KR20120052626A - 전기습윤표시장치의 제조장치 및 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 수율을 향상시킬 수 있는 전기습윤표시장치의 제조장치와 제조방법에 관한 것으로, 제1 지지기판과, 복수의 화소 각각의 화소 개구부와 대응하여, 상기 제1 지지기판 상에 형성되는 복수의 화소전극과, 상기 복수의 화소전극을 포함한 상기 제1 지지기판의 전면에 형성되는 소수성의 절연층을 포함하는 제1 기판을 마련하는 제1 기판 형성부; 상기 제1 기판의 절연층 상에 형성되어, 상기 복수의 화소 중 적어도 하나에 각각 대응하는 복수의 화소영역을 정의하는 친수성의 화소벽을 형성하는 화소벽 형성부; 및 상기 복수의 화소영역에 각각 대응하여 소수성유체로 형성되는 컬러필터층을 형성하고, 상기 복수의 화소영역 중 제1 컬러에 대응하는 제1 화소영역을 개구하고 상기 제1 화소영역을 제외한 나머지 영역을 차단하는 제1 마스크와, 상기 제1 컬러에 해당하는 파장영역의 광을 투과하는 제1 소수성유체를 이용하여, 상기 제1 화소영역에 해당하는 상기 절연층 상의 일부에, 제1 컬러필터를 형성하는 제1 컬러필터 형성부를 포함하는 컬러필터층 형성부를 포함하는 전기습윤표시장치의 제조장치를 제공한다.

Description

전기습윤표시장치의 제조장치 및 제조방법{Apparatus and Method of Manufacturing Electrowetting Display Device}

본 발명은 전계의 세기에 따라 밀집도가 조절되는 유체를 이용하여 각 화소의 휘도를 제어함으로써 영상신호를 표시하는 전기습윤표시장치를 제조하는 장치 및 제조방법에 관한 것이다.

최근, 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라 전기적 정보신호를 시각적으로 표현하는 디스플레이(display)분야가 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응하여 박형화, 경량화, 저소비전력화의 우수한 성능을 지닌 여러 가지 다양한 평판 표시장치(Flat Display Device)가 개발되어 기존의 브라운관(Cathode Ray Tube: CRT)을 빠르게 대체하고 있다.

이 같은 평판 표시장치의 구체적인 예로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display device: LCD), 유기전계발광 표시장치(Organic Light Emitting Display: OLED), 전기영동표시장치(Electrophoretic Display: EPD, Electric Paper Display), 플라즈마표시장치(Plasma Display Panel device: PDP), 전계방출표시장치(Field Emission Display device: FED), 전기발광표시장치(Electro luminescence Display Device: ELD) 및 전기습윤표시장치(Electro-Wetting Display: EWD) 등을 들 수 있다. 이들은 공통적으로 영상을 구현하는 평판 표시패널을 필수적인 구성요소로 하는 바, 평판 표시패널은 고유의 발광물질 또는 편광물질층을 사이에 두고 한 쌍의 기판을 대면 합착시킨 구성을 갖는다.

이 중, 전기습윤표시장치는 전기습윤(Electrowetting) 현상을 응용하여 정보신호를 시각적으로 표현한다. 여기서, 전기습윤 현상이란, 전계에 의해 유체의 계면장력(interfacial tension)이 변화되어, 유체가 이동(migration)하거나 또는 변형(deformation)하는 현상을 의미한다. 전기습윤표시장치는 화소 내부의 소정 공간에 친수성유체(hydrophilic liquid)와 소수성유체(hydrophobic liquid)를 주입하고, 화소 내부에 소정 세기의 전계를 이용하여 친수성유체의 계면장력을 변화시켜서, 화소 개구부에 대응하는 소수성유체의 밀집도를 변화시킨다. 즉, 전기습윤표시장치는 화소 내부의 전계의 세기를 이용하여 각 화소의 휘도를 제어함으로써, 영상정보를 표시한다. 이러한 전기습윤표시장치는 작은 사이즈, 저소비전력, 빠른 응답속도, 높은 컬러 휘도(High color brightness)의 유리한 특성을 가지므로, 최근 차세대 평판표시장치의 하나로 각광받고 있다.

도 1은 종래기술에 따른 전기습윤표시장치를 나타낸 단면도이다.

종래기술에 따른 전기습윤표시장치(10)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 서로 대향하는 하부기판(BS: Bottom Substrate)과 상부기판(US: Upper Substrate), 하부기판(BS)과 상부기판(US) 사이에 충진되는 유체층(11)을 포함하여 이루어진다.

하부기판(BS)은, 제1 지지기판(12), 복수의 화소에 각각 대응하여, 제1 지지기판(12) 상에 형성되는 화소전극(13) 및 화소전극(13)을 포함한 제1 지지기판(12)의 전면에 형성되는 소수성의 절연층(14)을 포함하여 이루어진다.

그리고, 하부기판(BS)의 절연층(14) 상에, 복수의 화소 각각의 외곽에 대응하는 화소벽(15)이 형성된다.

상부기판(US)은, 제2 지지기판(16), 복수의 화소에 각각 대응하여, 제2 지지기판(16) 상에 형성되고, 복수의 화소 각각에 대응하는 소정 파장영역의 광을 투과하는 컬러필터층(17) 및 컬러필터층(17) 상에 복수의 화소와 대응하여 형성되는 공통전극(18)을 포함하여 이루어진다. 여기서, 컬러필터층(17)은, 적색(Red: R)에 해당하는 파장영역의 광을 투과하는 제1 컬러필터(17r), 녹색(Green: G)에 해당하는 파장영역의 광을 투과하는 제2 컬러필터(17g) 및 청색(Blue: B)에 해당하는 파장영역의 광을 투과하는 제3 컬러필터(17b)를 포함하여 이루어진다. 이러한 컬러필터층(17)에 의해, 복수의 화소 각각에서, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 중 어느 하나의 광이 방출되어, 전기습윤표시장치는, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 혼색으로, 컬러 영상을 표시할 수 있다.

하부기판(BS)과 상부기판(US) 사이에 배치되는 유체층(11)은, 화소벽(15)에 의해 정의되는 복수의 화소영역 각각에 대응하여, 소수성의 절연층(14)과 적어도 일부가 접촉하도록 형성되고, 광을 차단하는 소수성유체(11a) 및 복수의 화소에 대응하여, 복수의 화소 각각의 소수성유체(11a)를 둘러싸도록 형성되는 친수성유체(11b)로 이루어진다.

이와 같이 구성되는 종래의 전기습윤표시장치(10)는, 복수의 화소 각각에서, 화소전극(13)과 공통전극(18) 사이에 형성된 소정의 전계에 의해, 광을 차단하는 소수성유체(11a)가 절연층(14)과 접촉하는 면적이 달라져서, 광투과율이 조절되어, 영상을 표시하는 장치이다.

그런데, 종래의 전기습윤표시장치(10)는, 컬러 영상을 표시하기 위하여, 컬러필터층(17)을 포함하므로, 장치 전체의 두께가 증가되어 슬림화에 불리한 단점과, 구조가 비교적 복잡해져서, 복잡한 제조공정이 필요하여, 제조시간 및 제조비용이 증가되는 단점과, 그로 인해 수율 증가에 한계가 있는 단점이 있다.

이에 따라, 본 발명이 해결하려는 과제는, 종래보다 간단한 구조를 갖는 전기습윤표시장치를 용이하게 제조할 수 있어, 수율이 증가될 수 있는 전기습윤표시장치의 제조장치 및 제조방법을 제공하는 것이다.

이와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은, 제1 지지기판과, 복수의 화소 각각의 화소 개구부와 대응하여, 상기 제1 지지기판 상에 형성되는 복수의 화소전극과, 상기 복수의 화소전극을 포함한 상기 제1 지지기판의 전면에 형성되는 소수성의 절연층을 포함하는 제1 기판을 마련하는 제1 기판 형성부; 상기 제1 기판의 절연층 상에 형성되어, 상기 복수의 화소 중 적어도 하나에 각각 대응하는 복수의 화소영역을 정의하는 친수성의 화소벽을 형성하는 화소벽 형성부; 및 상기 복수의 화소영역에 각각 대응하여 소수성유체로 형성되는 컬러필터층을 형성하고, 상기 복수의 화소영역 중 제1 컬러에 대응하는 제1 화소영역을 개구하고 상기 제1 화소영역을 제외한 나머지 영역을 차단하는 제1 마스크와, 상기 제1 컬러에 해당하는 파장영역의 광을 투과하는 제1 소수성유체를 이용하여, 상기 제1 화소영역에 해당하는 상기 절연층 상의 일부에, 제1 컬러필터를 형성하는 제1 컬러필터 형성부를 포함하는 컬러필터층 형성부를 포함하는 전기습윤표시장치의 제조장치를 제공한다.

