TWI289717B - Display device and method of fabricating the same - Google Patents

Description

1289717 ⑴ 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明相關於一種使用根據施加的電場改變反射率的 對比介質（c ο n t r a s t m e d i a )的顯示裝置。特別是，本發 明相關於一種藉由將有機樹脂膜基底與薄膜電晶體（以下 稱爲TFT)以及對比介質組合形成的顯示裝置，本發明也 相關於製造這種顯示裝置的方法。 【先前技術】 與使用陰極射線管的裝置不同，在平板上形成一個螢 幕的顯示裝置被設計成將電信號提供給以幾乎二維方式排 列的像素，利用液晶的電光性質或電致發光介質的發光性 質給予亮度和密度，由此顯示影像。現在注意力放在這類 顯不裝置，它是使用塡充在微膠囊中電泳材料的一種新型 顯示介質。 可被電子定址的微膠囊形式的對比介質也稱爲電子墨 水（electronic ink )。參照圖1 〇，電子墨水包括直徑約 S 〇 // m的微膠囊7 0 6，其中包含透明液體，帶正電的細小 白粒子7 〇 1，帶負電的細小黑粒子7 0 2。當微膠囊7 0 6放 在電場中，細小白粒子701和細小黑粒子7 02沿相反方向 行動。當正電場或負電場加在像素電極7 0 4、7 0 5和反電 極（透明電極）7〇3之間，如圖1〇所示，細小白粒子或細小 黑粒子分別出現在表面上以顯示白色或黑色。電子墨水和 反電極（透明電極）可以用印刷法形成；也即電子墨水印刷 -6 - (2) (2)1289717 到電路基底上以形成顯示裝置。 使用電子墨水的顯示裝置的優點是，由於它的反射率 是大約3 0%，是反射式液晶顯示裝置的幾倍，它比液晶顯 示裝置消耗較少的電功率。由於其低反射率，反射式液晶 顯示裝置優點在於：可以放在強光下，例如太陽光下工 作，但在弱光下需要輔助光照明，例如正面光。另一方 面，使用電子墨水的顯示裝置，由於其高反射率，不需要 正面光。正面光需要幾百mW的電功率，而這是使用電子 墨水的顯示裝置所不需要的。另外，在直流驅動下連續驅 動時，液晶性能會退化。因此，液晶顯示器必須以交流驅 動的交替反相方式驅動。而當反相的頻率低時，出現令人 不願見到的閃爍。所以，通常反相驅動採用60- 1 0 0Hz的 交流驅動。與液晶顯示裝置不同，使用電子墨水的顯示裝 置不需要交流驅動的反相方式驅動，因此，不需要實現 6 0Hz的每次寫。上述兩點使減少電功率消耗成爲可能。 與電子墨水相關，使用例如非晶矽（a-Si)TFT的電泳 顯示裝置在“ 12. 1資訊設備的SVGA微膠囊電泳主動矩陣 顯不器（12.1 SVGA Microencapsulated Electrophoretic Active Matrix Display for Information Appliances ) ” SID01 DIGEST p p · 1 5 2 - 1 5 5 和“使用箔基的 a-S i T F T 陣列 的一*致的電子墨水顯示器（A Conformable Electronic Ink Display using a Foil-Based a-Si TFT Array ) ， SID01，DIGEST pp.157-159 中已經幸g 導。 上述使用電子墨水的顯示裝置是基於簡單的原理，並 (3) (3)1289717 且不需要用於液晶顯示裝置的照明裝置，因此稱爲電子 紙，並已經硏究關於它的廣泛使用以代替以報紙和書本爲 代表的使用紙的習知資料傳輸或記錄工具。 爲了使電子紙可在社會上普遍使用，需要有一種裝 置，就如在紙上印刷字元和照片那樣快速、大量和低成本 地，提供能夠如報紙那樣折疊的大面積顯示介質。然而， 雖然根據已經建立的製程保持穩定性可以生産使用無機半 導體層的TFT，但仍需要藉由使用像通常半導體製程那樣 的真空由此藉由光刻形成圖案來形成作爲主動層的半導體 餍並形成用於形成引線和電極的金屬薄膜。 另外，爲了用戶運用方便，不希望使用易碎的材料如 玻璃作基底，也不希望使用重而彎曲性差的材料如不銹鋼 作基底。當如不銹鋼薄板或鋁薄板作基底時，彎曲性可以 保持到一定程度，然而，由於塑性形變，難以保持平板表 面的平整性。 【發明內容】 考慮上述問題完成本發明，本發明的目的是提供一種 IS的、可彎曲的可有利生産的顯示裝置。 爲了解決上述問題，本發明的構成具有包括TFT的 像素構件，TFT的主動層包括在絕緣層的開口部分內用於 形成通道部分的有機半導體材料，安排成與閘極相符合。 像繁構件進一步包括形成在連接到TF T的電極上方的對 &介質，用於根據施加的電場改變反射率；或者包括根據 (4) (4)1289717 施加的電場改變反射率的含有帶電粒子的微膠囊。像素構 件由塑膠基底夾住，包括無機絕緣材料的阻擋層提供在塑 膠基底和像素構件之間。 