KR101842134B1 - 전기영동 표시장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

플라스틱 기판과 캐리어 기판의 분리 시 크랙 발생을 방지할 수 있는 본 발명의 일 측면에 따른 전기영동 표시장치는, 기판 상에 절연막을 매개하여 서로 교차하도록 형성된 게이트 라인 및 데이터 라인; 상기 게이트 라인과 데이터 라인에 소정의 신호를 인가하기 위한 게이트 패드 및 데이터 패드; 상기 게이트 라인과 데이터 라인이 교차하는 화소 영역에 형성되는 박막트랜지스터; 및 상기 게이트 라인 및 데이터 라인과 상기 게이트 패드 및 데이터 패드를 연결하기 위해 상기 절연막 상에 형성된 게이트 연결 라인 및 데이터 연결 라인을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

전기영동 표시장치 및 그 제조 방법{Electrophoretic Display Device and Method for Manufacturing The Same}
본 발명은 전기영동 표시장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 제품 불량을 최소화할 수 있는 전기영동 표시장치에 관한 것이다.
최근 급속하게 발전하고 있는 반도체 기술에 힘입어, 평판표시장치의 화면 크기는 증가하고 그 무게는 경량화되는 등 평판표시장치의 성능이 개선 됨에 따라 평판표시장치의 수요가 폭발적으로 늘어나고 있다.
이러한 평판표시장치에는 액정표시장치(Liquid Crystal Display: LCD), 플라즈마 표시장치(Plasma Display Device: PDP), 전계방출 표시장치(Field Emission Display Device: FED), 전기발광 표시장치(Electroluminescence Display Device: ELD), 전기영동 표시장치(Electrophoresis Display Device: EPD), 및 유기발광다이오드(Organic Light Emitting Diode: OLED) 등이 있다.
여기서, 전기영동 표시장치란 착색된 대전 입자가 외부로부터 가해진 전계에 의해 이동하는 전기영동 현상을 이용하여 화상을 표시하는 장치를 말한다. 여기에서 전기영동(Electrophoresis) 현상이란, 대전 입자를 액체 속에 분산시킨 전기 영동 분산액에 전계를 인가하는 경우에 대전 입자가 쿨롱력에 의하여 액체 속을 이동하는 현상을 말한다.
이러한 전기영동 표시장치는 쌍안정성(Bistability)을 갖고 있어 인가된 전압이 제거되어도 원래의 이미지를 장시간 보존할 수 있다. 즉 전기영동 표시장치는 지속적으로 전압을 인가하지 않아도 일정 화면을 장기간 유지할 수 있기 때문에 화면의 신속한 교환이 요구되지 않는 전자 책 분야에 특히 적합하다. 또한, 전기영동 표시장치는 액정 표시 장치와는 달리 시야각(Viewing Angle)에 대한 의존성이 없을 뿐만 아니라 종이와 유사한 정도로 눈에 편안한 화상을 제공할 수 있다는 장점을 가지고 있다.
한편, 전기영동 표시장치는 제조 공정 중 발생되는 높은 열을 견딜 수 있도록 유리 기판을 사용하므로 경량 박형화 및 유연성을 부여하는데 한계가 있다. 따라서, 최근에는 종이처럼 휘어져도 표시 성능을 그래도 유지할 수 있도록 하기 위해 기존의 유연성이 없는 유리기판 대신에 플라스틱 등과 같이 유연성이 있는 재료를 사용하는 전기영동 표시장치가 급부상하고 있다.
그러나, 이러한 전기영동 표시장치를 제조하는데 있어, 유연한 특성을 갖도록 하기 위해 이용되는 플라스틱 재질의 기판은 잘 휘어지며 열에 약한 고유의 특성 때문에 유리기판을 처리 대상으로 하는 종래의 표시장치용 제조 장비에 적용되기 어려운데, 일례로 트랙(Track) 장비나 로봇(Robot)에 의한 반송 시 특히, 로봇 암에 플라스틱 필름을 위치시키게 되면 심하게 휘어져 로봇 암 사이로 빠져 나가게 되거나, 또는 카세트로의 수납 시 기판 각각을 수납시키는 카세트 단의 폭보다 기판의 처짐 폭이 더 커 로봇에 의한 수납이 불가능한 단점이 있다.
따라서, 플라스틱 기판을 이용하는 전기영동 표시장치의 제조는 일반적인 유리 기판을 이용하는 전기영동 표시장치의 제조와는 달리 플라스틱 기판 자체만으로 박막트랜지스터를 형성하는 어레이 공정 등을 진행시키기에는 한계가 있다.
