KR20030038042A - Electrophoretic display device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전기영동 표시장치(Electrophoretic display device)에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 해상도를 향상시킨 전기영동 표시장치에 관한 것이다.The present invention relates to an electrophoretic display device, and more particularly, to an electrophoretic display device having improved resolution.
전기영동 표시장치는 "콜로이드 용액에 한 쌍의 전극을 담그고 상기 전극들에 전압을 걸어주면, 콜로이드 입자가 어느 한쪽의 극성으로 이동하는 현상"을 이용한 화상 표시장치로서, 백라이트를 사용하지 않으며, 넓은 시야각, 높은 반사율, 읽기 쉬움 및 저소비전력 등의 특성을 갖는 바, 전기 종이(electric paper)로서 각광 받을 것으로 기대된다.The electrophoretic display is an image display device using "a phenomenon in which colloidal particles move to either polarity when a pair of electrodes is immersed in a colloidal solution and a voltage is applied to the electrodes." It is expected to be spotlighted as an electric paper because it has characteristics such as viewing angle, high reflectance, readability, and low power consumption.
이와 같은 전기영동 표시장치는 종이나 플라스틱과 같은 얇고, 구부리기 쉬운 한 쌍의 베이스 필름(base film)이 전기영동 서스펜젼(suspension)의 개재하에 합착된 구조를 갖으며, 각 베이스 필름의 내측면 상에 투명전도막으로된 전극이 배치되어, 상기 각 전극에 소정 전압이 인가되는 것으로부터 상기 전기영동 서스펜젼이 반대 극성의 전극으로 이동되어 소정의 화상을 표시하게 된다.Such an electrophoretic display device has a structure in which a pair of thin, bendable base films such as paper or plastic are bonded under an electrophoretic suspension, and the inner surface of each base film. An electrode made of a transparent conductive film is disposed on the electrode, and the electrophoretic suspension is moved to an electrode of opposite polarity from the application of a predetermined voltage to each electrode to display a predetermined image.
자세하게, 도 1은 종래 기술에 따른 전기영동 표시장치의 개략적인 구조를 도시한 단면도로서, 도시된 바와 같이, 전기영동 표시장치는 제1투명전극(2a)이 형성된 하부기판(1a)과 제2투명전극(2b)이 형성된 상부기판(1b)이 상기 전극들(2a, 2b)이 마주보도록 대향 배치되고, 전기영동 서스펜젼(suspension), 즉, 전하를 띤 색소 입자들(charged pigment particles : 3)을 포함한 염색 솔벤트(dyed solvent: 4)가 상기 기판들(1a, 1b) 사이에 개재된 구조를 갖는다. 전술한 바와 같이, 상기 하부 및 상부기판(1a, 1b)은 얇고, 플렉서블(flexible)한 필름으로 이루어진다.In detail, FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a schematic structure of an electrophoretic display device according to the related art. As illustrated, the electrophoretic display device includes a lower substrate 1a and a second substrate on which a first transparent electrode 2a is formed. The upper substrate 1b on which the transparent electrode 2b is formed is disposed to face each other so that the electrodes 2a and 2b face each other, and an electrophoretic suspension, that is, charged pigment particles: A dyed solvent 4 including 3) has a structure interposed between the substrates 1a and 1b. As described above, the lower and upper substrates 1a and 1b are made of a thin, flexible film.
이러한 전기영동 표시장치는, 상기 제1 및 제2투명전극(2a, 2b) 각각에 직류전압이 인가될 때, 염색 솔벤트(4) 내의 전하를 띤 색소 입자(3 : 이하, 도전 입자)들이 대전되고, 대전된 도전 입자들(3)이 그 극성과 반대되는 극성을 띤 전극으로 이동되어, 상기 도전 입자들(3)에 의한 빛의 반사에 따라 소정의 화상을 표시하게 된다. 아울러, 상기 대전된 도전 입자들(3)의 극성을 바꾸면 반대 극성을 띠는 전극쪽으로 이동하게 되며, 또 다른 화상을 표시하게 된다.In such an electrophoretic display, when the direct current voltage is applied to each of the first and second transparent electrodes 2a and 2b, the charged pigment particles (hereinafter, conductive particles) in the dyeing solvent 4 are charged. Then, the charged conductive particles 3 are moved to an electrode having a polarity opposite to the polarity thereof, thereby displaying a predetermined image according to the reflection of light by the conductive particles 3. In addition, when the polarities of the charged conductive particles 3 are changed, they move toward the electrode having the opposite polarity and display another image.
