KR20130114996A - 표시 장치 및 그 제조방법 - Google Patents

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이현대
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Abstract

표시장치의 각 화소는 제1 베이스 기판, 상기 제1 베이스 기판상에 형성되고, 상부 면이 요철 구조로 형성된 유기 절연막, 상기 요철 구조로 형성된 유기 절연막 상에 접촉되며, 상기 요철 구조로 형성된 무기 절연막, 상기 무기 절연막 상에 상기 요철 구조로 형성된 제1 전극, 및 상기 제1 전극에 데이터 전압을 제공하는 전자 소자를 포함하고, 상기 제1 전극은 입사되는 광을 반사시키는 반사 전극을 포함한다.

Description

표시 장치 및 그 제조방법{DISPLAY APPARATUS AND FABRICATING METHOD THEREOF}
본 발명은 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반사율 및 시인성을 높이고 공정을 단순화할 수 있는 표시장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
최근 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display), 유기 전계 발광 표시장치(Organic Light Emitting Diode), 전기 습윤 표시 장치(Electro Wetting Display Device), 플라즈마 표시 장치(Plasma Display Panel: PDP) 및 전기 영동 표시장치(Electrophoretic Display Device) 등 다양한 표시장치가 개발되고 있다.
이들 중 액정표시(LCD: Liquid Crystal Display) 장치에 비해 전력소모가 적고, 응답속도가 빠르며, 시인성이 높은 전기 습윤 표시장치가 각광을 받고 있다.
전기 습윤표시장치는 전해질인 수성 유동체(aqueous liquid)에 전압을 걸어줌으로써 유체의 표면장력을 변화시켜 유체의 이동 또는 변형을 초래한다. 전기 습윤 표시장치는 유체의 이동에 따라서 외부에서 들어오는 광을 반사시키거나 투과시킴으로써 영상을 표시하는 방식으로 구동된다.
본 발명의 목적은 반사율 및 시인성을 높이고 공정을 단순화할 수 있는 표시장치 및 그 제조 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 표시장치는 영상을 표시하는 복수의 화소들을 포함하고, 상기 각 화소는, 제1 베이스 기판, 상기 제1 베이스 기판상에 형성되고, 상부 면이 요철 구조로 형성된 유기 절연막, 상기 요철 구조로 형성된 유기 절연막 상에 접촉되도록 형성되며, 상기 요철 구조로 형성된 무기 절연막, 상기 무기 절연막 상에 상기 요철 구조로 형성된 제1 전극, 및 상기 제1 전극에 데이터 전압을 제공하는 전자 소자를 포함하고, 상기 제1 전극은 입사되는 광을 반사시키는 반사 전극을 포함한다.
상기 제1 전극은 상기 무기 절연막 상에 형성되는 투명 도전막을 더 포함하고, 상기 반사 전극은 상기 투명 도전막 상에 형성된다.
상기 화소는 상기 입사되는 광을 반사시키는 반사영역과 상기 입사되는 광을 투과시키는 투과영역을 포함하며, 상기 반사 전극은 상기 반사 영역에 형성된다.
상기 요철 구조는 복수의 산들 및 복수의 골들을 포함하고, 상기 산들 및 상기 골들의 높이차로 정의되는 단차는 500nm보다 작거나 같고, 서로 인접한 상기 골들의 간격으로 정의되는 선폭은 3μm보다 작거나 같고, 상기 요철 구조의 표면 거칠기는 10nm 내지 200nm의 값을 갖는다.
상기 유기 절연막은 65중량% 내지 75중량%의 메틸-3-메톡시프로피오네이트 및 10중량% 내지 20중량%의 디프로필렌 글리콜 디메틸 에테르를 포함한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 표시장치는 상기 반사 전극 상에 형성된 절연막, 상기 절연막 상에 형성된 소수성 막, 상기 소수성 막 상에 형성되고, 상기 화소들을 구획하는 격벽, 상기 화소 내에 배치되고, 서로 섞이지 않는 제1 유체 및 제2 유체를 포함하고, 상기 제2 유체는 전기 전도성 또는 극성을 갖는 전기 습윤층, 및 상기 제1 베이스 기판과 마주보며, 상기 제1 베이스 기판과 대향하는 면에 공통 전압을 인가받는 제2 전극이 형성된 제2 베이스 기판을 더 포함하고, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 의해 형성된 전계에 의해 상기 전기 습윤층의 이동이 제어된다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 표시 장치 제조방법은 복수의 화소 영역들이 정의된 제1 베이스 기판을 준비하는 단계, 상기 제1 베이스 기판상에 유기 절연막을 형성하는 단계, 상기 유기 절연막 상에 무기 절연막을 형성하고, 상기 무기 절연막 형성시 발생되는 응력에 의해 상기 유기 절연막의 상부면 및 상기 무기 절연막을 요철 구조로 형성하는 단계, 및 상기 무기 절연막 상에 상기 요철 구조로 형성되고, 상기 각 화소 영역에 제1 전극을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 제1 전극을 형성하는 단계는 반사 전극을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 제1 전극을 형성하는 단계는 상기 무기 절연막 상에 투명 도전막을 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 반사 전극은 상기 투명 도전막 상에 형성된다.
상기 각 화소는 광을 반사시키는 반사 영역과 상기 광을 투과시키는 투과영역을 포함하며, 상기 반사 전극은 상기 반사 영역에 형성된다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 표시 장치 제조방법은 상기 제1 베이스 기판과 상기 유기 절연막 사이의 상기 각 화소 영역에 전자소자를 형성하는 단계, 상기 각 화소 영역의 상기 유기 절연막 및 상기 무기 절연막에 컨택 홀을 형성하는 단계, 및 상기 컨택홀을 통해 상기 전자소자를 상기 제1 전극에 연결하는 단계를 더 포함한다.
상기 무기 절연막은 150 ℃ 내지 245 ℃의 온도에서 형성되고, 상기 무기 절연막은 1000Å 내지 5000Å의 두께를 갖고, 상기 무기 절연막은 5Å/s 내지 50Å/s의 증착 속도로 형성된다.
상기 요철 구조는 복수의 산들 및 복수의 골들을 포함하고, 상기 산들 및 상기 골들의 높이차로 정의되는 단차는 500nm보다 작거나 같고, 서로 인접한 상기 골들의 간격으로 정의되는 선폭은 3μm보다 작거나 같고, 상기 요철 구조의 표면 거칠기는 10nm 내지 200nm의 값을 갖는다.