이러한 문제를 극복하기 위해 플라스틱 기판을 유리기판과 같은 단단한 재질의 반송이 가능한 캐리어 기판(Carrier Substrate)의 일면에 부착하여 반송 공정이 가능하도록 한 상태를 만든 후, 플라스틱 기판 상에 일반적인 전기영동 표시장치의 제조 공정을 진행하여 플렉서블 전기영동 표시장치를 제조한다.
따라서, 일반적인 플렉서블 전기영동 표시장치의 경우, 도 1a 내지 도 1c에 도시된 바와 같이 플라스틱 기판(100) 상에 표시소자(110)를 형성한 후, 표시소자가 형성된 플라스틱 기판(100)을 캐리어 기판(120)으로부터 분리(Release)하는 공정이 필수적으로 요구된다.
그러나, 이러한 분리 공정 시 도 2에 도시된 바와 같이, 실런트가 도포되어 있는 영역에서 플라스틱 기판(200) 상에 크랙(Crack)이 발생하여 제품 불량이 증가할 수 있다는 문제점이 있다.
또한, 일반적인 플렉서블 전기영동 표시장치의 경우, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 게이트 패드 링크(300) 및 데이터 패드 링크(310)가 게이트 전극 형성 물질을 이용하여 플라스틱 기판(100) 상에 형성되므로 게이트 패드 링크(300) 및 데이터 패드 링크(310)와 플라스틱 기판(100)과의 거리가 매우 가까울 수 밖에 없다.
따라서, 제품의 신뢰성 평가 공정 진행 시 도 4에 도시된 바와 같이 데이터 패드 또는 게이트 패드 오픈에 따른 라인 결함(Line Defect)이 발생할 수 있고, 이로 인해 제품 생산의 수율 감소는 물론, 제품의 신뢰성이 저하될 수 있다는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 플라스틱 기판과 캐리어 기판의 분리 시 크랙 발생을 방지할 수 있는 전기영동 표시장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 그 기술적 과제로 한다.
위에서 언급된 본 발명의 관점들 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이 밖에도, 본 발명의 실시를 통해 본 발명의 또 다른 특징 및 이점들이 새롭게 파악될 수도 있을 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 전기영동 표시장치는, 기판 상에 절연막을 매개하여 서로 교차하도록 형성된 게이트 라인 및 데이터 라인; 상기 게이트 라인과 데이터 라인에 소정의 신호를 인가하기 위한 게이트 패드 및 데이터 패드; 상기 게이트 라인과 데이터 라인이 교차하는 화소 영역에 형성되는 박막트랜지스터; 및 상기 게이트 라인 및 데이터 라인과 상기 게이트 패드 및 데이터 패드를 연결하기 위해 상기 절연막 상에 형성된 게이트 연결 라인 및 데이터 연결 라인을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 전기영동 표시장치의 제조 방법은, 제1 기판 상에 제2 기판을 형성하는 단계; 제2 기판 상에 기판 상에 게이트 전극 및 게이트 라인을 형성하는 단계; 상기 게이트 전극 및 게이트 라인을 포함하는 상기 제2 기판 전면에 절연막을 형성하는 단계; 상기 절연막 상에 금속막을 형성하는 단계; 및 상기 금속막을 선택적으로 식각하여 상기 게이트 라인과 교차하여 화소 영역을 정의하는 데이터 라인, 소스 전극, 드레인 전극, 게이트 연결 라인, 및 데이터 연결 라인을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 게이트 연결 라인과 데이터 연결 라인을 게이트 절연막 상에 데이터 라인과 동일한 금속을 이용하여 형성함으로써, 플라스틱 기판과 게이트 연결 라인 및 데이터 연결 라인과의 거리를 크게 증가시킬 수 있어 플라스틱 기판 상에서 크랙의 발생을 방지할 수 있고, 이로 인해 게이트 및 데이터 패드가 오픈되는 것을 방지할 수 있어 제품 신뢰성을 향상시킬 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 플렉서블 표시장치에서 플라스틱 기판과 캐리어 기판의 분리 과정을 개략적으로 보여주는 도면.
도 2는 플라스틱 기판과 캐리어 기판의 분리 공정시 크랙의 발생을 보여주는 도면.
