KR20080031090A

KR20080031090A - 표시 기판, 이의 제조 방법 및 이를 구비하는 전기영동표시장치

Info

Publication number: KR20080031090A
Application number: KR1020060097465A
Authority: KR
Inventors: 송근규; 김보성; 조승환
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-10-03
Filing date: 2006-10-03
Publication date: 2008-04-08
Also published as: US20080079011A1; KR101272489B1

Abstract

표시기판은 박막 트랜지스터 및 화소 전극을 포함한다. 박막 트랜지스터는 소오스 및 드레인 전극, 소오스 전극 및 드레인 전극을 커버하는 액티브 층 및 액티브층의 상부에 형성된 게이트 전극을 구비한다. 화소 전극은 게이트 전극과 동일한 재질로 이루어지고, 게이트 전극이 형성되는 과정에서 함께 형성된다. 이에 따라, 공정 단계 및 마스크 수가 감소되고, 생산성이 향상되며, 제조 원가가 절감된다.

탑 게이트, 마스크, 전기영동

Description

표시 기판, 이의 제조 방법 및 이를 구비하는 전기영동 표시장치{DISPLAY SUBSTRATE, METHOD OF FABRICATING AND ELECTROPHORETIC DISPLAY HAVING THE SAME}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시기판을 나타낸 평면도이다.

도 2는 도 1의 절단선 I-I'에 따른 단면도이다.

도 3은 도 1의 절단선 Ⅱ-Ⅱ'에 따른 단면도이다.

도 4a 내지 도 4f는 도 1에 도시된 표시기판의 제조 방법을 나타낸 공정 단면도이다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시기판을 나타낸 평면도이다.

도 6은 도 5의 절단선 Ⅲ-Ⅲ'에 따른 단면도이다.

도 7a 내지 도 7c는 도 6에 도시된 표시기판의 제조 방법을 나타낸 공정 단면도이다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기영동 표시장치를 나타낸 평면도이다.

도 9는 도 8의 절단선 Ⅳ-Ⅳ'에 따른 단면도이다.

도 10은 도 8의 절단선 Ⅴ-Ⅴ'에 따른 단면도이다.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기영동 표시장치를 나타낸 단면도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100, 200 -- 제1 표시기판 300 -- 제2 표시기판

400, 700 -- 컬러층 510 -- 데이터 구동부

520 -- 게이트 구동부 530, 540, 550 -- 접착 부재

600, 800 -- 전기영동 표시장치

본 발명은 표시기판, 이의 제조 방법 및 이를 갖는 전기영동 표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 생산성을 향상시킬 수 있는 표시기판, 이의 제조 방법 및 이를 갖는 전기영동 표시장치에 관한 것이다.

일반적으로, 표시장치는 영상 신호를 입력받아 영상을 표시하는 장치로서, 음극선관 표시장치, 액정표시장치(Liquid Crystal Display : LCD), 전기영동 표시장치(Electrophoretic Display: 이하, EPD) 등이 있다.

음극선관 표시장치는 내부에 진공관을 구비하고, 전자총에서 전자빔을 출사하여 영상을 표시한다. 음극선관 표시장치는 전자빔이 회전할 수 있는 충분한 거리를 확보해야하므로, 두께가 두껍고, 무거운 단점이 있다. 액정표시장치는 액정의 광학적 특성을 이용하여 영상을 표시하며, 음극선관 표시장치에 비해 얇고, 가볍다. 그러나, 액정에 광을 제공하는 백라이트 어셈블리를 구비해야하므로, 박형화 및 경량화하는 데 한계가 있다.

EPD는 대전된 안료 입자들이 전계에 의해 이동하는 현상, 즉, 전기영동(ELectrophoretic)을 이용하여 영상을 표시한다. EPD는 외부 광을 이용하여 영상을 표시하는 반사형 표시장치이므로, 별도의 광원을 구비할 필요가 없다. 따라서, 액정표시장치에 비해 두께가 얇고, 가벼운 장점이 있다.

구체적으로, EPD는 어레이 기판, 어레이 기판과 마주하는 대향 기판, 및 어레이 기판과 대향 기판과의 사이에 개재된 안료 입자층을 구비하고, 안료 입자들은 어레이 기판과 대향 기판에 의해 형성된 전계에 따라 어레이 기판측으로 이동하거나 대향 기판측으로 이동한다.

어레이 기판은 게이트 라인, 데이터 라인, 게이트 라인 및 데이터 라인과 전기적으로 연결된 박막 트랜지스터, 게이트 절연막, 보호막 및 유기 절연막을 구비한다. 이와 같이, 어레이 기판은 다수의 박막층으로 이루어지기 때문에, 각 박막층을 패터닝하는데 많은 시간이 소요되고, 생산성이 저하된다. 또한, 박막층들을 패터닝하기 위해 6매 정도의 마스크가 필요하므로, 제조 원가가 상승한다.

본 발명의 목적은 생산성을 향상시킬 수 있는 표시기판을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 상기한 표시기판을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 상기한 표시기판을 구비하는 전기영동 표시장치를 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 하나의 특징에 따른 표시기판은, 베이스 기판, 박막 트랜지스터 및 화소 전극으로 이루어진다.