另一種構成包括含有TFT的像素構件，TFT的主動 層包括在絕緣層的開口部分內用於形成通道部分的有機半 導體材料，安排成與閘極相符合。此外，像素構件包括形 成在連接到TFT的電極上方的對比介質，用於根據施加 的電場改變反射率；或包括根據施加的電場改變反射率的 含有帶電粒子的微膠囊，對比介質或微膠囊被覆蓋像素電 極週邊的包含絕緣材料分隔層圍繞。像素構件由塑膠基底 夾住，包括無機絕緣材料的阻擋層提供在塑膠基底和像素 構件之間。 本發明的另一種構成，包括含有TF T的像素構件， TF T的主動層包括在絕緣層的開口部分內用於形成通道部 分的有機半導體材料，安排成與閘極相符合。此外，像素 構件包括形成在連接到 TFT的電極上方的對比介質，根 據施加的電場改變反射率；或包括根據施加的電場改變反 射率的含有帶電粒子的微膠囊。像素構件由基底夾住，包 括無機絕緣材料的阻擋層提供在基底和像素構件之間。 另一種構成，包括含有TFT的像素構件，TFT的主 動層包括在絕緣層的開口部分內用於形成通道部分的有機 半導體材料，安排成與閘極相符合。此外，像素構件包括 形成在連接到TFT的電極上方的對比介質，根據施加的 電場改變反射率；或包括根據施加的電場改變反射率的含 (5) (5)1289717 有帶電粒子的微膠囊，對比介質或微膠囊是被覆蓋像素電 極週邊的包含絕緣材料的分隔層圍繞。像素構件由基底夾 住，包括無機絕緣材料的阻擋層提供在基底和像素構件之 間。 在本發明的上述構成中，塑膠基底有彎曲性，是聚對 苯二甲酸乙二醇醋（polyethylene terephthalate) (PET)，聚 萘二甲酸乙二醇酯（polyethylene naphthalate) (PEN)，聚 醚颯（PE S)，聚碳酸酯（PC)或聚醯亞胺中的一種。這些基 底對可見光是透明的，並且可行的厚度在10到2 00 // m 之間以呈現彎曲性。因而，這裏提供一種重量輕並有優良 抗震性能的顯示裝置。 還希望的是，在塑膠基底上形成的阻擋層用AlOxNl-x(其中 x = 〇.01到0.2)或由RF濺射形成的不含氫的氮化 矽製成。無機絕緣層用作防止從外部環境滲透入的水氣或 有機氣體的阻擋層，並避免構成顯示裝置的有機半導體材 料、根據施加的電場改變其反射率的對比介質、以及根據 施加的電場改變反射率的包含帶電粒子的微膠囊受到水氣 或有機氣體的影響而性能退化。 在像素中形成的TFT可以包括如以非晶矽爲代表的 無機半導體材料，但這裏包括能用印刷方法形成的有機半 導體材料，它能象在紙上的印刷字元和照片那樣大量且低 成本地提供大面積的顯示介質，而不需要依靠如氣相生長 那樣的真空製程。不僅半導體層而且象閘極那樣的導電 層，以及象閘絕緣膜那樣的絕緣層，都可以包括有機化合 -10- (6) 1289717 物材料來實現這個目的。 由此構成的本發明顯示裝置是用下列步驟製 一步’用濺射方法在第一塑膠基底上形成包含無 料的阻擋層。第二步，使用在阻擋層上形成圖形 膏形成閘極。第三步，在閘極上形成第一絕緣 步’在第一絕緣層上形成有開口部分的第二絕緣 第二絕緣層以便與閘極對應。第五步，在開口部 有機半導體層。第六步，使用被圖形化以連接有 層的塗敷的導電膏形成源電極和漏電極。第七步 有在源電極或在漏電極上形成的有開口部分的 層。第八步，使用以圖形化方式塗敷的導電膏形 源電極和漏電極的像素電極。第九步，形成覆蓋 端部的具有開口部分的第四絕緣層。第十步，形 □部分內包含具有帶電粒子的微膠囊的樹脂層 步，在樹脂層上粘附第二塑膠基底，在該基底上 法形成有使用無機絕緣材料的阻擋層和透明電極 第一絕緣層可以作爲閘絕緣膜。 在上述各個步驟中，第二到第九步是基於絲 形成，使得可能象在紙上印刷字元和照片那樣的 成本地提供具有大面積的顯示介質，而不依靠象 那樣的真空製程或光刻製程。另外’在連續供給 的長的塑膠基底時，允許連續進行第二到第十一 現非常高的生産率。因此，本發明可能以低成本 顯示裝置，它有非常高的生産效率’重量輕且可 造的。第 機絕緣材 化的導電 層。第四 層。形成 分裏形成 機半導體 ，形成具 第三絕緣 成連接到 像素電極 成在其開 。第十一 用濺射方 。此處， 網印刷法 大量且低 氣相生長 有可彎曲 步，來實 提供一種 彎曲。 -11 - (7) 1289717 【實施方式】 現在參照圖式詳細描述本發明的實施例。根據本發明 的顯示裝置包括像素構件，像素構件配備根據施加的電場 改變反射率的對比介質，或包括根據施加的電場改變反射 率的包含帶電粒子的微膠囊電子墨水，對於每個像素，像 素構件還包括用來控制施加到每個像素的電場的TFT。在 TFT中，有機半導體材料用作形成通道部分的半導體，其 特徵在於劃分半導體爲島的形狀的結構及其製造方法。由 此構成的像素構件由塑膠基底夾住。 圖1是說明像素構件結構的垂直截面圖，圖2是它的 頂視圖。在塑膠基底1 〇 1和20 1之間，存在包含帶電粒子 的微膠囊301，它們由使用有機半導體層l〇6a和106b的 有機TFT、連接到有機TFT的像素電極1 l〇a和1 i〇b、和 處於相對一側的公用電極2 03夾住。