활성제 Novec FC-4430(3M Company 제조)를 첨가하여 에폭시 아크릴레이트의 표면 장력을 감소시킴으로써, 가소성 재료를 준비하였다. 그 후, 복수의 독립적인 캐비티(131a)들을 포함하는 기판(131) 상에 가소성 재료를 함유하는 용액을 도포하여 가소성막(132)을 형성하였다. 상기 가소성막(132) 상에 ITO층 즉, 자외선 투과 투명 도전막(151)을 배치하였다. 그 후, 기판(131)을 압력 제어 시스템(161)에 배치하고, 압력 제어 시스템(161)의 압력을 감소시켜 상기 캐비티(131a) 내부의 공기를 팽창시켰다. 진공도가 50 kPa에 도달한 때에, 자외선을 조사하여 에폭시 아크릴레이트를 경화하였다.(도 21a 참조). 따라서, 상부벽 및 하부벽에 개구들을 가진 중공 구조체(144)(도 16 참조)를 형성하는 공정 및 상기 중공 구조체(144)를 투명 도전막(151)에 접속하는 공정을 동시에 수행할 수 있다. 따라서, 공정 단계들의 수, 설비 비용 및 가공 시간에 대한 비용을 감소시킬 수 있다.
이러한 방식으로, 셀벽의 두께(h)가 0.01 ㎛ 내지 5 ㎛의 범위를 가지며, 상부벽의 두께(ia) 및 하부벽의 두께(ib)가 0.01 ㎛ 내지 2 ㎛의 범위를 가지며, 각 개구 측면의 길이(j)가 140 ㎛이며, 상부벽 및 하부벽과 셀벽과의 접합부가 각각 0.1 ㎛ 내지 5 ㎛의 범위의 곡률 반경을 가지는 만곡된 단면 형상을 갖는, 중공 복합 구조체(152)(도 21b 참조)를 획득하였다.
(실시예 9)
중공 구조체(144)(도 16b 참조) 및 상기 중공 구조체(144)에 접속되는 투명 도전막(151)을 포함하는 중공 복합 구조체(152)를 사용하였다. 중공 구조체(144)에서, 셀벽의 두께는 2 ㎛이고, 상부벽의 두께(ia) 및 하부벽의 두께(ib)는 1 ㎛이고, 각 개구 측면의 길이(j)가 140 ㎛이며, 각 셀의 깊이가 50 ㎛이며, 셀간 피치가 150 ㎛이며, 상부벽 및 하부벽의 셀벽과의 접합부가, 각각 5 ㎛의 곡률 반경을 가지는 만곡된 단면 형상을 가진다. 투명 도전막(151)은, 표시되는 화상을 투과시키고 전기영동액(171)을 보호하기 위한 투명한 PET막 및 투명한 공통 전극인 ITO층을 포함한다.
중공 복합 구조체(152)의 셀들에, 화상 표시 신호(전압, 전류 등)에 응답하여 이동하는 착색 입자를 함유하는 전기영동액(171)을 주입하였다. 그 후, 슬릿 코터를 이용하여 상기 전기영동액(171) 상에 젤라틴 MC-243(Jellice Co., Ltd. 제조)을 함유하는 수용액을 도포하고 건조시켜 5 ㎛ 두께의 밀봉막(172)을 형성하였다(도 22a 참조). 젤라틴 대신에, 물에는 용해되지만 전기영동액(164)에는 용해되지 않는 폴리우레탄 및 폴리비닐 알콜과 같은 수지로 상기 개구들을 밀봉할 수도 있다. 상기 수용액을 도포하는 방법으로서, 스핀 코팅 및 커튼 코팅과 같은 슬릿 코팅 이외의 방법들을 사용할 수도 있다. 그 후, 슬릿 코터를 이용하여 밀봉막(172) 상에 에폭시 수지를 도포하여 접착층(173)을 형성하였다. 그 후, 전극(174)을 접착층(173)을 통하여 밀봉막(172)에 접속시켰다. 이와 같이 표시 소자(175)를 획득하였다(도 22b 참조). 접착층(173)을 형성하는 재료로서, 자외선 경화 접착제 및 핫멜트 접착체와 같은 에폭시 수지 이외에 재료를 사용할 수도 있다. 에폭시 수지의 도포 방법으로서, 스핀 코팅 및 커튼 코팅과 같은 슬릿 코팅 이외의 방법들을 사용할 수도 있다.
(실시예 10)
전극(174) 대신에 표시 소자에 화상 표시 신호들을 전송하기 위한 전압 구동 회로(181)를 사용한다는 점을 제외하고 실시예 9와 동일한 방식으로 화상 표시 장치(182)(도 23 참조)를 제조하였다. 사용되는 중공 복합 구조체(152)는 실시예 7의 중공 복합 구조체였다.
