KR101913709B1 - Electrophoretic Display and Method of Manufacturing the Same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 마이크로캡슐을 포함하는 전기영동 디스플레이 장치 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an electrophoretic display device including microcapsules and a method of manufacturing the same.
유체에 전하를 띄는 미세 입자들이 분산된 잉크를 마이크로캡슐화하여 적용한 전기영동 디스플레이에 있어서, 종래의 기술은 도면 1에 나타낸 바와 같이 마이크로캡슐 표면 전체에 바인더가 둘러싸인 형태로 상부 기판에 코팅하여 건조 내지 경화되어 디스플레이층으로 형성되고 상부 기판과 반대 방향에 해당되는 디스플레이층 표면에 별도의 접착층을 형성하고 그 접착층과 하부 기판이 합지 내지 부착되어 하나의 전기영동 디스플레이 패널로 구성된다. Conventionally, in an electrophoretic display in which an ink in which fine particles charged with a fluid are dispersed is applied by microencapsulation, a conventional technique is applied to an upper substrate in a form in which a binder is surrounded on the entire surface of the microcapsule, And a separate adhesive layer is formed on the surface of the display layer opposite to the upper substrate, and the adhesive layer and the lower substrate are laminated or attached to form an electrophoretic display panel.
그러나 종래의 기술을 적용한 디스플레이층의 캡슐들은 바인더에 둘러싸여 경화 내지 건조된 과정에 의하여 탄성이 약화되며 외부로부터 가해지는 힘이 바인더를 통하여 캡슐에 직접적으로 전달되고 바인더가 파괴되었을 때 캡슐들도 함께 쉽게 손상을 받아 정상적인 동작이 어려운 내구성 문제를 가지고 있다. However, the capsules of the conventional display layer are surrounded by the binder and are weakened in elasticity by the process of hardening or drying. When external force is directly transmitted to the capsules through the binder and the binder is broken, It has durability problems that are damaged and difficult to operate normally.
또한, 디스플레이 층에 코팅된 캡슐들 간의 공극에는 상대적으로 많은 바인더가 밀집되어 전기적인 저항률이 상대적으로 높아 해당 공극에 인접한 캡슐 내부의 미세 입자들은 전압이 인가되어도 부분적으로 잘 동작되지 않거나 높은 구동전압 및 느린 응답시간을 야기하는 문제를 가지고 있다.In addition, relatively large number of binders are concentrated in the pores between the capsules coated on the display layer, and the electrical resistivity is relatively high, so that the fine particles inside the capsules adjacent to the pores do not partially operate well even when the voltage is applied, And has a problem causing a slow response time.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 마이크로캡슐을 이용하는 전기영동 디스플레이에 있어서 디스플레이층의 탄성력을 강화하여 외부로 가해지는 힘에 의한 내구성을 높이고 캡슐들 간의 공극에 포진되어 있는 바인더에 의한 저항력 편차를 줄여 전기적 특성들을 향상할 수 있는 디스플레이층의 구조와 함께 이를 적용할 수 있는 제조방법을 제공하는 데에 있다.It is an object of the present invention to provide an electrophoretic display using a microcapsule in which the elasticity of the display layer is strengthened to enhance the durability due to the force externally applied and the resistance variation caused by the binder contained in the gap between the capsules is reduced, And a manufacturing method that can apply the structure together with the structure of the display layer capable of improving the characteristics.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명의 일실시예에 따른 전기영동 디스플레이 장치는, 상부기판; 하부기판; 상기 상부기판의 일면에 배치되는 상부전극; 상기의 하부기판의 일면에 배치되는 하부전극; 및 상기 상부전극과 상기 하부전극 사이에 배치되는 디스플레이층을 포함하며, 상기 디스플레이층은 바인더층, 마이크로캡슐, 접착제층(또는 점착제층)을 포함하되, 상기 마이크로캡슐의 외 표면이 바인더층 및 접착제층(또는 점착제층)에 의해 둘러싸인 구조를 가질 수 있다.An electrophoretic display device according to an embodiment of the present invention includes an upper substrate; A lower substrate; An upper electrode disposed on one surface of the upper substrate; A lower electrode disposed on one surface of the lower substrate; And a display layer disposed between the upper electrode and the lower electrode, wherein the display layer includes a binder layer, a microcapsule, and an adhesive layer (or a pressure sensitive adhesive layer), wherein an outer surface of the microcapsule is coated with a binder layer and an adhesive Layer (or pressure-sensitive adhesive layer).
본 발명의 일실시예에 따른 전기영동 디스플레이 장치는, 상부기판; 하부기판; 상기 상부기판의 일면에 배치되는 상부전극; 상기의 하부기판의 일면에 배치되는 하부전극; 상기 상부전극과 상기 하부전극 사이에 배치되며, 바인더층, 마이크로캡슐, 접착제층(또는 점착제층)을 포함하는 디스플레이층; 및 상기 디스플레이층의 상기 접착제층(또는 점착제층)과 접촉하여 배치되는 제2 접착제층(또는 제2 점착제층)을 포함하되, 상기 마이크로캡슐의 외 표면이 바인더층 및 접착제층(또는 점착제층)에 의해 둘러싸인 구조를 가질 수 있다.An electrophoretic display device according to an embodiment of the present invention includes an upper substrate; A lower substrate; An upper electrode disposed on one surface of the upper substrate; A lower electrode disposed on one surface of the lower substrate; A display layer disposed between the upper electrode and the lower electrode and including a binder layer, a microcapsule, and an adhesive layer (or a pressure-sensitive adhesive layer); And a second adhesive layer (or a second pressure sensitive adhesive layer) disposed in contact with the adhesive layer (or the pressure sensitive adhesive layer) of the display layer, wherein an outer surface of the microcapsule is bonded to the binder layer and the adhesive layer (or the pressure sensitive adhesive layer) As shown in FIG.
상기 디스플레이층에 균일한 전기장이 형성되도록 상기 접착제층(또는 점착제층)과 상기 제2 접착제층(또는 제2 점착제층)의 전도도가 상이하게 설정될 수 있다.The conductivity of the adhesive layer (or the pressure-sensitive adhesive layer) and the second adhesive layer (or the second pressure-sensitive adhesive layer) may be set differently so that a uniform electric field is formed in the display layer.
상기 디스플레이층 내의 상기 마이크로캡슐들의 외 표면 중 일부 영역만 바인더층으로 둘러싸이고, 나머지 영역은 접착제층(또는 점착제층)으로 채워질 수 있다.Only a part of the outer surface of the microcapsules in the display layer may be surrounded by the binder layer and the remaining area may be filled with an adhesive layer (or a pressure-sensitive adhesive layer).
상기 상부 또는 하부전극은 상기 상부 또는 하부기판의 일면에 서로 이격되어 배치되는 픽셀 전극으로서, 상기 픽셀 전극은 상기 마이크로캡슐 각각에 동일 또는 상이한 전압을 인가할 수 있다.The upper or lower electrode may be a pixel electrode disposed on one surface of the upper or lower substrate so as to be spaced apart from each other, and the pixel electrode may apply the same or different voltage to each of the microcapsules.
상기 접착제층(또는 점착제층)은 탄성 또는 전도성을 가지는 접착제 또는 점착제를 포함할 수 있다.The adhesive layer (or the pressure-sensitive adhesive layer) may include an adhesive or a pressure-sensitive adhesive having elasticity or conductivity.
상기 마이크로캡슐은, 구형이거나, 상기 마이크로캡슐들이 균일하게 상부 및 하부전극에 부착되는 직면체의 형상을 가지거나, 상기 마이크로캡슐들 사이의 공극 및 상기 디스플레이층의 두께를 최소화할 수 있는 비구형일 수 있다.The microcapsule may have a spherical shape or a shape of a face body in which the microcapsules are uniformly adhered to the upper and lower electrodes or may be a non-spherical shape capable of minimizing the gap between the microcapsules and the thickness of the display layer. have.
상기 마이크로캡슐은, 상기 디스플레이층 내에 인접하는 상기 마이크로캡슐들의 공극을 최소화할 수 있는 2 층 이상의 복층 구조일 수 있다.The microcapsule may have a two-layer structure or a multi-layer structure capable of minimizing the voids of the microcapsules adjacent to each other in the display layer.
본 발명의 일실시예에 따른 전기영동 디스플레이 장치의 제조 방법은, 상부기판의 일면에 상부전극을 형성하는 단계; 하부기판의 일면에 하부전극을 형성하는 단계; 상기 상부 또는 하부전극 상에 디스플레이층을 형성하는 단계; 상기 상부전극과 상기 하부전극 사이에 디스플레이층이 배치되도록 상부기판과 하부기판을 결합하는 단계;를 포함하고, 상기 디스플레이층은 형성하는 단계는, 마이크로캡슐들을 바인더와 혼합하여 상기 상부 또는 하부전극 상에 코팅하되, 바인더와 혼합된 마이크로캡슐들이 코팅되는 도막 두께가 마이크로캡슐들의 평균 직경보다 작도록 마이크로캡슐들의 외 표면 중 일부 영역을 노출시켜 코팅한 후 건조 또는 경화시켜 바인더층을 형성하는 단계; 및 상기 바인더층과 접촉되도록 상기 노출된 일부 영역에 접착제(또는 점착제)를 코팅하거나, 상기 상부 또는 하부전극 상에 접착제(또는 점착제)을 형성한 후 상기 바인더층과 상기 노출된 일부 영역에 부착시켜 접착제층(또는 점착제층)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.A method of manufacturing an electrophoretic display device according to an embodiment of the present invention includes: forming an upper electrode on one surface of an upper substrate; Forming a lower electrode on one surface of the lower substrate; Forming a display layer on the upper or lower electrode; And bonding the upper substrate and the lower substrate such that a display layer is disposed between the upper electrode and the lower electrode, wherein the forming of the display layer comprises mixing the microcapsules with the binder to form the upper or lower electrode A step of exposing a part of the outer surface of the microcapsules so that the thickness of the coating on which the microcapsules mixed with the binder are coated is smaller than the average diameter of the microcapsules, followed by drying or curing to form a binder layer; And an adhesive (or a pressure-sensitive adhesive) is coated on the exposed area to be in contact with the binder layer, or an adhesive (or a pressure-sensitive adhesive) is formed on the upper or lower electrode, and then the adhesive is applied to the exposed area of the binder layer To form an adhesive layer (or a pressure-sensitive adhesive layer).
본 발명의 일실시예에 따른 전기영동 디스플레이 장치의 제조 방법은, 상부기판의 일면에 상부전극을 형성하는 단계; 하부기판의 일면에 하부전극을 형성하는 단계; 상기 상부 또는 하부전극 상에 디스플레이층을 형성하는 단계; 상기 상부 또는 하부전극 상에 제2 접착제층(또는 제2 점착제층)을 형성하는 단계; 상기 상부전극과 상기 하부전극 사이에 디스플레이층이 배치되도록 상부기판과 하부기판을 결합하는 단계;를 포함하고, 상기 디스플레이층은 형성하는 단계는, 마이크로캡슐들을 바인더와 혼합하여 상기 상부 또는 하부전극 상에 코팅하되, 바인더와 혼합된 마이크로캡슐들이 코팅되는 도막 두께가 마이크로캡슐들의 평균 직경보다 작도록 마이크로캡슐들의 외 표면 중 일부 영역을 노출시켜 코팅한 후 건조 또는 경화시켜 바인더층을 형성하는 단계; 및 상기 바인더층과 접촉되도록 상기 노출된 일부 영역에 접착제(또는 점착제)를 코팅하여 접착제층(또는 점착제층)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.A method of manufacturing an electrophoretic display device according to an embodiment of the present invention includes: forming an upper electrode on one surface of an upper substrate; Forming a lower electrode on one surface of the lower substrate; Forming a display layer on the upper or lower electrode; Forming a second adhesive layer (or a second adhesive layer) on the upper or lower electrode; And bonding the upper substrate and the lower substrate such that a display layer is disposed between the upper electrode and the lower electrode, wherein the forming of the display layer comprises mixing the microcapsules with the binder to form the upper or lower electrode A step of exposing a part of the outer surface of the microcapsules so that the thickness of the coating on which the microcapsules mixed with the binder are coated is smaller than the average diameter of the microcapsules, followed by drying or curing to form a binder layer; And a step of forming an adhesive layer (or a pressure-sensitive adhesive layer) by coating an adhesive (or a pressure-sensitive adhesive) on the exposed area so as to be in contact with the binder layer.
