융합부품소재연구부문/차세대디스플레이연구단

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IT R&D Global Leader [첨부 제4호] 전자잉크 마이크로캡슐화 기술 ETRI Technology Marketing Strategy 김철암 전자종이 연구팀 융합부품소재연구부문/차세대디스플레이연구단 ETRI OOO연구소(단, 본부)명

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목 차 1. 기술의 개요 2. 기술이전 내용 및 범위 3. 경쟁기술과 비교 4. 기술의 사업성 - 활용분야 및 기대효과 5. 국내외 시장 동향 융합부품ㆍ소재연구부문/차세대디스플레이연구단

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1. 기술의 개요 전자종이용 전자잉크 FPD에 이어 차세대 디스플레이 소재 기술로 부상 전자잉크 기술은 전자잉크 미립자를 유전유체에 분산시켜 외부 전압 인가에 따른 미립자의 이동으로 정보를 표시하는 반사형 디스플레이 소재 기술임. 전자잉크를 마이크로캡슐화한 마이크로캡슐형 전자종이의 개념도: - 유전유체에 양전하를 띈 백색입자와 음전하를 띈 흑색 입자가 분산된 전자잉크. 융합부품ㆍ소재연구부문/차세대디스플레이연구단

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1. 기술의 개요 전자종이용 전자잉크 전자잉크의 특성은 전자잉크 입자의 분산 안정성에 의해 결정됨. 전장잉크 나노입자의 표면 특성에 의해 반사도 및 대조비 결정. 다양한 전자종이 기술들 중에서 전기영동 전자잉크 기술이 상용화 전기영동 디스플레이의 핵심 기술이 전자잉크 제조기술임. - 현재 상용 전자잉크를 제조할 수 있는 회사는 미국의 E-Ink사가 유일함. - 국내에서도 전자잉크를 포함한 이미지필름은 전량 수입 전자종이용 전자잉크는 입자의 대전 및 분산 기술이 핵심 요소기술로 본 연구팀 과제를 통행 개발하였음. 융합부품ㆍ소재연구부문/차세대디스플레이연구단

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2. 기술이전 내용 및 범위 기술이전 내용 및 범위 (1) 하전된 흑/백 전자잉크용 전기영동 미립자 제조 기술 반사도가 향상된 500 nm 이하급 백색 전기영동 미립자 제조 기술 광흡수도가 양호한 300 nm 이하급 흑색 전기영동 미립자 제조 기술 빠른 응답시간을 구현할 수 있는 전기영동 입자의 전하량 부여 기술 (2) 전자잉크 formulation 기술 전기영동 나노입자 분석 및 전자잉크의 광학 특성 측정 기술 전기영동 입자를 유전유체에 혼합/분산시키는 기술 15:1 이상의 대조비를 구현시킬 수 있는 전자잉크 제조 기술 전극 간격이 40 um인 측정용 셀에서 인가 전압 +/- 15V에서 1초 이하의 응답속도를 구현시킬 수 잇는 전자잉크 분산 기술 한시간 동안 초기 반사도의 80%를 유지할 수 있는 쌍안정성 전자잉크 제조 기술 (3) 전자종이용 전자잉크 마이크로캡슐 제조 기술 고반사율을 유지하면서 마이크로캡슐화 할 수 있는 전자잉크 제조 기술 대조비 손실을 최소화 할 수 있는 탄성을 가지는 마이크로캡슐 제조 기술 투명전극에서 조밀한 자기정렬을 할 수 있는 전자잉크 마이크로캡슐 제조 기술 융합부품ㆍ소재연구부문/차세대디스플레이연구단

