KR101945535B1

KR101945535B1 - 전기습윤 표시장치

Info

Publication number: KR101945535B1
Application number: KR1020120005756A
Authority: KR
Inventors: 김동환; 김상일; 차태운; 김명환; 성우용; 이정호; 이형욱; 조현구
Original assignee: 리쿠아비스타 비.브이.
Priority date: 2012-01-18
Filing date: 2012-01-18
Publication date: 2019-02-08
Also published as: KR20130084857A; US20130182309A1; US9279976B2; US8854717B2; US20150022875A1

Abstract

전기습윤 표시장치는 제1 베이스 기판, 상기 제1 베이스 기판과 마주하는 제2 베이스 기판, 상기 제1 베이스 기판 상에 구비된 제1 전극, 및 상기 제2 베이스 기판 상에 구비되어 상기 제1 전극과 마주하는 제2 전극을 포함한다. 상기 제1 전극 상에는 저장 영역을 정의하는 다수의 격벽이 구비되고, 상기 제1 전극 및 상기 격벽의 표면은 배리어막에 의해서 커버된다. 또한, 상기 저장 영역 내에서 상기 배리어막 상에는 발수층이 구비된다. 이처럼, 격벽을 상기 배리어막이 형성되기 이전에 형성함으로써, 상기 배리어막에 의해서 상기 격벽의 표면은 친수성을 가질 수 있다. 따라서, 상기 전기습윤 표시장치의 제조 공정이 단순화시킬 수 있다.

Description

전기습윤 표시장치 {ELECTROWETTING DISPLAY}

본 발명은 전기습윤 표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 개선된 표시 특성을 갖는 전기습윤 표시장치에 관한 것이다.

전기습윤(Electrowetting) 현상이란 유체에 인가되는 전압에 의해 표면 장력이 변화되어 유체의 이동 또는 변형을 초래하는 현상을 말한다. 구체적으로, 이러한 전기습윤 현상을 이용한 표시장치를 전기습윤 표시장치라고 한다.

상기 전기습윤 표시장치는 편광판을 사용하지 않으므로 광의 투과 및 반사 효율이 우수하고, 전력 소모가 적고 응답속도가 빠르다는 장점이 있다. 따라서, 상기 전기습윤 현상을 이용한 차세대 표시장치에 대한 개발이 활발히 진행되고 있다.

본 발명의 목적은 제조 공정을 단순화시키기 위한 구조를 갖는 전기습윤 표시장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 제조 공정을 단순화시킬 수 있는 전기습윤 표시장치의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 전기습윤 표시장치는 제1 베이스 기판, 상기 제1 베이스 기판과 마주하는 제2 베이스 기판, 상기 제1 베이스 기판 상에 구비된 제1 전극, 상기 제1 베이스 기판 상에 구비되어 저장 영역을 정의하는 다수의 격벽, 상기 제1 전극 및 상기 격벽의 표면을 커버하는 배리어막, 상기 저장 영역 내에서 상기 배리어막 상에 구비된 발수층, 상기 저장 영역 내에서 서로 섞이지 않고, 적어도 하나가 극성을 갖는 제1 유체 및 제2 유체를 포함한다.

본 발명에 따른 전기습윤 표시장치의 제조 방법은 제1 베이스 기판의 상부에 제1 전극을 형성하는 단계, 상기 제1 베이스 기판의 상부에 구비되어 저장 영역을 정의하는 다수의 격벽을 형성하는 단계, 상기 제1 전극 및 상기 격벽의 표면을 커버하는 배리어막을 형성하는 단계, 상기 저장 영역 내에서 상기 배리어막 상에 발수층을 형성하는 단계, 제1 유체를 상기 저장 영역 내에 형성하는 단계, 및 상기 저장 영역 내에 구비되고, 상기 제1 유체와 섞이지 않는 제2 유체를 형성하는 단계를 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 전기습윤 표시장치의 제조 방법은 제1 베이스 기판의 상부에 제1 전극을 형성하는 단계, 제1 베이스 기판의 상부에 구비되어 상기 제1 전극을 커버하는 배리어막을 형성하는 단계, 상기 배리어막 상에 저장 영역을 정의하는 다수의 격벽을 형성하는 단계, 전사 방식을 이용하여 상기 저장 영역 내에서 상기 배리어막 상에 발수층을 형성하는 단계, 상기 제1 전극과 마주하도록 제2 베이스 기판 상에 제2 전극을 형성하는 단계, 제1 유체를 상기 저장 영역 내에 형성하는 단계, 및 상기 저장 영역 내에 구비되고, 상기 제1 유체와 섞이지 않는 제2 유체를 형성하는 단계를 포함한다.

이와 같은 전기습윤 표시장치에 따르면, 격벽을 상기 배리어막이 형성되기 이전에 형성함으로써, 상기 배리어막에 의해서 상기 격벽의 표면은 친수성을 가질 수 있다. 따라서, 상기 격벽의 표면을 친수성으로 처리하기 위한 별도의 공정을 생략할 수 있고, 그 결과, 상기 전기습윤 표시장치의 제조 공정이 단순화시킬 수 있다.

