KR20120022253A - 전기영동 표시소자 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 제조비용이 절감되고 제조공정이 단순화된 전기영동 표시소자 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 전기영동 표시소자 제조방법은 복수의 화소를 포함하는 화상표시부 및 화상비표시부를 포함하는 기판을 제공하는 단계; 제1기판상에 박막트랜지스터를 형성하는 단계; 상기 박막트랜지스터가 형성된 기판상에 보호층을 형성하는 단계; 상기 보호층 위의 화상표시부에 화소전극을 형성하고 화상비표시부에 격벽을 형성하는 단계; 상기 보호층 상부의 격벽 내부의 화소내에 전기영동물질을 충진하는 단계; 상기 전기영동물질 상부에 실링재를 도포하여 실링층을 형성하는 단계; 실링층 위에 투명 도전물질을 적층하여 공통전극을 형성하는 단계; 및 상기 공통전극 상부에 보호필름을 부착하는 단계로 구성된다.

Description

전기영동 표시소자 및 그 제조방법{ELECTROPHORETIC DISPLAY DEIVCE AND METHOD OF FABRICATION THEREOF}
본 발명은 전기영동 표시소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 전기영동 표시소자는 전압이 인가되는 한쌍의 전극을 콜로이드용액에 담그면 콜로이드 입자가 어느 한쪽의 극성으로 이동하는 현상을 이용한 화상표시장치로서, 백라이트를 사용하지 않으면서 넓은 시야각, 높은 반사율, 저소비전력 등의 특성을 갖기 때문에, 전기종이(electric paper) 등의 전자기기로서 각광받고 있다.
이러한 전기영동 표시소자는 2개의 기판 사이에 전기영동층이 개재된 구조를 가지며, 2개의 기판중 하나는 투명한 기판으로 이루어지고 다른 하나는 구동소자가 형성된 어레이기판으로 구성됨으로써 입력되는 광을 반사하는 반사형 모드로 화상을 표시할 수 있다.
도 1은 종래 전기영동 표시소자(1)의 구조를 나타내는 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 전기영동 표시소자(1)는 제1기판(20) 및 제2기판(40)과, 상기 제1기판(20)에 형성된 박막트랜지스터 및 화소전극(18)과, 상기 제2기판(40)에 형성된 공통전극(42)과, 상기 제1기판(20) 및 제2기판(40) 사이에 형성된 전기영동층(60)과, 상기 전기영동층(60)과 화소전극(18) 사이에 형성된 접착층(56)으로 이루어진다.
박막트랜지스터는 상기 제1기판(2)에 형성된 게이트전극(11)과, 상기 게이트전극(11)이 형성된 제1기판(20) 전체에 걸쳐 형성된 게이트절연층(22)과, 상기 게이트절연층(22) 위에 형성된 반도체층(13)과, 상기 반도체층(13) 위에 형성된 소스전극(15) 및 드레인전극(16)으로 이루어진다. 상기 박막트랜지스터의 소스전극(15) 및 드레인전극(16) 위에는 보호층(24)이 형성된다.
상기 보호층(24) 위에는 상기 전기영동층(60)에 신호를 인가하는 화소전극(18)이 형성된다. 이때, 상기 보호층(24)에는 컨택홀(28)이 형성되어 보호층(24) 상부의 화소전극(18)이 상기 컨택홀을 통해 박막트랜지스터의 드레인전극(16)에 접속된다.
또한, 제2기판(40)에는 공통전극(42)이 형성되며, 상기 공통전극(42) 위에 전기영동층(60)이 형성되어 있다. 이때, 상기 전기영동층(60) 위에 접착층(56)이 형성되어 전기영동층(60)을 포함하는 제2기판(40)을 제1기판(20)과 합착한다. 상기 전기영동층(60)은 내부에 전기영동 특성을 갖는 화이트입자(74)와 블랙입자(76)가 채워진 캡슐(70)을 포함한다. 상기 화소전극(18)에 신호가 인가되면, 상기 공통전극(42)과 화소전극(18) 사이에 전계가 발생하며, 상기 전계에 의해 캡슐(70) 내부의 화이트입자(74)와 블랙입자(76)가 이동함으로써 화상을 구현하는 것이다.
예를 들어, 화소전극(18)에 (-)전압이 인가되면, 제2기판(40)의 공통전극(42)은 상대적으로 (+)전위를 가지게 되어, (+)전하를 띄는 화이트입자(74)는 제1기판(20)쪽으로 이동하고, (-)전하를 띄는 블랙입자(76)는 제2기판(40)쪽으로 이동하게 된다. 이 상태에서 외부, 즉 제2기판(40)의 상부로부터 광이 입력되면, 입력된 광이 상기 블랙입자(76)에 의해 반사되므로, 전기영동 표시소자에는 블랙이 구현된다.
반대로, 상기 화소전극(18)에 (+)전압이 인가되면, 제2기판(40)의 공통전극(42)은 (-)전위를 가지게 되어, (+)전하를 띄는 화이트입자(74)는 제2기판(40)으로 이동하고, (-)전하를 띄는 블랙입자(76)는 제1기판(20)으로 이동하게 된다. 이 상태에서 외부, 즉 제2기판(40)의 상부로부터 광이 입력되면, 입력된 광이 상기 화이트입자(74)에 의해 반사되므로, 전기영동 표시소자에는 화이트가 구현되는 것이다.
그러나, 상기와 같은 구조의 종래 전기영동 표시소자(1)에서는 다음과 같은 문제가 발생한다.
종래 전기영동 표시소자(1)에서는 제1기판(20) 및 제2기판(40)을 별도로 제작한 후, 접착층(56)에 의해 상기 제1기판(20) 및 제2기판(40)을 합착함으로써 완성된다. 즉, 제1기판(20) 상에 단위 화소를 구동시키는 박막트랜지스터와 전기영동층(60)에 전계를 인가하는 화소전극(18)을 형성하고 별도의 공정에서 제2기판(40) 상에 공통전극(42), 전기영동층(60) 및 접착층(56)을 형성한 후, 상기 제1기판(20) 및 제2기판(40)을 합착함으로써 형성된다.
그러나, 통상 전기영동표시소자의 단위 화소는 가로 및 세로의 크기가 150마이크로미터 이내의 작은 크기로 형성되기 때문에, 이 크기에 정확히 맞도록 전기영동층을 정렬시키는 것은 매우 어렵게 된다. 전기영동층과 박막트랜지스터가 형성되어 있는 제1기판이 정확히 정렬되지 못하면 전계가 전기영동입자에 정확히 전달되지 못해 구동에러의 원인이 된다.
