TWI461809B - 電泳顯示裝置及其製造方法 - Google Patents

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Description

電泳顯示裝置及其製造方法
本發明涉及一種電泳顯示裝置及其製造方法。尤其，本發明涉及一種電泳顯示裝置及其製造方法，其中電泳材料直接塗敷在具有薄膜電晶體的基板上，從而降低了生產成本並縮短了製造時間。
電泳顯示裝置為一種影像顯示裝置，該裝置利用當施加電壓的一對電極被浸入膠體溶液中時，膠體顆粒移至任一極性的現象。與液晶顯示裝置相比，電泳顯示(EPD)裝置具有如寬視角、高反射率、低功率消耗等優勢，且無需使用背光。因此，電泳顯示裝置被予以期望可廣泛用作如電子紙的撓性顯示器。
EPD裝置具有電泳層置於兩基板之間的結構。兩個基板的其中一個基板由透明基板製成以及另一基板提供有使用驅動元件形成的陣列基板以在反射從裝置外部進入的光的反射模式中顯示影像。
第1圖為說明現有技術的電泳顯示裝置1的圖式。如第1圖所說明，電泳顯示裝置1包括一第一基板20和一第二基板40、形成在第一基板20上的一薄膜電晶體和一像素電極18、形成在第二基板40上的一公共電極42、形成在第一基板20和第二基板40之間的一電泳層60、以及形成在電泳層60和像素電極18之間的一黏合層56。
薄膜電晶體包括形成在第一基板20上的一閘極電極11、形成在整個第一基板20上的一閘極絕緣層22，其中該第一基板20形成有閘極電極11，形成在閘極絕緣層22上的一半導體層13、以及形成在半導體層13上的一源極電極15和一汲極電極16。一鈍化層24形成在薄膜電晶體的源極電極15和汲極電極16上。
像素電極18形成在鈍化層24上並施加信號至電泳層60。接觸孔28通過鈍化層24而形成，從而像素電極18通過接觸孔28連接至薄膜電晶體的汲極電極16。
此外，彩色濾光片層44和公共電極42形成在第二基板40上。電泳層60形成在彩色濾光片層44上以及黏合層56形成在電泳層60上。電泳層60可包括一膠囊70，該膠囊可用白色顆粒74和黑色顆粒76充填。如果一信號被施加至像素電極18，接著在公共電極42和像素電極18之間產生電場，以及膠囊70內的白色顆粒74和黑色顆粒76藉由電場在公共電極42或像素電極18的方向上移動，從而顯示一影像。
例如，當將負(-)電壓施加至第一基板20上的像素電極18且將正(+)電壓施加至第二基板40上的公共電極42時，具有正(+)電荷的白色顆粒74移動至第一基板20側並且具有負(-)電荷的黑色顆粒76移動至第二基板40側。在這種情況下，如果光自外部浸入，如第二基板40的上部，接著，該入射光被黑色顆粒76反射，從而在電泳顯示裝置上實現黑色。
相反，當將正(+)電壓施加至第一基板20上的像素電極18且將負(-)電壓施加至第二基板40上的公共電極42時，具有正(+)電荷的白色顆粒74移動至第二基板40側並且具有負(-)電荷的黑色顆粒76移動至第一基板20側。在這種情況下，如果光自外部浸入，如第二基板40的上部，接著，該入射光被白色顆粒74反射，從而在電泳顯示裝置上實現白色。
具有第1圖中說明的上述結構的電泳顯示裝置可能具有以下問題。
首先，現有技術中製造電泳顯示裝置的方法在黏合第一基板和第二基板上存在困難。
在現有技術的電泳顯示裝置中，單獨製造第一基板20和第二基板40，並且接著利用黏合層56將第一基板20和第二基板40相互黏合以完成該過程。更具體地，用於驅動單元像素的薄膜電晶體和用於施加電場至電泳層的像素電極18形成在第一基板20上，以及公共電極42、彩色濾光片44、電泳層60和黏合層56形成在第二基板40上。然後，第一基板20和第二基板40相互黏合以完成該過程。
然而，典型電泳顯示裝置中單元像素可形成有其高度和寬度小於150微米的小尺寸。因此，很難準確地對準電泳層。如果當對準電泳層時，該電泳層未與形成有薄膜電晶體的第一基板準確地對準，電場將未被準確地傳送至電泳顆粒，從而引起驅動錯誤。
第二，現有技術中製造電泳顯示裝置的方法具有複雜的製造過程。
第一基板20和第二基板40是在不同過程中製造，且接著在藉由轉移裝置被轉移並在黏合過程中被相互黏合，並因此不可能形成順序製造過程。
第三，在黏合第一基板和第二基板的過程期間產生的靜電放電可引發電泳顆粒的初始對準失敗。
公共電極42、彩色濾光片層44和電泳層60形成在第二基板40上，以及黏合層56塗佈在電泳層60上。此外，一保護薄膜被黏附至黏合層56以防止黏合層56的黏合力的減小並阻止外來材料黏附至黏合層56。然而，該保護薄膜應從第二基板40剝落以黏附第二基板40至第一基板20。在剝落保護薄膜的過程期間產生靜電電荷並可引起電泳顆粒之初始對準的失準。在電泳顯示裝置的運行期間，由於靜電放電而導致的電泳顆粒的失準可產生具有齒梳型的波紋。
