DE102009052788B4

DE102009052788B4 - Elektrophoretische Anzeigevorrichtung und Verfahren zum Herstellen derselben

Info

Publication number: DE102009052788B4
Application number: DE102009052788.5A
Authority: DE
Inventors: Min-Joo Kim; Ho-Cheol Kang; Dae-won Kim; Young-Hoon NOH; Han-Saem KANG
Original assignee: LG Display Co Ltd
Current assignee: E INK CORPORATION, BILLERICA, US
Priority date: 2008-11-25
Filing date: 2009-11-11
Publication date: 2018-02-08
Anticipated expiration: 2029-11-12
Also published as: KR101287968B1; US8377735B2; US9012898B2; US20130141323A1; KR20100059085A; US20100127249A1; DE102009052788A1; CN101738813A; CN101738813B

Abstract

Elektrophoretische Anzeigevorrichtung, umfassend: ein erstes Substrat (101) mit einer Vielzahl von Pixeln, die in mehreren vertikalen und horizontalen Pixelreihen ausgebildet sind; eine Datenleitung (103) in jeder vertikalen Pixelreihe des ersten Substrats (101); einen Dünnschichttransistor (TFT, 105), der in jedem Pixel des ersten Substrats (101) ausgebildet ist und der eine Source-Elektrode (105a), eine Drain-Elektrode (105b), eine organische Halbleiterschicht (105c) und eine Gate-Elektrode (105e) aufweist; eine Passivierungsschicht (108), die auf den TFTs (105) und den Datenleitungen (103) des ersten Substrats (101) ausgebildet ist, mit einem ersten Kontaktloch (106), das die Drain-Elektrode (105b) des TFT (105) freilegt, und wenigstens einem zweiten Kontaktloch (107), das die Gate-Elektrode (105e) des TFT (105) freilegt; eine Pixelelektrode (109), die auf der Passivierungsschicht (108) in jedem Pixel des ersten Substrats (101) ausgebildet und über das erste Kontaktloch (106) der Passivierungsschicht (108) mit der Drain-Elektrode (105b) des TFT (105) verbunden ist; eine Gateleitung (104), die auf der Passivierungsschicht (108) in jeder horizontalen Pixelreihe des ersten Substrats (101) ausgebildet und über das zweite Kontaktloch (107) der Passivierungsschicht (108) mit der Gate-Elektrode (105e) des TFT (105) verbunden ist, wobei die Gateleitung (104) senkrecht zu der Datenleitung (103) ausgebildet ist und diese schneidet; ein dem ersten Substrat (101) gegenüberliegendes zweites Substrat (102); eine unter dem zweiten Substrat (102) ausgebildete gemeinsame Elektrode (110); und einen elektrophoretischen Film, der zwischen dem ersten und zweiten Substrat (101, 102) ausgebildet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektrophoretische Anzeigevorrichtung und auf ein Herstellungsverfahren für diese, und insbesondere auf eine elektrophoretische Anzeigevorrichtung, die eine Stufe in einer Schutzschicht und die Anzahl von in einem Herstellungsprozess verwendeten Masken minimieren kann.
Hintergrund der Erfindung
US2004/0 257 487 A1 zeigt ein Substrat für eine Flüssigkristallanzeige.
Im allgemeinen ist eine elektrophoretische Anzeigevorrichtung eine Bildanzeigevorrichtung, die ein Phänomen nutzt, dass Kolloidteilchen zu einer Polarität bewegt werden, wenn ein Elektrodenpaar mit angelegter Spannung in eine kolloidale Lösung gesetzt wird. Eine elektrophoretische Anzeige ist beispielsweise aus der US 2008/0157067 A1 bekannt.
Die elektrophoretische Anzeigevorrichtung ist eine Anzeigevorrichtung, in der ein transparenter leitender Film auf einen Basisfilm aufgetragen ist, die dünn ist und leicht wie Papier oder Plastik verbogen werden kann, um elektrophoretische Suspension anzutreiben. Sie erhält viel Aufmerksamkeit als elektronisches Papier, das die konventionellen Druckmedien, wie beispielsweise Bücher, Zeitungen und ähnliches ersetzen kann.
Die allgemeine elektrophoretische Anzeigevorrichtung wird nun mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
Wie in 1 gezeigt, enthält eine in der allgemeinen elektrophoretischen Anzeigevorrichtung vorgesehene elektrophoretische Tafel ein erstes Substrat 1, auf dem Gateleitungen 4 und Datenleitungen (nicht gezeigt) so ausgebildet sind, dass sie einander schneiden, um eine Vielzahl von Pixel zu definieren, und ein zweites Substrat 2, das so angeordnet ist, dass es dem ersten Substrat 1 gegenüberliegt.
Mit Bezug auf 1 umfasst die Vielzahl von Pixeln, die auf dem ersten Substrat 1 definiert sind, mehrere vertikale und horizontale Pixelreihen. In jeder vertikalen Pixelreihe auf dem ersten Substrat 1 sind Datenleitungen ausgebildet. In jedem Pixel ist ein Dünnschichttransistor (TFT) 5 mit einer Source-Elektrode 5a, einer Drain-Elektrode 5b, einer organischen Halbleiterschicht 5c, einer Gate-Isolierschicht 5d und einer Gate-Elektrode 5e ausgebildet, wobei in jedem Pixel eine Pixelelektrode 9 mit der Drain-Elektrode 5b des TFT 5 in Kontakt steht.
