Preparation and Characterization of Electrophoretic Organic Ink Nanoparticles for Electronic Paper

Abstract

본 연구에서는 차세대 디스플레이인 전자종이에 이용하기 위한 유기 전자잉크입자를 고분자 중합법에 기초를 두고 합성되었다. 칼라 디스플레이를 구현하기 위하여 빨강, 파랑, 노랑색의 상용화 되는 유기염료를 이용하여 styrene과 4-vinyl pyridine으로 입자화하였다. 전기영동성을 부여하기 위한 charge control addictive로서 이온성 계면활성제를 사용하였는데 음이온성 계면활성제인 SDS(sodium dodecyl sulfate)를 이용하여 (-)표면 전하를 부여하였고 양이온성 계면활성제인 CTAB(cetyltrimethylammonium bromide)이용하여 (+)표면전하를 부여하였다. 그리고 계면활성제 농도 조절에 따라 입자 크기조절과 분산성 향상을 실현하고 높은 계면활성제의 농도에서 더 많은 전하를 가지게 되는 것을 확인하였다. 합성된 유기전자잉크입자를 이용하여 ITO glass로 간단한 디스플레이 셀을 제작하고 전하를 걸어 입자의 이동을 확인 해 봄으로써 합성된 입자의 전자종이로의 적용 가능성을 확인 하였다. 이러한 유기 전자잉크입자는 혼합 용매의 극성, 다양한 계면활성제의 첨가 및 투입양의 조절, 온도 등을 조절하여 입자의 크기 및 크기 분포를 조절하여 높은 해상도를 가지는 전기영동입자 제조의 최적의 조건을 검토하였다. 유기 합성의 경로를 통해 새로운 입자합성 방법을 고안하였으며 간단한 계면활성제의 특성을 이용하여 입자표면에 전하를 부여하였다. 고분자 중합법을 이용한 유기 전자잉크입자 제조 및 그 물성 연구는 유기 나노 화학의 학문적 발전에도 큰 기여를 할 것이다. 본 연구의 수행 과정에서 유기 합성, 계면 화학, 분광학적 기기 사용법의 습득으로 매우 큰 학문적 성과를 얻게 될 것으로 기대한다.

Color organic dyes (acid blue 25, acid red 8, acid yellow 76) were dispersed in methanol medium and polymerized with styrene and 4-vinyl pyridine (co) polymer using PVP (polyvinylpyrrolidone) as stabilizer. Highly monodisperised polystyrene electrophoretic ink particles containing organic dye and charge control additives were successfully prepared in nano size. Encapsulated organic dyes were more stable, and in order to improve their mobility, the SDS (sodium dodecyl sulfate) and CTAB (cetyltrimethyl ammonium bromide) were added as a charge control additive. These organic electrophoretic ink particles can be used as ink particles for blue color electronic paper, which is expected to substitute for the future display. Microscopy techniques (SEM) were used to investigate the size and morphology of electronic ink particles. The optical absorption of nanoparticle in water was measured using a UV?vis and chemical bonding of ink particles measured by FT-IR. The electrophoretic mobility was also measured by Z-potential measurement.