KR20130032479A - 전기영동 입자 및 그를 이용한 전기영동 표시소자 및 그 제조 방법 - Google Patents

전기영동 입자 및 그를 이용한 전기영동 표시소자 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 백색/컬러 전기영동 입자의 비중 감소를 통해 응답 속도 및 쌍안정성을 향상시킬 수 있는 전기영동 입자 및 그 제조 방법과 그를 이용한 전기영동 표시소자에 관한 것으로, 본 발명의 전기영동 입자는 바인더와; 상기 바인더 내에 포함된 백색 안료 입자와; 상기 바인더 내에 포함된 전하 조절제를 포함하고; 상기 백색 안료 입자는, 광을 산란시켜 백색을 표시하는 무기 산화물로 이루어진 쉘 부분과; 상기 쉘 부분보다 비중이 낮은 코어 부분을 구비함으로써 비중을 감소시킬 수 있다.

Description

전기영동 입자 및 그를 이용한 전기영동 표시소자 및 그 제조 방법{ELECTROPHORETIC PARTICLE AND ELECTROPHORETIC DISPALY USING THE SAME AND METHOD FOR FABRICATING THE ELECTROPHORETIC DISPALY}
본 발명은 전기영동 표시소자에 관한 것으로, 특히 전기영동 입자의 비중 감소를 통해 응답 속도 및 쌍안정성을 향상시킬 수 있는 전기영동 입자 및 그를 이용한 전기영동 표시소자 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
전기영동 표시소자(EPD: ElectroPhoretic Display)는 절연성 분산 용매 내에 분산된 대전 입자가 전기장의 작용에 따라 표시면에서 전기영동을 유도하고, 분산 용매와 대전 입자의 광학 특성을 이용하여 표시를 실행한다. 전기영동 표시소자는 마주하는 한쌍의 전극에 전압을 인가하여 표시면으로 백색 입자가 모이면 백색을, 흑색 입자가 모이면 흑색을 표시한다. 전기영동 표시소자는 액정 표시소자와 다르게 백라이트 광원을 사용하지 않으며, 소비 전력이 낮은 특징과, 전력 공급없이도 표시 상태를 유지할 수 있는 메모리성을 가짐에 따라 전자 종이(Electric Paper)로 각광받고 있다.
종래의 전기영동 표시소자는 용매없이 전기영동 입자들을 이용한 건식형 전기영동 표시소자와, 분산용매 내에 전기영동 입자들이 분산된 습식형 전기영동 표시소자로 대별될 수 있다.
종래의 건식형 전기영동 표시소자는 응답 속도가 0.2ms 정도로 빠르지만 구동 전압이 100V 이상으로 높은 단점이 있어 차세대 전기영동 표시소자로는 한계가 있다.
종래의 습식형 전기영동 표시소자는 10V~20V 정도로 구동전압이 낮은 장점이 있지만, 분산 용매 내에서 전기영동 입자들이 영동하기 때문에 용매의 점성 저항 및 고비중 입자로 인하여 응답 속도가 350ms 정도로 느린 문제점이 있다.
일반적으로, 전기영동 표시소자는 백색 입자로 티타니아(Titania; TiO2)를 주로 이용하고, 흑색 입자로 카본 블랙(Carbon Black)을 주로 이용한다. 그러나, 카본 블랙 입자는 2 정도의 낮은 비중을 갖는 반면에 티타니아 입자는 4 정도로 높은 비중을 갖고 있다. 카본 블랙 대비 티타니아의 비중이 높음으로 인하여 백색 입자가 저비중 용매내에서 침강되기 용이하여 쌍안정성 유지가 어려울 뿐만 아니라 이동도가 저하되어 응답 속도가 느린 문제점이 있다.
따라서, 종래의 습식형 전기영동 표시소자는 텍스트와 같은 단순한 화상을 구현하는 것이 가능하지만, 동영상 및 터치 기능과 같이 빠른 응답 속도를 구현하기에는 쌍안정성 및 응답 속도에 한계가 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 전기영동 입자의 비중 감소를 통해 응답 속도 및 쌍안정성을 향상시킬 수 있는 전기영동 입자 및 그를 이용한 전기영동 표시소자 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 전기영동 입자는 바인더와; 상기 바인더 내에 포함된 백색 안료 입자와; 상기 바인더 내에 포함된 전하 조절제를 포함하고; 상기 백색 안료 입자는, 광을 산란시켜 백색을 표시하는 무기 산화물로 이루어진 쉘 부분과; 상기 쉘 부분보다 비중이 낮은 코어 부분을 구비한다.
