KR20100076822A

KR20100076822A - 전기영동표시장치 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20100076822A
Application number: KR1020080134997A
Authority: KR
Inventors: 이종권; 박춘호
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2008-12-26
Filing date: 2008-12-26
Publication date: 2010-07-06

Abstract

본 발명은 전기영동 표시장치 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 그 구성은 다수의 적색, 초록색 및 청색 화소영역이 정의된 하부기판을 제공하는 단계; 상기 하부기판상의 화소영역 각각에 박막트랜지스터를 형성하는 단계; 상기 박막트랜지스터와 연결되는 화소전극을 형성하는 단계; 상기 화소전극을 포함한 박막트랜지스터상에 제1격벽층을 형성하는 단계; 상기 제1격벽층에 상기 적색 화소영역을 노출시키는 제1홀을 형성하는 단계; 상기 제1홀내에 적색 마이크로캡슐을 충진하는 단계; 상기 적색마이크로캡슐을 포함한 제1격벽층상에 제2격벽층을 형성하는 단계; 상기 제2격벽층중 초록색 화소영역과 대응되는 부분을 선택적으로 제거하여 제2홀을 형성하는 단계; 상기 제2홀내에 초록색 마이크로캡슐을 충진하는 단계; 상기 초록색 마이크로캡슐을 포함한 제2격벽층상에 제3 격벽층을 형성하는 단계; 상기 제3격벽층중 청색 화소영역과 대응되는 부분을 선택적으로 제거하여 제3홀을 형성하는 단계; 상기 제3홀내에 청색 마이크로캡슐을 충진하는 단계; 상기 청색 마이크로캡슐을 포함한 제3격벽층상에 보호필름을 형성하는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

전기영동 표시장치, 격벽층, 마이크로캡슐, 화소전극, 보호필름

Description

전기영동표시장치 및 그 제조방법{ELECTROPHORETIC DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR FABRICATING THE SAME}

본 발명은 전기영동표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 R, G, B 칼라 마이크로캡슐을 R,G,B 화소의 격벽내에 고르게 배열 및 충진하므로써 칼라 전기영동표시장치를 구현할 수 있는 전기영동표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 전기영동표시장치는 전압이 인가하는 한쌍의 전극을 콜로이드용액에 담그면 콜로이드 입자가 어느 한쪽의 극성으로 이동하는 현상을 이용한 화상표시장치로서, 백라이트를 사용하지 않으면서 넓은 시야각, 높은 반사율, 읽기 쉬움 및 저소비전력 등의 특성을 갖는 장치로서, 전자종이(electric paper)로서 각광받을 것으로 기대된다.

이와 같은 전기영동표시장치는 2개의 기판사이에 전기영동필름이 개재된 구조를 가지며, 2개의 기판중 하나 이상은 투명하여야 반사형 모드로 이미지를 표시할 수 있다.

상기 2개의 기판중 하부기판에 화소전극을 형성하고, 상기 화소전극에 전압을 인가할 경우, 전기영동막내의 대전입자가 화소전극측으로 또는 반대측으로 이동하 는데, 이것에 의해 뷰잉시트(viewing sheet)를 통하여 이미지를 볼 수 있다.

이러한 관점에서, 종래기술에 따른 칼라 전기영동표시장치에 대해 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래기술에 따른 칼라 전기영동표시장치의 개략적인 단면도이다.

종래기술에 따른 칼라 전기영동표시장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 화소전극(29)이 매트릭스 형태로 형성된 하부기판(11)과 전면에 칼라필터층(53)이 형성된 상부기판(51)이 서로 대향되게 배치되고, 상기 두 기판사이에 마이크로 캐슐화된 전기영동필름(40)으로 구성된다.

여기서, 상기 하부기판(11)상에는 게이트전극(13)이 형성되어 있으며,상기 게이트전극(13)을 포함한 하부기판(11)의 전면에는 게이트절연막(15)이 형성되어 있다.

또한, 상기 게이트절연막(15)상에는 액티브층(17)이 형성되어 있고, 상기 액티브층(17)상에는 일정간격 이격되어 소스전극(21)과 드레인전극(23)이 형성되어 있다.

그리고, 상기 소스전극(21)과 드레인전극(23)을 포함한 기판 전면에 보호막(25)이 형성되어 있고, 상기 보호막(25)에는 상기 드레인전극(23)일부를 노출시키는 콘택홀(미도시)이 형성되어 있다.

또한, 상기 보호막(25)상에는 상기 콘택홀을 통해 상기 드레인전극(23)과 전기적으로 접속되는 화소전극(29)이 형성되어 있다.

한편, 상기 상부기판(51)에는 서로 다른 색상인 3 종류의 안료로 구성된 R, G, B 칼라필터층(53a, 53b, 53c)로 구성된 칼라필터층(53)이 형성되어 있다.

또한, 상기 칼라필터층(53)상에는 PET층(55)와 공통전극(57)이 적층되어 있다.

그리고, 상기 전기영동필름(40)은 베이스필름(미도시), 마이크로캡슐(43) 및 접착필름(미도시)으로 구성되어, 하부 및 상부기판(11, 51)사이에 라미네이션(lamination)된다. 이때, 상기 마이크로캡슐(43)내부에는 서로 다른 전압으로 차징되는 블랙입자(black pigment)(45)와 백색입자(white pigment)(47)가 충진되어 있으며, 이들은 화소전극(29)에 특정한 전압을 인가하면 그에 따라 마이크로캡슐(43)내부에서 이동하게 되는데, 이로 인해 화상이 상부기판(51)측으로는 상기 칼라필터층(53)에 의해 칼라 화상이 구현되고, 하부기판(11)으로는 단색 화상이 구현된다.

