KR101931373B1 - 전기 습윤 표시장치용 기판 및 이의 제조 방법 - Google Patents

전기 습윤 표시장치용 기판 및 이의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

전기 습윤 표시장치용 기판 및 이의 제조 방법에서, 화소 전극이 형성된 베이스 기판 상에 화소 전극의 가장자리를 따라 배치되고 화소 전극을 노출시키는 격벽 예비 패턴을 형성하고, 격벽 예비 패턴이 형성된 베이스 기판 상에 발수층을 형성한다. 발수층이 형성된 베이스 기판 상에 격벽 예비 패턴의 상부면 및 상부면과 연결된 측면들의 상측부를 노출시키는 마스크 패턴을 형성하고, 마스크 패턴을 이용하여 격벽 예비 패턴의 상부측을 커버하는 발수층을 제거하여 발수 패턴을 형성한다. 마스크 패턴을 이용하여 마스크 패턴 및 발수 패턴에 의해서 노출된 상부측을 제거하여 격벽 예비 패턴의 높이보다 낮은 격벽 패턴을 형성한 후, 발수 패턴 및 격벽 패턴이 형성된 베이스 기판으로부터 마스크 패턴을 제거함으로써 전기 습윤 표시장치용 기판을 제조한다. 이에 따라, 전기 습윤 표시장치용 기판의 제조 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Description

전기 습윤 표시장치용 기판 및 이의 제조 방법{SUBSTRATE FOR AN ELECTRO WETTING DISPLAY DEVICE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SUBSTRATE}
본 발명은 전기 습윤 표시장치용 기판 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 제품의 제조 신뢰성을 향상시킨 전기 습윤 표시장치용 기판 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
전기 습윤 표시 장치(Electro Wetting Display device, EWD 장치)는 수용매(aqueous liquid)와 비수용매(non-aqueous liquid)를 이용하여 영상을 표시한다. 일반적으로, 상기 EWD 장치는 화소 전극이 형성된 제1 기판과 공통 전극이 형성된 제2 기판을 포함하고, 상기 제1 및 제2 기판들 사이에 상기 수용매가 개재되며, 화소들 각각에 상기 비수용매가 배치된다. 상기 화소 전극과 상기 공통 전극 각각에 인가되는 전압에 의해서 상기 수용매의 표면 장력이 변화하고, 이에 따라 상기 비수용매가 이동함으로써 광을 투과시키거나 차단시킬 수 있다. 이러한 원리를 이용하여 상기 EWD 장치는 영상을 표시할 수 있다.
상기 화소들 각각에 배치된 상기 비수용매는 상기 수용매와 다른 극성을 갖기 때문에 액적(droplet) 상태를 갖고, 서로 인접한 화소들에 배치된 상기 비수용매들은 상기 화소들을 구획하는 상기 제1 기판에 형성된 격벽(wall)에 의해서 분리된다. 상기 비수용매가 상기 화소를 커버하도록 퍼진 상태에서 광은 상기 EWD 장치를 통과하지 못하여 블랙을 표시한다. 이와 달리, 상기 비수용매가 상기 격벽에 집중되는 경우, 광이 상기 화소를 통과한다.
상기 수용매가 상기 제1 기판에 형성된 소자들, 예를 들어 상기 화소 전극이나 상기 화소 전극과 연결된 박막 트랜지스터로 침투하여 이들을 손상시키는 것을 방지하기 위해서, 상기 화소 전극 및 상기 박막 트랜지스터가 형성된 기판 상에 발수층(water-repellent layer)을 형성하고, 상기 격벽은 상기 발수층 상에 형성된다.
그러나, 상기 발수층 상에 그대로 상기 격벽을 형성하는 경우, 상기 발수층의 강한 소수성(hydrophobic)에 의해서 상기 격벽이 상기 발수층으로부터 박리되거나, 상기 격벽을 형성하기 위한 포토레지스트층을 상기 발수층 상에 형성하기 어렵다. 이를 해결하기 위해서, 상기 발수층의 표면에 미세한 요철을 만드는 표면 처리를 하기도 하지만, 상기 요철에 의해서 상기 격벽을 형성한 후에도 상기 포토레지스트층이 부분적으로 상기 발수층 상에 잔류하여 상기 수용매 및 상기 비수용매의 거동에 영향을 준다. 이에 따라, 상기 EWD 장치가 표시하는 표시 품질 및 제품의 제조 신뢰성을 저하시키는 문제가 있다.
이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 제품의 제조 신뢰성을 향상시키고 표시 품질의 저하를 방지하는 전기 습윤 표시장치용 기판을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 전기 습윤 표시장치용 기판의 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 실시예에 따른 전기 습윤 표시장치용 기판은 화소 전극, 격벽 패턴 및 발수 패턴을 포함한다. 상기 화소 전극은 베이스 기판 상에 형성되고, 상기 격벽 패턴은 상기 화소 전극의 가장자리를 따라 배치되고, 상기 화소 전극을 노출시킨다. 상기 발수 패턴은 상기 화소 전극과 상기 격벽 패턴이 형성하는 공간에 배치되어 상기 화소 전극이 형성된 영역에서부터 상기 격벽 패턴의 측면들의 하부측을 따라 연장되고, 상기 측면들의 상부측 및 상기 격벽 패턴의 상부 표면을 노출시킨다.
일 실시예에서, 상기 격벽 패턴의 측면들을 따라 연장된 상기 발수 패턴의 높이는, 상기 격벽 패턴의 높이보다 낮을 수 있다.
일 실시예에서, 상기 격벽 패턴의 상기 상부 표면은 친수성을 갖고, 상기 발수 패턴은 소수성을 가질 수 있다.
일 실시예에서, 상기 격벽 패턴의 상부면 및 측면들의 상부측을 커버하는 친수 패턴을 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 친수 패턴 및 상기 발수 패턴은 서로 연결되어 상기 격벽 패턴이 형성된 베이스 기판을 전체적으로 커버하는 하나의 층을 형성할 수 있다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 전기 습윤 표시장치용 기판의 제조 방법이 제공된다. 상기 제조 방법에서, 화소 전극이 형성된 베이스 기판 상에 상기 화소 전극의 가장자리를 따라 배치되고 상기 화소 전극을 노출시키는 격벽 예비 패턴을 형성한다. 상기 격벽 예비 패턴이 형성된 베이스 기판 상에 발수층을 형성한다. 상기 발수층이 형성된 베이스 기판 상에 상기 격벽 예비 패턴의 상부면 및 상기 상부면과 연결된 측면들의 상측부를 노출시키는 마스크 패턴을 형성한다. 상기 마스크 패턴을 이용하여 상기 격벽 예비 패턴의 상기 상부측을 커버하는 상기 발수층을 제거하여 발수 패턴을 형성한다. 상기 마스크 패턴을 이용하여 상기 마스크 패턴 및 상기 발수 패턴에 의해서 노출된 상기 상부측을 제거하여 상기 격벽 예비 패턴의 높이보다 낮은 격벽 패턴을 형성한다. 상기 발수 패턴 및 상기 격벽 패턴이 형성된 베이스 기판으로부터 상기 마스크 패턴을 제거한다.