또한, 상기 제1기판(20) 및 제2기판(40)은 각각 다른 공정상에서 제작된 후, 이송수단에 의해 이송되어 합착공정에서 서로 합착해야 되므로, 인라인으로 제조공정을 형성할 수가 없게 되므로, 제조공정이 지연되고 제조비용이 증가하게 된다.
한편, 제2기판(40)상에는 공통전극(42)을 형성하고 전기영동층(60)을 도포한 후 접착층(56)을 도포한다. 상기 제2기판(40)을 합착공정으로 이송하여 제1기판(20)과 합착하기 위해서는 상기 접착층(56)의 접착력이 저하되거나 접착층(56)에 이물질이 부착되는 것을 방지하기 위해, 상기 접착층(56)에 보호필름을 부착한 상태에서 이송해야만 한다. 이송된 제2기판(40)을 제1기판(20)에 부착하기 위해서는 제2기판(40)으로부터 보호필름을 박리해야만 하는데, 보호필름의 박리과정에서 정전기가 발생하게 되며, 이 발생된 정전기는 전기영동입자의 초기 배열에 오정렬을 유발시키게 되어 전기영동표시소자의 동작시 빗살무늬모양의 모아레가 발생하는 원인이 되었다.
이와 같이, 종래 전기영동 표시소자에서는 상기 제1기판(20) 및 제2기판(40)은 각각 다른 공정에서 제작되기 때문에, 전기영동층의 접착시 제1기판(20)과 제2기판(40) 사이에 오정렬이 발생하거나 공정이 복잡해지고, 접착층의 박리시 정전기가 발생하여 화질이 불량으로 된다는 문제 등이 있었다.
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 전기영동층과 실리층 및 공통전극을 박막트랜지스터가 형성되는 기판에 직접 형성하는 전기영동 표시소자 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 문제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 전기영동 표시소자 제조방법은 복수의 화소를 포함하는 화상표시부 및 화상비표시부를 포함하는 기판을 제공하는 단계; 제1기판상에 박막트랜지스터를 형성하는 단계; 상기 박막트랜지스터가 형성된 기판상에 보호층을 형성하는 단계; 상기 보호층 위의 화상표시부에 화소전극을 형성하고 화상비표시부에 격벽을 형성하는 단계; 상기 보호층 상부의 격벽 내부의 화소내에 전기영동물질을 충진하는 단계; 상기 전기영동물질 상부에 실링재를 도포하여 실링층을 형성하는 단계; 실링층 위에 투명 도전물질을 적층하여 공통전극을 형성하는 단계; 및 상기 공통전극 상부에 보호필름을 부착하는 단계로 구성된다.
상기 화소전극 및 격벽은 보호층 위의 화상표시부에 화소전극을 형성한 후 보호층 위의 화상비표시부에 격벽을 형성할 수 있으며, 보호층 위의 화상비표시부에 격벽을 형성한 후 보호층 위의 화상표시부에 화소전극을 형성할 수도 있다.
상기 실링층을 형성하는 단계는 상기 전기영동층 상에 실링재를 도포하는 단계와 상기 실링재를 경화시키는 단계로 이루어지며, 이때 상기 실링재는 아크릴계 투명 유기물질, 오버코트계 투명 유기물질 및 하이브리드계 투명 유기물질로 이루어진 일군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질로 형성될 수 있다.
상기 공통전극은 IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide), ZnO(Zinc Oxide), ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), SnO(Tin Oxide) 또는 탄소나노튜브로 이루어지며, 상기 보호필름은 PS(Polystyrene)필름, PE(Polyethylene)필름, PEN(Polyethylene Naphthalate)필름 또는 PI(Polyimide)필름으로 이루어진다.
또한, 본 발명에 따른 전기영동 표시소자는 복수의 화소를 포함하는 화상표시부 및 화상비표시부를 포함하는 기판; 상기 기판 위에 형성된 박막트랜지스터; 상기 박막트랜지스터가 형성된 기판상에 보호층; 상기 보호층 위의 화상비표시부에 형성되어 단위 화소를 정의하는 격벽; 상기 보호층 위의 화상표시부에 형성된 화소전극; 단위 화소내의 격벽 내부에 형성된 전기영동층; 상기 전기영동층 위에 형성된 실링층; 상기 실링층 위에 형성된 공통전극; 및 상기 공통전극에 부착된 보호필름으로 구성된다.
본 발명에서는 전기영동층이 박막트랜지스터가 형성되는 어레이 기판에 직접 형성되므로, 전기영동층을 어레이 기판에 합착하기 위해 사용되는 접착층이나 접착층을 보호하기 위한 보호필름이 필요없게 되어 제조비용을 절감할 수 있다. 뿐만 아니라 박막트랜지스터를 형성하는 어레이 기판의 제조라인상에서 전기영동층을 인라인으로 형성할 수 있기 때문에 제조공정을 단순화할 수 있게 된다.
또한, 본 발명은 전기영동층을 보호하기 위한 보호필름을 원천적으로 사용하지 않기 때문에 보호필름의 제거시 발생하는 정전기로 인한 화질저하 문제를 개선할 수 있으며, 박막트랜지스터가 형성되는 어레이 기판에 전기영동층과 공통전극을 직접 형성하기 때문에 전기영동층 및 공통전극을 별도의 공정라인에서 제작한 다음 정렬공정을 통해 합착하는 종래 기술에 비해 오정렬에 의한 화질저하 문제를 근본적으로 해결할 수 있게 된다.
도 1은 종래 전기영동 표시소자를 나타내는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 전기영동 표시소자의 제조라인을 개략적으로 나타내는 도면.
도 3a-3i는 본 발명에 따른 전기영동 표시소자의 제조방법을 나타내는 도면.
도 4a 및 도 4b는 각각 본 발명에 따른 전기영동 표시소자의 전기영동층을 형성하는 방법을 나타내는 도면.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전기영동 표시소자 및 그 제방법에 대해 상세히 설명한다.
본 발명에서는 인라인으로 이루어진 전기영동 표시소자 제조방법을 제안한다. 즉, 발명에서는 기존의 박막트랜지스터 제조라인상에서 전기영동층 인라인으로 형성할 수 있기 때문에 제조공정을 단순화할 수 있게 된다.
도 2는 본 발명에 따른 전기영동 표시소자의 제조라인을 나타내는 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전기영동 표시소자의 제조라인은 기판에 박막트랜지스터와 각종 신호배선 및 전극을 형성하는 TFT공정라인(191)과, 기판상에 전기영동물질을 도포하는 전기영동층 형성라인(193)과, 상기 전기영동층을 실링하는 실라인(195)과, 상기 실라인(195) 위에 투명도전물질을 적층하여 공통전극을 형성하는 공통전극 형성라인(197)과, 상기 제작된 공통전극 위에 보호필름을 부착하는 보호필름 부착라인(199)으로 이루어진다.
