KR20170112369A - 전기 영동 디스플레이 장치 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 전기 영동 디스플레이 장치 및 이의 제조 방법이 개시된다. 상기 전기 영동 디스플레이 장치는 제1 베이스 기판, 상기 제1 베이스 기판 상에 배열되는 연결 전극과 복수의 화소 전극들, 제2 베이스 기판, 상기 베이스 기판 상의 공통 전극, 상기 화소 전극과 상기 공통 전극 사이의 표시층, 상기 표시층을 관통하여 상기 연결 전극과 상기 공통 전극 사이에 배치되는 콘택 플러그, 및 상기 콘택 플러그와 상기 공통 전극 사이의 박리 패턴을 포함한다.

Description

전기 영동 디스플레이 장치 및 이의 제조 방법{Electrophoresis display apparatus and method of fabricating the same}
본 발명은 전기 영동 디스플레이 장치 및 이의 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, 공통 전극을 노출하는 개구부를 형성해야 한다. 이를 위해, 표시층과 점착층을 제거해야 하는데, 제거 과정 중에 마이크로 캡슐이 파괴되어 분산 용매나 입자들이 주변 표시층을 오염시키거나 공통 전극 표면에 부착되어 접촉 불량을 야기할 수 있다. 뿐만 아니라, 점착층의 접착력으로 인하여 일부 영역만을 제거하는 것이 쉽지 않다는 문제가 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 일 과제는 상부 기판에 낮은 비용으로 오염 없이 공통 전극을 노출하는 개구부를 형성하는 방법을 포함하는 전기 영동 디스플레이 장치의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 전기 영동 디스플레이 장치는 제1 베이스 기판, 상기 제1 베이스 기판 상에 배열되는 연결 전극과 복수의 화소 전극들, 제2 베이스 기판, 상기 베이스 기판 상의 공통 전극, 상기 화소 전극들과 상기 공통 전극 사이의 표시층, 상기 표시층을 관통하여 상기 연결 전극과 상기 공통 전극 사이에 배치되는 콘택 플러그, 및 상기 콘택 플러그와 상기 공통 전극 사이의 박리 패턴을 포함한다.
상기 표시층과 상기 박리 패턴 사이의 접착력은 상기 표시층과 상기 공통 전극 사이의 접착력보다 약할 수 있다.
상기 박리 패턴은 상기 콘택 플러그를 상기 공통 전극에 전기적으로 연결하도록 도전성을 가질 수 있다.
상기 전기 영동 디스플레이 장치는 상기 제1 베이스 기판 상에 배치되는 복수의 접속 패드들, 및 상기 제1 베이스 기판에 배치되고, 상기 복수의 접속 패드들을 상기 연결 전극과 상기 화소 전극들에 각각 연결하는 배선들을 더 포함할 수 있다.
상기 접속 패드들을 통해 상기 연결 전극에는 기준 전압이 인가되고 상기 화소 전극들에는 서로 독립적인 전압들이 각각 인가될 수 있다.
상기 전기 영동 디스플레이 장치는 상기 표시층을 상기 화소 전극들 상에 접합하기 위해 상기 표시층과 상기 화소 전극들 사이에 배치되는 점착층을 더 포함할 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.
본 발명의 일 측면에 따른 전기 영동 디스플레이 장치의 제조 방법에 따르면, 제1 베이스 기판 상에 연결 전극과 복수의 화소 전극들이 형성된다. 제2 베이스 기판 상에 공통 전극이 형성된다. 상기 공통 전극 상의 상기 연결 전극에 대응되는 위치에 박리 패턴이 형성된다. 상기 박리 패턴에 의해 덮이지 않는 상기 공통 전극의 일부 영역 상에 표시층 및 점착층이 형성된다. 상기 박리 패턴 상에 콘택 플러그가 형성된다. 상기 연결 전극과 상기 콘택 플러그가 서로 전기적으로 연결되도록 상기 점착층 상에 상기 화소 전극들이 접합된다.
상기 표시층 및 상기 점착층이 형성되는 단계에서, 상기 박리 패턴과 상기 표시층 간의 표면 반발력으로 인하여, 상기 박리 패턴에 의해 덮이지 않는 상기 공통 전극의 일부 영역 상에만 상기 표시층이 형성될 수 있다. 상기 박리 패턴이 노출되도록 상기 표시층 상에 상기 점착층이 형성될 수 있다.
상기 점착층이 형성되는 단계에서, 상기 표시층과 상기 점착층이 접촉하도록 일 면에 상기 점착층이 부착된 이형 필름이 상기 표시층 상에 부착될 수 있다. 상기 이형 필름이 박리될 수 있다. 상기 박리 패턴 상의 빈 공간으로 인하여 상기 표시층과 접촉하지 않은 상기 점착층의 일부분은 상기 이형 필름을 박리할 때 상기 이형 필름과 함께 제거될 수 있다.
상기 박리 패턴은 상기 콘택 플러그과 상기 공통 전극을 서로 전기적으로 연결하도록 도전성을 가질 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 전기 영동 디스플레이 장치는 제1 베이스 기판, 상기 제1 베이스 기판 상에 배열되는 연결 전극과 복수의 화소 전극들, 제2 베이스 기판, 상기 베이스 기판 상의 공통 전극, 상기 화소 전극들과 상기 공통 전극 사이의 표시층, 상기 화소 전극들과 상기 표시층 사이의 점착층, 상기 표시층과 상기 점착층을 관통하여 상기 연결 전극과 상기 공통 전극을 전기적으로 연결하는 콘택 플러그, 및 상기 공통 전극과 상기 표시층 사이에 위치하고, 상기 콘택 플러그를 적어도 부분적으로 둘러싸는 박리 패턴을 포함한다.
상기 공통 전극과 상기 박리 패턴 사이의 접착력은 상기 공통 전극과 상기 표시층 사이의 접착력보다 약할 수 있다.
상기 박리 패턴은 상기 콘택 플러그에 의해 관통될 수 있다.