도 3a 및 도 3b는 일반적인 플렉서블 전기영동 표시장치의 게이트 연결 라인 및 데이터 연결 라인의 구성을 보여주는 단면도.
도 4는 크랙 발생으로 인한 제품의 결함을 보여주는 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치의 구성을 보여주는 평면도.
도 6a는 도 5의 A-A'선을 절단한 단면도.
도 6b는 도 5의 B-B'선을 절단한 단면도.
도 6c는 도 5의 C-C'선을 절단한 단면도.
도 7a 내지 도 7j는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기영동 표시장치를 제조하는 방법을 보여주는 단면도.
이하, 첨부되는 도면들을 참고하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다.
본 발명의 실시예를 설명함에 있어서 어떤 구조물이 다른 구조물 "상에" 또는 "아래에" 형성된다고 기재된 경우, 이러한 기재는 이 구조물들이 서로 접촉되어 있는 경우는 물론이고 이들 구조물들 사이에 제3의 구조물이 개재되어 있는 경우까지 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 다만, "바로 위에" 또는 "바로 아래에"라는 용어가 사용될 경우에는, 이 구조물들이 서로 접촉되어 있는 것으로 제한되어 해석되어야 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기영동 표시장치의 구조를 보여주는 평면도이고, 도 6a는 도 4의 A-A'선을 절단한 단면도이며, 도 6b는 도 4의 B-B'선을 절단한 단면도이고, 도 6c는 도 4의 C-C'선을 절단한 단면도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 전기영동 표시장치는 기판(500)을 포함한다. 일 실시예에 있어서, 상기 기판(500)은 유리 기판일 수 있으나, 전기영동 표시장치에 가연성(Flexibility)을 부여하기 위하여 플라스틱 기판이 기판(500)으로 사용될 수도 있다. 이러한 경우, 플라스틱 기판은 폴리이미드로 형성된 필름일 수 있다. 한편, 기판(500)은 화상이 표시되는 면의 반대 측에 위치하므로 투명성을 가질 필요는 없다.
다음으로, 게이트 라인(G1, G2, G3) 및 데이터 라인(D1, D2, D3)이 서로 교차하도록 상기 기판(500) 상의 표시 영역(Active Area)에 형성되고, 상기 게이트 라인(G1, G2, G3)에 게이트 신호를 인가하기 위한 게이트 패드(GP1, GP2, GP3)와 상기 데이터 라인(D1, D2, D3)에 데이터 신호를 인가하기 위한 데이터 패드(DP1, DP2, DP3)가 기판(500) 상의 비표시 영역(Non Active Area) 상에 형성된다.
그리고 게이트 라인(G1, G2, G3)과 데이터 라인(D1, D2, D3)의 교차지점에는 박막트랜지스터(T)와 화소 전극(501)이 형성된다.
이때, 게이트 라인(G1, G2, G3)과 게이트 패드(DP1, DP2, DP3)는 게이트 연결 라인(506)를 통해 연결되고, 데이터 라인(D1, D2, D3)과 데이터 패드(DP1, DP2, DP3)는 데이터 연결 라인(507)를 통해 연결된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기영동 표시장치의 경우, 게이트 연결 라인(506)과 데이터 연결 라인(507)은 데이터 라인(D1, D2, D3)과 동일한 금속을 이용하여 게이트 절연막(508) 상에 형성된다.
즉, 도 6a 및 6b에 도시된 바와 같이, 기판(500) 상에 게이트 절연막(508)이 형성되고, 게이트 절연막(508) 상에 데이터 라인(D1, D2, D3)과 동일한 금속을 이용하여 게이트 연결 라인(506) 및 데이터 연결 라인(507)을 형성하는 것이다.
일 실시예에 있어서, 상기 데이터 라인(D1, D2, D3), 소스 전극(504), 및 드레인 전극(505)은 은(Ag), 알루미늄(Al) 또는 이들의 합금으로 이루어진 단일막이거나, 또는 이러한 단일막에 더하여 전기적 특성이 우수한 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 또는 탄탈륨(Ta)으로 이루어진 막을 더 포함하는 다층막으로 구성될 수 있고, 따라서, 게이트 연결 라인(506) 및 데이터 연결 라인(507) 또한 이와 동일한 물질을 이용하여 형성될 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 게이트 연결 라인(506) 및 데이터 연결 라인(507)을 데이터 라인(D1, D2, D3)과 동일한 금속을 이용하여 게이트 절연막(508) 상에 형성하기 때문에, 기판(500)으로부터 게이트 연결 라인(506) 및 데이터 연결 라인(507)까지의 거리가 증가하게 되어, 게이트 패드(GP1~GP3) 및 데이터 패드(DP1~DP3)의 오픈으로 인한 불량을 감소시킬 수 있다.