각각의 제조라인에는 해당 공정을 수행하기 위한 각종 공정장비, 예를 들면 진공챔버, 스퍼터, 도포기, 부착기 등이 배치되어 있으며, 제조라인과 제조라인 사이는 컨베이어와 같은 이송수단이 배치되어 하나의 공정이 종료된 기판이 상기 이송수단에 의해 다음 공정으로 이송된다.
도면에는 도시하지 않았지만, 상기 제조라인과 제조라인 사이에는 버퍼(buffer)가 형성될 수 있다. 상기 버퍼는 제조라인들 사이를 동기화하기 위한 것으로, 하나의 제조라인의 공정이 종료되어 출력된 기판이 다음 공정으로 입력되기 전 해당 제조라인의 공정이 종료되기 전까지 대기하기 위한 것이다.
상기와 같은 구성의 제조라인에서는 TFT공정라인(191)을 통해 기판이 입력되면, TFT공정라인(191)에서는 TFT와 신호배선 및 각종 전극들이 형성된 후, 이송수단에 의해 전기영동 형성라인(193)으로 이송된다. 이때, TFT공정라인(191)에서 공정이 종료된 기판은 전기영동 형성라인(193)의 공정이 종료될 때까지 버퍼에 대기하고 있다가 전기영동 형성라인(193)의 공정이 종료되면 상기 전기영동 형성라인(193)에 입력되어 다시 전기영동 형성공정이 진행되어 기판에 전기영동층이 형성된다.
전기영동층이 형성된 기판은 다시 이송수단에 의해 실라인(195)으로 이송되어 기판상에 실링층이 형성되며, 공통전극 형성라인(197)에서 상기 공통전극이 형성된다. 이때에도 상기 실라인(195)에서 출력된 기판은 공통전극 형성라인(197)의 공정이 종료될 때까지 버퍼에서 대기한다.
상기 공통전극이 형성된 기판은 이송라인에 의해 보호필름 부착라인(199)으로 이송되어, 보호필름이 부착됨으로써 전기영동 표시소자가 완성된다.
상기한 바와 같이, 본 발명에서는 기판이 하나의 공정라인에서 공정이 종료되면, 이송수단에 의해 다른 공정라인으로 이송되어 해당 공정이 진행되므로, 공정의 중단 없이 연속적인 공정이 진행이 가능하게 된다.
이하에서는 상기와 같은 제조라인에서 실제 제작되는 전기영동 표시소자의 제조방법을 도 3a-도 3g를 참조하여 상세히 설명한다. 이때, 전기영동 표시소자는 실질적으로 복수의 단위 화소로 이루어져 있지만, 설명의 편의를 위해 도면에서는 하나의 화소만을 도시하였다.
우선, 도 3a에 도시된 바와 같이, 화상표시부와 화상비표시부로 이루어지고 유리나 플라스틱과 같이 투명한 물질로 이루어진 기판(120) 위에 Cr, Mo, Ta, Cu, Ti, Al 또는 Al합금과 같이 도전성이 좋은 불투명 금속을 스퍼터링법(sputtering process)에 의해 적층한 후 사진식각방법(photolithography process)에 의해 식각하여 게이트전극(111)을 형성한 후, 상기 게이트전극(111)이 형성된 기판(120) 전체에 걸쳐 CVD(Chemicla Vapor Deposition)법에 의해 SiO2나 SiNx 등과 같은 무기절연물질을 적층하여 게이트절연층(122)을 형성한다.
이어서, 도 3b에 도시된 바와 같이, 기판(120) 전체에 걸쳐 비정질실리콘(a-Si)과 같은 반도체물질을 CVD법에 의해 적층한 후 식각하여 반도체층(113)을 형성한다. 또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 반도체층(113)의 일부에 불순물을 도핑하거나 불순물이 첨가된 비정질실리콘을 적층하여 이후 형성되는 소스전극 및 드레인전극을 반도체층(113)과 오믹접합시키는 오믹컨택층(ohmic contact layer)을 형성한다.
그후, 도 3c에 도시된 바와 같이, 기판(120) 상에 Cr, Mo, Ta, Cu, Ti, Al 또는 Al합금과 같이 도전성이 좋은 불투명 금속을 스퍼터링법에 의해 적층한 후 식각하여 반도체층(113) 위, 엄밀하게 말해서 오믹컨택층 위에 소스전극(115) 및 드레인전극(116)을 형성하고, 이어서 상기 소스전극(115) 및 드레인전극(116)이 형성된 기판(120) 전체에 걸쳐 BCB(Benzo Cyclo Butene)이나 포토아크릴(photo acryl)과 같은 유기절연물질을 적층하여 보호층(124)을 형성한다.
또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 보호층(124)은 복수의 층으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 보호층(124)은 BCB이나 포토아크릴과 같은 유기절연물질로 이루어진 유기절연층 및 SiO2나 SiNx 등과 같은 무기절연물질로 이루어진 무기절연층의 이중의 층으로 형성될 수도 있고, 무기절연층과 유기절연층 및 무기절연층으로 형성할 수도 있을 것이다. 유기절연층을 형성함에 따라 보호층(124)의 표면이 평탄하게 형성되며, 무기절연층을 적용함에 따라 보호층(124)과의 계면특성이 향상된다.
또한, 상기 보호층(124)에 컨택홀(117)을 형성하여 박막트랜지스터의 드레인전극(116)을 외부로 노출시킨다.
이어서, 도 3d에 도시된 바와 같이, 상기 보호층(124) 위의 화상표시부에 화소전극(118)을 형성한다. 이때, 상기 화소전극(118)은 컨택홀(117)을 통해 박막트랜지스터의 드레인전극(116)과 전기적으로 접속된다.
상기 화소전극(118)은 ITO(Indium Tin Oxide)나 IZO(Indium Zinc Oxide)와 같은 투명도전물질, Mo, AlNd와 같은 금속을 적층한 후, 사진식각방법에 의해 식각함으로써 형성할 수 있게 된다. 또한, 상기 화소전극(118)은 복수의 금속층으로 형성될 수도 있다. 즉, Cu와 MoTi와 같은 복수의 금속층을 연속 적층한 후, 사진식각방법에 의해 식각함으로써 형성될 수 있다. 그리고, 상기 화소전극(118)은 카본나노튜브나 수용성 도전고분자를 사용하여 형성할 수도 있다.
