KR20190049666A - 전기 습윤 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공정을 단순화하고 비용을 줄일 수 있으며, 동작 불량을 방지할 수 있는 전기 습윤 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 의한 전기 습윤 표시 장치의 제조 방법은 기판 위에 화소 전극을 형성하는 단계; 상기 화소 전극 위에 소수성 물질로 절연층을 형성하는 단계; 상기 절연층 위에 마스크를 대응시키고 상기 절연층을 노광하는 단계; 상기 절연층의 상부면을 표면 처리하는 단계; 상기 절연층을 현상하여, 상기 화소 전극 위에 위치하는 발수층 및 상기 발수층 위에 위치하는 격벽을 형성하는 단계; 및, 상기 격벽과 격벽 사이이며, 상기 발수층 위에 오일층을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 발수층 및 상기 격벽의 측면은 소수성이고, 상기 격벽의 상부면은 친수성이고, 상기 격벽의 두께가 상기 발수층의 두께보다 두꺼운 것을 특징으로 한다.

Description

전기 습윤 표시 장치 및 그 제조 방법{ELECTROWETTING DISPLAY DEVICE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 전기 습윤 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공정을 단순화하고 비용을 줄일 수 있으며, 동작 불량을 방지할 수 있는 전기 습윤 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

현재 알려져 있는 평판 표시 장치에는 액정 표시 장치(liquid crystal display: LCD), 플라스마 표시 장치(plasma display panel: PDP), 유기 전계 발광 표시 장치(organic light emitting display: OLED), 전계 효과 표시 장치(field effect display: FED), 전기 영동 표시 장치(eletrophoretic display: EPD), 전기 습윤 표시 장치(electrowetting display: EWD) 등이 있다.

이들 중 전기 습윤 표시 장치는 전해질인 물(water)안에 오일(oil)의 이동을 조절하여 화소 내에서 계조를 표현한다. 이러한 전기 습윤 표시 장치는 편광판을 사용하지 않는 셔터 방식의 표시 장치이므로 투과율이 좋고 전압에 따른 감마 특성이 선형(linear)으로 나타난다. 또한, 반사형이나 투과형으로 형성할 수 있어 표시 장치가 사용되는 환경에 적합한 형태로 제작할 수 있으며, 반사형의 경우 백라이트를 사용하지 않을 수도 있다.

전기 습윤 표시 장치는 액정 표시 장치 등의 다른 평판 표시 장치와 같이 TFT를 형성하는 공정을 그대로 사용하지만, 그 위에는 물(Water)과 오일(oil)을 채우는 필링(filling) 공정을 필요로 한다. 전기 습윤 표시 장치가 정상 동작하기 위해서는 오일의 아래에 위치한 층은 소수성을 가지는 발수층이 형성되어야 하는데, 발수층 위에는 격벽과 같은 친수성을 가지는 층을 형성하는데 어려움이 있다. 이에 격벽을 형성하기 위해서는 발수층에 친수 처리(reactive ion etching(RIE) 처리)를 하여야 한다. 격벽이 형성된 후에는 오일을 채우고 전기 습윤 표시 장치를 동작시키기 위하여 발수층을 다시 소수성을 가지도록 열적 리플로우(thermal reflow)를 진행하여야 한다.