한편, 박막트랜지스터(T)는, 게이트 라인(G1, G2, G3)으로부터 돌출된 게이트 전극(502)과, 데이터 라인(D1, D2, D3)으로부터 돌출된 소스 전극(504), 및 소스 전극(504)과 일정 간격 이격된 드레인 전극(505)을 포함한다. 이하에서는 이러한 박막트랜지스터(T)를 포함하는 전기영동 표시장치의 구조를 도 6c를 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
먼저, 도 6c에 도시된 바와 같이, 게이트 전극(502) 및 게이트 라인(G1~G3)이 기판(500) 상에 형성되고, 게이트 절연막(508)이 게이트 전극(502) 및 게이트 라인(G1~G3)을 포함하는 기판(500)의 전면 상에 형성된다.
또한, 반도체층(503)이 게이트 전극(502) 상측의 게이트 절연막(508) 위에 형성되고, 게이트 절연막(508) 및 반도체층(503) 상에 데이터 라인(D1, D2, D3)으로부터 돌출되는 소스 전극(504)과, 소스 전극(504)과 일정 간격 이격되는 드레인 전극(505)이 형성된다.
한편, 도면에 도시되어 있지는 않으나, 상기 소스 전극(504)과 반도체층(503) 사이, 그리고 상기 드레인 전극(505)과 반도체층(503) 사이에 각각 오믹 콘택층(Ohmic Contact)이 더 형성되어 있을 수 있다.
또한, 게이트 연결 라인(506), 데이터 연결 라인(507), 데이터 라인(D1~D3), 및 박막트랜지스터(T)를 포함하는 기판(500)의 전면 상에는 보호막(560)이 형성된다. 일 실시예에 있어서, 상기 보호막(560)은 질화막일 수 있다.
또한, 상기 보호막(560) 상에는 유전체층(570)이 형성된다. 일 실시예에 있어서, 유전체층(570)은 상기 보호막(560) 중 상기 게이트 라인(G1~G3), 데이터 라인(D1~D3), 및 박막트랜지스터(T)에 대응하는 영역 상에 형성될 수 있다. 상기 유전체층(570)은 포토아크릴(Photoacryl), 폴리이미드, 또는 폴리(4-비닐페놀) 등과 같은 낮은 유전상수를 갖는 유기물로 형성될 수 있으며, 약 1 내지 5㎛의 두께를 갖도록 형성될 수 있다.
여기서, 유전체층(570)을 형성하는 이유는 다음과 같다. 화소 전극(590)이 게이트 라인(G1~G3), 데이터 라인(D1~D3), 및 박막트랜지스터(T)와 중첩될 경우 상당한 크기의 킥백 전압이 발생하게 된다. 이러한 킥백 전압은 명암비 등에 영향을 주어 화질 저하, 특히 정지 화상의 화질 저하를 야기한다. 킥백 전압을 최소화하기 위해서는 게이트 라인(G1~G3)과 화소 전극(590), 그리고 데이터 라인(D1~D3)과 화소 전극(590) 사이에 각각 형성되는 기생 커패시턴스(Cdp, Cgp)를 최소화할 필요가 있다.
따라서 본 발명에서는, 기생 커패시턴스(Cdp, Cgp)를 최소화하기 위하여 게이트 라인(G1~G3), 데이터 라인(D1~D3), 및 박막트랜지스터(T)에 대응하는 영역 상에 낮은 유전 상수를 갖는 유기물, 예를 들어 포토아크릴로 유전체층(570)을 형성한다. 이와 같이 게이트 라인(G1~G30) 및 데이터 라인(D1~D3)과 화소 전극(590) 사이에 낮은 유전 상수를 갖는 유전체층(570)이 개재됨으로써 기생 커패시턴스(Cdp, Cgp)를 상당한 크기로 감소시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 전기영동 표시장치는 높은 반사율을 가질 뿐만 아니라, 높은 명암비(Contrast Ratio)를 갖는 정지 화상을 표시할 수 있다.