상기와 같이 칼라필터 어레이를 이용하여 칼라 전기영동표시장치를 구현할 때, 칼라필터층에 의한 휘도 감소는 반사도 및 콘트라스트비를 감소시키게 되고, 또한 그레이(gray) 변화에 따른 시인성에도 영향을 주게 된다.

그리고, 상/하판 합착에 따른 오정렬(misalignment)이 항상 수반되며,플라스틱위에 저온에서 경화되어 형성된 칼라 레진(color resin)의 신뢰성 문제도 발생할 수 있다.

한편, 기존에는 칼라입자(color pigment)들이 들어 있는 마이크로캡슐이 제작되었으나, 이러한 R, G, B 칼라입자들이 들어 있는 마이크로캡슐을 순차적으로 배열하여 풀카라(full color)를 구현하는 기술은 현재까지 전무한 상태이므로, 단 색 R, G, B 각각을 전면 코팅하여 형성된 필름으로 단색 칼라만을 표현하는 수준에 머물고 있다.

이상에서와 같이, 종래기술에 따른 칼라 전기영동표시장치에 의하면 다음과 같은 문제점이 있다.

종래기술에 따른 칼라 전기영동표시장치는 반사형 모드인 모노 전자북의 화이트 그레이(white gray)시 반사율(40%)이 칼라필터층 및 플라스틱기판 자체에 의해 감소된다.

또한, 플렉서블한 상부기판과 하부기판의 합착 및 탈착시 발생되는 미스얼라인에 의해 R, G, B 화소간 오버랩에의한 칼라 혼합 문제가 발생하게 된다.

그리고, 제품 양산시에 플라스틱 기판을 캐리어 유리기판에 양면 점착하는 방식은 양산성이 떨어진다.

또한, 플라스틱위에 형성된 칼라필터층의 경화온도가 플라스틱기판과 접착제의 내열온도의 한계로 제약이 칼라필터 특성의 신뢰성 문제가 잔존한다.

그리고, R, G, B 칼라 입자들을 이용하여 풀 칼라를 표현하기 위해 R, G, B를 순차적으로 마이크로 캡슐 들을 배열할 수 없어 단색 칼라만을 표시할 수 있는 수준에 불과하다.

이에 본 발명은 상기 종래기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 R, G, B 칼라 마이크로캡슐을 R,G,B 화소의 격벽내에 고 르게 배열 및 충진하므로써 칼라 전기영동표시장치를 구현할 수 있는 전기영동표시장치 및 그 제조방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전기영동 표시장치는 다수의 적색, 초록색 및 청색 화소영역이 정의된 하부기판; 상기 하부기판상의 화소영역 각각에 형성된 박막트랜지스터; 상기 박막트랜지스터와 연결된 화소전극; 상기 각 화소영역을 분할하는 격벽층; 상기 격벽층에 의해 분할되고, 상기 화소영역 각각에 형성된 화소전극상에 형성된 적색, 초록색 및 청색 마이크로캡슐; 및 상기 적색, 초록색 및 청색 마이크로캡슐을 포함한 격벽층상에 형성된 보호필름;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전기영동 표시장치 제조방법은 다수의 적색, 초록색 및 청색 화소영역이 정의된 하부기판을 제공하는 단계; 상기 하부기판상의 화소영역 각각에 박막트랜지스터를 형성하는 단계; 상기 박막트랜지스터와 연결되는 화소전극을 형성하는 단계; 상기 화소전극을 포함한 박막트랜지스터상에 제1격벽층을 형성하는 단계; 상기 제1격벽층에 상기 적색 화소영역을 노출시키는 제1홀을 형성하는 단계; 상기 제1홀내에 적색 마이크로캡슐을 충진하는 단계; 상기 적색마이크로캡슐을 포함한 제1격벽층상에 제2격벽층을 형성하는 단계; 상기 제2격벽층중 초록색 화소영역과 대응되는 부분을 선택적으로 제거하여 제2홀을 형성하는 단계; 상기 제2홀내에 초록색 마이크로캡슐을 충진하는 단계; 상기 초록색 마이크로캡슐을 포함한 제2격벽층상에 제3 격벽층을 형성하는 단계; 상기 제3 격벽층중 청색 화소영역과 대응되는 부분을 선택적으로 제거하여 제3홀을 형성하는 단계; 상기 제3홀내에 청색 마이크로캡슐을 충진하는 단계; 상기 청색 마이크로캡슐을 포함한 제3격벽층상에 보호필름을 형성하는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전기영동 표시장치 제조방법은 다수의 적색, 초록색 및 청색 화소영역이 정의된 하부기판을 제공하는 단계; 상기 하부기판상의 화소영역 각각에 박막트랜지스터를 형성하는 단계; 상기 박막트랜지스터와 연결되는 화소전극을 형성하는 단계; 상기 화소전극을 포함한 박막트랜지스터상에 격벽층을 형성하는 단계; 상기 격벽층에 상기 적색 화소영역을 노출시키는 제1홀을 형성하는 단계; 상기 제1홀내에 적색 마이크로캡슐을 충진하는 단계; 상기 격벽층에 초록색 화소영역과 대응되는 부분을 선택적으로 제거하여 제2홀을 형성하는 단계; 상기 제2홀내에 초록색 마이크로캡슐을 충진하는 단계; 상기 격벽층에 청색 화소영역과 대응되는 부분을 선택적으로 제거하여 제3홀을 형성하는 단계; 상기 제3홀내에 청색 마이크로캡슐을 충진하는 단계; 상기 청색 마이크로캡슐을 포함한 격벽층상에 보호필름을 형성하는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기에서 설명한 바와같이, 본 발명에 따른 전기영동 표시장치 및 그 제조방법에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명에 따른 전기영동 표시장치는 기존의 칼라 전기영동표시장치 제조시에 필요한 플라스틱기판상에 칼라필터 어레이가 필요없으므로 이들 층에 의한 광흡수 가 없어, 반사도 및 콘트라스트비 그리고 칼라 특성이 월등히 개선된다.