상기 유기 절연막은 65 중량% 내지 75 중량%의 메틸-3-메톡시프로피오네이트 및 10 중량% 내지 20 중량%의 디프로필렌 글리콜 디메틸 에테르를 포함한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 표시 장치 제조방법은 상기 반사 전극을 덮도록 상기 무기 절연막 상에 절연막을 형성하는 단계, 상기 절연막 상에 소수성 막을 형성하는 단계, 상기 소수성 막 상에 상기 화소들을 구획하는 격벽을 형성하는 단계, 상기 각 화소 내에, 서로 섞이지 않는 제1 유체 및 제2 유체를 포함하고, 상기 제2 유체는 전기 전도성 또는 극성을 갖는 전기 습윤층을 배치하는 단계, 상기 제1 베이스 기판과 마주보는 제2 베이스 기판을 준비하는 단계, 및 상기 제1 기판과 대향하는 제2 베이스 기판상에 제2 전극을 형성하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 표시장치는 공정 조건에 의해 반사 전극을 요철 구조로 형성함으로써 반사율 및 시인성을 높이고 공정을 단순화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 표시장치의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 임의의 한 화소의 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 A영역의 확대도 이다.
도 4는 전압 인가에 따른 도 2에 도시된 화소의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 내지 도 5e는 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6a 및 도 6b는 유기 절연막의 요철 구조를 보여주는 도면이다.
도 7은 반사막에 의해 반사되는 광의 반사율을 도시한 그래프이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 표시장치의 임의의 한 화소의 단면도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 표시장치의 사시도이다.
도 1을 참조하면, 표시 장치(100)는 메트릭스 형태로 배열된 복수의 화소들(PX)의 각 영역들이 정의된 제1 기판(110), 상기 제1 기판(110)과 마주보는 제2 기판(120), 상기 제1 기판(110) 및 상기 제2 기판(120) 사이에 개재되는 전기 습윤층(130)을 포함한다.
도 2는 도 1에 도시된 임의의 한 화소의 단면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 A영역의 확대도 이다.
도 1에 도시된 화소들은 동일한 구성을 가지므로, 도 2에는 화소들(PX) 중 하나의 화소(PX)의 단면만이 도시되었다. 도 3은 도 2에 도시된 요철 구조를 확대하여 도시한 도면으로서 요철 구조를 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 제1 기판(110)은 제1 베이스 기판(111), 전자소자(TFT), 게이트 절연막(112), 유기 절연막(113), 무기 절연막(114), 제1 전극(115), 절연막(116), 소수성 막(117) 및 격벽(118)을 포함한다. 상기 제1 전극(115)은 투명 도전막(115_1) 및 반사전극(115_2)을 포함한다.
도 2에 도시된 화소(PX)는 반사형 표시장치의 화소를 예로 든 것이다. 도 2 및 도 3에 도시되지 않았으나, 반사형 표시장치의 경우, 상기 제1 전극(115)은 상기 투명 도전막(115_1)을 포함하지 않고 상기 반사 전극(115_2) 만을 포함할 수도 있다.
상기 제2 기판(120)은 제2 베이스 기판(121), 컬러 필터(122), 및 공통 전극(123)을 포함한다.
상기 화소(PX)의 측면 범위는 도 2에 도시된 두 개의 점선 사이의 영역으로 정의될 수 있다. 따라서, 상기 화소들(PX)의 각 영역은 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제1 기판(110) 및 상기 제2 기판(120)에 의해 공통으로 공유될 수 있다. 또한, 도 2에 도시된 상기 화소(PX)는 서로 마주하여 구비된 제1 기판(110) 및 제2 기판(120), 그리고 상기 제1 및 제2 기판(110,120) 사이에 구비된 전기 습윤층(130)을 포함하는 구성으로 정의될 수 있다. 또한, 상기 화소들(PX)의 각 영역은 상기 제1 기판(110) 및 상기 제2 기판(120)에 의해 공통으로 공유될 수 있으므로, 상기 화소들(PX)의 각 영역은 상기 제1 베이스 기판(111)에 정의될 수 있다.
상기 제1 베이스 기판(111) 및 상기 제2 베이스 기판(121)은 서로 마주하여 구비된다. 상기 제1 베이스 기판(111) 및 상기 제2 베이스 기판(121)은 투명한 절연체일 수 있으며, 유리 또는 플라스틱과 같은 고분자로 구성될 수 있다.
상기 제1 베이스 기판(111) 및 상기 제2 베이스 기판(121)이 플라스틱 기판으로 구성될 경우, 상기 제1 베이스 기판(111) 및 상기 제2 베이스 기판(121)은 폴리에틸렌 텔레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate, PET), 섬유강화 플라스틱(fiber reinforced plastic), 또는 폴리에틸렌 나프탈레이트(Polyethylene Naphthalate, PEN) 등으로 구성될 수 있다. 또한, 상기 제1 베이스 기판(111) 및 상기 제2 베이스 기판(121)이 플라스틱 기판으로 구성될 경우 플렉서블 디스플레이의 구현이 가능하다.
상기 전자 소자(TFT)는 박막 트랜지스터로 구성되며, 상기 제1 베이스 기판(111) 상에 형성된다. 도 2에 도시되지 않았으나 상기 화소(PX)는 게이트 신호를 인가받는 게이트 라인 및 데이터 전압을 인가받는 데이터 라인을 포함한다. 상기 전자 소자(TFT)는 상기 게이트 라인으로부터 분기된 게이트 전극(GE), 상기 데이터 라인으로부터 분기된 소스 전극(SE) 및 상기 제1 전극(115)에 전기적으로 연결된 드레인 전극(DE)을 포함한다.
상기 전자 소자(TFT)는 상기 게이트 라인을 통해 제공된 상기 게이트 신호에 의해 턴 온 되고, 상기 턴 온된 전자소자(TFT)는 상기 데이터 라인을 통해 제공된 데이터 전압을 상기 제1 전극(115)에 인가한다.
상기 제1 베이스 기판(111) 상에는 상기 전자 소자(TFT)의 게이트 전극(GE)이 형성된다. 상기 전자 소자(TFT)의 게이트 전극(GE)을 덮도록 상기 제1 베이스 기판(111) 상에 상기 게이트 절연막(112)이 형성된다. 상기 게이트 전극(GE)을 덮고 있는 상기 게이트 절연막(112) 상에는 반도체 층(SEL)이 형성된다. 도 2에 도시되지 않았으나, 상기 반도체 층(SEL)은 각각 액티브 층 및 오믹 콘택층을 포함할 수 있다. 상기 반도체 층(SEL) 및 상기 게이트 절연막(112) 상에는 상기 전자소자(TFT)의 상기 소스 전극(SE) 및 상기 드레인 전극(DE)이 서로 이격되어 형성된다.
상기 유기 절연막(113)은 상기 전자 소자(TFT) 및 상기 게이트 절연막(112)을 덮도록 상기 제1 베이스 기판(111) 상에 형성된다. 상기 유기 절연막(113)의 상부면(도면상에서 상면)은 요철 구조로 형성된다.