전사 공정에서 발수층을 형성함으로써, 상기 발수층 표면의 균일도를 향상시킬 수 있고, 상기 격벽의 유무와 상관없이 원하는 위치에 상기 발수층을 전사시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기습윤 표시장치의 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 화소의 평면도이다.
도 3은 도 2의 절단선 I-I'을 따라 절단한 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 제1 및 제2 유체의 이동을 나타낸 단면도이다.
도 5a 내지 도 5e는 도 3에 도시된 표시패널의 제조방법을 설명하는 평면도이다.
도 6a 내지 도 6e는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 제조 과정을 나타낸 단면도들이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 조사 장치를 나타낸 도면이다.
도 8a 내지 도 8d는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 제조 과정을 나타낸 단면도들이다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기습윤 표시장치의 블록도이다.

도 1을 참조하면, 전기습윤(Electrowetting) 표시장치(100)는 표시패널(110), 게이트 드라이버(120) 데이터 드라이버(130), 및 타이밍 컨트롤러(140)를 포함한다. 이하의 설명에 있어서, 전기습윤 표시장치(100)를 표시장치라 한다.

상기 타이밍 컨트롤러(140)는 상기 표시장치(100)의 외부로부터 영상신호(RGB) 및 제어신호(CS)를 수신한다. 상기 타이밍 컨트롤러(140)는 상기 데이터 드라이버(130)와의 인터페이스 사양에 맞도록 상기 영상신호들(RGB)의 데이터 포맷을 변환하고, 변환된 영상신호들(R'G'B')을 상기 데이터 드라이버(130)로 제공한다. 또한, 상기 타이밍 컨트롤러(140)는 데이터 제어신호(DCS), 예를 들어, 출력개시신호, 수평개시신호, 및 극성반전신호 등을 상기 데이터 드라이버(130)로 제공한다.

상기 타이밍 컨트롤러(140)는 게이트 제어신호(GCS), 예를 들어, 수직개시신호, 수직클럭신호, 및 수직클럭바신호 등을 상기 게이트 드라이버(120)로 제공한다.

상기 게이트 드라이버(120)는 상기 타이밍 컨트롤러(140)로부터 제공되는 상기 게이트 제어신호(GCS)에 응답해서 게이트 신호들(G1~Gn)을 순차적으로 출력한다.

상기 데이터 드라이버(130)는 상기 타이밍 컨트롤러(140)로부터 제공되는 상기 데이터 제어신호(DCS)에 응답해서 상기 영상신호들(R'G'B')을 데이터 전압들(D1~Dm)로 변환하여 출력한다. 상기 출력된 데이터 전압들(D1~Dm)은 상기 표시패널(110)로 인가된다.

상기 표시패널(110)은 다수의 게이트 라인(GL1~GLn), 상기 게이트 라인들(GL1~GLn)과 교차하는 다수의 데이터 라인(DL1~DLm), 및 화소들(PX)을 포함한다.

상기 화소들(PX)은 동일한 구성 및 기능을 가지므로, 설명의 편의를 위하여 도 1에는 하나의 화소를 예로서 도시하였다.

각 화소(PX)는 박막 트랜지스터(TR), 액정 커패시터(Clc), 및 스토리지 커패시터(Cst)를 포함한다. 상기 액정 커패시터(Clc)는 화소 전극 및 공통 전극으로 구성되고, 상기 스토리지 커패시터(Cst)는 화소 전극 및 스토리지 전극으로 구성될 수 있다.

상기 박막 트랜지스터(TR)는 상기 게이트 라인들(GL1~GLn) 중 대응하는 게이트 라인에 연결된 게이트 전극, 상기 데이터 라인들(DL1~DLm) 중 대응하는 데이터 라인에 연결된 소오스 전극 및 상기 화소 전극에 연결된 드레인 전극을 포함한다.

상기 게이트 라인들(GL1~GLn)은 상기 게이트 드라이버(120)에 연결되어, 상기 게이트 신호들(G1~Gn)을 수신한다. 상기 데이터 라인들(DL1~DLm)은 상기 데이터 드라이버(130)에 연결되어, 상기 데이터 드라이버(130)로부터 제공되는 상기 데이터 전압들(D1~Dm)을 수신한다.

각 화소(PX)의 상기 박막 트랜지스터(TR)는 대응하는 게이트 라인으로 공급되는 게이트 신호에 응답하여 턴-온되고, 대응하는 데이터 라인으로 공급된 데이터 전압은 턴-온된 박막 트랜지스터(TR)를 통해 화소 전극에 인가된다. 한편, 상기 공통 전극에는 공통전압이 인가된다.

도 1에 도시되지 않았지만, 상기 표시장치(100)는 상기 표시패널(100)에 인접하게 배치되어 상기 표시패널(100)로 광을 공급하는 백라이트 유닛을 더 포함할 수 있다. 상기 백라이트 유닛은 복수의 광원을 구비하고, 상기 광원들은 발광 다이오드(LED), 냉음극 형광 램프(Cold Cathode Fluorecent Lamp) 등을 포함할 수 있다.

도 2는 도 1에 도시된 화소의 평면도이고, 도 3은 도 2의 절단선 I-I'을 따라 절단한 단면도이다. 도 1의 화소들은 동일한 구성 및 기능을 가지므로, 설명의 편의를 위하여 도 2에는 하나의 화소를 예로서 도시하였다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 표시패널(100)은 서로 마주하여 구비된 제1 베이스 기판(111) 및 제2 베이스 기판(118)을 포함한다. 상기 제1 및 제2 베이스 기판(111, 118)은 연성 재질, 예컨대 폴리에틸렌 텔레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate, PET), 섬유강화 플라스틱(fiber reinforced plastic), 또는 폴리에틸렌 나프탈레이트(Polyethylene Naphthalate, PEN) 등으로 이루어질 수 있다.