그 후, 도 3e에 도시된 바와 같이, 보호층(124) 위에 격벽(180)을 형성한다. 상기 격벽(180)은 기판(120)의 화상비표시부에 형성되며, 실질적으로 단위 화소를 구획하는 역할을 한다. 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 격벽(180)은 기판(120) 상에 매트릭스형상으로 배열되는 화소의 경계영역을 따라 형성되므로, 상기 격벽(180) 역시 기판(120) 상에 매트릭스형상으로 형성된다.
상기 격벽(180)은 수지 등으로 이루어진 절연층을 적층한 후 포토레지스트를 이용한 사진식각방법에 의해 식각함으로써 형성할 수도 있고 감광성 수지를 적층한 후 사진식각방법에 의해 식각함으로써 형성할 수도 있다. 또한, 상기 격벽(180)은 인쇄롤 등과 같은 인쇄법에 의해 패턴화된 격벽(180)을 인쇄함으로써 형성할 수도 있으며, 격벽에 대응하는 홈이 형성된 몰드를 제작한 후, 상기 몰드의 절연물질을 기판(120)으로 전사함으로써 형성할 수도 있다. 그리고, 상기 격벽(180)은 임프린트(imprint)방식으로 형성될 수도 있을 것이다.
실질적으로 이러한 격벽(180)의 형성은 특정한 방법에 의해 한정되는 것은 아니다. 상기에서 특정한 방법을 설명한 것은 설명의 편의를 위한 것이지, 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니다. 상기 격벽(180)은 이미 알려진 다양한 방법에 의해 형성될 수 있을 것이다.
한편, 상기 화소전극(118)은 격벽(180)의 형성후에 형성할 수도 있다. 즉, 보호층(124) 상부에 절연물질을 적층한 후 식각하여 화상비표시부에 격벽을 형성하고, 이어서 상기 보호층(124) 및 격벽(180) 위에 도전물질을 적층하고 에칭하여 화소전극(118)을 형성할 수도 있다.
이때, 상기 화소전극(118)은 격벽(180)의 측벽 위에도 형성될 수 있다. 이와 같이, 화소전극(118)을 격벽(180)의 측벽까지 연장하는 이유는 다음과 같은 이유 때문이다.
첫째, 화소전극(118)을 격벽(180)의 측벽까지 연장함에 따라 화질이 향상된다. 화소전극(118)을 보호층(124) 위에만 형성하는 경우, 격벽(180)의 맨 아래의 화소전극(118)의 격벽(180)과 화소전극(118)의 모서리영역에서는 상기 화소전극(118)이 정상적으로 형성되지 않아 전계가 인가될 때 이 영역은 전계가 비정상적으로 인가되는 사영역(dead area)이 된다. 이와 같은 사영역은 액정표시소자의 개구율을 저하시킬 뿐만 아니라 콘트라스트의 저하 등과 같은 많은 문제를 일으키게 된다.
그러나, 본 발명과 같이 격벽(180)의 측벽에 화소전극(118)을 형성하는 경우 모서리영역까지 화소전극(118)이 형성되기 때문에, 사영역이 발생하지 않게 되며, 그 결과 개구율이 향상되고 콘트라스트가 향상되며, 응답속도가 향상된다.
둘째, 화소전극(118)을 격벽(180)의 측벽에 형성함에 따라 공정이 용이하게 된다. 이후 공정에서 언급될 것이지만, 격벽(180)과 보호층(124)에 의해 정의되는 기판(120) 상부 영역에는 전기영동물질이 충진된다. 보호층(124) 위에 화소전극(118)만을 형성하고 격벽(180)에는 화소전극을 형성하지 않는 경우, 전기영동물질의 충진시 보호층(124) 상부의 화소전극(118)의 표면 특성과 격벽(180)의 표면 특성이 다르기 때문에, 전기영동물질의 충진시 격벽(180)의 표면에 전기영동물질이 잘 도포되지 않게 되어 전기영동물질의 주입이 용이하게 이루어지지 않게 된다. 이를 방지하기 위해, 격벽의 표면을 플라즈마 처리하거나 화학처리하여 표면특성을 향상시킬 수는 있지만, 이 경우 공정이 복잡해지고 비용이 증가하게 된다.
그러나, 본 발명과 같이 화소전극(118)을 격벽(180)의 측벽까지 연장하는 경우 별도의 표면처리 없이도 격벽(180)의 측면, 즉 화소전극(118)이 형성된 측벽에 전기영동물질이 용이하게 도포되므로, 전기영동물질을 격벽(180) 내부로 원활하게 충진할 수 있게 된다.
한편, 상기 화소전극(118)은 격벽(180)의 상부에는 형성되지 않는다. 격벽(180)의 상부에 화소전극(118)이 형성되는 경우, 서로 인접하는 화소에 형성되는 화소전극(118)이 서로 전기적으로 접속되기 때문에, 인접하는 화소간에 전기적으로 단락되므로, 상기 화소전극(118)을 격벽(180)의 측벽에 형성하는 경우, 격벽(180) 상부의 화소전극(118)은 제거하는 것이 바람직하다.
이러한 관점에서, 화소전극(118)은 격벽(180) 상부의 일부 영역까지 형성될 수 있을 것이다. 즉, 화소전극(118)이 격벽(180)의 상부에서 일정 영역이 제거되어 인접하는 화소의 화소전극(118)이 전기적으로 분리될 수만 있다면 상기 화소전극(118)이 격벽(180)의 상부까지 연장될 수 있을 것이다.
그 후, 도 3f에 도시된 바와 같이, 격벽(180) 내부에 전기영동물질을 충진하여 전기영동층(160)을 형성한다. 상기 전기영동물질은 양전하 및 음전하 특성을 갖는 입자로 이루어진다. 이때, 상기 입자는 화이트입자(164)와 블랙입자(165)일 수도 있고, 시안(cyan), 마젠타(Magenta), 옐로우(yellow)와 같은 컬러입자 또는 R(Red), G(Green), B(Blue)와 같은 컬러입자일 수도 있다.
화이트입자(164)의 경우 TiO2와 같은 반사율이 좋은 입자를 사용하며, 블랙입자(165)의 경우 카본블랙(canbon black) 등과 같은 블랙특성을 갖는 입자를 사용한다. 이때, 화이트입자(164)가 음전하특성을 갖고 블랙입자(165)가 양전하특성을 가질 수도 있고 화이트입자(164)가 양전하특성을 갖고 블랙입자(165)가 음양전하특성을 가질 수도 있을 것이다.
또한, 컬러입자의 경우 전하특성을 갖는 색소로서, 이때 컬러입자는 음전하를 가질 수도 있고 음전하를 가질 수도 있을 것이다.
