KR20110066805A - 전기영동표시장치 - Google Patents

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KR20110066805A
KR20110066805A KR1020090123598A KR20090123598A KR20110066805A KR 20110066805 A KR20110066805 A KR 20110066805A KR 1020090123598 A KR1020090123598 A KR 1020090123598A KR 20090123598 A KR20090123598 A KR 20090123598A KR 20110066805 A KR20110066805 A KR 20110066805A
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김상수
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Abstract

본 발명은 전기영동표시장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 전기영동표시장치는 어레이부와 어레이 외곽부로 구분되는 메탈 기판과, 상기 어레이 외곽부 상에 구비되는 얼라인 키영역 및 갭 키영역을 포함하고, 상기 얼라인 키영역에는 상기 어레이부의 최상부에 형성된 패턴과 동일층으로 형성되는 얼라인 키를 포함하고, 상기 갭 키영역의 최상부에는 하부에 형성된 패턴들을 평탄화하는 절연막을 포함한다.
Figure P1020090123598
얼라인 키

Description

전기영동표시장치{electrophoretic display device}
본 발명은 전기영동표시장치에 관한 것으로, 메탈 기판을 이용한 전기영동표시장치에 관한 것이다.
최근 들어 통상의 인쇄물에 가까운 시야각이 얻어지고, 반사형으로 제작되어 소비 전력이 작으며 메모리 기능을 가지는 등의 장점이 있는 전기영동표시장치의 개발이 활발히 진행되고 있다.
전기영동표시장치는 도 1에 도시된 바와 같이 서로 대면하는 상부 어레이(20) 및 하부 어레이(30)과, 그들(20, 30) 사이에 대전된 피그먼트(pigment)입자(10a)와 분산 용액(10b)이 마이크로 캡슐화된 일렉트론 잉크(electron ink :이하, "E-잉크")(10)를 구비한다. 이러한 전기영동표시장치는 상부 어레이 (20)과 하부 어레이(30) 사이에 전계를 이용하여 E-잉크(10)를 회전시킴으로써 화상을 표시한다.
E-잉크(10)는 일측에 양의 전하 또는 음의 전하를 띄도록 대전된 화이트 컬러를 구현하는 이산화 티타늄(TiO2) 피그먼트 입자(이하, “화이트 피그먼트 입자”)(11)가 배치되며 타측에 화이트 피그먼트 입자(11)가 띄는 전하와 반대되는 전 하를 띄는 블랙 컬러를 구현하는 탄소(C) 피그먼트 입자(이하, “블랙 피그먼트 입자”)(12)가 배치되어 모노 화상을 구현한다.
한편, 이러한 모노 E-잉크(10)를 이용한 전기영동표시장치는 컬러 화상이 요구되지 않는 전자 책 등에 주로 적용되고 있어 모노 E-잉크(10)를 이용한 전기영동표시장치는 컬러 화상을 구현하기 위해서 상부 어레이(20)에 컬러 필터 어레이가 포함되어야 한다.
이와 같은 컬러 필터 어레이는 액정표시장치와 동일한 방법으로 컬러필터를 다른 기판상에 형성한 후 박막 트랜지스터 어레이가 포함된 하부 어레이와 합착하는 기판합착방법이 있고, 박막 트랜지스터 어레이가 포함된 하부 어레이에 E-잉크를 부착하고 나서 E-잉크 위에 직접 컬러필터를 형성하는 직접형성방법이 있는 데, 주로 공정단계를 줄일 수 있는 직접형성방법을 사용한다.
그러나, 직접 코팅방법으로 컬러필터 어레이를 형성할 경우 다음과 같은 문제점이 있다.
박막트랜지스터 어레이가 형성되는 하부 어레이에는 게이트 전극, 소스 및 드레인 전극 등과 같은 다양한 패턴들이 적층되어 형성되므로 각 패턴들간에 정확한 정렬상태를 유지하는 것이 중요하다. 따라서, 각 패턴들간의 정확한 정렬상태를 유지하기 위해 하부 어레이의 더미 영역에 다수의 얼라인 키(align key) 및 갭 키(gap key)와 같은 키 패턴을 형성하게 되고, 하부 어레이의 키 패턴은 게이트 전극과 동일층에 형성된다.
이때, 박막 트랜지스터 기판상에 직접적으로 컬러필터층을 형성하게 되면, 박막 트랜지스터 기판에 형성된 키패턴을 이용하여 컬러필터층과의 정렬상태를 유지하게 된다.