因此，本發明旨在提供一種電泳顯示裝置及製造該裝置的方法，本發明基本上消除了由於現有技術的限制和缺點而導致的一個或多個問題。
本發明的優勢為提供了一種電泳顯示裝置及其製造方法，其中電泳層直接形成在形成有薄膜電晶體的基板上，從而阻止了在電泳層和第一基板之間的失準，並降低了生產成本且簡化了製造過程。
本發明的另一優勢為提供了一種電泳顯示裝置及其製造方法，其中用於每個像素形成之電連接至第一像素電極的第二像素電極形成在分隔牆的側面上，從而阻止了在由該分隔牆所產生的電場死區中驅動電泳顆粒的錯誤。
對於本發明額外的優點，目的和特點將在隨後的描述中闡明，部分內容將對於此領域具有技術者將在審視隨後的描述，或者可以藉由實施本發明瞭解到而顯而易見。本發明的目的和其它優點將藉由特別在描述中指出的結構和在此的申請專利範圍以及所附附圖說明實現和獲得。
以下，參照所附圖式將詳細描述根據本發明的電泳顯示(EPD)裝置。
根據本公開，一電泳層可形成在具有薄膜電晶體的一第一基板上。尤其，可在製造薄膜電晶體過程後形成電泳層。因此，相對於現有技術的方法，其中在現有技術中電泳層形成在第二基板上並接著利用不同過程將第二基板黏合至第一基板以完成EPD裝置，能大大簡化EPD裝置的製造過程。
一般，根據現有技術中製造電泳顯示裝置的方法，在現有技術中電泳層形成在第二基板上，該電泳層係自另一工廠提供。該電泳層可自另一元件提供商提供，並被轉移至製造工廠以形成一薄膜電晶體，並然後黏合至第一基板。在藉由傳輸裝置如車輛運送第二基板的過程期間，利用該方法引起的問題是可能會延誤製造過程並使其繁重以及可能會破壞第二基板。
第2A圖至第2H圖為根據本發明第一實施例說明製造電泳顯示裝置方法的剖視圖。一般，電泳顯示(EPD)裝置由複數個單元像素組成，但為了解釋方便，在附圖中僅說明一個像素。
將定義本實施例中使用的術語。顯示區域指的是在第一基板上排列像素的區域，以及非顯示區域指的是顯示區域的外部，即在該區域上未形成像素。
首先，如第2A圖所說明，利用濺鍍過程，具有良好導電性的非透明金屬，如Cr、Mo、Ta、Cu、Ti、Al或Al合金沉積在第一基板120上，該第一基板120由顯示區域和非顯示區域組成並由玻璃、塑料等透明材料形成。然後通過光刻過程蝕刻非透明材料以形成閘極電極111，並且接著利用化學氣相沉積方法(CVD)將如SiO2 、SiNx等無機絕緣材料沉積在包括閘極電極111的整個第一基板120上以形成閘極絕緣層122。
隨後，如第2B圖中所說明，利用CVD方法，半導體材料如非晶矽(a-Si)沉積在整個第一基板120上並接著被蝕刻以形成半導體層113。此外，儘管附圖中未顯示，雜質被摻雜至半導體層113部分或添加有雜質的非晶矽沉積在其上以形成歐姆接觸層，用於將之後形成的源極電極和汲極電極歐姆接觸半導體層113。
接著，如第2C圖所說明，利用濺鍍過程，具有良好導電性的非透明金屬，如Cr、Mo、Ta、Cu、Ti、Al或Al合金沉積在第一基板120上，並接著被蝕刻以在半導體層113上形成源極電極115和汲極電極116。無機絕緣材料如苯並環丁烯(BCB)或光致壓克力(photoacryl)隨後沉積在包括源極電極115和汲極電極116的整個第一基板120上以形成鈍化層124。
此外，儘管附圖未顯示，鈍化層124可形成有複數層。例如，鈍化層124可由雙層形成，該雙層具有由如BCB或光致壓克力(photoacryl)之有機材料製成的有機絕緣層以及由如SiO2 、SiNx等無機絕緣材料製成的無機絕緣層，並且該鈍化層還可形成無機絕緣層、有機絕緣層以及無機絕緣層。鈍化層124的表面藉由形成有機絕緣層將平坦地形成，並且鈍化層124的界面特性將藉由塗敷無機絕緣層而增強。
此外，在鈍化層124上形成接觸孔117以將汲極電極116暴露至薄膜電晶體的外部。
隨後，如第2D圖中所說明，對於顯示區域中每個像素的第一像素電極118a形成在鈍化層124上。這裡，第一像素電極118a通過接觸孔117電連接至薄膜電晶體的汲極電極116。
藉由沉積透明導電材料如氧化銦錫(ITO)和氧化銦鋅(IZO)或者金屬如Mo和AINd並接著利用光刻過程蝕刻可形成第一像素電極118a。此外，第一像素電極118a可形成有複數個金屬層。換句話說，可藉由沉積如Cu和MoTi的複數個金屬層並接著利用光刻過程蝕刻而形成第一像素電極118a。此外，可藉由利用奈米碳管或水溶性導電聚合物形成第一像素電極118a。
接著，如第2E圖中所說明，分隔牆180形成在鈍化層124上。分隔牆180形成在像素之間顯示區域內。該像素實際上由分隔牆180界定。儘管圖式中未顯示，分隔牆180可沿著以矩陣排列的像素的邊界區域而形成在第一基板120上。因此，分隔牆180也以矩陣形式形成在第一基板120上。
藉由沉積由樹脂材料製成的絕緣層並接著通過使用光阻的光刻過程蝕刻可形成分隔牆180，或者藉由沉積感光樹脂並接著通過光刻過程蝕刻而形成分隔牆180。此外，通過印刷方法藉由印刷圖案化隔斷可形成分隔牆180，或者藉由製造形成有對應分隔牆的槽的模具並接著轉移模具的絕緣材料至第一基板120而形成分隔牆180。此外，分隔牆180可利用印記方法而形成。
