JP2006350328A - 電気湿潤表示パネルとそれの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】アクティブマトリックス型電気湿潤表示パネルとそれの製造方法を提供する。
【解決手段】電気湿潤表示パネルはアレイ基板、対向基板及び導電性着色液体を含む。アレイ基板はスイッチング素子と、スイッチング素子に電気的に連結された画素電極と、を有する。対向基板はアレイ基板に対向する。導電性着色液体は画素電極に対応する領域に形成され、画素電極に印加される電気的信号によって変形され、光の透過を制御する。それにより、下部基板としてアクティブマトリックス型のアレイ基板が用いられるので電気湿潤表示パネルの製造費用や時間、人力などを節減することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は電気湿潤表示パネルとそれの製造方法に関し、より詳細にはアクティブマトリックス型電気湿潤表示パネルとそれの製造方法に関する。

一般的に、電気湿潤（Ｅｌｅｃｔｒｏｗｅｔｔｉｎｇ）というのは、電解質である水性流動体に電圧をかけることで液体の表面張力を変化させる技術である。前記技術は、防水絶縁体、電極、親水性液体、疎水性液体で構成された１ピクセルの限定された空間で、水に電圧を加えることで水の表面張力を変化させオイルを移動させるものであり、例えば反射型表示装置に応用される。

動作の際、水と絶縁体それぞれに正極性電圧及び負極性電圧を印加すると、色を帯びたオイルが一方の方に移動し、反射光を変化させ全体的なカラーを調節する。
特に、フィリップス社中央研究所（Ｐｈｉｌｌｐｓ Ｎａｔ‘Ｌａｂ）のロプヘイズ博士（Ｄｒ、Ｒｏｂ Ｈａｙｅｓ）による電気湿潤表示装置は白色基板、透明電極、疎水性絶縁膜、カラーを帯びたオイル、そして水に電圧をかけることが可能である金属電極で構成され、複数個の個性要素がパッシブマトリックス（ＰＭ）方式で駆動される。

前記電気湿潤表示装置は１０ｍｓ以下の早い応答速度、約４０％に達するハイカラー輝度（Ｈｉｇｈ ｃｏｌｏｒ ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ）、約１５程度のコントラスト比（Ｃ/Ｒ）、低消費電力、そして、１６０ｄｐｉ（ｄｏｔ ｐｅｒ ｉｎｋ）以下の高解像度の特性を有する。

本発明の技術的な課題は、このような点に着眼したもので、本発明の目的は薄膜トランジスタが形成された基板を有する電気湿潤表示パネルを提供することにある。
本発明の他の目的は薄膜トランジスタが形成された基板に導電性着色液体をインクジェット噴射方式で噴射して製造される電気湿潤表示パネルの製造方法を提供することにある。

前記した本願第１発明の目的を実現するために、一実施例による電気湿潤表示パネルがアレイ基板、対向基板及び導電性着色液体を含む。前記アレイ基板はスイッチング素子と、前記スイッチング素子に電気的に連結された画素電極と、を有する。前記対向基板は前記アレイ基板に対向する。前記導電性着色液体は前記画素電極に対応する領域に形成され、前記画素電極に印加される電気的信号によって変形され、光の透過を制御する。

本発明によれば、アクティブ素子を有する表示パネルにも、電気湿潤の技術を適用することができる。導電性着色液体は、画素電極に印加される電圧に応じて光の透過が制御され、これにより画像の表示を行うことができる。
本願第２発明は、第１発明において、前記画素電極上に形成された疎水性絶縁層をさらに含み、前記導電性着色液体はカラーオイル、及び親水性液体を含むことを特徴とする電気湿潤表示パネルを提供する。

画素電極に電圧を印加することで、疎水性絶縁層を介して親水性液体に電圧を印加する。このとき、親水性液体の表面張力の変化に応じてカラーオイルが移動し、光の透過が制御される。これにより、カラー画像の表示を制御することができる。
本願第３発明は、第１発明において、前記画素電極の端部位をカバーしながら単位画素領域で前記導電性着色液体を収容する隔壁をさらに含むことを特徴とする電気湿潤表示パネルを提供する。

隔壁により各画素内に導電性着色液体を封入することで、画素毎に光の透過を制御し、カラー出力を制御することができる。
本願第４発明は、第３発明において、前記スイッチング素子はスキャンラインと、前記スキャンラインと交差するデータラインにそれぞれ電気的に連結され、前記隔壁は前記スキャンライン及びデータラインに対応してオーバーレイされることを特徴とする電気湿潤表示パネルを提供する。

本願第５発明は、第３発明において、前記隔壁は有機絶縁層を含むことを特徴とする電気湿潤表示パネルを提供する。
本願第６発明は、第１発明において、前記導電性着色液体の下に配置され、前記導電性着色の広がりまたは集まりによって露出され光を反射する反射板をさらに含むことを特徴とする電気湿潤表示パネルを提供する。

反射板により光の利用効率を高めることができる。
本願第７発明は、第６発明において、前記反射板は、前記アレイ基板の背面に配置されることを特徴とする電気湿潤表示パネルを提供する。
本願第８発明は、第６発明において、前記反射板は、前記画素電極と導電性着色液体と間に配置されることを特徴とする電気湿潤表示パネルを提供する。

