專利名稱：電泳顯示器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電泳顯示器件及其制造方法。具體而言，本發(fā)明涉及在形成有薄膜晶體管的基板上直接施加電泳材料而降低制造成本和縮短制造時間的電泳顯示器件及其制造方法。
背景技術(shù)：
電泳顯示器件是利用如下現(xiàn)象的圖像顯示器件當(dāng)將施加了電壓的一對電極浸入膠體溶液(colloidal solution)時，膠體粒子朝著其中一個極性移動。與液晶顯示器件相比，電泳顯示(EPD)器件無需使用背光而具有如視角寬、反射率高和功耗低等優(yōu)點。因此， 預(yù)期電泳顯示器件將被廣泛用作諸如電子紙這樣的柔性顯示器。EPD器件具有在兩個基板之間夾有電泳層的結(jié)構(gòu)。兩個基板中的一個基板由透明基板形成，另一個基板設(shè)置為陣列基板，該陣列基板形成有在反射模式下顯示圖像的驅(qū)動元件，在反射模式下從器件外部進入的光被反射。圖1是顯示現(xiàn)有技術(shù)的電泳顯示器件1的圖。如圖1所示，該電泳顯示器件1包括第一基板20和第二基板40、形成在第一基板20上的薄膜晶體管和像素電極18、形成在第二基板40上的公共電極42、形成在第一基板20和第二基板40之間的電泳層60、以及形成在電泳層60和像素電極18之間的粘結(jié)層56。該薄膜晶體管包括形成在第一基板20上的柵極電極11、形成在具有柵極電極11 的整個第一基板20上的柵絕緣層22、形成在柵絕緣層22上的半導(dǎo)體層13、以及形成在半導(dǎo)體層13上的源極電極15和漏極電極16。鈍化層M形成在該薄膜晶體管的源極電極15 和漏極電極16上。像素電極18形成在鈍化層M上，并且該像素電極18將信號施加到電泳層60。接觸孔觀貫穿該鈍化層M形成，使得像素電極18通過該接觸孔觀連接至該薄膜晶體管的漏極電極16。此外，濾色層44和公共電極42形成在第二基板40上。該電泳層60形成在濾色層44上，并且粘結(jié)層56形成在電泳層60上。該電泳層60可包括里面填充有白色粒子74 和黑色粒子76的膠囊(capsule) 70。如果向像素電極18施加信號，則在公共電極42和像素電極18之間產(chǎn)生電場，在電場的作用下，膠囊70內(nèi)的白色粒子74和黑色粒子76沿公共電極42或像素電極18的方向移動，從而顯示圖像。例如，當(dāng)負㈠電壓施加到第一基板20上的像素電極18，正⑴電壓施加到第二基板40上的公共電極42，帶正(+)電荷的白色粒子74向第一基板20側(cè)移動，帶負(-)電荷的黑色粒子76向第二基板40側(cè)移動。在這種狀態(tài)下，如果從外部即第二基板40的上部輸入光，則入射光被黑色粒子76反射，由此該電泳顯示器件呈現(xiàn)黑色。相反，當(dāng)正⑴電壓施加到第一基板20上的像素電極18，負㈠電壓施加到第二基板40上的公共電極42，帶正(+)電荷的白色粒子74向第二基板40側(cè)移動，帶負(-)電荷的黑色粒子76向第一基板20側(cè)移動。在這種狀態(tài)下，如果從外部，即第二基板40的上部輸入光，則入射光被白色粒子74反射，由此該電泳顯示器件呈現(xiàn)白色。具有如圖1所示的前述結(jié)構(gòu)的電泳顯示器件具有以下問題。首先，現(xiàn)有技術(shù)的制造電泳顯示器件的方法難于貼附第一基板和第二基板。在現(xiàn)有技術(shù)的電泳顯示器件中，分別地制造第一基板20和第二基板，然后利用粘結(jié)層56將第一基板20和第二基板40彼此貼附以完成工藝。更具體地，在第一基板20上形成用于驅(qū)動單元像素的薄膜晶體管和用于施加電場到電泳層的像素電極18，并且在第二基板40上形成公共電極42、濾色層44、電泳層60和粘結(jié)層56。然后，將第一基板和第二基板彼此貼附以完成工藝。但是，典型電泳顯示器件的單元像素可形成具有高度和寬度小于150微米的小尺寸。因而，很難準確地對準該電泳層。如果在對準電泳層時，電泳層不能與形成有薄膜晶體管的第一基板準確地對準，那么電場就不能被準確地傳遞到電泳粒子，由此造成驅(qū)動錯誤。第二，現(xiàn)有技術(shù)的制造電泳顯示器件的方法制造工藝復(fù)雜。第一基板20和第二基板40用不同的工藝制造，然后通過傳輸裝置傳送該第一基板20和第二基板40，并在貼附工藝中將它們彼此貼附，因而不可能形成流線制造工藝。第三，在第一基板和第二基板貼附工藝期間產(chǎn)生的靜電放電可造成電泳粒子的初始對準失敗。公共電極42、濾色層44和電泳層60形成在第二基板40上，粘結(jié)層56覆蓋在該電泳層60上。此外，為防止粘結(jié)層56的粘合力降低，并阻止外界材料附著至該粘結(jié)層56，在粘結(jié)層56上粘貼保護膜。然而，該保護膜應(yīng)可以從第二基板40剝離以使第二基板40附著至第一基板20。在剝離保護膜過程中可產(chǎn)生靜電電荷，并會在電泳粒子初對準中引起未對準。由于靜電放電導(dǎo)致的電泳粒子未對準可在電泳顯示器件工作時產(chǎn)生梳齒狀波紋。

發(fā)明內(nèi)容
