专利名称：电泳显示器的制作方法
技术领域：
本发明涉及电泳显示器。
背景技术：
电泳显示器(EPD)是一种平板显示设备的类型，它通常用于显示电子书籍。EPD包括有产生场的电极的两个平板和安置在平板之间的多个微囊。每个微囊包括分别包含带正电和负电的多种白和黑的颜料粒子的导电的墨水。当电场作用到微囊上时，白和黑的粒子在相反的方向运动显示图像。
在不考虑视角的情况下，EPD有高的反射率和对比度，从EPD进行阅读完全像从纸张阅读一样。此外，EPD不需要液晶显示器的昂贵的部件，如偏振器、定位层、液晶等。
然而，因为在微囊中分散有双稳定性的白和黑的颜料粒子是复杂的，他的缺点是制造过程复杂，生产成本高。也要求单独的彩色滤波器显示全彩色的图像。
发明内容
本发明提供一种改进的电泳显示器。
在下面的描述中阐明本发明的其它特征，描述部分是显然的，或可从本发明的实践学习。
本发明公开了一种电泳显示器，包括安置在第一衬底上的第一电极；安置在面对第一衬底的第二衬底上的第二电极；隔板，将第一电极和第二电极之间的区域划分为多个域；其中，各个域包括由红带电粒子、绿带电粒子、蓝带电粒子组成的多个带电粒子的一种类型。
应该理解前述的一般描述和下面的详细描述是范例和说明，期望提供如权利要求覆盖的本发明的进一步的说明。
附图提供了进一步理解本发明，并合并在此构成说明书的一部分，本发明的实施例与描述一起用于解释本发明的原理。
图1是显示根据本发明的实例的EPD的驱动原理的原理图；图2是根据本发明的实例的EPD的布局图；图3是显示在图2中沿线III-III′的EPD的截面图；图4是显示根据本发明的另一实例的EPD的驱动原理的原理图；图5和图6是根据本发明的另一实例的EPD的截面图；图7是显示在图6的EPD在电场应用中放大的像素的截面图。
具体实施例方式
下文参考附图全面描述本发明，这显示在本发明的实例中。然而，可用不同的形式实现本发明，不限于这里阐明的实例解释本发明。特别是，提供这些实例使得此公开是全面的，并向本领域的技术人员完全传达本发明的范围。在附图中，明显的可增大布局和区域的大小和相对大小。
应该理解当元件或层涉及“在其它元件或层上”或“连接到其它元件或层”或“与其它元件或层连接”，这可以是直接在其它元件或层上或直接的连接到其它元件或层或与其它元件或层连接，或可存在插入元件或层。
在附图中，明显的可增大层，膜和区域的厚度。全文中同样的数字涉及同样的元件。应该理解当元件如层、膜、区域或衬底涉及“在其它元件上”，元件可以直接在其它元件上，或可存在插入的元件。
下面参考图1描述根据本发明的实例的EPD的驱动原理和结构。
图1是显示根据本发明的实例的EPD的驱动原理的原理图。参考图1，EPD包括一对产生场的电极如下(像素)电极190和上(公共)电极270，多个隔板360划分两个电极190和270之间的域为多个域。绝缘液体310和带有正电和负电的在绝缘液体310中连续的分散的多个红颜料粒子300a，绿颜料粒子300b，蓝颜料粒子300c(以后称为彩色粒子)的导电的墨水的微囊注入或插入到多个域中。
在对下电极190和上电极270作用电压时产生电压差(+/-)，带正电和负电的彩色粒子300a，300b和300c在相反极性的方向运动到导电的表面，因此通过沿电极表面运动的彩色粒子300a，300b和300c反射的光可看见它的红，绿，蓝和混合色彩的图像。
下面参考图2和3描述根据本发明的实例的EPD。
图2是根据本发明的实例的EPD的布局图。图3是显示在图2中沿线III-III′的EPD的截面图。
EPD包括薄膜晶体管(TFT)阵列平板100，公共电极板200，分散在板100和板200之间的绝缘液体310，并包括填入在由多个隔板360确定的多个域中的多个彩色粒子300a，300b和300c。例如，每个不同类型颜色的彩色粒子300a，300b和300c插入到各自的域中。
下面参考图2和3描述根据本发明的实例的EPD的TFT阵列平板100。
在下绝缘衬底110上形成多个栅极线121。