일 실시예에서, 상기 발수층이 형성된 베이스 기판 상에 상기 격벽 예비 패턴의 높이보다 높고 상기 격벽 예비 패턴을 커버하는 평탄화층을 형성하고, 상기 평탄화층을 부분적으로 제거하여 상기 마스크 패턴을 형성할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 마스크 패턴은 상기 평탄화층을 부분적으로 건식 식각하여 형성할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 평탄화층은 포토레지스트층을 포함하고, 상기 마스크 패턴을 형성하는 단계는 상기 평탄화층을 부분 노광하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 마스크 패턴은 부분 노광된 상기 평탄화층을 현상액을 이용하여 부분적으로 제거함으로써 형성할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 발수 패턴은 상기 발수층을 건식 식각하여 형성하고, 상기 격벽 패턴은 상기 격벽 예비 패턴을 건식 식각하여 형성할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 마스크 패턴은 스트립 용액을 이용하여 제거할 수 있다. 이와 달리, 상기 마스크 패턴은 에싱(ashing) 공정을 통해 제거할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 마스크 패턴을 노광하고, 노광된 상기 마스크 패턴을 현상액을 이용하여 제거할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 마스크 패턴의 높이는 상기 격벽 예비 패턴의 높이보다 낮을 수 있다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 다른 실시예에 따른 전기 습윤 표시장치용 기판의 제조 방법이 제공된다. 상기 제조 방법에서, 화소 전극이 형성된 베이스 기판 상에 상기 화소 전극의 가장자리를 따라 배치되고 상기 화소 전극을 노출시키는 격벽 패턴을 형성한다. 상기 격벽 패턴이 형성된 베이스 기판 상에 발수층을 형성한다. 상기 격벽 패턴의 상기 상부면 및 상기 상측부를 커버하는 상기 발수층을 친수 처리하여 상기 발수층에 친수 패턴을 형성한다.
일 실시예에서, 상기 발수층이 형성된 베이스 기판 상에 상기 격벽 패턴의 상부면 및 상기 상부면과 연결된 측면들의 상측부를 노출시키는 마스크 패턴을 형성하고, 상기 친수 패턴이 형성된 베이스 기판에서 상기 마스크 패턴을 제거할 수 있다. 이때, 상기 친수 패턴은 상기 마스크 패턴을 방지막으로 이용하여 상기 발수층을 친수 처리하여 형성할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 격벽 패턴이 형성된 베이스 기판 상에 상기 격벽 패턴의 높이보다 높은 평탄화층을 형성하고, 상기 평탄화층을 부분적으로 제거함으로써 상기 마스크 패턴을 형성할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 마스크 패턴의 높이는 상기 격벽 패턴의 높이보다 낮을 수 있다.
이와 같은 전기 습윤 표시장치용 기판 및 이의 제조 방법에 따르면, 발수층을 안정적으로 형성하기 위한 베이스 기판의 별도의 표면 처리 공정 없이도, 상기 발수층 및 격벽 패턴을 베이스 기판 상에 안정적으로 형성할 수 있다. 또한, 상기 격벽의 상부측을 커버하는 발수층을 제거하거나 화학 처리하여 상기 격벽 패턴의 상부측에만 선택적으로 친수 처리를 할 수 있다.
특히, 상기 발수층의 표면이 손상되거나 이물질이 잔류하는 경우, 유체층의 거동에 영향을 주지만, 상기 격벽 패턴이나 상기 격벽 패턴을 형성하기 위한 예비 패턴을 상기 발수층을 형성하기 전에 미리 형성하기 때문에 상기 발수층이 상기 격벽 패턴이나 상기 예비 패턴을 형성하는 공정에서 손상되거나 이물이 잔류하는 것을 원천적으로 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치의 단면도이다.
도 2는 도 1의 A 부분을 확대한 확대 단면도이다.
도 3a 내지 도 3d는 도 1에 도시된 제1 기판의 일 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 4a 및 도 4b는 도 1에 도시된 제1 기판의 다른 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 5a 및 도 5b는 도 1에 도시된 제1 기판의 또 다른 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치의 단면도이다.
도 7은 도 6의 B 부분을 확대한 확대 단면도이다.
도 8a 내지 도 8c는 도 6에 도시된 제1 기판의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 전기 습윤 표시 장치(501)는 제1 기판(101), 제2 기판(201) 및 유체층(300)을 포함한다.
상기 제1 기판(101)은 제1 베이스 기판(110), 상기 제1 베이스 기판(110) 상에 형성된 스위칭 소자인 박막 트랜지스터(SW), 제1 보호층(120), 화소 전극(PE), 노치 전극(NE), 제2 보호층(130), 격벽 패턴(140) 및 발수 패턴(150)을 포함한다. 상기 제1 기판(101)의 다수의 화소들을 포함하고, 상기 화소들 각각에 상기 박막 트랜지스터(SW), 상기 화소 전극(PE), 상기 노치 전극(NE) 및 상기 발수 패턴(150)이 형성된다. 서로 인접한 화소들은 상기 격벽 패턴(140)에 의해 구획된다. 도면으로 도시하지 않았으나, 상기 제1 기판(101)은 상기 박막 트랜지스터(SW)와 연결된 신호 배선들을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 보호층(120)은 상기 박막 트랜지스터(SW) 상에 배치되어 상기 박막 트랜지스터(SW)를 포함한다. 상기 제1 보호층(120)은 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물로 형성될 수 있다. 상기 제1 보호층(120)에 형성된 홀을 통해서 상기 박막 트랜지스터(SW)가 상기 화소 전극(PE)과 콘택한다.
상기 화소 전극(PE) 및 상기 노치 전극(NE)이 상기 제1 보호층(120) 상에 형성된다. 상기 화소 전극(PE)에 상기 신호 배선들 및 상기 박막 트랜지스터(SW)에 의해서 화소 전압이 인가된다. 상기 노치 전극(NE)에 상기 제2 기판(201)에 인가되는 공통 전압과 실질적으로 동일한 전압이 인가될 수 있다. 상기 노치 전극(NE)은 생략될 수 있다.
상기 제2 보호층(130)은 상기 화소 전극(PE) 및 상기 노치 전극(NE)을 커버한다. 상기 제2 보호층(130)은 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물로 형성될 수 있다. 상기 제2 보호층(130)은 상기 유체층(300)에 의해서 상기 박막 트랜지스터(SW), 상기 화소 전극(PE) 및 상기 노치 전극(NE)이 손상, 예를 들어 부식되는 것을 방지할 수 있다.
상기 격벽 패턴(140)은 상기 제2 보호층(130) 상에 형성된다. 상기 격벽 패턴(140)은 상기 화소 전극(PE)의 가장자리를 따라 배치되어 상기 화소 전극(PE)을 노출시킨다. 평면으로 볼 때, 상기 격벽 패턴(140)은 상기 화소 전극(PE)을 노출시키는 개구가 매트릭스 형태로 배열된 형태를 가질 수 있다. 상기 격벽 패턴(140)은 상기 발수 패턴(150)에 비해 상대적으로 친수성을 가질 수 있다. 특히, 상기 격벽 패턴(140)의 상측부가 하측부에 비해 상대적으로 더 큰 친수성을 가질 수 있다. 상기 격벽 패턴(140)은 상기 제1 및 제2 기판들(101, 201) 사이의 거리보다 낮게 형성되어 상기 유체층(300)이 상기 격벽 패턴(140)과 상기 제2 기판(201) 사이에도 개재될 수 있다.
