KR101766878B1 - 전기 영동 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 한 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치는 하부 기판, 하부 기판 위에 형성되어 있는 박막 트랜지스터, 박막 트랜지스터에 연결되어 있는 화소 전극, 화소 전극 위에 위치되어 있는 전자 잉크층, 하부 기판에 대향하는 상부 기판, 상부 기판에 형성되어 있는 복수 개의 격벽, 격벽 위에 형성되어 있는 반사층, 격벽 사이에 형성되어 있는 컬러필터, 반사층 및 컬러필터 위에 형성되어 있는 접착층을 포함하고, 접착층은 상기 전자 잉크층에 접착되어 있다.

Description

전기 영동 표시 장치 및 그 제조 방법{ELECTRO PHORETIC DISPLAY AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 전기 영동 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
전기 영동 표시 장치(EPD: Electro Phoretic Display)는 전자 책(Electronic -Book)에 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 다양한 형태의 전기 영동 표시 장치가 제시되고 있다.
이 중 전자 잉크형 전기 영동 표시 장치는 전계 생성 전극이 각각 형성되어 있는 두 장의 표시판, 이러한 두 장의 표시판 사이에 형성되어 있으며 마이크로 캡슐 내부에 복수개의 백색 또는 흑색의 양성(positive) 대전 입자 및 복수개의 흑색 또는 백색의 음성(negative) 대전 입자를 모두 포함하는 전자 잉크(electric ink)를 포함하는 전자 잉크층으로 이루어진다. 이러한 전기 영동 표시 장치는 마주하는 두 전극에 전압을 인가하여 전극 양단에 전위 차를 발생시킴으로써 전자 잉크 내부의 백색과 흰색의 대전 입자들을 각각 반대 극성의 전극으로 이동시키고 외부의 광을 반사시켜 화상을 표시한다.
전기 영동 표시 장치는 반사율(reflectivity)과 대비비(Contrast ratio)가 높고 액정 표시 장치와는 달리 시야각(viewing angle)에 대한 의존성이 없어서 종이와 같이 편안한 느낌으로 화상을 표시할 수 있는 장점을 가지고 있으며, 백색과 흑색의 쌍안정(bi-stable)한 특성을 가지고 있어서 지속적인 전압의 인가없이 화상을 유지할 수 있어 소비 전력이 작다는 장점을 가지고 있다.
이러한 전기 영동 표시 장치에 컬러를 표현하기 위해 전자 잉크층 위에 위치하는 표시판에 컬러필터를 형성한다.
한편, 컬러필터가 형성된 표시판과 전자 잉크층은 접착제를 사용하여 접착하는데, 이 때, 전자 잉크와 컬러필터 사이의 간격이 너무 멀어 색의 혼색 등의 문제가 발생하여 색의 특성을 떨어뜨리게 된다.
본 발명의 과제는 전기 영동 표시 장치에서 빛이 혼색되는 것을 방지하여 색 특성을 향상시키는 것이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치는 하부 기판, 하부 기판 위에 형성되어 있는 박막 트랜지스터, 박막 트랜지스터에 연결되어 있는 화소 전극, 화소 전극 위에 위치되어 있는 전자 잉크층, 하부 기판에 대향하는 상부 기판, 상부 기판에 형성되어 있는 복수 개의 격벽, 격벽 위에 형성되어 있는 반사층, 격벽 사이에 형성되어 있는 컬러필터, 반사층 및 컬러필터 위에 형성되어 있는 접착층을 포함하고, 접착층은 상기 전자 잉크층에 접착되어 있다.
전자 잉크층은 전자 잉크를 포함하고, 전자 잉크는 구형의 마이크로 캡슐, 마이크로 캡슐 내부에 배치되어 있는 복수개의 백색 대전 입자 및 복수개의 흑색 대전 입자를 포함할 수 있다.
백색 대전 입자와 흑색 대전 입자는 서로 반대 극성으로 대전되어 있을 수 있다.
전자 잉크층은 마이크로 캡슐 위에 형성되어 있는 공통 전극을 더 포함할 수 있다.
격벽 사이의 상부 기판에 형성되어 있는 홈을 더 포함할 수 있다.
컬러필터는 홈에 위치할 수 있다.
격벽의 높이는 20 내지 25㎛ 일 수 있다.
접착층의 두께는 20 내지 25㎛ 일 수 있다.
반사층은 반사율이 높은 금속으로 이루어질 수 있다.
격벽은 백색 감광막으로 이루어질 수 있다.
격벽은 흑색 감광막으로 이루어질 수 있다.
접착층은 액상 접착제로 이루어질 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치의 제조 방법은 하부 기판 위에 박막 트랜지스터를 형성하는 단계, 박막 트랜지스터와 연결되는 화소 전극을 형성하는 단계, 화소 전극 위에 위치되어 있는 전자 잉크층을 부착하는 단계, 상부 기판을 식각하여 홈 및 격벽을 형성하는 단계, 격벽 위에 반사층을 형성하는 단계, 홈에 컬러필터를 형성하는 단계, 반사층 및 컬러필터 위에 접착층을 형성하는 단계, 그리고 접착층과 전자 잉크층을 접착하는 단계를 포함한다.
