KR20120042178A - 전기영동 표시소자 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제조비용이 절감되고 제조공정이 단순화된 전기영동 표시소자 제조방법에 관한 것으로, 복수의 화소를 포함하는 화상표시부 및 화상비표시부를 포함하는 제1기판 및 제2기판을 제공하는 단계; 제1기판상에 박막트랜지스터를 형성하는 단계; 상기 박막트랜지스터가 형성된 제1기판상에 보호층을 형성하는 단계; 상기 보호층 위의 화상비표시부에 포토마스크를 이용하여 격벽을 형성하는 단계; 상기 보호층 위의 화상표시부에 격벽을 형성할 때 사용한 포토마스크를 이용하여 화소전극을 형성하는 단계; 상기 보호층 상부의 격벽 내부의 화소내에 상기 격벽의 높이보다 작은 두께로 전기영동물질을 충진하여 전기영동층을 형성하는 단계; 상기 격벽 내부의 전기영동층 상부 및 격벽의 상부에 실링층을 형성하는 단계; 상기 제2기판에 공통전극을 형성하는 단계; 및 제1기판 및 제2기판을 합착하는 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 복수의 화소영역을 포함하는 제1기판(20) 및 제2기판(40)과, 상기 제1기판(20)의 화상표시부에 형성된 화소전극(18)과, 상기 제2기판(40)에 형성된 공통전극(42)과, 상기 제2기판(40)의 화소와 화소영역 사이의 화상비표시부에 형성되어 각각의 화소를 구획하는 격벽(80)과, 상기 제1기판(20) 및 제2기판(40) 사이에 형성된 전기영동층(60)으로 이루어진다.

도면에는 도시하지 않았지만, 각각의 화소영역에는 박막트랜지스터가 형성되어 화소전극(18)에 전압을 인가함에 따라 상기 화소전극(18)과 공통전극(42) 사이에 전계가 형성되며, 상기 전기영동층(60)을 포함하는 제2기판(40)은 접착층에 의해 제1기판(20)에 합착된다. 전기영동층(60)은 분산매질내(62)에 양전하 및 음전하 특성을 각각 갖는 화이트입자(64) 및 블랙입자(65)가 산포된 전기영동물질로 이루어진다.

이러한 구조의 전기영동 표시소자에서는 화이트입자(164)가 양전하 특성을 갖고 있기 때문에, 외부로부터 화소전극(18)에 (+)전압이 인가되면 공통전극(42)은 상대적으로 (-)전위를 가지게 되므로 (+)전하를 띄는 화이트입자(64)는 공통전극(42)쪽으로 이동하게 된다. 따라서, 외부, 즉 제2기판(40)의 상부로부터 광이 입력되면, 입력된 광이 상기 화이트입자(64)에 의해 대부분 반사되므로 전기영동 표시소자에는 화이트가 구현된다.

반대로, 상기 화소전극(18)에 (-)전압이 인가되면, 공통전극(42)은 (+)전위를 가지게 되어, (+)전하를 띄는 화이트입자(64)는 제1기판(20)으로 이동하게 되어 외부로부터 광이 입력되면, 입력된 광이 거의 반사되지 않게 되므로, 블랙을 구현하게 된다.

상기와 같은 구조의 종래 전기영동 표시소자(1)의 제조방법을 개략적으로 나타내면 다음과 같다.

도 2는 종래 전기영동 표시소자(1)의 제조방법을 개략적으로 나타내는 플로우챠트이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 우선 제1기판(20)상에 화소영역을 정의하는 복수의 게이트라인(gate Line) 및 데이터라인(gate Line)을 형성하고 상기 화소영역 각각에 상기 게이트라인과 데이터라인에 접속되는 구동소자인 박막트랜지스터를 형성한다(S101). 이어서, 박막트랜지스터가 형성된 제1기판(20) 상에 화소전극(18)을 형성한다(S102).

한편, 제2기판(40)상에 공통전극(42)을 형성한다(S103). 이어서, 상기 제2기판(40)에 격벽을 형성하여 각각의 화소영역을 구획한 후, 격벽에 의해 의해 구획된 화소영역에 전기영동물질을 충진하여 전기영동층(60)을 형성한다(S105). 그 후, 전기영동층(60)이 형성된 제2기판(40)에 공통전극(42)을 형성하고 그 위에 보호필름을 부착한다(S105,S106). 이때, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 공통전극(42) 상에는 접착층이 형성되어 보호필름은 접착층에 부착된다. 상기 보호필름은 제2기판(40)을 제1기판(20)과 합착하기 위해 제2기판(40)을 합착공정으로 이송할 때 접착층의 접착력이 저하되거나 접착층에 이물질이 달라붙는 것을 방지하기 위해 부착되는 것이다.

통상적으로, 전기영동 표시소자 제조업체에서는 전기영동층(60)이 형성된 제2기판(40)을 공급받아 이를 제1기판(20)에 합착하여 제작한다. 즉, 외부로부터 전기영동 표시소자 형성라인으로 전기영동층(60)이 형성된 제2기판(40)을 이송한 후, 제1기판(20) 및 제2기판(40)을 합착하여 전기영동 표시소자를 완성하는 것이다.

