KR101263659B1 - 전기영동 표시 장치 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

향상된 반사율 및 명암비를 가짐과 동시에 전기영동 필름으로부터 릴리즈 필름을 제거할 때 발생하는 사선 형태의 얼룩을 효과적으로 제거할 수 있는 전기영동 표시 장치 및 그 제조방법이 개시된다. 본 발명의 전기영동 표시 장치는, 기판; 상기 기판 상에 각각 형성된 게이트 라인, 데이터 라인 및 스위칭 소자; 상기 게이트 라인, 데이터 라인, 스위칭 소자 및 기판 상에 형성되며, 상기 게이트 라인, 데이터 라인 및 스위칭 소자에 대응하는 제1 영역과 상기 제1 영역을 제외한 나머지 영역인 제2 영역을 포함하는 제1 보호막; 및 상기 제1 보호막의 상기 제2 영역 상에 서로 이격되게 형성된 복수개의 제1 유전막 패턴들을 포함한다.
전기영동, 유전막 패턴

Description

전기영동 표시 장치 및 그 제조방법{Electrophoretic Display Apparatus and Method for Manuafacturing The Same}
본 발명은 전기영동 표시 장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
전기영동 표시 장치는 전자 책(e-book)의 제조에 사용되고 있는 평판 표시장치 중 하나로서, 전기영동 필름 및 상기 전기영동 필름을 화소별로 구동시키기 위한 TFT 기판을 포함한다.
전기영동 표시 장치의 경우, 서로 대향하는 2개의 전극 사이에 전기영동 분산액이 위치한다. 마이크로캡슐 방식에서는, 전기영동 분산액을 내부에 저장하고 있는 복수 개의 마이크로캡슐들이 상기 2개의 전극 사이에서 층을 형성한다. 마이크로컵 방식에서는 전기영동 분산액이 격벽에 의해 화소별로 구획된다. 두 전극에 인가되는 전압에 의해 전기영동 분산액에 포함되어 있는 착색된 대전 입자가 전기영동(electrophoresis)에 의해 반대 극성의 전극으로 이동함으로써 화상이 표시된다.
전기영동 표시 장치는 쌍안정성(bistability)을 갖고 있어 인가된 전압이 제거되어도 원래의 이미지를 장시간 보존할 수 있다. 즉 전기영동 표시 장치는 지속 적으로 전압을 인가하지 않아도 일정 화면을 장기간 유지할 수 있기 때문에 화면의 신속한 교환이 요구되지 않는 전자 책 분야에 특히 적합하다. 또한, 전기영동 표시 장치는 액정 표시 장치와는 달리 시야각(viewing angle)에 대한 의존성이 없을 뿐만 아니라 종이와 유사한 정도로 눈에 편안한 화상을 제공할 수 있다는 장점을 가지고 있다.
일반적으로, 전기영동 표시 장치는 TFT 기판 상에 전기영동 필름을 라미네이팅(laminating)하는 방식으로 제조된다. 전기영동 필름은 릴리즈 필름(release film)이 부착되어 있는 상태로 유통되므로, 라미네이팅 공정 직전에 전기영동 필름으로부터 이 릴리즈 필름을 제거하여야 한다. 릴리즈 필름 제거 시 발생하는 정전기가 전기영동 필름 내의 대전 입자들에 영향을 미치게 된다. 그 결과, 사선 형태의 얼룩이 전기영동 필름에 발생하고, 전기영동 표시 장치의 초기 구동 후에도 이러한 얼룩이 잔존하는 경우가 있다.
본 발명의 일 관점은, 향상된 반사율 및 명암비를 가짐과 동시에 전기영동 필름으로부터 릴리즈 필름을 제거할 때 발생하는 사선 형태의 얼룩을 효과적으로 제거할 수 있는 전기영동 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 관점은, 향상된 반사율 및 명암비를 가짐과 동시에 전기영동 필름으로부터 릴리즈 필름을 제거할 때 발생하는 사선 형태의 얼룩을 효과적으로 제거할 수 있는 전기영동 표시 장치의 제조방법을 제공하는 것이다.
위에서 언급된 본 발명의 관점들 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이 밖에도, 본 발명의 실시를 통해 본 발명의 또 다른 특징 및 이점들이 새롭게 파악되어질 수도 있을 것이다.
