KR20110139436A - 전기 영동 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

전기 영동 표시 장치 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

반사율을 증가시킴으로써 대비비를 향상시킬 수 있는 본 발명의 일 측면에 따른 전기 영동 표시 장치는, 화소 전극을 포함하는 하부 어레이; 상기 하부 어레이와 대향하며 공통 전극을 포함하는 상판; 상기 하부 어레이 및 상판 사이에서 복수개의 화소를 형성하고, 각 화소 내에 하나 이상의 컬러 서브 화소 및 하나 이상의 모노 서브 화소를 형성하는 격벽(Partition wall); 상기 하나 이상의 컬러 서브 화소에 채워지고, 유색 대전 입자, 백색 대전 입자, 및 유전용매(Dielectric Solvent)를 포함하는 컬러 전기 영동 분산액(Electrophoretic Dispersed Solution); 및 상기 하나 이상의 모노 서브 화소에 채워지고, 백색 대전 입자, 흑색 대전 입자, 및 유전용매를 포함하는 모노 전기 영동 분산액을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

전기 영동 표시 장치 및 그 제조 방법{Electrophoretic Display Device and Method for Manufacturing The Same}
본 발명은 전기 영동 표시 장치 관한 것으로서, 보다 구체적으로 컬러 전기 영동 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
전기 영동 표시 장치란 착색된 대전 입자가 외부로부터 가해진 전계에 의해 이동하는 전기 영동 현상을 이용하여 화상을 표시하는 장치를 말한다. 여기에서 전기 영동(Electrophoresis) 현상이란, 대전 입자를 액체 속에 분산시킨 전기 영동 분산액에 전계를 인가하는 경우에 대전 입자가 쿨롱력에 의하여 액체 속을 이동하는 현상을 말한다.
이러한 전기 영동 표시 장치는 쌍안정성(Bistability)을 갖고 있어 인가된 전압이 제거되어도 원래의 이미지를 장시간 보존할 수 있다. 즉 전기 영동 표시 장치는 지속적으로 전압을 인가하지 않아도 일정 화면을 장기간 유지할 수 있기 때문에 화면의 신속한 교환이 요구되지 않는 전자 책 분야에 특히 적합하다. 또한, 전기 영동 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.
이러한 전기 영동 표시 장치를 이용하여 컬러 화상을 표시하고자 하는 경우, 일반적으로 컬러 필터를 이용하게 된다. 도 1은 컬러 화상을 구현할 수 있는 종래의 전기 영동 표시 장치의 구조를 보여주는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 컬러 화상을 구현하기 위한 전기 영동 표시 장치(100)는 대향 합착된 제1 및 제2 기판(110, 120), 상기 제1 및 제2 기판(11, 36) 사이에 개재된 전기 영동 필름(130), 및 상기 제2 기판(120)의 하부 전면에 형성되고 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)의 컬러 필터 패턴으로 구성된 컬러 필터층(140)이 형성된다.
상기 전기 영동 필름(130)은 투명한 물질로 이루어진 제1 및 제 2 접착층(132, 136), 상기 제1 및 제2 접착층(132, 136) 사이에 위치하는 투명한 도전성 물질로 이루어진 공통 전극(134), 및 전기 영동 분산액을 갖는 다수의 마이크로 캡슐(138)을 포함한다. 이때, 전기 영동 분산액은 양(+)으로 대전된 입자들 및 음(-)으로 대전된 입자들을 포함한다.
이러한 종래의 전기 영동 표시 장치(100)의 경우, 마이크로캡슐(138) 내에 포함된 대전 입자들이 전기 영동에 의해 이동함으로써 컬러 화상을 구현하게 된다.
그러나, 이러한 종래의 전기 영동 표시 장치는 흑백 화상을 표시하는 전기 영동 표시장치와 비교해 볼 때, 컬러 필터에 의해 빛이 더 많이 소모되므로 결국 눈으로 들어오게 되는 빛의 양이 감소하게 되어 반사율이 낮아지게 되고 이로 인해, 대비비(Contrast Ration)가 낮아지게 되는 문제점이 있다.
