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Die Erfindung betrifft ein Elektrophoresedisplay mit einem berührungsempfindlichen Bildschirm und ein Verfahren zum Herstellen desselben.
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Elektrophoresedisplays (EPDs) bilden einen Typ von Flachtafeldisplays, und sie werden insbesondere für E-Books verwendet. Sie verfügen über ein Paar von Anzeigeplatten mit jeweils einer Felderzeugungselektrode, wobei zwischen den Platten Mikrokapseln angeordnet werden, die eine elektrische Tinte mit schwarzen oder weißen Pigmentteilen enthalten, die elektrisch auf positives oder negatives Potenzial geladen werden.
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Bei einem EPD wird an die zwei einander zugewandten Elektroden eine Spannung angelegt, wodurch es zwischen ihnen zu einer Potenzialdifferenz kommt, so dass sich die schwarzen und weißen Pigmentteilchen zu derjenigen Elektrode bewegen, die jeweils die entgegengesetzte Polarität aufweist, wodurch ein Bild angezeigt wird.
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Ein derartiges EPD ist dahingehend von Vorteil, dass es ein Bild auf natürliche Weise so anzeigt, als sei es auf Papier gedruckt, da das Reflexionsvermögen und das Kontrastverhältnis hoch sind und nur eine geringe Abhängigkeit vom Betrachtungswinkel existiert. Auch kann ein EPD auf Grund der Bistabilität des schwarzen und des weißen Zustands ein Bild aufrechterhalten, ohne dass eine Spannung anzuzeigen wäre, wodurch der Energieverbrauch gesenkt werden kann. Ferner sind im Gegensatz zu einem LCD keine Polarisationsplatte, keine Ausrichtungsschicht und kein Flüssigkristall erforderlich, wodurch die Kosten niedrig sind.
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Displays, so auch EPDs, benötigen für etliche Anwendungen einen berührungsempfindlichen Bildschirm, im Folgenden auch einfach Sensorbildschirm genannt, zum Betreiben der damit versehenen Einrichtung. Daher wurde auch an EPD-Tafeln ein Sensorbildschirm angebracht.
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Sensorbildschirme können abhängig vom Betriebssystem allgemein in einen resistiven, einen kapazitiven und einen fotoempfindlichen Typ eingeteilt werden. Derartige Sensorbildschirme werden an einer Anzeigetafel montiert, wodurch eine kombinierte Anzeige- und Eingabevorrichtung vorliegt.
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Wenn jedoch ein Sensorbildschirm bei einem herkömmlichen EPD angewandt wird, treten einige Probleme, wie die folgenden auf.
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Ein EPD ist auf solche Weise aufgebaut, dass, wie angegeben, eine elektrische Tinte zwischen zwei Substrate mit einer Pixelelektrode und einer dieser zugewandten Elektrode eingefügt wird und zwischen den Elektroden eine Spannungsdifferenz erzeugt wird, wodurch sich Ionen in der elektrischen Tinte entsprechend Polaritäten durch die Spannungsdifferenz bewegen.
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Um einen Sensorbildschirm speziell an einem EPD anzubringen, müssen die beiden getrennt hergestellt und aneinander befestigt werden, was die Gesamtdicke und die Anzahl der erforderlichen Prozesse erhöht.
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Ferner beeinträchtigt die Doppelkonstruktion der zwei Tafeln das Transmissionsvermögen des Displays.
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Aus der
US 2008/0246739 A1 ist eine berührungsempfindliche Anzeigevorrichtung bekannt, bei der eine Elektrophoreseschicht zwischen einem ersten und einem zweiten Substrat angeordnet ist. Bei dieser bekannten Anzeigevorrichtung sind eine Anzahl von Gateleitungen, eine Anzahl von Sensorsignalleitungen, eine Anzahl gemeinsamer Leitungen sowie eine Anzahl von Treiberspannungsleitungen in einer ersten Richtung vorgesehen.
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Eine Ausgangsleitung und Datenleitungen verlaufen in einer zweiten Richtung, so dass die Gateleitungen an den Schnittstellen mit den Datenleitungen Pixelbereiche definieren. Pixeltransistoren sind an den Schnittstellen jeweils mit der jeweiligen Gate- und Datenleitung sowie mit einer Pixelelektrode des entsprechenden Pixelbereichs verbunden.
