KR101949527B1

KR101949527B1 - 전기 습윤 표시 장치 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR101949527B1
Application number: KR1020120026072A
Authority: KR
Inventors: 박대진; 권성규; 양지성; 이준희
Original assignee: 리쿠아비스타 비.브이.
Priority date: 2012-03-14
Filing date: 2012-03-14
Publication date: 2019-02-18
Also published as: US8693085B2; KR20130104520A; US20140211294A1; US9448399B2; US20130242372A1

Abstract

본 발명은 패드 영역 및 중간 영역에서 발수층은 제거하여야 하는데, 발수층을 스핀 코팅과 같이 용이한 방법으로 코팅하고 에지 비드 리무버와 같은 용이한 방법으로 제거할 수 있도록 하기 위하여 발수층 아래에 보호층을 형성하고 발수층을 제거하여 균일한 두께의 발수층을 용이하게 형성할 수 있는 전기 습윤 표시 장치의 제조 방법 및 전기 습윤 표시 장치에 대한 것이다.

Description

전기 습윤 표시 장치 및 그 제조 방법{ELECTROWETTING DISPLAY DEVICE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 전기 습윤 표시 장치 및 그 제조 방법에 대한 것이다.

현재 알려져 있는 평판 표시 장치에는 액정 표시 장치(liquid crystal display: LCD), 플라스마 표시 장치(plasma display panel: PDP), 유기 전계 발광 표시 장치(organic light emitting display: OLED), 전계 효과 표시 장치(field effect display: FED), 전기 영동 표시 장치(eletrophoretic display: EPD), 전기 습윤 표시 장치(electrowetting display: EWD) 등이 있다.

이들 중 전기 습윤 표시 장치는 전해질인 물(water)안에 오일(oil)의 이동을 조절하여 화소 내에서 계조를 표현한다. 이러한 전기 습윤 표시 장치는 편광판을 사용하지 않는 셔터 방식의 표시 장치이므로 투과율이 좋고 전압에 따른 감마 특성이 선형(linear)으로 나타난다. 또한, 반사형이나 투과형으로 형성할 수 있어 표시 장치가 사용되는 환경에 적합한 형태로 제작할 수 있으며, 반사형의 경우 백라이트를 사용하지 않을 수도 있다.

전기 습윤 표시 장치는 액정 표시 장치 등의 다른 평판 표시 장치와 같이 TFT를 형성하는 공정을 그대로 사용하지만, 그 위에는 물(Water)과 오일(Oil)을 채우는 필링(filling) 공정을 필요로 한다. 전기 습윤 표시 장치가 정상 동작하기 위해서는 오일의 아래에 위치한 층은 소수성을 가지는 발수층이 형성되어야 하는데, 발수층은 표시 패널의 배선이 외부 구동 IC와 연결되기 위하여 패드 부분에서 오픈되어 있어야 한다. 이에 발수층을 오픈하는 공정이 필요한데, 발수층을 오픈 시키는 것은 공정이 추가되고, 그에 따라서 제작 비용 및 공정 시간이 증가하는 문제가 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 새로운 방법에 의하여 발수층이 균일하게 코팅되며, 패드 부분에서는 용이하게 오픈되도록 하는 전기 습윤 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공하고자 한다.

이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치의 제조 방법은 표시 영역, 패드 영역 및 중간 영역을 포함하는 전기 습윤 표시 장치의 제조 방법에서, 상기 표시 영역에 화소 전극을 형성하고, 상기 패드 영역에 패드용 보조 전극을 형성하는 단계; 상기 표시 영역의 화소 전극 위 및 상기 중간 영역에 보호층을 형성하는 단계; 상기 보호층 위에 소수성 절연 물질을 코팅하여 발수층을 형성하는 단계; 및 상기 중간 영역에 형성된 상기 발수층을 제거하는 단계를 포함한다.

상기 보호층 위에 소수성 절연 물질을 코팅하여 발수층을 형성하는 단계는

노즐을 일 방향으로 이동시키면서 노즐을 온/오프 시키는 슬릿 코팅에 의하여 상기 보호층 위에만 상기 발수층을 형성할 수 있다.

상기 발수층은 상기 표시 영역으로부터 적어도 7mm 이상 떨어진 끝단을 가지도록 형성할 수 있다.

상기 중간 영역에 형성된 상기 발수층을 제거하는 단계는 에지 비드 리무버(EBR) 방식으로 상기 발수층을 제거할 수 있다.

상기 에지 비드 리무버(EBR) 방식으로 상기 발수층을 제거하는 것은 전극봉을 상기 표시 영역의 상하좌우 사면에 각각 위치시키고 플라즈마에 의하여 상기 발수층을 제거할 수 있다.

상기 제거된 발수층의 끝단은 상기 표시 영역으로부터 1.4mm이상 떨어져있을 수 있다.

상기 보호층은 4㎛ 이상 형성할 수 있다.

상기 보호층은 유기 물질을 포함할 수 있다.

상기 표시 영역에 화소 영역을 정의하며, 개구부를 가지는 격벽을 형성하는 단계를 더 포함하며, 상기 격벽을 형성하는 단계는 상기 발수층을 형성한 후에 진행될 수 있다.

상기 표시 영역에는 화소 영역을 정의하며, 개구부를 가지는 격벽이 형성되어 있으며, 상기 표시 영역의 화소 전극 위 및 상기 중간 영역에 보호층을 형성하는 단계는 상기 격벽을 형성할 때 함께 형성할 수 있다.

상기 격벽 및 상기 보호층은 블랙 색소를 함유하는 유기막일 수 있다.

상기 표시 영역에는 컬러 필터가 형성되어 있으며, 상기 표시 영역의 화소 전극 위 및 상기 중간 영역에 보호층을 형성하는 단계는 상기 컬러 필터를 형성할 때 함께 형성할 수 있다.

상기 표시 영역에는 블랙 매트릭스가 형성되어 있으며, 상기 표시 영역의 화소 전극 위 및 상기 중간 영역에 보호층을 형성하는 단계는 상기 블랙 매트릭스를 형성할 때 함께 형성할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치는 표시 영역, 패드 영역 및 중간 영역을 포함하며, 상기 패드 영역은 패드용 보조 전극을 포함하며, 상기 표시 영역은 화소 전극 및 상기 화소 전극 위에 위치하는 발수층을 포함하며, 상기 중간 영역에는 보호층이 형성되어 있으며, 상기 보호층은 상기 표시 영역에 형성된 상기 화소 전극과 상기 발수층 사이에 형성된 층과 동일한 물질로 형성되어 있다.

상기 보호층은 상기 화소 전극과 상기 발수층 사이에 형성된 유기막과 동일한 물질로 형성되어 있을 수 있다.

상기 보호층은 상기 화소 전극과 상기 발수층 사이에 형성된 격벽과 동일한 물질로 형성되어 있을 수 있다.

상기 보호층은 상기 화소 전극과 상기 발수층 사이에 형성된 컬러 필터와 동일한 물질로 형성되어 있을 수 있다.

상기 보호층은 상기 화소 전극과 상기 발수층 사이에 형성된 블랙 매트릭스와 동일한 물질로 형성되어 있을 수 있다.