상기 발수 패턴(150)은 상기 화소 전극(PE)과 상기 격벽 패턴(140)이 형성하는 공간에 배치된다. 상기 발수 패턴(150)은 소수성을 갖는다. 상기 발수 패턴(150)은 상기 격벽 패턴(140)에 비해서 상대적으로 더 큰 소수성을 갖는다. 구체적으로, 상기 발수 패턴(150)은 상기 화소 전극(PE)을 커버하는 상기 제2 보호층(130)의 표면과 상기 격벽 패턴(140)의 측면들이 형성하는 공간에 배치될 수 있다. 상기 발수 패턴(150)은 상기 화소 전극(PE)이 형성된 영역에서부터 상기 격벽 패턴(140)의 측면들의 하부측까지 커버하도록 형성된다. 이에 따라, 상기 발수 패턴(150)은 상기 격벽 패턴(140)의 상기 측면들의 상부측 및 상기 격벽 패턴(140)의 상부 표면을 노출시킬 수 있다. 상기 발수 패턴(150)과 상기 격벽 패턴(140)의 배치 관계에 대해서는 상기 제2 기판(201)에 대해서 설명한 후, 도 2를 참조하여 후술하기로 한다.
상기 제2 기판(201)은 제2 베이스 기판(210) 상에 형성된 차광 패턴(220), 컬러층(230) 및 공통 전극(CE)을 포함한다. 상기 차광 패턴(220)은 상기 격벽 패턴(140)과 마주하는 상기 제2 베이스 기판(210) 상에 형성된다. 상기 컬러층(230)은 서로 다른 컬러들을 나타내는 컬러필터들을 포함한다. 상기 컬러필터들 각각은 상기 화소 전극(PE)과 마주하는 상기 제2 베이스 기판(210) 상에 형성된다. 상기 공통 전극(CE)은 상기 컬러층(230) 상에 형성되고, 상기 공통 전압을 인가한다. 도면으로 도시하지 않았으나, 상기 제2 기판(201)은 상기 컬러층(230)과 상기 공통 전극(CE) 사이에 형성된 오버 코팅층을 더 포함할 수 있다.
상기 유체층(300)은 소수성을 갖는 제1 유체(310) 및 친수성을 갖는 제2 유체(320)를 포함한다. 상기 유체층(300)은 상기 제1 및 제2 기판들(101, 201) 사이에 개재된다.
상기 제1 유체(310)는 상기 격벽 패턴(140)에 의해 형성된 공간 내에 상기 발수 패턴(150) 상에 배치된다. 상기 제2 유체(320)는 상기 제1 및 제2 기판들(101, 201) 사이에 상기 제1 유체(310)가 차지하는 공간을 제외한 나머지 공간에 채워진다. 상기 제1 유체(310)는 소수성을 갖고, 상기 제2 유체(320)는 친수성을 가진다. 즉, 상기 제1 유체(310)와 상기 발수 패턴(150)이 서로 동일하게 소수성을 갖고, 상기 제2 유체(320)와 상기 격벽 패턴(140)이 서로 동일하게 친수성을 가지므로, 상기 제1 유체(310)는 상기 발수 패턴(150)과 접촉하여 상기 발수 패턴(150) 상에서 거동할 수 있다. 상기 제1 유체(310)가 상기 격벽 패턴(140)에 의해 형성된 공간을 덮거나, 상기 격벽 패턴(140)에 집중됨에 따라 광을 차단 또는 투과시킬 수 있다.
일례로, 상기 제1 유체(310)는 검정 오일일 수 있고, 상기 제2 유체(320)는 에틸렌 글리콜(ethylene glycol, EG) 일 수 있다. 이와 달리, 상기 컬러층(230)이 생략되고, 상기 제1 유체(310)가 레드, 그린 또는 블루 컬러를 나타낼 수 있다. 또는, 상기 컬러층(230)이 생략되고, 상기 제1 유체(310)가 검정 잉크를 포함함으로써, 상기 전기 습윤 표시 장치(501)는 흑백으로 영상을 표시할 수 있다.
도면으로 도시하지 않았으나, 상기 제1 기판(101)은 반사판을 더 포함할 수 있다. 상기 반사판은 상기 제2 보호층(130) 상에 형성될 수 있다. 이와 달리, 상기 반사판은 상기 제1 베이스 기판(110)의 외측면에 배치될 수 있다. 상기 반사판이 배치된 경우, 상기 전기 습윤 표시 장치(501)는 상기 제2 기판(201)을 통과하는 외부광을 상기 반사판에서 반사시킴으로써 영상을 표시할 수 있다.
이하에서는, 도 1을 도 2와 함께 참조하여 상기 격벽 패턴(140) 및 상기 발수 패턴(150)의 세부 구조에 대해서 상세하게 설명하기로 한다.
도 2는 도 1의 A 부분을 확대한 확대 단면도이다.
도 2를 도 1과 함께 참조하면, 상기 격벽 패턴(140)은 제1 높이(H1)를 갖는다. 구체적으로, 상기 격벽 패턴(140)은 상부 표면(141a) 및 상기 상부 표면(141a)과 연결된 측면(141b)을 포함하고, 상기 제2 보호층(130)의 표면과 상기 상부 표면(141a) 사이의 거리가 상기 제1 높이(H1)로 정의된다. 상기 상부 표면(141a)은 상기 격벽 패턴(140)에서 상기 제2 보호층(130)의 표면으로부터 가장 먼 거리에 배치될 수 있다.
상기 격벽 패턴(140)은 크게 상측부(UP) 및 하측부(LP)로 구분할 수 있다. 상기 하측부(LP)는 상기 격벽 패턴(140)의 하부, 상기 제2 보호층(130)과 접촉하는 부분에서부터 상기 격벽 패턴(140)의 제1 높이(H1)의 중간 지점 사이로 정의될 수 있다. 상기 상측부(UP)는 상기 중간 지점에서부터 상기 격벽 패턴(140)의 상기 상부 표면(141a) 사이로 정의될 수 있다. 상기 발수 패턴(150)은 상기 격벽 패턴(140) 중 적어도 상기 하측부(LP)를 커버할 수 있다. 즉, 상기 발수 패턴(150)은 상기 하측부(LP)를 커버하거나, 상기 하측부(LP)와 함께 상기 상측부(UP)까지도 부분적으로 커버할 수 있다. 다만, 상기 발수 패턴(150)은 적어도 상기 격벽 패턴(140)의 상기 상부 표면(141a)은 노출시키고, 상기 상측부(UP)의 일부도 노출시킨다. 상기 발수 패턴(150)이 상기 격벽 패턴(140)의 측면(141b)을 타고 올라간 높이(h)는 상기 격벽 패턴(140)의 제1 높이(H1)보다 낮을 수 있다.