상기 쉘 부분은 티타니아로 구성되고; 상기 코어 부분은 비어있거나, 상기 티타니아 보다 비중이 낮은 유기물, 금속 또는 무기물로 구성된다.
상기 백색 안료 입자는 1~3 범위의 비중을 갖는다.
상기 코어 부분은 1~1.5 범위의 비중을 갖는다.
상기 전기영동 입자는 상기 바인더 내에 포함되거나 상기 백색 안료 입자를 둘러싸는 컬러 안료를 추가로 구비한다.
본 발명의 실시예에 따른 전기영동 표시소자는 상기 전기영동 입자를 이용하고 제1 전하를 갖는 백색 또는 컬러 전기영동 입자와, 제2 전하를 갖는 흑색 전기 영동 입자가, 절연성 용매에 분산된 전기영동 잉크가 주입된 복수의 화소와; 상기 복수의 화소 각각에 전기장 인가를 위해 형성된 제1 및 제2 전극을 구비한다.
본 발명의 실시예에 따른 전기영동 표시소자는 상기 전기영동 입자를 이용하고 제1 전하를 갖는 백색 또는 컬러 전기영동 입자와, 제2 전하를 갖는 흑색 전기 영동 입자가 주입된 복수의 화소를 구비한다.
본 발명의 실시예에 따른 전기영동 표시소자의 제조 방법은 상기 전기영동 입자를 이용한 백색 또는 컬러 전기영동 입자와, 절연 용매에 분산된 백색 또는 컬러 잉크를 제조하는 단계와; 흑색 전기영동 입자가 절연 용매에 분산된 흑색 컬러 잉크를 제조하는 단계와; 제1 전극이 형성된 하부 기판 상에 격벽을 제조하여 각 화소 공간을 형성하는 단계와; 상기 각 화소 공간에 상기 백색 또는 컬러 잉크와 상기 흑색 컬러 잉크를 혼합한 혼합 잉크를 주입하여 각 화소를 형성하는 단계와; 각 화소가 형성된 상기 하부 기판 상에 제2 전극이 형성된 상부 기판을 합착하여 실링하는 단계를 포함한다.
상기 백색 또는 컬러 전기영동 입자에 포함된 상기 백색 안료 입자를 제조하는 단계는, 유기물, 금속 또는 무기물로 이루어진 코어 부분과, 광을 산란시켜 백색을 표시하는 무기 산화물로 이루어진 쉘 부분으로 구성되는 백색 안료 입자를 제조하는 단계와; 상기 코어 부분을 태우거나, 특정 용매로 완전히 용해시켜서 상기 코어 부분을 비어 있는 할로우 구조의 백색 안료 입자를 제조하는 단계를 포함한다.
상기 코어 부분의 물질로 코발트 나노 입자 또는 수소화붕소나트륨을 이용하고, 상기 쉘 부분의 물질로 티타니아를 이용하며; 상기 백색 안료 입자는, 상기 코어 부분의 물질에 상기 티타니아 전구체를 추가하여 상기 티타니아 분자를 핵성장시키고 쉘 부분까지 성장시켜 제조한다.
상기 티타니아 쉘 부분의 두께를 상기 티타니아 전구체를 농도를 제어하여 조절한다.
상기 할로우 백색 안료 입자는 1~2 범위의 비중을 갖는다.
상기 혼합 잉크는 스핀 코팅, 슬릿 코팅, 딥 코팅, 잉크젯, 롤투롤 코팅, 또는 스크린 프린팅 공정을 이용하여 주입한다.
본 발명에 따른 전기영동 입자 및 그를 이용한 전기영동 표시소자 및 그 제조 방법은 저비중 코어와 고비중 쉘 구조를 갖는 하이브리드 타입의 저비중 백색/컬러 안료 입자나, 코어 없이 고비중 쉘로만 구성된 할로우 타입의 저비중 백색/컬러 안료 입자를 이용함으로써 백색/컬러 전기영동 입자의 비중을 낮출 수 있다.
