KR20100099577A - Twist ball and electronic paper - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 트위스트 볼 및 전자 종이에 관한 것으로서, 특히, 구동 전압이 낮고 응답 속도가 빠른 트위스트 볼 및 이를 이용한 전자 종이에 관한 것이다.The present invention relates to a twist ball and an electronic paper, and more particularly, to a twist ball having a low driving voltage and a fast response speed, and an electronic paper using the same.
휴대 정보 단말기나 정보 통신망 등이 발달함에 따라 휴대성이 우수한 표시 장치의 개발이 주목되고 있다. 이러한 표시 장치로서 최근 각광을 받고 있는 전자 종이(electronic paper)는 2개의 투명 전극 사이에 특정 색을 갖는 전기 영동 입자를 분산시키거나 전기 및 광학적으로 이방성을 갖는 회전구를 배치하는 방식 등을 사용한다.With the development of portable information terminals, information communication networks, and the like, development of display devices having excellent portability has been focused. The electronic paper, which has recently been in the spotlight as such a display device, uses a method of dispersing electrophoretic particles having a specific color or disposing a rotating sphere having electrical and optical anisotropy between two transparent electrodes. .
회전구를 사용하는 방식의 경우, 흔히, 트위스트 볼(twist ball)이라 불리우는 구형의 구조물 표면에 2개의 서로 다른 색을 착색시키며, 서로 다른 색으로 착색된 영역이 서로 다른 전하를 띠게 한다. 이에 따라, 2개의 투명 전극에 전압을 인가할 경우, 트위스트 볼은 전압의 방향에 따라 회전하게 되며, 각각의 트위스트 볼에 대한 전압의 방향을 적절히 조절함으로써 원하는 영상을 표시할 수 있게 된다.In the case of using a spinneret, two different colors are colored on the surface of a spherical structure, commonly called a twist ball, and the areas colored with different colors carry different charges. Accordingly, when a voltage is applied to the two transparent electrodes, the twist ball rotates according to the direction of the voltage, and the desired image can be displayed by appropriately adjusting the direction of the voltage for each twist ball.
본 발명의 일 목적은 전자 종이에 사용할 경우 구동 전압을 낮추면서 응답 속도는 향상시킬 수 있는 트위스트 볼를 제공하는 것이다. One object of the present invention is to provide a twist ball that can improve the response speed while lowering the driving voltage when used in electronic paper.
상기한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 일 측면은,In order to achieve the above object, one aspect of the present invention,
내부가 비어 있는 구 형상의 구조물 및 상기 구조물의 표면에 형성되며, 서로 다른 색으로 착색된 적어도 2개의 표시 영역을 포함하는 트위스트 볼을 제공한다.Provided are a spherical structure having an empty inside and a twist ball formed on a surface of the structure and including at least two display regions colored in different colors.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 표시 영역은 제1 및 제2 표시 영역으로 나뉜 것일 수 있다. 이 경우, 상기 제1 및 제2 표시 영역은 각각 검은색 및 흰색으로 착색될 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 표시 영역은 각각 양전하 및 음전하로 대전될 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 표시 영역은 각각 상기 구조물에서 반구에 해당하는 영역에 형성될 수 있다.In an embodiment of the present disclosure, the display area may be divided into first and second display areas. In this case, the first and second display areas may be colored black and white, respectively. In addition, the first and second display areas may be charged with positive and negative charges, respectively. In addition, the first and second display areas may be formed in regions corresponding to hemispheres in the structure, respectively.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 구조물의 내부는 공기가 채워진 것일 수 있다. 이와 달리, 상기 구조물의 내부는 진공 상태일 수도 있다.In one embodiment of the present invention, the interior of the structure may be filled with air. Alternatively, the interior of the structure may be in a vacuum.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 구조물 내부의 비어 있는 영역은 전체 부피 에 대하여 10 ~ 80%의 부피를 갖는 것이 바람직하다.In one embodiment of the present invention, the empty area inside the structure preferably has a volume of 10 to 80% of the total volume.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 구조물 내부의 비어 있는 영역에 의해 1이하의 비중을 가질 수 있다.In one embodiment of the present invention, it may have a specific gravity of 1 or less by the empty area inside the structure.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 구조물의 직경은 5 ~ 150㎛인 것이 바람직하다.In one embodiment of the present invention, the diameter of the structure is preferably 5 ~ 150㎛.
