电泳显示器件及其制造方法 【技术领域】
本发明涉及一种电泳显示器件及其制造方法。具体而言， 本发明涉及在形成有薄 膜晶体管的基板上直接施加电泳材料而降低制造成本和缩短制造时间的电泳显示器件及 其制造方法。背景技术
电泳显示器件是利用如下现象的图像显示器件 ： 当将施加了电压的一对电极浸入 胶体溶液 (colloidal solution) 时， 胶体粒子朝着其中一个极性移动。与液晶显示器件相 比， 电泳显示 (EPD) 器件无需使用背光而具有如视角宽、 反射率高和功耗低等优点。因此， 预期电泳显示器件将被广泛用作诸如电子纸这样的柔性显示器。
EPD 器件具有在两个基板之间夹有电泳层的结构。两个基板中的一个基板由透明 基板形成， 另一个基板设置为阵列基板， 该阵列基板形成有在反射模式下显示图像的驱动 元件， 在反射模式下从器件外部进入的光被反射。 图 1 是显示现有技术的电泳显示器件 1 的图。如图 1 所示， 该电泳显示器件 1 包 括第一基板 20 和第二基板 40、 形成在第一基板 20 上的薄膜晶体管和像素电极 18、 形成在 第二基板 40 上的公共电极 42、 形成在第一基板 20 和第二基板 40 之间的电泳层 60、 以及形 成在电泳层 60 和像素电极 18 之间的粘结层 56。
该薄膜晶体管包括形成在第一基板 20 上的栅极电极 11、 形成在具有栅极电极 11 的整个第一基板 20 上的栅绝缘层 22、 形成在栅绝缘层 22 上的半导体层 13、 以及形成在半 导体层 13 上的源极电极 15 和漏极电极 16。钝化层 24 形成在该薄膜晶体管的源极电极 15 和漏极电极 16 上。
像素电极 18 形成在钝化层 24 上， 并且该像素电极 18 将信号施加到电泳层 60。接 触孔 28 贯穿该钝化层 24 形成， 使得像素电极 18 通过该接触孔 28 连接至该薄膜晶体管的 漏极电极 16。
此外， 滤色层 44 和公共电极 42 形成在第二基板 40 上。该电泳层 60 形成在滤色 层 44 上， 并且粘结层 56 形成在电泳层 60 上。该电泳层 60 可包括里面填充有白色粒子 74 和黑色粒子 76 的胶囊 (capsule)70。如果向像素电极 18 施加信号， 则在公共电极 42 和像 素电极 18 之间产生电场， 在电场的作用下， 胶囊 70 内的白色粒子 74 和黑色粒子 76 沿公共 电极 42 或像素电极 18 的方向移动， 从而显示图像。
例如， 当负 (-) 电压施加到第一基板 20 上的像素电极 18， 正 (+) 电压施加到第二 基板 40 上的公共电极 42， 带正 (+) 电荷的白色粒子 74 向第一基板 20 侧移动， 带负 (-) 电 荷的黑色粒子 76 向第二基板 40 侧移动。在这种状态下， 如果从外部即第二基板 40 的上部 输入光， 则入射光被黑色粒子 76 反射， 由此该电泳显示器件呈现黑色。
相反， 当正 (+) 电压施加到第一基板 20 上的像素电极 18， 负 (-) 电压施加到第二 基板 40 上的公共电极 42， 带正 (+) 电荷的白色粒子 74 向第二基板 40 侧移动， 带负 (-) 电 荷的黑色粒子 76 向第一基板 20 侧移动。在这种状态下， 如果从外部， 即第二基板 40 的上
部输入光， 则入射光被白色粒子 74 反射， 由此该电泳显示器件呈现白色。
具有如图 1 所示的前述结构的电泳显示器件具有以下问题。
首先， 现有技术的制造电泳显示器件的方法难于贴附第一基板和第二基板。
在现有技术的电泳显示器件中， 分别地制造第一基板 20 和第二基板， 然后利用粘 结层 56 将第一基板 20 和第二基板 40 彼此贴附以完成工艺。更具体地， 在第一基板 20 上 形成用于驱动单元像素的薄膜晶体管和用于施加电场到电泳层的像素电极 18， 并且在第二 基板 40 上形成公共电极 42、 滤色层 44、 电泳层 60 和粘结层 56。然后， 将第一基板和第二基 板彼此贴附以完成工艺。
但是， 典型电泳显示器件的单元像素可形成具有高度和宽度小于 150 微米的小尺 寸。因而， 很难准确地对准该电泳层。如果在对准电泳层时， 电泳层不能与形成有薄膜晶体 管的第一基板准确地对准， 那么电场就不能被准确地传递到电泳粒子， 由此造成驱动错误。
第二， 现有技术的制造电泳显示器件的方法制造工艺复杂。
第一基板 20 和第二基板 40 用不同的工艺制造， 然后通过传输装置传送该第一基 板 20 和第二基板 40， 并在贴附工艺中将它们彼此贴附， 因而不可能形成流线制造工艺。
