KR20120071542A - 전자종이 표시소자의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자종이 표시소자의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전자종이 표시소자를 제조함에 있어 표시 매체용 입자를 미세 격벽이 있는 투명 전극 기판의 셀에 일정 비율로 주입하는 방법에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은, 각기 미세 격벽이 형성되어 있는 상부기판과 하부기판을 준비하는 단계; 상기 상부기판과 하부기판 중 선택된 한 기판의 셀에만 혼합 입자를 주입하는 단계; 상기 상부기판과 하부기판을 합지하여 각 셀을 봉입하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자종이 표시소자의 제조방법을 제공함으로써, 입자 주입률(셀의 총 높이 대비 표시 매체용 입자 주입 높이의 비율)을 쉽고 일정하게 제어할 수 있도록 한다.

Description

전자종이 표시소자의 제조방법{Method for manufacturing electronic paper display device}

본 발명은 전자종이 표시소자의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전자종이 표시소자를 제조함에 있어 표시 매체용 입자를 미세 격벽이 있는 투명 전극 기판의 셀에 일정 비율로 주입하는 방법에 관한 것이다.

오늘날 새로운 패러다임이 요구되는 정보화 사회에서 그에 상응하는 정보 전달 및 공유 방식으로의 대변환의 필요성으로 인해, 유연한 디스플레이로서 구부릴 수 있다는 장점을 가진 전자종이 기술의 개발이 가속화되고 있으며, 상업적 개발 단계에 접어들고 있다.

전자종이 표시소자는 박형의 플라스틱과 같은 유연한 기판으로 이루어진 디스플레이 장치로서, 기판 사이에 뿌려져 있는 수백만 개의 구슬에 의해 문자나 이미지, 영상 등을 표시할 수 있으며, 액정표시장치(liquid crystal display), 플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel), 유기 전계발광(electro luminescence) 소자를 뒤이을 차세대 표시소자로 개발되고 있다.

특히, 전자종이(electronic paper)는 수백만번 재생해 쓸 수 있다는 점에서 책, 신문 또는 잡지 등과 같은 기존의 인쇄매체를 대체할 표시장치로서 기대되고 있다.

이러한 전자종이는 플렉서블(flexible) 또는 페이퍼 디스플레이 구현의 핵심이 되는 소자로서, 도전성 물질에 전자기장을 가하여 운동성을 갖게 한다는 전기영동학(electrophoresis)에 기초를 둔 것으로, 박형의 유연한 기판들 사이에 도전성을 가진 미립자들(또는 토너 입자들)을 분포시킨 후 전자기장의 극성변화에 의한 미립자들의 방향 배치 변화로 데이터를 표현한다.

이러한 전자종이에는 전기영동형, 자일리콘형 및 토너형(건식형) 등이 있는데, 그 일례로 토너형 전자종이 표시소자의 셀 구조를 도 1에 도시하였다.

도 1에 도시된 바와 같이, 보통 토너형 전자종이 표시소자는, 플라스틱 또는 유리로 이루어진 상부기판(4) 및 하부기판(1); 상기 상부기판(4) 및 하부기판(1) 각각에 내접하여 형성된 상부전극(5) 및 하부전극(2); 상기 상부기판(4)과 하부기판(1)의 간격을 일정하게 유지하고, 셀(cell)과 셀을 분리 및 구획하는 절연체 격벽(7); 상기 두 전극(2,5) 사이에 위치하는 백색((-)) 표시 매체용 입자(토너 입자 또는 건식 입자)(3) 및 흑색((+)) 표시 매체용 입자(토너 입자 또는 건식 입자)(6)로 구성된다.

이와 같이 구성된 토너형 전자종이 표시소자는 상부전극(5)과 하부전극(2)에 충분한 전압이 인가되면 인가된 전극 극성에 따라 대전되는 토너 입자(3,6)들이 서로 반대 전극으로 끌려가게 되어 해당 이미지를 구현한다.

예컨대, 백색 토너 입자(3)가 (-), 흑색 토너 입자(6)가 (+) 성질을 띄고, 상부전극(5)에 (+)전압, 하부전극(2)에 (-)전압이 인가되면, 백색((-)) 토너 입자(3)는 상부전극(5)으로, 흑색((+)) 토너 입자(6)는 하부전극(2)으로 이동되어 백색으로 표시된다.

반대로, 상부전극(5)에 (-)전압이 걸리게 되면, 흑색((+)) 토너 입자(6)가 상부전극(5)으로 이동되어 흑색으로 표시된다.

