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KR101143002B1 - 전기 영동 표시 장치 - Google Patents

전기 영동 표시 장치 Download PDF

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KR101143002B1
KR101143002B1 KR1020050029905A KR20050029905A KR101143002B1 KR 101143002 B1 KR101143002 B1 KR 101143002B1 KR 1020050029905 A KR1020050029905 A KR 1020050029905A KR 20050029905 A KR20050029905 A KR 20050029905A KR 101143002 B1 KR101143002 B1 KR 101143002B1
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substrate
electrophoretic display
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김준형
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명에 따른 전기 영동 표시 장치는, 제1 기판 위에 형성되어 있는 제1 전극, 상기 제1 기판에 대향하는 제2 기판 위에 형성되어 있는 제2 전극, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이를 복수의 영역으로 분리하는 격벽, 그리고 상기 각 영역 내에 포함되어 있으며 적색, 녹색 및 청색 중 어느 하나로 착색된 복수의 대전 입자를 포함한다.
전기 영동, 착색 입자, 전극, 반사, 시야각

Description

전기 영동 표시 장치{ELECTROPHORETIC DISPLAY}
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치의 구동 원리를 개략적으로 도시한 모식도이고,
도 2는 도 1의 전기 영동 표시 장치를 박막 트랜지스터 표시판에 적용한 전기 영동 표시 장치의 구조를 도시한 배치도이고,
도 3은 도 2의 전기 영동 표시 장치를 III-III'선에 따라 자른 단면도이고,
도 4는 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치의 구동 원리를 개략적으로 도시한 모식도이고,
도 5 및 도 6은 본 발명의 또 다른 한 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치를 보여주는 단면도이고,
도 7은 도 6의 전기 영동 표시 장치에 전계 인가시 하나의 화소 영역을 확대한 단면도이다.
100:박막 트랜지스터 표시판 110:하부 기판
121:게이트선 124:게이트 전극
140:게이트 절연막 151:반도체
171:데이터선 180:보호막
190:화소 전극 200:대향 표시판
210:상부 기판 250:층간막
270:공통 전극 300a-300c:착색 입자
300d:흑색 입자 360:격벽
20:유체
본 발명은 전기 영동 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 별도의 색필터 없이 모든 색을 구현할 수 있는 전기 영동 표시 장치에 관한 것이다.
전기 영동 표시 장치(electrophoric display)는 대향하는 두 전극 사이에 형성되는 전위차에 의해 두 전극 사이에 위치한 대전 입자들(charged particles)이 반대 극성의 전극으로 이동하는 전기 영동(electrophoresis) 현상을 이용하여 문자 등의 화상을 표시하는 평판 표시 장치이다.
이러한 전기 영동 표시 장치는 반사율과 대비비(contrast ratio)가 높고 종이와 같이 편안한 느낌으로 화상을 표시할 수 있는 이점이 있다. 또한, 액정 표시 장치와 달리, 편광판, 배향막 및 액정 등이 필요하지 않은 이점도 있다.
그러나, 전기 영동 표시 장치는 흰색 및 흑색의 입자들을 소정 형태의 미소캡슐(microcapsule)내에 분산시키는 복잡한 공정이 요구되기 때문에 제조 공정 및 생산 비용 측면에서 불리하며, 풀 컬러(full color)를 실현하기 위해서는 별도의 컬러 필터를 구비하여야 하는 부담도 있다.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 제조 공정을 단순화하면서도 풀 컬러를 실현할 수 있는 전기 영동 표시 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 전기 영동 표시 장치는, 제1 기판 위에 형성되어 있는 제1 전극, 상기 제1 기판에 대향하는 제2 기판 위에 형성되어 있는 제2 전극, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이를 복수의 영역으로 분리하는 격벽, 그리고 상기 각 영역 내에 포함되어 있으며 적색, 녹색 및 청색 중 어느 하나로 착색된 복수의 대전 입자를 포함한다.
이하, 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.
[실시예 1]
먼저, 도 1을 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치의 구동 원리에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치의 구동 원리를 개략적으로 도시한 모식도이다.