본 발명의 다른 측면은,Another aspect of the invention,
각각 투명한 물질로 이루어지며, 서로 대향하여 배치된 상부 및 하부 전극 및 상기 상부 및 하부 전극 사이에 배치되며, 내부가 비어 있는 구 형상의 구조물 및 상기 구조물의 표면에 형성되되 서로 다른 색으로 착색되고 각각 양전하 및 음전하로 대전된 제1 및 제2 표시 영역을 구비하는 트위스트 볼을 포함하는 전자 종이를 제공한다.Each made of a transparent material, disposed between the upper and lower electrodes and the upper and lower electrodes disposed to face each other, and formed on the structure of the hollow sphere and the surface of the structure, and colored in different colors, respectively. An electronic paper comprising a twist ball having first and second display regions charged with positive and negative charges is provided.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 트위스트 볼의 비중은 1이하인 것이 바람직하다.In one embodiment of the present invention, the specific gravity of the twist ball is preferably 1 or less.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 상부 및 하부 전극 사이에 배치되어 상기 트위스트 볼을 수용하는 격벽 구조를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 격벽 구조는 임프린팅에 의해 형성될 수 있으며, 상기 격벽 구조와 상기 하부 전극은 일체로 형성될 수 있다.In one embodiment of the present invention, it may further include a partition structure disposed between the upper and lower electrodes to accommodate the twist ball. In this case, the barrier rib structure may be formed by imprinting, and the barrier rib structure and the lower electrode may be integrally formed.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 트위스트 볼을 밀봉하는 전기 절연성의 투 명 매질을 더 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, it may further comprise an electrically insulating transparent medium for sealing the twist ball.
본 발명에 따른 트위스트볼을 전자 종이에 사용할 경우, 구동 전압은 낮추면서 응답 속도는 향상시킬 수 있다.When the twist ball according to the present invention is used in an electronic paper, the response speed can be improved while lowering the driving voltage.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태들을 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.However, embodiments of the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. In addition, embodiments of the present invention are provided to more completely describe the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shape and size of elements in the drawings may be exaggerated for clarity, and the elements denoted by the same reference numerals in the drawings are the same elements.