TWI477870B - 電泳顯示裝置及其製造方法 - Google Patents

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Description

電泳顯示裝置及其製造方法
本發明涉及一種電泳顯示裝置及其製造方法，尤其涉及一種藉由在具有薄膜電晶體的基板上或具有公共電極的基板上直接形成電泳層來降低製造成本和製造時間的電泳顯示裝置，及其製造方法。
通常，電泳顯示裝置為一種影像顯示裝置，所使用的現象是當施加電壓的一對電極放入膠體溶液的時候，粒子向特定電極移動。電泳顯示裝置具有幾種優勢屬性，寬視角、高反射率和低功耗且不使用背光，從而該電泳顯示裝置已經受關注為如電紙等的電子裝置。
電泳顯示裝置具有的結構是在兩個基板之間插設電泳層。兩個基板其中之一為透明基板且另一個可以為TFT陣列基板，其可以選擇地為電泳粒子提供電場。兩個基板兩者或其中之一可以配置為透明基板。
第1圖顯示了現有技術中電泳顯示裝置1的結構。如第1圖所示，電泳顯示裝置1包括陣列基板100和上基板110。陣列基板100包括第一基板20、形成在第一基板20上的薄膜電晶體(TFT)、和像素電極18。上基板110包括透明第二基板40、形成在第二基板40上的公共電極42、和在公共電極42上的電泳層60。陣列基板100和上基板110利用兩者之間插設的電泳層60彼此結合。電泳層60藉著黏接層56黏接至陣列基板100上。
每個TFT包括形成在第一基板20上的閘電極11、形成在具有閘電極11之整體第一基板20上的閘絕緣層22、位於閘絕緣層22上的半導體層、以及在半導體層13上的源電極15和汲電極16。TFT的源電極15和汲電極16位於鈍化層24。
用於提供信號至電泳層60的像素電極18形成在鈍化層24上。這裡，鈍化層24提供有接觸孔28從而鈍化層24上的像素電極18可以通過接觸孔28連接至TFT的汲電極16。
又，公共電極42形成在第二基板40上，且電泳層60形成在公共電極42上。填充有白色粒子74和黑色粒子76的微膠囊70分佈在電泳層60內。如果信號施加至像素電極18，公共電極42和像素電極18之間產生電場且電場允許微膠囊70內的白色粒子72和黑色粒子76移動，藉以實現影像。
例如，如果(-)電壓施加於像素電極18，第二基板40的公共電極42相對具有(+)電位。因此，白色粒子74，例如，具有(+)電荷向在上面具有像素電極18的第一基板20移動，而黑色粒子76具有(-)電荷向在上面具有公共電極42的第二基板40移動。在此狀態下，如果光自外面輸入，即，自第二基板40的上側輸入，輸入的光經黑色粒子76反射，從而電泳顯示裝置呈現黑色。
另一方面，如果(+)電壓施加於像素電極18，第二基板40的公共電極42相對具有(-)電位。因此，白色粒子74，例如，具有(+)電荷向第二基板40移動而黑色粒子76具有(-)電荷向第一基板20移動。在此狀態中，如果光自外面輸入，即，自第二基板40的上側輸入，輸入的光經白色粒子74反射，從而電泳顯示裝置實現白光。
然而，現有技術中的電泳顯示裝置1具有下面的問題。
在現有技術中的電泳顯示裝置1中，獨立製造的陣列和上基板100和110利用黏接層56結合。也就是，TFT和像素電極18形成在第一基板20上從而製造陣列基板100，且公共電極42形成在透明第二基板40上並且電泳層60黏接至公共電極42上從而獨立地製造上基板110，之後，陣列基板100和上基板110彼此結合，藉以構造電泳顯示裝置1。
依據不同製程製造的第一和第二基板20和40藉著輸送裝置輸送並通過結合製程結合在一起。黏接層56進而形成在上基板110上形成的電泳層60的一個表面上，且黏接層56由保護膜(圖中未示)保護。因此，當上基板110和陣列基板100彼此結合，保護膜首先剝離以暴露黏接層56，從而將上基板110和陣列基板100彼此結合。
因此，在根據現有技術中製造電泳顯示裝置的方法中，由於保護膜黏接至形成在上基板110上的電泳層60上，陣列基板100和上基板110的結合在剝離保護膜之後實現。自電泳層60剝離典型地由塑膠膜形成的保護膜的製程中，產生靜電，其導致電泳層60的帶電的粒子隨機排列，藉以導致電泳顯示裝置的初始影像品質出現缺陷。
再者，當具有電泳層60的上基板110結合陣列基板100時，陣列基板100和上基板110精確地對齊從而促使電泳粒子恰好地與單元像素匹配。典型地，將具有大約100微米微膠囊的電泳層60的上基板110和具有大約100微米單元像素的陣列基板100結合需要非常複雜的製程，從而一個單元像素可以匹配一個微膠囊，結果造成錯位的發生。
因此，為了克服現有技術中的問題，本發明的目的是提供一種藉由直接在具有薄膜電晶體的基板上或具有公共電極的基板上形成電泳層而能降低製造成本和製造時間的電泳顯示裝置，及其製造方法。