그러나, 게이트 전극, 게이트 절연막, 소스/드레인 전극, 반도체층, 보호막, 화소전극등이 포함된 박막트랜지스터 상부에 형성되는 컬러필터층 형성용 레이어와 박막트랜지스터 기판의 게이트 전극과 동일층으로 형성된 키 패턴과의 거리가 멀어지게 되면, 얼라인 키에 반사된 빛을 인식하는 카메라 및 갭키에 반사된 레이저를 인식하는 카메라는 다층의 적층구조등의 주변조건에 따라 인식률이 크게 변하게 되어 키패턴을 정확하게 인식하지 못하게 된다. 또한, 반도체층을 형성하기 위해 증착되는 비정질 실리콘막 및 보호막을 형성하기 위해 증착되는 포토 아크릴막 등은 박막트랜지스터 기판의 평탄도를 불균일하게 하므로, 얼라인 키에 반사된 빛을 인식하는 카메라 및 갭키에 반사된 레이저를 인식하는 카메라는 불균일한 평탄도등의 주변조건에 따라 인식률이 크게 변하게 되어 키패턴을 정확하게 인식하지 못하게 된다.
그리고, 전기영동표시장치는 변형하기 힘든 유리기판보다 가볍고 공정이 용이하면서도 가요성을 가지는 메탈 기판을 이용한다.
이와 같은 메탈 기판은 투명한 디스플레이가 요구되지 않는 경우에 사용되며, 내충격성을 확보할 수 있고 내부식성이 높은 스테인리스 스틸(stainless steel)의 재질이 주로 사용된다. 메탈 기판은, 그 재질 즉 금속의 특성상 결(groove)을 가지고 있어서, 그 표면이 매끄럽지 않고 거친 표면을 가지고 있다. 이와 같은 거친 표면을 매끄럽게 하기 위하여 예를 들면 폴리싱(polishing) 공정을 수행할 수도 있으나 메탈 기판 표면을 완전히 매끄럽게 하지는 못하고 있다.
그러나, 메탈 기판을 박막트랜지스터 기판으로 사용하고, 이 박막트랜지스터 기판 상에 상기 얼라인 키와 같은 키 패턴을 형성하여 얼라인 공정을 수행할 때 다음과 같은 문제점이 발생하였다.
메탈 기판은, 그 재질 즉 금속의 특성상 결(groove)을 가지고 있어서, 그 표면이 매끄럽지 않고 거친 표면을 가지고 있다. 이와 같은 거친 표면을 매끄럽게 하기 위하여 예를 들면 폴리싱(polishing) 공정을 수행할 수도 있으나 메탈 기판 표면을 완전히 매끄럽게 하지는 못하고 있다. 그리고, 메탈 기판은, 메탈 자체가 갖는 반사도로 인해 기판 반사에 의한 빛간섭 현상 또한 있다.
따라서, 기판 상에 형성된 키 패턴에 반사된 빛을 인식하는 카메라를 통해 수행되는 얼라인 공정에 있어서, 메탈 기판 표면의 반사도와 미세 표면 디펙(defect) 등으로 인해, 카메라가 정상적으로 키 패턴을 인식하지 못하는 경우가 발생하게 된다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 박막트랜지스터 어레이가 형성되는 하부 어레이 기판 상에 컬러필터 어레이를 형성하여 컬러화상을 구현하는 전기영동표시장치에 있어서, 얼라인 키 및 캡 키와 같은 키패턴 정렬과정 중 발생되는 장비의 오작동을 저감시킬 수 있도록 하는 전기영동표시장치를 제공함에 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전기영동표시장치는 어레이부와 어레이 외곽부로 구분되는 메탈 기판과, 상기 어레이 외곽부 상에 구비되는 얼라인 키영역 및 갭 키영역을 포함하고, 상기 얼라인 키영역에는 상기 어레이부의 최상부에 형성된 패턴과 동일층으로 형성되는 얼라인 키를 포함하고, 상기 갭 키영역의 최상부에는 하부에 형성된 패턴들을 평탄화하는 절연막을 포함한다.
상기 얼라인 키영역에는 상기 메탈 기판 상에 형성된 제1 차광패턴과, 상기 제1 차광패턴이 형성된 메탈 기판 전면에 형성된 제1 절연막과, 상기 제1 절연막 상에 형성된 제2 차광패턴과, 상기 제2 차광패턴이 형성된 기판 전면에 형성된 제2 절연막과, 상기 제2 절연막 상에 형성되는 얼라인 키를 포함한다.