상기 발수 패턴(150)은 상기 격벽 패턴(140)이 노출시키는 상기 제2 보호층(130) 상에 배치된 제1 영역부(151a) 및 상기 제1 영역부(151a)로부터 연장되어 상기 격벽 패턴(140)의 상기 하측부(LP)를 따라 연장된 제2 영역부(151b)로 구분할 수 있다. 상기 제2 영역부(151b)는 상기 하측부(LP) 뿐만 아니라, 상기 하측부(LP)와 인접한 상기 상측부(UP)의 일부까지 연장될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 영역부(151b)는 상기 제2 보호층(130)의 표면에서부터 상기 격벽 패턴(140)의 상기 제1 높이(H1)의 약 2/3 지점까지 연장되어 상기 상측부(UP)를 부분적으로 노출시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 격벽 패턴(140)의 일부는 상기 발수 패턴(150)에 의해서 커버되어 소수성을 갖는 부분이 되고, 상기 발수 패턴(150)이 노출시키는 상기 격벽 패턴(140)의 일부는 친수성을 갖는 부분이 될 수 있다. 상기 제1 유체(310)는 상기 발수 패턴(150)과의 친화력이 상기 격벽 패턴(140)과의 친화력보다 크기 때문에 상기 격벽 패턴(140)이 형성하는 공간에 안정적으로 배치될 수 있다. 또한, 상기 제1 유체(310)는 상기 격벽 패턴(140)의 상부 표면(151a)과 다른 성질을 갖기 때문에, 상기 격벽 패턴(140)을 타고 넘어 다른 공간으로 이동하기 어렵다. 반면, 상기 제2 유체(320)는 상기 제1 유체(310)와 다른 성질을 가지면서 상기 격벽 패턴(140)의 상부 표면(151a)과 친화력이 크기 때문에 상기 제1 유체(310)와 섞이지 않고 상기 제1 유체(310)가 배치된 공간을 제외한 다른 공간에 안정적으로 배치될 수 있다.
상기 제1 영역부(151a)는 상기 제2 보호층(130)의 표면을 기준으로 제1 두께(t1)를 갖는다. 상기 제2 영역부(151b)는 상기 하측부(LP)의 측면을 기준으로 제2 두께(t2)를 갖는다. 상기 제2 두께(t2)는 상기 제1 두께(t1)보다 작다. 상기 제2 영역부(151b)에 있어서, 상기 제1 영역부(151a)로부터 멀어질수록 상기 제2 두께(t2)가 점점 작아질 수 있다. 상기 격벽 패턴(140)과 상기 제2 보호층(130)이 형성하는 에지에 채워진 상기 발수 패턴(150)은 상기 제1 및 제2 영역부들(151a, 151b)을 곡선형으로 연결할 수 있다.
상기에서 설명한 바에 따르면, 친수성을 갖는 상기 격벽 패턴(140)이 상기 발수 패턴(150)에 의해서 노출됨에 따라 상기 제1 유체(310)가 안정적으로 상기 격벽 패턴(140) 및 상기 제2 보호층(130)이 형성하는 공간에 배치될 수 있다. 상기 발수 패턴(150)의 구조에 의해서 상기 격벽 패턴(140)에 별도로 친수 처리하는 공정을 수행하지 않을 수 있다. 도 1에 도시된 상기 제1 기판(101)을 제조하는 일 방법을 도 3a 내지 도 3d를 참조하여 설명하기로 한다.
도 3a 내지 도 3d는 도 1에 도시된 제1 기판의 일 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 3a를 참조하면, 상기 제1 베이스 기판(110) 상에 상기 박막 트랜지스터(SW), 상기 제1 보호층(120), 상기 화소 전극(PE) 및 상기 노치 전극(NE)을 순차적으로 형성한다. 상기 화소 전극(PE)과 상기 노치 전극(NE)은 하나의 전극층을 패터닝하여 형성할 수 있다.
이어서, 상기 화소 전극(PE) 및 상기 노치 전극(NE)이 형성된 상기 제1 베이스 기판(110) 상에 상기 제2 보호층(130)을 형성한다. 상기 제2 보호층(130)은 예를 들어, 화학 기상 증착법을 이용하여 형성할 수 있다.
상기 제2 보호층(130)이 형성된 상기 제1 베이스 기판(110) 상에 격벽 예비 패턴(142)을 형성한다. 상기 격벽 예비 패턴(142)은 상기 제2 보호층(130)이 형성된 상기 제1 베이스 기판(110) 상에 포토레지스트층을 형성하고, 상기 포토레지스트층을 마스크(610)를 이용하여 노광하고 현상하여 형성할 수 있다. 상기 격벽 예비 패턴(142)은 후속 공정을 통해서 상기 격벽 패턴(140)이 될 수 있다. 상기 격벽 예비 패턴(142)은 상기 격벽 패턴(140)의 상기 제1 높이(H1)보다 높은 제2 높이(H2)를 가질 수 있다.
일례로, 상기 포토레지스트층은 포지티브형 포토레지스트 조성물을 이용하여 형성할 수 있다. 이때, 상기 마스크(610)는 투광부(611) 및 차광부(612)를 포함하고, 상기 격벽 예비 패턴(142)과 대응하는 영역에 상기 차광부(612)가 배치된다. 상기 마스크(610)를 이용하여 상기 포토레지스트층을 노광하고 현상하면, 상기 투광부(611)와 대응하는 상기 포토레지스트층이 현상액에 의해서 제거되고 상기 차광부(612)와 대응하는 상기 포토레지스트층이 잔류하여 상기 격벽 예비 패턴(142)을 형성할 수 있다.
이와 달리, 상기 포토레지스트층은 네가티브형 포토레지스트 조성물을 이용하여 형성할 수도 있다. 이때, 상기 마스크(610)의 투광부(611)가 상기 격벽 예비 패턴(142)과 대응하는 영역에 배치될 수 있다.
도면으로 도시하지 않았으나, 상기 포토레지스트층을 형성하기 전에 상기 제2 보호층(130) 상에 접착력 향상층을 더 형성할 수 있다. 즉, 상기 접착력 향상층에 의해서 상기 포토레지스트층이 상기 제2 보호층(130) 상에 안정적으로 형성될 수 있다. 상기 접착력 향상층은 코팅 물질을 코팅하고 이를 열처리(curing)하여 형성할 수 있다. 상기 접착력 향상층을 열처리함으로써 상기 포토레지스트층을 패터닝하는 공정에서도 상기 접착력 향상층은 제거되지 않고 상기 제1 베이스 기판(110) 상에 잔류할 수 있다. 즉, 상기 포토레지스트층을 형성하기 전에 상기 접착력 향상층을 형성하는 경우, 상기 접착력 향상층은 최종 결과물인 기판 상에 잔류한다. 상기 접착력 향상층은 상기 격벽 예비 패턴(142)을 형성한 후 상기 제1 베이스 기판(110) 상에 형성하는 발수층(152, 도 3b 참조)과 상기 제1 베이스 기판(110) 사이의 접착력도 증가시킬 수 있다.
도 3b를 참조하면, 상기 격벽 예비 패턴(142)이 형성된 상기 제1 베이스 기판(110) 상에 발수층(151)을 형성한다. 상기 발수층(151)은 소수성 화합물을 포함한다. 예를 들어, 상기 발수층(151)은 테플론 AF1600 (Teflon AF1600, 상품명, 듀폰, 미국), CYTOP (상품명, 아사히, 일본) 등을 이용하여 상기 제1 베이스 기판(110) 상에 코팅함으로써 형성할 수 있다. 일례로, 상기 발수층(151)은 상기 소수성 화합물을 슬릿 및/또는 스핀 코팅함으로써 상기 제1 베이스 기판(110) 상에 코팅할 수 있다.