為了獲得這些和其他優點並依據本發明的目的，如這裡具體而廣泛地描述，提供一種製造電泳顯示裝置的方法包括：準備每一個都具有顯示區和非顯示區的第一基板和第二基板；在第一基板上形成薄膜電晶體；在具有需平坦化的薄膜電晶體的第一基板上形成鈍化層；在鈍化層上形成像素電極；直接在鈍化層和像素電極上形成電泳層；在第二基板上形成公共電極；以及將第一基板和第二基板彼此結合。
電泳層的形成可以包括在鈍化層和像素電極上直接沉積微膠囊，每一個微膠囊包含作為聚合物黏結劑的溶劑、和帶電白色和黑色粒子的電子油墨。
電泳層的形成可以包括在鈍化層和像素電極上形成隔牆，將帶電粒子和分散劑(色散介質)一起填充在隔牆界定的室內，並密封該室。
又，電泳層的形成可以包括在鈍化層和像素電極上形成隔牆，在隔牆界定的室上形成密封層，該密封層具有注射孔，通過密封層的注射孔一起將帶電粒子和分散劑注射至室內，並密封注射孔。
根據一個實施例，提供一種電泳顯示裝置，包括每一個具有顯示區域和非顯示區域的第一基板和第二基板；形成在第一基板上的薄膜電晶體；形成在具有薄膜電晶體的第一基板上的鈍化層和像素電極；形成在鈍化層上的像素電極；形成在第二基板上的公共電極；直接形成在公共電極上並直接可接觸鈍化層的隔牆；以及在隔牆界定的室內填充的電泳層。
由於電泳層可藉由直接塗層在具有薄膜電晶體的基板上而形成，可不需要用於將電泳層結合至陣列基板上的黏接層或用於保護黏接層的保護膜，藉以降低製造成本。又，電泳層可以在用於形成薄膜電晶體的陣列基板生產線上的同一生產線上形成，從而簡化製造製程。
又，其可完全不使用用於保護電泳層的保護膜，從而解決由於剝離保護膜而產生的靜電所導致的影像品質下降的問題。又，與現有技術中之電泳層獨立製造然後通過校準製程黏接相比，電泳層可直接形成在具有薄膜電晶體的陣列基板上，藉以完全解決由於錯位導致的影像品質下降。
本發明的前述內容和其他目的，特點，方面和優點自本發明下面結合所附圖式進行的詳細描述更加明確。
本發明現在根據實施例參考所附圖式對電泳顯示裝置詳細描述。
根據本發明，電泳層可以直接形成在具有TFT的第一基板上或第二基板上。也就是，電泳層可以在TFT製造過程中或公共電極製造過程中形成。因此，電泳層可使用電泳顯示裝置的製造設備來形成，如製造TFT的設備，藉以明顯簡化製造過程，與製造電泳顯示裝置的現有技術方法相比，即，通過獨立製程在第二基板上形成電泳層之後結合第二基板和第一基板。
一般，在現有技術中的電泳顯示裝置的製造過程中，不同工廠提供的電泳層，尤其從另一供應商，運送至形成TFT的工廠，然後與第一基板結合，從而延遲製造過程並使製造過程複雜。再者，使用如車輛的運輸工具的第二基板運送期間，第二基板可能面臨損壞。
另一方面，根據本發明，由於電泳層可藉由使用電泳顯示裝置的製造設備如用於TFT等現有的製造設備，形成在第一基板上或在第二基板上，從而可以快速製造電泳顯示裝置。又，電泳顯示裝置在第一基板的TFT製程中或第二基板的公共電極形成製程中形成，而不通過單獨的製程，藉以允許TFT和公共電極線的一生產線內形成。
第2圖顯示根據本發明第一實施例製造電泳顯示裝置的方法。
首先，如第2A圖所示，具有高導率的不透明金屬，如鉻、鉬、鉭、銅、鈦、鋁或鋁合金，通過濺鍍製程沉積在由如玻璃或塑膠的透明材料製成的第一基板120上，並藉由光刻製程蝕刻，藉以形成閘電極111。無機絕緣材料，如氧SiO2 或SiNx ，通過化學氣相沈積(CVD)在具有閘電極111的第一基板120的整個表面上沉積，藉以形成閘絕緣層122。
參考第2B圖，半導體材料，如非晶矽(a-Si)，通過CVD方法沉積在整個第一基板120上然後蝕刻，藉以形成半導體層113。儘管圖中沒有顯示，摻雜或添加雜質的非晶矽在半導體層113的一部分上沉積，藉以形成歐姆接觸層，從而使半導體層113和之後形成的源和汲電極之間構成歐姆接觸。
參考第2C圖，具有高電導率的不透明金屬，如鉻、鉬、鉭、銅、鈦、鋁或鋁合金，通過濺鍍製程沉積在第一基板120上然後蝕刻，藉以在半導體層113上形成源電極115和汲電極116，嚴格來說，在歐姆接觸層上。有機絕緣材料，如苯並環丁烯(BCB)或光丙烯醛(photoacryl)，在具有源電極115和汲電極116的第一基板120上全部沉積，藉以形成鈍化層124。鈍化層124主要用作平坦化其上形成有TFT的第一基板120的表面，並額外地用作保護第一基板120上的TFT免受外面環境干擾。
儘管圖中沒有顯示，鈍化層124可以由複數個層形成。例如，鈍化層124可以實現為包括由有機絕緣材料，如BCB或photoacryl形成的有機絕緣層和由無機絕緣材料，如SiO2 或SiNx 形成的無機絕緣層的雙層，或實現為無機絕緣層、有機絕緣層和無機絕緣層構成的三層。有機絕緣層的形成可使得鈍化層124的表面平坦化，且無機絕緣層的應用可以改進鈍化層124的介面性能。
接下來，參考第2D圖，蝕刻TFT的汲電極116上的鈍化層124以形成接觸孔117。然後，透明導電材料或金屬層在鈍化層124上沉積然後蝕刻從而形成像素電極118。這裡，像素電極118通過接觸孔117電性連接至汲電極116。