本願第９発明は、第６発明において、前記画素電極の色は白色であり、前記反射板は前記白色の画素電極であることを特徴とする電気湿潤表示パネルを提供する。
画素電極を白色で形成する場合には、画素電極が反射板の役割も果たすので、反射板を別途設けなくても良い。
本願第１０発明は、第６発明において、前記反射板の色は白色であることを特徴とする電気湿潤表示パネルを提供する。

反射板を白色で形成することにより、光の反射効率を高めることができる。
前記した本願第１１発明の目的を実現するために、他の実施例による電気湿潤表示パネルは第１基板、画素電極、隔壁、疎水性絶縁層、導電性着色液体、第２基板及びスイッチング素子を含む。前記第１基板は画素領域を有する。前記画素電極は前記画素領域に対応して形成される。前記隔壁は前記画素電極の端部位を取り囲みながら一定の高さで形成される。前記疎水性絶縁層は前記隔壁によって露出された画素電極上に形成される。前記導電性着色液体は前記隔壁によって画定される領域に形成される。前記第２基板は前記第１基板との合体を通じて前記隔壁に収容された導電性着色液体を封入する。前記スイッチング素子は前記第１基板に形成され、前記導電性着色液体の広がりまたは集まりのために前記画素電極に電気的信号を供給する。

前記した本願第１２発明の他の目的を実現するために一実施例による電気湿潤表示パネルの製造方法は、スイッチング素子及び前記スイッチング素子に連結された画素電極が形成された第１基板に単位画素領域を画定する隔壁及び前記単位画素領域に疎水性絶縁層を形成する段階と、前記隔壁によって画定される空間に疎水性カラーインクと親水性着色液体を噴射して前記隔壁を満たす段階と、前記隔壁によって画定される空間を第２基板を通じて密封する段階と、を含む。

本願第１３発明は、第１２発明において、前記隔壁及び疎水性絶縁層を形成する段階は、前記画素電極上に前記隔壁を形成する段階と、前記隔壁によって画定される前記画素電極上に疎水性絶縁層をコーティングした後乾燥する段階と、を含むことを特徴とする電気湿潤表示パネルの製造方法を提供する。
本願第１４発明は、第１２発明において、前記隔壁及び疎水性絶縁層を形成する段階は、前記画素電極上に疎水性絶縁層をコーティングした後乾燥する段階と、前記組成性絶縁層が形成された画素電極上に前記隔壁を形成する段階と、を含むことを特徴とする電気湿潤表示パネルの製造方法を提供する。

本願第１５発明は、第１２発明において、前記画素電極は白色を有することを特徴とする電気湿潤表示パネルの製造方法を提供する。
本願第１６発明は、第１２発明において、前記スイッチング素子上に白色反射板をさらに形成し、前記画素電極を形成する段階をさらに含むことを特徴とする電気湿潤表示パネルの製造方法を提供する。

本願第１７発明は、第１２発明において、前記隔壁は有機膜フォト工程によって形成されることを特徴とする電気湿潤表示パネルの製造方法を提供する。
本願第１８発明は、第１２発明において、前記隔壁はインプリント（ｉｍｐｒｉｎｔ）工程を用いて形成されることを特徴とする電気湿潤表示パネルの製造方法を提供する。
本願第１９発明は、第１２発明において、前記疎水性絶縁層は、スピンコーティングを用いて形成されることを特徴とする電気湿潤表示パネルの製造方法を提供する。

本願第２０発明は、第１２発明において、前記疎水性絶縁層は、インクジェットを用いて形成されることを特徴とする電気湿潤表示パネルの製造方法を提供する。

このような電気湿潤表示パネルとそれの製造方法によると、下部基板にアクティブマトリックス型のアレイ基板が用いられるので電気湿潤表示パネルの製造費用や時間、人力などを節減することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施例をより詳細に説明する。しかし、本発明はここで説明される実施例に限定されず他の形態として具体化されることが可能である。ここで、紹介される実施例は開示された内容が徹底で完全になるようにかつ当業者に本発明の思想が十分に伝達できるようにするために提供されるのである。図面で複数層（または膜）及び領域を明確に表現するために配線（またはライン）の幅や厚さを拡大して示した。全体的に図面説明の際、観察者の観点で説明し、層、膜、領域、板などの部分が他の部分の“上”にあるとするとき、これは他の部分の“すぐの上”にある場合だけではなく、その中間にさらに他の部分がある場合も含む。反対に、ある部分が他の部分“すぐの上”にあるとするときには中間に他の部分がないことを意味する。

図１は本発明の一実施例による電気湿潤表示装置のブロック図である。
図１に示すように、本発明の一実施例による電気湿潤表示装置はタイミング制御部１０、データ駆動部２０、スキャン駆動部３０、電源発生部４０及び電気湿潤表示パネル５０を含む。前記タイミング制御部１０、データ駆動部２０、スキャン駆動部３０及び電源発生部４０は前記電気湿潤表示パネルの駆動装置である。