상기 디스플레이층에 균일한 전기장이 형성되도록 상기 접착제층(또는 점착제층)과 상기 제2 접착제층(또는 제2 점착제층)의 전도도가 상이하게 설정될 수 있다.The conductivity of the adhesive layer (or the pressure-sensitive adhesive layer) and the second adhesive layer (or the second pressure-sensitive adhesive layer) may be set differently so that a uniform electric field is formed in the display layer.
상기 바인더층을 형성하는 단계는 바인더와 혼합된 마이크로캡슐들이 코팅되는 도막 두께가 마이크로캡슐들의 평균 직경보다 작도록 코팅 도막 두께를 코팅 블레이드로 조절하여 마이크로캡슐들의 외 표면 중 일부 영역이 노출되도록 코팅할 수 있다.The binder layer may be formed by coating a coating layer on the outer surface of the microcapsules such that the coating thickness of the microcapsules mixed with the binder is smaller than the average diameter of the microcapsules. .
상기 접착제층(또는 점착제층)은 탄성 또는 전도성을 가지는 접착제 또는 점착제를 포함할 수 있다.The adhesive layer (or the pressure-sensitive adhesive layer) may include an adhesive or a pressure-sensitive adhesive having elasticity or conductivity.
상기 상부 또는 하부전극은 상기 상부 또는 하부기판의 일면에 서로 이격되어 배치되는 픽셀 전극으로서, 상기 픽셀 전극은 상기 마이크로캡슐 각각에 동일 또는 상이한 전압을 인가할 수 있다.The upper or lower electrode may be a pixel electrode disposed on one surface of the upper or lower substrate so as to be spaced apart from each other, and the pixel electrode may apply the same or different voltage to each of the microcapsules.
상기 마이크로캡슐은, 상기 바인더층 또는 상기 접착제층(또는 점착제층)의 코팅 공정 또는 상기 디스플레이층과 상부 내지 하부기판과의 부착 공정 단계에서 압력을 조절하여, 비구형 또는 직면체의 형상을 가질 수 있다.The microcapsule may have a shape of a non-spherical or a straight body by controlling the pressure in the coating step of the binder layer or the adhesive layer (or the pressure-sensitive adhesive layer) or in the step of attaching the display layer and the upper substrate to the lower substrate have.
상기 마이크로캡슐은, 상기 디스플레이층 내에 인접하는 상기 마이크로캡슐들의 공극을 최소화할 수 있도록 2 층 이상의 복층 구조로 형성될 수 있다.The microcapsule may have a multi-layered structure of two or more layers so as to minimize the voids of the microcapsules adjacent to each other in the display layer.
본 발명의 전기영동 디스플레이 장치의 제조방법에 따라 제조된 디스플레이 장치는, 디스플레이층의 두께를 현격히 감소시켜 동일한 인가전압(V)에서도 가해지는 전기장의 세기가 종래 기술에 비해 상대적으로 크기 때문에 입자들의 동작속도가 빨라져 응답시간이 향상되며, 구동 전압 또한 상대적으로 낮출 수 있다는 장점을 가진다.The display device manufactured according to the method of manufacturing an electrophoretic display device of the present invention significantly reduces the thickness of the display layer and thus the intensity of the electric field applied at the same applied voltage V is relatively large compared to the prior art, The response speed is improved and the driving voltage is also relatively lowered.
또한, 마이크로캡슐들의 공극 간에 채워진 바인더의 두께가 감소됨으로써, 바인더에 의한 저항률이 종래 기술에 비해 감소되므로, 상대적으로 낮은 구동전압, 낮은 소비전력, 빠른 응답시간 그리고 입자들의 안정적인 이동으로 인한 수명 향상을 기대할 수 있다는 장점을 가진다. Also, since the thickness of the binder filled between the pores of the microcapsules is reduced, the resistivity by the binder is reduced as compared with the prior art, so that a relatively low driving voltage, low power consumption, fast response time, It has the advantage that it can expect.
본 발명에 따르면, 디스플레이층 형성 이후에도 바인더로부터 노출된 마이크로캡슐들의 영역의 탄성력이 유지되어 종래 기술에 비해 상대적으로 더 큰 충격도 완충할 수 있는 내구성이 강화되는 장점을 가진다.According to the present invention, the elasticity of the area of the microcapsules exposed from the binder is maintained even after the formation of the display layer, so that the durability that can buffer a relatively larger impact as compared with the prior art is enhanced.
또한, 탄성을 가지는 접착제 또는 점착제를 사용하게 되면, 종래 기술과 달리, 접착제 또는 점착제가 마이크로캡슐을 감싸게 되어, 직접적인 충격을 완화시켜 내구성을 더욱 향상 시킬 수 있다는 장점을 가진다. In addition, when an elastic adhesive or a pressure sensitive adhesive is used, unlike the prior art, an adhesive or a pressure sensitive adhesive encapsulates the microcapsule, which has the advantage that the direct impact is mitigated to further improve the durability.
도 1은 종래 기술로서 마이크로캡슐 표면 전체가 바인더로 둘러싸인 전기영동 디스플레이의 패널구조의 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기영동 디스플레이 장치의 단면도이다.
도 3(a)는 종래의 전기영동 디스플레이 장치의 제조 방법에서 디스플레이층의 모습을 나타낸 단면도이다.
도 3(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기영동 디스플레이 장치의 제조 방법을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기영동 디스플레이 장치의 제조 방법에서 마이크로캡슐들의 영역을 선택적으로 노출시키는 공정에 따른 디스플레이층의 모습을 나타낸 단면도이다.
도 5(a)는 종래의 전기영동 디스플레이 장치의 제조 방법에서 디스플레이층의 모습을 나타낸 단면도이다.
도 5(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기영동 디스플레이 장치의 제조 방법에서 디스플레이층의 모습을 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기영동 디스플레이 장치에서 디스플레이층의 모습을 나타낸 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기영동 디스플레이 장치로서, 각 층의 전도도가 상이한 2 층 구조를 가지는 접착제층(또는 점착제층)을 포함하는 디스플레이층의 단면도이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기영동 디스플레이 장치로서, 압력 조절을 통하여 제조되는 디스플레이층의 단면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기영동 디스플레이 장치로서, 마이크로캡슐이 디스플레이층 내에서 복층으로 형성되어 있는 디스플레이층의 단면도이다.
도 11(a) 및 도 11(a)은 종래 기술과 본 발명의 기술적 사상에 따른 전기영동 디스플레이 장치의 비교를 위한 디스플레이층의 단면도이다.
도 12(a) 및 도 12(a)는 도 11(a) 및 도 11(b)에서 제조된, 각 전기영동 디스플레이 장치의 SEM 사진이다.
도 13(a) 및 도 13(b)는 도 11(a) 및 도 11(b)에서 제조된, 각 전기영동 디스플레이 장치의 응답속도를 비교한 그래프이다.
도 14는 도 11(a) 및 도 11(b)에서 제조된, 각 전기영동 디스플레이 장치의 반사율을 비교한 그래프이다.
도 15(a) 및 도 15(b)는 도 11(a) 및 도 11(b)에서 제조된, 각 전기영동 디스플레이 장치의 외부충격에 대한 내구성을 비교한 SEM 사진이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 저항 및 전도도가 상이한 접착제층의 출력 전압을 측정하는 방법을 도시한 전기영동 디스플레이층의 단면도이다.
도 17(a)은 본 발명의 일 실시예에 따른 저항 및 전도도가 상이한 2 층 구조의 접착제층을 포함하는 전기영동 디스플레이층의 SEM 사진이다.
도 17(b)은 본 발명의 일 실시예에 따른 저항 및 전도도가 상이한 2 층 구조의 접착제층을 포함하는 전기영동 디스플레이층의 단면도이다.
도 18(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 2 층 구조의 접착제층을 가지는 전기영동 디스플레이 장치 E의 단면도이다.
도 18(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 단일층 구조의 접착제층을 가지는 전기영동 디스플레이 장치 F의 단면도이다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 2 층 접착제층 구조의 장치 E와 단일층 접착제층 구조의 장치 F의 반복 구동 횟수에 따른 반사율 변화를 나타내는 비교 그래프이다.1 is a plan view of a panel structure of an electrophoretic display in which a microcapsule surface as a whole is surrounded by a binder as a prior art.
2 is a cross-sectional view of an electrophoretic display device according to an embodiment of the present invention.
3 (a) is a cross-sectional view showing a display layer in a conventional method of manufacturing an electrophoretic display device.
FIG. 3 (b) is a cross-sectional view schematically showing a method of manufacturing an electrophoretic display device according to an embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view illustrating a display layer according to a process of selectively exposing a region of microcapsules in a method of manufacturing an electrophoretic display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
5 (a) is a cross-sectional view showing a display layer in a conventional method of manufacturing an electrophoretic display device.
FIG. 5 (b) is a cross-sectional view illustrating a display layer in the method of manufacturing an electrophoretic display device according to an embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view illustrating a display layer in an electrophoretic display device according to an embodiment of the present invention.
7 is a cross-sectional view of a display layer including an adhesive layer (or a pressure-sensitive adhesive layer) having a two-layer structure in which the conductivity of each layer is different, according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 8 and 9 are cross-sectional views of a display layer manufactured through pressure regulation, according to an embodiment of the present invention.
10 is a cross-sectional view of an electrophoretic display device according to an embodiment of the present invention in which a microcapsule is formed in a display layer in a multi-layered structure.
11 (a) and 11 (a) are cross-sectional views of a display layer for comparison of an electrophoretic display device according to the prior art and the technical idea of the present invention.
Figs. 12 (a) and 12 (a) are SEM photographs of each electrophoretic display device manufactured in Figs. 11 (a) and 11 (b).
Figs. 13A and 13B are graphs showing the response speeds of the electrophoretic display devices manufactured in Figs. 11A and 11B.
Fig. 14 is a graph comparing the reflectance of each electrophoretic display device manufactured in Fig. 11 (a) and Fig. 11 (b).
Figs. 15A and 15B are SEM photographs of the electrophoretic display devices manufactured in Figs. 11A and 11B, respectively, comparing durability against external impacts.
16 is a cross-sectional view of an electrophoretic display layer illustrating a method of measuring an output voltage of an adhesive layer having a different resistance and conductivity according to an embodiment of the present invention.
17 (a) is an SEM photograph of an electrophoretic display layer including a two-layer structure adhesive layer having a different resistance and conductivity according to an embodiment of the present invention.
17 (b) is a cross-sectional view of an electrophoretic display layer including a two-layer structure adhesive layer having a different resistance and conductivity according to an embodiment of the present invention.
18 (a) is a cross-sectional view of an electrophoretic display device E having an adhesive layer of a two-layer structure according to an embodiment of the present invention.
18 (b) is a cross-sectional view of an electrophoretic display device F having a single-layered adhesive layer according to an embodiment of the present invention.
FIG. 19 is a comparative graph showing changes in reflectance according to the number of times of repeated driving of the apparatus E having the two-layer adhesive layer structure and the apparatus F having the single-layer adhesive layer structure according to the embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. The effects and features of the present invention and methods of achieving them will be apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described below, but may be implemented in various forms.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to like or corresponding components throughout the drawings, and a duplicate description thereof will be omitted .