따라서, 전기영동층(60)이 형성된 제2기판(40)은 차량과 같은 이송수단에 의해 먼거리를 이송되어야만 하기 때문에, 이송도중에 접착층의 접착력이 저하되어 제1기판(20) 및 제2기판(40)을 합착할 때 불량이 발생할 수 있는데, 보호필름은 접착층의 접착력이 약화되는 것을 방지하여 불량을 방지하기 위한 것이다.

전기영동 표시소자 제조업체의 제조라인으로 이송된 제2기판(40)은 부착된 보호필름이 박리되고, 이서 제1기판(20)과 정렬된 후 합착되어 전기영동 표시소자가 완성된다(S109).

그러나, 상기와 같은 방법에 의해 제작된 종래 전기영동 표시소자(1)에서는 다음과 같은 문제가 발생한다.

종래 전기영동 표시소자(1)에서는 제1기판(20) 및 제2기판(40)을 별도로 제작한 후, 접착층에 의해 상기 제1기판(20) 및 제2기판(40)을 합착함으로써 완성된다.

그런데, 전기영동표시소자의 단위 화소는 가로 및 세로의 크기가 150㎛ 이내의 작은 크기로 형성되기 때문에, 이 크기에 정확히 맞도록 전기영동층을 화소와 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 접착층을 도포하며, 상기 제2기판(40)을 합착공정으로 이송하여 제1기판(20)과 합착하기 위해서는 상기 접착층의 접착력이 저하되거나 접착층에 이물질이 부착되는 것을 방지하기 위해, 상기 접착층에 보호필름을 부착한 상태에서 이송해야만 하며, 동시에 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, 전기영동층을 박막트랜지스터가 형성되는 기판에 직접 형성함으로써 제조비용을 절감하고 제조공정을 단순화할 수 있는 전기영동 표시소자 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 전기영동층의 두께를 격벽의 높이 보다 낮게 형성하여 전기영동물질이 인접하는 화소로 혼입되는 것을 방지할 수 있는 전기영동 표시소자 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 전도성 고분자로 전기영동층을 실링하여 실런트가 전기영동층으로 침투하지 않고 실링층의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 전기영동 표시소자 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 전기영동 표시소자 제조방법은 복수의 화소를 포함하는 화상표시부 및 화상비표시부를 포함하는 제1기판 및 제2기판을 제공하는 단계; 제1기판상에 박막트랜지스터를 형성하는 단계; 상기 박막트랜지스터가 형성된 제1기판상에 보호층을 형성하는 단계; 상기 보호층 위의 화상비표시부에 포토마스크를 이용하여 격벽을 형성하는 단계; 상기 보호층 위의 화상표시부에 격벽을 형성할 때 사용한 포토마스크를 이용하여 화소전극을 형성하는 단계; 상기 보호층 상부의 격벽 내부의 화소내에 상기 격벽의 높이보다 작은 두께로 전기영동물질을 충진하여 전기영동층을 형성하는 단계; 상기 상기 격벽 내부의 전기영동층 상부 및 격벽의 상부에 실링층을 형성하는 단계; 상기 제2기판에 공통전극을 형성하는 단계; 및 제1기판 및 제2기판을 합착하는 단계로 구성된다.

상기 전기영동층의 두께는 격벽의 높이의 75-85%, 특히 80%로서, 상기 실링층은 0.2-100㎛, 특히 0.2-15㎛의 두께로 형성될 있고, 상기 격벽은 1-100㎛의 높이, 특히 1-50㎛의 높이로 형성될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 전기영동 표시소자는 복수의 화소를 포함하는 화상표시부 및 화상비표시부를 포함하는 제1기판 및 제2기판: 상기 제1기판 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 격벽의 높이 보다 작은 두께로 형성된 전기영동층; 상기 격벽 내부의 전기영동층 위 및 격벽 상부에 형성되어 상기 전기영동층을 실링하는 실링층; 및 제2기판에 형성된 공통전극으로 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 발명에서는 전기영동층을 격벽의 높이 보다 작은 두께로 형성하므로, 전기영동물질이 인접하는 화소로 혼입되어 전기영동 표시소자가 불량으로 되는 것을 방지할 수 있게 된다.

그리고, 본 발명에서는 전도성 고분자로 이루어진 경화성 실런트로 실런트를 형성함으로써 전계의 약화에 의한 잔상발생 등을 방지할 수 있게 된다.

그리고, 본 발명에서는 실런트가 전기영동층 위에 도포하였을 때 전기영동층과는 완전하게 분리되므로, 실런트가 전기영동층으로 침투하여 전기영동물질이 오염되어 전기영동 표시소자에 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다.

