KR20140006326A - 전기영동 표시장치 및 이의 제조방법 - Google Patents

전기영동 표시장치 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

제조 효율을 향상시킬 수 있는 전기영동 표시장치는 하부 기판 상에 형성된 격벽; 복수의 대전 입자와 용매로 구성된 마이크로 캡슐을 포함하여 상기 격벽에 의하여 형성된 충진 공간 내에 채워진 전기영동 잉크; 및 공통 전극 및 상기 하부 기판과의 합착을 위한 실링 레이어가 형성된 상부 기판을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

전기영동 표시장치 및 이의 제조방법{ELECTROPHORETIC DISPLAY DEVICE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 제조 효율을 향상시킬 수 있는 전기영동 표시장치 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
전기영동 표시장치란 착색된 대전입자가 외부로부터 가해진 전계에 의해 이동하는 전기영동(Electrophoresis) 현상을 이용하여 화상을 표시하는 장치를 말한다. 여기서 전기영동 현상이란, 대전입자를 액체 속에 분산시킨 전기영동 잉크(e-ink)에 전계를 인가하는 경우에 상기 대전입자가 쿨롱력에 의하여 액체 속을 이동하는 현상을 의미한다.
전하를 갖는 물질이 전기장에 놓이면 그 물질들은 전하, 분자의 크기 및 모양 등에 따라 특유의 이동을 한다. 이동 정도의 차이에 의하여 물질이 분리되는 현상을 전기영동이라 한다.
전기영동 현상을 이용한 전기영동 표시장치는 쌍안정성(Bistability)의 특징을 갖고 있어, 인가된 전압이 제거되어도 원래의 이미지를 장시간 표시할 수 있다. 즉, 전기영동 표시장치는 지속적으로 전압을 인가하지 않아도 일정 화면을 장기간 유지할 수 있기 때문에 화면의 신속한 교환이 요구되지 않는 전자 책(e-book) 분야에 적합한 디스플레이 장치이다.
또한, 전기영동 표시장치는 액정 표시장치와는 달리 시야각(Viewing Angle)에 대한 의존성이 없을 뿐만 아니라, 외부 광을 반사하여 영상을 표시하기 때문에 종이와 유사한 정도로 눈에 편안한 화상을 제공할 수 있다. 아울러, 자유롭게 휘어지는 유연성(Flexibility), 저전력 소비(low power consumption), 친환경(eco like)의 장점을 가지고 있어 수요가 증가되고 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 전기영동 표시장치를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 전기영동 표시장치는 대향 합착된 하부 기판(10) 및 상부 기판(20)과, 상기 하부 기판(10)과 상부 기판(20) 사이에 개재된 전기영동 필름(30), 보호 시트(40) 및 실링재(50)를 포함한다.
하부 기판(10)에는 상호 교차하도록 형성된 복수의 게이트 라인(미도시) 및 복수의 데이터 라인(미도시)를 포함한다. 상기 게이트 라인과 데이터 라인에 의해 복수의 화소가 정의된다.
하부 기판(10)에 형성된 복수의 화소에는 박막 트랜지스터(12, TFT)와 화소 전극(미도시)이 형성된다.
박막 트랜지스터(12)는 게이트 라인을 통해 인가된 스캔 신호에 따라 스위칭 된다. 박막 트랜지스터(12)의 스위칭에 의해 데이터 라인에 공급되는 데이터 전압이 화소 전극에 공급되게 된다.
상부 기판(20)에는 공통 전극(22) 및 접착층(24)을 포함한다. 공통 전극(22)은 상부 기판(20) 하부에 상기 화소 전극과 대향되도록 형성된다. 접착층(24)은 상부 기판(20) 상부에 형성되어 상부 기판(20)을 보호 시트(40)와 접착시킨다.
전기영동 필름(30)은 복수의 마이크로 캡슐(32) 및 접착층(34)을 포함한다.