이에 따라, 전기영동 입자 및 그를 이용한 전기영동 표시소자 및 그 제조 방법은 백색/컬러 전기영동 입자의 비중 감소를 통해 백색/컬러 전기영동 입자의 이동도가 향상되어 응답속도를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 저비중 용매내에서의 침강을 방지하여 쌍안정성을 높일 수 있다.
따라서, 전기영동 입자 및 그를 이용한 전기영동 표시소자 및 그 제조 방법은 빠른 응답 속도를 통해 동영상 표시가 가능할 뿐만 아니라, 전기영동 표시소자 상에 터치 패널을 탑재하는 경우에도 빠른 응답 속도를 통해 터치 패널의 명령에 빠르게 대응할 수 있다.
도 1a는 종래의 백색 안료 입자를 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 1b 및 도 1c는 본 발명의 실시예에 따른 백색 안료 입자의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 도 1b에 나타낸 백색 안료 입자의 제조 방법을 단계적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 백색 전기영동 입자를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전기영동 표시소자를 나타낸 도면이다.
도 1a는 종래의 백색 안료 입자를 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 1b 및 도 1c는 본 발명의 실시예에 따른 백색 안료 입자의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 1a에 도시된 종래의 백색 안료 입자(10)는 티타니아로만 구성되어 4 정도로 높은 비중을 갖고 있다.
도 1b에 도시된 본원 발명의 백색 안료 입자(20)는 코어-쉘(Core-Shell)구조에서 코어 부분이 비어있는 할로우(Hollow)구조를 갖는다. 구체적으로, 백색 안료 입자(20)는 광 산란율이 높은 티타니아로 구성된 쉘 부분(22)과, 비어있는 코어 부분(24)으로 구성된다. 코어 부분(24)가 비어있고 쉘 부분(22)만 티타니아로 되어 있기 때문에 할로우 백색 안료 입자(20)의 비중을 1~3 범위까지, 바람직하게는 1.5~2.5 범위까지 감소시킬 수 있다.
도 1c에 도시된 본원 발명의 백색 안료 입자(30)는 저비중 코어와 고비중 쉘 구조를 갖는 하이브리드(Hybride) 구조를 갖는다. 구체적으로, 백색 안료 입자(30)는 광반사율이 높은 티타니아로 구성된 쉘 부분(22)과, 티타니아보다 비중이 낮은 저비중의 유기물, 금속 또는 무기물로 구성된 코어 부분(34)으로 구성된다. 예를 들면, 저비중의 코어 부분(34)의 재료로는 멜라민 포름알데히드(Melamine Formaldehyde) 등과 같이 1~1.5 범위의 저비중을 갖는 유기물이 이용된다. 저비중 코어 부분(34)으로 인하여 저비중 코어와 고비중 쉘 구조를 갖는 백색 안료 입자(30)의 비중을 2~3 범위까지 감소시킬 수 있다.
도 2는 도 1b에 도시된 할로우 백색 안료 입자(20)를 제조하는 방법을 단계적으로 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 유기물로 구성된 코어 부분(34)과 티타니아로 구성된 쉘 부분(22)을 갖는 하이브리드 형태의 백색 안료 입자(30)를 먼저 형성한 다음, 코어 부분(34)의 유기물을 태우거나 용제를 침투시켜 유기물 코어 부분(34)만을 완전해 용해시킴으로써, 비어 있는 코어 부분(24)과 티타니아 쉘 부분(22)으로 구성된 할로우 백색 안료 입자(20)를 제조할 수 있다. 이와 달리, 코어 부분(34)에는 금속이나 무기물을 사용할 수 있다. 예를 들면, 무기물로는 코발트 나노 입자나 수소화붕소나트륨(NaBH4)을 이용할 수 있다.
예를 들면, 코어 부분(34)의 재료에 티타니아 전구체를 첨가하여 티타니아 분자를 핵형성시키고, 질소(N2) 퍼징(Purging)을 통해 티나니아 쉘 부분(32)를 성장시킴으로써 코어-쉘 하이브리드 구조를 갖는 백색 안료 입자(34)를 형성한다. 이어서, 퍼징을 중단하고 코어 부분(34)의 주형 재료를 용제를 이용하여 완전 용해시킴으로써 비어 있는 코어 부분(24)과 티타니아 쉘 부분(22)으로 구성된 할로우 백색 안료 입자(20)를 제조할 수 있다. 티타이나 쉘 부분(22)의 두께는 광 산란율(즉, 광 반사율)을 고려하여 티타니아 전구체의 농도를 제어함으로써 적절하게 조절할 수 있다.
