KR20130136884A

KR20130136884A - 코팅 방법 및 이를 이용한 전기 습윤 표시 장치의 제조 방법

Info

Publication number: KR20130136884A
Application number: KR1020120060642A
Authority: KR
Inventors: 최일섭; 권신; 이성근; 이중하; 최상진; 팽동우
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2012-06-05
Filing date: 2012-06-05
Publication date: 2013-12-13
Also published as: US20130319608A1

Abstract

코팅 방법으로, 코팅 영역을 포함하는 기판 상부면에 소수성막을 형성한다. 상기 코팅 영역 외부를 둘러싸는 형상의 친수성 영역을 형성한다. 상기 소수성막 및 친수성 영역을 덮는 전해질막을 형성한다. 상기 방법에 의하면, 응집에 의한 디웨팅을 방지하면서 소수성막 상에 전해질막을 형성할 수 있다.

Description

코팅 방법 및 이를 이용한 전기 습윤 표시 장치의 제조 방법{METHOD FOR COATING AND METHOD FOR MANUFACTURING ELECTRO WETTING DISPLAY USING THE SAME}

본 발명은 코팅 방법 및 이를 이용한 전기 습윤 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 전해질막의 코팅 방법 및 이를 이용한 전기 습윤 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다.

최근 전기 습윤 디스플레이(Electro Wetting Display: EWD)가 새롭게 소개되고 있다. 전기 습윤 디스플레이는 기판과 전해질간의 소수성, 친수성의 원리를 이용한다. 오일을 디스플레이 패널 안에 넣은 후 전해질에 전압을 인가해 오일이 모이고 퍼지도록 제어한다. 전압을 가하지 않으면 오일이 기판 전체를 덮기 때문에 빛이 흡수되거나 통과하지 못한다. 기판은 소수성 처리가 되어 있어 전해질을 밀어내려고 하기 문에 오일이 기판과 전해질 사이에 위치한다. 이에 반해 전압을 인가하면 전해질을 기판이 끌어당기기 때문에 오일이 격리벽으로 밀려가고 전해액은 기판에 붙게된다. 따라서 오일이 이동하는 양에 따라 명암비가 조절돼 색을 구현한다.

상기 전기 습윤 디스플레이를 제조하기 위해서는 기판 상에 오일막 및 전해질막이 차례로 위치되어야 한다. 그런데, 일반적으로 오일막은 전해질막 위로 떠오르기 때문에, 오일막을 전해질 아래에 안정적으로 배치되도록 형성하는 것이 용이하지 않다. 또한, 상기 기판이 소수성이기 때문에 전해질의 양이 적을 경우에는 전해질이 응집되어 방울 형태로 뭉쳐지기 쉬워서 전해질이 코팅되지 않는 부위(dewetting 부위)가 생길 수 있다. 또한, 전해질막을 형성하기 위하여 상당한 전해질을 사용하여야 한다.

본 발명의 목적은 응집되는 것을 억제하면서 전해질막을 코팅할 수 있는 코팅 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기한 코팅 방법을 이용하여 전기 습윤 디스플레이를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅 방법으로, 코팅 영역을 포함하는 기판 상부면에 소수성막을 형성한다. 상기 코팅 영역 외부를 둘러싸는 형상의 친수성 영역을 형성한다. 또한, 상기 소수성막 및 친수성 영역을 덮는 전해질막을 형성한다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 친수성 영역을 형성하기 위하여, 상기 소수성막 상에 친수성막을 형성할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 친수성 영역을 형성하기 위하여, 상기 친수성 영역에 위치하고 있는 소수성막을 제거할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 친수성 영역은 폐루프 형상을 갖도록 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 친수성 영역은 상기 기판의 외부에 구비되고, 상기 기판의 측벽을 둘러싸도록 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 친수성 영역은 상기 기판의 저면을 지지하면서 기판의 측벽을 둘러싸기 위한 척의 상부면에 구비될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 전해질막을 형성하는 공정에서, 노즐 일단부로부터 토출되는 전해질을 기판 상부면으로 제공하면서, 상기 기판을 수평 이동시킬 수 있다. 또한, 상기 전해질이 상기 친수성 영역에서 부위에서 상대적으로 강한 접착력을 가지면서 상기 소수성막 상을 완전히 덮도록 하여, 상기 친수성 영역 부위가 고정되는 전해질막을 형성할 수 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치의 제조 방법으로, 각 화소 전극들이 형성된 제1 기판 상부면에 소수성 절연막을 형성한다. 상기 소수성 절연막에서 상기 화소 전극들이 형성된 화소 영역의 외부를 둘러싸는 형상을 갖는 친수성 영역을 형성한다. 상기 각 화소 전극들에 대응하는 부위에 각각 오일 패턴들을 형성한다. 상기 오일 패턴들 상에, 상기 소수성 절연막 및 친수성 영역을 덮는 전해질 코팅막을 형성한다. 또한, 상기 제1 기판 상에 제2 기판을 덮는다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 친수성 영역을 형성하기 위하여, 상기 소수성 절연막 상에 친수성막을 형성할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 친수성 영역을 형성하기 위하여, 상기 기판 표면이 노출되도록 상기 친수성 영역에 위치하고 있는 소수성 절연막을 제거할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 친수성 영역은 상기 기판의 외부에 구비되고, 상기 기판의 측벽을 둘러싸도록 형성할 수 있다.