Eine Passivierungsschicht 8 ist auf den Datenleitungen, dem TFT 5 und der auf dem ersten Substrat 1 ausgebildeten Pixelelektrode 9 ausgebildet. Um zu verhindern, dass eine an die Pixelelektrode 9 angelegte Pixelspannung zum Antreiben eines elektrophoretischen Films aufgrund der dicken Passivierungsschicht 8 abgeschwächt wird, ist neuerdings ein offener Bereich (OA) in der Passivierungsschicht 8 ausgebildet, indem ein Teilbereich oder ein gesamter Bereich, der mit der Pixelelektrode 9 überlappt, entfernt wird.
Die Gateleitung 4 ist in jeder horizontalen Pixelreihe auf der Passivierungsschicht 8 des ersten Substrats 1 ausgebildet und steht über ein in der Passivierungsschicht 8 vorgesehenes Kontaktloch 6 mit der Gate-Elektrode 5e des TFT 5 in Kontakt.
Mit Bezug auf 1 ist eine gemeinsame Elektrode 10 auf dem zweiten Substrat 2 ausgebildet und der elektrophoretische Film (nicht gezeigt) ist zwischen dem ersten und zweiten Substrat 1 und 2 ausgebildet.
Obwohl nicht gezeigt, enthält der elektrophoretische Film eine Vielzahl von Kapseln, in denen elektronische Tinte mit weißer und schwarzer Tinte verteilt ist. Die weiße und die schwarze Tinte sind jeweils mit unterschiedlicher Polarität geladen. Und zwar ist die weiße Tinte positiv und die schwarze Tinte negativ geladen. oder umgekehrt.
Im Folgenden wird ein Verfahren zum Herstellen der allgemeinen elektrophoretischen Anzeigevorrichtung mit einem derartigen Aufbau beschrieben.
Zuerst wird ein erster Maskenprozess durchgeführt, um die Source-Elektrode 5a, die Drain-Elektrode 5b und eine Datenleitung (nicht gezeigt) auf dem ersten Substrat 1 auszubilden, auf dem eine Vielzahl von Pixeln definiert ist.
Als nächstes wird ein zweiter Maskenprozess durchgeführt, um in jedem Pixel des ersten Substrats 1 die Pixelelektrode 9 auszubilden, die mit der Drain-Elektrode 5b in Kontakt steht.
Dann wird ein dritter Maskenprozess durchgeführt, um die organische Halbleiterschicht 5c, die Gate-Isolierschicht 5d und die Gate-Elektrode 5e in jedem Pixel des ersten Substrats 1 auszubilden.
Danach wird die Passivierungsschicht 8 auf der Datenleitung, dem TFT 5 und der Pixelelektrode 9 des ersten Substrats 1 ausgebildet.
Daraufhin wird ein vierter Maskenprozess durchgeführt, um das Kontaktloch 6 auszubilden, das einen Teilbereich der Gate-Elektrode 5e in der Passivierungsschicht 8 freilegt, und der offene Bereich (OA) wird ausgebildet, um einen Teilbereich oder die gesamte Pixelelektrode 9 freizulegen.
Dann wird ein fünfter Maskenprozess durchgeführt, um die Gateleitung 4 auf der Passivierungsschicht 8 auszubilden. Daraufhin steht die Gateleitung 4 über das Kontaktloch 6 der Passivierungsschicht 8 mit der Gate-Elektrode 5e in Kontakt.
In diesem Herstellungsverfahren umfasst der erste bis dritte Maskenprozess einen Schritt, um nacheinander eine Bestandteil bildende Materialschicht (z. B. eine Pixelelektrode bildende Materialschicht) und einen lichtempfindlichen Film auszubilden; einen Schritt, um eine Struktur im lichtempfindlichen Film auszubilden, indem Photolithographie am lichtempfindlichen Film durchgeführt wird; und einen Schritt, um die Bestandteil bildende Materialschicht mittels der Struktur im lichtempfindlichen Film zu strukturieren.
Wie oben beschrieben, benötigt die herkömmliche allgemeine elektrophoretische Anzeigevorrichtung fünf Masken in ihrem Herstellungsprozess und ist daher ineffizient bezüglich der Herstellungskosten und Herstellungszeit. Daher werden eine elektrophoretische Anzeigevorrichtung mit einem Aufbau, der eine minimale Maskenzahl im Herstellungsprozess benötigt, und ein Herstellungsverfahren dafür benötigt.
Das erste Substrat 1 und die Vielzahl von Bestandteilen auf dem ersten Substrat 1 der allgemeinen oben beschriebenen elektrophoretischen Anzeigevorrichtung kann in einem TFT-Array-Substrat einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung (LCD) eingesetzt werden. Wenn das erste Substrat 1 und die Vielzahl von Bestandteilen auf dem ersten Substrat 1 der allgemeinen elektrophoretischen Anzeigevorrichtung im TFT-Array-Substrat der LCD Vorrichtung eingesetzt werden, kann jedoch wegen einer Stufe im offenen Bereich (OA), der in der Passivierungsschicht 8 ausgebildet ist, ein Reiben eines Ausrichtungsfilms nicht problemlos durchgeführt werden oder ein Bereich kann nicht mit Flüssigkristall gefüllt werden, wodurch die Bildqualität verschlechtert wird.
