(57)【要約】【課題】金属ナノ粒子で有色粒子層を形成することによって、軽薄短小でありながらも、高い光反射率及びさらに鮮明な多色・多階調を具現することができる電子ペーパーディスプレイ及びその製造方法を提供する。【解決手段】本発明による電子ペーパーディスプレイは、反射または透過によって単位領域別に区分されて明暗を表現するための明暗表現部と、明暗表現部に電位差を印加するための上部電極及び下部電極と、上部電極の上部に有色を表現するための多数の有色粒子とを含み、上部電極は、透明導電物質からなり、電子ペーパーディスプレイの色は、外部から入射した光が上部電極の上部の有色粒子によって反射されて具現される。本発明によれば、金属ナノ粒子で多色を表現する有色粒子層を形成し、電子ペーパーディスプレイをさらに軽薄短小に製造することができると共に、高い光反射率及びさらに鮮明な多色・多階調を具現することができる。【選択図】図２
2008281985.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多色を表現するための電子ペーパーディスプレイにおいて、
反射または透過によって単位領域別に区分されて明暗を表現するための明暗表現部と、
前記明暗表現部に電位差を印加するための上部電極及び下部電極と、
前記上部電極の上部に有色を表現するための多数の有色粒子と、を含み、
前記上部電極は、透明導電物質からなり、前記電子ペーパーディスプレイの色は、外部から入射した光が前記上部電極の上部の有色粒子によって反射されて具現されることを特徴とする電子ペーパーディスプレイ。
【請求項２】
前記明暗表現部は、第１電荷を呈する白色粒子と第２電荷を呈する黒色粒子とを備える多数のマイクロカプセルを含むことを特徴とする請求項１に記載の電子ペーパーディスプレイ。
【請求項３】
前記透明導電物質は、有色を表現するための多数の有色粒子を含むことを特徴とする請求項１に記載の電子ペーパーディスプレイ。
【請求項４】
多色を表現するための電子ペーパーディスプレイにおいて、
反射または透過によって単位領域別に区分されて明暗を表現するための明暗表現部と、
前記明暗表現部に電位差を印加するための上部電極及び下部電極と、
前記下部電極の下部に有色を表現するための多数の有色粒子と、を備え、
前記上部電極及び前記下部電極は、透明導電物質からなり、前記電子ペーパーディスプレイの色は、外部から入射した光が前記下部電極の下部の有色粒子によって反射されて具現されることを特徴とする電子ペーパーディスプレイ。
【請求項５】
前記明暗表現部は、電荷を呈する黒色粒子を備える多数のマイクロカプセルを含むことを特徴とする請求項４に記載の電子ペーパーディスプレイ。
【請求項６】
前記下部電極を成す透明導電物質は、有色を表現するための多数の有色粒子を含むことを特徴とする請求項４に記載の電子ペーパーディスプレイ。
【請求項７】
前記上部電極及び前記下部電極を介してマイクロカプセルに印加される電圧を調節することによって、前記黒色粒子が前記下部電極を外部に露出させる面積を増加させる第１状態と前記黒色粒子が前記下部電極を外部に露出させる面積を減少させる第２状態とを備えることを特徴とする請求項５に記載の電子ペーパーディスプレイ。
【請求項８】
前記多数の有色粒子は、金属ナノ粒子であることを特徴とする請求項１又は４に記載の電子ペーパーディスプレイ。
【請求項９】
前記電子ペーパーディスプレイの階調は、前記上部電極及び前記下部電極を介して前記明暗表現部のマイクロカプセルに印加される電圧の大きさによって決定されることを特徴とする請求項２又は５に記載の電子ペーパーディスプレイ。
【請求項１０】
前記電子ペーパーディスプレイの階調は、前記上部電極及び前記下部電極を介して前記明暗表現部のマイクロカプセルに印加される電圧の上昇時間によって決定されることを特徴とする請求項２又は５に記載の電子ペーパーディスプレイ。
【請求項１１】
多色を表現するための電子ペーパーディスプレイの製造方法において、
下部電極を形成する段階と、
前記下部電極の上部に反射または透過によって単位領域別に区分されて明暗を表現するための明暗表現部を形成する段階と、
前記明暗表現部の上部に透明導電物質で上部電極を形成する段階と、
前記上部電極の上部に多数の有色粒子を形成する段階と、を含むことを特徴とする電子ペーパーディスプレイの製造方法。
【請求項１２】
前記上部電極の上部に多数の有色粒子を形成する段階は、
前記上部電極の上部に第１有色粒子を含むスラリーを所定の厚さで形成した後、前記スラリーに紫外線を照射し、所定のパターンで第１有色粒子層を形成する段階と、
前記第１有色粒子層が形成された上部電極の上部に第２有色粒子を含むスラリーを所定の厚さで形成した後、前記スラリーに紫外線を照射し、所定のパターンで第２有色粒子層を形成する段階と、
前記第１及び第２有色粒子層が形成された上部電極の上部に第３有色粒子を含むスラリーを所定の厚さで形成した後、前記スラリーに紫外線を照射し、所定のパターンで第３有色粒子層を形成する段階と、をさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の電子ペーパーディスプレイの製造方法。
【請求項１３】
前記上部電極の上部に多数の有色粒子を形成する段階は、