도 3에 도시된 바와 같이 상기 유기 절연막(113) 상부 면의 상기 요철 구조는 복수의 산들(P) 및 복수의 골(V)들을 포함한다. 상기 산들(P) 및 골들(V)의 높이차는 단차(H_D)로 정의될 수 있으며, 서로 인접한 골들(V)의 간격은 선폭(L_W)으로 정의될 수 있다.
상기 산들(P)은 불규칙하게 형성되어 서로 다른 높이를 가질 수 있다. 또한, 상기 골들(V)은 불규칙하게 형성되어 서로 다른 높이를 가질 수 있다. 상기 산들(P) 및 상기 골들(V)의 높이는 상기 유기 절연막(113)의 하부 면으로부터의 높이로 정의될 수 있다.
상기 산들(P) 및 상기 골들(V)은 서로 다른 높이를 가질 수 있으므로, 상기 산들(P) 및 상기 골들(V)의 단차(H_D)는 복수의 값들을 가질 수 있다. 상기 산들(P) 및 골들(V)의 단차(H_D)의 최대값은 500 나노미터(nm)(또는 5000 Å)(이하, nm으로 표시함)이다. 즉, 상기 산들(P) 및 골들(V)의 단차(H_D)는 500 nm보다 작거나 같을 수 있다.
역시, 상기 골들(V)은 불규칙하게 형성되어 서로 다른 높이를 가지므로 서로 인접한 골들(V)의 선폭(L_W)은 복수의 값들을 가질 수 있다. 상기 서로 인접한 골들(V)의 선폭(L_W)의 최대값은 3 마이크로미터(μm)(이하, μm로 표시함) 이다. 즉, 서로 인접한 골들(V)의 선폭(L_W)은 3μm보다 작거나 같을 수 있다.
상기 요철 구조의 표면 거칠기(RMS(Root Mean Square) roughness)는 10 nm 내지 200 nm 사이의 값을 가질 수 있다. 상기 표면 거칠기는 표면에 생기는 미세한 요철의 정도, 즉 거칠기의 정도로 정의될 수 있다.
요철의 단면은 곡선(이하 표면 거칠기 곡선이라 칭함)으로 나타낼 수 있다. 상기 표면 거칠기 곡선의 가장 낮은 곳에서 가장 높은 곳까지의 높이 차를 최고 값 거칠기라고 정의할 수 있으며 일반적으로 Rmax로 표시한다. 또한, 상기 표면 거칠기는 표면 거칠기 곡선의 평균값으로부터의 제곱 평균값을 나타낸 RMS(Root Mean Square) 중심선의 양쪽 높이의 절대 값의 평균으로 나타낼 수 있다.
상기 유기 절연막(113)은 유기 절연 물질을 경화시켜 형성된다. 상기 유기 절연물질은 메틸-3-메톡시프로피오네이트(MMP: Methyl-3-methoxyproplonate), 디프로필렌 글리콜 디메틸 에테르(DPM: Dipropylene glycol dimethyl ether), 아크릴 폴리머(Acrylic polymer), 아크릴 모노머(Acrylic monomer), 광 개시제(Photo initiator), 및 알콕시 실란(Alkoxysilane)을 포함한다.
상기 무기 절연막(114)은 상기 유기 절연막(113) 상에 형성된다. 상기 무기 절연막(114)이 상기 유기 절연막(113) 상에 형성될 때, 공정조건에 의해 상기 유기 절연막(113)에 응력(stress)이 제공된다. 상기 유기 절연막(113)의 상부면은 상기 무기 절연막(114)의 증착시 발생되는 응력에 의해 요철 구조로 형성된다. 즉, 상기 유기 절연막(113) 및 무기 절연막(114)이 접촉하는 계면은 상기 요철 구조로 형성된다.
상기 무기 절연막(114)이 상기 유기 절연막(113) 상에 형성될 때, 상기 응력을 제어하는 공정조건은 3가지이다. 구체적으로, 3가지 공정조건은 상기 무기 절연막(114)의 형성 온도, 상기 무기 절연막(114)의 두께, 및 상기 무기 절연막(114)의 형성 속도(이하, 증착 속도라 칭함)이다. 즉, 상기 유기 절연막(113)의 요철의 크기는 상기 무기 절연막(114)의 형성 온도, 상기 무기 절연막(114)의 두께, 및 무기 절연막(114)의 증착 속도에 따라서 결정된다.
구체적으로, 상기 무기 절연막(114)의 형성 온도가 높을수록 상기 무기 절연막(114)의 두께가 클수록, 그리고, 상기 무기 절연막(114)의 증착 속도가 낮을수록 상기 유기 절연막(113)에 제공되는 응력이 높아진다. 상기 응력에 비례하여 상기 유기 절연막(113)의 요철의 단차(H_D)는 커진다.
예를 들어, 상기 무기 절연막(114)의 형성 온도가 높을수록 상기 유기 절연막(113)에 제공되는 응력은 커지고, 상기 유기 절연막(113)의 상부 면에 형성되는 상기 요철 구조의 단차(H_D)는 커진다.
상기 유기 절연막(113) 상에 형성되는 상기 무기 절연막(114)의 두께가 클수록 상기 유기 절연막(113)에 제공되는 응력은 커지고 상기 유기 절연막(113)의 상부면에 형성되는 상기 요철 구조의 단차(H_D)는 커진다.
상기 유기 절연막(113) 상에 형성되는 상기 무기 절연막(114)의 증착 속도가 낮을수록 상기 유기 절연막(113)에 제공되는 응력은 커지고 상기 유기 절연막(113)의 상부 면에 형성되는 상기 요철 구조의 단차(H_D)는 커진다.
상기 무기 절연막(114)의 형성 온도의 적용 시간은 상기 무기 절연막(114)이 설정된 높이까지 증착되기 위한 시간으로 설정될 수 있다.
상기 무기 절연막(114)은 상 부면이 요철 구조로 형성된 상기 유기 절연막(113)을 따라 형성되므로, 상기 유기 절연막(113)과 동일한 요철 구조로 형성될 수 있다. 상기 무기 절연막(114)은 실리콘 질화막(SiNx)와 같은 절연물질로 구성될 수 있다.
상기 제1 전극(115)은 상기 무기 절연막(114) 상에 형성된다. 도 2에 도시된 상기 화소(PX)의 제1 영역(B)은 상기 제1 전극(115)이 형성되지 않는 영역이다. 상기 제1 전극(115)은 상기 요철 구조를 갖는 상기 유기 절연막(113) 및 상기 무기 절연막(114)을 따라 형성되므로, 상기 유기 절연막(113)과 동일한 상기 요철 구조로 형성될 수 있다.
따라서, 상기 제1 전극(115)의 상기 투명 도전막(115_1)은 상기 무기 절연막(114) 상에 형성되고, 상기 유기 절연막(113)과 동일한 상기 요철 구조로 형성될 수 있다. 또한, 상기 제1 전극(115)의 상기 반사 전극(115_2)은 상기 투명 도전막(115_2) 상에 형성되고, 상기 유기 절연막(113)과 동일한 상기 요철 구조로 형성될 수 있다. 상기 요철 구조는 광 확산(또는, 산란) 기능을 갖는다.