상기 전기영동물질에는 액상폴리머와 같은 분산매질이 포함될 수 있다. 이 분산매질은 블랙입자나 화이트입자, 컬러입자가 분포되는 것으로, 액상 폴리머와 같은 액체일 수도 있고 공기 자체일 수도 있다. 상기와 같이 분산매질이 공기 자체라는 것은 분산매질이 없어도 전압이 인가됨에 따라 입자가 공기중에서 움직인다는 것을 의미한다.
상기 분산매질로서 액상폴리머를 사용하는 경우, 상기 분산매질로서 블랙 분산매질이나 컬러 분산매질을 사용할 수 있다. 블랙 분산매질을 사용하는 경우 외부로부터 입사되는 광을 흡수하기 때문에, 블랙구현시 선명한 블랙을 표시하게 되어 콘트라스트를 향상시킬 수 있게 된다. 또한, 컬러 분산매질은 전기영동물질에 의해 컬러를 구현하는 경우 사용되는데, 각각의 컬러화소에는 대응하는 컬러의 분산매질이 포함되므로, 컬러구현시 더욱 선명한 컬러를 표현할 수 있게 되는 것이다.
또한, 상기 전기영동물질은 폴리머중합체(polymer binder)에 전자잉크를 충진한 캡슐을 분포시킨 물질일 수도 있다. 이때, 상기 캡슐내에 분포하는 전자잉크는 화이트입자(또는 화이트잉크)와 블랙입자(또는 블랙잉크)로 이루어져 있다. 이때, 상기 화이트입자와 블랙입자는 각각 양전하와 음전하 특성을 가진다.
한편, 화이트입자나 블랙입자, 그리고 컬러입자는 특정한 물질만 사용되는 것이 아니라 현재 알려진 모든 입자가 사용될 수 있을 것이다.
격벽(180) 내로의 상기 전기영동물질의 충전은 다양한 방법에 의해 이루어질 수 있는데, 이러한 전기영동물질의 충전방법을 설명하면 다음과 같다.
도 4a 및 도 4b는 기판(120)에 형성된 격벽(180) 내부로 전기영동물질을 충진하여 전기영동층(160)을 형성하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 4a에 도시된 방법은 잉크젯방식 또는 노즐방식에 관한 것으로, 도 4a에 도시된 바와 같이 실린지(또는 노즐)(185) 내부에 전기영동물질(160a)을 충진한 후, 상기 기판(120) 상부에 상기 실린지(185)를 위치시킨다. 이후, 외부의 공기공급장치(도면표시하지 않음)에 의해 실린지(185)에 압력을 인가한 상태에서 상기 실린지(185)를 기판(120) 상에서 이동시킴에 따라 상기 격벽(180) 내부에 전기영동물질(160a)이 적하되어 기판(120) 상에 전기영동층(160)이 형성된다.
도 4b에 도시된 방법은 스퀴즈방법에 관한 것으로, 도 4b에 도시된 바와 같이 복수의 격벽(180)이 형성된 기판(120) 상부에 전기영동물질(160a)을 도포한 후, 스퀴즈바(187)에 의해 기판(120) 상에서 이동시킴으로써 스퀴즈바(187)의 압력에 의해 전기영동물질(160a)이 단위 화소내의 격벽(180) 내부로 충진되어 전기영동층(160)이 형성되는 것이다.
물론, 본 발명이 상술한 바와 같은 방법에만 한정되는 것은 아니다. 상술한 방법은 본 발명에서 사용될 수 있는 전기영동층(160)의 형성공정의 일례를 나타내는 것으로서, 본 발명이 이러한 특정 공정에만 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 캐스팅인쇄법, 바코팅인쇄법, 스크린인쇄법, 몰드인쇄법과 같은 다양한 전기영동층(160) 형성공정이 본 발명에 적용될 수 있을 것이다.
이어서, 도 3g에 도시된 바와 같이, 상기와 같이 전기영동층(160) 위에 실링재를 도포하여 실링층(168)을 형성하여 상기 전기영동층(160)을 실링한다. 이때, 상기 실링재로는 아크릴계열의 유기물질, 오버코트계열의 유기물질 또는 아크릴계의 유기물질에 무기물질을 첨가한 하이브리드형의 유기물질을 사용하며, 이러한 투명한 유기물질을 스핀코팅이나 바코팅 또는 슬릿코팅과 같은 코팅법이나 적층법에 의해 상기 전기영동층(160)상에 적층함으로써 형성된다.
상기 아크릴계열의 유기물질, 오버코트계열의 유기물질 또는 하이브리드형의 유기물질은 전기영동물질과 접촉하는 경우에도 상기 전기영동물질과는 반응을 일으키지 않기 때문에, 전기영동물질을 오염시키거나 자신이 오염되는 것을 방지할 수 있으므로, 실링재로서 유용하게 사용될 수 있다.
상기 실링층(168)은 다양한 두께로 형성할 있지만, 300Å-30㎛ 이하의 두께, 특히 300Å-10㎛ 이하의 두께로 형성할 수 있다. 300Å 이하의 두께로 실링층(168)을 형성하는 경우 전기영동층(160)이 완전하게 실링되지 않으며, 30㎛ 이상의 두께로 형성하는 경우, 화소전극(118)과 상기 실링층(168) 위에 형성되는 공통전극 사이에 전계가 원활하게 형성되지 않으므로, 실링층(168)의 두께는 300Å-30㎛ 이하로 형성한다.
상기와 같이, 형성된 실링층(168)은 자외선을 인가하거나 또는 80℃의 저온의 열을 약 30분-10시간 동안 인가하여 경화시킨다.
그 후, 도 3h에 도시된 바와 같이, 경화된 실링층(168) 위에 투명한 도전물질을 적층하여 공통전극(170)을 형성한다. 상기 공통전극(170)은 투명한 도전산화물질인 IGZO(Indium Gallium Zince Oxide)나 ZnO(Zinc Oixde)을 용액상태로 도포한 후, 저온에서 경화함으로써 형성된다. 이때, 상기 IGZO 및 ZnO는 80℃ 이하에서 30분에서 수시간 동안 열을 인가함으로써 경화된다.
또한, 공통전극(170)은 ITO나 IZO와 같은 투명한 도전물질을 스퍼터링법(sputtering process)에 의해 증착하거나 SnO(Tin Oxide)를 CVD법(Chemical Vapor Deposition Process)에 의해 증착함으로써 형성할 수 있다. 또한, 상기 공통전극(170)은 탄소나노튜브를 적층함으로써 형성할 수도 있다.
상기 공통전극(170)의 두께는 300Å-1㎛의 두께, 특히 500Å-1㎛의 두께로 형성할 수 있다.
