KR101738452B1 - 전기영동 표시소자 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기영동층을 박막트랜지스터가 형성되는 기판 또는 공통전극이 형성되는 기판에 직접 형성함으로써 제조비용을 절감하고 제조공정을 단순화할 수 있기 위한 것으로, 표시영역과 비표시영역을 포함하는 제1기판 및 제2기판을 제공하는 단계와, 제1기판상에 박막트랜지스터를 형성하는 단계와, 상기 박막트랜지스터가 형성된 제1기판상에 보호층을 형성하여 평탄화하는 단계와, 상기 보호층상에 화소전극을 형성하는 단계와, 상기 보호층 및 화소전극 위에 전기영동층을 직접 형성하는 단계와, 제2기판 위에 공통전극을 형성하는 단계와, 제1기판 및 제2기판을 합착하는 단계로 구성된다.

Description

전기영동 표시소자 및 그 제조방법{ELECTROPHORETIC DISPLAY DEIVCE AND METHOD OF FABRICATION THEREOF}

본 발명은 전기영동 표시소자 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 전기영동층을 박막트랜지스터가 형성되는 기판 또는 공통전극이 형성되는 기판상에 직접 형성함으로써 제조비용을 절감하고 제조시간을 단축할 수 있는 전기영동 표시소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.

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.

이러한 전기영동 표시소자는 2개의 기판 사이에 전기영동층이 개재된 구조를 가진다. 두 기판 중 하나는 전기영동입자에 전계를 선택적으로 제공할 수 있는 TFT어레이 기판일 수 있다. 두 기판 중 하나 또는 모두는 투명한 기판으로 이루어질 수 있다.

도 1은 종래 전기영동 표시소자(1)의 구조를 나타내는 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 전기영동 표시소자(1)는 어레이 기판(100)과 상부기판(110)을 포함한다. 상기 어레이 기판(100)은 제1기판(20)과 상기 제1기판(20)에 형성된 박막트랜지스터 및 화소전극(18)을 포함한다. 그리고 상부기판(110)은 투명한 제2기판(40)과 그 위에 형성된 공통전극(42)과 상기 공통전극(42) 위에 형성된 전기영동층(60)을 포함한다. 그리고 상기 어레이 기판(100)과 상부기판(110)은 그 사이에 전기영동층(60)이 개재되도록 서로 합착된다. 전기영동층(60)은 접착층(56)에 의해 상기 어레이 기판(100)에 합착된다.

박막트랜지스터는 상기 제1기판(20)에 형성된 게이트전극(11)과, 상기 게이트전극(11)이 형성된 제1기판(20) 전체에 걸쳐 형성된 게이트절연층(22)과, 상기 게이트절연층(22) 위에 형성된 반도체층(13)과, 상기 반도체층(13) 위에 형성된 소스전극(15) 및 드레인전극(16)으로 이루어진다. 상기 박막트랜지스터의 소스전극(15) 및 드레인전극(16) 위에는 보호층(24)이 형성된다.

상기 보호층(24) 위에는 상기 전기영동층(60)에 신호를 인가하는 화소전극(18)이 형성된다. 이때, 상기 보호층(24)에는 컨택홀(28)이 형성되어 보호층(24) 상부의 화소전극(18)이 상기 컨택홀을 통해 박막트랜지스터의 드레인전극(16)에 접속된다.

또한, 제2기판(40)에는 공통전극(42)이 형성되고 상기 공통전극(42) 위에 전기영동층(60)이 형성된다. 상기 전기영동층(60)에는 내부에 화이트입자(74)와 블랙입자(76)가 채워진 마이크로캡슐(70)이 분포되어 있다. 상기 화소전극(18)에 신호가 인가되면, 상기 공통전극(42)과 화소전극(18) 사이에 전계가 발생하며, 상기 전계에 의해 마이크로캡슐(70) 내부의 화이트입자(74)와 블랙입자(76)가 이동함으로써 화상을 구현하는 것이다.

예를 들어, 화소전극(18)에 (-)전압이 인가되면, 제2기판(40)의 공통전극(42)은 상대적으로 (+)전위를 가지게 되어, 예를 들어, (+)전하를 띄는 화이트입자(74)는 화소전극(18)이 형성된 제1기판(20)쪽으로 이동하고, (-)전하를 띄는 블랙입자(76)는 공통전극(42)이 형성된 제2기판(40)쪽으로 이동하게 된다. 이 상태에서 외부, 즉 제2기판(40)의 상부로부터 광이 입력되면, 입력된 광이 상기 블랙입자(76)에 의해 반사되므로, 전기영동 표시소자에는 블랙이 구현된다.

반대로, 상기 화소전극(18)에 (+)전압이 인가되면, 제2기판(40)의 공통전극(42)은 (-)전위를 가지게 되어, 예를 들어, (+)전하를 띄는 화이트입자(74)는 제2기판(40)으로 이동하고, (-)전하를 띄는 블랙입자(76)는 제1기판(20)으로 이동하게 된다. 이 상태에서 외부, 즉 제2기판(40)의 상부로부터 광이 입력되면, 입력된 광이 상기 화이트입자(74)에 의해 반사되므로, 전기영동 표시소자에는 화이트가 구현되는 것이다.

그러나, 상기와 같은 구조의 종래 전기영동 표시소자(1)에서는 다음과 같은 문제가 발생한다.

종래 전기영동 표시소자(1)에서는 어레이 기판(100)과 상부기판(110)을 별도로 제작한 후, 접착층(56)에 의해 상기어레이 기판(100) 및 상부기판(110)을 합착함으로써 완성된다. 즉, 제1기판(20) 상에 박막트랜지스터와 화소전극(18)을 형성하여 어레이기판(100)을 완성하고, 이와 별도로 투명한 제2기판(40)상에 공통전극(42)을 형성하고 상기 공통전극(42) 상에 전기영동층(60)을 부착하여 상부기판(110)을 완성한 후, 상기 어레이기판(100) 및 상부기판(110)을 합착함으로써 형성된다.

상기 제1기판(20) 및 제2기판(40)은 각각 다른 공정상에서 제작된 후, 이송수단에 의해 이송되어 합착공정에서 서로 합착된다. 상부기판(110)에 형성되는 전기영동층(60)은 일면에 접착층(56)이 더 형성되어 있으며 상기 접착층(56)은 보호필름(미도시)에 의해 보호되어 있다. 따라서 상부기판(110)과 어레이 기판(100)을 합착할 때는 상기 보호필름을 제거하여 접착층(56)을 노출시킨 다음, 상기 상부기판(110)과 어레이 기판(100)을 합착하게 된다.