分隔牆180的形成並不限於特定方法。上述特定方法的描述並不是提供用來限制本發明的，但僅為了解釋方便而提供。分隔牆180可利用各種公知方法而形成。
然後，如第2F圖中所說明，第二像素電極118b形成在第一像素電極118a以及分隔牆180的側壁上。這裡，第一像素電極118a和第二像素電極118b相互直接接觸，並因此相互電連接。因此，第二像素電極118b通過第一像素電極118a和接觸孔117電連接至汲極電極116。因此一影像信號通過汲極電極116被傳輸至第二像素電極118b。
藉由在第一像素電極118a上沉積透明導電材料如ITO和IZO或者金屬如Mo和AINd並接著利用光刻過程蝕刻可形成第二像素電極118b，或者藉由沉積奈米碳管或水溶導電聚合物形成第二像素電極118b。此外，藉由相繼沉積複數個金屬層如Cu和MoTi並接著蝕刻，可形成具有雙層金屬層的第二像素電極118b。
第二像素電極118b可形成在分隔牆180的側壁以及在單元像素內形成的第一像素電極118a上。
以下將描述用於延伸第二像素電極118b至分隔牆180的側壁以及僅在第一像素電極118a上形成的基本原理。
首先，延伸第二像素電極118b至分隔牆180的側壁上可產生增強的影像品質。當僅第一像素電極118a形成在鈍化層124上時，在第一像素電極118a安置的最低位置處通常不形成第一像素電極118a，例如在分隔牆180和鈍化層124之間的邊緣區域。結果，當施加電場時，該區域變為電場不能正常施加的死區。該死區可能引起許多問題，如降低液晶顯示裝置的孔徑比以及降低對比度等。
然而，第二像素電極118b形成在分隔牆180的側壁。如本發明中所說明，第二像素電極118b形成在分隔牆180和鈍化層124之間的邊緣區域。因此未產生死區。結果，提高了孔徑比對比以及響應速度。
第二，在分隔牆180的側壁上形成第二像素電極118b可產生更好的製程。
儘管將在隨後過程中描述，電泳材料被填充在由分隔牆180和鈍化層124界定的第一基板120的上部區域中。當僅第一像素電極118a形成在鈍化層124上且另一像素電極未形成在分隔牆180的側壁時，於填充電泳材料時，在鈍化層124的上部區域上之第一像素電極118a的表面特性不同於分隔牆180的表面特性。因此，在填充電泳材料時，該電泳材料可能不會被良好地塗佈在分隔牆180的表面上。結果，不易實施電泳材料的注入。為了防止該問題，可電漿處理或化學處理分隔牆180的表面以增強表面特性。然而，該過程是複雜的且增加了製造成本。
然而，當第二像素電極118b延伸至分隔牆180的側壁上以及在鈍化層124上形成的第一像素電極118a之上時，電泳材料易於塗佈在分隔牆180的側面上，如側面形成有第二像素電極118b，而無需額外表面處理，並因此電泳材料可均勻地填至分隔牆180。
第二像素電極118b未形成在分隔牆180的上部。如果第二像素電極118b形成在分隔牆180的上部，然後在彼此相鄰的像素上形成的第二像素電極118b可相互電連接，並因此在形成第二像素電極118b時可優選地移除分隔牆180上部上的第二像素電極118b。
為了避免像素相互電連接，第二像素電極118b可形成至分隔牆180上部的一部分。換句話說，如果可從分隔牆180的上部移除第二像素電極118b的預定區域以在鄰接像素處電絕緣第二像素電極118b，接著第二像素電極118b可延伸至分隔牆180的上部。
然後，如第2G圖中所說明，電泳材料被填充在分隔牆180之間像素中以形成電泳層160。
電泳材料由具有正電荷或負電荷特性的顆粒所形成。該等顆粒可為白色顆粒164和黑色顆粒165，並可為如青色、洋紅色和黃色的彩色顆粒或如紅色(R)、綠色(G)和藍色(B)的彩色顆粒。
具有良好反射性如TIO2 的顆粒用作白色顆粒164，以及具有黑色特性如炭黑的顆粒可用作黑色顆粒165。這裡，白色顆粒164可具有負電荷特性以及黑色顆粒165可具有正電荷特性。在可選實例中，白色顆粒164可具有正電荷特性以及黑色顆粒165可具有負電荷特性。
此外，在彩色顆粒的情況中，如具有電荷特性的色素，該等彩色顆粒可具有負或正電荷。
在電泳材料中可包含色散介質如乳液聚合物。對於色散介質，黑色、白色和彩色顆粒可分佈在其中，並且該色散介質可為液體如乳液聚合物，或該色散介質為空氣本身。所述的空氣本身作為色散介質意思是當施加電壓時，即使沒有色散介質，該等顆粒也可在空氣中移動。
當乳液聚合物用作色散介質時，黑色色散介質或彩色色散介質可用於色散介質。在使用黑色色散介質的情況下，自外部進入的光被吸收以在實施黑色時顯示清楚的黑色，從而增強對比度。此外，當電泳材料實施彩色時，可使用彩色色散介質，並且在彩色實施時，每個彩色像素包含對應的彩色色散介質，從而顯示更清晰的顏色。
