KR100484592B1 - 미립자 전기이동 표시 장치 및 그 제작 방법 - Google Patents

미립자 전기이동 표시 장치 및 그 제작 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전기이동 표시 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 전기이동 표시 장치는 투명한 재질의 제1 전극이 형성된 투명한 재질의 제1 기판, 제1 기판에 대향된 위치에 있으며 제2 전극이 형성된 제2 기판, 및 제1 기판 및 제2 기판 간에 면접(面接)되고, 복수의 미세 채널이 관통하는 미세 채널 판을 포함하되, 미세 채널은 대향하는 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 간에 인가되는 전계에 의하여 전기적으로 이동 가능한 복수의 미립자를 포함하고, 밀폐되었으며, 제1 기판에 입사된 빛이 밀폐된 영역 내에서 실질적으로 모두 흡수되도록 상기 미세 채널 판 내의 소정의 위치로부터 상기 제1 기판으로 갈수록 단면적이 커지고 상기 소정의 위치로부터 상기 제2 기판에 가까운 부분은 단면적이 일정한 형태를 갖는다. 본 발명에 따르면, 하나의 미세 채널 내에는 한 종류의 미립자를 사용함으로써, 표시 콘트라스트가 우수하고, 응답 속도가 빠른 표시 장치를 구현할 수 있다. 나아가, 미세 채널 내에 분산 매질을 사용하지 않거나, 투명한 용액을 분산 매질로 사용할 수 있게 됨으로써, 액체를 염색할 필요가 없어 염료의 변질로 인한 소자의 성능 열화를 방지할 수 있다.

Description

미립자 전기이동 표시 장치 및 그 제작 방법{Microparticle Electromigration Display Device and Manufacturing Method thereof}
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전기이동 현상을 이용한 전기이동 표시 장치 및 그 제작 방법에 관한 것이다.
전기이동 표시 장치란 외부로부터 가해진 전계에 의해 미립자가 이동하는 현상을 이용하여 화상을 표시하는 장치를 말한다. 전기이동 표시 장치에는 전기영동 현상을 이용한 전기영동 표시 (electrophoretic display: EPD) 장치와 유전영동 현상을 이용한 유전영동 표시 (dielectrophoretic display: DPD) 장치가 있다.
전기영동 현상이란, 대전된 미립자를 액체 속에 분산시킨 분산계에 전계를 인가하는 경우에, 대전된 미립자가 쿨롱력에 의하여 액체 속을 이동하게 되는 현상을 말하며, 1809년에 러시아의 물리학자 Reuss에 의하여 발견되었다. 그 후, 화학 분야의 전기영동 크로마토그래피나 전자 사진 분야의 습식 현상법 등에 응용되어 왔다. 1969년에 마쯔시타 전기 산업의 오오타에 의해 처음으로 디스플레이 장치에의 적용이 제안되었다. 그리고, 유전영동 현상이란, 불균일 전계 내에서 유전체 미립자에 유기되는 전기 쌍극자와 전계 구배 (gradient)의 내적에 비례하는 정전기력에 의하여 미립자가 이동하는 것을 말한다.
이하에서는 종래의 전기영동 표시 장치의 기본적인 구조 및 동작에 대하여 설명한 후, 종래의 전기영동 표시 장치에서 나타난 여러 가지 문제점들을 극복하기 위하여 시도되었던 방법들에 대하여 소개하고, 각각의 문제점에 대하여 설명하기로 한다.
1. 전기영동 표시 장치
도 1은 종래의 전기영동 표시 장치의 기본적인 구조를 도시한 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 전기영동 표시 장치는 한 쌍의 기판(101, 102) 및 셀을 밀폐하기 위한 격벽(106)을 포함한다. 상기 한 쌍의 기판(101, 102) 중 상부 기판(101)에는 공통 전극(103)이 형성되고, 하부 기판(102)에는 패턴화된 전극(104)이 형성된다.
즉, 상부 기판(101)에 형성된 전극(103)과 하부 기판(102)에 형성된 전극(104)을 적당한 간격 (일반적으로는 수십 μm에서 수백 μm정도)으로 대향시키고, 그 사이에 전기영동 분산 매질을 봉입한다. 전기영동 분산 매질은 염료로 착색된 분산액이고, 그 속에 대전된 안료 미립자 (이하에서는 음으로 대전되었다고 가정한다)가 분산된다.
이로써, 하부 기판(102)의 전극(104)과 공통 전극(103) 간에 특정 전압을 인가함으로써 화상을 표시할 수 있다. 즉, 패턴화된 하부 전극(104)과 공통 전극(103) 간에, 도 1의 하반부와 같이 전압이 인가되는 경우, 음으로 대전된 미립자들은 상부 기판(101)의 공통 전극(103) 측으로 이동하게 된다. 이로써, 상부 기판(101) 즉, 표시 기판(101)에는 미립자에 착색된 색이 나타나게 된다. 반대로, 하부 기판(102)의 전극(104)과 공통 전극(103) 간에, 도 1의 상반부와 같이 전압이 인가된 경우, 미립자들은 하부 기판(102) 측으로 이동하게 되고, 표시 기판(101)에는 염색된 분산 매질의 색이 나타나게 된다.
그러나, 도 1에 도시된 종래의 전기영동 표시 장치는 분산 매질에 염료나 이온 등의 착색재를 혼합하여 사용함으로써 착색재로 인한 여러 가지 문제점을 발생시켰다. 즉, 착색재의 존재는 새로운 전하의 수수를 야기시키기 때문에 전기영동 동작에 있어서 불안정성의 요인으로 작용하기 쉽고, 표시 장치로서의 성능이나 수명, 안정성을 현저히 저하시키는 결점이 있었다. 또한, 착색 대전 입자와 절연성 분산 매질이 각기 갖는 색, 다시 말해 두 가지 색에 표시가 한정되기 때문에 다색 표시가 곤란하였다. 또한, 통상 2치 표시이며 중간색을 표시하는 계조 표시가 곤란하다는 문제가 있었다.
또한, 종래의 전기영동 표시 장치에 있어서, 분산계는 연속상을 이루는 상태에서 사용되기 때문에 대향 전극 사이에 존재하는 분산계의 두께가 두껍거나 그 면적이 넓으면 분산계의 유동이 용이하게 되기 때문에, 표시가 불균일해지기 쉽고 영상의 선명함을 악화시키는 원인이 되기도 하였다. 특히, 전극이 형성된 유연성의 기판으로 분산계를 밀폐한 경우에, 표시 장치를 굴곡시키거나 국소적으로 압력을 가하면 분산계의 유동이 현저해지고 액체의 특성상 국소적인 압력이 전체에 파급되는 결과를 초래하여 선명한 영상을 형성할 수 없었다. 또한, 정착하지 않고 일시적으로 기억을 유지시키고 있는 영상에서는 영상이 파괴되기 쉽다는 문제점이 있었다. 한편, 일단 영상을 형성하고 전기영동 입자를 국소적으로 전극에 부착시킨 상태로 방치해 두면 잔여의 전기영동 입자가 균일하게 혼합하는 결과, 다시 영상을 형성할 때에는 분산계 내의 전기영동 입자 농도는 더 이상 균일하지 않고 그 결과 표시에 얼룩이 생기기 쉽다. 더욱이, 입자의 분산성이 충분하지 않은 분산계를 사용한 경우에는, 분산계가 연속상을 이루고 있으면 입자가 거대한 응집체로 성장하는 경우가 있어 표시의 균일성이나 분산계의 안정성, 즉 표시 장치의 수명에 난점이 있었다. 또한, 분산된 안료 입자의 응집이나 침전에 의한 수명의 한계, 염료의 전극 반응에 의한 변색 등에 의한 분산액의 불안정성 등의 문제가 있었다. 나아가, 절연성 액체에 용해한 염료의 전기영동 입자에의 흡착과 더불어 전기영동 입자가 퇴적된 전극 표면과 전기영동 입자 사이로의 절연성 액체의 침입 등의 악 영향에 의해 높은 반사율로 의한 높은 휘도와 높은 콘트라스트를 동시에 만족시키기는 본질적으로 불가능하다는 큰 문제점이 있었다.
나아가, 종래의 전기영동 표시 장치는 명확한 문턱치 특성을 갖지 않고, 동작 속도가 느리며, 높은 구동 전압이 필요하기 때문에 매트릭스 표시는 적합하지 않았다. 또한, 매트릭스 표시를 실현하고자 하는 경우에 전극 구조나 구동 회로가 복잡해진다는 문제점이 있었다. 이 문제를 해결하기 위하여 그리드 전극의 도입이나 바리스타 기판에 의한 액티브 매트릭스 구동의 검토가 행해져 왔으나 전극 구조나 구동 회로가 복잡해지고 결과적으로 단가가 높아지는 것 때문에 실용화에 이르지 못하고 있다.
상기 문제점을 해결하기 위한 방안으로서, 입자의 응집, 침강에 대해서는 분산액과 입자의 비중을 일치시키는 방법이나 계면 활성제에 의한 분산성 향상의 시도 이외에 격벽에 의해 분산액을 작은 공간에 격리하는 방법 등이 제시되었다. 그러나, 격벽 제조 공정이 매우 복잡하고, 이로 인하여 제조 단가가 높아지는 문제가 있었다.
또한, 상기 문제점을 해결하기 위한 다른 방안으로서, 일본 특개평 9-211499에 개시된 것이 있다. 여기에 개시된 전기영동 표시 장치에서는, 하부 기판의 제 2 전극 측에 흡착된 상태의 전기이동 입자가 관찰자에게 보이지 않도록 차폐층을 설치하고 있다. 그러나, 이러한 차폐층의 설치로 인하여, 표시 영역과 시야각이 좁아져서 콘트라스트가 낮아지는 문제가 발생하였다.
전기영동 표시 장치에 관하여 상기 기술한 것 이외에 새로운 구상의 움직임이 최근에 나타나고 있다. 도 2는 최근에 제안된 새로운 미세 채널 구조에 의한 동작 원리도이다.
도 2에 도시된 것 중 상측 도면이 전기영동 표시 장치의 표시화면 측에서 본 평면도를 도시한 것이고, 하측 도면이 전기영동 표시 장치의 AA' 단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 전기영동 입자는 상부 기판(201)의 공통 전극(203) 측에 끌어 당겨졌을 때는 이산적으로 배치하여 넓은 면적을 피복하게 되고, 하부 기판(202)의 패턴화된 전극(204) 측에 끌어 당겨졌을 때에는 역사각추 형태의 뿔쪽 좁은 공간에 집속되어, 미소 구(205)에 의해 가려지게 된다. 이 피복 및 차폐 원리에 의하여 표시 콘트라스트가 얻어진다. 그러나, 이러한 셀 구조에서는 응집이나 침전에 의한 장기적인 안정성의 결여, 및 미소 구(205)를 각 셀에 정확하게 한 개씩 배치하고 접착시키는 제조 공정상의 문제 등이 있다.