베이스 기판은 영상이 표시되는 화소 영역이 정의된다. 박막 트랜지스터는 상기 화소 영역에 형성되고, 영상에 대응하는 화소 전압을 스위칭한다. 구체적으로, 박막 트랜지스터는 소오스 전극, 드레인 전극, 액티브 층 및 게이트 전극으로 이루어진다. 소오스 전극은 상기 베이스 기판의 상부에 형성되고, 드레인 전극은 상기 소오스 전극과 동일층에 형성되어 상기 화소 전극과 전기적으로 연결되며, 상기 액티브 층은 상기 소오스 전극 및 상기 드레인 전극을 커버한다. 상기 게이트 전극은 상기 액티브층의 상부에 형성되어 상기 화소 전극과 동일한 재질로 이루어지고, 상기 화소 전극을 형성하는 과정에서 함께 형성된다. 한편, 상기 화소 전극은 상기 화소 영역에 형성되고, 상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결되어 상기 화소 전압을 출력한다.

또한, 상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 하나의 특징에 따른 전기영동 표시장치는 제1 및 제2 표시기판과 컬러층으로 이루어진다.

상기 제1 표시기판, 상기 영상이 표시되는 화소 영역이 정의된 제1 베이스 기판, 상기 화소 영역에 형성되고, 상기 영상에 대응하는 화소 전압을 스위칭하는 박막 트랜지스터, 및 상기 화소 영역에 형성되고, 상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결되어 상기 화소 전압을 출력하는 화소 전극으로 이루어진다. 상기 박막 트랜지스터는, 소오스 전극, 드레인 전극, 액티브층 및 게이트 전극으로 이루어진다. 소오스 전극은 상기 제1 베이스 기판의 상부에 형성되고, 상기 드레인 전극은 상기 소오스 전극과 동일층에 형성되어 상기 화소 전극과 전기적으로 연결된다. 상기 액티브 층은 상기 소오스 전극 및 상기 드레인 전극을 커버한다. 상기 게이트 전은 상기 액티브층의 상부에 형성되어 상기 화소 전극과 동일한 재질로 이루어지고, 상기 화소 전극이 형성되는 과정에서 함께 형성된다.

한편, 상기 제2 표시기판은 상기 제1 표시기판과 마주하여 결합한다. 상기 컬러층은 상기 제1 표시기판과 상기 제2 표시기판과의 사이에 개재되고, 대전되어 극성을 갖는 안료 입자들을 구비하여 영상을 표시한다.

또한, 상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 하나의 특징에 따른 표시기판 제조 방법은 다음과 같다.

먼저, 베이스 기판의 화소 영역에 소오스 전극 및 드레인 전극을 형성하고, 상기 화소 영역에 상기 소오스 전극 및 상기 드레인 전극을 커버하는 액티브층을 형성한다. 상기 액티브층의 상부에 게이트 전극을 형성함과 동시에 상기 드레인 전극과 전기적으로 연결되는 화소 전극을 형성한다.

이러한, 표시기판, 이의 제조 방법 및 이를 갖는 전기영동 표시장치에 따르면, 게이트 전극과 화소 전극을 동일한 재질로 함께 형성한다. 이에 따라, 공정 단계 및 마스크 수가 감소되고, 생산성이 향상되며, 제조 원가가 절감된다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시기판을 나타낸 평면도이고, 도 2는 도 1의 절단선 I-I'에 따른 단면도이며, 도 3은 도 1의 절단선 Ⅱ-Ⅱ'에 따른 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 표시기판(100)은 제1 베이스 기판(110), 데이터 라인(DL), 게이트 라인(GL), 박막 트랜지스터(120) 및 화소 전극(130)을 포함한다.

상기 제1 베이스 기판(110)은 광을 투과시킬 수 있는 재질로 이루어지고, 영상이 표시되는 다수의 화소 영역(PA) 및 상기 다수의 화소 영역을 둘러싼 주변 영역(OA)이 정의된다.

도 1 및 도 3을 참조하면, 상기 데이터 라인(DL)은 상기 제1 베이스 기판(110)의 상면에 형성되고, 알루미늄, 알루미늄 합금, 몰리브덴 및 크롬과 같은 불투명한 금속 재질로 이루어져 상기 영상에 대응하는 데이터 신호를 전송한다. 상기 데이터 라인(DL)의 일 단부에는 외부로부터 상기 데이터 신호를 입력받는 데이터 패드(DP)가 형성된다. 상기 데이터 패드(DP)는 상기 주변 영역(OA)에 형성되고, 상기 데이터 신호를 제공하는 외부 장치(미도시)와 전기적으로 연결된다.

다시, 도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 게이트 라인(GL)은 상기 제1 베이스 기판(110)의 상부에 형성되고, 상기 데이터 라인(DL)과 절연되어 교차한다. 상기 게이트 라인(GL)은 상기 데이터 라인(DL)과 함께 상기 화소 영역(PA)을 정의하고, 알루미늄, 알루미늄 합금, 몰리브덴 및 크롬과 같은 불투명한 금속 재질로 이루어져 상기 영상에 대응하는 게이트 신호를 전송한다. 상기 게이트 라인(GL)의 일 단부에는 외부로부터 상기 게이트 신호를 입력받는 게이트 패드(GP)가 형성된다. 상기 게이트 패드(GP)는 상기 주변 영역(OA)에 형성되고, 상기 게이트 신호를 제공하는 외부 장치(미도시)와 전기적으로 연결된다.

상기 제1 베이스 기판(110)의 각 화소 영역(PA)에는 상기 박막 트랜지스터(120) 및 상기 화소 전극(130)이 형성된다. 상기 박막 트랜지스터(120)는 소오스 전극(121), 드레인 전극(122), 액티브층(123), 오믹 콘택층(124), 및 게이트 전극(125)을 포함한다.

상기 소오스 전극(121)은 상기 데이터 라인(DL)으로부터 분기되어 형성된다. 상기 드레인 전극(122)은 상기 소오스 전극(121)과 동일한 층에 형성되어 상기 소오스 전극(121)과 이격되어 위치하고, 상기 화소 전극(120)과 전기적으로 연결된다.