該電泳材料可為填充有電子墨水的膠囊分佈在聚合物黏合劑的一種材料。這裡，膠囊內分佈的電子墨水可由白色顆粒(或白色墨水)和黑色顆粒(或黑色墨水)組成。該白色顆粒和黑色顆粒分別具有正電荷和負電荷。
另一方面，可不使用特殊材料，且所有當前已知的顆粒可用於白色顆粒、黑色顆粒或彩色顆粒。可通過各種方法實施電泳材料至分隔牆180的填充，以下將描述填充該電泳材料的方法。
第3A圖和第3B圖為說明填充電泳材料至形成在第一基板120上的分隔牆180以在EPD裝置中形成電泳層160的方法的圖式。
第3A圖中說明的方法指的是噴墨方法或噴嘴方法，如第3A圖中所說明，將電泳材料160a填充至注射器(或噴嘴)185中，並接著將注射器185安置在第一基板120的上部。然後，隨著注射器185被移至第一基板120上，這時通過外部空氣供給裝置(未顯示)施加壓力至注射器185，電泳材料160a落在分隔牆180之間像素之上以在第一基板上形成電泳層160。
第3B圖中說明的方法指的是擠壓方法或噴嘴方法，如第3B圖中所說明，電泳材料160a被塗佈在形成有複數個分隔牆180的第一基板120的上部，並接著通過擠壓條187在第一基板120上移動。因此，通過擠壓條187的壓力，電泳材料160a被填充至單元像素中分隔牆180之間一像素以形成電泳層160。
本發明將不限於填充電泳材料的上述方法。上述方法說明了本發明中使用的形成電泳層160過程的實例。本發明將不限於該等過程。例如，形成電泳層160的各種其他過程，如鑄造印刷方法、棒式塗佈印刷方法、絲網印刷方法以及模具印刷方法可應用於本發明。
隨後，如第2H圖中所說明，藉由如上所述在電泳層160上塗佈密封材料形成密封層168以密封電泳層160，並接著將第一基板120和第二基板140相互黏合以完成電泳顯示裝置。
提供密封層168用以阻止由具有低黏性的染料所組成的電泳層160溢出外部或鄰近像素。此外，提供密封層168用以阻止濕氣滲入電泳層160並引起電泳層160失靈。
密封層168可形成在電泳層160的上表面以及分隔牆180的上端。然而，一些帶電荷的電泳顆粒可電黏附至密封層168，引發電泳顆粒的初始排列錯誤。結果，密封層168不能形成在電泳層160的整個上表面，但可僅形成電泳層160的上端。
相反，為了解決電泳顆粒電黏附至密封層168的問題，在對每個子像素填充電泳層160之後，可在電泳層160上進一步形成夾層169，從而阻止電泳顆粒直接接觸密封層168。當使用夾層169時，電泳顆粒164、165未黏附至密封層168，從而減小了錯誤像素的產生。
夾層169可為感光有機材料如分隔牆180，例如甲乙酮。藉由在電泳層160和分隔牆180的上端塗佈一些奈米厚度的材料而形成夾層169。該夾層169以暫時方式完全密封電泳層，從而促使密封層的形成，並解決了電泳顆粒黏附至密封層的問題。
此外，附如第2H圖中所說明，儘管第一基板120和第二基板140通過密封層168而黏合，可形成黏合層以增強第一基板120和第二基板140之間的黏附力。該黏合層可形成在電泳顯示裝置的外部區域，如僅在分隔牆180上部處密封層168上，或者該黏合層可形成在電泳層160上部處整個密封層168上。
公共電極142可形成在由如玻璃或塑料的透明材料製成的第二基板140上。公共電極142可藉由沉積透明導電材料如ITO或IZO而形成。
此外，儘管圖式中未顯示，一彩色濾光片層可形成在第二基板140上。該彩色濾光片層是由紅色(R)、綠色(G)和藍色(B)彩色濾光片所組成，從而當電泳材料由黑色顆粒和白色顆粒形成時實施彩色。
以下參照第2H圖將詳細描述由上述方法製造之電泳顯示裝置的結構。
如第2H圖中所說明，分隔牆180直接形成在第一基板120上並且電泳層160也被填充在第一基板120的分隔牆180之間。因此，該電泳層160直接形成在第二像素電極118上以直接接觸第一像素電極118a。因此，相對於現有技術的電泳顯示裝置，不需要用於黏合像素電極118a/b和鈍化層124之間電泳層160的額外黏合層。
此外，在根據本公開的電泳顯示裝置中，該像素電極可形成有具有第一像素電極118a和第二像素電極118b的雙層，並且這時，第一像素電極118a僅形成在單元像素上以及第二像素電極118b形成在單元像素和分隔牆180的側壁上。第一像素電極118a和第二像素電極118b在鈍化層124的上部相互接觸以相互電接觸。因此，經由薄膜電晶體施加至第一像素電極118a的電壓也被轉移至第二像素電極118b。所以，電壓也被施加至第二像素電極118b分隔牆180和鈍化層124之間，從而阻止了由於該區域中的死區而導致的影像品質降低。
以下將描述具有上述結構的電泳顯示裝置的操作。當電泳材料由白色顆粒164和黑色顆粒165形成時，白色顆粒164具有正電荷或負電荷特性，如果一信號自外部輸入並通過形成在第一基板120上的薄膜電晶體且施加至第一像素電極118，接著通過第一像素電極118和公共電極142之間產生的電場，白色顆粒164在電泳層160中移動。
