CN1967365A - 电泳显示器件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电泳显示器件。所述器件包括：基板、第一电极、具有电泳微粒的电泳薄膜和第二电极。基板由多个像素区域，第一电极分别设置在各像素区域，并包括彼此分开的第一图案和连接到第一图案的第二图案。第二电极设置在电泳薄膜上，相对其它电极的电极之一的面积中形成开口，从而减少电极和电泳薄膜之间的接触面积。
Description
本申请要求享有2005年11月18日提出的韩国专利申请第110511/2005号的优先权，在此结合其全部内容作为参考。
技术领域
本发明涉及一种电泳显示器件。尤其是，本发明涉及一种能够减少漏泄电压，并增加电压保持率的电泳显示器件。
背景技术
柔性显示器例如电子纸可以由电泳材料形成。相比LCD、等离子或其它类似平板显示器件，电泳显示器件具有在电源断开之后保持其图像的特性。这样，由于只有在切换显示的图像时才需要给电泳显示器件提供电源，该器件可以用于电子纸其需要在长时间周期里保持图像。
图1A是电泳显示器件的单位像素的平面图。图1B是沿着图1A中线I-I’提取的截面图。多条栅线11和数据线12在基板10上交叉设置，因此在基板10上形成一个像素区域。此外，公共线13在基板10上平行栅线11形成。公共线13与栅线11分开预先确定的间隔。
薄膜晶体管Tr设置在像素区域内。薄膜晶体管Tr包括电连接到栅线11的栅极21，与栅极21绝缘的有源层23，电接触有源层23并与数据线12电连接的源极24a，以及电接触有源层23并与源极24a分离的漏极24b。
电连接到公共线13的电容下电极14和电连接到漏极24b的电容上电极15在像素区域中形成。电容上电极14与电容下电极15重叠。在电容上电极15与电容下电极14之间夹有绝缘层以在其之间形成存储电容。第一电极50电连接到薄膜晶体管Tr的漏极24b。
电泳薄膜60和第二电极70设置在第一电极50。电泳薄膜60包括其利用电场移动的电子油墨和聚合物。
在电泳薄膜60中形成的电子油墨通过在第一电极50和第二电极线70之间形成电场驱动，从而由电泳显示器件显示图像。
为了制作电子纸，电泳显示器件必须长时期保持图像，并且电泳显示器件需要高电压保持率。电压保持率是在信号电压第一次施加给电泳显示器件和下一次信号电压施加给其间的时间中的充电电压率。电压保持率受电泳薄膜60的表面电阻影响。
下面的表1显示电泳薄膜60的表面电阻的电压保持率参数的模拟结果。
表1
| 表面电阻(Ω//μm2) | 109 | 1010 | 1011 | 1015 | 1021 |
| 电压保持率(％) | 6.08 | 75.4 | 97 | 99.7 | 99.7 |
当电泳薄膜60的表面电阻增大时，电泳显示器件的电压保持率也增大。
当电泳薄膜60的表面和导电的第一电极50之间的接触面积增大时，电泳薄膜60的表面电阻减小，并且电泳显示器件的电压保持率也减小。当电泳显示器件的电压保持率这样降低时，电泳显示器件上的图像可能逐渐变淡。此外，当电泳薄膜60的表面电阻减小时，在电泳薄膜60和第一电极50之间界面的漏泄电压增加。
发明内容
本发明说明了一种具有高电压保持率的电泳显示器件。一种电泳显示器件可以包括：具有像素区域和设置在像素区域上第一电极的基板，其中第一电极可以包括：像素区域上多个彼此分开的第一图案；电连接到两个或更多第一图案的第二图案。包括电泳微粒的电泳薄膜可以设置在第一电极上。第二电极可以设置在电泳薄膜上。
在本发明另一方面，一种电泳显示器可以包括：具有像素区域以及设置在像素区域上并且其中有暴露基板的至少一开口的第一电极的基板。电泳薄膜可以设置在第一电极上并且包括电泳微粒。第二电极可以设置在电泳薄膜上。
附图说明
本发明所包含的附图用于进一步理解本发明，其与说明书相结合并构成说明书的一部分，说明本发明的示例。尽可能，所有图中相同的附图标记用来指相同或相似的部分。
在图中：
图1A是根据相关技术的电泳显示器件平面图；
图1B是沿着图1A中线I-I’提取的截面图；
图2A是根据第一实施方式的电泳显示器件的平面图；
图2B是沿着图2A中线II-II’提取的截面图；
图3A至3C是第一图案之间的间隙的等电位图；
图4A和4B是可以应用于电泳显示器件的第一电极的两种结构的平面图；
图5A是根据第二实施方式电泳显示器件的平面图；
图5B是沿着图5A中线III-III’提取的截面图；以及