앞서 설명한 바와 같이, 상기 제1 전극(115)은 상기 반사 전극(115_2) 만을 포함할 수 있으며, 이러한 경우, 상기 반사 전극(115_2)이 상기 무기 절연막(114) 상에 상기 요철 구조로 형성될 수 있다.
상기 제1 전극(115)의 투명 도전막(115_1)은 인듐 틴 옥사이드(IT0: Induim Tin Oxide), 인듐 징크 옥사이트(Induim Zinc Oxide, IZO), 전도성 고분자, 및 탄소 나노 튜브(CNT: Carbon Nanotube) 등의 투명 도전성 물질로 구성될 수 있다.
상기 제1 전극(115)의 상기 반사 전극(115_2)은 Al(Aluminium) 및/또는 AlNd(Aluminium-Neodymium)과 같은 반사 금속으로 구성될 수 있고, 단층 또는 복층으로 형성될 수 있다.
상기 제1 전극(115)은 상기 유기 절연막(113) 및 상기 무기 절연막(114)을 관통하여 형성된 컨택 홀(H)을 통해 상기 전자소자(TFT)에 연결된다. 즉, 상기 투명 도전막(115_1) 및 상기 반사 전극(115_2)은 상기 컨택 홀(H)을 통해 상기 전자소자(TFT)에 연결된다.
상기 무기 절연막(114) 상에는 상기 제1 전극(115)을 덮도록 상기 절연막(116)이 형성된다. 상기 절연막(116) 상에는 상기 소수성 막(117)이 형성된다.
상기 소수성 막(117) 상에는 상기 화소들(PX)을 구획하는 상기 격벽(118)이 형성된다. 상기 격벽(118)은 포토 레지스트(PR: photoresist) 등으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 격벽(118)은 절연막(SiNx, SiOx) 등을 패터닝하여 형성될 수도 있다.
상기 제1 베이스 기판(111)과 마주보는 상기 제2 베이스 기판(121) 상에는 상기 컬러 필터(122)가 형성된다. 상기 컬러 필터(122)는 적색, 녹색 및 청색 중 어느 하나의 색을 나타내는 색 화소를 포함할 수 있다. 상기 컬러 필터(122) 상에는 상기 제2 전극(123)이 형성된다. 상기 제2 전극(123)은 인듐 틴 옥사이드(IT0: Induim Tin Oxide)등의 투명 도전성 물질로 구성될 수 있다. 상기 제2 전극(123)은 상기 제1 전극(115)과 마주하여 형성되고, 공통 전압을 인가받는다.
상기 전기 습윤층(130)은 각 화소(PX) 내에 구비되며, 서로 섞이지 않는 제1 유체(131)및 제2 유체(132)를 포함한다.
상기 제1 유체(131)는 전기적으로 비 전도성 또는 비극성을 갖고, 상기 제2 유체(132)는 전기 전도성 또는 극성을 갖는다. 또한, 상기 제1 유체(131)는 소수성을 갖고, 상기 제2 유체(132)는 친수성을 갖는다.
예를 들어, 상기 제1 유체(131)는 실리콘 오일, 미네랄 오일, 및 사염화 탄소(CCL4)와 같은 유기 용매 등으로 구성될 수 있다. 상기 제2 유체(132)는 수용액 및 염화소듐(NaCl)과 같은 전해질 물질 등으로 구성될 수 있다.
상기 제1 유체(131)는 검은색 염료를 포함하거나 광을 흡수하는 물질로 구성되어 입사되는 광을 흡수하는 역할을 할 수 있다. 또한, 상기 제1 유체(131)는 상기 화소(PX)의 전체에 퍼지거나 상기 화소(PX)의 일측으로 이동하여 광 셔터 역할을 할 수 있다. 상기 제2 유체(132)는 투명할 수 있으며, 그 결과 입사되는 광을 통과시킬 수 있다.
상기 제1 유체(131) 및 상기 제2 유체(132)는 서로 다른 극성을 가진 유체로서 서로 섞이지 않고 접촉하여 경계를 이룬다. 상기 제1 유체(131)는 상기 격벽(118)으로 구획된 상기 각 화소(PX)의 상기 절연막(117) 상에 배치되고, 상기 제2 유체(132)는 상기 제1 유체(131) 상에 배치된다.
일 실시 예로서, 상기 제1 유체(131)는 적색, 녹색, 및 청색 중 어느 하나의 색을 나타낼 수 있는 염료를 포함하거나, 적색, 녹색, 및 청색을 나타낼 수 있는 물질로 구성될 수 있다. 이러한 경우, 상기 표시장치(100)는 상기 컬러 필터(122)를 포함하지 않을 수 있다.
상기 전기 습윤층(130)은 상기 제1 전극(112) 및 상기 제2 전극(123)에 인가되는 전압 차에 따라서 형성된 전계에 의해 이동이 제어된다. 따라서, 상기 제1 유체(131)가 전해질 물질을 포함할 경우, 상기 전기 습윤층(130)의 제어가 더 용이할 수 있다.
도 4는 전압 인가에 따른 도 2에 도시된 화소의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 상기 제1 전극(112)에 데이터 전압이 인가되기 전에, 각 화소(PX)는 상기 제1 유체(131)가 절연막을 덮고 있으므로 블랙 계조를 표시한다.
상기 전자 소자(TFT)는 상기 게이트 라인을 통해 제공된 상기 게이트 신호에 의해 턴 온 되고, 상기 턴 온된 전자소자(TFT)는 상기 데이터 라인을 통해 제공된 데이터 전압을 상기 제1 전극(115)에 인가한다. 전술한 바와 같이 상기 제2 전극(123)에는 공통 전압이 인가된다. 이러한 경우, 상기 제2 유체(132)는 분극 되고, 상기 제2 유체(132)는 상기 제1 유체(131)를 상기 화소(PX)의 일 측으로 밀어내면서 상기 소수성 막(117)에 접촉하게 된다.
상기 제1 유체(131)는 유기 용매로서 서로 모일려는 성질을 갖는다. 상기 제1 유체(131)는 상기 제2 유체(132)에 의해 상기 화소(PX)의 일 측으로 밀려나며, 안정적인 영역으로 모이게 된다.
예를 들어, 도 4에 도시된 상기 화소(PX)의 제1 영역(B)은 상기 제1 전극(115)이 형성되지 않는 영역이므로 전계가 형성되지 않는다. 또한, 상기 컨택 홀(H) 영역에 형성된 상기 제1 전극(115)과 상기 제2 전극(123) 사이의 거리는 상기 컨택 홀(H) 영역을 제외한 화소(PX) 영역에 형성된 상기 제1 전극(115)과 상기 제2 전극(123) 사이의 거리보다 길다.