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. 또한 이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.In the following embodiments, the terms first, second, and the like are used for the purpose of distinguishing one element from another element, not the limitative meaning. Also, in the following examples, the singular forms "a", "an" and "the" include plural referents unless the context clearly dictates otherwise.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.In the following embodiments, terms such as inclusive or possessive are intended to mean that a feature, or element, described in the specification is present, and does not preclude the possibility that one or more other features or elements may be added.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기영동 디스플레이의 장치의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of an apparatus of an electrophoretic display according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 마이크로캡슐을 이용하는 전기영동 디스플레이 장치는 상부기판(201), 하부기판(206), 상부전극(202), 하부전극(205) 및 상부기판(201)과 하부기판(206) 사이에 디스플레이층(207)을 포함할 수 있다.2, an electrophoretic display device using a microcapsule according to an exemplary embodiment includes an
상기 디스플레이층(207)은 바인더층(203), 접착제층(또는 점착제층)(204) 및 마이크로캡슐(208)을 포함할 수 있으며, 상기 마이크로캡슐(208)은 입자(209) 및 유체(210)을 포함할 수 있다.The
디스플레이층(207)은 마이크로캡슐(208)들을 바인더층(203)와 혼합하여 코팅 시 마이크로캡슐(208)들의 일부분이 노출되도록 한 후 노출되는 영역에 접착제층(또는 점착제층)(204)를 코팅 및 부착함으로서 도 1의 종래의 기술과는 달리 마이크로캡슐(208)을 중심으로 바인더층(203)와 접착제층(또는 점착제층)(204)가 모두 디스플레이층(207) 내에 위치하는 구조를 가질 수 있다. The
도 2의 구조에 있어서, 상부기판(201) 및 하부기판(206) 사이에 위치하는 디스플레이층(207)의 바인더층(203)와 접착제층(또는 점착제층)(204)의 위치는 사용목적 및 디스플레이층(207)의 코팅 공정 방법에 따라 서로 바뀔 수 있다. 2, the positions of the
마이크로캡슐을 적용한 전기영동 디스플레이 장치에 있어서 표시부에 해당하는 상부기판(201)의 하부에 배치되는 상부전극(202)은 일정한 투과성을 가지고 있으며, 통상적으로 패터닝되지 않은 공통전극으로 사용될 수 있다. 이때, 디스플레이의 해상도 및 독립된 전기적인 신호로 화소를 제어하기 위하여 하부기판(206)의 상부에 배치되는 하부전극(205)은 복수의 독립된 전극들로 패터닝된 구조를 가질 수 있다. In the electrophoretic display device using microcapsules, the
전기영동 디스플레이 장치를 구동시키기 위해서는 상부전극(202)과 하부기판(206)의 구동시키고자 하는 독립된 하부전극(205)(단위셀) 사이에 전기장이 형성되어야 하며, 가해지는 전기장의 세기와 방향에 따라 표시부로부터 구현되는 색상 및 명암비가 달라진다. 이러한 이유로 종래의 제조공정에서는 주로 상부기판에 전기영동 디스플레이층을 형성하나 본 발명에서는 사용목적에 따라 상부기판(201) 내지 하부기판(206)에 모두 전기영동 디스플레이층이 형성될 수 있다. In order to drive the electrophoretic display device, an electric field must be formed between the
상부기판(201)은 투과율이 높은 광투명 소재로서, 80% 이상의 고투과율을 갖는 소재로 형성된 베이스 필름일 수 있다. 상부기판(201)은 광투과율이 우수한 투명 고분자 필름으로서, 폴리에테르술폰(PES, polyethersulphone), 폴리아크릴레이트(PAR, polyacrylate), 폴리에테르 이미드(PEI, polyetherimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN, polyethyelenen napthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이드(PET, polyethyeleneterepthalate), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide:PPS), 폴리아릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(polyimide), 폴리카보네이트(PC), 셀룰로오스 트리아세테이트(TAC) 등으로 형성할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The
하부기판(206)을 마주하는 상부기판(201)의 일면에는 상부전극(202)이 구비될 수 있다. 상부전극(202)은 복수의 디스플레이층(207)들에 대해 동일한 전압을 인가할 수 있다. 상부전극(202)은 복수의 디스플레이층(207)들에 공통되도록 판 형상으로 형성되는 공통전극일 수 있다. 상부전극(202)은 시인측에 마련될 수 있으며, ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), IZTO(indium zinc tin oxide), AZO(aluminum zinc oxide), ZnO 또는 TCO(transparent conductive oxide)와 같은 투명 도전성 물질로 형성될 수 있다.An
입자(209)는 (+) 극성 또는 (-) 극성으로 대전될 수 있으며, 다양한 색상을 가질 수 있다. 입자(209)는 유기 또는 무기 화합물일 수 있으며, 광을 흡수하거나 또는 광을 반사(또는 산란)시킬 수 있다. 입자(209)는 금속 입자와 같은 반사 물질일 수 있다. 입자(209)는 컬러 입자일 수 있다. The
도 2의 실시예에서는 하나의 극성으로 대전된 입자만을 포함하고 있으나, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 입자(209)는 서로 다른 극성을 갖는 두 가지 종류 이상의 입자를 포함할 수 있으며, 입자의 컬러는 상이할 수 있다.In the embodiment of FIG. 2, only one polarity charged particles are included, but the embodiment of the present invention is not limited thereto. For example, the
유체(210)는 물(water), 메탄올(Methanol), 에탄올(Ethanol), 프로판올(Propanol), 부탄올(Butanol), 프로필렌카보네이트(Propylene carbonate), 톨루엔(Toluene), 벤젠(Benzene), 헥산(Hexane), 클로로포름(Chloroform), 아이소파라핀 오일(Isoparaffin oil), 실리콘 오일, 에스테르계 오일, 하이드로카본계 오일트리에칠헥사노인, 디메치콘, 세틸오타노에이트, 디카프릴레이트, 이소프로필미리스테이트, 토코페놀아세테이트 등의 물질을 포함할 수 있다. 유체(220)는 형광물질, 인광물질, 또는 발광물질 등을 포함하거나 에너지가 인가됨에 따라 컬러 특성이 변화하는 색 가변 물질(예를 들면, 시온안료물질, 시온염료물질 등)을 포함할 수 있다.
마이크로캡슐(208)은 바인더층(203) 및 접착제층(또는 점착제층)(204) 내에 소정 간격으로 고정되어 마이크로캡슐(208)들 사이에 이격 공간이 형성될 수 있다. 이격 공간에 의해, 각 마이크로캡슐(208)은 이웃하는 마이크로캡슐(208)들과 직접 접촉하지 않는다. 각 마이크로캡슐(208)의 외 표면은 바인더층(203) 및 접착제층(또는 점착제층)(204)에 의해 둘러싸인다. The
바인더층(203)는 380nm 내지 750nm의 가시광 영역에서 적어도 부분적으로 투명한 물질을 포함할 수 있다. 바인더층(203)는 아크릴계 고분자, 실리콘계 고분자, 에스테르계 고분자, 우레탄계 고분자, 아미드계 고분자, 에테르계 고분자, 플루오르계 고분자 및 고무로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나의 투명한 고분자 물질을 포함할 수 있다. 또한 바인더층(203)는 형광물질, 인광물질, 발광물질 등이 포함되거나 에너지가 인가됨에 따라 컬러 특성이 변화하는 물질(예를 들면, 시온안료물질, 시온염료물질 등)이 포함될 수 있다. 도 2에 도시된 바인더층(203)는 경화된 상태 일 수 있다. The
디스플레이층(207)은 접착제층(또는 점착제층)(204)을 통해 하부전극(205) 및 하부기판(206)과 결합할 수 있다.The
접착제층(또는 점착제층)(204)은 감압 점착제(Pressure Sensitive Adhesive: PSA)를 사용하여 형성될수 있다. 감압 점착제는 구성 부재의 광학적 특성 변화를 방지하고, 접착 처리시의 경화나 건조시의 고온 프로세스를 요하지 않는 소재가 사용 가능하다. The adhesive layer (or pressure sensitive adhesive layer) 204 may be formed using Pressure Sensitive Adhesive (PSA). The pressure-sensitive adhesive can use a material that does not require a change in the optical properties of the constituent members and does not require a high-temperature process during curing and drying at the time of adhesion treatment.
예를 들어, 접착제층(또는 점착제층)(204)는 아크릴계 중합체나 실리콘계 중합체, 폴리에스테르나 폴리우레탄, 폴리에테르 또는 합성 고무 등의 적절한 중합체를 사용할 수 있다. For example, the adhesive layer (or pressure-sensitive adhesive layer) 204 may be made of an appropriate polymer such as an acrylic polymer, a silicone polymer, polyester, polyurethane, polyether, or synthetic rubber.
접착제층(또는 점착제층)(204)은 단순한 접착(또는 점착) 작용뿐만 아니라, 충격을 완화시키는 쿠션(cushion)으로서의 역할도 하는 고탄성의 실리콘 고무(silicone rubber) 등을 사용할 수 있다.The adhesive layer (or the pressure-sensitive adhesive layer) 204 may be not only a simple adhesive (or adhesive) action but also a high-elasticity silicone rubber which also serves as a cushion for relieving the impact.
접착제층(또는 점착제층)(204)은 에너지(예를 들어, 열 또는 UV 등)에 의해 경화될 수 있거나 또는 비경화될 수도 있다. The adhesive layer (or adhesive layer) 204 may be cured by energy (e.g., heat or UV, etc.) or may be uncured.
하부기판(206)은 플라스틱, 금속 등 다양한 재질의 기판일 수 있다. 예를 들어, 접착제층(또는 점착제층)(204)은 절연성 유기물일 수 있는데, 폴리에테르술폰(PES, polyethersulphone), 폴리아크릴레이트(PAR, polyacrylate), 폴리에테르 이미드(PEI, polyetherimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN, polyethyelenen napthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이드(PET, polyethyeleneterepthalate), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide: PPS), 폴리아릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(polyimide), 폴리카보네이트(PC), 셀룰로오스 트리 아세테이트(TAC) 등으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 다른 예로서, 하부기판(410)은 은, 알루미늄 등의 금속을 포함하는 금속 포일, 또는 배면이 금속층으로 코팅된 플라스The
틱 필름을 포함할 수 있다.And may include a tick film.
하부기판(206)은 구부러지거나 휘어지거나 둘둘 말릴 수 있는 연성 재질의 기판일 수 있으며, 이 경우, 하부기판(206)은 연성(flexile) 인쇄 회로 기판일 수 있다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 하부기판(206)은 페놀 계열 또는 에폭시 계열의 합성수지로 이루어질 수 있으며, 이때 하부기판(206)은 경성(rigid) 인쇄 회로 기판일 수 있다.The
하부기판(206)의 일면에는 하부전극(205)이 구비될 수 있다. A
하부전극(205)은 복수의 마이크로캡슐(208)들에 동일 또는 상이한 전압을 인가할 수 있다. The
하부전극(205)은 구리, 알루미늄, 산화 인듐 주석(ITO: Indium Tin Oxide) 또는 산화 인듐 아연(IZO: Indium Zinc Oxide)의 단층구조 또는 구리, 알루미늄, ITO 또는 IZO의 물질에 니켈 또는 금 등이 더 적층된 다층 구조로 형성될 수 있다.The
도 3(a)는 종래의 전기영동 디스플레이 장치의 제조 방법에서 디스플레이층의 모습을 나타낸 단면도이다.3 (a) is a cross-sectional view showing a display layer in a conventional method of manufacturing an electrophoretic display device.
도 3(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기영동 디스플레이 장치의 제조 방법을 개략적으로 나타낸 단면도이다.FIG. 3 (b) is a cross-sectional view schematically showing a method of manufacturing an electrophoretic display device according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기영동 디스플레이 장치의 제조 방법에 있어서, 상부 내지 하부전극에 직접적으로 접촉되는 않는 마이크로캡슐들의 영역을 선택적으로 노출시키는 공정에 따른 디스플레이층의 모습을 나타낸 단면도이다.4 is a cross-sectional view showing a display layer according to a process of selectively exposing a region of microcapsules not directly contacting the upper and lower electrodes in the method of manufacturing an electrophoretic display device according to an embodiment of the present invention. to be.
