KR20120064533A - Electrophoretic display device and method of fabrication thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전기영동 표시소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an electrophoretic display device and a method of manufacturing the same.
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.In general, an electrophoretic display device is an image display device using a phenomenon in which colloidal particles move to either polarity when a pair of electrodes to which voltage is applied is immersed in a colloidal solution, and has a wide viewing angle, high reflectance, and low consumption without using a backlight. Since it has characteristics, such as an electric power, it is attracting attention as an electronic device, such as an electric paper.
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. The electrophoretic display device has a structure in which an electrophoretic layer is interposed between two substrates, one of the two substrates is made of a transparent substrate, and the other is composed of an array substrate on which a driving element is formed, thereby reflecting input light. The image can be displayed in the reflective mode.
도 1은 종래 전기영동 표시소자(1)의 구조를 나타내는 도면이다.1 is a view showing the structure of a conventional electrophoretic display device (1).
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.As shown in FIG. 1, the
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. Although not shown in the drawing, a thin film transistor is formed in each pixel region, and an electric field is formed between the
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.In the electrophoretic display device having such a structure, since the
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.On the contrary, when a negative voltage is applied to the
상기와 같은 구조의 종래 전기영동 표시소자(1)의 제조방법을 개략적으로 나타내면 다음과 같다.A manufacturing method of the conventional
도 2는 종래 전기영동 표시소자(1)의 제조방법을 개략적으로 나타내는 플로우챠트이다.2 is a flowchart schematically showing a method of manufacturing a conventional
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).As shown in FIG. 2, first, a plurality of gate lines and data lines defining pixel regions are formed on a
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.Meanwhile, the common electrode 42 is formed on the second substrate 40 (S103). Subsequently, a partition wall is formed on the
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.Typically, an electrophoretic display device manufacturer receives a
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.Therefore, since the
전기영동 표시소자 제조업체의 제조라인으로 이송된 제2기판(40)은 부착된 보호필름이 박리되고, 이서 제1기판(20)과 정렬된 후 합착되어 전기영동 표시소자가 완성된다(S109).The
그러나, 상기와 같은 방법에 의해 제작된 종래 전기영동 표시소자(1)에서는 다음과 같은 문제가 발생한다.However, the following problem occurs in the conventional
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. In the conventional
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.However, since the unit pixels of the electrophoretic display element are formed to have a small size of less than 150 μm in width and length, it is very difficult to align the electrophoretic layer with the pixels so as to exactly fit this size. If the first substrate on which the electrophoretic layer and the thin film transistor are formed is not aligned correctly, the electric field may not be correctly transferred to the electrophoretic particles, which may cause a driving error.
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.In addition, since the
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.Meanwhile, the common electrode 42 is formed on the
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.As described above, in the conventional electrophoretic display device, since the
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.The present invention is to solve the above problems, to provide an electrophoretic display device and a method for manufacturing the electrophoretic layer that can reduce the manufacturing cost and simplify the manufacturing process by directly forming the electrophoretic layer on the substrate on which the thin film transistor is formed The purpose.
본 발명의 다른 목적은 격벽에 역테이퍼가 형성되거나 격벽에 언더컷이 발생하는 것을 방지할 수 있는 전기영동 표시소자 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an electrophoretic display device and a method of manufacturing the reverse taper formed in the partition wall or to prevent the undercut to occur in the partition wall.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일실시예에 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 화상표시부에 화소전극을 형성하는 단계; 상기 보호층 위의 화상비표시부에 버퍼층을 형성하는 단계; 상기 버퍼층 위에 격벽을 형성하는 단계; 상기 보호층 상부의 격벽 내부의 화소내에 전기영동물질을 충진하여 전기영동층을 형성하는 단계; 상기 제2기판에 공통전극을 형성하는 단계; 및 제1기판 및 제2기판을 합착하는 단계로 구성된다.In order to achieve the above object, an electrophoretic display device manufacturing method according to an embodiment of the present invention comprises the steps of providing a first substrate and a second substrate comprising an image display unit and a non-display unit including a plurality of pixels; Forming a thin film transistor on the first substrate; Forming a protective layer on the first substrate on which the thin film transistor is formed; Forming a pixel electrode on the image display unit on the protective layer; Forming a buffer layer on the non-image display unit on the protective layer; Forming a partition on the buffer layer; Forming an electrophoretic layer by filling an electrophoretic material in a pixel inside the barrier rib above the protective layer; Forming a common electrode on the second substrate; And bonding the first substrate and the second substrate to each other.
상기 버퍼층을 형성하는 단계는 보호층 위에 감광성 유기물질을 적층하는 단계; 상기 감광성 유기물질을 베이킹하는 단계; 및 상기 감광성 유기물질을 현상하는 단계로 구성되며, 상기 격벽을 형성하는 단계는 버퍼층이 형성된 보호층 위에 감광성 유기물질을 적층하는 단계; 상기 감광성 유기물질을 베이킹하는 단계; 및 상기 감광성 유기물질을 현상하는 단계로 구성된다.The forming of the buffer layer may include depositing a photosensitive organic material on a protective layer; Baking the photosensitive organic material; And developing the photosensitive organic material, wherein the forming of the partition wall comprises: stacking the photosensitive organic material on a protective layer on which a buffer layer is formed; Baking the photosensitive organic material; And developing the photosensitive organic material.