상부 기판을 식각하여 홈 및 격벽을 형성하는 단계는 기판 위에 금속 패턴을 형성하는 단계, 금속 패턴 위에 제1 감광막을 형성하는 단계, 그리고 제1 감광막을 마스크로 하여 상부 기판을 식각하는 단계를 포함할 수 있다.
격벽 위에 반사층을 형성하는 단계는 홈 내부를 표면 처리하여 표면처리부를 형성하는 단계, 표면처리부 위에 제2 감광막을 형성하는 단계, 제2 감광막 및 격벽 위에 반사층을 형성하는 단계, 그리고 제2 감광막 및 제2 감광막 위에 반사층을 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치는 하부 기판, 하부 기판 위에 형성되어 있는 박막 트랜지스터, 박막 트랜지스터에 연결되어 있는 화소 전극, 하부 기판에 대향하며, 복수 개의 격벽 및 격벽 사이에 형성되어 있는 홈을 포함하는 상부 기판, 홈 및 격벽 위에 형성되어 있는 공통 전극, 격벽 위의 공통 전극 위에 형성되어 있는 측면 반사판,홈 내부에 형성되어 있는 컬러필터, 그리고 컬러필터 위에 형성되어 있는 복수 개의 전자 입자를 포함한다.
공통 전극은 복수개의 절개부를 포함할 수 있다.
화소 전극 위에 형성되어 있는 제1 유기막을 더 포함할 수 있다.
제1 유기막 위에 형성되어 있는 백색 반사판을 더 포함할 수 있다.
홈 내부에 위치하는 백색 용매를 더 포함하고, 전자 입자는 흑색 전자 입자일 수 있다.
백색 반사판은 개구부를 포함할 수 있다.
홈 내부에 위치하는 흑색 용매를 더 포함하고, 전자 입자는 백색 전자 입자일 수 있다.
홈 내부에 위치하는 투명 용매를 더 포함하고, 전자 입자는 흑색 전자 입자 및 백색 전자 입자를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치는 하부 기판, 하부 기판 위에 형성되어 있는 박막 트랜지스터, 박막 트랜지스터에 연결되어 있는 화소 전극, 화소 전극 위에 위치되어 있는 전자 잉크층, 전자 잉크층 위에 위치되어 있는 렌즈, 하부 기판에 대향하는 상부 기판, 그리고 상부 기판에 형성되어 있는 복수 개의 컬러필터를 포함한다.
각 컬러필터는 제1 컬러필터 및 제2 컬러필터로 분리되어 있을 수 있다.
제1 컬러필터와 제2 컬러필터 사이에 위치하는 개구부를 더 포함할 수 있다.
하부 기판과 상부 기판 사이에 위치하는 압전체를 더 포함할 수 있다.
각 컬러필터는 서로 떨어져 있을 수 있다.
하부 기판 위에 위치하는 지지대를 더 포함할 수 있다.
지지대와 상부 기판 사이에 위치하는 압전체를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 격벽 사이의 홈에 컬러필터가 위치하고, 격벽 위에 반사층을 형성하여 각 컬러필터를 통과한 외부의 빛이 다른 컬러의 컬러필터에 입사되지 않도록 함으로써 빛이 혼색되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 렌즈 및 압전체를 사용하여 백색, 흑색 및 컬러를 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치의 단면도이다.
도 2 내지 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치의 상부 표시판의 한 제조 방법을 차례로 나타낸 도면이다.
도 6 내지 도 12는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치의 상부 표시판의 다른 제조 방법을 차례로 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치의 단면도이다.
도 14, 도 15 및 도 22는 본 발명의 제3 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치의 단면도이다.
도 16 내지 도 21는 본 발명의 제3 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치의 상부 표시판의 한 제조 방법을 차례로 나타낸 도면이다.
도 23 내지 도 25는 본 발명의 제4 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치의 단면도이다.
도 26 내지 도 28은 본 발명의 제5 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치의 단면도이다.
도 29 및 도 30은 본 발명의 제6 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치의 단면도이다.
도 31 및 도 32는 본 발명의 제7 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치의 단면도이다.
도 33 및 도 34는 본 발명의 제8 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치의 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
또한, 여러 실시예들에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1 실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
<제1 실시예>
도 1을 참고로 하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치의 단면도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치는 하부 기판(110) 및 그 위에 형성되어 있는 화소 전극(191)을 포함하는 하부 표시판(100), 하부 표시판(100) 위에 배치되어 있으며 복수개의 전자 잉크(310)을 포함하는 전자 잉크층(300), 그리고 전자 잉크층(300) 위에 배치되어 있으며, 컬러필터(230R, 230G, 230B) 및 상부 기판(210)을 포함하는 상부 표시판(200)을 포함한다.
이하에서 도 1을 참고하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치의 하부 표시판의 구체적인 구조에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치의 하부 표시판(100)은 투명한 유리 또는 플라스틱 따위로 만들어진 하부 기판(110) 위에 형성되어 있는 게이트 전극(124)을 포함한다. 게이트 전극(124)은 게이트 신호를 전달하는 게이트선(도시하지 않음)에 연결되어 있다.
게이트 전극(124) 위에는 질화규소(SiNx) 또는 산화규소(SiOx) 따위로 만들어진 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다.
게이트 절연막(140) 위에는 수소화 비정질 규소(hydrogenated amorphous silicon)(비정질 규소는 약칭 a-Si로 씀) 또는 다결정 규소(polysilicon) 등으로 만들어진 반도체(154)가 형성되어 있다. 반도체(154)는 게이트 전극(124) 위에 위치한다.