第三， 在第一基板和第二基板贴附工艺期间产生的静电放电可造成电泳粒子的初 始对准失败。
公共电极 42、 滤色层 44 和电泳层 60 形成在第二基板 40 上， 粘结层 56 覆盖在该电 泳层 60 上。此外， 为防止粘结层 56 的粘合力降低， 并阻止外界材料附着至该粘结层 56， 在 粘结层 56 上粘贴保护膜。然而， 该保护膜应可以从第二基板 40 剥离以使第二基板 40 附着 至第一基板 20。在剥离保护膜过程中可产生静电电荷， 并会在电泳粒子初对准中引起未对 准。由于静电放电导致的电泳粒子未对准可在电泳显示器件工作时产生梳齿状波纹。 发明内容 因而， 本发明涉及一种电泳显示器件及其制造方法， 基本避免了由现有技术的局 限性和缺点导致的一个或多个问题。
本发明的一个优点是提供电泳显示器件及其制造方法， 其中在形成有薄膜晶体管 的基板上直接形成电泳层， 从而防止了电泳层和第一基板之间的未对准以及降低了制造成 本和简化了制造工艺。
本发明的另一个优点是提供电泳显示器件及其制造方法， 其中与每个像素形成的 第一像素电极电连接的第二像素电极形成在分隔墙的侧面上， 从而防止了驱动在由分隔墙 所产生的电场死区中的电泳粒子失效。
在下面的描述中将列出本发明的其它的特征和优点， 这些特征和优点的一部分从 所述描述将是显而易见的， 或者可从本发明的实施领会到。 通过书面描述、 权利要求以及附 图中特别指出的结构可实现和获得本发明的这些和其它优点。
附图说明 附图被包括以提供对本发明的进一步理解并被并入和构成本说明书的一部分， 这 些附图示出了本发明的实施例并与说明书一起用于解释本发明的原理。
在附图中 ：
图 1 是显示现有技术的电泳显示器件的截面图 ； 图 2A 至 2H 是显示根据本发明第一实施例的制造电泳显示器件的方法的截面图 ； 图 3A 和 3B 是分别显示在根据本发明的电泳显示器件中形成电泳层的方法的截面 图 4 是显示根据本发明第二实施例的电泳显示器件结构的截面图 ； 图 5A 和 5B 是显示根据本发明第三实施例的电泳显示器件结构的截面图 ； 以及 图 6A 至 6D 是显示根据本发明第四实施例的制造电泳显示器件的方法的截面图。 图 7A 至 7E 是显示制造图 5B 的电泳显示器件的其它方法的截面图。图；
具体实施方式
下文中， 将根据附图具体描述根据本发明的电泳显示 (EPD) 器件。
根据本发明， 电泳层可形成在具有薄膜晶体管的第一基板上。 特别地， 电泳层可在 薄膜晶体管制造工序之后形成。 因此， 与现有技术中在第二基板上形成电泳层， 然后使用不 同的工艺将第二基板贴附到第一基板来完成 EPD 器件的方法相比， EPD 器件的制造工艺被 大为简化。 典型地， 根据现有技术中在第二基板上形成电泳层的制造电泳显示器件的方法， 电泳层由其它的厂商供应。电泳层可由其它的元件厂商供应， 并被运输到制造工厂以制造 薄膜晶体管， 然后被贴附至第一基板。使用本方法会产生这样的问题 ： 制造工艺迟缓且繁 重， 以及第二基板在通过如车辆的运输工具运输该第二基板的过程中可能被损坏。
图 2A 至 2H 是显示根据本发明第一实施例的制造电泳显示器件的方法的截面图。 通常， 电泳显示 (EPD) 器件包括多个单元像素， 但是出于方便解释的目的， 附图中仅示出一 个像素。
定义本实施例中所用的术语。显示区是指在第一基板上布置有像素的区域， 非显 示区是指显示区的外部， 也就是， 其上不形成有像素的区域。
首先， 如图 2A 所示， 使用溅射工艺， 在第一基板 120 上沉积诸如 Cr、 Mo、 Ta、 Cu、 Ti、 Al 或 Al 合金之类的具有良好电导率的非透明金属， 该第一基板 120 包括显示区和非显示区 且由如玻璃、 塑料或类似物的透明材料形成。 然后， 通过光刻工艺蚀刻该非透明材料以形成 栅极电极 111， 接着利用化学气相沉积方法 (CVD) 在包括该栅极电极 111 的整个第一基板 120 上沉积诸如 SiO2、 SiNx 或类似物的无机绝缘材料以形成栅绝缘层 122。
随后， 如图 2B 所示， 利用 CVD 方法在整个第一基板 120 上沉积诸如非晶硅 (a-Si) 的半导体材料， 然后蚀刻该半导体材料以形成半导体层 113。 此外， 尽管附图中未示出， 将杂 质掺入到半导体层 113 的一部分或在其上沉积加入了杂质的非晶硅， 以形成欧姆接触层， 以便之后形成的源极电极和漏极电极与半导体层 113 进行欧姆接触。