상기 친수성 영역은 상기 기판의 저면을 지지하면서 기판의 측벽 부위와 접촉되는 별도의 척의 상부면에 구비될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 친수성 영역의 외곽에는 소수성 절연막의 표면이 노출될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 친수성 영역은 친수성기를 포함하는 물질로 이루어지는 박막 필름을 부착하여 형성할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 친수성 영역을 형성하기 위하여, 상기 기판 상에, 친수성기를 포함하는 물질로 이루어지는 박막을 형성한다. 또한, 상기 박막을 사진 식각하여 패터닝한다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 전해질 코팅막을 형성하기 위하여, 전해질이 상기 친수성 영역에서 부위에서 상대적으로 강한 접착력을 가지면서 상기 소수성 절연막 상을 완전히 덮도록 하여, 상기 친수성 영역 부위가 고정되는 전해질 막을 형성한다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 화소 영역에 형성되는 각 화소들의 화소 경계부에 대응하는 상기 소수성 절연막 상에는 격리벽을 형성할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 오일 패턴들은 상기 격리벽에 의해 고립된 부위의 소수성 절연막 상에 각각 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 격리벽은 상기 소수성 절연막에 비해 친수성을 갖는 물질로 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 전해질막은 상기 친수성 영역 및 소수성막을 덮는 형상을 갖는다. 그러므로, 상기 전해질막은 친수성 영역에서 전해질막의 접착력이 증가되어 상기 전해질막의 가장자리의 접착 특성이 우수해질 수 있다. 또한, 상기 전해질막이 상기 친수성 영역 및 소수성막을 덮는 형상을 가짐으로써, 상기 전해질막이 소수성막 상에만 형성되어 있는 경우에 비교할 때 상기 전해질막의 접촉각이 매우 감소된다. 따라서, 상기 전해질막은 전해질이 방울형태로 뭉쳐서 디웨팅되는 불량이 감소될 수 있다.

도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅 방법을 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅 방법을 나타내는 사시도이다.
도 3a는 소수성막 상에서의 전해질을 나타낸다.
도 3b는 소수성막 가장자리에 친수성막이 포함된 하부 박막에서의 전해질을 나타낸다.
도 4a 내지 도 4h는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치의 제조 방법을 나타내는 단면도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅 방법을 나타내는 단면도 및 사시도이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치의 제조 방법을 나타내는 단면도이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅 방법을 나타내는 단면도이다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치의 제조 방법을 나타내는 단면도이다.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅 방법을 나타내는 단면도이다.
도 11a 및 도 11b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치의 제조 방법을 나타내는 단면도이다.
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅 방법을 나타내는 사시도이다.
도 13a 및 도 13b는 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅 방법을 나타내는 단면도이다.
도 14a 및 14b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치의 제조 방법을 나타내는 단면도이다.
도 15a 내지 도 15c는 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅 방법을 나타내는 단면도이다.
도 16a 내지 도 16c는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치의 제조 방법을 나타내는 단면도이다.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

코팅 방법

도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅 방법을 나타내는 단면도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅 방법을 나타내는 사시도이다.

이하에서는 소수성막 상에 전해질막을 형성하는 방법에 대해 설명한다.

도 1a를 참조하면, 기판(100) 상부면 전체에 소수성막(102)을 형성한다. 상기 기판(100)은 유리 기판을 포함할 수 있다. 상기 기판(100) 표면은 친수성을 갖는다. 상기 기판(100)에는 전해질막이 코팅되어야 할 부위(이하, 코팅 영역)를 포함한다. 예를들어, 상기 기판(100)의 중심 부위가 코팅 영역이 될 수 있다.

상기 소수성막(102)은 스핀 코팅 공정을 통해 형성할 수도 있고, 잉크젯 분사 방식 또는 증착에 의해 형성할 수도 있다. 상기 소수성막(102)은 유기 절연 물질을 사용하여 형성할 수 있다. 상기 소수성막(102)은 불소 수지 코팅을 통해 형성할 수 있다. 예를들어, 상기 소수성막(102)은 테플론 AF1600 (Teflon AF1600, 상품명, 듀폰, 미국), CYTOP (상품명, 아사히, 일본) 등을 이용하여 상기 기판(100) 상에 코팅함으로써 형성할 수 있다.

도 1b 및 도 2를 참조하면, 상기 코팅 영역 외부를 둘러싸도록 친수성막(104)을 형성하여 친수성 영역(106)을 형성한다. 상기 친수성 영역(106)의 표면은 상기 소수성막(102)에 비해 친수성을 가짐으로써, 상기 소수성막(102) 표면과 구분된다.

상기 친수성막(104)은 친수성기를 갖는 절연 물질막을 상기 친수성 영역(106)에 접착시켜 형성할 수 있다. 다른 예로, 상기 친수성막(104)은 친수성기를 갖는 절연 물질막을 상기 소수성막(102) 상부 전면에 형성하고, 이를 패터닝하여 형성할 수 있다.

도시된 것과 같이, 상기 친수성 영역(106)은 폐루프 형상을 가질 수 있다. 상기 친수성 영역(106)의 외부의 기판(100) 가장자리 부위는 소수성막(102)이 노출될 수 있다.

이에 더하여, 코팅 영역 내에도 도 15a에 도시된 것과 같이 소수성막에 비해친수성을 갖는 격리벽을 형성하는 공정이 더 포함될 수도 있다. 이 경우, 상기 격리벽 표면도 추가적인 친수성 영역이 된다.

도 1c를 참조하면, 상기 소수성막(102) 및 친수성 영역(106)을 완전하게 덮도록 전해질을 도포하여 전해질막(110)을 형성한다. 상기 전해질막(110)은 슬릿 코팅을 통해 형성될 수 있다. 상기 전해질막(110)은 전해질막을 포함할 수 있다.

즉, 슬릿 노즐의 토출구를 통해 전해질을 기판(100)의 상부면으로 제공한다. 그리고, 상기 기판(100)을 수평 방향으로 이동한다. 따라서, 상기 전해질은 기판(100) 전면에 대해 도포된다.

도 3a는 소수성막 상에서의 전해질을 나타낸다. 도 3b는 소수성막 가장자리에 친수성막이 포함된 하부 박막에서의 전해질을 나타낸다.