所定のパターンのスクリーンを介して第１有色粒子を含むペーストを前記上部電極の上部に塗布し、第１有色粒子層を形成する段階と、
前記第１有色粒子層が形成された上部電極の上部に第２有色粒子を含むペーストを所定のパターンのスクリーンを介して塗布し、第２有色粒子層を形成する段階と、
前記第１及び第２有色粒子層が形成された上部電極の上部に第３有色粒子を含むペーストを所定のパターンのスクリーンを介して塗布し、第３有色粒子層を形成する段階と、をさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の電子ペーパーディスプレイの製造方法。
【請求項１４】
前記上部電極の上部に多数の有色粒子を形成する段階は、
第１、第２及び第３有色粒子を各々の噴射ノズルを介して前記上部電極の上部に噴射し、第１、第２及び第３有色粒子層を形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の電子ペーパーディスプレイの製造方法。
【請求項１５】
前記上部電極の上部に多数の有色粒子を形成する段階は、
所定のパターンが形成されたスタンプを形成する段階と、
前記スタンプ上に第１、第２及び第３有色粒子を塗布する段階と、
前記上部電極の上部に前記第１、第２及び第３有色粒子が塗布されたスタンプを密着させた後、加圧し、第１、第２及び第３有色粒子層を形成する段階と、をさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の電子ペーパーディスプレイの製造方法。
【請求項１６】
前記明暗表現部を形成する段階は、第１電荷を呈する白色粒子と第２電荷を呈する黒色粒子とを備える多数のマイクロカプセルを形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の電子ペーパーディスプレイの製造方法。
【請求項１７】
多色を表現するための電子ペーパーディスプレイの製造方法において、
下部電極を形成する段階と、
前記下部電極の上部に多数の有色粒子を形成する段階と、
反射または透過によって単位領域別に区分されて明暗を表現するための明暗表現部を形成する段階と、
前記明暗表現部の上部に透明導電物質で上部電極を形成する段階と、を含むことを特徴とする電子ペーパーディスプレイの製造方法。
【請求項１８】
前記下部電極の上部に多数の有色粒子を形成する段階は、
前記下部電極の上部に第１有色粒子を含むスラリーを所定の厚さで形成した後、前記スラリーに紫外線を照射し、所定のパターンで第１有色粒子層を形成する段階と、
前記第１有色粒子層が形成された下部電極の上部に第２有色粒子を含むスラリーを所定の厚さで形成した後、前記スラリーに紫外線を照射し、所定のパターンで第２有色粒子層を形成する段階と、
前記第１及び第２有色粒子層が形成された下部電極の上部に第３有色粒子を含むスラリーを所定の厚さで形成した後、前記スラリーに紫外線を照射し、所定のパターンで第３有色粒子層を形成する段階と、をさらに含むことを特徴とする請求項１７に記載の電子ペーパーディスプレイの製造方法。
【請求項１９】
前記下部電極の上部に多数の有色粒子を形成する段階は、
所定のパターンのスクリーンを介して第１有色粒子を含むペーストを前記下部電極の上部に塗布し、第１有色粒子層を形成する段階と、
前記第１有色粒子層が形成された下部電極の上部に第２有色粒子を含むペーストを所定のパターンのスクリーンを介して塗布し、第２有色粒子層を形成する段階と、
前記第１及び第２有色粒子層が形成された下部電極の上部に第３有色粒子を含むペーストを所定のパターンのスクリーンを介して塗布し、第３有色粒子層を形成する段階と、をさらに含むことを特徴とする請求項１７に記載の電子ペーパーディスプレイの製造方法。
【請求項２０】
前記下部電極の上部に多数の有色粒子を形成する段階は、
第１、第２及び第３有色粒子を各々の噴射ノズルを介して前記下部電極の上部に噴射し、第１、第２及び第３有色粒子層を形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１７に記載の電子ペーパーディスプレイの製造方法。
【請求項２１】
前記下部電極の上部に多数の有色粒子を形成する段階は、
所定のパターンが形成されたスタンプを形成する段階と、
前記スタンプ上に第１、第２及び第３有色粒子を塗布する段階と、
前記下部電極の上部に前記第１、第２及び第３有色粒子が塗布されたスタンプを密着させた後、加圧し、第１、第２及び第３有色粒子層を形成する段階と、をさらに含むことを特徴とする請求項１７に記載の電子ペーパーディスプレイの製造方法。
【請求項２２】
前記明暗表現部を形成する段階は、
電荷を呈する黒色粒子を備える多数のマイクロカプセルを形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１７に記載の電子ペーパーディスプレイの製造方法。
【請求項２３】
