CN101859048A - 电泳显示器及其像素结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种像素结构，形成于像素区域内，并耦接扫描线与数据线。像素结构包括第一晶体管、第二晶体管及像素电极。第一晶体管形成于像素区域内，并耦接扫描线与数据线。第二晶体管形成于像素区域内，并耦接第一晶体管。像素电极形成于像素区域内，并耦接第二晶体管，且包括主体部分与第一分支部分，其中第一分支部分位于第一晶体管与第二晶体管之间。此外，一种包含上述像素结构的电泳显示器也在此揭露。根据本发明的技术内容，应用前述电泳显示器及其中像素结构可改善因电极相距太远而导致电场减弱的问题，还可以藉此改善电泳显示器的影像显示品质。

Description

电泳显示器及其像素结构

技术领域

本发明内容涉及一种像素结构，特别是涉及一种应用于电泳显示器中的像素结构。

背景技术

以目前电泳显示器(又称电子纸)的制作技术而言，其下基板的制作通常是在薄膜晶体管和像素电极之间形成氮化硅(SiN_X)介电层以及较厚的有机透明层，使得下基板的像素电极可以因此跨在薄膜晶体管上方，而不会造成杂散电容增加及影响薄膜晶体管的电性，也可藉此提高等效开口率。

在现有技术中，为了降低前述下基板的制作成本，因而采用较少的制程步骤，省略了有机透明层的形成，如此却使得像素电极必须避免形成在薄膜晶体管上方，藉以防止杂散电容增加以及像素电极影响薄膜晶体管的电性。然而，电泳显示器在操作时主要是藉由下基板的像素电极与上基板的薄膜透明电极之间所形成的电场，来驱动电泳式显示器内部的带电粒子，因此，若是像素电极必须避免形成在薄膜晶体管上方的话，则上下电极间用以驱动带电粒子的等效面积会因此变小，导致所产生的电场减弱，因而无法有效地驱动显示器内部的带电粒子，如此一来便会造成影像显示的品质降低。

发明内容

本发明内容的一目的是在提供一种电泳显示器，藉以改善影像显示时的显示品质。

本发明内容的另一目的是在提供一种像素结构，藉以解决显示器中因电极相距太远而无法有效驱动带电粒子的问题。

本发明内容的一个技术样态是关于一种电泳显示器，其包括一第一基板、一第二基板以及一电泳显示层，其中第二基板与第一基板相对设置，电泳显示层配置在第一基板与第二基板之间。第一基板包括复数条数据线、复数条扫描线以及复数个像素结构，其中扫描线与数据线相交形成复数个像素区域，像素结构则相对应地配置在像素区域内，且每一个像素结构连接对应的扫描线与数据线。此外，每一个像素结构还包括一第一晶体管、一第二晶体管以及一像素电极，其中第一晶体管形成于像素区域内，并耦接于对应的扫描线与数据线，第二晶体管形成于像素区域内，并耦接第一晶体管，而像素电极则形成于像素区域内，并耦接第二晶体管，且像素电极包括一主体部分与一第一分支部分，其中第一分支部分位于第一晶体管与第二晶体管之间。

本发明内容的另一个技术样态是关于一种像素结构，其形成于一像素区域内，并耦接于一扫描线与一数据线。像素结构包括一第一晶体管、一第二晶体管以及一像素电极。第一晶体管形成于像素区域内，并耦接扫描线与数据线。第二晶体管形成于像素区域内，并耦接第一晶体管。像素电极形成于像素区域内，并耦接第二晶体管，且包括一主体部分与一第一分支部分，其中第一分支部分位于第一晶体管与第二晶体管之间。

根据本发明的技术内容，应用前述电泳显示器及其中像素结构可改善因电极相距太远而导致电场减弱的问题，还可以藉此改善电泳显示器的影像显示品质。

附图说明

图1为依照本发明实施例绘示的一种电泳显示器的示意图；

图为2A依照本发明实施例绘示的一种如图1所示的下基板中画素像素结构的示意图；

图2B为依照本发明另一实施例绘示的一种如图1所示的下基板中画素像素结构的示意图；

图3为依照本发明实施例绘示的一种如图2B所示的画素像素结构在线段AA部分的剖面示意图；

图4为依照本发明实施例绘示的如图2B所示的画素像素结构与现有技术的画素像素结构两者在制作完成后其结构特性的比较表。

主要元件符号说明

100：电泳显示器            110：下基板

112：像素电极              120：上基板

122：对向电极              130：电泳显示层

132：带电粒子              134：电泳材料层

136：分隔墙                140：保护层

150：粘着层                202：扫描线

204：数据线                206：像素区域

210a、210b：像素结构       212：第一晶体管

214：第二晶体管            216a、216b：像素电极

230a、230b：主体部分       232a、232b：第一分支部分

234：第二分支部分          236：第三分支部分

240：共通电极              250：导电电极

300：基板                  305：第一图案化金属层

310：栅极绝缘层            315：主动层

320：第二图案化金属层      330：保护层

340：电极层                260、350：连接孔

具体实施方式

下文举实施例配合所附图式作详细说明，但所提供的实施例并非用以限制本发明所涵盖的范围，而结构运作的描述非用以限制其执行的顺序，任何由元件重新组合的结构，所产生具有均等功效的装置，皆为本发明所涵盖的范围。其中图式仅以说明为目的，并未依照原尺寸作图。