상기 전기 영동 디스플레이 장치는 상기 제1 베이스 기판 상에 배치되는 복수의 접속 패드들, 및 상기 제1 베이스 기판에 배치되고, 상기 복수의 접속 패드들을 상기 연결 전극과 상기 화소 전극들에 각각 연결하는 배선들을 더 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.
본 발명의 다른 측면에 따른 전기 영동 디스플레이 장치의 제조 방법에 따르면, 제1 베이스 기판 상에 연결 전극과 복수의 화소 전극들이 형성된다. 제2 베이스 기판 상에 공통 전극이 형성된다. 상기 공통 전극 상의 상기 연결 전극에 대응되는 위치에 박리 패턴이 형성된다. 상기 공통 전극 상에 상기 박리 패턴을 덮도록 표시층 및 점착층이 형성된다. 상기 연결 전극에 대응되는 위치의 상기 공통 전극의 일부분을 노출하도록, 상기 점착층, 상기 표시층 및 상기 박리 패턴을 관통하는 개구부가 형성된다. 상기 개구부 내에 상기 공통 전극에 전기적으로 연결되는 콘택 플러그가 형성된다. 상기 연결 전극과 상기 콘택 플러그가 서로 전기적으로 연결되도록 상기 점착층 상에 상기 화소 전극들이 접합된다.
상기 공통 전극과 상기 박리 패턴 사이의 접착력은 상기 공통 전극과 상기 표시층 사이의 접착력보다 약할 수 있다.
본 발명의 전기 영동 디스플레이 장치는 박리 필름을 이용하여 미리 설정된 영역에 표시층이 형성되지 않게 함으로써 표시층 내의 마이크로 캡슐들이 파괴되지 않는다. 뿐만 아니라, 이러한 박리 필름을 이용하여 표시층과 점착층을 손쉽게 제거할 수 있다. 따라서, 공정이 간단해지므로 제조 시간과 제조 비용을 낮출 수 있으며, 불량율을 감소시킬 수 있다.
도 1은 전기 영동 디스플레이 장치의 개략적인 평면도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 영동 디스플레이 장치의 단면도이다.
도 3은 도 2의 표시층을 확대한 일 예에 따른 단면도이다.
도 4는 도 2의 표시층을 확대한 다른 예에 따른 단면도이다.
도 5 내지 도 11은 도 2의 전기 영동 디스플레이 장치의 제조 방법을 설명하기 위해 공정 순서에 따른 단면도들이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 영동 디스플레이 장치의 단면도이다.
도 13 내지 도 16는 도 12의 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 전기 영동 디스플레이 장치의 개략적인 평면도를 도시한다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 영동 디스플레이 장치의 단면도이다. 도 2의 단면도는 도 1의 절취선(II-II)을 따라 절취한 것이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 전기 영동 디스플레이 장치(100)는 제1 베이스 기판(110), 제1 베이스 기판(110) 상에 배열되는 연결 전극(122)과 복수의 화소 전극들(124), 제2 베이스 기판(130), 베이스 기판(130) 상의 공통 전극(140), 화소 전극들(124)과 공통 전극(140) 사이의 표시층(150), 표시층(150)을 관통하여 연결 전극(122)과 공통 전극(140) 사이에 배치되는 콘택 플러그(180), 및 콘택 플러그(180)와 공통 전극(140) 사이의 박리 패턴(170)을 포함한다. 연결 전극(122)과 공통 전극(140)은 콘택 플러그(180)를 통해 서로 전기적으로 연결된다. 전기 영동 디스플레이 장치(100)는 화소 전극들(124)과 표시층(150)을 서로 접합하기 위한 점착층(160)을 더 포함할 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 있다. 다른 예에 따르면, 제1 베이스 기판(110)은 페놀 계열 또는 에폭시 계열의 합성 수지로 이루어진 경성 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. 전극층(120)은 서로 이격하여 배열되는 연결 전극(122)과 화소 전극들(124)을 포함한다.
연결 전극(122)은 콘택 플러그(180)를 통해 공통 전극(140)과 전기적으로 연결되어 공통 전극(140)에 기준 전압을 전달할 수 있다. 연결 전극(122)은 화소 전극들(124)로부터 절연된다.
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 배치된다. 화소 전극들(124) 중 일부는 설계에 따라 동일한 전압이 인가되어야 하는 경우, 제1 베이스 기판(110)에 형성된 배선을 통해 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 배선을 통해 서로 전기적으로 연결된 화소 전극들(124)에는 동일한 전압이 인가되므로, 이 화소 전극들(124) 상의 표시층(150)은 동일한 색상을 표시한다.
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.
도 1에 도시된 바와 같이, 접속 패드들(102)을 포함하는 패드부(101) 및 배선들(103)이 제1 베이스 기판(110)에 배치될 수 있다. 접속 패드들(102)은 연결 전극(122)과 화소 전극들(124)에 각각 배선들(103)을 통해 접속될 수 있다. 접속 패드들(102)을 통해 연결 전극(122)에 기준 전압을 인가하고 각각의 화소 전극들(124)에 독립적인 전압들을 인가할 수 있다. 이를 위해, 접속 패드들(102)의 개수는 적어도 화소 전극들(124)의 개수보다 많을 수 있다.
연결 전극(122)과 화소 전극들(124)이 제1 베이스 기판(110)의 제1 면 상에 배치되는 경우, 배선들(103)은 제1 베이스 기판(110)의 제1 면의 반대 면인 제2 면에 배열될 수 있다. 다른 예에 따르면, 배선들(103)은 제1 베이스 기판(110) 내부에 배치될 수도 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.
접속 패드들(102)은 연결 전극(122)과 화소 전극들(124)과 함께 제1 베이스 기판(110)의 제1 면 상에 배치될 수 있다. 다른 예에 따르면, 접속 패드들(102)은 제1 베이스 기판(110)의 제2 면 상에 배치되고, 전기 영동 디스플레이 장치(100)를 구동하는 구동 칩이 표면 실장 방식으로 접속 패드들(102)에 장착될 수도 있다.