상기 격벽과 버퍼층은 동일한 물질로 이루어지는데, 상기 버퍼층은 0.05-20㎛의 두께, 바람직하게는 0.05-10㎛의 두께, 더욱 바람직하게는 0.05-3㎛의 두께로 형성된다.The barrier rib and the buffer layer are made of the same material, and the buffer layer is formed to a thickness of 0.05-20 μm, preferably 0.05-10 μm, more preferably 0.05-3 μm.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 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 화상표시부에 화소전극을 형성하는 단계; 상기 보호층 위에 절연물질 및 상기 절연물질의 베이킹 온도보다 낮은 유리전이온도를 갖는 첨가제를 포함하는 절연층을 형성하는 단계; 상기 절연층을 베이킹하는 단계; 베이킹된 절연층을 현상하여 상기 보호층 위의 화상비표시부에 격벽을 형성하는 단계; 상기 보호층 상부의 격벽 내부의 화소내에 전기영동물질을 충진하여 전기영동층을 형성하는 단계; 상기 제2기판에 공통전극을 형성하는 단계; 및 제1기판 및 제2기판을 합착하는 단계로 구성된다.In addition, an electrophoretic display device manufacturing method according to another embodiment of the present invention comprises the steps of providing a first substrate and a second substrate including an image display unit and a non-image display unit including a plurality of pixels; Forming a thin film transistor on the first substrate; Forming a protective layer on the first substrate on which the thin film transistor is formed; Forming a pixel electrode on the image display unit on the protective layer; Forming an insulating layer including an insulating material and an additive having a glass transition temperature lower than a baking temperature of the insulating material on the protective layer; Baking the insulating layer; Developing a baked insulating layer to form a partition on the image non-display portion on the protective layer; Forming an electrophoretic layer by filling an electrophoretic material in a pixel inside the barrier rib above the protective layer; Forming a common electrode on the second substrate; And bonding the first substrate and the second substrate to each other.
상기 절연층의 베이킹에 의해 첨가제가 절연층의 하부로 흐르는데, 상기 절연물질은 감광성 수지를 포함하고 상기 첨가제는 고분자유기물을 포함한다.An additive flows under the insulating layer by baking the insulating layer, wherein the insulating material includes a photosensitive resin and the additive includes a polymer organic material.
그리고, 본 발명의 일실시예에 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 화상표시부에 형성된 화소전극; 상기 보호층의 화상비표시부에 형성된 버퍼층; 상기 버퍼층 위에 형성된 격벽; 단위 화소내의 격벽 내부에 형성된 전기영동층; 및 제2기판에 형성된 공통전극으로 구성된다.An electrophoretic display device according to an embodiment of the present invention includes a first substrate and a second substrate including an image display unit and a non-image display unit including a plurality of pixels: a thin film transistor formed on the first substrate; A protective layer on the substrate on which the thin film transistor is formed; A pixel electrode formed on the image display unit on the protective layer; A buffer layer formed on an image non-display portion of the protective layer; Barrier ribs formed on the buffer layer; An electrophoretic layer formed inside the partition wall in the unit pixel; And a common electrode formed on the second substrate.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 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 화상표시부에 형성된 화소전극; 상기 보호층의 화상비표시부에 형성된 격벽; 단위 화소내의 격벽 내부에 형성된 전기영동층; 및 제2기판에 형성된 공통전극으로 구성되며, 상기 격벽은 절연물질과 절연물질의 베이킹온도보다 낮은 유리전이온를 갖는 첨가제로 이루어진 것을 특징으로 한다.In addition, an electrophoretic display device according to another exemplary embodiment of the present invention may include a first substrate and a second substrate including an image display unit and a non-image display unit including a plurality of pixels: a thin film transistor formed on the first substrate; A protective layer on the substrate on which the thin film transistor is formed; A pixel electrode formed on the image display unit on the protective layer; Barrier ribs formed on the non-image display unit of the protective layer; An electrophoretic layer formed inside the partition wall in the unit pixel; And a common electrode formed on the second substrate, wherein the partition is made of an insulating material and an additive having a glass ion lower than a baking temperature of the insulating material.
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.In the present invention, since the electrophoretic layer is directly formed on the array substrate on which the thin film transistor is formed, the electrophoretic layer can be used to bond the electrophoretic layer to the array substrate. have. In addition, since the electrophoretic layer may be formed inline on the manufacturing line of the array substrate forming the thin film transistor, the manufacturing process may be simplified.
또한, 본 발명에서는 화소전극을 형성할 때 마스크공정이 필요없게 되므로, 제조공정을 더욱 단순화할 수 있게 되며 제조비용을 대폭 절감할 수 있게 된다.In addition, in the present invention, since the mask process is not necessary when forming the pixel electrode, the manufacturing process can be further simplified and the manufacturing cost can be greatly reduced.
그리고, 본 발명에서는 격벽이 역테이퍼지거나 하부영역에 언더컷이 발생하는 것을 방지할 수 있게 되어, 화질이 저하되는 것을 방지할 수 있게 된다.In addition, in the present invention, it is possible to prevent the partition wall from reverse tapering or the occurrence of undercut in the lower region, thereby preventing the image quality from deteriorating.
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 4h는 본 발명의 일실시예에 따른 전기영동 표시소자의 제조라인을 개략적으로 나타내는 도면.
도 5a 및 도 5b는 각각 본 발명의 일실시예에 따른 전기영동 표시소자의 전기영동층을 형성하는 방법을 나타내는 도면.