이와 같이, 종래 전기영동 표시소자 제조방법에서는 상부기판(110)에 형성되어 있는 전기영동층(60)에 보호필름이 부착되어 있기 때문에, 이 보호필름을 박리한 후, 어레이 기판(100)과 상부기판(110)을 합착해야 한다. 통상 플라스틱 필름으로 구성되는 보호필름이 전기영동층으로부터 박리되는 과정에서 정전기가 발생하고 이 정전기에 의해 전기영동층의 하전입자들이 임의로 배열되어 전기영동표시소자의 초기 화질불량을 초래한다.

또한, 전기영동층(60)이 형성된 상부기판(110)을 어레이 기판(100)에 합착할 때는 전기영동입자들이 단위 화소들과 정확히 정합할 수 있도록 어레이 기판과 상부기판을 정확히 정열시켜야만 한다. 통상, 100마이크로미터 정도 크기의 마이크로캡슐을 포함하는 전기영동층이 형성된 상부기판(110)과 100마이크로미터 정도의 크기로 형성된 단위 화소를 구비하는 어레이기판(100)을 하나의 단위 화소와 하나의 마이크로 캡슐이 정합할 수 있도록 합착하는 것은 매우 어려운 공정이고 따라서 오정열을 초래하였다.

본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 전기영동층을 박막트랜지스터가 형성되는 기판 또는 공통전극이 형성되는 기판에 직접 형성함으로써 제조비용을 절감하고 제조공정을 단순화할 수 있는 전기영동 표시소자 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 전기영동 표시소자 제조방법은, 표시영역과 비표시영역을 포함하는 제1기판 및 제2기판을 제공하는 단계; 제1기판상에 박막트랜지스터를 형성하는 단계; 상기 박막트랜지스터가 형성된 제1기판상에 보호층을 형성하여 평탄화하는 단계; 상기 보호층상에 화소전극을 형성하는 단계; 상기 보호층 및 화소전극 위에 전기영동층을 직접 형성하는 단계; 제2기판 위에 공통전극을 형성하는 단계; 및 제1기판 및 제2기판을 합착하는 단계로 구성된다.

상기 전기영동층을 형성하는 단계는 상기 보호층 및 화소전극 위에 폴리머중합체일 수 있는 용제와, 하전된 화이트입자 및 블랙입자의 전자잉크를 포함하는 마이크로캡슐을 직접 도포하는 단계로 이루어진다.

또한, 상기 전기영동층을 형성하는 단계는 보호층 및 화소전극 위에 격벽을 형성하는 단계와, 상기 격벽에 의해 정의되는 룸( 내부에 분산제와 함께 하전된 입자들을 충진하는 단계와, 상기 룸을 실링하는 단계로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 전기영동층을 형성하는 단계는 보호층 및 화소전극 위에 격벽을 형성하는 단계와, 상기 격벽에 의해 정의되는 룸의 상부에 주입구를 포함하는 실링층을 형성하는 단계와, 상기 실링층에 형성된 주입구를 통해 상기 룸 내부에 분산제와 함께 하전된 입자들을 주입하는 단계와, 상기 주입구를 밀봉하는 단계로 이루어질 수도 있다.

또한, 본 발명에 따른 전기영동 표시소자는 표시영역과 비표시영역을 포함하는 제1기판 및 제2기판; 상기 제1기판 상에 형성되어 있는 박막트랜지스터; 상기 박막트랜지스터가 형성된 제1기판상에 보호층 및 상기 보호층 위에 형성된 화소전극; 상기 제2기판상에 형성되어 있는 공통전극; 상기 공통전극 상에 직접 형성되어 있고 상기 보호층과 직접 접촉하는 격벽; 및 상기 격벽에 의해 정의되는 룸에 충진되어 있는 전기영동층으로 구성된다.

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.

또한, 본 발명은 전기영동층을 보호하기 위한 보호필름을 원천적으로 사용하지 않기 때문에 보호필름의 제거시 발생하는 정전기로 인한 화질저하 문제를 개선할 수 있으며, 박막트랜지스터가 형성되는 어레이 기판에 전기영동층을 직접 형성하기 때문에 전기영동층을 별도로 제작한 다음 정렬공정을 통해 합착하는 종래 기술에 비해 오정렬에 의한 화질저하 문제를 근본적으로 해결할 수 있게 된다.

도 1은 종래 전기영동 표시소자를 나타내는 도면.
도 2a-2h는 본 발명의 제1실시예에 따른 전기영동 표시소자의 제조방법을 나타내는 도면.
도 3a 및 도 3b는 각각 본 발명에 따른 전기영동 표시소자의 전기영동층을 형성하는 방법을 나타내는 도면.
도 4a-4e는 본 발명의 제2실시예에 따른 전기영동 표시소자의 제조방법을 나타내는 도면.
도 5a-5d는 본 발명의 제3실시예에 따른 전기영동 표시소자의 제조방법을 나타내는 도면.
도 6a-6d는 본 발명의 제4실시예에 따른 전기영동 표시소자의 제조방법을 나타내는 도면.
도 7a-7d는 본 발명의 제5실시예에 따른 전기영동 표시소자의 제조방법을 나타내는

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전기영동 표시소자에 대해 상세히 설명한다.

본 발명에서는 전기영동층을 박막트랜지스터가 형성되는 제1기판 또는 제2기판에 직접 형성한다. 즉, 본 발명에서는 박막트랜지스터 제조공정 또는 공통전극 형성공정에서 전기영동층을 형성한다. 따라서, 박막트랜지스터의 제조장비 등과 같은 전기영동 표시소자 제조장비를 이용하여 전기영동층을 형성할 수 있기 때문에, 다른 공정상에서 제2기판상에 전기영동층을 형성한 후 제2기판을 제1기판과 합착함으로써 전기영동 표시소자를 완성하는 종래의 방법에 비해 제조공정을 대폭 간소화할 수 있게 된다.

통상적으로 종래의 전기영동 표시소자 제조공정에서는 전기영동층을 다른 공장, 심지어는 다른 부품회사로부터 공급받아 이를 박막트랜지스터가 형성되는 제조공장으로 이송한 후, 제1기판과 합착해야만 하기 때문에 제조공정이 지연되고 번거로울 뿐만 아니라 차량과 같은 이송수단에 의해 제2기판을 이송하는 과정에서 제2기판이 파손되는 문제도 있었다.

반면에, 본 발명에서는 이미 존재하는 박막트랜지스터 제조장비 등의 전기영동 표시소자 제조장비를 이용하여 전기영동층을 제1기판 또는 제2기판 상에 형성하므로, 신속한 전기영동 표시소자의 제작이 가능하게 된다. 또한, 본 발명에서는 전기영동층이 별도의 공정이 아닌 제1기판의 박막트랜지스터공정 또는 제2기판의 공통전극 형성공정에서 형성되므로, 박막트랜지스터와 공통전극을 인라인으로 형성할 수 있게 된다.

도 2a-도 2f는 본 발명의 제1실시예에 따른 전기영동 표시소자의 제조방법을 나타내는 도면이다.