한편, 본 발명의 경우, 상술한 바와 같이 게이트 연결 라인(506) 및 데이터연결 라인(507)을 데이터 라인(D1~D3)과 동일한 금속을 이용하여 데이터 라인(D1~D3)과 동일한 층 상에 형성하기 때문에, 게이트 연결 라인(506)과 게이트 라인(G1~G3)은 게이트 절연막(508)을 매개하여 형성된다. 따라서, 본 발명에서는, 게이트 연결 라인(506)을 게이트 라인(G1~G3)과 연결시키기 위한 구조가 요구된다.
이를 위해, 본 발명의 경우 도 6c에 도시된 바와 같이, 게이트 연결 라인(506), 게이트 절연막(508), 보호막(560), 및 유전체층(570)의 일부를 식각하여 관통 홀(H1)을 형성하고, 관통 홀(H1) 상에 형성된 화소 전극(590)을 이용하여 게이트 연결 라인(506)과 게이트 라인(G1~G3)을 연결시킨다.
한편, 데이터 연결 라인(507)의 경우, 데이터 라인(D1~D3)과 동일한 금속을 이용하여 게이트 절연막(508) 상에 형성되기 때문에 별도의 연결 구조 없이 데이터 라인(D1~D3)과 연결될 수 있다.
상기 화소 전극(590)은 보호막(560) 및 유전체층(570)을 관통하는 관통 홀(H2)을 통해 드레인 전극(754)과 접속되고, 게이트 절연막(508), 게이트 연결 라인(506), 보호막(560), 및 유전체층(570)을 관통하는 관통 홀(H1)을 통해 게이트 연결 라인(506)과 게이트 라인(G1~G3)을 연결시킨다.
상기 화소 전극(590) 상에는 전기영동필름(600)이 부착된다. 본 발명에 따른 전기영동필름(600)은 베이스 필름(610), 공통 전극(620), 복수개의 마이크로캡슐(630), 및 점착층(640)이 순차적으로 적층된 구조를 갖는다. 이러한 전기영동필름(600)의 점착층(640)이 라미네이팅 공정에 의해 상기 화소전극(590) 상에 부착된다.
베이스 필름(610)은 유리 또는 플라스틱으로 이루어지며, 공통 전극(620)은 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide)로 형성된다. 상기 베이스 필름(610) 및 공통 전극(620)은 화상 표시를 위해 투명하여야 한다.
마이크로캡슐(630)은 그 안에 전기영동 분산액을 갖는다. 전기영동 분산액은, 유전 용매 및 상기 유전 용매 내에 분산되어 있는 양 및 음으로 각각 대전된 대전 입자들(631, 632)을 포함한다. 유전 용매는 반사 휘도를 확보하기 위하여 투명한 것이 바람직하다.
그 예로는, 물, 알코올계 용매, 에스테르계 용매, 케톤계 용매, 지방족 탄화수소계 용매, 방향족 탄화수소계 용매, 할로겐화 용매 등이 있으며, 이들 물질은 단독 또는 혼합물로서 이용될 수 있다. 상기 유전 용매는 계면 활성제를 더 포함할 수 있다. 대전 입자들(631, 32)의 높은 이동도(Mobility)를 담보한다는 측면에서 상기 유전 용매는 낮은 점도를 갖는 것으로 선택될 수 있다.
흑색 입자(631)는, 예를 들면, 아닐린 블랙, 카본 블랙 등의 흑색 염료로 착색된 고분자 또는 콜로이드이며, 플러스로 대전되어 이용될 수 있다. 백색 입자(632)는, 예를 들면, 이산화티탄, 삼산화 안티몬 등의 백색 염료로 착색된 고분자 또는 콜로이드이며, 마이너스로 대전되어 이용될 수 있다. 필요에 따라서, 이들 염료 외에도 하전 제어제, 분산제, 윤활제 등이 더 첨가될 수 있다.
본 명세서 및 도면에서는 설명의 편의를 위하여 무색의 유전 용매에 양으로 대전된 흑색 입자(631) 및 음으로 대전된 백색 입자(632)가 분산되어 있는 전기 영동 분산액을 예로 들어 본 발명을 설명하고 있으나, 본 발명의 전기 영동 분산액은 이에 제한되지 않으며, 대전된 백색 입자가 흑색 염료를 포함하는 유전 용매에 분산되어 있는 전기영동 분산액이 이용될 수 있다.
이 경우, 화소 전극(590) 및 공통전극(620)에 데이터 전압 및 공통 전압(Vcom)이 각각 인가되면 백색 입자가 반대 극성의 전극으로 이동함으로써 흑과 백이 표시된다. 반대로, 대전된 흑색 입자가 백색 염료를 포함하는 유전 용매에 분산되어 있는 전기 영동 분산액이 이용될 수도 있다.