Zusammenfassung der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist deshalb, eine elektrophoretische Anzeigevorrichtung und ein Herstellungsverfahren dafür zu schaffen, bei denen die Anzahl von Masken, die für einen Herstellungsprozess verwendet werden, und eine Stufe einer Passivierungsschicht minimiert werden können.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Im Folgenden wird eine elektrophoretische Anzeigevorrichtung angegeben, umfassend: ein erstes Substrat mit einer Vielzahl von Pixeln, die in mehreren vertikalen und horizontalen Pixelreihen ausgebildet sind; eine Datenleitung entlang jeder vertikalen Pixelreihe des ersten Substrats, wobei die Datenleitung beispielsweise entlang von vertikal benachbarten Pixelelektroden ausgebildet ist; einen Dünnschichttransistor (TFT) in jedem Pixel des ersten Substrats mit einer Source-Elektrode, einer Drain-Elektrode, einer organischen Halbleiterschicht und einer Gate-Elektrode; eine auf den TFTs und den Datenleitungen des ersten Substrats ausgebildete Passivierungsschicht mit einem ersten Kontaktloch, das die Drain-Elektrode des TFT freilegt, und wenigstens einem zweiten Kontaktloch, das die Gate-Elektrode des TFT freilegt; eine Pixelelektrode, die auf der Passivierungsschicht in jedem Pixel des ersten Substrats ausgebildet und mit der Drain-Elektrode des TFT über das erste Kontaktloch der Passivierungsschicht verbunden ist; eine Gateleitung, die entlang jeder horizontalen Pixelreihe des ersten Substrats auf der Passivierungsschicht ausgebildet und mit der Gate-Elektrode des TFT über das zweite Kontaktloch der Passivierungsschicht verbunden ist; ein zweites Substrat, das dem ersten Substrat gegenüberliegend angeordnet ist und an diesem auch befestigt sein kann; eine gemeinsame Elektrode, die auf der dem ersten Substrat zugewandten Seite des zweiten Substrats ausgebildet ist; und einen elektrophoretischen Film, der zwischen dem ersten und zweiten Substrat ausgebildet ist.
Außerdem wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum Herstellen einer elektrophoretischen Anzeigevorrichtung mit den folgenden Schritten gelöst: Vorbereiten eines ersten Substrats, auf dem mehrere Pixel definiert und in mehreren horizontalen und vertikalen Pixelreihen ausgebildet werden; Ausbilden einer Datenleitung auf dem ersten Substrat an jeder vertikalen Pixelreihe entlang und Ausbilden von Source- und Drain-Elektroden in jedem Pixel auf dem ersten Substrat; Ausbilden einer organischen Halbleiterschicht, einer Gate-Isolierschicht und einer Gate-Elektrode in jedem Pixel auf dem ersten Substrat, um einen TFT zu bilden; Ausbilden einer Passivierungsschicht auf der Datenleitung und dem TFT des ersten Substrats; Ausbilden eines ersten die Drain-Elektrode des TFT freilegenden Kontaktlochs und wenigstens eines zweiten die Gate-Elektrode des TFT freilegenden Kontaktlochs in der Passivierungsschicht; und Ausbilden einer Pixelelektrode auf der Passivierungsschicht in jedem Pixel. wobei die Pixelelektrode mit der Drain-Elektrode des TFT über das erste Kontaktloch verbunden wird, und Ausbilden einer Gateleitung auf der Passivierungsschicht an jeder horizontalen Pixelreihe entlang, wobei die Gateleitung über das zweite Kontaktloch mit der Gate-Elektrode des TFT verbunden wird.
Die Gateleitungen können beispielsweise senkrecht zu den Datenleitungen ausgebildet sein und diese schneiden, sodass sie die Vielzahl von Pixeln begrenzen.
Die oben stehenden und andere Aufgaben, Merkmale, Gesichtspunkte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die folgende detaillierte Beschreibung der vorliegenden Erfindung zusammen mit den beigefügten Zeichnungen weiter verdeutlicht.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Schnittansicht einer allgemeinen elektrophoretischen Anzeigevorrichtung:
2 ist eine Flächenansicht einer elektrophoretischen Anzeigevorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 ist eine Schnittansicht eines ersten und zweiten Substrats entlang der Linien I-I' aus 2; und
4a bis 4l sind Schnittansichten der aufeinanderfolgenden Herstellungsschritte der elektrophoretischen Anzeigevorrichtung aus 2.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Eine elektrophoretische Anzeigevorrichtung und ein Herstellungsverfahren dafür gemäß beispielhafter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun im Detail mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Zuerst wird der Aufbau der elektrophoretischen Anzeigevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die 2 und 3 beschrieben.