例如，當白色顆粒164具有正(+)電荷時，如果正(+)電壓被施加至第一像素電極118a和第二像素電極118b，接著具有正(+)電荷的白色顆粒164移至第二基板140側，因為第二基板140的公共電極142相對具有負(-)電位。因此，如果光自外部進入，即自第二基板140的上部進入，接著入射光可能被白色顆粒164大部分反射，從而在電泳顯示裝置上實施白色。
這時，根據施加至第一像素電極118a和第二像素電極118b的電壓強度，移至第二基板140側的白色顆粒164的密度或自第二基板140的距離改變，並因此自外部進入通過白色顆粒164反射的光的強度也改變，從而實現理想的亮度。
反之，如果負(-)電壓被施加至第一像素電極118a和第二像素電極118b，接著具有正(+)電荷的白色顆粒164移至第一基板120側，因為第二基板140的公共電極142具有正(+)電位。因此，如果光自外部進入，接著入射光大部分未被反射，從而實施黑色。
另一方面，如果當白色顆粒164具有負(-)電荷時，如果正(+)電壓被施加至第一像素電極118a和第二像素電極118b，接著具有負(-)電荷的白色顆粒164移至第一基板120側，因為第二基板140的公共電極142相對具有負(-)電位。因此，如果光自外部進入，接著入射光大部分未被反射，從而載電泳顯示裝置上實施黑色。
反之，如果負(-)電壓被施加至第一像素電極118a和第二像素電極118b，接著具有負(-)電荷的白色顆粒164移至第二基板140側，因為第二基板140的公共電極142具有正(+)電位。因此，如果光自外部進入，接著入射光被白色顆粒164大部分反射，從而實施白色。
當電泳材料由彩色顆粒形成時，根據施加至第一像素電極118a和第二像素電極118b的信號，R、G和B彩色顆粒或如青色、洋紅色和黃色的彩色顆粒可移至第二基板140，從而實施相關顏色或與另一像素混合的顏色。
如果電泳材料由聚合物黏合劑形成，其中填充白色顆粒和黑色顆粒的膠囊分佈在該聚合物黏合劑中，接著分佈在該膠囊中包含電子墨水的白色顆粒和黑色顆粒分別具有正電荷和負電荷特性。因此，如果一信號自外部輸入並被施加至第一像素電極118a和第二像素電極118b，接著通過第一像素電極118a和第二像素電極118b以及公共電極142之間產生的電場分離白色顆粒和黑色顆粒。例如，如果負(-)電壓被施加至第一像素電極118a和第二像素電極118b，接著具有正(+)電荷的白色顆粒移至第一基板120側，以及具有負(-)電荷的黑色顆粒移至第二基板140側，因為第二基板140的公共電極142相對具有正(+)電位。在這種情況下，如果光自外部進入，即自第二基板140的上部進入，接著入射光可被黑色顆粒反射，從而在電泳顯示裝置上實施黑色。
反之，如果正(+)電壓被施加至第一像素電極118a和第二像素電極118b，接著具有正(+)電荷的白色顆粒移至第二基板140側，以及具有負(-)電荷的黑色顆粒移至第一基板120側，因為第二基板140的公共電極142具有負(-)電位。
在這種情況下，如果光自外部進入，即自第二基板140的上部進入，接著入射光可被白色顆粒反射，從而實施白色。
這裡，膠囊中的白色顆粒和黑色顆粒分別具有負電荷和正電荷，接著可通過相反操作實施白色和黑色。
第4圖為根據本發明第二實施例說明電泳顯示裝置結構的橫斷面圖。如第4圖中所說明，相對於第2H圖中說明的電泳顯示裝置，根據該實施例的電泳顯示裝置除了像素電極218形狀之外具有相同的結構。因此，以下描述中將主要描述不同的結構。
如第4圖中所說明，第一像素電極218a形成在鈍化層124上以及第二像素電極218b僅形成在分隔牆180的側壁上。在實施例中，第二像素電極218b形成在第一像素電極218a的端部以及形成在分隔牆180上，然而在第2H圖說明的結構中第二像素電極形成在第一像素電極上以延伸至分隔牆的側壁。然而，即使在該結構中，在分隔牆180的下部處第一像素電極218a和第二像素電極218b重疊並相互電接觸，從而防止該區域成為死區。
第一像素電極218a可在形成分隔牆180之前或隨後形成。在形成第一像素電極218a先於形成分隔牆180的情況中，沉積並蝕刻一透明導電層或金屬層以形成第一像素電極218a，並接著在鈍化層124的非顯示區域內形成分隔牆180。隨後，沉積並蝕刻一透明導電層或金屬層以在分隔牆180的側壁上形成第二像素電極218b。
在形成第一像素電極218晚於形成分隔牆180的情況中，在鈍化層124的非顯示區域中形成分隔牆180，並接著沉積並蝕刻一透明導電層或金屬層以在鈍化層124上顯示區域內形成第一像素電極218a，並接著再次沉積並蝕刻一透明導電層或金屬層以在分隔牆180的側壁上形成第二像素電極218b。
在另一實施例中，像素電極不能形成雙層，但可形成在一層中。一下參照第5A圖將描述該實施例的結構。將省略相似於之前實施例的結構描述，將僅描述與上述不同的結構。