이와 같이 친수성과 소수성을 교대로 제공하기 위하여 복수의 공정이 필수적이므로 공정이 복잡해지고, 제조 시간도 오래 걸리며 비용이 증가하는 문제점이 있다. 또한, 리플로우 공정 후의 발수층이 충분한 소수성을 가지지 않는 경우도 있어 오일 필링 불량 및 전기 습윤 표시 장치의 동작이 불완전해지는 문제도 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로써, 복잡한 공정을 단순화하고 비용을 줄일 수 있는 전기 습윤 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 동작 불량을 방지할 수 있는 전기 습윤 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적에 따른 본 발명의 일 실시예에 의한 전기 습윤 표시 장치의 제조 방법은 기판 위에 화소 전극을 형성하는 단계; 상기 화소 전극 위에 소수성 물질로 절연층을 형성하는 단계; 상기 절연층 위에 마스크를 대응시키고 상기 절연층을 노광하는 단계; 상기 절연층의 상부면을 표면 처리하는 단계; 상기 절연층을 현상하여, 상기 화소 전극 위에 위치하는 발수층 및 상기 발수층 위에 위치하는 격벽을 형성하는 단계; 및, 상기 격벽과 격벽 사이이며, 상기 발수층 위에 오일층을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 발수층 및 상기 격벽의 측면은 소수성이고, 상기 격벽의 상부면은 친수성이고, 상기 격벽의 두께가 상기 발수층의 두께보다 두꺼운 것을 특징으로 한다.

상기 절연층은 표면 처리에 의해 소수성으로부터 친수성으로 변하는 물질로 이루어질 수 있다.

상기 표면 처리는 산소 플라즈마 처리일 수 있다.

상기 절연층은 SU-8로 이루어질 수 있다.

상기 발수층과 상기 격벽은 동시에 형성될 수 있다.

상기 마스크는 하프톤 마스크 또는 슬릿 마스크로 이루어질 수 있다.

상기 전기 습윤 표시 장치는 표시 영역 및 패드 영역을 포함하고, 상기 표시 영역은 복수의 화소 영역을 포함하고, 상기 마스크는 투과부, 반투과부, 및 차광부를 포함하고, 상기 투과부는 상기 패드 영역에 대응하고, 상기 반투과부는 상기 화소 영역에 대응하고, 상기 차광부는 상기 화소 영역의 경계에 대응할 수 있다.

상기 화소 전극을 형성하는 단계에서, 상기 기판 위의 상기 패드 영역에 패드용 보조 전극을 더 형성하고, 상기 화소 전극은 상기 기판 위의 상기 표시 영역에 형성될 수 있다.

상기 절연층을 현상하는 단계에서, 상기 패드 영역에 위치한 상기 절연층은 제거되고, 상기 패드용 보조 전극이 외부로 노출될 수 있다.

상기 화소 전극을 형성한 후, 상기 화소 전극 위에 보호층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 오일층은 흑색 오일층으로 이루어질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 전기 습윤 표시 장치는 기판; 상기 기판 위에 형성되어 있는 화소 전극; 상기 화소 전극 위에 형성되어 있는 발수층; 상기 발수층 위에 형성되어 있는 격벽; 및, 상기 격벽과 격벽 사이이며, 상기 발수층 위에 위치하는 오일층을 포함하고, 상기 발수층과 상기 격벽은 동일한 물질로 이루어지고, 상기 발수층 및 상기 격벽의 측면은 소수성이고, 상기 격벽의 상부면은 친수성이고, 상기 격벽의 두께가 상기 발수층의 두께보다 두꺼운 것을 특징으로 한다.

상기 발수층 및 상기 격벽은 표면 처리에 의해 소수성으로부터 친수성으로 변하는 물질로 이루어질 수 있다.

상기 표면 처리는 산소 플라즈마 처리일 수 있다.

상기 발수층 및 상기 격벽은 SU-8로 이루어질 수 있다.

상기 발수층과 상기 격벽은 일체형으로 이루어질 수 있다.

상기 화소 전극과 상기 발수층 사이에 형성되어 있는 보호층을 더 포함할 수 있다.

상기 오일층은 흑색 오일층으로 이루어질 수 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 의한 전기 습윤 표시 장치 및 그 제조 방법은 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명은 소수성을 가지는 발수층과 상부면이 친수성을 가지는 격벽을 동일한 재료로 동일 공정에서 형성함으로써, 공정을 단순화하고 비용을 절감할 수 있다.

또한, 제조 공정이 진행되는 동안 발수층의 소수성의 성질을 유지시킴으로써, 동작 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치의 단면도이다.
도 2 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치의 제조 방법을 순차적으로 나타낸 공정 단면도이다.