위와 같은 본 발명의 일 관점에 따라, 기판; 상기 기판 상에 각각 형성된 게이트 라인, 데이터 라인 및 스위칭 소자; 상기 게이트 라인, 데이터 라인, 스위칭 소자 및 기판 상에 형성되며, 상기 게이트 라인, 데이터 라인 및 스위칭 소자에 대응하는 제1 영역과 상기 제1 영역을 제외한 나머지 영역인 제2 영역을 포함하는 제1 보호막; 및 상기 제1 보호막의 상기 제2 영역 상에 서로 이격되게 형성된 복수개의 제1 유전막 패턴들을 포함하는 전기영동 표시 장치가 제공된다.
본 발명의 다른 관점에 따라, 기판 상에 게이트 라인, 데이터 라인 및 스위칭 소자를 각각 형성하는 단계; 상기 게이트 라인, 데이터 라인, 스위칭 소자 및 기판 상에 제1 보호막을 형성하는 단계 - 여기서, 상기 제1 보호막은 상기 게이트 라인, 데이터 라인 및 스위칭 소자에 대응하는 제1 영역과 상기 제1 영역을 제외한 제2 영역을 포함함 -; 및 상기 제1 보호막의 상기 제2 영역 상에 복수개의 제1 유전막 패턴들을 서로 이격되게 형성하는 단계를 포함하는 전기영동 표시 장치의 제조방법이 제공된다.
위와 같은 본 발명에 대한 일반적 서술은 본 발명을 예시하거나 설명하기 위한 것일 뿐으로서, 본 발명의 권리범위를 제한하지 않는다.
본 발명이 전기영동 표시 장치 및 그 제조방법에 의하면, 향상된 반사율 및 명암비를 갖는 양질의 화질이 구현될 수 있을 뿐만 아니라, 전기영동 필름으로부터 릴리즈 필름을 제거할 때 발생하는 사선 형태의 얼룩이 효과적으로 제거될 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전기영동 표시 장치 및 그 제조방법의 실시예들을 상세하게 설명한다.
본 발명의 기술적 사상은 컬러 구현 여부와 관계없이 모든 전기영동 표시 장치에 적용될 수 있으나, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 흑백만을 구현하는 모노 타입의 전기영동 표시 장치를 예로 들어 본 발명을 설명하기로 한다. 즉, 아래에서 개시되는 본 발명의 기술적 사상은, 컬러필터를 추가로 포함하는 전기영동 표시 장치는 물론이고, 전기영동 분산액 내의 대전 입자가 적색, 청색, 녹색 또는 백색으로 착색된 전기영동 표시 장치의 경우에도 동일하게 적용될 수 있다.
또한, 본 발명의 기술적 사상은 마이크로캡슐(microcapsule) 방식은 물론이고 마이크로컵(microcup) 방식의 전기영동 표시 장치 모두에 동일하게 적용될 수 있으나, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 마이크로캡슐 방식의 전기영동 표시 장치를 예로 들어 본 발명을 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예를 설명함에 있어서 어떤 구조물이 다른 구조물의 "상에" 또는 "아래에" 형성된다고 기재된 경우, 이러한 기재는 이 구조물들이 서로 접촉되어 있는 경우는 물론이고 이들 구조물들 사이에 제3의 구조물이 개재되어 있는 경우까지 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 다만, "바로 위에" 또는 "바로 아래에"라는 용어가 사용될 경우에는, 이 구조물들이 서로 접촉되어 있는 것으로 제한되어 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기영동 표시 장치를 간략하게 나타내는 블록도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기영동 표시 장치는, 전기영동 표시 패널(10), 데이터 구동부(20), 게이트 구동부(30), 및 타이밍 컨트롤러(40)를 포함한다.
전기영동 표시 패널(10)에는 데이터 라인들(D1 내지 Dm)과 게이트 라인들(G1 내지 Gn)이 서로 교차하고, 이러한 교차 구조로 인해 m×n개의 화소(11)들이 매트 릭스 타입으로 배열된다. 데이터 라인들(D1 내지 Dm)과 게이트 라인들(G1 내지 Gn)이 교차하는 영역마다 스위칭 소자(SW)들이 형성되어 있다. 상기 스위칭 소자(SW)는 박막트랜지스터일 수 있으며, 이하에서는 박막트랜지스터를 예로 들어 설명한다. 각각의 박막트랜지스터(SW)는 게이트 전극, 소스 전극, 및 드레인 전극을 갖는다. 게이트 전극은 게이트 라인들(G1 내지 Gn) 중 하나에 접속되고, 소스 전극은 데이터 라인들(D1 내지 Dm) 중 하나에 접속되며, 드레인 전극은 해당 화소(11)의 화소 전극에 접속된다.