參考第2E圖，絕緣材料，如樹脂等，在鈍化層124上沉積以形成絕緣層176a。然後，參考第2F圖，圖案化絕緣層176a以在第一基板120上形成隔牆176。隔牆176在鈍化層124和像素電極118上形成格子狀從而形成間隔，即，填充電泳材料的室200。隔牆176可形成以對應室200的單元像素。然後，電泳材料160a，其中白色粒子和彩色粒子在分散媒體中混合，利用噴墨裝置185滴入室200中。
隔牆176還可以藉由在鈍化層124和像素電極118上沉積如感光樹脂等的絕緣層176a並通過使用光阻的光刻製程蝕刻絕緣層176a而形成。或者，圖案化的隔牆176可通過印刷製程在鈍化層124和像素電極118上印刷。作為另一種方法，可製造具有對應隔牆176的凹槽的模具以將模具的絕緣材料轉移至第一基板120上，藉以形成隔牆176。
實質上，形成隔牆176的方法不限於具體方法。前面所述的方法僅僅為解釋說明，因此，不構成對本發明的限制。隔牆176還可以通過各種已知的方法形成。
電泳材料可以由白色粒子和彩色粒子或白色粒子和黑色粒子構成。又，電泳材料可以包含分散媒體。因此，白色粒子和彩色粒子或白色粒子和黑色粒子可以在分散媒體中移動以回應施加的電場。對應於單色態電泳顯示裝置，其僅僅呈現黑色和白色影像，電泳材料僅包含白色粒子和黑色粒子。對於呈現各種顏色影像的電泳顯示裝置，電泳材料可以包含白色粒子和彩色粒子。
參考第2G圖，當包含彩色粒子的電泳材料滴入室200中，帶有色彩的電泳層160形成在第一基板120上。在下文中，隔牆176界定的空間表示為室200，且在室200中填充電泳材料而形成的層表示為電泳層160。這裡，在電泳層160中，白色粒子162和具有特定顏色的彩色粒子分佈在分散媒體中，從而隨著電場的施加在分散媒體中移動。這裡，電泳材料160a可以通過各種方法填充室200。該等填充電泳材料的方法將在下文描述。
第3A圖和第3B圖分別顯示藉由形成在第一基板120上的隔牆176所界定的室200內填充電泳材料來形成電泳層160的方法。
第3A圖所示的方法為使用噴墨或噴嘴的方法。參考第3A圖，在注射器(或噴嘴)185中填充電泳材料160a，注射器185置於第一基板120上。當注射器185在第一基板120上移動而由外部空氣供應裝置(圖中未示)施加壓力至注射器185的情況下，電泳材料160a滴入隔牆176之間的空間內，藉以在第一基板120上形成電泳層160。
儘管沒有詳細敘明，當電泳材料160a填充入隔牆176所界定的室200內的時候，包含具有特定顏色的彩色粒子的注射器185對準於對應像素上，從而將彩色粒子注射入室200內。
第3B圖內所示的方法為擠壓方法。參考第3B圖，在具有複數個隔牆176的第一基板120上沉積電泳材料160a之後，使用擠壓棒187擠壓第一基板120上的電泳材料160a，從而電泳材料160a可以通過擠壓棒187的壓力填入隔牆176所界定的室200內。填入每個室200內的電泳材料160a形成電泳層160。
儘管沒有顯示，為了製造彩色電泳顯示裝置，當填充包含具有特定顏色，例如紅色，的彩色粒子的電泳材料160a時，以具有綠色或藍色的彩色粒子填充的室200利用光阻等物體遮蔽。從而，紅色電泳材料160a可以通過擠壓方法填充在對應室200內。綠色粒子和藍色粒子進而可以依序通過同樣的方法填充在對應室200內，藉以製造能夠呈現彩色影像的電泳顯示裝置。
這裡，本發明並不侷限於前述方法或製程。那些方法僅僅說明可應用於本發明的形成電泳層160的示例。例如，形成電泳層160的各種製程，如澆鑄、棒式塗佈、螢幕印刷、鑄模等，皆可以應用。
接著，密封層178形成在電泳層160和隔牆176上。密封層178可以藉由在電泳層160和隔牆176上塗佈光可固化樹脂或熱固樹脂，接著硬化之後形成。可形成密封層178以防止由於超出已填充的室200所造成低黏度分散媒體溢出外面或流入相鄰室200內。因此，密封層178的形成可基於分散媒體的材料。例如，如果填充在室200內的電泳層160的分散媒體具有高黏度，並因此不會溢出進入相鄰室200，則不需要形成密封層178。
接著，參考第2H圖，具有電泳層160的陣列基板250結合至上基板290，該上基板290獨立於陣列基板製造並具有公共電極142，藉以獲得電泳顯示裝置。這裡，上基板290為在透明第二基板140上形成作為透明電極的公共電極142而獲得的基板，從而沒有單元像素在其上定義。因此，可僅藉由在陣列基板250上堆疊上基板290來完成結合，從而使得校準誤差得以簡單地解決。
公共電極142形成在由透明材料，如玻璃或塑膠製成的第二基板140上。公共電極142可以藉由在第二基板140上沉積透明導電材料，如ITO或IZO，來形成。
儘管沒有顯示，作為製造彩色電泳顯示裝置的另一種方法，彩色濾光片層可以進一步形成在第二基板140上。也就是，彩色濾光片層可以包含紅(R)、綠(G)和藍(B)子彩色濾光片。當電泳層160僅包含白色粒子和黑色粒子從而僅實現黑白螢幕的時候，彩色濾光片層可以形成在具有公共電極142的第二基板140的另一表面上，從而呈現色彩。