또한, 상/하판의 합착 및 탈착 공정이 필요없게 되므로써 공정단순화 및 비용이 절감된다.

그리고, 칼라필터 어레이가 형성된 플라스틱기판이 필요없게 되므로써 패널의 두께 감소와 더불어 더욱 가벼운 플렉서블 제품 개발이 가능하게 된다.

또한, 박막트랜지스터 어레이기판상에 직접 칼라 전기영동 표시장치 형성이 가능하므로 상,하판간의 정렬 불량을 개선시킬 수 있다.

이하, 본 발명의 일실시예에 따른 전기영동 표시장치에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전기영동 표시장치의 개략적인 단면도이다.

본 발명의 일실시예에 따른 전기영동 표시장치는, 도 2에 도시된 바와 같이, 다수의 적색, 초록색 및 청색 화소영역이 정의된 하부기판(101)과, 상기 하부기판(101)상의 화소영역 각각에 형성된 박막트랜지스터(T)와, 상기 박막트랜지스터(T)와 전기적으로 연결된 화소전극(117)과, 상기 화소전극(117)상에 형성되고 각 화소영역을 분할하는 제1, 2, 3 격벽층(121, 125, 129)과, 상기 제1, 2, 3 격벽층(121, 125, 129)내에 형성되고 상기 화소영역 각각에 형성된 화소전극(117)상에 배치된 적색, 초록색 및 청색 마이크로캡슐(140, 141, 142)과, 상기 적색, 초록색 및 청색 마이크로캡슐(140, 141, 142)을 포함한 제3 격벽층(129)상에 형성된 보호 필름(151)을 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 적색, 초록색 및 청색 마이크로캡슐(140, 141, 142)은 상기 제1, 2, 3 격벽층(121, 125, 129)내에 형성된 제1, 2, 3 홀(123, 127, 131)내에 충진된다.

또한, 제1, 2, 3 격벽층(121, 125, 129)은 상기 적색, 초록색 및 청색 마이크로캡슐(140, 141, 142)의 두께보다 더 두껍게 형성된다.

그리고, 상기 제1, 2, 3 격벽층(121, 125, 129)은 아크릴레이트, 에폭시 레진, 또는 우레탄 레진으로 형성된다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 전기영동 표시장치 제조방법에 대해 도 3a 내지 도 3f를 참조하여 상세히 설명한다.

도 3a 내지 도 3f는 본 발명의 일실시예에 따른 전기영동 표시장치 제조방법을 설명하기 위한 제조공정 단면도이다.

도 3a에 도시된 바와 같이, 플렉서블(flexible)한 플라스틱 또는, 스테인레스 포일 등으로 이루어진 하부기판(101)상에 금속막(미도시)을 증착한후 포토리소그라피 공정 및 식각공정에 의해 상기 금속막을 선택적으로 패터닝하여 게이트배선(미도시) 및, 상기 게이트배선(미도시)에서 분기된 게이트전극(103)을 형성한다. 이때, 상기 금속막 물질로는 Al과 Al합금 등의 Al 계열금속, Ag과 Ag 합금 등의 Ag 계열금속, Mo과 Mo 합금 의 Mo 계열금속, Cr, Ti, Ta 중에서 선택하여 사용한다.

그다음, 상기 게이트배선(미도시)과 게이트전극(103)을 포함한 하부기판(101)상에 산화규소(SiOx) 또는 질화규소(SiNx)와 같은 무기 절연물질로 이루어진 게이 트절연막(105)을 형성한다.

이어서, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 게이트절연막(105)상부에는 수소화 비정질실리콘층 등으로 이루어진 반도체층(미도시)과 실리사이드 또는 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 실리콘 등의 물질로 이루어진 불순물층(미도시)을 순차적으로 형성한다.

그다음, 상기 불순물층(미도시)과 반도체층(미도시)을 포토리소 그라피공정 및 식각공정에 의해 선택적으로 패터닝하여 액티브층(107)과 오믹콘택층(미도시)을 형성한다.

이어서, 상기 액티브층(107)과 오믹콘택층(미도시)을 포함한 기판 전면에 데이터배선용 금속물질을 스퍼터링 방법으로 증착한후 이를 포토리소 그라피공정 및 식각공정에 의해 선택적으로 패터닝하여 데이터배선(미도시)과, 상기 데이터배선에서 분기된 소스전극(111)과, 이 소스전극(111)과 일정간격 이격된 드레인전극(113)을 형성한다.