接着， 如图 2C 所示， 使用溅射方法在该第一基板 120 上沉积诸如 Cr、 Mo、 Ta、 Cu、 Ti、 Al 或 Al 合金的具有良好电导率的非透明金属， 然后蚀刻该非透明金属以在半导体层 113 上 形成源极电极 115 和漏极电极 116。随后在包括源极电极 115 和漏极电极 116 的整个第一 基板 120 上沉积诸如苯丙环丁烯 (BCB) 或光丙烯酸树脂 (photo acryl) 的无机绝缘材料， 以形成钝化层 124。
此外， 尽管附图中未示出， 但是钝化层 124 可以由多个层来形成。 例如， 钝化层 124
可由双层形成， 该双层具有由诸如 BCB 或光丙烯酸之类的有机材料构成的有机绝缘层和由 诸如 SiO2、 SiNx 或类似物的无机绝缘材料构成的无机绝缘层， 以及钝化层 124 可另外地由无 机绝缘层、 有机绝缘层和无机绝缘层形成。有机绝缘层的形成将使得钝化层 124 的表面平 坦， 并且无机绝缘层的采用将提高钝化层 124 的界面特性。
此外， 在钝化层 124 上形成接触孔 117， 以使漏极电极 116 暴露至薄膜晶体管的外 部。
接着， 如图 2D 所示， 在钝化层 124 上的显示区中形成每个像素的第一像素电极 118a。 这里， 该第一像素电极 118a 通过接触孔 117 电连接至该薄膜晶体管的漏极电极 116。
可通过沉积诸如氧化铟锡 (ITO) 和氧化铟锌 (IZO) 这样的透明导电材料或诸如 Mo 和 AlNd 这样的金属， 然后使用光刻工艺将其蚀刻来形成第一像素电极 118a。此外， 第一像 素电极 118a 可以由多个金属层来形成。换句话说， 可以通过沉积诸如 Cu 和 MoTi 这样的多 个金属层， 然后使用光刻工艺将其蚀刻来形成第一像素电极 118a。 另外， 可通过使用碳纳米 管或水溶性导电聚合物 (water-soluble conductive polymer) 来形成第一像素电极 118a。
接着， 如图 2E 所示， 在钝化层 124 上形成分隔墙 (partition wall)180。该分隔 墙 180 形成在显示区的像素之间。该像素实际上由分隔墙 180 限定。尽管附图中未示出， 但是分隔墙 180 沿着以矩阵形式布置在第一基板 120 上的像素的边界区形成。因此， 分隔 墙 180 在第一基板 120 上也以矩阵形式形成。 可通过沉积由树脂材料构成的绝缘层然后通过光刻工艺利用光刻胶将其蚀刻来 形成分隔墙 180， 或者可通过沉积光敏树脂然后通过光刻工艺将其蚀刻来形成分隔墙 180。 此外， 可通过利用诸如印刷辊的印刷方法印刷图案化的分隔墙 180 来形成分隔墙 180， 或 者可通过制造具有与分隔墙对应的凹槽的模子， 然后将该模子的绝缘材料转移至第一基板 120 来形成分隔墙 180。另外， 可通过使用压印 (imprint) 方法来形成分隔墙 180。
分隔墙 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为限 制本发明， 仅仅出于解释的方便而提供。分隔墙 180 可通过各种公知的方法形成。
接着， 如图 2F 所示， 在第一像素电极 118a 上和分隔墙 180 的侧壁上形成第二像素 电极 118b。这里， 第一像素电极 118a 和第二像素电极 118b 彼此直接接触， 由此彼此电性 连接。因此， 第二像素电极 118b 通过第一像素电极 118a 和接触孔 117 电连接至漏极电极 116。因而图像信号通过漏极电极 116 传输到该第二像素电极 118b。
可通过在第一像素电极 118a 上沉积诸如 ITO 和 IZO 这样的透明导电材料或诸如 Mo 和 ALNd 这样的金属， 然后使用光刻工艺将其蚀刻来形成第二像素电极 118b， 或者可通过 沉积碳纳米管或水溶性导电聚合物来形成第二像素电极 118b。此外， 可通过依序沉积诸如 Cu 和 MoTi 的多个金属层然后将其蚀刻来形成具有双金属层的第二像素电极 118b。
可在分隔墙 180 的侧壁上以及在单元像素内形成的第一像素电极 118a 上形成该 第二像素电极 118b。
下面将描述第二像素电极 118b 向上延伸至分隔墙 180 的侧壁以及仅形成在第一 像素电极 118a 上的基本原理。
首先， 该第二像素电极 118b 向上延伸至分隔墙 180 的侧壁使图像质量增强。当仅 第一像素电极 118a 形成在钝化层 124 上时， 第一像素电极 118a 通常不是形成在最下面位 置的第一像素电极 118a， 最下面位置也就是在分隔墙 180 和钝化层 124 之间的边缘区。结
果， 当施加电场时， 该区变为死区， 电场被非正常地施加到该死区。这样的死区产生许多问 题， 例如降低液晶显示器件的孔径比、 以及降低对比度等。