도 1에서 보는 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치는, 양(+) 및 음(-)의 전계를 형성하기 위한 하부 전극(190) 및 상부 전극(270)과, 하부 전극(190)과 상부 전극(270) 사이의 영역을 분리하기 위한 복수의 격벽(360)을 포함한다. 격벽(360)에 의해 분리된 복수의 영역에는 절연성 유체(fluid)(310)와, 절연성 유체(310)에 분산되어 있으며 양성(positive) 또는 음성(negative)으로 대전된 복수의 적색 입자(300a), 녹색 입자(300b) 및 청색 입자(300c)(이하, 통칭하여 '착색 입자'라고 한다)가 차례로 채워져 있다.
본 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치는, 대향하는 하부 전극(190)과 상부 전극(270)에 전압을 인가하여 전극 양단에 전위차(+/-)를 형성하는 경우, 양성 또는 음성으로 대전되어 있는 착색 입자(300a, 300b, 300c)가 전기 영동 현상에 따라 반대 극성의 전극으로 이동한다. 이 때, 착색 입자(300a, 300b, 300c)가 관찰자 측의 전극으로 이동하는 경우, 관찰자는 착색 입자(300a, 300b, 300c)에 반사된 빛에 의해 적색, 녹색, 청색 또는 이들의 혼합색으로 표현된 화상을 볼 수 있다.
이하에서는, 도 2 및 도 3을 참조하여, 본 발명의 한 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판을 포함하는 전 기 영동 표시 장치의 구조를 도시한 배치도이고, 도 3은 도 2의 전기 영동 표시 장치를 III-III'선에 따라 자른 단면도이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치는, 박막 트랜지스터 표시판(100), 대향 표시판(200) 및 이들 사이에서 격벽(360)에 의해 분리되는 복수의 영역을 채우며 착색 입자(300a, 300b, 300c)를 포함하고 있는 절연성 유체(310)을 포함한다.
먼저, 박막 트랜지스터 표시판(100)에는, 투명 유리 따위로 만들어진 하부 기판(110) 위에 게이트 전극(124)을 포함하는 복수의 게이트선(121)이 형성되어 있다.
게이트선(121)은 게이트 신호를 전달하며 주로 가로 방향으로 뻗어 있다. 각 게이트선(121)은 아래쪽으로 돌출되어 있는 복수의 게이트 전극(124)과 다른 층 또는 외부 구동 회로와 접속하기 위한 면적이 넓은 끝부분(129)을 포함한다.
게이트선(121)은 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금(Al-alloy) 등의 알루미늄 계열의 금속, 은(Ag)이나 은 합금(Ag-alloy) 등의 은 계열 금속, 구리(Cu)나 구리 합금(Cu-alloy) 등의 구리 계열 금속, 몰리브덴(Mo)이나 몰리브덴 합금(Mo-alloy) 등의 몰리브덴 계열 금속, 크롬(Cr), 탄탈늄(Ta) 및 티타늄(Ti) 따위로 만들어질 수 있다. 또는, 이들은 물리적 성질이 다른 두 개의 도전막(도시하지 않음)을 포함하는 다중막 구조를 가질 수도 있다. 이 중 하나의 도전막은 신호 지연이나 전압 강하를 줄일 수 있도록 낮은 비저항(resistivity)의 금속, 예컨대 알루미늄 계열 금속, 은 계열 금속 또는 구리 계열 금속 등으로 만들어진다. 이와는 달리, 다른 도전막은 다른 물질, 특히 ITO 또는 IZO와의 물리적, 화학적 및 전기적 접촉 특성이 우수한 물질, 예컨대 몰리브덴 계열 금속, 크롬, 티타늄, 탄탈륨 등으로 만들어진다. 이러한 조합의 바람직한 예로는, 크롬 하부막과 알루미늄(합금) 상부막, 또는 알루미늄(합금) 하부막과 몰리브덴(합금) 상부막을 들 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고 다양한 금속 또는 도전체로 이루어질 수 있다.
게이트선(121)의 측면은 기판(110)에 대하여 경사져 있으며 그 경사각은 약 30 내지 80도일 수 있다.
게이트선(121) 위에는 질화규소(SiNx) 또는 산화규소(SiO2)로 이루어진 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다.
게이트 절연막(140) 위에는 수소화 비정질 규소(hydrogenated amorphous silicon)(비정질 규소는 'a-Si'로 표기함) 또는 다결정 규소(polysilicon) 등으로 이루어진 복수의 선형 반도체(151)가 형성되어 있다. 선형 반도체(151)는 주로 세로 방향으로 뻗어 있으며 게이트 전극(124) 쪽으로 뻗어 나온 복수의 돌출부(154)를 가진다.
