KR100795801B1 - 전기 영동 디스플레이 장치 - Google Patents

전기 영동 디스플레이 장치 Download PDF

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서민철
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삼성에스디아이 주식회사
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Abstract

본 발명은 전기 영동 디스플레이 장치의 대향 전극과 게이트 전극(또는 스캔 라인) 사이에 형성된 전기장에 의한 전극간의 간섭을 방지하여 전기 영동 디스플레이 장치의 화질을 개선하기 위하여, 서로 대향하는 제 1,2기판과, 상기 제 1기판의 내측면에 형성된 제 1전극과, 상기 제 2기판 상에 유전체층이 형성되고, 상기 유전체층 상에 형성된 제 2전극과, 상기 제 1,2전극 사이에 개재된 전기 영동 입자 및 전기 영동 분산매를 포함하는 전기 영동층 및, 상기 유전체층 사이 및 상기 제 2기판 상에 에 형성되고, 상기 제 1전극 사이와의 거리가 상기 제 1전극과 상기 제 2전극 사이의 거리보다 길게 배치된 게이트 전극을 구비하고, 상기 제2전극과 단차를 두고 전기적으로 연결된 탑 게이트(Top gate) 구조의 박막 트랜지스터를 구비하는 전기 영동 디스플레이 장치를 제공한다.

Description

전기 영동 디스플레이 장치{Electrophoretic display apparatus}
도 1a 은 종래 기술에 따른 전기 영동 디스플레이 장치의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 1b 및 도 1c는 종래 기술에 따른 전기 영동 디스플레이 장치의 화상 표시 원리를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 2은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 전기 영동 디스플레이 장치를 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 3는 도 2의 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 취한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 대한 비교예를 도시한 평면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예의 변형예에 따른 전기 영동 디스플레이 장치를 개략적으로 도시하는 평면도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100: 전기 영동 디스플레이 장치 110: 제 1기판
111: 제 1전극 120: 제 2기판
121: 제 2전극 130: 박막 트랜지스터
131: 소스 전그 132: 드레인 전극
133: 유전체층 134: 반도체층
135: 게이트 절연막 136: 게이트 전극
140: 전기 영동층 141: 전기 영동 입자
142: 전기 영동 분산매 150: 스캔 라인
160: 데이터 라인
본 발명은 전기 영동 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전기 영동 디스플레이 장치의 대향 전극과 게이트 전극(또는 스캔 라인) 사이에 형성된 전기장에 의한 전극간의 간섭을 방지하여 화질을 개선한 전기 영동 디스플레이 장치에 관한 것이다.
전기 영동 디스플레이 장치는 대전된 안료 입자가 분산된 분산액에 있어서, 이 안료 입자들이 전기장에 의해 이동하는 전기 영동 현상을 이용한 비발광형 디스플레이 장치로서, 넓은 시야각, 높은 반사율, 쉬운 가독성 및 저소비전력 등의 특징을 갖는 차세대 디스플레이 장치이다.
도 1a 내지 도 1c는 종래 기술에 따른 전기 영동 디스플레이 장치를 나타내고 있다. 도 1a는 그 구조를 나타내는 개략적인 단면도이고, 도 1b 및 도 1c는 화상 표시 원리를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도시된 바와 같이, 전기 영동 디스플레이 장치는 제 1기판(1)에 형성된 투명 전극(3)과, 제 2기판(2) 내측에 형성된 제2전극(4) 사이에 전기 영동층(10)이 형성 되어 있다. 상기 전기 영동층(10)은 액상 분산매(6)와, 이 액상 분산매(6) 내에 분산되어 있는 대전된 전기 영동 입자(5)들로 구성되어 있다. 이 때, 액상 분산매(6)와 전기 영동 입자(5)는 서로 상이한 색으로 착색되어 있다.