Wie in 2 und 3 gezeigt, enthält die elektrophoretische Anzeigevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung: ein erstes Substrat 101 mit einer Vielzahl von Pixeln, die in mehreren vertikalen und horizontalen Pixelreihen ausgebildet sind; eine Vielzahl von Datenleitungen 103, wobei jede Datenleitung 103 jeweils an einer vertikalen Pixelreihe des ersten Substrats 101 entlang ausgebildet ist; einen in jedem Pixel des ersten Substrats 101 ausgebildeten Dünnschichttransistor (TFT) 105 mit einer Source-Elektrode 105a, einer Drain-Elektrode 105b, einer organische Halbleiterschicht 105c und einer Gate-Elektrode 105e; eine auf den TFTs 105 und den Datenleitungen 103 des ersten Substrats 101 ausgebildeten Passivierungsschicht 108 mit einem ersten Kontaktloch 106, das die Drain-Elektrode 105b des TFT 105 freilegt, und einem zweiten Kontaktloch 107, das die Gate-Elektrode 105e des TFT 105 freilegt; eine Pixelelektrode 109, die auf der Passivierungsschicht 108 in jedem Pixel des ersten Substrats 101 ausgebildet und über das erste Kontaktloch 106 der Passivierungsschicht 108 mit der Drain-Elektrode 105b des TFT 105 verbunden ist; eine Vielzahl von Gateleitungen 104 auf der Passivierungsschicht 108, wobei jede Gateleitung 104 jeweils an einer horizontalen Pixelreihe des ersten Substrats 101 entlang ausgebildet und über das zweite Kontaktloch 107 der Passivierungsschicht 108 mit der Gate-Elektrode 105e des TFT 105 verbunden ist; ein zweites Substrat 102, das dem ersten Substrat 101 gegenüberliegend befestigt ist; eine gemeinsame Elektrode 110, die auf dem zweiten Substrat 102 ausgebildet ist; und einen elektrophoretischen Film (nicht gezeigt), der zwischen dem ersten und zweiten Substrat 101 und 102 ausgebildet ist.
Die Bestandteile der elektrophoretischen Anzeigevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung werden nun im Detail beschrieben.
Die elektrophoretische Anzeigevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung enthält eine elektrophoretische Tafel mit einem ersten unteren Substrat 101 und einem zweiten oberen Substrat 102 und ein elektrophoretischer Film (nicht gezeigt) ist zwischen dem ersten und zweiten Substrat 101 und 102 ausgebildet.
Obwohl nicht gezeigt, enthält der elektrophoretische Film eine Vielzahl von Kapseln mit elektronischer Tinte, in denen weiße und schwarze Tinte verteilt ist. Die weiße und die schwarze Tinte sind mit entgegengesetzten Polaritäten geladen. Und zwar ist die weiße Tinte positiv und die schwarze Tinte negativ geladen, oder umgekehrt.
Mit Bezug auf 2 wird eine Vielzahl von Pixeln auf dem ersten Substrat 101 definiert, wobei die Vielzahl von Pixeln mehrere vertikale und horizontale Pixelreihen bildet.
Auf dem ersten Substrat 101 wird in jeder vertikalen Pixelreihe eine Datenleitung 103 und in jeder horizontalen Pixelreihe eine Gateleitung 104 ausgebildet. Ein Dünnschichttransistor (TFT) 105 wird an jedem Schnittpunkt der Gateleitung 104 und der Datenleitung 103 ausgebildet.
Mit Bezug auf 2 und 3 enthält der TFT 105 eine Source-Elektrode 105a und eine Drain-Elektrode 105b, die auf dem ersten Substrat 101 ausgebildet sind, eine auf der Source-Elektrode 105a und der Drain-Elektrode 105b ausgebildete organische Halbleiterschicht 105c, eine auf der organischen Halbleiterschicht 105c ausgebildete Gate-Isolierschicht 105d und eine Gate-Elektrode 105e auf der Gate-Isolierschicht 105d. Die organische Halbleiterschicht 105c. die Gate-Isolierschicht 105d und die Gate-Elektrode 105e des TFT 105 sind so ausgebildet. dass sie dieselbe Fläche und dieselbe Überlappungsfläche aufweisen. Insbesondere werden die organische Halbleiterschicht 105c, die Gate-Isolierschicht 105d und die Gate-Elektrode 105e des TFT 105 durch einen einzelnen Maskenprozess ausgebildet, der im Detail in der Erklärung eines Herstellungsverfahren der elektrophoretischen Anzeigevorrichtung beschrieben wird.
Die Gate-Elektrode 105e des TFT 105 ist mit der Gateleitung 104 verbunden, die Source-Elektrode 105a ist mit der Datenleitung 103 verbunden und die Drain-Elektrode 105b ist mit der Pixelelektrode 109 verbunden.
Die organische Halbleiterschicht 105c des TFT 105 ist aus Pentacen oder Polythiophen.
Gemäß 3 ist die Passivierungsschicht 108 auf der Datenleitung 103 und dem TFT 105 des ersten Substrats 101 ausgebildet. In der Passivierungsschicht 108 sind ein erstes Kontaktloch 106, das die Drain-Elektrode 105b des TFT 105 freilegt, und ein zweites Kontaktloch 107, das die Gate-Elektrode 105e des TFT 105 freilegt, ausgebildet.