우선, 도 2a에 도시된 바와 같이, 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 제1기판(120) 전체에 걸쳐 CVD(Chemicla Vapor Deposition)법에 의해 SiO₂나 SiNx 등과 같은 무기절연물질을 적층하여 게이트절연층(122)을 형성한다.

이어서, 도 2b에 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.

그후, 도 2c에 도시된 바와 같이, 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 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. 상기 보호층(124)은 박막트랜지스터가 형성된 제 1 기판(120)의 표면을 평탄화시키는 것을 주요 목적으로하면서, 부수적으로 제 1 기판(120)상에 형성되어 있는 박막트랜지스터를 외부환경으로부터 보호한다.

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 무기절연층의 삼중층으로 형성할 수도 있을 것이다. 유기절연층을 형성함에 따라 보호층(124)의 표면이 평탄하게 형성되며, 무기절연층을 적용함에 따라 보호층(124)과의 계면특성이 향상된다.

이어서, 도 2d에 도시된 바와 같이, 상기 박막트랜지스터의 드레인전극(116) 상부의 보호층(124)을 식각하여 컨택홀(117)을 형성한 후, 상기 보호층(124) 상부에 투명한 도전물질이나 금속층을 적층하고 식각하여 화소전극(118)을 형성한다. 이때, 상기 화소전극(118)은 컨택홀(117)을 통해 드레인전극(116)과 전기적으로 접속된다.

그 후, 도 2e에 도시된 바와 같이, 상기 보호층(224) 위에 수지 등과 같은 절연물질을 도포하여 절연층(176a)을 형성한 후, 도 2f에 도시된 바와 같이, 상기 절연층(176a)을 패터닝하여 제1기판(120) 상에 격벽(176)을 형성한다. 상기 격벽(176)은 상기 보호층(224)과 화소전극(118) 상에서 격자 형태로 형성되면서 전기영동물질이 충진될 수 있는 공간 즉, 룸(200)(room)(200)을 형성한다. 상기 격벽(176)은 상기 룸(200)이 단위화소와 대응되도록 형성될 수 있다. 이 후, 화이트입자와 컬러입자가 분산매질에 섞여 있는 전기영동물질(160a)이 잉크젯장치(185)를 이용하여 상기 룸(200)에 충진된다.

상기 격벽(176)의 형성은 감광성 수지 등의 절연층(176a)을 보호층(224)과 화소전극(118) 위에 적층한 후 포토레지스트를 이용한 사진식각방법에 의해 식각함으로써 형성할 수도 있다. 또는, 인쇄법에 의해 패턴화된 격벽(176)을 보호층(224) 및 화소전극(118) 상에 인쇄함으로써 형성할 수도 있다. 또한, 격벽(176)에 대응하는 홈이 형성된 몰드를 제작한 후, 상기 몰드의 절연물질을 제1기판(120)으로 전사함으로써 형성할 수도 있다.

실질적으로 이러한 격벽(176)의 형성방법은 특정한 방법에 의해 한정되는 것은 아니다. 상기에서 특정한 방법을 설명한 것은 설명의 편의를 위한 것이지, 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니다. 상기 격벽(176)은 이미 알려진 다양한 방법에 의해 형성될 수 있을 것이다.

전기영동물질은 화이트입자와 컬러입자 또는 화이트 입자와 블랙입자로 이루어질 수 있다. 또한, 전기영동물질은 분산매질을 포함하여 그 내부에 포함된 화이트입자와 컬러입자 또는 화이트 입자와 블랙입자가 전계가 인가됨에 따라 상기 분산매질 내에서 이동하게 된다. 전기영동 표시소자가 흑백의 화상만을 표현하는 모노(mono) 타입인 경우 전기영동물질은 화이트입자와 블랙입자만을 포함하며, 전기영동 표시소자가 컬러의 화상을 표현하는 경우 전기영동물질은 화이트입자와 컬러입자를 포함한다.

도 2g에 도시된 바와 같이, 컬러입자를 포함하는 전기영동물질이 룸(200)(200) 내부에 적하됨에 따라 제1기판(120)상에는 컬러를 갖는 전기영동층(160)이 형성된다. 여기서, 격벽에 의해 정의되는 공간을 룸(200)으로 표시하고, 상기 룸(200)에 전기영동물질이 충진되어 이루어지는 층을 전기영동층(160)으로 구분하여 사용하도록 한다. 이때, 상기 전기영동층(160)에는 전하를 띤 화이트입자(162)와 특정색이 착색된 컬러입자가 분산매질에 분포되어 전계가 인가됨에 따라 상기 분산매질 내에서 이동한다. 이때, 상기 룸(200)으로의 전기영동물질(160a)의 충진은 다양한 방법에 의해 이루어질 수 있는데, 이러한 전기영동물질의 충진방법을 설명하면 다음과 같다.

도 3a 및 도 3b는 제1기판(120)에 형성된 격벽(176)에 의해 정의되는 룸(200) 내부로 전기영동물질을 충진하여 전기영동층(160)을 형성하는 방법을 나타내는 도면이다.

도 3a에 도시된 방법은 잉크젯방식 또는 노즐방식에 관한 것으로, 도 3a에 도시된 바와 같이 실린지(또는 노즐)(185) 내부에 전기영동물질(160a)을 충진한 후, 상기 제1기판(120) 상부에 상기 실린지(185)를 위치시킨다. 이후, 외부의 공기공급장치(도면표시하지 않음)에 의해 실린지(185)에 압력을 인가한 상태에서 상기 실린지(185)를 제1기판(120) 상에서 이동시킴에 따라 상기 격벽(176) 내부에 전기영동물질(160a)이 적하되어 제1기판(120) 상에 전기영동층(160)이 형성된다.

도면에는 자세히 도시하지 않았지만, 상기 전기영동물질(160a)을 격벽(176) 에 의해 정의되는 룸(200)에 충진할 때는 특정 색상의 컬러입자를 포함하는 실린지(185)를 각 해당하는 화소에 정렬한 후, 상기 컬러입자를 상기 룸(200)으로 주입함으로써 이루어진다.

도 3b에 도시된 방법은 스퀴즈방법에 관한 것으로, 도 3b에 도시된 바와 같이 복수의 격벽(176)이 형성된 제1기판(120) 상부에 전기영동물질(160a)을 도포한 후, 스퀴즈바(187)를 이용하여 전기영동물질(160a)을 제1기판(120) 상에서 이동시킴으로써 스퀴즈바(187)의 압력에 의해 전기영동물질(160a)이 격벽(176)에 의해 정의되는 룸(200) 내부로 충진된다. 이렇게 룸(200)에 충진된 전기영동물질(160a)은 전기영동층(160)을 형성한다.