이 전기 영동 디스플레이 장치에는 서로 역방향의 전압을 인가하기 위한 전압원(9a)(9b)이 전환 스위치(8)를 통해서 접속하고 있다. 이러한 접속에 의해 전환 스위치(8)의 전환에 따라서 전극(3)(4)에 인가되는 전압의 방향을 전환함으로써, 전기 영동 입자(5)를 소망의 전극에 채집하여 소망의 표시를 행할 수 있다. 즉, 전기 영동 입자(5)가 양으로 대전되어 있는 경우, 도 1b에 도시된 바와 같이, 전압원(9a)에 의한 전압을 인가함으로써 관측자에게 가까운 투명 전극(3)측에 전기 영동 입자(5)를 채집할 수 있고, 이 상태에서 관측자는 전기 영동 입자(5)의 색을 보게 된다. 한편, 도 1c에 도시된 바와 같이, 전압원(9b)에 의한 전압을 인가함으로써 관측자로부터 떨어진 전극(4)측에 전기 영동 입자(5)를 채집할 수 있고, 이 상태에서 관측자는 액상 분산매(6)의 색을 보게 된다. 반대로, 전기 영동 입자(5)가 음으로 대전되어 있는 경우, 상술한 바와 반대되는 현상에 의해 색을 관찰하게 된다.
상기와 같은 전기 영동 디스플레이 장치는 상기의 전환 스위치 대신에 박막 트랜지스터에 의해 구동 될 수 있는데, 탑 게이트(Top gate) 구조의 박막 트랜지스터를 사용할 경우, 전기 영동 디스플레이 장치의 대향 전극과 게이트 전극(또는 스캔 라인) 사이에 형성된 전기장에 의한 전극간의 간섭이 발생하여 전기 영동 디스플레이 장치의 화상 품질을 떨어뜨리는 문제가 있을 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 전기 영동 디스플레이 장치의 대향전극과 게이트 전극(또는 스캔 라인) 사이에 형성된 전기장에 의한 전극간의 간섭을 방지함으로써 화질이 개선된 전기 영동 디스플레이 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적 및 그 밖의 여러 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 서로 대향하는 제 1,2기판과, 상기 제 1기판의 내측면에 형성된 제 1전극과, 상기 제 2기판 상에 유전체층이 형성되고, 상기 유전체층 상에 형성된 제 2전극과, 상기 제 1,2전극 사이에 개재된 전기 영동 입자 및 전기 영동 분산매를 포함하는 전기 영동층 및, 상기 유전체층 사이 및 상기 제 2기판 상에 에 형성되고, 상기 제 1전극 사이와의 거리가 상기 제 1전극과 상기 제 2전극 사이의 거리보다 길게 배치된 게이트 전극을 구비하고, 상기 제2전극과 단차를 두고 전기적으로 연결된 탑 게이트(Top gate) 구조의 박막 트랜지스터를 구비하는 전기 영동 디스플레이 장치를 제공한다.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 게이트 전극은 상기 유전체층으로 둘러싸인 소정 깊이를 가진 홀 내부에 형성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 박막 트랜지스터는, 상기 제 2전극과 어느 하나가 전기적으로 연결되는 소스 및 드레인 전극과, 상기 소스 및 드레인전극 사이와, 상기 소스 및 드레인 전극의 일부에 오버랩 되도록 적층된 반도체층 과, 상기 반도체층을 덮는 게이트 절연막과, 상기 게이트 절연막 상에 배치된 게이트 전극을 구비하고, 상기 반도체층, 게이트 절연막, 및 게이트 전극은 상기 유전체층으로 둘러싸인 소정 깊이를 가진 홀 내부에 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 유전체층은 유연성 있는 유기물로 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 유기물은 아크릴로 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 박막 트랜지스터의 반도체 활성층은 유기 반도체재로 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 게이트 전극과 상기 전기 영동층 사이에는 소정의 갭(gap)이 유지될 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 게이트 전극과 상기 전기 영동층 사이의 소정 갭(gap)에는 비유전율(ε)이 1 보다 큰 물질로 채워질 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 게이트 전극과 상기 전기 영동층 사이의 소정 간격에는 비유전율(ε)이 1 보다 큰 물질은 상기 유전체층과 동일한 물질일 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 전기 영동층은, 상기 전기 영동 입자 및 전기 영동 분산매를 포함하는 마이크로 캡슐 및 바인더를 포함할 수 있다.