传输栅极信号的栅极线121实际上在横向方向延伸并互相分离。每个栅极线121包括形成多个栅极电极124的多个部分，和有足于与其它层或外部设备连接的面积的端部129。当栅极驱动电路(没有显示)集成在衬底110上时不提供端部129，因此栅极线121直接与栅极驱动电路接触。
栅极线121可由包含Al的金属如Al和Al合金，包含Ag的金属如Ag和Ag合金，包含Cu的金属如Cu和Cu合金，包含Mo的金属如Mo和Mo合金，Cr，Ti，或Ta制造。栅极线121可以有包括有不同物理特性的两个薄膜的多层结构，即下薄膜(没有显示)和上薄膜(没有显示)。
上薄膜可由低阻抗的金属制造，包括包含Al的金属如Al和Al合金，包含Ag的金属如Ag和Ag合金，包含Cu的金属如Cu和Cu合金，用于降低在栅极线121上的信号延迟或电压降低。作为选择，下薄膜可由材料如Cr，Mo或Mo合金制造，它有与其它材料如铟锡氧化物(ITO)或铟锌氧化物(IZO)很好的接触特性。
例如，两种薄膜的组合可包括下Cr薄膜和上Al-Nd合金薄膜，或下Al薄膜和上Mo薄膜。然而，应该理解栅极线121可由各种其它材料或导电材料制造。
栅极线的侧边相对于衬底的表面倾斜，它的倾斜角约30到80度。
在栅极线121上形成由氮化硅(SiNx)制造的栅极绝缘层140。
在栅极绝缘层140上形成由氢化无定形硅(简写成“a-Si”)或多晶硅制造的多个半导体条151。每个半导体条151实际上在纵向方向上延伸，并包括向栅极电极124延伸的多个突出部分154。半导体条151加宽到接近栅极线121，因此半导体条151覆盖栅极线121相当大的区域。
在半导体条151上安置多个电阻接触条和岛状物161和165，它们可由重掺杂n-型杂质如磷的硅酸盐或n+氢化a-Si制造。各个电阻接触条161包括多个突出部分163，突出部分163和电阻接触岛状物165成对的位于半导体条151的突出部分154上。
半导体条151的侧边和电阻接触161和165相对于衬底的表面倾斜，它的倾斜角优选的在30到80度之间的范围中。
多个数据线171和与数据线171分离的多个漏极电极175安置在电阻接触161和165和栅极绝缘层140上。
传输数据电压的数据线171实际上在纵向方向上延伸，并近似直角的交叉栅极线121。各数据线171包括有足于与其它层或外部设备连接的端部179。每个数据线171包括向漏极电极175延伸的多个源极电极173。当数据驱动电路(没有显示)集成在衬底110上时不需要端部179，因为数据线171已经直接与栅极驱动电路连接。
每组栅极124、源极电极173、漏极电极175和半导体条151的突出部分154形成TFT，它有在源极电极173和漏极电极175之间安置的半导体突出部分154上形成的通道。
数据线171和漏极电极175可用难熔的金属如Cr，Mo，Ti，Ta，或它们的合金制造。然而，它们也可以有包括低阻抗薄膜(没有显示)和好的接触性能薄膜(没有显示)的多层结构。例如，组合可包括下Mo薄膜，中间Al薄膜，上Mo薄膜，和上面描述的下Cr薄膜，上Al-Nd合金薄膜和下Al薄膜，上Mo薄膜的组合。然而，应该理解数据线171可由其它各种金属或导电材料制造。
相似于栅极线121，数据线171和漏极电极175也有锥形的侧边，它的倾斜角约30到80度的范围。
电阻接触161和165只安置在半导体条151的下面和数据线171的上面和在它上面的漏极电极175的上面，它们降低它们之间的接触阻抗。半导体条151包括不覆盖数据线171和漏极电极175的多个暴露的部分，如位于源极电极173和漏极电极175之间的部分。虽然半导体条151通常比数据线171窄，如上面描述的半导体条151接近栅极线121宽度，用以平滑表面的轮廓。因此防止了数据线171的断开。
在数据线171、漏极电极175和半导体条151的暴露的部分上形成钝化层180。钝化层180可由以下物质制造，无机的绝缘体如氮化硅或氧化硅，有好的平面特性的光敏的有机材料，或有介电常数低于4.0的低介电绝缘材料，如由等离子体增强的化学蒸气沉淀物(PECVD)形成的a-Si:C:O和a-Si:C:F。钝化层180可以有包括下无机薄膜和上有机薄膜的双层结构。