도 1은 종래 전기영동 표시소자를 나타내는 도면.
도 2는 종래 전기영동 표시소자의 제조방법을 간략하게 나타내는 플로우챠트.
도 3은 본 발명의 제1실시에에 따른 전기영동 표시소자의 제조방법을 간략하게 나타내는 플로우챠트.
도 4a-도 4g는 본 발명에 따른 전기영동 표시소자의 제조방법을 나타내는 도면.
도 5a 및 도 5b는 각각 본 발명에 따른 전기영동 표시소자의 전기영동층을 형성하는 방법을 나타내는 도면.
도 6a-도 6c는 본 발명에 따른 전기영동 표시소자의 실링층을 형성하는 방법을 나타내는 도면.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전기영동 표시소자 및 그 제방법에 대해 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 전기영동 표시소자의 제조공정을 대략적으로 나타내는 플로우챠트이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 우선 제1기판상에 화소영역을 정의하는 복수의 게이트라인 및 데이터라인을 형성하고 상기 화소영역 각각에 상기 게이트라인과 데이터라인에 접속되는 구동소자인 박막트랜지스터를 형성한다(S101). 이어서, 박막트랜지스터가 형성된 제1기판 상의 화상비표시부에 격벽을 형성한 후 화상표시부에 화소전극을 형성한다(S102,S103).

이때, 상기 격벽과 화소전극은 동일한 포토공정에 의해 진행된다. 통상적으로 전기영동 표시소자의 제조공정의 금속패턴의 형성이나 절연층의 패터닝은 포토마스크(photo-mask)를 이용한 포토공정(photolithography)에 의해 형성되는데, 본 발명에서는 격벽과 화소전극를 동일한 포토마스크에 동일한 공정상에서 형성하는 것이다. 또한, 상기 화소전극은 별도의 포토공정없이 형성될 수도 있다. 즉, 금속층을 식각하기 위해 적층되는 포토레지스트층을 포토마스크의 사용없이 패터닝하여 이 패터닝된 포토레지스트층에 의해 금속층을 식각함으로써 화소전극을 형성하는 것이다.

이어서, 제1기판의 격벽에 의해 구획된 화소영역, 즉 화상표시부에 전기영동물질을 도포하여 전기영동층을 형성한다(S204).

한편, 제2기판에는 공통전극이 형성되며(S205), 이 공통전극이 형성된 제2기판을 제1기판과 정렬한 후 합착하여 전기영동 표시소자를 완성한다(S206,S207).

상기 공통전극은 투명한 도전물질을 제2기판에 증착 등의 방법으로 적층함으로써 형성하는 것으로서, 제1기판에 형성된 박막트랜지스터나 화소전극과 동일한 제조라인에 의해 형성된다. 다시 말해서, 본 발명에서는 제2기판의 공정을 제1기판의 공정과 동일한 제조라인에서 실행할 수 있기 때문에, 종래 전기영동 표시소자에서 다른 공장에서 제2기판을 제작한 후 이송하여 제1기판 및 제2기판을 합착하는데 비해, 인라인으로 제1기판 및 제2기판을 제작하고 이들 제1기판 및 제2기판을 합착할 수 있게 된다.

상기한 바와 같이, 본 발명에서는 제1기판 및 제2기판의 제조공정이 인라인으로 이루어지므로, 제2기판의 이송이나 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 되므로 제조공정을 단순화할 수 있게 된다.

더욱이, 본 발명에서는 하나의 포토마스트에 의해 격벽과 화소전극을 형성할 수 있게 되므로, 제조공정을 더욱 단순화시킬 수 있으며 제조비용을 대폭 감소시킬 수 있게 된다.

이하에서는 본 발명예에 따른 전기영동 표시소자의 실제 제조방법을 도 4a-도 4g를 참조하여 상세히 설명한다. 이때, 전기영동 표시소자는 실질적으로 복수의 단위 화소로 이루어져 있지만, 설명의 편의를 위해 도면에서는 하나의 화소만을 도시하였다.

우선, 도 4a에 도시된 바와 같이, 화상표시부와 화상비표시부로 이루어지고 유리나 플라스틱과 같이 투명한 물질로 이루어진 제1기판(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 4b에 도시된 바와 같이, 제1기판(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 4c에 도시된 바와 같이, 제1기판(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 제1기판(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.

이어서, 도 4d에 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 전기영동 표시소자의 크기, 격벽(180)의 재질 등에 따라 다양한 높이로 형성할 수 있지만, 본 발명에서는 1-100㎛의 높이로 형성할 수 있으며, 특히 1-50㎛의 높이로 형성할 수 있을 것이다.

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.

그 후, 도 4e에 도시된 바와 같이, 격벽(180)이 형성된 제1기판(120)의 보호층(124)을 식각하여 박막트랜지스터의 드레인전극(116)을 외부로 노출시키는 컨택홀(117)을 형성하고 상기 제1기판(120) 전체에 걸쳐서 ITO(Indium Tin Oxide)나 IZO(Indium Zinc Oxide)와 같은 투명도전물질, Mo, AlNd와 같은 금속을 적층하고 식각하여 컨택홀(117)을 통해 박막트랜지스터의 드레인전극(116)과 전기적으로 접속되는 화소전극(118)을 형성한다.