图1为依照本发明实施例绘示的一种电泳显示器的示意图。电泳显示器(Electro-Phoretic Display，EPD)100包括下基板110、上基板120以及电泳显示层130，其中下基板110与上基板120相对设置，且电泳显示层130配置在下基板110与上基板120之间，而电泳显示层130可为一微杯结构电泳显示层(如图1所示)或是一微胶囊结构电泳显示层。以微杯结构电泳显示层为例，其可包含带电粒子132与电泳材料层134，上下以保护层140(或介电层)保护，且中间以分隔墙136分隔出区块，此为熟悉该项技艺者所熟知，因此不再赘述。此外，电泳显示层130与下基板110之间还可选择性地使用粘着层150来粘贴。再者，带电粒子132可为白色粒子、黑色粒子或是彩色粒子。电泳材料层134可为透明电泳材料或是彩色电泳材料。

另一方面，下基板110包括像素电极112，其中像素电极112可例如是透明导电电极，其材质可为铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、铝锌氧化物(AZO)，或例如是反射导电电极，其材质可为金属，比如是铜、铝、银、钛、钼等，但是并不限于此。上基板120包括一对向电极122，而电泳显示层130中的带电粒子132便是藉由对向电极122与像素电极112之间所产生的电场来进行驱动。在一变化实施例中，对向电极122还可设置在下基板110中而与像素电极112交错设置，藉以形成水平电场来控制带电粒子132水平移动，达到显示的目的。

在此值得注意的是，以下基板110中的像素电极112而言，若是像素电极112间的距离D过大的话，则可能导致像素电极112与对向电极122之间所产生的电场减弱，因而造成间距D附近可能无法产生适当的电场，而无法有效地驱动电泳显示层130中的带电粒子132，造成显示错误的问题。

另外，下基板110还可包括复数条数据线、复数条扫描线以及复数个像素结构，其中扫描线与数据线相交形成复数个阵列排列的像素区域，像素结构相对应地配置在像素区域内，且每一个像素结构均连接对应的扫描线与数据线(如下列图2A所示)。图2A为依照本发明实施例绘示的一种如图1所示的下基板中像素结构的示意图。扫描线202与数据线204相交形成像素区域206，而像素结构210a是相对应地配置在像素区域206内，并连接对应的扫描线202与数据线204。

像素结构210a包括两薄膜晶体管(即第一晶体管212和第二晶体管214)以及像素电极216a。第一晶体管212形成于像素区域206内，并耦接于对应的扫描线202与数据线204(如：扫描线SL1和数据线DL1)。第二晶体管214形成于像素区域206内，并耦接第一晶体管212和对应的扫描线202(如：扫描线SL1)。像素电极216a形成于像素区域206内，并耦接第二晶体管214，且像素电极216a还包括主体部分230a与第一分支部分232a，其中如图2A所示，主体部分230a形成于像素区域206内未覆盖在第一晶体管212和第二晶体管214上方的部分，且主要位于图中像素区域206的下半部分，而第一分支部分232a则是位于第一晶体管212与第二晶体管214之间，且同样未覆盖在第一晶体管212和第二晶体管214上方。

请同时参照图2B与图3，图2B所示的像素结构210a还可包括共通电极240(如对应图3所示的第一图案化金属层305的一部份)以及导电电极250(如对应图3所示的第二图案化金属层320的一部份)，其中共通电极240可耦接于共通电压VCOM，而具有共通电压电位，导电电极250则可透过连接孔(through hole，TH)260与像素电极216a(如：下述像素电极216a的第三分支部分236)耦接，并与具有共通电压电位的共通电极240形成等效的储存电容。

图2B为依照本发明另一实施例绘示的一种如图1所示的下基板中像素结构的示意图。相似于图2A，像素结构210b包括第一晶体管212、第二晶体管214以及像素电极216b，且像素电极216b还包括主体部分230b、第一分支部分232b以及第二分支部分234，其中主体部分230b形成于像素区域206内未覆盖在第一晶体管212和第二晶体管214上方的部分，且主要位于图中像素区域206的下半部分，第一分支部分232b位于第一晶体管212与第二晶体管214之间，且同样未覆盖在第一晶体管212和第二晶体管214上方，而第二分支部分234则是形成于第一晶体管212和对应的数据线204中与第一晶体管212相邻的数据线(如：数据线DL1)之间。此外，像素结构210b也可包括如上所述的共通电极240、导电电极250以及连接孔260。