前記タイミング制御部１０は外部のグラフィックコントローラのような画像データソースから第１階調データ（Ｄ１）及び第１コントローラ信号（Ｃ１）が提供されることにより、第２階調データ（Ｄ２）及び第２コントローラ信号（Ｃ２）をデータ駆動部２０に出力し、第３コントローラ信号（Ｃ３）をスキャン駆動部３０に出力し、第４コントローラ信号（Ｃ４）を電源発生部４０に出力する。例えば、前記第１コントローラ信号は垂直同期信号（Ｖｓｙｎｃ）、水平同期信号（Ｈｓｙｎｃ）、データイネイブル信号（ＤＥ）及びメインクロック（ＭＣＬＫ）を含む。 前記第２コントローラ信号（Ｃ２）はロード信号（ＬＯＡＤ）及び水平開始信号（ＳＴＨ）を含む。

前記データ駆動部２０は前記タイミング制御部１０から提供される第２データ信号（Ｄ２）を該当諧調電圧（データ電圧）に変更し、変更された複数のデータ信号（Ｄ１、．．．Ｄｐ−１、Ｄｐ、Ｄｐ＋１、．．．Ｄｍ）を前記電気湿潤表示パネル５０に提供する。
前記スキャン駆動部３０は前記第３コントロール信号（Ｃ３）が印加されることにより、前記電気湿潤表示パネル５０に順次にゲートオン電圧（Ｓ１、．．．、Ｓｑ−１、Ｓｑ、．．．、Ｓｎ）を提供する。

前記電源発生部４０は前記第４コントロール信号（Ｃ４）が印加されることによって、共通電極電圧（Ｖｃｏｍ）を前記電気湿潤表示パネル５０に提供する。示されていないが、前記電源発生部４０は前記タイミング制御部１０、データ駆動部２０またはスキャン駆動部３０で要求される各種電源電圧を生成して提供することができるのは自明なことである。

前記電気湿潤表示パネル５０にはデータ電圧を伝達するためのｍ個のデータライン（またはソースライン）ＤＬとゲートオン信号を伝達するためのｎ個のスキャンライン（ゲートラインまたは走査ライン）ＳＬが形成されている。
互いに隣接するデータラインと互いに隣接するスキャンラインによって取り囲まれた領域は画素を画定する。それぞれの画素には薄膜トランジスタ５２、画素電極５４及び隔壁５６が形成される。前記薄膜トランジスタ５２のゲート電極及びソース電極それぞれは前記スキャンライン及びデータラインに電気的に連結される。

前記画素電極５４は、前記薄膜トランジスタ５２のドレイン電極に電気的に連結される。前記隔壁５６は前記画素電極５４の外郭領域を取り囲みながら一定の空間を形成する。前記一定空間には後述する導電性着色液体（または導電性水滴）が配置される。前記導電性着色液体は相対的に下部に配置された画素電極５４と相対的に上部に配置された共通電極（図示せず）との間に印加される電位差に応答して広がるか集まって画像を表示する。前記共通電極には前記共通電極電圧（Ｖｃｏｍ）が印加される。隔壁により各画素内に導電性着色液体を封入することで、画素毎に光の透過を制御してカラー出力を制御することができる。

図２は図１に示された電気湿潤表示パネルの単位画素を説明する平面図である。図３は図２に示された一つの単位画素を切断線Ｉ−Ｉ’に沿って切断した断面図である。
図２及び図３に示すように、第１透明基板１０５上には横方向のスキャンライン（ＳＬ）と、前記スキャンライン（ＳＬ）から突出されたゲート電極１１０が形成される。前記第１透明基板１０５はリジッド（rigid）型であったり、フィルムやプラスチックのようなフレキシブル型であることもできる。前記リジッド型の基板はガラス基板、石英基板、ガラスセラミック基板及び結晶ガラス基板を含む。前記第１透明基板１０５に採用される物質は製造工程の際、高い処理温度に対して抵抗性（または耐熱性）を有することが望ましい。

前記スキャンライン（ＳＬ）及びゲート電極１１０上にはゲート絶縁膜１１２が形成される。
前記ゲート電極１１０上には半導体層１１４及び不純物半導体層１１６よりなるアクティブ層が形成される。
前記ゲート絶縁膜１１２及びアクティブ層が形成された層上には縦方向のデータライン（ＤＬ）と、前記データライン（ＤＬ）から突出され前記アクティブ層の一部領域をカバーするソース電極１２０と、前記ソース電極１２０と一定の間隔離隔されながら前記アクティブ層の他の一部領域をカバーするドレイン電極１３０とが形成される。前記ゲート電極１１０、半導体層１１４、不純物半導体層１１６、ソース電極１２０及びドレイン電極１３０は薄膜トランジスタＴＦＴを画定する。

前記薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）とゲート絶縁膜１１２上にはパッシベーション層１４０が形成される。前記パッシベーション層１４０の一部は開口され前記薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）のドレイン電極を露出させる。
ＩＴＯのような導電性酸化物からなる画素電極１５０は前記パッシベーション層１４０を開口させるコンタクトホール（ＣＮＴ）を経由して下部に具備される薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）のドレイン電極１３０と電気的に連結される。