한편, 도면에서는 격벽(180)의 형성후 화소전극(118)을 형성했지만, 화소전극(118)을 먼저 형성하고 격벽(180)을 형성할 수도 있을 것이다. 즉, 보호층(124) 전체에 걸쳐 투명도전물질을 적층하고 식각하여 화소전극(118)을 형성한 후, 수지 등의 물질을 화소전극(118)이 형성된 제1기판(120)에 적층하고 식각하여 격벽(180)을 형성할 수도 있을 것이다.

그 후, 도 4f에 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 5a 및 도 5b는 기판(120)에 형성된 격벽(180) 내부로 전기영동물질을 충진하여 전기영동층(160)을 형성하는 방법을 나타내는 도면이다.

도 5a에 도시된 방법은 잉크젯방식 또는 노즐방식에 관한 것으로, 도 5a에 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 5b에 도시된 방법은 스퀴즈방법에 관한 것으로, 도 5b에 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.

전기영동물질을 격벽(180) 내부로 도포할 때, 상기 전기영동물질은 격벽(180) 두께의 약 75-85%의 두께, 특히 80% 두께의 비율로 도포되는데 그 이유는 다음과 같다.

전기영동물질은 격벽(180)에 의해 정의되는 화소에 격벽(180)의 높이와 거의 동일하게 도포하는 경우, 한 화소에 도포되는 전기영동물질이 인접하는 화소로 혼입될 수 있다. 전기영동물질이 격벽(180) 내에 도포되는 경우, 한 화소에 도포된 전기영동물질 인접하는 화소에 혼입되면, 특정 컬러의 화소가 원하는 컬러를 구현할 수 없게 되므로, 전기영동 표시소자의 화질이 저하되는 중요한 원인이 된다.

그러나, 본 발명과 같이, 전기영동물질을 격벽(180) 높이의 약 75-85%의 두께로 도포하는 경우, 상기와 같이 한 화소에 도포된 전기영동물질이 인접하는 영역으로 혼입되는 것을 방지할 수 있게 되어 전기영동 표시소자에 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다.

이어서, 도 4g에 도시된 바와 같이, 상기와 같이 제1기판(120) 전체에 걸쳐 실런트를 도포하여 실링층(168)을 형성하여 전기영동층(160)을 실링한 후, 제1기판(120)을 제2기판(140)과 합착하여 전기영동 표시소자를 완성한다. 또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 제2기판(140)에는 컬러필터층이 형성될 수도 있다. 이 컬러필터층은 컬러필터층(146)은 R(Red), G(Green), B(Blue) 컬러필터로 이루어져 있으며, 전기영동물질이 블랙입자와 화이트입자로이루어진 경우 컬러를 구현한다.

상기 실링층(168)은 약 0.2-100㎛의 두께, 특히 0.2-20㎛의 두께로 형성될 수 있다. 이때, 상기 실링층(168)은 격벽(180) 상부와 전기영동층(160) 상부에서 그 두께가 다르다. 즉, 본 발명에서 전기영동층(160)은 격벽(180) 두께의 약 75-85%의 두께로 형성되기 때문에, 실링층(168)을 상기 격벽(180) 상부와 전기영동층(160) 상부에 형성하는 경우, 전기영동층(160) 상부에 형성되는 실링층(168)의 두께는 격벽(180) 상부의 두께에 비해 격벽(180)의 높이와 전기영동층(160)의 두께의 차이만큼 두껍게 된다.

다시 말해서, 본 발명에서는 실링층(168)의 일부가 격벽(180) 내부 공간으로 형성되어 전기영동층(160)과 접촉하므로, 격벽(180) 내부의 약 75-85%로 채워진 전기영동층(160)을 완전하게 실링할 수 있게 됨과 동시에 전기영동층(160)과 실링층(168) 사이의 빈공간을 제거하여 전기영동층(160)이 유동되는 것을 방지할 수 있게 된다.

상기 실런트는 액상실런트로서, 전기영동층(160) 및 격벽(180)의 상부에 도포된 후, 경화됨으로써 실링층(168)이 형성되는데, 도 6a-도 6c를 참조하여 액상 실런트를 도포하는 방법을 자세히 설명한다.

도 6a는 슬릿코팅법에 의해 실런트를 도포하는 것을 나타내는 도면이다.도 6a에 도시된 바와 같이, 슬릿코팅법에서는 격벽(180)에 의해 정의되는 화소에 전기영동층(160)이 형성된 제1기판(120) 상부에 내부에 실런트(168a)가 충진되고 하부에 슬릿이 형성된 슬릿코터(192)를 위치시킨 후, 상기 슬릿을 통해 실런트를 제1기판(120)의 일측에서 타측으로 이동시킴으로써 제1기판(120) 상에 실런트를 도포한다.

이때, 도 6a에서는 제1기판(120)이 고정되고 상기 슬릿코터(191)가 제1기판(120) 상부에서 이동하지만, 슬릿코터(191)가 고정되고 제1기판(120)이 이동할 수도 있을 것이다. 또한, 상기 슬릿코터(191)의 슬릿의 폭 및 상기 슬릿코터(191)의 이동속도(또는 제1기판(120)의 이동속도) 등에 의해 도포되는 실런터의 두께가 결정된다.

