(57)【要約】【課題】多数のツイストボールが注入される隔壁と下部電極の表面をブラックのナノ粒子でコーティングして半球から放出される光が吸収されることにより、色再現率及び対照比が向上されるようにした電子ペーパー表示素子及びその製造方法を提供する【解決手段】本発明は電子ペーパー表示素子及びその製造方法に関するものである。本発明の電子ペーパー表示素子は、回転ボールが個別的に挿入可能に区画された多数のキャビティを有する隔壁構造体；前記隔壁構造体の上部と下部に夫々上部電極と下部電極が備えられ、前記回転ボールに電圧を加える電極構造体；及び前記隔壁構造体の隔壁表面に形成されたブラックコーティング層；を含む。【選択図】図３
2012058716.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転ボールが個別的に挿入可能に区画された多数のキャビティを有する隔壁構造体；
前記隔壁構造体の上部と下部に夫々上部電極と下部電極が備えられ、前記回転ボールに電圧を加える電極構造体；及び
前記隔壁構造体の隔壁表面に形成されたブラックコーティング層；
を含む電子ペーパー表示素子。
【請求項２】
前記電極構造体の下部電極の表面にブラックコーティング層が形成された請求項１に記載の電子ペーパー表示素子。
【請求項３】
前記ブラックコーティング層は前記隔壁と下部電極に比べて低い明度を有するように、ブラックのナノ粒子からなったナノインクで構成される請求項１または２に記載の電子ペーパー表示素子。
【請求項４】
前記ブラックコーティング層を形成するナノインクは、水性系列または油性系列またはＵＶ系列のうち何れか一つのナノインクが用いられる請求項３に記載の電子ペーパー表示素子。
【請求項５】
前記ブラックコーティング層の厚さは２μｍから１０μｍの厚さに形成される請求項１に記載の電子ペーパー表示素子。
【請求項６】
前記水性系列のナノインクは、ブラック系列のナノ粒子を含む顔料３重量％と分散剤１重量％、浸透剤５重量％、消泡剤１重量％、湿潤剤２０重量％及び希釈溶剤５重量％を含んで製造されたインク溶剤が用いられる請求項４に記載の電子ペーパー表示素子。
【請求項７】
前記ＵＶ系列のナノインクは、ブラック系列のナノ粒子を含む顔料２重量％と分散剤１重量％、希釈剤３０重量％、オリゴマー１０重量％、熱硬化開始剤１０重量％を含んで製造されたインク溶剤が用いられる請求項４に記載の電子ペーパー表示素子。
【請求項８】
回転ボールが個別的に挿入可能に区画された多数のキャビティを有する隔壁構造体を形成する段階；
前記隔壁構造体の隔壁表面にブラックコーティング層を形成する段階；
前記各キャビティに個別的に回転ボールを配置させる段階；及び
前記隔壁構造体に前記回転ボールに電圧を加える電極構造体を形成する段階；
を含む電子ペーパー表示素子の製造方法。
【請求項９】
前記隔壁構造体を支持するためのベース基板を準備する段階をさらに含む請求項８に記載の電子ペーパー表示素子の製造方法。
【請求項１０】
前記隔壁構造体の隔壁表面にブラックコーティング層を形成する段階で、
前記ブラックコーティング層は、スプレーコーティング法またはドーピングコーティング法によって薄膜の形態に形成される請求項８に記載の電子ペーパー表示素子の製造方法。
【請求項１１】
前記ブラックコーティング層を形成する段階の後に、
前記隔壁上に形成されたブラックコーティング層を熱処理する段階をさらに含むことができ、ブラックコーティング層の熱処理は８０℃で２分間１次熱処理する段階と、１１０℃で３分間２次熱処理する段階で構成される請求項８に記載の電子ペーパー表示素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子ペーパー表示素子及びその製造方法に関し、さらに詳細には、隔壁の表面をブラックのナノ粒子でコーティングして、色の鮮明度及び対照比が向上されるようにした電子ペーパー表示素子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
次世代表示素子のうち電子ペーパー表示素子は、他の表示装置に比べて高い可用性（ａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ）及び可撓性（ｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙ）を有し、低電力で駆動されることができる特徴を有する。これにより、電子ペーパー表示装置は書籍のような紙印刷媒体に代替可能であり、その他の様々な種類のスクリーン及び電子壁紙などの分野に適用されることができるという長所を有する。
【０００３】
代表的な電子ペーパー表示装置として、相異なる色相の半球からなる回転ボール（ｒｏｔａｔｉｎｇ  ｂａｌｌ）を用いる電子ペーパー表示装置がある。前記ツイストボールタイプの電子ペーパー表示装置は、複数の回転ボール、前記回転ボールを区画する隔壁構造体、前記回転ボールを回転させる電極構造体、そして前記回転ボールに潤滑性を与えるための透明な絶縁性オイルを含む。ここで、一つの回転ボールをなす半球は相異なる色相からなるとともに、相異なる電荷に帯電（ｅｌｅｃｔｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ）されている。または、前記半球のうち何れか一つの半球のみが選択的にプラス（＋）またはマイナス（−）電荷に帯電されることができる。
