TWI499854B - 電泳顯示裝置的製造方法 - Google Patents

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Choon Ho Park
Yu Sok Lim
Jong Kwon Lee
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Description

電泳顯示裝置的製造方法
本發明係關於一種電泳顯示裝置,特別是一種電泳顯示裝置及其製造方法。
通常,液晶顯示裝置(LCD)、電漿顯示面板(PDP,plasma display panel)及有機電致發光顯示器(OELD,organic electro-luminescence display)已廣泛地用作顯示裝置。但近來,為了滿足迅速變化且多樣化的客戶需求,又引入了多種不同的顯示裝置。
具體而言,就是需要顯示裝置具有重量輕、外形薄、能效高之性能並具有可顯示全彩色移動影像的功能。為了滿足上述特性,人們已提出並研發了像紙一般的電泳顯示裝置與其它顯示裝置。其中,電泳顯示裝置應用了一種使帶電粒子向陰極或陽極移動的現象。因此,電泳顯示裝置在對比度、響應時間、全彩色顯示、製造成本及便攜性等方面都具有優勢。而與液晶顯示裝置不同的是,這種電泳顯示裝置不需要偏振器、背光單元、液晶面板等元件。因此,這種電泳顯示裝置具有更低的製造成本。
「第1圖」為習知技術中電泳顯示裝置的透視圖,藉以對其驅動原理進行闡釋。在「第1圖」中,習知的電泳顯示裝置1,包含有:第一基板11、第二基板36以及位於二者之間的墨水層57。其中,此墨水層57包含有多個墨水囊63,而每一墨水囊63中具有複數個白色染料顆粒59及複數個黑色染料顆粒61。此處,可透過縮合聚合反應分別對白色染料顆粒59與黑色染料顆粒61進行負向充電和正向充電。
其中,可於第一基板11上形成與複數個薄膜電晶體(圖中未示出)相連接的複數個畫素電極28,並在每一畫素區域(圖中未示出)內放置一個畫素電極28。進而,可選擇性地向每一畫素電極28提供正電壓或負電壓。當包含有白色染料顆粒59與黑色染料顆粒61之墨水囊63具有不同大小時,可執行過濾製程,藉以選出具有均一大小的墨水囊63。
當向此墨水層57施加正電壓或負電壓時,墨水囊63中的白色染料顆粒59與黑色染料顆粒61可依據所施加電壓之極性向反向極性移動。因此,當黑色染料顆粒61向上移動時,可顯示黑色。而當白色染料顆粒59向上移動時,可顯示白色。
「第2圖」為習知技術中電泳顯顯示裝置的剖面圖。在「第2圖」中,習知的1包含有:第一基板11、第二基板36及位於二者之間的墨水層57。其中,墨水層57包含有:第五黏著層51、第六黏著層53、共用電極55及墨水囊63。其中,共用電極55與墨水囊63被放置於第五黏著層51與第六黏著層53之間。此處,可相對放置第五黏著層51與第六黏著層53,並包含有傳送材料。其中,此共用電極55係由透明導電材料形成。同時,每一墨水囊63中都具有複數個白色染料顆粒59與複數個黑色染料顆粒61。此處,可透過縮合聚合反應分別對白色染料顆粒59與黑色染料顆粒61進行負向充電和正向充電。
此處,第二基板36可包含有透明材料,如塑料或玻璃。而第一基板11可包含有不透明材料,如不鏽鋼。而在需要時,還可用透明材料如:塑料或玻璃。同時,可於第二基板36的內表面上形成彩色濾光片40。其中,此彩色濾光片40包含有紅色濾光片型樣、綠色濾光片型樣及藍色濾光片型樣。