반도체(154) 위에는 저항성 접촉 부재(163, 165)가 형성되어 있다. 저항성 접촉 부재(163, 165)는 인 따위의 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어지거나 실리사이드(silicide)로 만들어질 수 있다. 저항성 접촉 부재(163, 165)는 쌍을 이루어 반도체(154) 위에 배치되어 있다.
저항성 접촉 부재(163, 165) 및 게이트 절연막(140) 위에는 드레인 전극(175) 및 소스 전극(173)이 형성되어 있다. 소스 전극(173)은 데이터 신호를 전달하는 데이터선(171)에 연결되어 있다.
게이트 전극(124), 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)은 반도체(154)와 함께 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 이루며, 박막 트랜지스터의 채널(channel)은 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이의 반도체(154)에 형성된다.
소스 전극(173), 드레인 전극(175) 및 노출된 반도체(154) 부분 위에는 보호막(180)이 형성되어 있다.
보호막(180)에는 드레인 전극(175)을 드러내는 접촉 구멍(185)이 형성되어 있으며, 보호막(180) 위에는 화소 전극(191)이 형성되어 있다. 화소 전극(191)은 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질이나 알루미늄, 은, 크롬 또는 그 합금 등의 반사성 금속으로 만들어질 수 있다.
화소 전극(191)은 접촉 구멍(185)을 통하여 드레인 전극(175) 및 소스 전극(173)과 물리적 및 전기적으로 연결되어 있다.
전자 잉크층(300)에는 복수개의 전자 잉크(310)가 배치되어 있으며, 전자 잉크(310)는 구형의 마이크로 캡슐(31) 내부에 위치하고 있는 복수개의 백색의 양성 대전 입자(32) 및 복수개의 흑색의 음성 대전 입자(33)를 포함한다. 이러한 전자 잉크(310)는 구형의 마이크로 캡슐(31) 내부를 채우고 있는 흑색 유체와 흑색 유체에 분포되어 있는 복수개의 백색 대전 입자를 포함할 수도 있다. 이 때, 복수개의 백색 대전 입자는 양성 또는 음성으로 대전될 수 있다.
전자 잉크(310) 위에는 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질로 이루어진 공통 전극(270)이 형성되어 있다. 공통 전극(270) 위에는 전자 잉크(310)를 지지하는 지지층(320)이 형성되어 있다.
데이터 전압을 인가 받은 드레인 전극(175)으로부터 화소 전압을 인가 받은 화소 전극(191)은 공통 전압을 인가 받는 공통 전극(270)과 함께 전기장을 생성한다.
이 경우, 두 전극(191, 270) 사이의 전자 잉크(310) 내부의 복수개의 백색의 양성 대전 입자(32)과 복수개의 흑색의 음성 대전 입자(33)들이 각각 반대 극성의 전극으로 이동하여 화상을 형성한다.
즉, 화소 전극(191)에 공통 전극(270)보다 높은 화소 전압이 인가되면, 백색의 양성 대전 입자(32)가 상부로 이동하게 되므로 백색의 양성 대전 입자(32)가 빛을 반사시켜 백색을 표시하게 되며, 화소 전극(191)에 공통 전압보다 낮은 화소 전압이 인가되면, 흑색의 음성 대전 입자(33)가 상부로 이동하게 되므로 흑색의 음성 대전 입자(33)가 빛을 흡수하여 흑색을 표시하게 된다.
상부 표시판(200)은 상부 기판(210), 상부 기판(210) 위에 형성되어 있는 컬러필터(230R, 230G, 230B) 및 컬러필터(230R, 230G, 230B) 위에 형성되어 있는 접착층(280)을 포함한다.
상부 기판(210)에는 홈(211)이 형성되어 있으며, 컬러필터(230R, 230G, 230B)는 각각 홈(211)에 위치한다. 하나의 홈(211)의 폭은 하나의 화소에 대응하며, 각 홈(211) 사이에는 격벽(212)이 위치한다.
격벽(212) 위에는 반사율이 높은 금속으로 이루어진 반사층(220)이 형성되어 있다. 반사층(220)은 각 컬러필터(230R, 230G, 230B)를 통과한 외부의 빛이 다른 컬러의 컬러필터(230R, 230G, 230B)에 입사되지 않도록 하기 위함이다. 이러한 반사층(220)에 의해 빛이 혼색되는 문제를 해결하여 색 특성을 향상시킬 수 있다.
격벽(212)의 높이는 20 내지 25㎛ 로 형성한다.
격벽(212)과 컬러필터(230R, 230G, 230B) 위에는 접착층(280)이 형성되어 있는데, 이러한 접착층(280)은 전자 잉크층(300)과 상부 표시판(200)을 접착한다.
컬러필터(230R, 230G, 230B) 위에 위치하는 접착층(280)의 두께는 20 내지 25㎛ 이다. 이는 상부 표시판(200)과 전자 잉크층(300)의 합착 시에 격벽(212) 상부의 공간을 최소화 하여 빛의 경로를 최대한 줄이기 위한 것이다.
이하에서는 도 2 내지 도 5을 참고하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치의 제조 방법에 대해 상세히 설명한다.