따라서, 상기 컨택 홀(H) 영역에 형성된 상기 제1 전극(115)과 상기 제2 전극(123) 사이에 형성된 전계의 세기는 상기 컨택 홀(H) 영역을 제외한 화소(PX) 영역에 형성된 상기 제1 전극(115)과 상기 제2 전극(123) 사이에 형성된 전계의 세기보다 약하다. 그 결과, 상기 제1 유체(131)는 안정적인 영역으로서 상기 제1 영역(B) 및 상기 컨택 홀(H)이 형성된 영역을 포함하는 영역으로 모일 수 있다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제1 유체(131)는 상기 화소(PX)의 좌측 영역으로 모일 수 있다.
이러한 경우, 상기 제2 기판(120)을 통해 입사되는 광은 상기 요철 구조로 형성된 상기 반사 전극(115_2)에 의해 확산 되어 반사된다. 상기 반사된 광은 상기 제1 유체(131)가 모이지 않은 상기 화소(PX)의 영역의 상기 제2 유체(132)를 통과하고, 상기 제2 유체(132)를 통과한 광은 상기 컬러 필터(122)를 통과하여 관찰자에게 시인될 수 있다.
상기 제1 유체(131)가 밀려나는 양은 상기 제1 전극(115)에 인가되는 상기 데이터 전압의 레벨에 따라서 결정되며, 그 결과, 상기 제1 유체(131)가 밀려나는 양에 따라서 콘트라스트 비율(Contrast Ratio) 이 조절된다. 따라서, 상기 표시장치(100)는 상기 제1 전극(112)과 상기 제2 전극(123)에 인가되는 전압 차에 따라서 상기 제1 및 상기 제2 유체(131, 132)의 이동을 제어하여 계조를 표시할 수 있다.
상기 공통 전압은 일정한 레벨을 갖는 전압이고 상기 데이터 전압은 상기 화소(PX)에 표시되는 계조에 대응되는 전압이다. 즉, 상기 화소(PX)는 상기 전자 소자(TFT)를 통해 상기 제1 전극(115)에 제공된 데이터 전압에 대응되는 계조를 표시할 수 있다.
상기 제2 기판(200)을 통해 상기 화소(PX)로 입사된 광은 상기 요철 구조로 형성된 상기 반사 전극(115_2)에 의해 확산 되어 반사되므로 상기 표시장치(100)의 시야각이 넓어진다.
상기 광을 확산하기 위해 상기 제1 기판은 평탄화된 반사 전극을 포함하고 상기 제2 기판(200)은 확산필름을 포함할 수 있다. 또는, 상기 광을 확산하기 위해 상기 제1 기판(100)은 마스크를 사용하여 요철 구조로 패터닝된 별도의 메탈층을 포함할 수 있다. 그러나, 상기 확산 필름이 사용되는 경우, 입사되는 광은 상기 확산 필름을 통과하고 반사 전극을 통해 반사된 광은 다시 상기 확산 필름을 통과한다. 상기 광이 상기 확산 필름을 두 번 통과하게 되므로, 광의 손실(또는 반사율 저하)이 발생된다. 그 결과, 표시 장치의 시인성이 저하될 수 있다. 또한, 상기 메탈층을 패터닝하여 상기 요철 구조를 형성할 경우, 별도의 마스크가 사용된다.
그러나, 상기 표시장치(100)는 상기 무기 절연막(114)의 증착시 공정조건에 의해 생성되는 상기 요철 구조를 갖는 상기 유기절연막(113)을 포함한다. 또한, 상기 요철 구조를 갖는 상기 유기 절연막(113) 상에 상기 요철구조를 갖는 상기 무기절연막(114)이 형성되고, 상기 무기 절연막(114) 상에 상기 요철 구조를 갖는 상기 제1 전극(115)이 형성된다. 따라서, 상기 표시장치(100)는 상기 입사되는 광을 확산시켜 반사하기 위한 요철 구조를 갖는 상기 반사 전극(115_2)을 포함할 수 있다.
결과적으로, 본 발명의 실시 예에 따른 표시장치(100)는 상기 확산 필름을 사용하지 않고 입사되는 광을 확산시켜 반사시킬 수 있으므로, 반사율 및 시인성을 높일 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따른 표시장치(100)는 상기 요철 구조를 형성하기 위한 별도의 마스크를 사용하지 않으므로, 공정을 단순화할 수 있다.
도 5a 내지 도 5e는 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치(100)의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 도 5a 내지 도 5b를 참조하면, 상기 제1 베이스 기판(111) 상에 상기 전자소자(TFT)가 형성되고, 상기 전자소자(TFT)를 덮도록 상기 제1 베이스 기판(111) 상에 상기 유기 절연막(113)이 형성된다.
구체적으로, 상기 유기 절연 물질이 상기 전자 소자(TFT)를 덮도록 상기 제1 베이스 기판(111) 상에 형성된 상기 게이트 절연막(114) 상에 형성된다. 상기 유기 절연막(113)은 상기 유기 절연 물질을 경화하여 형성된다.
상기 유기 절연 물질은 앞서 설명한 바와 같이, 메틸-3-메톡시프로피오네이트(MMP: Methyl-3-methoxyproplonate), 디프로필렌 글리콜 디메틸 에테르(DPM: Dipropylene glycol dimethyl ether), 아크릴 폴리머(Acrylic polymer), 아크릴 모노머(Acrylic monomer), 광 개시제(Photo initiator), 및 알콕시 실란(Alkoxysilane)을 포함한다.
메틸-3-메톡시프로피오네이트의 화학식은 CH3OCH2CH2COOCH3이며, 디프로필렌 글리콜 디메틸 에테르의 화학식은 CH3OCH2CH2OCH2CH2OH이다.
상기 유기 절연 물질의 상기 메틸-3-메톡시프로피오네이트의 함유량은 65 중량% 내지 75 중량%이며, 상기 디프로필렌 글리콜 디메틸 에테르의 함유량은 10 중량% 내지 20 중량%이며, 상기 아크릴 폴리머의 함유량은 1 중량% 내지 10 중량%이고 아크릴 모노머의 함유량은 1 중량% 내지 10 중량%이며, 상기 광 개시제의 함유량은 1 중량% 이하이며, 알콕시 실란의 함유량은 1중량% 이하이다.
도 5c를 참조하면, 상기 유기 절연막(113) 상에 상기 무기 절연막(114)이 형성(이하, 증착이라 칭함) 된다. 상기 무기 절연막(114)이 상기 유기 절연막(113) 상에 증착될 때, 상기 유기 절연막(113)에 응력이 제공된다. 상기 유기 절연막(113)의 상부면은 상기 무기 절연막(114)의 증착시 발생되는 상기 응력에 의해 상기 요철 구조로 형성된다. 상기 유기 절연막(113)의 요철 구조의 단차는 상기 응력에 비례한다.