이하, 첨부된 도면들에 도시된 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 영동 디스플레 이 장치가 도시되어 있다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 관한 전기 영동 디스플레이 장치의 개략적인 구성을 나타내는 평면도이고, 도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 취한 단면도이다.
상기 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 전기 영동 디스플레이 장치(100)는, 제 1기판(110)의 일 측에 형성된 제 1전극(111)과 제 2기판(120) 상에 형성된 제 2전극(121) 사이에 형성된 전기 영동층(140) 및 스위칭 소자로 사용된 박막 트랜지스터(130) 등을 포함한다.
본 실시예에 따른 전기 영동 디스플레이 장치의 표시 영역인 제 1기판(110)은 광 투과성이 우수한 투명 유리 또는 플렉스블(flexible)한 투명 필름 등으로 구성된다.
제 1기판(110)에는 전기 영동층(140)측을 향한 면에 제 1전극(111)이 성막되어 있다. 본 실시예에서 제 1전극(111)은 공통전극으로 사용되며, 관측자가 전기 영동층(140)에 의한 색의 변화를 관찰할 수 있도록 투명 전극, 예를 들어 산화인듐주석(IT0) 또는 산화인듐아연(IZO) 등으로 이루어진다.
제 1전극(111)과 제 2전극(121)의 사이에는 전기 영동 입자(141)와 전기 영동 분산매(142)를 포함하는 전기 영동층(140)이 개재되어 있다. 전기 영동 입자(141)는 분산매 내에서 전위차에 의한 전기 영동에 의해 이동하는 성질을 가진 유기 또는 무기의 입자(고분자 또는 콜로이드)들이다. 이러한 전기 영동 입자로서는, 예를 들어, 이니린 블랙, 카본 블랙 등의 흑색 안료, 이산화 티탄, 아연화, 3산화 안티몬 등의 백색 안료, 모노아조, 폴리아조 등의 아조계 안료, 이소인드리 논, 황연, 황색 산화철, 카드뮴 옐로, 티탄 옐로, 안티몬 등의 황색 안료, 모노아조, 디조아조, 폴리아조 등의 아조계 안료와, 키나크리돈 레드, 크롬바닐리온 등의 적색 안료, 프탈로시아닌 블루, 인단스렌 블루, 안트라퀴논계 염료, 감청, 군청, 코발트 블루 등의 청색 안료, 프탈로시아닌글린 등의 녹색 안료 등을 1종 또는 2종 이상 사용할 수 있다. 필요에 따라 이들의 안료에는 전해질, 계면 활성제, 금속 비누, 수지, 고무, 기름, 바니쉬, 콤파운드 등의 입자로 이루어진 하전 제어제, 티탄계 커플링제, 알루미늄계 커플링제, 시란계 커플링제 등의 분산제, 윤활제, 안정화제 등을 첨가할 수 있다.
전기 영동 입자(141)을 함유한 전기 영동 분산매(142)가 제 1,2전극(111)(121) 사이의 공간에 충진되어 있다. 상기 전기 영동 분산매(142)는 20∼500㎛ 정도의 두께를 갖도록 라미네이팅 또는 코팅되며, 전기 영동 입자의 중력에 의한 침강을 피하기 위해 분산매(142)의 비중과 전기 영동 입자(141)의 비중은 거의 같게 설정되는 것이 바람직하다. 이러한 전기 영동 분산매(142)로는, 예를 들어,물, 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 부탄올, 옥탄올, 메틸셀솔부 등의 알콜계용매, 초산에틸, 초산부틸 등의 각종 에스테르류, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸게톤 등의 케톤류, 펜탄, 헥산, 옥탄 등의 지방족 산화수소, 시클로헥산, 메틸시클로헥산 등의 지환식 탄화수소, 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 헥실벤젠, 헵틸벤젠, 옥틸벤젠, 노닐벤젠, 데실벤젠, 운데실벤젠, 도데실벤젠, 트리데실벤젠, 테트라데실벤젠 등의 장쇄 알킬기를 가진 벤젠류 등의 방향족 탄화수소, 염화메틸렌, 클로로포름, 사염화탄소, 1,2-디클로로에탄 등의 할로겐화 탄화수소, 카본산염 또는 그 외 의 각종 유류 등의 단독 또는 이들의 혼합물에 계면활성제 등을 배합한 것을 사용할 수 있다.