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In jedem Pixelbereich ist ein Sensor vorgesehen, der eine Reihenschaltung aus Abtasttransistor und Ausgangstransistor aufweist, die zwischen einer Treiberspannung und einer Ausgangsleitung angeordnet ist. Das Gate des Abtasttransistors ist mit einer gemeinsamen Leitung verbunden, während das Gate des Ausgangstransistors an eine Sensorsignalleitung angeschlossen ist. Ein Abtastkondensator liegt zwischen der gemeinsamen Leitung und der Drain des Abtasttransistors, die mit der Source des Ausgangstransistors verbunden ist. Bei dieser bekannten Elektrophoreseanzeigevorrichtung besteht die Pixelelektrode aus einem transparenten Leiter oder einem opaken Metall/Material, wie beispielsweise ITO oder IZO.
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Aus der
US 2007/013 1936 A1 ist eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit einem berührungsempfindlichen Bildschirm bekannt, bei der die Gateleitungen, die Treiberleitungen und die Vorspannungsleitung in einer Richtung verlaufen, während die Datenleitungen und Ausgangsleitungen diese schneidend in einer anderen Richtung vorgesehen sind, um in üblicher Weise Pixelbereiche festzulegen. Eine Sensorschaltung umfasst wiederum eine Reihenschaltung aus Abtasttransistor und Ausgangstransistor, die zwischen eine Treiberleitung und eine Ausgangsleitung geschaltet sind. Hier ist das Gate mit einer Vorspannungsleitung verbunden, während das Gate des Ausgangstransistors mit der Gateleitung verbunden ist, die auch die Gates der Pixeltransistoren steuert. Ein Abtastkondensator liegt zwischen der Vorspannungsleitung und dem Verbindungspunkt der beiden Transistoren. Bei dieser bekannten Flüssigkristallanzeigevorrichtung ist die Pixelelektrode wie üblich aus einem transparenten Elektrodenmaterial ausgebildet. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Elektrophoresedisplay mit einem berührungsempfindlichen Bildschirm sowie ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen kombinierten Displays zu schaffen, bei denen eine Minimierung der Gesamtdicke und des Gesamtgewichts möglich ist.
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Diese Aufgabe ist durch das Elektrophoresedisplay mit berührungsempfindliche Bildschirm gemäß dem Anspruch 1 und das zugehörige Verfahren gemäß dem Anspruch 7 gelöst. Bei der Erfindung sind das Display und der berührungsempfindliche Bildschirm integral ausgebildet und es ist die Anzahl von Leitungen, wie Signalleitungen, minimiert.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von durch Figuren veranschaulichten Ausführungsformen näher erläutert.
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1 ist ein Schaltbild eines EPD gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
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2 ist eine Draufsicht des EPD gemäß der Ausführungsform;
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3 zeigt Schnittansichten eines in der 2 erkennbaren ersten Substrats entlang Linien I-I', II-II' und III-III';
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4A bis 4F sind Draufsichten zum Veranschaulichen von Herstellprozessen für das EPD gemäß der Ausführungsform; und
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5 ist eine Schnittansicht des in der 2 dargestellten EPD entlang der Linie I-I'.
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Das EPD gemäß der nun erläuterten Ausführungsform verfügt, was jedoch nicht detailliert dargestellt ist, über eine EPD-Tafel, eine mit dieser verbundene Gatetreibereinheit, eine Datentreibereinheit, eine mit der Letzteren verbundene Einheit zum Erzeugen einer Grauskalaspannung, eine die vorgenannten Teile steuernde Signalsteuerungseinheit sowie eine lichtempfindliche Fotosensoreinheit zum Erfassen von Licht, wie es auf Grund des Kontakts eines Fingers oder dergleichen variiert, um dadurch die Position des berührenden Objekts zu ermitteln.
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Außerdem verfügt das EPD der Ausführungsform über ein erstes und ein zweites Substrat die einander zugewandt sind sowie eine Elektrophoreseschicht (nicht dargestellt), die zwischen diese beiden Substrate eingefügt ist und Mikrokapseln mit positiven und negativen Ionen, d. h. entgegengesetzten Polaritäten, enthält.