钝化层180包括多个接触孔182和185，它们分别暴露数据线171的端部179和漏极电极175的端部。钝化层180和栅极绝缘层140有暴露栅极线121的端部129的多个接触孔181。
在钝化层180上安置多个像素电极190和多个接触辅助81和82，它们可以由透明导体如ITO或IZO或反射导体如Ag或Al制造。
像素电极190通过接触孔185物理地和电地与漏极电极175连接，因此像素电极190接收来自漏极电极175的数据电压。
接触辅助81和82通过接触孔181和182分别与栅极线121的端部129和数据线171的端部179连接。接触辅助81和82保护端部129和179，并改善端部129和179和外部设备的附着。
下面参考图3描述公共电极板200。
公共电极270安置在如透明玻璃的上绝缘衬底210上，公共电极270可以由透明导电材料如ITO或IZO制造。
多个隔板360将两个板100和200之间的域划分为多个形成在上板100和下板200之间的多个域。隔板360可以由有机绝缘材料制造，并可重叠数据线171，以改善像素的孔径比率。根据此实例，隔板360有圆柱类型，然而隔板360可由各种形状形成，并可用不同的材料做成。
绝缘液体310和包含多个彩色粒子300a，300b和300c的微囊插入到由上板100和下板200之间的隔板360划分的多个域中，这些彩色粒子300a，300b和300c是正电粒子和负电粒子并连续的分散在绝缘液体310中。绝缘液体310是分散多个彩色粒子300a，300b和300c的介质，绝缘液体310最好有足够低的粘度和足够高的介电常数，因此多数彩色粒子300a，300b和300c平滑的移动。
多数彩色粒子300a，300b和300c分散在绝缘液体310中，这些彩色粒子使正电粒子和负电粒子并表现一种主要的色彩如红，绿和蓝色。邻近像素区域的彩色粒子300a，300b和300c表现为互相不同的色彩。例如，如图3所示，当考虑三个连续的像素区域时，多数红色的粒子300a插入到第一像素区域，多数绿色的粒子300b填入到第二像素区域，多数蓝色的粒子300c插入到第三像素区域。
根据本发明的实例，红，绿和蓝色的有机颜料在由二氧化钛(TiO2)制造的多个白色粒子上形成彩色粒子300a，300b和300c。彩色粒子300a，300b和300c在绝缘液体310中有足够高的胶质的稳定性，因此它们不聚结。
如上面描述的，因为彩色粒子300a，300b和300c分散在EPD的绝缘液体310中，在施加电压时，通过安置在公共电极板200上的彩色粒子300a，300b和300c反射的光可看见全色的图像。因此，不需要分离色彩滤波器。
下面参考图4描述根据本发明的另一实例的EPD。
参考在图4中显示的实例，EPD包括一对产生场的电极如下电极190和上电极270，划分两个电极190和270之间的域为多个域的多个隔板360，绝缘液体310插入或注入到各个域，和多个红颜料粒子300a、绿颜料粒子300b、蓝颜料粒子300c(下文中称为彩色粒子)，它们是正电粒子和负电粒子，并连续的分散在各个域的绝缘液体310中。例如，各个域只有一种颜色的彩色粒子。此外，EPD可包括多个黑色粒子300d，它填充在红、绿和蓝颜料粒子300a，300b，300c填充的各个域中。黑色粒子300d的极性与红，绿，和蓝颜料粒子300a，300b，300c的极性相反。
在施加电压到电极190和270时，带正电的和负电的彩色粒子300a，300b，300c和黑色粒子300d沿着相反的极性电极的表面移动。此时，彩色粒子300a，300b，300c和黑色粒子300d在相反的方向移动，因为它们有相反的极性不混合在一起。例如，当单位区域的彩色粒子300a沿着下电极190通过电泳现象移动时，有彩色粒子300a相反极性的黑色粒子300d在上电极270移动。因为通过黑色粒子300d反射的光黑色可完全成像，因此，可改善图像的对比度。
下面参考图5和图6描述根据本发明的另一实例的EPD。
图5和图6是根据本发明的另一实例的EPD的截面图。