전기 영동층(140)의 하부에는 제 2전극(121)이 배설되어 있다. 제 2전극(121)은 반드시 투명 전극일 필요는 없으나, 투명 전극으로 사용할 경우, ITO 또는 IZO 등으로 구성할 수 있다. 제 2전극(121)은 박막 트랜지터(130)의 소스 또는 드레인 전극(131)(132)과 전기적으로 연결되어 있다. 본 실시예의 제 2전극(121)은 박막 트랜지스터(130)의 드레인 전극(132)과 전기적으로 연결되어 있다.
상기 박막 트랜지스터(130)는 유리 기판이나 필름 기판으로 구성된 제 2기판(120) 상에 형성된다. 한편, 도시되지는 않았으나, 박막 트랜지스터를 갖는 제2기판(120)에는 박막 트랜지스터를 구동 제어하기 위한 각종 주변 회로를 형성할 수 도 있다, 또한 본 실시예에서는 공통 전극인 제 1전극(111)을 제1기판(110) 상에 형성하고, 박막 트랜지스터(130)를 제2기판(120) 측에 형성하고 있지만, 박막 트랜지스터(130) 제1기판(110) 측에 형성되어 있어도 좋다.
본 실시예에 의한 박막 트랜지스터(130)는 소스 및 드레인 전극(131)(132), 유전체층(133), 반도체층(134), 게이트 절연막(135) 및 게이트 전극(136)을 포함한다.
먼저, 제 2기판(120) 상에 소스 전극(131) 및 드레인 전극(132)이 형성되어 있다. 본 실시예의 경우, 드레인 전극(132)에 제 2전극(121)이 단차를 두고 전기적으로 연결되어 있다. 소정의 게이트 신호에 의해 소스 전극(131)과 드레인 전극(132)이 전기적으로 소통되는 동안, 데이터 라인(160)으로부터 공급되는 데이터 신호는 소스 및 드레인 전극(131)(132)을 통해 제 2전극(121)으로 전달된다. 제 2전극(121)에 기입된 소정 레벨의 데이터 신호는 공통 전극인 제 1전극(111)에서 일정 기간 유지된다. 전하를 갖는 전기 영동 입자는 제 2전극(121) 또는 제 1전극(111) 중에서 입자와 반대 극성의 전극 쪽으로 가까이 끌어당길 수 있어 대전 입자의 색과 분산매의 색의 대비에 의하여 계조 표시를 가능하게 한다.
이 소스 및 드레인 전극(131)(132) 상의 일정 영역에는 우물(well)형태의 홀(hole)을 가진 유전체층(133)이 쌓여 있다. 이러한 구조는 유전체층(133)을 두껍게 형성한 후, 소스 및 드레인 전극(131)(132)의 일정부분을 남기고 상기 유전체층(133)을 우물(well) 형태로 식각하여 형성된 것이다. 본 실시예에서는 상기 홀의 형상을 사각 형태로 구성하였으나, 이와 달리 다양한 다른 형상으로 구성하는 것도 물론 가능하다. 본 실시예에 따른 박막 트랜지스터(130)의 유전체층(133)이 상기와 같은 구조를 가지는 이유는 후술한다.
이러한 식각 후, 이 유전체층(133)으로 둘러싸인 홀 내부의 드레인 전극(132)에는, 전기 영동층(140)과 전기적으로 연결되는 제 2전극(121)이 유전체층(133) 상에 형성된다.