도 3a에 도시된 것과 같이, 전해질은 소수성막(10) 상에서 접착력이 매우 약하며, 상대적으로 높은 접촉각을 가지면서 접촉된다. 때문에, 상기 전해질은 상기 소수성막(10) 상에 방울 형태로 응집되는 등의 문제가 발생될 수 있다.

도 3b에 도시된 것과 같이, 상기 전해질은 소수성막(10) 및 소수성막(10) 가장자리의 친수성 영역(12)을 모두 덮도록 형성될 수 있다. 상기 소수성막(10) 및 친수성 영역(12) 상에서의 전해질의 접촉각은 상기 소수성막(10) 상에서의 전해질의 접촉각보다 낮다.

본 실시예에서와 같이, 상기 전해질이 상기 소수성막(10) 및 친수성 영역(12)을 모두 덮도록 형성하면, 상기 소수성막(10) 및 친수성 영역(12) 양 쪽에서 크기가 다른 표면 장력의 영향을 받게 된다.

즉, 상기 전해질은 친수성 영역(12)에서 강하게 부착되면서 상기 소수성막을 덮는 형상을 갖게된다. 또한, 상기 전해질막(110)은 방울 형태로 응집되지 않고 낮은 접촉각을 가지면서 상기 소수성막(102) 상부면을 완전하게 덮도록 형성된다. 그러므로, 상기 전해질막(110)은 상기 전해질이 응집되면서 생기는 디웨팅(dewetting) 불량을 막을 수 있다. 또한, 일반적으로 디웨팅 불량이 감소시키기 위하여 많은 양의 전해질을 사용하여 전해질막을 형성하였으나, 상기 방법에 의하면 보다 작은 양의 전해질로도 디웨팅 불량이 거의 없는 전해질막을 형성할 수 있다. 이하에서는 상기 설명한 코팅 방법을 포함하여 전기 습윤 표시 장치를 제조하는 방법에 대해 설명한다.

전기 습윤 표시 장치의 제조 방법

도 4a 내지 도 4h는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치의 제조 방법을 나타내는 단면도이다.

도 4a를 참조하면, 제1 기판(200)에 포함되는 화소 형성 영역 내에 박막 트랜지스터(202), 화소 전극(204), 노치 전극(206) 및 절연층(208)을 형성한다. 상기 제1 기판(200)은 유리 기판을 포함한다. 상기 제1 기판(200)의 표면은 친수성을 가질 수 있다.

상기 제1 기판(200)의 화소 형성 영역 내에는 복수의 화소들이 형성되며, 하나의 화소에는 박막 트랜지스터(202), 화소 전극(204), 노치 전극(206)이 포함된다. 상기 절연층(208)은 상기 박막 트랜지스터(202), 화소 전극(204) 및 노치 전극(206)들을 덮도록 형성된다. 상기 화소 전극(204)과 상기 노치 전극(206)은 하나의 전극층을 패터닝하여 형성할 수 있다.

도 4b를 참조하면, 상기 제1 기판(200) 전면을 덮도록 소수성 절연막(210)을 형성한다. 상기 소수성 절연막(210)은 상기 화소 전극(204) 및 노치 전극(206)을 덮도록 형성할 수 있다.

상기 소수성 절연막(210)은 스핀 코팅 공정을 통해 형성할 수도 있고, 잉크젯 분사 방식 또는 증착에 의해 형성할 수도 있다. 상기 소수성 절연막(210)은 유기 절연 물질을 사용하여 형성할 수 있다. 상기 소수성 절연막(210)은 불소 수지 코팅을 통해 형성할 수 있다. 예를들어, 상기 소수성막(210)은 테플론 AF1600 (Teflon AF1600, 상품명, 듀폰, 미국), CYTOP (상품명, 아사히, 일본) 등을 이용하여 상기 제1 기판(200) 상에 코팅함으로써 형성할 수 있다.

도 4c를 참조하면, 화소 형성 영역 외부를 둘러싸도록 친수성막(212)을 형성하여 친수성 영역(213)을 형성한다. 상기 친수성막(212)은 친수성기를 갖는 절연 물질을 포함할 수 있다. 상기 친수성막(212)은 친수성기를 갖는 절연 물질 필름을 상기 친수성 영역(213)에 접착시켜 형성할 수 있다.

다른 예로, 상기 친수성막(212)은 친수성기를 갖는 절연 물질막을 상기 소수성 절연막(210) 상부 전면에 형성하고, 상기 친수성 영역(213)에만 친수성막이 남도록 사진 및 식각 공정을 통해 패터닝하여 형성할 수 있다.

도 2에 도시된 것과 동일하게, 상기 친수성 영역(213)은 폐루프 형상을 가질 수 있다. 상기 친수성 영역(213)의 외부의 제1 기판(200) 가장자리 부위는 소수성 절연막(210)이 노출될 수 있다.

상기 친수성막(212)은 후속에 형성되는 전해질 코팅막의 접착 특성을 향상시키기 위하여 제공되는 것이다. 때문에, 상기 친수성막(212)은 얇은 두께를 갖는 것이 바람직하지만, 그 두께 범위가 한정되지는 않는다. 다만, 상기 친수성막(212)은 후속에 형성되는 전해질 코팅막의 두께보다는 얇은 두께로 형성될 수 있다.

도 4d를 참조하면, 상기 소수성 절연막 상에 각각의 화소별로 고립된 내부 공간이 마련되는 격리벽(214)을 형성한다. 즉, 상기 격리벽(214)에 의해 형성되는 내부 공간은 각각의 화소들과 대응된다. 상기 격리벽(214)은 예를들어 포토레지스트로 형성될 수 있다.