스캔 펄스가 게이트 라인(G1 내지 Gn)을 통해 해당 라인에 접속되어 있는 스위칭 소자(SW)들에 공급되면, 박막트랜지스터(SW)들이 상기 스캔 펄스에 응답하여 턴-온(turn-on)됨으로써 데이터 라인들(D1 내지 Dm)을 통해 공급되는 데이터 전압이 대응하는 화소(11)들의 화소 전극들로 인가된다.
화소 전극은 공통 전극과 함께 전기영동 커패시터(Cep)를 형성함과 동시에 스토리지 전극과 함께 스토리지 커패시터(Cst)를 형성한다.
화소 전극과 공통 전극 사이에는 착색된 대전 입자들을 포함하는 전기영동 분산액이 존재한다. 따라서, 이 두 전극들에 데이터 전압과 공통 전압(Vcom)이 각각 인가될 경우, 전기영동 분산액에 포함되어 있는 착색된 대전 입자들이 전기영동(electrophoresis)에 의해 반대 극성의 전극으로 각각 이동함으로써 해당 화소(11)에 화상이 표시된다.
한편, 게이트 전극에 인가되는 게이트 전압이 오프될 때 박막트랜지스터에 형성되는 기생 커패시턴스에 의해 소위 "킥백(kickback) 전압"이라는 전압 강하가 발생하게 된다. 킥백 전압은 명암비 등에 영향을 주어 화질 저하, 특히 정지 화상의 화질 저하를 야기한다. 스토리지 커패시터(Cst)는 이러한 킥백 전압에 의한 화질 저하를 최소화하기 위한 것이다.
데이터 구동부(20)는 소스 구동부라고도 지칭되며, 타이밍 컨트롤러(40)의 제어 하에, 표시하고자 하는 계조에 대응하는 데이터 전압을 데이터 라인들(D1 내지 Dm)에 공급한다.
게이트 구동부(30)는 스캔 구동부라고도 지칭되며, 타이밍 컨트롤러(40)의 제어에 따라 박막트랜지스터(SW)들의 스위칭 동작을 제어하기 위한 스캔 펄스를 게이트 라인들(G1 내지 Gn)에 공급한다.
타이밍 컨트롤러(40)는 외부의 그래픽 제어기(미도시)로부터 수직/수평 동기신호(Vsync/Hsync), 클럭신호(CLK) 등을 제공받아 데이터 구동부(20) 및 게이트 구동부(30)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 제어신호를 발생시킨다. 또한, 타이밍 컨트롤러(40)는 그래픽 제어기로부터 화상 데이터를 수신하고, 수신한 화상 데이터에 대응하는 데이터 전압의 구동 파형을 룩업 테이블(lookup table), 프레임 카운터 등을 이용하여 결정하며, 이렇게 결정된 데이터 전압의 구동 파형에 대응하는 디지털 데이터를 데이터 구동부(20)에 전송한다.
이하에서는, 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 전기영동 표시 장치를 더욱 구체적으로 설명하도록 한다.
도 2는 발명의 일 실시예에 따른 전기영동 표시 장치의 평면도이고, 도 3은 도 2의 I-I' 라인을 따라 절단한 전기영동 표시 장치의 단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기영동 표시 장치는 기판(110)을 포함한다. 상기 기판(110)은 유리 기판일 수 있으나, 전기영동 표시 장치에 유연성(flexibility)을 부여하기 위하여 플라스틱 기판 또는 금속 기판이 기판(110)으로 사용될 수도 있다. 기판(110)은 화상이 표시되는 면의 반대 측에 위치하므로 투명성을 가질 필요는 없다.
상기 기판(110) 상에 게이트 라인(121), 상기 게이트 라인(121)으로부터 분지된 게이트 전극(122) 및 스토리지 전극(123)이 형성되어 있다. 게이트 라인(121), 게이트 전극(122) 및 스토리지 전극(123)은 비저항(resistivity)이 낮은 은(Ag), 알루미늄(Al), 또는 이들의 합금(alloy)으로 이루어진 단일막이거나, 또는 이러한 단일막에 더하여 전기적 특성이 우수한 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 또는 탄탈륨(Ta)으로 이루어진 막을 더 포함하는 다층막일 수 있다.
상기 게이트 라인(121), 게이트 전극(122) 및 스토리지 전극(123)을 포함하는 기판(110)의 전면(entire area) 상에 게이트 절연막(130)이 형성되어 있다. 게이트 절연막(130)은 질화규소(SiNx) 막(이하, '질화막'이라 칭함)일 수 있다.
상기 게이트 절연막(130) 상에 반도체층(140), 데이터 라인(151), 상기 데이터 라인(151)으로부터 분지된 소스 전극(152), 및 드레인 전극(153)이 형성되어 있다.
