KR20170112368A - 전기 영동 디스플레이 장치의 제조 방법 - Google Patents

전기 영동 디스플레이 장치의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 전기 영동 디스플레이 장치의 제조 방법이 개시된다. 상기 제조 방법에 따르면, 연결 전극과 복수의 화소 전극들을 갖는 제1 기판이 준비된다. 공통 전극과 상기 공통 전극 상의 표시층을 갖는 제2 기판이 준비된다. 상기 공통 전극의 일부를 노출하는 개구부가 형성된다. 도전볼을 열가소성 수지 물질로 코팅한 코팅볼들이 상기 개구부에 매립된다. 상기 코팅볼들이 상기 연결 전극과 접촉하도록, 상기 제2 기판 상에 상기 제1 기판이 위치한다. 상기 제1 기판과 상기 제2 기판에 열과 압력을 가하여, 상기 도전볼들을 통해 상기 공통 전극과 상기 연결 전극이 서로 전기적으로 연결된다.

Description

전기 영동 디스플레이 장치의 제조 방법{Method of fabricating electrophoresis display apparatus}
본 발명은 전기 영동 디스플레이 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
전기 영동 디스플레이 장치는 화소 전극과 공통 전극 사이에 인가되는 전기장에 따라 다른 색상을 표시하는 표시층을 이용하여 영상을 표시한다. 전기 영동 디스플레이 장치는 화소 전극들이 형성된 하부 기판, 공통 전극이 형성된 상부 기판, 그리고 하부 기판과 상부 기판 사이의 표시층을 포함한다. 화소 전극과 공통 전극 사이에 전기장을 형성하기 위해서는 공통 전극을 하부 기판의 연결 전극에 전기적으로 연결해야 한다.
상부 기판의 공통 전극과 하부 기판의 연결 전극을 전기적으로 연결하기 위해서, 액상의 도전성 물질이나 도전성 점착 필름이 사용되었다. 액상의 도전성 물질을 사용하는 경우, 양을 정확히 조절하기 어렵다는 문제가 있다. 과도한 양이 사용되는 경우 인접한 표시층을 손상시키거나 인접한 화소 전극과 쇼트가 발생할 수 있으며, 양이 부족할 경우, 공통 전극과 연결 전극이 불완전하게 전기적으로 연결될 수 있다. 도전성 점착 필름의 경우, 표면의 높은 접착성으로 인하여 작업 공정이 까다롭고 넓은 접촉 면적이 필요하다는 문제가 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 일 과제는 상부 기판의 공통 전극과 하부 기판의 연결 전극을 낮은 비용으로 신뢰성 있게 전기적으로 연결하는 방법을 포함하는 전기 영동 디스플레이 장치의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기 영동 디스플레이 장치의 제조 방법에 따르면, 연결 전극과 복수의 화소 전극들을 갖는 제1 기판이 준비된다. 공통 전극과 상기 공통 전극 상의 표시층을 갖는 제2 기판이 준비된다. 상기 공통 전극의 일부를 노출하는 개구부가 형성된다. 도전볼을 열가소성 수지 물질로 코팅한 코팅볼들이 상기 개구부에 매립된다. 상기 코팅볼들이 상기 연결 전극과 접촉하도록, 상기 제1 기판이 상기 제2 기판 상에 위치된다. 상기 제1 기판과 상기 제2 기판에 열과 압력을 가하여, 상기 도전볼들을 통해 상기 공통 전극과 상기 연결 전극이 서로 전기적으로 연결된다.
상기 제1 기판은 제1 베이스 기판, 상기 제1 베이스 기판 상에 서로 이격하여 배열되는 상기 화소 전극들, 및 상기 복수의 화소 전극들로부터 절연되는 상기 연결 전극을 포함할 수 있다.
상기 제1 기판은 상기 화소 전극들과 상기 연결 전극에 각각 연결되는 복수의 접속 패드들을 포함 할 수 있다. 상기 접속 패드들을 통해 상기 연결 전극에는 기준 전압이 인가되고 상기 화소 전극들에는 서로 독립적인 전압들이 각각 인가될 수 있다.
상기 표시층은 분산 용매, 및 상기 분산 용매 내에 분산되고 인가되는 전기장의 방향에 따라 이동하도록 제1 극성으로 대전된 제1 입자들을 포함할 수 있다.
상기 표시층은 각각 상기 분산 용매와 상기 제1 입자들을 캡슐 형태로 포함하고 인가되는 전기장의 방향과 세기 중 적어도 하나에 따라 다른 색상을 표시하는 마이크로 캡슐들을 포함할 수 있다.
상기 제2 기판은 투명한 제2 베이스 기판, 상기 제2 베이스 기판 상의 상기 공통 전극, 상기 공통 전극 상의 상기 표시층, 및 상기 표시층 상의 점착층을 포함할 수 있다. 상기 개구부는 상기 표시층 및 상기 점착층을 관통하여 형성될 수 있다.
상기 점착층의 물질은 상기 코팅볼의 상기 열가소성 수지 물질과 동일할 수 있다.
상기 코팅볼의 상기 열가소성 수지 물질은 80도 내지 120도 사이의 온도에서 녹으며 도전성과 접착성을 갖는 핫멜트(hot melt) 도전 접착 물질일 수 있다.
상기 코팅볼의 직경은 상기 개구부의 폭보다 작을 수 있다.
상기 도전볼들을 통해 상기 공통 전극과 상기 연결 전극을 서로 전기적으로 연결하는 단계 동안, 상기 열에 상기 코팅볼의 상기 열가소성 수지 물질이 의하여 녹고, 상기 도전볼들은 상기 압력에 의하여 서로 접촉하며, 상기 열에 의해 녹은 상기 열가소성 수지 물질은 상기 도전볼들 사이의 공극을 메울 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 영동 디스플레이 장치의 제조 방법에 따르면, 연결 전극과 복수의 화소 전극들을 갖는 제1 기판이 준비된다. 공통 전극과 상기 공통 전극 상의 표시층을 갖는 제2 기판이 준비된다. 상기 연결 전극에 대응하는 상기 공통 전극의 일부 영역이 노출된다. 도전볼을 열가소성 수지 물질로 코팅한 코팅볼들을 포함하고 상기 공통 전극의 일부 영역에 대응하는 평면 형상을 갖는 도전성 필름이 준비된다. 상기 도전성 필름이 상기 공통 전극의 일부 영역과 상기 연결 전극의 사이에 위치된다. 상기 제1 기판과 상기 제2 기판에 열과 압력을 가하여, 상기 도전성 필름의 상기 도전볼들을 통해 상기 공통 전극과 상기 연결 전극이 서로 전기적으로 연결된다.
상기 제1 기판은 표시 영역을 포함하는 제1 베이스 기판, 상기 표시 영역 상에 서로 이격하여 배열되는 상기 화소 전극들, 및 상기 표시 영역을 둘러싸는 상기 연결 전극을 포함할 수 있다.
상기 제1 기판은 상기 화소 전극들과 상기 연결 전극에 각각 연결되는 복수의 접속 패드들을 포함할 수 있다. 상기 접속 패드들을 통해 상기 연결 전극에는 기준 전압이 인가되고 상기 화소 전극들에는 서로 독립적인 전압들이 각각 인가될 수 있다.
상기 표시층은 분산 용매 및 상기 분산 용매 내에 분산되고 인가되는 전기장의 방향에 따라 이동하도록 제1 극성으로 대전된 제1 입자들을 포함할 수 있다.
상기 표시층은 각각 상기 분산 용매와 상기 제1 입자들을 캡슐 형태로 포함하고 인가되는 전기장의 방향과 세기 중 적어도 하나에 따라 다른 색상을 표시하는 마이크로 캡슐들을 포함할 수 있다.
상기 제2 기판은 투명한 제2 베이스 기판, 상기 제2 베이스 기판 상의 상기 공통 전극, 상기 공통 전극 상의 상기 표시층, 및 상기 표시층 상의 점착층을 포함할 수 있다. 상기 공통 전극과 상기 연결 전극을 서로 전기적으로 연결하는 단계에서 상기 제1 기판과 상기 제2 기판은 상기 점착층에 의해 합착될 수 있다.
