유기 박막 트랜지스터 제어 회로를 갖는 전기 영동디스플레이의 제조 방법 및 그 방법에 의해 제조되는 전기영동 디스플레이 document_id A220623069668

전기 영동 디스플레이는 새로운 반사형 디스플레이로서, 그 이미지 형성 메커니즘은 기본적으로 전기장을 인가함으로써 분산계 또는 멀티상계에서 착색된 대전 입자나 유체의 배열을 변화시키는 것에 의존한다. 상업적 예로서 E-ink and Sipix사의 "입자계", Bridgestone사의 "Liquid Powder" 및 Liqua Vista사의 "Electrowetting" 등이 있다. 전기 영동 디스플레이는 모두 전기 용량적으로 제어된다. 즉, 전기 영동 디스플레이는 광학 현상 수행에 있어서 전기 용량적으로 스위칭 가능한 셀을 구비한다. 셀의 전기 용량적 스위칭은 화소 전극에 의해 수행된다. 화소 전극에 전압을 인가할 때에 한 개 또는 다수 개의 셀들의 광학 현상 수행이 영향을 받을 수 있다. 이하에서 이러한 작용을 설명하기 위하여 입자계를 갖는 전기 영동 디스플레이를 언급한다. 그러나 본 발명은 일반적으로 전기 용량적으로 스위칭 가능한 모든 전기 영동 디스플레이에 관한 것이며 이하에서 설명되는 실시예에 한정되지 않는다. 하나의 전기 영동 디스플레이는 복수 개의 단일 전기 영동 디스플레이부를 구비한다. 단일 전기 영동 디스플레이부는 가장 단순한 설계에 있어서 대전 입자들이 적당한 용매에 분산된 것으로 채워진 적어도 하나의 셀을 구비한다. 각 셀을 전기 용량적으로 스위칭하는 것은 전압을 인가할 때에 대전된 입자들이 전기장의 방향으로 정렬되도록 설계 및 배열된 적어도 하나의 화소 전극에서 이루어진다. 이와 같이 스위칭 메커니즘은 전기 용량적이며 전기장이 존재할 때에 입자들은 화소 전극의 방향으로 이동하여 그곳에 부착된다. 코팅이 축적되는 조건에서는 빛이 투과되지 않는 반면에, 입자들이 자유롭게 분배된 상태의 분산에서는 빛이 투과된다. 이러한 구현 가능한 기술은, 예컨대 전자 신문에서와 같이 고도로 유연성이 있는 디스플레이의 제조를 가능하게 한다. 또한, 이러한 기술은 랩탑이나 모바일폰과 같이 다양한 전자 제품들의 이미지 형성 부품에 적용되기에 적당하다. 전기 영동 디스플레이에는 공통된 기판에 배열된 복수 개의 전기 영동 디스플레이부가 있다. 이러한 전기 영동 디스플레이 부품은 이하에서 전기 영동 디스플레이 모듈로 명명된다. 화소 전극이 전기 영동 디스플레이 모듈에 적용된다. 전기 영동 디스플레이 모듈의 복수 개의 전기 영동 디스플레이부들의 작용을 제어하기 위해서는 복잡한 제어 회로를 제공할 필요가 있다. 소형 전기 영동 디스플레이들은 소위 패시브 매트릭스(passive matrix)를 통하여 제어될 수 있다. 특정한 화소는 두 개의 컨덕터들을 필요로 하는 행과 열로 전압을 인가함으로써 액세스될 수 있다. 대형 전기 영동 디스플레이들에 대하여는 이러한 방법이 적절하지 않다. 대형 전기 영동 디스플레이들에서는 액티브 매트릭스(active matrix)를 제어하는 것을 사용하여야 한다. 각 화소는 적어도 하나의 자신의 것을 통해 개별적으로 어드레스된다. 이와 같이 각 단일 화소는, 예컨대 박막 트랜지스터(thin film transistor: TFT)의 형태로 된 능동형 증폭기를 구비한다. 각 화소에 배분되는 증폭기는 두 가지 중요한 기능을 갖는다. 한편으로는 화소 매트릭스의 사용된 행렬의 수가 증가함에 따라 화소의 제어 전압이 감소된다. 따라서 패시브 매트릭스들의 크기가 제한된다. 그러나 증폭기는 이 전압을 셀을 스위칭하기에 필요한 값까지 증가시킬 수 있다. 다른 한편으로는 행렬수의 연속적인 증가와 화소 크기의 감소는 화소의 기생 커패시터(parasitic capacitor)의 증가를 초래한다. 종종 필요하게 되는 고 프레임 비율에 도달하기 위해서는 커패시터는 스위칭 속력을 감소시켜서는 안 된다. 독립된 전원을 갖는 국지적인 증폭기는 짧고 강력한 전류 펄스를 갖는 빠른 스위칭을 보장할 수 있다. 