이때, 상기 금속물질로는 Al과 Al합금 등의 Al 계열금속, Ag과 Ag 합금 등의 Ag 계열금속, Mo과 Mo 합금 의 Mo 계열금속, Cr, Ti, Ta 중에서 선택하여 사용한다.

이렇게 하여, 상기 데이터배선(미도시)은 상기 게이트배선(미도시)과 서로 교차되게 형성되어 있으며, 상기 소스전극(111)과 드레인전극(113)은 그 아래의 액티브층(107) 및 게이트전극(103)과 함께 스위칭소자인 박막트랜지스터(T)를 구성한다. 이때, 상기 박막트랜지스터(T)의 채널은 상기 소스전극(111)과 드레인전 극(113)사이의 액티브층(107)내에 형성된다.

이어서, 상기 데이터배선(미도시)과 소스/드레인전극(111, 113)을 포함한 하부기판(101) 전면에 평탄화 특성이 우수하며, 감광성을 가지는 유기물질, 저유전 특성을 가지는 절연물질, 또는 무기물질인 질화 규소로 이루어진 보호막(115)을 형성한다.

그다음, 포토리소 그라피공정 및 식각공정을 통해 상기 보호막(115)을 선택적으로 패터닝하여 상기 드레인전극(113) 일부를 노출시키는 콘택홀(미도시)을 형성한다.

이어서, 상기 콘택홀(미도시)을 포함한 보호막(115)상에 ITO (indium tin oxide) 또는 IZO (indium zinc oxide) 등의 투명한 도전물질로 이루어진 금속물질층(미도시)을 스퍼터링방법으로 증착한후 이를 포토리소 그라피 공정 및 식각공정을 통해 선택적으로 패터닝하여 상기 드레인전극(113)과 전기적으로 접속되는 화소전극(117)을 형성하므로써 박막트랜지스터 어레이 제작을 완료한다.

그다음, 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 화소전극(117)과 보호막(115)을 포함한 기판 전면에 격벽물질을 코팅하여 제1 격벽층(121)을 형성한다. 이때, 상기 격벽물질로는 아크릴레이트, 에폭시 레진, 또는 우레탄 레진 등을 사용한다. 또한, 상기 격벽물질은 스핀 코팅(spin coating), 스핀리스 코팅(spinless coating), 바코팅(bar coating), 블레드코팅(blade coating), 코마 코팅(coma coating), 또는 스크린코팅(screen coating) 등으로 형성한다. 또는, DFR(dry film resist) 방식을 이용할 경우, 라미네이션(lamination) 공법으로 형성할 수도 있다.

그리고, 상기 격벽층(121)의 두께는 후속공정에서 형성되는 마이크로캡슐의 사이즈보다 두꺼워야 하며, 통상 40 um 이상이어야 한다.

이어서, 도 3c에 도시된 바와 같이, 상기 제1격벽층(121)을 포토리소그라피 공정 및 식각공정을 통해 선택적으로 패터닝하여 적색 마이크로캡슐이 충진될 수 있도록 제1홀(123)을 형성한다. 이때, 상기 제1홀(123)을 형성하는 방법으로 상기 포토리소그라피 공정이외에 인플랜 프린팅(in plane printing)방법을 사용할 수 있다.

그다음, 도 3d에 도시된 바와 같이, 상기 제1격벽층(121)에 형성된 제1홀(123)내에 블랙입자(145)와 적색입자(147) 및 마이크로캡슐(143)로 구성된 다수의 적색 마이크로캡슐(140)를 충진시킨다. 이때, 상기 적색 마이크로캡슐(140)은 바코팅(bar coating), 또는 블래드코팅(blade coating)으로 제1홀(123)내부에 충진한다. 또는 충진방법으로, 그래버러 오프셋(gravure offset), 평판 그래버러 오프셋(gravure offset) 공법으로 충진가능하다.

이어서, 적색 마이크로캡슐(140) 충진이 완료된 후 UV 경화, 또는 열경화공정을 통해 열경화시킨다. 이때, 상기 UV 경화 또는 열경화 온도는 마이크로캡슐재료의 내열온도 이하로 조절한다.

그다음, 도 3e에 도시된 바와 같이, 상기 적색 마이크로캡슐(140)이 충진되고 경화처리를 완료한후 다시 제1격벽층(121)과 적색 마이크로캡슐(140)상부에 격벽물질을 코팅하여 제2 격벽층(125)을 형성한다. 이때, 상기 격벽물질로는 아크릴레이트, 에폭시 레진, 또는 우레탄 레진 등을 사용한다. 또한, 상기 격벽물질은 스 핀 코팅(spin coating), 스핀리스 코팅(spinless coating), 바코팅(bar coating), 블레드코팅(blade coating), 코마 코팅(coma coating), 또는 스크린코팅(screen coating) 등으로 형성한다. 또는, DFR(dry film resist) 방식을 이용할 경우, 라미네이션(lamination) 공법으로 형성할 수도 있다.

그리고, 상기 격벽층(125)의 두께는 후속공정에서 형성되는 마이크로캡슐의 사이즈보다 두꺼워야 하며, 통상 40 um 이상이어야 한다.