圖1中的垂直截面對 應於圖2中的線A - A ·。 塑膠基底101或20 1中至少任一個允許光藉由，並包 括聚對苯二甲酸乙二醇酯 （PET)，聚萘二甲酸乙二醇酯 (PEN)，聚醚碾 （PES)，聚碳酸酯 （PC)或聚醯亞胺。希 望塑膠基底有可彎曲性，其可行的厚度在10到200 // m 之間。自然，即使厚度增加到大於上述範圍，本發明的構 成基本上不受影響。 包括無機絕緣材料的102和202形成在塑膠基底101 和201的表面上，保持厚度在10到200nm。阻擋層具有 -12- (8) (8)1289717 一層或多層的層疊結構，由Al〇xNl-x(x = 〇.〇l到0.2)、或 用矽作靶用氮氣作濺射氣體的RF濺射方法形成的不含氫 的氮化矽形成。無機絕緣材料如此緻密地形成以便用作阻 擋層防止水氣或有機氣體從外部環境滲透。形成阻擋層的 目的是防止有機半導體材料或根據施加的電場改變其反射 率的對比介質或者防止根據施加的電場改變反射率的含有 帶電粒子的微膠囊免於受水氣或有機氣體影響而性能惡 形成TFT的閘極的第一引線1〇3可以用已知的金屬 材料如鋁或鉻形成，或可由絲網印刷法或輥塗機法使用導 電膏形成。另外，用作閘絕緣膜的第一絕緣層〗〇 4，第二 絕緣層1 〇 5和第三絕緣層1 〇 9是用對其加入了丙烯酸樹 脂、聚醯亞胺樹脂、聚醯胺樹脂、苯氧基樹脂、非芳香性 多官能團的異氰酸酯或三聚氰胺樹脂的材料形成的。閘絕 緣膜不必要限於有機絕緣材料，而可以是藉由塗敷法形成 的氧化砂溥膜（S Ο G :玻璃上旋轉），或藉由潑射法形成的氧 化矽薄膜。 與聞極對應的在第二絕緣層〗〇5中形成的開口部分用 於在其中形成有機半導體層。有機半導體層由印刷，噴 霧’旋塗，或墨水噴射法形成。對於本發明使用的有機半 導體材料，希望使用7Γ -電子共軛的高分子材料，它們的 鍵包括共轭雙鍵構成的鍵。具體地，可以使用可溶解的高 分子材料’例如聚噻吩，聚（3 _烴基噻吩）或聚噻吩衍生 物0 -13- (9) (9)1289717 對於其他可用於用於本發明的有機半導體材料’可以 由形成可溶的母體隨後處理獲得的有機半導體層。對於藉 由母體形成的有機半導體材料，能夠例舉聚亞噻吩基亞乙 燒基（卩〇1>^11丨611；/16116乂丨11>^1^)，聚（2,5-亞噻吩基亞乙燦基） (poly(2,5-thienylene vinylene))、聚乙炔、聚乙炔衍生 物和聚丙炔亞乙燒基（polyallylenevinylene)。 爲了把母體變換爲有機半導體，不僅進行熱處理，還 加入反應催化劑如氯化氫氣體。當這個反應進行時，引起 電極侵蝕的問題。然而，在本發明的有機 TFT的結構 中，不需要擔心上述問題。作爲用於溶解這些可溶有機半 導體材料的典型的溶劑，可以使用甲苯，二甲苯，氯苯， 二氯苯，苯甲醚，三氯甲烷，二氯甲烷，r-丁基內酯 (r -butyllactone ) ，丁基溶纖劑，環己烷，NMP(N-甲 基-2 -吡略烷酮），環己酮，2 - 丁酮，二噁烷，二甲基甲醯 胺（DMF)和THF (四氫呋喃）。 第二引線1 07a, 1 07b和第三引線1 08a，1 08b在與有機 半導體層接觸時工作爲TFT的源電極和漏電極。作爲形 成這些引線的材料，希望使用功函數大的金屬用於得到與 半導體層的歐姆接觸，因爲用於傳輸電荷的許多有機半導 體材料是把正電洞作爲載子傳輸的P型半導體。 具體地，希望使用金屬，例如金，鉑，鉻，鈀，鋁， 銦，鉬或鎳，或其合金。第二引線107 a，l〇7b和第三引線 】〇8a，l〇8b藉由使用包含上述金屬或合金的導電膏，由印 刷或輥塗機形成。像素電極1 1 〇 a和π 0 b，也類似地形成 -14- (10) 1289717 在第三絕緣層1 0 9上。 形成第四絕緣層以便覆蓋像素電極1 1 0 a和1 1 0 b的邊 緣，並用作分隔層使相鄰像素分區。電子墨水層3 02是用 濕法塗敷形成的，例如噴灑法，旋塗法，印刷法或輥塗機 法，以被塡入第四絕緣層的開口部分，亦即塡在分隔層 間。在電子墨水層上，形成包括在塑膠基底2 0 1上形成的 無機絕緣材料的阻擋層2 0 2，和透明電導薄膜2 0 3，例如 銦-錫氧化物或氧化鋅。 包含在電子墨水層3〇2內的微膠囊301，包含帶正電 的給定顔色的粒子和帶負電的不同顔色的粒子，粒子散佈 在微膠囊包含的溶劑中。依照像素電極給予的電場，給定 顔色的粒子或有另一種顔色的粒子在一個方向上分離，根 據各個像素改變對比度，由此顯示影像。 藉由改變電子墨水層的對比度而顯示影像的本發明的 顯示裝置，其製造步驟參照圖3和圖4描述。 在圖 3A，氮氧化金呂（Α10χΝ1-χ:χ = 0.01到 0.2)或氮 化矽的阻擋層1 02，用 RF濺射方法形成在塑膠基底1 0 1 上。氮氧化鋁是用氮化鋁作爲靶、用藉由適當混合氧氣和 氮氣的氬氣，同時適當選取氧氣的混合比率使得氮氧化鋁 膜中氧的含量從0.0 1到 20原子％得到的濺射氣體形成 的。