도 1에서, 좌측의 표시셀(10a)은 도전 입자들(3)을 상부기판(1b)의 제2투명전극(2b)쪽으로 이동시켜 화이트 상태(white state)를 구현한 것이며, 우측의 표시셀(10b)은 반대로 도전 입자들(3)을 하부기판(1a)의 제1투명전극(2a)쪽으로 이동시켜 블랙 상태(black state)를 구현한 것이다. 도면부호 20은 사용자를 나타낸다.In FIG. 1, the display cell 10a on the left side implements a white state by moving the conductive particles 3 toward the second transparent electrode 2b of the upper substrate 1b, and the display cell on the right side. Conversely, 10b shows a black state by moving the conductive particles 3 toward the first transparent electrode 2a of the lower substrate 1a. Reference numeral 20 denotes a user.
한편, 상기한 전기영동 표시장치의 해상도는 도전 입자들에 크게 의존하며, 예컨데, 해상도 향상은 상기 도전 입자들의 부피를 줄이고, 밀도를 높이는 것에 의해 얻을 수 있다.On the other hand, the resolution of the electrophoretic display device is highly dependent on the conductive particles, for example, the resolution can be obtained by reducing the volume of the conductive particles, increasing the density.
그런데, 도 1에 도시된 종래의 전기영동 표시장치는 도전 입자들(3)의 원하지 않는 이동, 즉, 인접 표시셀의 전극쪽으로 이동되는 현상이 발생됨으로써, 전체적으로 선명한 화질을 구현하는데 어려움이 있다. 자세하게, 도 1에 도시된 전기영동 표시장치의 경우에는 인접 표시셀들(10a, 10b) 사이에서 원하지 않는 전계가 발생되어, 도전 입자들(2)이 상,하로 이동하는 것이 아니라, 좌,우로 이동하는 현상이 발생되며, 이에 따라, 특정 표시셀의 화질 저하가 발생되어, 결국, 전체적으로 요구하는 정도의 해상도 구현이 어렵다.However, the conventional electrophoretic display device illustrated in FIG. 1 may cause undesired movement of the conductive particles 3, that is, movement toward an electrode of an adjacent display cell, thereby making it difficult to realize a clear image quality overall. In detail, in the electrophoretic display device illustrated in FIG. 1, an unwanted electric field is generated between adjacent display cells 10a and 10b so that the conductive particles 2 do not move up and down, but instead of left and right. As a result, a phenomenon of moving occurs, and thus, image quality deterioration of a specific display cell occurs, and as a result, it is difficult to realize the resolution required as a whole.
따라서, 고해상도의 전기영동 표시장치를 구현하기 위해서는 도전 입자들의 원치 않는 이동을 방지하는 것이 필수적으로 고려되어야 하는 바, 이를 위해, 종래의 다른 기술로서 도전 입자들과 염색 솔벤트를 코아서베이션(coacervation) 방법을 이용해서 캡슐로 만든 후, 이를 바인더(binder)에 혼합하여 베이스 필름에 코팅(coating) 또는 라미네이팅(laminating)시키는 방법이 제안되었다.Therefore, in order to implement a high resolution electrophoretic display, it is essential to prevent unwanted movement of the conductive particles. To this end, coacervation of the conductive particles and the dyeing solvent is performed by another conventional technique. A method of making capsules using the method and then mixing them in a binder has been proposed to coat or laminate the base film.