복수의 마이크로 캡슐(32)은 복수의 대전 입자 및 용매(solvent)로 구성된다. 여기서, 복수의 대전 입자는 일부가 포지티브(+)로 대전되고, 나머지 일부는 네거티브(-)로 대전된다. 접착층(34)은 마이크로 캡슐(32)을 보호함과 아울러, 전기영동 필름(30)을 하부 기판(10)과 접착시킨다.
하부 기판(10)의 화소 전극과 상부 기판(20)의 공통 전극(22) 사이에 전계가 형성되면, 마이크로 캡슐(32) 내에 포함된 대전 입자들이 전기영동에 의해 이동함으로써 화상을 구현하게 된다.
보호 시트(40)는 차단 필름(42), 접착층(44), 및 투명판(46)을 포함한다. 여기서, 차단 필름(42)은 습기 및 자외선으로부터 마이크로 캡슐(32)을 보호한다. 접착층(44)은 차단 필름(42)을 투명판(46)에 접착시킨다.
실링재(50)는 전기영동 표시장치의 측면을 둘러싸도록 형성됨으로써 전기영동 필름(30)을 외부로부터 보호한다.
이러한 종래 기술에 따른 전기영동 표시장치는 하부 기판(10), 상부 기판(20), 전기영동 필름(30), 및 보호 시트(40)를 각각 제조한다. 이후, 전기영동 필름(30)은 상부 기판(20)에 부착된 상태로 보관 및 운반되다가 라미네이팅 공정에 의해 하부 기판(10)에 부착된다. 이어서, 보호 시트(40)를 라미네이팅 공정에 의해 상부 기판(10)에 부착한다. 마지막으로, 전기영동 표시장치의 측면을 실링재(50)로 밀봉함으로써 외부로부터 침투하는 습기를 차단한다.
따라서, 하부 기판(10), 상부 기판(20), 전기영동 필름(30), 보호 시트(40) 각각을 별도로 제작하여야 하고, 별도의 사이드 실링(side sealing) 공정을 진행함으로 제조 공정이 복잡하고, 제조 시간이 많이 소요되어 제조 효율이 떨어지는 단점이 있다. 또한, 별도로 제조된 전기영동 필름(30)을 적용하여야 함으로 제조 비용이 증가되는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 개선하기 위해, 전기영동 레이어를 하부 기판에 내재화시키는 기술이 제안된 바 있으나, 전기영동 레이어를 하부 기판에 내재화시키는 제조공정 기술이 성숙되지 않은 이유로 여러 가지 문제점이 발생되어 기술 적용에 어려움이 있다.
특히, 하부 기판에 전기영동 잉크(대전 입자 및 용제)을 충진하는 공정 중에 전기영동 잉크가 인접한 셀로 넘쳐흘러 들어가 오염이 발생되는 문제점이 있다. 전기영동 표시장치가 풀 컬러 화상을 표시하는 경우, 특정 색상으로 착색된 대전 입자들이 이웃하는 다른 색상의 화소로 넘쳐흘러 들어가면 컬러 화상을 표시할 수 없고, 광 반사율 및 명암비(contrast ratio)가 떨어지는 문제점이 있다.
상술한 문제점들로 인해, 전기영동 표시장치의 구동 신뢰성이 저하되고, 제조효율이 낮아지는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전기영동 표시장치의 제조효율을 향상시킬 수 있는 전기영동 표시장치 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 그 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 전기영동 표시장치의 제조비용을 절감시킬 수 있는 전기영동 표시장치 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 다른 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 전기영동 표시장치의 두께를 감소시킨 전기영동 표시장치 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 또 다른 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 양산성 및 구동 신뢰성을 향상시킬 수 있는 전기영동 표시장치 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 또 다른 기술적 과제로 한다.