도 6a 및 도 6b는 각각 격벽에 역테이퍼가 형성되고 하부영역에 언더컷이 형성된 것을 나타내는 도면.
도 7a-도 7d는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기영동 표시소자의 제조라인을 개략적으로 나타내는 도면.1 is a view showing a conventional electrophoretic display device.
2 is a flow chart briefly showing a method of manufacturing a conventional electrophoretic display device.
3 is a flow chart briefly showing a method of manufacturing an electrophoretic display device according to a first embodiment of the present invention.
4A-4H schematically illustrate a manufacturing line of an electrophoretic display device according to an embodiment of the present invention.
5A and 5B illustrate a method of forming an electrophoretic layer of an electrophoretic display device according to an embodiment of the present invention, respectively.
6A and 6B are diagrams showing that reverse tapers are formed in partition walls and undercuts are formed in lower regions, respectively.
7A-7D schematically illustrate a manufacturing line of an electrophoretic display device according to another exemplary embodiment of the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전기영동 표시소자 및 그 제방법에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, an electrophoretic display device and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3는 본 발명에 따른 전기영동 표시소자의 제조공정을 대략적으로 나타내는 플로우챠트이다.3 is a flowchart schematically illustrating a manufacturing process of an electrophoretic display device according to the present invention.
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).As shown in FIG. 3, first, a plurality of gate lines and data lines defining pixel regions are formed on a first substrate, and thin film transistors, which are driving elements connected to the gate lines and data lines, are formed in each of the pixel regions. (S101). Subsequently, a partition wall is formed in the image non-display portion on the first substrate on which the thin film transistor is formed, and then pixel electrodes are formed in the image display portion (S102 and 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.In this case, the barrier rib and the pixel electrode are processed by the same photo process. In general, the formation of a metal pattern or patterning of an insulating layer in a manufacturing process of an electrophoretic display device is performed by photolithography using a photo-mask. In the present invention, the barrier rib and the pixel electrode are formed on the same photomask. It is formed on the same process. In addition, the pixel electrode may be formed without a separate photo process. That is, a photoresist layer laminated to etch the metal layer is patterned without using a photomask, and the pixel layer is formed by etching the metal layer by the patterned photoresist layer.
이어서, 제1기판의 격벽에 의해 구획된 화소영역, 즉 화상표시부에 전기영동물질을 도포하여 전기영동층을 형성한다(S204).Subsequently, an electrophoretic material is applied to the pixel region partitioned by the partition wall of the first substrate, that is, the image display unit to form an electrophoretic layer (S204).
한편, 제2기판에는 공통전극이 형성되며(S205), 이 공통전극이 형성된 제2기판을 제1기판과 정렬한 후 합착하여 전기영동 표시소자를 완성한다(S206,S207).On the other hand, a common electrode is formed on the second substrate (S205), the second substrate on which the common electrode is formed is aligned with the first substrate, and then bonded to complete the electrophoretic display device (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.The common electrode is formed by laminating a transparent conductive material on a second substrate by deposition or the like, and is formed by the same manufacturing line as a thin film transistor or a pixel electrode formed on the first substrate. In other words, in the present invention, since the process of the second substrate can be carried out in the same manufacturing line as the process of the first substrate, the first substrate and the first substrate and the first substrate are manufactured by manufacturing and transferring the second substrate in another factory in the conventional electrophoretic display device. Compared to the bonding of the two substrates, the first substrate and the second substrate can be manufactured inline, and the first substrate and the second substrate can be bonded together.
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.As described above, in the present invention, since the manufacturing process of the first substrate and the second substrate is performed inline, the adhesive layer or the adhesive layer for attaching the substrate on which the transfer of the second substrate or the electrophoretic layer is formed to the thin film transistor substrate is protected. To avoid the need for a protective film, the process of aligning the two substrates, the process of peeling off the protective film for protecting the adhesive layer of the substrate on which the electrophoretic layer is formed, etc., it is possible to simplify the manufacturing process.
더욱이, 본 발명에서는 하나의 포토마스트에 의해 격벽과 화소전극을 형성할 수 있게 되므로, 제조공정을 더욱 단순화시킬 수 있으며 제조비용을 대폭 감소시킬 수 있게 된다.Furthermore, in the present invention, since the partition wall and the pixel electrode can be formed by one photomask, the manufacturing process can be further simplified and the manufacturing cost can be greatly reduced.
이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 전기영동 표시소자의 실제 제조방법을 도 4a-도 4h를 참조하여 상세히 설명한다. 이때, 전기영동 표시소자는 실질적으로 복수의 단위 화소로 이루어져 있지만, 설명의 편의를 위해 도면에서는 하나의 화소만을 도시하였다.Hereinafter, an actual manufacturing method of an electrophoretic display device according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 4A to 4H. In this case, although the electrophoretic display device is substantially composed of a plurality of unit pixels, only one pixel is shown in the drawing for convenience of description.