상기 액티브 층(123)은 상기 데이터 라인(DL)과 상기 소오스 전극(121) 및 상기 드레인 전극(122)을 커버하고, 상기 주변 영역(OA)에서 상기 게이트 라인(GL)이 형성되는 부분에는 상기 제1 베이스 기판(110)의 상면에 형성된다. 또한, 상기 액티브 층(123)은 상기 드레인 전극(122)의 상부에서 부분적으로 제거되어 상기 드레인 전극(122)을 노출한다. 본 발명의 일례로, 상기 액티브 층(123)은 상기 드레인 전극(122)은 제1 단부를 커버하고, 상기 제1 단부와 대향하는 상기 드레인 전극(122)의 제2 단부에서 제거된다. 상기 오믹 콘택층(124)은 상기 액티브 층(123)의 하부에 형성되어 상기 데이터 라인(DL)과 상기 소오스 전극(121) 및 상기 드레인 전극(122)의 상면에 위치한다.

상기 게이트 전극(125)은 상기 게이트 라인(GL)으로부터 분기되어 상기 액티브 층(123)의 상부에 형성된다. 여기서, 상기 게이트 라인(GL)은 상기 게이트 전극(125)과 함께 형성되므로, 상기 액티브층(123)의 상부에 형성된다. 상기 게이트 전극(125)은 평면상에서 볼 때, 상기 소오스 전극(121)과 상기 드레인 전극(122)이 이격된 부분에 형성되어 상기 소오스 전극(121) 및 상기 드레인 전극(122)과 부분적으로 오버랩된다. 상기 게이트 전극(125)은 알루미늄, 알루미늄 합금, 몰리브덴 및 크롬과 같은 불투명한 금속 재질로 이루어진다.

상기 화소 전극(130)은 상기 드레인 전극(122)의 제2 단부와 접하고, 상기 영상에 대응하는 화소 전압을 출력한다. 상기 화소 전극(130)은 상기 화소 영역(PA)에서 상기 게이트 전극(125)이 형성된 영역을 제외한 영역에 형성되고, 평면상에서 볼 때, 상기 데이터 라인(DL)과 상기 게이트 라인(GL)으로부터 이격되어 위치한다. 상기 화소 전극(130)은 상기 게이트 전극(125)과 동일한 재질, 즉, 불투명한 금속 재질로 이루어지고, 상기 게이트 전극(125)이 형성되는 과정에서 함께 형성된다. 이에 따라, 상기 표시기판(100)의 공정 단계 및 마스크 수가 감소되고, 생산성이 향상되며, 제조 원가가 절감된다.

상기 표시기판(100)은 상기 게이트 라인(GL) 및 상기 게이트 전극(125)과 그 하부에 형성된 도전층을 서로 절연시키는 제1 절연층(140)을 더 포함한다. 상기 제1 절연층(140)은 상기 액티브 층(123)의 상면에 형성되어 상기 액티브 층(123)과 대응하게 위치하고, 실리콘 질화물질(SiNx) 또는 실리콘 산화물질(SiOx)로 이루어진다. 여기서, 상기 게이트 라인(GL) 및 상기 게이트 전극(125)은 상기 제1 절연층(140)의 상면에 형성된다.

다시, 도 1 및 도 3을 참조하면, 상기 액티브 층(123)과 상기 오믹 콘택층(124) 및 상기 제1 절연층(140)은 상기 데이터 패드(DP)의 상부에서 제거되어 비 아홀(VH)이 형성되고, 상기 데이터 패드(DP)는 상기 비아홀(VH)을 통해 노출된다.

상기 표시기판(100)은 상기 데이터 패드(150)와 상기 데이터 신호를 출력하는 외부 장치를 전기적으로 연결하는 전극 패드(150)를 더 구비한다. 상기 전극 패드(150)는 상기 제1 절연막(140)의 상면에 형성되어 상기 데이터 패드(DP)와 대응하게 위치하고, 상기 비아홀(VH)을 통해 상기 데이터 패드(DP)와 전기적으로 연결된다. 상기 전극 패드(150)는 상기 게이트 전극(125)과 동일한 재질로 이루어지고, 상기 전극 패드(150)는 상기 게이트 전극(125)이 형성되는 과정에서 함께 형성된다.

반면, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 게이트 라인(GL)은 상기 제1 절연막(140)의 상면에 형성된다. 따라서, 상기 표시장치(100)는 상기 게이트 패드(GP)와 상기 게이트 신호를 출력하는 외부 장치를 전기적으로 연결하기 위한 별도의 전극 패드를 구비할 필요가 없다.

이하, 도면을 참조하여 상기 표시기판(100)을 제조하는 공정 과정을 구체적으로 설명한다.

도 4a 및 도 4b를 참조하면, 상기 제1 베이스 기판(110)의 상면에 제1 금속층(160)을 형성하고, 상기 제1 금속층(160)의 상면에 n+ 비정질 실리콘층(170)을 형성한다.

상기 n+ 비정질 실리콘층(170)의 상면에 감광층(미도시)을 형성한 후, 사진 식각 공정을 통해 상기 감광층을 패터닝한다. 상기 감광층을 식각 마스크로 이용한 건식 식각 공정을 통해 상기 n+ 비정질 실리콘층(170)을 패터닝하여 상기 오믹 콘택층(124)을 형성한다. 이어, 상기 감광층을 식각 마스크로 이용한 습식 식각 공정을 통해 상기 제1 금속층(160)을 패터닝하여 상기 데이터 라인(DL)과 상기 소오스 전극(121) 및 상기 드레인 전극(122)을 형성하고, 상기 감광층을 제거한다.