因而，本發(fā)明涉及一種電泳顯示器件及其制造方法，基本避免了由現(xiàn)有技術(shù)的局限性和缺點導(dǎo)致的一個或多個問題。本發(fā)明的一個優(yōu)點是提供電泳顯示器件及其制造方法，其中在形成有薄膜晶體管的基板上直接形成電泳層，從而防止了電泳層和第一基板之間的未對準以及降低了制造成本和簡化了制造工藝。本發(fā)明的另一個優(yōu)點是提供電泳顯示器件及其制造方法，其中與每個像素形成的第一像素電極電連接的第二像素電極形成在分隔墻的側(cè)面上，從而防止了驅(qū)動在由分隔墻所產(chǎn)生的電場死區(qū)中的電泳粒子失效。在下面的描述中將列出本發(fā)明的其它的特征和優(yōu)點，這些特征和優(yōu)點的一部分從所述描述將是顯而易見的，或者可從本發(fā)明的實施領(lǐng)會到。通過書面描述、權(quán)利要求以及附圖中特別指出的結(jié)構(gòu)可實現(xiàn)和獲得本發(fā)明的這些和其它優(yōu)點。


附圖被包括以提供對本發(fā)明的進一步理解并被并入和構(gòu)成本說明書的一部分，這些附圖示出了本發(fā)明的實施例并與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。在附圖中
圖1是顯示現(xiàn)有技術(shù)的電泳顯示器件的截面圖；圖2A至2H是顯示根據(jù)本發(fā)明第一實施例的制造電泳顯示器件的方法的截面圖；圖3A和:3B是分別顯示在根據(jù)本發(fā)明的電泳顯示器件中形成電泳層的方法的截面圖；圖4是顯示根據(jù)本發(fā)明第二實施例的電泳顯示器件結(jié)構(gòu)的截面圖；圖5A和5B是顯示根據(jù)本發(fā)明第三實施例的電泳顯示器件結(jié)構(gòu)的截面圖；以及圖6A至6D是顯示根據(jù)本發(fā)明第四實施例的制造電泳顯示器件的方法的截面圖。圖7A至7E是顯示制造圖5B的電泳顯示器件的其它方法的截面圖。
具體實施例方式下文中，將根據(jù)附圖具體描述根據(jù)本發(fā)明的電泳顯示(EPD)器件。根據(jù)本發(fā)明，電泳層可形成在具有薄膜晶體管的第一基板上。特別地，電泳層可在薄膜晶體管制造工序之后形成。因此，與現(xiàn)有技術(shù)中在第二基板上形成電泳層，然后使用不同的工藝將第二基板貼附到第一基板來完成EPD器件的方法相比，EPD器件的制造工藝被大為簡化。典型地，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中在第二基板上形成電泳層的制造電泳顯示器件的方法， 電泳層由其它的廠商供應(yīng)。電泳層可由其它的元件廠商供應(yīng)，并被運輸?shù)街圃旃S以制造薄膜晶體管，然后被貼附至第一基板。使用本方法會產(chǎn)生這樣的問題制造工藝遲緩且繁重，以及第二基板在通過如車輛的運輸工具運輸該第二基板的過程中可能被損壞。圖2A至2H是顯示根據(jù)本發(fā)明第一實施例的制造電泳顯示器件的方法的截面圖。 通常，電泳顯示(EPD)器件包括多個單元像素，但是出于方便解釋的目的，附圖中僅示出一個像素。定義本實施例中所用的術(shù)語。顯示區(qū)是指在第一基板上布置有像素的區(qū)域，非顯示區(qū)是指顯示區(qū)的外部，也就是，其上不形成有像素的區(qū)域。首先，如圖2A所示，使用濺射工藝，在第一基板120上沉積諸如Cr、Mo、Ta、Cu、Ti、 Al或Al合金之類的具有良好電導(dǎo)率的非透明金屬，該第一基板120包括顯示區(qū)和非顯示區(qū)且由如玻璃、塑料或類似物的透明材料形成。然后，通過光刻工藝蝕刻該非透明材料以形成柵極電極111，接著利用化學(xué)氣相沉積方法(CVD)在包括該柵極電極111的整個第一基板 120上沉積諸如Si02、SiNx或類似物的無機絕緣材料以形成柵絕緣層122。隨后，如圖2B所示，利用CVD方法在整個第一基板120上沉積諸如非晶硅(a_Si) 的半導(dǎo)體材料，然后蝕刻該半導(dǎo)體材料以形成半導(dǎo)體層113。此外，盡管附圖中未示出，將雜質(zhì)摻入到半導(dǎo)體層113的一部分或在其上沉積加入了雜質(zhì)的非晶硅，以形成歐姆接觸層， 以便之后形成的源極電極和漏極電極與半導(dǎo)體層113進行歐姆接觸。接著，如圖2C所示，使用濺射方法在該第一基板120上沉積諸如Cr、Mo、Ta、Cu、Ti、 Al或Al合金的具有良好電導(dǎo)率的非透明金屬，然后蝕刻該非透明金屬以在半導(dǎo)體層113上形成源極電極115和漏極電極116。隨后在包括源極電極115和漏極電極116的整個第一基板120上沉積諸如苯丙環(huán)丁烯(BCB)或光丙烯酸樹脂(photo acryl)的無機絕緣材料， 以形成鈍化層124。此外，盡管附圖中未示出，但是鈍化層1 可以由多個層來形成。例如，鈍化層1 可由雙層形成，該雙層具有由諸如BCB或光丙烯酸之類的有機材料構(gòu)成的有機絕緣層和由諸如Si02、SiNx或類似物的無機絕緣材料構(gòu)成的無機絕緣層，以及鈍化層IM可另外地由無機絕緣層、有機絕緣層和無機絕緣層形成。有機絕緣層的形成將使得鈍化層124的表面平坦，并且無機絕緣層的采用將提高鈍化層124的界面特性。此外，在鈍化層IM上形成接觸孔117，以使漏極電極116暴露至薄膜晶體管的外部。