도면에는 도시하지 않았지만, 컬러전기영동표시소자를 제조하는 경우, 특성 컬러입자, 예를 들어 적색의 컬러입자를 포함하는 전기영동물질(160a)을 충진할 때는 녹색 또는 청색의 컬러입자가 충진되는 룸(200)은 레지스트 등을 이용하여 밀폐시킨 다음, 스퀴즈방법에 의해 적색의 전기영동물질(160a)을 대응하는 룸(200)에 충진시킬 수 있다. 녹색의 컬러입자 및 청색의 컬러입자도 동일한 방법에 의해 차례차례 해당하는 룸(200)에 충진하여 컬러표현이 가능한 전기영동표시소자를 제조할 수 있다.

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.

이어서, 상기 전기영동층(160)과 격벽의 상부에 실링층(178)을 형성한다. 상기 실링층(178)은 광경화성 또는 열경화성 수지를 상기 전기영동층(160)과 격벽 상부에 도포한 다음 경화하여 형성한다. 상기 실링층(178)은 점도가 낮은 분산매질이 충진된 룸(200)을 넘어 외부 혹은 인접하는 룸(200)으로 넘치는 것을 방지하기 위한 것이다. 따라서, 분산매질의 재료에 따라 상기 실링층(178)을 형성하지 않을 수도 있다. 예를 들어, 전기영동층(160)의 분산매질이 점도가 높아 룸(200)에 충진된 분산매질이 이웃하는 룸(200)으로 넘치지 않을 경우에는 상기 실링층(178)은 사용되지 않을 수 있다.

그 후, 도 2h에 도시된 바와 같이, 전기영동층(160)이 형성된 어레이 기판과 상기 어레이 기판과는 별도로 형성되고 공통전극이 형성된 상부기판을 합착하여 전기영동표시소자를 완성한다. 이 경우, 상부기판(290)은 단지 투명한 제 2기판(140)상에 투명전극인 공통전극(142)이 형성된 기판으로써 단위화소가 정의되어 있지 않기 때문에 단지 상부기판(290)을 어레이 기판(250)상에 덮기만 하면 되어 얼라이닝 문제를 쉽게 해결할 수 있다.

유리나 플라스틱과 같이 투명한 물질로 이루어진 제2기판(140)에는 공통전극(142)이 형성된다. 상기 공통전극(142)은 ITO나 IZO와 같이 투명한 도전물질을 제2기판(140) 위에 적층함으로써 형성된다.

도면에는 도시하지 않았지만, 컬러전기영동표시소자의 제조를 위한 다른 방법으로써 상기 제2기판(140)에는 컬러필터층이 형성될 수 있다. 즉, 상기 컬러필터층은 R(Red), G(Green), B(Blue) 서브컬러필터로 이루어진 것으로, 전기영동층(160)이 화이트입자와 블랙입자만을 포함하여 흑백화면을 구현하는 경우, 공통전극(142)이 형성된 제2기판(140)의 다른 면에 형성되어 컬러를 구현할 수 있게 된다.

상기와 같이 제작된 제1기판(120) 또는 제2기판(140)의 가장자리영역에 실런트(sealant)나 합착제를 도포한 후, 제1기판(120)과 제2기판(140)을 정렬한 상태에서 상기 제1기판(120)과 제2기판(140)을 합착함으로써 전기영동 표시소자를 형성한다.

상기 방법에 의해 제작된 전기영동 표시소자의 구조를 도 2h를 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 2h에 도시된 바와 같이, 상기와 같은 방법에 의해 제작된 본 발명의 전기영동표시소자에서는 격벽(176)이 어레이 기판(250)에 직접 형성된다. 구체적으로 격벽(176)이 어레이 기판의 보호층(124) 및 화소전극(118)과 직접 접촉하면서 형성되고 격벽(176)에 의해 정의되는 룸(200)에 분산매질과 전기영동입자가 충진되어 분산매질과 전기영동입자를 포함하는 전기영동층(160)이 상기 화소전극(118) 및 보호층(124)과 직접 접촉하므로써, 종래 전기영동 표시장치와는 달리 전기영동층(160)과 화소전극(118) 및 보호층(124) 사이에 전기영동층(160)을 부착하기 위한 별도의 접착층이 필요없게 된다.

위 구조와 다르게 본 발명의 전기영동표시소자에서 격벽(176)은 보호층(124)과 화소전극(118)이 형성된 표면에 직접 형성하되, 화소전극(118)을 피해 단위 화소전극(118)들 사이의 보호층(124) 위에만 형성되는 것도 가능하다.

이러한 구조의 전기영동 표시소자 구동을 살펴보면 다음과 같다. 전기영동물질(160)이 화이트입자와 블랙입자로 이루어진 경우, 화이트입자가 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 하전입자, 예를 들어 블랙입자 또는 화이트 입자, 컬러전기영동표시소자의 경우, 하전된 컬러입자들이 분산매질 내에서 이동하게 된다.

예를 들어, 화이트입자가 (+)전하를 갖는 경우, 화소전극(118)에 (+)전위이 인가되고 제2기판(140)에 형성된 공통전극(142)은 상대적으로 (-)전위를 가지는 경우, (+)전하를 띄는 화이트입자는 제2기판(140)쪽으로 이동하게 된다. 따라서, 외부, 즉 제2기판(140)의 상부로부터 광이 입력되면, 입력된 광이 상기 화이트입자에 의해 반사되므로 전기영동 표시소자에는 화이트가 구현된다.

반대로, 상기 화소전극(118)에 (-)전위가 인가되면, 제2기판(140)의 공통전극(142)은 (+)전위를 가지게 되는 경우, (+)전하를 띄는 화이트입자는 제1기판(120)으로 이동하게 되과 (-)전하를 띤 블랙입자는 제 2기판(140)쪽으로 이동하게 되어 외부로부터 광이 입력되면, 입력된 광이 거의 반사되지 않게 되므로, 블랙을 구현하게 된다.

컬러 전기영동표시소자의 경우, 위의 모노타입과 달리, 전기영동물질이 블랙입자 대신 컬러입자를 포함하는 경우, 화소전극(118)에 인가되는 신호에 따라 하전된 적색(R),녹색(G),청색(B)의 컬러입자나 시안(cyan), 마젠타(Magenta), 옐로우(yellow)와 같은 컬러입자가 공통전극과 화소전극 사이를 이동하여 컬러를 구현할 수 있게 된다.