상기 점착층의 물질은 상기 코팅볼의 상기 열가소성 수지 물질과 동일할 수 있다.
상기 열가소성 수지 물질은 80도 내지 120도 사이의 온도에서 녹으며 도전성과 접착성을 갖는 핫멜트(hot melt) 도전 접착 물질일 수 있다.
상기 열가소성 수지 물질은 제습 물질을 포함할 수 있다.
본 발명의 전기 영동 디스플레이 장치의 제조 방법에 의하면, 도전볼을 열가소성 수지 물질로 코팅한 코팅볼을 이용함으로써, 상부 기판의 공통 전극과 하부 기판의 연결 전극을 전기적으로 연결하는 공정이 간편화될 수 있다. 종래의 액상 도전 물질에 비해 고체인 코팅볼은 다루기 쉽기 때문이다. 그에 따라, 불량률이 감소되고, 수율이 증가하며, 생산 속도도 향상될 수 있다.
뿐만 아니라, 밀봉 기능을 갖는 열가소성 수지 물질로 코팅된 코팅볼을 포함하는 도전성 필름을 사용할 경우, 공통 전극과 연결 전극을 전기적으로 연결하면서 전기 영동 디스플레이 장치의 측면을 밀봉할 수 있기 때문에, 공정이 단순화될 수 있다. 따라서 제조 비용을 절감할 수 있으며, 불량률도 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 영동 디스플레이 장치의 개략적인 평면도를 도시한다.
도 2는 도 1의 전기 영동 디스플레이 장치의 절취선(II-II)을 따라 절취한 단면도를 도시한다.
도 3은 도 2의 표시층을 확대한 일 예에 따른 단면도이다.
도 4 내지 도 9는 도 2의 전기 영동 디스플레이 장치의 제조 방법을 설명하기 위해 공정 순서에 따른 단면도들이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 영동 디스플레이 장치의 개략적인 평면도를 도시한다.
도 11는 도 10의 전기 영동 디스플레이 장치의 절취선(XI-XI)을 따라 절취한 단면도를 도시한다.
도 12 내지 도 14는 도 11의 전기 영동 디스플레이 장치의 제조 방법을 설명하기 위해 공정 순서에 따른 단면도들이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 아래의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시예들로 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하며 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 영역 및/또는 부위들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부위들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안됨은 자명하다. 이들 용어는 특정 순서나 상하, 또는 우열의 의미하지 않으며, 하나의 부재, 영역 또는 부위를 다른 부재, 영역 또는 부위와 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1 부재, 영역 또는 부위는 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2 부재, 영역 또는 부위를 지칭할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 영동 디스플레이 장치의 개략적인 평면도를 도시한다. 도 2는 도 1의 전기 영동 디스플레이 장치의 절취선(II-II)을 따라 절취한 단면도를 도시한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 전기 영동 디스플레이 장치(100)는 제1 기판(SUB1)과 제2 기판(SUB2)을 포함한다. 제1 기판(SUB1)의 연결 전극(122)과 제2 기판(SUB2)의 공통 전극(140)은 콘택 플러그(CP)를 통해 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 기판(SUB1)은 제1 베이스 기판(110)과 제1 베이스 기판(110) 상의 전극층(120)을 포함한다. 전극층(120)은 서로 이격하여 배열되는 연결 전극(122)과 화소 전극들(124)을 포함한다.
제1 기판(SUB1)은 접속 패드들(102)을 포함하는 패드부(101)를 더 포함할 수 있다. 접속 패드들(102)은 연결 전극(122)과 화소 전극들(124)에 각각 배선들(103)을 통해 접속될 수 있다. 각각의 화소 전극들(124)과 연결 전극(122)에 상이한 전압을 인가하기 위해, 접속 패드들(102)의 개수는 적어도 화소 전극들(124)의 개수보다 많을 수 있다.
제1 기판(SUB1)은 인쇄 회로 기판일 수 있다. 제1 베이스 기판(110)의 제1 면 상에 연결 전극(122)과 화소 전극들(124)이 배열되고, 배선들(103)은 제1 베이스 기판(110)의 제1 면의 반대 면인 제2 면에 배열될 수 있다. 배선들(103)은 연결 전극(122)과 화소 전극들(124)과 제1 베이스 기판(110)을 관통하는 관통홀(through hole)을 따라 형성되는 비아 플러그를 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 다른 예에 따르면, 배선들(103)은 제1 베이스 기판(110) 내부에 배치될 수도 있다.
접속 패드들(102)은 연결 전극(122)과 화소 전극들(124)과 함께 제1 베이스 기판(110)의 제1 면 상에 배열될 수 있다. 다른 예에 따르면, 접속 패드들(102)은 제1 베이스 기판(110)의 제2 면 상에 배열되고, 전기 영동 디스플레이 장치(100)를 구동하는 구동 칩이 표면 실장 방식으로 접속 패드들(102)에 장착될 수도 있다.
제1 기판(SUB1)은 기판 상에 물질층들을 적층한 후 포토리소그래픽 공정 및 식각 공정을 통해 패턴을 형성하는 반도체 공정 기술에 의해 형성되지 않고, 베이스 기판에 관통 비아를 형성한 후, 금속과 같은 도전성 물질을 도금한 후, 일부 영역을 제거하는 방식으로 원하는 도전 패턴을 형성하는 인쇄 회로 방식으로 형성될 수 있다. 제1 기판(SUB1)은 롤투롤 공정에 의해 형성될 수 있다.
제1 베이스 기판(110)은 플라스틱, 금속 등 다양한 재질의 기판일 수 있다. 예를 들면, 제1 베이스 기판(110)은 절연성 유기물로 이루어질 수 있으며, 예컨대 폴리에테르술폰(PES, polyethersulphone), 폴리아크릴레이트(PAR, polyacrylate), 폴리에테르 이미드(PEI, polyetherimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN, polyethyelenen napthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이드(PET, polyethyeleneterepthalate), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide: PPS), 폴리아릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(polyimide), 폴리카보네이트(PC), 셀룰로오스 트리 아세테이트(TAC) 등으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 다른 예로서, 제1 베이스 기판(110)은 은, 알루미늄 등의 금속을 포함하는 금속 포일, 또는 금속층이 코팅된 플라스틱 필름을 포함할 수 있다.
제1 베이스 기판(110)은 구부러지거나 휘어지거나 둘둘 말릴 수 있는 연성 재질의 기판일 수 있으며, 이 경우, 제1 기판(SUB1)은 연성(flexile) 인쇄 회로 기판일 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 제1 베이스 기판(110)은 페놀 계열 또는 에폭시 계열의 합성 수지로 이루어질 수 있으며, 이때 제1 기판(SUB1)은 경성(rigid) 인쇄 회로 기판일 수 있다.
제1 베이스 기판(110)의 제1 면 상에는 연결 전극(122)과 화소 전극들(124)을 포함하는 전극층(120)이 배치될 수 있다.
연결 전극(122)은 제2 기판(SUB)의 공통 전극(140)과 전기적으로 연결되어, 접속 패드들(102) 중 연결 전극(122)에 연결된 접속 패드(102)로부터 인가되는 기준 전압을 공통 전극(140)에 전달할 수 있다.
화소 전극들(124)은 표시 영역(도 1의 DR) 내에 디자이너의 설계에 따라 다양한 평면 형상을 가지며 배치된다. 화소 전극들(124)은 설계에 따라 상이한 평면 형상과 크기를 가질 수 있다. 화소 전극들(124)은 제1 베이스 기판(110)의 제1 면 상에서 서로 이격되어 배치되며, 화소 전극들(124) 각각은 대응하는 접속 패드들(102)에 배선들(103)을 통해 전기적으로 연결된다. 화소 전극들(124) 중 일부는 설계에 따라 동일한 전압이 인가되어야 하는 경우, 배선을 통해 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
연결 전극(122)과 화소 전극들(124)은 구리, 알루미늄, 산화 인듐 주석(ITO: Indium Tin Oxide) 또는 산화 인듐 아연(IZO: Indium Zinc Oxide)의 단층 구조, 또는 구리, 알루미늄, ITO 또는 IZO와 같은 제1 물질층 상에 니켈 또는 금 등과 같은 제2 물질층이 추가로 적층된 다층 구조로 형성될 수 있다.