유기 반도체 물질의 발견 및 개발 이후 유기 박막 트랜지스터(organic thin film transistor: 유기 박막 트랜지스터)가 소형 전자 부품의 개발에 있어서 크게 부각되었다. 가장 간단한 형태에 있어서 유기 박막 트랜지스터는 전도성 게이트 전극(gate electrode)을 구비한다. 전도성 게이트 전극은 액티브 유기 반도체 물질 층이 부착된 유전체 박막으로 덮여 있다. 통상적으로 소수의 분자들과 펜타신(pentacene)과 폴리티오펜(polythiophene)과 같은 올리고머(oligomer)가 반도체 물질로 사용된다. 반도체 층은 수 10 nm의 두께를 갖고 소스와 드레인 전극들에 의해 측면으로 한정되어 있다. 세로로 반도체 층은 수 100 nm의 크기를 갖는다. 이상적으로는 유기 반도체 물질로는 모노크리스탈(monocrystal)을 이용할 수 있으나, 폴리크리스탈(polycrystalline)이나 비결정질(amorphous) 필름도 매우 효과적인 비용으로 제조할 수 있기 때문에 사용될 수 있다. 유기 박막 트랜지스터의 제조는, 예컨대, 특히 잉크젯 프린팅에서와 같이 미세 합성 구조를 제조하는 종래 기술에서 매우 효과적인 비용으로 구현될 수 있다. 유기 박막 트랜지스터의 제조에 관한 실제에 있어서 유기 반도체 층을 제조하기 위한 가장 중요한 시도는 잉크젯 프린팅일 수 있다. 여기서 잉크는 기판의 특정한 영역에 선택적으로 적용되고, 그 잉크는 유기 반도체로 구성되거나 유기 반도체가 잉크 내에 포함되어 있다. 본 발명에 따르면, 화소 전극과 나아가 유기 박막 트랜지스터 층은 전기 영동 디스플레이 모듈 상에 적용된다. 화소 전극을 포함하는 전기 영동 디스플레이 모듈과 유기 박막 트랜지스터 모듈이 라미네이트되어 있다. 한편, 전기 영동 디스플레이 모듈은 서로 다른 제조업자들로부터 상업적으로 이용될 수 있다. 바로 작동할 수 있는 전기 영동 디스플레이를 제조하기 위해서는 전기 영동 디스플레이 모듈은 화소 전극과 적절한 제어 회로, 특히 유기 박막 트랜지스터 제어 회로를 갖추고 있어야 한다. 이러한 정도까지 본 발명은 라미네이션 공정을 통해 응용 화소 전극을 갖는 전기 영동 디스플레이 모듈과 연결되는 유기 박막 트랜지스터를 사용한다. 유기 박막 트랜지스터 모듈은 공통된 기판에 배열된 복수 개의 유기 박막 트랜지스터부들을 구비한다. 양쪽 모듈은 서로 정렬되어야 한다. 이와 같이 정렬됨으로써, 화소 전극들 사이의 바람직한 전기적 연결과 이에 의해 복수 개의 전기 영동 디스플레이부들과 그 작용을 제어하는 유기 박막 트랜지스터부들이 확립된다. 일반적으로 이는 모듈들의 올바른 상호 정렬을 지지하는 구조를 필요로 한다. 양쪽 모듈들의 정렬 과정뿐만 아니라 그러한 구조의 창안은 비용을 야기하며 결함을 갖는 제품을 쉽게 증가시킬 수 있다. 독립된 기판 필름에 유기 박막 트랜지스터 제어 회로를 제조할 때에 더 많은 문제점이 있다. (1) 공정이 진행되는 동안에 제어할 수 없는 변형과 기판 필름의 팽창을 초래하는 몇 가지 온도 단계가 항상 있다. 이와 같이 약간 변형된 필름은 전기 영동 디스플레이 모듈과 부정확하게 결합됨으로써, 제조 공정의 품질과 재생 가능성이 감소된다. (2) 전기 영동 디스플레이 모듈과 유기 박막 트랜지스터 모듈을 양쪽 다 라미네이트할 때에는 추가적인 압력이 필요하다. 이 압력은 민감한 트랜지스터들을 손상시킬 수 있다. 게다가 일반적으로 라미네이팅은 모듈들 사이의 접착제의 경화를 위한 통상적인 열처리뿐만 아니라 모듈들 사이의 접착제의 도포에 관련된다. 한편으로는 그러한 조치는 재료비와 공정 수행 나아가 결함을 갖는 제품을 증가시킬 수 있는 결합의 잠재적 원인에 관련된다. 다른 한편으로는 유기 박막 트랜지스터의 유기 반도체 층은 온도에 민감하고 열처리에 의해 기능에 제한을 받을 수 있다. 따라서 이상과 같은 종래의 제조 방법의 문제점을 해소할 대안이 필요하다.