일례로, 상기 발수층(151)은 상기 제2 보호층(130) 상에 상기 제1 두께(t1)로 형성될 수 있다. 즉, 상기 제2 보호층(130) 상에 배치된 상기 발수층(151)의 일부(151a)는 상기 제1 두께(t1)를 가질 수 있다. 이때, 상기 격벽 예비 패턴(142)을 커버하는 상기 발수층(151)의 일부(151c, 151d)는, 상기 소수성 화합물을 슬릿 및/또는 스핀 코팅을 통해서 코팅하기 때문에, 상기 제1 두께(t1)보다 얇게 형성된다. 구체적으로, 상기 격벽 예비 패턴(142)의 상부 표면 상의 상기 발수층(151)의 제1 부분(151c)의 두께(ta)는 상기 제1 두께(t1)보다 작을 수 있다. 또한, 상기 격벽 패턴(142)의 측면을 커버하는 상기 발수층(151)의 제2 부분(151d)의 두께(tb)는 상기 제1 두께(t1)보다 작을 수 있다. 상기 제1 부분(151c)의 두께(ta)는 상기 제2 부분(151d)의 두께(tb)와 실질적으로 동일하거나, 작을 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 두께(t1)와 상기 제1 두께(ta)나, 상기 제2 두께(tb)의 비율, t1:ta 또는 t1:tb는 약 4:1일 수 있다.
도 3c를 참조하면, 상기 발수층(151)이 형성된 상기 제1 베이스 기판(110) 상에 평탄화막(160)을 형성하고, 상기 평탄화막(160)을 패터닝하여 마스크 패턴(162)을 형성한다.
상기 평탄화막(160)은 상기 격벽 예비 패턴(142)의 상기 제2 높이(H2)보다 두꺼운 제3 높이(H3)를 가진다. 즉, 상기 평탄화막(160)은 상기 격벽 예비 패턴(142)을 커버하는 상기 발수층(151)을 전체적으로 커버하도록 형성된다. 예를 들어, 상기 평탄화막(160)은 네가티브형 포토레지스트 조성물을 이용하여 형성할 수 있다. 상기 평탄화막(160)은 스핀 및/또는 슬릿 코팅하여 형성할 수 있다. 상기 평탄화막(160)을 형성하는 방법은 코팅법에 한정되지 않고, 잉크 젯팅법, 인쇄법, ODF 공정(one drop filling process), 전사법, 롤링법 등을 이용할 수 있다.
이어서, 상기 평탄화막(160)을 에싱(ashing) 공정을 통해서 소정 두께 제거하여 상기 마스크 패턴(162)을 형성한다. 상기 마스크 패턴(162)의 높이(H4)는 상기 격벽 예비 패턴(142)의 높이(H2)보다 낮다. 이에 따라, 상기 마스크 패턴(162)은 상기 격벽 예비 패턴(142)의 상부 표면 상에 배치된 상기 발수층(151)을 노출시킨다. 상기 마스크 패턴(162)의 일부는 상기 격벽 예비 패턴(142)의 측면과 접촉하는 상기 발수층(151)도 부분적으로 커버한다. 상기 격벽 예비 패턴(142)의 측면과 접촉하는 상기 마스크 패턴(162)의 두께는 상기 제2 보호층(130) 및 상기 발수층(151) 상에 적층된 상기 마스크 패턴(162)의 높이(H4)보다 얇게 형성될 수 있다.
도 3d를 참조하면, 상기 마스크 패턴(162)에 의해서 노출된 상기 발수층(151) 및 상기 격벽 예비 패턴(142)과, 상기 마스크 패턴(162)을 부분적으로 제거하여 상기 제1 베이스 기판(110) 상에 상기 격벽 패턴(140), 상기 발수 패턴(150) 및 잔류 패턴(164)을 형성한다.
구체적으로, 상기 마스크 패턴(162)에 의해서 노출된 상기 발수층(151)을 제거한다. 상기 격벽 예비 패턴(142)의 상부 표면 및 측면의 일부를 커버하고 있는 발수층(151)이 제거되고, 상기 마스크 패턴(162)이 부분적으로 제거될 수 있다. 이에 의해서, 상기 격벽 예비 패턴(142)의 상부 표면 및 측면이 노출되고 상기 발수 패턴(150)이 형성된다. 상기 발수층(151) 및 상기 마스크 패턴(162)은 건식 식각을 통해서 제거할 수 있다.
계속하여, 상기 격벽 예비 패턴(142)이 부분적으로 노출된 상태에서 건식 식각 공정을 수행하여 상기 격벽 예비 패턴(142)을 부분적으로 제거한다. 이에 따라, 상기 격벽 예비 패턴(142)이 소정 두께 제거되어 도 2에 도시된 상기 제1 높이(H1)를 갖는 상기 격벽 패턴(140)이 형성된다.
상기 건식 식각 공정에 의해서, 상기 격벽 패턴(140)의 상기 상부 표면(141a) 및 상기 상측부(UP)의 측면(141b)의 일부가 노출된다. 즉, 단순히 상기 발수층(151)을 제거하는 공정에서 과잉 식각을 진행함으로써 상기 격벽 패턴(140)의 친수 처리가 추가적으로 수행된 결과와 실질적으로 동일하게 된다. 즉, 상기 격벽 패턴(140)에 별도의 친수 처리 공정을 수행하지 않을 수 있다.
이어서, 상기 잔류 패턴(164)을 스트립 공정에서 제거한다. 예를 들어, 상기 잔류 패턴(164)은 스트립 용액을 이용하여 습식 공정으로 제거될 수 있다. 이와 달리, 상기 잔류 패턴(164)은 에싱(ashing)을 이용하는 건식 공정으로 제거될 수 있다. 이에 따라, 도 1에 도시된 상기 제1 기판(101)이 제조된다.
상기 제1 기판(101) 상에 상기 제1 유체(310)를 적하하고, 상기 제2 기판(201)을 상기 제1 기판(101)과 합착한 후, 상기 제2 유체(320)를 주입함으로서 도 1에 도시된 상기 전기 습윤 표시 장치(501)를 제조할 수 있다.
상기에서 설명한 바에 따르면, 상기 친수층(151)을 상기 격벽 패턴(140)을 형성하기 위한 예비 패턴인 상기 격벽 예비 패턴(142)을 형성한 후에 그 위에 형성함으로서 상기 격벽 패턴(140)을 안정적으로 형성하기 위한 처리 공정을 상기 친수층(151)에 수행하는 것이 원천적으로 제외할 수 있다. 이에 따라, 상기 친수층(151)에 별도의 표면 처리 공정 없이도 상기 격벽 패턴(140) 및 상기 발수 패턴(150)을 안정적으로 형성할 수 있다. 이에 따라, 상기 전기 습윤 표시 장치(501)의 제품 신뢰성 및 제조 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이하에서는, 도 4a, 도 4b, 도 5a 및 도 5b를 참조하여 도 1에 도시된 상기 제1 기판(101)을 형성하는 다른 제조 방법들을 설명하기로 한다.