상기의 토너형 전자종이 표시소자의 제조에 있어서 토너 입자들을 기판의 각 셀 내에 정량적으로, 즉 일정한 주입율(상하 기판 셀의 총 높이 대비 토너 입자 주입 높이 비율)로 주입하여 일정한 공극을 형성하는 것이 중요하며, 이는 곧 전자종이 표시소자의 표시화상 품질 및 내구성에 영향을 주기 때문이다.

최근 토너 입자를 기판에 주입하는 방법으로서 다양한 방법들이 연구되고 있는데, 그 중에 롤러 코터 도포법이나 입자 침지법, 정전 도장법(코로나 스프레이 분사법), 스크린 프린팅법 등이 있다.

그러나, 이들 주입 방법만으로는 토너 입자의 정량적 주입 제어가 어려운 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 전자종이 표시소자를 구성하는 기판의 셀에 대하여 표시 매체용 입자를 보다 정량적으로 주입하여 입자 주입률을 제어할 수 있는 전자종이 표시소자의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 각기 미세 격벽이 형성되어 있는 상부기판과 하부기판을 준비하는 단계; 상기 상부기판과 하부기판 중 선택된 한 기판의 셀에만 혼합 입자를 주입하는 단계; 상기 상부기판과 하부기판을 합지하여 각 셀을 봉입하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자종이 표시소자의 제조방법을 제공한다.

바람직하게, 상기 선택된 한 기판의 셀에 혼합 입자를 주입함에 있어 상기 기판의 격벽 높이만큼 가득 채우는 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게, 상기 하부기판의 격벽 높이와 상부기판의 격벽 높이를 조절하여 혼합 입자의 주입률(셀의 총 높이 대비 혼합 입자 주입 높이의 비율)을 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면 미세 격벽이 형성되어 있는 기판의 각 셀에 표시 매체용 입자를 보다 정량적으로 주입할 수 있게 되며, 이에 따라 입자 주입률을 간단하고 정확하게 제어하고 일정한 공극을 형성해주어 전자종이 표시소자의 화상 품질 및 내구성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 토너형 전자종이 표시소자의 셀 구조를 도시한 단면도
도 2는 본 발명에 따라 셀 내에 표시 매체용 입자가 주입된 하부기판을 나타낸 단면도
도 3은 본 발명에 따라 셀 내에 표시 매체용 입자가 비주입된 상부기판을 나타낸 단면도
도 4는 본 발명에 따라 표시 매체용 입자가 주입된 하부기판과 표시 매체용 입자가 비주입된 상부기판을 합지하여 제조한 전자종이 표시소자를 나타낸 단면도

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며, 설명에 있어서 공지된 기술과 동일한 부분에 대하여 중복되는 설명은 생략되는 것도 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 대해 더욱 상세하게 설명하고자 한다.

본 발명은 전자종이 표시 매체용 입자를 미세 격벽(기판에 미세패턴으로 형성된 절연체의 격벽임)이 형성되어 있는 투명 전극 기판(투명 전극이 형성된 투명 기판임)에 주입하는 방법에 관한 것으로, 미세 격벽에 의해 구획되어 형성된 투명 전극 기판의 각 셀에 대하여 전자종이 표시 매체용 입자의 주입율을 일정하게 제어하여 표시 매체용 입자를 정량적으로 주입할 수 있는 전자종이 표시소자의 제조방법을 제공하고자 한다.

우선, 본 발명에 의해 제조되는 토너형 전자종이 표시소자는, 플라스틱 또는 유리로 이루어진 하부기판(1) 및 상부기판(4), 상기 하부기판(1)과 상부기판(4) 각각에 내접하여 형성된 하부전극(2) 및 상부전극(5), 상기 하부기판(1)과 상부기판(4)의 간격을 일정하게 유지하면서 셀과 셀을 분리 및 구획하는 절연체 격벽(7-1,7-2), 상기 각 셀에 주입되어 두 전극(2,5) 사이에 위치되는 전자종이 표시 매체용 입자(3,6)로 이루어지며, 이러한 구성은 도 1에 도시된 표시소자의 구성과 차이가 없다.

상기한 구성의 전자종이 표시소자를 제조함에 있어서, 투명 전극 기판인 하부기판(1)에 셀을 구획하면서 상부기판(4)과의 간격을 유지하는 하부 미세 격벽(7-2)이 형성되고, 또한 투명 전극 기판인 상부기판(4)에 셀을 구획하면서 하부기판(1)과의 간격을 유지하는 상부 미세 격벽(7-1)이 형성된다.