상기 제1 베이스 기판(111) 상에는 제1 방향(D1)으로 연장된 제1 게이트 라인(GLi-1) 및 제2 게이트 라인(GLi), 제2 방향(D2)으로 연장된 제1 데이터 라인(DLj-1) 및 제2 데이터 라인(DLj)이 구비된다. 상기 제2 방향(D2)은 상기 제1 방향(D1)과 직교하는 방향일 수 있다. 상기 제1 데이터 라인(DLj-1) 및 제2 데이터 라인(DLj)은 상기 제1 및 제2 게이트 라인(GLi-1, GLi)과 교차하며, 전기적으로 절연된다.

상기 제1 베이스 기판(111) 상에는 상기 제1 게이트 라인(GLi-1) 및 상기 제2 데이터 라인(DLj)에 연결된 박막 트랜지스터(TR), 및 상기 박막 트랜지스터(TR)에 전기적으로 연결된 화소 전극(PE)이 더 구비된다. 상기 박막 트랜지스터(TR)는 상기 제2 게이트 라인(GLi)으로부터 분기된 게이트 전극(GE), 상기 제2 데이터 라인(DLj)으로부터 분기된 소오스 전극(SE), 및 상기 화소 전극(PE)과 전기적으로 연결되는 드레인 전극(DE)을 포함한다.

상기 제1 베이스 기판(111) 상에 형성된 막들의 적층 구조는 도 3에 도시된다. 도 3을 참조하면, 상기 제1 베이스 기판(111) 상에는 상기 제1 및 제2 게이트 라인(GLi-1, GLi), 상기 게이트 전극(GE)이 구비된다. 상기 제1 및 제2 게이트 라인(GLi-1, GLi), 상기 게이트 전극(GE) 상에는 게이트 절연막(112)이 구비된다.

도면에 도시하지는 않았지만, 상기 게이트 절연막(112) 상에는 반도체 층이 구비된다. 상기 반도체 층은 상기 게이트 전극(GE)이 형성된 영역에 대응하여 형성되며, 액티브 층 및 오믹 콘택층을 포함할 수 있다.

상기 반도체층 상에는 상기 소오스 전극(SE) 및 상기 드레인 전극(DE)이 서로 이격되어 구비된다. 상기 소오스 전극(SE) 및 상기 드레인 전극(DE)은 보호막(113)에 의해 커버되고, 상기 보호막(113) 상에는 유기 절연막(114)이 더 구비될 수 있다. 상기 보호막(113) 및 상기 유기 절연막(114)에는 상기 박막 트랜지스터(TR)의 드레인 전극(DE)을 노출시키기 위한 콘택홀(CH)이 형성된다.

상기 유기 절연막(114) 상에는 화소 전극(PE)이 구비된다. 상기 화소 전극(PE)은 상기 콘택홀(CH)을 통해 상기 드레인 전극(DE)과 전기적으로 연결된다. 상기 화소 전극(PE)은 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide, ITO) 또는 인듐 징크 옥사이드(Indium Zinc Oxide, IZO)일 수 있다.

도면에 도시하지는 않았지만, 상기 화소 전극(PE) 상에는 반사 전극이 더 구비될 수 있다. 상기 반사 전극은 상기 표시장치(100)가 반사형 표시장치로 사용될 경우 입사된 광을 반사시키는 역할을 한다. 따라서, 상기 반사 전극은 광의 반사율이 높은 금속, 예를 들어 알루미늄 등으로 형성될 수 있다.

상기 화소 전극(PE)은 인접하는 화소들의 화소 전극들과 전기적으로 절연되기 위하여 소정 간격으로 이격되어 구비된다.

상기 유기 절연막(114) 상에는 인접한 화소들을 서로 격리시키는 격벽(115)이 구비된다. 상기 격벽(115)은 각 화소마다 저장 영역(RA)을 형성하는 역할을 수행한다. 상기 격벽(115)은 상기 화소 전극(PE)과 상기 인접하는 화소들의 화소 전극들 사이의 공간에 구비될 수 있으며, 평면에서 볼 때 상기 화소 전극들(PE)과 부분적으로 오버랩되도록 구비될 수 있다.

또한, 상기 격벽(115)은 상기 제1 및 제2 게이트 라인(GLi-1, GLi) 및 상기 제1 및 제2 데이터 라인(DLj-1, DLj)을 따라 구비될 수 있다.

상기 화소 전극(PE) 및 상기 격벽(115)의 표면 상에는 친수성(Hydrophilic) 절연물질로 이루어진 배리어막(116)이 형성된다. 즉, 상기 배리어막(116)은 상기 격벽(115)의 표면을 따라 형성될 수 있다. 본 발명의 일 예로, 상기 배리어막(116)은 실리콘 산화막(SiOx) 또는 실리콘 질화막(SiNx)으로 이루어질 수 있다.