상기 격리벽(214)은 친수성을 갖도록 형성할 수 있다. 즉, 상기 격리벽은 친수성을 갖는 물질로 형성할 수 있다. 또는 상기 격리벽(214)에만 선택적으로 친수화 처리를 할 수 있다. 이 경우, 상기 격리벽(214)의 표면도 역시 추가적인 친수성 영역으로 제공될 수 있다.

상기 격리벽(214)을 형성하는 공정 및 친수성 영역(213)을 형성하는 공정은 서로 순서를 바꾸어 진행할 수도 있다.

도 4e를 참조하면, 상기 격리벽(214)에 의해 생성되는 내부 공간 내에 각각 오일을 도포하여 오일 패턴(216)을 형성한다. 상기 오일은 잉크젯 분사 방식으로 도포할 수 있다. 상기 오일을 도포하면, 상기 오일이 격리벽에 의해 노출된 소수성 절연막(210)의 상부면과 각각 접촉되면서 오일 패턴(216)이 형성되는 것이다.

상기 오일 패턴(216)은 빛의 투과를 개폐하는 역할을 할 수 있다. 또한, 상기 오일 패턴(216)은 외부로부터 입사되는 외부광을 차단 및 흡수하여, 외부광이 반사되는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다.

이와는 다른예로, 상기 오일 패턴(216)은 각각 레드, 그린 또는 블루 컬러를 나타낼 수 있다. 이 경우에는, 상기 오일 패턴(216)이 컬러 필터의 역할을 함으로써 컬러 필터가 생략될 수 있다.

도 4f 및 도 4g를 참조하면, 상기 오일 패턴(216) 상에 상기 소수성 절연막(210) 및 친수성 영역(213)을 완전하게 덮도록 전해질 코팅막(220)을 형성한다. 상기 전해질 코팅막(220)을 형성하면 중력에 의해 상기 오일 패턴(216)이 하방으로 힘을 받으면서 상기 오일 패턴(216)이 바닥면과 완전하게 접촉하게 된다.

상기 전해질(220a)은 다량의 물(H₂O)을 함유하고 있고, 일반적으로 오일은 물 위에 떠오르는 경향성을 갖는다. 그러므로, 상기 전해질 코팅막(220)을 형성할 때 상기 오일 패턴들(216)이 전해질 코팅막(220) 상으로 떠오르는 것을 억제하면서 형성되어야 한다. 이를 위하여, 전해질 코팅막(220)은 슬릿 코팅에 의해 형성될 수 있다.

보다 상세하게 설명하면, 도 4f에 도시된 것과 같이, 슬릿 노즐(250)의 토출구를 통해 전해질(220a)을 제1 기판(200)의 상부면으로 제공한다. 그리고, 상기 제1 기판(200)을 수평 방향으로 이동한다. 따라서, 상기 전해질들(220a)은 기판 전면에 대해 도포된다.

상기 전해질(220a)은 다량의 물을 포함하고 있으므로 소수성 절연막(210) 상에서는 상대적으로 높은 접촉각을 가지면서 접촉하게 된다. 또한, 상기 전해질(220a)은 상기 소수성 절연막(210) 상에 방울 형태로 응집되는 등의 문제가 발생될 수 있다.

그런데, 본 실시예의 경우에는, 상기 전해질(220a)이 상기 소수성 절연막(210) 및 친수성 영역(213)을 모두 덮도록 형성되므로, 상기 소수성 절연막(210) 및 친수성 영역(213) 양 쪽에서 크기가 다른 표면 장력의 영향을 받게 된다. 따라서, 상기 전해질(220a)은 소수성 절연막(210) 상에 형성될 때의 접촉각보다는 낮은 접촉각을 가지면서 상기 소수성 절연막(210) 및 친수성 영역(213) 상에 형성된다. 도 4g에 도시된 것과 같이, 상기 전해질 코팅막(220)은 낮은 접촉각을 가지면서 형성될 수 있다. 또한, 상기 전해질 코팅막(220)은 상기 기판(100)의 중심 부위와 가장자리 부위에서의 전해질 코팅막(220)의 높이 차이가 크지 않게 된다. 또한, 상기 전해질 코팅막(220) 가장자리의 친수성 영역에서 접착력이 강해지므로 상기 전해질 코팅막(220)이 상기 소수성 절연막(210) 상에서 방울 형태로 응집되는 등의 문제가 감소될 수 있다.

이에 더하여, 각 화소들을 구분하는 격리벽들이 추가적인 친수성 영역으로 제공되어, 친수성 영역의 표면적이 증가될 수 있다. 따라서, 상기 전해질 코팅막의 디웨팅 불량을 억제할 수 있다.

도 4h를 참조하면, 제2 기판(300)을 마련하고, 상기 제2 기판(300)에 차광 패턴(302), 컬러 필터층(304) 및 공통 전극(306)을 형성한다. 상기 제2 기판(300)은 유리 기판을 포함한다.

상기 차광 패턴(302)은 상기 격리벽(214)과 마주하도록 형성된다. 또한, 상기 컬러 필터층(304)은 서로 다른 컬러들을 나타내는 컬러필터들을 포함한다. 상기 컬러필터들 각각은 상기 화소 전극과 마주하도록 형성된다. 상기 공통 전극(306)은 상기 컬러 필터층(304) 상에 형성되고, 공통 전압이 인가된다.

상기 전해질 코팅막(220)이 형성되어 있는 제1 기판(200) 상으로 상기 제2 기판(300)을 덮어서, 상기 제1 기판(200) 및 제2 기판(300)을 합착시킨다. 이로써, 전기 습윤 표시 장치가 완성된다.

상기 전기 습윤 표시 장치에서, 전해질 코팅막(220)은 방울 형태로 응집되지 않고 낮은 접촉각을 갖는다. 그러므로, 상기 전해질 코팅막(220)이 응집되어 발생되는 디웨팅 불량이 거의 발생되지 않는다.

실시예 2

도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅 방법을 나타내는 단면도 및 사시도이다.