상기와 같이 미세 격벽(7-1,7-2)이 형성되어 있는 투명 전극 기판인 상부기판(4)과 하부기판(1)을 제작하여 준비한 다음, 하부기판(1)(또는 상부기판)의 각 셀에만 표시 매체용 입자(3,6)를 주입한 후, 상기 하부기판(1)과 상부기판(4)을 합지하여 각 셀을 봉입함으로써 전자종이 표시소자를 제조한다.

이때, 상기 선택된 한 기판, 즉 하부기판(1)의 셀에 주입되는 표시 매체용 입자(3,6)는 전자종이 표시소자에서 화상 표현을 위해 사용되고 있는 공지의 입자이고, 보통 백색((-)) 표시 매체용 입자(3)(토너 입자 또는 건식 입자)와 흑색((+)) 표시 매체용 입자(6)가 사용되며, 상기 두 가지 입자(3,6)가 혼합되어 각 셀에 주입된다.

또는 흑색, 백색 표시 매체용 입자(3,6) 대신, 공지의 컬러 표시 매체용 입자를 사용함도 가능하며, 이에 의해 한정되는 것은 아니다.

본 발명에서는 이렇게 하부기판(1)의 각 셀에 혼합된 표시 매체용 입자(3,6), 즉 혼합 입자를 주입함에 있어 상기 기판(1)의 격벽(7-2) 높이만큼 가득 채워지게 주입한다.

단, 하부기판(1)에 혼합 입자를 주입하기 전, 또는 미세 격벽(7-2)이 형성된 하부기판(1)과 상부기판(4)을 제작하여 준비하는 단계에서, 상기 하부기판(1)의 격벽(7-2) 높이와 상부기판(4)의 격벽(7-1) 높이를 미리 조절하여 제작함으로써 혼합 입자의 주입률(상하 기판 셀의 총 높이 대비 혼합 입자 주입 높이의 비율)을 조절 및 제어하게 된다.

여기서, 상기 혼합 입자의 주입률은 상부기판(4)과 하부기판(1) 셀의 총 높이 대비 표시 매체용 입자가 주입된 높이의 비율을 말한다.

즉, 상기 혼합 입자의 주입률은 상부기판(4)의 격벽(7-1) 높이와 하부기판(1)의 격벽(7-2) 높이의 비율에 따라 조절 가능하다.

아울러, 합지된 상하 기판(1,4)은, 주지된 바에 따라, 경화 공정 등을 거쳐 최종적으로 전자종이 표시소자로서 제작된다.

이와 같이 본 발명에 의하면 선택된 기판(1 또는 4)의 각 셀에 혼합 입자를 가득 주입하여 미세 격벽(7-1 또는 7-2)의 높이만큼, 즉 미세 격벽(7-1 또는7-2)의 상단까지 채우고, 상부기판(4) 및 하부기판(1)의 각 격벽(7-1,7-2) 높이를 조절하여 혼합 입자의 주입률 또는 셀의 공극률을 조절할 수 있다.

다시 말해, 하부기판(1)의 격벽(7-2) 높이를 조절하여 기판(1)에 쌓이는 표시 매체용 입자(3,6)의 층수를 조절하고, 또한 표시 매체용 입자(3,6)가 비주입된 상부기판(4)의 격벽(7-1) 높이를 조절하여 입자 주입률 및 공극률을 조절함으로써 전자종이 표시 매체용 입자(3,6)의 전기적 상하운동(하부전극과 상부전극 사이를 이동함)에 영향을 주어, 결과적으로 전자종이 표시소자의 화상 품질을 제어할 수 있게 된다.

즉, 본 발명에 따라 투명 전극 기판의 각 셀에 주입되는 혼합 입자를 일정 비율로 제어하여 정량적으로 주입함으로써 전자종이 표시 화상의 품질을 간단하고 일정하게 제어하여 향상시킬 수 있다.

이하, 본 발명을 실시예에 의거하여 더욱 상세하게 설명하는 바, 본 발명이 이에 의해 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

백색 표시 매체용 입자와 흑색 표시 매체용 입자를 혼합한 혼합 입자를 준비하여, 미세 격벽이 형성되어 있는 투명 전극 기판인 상부기판의 셀 내에 가득 주입하였다.