同時,可按矩陣形狀於第一基板11上形成閘極線(圖中未示出)與資料線(圖中未示出)。其中,閘極線與資料線相互交叉,藉以定義出畫素區P。進而,可在每一畫素區P中閘極線與資料線交叉的部分上形成薄膜電晶體Tr。其中,此薄膜電晶體Tr包含有:閘極14、閘極絕緣層16、半導體層18、源極20與汲極22。此時,可從閘極線(圖中未示出)處延伸閘極14。同時,使閘極絕緣層16覆蓋閘極14。而半導體層18可覆蓋此閘極14並包含有主動層18a與歐姆接觸層18b。而20可與此半導體層18相接觸並從資料線(圖中未示出)處延伸。其中,汲極22可離開源極20。
此處,可於包含有薄膜電晶體Tr之第一基板11的整個表面上形成鈍化層26。而此鈍化層26係包含由可曝露出汲極22之汲極接觸孔27。
同時,可於每一畫素矩陣P內之鈍化層26上形成畫素電極28。此畫素電極28可透過汲極接觸孔27與汲極22相連。其中可透過透明導電材料,如:氧化銦錫(ITO,indium-tin-oxide)與氧化銦鋅(IZO,indium-zinc-oxide)中的一種形成此畫素電極28。
因此,具有上述結構之電泳顯示裝置1可利用環境光,如:自然光或屋內的電燈作為光源。同時,電泳顯示裝置1可依據選擇性地施加於畫素電極28之電壓使墨水囊63中之白色染料顆粒59與黑色染料顆粒61發生位置變化,進而顯示影像。
下面,將接合附圖對習知技術中電泳顯示裝置的製造方法進行描述。
「第3A圖」至「第3E圖」為用於對習知技術中電泳顯示裝置之製造方法進行說明的剖面圖。為了便於理解,定義了一個包含有複數個畫素區P之顯示區域,以及一個位於顯示區域外圍的非顯示區域。
在「第3A圖」中,可分別於第一承載基板5,如:玻璃基板之上表面與下表面上形成第一黏著層7與第二黏著層9。此外,由不鏽鋼片形成的第一金屬薄膜基板11與第二金屬薄膜基板13可分別裝配於第一黏著層7的外表面與第二黏著層9的外表面。
接下來,可於第一基板11之整個表面上形成絕緣層(圖中未示出)。並於絕緣層上形成相互交叉的多條閘極線(圖中未示出)與多條資料線(圖中未示出),藉以定義出畫素區P。進而,可於每一畫素區P中形成與閘極線及資料線相連的薄膜電晶體Tr。雖然圖中並未示出,但是可於顯示區域外圍的非顯示區域中形成與閘極線相連的閘極焊盤電極以及與資料線相連的資料焊盤電極。
透過提供有機絕緣材料,可於整個薄膜電晶體Tr的上方形成鈍化層26。進而,可對此26進行圖案化處理,藉以形成汲極接觸孔27,進而曝露出位於畫素區P中之薄膜電晶體Tr的汲極(圖中未示出);形成閘極焊盤接觸孔(圖中未示出),藉以曝露出閘極焊盤電極;並形成資料焊盤接觸孔(圖中未示出),藉以曝露出資料焊盤電極。
此處,可形成透明導電材料層並對其進行圖案化處理,藉以形成畫素電極28,此畫素電極28可透過位於畫素區P中之27與薄膜電晶體Tr之汲極相接觸;形成閘極輔助焊盤電極(圖中未示出),藉以使此閘極輔助焊盤電極透過非顯示區域中之閘極焊盤接觸孔與閘極焊盤電極相接觸;並形成資料輔助焊盤電極(圖中未示出),藉以使此資料輔助焊盤電極透過非顯示區域中之資料焊盤接觸孔與資料焊盤電極相連接。進而,可形成包含有上述元件之電泳顯示裝置的陣列基板22。
接下來,在「第3B圖」中,可分別於第二承載基板30,例如玻璃基板之上表面於下表面上形成第三黏著層32與第四黏著層34。進而,可使第一透明基板36與第二透明基板38分別與第三黏著層32之外表面及第四黏著層34之外表面相連。其中,此第一透明基板36與第二透明基板38可為柔性塑料。