위에서 언급된 본 발명의 기술적 과제 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. 이 밖에도, 본 발명의 실시 예들을 통해 본 발명의 또 다른 특징 및 이점들이 새롭게 파악될 수도 있을 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 전기영동 표시장치는 하부 기판 상에 형성된 격벽; 복수의 대전 입자와 용매로 구성된 마이크로 캡슐을 포함하여 상기 격벽에 의하여 형성된 충진 공간 내에 채워진 전기영동 잉크; 및 공통 전극 및 상기 하부 기판과의 합착을 위한 실링 레이어가 형성된 상부 기판을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 전기영동 표시장치의 제조방법은 하부 기판 상에 격벽을 형성하는 단계; 상기 격벽에 의하여 형성된 충진 공간 내에 복수의 대전 입자와 용매로 구성된 마이크로 캡슐을 포함하는 전기영동 잉크를 채우는 단계; 및 공통 전극 및 실링 레이어가 형성된 상부 기판을 상기 하부 기판과 마주보도록 배열시키고, 상기 하부 기판과 상기 상부 기판을 합착시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 제조 공정을 단순화하여 전기영동 표시장치의 제조효율을 향상시킬 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면 전기영동 필름 대신에 격벽들 사이에 전기영동 잉크를 채우기 때문에 전기영동 표시장치의 제조단가를 절감할 수 있다는 다른 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면 마이크로 캡슐을 포함하는 전기영동 잉크를 사용함으로써 복수의 단위 화소 영역마다 격벽을 형성하지 않아도 되고, 이에 따라, 원자재를 감소시켜 제조단가를 절감할 수 있다는 또 다른 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면 보호 시트 대신 상부 기판과 하부 기판 사이에 실링 레이어를 형성함으로써 전기영동 표시장치의 두께를 감소시킬 수 있고, 두께가 감소함에 따라 전기영동 표시장치의 광학적 특성을 향상시킬 수 있다는 또 다른 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 전기영동 표시장치를 개략적으로 보여주는 단면도이다.
도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기영동 표시장치를 개략적으로 보여주는 단면도이다.
도 3은 하부 기판 상에 형성된 격벽의 제1실시예를 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 4는 하부 기판 상에 형성된 격벽의 제2실시예를 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 5는 하부 기판 상에 형성된 격벽의 제3실시예를 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 6은 하부 기판 상에 형성된 격벽의 제4실시예를 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 7a내지 도 7e는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기영동 표시장치의 제조 공정을 보여주는 단면도이다.
이하, 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예를 설명함에 있어서 어떤 구조물이 다른 구조물 "상에" 또는 "하에" 형성된다고 기재된 경우, 이러한 기재는 이 구조물들이 서로 접촉되어 있는 경우는 물론이고 이들 구조물들 사이에 제3의 구조물이 개재되어 있는 경우까지 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 다만, "바로 위에" 또는 "바로 아래에"라는 용어가 사용될 경우에는, 이 구조물들이 서로 접촉되어 있는 것으로 제한되어 해석되어야 한다.
본 발명은 모노 타입 및 컬러 필터를 포함하는 전기영동 표시장치는 물론이고, 전기영동 잉크 내의 대전 입자가 레드(red), 블루(blue), 그린(green), 옐로우(yellow), 시안(cyan), 마젠타(magenta), 블랙(black), 화이트(white)의 색상이 선택적으로 착색되어 풀 컬러 화상을 표시하는 전기영동 표시장치에도 동일하게 적용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기영동 표시장치를 개략적으로 보여주는 단면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기영동 표시장치는 하부 기판(110), 전기영동 잉크(130), 격벽(140), 상부 기판(120), 공통 전극(122), 및 실링 레이어(150)을 포함한다.
하부 기판(110)은 투명 재질의 유리 기판일 수 있으나, 전기영동 표시장치가 가요성(Flexibility)을 갖도록 하기 위하여 플라스틱 기판 또는 금속 기판이 사용될 수도 있다. 하부 기판(110)은 화상이 표시되는 면의 반대 측에 위치하므로 반드시 투명할 필요는 없다.
하부 기판(110)은 도 2에 도시하지는 않았지만, 상호 교차하도록 형성된 복수의 게이트 라인 및 복수의 데이터 라인을 포함한다.
복수의 게이트 라인 및 복수의 데이터 라인의 교차에 의해 복수의 화소(pixel)가 정의되고, 각각의 화소에 대응되도록 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, TFT, 112) 및 화소 전극(미도시)이 형성된다.