그리고, 본 발명은, 제1 지지기판과, 복수의 화소 각각의 화소 개구부와 대응하여, 상기 제1 지지기판 상에 형성되는 복수의 화소전극과, 상기 복수의 화소전극을 포함한 상기 제1 지지기판의 전면에 형성되는 소수성의 절연층을 포함하는 제1 기판을 마련하는 단계; 제2 지지기판과, 상기 복수의 화소 각각의 화소 개구부 외곽과 대응하여, 상기 제2 지지기판 상에 형성되는 블랙매트릭스와, 상기 복수의 화소에 대응하여, 상기 블랙매트릭스 상에 형성되는 공통전극을 포함하는 제2 기판을 마련하는 단계; 상기 복수의 화소 중 적어도 하나에 각각 대응하는 복수의 화소영역이 정의되도록, 상기 복수의 화소영역 외곽에 대응하여, 상기 제1 기판의 절연층 상에 친수성의 화소벽을 형성하는 단계; 상기 복수의 화소영역 중 제1 컬러에 대응하는 제1 화소영역을 개구하고 상기 제1 화소영역을 제외한 나머지 영역을 차단하는 제1 마스크와, 상기 제1 컬러에 해당하는 파장영역의 광을 투과하는 제1 소수성유체를 이용하여, 상기 제1 화소영역에 해당하는 상기 절연층 상의 일부에, 제1 컬러필터를 형성하는 단계; 및 상기 제1 기판과 제2 기판 사이에 상기 복수의 화소에 대응하는 친수성유체가 형성되고, 상기 화소벽을 사이에 두고 상기 화소전극과 상기 공통전극이 서로 대향하도록, 수조에 수용된 친수성유체 내에서, 상기 제1 기판과 제2 기판을 합착하는 단계를 포함하는 전기습윤표시장치의 제조방법을 제공한다.

이상과 같이, 본 발명에 따른 전기습윤표시장치의 제조장치 및 제조방법은, 복수의 화소영역 중 제1 컬러에 대응하는 제1 화소영역을 개구하고, 제1 화소영역을 제외한 나머지 영역을 차단하는 제1 마스크를 이용하여, 제1 컬러에 해당하는 광을 방출하는 화소들의 제1 컬러필터를 일괄적으로 용이하게 형성할 수 있으므로, 제조과정이 종래보다 용이해져서, 제조시간 및 제조비용이 감소될 수 있고, 이로 인해, 수율이 향상될 수 있다.

도 1은 종래기술에 따른 전기습윤표시장치를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전기습윤표시장치를 나타낸 단면도이다.
도 3a와 도 3b는 도 2에 도시된 전기습윤표시장치에 있어서, 제1 기판 상에 형성되는 화소벽과 컬러필터층의 일 예를 나타낸 사시도와 평면도이다.
도 3c은 도 2에 도시된 전기습윤표시장치에 있어서, 제1 기판 상에 형성되는 화소벽과 컬러필터층의 다른 예를 나타낸 평면도이다.
도 4는 도 3a 내지 도 3c에 도시된 컬러필터층를 형성하는 과정을 나타낸 공정도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전기습윤표시장치를 제조하는 장치를 나타낸 블록도이다.
도 6은, 도 5에서 제1 컬러필터 형성부를 나타낸 블록도이다.
도 7은, 본 발명의 실시예에 따른 전기습윤표시장치를 제조하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 8은, 도 7에 도시된 컬러필터층을 형성하는 과정을 나타낸 순서도이다.
도 9a 내지 도 9d는 도 8에 도시된 제1 컬러필터를 형성하는 단계를 나타낸 공정도이다.
도 10a 및 도 10b는 도 9b에 도시된 제1 준비기판을 나타낸 평면도와 사시도이다.
도 11a 내지 도 11d는 도 8에 도시된 제2 컬러필터를 형성하는 단계를 나타낸 공정도이다.
도 12a 내지 도 12d는 도 8에 도시된 제3 컬러필터를 형성하는 단계를 나타낸 공정도이다.
도 13a 및 도 13b는 도 7에 도시된 제1 기판과 제2 기판을 합착하는 단계를 나타낸 공정도이다.

이하에서는, 첨부한 도면을 참고하여, 본 발명의 실시예에 따른 전기습윤표시장치에 대해 상세히 설명하기로 한다.

먼저, 도 2 및 도 3a 내지 도 3c를 참고하여, 본 발명의 실시예에 따른 전기습윤장치에 대해 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전기습윤표시장치를 나타낸 단면도이다. 그리고, 도 3a와 도 3b는 도 2에 도시된 전기습윤표시장치에 있어서, 제1 기판 상에 형성되는 화소벽과 컬러필터층의 일 예를 나타낸 사시도와 평면도이고, 도 3c은 도 2에 도시된 전기습윤표시장치에 있어서, 제1 기판 상에 형성되는 화소벽과 컬러필터층의 다른 예를 나타낸 평면도이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전기습윤표시장치(100)는, 서로 대향하는 제1 기판(110)과 제2 기판(120), 제1 기판(110)과 제2 기판(120) 사이에 충진되는 유체층(130), 제1 기판(110) 상에 형성되어, 복수의 화소 중 적어도 하나의 화소에 각각 대응하는 복수의 화소영역(SPA1~SPA3)을 정의하는 화소벽(140)을 포함하여 이루어진다. 그리고, 본 발명의 실시예에 따른 전기습윤표시장치(100)는, 투과형 또는 반투과형인 경우, 제1 기판의 배면에 구비되어, 유체층(130)측으로 광을 조사하는 백라이트유닛(200)을 더 포함할 수 있다.

제1 기판(110)은, 제1 지지기판(111), 복수의 화소에 각각 대응하여, 제1 지지기판(111) 상에 형성되는 복수의 화소전극(112) 및 복수의 화소전극(112)을 포함한 제1 지지기판(111) 상의 전면에 형성되는 소수성의 절연층(113)을 포함하여 이루어진다. 여기서, 복수의 화소전극(112)은, 복수의 화소 각각에서 광이 방출되는 영역인 화소 개구부와 각각 대응하고, 복수의 화소 각각에 대응하는 화소전압이 인가된다.

제2 기판(120)은, 제2 지지기판(121), 복수의 화소 각각의 화소 개구부 외곽과 대응하여, 제2 지지기판(121) 상에 형성되고, 화소 개구부 외곽에서의 빛샘을 차단하는 블랙매트릭스(122), 블랙매트릭스(122)를 포함한 제2 지지기판의 전면에 평평하게 형성되는 오버코트층(123) 및 복수의 화소에 대응하여 오버코트층(123) 상에 형성되는 공통전극(124)을 포함하여 이루어진다.

유체층(130)은, 화소벽(140)에 의해 정의되는 복수의 화소영역(SPA1~SPA3)에 각각 대응하여 절연층(113) 상에 소수성유체로 형성되는 컬러필터층(131) 및 복수의 화소에 대응하여 컬러필터층(131)을 둘러싸도록 형성되는 친수성유체(132)를 포함하여 이루어진다. 여기서, 컬러필터층(131)은 소수성유체로 형성되어 소수성의 절연층(113)과 적어도 일부 접촉한다. 그리고, 친수성유체(132)는, 컬러필터(131)를 투과한 광이 최대한 외부로 방출될 수 있도록, 투과성을 갖는 유체로 이루어진다.