상기 얼라인 키영역에는 상기 메탈 기판상에 형성된 제1 절연막과, 상기 제1 절연막 상에 형성된 차광패턴과, 상기 차광패턴이 형성된 기판 전면에 형성된 제2 절연막과, 상기 제2 절연막 상에 형성되는 얼라인 키를 포함한다.
상기 얼라인 키영역의 제2 절연막과 얼라인 키 사이에 형성된 제3 절연막을 더 포함한다.
상기 갭 키영역에는 상기 메탈 기판 상에 형성된 제1 차광패턴과, 상기 제1 차광패턴이 형성된 메탈 기판 전면에 형성된 제1 절연막과, 상기 제1 절연막 상에 형성된 제2 차광패턴과, 상기 제2 차광패턴이 형성된 기판 전면에 형성된 제2 절연막을 포함한다.
상기 갭 키영역에는 상기 메탈 기판상에 형성된 제1 절연막과, 상기 제1 절연막 상에 형성된 차광패턴과, 상기 차광패턴이 형성된 기판 전면에 형성된 제2 절연막을 포함한다.
상기 갭 키영역의 제2 절연막상에 형성된 제3 절연막을 더 포함한다.
상기 어레이부에는 상기 메탈 기판 상에 형성된 게이트 전극과, 상기 게이트 전극을 덮도록 형성된 게이트 절연막과, 상기 게이트 전극의 양단 상부에 형성되어 서로 마주보도록 배치된 소스 전극 및 드레인 전극과, 상기 소스전극 및 드레인 전극의 하부에 형성된 반도체층과, 상기 소스 전극 및 드레인 전극이 포함된 메탈 기판 전면에 형성된 보호막과, 상기 보호막에 형성된 콘택홀을 통해 상기 드레인 전극과 접속되는 화소전극을 포함한다.
상기 보호막은 제1 및 제2 보호막으로 형성된다.
상기 제1 차광패턴은 상기 게이트 전극과 동일한 층으로 형성되고, 상기 제1 절연막은 상기 게이트 절연막과 동일층으로 형성되고, 상기 제2 차광패턴은 소스 및 드레인 전극과 동일층으로 형성되고, 제2 절연막은 상기 제1 보호막과 동일층으 로 형성되고, 상기 얼라인 키는 상기 화소전극과 동일층으로 형성된다.
상기 제3 절연막은 제2 보호막과 동일층으로 형성된다.
본 발명은 박막트랜지스터 어레이가 형성되는 하부 어레이 기판 상에 컬러필터 어레이를 형성하여 컬러화상을 구현하는 전기영동표시장치에 있어서, 얼라인 키 및 캡 키와 같은 키패턴 정렬과정 중 발생되는 장비의 오작동을 저감시킬 수 있다.
즉, 화소전극(118a)와 동일한 층으로 제1 얼라인 키(118b)을 형성함으로써, 게이트 전극, 게이트 절연막, 소스/드레인 전극, 반도체층, 제1 및 제2 보호막, 화소전극 등이 포함된 박막트랜지스터 상부에 형성된 컬러필터층 형성용 레이어와 제1 얼라인 키의 거리를 종래보다 줄일 수 있게 되어, 얼라인 키에 반사된 빛을 인식하는 카메라는 다층의 적층구조등의 주변조건에 영향을 받지 않게 되어 얼라인 키를 정확하게 인식하게 되는 효과가 있다.
또한, 상기 얼라인 키영역(50a)의 제1 차광패턴(108b)은 제1 얼라인 키(118b)하부에 형성되어 메탈 기판 표면의 반사도와 미세 표면 디펙을 차단함으로써, 제1 얼라인 키(118b)에 반사된 빛을 인식하는 카메라의 빛 인식율에 영향을 주지 않게 되어 얼라인 키를 정확하게 인식하게 되는 효과가 있다.
그리고, 상기 얼라인 키영역(50a)의 제2 차광패턴(110c)은 반도체층을 형성하기 위해 증착되는 비정질 실리콘막의 불균일한 상태를 차단함으로써, 제1 얼라인 키(118b)에 반사된 빛을 인식하는 카메라의 빛 인식율에 영향을 주지 않게 되어 얼라인 키를 정확하게 인식하게 되는 효과가 있다.