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.First, as shown in FIG. 4A, a Cr, Mo, Ta, Cu, Ti, Al, or Al alloy is formed on a
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. 그 후, 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 도 4c에 도시된 바와 같이 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.Subsequently, as illustrated in FIG. 4B, a semiconductor material such as amorphous silicon (a-Si) is deposited on the entire
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.In addition, although not shown, the
이어서, 도 4d에 도시된 바와 같이, 상기 보호층(124)을 식각하여 박막트랜지스터의 드레인전극(116)이 외부로 노출되는 컨택홀(117)을 형성한 후, 상기 보호층(124) 위에 ITO(Indium Tin Oxide)나 IZO(Indium Zinc Oxide)와 같은 투명한 도전물질이나 Mo, AlNd와 같은 전도성이 좋은 금속 등을 적층하고 식각하여 화상표시부에 상기 컨택홀(117)을 통해 드레인전극(116)과 접속되는 화소전극(118)을 형성한다.Subsequently, as shown in FIG. 4D, the
그 후, 도 4e에 도시된 바와 같이, 상기 보호층(124)의 화상비표시부에 버퍼층(182)을 형성한다. 상기 버퍼층(182)은 약 0.05-20㎛, 바람직하게는 0.05-10㎛, 더욱 바람직하게는 0.05-3㎛의 두께로 형성할 수 있다. 상기 버퍼층(182)은 감광성 수지와 같은 감광성 유기절연물질로 이루어지는데, 감광성 수지를 도포하고 베이킹(post baking)한 후, 현상액에 의해 현상하고 다시 베이킹하여 경화하므로써 형성된다. 상기 버퍼층(182)은 제1기판(120) 상에 매트릭스형상으로 배열되는 화소의 경계영역을 따라 형성되므로, 상기 버퍼층(182) 역시 제1기판(120) 상에 매트릭스형상으로 형성된다.Thereafter, as shown in FIG. 4E, the
이어서, 도 4f에 도시된 바와 같이, 화소전극(118)이 버퍼층(182)이 형성된 제1기판(120) 전체에 걸쳐 감광성 수지와 같은 감광성 유기물질을 적층하고 현상하여 상기 버퍼층(182) 위에 격벽(180)을 형성한다. 상기 격벽(180)은 제1기판(120) 상에 매트릭스형상으로 배열되는 버퍼층(182) 위에 형성되므로, 상기 버퍼층(182) 역시 제1기판(120) 상에 매트릭스형상으로 형성된다.Subsequently, as illustrated in FIG. 4F, the
상기 격벽(180)은 버퍼층(182)과 다른 물질로 형성할 수도 있지만, 비용 절감이나 공정의 단순화를 위해서는 동일한 물질로 형성하는 바람직하다.The
격벽(180)과 버퍼층(182)을 동일한 물질로 형성하는 경우, 버퍼층(182)의 표면을 처리하여 버퍼층(182)과 격벽(180)용 물질의 젖음 특성을 향상시켜 계면특성을 향상시킬 수 있다. 이때, 버퍼층(182)의 표면처리는 산소플라즈마공정, 수소플라즈마공정 및 SAM(Self Assembled Monlayer) 코팅을 포함할 수 있다.When the
격벽(180)과 버퍼층(182)을 다른 물질로 형성하는 경우, 두 층 사이의 계면특성을 위해 표면에너지가 약 5mN/m2 이하인 물질을 사용하는 것이 바람직하다.When the
그 후, 도 4g에 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.Thereafter, as shown in FIG. 4G, the electrophoretic material is filled in the
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.In the case of the
또한, 컬러입자의 경우 전하특성을 갖는 색소로서, 이때 컬러입자는 음전하를 가질 수도 있고 음전하를 가질 수도 있을 것이다.In addition, in the case of color particles as a dye having a charge characteristic, the color particles may have a negative charge or may have a negative charge.
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.The electrophoretic material may include a dispersion medium such as a liquid polymer. The dispersion medium is a black particle, a white particle, and a color particle are distributed, and may be a liquid such as a liquid polymer or air itself. As described above, that the dispersion medium is air itself means that the particles move in the air as voltage is applied even without the dispersion medium.
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.When a liquid polymer is used as the dispersion medium, a black dispersion medium or a color dispersion medium may be used as the dispersion medium. When using a black dispersion medium absorbs light incident from the outside, it is possible to improve the contrast by displaying a clear black when implementing black. In addition, the color dispersion medium is used when the color is implemented by the electrophoretic material, each color pixel includes a dispersion medium of the corresponding color, it is possible to express a more vivid color when implementing the color.
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.In addition, the electrophoretic material may be a material in which a capsule filled with an electron ink is distributed in a polymer binder. At this time, the electron ink distributed in the capsule is composed of white particles (or white ink) and black particles (or black ink). In this case, the white particles and the black particles have positive and negative charge characteristics, respectively.
한편, 화이트입자나 블랙입자, 그리고 컬러입자는 특정한 물질만 사용되는 것이 아니라 현재 알려진 모든 입자가 사용될 수 있을 것이다.On the other hand, white particles, black particles, and color particles may be used not only a specific material but all currently known particles.