그리고, 소스 및 드레인 전극(131)(132) 사이와, 소스 및 드레인 전극(131)(132) 상에 반도체층(134)이 형성된다. 이 반도체층(134)은 비정질 실리콘 박막 또는 다결정질 실리콘 박막으로 형성될 수 있으며, 또는 유기 반도체 물질로 형성될 수도 있다. 본 실시예에 의한 반도체층(134)은 유기 반도체재로 형성되었으며, 이에 대하여는 후술한다. 또한, 상기 도면에서 자세히 도시되지는 않았으나, 필요에 따라 제 1 반도체층(134)은 N+형 또는 P+형의 도펀트들로 도핑된 소스 및 드레인 영역과, 채널 영역을 구비 할 수 있다.
반도체층(134) 상에는 반도체층(134)과 게이트 전극(136)과의 절연성을 확보하기 위하여, SiO2 등으로 구성되는 게이트 절연막(135)이 반도체층(134)과 게이트 전극(136) 사이에 개재된다.
게이트 절연막(135) 상부에는 스캔 라인(150)에 연결된 게이트 전극(136)이 구비된다. 이 스캔 라인(150)으로부터 게이트 전극(136)에 인가되는 신호에 따라 소스 전극(131)과 드레인 전극(132)이 전기적으로 소통된다. 게이트 전극(136)은 인접층과의 밀착성, 증착되는 층의 표면 평탄층 그리고 가공성 등을 고려하여, 예를 들어 MoW, Al/Cu 등과 같은 물질로 형성된다.
본 실시예에 의한 게이트 전극(136)은 유전체층(133)으로 둘러싸인 소정 깊이를 가진 홀 내부에 형성되면서, 동시에 제 2전극(121)보다 낮게 배치되어 형성된다. 즉, 제 1전극(111)과 게이트 전극(136) 사이의 거리(D2)가 제 1전극(111)과 제 2전극(121) 사이의 거리(D1)보다 길게 형성된다. 이때 상기 게이트 전극(136)에 연결되는 스캔 라인(150)과 제 1전극(111) 사이의 거리도 역시 제 1전극(111)과 제 2전극(121) 사이의 거리(D1)보다 길게 형성되는 것이다. 이는 게이트 전극(136)(또는 스캔 라인(150))이 제 2 전극(121)보다 제 1전극(111)에 가깝게 형성될 경우, 제1,2전극(111)(121) 사이에 형성되는 전기장의 세기보다 제 1전극(111)과 게이트 전극(136) 사이에 형성되는 전기장의 세기가 커지는 것을 방지하기 위함이다.
전술한 바와 같이, 전하를 띤 전기 영동 입자(141)들은 제 1,2 전극(111)(121)에 인가되는 전압의 방향이 전환됨에 따라 전기 영동 입자(141)와 반대되는 극성을 갖는 전극 쪽으로 이동되어 색을 표현하게 된다. 이때, 제 1전극(111)과 게이트 전극(136) 사이의 거리가 제 1전극(111)과 제 2전극 사이(121)의 거리보다 가까울 경우, 제1전극(111)과 게이트 전극(136) 사이에는 제 1,2 전극(111)(121) 사이보다 강한 전기장이 형성되기 때문에, 제 1,2전극(111)(121)에 인가되는 전압의 방향이 전환됨에 따라 그 반대 극성의 전극 쪽으로 전기 영동 입자(141)들이 이동하는 것을 방해하게 된다. 따라서, 전기 영동 입자(141)들의 이동이 원활하게 일어나지 않기 때문에 원하는 색조를 표시하지 못하게 되는 것이다. 그러므로, 본 실시예에서는 게이트 전극(136)과 제 1전극(111)과의 거리를 제 1전극(111)과 제 2전극(121) 사이의 거리보다 길게 형성함으로써, 제 1전극(111)과 게이트 전극(136) 사이에 형성되는 전기장의 영향을 줄일 수 있는 것이다.