도 2는 전술한 종래의 다른 기술에 따른 전기영동 표시장치의 개략적으로 구조를 도시한 단면도이다. 도시된 바와 같이, 도전 입자들(3)을 포함한 염색 솔벤트(4)가 코아서베이션 방법에 의해 캡슐(5) 상태로 되고, 이러한 캡슐들(5)이 바인터(6)에 혼합되어 제1투명전극(도시안됨)이 형성된 하부기판(1a) 상에 도포되며, 이 하부기판(1a)은 제2투명전극(도시안됨)이 형성된 상부기판(1b)과 합착된다.2 is a cross-sectional view schematically illustrating a structure of an electrophoretic display device according to another conventional technique described above. As shown, the dyeing solvent 4 comprising the conductive particles 3 is brought into the capsule 5 state by the co-servation method, and these capsules 5 are mixed in the binder 6 to form a first The transparent substrate (not shown) is coated on the lower substrate 1a on which the lower substrate 1a is bonded to the upper substrate 1b on which the second transparent electrode (not shown) is formed.
이와 같은 구조의 전기영동 표시장치는 도전 입자들이 캡슐막에 둘러쌓여 있기 때문에 인접 표시셀들 사이에서 일어나는 인접 필드에 의한 도전 입자들의 원하지 않는 방향으로의 이동을 억제할 수 있으며, 그래서, 도 1에 도시된 그것에 비해 선명한 화질을 구현할 수 있게 된다.The electrophoretic display device having such a structure can suppress movement of the conductive particles in an undesired direction due to adjacent fields occurring between adjacent display cells because the conductive particles are surrounded by the capsule film. Compared to that shown, it is possible to realize a clear picture quality.
그러나, 도 2에 도시된 전기영동 표시장치는 도 1에 도시된 그것 보다 개선된 해상도를 갖지만, 캡슐 크기 및 도전 입자 밀도 등의 제어가 어려운 것으로 인하여, 만족할만한 해상도의 구현에 한계가 있다.However, although the electrophoretic display shown in FIG. 2 has an improved resolution than that shown in FIG. 1, it is difficult to control the capsule size, the conductive particle density, etc., and thus there is a limit in the implementation of a satisfactory resolution.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 인접 필드에 의한 도전 입자들의 원치 않는 방향으로의 이동을 차단하여 고해상도를 구현한 전기영동 표시장치를 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an electrophoretic display device that realizes high resolution by blocking movement of conductive particles in an undesired direction by adjacent fields. .
도 1은 종래 기술에 따른 전기영동 표시장치의 개략적인 구조를 도시한 단면도.1 is a cross-sectional view showing a schematic structure of a conventional electrophoretic display device.
도 2는 종래 다른 기술에 따른 전기영동 표시장치의 개략적인 구조를 도시한 단면도.Figure 2 is a cross-sectional view showing a schematic structure of a conventional electrophoretic display device.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전기영동 표시장치를 설명하기 위한 도면.3 and 4 are views for explaining an electrophoretic display device according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기영동 표시장치의 개략적인 구조를 도시한 단면도.5 is a cross-sectional view illustrating a schematic structure of an electrophoretic display device according to another exemplary embodiment of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
1a : 하부기판 1b : 상부기판1a: Lower substrate 1b: Upper substrate
2a : 제1투명전극 2b : 제2투명전극2a: first transparent electrode 2b: second transparent electrode
3 : 도전 입자 4 : 염색 솔벤트3: conductive particle 4: dyeing solvent
5 : 캡슐 6 : 바인더5: capsule 6: binder
8 : 격벽 10a,10b : 표시셀8: partition wall 10a, 10b: display cell
11a : 수평신호라인 11b : 수직신호라인11a: horizontal signal line 11b: vertical signal line
20 : 사용자20: user
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전기영동 표시장치는, 이격해서 대향 배치된 얇고 플렉서블한 하부기판과 상부기판; 상기 각 기판의 내측면 상에 형성된 제1투명전극과 제2투명전극; 상기 기판들 사이의 공간에 충진된 도전 입자들; 및 상기 하부기판 상의 각 표시셀들의 경계에 형성된 격벽을 포함한다.Electrophoretic display device of the present invention for achieving the above object, the thin and flexible lower substrate and the upper substrate spaced apart from each other; First and second transparent electrodes formed on inner surfaces of the substrates; Conductive particles filled in the spaces between the substrates; And a partition wall formed at a boundary of each display cell on the lower substrate.