도 4a 및 도 4b는 도 1에 도시된 제1 기판의 다른 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 4a를 도 1과 함께 참조하면, 상기 제2 보호층(130), 상기 격벽 예비 패턴(142) 및 상기 발수층(151)을 순차적으로 형성한다. 상기 제2 보호층(130), 상기 격벽 예비 패턴(142) 및 상기 발수층(151)을 형성하는 공정은 도 3a 및 도 3b에서 설명한 것과 실질적으로 동일하다. 따라서, 중복되는 상세한 설명은 생략한다.
상기 발수층(151)이 형성된 상기 제1 베이스 기판(110) 상에 평탄화층(160)을 형성한다. 상기 평탄화층(160)은 포지티브형 포토레지스트 조성물을 이용하여 형성한다. 상기 평탄화층(160)은 상기 격벽 예비 패턴(142)보다 높게 형성되어 상기 발수층(151)이 형성된 상기 제1 베이스 기판(110)을 전체적으로 커버한다.
이어서, 상기 평탄화층(160)이 형성된 상기 제1 베이스 기판(110)을 부분 노광한다. 상기 평탄화층(160)의 부분 노광은, 상기 평탄화층(160)을 구성하는 광반응 화합물이 약 50% 정도 광반응할 수 있는 광을 상기 평탄화층(160)에 제공하여 수행할 수 있다. 즉, 상기 평탄화층(160)이 상기 포지티브형 포토레지스트 조성물을 포함하는 경우, 상기 부분 노광에 의해서 상기 평탄화층(160)의 소정 두께가 광반응을 한다.
도 4b를 참조하면, 상기 평탄화층(160)의 소정 두께만이 광반응하여 상기 부분 노광된 상기 평탄화층(160)을 현상하는 경우, 상기 평탄화층(160)의 소정 두께가 제거된다. 노광된 상기 평탄화층(160)의 일부는 현상액에 용해되는 상태로 변함으로서 상기 부분 노광 공정 이후, 상기 현상액으로 상기 평탄화층(160)의 소정 두께를 제거할 수 있다. 따라서, 상기 평탄화층(160)의 일부가 상기 제1 베이스 기판(110)에 잔류하여 상기 마스크 패턴(162)을 형성할 수 있다.
상기 마스크 패턴(162)을 이용하여 도 3d에서 설명한 것과 실질적으로 동일한 공정을 통해서 상기 발수층(151) 및 상기 격벽 예비 패턴(142)의 일부를 제거하여 상기 발수 패턴(150) 및 상기 격벽 패턴(140)을 형성할 수 있다. 상기 격벽 패턴(140)을 형성하는 공정에서 상기 마스크 패턴(162)은 부분적으로 제거되어 도 3d에 도시된 상기 잔류 패턴(164)이 될 수 있다.
상기 잔류 패턴(164)은 스트립 용액을 이용한 습식 공정 또는 가스를 이용한 건식 공정을 통해서 제거될 수 있다.
이와 달리, 상기 잔류 패턴(164)을 노광하고, 노광된 상기 잔류 패턴(164)을 현상액을 이용하여 제거할 수 있다. 상기 잔류 패턴(164)을 노광하는 광량은 상기 부분 노광에 이용된 광량의 약 2배가 될 수 있다. 상기 잔류 패턴(164)을 노광함으로서 상기 잔류 패턴(164)이 상기 현상액에 용해될 수 있는 상태로 분해되고, 상기 현상액을 상기 제1 베이스 기판(110)에 분사하거나, 상기 현상액이 수용된 용기에 상기 제1 베이스 기판(110)을 담지하여 상기 잔류 패턴(164)을 제거할 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 도 1에 도시된 제1 기판의 또 다른 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 5a를 도 1과 함께 참조하면, 상기 제2 보호층(130), 상기 격벽 예비 패턴(142) 및 상기 발수층(151)을 순차적으로 형성한다. 상기 제2 보호층(130), 상기 격벽 예비 패턴(142) 및 상기 발수층(151)을 형성하는 공정은 도 3a 및 도 3b에서 설명한 것과 실질적으로 동일하다. 따라서, 중복되는 상세한 설명은 생략한다.
상기 발수층(151)이 형성된 상기 제1 베이스 기판(110) 상에 상기 마스크 패턴(166)을 형성한다. 상기 마스크 패턴(166)은 상기 격벽 예비 패턴(142)보다 낮게 형성된다. 상기 마스크 패턴(166)은 코팅 물질을 슬릿 및/또는 스핀 코팅하여 형성할 수 있다. 상기 마스크 패턴(166)을 형성하는 코팅 물질의 양은 상기 평탄화층(160)을 형성하는 코팅 물질의 양에 비해 적다. 상기 격벽 예비 패턴(142)의 상부 표면이나 상부의 측면 상의 상기 발수층(151) 상에 배치되는 상기 코팅 물질은 코팅 공정 중에 상기 격벽 예비 패턴(142)과 상기 제2 보호층(130)이 형성하는 공간으로 떨어진다(drop). 이에 따라, 상기 격벽 예비 패턴(142)의 상부 측면은 도 3c나 도 4b에 도시된 것과 달리 상기 마스크 패턴(166)에 의해서 커버되지 않는다.
도 5b를 참조하면, 상기 마스크 패턴(166)을 식각 방지막으로 이용하여 상기 발수층(151) 및 상기 격벽 예비 패턴(142)을 부분적으로 제거하여 상기 발수 패턴(150) 및 상기 격벽 패턴(140)을 형성할 수 있다. 상기 발수 패턴(150) 및 상기 격벽 패턴(140)을 형성함으로써, 상기 격벽 패턴(140)에 추가적인 친수 처리 공정이 불필요하다.
이어서, 상기 마스크 패턴(166)을 제거함으로서 상기 제1 기판(101)을 제조할 수 있다. 상기 마스크 패턴(166)은 스트립 용액 또는 가스를 이용하여 제거하거나, 추가적인 노광 공정을 수행한 후 현상액을 이용하여 제거할 수도 있다.
상기에서 설명한 바에 따라, 상기 마스크 패턴(166)은 상기 코팅 물질의 양을 조절하여 상기 격벽 예비 패턴(142)보다 낮게 형성함으로써 상기 마스크 패턴(166)을 형성하는 공정을 단순화시킬 수 있다. 또한, 상기 마스크 패턴(166)을 이용하여 상기 격벽 패턴(140) 및 상기 발수 패턴(150)을 형성함으로써 상기 격벽 패턴(140)에 수행되는 추가적인 친수 처리 공정을 생략할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치의 단면도이다.
도 6을 참조하면, 전기 습윤 표시 장치(502)는 제1 기판(102), 제2 기판(202) 및 유체층(300)을 포함한다. 상기 제2 기판(202) 및 상기 유체층(300)은 도 1에서 설명한 제2 기판(201) 및 상기 유체층(300)과 실질적으로 동일하므로 중복되는 설명은 생략한다.
상기 제1 기판(102)은 제1 베이스 기판(110), 상기 제1 베이스 기판(110) 상에 형성된 스위칭 소자인 박막 트랜지스터(SW), 제1 보호층(120), 화소 전극(PE), 노치 전극(NE), 제2 보호층(130), 격벽 패턴(140), 발수 패턴(150) 및 친수 패턴(CP)을 포함한다. 상기 제1 기판(102)은 상기 친수 패턴(CP)을 더 포함하는 것을 제외하고는 도 1에서 설명한 제1 기판(101)과 실질적으로 동일하다. 따라서 중복되는 설명은 생략한다.