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 트위스트 볼를 개략적으로 나타내며, 각각 사시도 및 분해사시도에 해당한다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 트위스트 볼(100)은 구 형상의 구조물로서, 그 표면에는 제1 및 제2 표시 영역(101, 102)이 형성되어 있으며, 상기 구조물의 내부는 비어 있는 것을 특징으로 한다. 1 and 2 schematically show a twist ball according to an embodiment of the present invention, which corresponds to a perspective view and an exploded perspective view, respectively. 1 and 2, the
상기 제1 및 제2 표시 영역(101, 102)은 상기 트위스트 볼(100)이 회전함에 따라 특정 위치에서 보았을 때 서로 다른 색을 표시할 수 있도록 서로 다른 색으로 착색되어 있으며, 예컨대, 각각 검은색 및 흰색으로 착색된다. 다만, 본 실시 형태에서는 트위스트 볼(100)의 표면에 2개의 표시 영역이 형성된 경우를 설명하고 있으나, 필요에 따라, 표기 영역의 수는 3개 이상이 될 수도 있을 것이다. 또한, 검은색 이나 흰색이 아닌 다양한 색으로 표시 영역을 착색시킬 수 있을 것이다.The first and
전압의 인가에 의해 상기 트위스트 볼(100)이 회전될 수 있도록 하기 위하여 상기 제1 및 제2 표시 영역(101, 102)은 서로 다른 극성을 갖도록 대전되며, 예컨대, 각각, 양전하 및 음전하로 대전될 수 있다. 이 경우, 구 형상의 구조물 표면을 전기 및 광학적으로 처리하여 상기 제1 및 제2 표시 영역(101, 102)을 형성하는 것은 당해 기술 분야에서 공지된 방법을 사용할 수 있다. 예컨대, 2개의 착색 액을 구비하는 회전 디스크에 내부가 비어 있는 구 형상의 구조물을 투입한 후 상기 구조물에 원심력을 작용하는 방법 등을 사용할 수 있을 것이다. In order to allow the
상기 트위스트 볼(100)을 이루는 구 형상의 구조물은 유기 물질이나 무기 물질을 모두 사용할 수 있으며, 유기 물질로는 PMMA, 실리콘 레진, 우레탄 레진 등을 예로 들 수 있고, 무기 물질로는 실리카, 알루미나, 글라스 등과 같이 내부에 보이드(void)를 용이하게 형성할 수 있는 물질을 적절히 선택하여 사용할 수 있다. 상술한 바와 같이, 상기 트위스트 볼(100)의 내부는 비어 있으며, 내부가 비어있다 함은 구 형상의 구조물 내부가 공기로 채워져 있거나 진공인 상태를 의미한다. 이 경우, 전체 부피에 대하여 비어 있는 영역, 즉, 보이드는 10 ~ 80%의 부피를 가질 수 있다.The spherical structure of the
본 실시 형태와 같이, 트위스트 볼(100)의 내부를 진공 또는 에어 보이드로 형성함으로써 트위스트 볼(100)의 비중을 크게 낮출 수 있다. 종래의 일반적인 트위스트 볼은 내부가 차 있는 구조로서, 지르코니아 등을 사용하여 제작하였다. 이와 비교하여, 본 실시 형태에서 제공되는 트위스트 볼(100)의 경우, 지르코니아 대신 다른 유기 또는 무기 물질을 사용함과 더불어 내부를 진공 또는 에어 보이드로 형성함으로써 비중을 1이하로 낮출 수 있다. 이에 따라, 트위스트 볼(100)의 회전을 위해 필요한 구동 전압의 크기를 낮출 수 있으며, 트위스트 볼(100)의 응답 속도도 향상될 수 있다.As in the present embodiment, the specific gravity of the
이를 보다 구체적으로 설명하면, 입자의 회전에 필요한 에너지 K는 입자의 질량에 비례하는 관성 모멘트 I 및 각속도 ω와 다음과 같은 관계가 있다.In more detail, the energy K necessary for the rotation of the particles has the following relationship with the moment of inertia I and the angular velocity ω proportional to the mass of the particles.
K = (I × ω2) / 2K = (I × ω 2 ) / 2
따라서, 입자의 질량이 커지면 입자의 회전에 필요한 에너지가 커지며, 이에 따라, 입자의 회전에 수반하는 소비 전력이 커지게 되는 것이다.Therefore, the larger the mass of the particles, the larger the energy required for the rotation of the particles, and accordingly, the power consumption accompanying the rotation of the particles increases.