前記多数の有色粒子は、金属ナノ粒子を含むことを特徴とする請求項１１又は１７に記載の電子ペーパーディスプレイの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子ペーパーディスプレイ及びその製造方法に関し、詳細には、金属ナノ粒子で有色粒子層を形成することによって、軽薄短小でありながらも、高い光反射率及びさらに鮮明な多色・多階調を具現することができる電子ペーパーディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、電子ペーパーディスプレイを具現するための方法として、粒子技術を利用した方法、電気湿潤（electrowetting）現象を利用した方法、エレクトロクロミック（electrochromic）素材を利用した方法が挙げられる。
また、液晶を利用した双安定ＴＮ（bistable twisted nematic）またはコレステリック液晶（cholesteric ＬＣ）、強誘電液晶（ferroelectric ＬＣ）を利用した方法を用いて双安定型電子ペーパーディスプレイを具現する方法もある。ひいては、完全な色彩の動画像を具現しやすいマイクロ電子機械システム（ＭＥＭＳ）を利用した方式も登場した。
電子ペーパーディスプレイの具現において、多様な色相表現や動画像表現に関する多くの研究が進行されてはいるが、製造費用が高いため、未だ商用化には至っていない。
【０００３】
一方、図１は、従来技術によるＴＦＴ−ＬＣＤに適用されるカラーフィルターを利用した電子ペーパーディスプレイのレイアウトの光学顕微鏡写真である。
図１を参照すれば、ＴＦＴ−ＬＣＤに適用されるカラーフィルターを利用して単色を克服し、カラーを表現する電子ペーパーディスプレイ（A. Bouchard, H. Doshi, B. Kalhori and A. Oleson:Advances in Active-Matrix Color Displays Using Electrophoretic Ink and Color Filters, SID06 DIGEST, pp 1934-1937(2006)）が提案されているが、カラーフィルターの使用によって製造コストが上昇し、積層されたカラーフィルターによって電子ペーパーディスプレイの反射も顕著に低くなるという問題点があった。また、電気泳動粒子を利用した電子ペーパーディスプレイが有する輝度、視野角、及び表現力が顕著に低下するという問題点があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、本発明は、前述したような問題点を解決するためになされたもので、本発明の目的は、金属ナノ粒子で有色粒子層を形成することによって、軽薄短小でありながらも、高い光反射率及びさらに鮮明な多色・多階調を具現することができる電子ペーパーディスプレイ及びその製造方法を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、産業への適用性が高いスラリー法、スクリーン印刷法、インクジェット方法、及びナノインプリンティング方法を応用して、金属ナノ粒子で有色粒子層を容易に形成する電子ペーパーディスプレイ及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る電子ペーパーディスプレイは、反射または透過によって単位領域別に区分されて明暗を表現するための明暗表現部と、明暗表現部に電位差を印加するための上部電極及び下部電極と、上部電極の上部に有色を表現するための多数の有色粒子と、を含み、上部電極は、透明導電物質からなり、電子ペーパーディスプレイの色は、外部から入射した光が上部電極の上部の有色粒子によって反射されて具現されることを特徴とする。
【０００６】
好ましくは、明暗表現部は、第１電荷を呈する白色粒子と第２電荷を呈する黒色粒子とを備える多数のマイクロカプセルを含むことができる。透明導電物質は、有色を表現するための多数の有色粒子を含むこともできる。
【０００７】
本発明の他の態様に係る電子ペーパーディスプレイは、反射または透過によって単位領域別に区分されて明暗を表現するための明暗表現部と、明暗表現部に電位差を印加するための上部電極及び下部電極と、下部電極の下部に有色を表現するための多数の有色粒子と、を備え、上部電極及び下部電極は、透明導電物質からなり、電子ペーパーディスプレイの色は、外部から入射した光が下部電極の下部の有色粒子によって反射されて具現されることを特徴とする。
【０００８】
好ましくは、明暗表現部は、電荷を呈する黒色粒子を備える多数のマイクロカプセルを含むことができる。下部電極を成す透明導電物質は、有色を表現するための多数の有色粒子を含むこともできる。上部電極及び下部電極を介してマイクロカプセルに印加される電圧を調節することによって、黒色粒子が下部電極を外部に露出させる面積を増加させる第１状態と黒色粒子が下部電極を外部に露出させる面積を減少させる第２状態とを備えることもできる。多数の有色粒子は、金属ナノ粒子であることもできる。電子ペーパーディスプレイの階調は、上部電極及び下部電極を介して明暗表現部のマイクロカプセルに印加される電圧の大きさによって決定されることもできる。電子ペーパーディスプレイの階調は、上部電極及び下部電極を介して明暗表現部のマイクロカプセルに印加される電圧の上昇時間によって決定されることもできる。
【０００９】