彩色濾光片層40係包含有:紅色濾光片圖案40a、綠色濾光片圖案40b及藍色濾光片圖案40c,這些濾光片圖案係依次排佈於第一透明基板36上。同時,紅色濾光片圖案40a、綠色濾光片圖案40b及藍色濾光片圖案40c中的每一個彩色濾光片圖案皆對應於22中之畫素區P。因此,可形成包含有上述元件之電泳顯示裝置的彩色濾光片基板42。此處,可進一步形成黑色矩陣(圖中未示出)。其中,此黑色矩陣可與紅色濾光片圖案40a、綠色濾光片圖案40b及藍色濾光片圖案40c之邊緣相互重疊並環繞每一畫素區P。
在「第3C圖」中,電泳膜65係依附於汲極22上。其中,此電泳膜65包含:第五黏著層51、第六黏著層53、共用電極55以及墨水層57。其中,墨水層57係位於此第五黏著層51與第六黏著層53之間。而共用電極55係由透明導電材料形成於第六黏著層53與墨水層57之間。同時,墨水層57係包含有複數個墨水囊63,其中每一墨水囊63中具有複數個白色染料顆粒59與複數個黑色染料顆粒61。進而可透過縮合聚合反應分別對白色染料顆粒59與黑色染料顆粒61進行反向充電與正向充電。同時,第五黏著層51係朝向畫素電極28,藉以使墨水層57位於共用電極55與畫素電極28之間。
在「第3D圖」中,可放置彩色濾光片基板42藉以使彩色濾光片層40朝向電泳膜65,並使此彩色濾光片基板42裝配於與汲極22相接觸的電泳膜65上,進而形成面板。
在「第3E圖」中,第一承載基板5、第一黏著層7、第二黏著層9及第二金屬薄膜基板13與「第3D圖」中汲極22之第一基板11相互分離。接下來,第二承載基板30、第三黏著層32、第四黏著層34及第二透明基板38與「第3D圖」中彩色濾光片基板之第一透明基板36相互分離。因此,可獲得這種電泳顯示裝置1。
但是,在上述習知的電泳顯示裝置之製造方法中卻存在著多項缺陷。其中,獲取此陣列基板需要下列步驟:使第一承載基板之上表面與下表面上的第一黏著層與第二黏著層相連;使第一黏著層與第二黏著層上之第一金屬薄膜基板與第二金屬薄膜基板相連;於與第一黏著層相連之第一金屬薄膜基板上形成陣列元件,如:薄膜電晶體或畫素電極。此外,形成彩色濾光片基板需要下列步驟:使第二承載基板上之第三黏合層與第四黏合層相互連接;使第三黏合層與第四黏合層上之第一透明基板與第二透明基板相接觸;以及與第一透明基板上形成彩色濾光片層。此外,可使一些不必要的元件,如:第一承載基板與第二承載基板和面板相互分離。因此,這種製程是十分複雜的。
此外,當剝離連接電泳顯示裝置製造過程中所需要而在電泳顯示裝置成品中不需要之非必要元件時,會在陣列基板與彩色濾光片基板之間產生應力與錯位。因此,可致使影像品質發生劣化。
同時,由於第一透明基板係由硬度較低之材料,如塑料形成,所以在連接與分離步驟中,會在第一透明基板上產生磨擦損傷。
因此,本發明涉及一種電泳顯示裝置及其製造方法,藉以從實質上避免由以上習知技術之局限及缺點所導致之一個或多個問題。
本發明其他的特徵和優點將在如下之說明書中加以闡述,並且可以透過本發明之如下說明得以部分地理解,或者可以從本發明的實踐中得出。本發明的目的和其他優點可以透過本發明所記載之說明書及申請專利範圍中特別指明之結構並結合圖示部分得以實現和獲得。
為了獲得本發明的這些目的和其他特徵,現依照本發明之目的對本發明作具體化和概括性地描述,本發明之一方面提供了一種電泳顯示裝置,係包含:開關源極,係位於基板上,此基板包含具有畫素區之顯示區域以及位於此顯示區域外圍的非顯示區域;鈍化層,係覆蓋於此開關元件上;畫素電極,係位於此鈍化膜上並連接於此開關元件;電泳膜,係位於此畫素電極上並包含有墨水層與基底膜,其中此墨水層包含有複數個帶電粒子;共用電極,係用於與畫素電極一同產生電場,藉以對電泳膜進行驅動;以及彩色濾光片層,係直接形成於此電泳膜上,其中可在100攝氏度以下的溫度中形成此彩色濾光片層。