【０００４】
従って、前記電極構造体が前記回転ボールに電圧を加えて、前記半球のうち何れか一つが選択的に外部に向けるように前記回転ボールを回転させることにより、外部に色を表現することができる。
【０００５】
この際、前記半球のうち何れか一つによって色が表現される場合、他の半球の色の表現は前記隔壁構造体によって防止される。しかし、実質的には、何れか一つの半球によって色が表現される間、他の半球の色も外部に表現される現象が発生する。このような現象は、回転ボールと隔壁構造体の間の隙間に入射された光が前記隙間から再び外部に通り抜ける時、前記他の半球の色が表現されることにより発生する。
【０００６】
即ち、反射型ディスプレーである電子ペーパー表示素子で色相を表現するために赤色と緑色及び青色の色相を有する半球を用いる場合、このカラー半球から放射される光が、銅またはアルミニウムで構成された明るい色相の下部電極及び下部電極に形成された隔壁に反射されて外部に放出されることにより、外部では各色相が明確に区分されることができない短所がある。
【０００７】
このように、何れか一つの半球によって色が表現される時、他の半球の色も表現される場合、電子ペーパー表示装置の色の対照比及び鮮明度が低下する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】韓国公開特許第１０−２００９−００２９４９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従って、本発明は従来の電子ペーパー表示素子から発生する諸般の短所及び問題点を解決するために導き出されたものであり、多数のツイストボールが注入される隔壁と下部電極の表面をブラックのナノ粒子でコーティングして半球から放出される光が吸収されることにより、色再現率及び対照比が向上されるようにした電子ペーパー表示素子及びその製造方法を提供することを発明の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の前記目的は、回転ボールが個別的に挿入可能に区画された多数のキャビティを有する隔壁構造体；前記隔壁構造体に備えられ、前記回転ボールに電圧を加える電極構造体；及び前記隔壁構造体の隔壁と前記電極構造体の下部電極の表面に形成されたブラックコーティング層；を含む電子ペーパー表示素子が提供されることによって達成される。
【００１１】
この際、前記ブラックコーティング層は前記隔壁と下部電極に比べて低い明度を有するように、ブラックのナノ粒子からなったナノインクで構成されることができる。
【００１２】
また、前記ブラックコーティング層を形成するナノインクは、水性系列または油性系列またはＵＶ系列のうち何れか一つのナノインクが用いられることができる。
【００１３】
前記ブラックコーティング層の厚さは２μｍから１０μｍの厚さに形成されることができ、好ましくは２μｍから３μｍの厚さに形成されることができる。
【００１４】
前記水性系列のナノインクは、ブラック系列のナノ粒子を含む顔料３重量％と分散剤１重量％、浸透剤５重量％、消泡剤１重量％、湿潤剤２０重量％及び希釈溶剤５重量％を含んで製造された万年筆またはプリンターインク溶剤が用いられることができる。
【００１５】
また、ＵＶ系列のナノインクは、ブラック系列のナノ粒子を含む顔料２重量％と分散剤１重量％、希釈剤３０重量％、オリゴマー１０重量％、熱硬化開始剤１０重量％を含んで製造されたインク溶剤が用いられることができる。
【００１６】
一方、本発明の他の目的は、回転ボールが個別的に挿入可能に区画された多数のキャビティを有する隔壁構造体を形成する段階；前記隔壁構造体の隔壁表面にブラックコーティング層を形成する段階；前記各キャビティに個別的に回転ボールを配置させる段階；及び前記隔壁構造体に前記回転ボールに電圧を加える電極構造体を形成する段階；を含む電子ペーパー表示素子の製造方法が提供されることによって達成される。
【００１７】
この際、前記隔壁構造体を支持するためのベース基板を準備する段階をさらに含むことができる。
【００１８】
また、前記隔壁構造体の隔壁表面にブラックコーティング層を形成する段階で、前記ブラックコーティング層は、スプレーコーティング法またはドーピングコーティング法によって薄膜の形態に形成されることができる。
【００１９】
また、前記ブラックコーティング層を形成する段階の後に、前記隔壁上に形成されたブラックコーティング層を熱処理する段階をさらに含むことができ、ブラックコーティング層の熱処理は８０℃で２分間１次熱処理する段階と、１１０℃で３分間２次熱処理する段階で構成されることができる。
【発明の効果】
【００２０】