이어서, 상기 제2격벽층(125)을 포토리소그라피 공정 및 식각공정을 통해 선택적으로 패터닝하여 초록색 마이크로캡슐이 충진될 수 있도록 제2홀(127)을 형성한다. 이때, 상기 제2홀(127)을 형성하는 방법으로 상기 포토리소그라피 공정이외에 인플랜 프린팅(in plane printing)방법을 사용할 수 있다.

그다음, 상기 제2격벽층(125)에 형성된 제2홀(127)내에 블랙입자(미도시)와 초록색입자(미도시) 및 마이크로캡슐(미도시)로 구성된 다수의 초록색 마이크로캡슐(141)를 충진시킨다. 이때, 상기 초록색 마이크로캡슐(141)은 바코팅(bar coating), 또는 블래드코팅(blade coating)으로 제2홀(127)내부에 충진한다. 또는 충진방법으로, 그래버러 오프셋(gravure offset), 평판 그래버러 오프셋(gravure offset) 공법으로 충진가능하다.

이어서, 초록색 마이크로캡슐(141) 충진이 완료된 후 UV 경화, 또는 열경화공정을 통해 열경화시킨다. 이때, 상기 UV 경화 또는 열경화 온도는 마이크로캡슐재료의 내열온도 이하로 조절한다.

그다음, 도 3f에 도시된 바와 같이, 상기 초록색 마이크로캡슐(141)이 충진되 고 경화처리를 완료한후 다시 제2격벽층(125)과 초록색 마이크로캡슐(141)상부에 격벽물질을 코팅하여 제3 격벽층(129)을 형성한다. 이때, 상기 격벽물질로는 아크릴레이트, 에폭시 레진, 또는 우레탄 레진 등을 사용한다. 또한, 상기 격벽물질은 스핀 코팅(spin coating), 스핀리스 코팅(spinless coating), 바코팅(bar coating), 블레드코팅(blade coating), 코마 코팅(coma coating), 또는 스크린코팅(screen coating) 등으로 형성한다. 또는, DFR(dry film resist) 방식을 이용할 경우, 라미네이션(lamination) 공법으로 형성할 수도 있다.

그리고, 상기 격벽층(129)의 두께는 후속공정에서 형성되는 마이크로캡슐의 사이즈보다 두꺼워야 하며, 통상 40 um 이상이어야 한다.

이어서, 상기 제3격벽층(129)을 포토리소그라피 공정 및 식각공정을 통해 선택적으로 패터닝하여 청색 마이크로캡슐이 충진될 수 있도록 제3홀(131)을 형성한다. 이때, 상기 제3홀(131)을 형성하는 방법으로 상기 포토리소그라피 공정이외에 인플랜 프린팅(in plane printing)방법을 사용할 수 있다.

그다음, 상기 제3격벽층(129)에 형성된 제3홀(131)내에 블랙입자(미도시)와 청색입자(미도시) 및 마이크로캡슐(미도시)로 구성된 다수의 청색 마이크로캡슐(142)를 충진시킨다. 이때, 상기 청색 마이크로캡슐(142)은 바코팅(bar coating), 또는 블래드코팅(blade coating)으로 제3홀(129)내부에 충진한다. 또는 충진방법으로, 그래버러 오프셋(gravure offset), 평판 그래버러 오프셋(gravure offset) 공법으로 충진가능하다.

이어서, 청색 마이크로캡슐(142) 충진이 완료된 후 UV 경화, 또는 열경화공정 을 통해 열경화시킨다. 이때, 상기 UV 경화 또는 열경화 온도는 마이크로캡슐재료의 내열온도 이하로 조절한다.

이렇게 하여, 3가지 색상의 칼라 마이크로캡슐 충진이 완료된다.

그다음, 상기 충진된 청색 마이크로캡슐(142)을 포함한 제3격벽층(129)상에 보호필름(151)을 형성하므로써 풀칼라를 구현할 수 있는 전기영동표시장치 제조가 완료된다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기영동 표시장치에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기영동 표시장치의 개략적인 단면도이다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 전기영동 표시장치는, 도 4에 도시된 바와 같이, 다수의 적색, 초록색 및 청색 화소영역이 정의된 하부기판(201)과, 상기 하부기판(201)상의 화소영역 각각에 형성된 박막트랜지스터(T)와, 상기 박막트랜지스터

(T)와 전기적으로 연결된 화소전극(217)과, 상기 화소전극(217)상에 형성되고 각 화소영역을 분할하는 격벽층(121)과, 상기 격벽층(121)내에 분할되어 형성되고 상기 화소영역 각각에 형성된 화소전극(217)상에 배치된 적색, 초록색 및 청색 마이크로캡슐(240, 241, 242)과, 상기 적색, 초록색 및 청색 마이크로캡슐(240, 241, 242)을 포함한 제3 격벽층(229)상에 형성된 보호필름(251)을 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 적색, 초록색 및 청색 마이크로캡슐(240, 241, 242)은 상기 격벽층(221)내에 형성된 제1, 2, 3 홀(223, 225, 227)내에 충진된다.

또한, 상기 격벽층(221)은 상기 적색, 초록색 및 청색 마이크로캡슐(240, 241, 242)의 두께보다 더 두껍게 형성된다.

그리고, 상기 상기 격벽층(221)은 아크릴레이트, 에폭시 레진, 또는 우레탄 레진으로 형성된다.

또 한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기영동 표시장치에 대해 도 5a 내지 도 5f를 참조하여 상세히 설명한다.

도 5a 내지 도 5f는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기영동 표시장치 제조방법을 설명하기 위한 제조공정 단면도이다.