제1 베이스 기판(110)과 제1 베이스 기판(110)에 형성되는 연결 전극(122), 화소 전극(124), 접속 패드들(102) 및 배선들(103)은 인쇄 회로 기판의 형태로 준비될 수 있다. 예를 들면, 연결 전극(122), 화소 전극(124), 접속 패드들(102) 및 배선들(103)은 제1 베이스 기판(110)에 관통홀을 형성한 후, 금속과 같은 도전성 물질을 도금한 후, 일부 영역을 제거하는 방식으로 형성될 수 있다. 다른 예에 따르면, 제1 베이스 기판(110)에 연결 전극(122), 화소 전극(124), 접속 패드들(102) 및 배선들(103)을 인쇄 방식으로 형성할 수 있다. 제1 베이스 기판(110)에 전기적 연결이 필요한 곳에 관통홀을 형성한 후 도전성 물질로 관통홀을 매립함으로써 완성될 수 있다. 이와 같은 제조는 롤투롤 공정을 이용하여 달성될 수 있다. 연결 전극(122), 화소 전극(124), 접속 패드들(102) 및 배선들(103)은 제1 베이스 기판(110) 상에 미리 설정된 순서에 따라 도전 물질층과 절연 물질층을 적층한 후 포토리소그래픽 공정 및 식각 공정을 통해 도전 패턴과 절연 패턴을 형성하는 반도체 공정 기술에 의해 형성되지 않을 수 있다. 따라서, 제1 베이스 기판(110)에는 반도체 물질을 이용한 능동 스위칭 소자, 예컨대, 박막 트랜지스터가 직접 형성되지 않는다.
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(180)를 통해 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 공정 을 통해 제2 베이스 기판(130) 상에 전면적으로 형성될 수 있다. 다른 예에 따르면, 공통 전극(140)은 코팅 공정 또는 도금 공정을 통해 제2 베이스 기판(130) 상에 전면적으로 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 더 포함할 수 있다. 이 경우, 제1 입자들과 제2 입자들은 서로 상이한 색상을 가질 수 있다. 분산 용매는 투명하거나, 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.
일 예에 따르면, 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.
각각의 화소 전극(124) 상에 위치한 표시층(150)의 일부분은 화소 전극(124)에 인가되는 전압에 따라 동일한 색상을 표시할 수 있다. 즉, 양의 전압이 인가되는 제1 화소 전극(124) 상에 위치한 표시층(150)의 제1 부분은 제1 색상을 표시하고, 음의 전압이 인가되는 제2 화소 전극(124) 상에 위치하는 표시층(150)의 제2 부분은 제2 색상을 표시할 수 있다. 예컨대, 제1 화소 전극(124)은 피사체에 대응하는 평면 형상을 가지고, 제2 화소 전극(124)은 배경에 대응하는 평면 형상을 가질 경우, 제1 및 제2 화소 전극들(124)에 상이한 전압을 인가함으로써, 피사체와 배경의 색상을 다르게 함으로써 피사체와 배경을 구분하여 표시할 수 있다.
표시층(150)에 대하여 도 3 및 도 4를 참조로 아래에서 더욱 자세히 설명한다.
점착층(160)은 표시층(150) 상에 배치되어, 표시층(150)과 화소 전극들(124)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 열에 의해 녹을 수 있으며, 열에 의해 녹으면 접착성을 가질 수 있다. 점착층(160)은 에너지(예를 들어, 열 또는 UV 등)에 의해 경화될 수 있다. 다른 예에 따르면, 접착층(160)은 설계에 따라서 경화되지 않을 수도 있다.
콘택 플러그(180)는 연결 전극(122) 상에 배치되어 공통 전극(140)과의 전기적 연결 경로를 제공한다. 콘택 플러그(180)는 점도가 높은 액상의 도전성 물질로 형성될 수 있다. 예컨대, 콘택 플러그(180)는 실버 페이스트, 카본 페이스트, 또는 도전성 액상 OCA(optically clear adhesive)를 이용하여 형성될 수 있다. 다른 예에 따르면, 콘택 플러그(180)는 도전성 점착 필름으로 형성될 수 있다.
다른 예에 따르면, 콘택 플러그(180)는 금속을 포함하는 구형 또는 원주형 도전체일 수 있다. 콘택 플러그(180)는 합성 수지 내에 분포되는 도전성 입자들을 포함할 수 있다. 도전성 입자들은 서로 물리적으로 접촉하여, 연결 전극(122)과 공통 전극(140) 사이의 전기적 경로를 제공할 수 있다. 도전성 입자들은 예컨대 구리, 은, 알루미늄, 등과 같은 금속으로 이루어질 수 있으며, 수십 내지 수백 마이크로 정도의 직경을 가질 수 있다. 도전성 입자들은 코어 물질에 금이나 은과 같은 도전성 물질을 코팅하여 형성될 수 있다.
박리 패턴(170)은 콘택 플러그(180)와 공통 전극(140) 사이에 배치된다. 박리 패턴(170)은 공통 전극(140) 상에 연결 전극(122)에 대응하는 위치에 형성될 수 있다. 박리 패턴(170)의 물질은 표시층(150)의 물질과 표면 반발력을 가질 수 있다. 즉, 박리 패턴(170)과 표시층(150) 간의 접착력은 공통 전극(140)과 표시층(150) 간의 접착력보다 약할 수 있다. 그에 따라, 표시층(150)은 박리 패턴(170)이 덮이지 않은 공통 전극(140) 상에만 형성되고, 박리 패턴(170) 상에는 형성되지 않을 수 있다. 또한, 점착층(160)도 표시층(150) 상에만 형성되어, 박리 패턴(170) 상에는 표시층(150)과 점착층(160)이 존재하지 않을 수 있다. 따라서, 연결 전극(122)에 대응하는 위치의 표시층(150)과 점착층의 일부분들을 제거할 필요가 없다. 콘택 플러그(180)는 노출된 박리 패턴(170) 상에 직접 형성될 수 있다.