이어서, 도 3i에 도시된 바와 같이, 상기 공통전극(170) 위에 보호필름(174)을 부착하여 외부로부터의 충격이나 이물질로부터 전기영동층(160)을 보호한다. 상기 보호필름(170)으로는 투과도가 90% 이상이고 수분투과도가 10-3g/m2?day 이하의 특성을 갖는 다양한 재료의 필름이 사용될 수 있다. 예를 들면, PS(Polystyrene)필름, PE(Polyethylene)필름, PEN(Polyethylene Naphthalate)필름, PI(Polyimide)필름이 본 발명이 보호필름(170)으로 사용될 수 있을 것이다. 상기 보호필름(170)은 투명한 접착제를 공통전극(170)의 상부에 도포한 후, 라미네이션함으로써 부착된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에서는 인라인으로 구성된 전기영동 표시소자 제조라인에서 하나의 기판(120) 위에 차례로 박막트랜지스터, 공통전극(118), 전기영동층(160), 실링층(168), 공통전극(170) 및 보호필름(174)을 형성하므로, 별도의 하부기판 및 상부기판의 합착공정을 제거할 수 있게 되어 제조공정을 단순화할 수 있게 된다.
상기와 같은 공정에 의해 제작된 본 발명에 따른 전기영동 표시소자의 구조를 도 3i를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 3i에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전기영동 표시소자는 제1기판(120)의 화상비표시부에 게이트전극(111), 반도체층(113), 소스전극(115) 및 드레인전극(116)으로 이루어진 박막트랜지스터가 형성되어 있고 그 위에 보호층(124)이 형성된다. 상기 보호층(124) 위의 화상비표시부에는 격벽(180)이 형성되고 전기영동층(160)이 역시 제1기판(120)의 화상표시부, 즉 격벽(180) 사이의 화소전극(118)에 배치되어 상기 전기영동층(160)이 직접적으로 상기 화소전극(118)과 직접 접촉한다. 따라서, 종래 전기영동 표시장치와는 달리 전기영동층(160)과 화소전극(118) 및 보호층(124) 사이에 전기영동층(160)을 부착하기 위한 별도의 접착층이 필요없게 된다.
또한, 본 발명에서는 상기 화소전극(118)은 단위 화소에만 형성될 수 있고 격벽(180)의 측벽으로 연장되어 형성될 수도 있다. 이와 같이, 화소전극(118)의 격벽(180)의 측벽까지 연장되는 경우, 격벽(180)의 하부영역의 화소전극(118)에도 전압이 인가되어 이 영역이 사영역으로 되어 화질이 저하되는 것을 방지할 수 있게 된다.
전기영동층(160)은 상부의 실링층(168)에 의해 실링되며, 상기 실링층(168) 위에는 공통전극(170) 및 보호필름(174)은 순차적으로 형성된다.
이러한 구조의 전기영동 표시소자 구동을 살펴보면 다음과 같다. 전기영동물질이 화이트입자(164)와 블랙입자(165)로 이루어진 경우, 화이트입자(164)가 양전하 또는 음전하 특성을 갖고 있기 때문에, 외부로부터 신호가 입력되어 기판(120)에 형성된 박막트랜지스터를 거쳐 화소전극(118)에 신호가 인가되면, 화소전극(118)과 공통전극(170) 사이에 발생하는 전계에 의해 화이트입자(164)와 전기영동층(160) 내에서 이동하게 된다.
예를 들어, 화이트입자(164)가 (+)전하를 갖는 경우, 화소전극(118)에 (+)전압이 인가되면 공통전극(170)은 상대적으로 (-)전위를 가지게 되므로 (+)전하를 띄는 화이트입자(164)는 공통전극(170)쪽으로 이동하게 된다. 따라서, 외부, 즉 공통전극(170)의 상부로부터 광이 입력되면, 입력된 광이 상기 화이트입자(164)에 의해 대부분 반사되므로 전기영동 표시소자에는 화이트가 구현된다.
이때, 인가되는 화소전극(118)에 인가되는 전압의 세기에 따라 공통전극(170)쪽으로 이동하는 화이트입자(164)의 밀도 또는 공통전극(170)과의 간격이 달라지기 때문에, 외부로부터 입력되어 화이트입자(164)에 의해 반사되는 광의 세기도 달라지게 되므로, 원하는 휘도의 구현할 수 있게 된다.
반대로, 상기 화소전극(118)에 (-)전압이 인가되면, 공통전극(170)은 (+)전위를 가지게 되어, (+)전하를 띄는 화이트입자(164)는 기판(120)으로 이동하게 되어 외부로부터 광이 입력되면, 입력된 광이 거의 반사되지 않게 되므로, 블랙을 구현하게 된다.
한편, 화이트입자(164)가 (-)전하를 갖는 경우, 화소전극(118)에 (+)전압이 인가되면 공통전극(170)은 상대적으로 (-)전위를 가지게 되므로 (-)전하를 띄는 화이트입자(164)는 기판(120)쪽으로 이동하게 된다. 따라서, 외부, 즉 공통전극(170)의 상부로부터 광이 입력되면, 입력된 광이 상기 대부분 반사되지 않으므로 전기영동 표시소자에는 블랙이 구현된다.
반대로, 상기 화소전극(118)에 (-)전압이 인가되면, 공통전극(170)은 (+)전위를 가지게 되어, (-)전하를 띄는 화이트입자(164)는 공통전극(170)쪽으로 이동하게 되어 외부로부터 광이 입력되면, 입력된 광이 상기 화이트입자(164)에 의해 반사되므로, 화이트를 구현하게 된다.
전기영동물질이 컬러입자로 이루어진 경우, 화소전극(118)에 인가되는 신호에 따라 R,G,B 컬러입자나 시안(cyan), 마젠타(Magenta), 옐로우(yellow)와 같은 컬러입자가 공통전극(170)쪽으로 이동하여 해당 컬러 혹은 다른 화소와 혼합된 컬러를 구현할 수 있게 된다.
전기영동물질이 화이트입자 및 블랙입자가 충진된 캡슐이 분포된 폴리머중합체로 이루어진 경우, 상기 캡슐내에 분포하는 전자잉크에 포함된 화이트입자와 블랙입자가 각각 양전하와 음전하 특성을 갖기 때문에, 외부로부터 신호가 입력되어 화소전극(118)에 신호가 인가되면, 화소전극(118)과 공통전극(170) 사이에 발생하는 전계에 의해 화이트입자와 블랙입자가 캡슐내에서 분리된다. 예를 들어, 화소전극(118)에 (-)전압이 인가되면, 공통전극(170)은 상대적으로 (+)전위를 가지게 되어, (+)전하를 띄는 화이트입자는 기판(120)쪽으로 이동하고, (-)전하를 띄는 블랙입자는 공통전극(170)쪽으로 이동하게 된다. 이 상태에서 외부, 즉 공통전극(170)의 상부로부터 광이 입력되면, 입력된 광이 상기 블랙입자에 의해 반사되므로, 전기영동 표시소자에는 블랙이 구현된다.