전기영동물질이 화이트입자 및 블랙입자 및 분산매질을 감싸는 구 형상의 캡슐인 경우, 상기 캡슐내에 분포하는 화이트입자와 블랙입자가 각각 양전하와 음전하 특성(또는 음전하 및 양전하 특성)을 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, 전기영동 표시소자에는 블랙이 구현된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에서는 전기영동층(160)이 직접 제1기판(120)에 형성되므로, 전기영동층(160)을 기존의 박막트랜지스터 형성 공정라인, 예를 들면 절연층 형성 등과 같은 공정라인에서 형성할 수 있기 때문에, 별도의 공정라인이 필요없게 되므로 제조비용을 더욱 절감할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 전기영동표시소자는 단위화소가 형성된 어레이 기판상에 각각의 단위화소에 대응되도록 격벽을 형성할 수 있어, 전기영동층이 상부기판에 형성되어 있어 하부기판인 어레이 기판과 별도로 정열을 하면서 접착하여야 하는 종래 기술에 비해 오정열을 문제를 원천적으로 해결할 수 있다.

도 4a-도 4e는 본 발명의 제2실시예에 따른 전기영동 표시소자 제조방법을 나타내는 도면이다. 제 2 실시 예에서는 전기영동층을 공통전극이 형성되는 상부기판에 형성한다.

우선, 도 4a에 도시된 바와 같이, 유리나 플라스틱과 같이 투명한 물질로 이루어진 제2기판(240) 위에 ITO나 IZO와 같은 투명도전물질을 적층하여 공통전극(242)을 형성한다. 이후, 도 4b에 도시된 바와 같이 상기 공통전극(242)이 형성된 제2기판(240) 위에 격벽(276)을 형성한다. 상기 격벽(276)의 형성은 상기 제1실시예에 개시된 여러 방법들 중 어느 하나 일 수 있다. 예를 들어, 수지 등의 절연층을 공통전극 위에 적층한 후 사진식각방법이나 몰드법 등의 방법에 의해 형성할 수 있다.

그 후, 도 4c에 도시된 바와 같이, 상기 격벽(276) 내에 전기영동물질을 충진하여 전기영동층(260)을 형성한다. 이때, 상기 전기영동물질은 솔벤트나 액상 폴리머로 이루어진 분산매질과 상기 분산매질에 분산된 전기영동입자(262)로 이루어진다. 전기영동입자(262)는 모노 타입의 경우, 화이트입자나 블랙입자를 포함하며, 컬러 타입인 경우, 컬러입자를 포함할 수 있다. 이때, 화이트입자와 블랙입자는 각각 음전하특성과 양전하특성을 가질 수도 있고 각각 양전하특성과 음전하특성을 가질 수도 있다. 또한, 컬러입자가 포함되는 경우, 상기 컬러입자 역시 양전하특성 또는 음전하특성을 가진다. 상기 전기영동층(260)은 스크린인쇄법이나 적하법 등과 같은 다양한 방법에 의해 형성될 수 있다.

이어서, 도 4d에 도시된 바와 같이, 어레이 기판을 형성한다. 즉, 제1기판(220) 상에 게이트전극(211), 게이트절연층(222), 소스전극(215) 및 드레인전극(216)으로 이루어진 박막트랜지스터를 형성하고 그 위에 보호층(224)을 형성한 후, 상기 보호층(224) 위에 컨택홀(217)을 통해 드레인전극(216)과 전기적으로 접속되는 화소전극(218)을 형성한다. 이때, 상기 박막트랜지스터는 도 2a-도 2c에 도시된 방법에 의해 형성된다.

이어서, 도 4e에 도시된 바와 같이, 박막트랜지스터가 형성된 제1기판(220) 및 전기영동층(260)이 형성된 제2기판(240)을 제1기판(220)과 합착하여 전기영동 표시소자를 완성한다.

본 실시예에서는 전기영동층이 형성된 제2기판(240)에 격벽에 의해 형성된 룸(200)을 실링하기 위한 실링층을 형성하지 않고 전기영동층을 룸(200)에 주입한 후, 별도로 제조된 어레이 기판을 곧바로 전기영동층이 형성된 제2기판(240)과 합착한다. 따라서, 본 제2실시예에서는 합착공정시, 전기영동층이 형성되는 제2기판(240)을 하부에 위치시키고, 화소전극이 형성된 어레이 기판을 상부에 위치시킨 후 서로 합착하는 것이 바람직하다.

도면에는 도시하지 않았지만, 전기영동층(260)에 화이트입자 및 블랙입자만이 포함되어 있을 경우, 상기 제2기판(240)에는 컬러필터층이 더 형성되어 상기 컬러필터층에 의해 컬러를 구현할 수도 있다.

상기 제1기판(220) 및 제2기판(240)의 합착은 제1기판(220) 또는 제2기판(240)의 가장자리영역, 즉 비표시영역에 실런트(sealant)나 합착제를 도포한 후, 제1기판(220)과 제2기판(240)을 정렬한 상태에서 상기 제1기판(220)과 제2기판(240)에 압력을 인가함으로써 이루어질 수 있다.

또는 상기 제1기판(220) 및 제2기판(240)의 합착은 제2기판(240)에 격벽을 형성할 때, 제2기판(240)의 표시영역의 가장자리에 형성되는 격벽을 표시영역 내부에 형성되는 격벽보다 그 상단의 폭이 더 넓도록 형성하여 상기 제2기판(240)의 표시영역의 가장자리에 형성되는 격벽 상단에 실런트나 합착제를 도포하여 상기 제1기판(220)과 제2기판(240)을 합착할 수 있다.

제1실시예에서는 전기영동층이 박막트랜지스터가 형성되는 제1기판에 직접 형성된 후, 상기 제1기판이 제2기판과 합착되어 전기영동 표시소자가 완성되는데 반해, 제2실시예에서는 전기영동층이 공통전극이 형성되는 제2기판에 형성된 후, 이 제2기판이 제1기판과 합착됨으로서 전기영동표시소자가 완성된다.

도 5a-도 5d는 본 발명의 제3실시예에 따른 전기영동 표시소자의 제조방법을 나타내는 도면이다. 본 제 3실시 예는 격벽에 의해 정의되는 룸(200)을 실링하는 실링층에 주입구를 더 형성하고, 상기 주입구를 통해 전기영동물질을 주입하는 것이 특징이다.

도 5a에 도시된 바와 같이, 제1기판(320) 상에 게이트전극(311), 게이트절연층(322), 반도체층(313), 소스전극(315) 및 드레인전극(316)으로 이루어진 박막트랜지스터를 형성하고, 상기 박막트랜지스터를 덮도록 제1기판(320) 전체에 걸쳐 보호층(324)을 형성한다. 상기 박막트랜지스터는 도 2a-도 2c에 도시된 공정에 의해 제작되며, 보호층(324)은 유기절연물질을 적층함으로써 형성한다.

그리고, 상기 보호층(324) 위에 컨택홀을 통해 박막트랜지스터의 드레인전극(316)과 전기적으로 접속되는 화소전극(318)을 형성하고, 상기 화소전극(318)이 형성된 제1기판(320) 상에 수지 등의 절연물질을 도포하여 절연층(376a)을 형성한다.