예를 들면, 백색 안료 입자(20, 30)는 1~3 범위의 비중과, 250nm 이하의 크기, 2.5 이상의 굴절율을 갖는다. 백색 안료 입자의 비중이 1 보다 낮으면 티타니아 쉘 부분(22)의 두께가 너무 얇아져서 광 산란율이 낮고, 비중이 3 보다 높으면 저비중 효과가 없다.
이와 같이, 본 발명에 따른 백색 안료 입자는 빈 코어 부분(24)과, 티타니아 쉘 부분(22)으로 이루어진 할로우 백색 안료 입자(20)나, 저비중 코어 부분(34)과 티타니아 쉘 부분(22)으로 이루어진 하이브리드 백색 안료 입자(30)를 구비함으로써 비중을 1~3 범위까지 낮출 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 저비중 백색 전기영동 입자를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3에 나타낸 저비중 백색 전기영동 입자(40)는 이상적인 경우로 바인더(42) 내에 저비중 백색 안료 입자(20, 30), 전하 조절제(44)가 바인더(42)와 유기 결합되어 포함되고, 바인더(42) 외부에 계면 활성제(46)가 유기 결합된 구조를 갖는다. 저비중 백색 안료 입자(20, 30)는 전술한 바와 같이 백색 빈 코어 부분(24)과, 티타니아 쉘 부분(22)으로 이루어진 할로우 백색 안료 입자(20)나, 저비중 코어 부분(34)과 티타니아 쉘 부분(22)으로 이루어진 하이브리드 백색 안료 입자(30)로써, 1~3 범위의 저비중을 갖는다. 저비중 백색 전기영동 입자(40)의 반사율은 40% 이상을 유지하고, 고온 안정성은 37% 이상을 유지한다. 저비중 백색 전기영동 입자(40)와 흑색 전기영동 입자와의 컨트라스트비는 10:1 이상이고, 고온 후 컨트라스트비는 8:1 이상으로 우수하다. 저비중 백색 전기영동 입자(40)의 쌍안정성은 2 이하로 안정성이 우수하다.
한편, 본 발명에 따른 저비중 컬러 전기영동 입자는 도 3에 도시된 저비중 백색 전기영동 입자(40)의 바인더(42) 내에 적색, 녹색, 청색, 청록색, 다홍색 또는 황색과 같은 컬러 안료를 추가로 포함한 구조를 갖는다. 이때, 컬러 안료는 저비중 백색 안료 입자(20, 30)를 둘러싸는 형태로 추가될 수 있다.
이에 따라, 본원 발명의 저비중 백색 안료 입자를 이용하는 저비중 백색 및 컬러 전기 영동 입자의 비중을 기존의 1.75~2 범위보다 낮으면서 흑색 안료 입자의 비중(1.35)과 유사한 1.39~1.6 범위까지 낮출 수 있게 된다.
아래의 표 1은 본 발명에 따른 저비중 백색/칼러 안료 입자를 이용한 전기영동 표시소자와 종래의 고비중 백색/컬러 안료 입자를 이용한 전기영동 표시소자의 응답속도를 측정한 결과를 대비하여 나타낸 것이다.
입자
 비중 응답속도(ms)
안료 입자 전기영동 입자
종래의 백색/컬러 4.0 1.75~2.0 350
하이브리드 백색/컬러 2.0 1.60 100
할로우 백색/컬러 1.5 1.39 50
흑색 2.0 1.35 -
상기 표 1을 참조하면, 종래의 고비중(4)을 갖는 타티아나 안료 입자를 이용한 백색/컬러 전기영동 입자는 1.75~2 정도의 고비중을 갖는 관계로 전기영동 표시소자의 응답 속도가 350ms로 느린 반면에, 본원 발명의 도 1b에 도시된 저비중의 할로우 백색 안료 입자 또는 도 1에 도시된 저비중의 하이브리드 백색 안료 입자를 이용한 저비중 백색/컬러 전기영동 입자는 1.39~1.6의 저비중을 갖음으로써, 전기영동 표시소자의 응답 속도가 50~100nm로 상승되었음을 알 수 있다.