前記画素電極１５０の端部位領域を取り囲みながら一定の高さの隔壁１６０が形成される。複数の隔壁１６０の頂点部ぞれぞれは、同一の平面に配置されるように均一であることが望ましい。
一例で、前記隔壁１６０は単位画素領域を取り囲む閉ループ形状を有する。他の一例で、前記隔壁１６０は単位画素領域を取り囲みながら隣接する単位画素領域を取り囲む隔壁と互いに連結された形状を有する。それにより、前記隔壁１６０は前記単位画素領域を取り囲むスキャンラインとデータラインに対応してオーバーレイされる。

前記隔壁１６０によって画定される一定の空間の底部には疎水性絶縁膜１７０がコーティングされる。前記隔壁１６０は有機膜フォト工程によって形成され、インプラント工程（またはスタンプ工程）によって形成されてもよい。前記疎水性絶縁膜１７０はスピンコーティング方式によって形成されることができ、インクジェット噴射方式によって形成されることもできる。

前記疎水性絶縁膜１７０を底にして前記隔壁１６０によって取り囲まれる領域には疎水性液体１７５と親水性液体１７７との混合物である導電性着色液体（または導電性水滴）が充填される。前記疎水性液体はカラーオイルが望ましい。前記カラーオイルはレッドカラオイル、ブルーカラーオイル、グリーンカラーオイルのような多様なカラーを有することができる。

前記隔壁１６０は、前記導電性着色液体を収容する役割を果たすと共に、アレイ基板と対向基板１８０と間のセルギャップを保持させるスペーサの役割も果たす。前記隔壁１６０がスペーサの役割を果たすので、データライン（ＤＬ）やスキャンライン（ＳＬ）と間の空間を最大に活用するために、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を除いた領域から画素電極の端部位まで隔壁を形成することが望ましい。

前記対向基板１８０は、アレイ基板に形成された隔壁１６０に対向するように合体される。前記対向基板１８０は透明基板１８２と、前記透明基板１８２上に形成された共通電極１８４とを含む。前記共通電極１８４は外部から提供される共通電極電圧（Ｖｃｏｍ）を画素毎に伝達する。
それにより、単位画素領域に満たされた導電性着色液体は下記する図５及び図６に示されたように、画素電極１５０に印加されるデータ電圧と共通電極１８４に印加される共通電極電圧（Ｖｃｏｍ）との間の電位差に応答して広がるか集まって画像を表示する。

以上、アレイ基板に形成された隔壁を通じて導電性着色液体を捕獲（または格納）する電気湿潤表示パネルを一例にして説明したが、前記アレイ基板に対向する対向基板に隔壁を形成し、形成された隔壁により導電性着色液体を捕獲する電気湿潤表示パネルにも適用することができるのは自明なことである。
図４は本発明の他の実施例による電気湿潤表示パネルの単位画素を説明する断面図である。前記した図３と比べると同一の構成要素については同一の図面番号を付与し、その詳細な説明は省略する。

図４に示すように、反射板１９５は画素電極１５０と疎水性液体１７５と間に配置される。前記反射板１９５は白色材質を含む。反射板により光の利用効率を高めることができる。また、反射板を白色で形成することにより、光の反射効率を高めることができる。
図４ではＩＴＯのように透明の材質の画素電極１５０と反射板１９５それぞれが別途に具備されたことを示したが、当業者であれば、前記画素電極１５０を白色材質で具現することにより、画素電極が反射板の役割も果たすので、前記反射板を省略することもできる。

図５及び図６は本発明による電気湿潤表示装置の動作を説明する概念図である。特に、図５及び図６はゲートオン電圧とゲートオフ電圧の印加による電気湿潤表示装置の動作を示す。
図１ないし図３、図５に示したように、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）がターンオフ状態を維持すると、前記共通電極１８４に一定のレベルの共通電極電圧（Ｖｃｏｍ）が印加されても前記画素電極１５０がフローティング状態を維持するので前記画素電極１５０と共通電極１８４との間にはいかなる電位差も発生されない。それにより、前記隔壁１６０によって画定される領域に収容された疎水性液体１７５は、全体的に広がった状態を維持する。

一方、図１乃至図３、図６に示すように、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）がターンオンされると、前記画素電極１５０にはデータラインを通じて伝達されるデータ電圧が印加され、前記共通電極１８４には前記共通電極電圧（Ｖｃｏｍ）が印加されるので前記画素電極１５０と共通電極１８４との間には一定のレベルの電位差が発生される。それにより、隔壁１６０によって画定される領域に収容された疎水性液体１７５は、前記した電位差に対応して集まった状態を保持する。図６では説明の便宜のため前記疎水性液体１７５が前記薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）に近接するように最小化された表面積を有するように集まった状態を示したが、それに限定されない。