接著，如圖2D所示，在鈍化層IM上的顯示區(qū)中形成每個像素的第一像素電極 118a。這里，該第一像素電極118a通過接觸孔117電連接至該薄膜晶體管的漏極電極116?？赏ㄟ^沉積諸如氧化銦錫(ITO)和氧化銦鋅(IZO)這樣的透明導(dǎo)電材料或諸如Mo 和AlNd這樣的金屬，然后使用光刻工藝將其蝕刻來形成第一像素電極118a。此外，第一像素電極118a可以由多個金屬層來形成。換句話說，可以通過沉積諸如Cu和MoTi這樣的多個金屬層，然后使用光刻工藝將其蝕刻來形成第一像素電極118a。另外，可通過使用碳納米管或水溶性導(dǎo)電聚合物(water-soluble conductive polymer)來形成第一像素電極118a。接著，如圖2E所示，在鈍化層124上形成分隔墻(partition wall) 180。該分隔墻180形成在顯示區(qū)的像素之間。該像素實際上由分隔墻180限定。盡管附圖中未示出， 但是分隔墻180沿著以矩陣形式布置在第一基板120上的像素的邊界區(qū)形成。因此，分隔墻180在第一基板120上也以矩陣形式形成?？赏ㄟ^沉積由樹脂材料構(gòu)成的絕緣層然后通過光刻工藝利用光刻膠將其蝕刻來形成分隔墻180，或者可通過沉積光敏樹脂然后通過光刻工藝將其蝕刻來形成分隔墻180。 此外，可通過利用諸如印刷輥的印刷方法印刷圖案化的分隔墻180來形成分隔墻180，或者可通過制造具有與分隔墻對應(yīng)的凹槽的模子，然后將該模子的絕緣材料轉(zhuǎn)移至第一基板 120來形成分隔墻180。另外，可通過使用壓印(imprint)方法來形成分隔墻180。分隔墻180的形成不限于特定的方法。上述提及的特定方法的描述并不提供為限制本發(fā)明，僅僅出于解釋的方便而提供。分隔墻180可通過各種公知的方法形成。接著，如圖2F所示，在第一像素電極118a上和分隔墻180的側(cè)壁上形成第二像素電極118b。這里，第一像素電極118a和第二像素電極118b彼此直接接觸，由此彼此電性連接。因此，第二像素電極118b通過第一像素電極118a和接觸孔117電連接至漏極電極 116。因而圖像信號通過漏極電極116傳輸?shù)皆摰诙袼仉姌O118b?？赏ㄟ^在第一像素電極118a上沉積諸如ITO和IZO這樣的透明導(dǎo)電材料或諸如 Mo和ALNd這樣的金屬，然后使用光刻工藝將其蝕刻來形成第二像素電極118b，或者可通過沉積碳納米管或水溶性導(dǎo)電聚合物來形成第二像素電極118b。此外，可通過依序沉積諸如 Cu和MoTi的多個金屬層然后將其蝕刻來形成具有雙金屬層的第二像素電極118b?？稍诜指魤?80的側(cè)壁上以及在單元像素內(nèi)形成的第一像素電極118a上形成該第二像素電極118b。下面將描述第二像素電極11 向上延伸至分隔墻180的側(cè)壁以及僅形成在第一像素電極118a上的基本原理。首先，該第二像素電極118b向上延伸至分隔墻180的側(cè)壁使圖像質(zhì)量增強。當(dāng)僅第一像素電極118a形成在鈍化層IM上時，第一像素電極118a通常不是形成在最下面位置的第一像素電極118a，最下面位置也就是在分隔墻180和鈍化層IM之間的邊緣區(qū)。結(jié)果，當(dāng)施加電場時，該區(qū)變?yōu)樗绤^(qū)，電場被非正常地施加到該死區(qū)。這樣的死區(qū)產(chǎn)生許多問題，例如降低液晶顯示器件的孔徑比、以及降低對比度等。然而，當(dāng)在分隔墻180的側(cè)壁上形成第二像素電極118b時，如本發(fā)明所示，該第二像素電極118b向上形成至分隔墻180和鈍化層IM之間的邊緣區(qū)。因而不會產(chǎn)生死區(qū)。所以孔徑比對比和響應(yīng)速度得到改善。其次，在分隔墻180的側(cè)壁處形成第二像素電極118b使得工藝更佳。盡管在后序的工藝中會描述，在由分隔墻180和鈍化層124限定的第一基板120 的上部區(qū)中填充電泳材料。當(dāng)僅僅第一像素電極118a形成在鈍化層IM上且另一電極沒有形成在分隔墻180的側(cè)壁上時，填充電泳材料時在鈍化層IM上部處的第一像素電極118a 的表面特性不同于分隔墻180的表面特性。因此，在填充電泳材料期間，電泳材料不能很好的覆蓋在分隔墻180的表面上。所以，注入電泳材料不容易進行。為了防止該問題，可將分隔墻180的表面進行等離子處理或化學(xué)處理，以增強表面特性。但是，該工藝復(fù)雜，并且增加制造成本。然而，當(dāng)?shù)诙袼仉姌O118b向上延伸至分隔墻180的側(cè)壁上并且形成在鈍化層 1 上的第一像素電極118a上時，電泳材料可以容易地覆蓋在分隔墻180的側(cè)表面，也就是形成有第二像素電極118b的側(cè)表面，而不需要額外的表面處理，由此電泳材料可被順利地填充到該分隔墻180。在該分隔墻180的頂部不形成該第二像素電極118b。如果在該分隔墻180的頂部形成該第二像素電極118b，那么形成在彼此相鄰的像素處的那些第二像素電極118b會彼此電連接，因此在形成第二像素電極118b期間優(yōu)選去除分隔墻180頂部的第二像素電極 118b。為了避免像素彼此之間電連接，第二像素電極118b可向上形成至分隔墻180頂部的一部分。