상기 반도체층(140)은 상기 게이트 전극(122)에 대응하는 게이트 절연 막(130)의 영역 상에 형성되어 있다.
상기 데이터 라인(151)은 상기 게이트 라인(121)과 교차되는 방식으로 형성되어 있다. 상기 소스 전극(152) 및 드레인 전극(153)은 서로 이격되게 형성되어 있으며, 상기 반도체층(140)과 부분적으로 중첩되어 있다. 상기 데이터 라인(151), 소스 전극(152) 및 드레인 전극(153)은 은(Ag), 알루미늄(Al) 또는 이들의 합금으로 이루어진 단일막이거나, 또는 이러한 단일막에 더하여 전기적 특성이 우수한 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 또는 탄탈륨(Ta)으로 이루어진 막을 더 포함하는 다층막일 수 있다.
도시되어 있지는 않으나, 상기 소스 전극(152)과 반도체층(140) 사이, 그리고 상기 드레인 전극(153)과 반도체층(140) 사이에 각각 오믹 콘택층(ohmic contact)이 더 형성되어 있을 수 있다.
상기 게이트 전극(122), 게이트 절연막(130), 반도체층(140), 소스 전극(152), 및 드레인 전극(153)은 스위칭 소자(SW)를 이룬다.
상기 데이터 라인(151), 스위칭 소자(SW), 및 게이트 절연막(130) 상에 제1 보호막(160)이 형성되어 있다. 상기 제1 보호막(160)은 질화막일 수 있다. 제1 보호막(160)은 제1 및 제2 영역을 포함한다. 제1 보호막(160)의 제1 영역은 게이트 라인(121), 데이터 라인(151), 및 스위칭 소자(SW)에 대응한다. 제1 보호막(160)의 제2 영역은 게이트 라인(121), 데이터 라인(151), 및 스위칭 소자(SW) 중 그 어느 것도 형성되지 않은 기판(110) 부분, 예를 들어 스토리지 전극(123)이 형성된 부분에 대응한다.
상기 제1 보호막(160)의 제2 영역 상에는 복수개의 제1 유전막 패턴들(171)이 형성되어 있고, 상기 제1 보호막(160)의 제1 영역 상에는 제2 유전막 패턴(172)이 형성되어 있다. 상기 제1 및 제2 유전막 패턴들(171, 172)은 포토아크릴(photoacryl), 폴리이미드, 또는 폴리(4-비닐페놀) 등과 같은 낮은 유전상수를 갖는 유기물로 형성될 수 있으며, 약 1 내지 5㎛의 두께를 갖는다.
상기 제1 및 제2 유전막 패턴들(171, 172) 및 상기 제1 보호막(160) 상에 제2 보호막(180) 및 화소 전극(190)이 순차적으로 형성되어 있다. 상기 화소 전극(190)은 제1 보호막(160), 제2 유전막 패턴(170), 및 제2 보호막(180)을 관통하는 관통 홀을 통해 드레인 전극(153)과 접속된다.
상기 제2 보호막(180)은 질화막일 수 있으며, 상기 화소 전극(190)은 구리, 알루미늄, ITO 등으로 형성될 수 있다. 전극 물질은 유전막 물질에 대해 취약한 점착성(adhesion)을 갖기 때문에, 상기 유전막 패턴들(171, 172)과 화소 전극(190) 사이에 질화규소로 형성된 제2 보호막(180)이 개재될 필요가 있을 수 있다. 또한, 유전막 패턴들(171, 172)이 유기물로 형성되고, 화소 전극(190)이 금속으로 형성될 경우, 유전막 패턴들(171, 172)로부터 발생하는 아웃가스가 화소 전극(190)을 손상시킬 수 있기 때문에 이를 방지하기 위하여 유전막 패턴들(171, 172)과 화소 전극(190) 사이에 제2 보호막(180)이 개재될 필요가 있을 수 있다.
한편, 전기영동 표시 장치의 반사율을 증가시키기 위해서는 화소 전극(190)의 면적이 극대화될 필요가 있다. 따라서, 본 발명에 의하면, 전기영동 표시 장치의 반사율을 향상시키기 위하여 상기 화소 전극(190)은 게이트 라인(121), 데이터 라인(151), 및 스위칭 소자(SW)와 중첩될 정도로 넓은 면적을 갖는다.