격벽(180) 내로의 상기 전기영동물질의 충전은 다양한 방법에 의해 이루어질 수 있는데, 이러한 전기영동물질의 충전방법을 설명하면 다음과 같다.The filling of the electrophoretic material into the
도 5a 및 도 5b는 기판(120)에 형성된 격벽(180) 내부로 전기영동물질을 충진하여 전기영동층(160)을 형성하는 방법을 나타내는 도면이다.5A and 5B illustrate a method of forming the
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.The method illustrated in FIG. 5A relates to an inkjet method or a nozzle method. As shown in FIG. 5A, an
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.The method illustrated in FIG. 5B relates to a squeeze method, and as shown in FIG. 5B, after the
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.Of course, the present invention is not limited to the method as described above. The method described above shows an example of the process of forming the
이어서, 도 4h에 도시된 바와 같이, 상기와 같이 제1기판(120) 전체에 걸쳐 실링재를 도포하여 실링층(168)을 형성하여 전기영동층(160)을 실링한 후, 제1기판(120)을 제2기판(140)과 합착하여 전기영동 표시소자를 완성한다.Subsequently, as shown in FIG. 4H, the sealing material is coated on the entire
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.Although not shown in the drawings, a color filter layer may be formed on the
상기 방법에 의해 제작된 전기영동 표시소자의 구조를 도 4h를 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The structure of the electrophoretic display device manufactured by the above method will be described in detail with reference to FIG. 4H.
도 4h에 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. As shown in FIG. 4H, the electrophoretic display device according to the present invention includes a
상기 보호층(124) 위의 화상표시부에는 화소전극(118)이 형성되고 화상비표부에는 버퍼층(182)이 형성되고, 상기 버퍼층(182) 위에 격벽(180)이 형성된다. 제1기판(120)의 화상표시부, 즉 격벽(180) 사이의 화소전극(118) 위에는 전기영동층(160)dl 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.The
전기영동층(160)은 상부의 실링층(168)에 의해 실링되며, 상기 제1기판(120)에 공통전극(142)이 형성된 제2기판(140)이 합착된다.The
한편, 본 발명에서는 상기와 같이 격벽(180)의 하부에 버퍼층(182)이 형성되는 이유를 상세히 설명하면 다음과 같다.Meanwhile, in the present invention, the reason why the
격벽(180)의 형성은 감광성 절연층을 도포하고 베이킹한 후, 현상액에 의해 베이킹된 절연층을 현상하고 다시 베이킹함으로써 형성된다. 그런데, 버퍼층(182)이 형성되지 않는 경우 격벽(180)은 약 10-100㎛의 두께로 매우 두껍게 형성된다. 따라서, 이 절연층을 식각하기 위해 베이킹할 경우, 상기 두꺼운 절연층의 두께로 인해 절연층이 전체적으로 완전히 경화되지 않고, 절연층의 하부에 미경화되는 영역이 발생하게 된다. 또한, 상기와 같은 두꺼운 절연층을 현상하기 위해서는 절연층이 장시간 현상액에 노출되게 되는데, 이러한 장시간의 현상액에 의한 현상은 현상액이 오랜 시간 머무는 하부영역이 식각정도가 상부영역의 식각정도 보다 높게 된다.The
상기와 같은 미경화영역과 경화영역의 식각속도의 차이 및 장시간의 현상에 의해, 도 6a에 도시된 바와 같이 격벽(180)이 하부로 갈수록 더 많이 현상되어 격벽(180)에 하부영역이 상부영역보다 폭이 좁게 되는 역테이퍼(taper)형상이 형성된다.As a result of the difference in etching speed between the uncured region and the hardened region and a long time phenomenon, as shown in FIG. 6A, the
이와 같은 역테이퍼형상이 격벽(180)에 발생하게 되면, 상기 역테이퍼영역(A)의 하부에는 화소전극(118)이 형성되지 않게 되어 이 영역에서 전기영동입자의 구동이 불가능하게 되며, 그 결과 전기영동입자에 의한 반사도와 콘트라스트비가 저하되는 문제가 있다.When such an inverse taper shape occurs in the
또한, 두꺼운 절연층의 두께로 인해 절연층이 전체적으로 완전히 경화되지 않고, 절연층의 하부에 미경화되는 영역이 발생하게 되면, 상기 절연층의 현상할 때 하부 영역으로 현상액이 침투하게 되어, 도 6b에 도시된 바와 같이 격벽(180)의 하부 영역에 언터컷(under cut)이 발생하게 된다. 이러한 언더컷이 발생한 영역(B) 역시 전기영동입자의 구동이 불가능하게 되어 전기영동입자에 의한 반사도와 콘트라스트비가 저하된다.In addition, when the thickness of the thick insulating layer does not completely harden the insulating layer as a whole, and an uncured region is formed in the lower portion of the insulating layer, the developing solution penetrates into the lower region when developing the insulating layer, FIG. 6B. As shown in FIG. 5, an under cut occurs in the lower region of the
본 발명에서는 격벽(180)의 하부에 버퍼층(182)을 형성함으로써 상기와 같은 문제를 해결할 수 있게 된다. 즉, 격벽(180)보다 훨씬 얇은 두께의 절연층을 적층하고 베이킹한 후 현상하여 버퍼층(182)을 형성하므로, 베이킹시 상부부터 하부까지 전체 절연층이 완전하게 경화되어 현상시 미경화영역에 의한 식각속도차이가 발생하지 않고 얇은 두께로 인해 장시간의 현상이 필요없게 되어 버퍼층(182) 자체에 역테이퍼나 언더컷과 같은 문제가 발생하지 않게 된다.In the present invention, the
아울러, 버퍼층(182) 위에 격벽(180)을 형성하는 경우에도, 버퍼층(182)의 두께만큼 격벽(180)의 두께가 얇아지므로, 베이킹시 격벽(180) 형성용 절연층이 완전하게 경화되어 현상시 미경화영역에 의한 식각속도차이가 발생하지 않고 얇은 두께로 인해 장시간의 현상이 필요없게 되어 격벽(180)에도 역테이퍼나 언더컷과 같은 문제가 발생하지 않게 된다.In addition, even when the