也就是說，如果可從分隔墻180頂部移除該第二像素電極118b的預(yù)定區(qū)域以電隔離相鄰像素的第二像素電極118b，則第二像素電極118b可向上延伸至分隔墻180頂部。接著，如圖2G所示，在分隔墻180之間的像素中填充電泳材料，以形成電泳層160。該電泳材料由帶有正電荷或負電荷特性的粒子形成。該粒子可以為白色粒子164 和黑色粒子165，可以為諸如藍綠色、紅紫色和黃色的彩色粒子，或諸如紅(R)、綠(G)和藍 (B)色的彩色粒子。諸如TW2的具有良好反射率的粒子可用作白色粒子164，諸如炭黑的具有黑色特性的粒子可用作黑色粒子165。這里，白色粒子164可具有負電荷特性，黑色粒子165可具有正電荷特性?；蛘撸咨Ｗ?64可具有正電荷特性，黑色粒子165可具有負電荷特性。此外，在彩色粒子情況中，由于色素具有電荷特性，彩色粒子可具有負或正電荷。諸如乳液聚合物的分散介質(zhì)可包含在電泳材料中。對于分散介質(zhì)，黑色、白色和彩色粒子可分布在其中，且分散介質(zhì)可以是液體的，例如乳液聚合物，可以是空氣本身。如上所述的空氣本身的分散介質(zhì)意味著當(dāng)施加電壓時，粒子在空氣中移動，甚至不需要分散介質(zhì)。當(dāng)乳液聚合物用作分散介質(zhì)時，黑色分散介質(zhì)或彩色分散介質(zhì)可用于分散介質(zhì)。 以使用黑色分散介質(zhì)為例，在實現(xiàn)黑色時從外部進入的光被吸收以允許顯示全黑(clear black)，由此增強對比度。此外，當(dāng)通過電泳材料實現(xiàn)彩色時，可使用彩色分散介質(zhì)，在實現(xiàn)
8彩色時，每個彩色像素包含相應(yīng)的彩色分散介質(zhì)，由此顯示更清晰的彩色。該電泳材料是填充有電子油墨(electronic ink)的膠囊分布在聚合物粘結(jié)劑中的一種材料。這里，分布在膠囊中的電子油墨由白色粒子(或白色油墨)和黑色粒子(或黑色油墨)構(gòu)成。該白色粒子和黑色粒子分別具有正電荷和負電荷特性。另一方面，可不使用特定材料，但所有目前公知的粒子可用于白色粒子、黑色粒子或彩色粒子?？赏ㄟ^各種方法實現(xiàn)向分隔墻180填充電泳材料，下面將描述填充該電泳材料的方法。圖3A和;3B是顯示向形成在第一基板120上的分隔墻180填充電泳材料以在EPD 器件中形成電泳層160的方法的視圖。如圖3A所示的方法涉及一種噴墨方法或噴嘴方法，如圖3A所示，向注射器(或噴嘴)185中填充電泳材料160a，然后將注射器185放置在第一基板120的上部。然后，隨著注射器185在通過外部進氣設(shè)備(未示出)對注射器185施加壓力的狀態(tài)下而在第一基板 120上移動，電泳材料160a被滴入到分隔墻180之間的像素上，以在第一基板120上形成電泳層160。如圖;3B所示的方法涉及一種擠壓法或噴嘴法，如圖:3B所示，在具有多個分隔墻 180的第一基板120上部涂覆電泳材料160a，然后通過擠壓棒187使該電泳材料在第一基板120上移動。因而，通過擠壓棒187的壓力將電泳材料160a填充到在單元像素中的分隔墻180之間的像素中，由此形成電泳層160。本發(fā)明不限于上述填充電泳材料的方法。上述方法示出能用于本發(fā)明的形成電泳層160的工藝的例子。本發(fā)明不限于這些工藝。例如，各種其它形成電泳層160的工藝，如澆模印刷(casting printing)法、棒式涂覆印刷(bar-coating printing)法、絲網(wǎng)印刷法以及模制印刷法，可在本發(fā)明中應(yīng)用。隨后，如圖2H所示，通過在如上所述的電泳層160上涂覆密封材料形成密封層 168，以密封該電泳層160，接著將第一基板120和第二基板140彼此貼附，以完成該電泳顯示器件。提供該密封層168用來防止由具有低粘度的染料構(gòu)成的電泳層160溢出到外面或相鄰的像素。此外，提供該密封層168用來防止?jié)駳鉂B透進該電泳層160而導(dǎo)致電泳層160 失效。該密封層168可形成于電泳層160上表面和分隔墻180的頂部兩者上。然而，一些帶電電泳粒子可電性地附著于該密封層168，導(dǎo)致電泳粒子的初始排列產(chǎn)生錯誤。所以， 不可在電泳層160的整個上表面上形成密封層168，但是可僅在電泳層160的頂部上形成。相反，為了解決電泳粒子電性地附著于密封層168的問題，在每個子像素已填充完電泳層160之后，還可在電泳層160上形成中間層169，由此防止電泳粒子與密封層168 直接接觸。當(dāng)使用中間層169時，電泳粒子164、165不附著于密封層168，由此減少失效像素的產(chǎn)生。該中間層169可以是類似于分隔墻180的光敏有機材料，例如乙基甲酮(ethyl ketone)?？赏ㄟ^在電泳層160和分隔墻180的頂部涂覆幾納米厚的材料形成中間層169。 該中間層169以臨時方式完全地密封電泳層，由此便于密封層的形成，同時解決電泳粒子附著于密封層的問題。