本發明之另一方面在於提供了一種電泳膜的製造方法,係包含:於基板上形成開關元件,其中此基板包含具有畫素區之顯示區域以及位於此顯示區域外圍的非顯示區域;形成覆蓋開關元件之鈍化層;於鈍化層上形成與開關元件相連的畫素電極;於畫素電極上裝備電泳膜;其中此電泳膜包含有:墨水層、共用電極以及基底膜,其中,此墨水層包含有複數個帶電粒子,同時此共用電極可與畫素電極一同產生電場;以及直接在低於100攝氏度的溫度中直接在光阻膜上形成彩色濾光片層。
本發明之又一方面提供了一種電泳顯示裝,係包含:基板,包含有顯示區域以及位於此顯示區域外圍的非顯示區域;閘極線與資料線,係位於基板上並相互交叉;薄膜電晶體,包含有閘極、閘極絕緣層、半導體層、源極及汲極,其中此閘極係連接於閘極線,閘極絕緣層覆蓋與閘極之上,半導體層係位於閘極絕緣層上,源極位於此半導體層並連接於資料線,並且此汲極位於半導體層上並連接於資料線,而汲極係位於半導體層上並與源極相互分離;鈍化層,係覆蓋於基板之整體表面上,此基板包含有薄膜電晶體並具有可曝露出汲極之汲極接觸孔,其中,在顯示區域中此鈍化層包含具有第一無機絕緣材料層、有機絕緣材料層及第二無機絕緣材料層之三層結構,而在非顯示區中此鈍化層包含具有第一無機絕緣層之單層結構;畫素電極,係位於鈍化層上並可透過汲極接觸孔連接於汲極,其中此畫素電極可完全覆蓋於薄膜電晶體上;電泳膜,係位於畫素電極上並包含有黏著層;墨水層,係位於此黏著層上;共用電極,係位於此黏著層上,且基底膜係位於共用電極上,其中此墨水層係包含複數個帶電粒子,而彩色濾光片層係直接形成於此電泳膜上;以及保護片,係位於此彩色濾光片上,其中可於低於100攝氏度的溫度中直接在光阻膜上形成彩色濾光片層。
可以理解的是,如上所述的本發明之概括說明和隨後所述的本發明之詳細說明均是具有代表性和解釋性的說明,並且是為了進一步揭示本發明之申請專利範圍。
下面,將接合附圖對本發明實施例進行詳盡的描述。
在本發明實施例之電泳顯示裝置中,可於包含有薄膜電晶體之陣列基板上形成薄膜型墨水層與彩色濾光片。
「第4A圖」至「第4H圖」、「第5A圖」至「第5H圖」及「第6A圖」至「第6H圖」為示出本發明第一實施例之電泳顯示裝置的製造方法的剖面圖。「第7A圖」至「第7C圖」示出了本發明第一實施例之電泳顯示裝置之製造方法的平面圖。此處,「第4A圖」至「第4H圖」示出了畫素區,其中可形成電泳顯示裝置的薄膜電晶體與儲存電容。「第5A圖」至「第5H圖」示出了電泳顯示裝置的閘極焊盤區。「第6A圖」至「第6H圖」示出了電泳顯示裝置之資料焊盤區。「第7A圖」至「第7C圖」示出了彩色濾光片層之顯示區域、非顯示區域及定位標記。
此處,可定義出顯示區域DA與位於顯示區域DA周圍的非顯示區域NA。其中,此顯示區域DA包含有複數個畫素區P以及儲存電容之儲存區域StgA,其中每一畫素區係包含有薄膜電晶體之開關區TrA。而非顯示區域NA包含有:閘極焊盤電極之閘極焊盤區GPA以及資料焊盤電極之資料焊盤區DPA。