상기 저장 영역(RA) 내에서 상기 배리어막(116) 상에는 발수층(117)이 형성된다. 상기 격벽(115)을 커버하는 상기 배리어막(116) 상에는 상기 발수층(117)이 형성되지 않는다. 상기 발수층(117)은 소수성을 갖는 물질을 포함하거나 표면이 소수성으로 계질된 층으로 이루어질 수 있다. 상기 발수층(117)은 전기가 인가되지 않으면 소수성을 갖고 전기가 인가되면 친수성을 가질 수 있다.

본 발명의 일 예로, 상기 발수층(117)은 듀퐁(DuPont)사의 아몰퍼스 테프론(amorphous teflon, 예를 들어, AF1600), 아사히 글라스(Asahi glass)사의 불소계 고분자 물질(예를 들어, Cytop), 또는 솔베이 솔렉시스(Solvay Solexis)사의 하이플론(Hyflon) AD 등으로 이루어질 수 있다.

한편, 상기 제2 베이스 기판(118) 상에는 공통 전극(CE)이 구비된다. 상기 공통 전극(CE)은 상기 화소 전극(PE)과 마주하여 구비되고, 상기 공통 전압을 수신한다.

상기 제1 및 제2 베이스 기판(111, 118) 사이에는 제1 및 제2 유체(FL1, FL2)가 구비된다. 상기 제1 유체(FL1)는 소수성을 갖는 물질, 예를 들어, 오일로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 제1 유체(FL1)는 적색, 녹색, 및 청색을 나타낼 수 있는 염료를 포함하거나, 적색, 녹색, 및 청색을 나타낼 수 있는 물질로 구성될 수 있다. 한편, 상기 제2 유체(FL2)는 전기 전도성이 있거나 극성이 있는 투명한 물질, 예를 들어, 물로 이루어질 수 있다. 상기 제1 및 제2 유체(FL1, FL2)는 서로 다른 비중을 갖고 서로 섞이지 않으며, 일정한 경계면을 기준으로 분리되어 존재한다.

본 발명의 다른 실시예로, 상기 제1 유체(FL1)를 검은색 염료를 포함하거나 광을 흡수하는 물질로 구성할 수 있다. 이 경우, 상기 표시장치(100)는 상기 제2 베이스 기판(118)과 공통 전극(CE) 사이에 적색, 녹색, 및 청색을 나타낼 수 있는 컬러 필터층을 더 포함할 수 있다.

도면에 도시하지는 않았지만, 상기 제2 베이스 기판(118)의 상기 공통 전극(CE) 상에는 컬럼 스페이서가 더 구비될 수 있다. 상기 컬럼 스페이서는 상기 격벽(115)이 형성된 위치에 대응하여 형성되어 상기 격벽(115)과 맞물릴 수 있다. 본 발명의 다른 실시예로, 상기 컬럼 스페이서가 제거되는 구조에서는 상기 격벽(115)이 상기 제2 베이스 기판(118)의 상기 공통 전극(CE)과 접하여 상기 제1 및 제2 기판(111, 118) 사이의 이격 거리를 유지시킬 수 있다.

한편, 본 발명의 일 예로, 상기 제2 유체(FL2)가 (+) 극성을 갖는 경우, 상기 공통 전극(CE)에는 (-) 극성을 갖는 공통 전압이 인가되고, 상기 화소 전극(PE)에는 (+) 극성을 갖는 데이터 전압이 인가될 수 있다. 이 경우, 상기 제2 유체(FL2)는 상기 공통 전극(CE) 측으로 이동하고, 상기 화소 전극(PE)은 상기 제1 유체(FL1)에 의해서 커버될 수 있다. 상기 제1 유체(FL1)가 컬러 오일인 경우, 상기 제1 유체(FL1)는 상기 표시패널(100) 측으로 공급된 광을 해당 컬러를 갖는 광으로 변화시킬 수 있다.

도 4는 도 3에 도시된 제1 및 제2 유체의 이동을 나타낸 단면도이다.

도 4를 참조하면, 상기 제2 유체(FL2)가 (+) 극성을 갖는 경우, 상기 공통 전극(CE)에는 (+) 극성을 갖는 공통 전압이 인가되고, 상기 화소 전극(PE)에는 (-) 극성을 갖는 데이터 전압이 인가될 수 있다. 이 경우, 상기 제2 유체(FL2)는 극성이 서로 다른 상기 화소 전극(PE) 측으로 이동하고, 상기 제1 유체(FL1)는 상기 제2 유체(FL2)에 의해 밀려나 상기 저장 영역(RA)의 일측으로 이동한다. 따라서, 상기 표시패널(100) 측으로 공급된 상기 광은 상기 제2 유체(FL2)를 통과하여 출사될 수 있다.

한편, 일측에 모인 상기 제1 유체(FL1)는 상기 격벽(115)의 높이보다 높은 높이를 가질 수 있다. 그러나, 상기 격벽(115)의 표면은 상기 배리어막(116)에 의해서 커버되어 있다. 앞서 기술한 바와 같이, 상기 배리어막(116)은 친수성 절연물질로 이루어지므로, 상기 격벽(115)의 표면 상에 구비된 상기 배리어막(116)은 상기 제1 유체(FL1)가 인접한 화소 측으로 이동하는 것을 방지할 수 있다.