도 5a에 도시된 바와 같이, 플렉서블(flexible)한 플라스틱 또는, 스테인레스 포일 등으로 이루어진 하부기판(201)상에 금속막(미도시)을 증착한후 포토리소그라피 공정 및 식각공정에 의해 상기 금속막을 선택적으로 패터닝하여 게이트배선(미도시) 및, 상기 게이트배선(미도시)에서 분기된 게이트전극(203)을 형성한다. 이때, 상기 금속막 물질로는 Al과 Al합금 등의 Al 계열금속, Ag과 Ag 합금 등의 Ag 계열금속, Mo과 Mo 합금 의 Mo 계열금속, Cr, Ti, Ta 중에서 선택하여 사용한다.

그다음, 상기 게이트배선(미도시)과 게이트전극(203)을 포함한 하부기판(201)상에 산화규소(SiOx) 또는 질화규소(SiNx)와 같은 무기 절연물질로 이루어진 게이트절연막(205)을 형성한다.

이어서, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 게이트절연막(205)상부에는 수소화 비정질실리콘층 등으로 이루어진 반도체층(미도시)과 실리사이드 또는 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 실리콘 등의 물질로 이루어진 불순 물층(미도시)을 순차적으로 형성한다.

그다음, 상기 불순물층(미도시)과 반도체층(미도시)을 포토리소 그라피공정 및 식각공정에 의해 선택적으로 패터닝하여 액티브층(207)과 오믹콘택층(미도시)을 형성한다.

이어서, 상기 액티브층(207)과 오믹콘택층(미도시)을 포함한 기판 전면에 데이터배선용 금속물질을 스퍼터링 방법으로 증착한후 이를 포토리소 그라피공정 및 식각공정에 의해 선택적으로 패터닝하여 데이터배선(미도시)과, 상기 데이터배선에서 분기된 소스전극(211)과, 이 소스전극(211)과 일정간격 이격된 드레인전극(213)을 형성한다.

이렇게 하여, 상기 데이터배선(미도시)은 상기 게이트배선(미도시)과 서로 교차되게 형성되어 있으며, 상기 소스전극(211)과 드레인전극(213)은 그 아래의 액티브층(207) 및 게이트전극(203)과 함께 스위칭소자인 박막트랜지스터(T)를 구성한다. 이때, 상기 박막트랜지스터(T)의 채널은 상기 소스전극(211)과 드레인전극(213)사이의 액티브층(207)내에 형성된다.

이어서, 상기 데이터배선(미도시)과 소스/드레인전극(211, 213)을 포함한 하부기판(201) 전면에 평탄화 특성이 우수하며, 감광성을 가지는 유기물질, 저유전 특성을 가지는 절연물질, 또는 무기물질인 질화 규소로 이루어진 보호막(215)을 형 성한다.

그다음, 포토리소 그라피공정 및 식각공정을 통해 상기 보호막(215)을 선택적으로 패터닝하여 상기 드레인전극(213) 일부를 노출시키는 콘택홀(미도시)을 형성한다.

이어서, 상기 콘택홀(미도시)을 포함한 보호막(215)상에 ITO (indium tin oxide) 또는 IZO (indium zinc oxide) 등의 투명한 도전물질로 이루어진 금속물질층(미도시)을 스퍼터링방법으로 증착한후 이를 포토리소 그라피 공정 및 식각공정을 통해 선택적으로 패터닝하여 상기 드레인전극(213)과 전기적으로 접속되는 화소전극(217)을 형성하므로써 박막트랜지스터 어레이 제작을 완료한다.

그다음, 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 화소전극(217)과 보호막(215)을 포함한 기판 전면에 격벽물질을 코팅하여 격벽층(221)을 형성한다. 이때, 상기 격벽물질로는 아크릴레이트, 에폭시 레진, 또는 우레탄 레진 등을 사용한다. 또한, 상기 격벽물질은 스핀 코팅(spin coating), 스핀리스 코팅(spinless coating), 바코팅(bar coating), 블레드코팅(blade coating), 코마 코팅(coma coating), 또는 스크린코팅(screen coating) 등으로 형성한다. 또는, DFR(dry film resist) 방식을 이용할 경우, 라미네이션(lamination) 공법으로 형성할 수도 있다.

그리고, 상기 격벽층(221)의 두께는 후속공정에서 형성되는 마이크로캡슐의 사이즈보다 두꺼워야 하며, 통상 40 um 이상이어야 한다.

이어서, 도 5c에 도시된 바와 같이, 상기 격벽층(221)을 포토리소그라피 공정 및 식각공정을 통해 선택적으로 패터닝하여 적색 마이크로캡슐이 충진될 수 있도록 제1홀(223)을 형성한다. 이때, 상기 제1홀(223)을 형성하는 방법으로 상기 포토리소그라피 공정이외에 인플랜 프린팅(in plane printing)방법을 사용할 수 있다.

그다음, 도 5d에 도시된 바와 같이, 상기 격벽층(221)에 형성된 제1홀(223)내에 블랙입자(245)와 적색입자(247) 및 마이크로캡슐(243)로 구성된 다수의 적색 마이크로캡슐(240)를 충진시킨다. 이때, 상기 적색 마이크로캡슐(240)은 바코팅(bar coating), 또는 블래드코팅(blade coating)으로 제1홀(223)내부에 충진한다. 또는 충진방법으로, 그래버러 오프셋(gravure offset), 평판 그래버러 오프셋(gravure offset) 공법으로 충진가능하다.