그리고, 갭 키영역(50b)에 제1 절연막(140), 제2 및 제3 절연막(150a, 150b)을 형성함으로써, 종래의 패턴 형상의 갭 키일 때보다 표면 요철이 완화되어 갭 키 영역에 반사된 레이저를 인식하는 카메라의 인식율이 일정하게 되어 갭 키를 정상적으로 인식할 수 있게 되는 효과가 있다.
그리고, 상기 갭 키영역(50b)의 제1 차광패턴(108b)은 메탈 기판 표면의 반사도와 미세 표면 디펙을 차단함으로써, 갭 키영역에 반사된 레이저를 인식하는 카메라의 인식율에 영향을 주지 않게 되어 얼라인 키를 정확하게 인식하게 되는 효과가 있다.
그리고, 갭 키영역(50b)의 제2 차광패턴(110c)은 반도체층을 형성하기 위해 증착되는 비정질 실리콘막의 불균일한 상태를 차단함으로써, 갭 키영역에 반사된 레이저를 인식하는 카메라의 인식율에 영향을 주지 않게 되어 얼라인 키를 정확하게 인식하게 되는 효과가 있다.
이하는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전기영동표시장치에 대해 상세히 설명하고자 한다.
도 2는 본 발명에 따른 전기영동표시장치를 도시한 단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전기영동표시장치는 크게 액티브영역(A)와, 상기 액티브영역을 둘러싸도록 정의되는 비액티브영역(NA)로 구분되고, 상기 비액티브영역(NA)에는 얼라인 키영역(50a)와 갭 키영역(50b)을 구비하게 된다.
상기 액티브영역(A)에는 서로 교차하여 화소영역을 정의하는 게이트 라인(미도시) 및 데이터 라인(미도시)이 형성됨과 아울러, 상기 게이트 라인(미도시) 및 데이터 라인(미도시)의 교차부에 형성된 박막트랜지스터(106)에 의해 작동되는 화소전극(118a)이 매트릭스 형태로 배치된다.
상기 박막트랜지스터(106)는 메탈 기판(142) 상에 게이트 전극(108a)과, 상기 게이트 전극(108a)을 덮도록 형성된 게이트 절연막(144)과, 상기 게이트 절연막(144) 상부에 채널영역을 정의하도록 상기 게이트 전극(108a)의 양단 상부에 형성되어 서로 마주보도록 배치된 소스 전극(110a) 및 드레인 전극(110b)과, 상기 채널영역과 소스전극(110a) 및 드레인 전극(110b)의 하부에 형성된 반도체층(114)과, 상기 소스 전극(110a) 및 드레인 전극(110b)과 반도체층(114) 사이에 형성되는 오믹 콘택층(148)을 포함하여 구성된다. 그리고, 상기 소스 및 드레인 전극(110a, 110b)가 형성된 기판(142) 전면에 제1 및 제2 보호막(150a, 150b)이 형성되고, 상기 제1 및 제2 보호막(150a, 150b)에는 드레인 전극(110b)을 노출하는 콘택홀(117)이 형성되고, 상기 콘택홀(117)을 통해 노출된 드레인 전극(110b)과 화소전극(118a)이 접속된다.
그리고, 비액티브영역(NA)의 얼라인 키영역(50a)은 메탈 기판(142)상에 제1 차광 패턴(108b)과, 상기 제1 차광패턴(108b)이 형성된 기판 전면에 형성된 제1 절연막(144)과, 상기 제1 절연막(144) 상에 형성된 제2 차광패턴(110c)과, 상기 제2 차광패턴(110c)이 형성된 기판 전면에 형성된 제2 및 제3 절연막(150a, 150b)과, 상기 제3 절연막(150b) 상에 형성되는 제1 얼라인 키(118b)을 포함하여 구성되고, 갭 키영역(50b)은 메탈 기판(142)상에 제1 차광 패턴(108b)과, 상기 제1 차광패턴(108b)이 형성된 기판 전면에 형성된 제1 절연막(144)과, 상기 제1 절연막(144) 상에 형성된 제2 차광패턴(110c)과, 상기 제2 차광패턴(110c)이 형성된 기판 전면에 형성된 제2 및 제3 절연막(150a, 150b)을 포함하여 구성된다.
상기 메탈 기판(100)은 예를 들면 스테인리스 스틸(stainless steel)재질로 형성될 수 있으며, 가요성(flexibility)을 가지고 있어서 플렉서블 표시장치를 구현할 수 있는 특징을 가진다. 또한 상기 메탈 기판 상에 버퍼막(미도시)을 더 형성하여 메탈 기판의 거친 표면이 덮도록 형성되어 평탄화층으로서의 역할을 수행하고, 상기 메탈 기판(100) 상에 형성되는 여러 패턴으로부터 절연시키는 역할을 한다.