本発明のさらに他の態様に係る電子ペーパーディスプレイの製造方法は、下部電極を形成する段階と、下部電極の上部に反射または透過によって単位領域別に区分されて明暗を表現するための明暗表現部を形成する段階と、明暗表現部の上部に透明導電物質で上部電極を形成する段階と、上部電極の上部に多数の有色粒子を形成する段階と、を含むことを特徴とする。
【００１０】
好ましくは、上部電極の上部に多数の有色粒子を形成する段階は、上部電極の上部に第１有色粒子を含むスラリーを所定の厚さで形成した後、スラリーに紫外線を照射し、所定のパターンで第１有色粒子層を形成する段階と、第１有色粒子層が形成された上部電極の上部に第２有色粒子を含むスラリーを所定の厚さで形成した後、スラリーに紫外線を照射し、所定のパターンで第２有色粒子層を形成する段階と、第１及び第２有色粒子層が形成された上部電極の上部に第３有色粒子を含むスラリーを所定の厚さで形成した後、スラリーに紫外線を照射し、所定のパターンで第３有色粒子層を形成する段階と、をさらに含むことができる。上部電極の上部に多数の有色粒子を形成する段階は、所定のパターンのスクリーンを介して第１有色粒子を含むペーストを上部電極の上部に塗布し、第１有色粒子層を形成する段階と、第１有色粒子層が形成された上部電極の上部に第２有色粒子を含むペーストを所定のパターンのスクリーンを介して塗布し、第２有色粒子層を形成する段階と、第１及び第２有色粒子層が形成された上部電極の上部に第３有色粒子を含むペーストを所定のパターンのスクリーンを介して塗布し、第３有色粒子層を形成する段階と、をさらに含むこともできる。上部電極の上部に多数の有色粒子を形成する段階は、第１、第２及び第３有色粒子を各々の噴射ノズルを介して上部電極の上部に噴射し、第１、第２及び第３有色粒子層を形成する段階をさらに含むこともできる。上部電極の上部に多数の有色粒子を形成する段階は、所定のパターンが形成されたスタンプを形成する段階と、スタンプ上に第１、第２及び第３有色粒子を塗布する段階と、上部電極の上部に第１、第２及び第３有色粒子が塗布されたスタンプを密着させた後、加圧し、第１、第２及び第３有色粒子層を形成する段階と、をさらに含むこともできる。明暗表現部を形成する段階は、第１電荷を呈する白色粒子と第２電荷を呈する黒色粒子とを備える多数のマイクロカプセルを形成する段階をさらに含むこともできる。
【００１１】
本発明のさらに他の態様に係る電子ペーパーディスプレイの製造方法は、下部電極を形成する段階と、下部電極の上部に多数の有色粒子を形成する段階と、反射または透過によって単位領域別に区分されて明暗を表現するための明暗表現部を形成する段階と、明暗表現部の上部に透明導電物質で上部電極を形成する段階と、を含むことを特徴とする。
【００１２】
好ましくは、下部電極の上部に多数の有色粒子を形成する段階は、下部電極の上部に第１有色粒子を含むスラリーを所定の厚さで形成した後、スラリーに紫外線を照射し、所定のパターンで第１有色粒子層を形成する段階と、第１有色粒子層が形成された下部電極の上部に第２有色粒子を含むスラリーを所定の厚さで形成した後、スラリーに紫外線を照射し、所定のパターンで第２有色粒子層を形成する段階と、第１及び第２有色粒子層が形成された下部電極の上部に第３有色粒子を含むスラリーを所定の厚さで形成した後、スラリーに紫外線を照射し、所定のパターンで第３有色粒子層を形成する段階と、をさらに含むことができる。下部電極の上部に多数の有色粒子を形成する段階は、所定のパターンのスクリーンを介して第１有色粒子を含むペーストを下部電極の上部に塗布し、第１有色粒子層を形成する段階と、第１有色粒子層が形成された下部電極の上部に第２有色粒子を含むペーストを所定のパターンのスクリーンを介して塗布し、第２有色粒子層を形成する段階と、第１及び第２有色粒子層が形成された下部電極の上部に第３有色粒子を含むペーストを所定のパターンのスクリーンを介して塗布し、第３有色粒子層を形成する段階と、をさらに含むこともできる。下部電極の上部に多数の有色粒子を形成する段階は、第１、第２及び第３有色粒子を各々の噴射ノズルを介して下部電極の上部に噴射し、第１、第２及び第３有色粒子層を形成する段階をさらに含むこともできる。下部電極の上部に多数の有色粒子を形成する段階は、所定のパターンが形成されたスタンプを形成する段階と、スタンプ上に第１、第２及び第３有色粒子を塗布する段階と、下部電極の上部に第１、第２及び第３有色粒子が塗布されたスタンプを密着させた後、加圧し、第１、第２及び第３有色粒子層を形成する段階と、をさらに含むこともできる。明暗表現部を形成する段階は、電荷を呈する黒色粒子を備える多数のマイクロカプセルを形成する段階をさらに含むこともできる。多数の有色粒子は、金属ナノ粒子を含むこともできる。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、本発明によれば、従来のＴＦＴ−ＬＣＤに適用されるカラーフィルターを利用することなく、金属ナノ粒子を利用してＲ、Ｇ、Ｂ有色粒子層を形成することによって、軽薄短小でありながらも、高い光反射率及びさらに鮮明な多色・多階調を具現することができるという効果がある。
また、産業への適用性が高いスラリー法、スクリーン印刷法、インクジェット方法、及びナノインプリンティング方法を応用して、金属ナノ粒子で有色粒子層を容易に形成することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付の図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