반대로, 상기 화소전극(118)에 (+)전압이 인가되면, 공통전극(170)은 (-)전위를 가지게 되어, (+)전하를 띄는 화이트입자는 공통전극(170)쪽으로 이동하고, (-)전하를 띄는 블랙입자는 기판(140)으로 이동하게 된다.
이 상태에서 외부, 즉 공통전극(170)의 상부로부터 광이 입력되면, 입력된 광이 상기 화이트입자에 의해 반사되므로, 화이트가 구현되는 것이다.
이때, 캡슐내의 화이트입자와 블랙입자가 각각 음전하와 양전하 특성을 갖는 경우, 반대의 동작으로 화이트 및 블랙을 구현할 수 있게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에서는 유리나 플라스틱으로 이루어진 기판 상에 모든 구성요소, 즉, 박막트랜지스터, 전기영동층, 실링층 및 공통전극이 형성되므로, 전기영동층 및 공통전극이 형성된 별도의 기판을 이송하여 박막트랜지스터기판과 이송된 기판을 정렬한 후 합착하는 공정이 필요없게 된다. 따라서, 종래에 비해 전기영동층이 형성된 기판을 박막트랜지스터 기판에 부착하기 위한 접착층이나 상기 접착층을 보호하기 위한 보호필름이 필요없게 되고, 2개의 기판을 정렬하는 공정, 전기영동층이 형성된 기판의 접착층을 보호하는 보호필름을 박리하는 공정 등이 필요없게 된다.
한편, 상술한 설명에서는 전기영동 표시소자의 구조에 대하여 특정 구조를 한정하여 설명하고 있지만, 본 발명의 전기영동 표시소자가 이러한 특정 구조에만 한정되는 것은 아니다. 특히, 전기영동층으로서 현재 사용하는 다양한 전기영동층이 적용될 수 있을 것이다. 즉, 기판에 형성될 수 있는 모든 구조의 전기영동층에 적용될 수 있을 것이다.
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.
120,140 : 기판 111 : 게이트전극
113 : 반도체층 115 : 소스전극
116 : 드레인전극 11 : 화소전극
124 : 보호층 160 : 전기영동층 164 : 화이트입자 165 : 블랙입자
168 : 실링층 170 : 공통전극
174 : 보호필름

Claims (38)

  1. 복수의 화소를 포함하는 화상표시부 및 화상비표시부를 포함하는 기판을 제공하는 단계;
    제1기판상에 박막트랜지스터를 형성하는 단계;
    상기 박막트랜지스터가 형성된 기판상에 보호층을 형성하는 단계;
    상기 보호층 위의 화상표시부에 화소전극을 형성하고 화상비표시부에 격벽을 형성하는 단계;
    상기 보호층 상부의 격벽 내부의 화소내에 전기영동물질을 충진하는 단계;
    상기 전기영동물질 상부에 실링재를 도포하여 실링층을 형성하는 단계;
    실링층 위에 투명 도전물질을 적층하여 공통전극을 형성하는 단계; 및
    상기 공통전극 상부에 보호필름을 부착하는 단계로 구성된 전기영동 표시소자 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 화소전극 및 격벽을 형성하는 단계는,
    보호층 위의 화상표시부에 화소전극을 형성하는 단계; 및
    보호층 위의 화상비표시부에 격벽을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 화소전극 및 격벽을 형성하는 단계는,
    보호층 위의 화상비표시부에 격벽을 형성하는 단계; 및
    보호층 위의 화상표시부에 화소전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자 제조방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 화소전극은 격벽의 측벽으로 연장되는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자 제조방법.
  5. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 격벽을 형성하는 단계는,
    상기 보호층 위에 절연층을 형성하는 단계; 및
    사진식각공정, 몰드공정, 임프린트공정 중 하나의 공정에 의해 상기 절연층의 일부를 제거하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자 제조방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 전기영동물질은 전하특성을 갖는 화이트입자 및 블랙입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자 제조방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 전기영동물질은 전하특성을 갖는 컬러입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자 제조방법.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 전기영동물질은 분산매질을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자 제조방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 전기영동층을 형성하는 단계는 적하법, 스퀴즈법, 캐스팅인쇄법, 바코팅인쇄법, 스크린인쇄법, 몰드인쇄법중 하나의 방법을 이용하여 격벽 내부에 전기영동물질을 충진하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자 제조방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 실링층을 형성하는 단계는,
    상기 전기영동층 상에 실링재를 도포하는 단계; 및
    상기 실링재를 경화시키는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자 제조방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 실링재는 아크릴계 투명 유기물질, 오버코트계 투명 유기물질 및 하이브리드계 투명 유기물질로 이루어진 일군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자 제조방법.
  12. 제10항에 있어서, 상기 실링재를 경화하는 단계는 실링재를 자외선을 조사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자 제조방법.
  13. 제10항에 있어서, 상기 실링재를 경화하는 단계는 실링재를 80℃의 열을 인가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자 제조방법.
  14. 제1항에 있어서, 상기 실링층은 300Å-30㎛의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자 제조방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 실링층은 300Å-10㎛ 이하의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자 제조방법.
  16. 제1항에 있어서, 상기 투명 도전물질은 용액상태의 투명 도전물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자 제조방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 용액상태의 투명 도전물질은 IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide) 및 ZnO(Zinc Oxide)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자 제조방법.
  18. 제16항에 있어서, 상기 용액상태의 투명도전물질은 코팅법에 의해 적층되는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자 제조방법.
  19. 제16항에 있어서, 상기 IGZO 및 ZnO은 80℃ 이하의 온도에서 30분에서 수시간 동안 경화되는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자 제조방법.
  20. 제1항에 있어서, 상기 투명 도전물질은 ITO(Indium Tin Oxide) 및 IZO(Indium Zinc Oxide)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자 제조방법.
  21. 제20항에 있어서, 상기 ITO 및 IZO는 스퍼터링방법에 의해 적층되는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자 제조방법.
  22. 제1항에 있어서, 상기 투명 도전물질은 SnO(Tin Oxid)로 이루어진 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자 제조방법.
  23. 제22항에 있어서, 상기 SnO는 CVD(Chemical Vapoer Deposition)에 의해 적층되는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자 제조방법.
  24. 제1항에 있어서, 상기 투명 도전물질은 탄소나노튜브로 이루어진 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자 제조방법.