図７は単位画素に印加されるデータ電圧による光反射率を説明する断面図である。
図７に示すように、左側画素領域にはレッドカラーの導電性着色液体が充填され、中央画素領域にはグリーンカラーの導電性着色液体が充填され、右側画素領域にはブルーカラーの導電性着色液体が充填される。
前記左側画素領域の画素電極１５０と共通電極１８２と間には無電界状態または低いレベルの電位差が発生される。前記無電界状態または低いレベルの電位差によって、前記レッドカラーの導電性着色液体は前記左側画素領域の全体領域にかけて広がった状態を保持する。従って、外部の入射光（ＬＩ）は反射板１９０によって反射され前記左側画素領域の全体を通じてレッド光が出射される。

一方、前記中央画素領域の画素電極１５０と共通電極１８２との間には、高電圧と低電圧との間の中間レベルの電位差が発生される。前記中間レベルの電位差によって、例えば前記グリーンカラーの導電性着色液体は前記中央画素領域の大略２/３領域にかけて広がった状態を保持し、残りの大略１/３領域では下部膜を露出させる状態を保持する。従って、外部の入射光（ＬＩ）は、反射板１９０によって反射され前記大略２/３領域を通じてグリーン光が出射され、前記大略１/３領域を通じてホワイト光が出射される。

他の一方、前記右側画素領域の画素電極１５０と共通電極１８２との間には高いレベルの電位差が発生される。前記高いレベルの電位差によって、前記ブルーカラーの導電性着色液体は前記右側画素領域の大略１/３領域にかけて広がった状態を保持し、残りの大略２/３領域では下部膜を露出させる状態を保持する。従って、外部の入射光（ＬＩ）は反射板１９０によって反射され前記大略１/３領域を通じてブルー光が出射され、前記大略２/３領域を通じてホワイト光が出射される。

以上、説明した方式を通じて画素電極と共通電極との間に印加される電位差に応答して導電性着色液体の表面積が変更され、表面積が変更された導電性着色液体によって反射される光量が調節され多様な諧調レベルを有する画像を表示する。
＜電気湿潤表示パネルの製造方法１＞
図８乃至図１３は本発明の第１実施例による電気湿潤表示パネルの製造工程を説明する工程図である。特に、図８乃至図１３はフォト工程によって製造される電気湿潤表示パネルの製造工程を示す。

図８に示すように、ガラスセラミックなどの絶縁物質からなる第１透明基板１０５上にタンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、銅（Ｃｕ）またはタングステン（Ｗ）などのような金属が蒸着される。続いて、蒸着された金属をパターニングして横方向に伸張され縦方向に複数本配列される複数のスキャンラインと、前記スキャンラインから延長されたゲート電極１１０が形成される。続いて、前記ゲート電極１１０を含む基板の全面に窒化シリコンなどをプラズマ化学気相蒸着法で積層してゲート絶縁層１１２が形成される。前記ゲート絶縁層１１２は、前記第１透明基板１０５全面に形成されることもでき、前記スキャンラインとゲート電極１１０とをカバーするようにパターニングされる。

続いて、前記ゲート絶縁層１１２上にアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）膜及びインシチュ（ｉｎｓｉｔｕ）ドーピングされたｎ⁺アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）膜が形成され、薄膜トランジスタを画定するために一部領域をパターニングして前記ゲート電極１１０が位置した領域に半導体層１１４と不純物半導体層１１６が形成される。
続いて、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、胴（Ｃｕ）またはタングステン（Ｗ）などのような金属が蒸着される。続いて、前記蒸着された金属をパターニングして複数のデータラインと、前記データラインから延長されたソース電極１２０と、前記ソース電極１２０と一定間隔離隔されたドレイン電極１３０とが形成される。

続いて、スピンコーティング方法でレジストの積層を通じてパッシベーション層１４０が形成され、前記パッシベーション層１４０の一部を開口して前記ドレイン電極１３０が露出される。続いて、結果物上に単位画素領域内で前記ドレイン電極１３０と電気的に連結される画素電極１５０が形成される。
前記画素電極１５０は、一例で、透明な導電性物質を含む。このような透明な導電性物質の例としてはインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、亜鉛酸化物（ＺＯ）などを挙げることができる。この際、前記画素電極１５０は全面塗布の後、前記単位画素領域に対応する画素電極のみ残されるようにパターニングされても良いし、あるいは前記単位画素領域のみに形成されるように部分的に塗布されてもよい。

前記画素電極１５０は他の例として、反射効率の優れた白色材質の物質を含む。それにより、電気湿潤表示パネルの背面に配置される反射板は省略されることもあり得る。
図９に示すように、図８による結果物上に一定の厚さの第１有機絶縁膜１５９が厚く形成される。前記第１有機絶縁膜１５９の高さはセルギャップに対応することが望ましい。
図１０に示すように、図９による結果物上に単位画素領域を画定するために前記単位画素領域に対応する不透明部材を有するフォトマスク（ＭＡ）が第１有機絶縁膜１５９上に配置される。続いて、露光工程、現象工程、エッチング工程及び剥離工程を実施して、前記収容空間に対応する第１有機絶縁膜１５９が除去される。それにより、導電性着色液体を閉じ込めるための隔壁１６０が形成される。前記隔壁１６０は親水性液体と疎水性液体であるカラーオイルの導電性着色液体を捕獲する役割と共に、アレイ基板と対向基板との間のセルギャップを保持させるスペーサとしての役割を実施する。従って、単位画素領域を除いた領域または単位画素領域及び薄膜トランジスタが形成された領域を除いた残りの領域に隔壁を形成することが望ましい。