본 발명의 실시예와 같이 화소 전극(190)이 게이트 라인(121), 데이터 라인(151), 및 스위칭 소자(SW)와 중첩될 경우 상당한 크기의 킥백 전압이 발생하게 된다. 이러한 킥백 전압은 명암비 등에 영향을 주어 화질 저하, 특히 정지 화상의 화질 저하를 야기한다. 킥백 전압을 최소화하기 위해서는 게이트 라인(121)과 화소 전극(190), 그리고 데이터 라인(151)과 화소 전극(190) 사이에 각각 형성되는 기생 커패시턴스(Cdp, Cgp)를 최소화할 필요가 있다.
본 발명에 의하면, 기생 커패시턴스(Cdp, Cgp)를 최소화하기 위하여 제1 보호막(160)의 제1 영역 상에 낮은 유전 상수를 갖는 유기물, 예를 들어 포토아크릴로 제2 유전막 패턴(172)을 형성한다. 이와 같이 게이트 라인(121) 및 데이터 라인(151)과 화소 전극(190) 사이에 낮은 유전 상수를 갖는 제2 유전막 패턴(172)이 개재됨으로써 기생 커패시턴스(Cdp, Cgp)를 상당한 크기로 감소시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 전기영동 표시 장치는 높은 반사율을 가질 뿐만 아니라, 높은 명암비(contrast ratio)를 갖는 정지 화상을 표시할 수 있다.
한편, 전기영동 표시 장치는 다른 평판 표시 장치에 비해 높은 구동 전압을 사용하기 때문에 박막트랜지스터(SW)가 상대적으로 크게 형성되어야 한다. 그 결과, 게이트 전극(122)과 소스 전극(152) 사이, 그리고 게이트 전극(122)과 드레인 전극(153) 사이에 형성되는 기생 커패시턴스(Cgs, Cgd)가 증가하고 킥백(kickback) 전압의 크기도 커지게 된다. 기생 커패시턴스(Cgs, Cgd)로 인한 킥백 전압을 최소화하기 위해서는 충분한 스토리지 커패시턴스가 확보되어야 한다.
충분한 스토리지 커패시턴스를 보장하기 위해서는 스토리지 전극(123)과 화소 전극(190) 사이에 낮은 유전 상수를 갖는 물질이 존재하는 것이 바람직하지 않다. 이와 같은 관점에서, 상기 스토리지 전극(123)과 화소 전극(190) 사이에 유전막 패턴이 전혀 존재하지 않는 구성이 제안될 수도 있다. 그러나, 이와 같은 구조에서는 약 1 내지 5㎛의 두께를 갖는 제2 유전막 패턴(172)으로 인해 화소 전극이 단차를 갖게 된다. 단차를 갖는 화소 전극 상에 전기영동 필름(200)이 부착될 경우, 낮은 위치의 화소 전극 부분에 대응하는 대전 입자들은 대응하는 화소 전극과의 거리가 멀어 충분한 구동 전압을 인가받지 못한다는 문제점이 있다. 전기영동 필름(200)으로부터 릴리즈 필름을 제거할 때 발생하는 정전기로 인해 전기영동 필름(200)이 사선 형태의 얼룩을 가지게 되었을 경우, 이와 같은 문제점은 더욱 심각해진다. 정전기로 인해 이동하게 된 대전 입자들에 충분한 구동 전압을 인가하지 못하면 전기영동 필름(200)에 그와 같은 얼룩이 제거되지 않고 계속 잔존하기 때문이다.
본 발명에 의하면, 제1 보호막(160)의 제2 영역 상에 복수개의 제1 유전막 패턴들(171)이 서로 이격되게 형성되어 있기 때문에, 기생 커패시턴스(Cgs, Cgd)로 인한 킥백 전압을 최소화하기에 충분한 스토리지 커패시턴스를 확보함과 동시에 전기영동 필름(200) 내의 모든 대전 입자들(241, 242)에 충분한 구동 전압을 인가할 수 있다.
더욱 구체적으로 설명하면, 제1 유전막 패턴들(171) 사이에 위치하는 화소 전극(190) 부분과 스토리지 전극(123) 사이에는 유전막이 존재하지 않기 때문에 충 분한 스토리지 커패시턴스가 확보될 수 있다. 반면, 제1 유전막 패턴들(171)의 상면 상에 위치하는 화소 전극(190) 부분들은 전기영동 필름(200) 내의 마이크로캡슐들(240)과 충분히 가까이 위치하기 때문에, 즉 마이크로캡슐들(240)들과 접촉하는 화소 전극(190)의 접촉면적이 그만큼 증가하기 때문에, 상기 마이크로캡슐(240)에 충분한 구동 전압이 인가될 수 있다.