此外，如圖2H所示，盡管第一基板120和第二基板140通過密封層168貼附，但是可形成粘結(jié)層以增強第一基板120和第二基板140之間的貼附力。該粘結(jié)層可形成在電泳顯示器件的外部區(qū)，也就是僅在分隔墻180頂部處的密封層168上，或者可形成在電泳層 160頂部的整個密封層168上。在由諸如玻璃或塑料的透明材料形成的第二基板140上可形成公共電極142?？赏ㄟ^沉積如ITO或IZO這樣的透明導(dǎo)電材料形成該公共電極142。此外，盡管附圖中未示出，但是可在第二基板140上形成濾色層。該濾色層由紅 (R)、綠(G)和藍⑶色濾色器構(gòu)成，由此當(dāng)電泳材料由黑色粒子和白色粒子形成時實現(xiàn)彩色。下文中，參考圖2H詳細描述通過前述方法制造的電泳顯示器件的結(jié)構(gòu)。如圖2H所示，分隔墻180直接地形成在第一基板120上，并且電泳層160也填充在第一基板120的分隔墻180之間。因而，電泳層160直接地形成在第二像素電極118b上， 以與第一像素電極118a直接接觸。因此，與現(xiàn)有技術(shù)的電泳顯示器件相比，不需要用于接合像素電極118a/b和鈍化層IM之間的電泳層160的額外粘結(jié)層。此外，在根據(jù)本發(fā)明公開的電泳顯示器件中，像素電極可由具有第一像素電極 118a和第二像素電極118b的雙層來形成，這時，第一像素電極118a僅形成在單元像素上， 并且第二像素電極118b形成在單元像素以及分隔墻180的側(cè)壁上。第一像素電極118a和第二像素電極118b在鈍化層124的上部彼此接觸以彼此電性連接。因而，經(jīng)由薄膜晶體管向第一像素電極118a施加的電壓也傳輸?shù)降诙袼仉姌O118b。因此，電壓也被施加到分隔墻180和鈍化層IM之間的第二像素電極118b，由此防止了由于該區(qū)域中的死區(qū)而導(dǎo)致的圖像質(zhì)量降低。下面描述具有前述構(gòu)造的電泳顯示器件的操作。當(dāng)電泳材料由白色粒子164和黑色粒子165組成時，白色粒子164具有正電荷或負電荷特性，如果從外部輸入信號，該信號經(jīng)過形成在第一基板120上的薄膜晶體管，并被施加至第一像素電極118a，則在第一像素電極118a和公共電極142之間產(chǎn)生的電場使得白色粒子164在電泳層160中運動。例如，當(dāng)白色粒子164具有正⑴電荷時，如果向第一像素電極118a和第二像素電極118b施加正⑴電壓，由于第二基板140的公共電極142相對地具有負㈠電勢，則帶有正(+)電荷的白色粒子164向第二基板140側(cè)運動。因此，如果從外部也就是第二基板140的上部輸入光，則入射光可大部分地被白色粒子164反射，由此在電泳顯示器件上實現(xiàn)白色。此刻，向第二基板140側(cè)移動的白色粒子164的密度或到第二基板140的距離根據(jù)施加到第一像素電極118a和第二像素電極118b的電壓強度而變化，因而從外部進入的待被白色粒子164反射的光的強度也變化，由此實現(xiàn)理想的亮度。正相反，如果向第一像素電極118a和第二像素電極118b施加負㈠電壓，由于第二基板140的公共電極142具有正⑴電勢，則帶有正⑴電荷的白色粒子164向第一基板120側(cè)運動。因此，如果從外部輸入光，則入射光基本上不被反射，由此實現(xiàn)黑色。另一方面，當(dāng)白色粒子164具有負㈠電荷時，如果向第一像素電極118a和第二像素電極118b施加正⑴電壓，由于第二基板140的公共電極142相對地具有負㈠電勢， 則帶有負(_)電荷的白色粒子164向第一基板120側(cè)運動。因此，如果從外部輸入光，則入射光基本上不被反射，由此在電泳顯示器件上實現(xiàn)黑色。正相反，如果向第一像素電極118a和第二像素電極118b施加負㈠電壓，由于第二基板140的公共電極142具有正⑴電勢，則帶有負㈠電荷的白色粒子164向第二基板140側(cè)運動。因此，如果從外部輸入光，則入射光基本上被白色粒子164反射，由此實現(xiàn)白色。當(dāng)電泳材料由彩色粒子形成時，R、G和B色粒子或諸如藍綠色、紅紫色和黃色的彩色粒子可根據(jù)施加至第一像素電極118a和第二像素電極118b的信號而向第二基板140運動，由此實現(xiàn)相關(guān)的顏色或者混合另一像素的顏色。如果電泳材料由聚合物粘結(jié)劑(polymer binder)組成，填充有白色粒子和黑色粒子的膠囊分布在該聚合物粘接劑中，則分布在膠囊中的電子油墨所包含的白色粒子和黑色粒子分別地具有正電荷和負電荷特性。因此，如果從外部輸入信號，并且將該信號施加至第一像素電極118a和第二像素電極118b，那么通過第一像素電極118a和第二像素電極118b 和公共電極142之間產(chǎn)生的電場，將白色粒子和黑色粒子分離。例如，如果向第一像素電極 118a和第二像素電極118b施加負㈠電壓，由于第二基板140的公共電極142相對地具有正⑴電勢，則帶有正⑴電荷的白色粒子164向第一基板120側(cè)運動，帶有負㈠電荷的黑色粒子向第二基板140側(cè)運動。在這種狀態(tài)下，如果從外部也就是第二基板140的上部輸入光，則入射光被黑色粒子反射，由此在電泳顯示器件上實現(xiàn)黑色。正相反，如果向第一像素電極118a和第二像素電極118b施加正(+)電壓，由于第二基板140的公共電極142具有負㈠電勢，則帶有正⑴電荷的白色粒子164向第二基板140側(cè)運動，帶有負(-)電荷的黑色粒子向第一基板120側(cè)運動。