이상과 같이 본 발명의 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치의 제조 방법은 슬릿 코팅 방식으로 표시 영역 및 그 주변에 발수층을 코팅하고, 그 후 코팅된 발수층 중 주변 영역에 형성된 발수층만을 제거하여 표시 영역의 발수층이 균일하게 코팅되도록 한다. 또한, 발수층을 에지 비드 리무버(edge bead remover; EBR)로 용이하게 제거하고, 발수층 아래에 보호층을 두어 하부의 배선을 보호하여 동작 특성의 저하를 막는다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치의 단면도이다.
도 2 내지 도 6은 도 1의 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치의 제조 단계별 단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치에서 슬릿 코팅 방식으로 발수층을 코팅하는 모습을 간략하게 그린 도면이다.
도 8 내지 도 11은 슬릿 코팅의 방향에 따라 코팅된 발수층의 두께를 3개의 실험예를 통하여 살펴본 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치에서 EBR을 통하여 코팅된 발수층을 일부 제거하는 모습을 간략하게 그린 도면이다.
도 13 내지 도 15는 EBR에 의하여 제거된 발수층의 두께를 살펴본 도면이다.
도 16 내지 도 18은 EBR 공정시 보호층이 없는 경우 하부막에 발생하는 손상을 찍은 사진이다.
도 19는 본 발명의 실시예에 따라서 제작된 전기 습윤 표시 장치를 찍은 사진이다.
도 20은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치의 단면도이다.
도 21 내지 도 23은 도 20의 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치의 제조 단계별 단면도이다.
도 24는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치의 단면도이다.
도 25 및 도 26은 도 24의 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치의 제조 단계별 단면도이다.
도 27은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치의 단면도이다.
도 28 및 도 29는 도 27의 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치의 제조 단계별 단면도이다.

첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.

이제 본 발명의 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

먼저, 도 1을 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치의 단면도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치는 투과형 전기 습윤 표시 장치로서, 화소 전극(190)이 형성되어 있는 하부 기판(110), 하부 기판(110)과 대향하며 공통 전극(270)이 형성되어 있는 상부 기판(210), 하부 기판(110)과 상부 기판(210) 사이에 위치하는 전기 광학층(310, 320)을 포함한다. 하부 기판(110)에는 복수의 개구부(격벽과 격벽 사이의 공간)를 가지는 격벽(350)이 형성되어 있으며, 전기 광학층(310, 320)은 격벽(350)의 개구부 내부에 배치되어 있는 흑색 오일층(310)과 격벽(350), 흑색 오일층(310) 및 공통 전극(270) 사이에 위치하는 수용액층(320)을 포함한다.

하부 기판(110) 및 상부 기판(210)은 유리 기판, 플라스틱 또는 유리 섬유 강화 플라스틱(FRP, glass fiber reinforced plastic)으로 이루어지는 가요성(flexible) 기판일 수 있다.

하부 기판(110) 위에 일 방향으로 뻗어 있는 복수의 게이트선에 연결된 게이트 전극(124) 및 게이트 확장부(129)가 형성되어 있다. 게이트 확장부(129)는 게이트 구동부로부터 게이트 신호를 인가받기 위하여 폭이 확장된 부분이다. 게이트선. 게이트 전극(124) 및 게이트 확장부(129) 위에는 질화 규소(SiNx) 따위로 이루어진 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다.

게이트 절연막(140) 위에는 수소화 비정질 규소(hydrogenated amorphous silicon) 따위로 이루어진 반도체층(154)이 형성되어 있다. 반도체층(154)은 박막 트랜지스터의 채널을 이룬다. 게이트 절연막(140) 및 반도체층(154) 위에는 데이터선과 드레인 전극(175)이 형성되어 있다. 데이터선은 게이트선에 수직하는 방향으로 뻗어 게이트선과 교차하며 각 데이터선에서 뻗어 나온 가지는 소스 전극(173) 및 데이터 구동부로부터 데이터 전압을 인가받기 위하여 폭이 확장된 데이터 확장부(179)를 가진다. 한 쌍의 소스 전극(173)과 드레인 전극(175)은 각각 반도체층(154)의 위에 적어도 일부분 위치하고, 서로 분리되어 있으며 게이트 전극(124)에 대하여 서로 반대쪽에 위치한다.

반도체층(154)과 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175) 사이에는 저항성 접촉 부재가 위치하여 이들 사이의 접촉 저항을 낮추어 줄 수 있다.

소스 전극(173), 드레인 전극(175), 반도체층(154) 및 게이트 절연막(140) 위에는 산화 규소 또는 질화 규소 등의 절연 물질 또는 유기 물질로 이루어진 층간 절연막(180)이 형성되어 있다. 층간 절연막(180)에는 드레인 전극(175)를 노출하는 접촉 구멍(185), 게이트 확장부(129)를 노출하는 접촉 구멍(182) 및 데이터 확장부(179)를 노출하는 접촉 구멍(187)이 형성되어 있다.

층간 절연막(180) 위에는 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide) 따위의 투명한 도전 물질로 만들어지는 화소 전극(190), 게이트 패드용 보조 전극(192) 및 데이터 패드용 보조 전극(197)이 형성되어 있다.

게이트 확장부(129)를 노출시키는 접촉 구멍(182)은 게이트 절연막(140)에도 형성되어 있다. 화소 전극(190)은 접촉 구멍(185)을 통하여 드레인 전극(175)과 물리적, 전기적으로 연결되어 있다. 게이트 패드용 보조 전극(192)은 게이트 확장부(129)를 노출시키는 접촉 구멍(182)을 통하여 게이트 확장부(129)와 연결되어 있다. 또한, 데이터 패드용 보조 전극(197)은 데이터 확장부(179)를 노출시키는 접촉 구멍(187)을 통하여 데이터 확장부(179)와 연결되어 있다.

화소 전극(190) 위에는 보호층(195)이 형성되어 있으며, 도 1의 실시예에서는 보호층(195)이 유기 물질로 형성되어 있다. 표시 영역의 보호층(195)은 유기막이라고도 하여 중간 영역(2)의 보호층(195)과 구분시킬 수도 있다. 보호층(195)은 게이트 패드용 보조 전극(192) 및 데이터 패드용 보조 전극(197)의 위에는 형성되지 않는다. 보호층(195)은 인접하는 화소 전극(190) 사이에 발생한 단차를 제거하는 역할을 가질 수도 있다.

보호층(195)의 위에는 발수층(90)이 형성되어 있으며, 발수층(90)은 소수성을 가지는 절연 물질로 형성된다. 발수층(90)은 보호층(195) 위에만 형성되어 있어 게이트 패드용 보조 전극(192) 및 데이터 패드용 보조 전극(197)의 위에는 형성되지 않는다.

발수층(90) 위에는 격벽(350)이 형성되어 있다. 격벽(350)은 개구부를 가지는 매트릭스 형태로 형성되어 화소 영역을 정의하며, 블랙 색소를 함유하는 유기막으로 형성될 수 있다.

격벽(350)의 개구부의 사이이며, 발수층(90)의 위에는 흑색 오일층(310)이 형성되어 있다.

한편, 상부 기판(210)의 아래에는 개구부를 가지는 블랙 매트릭스(220)가 형성되며, 블랙 매트릭스(220)의 개구부에는 컬러 필터(230)가 형성되어 있다.

컬러 필터(230) 및 블랙 매트릭스(220)의 아래에는 평탄화층(250)이 형성되어 있으며, 평탄화층(250)의 아래에는 공통 전극(270)이 형성되어 있다.

한편, 격벽(350) 및 흑색 오일층(310)과 공통 전극(270) 사이에는 수용액층(320)이 형성되어 있다. 수용액층(320)은 흑색 오일층(310)과 썩이지 않는다.

화소 전극(190)과 공통 전극(270) 사이에 전계가 형성되지 않은 화소(B)에는 수용액층(320)의 표면 장력이 변화되지 않으므로 흑색 오일층(310)은 해당 화소(B) 전체를 덮고 있다. 따라서, 하부로부터 입사되는 광이 상부로 방출되지 않아 흑색을 표시하게 된다.