参考显示在图5和图6中的实例，EPD包括薄膜晶体管(TFT)阵列平板100，公共电极板200，在TFT阵列平板100和公共电极板200之间安置的多个域。
在TFT阵列平板100的下绝缘衬底110上形成多个栅极线121。
传输栅极信号的栅极线121实际上在横向方向延伸并互相分离。每个栅极线121包括形成多个栅极电极124的多个部分，端部129有足于与其它层或外部设备连接的面积。当栅极驱动电路(没有显示)集成在衬底110上时不提供端部129，因为栅极线121已经直接与栅极驱动电路连接。
在栅极线121上安置由氮化硅(SiNx)制造的栅极绝缘层140。
在栅极绝缘层140上安置由氢化无定形硅(简写成“a-Si”)或多晶硅制造的多个半导体条151。每个半导体条151实际上在纵向方向上延伸，并包括向栅极电极124延伸的多个突出部分154。
在半导体条151上安置多个电阻接触条和岛状物161和165，它们可由重掺杂n-型杂质如磷的硅酸盐或n+氢化a-Si制造。各个电阻接触条161包括多个突出部分163，突出部分163和电阻接触岛状物165成对的位于半导体条151的突出部分154上。
多个数据线171和与数据线171分离的多个漏极电极175安置在电阻接触161和165和栅极绝缘层140上。
传输数据电压的数据线171实际上在纵向方向上延伸，并实际上直角的交叉栅极线121。各数据线171包括有足于与其它层或外部设备连接的端部179。每个数据线171包括向漏极电极175延伸的多个源极电极173。当数据驱动电路(没有显示)集成在衬底110上时不提供端部179，因为数据线171已经直接与栅极驱动电路连接。
每组栅极124、源极电极173、漏极电极175和半导体条151的隔板154形成TFT，它有在源极电极173和漏极电极175之间安置的半导体突出部分154上形成的通道。
在数据线171、漏极电极175和半导体条151的暴露部分上提供钝化层180。钝化层180可以由以下物质制造，无机的绝缘体如氮化硅或氧化硅，有好的平面特性的光敏的有机材料，或有介电常数低于4.0的低介电绝缘材料，如由等离子体增强的化学蒸气沉淀物(PECVD)形成的a-Si:C:O和a-Si:C:F。钝化层180可以是多层结构，如有下无机薄膜和上有机薄膜的双层结构。
钝化层180包括多个接触孔182和185，它们分别暴露数据线171的端部179和漏极电极175的端部。钝化层180和栅极绝缘层140有暴露栅极线121的端部129的多个接触孔181。
在钝化层180上安置多个像素电极190和多个接触辅助81和82，它们可以由透明导体如ITO或IZO或反射导体如Ag或Al制造。
像素电极190通过接触孔185物理地和电地与漏极电极175连接，因此像素电极190接收来自漏极电极175的数据电压。
接触辅助81和82通过接触孔181和182分别与栅极线121的端部129和数据线171的端部179连接。接触辅助81和82的功能是保护129和179的端部，并改善端部129和179和外部设备之间的附着。
面向TFT板100的公共电极板200可包括上绝缘衬底210和公共电极270，它可以由透明导电材料如ITO或IZO制造，并安置在如透明玻璃的上绝缘衬底210上。如在图5中显示的，公共电极270可包括多个凹面或凹进部分。
根据显示在图6中的实例，面向TFT板100的公共电极板200包括上绝缘衬底210，有上升部分和凹进部分的外涂层250并在上绝缘衬底210上重复形成，和可以由透明导电材料如ITO或IZO制造并安置在外涂层250上的公共电极270。光敏的有机材料涂覆在上绝缘衬底210上形成外涂层250。使用光掩模曝光并显影外涂层250，重复形成上升部分和凹进部分，因此外涂层250在每个像素域中有多个凹面。
如上面描述的，因为公共电极270或公共电极板200的外涂层250在每个像素域中有凹面，可改善视角。
划分两个板100和200之间的域为多个域的多个隔板360安置在TFT板100和公共电极板200之间。