在這種狀態(tài)下，如果從外部也就是第二基板140的上部輸入光，則入射光可被白色粒子反射，由此實現(xiàn)白色。這里，如果膠囊中的白色粒子和黑色粒子分別具有負電荷和正電荷特性，則可通過相反的操作實現(xiàn)白色和黑色。圖4是顯示根據(jù)本發(fā)明第二實施例的電泳顯示器件結(jié)構(gòu)的截面圖。如圖4所示， 與圖2H中所示的電泳顯示器件相比，根據(jù)本實施例的電泳顯示器件具有相同的結(jié)構(gòu)，除了像素電極218的形狀不同。因此，下面的描述中僅主要描述結(jié)構(gòu)不同的地方。如圖4所示，第一像素電極218a形成在鈍化層IM上，第二像素電極218b僅形成在分隔墻180的側(cè)壁上。在本實施例中，第二像素電極218b形成在第一像素電極218a的一端部上且形成在分隔墻180上，而在圖2H所示的結(jié)構(gòu)中第二像素電極形成在第一像素電極上，并且向上延伸至分隔墻的側(cè)壁上。但是，在本結(jié)構(gòu)中，第一像素電極218a和第二像素電極218b在分隔墻180的底部處彼此重疊且電連接，由此防止該區(qū)域變?yōu)樗绤^(qū)。第一像素電極218a可在形成分隔墻180之前或之后形成。以在形成分隔墻180 之前形成第一像素電極218a為例，沉積透明導(dǎo)電層或金屬層且將其蝕刻以形成第一像素電極218a，然后在鈍化層124的非顯示區(qū)中形成分隔墻180。隨后沉積透明導(dǎo)電層或金屬層且將其蝕刻以在分隔墻180的側(cè)壁上形成第二像素電極218b。以在形成分隔墻180之后形成第一像素電極218a為例，在鈍化層1 的非顯示區(qū)中形成分隔墻180，然后沉積透明導(dǎo)電層或金屬層且將其蝕刻以形成第一像素電極218a， 然后沉積透明導(dǎo)電層或金屬層且再次將其蝕刻以在分隔墻180的側(cè)壁上形成第二像素電極 218b。在另一實施例中，像素電極可不形成為雙層，但可形成為一層。下面將參考圖5A 描述本實施例的結(jié)構(gòu)。類似于前面實施例結(jié)構(gòu)的描述將被省去，僅描述該結(jié)構(gòu)不同的地方。如圖5A所示，根據(jù)具有前述結(jié)構(gòu)的電泳顯示器件，薄膜晶體管形成在第一基板 120上，鈍化層IM被形成以覆蓋在第一基板120上的薄膜晶體管。分隔墻380形成在非顯示區(qū)的鈍化層1 上，像素電極318形成在顯示區(qū)的鈍化層IM上和在非顯示區(qū)的分隔墻380的側(cè)壁上。這時，在鈍化層IM上部處的像素電極318和在分隔墻380側(cè)壁上的像素電極318作為整體形成。與圖2A至圖2H所示的制造方法相比，根據(jù)如圖5所示的制造電泳顯示器件的方法，在形成分隔墻380之后形成像素電極318。也就是，在制造工藝中，在鈍化層IM上形成分隔墻380，然后在鈍化層IM和分隔墻380上沉積諸如ITO和IZO的透明導(dǎo)電材料或諸如 Mo和AlNd的金屬，其后使用光刻工藝蝕刻所沉積的透明導(dǎo)電材料或金屬，由此形成像素電極 318。這樣，根據(jù)本實施例，在鈍化層IM上的像素電極318和在分隔墻380上的像素電極318可一體地形成，由此簡化了形成像素電極的工藝?？稍诰哂杏芍T如BCB或光丙烯酸樹脂的有機材料構(gòu)成的有機絕緣層和諸如Si02、 SiNx等的無機絕緣材料的雙層中形成。并且，可通過使用例如樹脂或光敏樹脂形成分隔墻 380。此外，如圖5B所示，鈍化層IM和分隔墻480可由相同的材料形成。當(dāng)鈍化層IM 和分隔墻480由相同材料形成時，可分別地通過不同的工藝形成，或通過使用相同的工藝形成鈍化層1 和分隔墻480。如上所述，當(dāng)鈍化層IM和分隔墻480是通過不同的工藝形成時，首先在基板上形成鈍化層，然后使用另一工藝在該鈍化層上沉積樹脂或光敏樹脂，并將該樹脂或光敏樹脂圖案化，以形成分隔墻。然而，鈍化層和分隔墻可以是用相同的工藝形成。在下文中，將參考圖6A至6D描述根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的制造該電泳顯示器件的方法，其中鈍化層和分隔墻是使用相同的工藝形成。首先，如圖6A所示，在第一基板120的單元像素中形成薄膜晶體管，該薄膜晶體管具有柵極電極111、柵絕緣層122、半導(dǎo)體層113、源極電極115和漏極電極116?？墒褂妙愃朴谌鐖D2A和2B所示的第一實施例中的工藝制造該薄膜晶體管。隨后，在第一基板120上形成絕緣層42 以覆蓋該薄膜晶體管。該絕緣層42 可用光敏樹脂形成。此后，如圖6B所示，在絕緣層42 上安置掩模470。該掩模470是包括遮擋部 470a、半透明部470b和透明部470c的半色調(diào)(half-tone)掩模，使得絕緣層42 對應(yīng)薄膜晶體管像素區(qū)的部分完全暴露，絕緣層42 對應(yīng)薄膜晶體管的漏極電極的部分局部地暴露，以及絕緣層42 對應(yīng)非像素區(qū)的部分不被暴露。衍射掩?？捎米餮谀?70。在本衍射掩模中，多個狹縫形成在半透明部470b中，以便光部分地穿過該區(qū)傳輸。