2. 마이크로캡슐-전기영동 표시 장치
기존의 전기영동 표시 장치가 갖는 문제점들인 침강, 응집, 변색 등의 해결책으로서 분산액을 직접 전극 사이에 봉입하지 않고, 마이크로캡슐 (microcapsule:MC)에 봉입한 구조의 EPD (microcapsule-type electrophoretic display: MC-EPD)가 미국의 MIT 및 일본의 NOK 사에 의해 1987년에 고안되었다.
도 3은 MC-EPD의 기본 구조를 도시한 것이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 직경이 약 50 μm 정도의 마이크로캡슐(305)에 분산액을 봉입하고 이것을 한 쌍의 전극(303, 304) 사이에 균일하게 배치한다. 분산 매질을 마이크로캡슐(305)에 내포시킴으로써 입자의 침강을 방지하고 있다.
MC-EPD의 방법에 의하면, 마이크로캡슐 내의 절연성 액체 속에 분산된 입자가 한 쌍의 외부 전극(303, 304) 간에 인가되는 전압에 의하여 이동함으로써 표시를 행한다. 그러나, 이러한 MC-EPD의 표시 장치는, 염료의 내구성의 문제로 인하여, 청/백의 2색만을 표현할 수 있으며, 흑/백의 표시 및 컬러 표현에는 한계가 있다는 문제가 있다.
3. 트위스트 볼 방식
볼 회전형의 표시 소자(electrical twisting ball display: ETBD)도 같은 대전 현상에 근거한 것으로 N. K. Sheridon 등이 1977년에 최초로 제안하였다. ETBD에서는 반구면의 색이 서로 다른 미소 구체를 180도 회전시켜서 표시를 행한다.
도 4는 트위스트 볼 방식의 표시 장치를 도시한 것이다.
트위스트 볼 방식의 표시 매체는 미소 볼(407) 형태의 절연체의 반구면을 다른 반구면과 다른 색 또는 광학 농도로 하여 얇은 절연체 판(405) 속에 균일하게 분포하도록 삽입한다. 각각의 미소 볼(407)은 구형의 미소 공간(406) 내에 하나씩 포함되고, 미소 공간(406)과 미소 볼(407) 사이의 좁은 간극(408)에는 절연성의 액체가 채워지게 된다. 이로써, 미소 볼(407)은 미소 공간(406) 내에서 회전할 수 있고 및 미소한 병진이 가능한 상태가 된다.
도 4에 도시된 트위스트 볼 방식의 표시 장치는 상부 및 하부 기판(401, 402)에 각각 패턴화된 전극(403, 404)에 전압을 인가하여, 미소 볼(407)을 회전시킴으로써 표시를 행한다.
그러나, 이러한 표시 장치는 미소 볼(407)을 내포하는 절연체 판(405)의 제작 방법이 복잡하고, 재료의 선택 범위의 제한 등의 문제로 인하여 현재 상품화되지 않고 있다.
4. 분체 입자 이동 방식
도 5는 분체 입자 이동에 의한 표시 장치를 도시한 것이다.
분체 입자 이동 방식에서는 색깔과 대전 극성이 서로 다른 두 종류의 미립자를 혼합하고, 제1 및 제2 전극(503, 504) 간에 전압을 인가하여 원하는 유색 미립자를 표시 화면 측으로 이동시킴으로써 표시가 행해진다. 전기이동 방식에 유사하지만 액체가 아닌 분체 속에서 입자를 이동시키는 것이 큰 차이점이다.
이러한, 분체 입자 이동 방식은, 대전된 분체 미립자를 이용하기 때문에, 분체를 대전시키기 위한 별도의 장치가 필요하고, 두 종류의 대전 입자를 사용함으로써, 쿨롱력에 의한 상호 작용으로 인하여 동작 속도가 느리고 동작 전압이 높아지게 되는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 제조 공정이 비교적 간단한 전기이동 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 표시 콘트라스트가 높고, 응답 속도가 빠르며, 구동 전압이 낮은 전기이동 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 염료의 변질로 인한 소자의 성능 열화가 없는 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 기록의 보존성이 뛰어난 표시 장치를 제공하는 것이다.
상기의 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 전기이동 표시 장치는, 투명한 재질의 제1 전극이 형성된 투명한 재질의 제1 기판, 제1 기판에 대향된 위치에 있으며 제2 전극이 형성된 제2 기판, 및 제1 기판 및 제2 기판 간에 면접(面接)되고, 복수의 미세 채널이 관통하는 미세 채널 판을 포함하되, 미세 채널은 대향하는 제1 전극 및 제2 전극 간에 인가되는 전계에 의하여 전기적으로 이동 가능한 복수의 미립자를 포함하고, 밀폐되었으며, 제1 기판에 입사된 빛이 밀폐된 영역 내에서 실질적으로 모두 흡수되도록 미세 채널 판 내의 소정의 위치로부터 제1 기판으로 갈수록 단면적이 커지고 소정의 위치로부터 제2 기판에 가까운 부분은 단면적이 일정한 형태를 갖는다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 전기이동 표시 장치는, 투명한 재질의 제1 전극이 형성된 투명한 재질의 제1 기판, 제1 기판에 대향된 위치에 있으며 제2 전극이 형성된 제2 기판, 및 제1 기판 및 제2 기판 간에 면접되고, 복수의 미세 채널이 관통하는 미세 채널 판을 포함하되, 미세 채널은 대향하는 제1 전극 및 제2 전극 간에 인가되는 전계에 의하여 전기적으로 이동 가능한 복수의 미립자를 포함하고, 밀폐되었으며, 제1 기판에 입사된 빛이 밀폐된 영역 내에서 실질적으로 모두 흡수되도록 미세 채널 판 내의 소정의 위치로부터 제1 기판으로 갈수록 단면적이 커지고 소정의 위치로부터 제2 기판으로 갈수록 단면적이 커지는 형태를 갖는다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기이동 표시 장치는, 투명한 재질의 제1 전극이 형성된 투명한 재질의 제1 기판, 제1 기판에 대향된 위치에 있으며 제2 전극이 형성된 제2 기판, 및 제1 기판 및 제2 기판 간에 면접되고, 복수의 미세 채널이 관통하는 미세 채널 판을 포함하되, 미세 채널은 대향하는 제1 전극 및 제2 전극 간에 인가되는 전계에 의하여 전기적으로 이동 가능한 복수의 미립자를 포함하고, 밀폐되었으며, 제1 기판에 입사된 빛이 밀폐된 영역으로부터 실질적으로 모두 반사되도록 미세 채널 판 내의 소정의 위치로부터 제1 기판으로 갈수록 단면적이 커지고 소정의 위치로부터 제2 기판에 가까운 부분은 단면적이 일정한 형태를 갖는다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기이동 표시 장치는, 투명한 재질의 제1 전극이 형성된 투명한 재질의 제1 기판, 제1 기판에 대향된 위치에 있으며 제2 전극이 형성된 제2 기판, 및 제1 기판 및 제2 기판 간에 면접되고, 복수의 미세 채널이 관통하는 미세 채널 판을 포함하되, 미세 채널은 대향하는 제1 전극 및 제2 전극 간에 인가되는 전계에 의하여 전기적으로 이동 가능한 복수의 미립자를 포함하고, 밀폐되었으며, 제1 기판에 입사된 빛이 밀폐된 영역으로부터 실질적으로 모두 반사되도록 미세 채널 판 내의 소정의 위치로부터 제1 기판으로 갈수록 단면적이 커지고 소정의 위치로부터 제2 기판으로 갈수록 단면적이 커지는 형태를 갖는다.
본 발명의 상기 실시예에 따른 전기이동 표시 장치에 있어서, 복수의 미립자는 전기영동 또는 유전영동 현상에 의하여 전기적으로 이동 가능하다.
본 발명의 상기 실시예에 따른 전기이동 표시 장치에 있어서, 미세 채널 판은 전도성 또는 절연성 재료로 형성된다.
본 발명의 상기 실시예에 따른 전기이동 표시 장치에 있어서, 미세 채널 판은 반도체 또는 폴리머로 형성될 수 있다.
본 발명의 상기 실시예에 따른 전기이동 표시 장치에 있어서, 미세 채널의 제1 기판 측에서 본 단면도는 다각형 또는 원형이다.
본 발명의 상기 실시예에 따른 전기이동 표시 장치에 있어서, 복수의 미세 채널 중 2 이상의 미세 채널이 하나의 색을 표현하는 하나의 화소를 형성한다.
본 발명의 상기 실시예에 따른 전기이동 표시 장치에 있어서, 복수의 미립자는 유기 또는 무기 안료 입자, 또는 금속 입자로 구성될 수 있다.
본 발명의 상기 실시예에 따른 전기이동 표시 장치에 있어서, 복수의 미립자는 대전체 또는 유전체로 구성될 수 있다.
본 발명의 상기 실시예에 따른 전기이동 표시 장치에 있어서, 미립자가 대전체인 경우에, 미세 채널 하나에 봉입되는 미립자는 동일한 극성을 갖는다.
본 발명의 상기 실시예에 따른 전기이동 표시 장치에 있어서, 미세 채널의 하나에 봉입되는 미립자는 실질적으로 동일한 색을 갖는 유색 미립자이거나, 실질적으로 동일한 색으로 착색된다.
본 발명의 상기 실시예에 따른 전기이동 표시 장치에 있어서, 다수의 미세 채널 각각에는 적색, 녹색, 및 청색의 미립자나, 적색, 녹색, 및 청색으로 착색된 미립자를 규칙적으로 봉입할 수 있으며, 각각의 미세 채널 내에 봉입되는 미립자의 양은 실질적으로 동일하다.
본 발명의 상기 실시예에 따른 전기이동 표시 장치에 있어서, 미세 채널 내에는 투명 액체 또는 기체로 구성된 분산 매질이 더 포함될 수 있다.
본 발명의 상기 실시예에 따른 전기이동 표시 장치에 있어서, 제1 및 제2 전극 중 어느 하나와 미세 채널 판 사이, 또는 미세 채널 판 내의 소정의 위치에 형성된 제3 전극을 포함하되, 제1 및 제2 전극 중 어느 하나와 미세 채널 판 사이에 제3 전극을 형성할 경우에는 그 사이에 절연막이 형성될 수 있다.