도 3(a)을 참조하면, 종래의 기술은 디스플레이층(107)을 형성하기 위하여 마이크로캡슐(108)들을 바인더층(103)와 혼합하여 상부 내지 하부기판의 전극에 코팅을 한 후 건조 내지 경화를 하여 디스플레층(107)을 형성한다. 이때, 바인더층(103)는 마이크로캡슐(108)들을 모두 에워싼 형태로 코팅되며, 바인더층(103)는 최소 마이크로캡슐들(108)의 지름의 높이에 해당되도록 도포된다. 디스플레이층(107) 형성 후 사용목적에 따라 상부 내지 하부기판에 디스플레층(107)을 부착할 수 있도록 접착제층 내지 점착제층(104)가 디스플레이층(107) 표면에 코팅 내지 부착된다. 3 (a), the conventional technique is to mix the
도 3(b) 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이층(207)의 제조 공정에서는, 마이크로캡슐(208)들을 바인더층(203)와 혼합하여 상부 내지 하부기판의 전극에 코팅을 한 후 건조 내지 경화하여 디스플레이층(207)을 형성할 수 있다. Referring to FIG. 3B and FIG. 4, in the manufacturing process of the
이때, 바인더층(203)의 물성조절, 마이크로캡슐(208)들과 바인더층(203)의 혼합비 조절, 코팅 시 도막 두께, 코팅 시간, 건조 시간 또는 경화 시간 조절 등을 통하여 마이크로캡슐(208)들의 일부분은 바인더층(203)에 둘러싸이지 않은 상태로 노출되고 상부 내지 하부기판의 전극에 마이크로캡슐(208)들이 직접적으로 접촉되는 영역을 중심으로 바인더층(203)가 위치하여 경화 내지 건조될 수 있다.At this time, the
도 4를 참조하면, 소프트한 마이크로캡슐(208) 적용 시 바인더층(203)와 혼합된 마이크로캡슐(208)들이 코팅되는 도막 두께가 마이크로캡슐(208)들의 평균 직경보다 작도록 코팅 도막 두께를 코팅 블레이드(401)로 조절함으로써 마이크로캡슐(208)의 특정 영역이 노출되도록 코팅을 할 수 있다.4, when the
상기 디스플레이층(207) 형성 후 사용목적에 따라 상부 내지 하부기판에 디스플레층(207)을 부착할 수 있도록 접착제층(또는 점착제층)(204)가 디스플레이층(207) 표면에 코팅 내지 부착된다. 이때, 접착제층(또는 점착제층)(204)의 물성, 형성 두께 및 전도도를 조절하여 바인더층(203)에 둘러싸이지 않고 노출되는 영역 및 마이크로캡슐(208)들 간의 공극에 접착제층(또는 점착제층)(204)가 채워질 수 있다.After the
도 5(a)는 종래의 전기영동 디스플레이 장치의 제조 방법에서 디스플레이층의 모습을 나타낸 단면도이다.5 (a) is a cross-sectional view showing a display layer in a conventional method of manufacturing an electrophoretic display device.
도 5(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기영동 디스플레이 장치의 제조 방법에서 디스플레이층의 모습을 나타낸 단면도이다.FIG. 5 (b) is a cross-sectional view illustrating a display layer in the method of manufacturing an electrophoretic display device according to an embodiment of the present invention.
전기영동 디스플레이에 있어서 유체 내에 분산된 전하를 띄는 미세 입자들의 위치 이동은 상/하부 두 전극 사이에 외부로부터 인가되는 전압에 의하여 생성된 전기장의 세기(E=V/d)와 방향에 따라 결정된다. 상/하부의 두 전극 사이에 형성된 디스플레이층의 두께(d)는 전기영동 디스플레이의 구동전압 및 응답시간에 큰 영향을 미치게 된다.In an electrophoretic display, the positional shift of charged particles that are dispersed in the fluid is determined by the intensity (E = V / d) and direction of the electric field generated by the externally applied voltage between the upper and lower electrodes . The thickness d of the display layer formed between the upper and lower electrodes greatly affects the driving voltage and the response time of the electrophoretic display.
도 5(a) 및 도 5(b)를 참조하면, 종래의 기술이 적용된 도 5(a)의 전기영동 디스플레이 장치에서, 디스플레이층(107)의 두께 즉, 상/하부 두 전극 사이의 간격(d1+d2, d1:바인더층의 두께, d2:접착제층(또는 점착제층)의 두께)에 대비하여, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 5(b)의 디스플레이층(107)의 두께인 상/하부 두 전극 사이의 간격(d1+d2, d1:바인더층의 두께, d2:접착제층(또는 점착제층)의 두께)을 현격히 감소시킬 수 있다.5A and 5B, in the electrophoretic display device of FIG. 5A to which the conventional technique is applied, the thickness of the
따라서 본 발명에서는, 동일한 인가전압(V)에서도 가해지는 전기장의 세기가 종래 기술에 비해 상대적으로 크기 때문에 입자들을 동작속도가 빨라져 응답시간이 향상될 수 있으며, 구동 전압 또한 상대적으로 낮출 수 있다는 장점을 가지게 된다.Therefore, according to the present invention, since the intensity of the electric field applied at the same applied voltage (V) is relatively larger than that of the prior art, the operating speed of the particles is increased and the response time can be improved and the driving voltage can be relatively lowered I have.
또한, 접착제 또는 점착제의 전도도를 조절하게 되면, 입자(209)들을 이동시키기 위한 디스플레이층(207)에 형성되는 전기장은 실질적으로 V=d1 (d1:바인더층의 두께)에 의해 정해질 수 있는바, 본 발명에 따른 d1의 두께가 종래 기술에 비해 상대적으로 작아서, 동일한 인가전압(V)에 대해 생성되는 전기장의 세기가 상대적으로 더 크게 된다. 또한, 마이크로캡슐(208)들의 공극 간에 채워진 바인더층(203)의 두께가 감소됨으로써, 바인더층(203)에 의한 저항률이 종래 기술에 비해 감소되므로, 상대적으로 낮은 구동전압, 낮은 소비전력, 빠른 응답시간 그리고 입자들의 안정적인 이동으로 인한 수명 향상을 기대할 수 있다는 장점을 가질 수 있다. Further, when the conductivity of the adhesive or pressure-sensitive adhesive is controlled, the electric field formed in the
본 발명에 따르면, 디스플레이층 형성 이후에도 바인더층으로부터 노출된 마이크로캡슐영역의 탄성력이 유지되어서 종래 기술에 비해 상대적으로 더 큰 충격도 완충할 수 있는 내구성이 강화되는 장점을 가진다.According to the present invention, the elasticity of the microcapsule region exposed from the binder layer is maintained even after the formation of the display layer, thereby enhancing the durability of buffering a relatively larger impact as compared with the prior art.
또한, 폴리우레탄과 같이 탄성을 가지는 접착제 또는 점착제를 사용하게 되면, 종래 기술과 달리, 접착제 또는 점착제가 마이크로캡슐을 감싸고 있으므로, 직접적인 충격을 완화시킬 수 있어 내구성을 더욱 향상 시킬 수 있다는 장점을 가진다. In addition, when an adhesive or an adhesive having elasticity such as polyurethane is used, unlike the prior art, since the adhesive or the adhesive encapsulates the microcapsule, direct impact can be alleviated, and durability can be further improved.
전도도를 가지는 접착제 또는 점착제 재료로서, 반도성이거나 또는 비등방성적으로 전도성인 물질을 포함시킬 수 있다. 탄소 입자, 금 입자, 알루미늄 입자, 백금 입자, 은 입자, 도금된 중합체 구, 도금된 유리 구 또는 ITO 입자를 함유하거나, 전도성 중합체인 폴리아세틸렌, 폴리아닐린, 폴리피롤, P-DOT, 또는 폴리티오펜을 포함할 수 있다. As the adhesive or pressure-sensitive adhesive material having conductivity, a semiconductive or anisotropically conductive material can be included. Polyaniline, polypyrrole, P-DOT, or polythiophene containing carbon particles, gold particles, aluminum particles, platinum particles, silver particles, plated polymer spheres, plated glass spheres or ITO particles, .
도 5(b)를 참조하면, 상부 내지 하부전극에 코팅된 디스플레이층(207)의 안정적인 부착성을 유지시키고 내구성을 극대화하기 위하여, 바인더층(203)에 둘러싸이지 않고 노출되는 마이크로캡슐(208)들의 영역 (접착제층(또는 점착제층)(204))와 직접적으로 접촉되는 영역)의 두께, d1은 마이크로캡슐(208)의 평균 직경 대비 50% 이하인 것이 바람직하다. 접착제층(또는 점착제층)(204)의 두께, d1 대비 마이크로캡슐(208)의 평균 직경의 비는 0.1:10 ~ 5:10인 것이 바람직하다. 디스플레이층(207)에서 접착제층(또는 점착제층)(204)의 전체 부피는 건조 내지 경화된 바인더의 전체 부피 대비 1% 이상 ~ 50% 이하인 것이 바람직하다. 5 (b), the
바인더층(203)없이 노출되는 마이크로캡슐(208) 영역의 평균 길이는 디스플레이층(207)의 총 두께의 50% 이하인 것이 바람직하다. The average length of the area of the
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기영동 디스플레이 장치에서 디스플레이층의 모습을 나타낸 단면도이다.6 is a cross-sectional view illustrating a display layer in an electrophoretic display device according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 일 실시예에 따른 전기영동 디스플레이 장치는 상부기판(601), 하부기판(606), 상부전극(602), 픽셀 전극(605) 및 상부기판(601)과 하부기판(606) 사이에 디스플레이층(607)을 포함할 수 있다.6, an electrophoretic display device according to one embodiment includes an
하부기판(606)의 일면에는 픽셀 전극(605)이 구비될 수 있다. 픽셀 전극(605)은 설계에 따라 상이한 평면 형상과 크기를 가질 수 있다. 픽셀 전극(605)은 하부기판(606)의 일면 상에서 서로 이격되어 배치 될 수 있다.A
픽셀 전극(605)은 복수의 마이크로캡슐(608)들에 동일 또는 상이한 전압을 인가할 수 있다. 픽셀 전극(605)은 단위 픽셀마다 구비되어 단위 픽셀마다 독립적으로 구동될 수 있다. 단위 픽셀은 하나의 마이크로캡슐(608) 또는 서로 다른 컬러를 나타낼 수 있는 복수의 마이크로캡슐(608)들로 구성될 수 있다. The
픽셀 전극(605)은 구리, 알루미늄, 산화 인듐 주석(ITO: Indium Tin Oxide) 또는 산화 인듐 아연(IZO: Indium Zinc Oxide)의 단층구조 또는 구리, 알루미늄, ITO 또는 IZO의 물질에 니켈 또는 금 등이 더 적층된 다층 구조로 형성될 수 있다.The
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기영동 디스플레이 장치로서, 각 층의 전도도가 상이한 2 층 구조를 가지는 접착제층(또는 점착제층)을 포함하는 디스플레이 장치의 단면도이다.FIG. 7 is a cross-sectional view of a display device including an adhesive layer (or a pressure-sensitive adhesive layer) having a two-layer structure in which the conductivity of each layer is different, according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 접착제층(또는 점착제층) 및 제2 접착제층(또는 제2 점착제층) 은 각 층에 포함되는 전도성 물질들의 중량비율, 물질 입자의 직경, 또는 물질의 전도도 등의 변수를 조절하여 혼합되는 조성물로부터 형성할 수 있다. 7, the adhesive layer (or the pressure-sensitive adhesive layer) and the second adhesive layer (or the second pressure-sensitive adhesive layer) may have a variable of a weight ratio of the conductive materials included in each layer, a diameter of the material particles, ≪ RTI ID = 0.0 > and / or < / RTI >
도 7에 따르면, 제2 접착제층(또는 제2 점착제층)(704(2))(하부전극(705))에 부착되는 영역)과 접착제층(또는 점착제층)(704(1))(마이크로캡슐(708)들 간의 공극에 채워지는 영역)의 전도도가 상이하도록 설정하여 디스플레이층(707)에 균일한 전기장이 형성되도록 할 수 있다.According to FIG. 7, the adhesive layer (or the adhesive layer) 704 (1) (the area attached to the second adhesive layer 704 (2) (lower electrode 705) The area filled in the gap between the capsules 708) are different from each other so that a uniform electric field is formed in the display layer 707. [
즉, 상부전극(702) 및 하부전극(705) 사이에 위치한 마이크로캡슐(708)들에 있어서, 상부전극(702)에서부터 접착제층(또는 점착제층)(704(1))의 시작 부분(a 지점) 까지의 구간을 d1이라하고, 상부전극(702)에서부터 접착제층(또는 점착제층)(704(1))과 제2 접착제층(또는 제2 점착제층)(704(2))이 만나는 부분(b 지점)까지의 구간을 d2라 할 때, 외부에서 가해지는 전압이 동일하고, 접착제층 및 제2 접착제층(또는 제2 점착제층)의 전도도가 같은 경우, d1 구간이 d2 구간보다 상대적으로 전기장의 세기가 크게 되어 (전기장 E=전압 V/길이 d) 디스플레이층(707)에 균일한 전기장이 형성될 수 없게 된다.That is, in the microcapsules 708 positioned between the
따라서 디스플레이층(707)에 균일한 전기장이 형성되도록 하기위해, d1 구간의 전기장의 세기가 d2 구간과 같아지도록 d1 구간의 전기장의 세기를 감소시킬 수 있다. 예로서, 접착제층(또는 점착제층)(704(1))의 전도도를 감소시키면(또는 저항을 증가시키면), a 지점의 전도도가 b 지점의 전도도 보다 감소됨으로써 d1 구간에 미치는 전기장의 세기가 d2 구간과 같아질 수 있다. Therefore, in order to form a uniform electric field in the display layer 707, the intensity of the electric field in the d1 region can be reduced so that the intensity of the electric field in the d1 region becomes equal to the d2 region. For example, when the conductivity of the adhesive layer (or the pressure-sensitive adhesive layer) 704 (1) is reduced (or the resistance is increased), the conductivity at point a is lower than the conductivity at point b, Section.