然而， 当在分隔墙 180 的侧壁上形成第二像素电极 118b 时， 如本发明所示， 该第二 像素电极 118b 向上形成至分隔墙 180 和钝化层 124 之间的边缘区。 因而不会产生死区。 所 以孔径比对比和响应速度得到改善。
其次， 在分隔墙 180 的侧壁处形成第二像素电极 118b 使得工艺更佳。
尽管在后序的工艺中会描述， 在由分隔墙 180 和钝化层 124 限定的第一基板 120 的上部区中填充电泳材料。 当仅仅第一像素电极 118a 形成在钝化层 124 上且另一电极没有 形成在分隔墙 180 的侧壁上时， 填充电泳材料时在钝化层 124 上部处的第一像素电极 118a 的表面特性不同于分隔墙 180 的表面特性。因此， 在填充电泳材料期间， 电泳材料不能很好 的覆盖在分隔墙 180 的表面上。所以， 注入电泳材料不容易进行。为了防止该问题， 可将分 隔墙 180 的表面进行等离子处理或化学处理， 以增强表面特性。但是， 该工艺复杂， 并且增 加制造成本。
然而， 当第二像素电极 118b 向上延伸至分隔墙 180 的侧壁上并且形成在钝化层 124 上的第一像素电极 118a 上时， 电泳材料可以容易地覆盖在分隔墙 180 的侧表面， 也就是 形成有第二像素电极 118b 的侧表面， 而不需要额外的表面处理， 由此电泳材料可被顺利地 填充到该分隔墙 180。 在该分隔墙 180 的顶部不形成该第二像素电极 118b。如果在该分隔墙 180 的顶 部形成该第二像素电极 118b， 那么形成在彼此相邻的像素处的那些第二像素电极 118b 会 彼此电连接， 因此在形成第二像素电极 118b 期间优选去除分隔墙 180 顶部的第二像素电极 118b。
为了避免像素彼此之间电连接， 第二像素电极 118b 可向上形成至分隔墙 180 顶部 的一部分。也就是说， 如果可从分隔墙 180 顶部移除该第二像素电极 118b 的预定区域以电 隔离相邻像素的第二像素电极 118b， 则第二像素电极 118b 可向上延伸至分隔墙 180 顶部。
接着， 如图 2G 所示， 在分隔墙 180 之间的像素中填充电泳材料， 以形成电泳层 160。
该电泳材料由带有正电荷或负电荷特性的粒子形成。该粒子可以为白色粒子 164 和黑色粒子 165， 可以为诸如蓝绿色、 红紫色和黄色的彩色粒子， 或诸如红 (R)、 绿 (G) 和蓝 (B) 色的彩色粒子。
诸如 TiO2 的具有良好反射率的粒子可用作白色粒子 164， 诸如炭黑的具有黑色特 性的粒子可用作黑色粒子 165。这里， 白色粒子 164 可具有负电荷特性， 黑色粒子 165 可具 有正电荷特性。或者， 白色粒子 164 可具有正电荷特性， 黑色粒子 165 可具有负电荷特性。
此外， 在彩色粒子情况中， 由于色素具有电荷特性， 彩色粒子可具有负或正电荷。
诸如乳液聚合物的分散介质可包含在电泳材料中。 对于分散介质， 黑色、 白色和彩 色粒子可分布在其中， 且分散介质可以是液体的， 例如乳液聚合物， 可以是空气本身。如上 所述的空气本身的分散介质意味着当施加电压时， 粒子在空气中移动， 甚至不需要分散介 质。
当乳液聚合物用作分散介质时， 黑色分散介质或彩色分散介质可用于分散介质。 以使用黑色分散介质为例， 在实现黑色时从外部进入的光被吸收以允许显示全黑 (clear black)， 由此增强对比度。 此外， 当通过电泳材料实现彩色时， 可使用彩色分散介质， 在实现
彩色时， 每个彩色像素包含相应的彩色分散介质， 由此显示更清晰的彩色。
该电泳材料是填充有电子油墨 (electronic ink) 的胶囊分布在聚合物粘结剂中 的一种材料。这里， 分布在胶囊中的电子油墨由白色粒子 ( 或白色油墨 ) 和黑色粒子 ( 或 黑色油墨 ) 构成。该白色粒子和黑色粒子分别具有正电荷和负电荷特性。
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。可通过各种方法实现向分隔墙 180 填充电泳材料， 下面将描述填充该电泳材 料的方法。
图 3A 和 3B 是显示向形成在第一基板 120 上的分隔墙 180 填充电泳材料以在 EPD 器件中形成电泳层 160 的方法的视图。
如图 3A 所示的方法涉及一种喷墨方法或喷嘴方法， 如图 3A 所示， 向注射器 ( 或喷 嘴 )185 中填充电泳材料 160a， 然后将注射器 185 放置在第一基板 120 的上部。然后， 随着 注射器 185 在通过外部进气设备 ( 未示出 ) 对注射器 185 施加压力的状态下而在第一基板 120 上移动， 电泳材料 160a 被滴入到分隔墙 180 之间的像素上， 以在第一基板 120 上形成电 泳层 160。