도 4c 및 도 4d를 참조하면, 상기 제1 베이스 기판(110)의 상부에 비정질 실리콘층(175) 및 실리콘 절연막(180)을 순차적으로 형성하고, 사진 식각 공정을 통해 상기 실리콘 절연막(180)을 패터닝하여 상기 제1 절연층(140)을 형성한다. 상기 제1 절연층(140)을 마스크로 이용한 건식 식각 공정을 통해 상기 비정질 실리콘층(175)을 패터닝하여 상기 액티브 층(123)을 형성한다. 상기 비정질 실리콘층(175)을 패터닝하는 과정에서 상기 드레인 전극(122)의 상부에 형성된 오믹 콘택층이 부분적으로 제거되어 상기 드레인 전극(122)의 제2 단부가 노출된다. 또한, 상기 비정질 실리콘층(175) 및 상기 실리콘 절연막(180)을 패터닝하는 과정에서 상기 비아홀(VH)이 형성된다.

도 4e 및 도 4f를 참조하면, 상기 제1 베이스 기판(110)의 상부에 제2 금속층(165)을 형성하고, 사진 식각 공정을 통해 상기 제2 금속층(165)을 패터닝하여 상기 게이트 라인(GL), 상기 게이트 전극(125), 상기 화소 전극(130) 및 상기 전극 패드(150)를 형성한다.

이와 같이, 상기 표시 기판(100)은 상기 게이트 라인(GL) 및 상기 게이트 전극(125)과 함께 상기 화소 전극(130) 및 상기 전극 패드(150)를 형성하므로, 사진 식각 공정의 회수가 감소된다. 따라서, 공정 단계 및 마스크의 수가 감소되고, 생산성이 향상되며, 제조 원가를 절감할 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시기판을 나타낸 평면도이고, 도 6은 도 5의 절단선 Ⅲ-Ⅲ'에 따른 단면도이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 표시기판(200)은 화소 전극(210) 및 제2 절연층(220)을 제외하고는 도 1 내지 도 3에 도시된 표시기판(100)과 동일한 구성을 갖는다. 따라서, 이하, 상기 표시기판(200)에 대한 구체적인 설명에 있어서, 도 1 내지 도 3에 도시된 표시기판(100)과 동일한 구성 요소에 대해서는 참조 번호를 병기하고, 그 중복된 설명은 생략한다.

상기 표시기판(200)은 제1 베이스 기판(110), 데이터 라인(DL), 게이트 라인(GL), 박막 트랜지스터(120) 및 화소 전극(220)을 포함한다.

상기 제1 베이스 기판(110)은 영상이 표시되는 다수의 화소 영역(PA) 및 상기 다수의 화소 영역을 둘러싼 주변 영역(OA)이 정의된다. 상기 데이터 라인(DL)은 상기 제1 베이스 기판(110)의 상면에 형성되어 데이터 신호를 전송하고, 상기 게이트 라인(GL)은 상기 데이터 라인(DL)과 절연되게 교차하여 게이트 신호를 전송한다.

상기 제1 베이스 기판(110)의 각 화소 영역(PA)에는 상기 박막 트랜지스터(120) 및 상기 화소 전극(210)이 형성된다. 상기 박막 트랜지스터(120)는 소오스 전극(121), 드레인 전극(122), 액티브층(123), 오믹 콘택층(124), 및 게이트 전극(125)을 포함한다. 상기 화소 전극(210)은 상기 드레인 전극(122)과 전기적으로 연결되어 상기 영상에 대응하는 화소 전압을 출력하고, 상기 화소 영역(PA)에서 상기 게이트 전극(125)이 형성된 영역을 제외한 영역에 형성된다. 상기 화소 전극(210)은 상기 게이트 전극(125)과 동일한 재질로 형성되고, 상기 게이트 전극(125)이 형성되는 과정에서 함께 형성된다.

상기 표시기판(100)은 상기 게이트 라인(GL) 및 상기 게이트 전극(125)과 그 하부에 형성된 도전층을 서로 절연시키는 제1 절연층(140)을 더 포함한다. 상기 제1 절연층(140)은 상기 액티브 층(123)의 상면에 형성되어 상기 액티브 층(123)과 대응하게 위치하고, 상기 제1 절연층(140)의 상면에는 상기 게이트 라인(GL) 및 상기 게이트 전극(125)이 형성된다.

또한, 상기 표시기판(100)은 유기 절연물질로 이루어져 상기 제1 베이스 기판(110)의 상부에 형성된 상기 제2 절연층(220)을 더 포함한다. 상기 제2 절연층(220)은 상기 게이트 라인(GL) 및 상기 주변 영역(OA)에서 제거되고, 상기 제1 절연층(140)의 상부에서 부분적으로 제거되어 상기 제1 절연층을 노출하는 개구부(OP)가 형성된다. 상기 게이트 전극(125)는 상기 개구부(OP)를 통해 노출된 상기 제1 절연층(140)의 상면에 형성된다.

상기 제2 절연층(210)은 상기 데이터 라인(DL)의 상부에서 상기 제1 절연층(140)의 상면에 형성되고, 상기 제2 절연층(210)의 상면에는 상기 화소 전극(210)이 형성된다. 여기서, 상기 화소 전극(210)은 평면상에서 볼 때, 상기 데이터 라인(DL)과 부분적으로 오버랩되고, 상기 제2 절연층(210)은 상기 화소 전극(210)과 상기 데이터 라인(DL)이 오버랩된 부분에서 상기 화소 전극(210)과 상기 데이터 라인(DL)과의 사이에 개재되어 상기 화소 전극(210)과 상기 데이터 라인(DL)과의 사이에 기생 커패시턴스가 형성되는 것을 방지한다.