도 2 내지 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치의 상부 표시판의 한 제조 방법을 차례로 나타낸 도면이다.
우선, 도 2에 도시한 바와 같이, 상부 기판(210)에 홈(211) 및 격벽(212)을 형성한다. 이 때, 홈(211)의 폭은 하나의 화소 폭에 대응한다.
이어서, 도 3에 도시한 바와 같이, 격벽(212) 위에 반사층(220)을 형성한다. 반사층(220)은 반사율이 높은 금속으로 이루어져 있다.
이어서, 도 4에 도시한 바와 같이, 각 홈(211)에 컬러필터(230R, 230G, 230B)를 각각 형성한다. 컬러필터(230R, 230G, 230B)는 잉크젯 방법으로 형성할 수 있다.
그 다음, 도 5에 도시한 바와 같이, 컬러필터(230R, 230G, 230B)와 반사층(220) 위에 접착층(280)을 형성한다.
그리고 나서, 하부 표시판(100)에 부착된 전자 잉크층(300)에 상부 표시판(200)을 접착한다.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치의 상부 표시판은 다른 방법으로도 형성할 수 있다.
이하에서는 도 6 내지 도 12를 참고하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치의 다른 제조 방법에 대해 상세하게 설명한다.
도 6 내지 도 12는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치의 상부 표시판의 다른 제조 방법을 차례로 나타낸 도면이다.
우선, 도 6에 도시한 바와 같이, 상부 기판(210) 위에 크롬(Cr)과 같은 금속층을 형성한 후, 패터닝하여 금속층 패턴(410)을 형성한다. 금속층 패턴(410)의 사이의 간격은 하나의 화소 폭에 대응한다. 각 금속층 패턴(410) 위에 제1 감광막(411)을 형성한다.
이어서, 도 7에 도시한 바와 같이, 제1 감광막(411)을 마스크로 하여 상부 기판(210)을 식각하여 홈(211) 및 제1 격벽(212a)을 형성한다.
이어서, 도 8에 도시한 바와 같이, 홈(211) 내부에 표면처리를 하여 표면처리부(213)을 형성한다. 이러한 표면처리는 이 후에 형성하는 컬러필터(230R, 230G, 230B)의 잉크를 모이게 하는 역할을 한다.
이어서, 도 9에 도시한 바와 같이, 제1 격벽(212a) 위의 금속층 패턴(410) 및 제1 감광막(411)을 제거한 후에 표면처리부(213) 위에 제2 감광막(412)을 형성한다.
이어서, 도 10에 도시한 바와 같이, 제2 감광막(412)를 마스크로 하여 상부 기판(210)의 전면을 식각하여 격벽(212) 및 언더컷(214)을 형성한다. 이 후에, 상부 기판(210)의 전면에 반사층(220)을 형성한다.
이어서, 도 11에 도시한 바와 같이, 제2 감광막(412)를 리프트 오프(lift off) 공정을 통하여 제거한 후, 표면처리부(213) 위에 컬러필터(230R, 230G, 230B)를 형성한다. 컬러필터(230R, 230G, 230B)는 잉크젯 방법으로 형성할 수 있다.
이와 같이, 리프트 오프 공정으로 제2 감광막(412)을 제거하면, 제2 감광막(412) 위에 반사층(220)까지 같이 제거되므로, 제2 감광막(412) 위에 반사층(220)만을 제거하기 위한 공정이 필요 없다.
이어서, 도 12에 도시한 바와 같이, 컬러필터(230R, 230G, 230B) 및 반사층(220) 위에 접착층(280)을 형성한다.
그리고 나서, 하부 표시판(100)에 부착된 전자 잉크층(300)에 상부 표시판(200)을 접착한다.
<제2 실시예>
이하에서는 도 13을 참고하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치에 대해 상세하게 설명한다.
도 13은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치의 단면도이다.
제2 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치는 도 1에 도시된 제1 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치와 비교하여 상부 표시판만을 제외하고 실질적으로 동일한 바 반복되는 설명은 생략한다.
도 13에 도시한 바와 같이, 상부 표시판(200)은 상부 기판(210), 상부 기판(210) 위에 형성되어 있는 제2 격벽(215) 및 컬러필터(230R, 230G, 230B), 제2 격벽(215) 위에 형성되어 있는 반사층(220), 그리고 반사층(220) 및 컬러필터(230R, 230G, 230B) 위에 형성되어 있는 접착층(280)을 포함한다.
각 제2 격벽(215) 사이의 간격은 하나의 화소에 대응하며, 컬러필터(230R, 230G, 230B)는 제2 격벽(215) 사이에 위치한다.
여기서, 제2 격벽(215)은 백색 감광막 또는 흑색 감광막으로 형성할 수 있다. 백색 감광막으로 제2 격벽(215)을 형성할 경우, 전체 백색 휘도를 향상시킬 수 있고, 흑색 감광막으로 제2 격벽(215)을 형성할 경우, 콘트라스트 및 색 특성을 더욱 향상 시킬 수 있다.
제2 격벽(215) 위에 형성되어 있는 반사층(220)은 반사율이 높은 금속으로 이루어진다. 이러한 반사층(220)은 제1 실시예와 동일하게, 각 컬러필터(230R, 230G, 230B)를 외부의 빛이 다른 컬러의 컬러필터(230R, 230G, 230B)에 입사되지 않도록 하기 위함이다. 이러한 반사층(220)에 의해 빛이 혼색되는 문제를 해결하여 색 특성을 향상시킬 수 있다.