그다음, 도 5e에 도시된 바와 같이, 상기 적색 마이크로캡슐(140)이 충진된후 다시 격벽층(221)을 포토리소그라피 공정 및 식각공정을 통해 선택적으로 패터닝하여 상기 제1홀(223)과 인접되어 초록색 마이크로캡슐이 충진될 수 있도록 제2홀(225)을 형성한다. 이때, 상기 제2홀(225)을 형성하는 방법으로 상기 포토리소그라피 공정이외에 인플랜 프린팅(in plane printing)방법을 사용할 수 있다.

그다음, 상기 격벽층(221)에 형성된 제2홀(225)내에 블랙입자(미도시)와 초록색입자(미도시) 및 마이크로캡슐(미도시)로 구성된 다수의 초록색 마이크로캡슐(241)를 충진시킨다. 이때, 상기 초록색 마이크로캡슐(241)은 바코팅(bar coating), 또는 블래드코팅(blade coating)으로 제2홀(225)내부에 충진한다. 또는 충진방법으로, 그래버러 오프셋(gravure offset), 평판 그래버러 오프셋(gravure offset) 공법으로 충진가능하다.

그다음, 도 5f에 도시된 바와 같이, 상기 초록색 마이크로캡슐(241)이 충진된 격벽층(221)을 포토리소그라피 공정 및 식각공정을 통해 선택적으로 패터닝하여 상기 제2 홀(225)과 인접되어 청색 마이크로캡슐이 충진될 수 있도록 제3홀(227)을 형성한다. 이때, 상기 제3홀(227)을 형성하는 방법으로 상기 포토리소그라피 공정이외에 인플랜 프린팅(in plane printing)방법을 사용할 수 있다.

그다음, 상기 격벽층(221)에 형성된 제3홀(227)내에 블랙입자(미도시)와 청색입자(미도시) 및 마이크로캡슐(미도시)로 구성된 다수의 청색 마이크로캡슐(242)를 충진시킨다. 이때, 상기 청색 마이크로캡슐(242)은 바코팅(bar coating), 또는 블래드코팅(blade coating)으로 제3홀(227)내부에 충진한다. 또는 충진방법으로, 그래버러 오프셋(gravure offset), 평판 그래버러 오프셋(gravure offset) 공법으로 충진가능하다.

이어서, 청색 마이크로캡슐(242) 충진이 완료된 후 UV 경화, 또는 열경화공정을 통해 열경화시킨다. 이때, 상기 UV 경화 또는 열경화 온도는 마이크로캡슐재료의 내열온도 이하로 조절한다.

그다음, 상기 충진된 적색, 초록색 및 청색 마이크로캡슐(240, 241, 242)을 포함한 격벽층(221)상에 보호필름(251)을 형성하므로써 풀칼라를 구현할 수 있는 전기영동표시장치 제조가 완료된다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 전기영동 표시장치는 기존의 칼라 전기영동표시장치 제조시에 필요한 플라스틱기판상에 칼라필터 어레이가 필요없으므로 이들 층에 의한 광흡수가 없어, 반사도 및 콘트라스트비 그리고 칼라 특성이 월등히 개선된다.

한편, 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 종래기술에 따른 전기영동 표시장치의 개략적인 단면도이다.

도 3a 내지 도 3f는 본 발명의 일실시예에 따른 전기영동 표시장치의 제조공정 단면도이다.

도 5a 내지 도 5f는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기영동 표시장치의 제조공정 단면도이다.

- 도면의 주요부분에 대한 부호설명

101 : 하부기판 103 : 게이트전극

105 : 게이트절연막 107 : 액티브층

111 : 소스전극 113 : 드레인전극

115 : 보호막 117 : 화소전극

121 : 제1격벽층 123 : 제1홀

125 : 제2 격벽층 127 : 제2홀

129 : 제3 격벽층 131 : 제3홀

140 : 적색 마이크로캡슐 141 : 초록색 마이크로캡슐

142 : 청색 마이크로캡슐 143 : 마이크로캡슐

145 : 블랙입자 147 : 적색 입자

151 : 보호필름

Claims

다수의 적색, 초록색 및 청색 화소영역이 정의된 하부기판;

상기 하부기판상의 화소영역 각각에 형성된 박막트랜지스터;

상기 박막트랜지스터와 연결된 화소전극;

상기 각 화소영역을 분할하는 격벽층;

상기 격벽층에 의해 분할되고, 상기 화소영역 각각에 형성된 화소전극상에 형성된 적색, 초록색 및 청색 마이크로캡슐; 및

상기 적색, 초록색 및 청색 마이크로캡슐을 포함한 격벽층상에 형성된 보호필름;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치.
제1항에 있어서, 상기 적색, 초록색 및 청색 마이크로캡슐은 상기 격벽층내에 형성된 제1, 2, 3 홀내에 충진된 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치.
제1항에 있어서, 격벽층의 두께는 상기 적색, 초록색 및 청색 마이크로캡슐의 두께보다 더 두꺼운 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치.
제1항에 있어서, 상기 격벽층은 다수의 격벽층으로 구성된 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치.
제4항에 있어서, 상기 다수의 격벽층중 하부 격벽층에는 적색 마이크로캡슐이 충진되고, 중앙 격벽층에는 초록색 마이크로캡슐이 충진되며, 상부 격벽층에는 청색 마이크로캡슐이 충진된 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치.
제1항에 있어서, 상기 격벽층은 아크릴레이트, 에폭시 레진, 또는 우레탄 레진으로 형성된 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치.
다수의 적색, 초록색 및 청색 화소영역이 정의된 하부기판을 제공하는 단계;

