[논문]투명 디스플레이로써 활용 가능한 다수전극형 전자종이 필름 제안

이상일; 홍연찬; 김영조

doi:10.4313/jkem.2019.32.4.296

투명 디스플레이로써 활용 가능한 다수전극형 전자종이 필름 제안
Suggestion of Multi-Electrode Type Electronic Paper Film to Can be Used as a Transparent Display 원문보기

전기전자재료학회논문지 = Journal of the Korean institute of electronic material engineers, v.32 no.4, 2019년, pp.296 - 301

이상일 (인천대학교 전자공학과) , 홍연찬 (인천대학교 전자공학과) , 김영조 (청운대학교 전자공학과)

Abstract ▼ AI-Helper

A multiple-electrode-type electronic paper film can implement a single color and control the transparency, as it has multiple electrodes in one cell. Therefore, it can be used as a transparent display. In this paper, we explain the structure and driving method of a transparent electronic paper display, and then propose a control method of transmittance. Subsequently, we verify the theory by measuring the transmittance via experiment. Thus, by changing the manner of applying the voltage to three lower electrodes and one upper electrode, transmittance in eight cases could be realized. It was confirmed that the transmittance derived from the experiment could be controlled from a minimum of 6.75% to a maximum of 71.18%.

주제어

표/그림 (8)

그림 Fig. 1. Types of transparent displays using flat panel displays.
그림 Fig. 2. Electrode placement of multi-electrode type electronic paper display.
그림 Fig. 3. Method for controlling the transmittance of a multiple electrode type electronic paper film.
그림 Fig. 4. How to measure transmittance.
그림 Fig. 5. Transmittance measurement result.
그림 Fig. 6. Microphotograph of sample with different transmittance.
표 Table 1. Aperture ratio according to driving method.
그림 Fig. 7. The image of the opposite side was observed by varying the transmittance.

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 투명 디스플레이로서 활용이 가능한 다수전극형 전자종이 디스플레이의 구조를 제안하고 제작 방법 및 구동 방법을 제안하고자 한다.

제안 방법

샘플에 입사된 광이 상부기판과 하부기판을 거치는 과정에서 반사와 흡수된 광을 제외한 나머지 광이 투과되어 그 광원의 양을 측정한다. 본 연구는 다수전극형 전자종이 필름에 전압을 인가하여 입자를 운동시키는 구동 방법에 따라 투과율을 제어하는 것이 가능한지 확인하기 위해 샘플의 투과율을 측정하였다.

대상 데이터

또한, 흑색입자와 유체를 혼합한 one particle 전자잉크를 주입하여 하부전극에 전압을 인가하는 방법에 따라 투과도를 제어하는 것이 가능하다. 본 연구에서는 하부에3개의 전극을 형성하기 위해 패널을 설계하였다. 그림2는 다수전극형 전자종이 필름의 하부기판에 형성되는 하부전극의 설계 레이아웃이다.
설계한 도면을 바탕으로 다수전극형 전자종이 필름을 제작하기 위해 상부기판은 ITO glass를 사용하였으며, 하부기판은 설계도면대로 제작하였다. 하부전극은 ITO 투명 전극을 사용하였고 셀을 나누기 위한 격벽은 SU-8을 사용하여 제작하였다.

데이터처리

투과도 제어가 가능한 다수전극형 전자종이 필름의 투과도를 측정하기 위해 광학 측정 장비인 F2-RT을사용해 측정을 진행하였다. 그림 4는 F2-RT의 측정방법을 나타낸 모식도이다.

성능/효과

로 다른 3개의 전극에 전압을 인가하여 구동하는 구동방법에 따라 최대 8가지 경우의 투과율 제어가 가능하다. 다수전극형 전자종이 필름의 투과율 제어를 확인하기 위해 투과율을 측정한 결과 약 6~71%까지의 투과율 제어가 가능한 것을 확인하였다. 이는 흑색입자가 하부기판을 차지하는 면적에 따라 투과투과 달라지는 것 이며, 다수전극형 전자종이 필름은 흑색입자가 하부기판을 차지하는 면적을 제어하는 것이 가능하므로 투과율을 원하는 대로 제어하는 것이 가능하다.
또한 현미경 사진과 관찰을 통해 투과율의 차이를 직접 확인하였다. 현미경 사진을 통해 하부기판을 관찰한 결과하부전극에 인가하는 전압에 따라 흑색입자의 위치가 달라졌으며, 흑색입자의 위치에 따라 샘플의 투과도가 달라지는 것을 확인하였다. 본 연구에 사용된 다수전극형 전자종이 필름은 하부기판에 3개의 전극을 형성하여 투과율을 제어했기 때문에 최대 8가지 경우의 투과율 제어가 가능한데, 하부기판의 전극 수에 따라 더 많은 경우의 투과율 제어가 가능하다.

후속연구

본 연구에 사용된 다수전극형 전자종이 필름은 하부기판에 3개의 전극을 형성하여 투과율을 제어했기 때문에 최대 8가지 경우의 투과율 제어가 가능한데, 하부기판의 전극 수에 따라 더 많은 경우의 투과율 제어가 가능하다. 향후 연구를 통해 하부기판에 4개 이상의 전극을 형성하여 투과율 제어 실험이 필요하며, 다수전극형 전자종이 필름에 컬러잉크를 주입하여 컬러 투과율 제어 필름의 연구가 필요하다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	정체된 디스플레이 시장을 활성화하기 위해 무엇이 활발히 이루어지고 있는가?	평판 디스플레이의 등장으로 디스플레이 시장의 급격한 성장을 이루었지만, 새로운 디스플레이 기술 개발의 고갈로 성장이 정체되어 있다. 정체된 시장을 활성화하기 위해 플렉시블 디스플레이와 투명 디스플레이에 대한 기술 개발이 활발하게 이루어지고 있다 [1-3]. 이에 따라 플렉시블 디스플레이와 투명 디스플레이로 개발이 가능한 디스플레이 소자에 관한 관심이 증가하였으며 [4-7], 전자종이 디스플레이는 두 조건을 모두 충족할 수 있는 차세대 디스플레이다 [8,9].
	다수전극형 전자종이는 어디에 활용이 가능한가?	또한, 5 V 이하의 구동전압을 가지고 있어 소비전력이 낮은 장점이 있다. 이러한 다수전극형 전자종이는 투과도를 제어하여 빛의 투과와 차단이 가능하며 이는 보안필름, 스마트윈도우 등 다양한 분야에 활용이 가능하다.
	전자종이 디스플레이의 장점은 무엇인가?	이에 따라 플렉시블 디스플레이와 투명 디스플레이로 개발이 가능한 디스플레이 소자에 관한 관심이 증가하였으며 [4-7], 전자종이 디스플레이는 두 조건을 모두 충족할 수 있는 차세대 디스플레이다 [8,9]. 전자종이 디스플레이는 높은 쌍안정성으로 낮은 소비전력을 가지고 있으며, 종이와 가장 비슷한 가독성을 가지고 있다. 또한, 2장의 필름 사이에 전자잉크를 주입하는 형태이기 때문에 디스플레이의 두께가 얇고 가벼워 다양한 용도의 디스플레이로 개발하는 것이 용이하다 [10,11]. 특히 2장의 필름 사이에 주입하는 전자잉크의 성질과 형태에 따라 용도에 맞는 디스플레이로 개발하는 것이 가능한데, 이러한 특징을 이용한 전자종이 투명 디스플레이는 투과도 제어가 가능한 투명 디스플레이의 형태로 개발하는 것이 가능하다 [12-15].

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