しかし、下記に例示する本発明の実施例は、様々な他の形態に変形されることができ、本発明の範囲が後述する実施例に限定されるものではない。本発明の実施例は、当業界における通常の知識を有する者に本発明を一層完全に説明するために提供されるものである。
【００１５】
図２は、本発明の第１実施例に係る電子ペーパーディスプレイを示す概略的な断面図である。
多色を表現するための電子ペーパーディスプレイは、明暗表現部２１０と、上部電極２２０と、多数の有色粒子２４０と、下部電極２３０を含むＴＦＴ基板２５０とから構成される。
【００１６】
明暗表現部２１０は、光の反射または透過によって単位領域別、例えばＲ、Ｇ、Ｂ各画素別に区分されて明暗を表現する。明暗表現部２１０は、第１電荷、例えば陰電荷を呈する白色粒子２１４と、第２電荷、例えば陽電荷を呈する黒色粒子２１６とを備える多数のマイクロカプセル２１２を含む。これとは反対に、白色粒子２１４は、第２電荷、例えば陽電荷を呈し、黒色粒子２１６は、第１電荷、例えば陰電荷を呈することもできる。また、マイクロカプセル２１２の内部には、ＩＰＡ（isopropyl alcohol）を含む溶媒２１８が密封されており、上部電極２２０と下部電極２３０との間には、下部電極２３０とマイクロカプセル２１２との結合、またはマイクロカプセル２１２間の結合のためにバインダー２１９が含まれている。
【００１７】
上部電極２２０は、透明導電物質、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）からなる。上部電極２２０の上部には、多数の有色粒子２４０、例えばＲ、Ｇ、Ｂ金属ナノ粒子を特定のパターンで備える。一方、上部電極２２０は、Ｒ、Ｇ、Ｂ金属ナノ粒子を含んで１つの層で備えることもできるが、上部電極２２０を構成する透明導電物質とＲ、ＧまたはＢ金属ナノ粒子とを各々混合して形成した後、スパッタリングによって各々のＲ、Ｇ及びＢパターンを形成することもできることは勿論である。
ここで、金属ナノ粒子は、その直径が変われば色が変わる特性があるので、Ｒ、Ｇ、Ｂ色相を各々表現することができる直径を有する金属ナノ粒子を使用することが好ましい。多数の有色粒子２４０は、上部電極２２０及び上部電極２２０の上部に両方とも形成されることもできることは勿論である。
【００１８】
上部電極２２０または有色粒子２４０の上部には、保護膜としてＰＥＴ（Polyethylene terephthalate）を含む透明プラスチック基板２６０が形成されることができる。
下部電極２３０は、上部電極２２０と一緒にマイクロカプセル２１２に電位差を印加する。
下部電極２３０を含むＴＦＴ基板２５０は、４層構造を成している。第１層は、明暗表現部２１０のマイクロカプセル２１２に接触する下部電極２３０である。第２層には、各ＴＦＴ  Ｔ１．１、Ｔ２．１、Ｔ３．１のドレーンＤ及びソースＳが形成される。ここで、ソースＳは、下部電極２３０に接触する。第３層には、各ＴＦＴ  Ｔ１．１、Ｔ２．１、Ｔ３．１のゲートＧが形成される。第４層は、第１乃至第３層を一体に支持するために形成されたベース層（base layer）であり、ガラス、プラスチックまたはステンレススチールホイルからなることができる。
【００１９】
以下、具体的に明暗表現部２１０の動作を記述する。上部電極２２０に（−）電圧が印加され、ＴＦＴ基板２５０のＴＦＴから下部電極２３０に（＋）電圧が印加されれば、マイクロカプセル２１２内の陰電荷を呈する白色粒子２１４は、下部電極２３０方向に移動し、陽電荷を呈する黒色粒子２１６は、上部電極２２０方向に移動する。これにより、上部電極２２０の側から見れば、黒色にディスプレイされる。これとは反対に、上部電極２２０に（＋）電圧が印加され、ＴＦＴ基板２５０のＴＦＴから下部電極２３０に（−）電圧が印加されれば、マイクロカプセル２１２内の白色着よう２１４は、上部電極２２０方向に移動し、黒色粒子２１６は、下部電極２３０方向に移動する。これにより、上部電極２２０の側から見れば、白色にディスプレイされる。
【００２０】
また、上部電極２２０及び下部電極２３０を介してマイクロカプセル２１２に印加される電圧の大きさによって明暗表現部２１０の階調を表現するか、印加される電圧の上昇時間によって明暗表現部２１０の階調を表現することもできる。
したがって、第１実施例に係る電子ペーパーディスプレイにおいて、黒色粒子２１６が下部電極２３０方向に移動し、白色粒子２１４が上部電極２２０方向に移動すれば、上部電極２２０に備えられているＲ、Ｇ、Ｂ有色粒子によって各々のＲ、Ｇ、Ｂ色相が表現され、上部電極２２０及び下部電極２３０に印加される電圧の大きさまたは上昇時間によって階調が表現され、さらに鮮明な多色・多階調がディスプレイされることができる。
また、上部電極２２０に、または上部電極２２０上部に有色粒子２４０を備えるようになるので、反射率をさらに向上させることができる。
【００２１】
図３は、本発明の第２実施例に係る電子ペーパーディスプレイを示す概略的な断面図である。
多色を表現するための電子ペーパーディスプレイは、明暗表現部３１０と、上部電極３２０と、多数の有色粒子３４０と、下部電極３３０及び反射電極３４５を含むＴＦＴ基板３５０とから構成される。