如第5A圖中所說明，根據具有上述結構的電泳顯示裝置，薄膜電晶體形成在第一基板120上並形成鈍化層124以覆蓋第一基板120上的薄膜電晶體。分隔牆180形成在鈍化層124上非顯示區域內，且像素電極318形成在顯示區域的鈍化層124上以及在非顯示區域中分隔牆380的側壁上。這時，鈍化層124上部處得像素電極318和分隔牆380側壁上的像素電極318可形成一整體。
與第2A圖至第2H圖中說明的製造方法相比，根據製造如第5圖中說明的電泳顯示裝置的方法，形成分隔牆380之後形成像素電極318。即在該製造過程中，分隔牆380形成在鈍化層124上，並且接著透明導電材料如ITO或IZO或者金屬如Mo和AINd沉積在鈍化層124和分隔牆380上，之後利用光刻過程蝕刻沉積的透明導電材料或金屬以形成像素電極318。
如此，根據該實施例，可整體形成鈍化層124上的像素電極318和分隔牆380上的像素電極318，從而簡化了形成該像素電極的過程。
鈍化層124可形成雙層，其中該雙層具有由如BCB或光致壓克力(photoacryl)之有機材料製成的有機絕緣層以及由如SiO2 、SiNx等無機絕緣材料製成的無機絕緣層。又，可利用如樹脂或感光樹脂形成分隔牆380。
此外，如第5B圖所示，鈍化層424和分隔牆480由相同材料形成。當鈍化層424和分隔牆480為相同材料時，鈍化層424和分隔牆480可分別由不同過程形成，或者利用相同過程而形成。
如上所述，當鈍化層424和分隔牆480通過不同過程形成時，首先，鈍化層形成在基板上，並接著利用另一過程在該鈍化層上沉積並圖案化樹脂或感光樹脂以形成一分隔牆。
然而，該鈍化層和分隔牆可以相同過程形成。以下，參照第6A圖至第6D圖將描述根據本發明第四實施例製造電泳顯示裝置的方法，其中在該實施例中利用相同過程形成鈍化層和分隔牆。
首先，如第6A圖中所說明，具有閘極電極111、閘極絕緣層122、半導體層113、源極電極115以及汲極電極116的薄膜電晶體形成在第一基板120的單元像素內。可利用與第2A圖和第2B圖說明的第一實施例中的過程相似之過程製造該薄膜電晶體。
隨後，一絕緣層424a形成在第一基板120上以覆蓋該薄膜電晶體。該絕緣層424a可形成有感光樹脂。
之後，如第6B圖所說明，將一遮罩470置於絕緣層424a之上。該遮罩470為半調式遮罩，包括一阻擋部分470a、一透明部分470b以及一半透明部分470c，從而對應於像素區域的絕緣層424a的部分可部分曝光，對應 於薄膜電晶體的汲極電極的絕緣層424a的部分可完全曝光，以及對應於非像素區域的絕緣層424a的部分不被曝光。
繞射遮罩可用作遮罩470。在該繞射遮罩中，複數個狹縫形成在半透明部分470c中，從而光部分地穿過該區域。
隨後，如第6C圖中所說明，一顯影劑應用在絕緣層424a上以蝕刻絕緣層424a的完全曝光部分470b和部分曝光部分470c進而形成分隔牆480、鈍化層424以及鈍化層424中的接觸孔117。
之後，如第6D圖中所說明，形成在鈍化層424上以及分隔牆480側壁上的像素電極418通過接觸孔117電連接至汲極電極116。然後，電泳材料被填充在像素區域內分隔牆480之間以形成電泳層160。隨後，夾層169形成在電泳層160上以及密封層168形成在夾層169上以密封電泳層160，並且然後利用密封層168或黏合劑將形成有公共電極142的第二基板140黏合至第一基板120以完成該電泳顯示裝置。
這裡，利用與第2G圖和第2H圖中說明的過程相似之過程執行電泳層160的形成以及基板120、140之間的黏合。
參照第6D圖以下將描述利用上述過程製造的電泳顯示裝置的結構。
如第6D圖中所說明，上述電泳顯示裝置的結構相似於第2H圖中說明的電泳顯示裝置的結構。然而，過程中存在不同。對於第2H圖中說明的電泳顯示裝置，利用不同過程製造分隔牆180和鈍化層124，並因此可使用不同材料形成分隔牆180和鈍化層124。然而，在第6D圖說明的結構中，因為在形成絕緣層424a之後通過一個過程形成分隔牆180和鈍化層424，所以分隔牆480和鈍化層424是由相同材料來形成。
因此，當與具有第2H圖中公開的結構的電泳顯示裝置相比，第6D圖中說明的電泳顯示裝置的結構具有簡化的製造過程以及降低的成本。
第7A圖至第7E圖說明瞭根據本發明第四實施例製造電泳顯示裝置的另一方法。
首先，如第7A圖中所說明，具有閘極電極111、閘極絕緣層122、半導體層113、源極電極115以及汲極電極116的薄膜電晶體形成在第一基板120的單元像素內。可利用與第2A圖和第2B圖說明的第一實施例中的過程相似之過程製造該薄膜電晶體。
隨後，一絕緣層424a和光阻層560相繼形成在第一基板120上以覆蓋該薄膜電晶體，接著包括一阻擋部分470a、一透明部分470b以及一半透明部分470c的半調式遮罩或繞射遮罩470置於光阻層560上以曝光光阻層560。