상기 제1 절연막(144)은 제1 차광패턴(108b)이 포함된 기판 전면을 덮도록 형성되며, 액티브 영역의 게이트 전극 및 게이트 라인을 덮도록 형성되는 게이트 절연막(144)과 동일한 층으로 형성되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 제2 및 제3 절연막(150a, 150b)은 제2 차광패턴(110c)이 형성된 기판(100) 전면을 덮도록 형성되며, 액티브 영역의 제2 및 제3 절연막(150a, 150b)과 동일한 층으로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 얼라인 키영역(50a)의 제1 얼라인 키(118b)는 이후 형성될 컬러필터층을 정렬하기 위한 얼라인 키로써, 액티브 영역의 화소전극(118a)와 동일한 층에 형성된다.
이와 같이 화소전극(118a)와 동일한 층으로 제1 얼라인 키(118b)을 형성함으 로써, 게이트 전극, 게이트 절연막, 소스/드레인 전극, 반도체층, 제1 및 제2 보호막, 화소전극 등이 포함된 박막트랜지스터 상부에 형성된 컬러필터층 형성용 레이어와 제1 얼라인 키의 거리를 종래보다 줄일 수 있게 되어, 얼라인 키에 반사된 빛을 인식하는 카메라는 다층의 적층구조등의 주변조건에 영향을 받지 않게 되어 얼라인 키를 정확하게 인식하게 된다.
상기 얼라인 키영역(50a)의 제1 차광패턴(108b)은 제1 얼라인 키(118b)하부에 형성되어 메탈 기판 표면의 반사도와 미세 표면 디펙을 차단함으로써, 제1 얼라인 키(118b)에 반사된 빛을 인식하는 카메라의 빛 인식율에 영향을 주지 않게 되어 얼라인 키를 정확하게 인식하게 된다.
그리고, 상기 얼라인 키영역(50a)의 제2 차광패턴(110c)은 반도체층을 형성하기 위해 증착되는 비정질 실리콘막의 불균일한 상태를 차단함으로써, 제1 얼라인 키(118b)에 반사된 빛을 인식하는 카메라의 빛 인식율에 영향을 주지 않게 되어 얼라인 키를 정확하게 인식하게 된다.
그리고, 갭 키영역(50b)에 제1 절연막(140), 제2 및 제3 절연막(150a, 150b)을 형성함으로써, 종래의 패턴 형상의 갭 키일 때보다 표면 요철이 완화되어 갭 키 영역에 반사된 레이저를 인식하는 카메라의 인식율이 일정하게 되어 갭 키를 정상적으로 인식할 수 있게 된다.
상기 갭 키영역(50b)의 제1 차광패턴(108b)은 메탈 기판 표면의 반사도와 미세 표면 디펙을 차단함으로써, 갭 키영역에 반사된 레이저를 인식하는 카메라의 인식율에 영향을 주지 않게 되어 얼라인 키를 정확하게 인식하게 된다.
그리고, 갭 키영역(50b)의 제2 차광패턴(110c)은 반도체층을 형성하기 위해 증착되는 비정질 실리콘막의 불균일한 상태를 차단함으로써, 갭 키영역에 반사된 레이저를 인식하는 카메라의 인식율에 영향을 주지 않게 되어 얼라인 키를 정확하게 인식하게 된다.
한편, 본 발명의 전기영동표시장치에는 도 2에 도시된 얼라인 키영역(50a) 및 갭 키영역(50b)의 구조 뿐만 아니라, 도 3a, 도 3b, 도 3c에 도시된 얼라인 키영역(50a) 및 갭 키영역(50b)의 구조도 적용할 수 있다.
도 3a의 얼라인 키영역(51a)는 메탈 기판(142)상에 제1 차광 패턴(108b)과, 상기 제1 차광패턴(108b)이 형성된 기판 전면에 형성된 제1 절연막(144)과, 상기 제1 절연막(144) 상에 형성된 제2 차광패턴(110c)과, 상기 제2 차광패턴(110c)이 형성된 기판 전면에 형성된 제2 절연막(150a)과, 상기 제2 절연막(150a) 상에 형성되는 제1 얼라인 키(118b)을 포함하여 구성되고, 도 3a의 갭 키영역(51b)은 메탈 기판(142)상에 제1 차광 패턴(108b)과, 상기 제1 차광패턴(108b)이 형성된 기판 전면에 형성된 제1 절연막(144)과, 상기 제1 절연막(144) 상에 형성된 제2 차광패턴(110c)과, 상기 제2 차광패턴(110c)이 형성된 기판 전면에 형성된 제2 절연막(150a)을 포함하여 구성된다.