반면, 화소 전극(190)과 공통 전극(270) 사이에 전계가 형성된 화소(A)에는 수용액층(320)의 표면 장력이 변화되므로 흑색 오일층(310)을 압축시켜 해당 화소(A)를 개방시킬 수 있다. 따라서, 하부로부터 입사되는 광이 상부로 방출되며, 화소(A)는 컬러 필터(230)에 따른 색상을 표시하게 된다.

실시예에 따라서는 컬러 필터(230)는 생략할 수 있으며, 본 발명에 의한 평판 표시 장치가 컬러 필터(230)를 포함하지 않는 경우 화소(A)는 백색을 표시하게 되고, 따라서 흑백 표시 장치로 이용될 수 있다.

또한, 실시예에 따라서는 게이트 구동부가 게이트 패드용 보조 전극(192)이 형성된 위치에 집적되어 형성될 수 있다. 이 때, 게이트 구동부는 표시 영역이 형성되는 공정과 같은 공정으로 형성되며, 게이트선에 게이트 확장부(129)가 형성될 필요가 없고, 직접 게이트 구동부와 연결될 수 있다. 이 경우 게이트 패드용 보조 전극(192)도 불필요하며, 게이트 확장부(129)를 노출시키는 접촉 구멍(182)도 삭제될 수 있다.

게이트 패드용 보조 전극(192)이 삭제될 수도 있으므로, 이하에서 게이트 패드용 보조 전극(192) 및 데이터 패드용 보조 전극(197)은 패드용 보조 전극이라는 하나의 용어를 사용할 수도 있다. 이하에서 패드용 보조 전극은 게이트 패드용 보조 전극(192) 및 데이터 패드용 보조 전극(197)을 포함하거나 두 보조 전극 중 하나가 형성될 필요가 없는 경우에는 나머지 하나의 보조 전극만을 의미한다.

이하의 도 2 내지 도 6 및 도 1을 통하여 본 발명의 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치의 제조 방법에 대하여 순차적으로 살펴본다.

도 2 내지 도 6은 도 1의 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치의 제조 단계별 단면도이다.

도 2 내지 도 6은 도 1의 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치의 하부 기판(110)위에 형성되는 각 층을 순서대로 도시하고 있다.

먼저, 도 2에서는 하부 기판(110)위에 게이트 전극(124) 및 게이트 확장부(129)를 포함하는 게이트선, 게이트 절연막(140), 반도체층(154), 소스 전극(173) 및 데이터 확장부(179)를 포함하는 데이터선 및 드레인 전극(175)를 순차적으로 형성하고, 이를 덮는 층간 절연막(180)을 적층한다.

그 후, 적층된 층간 절연막(180)에 드레인 전극(175)을 노출시키는 접촉 구멍(185), 게이트 확장부(129)를 노출시키는 접촉 구멍(182) 및 데이터 확장부(179)를 노출시키는 접촉 구멍(187)을 형성한다.

그 후, 도 3에서 도시하고 있는 바와 같이, ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide) 따위의 투명한 도전 물질을 적층한 후 패터닝하여 화소 전극(190), 게이트 패드용 보조 전극(192) 및 데이터 패드용 보조 전극(197)을 형성한다. 화소 전극(190)은 드레인 전극(175)을 노출시키는 접촉 구멍(185)을 통하여 드레인 전극(175)과 연결된다. 게이트 패드용 보조 전극(192)은 게이트 확장부(129)를 노출시키는 접촉 구멍(182)을 통하여 게이트 확장부(129)와 연결되며, 데이터 패드용 보조 전극(197)은 데이터 확장부(179)를 노출시키는 접촉 구멍(187)을 통하여 데이터 확장부(179)와 연결된다.

그 후, 도 4에 도시하고 있는 바와 같이 보호층(195)을 형성한다. 도 4의 보호층은 유기 물질로 형성되어 유기 보호층이라고도 한다. 유기 물질을 전 영역에 적층하고 게이트 패드용 보조 전극(192) 및 데이터 패드용 보조 전극(197)은 노출되도록 식각하거나, 게이트 패드용 보조 전극(192) 및 데이터 패드용 보조 전극(197)을 제외한 전 영역에 적층하여 형성한다. 즉, 보호층(195)은 화상이 표시되는 표시 영역과 게이트 패드용 보조 전극(192) 및 데이터 패드용 보조 전극(197)가 형성되어 있는 패드 영역의 사이 영역인 중간 영역에도 형성된다. 즉, 표시 영역과 중간 영역에 보호층(195)이 형성되며, 패드 영역에는 형성하지 않는다.

그 후, 도 5에서 도시하고 있는 바와 같이 보호층(195)위에 슬릿 코팅 방식으로 발수층(90)을 형성한다. 발수층(90)은 게이트 패드용 보조 전극(192) 및 데이터 패드용 보조 전극(197)의 위(패드 영역)에는 형성되지 않으며, 보호층(195)이 형성된 표시 영역 및 중간 영역에만 코팅한다. 이를 위하여 슬릿의 온/오프를 조절하여야 하며, 도 5에서는 보호층(195)과 발수층(90)의 끝단이 서로 일치하는 것으로 도시되어 있지만, 반드시 그러한 것은 아니다. 발수층(90)은 소수성 특성으로 인하여 그 위에 층을 형성하기 어려워 그 위에 실(seal) 부재가 형성되기 어려운 문제가 있다. 이에 발수층(90) 보다는 보호층(195)이 더 넓게 형성되는 것이 바람직할 수 있다.

그 후, 도 6에서 도시하고 있는 바와 같이 중간 영역에 코팅된 발수층(90)을 제거한다. 본 실시예에서는 에지 비드 리무버(edge bead remover; EBR) 방식으로 발수층(90)을 제거한다. 에지 비드 리무버(EBR) 방식은 전극봉(도 12의 15 참고)에서 플라즈마를 방출하여 주변의 층을 식각한다. 이 때, 에지 비드 리무버(EBR)에 의하여 중간 영역의 발수층(90)은 전부 식각되지만, 그 아래의 보호층(195)은 식각될 수도 있고, 남아 있을 수도 있다.

이하에서는 슬릿 코팅과 에지 비드 리무버(EBR)에 대하여 살펴본다.

먼저, 도 7 내지 도 11을 통하여 슬릿 코팅에 대하여 살펴본다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치에서 슬릿 코팅 방식으로 발수층을 코팅하는 모습을 간략하게 그린 도면이고, 도 8 내지 도 11은 슬릿 코팅의 방향에 따라 코팅된 발수층의 두께를 3개의 실험예를 통하여 살펴본 도면이다.

도 7에서는 슬릿 코팅 방식을 도시하고 있다.

도 7에서는 모기판(100) 상에 두 개의 표시 영역(1)을 형성하는 경우를 도시하고 있다.

노즐(10)은 온/오프 동작에 의하여 소수성 절연 물질을 배출하거나 배출하지 않는다. 소수성 절연 물질을 배출되면, 모기판(100) 상에 발수층(90)이 코팅되며, 배출되지 않으면 발수층(90)이 형성되지 않게 된다.

또한, 노즐(10)은 하나의 방향(이하 코팅 방향이라 함)으로 이동하면서 코팅하게 되며, 이동 중 노즐(10)의 온/오프 동작에 의하여 발수층(90)이 형성되거나 형성되지 않도록 조절한다. 한편, 노즐(10)에는 심(sim)이 형성되어 있어 코팅 방향의 수직 방향으로도 발수층(90)이 균일하게 코팅되도록 한다.