또한, 복수의 화소영역(SPA1~SPA3)은, 적색(Red: R)의 광이 방출되는 화소에 해당하는 제1 화소영역(SPA1), 녹색(Green: G)의 광이 방출되는 화소에 해당하는 제2 화소영역(SPA2) 및 청색(Blue: B)의 광이 방출되는 화소에 해당하는 제3 화소영역(SPA3)을 포함하여 이루어진다. 즉, 복수의 화소는, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)을 포함한 어느 하나의 색상을 갖는 광을 방출한다. 이때, 컬러필터층(131)은, 제1 화소영역(SPA1)에 해당하는 절연층(113) 상의 일부에 적색(R)에 해당하는 파장영역의 광을 투과하는 제1 소수성유체가 충진되어 형성되는 제1 컬러필터(1311), 제2 화소영역(SPA2)에 해당하는 절연층(113) 상의 다른 일부에 녹색(G)에 해당하는 파장영역의 광을 투과하는 제2 소수성유체가 충진되어 형성되는 제2 컬러필터(1312) 및 제3 화소영역(SPA3)에 해당하는 절연층(113) 상의 또 다른 일부에 청색(Blue: B)에 해당하는 파장영역의 광을 투과하는 제3 소수성유체가 충진되어 형성되는 제3 컬러필터(1313)을 포함하여 이루어질 수 있다.

화소벽(140)은, 친수성을 갖고, 복수의 화소영역 각각이 정의되도록, 복수의 화소영역 외곽과 대응하여, 제1 기판(110)의 절연층(113) 상에 형성된다. 이때, 화소벽(140)은, 제1 컬러필터(1311), 제2 컬러필터(1312) 및 제3 컬러필터(1313)가 복수의 화소영역(SPA1~SPA3) 각각에 격리될 수 있을 정도의 높이로 형성되어, 제1 컬러필터(1311), 제2 컬러필터(1312) 및 제3 컬러필터(1313)의 혼색을 방지한다. 특히, 화소벽(140)은, 제1 기판(110)과 제2 기판(120) 사이의 간격에 대응하는 높이로 형성될 수 있고, 컬러필터층(131)을 형성하는 소수성유체의 응력을 고려하여, 제1 기판(110)과 제2 기판(120) 사이의 간격 이하의 높이로 형성되는 것도 가능하다.

그리고, 도 2에 도시되어 있지 않으나, 본 발명의 실시예에 따른 전기습윤표시장치는, 복수의 화소 각각의 화소 개구부 외곽과 대응하여, 절연층(113) 상에 형성되는 소수성의 클래딩층을 더 포함할 수 있다. 이때, 클래딩층은 컬러필터층(131)을 형성하는 제1 내지 제3 소수성유체(1311~1313)가 하나로 응집될 수 있도록 돕는다.

이와 같이 구성되는 전기습윤표시장치(100)는, 복수의 화소 각각에서, 화소전극(112)과 공통전극(124) 사이에 형성되는 소정의 전계에 의해, 컬러필터층(131)을 형성하는 제1 내지 제3 소수성유체(1311~1313)가 절연층(113)과 접하는 면적이 달라져서, 특정 색상에 해당하는 파장영역의 광이 투과되는 정도가 조절되어, 컬러영상을 표시한다.

구체적으로, 복수의 화소 중 화소 개구부를 통해 적색에 해당하는 파장영역의 광(이하, "적색광"으로 지칭함)을 방출하는 어느 하나를 예로 들어 설명하면, 화소전극(112)과 공통전극(124) 사이에 소정의 전계가 형성되지 않은 경우, 제1 컬러필터(1311)를 형성하는 제1 소수성유체가 화소 개구부의 전면에 대응하여 절연층(113)과 접촉하게 된다. 이때, 화소 개구부 전면을 차지하는 제1 컬러필터(1311)에 의해, 해당 화소는 최고 휘도의 적색광을 표시한다. 반대로, 화소전극(112)과 공통전극(124) 사이에 최대 세기의 전계가 형성되는 경우, 전계에 의해 친수성유체(132)의 계면장력이 변동하여, 친수성유체(132)가 화소 개구부의 전면에 대응하는 절연층(113)의 일부와 접촉하고, 이로 인해, 제1 컬러필터(1311)를 형성하는 제1 소수성유체가 친수성유체(132)에 의해 밀려나서, 화소 개구부 외곽에 대응하는 절연층(113) 상의 일부 영역에 밀집된다. 이때, 화소 개구부 외곽에만 밀집된 제1 컬러필터(1311)에 의해, 화소 개구부에서 적색광이 발생되지 않으므로, 해당 화소는 최저 휘도의 적색광을 표시하게 된다.

또한, 전기습윤표시장치(100)는, 자체적으로 광을 발생시키지 않는 장치로써, 외부로부터 입사된 광을 반사하여 방출하거나, 또는 백라이트유닛에서 조사된 광을 방출하여, 영상을 표시한다. 이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 전기습윤표시장치(100)는, 반사성을 갖는 화소전극(112)을 포함하여, 외부로부터 입사된 광을 반사하여 외부로 방출하는 반사형이거나, 백라이트유닛(200) 및 투과성을 갖는 화소전극(112)을 포함하여, 백라이트유닛(200)에서 조사된 광을 투과하는 투과형이거나, 또는 외부로부터 입사된 광과 백라이트유닛(200)에서 조사된 광을 모두 이용하는 반투과형인 것일 수 있다.

앞서 서술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전기습윤표시장치에 있어서, 복수의 화소영역 각각은, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 중 어느 하나의 광을 방출하는 적어도 하나의 화소와 대응한다.

즉, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 복수의 화소영역 각각은, 복수의 화소 중 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 중 어느 하나의 광을 방출하고, 하나의 열에 나란하게 배열되는 둘 이상의 화소를 포함하는 영역으로 정의될 수 있다. 즉, 화소벽(140)은, 복수의 화소가, 하나의 열에 나란하게 배치된 둘 이상의 화소(이하, "화소열"로 지칭함)로 구분되도록, 화소열 사이를 격리하는 벽으로 형성되고, 제1 내지 제3 컬러필터(1311~1313) 각각은, 각 화소열에 대응하여 형성된다.

또는, 도 3c에 도시된 바와 같이, 복수의 화소영역 각각은 하나의 화소에 해당하는 영역으로 정의될 수도 있다. 즉, 화소벽(140)은, 복수의 화소가 개개로 구분되도록, 화소 사이를 격리하는 벽으로 형성되고, 제1 내지 제3 컬러필터(1311~1313) 각각은, 각 화소에 대응하여 형성된다.

이러한 복수의 화소영역에 각각 대응되는 컬러필터층(131)은, 잉크젯프린팅 방식으로 형성될 수 있다.

도 4는 도 3a 내지 도 3c에 도시된 컬러필터층를 형성하는 과정을 나타낸 공정도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 컬러필터층(131)은, 잉크젯헤드(300)를 이용하여, 소수성유체 방울(310)을 화소영역 내에 떨어뜨림으로써, 형성될 수 있다. 이와 같이, 잉크젯 프린팅 방식을 적용하여 컬러필터층(131)을 형성하면, 잉크젯헤드(300)에서 떨어지는 소수성유체의 양이, 화소영역의 크기 이하가 되도록 정밀하게 제어해야 하므로, 비교적 복잡한 제어가 필요한 단점이 있다. 특히, 각 화소영역에 대응하여, 방울크기의 소수성유체를 떨어뜨리는 작업이 반복되어야 하므로, 공정시간의 감소에 한계가 있는 단점이 있다.

이하에서는, 화소영역의 크기를 고려하지 않고서도, 복수의 화소영역(SPA1, SPA2, SPA3) 각각에 대응하는 컬러필터(1311, 1312, 1313)를 일괄적으로 형성할 수 있는 전기습윤표시장치의 제조장치 및 제조방법에 대해 설명한다.

먼저, 도 5 및 도 6을 참고하여, 본 발명의 실시예에 따른 전기습윤표시장치의 제조장치에 대해 설명한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전기습윤표시장치를 제조하는 장치를 나타낸 블록도이고, 도 6은, 도 5에서 제1 컬러필터 형성부를 나타낸 블록도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전기습윤표시장치의 제조장치(400)는, 제1 기판 형성부(410), 화소벽 형성부(420), 컬러필터층 형성부(430), 제2 기판 형성부(440) 및 합착부(450)를 포함하여 이루어진다.