본 발명의 상기 실시예에 따른 전기이동 표시 장치에 있어서, 제2 전극은 열 전극 및 행 전극을 포함할 수 있다.
본 발명의 상기 실시예에 따른 전기이동 표시 장치에 있어서, 제1 및 제2 전극은 절연막으로 피복될 수 있고, 제1 전극 측에 피복된 절연막은 투명 절연체이다.
본 발명의 상기 실시예에 전기이동 표시 장치에 있어서, 제2 전극은 미립자가 제2 전극 측으로 이동하는 경우, 미립자가 미세 채널 바닥의 가장자리에 분포하도록 하기 위한, 미세 채널의 단면적보다 작은, 무전극 영역을 갖는다.
본 발명의 일실시예에 따른 전기이동 표시 장치의 제작 방법에 있어서, 투명 재질의 제1 기판을 형성하는 단계, 제1 기판에 제1 전극을 형성하는 단계, 제2 기판을 형성하는 단계, 제2 기판에 제2 전극을 형성하는 단계, 미세 채널 판을 형성하는 단계, 상부 개구로 입사된 빛이 통의 영역 내에서 실질적으로 모두 흡수되도록, 미세 채널 판 내의 소정의 위치로부터 상부 개구로 갈수록 단면적이 커지고 소정의 위치로부터 하부 개구에 가까운 부분은 단면적이 일정한 형태의 통 형상을 갖는 미세 채널을 미세 채널 판을 관통하도록 형성하는 단계, 및 미세 채널의 하부 개구가 있는 면이 제2 기판의 제2 전극 측과 맞닿도록 하여 미세 채널 판을 제2 기판에 접합하고, 인가되는 전계에 의해 전기적으로 이동 가능한 미립자를 미세 채널 내에 봉입하며, 미세 채널의 상부 개구가 있는 면이 제1 기판의 제1 전극측에 맞닿도록 하여 미세 채널 판과 제1 기판을 접합시킴으로써, 미세 채널이 실질적으로 밀폐되도록 하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 전기이동 표시 장치의 제작 방법은, 투명 재질의 제1 기판을 형성하는 단계, 제1 기판에 제1 전극을 형성하는 단계, 제2 기판을 형성하는 단계, 제2 기판에 제2 전극을 형성하는 단계, 미세 채널 판을 형성하는 단계, 상부 개구로 입사된 빛이 통의 영역 내에서 실질적으로 모두 흡수되도록, 미세 채널 판 내의 소정의 위치로부터 상부 개구로 갈수록 단면적이 커지고 소정의 위치로부터 하부 개구로 갈수록 단면적이 커지는 형태의 통 형상을 갖는 미세 채널을 미세 채널 판을 관통하도록 형성하는 단계, 및 미세 채널의 하부 개구가 있는 면이 제2 기판의 제2 전극 측과 맞닿도록 하여 미세 채널 판을 제2 기판에 접합하고, 인가되는 전계에 의하여 전기적으로 이동 가능한 미립자를 미세 채널 내에 봉입하며, 미세 채널의 상부 개구가 있는 면이 제1 기판의 제1 전극 측에 맞닿도록 하여 미세 채널 판과 제1 기판을 접합시킴으로써, 미세 채널이 실질적으로 밀폐되도록 하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따른 전기이동 표시 장치의 제작 방법은, 투명 재질의 제1 기판을 형성하는 단계, 제1 기판에 제1 전극을 형성하는 단계, 제2 기판을 형성하는 단계, 제2 기판에 제2 전극을 형성하는 단계, 미세 채널 판을 형성하는 단계, 상부 개구로 입사된 빛이 통의 영역 내에 실질적으로 모두 반사되도록, 미세 채널 판 내의 소정의 위치로부터 상부 개구로 갈수록 단면적이 커지고 소정의 위치로부터 하부 개구에 가까운 부분은 단면적이 일정한 형태의 통 형상을 갖는 미세 채널을 미세 채널 판을 관통하도록 형성하는 단계, 및 미세 채널의 하부 개구가 있는 면이 제2 기판의 제2 전극 측과 맞닿도록 하여 미세 채널 판을 제2 기판에 접합하고, 인가되는 전계에 의하여 전기적으로 이동 가능한 미립자를 미세 채널 내에 봉입하며, 미세 채널의 상부 개구가 있는 면이 제1 기판의 제1 전극 측에 맞닿도록 하여 미세 채널 판과 제1 기판을 접합시킴으로써, 미세 채널이 실질적으로 밀폐되도록 하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 전기이동 표시 장치의 제작 방법은, 투명 재질의 제1 기판을 형성하는 단계, 제1 기판에 제1 전극을 형성하는 단계, 제2 기판을 형성하는 단계, 제2 기판에 제2 전극을 형성하는 단계, 미세 채널 판을 형성하는 단계, 상부 개구로 입사된 빛이 통의 영역 내에 실질적으로 모두 반사되도록, 미세 채널 판 내의 소정의 위치로부터 상부 개구로 갈수록 단면적이 커지고 소정의 위치로부터 하부 개구로 갈수록 단면적이 커지는 형태의 통 형상을 갖는 미세 채널을 미세 채널 판을 관통하도록 형성하는 단계, 및 미세 채널의 상부 개구가 있는 면이 제2 기판의 제2 전극 측과 맞닿도록 하여 미세 채널 판을 제2 기판에 접합하고, 인가되는 전계에 의하여 전기적으로 이동 가능한 미립자를 미세 채널 내에 봉입하며, 미세 채널의 상부 개구가 있는 면이 제1 기판의 제1 전극 측과 맞닿도록 하여 미세 채널 판과 제1 기판을 접합시킴으로써, 미세 채널이 실질적으로 밀폐되도록 하는 단계를 포함한다.
본 발명의 상기 실시예에 따른 전기이동 표시 장치의 제작 방법에 있어서, 제2 전극은 열 전극 및 행 전극을 포함하고, 제2 기판에 제2 전극을 형성하는 단계는, 제2 기판에 열 전극으로 사용될 재료를 증착 또는 도포하는 단계, 열 전극을 분리시키기 위한 패터닝 작업 단계, 열 전극 위에 절연층을 형성하는 단계, 식각 공정으로 절연층을 미세 채널의 형상으로 형성하는 단계, 및 제2 전극을 증착 또는 도포시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 상기 실시예에 따른 전기이동 표시 장치의 제작 방법에 있어서, 미세 채널 판에 미세 채널을 형성하는 단계는, 미세 채널 판의 양면에 절연막을 형성시키는 단계, 절연막을 미세 채널 모양으로 패터닝하는 단계, 및 비등방 식각을 실시함으로써 미세 채널을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따른 전기이동 표시 장치의 제작 방법은, 폴리머 재질의 제1 및 제2 미세 채널 판을 형성하는 단계, 제1 및 제2 미세 채널 판의 어느 하나에 제3 전극을 형성하는 단계, 제1 및 제2 미세 채널 판을 압착시키되, 제3 전극이 형성된 면과 다른 하나의 미세 채널 판의 일면이 접합되도록 하는 단계, 압착된 제1 및 제2 미세 채널 판을 끝이 잘린 원추 또는 다각추 형태의 돌출부를 복수개 갖는 롤러를 사용하되, 상기 돌출부의 끝면이 맞닿도록 상하 양면에서 찍음으로써, 미세 채널을 형성하는 단계, 압착된 제1 및 제2 미세 채널 판의 하면에 제2 전극이 형성된 하부 기판을 접합시키는 단계, 미세 채널 내에 소정의 전계에 의하여 전기적으로 이동 가능한 미립자를 봉입하는 단계, 및 투명한 재질의 제1 전극이 형성된 투명한 재질의 제1 기판을 압착된 제1 및 제2 미세 채널 판의 상면에 접합시키되, 제1 전극이 형성된 면이 상기 미세 채널과 맞닿도록 하는 단계를 포함한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
1. 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기이동 표시 장치
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 전기이동 표시 장치를 도시한 단면도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 표시 장치는 투명한 재질의 패턴화된 제1 전극(603)이 형성된 투명한 재질의 제1 기판(601), 제1 기판(601)에 대향된 위치에 있으며 공통 전극인 제2 전극(604)이 형성된 제2 기판(602), 제1 및 제2 기판(601, 602) 간에 면접(面接)되고 복수의 미세 채널(606)이 관통하는 미세 채널 판(605)을 포함한다. 상기 미세 채널(606)은 제1 전극 및 제2 전극 간의 인가되는 전계에 의하여 전기적으로 이동 가능한 복수의 미립자를 포함하고, 밀폐되었으며, 제1 기판(601)에 입사된 빛이 밀폐된 영역 내에 실질적으로 모두 흡수되도록 미세 채널 판(605) 내의 소정의 위치로부터 제1 기판(601)으로 갈수록 단면적이 커지고 상기 소정의 위치로부터 제2 기판(602)에 가까운 부분은 단면적이 일정한 형태를 가진다.
각각의 미세 채널은 미세 채널 판(605)의 격벽(607)에 의하여 분리되어 있으며, 미세 채널(606)에는 투명한 절연성 액체 또는 공기나 질소와 같은 기체 (이하 '분산 매질'이라 함)가 봉입될 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 전기이동 표시 장치에 있어서, 패턴화된 제1 전극(603)이 형성된 상부 기판(601)은 표시 기판이고, 공통 전극인 제2 전극(604)이 형성된 하부 기판(602)은이 저변 기판이다.
미세 채널(606)의 크기는 통상 수십 μm 이하인 것이 적당하며, 분산 매질로서 투명한 절연성 액체 또는 공기나 질소와 같은 기체 이외에, 무채색의 반사 농도 또는 발광 농도를 가변할 수 있는 것을 사용할 수 있다.
미세 채널(606) 내에 분산되는 미립자는 0.1 내지 수 μm의 입자가 바람직하다. 미립자의 직경이 약 30 μm 이하인 경우에는 미립자가 자연적인 부착력으로 표시면에 부착되기 때문에, 제1 및 제2 전극(603, 604)에 인가되는 전압이 차단된 경우에도, 최후의 표시 상태를 영구히 보전할 수 있게 된다. 즉, 기록의 보존성이 뛰어난 종이 즉 전자 종이처럼 사용할 수도 있다.