이하에서 설명하는 코팅 방법은 친수성 영역을 형상을 다르게 하는 것을 제외하고는 도 1a 내지 도 1c를 참조로 설명한 것과 동일하다.

도 1a에서 설명한 방법으로, 기판(100) 상부면 전체에 소수성막(102)을 형성한다. 이 후, 기판(100)의 상기 코팅 영역 외부를 둘러싸도록 친수성막(104a)을 형성하여 친수성 영역(103)을 형성한다.

도 5 및 도 6에 도시된 것과 같이, 상기 친수성막(104a)의 외곽으로는 소수성막(102)이 노출되지 않도록 하면서 상기 친수성막(104a)을 형성한다. 상기 친수성막(104a)은 화소 형성 영역 외부에 형성되면서 기판(100) 가장자리 부위까지 연장되어 상기 기판(100) 가장자리 부위를 덮도록 형성된다.

상기 친수성 영역(103)을 형성한 다음, 상기 소수성막(102) 및 친수성 영역(103)을 완전하게 덮도록 전해질을 도포하여 전해질막(110)을 형성한다.

상기 기판(100)에 친수성 영역을 포함함으로써, 실시예 1에서 설명한 것과 동일한 효과를 얻을 수 있다.

상기 설명한 코팅 방법을 포함하여 전기 습윤 표시 장치를 제조할 수 있다.

도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치의 제조 방법을 나타내는 단면도이다.

도 4a 및 도 4b를 참조로 설명한 공정을 수행한다.

이 후, 도 6 및 도 7a에 도시된 것과 같이, 화소 형성 영역 외부를 둘러싸도록 친수성막(212a)을 형성하여 친수성 영역(203)을 한다. 상기 친수성 영역을 형성하는 공정에서, 상기 친수성막(212a)의 외곽으로는 소수성 절연막(210)이 노출되지 않도록 한다. 상기 친수성막(212a)은 상기 화소 형성 영역 외부에 형성되면서 제1 기판(200) 가장자리 부위까지 연장되어 상기 제1 기판(200) 가장자리 부위를 덮도록 형성된다.

이 후, 도 3d 내지 도 3f에서 설명한 공정들을 수행하여, 도 7b에 도시된 것과 같이, 전기 습윤 표시 장치를 제조할 수 있다.

실시예 3

도 8a 및 도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅 방법을 나타내는 단면도이다.

이하에서 설명하는 코팅 방법은 친수성 영역을 형성하는 방법을 제외하고는 도 1a 내지 도 1c를 참조로 설명한 것과 동일하다.

도 1a에서 설명한 방법으로, 기판(100) 상부면 전체에 소수성막(102)을 형성한다. 상기 기판(100)은 유리 기판일 수 있다.

도 8a를 참조하면, 상기 기판(100)에서 코팅 영역 외부에 형성된 소수성막(102)을 식각하여 기판(100)이 노출되도록 함으로써 친수성 영역(106)을 형성한다.

즉, 상기 친수성 영역(106)은 상기 소수성막(102)이 식각되어 생성된 개구부(112) 저면이 된다. 상기 개구부(112)에 의해 노출되는 기판(100) 표면은 상대적으로 친수성을 가지므로 친수성 영역(106)으로 제공될 수 있다. 상기 친수성 영역(106)은 도 2에 도시된 친수성 영역과 유사한 형상을 갖는다. 즉, 상기 친수성 영역(106)으로 제공되는 개구부(112)는 폐루프 형상을 가질 수 있다. 또한, 상기 개구부(112)의 외측으로는 소수성막(102)의 표면이 노출된다.

도 8b를 참조하면, 상기 소수성막(102) 및 친수성 영역(106)을 완전하게 덮도록 전해질을 도포하여 전해질막(110)을 형성한다.

이와같은 방법으로 친수성 영역을 형성하더라도 실시예 1에서 설명한 것과 동일한 효과를 얻을 수 있다.

도 9a 및 도 9b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치의 제조 방법을 나타내는 단면도이다.

도 4a 및 도 4b를 참조로 설명한 공정을 수행한다.

다음에, 도 9a에 도시된 것과 같이, 상기 기판(200)에서 화소 형성 영역 외부에 형성된 소수성 절연막(210)을 식각하여 기판(200)이 노출되도록 함으로써 친수성 영역(213)을 형성한다. 상기 친수성 영역(213)은 도 2에 도시된 친수성 영역과 유사한 형상을 갖는다. 상기 친수성 영역(213)은 상기 소수성 절연막(210)이 식각되어 생성된 개구부(222) 저면의 기판(200) 표면이 된다. 상기 개구부(222)는 폐루프 형상을 가질 수 있다.

이 후, 도 3d 내지 도 3f에서 설명한 공정들을 수행하여, 도 9b에 도시된 것과 같이, 전기 습윤 표시 장치를 제조할 수 있다.

실시예 4

도 10a 및 도 10b는 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅 방법을 나타내는 단면도이다.

도 1a에서 설명한 방법으로, 기판 상부면 전체에 소수성막을 형성한다.

도 10a를 참조하면, 상기 기판(100)에서 코팅 영역 외부에 형성된 소수성막(102)을 식각하여 기판(100) 표면이 일부 노출되도록 함으로써 친수성 영역(106)을 형성한다. 상기 기판(100) 표면은 상기 소수성막에 비해 친수성을 가지므로, 상기 기판(100) 표면이 노출된 부위는 친수성 영역(106)으로 제공될 수 있다.

상기 친수성 영역(106)은 상기 코팅 영역 외부로부터 기판(100) 가장자리까지 연장되는 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 친수성 영역(106)은 도 6에 도시된 것과 유사한 형상을 갖는다. 따라서, 상기 소수성막(102)은 기판(100) 가장자리 부위에는 형성되어 있지 않다.