在本实施例中，第一分支部分232b与第二分支部分234间的距离d1其范围约10微米(μm)至约30微米(μm)。此外，在本实施例中，第一分支部分232b与第二分支部分234间的距离d1其范围还可以较佳为约20微米(μm)至约30微米(μm)，或是可较佳为约10微米(μm)至约20微米(μm)。

其次，图2A所示的像素电极216a或是图2B所示的像素电极216b还可包括第三分支部分236，且第三分支部分236形成于第二晶体管214和对应的数据线中与第二晶体管214相邻的数据线(如：数据线DL2)之间。此外，图2A所示的第一分支部分232a或是图2B所示的第一分支部分232b，其与第三分支部分236间的距离d2其范围可约10微米(μm)至约30微米(μm)，而且还可较佳为约20微米(μm)至约30微米(μm)，或是可较佳为约10微米(μm)至约20微米(μm)。

在此值得注意的是，当为了省略制程步骤而避免像素电极形成在晶体管上方时，在制作上述两晶体管时将其紧邻地耦接在一起，因此使得其两侧部分的像素电极(如图2B所示的第二分支部分234与第三分支部分236)之间的距离(类似图1所示的距离D)过大，以致于造成距离附近如前所述的上下基板之间所产生的电场减弱，因而无法有效地驱动如图1所示的电泳显示层130中晶体管附近的带电粒子132，也影响影像显示的品质。

为此，本发明实施例在上述两晶体管间形成像素电极(如图2B所示的第一分支部分232b)，使得像素电极之间的距离(如图2B所示的d1或d2)相较于本发明比较例中像素电极间的距离还要来地小，所以可藉此改善前述本发明比较例中相邻像素电极间的间距因为相距太远而导致电场减弱的问题，并因此改善影像显示的品质。

图3为依照本发明实施例绘示的一种如图2B所示的像素结构在线段AA部分的剖面示意图。同时参照图2B和图3。首先，在基板300上形成第一图案化金属层305，藉此作为扫描线202(如：扫描线SL1)以及第一晶体管212和第二晶体管214的栅极，使得第一晶体管212和第二晶体管214的栅极耦接于对应的扫描线202(如：扫描线SL1)。接着，在基板300和第一图案化金属层305上覆盖栅极绝缘层310，其中栅极绝缘层310的材料可包括氧化硅、氮化硅(SiN_X)或氮氧化硅等介电材料。之后，在栅极绝缘层310上形成主动层315，其中主动层315的材料为半导体材料，可包括非晶硅(α-Si)、多晶硅(poly-Si)、磊晶硅或是铟镓锌氧化物(IGZO)等。接着，再形成第二图案化金属层320，藉此作为数据线204(如：数据线DL1)、第一晶体管212的漏极(如：D1)和源极(如：S1)以及第二晶体管214的漏极(如：D2)和源极(如：S2)。然后，再形成保护层330覆盖在上述结构，接着在保护层330上形成电极层340，使得电极层340可作为如图2B所示的像素电极216b，其中保护层330的材料可包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅(SiN_X)或是其他的介电材料，电极层340的材料可包括氧化铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)或是铝锌氧化物(AZO)等。在此，第一晶体管212的源极S1耦接第一晶体管212相邻的数据线204(如：DL1)，其漏极D1耦接第二晶体管214，而第二晶体管214的源极S2耦接第一晶体管212的漏极D1，其像素电极216b(如：第三分支部分236)可直接搭接在第二晶体管214的漏极D2，或者是透过连接孔350耦接漏极D2。

图4为依照本发明实施例绘示的如图2B所示的像素结构与本发明比较例的像素结构两者在制作完成后其结构特性的比较表。如图所示，本发明实施例的像素结构包括具有分支部分的像素电极，而比较例的像素结构则是包括紧邻耦接的两晶体管，且两晶体管间不具有分支部分的像素电极。由图4可知，在相同像素面积23103μm²的情况下，本发明实施例的像素结构中像素电极间的间距28.5μm，其跟比较例的像素结构中像素电极间的间距54μm相比明显还要来地小，所以可藉此改善像素电极间距过大因而导致无法驱动带电粒子的面积过大的问题。

综上所述，在本发明实施例的像素结构中，在两薄膜晶体管间形成像素电极，使得像素电极之间的距离相较于现有技术中像素电极间的距离还要来地小，如此一来，不仅可改善因电极相距太远而导致电场减弱的问题，藉以有效地驱动电泳显示层中的带电粒子，还可以藉此改善电泳显示器的影像显示品质。

虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域具通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (19)

1.一种电泳显示器，其特征在于包括：

一第一基板，包括：

复数条数据线；

复数条扫描线，与所述数据线相交形成复数个像素区域；以及

复数个像素结构，相对应地配置在所述像素区域内，其中每一所述像素结构连接对应的所述扫描线与所述数据线，每一所述像素结构包括：

一第一晶体管，形成于所述像素区域内，并耦接于对应的所述扫描线与所述数据线；

一第二晶体管，形成于所述像素区域内，并耦接所述第一晶体管；以及

一像素电极，形成于所述像素区域内，并耦接所述第二晶体管，所述像素电极包括一主体部分与一第一分支部分，所述第一分支部分位于所述第一晶体管与所述第二晶体管之间；

一第二基板，与所述第一基板相对设置；以及

一电泳显示层，配置在所述第一基板与所述第二基板之间。

2.根据权利要求1所述的电泳显示器，其特征在于，所述像素电极还包括一第二分支部分，所述第二分支部分形成于所述第一晶体管以及与所述第一晶体管相邻的一数据线之间。

3.根据权利要求2所述的电泳显示器，其特征在于，所述第一分支部分与所述第二分支部分间相距10微米至30微米。

4.根据权利要求3所述的电泳显示器，其特征在于，所述第一分支部分与所述第二分支部分间相距20微米至30微米。

5.根据权利要求2所述的电泳显示器，其特征在于，所述像素电极还包括一第三分支部分，所述第三分支部分形成于所述第二晶体管以及与所述第二晶体管相邻的一数据线之间。

6.根据权利要求5所述的电泳显示器，其特征在于，所述第一分支部分与所述第二分支部分间相距10微米至30微米，所述第一分支部分与所述第三分支部分间相距10微米至30微米。

7.根据权利要求6所述的电泳显示器，其特征在于，所述第一分支部分与所述第二分支部分间相距20微米至30微米，所述第一分支部分与所述第三分支部分间相距20微米至30微米。

8.根据权利要求1所述的电泳显示器，其特征在于，所述第一晶体管包括一栅极、一源极与一漏极，所述栅极耦接所述扫描线，所述源极耦接于与所述第一晶体管相邻的所述数据线，所述漏极耦接所述第二晶体管。

9.根据权利要求1所述的电泳显示器，其特征在于，所述第二晶体管包括一栅极、一源极与一漏极，所述栅极耦接所述扫描线，所述源极耦接所述第一晶体管，所述漏极耦接所述像素电极。

10.根据权利要求1所述的电泳显示器，其特征在于，所述第一晶体管和所述第二晶体管的栅极均耦接于对应的所述扫描线。

11.根据权利要求1所述的电泳显示器，其特征在于，所述一电泳显示层包括一微杯结构电泳显示层或一微胶囊结构电泳显示层。

12.一种像素结构，形成于一像素区域内，耦接于一扫描线与一数据线，其特征在于，所述像素结构包括：

一第一晶体管，形成于所述像素区域内，耦接所述扫描线与所述数据线；

一第二晶体管，形成于所述像素区域内，耦接所述第一晶体管；以及

一像素电极，形成于所述像素区域内，并耦接所述第二晶体管，所述像素电极包括一主体部分与一第一分支部分，所述第一分支部分位于所述第一晶体管与所述第二晶体管之间。

13.根据权利要求12所述的像素结构，其特征在于，所述像素电极还包括一第二分支部分，所述第二分支部分形成于所述第一晶体管和相邻于所述第一晶体管的一数据线之间。

14.根据权利要求13所述的像素结构，其特征在于，所述第一分支部分与所述第二分支部分间相距20微米至30微米。

15.根据权利要求13所述的像素结构，其特征在于，所述像素电极还包括一第三分支部分，所述第三分支部分形成于所述第二晶体管和相邻于所述第二晶体管的一数据线之间。

16.根据权利要求15所述的像素结构，其特征在于，所述第一分支部分与所述第二分支部分间相距20微米至30微米，所述第一分支部分与所述第三分支部分间相距20微米至30微米。

17.根据权利要求12所述的像素结构，其特征在于，所述第一晶体管包括一栅极、一源极与一漏极，所述栅极耦接所述扫描线，所述源极耦接所述数据线，所述漏极耦接所述第二晶体管。

18.根据权利要求12所述的像素结构，其特征在于，所述第二晶体管包括一栅极、一源极与一漏极，所述栅极耦接所述扫描线，所述源极耦接所述第一晶体管，所述漏极耦接所述像素电极。

19.根据权利要求12所述的像素结构，其特征在于，所述第一晶体管和所述第二晶体管的栅极均耦接于所述扫描线。

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