在「第4A圖」、「第5A圖」及「第6A圖」中,可於絕緣基板101,例如:玻璃基板或塑料基板,上沈積第一金屬材料,藉以形成第一金屬層(圖中未示出)。其中可透過鋁(Al)、鋁釹合金(AlNd)、銅(Cu)、銅合金、鉻(Cr)或鈦合金作為此第一金屬材料。進而,可透過掩模製程對第一金屬材料層進行圖案化處理,藉以形成閘極線(圖中未示出),於開關區TrA中形成閘極103,於儲存區StgA中形成第一儲存電極105,並於閘極焊盤區GPA中形成閘極焊盤電極107。其中,此掩模製程包含有下列步驟:形成光阻層;用此掩模在光照中曝露出光阻層;使所曝露出之光阻層顯影,藉以形成光阻圖案;對此第一金屬進行蝕刻,藉以形成理想的金屬圖案;以及對此光阻圖案進行條紋化處理。同時,可沿一個方向延伸閘極線,並使閘極103與閘極線相連。其中,此第一儲存電極105可作為閘極線的一部分。或者,當共用線(圖中未示出)與閘極線並聯時,第一儲存電極105可作為共用線的一部分。同時,此閘極焊盤電極107係連接於閘極線的末端。此處,閘極線、閘極103、第一儲存電極105及閘極焊盤電極107具有單層結構。
其中,閘極線、閘極103、第一儲存電極105及閘極焊盤電極107中的每一個具有雙層結構。而此雙層結構可透過鋁釹合金(AlNd)/鉬(Mo)或鈦合金/銅(Cu)形成。當此雙層機構之第一金屬層以鉬(Mo)作為下層並以鋁合金作為上層並透過透過掩模製程於電泳膜上形成彩色濾光片層時,用於對彩色濾光片層進行圖案化處理的顯影劑,氫氧化鉀較好的濃度為小於0.1 wt%。此處,為了對鉬的弱點進行補償,可形成作為上層的鋁釹合金(AlNd)。透過上述方法,可在對此濾光片進行掩模製程後曝露出閘極焊盤電極107,並使閘極焊盤電極107的上層,即鋁釹合金(AlNd)與氫氧化鉀溶液進行反應進而溶解於此溶液中。此時,即使由氧化銦錫製成的閘極輔助焊盤電極可在同一製程中形成畫素電極並覆蓋此閘極焊盤電極107,顯影劑也可透過氧化銦錫的小孔並毀壞鋁合金(AlNd)的上層。
此外,當具有雙層結構之第一金屬層包含有鈦合金/銅(Cu)時,鈦合金不會與顯影劑起反應並且不存在上述問題。
如「第7A圖」所示,可透過對此第一金屬層進行圖案化處理而於透過切割製程移除之對準標記區CA中形成對準標記191。其中,此定位標記191係用於準確地使彩色濾光片層與畫素區P對準。同時,其中形成了資料焊盤(圖中未示出)與「第5A圖」所知之閘極焊盤電極107的非顯示區域係位於放置了畫素區P的顯示區DA與對準標記區CA之間。其中,對準標記191係分別形成於與閘極焊盤GPA相鄰的第一切割區中、與資料焊盤區DPA相鄰之第二切割區中以及朝向此第一切割區之第三切割區中。同時,此對準標記191係位於切割線之外側區域。由於此彩色濾光片層包含有:紅色濾光片、綠色濾光片及藍色濾光片,所以對準標記區之第一區域至第三區域中分別包含有至少一個對準標記191。此時,可透過後續執行的另一製程形成對準標記191。
在「第4B圖」、「第5B圖」及「第6B圖」中,透過沈積無機絕緣材料,如氧化矽(SiO2)與氮化矽(SiNx)而於包含有閘極線、閘極103、第一儲存電極105及閘極焊盤電極107的絕緣基板101之整個表面上形成閘極絕緣層110。接下來,依次於閘極絕緣層110上形成由本征非晶矽形成的本征非晶矽層(圖中未示出)以及由摻雜非晶矽形成的摻雜非晶矽層(圖中未示出)。進而,可透過掩模製程對本征非晶矽層與摻雜非晶矽層進行圖案化處理,藉以形成包含有本征非晶矽的主動層115a與包含有摻雜非晶矽的摻雜非晶矽圖案115b。此處,主動層115a與摻雜非晶矽圖案115b係對應於位於開關區TrA中之閘極103。
在「第4C圖」、「第5C圖」及「第6C圖」中,可於「第4B圖」所示之主動層115a與閘極絕緣層110上沈積第二金屬材料,藉以形成第二金屬層(圖中未示出)。其中,此第二金屬材料係包含有鉬(Mo)、銅(Cu)、鈦(Ti)合金及鋁釹合金(AlNd)中的一種。同時,此第二金屬層可為雙層結構或三層結構。例如,此第二金屬層可為雙層結構或三層結構。例如,此第二金屬層可具有鈦合金/銅之雙層結構,並且此第二金屬層還可為具有鉬(Mo)/鋁釹合金(AlNd)/鉬(Mo)的三層結構。此處,「第4C圖」、「第5C圖」及「第6C圖」示出了具有單層結構之第二金屬層。