在密封劑或結合劑沿第一基板120或第二基板140的邊緣塗佈之後，第一基板120和第二基板140以其之間對齊狀態結合，藉以製造電泳顯示裝置。
如此製造的電泳顯示裝置的結構將詳細參考第2H圖描述。
參考第2H圖，根據前述方法製造的電泳顯示裝置中，隔牆176直接形成在陣列基板250上。詳細而言，隔牆176藉由直接接觸陣列基板250的鈍化層124和像素電極118來形成，並且分散媒體和電泳粒子填充在隔牆176所界定的室200內，從而包含分散媒體和電泳粒子的電泳層160可以直接接觸像素電極180和鈍化層124。從而，不同於現有技術中的電泳顯示裝置，電泳層160和像素電極118和鈍化層124之間不需要用於黏接電泳層160的另外的黏接層。
或者，不同於上面電泳顯示裝置的結構，隔牆176可以直接形成在具有鈍化層124和像素電極118的表面上，尤其，僅在單元像素電極118之間的鈍化層124上而不在像素電極118上形成。
具有所述配置的電泳顯示裝置的運作如下所述。
如果電泳材料160由白色粒子和黑色粒子構成，由於白色粒子具有正或負電荷屬性，當外部信號經由形成在第一基板120上的TFT施加於像素電極118的時候，像素電極118和公共電極142之間產生電場。電場使得彩色電泳顯示裝置的帶電粒子，例如，白色或黑色粒子，或帶電彩色粒子在分散媒體內移動。
例如，當白色粒子具有(+)電荷，如果(+)電位施加於像素電極118且(-)電位相對地施加於第二基板140上的公共電極142，具有(+)電荷的白色粒子向第二基板140移動。因此，當光自外界輸入的時候，即，自第二基板140的上側，輸入的光經白色粒子反射，藉以在電泳顯示裝置上實現白色。
另一方面，當(-)電位施加於像素電極118，如果第二基板140的公共電極142具有(+)電位，則具有(+)電荷的白色粒子向第一基板120移動且具有(-)電荷的黑色粒子向第二基板140移動。因此，當注射外界光時，輸入光很少反射，藉以實現黑色。
對於彩色電泳顯示裝置而言，其不同於單色態，如果電泳材料包含除了黑色粒子的彩色粒子，帶電的R、G及B彩色粒子或其他彩色粒子，例如青色、洋紅以及黃色，在公共電極間移動且像素電極響應施加於像素電極118的信號，從而實現色彩。
如果電泳材料為球形膠囊的形式，其覆蓋白色粒子、黑色粒子和分散媒體，由於分佈在膠囊中的白色粒子和黑色粒子分別具有正和負電荷屬性(或負和正電荷屬性)，當外部信號施加於像素電極118的時候，像素電極118和公共電極142之間產生電場，因此，白色粒子和黑色粒子由膠囊內的電場分開。例如，如果(-)電壓施加於像素電極118，第二基板140的公共電極142具有相對(+)電位，從而具有(+)電荷的白色粒子向第一基板120移動且具有(-)電荷的黑色粒子向第二基板140移動。在這個狀態下，如果光從外界輸入，即，第二基板140的上側，黑色可以在電泳顯示裝置上實現。
如上所述，電泳層160可以直接形成在第一基板120上，從而可以通過現有的TFT形成生產線來形成，如，形成絕緣層等的生產線。因此，該生產線無需單獨提供，進而減少了製造成本。
又，由於電泳顯示裝置可以配置從而隔牆形成在具有單元像素的陣列基板上以對應各個單元像素，與電泳層形成在上基板且因此利用彼此對齊相同基板的方式進行結合上基板和下基板，如陣列基板，的現有技術相比，涉及偏差校準的問題可以基本避免。
第4A圖至第4E圖依序顯示根據本發明第二實施例中製造電泳顯示裝置的方法的圖示，其顯示了電泳層形成在具有公共電極的上基板上。
首先，參考第4A圖，透明導電材料，如ITO或IZO，沉積在由透明材料製成的第二基板240上，該透明材料如玻璃或塑膠，從而形成公共電極242。參考第4B圖，隔牆276形成在具有公共電極242於其上的第二基板240上。隔牆276的形成可通過第一實施例所述其中之一的方法獲得。例如，隔牆276可以藉由沉積在公共電極242上如樹脂等的絕緣層，接著進行光刻製程或模塑製程而形成。
參考第4C圖，電泳材料填充在由隔牆276所界定的空間內，從而形成電泳層260。這裡，電泳材料可為由包括溶劑或液體聚合物的分散媒體，及分散在分散媒體中的電泳粒子262構成。對於單色態，電泳粒子262可以包含白色粒子和黑色粒子，且對於彩色態，電泳粒子262可以包含彩色粒子。這裡，白色粒子和黑色粒子分別可具有負電荷屬性和正電荷屬性，或分別具有正電荷屬性和負電荷屬性。又，如果包含彩色粒子，彩色粒子還可以具有正或負電荷屬性。電泳層260可通過各種方法形成，如螢幕印刷、滴入法(dropping)等。
參考第4D圖，形成陣列基板。也就是，包含閘電極211、閘絕緣層222、半導體層213、源電極215和汲電極216的TFT形成在第一基板220上，且鈍化層224形成在TFT上。然後，經由接觸孔217電性連接至汲電極216的像素電極218形成於鈍化層224上。這裡，TFT可以通過第2A圖至第2C圖所示的製程形成。
參考第4E圖，具有TFT的第一基板220和具有電泳層260的第二基板240彼此結合，藉以獲得電泳顯示裝置。