접착층(280)은 액상 접착제를 반사층(220) 및 컬러필터(230R, 230G, 230B) 위에 코팅하여 형성한다.
<제3 실시예>
이하에서는 도 14 내지 도 22를 참고하여 본 발명의 제3 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치에 대해 상세하게 설명한다.
도 14, 도 15 및 도 22는 본 발명의 제3 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치의 단면도이다.
도 14 및 도 15에 도시한 바와 같이, 제3 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치는 제1 및 제2 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치와는 달리 전자 잉크층이 없고, 박막 트랜지스터가 형성되어 있는 하부 표시판(100)과 컬러필터(230R, 230G, 230B) 및 흑색 전자 입자(350)가 형성되어 있는 상부 표시판(200)으로 이루어져 있다.
하부 표시판(100)의 구조는 제1 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치의 하부 표시판의 구조와 비교하여, 화소 전극(191) 위에 제1 유기막(450), 금속 반사판(460), 제2 유기막(470) 및 백색 반사판(480)이 순차적으로 형성되어 있는 구조만 제외하고 나머지 구조는 동일하다.
상부 표시판(200)은 상부 기판(210), 상부 기판(210) 위에 형성되어 있는 컬러필터(230R, 230G, 230B), 컬러필터(230R, 230G, 230B) 위에 위치한 공통 전극(270), 공통 전극(270) 위에 위치한 측면 반사판(280), 백색 용매(360) 및 흑색 전자 입자(350), 그리고 공통 전극(270) 및 백색 용매(360) 위에 위치한 봉지막(290)를 포함한다.
하부 표시판(100)의 백색 반사판(480)과 상부 표시판(200)의 봉지막(290)은 접착되어 있다.
상부 기판(210)에는 홈(211)이 형성되어 있으며, 컬러필터(230R, 230G, 230B)는 각각 홈(211)에 위치한다. 하나의 홈(211)의 폭은 하나의 화소에 대응하며, 각 홈(211) 사이에는 격벽(212)이 위치한다.
또한, 각 홈(211)의 컬러필터(230R, 230G, 230B) 위에는 백색 용매(360)와 복수 개의 흑색 전자 입자(350)가 형성되어 있다. 흑색 전자 입자(350)는 백색 용매(360) 내에서 이동할 수 있다.
격벽(212)의 측면에 대응하는 공통 전극(270) 위에는 반사율이 높은 금속으로 이루어진 측면 반사판(280)이 형성되어 있다. 측면 반사판(280)은 각 컬러필터(230R, 230G, 230B)를 외부의 빛이 다른 컬러의 컬러필터(230R, 230G, 230B)에 입사되지 않도록 하기 위함이다. 이러한 측면 반사판(280)에 의해 빛이 혼색되는 문제를 해결하여 색 특성을 향상시킬 수 있다.
공통 전극(270)은 복수개의 절개부(271)가 형성되어 있다. 이러한 절개부(271)에 의해 흑색 전자 입자(350)의 분포의 균일성이 향상시킬 수 있다.
도 14에 도시한 바와 같이, 각 홈(211) 내부에 위치한 흑색 전자 입자(350)가 공통 전극(270)과 백색 용매(360)의 경계면에 배치되면 외부의 빛이 반사되지 않으므로, 흑색을 표시한다.
도 15에 도시한 바와 같이, 각 홈(211)내부에 위치한 흑색 전자 입자(350)가 봉지막(290)과 백색 용매(360)의 경계면에 배치되면 외부의 빛이 반사되어 각각의 색을 표시하게 된다.
그러면, 도 16 내지 도 21을 참고하여, 본 발명의 제3 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치의 제조 방법에 대해 상세히 설명한다.
도 16 내지 도 21는 본 발명의 제3 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치의 상부 표시판의 한 제조 방법을 차례로 나타낸 도면이다.
우선, 도 16에 도시한 바와 같이, 상부 기판(210) 위에 크롬(Cr)과 같은 금속층(500)을 형성한 후, 금속층(500) 위에 제3 감광막(550)을 형성한다.
이어서, 도 17에 도시한 바와 같이, 제3 감광막(550)의 마스크로 하여 금속층(500)을 식각하여 금속층 패턴(510)을 형성한다. 여기서, 금속층 패턴(510)의 사이의 간격은 하나의 화소 폭에 대응한다.
이어서, 도 18에 도시한 바와 같이, 제3 감광막(550) 및 금속층 패턴(510)을 마스크로 하여 상부 기판(210)을 식각하여 홈(211) 및 격벽(212)을 형성한다.
이어서, 도 19에 도시한 바와 같이, 제3 감광막(550) 및 금속층 패턴(510)을 제거하고, 홈(211) 내부에 컬러 필터(230R, 230G, 230B)를 형성한다.
이어서, 도 20에 도시한 바와 같이, 컬러 필터(230R, 230G, 230B) 및 격벽(212) 위위에 공통 전극(270)을 형성한다. 이 때, 컬러 필터(230R, 230G, 230B)의 공통 전극(270)에는 복수개의 절개부(271)를 형성한다. 그리고, 격벽(212)의 측면에 대응하는 공통 전극(270) 위에 측면 반사판(280)을 형성한다.