본원 발명에 따른 저비중 백색/컬러 전기영동 입자를 이용한 전기영동 표시소자의 제조 방법은 다음과 같다.
백색(또는 컬러) 잉크 제조
폴리에스터(Polyester) 바인더에 폴리이소부틸렌 숙신이미드(Polyisobutylene succinmide)의 공중합체를 메틸에틸케톤(Methyl Ethyl Ketone; MEK)에 용해한 다음, 저비중 백색 안료 입자(또는 저비중 백색 안료 입자와 다른 컬러 안료)를 첨가한 후, 비드 밀(Bead mill)을 이용하여 제1 분삭액을 제조한다.
제1 분산액에 전하 조절제를 포함하는 제2 분산액과, 메틸에틸케톤을 첨가하여 용해 및 희석시켜서 제3 분산액을 제조한다.
제3 분산액에 n-헥산(n-Hexane)을 첨가하여 제1 반응액을 제조한다.
전기 절연유로써 0.75의 비중을 갖는 이소파라핀계 용매(Isopar G)와, 1.8의 비중을 갖는 할로카본(Halocarbon)을 혼합하여 비중을 1.35로 맞춘 혼합액을 상기 제1 반응액에 첨가하고 40도에서 감암 증류하여 백색 잉크를 제조한다.
흑색 잉크 제조
상기 백색 잉크 제조 방법에서 저비중 백색 안료 입자 대신에 카본 블랙을 첨가하고 동일한 방법으로 블랙 잉크를 제조한다.
전기영동 표시소자 제조
제1 전극(투명 전극)이 형성된 하부 기판 상에 감광성 필름을 이용하여 매트릭스 구조의 격벽을 형성하여 독립된 각 화소 공간을 마련한다. 기제조된 백색(또는 컬러) 잉크와 흑색 잉크를 특정 부피비로 혼합한 혼합 잉크를, 각 화소 공간에 주입함으로써 각 화소를 형성한다. 잉크 주입 공정으로는 스핀 코팅, 슬릿 코팅, 딥 코팅, 잉크젯, 롤투롤 코팅, 또는 스크린 프린팅 공정을 이용한다.
각 화소가 형성된 하부 기판 상에 제2 전극(투명 전극)이 형성된 상부 기판을 UV 접착제를 이용하여 합착 및 실링함으로써 전기영동 표시소자를 제조한다.
전기영동 표시소자 평가
제조된 전기영동 표시소자를 전압에 따른 반사율 및 컨트라스트비를 휘도 측정 장비를 이용하여 측정한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전기영동 표시소자를 나타낸 단면도이다.
도 4에 도시된 전기영동 표시소자는 제1 전극(52)이 형성된 하부 기판(50)과, 제2 전극(62)이 형성된 상부 기판(60)과, 상하부 기판(50, 60) 사이에 형성된 매트릭스 구조의 격벽(54)과, 상하부 기판(50, 60)과 격벽(54)에 의해 형성된 각 화소 공간에 백색, 적색, 녹색, 청색 잉크가 주입된 백색, 적색, 녹색, 청색 화소(W, R, G, B)를 구비한다. 한편, 도 4는 칼러 전기영동 표시소자의 구조만을 도시하였으나, 모노 전기영동 표시소자에서는 도 4에서 백색 화소(W)만 구비한다.
하부 기판(50)으로는 주로 유리 기판이 이용되고, 상부 기판(60)으로는 PET(Polyethylene Terephthalate) 필름이 이용된다. 하부 기판(50) 상에 각 화소의 제1 전극(52)이 형성되고, 그 위에 네거티브 포토레지스트를 이용하여 매트릭스 구조의 격벽(54)이 형성됨으로써 백색, 적색, 녹색, 청색(W, R, G, B)의 공간이 마련된다. 각 화소 공간에 상기 제조된 혼합 잉크를 해당 화소 공간에 각각 주입한다. 백색 화소(W)에 백색 잉크 및 흑색 잉크가 혼합된 백색+흑색 혼합 잉크를 주입하고, 그 다음 적색 잉크 및 흑색 잉크가 혼합된 적색+흑색 혼합 잉크를 적색 화소(R)에 주입하고, 동일 방법으로 녹색 화소(G) 및 청색 화소(B)에 녹색+흑색 혼합 잉크 및 청색+흑색 혼합 잉크 각각을 순차적으로 주입하여 백색, 적색, 녹색, 청색 화소(W, R, G, B)를 형성한다.