【００２２】
明暗表現部３１０は、光の反射または透過によって単位領域別、例えばＲ、Ｇ、Ｂ各画素別に区分されて明暗を表現する。明暗表現部３１０は、特定の電荷、例えば陰電荷または陽電荷を呈する黒色粒子３１６を備える多数のマイクロカプセル３１２を含む。また、マイクロカプセル３１２の内部には、ＩＰＡを含む溶媒３１８が密封されており、上部電極３２０と下部電極３３０との間には、下部電極３３０とマイクロカプセル３１２との結合、またはマイクロカプセル３１２間の結合のためにバインダー３１９が含まれている。
【００２３】
上部電極３２０は、透明導電物質、例えばＩＴＯからなることが好ましい。一方、上部電極３２０は、本実施例の必須構成要素ではない。すなわち、明暗表現部３１０の上部には、上部電極３２０を形成することなく、ＰＥＴを含む透明プラスチック基板３６０が保護膜として直接形成されることもできる。
【００２４】
下部電極３３０の上部に多数の有色粒子３４０、例えばＲ、Ｇ、Ｂ金属ナノ粒子を特定のパターンで備えるか、下部電極３３０がＲ、Ｇ、Ｂ金属ナノ粒子を特定のパターンで含んで備えることができる。下部電極３３０、または下部電極３３０及び上部電極３２０に印加される電圧によってマイクロカプセル３１２の周辺には、特定の方向に電界（electric field）が形成される。このように形成された電界によってマイクカプセル３１２内の電荷を呈する黒色粒子がクーロンの力（Coulomb force）を受けて移動するようになる。ここで、下部電極３３０は、多数の有色粒子層３４０を貫通してＴＦＴ基板のＴＦＴに接触して形成されるので、 多数の有色粒子層３４０は、下部電極３３０の上部または下部のいずれか一方に形成されるという表現が共に可能であることは勿論である。
【００２５】
ＴＦＴ基板３５０は、４層構造を成している。第１層は、明暗表現部３１０に接触する下部電極３３０と、Ｒ、Ｇ、Ｂ有色粒子３４０と、反射電極３４５とを含む。第２層は、下部電極制御ＴＦＴ  Ｔ１．１、Ｔ２．１、Ｔ３．１、…と反射電極制御ＴＦＴ  Ｔ１．２、Ｔ２．２、Ｔ３．２、…とを含む。第３層には、各ＴＦＴ  Ｔ１．１、Ｔ１．２、Ｔ２．１、Ｔ２．２、Ｔ３．１、Ｔ３．２、…のゲートＧが形成される。第４層は、第１乃至第３層を一体に支持するために形成されたベース層であり、ガラスからなる。ここで、反射電極３４５は、高い反射率を有する金属、例えばアルミニウムＡ１を含む。
【００２６】
以下、具体的に明暗表現部３１０の動作を記述する。一例として、ＴＦＴ基板３５０のＴＦＴから下部電極３３０に（＋）電圧が印加されれば、マイクロカプセル３１２内の陰電荷を呈する黒色粒子３１６は、Ｒ有色粒子の露出面積を増加させる方向に移動する。これにより、上部電極３２０の側から見れば、Ｒ有色粒子による色相がディスプレイされる。これとは反対に、ＴＦＴ基板３５０のＴＦＴから下部電極３３０に電圧が印加されないか、（−）電圧が印加されれば、マイクロカプセル３１２内の陰電荷を呈する黒色粒子３１６は、Ｒ有色粒子の露出面積を減少させる方向に移動する。これにより、上部電極３２０の側から見れば、黒色がディスプレイされる。
また、下部電極３３０に印加される電圧の大きさによって明暗表現部３１０の製造を表現するか、印加される電圧の上昇時間によって明暗表現部３１０の階調を表現することもできる。
したがって、黒色粒子３１６が下部電極３３０方向に移動すれば、下部電極３２０の下方に備えられているＲ、Ｇ、Ｂ有色粒子３４０によって各々のＲ、Ｇ、Ｂ色相が表現され、下部電極３３０に印加される電圧の大きさまたは上昇時間によって階調が表現され、さらに鮮明な多色・多階調がディスプレイされることができる。また、有色粒子３４０の下方に反射電極３４５を備えるので、反射率をさらに向上させることができる。
【００２７】
図４ａ乃至図４ｅは、図２の電子ペーパーディスプレイを製造するための概略的な工程順序図である。
まず、ＴＦＴ基板４５０を形成する（図４ａ）。ここで、ガラスからなるベース層を形成し、各ＴＦＴ  Ｔ１．１、Ｔ２．１、Ｔ３．１のゲート、及びドレーンとソースを各々形成し、明暗表現部のマイクロカプセルに接触する下部電極を形成する。
その後、下部電極の上部に反射または透過によって単位領域別に区分されて明暗を表現するための明暗表現部４１０を形成する（図４ｂ）。ここで、明暗表現部４１０を形成する段階は、第１電荷を呈する白色粒子４１４と第２電荷を呈する黒色粒子４１６とを備える多数のマイクロカプセル４１２を形成する段階をさらに含む。また、上部電極及び下部電極との間には、下部電極とマイクロカプセル４１２との結合、またはマイクロカプセル４１２間の結合のためにバインダー４１９を形成する段階をさらに含む。
その後、明暗表現部４１０の上部に透明導電物質で上部電極４２０を形成する（図４ｃ）。
その後、上部電極４２０の上部に多数の有色粒子、例えばＲ、Ｇ、Ｂ有色粒子４４０を各々形成する（図４ｄ）。一方、上部電極４２０に多数の有色粒子を含んで形成することもできることは勿論である。
【００２８】
一方、多数の有色粒子を形成する方法は、スラリー法（slurry）、スクリーン印刷法（screen printing）、インクジェット（ink-jet）法及びナノインプリンティング（nano imprinting）法を使用することができる。また、多数の有色粒子は、金属ナノ粒子を含むことが好ましい。