이와 같이, 본 발명에서는 격벽(180)의 하부에 버퍼층(182)을 형성하며, 이 버퍼층(182)을 격벽(180)과는 다른 현상공정에 의해 형성함으로써, 버퍼층(182)이 없이 격벽(180)을 직접 보호층(124)에 형성할 때에 비해, 격벽(180)의 두께를 감소시킬 수 있게 되어 격벽(180)이 역테이퍼지거나 하부영역에 언더컷이 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다.As described above, in the present invention, the
한편, 상술한 설명에서는 격벽(180)과 버퍼층(182)을 서로 다른 용어로 사용하고 있지만, 상기 격벽(180)과 버퍼층(182)은 동일한 위치에 형성되어 화소를 구획하여 그 내부에 전기영동층(160)을 형성하는 동일한 기능을 수행한다. 따라서, 실질적으로 격벽(180)과 버퍼층(182)을 합친 층(즉, 상하부층)이 실질적인 격벽으로 작용하는 것이다. 따라서, 상기 버퍼층(182)이 또 다른 격벽이라고 할 수도 있을 것이다.Meanwhile, in the above description, the
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.Looking at the driving of the electrophoretic display device of such a structure is as follows. When the
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.For example, when the
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.At this time, since the density of the
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.On the contrary, when a negative voltage is applied to the
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.Meanwhile, when the
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.On the contrary, when a negative voltage is applied to the
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.When the electrophoretic material is formed of color particles, color particles such as R, G, B color particles, cyan, magenta, yellow, etc. may be formed according to a signal applied to the
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.When the electrophoretic material is composed of a polymer filled with white particles and a capsule filled with black particles, since the white particles and the black particles included in the electron ink distributed in the capsule have positive and negative charge characteristics, signals from outside When a signal is applied to the
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.On the contrary, when a positive voltage is applied to the
이 상태에서 외부, 즉 제2기판(140)의 상부로부터 광이 입력되면, 입력된 광이 상기 화이트입자에 의해 반사되므로, 화이트가 구현되는 것이다.In this state, when light is input from the outside, that is, the upper portion of the
이때, 캡슐내의 화이트입자와 블랙입자가 각각 음전하와 양전하 특성을 갖는 경우, 반대의 동작으로 화이트 및 블랙을 구현할 수 있게 된다.In this case, when the white particles and the black particles in the capsule have negative charge and positive charge characteristics, respectively, white and black can be realized in the opposite operation.
도 7a-도 7d는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기영동 표시소자 제조방법을 나타내는 도면이다.7A to 7D are views illustrating a method of manufacturing an electrophoretic display device according to another exemplary embodiment of the present invention.
우선, 도 7a에 도시된 바와 같이, 제1기판(220) 상에 게이트전극(211), 게이트절연층(222), 반도체층(213), 소스전극(215) 및 드레인전극(216)이 형성된 박막트랜지스터를 형성하며, 그 위에 컨택홀(217)을 통해 박막트랜지스터의 드레인전극(216)이 외부로 노출되는 보호층(224)을 형성한다. 이어서, 보호층(224) 위의 화상표시부에 컨택홀(217)을 통해 드레인전극(216)과 전기적으로 접속되는 화소전극(218)을 형성한다.First, as shown in FIG. 7A, a
그 후, 도 7b에 도시된 바와 같이, 보호층(224) 위의 화상비표시부에 격벽(280)을 형성한다. 상기 격벽(280)은 감광성 수지와 같은 감광성 절연물질로서 이루어지는데, 보호층(224) 상부에 감광성 절연물질을 도포하고 베이킹한 후, 자외선과 같은 광을 조사한 후 현상함으로써 형성된다.Thereafter, as shown in FIG. 7B, the
이때, 상기 격벽(280) 형성용 감광성 절연물질에는 고분자유기물이 첨가된다. 이 고분자유기물은 에테르(ether) 성분이나 n-지방족(n-aliphatic) 성분을 포함하는 고분자 유기물로서, 유리전이온도(glass transistion temperature)가 격벽(280) 형성용 감광성 절연물질의 베이킹 온도보다 낮다. 따라서, 격벽(280) 형성용 감광성 절연물질을 베이킹할 때, 첨가된 고분자유기물이 유리상태로 전이되어 감광성 절연층 내부에서 하부영역으로 흐르게 된다. 상술한 바와 같이, 격벽(280)은 그 두께가 약 10-100㎛로 매우 두껍기 때문에, 베이킹시 절연층의 하부까지 완전히 경화되기 어렵게 되므로, 미경화영역이 발생하며, 이 미경화영역에 의해 현상시 격벽(280)이 역테이퍼지거나 언더컷이 발생하게 된다. 그러나, 이 실시예에서는 절연층에 포함된 고분자유기물이 베이킹에 의해 유리로 전이되어 하부영역으로 이동한 후 경화되므로, 절연층의 하부영역의 미경화영역이 상기 고분자유기물에 의해 경화되므로, 현상시 격벽(280)이 역테이퍼지거나 언더컷이 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다.In this case, a polymer organic material is added to the photosensitive insulating material for forming the
고분자유기물은 격벽(280)을 형성하는 감광성 절연물질에 대하여 약 10% 이내로 첨가된다. 고분자유기물이 10% 이상 첨가되면, 격벽(280)을 형성했을 때 내열성이 저하되어 격벽(280)이 파손되므로, 고분자유기물은 약 10% 이내로 첨가되는 것이 바람직하다.The polymer organic material is added within about 10% of the photosensitive insulating material forming the