이하에서 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.

먼저, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치의 단면도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치는 화소 전극(190)이 형성되어 있는 제1 기판(110), 제1 기판(110)과 대향하며 공통 전극(270)이 형성되어 있는 제2 기판(210), 제1 기판(110)과 제2 기판(210) 사이에 위치하는 전기 광학층(310, 320)을 포함한다.

제1 기판(110) 위에는 복수의 개구부(격벽과 격벽 사이의 공간)를 가지는 격벽(350)이 형성되어 있으며, 전기 광학층(310, 320)은 격벽(350)의 개구부 내부에 배치되어 있는 오일층(310)과 격벽(350), 오일층(310) 및 공통 전극(270) 사이에 위치하는 수용액층(320)을 포함한다.

제1 기판(110) 및 제2 기판(210)은 유리 기판, 플라스틱 또는 유리 섬유 강화 플라스틱(FRP, glass fiber reinforced plastic)으로 이루어지는 가요성(flexible) 기판일 수 있다.

제1 기판(110) 위에 일 방향으로 뻗어 있는 복수의 게이트선, 게이트선에 연결되어 있는 게이트 전극(124), 및 게이선의 단부에 위치하는 게이트 확장부(129)가 형성되어 있다. 게이트 확장부(129)는 게이트 구동부로부터 게이트 신호를 인가받기 위하여 폭이 확장된 부분이다.

게이트선, 게이트 전극(124), 및 게이트 확장부(129) 위에는 질화 규소(SiNx) 따위로 이루어진 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다.

게이트 절연막(140) 위에는 수소화 비정질 규소(hydrogenated amorphous silicon) 따위로 이루어진 반도체층(154)이 형성되어 있다. 반도체층(154)은 게이트 전극(124)과 중첩되며, 박막 트랜지스터의 채널을 이룬다.

게이트 절연막(140) 및 반도체층(154) 위에는 데이터선, 데이터선으로부터 돌출되는 소스 전극(173), 및 소스 전극(173)과 이격되는 드레인 전극(175)이 형성되어 있다. 데이터선은 게이트선에 수직하는 방향으로 뻗어 게이트선과 교차하며, 데이터선의 단부에는 데이터 구동부로부터 데이터 전압을 인가받기 위하여 폭이 확장된 데이터 확장부(179)가 형성되어 있다. 한 쌍의 소스 전극(173)과 드레인 전극(175)은 각각 반도체층(154)의 위에 적어도 일부가 중첩되고, 게이트 전극(124)에 대하여 서로 반대쪽에 위치한다.

반도체층(154)과 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175) 사이에는 저항성 접촉 부재가 더 형성될 수 있고, 저항성 접촉 부재는 이들 사이의 접촉 저항을 낮추어 줄 수 있다.

소스 전극(173), 드레인 전극(175), 반도체층(154) 및 게이트 절연막(140) 위에는 산화 규소 또는 질화 규소 등의 절연 물질 또는 유기 물질로 이루어진 층간 절연막(180)이 형성되어 있다. 층간 절연막(180)에는 드레인 전극(175)를 노출하는 접촉 구멍(185), 게이트 확장부(129)를 노출하는 접촉 구멍(182) 및 데이터 확장부(179)를 노출하는 접촉 구멍(187)이 형성되어 있다. 게이트 확장부(129)를 노출시키는 접촉 구멍(182)은 게이트 절연막(140)에도 형성되어 있다.

층간 절연막(180) 위에는 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide) 따위의 투명한 도전 물질로 만들어지는 화소 전극(190), 게이트 패드용 보조 전극(192) 및 데이터 패드용 보조 전극(197)이 형성되어 있다.