구체적으로, 상기 무기 절연막(114)의 형성 온도가 높을수록 상기 무기 절연막(114)의 두께가 클수록, 그리고, 상기 무기 절연막(114)의 증착 속도가 낮을수록 상기 유기 절연막(113)에 제공되는 상기 응력이 높아진다. 상기 응력에 비례하여 상기 유기 절연막(113)의 요철 구조의 단차의 크기는 커진다. 즉, 상기 유기 절연막(113)의 요철 구조의 단차의 크기는 상기 무기 절연막(114)의 형성 온도에 비례하고, 상기 무기 절연막(114)의 두께에 비례하고, 상기 무기 절연막(114)의 증착 속도에 반비례한다.
예시적인 실시 예로서, 상기 무기 절연막(114)은 150℃ 내지 245℃의 온도에서 형성될 수 있다. 상기 유기 절연막(113) 상에 증착되는 상기 무기 절연막(114)은 1000 옹스트롱(이하, Å로 표시함) 내지 5000 Å의 두께를 가질 수 있다. 상기 무기 절연막(114)은 5 Å/s 내지 50 Å/s의 증착 속도로 형성될 수 있다.
상기 무기 절연막(114)의 두께 및 상기 무기 절연막(114)의 증착 속도가 동일한 조건에서, 상기 무기 절연막(114)의 형성 온도가 높을수록 상기 유기 절연막(113)에 제공되는 응력은 커진다. 따라서, 상기 유기 절연막(113)의 상부면에 형성되는 상기 요철 구조의 단차는 커진다.
상기 무기 절연막(114)의 형성 온도 및 상기 무기 절연막(114)의 증착 속도가 동일한 조건에서, 상기 유기 절연막(113) 상에 형성되는 상기 무기 절연막(114)의 두께가 클수록 상기 유기 절연막(113)에 제공되는 응력은 커진다. 따라서, 상기 유기 절연막(113)의 상부면에 형성되는 상기 요철 구조의 단차는 커진다.
상기 무기 절연막(114)의 형성 온도 및 상기 무기 절연막(114)의 두께가 동일한 조건에서 상기 무기 절연막(114)의 증착 속도가 낮을수록 상기 유기 절연막(113)에 제공되는 응력은 커진다. 따라서, 상기 유기 절연막(113)의 상부면에 형성되는 상기 요철 구조의 단차는 커진다.
표 1은 상기 무기 절연막(114)의 형성 온도, 상기 무기 절연막(114)의 두께 및 상기 무기 절연막(114)의 증착 속도의 범위에서 예시적인 설정값으로 실시한 실험 결과이다.
조건 1 2 3 4 5
온도 150℃ 180℃ 245℃ 180℃ 245℃
두께 1000Å 1000Å 1000Å 2000Å 1500Å
속도 30 Å/s 30 Å/s 30 Å/s 30 Å/s 10 Å/s
선폭 L_W<2μm L_W<2μm L_W<2μm L_W<2μm L_W<2μm
단차 5nm~10nm 30nm~60nm 40nm~80nm 70nm~120nm 100nm~170nm
반사율
 SCI 91.64% 88.5% 87.31% 86.93% 85.83%
SCE 1.42% 25.67% 37.90% 45.11% 61.02%
표 1의 조건 2 및 조건 3을 비교하면, 조건 2 및 조건 3에서 상기 무기 절연막(114)의 두께는 1000Å이고, 상기 무기 절연막(114)의 증착 속도는 30Å/s으로 동일하다. 조건 2의 경우, 상기 무기 절연막(114)의 형성 온도는 180℃이고, 상기 유기 절연막(113)의 요철 구조의 단차는 30nm 내지 60nm이다. 조건 3의 경우, 상기 무기 절연막(114)의 형성 온도는 245℃ 이고, 상기 유기 절연막(113)의 요철 구조의 단차는 40nm 내지 80nm이다. 따라서, 상기 무기 절연막(114)의 형성 온도가 증가할수록 상기 유기 절연막(113)의 요철 구조의 단차는 커진다.
표 1의 조건 2 및 조건 4를 비교하면, 조건 2 및 조건 4에서 상기 무기 절연막(114)의 형성 온도는 180℃이고, 상기 무기 절연막(114)의 증착 속도는 30Å/s으로 동일하다. 조건 2의 경우, 상기 무기 절연막(114)의 두께는 1000Å이고, 상기 유기 절연막(113)의 요철 구조의 단차는 30nm 내지 60nm 이다. 조건 4의 경우, 상기 무기 절연막(114)의 두께는 2000Å이고, 상기 유기 절연막(113)의 요철 구조의 단차는 70nm 내지 120nm이다. 따라서, 상기 무기 절연막(114)의 두께가 커질수록, 상기 유기 절연막(113)의 요철 구조의 단차는 커진다.
표 1의 조건 3 및 조건 5를 비교하면, 조건 3 및 조건 5에서 상기 무기 절연막(114)의 형성 온도는 245℃로 동일하다. 조건 3의 경우, 상기 무기 절연막(114)의 두께는 1000Å이고, 상기 무기 절연막(114)의 증착 속도는 30Å/s이며, 상기 유기 절연막(113)의 요철 구조의 단차는 40nm 내지 80nm이다. 조건 5의 경우 상기 무기 절연막(114)의 두께는 1500Å이고, 상기 무기 절연막(114)의 증착 속도는 10 Å/s이며, 상기 유기 절연막(113)의 요철 구조의 단차는 100nm 내지 170nm이다. 따라서, 상기 무기 절연막(114)의 두께가 커지는 요인 외에도, 상기 무기 절연막(114)의 증착 속도가 낮아질수록, 상기 유기 절연막(113)의 요철 구조의 단차는 커진다
상기 무기 절연막(114)은 상부 면이 요철 구조로 형성된 유기 절연막(113)을 따라 형성되므로, 상기 유기 절연막(113)과 동일한 요철 구조로 형성될 수 있다.
도 5d 및 도 5e를 참조하면, 상기 제1 전극(115)의 투명 도전막(115_1)은 상기 무기 절연막(114) 상에 형성되고, 상기 반사 전극(115_2)은 상기 투명 도전막(115_1) 상에 형성된다. 도 5d 및 도 5e에 도시하지 않았으나, 실질적으로, 상기 제1 전극(115)은 상기 무기 절연막(114) 상에 형성된 후, 상기 화소들(PX)에 각각 대응되도록 패터닝 될 것이다.
상기 투명 도전막(115_1) 및 상기 반사 전극(115_2)은 상기 요철 구조를 갖는 상기 유기 절연막(113) 및 상기 무기 절연막(114)을 따라 형성되므로, 상기 유기 절연막(113)과 동일한 상기 요철 구조로 형성될 수 있다.