게이트 라인 및 데이터 라인은 비저항(Resistivity)이 낮은 은(Ag), 알루미늄(Al), 또는 이들의 합금(Alloy)으로 이루어진 단일막이거나, 또는 이러한 단일막에 더하여 전기적 특성이 우수한 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 또는 탄탈륨(Ta)으로 이루어진 막을 더 포함하는 다층막일 수 있다.
도 2에 도시하지는 않았지만, 게이트 라인과 데이터 라인 사이에는 질화막(SiNx) 등으로 이루어진 게이트 절연막이 위치하고, 게이트 라인과 데이터 라인의 교차부마다 TFT(112)가 형성된다.
또한, TFT(112)는 게이트 라인으로부터 분지된 게이트 전극, 상기 게이트 전극에 대응하는 부분의 게이트 절연막 상에 형성된 반도체층, 상기 데이터 라인으로부터 분지된 소스 전극, 및 드레인 전극을 포함한다.
상기 소스 전극 및 드레인 전극은 게이트 절연막 및 반도체층 상에 서로 이격되어 형성되며, 상기 반도체층과 각각 부분적으로 중첩된다.
TFT(112)는 상기 소스 전극과 반도체층 사이, 그리고 상기 드레인 전극과 반도체층 사이에 각각 오믹 콘택층(Ohmic Contact)을 더 포함할 수 있다.
TFT(112)가 형성된 하부 기판(110)의 전면 상에 질화막(SiNx) 등으로 이루어진 보호층이 형성되고, 상기 보호층 상에 각 화소에 대응하는 화소 전극(미도시)이 형성된다.
상기 화소 전극은 보호층에 형성되어 있는 콘택홀을 통해 대응하는 TFT(112)의 드레인 전극에 접속된다. 구리, 알루미늄, 인듐틴옥사이드(ITO) 등이 화소 전극의 제조에 사용될 수 있으며, 이들에 니켈 및/또는 금 등이 더 적층될 수도 있다.
다음으로, 격벽(140)은 하부 기판(110) 상에 형성되어 전기영동 잉크(130)가 충진되는 충진 공간을 정의함과 아울러 외부의 공기 및 습기가 충진 공간 내에 채워지는 전기영동 잉크(130)에 침투하는 것을 방지하는 역할을 수행한다.
도 3 내지 도 6은 하부 기판 상에 형성된 격벽의 제1내지 제4 실시예를 개략적으로 보여주는 평면도이다.
제1실시예에 따른 격벽(140)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 하부 기판(110)의 가장자리 영역에 배치되어 복수의 화소 전극을 둘러싸도록 형성된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기영동 표시장치는 격벽(140)을 복수의 단위 화소 영역마다 형성하지 않기 때문에 격벽(140)을 형성하는 공정이 단순하며, 원자재 절감에 따른 제조비용도 절감시킬 수 있다.
제2실시예에 따른 격벽(140)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 하부 기판(110)의 가장자리 영역에 배치되어 복수의 화소 전극을 둘러싸도록 형성될 뿐만 아니라, 상기 복수의 화소 전극 사이에 배치되어 하부 기판(110)의 장변과 평행하게 연장되도록 형성될 수도 있다.
제3실시예에 따른 격벽(140)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 하부 기판(110)의 가장자리 영역에 배치되어 복수의 화소 전극을 둘러싸도록 형성될 뿐만 아니라, 상기 복수의 화소 전극 사이에 배치되어 하부 기판(110)의 단변과 평행하게 연장되도록 형성될 수도 있다.
제4실시예에 따른 격벽(140)은, 도 6에 도시된 바와 같이, 하부 기판(110)의 가장자리 영역에 배치되어 복수의 화소 전극을 둘러싸도록 형성될 뿐만 아니라, 상기 복수의 화소 전극 사이에 배치되어 격자 형상으로 형성될 수도 있다.
이와 같이 격자 형상을 가지더라도, 제4 실시예에 따른 격벽(140)은 반드시 하나의 단위 화소 영역 마다 형성될 필요가 없고, 둘 이상의 단위 화소 영역들을 둘러싸도록 형성될 수 있다.