화소 전극(190)은 접촉 구멍(185)을 통하여 드레인 전극(175)과 물리적, 전기적으로 연결되어 있다. 게이트 패드용 보조 전극(192)은 게이트 확장부(129)를 노출시키는 접촉 구멍(182)을 통하여 게이트 확장부(129)와 연결되어 있다. 또한, 데이터 패드용 보조 전극(197)은 데이터 확장부(179)를 노출시키는 접촉 구멍(187)을 통하여 데이터 확장부(179)와 연결되어 있다.

화소 전극(190) 위에는 보호층(195)이 형성될 수 있고, 보호층(195)은 유기 물질로 이루어질 수 있다. 보호층(195)은 게이트 패드용 보조 전극(192) 및 데이터 패드용 보조 전극(197)의 위에는 형성되지 않는다. 보호층(195)은 인접하는 화소 전극(190) 사이에 발생한 단차를 제거하는 역할을 할 수도 있다.

보호층(195) 위에는 발수층(90)이 형성되어 있고, 발수층(90) 위에는 복수의 격벽(350)이 형성되어 있다. 격벽(350)은 개구부를 가지는 매트릭스 형태로 형성되어 화소 영역을 정의한다.

발수층(90)과 격벽(350)은 동일한 물질로 이루어져 있으며, 일체형으로 이루어진다. 발수층(90)과 격벽(350)은 소수성을 가지는 절연 물질로 이루어지되, 격벽(350)의 상부면이 친수성을 가지도록 표면 처리가 되어 있다. 즉, 격벽(350)의 측면은 소수성이고, 상부면은 친수성이다.

따라서, 발수층(90)과 격벽(350)은 표면 처리에 의해 소수성으로부터 친수성으로 변하는 물질로 이루어진다. 예를 들면, SU-8 등의 물질로 이루어질 수 있다. SU-8은 Micro Chem사에서 생산하는 포토 레지스트 물질로써, 소수성을 가지며, 표면에 산소 플라즈마 처리를 하면 소수성으로부터 친수성으로 변하게 된다.

발수층(90)과 격벽(350)은 단차를 가지도록 형성되어 있다. 격벽(350)의 두께가 발수층의 두께보다 두껍게 형성되어 있다. 발수층(90)은 화소 영역 전체에 형성되어 있고, 격벽(350)은 화소 영역의 경계를 따라 발수층(90)보다 높게 형성되어 있다.

발수층(90)은 보호층(195) 위에만 형성되어 있어 게이트 패드용 보조 전극(192) 및 데이터 패드용 보조 전극(197)의 위에는 형성되지 않는다.

격벽(350)과 격벽(350) 사이의 개구부에는 오일층(310)이 형성되어 있다. 오일층(310)은 발수층(90)의 위에 위치하며, 오일층(310)이 발수층(90)의 일부 또는 전체를 덮도록 형성될 수 있다. 화소 전극(190)에 인가되는 전압의 크기에 따라 해당 화소 영역 내에서 오일층(310)이 발수층(90)을 덮는 면적의 크기가 달라진다. 오일층(310)은 흑색 오일층으로 이루어질 수 있다.

한편, 제2 기판(210)의 아래에는 복수의 개구부를 가지는 블랙 매트릭스(220)가 형성되며, 블랙 매트릭스(220)의 개구부에는 색 필터(230)가 형성되어 있다.

색 필터(230) 및 블랙 매트릭스(220)의 아래에는 평탄화층(250)이 형성되어 있으며, 평탄화층(250)의 아래에는 공통 전극(270)이 형성되어 있다.

한편, 격벽(350) 및 오일층(310)과 공통 전극(270) 사이에는 수용액층(320)이 형성되어 있다. 수용액층(320)은 친수성으로 이루어지고, 오일층(310)은 소수성으로 이루어지므로, 수용액층(320)은 오일층(310)과 썩이지 않는다.

화소 전극(190)과 공통 전극(270) 사이에 전계가 형성되지 않는 화소(B)에서는 수용액층(320)의 표면 장력이 변화되지 않으므로 오일층(310)이 해당 화소(B)의 전체를 덮고 있다. 따라서, 오일층(310)의 하부로부터 입사되는 광이 상부로 방출되지 않아 화소(B)는 흑색을 표시하게 된다.

