主动式电润湿显示器的制作方法

专利名称：主动式电润湿显示器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种主动式电润湿显示器(Active Driving Type Electro-wetting Display)。
背景技术：
电润湿显示器为近年来应用在显示器的新技术，其因具有 低耗电、广视角及高响应速度的特点而倍受研究与重视。近年 来，研究出便于驱动控制的主动式电润湿显示器。
请参阅图1 ,是 一 种现有技术主动式电润湿显示器的局部截 面示意图。该主动式电润湿显示器IO包括相对设置的一第一基 板ll、 一第二基板18，设置在该第一基板11与该第二基板18 间的一矩阵电路层12、 一疏水性绝缘层13、多个隔绝墙14、第 一流体1 5及第二流体16。
该矩阵电路层12设置在该第二基板1 8表面。该疏水性绝 缘层13设置在该矩阵电路层12表面。该多个隔绝墙14呈格状 设置在该疏水性绝缘层13上，且通过相邻的隔绝墙14所界定 的最小单元定义为一 ^f象素区域R。该第 一 流体1 5对应该像素区 域R填充在该疏水性绝缘层1 3表面上。该第二流体16设置在 该第 一 流体1 5与该第 一 基板11之间。
请一并参阅图2与图3，图2是该主动式电润湿显示器10 的矩阵电路层12的俯视结构图，图3是该矩阵电路层12对应 一像素区域R的结构分布示意图。该矩阵电路层12包括多条平 行排列的扫描线121 、多条与该扫描线12 1垂直绝缘相交的数据 线122、多条公共线123、多个位于该扫描线121与数据线122 相交处的薄膜晶体管 124以及多个像素电极125。单一公共线 123设置在相邻两扫描线122之间且靠近任意 一 扫描线12 1处，
其沿该薄膜晶体管124所在一侧延伸出 一公共电极垫(图未示)。 该多个扫描线121与该多条数据线122与该隔绝墙14对应设置， 由该扫描线121与该数据线122共同界定的最小矩形区域包括 一薄膜晶体管区Ri与 一 电极区R2 ，该薄膜晶体管区Rl对应设 置 一 薄膜晶体管124。该电极区R2设置在该最小矩形区域的其 它位置，其对应设置一像素电极125,该像素电极125与该公共 电极垫重迭设置且二者与夹在其间的绝缘层(图未示)构成 一 存 储电容(未标示)。
请一并参阅图4,是该矩阵电路层12 —最小矩形区域沿 IV-IV方向的剖视图。该矩阵电路层12的 一 最小矩形区域的薄 膜晶体管124包括一栅极126、 一栅极绝缘层130、 一半导体层 140、 一源才及127、 一漏4及128及一確屯化层150。该4册才及126对 应该薄膜晶体管区Rl设置在该第二基板1 8表面，其与该扫描 线121相连。该4册极绝缘层130覆盖该4册极125并延伸覆盖该 第二基板18。该半导体层140对应该栅极126设置在该栅极绝 缘层130表面。该源极127与该漏极128相对设置，且分别与 该半导体层140部分交叠，该源极127与该数据线122连接。 该钝化层150覆盖该源极127、该漏极128、该半导体层140， 并延伸覆盖该电极区R2处的栅极绝缘层130。该像素电极125 设置在部分漏极128对应处与该 <象素区域R2对应的4屯化层150 上。
该最小矩阵区域进一 步包括一连接孔160与 一绝缘层170。 该连接孔160贯穿该钝化层150设置在该漏极128处，从而使 该像素电极通过该连接孔160与该漏极128相连。该绝缘层170 覆盖该钝化层1 50与该像素电极125,并使该矩阵电路层12表 面平整化。