상기 슬릿코터(191)에 의해 전기영동층(160) 위에는 약 0.2-100㎛, 특히 0.2-20㎛ 두께의 실런트가 도포되며, 이 도포된 실런트에 자외선을 조사하거나 열을 인가하여 경화함으로써 실링층(168)을 형성한다.

도 6b는 닥터블레이드법에 의해 실런트를 도포하는 것을 나타내는 도면이다. 도 6b에 도시된 바와 같이, 닥터블레이드법에서는 격벽(180)에 의해 정의되는 화소에 전기영동층(160)이 형성된 제1기판(120) 상부 일측에 실런트를 적층한 후, 닥터블레이드(192)를 제1기판(120)의 일측에서 타측으로 이동하면서 적층된 실런트를 밀어 격벽(180) 내부의 전기영동층(160) 상부 및 격벽(180) 상부에 실런트를 도포한다. 이때, 상기 제1기판(120)과 닥터블레이드(192) 사이의 간격은 도포되는 실런트의 두께에 따라 달라진다.

상기와 같이 도포된 실런트에 자외선을 조사하거나 열을 인가하여 경화함으로써 실링층(168)가 형성된다.

도 6c는 바코팅법에 의해 실런트를 도포하는 것을 나타내는 도면이다. 도 6c에 도시된 바와 같이, 바코팅법에서는 격벽(180)에 의해 정의되는 화소에 전기영동층(160)이 형성된 제1기판(120) 상부 일측에 실런트를 적층한 후, 원통형상의 바(194)를 회전하면서 제1기판(120)의 일측에서 타측으로 이동하면서 적층된 실런트에 압력을 인가하여 격벽(180) 내부의 전기영동층(160) 상부 및 격벽(180) 상부에 실런트를 도포한다. 이때, 상기 제1기판(120)에 인가되는 바(194)의 압력은 도포되는 실런트의 두께에 따라 달라진다. 또한, 상기 실런트에 균일한 압력을 인가하여 격벽(180) 내부로 균일하게 실런트를 도포하기 위해서 상기 바(194)의 직경이 격벽(180)의 높이보다 크게 한다.

상기와 같이 도포된 실런트에 자외선을 조사하거나 열을 인가하여 경화함으로써 실링층(168)가 형성된다.

한편, 상기 실런트는 열경화성 고분자 또는 광경화성 고분자물질로 이루어진다. 상기 열경화성 고분자 또는 광경화성 고분자는 전도성 고분자로서, 다음의 화학식1과 같은 구조를 갖는다.

이때, R은 기능기로서, 광가교성 기능기 또는 열가교성 기능기로서 다음과 같은 화학식 2-5의 구조를 갖는다.

상기와 같은 구조로 이루어진 경화성 고분자에서 자외선과 같은 광이나 열이 인가되면, 광가교성 기능기에 의해 광가교반응이 발생하여 실런트가 크로스링킹(cross linking)됨과 동시에 경화된다.

따라서, 상기와 같은 구조의 고분자를 용제에 용융한 후 캐스팅인쇄법, 바코팅인쇄법, 스크린인쇄법 등의 다양한 방법에 의해 전기영동층(160)이 형성된 제1기판(120)에 도포한다. 이 도포된 고분자에 자외선과 같은 광이나 열을 인가하면, 상기 고분자에 광가교반응이 발생하여 고분자가 크로스링킹됨과 동시에 경화하여 상기 전기영동층(160)을 실링할 수 있게 된다.

본 발명의 전기영동 표시소자에서 상기와 같은 구조의 경화성 고분자를 사용하는 이유를 좀더 자세히 살펴보면 다음과 같다.

통상적으로 광가교반응된 고분자는 공액고분자로 홀주입효율이 높다. 이것은 광가교반응된 고분자가 전기전도도가 높은 전도성 고분자인 것을 의미한다. 이와 같이, 실런트로서 전기전도도가 높은 전도성 고분자를 사용하는 경우 일반적인 절연성 고분자를 사용하는 것에 비해 실링층(168)의 신뢰성면이나 전기효율면에서 탁월한 효과를 얻을 수 있게 된다.

실런트로서 절연성 고분자를 사용하는 경우, 실링층(168)의 두께 25㎛ 이하로 형성해야 하는데, 그 이유는 절연성고분자에 의해 화소전극(118)과 공통전극(142) 사이의 전계의 세기가 약해지기 때문이다. 화소전극(118)과 공통전극(142) 사이의 전계가 약해지면, 전기영동층(160)에 포함되는 전기영동입자(164,165)의 이동이 느려지게 되어 화상의 구현시 화면상에 잔상이 발생하게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 화소전극(118)과 공통전극(142)에 인가되는 전압을 증가시면 되지만, 이 경우 전력소모가 증가하여 휴대용 표시장치로서 주로 사용되는 전기영동 표시소자의 사용시간이 감소하는 등의 치명적인 문제가 발생하게 된다.