반면, 화소 전극(190)과 공통 전극(270) 사이에 전계가 형성되는 화소(A)에서는 수용액층(320)의 표면 장력이 변화되므로 오일층(310)을 압축시켜 해당 화소(A)를 개방시킬 수 있다. 따라서, 오일층(310)의 하부로부터 입사되는 광이 상부로 방출되며, 화소(A)는 색 필터(230)에 따른 색상을 표시하게 된다. 화소 전극(190)과 공통 전극(270) 사이에 형성되는 전계의 크기에 따라 화소(A)의 개방 면적을 변화 시킴으로써, 해당 화소(A)의 휘도를 조절할 수 있다.

경우에 따라서는 색 필터(230)를 생략할 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에 의한 전기 습윤 표시 장치가 색 필터(230)를 포함하지 않는 경우 화소(A)는 백색을 표시하게 되고, 따라서 흑백 표시 장치로 이용될 수 있다.

또한, 경우에 따라서는 게이트 구동부가 게이트 패드용 보조 전극(192)이 형성된 위치에 집적되어 형성될 수 있다. 이 때, 게이트 구동부는 표시 영역이 형성되는 공정과 같은 공정으로 형성되며, 게이트선에 게이트 확장부(129)가 형성될 필요가 없고, 직접 게이트 구동부와 연결될 수 있다. 이 경우 게이트 패드용 보조 전극(192)도 불필요하며, 게이트 확장부(129)를 노출시키는 접촉 구멍(182)도 삭제될 수 있다.

게이트 패드용 보조 전극(192)이 삭제될 수도 있으므로, 이하에서 게이트 패드용 보조 전극(192) 및 데이터 패드용 보조 전극(197)은 패드용 보조 전극이라는 하나의 용어를 사용할 수도 있다. 이하에서 패드용 보조 전극은 게이트 패드용 보조 전극(192) 및 데이터 패드용 보조 전극(197)을 포함하거나 두 보조 전극 중 하나가 형성될 필요가 없는 경우에는 나머지 하나의 보조 전극만을 의미한다.

다음으로 도 2 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치의 제조 방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도 2 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 습윤 표시 장치의 제조 방법을 순차적으로 나타낸 공정 단면도이다.

먼저, 도 2에 도시된 바와 같이 제1 기판(110)위에 게이트선, 게이트선과 연결되어 있는 게이트 전극(124), 게이트선의 단부에 위치하는 게이트 확장부(129)를 형성한다.

게이트선, 게이트 전극(124), 및 게이트 확장부(129) 위에 게이트 절연막(140)을 형성한다.

게이트 절연막(140) 위에 게이트 전극(124)과 중첩되도록 반도체층(154)을 형성한다.

반도체층(154) 위에 데이터선, 데이터선과 연결되어 있는 소스 전극(173), 소스 전극(173)과 이격되는 드레인 전극(175), 데이터선의 단부에 위치하는 데이터 확장부(179)를 형성한다.

데이터선, 소스 전극(173), 드레인 전극(175), 및 데이터 확장부(179) 위에 층간 절연막(180)을 형성한다.

층간 절연막(180)에 드레인 전극(175)을 노출시키는 접촉 구멍(185), 게이트 확장부(129)를 노출시키는 접촉 구멍(182), 및 데이터 확장부(179)를 노출시키는 접촉 구멍(187)을 형성한다. 게이트 확장부(129)를 노출시키는 접촉 구멍(182)은 층간 절연막(180) 뿐만 아니라 게이트 절연막(140)에도 형성된다.