또한, 도 3b의 얼라인 키영역(52a)는 메탈 기판(142)상에 형성된 제1 절연막(144)과, 상기 제1 절연막(144) 상에 형성된 제2 차광패턴(110c)과, 상기 제2 차광패턴(110c)이 형성된 기판 전면에 형성된 제2 및 제3 절연막(150a, 150b)과, 상기 제3 절연막(150b) 상에 형성되는 제1 얼라인 키(118b)을 포함하여 구성되고, 도 3b의 갭 키영역(52b)은 메탈 기판(142)상에 형성된 제1 절연막(144)과, 상기 제1 절연막(144) 상에 형성된 제2 차광패턴(110c)과, 상기 제2 차광패턴(110c)이 형성된 기판 전면에 형성된 제2 및 제3 절연막(150a, 150b)을 포함하여 구성된다.
또한, 도 3c의 얼라인 키영역(53a)는 메탈 기판(142)상에 형성된 제1 절연막(144)과, 상기 제1 절연막(144) 상에 형성된 제2 차광패턴(110c)과, 상기 제2 차광패턴(110c)이 형성된 기판 전면에 형성된 제2 절연막(150a)과, 상기 제2 절연막(150a) 상에 형성되는 제1 얼라인 키(118b)을 포함하여 구성되고, 도 3c의 갭 키영역(53b)은 메탈 기판(142)상에 형성된 제1 절연막(144)과, 상기 제1 절연막(144) 상에 형성된 제2 차광패턴(110c)과, 상기 제2 차광패턴(110c)이 형성된 기판 전면에 형성된 제2 절연막(150a)을 포함하여 구성된다.
이와 같은 얼라인 키영역 및 캡 키영역이 형성된 전기영동표시장치의 제조방법에 대해 설명하고자 한다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 따른 전기영동표시장치의 제조방법을 도시한 단면도들이다.
먼저, 도 4a에 도시된 바와 같이, 기판(142)상에 게이트용 금속층을 증착한 후 이를 선택적으로 패터닝하여, 게이트 배선(미도시), 게이트 전극(108a), 제1 차광패턴(108b)을 형성한다.
그리고, 상기 게이트 전극(108a) 및 제1 차광패턴(108b)이 형성된 기판(142) 전면에 게이트 절연막(144, 비표시영역의 제1 절연막)을 형성한다. 이어, 상기 게이트 절연막(144)이 형성된 기판(142)상에 반도체층 및 데이터용 금속층을 순차적 으로 형성한 후 이를 선택적으로 패터닝하여, 데이터 배선(미도시), 반도체 패턴(145), 소스 전극(110a) 및 드레인 전극(110b), 제2 차광패턴(108b)을 형성한다.
이때, 반도체 패턴은 소스 전극(110a)과 드레인 전극(110b) 사이에 채널을 형성하는 활성층(114)과, 활성층(114) 상에 소스 전극(110) 및 드레인 전극(112)과 오믹 접촉을 위한 오믹 콘택층(148)으로 형성된다.
그리고, 상기 소스 전극(110a) 및 드레인 전극(110b)이 형성된 기판(142)상에 제1 및 제2 보호막(150a, 150b)을 형성한 후, 이를 선택적으로 패터닝하여, 상기 드레인 전극(110b)을 노출하는 드레인 콘택홀(117)을 형성한다.
이어, 상기 드레인 콘택홀(117)이 형성된 기판(142)상에 투명금속막을 증착한 후 이를 선택적으로 패터닝하여, 드레인 콘택홀을 통해 드레인 전극(110b)과 접속하는 화소전극(118a), 얼라인 키(118b)을 형성하여, 하부 어레이부 형성공정을 완료한다.
다음으로, 도 4b에 도시된 바와 같이, 라미네이터(미도시)를 이용한 라미네이팅공정을 수행하여 상기 하부 어레이부상에 전기영동필름(190)을 형성한다. 즉, 라미네이터(미도시)가 회전과 동시에 하부 어레이부와 전기영동필름(190)을 가압함으로써 전기영동필름(190)과 하부 어레이부는 부착된다.