콘택 플러그(180)는 박리 패턴(170)을 통해 공통 전극(140)에 전기적으로 연결될 수 있다. 이를 위해, 박리 패턴(170)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. 박리 패턴(170) 내의 투명 금속 필러의 함유량은 5[wt％] 내지 50 [wt％](중량 퍼센트)일 수 있다. 다른 예에 따르면, 박리 패턴(170)은 절연 특성을 갖지 못할 정도로 매우 얇은 두께를 가질 수도 있다.
콘택 플러그(180)는 박리 패턴(170)을 관통하여 공통 전극(140)에 직접 접촉할 수 있다. 박리 패턴(170)은 압력이 가해지면 형상이 변하도록 연질 특성을 가질 수 있다. 콘택 플러그(180)은 외부로부터 압력을 받아 박리 패턴(170)을 뚫고 공통 전극(140)에 직접 접촉할 수도 있다.
도 1에 도시되지는 않았지만, 전기 영동 디스플레이 장치(100)는 테두리 부분에 실링 물질을 포함할 수 있다. 실링 물질은 제1 베이스 기판(110)과 제2 베이스 기판(130)의 테두리 부분에 배치되어, 제1 베이스 기판(110)과 제2 베이스 기판(130)을 서로 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 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. 마이크로 캡슐들(151)은 외부의 압력에 의해 형태가 변형될 수 있는 소프트 타입일 수 있다. 다른 예에 따르면, 마이크로 캡슐들(151)은 형태가 변형되지 않는 하드 타입일 수 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.
도 4는 도 2의 표시층을 확대한 다른 예에 따른 단면도이다.
도 4를 참조하면, 표시층(150a)은 도 2에 도시된 바와 같이 공통 전극(140)과 점착층(160) 사이에 배치된다. 공통 전극(140) 상에는 분산 용매(152a)와 제1 입자들(153a)을 물리적으로 구획하기 위한 격벽(151a)이 배치될 수 있다. 격벽(151a)은 평면 상에서 매쉬 형태 또는 격자 형태로 배열될 수 있다. 격벽(151a)은 실링 재료로 형성될 수 있으며, 예컨대, UV 경화형의 아크릴계 수지 또는 열 경화형의 에폭시계 수지로 형성될 수 있다. 격벽(151a)은 유기 화합물과 같은 수지 또는 무기 화합물, 또는 이들의 조합으로 형성될 수 있다. 격벽(151a)은 수지층을 형성한 후 수지층을 임프린팅하는 스탬퍼 방식으로 형성될 수 있다. 다른 예에 따르면, 격벽(151a)은 포토리소그래픽 공정을 이용하여 형성될 수 있다. 예컨대, 감광성 수지층을 공통 전극(140) 상에 도포한 후, 포토 마스크를 이용하여 격벽(151a)이 형성될 위치 또는 격벽(151a)의 형성을 위해 제거되어야 할 위치에 광을 조사한 후, 현상 공정을 통해 격벽(151a)이 형성될 수 있다. 격벽(151a)에 의해 구획되는 공간에 분산 용매(152a)와 제1 입자들(153a)을 매립할 수 있다.
분산 용매(152a)는 도 3의 분산 용매(152)에 대응되고, 제1 입자들(153a)은 도 3의 제1 입자들(153)에 대응될 수 있다. 격벽들(151a) 사이에는 제1 입자들(153a)과 다른 극성으로 대전되는 제2 입자들이 존재할 수 있으며, 제2 입자들은 제1 입자들(153a)과 다른 색상을 가질 수 있다.
도 5 내지 도 11은 도 2의 전기 영동 디스플레이 장치(100)의 제조 방법을 설명하기 위해 공정 순서에 따른 단면도들이다.
도 5를 참조하면, 제1 베이스 기판(110) 상에 연결 전극(122)과 복수의 화소 전극들(124)을 포함하는 전극층(120)이 형성된다.
연결 전극(122)과 복수의 화소 전극들(124)은 제1 베이스 기판(110) 상에 인쇄 회로 기판을 제조하는 방식, 예컨대, 인쇄 방식으로 형성될 수 있으며, 연결 전극(122)과 복수의 화소 전극들(124)이 형성된 제1 베이스 기판(110)은 인쇄 회로 기판으로 지칭될 수 있다. 연결 전극(122)과 화소 전극들(124)은 제1 베이스 기판(110) 상에 서로 이격하여 배열된다. 연결 전극(122)은 도 1에 도시된 바와 같이 표시 영역(DR)의 바깥쪽에 위치할 수 있으며, 화소 전극들(124)은 표시 영역(DR) 내에 서로 이격하여 위치할 수 있다.
제1 베이스 기판(110) 상에는 접속 패드들(도 1의 102)을 포함하는 패드부(101)가 더 형성될 수 있으며, 접속 패드들(102)은 연결 전극(122)과 화소 전극들(124)에 각각 배선들(도 1의 103)을 통해 접속될 수 있다. 배선들(103)은 연결 전극(122) 및 화소 전극들(124)과 상이한 층에 위치할 수 있다. 예컨대, 연결 전극(122)과 화소 전극들(124)은 제1 베이스 기판(110)의 제1 면 상에 배치되고, 배선들(103)은 제1 베이스 기판(110)의 제1 면의 반대 면인 제2 면 상에 배치되거나, 제1 베이스 기판(110)의 내부에 배치될 수 있다. 접속 패드들(102)은 제1 베이스 기판(110)의 제1 면 상에 배치될 수도 있고, 제2 면 상에 배치될 수도 있다.
제1 베이스 기판(110)에 관통 비아를 형성한 후, 금속과 같은 도전성 물질을 도금한 후, 도금층의 일부 영역을 제거하는 방식으로, 제1 베이스 기판(110)에 연결 전극(122), 화소 전극들(124), 접속 패드들(102) 및 배선들(103)이 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 수 있다.