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2. 기술이전 내용 및 범위 기술 개발 현황 기술성숙도(TRL : Technology Readiness Level) 단계 : ( )단계 확정된 소재인 백색 및 흑색 전기영동 하전 입자를 사용하여 100 ml이상의 실험실 규모로 시작품 제작 성능 평가가 완료된 상태임. 현재 판매되고 있는 전자책의 명암 대조비는 6 vs 1 수준, 구동전압 15V 이며, 상하 응답시간은 1초 이하 경제성을 고려하지 않은 상태에서 판매되고 있는 전자책 수준보다 우수함. 실험실 수준에서 시제품을 생산하고 있기 때문에 품질의 균질성이 떨어지는 상태임. 융합부품ㆍ소재연구부문/차세대디스플레이연구단

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3. 경쟁기술과 비교 전자잉크 기술의 장점 표시 유지 기능을 위해서는 전기영동 전자잉크 기술이 적합함 - 쌍안정성으로 인해 표시 유지를 위한 전력 소모가 없음. 액정을 이용한 다른 전자종이에 비행 반사율 우수 - 백색도가 가장 우수한 TiO2 기반 입자 사용 진공 장비를 사용하지 않으므로 저가 제작 가능 - 응답속도가 빠르며, 구동전압이 낮은 MEMS 기반 전자종이 기술 에 비해 원가가 매우 저렴함. - MEMS 기반 전자종이 기술은 좁은 시약각 문제를 내포함. 타 전자종이 기술에 비해 컬러화 기술 개발이 미진함. 융합부품ㆍ소재연구부문/차세대디스플레이연구단

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4. 기술의 사업성 전자종이 기술의 시장 현황 전자종이 기술을 기반으로 하는 디바이스 제품은 전자책 시장을 제외하고 아직 까지 본격적인 시장이 열리지 않음. 전자책 이외에 self-label, 게시판 등 logo형 저가 시장에 대한 수요가 급증하고 있으나 전자잉크 수급의 문제로 인해 공급이 제한적임. 융합부품ㆍ소재연구부문/차세대디스플레이연구단

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4. 기술의 사업성 (2) 전자잉크 기술의 사업성 전기영동 전자잉크를 담지한 마이크로캡슐형 전자종이 이미지필름을 적용한 전자책 단말기. (좌로부터 삼성전자의 파피루스, 소니의 e-리더, 아마존의 킨들2). 융합부품ㆍ소재연구부문/차세대디스플레이연구단

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4. 기술의 사업성 (2) 전자잉크 기술의 사업성 융합부품ㆍ소재연구부문/차세대디스플레이연구단

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4. 기술의 사업성 (2) 전자잉크 기술의 사업성 기술이전 업체 조건 - 나노입자 제조 및 분산 공정 경험 업체 - 다양한 포토레지스트 제조 능력 보유 업체 - 전자재료용 필름 제조 업체 사업화시 제약 조건 - 컬러화 기술 개발 미비로 인해 고가의 제품 확대 제약 - 전자잉크의 응답속도가 느리기 때문에 동영상 구현등 디스플레이 로서 응용 제품 확대 제약 - 테블렛 PC의 등장으로 인해 경쟁 기술 대두 - 국내적으로는 세트업체에서 기반 기술이 미비 융합부품ㆍ소재연구부문/차세대디스플레이연구단

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5. 국내외 시장 동향 전자잉크 관련 시장 동향 미국의 E-Ink사가 유전유체 기반의 전자잉크를 바탕으로 전자종이 시장을 선도하고 있음. 전자책용 이미지필름을 주요 생산품으로 하여 1조원의 시장 규모 최근 E-Ink사가 유사한 유전유체 기반 전자잉크 업체인 SiPix사를 인수하여 logo형 제품과 Self-label시장으로 규모를 확대하고자 함. MEMS 기반 전자종이 기술은 높은 성능에 비해 낮은 수율과 제조 비용으로 컬러 전자책 시장에서 시장 탐색용 테스트 제품만 출시중. 국내에서는 전자잉크 이미지필름을 전량 수입에 의존하여 시장 확대에 제약을 받고 있음. 광고용 낮은 성능의 전자잉크 이미지 필름도 국산화하지 못함. E-ink사의 이미지 필름은 수급이 원활하지 못하여 다양한 제품 생산에 제약. 국내 벤처 기업에서 전자잉크를 개발했으나 양산화 실패. 융합부품ㆍ소재연구부문/차세대디스플레이연구단