미립자는 유기, 무기 안료, 염료, 미결정분, 금속분, 유리 등이 될 수 있으며, 일정 극성을 가지는 대전체이거나 대전되지 않은 유전체일 수 있다. 또한, 한 개의 미세 채널(606) 내에 존재하는 미립자는 실질적으로 동일한 색을 갖거나 실질적으로 동일한 색으로 착색되고, 한 개의 미세 채널(606) 내에 존재하는 미립자가 대전체일 경우에는 단일 극성으로 대전된 것을 사용한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 세개의 미세 채널을 하나의 셀로 형성하고, 세개의 미세 채널에 적색 (R:red), 녹색 (G:green), 청색 (B:blue) 또는 청록색 (C:cyan), 자홍색 (M:magenta), 황색 (Y:yellow)의 입자를 각각 분산시킴으로써, 천연색의 표시가 가능하도록 할 수 있다. 또한, 필요에 따라서는 흑색 (K:black)을 추가할 수 있다.
나아가, 도 6에 도시된 바와 같이, 미세 채널 판(605)의 중간 부분에 제3의 전극(608)이 형성될 수 있다. 이 경우, 표시 장치의 구동 시에 제3의 전극(608)을 통해 미세 채널(606)의 벽부에 전압을 인가함으로써, 후술하는 바와 같이, 이전에 구성된 화소에 영향을 미치지 않으면서 원하는 화소를 구동할 수 있게 된다. 또한, 실시예에 따라서는, 제3의 전극(608)은 상부 기판(601)과 미세 채널 판(605) 사이, 또는 하부 기판(602)과 미세 채널 판(605) 사이, 또는 미세 채널 판(605) 내의 소정의 위치에 형성되도록 할 수 있다.
도 6에 도시된 전기이동 표시 장치의 동작을 설명한다. 다만, 설명의 편의를 위하여, 흑백 표시 동작을 중심으로 설명하기로 한다.
표시 신호에 따라서, 각 미세 채널(606)마다 형성된 제1 전극(603) 중 특정 전극과 제2 전극(604) 사이에 수 내지 수십 볼트 정도의 전압을 인가한다. 이하에서는, 미립자가 + 로 대전된 입자로 구성되고, 공통 전극은 접지된 상태이며, 흑색의 미세 채널 판(605)을 사용한 경우로 가정한다.
제1 전극(603)에 인가되는 전압의 극성이 - 인 경우, 미세 채널(606) 내에 존재하는 미립자는 전기영동 현상에 의하여 제1 전극(603) 측으로 이동하게 된다. 따라서, 표시면에는 미립자의 색 또는 미립자에 착색된 색이 나타나게 된다. 이와 반대로, 제1 전극(603)에 인가되는 전압의 극성이 + 인 경우에는, 미세 채널(606) 내에 존재하는 미립자는 제1 전극(603)에서 떨어진 제2 전극(604) 측으로 이동하게 되고, 미세 채널(606)로 입사된 빛이 모두 미세 채널 벽면에 흡수된다. 즉, 빛 가둠 효과에 의하여 입사된 빛이 표시면으로 반사되지 않음으로써 표시면에는 흑색이 나타나게 된다.
따라서, 흑색의 미세 채널 판 재료를 사용하고, 백색의 미립자를 사용하거나 미립자를 백색으로 착색한 경우에, - 전압이 인가된 미세 채널(606)은 표시면이 흰색으로 보이게 되고, + 전압이 인가된 미세 채널(606)은 표시면이 흑색으로 보이게 된다.
또한, 본 발명에 따르면, 도 6에 도시된 바와 같이, 미세 채널(606)의 폭이 표시면에 가까워질수록 넓어짐으로써, 표시면 측에 드러난 흑색 격벽(607)의 표면(609)이 표시면을 차지하는 비율이 작아지게 되어, 격벽(607)에 의한 표시 콘트라스트의 저하를 방지할 수 있다. 그리고, 후술하는 제2 실시예에 따른 전기이동 표시 장치와 같은 표시 면적을 유지하면서 격벽(607)의 두께를 상대적으로 두껍게 할 수가 있어 구조적으로 튼튼한 전기이동 표시 장치를 구현할 수 있다.
상기의 설명에서는 미립자가 대전체일 경우를 가정하였으나, 미립자가 유전체인 경우에는, 미립자 내에 유기된 전기 쌍극자에 작용하는 전계의 구배력 (gradient force)에 의하여 미립자를 이동시킴으로써, 표시면에 흑백을 표현할 수 있다.
본 발명의 일실시에에 따른 전기이동 표시 장치는, 한 개의 미세 채널(606) 내에 단일 극성 및 단색의 대전 입자 또는 유전체 입자를 사용함으로써, 종래의 전기영동 표시 장치나 분체 입자 이동 표시 장치에서와 같이 양과 음 두 종류의 대전 영동 입자를 사용하였을 경우에 발생되는 상호 간섭에 의한 이동 속도의 저하 문제를 해결할 수 있다. 이로써, 표시 장치의 구동 속도와 구동 전압을 낮출 수 있다. 또한, 적색, 녹색, 청색의 3색 미립자를 사용하는 경우에는, 풀 컬러 표시가 가능한 전기이동 표시 장치를 구현할 수 있게 된다. 나아가, 복수의 미세 채널을 하나의 화소로 사용함으로써, 면적 계조를 실현할 수 있으며, 흑색을 표현하기 위한 미립자가 따로 필요하지 않게 된다.
또한, 본 발명의 일실시에에 따른 전기이동 표시 장치는, 착색한 영동 액체를 사용하지 않고, 투명 액체를 사용하거나, 액체에 비해 점도가 1/100 이하인 공기나 질소와 같은 기체를 영동 매체로 사용함으로써, 동작 속도를 비약적으로 향상시킬 수 있다. 그리고, 액체를 염색할 필요가 없어 염료의 변질로 인한 소자의 성능 열화가 발생하지 않기 때문에 장 수명을 실현할 수 있다.
나아가, 흑색의 미세 채널 판(605) 재료를 사용하는 경우에는 격벽(607)의 료면(609)이 블랙 매트리스의 역할을 하기 때문에, 적, 녹, 청색의 색채의 혼색을 방지할 수 있고, 화소부 이외로부터의 빛의 반사나 투과 누설이 감소되어 콘트라스트의 비약적인 향상을 기대할 수 있다.
더 나아가, 본 발명에 따른 전기이동 표시 장치는 반사형 표시 장치이고, 전압 구동형이기 때문에 초 저소비 전력을 실현할 수 있다. 또한, 기판이나 미세 채널 판 등에 유연성이 있는 재료를 사용할 수 있으므로 디자인의 다양성을 추구할 수 있고, 초 박형화가 가능하여 응용 범위를 크게 확대할 수 있다. 시야각은 TiO2 등의 미립자의 확산 반사 성능에 의해 거의 180도이다.
상기 설명에서는 제2 전극(604)이 공통 전극으로 형성되고, 패턴화된 제1 전극(603) 및 공통 전극(604) 간에 인가되는 전압에 의하여 미립자가 전기이동 하는 것으로 설명하였으나, 제1 전극(603)을 공통 전극으로 형성하고, 패턴화된 제2 전극(604) 간에 전압을 인가함으로써 표시를 행할 수 있음은 물론이다.
2. 본 발명의 제2 실시예에 따른 전기이동 표시 장치
도 7는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기이동 표시 장치를 도시한 것이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기이동 표시 장치는 미세 채널(616)의 허리부가 잘록하게 형성되어 있다는 점에서 도 6에 도시된 전기이동 표시 장치와 차이점을 갖는다.
이와 같이, 제1 및 제2 전극(613, 614)측에 접촉된 개구면에 비하여 미세 채널(616)의 허리부를 작게 형성한 경우에는, 입사된 빛이 미세 채널(616)의 벽면에 흡수될 뿐만 아니라, 미세 채널(616)의 하반부에 갇히게 되어, 표시면으로 반사되어 나가는 확률이 매우 낮아지게 된다. 따라서, 보다 효과적으로 빛 가둠 (light confinement) 효과를 얻을 수 있다. 이로써, 미세 채널(616)의 길이를 도 6에 도시된 표시 장치에 비하여 짧게 형성할 수 있게 되므로, 보다 낮은 구동 전압으로 표시를 행할 수가 있게 된다.
나아가, 미세 채널(615)의 표시면의 가장자리에 전계가 집중되는 것을 방지하는 효과가 있어서 대전 영동 입자가 표시면에 균일하게 분포하는데 도움을 준다.
도 7에서는 제2 전극(614)이 공통 전극으로 형성되고, 패턴화된 제1 전극(613) 및 공통 전극(614) 간에 인가되는 전압에 의하여 미립자가 전기이동 하는 것으로 설명하였으나, 제1 전극(613)을 공통 전극으로 형성하고, 패턴화된 제2 전극(614)에 전압을 인가함으로써 표시를 행할 수 있음은 물론이다. 이 경우에 제2 전극(614)은, 미립자가 제2 전극(614) 측으로 이동하는 경우, 미립자가 미세 채널(615)의 바닥의 가장자리에 분포하도록 하기 위하여, 미세 채널(615)의 단면적보다 작은, 무전극 영역을 갖도록 형성될 수 있다. 이렇게 함으로써, 표시면(611)에 흑색을 표시하는 경우, 미립자가 미세 채널(616)의 하단 둘레에 존재하는 제2 전극(614)에 밀집되게 되어, 입사된 빛이 미세 채널(616)의 바닥 부분에 닿아 표시면(611)으로 반사된 경우에도, 미립자에 착색된 색이 표시면(611)에 나타나는 것을 방지할 수 있다.
3. 본 발명의 제3 실시예에 따른 전기이동 표시 장치
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기이동 표시 장치를 도시한 것이다.
도 8에 도시된 전기이동 표시 장치는, 백색의 미세 채널 판(625)을 사용하고, 흑색의 미립자나 흑색으로 착색된 미립자를 사용하는 경우에 적합한 실시예를 도시한 것이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기이동 표시 장치는, 미세 채널(626)이 제1 전극(623)과 접합된 부분의 단면적을 크게 형성하고, 미세 채널(626)의 상반부의 격벽의 기울기를 작게 함으로써, 상부 기판(621)으로부터 입사된 빛이 미립자나 격벽에 의하여 충분히 반사될 수 있도록 한다.
이하, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기이동 표시 장치의 동작을 설명한다. 다만, 미세 채널(626) 내에 분산된 미립자가 + 로 대전된 입자로 구성되고, 공통 전극은 접지된 상태라고 가정한다.
제1 전극(623)에 인가되는 전압의 극성이 인 경우, 미세 채널(626) 내에 분산된 미립자는 전기영동 현상에 의하여 제1 전극(623) 측으로 이동하게 된다. 따라서, 표시면에는 흑색이 나타나게 된다. 이와 반대로, 제1 전극(623)에 인가되는 전압의 극성이 + 인 경우에는, 미세 채널(626) 내에 존재하는 미립자는 제1 전극(623)에서 떨어진 제2 전극(624) 측으로 이동하게 되고, 미세 채널(626)로 입사된 빛이 실질적으로 모두 표시면으로 반사됨으로써, 표시면에는 백색이 나타나게 된다.