또한, 종래의 전기 영동 표시 장치의 경우 컬러 화상을 구현하기 위한 컬러 필터를 각각의 전극에 정렬해야 할 뿐만 아니라 컬러 필터 제작에 따른 추가 비용이 발생하게 된다는 문제점도 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 반사율을 증가시킴으로써 대비비를 향상시킬 수 있는 전기 영동 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 그 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 다양한 계조로 컬러 화상을 구현할 수 있는 전기 영동 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 다른 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 제조 비용을 절감할 수 있는 전기 영동 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 또 다른 기술적 과제로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 전기 영동 표시 장치는 화소 전극을 포함하는 하부 어레이; 상기 하부 어레이와 대향하며 공통 전극을 포함하는 상판; 상기 하부 어레이 및 상판 사이에서 복수개의 화소를 형성하고, 각 화소 내에 하나 이상의 컬러 서브 화소 및 하나 이상의 모노 서브 화소를 형성하는 격벽(Partition wall); 상기 하나 이상의 컬러 서브 화소에 채워지고, 유색 대전 입자, 백색 대전 입자, 및 유전용매(Dielectric Solvent)를 포함하는 컬러 전기 영동 분산액(Electrophoretic Dispersed Solution); 및 상기 하나 이상의 모노 서브 화소에 채워지고, 백색 대전 입자, 흑색 대전 입자, 및 유전용매를 포함하는 모노 전기 영동 분산액을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 전기 영동 표시 장치의 제조 방법은, 복수개의 화소 전극을 포함하는 하부 어레이를 제조하는 단계; 복수개의 화소, 각 화소를 구성하는 복수개의 컬러 서브 화소 및 복수개의 모노 서브 화소를 형성하기 위해 상기 하부 어레이 상에 격벽을 형성하는 단계; 상기 컬러 서브 화소들을 유색 대전 입자, 백색 대전 입자, 및 제1 유전용매로 채우고, 상기 모노 서브 화소를 백색 대전 입자, 흑색 대전 입자, 및 제2 유전용매로 채우는 단계; 및 상기 하부 어레이에 공통 전극을 포함하는 상판을 부착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 컬러 필터를 사용하지 않기 때문에 반사율을 증가시킬 수 있고, 이에 따라 대비비를 향상시킬 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 경우, 각 서브 화소가 유색 입자와 백색 입자로 구성된 컬러 서브 화소와 백색 입자와 흑색 입자로 구성된 모노 서브 화소로 구성되기 때문에 컬러 서브 화소의 유색 입자와 모노 서브 화소에 포함된 백색 및 흑색 대전입자를 조절함으로써 다양한 계조의 컬러 화상을 구현할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면 컬러 필터를 사용하지 않기 때문에 컬러 필터를 정렬할 필요가 없을 뿐만 아니라 컬러 필터의 제작에 소요되는 비용을 절감할 수 있어 결과적으로 전기 영동 표시 장치의 제조 비용을 절감할 수 있다는 효과가 있다.
도 1a는 일반적인 컬러 전기 영동 표시 장치의 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치의 분해 사시도.
도 3은 도 2의 A-A 단면도.
도 4는 도 2의 B-B 단면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치를 이용하여 색을 구현하는 방법을 보여주는 도면.
도 6a 내지 6d는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치의 제조 공정을 보여주는 단면도.
도 7a 내지 7e는 도 6a에 도시된 하부 어레이의 제조 공정을 보여주는 단면도.
이하, 첨부되는 도면들을 참고하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다.
본 발명의 실시예를 설명함에 있어서 어떤 구조물이 다른 구조물 "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 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치의 분해 사시도이고, 도 3은 도 2의 A-A 단면도이며, 도 4는 도 2의 B-B 단면도이다.
도 2 내지 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치(150)는, 공통 전극(312)을 포함하는 상판(310); 복수개의 화소 전극(220)들을 포함하는 하부 어레이(200); 상기 하부 어레이 및 상판 사이에서 복수개의 화소를 형성하고, 각 화소 내에 하나 이상의 컬러 서브 화소 및 하나 이상의 모노 서브 화소를 형성하는 격벽(330); 상기 컬러 서브 화소에 채워지고 유색 대전 입자, 백색 대전 입자, 및 유전용매를 포함하는 컬러 전기 영동 분산액(320); 및 상기 모노 서브 화소에 채워지고, 백색 대전 입자, 흑색 대전 입자, 및 유전용매를 포함하는 전기 영동 분산액(360)을 포함한다.