氮化矽是藉由用矽作靶並僅用氮氣作濺射氣體而形成 的。這些無機絕緣層能夠形成適合作爲阻擋層的緻密的無 機絕緣層。藉由選擇厚度爲約10到約l〇〇nm，阻擋層呈 現了防水蒸汽和有機氣體的氣體阻擋性質。 -15- (11) (11)1289717 其上形成的第一引線1 03作爲TFT的閘極，並用導 電膏形成。作爲導電膏，使用借助絲網印刷或輥塗機形成 預定圖案的導電碳膏、導電銀膏、導電銅膏、或導電鎳 膏。藉由使用導電膏形成的預定圖案，在100到2001下 進行平滑、烘乾和固化，以得到1到5 # m厚的層。 圖3 B說明由輥塗機或噴霧法形成作爲閘絕緣膜的第 一絕緣層1 〇4的形成步驟，它包括有機絕緣材料，對其添 加了丙fe酸樹脂、聚酿亞胺樹脂、苯氧基樹脂，非芳香性 多官能團的異氰酸酯和三聚氰胺樹脂，或包括由塗敷法形 成的氧化矽薄膜（SO G:玻璃上旋轉），或包括由濺射形成的 氧化矽薄膜。希望藉由考慮閘電壓，形成閘絕緣膜並保持 厚度約1 00到約2〇Onm，但即使厚度大於上述範圍也沒有 特別的問題。 參照圖3 C，用絲網印刷法形成第二絕緣層！ 〇 5，它在 與第一引線1 03位置相符合的區域內形成開口部分。適當 使用對其加入丙烯酸樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚醯胺樹脂、 苯氧基樹脂、非芳香性多官能團的異氰酸酯和三聚氰胺樹 脂的有機絕緣材料，形成保持厚度約0.1到約3μιη。具有 這樣開口部分的第二絕緣材料藉由旋塗在整個表面上形成 絕緣層然後用光刻形成開口部分形成。無論如何形成開口 部分並在其中形成有機半導體層，而不要求對形成用於隔 離、維持絕緣的圖案對每個TFT具有差的抗水能力的有 機半導體層所必須的腐蝕步驟。 圖3 D是用印刷，噴霧，旋塗或墨水-噴射法形成有機 -16 - (12) (12)1289717 半導體層1 〇 6 a和1 〇 6 b，使得與開口部分相付合。圖不說 明的形狀可以用D a m a s c e n e法藉由形成有機半導體層以便 塡充第二絕緣層中的開口部分，然後拋光表面在開口部分 中留下有機半導體層而形成。 在圖3E中，象第一引線一樣用導電膏形成第二引線 107a，107b和第三引線 l〇8a，l〇8b。與有機半導體層 106a，106b部分重疊地形成第二引線和第三引線以便作 爲源和漏。 在圖4 A中，與其他絕緣層相同由絲網印刷法形成在 第三引線l〇8a，108b上有開口部分的第三絕緣層109。在 形成預定圖案後，第三絕緣層1〇9在100到200 °C下平 滑、烘乾和固化以得到1到5 // m厚的層。然後，印刷導 電膏形成像素電極和ll〇b。像素電極不需要允許光 藉由，可以用導電碳膏、導電銀膏、導電銅膏或導電鎳膏 形成。 然後，在圖4B中，形成第四絕緣層1 1 1以便覆蓋像 素電極1 l〇a，1 l〇b的週邊，其中形成開口部分正好處在像 素電極上。第四絕緣層Π 1將像素區分區並用作分離層。 由此，其絕緣材料及其形成方法可以和其他絕緣層的相 同，希望其中分散碳黑或黑色素。相鄰的像素這樣分區， 它允許消除串擾，並藉由添加與液晶顯示裝置的黑條一樣 的功能使影像生動。開口部分的大小可以適當確定，例如 l〇0'4〇〇# m以包含電子墨水微膠囊的一個或多個像素電 (13) (13)1289717 參照圖4C，電子墨水層3 02由輥塗機法、印刷法或 噴霧法形成。然後，如圖1所示，其上粘附塑膠基底 20 1，塑膠基底上已形成阻擋層202和包括透明電導膜的 公用電極20 3。如果由於連接到像素電極的TFT的開關工 作施加正電壓或負電壓，同時保持公用電極20 3的電位恒 定，電子墨水層中的微膠囊3 0 1起反應，由此帶負電或帶 正電的有色粒子向一側分離以顯示影像。視頻信號可以藉 由使用T AB或C Ο G安排的驅動電路輸入到像素，雖然， 它可依據用於驅動用有機半導體層形成的TFT的能力而 改變。 圖5是說明本發明的顯示裝置的結構的示意圖’其中 一個構件的像素5 03藉由在塑膠基底1 〇 1上由有機半導體 層形成的TFT 5 04和與其相接的對比介質5 0 5的組合構 成。像素以矩陣形式排列以構成像素構件5 02。驅動器 IC508 用 TAB506,507 安裝。 TAB 5 06和5 07可以從塑膠基底1 〇 1的背面相接，這 裏沒有形成有機半導體層或電子墨水層。連接部分在掃描 線側上的TAB 5 0 7和信號線側上的TAB 5 0 8之間可以稍微 不同。其細節在圖6和圖7中給出。 圖6是說明連接到掃描線側的TAB5〇7的連接示意 圖，其中TAB 5 07藉由各向異性的導電粘合劑3〇4連接到 閘引線103。爲形成連接，在塑膠基底1〇1和阻擋層1〇2 中形成開口部分3 00以暴露形成掃描線的第一引線1 〇3。 另一方面，參照圖7，連接到信號線的T AB 5 0 6，藉由各 -18- (14) (14)1289717 向異性的導電粘合劑3 Ο4連接到形成信號線的第二引線 1 〇 7。