전압 구동 회로(181)로부터 표시 소자에 10V의 전압을 인가하여, 백색 반사율, 흑색 반사율 및 콘트라스트를 광량계를 이용하여 측정하였다. 획득된 표시 특성은 백색 반사율 42%, 흑색 반사율 1% 및 콘트라스트 42이며, 이는 후술하는 참고예 2의 표시 특성과 같이 우수하였다. 화상 표시 장치(182)를 200 ㎜의 곡률로 구부린 경우, 중공 구조체(144)의 파괴 및 투명 도전막(151)의 분리는 발생하지 않았다.
(실시예 11)
실시예 8 의 중공 복합 구조체를 사용하는 것을 제외하고 실시예 10에서와 동일한 방식으로 화상 표시 장치를 제조하였다.
전압 구동 회로(181)로부터 표시 소자에 10V의 전압을 인가하여, 백색 반사율, 흑색 반사율 및 콘트라스트를 광량계를 이용하여 측정하였다. 획득된 표시 특성은 백색 반사율 42%, 흑색 반사율 1% 및 콘트라스트 42이며, 이는 후술하는 참고예 2의 표시 특성과 같이 우수하였다. 화상 표시 장치(182)를 200 ㎜의 곡률로 구부린 경우, 중공 구조체(144)의 파괴 및 투명 도전막(151)의 분리는 발생하지 않았다.
(실시예 12)
중공 구조체(144)(도 16b 참조) 및 상기 중공 구조체(144)에 접속되는 투명 도전막(151)을 포함하는 중공 복합 구조체(152)를 사용하였다. 중공 구조체(144)에서, 셀벽의 두께는 2 ㎛이고, 상부벽의 두께(ia) 및 하부벽의 두께(ib)는 1 ㎛이고, 각 개구 측면의 길이(j)는 140 ㎛이며, 각 셀의 깊이는 50 ㎛이며, 셀간 피치는 150 ㎛이며, 상부벽 및 하부벽의 셀벽과의 접합부는, 각각 5 ㎛의 곡률 반경을 가지는 만곡된 단면 형상을 가진다. 투명 도전막(151)은, 표시되는 화상을 투과시키고 전기영동액(171)을 보호하기 위한 투명한 PET막, 및 투명 공통 전극인 ITO층을 포함한다.
슬릿 코터를 이용하여 중공 복합 구조체(152)의 상부벽에 에폭시 수지를 도포하여 접착층(173)을 형성하였다(도 24a 참조). 그 후, 상기 셀들에, 화상 표시 신호(전압, 전류 등)에 응답하여 이동하는, 착색 입자를 함유하는 전기영동액(171)을 주입하였다(도 24b 참조). 접착층(173)을 형성하는 재료로서, 자외선 경화 접착제 및 핫멜트 접착제와 같은 에폭시 수지 이외의 재료를 사용할 수도 있다. 에폭시 수지의 도포 방법으로서, 스핀 코팅 및 커튼 코팅과 같은 슬릿 코팅 이외의 방법들을 사용할 수도 있다. 그 후, 중공 전극(144)에 상기 접착층(173)을 통하여 전극(174)을 접착하였다. 이와 같이 표시 소자(175)를 획득하였다(도 24c 참조).
(실시예 13)
전극(174) 대신에 표시 소자에 화상 표시 신호들을 전송하기 위한 전압 구동 회로(181)를 사용한다는 점을 제외하고 실시예 9와 동일한 방식으로 화상 표시 장치(182)를 제조하였다(도 25 참조). 사용되는 중공 복합 구조체(152)는 실시예 7의 중공 복합 구조체였다.
전압 구동 회로(181)로부터 표시 소자에 10V의 전압을 인가하여, 백색 반사율, 흑색 반사율 및 콘트라스트를 광량계를 이용하여 측정하였다. 획득된 표시 특성은 백색 반사율 42%, 흑색 반사율 1% 및 콘트라스트 42이며, 이는 후술하는 참고예 2의 표시 특성과 같이 우수하였다. 화상 표시 장치(182)를 200 ㎜의 곡률로 구부린 경우, 중공 구조체(144)의 파괴 및 투명 도전막(151)의 분리는 발생하지 않았다.
(참고예 2)
중공 구조체(144) 대신에, 깊이가 50 ㎜이고, 폭과 길이가 10 ㎜ X 10 ㎜인 셀들을 포함하는 중공 구조체를 사용한다는 점을 제외하고 실시예 10 과 동일한 방식으로 화상 표시 장치를 제조하였다.