한편, 도 6c에서는 도시하지 않았지만, 기판(500) 상에 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)을 이용하여 버퍼층(740)이 형성될 수도 있다. 이러한 버퍼층은 기판(500)과 상에 형성될 소자 간의 접합력 향상 및 고분자 물질이 고온에 노출시 발생할 수 있는 유기 가스 또는 미세 유기 입자의 방출을 방지하기 위한 것이다.
다음으로, 도 7을 참조하여 본 발명에 따른 전기영동 표시장치의 제조방법을 설명한다.
도 7a 내지 도 7f는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기영동 표시장치의 제조방법을 보여주는 플로우차트이다.
먼저, 도 7a에 도시된 바와 같이, 유리 재질의 캐리어 기판(700) 상에 점착층(710)을 형성한다. 이러한 점착층(710)은, 플라스틱 기판(미도시)의 박리가 용이해지도록 하기 위한 것으로서, 어몰퍼스 실리콘(a-Si) 또는 질화 실리콘(SiNx)과 같은 무기물을 이용하여 형성될 수 있으며, 선택적으로 형성될 수 있다.
다음으로, 도 7b에 도시된 바와 같이, 점착층(710)의 전면에 폴리이미드(Polyimid)와 같은 고분자 물질층(730)을 도포한다. 일 실시예에 있어서, 폴리이미드는 슬릿 코팅, 스핀 코팅, 또는 바코팅 기법 등을 이용하여 도포할 수 있다.
이후, 도 7c에 도시된 바와 같이, 폴리이미드 물질층(730)이 형성된 캐리어기판(710)을 오븐이나 퍼니스 등과 같은 경화 장치 내부에 위치시킴으로써 고분자 물질층(730)을 경화시킨다. 이러한 경화공정에 의해 경화된 고분자 물질층(730)이 플라스틱 기판(720)이 된다.
일 실시예에 있어서, 고분자 물질층(730)이 형성된 캐리어 기판(700)을 경화장치 내에 위치시킨 후 150℃ 내지 300℃의 온도 분위기에서 20분 내지 120분 정도 유지시킴으로써 고분자 물질층(730)을 경화시킬 수 있다.
또한, 플라스틱 기판(720)은 그 두께가 50㎛ 내지 300㎛가 되도록 형성되는 것이 바람직하다. 이보다 얇은 두께를 갖는 경우 플라스틱 기판(720)과 캐리어 기판(700)의 분리 공정에서 끊김 등이 발생할 가능성이 있고, 이보다 두꺼운 두께를 갖는 경우 일반적인 표시장치를 이루는 유리재질의 두께보다 두꺼워지므로 박형화 추세에 역행할 수 있게 때문이다.
다음으로, 도 7d에 도시된 바와 같이, 플라스틱 기판(720) 상에 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)을 전면에 증착함으로써 버퍼층(740)을 형성한다. 상술한 바와 같이, 이러한 버퍼층(740)은 플라스틱 기판(720)과 상기 플라스틱 기판(620) 상에 형성될 표시소자 간의 접합력 향상 및 고분자 물질이 고온에 노출시 발생할 수 있는 유기 가스 또는 미세 유기 입자의 방출을 방지하기 위한 것이므로, 선택적으로 형성될 수 있다.
이때 버퍼층(740)은 산화실리콘 또는 질화 실리콘만의 단일층으로 형성되거나 산화 실리콘/질화 실리콘 또는 질화 실리콘/산화 실리콘의 이중층 구조로 형성될 수도 있다.
다음으로, 7e에 도시된 바와 같이, 게이트 전극(751) 및 게이트 라인(G1~G3)을 형성하고, 게이트 전극(751) 및 게이트 라인상에 게이트 절연막(752)을 형성한다. 이후, 게이트 절연막(752) 상에 반도체층(754)을 형성한 후, 반도체층(754)과 부분적으로 중첩되는 소스 전극(756) 및 상기 소스 전극(756)과 이격된 드레인 전극(758), 상기 소스 전극(756) 및 드레인 전극(758)과 연결되는 데이터 라인(D1~D3), 상기 게이트 라인(G1~G3)와 게이트 패드(미도시)를 연결하기 위한 게이트 연결 라인(759), 및 상기 데이터 라인(D1~D3)과 데이터 패드(미도시)를 연결하기 위한 데이터 연결 라인(미도시)를 형성한다.