제2 기판(SUB2)은 제2 베이스 기판(130), 공통 전극(140), 표시층(150) 및 콘택 플러그(CP)를 포함한다. 콘택 플러그(CP)는 공통 전극(140)을 제1 기판(SUB1)의 연결 전극(122)에 전기적으로 연결한다. 제2 기판(SUB2)은 제1 기판(SUB1)과 합착되기 위해 점착층(160)을 더 포함할 수 있다.
제2 베이스 기판(130)은 투과율이 높은 광투명 소재로서, 80% 이상의 고투과율을 갖는 소재로 형성된 필름일 수 있다. 예를 들면, 제2 베이스 기판(130)은 광투과율이 우수한 투명 고분자 필름으로서, 폴리에테르술폰(PES, polyethersulphone), 폴리아크릴레이트(PAR, polyacrylate), 폴리에테르 이미드(PEI, polyetherimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN, polyethyelenen napthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이드(PET, polyethyeleneterepthalate), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide: PPS), 폴리아릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(polyimide), 폴리카보네이트(PC), 셀룰로오스 트리 아세테이트(TAC) 등으로 형성할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
공통 전극(140)은 제2 베이스 기판(130) 상에 전면적으로 배치될 수 있으며, 콘택 플러그(CP)를 통해 제1 기판(SUB1)의 연결 전극(122)에 전기적으로 연결된다. 전기 영동 디스플레이 장치(100)가 동작할 때, 공통 전극(140)에는 기준 전압이 인가된다.
공통 전극(140)은 투명 도전성 물질로 형성될 수 있으며, 예컨대, ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), IZTO(indium zinc tin oxide), AZO(aluminum zinc oxide), ZnO, 및 TCO(transparent conductive oxide) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 공통 전극(140)은 스퍼터링 공정을 통해 제2 베이스 기판(130) 상에 형성될 수 있다. 다른 예에 따르면, 공통 전극(140)은 코팅 공정 또는 도금 공정을 통해 제2 베이스 기판(130) 상에 형성될 수 있다.
표시층(150)은 공통 전극(140)과 화소 전극들(124) 사이에 위치하며, 공통 전극(140)과 화소 전극들(124)에 의해 생성되는 전기장의 방향에 따라 다른 색상을 표시할 수 있다. 표시층(150)은 분산 용매, 및 분산 용매 내에 분산된 제1 입자들을 포함할 수 있다. 제1 입자들은 인가되는 전기장의 방향에 따라 이동하도록 제1 극성으로 대전될 수 있다. 분산 용매의 색상과 제1 입자의 색상은 상이할 수 있다. 다른 예에 따르면, 표시층(150)은 분산 용매 내에 분산되고 제1 극성과 반대의 극성인 제2 극성으로 대전된 제2 입자들을 포함할 수 있다. 이 경우, 제1 입자들과 제2 입자들은 서로 상이한 색상을 가질 수 있다. 분산 용매는 투명이거나 제1 입자들과 제2 입자들의 색상과 상이한 색상일 수도 있다.
일 예에 따르면, 표시층(150)은 분산 용매와 제1 입자들을 포함하는 마이크로 캡슐들을 포함할 수 있다. 표시층(150)은 마이크로 캡슐들을 공통 전극(140) 상에 고정시키기 위해 바인더를 더 포함할 수 있다. 다른 예에 따르면, 표시층(150)은 제1 입자들이 서로 뭉치지 않도록 공통 전극(140) 상에 형성되는 메시 형태의 격벽을 가질 수 있다. 분산 용매와 제1 입자들은 격벽들에 의해 구획될 수 있다.
화소 전극들(124) 중 어느 하나의 화소 전극(124) 상에 위치한 표시층(150)의 일부분은 상기 화소 전극(124)에 인가되는 전압에 따라 동일한 색상을 표시할 수 있다.
표시층(150)은 전기장의 방향에 따라 2가지 색상을 표시할 수 있다. 예컨대, 화소 전극(124)에 기준 전압보다 높은 양의 전압이 인가되면, 제1 색상을 표시하고, 화소 전극(124)에 기준 전압보다 낮은 음의 전압이 인가되면, 제2 색상을 표시할 수 있다. 이 경우, 화소 전극(124)에 기준 전압이 인가되거나 화소 전극(124)과 공통 전극(140)이 플로팅되면, 이전 색상을 그대로 표시할 수 있다.
다른 예에 따르면, 표시층(150)은 전기장의 방향과 세기에 따라 3가지 이상의 색상을 표시할 수도 있다. 예컨대, 화소 전극(124)에 양의 전압이 인가되면, 제1 색상을 표시하고, 음의 전압이 인가되면, 제2 색상을 표시하고, 기준 전압이 인가되면, 제3 색상을 표시할 수 있다.
표시층(150)에 대하여 도 3을 참조로 아래에서 더욱 자세히 설명한다.
콘택 플러그(CP)는 표시층(150)을 관통하여 연결 전극(122)과 공통 전극(140)을 서로 전기적으로 연결한다. 콘택 플러그(CP)는 도전볼들(170)과 도전볼들(170) 사이의 공극을 메우는 열가소성 수지 물질(180)을 포함할 수 있다.
도전볼들(170)은 서로 물리적으로 접촉하여, 연결 전극(122)과 공통 전극(140) 사이의 전기적 경로를 제공할 수 있다. 도전볼들(170)은 예컨대 구리, 은, 알루미늄, 등과 같은 금속으로 이루어질 수 있으며, 수십 내지 수백 마이크로 정도의 직경을 가질 수 있다. 도전볼들(170)의 직경은 콘택 플러그(CP)의 단면 직경보다 작을 수 있다.
열가소성 수지 물질(180)은 80도 내지 120도 사이의 온도에서 녹으며 도전성과 접착성을 갖는 핫멜트(hot melt) 도전 접착 물질일 수 있다. 예컨대, 열가소성 수지 물질(180)은 폴리올레핀(예컨대, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌, 및 이들의 코폴리머), 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리에스테르(예컨대, 폴리에틸렌테레프탈레이트), 폴리아세트산비닐, 염화비닐아세트산비닐 코폴리머, 폴리비닐부티랄, 아크릴 수지(예컨대, 폴리아크릴레이트, 및 폴리메틸아크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트), 폴리아미드(즉, 나일론), 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리스티렌, 폴리비닐알코올, 폴리우레탄, 셀룰로오스 수지(즉, 질산셀룰로오스, 아세트산셀룰로오스, 아세토부티르산셀룰로오스, 에틸셀룰로오스 등), 또는 상기의 재료 중 어느 하나의 코폴리머(예를 들면 에틸렌-아세트산비닐 코폴리머, 에틸렌-아크릴산 코폴리머 및 스티렌-부타디엔블록 코폴리머) 등을 포함할 수 있지만, 이들에 한정되지 않는다.
열가소성 수지 물질(180)은 전도성을 갖기 위해 투명 금속 필러를 포함할 수 있다. 투명 금속 필러는 염화리튬, 염화마그네슘 등의 무기 염류, 클로로실란, 사염화규소의 가수 분해 생성물인 규소 화합물, 금속 산화물 분말, 산화 인듐(주석), 산화 주석(안티몬)으로 표면 처리한 글래스 비즈 등을 포함할 수 있다. 열 가소성 수지 물질(180) 내의 투명 금속 필러의 함유량은, 5[wt％] 내지 50 [wt％](중량 퍼센트)일 수 있다.