즉, 제2 접착제층(또는 제2 점착제층)(704(2))과 비교하여 접착제층(또는 점착제층)(704(1))의 전도도를 상대적으로 낮게 설정하면, 외부에서 가해지는 전압이 동일할 때 d1과 d2 구간에 모두 균등한 전기장이 형성되어 동일한 인가펄스에 대해 동작을 요하는 디스플레이 응용제품에 적용이 가능하다.That is, when the conductivity of the adhesive layer (or pressure-sensitive adhesive layer) 704 (1) is set to be relatively low as compared with the second adhesive layer (or the second pressure-sensitive adhesive layer) 704 (2) It is possible to apply the present invention to a display application product requiring an operation for the same application pulse because an equal electric field is formed in the d1 and d2 sections.
도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기영동 디스플레이 장치로서, 마이크로캡슐캡슐의 소프트성(softness)을 이용하여, 바인더층 또는 접착제층(또는 점착제층)의 코팅 및 상부 내지 하부기판과의 부착(합지)시 압력 조절을 통하여 제조되는 디스플레이층의 단면도이다.8 and 9 illustrate an electrophoretic display device according to an embodiment of the present invention, in which the softness of a microcapsule capsule is used to coat a binder layer or an adhesive layer (or a pressure-sensitive adhesive layer) FIG. 5 is a cross-sectional view of a display layer manufactured through pressure control during adhering (laminating)
도 8 및 도 9를 참조하면, 마이크로캡슐(808)(908)이 소프트성(softness)을 가지는 경우에 적용 가능하며, 바인더층(803)(903) 또는 접착제층(또는 점착제층)(804)(904)의 코팅 공정 시 도막 두께의 조절 또는 디스플레이층(807)(907)과 상부 내지 하부기판과의 부착(합지)시 압력을 조절하여, 도 8과 같은 비구형의 마이크로캡슐(808) 형상을 가지는 디스플레이층(807) 또는 도 9와 같은 직면체의 마이크로캡슐(908) 형상을 가지는 디스플레이층(907)을 제조할 수 있다.Referring to FIGS. 8 and 9, the
도 8을 참조하면, 비구형의 마이크로캡슐(808) 구조는 마이크로캡슐(808)들 사이의 공극을 줄일 수 있으며, 전체 디스플레이층(807)의 두께를 줄일 수 있어서, 낮은 구동전압에서도 안정적으로 입자들을 구동시킬 수 있다는 장점을 가진다.Referring to FIG. 8, the
도 9를 참조하면, 직면체의 마이크로캡슐(908) 구조는 마이크로캡슐(908)들이 상대적으로 균일하게 상부 및 하부기판의 전극에 부착됨으로써, 전기적 특성이 강화되는 장점을 가진다.Referring to FIG. 9, the
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기영동 디스플레이 장치로서, 마이크로캡슐이 디스플레이층 내에서 복층으로 형성되어 있는 디스플레이층의 단면도이다.10 is a cross-sectional view of an electrophoretic display device according to an embodiment of the present invention in which a microcapsule is formed in a display layer in a multi-layered structure.
도 10을 참조하면, 디스플레이층(1007) 내에 인접하는 마이크로캡슐(1008)의 틈(간격)을 최소화하여 전기 광학 특성(electrooptic property) 및 콘트라스 비율 (contrast ratio)을 향상시키기 위해 마이크로캡슐(1008)을 이 층 이상의 복층으로 형성할 수 있으며, 이러한 복층 구조의 디스플레이층(1007)에도 마이크로캡슐(1008)을 중심으로 바인더층(1003)와 접착제층(또는 점착제층)(1004)가 모두 디스플레이층(1007) 내에 위치하는 구조를 적용할 수 있다. 10, a
도 2 내지 도 10에 따른 실시예에 있어서, 마이크로캡슐은 소프트 캡슐이거나 하드 캡슐일 수 있으며, 인 시튜 중합법(in-situ polymerization), 코아세르베이션 방법(coacervation approach) 또는 계면 중합법(interfacial polymerization)으로 제조 될 수 있다.In the embodiment according to Figures 2 to 10, the microcapsules may be either soft capsules or hard capsules and may be formed by in situ polymerization, coacervation approach or interfacial polymerization ). ≪ / RTI >
마이크로캡슐 제조에 있어서, 유체로는 극성 또는 비극성 분산매를 사용할 수 있다. 예를 들어, 물, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 프로필렌카보네이트, 톨루엔, 벤젠, 클로로포름, 헥산, 시클로헥산, 도데칸, 퍼클로로에틸렌, 트리클로로에틸렌, 아이소파라핀 오일의 일종인 isopar-G, isopar-M, isopar-H 중 어느 하나 또는 그 이상을 사용할 수 있다.In the production of microcapsules, a polar or nonpolar dispersion medium may be used as the fluid. For example, isopar-G, which is a kind of oil, methanol, ethanol, propanol, butanol, propylene carbonate, toluene, benzene, chloroform, hexane, cyclohexane, dodecane, perchlorethylene, trichlorethylene, isopar -M, and isopar-H can be used.
상기 유체에 염료 또는 안료를 추가할 수 있다. 상기 염료로는 아조 염료, 안트라퀴논 염료, 카르보늄 염료, 인디고 염료, 황화염료, 프탈로시아닌 염료 등을 사용할 수 있고, 상기 안료로는 산화티탄(Titanium dioxide), 산화아연(Zinc oxide), 리토폰(Lithopon), 황화아연(Zinc sulfonate), 카본블랙(Carbon black), 흑연(Graphite), 황연(Chrome yellow), 징크 크로메이트(Zinc chromate), 철적(Redoxide of iron), 연단(Red lead), 카드뮴적(Cardmium red), 모르브덴적(Molybdate chrome orange), 감청(Milori blue, pressian blue, iron blue), 코발트 블루(Cobalt blue), 크롬녹(chrome green), 수산화크롬(Viridian), 아연녹(Zinc green), 은분(Alluminium powder), 금분(Bronze powder), 형광안료, 펄안료 등의 무기안료, 또는 불용성 아조계, 용성 아조계, 프탈로시아닌계, 퀴나크리돈계, 디옥사진계, 이소인돌리논계, 건염염료계, 필로콜린계, 플루오르빈계, 퀴노프탈론계, 메탈 콤플렉스 등의 유기안료를 사용할 수 있다.Dyestuffs or pigments may be added to the fluid. Examples of the dyes include azo dyes, anthraquinone dyes, carbonium dyes, indigo dyes, sulfide dyes, and phthalocyanine dyes. Examples of the dyes include titanium dioxide, zinc oxide, Lithopon, Zinc sulfonate, Carbon black, Graphite, Chrome yellow, Zinc chromate, Redoxide of iron, Red lead, Cadmium Molybdate chrome orange, Milio blue, press blue, iron blue, Cobalt blue, chrome green, Viridian, Zinc an inorganic pigments such as green, aluminium powder, a bronze powder, a fluorescent pigment and a pearl pigment; or an inorganic pigment such as an insoluble azo pigment, a soluble azo pigment, a phthalocyanine pigment, a quinacridone pigment, a dioxazine pigment, Dye system, phyllocholine system, fluorine system, quinophthalone system, metal complex, etc. It may be a pigment.
인 시튜 중합법(in-situ polymerization)에 따르면, 마이크로캡슐은 에멀전을 형성하여 코어-쉘 형태로 구조화하는 반응 과정을 통해 제조할 수 있다.According to in-situ polymerization, microcapsules can be prepared through a reaction process in which an emulsion is formed and structured into a core-shell form.
먼저 입자를 유체에 분산시켜 코어 물질을 제조한다. 이때, 입자는 유체에 대하여 0.1 내지 25 중량%의 비율로 분산될 수 있으나, 필요에 따라 더 많은 양을 분산시킬 수도 있다. 상기 코어 물질의 분산액은 초음파 분산기 또는 호모게나이저를 이용하여 분산을 수행할 수 있다.First, the particles are dispersed in a fluid to prepare a core material. At this time, the particles may be dispersed in a proportion of 0.1 to 25% by weight with respect to the fluid, but may be dispersed in a larger amount if necessary. The dispersion of the core material may be dispersed using an ultrasonic disperser or a homogenizer.
다음으로, 마이크로캡슐의 쉘을 형성할 고분자를 혼합하여 산도 조절에 의하여 프리폴리머를 제조한다. 이 공정은 코어 물질의 분산액을 제조하는 공정과 동시에 수행할 수 있다.Next, the prepolymer is prepared by adjusting the acidity by mixing the polymer forming the shell of the microcapsule. This process can be carried out simultaneously with the process for producing the dispersion of the core material.
상기 쉘을 형성하기 위한 고분자는 탄성이 낮고 단단한 성질을 나타낼 수 있는 고분자 전구체를 사용할 수 있는데, 우레아-포름알데하이드, 멜라민-포름알데하이드, 메틸비닐에테르 코말레산 무수물과 같은 공중합체나 젤라틴, 폴리비닐알코올, 폴리비닐아세테이트, 셀룰로오스성 유도체, 아카시아, 카라기난, 카르복시메틸렐룰로스, 가수분해된 스티렌 무수물 공중합체, 아가, 알기네이트, 카제인, 알부민, 셀룰로오스 프탈레이트 등의 고분자를 사용할 수 있으며, 이러한 고분자의 친수성과 소수성을 조절함으로써 코어 물질을 둘러싸며 쉘을 형성할 수 있다. 또한, 상기 프리폴리머는 입자와 마찬가지로 유체에 분산되어 분산액으로 제조될 수 있다.The polymer for forming the shell may be a polymer precursor that exhibits low elasticity and rigidity, and may be a copolymer such as urea-formaldehyde, melamine-formaldehyde, methylvinylether, maleic anhydride, gelatin, polyvinyl It is possible to use polymers such as alcohols, polyvinyl acetates, cellulose derivatives, acacia, carrageenan, carboxymethyllellulose, hydrolyzed styrene anhydride copolymer, agar, alginate, casein, albumin and cellulose phthalate. And controlling the hydrophobicity to form a shell surrounding the core material. In addition, the prepolymer may be dispersed in a fluid as well as the particles to be produced as a dispersion.