실제 발수층(90)은 표시 영역(1)에만 형성되면 되지만, 슬릿 코팅 방식으로 표시 영역(1)에만 균일하게 발수층(90)을 코팅하는 것이 어려워 표시 영역(1)의 주변 영역인 중간 영역(2)에서도 발수층(90)을 도포한다.

도 8 내지 도 11에서는 슬릿 코팅시 코팅 방향 및 형성된 발수층의 두께의 균일성을 살펴보았다.

먼저, 도 8에서 도시하고 있는 바와 같이 코팅 방향을 따라서 슬릿 코팅으로 발수층(90)을 20㎛ 코팅한 후, 4개의 끝단(계열 1, 계열 2, 계열 3, 계열 4)에서 두께의 변화를 살펴보았다.

도 9 내지 도 11은 세 개의 실험예이며, 세로축은 Å 단위이며, 가로축은 ㎛ 단위이다. 도 9 내지 도 11에서는 코팅 방향에 위치하는 끝단에서 가장 큰 두께 변화가 발생하는 것을 확인할 수 있으며, 코팅 두께가 일정하지 않은 부분(비균일 코팅 영역)은 코팅의 끝단으로부터 7mm 내지 15mm의 범위내에서 존재함을 확인할 수 있다. 슬릿 코팅을 조절함에 의하여 실시예에 따라서는 7mm만 제거하여도 될 수 있으며, 최대 15mm를 제거하여야 할 수도 있다.

그러므로 슬릿 코팅으로 발수층(90)을 형성하는 경우 균일한 두께가 필요로하는 표시 영역(1)에서는 코팅된 발수층(90)의 비균일 코팅 영역이 형성되도록 할 수 없고, 중간 영역(2)에 비균일 코팅 영역이 위치하도록 하여야 한다. 또한, 비균일 코팅 영역을 남겨두는 것은 중간 영역의 폭이 넓어져 표시 영역(1)과 패드 영역간의 거리가 멀어지고, 불필요한 공간이 증가하는 문제가 있으므로, 본 발명의 실시예에서는 비균일 코팅 영역의 발수층(90)은 에지 비드 리무버(EBR)방식으로 간단하게 제거한다.

이하에서는 도 12 내지 도 18을 통하여 에지 비드 리무버(EBR)에 대하여 살펴본다.

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치에서 EBR을 통하여 코팅된 발수층을 일부 제거하는 모습을 간략하게 그린 도면이고, 도 13 내지 도 15는 EBR에 의하여 제거된 발수층의 두께를 살펴본 도면이고, 도 16 내지 도 18은 EBR 공정시 보호층이 없는 경우 하부막에 발생하는 손상을 찍은 사진이다.

도 12에서는 에지 비드 리무버(EBR) 방식으로 식각하는 방법을 도시하고 있다.

도 12에서는 모기판(100) 상에 두 개의 표시 영역(1)을 형성하는 경우를 도시하고 있으며, 중간 영역에 형성된 비균일 코팅 영역의 발수층(90)을 제거하기 위하여 각 표시 영역(1) 주변의 상하좌우 4개의 영역에 각각 전극봉(15)을 위치시키고 주변의 발수층(90)을 제거한다. 도 12에서는 4개의 영역에 모두 전극봉(15)을 위치시키는 것을 도시하기 위하여 하나는 실선으로 전극봉(15)을 도시하였으며, 나머지는 점선으로 도시하였다.

전극봉(15)에서는 플라즈마가 방출되어 주변의 층을 식각하며, 제거할 층의 폭이 큰 경우에는 전극봉(15)을 이동하면서 식각할 수도 있다. 식각시 발수층(90)의 아래의 층(예를 들면, 보호층(195))도 함께 식각될 수 있다.

도 13 내지 도 15에서는 발수층(90)을 적층한 후 에지 비드 리무버(EBR) 방식으로 3개의 식각 영역(3)을 형성하고, 그에 따른 발수층(90)의 두께 변화를 살펴보았다.

즉, 균일하게 형성된 발수층(90) 중 3곳에 전극봉(15)을 위치시키고 식각하여 식각 영역(3)을 형성하고, XIV 및 XV선을 따라서 두께를 스캔하였다. 도 14 및 도 15는 각각 XIV선 및 XV선을 따라 두께를 스캔한 결과 그래프이다.

먼저 도 15에서는 식각 영역(3)에서는 균일한 두께로 식각되는 것을 알 수 있다. 즉, 발수층(90)을 에지 비드 리무버(EBR) 방식으로 균일하게 식각할 수 있음을 알 수 있으며, 에지 비드 리무버(EBR)의 식각 시간을 조절하여 식각 깊이를 조절할 수 있다.

한편, 도 14에서는 식각된 발수층(90)의 끝단의 두께를 확인할 수 있는데, 약 1.4mm 정도는 불균일한 두께를 가지는 것을 확인할 수 있다. 그러므로 표시 영역(1)으로부터 1.4mm 정도는 발수층(90)을 남기고 식각하는 것이 바람직하다.

에지 비드 리무버(EBR) 방식은 플라즈마를 사용하고 있기 때문에, 발수층(90)을 빠르게 제거할 수 있다는 장점이 있지만, 발수층(90) 하부의 막에 손상을 가할 수도 있다.

도 16 내지 도 18에서는 에지 비드 리무버(EBR)로 식각한 경우 하부막에 발생하는 손상을 찍은 사진을 보여주고 있다.

먼저, 도 16에서는 보호층(195)이 없는 경우 에지 비드 리무버(EBR)로 식각한 경우 플라즈마에 배선이 노출되어 손상(damage)이 발생한 것을 볼 수 있으며, 플라즈마에 노출되지 않은 부분만이 손상이 없음을 알 수 있다.

이에 도 17에서는 보호층이 없는 경우(no protect layer), 얇은 보호층이 있는 경우(thin protect layer) 및 두꺼운 보호층이 있는 경우(thick protect layer)를 구분하여 실험한 결과를 도시한다. 얇은 보호층이 있는 경우(thin protect layer)의 보호층의 두께는 4㎛이며, 두꺼운 보호층은 6㎛ 이상이다.

먼저 도 17에서 좌측에 제시된 조건으로 에지 비드 리무버(EBR)로 식각한 경우 보호층이 없으면 하부막에 손상이 발생하는 것을 확인할 수 있다.

한편, 도 17에서 얇은 보호층이 있는 경우(thin protect layer)와 두꺼운 보호층이 있는 경우(thick protect layer)에서는 그을린 모습을 확인할 수 있는데, 도 18에서는 얇은 보호층이 있는 경우(thin protect layer)의 표면 및 단면 사진이다. 도 18에서 알수 있는 바와 같이 4㎛ 정도의 얇은 보호층이 있더라도 보호층(195)만이 손상을 입을 뿐, 하부막에는 손상이 없음을 알 수 있다.

그러므로 에지 비드 리무버(EBR) 방식으로 식각시 보호층(195)은 필요하며, 두께는 4㎛ 이상이면 하부막에 손상을 가하지 않을 수 있다.

이상과 같은 방식으로 제작된 전기 습윤 표시 장치의 하부 기판의 실제 사진 및 그에 따른 표시 영역(1), 중간 영역(2) 및 패드 영역(129, 179)를 살펴보면, 도 19와 같다.

도 19는 본 발명의 실시예에 따라서 제작된 전기 습윤 표시 장치를 찍은 사진이다.