爲形成連接，在塑膠基底1 〇 1、阻擋層〗〇 2、第一絕 緣層1 0 4和第二絕緣層1 〇 5中形成開口部分3 0 0以暴露第 二引線I 0 7。開口部分3 0 〇可用鐳射製程例如N d : Y A G雷 射器形成。最希望的是，這樣形成開口部分，使得如所示 那樣暴露引線表面。當難於實現選擇過程時’塑膠基底 1 Ο 1和1 0 2可被穿透。在這種情況，由粘合劑樹脂形成的 密封圖案3 0 3重疊在形成開口部分的位置上，以保持氣密 性，而不影響電子墨水層3 0 2。 如上所述，本發明的顯不裝置主要用印刷法或輥塗機 法制作，使用有彎曲性的塑膠基底能夠驚人地改進生産 率。也就是說，藉由使用滾卷的長的薄片狀基底，能夠應 用稱爲滾筒-滾筒（roll-to-ro 11 )法的生産裝置，用此法 連續輸送基底，依照步驟的順序連續進行加工。 在這種情況的生産步驟可以分成幾個步驟，形成由於 使用氮氧化鋁或氮化矽需要真空處理的阻擋層的步驟，和 用印刷法在大氣壓下形成有機半導體層、第一到第四絕緣 層的步驟。如果大氣壓等離子 C VD製程用於形成阻擋 層，則所有步驟可以在大氣壓下實現。 圖8說明濺射設備的結構，它能夠用滾筒-滾筒法在 長的可彎曲的基底上連續形成薄膜。在薄膜形成室8 0 1中 提供繞有長的可彎曲的基底的滾筒8 0 2和8 0 3。兩個滾筒 互鎖在一起轉動，將長的可彎曲基底從一個滾筒輸送到另 一個滾軸。用抽真空裝置8 0 9減小薄膜形成室8 0 1內的壓 -19- (15) (15)1289717 力，從氣體供給裝置8 1 0供給濺射氣體，從電源8 06和 8 1 6把直流或交流電功率供給靶8 0 4和8 1 4建立輝光放 電，形成薄膜。靶804和8 14由供給冷卻劑的冷卻裝置 8 0 8冷卻，當基底需要加熱時使用加熱裝置8 0 5和8 1 5。 與要澱積的膜有關，可以適當選擇靶8 04和8 1 4。當 要形成氮氧化鋁薄膜時，用氮化鋁作靶，氬氣、氮氣和氧 氣的混合氣體作爲濺射氣體。當要形成氮化矽薄膜時，矽 作爲靶，氮氣作爲濺射氣體。 如圖1所示爲了在塑膠基底201上層疊阻擋層202和 公用電極2 03，氮化鋁靶和銦錫氧化物（ΙΤΟ )靶可以互 相並列提供，以連續形成兩種薄膜。 圖9說明形成有機半導體層、第一到第四絕緣層、 TF Τ和電子墨水層的步驟。其上形成阻擋層的塑膠基底， 從滾筒90 1連續提供，或以逐步的方法斷斷續續地輸送。 後續步驟是全部使用絲網印刷設備902和煆燒設備90 3印 刷第一引線並對其煆燒、印刷第一絕緣體並對其煆燒、印 刷第二絕緣體並對其煆燒、印刷有機半導體並對其煆燒， 印刷第二和第三引線並對其煆燒、印刷第三絕緣體並對其 煆燒、印刷像素電極並對其煆燒、印刷第四絕緣體並對其 煆燒，並塗敷對比介質。然後，其上形成阻擋層和公用電 極的塑膠基底，由滾筒90 5連續供給，用粘合裝置粘附到 其上已塗敷對比介質的基底上。由鐳射加工設備9 0 7進行 加工端子的步驟。 藉由上述各個步驟，多個像素構件連續形成在長的基 -20 - (16) (16)1289717 底上。在最後切割步驟中，基底是被切割設備90 8切割成 各個像素構件’因而得到本發明的顯示裝置的基本組成構 件9 0 9。這裏，其上形成像素構件的長的基底可以一次滾 繞，然後輸送和切割成各個像素構件。然後可以安裝驅動 器1C。 從改進方便性的角度，曾經提出板上系統的思想，在 一塊板上集成用於視覺顯示資料的全部像素構件、用於發 送和接收各種資料的通信功能和用於儲存或處理資料的電 腦功能。另一方面，本發明的顯示裝置重量輕，薄，可彎 曲和堅韌，可以設計使得在顯示功能方面特別重要。 圖1 1是說明與蜂巢電話一起使用的示意圖。蜂巢電 話包括主體 6 0 1，外殻6 0 2，顯示構件 6 0 3，聲音輸入構 件6 04，聲音輸出構件6 0 5，工作鍵6 0 6，紅外線通信裝 置6 〇 7和天線6 0 S。顯示裝置可以組合在外殻裏，並包括 主體6 1 0，顯示影像的像素構件6 1 1，驅動器I c 6 1 2，接 收裝置6 1 3和薄膜電池6 1 4。驅動器I c和接收裝置用半 導體零件安裝。此處，資料處理功能是用蜂巢電話完成 的’因而，顯示裝置需要承受較小的負載。本發明的顯示 裝置使用戶自由攜帶有大螢幕的顯示介質成爲可能。 另外’本發明的顯示裝置可以主要用作顯示靜態影像 的次置’從例如用於象導航系統，音響再生設備（汽車音 響’音頻元件等），個人電腦，遊戲機，便攜資料端點（行 動電腦’蜂巢電話，便攜遊戲機，電子書等），到如冰 '目’洗衣機’電飯烫，固定電話，真空淸潔器，醫用溫度 -21 - (17) 1289717 計等家用裝置，一直到大面積的資訊顯示器，如火車裏的 廣告，火車站和機場的到達/出發指示牌等。 雖然以上描述了本發明的較佳實施例，對本領域的技 術人貝來說容易以各種方式修改和改變這些實施例及細節 而不偏離本發明的要點和範圍。 本發明提供可以有利生産的顯示裝置，其重量輕且可 彎曲。特別是，本發明使實現重量輕且可彎曲的、除阻擋 層外的各部分都可以使用有機化合物材料的顯示裝置成爲 可能。