Wie in 3 dargestellt. ist die Pixelelektrode 109 in jedem Pixel auf der Passivierungsschicht 108 ausgebildet. Die Pixelelektrode 109 ist mit der Drain-Elektrode 105b des TFT 105 in einem jeweiligen Pixel über das erste Kontaktloch 106 der Passivierungsschicht 108 verbunden.
Die Gateleitung 104 ist ebenfalls auf der Passivierungsschicht 108 ausgebildet. Die Gateleitung 104 ist mit der Gate-Elektrode 105e des TFT 105 über das zweite Kontaktloch 107 verbunden und ist auf derselben Schicht aus demselben Material wie die Pixelelektrode 109 hergestellt.
Die Gateleitung 104 und die Pixelelektrode 109 sind aus einem transparenten leitenden Material, wie beispielsweise Indium-Zinn-Oxid (ITO), oder einem opaken Metall, wie beispielsweise Molybdän (Mo), Aluminium (Al), Chrom (Cr), Kupfer (CU) und ähnliches.
Mit Bezug auf 2 und 3 sind zwei zweite Kontaktlöcher 107 in jedem Pixel auf der Passivierungsschicht 108 ausgebildet, wobei jede Gateleitung 104 gesondert in mehreren Bereichen ausgebildet ist. Die mehreren Bereiche, die die Gateleitung 104 bilden, sind elektrisch über das zweite Kontaktloch 107 und die Gate-Elektrode 105e des TFT 105 verbunden. Dabei ist die Gateleitung 104 so strukturiert, dass sie mehrere Bereiche bildet, die aber elektrisch über das zweite Kontaktloch 107 und die Gate-Elektrode 105e des TFT 105 verbunden sind.
In 2 und 3 sind zwei zweite Kontaktlöcher 104 und 107 gezeigt, wobei die vorliegende Erfindung jedoch nicht darauf beschränkt ist und auch drei oder mehr zweite Kontaktlöcher 107 ausgebildet sein können, wenn es im Rahmen der vorliegenden Erfindung nötig ist.
Auch sind in 2 und 3 die Gateleitungen 104 in mehreren Bereichen gesondert ausgebildet und die mehreren Bereiche, die die Gateleitungen 104 bilden, sind elektrisch miteinander über das zweite Kontaktloch 107 und die Gate-Elektrode 105e des TFT 105 verbunden. Jedoch ist die vorliegende Erfindung darauf nicht beschränkt und es kann auch eine Gateleitung 104 ausgebildet sein, die nicht in mehrere Bereiche aufgeteilt ist, wobei nur ein zweites Kontaktloch 107 im Rahmen der vorliegenden Erfindung ausgebildet sein kann.
Gemäß 3 ist die gemeinsame Elektrode 110 auf dem zweiten Substrat 102 ausgebildet, an die eine gemeinsame Spannung angelegt wird.
Wenn in den Kapseln, die den elektrophoretischen Film (nicht gezeigt) zwischen dem ersten und zweiten Substrat 101 und 102 bilden, weiße Tinte positiv und schwarze Tinte negativ geladen ist, wird an die Pixelelektrode 109 eine negative Pixelspannung und an die gemeinsame Elektrode 110 eine positive gemeinsame Spannung angelegt. Dann bewegt sich die weiße Tinte mit positiven Ladungen auf die Pixelelektrode 109 zu und die schwarze Tinte mit negativen Ladungen bewegt sich auf die gemeinsame Elektrode 110 zu, um ”schwarz” zu realisieren. Wenn eine positive Pixelspannung an die Pixelelektrode 109 und eine negative gemeinsame Spannung an die gemeinsame Elektrode 110 angelegt wird, dann bewegt sich die weiße Tinte mit positiven Ladungen auf die gemeinsame Elektrode 110 zu und die schwarze Tinte mit negativen Ladungen bewegt sich auf die Pixelelektrode 109 zu, um ”weiß” zu realisieren. Nach diesem Prinzip wird die Vielzahl von Pixeln angesteuert und auf der elektrophoretischen Tafel wird dementsprechend ein Bild angezeigt.
Nun wird mit Bezug auf die 4b–4l das Verfahren zum Herstellen der elektrophoretischen Anzeigevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Zuerst wird das erste Substrat 101 vorbereitet. auf dem mehrere Pixel definiert sind, die die Vielzahl von horizontalen und vertikalen Pixelreihen bilden.
Als nächstes werden gemäß 4a nacheinander eine Source/Drain-bildende Materialschicht 121 und ein lichtempfindlicher Film 131 auf dem ersten Substrat 101 ausgebildet, auf dem unter Verwendung einer ersten Maske 141 mit einem Sperrbereich und einem Belichtungsbereich Photolithographie durchgeführt wird, um gemäß 4b eine Struktur 151 des ersten lichtempfindlichen Films auszubilden.