공통 전극(312) 및 복수개의 화소 전극(220)들에 인가되는 전압에 의해 각 컬러서브 화소(412)에 채워진 유색 대전 입자(322~326) 및 백색 대전 입자들(362)이 유전 용매(328) 내에서 이동하고, 모노 서브 화소(418)에 채워진 백색 대전 입자들(362) 및 흑색 대전 입자들(364)이 유전 용매(328) 내에서 이동함으로써 컬러 화상이 구현되며, 이렇게 구현된 화상이 상판(310)을 통해 표시된다.
상판(310)은 베이스 필름(311) 및 그 위에 형성된 공통 전극(312)을 포함한다. 베이스 필름(311)은 유리 또는 플라스틱으로 이루어지며, 공통 전극(312)은 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide)로 형성된다. 상기 베이스 필름(311) 및 공통 전극(312)은 화상 표시를 위해 투명하여야 한다.
하부 어레이(200)는 각각의 서브 화소(컬러 서브 화소 및 모노 서브 화소) 별로 박막트랜지스터(Thin Film Transistor: TFT)들이 형성되어 있는 TFT 기판(210), 및 상기 TFT(T)들에 대응하여 상기 TFT 기판(210) 상에 형성된 화소 전극(220)들을 포함한다.
상기 TFT 기판(210)은 기판(211) 위에 교차 형성된 게이트 라인(미도시) 및 데이터 라인(미도시)을 포함한다. 기판(211)은 유리 기판일 수 있으나, 전기 영동 표시 장치(150)가 가요성(Flexibility)을 갖도록 하기 위하여 플라스틱 기판 또는 금속 기판이 기판(211)으로 사용될 수도 있다. 기판(211)은 화상이 표시되는 면의 반대 측에 위치하므로 투명할 필요는 없다. 게이트 라인 및 데이터 라인은 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.
게이트 라인과 데이터 라인 사이에는 질화막(SiNx) 등으로 이루어진 게이트 절연막(213)이 위치한다. 게이트 라인과 데이터 라인의 교차부마다 TFT(T)가 형성된다.
TFT(T)는, 게이트 라인으로부터 분지된 게이트 전극(212a), 상기 게이트 전극(212a)에 대응하는 부분의 게이트 절연막(213) 상에 형성된 반도체층(214), 상기 데이터 라인으로부터 분지된 소스 전극(215a), 및 드레인 전극(216)을 포함한다. 상기 소스 전극(215a) 및 드레인 전극(216)은 게이트 절연막(213) 및 반도체층(214) 상에 서로 이격 되어 형성되어 있으며, 상기 반도체층(214)과 각각 부분적으로 중첩되어 있다. 도시되어 있지는 않으나, TFT(T)는, 상기 소스 전극(215a)과 반도체층(214) 사이, 그리고 상기 드레인 전극(216)과 반도체층(214) 사이에 각각 오믹 콘택층(Ohmic Contact)을 더 포함할 수 있다.
TFT(T)를 포함하는 기판(211)의 전면 상에 질화막(SiNx) 등으로 이루어진 보호층(217)이 형성되어 있고, 상기 보호층(217) 상에 각 서브 화소(컬러 서브 화소 및 모노 서브 화소)에 대응하는 화소 전극(220)이 형성되어 있다. 상기 화소 전극(220)은 보호층(217)에 형성되어 있는 콘택홀(H)을 통해 대응하는 TFT(T)의 드레인 전극(216)에 접속되어 있다. 구리, 알루미늄, ITO 등이 화소 전극(220)의 제조에 사용될 수 있으며, 이들에 니켈 및/또는 금 등이 더 적층될 수도 있다.
게이트 신호가 게이트 라인을 통해 TFT(T)의 게이트 전극(212a)에 공급되면, TFT(T)는 상기 게이트 신호에 응답하여 턴-온 또는 턴-오프됨으로써 데이터 라인을 통해 공급되는 데이터 전압이 대응하는 화소 전극(220)으로 인가되는 것을 스위칭한다.
격벽(330)은, 하부 어레이(200)와 상판(310) 사이에 형성되어 복수개의 화소를(400) 형성하거나, 상기 복수개의 화소(400) 내에 하나 이상의 컬러 서브 화소(412, 414, 416) 및 하나 이상의 모노 서브 화소(418)들을 형성한다.