이때, 격벽(140)은 10um~100um의 높이를 갖도록, 바람직하게는 30um~40um의 높이를 갖도록 형성될 수 있고, 5um~30um의 선폭을 갖도록, 바람직하게는 9um~16um의 선폭을 갖도록 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 격벽(140)은 상단과 하단이 서로 다른 선폭을 갖는 형상으로 형성될 수 있다. 예컨대, 격벽(140)은 상단이 9um~10um의 선폭을 갖고, 하단이 15um~16um의 선폭을 갖는 형상으로 형성될 수 있다.
이러한, 격벽(140)은 포토리소그래피(Photolithography) 또는 몰드 프린팅(Mold Printing) 공정을 통해 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 격벽(140)은 아크릴(Acrly) 계열 또는 에폭시(Epoxy) 계열의 폴리머(Polymer)를 포함하는 물질을 패터닝함으로써 형성될 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 전기영동 잉크(130)는 격벽(140)에 의해 정의되는 충진 공간 내에 채워지는 것으로서, 마이크로 캡슐(132) 및 마이크로 캡슐(132)을 하부 기판(110) 상에 접착시키는 바인더(Binder, 134)를 포함한다.
여기서, 마이크로 캡슐(132)은 제1 대전 입자, 제2 대전 입자 및 제1 대전 입자와 제2 대전 입자가 이동할 수 있는 매질 역할을 하는 용매(solvent)로 구성된다.
제1 대전 입자와 제2 대전 입자는 전계가 인가되면 쿨롱력에 의해 용매 내에서 이동함으로써 화상을 표시할 수 있다. 제1 대전 입자와 제2 대전 입자는 서로 다른 극성을 갖도록 대전된다. 예컨대, 제1 대전 입자가 음(-)으로 대전된 것이면, 제2 대전 입자는 양(+)으로 대전된 것일 수 있다.
제1 대전 입자와 제2 대전 입자는 서로 다른 색채를 갖도록 형성될 수 있다. 예컨대, 제1 대전 입자가 화이트(White) 색채를 가지면, 제2 대전 입자는 블랙(Black) 색채를 가질 수 있다.
도시되지 않았지만, 컬러 화상을 표시하기 위한 전기영동 표시장치를 제조하는 경우, 제1 대전 입자는 레드(red), 블루(blue), 그린(green), 옐로우(yellow), 시안(cyan), 마젠타(magenta), 블랙(black), 화이트(white)의 색채를 갖고, 제2 대전 입자는 블랙 색채를 가질 수 있다.
용매는 할로겐 솔벤트(halogenated solvents), 포화 탄화수소(saturated hydrocarbons), 실리콘 오일(silicone oils), 저 분자량 할로겐을 포함하는 폴리머(low molecular weight halogen-containing polymers), 에폭사이드(epoxides), 비닐 에테르(vinyl ehters), 비닐 에스테르(vinyl ester), 방향족 탄화수소(aromatic hydrocarbon), 톨루엔(toluene), 나프탈렌(naphthalene), 액상 파라핀(paraffinic liquids) 또는 폴리 클로로트리플루오로에틸렌 폴리머(poly chlorotrifluoroethylene polymers) 물질이 사용될 수 있다.
또한, 용매는 제1 대전 입자 및 제2 대전 입자와 전기적 상호작용을 하지 않도록 무극성(non-polar)인 것이 바람직하다.
이러한, 전기영동 잉크(130)은 스크린 프린팅(Screen Printing) 방식, 스퀴징(Squeezing) 방식, 잉크젯 프린팅(Inkjet Printing) 방식, 드롭 코팅(Drop Coating) 방식, 다이 코팅(Die Coating) 방식, 캐스팅(Casting) 방식, 바 코팅(Bar Coating) 방식, 슬릿 코팅(Slit Coating) 방식, 디스펜스(Dispense) 방식 중에서 어느 하나의 방식을 이용하여 충진 공간 내에 채워질 수 있다.
다음으로, 상부 기판(120)은 하부 기판(110)과 대향하여 합착되는 것으로서, 화상을 표시하기 위해 투명한 재질의 유리 또는 가요성(Flexibility)이 있는 플라스틱으로 이루어질 수 있다.