다만, 제1 유전막 패턴들(171)의 피치(pitch)(P)가 너무 크면 충분한 구동 전압을 인가받지 못하는 마이크로캡슐(240)이 미량이나마 존재할 여지가 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 제1 유전막 패턴들(171)의 피치(P)가 마이크로캡슐(240)의 직경 이하이다. 상기 마이크로캡슐(240)의 직경은, 기판(110)과 수평한 마이크로캡슐(240)의 단면의 최대 장축을 의미한다.
본 발명의 전기영동 필름(200)은 베이스 필름(210), 공통 전극(220), 제1 보호층(230), 복수개의 마이크로캡슐(240), 제2 보호층(250), 및 점착층(260)이 순차적으로 적층된 구조를 갖는다. 상기 접착층(260)에 릴리즈 필름(미도시)이 부착된 상태로 전기영동 필름(200)을 보관 및 운반하다가 전기영동 필름(200)을 TFT 기판에 라미네이팅하기 직전에 릴리즈 필름을 제거한다. 라미네이팅 공정에 의해 상기 점착층(260)이 TFT 기판 상에 부착된다.
베이스 필름(210)은 유리 또는 플라스틱으로 이루어지며, 공통 전극(220)은 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide)로 형성된다. 상기 베이스 필름(210) 및 공통 전극(220)은 화상 표시를 위해 투명하여야 한다.
마이크로캡슐(240)은 그 안에 전기영동 분산액을 갖는다. 전기영동 분산액 은, 유전 용매 및 상기 유전 용매 내에 분산되어 있는 양 및 음으로 각각 대전된 대전 입자들(241, 242)을 포함한다. 유전 용매는 반사 휘도를 확보하기 위하여 투명한 것이 바람직하다. 그 예로는, 물, 알코올계 용매, 에스테르계 용매, 케톤계 용매, 지방족 탄화수소계 용매, 방향족 탄화수소계 용매, 할로겐화 용매 등이 있으며, 이들 물질은 단독 또는 혼합물로서 이용될 수 있다. 상기 유전 용매는 계면 활성제를 더 포함할 수 있다. 대전 입자들(241, 242)의 높은 이동도(mobility)를 담보한다는 측면에서 상기 유전 용매는 낮은 점도를 갖는 것으로 선택될 수 있다. 흑색 입자(241)는, 예를 들면, 아닐린 블랙, 카본 블랙 등의 흑색 염료로 착색된 고분자 또는 콜로이드이며, 플러스로 대전되어 이용될 수 있다. 백색 입자(242)는, 예를 들면, 이산화티탄, 삼산화 안티몬 등의 백색 염료로 착색된 고분자 또는 콜로이드이며, 마이너스로 대전되어 이용될 수 있다. 필요에 따라서, 이들 염료 외에도 하전 제어제, 분산제, 윤활제 등이 더 첨가될 수 있다.
본 명세서 및 도면에서는 설명의 편의를 위하여 무색의 유전 용매에 양으로 대전된 흑색 입자(241) 및 음으로 대전된 백색 입자(242)가 분산되어 있는 전기영동 분산액을 예로 들어 본 발명을 설명하고 있으나, 본 발명의 전기영동 분산액은 이에 제한되지 않으며, 대전된 백색 입자가 흑색 염료를 포함하는 유전 용매에 분산되어 있는 전기영동 분산액이 이용될 수 있다. 이 경우, 화소 전극(190) 및 공통전극(220)에 데이터 전압 및 공통 전압(Vcom)이 각각 인가되면 백색 입자가 반대 극성의 전극으로 이동함으로써 흑과 백이 표시된다. 반대로, 대전된 흑색 입자가 백색 염료를 포함하는 유전 용매에 분산되어 있는 전기영동 분산액이 이용될 수도 있다.
이하에서는, 도 4a 내지 4f를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 전기영동 표시 장치의 제조방법을 구체적으로 설명하도록 한다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 기판(110) 상에 게이트 라인(미도시), 데이터 라인(151), 스위칭 소자(SW), 및 스토리지 전극(123)을 각각 형성한다.
더욱 구체적으로 설명하면, 기판(110) 상에 게이트 라인(미도시), 상기 게이트 라인으로부터 분지된 게이트 전극(122), 및 스토리지 전극(123)을 각각 형성한다. 이어서, 상기 게이트 라인, 게이트 전극(122) 및 스토리지 전극(123)을 포함하는 기판(110)의 전면(entire area) 상에 게이트 절연막(130)을 증착한다.
이어서, 상기 게이트 전극(122)에 대응하는 게이트 절연막(130)의 영역 상에 반도체층(140)을 형성한다.