선형 반도체(151) 위에는 복수의 선형 및 섬형 저항성 접촉 부재(ohmic contact)(161, 165)가 형성되어 있다. 선형 저항성 접촉 부재(161)는 복수의 돌출부(163)를 가지며, 돌출부(163)와 섬형 저항성 접촉 부재(165)는 선형 반도체의 돌출부(154) 위에서 쌍을 이루고 있다. 선형 및 섬형 저항성 접촉 부재(161, 165)는 인(P)과 같은 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질 또는 실리사이드(silicide)로 이루어질 수 있다.
선형 반도체(151) 및 저항성 접촉 부재(161, 165)는 기판(110)면에 대하여 경사져 있으며 그 경사각은 약 30 내지 80도일 수 있다.
저항성 접촉 부재(161, 165) 및 게이트 절연막(140) 위에는 복수의 데이터선(171) 및 데이터선(171)으로부터 분리되어 있는 복수의 드레인 전극(175)이 형성되어 있다.
데이터선(171)은 데이터 신호를 전달하며 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121)과 교차한다. 또한, 각 데이터선(171)은 드레인 전극(175) 쪽으로 돌출된 복수의 소스 전극(173)과 다른 층 또는 외부 구동 회로와 접속하기 위한 넓은 면적의 끝부분(179)을 포함한다. 데이터 신호를 생성하는 데이터 구동 회로(도시하지 않음)가 기판(110) 위에 집적되어 있는 경우, 데이터선(171)이 연장되어 데이터 구동 회로와 직접 연결될 수 있다.
게이트 전극(124), 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)은 선형 반도체(151)의 돌출부(154)와 함께 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 이루며, 박막 트랜지스터 채널(channel)은 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이의 선형 반도체(151)의 돌출부(154) 위에 형성된다.
데이터선(171) 및 드레인 전극(175)은 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 탄탈늄(Ta) 및 티타늄(Ti) 등의 내화성 금속 또는 이들의 합금으로 만들어지는 것이 바람직하며, 내화성 금속 따위의 도전막(도시하지 않음) 또는 저저항성 도전막(도시하지 않음)으로 이루어진 다층막 구조를 가질 수도 있다. 다층막 구조로는, 예컨대 크롬 또는 몰리브덴(합금) 하부막과 알루미늄(합금) 상부막의 이중막, 몰리브덴(합금) 하부막, 알루미늄(합금) 중간막과 몰리브덴(합금) 상부막의 삼중막을 들 수 있다. 그러나, 데이터선(171) 및 드레인 전극(175)은 이에 한정되지 않고 다양한 금속 또는 도전체로 이루어질 수 있다.
게이트선(121)과 마찬가지로, 데이터선(171) 및 드레인 전극(175)의 측면도 기판(110)에 대하여 30 내지 80도 정도 기울어질 수 있다.
저항성 접촉 부재(161, 165)는 하부의 선형 반도체(151)와 상부의 데이터선(171) 및 드레인 전극(175) 사이에만 존재하여 그 사이의 접촉 저항을 낮추어 준다. 선형 반도체(151)는, 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이에서 데이터선(171)과 드레인 전극(175)으로 덮이지 않은 복수의 노출부를 포함한다.
데이터선(171), 드레인 전극(175) 및 노출된 반도체 부분 위에는 보호막(passivation layer)(180)이 형성되어 있다. 보호막(180)은 질화규소(SiNx)나 산화규소(SiO2) 따위의 무기 절연 물질, 아크릴계 또는 이미드계 따위의 감광성(photosensitive)을 가지는 유기 절연 물질, 4.0 이하의 유전 상수를 가지며 플라스마 화학 기상 증착(plasma enhanced chemical vapor deposition, PECVD)으로 형성되는 a-Si:C:O, a-Si:O:F 등으로 이루어질 수 있다. 또는, 보호막(180)은 유기막의 우수한 절연 특성을 유지하면서도 노출된 반도체 부분에 영향을 미치지 않도록 하부 무기막과 상부 유기막으로 이루어진 이중막 구조로 형성될 수도 있다.
보호막(180)은 데이터선(171)의 끝부분(179)과 드레인 전극(175)의 확장부를 각각 노출시키는 복수의 접촉 구멍(182, 185)을 가진다.
보호막(180) 위에는 복수의 화소 전극(pixel electrode)(190) 및 복수의 접촉 보조 부재(contact assistant)(81, 82)가 형성되어 있다. 이들은 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질, 또는 알루미늄(Al), 은(Ag) 또는 이들의 합금 등의 반사성 도전 물질로 이루어질 수 있다.