图6A和6B是应用于第二实施方式的电泳显示器件的第一电极的两种结构的平面图。
具体实施方式
参照附图可以更好地理解本发明的实施方式，但是这些实施方式并不意欲限制本发明。本发明意在覆盖落入本发明所附权利要求的精神和范围内的所有修改、等同物、和变型。
图2A是电泳显示器件的第一实施方式的单位像素的平面图，而图2B是沿着图2A中线II-II’提取的截面图。
电泳显示器件包括第一电极500，电泳薄膜600，和第二电极700。第一电极500，电泳薄膜600，和第二电极700可以在基板100上形成。多条栅线110和数据线120在基板100上交叉设置从而在基板100上形成多个像素区域，下面说明其中之一。
基板100可以包括柔性材料。例如，基板100可以是玻璃基板、塑料基板、或不锈钢基板、或其它合适的材料。
第一电极500包括第一图案500a和第二图案500b。多个第一图案500a彼此分开预先确定的间隔而第二图案500b电连接到各第一电极500a。例如，各第一图案500a平行数据线120排列。第二图案500b垂直于第一图案500a排列。该实施方式中，第二图案500b与第一图案500a相重叠而第二图案500b平行于栅线110。
由于第一电极500的多个第一和第二图案500a和500b在像素区域里形成，减少了第一电极500和电泳薄膜600之间的接触面积。因此，电泳显示器件的电压保持率可以增加。即，当电泳薄膜600和导电的第一电极500之间的接触面积减少时，电泳薄膜600的表面电阻增加以改善电泳显示器件的电压保持率。此外，当电泳薄膜600的表面电阻增加时，在电泳薄膜600和第一电极500之间的边界发生的漏泄电流可以减小。
表2表示为第一图案500a之间的间隙(d1)的函数的电压保持率的模拟结果。
表2
| 第一图案之间的间隙(μm) | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 电压保持率(％) | 94.8％ | 95.3 | 95.6 | 95.8 | 96 |
如表2中所示，当第一图案500a之间的间隙(d1)是3μm，电泳显示器件的电压保持率是95％或更高。
图3A至3C是第一图案之间的间隙的等电位图。这里，图3A是当第一图案之间的间隙是5μm时的等电位图。图3B是当第一图案之间的间隙是10μm时的等电位图。图3C是当第一图案之间的间隙是15μm时的等电位图。
参照图3A至3C，当第一图案500a之间的间隙(d1)增加时，第一图案500a之间的间隙中的电极电压的电压率变低。尤其是，当第一图案500a之间的间隙是15μm，电压率减少，并且电子油墨显示器件的响应变慢，并且器件的分辨率恶化。
因此，相邻两个第一图案500a的分开距离d1大约3μm至大约10μm。当第一图案500a之间的距离d1小于3μm时，第一电极500的减小的面积很小并且对增加电压保持率的影响小。当相邻的第一图案500a之间的距离d1大于10μm时，第一图案500a之间的电泳薄膜中的电泳微粒可能不能被驱动。第一图案500a的长度L1等于或小于第一图案500a之间的距离d1，从而，可以驱动像素的电泳薄膜中所有的电泳微粒，使得形成统一的图像。
第一电极500可以包括透明导电材料和反射导电材料。例如，透明导电材料可以是氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)。反射导电材料可以是铂(Pt)、金(Au)、铱(Ir)、铬(Cr)、镁(Mg)、银(Ag)、镍(Ni)、铝(Al)、或这些材料的合金。
图4A和4B是可以用于电泳显示器件的第一实施方式的第一电极的两种结构的平面图。
图4A表示可以应用于电泳显示器件的另一结构的第一电极510，包括第一图案510a和第二图案510b。第一图案510a通过多个分别预先确定的距离分开，而第二图案510a电连接从而结合至少两个互相分开的第一图案510a。第一图案510a通过平行于栅线110设置形成垂直带状结构，而第二图案510b通过平行于数据线120设置行成水平带状结构。第一图案510a之间的距离d2在大约3至约10μm之间。第一图案510a的宽度W2近似等于或小于相邻第一图案510a之间的距离d2。
第一电极500的第二图案500b的长度L2可以大于接触孔的尺寸。第二图案500b和薄膜晶体管可以通过接触孔电连接。