隨后，如圖6C所示，在絕緣層42 上應(yīng)用顯影劑以蝕刻絕緣層42 全部暴露的部分470c和部分暴露的部分470b，來在鈍化層424中形成分隔墻480、鈍化層似4和接觸孔 117。此后，如圖6D所示，形成在鈍化層似4上和分隔墻480的側(cè)壁上的像素電極418 經(jīng)由接觸孔117電連接至漏極電極116。然后在分隔墻480之間的像素區(qū)中填充電泳材料以形成電泳層160。隨后，在電泳層160上形成中間層169，并且在中間層169上形成密封層168以密封該電泳層160，接著使用密封層168或者粘合劑將形成有公共電極142的第二基板140貼附至第一基板120，來完成該電泳顯示器件。這里，使用與圖2G和2H所示的工藝類似的工藝實施電泳層160的形成和基板 120、140的貼附。以下參考圖6D描述使用前述工藝制造的電泳顯示器件的結(jié)構(gòu)。如圖6D所示，前述電泳顯示器件的結(jié)構(gòu)類似于圖2H所示的電泳顯示器件的結(jié)構(gòu)。 然而，工藝上存在差別。對于如圖2H所示的電泳顯示器件，使用不同的工藝制造分隔墻180 和鈍化層124，因而可能用不同的材料形成分隔墻180和鈍化層124。但是，在如圖6D所示的結(jié)構(gòu)中，由于分隔墻480和鈍化層4M是通過形成絕緣層42 之后的一個工藝形成的， 因此分隔墻480和鈍化層4M由相同的材料形成。因此，當(dāng)與圖2H所公開的具有該結(jié)構(gòu)的電泳顯示器件相比，圖6D所示的電泳顯示器件的結(jié)構(gòu)具有簡化的制造工藝以及縮減的成本。圖7A至7E顯示了根據(jù)本發(fā)明第四實施例的制造電泳顯示器件的另一方法。首先，如圖7A所示，在第一基板120的單元像素中形成薄膜晶體管，該薄膜晶體管具有柵極電極111、柵絕緣層122、半導(dǎo)體層113、源極電極115和漏極電極116?？墒褂妙愃朴谌鐖D2A和2B所示的第一實施例中的工藝制造該薄膜晶體管。隨后，在第一基板120上依序形成絕緣層42 和光刻膠層560，以覆蓋該薄膜晶體管，然后將包括遮擋部470a、半透明部470b和透明部470c的半調(diào)色掩?；蜓苌溲谀?70 安置在光刻膠560上方，以對光刻膠層560曝光。此后，如圖7B所示，向該光刻膠層560施加顯影劑以形成第一光刻膠圖案560a，然后向被第一光刻膠圖案560a遮擋的絕緣層42 施加蝕刻劑，以蝕刻絕緣層42 的未遮擋區(qū)域。如圖7C所示，通過蝕刻工藝在絕緣層42 中形成接觸孔517。此后，灰化該第一光刻膠圖案560a，以形成暴露像素區(qū)的第二光刻膠圖案560b，向被灰化的第二光刻膠圖案 560b遮擋的絕緣層42 施加蝕刻劑，以蝕刻絕緣層42 的未遮擋區(qū)域。如圖7D所示，通過蝕刻工藝形成分隔墻480和鈍化層424。接著，如圖7E所示，形成在鈍化層似4和分隔墻480的側(cè)壁上的像素電極418經(jīng)由接觸孔117電連接至漏極電極116。然后在分隔墻480之間的像素區(qū)中填充電泳材料， 以形成電泳層160。隨后，在電泳層160上形成中間層169和密封層168，以密封該電泳層 160，然后利用密封層168或者粘結(jié)劑將形成有公共電極142的第二基板140貼附至第一基板120，來完成電泳顯示器件。可使用與圖2G和2H所示的工藝類似的工藝實施電泳層160的形成和基板120、 140之間的貼附。此外，可通過利用模子向絕緣層施加壓力來形成根據(jù)本發(fā)明第四實施例的分隔墻480，或者可通過壓印方法來形成。在這些工藝中，通過模壓成型或壓印該絕緣層可在鈍化層上形成接觸孔117，以容許漏極電極暴露于外部。如上所述，根據(jù)本發(fā)明，在第一基板上直接形成電泳層，因而不需要用于將電泳層粘貼至第二基板的粘結(jié)層和用于保護該粘結(jié)層的鈍化膜。這與現(xiàn)有技術(shù)中在第二基板上形成電泳層形成對比。此外，與現(xiàn)有技術(shù)中的電泳層可由其它工廠或廠商制造，傳送電泳層并將其附著至第二基板，然后將第二基板貼附至第一基板相比，根據(jù)本發(fā)明，不需要傳送該電泳層或貼附該電泳層的工藝，由此簡化了制造工藝。另一方面，盡管上述描述已經(jīng)限制了電泳顯示器件的特定結(jié)構(gòu)，但是根據(jù)本發(fā)明公開的電泳顯示器件不限于該特定結(jié)構(gòu)。具體而言，可以應(yīng)用當(dāng)前被用作電泳層的各種電泳層。也就是說，可應(yīng)用于具有能被形成在第一基板上的結(jié)構(gòu)的所有類型的電泳層。在不偏離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，可對本發(fā)明進行各種修改和變形，這對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的。因而，意在使本發(fā)明覆蓋落入所附權(quán)利要求及其等價物范圍內(nèi)的本發(fā)明的這些修改和變形。
權(quán)利要求