결국, 실런트로서 절연성 고분자를 사용하는 경우, 잔상발생 및 전력소모의 문제를 해결하기 위해서는 실링층(168)의 두께를 25㎛ 이하로 형성하여 절연성고분자에 의해 화소전극(118)과 공통전극(142) 사이의 전계의 세기가 감소하는 것을 최소화해야만 한다. 그러나, 이와 같이 실링층(168)의 두께를 25㎛ 이하로 형성하는 경우, 압력이나 충격 등에 의해 상기 실링층(168)이 파손되는 경우가 발생하게 된다. 실링층(168)이 파손되는 경우, 한 화소의 전기영동층(160)이 인접 화소로 침투하거나 외부로 침투하게 되어 전기영동 표시소자가 불량으로 된다.

본 발명에서는 전도성 고분자를 실런트로서 사용함으로써 상기와 같은 문제를 해결할 수 있게 된다. 즉, 전도성 고분자는 전기이동도가 높기 때문에, 화소전극(118)과 공통전극(142) 사이의 전계가 상기 전도성 고분자로 이루어진 실링층(168)에 의해 영향을 받지 않게 된다. 따라서, 본 발명에서는 실링층(168)의 두께를 25㎛ 이상으로 형성하는 경우에도, 잔상이 발생하고 전력소모가 증가하는 것을 방지할 수 있게 된다. 또한, 실링층(168)을 상대적으로 두껍게 형성할 수 있으므로, 실링층(168)이 외부의 충격 등에 의해 파손되는 것을 방지할 수 있게 된다.

본 발명에서는 상기 실링층(168)을 0.2-100㎛의 두께로 형성할 수 있다. 상술한 바와 같이, 절연성 고분자로 실런트를 사용하는 경우 25㎛ 이상의 두께로 실링층을 형성할 수 없는 반면에, 본 발명에서는 그 이상의 두께로 실링층(168)을 형성할 수 있게 된다. 또한, 25㎛ 이하의 두께로 실링층(168)을 형성하는 경우에도 높은 이동도로 인해 전계의 약화를 초래하지 않으므로, 절연성 고분자로 실런트를 사용하는 경우에 비해 더욱 빠른 전기영동입자의 구동이 가능하게 된다.

이러한 관점에서 본 발명에서는 화면의 빠른 프레임의 전환을 위해 실링층을 0.2-15㎛의 두께로 형성할 수도 있을 것이다.

또한, 상기와 같은 구조로 이루어진 전도성 고분자는 전기영동물질에는 액상폴리머와는 다른 극성 구조를 갖을 뿐만 아니라 그 비중이 전기영동물질의 액상폴리머에 비해 작기 때문에, 실런트를 전기영동층(160) 위에 도포하였을 때 상기 실런트가 전기영동층(160)으로부터 완전히 분리되어 전기영동층(160) 위에 존재하게 된다.

이와 같이, 본 발명의 실런트는 전기영동층(160) 위에 도포하였을 때 전기영동층(160)과는 완전하게 분리되므로, 실런트가 전기영동층(160)으로 침투하여 전기영동물질이 오염되어 전기영동 표시소자에 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다.

한편, 상술한 설명에서는 상기 실링층(168)이 제1기판(120) 상에 형성되지만, 상기 실링층(168)이 제2기판(140)의 공통전극(142) 상부에 형성되어 제1기판(120)과 제2기판(140)을 합착함으로써 상기 전기영동층(160)을 실링할 수도 있을 것이다.

상기 방법에 의해 제작된 전기영동 표시소자의 구조를 도 4g를 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 4g에 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) 위에 배치되어 상기 전기영동층(160)이 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.

전기영동층(160)은 상부의 실링층(168)에 의해 실링되며, 상기 제1기판(120)에 공통전극(142)이 형성된 제2기판(140)이 합착된다.

이때, 전기영동층(160)은 격벽(180)의 높이 보다 낮은 두께로 형성되며, 실링층(168)은 격벽(180) 내부의 전기영동층(160) 상부에 형성되어 상기 격벽(180)를 완전히 채울뿐만 아니라 격벽(180) 보다 높은 두께로 형성되어 격벽(180)의 상면에도 형성된다. 상기 실링층(168)은 광경화 또는 열경화의 전도성 고분자로서, 화학식 1-5의 구조를 갖는다. 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 실링층(168)과 공통전극(142) 사이에는 접착층이 구비되어 상기 제1기판(120) 및 제2기판(140)을 합착할 수도 있다. 이때, 상기 접착층으로는 전도성 접착물질이 사용될 수 있다.