当加载开启电压经由该扫描线121使该薄膜晶体管124的 栅极126开启，从而使数据电压依次经由该数据线122及该源 极127、该漏极128传送至该像素电极125，同时，持续传送一 公共电压经由该7>共线123至该第二流体16 。当该像素电极125
与该第二流体1 6所加载的电压小于某 一 临界电压时，该第 一 流 体1 5均匀覆盖在该像素区域R内的疏水性绝缘层13上，该第 二流体1 6与该第 一 流体1 5层叠设置，乂人而阻隔入射光通过， 即使该像素区域R处于关闭状态。反之，当该像素电极125与 该第二流体16产生电压差大于该临界电压时，该第 一 流体 15 被该第二流体1 6挤压至该薄膜晶体管124对应的角落处，从而 使该第二流体16与该疏水性绝缘层13接触，以便入射光通过， 即使该像素区域R处于开启状态。
从上可见，该主动式电润湿显示器10的^f象素区域R从开启 到关闭的响应时间取决于该第 一流体15被挤压到角落所需的时 间。然而，为了实现全彩式显示，业界通常在该第二流体1 6与 该第 一基板11之间添加一彩色滤光片。在通常情况下，彩色滤 光片的各子像素单元(如红、绿、蓝子像素单元)均呈长条状，且 子像素单元与该像素区域R需对应设置，因此，构成 一 像素区 域R的隔绝墙14也必须具备两相对长边与两相对短边，且由于 薄膜晶体管124设置在一长边与 一短边相交处，则当像素区域R 开启时，原本均匀分布在像素区域R内的第 一 流体1 5仅能够自 构成该像素区域R的两边移动至该薄膜晶体管124对应的像素 区域R处，导致该主动式电润湿显示器1 0的像素区域R开关响 应时间较长。

发明内容
为了解决现有技术主动式电润湿显示器的像素区域开关响 应时间较长的问题，有必要提供 一 种像素区域开关响应时间较 短的主动式电润湿显示器。
一种主动式电润湿显示器，其包括一第一基板、 一与该第 一基板相对设置的第二基板、多个隔绝墙、非导电的第 一 流体 以及导电的第二流体。该多个隔绝墙呈格状设置在该第二基板 上，从而界定多个像素区域，每 一 像素区域包括长度较短的两 短边以及与该两短边相交的两长边。该第 一 流体填充在相邻隔
绝墙间的4象素区域内。该第二流体与该第 一 流体互不相溶，其 填充在该第 一 流体与该第 一 基板之间。每 一 像素区域对应的第 二基板上进一步包括一开关元件与一像素电极，该开关元件控 制外加电压是否传送至该像素电极，且在该开关元件与构成该 像素区域的两短边之间均设有该像素电极。
一种主动式电润湿显示器，其包括 一 第 一 基板、 一 与该第 一基板相对设置的第二基板、多个隔绝墙、非导电的第一流体、 导电的第二流体、多个像素电极以及多个开关元件。该多个隔 绝墙呈格状设置在该第二基板上，从而界定多个像素区域，每 一 4象素区域包括两两相交的四侧边。多个^f象素电极对应该多个 像素区域设置在第二基板上。该多个开关元件分别与该多个像 素电极相连。该第 一 流体填充在相邻隔绝墙间的像素区域内。
该第二流体与该第 一 流体互不相溶，其填充在该第 一 流体与该 第 一 基板之间。当施加 一 公共电压至该第二流体，施加数据电 压经由该开关元件至相应像素区域的像素电极，当加载在二者 的电压差小于临界电压时，该像素区域的第 一 流体均匀分布在
对应的像素区域内；当加载在二者的电压差大于临界电压时，
该第二流体挤压该第 一 流体，使原本均匀分布的第 一 流体能够 自至少三侧边移动至该开关元件对应的像素区域处。