  25. 제1항에 있어서, 상기 공통전극은 300Å-1㎛의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자 제조방법.
  26. 제25항에 있어서, 상기 공통전극은 500Å-1㎛의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자 제조방법.
  27. 제1항에 있어서, 상기 보호필름을 형성하는 단계는,
    투명접착제를 공통전극 위에 도포하는 단계; 및
    상기 보호필름을 라미네이팅하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자 제조방법.
  28. 제27항에 있어서, 상기 보호필름은 PS(Polystyrene)필름, PE(Polyethylene)필름, PEN(Polyethylene Naphthalate)필름, PI(Polyimide)필름로 이루어진 일군으로부터 선택된 필름으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자 제조방법.
  29. 제1항에 있어서, 상기 박막트랜지스터를 형성하는 단계는,
    제1기판 위에 게이트전극을 형성하는 단계;
    상기 게이트전극 위에 반도체층을 형성하는 단계;
    상기 반도체층 위에 소스전극 및 드레인전극을 형성하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자 제조방법.
  30. 복수의 화소를 포함하는 화상표시부 및 화상비표시부를 포함하는 기판;
    상기 기판 위에 형성된 박막트랜지스터;
    상기 박막트랜지스터가 형성된 기판상에 보호층;
    상기 보호층 위의 화상비표시부에 형성되어 단위 화소를 정의하는 격벽;
    상기 보호층 위의 화상표시부에 형성된 화소전극;
    단위 화소내의 격벽 내부에 형성된 전기영동층;
    상기 전기영동층 위에 형성된 실링층;
    상기 실링층 위에 형성된 공통전극; 및
    상기 공통전극에 부착된 보호필름으로 구성된 전기영동 표시소자.
  31. 제30항에 있어서, 상기 박막트랜지스터는,
    기판 위에 형성된 게이트전극;
    상기 게이트전극 위에 형성된 반도체층; 및
    상기 반도체층 위에 형성된 소스전극 및 드레인전극으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자.
  32. 제30항에 있어서, 상기 전기영동물질은 전하특성을 갖는 화이트입자 및 블랙입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자.
  33. 제30항에 있어서, 상기 전기영동물질은 전하특성을 갖는 컬러입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자.
  34. 제32항 또는 제33항에 있어서, 상기 전기영동물질은 분산매질을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자.
  35. 제30항에 있어서, 상기 화소전극은 격벽의 상부 일부 영역까지 연장되는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자.
  36. 제30항에 있어서, 상기 실링층은 아크릴계 투명 유기물질, 오버코트계 투명 유기물질 및 하이브리드계 투명 유기물질로 이루어진 일군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질로 형성된 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자.
  37. 제30항에 있어서, 상기 공통전극은 IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide), ZnO(Zinc Oxide), ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), SnO(Tin Oxide), 탄소나노튜브로 이루어진 일군으로부터 선택된 물질로 형성된 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자.
  38. 제30항에 있어서, 상기 보호필름은 PS(Polystyrene)필름, PE(Polyethylene)필름, PEN(Polyethylene Naphthalate)필름, PI(Polyimide)필름로 이루어진 일군으로부터 선택된 필름인 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자.
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8681415B2 (en) * 2010-07-14 2014-03-25 Lg Display Co., Ltd. Electrophoretic display device and fabrication method thereof
CN104786509B (zh) * 2015-05-15 2018-09-04 京东方科技集团股份有限公司 3d打印机及其投影装置
JP7468855B2 (ja) * 2015-09-18 2024-04-16 イー インク コーポレイション 表示装置用基板、表示装置、電子機器および表示装置用基板の製造方法
JP6584891B2 (ja) 2015-09-18 2019-10-02 イー インク コーポレイション 表示装置用基板、表示装置、電子機器および表示装置用基板の製造方法
US9928785B2 (en) * 2016-02-03 2018-03-27 Google Llc Two way display for two-in-one convertible computer form factors
CN108828871B (zh) * 2018-07-24 2021-08-24 上海天马微电子有限公司 一种柔性电子纸的制作方法及其柔性电子纸装置
CN116699918A (zh) * 2022-02-25 2023-09-05 荣耀终端有限公司 阵列基板、显示装置以及电子设备
CN116449627A (zh) * 2023-04-20 2023-07-18 惠科股份有限公司 显示装置及其制备方法、电子设备

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4006925B2 (ja) * 2000-05-30 2007-11-14 セイコーエプソン株式会社 電気泳動表示装置の製造方法
US7038670B2 (en) * 2002-08-16 2006-05-02 Sipix Imaging, Inc. Electrophoretic display with dual mode switching
TWI223729B (en) * 2002-04-23 2004-11-11 Sipix Imaging Inc Improved segment electrophoretic displays and methods for their manufacture
TWI315439B (en) * 2002-07-30 2009-10-01 Sipix Imaging Inc Novel microencapsulation processes and composition for electrophoretic displays
TWI327251B (en) * 2002-09-23 2010-07-11 Sipix Imaging Inc Electrophoretic displays with improved high temperature performance
TWI230832B (en) * 2003-01-24 2005-04-11 Sipix Imaging Inc Novel adhesive and sealing layers for electrophoretic displays
JP2004233575A (ja) * 2003-01-29 2004-08-19 Canon Inc 電気泳動表示装置の製造方法
JP4246000B2 (ja) * 2003-07-14 2009-04-02 株式会社 日立ディスプレイズ 画像表示装置
US7597925B2 (en) * 2004-06-28 2009-10-06 Palo Alto Research Center Incorporated Method of confining droplets of display fluid
KR101143002B1 (ko) * 2005-04-11 2012-05-08 삼성전자주식회사 전기 영동 표시 장치
JP5116277B2 (ja) * 2006-09-29 2013-01-09 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置、表示装置、液晶表示装置、表示モジュール及び電子機器
JP4591451B2 (ja) * 2007-01-10 2010-12-01 ソニー株式会社 半導体装置および表示装置
JP4297170B2 (ja) * 2007-02-23 2009-07-15 セイコーエプソン株式会社 電気泳動表示シート、電気泳動表示装置、電気泳動表示装置の製造方法および電子機器
KR101257685B1 (ko) * 2007-10-24 2013-04-24 엘지디스플레이 주식회사 전기영동 표시장치 및 그 제조방법
TWI387829B (zh) * 2008-09-11 2013-03-01 Prime View Int Co Ltd 彩色顯示裝置
KR101285638B1 (ko) * 2008-09-23 2013-07-12 엘지디스플레이 주식회사 전기영동 표시장치 및 그 제조 방법
TWI424242B (zh) * 2009-04-20 2014-01-21 Prime View Int Co Ltd 顯示裝置

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