이어, 도 3에 도시된 바와 같이 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide) 따위의 투명한 도전 물질을 적층한 후 패터닝하여 화소 전극(190), 게이트 패드용 보조 전극(192) 및 데이터 패드용 보조 전극(197)을 형성한다. 화소 전극(190)은 드레인 전극(175)을 노출시키는 접촉 구멍(185)을 통하여 드레인 전극(175)과 연결된다. 게이트 패드용 보조 전극(192)은 게이트 확장부(129)를 노출시키는 접촉 구멍(182)을 통하여 게이트 확장부(129)와 연결되며, 데이터 패드용 보조 전극(197)은 데이터 확장부(179)를 노출시키는 접촉 구멍(187)을 통하여 데이터 확장부(179)와 연결된다.

이어, 도 4에 도시된 바와 같이 화소 전극(190) 위에 보호층(195)을 형성한다. 유기 물질을 제1 기판(110) 위의 전 영역에 도포한 후 게이트 패드용 보조 전극(192) 및 데이터 패드용 보조 전극(197)이 노출되도록 유기 물질을 제거하여 보호층(195)을 형성할 수 있다. 또는 게이트 패드용 보조 전극(192) 및 데이터 패드용 보조 전극(197)을 제외한 전 영역에 유기 물질을 적층하여 보호층(195)을 형성할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 전기 습윤 표시 장치는 영상을 표시하는 표시 영역과 외부로부터 인가되는 신호를 받기 위한 패드부가 형성되는 패드 영역으로 나뉜다. 게이트 패드용 보조 전극(192) 및 데이터 패드용 보조 전극(197)은 패드 영역에 형성되어 있다. 보호층(195)은 표시 영역에 형성되고, 패드 영역에는 형성되지 않는다.

이어, 도 5에 도시된 바와 같이 보호층(195)위에 스핀 코팅 방식으로 절연층(200)을 형성한다.

절연층(200)은 소수성을 가지는 절연 물질로 이루어지되, 표면 처리를 할 경우 소수성으로부터 친수성으로 변하는 물질로 이루어진다. 예를 들면, SU-8 등의 물질로 이루어질 수 있다. SU-8은 Micro Chem사에서 생산하는 포토 레지스트 물질로써, 소수성을 가지며, 표면에 산소 플라즈마 처리를 하면 소수성으로부터 친수성으로 변하게 된다.

이어, 절연층(200) 위에 마스크(500)를 대응시키고 광을 조사하여 절연층(200)을 노광한다.

마스크(500)는 하프톤 마스크 또는 슬릿 마스크로 이루어질 수 있고, 투과부(TD), 반투과부(HD), 및 차광부(OD)를 포함한다. 마스크(500)의 상부에서 조사되는 광은 마스크(500)의 투과부(TD)를 통과할 수 있고, 차광부(OD)를 통과하지 못 한다. 또한, 마스크(500)의 반투과부(HD)에서는 일부 광만이 통과하게 된다. 따라서, 절연층(200)이 노광되는 정도는 마스크(500)의 투과부(TD), 반투과부(HD), 및 차광부(OD) 각각에 대응하는 위치마다 서로 상이하다.

마스크(500)의 투과부(TD)는 패드 영역에 대응하도록 위치한다. 본 발명의 일 실시예에 의한 전기 습윤 표시 장치의 표시 영역은 복수의 화소 영역을 포함한다. 마스크(500)의 반투과부(HD)는 복수의 화소 영역에 대응하도록 위치하고, 차광부(OD)는 화소 영역의 경계에 대응하도록 위치한다.

패드 영역에 위치하는 절연막(200)은 전체적으로 노광되고, 화소 영역의 경계에 위치하는 절연막(200)은 거의 노광되지 않는다. 화소 영역에 위치하는 절연막(200)은 일부만 노광된다. 예를 들면, 화소 영역에 위치하는 절연막(200)을 동일한 두께를 가지는 상부층과 하부층으로 구분할 때, 상부층은 노광되고 하부층은 거의 노광되지 않는다.