제1 기판 형성부(410)는, 제1 지지기판(111), 복수의 화소전극(112) 및 절연층(113)을 포함하는 제1 기판(110)을 마련한다.

화소벽 형성부(420)은, 제1 기판(110)의 절연층(113) 상에, 복수의 화소영역을 정의하는 화소벽(140)을 형성한다.

컬러필터층 형성부(430)는, 복수의 화소영역(SPA1~SPA3)에 각각 대응하여 소정 파장영역의 광을 투과하는 소수성유체로 형성되는 컬러필터층(131)을 형성한다.

구체적으로, 컬러필터층 형성부(430)는, 복수의 화소영역 중 제1 컬러에 대응하는 제1 화소영역(SPA1)을 개구하고 제1 화소영역(SPA1)을 제외한 나머지 영역을 차단하는 제1 마스크와 제1 컬러에 해당하는 파장영역의 광을 투과하는 제1 소수성유체를 이용하여, 제1 화소영역(SPA1)에 해당하는 절연층(113) 상의 일부에, 제1 컬러필터(1311)를 형성하는 제1 컬러필터 형성부(431), 복수의 화소영역 중 제2 컬러에 대응하는 제2 화소영역(SPA2)을 개구하고 제2 화소영역(SPA2)을 제외한 나머지 영역을 차단하는 제2 마스크와 제2 컬러에 해당하는 파장영역의 광을 투과하는 제2 소수성유체를 이용하여, 제2 화소영역(SPA2)에 해당하는 절연층(113) 상의 일부에, 제2 컬러필터(1312)를 형성하는 제2 컬러필터 형성부(432) 및 복수의 화소영역 중 제3 컬러에 대응하는 제3 화소영역(SPA3)을 개구하고 제3 화소영역(SPA3)을 제외한 나머지 영역을 차단하는 제3 마스크와 제3 컬러에 해당하는 파장영역의 광을 투과하는 제3 소수성유체를 이용하여, 제3 화소영역(SPA3)에 해당하는 절연층(113) 상의 일부에, 제3 컬러필터(1313)를 형성하는 제3 컬러필터 형성부(433)를 포함하여 이루어진다.

여기서, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 컬러필터 형성부(500, 도 5에서, 431에 해당됨)는, 화소벽(140)이 형성된 제1 기판(110)에, 제1 컬러에 대응하는 제1 화소영역(SPA1)을 개구하고 제1 화소영역(SPA1)을 제외한 나머지 영역을 차단하는 제1 마스크를 장착하여, 제1 화소영역(SPA1)이 개구되고 제1 화소영역(SPA1)을 제외한 나머지 영역이 차단된 상면을 갖는 절연층(113)을 포함하는 제1 준비기판을 마련하는 마스크장착부(510), 친수성유체와 친수성유체의 수면에 떠있는 제1 소수성유체를 수용하는 수조에, 절연층의 상면이 수조의 친수성유체와 수직하는 방향으로 제1 준비기판을 넣어서, 제1 화소영역(SPA1)에 해당하는 절연층(113)의 일부에, 친수성유체의 수면에 떠 있는 제1 소수성유체가 순차적으로 충진되도록 하여, 제1 컬러필터(1311)를 형성하는 소수성유체 충진부(520) 및 제1 컬러필터(1311)가 형성된 제1 준비기판에서, 제1 마스크를 분리하는 마스크분리부(530)를 포함하여 이루어진다.

그리고, 별도로 도시되어 있지 않으나, 제2 컬러필터 형성부(432)와 제3 컬러필터 형성부(433)는, 도 6에 도시된 제1 컬러필터 형성부(500)과 마찬가지로, 마스크장착부, 소수성유체 충진부 및 마스크분리부를 각각 포함하여 이루어진다.

여기서, 제2 컬러필터 형성부(432)에 있어서, 마스크장착부는, 화소벽(140)이 형성된 제1 기판(110)에 제2 컬러에 대응하는 제2 화소영역(SPA2)을 개구하고 제2 화소영역(SPA2)을 제외한 나머지 영역을 차단하는 제2 마스크를 장착하여, 제2 화소영역(SPA2)이 개구되고 제2 화소영역(SPA2)을 제외한 나머지 영역이 차단된 상면을 갖는 절연층(113)을 포함하는 제2 준비기판을 마련하고, 소수성유체 충진부는, 친수성유체와 친수성유체의 수면에 떠있는 제2 소수성유체를 수용하는 수조에, 절연층의 상면이 수조의 친수성유체와 수직하는 방향으로 제2 준비기판을 넣어서, 제2 화소영역(SPA2)에 해당하는 절연층(113)의 일부에, 친수성유체의 수면에 떠 있는 제2 소수성유체가 순차적으로 충진되도록 하여, 제2 컬러필터(1312)를 형성하며, 마스크분리부는, 제2 컬러필터(1312)가 형성된 제2 준비기판에서, 제2 마스크를 분리한다.

그리고, 제3 컬러필터 형성부(433)에 있어서, 마스크장착부는, 화소벽(140)이 형성된 제1 기판(110)에 제3 컬러에 대응하는 제3 화소영역(SPA3)을 개구하고 제3 화소영역(SPA3)을 제외한 나머지 영역을 차단하는 제3 마스크를 장착하여, 제3 화소영역(SPA3)이 개구되고 제3 화소영역(SPA3)을 제외한 나머지 영역이 차단된 상면을 갖는 절연층(113)을 포함하는 제3 준비기판을 마련하고, 소수성유체 충진부는, 친수성유체와 친수성유체의 수면에 떠있는 제3 소수성유체를 수용하는 수조에, 절연층의 상면이 수조의 친수성유체와 수직하는 방향으로 제3 준비기판을 넣어서, 제3 화소영역(SPA3)에 해당하는 절연층(113)의 일부에, 친수성유체의 수면에 떠 있는 제3 소수성유체가 순차적으로 충진되도록 하여, 제3 컬러필터(1313)를 형성하며, 마스크분리부는, 제3 컬러필터(1313)가 형성된 제3 준비기판에서, 제3 마스크를 분리한다.

도 5에 도시된 제2 기판 형성부(440)는, 제2 지지기판(121), 블랙매트릭스(122), 오버코트층(123) 및 공통전극(124)를 포함하는 제2 기판을 마련한다.

그리고, 합착부(450)는, 컬러필터층(131) 및 화소벽(140)을 사이에 두고 화소전극(112)과 공통전극(124)가 서로 대향하도록, 제1 기판(110)과 제2 기판(120)을 합착한다. 이때, 합착부(450)는, 제1 기판(110)과 제2 기판(120) 사이에서, 소수성유체로 형성되는 컬러필터층(131) 모두가, 복수의 화소에 대응하는 친수성유체에 의해 둘러싸이도록, 수조에 수용된 친수성유체 내에서, 제1 기판(110)과 제2 기판(120)을 합착한다.

다음, 본 발명의 실시예에 따른 전기습윤표시장치의 제조방법에 대하여, 첨부한 도 7 내지 도 13b를 참고하여, 상세히 설명하기로 한다.

도 7은, 본 발명의 실시예에 따른 전기습윤표시장치를 제조하는 방법을 나타낸 순서도이고, 도 8은, 도 7에 도시된 컬러필터층을 형성하는 과정을 나타낸 순서도이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전기습윤표시장치의 제조방법은, 제1 기판(110)과 제2 기판(120)을 각각 마련하는 단계(S100), 복수의 화소영역이 정의되도록, 제1 기판(110) 상에 화소벽(140)을 형성하는 단계(S110), 복수의 화소영역 각각에 대응하여 제1 기판(110) 상에 컬러필터층(131)을 형성하는 단계(S120), 제1 기판(110)과 제2 기판(120) 사이에 복수의 화소에 대응하는 친수성유체(132)가 형성되도록, 수조에 수용된 친수성유체 내에 잠긴 상태에서, 제1 기판(110)과 제2 기판(120)을 합착하는 단계(S130)를 포함하여 이루어진다.

여기서, 제1 기판(110)과 제2 기판(120)을 각각 마련하는 단계(S100)는, 제1 지지기판(111)과 복수의 화소전극(112)과 소수성의 절연층(113)을 포함하는 제1 기판(110)을 형성하는 단계 및 제2 지지기판(121)과 블랙매트릭스(122)와 오버코트층(123)과 공통전극(124)을 포함하는 제2 기판(120)을 형성하는 단계를 포함한다.