도 10b를 참조하면, 상기 소수성막(102) 및 친수성 영역(106)을 완전하게 덮도록 전해질을 도포하여 전해질막(110)을 형성한다.

도 11a 및 도 11b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치의 제조 방법을 나타내는 단면도이다.

도 4a 및 도 4b를 참조로 설명한 공정을 수행한 다음, 도 11a에 도시된 것과 같이, 상기 기판에서 화소 형성 영역 외부에 형성된 소수성 절연막(210)을 식각하여 기판(200) 표면이 일부 노출되도록 함으로써 친수성 영역(213)을 형성한다. 상기 기판(200) 표면은 상기 소수성막에 비해 친수성을 가지므로, 상기 기판(100) 표면이 노출된 부위는 친수성 영역(213)으로 제공될 수 있다.

상기 친수성 영역(213)은 상기 화소 형성 영역 외부로부터 기판(200) 가장자리까지 연장되는 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 친수성 영역(213)은 도 6에 도시된 것과 유사한 형상을 갖는다.

이 후, 도 4d 내지 도 4h에서 설명한 공정들을 수행하여 도 11b에 도시된 것과 같이, 전기 습윤 표시 장치를 제조할 수 있다.

실시예 5

도 12a 및 도 12b는 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅 방법을 나타내는 사시도이다. 도 13a 및 도 13b는 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅 방법을 나타내는 단면도이다.

먼저, 도 1a에서 설명한 방법으로, 기판(100) 상부면 전체에 소수성막(102)을 형성한다.

도 12a, 도 12b 및 도 13a를 참조하면, 상기 소수성막(102)이 형성된 기판(100)을 척 상에 로딩시킨다. 상기 척(400)은 기판(100)의 저면을 지지하는 형상을 갖는다.

상기 척(400) 상에 기판(100)이 로딩되었을 때, 상기 기판(100) 가장자리 부위를 둘러싸는 부위의 척(400)에는 친수성 영역(402)이 구비된다. 즉, 상기 척(400)에서 상기 기판(100) 가장자리 측벽과 접촉되는 부위는 친수성 영역(402)이 된다. 상기 친수성 영역은 상기 소수성막 표면에 비해 친수성을 갖는다.

예를들어, 상기 친수성 영역(402)에는 친수성막이 형성될 수 있다. 상기 친수성 영역(402)은 상기 기판(100) 가장자리 부위를 둘러싸도록 폐루프 형상을 가질 수 있다. 예를들어, 상기 친수성 영역(402) 가장자리 외부로는 소수성을 갖는 물질로 형성될 수 있다. 다른 예로, 도시되지는 않았지만, 상기 기판(100) 가장자리 부위를 둘러싸는 척(400)의 상부면 전체가 친수성 영역(402)이 될 수도 있다.

이와같이, 상기 친수성 영역(402)은 기판(100) 내에 위치하지 않고 기판(100) 외부에 위치한다.

또한, 상기 척(400) 상에 기판(100)이 로딩되었을 때, 상기 친수성 영역(402)은 기판(100) 상부면보다 높게 위치할 수 있다. 이와는 다르게, 상기 척(400) 상에 기판(100)이 로딩되었을 때, 상기 친수성 영역(402)은 기판(100) 상부면과 동일한 평면에 위치하거나 또는 기판(100) 상부면보다 낮게 위치할 수도 있다.

도 13b를 참조하면, 상기 기판(100) 상의 소수성막(102)과 척에 포함된 친수성 영역을 완전하게 덮도록 전해질을 도포하여 전해질막(110)을 형성한다. 상기 전해질막(110)은 슬릿 코팅을 통해 형성될 수 있다. 전해질

즉, 슬릿 노즐의 토출구를 통해 전해질을 기판 및 척(400) 상부면으로 제공한다. 그리고, 상기 척(400)을 이동시켜 상기 척(400)에 로딩된 기판(100)을 수평 방향으로 이동한다. 따라서, 상기 전해질은 기판(100) 전면 및 척(400) 상에 대해 도포된다.

상기 전해질은 기판(100)의 소수성막(102) 및 척(400)의 친수성 영역(402)을 모두 덮도록 형성될 수 있다. 상기 전해질이 상기 소수성막(102) 및 친수성 영역(402)을 모두 덮도록 형성하면, 상기 소수성막(102) 및 친수성 영역(402) 양 쪽에서 크기가 다른 표면 장력의 영향을 받게 된다.

즉, 상기 전해질은 친수성 영역(402)에서 강하게 접착되면서 상기 기판 상에 형성된 소수성막(102)을 덮는 형상을 갖게된다. 또한, 상기 전해질막은 방울 형태로 응집되지 않고 낮은 접촉각을 가지면서 상기 소수성막(102) 상부면을 덮도록 형성된다. 그러므로, 상기 전해질막은 상기 전해질이 응집되면서 생기는 디웨팅 불량이 거의 발생되지 않는다.

도 14a 및 14b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치의 제조 방법을 나타내는 단면도이다.

도 4a 및 도 4b를 참조로 설명한 공정을 수행하여, 상기 기판(200)에 소수성 절연막(210)을 형성한다. 이 후에, 도 4d를 참조로 설명한 공정을 수행하여, 상기 소수성 절연막(210) 상에 각각의 화소별로 고립된 내부 공간이 마련되는 격리벽(214)을 형성한다. 상기 격리벽은 친수성을 갖도록 형성할 수 있으며, 이 경우, 상기 격리벽의 표면도 역시 추가적인 친수성 영역으로 제공될 수 있다. 또한, 상기 격리벽(214) 내에 오일 패턴(216)을 형성한다. 다음에, 도 14a에 도시된 것과 같이, 상기 기판(200)을 척(400) 상에 로딩시킨다. 상기 척(400)은 기판(200)의 저면을 지지하도록 형성된다.