격벽(330)은 하부 어레이(200) 상에 형성되는데, 구체적으로 하부 어레이(200)의 화소 전극(220)들 사이의 영역에서 상기 상판(310) 방향으로 형성된다.
이러한 격벽(330)은 서로 이웃하는 화소(400)들 간의 경계를 이루는 "제1 격벽", 하나의 화소 내에서 서로 이웃하는 컬러 서브 화소(412, 424, 416)들 및 모노 서브 화소(418)들 간의 경계를 이루는 "제2 격벽", 및 하부 어레이(200)의 최외곽에 형성되는 "제3 격벽"을 포함한다.
일 실시예에 있어서, 제1 격벽에 의해 복수개의 화소(400)들이 형성되고, 제2 격벽에 의해 각 화소 내에 3개의 컬러 서브 화소(412, 424, 416) 및 3개의 모노 서브 화소(418)들이 형성된다.
이때, 격벽(330)은 컬러 서브 화소(412, 424, 416) 및 모노 서브 화소(418)의 크기 비율이 2:3이 되도록 형성될 수 있으며, 하나의 컬러 서브 화소(412, 424, 416)는 하나의 모노 서브 화소(418)와 연동하여 동작하거나 하나 이상의 모노 서브 화소들과도 연동하여 동작할 수 있다.
이러한 격벽(330)은 포토리소그래피(Photolithography) 또는 몰드 프린팅(Mold Printing) 공정을 통해 형성된다.
컬러 전기 영동 분산액(320)은 상기 격벽(330)에 의해 형성되는 컬러 서브 화소(412, 414, 416)에 채워지는 것으로서, 이러한 컬러 전기 영동 분산액(320)은 유색 대전 입자, 백색 대전 입자, 및 유전 용매를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 제1 컬러 서브 화소(412)에는 제1 유색 대전 입자(322), 백색 대전 입자(362), 및 유전 용매(328)를 포함하는 제1 컬러 전기 영동 분산액(320)이 채워지고, 제2 컬러 서브 화소(414)에는 제2 유색 대전 입자(324), 백색 대전 입자(362), 및 유전 용매(328)를 포함하는 제2 컬러 전기 영동 분산액(320)이 채워지며, 제3 컬러 서브 화소(416)에는 제3 유색 대전 입자(326), 백색 대전 입자(362), 및 유전 용매(328)를 포함하는 제3 컬러 전기 영동 분산액(320)이 채워질 수 있다.
이때, 제1 유색 대전 입자(322)는 레드(Red) 또는 시안(Cyan)이고, 제2 유색 대전 입자(324)는 그린(Green) 또는 마젠타(Magenta)이며, 제3 유색 대전 입자(326)는 블루(Blue) 또는 옐로우(Yellow)일 수 있다.
한편, 모노 전기 영동 분산액(360)은 상기 격벽(330)에 의해 형성되는 모노 서브 화소(418)에 채워지는 것으로서, 백색 대전 입자(362), 흑색 대전 입자(364), 및 유전 용매(328)를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 컬러 전기 영동 분산액(320) 및 모노 전기 영동 분산액(360)에 포함된 유전 용매(328)는 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 용매(328)는 계면 활성제를 더 포함할 수 있다. 각 대전 입자들의 높은 이동도(Mobility)를 담보한다는 측면에서 상기 유전 용매(328)는 낮은 점도를 갖는 것으로 선택될 수 있다.
또한, 흑색 대전 입자(364)는, 예를 들면, 아닐린 블랙, 카본 블랙 등의 흑색 염료로 착색된 고분자 또는 콜로이드일 수 있다. 백색 대전 입자(362)는, 예를 들면, 이산화티탄, 삼산화 안티몬 등의 백색 염료로 착색된 고분자 또는 콜로이드일 수 있다. 필요에 따라서, 이들 염료 외에도 하전 제어제, 분산제, 윤활제 등이 더 첨가될 수 있다.
또한, 컬러 서브 화소(412, 414, 416)에 포함된 유색 대전 입자(322, 324, 326)와 백색 대전 입자(362)는 서로 반대되는 극성으로 대전될 수 있고, 모노 서브 화소(418)에 포함된 백색 대전 입자(362) 및 흑색 대전 입자(364) 또한 서로 반대되는 극성으로 대전될 수 있다.