이어서, 도 21에 도시한 바와 같이, 홈(211) 내부의 컬러 필터(230R, 230G, 230B) 위에 백색 용매(360)와 복수개의 흑색 전자 입자(350)를 형성하고, 공통 전극(270) 및 백색 용매(360) 위에 위치한 봉지막(290)을 형성한다.
한편, 제3 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치는 백색 반사판이 없을 수도 있다. 이런 경우, 도 22에서와 같이, 하부 표시판(100)의 제1 유기막(450)과 상부 표시판(200)의 봉지막(290)이 접착한다.
<제 4 실시예>
이하에서는 도 23 내지 도 25를 참고하여 본 발명의 제4 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치에 대해 상세하게 설명한다.
도 23 내지 도 25는 본 발명의 제4 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치의 단면도이다.
도 23 및 도 24에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제4 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치는 제3 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치와 비교하여 흑색 용매(361)와 백색 전자 입자(351)를 사용하는 것이 다르고, 나머지 구조는 제3 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치와 동일하다.
즉, 홈(211) 내부의 공통 전극(270) 위에 흑색 용매(361)와 백색 전자 입자(351)가 형성되어 있다.
도 23에 도시한 바와 같이, 각 홈(211) 내부에 위치한 백색 전자 입자(351)가 공통 전극(270)과 흑색 용매(361)의 경계면에 배치되면 외부의 빛이 반사되어 각각의 색을 표시하게 된다.
도 24에 도시한 바와 같이, 각 홈(211) 내부에 위치한 백색 전자 입자(351)가 봉지막(290)과 흑색 용매(361의 경계면에 배치되면 외부의 빛이 반사되지 않으므로, 흑색을 표시한다.
한편, 제4 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치는 백색 반사판이 없을 수도 있다. 이런 경우, 도 25에서와 같이, 하부 표시판(100)의 제1 유기막(450)과 상부 표시판(200)의 봉지막(290)이 접착한다.
<제5 실시예>
이하에서는 도 26 내지 도 28을 참고하여 본 발명의 제5 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치에 대해 상세하게 설명한다.
도 26 내지 도 28은 본 발명의 제5 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치의 단면도이다.
도 26 및 도 27에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제5 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치는 제3 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치와 비교하여 투명 용매(362), 흑색 전자 입자(350) 및 백색 전자 입자(351)를 사용하는 것이 다르고, 나머지 구조는 제3 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치와 동일하다.
즉, 홈(211) 내부의 공통 전극(270) 위에 투명 용매(362), 흑색 전자 입자(350) 및 백색 전자 입자(351)가 형성되어 있다.
도 26에 도시한 바와 같이, 각 홈(211) 내부에 위치한 흑색 전자 입자(350)는 공통 전극(270)과 투명 용매(362)의 경계면에 배치되고, 백색 전자 입자(351)가 봉지막(290)과 투명 용매(362)의 경계면에 배치되면, 외부의 빛이 반사되지 않으므로, 흑색을 표시한다.
도 27에 도시한 바와 같이, 각 홈(211) 내부에 위치한 흑색 전자 입자(350)는 봉지막(290)과 투명 용매(362)의 경계면에 배치되고, 백색 전자 입자(351)가 공통 전극(270)과 투명 용매(362)의 경계면에 배치되면, 외부의 빛이 반사되어 각각의 색을 표시하게 된다.
한편, 제5 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치는 백색 반사판이 없을 수도 있다. 이런 경우, 도 28에서와 같이, 하부 표시판(100)의 제1 유기막(450)과 상부 표시판(200)의 봉지막(290)이 접착한다.
<제6 실시예>
이하에서는 도 29 및 도 30을 참고하여 본 발명의 제6 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치에 대해 상세하게 설명한다.
도 29 및 도 30은 본 발명의 제6 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치의 단면도이다.
도 29 및 도 30에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제6 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치는 제3 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치와 비교하여 백색 반사판(480)과 제2 유기막(470)에 개구부(485)가 형성되어 있고, 접착층 패턴(291)이 형성되어 있는 구조가 다르고, 나머지 구조는 제3 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치와 동일하다.
즉, 하부 표시판(100)의 백색 반사판(480)과 제2 유기막(470)에는 개구부(485)가 형성되어 있고, 상부 표시판(200)에는 접착층 패턴(291)이 형성되어 하부 표시판(100)과 접착한다. 이러한 개구부(485)에는 흑색 전자 입자(350)가 위치할 수 있다.
도 29에 도시한 바와 같이, 각 홈(211) 내부에 위치한 흑색 전자 입자(350)는 공통 전극(270)과 투명 용매(362)의 경계면에 배치되면, 외부의 빛이 반사되지 않으므로, 흑색을 표시한다.
도 30에 도시한 바와 같이, 각 홈(211) 내부에 위치한 흑색 전자 입자(350)가, 개구부(485) 내부에 위치하면, 외부의 빛이 반사되어 각각의 색을 표시하게 된다.
이와 같이, 하부 표시판(100)의 백색 반사판(480)과 제2 유기막(470)에 개구부(485)를 형성하고, 흑색 전자 입자(350)를 개구부(485) 내부에 위치하게 함으로써, 반사율 및 투과율을 향상시킬 수 있다.