根據這個實施例，電泳層260注入由隔牆276a所界定的室200內而不在具有電泳層260的第二基板240上形成密封室200的密封層。然後，單獨製造的陣列基板直接與具有電泳層260的第二基板240結合。因此，根據第二實施例，在結合製程中，優選地，具有電泳層260的第二基板240可放置於下側且具有像素電極218的陣列基板可放置於上側從而彼此結合。
儘管沒有顯示，如果電泳層260包含白色粒子和黑色粒子，彩色濾光片層可進一步形成在第二基板240上從而實現顏色。
第一和第二基板220和240的結合可藉由沿第一或第二基板220或240的邊緣塗佈密封劑或結合劑而實現，所述邊緣即非顯示區域，進而在第一和第二基板220和240兩者都處於對準狀態時施加壓力。
或者，第一和第二基板220和240的結合可如以下所述實現。也就是，當在第二基板240上形成隔牆276的時候，與形成在顯示區域內的隔牆比較，形成在第二基板240的顯示區域的邊緣上的隔牆276可形成具有較寬度的上端，並藉以可塗佈密封劑或結合劑於形成在第二基板240顯示區域之邊緣上的隔牆276的上端上，藉以彼此結合第一和第二基板220和240。
第一實施例示例地說明電泳層直接形成在具有TFT的第一基板上，之後第一基板與第二基板結合從而製造電泳顯示裝置，而第二實施例示例地說明電泳層形成在具有公共電極的第二基板上，之後第二基板與第一基板結合從而製造電泳顯示裝置。
第5A圖至第5D圖依序顯示根據本發明第三實施例中製造電泳顯示裝置的方法圖示。第三實施例的特點在於注射孔進一步形成在密封層處，用於密封由隔牆所界定的室200，以便通過注射孔注入電泳材料。
參考第5A圖，包含閘電極311、閘絕緣層322、半導體層313、源電極315和汲電極316的TFT形成在第一基板320上，且鈍化層324形成在整個第一基板320上從而覆蓋TFT。TFT可通過如第2A圖至第2C圖所示的製程形成，且鈍化層324可藉由沉積有機絕緣材料而形成。
通過接觸孔電性連接至TFT的汲電極316的像素電極318形成在鈍化層324上，且絕緣層376a藉由塗佈絕緣材料，如樹脂等，形成在具有像素電極318的第一基板320上。
參考第5B圖，圖案化絕緣層376a以在第一基板320上形成隔牆376。這裡，隔牆376可藉由沉積如樹脂等的絕緣層376a，然後使用光阻通過光刻製程蝕刻，或藉由使用印刷輥印刷圖案化隔牆376而形成。或者，隔牆376可藉由製造具有對應隔牆376的凹槽的模具並將模具的絕緣材料轉移至第一基板320上而形成。
實質上，形成隔牆376的方法不用限制於具體方法。該等前述方法僅用於解釋說明，因此，並不構成本發明的限制。隔牆376還可通過已知的各種方法形成。
然後，密封劑等在隔牆376上塗佈及硬化從而形成具有注射孔379的密封層378。包含白色粒子362和彩色粒子364的電泳材料經由注射孔379注入隔牆376和密封層378所界定的空間內。這裡，空氣填充於空間內且白色粒子362和彩色粒子364的注射可藉由將粒子注射器接觸至注射孔379上，以在由隔牆376和密封層378所界定的空間內的壓力保持低於大氣壓的狀態下來實現。或者，白色粒子362和彩色粒子364可通過具有大於大氣壓的壓力的粒子注射器，以在由隔牆376和密封層378所界定的空間內的壓力與大氣壓匹配的狀態下來注射。
然後，參考第5C圖，注射孔379在隔牆376所界定的空間內填充具有電荷的白色粒子362和彩色粒子364之後密封，藉以形成電泳層360。
參考第5D圖，具有電泳層360的第一基板320與具有公共電極342的第二基板340結合，藉以製造電泳顯示裝置。
對於具有所述配置的電泳顯示裝置，由於分佈在電泳層360內的白色粒子362和彩色粒子364分別具有正電荷屬性和負電荷屬性，當外部信號經由形成在第一基板320上的TFT施加於像素電極318的時候，像素電極318和公共電極342之間產生電場，因此，白色粒子362和彩色粒子364由於電場在分散媒體內分開。例如，當(-)電壓施加於像素電極318的時候，第二基板340的公共電極342相對具有(+)電位，從而具有(+)電荷的白色粒子362向第一基板320移動且具有(-)電荷的彩色粒子364向第二基板340移動。在此狀態下，當光從外界輸入時，即，從第二基板340的上側，輸入的光經彩色粒子364反射，從而允許顏色在電泳顯示裝置上呈現。
另一方面，當(+)電壓施加於像素電極318的時候，第二基板340的公共電極342具有(-)電位，從而具有(+)電荷的白色粒子362向第二基板340移動，且具有(-)電荷的彩色粒子364向第一基板320移動。
在此狀態下，當光從外界輸入的時候，即，從第二基板340的上側，輸入的光經白色粒子362反射，藉以呈現白色。
在圖示中，顯示出一個像素，但電泳顯示裝置實質上包括在其上排列填充有R、G和B顏色粒子的像素，因此，對應各個像素的顏色都可呈現，藉以實現顯示所需顏色。
又，不具有彩色濾光片層的白色子像素可進一步在每個單元像素內提供，以提高電泳顯示裝置亮度。電泳顯示裝置為反射型顯示器。因此，如果彩色濾光片層進一步形成在電泳層上，則亮度可驟降。然而，白色子像素可解決亮度下降的問題。