점착층(160)은 표시층(150) 상에 배치되어, 제1 기판(SUB1)과 제2 기판(SUB2)을 접합시킬 수 있다. 점착층(160)은 감압 점착제(Pressure Sensitive Adhesive: PSA)를 사용하여 형성될 수 있다. 감압 점착제는 구성 부재의 광학적 특성 변화를 방지하고, 접착 처리시의 경화나 건조시의 고온 프로세스를 요하지 않는 소재가 사용 가능하다. 예를 들어, 점착층(160)은 아크릴계 중합체나 실리콘계 중합체, 폴리에스테르나 폴리우레탄, 폴리에테르나 합성 고무 등의 적절한 중합체를 사용할 수 있다. 점착층(160)은 에너지(예를 들어, 열 또는 UV 등)에 의해 경화될 수 있다. 접착층(160)은 경화되지 않을 수도 있다.
점착층(160)의 물질은 콘택 플러그(CP)의 열가소성 수지 물질(180)과 동일할 수 있다. 점착층(150)의 물질은 열에 의해 녹을 수 있으며, 접착성을 가질 수 있다.
도 1에 도시되지는 않았지만, 전기 영동 디스플레이 장치(100)는 테두리 부분에 실링 물질을 포함할 수 있다. 실링 물질은 제1 기판(SUB1)과 제2 기판(SUB2) 사이의 테두리 부분에 배치되어, 제1 기판(SUB1)과 제2 기판(SUB2)을 접합시키고, 습기나 가스가 내부에 침투하는 것을 방지할 수 있다.
도 3은 도 2의 표시층을 확대한 일 예에 따른 단면도이다.
도 3을 참조하면, 표시층(150)은 바인더(154)에 의해 위치가 고정되는 마이크로 캡슐들(151)을 포함할 수 있다. 마이크로 캡슐들(151)은 외부의 압력에 의해 형태가 변형될 수 있는 연질 타입일 수 있다. 다른 예에 따르면, 마이크로 캡슐들(151)은 형태가 변형되지 않는 하드 타입일 수 있다.
마이크로 캡슐(151) 내에는 분산 용매(152)와 제1 입자들(153)이 포함될 수 있다. 도 3에서 마이크로 캡슐들(151)은 단층으로 배치되는 것으로 도시되어 있지만, 복수의 층으로 배치될 수도 있다. 또한, 마이크로 캡슐들(151)은 모두 동일한 크기를 갖는 것으로 도시되었지만, 제조 공정에 따라 서로 상이한 크기를 가질 수도 있다.
제1 입자들(153)은 분산 용매(152) 내에 분산되어 있다. 제1 입자들(153)은 인가되는 전기장의 방향에 따라 이동할 수 있도록, 제1 극성(예컨대, (+) 극성) 또는 제 2 극성(예컨대, (-) 극성)으로 대전될 수 있다. 제1 입자(153)는 유기 또는 무기 화합물일 수 있으며, 광을 흡수하거나 또는 광을 산란시킬 수 있다. 제1 입자(153)는 금속 입자와 같은 반사 물질일 수 있다. 제1 입자들(153)은 제1 색상을 가질 수 있으며, 제1 색상은 다양한 색상들 중에서 선택될 수 있으며, 예컨대, 백색, 흑색, 적색, 청색, 또는 황색 등일 수 있다.
분산 용매(152)는 물(water), 메탄올(Methanol), 에탄올(Ethanol), 프로판올(Propanol), 부탄올(Butanol), 프로필렌카보네이트(Propylene carbonate), 톨루엔(Toluene), 벤젠(Benzene), 헥산(Hexane), 클로로포름(Chloroform), 아이소파라핀 오일(Isoparaffin oil), 실리콘 오일, 에스테르계 오일, 하이드로카본계 오일 트리에칠헥사노인, 디메치콘, 세틸오타노에이트, 디카프릴레이트, 이소프로필미리스테이트, 토코페놀아세테이트 등의 물질을 포함할 수 있다. 분산 용매(152)는 형광 물질, 인광 물질, 또는 발광 물질 등을 포함하거나 에너지가 인가됨에 따라 컬러 특성이 변화하는 색 가변 물질(예를 들면, 시온안료물질, 시온염료물질 등)을 포함할 수 있다.
바인더(154)는 380nm 내지 750nm의 가시광 영역에서 적어도 부분적으로 투명한 물질을 포함할 수 있다. 바인더(154)는 아크릴계 고분자, 실리콘계 고분자, 에스테르계 고분자, 우레탄계 고분자, 아미드계 고분자, 에테르계 고분자, 플루오르계 고분자 및 고무로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나의 투명한 고분자 물질을 포함할 수 있다. 또한, 바인더(350)는 형광 물질, 인광 물질, 발광 물질 등이 포함되거나 에너지가 인가됨에 따라 컬러 특성이 변화하는 물질(예를 들면, 시온안료물질, 시온염료물질 등)이 포함될 수 있다. 바인더(350)는 경화된 상태일 수 있다.
제1 입자들(153)이 제1 극성(+)으로 대전되어 있는 경우, 화소 전극(124)에 양의 전압이 인가되면, 제1 입자들(153)은 공통 전극(140)을 향하여 이동한다. 마이크로 캡슐(151) 내에서 제1 입자들(153)은 공통 전극(140)을 향하여 이동하므로, 외부에 제1 입자들(153)의 색상이 표시된다. 반대로, 화소 전극(124)에 음의 전압이 인가되면, 제1 입자들(153)은 화소 전극(140)을 향하여 이동하며, 외부에 분산 용매(152)의 색상이 표시된다.
도 3에 도시되지는 않았지만, 마이크로 캡슐(151) 내에는 분산 용매(152)과 제1 입자들(153) 외에 제1 입자들(153)과 상이한 색상과 반대 극성을 갖는 제2 입자들(미 도시)이 포함될 수 있다. 제1 입자들(153)이 제1 색상을 가지며 제1 극성(+)으로 대전되고, 제2 입자들이 제2 색상을 가지고 제2 극성(-)으로 대전되는 경우, 화소 전극(124)에 양의 전압이 인가되면, 제1 입자들(153)은 공통 전극(140)을 향하여 이동하고 제2 입자들은 화소 전극(124)을 향하여 이동하므로, 외부에 제1 입자들(153)의 제1 색상이 표시된다. 반대로, 화소 전극(124)에 음의 전압이 인가되면, 제1 입자들(153)은 화소 전극(140)을 향하여 이동하고 제2 입자들이 공통 전극(140)을 향하여 이동하므로, 외부에 제2 입자들의 제2 색상이 표시된다.
다른 예에 따르면, 표시층(150)은 마이크로 캡슐(151) 대신에 분산 용매(152)와 제1 입자들(153)을 물리적으로 구획하기 위한 격벽들을 포함할 수 있다. 격벽들에 의해 한정되는 공간 내에 분산 용매(152)와 제1 입자들(153)이 위치할 수 있다.
도 4 내지 도 9는 도 2의 전기 영동 디스플레이 장치(100)의 제조 방법을 설명하기 위해 공정 순서에 따른 단면도들이다.
도 4를 참조하면, 연결 전극(122)과 복수의 화소 전극들(124)을 갖는 제1 기판(SUB1)이 준비된다.
제1 기판(SUB1)은 제1 베이스 기판(110)과 제1 베이스 기판(110) 상의 전극층(120)을 포함하는 인쇄 회로 기판일 수 있다. 전극층(120)은 서로 이격하여 배열되는 연결 전극(122)과 화소 전극들(124)을 포함한다. 제1 기판(SUB1)은 접속 패드들(도 1의 102)을 포함하는 패드부(101)를 더 포함할 수 있으며, 접속 패드들(102)은 연결 전극(122)과 화소 전극들(124)에 각각 배선들(도 1의 103)을 통해 접속될 수 있다.
제1 기판(SUB1)은 제1 베이스 기판(110)에 관통 비아를 형성한 후, 금속과 같은 도전성 물질을 도금한 후, 도금층의 일부 영역을 제거하는 방식으로 연결 전극(122), 화소 전극들(124), 접속 패드들(102) 및 배선들(103)을 형성하는 인쇄 방식으로 형성될 수 있다. 제1 베이스 기판(110)은 플라스틱, 금속 등 다양한 재질의 연성 또는 경성 기판일 수 있다. 제1 베이스 기판(110)이 연성 합성 수지 기판일 경우, 제1 기판(SUB1)은 연성 인쇄 회로 기판일 수 있다.