이어서, 도 7c에 도시된 바와 같이, 상기 격벽(280) 사이에 전기영동물질을 도포하여 전기영동층(260)을 형성한 후, 도 7d에 도시된 바와 같이 실링층(268)에 의해 상기 전기영동층(260)을 실링하고 공통전극(242)이 형성된 제2기판(240)을 상기 제1기판(220)에 부착하여 전기영동 표시소자를 완성한다.Subsequently, as shown in FIG. 7C, an electrophoretic material is applied between the
이 실시예의 전기영동 표시소자에서는 격벽(280)에 격벽을 형성하는 물질의 베이킹 온도보다 낮은 유리전이온도를 갖는 첨가제를 첨부함으로써 포트베이킹시 하부영역에 미경화영역이 발생하는 것을 방지하게 되며, 그 결과 현상시 격벽(280)에 역테이퍼가 형성되거 언더컷이 발생하는 것을 방지할 수 있게 되어, 전기영동 표시소자가 불량으로 되는 것을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.In the electrophoretic display device of the present embodiment, by attaching an additive having a glass transition temperature lower than the baking temperature of the material forming the partition to the
상술한 바와 같이, 본 발명에서는 전기영동층이 직접 제1기판에 형성되므로, 전기영동층이 제2기판에 형성되는 종래에 비해 전기영동층을 제2기판에 부착하기 위한 접착층이나 접착층을 보호하기 위한 보호필름 등이 필요없게 된다. 또한, 본 발명에서는 전기영동층을 기존의 박막트랜지스터 형성공정라인, 예를 들면 절연층 형성 등과 같은 공정라인에서 형성할 수 있기 때문에, 별도의 공정라인이 필요없게 되므로 제조비용을 더욱 절감할 수 있게 된다.As described above, in the present invention, since the electrophoretic layer is directly formed on the first substrate, the electrophoretic layer is formed on the second substrate to protect the adhesive layer or the adhesive layer for attaching the electrophoretic layer to the second substrate. There is no need for a protective film. In addition, in the present invention, since the electrophoretic layer can be formed in a process line such as an existing thin film transistor forming process line, for example, an insulation layer, etc., a separate process line is not required, thereby further reducing manufacturing costs. do.
또한, 별도의 공장이나 제조업체에서 전기영동층을 제작하여 이를 운송하여 제2기판에 부착하고 이 제2기판을 다시 제1기판과 합착하는 종래에 비해, 본 발명에서는 전기영동층이 형성된 기판의 이송이나 전기영동층의 부착 등과 같은 공정이 필요없게 되므로 제조공정을 단순화할 수 있게 된다.In addition, in the present invention, compared to the conventional manufacturing and transporting the electrophoretic layer in a separate factory or manufacturer to attach to the second substrate and the second substrate is bonded with the first substrate, in the present invention the transfer of the substrate on which the electrophoretic layer is formed Since the process such as the adhesion of the electrophoretic layer is not required, the manufacturing process can be simplified.
더욱이, 본 발명에서는 격벽의 현상시 격벽에 역테이퍼가 발생하거나 언더컷이 발생하는 것을 방지할 수 있게 되므로, 역테이퍼 영역 및 언더컷 영역에 의한 화질불량을 방지할 수 있게 된다.Furthermore, in the present invention, it is possible to prevent the occurrence of reverse taper or undercut in the partition wall during development of the partition wall, thereby preventing image quality defects caused by the reverse taper area and the undercut area.
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. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments.
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 182 : 버퍼층120,140
113: semiconductor layer 115: source electrode
116: drain electrode 118: pixel electrode
124: protective layer 142: common electrode
160: electrophoretic layer 164: white particles
165
180: partition 182: buffer layer
Claims (40)
제1기판상에 박막트랜지스터를 형성하는 단계;
상기 박막트랜지스터가 형성된 제1기판상에 보호층을 형성하는 단계;
상기 보호층 위의 화상표시부에 화소전극을 형성하는 단계;
상기 보호층 위의 화상비표시부에 버퍼층을 형성하는 단계;
상기 버퍼층 위에 격벽을 형성하는 단계;
상기 보호층 상부의 격벽 내부의 화소내에 전기영동물질을 충진하여 전기영동층을 형성하는 단계;
상기 제2기판에 공통전극을 형성하는 단계; 및
제1기판 및 제2기판을 합착하는 단계로 구성된 전기영동 표시소자 제조방법.Providing a first substrate and a second substrate including an image display unit including a plurality of pixels and an image non-display unit;
Forming a thin film transistor on the first substrate;
Forming a protective layer on the first substrate on which the thin film transistor is formed;
Forming a pixel electrode on the image display unit on the protective layer;
Forming a buffer layer on the non-image display unit on the protective layer;
Forming a partition on the buffer layer;
Forming an electrophoretic layer by filling an electrophoretic material in a pixel inside the barrier rib above the protective layer;
Forming a common electrode on the second substrate; And
An electrophoretic display device manufacturing method comprising the step of bonding the first substrate and the second substrate.