이하에서는 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치를 이용하여 색을 구현하는 방법에 대해 설명한다.
먼저, 백색을 구현하고자 하는 경우, 도 5(a)에 도시된 바와 같이, 제1 내지 제3 컬러 서브 화소(412, 414, 416)의 백색 대전 입자(362)를 구동하여 상판(310) 방향으로 이동시키고, 모든 모노 서브 화소(418)의 백색 대전 입자(362)를 구동하여 상판(310) 방향으로 이동시킴으로써 백색을 구현한다.
다음으로, 흑색을 구현하고자 하는 경우, 도 5(b)에 도시된 바와 같이, 제1 내지 제3 컬러 서브 화소(412, 414, 416)의 유색 대전 입자(322, 324, 326)를 구동하여 상판(310) 방향으로 이동시키고, 모든 모노 서브 화소(418)의 흑색 대전 입자(364)를 구동하여 상판(310) 방향으로 이동시킴으로써 흑색을 구현한다.
특정 컬러를 구현하고자 하는 경우에는, 제1 내지 제3 컬러 서브 화소들(412, 414, 416) 중 적어도 하나에 채워진 유색 대전 입자를 구동하고, 모든 모노 서브 화소(418)의 백색 대전 입자(362) 및 흑색 대전 입자(364) 중 적어도 하나를 모두 구동함으로써 특정 컬러를 구현할 수 있다. 이때, 모노 서브 화소(418)의 백색 대전 입자(362) 및 흑색 대전 입자(364)의 위치를 적절하게 조절함으로써 특정 컬러를 16계조로 구현할 수 있다.
예컨대, 레드 컬러를 구현하고자 하는 경우, 도 5(c)에 도시된 바와 같이, 레드 유색 대전 입자(322)를 포함하고 있는 제1 컬러 서브 화소(412)의 유색 대전 입자(322)가 상판(310) 방향으로 이동하도록 구동하고, 나머지 컬러 서브 화소들(414, 416)의 경우 백색 대전 입자(362)가 상판(310) 방향으로 이동하도록 구동하며, 모든 모노 서브 화소(418)의 백색 대전 입자(362) 및 흑색 대전 입자(364)의 위치를 적절하게 조절함으로써 다양한 계조의 레드 컬러를 구현한다. 이때, 모노 서브 화소(418)의 백색 대전 입자(362)가 상판(310) 방향으로 이동하도록 구동하면 밝은 레드 컬러가 구현되고 흑색 대전 입자(364)가 상판(310) 방향으로 이동하도록 구동함으로써 어두운 레드 컬러가 구현되도록 한다.
상술한 바와 같이, 3개의 컬러 서브 화소(412, 414, 416) 및 3개의 모노 서브 화소(418)의 백색 대전 입자들(362)을 구동하여 백색을 구현하는 경우 반사율이 대략 45%이상이 되고, 3개의 컬러 서브 화소(412, 414, 416)의 유색 대전 입자(322, 324, 326)를 구동하고 3개의 모노 서브 화소(418)의 흑색 대전 입자(364)를 구동하여 흑색을 구현하는 경우 반사율이 7%이하가 되므로, 본 발명은 대비비가 6:1 이상이 되도록 할 수 있다.
한편, 도 2 내지 4에서는 도시하지는 않았지만, 본 발명에 따른 전기 영동 표시 장치(150)는 컬러 전기영동 분산액(320) 및 모노 전기 영동 분산액(360)의 누출을 방지하기 위해 격벽(330)상에 형성된 실링부를 더 포함할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치의 제조 공정을 설명한다.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치의 제조 공정을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 6a에 도시된 바와 같이, TFT 기판(211) 상에 형성된 화소 전극(220)을 포함하는 하부 어레이(200)를 제조한다.
이때, 상기 하부 어레이(200)는 도 7에 도시된 공정에 따라 제조할 수 있다. 구체적으로, 도 7a에 도시된 바와 같이, 기판(211) 상에 금속막(미도시)을 증착한 후 포토리소그래피 공정 및 식각 공정을 통해 상기 금속막을 선택적으로 패터닝하여 게이트 라인(미도시) 및 상기 게이트 라인에서 분지된 게이트 전극(212a)을 형성한다.