如图 3B 所示的方法涉及一种挤压法或喷嘴法， 如图 3B 所示， 在具有多个分隔墙 180 的第一基板 120 上部涂覆电泳材料 160a， 然后通过挤压棒 187 使该电泳材料在第一基 板 120 上移动。因而， 通过挤压棒 187 的压力将电泳材料 160a 填充到在单元像素中的分隔 墙 180 之间的像素中， 由此形成电泳层 160。
本发明不限于上述填充电泳材料的方法。 上述方法示出能用于本发明的形成电泳 层 160 的工艺的例子。本发明不限于这些工艺。例如， 各种其它形成电泳层 160 的工艺， 如 浇模印刷 (casting printing) 法、 棒式涂覆印刷 (bar-coating printing) 法、 丝网印刷法 以及模制印刷法， 可在本发明中应用。
随后， 如图 2H 所示， 通过在如上所述的电泳层 160 上涂覆密封材料形成密封层 168， 以密封该电泳层 160， 接着将第一基板 120 和第二基板 140 彼此贴附， 以完成该电泳显 示器件。
提供该密封层 168 用来防止由具有低粘度的染料构成的电泳层 160 溢出到外面或 相邻的像素。 此外， 提供该密封层 168 用来防止湿气渗透进该电泳层 160 而导致电泳层 160 失效。
该密封层 168 可形成于电泳层 160 上表面和分隔墙 180 的顶部两者上。然而， 一 些带电电泳粒子可电性地附着于该密封层 168， 导致电泳粒子的初始排列产生错误。所以， 不可在电泳层 160 的整个上表面上形成密封层 168， 但是可仅在电泳层 160 的顶部上形成。
相反， 为了解决电泳粒子电性地附着于密封层 168 的问题， 在每个子像素已填充 完电泳层 160 之后， 还可在电泳层 160 上形成中间层 169， 由此防止电泳粒子与密封层 168 直接接触。当使用中间层 169 时， 电泳粒子 164、 165 不附着于密封层 168， 由此减少失效像 素的产生。
该中间层 169 可以是类似于分隔墙 180 的光敏有机材料， 例如乙基甲酮 (ethyl ketone)。可通过在电泳层 160 和分隔墙 180 的顶部涂覆几纳米厚的材料形成中间层 169。 该中间层 169 以临时方式完全地密封电泳层， 由此便于密封层的形成， 同时解决电泳粒子 附着于密封层的问题。此外， 如图 2H 所示， 尽管第一基板 120 和第二基板 140 通过密封层 168 贴附， 但是 可形成粘结层以增强第一基板 120 和第二基板 140 之间的贴附力。该粘结层可形成在电泳 显示器件的外部区， 也就是仅在分隔墙 180 顶部处的密封层 168 上， 或者可形成在电泳层 160 顶部的整个密封层 168 上。
在由诸如玻璃或塑料的透明材料形成的第二基板 140 上可形成公共电极 142。可 通过沉积如 ITO 或 IZO 这样的透明导电材料形成该公共电极 142。
此外， 尽管附图中未示出， 但是可在第二基板 140 上形成滤色层。该滤色层由红 (R)、 绿 (G) 和蓝 (B) 色滤色器构成， 由此当电泳材料由黑色粒子和白色粒子形成时实现彩 色。
下文中， 参考图 2H 详细描述通过前述方法制造的电泳显示器件的结构。
如图 2H 所示， 分隔墙 180 直接地形成在第一基板 120 上， 并且电泳层 160 也填充在 第一基板 120 的分隔墙 180 之间。因而， 电泳层 160 直接地形成在第二像素电极 118b 上， 以与第一像素电极 118a 直接接触。因此， 与现有技术的电泳显示器件相比， 不需要用于接 合像素电极 118a/b 和钝化层 124 之间的电泳层 160 的额外粘结层。
此外， 在根据本发明公开的电泳显示器件中， 像素电极可由具有第一像素电极 118a 和第二像素电极 118b 的双层来形成， 这时， 第一像素电极 118a 仅形成在单元像素上， 并且第二像素电极 118b 形成在单元像素以及分隔墙 180 的侧壁上。第一像素电极 118a 和 第二像素电极 118b 在钝化层 124 的上部彼此接触以彼此电性连接。因而， 经由薄膜晶体管 向第一像素电极 118a 施加的电压也传输到第二像素电极 118b。 因此， 电压也被施加到分隔 墙 180 和钝化层 124 之间的第二像素电极 118b， 由此防止了由于该区域中的死区而导致的 图像质量降低。 下面描述具有前述构造的电泳显示器件的操作。当电泳材料由白色粒子 164 和黑 色粒子 165 组成时， 白色粒子 164 具有正电荷或负电荷特性， 如果从外部输入信号， 该信号 经过形成在第一基板 120 上的薄膜晶体管， 并被施加至第一像素电极 118a， 则在第一像素 电极 118a 和公共电极 142 之间产生的电场使得白色粒子 164 在电泳层 160 中运动。