도 5를 참조하면, 공통 전극(140), 표시층(150), 및 점착층(160)이 제2 베이스 기판(130) 상에 적층된 제2 기판(SUB2)이 준비된다.
제2 베이스 기판(130)은 투과율이 높은 광투명 소재로서, 80% 이상의 고투과율을 갖는 소재로 형성된 필름일 수 있다.
공통 전극(140)은 제2 베이스 기판(130) 상에 전면적으로 투명 도전성 물질로 형성될 수 있다.
표시층(150)은 공통 전극(140) 상에 전면적으로 형성될 수 있다. 도 3을 참조하면, 바인더(154)에 분산 용매(152)와 제1 입자들(153)을 포함하는 마이크로 캡슐들(151)을 혼합하고, 바인더(154)와 마이크로 캡슐들(151)이 혼합된 페이스트를 공통 전극(140) 상에 도포하고, 공통 전극(140) 상에 도포된 페이스트에 열을 가하거나 UV 조사함으로써 경화시켜, 표시층(150)을 공통 전극(140)이 형성된 제2 베이스 기판(130) 상에 코팅 또는 인쇄할 수 있다.
코팅은 패치 다이 코팅, 슬롯 또는 압출 코팅, 슬라이드 또는 캐스케이드 코팅, 커튼 코팅, 롤 코팅, 그라비아 코팅, 딥 코팅, 스프레이 코팅, 메니스커스 코팅, 스핀 코팅, 브러시 코팅, 에어 나이프 코팅 등에 의해 수행될 수 있다. 인쇄는 실크 스크린 프린팅, 정전 프린팅, 열 프린팅, 잉크 젯 프린팅 등으로 수행될 수 있다.
점착층(160)은 표시층(150) 상에 점착 물질을 도포하여 형성될 수 있다. 점착 물질은 접착성을 가지며, 열이나 UV에 의해 경화될 수 있다. 점착 물질은 상온에는 접착성을 가지지 않고, 열이 가해진 후에 접착성을 가질 수 있다. 점착 물질은 접착성을 가지고, UV가 조사되면 경화될 수 있다.
도 6을 참조하면, 제2 기판(SUB2)의 공통 전극(140)의 일부를 노출하는 개구부(OP)가 형성된다. 개구부(OP)의 위치는 제1 기판(SUB2)의 연결 전극(122)의 위치에 대응할 수 있다.
개구부(OP)를 형성하기 위해 점착층(160)과 표시층(150)의 일부가 제거될 수 있다. 일 예에 따르면, 부분 타발 공정을 이용하여 점착층(160)과 표시층(150)의 일부를 제거함으로써 공통 전극(140)를 노출하는 개구부(OP)를 형성할 수 있다. 부분 타발 공정은 공통 전극(140) 전까지 점착층(160)과 표시층(150)에 구멍, 즉, 개구부(OP)을 뚫는 공정이다. 부분 타발 공정은 기계에 의해 수행될 수 있다.
다른 예에 따르면, 개구부(OP)를 형성하기 위해 레이저가 이용될 수 있다. 개구부(OP)가 형성될 위치에 레이저를 조사하여, 개구부(OP)의 안쪽과 바깥쪽을 분리한 후, 개구부(OP) 안쪽의 점착층(160)과 표시층(150)을 석션(suction) 등을 통해 제거할 수 있다.
또 다른 예에 따르면, 개구부(OP)가 형성될 위치에 점착층(160)과 표시층(150)을 제거하기 위한 식각액을 투입함으로써, 개구부(OP)를 형성할 수 있다. 이때, 식각액은 공통 전극(140)의 물질을 제거하지 못하는 물질이거나, 공통 전극(140)이 노출되면 식각 공정을 중단할 수 있다.
도 7을 참조하면, 도전볼(170)을 열가소성 수지 물질(180')로 코팅한 코팅볼(CB)가 준비된다. 코팅볼(CB)은 수십 마이크로 내지 수백 마이크로의 크기를 가질 수 있으며, 개구부(OP)의 직경보다 작은 직경을 가질 수 있다.
도전볼들(170)은 예컨대 구리, 은, 알루미늄, 등과 같이 도전성이 높은 금속으로 이루어질 수 있으며, 수십 내지 수백 마이크로 정도의 직경을 가질 수 있다.
열가소성 수지 물질(180')은 도전볼들(170)의 외면 상에 코팅될 수 있다. 열가소성 수지 물질(180')은 80도 내지 120도 사이의 온도에서 녹으며 도전성과 접착성을 갖는 핫멜트(hot melt) 도전 접착 물질일 수 있다. 열가소성 수지 물질(180')은 금속 필러를 포함하여 도전성을 가질 수 있다.
도 8을 참조하면, 제2 기판(SUB2)의 개구부(OP)에 코팅볼들(CB)이 매립된다.
개구부(OP)에 매립된 코팅볼들(CB)은 점착층(160)의 상부 표면보다 높게 쌓일 수 있다. 코팅볼들(CB)은 구 형상이므로, 코팅볼들(CB) 사이에 빈 공간이 존재한다. 후속 공정에서 코팅볼들(CB) 사이의 공간이 메워질 수 있도록, 코팅볼들(CB)은 점착층(160)의 상부 표면 위로 돌출될 수 있다.
도 9를 참조하면, 코팅볼들(CB)이 제1 기판(SUB1)의 연결 전극(122)과 접촉하도록, 제2 기판(SUB2) 상에 제1 기판(SUB1)을 위치시킨 후, 도전볼들(170)을 통해 공통 전극(140)과 연결 전극(122)이 서로 전기적으로 연결되도록, 제1 기판(SUB1)과 제2 기판(SUB2)에 열과 압력이 가해진다.
제2 기판(SUB2)의 개구부(OP)에 매립된 코팅볼들(CB)이 제1 기판(SUB1)의 연결 전극(122)과 접촉하도록, 제1 기판(SUB1)이 제2 기판(SUB2) 상에 위치된 후, 제1 기판(SUB1)에는 제2 기판(SUB2)을 향하여 압력이 가해지고, 제2 기판(SUB2)에는 제1 기판(SUB1)을 향하여 압력이 가해질 수 있다. 이때, 제1 기판(SUB1)과 제2 기판(SUB2)은 핫 플레이트 상에 위치하여 열이 가해지거나 가열된 오븐 내에 위치할 수 있다. 제2 기판(SUB2)이 핫 플레이트 상에 위치하는 경우, 제1 기판(SUB1)에 제2 기판(SUB2)을 향하는 압력이 가해지면, 반작용에 의해 제2 기판(SUB2)에는 제1 기판(SUB1)을 향하는 압력이 가해진다.
제1 기판(SUB1)과 제2 기판(SUB2)은 코팅볼들(CB)의 열가소성 수지 물질(180')이 녹을 수 있는 온도로 가열될 수 있다. 이 온도는 예컨대 제1 기판(SUB1)과 제2 기판(SUB2)이 손상되지 않을 정도의 온도로서 약 80도 내지 120도 정도일 수 있다.
제1 기판(SUB1)과 제2 기판(SUB2)에 압력이 가해지면, 제2 기판(SUB2)의 점착층(160)은 연결 전극(122)과 화소 전극들(124)의 표면에 접촉하면서, 제1 기판(SUB1)과 제2 기판(SUB2)을 접합시킬 수 있다. 점착층(160)이 유동성을 갖는 경우, 점착층은 연결 전극(122)과 화소 전극들(124) 사이의 공간에도 침투하여 제1 베이스 기판(110)에도 부착될 수 있다. 점착층(160)은 연성 물질일 수도 있으며, 열에 의해 녹아 유동성을 가질 수도 있다. 점착층(160)은 코팅볼들(CB)의 열가소성 수지 물질(180')을 녹이기 위해 가해진 열에 의해 경화될 수도 있다.