상기 제2 절연층(220)은 상기 드레인 전극(122)의 상부에서 부분적으로 제거되어 콘택홀(CH)이 형성되고, 상기 화소 전극(210)은 상기 콘택홀(CH)을 통해 상기 드레인 전극(122)과 전기적으로 연결된다.

이하, 도면을 참조하여 상기 표시기판(200)을 공정 과정을 구체적으로 설명한다.

도 7a 및 도 7b를 참조하면, 상기 제1 베이스 기판(110)의 상부에 상기 데이터 라인(DL), 상기 소오스 전극(121), 상기 드레인 전극(122), 상기 액티브 층(123), 상기 오믹 콘택층(124) 및 상기 제1 절연층(140)을 형성한다. 이 실시예에 있어서, 상기 데이터 라인(DL), 상기 소오스 전극(121), 상기 드레인 전극(122), 상기 액티브 층(123), 상기 오믹 콘택층(124) 및 상기 제1 절연층(140)을 형성하는 과정은 도 4a 및 도 4d에 도시된 상기 표시기판(100)의 제조 방법과 동일하므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

상기 제1 베이스 기판(110)의 상부에 유기 절연막(230)을 형성하고, 사진 식각 공정을 통해 상기 유기 절연막(230)을 패터닝하여 상기 제2 절연층(220)을 형성한다.

도 6 및 도 7c를 참조하면, 상기 제1 베이스 기판(110)의 상부에 금속 층(240)을 형성하고, 사진 식각 공정을 통해 상기 금속층(240)을 패터닝하여 상기 게이트 라인(GL), 상기 게이트 전극(125), 상기 화소 전극(220) 및 전극 패드(150)(도 5 참조)를 형성한다.

이와 같이, 상기 표시기판(200)은 상기 게이트 라인(GL) 및 상기 게이트 전극(125)과 함께 상기 화소 전극(220) 및 상기 전극 패드(150)를 형성하므로, 사진 식각 공정의 회수가 감소된다. 이에 따라, 공정 단계 및 마스크 수가 감소되고, 생산성에 향상되며, 제조 원가를 절감할 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기영동 표시장치를 나타낸 평면도이고, 도 9는 도 8의 절단선 Ⅳ-Ⅳ'에 따른 단면도이며, 도 10은 도 8의 절단선 Ⅴ-Ⅴ'에 따른 단면도이다.

도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 전기영동 표시장치(600)는 제1 및 제2 표시기판(100, 300), 컬러층(400), 데이터 구동부(510), 게이트 구동부(520), 제1 접착 부재(530) 및 제2 접착 부재(540)를 포함한다.

본 발명의 일례로, 상기 제1 표시기판(100)은 도 1 내지 도 3에 도시된 표시기판(100)과 동일한 구성을 가지므로, 참조 번호를 병기하고, 그 구체적인 설명은 생략한다. 일 실시예에 있어서, 상기 제1 표시기판(100)은 도 1 내지 도 3에 도시된 표시기판(100)과 동일한 구성을 가지나, 도 5 및 도 6에 도시된 표시기판(200)과 동일한 구성을 가질 수도 있다.

상기 제2 표시기판(200)은 상기 제1 표시기판(100)의 상부에 구비되고, 상기 제1 표시기판(100)과 마주하여 결합한다. 상기 제2 표시기판(200)은 제2 베이스 기 판(310) 및 공통 전극(320)을 포함한다. 상기 제2 베이스 기판(310)은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PolyethyleneTerephthalate : PET)와 같이 투명한 수지 재질로 이루어진다. 상기 공통 전극(320)은 상기 제2 베이스 기판(310)의 상면에 형성되어 공통 전압을 출력하고, 인듐 징크 옥사이드(Indium Zinc Oxide : IZO) 또는 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide : ITO)와 같이 투명한 도전성 물질로 이루어진다.

상기 제1 표시기판(100)과 상기 제2 표시기판(200)과의 사이에는 상기 컬러층(400)이 개재된다. 상기 컬러층(400)은 구형상을 갖는 다수의 마이크로 캡슐을 포함하고, 각 마이크로 캡슐(410)은 사람의 머리카락 직경 정도의 크기를 갖는다. 상기 마이크로 캡슐(410)은 투명한 절연성 액체로 이루어진 분산매질(411)과 상기 분산매질(411) 내에 산재된 다수의 제1 및 제2 안료 입자를 포함한다. 각 제1 안료 입자(412)와 각 제2 안료 입자(413)는 극성을 갖도록 대전되고, 소정 색을 갖는다. 즉, 상기 제1 안료 입자(412)는 상기 제2 안료 입자(413)와 서로 다른 극성 및 서로 다른 색을 갖는다.

본 발명의 일례로, 상기 제1 안료 입자(412)는 양극(Positive)으로 대전되고, 이산화티탄(TiO₂)과 같은 물질로 이루어져 흰색을 갖는다. 반면, 상기 제2 안료 입자(413)는 음극(Negative)으로 대전되고, 카본 블랙(Carbon black)과 같은 탄소 분말로 이루어져 검은색을 갖는다. 상기 제1 및 제2 안료 입자(412, 413)는 상기 제1 표시 기판(100)과 상기 제2 표시 기판(200)과의 사이에 형성된 전계에 따라 그 위치가 달라진다.