同時，具有所述配置的電泳顯示裝置不僅僅用作呈現顏色的顯示裝置。如果彩色濾光片層346不形成在第二基板340上，自白色粒子362反射的光也可呈現白色，而自黑色粒子364反射的光可呈現黑色。因此，具有所述配置的電泳顯示裝置還可用作黑白顯示裝置。
第6A圖至第6D圖依序顯示根據本發明第四實施例中製造電泳顯示裝置的方法。第四實施例示例性地說明包括微膠囊的電泳層直接形成在陣列基板上。
參考第6A圖，包含閘電極411、閘絕緣層422、半導體層413、源電極415和汲電極416的TFT形成在第一基板420上，且鈍化層424形成在整體第一基板420上從而覆蓋TFT。TFT可通過如第2A圖至第2C圖所示的製程形成，且鈍化層424可通過沉積有機絕緣材料而形成。
參考第6B圖，鈍化層424局部蝕刻以形成接觸孔417。經接觸孔417電性連接至TFT的汲電極416的像素電極418形成在鈍化層424上。
參考第6C圖，電子油墨材料塗佈在具有像素電極418的第一基板420上從而形成電泳層460。電泳層460可在具有像素電極418的鈍化層424上藉由印刷微膠囊470來形成，並且電子油墨填充在聚合物黏結劑中。每個微膠囊470可包含電子油墨，即白色粒子(或白色油墨)474和黑色粒子(或黑色油墨)476以及分散媒體作為溶劑。這裡，白色粒子474和黑色粒子476分別具有正電荷屬性和負電荷屬性。也就是，白色粒子可充電為正電荷以及黑色粒子可充電為負電荷。
參考第6D圖，具有電泳層460的第一基板420與第二基板440結合，藉以製造電泳顯示裝置。
黑色矩陣444、彩色濾光片層446和公共電極442形成在由如玻璃或塑膠的透明材料所形成的第二基板440上。黑色矩陣444可藉由沉積和蝕刻如氬、氧化氬等的不透明金屬，或通過塗佈黑色樹脂而形成。黑色矩陣444可形成在沒有顯示真實影像的區域上，如TFT形成的區域，從而防止光在對應區域上反射。
彩色濾光片層446可包括R、G和B子彩色濾光片層從而呈現真實顏色。不具有彩色濾光片層的白色子像素可進一步提供在每個單元像素內以提高電泳顯示裝置亮度。對於白色子像素的形成，白色子像素可與R、G和B子像素一起形成在各個單元像素中。電泳顯示裝置可在反射模式下運作，其中自外界入射的光經電泳粒子反射從而識別該光。因此，如果彩色濾光片層進一步提供在電泳層上，亮度驟降。因此，為了解決這個問題，白色子像素可進一步形成在各個單元像素內從而提高亮度。
公共電極442可藉由沉積在彩色濾光片層446上如ITO或IZO的透明導電材料而形成。儘管沒有顯示，平坦化層可進一步形成在彩色濾光片層446上。作為另一種形成彩色濾光片層446的方法，公共電極442可形成在透明第二基板440的一個表面上，而彩色濾光片層446可形成在第二基板440的另一表面上。
在如此製造的第一或第二基板420或440的非顯示區域上塗佈密封劑或結合劑之後，第一和第二基板420和440以對準狀態結合，藉以製造電泳顯示裝置。
在具有所述配置的電泳顯示裝置中，由於包含在微膠囊470內分佈的電子油墨內的白色粒子474和黑色粒子476分別具有正電荷屬性和負電荷屬性。因此，當外部信號經由形成在第一基板420上的TFT施加於像素電極418的時候，像素電極418和公共電極442之間產生電場，隨後，白色粒子474和黑色粒子476由於該電場在每個微膠囊470內分開。例如，當(-)電壓施加於像素電極418的時候，第二基板440的公共電極442相對具有(+)電位，從而具有(+)電荷的白色粒子474向第一基板420移動且具有(-)電荷的黑色粒子476向第二基板440移動。在此狀態下，當光從外界輸入時，即，從第二基板440的上側，輸入的光經黑色粒子476反射，從而呈現黑色。
另一方面，當(+)電壓施加於像素電極418的時候，第二基板440的公共電極442具有(-)電位，從而具有(+)電荷的白色粒子向第二基板440移動，且具有(-)電荷的黑色粒子476向第一基板420移動。在此狀態下，當光從外界輸入的時候，即，從第二基板440的上側，輸入的光經白色粒子474反射。因此，反射的光可通過彩色濾光片層446傳送藉以呈現對應彩色濾光片層446的顏色。
在圖示中，顯示出一個像素，但電泳顯示裝置實質上包括在其上排列填充有R、G和B顏色粒子的像素，因此，對應各個像素的顏色都可呈現，藉以實現顯示所需顏色。
同時，具有所述配置的電泳顯示裝置不僅僅用作呈現顏色的顯示裝置。如果彩色濾光片層446不形成在第二基板440上，自白色粒子474反射的光也可呈現白色，而自黑色粒子476反射的光可呈現黑色。因此，具有所述配置的電泳顯示裝置還可用作黑白顯示裝置。
在具有上述配置的電泳顯示裝置中，白色粒子474和黑色粒子476分別具有正電荷屬性和負電荷屬性，然而，白色粒子474和黑色粒子476的極性為了使用可互換。也就是，白色粒子474和黑色粒子476可分別具有負電荷屬性和正電荷屬性。