도 19에서는 모기판(100) 상에 두 개의 표시 영역(1)을 형성하는 경우를 도시하고 있으며, 게이트 패드용 보조 전극(192) 및 데이터 패드용 보조 전극(197)가 형성된 패드 영역과 표시 영역(1) 및 그 사이에 위치하는 중간 영역(2)을 도시하고 있다. 패드 영역은 게이트 패드용 보조 전극(192) 및 데이터 패드용 보조 전극(197)가 형성된 영역을 중심으로 중간 영역(2)의 외측 영역이다.

중간 영역(2)은 슬릿 코팅 방식으로 발수층(90)이 코팅되었다가 제거되는 영역이며, 표시 영역(1)의 발수층(90)이 균일하기 위하여 중간 영역(2)은 적어도 7mm의 폭을 가질 수 있다. 또한, 에지 비드 리무버(EBR) 방식으로 식각시 식각된 발수층(90)도 끝단에서 1.4mm 정도는 두께가 일정하지 않으므로 표시 영역(1)의 외부 1.4mm 정도는 발수층(90)이 남아 있을 수 있다. 일반적으로 화상을 표시하는 표시 영역(1)의 주변에는 더미 화소, 신호 배선 등 일정 두께의 영역이 포함되고 있어, 1.4mm의 발수층(90)을 남기는 것은 큰 문제는 없다.

이상에서는 보호층(195)으로 별도로 형성된 유기 보호층을 설명하였는데, 이하에서는 다른 방식으로 형성되는 보호층(195)에 대하여 살펴본다.

먼저, 도 20 내지 도 23에서의 보호층(195)은 격벽과 함께 형성되는 보호층을 도시하고 있다.

도 20은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치의 단면도이다.

도 20에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치는 투과형 전기 습윤 표시 장치로서, 화소 전극(190)이 형성되어 있는 하부 기판(110), 하부 기판(110)과 대향하며 공통 전극(270)이 형성되어 있는 상부 기판(210), 하부 기판(110)과 상부 기판(210) 사이에 위치하는 전기 광학층(310, 320)을 포함한다. 하부 기판(110)에는 복수의 개구부(격벽과 격벽 사이의 공간)를 가지는 격벽(350)이 형성되어 있으며, 전기 광학층(310, 320)은 격벽(350)의 개구부 내부에 배치되어 있는 흑색 오일층(310)과 격벽(350), 흑색 오일층(310) 및 공통 전극(270) 사이에 위치하는 수용액층(320)을 포함한다.

하부 기판(110) 및 상부 기판(210)은 유리 기판, 플라스틱 또는 유리 섬유 강화 플라스틱(FRP)으로 이루어지는 가요성(flexible) 기판일 수 있다.

소스 전극(173), 드레인 전극(175), 반도체층(154) 및 게이트 절연막(140) 위에는 산화 규소 또는 질화 규소 등의 절연 물질 또는 유기 물질로 이루어진 층간 절연막(180)이 형성되어 있다. 층간 절연막(180)에는 드레인 전극(175)를 노출하는 접촉 구멍(185), 게이트 확장부(129)를 노출하는 접촉 구멍(182) 및 데이터 확장부(179)를 노출하는 접촉 구멍(187)이 형성되어 있다. 게이트 확장부(129)를 노출시키는 접촉 구멍(182)은 게이트 절연막(140)에도 형성되어 있다.

화소 전극(190)은 접촉 구멍(185)을 통하여 드레인 전극(175)과 물리적, 전기적으로 연결되어 있다. 게이트 패드용 보조 전극(192)은 게이트 확장부(129)를 노출시키는 접촉 구멍(182)을 통하여 게이트 확장부(129)와 연결되어 있다. 또한, 데이터 패드용 보조 전극(197)은 데이터 확장부(179)를 노출시키는 접촉 구멍(187)을 통하여 데이터 확장부(179)와 연결되어 있다.

화소 전극(190) 위에는 격벽(350)이 형성되어 있다. 격벽(350)은 개구부를 가지는 매트릭스 형태로 형성되어 화소 영역을 정의하며, 블랙 색소를 함유하는 유기막으로 형성될 수 있다. 한편, 보호층(351)도 격벽(350)과 함께 형성된다. 보호층(351)은 모두 식각되어 중간 영역(2)에 남아있지 않을 수 있지만, 도 22 및 도 23을 참고하면, 보호층(351)이 격벽(350)과 동일한 물질로 형성되는 것을 확인할 수 있다. 도 20에서는 보호층(351)이 모두 식각된 것으로 도시되어 있지만, 실제로는 보호층(351)이 중간 영역(2)에서 일부 남아 있을 수 있다.

격벽(350)의 개구부의 사이이며, 화소 전극(190)의 위에는 발수층(90)이 형성되어 있다. 발수층(90)은 소수성을 가지는 절연 물질로 형성된다. 도 23을 참고하면, 발수층(90)은 중간 영역(2)에서 보호층(351)의 위에 형성되지만, 식각 공정에 의하여 제거된다. 발수층(90)은 게이트 패드용 보조 전극(192) 및 데이터 패드용 보조 전극(197)의 위에는 형성되지 않는다.

격벽(350)의 개구부의 사이이며, 발수층(90) 위에는 흑색 오일층(310)이 형성되어 있다.

실시예에 따라서는 컬러 필터(230)는 생략할 수 있다. 또한, 실시예에 따라서는 게이트 구동부가 게이트 패드용 보조 전극(192)이 형성된 위치에 집적되어 형성될 수 있다. 이 때, 게이트 구동부는 표시 영역이 형성되는 공정과 같은 공정으로 형성되며, 게이트선에 게이트 확장부(129)가 형성될 필요가 없고, 직접 게이트 구동부와 연결될 수 있다. 이 경우 게이트 패드용 보조 전극(192)도 불필요하며, 게이트 확장부(129)를 노출시키는 접촉 구멍(182)도 삭제될 수 있다.

이하에서는 도 21 내지 도 23을 통하여 도 20의 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치의 제조 방법에 대하여 상세하게 살펴본다.

도 21 내지 도 23은 도 20의 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치의 제조 단계별 단면도이다.

먼저, 도 21에서는 하부 기판(110)위에 게이트 전극(124) 및 게이트 확장부(129)를 포함하는 게이트선, 게이트 절연막(140), 반도체층(154), 소스 전극(173) 및 데이터 확장부(179)를 포함하는 데이터선 및 드레인 전극(175)를 순차적으로 형성하고, 이를 덮는 층간 절연막(180)을 적층한다.

그 후, ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide) 따위의 투명한 도전 물질을 적층한 후 패터닝하여 화소 전극(190), 게이트 패드용 보조 전극(192) 및 데이터 패드용 보조 전극(197)을 형성한다. 화소 전극(190)은 드레인 전극(175)을 노출시키는 접촉 구멍(185)을 통하여 드레인 전극(175)과 연결된다. 게이트 패드용 보조 전극(192)은 게이트 확장부(129)를 노출시키는 접촉 구멍(182)을 통하여 게이트 확장부(129)와 연결되며, 데이터 패드용 보조 전극(197)은 데이터 확장부(179)를 노출시키는 접촉 구멍(187)을 통하여 데이터 확장부(179)와 연결된다.