즉, 상기 제1 표시기판(100)과 상기 제2 표시기판(200)과의 사이에 음의 전위가 형성되면, 상기 제2 안료 입자들은 상기 제1 표시기판(100)측으로 이동하고 상기 제1 안료 입자들은 상기 제2 표시기판(200) 측으로 이동하여 흰색이 표시된다. 반면, 상기 제1 표시기판(100)과 상기 제2 표시기판(200)과의 사이에 양의 전위가 형성되면, 상기 제1 안료 입자들은 상기 제1 표시기판(100) 측으로 이동하고 상기 제2 안료 입자들은 상기 제2 표시기판(200) 측으로 이동하여 검은색이 표시된다. 여기서, 상기 제1 표시기판(100)과 상기 제2 표시기판(200)과의 사이에 형성되는 전위는 각 화소 영역(PA) 별로 형성되므로, 각 화소 영역별(PA)로 상기 제1 및 제2 안료 입자들의 위치가 설정된다.

상기 전기영동 표시장치(600)는 상기 컬러층(400)을 상기 제1 표시기판(100)에 부착하는 제3 접착 부재(550)를 더 포함한다. 상기 제2 접착 부재(550)는 상기 컬러층(400)과 상기 제1 표시기판(100)과의 사이에 개재되어 상기 컬러층(400)과 상기 제1 표시기판(100)을 결합한다. 본 발명의 일례로, 상기 컬러층(400)은 상기 제2 표시기판(200)과 일체로 형성되어 상기 컬러층(400)과 상기 제2 표시기판(200)이 하나의 필름으로 이루어질 수도 있다.

도 8 및 도 10을 참조하면, 상기 제1 표시기판(100)의 주변 영역(OA)에는 상기 데이터 구동부(510)가 실장된다. 상기 데이터 구동부(510)는 상기 제1 표시기판(100)의 전극 패드(150)의 상부에 구비되어 데이터 신호를 출력한다. 상기 전극 패드(150)는 데이터 라인(DL)의 데이터 패드(DP)와 전기적으로 연결되어 상기 데이터 구동부(510)로부터 출력된 상기 데이터 신호를 상기 데이터 패드(DP)에 제공한 다. 상기 전극 패드(150)와 상기 데이터 구동부(510)와의 사이에는 상기 제1 접착 부재(530)가 개재된다. 상기 제1 접착 부재(530)는 이방성 도전 입자를 구비하여 상기 데이터 구동부(510)와 상기 전극 패드(150)를 전기적으로 연결하고, 상기 데이터 구동부(510)를 상기 제1 표시기판(100)에 고정한다.

다시, 도 8 및 도 9를 참조하면, 상기 제1 표시기판(100)의 주변 영역(OA)에는 상기 게이트 구동부(520)가 실장된다. 상기 게이트 구동부(520)는 상기 제1 표시기판(100)의 게이트 패드(GP)의 상부에 구비되어 게이트 신호를 출력한다. 상기 게이트 구동부(520)와 상기 게이트 패드(GP)와의 사이에는 상기 제2 접착 부재(540)가 개재된다. 상기 제2 접착 부재(540)는 이방성 도전 입자를 구비하여 상기 게이트 구동부(520)와 상기 게이트 패드(GP)를 전기적으로 연결하고, 상기 게이트 구동부(520)를 상기 제1 표시기판(100)에 고정한다.

도 11을 참조하면, 본 발명의 전기영동 표시장치(800)는 컬러층(700)을 제외하고는 도 8 내지 도 10에 도시된 전기영동 표시장치(600)와 동일한 구성을 갖는다. 따라서, 이하, 상기 전기영동 표시장치(800)의 구체적인 설명에 있어서, 도 8 내지 도 10에 도시된 전기영동 표시장치(600)와 동일한 구성 요소에 대해서는 참조번호를 병기하고, 그 중복된 설명은 생략한다.

상기 전기영동 표시장치(800)는 제1 표시기판(100), 상기 제1 표시기판(100)과 마주하는 제2 표시기판(300), 상기 제1 표시기판(100)과 상기 제2 표시기 판(200)과의 사이에 개재된 상기 컬러층(700), 데이터 신호를 출력하는 데이터 구동부(510)(도 8 참조), 게이트 신호를 출력하는 게이트 구동부(520), 상기 데이터 구동부(510)를 상기 제1 표시기판(100)에 고정하는 제1 접착부재(530)(도 10 참조), 및 상기 게이트 구동부(520)를 상기 제1 표시기판(100)에 고정하는 제2 접착부재(540)를 포함한다. 본 발명의 일례로, 상기 전기영동 표시장치(800)의 제1 표시기판(100)은 도 1내지 도 3에 도시된 제1 표시기판(100)과 동일한 구성을 가지나, 도 5 및 도 6에 도시된 제1 표시기판(200)과 동일한 구성을 가질 수도 있다.

상기 컬러층(700)은 상기 제1 표시기판(100)과 상기 제2 표시기판(300)과의 사이에 형성된 전계에 따라 소정의 색을 표시한다. 즉, 상기 컬러층(700)은 소정의 색을 갖는 절연성 액체로 이루어진 유체층(710)과 상기 유체층(710) 내에 산재된 다수의 안료 입자를 포함한다. 각 안료 입자(720)는 상기 유체층(710)과 다른 색을 갖고, 음극 또는 양극으로 대전되며, 상기 제1 표시 기판(100)과 상기 제2 표시 기판(200)과의 사이에 형성된 전계에 따라 그 위치가 달라진다.