상기 설명한 제2 및 제3 실시예에 도시된 미세 채널에서는 미세 채널 하단 부분 양단이 제2 전극 측으로 갈수록 폭이 커지도록 도시되었으나, 미세 채널의 양 벽 중 일 측만이 만이 제2 전극 측으로 갈수록 넓어지고, 타측은 제1 실시예에 도시된 미세 채널과 같이 형성될 수 있다.
또한, 상기 설명한 제1 내지 제3 실시예에 있어서, 제1 전극 및 제2 전극 위를 절연층으로 피복할 수 있다. 이 경우, 제1 전극 및 제2 전극과 투명한 절연성 분산 매질과의 전기적 화학 반응에 의하여 발생되는 절연성 분산 매질의 열화를 방지할 수 있으며, 착색된 미립자가 전극 상에서 타서 붙어버리는 것을 방지할 수 있다.
나아가, 제1 내지 제3 실시예에서는 미세 채널이 전극 측을 향하여 일정한 비율로 폭이 넓어지는 것으로 도시되었으나, 실시예에 따라서 그 형상이 변화될 수 있음은 물론이다. 예컨대, 격벽이 흰색인 경우, 격벽을 거칠게 함으로써 산란효과를 더 크게 하고, 시야각을 더 넓게 할 수 있다.
4. 본 발명의 일실시예에 따른 전기이동 표시 장치의 제작 방법
도 9는 본 발명에 따른 전기이동 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전기이동 표시 장치는, 상부 기판(701), 하부 기판(702), 및 미세 채널 판(703)을 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따른 전기이동 표시 장치의 제작 방법은, 투명 재질의 제1 기판(701)을 형성하는 단계, 제1 기판(701)에 제1 전극을 형성하는 단계, 제2 기판(702)을 형성하는 단계, 제2 기판(702)에 제2 전극을 형성하는 단계, 미세 채널 판(703)을 형성하는 단계, 상부 개구로 입사된 빛이 통의 영역 내에 실질적으로 모두 흡수되도록 미세 채널 판(703) 내의 소정의 위치로부터 상기 상부 개구로 갈수록 단면적이 커지고 상기 소정의 위치로부터 하부 개구에 가까운 부분은 단면적이 일정한 형태의 통 형상을 갖는 미세 채널(704)을 미세 채널 판(703)을 관통하도록 형성하는 단계, 및 상기 미세 채널(704)의 하부 개구가 있는 면이 상기 제2 기판(702)의 제2 전극 측과 맞닿도록 하여 미세 채널 판(703)을 제2 기판(702)에 접합하고, 인가되는 전계에 의하여 전기적으로 이동 가능한 미립자를 미세 채널(704) 내에 봉입하며, 미세 채널(704)의 상부 개구가 있는 면이 제1 기판(701)의 제1 전극 측에 맞닿도록 하여 상기 미세 채널 판(703)과 제1 기판(701)을 접합시킴으로써, 미세 채널(704)이 실질적으로 밀폐되도록 하는 단계를 포함한다.
이하, 각각의 기판의 제작 방법에 대하여 상세히 설명한다. 다만, 이하에서는 상부 기판(701)에는 공통 전극인 제1 전극이 형성되고, 하부 기판(702)에는 제2 전극으로서 패턴화된 열 전극 (row electrode) 및 행 전극 (column electrode)이 형성된 경우에 대하여 설명하기로 한다.
(1) 상부 기판
본 발명의 일실시예에 따른 전기이동 표시 장치에 있어서, 상부 기판(701) 및 하부 기판(702) 중 적어도 하나는 투명체를 사용하여 형성한다. 상부 기판(701)을 표시 기판으로 사용하는 경우에는, 관찰자가 상부 기판(701)을 통하여 미립자의 구동 상태를 관찰하기 때문에 투명한 기판과 전극을 사용한다. 또한, 후속 공정에서 상부 기판(701)의 투명 전극과 미세 채널(704)의 상기 일측을 접합할 때 접합면이 매끄러워야 하므로, 표면의 거칠기를 작게 하는 것이 바람직하다.
(2) 하부 기판
본 발명의 일실시예에 따르면, 하부 기판(702)은 열 전극이 형성되는 하부 제1 기판(702a)과 행 전극이 형성되는 하부 제2 기판(702b)을 포함한다.
열 전극을 만들기 전에 벌크 (bulk) 실리콘을 통한 열 전극끼리의 단락을 막기 위하여 열적 산화 (thermal oxidation) 방법으로 SiO2를 생성시킨다. 알루미늄-스퍼터 (Al-sputter)를 사용하여 열 전극으로 사용될 알루미늄을 전면에 증착한 후, 사진 식각 (photolithography) 공정으로 마스크를 사용하여 각각의 열 전극을 분리시키는 패터닝 (patterning) 작업을 한다.
열 전극과 다음에 증착될 행 전극과의 전기적인 절연을 위하여 절연층을 만든다. 분산 매질의 미립자들이 열 전극과 행 전극 사이에서 충분히 이동할 수 있는 공간을 확보하고 두 전극 사이의 확실한 절연을 보장하기 위하여 포토 레지스트 (photoresist)의 일종인 폴리이미드 (polyimide)를 스핀 코터 (spin coater) 장치를 이용하여 코팅한다. 미세 채널을 형성시키는 미세 채널 마스크를 사용하여 사진 식각 공정으로 열 전극 위에 미세 채널 모양(705)을 형성시킨다.
그 다음 공정으로 행 전극을 형성한다. 이 때, 열 전극과의 전기적인 단락을 방지하기 위하여 단차 피복성 (step coverage)이 나쁜 금속 증착 장치 (metal evaporator)를 사용하여 알루미늄을 증착시킨다.
실시예에 따라서는, 상부 기판(701) 및 하부 기판(702)은 판에 형성되는 전극, 또는 판을 대신할 전극의 한쪽 또는 양쪽에 선 또는 점의 매트릭스 상 혹은 세그먼트 상으로 분할된 것을 사용할 수 있다. 이로써, 이들 선상 또는 점상 전극을 조합하여 문자, 숫자, 화상 등 필요한 형상을 구성할 수 있다. 또한, 이들 전극에 동시에 전압을 인가하거나 주사하는 것에 의하여, 또는 시분할로 전압을 인가하는 것에 의하여 분산계에 모양상의 전계를 작용시키면 정지 화상 또는 동화상을 표시할 수 있는 영상 표시 장치가 된다.
(3) 미세 채널 판
미세 채널 판(703)은 미립자가 봉입되고, 분산 매질이 실제로 채워질 미세 채널(704)이 만들어지는 기판이다. 미세 채널 판(703)은 합성 수지 유리 등의 절연성 판 또는 실리콘과 같은 반도체, 폴리머로 형성된 판에 적당한 미세 채널(704)을 뚫어서 형성할 수 있으며, 상부 기판(701) 및 하부 기판(702) 중 적어도 하나의 기판이 절연체인 경우에는 반드시 절연체로 구성될 필요는 없다.
미세 채널 판(703)에서는, 제1 전극과 제2 전극 간에 인가된 전압에 따라 분산 매질 속의 미립자들이 미세 채널(704) 안에서 아래위로 움직이게 된다. 미립자들이 움직여야 하는 거리가 길어지면, 전기장도 그에 비례하여 강해져야 하고, 따라서 인가되는 전압의 절대 값이 커져야 한다. 미세 채널 판(703) 자체의 두께는 입자들이 움직이는 거리와 같기 때문에, 미세 채널 판(703)의 두께를 적절한 두께로 선택하는 것이 바람직하다.
웨이퍼를 원하는 두께로 얇게 만들되, 표면을 최대한 평탄하게 만들기 위해 CMP (Chemical Mechanical Planarization) 공정을 한다. CMP 공정 과정에서 유기물이 노출된 경우, 후속 공정을 진행하기 위해 초음파 (supersonic)와 아세톤 (acetone), IPA (isopropyl alcohol), informal cleaning을 이용하여 유기물을 제거한다.
미세 채널 판(703)의 아랫면과 윗면은 하부 기판(701)의 행 전극, 상부 기판의 공통 전극과 각각 접합하게 된다. 전극에 전압이 인가되었을 때, 각각의 전극과의 전기적 단락을 막기 위하여 미세 채널 판(703)의 양면에 절연막을 형성시킨다. 후속 공정인 미세 채널(704) 형성 공정 시 미세 채널 판(703)의 보호막 (masking layer)으로 이용하기 위하여, 절연막의 물질로 Si3N4를 선택하고, STS-PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 장치로 증착한다.
사직 식각 공정으로 Si3N4 막을 미세 채널 모양으로 패터닝한다. 건식 식각 장치인 PE(plasma etcher) 장치를 사용하여, Si3N4 막을 포토 레지스트 (photoresist)에 대하여 선택적으로 식각한다.
미세 채널 판(703)에 미세 채널(704)을 형성시키려면, 앞뒷면의 정확히 같은 위치에 미세 채널 모양을 패터닝해야 하므로, 양면 정렬 장치 (aligner)를 사용하는 것이 바람직하다.
미세 채널(704)의 단면은, 도 10에 도시된 바와 같이, 사각형, 원형, 또는 장방형 등의 여러 가지 형상으로 구현될 수 있다. 미세 채널(704)은 통상 규칙적으로 설치되지만, 크기, 모양, 배열 등에 있어서, 불규칙적으로 구현될 수도 있다.
미세 채널(704)을 형성함에 있어서, 전계에 의해 명도나 색이 변화되는 것은 미세 채널(704) 내의 미립자이고, 미세 채널(704)의 경계 영역은 변화하지 않으므로, 표시 장치의 전면을 균일하게 색 변화시키기 위해서는 미세 채널(704)의 경계 영역의 폭을 충분히 좁게 형성하는 것이 바람직하다.
나아가, 미세 채널(704) 자체의 크기 즉, 미세 채널 판(703)의 미세 채널(704)의 크기는 사용되는 분산계 또는 표시의 용도에 따라서 적당한 크기를 택하면 되지만, 적어도 분산계 중의 입자의 크기보다는 크게 할 필요가 있다.