코팅볼들(CB)의 열가소성 수지 물질(180')은 열에 의해 녹게 된다. 코팅볼들(CB)의 도전볼들(170)은 압력에 의해 서로 접촉하게 된다. 열에 의해 녹아 내린 열가소성 수지 물질(180)은 도 9에 도시된 바와 같이 도전볼들(170) 사이의 공극을 메우게 된다. 그 결과, 연결 전극(122)과 공통 전극(140)은 서로 물리적으로 접촉되는 도전볼들(170)에 의해 전기적으로 연결된다.
이후, 제1 기판(SUB1)과 제2 기판(SUB2)이 상온 상태에 놓이게 되면, 열가소성 수지 물질(180)은 다시 고체화되어, 연결 전극(122)과 공통 전극(140)을 고정시킬 수 있다. 다른 예에 따르면, 제1 기판(SUB1)과 제2 기판(SUB2) 상에 UV가 조사되어 점착층(160)은 경화되어, 제1 기판(SUB1)과 제2 기판(SUB2)을 단단하게 합착시킬 수 있다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 영동 디스플레이 장치의 개략적인 평면도를 도시한다. 도 11는 도 10의 전기 영동 디스플레이 장치의 절취선(XI-XI)을 따라 절취한 단면도를 도시한다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 전기 영동 디스플레이 장치(200)는 제1 기판(SUB1)과 제2 기판(SUB2)을 포함한다. 제1 기판(SUB1)의 연결 전극(222)과 제2 기판(SUB2)의 공통 전극(240)은 도전성 필름(CF)을 통해 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 기판(SUB1)은 제1 베이스 기판(210)과 제1 베이스 기판(210) 상의 전극층(220)을 포함한다. 전극층(220)은 서로 이격하여 배열되는 연결 전극(222)과 화소 전극들(224)을 포함한다. 제1 베이스 기판(210), 연결 전극(222), 및 화소 전극들(224)은 도 2의 제1 베이스 기판(110), 연결 전극(122), 및 화소 전극들(124)에 대응하며, 이들에 대하여 반복하여 자세히 설명하지 않으며, 차이점을 중심으로 설명한다.
제1 베이스 기판(210)은 플라스틱, 금속 등 다양한 재질의 기판일 수 있다. 제1 베이스 기판(210)은 구부러지거나 휘어지거나 둘둘 말릴 수 있는 연성 재질의 기판일 수 있으며, 이 경우, 제1 기판(SUB1)은 연성(flexile) 인쇄 회로 기판일 수 있다.
화소 전극들(224)은 표시 영역(도 10의 DR) 내에 디자이너의 설계에 따라 다양한 평면 형상을 가지며 배치된다. 화소 전극들(224)은 설계에 따라 상이한 평면 형상과 크기를 가질 수 있다.
연결 전극(222)은 도 1 및 도 2의 연결 전극(122)과 실질적으로 동일한 기능을 수행하며, 도 1의 도전성 필름(CF)에 대응하여 표시 영역(DR)을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 연결 전극(222)은 제2 기판(SUB)의 공통 전극(240)과 전기적으로 연결되어, 기준 전압을 공통 전극(240)에 전달할 수 있다.
제1 기판(SUB1)은 접속 패드들(202)을 포함하는 패드부(201)를 더 포함할 수 있다. 접속 패드들(202)은 연결 전극(222)과 화소 전극들(224)에 각각 배선들(203)을 통해 접속될 수 있다. 각각의 화소 전극들(224)과 연결 전극(222)에 독립적으로 전압을 인가하기 위해, 접속 패드들(202)의 개수는 적어도 화소 전극들(224)의 개수보다 많을 수 있다. 패드부(201), 접속 패드들(202) 및 배선들(203)은 도 1 및 도 2를 참조로 설명된 패드부(101), 접속 패드들(102), 및 배선들(103)에 각각 대응하며, 이들에 대하여 반복하여 설명하지 않는다.
제1 기판(SUB1)은 인쇄 회로 기판일 수 있다. 제1 기판(SUB1)은 제1 베이스 기판(210)에 관통 비아를 형성한 후, 금속과 같은 도전성 물질을 도금한 후, 일부 영역을 제거하는 방식으로 연결 전극(222), 화소 전극들(224), 접속 패드들(202) 및 배선들(203)과 같은 도전 패턴을 형성하는 인쇄 회로 방식으로 형성될 수 있다. 제1 기판(SUB1)은 롤투롤 공정에 의해 형성될 수 있다.
화소 전극들(224)은 제1 베이스 기판(210)의 제1 면 상에서 서로 이격되어 배치되며, 화소 전극들(224) 각각은 대응하는 접속 패드들(202)에 배선들(203)을 통해 전기적으로 연결된다.
제2 기판(SUB2)은 제2 베이스 기판(230), 공통 전극(240), 표시층(250) 및 도전성 필름(CF)을 포함한다. 도전성 필름(CF)은 공통 전극(240)을 제1 기판(SUB1)의 연결 전극(222)에 전기적으로 연결한다. 제2 기판(SUB2)은 제1 기판(SUB1)과 합착되기 위해 점착층(260)을 더 포함할 수 있다. 제2 베이스 기판(230), 공통 전극(240), 표시층(250), 및 점착층(260)은 도 1 및 도 2에 도시된 제2 베이스 기판(130), 공통 전극(140), 표시층(150), 및 점착층(160)에 각각 대응하며, 이들에 대하여 반복하여 자세히 설명하지 않는다.
제2 베이스 기판(230)은 투과율이 높은 광투명 소재로서, 80% 이상의 고투과율을 갖는 소재로 형성된 필름일 수 있다.
공통 전극(240)은 제2 베이스 기판(230) 상에 전면적으로 배치되며, 도전성 필름(CF)을 통해 제1 기판(SUB1)의 연결 전극(222)에 전기적으로 연결된다. 전기 영동 디스플레이 장치(200)가 동작할 때, 공통 전극(240)에는 기준 전압이 인가된다.
표시층(250)은 공통 전극(240)과 화소 전극들(224) 사이에 위치하며, 공통 전극(240)과 화소 전극들(224)에 의해 생성되는 전기장의 방향에 따라 다른 색상을 표시할 수 있다. 표시층(250)은 분산 용매, 및 분산 용매 내에 분산되고 인가되는 전기장의 방향에 따라 이동하도록 제1 극성으로 대전되는 제1 입자들을 포함할 수 있다. 표시층(150)은 분산 용매와 제1 입자들을 포함하는 마이크로 캡슐들, 및 마이크로 캡슐들을 공통 전극(140) 상에 고정시키기 위해 바인더를 포함할 수 있다.
도전성 필름(CF)은 표시층(250)의 테두리 영역(ER)에 배치되어 연결 전극(222)과 공통 전극(240)을 서로 전기적으로 연결하고 외부로부터의 습기가 표시층(250)으로 침투하는 것을 방지한다. 도전성 필름(CF)는 도전볼들(270)과 도전볼들(270) 사이의 공극을 메우는 열가소성 수지 물질(280)을 포함할 수 있다.
도전볼들(270)은 서로 물리적으로 접촉하여, 연결 전극(222)과 공통 전극(240) 사이의 전기적 경로를 제공할 수 있다. 도전볼들(270)은 예컨대 구리, 은, 알루미늄, 등과 같은 금속으로 이루어질 수 있으며, 수십 내지 수백 마이크로 정도의 직경을 가질 수 있다. 도전성 필름(CF) 내의 도전볼들(270)은 도 11에 균일하게 배치되는 것으로 도시지만 이는 예시적이며, 균일하지 않게 배치될 수도 있다.
열가소성 수지 물질(280)은 80도 내지 120도 사이의 온도에서 녹으며 도전성과 접착성을 갖는 핫멜트(hot melt) 도전 접착 물질일 수 있다. 열가소성 수지 물질(280)은 전도성을 갖기 위해 투명 금속 필러를 포함할 수 있다.
열가소성 수지 물질(280)은 외부로부터 습기가 침투하는 것을 방지하기 위해 제습 물질을 포함할 수 있다. 제습 물질이 수분을 제거함으로써, 도전성 필름(CF)은 방습 기능을 수행하는 실링제(sealing agent)로 기능할 수 있다.