그 후, 도 22에 도시하고 있는 바와 같이 격벽(350)과 함께 보호층(351)을 형성한다. 보호층(351)은 격벽(350)과 동일한 물질로 형성되며, 블랙 색소를 함유하는 유기막으로 형성될 수 있다. 보호층(351)이 도 1과 달리 격벽용 재료로 형성되어 있으므로 격벽 보호층(351)이라고도 한다. 격벽(350)과 보호층(351)은 블랙 색소를 함유하는 유기 물질을 도포한 후 격벽(350)과 격벽(350)사이의 개구부를 식각할 때 게이트 패드용 보조 전극(192) 및 데이터 패드용 보조 전극(197)위에 적층된 블랙 색소를 함유하는 유기 물질을 제거한다. 이 때, 보호층(351)도 식각하여 격벽(350)에 비하여 작은 두께를 가지도록 식각할 수 있다. 보호층(351)은 표시 영역(1)의 외측인 중간 영역(2)에 형성되며, 패드 영역에는 형성되지 않는다. 보호층(351)의 두께는 두께는 4㎛ 이상이다.

그 후, 도 23에서 도시하고 있는 바와 같이 보호층(351)위에 슬릿 코팅 방식으로 발수층(90)을 형성한다. 발수층(90)은 게이트 패드용 보조 전극(192) 및 데이터 패드용 보조 전극(197)의 위(패드 영역)에는 형성되지 않으며, 보호층(351)이 형성된 표시 영역 및 중간 영역(2)에만 코팅한다. 이를 위하여 슬릿의 온/오프를 조절하여야 하며, 도 23에서는 보호층(351)과 발수층(90)의 끝단이 서로 일치하는 것으로 도시되어 있지만, 반드시 그러한 것은 아니다. 발수층(90)은 소수성 특성으로 인하여 그 위에 층을 형성하기 어려워 그 위에 실(seal) 부재가 형성되기 어려운 문제가 있다. 이에 발수층(90) 보다는 보호층(351)이 더 넓게 형성되는 것이 바람직할 수 있다.

그 후, 도 20에서 도시하고 있는 바와 같이 중간 영역(2)에 코팅된 발수층(90) 및 보호층(351)을 제거한다. 본 실시예에서는 에지 비드 리무버(edge bead remover; EBR) 방식으로 발수층(90)을 제거한다. 에지 비드 리무버(EBR) 방식은 전극봉(15)에서 플라즈마를 방출하여 주변의 층을 식각하며, 전극봉(15)을 표시 영역의 상하좌우 사면의 중간 영역(2)에 각각 위치시키고 플라즈마에 의하여 식각한다. 이 때, 에지 비드 리무버(EBR)에 의하여 중간 영역의 발수층(90)은 전부 식각되지만, 그 아래의 보호층(351)은 도 20과 달리 일부 남아 있을 수도 있다.

이하의 도 24 내지 도 26에서는 컬러 필터와 함께 보호층(231)을 형성하는 실시예를 살펴본다.

도 24는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치의 단면도이다.

도 24에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치는 투과형 전기 습윤 표시 장치로서, 화소 전극(190)이 형성되어 있는 하부 기판(110), 하부 기판(110)과 대향하며 공통 전극(270)이 형성되어 있는 상부 기판(210), 하부 기판(110)과 상부 기판(210) 사이에 위치하는 전기 광학층(310, 320)을 포함한다. 하부 기판(110)에는 복수의 개구부(격벽과 격벽 사이의 공간)를 가지는 격벽(350)이 형성되어 있으며, 전기 광학층(310, 320)은 격벽(350)의 개구부 내부에 배치되어 있는 흑색 오일층(310)과 격벽(350), 흑색 오일층(310) 및 공통 전극(270) 사이에 위치하는 수용액층(320)을 포함한다.

화소 전극(190) 위에는 컬러 필터(230)가 형성되어 있으며, 보호층(231)도 컬러 필터(230)와 함께 중간 영역(2)에 형성된다. 다만, 보호층(231)은 모두 식각되어 중간 영역(2)에 남아있지 않을 수 있지만, 도 25 및 도 26을 참고하면, 보호층(231)이 컬러 필터(230)와 동일한 물질로 형성되는 것을 확인할 수 있다.

컬러 필터(230) 및 보호층(231)은 특정 파장만 투과시키는 안료로 형성되거나 양자점(quantum dot, semiconductor nanocrystal) 물질로 형성될 수도 있다. 양자점 물질은 수 나노 크기의 결정 구조를 가진 반도체 물질로서, 수백에서 수천 개 정도의 원자로 구성되어 있고, 크기가 매우 작기 때문에 단위 부피당 표면적이 넓고, 양자 구속(quantum confinement) 효과 등을 나타낸다. 따라서 반도체 물질 자체의 고유한 특성과는 다른 독특한 물리화학적 특성을 나타낸다.

컬러 필터(230)위에는 발수층(90)이 형성되어 있다. 발수층(90)은 소수성을 가지는 절연 물질로 형성된다. 도 26을 참고하면, 발수층(90)은 중간 영역(2)에서 보호층(231)의 위에 형성되지만, 식각 공정에 의하여 제거된다. 발수층(90)은 게이트 패드용 보조 전극(192) 및 데이터 패드용 보조 전극(197)의 위에는 형성되지 않는다.

발수층(90)의 위에는 개구부를 가지는 격벽(350)이 형성되며, 격벽(350)의 개구부의 사이에는 흑색 오일층(310)이 형성되어 있다.

한편, 상부 기판(210)의 아래에는 개구부를 가지는 블랙 매트릭스(220)가 형성되어 있다.

블랙 매트릭스(220)의 아래에는 평탄화층(250)이 형성되어 있으며, 평탄화층(250)의 아래에는 공통 전극(270)이 형성되어 있다.

실시예에 따라서는 게이트 구동부가 게이트 패드용 보조 전극(192)이 형성된 위치에 집적되어 형성될 수 있다. 이 때, 게이트 구동부는 표시 영역이 형성되는 공정과 같은 공정으로 형성되며, 게이트선에 게이트 확장부(129)가 형성될 필요가 없고, 직접 게이트 구동부와 연결될 수 있다. 이 경우 게이트 패드용 보조 전극(192)도 불필요하며, 게이트 확장부(129)를 노출시키는 접촉 구멍(182)도 삭제될 수 있다.

이하에서는 도 25 및 도 26을 통하여 도 24의 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치의 제조 방법에 대하여 상세하게 살펴본다.

도 25 및 도 26은 도 24의 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치의 제조 단계별 단면도이다.

먼저, 도 25에서는 하부 기판(110)위에 게이트 전극(124) 및 게이트 확장부(129)를 포함하는 게이트선, 게이트 절연막(140), 반도체층(154), 소스 전극(173) 및 데이터 확장부(179)를 포함하는 데이터선 및 드레인 전극(175)를 순차적으로 형성하고, 이를 덮는 층간 절연막(180)을 적층한다.

그 후, 컬러 필터(230)와 함께 보호층(231)을 형성한다. 보호층(231)은 컬러 필터(230)와 동일한 물질로 형성되며, 한 색의 컬러 필터로만 형성되거나, 2 이상의 색의 컬러 필터가 중첩되어 형성될 수도 있다.

즉, 도 24의 실시예에서는 보호층(231)이 도 1 및 도 20과 달리 컬러 필터와 동일한 물질로 형성되어 있으므로 컬러 필터 보호층(231)이라고도 한다. 컬러 필터용 물질을 도포한 후 컬러 필터(230)를 만들기 위하여 식각할 때 게이트 패드용 보조 전극(192) 및 데이터 패드용 보조 전극(197)위에 적층된 컬러 필터용 물질을 제거할 수 있다. 이 때, 보호층(231)도 식각하여 컬러 필터(230)에 비하여 작은 두께를 가지도록 식각할 수 있다. 보호층(231)은 표시 영역(1)의 외측인 중간 영역(2)에 형성되며, 패드 영역에는 형성되지 않는다. 보호층(231)의 두께는 두께는 4㎛ 이상이다.