제조된 상기 코어 물질의 분산액과 상기 쉘 물질의 프리폴리머 분산액을 혼합하고 교반하여 에멀전을 형성하는 단계를 수행할 수 있다. 이러한 에멀전을 형성하기 위한 조건으로 입자와 프리폴리머의 비율을 최적화할 필요가 있으며, 두 분산액을 부피 비율로 1:5 내지 1:12이 되도록 혼합할 수 있다. 또한, 분산성 향상을 위하여 안정제를 첨가할 수도 있다. 상기 에멀전 내에서 입자는 분산상이 되고 쉘 물질은 연속상이 될 수 있다. And a step of mixing and stirring the dispersion of the prepared core material with the prepolymer dispersion of the shell material to form an emulsion. As a condition for forming such an emulsion, it is necessary to optimize the ratio of the particles and the prepolymer, and the two dispersions may be mixed in a volume ratio of 1: 5 to 1:12. Further, a stabilizer may be added to improve dispersibility. In the emulsion, the particles become dispersed and the shell material can be a continuous phase.
이때 에멀전의 안정성을 높이기 위해 첨가제를 첨가할 수 있다. 이러한 첨가제로는 수상에서 용해 후 점도가 높은 습윤성이 우수한 유기 고분자일 수 있으며, 구체적으로는, 젤라틴, 폴리비닐알코올, 소듐 카르복시메틸 셀룰로오스, 전분, 하이드록시에틸 셀룰로오스, 폴리비닐피롤리돈, 알기네이트 중 적어도 어느 하나를 사용할 수 있다.At this time, an additive may be added to enhance the stability of the emulsion. Such an additive may be an organic polymer having high viscosity and high wettability after dissolution in an aqueous phase. Specific examples thereof include gelatin, polyvinyl alcohol, sodium carboxymethylcellulose, starch, hydroxyethylcellulose, polyvinylpyrrolidone, alginate May be used.
형성된 에멀전의 pH와 온도를 조절하여 연속상인 쉘 물질 분산액이 분산상인 입자 주위에 침착되어 마이크로캡슐의 쉘이 형성되도록 함으로써, 코어 물질 분산액을 마이크로캡슐화 할 수 있다. The pH and temperature of the formed emulsion can be adjusted so that the continuous shell material dispersion is deposited around the dispersed particles to form a shell of microcapsules, whereby the core material dispersion can be microencapsulated.
이 경우, 마이크로캡슐 쉘을 더 치밀하게 구성하여 탄성을 감소시킴으로써 쉘의 경도를 높이기 위해 첨가제를 첨가하는 과정을 포함할 수 있다. 첨가되는 첨가제의 종류는 수상에서 용해가 잘 되는 이온성 또는 극성 물질일 수 있다. 예를 들어, 경화 촉매제인 염화암모늄, 레조르시놀, 하이드로퀴논, 카테콜 중 적어도 어느 하나를 사용할 수 있다.In this case, it may include the step of adding the additive to increase the hardness of the shell by making the microcapsule shell more densely and reducing the elasticity. The type of additive to be added may be an ionic or polar material that is soluble in the aqueous phase. For example, at least one of curing catalysts such as ammonium chloride, resorcinol, hydroquinone, and catechol can be used.
코아세르베이션 방법의 경우에는, 내부상 및 외부상의 유상/수상 에멀전을 이용할 수 있다. 코어 물질의 분산액은 수성 외부상으로부터 밖으로 코아세르베이션(괴상화)되며, 온도, pH, 상대 농도 등을 제어함으로써 내부상의 유상 액적에 쉘을 형성하여 입자화된다. In the case of the coacervation method, an inner phase and an outer phase / oil phase emulsion can be used. The dispersion of the core material is coagulated (bulked) out of the aqueous external phase and controlled by temperature, pH, relative concentration, etc., to form a shell in the internal oily liquid droplet.
코아세르베이션의 경우, 쉘 재료로서, 우레아-포름알데하이드, 멜라민-포름알데하이드, 젤라틴, 또는 아라빅 고무 등을 사용할 수 있다.In the case of core-shelling, urea-formaldehyde, melamine-formaldehyde, gelatin or arabic rubbers can be used as the shell material.
계면 중합법의 경우에는, 내부상의 친유성 단량체가 수성 외부상에 있어서 에멀전으로 존재하게 된다. 상기 내부상 액정 중의 단량체는 수성 외부상에 도입된 단량체와 반응하고, 내부상의 액적과 주위의 수성 외부상과의 계면에서 중합반응이 일어나며, 상기 액적 주위에서 입자의 쉘이 형성된다. 형성된 쉘은 비교적 얇고 침투성이 있으나, 다른 제조방법과 달리 가열이 필요하지 않으므로, 다양한 유전성 유체를 적용할 수 있는 장점이 있다.In the case of the interfacial polymerization method, the lipophilic monomer in the internal phase is present as an emulsion in the aqueous external phase. The monomer in the internal liquid crystal reacts with the monomer introduced into the aqueous external phase, and a polymerization reaction takes place at the interface between the internal liquid phase and the surrounding aqueous external phase, and a shell of particles is formed around the liquid phase. The formed shell is relatively thin and permeable, but unlike other manufacturing methods, it does not require heating and thus has the advantage of applying various dielectric fluids.
본 발명의 실시예에 따른 전기영동 디스플레이 장치는 기판에 부착되는 디스플레이층의 마이크로캡슐들이 구형, 비구형, 직면체 등인 형태와 무관하게 부착 후 전극에 접촉되는 마이크로캡슐들의 탄성력이 강화되어 외부에서 가해지는 압력 내지 충격을 흡수하는 내구성을 가진다.The electrophoretic display device according to an embodiment of the present invention enhances the elasticity of the microcapsules in which the microcapsules of the display layer adhered to the substrate are in contact with the electrodes after adhesion regardless of the shapes such as spherical, It has durability to absorb low pressure or shock.
본 발명의 실시예에 따른, 바인더층와 접착제층(또는 점착제층)가 모두 디스플레이층 내에 위치하는 구조 및 2 층 접착제층 구조는, 단일층 또는 복층의 구형 마이크로캡슐 및 단일층 또는 복층의 비구형 마이크로캡슐 모두에 적용 가능하다.The structure in which both the binder layer and the adhesive layer (or the pressure-sensitive adhesive layer) are located in the display layer and the two-layer adhesive layer structure according to the embodiment of the present invention can be applied to a single layer or multiple spherical microcapsules and a single- It is applicable to all capsules.
단일층 또는 복층의 비구형 마이크로캡슐은 마이크로캡슐 제조 및 건조 후 기판에 부착 시 가해지는 압력을 조절하여 그 형상을 선택적으로 조절 할 수 있다.The single-layered or multi-layered non-spherical microcapsules can selectively control the shape of the microcapsules by adjusting the pressure applied when the microcapsules are prepared and dried and attached to the substrate.
기판에 마이크로캡슐이 부착되기 전에는 도전성 접착제(또는 점착제) 또는 전극에 접촉되는 영역의 마이크로캡슐들은 평평하지 않고 돌출된 형태로서 구 형태의 형상을 유지한 형태로 제조된다.Before the microcapsules are attached to the substrate, the microcapsules in the region to be in contact with the conductive adhesive (or the pressure-sensitive adhesive) or the electrode are not flat but are formed in a protruding shape and maintaining a spherical shape.
소프트 특성을 지닌 마이크로캡슐들의 경우에도, 혼합되는 바인더의 함량 및 물성을 조절하여 코팅 및 건조 후 노출되는 마이크로캡슐들이 돌출된 형태로서 구 형태의 형상을 유지하도록 제조되어 제조단계에서 마이크로캡슐을 영구적으로 변형시키지 않는다는 특징을 가진다. Even in the case of microcapsules having a soft characteristic, the microcapsules exposed after the coating and drying are regulated by controlling the content and physical properties of the binder to be mixed, so that the microcapsules are manufactured so as to maintain the spherical shape, It is not deformed.
마이크로캡슐의 건조 직후 마이크로캡슐들 간의 공극율은 마이크로캡슐이 노출되는 영역의 폭에 따라 달라질 수 있다.The porosity between the microcapsules immediately after drying of the microcapsules may vary depending on the width of the area in which the microcapsules are exposed.
바인더층와 접착제층(또는 점착제층)가 모두 디스플레이층 내에 위치하는 구조로 인하여, 두 전극 사이에 위치한 디스플레이층의 두께가 감소함에 따라 전기장의 세기가 세지므로, 외부에 인가되는 압력에 비례하여 구동전압이 낮아지는 장점을 가지므로 다양한 응용제품에 적용할 수 있다.Since the thickness of the display layer located between the two electrodes is reduced due to the structure in which both the binder layer and the adhesive layer (or the pressure-sensitive adhesive layer) are located in the display layer, the intensity of the electric field increases, Can be applied to various application products.
<실시예><Examples>
<종래 기술과 본 발명의 기술적 사상에 따른 전기영동 디스플레이 장치의 비교 실험>≪ Comparative experiment of electrophoretic display device according to the prior art and technical idea of the present invention >
종래의 전기영동 디스플레이층 구조와 본 발명의 기술적 사상에 따른 디스플레이층 구조의 차이에 따른 전기, 광학특성 및 내구성 특성의 비교를 위하여 두 종류의 전기영동 필름을 제작하였다. Two types of electrophoretic films were prepared for comparison of electrical, optical and durability characteristics according to the difference of the display layer structure according to the conventional electrophoretic display layer structure and the technical idea of the present invention.
도 11(a) 및 도 11(b)은 종래 기술과 본 발명의 기술적 사상에 따른 전기영동 디스플레이 장치의 비교를 위한 디스플레이층의 단면도이다.Figs. 11 (a) and 11 (b) are cross-sectional views of a display layer for comparison of an electrophoretic display device according to the prior art and the technical idea of the present invention.
도 11(a) 및 도 11(b)을 참조하면, 전기영동 필름 제작을 위해, 동일한 재질의 ITO 필름의 전극표면에 바인더와 마이크로캡슐(캡슐 직경 30um)을 혼합하여 30um의 두께의 1 layer로 코팅을 진행하되, 바인더의 혼합비율과 코팅 공정을 달리하여 건조 후 바인더로부터 마이크로캡슐 층이 노출되지 않는 종래 기술에 따른 디스플레이층(바인더층의 두께: 30um)(도 11(a))와 본 발명에 따른, 마이크로캡슐(캡슐 직경 30um) 직경 중 약 10um이 노출된 채로 건조된 디스플레이층(바인더층의 두께: 20um)(도 11(b))을 제작하였다. 11A and 11B, for the preparation of an electrophoretic film, a binder and microcapsules (capsule diameter: 30 μm) were mixed on the electrode surface of an ITO film of the same material, (The thickness of the binder layer: 30 μm) (FIG. 11 (a)) according to the prior art in which the microcapsule layer is not exposed from the binder after drying by varying the mixing ratio of the binder and the coating process, (Thickness of the binder layer: 20 μm) (FIG. 11 (b)) with a thickness of about 10 μm in the diameter of microcapsules (capsule diameter 30 μm)
각각의 디스플레이층을 형성한 후 20um 두께의 열접착 계열의 접착제(또는 점착제)를 부착하고 전극이 형성된 기판을 합지하여 전기영동 디스플레이 필름들을 제작하였다. After each of the display layers was formed, a thermally adhesive adhesive (or a pressure sensitive adhesive) having a thickness of 20 μm was attached, and the substrate on which the electrode was formed was laminated to produce electrophoretic display films.