由多个隔板360确定的多个像素域包括多个彩色粒子300a，300b，300c，和多个黑色粒子300d，它们分散在绝缘液体310中并带正电和负电。绝缘液体310是分散彩色粒子300a、300b、300c和黑色粒子300d的介质。因此，绝缘液体310可有足够低的粘度和足够高的介电常数，以致彩色粒子300a，300b和300c和黑色粒子300d平滑的移动。
因为黑色粒子300d与彩色粒子300a，300b，300c的极性相反，彩色粒子300a，300b，300c和黑色粒子300d在相反的方向移动。例如，当单位区域的彩色粒子300a沿着下电极190通过电泳现象移动时，有彩色粒子300a相反极性的黑色粒子300d沿上电极270移动。因为通过黑色粒子300d反射的光黑色可完全成像，因此，可改善图像的对比度。
图7是显示当施加电场时显示在图6中的部分EPD放大的像素的截面图。
当电压施加到像素电极190和公共电极270时，有公共电极270相反极性的彩色粒子300a沿公共电极270的表面移动，并沿共电极270的凹面分布。因此，观察者通过彩色粒子300a在侧方向和前方向反射的光可看到图像，因此可改善视角。
上面描述的实例针对显示设备的有源驱动类型，使用本发明实施例的薄膜晶体管可适合于使用两个交叉电极的无源驱动类型。
如上面描述的，彩色粒子分散在由隔板确定的域中，因此不要附加的处理或分离色彩滤波器可显示全色的图像。也可改善对比度和视角，因为PED使用含有彩色粒子的黑色粒子，公共电极有凹进部分。
在不偏离本发明精神和范围内，本领域技术人员可以进行各种修改和改变。因此，本发明覆盖在所附权利要求和它们的等同的范围中提供的本发明的修改和改变。
权利要求
1.一种电泳显示器，包括第一电极，安置在第一衬底上；第二电极，安置在面对第一衬底的第二衬底上；隔板，划分第一电极和第二电极之间的区域为多个域；其中，各个域包括由红带电粒子，绿带电粒子，蓝带电粒子组成的多个带电粒子的一种类型。
2.根据权利要求1所述的电泳显示器，其特征在于邻近的域包含多个带电粒子的不同类型。
3.根据权利要求1所述的电泳显示器，其特征在于还包括分散在各个域中的多个黑色带电粒子。
4.根据权利要求3所述的电泳显示器，其特征在于黑色粒子带电的极性与红带电粒子、绿带电粒子和蓝带电粒子的极性相反。
5.根据权利要求1所述的电泳显示器，其特征在于第一电极划分为对应多个域的多个部分。
6.根据权利要求1所述的电泳显示器，其特征在于还包括安置在第一衬底上的栅极线；数据线与栅极线交叉，并安置在第一衬底上；半导体；薄膜晶体管与栅极线和数据线连接。
7.根据权利要求6所述的电泳显示器，其特征在于还包括钝化层提供在薄膜晶体管和第一电极之间。
8.根据权利要求6所述的电泳显示器，其特征在于隔板安置在数据线上。
9.根据权利要求1所述的电泳显示器，其特征在于第二电极的中心部分凹进在各个域中。
10.根据权利要求1所述的电泳显示器，其特征在于还包括外涂层安置在第二电极和第二衬底之间。
11.根据权利要求10所述的电泳显示器，其特征在于外涂层的中心部分凹进在各个域中。
12.根据权利要求1所述的电泳显示器，其特征在于还包括在各个域中的液体包括带电粒子。
13.根据权利要求12所述的电泳显示器，其特征在于第二电极包括多个凹进部分。
14.根据权利要求12所述的电泳显示器，其特征在于凹进部分对应各个域。
15.根据权利要求12所述的电泳显示器，其特征在于还包括在第二电极和第二衬底之间提供的外涂层，所述外涂层具有上升部分和凹进部分；其中，根据外涂层的上升部分和凹进部分安置第二电极的凹进部分。
16.根据权利要求12所述的电泳显示器，其特征在于还包括安置在第一衬底上的栅极线；数据线与栅极线交叉，并安置在第一衬底上；半导体；薄膜晶体管与栅极线和数据线连接。
全文摘要
提供一种电泳显示器，包括在第一衬底上形成的第一电极，在面对第一衬底的第二衬底上形成的第二电极，划分第一电极和第二电极之间的区域为多个域的隔板，和由红，绿和蓝之一彩色并分散在各个域中的多个带电的粒子。
文档编号H01L27/04GK1847967SQ20051012721
公开日2006年10月18日 申请日期2005年11月25日 优先权日2005年4月11日
发明者金俊亨 申请人:三星电子株式会社