여기서, 상기 격벽은 폴리머(polymer) 또는 포토레지스트(photoresist)로 이루어진다. 또한, 상기 격벽은 상기 기판들간의 간격인 셀 갭(cell gap)과 동일하거나, 또는, 그 보다 낮은 높이로 형성된다. 상기 도전 입자는 염색 솔벤트에 함유되어 충진되거나, 또는, 염색 솔벤트에 함유되어 캡슐 상태로 충진된다.Here, the partition wall is made of a polymer or photoresist. In addition, the barrier rib is formed at a height equal to or lower than a cell gap, which is a gap between the substrates. The conductive particles are contained in the dyeing solvent and filled, or are contained in the dyeing solvent and filled in capsule form.
본 발명에 따르면, 표시셀들 사이에 격벽을 배치시키기 때문에 인접 필드에 의한 도전 입자들의 이동을 방지할 수 있으며, 아울러, 각 표시셀에서의 도전 입자의 밀도를 높일 수 있는 것으로 인해, 고해상도의 전기영동 표시장치를 구현할 수 있다.According to the present invention, since partition walls are disposed between display cells, movement of conductive particles by adjacent fields can be prevented, and density of conductive particles in each display cell can be increased. The display device can be implemented.
(실시예)(Example)
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하도록 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전기영동 표시장치를 설명하기 위한 도면들로서, 도 3은 개략적인 구조를 도시한 단면도이고, 도 4는 격벽 형성방법을 설명하기 위한 평면도이다. 여기서, 도 1과 동일한 부분은 동일한 도면부호로 나타낸다.3 and 4 are diagrams for describing an electrophoretic display device according to an exemplary embodiment of the present invention. FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a schematic structure and FIG. 4 is a plan view illustrating a method of forming a partition wall. Here, the same parts as in Fig. 1 are designated by the same reference numerals.
도 3을 참조하면, 제1투명전극(2a)이 형성된 하부기판(1a)과 제2투명전극 (2b)이 형성된 상부기판(1b)이 소정 간격 이격해서 상기 전극들(2a, 2b)이 마주보도록 대향 배치된다. 상기 하부 및 상부기판(1a, 1b)은 종이나 플라스틱과 같은 얇고 플렉서블(flexible)하며, 투명한 필름으로 이루어진다. 상기 제1 및 제2투명전극(2a, 2b)은, 예컨데, ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명 금속막으로 이루어지며, 아울러, 400∼1,000㎛ 정도의 두께를 갖도록 형성된다.Referring to FIG. 3, the lower substrate 1a on which the first transparent electrode 2a is formed and the upper substrate 1b on which the second transparent electrode 2b is formed are spaced apart by a predetermined interval so that the electrodes 2a and 2b face each other. They are arranged to face each other. The lower and upper substrates 1a and 1b are made of a thin, flexible, transparent film such as paper or plastic. The first and second transparent electrodes 2a and 2b may be formed of a transparent metal film such as, for example, indium tin oxide (ITO), and may have a thickness of about 400 to 1,000 μm.