Die erste Maske 141 enthält den Sperrbereich, der im Bereich entsprechend der Source-Elektrode 105a, der Drain-Elektrode 105b und der Datenleitung 103 ausgebildet ist, die in einem anschließenden Arbeitsgang zu bilden sind, und den Belichtungsbereich, der in anderen Bereichen als im Sperrbereich ausgebildet ist. Hierbei können der Belichtungsbereich und der Sperrbereich der ersten Maske 141 gemäß einer Art des ersten lichtempfindlichen Films 131 vertauscht werden.
Dann wird die Source/Drain-bildende Materialschicht 121 unter Verwendung der Struktur 151 des ersten lichtempfindlichen Films selektiv entfernt, um, wie in 4c gezeigt. die Source-Elektrode 105a, die Drain-Elektrode 105b und die Datenleitung 103 zu bilden, wobei dann die Struktur 151 des ersten lichtempfindlichen Films entfernt wird.
Daraufhin werden gemäß 4d nacheinander eine organische Halbleitermaterialschicht 122, eine Gate-Isolierschicht bildende Materialschicht 123, eine Gate-bildende Materialschicht 124 und ein zweiter lichtempfindlicher Film 132 auf dem ersten Substrat 101 ausgebildet, auf dem unter Verwendung einer zweiten Maske 142 mit einem Sperrbereich und einem Belichtungsbereich Photolithographie durchgeführt wird. um gemäß 4e eine Struktur 152 des zweiten lichtempfindlichen Films auszubilden. Hierbei kann die organische Halbleitermaterialschicht 122 aus Pentacen oder Polythiophen hergestellt werden.
Die zweite Maske 142 enthält den Sperrbereich, der im Bereich entsprechend der organischen Halbleiterschicht 105c, der Gate-Isolierschicht 105d und der Gate-Elektrode 105e ausgebildet ist. die in einem anschließenden Arbeitsgang zu bilden sind, und den Belichtungsbereich, der in anderen Bereichen als im Sperrbereich ausgebildet ist. Hierbei kann der Belichtungsbereich und der Sperrbereich der zweiten Maske 142 gemäß einer Art des zweiten lichtempfindlichen Films 132 vertauscht werden.
Wie in 4f gezeigt, wird die Gate-bildende Materialschicht 124 mittels der Struktur 152 des zweiten lichtempfindlichen Films selektiv entfernt, um die Gate-Elektrode 105e zu bilden. Die Gate-Isolierschicht bildende Materialschicht 123 wird mittels der Struktur 152 des zweiten lichtempfindlichen Films selektiv entfernt, um die Gate-Isolierschicht 105d zu bilden, und die organische Halbleitermaterialschicht 122 wird mittels der Struktur 152 des zweiten lichtempfindlichen Films selektiv entfernt, um die organische Halbleiterschicht 105c zu bilden. Dann wird die Struktur 152 des zweiten lichtempfindlichen Films entfernt. Danach sind die organische Halbleiterschicht 105c, die Source-Elektrode 105a und die Drain-Elektrode 105b so ausgebildet, dass bestimmte Bereiche von ihnen miteinander überlappen. Die organische Halbleiterschicht 105c, die Gate-Isolierschicht 105d und die Gate-Elektrode 105e sind so ausgebildet. dass sie dieselbe Fläche und dieselbe Überlappungsfläche aufweisen.
Wie in 4g gezeigt, werden die Passivierungsschicht 108 und ein dritter lichtempfindlicher Film 133 nacheinander auf dem ersten Substrat 101 ausgebildet. auf dem unter Verwendung einer dritten Maske 143 mit einem Sperrbereich und einem Belichtungsbereich Photolithographie durchgeführt wird, um gemäß 4h eine Struktur 153 des dritten lichtempfindlichen Films auszubilden.
Die dritte Maske 143 enthält den Sperrbereich, der im Bereich entsprechend dem ersten Kontaktloch 106 und dem zweiten Kontaktloch 107 ausgebildet ist, die in einem anschließenden Arbeitsgang zu bilden sind, und den Belichtungsbereich, der in anderen Bereichen als im Sperrbereich ausgebildet ist. Hierbei kann der Belichtungsbereich und der Sperrbereich der dritten Maske 143 gemäß einer Art des dritten lichtempfindlichen Films 133 vertauscht werden.
Dann wird gemäß 4l die Passivierungsschicht 108 mittels der Struktur 153 des dritten lichtempfindlichen Films selektiv entfernt, um die ersten und zweiten Kontaktlöcher 106 und 107 auszubilden, wobei dann die Struktur 153 des dritten lichtempfindlichen Films entfernt wird.
Danach werden gemäß 4j nacheinander eine leitende Materialschicht 125 und ein vierter lichtempfindlicher Film 134 auf dem ersten Substrat 101 ausgebildet, auf dem unter Verwendung einer vierten Maske 144 mit einem Sperrbereich und einem Belichtungsbereich Photolithographie durchgeführt wird, um gemäß 4k eine Struktur 154 des vierten lichtempfindlichen Films auszubilden. Die leitende Materialschicht 125 kann aus einem transparenten leitenden Material oder einem opaken Metall hergestellt werden. Das transparente leitende Material ist beispielsweise ITO und das opake Metall ist beispielsweise Molybdän (Mo), Aluminium (Al), Chrom (Cr), Kupfer (Cu) oder ähnliches.