그리고, 컬러필터층(131)을 형성하는 단계(S120)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 컬러에 해당하는 파장영역의 광을 투과하는 제1 컬러필터(1311)를 형성하는 단계(S121), 제2 컬러에 해당하는 파장영역의 광을 투과하는 제2 컬러필터(1312)를 형성하는 단계(S122) 및 제3 컬러에 해당하는 파장영역의 광을 투과하는 제3 컬러필터(1313)를 형성하는 단계(S123)를 포함하여 이루어진다.

제1 컬러필터(1311)를 형성하는 단계(S121)는, 화소벽(140)이 형성된 제1 기판(120)에, 복수의 화소영역 중 제1 컬러에 대응하는 제1 화소영역(SPA1)을 개구하고 제1 화소영역(SPA1)을 제외한 나머지 영역을 차단하는 제1 마스크를 장착하여, 제1 준비기판을 마련하는 단계(S1211), 제1 컬러에 해당하는 파장영역의 광을 투과하는 제1 소수성유체를 이용하여, 제1 화소영역(SPA1)에 해당하는 절연층(113) 상의 일부에, 제1 컬러필터(1311)를 형성하는 단계(S1212) 및 제1 컬러필터(1311)가 형성된 제1 준비기판에서 제1 마스크를 분리하는 단계(S1213)를 포함하여 이루어진다.

제2 컬러필터(1312)를 형성하는 단계는(S122)는, 화소벽(140)이 형성되고, 제1 화소영역(SPA1)에 제1 컬러필터(1311)가 형성된 제1 기판(120)에, 복수의 화소영역 중 제2 컬러에 대응하는 제2 화소영역(SPA2)을 개구하고 제2 화소영역(SPA2)을 제외한 나머지 영역을 차단하는 제2 마스크를 장착하여, 제2 준비기판을 마련하는 단계(S1221), 제2 컬러에 해당하는 파장영역의 광을 투과하는 제2 소수성유체를 이용하여, 제2 화소영역(SPA2)에 해당하는 절연층(113) 상의 일부에, 제2 컬러필터(1312)를 형성하는 단계(S1222) 및 제2 컬러필터(1312)가 형성된 제2 준비기판에서 제2 마스크를 분리하는 단계(S1223)를 포함하여 이루어진다.

제3 컬러필터(1313)를 형성하는 단계는(S123)는, 화소벽(140)이 형성되고, 제1 화소영역(SPA1)과 제2 화소영역(SPA2)에 제1 컬러필터(1311)와 제2 컬러필터(1312)가 각각 형성된 제1 기판(120)에, 복수의 화소영역 중 제3 컬러에 대응하는 제3 화소영역(SPA3)을 개구하고 제3 화소영역(SPA3)을 제외한 나머지 영역을 차단하는 제3 마스크를 장착하여, 제3 준비기판을 마련하는 단계(S1231), 제3 컬러에 해당하는 파장영역의 광을 투과하는 제3 소수성유체를 이용하여, 제3 화소영역(SPA3)에 해당하는 절연층(113) 상의 일부에, 제3 컬러필터(1313)를 형성하는 단계(S1232) 및 제3 컬러필터(1313)가 형성된 제3 준비기판에서 제3 마스크를 분리하는 단계(S1233)를 포함하여 이루어진다.

이하에서는, 제1 컬러, 제2 컬러 및 제3 컬러가 적색(RED), 녹색(GREEN), 청색(BLUE)에 각각 해당하는 것으로 가정하여, 본 발명의 실시예에 따른 전기습윤표시장치의 제조장치에 대해 더욱 상세히 설명하기로 한다.

도 9a 내지 도 9d는 도 8에 도시된 제1 컬러필터를 형성하는 단계를 나타낸 공정도이고, 도 10a 및 도 10b는 도 9b에 도시된 제1 준비기판을 나타낸 평면도와 사시도이다. 그리고, 도 11a 내지 도 11d는 도 8에 도시된 제2 컬러필터를 형성하는 단계를 나타낸 공정도이고, 도 12a 내지 도 12d는 도 8에 도시된 제3 컬러필터를 형성하는 단계를 나타낸 공정도이다. 또한, 도 13a 및 도 13b는 도 7에 도시된 제1 기판과 제2 기판을 합착하는 단계를 나타낸 공정도이다.

제1 기판(110)과 제2 기판(120)을 각각 마련하는 단계(S100)에서, 제1 기판 형성부(410)는, 복수의 화소 각각의 화소 개구부와 대응하여, 제1 지지기판(111) 상에 도전성물질로 복수의 화소전극(112)을 형성하고, 복수의 화소전극(112)을 모두 커버하도록 제1 지지기판(111) 상의 전면에 소수성의 절연층(113)을 형성하여, 제1 기판(110)을 마련한다. 그리고, 제2 기판 형성부(440)는, 복수의 화소 각각의 화소 개구부 외곽과 대응하여, 제2 지지기판(121) 상에 광을 차단하는 블랙매트릭스(122)를 형성하고, 블랙매트릭스(122)을 포함한 제2 지지기판(121) 상의 전면에 평평하게 오버코트층(123)을 형성하고, 복수의 화소에 대응하여 오버코트층(123) 상에 공통전극(124)을 형성하여, 제2 기판(120)을 마련한다.

제1 기판(110) 상에 화소벽(140)을 형성하는 단계(S110)에서, 화소벽 형성부(420)는, 도 9a에 도시된 바와 같이, 복수의 화소 중 적어도 하나를 포함하는 복수의 화소영역(SPA1~SPA3)이 정의되도록, 복수의 화소영역 외곽에 대응하여, 제1 기판(110) 상의 절연층(113) 상에 친수성의 화소벽을 형성한다.

이때, 복수의 화소영역(SPA1~SPA3) 각각은, 적어도 하나의 화소로 정의될 수 있고, 특히, 동일한 색상의 광을 방출하고 하나의 열에 나란하게 배치되는 둘 이상의 화소(즉, "화소열"에 해당됨)로 정의될 수 있다. 즉, 복수의 화소영역(SPA1~SPA3)은, 적색(RED)에 해당하는 파장영역의 광(이하, "적색광"으로 지칭함)을 방출하는 화소에 대응하는 제1 화소영역(SPA1)과, 녹색(GREEN)에 해당하는 파장영역의 광(이하, "녹색광"으로 지칭함)을 방출하는 화소에 대응하는 제2 화소영역(SPA2)과, 청색(BLUE)에 해당하는 파장영역의 광(이하, "청색광"으로 지칭함)을 방출하는 화소에 대응하는 제3 화소영역(SPA3)을 포함하여 이루어진다.

다음, 컬러필터층(131)을 형성하는 단계(S120)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 화소영역(SPA1)에 제1 컬러필터(1311)를 형성하는 단계(S121)와, 제2 화소영역(SPA2)에 제2 컬러필터(1312)를 형성하는 단계(S122)와, 제3 화소영역(SPA3)에 제3 컬러필터(1313)를 형성하는 단계(S123)를 포함한다. 여기서, 제1 컬러필터(1311), 제2 컬러필터(1312) 및 제3 컬러필터(1313)가 형성되는 순서는 설계자에 따라 자유롭게 조절될 수 있음은 당연하며, 제1 컬러필터(1311), 제2 컬러필터(1312) 및 제3 컬러필터(1313) 외의 다른 색상의 컬러필터를 형성하는 단계를 더 포함하는 것도 가능하다.

먼저, 제1 화소영역(SPA1)에 제1 컬러필터(1311)를 형성하는 단계(S121)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 기판(120)에 제1 마스크를 장착하는 단계(S1211), 제1 화소영역(SPA1)에 대응하여 제1 컬러필터(1311)를 형성하는 단계(S1212) 및 제1 마스크를 분리하는 단계(S1213)를 포함한다.