마지막으로, 원하는 형태의 미세 채널을 만들기 위하여 습식 식각 (wet etching) 형식의 비등방 (anisotropic) 식각을 실시한다. 비등방 식각은 방향 의존적 (orientation-dependent)인 식각으로서, 특정한 방향으로의 식각이 다른 방향으로의 식각과 비교해서 식각비 (etch rate)의 차이가 많이 난다. 비등방 식각 물질로는 EDP (ethylene diamine pyrochatechol), TMAH (tetra methyl ammonium hydroxide), Alkaii-OH 등이 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 미세 채널 판(703)은 상부 기판(701) 및 하부 기판(702)의 한쪽에 미리 고정된 상태로 형성될 수 있다. 상부 기판(701) 및 하부 기판(702)의 한쪽에 고정된 미세 채널 판(703)을 설치하기 위해서는 포토에칭법이 유용하다. 예컨대, 하부 기판(702)의 전면에 걸쳐서 감광성 수지를 도포하고, 포토에칭에 의해 미세 채널에 상당하는 영역의 수지를 제거하면, 하부 기판(702)에 남은 수지층을 미세 채널 판(703)으로 사용할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 미세 채널 판(703)의 재료 성분에 적당한 광학 특성의 것을 사용하면, 전계를 인가하여 대전 입자의 분포를 변화시키는 것에 의하여 분산계의 반사색 또는 발광색을 변화시킬 수 있다.
예를들어, 반사에 의해 황색으로 보이는 양의 대전 입자와 청록색으로 보이는 음의 대전 입자의 이극성 혼합 입자 분산계에서는, 혼합 분산 상태에서는 녹색을 나타내지만, 전계를 인가하면 음극이 황색으로, 양극이 청록색으로 보이게 된다. 또한, 복사선이나 열등의 자극에 의해 예컨대, 적색 및 녹색으로 발광하는 이극성 입자 혼합계에서는, 혼합 분산 상태에서는 황색으로 보이지만, 전계를 인가하여 입자를 각 전극 방향으로 전기이동시키면, 분산계의 발광색을 적색 또는 녹색으로 변화시킬 수 있다. 따라서, 전극 간에 인가하는 전압의 크기, 극성, 전압 인가 시간 등을 가변시키면, 각 미세 채널(704)의 색, 밝기 등을 변화시킬 수 있고, 착색상을 표시할 수 있다.
(4) 세 기판의 접합
하부 기판(702)과 미세 채널 판(703)을 접합할 때 각각의 미세 채널 위치가 일치하도록 정렬시킨다. 미세 채널 판(703)에 금속 증착 장치 (metal evaporator)로 인듐을 소정량 증착시키고, 플립 칩 본더 (flip-chip bonder)를 이용하여, 두 기판을 가접합한 다음, 절연 에폭시 (epoxy)로 접합한다. 상부 기판(701)과의 접합은 정렬할 필요가 없고, 전기 전도성 에폭시로 단순 접합한다.
이로써, 미세 채널 내에 봉입되는 미립자의 유동은 미세 채널 내로 제한되며, 미세 채널 내의 미립자 농도는 각 미세 채널 내에 있어서 항상 일정하다. 따라서, 종래와 같이 전기영동 입자의 농도가 분산계 내에서 불균일하게 되는 현상은 완전히 제거되고, 전면에 걸쳐서 균일한 표시가 얻어진다.
또한, 미립자는 미세한 미세 채널 내에 격리되어, 미세 채널 내에 제한되어 있기 때문에, 미립자가 한 덩어리의 거대한 응집체가 되는 사태는 저지되며, 입자가 가령 응집해도 미세한 응집체로 유지되어 표시의 용도에는 지장이 되지 않고 내구성을 높일 수가 있다.
나아가, 기판을 미세한 미세 채널로 분할하는 것에 의하여 해상력이 뛰어난 영상을 표시할 수 있게 된다. 전기영동에서처럼 분산계가 연속상을 이루는 상태에서는 분산계의 두께가 두꺼워지던가 저항이 낮은 분산계를 사용하면 전류 (즉 전기이동 입자)가 확산되기 때문에 해상력이 저하되기 쉽다. 그러나, 본 발명과 같이 미립자가 미세 채널에 의하여 격리되면, 미립자는 격벽을 넘을 수 없기 때문에 선명한 영상을 표시할 수 있게 된다.
또한, 미세 채널 판처럼 미세 채널을 갖는 판에 미립자를 봉입할 때에는 분산계의 봉입이 아주 용이하게 되어 표시장치의 제조가 간단해진다.
이상에서는 하부 기판(702)에 열 전극 및 행 전극이 형성된 것으로 설명하였으나, 상기 행 전극은 미세 채널 판의 소정 위치에 형성되거나, 상부 기판과 미세 채널 판 사이에 형성될 수도 있다.
도 11은 폴리머를 이용하여 미세 채널 판을 형성하는 경우, 본 발명의 일실시예에 따른 전기이동 표시 장치의 제작 방법을 도시한 것이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 미세 채널 판을 형성하기 위하여, 두 개의 폴리머 판을 부착시키고, 폴리머 판의 상하 양측을 롤러(809a, 809b)로 압착시킨다. 이 때, 제3의 전극(807)을 미세 채널 판 내에 형성하는 경우에는, 두 개의 폴리머 판 중 어느 하나에 전극을 형성하고, 전극이 형성된 부분이 다른 폴리머 판에 접합되도록 한다.
롤러(809a, 809b)에 의하여 압착된 폴리머를 끝이 잘린 원추 또는 다각추 형태의 돌출부를 복수개 갖는 롤러(808a, 808b)를 사용하되, 돌출부의 끝면이 서로 맞닿도록 폴리머 판의 상하 양면에서 찍어냄으로써, 미세 채널(806)이 형성된다.
미세 채널(806)이 형성되면, 폴리머 판의 하면에 제2 전극(804)이 형성된 하부 기판(802)를 접합시키고, 롤러(807b)로 압착시킨다.
그 후, 미세 채널(806) 내에 유색 미립자나 착색된 미립자를 봉입한다. 하나의 미세 채널(806)에 봉입되는 미립자는 실질적으로 동일한 색 및 동일한 전기적 극성을 갖는 입자이다. 실시예에 따라서는, 세 개의 미세 채널(806)을 하나의 픽셀로 형성하고, 각각의 미세 채널(806)에 적색, 녹색, 청색을 봉입함으로써, 천연색을 표시할 수 있도록 형성할 수 있다.
그 후, 폴리머 판의 상면에 제1 전극(803)이 형성된 상부 기판(801)을 접합시키고, 다시 롤러(807a)로 압착시킨다.
이로써, 비교적 간단한 방법으로 전기이동 표시 장치의 다량 생산이 가능하게 된다.
도 11에 도시된 전기이동 표시 장치에서는 미세 채널 판이 상측 및 하측 미세 채널 판을 포함하는 것으로 도시되어 있으나, 이는 미세 채널 판의 중간에 제3의 전극을 포함시키고, 보다 간단하게 미세 채널을 형성하기 위한 구조로서, 미세 채널 판이 반드시 2개의 판으로 형성되어야 하는 것은 아니며, 실시예에 따라서는 하나의 판으로 미세 채널 판을 형성할 수 있음은 물론이다.
5. 본 발명의 일실시예에 따른 전기이동 표시 장치의 구동 방법
이하, 본 발명의 일실시예에 따른 전기이동 표시 장치의 구동 방법에 대하여 상세히 설명한다.
도 12(a)는 도 9에 도시된 표시 장치에 있어서, 하부 기판(702)에 형성되는 제2 전극 Y 및 제3 전극 X을 개략적으로 도시한 것이다. 이하에서는, 제2 전극을 Y축 전극 Yn, 제3 전극을 X축 전극 Xn이라고 한다.
X축 전극 Xn과 Y축 전극 Yn 사이에 전압을 인가하면, 그 양 선전극의 교점 (예컨대, 도 12의 X3-Y3영역)에 해당하는 미세 채널 영역에만 선택적으로 입력 전압이 인가된다. 전압이 인가되는 전극을 절환하면 교점을 주사할 수 있고, 이들 화소에 의해 복잡한 모양을 표시할 수 있다. 이 경우에는 양 선전극의 교점에 해당하는 영역이 한 개의 미세 채널을 구성하고 있다. 실시예에 따라서는, 화소의 크기에 따라서 평행선 전극의 교점에 해당하는 영역이 다수의 미세 채널로 분할되어 있을 수 있고, 이 경우에는 이들 다수의 미세 채널이 한 개의 화소를 구성하게 된다.
즉, 화소에 대응하는 미세 채널의 표시 색에 따라서 색 신호 전압을 대응하는 X, Y 전극에 조사함으로써 순차적으로 인가하면, 모자이크 가색 칼라법에 의하여 완전한 색채상을 표시할 수 있다.
또한, 실시예에 따라서는, 미세 채널 판을 끼는 한쪽의 전극이 균일한 투명 전극으로 다른 쪽이 화소에 대응하는 무수한 점상의 전극으로 분할된 것을 사용해도 좋다. 이 경우, 균일 전극과 점상 전극 간에 화소에 대응하는 색 신호 전압을 동시 또는 주사에 의해 인가하면 컬러 상이 표시된다. 나아가, 미세 채널 판을 끼는 전극에 상술한 바와 같이 직교 배치된 X-Y 평행선 전극을 사용하고, 미세 채널 판을 사용하여 선상 분산계를 샌드위치해도 된다.
나아가, 도 13(b)에 도시된 바와 같이, 하부 기판에 형성되는 Y 전극은, 미립자가 상기 미세 채널 바닥의 가장자리에 분포하도록 하기 위한, 미세 채널의 단면적보다 작은 무전극 영역을 갖도록 형성될 수 있다. 이 경우에, 상기 설명한 바와 같이, 미립자가 미세 채널의 하단 둘레에 형성된 Y전극에 밀집하게 되어, 입사된 빛이 미세 채널의 하단 부분에 닿아 표시면으로 반사된 경우에도, 미립자에 착색된 색이 표시면에 나타나는 것을 방지할 수 있다.
이상의 설명에서는, 상기 Y축 전극이 하부 제1 기판(702a)에 형성되고, X축 전극이 하부 제2 기판(702b)에 형성된 것으로 설명하였으나, 실시예에 따라서는, 상기 Y축 전극이 상부 기판(701)에 형성되고, 상기 X축 전극이 하부 기판(702)에 형성되도록 할 수 있다.
도 13(a)는 하나의 미세 채널에 형성되는 전극을 본 발명의 일실시예에 따라서 도시한 단면도이고, 도 13(b)는 제2 및 제3 전극의 평면도를 도시한 것이다.
도 13(b)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기이동 표시 장치는 세 개의 전극을 가지는 8X8 매트릭스 구조로 구현된다. 도 13(a) 및 (b)에서는, 편의상 행 전극을 X1~X8, 열 전극을 Y1~Y8, 공통 전극을 C로 표현하였다.