一种主动式电润湿显示器，其包括一第一基板、 一与该第 一基板相对设置的第二基板、多个隔绝墙、非导电的第 一 流体 以及导电的第二流体。该多个隔绝墙呈格状设置在该第二基板 上，从而界定多个像素区域，每 一 像素区域包括长度较短的两 相对短边以及与该两短边相交的两长边。该第 一 流体填充在相 邻隔绝墙间的像素区域内。该第二流体与该第 一 流体互不相溶， 其填充在该第 一 流体与该第 一 基板之间。每 一 像素区域进 一 步 包括 一 开关元件区，该开关元件区设置在除了该短边与该长边 相交位置以及邻接该两短边的其它像素区域内。
与现有技术相比，上述主动式电润湿显示器的开关元件与 构成该像素区域的两短边之间均设有该像素电极，使原本仅能自像素区域两侧边移动至开关元件所在处的第 一 流体，能够自 至少三侧边移动至该开关元件所在处，从而缩短上述主动式电 润湿显示器的像素区域开启与关闭的响应时间。


图1是 一 种现有技术主动式电润湿显示器的局部截面示意图。
图2是图1所示主动式电润湿显示器的矩阵电路层的俯视 结构图。
图3是图2所示矩阵电路层对应一像素区域的结构分布示 意图。
图4是图2所示矩阵电路层 一 最小矩形区域沿IV-IV方向的
剖视图。
图5是本发明主动式电润湿显示器一较佳实施方式的处于 关闭状态时的局部截面示意图。
图6是图5所示主动式电润湿显示器的矩阵电路层的俯视 结构示意图。
图7是图6所示矩阵电路层对应 一 像素区域的分布结构示意图。
图.8是图6所示矩阵电路层对应一像素区域沿VIII-VIII方
向的剖视图。
图9是图5所示主动式电润湿显示器的 一 像素区域处于开 启状态时的结构示意图。
图IO是应用在图5所示主动式电润湿显示器的省略彩色光 刻胶结构的第 一基板对应 一像素区域的平面结构示意图。
具体实施例方式
请参阅图5，是本发明主动式电润湿显示器一较佳实施方式 的处于关闭状态时的局部截面示意图。该主动式电润湿显示器 30包括相对设置的一第一基板31、 一第二基板38以及设置在 该第 一基板31与该第二基板38间的 一矩阵电路层32、 一疏水 性绝缘层3 3 、多个隔绝墙3 4 、第 一 流体3 5及第二流体3 6 。
该矩阵电路层32具有一定厚度，其设置在该第二基板38 表面，其上等间距设置有多个凹孔371 ，该凹孔371是沿该矩阵 电路层38的厚度方向凹陷而成。该疏水性绝缘层33利用化学 气相沉积法(Chemical Vapor Deposition, CVD)均匀沉积在该凹 孔371内壁以及该矩阵电路层32的平整表面上，其材料可为透 明非晶态含氟聚合物，如AF1600。该多个隔绝墙34呈格状设 置在该疏水性绝缘层33上，且由两长度较短的相对隔绝墙34 与两长度较长的相对隔绝墙34共同界定的最小区域定义为 一 像 素区域P,且每一^f象素区域P对应设置一凹孔37。该第 一流体 35填充在各像素区域P的该疏水性绝缘层33上，并充满设置有 该疏水性绝缘层33的凹孔371，其材料可为不透明彩油或类似 十六烷的烷烃。该第二流体36填充在该第一流体35与该第一 基板31之间，其是与该第一流体35互不相溶的透明导电液体， 可为水或者盐溶液，如水与乙醇混合物中的氯化钾溶液。
请 一 并参阅图6与图7 ,图6是该主动式电润湿显示器30 的矩阵电路层32的俯视结构示意图，图7是该矩阵电路层32 对应 一 像素区域P的分布结构示意图。该矩阵电路层32包括多 条平行排列的公共线321、多条与该公共线321垂直绝缘相交的 数据线322以及多条相互平行的扫描线323、多个薄膜晶体管 324以及多个像素电极3 25。每条扫描线3 23设置在由该隔绝墙 34界定的像素区域P的中央位置，即距构成该像素区域P的两 长度较短隔绝墙34距离大致相同处。该矩阵电路层32与该像 素区域P对应的矩形区域包括 一 薄膜晶体管区Ml与 一 电极区 M2,该薄膜晶体管区Ml为 一近似L形块状区域，其对应该扫 描线323且邻近该数据线322设置，用来设置该薄膜晶体管324。 该电极区M2设置在该矩形区域的其余部分，其对应设置该像素 电极325。