1.一種電泳顯示器件，包括具有多個像素的第一基板和第二基板，其中所述第一基板包括顯示區(qū)和在顯示區(qū)外部的非顯示區(qū)；在所述第一基板上的切換器件，其中所述切換器件包括柵極電極、源極電極和漏極電極；在所述第一基板上的絕緣層；在包含所述源極電極和漏極電極的整個第一基板上的鈍化層； 在所述第一基板的每個像素之間與所述鈍化層直接接觸形成的分隔墻，其中所述分隔墻沿著在第一基板上布置的像素的邊界區(qū)形成；在所述第一基板的顯示區(qū)中的鈍化層上和在所述分隔墻的側(cè)壁上的像素電極，其中所述像素電極經(jīng)由所述絕緣層中的接觸孔與所述漏極電極直接接觸；在由所述分隔墻和像素電極限定的區(qū)域中的電泳層，其中所述電泳層直接地在所述像素電極上，并且其中所述電泳層包括具有帶電粒子的分散介質(zhì)； 在所述電泳層上的中間層；在所述第二基板上的公共電極，其中所述公共電極和第二基板被貼附至所述第一基板。
2 如權(quán)利要求1所述的電泳顯示器件，其中所述鈍化層和所述分隔墻由不同的材料形成。
3.如權(quán)利要求1所述的電泳顯示器件，其中所述鈍化層和所述分隔墻由相同的材料形成。
4.如權(quán)利要求1所述的電泳顯示器件，其中所述鈍化層和所述分隔墻是作為一體形成的。
5 如權(quán)利要求1所述的電泳顯示器件，其中所述像素電極包括第一像素電極和第二像素電極。
6.如權(quán)利要求5所述的電泳顯示器件，其中所述第一像素電極和所述第二像素電極為一體。
7.如權(quán)利要求5所述的電泳顯示器件，其中所述第一像素電極形成在所述鈍化層上， 并且經(jīng)由所述接觸孔直接地連接至所述切換器件的漏極電極。
8.如權(quán)利要求7所述的電泳顯示器件，其中所述第二像素電極形成在所述第一像素電極和所述分隔墻的側(cè)壁上。
9.如權(quán)利要求7所述的電泳顯示器件，其中所述第二像素電極僅形成在所述分隔墻的側(cè)壁上。
10.如權(quán)利要求1所述的電泳顯示器件，其中所述帶電粒子包括白色粒子、黑色粒子和彩色粒子中的至少一種。
11.如權(quán)利要求1所述的電泳顯示器件，其中所述分散介質(zhì)包括液體或空氣。
12.如權(quán)利要求1所述的電泳顯示器件，還包括形成在所述電泳層和所述中間層上的密封層。
13.如權(quán)利要求1所述的電泳顯示器件，還包括形成在所述分隔墻上的密封層。
14.如權(quán)利要求12所述的電泳顯示器件，其中所述第一基板和所述第二基板經(jīng)由所述密封層貼附。
15.一種制造電泳顯示器件的方法，包括提供具有多個像素的第一基板和第二基板，其中所述第一基板包括顯示區(qū)和在顯示區(qū)外部的非顯示區(qū)；在所述第一基板的單元像素中形成薄膜晶體管，該薄膜晶體管具有柵極電極、柵絕緣層、半導(dǎo)體層、源極電極和漏極電極；在包括所述薄膜晶體管的第一基板的整個表面上形成絕緣層； 在所述絕緣層上安置掩模，該掩模包括遮擋部、半透明部和透明部，其中所述絕緣層對應(yīng)第一基板顯示區(qū)的部分被全部暴露，所述絕緣層對應(yīng)薄膜晶體管的漏極電極的部分被局部地暴露，以及所述絕緣層對應(yīng)第一基板非顯示區(qū)的的部分不被暴露；以及在所述第一基板的每個像素之間形成與鈍化層直接接觸的分隔墻，其中所述分隔墻沿著在第一基板上布置的像素的邊界區(qū)形成。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，還包括通過蝕刻所述絕緣層的全部暴露的部分和部分暴露的部分來形成分隔墻、鈍化層和在所述鈍化層中的接觸孔；在所述鈍化層上和所述分隔墻的側(cè)壁上形成像素電極；通過在所述分隔墻之間的第一基板顯示區(qū)中提供電泳材料來形成電泳層；在所述分隔墻上提供中間層；在所述第二基板上形成公共電極；以及將包含所述公共電極的第二基板貼附至所述第一基板。
17.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述分隔墻和鈍化層是使用獨立的工藝來形成的。
18.如權(quán)利要求15的方法，其中所述分隔墻和鈍化層同時形成。
19.如權(quán)利要求18的方法，還包括在所述第一基板上形成光刻膠層，并且布置掩模以形成所述鈍化層和所述分隔墻。
20.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述絕緣層由光敏樹脂形成。
21.如權(quán)利要求16所述的方法，其中在所述鈍化層上和所述分隔墻的側(cè)壁上形成像素電極包括在所述絕緣層上形成第一像素電極和在所述分隔墻的側(cè)壁上形成第二像素電極。
22.如權(quán)利要求21的方法，其中所述第一像素電極和所述第二像素電極為一體。
全文摘要
本發(fā)明公開一種電泳顯示(EPD)器件及其制造方法，該電泳顯示(EPD)器件及其制造方法制造工藝簡單且制造成本降低。在EPD器件中，在具有像素電極的第一基板上直接地形成隔離墻，像素電極向上延伸至隔離墻的側(cè)表面，以防止像素區(qū)的死區(qū)，提供了增加的孔徑比和增強的圖像質(zhì)量。
文檔編號H01L27/12GK102314038SQ201110195789
公開日2012年1月11日 申請日期2011年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月6日
發(fā)明者樸春鎬, 權(quán)五楠, 林裕錫, 白承漢 申請人:樂金顯示有限公司