상기 친수 패턴(CP)은 상기 격벽 패턴(140)의 상부 표면 및 상부측을 커버한다. 상기 친수 패턴(CP)은 소수성을 갖는 상기 발수 패턴(150)과 다른 친수성을 갖지만, 상기 발수 패턴(150)과 연결되어 상기 격벽 패턴(140)이 형성된 상기 제1 베이스 기판(110)을 전체적으로 커버하는 하나의 층을 구성한다. 비록 상기 격벽 패턴(140) 그 자체도 상기 발수 패턴(150)에 비해서는 상대적으로 친수성이 강하기는 하지만, 상기 친수 패턴(CP)에 의해서 상기 격벽 패턴(140)의 상부측의 친수성을 더욱 강하게 할 수 있다. 상기 친수 패턴(CP)은 상기 발수 패턴(150)에 비해 상대적으로 하드록시기(-OH)를 많이 함유하고 있어 강한 친수성을 가질 수 있다.
도 7은 도 6의 B 부분을 확대한 확대 단면도이다.
도 7을 도 6과 함께 참조하면, 상기 격벽 패턴(140)은 제1 높이(H1)를 갖는다. 상기 발수 패턴(150)은 상기 격벽 패턴(140) 중 적어도 하측부(LP)를 커버할 수 있다. 즉, 상기 발수 패턴(150)은 상기 하측부(LP)를 커버하거나, 상기 하측부(LP)와 함께 상측부(UP)까지도 부분적으로 커버할 수 있다. 다만, 상기 발수 패턴(150)은 적어도 상기 격벽 패턴(140)의 상부 표면(141a)은 노출시키고, 상기 상측부(UP)의 일부도 노출시킨다. 상기 발수 패턴(150)에 의해서 노출된 상기 상측부(UP) 및 상기 격벽 패턴(140)의 상부 표면(141a)을 상기 친수 패턴(CP)이 커버한다. 상기 친수 패턴(CP)을 제외한 도 7에 도시된 다른 구조는, 도 2에서 설명한 것과 실질적으로 동일하므로 중복되는 상세한 설명은 생략한다.
도 8a 내지 도 8c는 도 6에 도시된 제1 기판의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 8a를 참조하면, 상기 제1 베이스 기판(110) 상에 상기 박막 트랜지스터(SW), 상기 제1 보호층(120), 상기 화소 전극(PE) 및 상기 노치 전극(NE)을 순차적으로 형성한다. 상기 화소 전극(PE)과 상기 노치 전극(NE)은 하나의 전극층을 패터닝하여 형성할 수 있다. 이어서, 상기 화소 전극(PE) 및 상기 노치 전극(NE)이 형성된 상기 제1 베이스 기판(110) 상에 상기 제2 보호층(130)을 형성한다.
상기 제2 보호층(130)이 형성된 상기 제1 베이스 기판(110) 상에 상기 격벽 패턴(140)을 형성한다. 상기 격벽 패턴(140)은 상기 제1 높이(H1)를 갖는다. 상기 격벽 패턴(140)은 상기 제2 보호층(130)이 형성된 상기 제1 베이스 기판(110) 상에 포토레지스트층을 형성하고, 상기 포토레지스트층을 마스크(610)를 이용하여 노광하고 현상하여 형성할 수 있다. 상기 마스크(610)는 투광부(611) 및 차광부(612)를 포함한다. 상기 포토레지스트층을 패터닝하여 형성한 상기 격벽 패턴(140)은 최종적으로 제조되는 상기 제1 기판(102)에 잔류하는 구성 요소이다.
도 8b를 참조하면, 상기 격벽 패턴(140)이 형성된 상기 제1 베이스 기판(110) 상에 발수층(151) 및 마스크 패턴(162)을 순차적으로 형성한다. 상기 발수층(151) 및 상기 마스크 패턴(162)을 형성하는 공정은 도 3b 및 도 3c에서 설명한 것과 실질적으로 동일하다. 따라서 중복되는 상세한 설명은 생략한다.
상기 마스크 패턴(162)이 형성된 상기 제1 베이스 기판(110)을 친수 처리한다. 예를 들어, 상기 마스크 패턴(162)이 형성된 상기 제1 베이스 기판(110)에 이온을 주입하거나 반응 가스를 제공하여 상기 마스크 패턴(162)에 의해 노출된 상기 발수층(151)을 화학 처리할 수 있다.
도 8c를 참조하면, 상기 친수 처리된 상기 발수층(151)이 화학 반응하여 상기 발수층(151)에 상기 친수 패턴(CP)이 형성된다. 상기 친수 패턴(CP)은 상기 발수층(151)의 일부가 화학 반응하여 형성된 부분이고, 상기 친수 패턴(CP)을 제외한 나머지 상기 발수층(151)이 상기 발수 패턴(150)으로 정의될 수 있다. 상기 친수 패턴(CP)은 상기 발수층(151)의 일부가 화학 반응하여 형성되기 때문에 실질적으로 상기 발수 패턴(150)과 연결되어 하나의 층을 구성한다. 즉, 상기 친수 패턴(CP) 및 상기 발수 패턴(150)에 의해서 상기 격벽 패턴(140)이 형성된 상기 제1 베이스 기판(110)이 전체적으로 커버될 수 있다.
이어서, 상기 친수 패턴(CP) 및 상기 발수 패턴(150)이 형성된 상기 제1 베이스 기판(110)으로부터 상기 마스크 패턴(162)을 제거한다. 상기 마스크 패턴(162)은 스트립 용액 또는 가스를 이용하여 제거하거나, 추가적인 노광 공정을 수행한 후 현상액을 이용하여 제거할 수도 있다.
상기에서 설명한 바에 따르면, 상기 격벽 패턴(140)을 형성한 후에, 그 위에 상기 친수 패턴(CP) 및 상기 발수 패턴(150)을 형성하기 때문에 기존에 상기 발수 패턴(150)이 상기 격벽 패턴(140)을 형성하는 공정에서 손상되거나 이물질이 잔류하는 것을 원천적으로 방지할 수 있다. 이에 따라, 상기 전기 습윤 표시 장치(502) 그 자체의 제품 신뢰성 및 제조 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 발수층을 안정적으로 형성하기 위한 베이스 기판의 별도의 표면 처리 공정 없이도, 상기 발수층 및 격벽 패턴을 베이스 기판 상에 안정적으로 형성할 수 있다. 또한, 상기 격벽의 상부측을 커버하는 발수층을 제거하거나 화학 처리하여 상기 격벽 패턴의 상부측에만 선택적으로 친수 처리를 할 수 있다.