도 5a 내지 도 5e는 도 3에 도시된 표시패널의 제조방법을 설명하는 평면도이다. 도 5a 내지 도 5e에서는 상기 표시패널(100) 중 상기 제1 베이스 기판(111) 상에 적층되는 막들의 형성 과정을 나타낸다. 특히, 상기 화소 전극(PE)이 형성되기 이전의 단계는 일반적인 표시패널(100)의 제조 공정과 동일하므로, 이전 단계에 대한 구체적인 도면은 생략하였다.

도 5a를 참고하면, 상기 제1 베이스 기판(111) 상에는 제1 게이트 라인(GLi-1), 제2 게이트 라인(GLi) 및 게이트 전극(GE, 도 2에 도시됨)이 형성된다. 또한, 상기 제1 베이스 기판(111) 상에는 상기 제1 게이트 라인(GLi-1), 제2 게이트 라인(GLi) 및 게이트 전극(GE)을 커버하는 게이트 절연막(112)이 형성된다. 도면에 도시하지는 않았지만, 상기 게이트 절연막(112) 상에는 제1 데이터 라인(DLj-1), 제2 데이터 라인(DLj), 소오스 및 드레인 전극(SE, DE)이 형성된다.

또한, 상기 게이트 절연막(112) 상에는 보호막(113) 및 유기 절연막(114)이 순차적으로 적층될 수 있다. 상기 보호막(113)은 실리콘 질화막(SiNx) 또는 실리콘 산화막(SiOx)으로 형성될 수 있으며, 상기 유기 절연막(114)은 아크릴계 수지로 이루어질 수 있다.

상기 유기 절연막(114) 상에는 투명한 도전성 물질을 형성한 후, 상기 투명한 도전성 물질을 한 화소 단위로 패터닝하여 도 5b에 도시된 바와 같이 화소 전극(PE)을 형성한다. 따라서, 상기 화소 전극(PE)은 인접하는 화소의 화소 전극들과 전기적으로 절연될 수 있다.

도 5c를 참조하면, 상기 유기 절연막(114) 상에는 인접한 화소들을 서로 격리시키는 격벽(115)이 형성된다. 상기 격벽(115)은 각 화소마다 저장 영역(RA)을 형성하는 역할을 수행한다. 상기 격벽(115)은 상기 화소 전극(PE)과 상기 인접하는 화소들의 화소 전극들 사이의 공간에 구비될 수 있다. 도면에 도시하지는 않았지만, 평면에서 볼 때 상기 격벽(115)은 상기 화소 전극들(PE)과 부분적으로 오버랩되도록 구비될 수 있다.

도 5d를 참조하면, 상기 화소 전극(PE) 및 상기 격벽(115)의 표면 상에는 친수성(Hydrophilic) 절연물질로 이루어진 배리어막(116)이 형성된다. 상기 배리어막(115)은 상기 격벽(115)의 표면을 따라 형성될 수 있다. 본 발명의 일 예로, 상기 배리어막(116)은 실리콘 산화막(SiOx) 또는 실리콘 질화막(SiNx)으로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 배리어막(116)은 0.1nm 내지 1㎛의 두께를 가질 수 있다.

도 5e에 도시된 바와 같이, 상기 배리어막(116) 상에는 소수성을 갖는 물질이 코팅된다. 상기 소수성 물질을 패터닝하여 상기 저장 영역(RA) 내에서 상기 배리어막(116) 상에 구비되는 발수층(117)을 형성할 수 있다. 즉, 상기 격벽(115)을 커버하는 상기 배리어막(116) 상에 구비된 소수성 물질은 패터닝 과정에서 제거된다. 상기 발수층(117)은 표면이 소수성으로 계질된 층으로 이루어질 수도 있다. 그러나, 상기 격벽(115)의 표면은 상기 배리어막(116)에 의해서 커버되므로, 상기 격벽(115)의 표면은 친수성을 가질 수 있다.

상기 제조 과정에서 나타난 바와 같이, 상기 격벽(115)은 유기 절연막(114) 또는 화소 전극(PE)과 직접적으로 접촉된다. 즉, 상기 격벽(115)과 상기 유기 절연막(114) 사이 및 상기 격벽(115)과 상기 화소 전극(PE) 사이에 다른 층이 개재되는 경우보다 상기 격벽(115)의 접착력을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 격벽(115)은 상기 배리어막(116)이 형성되기 이전에 형성됨으로써, 상기 배리어막(116)에 의해서 상기 격벽(115)의 표면은 친수성을 가질 수 있다. 따라서, 상기 격벽(115)의 표면을 친수성으로 처리하기 위한 별도의 공정을 생략할 수 있다. 이로써, 상기 표시패널(100)의 제조 공정이 단순화될 수 있다.

도 6a 내지 도 6e는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 제조 과정을 나타낸 단면도들이다. 도 6a 내지 도 6e에서는 상기 표시패널(100) 중 상기 제1 베이스 기판(111) 상에 적층되는 막들의 형성 과정을 나타낸다. 또한, 도 6a 내지 도 6e에 도시된 구성요소 중 도 5a 내지 도 5e에 도시된 구성요소와 동일한 기능을 수행하는 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 병기한다.

도 6a에 도시된 바와 같이, 상기 유기 절연막(114) 상에 상기 화소 전극(PE)이 형성되기까지의 단계는 도 5a 및 도 5b에서 기재한 바와 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.