상기 척(400) 상에 기판(200)이 로딩되었을 때, 상기 기판(200) 가장자리 부위를 둘러싸는 부위의 척(400)에는 친수성 영역(402)이 구비된다. 즉, 상기 척(400)에서 상기 기판(200) 가장자리 측벽과 접촉되는 부위는 친수성 영역(402)이 된다. 상기 친수성 영역(402)은 상기 기판(200) 가장자리 부위를 둘러싸도록 폐루프 형상을 가질 수 있다.

이와같이, 상기 친수성 영역(402)은 기판(200) 내에 위치하지 않고 기판(200) 외부에 위치한다.

상기 기판(200) 상의 소수성 절연막(210)과 척(400)에 포함된 친수성 영역(402)을 완전하게 덮도록 전해질액을 도포하여 전해질 코팅막(220)을 형성한다. 상기 전해질 코팅막(220)을 형성하는 공정은 도 4f 및 도 4h를 참조로 설명한 것과 동일하다.

도 14b를 참조하면, 제2 기판(300)을 마련하고, 상기 제2 기판(300)에 차광 패턴(302), 컬러 필터층(304) 및 공통 전극(306)을 형성한다. 상기 제2 기판은 유리 기판을 포함한다.

상기 차광 패턴(302)은 상기 격리벽 패턴(140)과 마주하도록 형성된다. 또한, 상기 컬러 필터층(304)은 서로 다른 컬러들을 나타내는 컬러필터들을 포함한다. 상기 컬러필터들 각각은 상기 화소 전극과 마주하도록 형성된다. 상기 공통 전극(306)은 상기 컬러 필터층(304) 상에 형성되고, 상기 공통 전압을 인가한다.

코팅 방법

도 15a 내지 도 15c는 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅 방법을 나타내는 단면도이다.

도 15a를 참조하면, 기판(100) 상부면 전체에 소수성막(102)을 형성한다. 상기 소수성막은 도 1a에서 설명한 방법으로 형성할 수 있다.

기판에서 전해질막이 코팅되어야 할 코팅 영역 내에는 상기 소수성막의 일부분을 노출하는 격리벽을 갖는다. 즉, 상기 격리벽에 의해 내부 공간이 생성된다. 상기 격리벽은 상기 소수성막에 비해 친수성을 갖는 물질을 포함한다. 따라서, 상기 격리벽 표면은 친수성 영역으로 제공된다.

도 15b를 참조하면, 상기 소수성막(102) 및 격리벽을 완전하게 덮도록 전해질을 도포하여 전해질막(110)을 형성한다. 상기 전해질막(110)은 도 1c에서 설명한 방법으로 형성될 수 있다.

이와 같이, 상기 코팅 영역 내에 구비되는 격리벽이 친수성을 가지므로, 전해질은 각 격리벽들과 강하게 부착되면서 형성된다. 따라서, 상기 전해질막(110)은 방울 형태로 응집되지 않고, 디웨팅(dewetting) 불량도 감소된다.

이하에서는 상기 설명한 코팅 방법을 포함하여 전기 습윤 표시 장치를 제조하는 방법에 대해 설명한다.

전기 습윤 표시 장치의 제조 방법

도 16a 내지 도 16c는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치의 제조 방법을 나타내는 단면도이다.

먼저, 도 4a 및 도 4b를 참조로 설명한 공정을 수행한다.

다음에, 도 16a를 참조하면, 소수성 절연막 상에 각각의 화소별로 고립된 내부 공간이 마련되는 격리벽(214a)을 형성한다. 즉, 상기 격리벽(214a)에 의해 형성되는 내부 공간은 각각의 화소들과 대응된다. 상기 격리벽(214a)은 예를들어 포토레지스트로 형성될 수 있다. 상기 격리벽(214a)은 친수성을 갖도록 형성할 수 있다. 예를들어, 상기 격리벽(214a)은 친수성 물질로 형성될 수 있다. 또는, 상기 격리벽(214a)에 선택적으로 친수 처리를 할 수 있다. 이 경우, 상기 격리벽(214a)의 표면이 친수성 영역으로 제공될 수 있다.

도 16b를 참조하면, 상기 격리벽(214a)에 의해 생성되는 내부 공간 내에 각각 오일을 도포하여 오일 패턴(216)을 형성한다. 상기 오일 패턴을 형성하는 공정은 도 4e를 참조로 설명한 것과 동일할 수 있다.

이 후, 상기 오일 패턴(216) 상에 상기 소수성 절연막(210) 및 격리벽(214a)을 완전하게 덮도록 전해질 코팅막(220)을 형성한다. 상기 전해질 코팅막을 형성하는 방법은 도 4f를 참조로 설명하였다.

그런데, 본 실시예의 경우에는, 상기 전해질(220a)이 상기 소수성 절연막(210) 및 친수성 영역(213)을 모두 덮도록 형성되므로, 상기 소수성 절연막(210) 및 친수성 영역(213) 양 쪽에서 크기가 다른 표면 장력의 영향을 받게 된다. 따라서, 상기 전해질(220a)은 소수성 절연막(210) 상에 형성될 때의 접촉각보다는 낮은 접촉각을 가지면서 상기 소수성 절연막(210) 및 친수성 영역(213) 상에 형성된다.

도시된 것과 같이, 상기 전해질 코팅막(220)은 낮은 접촉각을 가지면서 형성될 수 있다. 또한, 상기 전해질 코팅막(220)은 상기 기판(100)의 중심 부위와 가장자리 부위에서의 전해질 코팅막(220)의 높이 차이가 크지 않게 된다. 또한, 상기 전해질 코팅막(220) 가장자리의 친수성 영역에서 접착력이 강해지므로 상기 전해질 코팅막(220)이 상기 소수성 절연막(210) 상에서 방울 형태로 응집되는 등의 문제가 감소될 수 있다.