도 6을 참조하면, 제2 베이스 기판(110) 상에 공통 전극(140) 및 박리 패턴(170)이 형성될 수 있다. 박리 패턴(170)은 공통 전극(140) 상에 연결 전극(122)에 대응하는 위치에 배치될 수 있다.
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. 공통 전극(140)은 스퍼터링 방식으로 제2 베이스 기판(130) 상에 형성될 수 있다. 다른 예에 따르면, 공통 전극(140)은 제2 베이스 기판(130) 상에 코팅 방식 또는 도금 방식으로 형성될 수 있다.
공통 전극(140) 상의 연결 전극(122)에 대응하는 위치에 박리 패턴(170)이 형성될 수 있다. 박리 패턴(170)의 물질은 표시층(150)의 물질과 표면 반발력을 가질 수 있다. 일 예에 따르면, 박리 패턴(170)은 도전성을 가질 수 있다. 박리 패턴(170)은 도전성을 갖기 위해 투명 금속 필러를 포함할 수 있다. 다른 예에 따르면, 박리 패턴(170)은 압력이 가해지면 형상이 변하도록 연질 특성을 가질 수 있다. 또 다른 예에 따르면, 박리 패턴(170)은 절연 특성을 갖지 못할 정도로 매우 얇은 두께를 가질 수도 있다.
도 7을 참조하면, 제2 베이스 기판(110) 상의 공통 전극(140) 상에 표시층(150)이 형성될 수 있다. 박리 패턴(170)의 물질은 표시층(150)의 물질과 표면 반발력을 가지므로, 표시층(170)은 박리 패턴(170) 상에는 형성되지 않는다. 이를 위해, 박리 패턴(170)과 표시층(150) 간의 접착력은 공통 전극(140)과 표시층(150) 간의 접착력보다 약할 수 있다.
도 3에 도시된 표시층(150)은 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, 공통 전극(140) 상에 국부적으로 코팅될 수 있다. 페이스트는 표면 반발력으로 인하여 박리 패턴(170) 상에 도포되지 않을 수 있다. 페이스트가 박리 패턴(170) 상에 일부 도포되더라도, 경화된 후에는 박리 패턴(170) 상에 존재하는 표시층(150)은 박리 패턴(170)과 접착되지 못하고 석션이나 기계적 진동에 의해 박리 패턴(170)으로부터 분리되어 제거될 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.
도 8을 참조하면, 공통 전극(140)과 표시층(150)이 형성된 제2 베이스 기판(130) 상에 점착층(160a)이 부착된 이형 필름(162)이 부착된다. 점착층(160a)은 점착층(160a)의 접착력을 이용하여 표시층(150) 상에 부착될 수 있다. 이형 필름(162)과 점착층(160a) 간의 접착력은 점착층(160a)과 표시층(150) 간의 접착력보다 낮을 수 있다. 이를 위해, 이형 필름(162)은 점착층(160a)과의 접착력을 낮추기 위한 표면 처리를 받을 수 있다.
도 9를 참조하면, 이형 필름(162)은 점착층(160a)으로부터 박리되어, 표시층(150) 상에는 일부의 점착층(160b)만이 남게 된다. 이형 필름(162)과 점착층(160a)의 접착력으로 인하여, 박리 패턴(170) 상의 빈 공간 상에 위치하는 일부의 점착층(160c)은 이형 필름(162)을 박리할 때 함께 뜯겨진다. 도시된 바와 같이, 일부의 점착층(160c)은 이형 필름(162)에 부착되어 이형 필름(162)이 박리될 때 이형 필름(162)과 함께 제거된다.
점착층(160)은 접착성을 가지며, 열이나 UV에 의해 경화될 수 있다. 다른 예에 따르면, 점착층(160)은 상온에서 접착성을 가지지 않고, 열이 가해진 후에 접착성을 가질 수 있다.
그 결과, 박리 패턴(170)을 노출하는 개구부가 형성된다. 개구부의 위치는 연결 전극(122)의 위치에 대응할 수 있다.
도 10을 참조하면, 박리 패턴(170)을 노출하는 개구부 내에 박리 패턴(170)과 접촉하는 콘택 플러그(180)를 형성할 수 있다. 콘택 플러그(180)는 점도가 높은 액상의 도전성 물질로 형성될 수 있으며, 주사기를 이용하여 개구부 내에 매립될 수 있다. 콘택 플러그(180)는 도전성 점착 필름으로 형성될 수 있으며, 도전성 점착 필름은 개구부보다 작은 크기로 절단된 후, 개구부 내에 삽입될 수 있다. 콘택 플러그(180)는 솔더 볼과 같은 구형 또는 원주형의 도전체일 수 있으며, 개구부 내에 삽입된 후, 연결 전극(122)과 접촉할 수 있도록 가압될 수 있다. 콘택 플러그(180)는 합성 수지 내에 분포되는 도전성 입자들을 포함할 수 있으며, 서로 물리적으로 접촉하는 도전성 입자들로 인하여 전기적 경로를 제공할 수 있다.
도 11을 참조하면, 콘택 플러그(180)와 연결 전극(122)이 서로 접촉하도록, 제1 베이스 기판(110)은 제2 베이스 기판(130) 상에 배치된다. 제1 베이스 기판(110)은 제2 베이스 기판(130)을 향하여 가압됨으로써 연결 전극(122)은 콘택 플러그(180)과 전기적으로 연결된다. 이때, 화소 전극들(124)은 점착층(160)과 접합된다. 점착층(160)의 물질에 따라 점착층(160)에 열이 가해지거나, UV가 조사될 수 있다. 점착층(160)은 화소 전극들(124)에 의해 덮이지 않은 제1 베이스 기판(110)과도 접착할 수 있다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 영동 디스플레이 장치의 단면도이다. 도 12의 단면도는 도 1의 절취선(II-II)을 따라 절취한 것이다.