도 6b를 참조하면, 상기 유기 절연막(114) 및 상기 화소 전극(PE) 상에는 배리어막(116)이 형성된다. 상기 배리어막(116)은 친수성(Hydrophilic) 절연물질로 이루어진다. 본 발명의 일 예로, 상기 배리어막(116)은 실리콘 산화막(SiOx) 또는 실리콘 질화막(SiNx)으로 이루어질 수 있다.

도 6c에 도시된 바와 같이, 상기 배리어막(116) 상에는 인접한 화소들을 서로 격리시키는 격벽(115)이 형성된다. 상기 격벽(115)은 각 화소마다 저장 영역(RA)을 형성하는 역할을 수행한다. 상기 격벽(115)은 상기 화소 전극(PE)과 상기 인접하는 화소들의 화소 전극들 사이의 공간에 구비될 수 있다. 도면에 도시하지는 않았지만, 상기 격벽(115)은 평면에서 볼 때 상기 화소 전극들(PE)과 부분적으로 오버랩되도록 구비될 수 있다.

도 6d를 참조하면, 상기 격벽(115)의 상부에는 전사 필름(119)이 구비된다. 상기 전사 필름(119)의 하면(즉, 상기 배리어막(116)과 마주하는 면) 상에는 발수층(117)이 코팅된다. 상기 발수층(117)에는 상기 격벽(115)이 형성된 영역과 대응하여 상기 전사 필름(119)의 하면을 노출시키는 개구부(117a)가 형성된다. 상기 전사 필름(119)의 상부에는 상기 전사 필름(119) 측으로 레이저를 조사하기 위한 레이저 조사 장치(미도시)가 구비된다. 상기 레이저 조사 장치에 대해서는 이후 도 7을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.

상기 전사 필름(119) 측으로 상기 레이저가 조사되면, 상기 전사 필름(119)의 하면 상에 형성된 상기 발수층(117)은 상기 배리어막(116) 상으로 전사될 수 있다. 본 발명의 일 예로, 상기 발수층(117)은 듀퐁(DuPont)사의 아몰퍼스 테프론(amorphous teflon, 예를 들어, AF1600), 아사히 글라스(Asahi glass)사의 불소계 고분자 물질(예를 들어, Cytop), 또는 솔베이 솔렉시스(Solvay Solexis)사의 하이플론(Hyflon) AD 등으로 이루어질 수 있다. 상기 AF1600, Cytop 및 Hyflon AD의 유리 전이 온도(Tg)는 160℃이며, 열 분해 온도(T decomposition)는 각각 350℃ 이상이다. 따라서, 상기 발수층(117)의 전사 공정은 상기 각 재료들의 열 분해 온도보다 낮은 온도에서 이루어질 수 있다.

이로써, 도 6e에 도시된 바와 같이, 상기 격벽(115)이 형성된 영역을 제외하고, 상기 배리어막(116) 상에는 상기 발수층(117)이 형성될 수 있다. 즉, 상기 발수층(117)은 상기 저장 공간(RA) 내에만 위치할 수 있다.

상기 제조 과정에 따르면, 상기 발수층(117)은 상기 격벽(115)이 형성된 이후에 상기 배리어막(116) 상에 형성될 수 있다. 그러면, 상기 격벽(115)의 패터닝 공정 상에서 상기 발수층(117)의 표면 특성이 변화되거나, 상기 격벽(115)의 재료로 쓰이는 물질이 상기 발수층(117) 상에 잔류하는 등의 문제를 방지할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 조사 장치를 나타낸 도면이다.

도 7을 참조하면, 상기 제1 베이스 기판(118)의 상기 배리어막(116) 상에 레이저 전사용 필름(119)을 라미네이션(lamination)한다. 여기서, 상기 전사 필름(119)은 베이스층(119a) 및 상기 베이스층(119a) 상에 구비된 광-열변환층(119b)을 포함할 수 있다. 상기 발수층(177)은 상기 광-열변환층(119b) 상에 구비된다. 본 발명의 일 예로, 상기 베이스층(119a)은 폴리에스테르, 폴리아크릴, 폴리에폭시, 폴리에틸렌 및 폴리스틸렌으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 고분자 물질이거나 유리로 이루어질 수 있다.

상기 광-열변환층(119b)은 적외선-가시광선 영역의 빛을 흡수하여 상기 빛의 일부분을 열로 변환시키는 층이며, 빛을 흡수하기 위한 광흡수성 물질을 포함한다. 또한, 상기 광-열변환층(252)은 알루미늄(Al), 은(Ag) 및 이들의 산화물 및 황화물로 이루어진 금속막이거나 카본 블랙, 흑연 또는 적외선 염료를 포함하는 고분자로 이루어진 유기막으로 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 금속막은 진공 증착법, 전자빔 증착법 또는 스퍼터링을 이용하여 형성할 수 있으며, 상기 유기막은 통상적인 필름 코팅 방법으로서, 그라비아(Gravure), 압출(extrusion), 스핀(spin) 및 나이프(knife) 코팅방법 중에 하나의 방법에 의해 형성될 수 있다.