例如， 当白色粒子 164 具有正 (+) 电荷时， 如果向第一像素电极 118a 和第二像素 电极 118b 施加正 (+) 电压， 由于第二基板 140 的公共电极 142 相对地具有负 (-) 电势， 则 带有正 (+) 电荷的白色粒子 164 向第二基板 140 侧运动。因此， 如果从外部也就是第二基 板 140 的上部输入光， 则入射光可大部分地被白色粒子 164 反射， 由此在电泳显示器件上实 现白色。
此刻， 向第二基板 140 侧移动的白色粒子 164 的密度或到第二基板 140 的距离根 据施加到第一像素电极 118a 和第二像素电极 118b 的电压强度而变化， 因而从外部进入的 待被白色粒子 164 反射的光的强度也变化， 由此实现理想的亮度。
正相反， 如果向第一像素电极 118a 和第二像素电极 118b 施加负 (-) 电压， 由于第 二基板 140 的公共电极 142 具有正 (+) 电势， 则带有正 (+) 电荷的白色粒子 164 向第一基 板 120 侧运动。因此， 如果从外部输入光， 则入射光基本上不被反射， 由此实现黑色。
另一方面， 当白色粒子 164 具有负 (-) 电荷时， 如果向第一像素电极 118a 和第二 像素电极 118b 施加正 (+) 电压， 由于第二基板 140 的公共电极 142 相对地具有负 (-) 电势， 则带有负 (-) 电荷的白色粒子 164 向第一基板 120 侧运动。因此， 如果从外部输入光， 则入
射光基本上不被反射， 由此在电泳显示器件上实现黑色。
正相反， 如果向第一像素电极 118a 和第二像素电极 118b 施加负 (-) 电压， 由于第 二基板 140 的公共电极 142 具有正 (+) 电势， 则带有负 (-) 电荷的白色粒子 164 向第二基 板 140 侧运动。因此， 如果从外部输入光， 则入射光基本上被白色粒子 164 反射， 由此实现 白色。
当电泳材料由彩色粒子形成时， R、 G 和 B 色粒子或诸如蓝绿色、 红紫色和黄色的彩 色粒子可根据施加至第一像素电极 118a 和第二像素电极 118b 的信号而向第二基板 140 运 动， 由此实现相关的颜色或者混合另一像素的颜色。
如果电泳材料由聚合物粘结剂 (polymer binder) 组成， 填充有白色粒子和黑色粒 子的胶囊分布在该聚合物粘接剂中， 则分布在胶囊中的电子油墨所包含的白色粒子和黑色 粒子分别地具有正电荷和负电荷特性。 因此， 如果从外部输入信号， 并且将该信号施加至第 一像素电极 118a 和第二像素电极 118b， 那么通过第一像素电极 118a 和第二像素电极 118b 和公共电极 142 之间产生的电场， 将白色粒子和黑色粒子分离。例如， 如果向第一像素电极 118a 和第二像素电极 118b 施加负 (-) 电压， 由于第二基板 140 的公共电极 142 相对地具有 正 (+) 电势， 则带有正 (+) 电荷的白色粒子 164 向第一基板 120 侧运动， 带有负 (-) 电荷的 黑色粒子向第二基板 140 侧运动。在这种状态下， 如果从外部也就是第二基板 140 的上部 输入光， 则入射光被黑色粒子反射， 由此在电泳显示器件上实现黑色。 正相反， 如果向第一像素电极 118a 和第二像素电极 118b 施加正 (+) 电压， 由于第 二基板 140 的公共电极 142 具有负 (-) 电势， 则带有正 (+) 电荷的白色粒子 164 向第二基 板 140 侧运动， 带有负 (-) 电荷的黑色粒子向第一基板 120 侧运动。
在这种状态下， 如果从外部也就是第二基板 140 的上部输入光， 则入射光可被白 色粒子反射， 由此实现白色。
这里， 如果胶囊中的白色粒子和黑色粒子分别具有负电荷和正电荷特性， 则可通 过相反的操作实现白色和黑色。
图 4 是显示根据本发明第二实施例的电泳显示器件结构的截面图。如图 4 所示， 与图 2H 中所示的电泳显示器件相比， 根据本实施例的电泳显示器件具有相同的结构， 除了 像素电极 218 的形状不同。因此， 下面的描述中仅主要描述结构不同的地方。
如图 4 所示， 第一像素电极 218a 形成在钝化层 124 上， 第二像素电极 218b 仅形成 在分隔墙 180 的侧壁上。在本实施例中， 第二像素电极 218b 形成在第一像素电极 218a 的 一端部上且形成在分隔墙 180 上， 而在图 2H 所示的结构中第二像素电极形成在第一像素电 极上， 并且向上延伸至分隔墙的侧壁上。但是， 在本结构中， 第一像素电极 218a 和第二像素 电极 218b 在分隔墙 180 的底部处彼此重叠且电连接， 由此防止该区域变为死区。