之後，如第7B圖中所說明，將顯影劑塗敷至光阻層560以形成第一光阻圖案560a，並接著將蝕刻劑塗敷至由第一光阻圖案560a阻擋的絕緣層424a以蝕刻絕緣層424a的非阻擋區域。
如第7C圖中所說明，藉由蝕刻過程在絕緣層424a中形成接觸孔517。之後，灰化第一光阻圖案560a以形成第二光阻圖案560b，在該圖案中像素區域被暴露，並將蝕刻劑塗敷至由灰化的第二光阻圖案560b阻擋的絕緣層424a以蝕刻絕緣層424a的非阻擋區域。
如第7D圖中所說明，藉由蝕刻過程形成分隔牆480和鈍化層424。
之後，如第7E圖中所說明，形成在鈍化層424上和分隔牆480側壁上的像素電極418通過接觸孔117電連接至汲極電極116。然後將電泳材料填充在像素區域內分隔牆480之間以形成電泳層160。隨後，夾層169以及密封層168形成在電泳層160上以密封電泳層160，並且然後利用密封層168或黏合劑將形成有公共電極142的第二基板140黏合至第一基板120以完成該電泳顯示裝置。
可利用與第2G圖和第2H圖中說明的過程相似之過程執行電泳層160的形成以及基板120、140之間的黏合。
此外，根據本發明第四實施例的分隔牆480可通過一模具藉由施加一壓力至絕緣層而形成，或者通過印記方法而形成。在該等過程中，藉由塑造或壓印絕緣層，接觸孔117可形成在鈍化層上以允許汲極電極暴露在外部。
如上所述，根據本公開，電泳層直接形成在第一基板上，並且不需要用於黏合該電泳層至第二基板的黏合層以及用於保護該黏合層的鈍化層。這與電泳層形成在第二基板的現有技術是相反的。
此外，當與現有技術相比時，在現有技術中電泳層由另一廠家或製造商製造，然後被轉移以黏合至第二基板，且接著將第二基板黏合至第一基板，而根據本公開，不需要轉移電泳層或黏合電泳層的過程，從而簡化了製造過程。
另一方面，儘管上述描述已限制電泳顯示裝置的特定結構，但是根據本公開的電泳顯示裝置將不是限定的特定結構。尤其，對於各種當前使用的電泳層是適用的。換句話說，本發明適用於具有形成在第一基板上的結構的各種電泳層。
對於本領域具有技術者顯而易見的是能夠在不脫離本領域的精神及範疇而做出各種修飾及變更。因此，這表示本發明意圖涵蓋了落入本本發明申請專利範圍及其等效之發明的各種修飾及變更。
1．．．電泳顯示裝置
11．．．閘極電極
13．．．半導體層
15．．．源極電極
16．．．汲極電極
18．．．像素電極
20．．．第一基板
22．．．閘極絕緣層
24．．．鈍化層
28．．．接觸孔
40．．．第二基板
42．．．公共電極
44．．．彩色濾光片層
56．．．黏合層
60．．．電泳層
70．．．膠囊
74．．．白色顆粒
76．．．黑色顆粒
111．．．閘極電極
113．．．半導體層
115．．．源極電極
116．．．汲極電極
117．．．接觸孔
118a．．．第一像素電極
118b．．．第二像素電極
120．．．第一基板
122．．．閘極絕緣層
124．．．鈍化層
140．．．第二基板
142．．．公共電極
160．．．電泳層
160a．．．電泳材料
164．．．白色顆粒
165．．．黑色顆粒
168．．．密封層
169．．．夾層
180．．．分隔牆
185．．．注射器
187．．．擠壓條
218a．．．第一像素電極
218b．．．第二像素電極
318．．．像素電極
380．．．分隔牆
418．．．像素電極
424．．．鈍化層
424a．．．絕緣層
470．．．遮罩
470a．．．阻擋部分
470b．．．半透明部分
470c．．．透明部分
480．．．分隔牆
517．．．接觸孔
560．．．光阻層
560a．．．第一光阻圖案
560b．．．第二光阻圖案
所附圖式其中提供關於本發明實施例的進一步理解並且結合與構成本說明書的一部份，說明本發明的實施例並且與描述一同提供對於本發明實施例之原則的解釋。圖式中：
第1圖為說明現有技術中電泳顯示裝置的橫斷面圖；
第2A圖至第2H圖為根據本發明第一實施例說明製造電泳顯示裝置的方法的剖視圖；
第3A和第3B圖為根據本發明分別說明在電泳顯示裝置中形成電泳層的方法的剖視圖；
第4圖為根據本發明第二實施例說明電泳顯示裝置結構的橫斷面圖；
第5A圖和第5B圖為根據本發明第三實施例說明電泳顯示裝置的結構的橫斷面圖；
第6A圖至第6D圖為根據本發明第四實施例說明製造電泳顯示裝置的方法的剖視圖；以及
第7A圖至第7E圖為說明製造第5B圖的電泳顯示裝置的另一方法的剖視圖。
111．．．閘極電極
113．．．半導體層
115．．．源極電極
116．．．汲極電極
118a．．．第一像素電極
118b．．．第二像素電極
120．．．第一基板
122．．．閘極絕緣層
124．．．鈍化層
140．．．第二基板
142．．．公共電極
160．．．電泳層
164．．．白色顆粒
165．．．黑色顆粒
168．．．密封層
169．．．夾層