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Die Ersatzschaltung der genannten EPD-Tafel verfügt über mehrere Auswertungspunkten 101 (101') sowie Datenleitungen 102, wobei diese Leitungen gemeinsam Pixelbereiche definieren, und wobei an jedem Schnittpunkt zwischen den Gateleitungen 101 und den Datenleitungen 102 ein jeweiliger Pixeltransistor Tp ausgebildet ist. Wahlweise ist ferner an jedem n-ten Pixel (n: natürliche Zahl) wahlweise eine lichtempfindliche Fotosensoreinheit (T1, Cs und T2) vorhanden. Weiterhin sind in einem Teil unter jeder Gateleitung 101, parallel zu dieser, gemeinsame Leitungen 151 ausgebildet.
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Der Pixeltransistor Tp ist mit einem Elektrophoresekondensator Cep, der zwischen auf dem zweiten Substrat ausgebildeten gemeinsamen Elektroden (nicht dargestellt) ausgebildet ist, und einem Speicherkondensator Cst verbunden, der zwischen der Pixelelektrode und der gemeinsamen Leitung 151 ausgebildet ist. An den Pixeltransistor Tp werden über die Gateleitung 101 und die Datenleitung 102 Signale von der Gatetreibereinheit bzw. der Datentreibereinheit angelegt.
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Die lichtempfindliche Fotosensoreinheit verfügt ferner über eine Treiberspannungsleitung Vdrv 121 und eine Ausgangsleitung SL 112. Außerdem ist zwischen der Treiberspannungsleitung Vdrv 121 und der gemeinsamen Leitung Vcom 151 ein Abtasttransistor T1 113 ausgebildet, zwischen einer Sheargateleitung Gn – 1 101 und einem Drainanschluss des Abtasttransistors T1 113 ist ein Ausgangstransistor T2 117 ausgebildet, und zwischen dem Drainanschluss des Abtasttransistors T1 113 und der gemeinsamen Leitung Vcom 151 ist ein Abtastkondensator Cs 115 ausgebildet.
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Hierbei ist der Drainanschluss des Abtasttransistors T1 113 über einen Knoten N mit einer Elektrode des Abtastkondensators Cs 115 verbunden, und er ist auch mit dem Sourceanschluss des Ausgangstransistors T2 117 verbunden.
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Das heißt, dass die lichtempfindliche Fotosensoreinheit zwischen der Sheargateleitung 101, der Treiberspannungsleitung 121 und der gemeinsamen Leitung 151 ausgebildet ist. Die Dichte der lichtempfindlichen Fotosensoreinheit kann nach Bedarf eingestellt werden; sie ist mit einer Einheit strukturiert, die (Einheitspixel * n) entspricht oder kleiner ist, wobei es sich um die Minimalfläche handelt, die irgendwie berührbar ist. Beispielsweise kann die lichtempfindliche Fotosensoreinheit an jedem grünen Pixel oder jeweils für eine Anzahl n von Pixeln (n: natürliche Zahl) ausgebildet sein.
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Die lichtempfindliche Fotosensoreinheit weist periodisch die Ausgabe von Fotosensorsignalen über die Sheargateleitung Gn – 1 101 an, sie empfängt die dementsprechend ausgegebenen Fotosensorsignale über die Ausgangsleitung SL 112, sie verarbeitet sie, und sie gibt entsprechende Daten an eine zentrale Steuerungseinheit (nicht dargestellt) aus, damit entsprechend den Daten neue Bildsignale an das EPD geliefert werden können.
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Genauer gesagt, handelt es sich beim Abtasttransistor Tl 113 um ein Bauteil mit drei Anschlüssen, dessen Gateanschluss mit der gemeinsamen lichtempfindliche 151 verbunden ist, dessen Sourceanschluss mit der Treiberspannungsleitung 121 verbunden ist und dessen Drainanschluss mit dem Knoten N verbunden ist.
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Beim Ausgangstransistor T2 117 handelt es sich ebenfalls um ein Bauteil mit drei Anschlüssen, dessen Gateanschluss mit der Sheargateleitung Gn – 1 101 verbunden ist, dessen Sourceanschluss mit dem Knoten N verbunden ist und dessen Drainanschluss mit der Ausgangsleitung SL 112 verbunden ist.