이어서, 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 절연층(376a)을 패터닝하여 제1기판(320) 상에 격벽(376)을 형성한다. 이때, 상기 격벽(376)의 형성은 수지 등의 절연층(376a)을 적층한 후 포토레지스트를 이용한 사진식각방법에 의해 식각함으로써 형성할 수도 있고 인쇄롤에 의해 패턴화된 격벽(376)을 인쇄함으로써 형성할 수도 있다. 또한, 격벽에 대응하는 홈이 형성된 몰드를 제작한 후, 상기 몰드의 절연물질을 제1기판(320)으로 전사함으로써 형성할 수도 있다.

실질적으로 이러한 격벽(376)의 형성은 특정한 방법에 의해 한정되는 것은 아니다. 상기에서 특정한 방법을 설명한 것은 설명의 편의를 위한 것이지, 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니다. 상기 격벽(376)은 이미 알려진 다양한 방법에 의해 형성될 수 있을 것이다.

그 후, 상기 격벽(376) 위에 실런트 등에 도포하고 경화하여 주입구(379)가 형성된 실링층(378)을 형성한 후, 상기 주입구(379)를 통해 상기 격벽(362) 및 실링층(378) 의해 형성된 공간 내부에 화이트입자(362)와 컬러입자(364)를 포함하는 전기영동물질을 주입한다. 이때, 공간 내부에는 공기로 채워져 있으며, 상기 화이트입자(372)와 컬러입자(374)의 주입은 격벽(376) 및 실링층(378)에 의해 형성되는 공간의 압력을 대기압보다 낮은 상태로 유지한 상태에서 입자주입기를 상기 주입구(379)에 접촉함으로써 화이트입자(362)와 컬러입자(364)를 주입할 수도 있고, 격벽(376) 및 실링층(378)에 의해 형성되는 공간의 압력을 대기압을 하고 입자주입기에서 대기압보다 높은 압력으로 화이트입자(362)와 컬러입자(364)를 주입할 수도 있을 것이다.

이어서, 도 5c에 도시된 바와 같이, 격벽(276) 내부에 전하를 띤 화이트입자(372)와 컬러입자(374)를 충진한 상태에서 상기 주입구(379)를 밀봉함으로써 전기영동층(260)을 형성한다.

그 후, 도 5d에 도시된 바와 같이, 전기영동층(376)이 형성된 제1기판(320)에 공통전극(242)이 형성된 제2기판(340)이 합착되어 전기영동 표시소자가 완성된다.

이러한 구조의 전기영동 표시소자에서는 상기 전기영동층(376)내에 분포하는 화이트입자(372)와 컬러입자(374)가 각각 양전하와 음전하 특성을 가지기 때문에, 외부로부터 신호가 입력되어 제1기판(320)에 형성된 박막트랜지스터를 거쳐 화소전극(318)에 신호가 인가되면, 화소전극(318)과 공통전극(342) 사이에 발생하는 전계 의해 화이트입자(174)와 컬러입자(374)가 분산매질내에서 분리된다. 예를 들어, 화소전극(318)에 (-)전압이 인가되면, 제3기판(140)의 공통전극(342)은 상대적으로 (+)전위를 가지게 되어, (+)전하를 띄는 화이트입자(362)는 제1기판(320)쪽으로 이동하고, (-)전하를 띄는 컬러입자(364)는 제2기판(240)쪽으로 이동하게 된다. 이 상태에서 외부, 즉 제2기판(340)의 상부로부터 광이 입력되면, 입력된 광이 상기 컬러입자(364)에 의해 반사되므로, 전기영동 표시소자에는 컬러가 구현된다.

반대로, 상기 화소전극(318)에 (+)전압이 인가되면, 제2기판(140)의 공통전극(342)은 (-)전위를 가지게 되어, (+)전하를 띄는 화이트입자(362)는 제2기판(340)으로 이동하고, (-)전하를 띄는 컬러입자(364)는 제1기판(340)으로 이동하게 된다.

이 상태에서 외부, 즉 제2기판(340)의 상부로부터 광이 입력되면, 입력된 광이 상기 화이트입자(362)에 의해 반사되므로 화이트가 구현된다.

도면에는 하나의 화소만을 도시하여 본 발명을 설명하고 있지만, 실질적으로 본 발명의 전기영동 표시소자에서는 R(Red), G(Green) 및 B(Blue) 의 컬러입자가 충진된 화소가 배치되므로, 각각의 화소에서 해당하는 컬러가 구현됨으로써 원하는 색상을 표시할 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 전기영동표시소자의 휘도향상을 위해 단위화소마다 컬러필터층이 형성되어 있지 않은 화이트 서브 픽셀을 더 구비할 수 있다. 본 발명의 전기영동표시소자는 반사형의 디스플레이로서 전기영동층상에 컬러필터층이 더 형성될 경우 휘도가 매우 낮아지는 문제점이 발생할 수 있다. 상기 화이트 서브 픽셀은 이러한 휘도 저하 문제점을 개선한다.

한편, 상기 구조의 전기영동 표시소자가 컬러를 구현하는 표시소자로서만 사용되는 것은 아니다. 제2기판(340)에 컬러필터층(346)을 형성하지 않게 되면, 화이트입자(372)에 의해 반사되는 광은 화이트가 구현되고 블랙입자(374)에 의해 반사되는 광은 블랙을 나타내므로, 흑백 표시소자로서 사용할 수 있을 것이다.

도 6a-도 6d는 본 발명의 제4실시예에 따른 전기영동 표시소자의 제조방법을 나타내는 도면이다.제 4 실시 예는 어레이 기판상에 마이크로캡슐을 포함하는 전기영동층을 직접 형성한다.

도 6a에 도시된 바와 같이, 우선 제1기판(420) 상에 게이트전극(411), 게이트절연층(422), 반도체층(413), 소스전극(415) 및 드레인전극(416)으로 이루어진 박막트랜지스터를 형성하고, 상기 박막트랜지스터를 덮도록 제1기판(420) 전체에 걸쳐 보호층(424)을 형성한다. 이때, 상기 박막트랜지스터는 도 2a-도 2c에 도시된 공정에 의해 제작되며, 보호층(424)은 유기절연물질을 적층함으로써 형성한다.

그 후, 도 6b에 도시된 바와 같이, 상기 상기 보호층(424)의 일부를 식각하여 컨택홀(417)을 형성한 후, 상기 보호층(424)에 상기 컨택홀(417을 통해 박막트랜지스터의 드레인전극(416)과 전기적으로 접속되는 화소전극(418)을 형성한다.