180．．．分隔牆

Claims (21)

  1. 一種電泳顯示裝置，包括：一第一基板和一第二基板，具有複數個像素，其中該第一基板包括一顯示區域和該顯示區域外的一非顯示區域；一切換裝置，該切換裝置在該第一基板上，其中該切換裝置包括一閘極電極、一源極電極以及一汲極電極；一絕緣層，該絕緣層在該第一基板上；一鈍化層，該鈍化層在包括該源極電極和汲極電極的整個該第一基板上；分隔牆，在該第一基板的每個像素之間，該等分隔牆與該鈍化層形成直接接觸，其中該等分隔牆沿著排列在該第一基板上的該等像素的一邊界區域而形成；一像素電極，該像素電極在該第一基板的該顯示區域內該鈍化層上以及該等分隔牆的橫向側壁上，其中該像素電極經由該絕緣層中的一接觸孔直接接觸該汲極電極；一電泳層，該電泳層在由該等分隔牆和該像素電極所界定的區域中，其中該電泳層直接位於該像素電極上，以及其中該電泳層包括具有帶電顆粒的一色散介質；一夾層，該夾層位於該電泳層上；一密封層，該密封層形成在該電泳層及該夾層上；以及一公共電極，該公共電極位於該第二基板上，其中該公共電極和該第二基板被黏合至該第一基板，其中該夾層阻止電泳顆粒直接接觸該密封層。
  2. 依據申請專利範圍第1項所述的電泳裝置，其中該鈍化層和該分隔牆係由不同材料形成。
  3. 依據申請專利範圍第1項所述的電泳裝置，其中該鈍化層和該分隔牆係由相同材料形成。
  4. 依據申請專利範圍第1項所述的電泳裝置，其中該鈍化層和該分隔牆形成為一單體。
  5. 依據申請專利範圍第1項所述的電泳裝置，其中該像素電極包括一第一像素電極和一第二像素電極。
  6. 依據申請專利範圍第5項所述的電泳裝置，其中該第一像素電極和該第二像素電極係為一單體。
  7. 依據申請專利範圍第5項所述的電泳裝置，其中該第一像素電極形成在該鈍化層上並通過該接觸孔直接連接該切換裝置的該汲極電極。
  8. 依據申請專利範圍第7項所述的電泳裝置，其中該第二像素電極形成在該第一像素電極和該等分隔牆的側壁上。
  9. 依據申請專利範圍第7項所述的電泳裝置，其中該第二像素電極僅形成在該等分隔牆的側壁上。
  10. 依據申請專利範圍第1項所述的電泳裝置，其中該等帶電顆粒包括白色顆粒、黑色顆粒和彩色顆粒的至少其中之一。
  11. 依據申請專利範圍第1項所述的電泳裝置，其中該色散介質包括液體或空氣。
  12. 依據申請專利範圍第1項所述的電泳裝置，進一步包含一密封層，該密封層形成在該分隔牆上。
  13. 依據申請專利範圍第1項所述的電泳裝置，其中該第一基板和該第二基板經由該密封層而黏合。
  14. 一種製造電泳顯示裝置的方法，包括：提供具有複數個像素的第一基板和第二基板，其中該第一基板包括一顯示區域和該顯示區域外的一非顯示區域；在該第一基板的一單元像素內形成一薄膜電晶體，該薄膜電晶體具有一閘極電極、一閘極絕緣層、一半導體層、一源極電極以及一汲極電極；在包括該薄膜電晶體的該第一基板的整個表面上形成一絕緣層；將一遮罩安置在該絕緣層上，該遮罩包括一阻擋部分、一透明部分以及一半透明部分，其中對應於該第一基板一顯示區域的絕緣層部分被部分曝光、對應於該薄膜電晶體的該汲極電極的絕緣層部分被完全曝光、以及對應於該第一基板一非像素區域的絕緣層部分不被曝光；以及 在該第一基板的每個像素之間形成與一鈍化層直接接觸的分隔牆，其中該等分隔牆沿著排列在該第一基板上的像素的一邊界區域而形成。
  15. 依據申請專利範圍第14項所述之製造電泳顯示裝置的方法，進一步包括：藉由蝕刻該絕緣層的部分曝光及完全曝光部分，形成分隔牆、一鈍化層以及該鈍化層中的一接觸孔；在該鈍化層上和該等分隔牆的側壁上形成一像素電極；藉由在該第一基板的該顯示區域內該等分隔牆之間提供電泳材料，形成一電泳層；在該等分隔牆上提供一夾層；在該第二基板上形成一公共電極；以及將包括該公共電極的該第二基板黏合至第一基板。
  16. 依據申請專利範圍第14項所述之製造電泳顯示裝置的方法，其中利用不同的製程形成該等分隔牆和鈍化層。
  17. 依據申請專利範圍第14項所述之製造電泳顯示裝置的方法，其中同時形成該等分隔牆和鈍化層。
  18. 依據申請專利範圍第17項所述之製造電泳顯示裝置的方法，進一步包含在第一基板上形成一光阻層並排列一遮罩以形成該鈍化層和該等分隔牆。
  19. 依據申請專利範圍第14項所述之製造電泳顯示裝置的方法，其中該絕緣層係由感光樹脂形成。
  20. 依據申請專利範圍第14項所述之製造電泳顯示裝置的方法，其中在該鈍化層上和該等分隔牆的側壁上形成一像素電極包含在該絕緣層上形成一第一像素電極以及在該等分隔牆側壁上形成一第二像素電極。
  21. 依據申請專利範圍第20項所述之製造電泳顯示裝置的方法，其中該第一像素電極和該第二像素電極係為一單體。
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