이때 혼합 입자의 주입 방법은 롤러 코터 도포법, 입자 침지법, 정전 도장법(코로나 스프레이 분사법), 스크린 프린팅법 등 어느 것이라도 상관 없다.

다음, 미세 격벽이 형성된 투명 전극 기판인 하부기판을 혼합 입자를 비주입한 상태로 준비하고, 상기 입자가 주입된 상부기판과 합지하여 전자종이 표시소자를 제작하였다.

여기서, 상부기판의 격벽 높이와 하부기판의 격벽 높이의 비는 50 : 50 으로 하였다.

실시예 2

상부기판의 격벽 높이와 하부기판의 격벽 높이의 비를 60 : 40 으로 하는 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 전자종이 표시소자를 제작하였다.

실시예 3

상부기판의 격벽 높이와 하부기판의 격벽 높이의 비를 70 : 30 으로 하는 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 전자종이 표시소자를 제작하였다.

비교예 1

먼저, 백색 표시 매체용 입자와 흑색 표시 매체용 입자를 일정한 비율로 혼합한 입자 혼합물(혼합 입자)을 용매와 혼합하여 흑백 혼합입자 페이스트를 제조하였다.

이때, 상기 흑백 혼합입자 페이스트의 농도는 50% 로 제조하여 준비하였다.

미세 격벽이 형성된 투명 전극 기판인 상부기판 위에 상기 흑백 혼합입자 페이스트를 얹은 뒤, 스퀴지를 상부기판의 미세 격벽에 접촉, 이동시켜 기판의 각 셀 내에 흑백 혼합입자 페이스트가 균일하게 주입되도록 하였다.

다음, 흑백 혼합입자 페이스트의 용매를 완전히 건조하여 제거한 후, 기판 위에서 스퀴지를 다시 한번 접촉, 이동시켜 격벽 위의 잔여 입자들을 제거하였다.

이후 상부기판 셀의 입자 주입 높이를 측정하여 입자 주입률을 계산하였다.

계속해서, 상기 입자가 주입된 상부기판과 격벽이 없는 투명 전극 기판인 하부기판을 합지하여 전자종이 표시소자를 제작하였다.

비교예 2

흑백 혼합입자 페이스트의 농도를 60%로 하는 것을 제외하고, 비교예 1과 동일한 방법으로 전자종이 표시소자를 제작하였다.

비교예 3

흑백 혼합입자 페이스트의 농도를 70%로 하는 것을 제외하고, 비교예 1과 동일한 방법으로 전자종이 표시소자를 제작하였다.

이상과 같이 제작한 토너형 전자종이 표시소자의 입자 주입률을 측정 및 계산하여 각각의 입자 주입률 제어 효율을 평가하고, 그 결과를 표 1에 나타내었다.

상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따라 제작한 토너형 전자종이 표시소자의 경우(실시예 1 내지 3) 정량의 혼합 입자가 일정 비율로 주입되어 입자 주입률의 제어가 간단하고 정확하게 이루어짐을 확인할 수 있었다.

반면, 비교예 1 내지 3의 경우, 각기 입자 주입률 50%, 60%, 70% 로 제어하고자 흑백 혼합입자 페이스트를 주입하였으나, 상기 표 1에서 보이듯이, 셀 내에 주입된 혼합 입자의 주입률을 일정 비율로 정확하게 제어하기가 매우 어려움을 확인할 수 있었다.

1 : 하부기판
2 : 하부전극
3 : 백색 표시 매체용 입자
4 : 상부기판
5 : 상부전극
6 : 흑색 표시 매체용 입자
7-1 : 상부 미세 격벽
7-2 : 하부 미세 격벽

Claims (3)

1. 각기 미세 격벽이 형성되어 있는 상부기판과 하부기판을 준비하는 단계;
   상기 상부기판과 하부기판 중 선택된 한 기판의 셀에만 혼합 입자를 주입하는 단계;
   상기 상부기판과 하부기판을 합지하여 각 셀을 봉입하는 단계;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자종이 표시소자의 제조방법.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 선택된 한 기판의 셀에 혼합 입자를 주입함에 있어 상기 기판의 격벽 높이만큼 가득 채우는 것을 특징으로 하는 전자종이 표시소자의 제조방법.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 하부기판의 격벽 높이와 상부기판의 격벽 높이를 조절하여 혼합 입자의 주입률(셀의 총 높이 대비 혼합 입자 주입 높이의 비율)을 제어하는 것을 특징으로 하는 전자종이 표시소자의 제조방법.

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