점착층(260)은 표시층(250) 상에 배치되어, 제1 기판(SUB1)과 제2 기판(SUB2)을 접합시킬 수 있다. 점착층(260)은 에너지(예를 들어, 열 또는 UV 등)에 의해 경화될 수 있다. 접착층(260)은 경화되지 않을 수도 있다. 점착층(260)의 물질은 도전성 필름(CF)의 열가소성 수지 물질(280)과 동일할 수 있다. 점착층(250)의 물질은 열에 의해 녹을 수 있으며, 접착성을 가질 수 있다.
도전성 필름(CF)은 전기 영동 디스플레이 장치(200)를 습기로부터 보호하기 위한 실링 기능을 수행하기 때문에, 전기 영동 디스플레이 장치(200)는 테두리 부분에 실링 물질을 포함하지 않을 수 있다.
도 12 내지 도 14는 도 11의 전기 영동 디스플레이 장치(200)의 제조 방법을 설명하기 위해 공정 순서에 따른 단면도들이다.
도 4에 도시된 제1 기판(SUB1)과 같이, 연결 전극(222)과 복수의 화소 전극들(224)을 갖는 제1 기판(SUB1)이 준비된다. 화소 전극들(224)은 도 10에 도시된 표시 영역(DR) 내에 위치하며, 연결 전극(222)은 표시 영역(DR)을 둘러싸도록 배치된다.
도 5에 도시된 제2 기판(SUB2)과 같이, 공통 전극(240), 표시층(250), 및 점착층(260)이 제2 베이스 기판(230) 상에 적층된 제2 기판(SUB2)이 준비된다.
도 12를 참조하면, 점착층(260)과 표시층(250)의 일부를 제거함으로써 연결 전극(222)에 대응하는 공통 전극(240)의 일부 영역이 노출된다. 제거되지 않고 남아 있는 표시층(250)은 도 10의 표시 영역(DR)에 대응한다. 외부에 노출되는 공통 전극(240)의 영역은 도 10의 도전성 필름(CF)의 배치에 대응하며, 표시층(250)을 둘러싸도록 표시층(250)의 테두리 바깥쪽에 위치할 수 있다.
점착층(260)과 표시층(250)의 일부를 제거하기 위해, 일 예에 따르면, 부분 타발 공정이 이용될 수 있다. 다른 예에 따르면, 점착층(260)과 표시층(250)의 일부를 제거하기 위해 레이저가 이용될 수 있다. 표시 영역(DR)의 테두리에 해당하는 위치에 레이저를 조사하여 점착층(260)과 표시층(250)을 컷팅하고, 표시 영역(DR) 바깥쪽의 점착층(260)과 표시층(250)을 석션(suction) 등을 통해 제거할 수 있다.
또 다른 예에 따르면, 표시 영역(DR)에 대응하는 마스크를 점착층(260) 상에 위치시킨 후, 점착층(260)과 표시층(250)을 제거하기 위한 식각액을 투입함으로써, 공통 전극(240)의 일부 영역을 노출할 수 있다.
도 13을 참조하면, 외부에 노출되는 공통 전극(240)의 일부 영역에 대응하는 평면 형상을 갖는 도전성 필름(CF)을 준비하여, 도전성 필름(CF)을 상기 공통 전극의 일부 영역 상에 위치시킬 수 있다.
도전성 필름(CF)은 도전볼(270)을 열가소성 수지 물질(280)로 코팅한 코팅볼들(도 7의 CB)을 포함할 수 있다. 도전성 필름(CF)은 도 7에 도시된 코팅볼들(CB)을 제1 필름 상에 도포한 후, 열과 압력을 가하여 필름 형태로 만든 것일 수 있다. 도전성 필름(CF)의 도전볼들(270)은 서로 이격되어 있으며, 도전볼들(270) 사이에는 열가소성 수지 물질(280)이 존재할 수 있다. 또한, 도전성 필름(CF)을 제조할 때, 제1 필름 상에 도포된 코팅볼들(CB)이 완전히 압착되지 않고 인접한 코팅볼들(CB) 간에 고정될 수 있는 정도로만 압력이 가해질 수 있으며, 이 경우, 도전볼들(270) 사이에 공극이 존재할 수도 있다. 제1 필름은 제거될 수 있다.
도전성 필름(CF) 내의 열가소성 수지 물질(280)이 도전성을 가지지 않을 경우, 도전볼들(270)이 서로 접촉하지 않기 때문에, 도전성 필름(CF)은 도전성을 가지지 않을 수 있다.
도전성 필름(CF)은 노출된 공통 전극(240)의 영역에 대응하는 평면 형상을 갖도록 재단될 수 있다. 레이저나 블레이드를 이용한 컷팅 공정이 이용될 수 있다.
노출된 공통 전극(240)의 영역에 대응하는 평면 형상을 갖도록 재단된 도전성 필름(CF)은 도 13에 도시된 바와 같이 노출된 공통 전극(240)의 영역 상에 배치될 수 있다. 이때, 점착층(260)이 압축될 수 있는 물질로 형성된 경우라면, 도전성 필름(CF)의 상면은 점착층(260)의 상면과 실질적으로 동일할 수 있다. 그러나, 점착층(260)이 실질적으로 압축되지 않는다면, 도전성 필름(CF)의 상면은 점착층(260)의 상면보다 높이 돌출될 수 있다.
도 14를 참조하면, 도전성 필름(CF)이 제1 기판(SUB1)의 연결 전극(222)과 접촉하도록, 제2 기판(SUB2) 상에 제1 기판(SUB1)을 위치시킨 후, 도전볼들(270)을 통해 공통 전극(240)과 연결 전극(222)이 서로 전기적으로 연결되도록, 제1 기판(SUB1)과 제2 기판(SUB2)에 열과 압력이 가해진다.
제2 기판(SUB2)의 노출된 공통 전극(240)의 영역 상에 놓여진 도전성 필름(CF)이 제1 기판(SUB1)의 연결 전극(222)과 접촉하도록, 제1 기판(SUB1)이 제2 기판(SUB2) 상에 위치된 후, 제1 기판(SUB1)과 제2 기판(SUB2)은 서로를 향하는 압력이 가해질 수 있다. 이때, 제1 기판(SUB1)과 제2 기판(SUB2)은 핫 플레이트 상에 위치하거나 가열된 오븐 내에 위치할 수 있다. 제2 기판(SUB2)이 핫 플레이트 상에 위치하고, 제1 기판(SUB1)은 제2 기판(SUB2)을 향하는 압력을 받을 수 있다.
제1 기판(SUB1)과 제2 기판(SUB2)은 도전성 필름(CF)의 열가소성 수지 물질(280)이 녹을 수 있는 온도로 가열될 수 있다. 이 온도는 예컨대 제1 기판(SUB1)과 제2 기판(SUB2)이 손상되지 않을 정도의 온도로서 약 80도 내지 120도 정도일 수 있다.
제1 기판(SUB1)과 제2 기판(SUB2)에 압력이 가해지면, 제2 기판(SUB2)의 점착층(260)은 제1 기판(SUB1)의 상부 표면에 접촉하면서, 제1 기판(SUB1)과 제2 기판(SUB2)을 접합시킬 수 있다.
도전성 필름(CF)의 열가소성 수지 물질(280)은 열에 의해 녹게 된다. 도전성 필름(CF)의 도전볼들(270)은 압력에 의해 서로 접촉하게 된다. 열에 의해 녹아 내린 열가소성 수지 물질(280)은 도 14에 도시된 바와 같이 도전볼들(270) 사이의 공극을 메우게 된다. 그 결과, 연결 전극(222)과 공통 전극(240)은 서로 물리적으로 접촉되는 도전볼들(270)에 의해 전기적으로 연결된다.
이후, 제1 기판(SUB1)과 제2 기판(SUB2)이 상온 상태에 놓이게 되면, 열가소성 수지 물질(280)은 다시 고체화되어, 연결 전극(222)과 공통 전극(240)을 고정시킬 수 있다. 다른 예에 따르면, 제1 기판(SUB1)과 제2 기판(SUB2) 상에 UV가 조사되어 점착층(260)은 경화되어, 제1 기판(SUB1)과 제2 기판(SUB2)은 단단하게 합착될 수 있다.