백색, 적색, 녹색, 청색 화소(W, R, G, B)가 형성된 하부 기판(20)과, 제2 전극(62)이 형성된 상부 기판(60)을 합착 및 실링하여 전기영동 표시소자를 제조한다.
백색, 적색, 청색, 녹색 전기영동 입자(82, 84, 85, 88)는 부극성 전하를 갖는다, 흑색 전기영동 입자(74)는 정극성 전하를 갖는다. 부극성으로 대전된 백색, 청록색, 다홍색, 황색 전기영동 입자(82, 84, 85, 88) 보다 정극성으로 대전된 흑색 전기영동 입자의 크기가 일반적으로 크다.
백색 화소(W)는 전기영동 매질의 용매(70)에 혼합된 백색 전기영동 입자(82) 및 흑색 전기영동 입자(74)를 포함한다. 백색 화소(W)는 제1 및 제2 전극(52, 62)에 인가된 전압에 응답하여, 백색 전기영동 입자(82)가 상부 기판(60) 쪽으로 이동하면 백색을, 흑색 전기영동 입자(74)가 상부 기판(60) 쪽으로 이동하면 흑색을 표시한다.
녹색 화소(G)는 전기영동 매질의 용매(70)에 혼합된 녹색 전기영동 입자(86) 및 흑색 전기영동 입자(74)를 포함한다. 녹색 화소(G)는 제1 및 제2 전극(52, 62)에 인가된 전압에 응답하여, 녹색 전기영동 입자(86)가 상부 기판(60) 쪽으로 이동하면 녹색을, 흑색 전기영동 입자(74)가 상부 기판(60) 쪽으로 이동하면 흑색을 표시한다.
청색 화소(B)는 전기영동 매질의 용매(70)에 혼합된 청색 전기영동 입자(88) 및 흑색 전기영동 입자(74)를 포함한다. 청색 화소(B)는 제1 및 제2 전극(52, 62)에 인가된 전압에 응답하여, 청적색 전기영동 입자(88)가 상부 기판(60) 쪽으로 이동하면 청색을, 흑색 전기영동 입자(74)가 상부 기판(60) 쪽으로 이동하면 흑색을 표시한다.
한편, 도 4에서는 용매(70)를 포함하는 습식 전기영동 표시소자만을 도시하였으나, 용매를 필요로 하지 않는 건식 전기영동 표시소자에서도 본원 발명의 저비중 전기영동 입자를 적용하여 응답속도를 더욱 향상시킬 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 전기영동 입자 및 그를 이용한 전기영동 표시소자 및 그 제조 방법은 저비중 코어와 고비중 쉘 구조를 갖는 하이브리드 타입의 저비중 백색/컬러 안료 입자나, 코어 없이 고비중 쉘로만 구성된 할로우 타입의 저비중 백색/컬러 안료 입자를 이용함으로써 백색/컬러 전기영동 입자의 비중을 낮출 수 있다.
이에 따라, 본 발명에 따른 전기영동 입자 및 그를 이용한 전기영동 표시소자 및 그 제조 방법은 백색/컬러 전기영동 입자의 비중 감소를 통해 백색/컬러 전기영동 입자의 이동도가 향상되어 응답속도를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 저비중 용매내에서의 침강을 방지하여 쌍안정성을 높일 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 전기영동 입자 및 그를 이용한 전기영동 표시소자 및 그 제조 방법은 빠른 응답 속도를 통해 동영상 표시가 가능할 뿐만 아니라, 전기영동 표시소자 상에 터치 패널을 탑재하는 경우에도 빠른 응답 속도를 통해 터치 패널의 명령에 빠르게 대응할 수 있다.