상기 하부기판상의 화소영역 각각에 박막트랜지스터를 형성하는 단계;

상기 박막트랜지스터와 연결되는 화소전극을 형성하는 단계;

상기 화소전극을 포함한 박막트랜지스터상에 제1격벽층을 형성하는 단계;

상기 제1격벽층에 상기 적색 화소영역을 노출시키는 제1홀을 형성하는 단계;

상기 제1홀내에 적색 마이크로캡슐을 충진하는 단계;

상기 적색마이크로캡슐을 포함한 제1격벽층상에 제2격벽층을 형성하는 단계;

상기 제2격벽층중 초록색 화소영역과 대응되는 부분을 선택적으로 제거하여 제2홀을 형성하는 단계;

상기 제2홀내에 초록색 마이크로캡슐을 충진하는 단계;

상기 초록색 마이크로캡슐을 포함한 제2격벽층상에 제3 격벽층을 형성하는 단계;

상기 제3격벽층중 청색 화소영역과 대응되는 부분을 선택적으로 제거하여 제3 홀을 형성하는 단계;

상기 제3홀내에 청색 마이크로캡슐을 충진하는 단계;

상기 청색 마이크로캡슐을 포함한 제3격벽층상에 보호필름을 형성하는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치 제조방법.
제7항에 있어서, 상기 제1, 2, 3 격벽층은 아크릴레이트, 에폭시 레진,또는 우레탄 레진으로 형성하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치 제조방법.
제7항에 있어서, 제1, 2, 3 격벽층의 두께는 상기 적색, 초록색 및 청색 마이크로캡슐의 두께보다 더 두꺼운 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치 제조방법.
제7항에 있어서, 상기 제1, 2, 3 격벽층은 스핀코팅, 스핀리스코팅(spinless coating), 바코팅, 블래드코팅, 또는 스크린 코팅으로 형성하는 것을 특징으로 하는 전기영동표시장치 제조방법.
제7항에 있어서, 상기 제1, 2, 3 홀은 포토리소그라피공정 또는 인플랜프린팅(inplane printing)방법으로 형성하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치 제조방법.
제7항에 있어서, 상기 적색, 초록색 및 청색 마이크로캡슐은 바코팅, 블래드 코팅방법으로 제1, 2, 3 홀내에 충진하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치 제조방법.
제7항에 있어서, 상기 적색, 초록색 및 청색 마이크로캡슐을 충진한 이후 경화처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동표시장치 제조방법.
제13항에 있어서, 상기 경화처리는 UV 경화 또는 열경화에 의해 마이크로캡슐의 내열온도이하에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기영동표시장치 제조방법.
다수의 적색, 초록색 및 청색 화소영역이 정의된 하부기판을 제공하는 단계;

상기 하부기판상의 화소영역 각각에 박막트랜지스터를 형성하는 단계;

상기 박막트랜지스터와 연결되는 화소전극을 형성하는 단계;

상기 화소전극을 포함한 박막트랜지스터상에 격벽층을 형성하는 단계;

상기 격벽층에 상기 적색 화소영역을 노출시키는 제1홀을 형성하는 단계;

상기 제1홀내에 적색 마이크로캡슐을 충진하는 단계;

상기 격벽층에 초록색 화소영역과 대응되는 부분을 선택적으로 제거하여 제2홀을 형성하는 단계;

상기 제2홀내에 초록색 마이크로캡슐을 충진하는 단계;

상기 격벽층에 청색 화소영역과 대응되는 부분을 선택적으로 제거하여 제3홀을 형성하는 단계;

상기 제3홀내에 청색 마이크로캡슐을 충진하는 단계;

상기 청색 마이크로캡슐을 포함한 격벽층상에 보호필름을 형성하는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치 제조방법.
제15항에 있어서, 상기 격벽층은 아크릴레이트, 에폭시 레진,또는 우레탄 레진으로 형성하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치 제조방법.
제15항에 있어서, 격벽층의 두께는 상기 적색, 초록색 및 청색 마이크로캡슐의 두께보다 더 두꺼운 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치 제조방법.
제15항에 있어서, 상기 격벽층은 스핀코팅, 스핀리스코팅(spinless coating), 바코팅, 블래드코팅, 또는 스크린 코팅으로 형성하는 것을 특징으로 하는 전기영동표시장치 제조방법.
제15항에 있어서, 상기 제1, 2, 3 홀은 포토리소그라피공정 또는 인플랜프린팅(inplane printing)방법으로 형성하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치 제조방법.
제15항에 있어서, 상기 적색, 초록색 및 청색 마이크로캡슐은 바코팅, 블래드 코팅방법으로 제1, 2, 3 홀내에 충진하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치 제조방법.
제15항에 있어서, 상기 적색, 초록색 및 청색 마이크로캡슐을 충진한 이후 경화처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동표시장치 제조방법.
제21항에 있어서, 상기 경화처리는 UV 경화 또는 열경화에 의해 마이크로캡슐의 내열온도이하에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기영동표시장치 제조방법.