도 1과 함께 도 12를 참조하면, 전기 영동 디스플레이 장치(200)는 제1 베이스 기판(210), 제1 베이스 기판(210) 상에 배열되는 연결 전극(222)과 복수의 화소 전극들(224), 제2 베이스 기판(230), 베이스 기판(230) 상의 공통 전극(240), 화소 전극들(224)과 공통 전극(240) 사이의 표시층(250), 화소 전극들(224)과 표시층(250) 사이의 점착층(260), 표시층(250)과 점착층(260)을 관통하여 연결 전극(222)과 공통 전극(240)을 전기적으로 연결하는 콘택 플러그(280), 및 공통 전극(240)과 표시층(250) 사이에 위치하고, 콘택 플러그(280)를 적어도 부분적으로 둘러싸는 박리 패턴(270)을 포함한다. 도12에 도시된 바와 같이 박리 패턴(270)은 콘택 플러그(280)에 의해 관통될 수 있다.
전기 영동 디스플레이 장치(200)는 박리 패턴(270)과 콘택 플러그(280)를 제외하고 도 2에 도시된 전기 영동 디스플레이 장치(100)와 실질적으로 동일하다. 동일한 구성요소들에 대해서는 반복하여 자세히 설명하지 않는다. 구체적으로, 제1 베이스 기판(210), 연결 전극(222)과 화소 전극들(224), 제3 베이스 기판(230), 공통 전극(240), 표시층(250), 점착층(260)은 도 2에 도시되는 제1 베이스 기판(110), 연결 전극(122)과 화소 전극들(124), 제3 베이스 기판(130), 공통 전극(140), 표시층(150), 점착층(160)에 각각 대응하며, 이들에 대해서는 반복하여 설명하지 않는다.
제1 베이스 기판(210)은 플라스틱, 금속 등 다양한 재질의 기판일 수 있다. 다른 예로서, 제1 베이스 기판(210)은 은, 알루미늄 등의 금속을 포함하는 금속 포일, 또는 금속층이 코팅된 플라스틱 필름을 포함할 수 있다. 제1 베이스 기판(210)은 구부러지거나 휘어지거나 둘둘 말릴 수 있는 연성 재질의 기판일 수 있다. 다른 예에 따르면, 제1 베이스 기판(210)은 페놀 계열 또는 에폭시 계열의 합성 수지로 이루어진 경성 기판일 수 있다.
제1 베이스 기판(210)의 제1 면 상에는 연결 전극(222)과 화소 전극들(224)을 포함하는 전극층(220)이 배치될 수 있다. 전극층(220)은 서로 이격하여 배열되는 연결 전극(222)과 화소 전극들(224)을 포함한다. 연결 전극(222)은 콘택 플러그(280)를 통해 공통 전극(240)과 전기적으로 연결되어 공통 전극(240)에 기준 전압을 전달할 수 있다. 연결 전극(222)은 화소 전극들(224)로부터 절연된다. 화소 전극들(224)은 표시 영역(도 1의 DR) 내에 디자이너의 설계에 따라 다양한 평면 형상을 가지며 배치된다.
접속 패드들(202)을 포함하는 패드부(201) 및 배선들(203)이 제1 베이스 기판(210)에 배치될 수 있다. 접속 패드들(202)은 연결 전극(222)과 화소 전극들(224)에 각각 배선들(203)을 통해 접속될 수 있다. 접속 패드들(202)을 통해 연결 전극(222)에 기준 전압을 인가하고 각각의 화소 전극들(224)에 독립적인 전압들을 인가할 수 있다.
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 배치될 수 있으며, 콘택 플러그(280)를 통해 연결 전극(222)에 전기적으로 연결된다. 전기 영동 디스플레이 장치(200)가 동작할 때, 공통 전극(240)에는 기준 전압이 인가된다. 공통 전극(240)은 투명 도전성 물질로 형성될 수 있다.
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 분산된 제1 입자들을 포함할 수 있다. 표시층(250)은 도 3에 도시된 바와 같이 분산 용매와 제1 입자들을 포함하는 마이크로 캡슐들을 포함할 수 있다.
점착층(260)은 표시층(250) 상에 배치되어, 표시층(250)과 화소 전극들(224)을 접합시킬 수 있다. 점착층(260)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.
콘택 플러그(280)는 연결 전극(222)과 공통 전극(240) 사이에 배치되어 이들을 서로 전기적으로 연결시킨다. 콘택 플러그(280)는 점도가 높은 액상의 도전성 물질로 형성될 수 있다. 다른 예에 따르면, 콘택 플러그(280)는 도전성 점착 필름으로 형성될 수 있다. 또 다른 예에 따르면, 콘택 플러그(280)는 금속을 포함하는 구형 또는 원주형 도전체일 수 있다. 또 다른 콘택 플러그(280)는 합성 수지 내에 분포되는 도전성 입자들을 포함할 수 있다.
박리 패턴(270)은 도 12에 도시된 바와 같이 공통 전극(240)과 표시층(250) 사이에 위치하고, 콘택 플러그(280)를 적어도 부분적으로 둘러쌀 수 있다. 박리 패턴(270)은 콘택 플러그(280)를 완전히 둘러쌀 수 있다. 즉, 콘택 플러그(280)는 박리 패턴(270)을 관통할 수 있다. 박리 패턴(270)과 공통 전극(240) 간의 접착력은 공통 전극(240)과 표시층(250) 사이의 접착력보다 약할 수 있다. 박리 패턴(270)은 공통 전극(240) 간의 접착력이 낮은 물질로 선택될 수 있다. 표시층(250)과 박리 패턴(270) 간의 접착력은 박리 패턴(270)과 공통 전극(240) 간의 접착력 보다 강할 수 있다. 따라서, 공통 전극(240)의 일부를 노출하기 위한 개구부를 형성할 때, 점착층(260), 표시층(250) 및 박리 패턴(270)의 일부들은 박리 패턴(270)과 공통 전극(240) 간의 약한 접착력으로 인하여 쉽게 제거될 수 있다.