進而,可對第二金屬層(圖中未示出)進行圖案化處理,藉以形成形成:資料線(圖中未示出),位於開關區TrA中的源極120,位於開關區TrA中的汲極122,位於儲存區StgA中的第二儲存電極124以及位於資料焊盤區DPA中之資料焊盤電極126。此處,資料線可與閘極線相互交叉藉以定義出畫素區P。其中,源極120與汲極122係位於開關區TrA內之摻雜非晶矽圖案115b上並且相互分離。同時,源極120係連接於資料線,而儲存電極係連接於汲極122。進而可於閘極絕緣層110上沈積資料焊盤電極126,並使此資料焊盤電極126連接於資料線之末端。
如上所述,當此資料焊盤為鋁釹合金(AlNd)之單層結構或包含有以鋁釹合金(AlNd)作為上層之雙層或三層結構,藉以放置鋁釹合金(AlNd)層受到損壞,其中用於對彩色濾光片進行圖案化處理之顯影劑可包含濃度小於0.1wt%之氫氧化鉀。此外,當資料焊盤電極為具有鉬(Mo)之單層結構、具有鈦合金/銅(Cu)之雙層結構或具有鉬(Mo)/鋁釹合金(AlNd)/鉬(Mo)之三層結構時,也可透過傳統的顯影劑對彩色濾光片層進行圖案化處理。
而後,可透過乾式蝕刻製程移除位於源極120與汲極122之間的主動層115a所曝露出之部分,同時曝露出位於源極120與汲極122之間的一部分主動層115a。進而,可於源極120與汲極122下方形成歐姆接觸層115c。其中,此主動層115a與歐姆接觸層115c可組成半導體層115。因此,可使閘極103、閘極絕緣層110、源極120、包含有主動層115a與歐姆接觸層115c之半導體層115以及汲極122構成薄膜電晶體Tr。進而,此薄膜電晶體Tr可作為開關元件並透過閘極線實現開關,藉以向畫素電極施加資料。
此外,若未在形成此閘極線與閘極103之製程中形成「第7A圖」所示之對準標記191,則可於形成資料線、源極120及汲極122時,可以在對準標記區CA之第一區域至第三區域中的閘極絕緣層110上形成對準標記191。
此處,既可透過不同的掩模製程形成半導體層115、源極120及汲極122,又可透過同一掩模製程形成此半導體層115、源極120及汲極122。具體而言,雖然圖中並未示出,但可於此閘極絕緣層110上依次形成本征非晶矽層、摻雜非晶矽層及第二金屬層。而後,可透過衍射曝光法或半色調曝光法用單個掩模對此本征非晶矽層、摻雜非晶矽層及第二金屬層進行圖案化處理,藉以形成具有不同厚度的光阻圖案。進而,可用此光阻圖案作為蝕刻掩模對此本征非晶矽層、摻雜非晶矽層及第二金屬層進行蝕刻。在這種狀況中,包含有作為半導體層之相同材料的每一半導體圖案皆形成於資料線於資料焊盤電極下方。此外,當在此製程中形成了對準標記時,也可於此對準標記下方形成半導體圖案。
在「第4D圖」、「第5D圖」及「第6D圖」中,可透過添加如:光壓克力與苯並環丁烯(BCB,benzocyclobutene)之有機絕緣材料,藉以於資料線、源極120、汲極122、第二儲存電極124及資料焊盤電極126上形成鈍化層130。其中,此鈍化層130具有平坦的頂面。此處,可透過包含有衍射曝光法或半色調曝光法之掩模製程對此鈍化層130進行圖案化處理,藉以形成汲極接觸孔132、閘極焊盤接觸孔134及資料焊盤接觸孔136。此處,可以應用掃描型曝光設備。