第一像素电极 218a 可在形成分隔墙 180 之前或之后形成。以在形成分隔墙 180 之前形成第一像素电极 218a 为例， 沉积透明导电层或金属层且将其蚀刻以形成第一像素 电极 218a， 然后在钝化层 124 的非显示区中形成分隔墙 180。随后沉积透明导电层或金属 层且将其蚀刻以在分隔墙 180 的侧壁上形成第二像素电极 218b。
以在形成分隔墙 180 之后形成第一像素电极 218a 为例， 在钝化层 124 的非显示区 中形成分隔墙 180， 然后沉积透明导电层或金属层且将其蚀刻以形成第一像素电极 218a， 然后沉积透明导电层或金属层且再次将其蚀刻以在分隔墙 180 的侧壁上形成第二像素电
极 218b。
在另一实施例中， 像素电极可不形成为双层， 但可形成为一层。下面将参考图 5A 描述本实施例的结构。 类似于前面实施例结构的描述将被省去， 仅描述该结构不同的地方。
如图 5A 所示， 根据具有前述结构的电泳显示器件， 薄膜晶体管形成在第一基板 120 上， 钝化层 124 被形成以覆盖在第一基板 120 上的薄膜晶体管。分隔墙 380 形成在非 显示区的钝化层 124 上， 像素电极 318 形成在显示区的钝化层 124 上和在非显示区的分隔 墙 380 的侧壁上。这时， 在钝化层 124 上部处的像素电极 318 和在分隔墙 380 侧壁上的像 素电极 318 作为整体形成。
与图 2A 至图 2H 所示的制造方法相比， 根据如图 5 所示的制造电泳显示器件的方 法， 在形成分隔墙 380 之后形成像素电极 318。 也就是， 在制造工艺中， 在钝化层 124 上形成 分隔墙 380， 然后在钝化层 124 和分隔墙 380 上沉积诸如 ITO 和 IZO 的透明导电材料或诸如 Mo 和 AlNd 的金属， 其后使用光刻工艺蚀刻所沉积的透明导电材料或金属， 由此形成像素电 极 318。
这样， 根据本实施例， 在钝化层 124 上的像素电极 318 和在分隔墙 380 上的像素电 极 318 可一体地形成， 由此简化了形成像素电极的工艺。 可在具有由诸如 BCB 或光丙烯酸树脂的有机材料构成的有机绝缘层和诸如 SiO2、 SiNx 等的无机绝缘材料的双层中形成。并且， 可通过使用例如树脂或光敏树脂形成分隔墙 380。
此外， 如图 5B 所示， 钝化层 124 和分隔墙 480 可由相同的材料形成。当钝化层 124 和分隔墙 480 由相同材料形成时， 可分别地通过不同的工艺形成， 或通过使用相同的工艺 形成钝化层 124 和分隔墙 480。
如上所述， 当钝化层 124 和分隔墙 480 是通过不同的工艺形成时， 首先在基板上形 成钝化层， 然后使用另一工艺在该钝化层上沉积树脂或光敏树脂， 并将该树脂或光敏树脂 图案化， 以形成分隔墙。
然而， 钝化层和分隔墙可以是用相同的工艺形成。在下文中， 将参考图 6A 至 6D 描 述根据本发明的第四实施例的制造该电泳显示器件的方法， 其中钝化层和分隔墙是使用相 同的工艺形成。
首先， 如图 6A 所示， 在第一基板 120 的单元像素中形成薄膜晶体管， 该薄膜晶体管 具有栅极电极 111、 栅绝缘层 122、 半导体层 113、 源极电极 115 和漏极电极 116。可使用类 似于如图 2A 和 2B 所示的第一实施例中的工艺制造该薄膜晶体管。
随后， 在第一基板 120 上形成绝缘层 424a 以覆盖该薄膜晶体管。该绝缘层 424a 可用光敏树脂形成。
此后， 如图 6B 所示， 在绝缘层 424a 上安置掩模 470。该掩模 470 是包括遮挡部 470a、 半透明部 470b 和透明部 470c 的半色调 (half-tone) 掩模， 使得绝缘层 424a 对应薄 膜晶体管像素区的部分完全暴露， 绝缘层 424a 对应薄膜晶体管的漏极电极的部分局部地 暴露， 以及绝缘层 424a 对应非像素区的部分不被暴露。
衍射掩模可用作掩模 470。 在本衍射掩模中， 多个狭缝形成在半透明部 470b 中， 以 便光部分地穿过该区传输。
随后， 如图 6C 所示， 在绝缘层 424a 上应用显影剂以蚀刻绝缘层 424a 全部暴露的
部分 470c 和部分暴露的部分 470b， 来在钝化层 424 中形成分隔墙 480、 钝化层 424 和接触 孔 117。