즉, 본 발명의 경우, 게이트 연결 라인(759) 및 데이터 연결 라인과 플라스틱 기판(720)과의 거리를 증가시킴으로써 플라스틱 기판(720)을 캐리어 기판(700)으로부터 분리함에 있어서 게이트 및 데이터 패드(미도시)가 오픈되는 것을 방지하기 위해, 게이트 연결 라인(759) 및 데이터 연결 라인 모두를 데이터 라인(D1~D3)형성 시 데이터 라인(D1~D3)과 동일한 금속을 이용하여 게이트 절연막(752) 상에 형성하는 것이다.
한편, 게이트 전극(751), 게이트 절연막(752), 반도체층(754), 소스 전극(756), 및 드레인 전극(758)이 스위칭 소자(SW)인 박막트랜지스터(Tr)를 구성하게 된다.
한편, 상기 소스 전극(756)과 반도체층(754) 사이, 그리고 상기 드레인 전극(758)과 반도체층(754) 사이에 각각 오믹 콘택층(미도시)을 더 형성할 수 있다.
이어서, 도 7f에 도시된 바와 같이, 플라스틱 기판(720)의 전면 상에 보호막(760) 및 유전체층(762)을 형성한다.
이어서, 도 7g에 도시된 바와 같이, 관통 홀(H1)을 형성하기 위해 보호막(760), 유전체층(762), 게이트 연결 라인(759), 및 게이트 절연막(752) 일부를 제거하고, 관통 홀(H2)을 형성하기 위하여 상기 보호막(760) 및 유전체층(762)의 일부를 제거한다.
이어서, 도 7h에 도시된 바와 같이, 상기 관통 홀(H1)을 통해 상기 게이트 연결 라인(759)과 게이트 라인(G1~G3)이 접속되도록 하고, 상기 박막트랜지스터(T)의 드레인 전극(768)과 접속되는 화소전극(770)을 상기 유전체층(762) 상에 형성한다.
이어서, 도 7i에 도시된 바와 같이, 전기영동 필름(780)의 점착층(788)을 화소 전극(770) 상에 부착시킴으로써 전기영동 표시장치를 완성한다. 이때, 전기영동 필름(780)은 도 7i에 도시된 바와 같이, 플렉서블한 재질의 베이스 필름(782), 공통 전극(784), 및 복수개의 마이크로 캡슐(786), 및 점착층(788)으로 구성된다.
이후, 도 7j에 도시된 바와 같이 캐리어 기판의 배면에 레이저 빔을 조사함으로써 플라스틱 기판과 캐리어 기판을 분리한다. 이후, 도시하지는 않았지만, 각 단위 셀 별로 실런트를 도포한 후 플라스틱 기판(720)의 전면에 실리콘을 도포함으로써 전기영동 표시장치를 완성한다.
한편, 상술한 도 7에서는 도시하지 않았지만, 플렉서블 기판(720)이 형성된 캐리어 기판(700)을 화소영역 별로 절단하여 단위 셀을 형성하고, 각 단위 셀에 COF(Chip On Film) 및 FPCB(Flexible Printed Circuit Board)를 부착하는 과정을 더 포함할 수도 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 상술한 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
예컨대, 상술한 실시예에 있어서, 본 발명은 마이크로 캡슐을 이용하는 전기영동 표시장치에 적용되는 것으로 설명하지만, 변형된 실시예에 있어서 본 발명은 격벽을 이용하는 전기영동 표시장치에 적용될 수도 있을 것이다.
그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
500: 기판 501: 화소전극
502: 게이트 전극 504: 소스 전극
505: 드레인 전극 506: 게이트 연결 라인
507: 데이터 연결 라인

Claims (13)

  1. 기판 상에 절연막을 매개하여 서로 교차하도록 형성된 게이트 라인 및 데이터 라인;
    상기 게이트 라인과 데이터 라인에 소정의 신호를 인가하기 위한 게이트 패드 및 데이터 패드;
    상기 게이트 라인과 데이터 라인이 교차하는 화소 영역에 형성되는 박막트랜지스터;
    상기 게이트 라인 및 데이터 라인과 상기 게이트 패드 및 데이터 패드를 연결하기 위해 상기 절연막 상에 형성된 게이트 연결 라인 및 데이터 연결 라인;
    상기 게이트 라인과 데이터 라인을 포함하는 상기 기판의 전면 상에 형성된 보호막;
    상기 보호막 상에 형성된 유전체층; 및
    상기 유전체층 상에 형성된 화소 전극을 포함하고,
    상기 게이트 라인은 상기 게이트 연결 라인과 상기 화소 전극을 통해 연결되는 것인 전기영동 표시장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 게이트 연결 라인 및 데이터 연결 라인은 상기 데이터 라인과 동일한 금속으로 형성된 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 폴리이미드를 이용하여 형성된 필름인 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 화소 전극 상에 부착된 전기영동 필름을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치.