예컨대, 상기 안료 입자들이 음극으로 대전된 경우, 상기 제1 표시기판(100)과 상기 제2 표시기판(300)과의 사이에 음의 전위가 형성되면, 상기 안료 입자들은 상기 제1 표시기판(100)측으로 이동하여 상기 유체층(710)의 색이 표시된다. 반면, 상기 제1 표시기판(100)과 상기 제2 표시기판(300)과의 사이에 양의 전위가 형성되면, 상기 안료 입자들은 상기 제2 표시기판(300) 측으로 이동하여 상기 안료입자들의 색이 표시된다. 여기서, 상기 제1 표시기판(100)과 상기 제2 표시기판(300)과의 사이에 형성되는 전위는 각 화소 영역(PA) 별로 형성되므로, 상기 안료 입자들은 각 화소 영역(PA) 별로 그 위치가 설정된다.

상기 컬러층(700)은 상기 화소 영역(PA)을 각각 둘러싼 격벽(730)을 더 포함한다. 상기 격벽(730)은 상기 유체층(710) 및 상기 안료 입자들을 각 화소 영역(PA)별로 수용하도록 수납공간을 형성하여 상기 제1 표시기판(100)과 상기 제2 표식기판(300)과의 사이에 봉입하고, 서로 인접한 두 개의 화소 영역에서 컬러 혼색이 발생하는 것을 방지한다.

상술한 본 발명에 따르면, 제1 표시기판은 게이트 전극을 액티브 층의 상부에 형성하고, 화소 전극과 게이트 전극을 동일한 재질로 함께 형성한다. 이에 따라, 공정 단계 및 마스크 수가 감소되고, 생산성이 향상되며, 제조 원가가 절감된다.

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.

Claims

영상이 표시되는 화소 영역이 정의된 베이스 기판;

상기 화소 영역에 형성되고, 영상에 대응하는 화소 전압을 스위칭하는 박막 트랜지스터; 및

상기 화소 영역에 형성되고, 상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결되어 상기 화소 전압을 출력하는 화소 전극을 포함하고,

상기 박막 트랜지스터는,

상기 베이스 기판의 상부에 형성된 소오스 전극;

상기 소오스 전극과 동일층에 형성되어 상기 화소 전극과 전기적으로 연결된 드레인 전극;

상기 소오스 전극 및 상기 드레인 전극을 커버하는 액티브층; 및

상기 액티브층의 상부에 형성되어 상기 화소 전극과 동일한 재질로 이루어지고, 상기 화소 전극을 형성하는 과정에서 함께 형성된 게이트 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시기판.
제1항에 있어서, 상기 액티브층과 상기 게이트 전극의 사이에 개재되고, 상기 액티브층과 대응하게 형성된 제1 절연막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시기판.
제2항에 있어서, 상기 액티브층과 상기 제1 절연막은 상기 드레인 전극의 상부에서 부분적으로 제거되어 상기 드레인 전극을 노출하고, 상기 화소 전극은 상기 드레인 전극의 노출된 부분과 접하는 것을 특징으로 하는 표시기판.
제2항에 있어서,

상기 베이스 기판의 상부에 형성되어 상기 소오스 전극과 전기적으로 연결되고, 데이터 신호를 전송하는 데이터 라인; 및

상기 제1 절연막의 상부에 형성되어 상기 데이터 라인과 절연되어 교차하고, 상기 게이트 전극과 전기적으로 연결되어 게이트 신호를 전송하며, 상기 데이터 라인과 함께 상기 화소 영역을 정의하는 게이트 라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시기판.
제4항에 있어서, 상기 화소 전극은 평면상에서 볼 때, 상기 게이트 라인 및 상기 데이터 라인과 이격되어 위치하는 것을 특징으로 하는 표시기판.
제4항에 있어서, 상기 제1 절연막이 구비된 상기 베이스 기판의 상부에 형성되고, 상기 게이트 전극과 대응하는 영역에 제거되는 제2 절연막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시기판.
제6항에 있어서, 상기 제2 절연막은 일부분이 제거되어 상기 드레인 전극을 노출하는 콘택홀 및 상기 제1 절연막을 노출하는 개구부가 형성되고, 상기 화소 전극은 상기 제2 절연막의 상부에 형성되어 상기 콘택홀을 통해 상기 드레인 전극과 전기적으로 연결되며, 상기 게이트 전극은 상기 개구부를 통해 노출된 상기 제1 절연막의 상부에 형성된 것을 특징으로 하는 표시기판.
제7항에 있어서, 상기 화소 전극은 평면상에서 볼 때, 상기 게이트 라인 및 상기 데이터 라인과 부분적으로 중첩된 것을 특징으로 하는 표시기판.
제4항에 있어서,

상기 데이터 라인의 일 단부에 형성되어 외부로부터 상기 데이터 신호를 수신하는 데이터 패드;

상기 제1 절연막의 상부에 형성되어 상기 데이터 패드와 전기적으로 연결되고, 상기 데이터 패드와 대응하게 위치하며, 상기 화소 전극과 동일한 재질로 형성되어 상기 화소 전극을 형성하는 과정에서 함께 형성되는 전극 패드; 및

상기 게이트 라인의 일 단부에 형성되어 외부로부터 상기 게이트 신호를 수신하는 게이트 패드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시기판.
제9항에 있어서, 상기 제1 절연막은 부분적으로 제거되어 상기 데이터 패드를 노출하는 비아홀이 형성되고, 상기 전극 패드는 상기 비아홀을 통해 상기 데이터 패드와 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 표시기판.
제1항에 있어서, 상기 화소 전극은 불투명한 금속 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 표시기판.
제1 표시기판;

상기 제1 표시기판과 마주하는 제2 표시기판; 및

상기 제1 표시기판과 상기 제2 표시기판과의 사이에 개재되고, 대전되어 극성을 갖는 안료 입자들을 구비하여 영상을 표시하는 컬러층을 포함하고,

상기 제1 표시기판은,

상기 영상이 표시되는 화소 영역이 정의된 제1 베이스 기판;