한편, 실시예에 따라서는 컬러 필터를 잉크젯 방식으로 형성할 수 있으며, 이때, 보호층(231)이 형성될 중간 영역(2)에만 도포되도록 할 수도 있다.

그 후, 도 26에서 도시하고 있는 바와 같이 보호층(231)위에 슬릿 코팅 방식으로 발수층(90)을 형성한다. 발수층(90)은 게이트 패드용 보조 전극(192) 및 데이터 패드용 보조 전극(197)의 위(패드 영역)에는 형성되지 않으며, 표시 영역 및 보호층(231)이 형성된 중간 영역(2)에만 코팅한다. 이를 위하여 슬릿의 온/오프를 조절하여야 하며, 도 26에서는 보호층(231)과 발수층(90)의 끝단이 서로 일치하는 것으로 도시되어 있지만, 반드시 그러한 것은 아니다. 발수층(90)은 소수성 특성으로 인하여 그 위에 층을 형성하기 어려워 그 위에 실(seal) 부재가 형성되기 어려운 문제가 있다. 이에 발수층(90) 보다는 보호층(231)이 더 넓게 형성되는 것이 바람직할 수 있다.

그 후, 도 24에서 도시하고 있는 바와 같이 중간 영역(2)에 코팅된 발수층(90) 및 보호층(231)을 제거한다. 본 실시예에서는 에지 비드 리무버(edge bead remover; EBR) 방식으로 발수층(90)을 제거한다. 에지 비드 리무버(EBR) 방식은 전극봉(15)에서 플라즈마를 방출하여 주변의 층을 식각하며, 전극봉(15)을 표시 영역의 상하좌우 사면의 중간 영역(2)에 각각 위치시키고 플라즈마에 의하여 식각한다. 이 때, 에지 비드 리무버(EBR)에 의하여 중간 영역의 발수층(90)은 전부 식각되지만, 그 아래의 보호층(231)은 도 24와 달리 일부 남아 있을 수도 있다.

이하의 도 27 내지 도 29에서는 블랙 매트릭스와 함께 보호층(221)을 형성하는 실시예를 살펴본다.

도 27은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치의 단면도이다.

도 27에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치는 투과형 전기 습윤 표시 장치로서, 화소 전극(190)이 형성되어 있는 하부 기판(110), 하부 기판(110)과 대향하며 공통 전극(270)이 형성되어 있는 상부 기판(210), 하부 기판(110)과 상부 기판(210) 사이에 위치하는 전기 광학층(310, 320)을 포함한다. 하부 기판(110)에는 복수의 개구부(격벽과 격벽 사이의 공간)를 가지는 격벽(350)이 형성되어 있으며, 전기 광학층(310, 320)은 격벽(350)의 개구부 내부에 배치되어 있는 흑색 오일층(310)과 격벽(350), 흑색 오일층(310) 및 공통 전극(270) 사이에 위치하는 수용액층(320)을 포함한다.

화소 전극(190) 위에는 개구부를 가지는 블랙 매트릭스(220)가 형성되어 있으며, 보호층(221)도 블랙 매트릭스(220)와 함께 중간 영역(2)에 형성되어 있다. 다만, 보호층(221)은 모두 식각되어 중간 영역(2)에 남아 있지 않을 수 있지만, 도 28 및 도 29를 참고하면, 보호층(221)이 블랙 매트릭스와 동일한 물질로 형성되는 것을 확인할 수 있다. 블랙 매트릭스(220) 및 보호층(221)은 빛을 투과시키지 않는 안료를 포함하는 유기물질로 형성될 수 있다.

화소 전극(190) 및 블랙 매트릭스(220)위에는 컬러 필터(230)가 형성되어 있다. 컬러 필터(230)는 특정 파장만 투과시키는 안료로 형성되거나 양자점(quantum dot, semiconductor nanocrystal) 물질로 형성될 수도 있다.

컬러 필터(230)위에는 발수층(90)이 형성되어 있다. 발수층(90)은 소수성을 가지는 절연 물질로 형성된다. 도 29를 참고하면, 발수층(90)은 중간 영역(2)에서 보호층(221)의 위에 형성되지만, 식각 공정에 의하여 제거된다. 발수층(90)은 게이트 패드용 보조 전극(192) 및 데이터 패드용 보조 전극(197)의 위에는 형성되지 않는다.

한편, 상부 기판(210)의 아래에는 공통 전극(270)이 형성되어 있다.

이하에서는 도 28 및 도 29를 통하여 도 27의 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치의 제조 방법에 대하여 상세하게 살펴본다.

도 28 및 도 29는 도 27의 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치의 제조 단계별 단면도이다.

먼저, 도 28에서는 하부 기판(110)위에 게이트 전극(124) 및 게이트 확장부(129)를 포함하는 게이트선, 게이트 절연막(140), 반도체층(154), 소스 전극(173) 및 데이터 확장부(179)를 포함하는 데이터선 및 드레인 전극(175)를 순차적으로 형성하고, 이를 덮는 층간 절연막(180)을 적층한다.

그 후, 블랙 매트릭스(220)와 함께 보호층(221)을 형성한다. 보호층(221)은 블랙 매트릭스(220)와 동일한 물질로 형성된다.

즉, 도 27의 실시예에서는 보호층(221)이 도 1, 도 20 및 도 24와 달리 블랙 매트릭스와 동일한 물질로 형성되어 있으므로 블랙 매트릭스 보호층(221)이라고도 한다. 블랙 매트릭스용 물질을 도포한 후 블랙 매트릭스(220)의 개구부를 만들기 위하여 식각할 때 게이트 패드용 보조 전극(192) 및 데이터 패드용 보조 전극(197)위에 적층된 컬러 필터용 물질을 제거할 수 있다. 이 때, 보호층(221)도 식각하여 블랙 매트릭스(220)에 비하여 작은 두께를 가지도록 식각할 수 있다. 보호층(221)은 표시 영역(1)의 외측인 중간 영역(2)에 형성되며, 패드 영역에는 형성되지 않는다. 보호층(221)의 두께는 두께는 4㎛ 이상이다.

그 후, 도 29에서 도시하고 있는 바와 같이 블랙 매트릭스(220) 및 화소 전극(190)위에 컬러 필터(230)를 형성하며, 컬러 필터(230) 위에 슬릿 코팅 방식으로 발수층(90)을 형성한다.

발수층(90)은 게이트 패드용 보조 전극(192) 및 데이터 패드용 보조 전극(197)의 위(패드 영역)에는 형성되지 않으며, 표시 영역 및 보호층(221)이 형성된 중간 영역(2)에만 코팅한다. 이를 위하여 슬릿의 온/오프를 조절하여야 하며, 도 29에서는 보호층(221)과 발수층(90)의 끝단이 서로 일치하는 것으로 도시되어 있지만, 반드시 그러한 것은 아니다. 발수층(90)은 소수성 특성으로 인하여 그 위에 층을 형성하기 어려워 그 위에 실(seal) 부재가 형성되기 어려운 문제가 있다. 이에 발수층(90) 보다는 보호층(221)이 더 넓게 형성되는 것이 바람직할 수 있다.