또한, 상기와 같은 목적을 위해서 게이트 전극(136)과 전기 영동층(140) 사이(137)에는 갭(gap)이 형성될 수 있다. 상기 갭(gap)에는 공기에 함유되어 있는 수분이나 산소에 의해 유기 발광층이 열화되는 것을 방지하기 위하여 불활성 가스들이 함유될 수 있다. 또한 상기 갭(gap)에는 비유전율(ε)이 1보다 큰 유전물질을 개재할 수 있다. 즉, 제 1전극(111)과 게이트 전극(136) 사이에 개재된 물질의 비유전율(ε)의 값이 클수록 그 사이에 형성되는 전기장의 세기는 작아지기 때문에, 본 실시예에서는 게이트 전극(136)과 전기 영동층(140) 사이에 비유전율(ε)이 진공에서보다 큰 유전체를 개재하여 제 1전극(111)과 게이트 전극(136) 상호간에 형 성되는 전기장의 세기를 줄인 것이다. 이와 같은 유전체로는 비유전율(ε)이 공기보다 큰 것이라면 다양하게 선택될 수 있으며, 또한 제 2전극(121)의 하부에 형성된 유전체층(133)과 동일한 물질을 사용해도 좋다.
이하, 본 실시예에 의한 전기 영동 디스플레이 장치(100)가 상술한 바와 같은 유전체층(140)의 구조를 가지는 점, 그리고 반도체층(136)은 유기물로 이루어지는 점에 대하여 도 2,3 및 도 4를 대비하여 살펴본다. 도 4는 본 실시예에 대한 비교예를 나타내는 전자 영동 디스플레이 장치(200)의 단면도이다.
도 4를 참조하면, 비교예에 따른 전기 영동 디스플레이 장치(200)는 제 2기판(220) 상에 소스 및 드레인 전극(231)(232)이 형성되고, 그 위에 반도체층(234)이 형성된다. 그 위로 반도체층(234)을 덮는 게이트 절연막(235)이 형성되고, 게이트 절연막(235) 상에 게이트 전극(236)이 형성된다. 게이트 전극(236)을 형성한 후, 박막 트랜지스터를 전체를 덮는 보호막(패시베이션층 및/또는 평탄화층)(233)이 두껍게 형성되고, 그 위로 화소 전극(221)이 비어홀(222)을 통해 드레인 전극(232)과 전기적으로 연결된다.
상기 보호막(패시베이션층 및/또는 평탄화층)(233)은 트랜지스터를 보호하고 소자부를 평탄화 시킨다. 이 보호막(패시베이션층 및/또는 평탄화층)(233)은 BCB(benzocyclobutene) 또는 아크릴(acral)등과 같은 유기물, 또는SiNx와 같은 무기물로 형성될 수도 있고, 단층으로 형성되거나 이중 혹은 다중층으로 구성될 수도 있는 등 다양한 변형이 가능하다.
보호막(233)은 통상적으로 완벽한 소성을 위해서 200도 근처의 열처리를 필요로 하기 때문에, 비교예에 따른 전자 영동 디스플레이 장치(200)와 같은 구조에서는 반도체층의 특성에 영향을 미칠 수가 있다. 즉, 비교예에 따른 전자 영동 디스플레이 장치(200)에서는 반도체층(234)이 적층된 상태에서 보호막(233)의 소성 과정을 거치게 되므로, 열에 약한 유기 반도체에는 적용하기 어려운 문제가 있다.
그러나, 본 실시예에 따른 전자 영동 디스플레이 장치(100)에서는 기판(120) 상에 소스 및 드레인 전극(131)(132)을 형성한 후, 유전체층(133)을 두껍게 적층한 후 소성, 식각 공정을 거친 후에, 식각 된 홀 내부에 반도체층(134)을 적층하는 공정 순서를 거친다. 따라서, 반도체층(134)의 형성 시에 유전체층(133)의 소성 공정의 영향을 받지 않기 때문에 보다 다양한 물질로 반도체층(134)을 형성할 수 있으며, 특히 유기물로 이루어진 반도체층의 형성이 가능하게 되는 것이다.