내부가 비어 있는 구조를 얻는 방법은 트위스트 볼(100)을 이루는 물질에 따라 적절히 선택될 수 있으며, 예컨대, 포밍법(foaming method), 신터링법(sintering method), 스트레칭법(stretching method), 추출법(extraction method), 트랙 에칭법(track etching method) 등을 사용할 수 있다. 또한, 이러한 방법을 사용하여 상기 트위스트 볼(100)의 직경은 약 5 ~ 150㎛ 정도로서 다양한 픽셀로 구현이 가능한다.The method of obtaining a hollow structure may be appropriately selected according to the material forming the
도 3 및 도 4는 각각 도 1의 트위스트 볼이 채용된 전자 종이를 개략적으로 나타내는 평면도이다. 우선, 도 3을 참조하면, 전자 종이(200)는 제1 및 제2 표시 영역(201, 202)을 갖는 트위스트 볼, 하부 전극(203), 상부 전극(204), 격벽 구조(205) 및 투명 매질(206)을 구비하는 구조이다. 상기 트위스트 볼은 상술한 바와 같이, 내부가 비어 있는 구 형상의 구조물로서 비중이 매우 낮아 구동 전압을 낮추는 데 기여할 수 있다. 상기 상부 및 하부 전극(204, 203)은 투명하며 도전성 갖는 물질, 예컨대, ITO와 같은 물질로 이루어지며, 상기 트위스트 볼에 전압을 인가하기 위한 수단이다. 이 경우, 따로 도시하지는 않았으나, 상기 트위스트 볼 각각에 인가되는 전압의 크기와 방향을 따로 조절하기 위한 조절 수단이 구비될 수 있다.3 and 4 are plan views schematically illustrating an electronic paper employing the twist ball of FIG. 1, respectively. First, referring to FIG. 3, the
상기 상부 및 하부 전극(204, 203) 사이에는 트위스트 볼을 각 픽셀 단위로 분리하여 수용하기 위한 격벽 구조(205)가 배치되며, 구조적 안정성을 위하여 상기 격벽 구조(205)의 높이는 트위스트 볼의 직경보다 큰 것이 바람직하다. 상기 격벽 구조(205) 사이에는 상기 트위스트 볼이 용이하게 회전될 수 있도록 밀봉하는 전기 절연성의 투명 매질(206)이 구비되며, 회전 저항이 크지 않은 적절한 투명 유기물을 사용할 수 있다.A
도 4에 도시된 실시 형태의 경우, 전자 종이(300)는 도 3의 경우와 마찬가지로, 제1 및 제2 표시 영역(301, 302)을 가지며 내부가 비어 있는 트위스트 볼, 하부 전극(303), 상부 전극(304), 격벽 구조(305) 및 투명 매질(306)을 구비하는 구조이다. 도 3의 실시 형태와 다른 점은, 상기 격벽 구조(305)에 있으며, 본 실시 형태의 경우, 상기 격벽 구조(305)는 R2R(Roll to Roll) 임프린팅 방식으로 형성될 수 있다. 이와 같이 임프린팅 방식으로 격벽 구조(305)를 형성할 경우, 제조 공정을 간소화할 수 있으며, 특히, 상기 하부 전극(303)과 일체로 한번에 형성할 수 있다.In the case of the embodiment illustrated in FIG. 4, the
본 발명은 상술한 실시 형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.The present invention is not limited by the above-described embodiments and the accompanying drawings, but is intended to be limited only by the appended claims. It will be apparent to those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. something to do.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 트위스트 볼를 개략적으로 나타내며, 각각 사시도 및 분해사시도에 해당한다. 1 and 2 schematically show a twist ball according to an embodiment of the present invention, which corresponds to a perspective view and an exploded perspective view, respectively.
도 3 및 도 4는 각각 도 1의 트위스트 볼이 채용된 전자 종이를 개략적으로 나타내는 평면도이다.3 and 4 are plan views schematically illustrating an electronic paper employing the twist ball of FIG. 1, respectively.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
101, 201: 제1 표시 영역 102, 202: 제2 표시 영역101, 201:
203, 303: 하부 전극 204, 304: 상부 전극203, 303:
205, 305: 격벽 구조 206, 306: 투명 매질205 and 305
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8541938B2 (en) | 2010-12-07 | 2013-09-24 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Electronic paper display device and method of manufacturing the same |
CN108681179A (en) * | 2018-07-10 | 2018-10-19 | 京东方科技集团股份有限公司 | Electronic paper |
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2009
- 2009-03-03 KR KR1020090018134A patent/KR20100099577A/en not_active Application Discontinuation
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