이어서, 게이트 절연막(130) 상에 상기 게이트 라인(121)과 교차되는 방식으로 데이터 라인(151)을 형성한다. 이와 동시에, 데이터 라인(151)으로부터 분지된 소스 전극(152) 및 드레인 전극(153)을 서로 이격되게, 그리고 상기 반도체층(140)과 부분적으로 중첩되게 형성한다.
도시되어 있지는 않으나, 상기 소스 전극(152)과 반도체층(140) 사이, 그리고 상기 드레인 전극(153)과 반도체층(140) 사이에 각각 오믹 콘택층(ohmic contact)을 더 형성할 수 있다.
이어서, 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 게이트 라인, 데이터 라인(151), 스위칭 소자(SW), 및 기판(110) 상에 제1 보호막(160)을 형성한다. 제1 보호 막(160)은 제1 및 제2 영역을 포함한다. 제1 보호막(160)의 제1 영역은 게이트 라인(121), 데이터 라인(151), 및 스위칭 소자(SW)에 대응한다. 제1 보호막(160)의 제2 영역은 상기 제1 영역을 제외한 나머지 영역으로서, 게이트 라인(121), 데이터 라인(151), 및 스위칭 소자(SW) 중 그 어느 것도 형성되지 않은 기판(110)의 부분, 예를 들어 스토리지 전극(123)이 형성된 부분에 대응한다.
이어서, 도 4c에 도시된 바와 같이, 상기 제1 보호막(160)의 제2 영역 상에 복수개의 제1 유전막 패턴들(171)을 형성함과 동시에 상기 제1 보호막(160)의 제1 영역 상에는 제2 유전막 패턴(172)을 형성한다.
더욱 상세하게 설명하면, 먼저 상기 제1 보호막의 전면 상에 유전막을 도포한다. 이어서, 상기 제1 보호막(160)의 제1 영역 상에는 제1 홀(H1)을 갖는 제2 유전막 패턴(172)이 형성되고 상기 제1 보호막(160)의 제2 영역 상에는 제1 유전막 패턴들(171)이 형성되도록, 포토리소그래피 공정을 이용하여 상기 유전막을 선택적으로 제거한다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 복수개의 제1 유전막 패턴들(171)의 피치(P)가 후에 부착될 전기영동 필름(200)의 마이크로캡슐(240)의 직경 이하가 되도록 상기 유전막을 선택적으로 제거한다.
이어서, 도 4d에 도시된 바와 같이, 상기 제1 및 제2 유전막 패턴들(171, 172)을 포함하는 기판(110)의 전면 상에 제2 보호막(180)을 형성한다. 이어서, 상기 제1 및 제2 보호막들(160, 180) 및 상기 제2 유전막 패턴(172)을 관통하는 제2 홀(H2)을 형성하기 위하여, 상기 제2 유전막 패턴(172)의 제1 홀(H1)에 대응하는 제1 및 제2 보호막(160, 180)의 부분들을 선택적으로 제거한다.
이어서, 도 4e에 도시된 바와 같이, 상기 제2 홀(H2)을 통해 상기 스위칭 소자(SW)의 드레인 전극(153)과 접속되는 화소 전극(190)을 상기 제2 보호막(180) 상에 형성함으로써 TFT 기판(100)을 완성한다.
이어서, 도 4f에 도시된 바와 같이, 도 2에 예시된 전기영동 필름(200)의 점착층(260)을 TFT 기판(100)의 상면, 즉 화소 전극(190)이 형성되어 있는 면에 부착시킴으로써 전기영동 표시 장치를 완성한다.
위에서 살펴본 본 발명의 실시예들은 본 발명을 예시하거나 설명하기 위한 것일 뿐으로서, 특허청구범위의 발명에 대한 더욱 자세한 설명을 제공하기 위한 것으로 이해되어야 한다. 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 상기 실시예들의 다양한 변경 및 변형이 가능하다는 점은 당업자에게 자명할 것이다. 따라서, 본 발명은 특허청구범위에 기재된 발명 및 그 균등물의 범위 내의 변경 및 변형을 모두 포함한다.
첨부된 도면은 본 발명의 이해를 돕고 본 명세서의 일부를 구성하기 위한 것으로서, 본 발명의 실시예들을 예시하며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리들을 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기영동 표시 장치를 간략하게 나타내는 블록도이고,
도 2는 발명의 일 실시예에 따른 전기영동 표시 장치의 평면도이고,
도 3은 도 2의 I-I' 라인을 따라 절단한 전기영동 표시 장치의 단면도이고,
도 4a 및 도 4e는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기영동 표시 장치의 제조 공정을 설명하기 위한 단면도들이다.