상기 화소 영역에 형성되고, 상기 영상에 대응하는 화소 전압을 스위칭하는 박막 트랜지스터; 및

상기 화소 영역에 형성되고, 상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결되어 상기 화소 전압을 출력하는 화소 전극을 포함하고,

상기 박막 트랜지스터는,

상기 제1 베이스 기판의 상부에 형성된 소오스 전극;

상기 소오스 전극과 동일층에 형성되어 상기 화소 전극과 전기적으로 연결된 드레인 전극;

상기 소오스 전극 및 상기 드레인 전극을 커버하는 액티브층; 및

상기 액티브층의 상부에 형성되어 상기 화소 전극과 동일한 재질로 이 루어지고, 상기 화소 전극의 형성 과정에서 함께 형성된 게이트 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치.
제12항에 있어서, 상기 제1 표시기판은,

상기 액티브층과 상기 게이트 전극의 사이에 개재되고, 상기 액티브층과 대응하게 형성된 제1 절연막;

상기 제1 베이스 기판의 상부에 형성되어 상기 소오스 전극과 전기적으로 연결되고, 데이터 신호를 전송하는 데이터 라인; 및

상기 제1 절연막의 상부에 형성되어 상기 데이터 라인과 절연되어 교차하고, 상기 게이트 전극과 전기적으로 연결되어 게이트 신호를 전송하며, 상기 데이터 라인과 함께 상기 화소 영역을 정의하는 게이트 라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치
제13항에 있어서, 상기 제1 표시기판은,

상기 데이터 라인의 일 단부에 형성되어 상기 데이터 신호를 수신하는 데이터 패드;

상기 제1 절연막의 상부에 형성되어 상기 데이터 패드와 전기적으로 연결되고, 상기 데이터 패드와 대응하게 위치하며, 상기 화소 전극과 동일한 재질로 형성되어 상기 화소 전극의 형성 과정에서 함께 형성되는 전극 패드; 및

상기 게이트 라인의 일 단부에 형성되어 외부로부터 상기 게이트 신호를 수 신하는 게이트 패드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치.
제14항에 있어서,

상기 제1 표시기판에 실장되어 상기 데이터 신호를 출력하는 데이터 구동부; 및

상기 데이터 구동부와 상기 전극 패드와의 사이에 개재되어 상기 데이터 구동부와 상기 전극 패드를 전기적으로 연결하고, 상기 데이터 구동부를 상기 제1 표시기판에 고정하는 제1 도전성 접착부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치.
제14항에 있어서,

상기 제1 표시기판에 실장되어 상기 게이트 신호를 출력하는 게이트 구동부; 및

상기 게이트 구동부와 상기 게이트 패드와의 사이에 개재되어 상기 게이트 구동부와 상기 게이트 패드를 전기적으로 연결하고, 상기 게이트 구동부를 상기 제1 표시기판에 고정하는 제2 도전성 접착부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치.
제12항에 있어서, 상기 제2 표시기판은,

제2 베이스 기판; 및

상기 제2 베이스 기판상에 형성된 공통 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치
제12항에 있어서, 상기 컬러층은 상기 안료 입자들이 캡슐화되어 형성된 다수의 마이크로 캡슐을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치.
제18항에 있어서, 상기 컬러층과 상기 제1 표시기판과의 사이에 개재되어 상기 컬러층을 상기 제1 표시기판에 부착하는 접착부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치.
제12항에 있어서, 상기 컬러층은, 소정의 색을 갖고 상기 안료 입자들이 분산된 액체 형태의 유체층을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치.
제20항에 있어서, 상기 제1 표시기판과 상기 제2 표시기판과의 사이에 개재되어 상기 화소 영역을 둘러싸고, 상기 유체층을 상기 제1 표시기판과 상기 제2 표시기판과의 사이에 봉입하는 격벽을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치.
베이스 기판의 화소 영역에 소오스 전극 및 드레인 전극을 형성하는 단계;

상기 화소 영역에 상기 소오스 전극 및 상기 드레인 전극을 커버하는 액티브 층을 형성하는 단계; 및

상기 액티브층의 상부에 게이트 전극을 형성함과 동시에 상기 드레인 전극과 전기적으로 연결되는 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시기판 제조 방법.
제22항에 있어서, 상기 게이트 전극 및 상기 화소 전극을 형성하는 단계는,

상기 베이스 기판의 상부에 게이트 금속층을 형성하는 단계; 및

상기 게이트 금속층을 패터닝하여 상기 액티브 및 상기 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시기판 제조 방법.
제22항에 있어서,

상기 게이트 전극 및 상기 화소 전극을 형성하는 단계 이전에, 상기 제1 절연막을 형성하는 단계를 더 포함하고,

상기 제1 절연막은 상기 액티브층과 함께 패터닝되는 것을 특징으로 하는 표시기판 제조 방법.
제24항에 있어서, 상기 게이트 전극 및 상기 화소 전극을 형성하는 단계 이전에, 제2 절연막을 형성하는 단계를 더 포함하고,

상기 제2 절연막은 상기 제1 절연막의 상부에서 부분적으로 제거되어 개구부가 형성되며, 상기 게이트 전극은 상기 개구부를 통해 노출된 상기 제1 절연막의 상부에 형성되고, 상기 화소 전극은 상기 제2 절연막의 상부에 형성된 것을 특징으로 하는 표시기판 제조 방법.
제22항에 있어서,

상기 액티브층을 형성하는 단계 이전에, 상기 소오스 전극 및 상기 드레인 전극의 상부에 오믹 콘택층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시기판 제조 방법.