화소 전극(190)은 접촉 구멍(185)을 통하여 드레인 전극(175)과 물리적 전기적으로 연결되어 있다.
복수의 접촉 보조 부재(81, 82)는 각각 접촉 구멍(181, 182)을 통하여 게이트선(121)의 끝부분(129)과 데이터선(171)의 끝부분(179)에 연결되어 있다. 접촉 보조 부재(81, 82)는 게이트선 또는 데이터선의 끝부분(129, 179)과 외부 장치와의 접착성(adhesion)을 보완하고 이들을 보호한다.
한편, 박막 트랜지스터 표시판(100)과 마주하는 대향 표시판(200)은, 하부 기판(110)과 대향하는 상부 기판(210)과, 상부 기판(210) 전면에 형성되어 있으며 투명한 도전 물질로 만들어진 공통 전극(270)을 포함한다.
박막 트랜지스터 표시판(100)과 대향 표시판(200) 사이에는 각 화소 영역을 분리하기 위한 복수의 격벽(360)이 형성되어 있다. 격벽(360)은 절연성 유기 물질로 만들어질 수 있으며, 각 화소 영역을 분리하면서 개구율에 영향을 미치지 않기 위하여 각 데이터선(171) 위에 형성될 수 있다. 본 실시예에서는 격벽(360)을 기둥(column)형으로 도시하였지만, 각 화소 영역을 분리할 수 있으면 특정한 형상에 한정되지 않는다.
격벽(360)에 의해 분리된 각 화소 영역은 투명한 유체(fluid)(310)와 양성 또는 음성으로 대전된 착색 입자(300a, 300b, 300c)를 포함한다. 유체(310)는 착색 입자(300a, 300b, 300c)를 분산시키기 위한 매질(medium)로서, 착색 입자(300a, 300b, 300c)의 이동을 방해하지 않을 정도로 충분히 낮은 점성(viscosity) 및 유전 상수(dielectric constant)를 가져야 한다.
유체(20) 내에는 적색, 녹색 및 청색 중 어느 하나의 색을 띠며 양성 또는 음성의 표면 전하를 가지는 착색 입자(300a, 300b, 300c)가 분산되어 있다. 착색 입자(300a, 300b, 300c)는 각 화소 영역에 따라 다른 색을 가진다. 예컨대, 도 3에서 보는 바와 같이, 연속하는 3개의 화소 영역을 고려할 때, 하나의 화소 영역에는 예컨대 복수의 적색 입자(300a)가 채워져 있으며, 이웃하는 화소 영역에는 예컨대 복수의 녹색 입자(300b)가 채워져 있으며, 그것에 이웃하는 화소 영역에는 예컨대 청색 입자(300c)가 채워져 있다.
착색 입자(300a, 300b, 300c)는 예컨대 산화티탄(TiO2)으로 만들어진 백색 입자 위에 적색, 녹색 및 청색의 유기 안료를 착색하여 형성한다. 착색 입자(300a, 300b, 300c)는 유체 내에서 충분한 콜로이드 안정성(colloidal stability)을 가져서 서로 뭉치거나 침전되지 않아야 한다.
상기와 같이, 각 화소 영역 내에 유체(310)에 분산된 착색 입자(300a, 300b, 300c)가 포함됨으로써, 관찰자는 전계 인가시 대향 표시판(200) 측에 배열되는 착색 입자(300a, 300b, 300c)의 색을 볼 수 있다. 따라서, 별도의 컬러 필터 없 이도 풀컬러(full color)를 구현할 수 있다.
[실시예 2]
이하, 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치에 대하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치의 구동 원리를 개략적으로 도시한 모식도이다.
본 발명의 다른 한 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치는, 도 1b에서 보는 바와 같이, 하부 전극(190), 상부 전극(270), 하부 전극(190)과 상부 전극(270) 사이를 복수의 영역으로 분리하기 위한 격벽(360), 격벽(360)에 의해 분리된 모든 영역에 채워져 있는 절연성 유체(310), 절연성 유체(310)에 분산되어 있으며 양성(positive) 또는 음성(negative)으로 대전되어 각 영역에 차례로 채워져 있는 복수의 착색 입자(300a, 300b, 300c) 및 동일 영역에 포함된 착색 입자(300a, 300b, 300c)와 반대 전하를 가지는 흑색 입자(300d)를 포함한다.
대전되어 있는 착색 입자(300a, 300b, 300c)와 흑색 입자(300d)는 전기 영동 현상에 따라 반대 극성의 전극으로 이동한다. 이 경우, 동일 영역에 포함되어 있는 착색 입자(300a, 300b, 300c)와 흑색 입자(300d)는 서로 반대 전하를 가지기 때문에 서로 혼합되지 않고 반대 방향으로 배열된다. 즉, 단일 영역 내의 착색 입자(300a)가 전기 영동 현상에 의해 하부 전극(190) 측으로 이동할 때, 반대의 전하를 가진 흑색 입자(300d)는 상부 전극(270) 측으로 이동한다. 이 경우, 외부광이 흑색 입자(300d)에 흡수되어 완전한 블랙(black)을 표현할 수 있으므로, 대비비 (contrast ratio)를 개선시킬 수 있다. [실시예 3]
본 실시예에서는, 도 4의 전기 영동 표시 장치를, 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판을 포함하는 전기 영동 표시 장치에 적용한 경우에 대하여 설명한다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 또 다른 한 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치를 보여주는 단면도이다.
본 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치는, 실시예 1과 마찬가지로, 박막 트랜지스터 표시판(100), 대향 표시판(200) 및 이들 사이에서 격벽(360)에 의해 분리되는 복수의 영역을 포함한다.
먼저, 박막 트랜지스터 표시판(100)에는, 투명 유리 따위로 만들어진 하부 기판(110) 위에 게이트 전극(124)을 포함하는 복수의 게이트선(121)이 형성되어 있다.
게이트선(121)은 게이트 신호를 전달하며 주로 가로 방향으로 뻗어 있다. 각 게이트선(121)은 아래쪽으로 돌출되어 있는 복수의 게이트 전극(124)과 다른 층 또는 외부 구동 회로와 접속하기 위한 면적이 넓은 끝부분(129)을 포함한다.
게이트선(121) 위에는 질화규소(SiNx) 또는 산화규소(SiO2)로 이루어진 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다.
게이트 절연막(140) 위에는 수소화 비정질 규소(hydrogenated amorphous silicon)(비정질 규소는 'a-Si'로 표기함) 또는 다결정 규소(polysilicon) 등으로 이루어진 복수의 선형 반도체(151)가 형성되어 있다. 선형 반도체(151)는 주로 세로 방향으로 뻗어 있으며 게이트 전극(124) 쪽으로 뻗어 나온 복수의 돌출부(154)를 가진다.
선형 반도체(151) 위에는 복수의 선형 및 섬형 저항성 접촉 부재(ohmic contact)(161, 165)가 형성되어 있다. 선형 저항성 접촉 부재(161)는 복수의 돌출부(163)를 가지며, 돌출부(163)와 섬형 저항성 접촉 부재(165)는 선형 반도체의 돌출부(154) 위에서 쌍을 이루고 있다. 선형 및 섬형 저항성 접촉 부재(161, 165)는 인(P)과 같은 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질 또는 실리사이드(silicide)로 이루어질 수 있다.
저항성 접촉 부재(161, 165) 및 게이트 절연막(140) 위에는 복수의 데이터선(171) 및 데이터선(171)으로부터 분리되어 있는 복수의 드레인 전극(175)이 형성되어 있다.
데이터선(171)은 데이터 신호를 전달하며 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121)과 교차한다. 또한, 각 데이터선(171)은 드레인 전극(175) 쪽으로 돌출된 복수의 소스 전극(173)과 다른 층 또는 외부 구동 회로와 접속하기 위한 넓은 면적의 끝부분(179)을 포함한다.
게이트 전극(124), 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)은 선형 반도체(151)의 돌출부(154)와 함께 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 이루며, 박막 트랜지스터 채널(channel)은 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이의 선형 반도체(151)의 돌출부(154) 위에 형성된다.
데이터선(171), 드레인 전극(175) 및 노출된 반도체 부분 위에는 보호막(180)이 형성되어 있다. 보호막(180)은 질화규소(SiNx)나 산화규소(SiO2) 따위의 무기 절연 물질, 아크릴계 또는 이미드계 따위의 감광성(photosensitive)을 가지는 유기 절연 물질, 4.0 이하의 유전 상수를 가지며 플라스마 화학 기상 증착(plasma enhanced chemical vapor deposition, PECVD)으로 형성되는 a-Si:C:O, a-Si:O:F 등으로 이루어질 수 있다. 또는, 보호막(180)은 유기막의 우수한 절연 특성을 유지하면서도 노출된 반도체 부분에 영향을 미치지 않도록 하부 무기막과 상부 유기막으로 이루어진 이중막 구조로 형성될 수도 있다.
보호막(180)은 데이터선(171)의 끝부분(179)과 드레인 전극(175)의 확장부를 각각 노출시키는 복수의 접촉 구멍(182, 185)을 가진다.
보호막(180) 위에는 복수의 화소 전극(pixel electrode)(190) 및 복수의 접촉 보조 부재(contact assistant)(81, 82)가 형성되어 있다. 이들은 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질, 또는 알루미늄(Al), 은(Ag) 또는 이들의 합금 등의 반사성 도전 물질로 이루어질 수 있다.
화소 전극(190)은 접촉 구멍(185)을 통하여 드레인 전극(175)과 물리적 전기적으로 연결되어 있다.
복수의 접촉 보조 부재(81, 82)는 각각 접촉 구멍(181, 182)을 통하여 게이트선(121)의 끝부분(129)과 데이터선(171)의 끝부분(179)에 연결되어 있다. 접촉 보조 부재(81, 82)는 게이트선 또는 데이터선의 끝부분(129, 179)과 외부 장치와의 접착성(adhesion)을 보완하고 이들을 보호한다.
한편, 박막 트랜지스터 표시판(100)과 마주하는 대향 표시판(200)은, 도 5에서 보는 바와 같이, 투명 유리 따위로 만들어진 상부 기판(210), 상부 기판(210) 상부에 형성되어 있으며 반복되는 오목 패턴을 가지는 공통 전극(270)을 포함한다.
또는, 도 6에서 보는 바와 같이, 대향 표시판(200)은 투명 유리 따위로 만들어진 상부 기판(210), 상부 기판(210) 상부에 형성되어 있으며 반복되는 요철을 가지는 층간막(250) 및 층간막(250) 전면에 형성되어 있는 공통 전극(270)을 포함할 수도 있다. 이 경우, 감광성 유기 물질로 이루어진 층간막(250)을 노광하여 일정하게 반복되는 요철을 형성할 수 있으며, 상기 요철에 의해 각 화소 영역마다 반복되는 오목 패턴을 형성할 수 있다. 층간막(250) 위에는 ITO 또는 IZO와 같은 투명 도전체로 이루어진 공통 전극(270)이 형성되어 있다.
상기와 같이, 대향 표시판(200)의 공통 전극(270) 또는 층간막(250)에 반복적인 오목 패턴이 형성됨으로써 시야각을 더욱 개선할 수 있다.
또한, 박막 트랜지스터 표시판(100)과 대향 표시판(200) 사이에는 각 화소 영역을 분리하기 위한 복수의 격벽(360)이 형성되어 있다.
격벽(360)에 의해 분리된 각 화소 영역은 투명한 유체(fluid)(310), 양성 또는 음성으로 대전된 착색 입자(300a, 300b, 300c) 및 흑색 입자(300d)를 포함한다. 유체(310)는 착색 입자(300a, 300b, 300c) 및 흑색 입자(300d)를 분산시키기 위한 매질(medium)로서, 착색 입자(300a, 300b, 300c) 및 흑색 입자(300d)의 이동을 방해하지 않을 정도로 충분히 낮은 점성(viscosity) 및 유전 상수(dielectric constant)를 가져야 한다.
흑색 입자(300d)는 착색 입자(300a, 300b, 300c)와 반대 전하를 가지기 때문에, 전계 인가시 서로 반대 전극 측으로 배열된다. 예컨대, 하나의 화소 영역 내의 착색 입자(300a)가 전기 영동 현상에 의해 화소 전극(190) 측으로 이동할 때 반대의 전하를 가진 흑색 입자(300d)는 공통 전극(270) 측으로 이동함으로써 외부광이 흑색 입자(300d)에 흡수되어 완전한 블랙을 표현할 수 있어서 대비비(contrast ratio)를 개선시킬 수 있다.
도 7은 도 6의 전기 영동 표시 장치에 전계를 인가하였을 때 도 4의 A부분을 확대하여 도시한 단면도이다.
전계 인가시, 공통 전극(270) 또는 층간막(250)에 반복적인 오목 패턴이 형성되어 있는 경우, 공통 전극(270)과 반대 전하를 가진 착색 입자(300a)는 공통 전극(270)의 표면을 따라서 일렬로 분포된다. 따라서, 각 화소의 정면뿐만 아니라 측면에서도 착색 입자(330a)에 의해 반사되는 정도를 조절하여 시야각을 현저하게 향상시킬 수 있다.
상기에서는 박막 트랜지스터를 이용한 능동형(active) 구동 방식만을 예시적으로 설명하였지만, 교차 형성된 두 전극 사이에 전압을 인가하는 수동형(passive) 구동 방식에서도 동일하게 적용할 수 있음은 당연하다.
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.
상기와 같이, 격벽에 의해 분리된 영역에 각각의 착색 입자를 포함함으로써 추가적인 공정이 요구되지 않으면서도 별도의 컬러 필터 없이도 다양한 색표현을 할 수 있으며 일측의 전극에 오목부를 가짐으로써 더욱 개선된 광시야각 특성을 구현할 수 있다.

Claims (15)

  1. 제1 기판 위에 형성되어 있는 제1 전극,
    상기 제1 기판에 대향하는 제2 기판 위에 형성되어 있는 제2 전극,
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이를 복수의 영역으로 분리하는 격벽, 그리고
    상기 각 영역 내에 포함되어 있으며 적색, 녹색 및 청색 중 어느 하나로 착색된 복수의 대전 입자
    를 포함하고, 상기 제2 전극은 상기 각 영역마다 중심부가 오목한 형태를 가지는 전기 영동 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    이웃하는 상기 각 영역에는 적색, 녹색 및 청색 중 어느 하나로 착색된 복수의 대전 입자가 각각 포함되어 있는 전기 영동 표시 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 각 영역에는 복수의 흑색 대전 입자를 더 포함하는 전기 영동 표시 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 흑색 대전 입자는 상기 적색, 녹색 및 청색 중 어느 하나로 착색된 복 수의 대전 입자와 반대 전하를 가지는 전기 영동 표시 장치.
  5. 제1항에서,
    상기 제1 전극은 상기 각 영역마다 분리되어 있으며 각 영역마다 별도의 전압이 인가되는 전기 영동 표시 장치.
  6. 제1항에서,
    상기 제1 기판 위에는 서로 교차하여 화소 영역을 정의하는 게이트선 및 데이터선, 반도체를 포함하고 상기 게이트선 및 상기 데이터선과 전기적으로 연결되어 있는 박막 트랜지스터가 형성되어 있는 전기 영동 표시 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 박막 트랜지스터와 상기 제1 전극 사이에는 유기 물질로 이루어진 보호막을 더 포함하는 전기 영동 표시 장치.
  8. 제6항에서,
    상기 데이터선 위에 상기 격벽이 형성되어 있는 전기 영동 표시 장치.
  9. 삭제
  10. 제1항에서,
    상기 제2 기판과 상기 제2 전극 사이에 층간막을 더 포함하는 전기 영동 표시 장치.
  11. 제10항에서,
    상기 층간막은 상기 각 영역마다 중심부가 오목한 형태를 가지는 전기 영동 표시 장치.
  12. 제1 기판 위에 형성되어 있는 제1 전극,
    상기 제1 기판에 대향하는 제2 기판 위에 형성되어 있으며 오목부를 가지는 제2 전극,
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이를 복수의 영역으로 분리하는 격벽, 그리고
    상기 각 영역 내에 포함되어 있으며 유체 내에 분산되어 있는 복수의 착색 대전 입자,
    를 포함하는 전기 영동 표시 장치.
  13. 제12항에서, 상기 오목부는 상기 각 영역마다 형성되어 있는 전기 영동 표시 장치.
  14. 제12항에서,
    상기 제2 기판과 상기 제2 전극 사이에 형성되어 있으며 요철을 가지는 층간막을 더 포함하고, 상기 제2 전극의 오목부는 상기 층간막의 요철로 인하여 형성되는 전기 영동 표시 장치.
  15. 제12항에서,
    상기 제1 기판 위에는 서로 교차하여 화소 영역을 정의하는 게이트선 및 데이터선, 반도체를 포함하고 상기 게이트선 및 상기 데이터선과 전기적으로 연결되어 있는 박막 트랜지스터가 형성되어 있는 전기 영동 표시 장치.
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