请 一 并参阅图8 ,是该矩阵电路层32对应 一 像素区域P沿
VIII-VIII方向的剖浮见图。该矩阵电路层32对应 一像素区域P的 薄膜晶体管324包括一栅极326、 一栅极绝缘层330、 一半导体 层340、 一源极327、 一漏极328及一钝化层350。该栅极326 设置在该第二基板38表面，其与该扫描线323直接相连。该栅 极绝缘层330覆盖该栅极326并延伸覆盖该电极区M2对应的第 二基板38。该半导体层340对应该棚-极3 26 i殳置在该棚-极绝缘 层330表面。该源极327与该漏极328相对设置，且分别与该 半导体层340部分交叠，该源纟及327则与该数据线322连接。 该钝化层350覆盖该源极327、该漏极328、该半导体层340, 并延伸覆盖该电极区M2处的栅极绝缘层330，其可为透明高分 子材料。
该矩形区域进一 步包括一连接孔3 60与 一平坦化层3 70。该 连接孔360贯穿部分漏极328上方的钝化层350。该平坦化层 370为具有一定的厚度的彩色光刻胶，其可通过颜料分散法对应 形成在栅极326两侧的钝化层350上，4吏该4册极326对应处曝 露出该4屯化层3 5 0 ， /人而形成该凹孔3 71,则该凹孔3 71位于该 薄膜晶体管324上方，且与该薄膜晶体管324共同设置在该像 素区域P的中央位置。该像素电极325可利用溅镀法形成在该 平坦化层370表面，并通过该连接孔360与该漏极328电连接。
请一并参阅图9,是该主动式电润湿显示器30的一像素区 域P处于开启状态时的结构示意图。当加载开启电压经由该扫 描线323使该薄膜晶体管324的栅极326开启，从而使数据电 压依次经由该凄t据线3 22、源极327及漏极328传送至该像素电 极325,同时，持续传送一公共电压经由该公共线321至该第二 流体36。当该像素电极325与该第二流体36上的电压差小于一 临界电压值时，该第一流体35与该第二流体36层叠设置，阻 隔入射光通过，此时该像素区域P处于关闭状态。反之，当该 像素电极325与该第二流体36产生电压差大于该临界电压值 时，原本平坦分布的第 一 流体35受到该第二流体36挤压，汇
集至薄膜晶体管324所在处，即该像素区域P的中央位置处，
使该像素区域P处于开启状态。同时，由于该薄膜晶体管324 对应处也设置有该凹孔371 ,则该第 一 流体35稳定地汇集在地 势较低的凹孔371处。
由于该主动式电润湿显示器30将其薄膜晶体管324与控制 该薄膜晶体管324开启的扫描线323共同对应设置在该像素区 域P的中央位置处，则该第 一 流体35能够自构成该像素区域P 的两相对短边与 一长边向该薄膜晶体管324所在处流动，而不 仅仅自与该薄膜晶体管324相对的短边与 一 长边向该薄膜晶体 管324所在处流动，不仅缩短了第 一流体35流动距离，也增加 了其移动方向，从而缩短了该主动式电润湿显示器30在开启与 关闭像素区域P时的响应时间。另外，由于该薄膜晶体管324 上方对应的平坦化层370上具有该凹孔371, ^使该矩阵电^各层 32表面形成地势差，从而进一步保证当像素区域P开启时，该 第一流体35稳定汇集在该薄膜晶体管324所在处。
另外，由于该主动式电润湿显示器30的平坦层370为彩色 光刻胶材料，则仅需在该第 一 基板31表面对应制作黑矩阵 (Black Matrix)即可，从而省略原本为实现全彩显示而在第一基 板31与该第二流体36之间增加彩色滤光层的彩色光刻胶制造 工艺，简化该主动式电润湿显示器30的制造过程，即仅需在该 第一基板31表面上，形成如图10所示的黑矩阵310即可，该 黑矩阵310对应该7>共线321、数据线322、扫描线323及薄膜 晶体管324设置。