另外，從生産製程觀點，本發明更多地使用絲網印 刷，使象在紙上的印刷字元和照片那樣能大量和低成本提 供報紙大小的顯不介質、而不依靠氣相生長那樣的真空製 程或光刻製程成爲可能。 [圖式簡單說明】 圖1是詳細描述本發明顯不裝置中像素構件的垂直截 面圖。 圖2是詳細描述本發明顯示裝置中的像素構件的頂視 圖。 圖3A到3E是說明本發明顯示裝置的製造步驟的垂 直截面圖。 圖4 A到4 C是說明本發明顯示裝置的製造步驟的垂 直截面圖。 圖5是說明本發明顯示裝置構成的頂視圖。 圖6是說明本發明顯不裝置的端子部分連接TAB的 -22- (18) 1289717 結構示意圖。 圖7是說明本發明顯示裝置的端子部分連接TAB的 結構不意圖。 圖8是說明能夠在可彎曲的長基底上連續形成薄膜的 縣射設備構成的示意圖。 圖9是說明本發明的顯示裝置的製造步驟示意圖，使 用生産裝置，基底成功地連續輸送和進入各製程步驟中。 圖1 〇是說明電子墨水構成和其原理的示意圖。 圖1 1是說明本發明顯示裝置與蜂巢電話組合使用的 一個實例的示意圖。 主要元件對照表 7 0 1 細小白粒子 7 02細小黑粒子 7〇3 對向電極（透明電極）

704、705 像素電極 7〇6微膠囊 1 0 1、2 0 1 塑膠基底 102、202 阻擋層 3〇1微膠囊 106a、106b有機半導體層 1 10a、1 10b 像素電極 203 共用電極 1 0 3第一引線 -23- (19)1289717 1 04 第一絕緣層 1 05 第二絕緣層 1 09 第三絕緣層 107a 、1 07b 第二 引線 108a 、：1 08b 第三 引線 3 02 電子墨水層 111 第四絕緣層 502 像素構件 5 03 像素 5 04 TFT 505 對比介質 5 0 6、 5 0 7 TAB 508 驅動器I c 3 00 開口部分 1 07 第二引線 3 03 密封圖案 80 1 薄膜形成室 8 02 ' 8 0 3 滾筒 8 04、 8 1 4 靶 8 0 5 > 8 1 5加熱裝置 8 0 6、 8 1 6 電源 808 冷卻裝置 809 抽真空裝置 8 10 氣體供給裝置

-24- (20) (20)1289717 9 0 1滾筒 9 0 2 絲網印刷設備 90 3 煆燒設備 9 0 5 滾筒 9 〇 7鐳射加工設備 9 0 8切割設備 9 0 9基本組成構件 601主體 6 0 2 外殻 6 0 3 顯示構件 604 聲音輸入構件 6 0 5 聲音輸出構件 6 0 6 工作鍵 6 0 7 紅外線通信裝置 6 0 8 天線 610 主體 6 1 1像素構件

6 1 2 驅動器I C 6 1 3接收裝置 6 1 4 薄膜電池 -25-

Claims (1)

1289717 (1)

拾、申請專利範圍 第92 1 05 1 08號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國95年1月6日修正 1· 一種顯示裝置，包含： 包含塑膠的第一基底； 在第一基底上方具有包含無機絕緣材料的第一阻擋 薄膜電晶體在該第一阻擋層之上，包含： 主動層’包含一半導體，其包含用於形成通 道部分的有機材料； 閘極； 在該第一阻擋層上方具有一開口部分的絕緣層；和 一電極，在該絕緣層上方並電連接到該薄膜電晶體； 在該電極上方的對比介質； 在該對比介質上方包含無機絕緣材料的第二阻胃胃； 在該第二阻擋層上方包含塑膠的一第二基底， 其中，該開口部分與該閘極重疊； 其中，該主動層在該開口部分中形成； 其中，該對比介質根據施加的電場改變其反躬* φ。 2.—種顯示裝置，包含： 包含塑膠的第一基底； 在第一基底上方具有包含無機絕緣材料的胃 1289717 (2) 薄膜電晶體在該第一阻擋層之上，包含： 主動層，包含一半導體，其包含用於形成通 道部分的有機材料； 閘極； 在該第一阻擋層上方具有一開口部分的絕緣層；以及 一電極’在該絕緣層上方並電連接到該薄膜電晶體； 在該電極上方包含帶電粒子的微膠囊； 在該對比介質上方包含無機絕緣材料的第二阻擋層； 在該第二阻擋層上方具有包含塑膠的第二基底， 其中’該開口部分與該閘極重疊； 其中’該主動層在該開口部分內形成；以及 其中’包含帶電粒子的該微膠囊根據施加的電場改變 其反射率。 3·—種顯示裝置，包含： 包含塑膠的第一基底； 在第一基底上方具有包含無機絕緣材料的第一阻擋 層； 薄膜電晶體，在該第一阻擋層上，其包含： 主動層’包含一半導體’其包含用於形成通 道部分的有機材料； 閘極； 在第一阻擋層上方具有一開口部分的第一絕緣層；以 及 一電極，在第一絕緣層上方並電連接到該薄膜電晶 -2- 1289717 ，丨 (3) ' 體； * 在該第一絕緣層上方的第二絕緣層，該第二絕緣層覆 蓋該電極的週邊； 對比介質’在該電極上方並由該第二絕緣層圍繞； 在該對比介質上方具有包含無機絕緣材料的第二阻檔 層；以及 在該第二阻擋層上方具有包含塑膠的第二基底， 其中，該開口部分與該閘極重疊； _ 其中，該主動層在該開口部分內形成；以及 其中，該對比介質根據施加的電場改變其反射率。 