본 발명에 따른 제조 방법을 구성하는 각 단계들에 대하여 명시적으로 순서를 기재하고 있거나 모순되지 않는다면, 각 단계들은 적당한 순서로 수행될 수 있다. 각 단계들의 기재된 순서에 따라 수행되는 것으로 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 본 발명에서 모든 예들 또는 예시적인 용어(예를 들어 등)의 사용은 오로지 본 발명을 상세히 설명하기 위한 것이며, 특허청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어의 사용으로 인해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 해당 기술 분야의 통상의 기술자는 특허청구범위 또는 그 균등물의 범위 내에서 설계 조건 및 팩터(factor)가 수정될 수 있음을 알 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 앞에서 설명된 실시예들에 국한하여 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 또는 이로부터 등가적으로 변경된 모든 범위가 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100, 200: 전기 영동 디스플레이 장치 110, 210: 제1 베이스 기판
122, 222: 연결 전극 124, 224: 화소 전극
130, 230: 제2 베이스 기판 140, 240: 공통 전극
150, 250: 표시층 160, 260: 점착층
170, 270: 도전볼 180, 280: 열가소성 수지 물질
SUB1: 제1 기판 SUB2: 제2 기판

Claims (19)

  1. 연결 전극과 복수의 화소 전극들을 갖는 제1 기판을 준비하는 단계;
    공통 전극과 상기 공통 전극 상의 표시층을 갖는 제2 기판을 준비하는 단계;
    상기 공통 전극의 일부를 노출하는 개구부를 형성하는 단계;
    도전볼을 열가소성 수지 물질로 코팅한 코팅볼들을 상기 개구부에 매립하는 단계;
    상기 코팅볼들이 상기 연결 전극과 접촉하도록, 상기 제2 기판 상에 상기 제1 기판을 위치시키는 단계; 및
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판에 열과 압력을 가하여, 상기 도전볼들을 통해 상기 공통 전극과 상기 연결 전극을 서로 전기적으로 연결하는 단계를 포함하는 전기 영동 디스플레이 장치의 제조 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 기판은 제1 베이스 기판, 상기 제1 베이스 기판 상에 서로 이격하여 배열되는 상기 화소 전극들, 및 상기 복수의 화소 전극들로부터 절연되는 상기 연결 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 영동 디스플레이 장치의 제조 방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 기판은 상기 화소 전극들과 상기 연결 전극에 각각 연결되는 복수의 접속 패드들을 포함하며,
    상기 접속 패드들을 통해 상기 연결 전극에는 기준 전압이 인가되고 상기 화소 전극들에는 서로 독립적인 전압들이 각각 인가되는 것을 특징으로 하는 전기 영동 디스플레이 장치의 제조 방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 표시층은 분산 용매, 및 상기 분산 용매 내에 분산되고 인가되는 전기장의 방향에 따라 이동하도록 제1 극성으로 대전된 제1 입자들을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 영동 디스플레이 장치의 제조 방법.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 표시층은 각각 상기 분산 용매와 상기 제1 입자들을 캡슐 형태로 포함하고 인가되는 전기장의 방향과 세기 중 적어도 하나에 따라 다른 색상을 표시하는 마이크로 캡슐들을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 영동 디스플레이 장치의 제조 방법.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 기판은 투명한 제2 베이스 기판, 상기 제2 베이스 기판 상의 상기 공통 전극, 상기 공통 전극 상의 상기 표시층, 및 상기 표시층 상의 점착층을 포함하며,
    상기 개구부는 상기 표시층 및 상기 점착층을 관통하여 형성되는 것을 특징으로 하는 전기 영동 디스플레이 장치의 제조 방법.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 점착층의 물질은 상기 코팅볼의 상기 열가소성 수지 물질과 동일한 것을 특징으로 하는 전기 영동 디스플레이 장치의 제조 방법.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 코팅볼의 상기 열가소성 수지 물질은 80도 내지 120도 사이의 온도에서 녹으며 도전성과 접착성을 갖는 핫멜트(hot melt) 도전 접착 물질인 것을 특징으로 하는 전기 영동 디스플레이 장치의 제조 방법.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 코팅볼의 직경은 상기 개구부의 폭보다 작은 것을 특징으로 하는 전기 영동 디스플레이 장치의 제조 방법.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 도전볼들을 통해 상기 공통 전극과 상기 연결 전극을 서로 전기적으로 연결하는 단계 동안, 상기 열에 상기 코팅볼의 상기 열가소성 수지 물질이 의하여 녹고, 상기 도전볼들은 상기 압력에 의하여 서로 접촉하며, 상기 열에 의해 녹은 상기 열가소성 수지 물질은 상기 도전볼들 사이의 공극을 메우는 것을 특징으로 하는 전기 영동 디스플레이 장치의 제조 방법.
  11. 연결 전극과 복수의 화소 전극들을 갖는 제1 기판을 준비하는 단계;
    공통 전극과 상기 공통 전극 상의 표시층을 갖는 제2 기판을 준비하는 단계;
    상기 연결 전극에 대응하는 상기 공통 전극의 일부 영역을 노출시키는 단계;
    도전볼을 열가소성 수지 물질로 코팅한 코팅볼들을 포함하고 상기 공통 전극의 일부 영역에 대응하는 평면 형상을 갖는 도전성 필름을 준비하는 단계;
    상기 도전성 필름을 상기 공통 전극의 일부 영역과 상기 연결 전극의 사이에 위치시키는 단계; 및
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판에 열과 압력을 가하여, 상기 도전성 필름의 상기 도전볼들을 통해 상기 공통 전극과 상기 연결 전극을 서로 전기적으로 연결하는 단계를 포함하는 전기 영동 디스플레이 장치의 제조 방법.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 기판은 표시 영역을 포함하는 제1 베이스 기판, 상기 표시 영역 상에 서로 이격하여 배열되는 상기 화소 전극들, 및 상기 표시 영역을 둘러싸는 상기 연결 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 영동 디스플레이 장치의 제조 방법.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 기판은 상기 화소 전극들과 상기 연결 전극에 각각 연결되는 복수의 접속 패드들을 포함하며,
    상기 접속 패드들을 통해 상기 연결 전극에는 기준 전압이 인가되고 상기 화소 전극들에는 서로 독립적인 전압들이 각각 인가되는 것을 특징으로 하는 전기 영동 디스플레이 장치의 제조 방법.
  14. 제11 항에 있어서,
    상기 표시층은 분산 용매 및 상기 분산 용매 내에 분산되고 인가되는 전기장의 방향에 따라 이동하도록 제1 극성으로 대전된 제1 입자들을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 영동 디스플레이 장치의 제조 방법.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 표시층은 각각 상기 분산 용매와 상기 제1 입자들을 캡슐 형태로 포함하고 인가되는 전기장의 방향과 세기 중 적어도 하나에 따라 다른 색상을 표시하는 마이크로 캡슐들을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 영동 디스플레이 장치의 제조 방법.
  16. 제11 항에 있어서,
    상기 제2 기판은 투명한 제2 베이스 기판, 상기 제2 베이스 기판 상의 상기 공통 전극, 상기 공통 전극 상의 상기 표시층, 및 상기 표시층 상의 점착층을 포함하며,
    상기 공통 전극과 상기 연결 전극을 서로 전기적으로 연결하는 단계에서 상기 제1 기판과 상기 제2 기판은 상기 점착층에 의해 합착되는 것을 특징으로 하는 전기 영동 디스플레이 장치의 제조 방법.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 점착층의 물질은 상기 코팅볼의 상기 열가소성 수지 물질과 동일한 것을 특징으로 하는 전기 영동 디스플레이 장치의 제조 방법.
  18. 제11 항에 있어서,
    상기 열가소성 수지 물질은 80도 내지 120도 사이의 온도에서 녹으며 도전성과 접착성을 갖는 핫멜트(hot melt) 도전 접착 물질인 것을 특징으로 하는 전기 영동 디스플레이 장치의 제조 방법.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 열가소성 수지 물질은 제습 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 영동 디스플레이 장치의 제조 방법.
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