スラリー法を利用して多数の有色粒子４４０を形成する段階は、上部電極４２０の上部に第１有色粒子、例えばＲ有色粒子を含むスラリーを所定の厚さで形成した後、スラリーに紫外線を照射し、所定のパターンで第１有色粒子層を形成する段階と、第１有色粒子層が形成された上部電極の上部に第２有色粒子を含むスラリーを所定の厚さで形成した後、スラリーに紫外線を照射し、所定のパターンで第２有色粒子層を形成する段階と、第１及び第２有色粒子層が形成された上部電極の上部に第３有色粒子を含むスラリーを所定の厚さで形成した後、スラリーに紫外線を照射し、所定のパターンで第３有色粒子層を形成する段階とをさらに含む。
【００２９】
スクリーン印刷法を利用して多数の有色粒子４４０を形成する段階は、所定のパターンのスクリーンを介して第１有色粒子を含むペーストを上部電極４２０の上部に塗布し、第１有色粒子層を形成する段階と、第１有色粒子層が形成された上部電極４２０の上部に第２有色粒子を含むペーストを所定のパターンのスクリーンを介して塗布し、第２有色粒子層を形成する段階と、第１及び第２有色粒子層が形成された上部電極の上部に第３有色粒子を含むペーストを所定のパターンのスクリーンを介して塗布し、第３有色粒子層を形成する段階とをさらに含む。
【００３０】
インクジェット法を利用して多数の有色粒子４４０を形成する段階は、第１、第２及び第３有色粒子を各々の噴射ノズルを介して上部電極４２０の上部に噴射し、第１、第２、及び第３有色粒子層を形成する段階をさらに含む。
【００３１】
ナノインプリンティング法を利用して多数の有色粒子４４０を形成する段階は、所定のパターンが形成されたスタンプを形成する段階と、スタンプ上に第１、第２、及び第３有色粒子を塗布する段階と、上部電極の上部に第１、第２及び第３有色粒子が塗布されたスタンプを密着させた後、加圧し、第１、第２、及び第３有色粒子層を形成する段階とをさらに含む。
その後、多数の有色粒子４４０上部にＰＥＴを含む透明プラスチック基板４６０を保護膜として形成する（図４ｅ）。
【００３２】
図５ａ乃至図５ｅは、図３の電子ペーパーディスプレイを製造するための工程順序図である。
まず、ＴＦＴ基板５５０を形成する（図５ａ、図５ｂ）。ここで、ガラスからなるベース層を形成し、各ＴＦＴ  Ｔ１．１、Ｔ１．２、Ｔ２．１、Ｔ２．２、Ｔ３．１、Ｔ３．２、…のゲートを形成し、下部電極制御ＴＦＴ  Ｔ１．１、Ｔ２．１、Ｔ３．１、…と反射電極制御ＴＦＴ  Ｔ１．２、Ｔ２．２、Ｔ３．２、…を形成し、明暗表現部に接触する下部電極５３０、Ｒ、Ｇ、Ｂ有色粒子５４０、及び反射電極５４５を形成する。一方、反射電極５４５は、高い反射率を有する金属、例えばアルミニウムＡ１を含む。一方、上部電極に多数の有色粒子を含んで形成することもできることは勿論である。
【００３３】
一方、多数の有色粒子５４０を形成する方法は、スラリー法、スクリーン印刷法、インクジェット法及びナノインプリンティング法を使用することができる。また、多数の有色粒子は、金属ナノ粒子を含むことが好ましい。
スラリー法を利用して多数の有色粒子５４０を形成する段階は、下部電極５３０の上部に第１有色粒子を含むスラリーを所定の厚さで形成した後、スラリーに紫外線を照射し、所定のパターンで第１有色粒子層を形成する段階と、第１有色粒子層が形成された下部電極５３０の上部に第２有色粒子を含むスラリーを所定の厚さで形成した後、スラリーに紫外線を照射し、所定のパターンで第２有色粒子層を形成する段階と、第１及び第２有色粒子層が形成された下部電極５３０の上部に第３有色粒子を含むスラリーを所定の厚さで形成した後、スラリーに紫外線を照射し、所定のパターンで第３有色粒子層を形成する段階とをさらに含む。
【００３４】
スクリーン印刷法を利用して多数の有色粒子５４０を形成する段階は、所定のパターンのスクリーンを介して第１有色粒子を含むペーストを下部電極５３０の上部に塗布し、第１有色粒子層を形成する段階と、第１有色粒子層が形成された下部電極５３０の上部に第２有色粒子を含むペーストを所定のパターンのスクリーンを介して塗布し、第２有色粒子層を形成する段階と、第１及び第２有色粒子層が形成された下部電極５３０の上部に第３有色粒子を含むペーストを所定のパターンのスクリーンを介して塗布し、第３有色粒子層を形成する段階とをさらに含む。
【００３５】
インクジェット法を利用して多数の有色粒子５４０を形成する段階は、第１、第２、第３有色粒子を各々の噴射ノズルを介して下部電極５３０の上部に噴射し、第１、第２、及び第３有色粒子層を形成する段階をさらに含む。
【００３６】
ナノインプリンティング法を利用して多数の有色粒子５４０を形成する段階は、下部電極５３０の上部に多数の有色粒子を形成する段階と、所定のパターンが形成されたスタンプを形成する段階と、スタンプ上に第１、第２、及び第３有色粒子を塗布する段階と、下部電極５３０の上部に第１、第２、及び第３有色粒子が塗布されたスタンプを密着させた後、加圧し、第１、第２、及び第３有色粒子層を形成する段階とをさらに含む。
【００３７】