4·一種顯示裝置，包含： 包含塑膠的第一基底； 在第一基底上方包含無機絕緣材料的第一阻擋層； 薄膜電晶體，在該第一阻擋層上其包含： 主動層’包含用於形成通道部分的包含有機 材料的半導體； _ 閘極； 在第一阻擋層上方有開口部分的第一絕緣層；以及 電極，在絕緣層上方並電連接到薄膜電晶體； ^ 在第一絕緣層上方的第二絕緣層，該第二絕緣層覆蓋 @電極的週邊； 在該電極上方並由該第二絕緣層圍繞的包含帶電粒子 白勺微朦囊； 在該對比介質上方具有包含無機絕緣材料的第二阻擋 -3 - 1289717 (4) 餍；以及 在該第二阻擋層上方具有包含塑膠的第二基底， 其中，該開口部分與該閘極重疊； 其中·，該主動層在該開口部分內形成；以及 其中，包含帶電粒子的該微膠囊根據施加的電場改變 其反射率。 、一種顯示裝置，包含：

第一基底； 在第一基底上方具有包含無機絕緣材料的第—阻擋 餍； 薄膜電晶體，其包含： 主動層，包含用於形成通道部分的包含有機 材料的半導體； 閘極； 在第一阻擋層上方有開口部分的絕緣層；#

一電極，在絕緣層上方並電連接到薄膜電晶n· 在該電極上方的對比介質； 在該對比介質上方具有包含無機絕緣材料的绘〜π 寸比J弟一阻擋 層； 在該第二阻擋層上方的第二基底， 其中，該開口部分與該閘極重疊； 其中，該主動層在該開口部分內形成；和 其中，該對比介質根據施加的電場改變其反# _ 0 6·如申請專利範圍第1項的顯示裝置，其中 〃、、機紹 -4- (5) ' 1289717 緣材料包含Α10χΝ1-χ(其中χ =〇·〇ι到0.2)。 7 ·如申請專利範圍第2項的顯示裝置，其中該無機絕 緣材料包含AlOxNl-x(此處X =〇·〇ι到0.2)。 8·如申請專利範圍第3項的顯示裝置，其中該無機絕 緣材料包含Α10χΝ1·χ(此處X =〇·〇ι到0.2)。 ^ 9 ·如申請專利範圍第4項的顯示裝置，其中該無機絕’ 緣材料包含Α10χΝ1-χ(此處X =〇·〇ι到0.2)。 1 〇·如申請專利範圍第5項的顯示裝置，其中該無機 _ 絕緣材料包含Α10χΝ1·χ(此處X =〇.〇1到0.2)。 1 1 ·如申請專利範圍第1項的顯示裝置，其中該無機 絕緣材料包含由RF濺射形成的不含氫的氮化矽。 12·如申請專利範圍第2項的顯示裝置，其中該無機 絕緣材料包含由RF濺射形成的不含氫的氮化矽。 1 3 ·如申請專利範圍第3項的顯示裝置，其中該無機 絕緣材料包含由RF濺射形成的不含氫的氮化矽。 14·如申請專利範圍第4項的顯示裝置，其中該無機 魯 絕緣材料包含由RF濺射形成的不含氫的氮化矽。 1 5 ·如申請專利範圍第5項的顯示裝置，其中該無機 絕緣材料包含由RF濺射形成的不含氫的氮化矽。 1 6·如申請專利範圍第1項的顯示裝置，其中第一和 第二基底可彎曲，並至少包含從由聚對苯二甲酸乙二醇酯 (ΡΕΤ)，聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN)，聚醚颯（PES)，聚碳酸 酯（PC)和聚醯亞胺組成的組中選擇的材料。 1 7 ·如申請專利範圍第2項的顯示裝置，其中第一和 1289717 (6) 第二基底可彎曲，並至少包含從由聚對苯二甲酸乙二醇酯 (PET)，聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN)，聚醚颯（PES)，聚碳酸 酯（PC)和聚醯亞胺組成的組中選擇的材料。 1 8 ·如申請專利範圍第3項的顯示裝置，其中第一和 第二基底可彎曲，並至少包含從由聚對苯二甲酸乙二醇酯 (PET)，聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN)，聚醚颯（pEs)，聚碳酸 酯（PC)和聚醯亞胺組成的組中選擇的材料。 1 9·如申請專利範圍第4項的顯示裝置，其中第一和 第二基底可彎曲，並至少包含從由聚對苯二甲酸乙二醇酯 (PET)，聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN)，聚醚颯（pES)，聚碳酸 酯（PC)和聚醯亞胺組成的組中選擇的材料。 20·—種製造顯示裝置的方法，包含： 在包含塑膠的第一基底上形成層，包含： 第一步驟，在第一基底上方用濺射方法製造包含 無機絕緣材料的第一阻擋層； 第二步驟，在第一阻擋層上方使用圖形化形成的 導電材料形成鬧極； 第三步驟，在閘極上方形成第一絕緣層； 第四步驟，在閘極上方形成有開口部分的第二絕 緣層； 第五步驟，在開口部分中形成包含有機材料的半 導體層； 第六步驟，使用電連接到半導體層的導電材料形 成源電極和漏電極； -6 - 1289717 (7) 第七步驟，形成具有在源電極和漏電極至少之一 上方形成的開口部分的第三絕緣層； 第八步驟，使用以圖形化方式塗敷的導電材料， 形成連接到至少源電極和漏電極之一的像素電極； 第九步驟，形成有開口部分的且覆蓋像素電極的 週邊的第四絕緣層； 第十步驟，在第四絕緣層的開口部分內形成包含 包含帶電粒子的微膠囊的電子墨水層； φ 在包含塑膠的第二基底上形成層，包含； 第一步驟，在第二基底上方用濺射方法製造包含 無機絕緣材料的第二阻擋層；以及 第二步驟，在使用無機絕緣材料的第二阻擋層上 方用濺射方法形成透明電極；以及 粘附電子墨水層和透明電極。 