전기 영동 디스플레이 장치(200)는 테두리 부분에 실링 물질을 포함할 수 있다. 실링 물질은 제1 베이스 기판(210)과 제2 베이스 기판(230)의 테두리 부분에 배치되어, 제1 베이스 기판(210)과 제2 베이스 기판(230)을 서로 접합시키고, 습기나 가스가 내부에 침투하는 것을 방지할 수 있다.
도 13 내지 도 16는 도 12의 전기 영동 디스플레이 장치(200)의 제조 방법을 설명하기 위해 공정 순서에 따른 단면도들이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제1 베이스 기판(210) 상에 연결 전극(222)과 복수의 화소 전극들(224)을 포함하는 전극층(220)이 형성된다.
도 13을 참조하면, 제2 베이스 기판(210) 상에 공통 전극(240) 및 박리 패턴(270)이 형성된다. 박리 패턴(270)은 공통 전극(240) 상에 연결 전극(222)에 대응하는 위치에 배치될 수 있다.
박리 패턴(270)과 공통 전극(240) 간의 접착력은 강하지 않을 수 있다. 예를 들면, 박리 패턴(270)과 공통 전극(240) 간의 접착력은 공통 전극(240)과 표시층(250) 사이의 접착력보다 약할 수 있다. 박리 패턴(270)은 공통 전극(240)과의 접착력이 낮은 물질을 인쇄 방식으로 공통 전극(240) 상에 형성될 수 있다. 박리 패턴(270)은 마스크를 이용하여 공통 전극(240)과의 접착력이 낮은 물질을 연결 전극(222)에 대응하는 위치에 형성될 수 있다.
도 14를 참조하면, 박리 패턴(270)이 형성된 공통 전극(240) 상에 표시층(250)과 점착층(260)이 형성될 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. 점착층(160)은 점착 물질이 도포된 이형 필름을 표시층(250) 상에 부착한 후, 이형 필름만을 제거하고 점착 물질을 표시층(250) 상에 남김으로써 형성될 수도 있다.
도 15를 참조하면, 공통 전극(240)의 일부를 노출하는 개구부(OP)가 형성된다. 개구부(OP)의 위치는 연결 전극(122)의 위치에 대응할 수 있다. 개구부(OP)의 위치는 박리 패턴(270)이 형성된 위치와 동일할 수 있다.
개구부(OP)를 형성하기 위해 점착층(260), 표시층(250) 및 박리 패턴(270)의 일부가 제거될 수 있다. 일 예에 따르면, 부분 타발 공정을 이용하여 점착층(260), 표시층(250) 및 박리 패턴(270)의 일부를 제거함으로써 공통 전극(240)를 노출하는 개구부(OP)를 형성할 수 있다. 부분 타발 공정은 공통 전극(240) 전까지 점착층(260), 표시층(250) 및 박리 패턴(270)에 홀(hole), 즉, 개구부(OP)을 뚫는 공정이다. 예를 들면, 홀 펀치(hole punch)를 이용하여 박리 패턴(270) 상에 공통 전극(240)까지 홀을 형성할 수 있다. 홀 펀치(hole punch)를 뺄 때, 박리 패턴(270)과 공통 전극(240) 사이의 약한 접착력으로 인하여, 제거되어야 하는 점착층(260), 표시층(250) 및 박리 패턴(270)의 일부들은 홀 펀치와 함께 배출된다.
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(260), 표시층(250) 및 박리 패턴(270)을 석션(suction) 등을 통해 제거할 수 있다. 박리 패턴(270)과 공통 전극(240) 간의 접착력이 약하기 때문에, 개구부(OP) 안쪽의 점착층(260), 표시층(250) 및 박리 패턴(270)은 쉽게 제거될 수 있다.
도 16을 참조하면, 개구부(OP) 내에 공통 전극(240)과 접촉하는 콘택 플러그(280)를 형성할 수 있다. 콘택 플러그(280)는 점도가 높은 액상의 도전성 물질로 형성될 수 있으며, 주사기를 이용하여 개구부(OP) 내에 매립될 수 있다. 콘택 플러그(280)는 도전성 점착 필름으로 형성될 수 있으며, 도전성 점착 필름은 개구부(OP)보다 작은 크기로 절단된 후, 개구부(OP) 내에 삽입될 수 있다. 콘택 플러그(280)는 솔더 볼과 같은 구형 또는 원주형의 도전체일 수 있으며, 개구부(OP) 내에 삽입될 수 있다. 콘택 플러그(280)는 합성 수지 내에 분포되는 도전성 입자들을 포함할 수 있으며, 서로 물리적으로 접촉하는 도전성 입자들로 인하여 전기적 경로를 제공할 수 있다.
콘택 플러그(280)와 연결 전극(222)이 서로 접촉하도록, 제1 베이스 기판(210)은 제2 베이스 기판(230) 상에 배치된다. 제1 베이스 기판(210)은 제2 베이스 기판(230)을 향하여 가압됨으로써 연결 전극(222)은 콘택 플러그(280)과 전기적으로 연결된다. 이때, 화소 전극들(224)은 점착층(260)과 접합된다. 점착층(260)의 물질에 따라 점착층(260)에 열이 가해지거나, UV가 조사될 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: 박리 패턴 180, 280: 콘택 플러그

Claims (20)

  1. 제1 베이스 기판;
    상기 제1 베이스 기판 상에 배열되는 연결 전극과 복수의 화소 전극들;
    제2 베이스 기판;
    상기 베이스 기판 상의 공통 전극;
    상기 화소 전극들과 상기 공통 전극 사이의 표시층;
    상기 표시층을 관통하여 상기 연결 전극과 상기 공통 전극 사이에 배치되는 콘택 플러그; 및
    상기 콘택 플러그와 상기 공통 전극 사이의 박리 패턴을 포함하는 전기 영동 디스플레이 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 표시층과 상기 박리 패턴 사이의 접착력은 상기 표시층과 상기 공통 전극 사이의 접착력보다 약한 것을 특징으로 하는 전기 영동 디스플레이 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 박리 패턴은 상기 콘택 플러그를 상기 공통 전극에 전기적으로 연결하도록 도전성을 갖는 것을 특징으로 하는 전기 영동 디스플레이 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 베이스 기판 상에 배치되는 복수의 접속 패드들; 및
    상기 제1 베이스 기판에 배치되고, 상기 복수의 접속 패드들을 상기 연결 전극과 상기 화소 전극들에 각각 연결하는 배선들을 더 포함하는 전기 영동 디스플레이 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 접속 패드들을 통해 상기 연결 전극에는 기준 전압이 인가되고 상기 화소 전극들에는 서로 독립적인 전압들이 각각 인가되는 것을 특징으로 하는 전기 영동 디스플레이 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 표시층을 상기 화소 전극들 상에 접합하기 위해 상기 표시층과 상기 화소 전극들 사이에 배치되는 점착층을 더 포함하는 전기 영동 디스플레이 장치.