특히, 상기 발수층의 표면이 손상되거나 이물질이 잔류하는 경우, 유체층의 거동에 영향을 주지만, 상기 격벽 패턴이나 상기 격벽 패턴을 형성하기 위한 예비 패턴을 상기 발수층을 형성하기 전에 미리 형성하기 때문에 상기 발수층이 상기 격벽 패턴이나 상기 예비 패턴을 형성하는 공정에서 손상되거나 이물이 잔류하는 것을 원천적으로 방지할 수 있다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
501, 502: 전기 습윤 표시 장치 101, 102: 제1 기판
201, 202: 제2 기판 300: 유체층
PE: 화소 전극 120, 130: 제1, 제2 보호층
140: 격벽 패턴 150: 발수 패턴
142: 격벽 예비 패턴 151: 발수층

Claims (20)

  1. 화소 전극이 형성된 베이스 기판 상에 상기 화소 전극의 가장자리를 따라 배치되고 상기 화소 전극을 노출시키는 격벽 예비 패턴을 형성하는 단계;
    상기 격벽 예비 패턴이 형성된 베이스 기판 상에 발수층을 형성하는 단계;
    상기 발수층이 형성된 베이스 기판 상에 상기 격벽 예비 패턴의 상부면 및 상기 상부면과 연결된 측면들의 상측부를 노출시키는 마스크 패턴을 형성하는 단계;
    상기 마스크 패턴을 이용하여 상기 격벽 예비 패턴의 상기 측면들의 상기 상측부를 커버하는 상기 발수층을 제거하여 발수 패턴을 형성하는 단계;
    상기 마스크 패턴을 이용하여, 상기 마스크 패턴 및 상기 발수 패턴에 의해서 노출된 상기 격벽 예비 패턴의 상기 측면들의 상기 상측부를 제거하여 상기 격벽 예비 패턴의 높이보다 낮은 격벽 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 발수 패턴 및 상기 격벽 패턴이 형성된 베이스 기판으로부터 상기 마스크 패턴을 제거하는 단계를 포함하는 전기 습윤 표시장치용 기판의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 마스크 패턴을 형성하는 단계는,
    상기 발수층이 형성된 베이스 기판 상에 상기 격벽 예비 패턴의 높이보다 높고 상기 격벽 예비 패턴을 커버하는 평탄화층을 형성하는 단계; 및
    상기 평탄화층을 부분적으로 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 습윤 표시장치용 기판의 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 마스크 패턴을 형성하는 단계는,
    상기 평탄화층을 부분적으로 건식 식각하는 단계를 포함하는, 전기 습윤 표시장치용 기판의 제조 방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 평탄화층은 포토레지스트층을 포함하고,
    상기 마스크 패턴을 형성하는 단계는 상기 평탄화층을 부분 노광하는 단계를 더 포함하며,
    상기 마스크 패턴을 형성하는 단계는 부분 노광된 상기 평탄화층을 현상액을 이용하여 부분적으로 제거하는 단계를 포함하는, 전기 습윤 표시장치용 기판의 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 발수 패턴을 형성하는 단계는 상기 발수층을 건식 식각하는 단계를 포함하고,
    상기 격벽 패턴을 형성하는 단계는 상기 격벽 예비 패턴을 건식 식각하는 단계를 포함하는, 전기 습윤 표시장치용 기판의 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 마스크 패턴을 제거하는 단계는 스트립 용액을 이용하는 단계를 포함하는, 전기 습윤 표시장치용 기판의 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 마스크 패턴을 제거하는 단계는 에싱(ashing) 공정을 포함하는, 전기 습윤 표시장치용 기판의 제조 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 마스크 패턴을 제거하는 단계는
    상기 마스크 패턴을 노광하는 단계; 및
    노광된 상기 마스크 패턴을 현상액을 이용하여 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 전기 습윤 표시장치용 기판의 제조 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 마스크 패턴의 높이는
    상기 격벽 예비 패턴의 높이보다 낮은 것을 특징으로 하는, 전기 습윤 표시장치용 기판의 제조 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 격벽 예비 패턴의 하측부는 상기 격벽 예비 패턴의 하부에서부터 상기 격벽 예비 패턴의 높이의 중간 지점 사이이고,
    상기 상측부는 상기 중간 지점에서부터 상기 격벽 예비 패턴의 상부 사이인 것을 특징으로 하는, 전기 습윤 표시장치용 기판의 제조 방법.
  11. 화소 전극이 형성된 베이스 기판 상에 상기 화소 전극의 가장자리를 따라 배치되고 상기 화소 전극을 노출시키는 격벽 패턴을 형성하는 단계;
    상기 격벽 패턴이 형성된 베이스 기판 상에 발수층을 형성하는 단계;
    상기 격벽 패턴의 상부면 및 상기 격벽 패턴의 측면들의 상측부를 노출시키는 마스크 패턴을 형성하는 단계 - 상기 측면들의 상기 상측부는 상기 상부면에 연결됨 -;
    상기 마스크 패턴을 방지막으로 이용하여, 상기 격벽 패턴의 상기 상부면 및 상기 측면들의 상기 상측부를 커버하는 상기 발수층을 친수 처리하여 상기 발수층에 친수 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 친수 패턴이 형성된 상기 베이스 기판에서 상기 마스크 패턴을 제거하는 단계
    를 포함하는 전기 습윤 표시장치용 기판의 제조 방법.
  12. 삭제
  13. 제11항에 있어서, 상기 마스크 패턴을 형성하는 단계는
    상기 격벽 패턴이 형성된 베이스 기판 상에 상기 격벽 패턴의 높이보다 더 큰 높이를 갖는 평탄화층을 형성하는 단계; 및
    상기 평탄화층을 부분적으로 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 습윤 표시장치용 기판의 제조 방법.
  14. 제11항에 있어서, 상기 마스크 패턴의 높이는
    상기 격벽 패턴의 높이보다 낮은 것을 특징으로 하는 전기 습윤 표시장치용 기판의 제조 방법.
  15. 베이스 기판 상에 형성된 화소 전극;
    상기 화소 전극의 가장자리를 따라 배치되고, 상기 화소 전극을 노출시키는 격벽 패턴 - 상기 격벽 패턴은 격벽 패턴 물질의 단일 층을 포함함 -; 및
    상기 화소 전극과 상기 격벽 패턴이 형성하는 공간에 배치되어 상기 화소 전극이 형성된 영역에서부터 상기 격벽 패턴의 측면들의 하부측을 따라 연장되고, 상기 격벽 패턴의 상기 측면들의 상측부 및 상기 격벽 패턴의 상부면을 노출시키는 발수 패턴
    을 포함하고,
    상기 격벽 패턴의 상기 측면들의 하부측을 따라 연장된 상기 발수 패턴의 높이는, 상기 격벽 패턴의 높이보다 낮은, 전기 습윤 표시장치용 기판.
  16. 삭제
  17. 제15항에 있어서, 상기 격벽 패턴의 상기 상부면은 친수성을 갖고,
    상기 발수 패턴은 소수성을 갖는 것을 특징으로 하는 전기 습윤 표시장치용 기판.
  18. 제15항에 있어서, 상기 격벽 패턴의 상기 상부면 및 상기 격벽 패턴의 상기 측면들의 상기 상측부를 커버하는 친수 패턴을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 습윤 표시장치용 기판.
  19. 제18항에 있어서, 상기 친수 패턴 및 상기 발수 패턴은 서로 연결되어 상기 격벽 패턴이 형성된 베이스 기판을 전체적으로 커버하는 하나의 층을 형성하는 것을 특징으로 하는 전기 습윤 표시장치용 기판.
  20. 제15항에 있어서,
    상기 격벽 패턴 물질은 포토레지스트 물질을 포함하는, 전기 습윤 표시장치용 기판.
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