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In diesem Fall erzeugt, wenn Licht auf einen Kanaleinheitshalbleiter aus amorphem Silicium des Abtasttransistors T1 113 gestrahlt wird, dieser Halbleiter einen Photostrom, der auf Grund der an die Treiberspannungsleitung 121 gelegten Treiberspannung Vdrv zum Abtastkondensator Cs 115 und zum Ausgangstransistor T2 117 fließt, wobei der Abtastkondensator Cs 115 den Strom schließlich als Signalspannung speichert. Hierbei wird an die Elektrode auf der anderen Seite des Abtastkondensators Cs 115 über die gemeinsame lichtempfindliche 115 eine gemeinsame Spannung angelegt, und er hält diese auf einem konstanten Wert, damit der Abtasttransistor T1 113 alleine durch Licht betrieben werden kann und nicht durch umgebende Spannungen beeinflusst wird.
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Hierbei ist die Treiberspannungsleitung 121 parallel zur Gateleitung 101 angeordnet, und sie besteht aus demselben Material und ist in derselben Schicht angeordnet wie diese und die gemeinsame lichtempfindliche 151, wobei sie gegen diese beiden Leitungen bestimmte Abstände einhält. Die Ausgangsleitung 111 besteht aus demselben Material und liegt in derselben Schicht wie die Datenleitung 102. Die Fotosensoreinheit ist durch die Sheargateleitung 101, die Treiberspannungsleitung 121 und die zu ihnen benachbarte gemeinsame Leitung 151 gebildet. Hierbei werden, da die gemeinsame Leitung 151 und die Sheargateleitung 101 nicht nur über eine EPD-Funktion sondern auch eine Fotosensorfunktion verfügen, Ein- und Aus-Zustände des Abtasttransistors 113 und des Ausgangstransistors 117 durch die gemeinsame Leitung 151 bzw. die Sheargateleitung 101 gesteuert. Demgemäß werden Signalleitungen, wie die Gateleitung 101 und die gemeinsame Leitung 101, die für das EPD verwendet werden, auch zum Ansteuern der Fotosensoreinheit verwendet. Daher können am EPD gemäß dieser Ausführungsform mindestens zwei Signalleitungen weggelassen werden, wodurch die numerische Apertur verbessert wird.
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Nachfolgend wird dieses EPD unter Bezugnahme auf die 2 und 3, zu denen Drauf- und Schnittansichten gehören, näher erläutert. Das EPD verfügt über eine Anzahl von Gateleitungen 101 und Datenleitungen 102, die auf dem ersten Substrat 100 angeordnet sind und sich schneiden, wodurch Pixelbereiche definiert sind. Die Pixeltransistoren Tp sind in den Schnittteilen zwischen den Gateleitungen 101 und den Datenleitungen 102 ausgebildet. Die gemeinsamen Leitungen 151 sind parallel zu einer jeweiligen Gateleitung 101 so ausgebildet, dass sie durch die benachbarten Pixelbereiche laufen, und die Pixelelektroden 104 sind den Pixelbereichen entsprechend ausgebildet. Die gemeinsame Leitung 151 besteht aus demselben Material und liegt in derselben Schicht wie die Gateleitung 101, wobei sie gegen diese einen bestimmten Abstand einhält.
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Wie es aus der 3 erkennbar ist, verfügt der Pixeltransistor Tp über eine von der Gateleitung 101 abstehende Gateelektrode 101a, eine Sourceelektrode 102a, die in solcher Weise von der Datenleitung 102 absteht, dass sie mit der Gateelektrode 101a überlappt, eine von der Sourceelektrode 102a beabstandete Drainelektrode 102b sowie erste Halbleiterschichten 142 (2) und 142a, die in Kontakt mit den Unterseiten der Datenleitung 101 und der Sourceelektrode 102a sowie der Drainelektrode 102b ausgebildet sind. Ferner ist auf dem ersten Substrat 100, das die Gateleitung 101 und die Gateelektrode 101a trägt, ein Gatedielektrikum 171 ausgebildet. Weiterhin ist auf dem ersten Substrat 100 mit der Datenleitung 102 und der Sourceelektrode 102a sowie der Drainelektrode 102b eine Passivierungsschicht 172 ausgebildet. Die Pixelelektrode 104 ist auf der Passivierungsschicht 172 jedes Pixelbereichs getrennt von jeder anderen Pixelelektrode 104 ausgebildet. Die Sourceelektrode 102a ist E-förmig ausgebildet, was auch für die ihr zugewandte, jedoch von ihr getrennte Sourceelektrode 102a gilt. Da die Sourceelektrode 102a E-förmig ist, sind die Breite und die Länge eines Kanals zwischen ihr und der Drainelektrode 102b erhöht, wodurch die Betriebsfunktion des Pixeltransistors Tp verbessert ist.