도 11(a)를 참조하면, 마이크로캡슐들 간의 공극에 바인더가 채워진 형태로 건조된 종래의 디스플레이층의 경우, 바인더층은 도전성 접착제(또는 점착제)과 대비하여 상대적으로 매우 높은 저항과 낮은 전도도를 가지기 때문에 외부로부터 전압 인가 시 도전성 접착제(또는 점착제)를 통하여 전압이 마이크로캡슐로 공급될 때, A 지점에 위치한 마이크로캡슐 벽에 공급되는 전압이 B지점에 위치한 마이크로캡슐 벽에 전달되는 전압보다 낮게 된다. Referring to FIG. 11 (a), in the case of a conventional display layer dried in the form of a binder filled in a gap between microcapsules, the binder layer has a relatively high resistance and low conductivity as compared with the conductive adhesive The voltage supplied to the microcapsule wall located at the point A becomes lower than the voltage delivered to the microcapsule wall located at the point B when the voltage is supplied to the microcapsule through the conductive adhesive (or pressure-sensitive adhesive) when the voltage is applied from the outside .
반면에, 도 11(b)를 참조하면, 본 발명에 따른 디스플레이층의 경우, 도전성 접착제(또는 점착제)가 바인더가 아닌 마이크로캡슐 벽에 직접적으로 접촉되기 때문에, 외부로부터 전압 인가 시, 도전성 접착제(또는 점착제)를 통하여 전압이 마이크로캡슐로 공급될 때, 위치에 따라 마이크로캡슐 벽에 공급되는 전압의 불균형 문제가 해결될 수 있다.On the other hand, referring to FIG. 11 (b), in the case of the display layer according to the present invention, since the conductive adhesive (or the adhesive) directly contacts the microcapsule wall instead of the binder, Or a pressure-sensitive adhesive), the problem of unevenness of the voltage supplied to the microcapsule wall depending on the position can be solved.
도 12(a) 및 도 12(b)는 도 11(a) 및 도 11(b)에서 제조된, 각 전기영동 디스플레이 장치의 SEM 사진으로서, 도 11(b)의 본 발명에 따른 전기영동 디스플레이 장치가 도 11(a)의 종래 기술에 따른 전기영동 디스플레이 장치에 비해 균일한 전압이 마이크로캡슐 벽에 공급됨에 따라 광학특성이 개선된 것을 확인할 수 있다.Figs. 12 (a) and 12 (b) are SEM photographs of respective electrophoretic display devices manufactured in Figs. 11 (a) and 11 (b) It can be seen that the optical characteristics are improved as the device is supplied with a uniform voltage to the microcapsule wall as compared with the electrophoretic display device according to the prior art of FIG. 11 (a).
도 13(a) 및 도 13(b)는 도 11(a) 및 도 11(b)에서 제조된, 두께가 동일한 전기영동 디스플레이층을 포함하는 장치를 동일한 구동전압 하에서 응답속도를 비교한 그래프이다.Figures 13 (a) and 13 (b) are graphs comparing the response speeds under the same driving voltage for the apparatuses comprising the electrophoretic display layers of the same thickness, prepared in Figures 11 (a) and 11 .
도 13(a)를 참조하면, 종래 기술에 따른 전기영동 디스플레이 장치는 동일 구동전압(+-15V) 하에서 동작하여 약 868ms의 응답시간을 나타내는 반면, 도 13(b)를 참조하면, 본 발명에 따른 전기영동 디스플레이 장치는 약 215ms의 응답시간을 나타냄으로써, 디스플레이층의 구조적 차이에 근거하여 응답속도가 4배 이상 향상되는 것을 알 수 있다. Referring to FIG. 13 (a), the electrophoretic display device according to the related art operates under the same driving voltage (+ -15 V) to exhibit a response time of about 868 ms, while referring to FIG. 13 (b) The electrophoretic display device according to the present invention shows a response time of about 215 ms, which indicates that the response speed is improved four times or more based on the structural difference of the display layer.
도 14는 도 11(a) 및 도 11(b)에서 제조된, 전기영동 디스플레이 장치 각각이 동일한 구동전압(+-15V) 하에서 나타내는 반사율을 비교한 그래프이다.Fig. 14 is a graph comparing the reflectances of the electrophoretic display devices manufactured in Figs. 11 (a) and 11 (b) under the same driving voltage (+ -15 V).
도 14에 따르면, 본 발명에 따른 전기영동 디스플레이 장치가 1 a.u.의 반사율을 나타내는 반면(A), 종래 기술에 따른 전기영동 디스플레이 장치는 0.8 a.u.의 반사율을 나타내므로(B), 본 발명의 디스플레이층 구조의 광학특성이 향상된 것을 확인할 수 있다.According to FIG. 14, the electrophoretic display device according to the present invention exhibits a reflectance of 1 au, whereas the electrophoretic display device according to the related art exhibits a reflectance of 0.8 au. (B) The optical characteristics of the structure are improved.
도 15(a) 및 도 15(b)는 도 11(a) 및 도 11(b)에서 제조된, 각 전기영동 디스플레이층의 구조에 따른 외부충격에 대한 내구성을 비교하기 위한 SEM 사진이다. FIGS. 15A and 15B are SEM photographs for comparing the durability against external impacts according to the structure of each electrophoretic display layer manufactured in FIGS. 11A and 11B. FIG.
도 15(a) 및 도 15(b)을 참조하면, 외부충격에 대한 내구성을 비교하기 위하여 Ball Tack 시험기를 사용하여 실험한 결과, 종래의 디스플레이층 구조를 갖는 장치는 0.1g의 무게를 지닌 ball에서 마이크로캡슐들의 부분적 파괴가 일어난 반면에 본 발명에 따른 디스플레이층 구조를 갖는 장치는 0.5g의 무게를 지닌 ball에서도 캡슐의 파괴가 일어나지 않아 디스플레이층 구조의 탄성력이 증가되어 내구성이 강화되는 것을 확인할 수 있다.15 (a) and 15 (b), in order to compare the durability against external impact, a ball tack tester was used. As a result, a device having a conventional display layer structure had a ball , The apparatus having the display layer structure according to the present invention did not break the capsule even in a ball having a weight of 0.5 g, so that the elasticity of the display layer structure was increased and the durability was enhanced have.
<전도도가 상이한 2 층 구조의 접착제층을 포함하는 전기영동 디스플레이 장치의 수명특성 비교 실험> ≪ Experiment for comparing lifetime characteristics of electrophoretic display device including two-layer structure adhesive layer having different conductivity >
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 저항 및 전도도가 상이한 접착제층의 출력 전압을 측정하는 방법을 도시한 전기영동 디스플레이층의 단면도이다. 16 is a cross-sectional view of an electrophoretic display layer illustrating a method of measuring an output voltage of an adhesive layer having a different resistance and conductivity according to an embodiment of the present invention.
도 16을 참조하면, 저항 및 전도도가 상이한 전도성 물질의 첨가량에 편차를 두어 A, B 및 C 시료를 제조하고, 시료 C와 동일한 전도성 물질을 포함하되, 이의 첨가량만 상이한 동일한 두께로 제조한 핫멜트 접착제 시료 D를 제조한 후, 각각의 시료를 면저항이 같은 두개의 도체에 각각 동일한 면적으로 부착하여 10um의 두께로 핫멜트 형태의 접착제층을 형성하였다. 상기 접착제층을 25℃에서 파워서플라이로 전극 2에 전압 15V를 인가한 후 접착제층을 통하여 전극 1에 출력되는 전압의 세기를 멀티테스터기를 통하여 측정하였다. 각각의 출력전압 결과는 표1에 기재한 바와 같다.16, samples A, B and C were prepared with variations in the addition amount of conductive materials having different resistances and conductivities, and hot-melt adhesives prepared with the same thickness as the sample C, After preparing Sample D, each sample was attached to two conductors of the same sheet resistance, each having the same area, to form a hot-melt type adhesive layer having a thickness of 10 μm. The adhesive layer was applied with a voltage of 15 V to the
도 17(a)은 본 발명의 실시예에 따른 저항 및 전도도가 상이한 2 층 구조의 접착제층을 포함하는 전기영동 디스플레이층의 SEM 사진이며, 도 17(b)은 상기 전기영동 디스플레이층의 단면도이다. 17 (a) is an SEM photograph of an electrophoretic display layer including a two-layer adhesive layer having a different resistance and conductivity according to an embodiment of the present invention, and FIG. 17 (b) is a cross-sectional view of the electrophoretic display layer .
도 17(a) 및 도 17(b)를 참조하면, 투명전극에 평균 지름 30um의 마이크로캡슐을 바인더와 혼합하여 1층으로 코팅/건조 후 마이크로캡슐이 노출된 영역, 즉 마이크로캡슐들 간의 공극의 평균 깊이를 비접촉 3차원 측정기로 측정한 결과, 경화된 바인더층으로부터 마이크로캡슐의 최상단까지의 길이(도 17(b)의 b 지점)는 약 30um로 측정되었고, 마이크로캡슐이 노출된 영역에서 마이크로캡슐의 최상단까지의 길이는 (도 17(b)의 a 지점) 약 10um로 측정되었다. 17 (a) and 17 (b), microcapsules having an average diameter of 30 .mu.m were mixed with a transparent electrode and coated / dried with a binder in a single layer, The average depth was measured by a non-contact three-dimensional measuring instrument. As a result, the length from the cured binder layer to the top of the microcapsule (point b in FIG. 17 (b)) was measured to be about 30 μm, (The point a in Fig. 17 (b)) was measured to be about 10 mu m.
전도도가 상이한 2 층 구조의 접착제층 구조의 수명특성 비교를 위하여, 도 17(b)의 마이크로캡슐이 노출된 영역에 상기에서 제조된 접착제 시료 B를 부착 후 그 위에 접착제 시료 C를 부착한 다음, 전극이 형성된 기판을 합지하여 2 층 구조의 접착층을 가지는 전기영동 디스플레이 장치 E를 제작하였다. In order to compare the lifetime characteristics of the two-layered adhesive layer structure having different conductivity, the adhesive sample B prepared above was attached to the area where the microcapsules of FIG. 17 (b) were exposed, An electrophoretic display device E having an adhesive layer of a two-layer structure was prepared by laminating a substrate on which electrodes were formed.
도 18(a)는 본 발명의 실시예에 따른 2 층 구조의 접착제층을 가지는 전기영동 디스플레이 장치 E의 단면도이다.18 (a) is a cross-sectional view of an electrophoretic display device E having an adhesive layer of a two-layer structure according to an embodiment of the present invention.
비교예로서, 도 17(b)의 마이크로캡슐이 노출된 영역에 상기에서 제조된 접착제 시료 D를 부착 후 전극이 형성된 기판을 합지하여 하부전극과 합지하여 단일층 구조의 접착제층을 가지는 전기영동 디스플레이 장치 F를 제작하였다. As a comparative example, a substrate on which an electrode was formed was adhered to a region where the microcapsule was exposed in FIG. 17 (b) after adhering the adhesive sample D prepared above, and the resultant was joined to the lower electrode to form an electrophoretic display Device F was fabricated.
도 18(b)는 본 발명의 실시예에 따른 단일층 구조의 접착제층을 가지는 전기영동 디스플레이 장치 F의 단면도이다.18 (b) is a cross-sectional view of an electrophoretic display device F having a single-layered adhesive layer according to an embodiment of the present invention.