도 9b에 도시된 바와 같이, 제1 기판(120)에 제1 마스크(601)를 장착하는 단계(S1211)에서, 제1 컬러필터 형성부(431: 500)의 마스크 장착부(510)는, 화소벽(140)이 형성된 제1 기판(110)에, 제1 화소영역(SPA1)을 개구하고 제1 화소영역(SPA1)을 제외한 나머지 영역(SPA2, SPA3)을 차단하는 제1 마스크(601)를 장착하여, 제1 준비기판(PS1)을 마련한다. 여기서, 제1 마스크(601)는, 도 10a에 도시된 바와 같이, 제1 화소영역(SPA1)를 개구하는 오픈부(OP)와, 제1 화소영역(SPA1)을 제외한 나머지 영역(SPA2, SPA3)을 차단하는 클로즈부(NOP)를 포함하여 이루어진다. 또한, 도 10b에 도시된 바와 같이, 제1 마스크(601)는, 제1 화소영역(SPA1)에 해당하는 절연층(113)의 일부만을 노출하고, 화소벽(140)을 포함한 나머지 영역(SPA2, SPA3)을 둘러싸는 캡 형태로 마련될 수 있다. 더불어, 제1 컬러필터(1311)를 형성하는 단계(S1212)에서, 제1 소수성유체가 제1 마스크(601)에 흡착되는 것을 방지하기 위하여, 제1 마스크(601)는 친수성을 갖도록 마련되고, 특히 친수성인 금속 재질로 형성될 수 있다.

도 9c에 도시된 바와 같이, 제1 컬러필터 형성부(431: 500)의 소수성유체 충진부(520)는, 수조(521), 수조(521)에 수용되는 친수성유체(522, 도 2에서 132에 해당됨), 친수성유체(522)의 수면에 떠 있는 제1 소수성유체(523, 도 2에서 1311에 해당됨) 및 친수성유체(522)의 수면 상의 제1 소수성유체(523)를 한정된 영역 내에 밀집하는 파티션(524)을 포함하여 이루어진다. 이러한 소수성유체 충진부(520)는, 제1 화소영역(SPA1) 상에 제1 컬러필터(1311)를 형성하는 단계(S1212)에서, 절연층(113)의 상면이 친수성유체(521)의 수면에 수직하게 되는 방향으로, 제1 준비기판(PS1)을 세운 상태에서, 수조(521)에 수용된 친수성유체(522) 속으로 제1 준비기판(PS1)을 천천히 담근다. 이때, 수면 상의 제1 소수성유체(523)가 제1 화소영역(SPA1)에 해당하는 소수성의 절연층(113)의 일부에 접촉되면서, 흡착되어, 도 9d에 도시된 바와 같이, 제1 기판(110) 상에 제1 컬러필터(1311)가 형성된다.

이후, 도 11a에 도시된 바와 같이, 제1 마스크를 분리하는 단계(S1213)에서, 제1 컬러필터 형성부(431: 500)의 마스크 분리부(530)는, 제1 컬러필터(1311)가 형성된 제1 준비기판(PS1)에서, 제1 마스크(601)를 분리한다. 이때, 제1 기판(110) 상에, 화소벽(140)과, 제1 화소영역(SPA1)에 대응하여 적색광을 투과하는 제1 컬러필터(1311)가 형성된다.

이어서, 도 8에 도시된 바와 같이, 제2 화소영역(SPA2)에 제2 컬러필터(1312)를 형성하는 단계(S122)는, 제1 화소영역(SPA1)에 제1 컬러필터(1311)를 형성하는 단계(S121)와 마찬가지로, 제1 기판(120)에 제2 마스크를 장착하는 단계(S1221), 제2 화소영역(SPA2)에 대응하여 제2 컬러필터(1312)를 형성하는 단계(S1222) 및 제2 마스크를 분리하는 단계(S1223)를 포함한다.

도 11b에 도시된 바와 같이, 제1 기판(120)에 제2 마스크(602)를 장착하는 단계(S1221)에서, 제2 컬러필터 형성부(432)의 마스크 장착부는, 화소벽(140)과 제1 컬러필터(1311)가 형성된 제1 기판(120)에, 제2 화소영역(SPA2)을 개구하고 제2 화소영역(SPA2)을 제외한 나머지 영역(SPA1, SPA3)을 차단하는 제2 마스크(602)를 장착하여, 제2 준비기판(PS2)을 마련한다. 이때, 제2 마스크(602)는, 제1 화소영역(SPA1) 대신 제2 화소영역(SPA2)을 개구한다는 점을 제외하고는, 도 10a 및 도 10b에 도시된 제1 마스크(601)와 동일하다. 즉, 제2 마스크(602)는 제2 화소영역(SPA2)를 개구하는 오픈부와, 제2 화소영역(SPA2)을 제외한 나머지 영역(SPA1, SPA3)을 차단하는 클로즈부를 포함하고, 제2 화소영역(SPA2)에 해당하는 절연층(113)의 다른 일부만을 노출하고, 화소벽(140)을 포함한 나머지 영역(SPA1, SPA3)을 둘러싸는 캡 형태로 마련될 수 있으며, 제2 소수성유체가 제2 마스크(602)에 흡착되는 것이 방지되도록 친수성을 갖도록 형성되며, 특히 금속재질로 형성될 수 있다.

도 11c에 도시된 바와 같이, 제2 컬러필터 형성부(432)의 소수성유체 충진부는, 친수성유체(522)와 친수성유체(522)의 수면에 떠 있는 제2 소수성유체(525)를 수용하는 수조(521)를 포함하고, 제2 화소영역(SPA2)에 대응하여 제2 컬러필터(1312)를 형성하는 단계(S1222)에서, 절연층(113)의 상면이 친수성유체(521)의 수면에 수직하게 되는 방향으로, 제2 준비기판(PS2)을 수조(521)에 넣는다. 이때, 수면 상의 제2 소수성유체(525)가 제2 화소영역(SPA2)에 해당하는 소수성의 절연층(113)의 다른 일부에 흡착되어, 도 11d에 도시된 바와 같이, 제1 기판(110) 상에 제2 컬러필터(1312)가 형성된다.

이후, 도 12a에 도시된 바와 같이, 제2 마스크를 분리하는 단계(S1223)에서, 제2 컬러필터 형성부(432)의 마스크 분리부는, 제2 컬러필터(1312)가 형성된 제2 준비기판(PS2)에서, 제2 마스크(602)를 분리한다. 이때, 제1 기판(110) 상에, 화소벽(140)과, 제1 화소영역(SPA1)에 대응하여 적색광을 투과하는 제1 컬러필터(1311)와, 제2 화소영역(SPA2)에 대응하여 녹색광을 투과하는 제2 컬러필터(1312)가 형성된다.

이어서, 도 8에 도시된 바와 같이, 제3 화소영역(SPA3)에 제3 컬러필터(1313)를 형성하는 단계(S123)는, 제1 화소영역(SPA1)에 제1 컬러필터(1311)를 형성하는 단계(S121)와 마찬가지로, 제1 기판(120)에 제3 마스크를 장착하는 단계(S1231), 제3 화소영역(SPA3)에 대응하여 제3 컬러필터(1313)를 형성하는 단계(S1232) 및 제3 마스크를 분리하는 단계(S1233)를 포함한다.

도 12b에 도시된 바와 같이, 제1 기판(120)에 제3 마스크(603)를 장착하는 단계(S1231)에서, 제3 컬러필터 형성부(433)의 마스크 장착부는, 화소벽(140)과 제1 컬러필터(1311)와 제2 컬러필터(1312)가 형성된 제1 기판(120)에, 제3 화소영역(SPA3)을 개구하고 제3 화소영역(SPA3)을 제외한 나머지 영역(SPA1, SPA2)을 차단하는 제3 마스크(603)를 장착하여, 제3 준비기판(PS3)을 마련한다. 이때, 제3 마스크(603)는, 제1 화소영역(SPA1) 대신 제3 화소영역(SPA3)을 개구한다는 점을 제외하고는, 도 10a 및 도 10b에 도시된 제1 마스크(601)와 동일하다. 즉, 제3 마스크(603)는 제3 화소영역(SPA3)를 개구하는 오픈부와, 제2 화소영역(SPA3)을 제외한 나머지 영역(SPA1, SPA2)을 차단하는 클로즈부를 포함하고, 제3 화소영역(SPA3)에 해당하는 절연층(113)의 또 다른 일부만을 노출하고, 화소벽(140)을 포함한 나머지 영역(SPA1, SPA2)을 둘러싸는 캡 형태로 마련될 수 있으며, 제2 소수성유체가 제3 마스크(603)에 흡착되는 것이 방지되도록 친수성을 갖도록 형성되며, 특히 금속재질로 형성될 수 있다.