Die vierte Maske 144 enthält den Sperrbereich, der im Bereich entsprechend der Pixelelektrode 109 und der Gateleitung 104 ausgebildet ist, die im anschließenden Arbeitsgang zu bilden sind, und den Belichtungsbereich. der in anderen Bereichen als im Sperrbereich ausgebildet ist. Hierbei können der Belichtungsbereich und der Sperrbereich der vierten Maske 144 gemäß einer Art des vierten lichtempfindlichen Films 134 vertauscht werden.
Dann wird die leitende Materialschicht 125 unter Verwendung der Struktur 154 des vierten lichtempfindlichen Films selektiv entfernt, um gemäß 4l die Pixelelektrode 109 und die Gateleitung 104 auszubilden, wobei dann die Struktur 154 des vierten lichtempfindlichen Films entfernt wird.
Daraufhin wird das zweite Substrat 102 (in 3) mit der gemeinsamen Elektrode 110 (in 3) vorbereitet und der elektrophoretische Film (nicht gezeigt) wird zwischen dem ersten und zweiten Substrat 101 und 102 ausgebildet.
Die elektrophoretische Anzeigevorrichtung gemäß den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ist in Bezug auf Herstellungskosten und Herstellungszeit vorteilhaft, da die Maskenzahl für den Herstellungsprozess minimiert ist. Darüber hinaus ist es unnötig, einen offenen Bereich auszubilden, um die Pixelelektrode 109 freizulegen, weil die Pixelelektrode 109 auf der Passivierungsschicht 108, also nahe zum elektrophoretischen Film hergestellt ist.
Was die elektrophoretische Anzeigevorrichtung gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung betrifft, kann das erste Substrat 101 und die Vielzahl von den auf dem ersten Substrat 101 ausgebildeten Bestandteilen auf ein TFT-Array-Substrat eines LCD angewendet werden. In diesem Fall kann aufgrund der Schutzschicht 108 mit der minimierten Stufe ein Reiben problemlos im gesamten Bereich einer Ausrichtungsschicht durchgeführt werden und ein Problem, beispielsweise dass Flüssigkristall nicht vollständig geladen wird, und ähnliches tritt nicht auf. Hierbei dient die Ausrichtungsschicht des LCD dazu, einer Flüssigkristallschicht, die zwischen dem TFT-Array-Substrat und einem Farbfiltersubstrat des LCD ausgebildet ist, eine Anfangsausrichtung zu geben.

Claims

Elektrophoretische Anzeigevorrichtung, umfassend: ein erstes Substrat (101) mit einer Vielzahl von Pixeln, die in mehreren vertikalen und horizontalen Pixelreihen ausgebildet sind; eine Datenleitung (103) in jeder vertikalen Pixelreihe des ersten Substrats (101); einen Dünnschichttransistor (TFT, 105), der in jedem Pixel des ersten Substrats (101) ausgebildet ist und der eine Source-Elektrode (105a), eine Drain-Elektrode (105b), eine organische Halbleiterschicht (105c) und eine Gate-Elektrode (105e) aufweist; eine Passivierungsschicht (108), die auf den TFTs (105) und den Datenleitungen (103) des ersten Substrats (101) ausgebildet ist, mit einem ersten Kontaktloch (106), das die Drain-Elektrode (105b) des TFT (105) freilegt, und wenigstens einem zweiten Kontaktloch (107), das die Gate-Elektrode (105e) des TFT (105) freilegt; eine Pixelelektrode (109), die auf der Passivierungsschicht (108) in jedem Pixel des ersten Substrats (101) ausgebildet und über das erste Kontaktloch (106) der Passivierungsschicht (108) mit der Drain-Elektrode (105b) des TFT (105) verbunden ist; eine Gateleitung (104), die auf der Passivierungsschicht (108) in jeder horizontalen Pixelreihe des ersten Substrats (101) ausgebildet und über das zweite Kontaktloch (107) der Passivierungsschicht (108) mit der Gate-Elektrode (105e) des TFT (105) verbunden ist, wobei die Gateleitung (104) senkrecht zu der Datenleitung (103) ausgebildet ist und diese schneidet; ein dem ersten Substrat (101) gegenüberliegendes zweites Substrat (102); eine unter dem zweiten Substrat (102) ausgebildete gemeinsame Elektrode (110); und einen elektrophoretischen Film, der zwischen dem ersten und zweiten Substrat (101, 102) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die organische Halbleiterschicht (105c) aus Pentacen oder Polythiophen hergestellt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der TFT (105) auf dem ersten Substrat (101) ausgebildete Source- und Drain-Elektroden (105a, 105b), eine auf den Source- und Drain-Elektroden (105a, 105b) ausgebildete organische Halbleiterschicht (105c), eine auf der organischen Halbleiterschicht (105c) ausgebildete Gate-Isolierschicht (105d) und eine auf der Gate-Isolierschicht (105d) ausgebildete Gate-Elektrode (105e) aufweist und wobei die organische Halbleiterschicht (105c), die Gate-Isolierschicht (105d) und die Gate-Elektrode (105e) des TFT (105) dieselbe Fläche und dieselbe Überlappfläche aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei zwei oder mehr zweite Kontaktlöcher (107) in jedem Pixel ausgebildet sind, wobei jede Gateleitung (104) gesondert in mehreren Bereichen ausgebildet ist und wobei die gesonderten Bereiche elektrisch über die zweiten Kontaktlöcher (107) und die Gate-Elektrode (105e) des TFT (105) verbunden sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Pixelelektrode (109) und die Gateleitung (104) auf derselben Schicht aus demselben Material hergestellt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Pixelelektrode (109) und die Gateleitung (104) wahlweise entweder aus einem transparenten leitenden Material oder einem opaken Metall bestehen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Pixelelektrode (109) und Gateleitung (104) wahlweise entweder aus Indium-Zinn-Oxid (ITO), Molybdän (Mo), Aluminium (Al), Chrom (Cr) oder Kupfer (Cu) bestehen.