上述したように、本発明による電子ペーパー表示素子及びその製造方法は、隔壁構造体に形成された隔壁及び下部電極の表面に回転ボールの半球から放出される光を吸収することができるブラックコーティング層を形成することにより、半球の色相が下部電極及び隔壁を通じて光反射されて外部に表示されることを防止して、電子ペーパー表示素子の色再現率と対照比を向上させることができる長所がある。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明による電子ペーパー表示素子の製造工程が図示された断面図である。
【図２】本発明による電子ペーパー表示素子の製造工程が図示された断面図である。
【図３】本発明による電子ペーパー表示素子の製造工程が図示された断面図である。
【図４】本実施形態による電子ペーパー表示素子の製造方法が図示されたフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明による電子ペーパー表示素子及びその製造方法の前記目的に対する技術的構成及び作用効果に関する事項は、本発明の好ましい実施形態が図示された図面を参照した以下の詳細な説明によって明確に理解されるであろう。
【００２３】
まず、図１から図３は本発明による電子ペーパー表示素子の製造工程が図示された断面図である。
【００２４】
図示されたように、本実施形態による電子ペーパー表示素子１００は、隔壁構造体１１０、回転ボール１２０及び電極構造体１３０を含む。
【００２５】
この際、前記隔壁構造体１１０は、ベース基板１１１と多数の隔壁１１２及び隔壁１１２の表面に形成されたブラックコーティング層１１３を含むことができる。前記隔壁１１２は、ベース基板１１１上に多数個が一列に配列され、各隔壁１１２によって多数の回転ボール１２０が挿入される空間となるキャビティ１１４を形成することができる。
【００２６】
キャビティ１１４が形成された隔壁構造体１１０の各隔壁１１２上にはブラックコーティング層１１３が形成されることができる。前記ブラックコーティング層１１３は、隔壁１１２の表面に選択的に形成されることもでき、隔壁１１２に比べて高い光吸収率を有した材質で構成されることができる。従って、ブラックコーティング層１１３は、隔壁１１２が形成された材質に比べて相対的に低い明度を有したコーティング層で形成されることが好ましい。
【００２７】
より具体的には、ブラックコーティング層１１３は、前記隔壁１１２に比べて低い明度、即ち、光吸収が可能な灰色または黒色で構成されることができるように、ナノ粒子が含まれたナノインクの塗布によって形成されることができる。
【００２８】
この際、ブラックコーティング層１１３を形成するナノインクは、水性系列または油性系列または光の照射によって硬化されるＵＶ系列のナノインクのうち何れか一つのナノインクが隔壁１１２上に所定の厚さに塗布されることにより、隔壁１１２の上面と壁面を初め、隔壁１１２によって形成されたキャビティ１１４の底面に至るまで、黒色のブラックコーティング層１１３が形成されることができる。
【００２９】
また、前記ブラックコーティング層１１３は、隔壁１１２の表面に２μｍから１０μｍの厚さに形成されることができ、好ましくは、２μｍから３μｍの厚さに形成されることができる。この際、隔壁１１２に形成されたブラックコーティング層１１３の厚さが２μｍ以下である場合、隔壁１１２の色相がコーティング層上に透過される可能性があり、光吸収率が低下する短所がある。また、隔壁１１２に形成されたブラックコーティング層１１３の厚さが厚いほど、光吸収率が向上されることはできるが、１０μｍ以上に厚くなると、隔壁１１２を通じて形成されたキャビティ１１４内に挿入される回転ボール１２０の外表面がブラックコーティング層１１３に接触される可能性があり、回転ボール１２０の回転力が低下する可能性がある。
【００３０】
また、前記水性系列のナノインクは、ブラック系列のナノ粒子を含む顔料３重量％と分散剤１重量％、浸透剤５重量％、消泡剤１重量％、湿潤剤２０重量％及び希釈溶剤５重量％を含んで製造された万年筆またはプリンターインク溶剤が用いられることができ、ＵＶ系列のナノインクは、ブラック系列のナノ粒子を含む顔料２重量％と分散剤１重量％、希釈剤３０重量％、オリゴマー１０重量％、熱硬化開始剤１０重量％を含んで製造されたインク溶剤が用いられることができる。
【００３１】
このように構成された隔壁構造体１１０は、隔壁１１２を通じて形成されたキャビティ１１４に挿入された回転ボール１２０のカラー半球を通じて放出される光が隔壁１１２の壁面に形成されたブラックコーティング層１１３で吸収されることにより、隔壁１１２を通じて反射される光が電子ペーパー表示素子の外部に排出されないようにすることによって、回転ボールの固有の色再現率を向上させることができる。
【００３２】