도 12c에 도시된 바와 같이, 제3 컬러필터 형성부(433)의 소수성유체 충진부는, 친수성유체(522)와 친수성유체(522)의 수면에 떠 있는 제3 소수성유체(526)를 수용하는 수조(521)를 포함하고, 제3 화소영역(SPA3)에 대응하여 제3 컬러필터(1313)를 형성하는 단계(S1232)에서, 절연층(113)의 상면이 친수성유체(521)의 수면에 수직하게 되는 방향으로 제3 준비기판(PS3)을 수조(521)에 넣는다. 이때, 수면 상의 제3 소수성유체(526)가 제3 화소영역(SPA3)에 해당하는 소수성의 절연층(113)의 또 다른 일부에 흡착되어, 도 12d에 도시된 바와 같이, 제1 기판(110) 상에 제3 컬러필터(1313)가 형성된다.

이후, 제3 마스크를 분리하는 단계(S1233)에서, 제3 컬러필터 형성부(433)의 마스크 분리부는, 제3 컬러필터(1313)가 형성된 제3 준비기판(PS3)에서, 제3 마스크(603)를 분리한다.

이와 같은 과정으로, 제1 기판(110)의 절연층(113) 상에, 화소벽(140)과, 제1 화소영역(SPA1)에 대응하여 적색광을 투과하는 제1 컬러필터(1311)와, 제2 화소영역(SPA2)에 대응하여 녹색광을 투과하는 제2 컬러필터(1312)와 제3 화소영역에 대응하여 청색광을 투과하는 제3 컬러필터(1313)가 형성된다.

다음, 도 13a에 도시된 바와 같이, 제1 기판(110)과 제2 기판(120)을 합착하는 단계(S130)에서, 합착부(450)는, 수조에 수용된 친수성유체(132)에서, 화소벽(140)과 컬러필터층(131)이 형성된 제1 기판(110)과, 제2 기판(120)을 합착한다. 이때, 제1 기판(110)과 제2 기판(120)을 합착하는 실링층(150)은, 제1 기판(110)과 제2 기판(120) 중 어느 하나(도 13a에서는 제2 기판(120)인 것으로 도시함)에서, 광이 방출되지 않는 가장자리에 형성된다. 그리고, 도 13b에 도시된 바와 같이, 합착된 제1 기판(110)과 제2 기판(120) 사이에, 화소벽(140)과 유체층(130)이 배치된다. 즉, 화소벽(140)을 사이에 두고, 공통전극(124)과 화소전극(112)이 서로 대향하는 방향으로, 제1 기판(110)과 제2 기판(120)은 합착된다. 그리고, 제1 기판(110)과 제2 기판(120) 사이에 친수성유체(132)가 충진되도록, 제1 기판(110)과 제2 기판(120)의 합착은 친수성유체(132) 속에서 실시된다.

이상과 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전기습윤표시장치는 종래와 같이 제2 기판에 배치되는 별도의 컬러필터를 포함하지 않고, 복수의 화소영역에 각각 대응하여, 제1 컬러, 제2 컬러 및 제3 컬러에 각각 해당하는 파장영역의 광을 투과하는 제1 내지 제3 소수성유체로 형성되는 컬러필터층을 포함함으로써, 종래보다 간단한 구조를 가지면서도, 컬러 영상을 표시하는 장치로 마련될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 전기습윤표시장치의 제조장치 및 제조방법은, 컬러필터층(131)을 형성함에 있어서, 제1 마스크(601)를 이용하여, 복수의 화소영역 중 제1 컬러의 광을 방출하는 제1 화소영역(SPA1)만을 개구한 상태에서 소수성의 절연층(113)을 제1 소수성유체(523)와 접촉시켜서, 제1 컬러필터(1311)를 형성한다. 그리고, 제2 마스크(602)를 이용하여, 복수의 화소영역 중 제2 컬러의 광을 방출하는 제2 화소영역(SPA2)만을 개구한 상태에서 소수성의 절연층(113)을 제2 소수성유체(525)와 접촉시켜서, 제2 컬러필터(1312)를 형성한다. 또한, 제3 마스크(603)를 이용하여, 복수의 화소영역 중 제3 컬러의 광을 방출하는 제3 화소영역(SPA3)만을 개구한 상태에서, 소수성의 절연층(113)을 제3 소수성유체(526)와 접촉시켜서, 제3 컬러필터(1313)를 형성한다. 이와 같이, 제1 컬러, 제2 컬러 및 제3 컬러의 광을 각각 방출하는 모든 화소에 대응하는 제1 컬러필터(1311), 제2 컬러필터(1312) 및 제3 컬러필터(1313)이 제1 내지 제3 마스크(601~603)를 이용하여 일괄적으로 형성될 수 있어, 제조과정이 종래보다 용이해질 수 있으므로, 제조시간 및 제조비용이 감소될 수 있고, 그로 인해 수율이 증가될 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다.

100: 전기습윤표시장치 110: 제1 기판
111: 제1 지지기판 112: 화소전극
113: 소수성의 절연층 120: 제2 기판
121: 제2 지지기판 122: 블랙매트릭스
123: 오버코트층 124: 공통전극
130: 유체층 131: 컬러필터층
1311: 제1 컬러필터 1312: 제2 컬러필터
1313: 제3 컬러필터 140: 화소벽
150: 실링층 200: 백라이트유닛
300: 잉크젯프린팅 헤드 310: 소수성유체 방울
400: 전기습윤표시장치의 제조장치
420: 화소벽 형성부 430: 컬러필터층 형성부
431, 500: 제1 컬러필터 형성부
520: 소수성유체 충진부 521: 수조
522: 친수성유체
523, 525, 526: 제1 내지 제3 소수성유체
524: 파티션 601~603: 제1 내지 제3 마스크

Claims (17)