在图4B中，第一电极520的另一种结构包括互相分开的第一图案520a和与第一图案520a交叉以形成格子的第二图案520b。
为了减少形成图像的干扰，相邻的第一图案520a之间有距离d3，其在大约3至10μm之间，而第一图案520a的长度L3或者略小于或者等于第一图案520a之间的距离d3。相邻的第二图案520b之间的距离d4在大约3至10μm之间，而第二图案520b的宽度W3小于或约等于相邻的第二图案520b之间的距离d4。
图2B所示电泳薄膜600包括由电泳微粒610和溶剂620形成的微囊630。电泳微粒610包括反射入射光的第一微粒610a和吸收入射光的第二微粒610b。例如，第一微粒610a可以是白微粒，而第二微粒610b可以是黑微粒。结合件640把微囊630固定到电泳薄膜。
第一微粒610a可以充入第一电荷，而第二微粒610b可以充入第二电荷。
第二电极700设置在电泳薄膜600上并可以由透明且导电材料形成例如氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)。
以上结构的电泳显示器件可以由多个分开的第一电极500形成，因此，第一电极500和电泳薄膜600之间的接触面积可以减少，从而增加了电压保持率。
电泳显示器件在第一电极500和第二电极700之间产生的电场的作用下通过电泳薄膜600中的电泳微粒610的运动显示图像。例如，第一微粒610a可以充正电，而第二微粒610b可以充负电。当给第一电极500施加正电压，第二电极700采用负电势。充负电的第二微粒610b向第一电极500移动，而充正电的第一微粒610a向第二电极700移动。当外部光源入射到第二电极700时，第一微粒610a把通过第二电极700的光反射回去，形成白图像。
相反，当给第一电极500施加负电压，第二电极700采用正电势。这样，充正电的第一微粒610a向第一电极500移动，而充负电的第二微粒610b向第二电极700移动。当外部光源入射到第二电极700时，黑的第二微粒610b吸收光形成黑图像。
在像素区域至少设置一薄膜晶体管Tr和电容CP。栅线110连接到薄膜晶体管Tr的栅极210，并给薄膜晶体管Tr提供栅信号。数据线120与薄膜晶体管Tr的源极240a电连接，并向薄膜晶体管Tr提供数据信号。这样，薄膜晶体管Tr向第一电极500提供数据信号。
栅线110和从栅线突出的栅极210设置在基板100上。公共线130与栅线110分开并且连接到公共线130的电容下电极150设置在基板100上。
栅绝缘层200设置在基板100上以覆盖栅极210。例如，栅绝缘层200可以是硅的氧化物层、硅的氮化物层、或二者的多层。
有源层230对应栅极210设置在栅绝缘层200上。例如，有源层230可以由包括沟道层和欧姆接触层的多层形成，沟道层和欧姆接触层分别由非晶硅和掺杂质的非晶硅形成。
数据线120设置在栅绝缘层200上与栅线110交叉。源极240a设置在有源层230上并电连接到数据线120。同时，漏极240b设置在有源层230上并与源极240a分开。
电容上电极150设置在栅绝缘层200上并且电连接至漏极240b。
这样，包括栅极210、有源层230、和源/漏极240a和240b的薄膜晶体管Tr和连接到薄膜晶体管Tr的电容Cp设置在基板100的像素区域。
保护层300设置在栅绝缘层200上以覆盖薄膜晶体管Tr和电容Cp。保护层300暴露漏极240b的一部分，形成接触孔。保护层可以由苯并环丁烯(BCB)、丙烯酸树脂或硅树脂形成。漏极240b通过接触孔电连接到第一电极500。
第一电极500的第二图案500b的宽度W1必须大于接触孔的大小，从而第二图案500b和漏极240b可以通过接触孔连接。如上所述，电泳显示器件能够通过在不会引起器件干扰图像的参数内减少第一电极500的面积以及第一电极和电泳薄膜600之间的接触面积来增加电压保持率。
图5A和5B是电泳显示器件的第二实施方式的示意图。图5A是平面图，而图5B是沿着图5A中线III-III’提取的截面图。电泳显示器件与第一实施方式的电泳显示器件具有基本相同的结构。这样相同元件的重复描述将省略，并且相同的元件将和第一实施方式采用相同的术语和附图标记。
电泳显示器件包括在基板100上形成的第一电极530、电泳薄膜600、和第二电极700。
第一电极530具有用于暴露基板100的多个开口540。开口540以平行于数据线120的垂直带状构图形成。在第一电极530中形成的多个开口540，减少第一电极530的面积。这样，第一电极530和电泳薄膜600之间的接触面积减少以增加电压保持率。