前記回転ボール１２０は球（ｓｐｈｅｒｅ）形状を有することができる。前記回転ボール１２０夫々は、相異なる電荷に帯電（ｅｌｅｃｔｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ）された第１及び第２半球１２２、１２４からなることができる。これに加えて、前記第１及び第２半球１２２、１２４は相異なる色相を有することができる。一例として、前記電子ペーパー表示装置１００が黒白表示装置である場合、前記第１半球１２２は白色半球であり、前記第２半球１２４は黒色半球であることができる。他の例として、前記電子ペーパー表示装置がカラー表示装置である場合、前記第１半球１２２は青色半球、黄色半球、赤色半球、そして緑色半球のうち何れか一つであり、前記第２半球１２４は黒色半球または白色半球であることができる。前記回転ボール１２０夫々の前記第１及び第２半球１２２、１２４の色相は多様に変更及び組合されることができる。
【００３３】
前記電極構造体１３０は前記回転ボール１２０を回転させるものであり、前記隔壁構造体１１０の下部に配置される下部電極１３１と隔壁構造体１１０の上部に配置される上部電極１３２で構成されることができる。前記上部電極１３２及び下部電極１３１は、前記回転ボール１２０に選択的に電圧を加えて、前記第１及び第２半球１２２、１２４のうち表現しようとする色相を有する半球が表示素子の外部、即ち、図３に示すように上部に向けるように回転ボール１２０を回転させることができる。
【００３４】
この際、前記下部電極１３１を通じて回転ボール１２０の第１半球１２２を通じて反射される光が反射されることができるため、下部電極１３１の表面も前記隔壁１１２の表面と同様にブラックコーティング層１１３が形成されることができる。
【００３５】
このように構成された本実施形態の電子ペーパー表示素子１００は、上部電極１３２と下部電極１３１に印加される電圧により、回転ボール１２０が多数の隔壁１１２によって形成されたキャビティ１１４内で回転するようになり、図３に図示されたように回転ボール１２０の回転によって第１半球１２２が外部、即ち、表示素子の上部に向けて色を表現する間、第２半球１２４は隔壁１１２によって囲まれるようになり、この際、第２半球１２４から反射される光は隔壁１１２に形成されたブラックコーティング層１１３を通じて吸収処理されることができる。これにより、前記回転ボール１２０のうち何れか一つの半球によって色相が表現される間、他の半球の色相が隔壁構造体１１０の隔壁１１２に光反射されることを防止するようになり、表示装置の全体的な色の鮮明度及び対照比を向上させることができる。
【００３６】
一方、本実施形態による電子ペーパー表示素子の製造方法に対して、以下に図示された図４を参照して詳細に説明する。以下において、上述した電子ペーパー表示素子に対して重複される内容は省略することができる。
【００３７】
図４は本実施形態による電子ペーパー表示素子の製造方法が図示されたフローチャートである。
【００３８】
図示されたように、本実施形態の電子ペーパー表示素子の製造方法は、まず、ベース基板１１１上に隔壁構造体１１０を形成することができる（Ｓ１１０）。
【００３９】
前記隔壁構造体１１０を形成する段階は、ベース基板１１１に隔壁１１２を形成し、隔壁によって区分されるキャビティ１１４を形成する段階を含むことができる。
【００４０】
次に、前記隔壁構造体１１０を構成する隔壁１１２の表面にブラックコーティング層１１３を形成することができる（Ｓ１２０）。前記ブラックコーティング層１１３を形成する方式は、スプレーコーティング法またはドーピングによるコーティング法、塗布法、そして物理的及び化学的気相蒸着法のうち何れか一つの工程を通じて形成されることができる。
【００４１】
また、前記ブラックコーティング層１１３を形成する段階の後に、前記隔壁１１２上に形成されたブラックコーティング層１１３を熱処理する段階をさらに含むことができ、ブラックコーティング層の熱処理は、８０℃で２分間１次熱処理する段階と、１１０℃で３分間２次熱処理する段階で構成されることができる。
【００４２】
次に、前記隔壁構造体１１０のキャビティ１１４内に回転ボール１２０を配置することができる（Ｓ１３０）。前記回転ボール１２０は、隔壁構造体１１０のキャビティ１１４を構成する隔壁１１２の間に半球の回転が可能であるように配置されることができる。
【００４３】
その後、隔壁構造体１１０の上、下部に上部電極１３２と下部電極１３１で構成された電極構造体１３０を形成することができる（Ｓ１４０）。この際、前記電極構造体１３０を形成する段階は、前記隔壁構造体１１０の下部に下部電極１３１を配置する段階及び前記隔壁構造体１１０の上部に上部電極１３２を配置する段階をさらに含むことができる。
【符号の説明】
【００４４】
１１１  ベース基板
１１２  隔壁
１１３  ブラックコーティング層
１１４  キャビティ
１２０  回転ボール
１２１  第１半球
１２２  第２半球
１３０  電極構造体
１３１  下部電極
１３２  上部電極
【図１】
2012058716.tif 000003
【図２】
2012058716.tif 000004
【図３】
2012058716.tif 000005
【図４】
2012058716.tif 000006