此后， 如图 6D 所示， 形成在钝化层 424 上和分隔墙 480 的侧壁上的像素电极 418 经由接触孔 117 电连接至漏极电极 116。然后在分隔墙 480 之间的像素区中填充电泳材料 以形成电泳层 160。随后， 在电泳层 160 上形成中间层 169， 并且在中间层 169 上形成密封 层 168 以密封该电泳层 160， 接着使用密封层 168 或者粘合剂将形成有公共电极 142 的第二 基板 140 贴附至第一基板 120， 来完成该电泳显示器件。
这里， 使用与图 2G 和 2H 所示的工艺类似的工艺实施电泳层 160 的形成和基板 120、 140 的贴附。
以下参考图 6D 描述使用前述工艺制造的电泳显示器件的结构。
如图 6D 所示， 前述电泳显示器件的结构类似于图 2H 所示的电泳显示器件的结构。 然而， 工艺上存在差别。 对于如图 2H 所示的电泳显示器件， 使用不同的工艺制造分隔墙 180 和钝化层 124， 因而可能用不同的材料形成分隔墙 180 和钝化层 124。但是， 在如图 6D 所示 的结构中， 由于分隔墙 480 和钝化层 424 是通过形成绝缘层 424a 之后的一个工艺形成的， 因此分隔墙 480 和钝化层 424 由相同的材料形成。
因此， 当与图 2H 所公开的具有该结构的电泳显示器件相比， 图 6D 所示的电泳显示 器件的结构具有简化的制造工艺以及缩减的成本。
图 7A 至 7E 显示了根据本发明第四实施例的制造电泳显示器件的另一方法。
首先， 如图 7A 所示， 在第一基板 120 的单元像素中形成薄膜晶体管， 该薄膜晶体管 具有栅极电极 111、 栅绝缘层 122、 半导体层 113、 源极电极 115 和漏极电极 116。可使用类 似于如图 2A 和 2B 所示的第一实施例中的工艺制造该薄膜晶体管。
随后， 在第一基板 120 上依序形成绝缘层 424a 和光刻胶层 560， 以覆盖该薄膜晶 体管， 然后将包括遮挡部 470a、 半透明部 470b 和透明部 470c 的半调色掩模或衍射掩模 470 安置在光刻胶 560 上方， 以对光刻胶层 560 曝光。
此后， 如图 7B 所示， 向该光刻胶层 560 施加显影剂以形成第一光刻胶图案 560a， 然 后向被第一光刻胶图案 560a 遮挡的绝缘层 424a 施加蚀刻剂， 以蚀刻绝缘层 424a 的未遮挡 区域。
如图 7C 所示， 通过蚀刻工艺在绝缘层 424a 中形成接触孔 517。此后， 灰化该第一 光刻胶图案 560a， 以形成暴露像素区的第二光刻胶图案 560b， 向被灰化的第二光刻胶图案 560b 遮挡的绝缘层 424a 施加蚀刻剂， 以蚀刻绝缘层 424a 的未遮挡区域。
如图 7D 所示， 通过蚀刻工艺形成分隔墙 480 和钝化层 424。
接着， 如图 7E 所示， 形成在钝化层 424 和分隔墙 480 的侧壁上的像素电极 418 经 由接触孔 117 电连接至漏极电极 116。然后在分隔墙 480 之间的像素区中填充电泳材料， 以形成电泳层 160。随后， 在电泳层 160 上形成中间层 169 和密封层 168， 以密封该电泳层 160， 然后利用密封层 168 或者粘结剂将形成有公共电极 142 的第二基板 140 贴附至第一基 板 120， 来完成电泳显示器件。
可使用与图 2G 和 2H 所示的工艺类似的工艺实施电泳层 160 的形成和基板 120、 140 之间的贴附。
此外， 可通过利用模子向绝缘层施加压力来形成根据本发明第四实施例的分隔墙480， 或者可通过压印方法来形成。在这些工艺中， 通过模压成型或压印该绝缘层可在钝化 层上形成接触孔 117， 以容许漏极电极暴露于外部。
如上所述， 根据本发明， 在第一基板上直接形成电泳层， 因而不需要用于将电泳层 粘贴至第二基板的粘结层和用于保护该粘结层的钝化膜。 这与现有技术中在第二基板上形 成电泳层形成对比。
此外， 与现有技术中的电泳层可由其它工厂或厂商制造， 传送电泳层并将其附着 至第二基板， 然后将第二基板贴附至第一基板相比， 根据本发明， 不需要传送该电泳层或贴 附该电泳层的工艺， 由此简化了制造工艺。
另一方面， 尽管上述描述已经限制了电泳显示器件的特定结构， 但是根据本发明 公开的电泳显示器件不限于该特定结构。具体而言， 可以应用当前被用作电泳层的各种电 泳层。也就是说， 可应用于具有能被形成在第一基板上的结构的所有类型的电泳层。
在不偏离本发明的精神或范围的情况下， 可对本发明进行各种修改和变形， 这对 于本领域技术人员来说是显而易见的。因而， 意在使本发明覆盖落入所附权利要求及其等 价物范围内的本发明的这些修改和变形。