对于上述主动式电润湿显示器30而言，若该薄膜晶体管324 到长度较短的两相对隔绝墙34之间具有像素电极325或者该薄 膜晶体管324设置在除了该隔绝墙34相交处与邻近两相对较短 隔绝墙34所对应的像素区域P内时，均可起到缩短该主动式电 润湿显示器30的像素区域P开启与关闭的响应时间。且当设置 在该薄膜晶体管324与该两相对较短的隔绝墙34的像素区域P 的面积比介于2/3 3/2之间或该薄膜晶体管区Ml分别到构成该 像素区域P的两长度较短隔绝墙34的水平距离比介于2/3~3/2
之间时，均能够有效缩短该主动式电润湿显示器30的响应时间。 而在本实施方式中，该主动式电润湿显示器30的薄膜晶体管324 处于该像素区域P的中央位置时，即该薄膜晶体管324与该两 相对较短的隔绝墙34的像素区域P的面积大致相同时，对在原 本均匀分布在《象素区域P内的第 一流体35而言，其所移动的距 离最短，该主动式电润湿显示器30能够获得最佳的响应时间。
另外，上述主动式电润湿显示器30可为穿透式主动式电润 湿显示器，也可为反射式主动式电润湿显示器。当为穿透式主 动式电润湿显示器时，该主动式电润湿显示器30的像素电极325 为一透明导电材料，如氧化铟锡(Indium Tin Oxide)或氧化铟锌 (Indium Zinc Oxide)。当为反射式主动式电润湿显示器时，该傳_ 素电极325为一反射电极，如具高反射率的金属电极，或者在 该平坦化层370与该钝化层350之间设置 一反射层。
权利要求
1. 一种主动式电润湿显示器，其包括一第一基板、一第二基板、多个隔绝墙、非导电的第一流体以及导电的第二流体，该第二基板与该第一基板相对设置，该多个隔绝墙呈格状设置在该第二基板上，从而界定多个像素区域，每一像素区域包括长度较短的两相对短边以及与该两短边相交的两长边，该第一流体填充在相邻隔绝墙间的像素区域内，该导电的第二流体填充在该第一流体与该第一基板之间，其与该第一流体互不相溶，每一像素区域对应的第二基板上进一步包括一开关元件与一像素电极，该开关元件控制外加电压是否传送至该像素电极，其特征在于:在该开关元件与构成该像素区域的两短边之间均设有该像素电极。
2. 如权利要求1所述的主动式电润湿显示器，其特征在于 i殳置在该开关元件与两短边间的 <象素电才及的面积比介于2/3~3/2 之间。
3. 如权利要求2所述的主动式电润湿显示器，其特征在于 设置在该开关元件与该两短边间的像素电极的面积相同。
4. 如权利要求1所述的主动式电润湿显示器，其特征在于 设置在每一像素区域的像素电极连续分布。
5. 如权利要求1所述的主动式电润湿显示器，其特征在于 每一像素区域对应的第二基板上进一步包括一扫描线，该扫描线 平行设置在两短边之间。
6. 如权利要求5所述的主动式电润湿显示器，其特征在于 该扫描线邻近该开关元件i殳置。
7. 如权利要求1所述的主动式电润湿显示器，其特征在于 该主动式电润湿显示器进一步包括一平坦化层，该平坦化层设置 在该像素电极与该第二基板之间。
8. 如权利要求7所述的主动式电润湿显示器，其特征在于 未设置该平坦化层的开关元件处具有 一 凹孔，该凹孔沿垂直于该 第二基板的方向凹陷形成。
9. 如权利要求7所述的主动式电润湿显示器，其特征在于 该平坦化层的材料为彩色光刻胶。
10. 如权利要求1所述的主动式电润湿显示器，其特征在于 该像素电极为一透明电极或一反射电极。