공통 전극(122)은 상부 기판(120) 상에 형성되고, ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide)로 형성될 수 있다. 공통 전극(122)은 화소 전극과 마주보게 배치되어 전계를 형성한다.
다음으로, 실링 레이어(150)는 공통 전극(122) 상에 형성되어, 상부 기판(120)과 하부 기판(110)을 결합시킴과 아울러 외부의 공기 및 습기가 전기영동 잉크(130)에 침투하는 것을 방지하는 역할을 수행한다.
일 실시예에 있어서, 실링 레이어(150)는 접착성 및 전기적 절연성을 가지는 유기물 또는 무기물로 형성될 수 있다. 예컨대, 실링 레이어(150)는 불소계 물질 또는 불소계 고분자를 포함하는 물질로 형성될 수 있다.
이하, 도 7을 참조하여 일 실시예에 따른 전기영동 표시장치의 제조 공정에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
도 7a내지 도 7e는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기영동 표시장치의 제조 공정을 설명하기 위한 단면도들이다.
먼저, 도 7a에서 일 수 있듯이, 하부 기판(110)을 제조한다. 이때, 도면에는 구체적으로 도시하지 않았지만, 하부 기판(110)은 아래의 공정에 따라 형성될 수 있다.
먼저, 기판 상에 금속막을 증착한 후 포토리소그래피 공정 및 식각 공정을 통해 상기 금속막을 선택적으로 패터닝하여 게이트 라인 및 상기 게이트 라인에서 분지된 게이트 전극을 형성한다. 이후, 상기 게이트 라인과 게이트 전극을 포함한 기판 상에 질화막(SiNx)을 이용하여 게이트 절연막을 형성하고, 게이트 절연막 상부에 반도체층(미도시)과 불순물층(미도시)를 순차적으로 형성한 후, 상기 불순물층과 반도체층을 포토리소그래피 공정 및 식각 공정에 의해 선택적으로 패터닝하여 반도체층 및 오믹 콘택층을 형성한다.
이후, 반도체층과 오믹 콘택층을 포함한 기판 상에 데이터 라인 형성을 위한 금속 물질을 증착한 후, 이를 포토리소그래피 공정 및 식각 공정을 통해 선택적으로 패터닝하여 데이터 라인, 상기 데이터 라인에서 분지된 소스 전극, 및 상기 소스 전극과 일정 간격 이격된 드레인 전극을 형성한다. 이러한 과정을 통해, 소스 전극, 드레인 전극, 액티브층, 및 게이트 전극으로 구성되는 스위칭 소자인 TFT(112)가 형성된다.
이후, TFT(112)가 형성된 기판 전면에 보호층을 형성하고, 상기 보호층을 선택적으로 패턴닝하여 상기 드레인 전극의 일부분을 노출시키는 콘택홀을 형성한다. 이후, 콘택홀을 포함하는 보호층 상에 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질로 이루어진 금속 물질을 증착한 후, 상기 금속 물질을 포토리소그래피 공정 및 식각 공정을 통해 선택적으로 패터닝하여 상기 드레인 전극과 전기적으로 접속되는 화소전극을 형성함으로써 하부기판(110)을 제조한다.
다음, 도 7b에서 알 수 있듯이, 하부 기판(110) 상에 격벽(140)을 형성한다. 격벽(140)은 하부 기판(110)의 가장자리 영역에 배치되어 복수의 화소 전극들을 둘러싸도록 형성되어 전기영동 잉크(130)가 충진되는 충진 공간을 정의한다.
일 실시예에 있어서, 격벽(140)은 상기 복수의 화소 전극 사이에 배치되어 하부 기판(110)의 장변과 평행하게 연장되도록 더 형성될 수 있다.
다른 일 실시예에 있어서, 격벽(140)은 상기 복수의 화소 전극 사이에 배치되어 하부 기판(110)의 단변과 평행하게 연장되도록 더 형성될 수 있다.