开口的长度L4在大约3至10μm。如果开口540的长度L4形成的小于3μm，第一电极530面积的减小量将太小，以至电压保持率的增加很少。如果开口540的长度L4超过10μm时，电泳薄膜上的电泳微粒在开口中可能不能有效移动。
第一电极530电连接到在基板100上形成的薄膜晶体管Tr，并通过薄膜晶体管Tr被驱动。
图6A和6B是可以用于根据第二实施方式的电泳显示器件的第一电极的两种结构的平面图。
可以应用的第一电极550包括暴露基板100并且设置为平行于栅线110的水平带状构图的开口560。开口560的宽度W4在大约3和10μm之间，从而在电泳显示器件的电压保持率增加的同时，可以避免成品电泳显示器件上的图像问题。
如图6B所示，另一类型的第一电极570可以具有暴露基板100的点形开口580。开口580可以是矩形、圆形、椭圆形等等。
当开口580是矩形，其长度L1和宽度W5可以在大约3和10μm之间，从而在电压保持率增加的同时，可以避免成品电泳显示器件上的图像问题可以避免。
上述实施例中的电泳显示器件减少电泳薄膜和第一电极之间的接触面积，从而电泳显示器件的电压保持率增加。同时，电泳薄膜和第一电极之间界面的电阻可以增加，从而漏泄电流减少。这样，电泳显示器件的电子特性得到改善。
显然，对于熟悉本领域的技术人员来说，对本发明可以有各种修改和变型。从而，本发明意在覆盖落入所附权利要求及其等同物范围内的本发明的修改和变型。
Claims (21)
1、一种电泳显示器件，包括：
基板；
设置在像素区域的第一电极，包括：
多个彼此分开的第一图案；以及
电连接到两个或多个第一图案的第二图案；
设置在第一电极上的电泳薄膜；以及
设置在电泳薄膜上的第二电极。
2、根据权利要求1所述的电泳显示器件，其特征在于，多个第一图案中相邻图案之间的距离在大约3微米和大约10微米之间。
3、根据权利要求1所述的电泳显示器件，其特征在于，第一图案具有带状结构。
4、根据权利要求1所述的电泳显示器件，其特征在于，多个第一图案与多个第二图案交叉以形成格子形状。
5、根据权利要求1所述的电泳显示器件，其特征在于，还包括设置在基板上并电连接到第一电极的薄膜晶体管。
6、根据权利要求5所述的电泳显示器件，其特征在于，还包括保护层，形成在薄膜晶体管上并形成用于暴露薄膜晶体管的漏极的接触孔。
7、根据权利要求5所述的电泳显示器件，其特征在于，薄膜晶体管的漏极电连接到第一电极。
8、根据权利要求1所述的电泳显示器件，其特征在于，多个第一图案每个在朝向相邻的第一图案的方向的尺寸大于或等于相邻第一图案之间的距离。
9、根据权利要求1所述的电泳显示器件，其特征在于，基板包括柔性基板。
10、根据权利要求1所述的电泳显示器件，其特征在于，第一电极由氧化铟锡或氧化铟锌形成。
11、根据权利要求1所述的电泳显示器件，其特征在于，第一电极由选择铂、金、铱、铬、镁、银、镍、铝、和合金中至少之一材料形成。
12、根据权利要求1所述的电泳显示器件，其特征在于，第二电极包括氧化铟锡或氧化铟锌。
13、一种电泳显示器件，包括：
基板；
第一电极，设置在基板上并且包括暴露基板的至少一开口：
电泳薄膜，设置在第一电极上；以及
第二电极，设置在电泳薄膜上。
14、根据权利要求13所述的电泳显示器件，其特征在于，开口具有带状图案结构。
15、根据权利要求13所述的电泳显示器件，其特征在于，开口具有点形。
16、根据权利要求13所述的电泳显示器件，其特征在于，开口的宽度大约3微米至大约10微米。
17、根据权利要求13所述的电泳显示器件，其特征在于，开口的长度大约3微米至大约10微米。
18、根据权利要求13所述的电泳显示器件，其特征在于，还包括：
设置在基板上并电连接到第一电极的薄膜晶体管。
19、一种显示器件，包括：
基板，具有像素区域；
第一电极和第二电极；
电泳薄膜，设置在第一和第二电极之间；
其中，第一电极或第二电极至少之一的面积小于像素区域的面积。
20、根据权利要求19所述的显示器件，其特征在于，第一电极或第二电极至少之一的面积大约等于像素区域面积的一半。
21、根据权利要求19所述的显示器件，其特征在于，第一电极或第二电极至少之一构图有开口。
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