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Wie oben angegeben, sind die Fotosensoreinheiten wahlweise alle n Pixel ausgebildet. Ferner ist die Ausgangsleitung 112 benachbart und parallel zur rechten Datenleitung 102 eines entsprechenden Pixels vorhanden. Weiterhin ist die Treiberspannungsleitung 121 benachbart und parallel zur Sheargateleitung Gn – 1 und der gemeinsame Leitung 151 vorhanden.
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Der Abtasttransistor T1 und der Abtastkondensator Cs der Fotosensoreinheit sind so aufgebaut, wie es in der 2 und der Schnittansicht entlang der Linie II-II' gemäß der 3 dargestellt ist.
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Zunächst verfügt der Abtasttransistor T1 über eine von der gemeinsamen Leitung 151 abstehende Abtastgateelektrode 151a, das diese bedeckendes, auf dem ersten Substrat 100 ausgebildetes Gatedielektrikum 171, eine zweite Halbleiterschicht 141, die eine Insel bildet und die Abtastgateelektrode 151a bedeckt, und eine Abtastsourceelektrode und eine Abtastdrainelektrode 131, die zu beiden Seiten der zweiten Halbleiterschicht 141 ausgebildet sind. Hierbei ist die schichtförmige Abtastsourceelektrode 132 elektrisch mit der unter ihr angeordneten Treiberspannungsleitung 121 durch ein Kontaktloch verbunden, und sie wird mit dem Treiberspannungssignal Vdrv versorgt. Das heißt, dass der Sourceanschluss des Abtasttransistors Ts mit der Treiberspannungsleitung 121 verbunden ist.
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In der Schnittfläche enthält die Abtastdrainelektrode 131 das unter ihr angeordnete Gatedielektrikum 171, so dass zwischen ihr und der unter ihr angeordneten gemeinsamen Leitung 151 der Abtastkondensator Cs gebildet ist. Die Abtastdrainelektrode 131 wirkt im in der 1 dargestellten Schaltbild als Knoten N, der mit der Abtastdrainelektrode 131 des Abtasttransistors T1, der auf einer Seite des Abtastkondensators Cs ausgebildeten Elektrode sowie ferner der Sourceelektrode des Ausgangstransistors T2 verbunden ist.
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Hierbei ist der Abtastkondensator Cs so definiert, dass er die dem Knoten N entsprechende Abtastdrainelektrode 131, die darunter ausgebildete gemeinsame Leitung 151 sowie das zwischen diese beiden eingefügte Gatedielektrikum 171 enthält.
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Außerdem verfügt, wie es aus der 2 und der Schnittansicht III-III' der 3 erkennbar ist, der Ausgangstransistor T2 über die von der Sheargateleitung Gn – 1 101 abstehende, der Fotosensoreinheit entsprechende Ausgangsgateelektrode 101b, das diese bedeckende Gatedielektrikum 171, eine dritte Halbleiterschicht 143a, die eine die Ausgangsgateelektrode 101b bedeckende Insel bildet, eine E-förmige Ausgangssourceelektrode 112b in Überlappung mit der dritten Halbleiterschicht 143a sowie eine von der Ausgangsleitung 112 abstehende Drainelektrode 112a, die so angeordnet ist, dass sie der E-förmigen Ausgangssourceelektrode 112b zugewandt ist, aber von ihr beabstandet ist.
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Am Knoten N sind die Ausgangssourceelektrode 112b und die Abtastdrainelektrode 131 integral verbunden.
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Ferner ist über der gesamten Fläche des ersten Substrats 100 mit dem Abtasttransistor T1, dem Abtastkondensator Cs und dem Ausgangstransistor T2 die Passivierungsschicht 172 ausgebildet, und auf dieser ist in jedem Pixelbereich eine Pixelelektrode 104 ausgebildet.
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Wie es aus den Zeichnungen erkennbar ist, kann die Pixelelektrode 104 in Form einer Einzelschicht mit einer reflektierenden Elektrode oder in Form einer Doppelschicht mit einer transparenten und einer reflektierenden Elektrode vorliegen.
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Nachfolgend wird der Betrieb der Fotosensoreinheit mit der obigen Struktur erläutert.
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Über die Treiberspannungsleitung 121 wird eine Treiberspannung von beispielsweise 10~15 V an die Substrat des Abtasttransistors T1 113 angelegt. Zusätzlich wird über die gemeinsame Leitung 151 eine Spannung von 0 V an die Gateelektrode des Abtasttransistors T1 113 angelegt. Daher wird, wenn auf die Halbleiterschicht des Abtasttransistors T1 eine vorbestimmte Lichtmenge fällt, ein Photostrompfad gebildet, der durch den Kanal, abhängig von der Stärke des erfassten Lichts, von der Sourceelektrode des Abtasttransistors T1 zu dessen Drainelektrode fließt. Dieser Photostrom fließt durch die Drainelektrode des Abtasttransistors T1 weiter zum Abtastkondensator Cs 115, wodurch dieser zwischen der Treiberspannungsleitung 121 und der gemeinsamen Leitung 151 liegende Kondensator durch die elektrischen Ladungen des Photostroms elektrisch geladen wird. So laufen die dem Abtastkondensator Cs ladenden Ladungen durch den Ausgangstransistor T2 und die Ausgangsleitung 112, und sie werden durch einen mit der Ausgangsleitung 112 verbundenen Auslese-IC (nicht dargestellt) verstärkt und ausgelesen. Entsprechend dem Wert des verstärkten Photostroms wird eine Berührungseingabe erkannt.
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Anders gesagt, können durch Berührung angegebene Bilder durch die Signale erfasst werden, wie sie durch den mit der Ausgangsleitung 112 verbundenen Auslese-IC erfasst werden und wie sie abhängig von der Intensität des durch den Abtasttransistor T1 erfassten Lichts variieren. Die erfassten Bilder können an die Steuerungseinheit übertragen werden, oder sie können unter Steuerung durch den Benutzer auf dem Schirm des EPD angezeigt werden.
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Nachfolgend wird ein Herstellverfahren für das bisher beschriebene EPD erläutert.
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In den zur Veranschaulichung dienenden 4A bis 4F ist die Fotosensoreinheit jeweils alle n Pixel (n ist eine natürliche Zahl) ausgebildet
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Wie es aus der 4A erkennbar ist, wird auf dem ersten Substrat 100 ein erstes Metall aus dem Dampf abgeschieden und dann selektiv entfernt, um dadurch die Gateleitung 101 in einer ersten Richtung auszubilden, die für jedes Pixel eine Gateelektrode 101a enthält. Weiterhin wird beabstandet von der Gateleitung 101 die gemeinsame Leitung 151 in der ersten Richtung ausgebildet. Gleichzeitig wird im oberen Teil der gemeinsamen Leitung 151 die Treiberspannungsleitung 121 in der ersten Richtung so ausgebildet, dass sie der Fotosensoreinheit entspricht. Das EPD verfügt ferner über die Abtastgateelektrode 151a, die von der gemeinsamen Leitung 151 zur Fotosensoreinheit absteht, und die Ausgangsgateelektrode 101b, die gemeinsam mit der Abtastgateelektrode 101a von der durch die Fotosensoreinheit verlaufenden Sheargateleitung Gn – 1 absteht.
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Als Nächstes wird auf dem ersten Substrat 100 mit der Gateleitung 101, der Gateelektrode 101a, der Abtastgateelektrode 151a, der Treiberspannungsleitung 121, der gemeinsamen Leitung 151 und der Ausgangsgateelektrode 101b das Gatedielektrikum 171 (3) hergestellt.
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Anschließend wird, wie es aus der 4B erkennbar ist, auf dem oberen Teil des Gatedielektrikums 171 (3) eine Halbleiterschicht aus dem Dampf abgeschieden, und wird selektiv strukturiert, um Halbleiterschichten 142 und 143 in einer zweiten, die erste Richtung schneidenden Richtung auszubilden und um dadurch gemeinsam mit der Gateleitung 101 einen Pixelbereich zu definieren, wobei die erste bis dritte Halbleiterschicht 142a, 141 und 143a mit der Gateelektrode 101a, der Abtastgateelektrode 151a bzw. der Ausgangsgateelektrode 101b überlappen.
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Gemäß der 4C wird das Gatedielektrikum 171 selektiv so entfernt, dass die Treiberspannungsleitung 121, der Fotosensoreinheit entsprechen, teilweise freigelegt wird. Dadurch wird ein Gateloch 133 ausgebildet.
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Als Nächstes wird, wie es in der 4D dargestellt ist, auf dem Gatedielektrikum 171 mit den Halbleiterschichten 142 und 143 mit dem Gateloch 133 und der ersten bis dritten Halbleiterschicht 142a, 141 und 143a in Überlappung auf den Halbleiterschichten 142 und 143 ein zweites Metall aus dem Dampf abgeschieden, um dadurch die Datenleitung 102 in der zweiten Richtung auszubilden, um an der Schnittstelle mit der Gateleitung 101 einen Pixelbereich zu definieren, und um auch die Ausgangsleitung 112 benachbart zur Fotosensoreinheit auszubilden. Die Sourceelektrode 102a überlappt mit der ersten bis dritten Halbleiterschicht 142a, 141 und 143a. Insbesondere steht die Sourceelektrode 102a zwischen den jeweiligen Pixeln so von der Datenleitung 102 ab, dass sie mit dem Halbleiterschichtmuster 142a überlappt. Ferner sind die folgenden Elektroden vorhanden: die mit einem Intervall zur Sourceelektrode 102a ausgebildete Drainelektrode 102b, die Ausgangssourceelektrode 112a, die von der Ausgangsleitung 112 so absteht, dass sie mit dem Halbleiterschichtmuster 143a überlappt, die Ausgangsdrainelektrode 112b, die beabstandet von der Ausgangssourcelektrode 112a ausgebildet ist, und die Abtastsourceelektrode 132 sowie die Abtastdrainelektrode 131, die zu beiden Seiten des Halbleiterschichtmusters 141 ausgebildet sind.
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Als Nächstes wird, wie es aus der 4E erkennbar ist, die Passivierungsschicht 172 auf der gesamten Fläche des Gatedielektrikums 171 mit der Datenleitung 102, der Sourceelektrode 102a und der Drainelektrode 102b, der Ausgangssourceelektrode 112a, der Ausgangsdrainelektrode 112b und dem Sourcemuster 131 sowie dem Drainmuster 132 hergestellt. Danach wird ein Kontaktloch 136 so ausgebildet, dass es vorbestimmte Teile des oberen Teils der Drainelektrode 102b freilegt.
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Gemäß der 4F wird als Nächstes die Pixelelektrode auf der gesamten Fläche mit dem Kontaktloch 136 aus dem Dampf abgeschieden und dann selektiv so entfernt, dass die den Pixelbereichen jeweiligen Pixelelektroden gebildet werden. Wie oben beschrieben, kann die Pixelelektrode 104 eine Doppelschicht aus einer transparenten und einer reflektierenden Elektrode oder eine Einzelschicht aus einer reflektierenden Elektrode sein. Daher kann von der Pixelelektrode 104 Licht reflektiert und nach außen ausgegeben werden, das durch eine elektrophoretische Mikrokapsel (nicht dargestellt) emittiert wird, die zwischen dem ersten Substrat 100 und dem zweiten Substrat (nicht dargestellt), die einander zugewandt sind, angeordnet ist.
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Nachfolgend wird die Struktur des ersten Substrats, d. h. des unteren Substrats des EPD, und des zweiten Substrats, das dem ersten Substrat zugewandt montiert wird, detailliert erläutert.
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Wie es aus der Schnittansicht der 5 erkennbar ist, verfügt das EPD über den auf dem ersten Substrat 100 ausgebildeten Pixeltransistor Tp und den Abtastkondensator Cs, den Abtasttransistor T1 sowie den Ausgangstransistor T2, die die Fotosensoreinheit bilden, was oben unter Bezugnahme auf die 2 bis 4F erläutert wurde. Außerdem verfügt das EPD über eine gemeinsame Elektrode 210, die über die gesamte Fläche des zweiten Substrats 200, die dem ersten Substrat 100 zugewandt ist, ausgebildet ist. Auch ist zwischen der Pixelelektrode 104 und der gemeinsame Elektrode 210 des ersten und des zweiten Substrats 100 und 200 eine Elektrophoreseschicht mit der Mikrokapsel 300 ausgebildet. Wenn die Elektrophoreseschicht durch das Anlegen einer Spannung einer Elektrophorese unterliegt, können negative und positive Ladungen in der Mikrokapsel 300 getrennt angeordnet werden.
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Die Substrat enthält eine Anzahl von Mikrokapseln 300 sowie ein diese bindendes Bindemittel. Jede der Mikrokapseln 300 enthält Tintenteilchen 310, die auf negatives (–) oder positives (+) Potenzial elektrisch geladen werden, schwarze Tintenteilchen 320, die auf das entgegengesetzte Potenzial zu dem der weißen Tintenteilchen 310 elektrisch geladen werden, und ein transparentes Dielektrikum. Wenn beispielsweise die weißen Tintenteilchen 310 auf positives Potenzial (+) elektrisch geladen werden, werden die schwarzen Tintenteilchen 320 auf negatives Potenzial (–) elektrisch geladen.
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Da von außen eingestrahltes Licht direkt durch die weißen Tintenteilchen 310 reflektiert wird, wird ein weißes Bild angezeigt.
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Genauer gesagt, werden, wie es aus den Zeichnungen erkennbar ist, wenn eine negative Spannung (–) in Bezug auf die gemeinsame Elektrode 210 angelegte gemeinsame Spannung Vcom an die Pixelelektrode 104 angelegt wird, die weißen Tintenteilchen 310 mit den positiven Ladungen zum ersten Substrat 100 bewegt, wohingegen die schwarzen Tintenteilchen 320 mit den negativen Ladungen zur gemeinsamen Elektrode 210 des zweiten Substrats 200 bewegt werden. Demgemäß wird ein schwarzes Bild sichtbar gemacht.
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Wenn dagegen eine positive Spannung (+) in Bezug auf die gemeinsame Spannung Vcom an die Pixelelektrode 104 gelegt wird, bewegen sich die schwarzen Tintenteilchen 320 mit den negativen Ladungen zum ersten Substrat 100, wohingegen sich die weißen Tintenteilchen 310 mit den positiven Ladungen zum zweiten Substrat 200 bewegen. Demgemäß wird ein weißes Bild sichtbar gemacht.
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Wie es aus der obigen Beschreibung ersichtlich ist, zeigt ein EPD gemäß einer der beschriebenen Ausführungsformen die folgenden Vorteile.
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Zu allererst kann, da eine als Sensorbildschirm wirkende Fotosensoreinheit auf einem Substrat mit einem Dünnschichttransistor ausgebildet ist, ein in der Zelle liegender Sensorbildschirm innerhalb des EPD realisiert werden.
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Zweitens verfügt die Fotosensoreinheit über einen fotoempfindlichen Abtasttransistor, einen Ausgangstransistor, der ein der Erfassung durch den Abtasttransistor entsprechendes Signal erfasst, und einen Abtastkondensator, wodurch zwei Signalleitungen weggelassen werden können, da ein Teil der mit dem Abtasttransistor und dem Ausgangstransistor verbundenen Leitungen als Sheargateleitung bzw. als gemeinsame Leitung verwendet wird. Durch dieses Weglassen von Signalleitungen wird die numerische Apertur (NA) erhöht, das Gewicht des Displays wird gesenkt und die Herstellprozesse werden vereinfacht.
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Drittens kann, da die genannten Signalleitungen weggelassen sind und die beschriebene Vereinfachung erfolgt ist, genug Installationsraum für die Fotosensoreinheit selbst dann bereitgestellt werden, wenn ein EPD mit hoher Auflösung realisiert wird. Dadurch kann auch bei einem derartigen EPD eine Berührungserkennung innerhalb der Zelle erfolgen.
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Viertens ist die Fotosensoreinheit an einer Überlappungsposition zwischen der Sheargateleitung und der gemeinsamen Leitung angeordnet, wodurch eine Spannungsleitung zum Ansteuern des Abtasttransistors parallel zur Gateleitung verläuft. So sind unwirksame Gebiete, wie sie in Verbindungsteilen von Signalleitungen erzeugt werden, minimiert, wodurch eine Beeinträchtigung der NA und der Bildqualität verhindert ist.