10: 티타니아 입자 20, 30: 저비중 백색 안료 입자
22: 쉘 부분 24, 34: 코어 부분
40: 백색 전기영동 입자 42: 바인더
44: 전하 조절제 46: 계면 활성제
50: 하부 기판 52: 제1 전극
60: 상부 기판 62: 제2 전극
70: 용매 74: 흑색 전기영동 입자
82: 백색 전기영동 입자 84, 86, 88: 컬러 전기영동 입자

Claims (13)

  1. 바인더와;
    상기 바인더 내에 포함된 백색 안료 입자와;
    상기 바인더 내에 포함된 전하 조절제를 포함하고;
    상기 백색 안료 입자는,
    광을 산란시켜 백색을 표시하는 무기 산화물로 이루어진 쉘 부분과;
    상기 쉘 부분보다 비중이 낮은 코어 부분을 구비하는 것을 특징으로 하는 전기영동 입자.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 백색 안료 입자의 상기 쉘 부분은 티타니아로 구성되고;
    상기 코어 부분은 비어있거나, 상기 티타니아 보다 비중이 낮은 유기물, 금속 또는 무기물로 구성된 것을 특징으로 하는 전기영동 입자.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 백색 안료 입자는 1~3 범위의 비중을 갖는 것을 특징으로 하는 전기영동 입자.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 코어 부분은 1~1.5 범위의 비중을 갖는 것을 특징으로 하는 전기 영동 입자.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 바인더 내에 포함되거나 상기 백색 안료 입자를 둘러싸는 컬러 안료를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 전기영동 입자.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 기재된 전기영동 입자를 이용하고 제1 전하를 갖는 백색 또는 컬러 전기영동 입자와, 제2 전하를 갖는 흑색 전기 영동 입자가, 절연성 용매에 분산된 전기영동 잉크가 주입된 복수의 화소와;
    상기 복수의 화소 각각에 전기장 인가를 위해 형성된 제1 및 제2 전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자.
  7. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 기재된 전기영동 입자를 이용하고 제1 전하를 갖는 백색 또는 컬러 전기영동 입자와, 제2 전하를 갖는 흑색 전기 영동 입자가 주입된 복수의 화소를 구비하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자.
  8. 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 기재된 전기영동 입자를 이용한 백색 또는 컬러 전기영동 입자와, 절연 용매에 분산된 백색 또는 컬러 잉크를 제조하는 단계와;
    흑색 전기영동 입자가 절연 용매에 분산된 흑색 컬러 잉크를 제조하는 단계와;
    제1 전극이 형성된 하부 기판 상에 격벽을 제조하여 각 화소 공간을 형성하는 단계와;
    상기 각 화소 공간에 상기 백색 또는 컬러 잉크와 상기 흑색 컬러 잉크를 혼합한 혼합 잉크를 주입하여 각 화소를 형성하는 단계와;
    각 화소가 형성된 상기 하부 기판 상에 제2 전극이 형성된 상부 기판을 합착하여 실링하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자의 제조 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 백색 또는 컬러 전기영동 입자에 포함된 상기 백색 안료 입자를 제조하는 단계는,
    유기물, 금속 또는 무기물로 이루어진 코어 부분과, 광을 산란시켜 백색을 표시하는 무기 산화물로 이루어진 쉘 부분으로 구성되는 백색 안료 입자를 제조하는 단계와;
    상기 코어 부분을 태우거나, 특정 용매로 완전히 용해시켜서 상기 코어 부분을 비어 있는 할로우 구조의 백색 안료 입자를 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자의 제조 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 코어 부분의 물질로 코발트 나노 입자 또는 수소화붕소나트륨을 이용하고, 상기 쉘 부분의 물질로 티타니아를 이용하며;
    상기 백색 안료 입자는, 상기 코어 부분의 물질에 상기 티타니아 전구체를 추가하여 상기 티타니아 분자를 핵성장시키고 쉘 부분까지 성장시켜 제조하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자의 제조 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 티타니아 쉘 부분의 두께를 상기 티타니아 전구체를 농도를 제어하여 조절하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자의 제조 방법.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 할로우 백색 안료 입자는 1~2 범위의 비중을 갖는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자의 제조 방법.
  13. 청구항 8에 있어서,
    상기 혼합 잉크는 스핀 코팅, 슬릿 코팅, 딥 코팅, 잉크젯, 롤투롤 코팅, 또는 스크린 프린팅 공정을 이용하여 주입하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자의 제조 방법.
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