其中,汲極接觸孔132、閘極焊盤接觸孔134及資料焊盤接觸孔136可分別地曝露出汲極122、閘極焊盤電極107及資料焊盤電極126。此外,位於畫素區P中之鈍化層130具有第一厚度t1,而位於「第7A圖」所示之包含有閘極焊盤區GPA及資料焊盤區DPA的非顯示區域NA中的鈍化層130具有小於第一厚度t1的第二厚度t2。或者,可透過應用步進型曝光設備之空白照射及顯影之兩個曝光步驟使鈍化層130曝光。其中,可用有機絕緣材料形成此鈍化層130,藉以最大化地降低寄生電容並獲得平坦的頂面。例如,此處會在第一儲存電極105與畫素電極之間以及第二儲存電極124與畫素電極之間產生寄生電容。具體而言,位於鈍化層130上之畫素電極可完全地覆蓋此薄膜電晶體。在這種狀況中,會在此薄膜電晶體與畫素電極之間產生寄生電容,進而降低影像品質。因此,為了最大化地減小寄生電容,可透過有機絕緣材料形成此鈍化層130。具體而言,此可使此鈍化層130之厚度大於2.5微米,如:2.5微米至5微米。而在習知的液晶顯示裝置中,由於此畫素電極並未覆蓋薄膜電晶體,因此鈍化層之厚度僅約1微米。
如上所述,位於顯示區域DA中之鈍化層130的厚度不同於位於非顯示區域NA中之鈍化層130的厚度。其中,顯示區域DA中之鈍化層130之第一厚度t1大於非顯示區域NA中鈍化層130之第二厚度t2,換言之,第一厚度t1>第二厚度t2。此外,可於此鈍化層130上形成閘極輔助焊盤電極(圖中未示出)及資料輔助焊盤電極(圖中未示出),並使閘極輔助焊盤電極及資料輔助焊盤電極分別穿過閘極焊盤接觸孔134及資料焊盤接觸孔136,進而與閘極焊盤電極107及資料焊盤電極126相接觸。其中,為了使閘極輔助焊盤電極及資料輔助焊盤電極連接於外部驅動電路基板(圖中未示出),可執行捲帶自動接合(TAB,tape automated bonding)製程。此時,閘極輔助焊盤電極及資料輔助焊盤電極中的每一個電極皆透過包含有導電球體(圖中未示出)之異方性導電膜(ACF,anisotropic conductive film)與捲帶式封裝(TCP,tape carrier package)相接觸。其中,閘極輔助焊盤電極及資料輔助焊盤電極中之每一個具有的深度越深,而異方性導電膜中之導電球體具有的直徑越大。同時,與閘極焊盤接觸孔相鄰的多個導電球體或與資料焊盤接觸孔相鄰的多個導電球體會相互接觸,進而產生電路短路的問題。而當位於包含有閘極焊盤區GPA及資料焊盤區GPA之非顯示區域NA中的鈍化層130具有相對較小之厚度時,異方性導電膜中的導電球體液具有較小的直接,藉以防止出現短路的問題。此外,透過增大顯示區域DA中之鈍化膜130的厚度,可最大化地減小寄生電容,例如畫素電極與124之間所感生出之寄生電容或畫素電極與薄膜電晶體Tr之源極120之間所感生出之寄生電容。因此,在本發明實施例中,顯示區域DA中鈍化層130之第一厚度t1大於非顯示區域NA中鈍化層130之第二厚度t2。
如上所述,當鈍化層130具有透過如:光壓克力與苯並環丁烯(BCB,benzocyclobutene)之有機絕緣材料所形成之單層結構時,由於無機絕緣材料層之光敏特性,可執行在無機絕緣材料層上直接執行掩模製程中之光曝露製程。但是,此鈍化層130也可具有「第8A圖」至「第8C圖」及「第9A圖」至「第9C圖」所示之雙層結構或三層結構。「第8A圖」至「第8C圖」分別為示出本發明第二實施例之電泳顯示裝置之製造過程中,畫素區內之鈍化層、閘極焊盤區與資料焊盤區的剖面圖。而「第9A圖」至「第9C圖」分別為示出本發明第三實施例之電泳顯示裝置之製造過程中,畫素區內之鈍化層、閘極焊盤區與資料焊盤區的剖面圖。