장치 E와 장치 F의 디스플레이층 두께는 동일하며, 전체 전도성 접착제층의 두께는 20um로 동일하다(시료 B 및 C 접착제층의 두께는 각각 10um, 시료 D 접착제층 두께는 20um)The display layer thicknesses of the devices E and F are the same and the thickness of the entire conductive adhesive layer is equal to 20 mu m (the thicknesses of the sample B and C adhesive layers are 10 mu m and the sample D adhesive layer thickness is 20 mu m)
도 18(a)를 참조하면, 장치 E의 경우, 비접촉 3차원 측정기의 측정 결과로 보았을 때, 전극으로부터 시료 B와 접촉되는 a지점과의 거리가 약 20um이며, 전극으로부터 마이크로캡슐이 노출되는 가장 끝단이자 시료 C 와 접촉되는 b지점과의 거리는 약 30um이다. Referring to Fig. 18 (a), in the case of the device E, the distance from the electrode to the point a which is in contact with the sample B from the electrode is about 20 [mu] m from the measurement result of the noncontact three- The distance between the end and the point b which is in contact with the sample C is about 30 μm.
표1에 나타낸 바와 같이 시료 B 접착제층의 경우 15V의 전압에서 약 10.28V 전압이 공급되며, 시료 C 접착제층의 경우 약 14.98V의 전압이 공급된다. 따라서 각 지점에서의 전기장의 세기를 구하면 전극과 a 지점 사이의 전기장 세기는 0.514V/um(E=10.28V/20um)이며, 전극과 b지점 사이의 전기장 세기는 0.499V/um(E=14.98V/30um)로 두 지점에 미치는 전기장의 세기는 거의 비슷하다. As shown in Table 1, a voltage of about 10.28 V is supplied at a voltage of 15 V for the sample B adhesive layer, and a voltage of about 14.98 V is supplied for the sample C adhesive layer. Therefore, the field strength between the electrode and point a is 0.514V / um (E = 10.28V / 20um) and the field strength between the electrode and point b is 0.499V / um (E = 14.98 V / 30um), the electric field intensity at the two points is almost the same.
도 18(b)를 참조하면, 장치 F의 경우 시료 D 접착제층에 공급되는 전압이 약 14.93V로 전극과 a 지점 사이의 전기장 세기는 0.746V/um(E=14.93V/20um)이며, 전극과 b지점 사이의 전기장 세기는 0.497V/um(E=14.93V/30um)로, 단일층의 접착제층을 포함하는 장치는 마이크로캡슐 위치에 따라 전기장의 세기 편차가 크다는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 18B, in the case of the device F, the voltage supplied to the sample D adhesive layer is about 14.93 V, the electric field strength between the electrode and the point a is 0.746 V / um (E = 14.93 V / (E = 14.93V / 30um), the device including the single-layer adhesive layer has a large intensity variation of the electric field depending on the position of the microcapsule.
도 19는 본 발명의 실시예에 따른 2 층 접착제층 구조의 장치 E와 단일층 접착제층 구조의 장치 F의 반복 구동 횟수에 따른 반사율 변화를 나타내는 비교 그래프이다.19 is a comparative graph showing changes in reflectance according to the number of times of repeated driving of the apparatus E having the double-layer adhesive layer structure and the apparatus F having the single-layer adhesive layer structure according to the embodiment of the present invention.
도 19를 참조하면, 2 층 접착제층과 단일층 접착제층 장치의 수명특성 비교를 위하여 장치 E와 장치F를 +-15V(pulse width: 250ms) 전압으로 반복 구동하여 구동횟수에 따라 변화되는 반사율 특성을 비교하였다. 그 결과 2 층 접착제층인 장치 E가 단일층 접착제층인 장치 F에 대비하여 반복적인 구동에 따라 반사율의 감소 폭이 더 작으므로 향상된 수명 특성을 나타내는 것을 확인할 수 있다.19, in order to compare the lifetime characteristics of the two-layer adhesive layer and the single-layer adhesive layer device, the device E and the device F are repeatedly driven at a voltage of +15 V (pulse width: 250 ms) Were compared. As a result, it can be confirmed that the device E which is a two-layer adhesive layer has an improved lifetime characteristic since the width of decrease of the reflectance is smaller according to repetitive driving as compared with the device F which is a single-layer adhesive layer.
Claims (16)
하부기판;
상기 상부기판의 일면에 배치되는 상부전극;
상기의 하부기판의 일면에 배치되는 하부전극;
상기 상부전극과 상기 하부전극 사이에 배치되며, 바인더층, 마이크로캡슐, 접착제층을 포함하는 디스플레이층; 및
상기 디스플레이층의 상기 접착제층과 접촉하여 배치되는 제2 접착제층을 포함하되,
상기 디스플레이층 내의 상기 마이크로캡슐들의 외 표면 중 일부 영역만 바인더층으로 둘러싸이고, 나머지 영역은 접착제층으로 채워지며,
상기 디스플레이층에 균일한 전기장이 형성되도록 상기 접착제층과 상기 제2 접착제층의 전도도가 상이하게 설정되는 것을 특징으로 하는 전기영동 디스플레이 장치.
An upper substrate;
A lower substrate;
An upper electrode disposed on one surface of the upper substrate;
A lower electrode disposed on one surface of the lower substrate;
A display layer disposed between the upper electrode and the lower electrode, the display layer including a binder layer, a microcapsule, and an adhesive layer; And
And a second adhesive layer disposed in contact with the adhesive layer of the display layer,
Only a part of the outer surface of the microcapsules in the display layer is surrounded by the binder layer and the remaining area is filled with the adhesive layer,
Wherein a conductivity of the adhesive layer and that of the second adhesive layer are set differently so that a uniform electric field is formed in the display layer.
상기 상부 또는 하부전극은 상기 상부 또는 하부기판의 일면에 서로 이격되어 배치되는 픽셀 전극으로서, 상기 픽셀 전극은 상기 마이크로캡슐 각각에 동일 또는 상이한 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 전기영동 디스플레이 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the upper or lower electrode is a pixel electrode disposed on one surface of the upper or lower substrate so as to be spaced apart from each other, and the pixel electrode applies the same or different voltage to each of the microcapsules.
상기 접착제층 및 상기 제2 접착제층은 탄성 또는 전도성을 가지는 접착제 또는 점착제를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 디스플레이 장치.
3. The method of claim 2,
The adhesive layer And the second adhesive layer comprises an adhesive or a pressure-sensitive adhesive having elasticity or conductivity.
상기 마이크로캡슐은,
구형이거나,
상기 마이크로캡슐들이 균일하게 상부 및 하부전극에 부착되는 직면체의 형상을 가지거나,
상기 마이크로캡슐들 사이의 공극 및 상기 디스플레이층의 두께를 최소화할 수 있는 비구형인 것을 특징으로 하는 전기영동 디스플레이 장치.
The method according to claim 6,
The microcapsules may contain,
Spherical,
The microcapsules may have a shape of a face body uniformly adhered to the upper and lower electrodes,
Wherein the gap between the microcapsules and the thickness of the display layer is minimized.
상기 마이크로캡슐은,
상기 디스플레이층 내에 인접하는 상기 마이크로캡슐들의 공극을 최소화할 수 있는 2 층 이상의 복층 구조인 것을 특징으로 하는 전기영동 디스플레이 장치.
The method according to claim 6,
The microcapsules may contain,
Wherein the microcapsules are two or more multi-layer structures capable of minimizing voids of the microcapsules adjacent to each other in the display layer.
하부기판의 일면에 하부전극을 형성하는 단계;
상기 상부 또는 하부전극 상에 디스플레이층을 형성하는 단계;
상기 디스플레이층을 형성하는 단계는, 마이크로캡슐들을 바인더와 혼합하여 상기 상부 또는 하부전극 상에 코팅하되, 바인더와 혼합된 마이크로캡슐들이 코팅되는 도막 두께가 마이크로캡슐들의 평균 직경보다 작도록 마이크로캡슐들의 외 표면 중 일부 영역을 노출시켜 코팅한 후 건조 또는 경화시켜 바인더층을 형성하는 단계; 와
상기 바인더층과 접촉되도록 상기 마이크로캡슐들의 외 표면 중 노출된 일부 영역에 접착제를 코팅하여 접착제층을 형성하는 단계;를 포함하고,
상기 디스플레이층의 상기 접착제층과 접촉하도록 상기 상부 또는 하부전극 상에 제2 접착제층을 형성하는 단계; 및
상기 상부전극과 상기 하부전극 사이에 디스플레이층이 배치되도록 상부기판과 하부기판을 결합하는 단계;를 포함하되,
상기 디스플레이층에 균일한 전기장이 형성되도록 상기 접착제층과 상기 제2 접착제층의 전도도가 상이하게 설정되는 것을 특징으로 하는 전기영동 디스플레이 장치의 제조 방법.
Forming an upper electrode on one surface of the upper substrate;
Forming a lower electrode on one surface of the lower substrate;
Forming a display layer on the upper or lower electrode;
The step of forming the display layer may include coating the microcapsules with a binder and coating the upper or lower electrode, wherein the coating thickness of the microcapsules mixed with the binder is smaller than the average diameter of the microcapsules Exposing a portion of the surface to a coating, and drying or curing the coating to form a binder layer; Wow
And forming an adhesive layer by coating an exposed part of the outer surface of the microcapsules with an adhesive so as to be in contact with the binder layer,
Forming a second adhesive layer on the upper or lower electrode to contact the adhesive layer of the display layer; And
And bonding the upper substrate and the lower substrate such that a display layer is disposed between the upper electrode and the lower electrode,
Wherein a conductivity of the adhesive layer and that of the second adhesive layer are set differently so that a uniform electric field is formed in the display layer.
상기 바인더층을 형성하는 단계는 바인더와 혼합된 마이크로캡슐들이 코팅되는 도막 두께가 마이크로캡슐들의 평균 직경보다 작도록 코팅 도막 두께를 코팅 블레이드로 조절하여 마이크로캡슐들의 외 표면 중 일부 영역이 노출되도록 코팅하는 것을 특징으로 하는 전기영동 디스플레이 장치의 제조 방법.
11. The method of claim 10,
The binder layer may be formed by coating the microcapsules coated with the binder such that the thickness of the coated layer is smaller than the average diameter of the microcapsules, Wherein the electrophoretic display device comprises a plurality of pixels.
상기 접착제층 및 상기 제2 접착제층은 탄성 또는 전도성을 가지는 접착제 또는 점착제를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 디스플레이 장치의 제조 방법.
11. The method of claim 10,
Wherein the adhesive layer and the second adhesive layer comprise an adhesive or an adhesive having elasticity or conductivity.
상기 상부 또는 하부전극은 상기 상부 또는 하부기판의 일면에 서로 이격되어 배치되는 픽셀 전극으로서, 상기 픽셀 전극은 상기 마이크로캡슐 각각에 동일 또는 상이한 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 전기영동 디스플레이 장치의 제조 방법.
14. The method of claim 13,
Wherein the upper or lower electrode is a pixel electrode disposed on one surface of the upper or lower substrate so as to be spaced apart from each other and wherein the pixel electrode applies the same or different voltage to each of the microcapsules .
상기 마이크로캡슐은,
상기 바인더층 또는 상기 접착제층의 코팅 공정 또는 상기 디스플레이층과 상부 내지 하부기판과의 부착 공정 단계에서 가해지는 압력을 조절하여, 비구형 또는 직면체의 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 전기영동 디스플레이 장치의 제조 방법.
14. The method of claim 13,
The microcapsules may contain,
Wherein the pressure applied at the step of coating the binder layer or the adhesive layer or the step of attaching the display layer to the upper substrate to the lower substrate is adjusted to have an aspherical shape or a face shape, Gt;
상기 마이크로캡슐은,
상기 디스플레이층 내에 인접하는 상기 마이크로캡슐들의 공극을 최소화할 수 있도록 2 층 이상의 복층 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 전기영동 디스플레이 장치의 제조 방법.14. The method of claim 13,
The microcapsules may contain,
Wherein the microcapsules are formed in a multi-layered structure of two or more layers so as to minimize voids of the microcapsules adjacent to each other in the display layer.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |