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KR101287968B1 - 전기영동 표시장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

전기영동 표시장치 및 그 제조 방법 Download PDF

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KR101287968B1
KR101287968B1 KR1020080117731A KR20080117731A KR101287968B1 KR 101287968 B1 KR101287968 B1 KR 101287968B1 KR 1020080117731 A KR1020080117731 A KR 1020080117731A KR 20080117731 A KR20080117731 A KR 20080117731A KR 101287968 B1 KR101287968 B1 KR 101287968B1
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노영훈
강한샘
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Abstract

본 발명은 전기영동 표시장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 보호층의 단차가 최소화되고 제조 과정에서 사용되는 마스크의 수가 최소화된 전기영동 표시장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 이러한 본 발명은, 다수의 화소가 형성되고 상기 다수의 화소는 다수의 수직 화소열 및 수평 화소열을 이루는 제 1 기판; 상기 제 1 기판의 수직 화소열마다 형성된 다수의 데이터 라인; 상기 제 1 기판의 각 화소에 형성되며, 소스 전극, 드레인 전극, 유기 반도체층, 게이트 전극을 구비하는 박막 트랜지스터; 상기 제 1 기판의 박막 트랜지스터와 데이터 라인 상에 형성되며, 박막 트랜지스터의 드레인 전극을 노출하는 제 1 콘택홀과 박막 트랜지스터의 게이트 전극을 노출하는 제 2 콘택홀이 형성된 보호층; 상기 제 1 기판의 각 화소마다 보호층 상에 형성되며, 보호층의 제 1 콘택홀을 통해 박막 트랜지스터의 드레인 전극과 접속되는 화소전극; 상기 제 1 기판의 수평 화소열마다 보호층 상에 형성되며, 보호층의 제 2 콘택홀을 통해 박막 트랜지스터의 게이트 전극과 접속되는 다수의 게이트 라인; 상기 제 1 기판과 대향하여 합착된 제 2 기판; 상기 제 2 기판 상에 형성된 공통전극; 및 상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 형성된 전기영동막; 에 의해 달성된다.
전기영동 표시장치, 마스크, 보호층

Description

전기영동 표시장치 및 그 제조 방법{ELECTROPHORETIC DISPLAY DEVICE AND METHOD FORFABRICATING THE SAME}
본 발명은 전기영동 표시장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 보호층의 단차가 최소화되고 제조 과정에서 사용되는 마스크의 수가 최소화된 전기영동 표시장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
전기영동 표시장치는 전압이 인가되는 한 쌍의 전극을 콜로이드 용액에 담그면 콜로이드 입자가 어느 한 쪽의 극성으로 이동하는 현상을 이용한 화상표시장치이다.
이와 같은 전기영동 표시장치는 종이나 플라스틱과 같이 얇고 구부리기 쉬운 베이스 필름에 투명도전막을 입혀 전기영동 부유입자를 구동하는 표시장치로서 책이나 신문 등 기존의 인쇄 매체를 대체할 차세대 전자종이(electric paper)로서 기대를 받고 있다.
이하, 도면을 참조하여 종래의 일반적인 전기영동 표시장치에 대하여 설명하면 다음과 같다.
도 1에 도시한 바와 같이 종래의 일반적인 전기영동 표시장치에 구비된 전기 영동 패널은, 게이트 라인(4)과 데이터 라인(미도시)이 교차하도록 형성되어 다수의 화소가 정의된 제 1 기판(1)과, 상기 제 1 기판(1)과 대향하도록 배치된 제 2 기판(2)으로 이루어진다.
도 1을 참조하면, 상기 제 1 기판(1)에 정의된 다수의 화소는 다수의 수직 화소열 및 수평 화소열을 이루고, 제 1 기판(1) 상에는 수직 화소열마다 데이터 라인이 형성되며, 각 화소에는 소스 전극(5a), 드레인 전극(5b), 유기 반도체층(5c), 게이트 절연막(5d) 및 게이트 전극(5e)이 구비된 박막 트랜지스터(5)가 형성되며, 각 화소에는 박막 트랜지스터(5)의 드레인 전극(5b)에 연결되는 화소전극(9)이 형성된다.
그리고, 상기 제 1 기판(1)에는 데이터 라인, 박막 트랜지스터(5) 및 화소전극(9) 상에 보호층(8)이 형성되는데, 최근에는 화소전극(9)에 인가되어 전기영동막을 구동하는 화소전압이 두꺼운 보호층(5)으로 인해 약해지는 것을 방지하기 위하여 보호층(5)에는 화소전극(9)과 오버랩되는 영역의 일부 또는 전체가 제거된 오픈부(OA)가 마련된다.
그리고, 상기 제 1 기판(1)의 보호층(8) 상에는 수평 화소열마다 게이트 라인(4)이 형성되는데, 이러한 게이트 라인(4)은 보호층(9)에 마련된 콘택홀(6)을 통해서 박막 트랜지스터(5)의 게이트 전극(5e)에 접속된다.
도 1을 참조하면, 상기 제 2 기판(101) 상에는 공통전극(10)이 형성되며, 제 1 기판(1)과 제 2 기판(2) 사이에는 전기영동막(미도시)이 형성된다.
도면에는 상세히 도시하지 않았지만, 상기 전기영동막은 화이트 잉크와 블랙 잉크로 이루어진 전자잉크가 내부에 분포하는 다수의 캡슐로 이루어져 있으며, 화이트 잉크와 블랙 잉크는 서로 다른 극성으로 대전되어 있다. 즉, 화이트 잉크가 양전하로 대전되어 있고 블랙 잉크가 음전하로 대전되어 있거나, 또는 화이트 잉크가 음전하로 대전되어 있고 블랙 잉크가 양전하로 대전되어 있다.
상기와 같은 구성을 가지는 종래의 일반적인 전기영동 표시장치의 제조 방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 제 1 마스크 공정을 수행하여 다수의 화소가 정의된 제 1 기판(1) 상에 소스 전극(5a)과 드레인 전극(5b) 및 데이터 라인(미도시)을 형성한다.
다음으로, 제 2 마스크 공정을 수행하여 상기 제 1 기판(1)의 각 화소에 상기 드레인 전극(5b)과 접속하는 화소전극(9)을 형성한다.
다음으로, 제 3 마스크 공정을 수행하여 상기 제 1 기판(1)의 각 화소에 유기 반도체층(5c), 게이트 절연막(5d), 게이트 전극(5e)을 형성한다.
다음으로, 상기 제 1 기판(1)의 데이터 라인, 박막 트랜지스터(5), 화소전극(9) 상에 보호층을(8) 형성한다.
다음으로, 제 4 마스크 공정을 수행하여 상기 보호층(8)에 게이트 전극(5e)의 일부 영역을 노출하는 콘택홀(6)을 형성하고, 화소전극(9)의 일부 영역 또는 전체 영역을 노출하는 오픈영역(OA)을 형성한다.
다음으로, 제 5 마스크 공정을 수행하여 보호층(8) 상에 게이트 라인(4)을 형성한다. 이때, 상기 게이트 라인(4)은 보호막(8)의 콘택홀(6)을 통해 게이트 전극(4e)과 접속된다.
상기와 같은 제조 방법에 있어서, 제 1 내지 제 3 마스크 공정은, 구성 요소 형성용 물질층(예 : 화소전극 형성용 물질층)과 감광막을 차례로 형성하는 단계와, 감광막에 대하여 포토리소그라피(photolithography)를 수행하여 감광막 패턴을 형성하는 단계와, 상기 감광막 패턴을 이용하여 구성 요소 형성용 물질층을 패터닝하는 단계를 포함하여 이루어진다.
상술한 바와 같은 종래의 일반적인 전기영동 표시장치는 제조 과정에서 5 개의 마스크가 이용되므로 제조 비용 및 시간에 있어서 비효율적인 단점이 있어, 제조 과정에서 최소 수의 마스크가 이용되는 구조 및 제조 방법을 가지는 전기영동 표시장치의 필요성이 증대되고 있다.
그리고, 상술한 바와 같은 일반적인 전기영동 표시장치에 있어서, 제 1 기판(1) 및 제 1 기판(1) 상의 다수의 구성요소는 액정표시장치의 박막 트랜지스터 어레이 기판에도 적용이 가능한데, 이와 같이 액정표시장치의 박막 트랜지스터 어레이 기판에 적용된 경우에는 상기 보호층(8)에 마련된의 오픈 영역(OA)의 단차로 인하여 배향막의 러빙이 원활히 이루어지지 않거나 액정이 미충전되는 영역이 발생하여 화면 품질이 저하되는 문제점이 있다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목 적은 제조 과정에서 사용되는 마스크의 수가 최소화되고 보호층의 단차가 최소화된 전기영동 표시장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기영동 표시장치는, 다수의 화소가 형성되며, 상기 다수의 화소는 다수의 수직 화소열 및 수평 화소열을 이루는 제 1 기판; 상기 제 1 기판의 수직 화소열마다 형성된 다수의 데이터 라인; 상기 제 1 기판의 각 화소에 형성되며, 제 1 기판 상에 형성된 소스 전극과 드레인 전극, 상기 소스 전극과 드레인 전극 상에 형성된 유기 반도체층, 상기 유기 반도체층 상에 형성된 게이트 절연막, 상기 게이트 절연막 상에 형성된 게이트 전극을 구비하는 박막 트랜지스터; 상기 제 1 기판 전체에 걸쳐 형성되어 박막 트랜지스터와 데이터 라인을 덮고 있으며, 박막 트랜지스터의 드레인 전극을 노출하는 제 1 콘택홀과 박막 트랜지스터의 게이트 전극을 노출하는 제 2 콘택홀이 형성된 보호층; 상기 제 1 기판의 각 화소마다 보호층 상에 형성되며, 보호층의 제 1 콘택홀을 통해 박막 트랜지스터의 드레인 전극과 접속되는 화소전극; 상기 제 1 기판의 수평 화소열마다 보호층 상에 형성되며, 보호층의 제 2 콘택홀을 통해 박막 트랜지스터의 게이트 전극과 접속되는 다수의 게이트 라인; 상기 제 1 기판과 대향하여 합착된 제 2 기판; 상기 제 2 기판 상에 형성된 공통전극; 및 상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 형성된 전기영동막을 포함하여 구성되며, 상기 화소전극과 게이트라인은 동일한 물질로 형성되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기영동 표시장치의 제조 방법은, 다수의 화소가 정의되고 상기 다수의 화소는 다수의 수평 화소열과 수직 화소열을 이루는 제 1 기판을 준비하는 단계; 상기 제 1 기판 상의 수직 화소열마다 데이터 라인을 형성하고 제 1 기판 상의 각 화소마다 소스 전극 및 드레인 전극을 형성하는 단계; 상기 제 1 기판 상의 각 화소에 유기 반도체층, 게이트 절연막 및 게이트 전극을 차례로 형성하여 박막 트랜지스터를 이루도록 하는 단계; 상기 데이터 라인 및 박막 트랜지스터을 덮도록 상기 제1기판 전체에 걸쳐 보호층을 형성하는 단계; 상기 박막 트랜지스터의 드레인 전극을 노출하는 제 1 콘택홀과 박막 트랜지스터의 게이트 전극을 노출하는 제 2 콘택홀을 보호층에 형성하는 단계; 상기 보호층 상에 불투명 금속층을 형성하는 단계; 및 상기 불투명 금속층을 패터닝하여 상기 제 1 콘택홀을 통해 박막 트랜지스터의 드레인 전극과 접속되는 화소전극 및 제 2 콘택홀을 통해 박막 트랜지스터의 게이트 전극과 접속되는 게이트 라인을 보호층 상에 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성 및 제조 방법을 가지는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기영동 표시장치는, 제조 과정에서 사용되는 마스크의 수가 최소화되어 비용 및 시간 면에서 효율적인 장점이 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기영동 표시장치는, 화소전극이 보호층 상에 형성됨으로써 전기영동막과 최소 거리를 이루므로, 화소전극의 노출을 위하여 별도의 오픈부를 형성하지 않아도 되는 장점이 있다.
그리고, 상기와 같은 구성 및 제조 방법을 가지는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 전기영동 표시장치에 있어서 제 1 기판과 제 1 기판 상에 형성된 구성 요소들은 액정표시장치의 박막 트랜지스터 어레이 기판에도 적용이 가능한데, 이와 같이 액정표시장치의 박막 트랜지스터 어레이 기판에 적용된 경우에는 단차가 최소화된 보호층으로 인하여 배향막의 러빙이 전 영역에 대하여 비교적 균일하게 이루어질 수 있음과 동시에 액정이 미충전되는 문제가 발생하지 않는 장점이 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기영동 표시장치 및 그 제조 방법에 대하여 상세히 설명한다.
먼저, 도 2와 도 3을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기영동 표시장치의 구성에 대하여 설명하면 다음과 같다.
도 2와 도 3에 도시한 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기영동 표시장치는, 다수의 화소가 형성되고 상기 다수의 화소는 다수의 수직 화소열 및 수평 화소열을 이루는 제 1 기판(101); 상기 제 1 기판(101)의 수직 화소열마다 형성된 다수의 데이터 라인(103); 상기 제 1 기판(101)의 각 화소에 형성되며, 소스 전극(105a), 드레인 전극(105b), 유기 반도체층(105c), 게이트 전극(105e)을 구비하는 박막 트랜지스터(105); 상기 제 1 기판(101)의 박막 트랜지스터(105)와 데이터 라인(103) 상에 형성되며, 박막 트랜지스터(105)의 드레인 전극(105b)을 노출하는 제 1 콘택홀(106)과 박막 트랜지스터(105)의 게이트 전극(105e)을 노출하는 제 2 콘택홀(107)이 형성된 보호층(108); 상기 제 1 기판(101)의 각 화소마다 보호층(108) 상에 형성되며, 보호층(108)의 제 1 콘택홀(106)을 통해 박막 트랜지스 터(105)의 드레인 전극(105b)과 접속되는 화소전극(109); 상기 제 1 기판(101)의 수평 화소열마다 보호층(108) 상에 형성되며, 보호층(108)의 제 2 콘택홀(107)을 통해 박막 트랜지스터(105)의 게이트 전극(105e)과 접속되는 다수의 게이트 라인(104); 상기 제 1 기판(101)과 대향하여 합착된 제 2 기판(102); 상기 제 2 기판(102) 상에 형성된 공통전극(110); 및 상기 제 1 기판(101)과 제 2 기판(102) 사이에 형성된 전기영동막(미도시);을 포함하여 구성된다.
이와 같은 구성을 가지는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기영동 표시장치의 각 구성요소에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기영동 표시장치는 상부기판인 제 1 기판(101)과 하부기판인 제 2 기판(102)으로 이루어진 전기영동 패널이 구비되며, 상기 제 1 기판(101)과 제 2 기판(102) 사이에는 전기영동막(미도시)이 형성된다.
도면에는 상세히 도시하지 않았지만, 상기 전기영동막은 화이트 잉크와 블랙 잉크로 이루어진 전자잉크가 내부에 분포하는 다수의 캡슐을 포함하고 있으며, 화이트 잉크와 블랙 잉크는 서로 다른 극성으로 대전되어 있다. 즉, 화이크 잉크가 양전하로 대전되어 있고 블랙 잉크가 음전하로 대전되어 있거나, 또는 화이트 잉크가 음전하로 대전되어 있고 블랙 잉크가 양전하로 대전되어 있다.
도 2를 참조하면, 상기 제 1 기판(101)에는 다수의 화소가 정의되고, 상기 다수의 화소는 다수의 수직 화소열 및 수평 화소열을 이룬다.
상기 제 1 기판(101) 상에는 수직 화소열마다 데이터 라인(103)이 하나씩 형성되고 수평 화소열마다 게이트 라인(104)이 하나씩 형성되며, 각 화소의 게이트 라인(103)과 데이터 라인(104)이 교차하는 영역에는 박막 트랜지스터(105)가 형성된다.
도 2와 도 3을 참조하면, 상기 박막 트랜지스터(105)는 제 1 기판(101) 상에 형성된 소스 전극(105a)과 드레인 전극(105b), 상기 소스 전극(105a)과 드레인 전극(105b) 상에 형성된 유기 반도체층(105c), 상기 유기 반도체층(105c) 상에 형성된 게이트 절연막(105d), 상기 게이트 절연막(105d) 상의 게이트 전극(105e)을 포함하여 이루어지며, 이러한 박막 트랜지스터(105)의 유기 반도체층(105c), 게이트 절연막(105d) 및 게이트 전극(105e)은 서로 동일한 면적을 가지도록 형성됨과 동시에 서로 오버랩되는 면적이 동일하도록 형성된다. 즉, 상기 박막 트랜지스터(105)의 유기 반도체층(105c), 게이트 절연막(105d) 및 게이트 전극(105e)은 하나의 마스크 공정을 통해서 함께 형성되는데, 이와 관련한 상세한 설명은 아래에서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기영동 표시장치의 제조 방법에 대한 설명에서 상세히 하도록 한다.
상기 박막 트랜지스터(105)의 게이트 전극(105e)은 게이트 라인(104)에 접속되고, 소스 전극(105a)은 데이터 라인(103)에 접속되며, 드레인 전극(105b)은 화소전극(109)에 접속된다.
그리고, 상기 박막 트랜지스터(105)의 유기 반도체층(105c)은 펜타센(pentacene) 또는 폴리사오펜(polythiopene)으로 이루어진다.
도 3을 참조하면, 상기 제 1 기판(101)의 데이터 라인(103)과 박막 트랜지스터(105) 상에는 보호층(108)이 형성되며, 이러한 보호층(108)에는 박막 트랜지스 터(105)의 드레인 전극(105b)을 노출하는 제 1 콘택홀(106)이 형성되고 박막 트랜지스터(105)의 게이트 전극(105e)을 노출하는 제 2 콘택홀(107)이 형성된다.
도 3을 참조하면, 상기 보호층(108) 상에는 각 화소마다 화소전극(109)이 형성되는데, 이러한 화소전극(109)은 보호층(108)의 제 1 콘택홀(106)을 통해 해당 화소 내의 박막 트랜지스터(105)의 드레인 전극(105b)과 접속된다.
그리고, 상기 보호층(108) 상에는 상기에 언급한 게이트 라인(104)도 형성되는데, 이러한 게이트 라인(104)은 제 2 콘택홀(107)을 통해 박막 트랜지스터(105)의 게이트 전극(105e)과 접속되며, 화소전극(109)과 동일 층에 동일 물질로 형성된다.
상기 게이트 라인(104)과 화소전극(109)은 인듐 틴 옥사이드(ITO; indium tin oxide)와 같은 투명한 도전성 물질로 형성되거나, 몰리브덴(Mo; molybdenum), 알루미늄(Al; aluminium), 크롬(Cr; chromium),구리(Cu; cuprum)과 같은 불투명한 금속으로 형성된다.
도 2와 도 3을 참조하면, 상기 보호층(108)에는 각 화소마다 2 개의 제 2 콘택홀(107)이 형성되고 각 게이트 라인(104)은 다수의 영역으로 분리되어 형성되며, 상기 게이트 라인(104)을 이루는 다수의 영역은 제 2 콘택홀(107) 및 박막 트랜지스터(105)의 게이트 전극(105e)을 통해서 서로 전기적으로 연결된다. 즉, 상기 게이트 라인(104)은 다수의 영역을 이루도록 패터닝되어 있지만, 제 2 콘택홀(107) 및 박막 트랜지스터(105)의 게이트 전극(105e)을 통해서 서로 연결되므로 전기적으로는 서로 연결된 상태에 있다.
도 2와 도 3에는 상기 제 2 콘택홀(107)이 2 개 형성된 것을 그 예로 하였지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 상기 제 2 콘택홀(107)이 3 개 이상 형성되는 등 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변경이 가능하다.
그리고, 도 2와 도 3에는 각 게이트 라인(104)이 다수의 영역으로 분리되어 형성되고, 게이트 라인(104)을 이루는 다수의 영역은 제 2 콘택홀(107) 및 박막 트랜지스터(105)의 게이트 전극(105e)을 통해서 서로 전기적으로 연결된 것을 그 예로 하였지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 각 게이트 라인(104)은 다수의 영역으로 분리되지 않고 하나의 라인을 이루도록 형성되고 제 2 콘택홀(107)은 1 개가 형성되는 등 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 예가 가능하다.
도 3을 참조하면, 상기 제 2 기판(102)에는 공통전극(110)이 형성되며, 공통전극(110)에는 공통전압이 공급된다.
상기 제 1 기판(101)과 제 2 기판(102) 사이에 형성된 전기영동막(미도시)을 이루는 캡슐 내의 화이크 잉크가 양전하로 대전되어 있고 블랙 잉크가 음전하로 대전되어 있는 경우에, 상기 화소전극(109)에 음 전위의 화소전압이 인가되고 공통전극(110)에 양 전위의 공통전압이 인가되면 양전하의 화이트 잉크는 화소전극(109) 쪽으로 이동하고 음전하의 블랙 잉크는 공통전극(110) 쪽으로 이동하게 되어 블랙을 구현하게 되고, 화소전극(109)에 양 전위의 화소전압이 인가되고 공통전극(110)에 음 전위의 공통전압이 인가되면 양전하의 화이트 잉크는 공통전극(110) 쪽으로 이동하고 음전하의 블랙 잉크는 화소전극(109) 쪽으로 이동하게 되어 화이트를 구현한다. 다수의 각 화소는 이와 같은 원리로 구동되며 그 결과로서 전기영동 패널에는 화상이 구현되게 된다.
이하, 도 4a 내지 도 4l를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기영동 표시장치의 제조 방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 다수의 화소가 정의되고 상기 다수의 화소는 다수의 수평 화소열과 수직 화소열을 이루는 제 1 기판(101)을 준비한다.
다음으로, 도 4a에 도시한 바와 같이 상기 제 1 기판(101) 상에 소스/드레인 형성용 물질층(121), 감광막(131)을 차례로 형성한 후에, 차단 영역과 노출 영역이 마련된 제 1 마스크(141)를 이용한 포토리소그라피(photolithography)를 수행하여 도 4b에 도시한 바와 같은 제 1 감광막 패턴(151)을 형성한다.
상기 제 1 마스크(141)는 이후의 단계에서 형성될 소스 전극(105a), 드레인 전극(105b) 및 데이터 라인(103)에 대응되는 영역에는 차단 영역이 형성되고 상기 차단 영역을 제외한 영역에는 노출 영역이 마련되어 있다. 여기서, 상기 제 1 마스크(141)는 제 1 감광막(131)의 종류에 따라 노출 영역과 차단 영역이 반대가 될 수도 있을 것이다.
다음으로, 상기 제 1 감광막 패턴(151)을 이용하여 소스/드레인 형성용 물질층(121)을 선택적으로 제거하여 도 4c에 도시한 바와 같은 소스 전극(105a), 드레인 전극(105b) 및 데이터 라인(103)을 형성후에, 제 1 감광막 패턴(151)을 제거한 다.
다음으로, 도 4d에 도시한 바와 같이 상기 제 1 기판(101) 상에 유기 반도체 물질층(122), 게이트 절연막 형성용 물질층(123), 게이트 형성용 물질층(124) 및 제 2 감광막(132)을 차례로 형성한 후에, 차단 영역과 노출 영역이 마련된 제 2 마스크(142)를 이용한 포토리소그라피(photolithography)를 수행하여 도 4e에 도시한 바와 같은 제 2 감광막 패턴(152)을 형성한다. 여기서, 상기 유기 반도체 물질층(122)은 펜타센(pentacene) 또는 폴리사오펜(polythiopene)일 수 있다.
상기 제 2 마스크(142)는 이후의 단계에서 형성될 유기 반도체층(105c), 게이트 절연막(105d) 및 게이트 전극(105e)에 대응되는 영역에는 차단 영역이 형성되고 상기 차단 영역을 제외한 영역에는 노출 영역이 마련되어 있다. 여기서, 상기 제 2 마스크(142)는 제 2 감광막(132)의 종류에 따라 노출 영역과 차단 영역이 반대가 될 수도 있을 것이다.
다음으로, 도 4f에 도시한 바와 같이, 상기 제 2 감광막 패턴(152)을 이용하여 게이트 형성용 물질층(124)을 선택적으로 제거하여 게이트 전극(125e)을 형성하고, 제 2 감광막 패턴(152)을 이용하여 게이트 절연막 형성용 물질층(123)을 선택적으로 제거하여 게이트 절연막(105d)을 형성하고, 제 2 감광막 패턴(152)을 이용하여 유기 반도체 물질층(122)을 선택적으로 제거하여 유기 반도체층(105c)을 형성한 후에, 제 2 감광막 패턴(152)을 제거한다. 이때, 상기 유기 반도체층(105c), 소스 전극(105a) 및 드레인 전극(105b)은 소정 면적이 서로 오버랩되도록 형성되며, 상기 유기 반도체층(105c), 게이트 절연막(105d) 및 게이트 전극(105e)은 서로 동 일 면적을 가짐과 동시에 서로 오버랩되는 면적이 동일하도록 형성된다.
다음으로, 도 4g에 도시한 바와 같이, 상기 제 1 기판(101) 상에 보호층(108)과 제 3 감광막(133)을 차례로 형성한 후에, 차단 영역과 노출 영역이 마련된 제 3 마스크(143)를 이용한 포토리소그라피(photolithography)를 수행하여 도 4h에 도시한 바와 같은 제 3 감광막 패턴(153)을 형성한다.
상기 제 3 마스크(143)는 이후의 단계에서 형성될 제 1 콘택홀(106) 및 제 2 콘택홀(107)에 대응되는 영역에는 노출 영역이 형성되고 상기 노출 영역을 제외한 영역에는 차단 영역이 마련되어 있다. 여기서, 상기 제 3 마스크(143)는 제 3 감광막(133)의 종류에 따라 노출 영역과 차단 영역이 반대가 될 수도 있을 것이다.
다음으로, 도 4i에 도시한 바와 같이, 상기 제 3 감광막 패턴(153)을 이용하여 보호층(108)을 선택적으로 제거하여 제 1 콘택홀(106)과 제 2 콘택홀(107)을 형성한 후에, 제 3 감광막 패턴(153)을 제거한다.
다음으로, 도 4j에 도시한 바와 같이, 상기 제 1 기판(101) 상에 도전성 물질층(125), 제 4 감광막(134)을 차례로 형성한 후에, 차단 영역과 노출 영역이 마련된 제 4 마스크(144)를 이용한 포토리소그라피(photolithography)를 수행하여 도 4k에 도시한 바와 같은 제 4 감광막 패턴(154)을 형성한다. 상기 도전성 물질층(125)은 투명한 도전성 물질 또는 불투명한 금속일 수 있다. 상기 투명한 도전성 물질의 일 예로는 인듐 틴 옥사이드(ITO; indium tin oxide)가 있으며, 상기 불투명한 금속의 일 예로는 몰리브덴(Mo; molybdenum), 알루미늄(Al; aluminium), 크롬(Cr; chromium),구리(Cu; cuprum)가 있다.
상기 제 4 마스크(144)는 이후의 단계에서 형성될 화소전극(109) 및 게이트 라인(104)에 대응되는 영역에는 차단 영역이 형성되고 상기 차단 영역을 제외한 영역에는 노출 영역이 마련되어 있다. 여기서, 상기 제 4 마스크(144)는 제 4 감광막(134)의 종류에 따라 노출 영역과 차단 영역이 반대가 될 수도 있을 것이다.
다음으로, 상기 제 4 감광막 패턴(154)을 이용하여 도전성 물질층(125)을 선택적으로 제거하여 도 4l에 도시한 바와 같은 화소전극(109)과 게이트 라인(104)을 형성한 후에, 제 4 감광막 패턴(154)을 제거한다.
다음으로, 공통전극(도 3 의 110 참조)이 마련된 제 2 기판(도 3의 102 참조)을 준비하고 상기 제 1 기판(101)과 제 2 기판(102) 사이에 전기영동막(미도시)을 형성한다.
상술한 바와 같은 구성 및 제조 방법을 가지는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기영동 표시장치는, 제조 과정에서 이용되는 마스크의 수가 최소화되어 비용 및 시간면에서 효율적인 장점이 있다. 또한, 본 발명에 따른 전기영동 표시장치는, 화소전극(109)이 보호층(108) 상에 형성되어 전기영동막과 최소 거리를 이루므로, 화소전극(109)의 노출을 위하여 별도의 오픈부를 형성하지 않아도 되는 장점이 있다.
그리고, 상술한 바와 같은 구성 및 제조 방법을 가지는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기영동 표시장치에 있어서 제 1 기판(101) 및 제 1 기판(101) 상에 형성된 다수의 구성 요소들은 액정표시장치의 박막 트랜지스터 어레이 기판에도 적용이 가능한데, 이와 같이 액정표시장치의 박막 트랜지스터 어레이 기판에 적용된 경우에는 단차가 최소화된 보호층(108)으로 인하여 배향막의 러빙이 전 영역에 대하여 원활히 이루어짐과 동시에 액정이 미충전되는 문제가 발생하지 않는 장점이 있다. 여기서, 액정표시장치의 배향막은 액정표시장치를 이루고 있는 박막 트랜지스터 어레이 기판과 컬러필터 사이에 형성된 액정층을 초기 배향하는 수단이다.
도 1은 종래의 일반적인 전기영동 표시장치를 도시한 단면도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기영동 표시장치를 도시한 평면도.
도 3은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ' 선을 따라 절단한 면을 도시한 도면으로서, 제 1 기판과 제 2 기판 모두를 도시한 단면도.
도 4a 내지 도 4l은 도 2의 전기영동 표시장치를 제조하는 다수의 단계를 도시한 단면도.
**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**
101 : 제 1 기판 102 : 제 2 기판
103 : 데이터 라인 104 : 게이트 라인
105 : 박막 트랜지스터 106 : 제 1 콘택홀
107 : 제 2 콘택홀 108 : 보호층
109 : 화소전극 110 : 공통전극
121 : 소스/드레인 형성용 물질층 122 : 유기 반도체 물질층
123 : 게이트 절연막 형성용 물질층 124 : 게이트 형성용 물질층
125 : 도전성 물질층 131~134 : 제 1 ~ 4 감광막
141~144 : 제 1 ~ 4 마스크 151~154 : 제 1 ~ 4 감광막 패턴

Claims (14)

  1. 다수의 화소가 형성되며, 상기 다수의 화소는 다수의 수직 화소열 및 수평 화소열을 이루는 제 1 기판;
    상기 제 1 기판의 수직 화소열마다 형성된 다수의 데이터 라인;
    상기 제 1 기판의 각 화소에 형성되며, 제 1 기판 상에 형성된 소스 전극과 드레인 전극, 상기 소스 전극과 드레인 전극 상에 형성된 유기 반도체층, 상기 유기 반도체층 상에 형성된 게이트 절연막, 상기 게이트 절연막 상에 형성된 게이트 전극을 구비하는 박막 트랜지스터;
    상기 제 1 기판 전체에 걸쳐 형성되어 박막 트랜지스터와 데이터 라인을 덮고 있으며, 박막 트랜지스터의 드레인 전극을 노출하는 제 1 콘택홀과 박막 트랜지스터의 게이트 전극을 노출하는 제 2 콘택홀이 형성된 보호층;
    상기 제 1 기판의 각 화소마다 보호층 상에 형성되며, 보호층의 제 1 콘택홀을 통해 박막 트랜지스터의 드레인 전극과 접속되는 화소전극;
    상기 제 1 기판의 수평 화소열마다 보호층 상에 형성되며, 보호층의 제 2 콘택홀을 통해 박막 트랜지스터의 게이트 전극과 접속되는 다수의 게이트 라인;
    상기 제 1 기판과 대향하여 합착된 제 2 기판;
    상기 제 2 기판 상에 형성된 공통전극; 및
    상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 형성된 전기영동막을 포함하여 구성되며,
    상기 화소전극과 게이트라인은 동일한 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 유기 반도체층은 펜타센(pentacene) 또는 폴리사오 펜(polythiopene)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 박막 트랜지스터의 유기 반도체층, 게이트 절연막 및 게이트 전극은 서로 동일 면적을 가지도록 형성됨과 동시에 서로 오버랩되는 면적이 동일하도록 형성된 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 콘택홀은 각 화소마다 2개 이상씩 형성되고,
    상기 게이트 라인 각각은 다수의 영역으로 분리되어 형성되며, 분리 형성된 각 영역은 제 2 콘택홀 및 박막 트랜지스터의 게이트 전극을 통해서 서로 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 화소전극과 게이트 라인은 투명한 도전성 물질과 불투명한 금속 중에 선택된 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 전기영동 표시 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 화소전극과 게이트 라인은 인듐 틴 옥사이드(ITO), 볼리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 구리(Cu) 중에 선택된 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치.
  8. 다수의 화소가 정의되고 상기 다수의 화소는 다수의 수평 화소열과 수직 화소열을 이루는 제 1 기판을 준비하는 단계;
    상기 제 1 기판 상의 수직 화소열마다 데이터 라인을 형성하고 제 1 기판 상의 각 화소마다 소스 전극 및 드레인 전극을 형성하는 단계;
    상기 제 1 기판 상의 각 화소에 유기 반도체층, 게이트 절연막 및 게이트 전극을 차례로 형성하여 박막 트랜지스터를 이루도록 하는 단계;
    상기 데이터 라인 및 박막 트랜지스터를 덮도록 상기 제1기판 전체에 걸쳐 보호층을 형성하는 단계;
    상기 박막 트랜지스터의 드레인 전극을 노출하는 제 1 콘택홀과 박막 트랜지스터의 게이트 전극을 노출하는 제 2 콘택홀을 보호층에 형성하는 단계;
    상기 보호층 상에 불투명 금속층을 형성하는 단계; 및
    상기 불투명 금속층을 패터닝하여 상기 제 1 콘택홀을 통해 박막 트랜지스터의 드레인 전극과 접속되는 화소전극 및 제 2 콘택홀을 통해 박막 트랜지스터의 게이트 전극과 접속되는 게이트 라인을 보호층 상에 형성하는 단계;
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치의 제조 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 유기 반도체층은 펜타센(pentacene) 또는 폴리사오펜(polythiopene)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치의 제조 방법.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 박막 트랜지스터의 유기 반도체층, 게이트 절연막 및 게이트 전극을 형성하는 단계는,
    상기 제 1 기판 상에 유기 반도체 물질층, 게이트 절연막 형성용 물질층, 게이트 형성용 물질층 및 감광막을 차례로 형성하는 단계;
    후에 형성될 상기 유기 반도체층, 게이트 절연막 및 게이트 전극에 대응되는 영역에 차단 영역이 마련된 마스크를 이용한 포토리소그라피(photolithography)를 수행하여 감광막 패턴을 형성하는 단계;
    상기 감광막 패턴을 이용하여 유기 반도체 물질층, 게이트 절연막 형성용 물질층, 게이트 형성용 물질층을 선택적으로 제거하여 유기 반도체층, 게이트 절연막 및 게이트 전극을 형성하는 단계;
    상기 감광막 패턴을 제거하는 단게;
    를 포함하여 이루어지며,
    상기 유기 반도체층, 게이트 절연막 및 게이트 전극은 서로 동일 면적을 가 지도록 형성됨과 동시에 서로 오버랩되는 면적이 동일하도록 형성된 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치의 제조 방법.
  11. 제 8 항에 있어서, 상기 제 2 콘택홀은 각 화소마다 2개 이상씩 형성되고,
    수평 화소열에 대응되는 게이트 라인 각각은 다수의 영역으로 분리되어 형성되며, 분리 형성된 각 영역은 제 2 콘택홀 및 박막 트랜지스터의 게이트 전극을 통해서 서로 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치의 제조 방법.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제 8 항에 있어서, 상기 화소전극과 게이트 라인은 볼리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 구리(Cu) 중에 선택된 어느 하나를 재료로 하여 형성되는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치의 제조 방법.
KR1020080117731A 2008-11-25 2008-11-25 전기영동 표시장치 및 그 제조 방법 KR101287968B1 (ko)

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