  7. 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 장치.
  8. 제7 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 장치.
  9. 제1 베이스 기판 상에 연결 전극과 복수의 화소 전극들을 형성하는 단계;
    제2 베이스 기판 상에 공통 전극을 형성하는 단계;
    상기 공통 전극 상의 상기 연결 전극에 대응되는 위치에 박리 패턴을 형성하는 단계;
    상기 박리 패턴에 의해 덮이지 않는 상기 공통 전극의 일부 영역 상에 표시층 및 점착층을 형성하는 단계;
    상기 박리 패턴 상에 콘택 플러그를 형성하는 단계;
    상기 연결 전극과 상기 콘택 플러그가 서로 전기적으로 연결되도록 상기 점착층 상에 상기 화소 전극들을 접합하는 단계를 포함하는 전기 영동 디스플레이 장치의 제조 방법.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 표시층 및 상기 점착층을 형성하는 단계는,
    상기 박리 패턴과 상기 표시층 간의 표면 반발력으로 인하여, 상기 박리 패턴에 의해 덮이지 않는 상기 공통 전극의 일부 영역 상에만 상기 표시층을 형성하는 단계; 및
    상기 박리 패턴이 노출되도록 상기 표시층 상에 상기 점착층을 형성하는 단계를 포함하는 전기 영동 디스플레이 장치의 제조 방법.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 점착층을 형성하는 단계는
    상기 표시층과 상기 점착층이 접촉하도록 일 면에 상기 점착층이 부착된 이형 필름을 상기 표시층 상에 부착하는 단계; 및
    상기 이형 필름을 박리하는 단계를 포함하며,
    상기 박리 패턴 상의 빈 공간으로 인하여 상기 표시층과 접촉하지 않은 상기 점착층의 일부분은 상기 이형 필름을 박리할 때 상기 이형 필름과 함께 제거되는 것을 특징으로 하는 전기 영동 디스플레이 장치의 제조 방법.
  12. 제9 항에 있어서,
    상기 박리 패턴은 상기 콘택 플러그과 상기 공통 전극을 서로 전기적으로 연결하도록 도전성을 갖는 것을 특징으로 하는 전기 영동 디스플레이 장치의 제조 방법.
  13. 제1 베이스 기판;
    상기 제1 베이스 기판 상에 배열되는 연결 전극과 복수의 화소 전극들;
    제2 베이스 기판;
    상기 베이스 기판 상의 공통 전극;
    상기 화소 전극들과 상기 공통 전극 사이의 표시층;
    상기 화소 전극들과 상기 표시층 사이의 점착층;
    상기 표시층과 상기 점착층을 관통하여 상기 연결 전극과 상기 공통 전극을 전기적으로 연결하는 콘택 플러그; 및
    상기 공통 전극과 상기 표시층 사이에 위치하고, 상기 콘택 플러그를 적어도 부분적으로 둘러싸는 박리 패턴을 포함하는 전기 영동 디스플레이 장치.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 공통 전극과 상기 박리 패턴 사이의 접착력은 상기 공통 전극과 상기 표시층 사이의 접착력보다 약한 것을 특징으로 하는 전기 영동 디스플레이 장치.
  15. 제13 항에 있어서,
    상기 박리 패턴은 상기 콘택 플러그에 의해 관통되는 것을 특징으로 하는 전기 영동 디스플레이 장치.
  16. 제13 항에 있어서,
    상기 제1 베이스 기판 상에 배치되는 복수의 접속 패드들; 및
    상기 제1 베이스 기판에 배치되고, 상기 복수의 접속 패드들을 상기 연결 전극과 상기 화소 전극들에 각각 연결하는 배선들을 더 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 장치.
  17. 제13 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 장치.
  18. 제17 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 장치.
  19. 제1 베이스 기판 상에 연결 전극과 복수의 화소 전극들을 형성하는 단계;
    제2 베이스 기판 상에 공통 전극을 형성하는 단계;
    상기 공통 전극 상의 상기 연결 전극에 대응되는 위치에 박리 패턴을 형성하는 단계;
    상기 공통 전극 상에 상기 박리 패턴을 덮도록 표시층 및 점착층을 형성하는 단계;
    상기 연결 전극에 대응되는 위치의 상기 공통 전극의 일부분을 노출하도록, 상기 점착층, 상기 표시층 및 상기 박리 패턴을 관통하는 개구부를 형성하는 단계;
    상기 개구부 내에 상기 공통 전극에 전기적으로 연결되는 콘택 플러그를 형성하는 단계; 및
    상기 연결 전극과 상기 콘택 플러그가 서로 전기적으로 연결되도록 상기 점착층 상에 상기 화소 전극들을 접합하는 단계를 포함하는 전기 영동 디스플레이 장치의 제조 방법.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 공통 전극과 상기 박리 패턴 사이의 접착력은 상기 공통 전극과 상기 표시층 사이의 접착력보다 약한 것을 특징으로 하는 전기 영동 디스플레이 장치의 제조 방법.
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