상기 전사 필름(119) 상에는 레이저 조사장치(10)가 제공된다. 본 발명의 일 예로, 상기 레이저 조사장치(10)는 광원 장치(11), 광 밸브(light valve)(12) 및 자동 초점 렌즈(13)를 포함할 수 있다. 상기 광원 장치(11)는 근적외선(IR) 레이저 다이오드를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 예로, 상기 광원 장치(11)는 830nm의 파장을 갖는 레이저빔을 출력할 수 있다.

상기 광원 장치(11)로부터 출력된 상기 레이저빔은 상기 광 밸브(12)를 통과하여 상기 자동 초점 렌즈(13)로 제공된다. 상기 광 밸브(12)는 상기 레이저빔이 불필요한 부분으로 제공되는 것을 차단한다.

상기 광 밸브(12)를 통과한 레이저빔은 상기 자동 초점 렌즈(13)에 의해 굴절되어 상기 베이스층(119a)의 일부 영역에 조사된다.

상기 베이스층(119a)의 일부 영역에 조사된 상기 레이저빔은 상기 광-열변환층(119b)에서 흡수되어 열에너지로 변환된다. 흡수된 열에너지에 의해 상기 광-열변환층(119b)은 상기 발수층(117)을 상기 배리어막(116)상에 밀착시킨다. 이어서, 밀착된 상기 발수층(117)의 결합이 끊어지면서 상기 발수층(117)은 상기 배리어막(116) 상으로 전사된다.

도 8a 내지 도 8d는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 제조 과정을 나타낸 단면도들이다. 도 6a 내지 도 6e에서는 상기 표시패널(100) 중 상기 제1 베이스 기판(111) 상에 적층되는 막들의 형성 과정을 나타낸다. 또한, 도 8a 내지 도 8d에 도시된 구성요소 중 도 6a 내지 도 6e에 도시된 구성요소와 동일한 기능을 수행하는 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 병기한다.

도 8a에 도시된 바와 같이, 상기 유기 절연막(114) 및 상기 화소 전극(PE) 상에 상기 배리어막(116)을 형성하기까지의 단계는 도 6a 및 도 6b에서 기재한 바와 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.

도 8b를 참조하면, 상기 배리어막(116)의 상부에는 전사 필름(119)이 구비된다. 상기 전사 필름(119)의 하면(즉, 상기 배리어막(116)과 마주하는 면) 상에는 발수층(117)이 코팅된다. 상기 발수층(117)에는 상기 전사 필름(119)의 하면을 노출시키는 개구부(117a)가 형성된다. 상기 전사 필름(119)의 상부에는 상기 전사 필름(119) 측으로 레이저를 조사하기 위한 레이저 조사 장치(10)가 구비된다.

상기 레이저 조사 장치(10)를 통해 상기 전사 필름(119) 측으로 상기 레이저가 조사되면, 상기 전사 필름(119)의 하면 상에 형성된 상기 발수층(117)은 상기 배리어막(116) 상으로 전사될 수 있다. 상기 발수층(117)은 소수성을 갖는 물질을 포함하거나 표면이 소수성으로 계질된 층으로 이루어질 수 있다.

이로써, 도 8c에 도시된 바와 같이, 상기 배리어막(116) 상에는 상기 발수층(117)이 형성될 수 있다. 또한, 상기 배리어막(116) 상에 형성된 상기 발수층(117)에는 상기 배리어막(116)을 노출시키는 개구부(117a)가 형성된다.

도 8d를 참조하면, 상기 발수층(117)의 상기 개구부(117a)에 대응하여 격벽(115)이 형성된다. 상기 격벽(115)은 각 화소마다 저장 영역(RA)을 형성하는 역할을 수행한다.

상기 제조 과정에서 나타난 바와 같이, 상기 전사 공정에서 상기 발수층(117)은 용매(solvent)없이 전사되기 때문에, 상기 용매의 증발에 의해 상기 발수층(117) 표면의 균일도(uniformity)가 저하되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상기 전사 공정을 이용하면, 상기 격벽(115)이 없는 상태에서도 원하는 위치에 상기 발수층(117)을 전사시킬 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. 또한 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니고, 하기의 특허 청구의 범위 및 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 표시장치 110: 표시패널
120: 게이트 드라이버 130: 데이터 드라이버
140: 타이밍 컨트롤러 111: 제1 베이스 기판
112: 게이트 절연막 113: 보호막
114: 유기 절연막 115: 격벽
116: 배리어막 117: 발수층
118: 제2 베이스 기판 119: 전사필름
119a: 베이스층 119b: 광-열변환층
10: 레이저 조사 장치 11: 광원 장치
12: 광 밸브 13: 자동 초점 렌즈