상기 제1 전극(115)은 상기 유기 절연막(113) 및 상기 무기 절연막(114)을 관통하여 형성된 컨택 홀(H)을 통해 상기 전자소자(TFT)에 연결된다. 상기 무기 절연막(114) 상에는 상기 제1 전극(115)을 덮도록 상기 절연막(116)이 형성되고, 상기 절연막(116) 상에는 상기 소수성 막(117)이 형성된다. 상기 소수성 막(117) 상에는 상기 화소들(PX)을 구획하는 상기 격벽(118)이 형성된다.
도면에 도시되지 않았으나, 상기 제2 기판(200)의 제2 베이스 기판(121) 상에는 상기 컬러 필터(122)가 형성되고, 상기 컬러 필터(122) 상에는 상기 제2 전극이 형성된다. 또한, 상기 제1 기판(100)과 상기 제2 기판(200) 사이에는 상기 전기 습윤층(130)이 개재된다.
도 6a 및 도 6b는 유기 절연막의 요철 구조를 보여주는 도면이다. 도 6a는 유기 절연막의 상부 면에 형성된 요철 구조의 임의 영역의 전자 현미경 사진이고, 도 6b는 도 6a에 도시된 상기 요철 구조의 전자 현미경 사진을 3차원 그래픽으로 도시한 도면이다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 상기 유기 절연막(113)의 요철 구조는 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이 복수의 산들 및 복수의 골들을 포함한다.
앞서 설명한 바와 같이, 상기 산들 및 상기 골들의 단차는 500nm보다 작거나 같을 수 있으며, 서로 인접한 골들의 선폭은 3μm보다 작거나 같을 수 있다. 또한, 상기 요철 형상의 표면 거칠기는 10nm 내지 200nm 사이의 값을 가질 수 있다.
도 7은 반사막에 의해 반사되는 광의 반사율을 도시한 그래프이다.
도 7 및 앞서 설명한 표 1을 참조하면, 표 1에 표시된 SCI(Specular component included: 정반사광 포함)는 입사되어 반사되는 직진광 및 확산광을 측정한 결과이며, SCE(Specular component excluded: 정반사광 제거)는 입사되어 반사되는 확산광을 측정한 결과이다. 입사되어 같은 각도로 반사되는 광은 정 반사광으로 정의될 수 있고, 산란 되어 여러 방향으로 반사되는 광은 확산광으로 정의될 수 있다.
도 7에 도시된 제1 조건(C1)은 표 1의 조건 1에 의해 형성된 단차의 상기 SCI 및 SCE의 측정 결과이다. 예시적으로 상기 제1 조건(C1)에 의해 형성된 단차는 도 7에 도시된 바와 같이 5nm일 수 있다.
도 7에 도시된 제2 조건(C2)은 표 1의 조건 2에 의해 형성된 단차의 상기 SCI 및 SCE의 측정 결과이다. 예시적으로 상기 제2 조건(C2)에 의해 형성된 단차는 도 7에 도시된 바와 같이 40nm일 수 있다.
도 7에 도시된 제3 조건(C3)은 표 1의 조건 3에 의해 형성된 단차의 상기 SCI 및 SCE의 측정 결과이다. 예시적으로 상기 제3 조건(C3)에 의해 형성된 단차는 도 7에 도시된 바와 같이 60nm일 수 있다.
도 7에 도시된 제4 조건(C4)은 표 1의 조건 4에 의해 형성된 단차의 상기 SCI 및 SCE의 측정 결과이다. 예시적으로 상기 제4 조건(C4)에 의해 형성된 단차는 도 7에 도시된 바와 같이 90nm일 수 있다.
도 7에 도시된 제5 조건(C5)은 표 1의 조건 5에 의해 형성된 단차의 상기 SCI 및 SCE의 측정 결과이다. 예시적으로 상기 제5 조건(C1)에 의해 형성된 단차는 도 7에 도시된 바와 같이 130nm일 수 있다.
표 1의 상기 SCE를 참조하면, 상기 유기 절연막(113)의 요철 구조의 단차가 커질수록 상기 반사 전극(115_2)에 의해 반사되는 확산 광의 반사율은 높아진다. 즉, 확산 필름 또는 요철형상으로 패터닝된 메탈층을 사용하지 않더라도 상기 유기 절연막(113)의 상기 요철 구조에 의해 요철 구조를 갖는 상기 반사 전극(115_2)을 형성할 수 있다. 따라서, 입사된 광이 상기 반사 전극(115_2)에 의해 반사되어 확산 될 수 있다.
결과적으로, 본 발명의 표시장치(100)는 상기 확산필름을 사용하지 않고 입사되는 광을 확산시켜 반사시킬 수 있으므로, 반사율 및 시인성을 높일 수 있다. 또한, 상기 표시장치(100)는 요철 구조를 형성하기 위한 별도의 마스크를 사용하지 않으므로, 공정을 단순화할 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 표시장치의 임의의 한 화소의 단면도이다.
도 8에 도시된 표시 장치의 화소는 반 투과형 표시 장치의 화소로서, 반사 영역 및 투과 영역을 포함하고, 반사 전극이 반사영역에 형성되는 구성을 제외하면 도 2에 도시된 표시 장치의 화소와 동일한 구성을 갖는다. 따라서, 도 8에 도시된 표시 장치의 화소의 구성과 도 2에 도시된 표시 장치의 화소의 구성은 동일한 부호를 사용하였다.
이하, 도 2에 도시된 표시 장치의 화소와 다른 도 8에 도시된 표시 장치의 화소의 구성이 설명될 것이다.
도 8을 참조하면, 화소(PX)는 반사 영역(L1) 및 투과 영역(L2)을 포함하고, 제1 전극(115)은 투명 도전막(115_1) 및 반사 전극(115_2)을 포함한다. 상기 반사 전극(115_2)은 상기 반사 영역(L1)의 상기 투명 도전막(115_1) 상에 형성된다.
상기 유기 절연막(113) 및 상기 무기 절연막(114)은 요철 구조로 형성되므로, 상기 투명 도전막(115_1) 및 상기 반사 전극(115_2)은 요철 구조로 형성된다.
상기 제1 전극(115)에 데이터 전압이 인가되고 상기 제2 전극(123)에 공통 전압이 인가되면, 상기 제1 유체(131)은 화소의 일측으로 모인다. 상기 반사 영역(L1)으로 입사되는 광은 상기 반사 전극(115_2)에 의해 반사되어 확산 된다. 상기 투과 영역(L2)으로 입사되는 광은 상기 투명 도전막(115_1)을 투과한다.