  6. 제1 기판 상에 제2 기판을 형성하는 단계;
    제2 기판 상에 기판 상에 게이트 전극 및 게이트 라인을 형성하는 단계;
    상기 게이트 전극 및 게이트 라인을 포함하는 상기 제2 기판 전면에 절연막을 형성하는 단계;
    상기 절연막 상에 금속막을 형성하는 단계;
    상기 금속막을 선택적으로 식각하여 상기 게이트 라인과 교차하여 화소 영역을 정의하는 데이터 라인, 소스 전극, 드레인 전극, 게이트 연결 라인, 및 데이터 연결 라인을 형성하는 단계;
    상기 제2 기판의 전면 상에 보호막을 형성하는 단계;
    상기 보호막 상에 유전체층을 형성하는 단계;
    상기 보호막 및 상기 유전체층을 부분적으로 제거하여 제1 홀을 형성하고, 상기 절연막, 상기 게이트 연결 라인, 상기 보호막, 및 상기 유전체층을 부분적으로 제거하여 제2 홀을 형성하는 단계; 및
    상기 제1 홀을 통해 상기 드레인 전극과 연결되고, 상기 제2 홀을 통해 상기 게이트 연결 라인과 상기 게이트 라인을 연결시키는 화소 전극을 상기 유전체층 상에 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 게이트 라인은 상기 게이트 연결 라인과 상기 화소 전극을 통해 연결되는 것인 전기영동 표시장치의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 화소 전극 상에 대전 입자를 함유한 마이크로캡슐을 포함하는 전기영동필름을 부착하는 단계; 및
    상기 제2 기판을 제1 기판으로부터 분리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치의 제조 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제1 기판은 유리 재질로 형성되고, 상기 제2 기판은 폴리이미드를 이용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치의 제조 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 제2 기판을 형성하는 단계 이전에,
    상기 제2 기판의 분리를 위해 상기 제1 기판 상에 점착층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치의 제조 방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 게이트 전극 및 게이트 라인을 형성하는 단계 이전에,
    상기 제2 기판 상에 버퍼층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치의 제조 방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 보호막, 상기 유전체층, 및 상기 게이트 연결 라인을 관통하여 상기 게이트 라인을 노출시키는 관통 홀을 더 포함하고,
    상기 화소 전극은 상기 관통 홀을 통해 상기 게이트 연결 라인과 상기 게이트 라인에 접촉하는 전기영동 표시장치.
  12. 기판 상에 절연막을 매개하여 서로 교차하도록 형성된 게이트 라인 및 데이터 라인;
    상기 게이트 라인과 데이터 라인에 소정의 신호를 인가하기 위한 게이트 패드 및 데이터 패드;
    상기 게이트 라인과 데이터 라인이 교차하는 화소 영역에 형성되는 박막트랜지스터;
    상기 게이트 라인 및 데이터 라인과 상기 게이트 패드 및 데이터 패드를 연결하기 위해 상기 절연막 상에 형성된 게이트 연결 라인 및 데이터 연결 라인;
    상기 게이트 라인과 데이터 라인을 포함하는 상기 기판의 전면 상에 형성된 보호막;
    상기 보호막 상에 형성된 유전체층;
    상기 화소 영역에서 상기 유전체층 상에 형성된 화소 전극; 및
    상기 화소 영역 이외의 영역에서 상기 유전체층 상에 형성되며 상기 게이트 라인과 상기 게이트 연결 라인을 연결하는 연결라인을 포함하는 전기영동 표시장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 보호막, 상기 유전체층, 및 상기 게이트 연결 라인을 관통하여 상기 게이트 라인을 노출시키는 관통 홀을 더 포함하고,
    상기 연결라인은 상기 화소 전극과 동일 물질로 이루어지며 상기 관통 홀을 통해 상기 게이트 연결 라인과 상기 게이트 라인에 접촉하는 전기영동 표시장치.
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