Verfahren zum Herstellen einer elektrophoretischen Anzeigevorrichtung, die folgenden Schritte umfassend: Vorbereiten eines ersten Substrats (101), auf dem mehrere Pixel definiert und in mehreren horizontalen und vertikalen Pixelreihen ausgebildet werden; Ausbilden einer Datenleitung (103) in jeder vertikalen Pixelreihe auf dem ersten Substrat (101) und Ausbilden von Source- und Drain-Elektroden (105a, 105b) in jedem Pixel auf dem ersten Substrat (101); Ausbilden einer organischen Halbleiterschicht (105c), einer Gate-Isolierschicht (105d) und einer Gate-Elektrode (105e) in jedem Pixel auf dem ersten Substrat (101), um einen TFT (105) zu bilden; Ausbilden einer Passivierungsschicht (108) auf der Datenleitung (103) und auf dem TFT (105) des ersten Substrats (101); Ausbilden eines ersten Kontaktlochs (106) in der Passivierungsschicht (108), das die Drain-Elektrode (105b) des TFT (105) freilegt, und wenigstens eines zweiten Kontaktlochs (107) in der Passivierungsschicht (108), das die Gate-Elektrode (105e) des TFT (105) freilegt; und Ausbilden einer Pixelelektrode (109) auf der Passivierungsschicht (108) in jedem Pixel, wobei die Pixelelektrode (109) über das erste Kontaktloch (106) mit der Drain-Elektrode (105b) des TFT (105) verbunden wird; und Ausbilden einer Gateleitung (104) auf der Passivierungsschicht (108) in jeder horizontalen Pixelreihe, wobei die Gateleitung (104) mit der Gate-Elektrode des TFT (105) über das zweite Kontaktloch (107) verbunden wird, wobei die Gateleitung senkrecht zu der Datenleitung ausgebildet ist und diese schneidet.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die organische Halbleiterschicht (105c) aus Pentacen oder Polythiophen hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Ausbilden der organischen Halbleiterschicht (105c), der Gate-Isolierschicht (105d) und der Gate-Elektrode (105e) des TFT (105) umfasst: Sequentielles Ausbilden einer organischen Halbleitermaterialschicht (122), einer Gate-Isolierschicht bildenden Materialschicht (123), einer Gate-bildenden Materialschicht (124) und eines lichtempfindlichen Films (132) auf dem ersten Substrat (101); Durchführen von Photolithographie mittels einer Maske (142) mit einem Sperrbereich in einem Bereich, der der auszubildenden organischen Halbleiterschicht (105c), der Gate-Isolierschicht (105d) und der Gate-Elektrode (105e) entspricht, um eine Struktur des lichtempfindlichen Films auszubilden; Selektives Entfernen der organischen Halbleitermaterialschicht (122), der Gate-Isolierschicht bildenden Materialschicht (123) und der Gate-Elektrode bildenden Materialschicht (124) unter Verwendung der Struktur des lichtempfindlichen Films, um die organische Halbleiterschicht (105c), die Gate-Isolierschicht (105d) und die Gate-Elektrode (105e) auszubilden; und Entfernen der Struktur des lichtempfindlichen Films; wobei die organische Halbleiterschicht (105c), die Gate-Isolierschicht (105d) und die Gate-Elektrode (105e) so ausgebildet werden, dass sie dieselbe Fläche und dieselbe Überlappungsfläche aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei zwei oder mehr zweite Kontaktlöcher (107) in jedem Pixel ausgebildet werden, wobei jede einer horizontalen Pixelreihe entsprechende Gateleitung (104) in mehreren Bereichen gesondert ausgebildet wird und wobei die gesonderten Bereiche über die zweiten Kontaktlöcher (107) und die Gate-Elektrode (105e) des TFT (105) elektrisch verbunden werden.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Pixelelektrode (109) und die Gateleitung (104) auf derselben Schicht aus demselben Material hergestellt werden.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Pixelelektrode (109) und die Gateleitung (104) wahlweise entweder aus einem transparenten leitenden Material oder einem opaken Metall hergestellt werden.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Pixelelektrode (109) und Gateleitung (104) wahlweise entweder aus Indium-Zinn-Oxid (ITO), Molybdän (Mo), Aluminium (Al), Chrom (Cr) oder Kupfer (Cu) hergestellt werden.