이때, 상기 전기영동필름(190)은 하전 염료입자(charge pigment particle)을 포함하는 캡슐(192)과, 캡슐(192)의 상하에 위치하는 접착제층(194) 및 보호필름(196)이 형성된다.
상기 접착제층(194)은 상기 하부 어레이부와 합착을 위해 형성되고, 보호필 름(196)에는 공통전극이 형성된다.
상기 상부 및 하부 보호층(196, 194)은 구형의 캡슐(192)의 유동을 차단함과 아울러 캡슐(192)을 보호하는 역할을 한다.
이어, 도 4c에 도시된 바와 같이, 상부 보호층(196)상에 적색 컬러필터층(R)을 형성하고, 청색(B), 녹색(G) 컬러필터층(238)을 형성함으로써, 본 공정을 완료한다.
먼저, 적색 컬러필터층(R)은 상부 보호층(196)상에 적색(R)의 감광성 칼라수지를 전면 증착한 후, 마스크를 이용하여 적색(R)의 감광성 칼라수지에 대한 포토리소그라피 공정 및 식각공정을 통한 패터닝을 수행하므로써 적색(R) 컬러필터를 형성한다. 이때, 상기 적색 컬러필터층 형성공정을 수행할 때, 하부 어레이부 상에 형성된 박막 트랜지스터(106) 및 화소전극(118a)이 형성된 영역에 상응하도록 상기 마스크를 정렬하기 위해 하부 어레이부 상에 형성된 얼라인 키영역(50a) 및 갭 키영역(50b)를 이용한다.
그 다음, 적색 컬러필터층이 형성된 상부 보호층(196)상에 적색 컬러필터층 형성공정과 동일한 방법으로, 녹색(G) 컬러필터층, 청색(B) 컬러필터층을 형성한다.
이와 같이 화소전극(118a)와 동일한 층으로 제1 얼라인 키(118b)을 형성함으로써, 게이트 전극, 게이트 절연막, 소스/드레인 전극, 반도체층, 제1 및 제2 보호막, 화소전극 등이 포함된 박막트랜지스터 상부에 형성된 컬러필터층 형성용 레이어와 제1 얼라인 키의 거리를 종래보다 줄일 수 있게 되어, 얼라인 키에 반사된 빛 을 인식하는 카메라는 다층의 적층구조등의 주변조건에 영향을 받지 않게 되어 얼라인 키를 정확하게 인식하게 된다.
상기 얼라인 키영역(50a)의 제1 차광패턴(108b)은 제1 얼라인 키(118b)하부에 형성되어 메탈 기판 표면의 반사도와 미세 표면 디펙을 차단함으로써, 제1 얼라인 키(118b)에 반사된 빛을 인식하는 카메라의 빛 인식율에 영향을 주지 않게 되어 얼라인 키를 정확하게 인식하게 된다.
그리고, 상기 얼라인 키영역(50a)의 제2 차광패턴(110c)은 반도체층을 형성하기 위해 증착되는 비정질 실리콘막의 불균일한 상태를 차단함으로써, 제1 얼라인 키(118b)에 반사된 빛을 인식하는 카메라의 빛 인식율에 영향을 주지 않게 되어 얼라인 키를 정확하게 인식하게 된다.
그리고, 갭 키영역(50b)에 제1 절연막(140), 제2 및 제3 절연막(150a, 150b)을 형성함으로써, 종래의 패턴 형상의 갭 키일 때보다 표면 요철이 완화되어 갭 키 영역에 반사된 레이저를 인식하는 카메라의 인식율이 일정하게 되어 갭 키를 정상적으로 인식할 수 있게 된다.
상기 갭 키영역(50b)의 제1 차광패턴(108b)은 메탈 기판 표면의 반사도와 미세 표면 디펙을 차단함으로써, 갭 키영역에 반사된 레이저를 인식하는 카메라의 인식율에 영향을 주지 않게 되어 얼라인 키를 정확하게 인식하게 된다.