第7A圖至第7D圖為依序顯示根據本發明第五實施例中製造電泳顯示裝置的方法圖示。第五實施例示例說明含微膠囊的電泳層形成在具有公共電極的上基板上。
參考第7A圖，如ITO或IZO的透明導電材料沉積在由如玻璃或塑膠的透明材料所製成的第二基板540上，從而形成公共電極542，之後，參考第7B圖，電子油墨材料塗佈在具有公共電極542的第二基板540上，藉以形成電泳層560。電泳層560可藉由在公共電極542上與便於塗佈微膠囊570的聚合物黏合劑一起印刷填充有電子油墨的微膠囊570而形成。在每個微膠囊470內分散的電子油墨可包含白色粒子(或白色油墨)574、黑色粒子(或黑色油墨)576和分散媒體。這裡，白色粒子574和黑色粒子576分別具有正電荷屬性和負電荷屬性。
參考第7C圖，進而製造陣列基板。也就是，包含閘電極511、閘絕緣層522、源電極515和汲電極516的TFT形成在第一基板520上，而鈍化層542形成在TFT上。之後，經由接觸孔517電性連接至汲電極516的像素電極518形成在鈍化層524上。這裡，TFT可通過如第2A圖至第2C圖所示的製程形成。
參考第7D圖，具有TFT的第一基板520與具有電泳層560的第二基板540結合，藉以製造電泳顯示裝置。
儘管沒有顯示，彩色濾光片層可形成在第二基板540上。彩色濾光片層可包括一個單元像素內的R、G和B子彩色濾光片。經電泳層560反射的光通過彩色濾光片的傳送以呈現真實顏色。
第一和第二基板520和540的結合可通過在第一或第二基板520或540的非顯示區域上塗佈密封劑或結合劑並在對準狀態下在第一和第二基板520和540上施加壓力而實現。
第四實施例示例說明電泳層直接形成在具有TFT的陣列基板上，之後陣列基板與上基板結合從而製造電泳顯示裝置，而第五實施例示例說明電泳層形成在具有公共電極的上基板上，之後上基板與陣列基板結合從而製造電泳顯示裝置。
到目前為止所述，由於電泳層可通過直接在具有TFT的基板上或直接在具有公共電極的基板上塗佈而形成，則與現有技術中電泳層形成在單獨基板上比較，不需要結合電泳層的黏接層或保護黏接層的保護膜，藉以減少製造成本。又，電泳層可通過TFT生產線或公共電極生產線形成，使得製造製程得以簡化。
又，根本不使用保護電泳層的保護膜，從而解決了在去除保護膜時由於產生靜電導致的影像品質下降。
同時，前面已經描述了電泳顯示裝置的具體結構，但並不應解讀為將電泳顯示裝置的結構僅限制於該具體結構。尤其，當前使用的各種電泳層都可用作電泳層。也就是，可應用可形成在第一基板上具有任何結構的電泳層。
前述實施例和優點僅為示例性並不構成限制本發明。本發明教授的內容可輕易地用於其他類型的裝置。本說明書意在說明，並不侷限申請專利範圍的範圍。熟悉本領域的技術人員瞭解很多變換，修改，和變化。在此描繪的實施例的特點，結構，方法和其他特點可以各種方式結合以獲得額外地及/或可選實施例。
在不脫離本發明特點的條件下可將當前的特徵以若干形式具體化，還可以瞭解地是上述實施例並不受到前面說明的限制，除非另有指明的除外，可在申請專利範圍界定的範圍內廣義地解釋，並因此落入申請專利範圍的界限範圍內的所有變化和變換，或該界限的等效因此均受到所附申請專利範圍的涵蓋。
1．．．電泳顯示裝置
11．．．閘電極
13．．．半導體層
15．．．源電極
16．．．汲電極
18．．．像素電極
20．．．第一基板
22．．．閘絕緣層
24．．．鈍化層
28．．．接觸孔
40．．．透明第二基板
42．．．公共電極
56．．．黏接層
60．．．電泳層
70．．．微膠囊
74．．．白色粒子
76．．．黑色粒子
100．．．陣列基板
110．．．上基板
111．．．閘電極
113．．．半導體層
115．．．源電極
116．．．汲電極
117．．．接觸孔
118．．．像素電極
120．．．第一基板
122．．．閘絕緣層
124．．．鈍化層
140．．．第二基板
142．．．公共電極
160．．．電泳層
160a．．．電泳材料
162．．．白色粒子
176．．．隔牆
176a．．．絕緣層
178．．．密封層
185．．．噴墨裝置(注射器)
187．．．擠壓棒
200．．．室
211．．．閘電極
213．．．半導體層
215．．．源電極
216．．．汲電極
217．．．接觸孔
218．．．像素電極
220．．．第一基板
222．．．閘絕緣層
224．．．鈍化層
240．．．第二基板
242．．．公共電極
250．．．陣列基板
260．．．電泳層
262．．．電泳粒子
276．．．隔牆
290．．．上基板
311．．．閘電極
313．．．半導體層
315．．．源電極
316．．．汲電極
318．．．像素電極
320．．．第一基板
322．．．閘絕緣層
324．．．鈍化層
340．．．第二基板
342．．．公共電極
360．．．電泳層
362．．．白色粒子
364．．．黑色粒子
376．．．隔牆
376a．．．絕緣層
378．．．密封層
379．．．注射孔
411．．．閘電極
413．．．半導體層
415．．．源電極
416．．．汲電極