図１１に示すように、前記隔壁１６０によって画定される収容空間に第１タンク（ＴＮＫ１）に充填された疎水性液体をインクジェット噴射方式で噴射して疎水性絶縁膜１７０を形成する。勿論、前記疎水性絶縁膜１７０はスピンコーティング方式によって形成され
る。
図１２に示すように、前記疎水性絶縁膜１７０を底部にして前記隔壁１６０によって取り囲まれる空間に第２タンク（ＴＮＫ２）に充填された疎水性液体をインクジェット噴射方式で噴射して疎水性液体１７５を一定の体積分だけ形成する。前記疎水性液体はカラーオイルが望ましい。前記カラーオイルはレッドカラーオイル、ブルーカラーオイル、グリーンカラーオイルなどのような多様なカラーを有することができる。

図１３に示すように、図１２によって形成された疎水性液体が乾燥される以前に第３タンク（ＴＮＫ３）に充填された親水性液体をインクジェット噴射方式で噴射して親水性液体１７７を満たす。続いて、図３に示されたように、第２透明基板１８２に形成された共通電極１８４が親水性液体１７７に接するように配置させ隔壁によって画定される空間に充填された導電性着色液体を密封して電気湿潤表示パネルを完成する。

＜電気湿潤表示パネルの製造方法２＞
図１４乃至図１９は本発明の第２実施例による電気湿潤表示パネルの製造工程を説明する工程図である。特に、図１４乃至図１９はフォト工程によって製造される電気湿潤表示パネルの製造工程を示す。
図１４は前記した図８で説明した工程と同一であるので同一の図面番号を付与しその説明は省略する。

図１５は前記した図１４による結果物上に第１タンク（ＴＮＫ１）に充填された疎水性液体をインクジェット噴射方式で噴射して疎水性絶縁膜１７０が形成された後乾燥される。勿論、前記疎水性絶縁膜１７０はスピンコーティング方式によって形成されてもいい。
図１６に示すように、図１５による結果物上に一定の厚さの第１有機絶縁膜１５９が厚く形成される。前記第１有機絶縁膜１５９の高さはセルギャップに対応することが望ましい。

図１７に示すように、図１５による結果物上に単位画素領域を画定するために前記単位画素領域に対応する不透明部材を有するフォトマスク（ＭＡ）が第１有機絶縁膜１５９上に配置される。続いて、露光工程、現象工程、エッチング工程及び剥離工程を実施し、前記収容空間に対応する第１有機絶縁膜１５９が除去される。それにより、導電性着色液体を閉じ込めるための隔壁１６０が形成される。前記隔壁１６０は親水性液体と疎水性液体であるカラーオイルの混合物である導電性着色液体を捕獲する役割と共に、アレイ基板と対向基板との間のセルギャップを保持させるスペーサとしての役割を遂行する。従って、単位画素領域を除いた領域または単位画素領域と薄膜トランジスタが形成された領域を除いた残りの領域に隔壁を形成することが望ましい。

図１８及び図１９は前記した図１２及び図１３と類似するのでその詳細な説明は省略する。
このように、製造方法１では隔壁１６０と隔壁１６０との間にのみ疎水性絶縁膜１７０を形成したが、製造方法２に示すように疎水性絶縁膜１７０を全面に形成するようにしても良い。薄膜トランジスタ上部にも疎水性絶縁膜１７０が形成されるため、薄膜トランジスタ上部を平坦にして、隔壁１６０の高さを揃えて製造し易い。

前述した図１４乃至図１９では画素電極が透明な導電性物質を含む場合が説明されたが、画素電極が白色材質の物質を含むこともできる。この際、前記白色材質の物質は反射効率の優れた物質を含む。これにより、電気湿潤表示パネルの背面に配置される反射板は省略されてもよい。
＜電気湿潤表示パネルの製造方法３＞
図２０乃至図２６は本発明の第３実施例による電気湿潤表示パネルの製造工程を説明する工程図である。特に、図２０乃至図２６はインプリント（ｉｍｐｒｉｎｔ）工程（またはスタンプ工程）によって製造される電気湿潤表示パネルの製造工程を示す。図２０は前記した図８で説明した工程と同一であるので同一の図面番号を付与しその説明は省略する。

図２１に示すように、前記図２０による結果物上に一定の厚さの第２有機絶縁膜２５９が厚く形成される。前記第２有機絶縁膜２５９の高さは、後続のインプリント工程によって隔壁が形成される点を勘案したとき、前記図９で形成した第１有機絶縁膜１５９の高さよりは低い。
図２２及び図２３に示すように、前記図２１による結果物上に単位画素領域を画定するために前記単位画素領域に対応する突出部材を有するスタンプ（ＳＴＭ）を有機絶縁膜２５９上に位置させ、所定の力で加圧する。前記突出部材は画素電極の端部位領域を閉ループ形状で取り囲む形状を有する。それにより、前記突出部材に対応する第２有機絶縁膜２５９は前記突出部材が未形成の領域に移動され、導電性着色液体を閉じ込めるための隔壁２６０を画定する。