이어서, 도 7b에 도시된 바와 같이, 상기 게이트 라인과 게이트 전극(212a)을 포함한 기판(211) 상에 질화막(SiNx)을 이용하여 게이트 절연막(213)을 형성하고, 게이트 절연막(213) 상부에 반도체층(미도시)과 불순물층(미도시)를 순차적으로 형성한 후, 상기 불순물층과 반도체층을 포토리소그래피 공정 및 식각 공정에 의해 선택적으로 패터닝하여 반도체층(214) 및 오믹 콘택층(미도시)을 형성한다.
이어서, 도 7c에 도시된 바와 같이, 반도체층(214)과 오믹 콘택층을 포함한 기판(211) 상에 데이터 라인 형성을 위한 금속 물질(미도시)을 증착한 후, 이를 포토리소그래피 공정 및 식각 공정을 통해 선택적으로 패터닝하여 데이터 라인(미도시), 상기 데이터 라인에서 분지된 소스 전극(215a), 및 상기 소스 전극(215a)과 일정 간격 이격된 드레인 전극(216)을 형성한다.
이러한 과정을 통해, 소스 전극(215a), 드레인 전극(216), 액티브층(214), 및 게이트 전극(212a)으로 구성되는 스위칭 소자인 TFT가 형성된다.
이후, 도 7d에 도시된 바와 같이, TFT가 형성된 기판(211) 전면에 보호층(217)을 형성하고, 상기 보호층(217)을 선택적으로 패턴닝하여 상기 드레인 전극(216)의 일부분을 노출시키는 콘택홀(H)을 형성한다.
이후, 도 7e에 도시된 바와 같이, 콘택홀(H)을 포함하는 보호층(217) 상에 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질로 이루어진 금속 물질(미도시)을 증착한 후, 어, 상기 금속 물질을 포토리소그래피 공정 및 식각 공정을 통해 선택적으로 패터닝하여 상기 드레인 전극(216)과 전기적으로 접속되는 화소 전극(220)을 형성함으로써 하부 어레이(200)를 제조한다.
다시 도 6b를 참조하면, 하부 어레이(200) 상에 격벽(330)을 형성한다.
이때, 격벽(330)은 복수개의 화소를 형성하기 위한 제1 격벽, 상기 복수개의 화소 내에서 하나 이상의 컬러 서브 화소 및 하나 이상의 모노 서브 화소를 형성하기 위한 제2 격벽, 및 하부 어레이(200)의 최외곽에 형성되는 제3 격벽을 포함한다.
일 실시예에 있어서, 제1 격벽에 의해 복수개의 화소(400)들이 형성되고, 제2 격벽에 의해 각 화소 내에 3개의 컬러 서브 화소(412, 424, 416) 및 3개의 모노 서브 화소(418)들이 형성된다.
이때, 격벽(330)은 컬러 서브 화소(412, 424, 416) 및 모노 서브 화소(418)의 크기 비율이 2:3이 되도록 형성될 수 있으며, 하나의 컬러 서브 화소(412, 424, 416)는 하나의 모노 서브 화소(418)와 연동하여 동작하거나 하나 이상의 모노 서브 화소들과도 연동하여 동작할 수 있다.
이러한 격벽(330)은 포토리소그래피 또는 몰드 임프린팅 공정을 통해 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 전기 영동 표시 장치의 명암비 및 흑색 반사도를 향상시키기 위하여, 격벽(330)은 아닐린 블랙, 카본 블랙 등의 흑색 염료가 첨가된 재료로 제조될 수 있다. 선택적으로, 격벽(330)이 형성된 후에 이들 표면이 흑색 염료로 염색될 수도 있다.
다음으로, 도 6c에 도시된 바와 같이, 격벽(330)에 의해 형성된 컬러 서브 화소(412, 414, 416)에 컬러 전기 영동 분산액(320)을 채우고, 모노 서브 화소(미도시)에 모노 전기 영동 분산액(미도시)을 채운다.
일 실시예에 있어서, 컬러 전기영동 분산액(320)은, 유색 대전 입자(322, 324, 326), 백색 대전 입자(362), 및 유전 용매(328)를 포함하고, 모노 전기 영동 분산액은 백색 대전 입자(미도시), 흑색 대전 입자(미도시), 및 유전 용매(미도시)를 포함한다.