수 개의 도전 입자(3)를 함유한 염색 솔벤트(4)가 상기 하부기판(1a)과 상부기판(1b) 사이의 공간에 충진된다. 상기 염색 솔벤트(4)는 20∼500㎛ 정도의 두께를 갖도록 라미네이팅 또는 코팅되며, 이때, 상기 도전 입자들(3)은 양호한 색재현 특성이 얻어지도록 상기 염색 솔벤트(4)에 대해 40% 이상이 넘지 않는 범위, 바람직하게, 10∼30% 정도로 함유된다. 또한, 상기 도전 입자(3)는 균일하고, 작을수록 해상도를 높이는데 유리하므로, 20㎛ 이하, 바람직하게, 5∼20㎛의 직경을 갖도록 구비됨이 바람직하다.A dyeing solvent 4 containing several conductive particles 3 is filled in the space between the lower substrate 1a and the upper substrate 1b. The dyeing solvent (4) is laminated or coated to have a thickness of about 20 to 500㎛, wherein the conductive particles (3) is at least 40% relative to the dyeing solvent (4) to obtain a good color reproduction characteristics It does not exceed the range, Preferably it contains about 10 to 30%. In addition, since the conductive particles 3 are more uniform and advantageous in increasing the resolution, the conductive particles 3 are preferably provided to have a diameter of 20 μm or less, preferably 5 to 20 μm.
격벽(barrier rib : 8)이 상기 기판들(1a, 1b) 사이의 각 표시셀들의 경계에 형성된다. 상기 격벽(8)은 네가티브(negative) 또는 포지티브(positive)의 광 센시티브 폴리머(photo sensitive polymer) 또는 포토레지스트(photoresist)로 이루어지며, 기판들(1a, 1b) 사이의 간격인 셀 갭(cell gap)에 해당하는 높이로 형성된다. 상기 셀 갭은 20∼500㎛, 바람직하게, 50∼300㎛ 정도이다.Barrier ribs 8 are formed at the boundaries of the display cells between the substrates 1a and 1b. The partition 8 is made of negative or positive photo sensitive polymer or photoresist, and is a cell gap which is a gap between the substrates 1a and 1b. It is formed at a height corresponding to). The cell gap is 20 to 500 mu m, preferably about 50 to 300 mu m.
여기서, 상기 격벽(8)을 폴리머로 형성하는 경우에는, 도 4에 도시된 바와 같이, 수평 및 수직신호라인(11a, 11b)을 마스크 대용으로 활용하여, 그 상부에 셀 갭에 해당하는 높이로 형성한다. 반면, 상기 격벽(8)을 포토레지스트로 형성하는 경우에는 별도의 마스크를 사용하여 노광 및 현상을 통해 형성한다.In this case, when the partition 8 is formed of a polymer, as shown in FIG. 4, horizontal and vertical signal lines 11a and 11b may be used as a mask, and a height corresponding to a cell gap may be formed thereon. Form. On the other hand, when the partition 8 is formed of a photoresist, it is formed through exposure and development using a separate mask.
이와 같은 본 발명의 전기영동 표시장치에 따르면, 각 표시셀들이 격벽에 의해 격리되므로, 각 표시셀 내에 배치된 도전 입자들이 인접 필드에 의해 원치 않는 방향으로 이동되는 현상이 방지되고, 아울러, 도전 입자들이 각 표시셀 내에 균일한 크기 및 밀도로 배치될 수 있다.According to the electrophoretic display of the present invention, since each display cell is isolated by a partition wall, the phenomenon that the conductive particles disposed in each display cell are moved in an unwanted direction by an adjacent field is prevented, and at the same time, the conductive particles They may be arranged in uniform size and density in each display cell.
따라서, 본 발명의 전기영동 표시장치는 고해상도의 구현이 가능하며, 향후 포터블 전기 종이(portavle electric paper) 및 기타 표시기에 매우 유리하게 적용할 수 있다.Therefore, the electrophoretic display device of the present invention can be implemented in high resolution, and can be applied to the portable electric paper and other indicators in the future.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기영동 표시장치의 개략적인 구조를 도시한 단면도로서, 도시된 바와 같이, 이 실시예에 따른 전기영동 표시장치는 염색 솔벤트에 함유된 도전 입자들(3)이 캡슐(5) 상태로 각 표시셀에 배치된다는 점이 이전 실시예의 그것과 상이하다.FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a schematic structure of an electrophoretic display device according to another embodiment of the present invention. As shown, the electrophoretic display device according to this embodiment may include conductive particles 3 contained in a dye solvent. ) Is arranged in each display cell in the state of the capsule (5) is different from that of the previous embodiment.