その後、多数の有色粒子５４０の上部に反射または透過によって単位領域別に区分されて明暗を表現するための明暗表現部５１０を形成する（図５ｃ、図５ｄ）。ここで、明暗表現部５１０は、電荷を呈する黒色粒子を備える多数のマイクロカプセル５１２を形成する段階をさらに含む。また、上部電極５２０と下部電極５３０との間には、下部電極とマイクロカプセルとの結合、またはマイクロカプセル間の結合のためにバインダー５１９を形成する段階をさらに含む。
【００３８】
その後、明暗表現部５１０の上部に透明導電物質で上部電極５２０を形成し、上部電極５２０の上部にＰＥＴを含む透明プラスチック基板５６０を保護膜として形成する（図５ｅ）。
【００３９】
図６は、図２及び図３の電子ペーパーディスプレイを駆動するための駆動回路の一例を概略的に示す回路図である。
駆動回路６００は、画像表示部６１０と、データ駆動部６２０と、走査駆動部６３０とを含む。
【００４０】
画像表示部６１０は、画像を表示し、薄膜トランジスターとＥＰＤ（electrophoretic display）とから構成される複数の画素６１５と、画素６１５に走査信号を伝達する複数の走査線Ｓ１、Ｓ２、…Ｓn-1、Ｓnと、画素６１５にデータ信号を伝達する複数のデータ線Ｄ１、Ｄ２、…Ｄm-1、Ｄmとを含む。
データ駆動部６２０は、画像表示部６１０にデータ信号を伝達する。データ信号は、第１及び第２実施例の電子ペーパーディスプレイのＴＦＴ基板に含まれたＴＦＴのドレーンまたはゲートに印加される。
走査駆動部６３０は、画像表示部６１０に走査信号を伝達する。走査信号は、第１及び第２実施例の電子ペーパーディスプレイのＴＦＴ基板に含まれたＴＦＴのドレーンまたはゲートに印加される。
【００４１】
以上、本発明による電子ペーパーディスプレイ及びその製造方法の好ましい実施例について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、特許請求の範囲と発明の詳細な説明、添付の図面の範囲内で、様々に変形して実施することが可能であり、これもまた本発明に属する。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】従来技術によるＴＦＴ−ＬＣＤに適用されるカラーフィルターを利用した電子ペーパーディスプレイのレイアウトの光学顕微鏡写真である。
【図２】本発明の第１実施例に係る電子ペーパーディスプレイを示す概略的な断面図である。
【図３】本発明の第２実施例に係る電子ペーパーディスプレイを示す概略的な断面図である。
【図４ａ】図２の電子ペーパーディスプレイを製造するための概略的な工程順序図である。
【図４ｂ】図２の電子ペーパーディスプレイを製造するための概略的な工程順序図である。
【図４ｃ】図２の電子ペーパーディスプレイを製造するための概略的な工程順序図である。
【図４ｄ】図２の電子ペーパーディスプレイを製造するための概略的な工程順序図である。
【図４ｅ】図２の電子ペーパーディスプレイを製造するための概略的な工程順序図である。
【図５ａ】図３の電子ペーパーディスプレイを製造するための概略的な工程順序図である。
【図５ｂ】図３の電子ペーパーディスプレイを製造するための概略的な工程順序図である。
【図５ｃ】図３の電子ペーパーディスプレイを製造するための概略的な工程順序図である。
【図５ｄ】図３の電子ペーパーディスプレイを製造するための概略的な工程順序図である。
【図５ｅ】図３の電子ペーパーディスプレイを製造するための概略的な工程順序図である。
【図６】図２及び図３の電子ペーパーディスプレイを駆動するための駆動回路の一例を概略的に示す回路図である。
【符号の説明】
【００４３】
２１０  明暗表現部
２１２  マイクロカプセル
２１４  白色粒子
２１６  黒色粒子
２１８  溶媒
２１９  バインダー
２２０  上部電極
２３０  下部電極
２４０  有色粒子
２５０  ＴＦＴ基板
２６０  透明プラスチック基板
【図２】
2008281985.tif 000003
【図３】
2008281985.tif 000004
【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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【図４ｄ】
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【図４ｅ】
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【図５ａ】
2008281985.tif 000010
【図５ｂ】
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【図５ｃ】
2008281985.tif 000012
【図５ｄ】
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【図５ｅ】
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【図６】
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【図１】
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