<제7 실시예>
이하에서는 도 31 및 도 32를 참고하여 본 발명의 제7 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치에 대해 상세하게 설명한다.
도 31 및 도 32는 본 발명의 제7 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치의 단면도이다.
도 31 및 도 32에 도시한 바와 같이, 제7 실시예에 따른 전기 영동 장치는 제1 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치의 구조와 달리, 전자 잉크층(300) 위에 렌즈(500)가 위치한다.
하부 표시판(100) 및 전자 잉크층(300)의 구조는 제1 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치의 하부 표시판(100) 및 전자 잉크층(300)의 구조와 실질적으로 동일한 바 반복되는 설명은 생략한다.
상부 표시판(200)은 상부 기판(210), 상부 기판(210) 위에 형성되어 있는 컬러필터(230R, 230G, 230B)를 포함한다. 각 컬러필터(230R, 230G, 230B)는 각각 제1 및 제2 컬러필터(230Ra, 230Ra), (230Ga, 230Ga), (230Ba, 230Ba)로 나누어져 있으며, 각 제1 및 제2 컬러필터(230Ra, 230Ra), (230Ga, 230Ga), (230Ba, 230Ba) 사이에는 개구부(240)가 형성되어 있다.
전자 잉크층(300) 위에는 렌즈(500)가 형성되어 있다. 렌즈(500)는 오목 렌즈이다.
상부 기판(210)과 하부 기판(110) 사이에는 제1 압전체(600)가 형성되어 있다. 제1 압전체(600)는 PZT(Pb(Zr1-xTix)O3)와 같이 전압을 인가 받으면, 그 형태가 변형되는 압전 재료로 이루어져 있다. 즉, 제1 압전체(600)는 상부 기판((210)과 하부 기판(110)의 간격을 조절함으로써, 렌즈(500)의 초점 영역을 바꾸는 역할은 한다.
도 31에 도시한 바와 같이, 제1 압전체(600)가 상부 기판((210)과 하부 기판(110)의 간격을 조절하여 렌즈(500)의 초점 영역이 개구부(240)에 일치하면, 입사된 외부의 빛은 렌즈(500)를 통과하여 각 제1 및 제2 컬러필터(230Ra, 230Ra), (230Ga, 230Ga), (230Ba, 230Ba) 사이의 개구부(240)를 통과한다.
이 경우, 전자 잉크층(300)의 백색의 양성 대전 입자(32)와 흑색의 음성 대전 입자(33)의 위치에 따라 백색 및 흑색을 표시하게 된다.
도 32에 도시한 바와 같이, 제1 압전체(600)가 상부 기판((210)과 하부 기판(110)의 간격을 조절하여 렌즈(500)의 초점 영역이 상부 기판(210)에 일치하면, 입사된 외부의 빛은 렌즈(500)를 통과하여 각 제1 및 제2 컬러필터(230Ra, 230Ra), (230Ga, 230Ga), (230Ba, 230Ba)를 통과한다.
이 경우, 각 컬러를 구현하게 된다.
이와 같이, 전자 잉크층(300) 위에 렌즈(500)를 형성하고, 제1 압전체(600)를 사용하여 상부 기판(210)과 하부 기판(110)의 간격을 조절함으로써, 흑백 및 컬러를 표시할 수 있다.
<제8 실시예>
이하에서는 도 33 및 도 34를 참고하여 본 발명의 제8 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치 상세하게 설명한다.
도 33 및 도 34는 본 발명의 제8 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치의 단면도이다.
도 33 및 도 34에 도시한 바와 같이, 제8 실시예에 따른 전기 영동 장치는 제7 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치와 달리, 상부 기판(210)을 좌우로 이동시켜 렌즈(500)의 초점을 조절한다.
하부 표시판(100) 및 전자 잉크층(300)의 구조는 제7 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치의 하부 표시판(100) 및 전자 잉크층(300)의 구조와 실질적으로 동일한 바 반복되는 설명은 생략한다.
상부 표시판(200)은 상부 기판(210)과 상부 기판(210) 위에 형성되어 있는 컬러필터(230R, 230G, 230B)를 포함한다. 각 컬러필터(230R, 230G, 230B)를 떨어져 위치한다.
하부 기판(210)에는 지지대(700)가 형성되어 있고, 상부 기판(210)과 지지대(700) 사이에는 제2 압전체(610) 및 제3 압전체(620)가 위치한다.
제2 압전체(610) 및 제3 압전체(620)는 PZT(Pb(Zr1-xTix)O3)와 같이 전압을 인가 받으면, 그 형태가 변형되는 압전 재료로 이루어져 있다.
도 33에 도시한 바와 같이, 렌즈(500)의 초점 영역이 각 컬러필터(230R, 230G, 230B)에 일치하면, 입사된 외부의 빛은 렌즈(500)를 통과하여 각 컬러필터(230R, 230G, 230B)를 통과한다. 이 경우, 각 컬러를 구현하게 된다.
도 34에 도시한 바와 같이, 제2 압전체(610)는 팽창하고, 제3 압전체(620)는 수축하여 상부 기판(210)을 이동시킴으로써, 렌즈(500)의 초점 영역이 각 컬러필터(230R, 230G, 230B) 사이에 일치하면, 입사된 외부의 빛은 렌즈(500)를 통과하여 각 컬러필터(230R, 230G, 230B) 사이를 통과한다. 이 경우, 전자 잉크층(300)의 백색의 양성 대전 입자(32)와 흑색의 음성 대전 입자(33)의 위치에 따라 백색 및 흑색을 표시하게 된다.