또 다른 일 실시예에 있어서, 격벽(140)은 상기 복수의 화소 전극 사이에 배치되어 격자 형상으로 형성될 수도 있다. 이와 같이 격자 형상을 가지더라도, 격벽(140)은 하나의 단위 화소 영역 마다 형성되지 않고, 둘 이상의 단위 화소 영역들을 둘러싸도록 형성되는 것이 바람직하다.
일 실시예에 있어서, 격벽(140)은 아크릴 계열 또는 에폭시 계열의 폴리머를 포함하는 물질을 이용하여 포토리소그래피(Photolithography) 또는 몰드 프린팅(Mold Printing) 공정을 통해 형성될 수 있다.
이때, 격벽(140)은 10um~100um의 높이를 갖도록, 바람직하게는 30um~40um의 높이를 갖도록 형성할 수 있고, 5um~30um의 선폭을 갖도록, 바람직하게는 9um~16um의 선폭을 갖도록 형성할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 격벽(140)은 상단과 하단이 서로 다른 선폭을 갖는 형상으로 형성될 수 있다. 예컨대, 격벽(140)은 상단은 9um~10um의 선폭을 갖고, 하단은 15um~16um의 선폭을 갖는 형상으로 형성될 수 있다.
다음, 도 7c에서 알 수 있듯이, 격벽(140)에 의해 정의되는 충진 공간 내에 마이크로 캡슐(132) 및 액체 상태의 바인더(134)를 포함하는 전기영동 잉크(130)를 채운다.
전기영동 잉크(130)는 스크린 프린팅(Screen Printing) 방식, 스퀴징(Squeezing) 방식, 잉크젯 프린팅(Inkjet Printing) 방식, 드롭 코팅(Drop Coating) 방식, 다이 코팅(Die Coating) 방식, 캐스팅(Casting) 방식, 바 코팅(Bar Coating) 방식, 슬릿 코팅(Slit Coating) 방식, 디스펜스(Dispense) 방식 중에서 어느 하나의 방식을 이용하여 충진 공간 내에 채워질 수 있다.
이때, 마이크로 캡슐(132)은 제1 대전 입자, 제2 대전 입자 및 제1 대전 입자와 제2 대전 입자가 이동할 수 있는 매질 역할을 하는 용매를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 전기영동 표시장치가 모노 영상을 표시하는 경우, 제1 대전 입자 및 제2 대전 입자 중 어느 하나는 화이트(White) 색채를 갖고, 나머지 하나는 블랙(Black) 색채를 가질 수 있다.
다른 일 실시예에 있어서, 전기영동 표시장치가 컬러 영상을 표시하는 경우, 제1 대전 입자 및 제2 대전 입자 중 어느 하나는 레드(red), 블루(blue), 그린(green), 옐로우(yellow), 시안(cyan), 마젠타(magenta), 블랙(black), 화이트(white)의 색채를 갖고, 나머지 하나는 블랙 색채를 가질 수 있다.
또한, 용매는 할로겐 솔벤트(halogenated solvents), 포화 탄화수소(saturated hydrocarbons), 실리콘 오일(silicone oils), 저 분자량 할로겐을 포함하는 폴리머(low molecular weight halogen-containing polymers), 에폭사이드(epoxides), 비닐 에테르(vinyl ehters), 비닐 에스테르(vinyl ester), 방향족 탄화수소(aromatic hydrocarbon), 톨루엔(toluene), 나프탈렌(naphthalene), 액상 파라핀(paraffinic liquids) 또는 폴리 클로로트리플루오로에틸렌 폴리머(poly chlorotrifluoroethylene polymers) 물질이 사용될 수 있다.
다음, 도 7d에서 알 수 있듯이, 전기영동 잉크(130)를 자외선(UV) 또는 열을 가하여 경화시키거나 자연 경화시킨다. 전기영동 잉크(130)의 바인더(134)가 고체화됨으로써 마이크로 캡슐(132)을 하부 기판(110)에 고정시킨다.