보호층 위에 감광성 유기물질을 적층하는 단계;
상기 감광성 유기물질을 베이킹하는 단계; 및
상기 감광성 유기물질을 현상하는 단계로 구성된 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자 제조방법.The method of claim 1, wherein the forming of the buffer layer comprises:
Depositing a photosensitive organic material on the protective layer;
Baking the photosensitive organic material; And
Electrophoretic display device manufacturing method comprising the step of developing the photosensitive organic material.
버퍼층이 형성된 보호층 위에 감광성 유기물질을 적층하는 단계;
상기 감광성 유기물질을 베이킹하는 단계; 및
상기 감광성 유기물질을 현상하는 단계로 구성된 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자 제조방법.The method of claim 1, wherein the forming of the partition wall comprises:
Stacking a photosensitive organic material on a protective layer on which a buffer layer is formed;
Baking the photosensitive organic material; And
Electrophoretic display device manufacturing method comprising the step of developing the photosensitive organic material.
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.The method of claim 1, wherein the forming of the thin film transistor comprises:
Forming a gate electrode on the first substrate;
Forming a semiconductor layer on the gate electrode;
Forming a source electrode and a drain electrode on the semiconductor layer.
제1기판상에 박막트랜지스터를 형성하는 단계;
상기 박막트랜지스터가 형성된 제1기판상에 보호층을 형성하는 단계;
상기 보호층 위의 화상표시부에 화소전극을 형성하는 단계;
상기 보호층 위에 절연물질 및 상기 절연물질의 베이킹 온도보다 낮은 유리전이온도를 갖는 첨가제를 포함하는 절연층을 형성하는 단계;
상기 절연층을 베이킹하는 단계;
베이킹된 절연층을 현상하여 상기 보호층 위의 화상비표시부에 격벽을 형성하는 단계;
상기 보호층 상부의 격벽 내부의 화소내에 전기영동물질을 충진하여 전기영동층을 형성하는 단계;
상기 제2기판에 공통전극을 형성하는 단계; 및
제1기판 및 제2기판을 합착하는 단계로 구성된 전기영동 표시소자 제조방법.Providing a first substrate and a second substrate including an image display unit including a plurality of pixels and an image non-display unit;
Forming a thin film transistor on the first substrate;
Forming a protective layer on the first substrate on which the thin film transistor is formed;
Forming a pixel electrode on the image display unit on the protective layer;
Forming an insulating layer including an insulating material and an additive having a glass transition temperature lower than a baking temperature of the insulating material on the protective layer;
Baking the insulating layer;
Developing a baked insulating layer to form a partition on the image non-display portion on the protective layer;
Forming an electrophoretic layer by filling an electrophoretic material in a pixel inside the barrier rib above the protective layer;
Forming a common electrode on the second substrate; And
An electrophoretic display device manufacturing method comprising the step of bonding the first substrate and the second substrate.
상기 제1기판 위에 형성된 박막트랜지스터;
상기 박막트랜지스터가 형성된 기판상에 보호층;
상기 보호층 위의 화상표시부에 형성된 화소전극;
상기 보호층의 화상비표시부에 형성된 버퍼층;
상기 버퍼층 위에 형성된 격벽;
단위 화소내의 격벽 내부에 형성된 전기영동층; 및
제2기판에 형성된 공통전극으로 구성된 전기영동 표시소자.First and second substrates including an image display unit and a non-image display unit including a plurality of pixels:
A thin film transistor formed on the first substrate;
A protective layer on the substrate on which the thin film transistor is formed;
A pixel electrode formed on the image display unit on the protective layer;
A buffer layer formed on an image non-display portion of the protective layer;
Barrier ribs formed on the buffer layer;
An electrophoretic layer formed inside the partition wall in the unit pixel; And
An electrophoretic display device comprising a common electrode formed on a second substrate.
기판 위에 형성된 게이트전극;
상기 게이트전극 위에 형성된 반도체층; 및
상기 반도체층 위에 형성된 소스전극 및 드레인전극으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자.28. The method of claim 27, wherein the thin film transistor,
A gate electrode formed on the substrate;
A semiconductor layer formed on the gate electrode; And
An electrophoretic display device comprising a source electrode and a drain electrode formed on the semiconductor layer.
상기 제1기판 위에 형성된 박막트랜지스터;
상기 박막트랜지스터가 형성된 기판상에 보호층;
상기 보호층 위의 화상표시부에 형성된 화소전극;
상기 보호층의 화상비표시부에 형성된 격벽;
단위 화소내의 격벽 내부에 형성된 전기영동층; 및
제2기판에 형성된 공통전극으로 구성되며,
상기 격벽은 절연물질과 절연물질의 베이킹온도보다 낮은 유리전이온도를 갖는 첨가제로 이루어진 것을 특징으로 하는 전기영동 표시소자.First and second substrates including an image display unit and a non-image display unit including a plurality of pixels:
A thin film transistor formed on the first substrate;
A protective layer on the substrate on which the thin film transistor is formed;
A pixel electrode formed on the image display unit on the protective layer;
Barrier ribs formed on the non-image display unit of the protective layer;
An electrophoretic layer formed inside the partition wall in the unit pixel; And
It is composed of a common electrode formed on the second substrate,
The partition wall is an electrophoretic display device comprising an insulating material and an additive having a glass transition temperature lower than the baking temperature of the insulating material.
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