図２３ではインプリント工程完了の後、一定の厚さの有機絶縁膜が残留することを示したが、前記隔壁を除いた残りの領域に対応する第２有機絶縁膜２５９を完全除去することもできる。
図２４に示すように、前記隔壁２６０によって画定される収容空間に第１タンク（ＴＮＫ１）に充填された疎水性液体をインクジェット噴射方式で噴射して疎水性絶縁膜２７０を形成する。勿論、前記疎水性絶縁膜２７０はスピンコーティング方式によって形成される。

図２５に示すように、前記疎水性絶縁膜２７０を底部にして前記隔壁２６０によって取り囲まれる空間に第２タンク（ＴＮＫ２）に充填された疎水性液体をインクジェット噴射方式で噴射して疎水性液体２７５を一定の体積分だけ形成する。前記疎水性液体はカラーオイルが望ましい。前記カラーオイルはレッドカラーオイル、ブルーカラーオイル、グリーンカラーオイルなどのように多様なカラーを有することができる。

図２６に示すように、前記図２５によって形成された疎水性液体が乾燥される以前に第３タンク（ＴＮＫ３）に充填された親水性液体をインクジェット噴射方式で噴射して親水性液体２７７を満たす。続いて、第２透明基板１８２に形成された共通電極１８４が親水性液体２７７に接するように配置させ隔壁によって画定される空間に充填された導電性着色液体を密封して電気湿潤表示パネルを完成する。

以上、説明したように、薄膜トランジスタと画素電極が形成されたアレイ基板上に電気湿潤に使用される液体を捕獲するための隔壁（ＢＡＮＫ）を形成する。前記した隔壁は有機膜フォト工程を用いて形成されても良いし、インプリント工程（スタンプ工程）を用いて形成されてもよい。有機膜フォト工程及びインプリント工程により隔壁を微細に形成することができる。続いて、隔壁によって画定される一定の収納空間の底部に疎水性絶縁膜をスピンコーティングまたはインクジッェト噴射方式でコーティングし、電気湿潤に使用される液体、即ち、カラーオイル及び親水性液体をインクジッェト噴射方式で順次に噴射した後共通電極が形成された対向基板で密封する。

それにより、電気湿潤表示パネルの下部基板としてアクティブマトリックス型のアレイ基板が用いられるので別途の製造ラインを構築するに所要される費用や時間、人力などを節減しながら電気湿潤表示パネルを製造することができる。
以上、本発明の実施例によって詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有するものであれば本発明の思想と精神を離脱することなく、本発明を修正または変更できる。

本発明は、電気湿潤表示パネルを製造する方法に適用することができ、特にアクティブマトリックス型の電気湿潤表示パネルを製造する方法に適用することができる。

本発明の実施例による電気湿潤表示装置のブロック図である。 図１に示された電気湿潤表示パネルの単位画素を説明する平面図である。 図２に示された一つの単位画素を切断線Ｉ−Ｉ‘線に沿って切断した断面図である。 本発明の他の実施例による電気湿潤表示パネルの単位画素を説明する断面図である。 本発明による電気湿潤表示装置の動作を説明する概念図である。 本発明による電気湿潤表示装置の動作を説明する概念図である。 単位画素に印加されるデータ電圧による光反射率を説明する断面図である。 本発明の第１実施例による電気湿潤表示パネルの製造工程を説明する工程図である。 本発明の第１実施例による電気湿潤表示パネルの製造工程を説明する工程図である。 本発明の第１実施例による電気湿潤表示パネルの製造工程を説明する工程図である。 本発明の第１実施例による電気湿潤表示パネルの製造工程を説明する工程図である。 本発明の第１実施例による電気湿潤表示パネルの製造工程を説明する工程図である。 本発明の第１実施例による電気湿潤表示パネルの製造工程を説明する工程図である。 本発明の第２実施例による電気湿潤表示パネルの製造工程を説明する工程図である。 本発明の第２実施例による電気湿潤表示パネルの製造工程を説明する工程図である。 本発明の第２実施例による電気湿潤表示パネルの製造工程を説明する工程図である。 本発明の第２実施例による電気湿潤表示パネルの製造工程を説明する工程図である。 本発明の第２実施例による電気湿潤表示パネルの製造工程を説明する工程図である。 本発明の第２実施例による電気湿潤表示パネルの製造工程を説明する工程図である。 本発明の第３実施例による電気湿潤表示パネルの製造工程を説明する工程図である。 本発明の第３実施例による電気湿潤表示パネルの製造工程を説明する工程図である。 本発明の第３実施例による電気湿潤表示パネルの製造工程を説明する工程図である。 本発明の第３実施例による電気湿潤表示パネルの製造工程を説明する工程図である。 本発明の第３実施例による電気湿潤表示パネルの製造工程を説明する工程図である。 本発明の第３実施例による電気湿潤表示パネルの製造工程を説明する工程図である。 本発明の第３実施例による電気湿潤表示パネルの製造工程を説明する工程図である。