417．．．接觸孔
418．．．像素電極
420．．．第一基板
422．．．閘絕緣層
424．．．鈍化層
440．．．第二基板
442．．．公共電極
444．．．黑色矩陣
446．．．彩色濾光片層
460．．．電泳層
470．．．微膠囊
474．．．白色粒子
476．．．黑色粒子
511．．．閘電極
515．．．源電極
516．．．汲電極
517．．．接觸孔
518．．．像素電極
520．．．第一基板
522．．．閘絕緣層
524．．．鈍化層
540．．．第二基板
542．．．公共電極
560．．．電泳層
570．．．微膠囊
574．．．白色粒子
576．．．黑色粒子
所附圖式其中提供關於本發明實施例的進一步理解並且結合與構成本說明書的一部份，說明本發明的實施例並且描述一同提供對於本發明實施例之原則的解釋。
圖式中：
第1圖為現有技術中電泳顯示裝置的圖示；
第2A圖至第2H圖為根據本發明第一實施例依序顯示製造電泳顯示裝置的方法的圖示；
第3A圖和第3B圖為分別顯示形成電泳顯示裝置的電泳層的方法的圖示；
第4A圖至第4E圖為根據本發明第二實施例依序顯示製造電泳顯示裝置的方法的圖示；
第5A圖至第5D圖為根據本發明第三實施例依序顯示製造電泳顯示裝置的方法的圖示；
第6A圖至第6D圖為根據本發明第四實施例依序顯示製造電泳顯示裝置的方法的圖示；以及
第7A圖至第7D圖為根據本發明第五實施例依序顯示製造電泳顯示裝置的方法的圖示。
111．．．閘電極
113．．．半導體層
115．．．源電極
116．．．汲電極
118．．．像素電極
120．．．第一基板
122．．．閘絕緣層
124．．．鈍化層
140．．．第二基板
142．．．公共電極
160．．．電泳層
162．．．白色粒子
176．．．隔牆
178．．．密封層
250．．．陣列基板
290．．．上基板

Claims (15)

  1. 一種製造電泳顯示裝置的方法，包括：準備一第一基板和一第二基板，每一個都具有一顯示區和一非顯示區；在該第一基板上形成一薄膜電晶體；在具有需平坦化的該薄膜電晶體的該第一基板上形成一鈍化層；在該鈍化層上形成一像素電極；在該鈍化層上形成複數個隔牆；在由該等隔牆界定的一室上形成一密封層，該密封層具有一注射孔；經由該注射孔在該室注射一電泳材料以直接在該鈍化層和該像素電極上形成一電泳層；密封該注射孔；在該第二基板上形成一公共電極；以及將該第一基板和該第二基板彼此結合。
  2. 依據申請專利範圍第1項所述之方法，其中該電泳材料包含：微膠囊，每一個包含白色粒子和黑色粒子，每個粒子具有電荷、以及用於分散該等白色粒子和該等黑色粒子的一分散劑；以及便於塗佈該微膠囊的一溶劑。
  3. 依據申請專利範圍第1項所述之方法，其中該等隔牆的形成包括在該等像素電極之間的該鈍化層上形成該等隔牆。
  4. 依據申請專利範圍第1項所述之方法，其中該等隔牆的形成包括形成與該鈍化層和該像素電極交疊的該等隔牆。
  5. 依據申請專利範圍第1項所述之方法，其中該電泳材料包含：兩者都帶電荷的白色粒子和黑色粒子；以及分散該等白色粒子和該等黑色粒子的一分散劑。
  6. 依據申請專利範圍第1項所述之方法，進一步包括在該第二基板上形成一彩色濾光片層。
  7. 依據申請專利範圍第1項所述之方法，其中該鈍化層的形成包括形成包含一有機絕緣層的至少一層。
  8. 依據申請專利範圍第1項所述之方法，其中該等隔牆通過一光刻製程形成。
  9. 依據申請專利範圍第1項所述之方法，其中該第一和第二基板的結合包括在該第一基板的該非顯示區域上塗佈一密封劑或結合劑。
  10. 依據申請專利範圍第1項所述之方法，其中該第一和第二基板的結合進一步包括在該顯示區域和該非顯示區域的一邊緣上形成的該等隔牆上形成一黏接層。
  11. 一種電泳顯示裝置，包括：一第一基板和一第二基板，每一個都具有一顯示區域和一非顯示區域；一薄膜電晶體，形成在該第一基板上；一鈍化層和一像素電極，形成在具有該薄膜電晶體的該第一基板上，該像素電極形成在該鈍化層上；隔牆，直接形成在該鈍化層上；一電泳層，填充在由該等隔牆界定的一室內；一密封層，具有一密封的注射孔以密封由該等隔牆界定的該室；以及一公共電極，可接觸該等隔牆並形成在該第二基板上。
  12. 依據申請專利範圍第11項所述之電泳顯示裝置，其中該等隔牆形成在該等像素電極之間的該鈍化層上。
  13. 依據申請專利範圍第12項所述之電泳顯示裝置，其中該等隔牆形成在該等像素電極之間的等鈍化層上，且部分地交疊該等像素電極。
  14. 依據申請專利範圍第11項所述之電泳顯示裝置，其中該電泳層包括：一分散媒體；以及電子油墨，在該分散媒體內移動，該電子油墨具有電荷。
  15. 依據申請專利範圍第14項所述之電泳顯示裝置，其中該等電子油墨包含每一個都具有電荷的白色粒子和黑色粒子，或包含每一個都具有電荷的白色粒子和具有特定顏色的彩色粒子。
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