이어서, 도 6c에 도시된 바와 같이, 상기 화소전극(418)이 형성된 제1기판(420) 상에 전자잉크물질을 도포하여 전기영동층(460)을 형성한다. 상기 전기영동층(460)은 폴리머중합체(polymer binder)에 전자잉크들이 충진된 마이크로캡슐(470)을 화소전극(418)이 형성된 보호층(424)위에 인쇄함으로써 형성된다. 상기 마이크로캡슐(470)내에는전자잉크 즉, 화이트입자(또는 화이트잉크;474)와 및 블랙입자(또는 블랙잉크;476)와 용제로서 분산매질이 포함되어 있다. 이때, 상기 화이트입자(474)와 블랙입자(476)는 각각 양전하와 음전하 특성을 가진다. 즉, 상기 화이트입자(474)는 양전하로 대전될 수 있으며, 블랙입자(476)는 음전하로 대전될 수 있다.

이어서, 도 6d에 도시된 바와 같이, 상기와 같이 전기영동층(460)이 형성된 제1기판(420)을 제2기판(440)과 합착하여 전기영동 표시소자를 완성한다.

유리나 플라스틱과 같이 투명한 물질로 이루어진 제2기판(440)에는 블랙매트릭스(444)와 컬러필터층(446) 및 공통전극(142)이 형성된다. 상기 블랙매트릭스(444)는 Ar이나 ArOx 등과 같은 불투명한 금속을 적층하고 식각하여 형성하거나 블랙수지를 도포함으로써 형성되는 것으로, 박막트랜지스터 형성영역 등과 같이 실제 화상이 구현되지 않는 영역에 형성되어 해당 영역에서 광이 반사되는 것을 방지한다.

상기 컬러필터층(446)은 R(Red), G(Green), B(Blue)의 서브 컬러필터층으로 이루어져 실제 컬러를 구현한다. 본 발명에서는 전기영동표시장치의 광 휘도를 증가시키기 위해 R(Red), G(Green), B(Blue)의 서브픽셀을 포함하는 단위화소마다 컬러필터이 없는 화이트 서브픽셀을 더 구비할 수 있다. 화이트 서브픽셀이 형성되는 경우, 상기 화이트 서브픽셀은 상기 R(Red), G(Green), B(Blue)의 서브픽셀과 함께 단위화소마다 형성된다. 상기 전기영동표시장치는 외부로부터 입사되는 빛을 전기영동입자가 반사하여 그 빛을 인식하는 반사모드로 동작하기 때문에 전기영동층 위에 컬러필터층을 더 구비할 경우 매우 휘도가 낮은 문제점이 있다. 본 발명은 이 문제점을 해결하기 위해 단위화소마다 상기 화이트 서브 픽셀을 더 형성하여 휘도를 향상시킨다.

상기 공통전극(442)은 ITO나 IZO와 같이 투명한 도전물질을 컬러필터층 위에 적층함으로써 형성될 수 있다. 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 컬러필터층(446) 위에는 평탄화막이 형성될 수도 있다. 컬러필터층을 형성하는 다른 방법으로는 투명한 제2기판(440)의 일면에 공통전극을 형성하고, 다른 일면에는 컬러필터층을 형성함으로써 이루어 질 수도 있다.

상기와 같이 제작된 제1기판(420) 또는 제2기판(140)의 비표시영역에 실런트(sealant)나 합착제를 도포한 후, 제1기판(420)과 제2기판(440)을 정렬한 상태에서 상기 제1기판(420)과 제2기판(440)을 합착함으로써 전기영동 표시소자를 형성한다.

이러한 구조의 전기영동 표시소자에서는 상기 마이크로캡슐(470)내에 분포하는 전자잉크에 포함된 화이트입자(474)와 블랙입자(476)가 각각 양전하와 음전하 특성을 가지기 때문에, 외부로부터 신호가 입력되어 제1기판(420)에 형성된 박막트랜지스터를 거쳐 화소전극(418)에 신호가 인가되면, 화소전극(418)과 공통전극(442) 사이에 발생하는 전계에 의해 화이트입자(474)와 블랙입자(476)가 마이크로캡슐(470)내에서 분리된다. 예를 들어, 화소전극(118)에 (-)전압이 인가되면, 제2기판(440)의 공통전극(442)은 상대적으로 (+)전위를 가지게 되어, (+)전하를 띄는 화이트입자(474)는 제1기판(420)쪽으로 이동하고, (-)전하를 띄는 블랙입자(476)는 제2기판(440)쪽으로 이동하게 된다. 이 상태에서 외부, 즉 제2기판(440)의 상부로부터 광이 입력되면, 입력된 광이 상기 블랙입자(476)에 의해 반사되므로, 전기영동 표시소자에는 블랙이 구현된다.

반대로, 상기 화소전극(418)에 (+)전압이 인가되면, 제2기판(440)의 공통전극(442)은 (-)전위를 가지게 되어, (+)전하를 띄는 화이트입자(474)는 제2기판(440)으로 이동하고, (-)전하를 띄는 블랙입자(476)는 제1기판(440)으로 이동하게 된다. 이 상태에서 외부, 즉 제2기판(440)의 상부로부터 광이 입력되면, 입력된 광이 상기 화이트입자(474)에 의해 반사되므로, 이 반사된 광이 컬러필터층(446)을 투과함으로써 해당 컬러필터층(446)에 대응하는 컬러가 구현된다.

도면에는 하나의 화소만을 도시하여 본 발명을 설명하고 있지만, 실질적으로 본 발명의 전기영동 표시소자에서는 R(Red) 컬러필터층, G(Green) 컬러필터층 및 B(Blue) 컬러필터층이 형성된 화소가 배치되므로, 각각의 화소에서 해당하는 컬러가 구현됨으로써 원하는 화상을 표시할 수 있게 된다.

한편, 상기 실시예의 전기영동 표시소자가 컬러를 구현하는 표시소자로서만 사용되는 것은 아니다. 제2기판(440)에 컬러필터층(446)을 형성하지 않게 되면, 화이트입자(474)에 의해 반사되는 광은 화이트가 구현되고 블랙입자(476)에 의해 반사되는 광은 블랙을 나타내므로, 흑백 표시소자로서 사용할 수 있을 것이다.

상기 구조의 전기영동 표시소자에서는 화이트입자(474)와 블랙입자(476)가 각각 양전하와 음전하 특성을 갖고 있지만, 상기 화이트입자(474)와 블랙입자(476)는 극성이 변경하여 사용할 수도 있다. 즉, 화이트입자(474)와 블랙입자(476)가 각각 음전하와 양전하 특성을 갖도록 할 수도 있는 것이다.

도 7a-도 7d는 본 발명의 제5실시예에 따른 전기영동 표시소자의 제조방법을 나타내는 도면이다. 제 5 실시 예는 공통전극이 형성되는 상부기판에 마이크로캡슐을 포함하는 전기영동층을 직접 형성한다.