符号の説明

１０ タイミング制御部
２０ データ駆動部
３０ スキャン駆動部
４０ 電源発生部
５０ 電気湿潤表示パネル
１１０ ゲート電極
１１２ ゲート絶縁膜
１１６ 不純物半導体層
１２０ ソース電極
１３０ ドレイン電極
１４０ パッシベーション層
１５０ 画素電極
１６０ 隔壁
１７０ 親水性絶縁膜
１７５ 疎水性液体
１７７ 親水性液体
１８０ 対向基板
１８４ 共通電極

Claims (20)

1. スイッチング素子と、前記スイッチング素子に電気的に連結された画素電極とを有するアレイ基板と、
   前記アレイ基板に対向する対向基板と、
   前記画素電極に対応する領域に形成され、前記画素電極に印加される電気的信号に従って変形され、光の透過を制御する導電性着色液体と、
   を含むことを特徴とする電気湿潤表示パネル。
2. 前記画素電極上に形成された疎水性絶縁層をさらに含み、前記導電性着色液体はカラーオイル、及び親水性液体を含むことを特徴とする請求項１記載の電気湿潤表示パネル。
3. 前記画素電極の端部位をカバーしながら単位画素領域で前記導電性着色液体を収容する隔壁をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の電気湿潤表示パネル。
4. 前記スイッチング素子はスキャンラインと、前記スキャンラインと交差するデータラインにそれぞれ電気的に連結され、
   前記隔壁は前記スキャンライン及びデータラインに対応してオーバーレイされることを特徴とする請求項３記載の電気湿潤表示パネル。
5. 前記隔壁は有機絶縁層を含むことを特徴とする請求項３記載の電気湿潤表示パネル。
6. 前記導電性着色液体の下に配置され、前記導電性着色の広がりまたは集まりによって露出され光を反射する反射板をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の電気湿潤表示パネル。
7. 前記反射板は、前記アレイ基板の背面に配置されることを特徴とする請求項６記載の電気湿潤表示パネル。
8. 前記反射板は、前記画素電極と導電性着色液体との間に配置されることを特徴とする請求項６記載の電気湿潤表示パネル。
9. 前記画素電極の色は白色であり、前記反射板は前記白色の画素電極であることを特徴とする請求項６記載の電気湿潤表示パネル。
10. 前記反射板の色は白色であることを特徴とする請求項６記載の電気湿潤表示パネル。
11. 画素領域を有する第１基板と、
    前記画素領域に対応して形成された画素電極と、
    前記画素電極の端部位を取り囲みながら一定の高さで形成された隔壁と、
    前記隔壁によって露出された画素電極上に形成された疎水性絶縁層と、
    前記隔壁によって画定される領域に形成された導電性着色液体と、
    前記第１基板との合体を通じて前記隔壁に収容された導電性着色液体を封入する第２基板と、
    前記第１基板に形成され、前記導電性着色液体の広がりまたは集まりのために前記画素電極に電気的信号を供給するスイッチング素子と、
    を含むことを特徴とする電気湿潤表示パネル。
12. スイッチング素子及び前記スイッチング素子に連結された画素電極が形成された第１基板に単位画素領域を画定する隔壁及び前記単位画素領域に疎水性絶縁層を形成する段階と、
    前記隔壁によって画定される空間に疎水性カラーインクと親水性着色液体を噴射して前記隔壁を満たす段階と、
    前記隔壁によって画定される空間を第２基板を通じて密封する段階と、
    を含むことを特徴とする電気湿潤表示パネルの製造方法。
13. 前記隔壁及び疎水性絶縁層を形成する段階は、
    前記画素電極上に前記隔壁を形成する段階と、
    前記隔壁によって画定される前記画素電極上に疎水性絶縁層をコーティングした後乾燥する段階と、を含むことを特徴とする請求項１２記載の電気湿潤表示パネルの製造方法。
14. 前記隔壁及び疎水性絶縁層を形成する段階は、
    前記画素電極上に疎水性絶縁層をコーティングした後乾燥する段階と、
    前記組成性絶縁層が形成された画素電極上に前記隔壁を形成する段階と、を含むことを特徴とする請求項１２記載の電気湿潤表示パネルの製造方法。
15. 前記画素電極は白色を有することを特徴とする請求項１２記載の電気湿潤表示パネルの製造方法。
16. 前記スイッチング素子上に白色反射板をさらに形成し、前記画素電極を形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１２記載の電気湿潤表示パネルの製造方法。
17. 前記隔壁は有機膜フォト工程によって形成されることを特徴とする請求項１２記載の電気湿潤表示パネルの製造方法。
18. 前記隔壁はインプリント（ｉｍｐｒｉｎｔ）工程を用いて形成されることを特徴とする請求項１２記載の電気湿潤表示パネルの製造方法。
19. 前記疎水性絶縁層は、スピンコーティングを用いて形成されることを特徴とする請求項１２記載の電気湿潤表示パネルの製造方法。
20. 前記疎水性絶縁層は、インクジェットを用いて形成されることを特徴とする請求項１２記載の電気湿潤表示パネルの製造方法。

Images