Claims

제1 베이스 기판 상에 제1 전극을 형성하는 단계;
상기 제1 베이스 기판 상에 저장 영역을 정의하는 격벽을 형성하는 단계;
상기 제1 전극의 표면을 커버하는 배리어막을 형성하는 단계;
상기 저장 영역 내에서 상기 배리어막 상에 발수층을 형성하는 단계 - 상기 발수층을 형성하는 단계는
상기 배리어막의 상부에, 상기 발수층이 코팅된 전사 필름을 제공하는 단계; 및
상기 전사 필름의 상부에 레이저 조사 장치로부터 출력된 레이저빔을 사용하여 상기 전사 필름을 조사하여 상기 저장 영역 내에서 상기 배리어막 상에 상기 발수층을 전사시키는 단계를 포함함 -;
제1 유체를 상기 저장 영역 내에 형성하는 단계; 및
상기 저장 영역 내에 상기 제1 유체와 섞이지 않는 제2 유체를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기습윤 표시장치의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 배리어막은 친수성을 갖는 절연 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기습윤 표시장치의 제조 방법.
제2항에 있어서, 상기 배리어막은 실리콘 질화물 또는 실리콘 산화물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기습윤 표시장치의 제조 방법.
제3항에 있어서, 0.1nm 내지 1㎛의 두께를 갖는 상기 배리어막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기습윤 표시장치의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 유체는 소수성 물질을 포함하고, 적색, 녹색 또는 청색 중 어느 하나의 컬러를 가지며,
상기 제2 유체는 극성을 갖는 친수성 물질을 포함하는 투명한 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기습윤 표시장치의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 전극과 마주하도록 제2 베이스 기판 상에 제2 전극을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기습윤 표시장치의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 유체를 형성하는 단계는 상기 제1 전극과 상기 제2 유체 사이에 0이 아닌 전압이 인가될 때 상기 제1 베이스 기판에 수직한 방향에서 상기 제1 유체의 가장 큰 높이가 상기 제1 베이스 기판에 수직한 방향에서 상기 격벽의 높이보다 크게 되는 높이를 갖는 상기 제1 유체를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기습윤 표시장치의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 전사 필름 상에 코팅된 상기 발수층은 상기 격벽에 대응하는 개구부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기습윤 표시장치의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 저장 영역 내에서 상기 배리어막 상에 상기 발수층을 형성하는 단계는 상기 격벽이 형성되는 단계 이후에 상기 저장 영역 내에서 상기 배리어막 상에 상기 발수층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기습윤 표시장치의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 발수층은 소수성 물질 또는 소수성으로 계질된 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기습윤 표시장치의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 전사 필름은 베이스층 및 상기 베이스층 상의 광-열변환층을 포함하고, 상기 발수층은 상기 광-열변환층 상에 코팅된 것을 특징으로 하는 전기습윤 표시장치의 제조 방법.
제11항에 있어서, 상기 광-열변환층은 광흡수성 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기습윤 표시장치의 제조 방법.
제12항에 있어서, 상기 광-열변환층은 적외선 영역 및 가시광선 영역의 빛을 흡수하고, 상기 빛을 열로 부분적으로 변환시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전기습윤 표시장치의 제조 방법.
제1 베이스 기판 상에 제1 전극을 형성하는 단계;
제1 베이스 기판 상에 상기 제1 전극을 커버하는 배리어막을 형성하는 단계;
상기 배리어막 상에 저장 영역을 정의하는 격벽을 형성하는 단계;
전사 방식을 이용하여 상기 저장 영역 내에서 상기 배리어막 상에 발수층을 형성하는 단계 - 상기 발수층을 형성하는 단계는,
상기 배리어막의 상부에, 상기 발수층이 코팅된 전사 필름을 제공하는 단계; 및
상기 전사 필름의 상부에 레이저 조사 장치로부터 출력된 레이저빔을 사용하여 상기 전사 필름을 조사하여 상기 저장 영역 내에서 상기 배리어막 상에 상기 발수층을 전사시키는 단계를 포함함 -;
상기 제1 전극과 마주하도록 제2 베이스 기판 상에 제2 전극을 형성하는 단계;
제1 유체를 상기 저장 영역 내에 제공하는 단계; 및
상기 저장 영역 내에 상기 제1 유체와 섞이지 않는 제2 유체를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기습윤 표시장치의 제조 방법.
제14항에 있어서, 상기 전사 필름 상에 코팅된 상기 발수층은 상기 격벽에 대응하는 개구부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기습윤 표시장치의 제조 방법.
제14항에 있어서, 상기 저장 영역 내에서 상기 배리어막 상에 상기 발수층을 형성하는 단계는 상기 격벽이 형성되는 단계 이전에 상기 저장 영역 내에서 상기 배리어막 상에 상기 발수층을 전사시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기습윤 표시장치의 제조 방법.
제14항에 있어서, 상기 발수층은 소수성을 갖는 물질을 포함하는 층 또는 표면이 소수성으로 계질된 층인 것을 특징으로 하는 전기습윤 표시장치의 제조 방법.
제14항에 있어서, 상기 배리어막은 친수성을 갖는 절연 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기습윤 표시장치의 제조 방법.
제18항에 있어서, 상기 배리어막은 실리콘 질화물 또는 실리콘 산화물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기습윤 표시장치의 제조 방법.
제19항에 있어서, 상기 배리어막을 형성하는 단계는 0.1nm 내지 1㎛의 두께를 갖는 상기 배리어막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기습윤 표시장치의 제조 방법.
제14항에 있어서, 상기 전사 필름은 베이스층 및 상기 베이스층 상의 광-열변환층을 포함하고, 상기 발수층은 상기 광-열변환층 상에 코팅된 것을 특징으로 하는 전기습윤 표시장치의 제조 방법.
제21항에 있어서, 상기 광-열변환층은 적외선 영역 및 가시광선 영역의 빛을 흡수하고, 상기 빛을 열로 부분적으로 변환시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전기습윤 표시장치의 제조 방법.