도 14는 세 개의 전극을 갖는 전기이동 표시 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 13 및 도 14를 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기이동 표시 장치에 대하여 설명한다.
이하에서는, 미세 채널에 봉입된 입자의 색은 백색이고, + 전하를 띄고 있다고 가정한다.
초기화 과정에서, 도 14의 (1)에 도시된 바와 같이, 제2 전극 Xn에 대하여, 공통 전극 C 및 제3 전극 Yn의 전위를 상대적으로 높여서, 모든 미립자들을 하부 기판으로 끌어내린다. 이 후, 도 14의 (2)에 도시된 바와 같이, 공통 전극 C의 전압을 V1으로 낮추면, 초기 상태를 그대로 유지하면서, 소비되는 전력을 감소시킬 수 있다. 도 14의 (1) 및 (2) 상태에서 표시 장치의 표시면은 그 전체가 흑색으로 관찰된다.
이 상태에서, (X2, Y2) 셀을 백색(ON)으로 표시하고자 하는 경우에 대하여 예시적으로 설명한다.
(X2, Y2) 셀만을 백색(ON)으로 표시하고자 하는 경우에는, 도 14의 (3)에 도시된 바와 같이, X2 전극에 전압 V2을 인가하고, Y2의 전위를 X1 전극의 전위와 같게 해야 한다. 이 경우, (X2, Y2) 셀의 입자들이 전기이동 현상에 의하여 전위가 낮은 상부 기판 쪽으로 이동하게 되고, (X2, Y2) 셀은 백색으로 관찰된다.
이 경우에, (X2, Y3) 셀의 각 전극에 인가되는 전압은 초기화 상태의 (V1, V3) 전압에서 (V2, V3)로 변동되지만, (V3-V2)에 해당하는 전위 장벽으로 인하여 도 14의 (4)와 같이, 대전 입자는 하부 기판에 그대로 남아 있게 된다. 따라서, (X2, Y3) 셀은 원래대로 흑색으로 보이게 된다. 즉, X2 전극에 인가되는 전압의 변동은 (X2, Y2) 셀뿐만이 아니라, (X2, Y1), (X2, Y3) ... (X2, Yn) 셀에도 영향을 미친다. 그러나, 본 발명에 따른 전기 이동 표시 장치는 제3 전극 (즉, Y 전극)을 더 구비함으로써, 특정 셀에 인가되는 전압의 변동이 다른 셀에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.
마찬가지로, (X3, Y2) 셀의 X3, Y2 전극에 인가되는 전압도 초기화 상태의 전압 (V1, V3)에서 도 14의 (5)와 같이(V1, V2)로 변동되지만, (V2-V1)에 해당하는 전위 장벽으로 인하여 입자는 하부 기판에 그대로 머무르게 되고, (X3, Y2) 셀은 원래대로 흑색으로 보이게 된다. 이 경우에도, Y2 전극에 인가되는 전압의 변동은 (X2, Y2) 셀뿐만이 아니라, (X1, Y2), (X3, Y2) ... (Xn, Y2) 셀에도 영향을 미치게 되지만, 본 발명에 따른 전기 이동 표시 장치는 이러한 특정 셀의 전압 변동이 다른 셀에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.
또한, (X3, Y3) 셀은 초기화 상태의 전압이 그대로 유지되어, 셀은 원래대로 흑색으로 보이게 된다.
이로써, 다른 셀에는 영향을 미치지 않은 채 (X2, Y2) 셀만을 백색으로 표시하도록 할 수 있다.
이와 같은 방법으로 X1~X8 까지 순차적으로 전압을 가하면, 이전에 구성된 흑백 영상에는 영향을 미치지 않고, 원하는 영상을 만들 수 있게 된다.
상기에서는, 미립자가 백색인 경우에 대하여 설명하였으나, 미립자가 흑색인 경우에도 유사한 방법으로 흑백 영상을 만들 수 있다. 미립자가 흑색인 경우에는 제2 전극을 공통 전극으로 형성하고, 각각의 전극에 인가되는 전압을 제어함으로써, 원하는 흑백 영상을 만들 수 있다.
본 발명에 따르면, 빛가둠 효과를 이용한, 제조 공정이 비교적 간단한 전기이동 표시 장치가 제공된다.
또한, 하나의 채널에 한 종류의 미립자들만을 사용함으로써, 표시 콘트라스트가 우수하고, 응답 속도가 빠른 전기이동 표시 장치가 제공된다.
나아가, 미세 채널 내에 액체를 사용하지 않거나, 투명한 액체를 사용함으로써, 염료의 변질로 인한 소자의 성능 열화를 방지할 수 있는 전기이동 표시 장치가 제공된다.
더 나아가, 기록의 보존성이 뛰어난 표시 장치가 제공된다.
도 1은 종래의 전기영동 표시 장치의 기본적인 구조를 도시한 단면도.
도 2에 종래의 다른 전기영동 표시 장치를 도시한 단면도.
도 3은 마이크로캡술-전기영동 표시 장치의 단면도.
도 4는 트위스트 볼 방식의 표시 장치의 단면도.
도 5는 분체 입자 이동에 의한 표시 장치를 도시한 단면도.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기이동 표시 장치를 도시한 단면도.
도 7는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전기이동 표시 장치를 도시한 단면도.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 전기이동 표시 장치를 도시한 단면도.
도 9는 본 발명에 따른 전기이동 표시 장치의 분해 사시도.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 미세 채널의 단면도.
도 11은 폴리머를 이용하여 미세 채널 판을 형성하는 경우, 본 발명의 일실시예에 따른 전기이동 표시 장치의 제작 방법을 도시한 개념도.
도 12(a)는 본 발명의 일실시예에 따른 X-Y 매트릭스 전극의 개략도.
도 12(b)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 X-Y 매트릭스 전극의 개략도.
도 13(a)는 하나의 미세 채널에 형성되는 세 개의 전극을 본 발명의 일실시예에 따라서 도시한 단면도.
도 13(b)는 도 13(a)에 도시된 X-Y 전극의 평면도.
도 14는 세 개의 전극을 갖는 전기이동 표시 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 개념도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
601: 상부 기판 602: 하부 기판
603: 제1 전극 604: 제2 전극
605: 미세 채널 판 606: 미세 채널
607: 격벽 608: 제3 전극
801: 상부 기판 802: 하부 기판
803: 제1 전극 804: 제2 전극
805: 격벽 806: 미세 채널
807: 제3 전극 807a, 807b: 롤러
808a, 808b: 톱니 롤러 809a, 809b: 롤러

Claims (26)

  1. 투명한 재질의 제1 전극이 형성된 투명한 재질의 제1 기판,
    상기 제1 기판에 대향된 위치에 있으며 제2 전극이 형성된 제2 기판, 및
    상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 간에 면접(面接)되고, 복수의 미세 채널이 관통하는 미세 채널 판
    을 포함하되,
    상기 미세 채널은 대향하는 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 간에 인가되는 전계에 의하여 전기적으로 이동 가능한 복수의 미립자를 포함하고, 밀폐되었으며, 상기 제1 기판에 입사된 빛이 상기 밀폐된 영역 내에서 실질적으로 모두 흡수되도록 상기 미세 채널 판 내의 소정의 위치로부터 상기 제1 기판으로 갈수록 단면적이 커지고 상기 소정의 위치로부터 상기 제2 기판에 가까운 부분은 단면적이 일정한 형태를 갖는 전기이동 표시 장치.
  2. 투명한 재질의 제1 전극이 형성된 투명한 재질의 제1 기판,
    상기 제1 기판에 대향된 위치에 있으며 제2 전극이 형성된 제2 기판, 및
    상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 간에 면접되고, 복수의 미세 채널이 관통하는 미세 채널 판
    을 포함하되,
    상기 미세 채널은 대향하는 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 간에 인가되는 전계에 의하여 전기적으로 이동 가능한 복수의 미립자를 포함하고, 밀폐되었으며, 상기 제1 기판에 입사된 빛이 상기 밀폐된 영역 내에서 실질적으로 모두 흡수되도록 상기 미세 채널 판 내의 소정의 위치로부터 상기 제1 기판으로 갈수록 단면적이 커지고 상기 소정의 위치로부터 상기 제2 기판으로 갈수록 단면적이 커지는 형태를 갖는 전기이동 표시 장치.
  3. 투명한 재질의 제1 전극이 형성된 투명한 재질의 제1 기판,
    상기 제1 기판에 대향된 위치에 있으며 제2 전극이 형성된 제2 기판, 및
    상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 간에 면접되고, 복수의 미세 채널이 관통하는 미세 채널 판
    을 포함하되,
    상기 미세 채널은 대향하는 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 간에 인가되는 전계에 의하여 전기적으로 이동 가능한 복수의 미립자를 포함하고, 밀폐되었으며, 상기 제1 기판에 입사된 빛이 상기 밀폐된 영역으로부터 실질적으로 모두 반사되도록 상기 미세 채널 판 내의 소정의 위치로부터 상기 제1 기판으로 갈수록 단면적이 커지고 상기 소정의 위치로부터 상기 제2 기판에 가까운 부분은 단면적이 일정한 형태를 갖는 전기이동 표시 장치.
  4. 투명한 재질의 제1 전극이 형성된 투명한 재질의 제1 기판,
    상기 제1 기판에 대향된 위치에 있으며 제2 전극이 형성된 제2 기판, 및
    상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 간에 면접되고, 복수의 미세 채널이 관통하는 미세 채널 판
    을 포함하되,
    상기 미세 채널은 대향하는 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 간에 인가되는 전계에 의하여 전기적으로 이동 가능한 복수의 미립자를 포함하고, 밀폐되었으며, 상기 제1 기판에 입사된 빛이 상기 밀폐된 영역으로부터 실질적으로 모두 반사되도록 상기 미세 채널 판 내의 소정의 위치로부터 상기 제1 기판으로 갈수록 단면적이 커지고 상기 소정의 위치로부터 상기 제2 기판으로 갈수록 단면적이 커지는 형태를 갖는 전기이동 표시 장치.
  5. 제1항 내지 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 미립자는 전기영동 또는 유전영동 현상에 의하여 전기적으로 이동하는 전기이동 표시 장치.
  6. 제1항 내지 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 미세 채널 판은 전도성 또는 절연성 재료로 형성된 전기이동 표시 장치.
  7. 제1항 내지 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 미세 채널 판은 반도체 또는 폴리머로 형성된 전기이동 표시 장치.
  8. 제1항 내지 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 미세 채널의 상기 제1 기판 측에서 본 단면도는 다각형 또는 원형인 전기이동 표시 장치.