이에 더하여, 각 화소들을 구분하는 격리벽들(214a)이 추가적인 친수성 영역으로 제공되어, 친수성 영역의 표면적이 증가될 수 있다. 따라서, 상기 전해질 코팅막의 디웨팅 불량을 억제할 수 있다.

도 16c를 참조하면, 제2 기판(300)을 마련하고, 상기 제2 기판(300)에 차광 패턴(302), 컬러 필터층(304) 및 공통 전극(306)을 형성한다. 상기 제2 기판(300)은 유리 기판을 포함한다.

상기 차광 패턴(302)은 상기 격리벽(214a)과 마주하도록 형성된다. 또한, 상기 컬러 필터층(304)은 서로 다른 컬러들을 나타내는 컬러필터들을 포함한다. 상기 컬러필터들 각각은 상기 화소 전극과 마주하도록 형성된다. 상기 공통 전극(306)은 상기 컬러 필터층(304) 상에 형성되고, 공통 전압이 인가된다.

이상 실시예를 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.

100 : 기판 102 : 소수성막
104, 104a : 친수성막 106 : 친수성 영역
110 : 전해질막 112 : 개구부
200 : 제1 기판 210 : 소수성 절연막
212, 212a : 친수성막 213, 402 : 친수성 영역
214, 214a : 격리벽 216 : 오일 패턴
220 : 전해질 코팅막 300 : 제2 기판
400 : 척

Claims

코팅 영역을 포함하는 기판 상부면에 소수성막을 형성하는 단계;
상기 코팅 영역 외부를 둘러싸는 형상의 친수성 영역을 형성하는 단계; 및
상기 소수성막 및 친수성 영역을 덮는 전해질막을 형성하는 단계를 포함하는 코팅 방법.
제1항에 있어서, 상기 친수성 영역을 형성하기 위하여, 상기 소수성막 상에 친수성막을 형성하는 단계를 포함하는 코팅 방법.
제1항에 있어서, 상기 친수성 영역을 형성하기 위하여, 상기 친수성 영역에 위치하고 있는 소수성막을 제거하는 단계를 포함하는 코팅 방법.
제1항에 있어서, 상기 친수성 영역은 상기 기판의 외부에 구비되고, 상기 기판의 측벽을 둘러싸도록 형성하는 코팅 방법.
제4항에 있어서, 상기 친수성 영역은 상기 기판의 저면을 지지하면서 기판의 측벽 부위를 둘러싸기 위한 척의 상부면에 구비되는 코팅 방법.
제1항에 있어서, 상기 전해질막을 형성하는 단계는,
노즐 일단부로부터 토출되는 전해질을 기판 상부면으로 제공하면서, 상기 기판을 수평 이동시키는 단계; 및
상기 전해질이 상기 친수성 영역 부위에서 상대적으로 강한 접착력을 가지면서 상기 소수성막 상을 완전히 덮도록 하여, 상기 친수성 영역 부위가 고정되는 전해질막을 형성하는 단계를 포함하는 코팅 방법.
각 화소 전극들이 형성된 제1 기판 상부면에 대해 소수성 절연막을 형성하는 단계;
상기 소수성 절연막에서 상기 화소 전극들이 형성된 화소 영역의 외부를 둘러싸는 형상을 갖는 친수성 영역을 형성하는 단계;
상기 각 화소 전극들에 대응하는 부위에 각각 오일 패턴들을 형성하는 단계;
상기 오일 패턴들 상에, 상기 소수성 절연막 및 친수성 영역을 덮는 전해질 코팅막을 형성하는 단계; 및
상기 제1 기판 상에 제2 기판을 덮는 단계를 포함하는 전기 습윤 표시 장치의 제조 방법.
제7항에 있어서, 상기 친수성 영역을 형성하기 위하여, 상기 소수성 절연막 상에 친수성막을 형성하는 단계를 포함하는 전기 습윤 표시 장치의 제조 방법.
제7항에 있어서, 상기 친수성 영역은 상기 기판의 외부에 구비되고, 상기 기판의 측벽을 둘러싸도록 형성하는 전기 습윤 표시 장치의 제조 방법.
제7항에 있어서, 상기 친수성 영역의 외곽에는 소수성 절연막의 표면이 노출되는 전기 습윤 표시 장치의 제조 방법.
제7항에 있어서, 상기 친수성 영역은 친수성기를 포함하는 물질로 이루어지는 박막 필름을 부착하여 형성하는 전기 습윤 표시 장치의 제조 방법.
제7항에 있어서, 상기 친수성 영역을 형성하는 단계는,
상기 기판 상에, 친수성기를 포함하는 물질로 이루어지는 박막을 형성하는 단계; 및
상기 박막을 사진 식각하여 패터닝하는 단계를 포함하는 전기 습윤 표시 장치의 제조 방법.
제7항에 있어서, 상기 전해질 코팅막을 형성하는 단계는,
전해질이 상기 친수성 영역에서 부위에서 상대적으로 강한 접착력을 가지면서 상기 소수성 절연막 상을 완전히 덮도록 하여, 상기 친수성 영역 부위가 고정되는 전해질 막을 형성하는 단계를 포함하는 전기 습윤 표시 장치의 제조 방법.
제7항에 있어서, 상기 화소 영역에 형성되는 각 화소들의 화소 경계부에 대응하는 상기 소수성 절연막 상에는 격리벽을 형성하는 단계를 더 포함하는 전기 습윤 표시 장치의 제조 방법.
제14항에 있어서, 상기 오일 패턴들은 상기 격리벽에 의해 고립된 부위의 소수성 절연막 상에 각각 형성되고, 상기 격리벽은 상기 소수성 절연막에 비해 친수성을 갖는 물질로 형성되는 전기 습윤 표시 장치의 제조 방법.