다음, 도 7e에서 알 수 있듯이, 상부 기판(120)에 형성된 실링 레이어(150)를 이용하여 격벽(140) 상부 및 전기영동 잉크(130)를 실링하고, 상부 기판(120)과 하부 기판(110)을 합착시킨다.
이때, 상부 기판(120)은 하부 기판(110)의 제조 공정과 별도의 제조 공정을 통하여 공통 전극(122)과 실링 레이어(150)를 형성한다. 실링 레이어(150)는 공통 전극(122) 상부에 접착 물질을 도포한 후, 임프린팅 또는 포토라쏘그래피 공정을 통해 형성할 수 있다.
실링 레이어(150)를 이용하여 하부 기판(110)과 상부 기판(120)을 합착함으로써 전기영동 잉크(130)의 차폐가 완벽하게 이루어질 수 있다. 따라서, 외부 공기 및 수분에 의해 전기영동 잉크(130)가 오염되는 것을 방지하고, 전기영동 표시장치의 양산성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 7e에서는 일 실시예에 따라서 실링 레이어(150)가 형성된 상부 기판(120)과 하부 기판(110)을 합착시키고 있으나, 다른 일 실시예에 따라서, 실링 레이어(150)가 하부 기판(110) 상에 형성되고, 공통 전극(122)이 형성된 상부 기판(120)과 하부 기판(110)을 합착시킬 수도 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110: 하부 기판 112: TFT
120: 상부 기판 122: 공통 전극
130: 전기영동 잉크 140: 격벽
150: 실링 레이어

Claims (10)

  1. 하부 기판 상에 형성된 격벽;
    복수의 대전 입자와 용매로 구성된 마이크로 캡슐을 포함하여 상기 격벽에 의하여 형성된 충진 공간 내에 채워진 전기영동 잉크; 및
    공통 전극 및 상기 하부 기판과의 합착을 위한 실링 레이어가 형성된 상부 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 격벽은 상기 하부 기판의 가장자리 영역에 배치되어 상기 하부 기판 상에 형성된 복수의 화소 전극들을 둘러싸도록 형성되는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 격벽은 상기 복수의 화소 전극들 사이에 일정 간격으로 배치되어 상기 하부 기판의 어느 한변과 평행하게 연장되도록 더 형성되는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 실링 레이어는 비전도성의 유기물 또는 무기물로 형성되는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 대전입자는 레드, 그린, 블루, 옐로우, 시안, 마젠타, 블랙 및 화이트 중에서 선택적으로 착색된 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치.
  6. 하부 기판 상에 격벽을 형성하는 단계;
    상기 격벽에 의하여 형성된 충진 공간 내에 복수의 대전 입자와 용매로 구성된 마이크로 캡슐을 포함하는 전기영동 잉크를 채우는 단계; 및
    공통 전극 및 실링 레이어가 형성된 상부 기판을 상기 하부 기판과 마주보도록 배열시키고, 상기 하부 기판과 상기 상부 기판을 합착시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치의 제조방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 격벽은 상기 하부 기판의 가장자리 영역에 배치되어 상기 하부 기판 상에 형성된 복수의 화소 전극들을 둘러싸도록 형성되는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 격벽은 상기 복수의 화소 전극들 사이에 일정 간격으로 배치되어 상기 하부 기판의 어느 한변과 평행하게 연장되도록 더 형성되는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치.
  9. 제6항에 있어서, 상기 채우는 단계는
    스크린 프린팅(Screen Printing) 방식, 스퀴징(Squeezing) 방식, 잉크젯 프린팅(Inkjet Printing) 방식, 드롭 코팅(Drop Coating) 방식, 다이 코팅(Die Coating) 방식, 캐스팅(Casting) 방식, 바 코팅(Bar Coating) 방식, 슬릿 코팅(Slit Coating) 방식, 디스펜스(Dispense) 방식 중에서 어느 하나의 방식을 이용하여 상기 전기영동 잉크를 상기 충진 공간 내에 채우는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치.
  10. 제6항에 있어서, 상기 채우는 단계 후에
    전기영동 잉크에 자외선 또는 열을 가하여 경화시키거나 자연 경화시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전지영동 표시장치의 제조방법.
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