이러한 구조의 전기영동 표시소자 구동을 살펴보면 다음과 같다. 전기영동물질(160)이 화이트입자(164)와 블랙입자(165)로 이루어진 경우, 화이트입자(164)가 양전하 또는 음전하 특성을 가지기 때문에, 외부로부터 신호가 입력되어 제1기판(120)에 형성된 박막트랜지스터를 거쳐 화소전극(118)에 신호가 인가되면, 화소전극(118)과 공통전극(142) 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 제2기판(140)의 공통전극(142)은 상대적으로 (-)전위를 가지게 되므로 (+)전하를 띄는 화이트입자(164)는 제2기판(140)쪽으로 이동하게 된다. 따라서, 외부, 즉 제2기판(140)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 제2기판(140)쪽으로 이동하는 화이트입자(164)의 밀도 또는 제2기판(140)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, 제2기판(140)의 공통전극(142)은 (+)전위를 가지게 되어, (+)전하를 띄는 화이트입자(164)는 제1기판(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 제2기판(140)의 공통전극(142)은 상대적으로 (-)전위를 가지게 되므로 (-)전하를 띄는 화이트입자(164)는 제1기판(120)쪽으로 이동하게 된다. 따라서, 외부, 즉 제2기판(140)의 상부로부터 광이 입력되면, 입력된 광이 상기 대부분 반사되지 않으므로 전기영동 표시소자에는 블랙이 구현된다.

*반대로, 상기 화소전극(118)에 (-)전압이 인가되면, 제2기판(140)의 공통전극(142)은 (+)전위를 가지게 되어, (-)전하를 띄는 화이트입자(164)는 제2기판(140)으로 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 제2기판(140)을 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 가지기 때문에, 외부로부터 신호가 입력되어 화소전극(118)에 신호가 인가되면, 화소전극(118)과 공통전극(142) 사이에 발생하는 전계에 의해 화이트입자와 블랙입자가 캡슐내에서 분리된다. 예를 들어, 화소전극(118)에 (-)전압이 인가되면, 제2기판(140)의 공통전극(142)은 상대적으로 (+)전위를 가지게 되어, (+)전하를 띄는 화이트입자는 제1기판(120)쪽으로 이동하고, (-)전하를 띄는 블랙입자는 제2기판(140)쪽으로 이동하게 된다. 이 상태에서 외부, 즉 제2기판(140)의 상부로부터 광이 입력되면, 입력된 광이 상기 블랙입자에 의해 반사되므로, 전기영동 표시소자에는 블랙이 구현된다.

반대로, 상기 화소전극(118)에 (+)전압이 인가되면, 제2기판(140)의 공통전극(142)은 (-)전위를 가지게 되어, (+)전하를 띄는 화이트입자는 제2기판(140)으로 이동하고, (-)전하를 띄는 블랙입자는 제1기판(140)으로 이동하게 된다.

이 상태에서 외부, 즉 제2기판(140)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 전기영동층(160)이 직접 제1기판(120)에 형성되므로, 전기영동층이 제2기판(140)에 형성되는 종래에 비해 전기영동층(160)을 제2기판(140)에 부착하기 위한 접착층이나 접착층을 보호하기 위한 보호필름 등이 필요없게 된다. 또한, 본 발명에서는 전기영동층(160)을 기존의 박막트랜지스터 형성공정라인, 예를 들면 절연층 형성 등과 같은 공정라인에서 형성할 수 있기 때문에, 별도의 공정라인이 필요없게 되므로 제조비용을 더욱 절감할 수 있게 된다.

또한, 별도의 공장이나 제조업체에서 전기영동층을 제작하여 이를 운송하여 제2기판(140)에 부착하고 이 제2기판(140)을 다시 제1기판(120)과 합착하는 종래에 비해, 본 발명에서는 전기영동층이 형성된 기판의 이송이나 전기영동층의 부착 등과 같은 공정이 필요없게 되므로 제조공정을 단순화할 수 있게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 전기영동 표시소자 제조방법에서는 격벽이 제1기판상에 직접 형성되고 전기영동층이 역시 제1기판의 격벽 사이에 직덥 충진되어 상기 전기영동층이 직접적으로 화소전극 위에 형성되어 상기 화소전극과 직접 접촉하므로, 종래 전기영동 표시장치와는 달리 전기영동층과 화소전극 및 보호층 사이에 전기영동층을 부착하기 위한 별도의 접착층이 필요없게 된다. 따라서, 본 발명의 전기영동 표시소자에서는 제조공정을 단순화할 수 있으며, 그에 따른 제조비용을 절감할 수 있게 되는 것이다.

또한, 본 발명에서는 전기영동층이 격벽의 높이와 동일한 두께로 형성되지 않고 더 작은 두께로 형성되므로, 전기영동물질이 격벽을 넘어 인접하는 화소로 혼입되는 것을 차단하므로, 전기영동 표시소자에 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다.

그리고, 본 발명에서는 실링층으로 광경화 또는 열경화성의 전도성고분자를 사용하기 때문에, 실링층의 두께를 두껍게 형성할 수 있게 되어 실링층의 신뢰도를 향상시킬 수 있게 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.