이를 위해, 본 발명의 다른 실시예에서는 제1투명전극(2a)이 형성된 하부기판(1a) 상에, 예컨데, 포토레지스트의 노광 및 현상을 수행하여 각 표시셀들의 경계 부분에 격벽(8)을 형성한 후, 이 상태에서 초음파 진동(Ultrasonic Vibration)을 이용하여 염색 솔벤트(4)에 TiO2의 도전 입자들(3)을 함유시키고, 그런다음, 이러한 도전 입자들(3)을 코아서베이션 방법을 이용하여 젤라틴-검(gelatin-gum) 성분의 캡슐(5) 상태로 만든다. 이때, 상기 캡슐(5)의 직경은 대략 50∼500㎛, 바람직하게, 100∼300㎛ 정도가 되도록 한다. 이어서, 이 캡슐(5)을 실리콘 바인더(6)에 첨가하여 얇고, 고르게 하부기판(1a)에 코팅하고, 그리고나서, 열처리를 통해 물(water) 성분을 제거한다.To this end, in another embodiment of the present invention, for example, on the lower substrate 1a on which the first transparent electrode 2a is formed, the barrier rib 8 is formed at the boundary of each display cell by exposing and developing the photoresist. After forming, in this state, conductive particles 3 of TiO 2 are contained in the dyeing solvent 4 using ultrasonic vibration, and then, the conductive particles 3 are subjected to a co-absorption method. It is made into the capsule (5) state of the gelatin-gum component using. At this time, the diameter of the capsule 5 is about 50 to 500㎛, preferably, about 100 to 300㎛. This capsule 5 is then added to the silicone binder 6 to be thin and evenly coated on the lower substrate 1a, and then the water component is removed by heat treatment.
이후, 상기와 같은 하부기판(1a)을 제2투명전극(2b)이 형성된 상부기판(1b)과 합착시켜 전기영동 표시장치를 완성한다.Thereafter, the lower substrate 1a is bonded to the upper substrate 1b on which the second transparent electrode 2b is formed to complete the electrophoretic display device.
이 실시예에 따른 전기영동 표시장치의 경우에도 이전 실시예에의 그것과 마찬가지로, 격벽에 의해 각 표시셀이 격리되는 것으로 인해 고해상도의 구현이 가능하며, 특히, 캡슐에 의해 도전 입자들의 위치가 제한되는 것에 의해 보다 선명한 화질을 구현할 수 있다.In the case of the electrophoretic display device according to this embodiment, similar to that of the previous embodiment, high resolution is possible due to the isolation of each display cell by the partition wall, and in particular, the location of the conductive particles is limited by the capsule. By virtue of this, a clearer picture quality can be realized.
이상에서와 같이, 본 발명의 전기영동 표시장치는 각 표시셀들간의 경계에 격벽을 형성하는 것으로 인해 전기영동 서스펜젼의 원치 않는 이동을 방지할 수 있으며, 그래서, 고해상도의 구현이 가능하다.As described above, the electrophoretic display device of the present invention can prevent unwanted movement of the electrophoretic suspension due to the formation of a partition wall at the boundary between each display cell, so that high resolution can be implemented.
따라서, 본 발명의 전기영동 표시장치는 고해상도를 가지면서, 백라이트가 필요 없고, 높은 반사율, 넓은 시야각, 읽기 쉬움, 플렉서블 및 포토블(portable), 그리고, 안정성의 특성을 갖는 표시장치를 제공할 수 있다.Accordingly, the electrophoretic display device of the present invention can provide a display device having high resolution, no backlight, high reflectance, wide viewing angle, readability, flexible and portable, and stability. have.
기타, 본 발명은 그 요지가 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.In addition, this invention can be implemented in various changes in the range which does not deviate from the summary.
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