  9. 제1항 내지 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 미세 채널 중 2 이상의 미세 채널이 하나의 색을 표현하는 하나의 화소를 형성하는 전기이동 표시 장치.
  10. 제1항 내지 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 미립자는 유기 또는 무기 안료 입자, 또는 금속 입자인 전기이동 표시 장치.
  11. 제1항 내지 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 미립자는 대전체 또는 유전체인 전기이동 표시 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 미립자가 대전체인 경우에, 상기 미세 채널 하나에 봉입되는 미립자는 동일한 극성을 갖는 전기이동 표시 장치.
  13. 제1항 내지 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 미세 채널의 하나에 봉입되는 미립자는 실질적으로 동일한 색을 갖는 유색 미립자이거나, 실질적으로 동일한 색으로 착색된 전기이동 표시 장치.
  14. 제1항 내지 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다수의 미세 채널 각각에는 적색, 녹색, 및 청색의 미립자나, 적색, 녹색, 및 청색으로 착색된 미립자를 규칙적으로 봉입하되, 각각의 미세 채널 내에 봉입되는 미립자의 양은 실질적으로 동일한 전기이동 표시 장치.
  15. 제1항 내지 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 미세 채널 내에는 투명 액체 또는 기체로 구성된 분산 매질이 더 포함되는 전기이동 표시 장치.
  16. 제1항 내지 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 전극 중 어느 하나와 상기 미세 채널 판 사이, 또는 상기 미세 채널 판 내의 소정의 위치에 형성된 제3 전극을 포함하되, 상기 제1 및 제2 전극 중 어느 하나와 미세 채널 판 사이에 제3 전극을 형성할 경우에는 그 사이에 절연막이 형성되는 전기이동 표시 장치.
  17. 제1항 내지 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 전극은 열 전극 및 행 전극을 포함하는 전기이동 표시 장치.
  18. 제1항 내지 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 전극은 절연막으로 피복되고, 제1 전극 측에 피복된 절연막은 투명 절연체인 전기이동 표시 장치.
  19. 제1항 내지 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 전극은 상기 미립자가 상기 제2 전극 측으로 이동하는 경우, 상기 미립자가 상기 미세 채널 바닥의 가장자리에 분포하도록 하기 위한, 상기 미세 채널의 단면적보다 작은, 무전극 영역을 갖는 전기이동 표시 장치.
  20. 전기이동 표시 장치의 제작 방법에 있어서,
    투명 재질의 제1 기판을 형성하는 단계,
    상기 제1 기판에 제1 전극을 형성하는 단계,
    제2 기판을 형성하는 단계,
    상기 제2 기판에 제2 전극을 형성하는 단계,
    미세 채널 판을 형성하는 단계,
    상부 개구로 입사된 빛이 통의 영역 내에서 실질적으로 모두 흡수되도록, 상기 미세 채널 판 내의 소정의 위치로부터 상기 상부 개구로 갈수록 단면적이 커지고 상기 소정의 위치로부터 하부 개구에 가까운 부분은 단면적이 일정한 형태의 통 형상을 갖는 미세 채널을 상기 미세 채널 판을 관통하도록 형성하는 단계, 및
    상기 미세 채널의 하부 개구가 있는 면이 상기 제2 기판의 제2 전극 측과 맞닿도록 하여 상기 미세 채널 판을 상기 제2 기판에 접합하고, 인가되는 전계에 의해 전기적으로 이동 가능한 미립자를 상기 미세 채널 내에 봉입하며, 상기 미세 채널의 상부 개구가 있는 면이 상기 제1 기판의 제1 전극측에 맞닿도록 하여 상기 미세 채널 판과 상기 제1 기판을 접합시킴으로써, 상기 미세 채널이 실질적으로 밀폐되도록 하는 단계
    를 포함하는 전기이동 표시 장치 제작 방법.
  21. 전기이동 표시 장치의 제작 방법에 있어서,
    투명 재질의 제1 기판을 형성하는 단계,
    상기 제1 기판에 제1 전극을 형성하는 단계,
    제2 기판을 형성하는 단계,
    상기 제2 기판에 제2 전극을 형성하는 단계,
    미세 채널 판을 형성하는 단계,
    상부 개구로 입사된 빛이 통의 영역 내에서 실질적으로 모두 흡수되도록, 상기 미세 채널 판 내의 소정의 위치로부터 상기 상부 개구로 갈수록 단면적이 커지고 상기 소정의 위치로부터 하부 개구로 갈수록 단면적이 커지는 형태의 통 형상을 갖는 미세 채널을 상기 미세 채널 판을 관통하도록 형성하는 단계, 및
    상기 미세 채널의 하부 개구가 있는 면이 상기 제2 기판의 제2 전극 측과 맞닿도록 하여 상기 미세 채널 판을 상기 제2 기판에 접합하고, 인가되는 전계에 의하여 전기적으로 이동 가능한 미립자를 상기 미세 채널 내에 봉입하며, 상기 미세 채널의 상부 개구가 있는 면이 상기 제1 기판의 제1 전극 측에 맞닿도록 하여 상기 미세 채널 판과 상기 제1 기판을 접합시킴으로써, 상기 미세 채널이 실질적으로 밀폐되도록 하는 단계
    를 포함하는 전기이동 표시 장치 제작 방법.
  22. 전기이동 표시 장치의 제작 방법에 있어서,
    투명 재질의 제1 기판을 형성하는 단계,
    상기 제1 기판에 제1 전극을 형성하는 단계,
    제2 기판을 형성하는 단계,
    상기 제2 기판에 제2 전극을 형성하는 단계,
    미세 채널 판을 형성하는 단계,
    상부 개구로 입사된 빛이 통의 영역 내에 실질적으로 모두 반사되도록, 상기 미세 채널 판 내의 소정의 위치로부터 상기 상부 개구로 갈수록 단면적이 커지고 상기 소정의 위치로부터 하부 개구에 가까운 부분은 단면적이 일정한 형태의 통 형상을 갖는 미세 채널을 상기 미세 채널 판을 관통하도록 형성하는 단계, 및
    상기 미세 채널의 하부 개구가 있는 면이 상기 제2 기판의 제2 전극 측과 맞닿도록 하여 상기 미세 채널 판을 상기 제2 기판에 접합하고, 인가되는 전계에 의하여 전기적으로 이동 가능한 미립자를 상기 미세 채널 내에 봉입하며, 상기 미세 채널의 상부 개구가 있는 면이 상기 제1 기판의 제1 전극 측에 맞닿도록 하여 상기 미세 채널 판과 상기 제1 기판을 접합시킴으로써, 상기 미세 채널이 실질적으로 밀폐되도록 하는 단계
    를 포함하는 전기이동 표시 장치 제작 방법.
  23. 전기이동 표시 장치의 제작 방법에 있어서,
    투명 재질의 제1 기판을 형성하는 단계,
    상기 제1 기판에 제1 전극을 형성하는 단계,
    제2 기판을 형성하는 단계,
    상기 제2 기판에 제2 전극을 형성하는 단계,
    미세 채널 판을 형성하는 단계,
    상부 개구로 입사된 빛이 통의 영역 내에 실질적으로 모두 반사되도록, 상기 미세 채널 판 내의 소정의 위치로부터 상기 상부 개구로 갈수록 단면적이 커지고 상기 소정의 위치로부터 하부 개구로 갈수록 단면적이 커지는 형태의 통 형상을 갖는 미세 채널을 상기 미세 채널 판을 관통하도록 형성하는 단계, 및
    상기 미세 채널의 상부 개구가 있는 면이 상기 제2 기판의 제2 전극 측과 맞닿도록 하여 상기 미세 채널 판을 상기 제2 기판에 접합하고, 인가되는 전계에 의하여 전기적으로 이동 가능한 미립자를 상기 미세 채널 내에 봉입하며, 상기 미세 채널의 상부 개구가 있는 면이 상기 제1 기판의 제1 전극 측과 맞닿도록 하여 상기 미세 채널 판과 상기 제1 기판을 접합시킴으로써, 상기 미세 채널이 실질적으로 밀폐되도록 하는 단계
    를 포함하는 전기이동 표시 장치 제작 방법.
  24. 제20항 내지 23항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 전극은 열 전극 및 행 전극을 포함하고,
    상기 제2 기판에 제2 전극을 형성하는 단계는,
    상기 제2 기판에 상기 열 전극으로 사용될 재료를 증착 또는 도포하는 단계,
    상기 열 전극을 분리시키기 위한 패터닝 작업 단계,
    상기 열 전극 위에 절연층을 형성하는 단계,
    식각 공정으로 상기 절연층을 상기 미세 채널의 형상으로 형성하는 단계, 및
    상기 제2 전극을 증착 또는 도포시키는 단계
    를 포함하는 전기이동 표시 장치의 제작 방법.
  25. 제20항 내지 23항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 미세 채널 판에 미세 채널을 형성하는 단계는,
    상기 미세 채널 판의 양면에 절연막을 형성시키는 단계,
    상기 절연막을 미세 채널 모양으로 패터닝하는 단계, 및
    비등방 식각을 실시함으로써 미세 채널을 형성하는 단계
    를 포함하는 전기이동 표시 장치의 제작 방법.
  26. 전기이동 표시 장치의 제작 방법에 있어서,
    폴리머 재질의 제1 및 제2 미세 채널 판을 형성하는 단계,
    상기 제1 및 제2 미세 채널 판의 어느 하나에 제3 전극을 형성하는 단계,
    상기 제1 및 제2 미세 채널 판을 압착시키되, 상기 제3 전극이 형성된 면과 다른 하나의 미세 채널 판의 일면이 접합되도록 하는 단계,
    상기 압착된 제1 및 제2 미세 채널 판을 끝이 잘린 원추 또는 다각추 형태의 돌출부를 복수개 갖는 롤러를 사용하되, 상기 돌출부의 끝면이 서로 맞닿도록 상하 양면에서 찍음으로써, 미세 채널을 형성하는 단계,
    상기 압착된 제1 및 제2 미세 채널 판의 하면에 제2 전극이 형성된 하부 기판을 접합시키는 단계,
    상기 미세 채널 내에 소정의 전계에 의하여 전기적으로 이동 가능한 미립자를 봉입하는 단계, 및
    투명한 재질의 제1 전극이 형성된 투명한 재질의 제1 기판을 상기 압착된 제1 및 제2 미세 채널 판의 상면에 접합시키되, 상기 제1 전극이 형성된 면이 상기 미세 채널과 맞닿도록 하는 단계
    를 포함하는 전기이동 표시 장치의 제작 방법.
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