11. 如权利要求1所述的主动式电润湿显示器，其特征在于 该主动式电润湿显示器进 一 步包括 一 黑矩阵，该黑矩阵设置在该 第一基板表面，并与该开关元件与该多个隔绝墙对应设置。
12. —种主动式电润湿显示器，其包括一第一基板、 一第二基 板、多个隔绝墙、非导电的第一流体以及导电的第二流体，该第 二基板与该第一基板相对设置，该多个隔绝墙呈格状设置在该第 二基板上，从而界定多个像素区域，每一像素区域包括长度较短 的两相对短边以及与该两短边相交的两长边，该第 一 流体填充在 相邻隔绝墙间的像素区域内，该导电的第二流体填充在该第一流 体与该第一基板之间，其与该第一流体互不相溶，其特征在于 每一像素区域进一步包括一开关元件区，该开关元件区设置在除 短边与长边相交位置以及邻接该两短边以外的其它 <象素区域内。
13. 如权利要求12所述的主动式电润湿显示器，其特征在于 该开关元件区分别到构成相应像素区域的两短边的距离比介于 2/3~3/2之间。
14. 如权利要求13所述的主动式电润湿显示器，其特征在于 该开关元件区到构成相应像素区域的两短边的距离相等。
15. 如权利要求12所述的主动式电润湿显示器，其特征在于 该主动式电润湿显示器进一 步包括多条扫描线，该多条扫描线相 互平行设置，且每一扫描线贯穿对应的开关元件区。
16. —种主动式电润湿显示器，其包括一第一基板、 一第二基 板、多个隔绝墙、多个像素电极、多个开关元件、非导电的第一 流体以及导电的第二流体，该第二基板与该第 一基板相对设置， 该多个隔绝墙呈格状设置在该第二基板上，从而界定多个像素区 域，每一像素区域包括两两相交的四侧边，该第 一 流体填充在相 邻隔绝墙间的像素区域内，该导电的第二流体填充在该第一流体 与该第一基板之间，其与该第一流体互不相溶，其特征在于当 施加一 7>共电压至该第二流体，施加数据电压经由该开关元件至 相应像素区域的像素电极，当加载在二者的电压差小于临界电压 时，该像素区域的第一流体均匀分布在对应的像素区域内；当加 载在二者的电压差大于临界电压时，该第二流体挤压该第 一 流体， 使原本均匀分布的第一流体能够自该像素区域的至少三侧边移动 至该开关元件对应的像素区域处。
17. 如权利要求16所述的主动式电润湿显示器，其特征在于 当加载在第二流体与像素电极上的电压差大于临界电压时，该第 一流体自三侧边移动至该开关元件对应的像素区域处。
18. 如权利要求16所述的主动式电润湿显示器，其特征在于长边。
19. 如权利要求18所述的主动式电润湿显示器，其特征在于 当加载在第二流体与像素电极上的电压差大于临界电压时，该第 一流体自两相对短边移动至该开关元件对应的像素区域处的距离 相同。
全文摘要
本发明涉及一种主动式电润湿显示器。该主动式电润湿显示器包括一第一基板、一第二基板、多个隔绝墙、非导电的第一流体以及导电的第二流体。该多个隔绝墙呈格状设置在该第二基板上，从而界定多个像素区域，每一像素区域包括长度较短的两相对短边以及与该两短边相交的两长边。该第一流体填充在相邻隔绝墙间的像素区域内。该第二流体填充在该第一流体与该第一基板之间，且与该第一流体互不相溶。每一像素区域对应的第二基板上进一步包括一开关元件与一像素电极，该开关元件控制外加电压是否传送至该像素电极，且在该开关元件与构成该像素区域的两短边之间均设有该像素电极。该主动式电润湿显示器各像素区域的开关响应时间较短。
文档编号H05B33/26GK101378611SQ20071007674
公开日2009年3月4日 申请日期2007年8月31日 优先权日2007年8月31日
发明者李睿匀, 黄荣龙 申请人:群康科技(深圳)有限公司;群创光电股份有限公司