우선, 도 7a에 도시된 바와 같이, 유리나 플라스틱과 같이 투명한 물질로 이루어진 제2기판(540) 위에 ITO나 IZO와 같은 투명도전물질을 적층하여 공통전극(542)을 형성한 후, 도 6b에 도시된 바와 같이 상기 공통전극(540)이 형성된 제2기판(540)에 전자잉크물질을 도포하여 전기영동층(560)을 형성한다. 상기 전기영동층(560)은 전자잉크들이 충진된 마이크로캡슐(570)을 상기 마이크로캡슐의 도포를 용이하게 하는 폴리머중합체(polymer binder)와 함께 공통전극(542) 위에 인쇄함으로써 형성된다. 상기 마이크로캡슐(570)내에 분포하는 전자잉크는 화이트입자(또는 화이트잉크;574) 및 블랙입자(또는 블랙잉크;576)와 분산매질로 이루어져 있다. 이때, 상기 화이트입자(574)와 블랙입자(576)는 각각 양전하와 음전하 특성을 가진다. 그 후, 도 7c에 도시된 바와 같이, 어레이 기판을 제조한다. 즉, 제1기판(520) 상에 게이트전극(511), 게이트절연층(522), 소스전극(515) 및 드레인전극(516)으로 이루어진 박막트랜지스터를 형성하고 그 위에 보호층(524)을 형성한 후, 상기 보호층(524) 위에 컨택홀(517)을 통해 드레인전극(516)과 전기적으로 접속되는 화소전극(518)을 형성한다. 이때, 상기 박막트랜지스터는 도 2a-도 2c에 도시된 방법에 의해 형성된다.

이어서, 도 7d에 도시된 바와 같이, 박막트랜지스터가 형성된 제1기판(520) 및 전기영동층(560)이 형성된 제2기판(540)을 제2기판(540)과 합착하여 전기영동 표시소자를 완성한다.

도면에는 도시하지 않았지만, 상기 제2기판(540)에는 컬러필터층이 형성될 수 있다. 상기 컬러필터층은 하나의 단위화소가 R(Red), G(Green), B(Blue)의 서브 컬러필터로 이루어진 것으로, 전기영동층(560)에서 반사되어 출사되는 광이 상기 컬러필터층을 투과함으로써 실제 컬러를 구현할 수 있게 된다.

상기 제1기판(520) 및 제2기판(540)의 합착은 제1기판(520) 또는 제2기판(540)의 비표시영역에 실런트(sealant)나 합착제를 도포한 후, 제1기판(520)과 제2기판(540)을 정렬한 상태에서 상기 제1기판(520)과 제2기판(540)에 압력을 인가함으로써 이루어진다.

제4실시예서는 전기영동층이 박막트랜지스터가 형성되는 어레이 기판에 직접 형성된 후, 상기 어레이 기판이 상부기판과 합착되어 전기영동 표시소자가 완성되는데 반해, 제5 실시예에서는 전기영동층이 공통전극이 형성되는 상부기판에 형성된 후, 이 상부기판이 어레이 기판과 합착됨으로서 전기영동 표시소자가 완성된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에서는 전기영동층이 박막트랜지스터가 형성되는 기판이나 공통전극이 형성되는 기판에 직접 도포되어 형성되므로, 별도의 기판에 전기영동층이 형성되던 종래에 비해 전기영동층을 합착하기 위한 접착층이나 접착층을 보호하기 위한 보호필름이 필요없게 되어 제조비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 기존의 박막트랜지스터 제조라인이나 공통전극 형성라인상에서 전기영동층을 형성할 수 있기 때문에 제조공정을 단순화할 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 전기영동층을 보호하기 위한 보호필름을 원천적으로 사용하지 않기 때문에 보호필름의 제거시 발생하는 정전기로 인한 화질저하 문제를 개선할 수 있게 된다.

한편, 상술한 설명에서는 전기영동 표시소자의 구조에 대하여 특정 구조를 한정하여 설명하고 있지만, 본 발명의 전기영동 표시소자가 이러한 특정 구조에만 한정되는 것은 아니다. 특히, 전기영동층으로서 현재 사용하는 다양한 전기영동층이 적용될 수 있을 것이다. 즉, 제1기판에 형성될 수 있는 모든 구조의 전기영동층에 적용될 수 있을 것이다.

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.

따라서, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것이 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

120,140 : 기판 118 : 화소전극
124 : 보호층 142 : 공통전극
160 : 전기영동층 176 : 격벽
178 : 실링층 200 : 룸

Claims (29)

1. 표시영역과 비표시영역을 포함하는 제1기판 및 제2기판을 제공하는 단계;
   제1기판상에 박막트랜지스터를 형성하는 단계;
   상기 박막트랜지스터가 형성된 제1기판상에 보호층을 형성하여 평탄화하는 단계;
   상기 보호층상에 화소전극을 형성하는 단계;
   상기 보호층 위에 격벽을 형성하는 단계;
   상기 격벽에 의해 정의되는 룸 상부에 주입구가 포함된 실링층을 형성하여 상기 룸을 실링하는 단계;
   상기 주입구를 통해 상기 룸에 전기영동물질을 주입하는 단계;
   상기 주입구를 밀봉하는 단계;
   상기 제2기판 위에 공통전극을 형성하는 단계; 및
   상기 제1기판 및 제2기판을 합착하는 단계로 구성된 전기영동 표시소자 제조방법.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 제1항에 있어서, 상기 격벽을 형성하는 단계는 상기 화소전극 사이의 보호층 위에 격벽을 형성하는 단계를 포함하는 전기영동표시소자 제조방법.
8. 제1항에 있어서, 상기 격벽을 형성하는 단계는 상기 보호층 및 화소전극과 중첩하는 격벽을 형성하는 단계를 포함하는 전기영동표시소자 제조방법.
9. 제1항에 있어서, 상기 전기영동물질은,
   하전된 화이트입자 및 블랙입자; 및
   상기 화이트입자 및 블랙입자를 분산시키는 분산제를 포함하는 전기영동표시소자 제조방법.
10. 삭제
11. 제1항에 있어서, 상기 제2기판 상에 컬러필터층을 형성하는 단계를 더 포함하는 전기영동 표시소자 제조방법.
12. 제1항에 있어서, 상기 보호층을 형성하는 단계는 유기절연층을 포함하는 적어도 한층을 형성하는 단계를 포함하는 전기영동 표시소자 제조방법.
13. 제1항에 있어서, 상기 격벽은 사진식각방법에 의해 형성되는 전기영동 표시소자 제조방법.
14. 제 1항에 있어서, 상기 제 1기판 및 제 2기판을 합착하는 단계는 상기 제1기판의 비표시영역에 실런트 또는 합착제를 도포하는 단계를 더 포함하는 전기영동표시소자 제조방법.
15. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 기판 및 제 2 기판을 합착하는 단계는 상기 표시영역의 가장자리에 형성되는 격벽 및 비표시영역에 접착층을 형성하는 단계를 더 포함하는 전기영동표시소자 제조방법.
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