따라서, 도 8에 도시된 화소를 포함하는 표시장치는 반 투과형으로 동작한다. 결과적으로, 도 8에 도시된 표시 장치 역시, 도 2에 도시된 화소를 포함하는 표시장치(100)와 같이 확산필름을 사용하지 않고 입사되는 광을 확산시켜 반사시킬 수 있으므로, 반사율 및 시인성을 높일 수 있다. 또한, 도 8에 도시된 화소를 포함하는 표시장치는 상기 요철 구조를 형성하기 위한 별도의 마스크를 사용하지 않으므로, 공정을 단순화할 수 있다.
이상 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 또한 본 발명에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니고, 하기의 특허 청구의 범위 및 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 표시장치 110: 제1 기판
120: 제2 기판 130: 전기 습윤층
111: 제1 베이스 기판 112: 게이트 절연막
113: 유기 절연막 114: 무기 절연막
115: 제1 전극 115_1: 투명 도전막
115_2: 반사전극 116: 절연막
117: 소수성 막 118: 격벽
121: 제2 베이스 기판 122: 컬러 필터
123: 제2 전극 131: 제1 유체
132: 제2 유체 TFT: 전자 소자

Claims (21)

  1. 영상을 표시하는 복수의 화소들을 포함하는 표시장치에 있어서,
    상기 각 화소는,
    제1 베이스 기판;
    상기 제1 베이스 기판상에 형성되고, 상부 면이 요철 구조로 형성된 유기 절연막;
    상기 요철 구조로 형성된 유기 절연막 상에 접촉되도록 형성되며, 상기 요철 구조로 형성된 무기 절연막;
    상기 무기 절연막 상에 상기 요철 구조로 형성된 제1 전극; 및
    상기 제1 전극에 데이터 전압을 제공하는 전자 소자를 포함하고,
    상기 제1 전극은 입사되는 광을 반사시키는 반사 전극을 포함하는 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 전극은 상기 무기 절연막 상에 형성되는 투명 도전막을 더 포함하고, 상기 반사 전극은 상기 투명 도전막 상에 형성되는 표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 화소는 상기 입사되는 광을 반사시키는 반사영역과 상기 입사되는 광을 투과시키는 투과영역을 포함하며, 상기 반사 전극은 상기 반사 영역에 형성되는 표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 요철 구조는 복수의 산들 및 복수의 골들을 포함하고, 상기 산들 및 상기 골들의 높이차로 정의되는 단차는 500nm보다 작거나 같은 표시장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    서로 인접한 상기 골들의 간격으로 정의되는 선폭은 3μm보다 작거나 같은 표시장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 요철 구조의 표면 거칠기는 10nm 내지 200nm의 값을 갖는 표시장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 무기 절연막은 1000Å 내지 5000Å의 두께를 갖는 표시 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 유기 절연막은
    65중량% 내지 75중량%의 메틸-3-메톡시프로피오네이트; 및
    10중량% 내지 20중량%의 디프로필렌 글리콜 디메틸 에테르를 포함하는 표시장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 반사 전극 상에 형성된 절연막;
    상기 절연막 상에 형성된 소수성 막;
    상기 소수성 막 상에 형성되고, 상기 화소들을 구획하는 격벽;
    상기 화소 내에 배치되고, 서로 섞이지 않는 제1 유체 및 제2 유체를 포함하고, 상기 제2 유체는 전기 전도성 또는 극성을 갖는 전기 습윤층; 및
    상기 제1 베이스 기판과 마주보며, 상기 제1 베이스 기판과 대향하는 면에 공통 전압을 인가받는 제2 전극이 형성된 제2 베이스 기판을 더 포함하고,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 의해 형성된 전계에 의해 상기 전기 습윤층의 이동이 제어되는 표시장치.
  10. 복수의 화소 영역들이 정의된 제1 베이스 기판을 준비하는 단계;
    상기 제1 베이스 기판상에 유기 절연막을 형성하는 단계;
    상기 유기 절연막 상에 무기 절연막을 형성하고, 상기 무기 절연막 형성시 발생되는 응력에 의해 상기 유기 절연막의 상부면 및 상기 무기 절연막을 요철 구조로 형성하는 단계; 및
    상기 무기 절연막 상에 상기 요철 구조로 형성되고, 상기 각 화소 영역에 제1 전극을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 전극을 형성하는 단계는 반사 전극을 형성하는 단계를 포함하는 표시 장치 제조방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제1 전극을 형성하는 단계는 상기 무기 절연막 상에 투명 도전막을 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 반사 전극은 상기 투명 도전막 상에 형성되는 표시 장치 제조방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 각 화소는 광을 반사시키는 반사 영역과 상기 광을 투과시키는 투과영역을 포함하며, 상기 반사 전극은 상기 반사 영역에 형성되는 표시장치 제조방법.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 제1 베이스 기판과 상기 유기 절연막 사이의 상기 각 화소 영역에 전자소자를 형성하는 단계;
    상기 각 화소 영역의 상기 유기 절연막 및 상기 무기 절연막에 컨택 홀을 형성하는 단계; 및
    상기 컨택홀을 통해 상기 전자소자를 상기 제1 전극에 연결하는 단계를 더 포함하는 표시장치 제조방법.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 무기 절연막은 150 ℃ 내지 245 ℃의 온도에서 형성되는 표시장치 제조방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 무기 절연막은 1000Å 내지 5000Å의 두께를 갖는 표시 장치 제조방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 무기 절연막은 5Å/s 내지 50Å/s의 증착 속도로 형성되는 표시장치 제조방법.
  17. 제 10 항에 있어서,
    상기 요철 구조는 복수의 산들 및 복수의 골들을 포함하고, 상기 산들 및 상기 골들의 높이차로 정의되는 단차는 500nm보다 작거나 같은 표시장치 제조방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    서로 인접한 상기 골들의 간격으로 정의되는 선폭은 3μm보다 작거나 같은 표시장치 제조방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 요철 구조의 표면 거칠기는 10nm 내지 200nm의 값을 갖는 표시장치 제조방법.
  20. 제 10 항에 있어서,
    상기 유기 절연막은
    65 중량% 내지 75 중량%의 메틸-3-메톡시프로피오네이트; 및
    10 중량% 내지 20 중량%의 디프로필렌 글리콜 디메틸 에테르를 포함하는 표시장치 제조방법.
  21. 제 10 항에 있어서,
    상기 반사 전극을 덮도록 상기 무기 절연막 상에 절연막을 형성하는 단계;
    상기 절연막 상에 소수성 막을 형성하는 단계;
    상기 소수성 막 상에 상기 화소들을 구획하는 격벽을 형성하는 단계;
    상기 각 화소 내에, 서로 섞이지 않는 제1 유체 및 제2 유체를 포함하고, 상기 제2 유체는 전기 전도성 또는 극성을 갖는 전기 습윤층을 배치하는 단계;
    상기 제1 베이스 기판과 마주보는 제2 베이스 기판을 준비하는 단계; 및
    상기 제1 기판과 대향하는 제2 베이스 기판상에 제2 전극을 형성하는 단계를 더 포함하는 표시장치 제조방법
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