13 감사합니다. ※ 하단의 문의처 소개후, 발표후 개별기술 상담이 가능함을 다시 한 번 안내함
※ 하단의 문의처 소개후, 발표후 개별기술 상담이 가능함을 다시 한 번 안내함 ♣ 연락처 : 융합부품ㆍ소재연구부문, 김철암 책·연 ( , ETRI OOO연구소(단, 본부)명

14 그림 3 : TiO2 raw 입자와 TiO2-polymer bydrid 입자의 SEM 분석
참고 : 기술이전 내용 및 범위 기술이전 내용 및 범위 (1) 하전된 흑/백 전자잉크용 전기영동 미립자 제조 기술 반사도가 향상된 500 nm 이하급 백색 전기영동 미립자 제조 기술 그림 3 : TiO2 raw 입자와 TiO2-polymer bydrid 입자의 SEM 분석 융합부품ㆍ소재연구부문/차세대디스플레이연구단

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기술이전 내용 및 범위 기술이전 내용 및 범위 (1) 하전된 흑/백 전자잉크용 전기영동 미립자 제조 기술 반사도가 향상된 500 nm 이하급 백색 전기영동 미립자 제조 기술 광흡수도가 양호한 300 nm 이하급 흑색 전기영동 미립자 제조 기술 CB-OA CB-OH Un-modified CB Wavenumber [cm-1] Transmittance [%] 3500 1500 1000 2500 2000 500 4000 3000 TiO2 입자와 TiO2-polymer bydrid 입자의 FTIR 분석 : FT-IR spectra of pristine carbon black, hydroxylated carbon black, and oleic acid-coated carbon black. 융합부품ㆍ소재연구부문/차세대디스플레이연구단

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기술이전 내용 및 범위 기술이전 내용 및 범위 (2) 전자잉크 formulation 기술 전기영동 나노입자 분석 및 전자잉크의 광학 특성 측정 기술 전기영동 입자를 유전유체에 혼합/분산시키는 기술 백색 전자잉크 stock 용액 및 흑색 전자잉크 stock 용액 흑/백 잉크가 혼합된 최종 흑/백 전자잉크 배합 융합부품ㆍ소재연구부문/차세대디스플레이연구단

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전자잉크 광학 측정 전압 인가 전 상태 전압 10V 인가 상태 전압 -10 V 인가 상태 전기영동 전자잉크의 성능 시험 (대조비 15 vs +/- 10V) 융합부품ㆍ소재연구부문/차세대디스플레이연구단

18 융합부품ㆍ소재연구부문/차세대디스플레이연구단
기술이전 내용 및 범위 기술이전 내용 및 범위 (2) 전자잉크 formulation 기술 15:1 이상의 대조비를 구현시킬 수 있는 전자잉크 제조 기술 백색 전자잉크 슬러리에 혼합되는 흑색 전자잉크 슬러리 비율에 따른 대조비 변화 전자잉크의 흑/백 슬러리 혼합비에 따른 백색반사도 및 흑색 흡수도 변화 융합부품ㆍ소재연구부문/차세대디스플레이연구단

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기술이전 내용 및 범위 기술이전 내용 및 범위 (3) 전자종이용 전자잉크 마이크로캡슐 제조 기술 투명전극에서 조밀한 자기정령을 할 수 있는 전자잉크 마이크로캡슐 제조 기술 전자잉크 마이크로캡슐 도포 공정 마이크로캡슐 ET#3의 이미지필름 광학 특성 (+/- 10V 인가) 전자잉크 마이크로캡슐 박막의 전기광학적 특성 결과 (a) -15V 인가, (b) +15V 인가. 융합부품ㆍ소재연구부문/차세대디스플레이연구단

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기술이전 내용 및 범위 이전 기술의 구성 (적색 영역) 및 기능 트리 융합부품ㆍ소재연구부문/차세대디스플레이연구단