그 후, 도 27에서 도시하고 있는 바와 같이 중간 영역(2)에 코팅된 발수층(90) 및 보호층(221)을 제거한다. 본 실시예에서는 에지 비드 리무버(edge bead remover; EBR) 방식으로 발수층(90)을 제거한다. 에지 비드 리무버(EBR) 방식은 전극봉(15)에서 플라즈마를 방출하여 주변의 층을 식각하며, 전극봉(15)을 표시 영역의 상하좌우 사면의 중간 영역(2)에 각각 위치시키고 플라즈마에 의하여 식각한다. 이 때, 에지 비드 리무버(EBR)에 의하여 중간 영역의 발수층(90)은 전부 식각되지만, 그 아래의 보호층(221)은 도 27과 달리 일부 남아 있을 수도 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

1: 표시 영역 2: 중간 영역
3: 식각 영역 195, 221, 231, 351: 보호층
10: 노즐 15: 전극봉
90: 발수층 100: 모기판
110: 하부 기판 129: 게이트 확장부
140: 게이트 절연막 154: 반도체층
179: 데이터 확장부 180: 층간 절연막
182, 185, 187: 접촉 구멍 190: 화소 전극
192: 게이트 패드용 보조 전극 197: 데이터 패드용 보조 전극
210: 상부 기판 220: 블랙 매트릭스
230: 컬러 필터 250: 평탄화층
270: 공통 전극 310: 흑색 오일층
320: 수용액층 350: 격벽

Claims

전기 습윤 표시 장치용 지지 플레이트의 제조 방법으로서, 상기 지지 플레이트는 표시 영역, 패드 영역 및 중간 영역을 포함하고, 상기 방법은:
상기 표시 영역 위에 화소 전극을 형성하고, 상기 패드 영역 위에 패드용 보조 전극을 형성하는 단계;
적어도 상기 중간 영역 위에 보호층을 형성하는 단계;
상기 패드용 보조 전극 위에 소수성 절연 물질을 코팅하지 않으면서, 상기 보호층 위에 상기 소수성 절연 물질을 코팅하여 발수층을 형성하는 단계; 및
상기 중간 영역 위에 형성된 상기 발수층의 일부분을 제거하는 단계를 포함하는 전기 습윤 표시 장치용 지지 플레이트의 제조 방법.
제1항에서,
상기 보호층을 형성하는 단계는
상기 표시 영역의 상기 화소 전극 위 및 상기 중간 영역 위에 보호층을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 발수층을 형성하는 단계는
노즐을 온/오프 시키면서 노즐을 일 방향으로 이동시키는 것을 포함하는 슬릿 코팅 방법을 사용하여 상기 보호층 위에 상기 발수층을 형성하는 단계를 포함하는 전기 습윤 표시 장치용 지지 플레이트의 제조 방법.
제2항에서,
상기 발수층의 일부분을 제거하는 단계는 7mm이상의 폭을 가지는 상기 발수층의 엣지 부분을 제거하는 단계를 포함하는, 전기 습윤 표시 장치용 지지 플레이트의 제조 방법.
제2항에서,
상기 발수층의 일부분을 제거하는 단계는 에지 비드 리무버(EBR) 방식을 사용하여 상기 발수층의 일부분을 제거하는 단계를 포함하는, 전기 습윤 표시 장치용 지지 플레이트의 제조 방법.
제4항에서,
상기 에지 비드 리무버(EBR) 방식을 사용하여 상기 발수층의 일부분을 제거하는 단계는 상기 표시 영역의 상하좌우 측에 각각 위치된 복수의 전극봉으로부터 플라즈마를 방출하여 상기 발수층의 일부분을 제거하는 단계를 포함하는, 전기 습윤 표시 장치용 지지 플레이트의 제조 방법.
제5항에서,
상기 발수층의 일부분을 제거하는 단계 이후에, 상기 발수층의 나머지 부분의 끝단은 상기 표시 영역으로부터 1.4mm이상 떨어져 있는 전기 습윤 표시 장치용 지지 플레이트의 제조 방법.
제1항에서,
상기 보호층을 형성하는 단계는 상기 보호층을 4㎛ 이상의 두께를 가지도록 형성하는 단계를 포함하는, 전기 습윤 표시 장치용 지지 플레이트의 제조 방법.
제7항에서,
상기 보호층은 유기 물질을 포함하는 전기 습윤 표시 장치용 지지 플레이트의 제조 방법.
제8항에서,
상기 발수층을 형성하는 단계 이후에, 상기 표시 영역의 각각의 화소 영역에 대응되는 개구부를 가지는 격벽을 형성하는 단계를 더 포함하는, 전기 습윤 표시 장치용 지지 플레이트의 제조 방법.
제7항에서,
상기 보호층을 형성하는 단계와 동시에, 상기 표시 영역의 각각의 화소 영역에 대응되는 개구부를 가지는 격벽을 형성하는 단계를 포함하는 전기 습윤 표시 장치용 지지 플레이트의 제조 방법.
제10항에서,
상기 격벽 및 상기 보호층은 블랙 색소를 함유하는 각각의 유기막인 전기 습윤 표시 장치용 지지 플레이트의 제조 방법.
제7항에서,
상기 보호층을 형성하는 단계와 동시에, 상기 표시 영역에 컬러 필터를 형성하는 단계를 포함하는, 전기 습윤 표시 장치용 지지 플레이트의 제조 방법.
제12항에서,
상기 발수층을 형성하는 단계 이후에, 상기 표시 영역의 각각의 화소 영역에 대응되는 개구부를 가지는 격벽을 형성하는 단계를 더 포함하는, 전기 습윤 표시 장치용 지지 플레이트의 제조 방법.
제7항에서,
상기 보호층을 형성하는 단계와 동시에, 상기 표시 영역에 블랙 매트릭스를 형성하는 단계를 포함하는, 전기 습윤 표시 장치용 지지 플레이트의 제조 방법.
제14항에서,
상기 발수층을 형성하는 단계 이후에, 상기 표시 영역의 각각의 화소 영역에 대응되는 개구부를 가지는 격벽을 형성하는 단계를 더 포함하는, 전기 습윤 표시 장치용 지지 플레이트의 제조 방법.
지지 플레이트를 포함하는 전기 습윤 표시 장치로서,
상기 지지 플레이트는
표시 영역;
상기 표시 영역 위의 화소 전극;
상기 화소 전극 위의 발수층;
패드 영역;
상기 패드 영역 위의 패드용 보조 전극;
상기 표시 영역 및 상기 패드 영역 사이의 중간 영역;
상기 중간 영역 위의 보호층; 및
상기 보호층과 동일한 물질을 포함하는 격벽을 포함하는, 전기 습윤 표시 장치.
제16항에서,
상기 물질은 유기 물질인, 전기 습윤 표시 장치.
지지 플레이트를 포함하는 전기 습윤 표시 장치로서,
상기 지지 플레이트는
표시 영역;
상기 표시 영역 위의 화소 전극;
상기 화소 전극 위의 발수층;
패드 영역;
상기 패드 영역 위의 패드용 보조 전극;
상기 표시 영역 및 상기 패드 영역 사이의 중간 영역;
상기 중간 영역 위의 보호층; 및
상기 보호층과 동일한 물질을 포함하는 컬러 필터를 포함하는, 전기 습윤 표시 장치.
지지 플레이트를 포함하는 전기 습윤 표시 장치로서,
상기 지지 플레이트는
표시 영역;
상기 표시 영역 위의 화소 전극;
상기 화소 전극 위의 발수층;
패드 영역;
상기 패드 영역 위의 패드용 보조 전극;
상기 표시 영역 및 상기 패드 영역 사이의 중간 영역;
상기 중간 영역 위의 보호층; 및
상기 보호층과 동일한 물질을 포함하는 블랙 매트릭스를 포함하는, 전기 습윤 표시 장치.
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