본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 바람직한 실시예를 통해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.
211: 홈 212, 215: 격벽
300: 전자 잉크층 350: 흑색 전자 입자
351: 백색 전자 입자 500: 렌즈
600, 610, 620: 압전체

Claims (36)

  1. 하부 기판,
    상기 하부 기판 위에 형성되어 있는 박막 트랜지스터,
    상기 박막 트랜지스터에 연결되어 있는 화소 전극,
    상기 화소 전극 위에 위치되어 있는 전자 잉크층,
    상기 하부 기판에 대향하는 상부 기판,
    상기 상부 기판에 형성되어 있는 복수 개의 격벽,
    상기 격벽 위에 형성되어 있는 반사층,
    상기 격벽 사이에 위치하고, 상기 반사층과 이격되는 표면 처리부,
    상기 표면 처리부 위에 위치하는 컬러필터,
    상기 반사층 및 상기 컬러필터 위에 형성되어 있는 접착층을 포함하고,
    상기 접착층은 상기 전자 잉크층에 접착되어 있는 전기 영동 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 전자 잉크층은 전자 잉크를 포함하고,
    상기 전자 잉크는 구형의 마이크로 캡슐, 상기 마이크로 캡슐 내부에 배치되어 있는 복수개의 백색 대전 입자 및 복수개의 흑색 대전 입자를 포함하는 전기 영동 표시 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 백색 대전 입자와 상기 흑색 대전 입자는 서로 반대 극성으로 대전되어있는 전기 영동 표시 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 전자 잉크층은 상기 마이크로 캡슐 위에 형성되어 있는 공통 전극을 더 포함하는 전기 영동 표시 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 격벽 사이의 상기 상부 기판에 형성되어 있는 홈을 더 포함하는 전기 영동 표시 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 컬러필터는 상기 홈에 위치하는 전기 영동 표시 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 격벽의 높이는 20 내지 25㎛ 인 전기 영동 표시 장치.
  8. 제7항에서,
    상기 접착층의 두께는 20 내지 25㎛ 인 전기 영동 표시 장치.
  9. 삭제
  10. 제4항에서,
    상기 격벽은 백색 감광막으로 이루어진 전기 영동 표시 장치.
  11. 제4항에서,
    상기 격벽은 흑색 감광막으로 이루어진 전기 영동 표시 장치.
  12. 제1항에서,
    상기 접착층은 액상 접착제로 이루어진 전기 영동 표시 장치.
  13. 하부 기판 위에 박막 트랜지스터를 형성하는 단계,
    상기 박막 트랜지스터와 연결되는 화소 전극을 형성하는 단계,
    상기 화소 전극 위에 위치되어 있는 전자 잉크층을 부착하는 단계,
    상부 기판을 식각하여 홈 및 격벽을 형성하는 단계,
    상기 홈 내부를 표면 처리하여 표면 처리부를 형성하는 단계,
    상기 격벽 및 상기 표면 처리부 위에 반사층을 형성하는 단계,
    상기 표면 처리부 위에 위치한 반사층을 제거한 후, 상기 표면 처리부 위에 컬러필터를 형성하는 단계,
    상기 반사층 및 컬러필터 위에 접착층을 형성하는 단계, 그리고
    상기 접착층과 상기 전자 잉크층을 접착하는 단계를 포함하는 전기 영동 표시 장치의 제조 방법.
  14. 제13항에서,
    상기 상부 기판을 식각하여 홈 및 격벽을 형성하는 단계는
    상기 기판 위에 금속 패턴을 형성하는 단계,
    상기 금속 패턴 위에 제1 감광막을 형성하는 단계, 그리고
    상기 제1 감광막을 마스크로 하여 상기 상부 기판을 식각하는 단계를 포함하는 전기 영동 표시 장치의 제조 방법.
  15. 제14항에서,
    상기 격벽 및 상기 표면 처리부 위에 반사층을 형성하는 단계는
    상기 표면 처리부 위에 제2 감광막을 형성하는 단계, 그리고
    상기 제2 감광막 및 상기 격벽 위에 상기 반사층을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 제2 감광을 제거하여 상기 표면 처리부 위에 위치하는 상기 반사층을 제거하는 단계를 포함하는 전기 영동 표시 장치의 제조 방법.
  16. 제15항에서,
    상기 전자 잉크층은 전자 잉크를 포함하고,
    상기 전자 잉크는 구형의 마이크로 캡슐, 상기 마이크로 캡슐 내부에 배치되어 있는 복수개의 백색 대전 입자 및 복수개의 흑색 대전 입자를 포함하는 전기 영동 표시 장치의 제조 방법.
  17. 제16항에서,
    상기 백색 대전 입자와 상기 흑색 대전 입자는 서로 반대 극성으로 대전되어있는 전기 영동 표시 장치의 제조 방법.
  18. 제17항에서,
    상기 전자 잉크층은 상기 마이크로 캡슐 위에 형성되어 있는 공통 전극을 더 포함하는 전기 영동 표시 장치의 제조 방법.
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 삭제
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  25. 삭제
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