이어, 도 6에 도시된 바와 같이 절연막(200)의 상부면을 표면 처리한다. 예를 들면, 산소 플라즈마를 이용하여 절연막(200)의 상부면을 표면처리 할 수 있으며, 표면 처리에 의해 절연막(200)의 상부면은 소수성으로부터 친수성으로 변하게 된다. 표면 처리 후 절연막(200)은 외부로 노출된 부분만 친수성으로 변할 뿐 외부에 노출되지 않은 부분은 소수성으로 남아있다.

이어, 도 7에 도시된 바와 같이 절연막(200)을 현상하여 발수층(90)과 격벽(350)을 형성한다.

절연막(200)을 현상하면 패드 영역에 위치한 절연막(200)은 제거된다. 절연막(200)의 제거에 의해 게이트 패드용 보조 전극(192) 및 데이터 패드용 보조 전극(197)은 외부로 노출된다. 추후 게이트 패드용 보조 전극(192) 및 데이터 패드용 보조 전극(197)은 외부 단자와 연결될 수 있다.

절연막(200)을 현상하면 화소 영역의 경계에 위치한 절연막(200)은 그대로 남아 격벽(350)을 형성한다. 절연막(200)을 현상하면 화소 영역에 위치한 절연막(200)은 두께가 얇아져 발수층(90)을 형성한다. 즉, 격벽(350)과 발수층(90) 사이에는 단차가 형성되고, 격벽(350)의 두께는 발수층(90)의 두께보다 두껍다. 이러한 단차에 의해 격벽(350)과 격벽(350) 사이에는 복수의 개구부가 형성된다.

화소 영역의 경계에 위치한 절연막(200)은 그대로 남게 되므로 격벽(350)의 상부면은 친수성을 가진다. 화소 영역에 위치한 절연막은 상측 일부가 제거되므로 친수성을 가지는 부분은 모두 제거되고 소수성을 가지는 부분만 남게 된다. 따라서, 발수층(90)은 소수성을 가진다. 또한, 화소 영역에 위치한 절연막의 일부가 제거됨에 따라 격벽(350)의 측면이 노출되고, 격벽(350)의 측면도 소수성을 가진다.

본 발명의 일 실시예에 의한 전기 습윤 표시 장치의 제조 방법에서는 하나의 절연층을 형성하고, 하프톤 마스크 또는 슬릿 마스크로 노광한 후, 표면 처리를 하고, 현상함으로써, 소수성을 가지는 발수층(90)과 상부면이 친수성을 가지는 격벽(350)을 동시에 형성할 수 있다. 즉, 성질이 상이한 발수층(90)과 격벽(350)을 동일 물질을 이용하여 동일 공정에서 형성함으로써 복잡한 공정을 단순화할 수 있고, 비용을 절감할 수 있다. 또한, 공정이 진행되는 과정에서 발수층(90)이 형성될 부분의 절연막(200)은 성질이 변하지 않고 소수성을 계속하여 유지하므로 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

이어, 도 8에 도시된 바와 같이 제2 기판(210) 위에 블랙 매트릭스(220), 색 필터(230), 평탄화층(250), 및 공통 전극(270)을 형성한다. 공통 전극(270)이 제2 기판(210)의 아래에 위치하도록 하여 제1 기판(110)과 제2 기판(210)을 합착한다. 제1 기판(110)과 제2 기판(210) 사이에 수용액층(320)을 형성하여, 격벽(350) 및 오일층(310)과 공통 전극(270) 사이에 수용액층(320)이 위치하도록 한다. 이와 달리 제1 기판(110) 또는 제2 기판(210) 위에 수용액층(320)을 형성한 후 제1 기판(110)과 제2 기판(210)을 합착할 수도 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

90: 발수층 110: 제1 기판
124: 게이트 전극 129: 게이트 확장부
140: 게이트 절연막 154: 반도체층
173: 소스 전극 175: 드레인 전극
179: 데이터 확장부 180: 층간 절연막
182, 185, 187: 접촉 구멍 190: 화소 전극
192: 게이트 패드용 보조 전극 195: 보호층
197: 데이터 패드용 보조 전극 200: 절연층
210: 제2 기판 220: 블랙 매트릭스
230: 색 필터 250: 평탄화층
270: 공통 전극 310: 오일층
320: 수용액층 350: 격벽
500: 마스크