이때, 상기 유전체층(133)은 비교예에 의한 보호막(패시베이션층 및/또는 평탄화층)(233)과 같이 BCB(benzocyclobutene) 또는 아크릴(acral)등과 같은 유기물, 또는SiNx와 같은 무기물로 형성될 수도 있고, 단층으로 형성되거나 이중 혹은 다중층으로 구성될 수도 있는 등 다양한 변형이 가능하다. 바람직하게는, 상기 유전체층(133)은 플렉스블(flexible)한 디스플레이 장치에 사용될 수 있는 유연성 있는 재료를 사용할 수 있으며, 특히 통상적으로 박막 트랜지스터 기판 공정에서 평탄화층의 소재로 사용되는 아크릴로 형성할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 전기 영동 디스플레이 장치(100)는 게이트 전극(136)과 제 1전극(111) 사이에 형성되는 전기장의 영향을 줄여 전기 영동 입자의 원활한 이동을 도와 화질을 개선할 수 있고, 또한 상술한 바와 같은 유전체층(133)의 구조로 인해 유기 반도체를 사용하는 것이 가능하게 된다.
이하, 본 발명의 실시예의 변형예에 따른 전기 영동 디스플레이 장치를 개략적으로 도시하는 평면도인 도 5를 참조하여 본 실시예의 변형예에 관하여 살펴본다.
본 변형예에 의한 전기 영동 디스플레이 장치(300)는 본 실시예에 따른 전기 영동 디스플레이 장치(100)와 상이한 전기 영동층(340)을 구비하는 것을 제외하고는 다른 구성 및 효과는 동일하므로, 전기 영동층(340)의 상이함에 대하여 상세히 설명하고, 다른 구성요소에 대한 설명은 생략한다.
본 변형예에 의한 전기 영동층(340)은, 전기 영동 입자(341)과 전기 영동 분산매(342)로 구성된 마이크로캡슐(343) 및 바인더(344)로 구성된다. 전기 영동 입자(341)와 전기 영동 분산매(342)를 마이크로캡슐(343)에 포함함으로써 전기 영동층의 취급이 용이해져 제조 공정을 간단히 할 수 있다.
마이크로 캡슐(343)의 재료는 아라비아고무·젤라틴계의 화합물이나 우레탄계의 화합물 등의 유연성을 갖는 물질을 사용하는 것이 바람직하며, 또한 우수한 표시 기능을 위해 크기가 거의 균일한 것이 바람직하다. 마이크로 캡슐을 바인더 수지 중에 소망의 유전율 조절제와 함께 혼합하고, 얻어진 수지 조성물(에멀젼 또는 유기 용매 용액)을 기재(基材) 상에 롤 코터법, 롤 라미네이터법, 스크린 인쇄법, 스프레이법, 잉크젯법 등의 코팅법 등을 사용하여 형성할 수 있다.
바인더 수지는 마이크로 캡슐과 친화성이 양호해서 기재와 밀착성이 우수하고, 또 절연성을 갖는 것이면 특별한 제한은 없다. 예를 들어, 폴리에틸렌, 염소화 폴리에틸렌, 에틸렌-초산비닐 공중합체, 폴리프로필렌, ABS수지, 메타크릴산메틸 수지, 연화비닐-초산비닐 공중합체, 염화비닐-염화비닐리덴 공중합체, 연화비닐-아크릴산에스테르 공중합체, 염화비닐리덴 수지, 초산비닐 수지, 폴리비닐알콜, 폴리비닐포르말, 셀룰로스계 수지 등의 열가소성 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리아세탈, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리술폰, 폴리아미드이미드, 폴리아미노비스말레이드, 폴리에테르술폰, 폴리페닐렌술폰, 폴리아릴레이트, 그라프트화폴리페닐렌에테르, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르이미드 등의 고분자, 폴리사불화에틸렌, 폴리불화에틸렌프로필렌, 사불화에틸렌-퍼플로알콕시에틸렌 공중합체, 에틸렌-사불화에틸렌 공중합체, 폴리불화비닐리덴, 폴리삼불화연화에틸렌, 불소고무 등의 불소계 수지, 실리콘 수지, 그 외에 메탈크릴산-스티렌 공중합체, 폴리부틸렌, 메타크릴산메틸-부타디엔-스티렌 공중합체 등을 사용할 수 있다.