1. 제1 지지기판과, 복수의 화소 각각의 화소 개구부와 대응하여, 상기 제1 지지기판 상에 형성되는 복수의 화소전극과, 상기 복수의 화소전극을 포함한 상기 제1 지지기판의 전면에 형성되는 소수성의 절연층을 포함하는 제1 기판을 마련하는 제1 기판 형성부;
   상기 제1 기판의 절연층 상에 형성되어, 상기 복수의 화소 중 적어도 하나에 각각 대응하는 복수의 화소영역을 정의하는 친수성의 화소벽을 형성하는 화소벽 형성부; 및
   상기 복수의 화소영역에 각각 대응하여 소수성유체로 형성되는 컬러필터층을 형성하고, 상기 복수의 화소영역 중 제1 컬러에 대응하는 제1 화소영역을 개구하고 상기 제1 화소영역을 제외한 나머지 영역을 차단하는 제1 마스크와, 상기 제1 컬러에 해당하는 파장영역의 광을 투과하는 제1 소수성유체를 이용하여, 상기 제1 화소영역에 해당하는 상기 절연층 상의 일부에, 제1 컬러필터를 형성하는 제1 컬러필터 형성부를 포함하는 컬러필터층 형성부를 포함하는 전기습윤표시장치의 제조장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 컬러필터 형성부는,
   상기 화소벽이 형성된 상기 제1 기판에, 상기 제1 마스크를 장착하여, 상기 제1 화소영역이 개구되고 상기 제1 화소영역을 제외한 나머지 영역이 차단된 상면을 갖는 절연층을 포함하는 준비기판을 마련하는 마스크장착부;
   친수성유체와 상기 친수성유체의 수면에 떠 있는 상기 제1 소수성유체를 수용하는 수조에, 상기 절연층의 상면이 상기 친수성유체의 수면에 수직하는 방향으로 상기 준비기판을 넣어서, 상기 제1 화소영역에 해당하는 상기 절연층 상의 일부에, 상기 친수성유체의 수면에 떠 있는 상기 제1 소수성유체가 순차적으로 충진되도록 하여, 상기 제1 컬러필터를 형성하는 소수성유체 충진부; 및
   상기 제1 컬러필터가 형성된 상기 준비기판에서, 상기 제1 마스크를 분리하는 마스크분리부를 포함하는 전기습윤표시장치의 제조장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 컬러필터층 형성부는,
   상기 복수의 화소영역 중 제2 컬러에 대응하는 제2 화소영역을 개구하고 상기 제2 화소영역을 제외한 나머지 영역을 차단하는 제2 마스크와, 상기 제2 컬러에 해당하는 파장영역의 광을 투과하는 제2 소수성유체를 이용하여, 상기 제2 화소영역에 해당하는 절연층 상의 다른 일부에, 제2 컬러필터를 형성하는 제2 컬러필터 형성부; 및
   상기 복수의 화소영역 중 제3 컬러에 대응하는 제3 화소영역을 개구하고 상기 제3 화소영역을 제외한 나머지 영역을 차단하는 제3 마스크와, 상기 제3 컬러에 해당하는 파장영역의 광을 투과하는 제3 소수성유체를 이용하여, 상기 제3 화소영역에 해당하는 상기 절연층 상의 또 다른 일부에, 제3 컬러필터를 형성하는 제3 컬러필터 형성부를 더 포함하는 전기습윤표시장치의 제조장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제1 마스크, 상기 제2 마스크 및 상기 제3 마스크는, 친수성을 갖는 전기습윤표시장치의 제조장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제1 마스크, 상기 제2 마스크 및 상기 제3 마스크는, 금속재질로 이루어지는 전기습윤표시장치의 제조장치.
6. 제3항에 있어서,
   상기 제1 컬러, 상기 제2 컬러 및 상기 제3 컬러는, 적색, 녹색, 청색에 각각 해당하는 전기습윤표시장치의 제조장치.
7. 제3항에 있어서,
   상기 화소벽은, 상기 제1 컬러필터, 상기 제2 컬러필터 및 상기 제3 컬러필터가 상기 복수의 화소영역 각각에 격리되는 정도의 높이로 형성되어, 상기 제1 컬러필터, 상기 제2 컬러필터 및 상기 제3 컬러필터의 혼색을 방지하는 전기습윤표시장치의 제조방법.
8. 제1항에 있어서,
   제2 지지기판과, 상기 복수의 화소 각각의 화소 개구부 외곽과 대응하여, 상기 제2 지지기판 상에 형성되는 블랙매트릭스와, 상기 복수의 화소에 대응하여, 상기 블랙매트릭스 상에 형성되는 공통전극을 포함하는 제2 기판을 마련하는 제2 기판 형성부; 및
   상기 제1 기판과 제2 기판 사이에 상기 복수의 화소에 대응하는 친수성유체가 형성되고, 상기 화소벽을 사이에 두고 상기 화소전극과 상기 공통전극이 서로 대향하도록, 수조에 수용된 친수성유체 내에서, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 합착하는 합착부를 더 포함하는 전기습윤표시장치의 제조장치.
9. 제1항에 있어서,
   상기 복수의 화소영역 각각은, 상기 복수의 화소 중 하나의 열에 나란하게 배열되는 둘 이상의 화소에 대응하는 전기습윤표시장치의 제조장치.
10. 제1 지지기판과, 복수의 화소 각각의 화소 개구부와 대응하여, 상기 제1 지지기판 상에 형성되는 복수의 화소전극과, 상기 복수의 화소전극을 포함한 상기 제1 지지기판의 전면에 형성되는 소수성의 절연층을 포함하는 제1 기판을 마련하는 단계;
    제2 지지기판과, 상기 복수의 화소 각각의 화소 개구부 외곽과 대응하여, 상기 제2 지지기판 상에 형성되는 블랙매트릭스와, 상기 복수의 화소에 대응하여, 상기 블랙매트릭스 상에 형성되는 공통전극을 포함하는 제2 기판을 마련하는 단계;
    상기 복수의 화소 중 적어도 하나에 각각 대응하는 복수의 화소영역이 정의되도록, 상기 복수의 화소영역 외곽에 대응하여, 상기 제1 기판의 절연층 상에 친수성의 화소벽을 형성하는 단계;
    상기 복수의 화소영역 중 제1 컬러에 대응하는 제1 화소영역을 개구하고 상기 제1 화소영역을 제외한 나머지 영역을 차단하는 제1 마스크와, 상기 제1 컬러에 해당하는 파장영역의 광을 투과하는 제1 소수성유체를 이용하여, 상기 제1 화소영역에 해당하는 상기 절연층 상의 일부에, 제1 컬러필터를 형성하는 단계; 및
    상기 제1 기판과 제2 기판 사이에 상기 복수의 화소에 대응하는 친수성유체가 형성되고, 상기 화소벽을 사이에 두고 상기 화소전극과 상기 공통전극이 서로 대향하도록, 수조에 수용된 친수성유체 내에서, 상기 제1 기판과 제2 기판을 합착하는 단계를 포함하는 전기습윤표시장치의 제조방법.
11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 컬러필터를 형성하는 단계는,
    상기 화소벽이 형성된 상기 제1 기판에, 상기 제1 마스크를 장착하여, 상기 제1 화소영역이 개구되고 상기 제1 화소영역을 제외한 나머지 영역이 차단된 상면을 갖는 절연층을 포함하는 준비기판을 마련하는 단계;
    친수성유체와 상기 친수성유체의 수면에 떠 있는 상기 제1 소수성유체를 수용하는 수조에, 상기 절연층의 상면이 상기 친수성유체의 수면에 수직하도록, 상기 준비기판을 넣어서, 상기 제1 화소영역에 해당하는 상기 절연층 상의 일부에, 상기 친수성유체의 수면에 떠 있는 상기 제1 소수성유체가 순차적으로 흡착되도록 하여, 상기 제1 컬러필터를 형성하는 단계; 및
    상기 제1 컬러필터가 형성된 상기 준비기판에서, 상기 제1 마스크를 분리하는 단계를 포함하는 전기습윤표시장치의 제조방법.
12. 제10항에 있어서,
    상기 제1 기판과 제2 기판을 합착하는 단계 이전에,
    상기 복수의 화소영역 중 제2 컬러에 대응하는 제2 화소영역을 개구하고 상기 제2 화소영역을 제외한 나머지 영역을 차단하는 제2 마스크와, 상기 제2 컬러에 해당하는 파장영역의 광을 투과하는 제2 소수성유체를 이용하여, 상기 제2 화소영역에 해당하는 절연층 상의 다른 일부에, 제2 컬러필터를 형성하는 단계; 및
    상기 복수의 화소영역 중 제3 컬러에 대응하는 제3 화소영역을 개구하고 상기 제3 화소영역을 제외한 나머지 영역을 차단하는 제3 마스크와, 상기 제3 컬러에 해당하는 파장영역의 광을 투과하는 제3 소수성유체를 이용하여, 상기 제3 화소영역에 해당하는 상기 절연층 상의 또 다른 일부에, 제3 컬러필터를 형성하는 단계를 더 포함하는 전기습윤표시장치의 제조방법.
13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 컬러, 상기 제2 컬러 및 상기 제3 컬러는, 적색, 녹색 및 청색에 각각 해당하는 전기습윤표시장치의 제조방법.
14. 제12항에 있어서,
    상기 제1 마스크, 상기 제2 마스크 및 상기 제3 마스크는, 친수성을 갖는 전기습윤표시장치의 제조방법.
15. 제12항에 있어서,
    상기 제1 마스크, 상기 제2 마스크 및 상기 제3 마스크는, 금속재질로 이루어지는 전기습윤표시장치의 제조방법.
16. 제12항에 있어서,
    상기 화소벽을 형성하는 단계에서, 상기 화소벽은, 상기 제1 컬러필터, 상기 제2 컬러필터 및 상기 제3 컬러필터가 상기 복수의 화소영역 각각에 격리되는 정도의 높이로 형성되어, 상기 제1 컬러필터, 상기 제2 컬러필터 및 상기 제3 컬러필터의 혼색을 방지하는 전기습윤표시장치의 제조방법.
17. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 화소영역 각각은, 상기 복수의 화소 중 하나의 열에 나란하게 배열되는 둘 이상의 화소에 대응하는 전기습윤표시장치의 제조방법.

Images