전압 구동 회로(181)로부터 표시 소자에 10V의 전압을 인가하여, 백색 반사율, 흑색 반사율 및 콘트라스트를 광량계를 이용하여 측정하였다. 획득된 표시 특성은 백색 반사율 43%, 흑색 반사율 1% 및 콘트라스트 43이었다.
본 출원은 일본 특허청에 2007년 3월 8일자로 출원된 일본 우선권 주장 출원 제2007-059114호 및 제2007-059115호에 기초하며, 이 전체 내용은 참고로 여기에 통합된다.

Claims (12)

  1. 평면에 배치되는 복수의 셀들 및 인접 셀들을 분리하는 격벽을 포함하는 중공 구조체로서, 각각의 셀은 상기 중공 구조체의 제 1 벽에 개구를 가지는, 중공 구조체; 및
    상기 셀들 내에 배치되며, 내부에 분산되는 하나 이상의 타입의 백색 입자들 및 착색 입자들 중 하나 이상을 가지는 용매
    를 구비하며,
    상기 개구들은 상기 용매에 용해되지 않는 수지로 밀봉되며,
    상기 인접 셀들을 분리하는 격벽의 두께는, 0.01 ㎛ 이상 10 ㎛ 이하인 표시 소자.
  2. 제 1 항에 있어서, 제 1 벽 및 상기 제 1 벽에 대향하는 제 2 벽 중 하나 이상의 두께는 0.01 ㎛ 이상 10 ㎛ 이하인 것인 표시 소자.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 벽과 상기 격벽과의 제 1 접합부 및 상기 제 2 벽과 상기 격벽과의 제 2 접합부는, 만곡된 단면 형상을 가지며, 상기 만곡된 단면 형상 각각의 곡률 반경은 0.1 ㎛ 이상 50 ㎛ 이하인 것인 표시 소자.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수지는 0.1 ㎛ 이상 10 ㎛ 이하의 두께를 가진 막인 것인 표시 소자.
  5. 평면에 배치되는 복수의 셀들 및 인접 셀들을 분리하는 격벽을 포함하는 중공 구조체로서, 각각의 셀은 상기 중공 구조체의 제 1 벽에 개구를 가지는, 중공 구조체; 및
    상기 셀들 내에 배치되며, 내부에 분산되는 하나 이상의 타입의 백색 입자들 및 착색 입자들 중 하나 이상을 가지는 용매
    를 구비하며,
    상기 개구들은 상기 용매에 용해되지 않는 수지로 밀봉되며,
    상기 제 1 벽 및 상기 제 1 벽에 대향하는 제 2 벽의 두께는, 0.01 ㎛ 이상 10 ㎛ 이하인 표시 소자.
  6. 평면에 배치되는 복수의 셀들 및 인접 셀들을 분리하는 격벽을 포함하는 중공 구조체로서, 각각의 셀은 상기 중공 구조체의 제 1 벽에 개구를 가지는, 중공 구조체; 및
    상기 셀들 내에 배치되며, 내부에 분산되는 하나 이상의 타입의 백색 입자들 및 착색 입자들 중 하나 이상을 가지는 용매
    를 구비하며,
    상기 개구들은 상기 용매에 용해되지 않는 수지로 밀봉되며,
    상기 제 1 벽과 상기 격벽과의 제 1 접합부 및 상기 제 1 벽과 대향하는 제 2 벽과 상기 격벽과의 제 2 접합부는, 만곡된 단면 형상을 가지며, 상기 만곡된 단면 형상 각각의 곡률 반경은 0.1 ㎛ 이상 50 ㎛ 이하인 것인 표시 소자.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중공 구조체는, 가소성 재료를 건조시킴으로써 획득되는 재료로 이루어지는 것인 표시 소자.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 가소성 재료는 수용성 수지를 함유하는 것인 표시 소자.
  9. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중공 구조체는 자외선 조사에 의해 가소성 재료를 경화시킴으로써 획득되는 재료로 이루어지는 것인 표시 소자.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 표시 소자; 및
    상기 표시 소자에 전압을 인가하는 유닛을 구비하는 화상 표시 장치.
  11. 제 10 항에 기재된 화상 표시 장치를 구비하는 화상 표시 시스템.
  12. 평면에 배치되는 복수의 셀들을 포함하는 중공 구조체로서, 각각의 셀은 상 기 중공 구조체의 제 1 벽 및 상기 제 1 벽에 대향하는 제 2 벽에 각각 제 1 개구 및 제 2 개구를 가지는, 중공 구조체를 포함하며,
    상기 제 1 개구들을 가진 제 1 벽 및 상기 제 2 개구들을 가진 제 2 벽 중 하나는, 미리 결정된 부재에 접속되어 있는 것인 중공 복합 구조체.
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