그리고, 갭 키영역(50b)의 제2 차광패턴(110c)은 반도체층을 형성하기 위해 증착되는 비정질 실리콘막의 불균일한 상태를 차단함으로써, 갭 키영역에 반사된 레이저를 인식하는 카메라의 인식율에 영향을 주지 않게 되어 얼라인 키를 정확하 게 인식하게 된다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것이 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
도 1은 일반적인 전기영동표시장치를 도시한 단면도
도 2는 본 발명에 따른 전기영동표시장치를 도시한 단면도
도 3a는 본 발명의 또 다른 얼라인 키영역와 갭 키영역를 도시한 단면도
도 3b는 본 발명의 또 다른 얼라인 키영역와 갭 키영역를 도시한 단면도
도 3c는 본 발명의 또 다른 얼라인 키영역와 갭 키영역를 도시한 단면도
도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 따른 전기영동표시장치의 제조방법을 도시한 단면도들

Claims (13)

  1. 어레이부와 어레이 외곽부로 구분되는 메탈 기판과,
    상기 어레이 외곽부 상에 구비되는 얼라인 키영역 및 갭 키영역을 포함하고,
    상기 얼라인 키영역에는 상기 어레이부의 최상부에 형성된 패턴과 동일층으로 형성되는 얼라인 키를 포함하고, 상기 갭 키영역의 최상부에는 하부에 형성된 패턴들을 평탄화하는 절연막을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동표시장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 얼라인 키영역에는
    상기 메탈 기판 상에 형성된 제1 차광패턴과,
    상기 제1 차광패턴이 형성된 메탈 기판 전면에 형성된 제1 절연막과,
    상기 제1 절연막 상에 형성된 제2 차광패턴과,
    상기 제2 차광패턴이 형성된 기판 전면에 형성된 제2 절연막과,
    상기 제2 절연막 상에 형성되는 얼라인 키를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동표시장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 얼라인 키영역의 제2 절연막과 얼라인 키 사이에 형성된 제3 절연막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동표시장치.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 얼라인 키영역에는
    상기 메탈 기판상에 형성된 제1 절연막과,
    상기 제1 절연막 상에 형성된 차광패턴과,
    상기 차광패턴이 형성된 기판 전면에 형성된 제2 절연막과,
    상기 제2 절연막 상에 형성되는 얼라인 키를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동표시장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 얼라인 키영역의 제2 절연막과 얼라인 키 사이에 형성된 제3 절연막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동표시장치.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 갭 키영역에는
    상기 메탈 기판 상에 형성된 제1 차광패턴과,
    상기 제1 차광패턴이 형성된 메탈 기판 전면에 형성된 제1 절연막과,
    상기 제1 절연막 상에 형성된 제2 차광패턴과,
    상기 제2 차광패턴이 형성된 기판 전면에 형성된 제2 절연막을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동표시장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 갭 키영역의 제2 절연막상에 형성된 제3 절연막을 더 포함하는 것을 특 징으로 하는 전기영동표시장치.
  8. 제1 항에 있어서, 상기 갭 키영역에는
    상기 메탈 기판상에 형성된 제1 절연막과,
    상기 제1 절연막 상에 형성된 차광패턴과,
    상기 차광패턴이 형성된 기판 전면에 형성된 제2 절연막을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동표시장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 갭 키영역의 제2 절연막상에 형성된 제3 절연막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동표시장치.
  10. 제1 항에 있어서, 상기 어레이부에는
    상기 메탈 기판 상에 형성된 게이트 전극과,
    상기 게이트 전극을 덮도록 형성된 게이트 절연막과,
    상기 게이트 전극의 양단 상부에 형성되어 서로 마주보도록 배치된 소스 전극 및 드레인 전극과,
    상기 소스전극 및 드레인 전극의 하부에 형성된 반도체층과,
    상기 소스 전극 및 드레인 전극이 포함된 메탈 기판 전면에 형성된 보호막과,
    상기 보호막에 형성된 콘택홀을 통해 상기 드레인 전극과 접속되는 화소전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동표시장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 보호막은
    제1 및 제2 보호막으로 형성되는 것을 특징으로 하는 전기영동표시장치.
  12. 제2 항, 제4 항, 제6 항, 제8 항에 있어서,
    상기 제1 차광패턴은 상기 게이트 전극과 동일한 층으로 형성되고, 상기 제1 절연막은 상기 게이트 절연막과 동일층으로 형성되고, 상기 제2 차광패턴은 소스 및 드레인 전극과 동일층으로 형성되고, 제2 절연막은 상기 제1 보호막과 동일층으로 형성되고, 상기 얼라인 키는 상기 화소전극과 동일층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 전기영동표시장치.
  13. 제3 항, 제5 항, 제7 항, 제9 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 제3 절연막은 제2 보호막과 동일층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 전기영동표시장치.
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