구체적으로, 제1 컬러 서브 화소(412)에는 제1 유색 대전 입자(322), 백색 대전 입자(362), 및 유전 용매(328)를 포함하는 제1 컬러 전기 영동 분산액(320)을 채우고, 제2 컬러 서브 화소(414)에는 제2 유색 대전 입자(324), 백색 대전 입자(362), 및 유전 용매(328)를 포함하는 제2 컬러 전기 영동 분산액(320)을 채우며, 제3 컬러 서브 화소(416)에는 제3 유색 대전 입자(326), 백색 대전 입자(362), 및 유전 용매(328)를 포함하는 제3 컬러 전기 영동 분산액(320)을 채운다.
이때, 제1 유색 대전 입자(322)는 레드(Red) 또는 시안(Cyan)이고, 제2 유색 대전 입자(324)는 그린(Green) 또는 마젠타(Magenta)이며, 제3 유색 대전 입자(326)는 블루(Blue) 또는 옐로우(Yellow)일 수 있다.
한편, 컬러 서브 화소에 컬러 전기 영동 분산액을 채우고, 모노 서브 화소에 모노 전기 영동 분산액을 채울 때, 전기 영동 분산액이 넘쳐서 서로 섞이는 현상을 방지하기 위해, 컬러 전기 영동 분산액 및 모노 전기 영동 분산액 각각을 2회에 걸쳐 채울 수 있다.
구체적으로, 1차 적으로 3개의 컬러 서브 화소 각각에 유색 대전 입자, 백색 대전 입자, 및 유전 용매 중 일부를 포함하는 컬러 전기 영동 분산액을 채우고 3개의 모노 서브 화소 각각에 백색 대전 입자, 흑색 대전 입자, 및 유전 용매 중 일부를 포함하는 모노 전기 영동 분산액을 채운다.
그리고, 2차 적으로 3개의 컬러 서브 화소 각각에 유전 용매의 나머지를 채우고 3개의 모노 서브 화소 각각에 유전 용매의 나머지를 채우는 것이다.
다음으로, 도 6d에 도시된 바와 같이, 베이스 필름(311) 상에 공통 전극(312)을 형성함으로써 제조된 상판(310)을 하부 어레이(200)에 부착한다. 이때, 상판(310)은 공통 전극(212)이 하부 어레이(200)를 향하는 방식으로 부착한다. 이때, 부착을 위하여, 상판(310)의 공통 전극(312)과 격벽(330) 사이에 점착층(Adhesive Layer)(미도시)이 개재될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 베이스 필름(311)은 예를 들어 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)으로 형성될 수 있고, 상기 공통 전극(312)은 ITO 또는 IZO로 형성될 수 있으며, 이러한 상판(310)은 롤 라미네이션 공정을 통해 부착될 수 있다.
한편, 도시하지는 않았지만, 전기영동 분산액(320) 및 격벽(330) 상에 전기영동 분산액(320)의 누출을 방지하기 위한 실링부(미도시)를 형성하는 공정이 추가로 포함될 수 있다. 구체적으로, 전기영동 분산액(320) 및 격벽(330) 상에 실링제를 도포한 후 상분리(Phase Separation) 및 경화(Hardening) 공정을 수행함으로써 실링부를 형성할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 상술한 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
150: 전기 영동 표시 장치 200: 하부 어레이
220: 화소 전극 310: 상판
312: 공통전극 330: 격벽
412, 414, 416: 컬러 서브 화소 418: 모노 서브 화소

Claims (10)

  1. 화소 전극을 포함하는 하부 어레이;
    상기 하부 어레이와 대향하며 공통 전극을 포함하는 상판;
    상기 하부 어레이 및 상판 사이에서 복수개의 화소를 형성하고, 각 화소 내에 하나 이상의 컬러 서브 화소 및 하나 이상의 모노 서브 화소를 형성하는 격벽(Partition wall);
    상기 하나 이상의 컬러 서브 화소에 채워지고, 유색 대전 입자, 백색 대전 입자, 및 유전용매(Dielectric Solvent)를 포함하는 컬러 전기 영동 분산액(Electrophoretic Dispersed Solution); 및
    상기 하나 이상의 모노 서브 화소에 채워지고, 백색 대전 입자, 흑색 대전 입자, 및 유전용매를 포함하는 모노 전기 영동 분산액을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 영동 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 컬러 서브 화소는,
    제1 유색 대전 입자, 백색 대전 입자, 및 유전용매를 포함하는 제1 컬러 전기 영동 분산액으로 채워진 제1 컬러 서브 화소;