상술한 변형예에 따른 전기 영동층(340)의 일면에 제 1전극(311) 및 제 1기판(310)이 부착되고, 타 측면에는 접착층이 부착될 수 있으며, 이 상태로 전술한 바와 같은 구조를 가진 박막 트랜지스터에 전기적으로 연결되기 때문에 제 1 실시예와 동일한 효과를 가진다.
본 실시예 및 본 실시예의 변형예에서는 하나의 박막 트랜지스터가 사용되었으나, 필요에 따라 그 이상의 박막 트랜지스터 및 커패시터가 추가되는 구성을 취 할 수 있으며, 그 외에 다양한 변형이 가능함은 물론이다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 전기 영동 디스플레이 장치에 따르면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
첫째, 제 1전극과 게인트 전극 사이의 거리를 줄여 제 1전극과 게이트 전극 사이에 형성되는 전기장의 영향을 줄임으로써, 전기 영동 입자의 원활한 이동을 도와 전기 영동 디스플레이 장치의 화질을 개선시킬 수 있다.
둘째, 게이트 전극 상에 유전율이 큰 물질을 개재하여 제 1전극과 게이트 전극 사이에 형성되는 전기장의 영향을 줄임으로써, 전기 영동 입자의 원활한 이동을 도와 전기 영동 디스플레이 장치의 화질을 개선시킬 수 있다.
셋째, 유전체층을 적층· 식각 후 반도체층을 적층함으로써, 유기물로 이루어진 반도체층을 사용할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해 할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 서로 대향하는 제 1,2기판;
    상기 제 1기판 상에 형성된 제 1전극;
    상기 제1전극을 향하도록 상기 제2기판 상에 서로 분리되어 배치된 소스 전극 및 드레인 전극;
    상기 제2기판 상에, 상기 소스 및 드레인 전극의 가장자리를 덮고, 상기 소스 전극 및 드레인 전극 사이의 공간에 홀이 형성된 유전체층;
    상기 소스 전극 및 드레인 전극 가운데 어느 하나의 전극과 접속되고, 상기 유전체층 상에 형성되는 제2전극;
    상기 홀 내부에 배치되고, 상기 소스 전극과 드레인 전극 사이 및 상기 소스 전극과 드레인 전극 상에 형성된 반도체층;
    상기 홀 내부 및 상기 반도체층 상에 배치되는 게이트 절연막;
    상기 홀 내부 및 상기 게이트 절연막 상에 배치되고, 상기 제1전극과의 거리가 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이의 거리보다 멀도록 배치된 게이트 전극; 및
    상기 제1전극 및 제2전극 사이에 개재된 전기 영동 입자 및 전기 영동 분산매를 포함하는 전기 영동층;을 구비하는 전기 영동 디스플레이 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 유전체층은 유연성 있는 유기물로 형성된 전기 영동 디스플레이 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 유기물은 아크릴로 이루어진 전기 영동 디스플레이 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 반도체층은 유기 반도체재로 이루어진 전기 영동 디스플레이 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 게이트 전극과 상기 전기 영동층 사이에는 소정의 갭(gap)이 유지된 전 기 영동 디스플레이 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 갭(gap)에는 비유전율(ε)이 1 보다 큰 물질로 채워진 전기 영동 디스플레이 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 비유전율(ε)이 1 보다 큰 물질은 상기 유전체층과 동일한 물질인 전기 영동 디스플레이 장치.
  10. 제1항, 제4항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기 영동층은,
    상기 전기 영동 입자 및 전기 영동 분산매를 포함하는 마이크로 캡슐 및 바인더를 포함하는 전기 영동 디스플레이 장치.
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