Claims (10)

1. 전기 습윤 표시 장치의 제조 방법으로서, 상기 방법은
   기판 위에 화소 전극을 형성하는 단계;
   상기 화소 전극 위에 포토 레지스트 절연층을 형성하는 단계;
   상기 포토 레지스트 절연층의 부분들을 노광하기 위해 마스크를 통해 광을 적용하는 단계;
   상기 포토 레지스트 절연층의 상부면에 산소 플라즈마 처리를 적용하여 상기 포토 레지스트 절연층의 상기 상부면을 친수성이 되도록 하는 단계;
   상기 산소 플라즈마 처리를 적용한 후에, 상기 포토 레지스트 절연층을 현상하여 상기 마스크를 통해 광을 적용하는 것에 의해 노광된 상기 포토 레지스트 절연층의 부분들을 적어도 부분적으로 제거하는 단계 - 상기 현상하는 것은
   상기 화소 전극 위의 발수층의 적어도 일부분으로서 상기 포토 레지스트 절연층의 제1 남은 부분; 및
   상기 발수층 위의 격벽의 적어도 일부분으로서 상기 포토 레지스트 절연층의 제2 남은 부분
   을 형성하고,
   상기 발수층 및 상기 격벽의 측면은 소수성이고, 상기 격벽의 상부면들은 친수성이고, 상기 격벽의 두께가 상기 발수층의 두께보다 두꺼움 -; 및
   상기 격벽과 격벽 사이이며, 상기 발수층 위에 오일층을 형성하는 단계
   를 포함하는 전기 습윤 표시 장치의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 산소 플라즈마 처리를 적용하기 전에, 상기 포토 레지스트 절연층은 상기 산소 플라즈마 처리에 의해 소수성으로부터 친수성으로 변하는 물질로 이루어지는,
   전기 습윤 표시 장치의 제조 방법.
3. 제2항에 있어서,
   상기 포토 레지스트 절연층은 SU-8로 이루어지는,
   전기 습윤 표시 장치의 제조 방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 발수층은 상기 격벽의 형성 동안 형성되는,
   전기 습윤 표시 장치의 제조 방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 마스크는 하나 이상의 하프톤 마스크 또는 슬릿 마스크인,
   전기 습윤 표시 장치의 제조 방법.
6. 제5항에 있어서,
   상기 전기 습윤 표시 장치는 표시 영역 및 패드 영역을 포함하고, 상기 표시 영역은 복수의 화소 영역을 포함하고,
   상기 마스크는 투과부, 반투과부, 및 차광부를 포함하고,
   상기 투과부는 상기 패드 영역에 대응하고, 상기 반투과부는 상기 화소 영역에 대응하고, 상기 차광부는 상기 화소 영역의 경계에 대응하는,
   전기 습윤 표시 장치의 제조 방법.
7. 제6항에 있어서,
   상기 화소 전극을 형성하는 단계에서,
   상기 기판 위의 상기 패드 영역에 패드용 보조 전극을 형성하는 단계; 및
   상기 화소 전극은 상기 기판 위의 상기 표시 영역에 형성되는 단계
   를 더 포함하는, 전기 습윤 표시 장치의 제조 방법.
8. 제7항에 있어서,
   상기 패드 영역 위의 상기 포토 레지스트 절연층을 제거하여 상기 패드용 보조 전극을 노출하는 단계를 포함하는,
   전기 습윤 표시 장치의 제조 방법.
9. 제1항에 있어서,
   상기 화소 전극을 형성한 후,
   상기 화소 전극 위에 보호층을 형성하는 단계를 더 포함하는,
   전기 습윤 표시 장치의 제조 방법.
10. 제1항에 있어서,
    상기 오일층은 흑색 오일층인,
    전기 습윤 표시 장치의 제조 방법.

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