<도면 부호에 대한 간략한 설명>
100: TFT 기판 110: 기판
121: 게이트 라인 122: 게이트 전극
123: 스토리지 전극 130: 게이트 절연막
140: 반도체층 151: 데이터 라인
152: 소스 전극 153: 드레인 전극
160: 제1 보호막 171: 제1 유전막 패턴
172: 제2 유전막 패턴 180: 제2 보호막
190: 화소전극 200: 전기영동 필름
210: 베이스 필름 220: 공통 전극
230: 제1 보호층 240: 마이크로캡슐
250: 제2 보호층 260: 점착층

Claims (15)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 각각 형성된 게이트 라인, 데이터 라인 및 스위칭 소자;
    상기 게이트 라인, 데이터 라인, 스위칭 소자, 및 기판 상에 형성된 제1 보호막 - 여기서, 상기 제1 보호막은 제1 영역 및 제2 영역을 포함하되, 상기 제1 영역은 상기 게이트 라인, 데이터 라인 및 스위칭 소자에 대응하는 영역이고, 상기 제2 영역은 상기 제1 영역을 제외한 영역임 -; 및
    상기 제1 보호막의 상기 제2 영역 상에 서로 이격되게 형성된 복수개의 제1 유전막 패턴들을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수개의 제1 유전막 패턴들은 포토아크릴(photoacryl)로 형성된 것을 특징으로 하는 전기영동 표시 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 보호막의 상기 제2 영역과 상기 기판 사이에 위치하는 스토리지 전 극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 보호막의 상기 제1 영역 상에 형성된 제2 유전막 패턴을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 복수개의 제1 유전막 패턴들 및 상기 제2 유전막 패턴 상에 형성된 화소전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 유전막 패턴들과 상기 화소전극 사이에 위치하는 제2 보호막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 화소전극 상의 전기영동 필름을 더 포함하되,
    상기 전기영동 필름은 대전 입자를 함유한 마이크로캡슐을 포함하고,
    상기 복수개의 제1 유전막 패턴들의 피치(pitch)는 상기 마이크로캡슐의 직경 이하인 것을 특징으로 하는 전기영동 표시 장치.
  9. 기판 상에 게이트 라인, 데이터 라인 및 스위칭 소자를 각각 형성하는 단계;
    상기 게이트 라인, 데이터 라인, 스위칭 소자 및 기판 상에 제1 보호막을 형성하는 단계 - 여기서, 상기 제1 보호막은 제1 영역 및 제2 영역을 포함하되, 상기 제1 영역은 상기 게이트 라인, 데이터 라인 및 스위칭 소자에 대응하는 영역이고, 상기 제2 영역은 상기 제1 영역을 제외한 영역임 -; 및
    상기 제1 보호막의 상기 제2 영역 상에 복수개의 제1 유전막 패턴들을 서로 이격되게 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시 장치의 제조방법.
  10. 삭제
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 복수개의 제1 유전막 패턴들은 포토아크릴로 형성되는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시 장치의 제조방법.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 제1 보호막을 형성하기 전에 상기 기판 상에 스토리지 전극을 형성하는 단계를 더 포함하며,
    상기 제1 보호막은 상기 스토리지 전극 상에도 형성되는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시 장치의 제조방법.
  13. 제 9 항에 있어서, 상기 제1 유전막 패턴들을 형성하는 단계는,
    상기 제1 보호막 상에 유전막을 형성하는 단계;
    상기 제1 영역 상에는 제1 홀을 갖는 제2 유전막 패턴이 형성되고 상기 제2 영역 상에는 상기 제1 유전막 패턴들이 형성되도록, 포토리소그래피 공정을 이용하여 상기 유전막을 선택적으로 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시 장치의 제조방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 유전막 패턴들을 포함하는 기판의 전면 상에 제2 보호막을 형성하는 단계;
    상기 제1 및 제2 보호막들 및 상기 제2 유전막 패턴을 관통하는 제2 홀을 형성하기 위하여, 상기 제2 유전막 패턴의 제1 홀에 대응하는 상기 제1 및 제2 보호막 부분들을 선택적으로 제거하는 단계; 및
    상기 제2 홀을 통해 상기 스위칭 소자와 연결되는 화소전극을 상기 제2 보호막 상에 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시 장치의 제조방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 화소전극 상에 대전 입자를 함유한 마이크로캡슐을 포함하는 전기영동 필름을 부착하는 단계를 더 포함하며,
    상기 복수개의 제1 유전막 패턴들의 피치가 상기 마이크로캡슐의 직경 이하가 되도록 상기 유전막을 선택적으로 제거하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시 장치의 제조방법.
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