2 1·如申請專利範圍第20項的方法，其中用於形成第 一基底上方的各層的第二步驟到第九步驟中，各層由絲網 · 印刷方式形成。 22·如申請專利範圍第20項的方法，其中，用於在第 一基底上方形成各層的第二步驟到第十步驟、以及粘附步 驟在連續輸送第一塑膠基底時進行，使得製造製程藉由這 ~ 些步驟連續進行。 23·-種顯示裝置，包含： 一基底 ； 一薄膜電晶體’形成在該基底上，該薄膜電晶體包 -7- 1289717 (8) 含： 一通道部分，包含一有機半導體材料； 一閘極，相鄰於該通道部分， 一像素電極，電連接於該薄膜電晶體；以及 在該像素電極上具有包含一微膠囊的一對比介質，該 ' 微膠囊具有充電粒子。 · 24·如申請專利範圍第23項之顯示裝置，其中該基底 係爲一塑膠基底。 0 25·如申請專利範圍第23項之顯示裝置，進一步包含 介於該基底以及該薄膜電晶體的一阻擋層。 26·如申請專利範圍第23項之顯示裝置，其中該閘極 係設置在該通道部分之下。 27·—種顯示裝置，包含： 一塑膠基底，具有在10至200微米範圍之內的厚 度； 一阻擋層，形成在該塑膠基底之上； φ 一薄膜電晶體，形成在該阻擋層之上，該薄膜電晶體 具有包含一有機半導體材料的一通道部分； 一像素電極，電連接於該薄膜電晶體； 在該像素電極上具有包含微膠囊的一對比介質，該微 膠囊包括充電粒子。 28.如申請專利範圍第27項之顯示裝置，其中該塑膠 基底包含由聚對本二甲酸乙二醇酯（PET)、聚萘二甲酸 乙二醇酯（PEN )、聚醚® ( PES )、聚碳酸酯（PC )以 -8- 1289717 (9) ^ 及聚醯亞胺所構成之群組中所選擇之材料。 29·如申請專利範圍第27項之顯示裝置，其中該阻擋 層包含由Α10ΧΝ^Χ(其中χ=〇.〇1至〇·2)以及氮化矽所構 成之群組中選擇。 3 〇 ·如申請專利範圍第2 7項之顯示裝置，其中該氮化 石夕不包括氫氣。 3 1 ·如申請專利範圍第2 7項之顯示裝置，其中該閘極 係設置在該通道部分之下。 φ 32.—種顯示裝置，包含： 一基底； 形成在該基底之上的閘極； 形成在該閘極之上的閘極絕緣膜； 形成在該閘極絕緣膜之上的第二絕緣膜，其中該第二 絕緣膜在該閘極上具有一開口； 在該_極之上具有一有機半導體層，並具有該聞極絕 緣膜插入其間，其中該有機半導體層係形成在該第二絕緣 0 膜之該開口中； 一像素電極，電連接於該有機半導體層； 在該像素電極上具有包含微膠囊的一對比介質，該微 膠囊包括充電粒子。 3 3 ·如申請專利範圍第3 2項之顯示裝置，其中該基底 係爲一塑膠基底。 3 4 ·如申請專利範圍第3 3項之顯示裝置，其中該塑膠 基底包含由聚對本二甲酸乙二醇酯（PET )、聚萘二甲酸 -9- 1289717 (10) 乙二醇酯（PEN )、聚醚》( PES )、聚碳酸酯（PC )以 及聚醯亞胺所構成之群組中所選擇之材料。 3 5 .如申請專利範圍第3 2項之顯示裝置，其中該阻擋 層包含由Α10ΧΝ!-Χ(其中χ=〇·〇1至〇·2)以及氮化矽所構 成之群組中選擇。 3 6 ·如申請專利範圍第3 2項之顯示裝置，其中該第二 絕緣膜包含一樹脂。 37.—種顯示裝置，包含： 一基底； 形成在該基底之上的閘極； 形成在該閘極之上的閘極絕緣膜； 形成在該閘極絕緣膜之上的第二絕緣膜，其中該第二 絕緣膜在該閘極上具有一開口； 在該閘極之上具有一有機半導體層，並具有該閘極絕 緣膜插入其間，其中該有機半導體層係形成在該第二絕緣 膜之該開口中； 形成在該有機半導體層之上的接線，其中該接線係該 有機半導體層之端緣之上延伸，其中該第三絕緣膜具有一 開口而使該接線之上表面暴露； 一像素電極，形成於該第三絕緣膜之上並經由該開口 而電連接於接線； 在該像素電極上具有包含微膠囊的一對比介質，該微 膠囊包括充電粒子。 3 8 ·如申請專利範圍第3 7項之顯示裝置，其中該基底 -10- 1289717 (11) 係爲一塑膠基底。 3 9 ·如申請專利範圍第3 8項之顯示裝置，其中該塑膠 基底包含由聚對本二甲酸乙二醇醋（PET)、聚萘二甲酸 乙二醇酯（PEN )、聚醚礪（PES )、聚碳酸酯（pc )以 及聚醯亞胺所構成之群組中所選擇之材料。 40·如申請專利範圍第37項之顯示裝置，其中該阻擋 層包含由ΑΙΟχΝ】-^其中χ=〇·01至〇·2)以及氮化矽所構 成之群組中選擇。 41·如申請專利範圍第37項之顯示裝置，其中該第二 絕緣膜包含一樹脂。 42·如申請專利範圍第37項之顯示裝置，其中該第三 絕緣膜包含一·樹脂。