120,140 : 기판 111 : 게이트전극
113 : 반도체층 115 : 소스전극
116 : 드레인전극 118 : 화소전극
124 : 보호층 142 : 공통전극
160 : 전기영동층 164 : 화이트입자
165 : 블랙입자 168 : 실링층
180 : 격벽 191 : 슬릿코터
192 : 닥터블레이드 194 : 바

Claims (35)

1. 복수의 화소를 포함하는 화상표시부 및 화상비표시부를 포함하는 제1기판 및 제2기판을 제공하는 단계;
   제1기판상에 박막트랜지스터를 형성하는 단계;
   상기 박막트랜지스터가 형성된 제1기판상에 보호층을 형성하는 단계;
   상기 보호층 위의 화상비표시부에 포토마스크를 이용하여 격벽을 형성하는 단계;
   상기 보호층 위의 화상표시부에 격벽을 형성할 때 사용한 포토마스크를 이용하여 화소전극을 형성하는 단계;
   상기 보호층 상부의 격벽 내부의 화소내에 상기 격벽의 높이보다 작은 두께로 전기영동물질을 충진하여 전기영동층을 형성하는 단계;
   상기 격벽 내부의 전기영동층 상부 및 격벽의 상부에 실링층을 형성하는 단계;
   상기 제2기판에 공통전극을 형성하는 단계; 및
   제1기판 및 제2기판을 합착하는 단계로 구성된 전기영동 표시소자 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 전기영동물질은 전하특성을 갖는 화이트입자 및 블랙입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자 제조방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 전기영동물질은 전하특성을 갖는 컬러입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자 제조방법.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 전기영동물질은 분산매질을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자 제조방법.
5. 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.
6. 제1항에 있어서, 상기 전기영동층의 두께는 격벽의 높이의 75-85%인 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자 제조방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 전기영동층의 두께는 격벽의 높이의 80%인 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자 제조방법.
8. 제1항에 있어서, 상기 전기영동물질은 슬릿코팅법, 닥터블레이드법 또는 바코팅법에 의해 충진되는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자 제조방법.
9. 제1항에 있어서, 상기 실런트는 전도성 고분자로 이루어진 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자 제조방법.
10. 제9항에 있어서, 상기 전도성 고분자는 다음의 화학식을 갖는 고분자로 이루어진 것을 특징으로 전기영동 표시소자 제조방법.
    

    
11. 제10항에 있어서, 상기 전도성 고분자의 기능기 R은 다음의 화학식을 갖는 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자 제조방법.
    

    
12. 제10항에 있어서, 상기 전도성 고분자의 기능기 R은 다음의 화학식을 갖는 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자 제조방법.
    

    
13. 제10항에 있어서, 상기 전도성 고분자의 기능기 R은 다음의 화학식을 갖는 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자 제조방법.
    

    
14. 제10항에 있어서, 상기 전도성 고분자의 기능기 R은 다음의 화학식을 갖는 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자 제조방법.
    

    
15. 제1항에 있어서, 상기 실런트에 자외선을 조사하는 실런트를 경화시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자 제조방법.
16. 제1항에 있어서, 상기 실런트에 열을 인가하여 실런트를 경화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자 제조방법.
17. 제1항에 있어서, 상기 실링층은 0.2-100㎛의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자 제조방법.
18. 제13항에 있어서, 상기 실링층은 0.2-15㎛의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자 제조방법.
19. 제1항에 있어서, 상기 격벽은 1-100㎛의 높이로 형성되는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자 제조방법.
20. 제19항에 있어서, 상기 격벽은 1-50㎛의 높이로 형성되는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자 제조방법.
21. 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.
22. 복수의 화소를 포함하는 화상표시부 및 화상비표시부를 포함하는 제1기판 및 제2기판:
    상기 제1기판 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 격벽의 높이 보다 작은 두께로 형성된 전기영동층;
    상기 격벽 내부의 전기영동층 위 및 격벽 상부에 형성되어 상기 전기영동층을 실링하는 실링층; 및
    제2기판에 형성된 공통전극으로 구성된 전기영동 표시소자.
23. 제22항에 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.
24. 제22항에 있어서, 상기 전기영동물질은 전하특성을 갖는 화이트입자 및 블랙입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자.
25. 제22항에 있어서, 상기 전기영동물질은 전하특성을 갖는 컬러입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자.
26. 제24항 또는 제25항에 있어서, 상기 전기영동물질은 분산매질을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동.
27. 제22항에 있어서, 상기 전기영동층의 두께는 격벽의 높이의 75-85%인 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자.
28. 제22항에 있어서, 상기 전기영동층의 두께는 격벽의 높이의 80%인 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자.
29. 제22항에 있어서, 상기 격벽은 1-100㎛의 높이로 형성되는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자.
30. 제29항에 있어서, 상기 격벽은 1-50㎛의 높이로 형성되는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자.
31. 제22항에 있어서, 상기 실링층은 다음의 화학식을 갖는 전도성 고분자로 이루어진 것을 특징으로 전기영동 표시소자.
    

    
32. 제31항에 있어서, 상기 전도성 고분자의 기능기 R은 다음의 화학식을 갖는 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자.
    

    
33. 제31항에 있어서, 상기 전도성 고분자의 기능기 R은 다음의 화학식을 갖는 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자.
    

    
34. 제31항에 있어서, 상기 전도성 고분자의 기능기 R은 다음의 화학식을 갖는 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자.
    

    
35. 제31항에 있어서, 상기 전도성 고분자의 기능기 R은 다음의 화학식을 갖는 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자.
    

    

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