    제2 유색 대전 입자, 백색 대전 입자, 및 유전용매를 포함하는 제2 컬러 전기 영동 분산액으로 채워진 제2 컬러 서브 화소; 및
    제3 유색 대전 입자, 백색 대전 입자, 및 유전용매를 포함하는 제3 컬러 전기 영동 분산액으로 채워진 제3 컬러 서브 화소로 구성되는 것을 특징으로 하는 전기 영동 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 컬러 서브 화소는 제1 내지 제3 컬러 서브 화소로 구성되고,
    상기 제1 컬러 서브 화소에는 레드(Red) 또는 시안(Cyan) 중 어느 하나의 유색 대전 입자가 포함되고,
    상기 제2 컬러 서브 화소에는 그린(Green) 또는 마젠타(Magenta) 중 어느 하나의 유색 대전 입자가 포함되며,
    상기 제3 컬러 서브 화소에는 블루(Blue) 또는 옐로우(Yellow) 중 어느 하나의 유색 대전 입자인가 포함되는 것을 특징으로 하는 전기 영동 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 격벽은 상기 화소 전극들 사이의 영역에서 상기 상판 방향으로 형성된 것을 특징으로 하는 전기 영동 표시 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    모든 컬러 서브 화소들의 백색 대전 입자 및 모든 모노 서브 화소들의 백색 대전 입자가 구동되어 백색이 구현되고,
    모든 컬러 서브 화소들의 유색 대전 입자 및 모든 모노 서브 화소들의 흑색 대전 입자가 구동되어 흑색이 구현되며,
    상기 컬러 서브 화소들 중 적어도 하나에 채워진 유색 대전 입자와, 상기 모노 서브 화소들의 백색 대전 입자와 흑색 대전 입자 중 적어도 하나가 구동되어 특정 컬러의 계조가 구현되는 것을 특징으로 하는 전기 영동 표시 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 컬러 서브 화소와 상기 모노 서브 화소의 크기는 2:3의 비율을 가지는 것을 특징으로 하는 전기 영동 표시 장치.
  7. (a) 복수개의 화소 전극을 포함하는 하부 어레이를 제조하는 단계;
    (b) 복수개의 화소, 각 화소를 구성하는 복수개의 컬러 서브 화소 및 복수개의 모노 서브 화소를 형성하기 위해 상기 하부 어레이 상에 격벽을 형성하는 단계;
    (c) 상기 컬러 서브 화소들을 유색 대전 입자, 백색 대전 입자, 및 제1 유전용매로 채우고, 상기 모노 서브 화소를 백색 대전 입자, 흑색 대전 입자, 및 제2 유전용매로 채우는 단계; 및
    (d) 상기 하부 어레이에 공통 전극을 포함하는 상판을 부착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 영동 표시 장치의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 (c) 단계는
    (c1) 상기 컬러 서브 화소들에 유색 대전 입자, 백색 대전 입자, 및 상기 제1 유전용매 중 일부를 채우고, 상기 모노 서브 화소들에 상기 백색 대전 입자, 흑색 대전 입자, 및 상기 제2 유전용매 중 일부를 채우는 단계; 및
    (c2) 상기 컬러 서브 화소들에 상기 제1 유전용매의 나머지를 채우고, 상기 모노 서브 화소들에 상기 제2 유전용매의 나머지를 채우는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 영동 표시 장치의 제조 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 (b) 단계에서, 상기 격벽은 포토리소그래피(Photolithography) 또는 몰드 프린팅(Mold Printing) 공정을 이용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 전기 영동 표시 장치의 제조 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 (d) 단계에서, 상기 상판은 롤 라미네이션(Roll Lamination) 공정을 이용하여 부착하는 것을 특징으로 하는 전기 영동 표시 장치의 제조 방법.
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CN113777853A (zh) * 2021-10-09 2021-12-10 珠海读书郎软件科技有限公司 一种基于专用色墨水屏的电子设备

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