在「第8A圖」至「第8C圖」中,當鈍化層130具有雙層結構時,可依次堆疊有機絕緣材料層以及無機絕緣材料層。而在「第9A圖」至「第9C圖」中,當鈍化層130具有三層結構,可依次堆疊無機絕緣材料層、有機絕緣材料層以及無機絕緣材料層。其中,此有機絕緣材料層包含有光壓克力與苯並環丁烯,而無機絕緣材料層包含有氧化矽與氮化矽中的一種。此處,有機絕緣材料層之厚度大於2.5微米。
如「第8A圖」至「第8C圖」所示,此鈍化層130包含:下層130a,係由有機絕緣材料形成;及上層,係由無機絕緣材料形成。進而可透過掩模製程於此鈍化層130中形成汲極接觸孔132、閘極焊盤接觸孔134及資料焊盤接觸孔136。此外,在包含有閘極焊盤區GPA與資料焊盤區DPA之非顯示區域中,可全部移除上層130b並部分地移除下層130a,藉以使鈍化層130在非顯示區域NA中的厚度小於其在顯示區域DA中之厚度。
在「第9A圖」至「第9C圖」中,當鈍化層130具有由無機絕緣材料形成之上層時,由於無機絕緣材料不具有光敏特性,因此掩模製程中之曝光製程與顯影製程無法直接應用於無機絕緣材料層上。在這種狀況中,可於此無機絕緣材料層上形成由光敏特性的光敏材料所構成之光阻層(圖中未示出),同時,可透過衍射曝光製程或半色調曝光製程使此光阻層曝光並顯影,藉以於此顯示區域DA中形成第一光阻圖案(圖中未示出)並在非顯示區域NA中形成第二光阻圖案(圖中未示出),其中第二光阻圖案之厚度小於第一光阻圖案。對於由無機絕緣材料形成之第二無機絕緣材料層130c、有機絕緣材料層130b以及由無機絕緣材料形成之第一無機絕緣材料層130a而言,可用第一光阻圖案與第二光阻圖案作為蝕刻掩模對上述部分進行圖案化處理,藉以曝露出閘極焊盤電極107與資料焊盤電極126。接下來,可透過灰化製程移除位於非顯示區域NA內之第二光阻圖案,藉以曝露出第二光阻圖案下方的絕緣材料層130c之一部分。而後,可對絕緣材料層130c所曝露之部分進行蝕刻,進而位於非顯示區域NA中之鈍化層130便具有由下層130a與上層130b所構成之雙層結構。也就是說,可完全移除位於非顯示區域NA中之絕緣材料層130c並使上層130b具有縮小的厚度。
此外,在「第9B圖」至「第9C圖」中,雖然部分地移除了上層130b,但也可完全地移除此上層130b,進而使鈍化層130僅包含位於非顯示區域NA中之下層130a。換言之,如「第13A圖」至「第13C圖」所示,在「第13A圖」所示之顯示區域DA中,鈍化層130可具有由下層130a、上層130b及絕緣材料層130c所構成之三層結構,同時在「第13B圖」與「第13C圖」所示之非顯示區域NA中,鈍化層130可具有由下層130a所形成至單層結構。
此處,之所以鈍化層130具有上述雙層結構或三層結構,是為了增強將形成於此鈍化層130上之畫素電極與此鈍化層130間之黏合強度,同時還可增強薄膜電晶體Tr之特性。此外,難以形成與有機絕緣材料層之厚度相同的無機絕緣材料層,所以在圖中此無機絕緣材料層比有機絕緣材料層更薄。因此,為了最大化地減小寄生電容,可是有機絕緣材料層具有相對較大的厚度。由於有機絕緣材料與導電材料間之黏合強度比有機絕緣材料與無機絕緣材料間之黏合強度以及無機絕緣材料與導電材料間之黏合強度都要小,所以可透過在有機絕緣材料層與導電材料層之間形成無機絕緣材料層來增強導電材料之畫素電極與鈍化層130間之黏合強度。此外,當主動層115a之一部分曝露於在源極120與汲極122之間時,主動層115a可與有機絕緣材料層相接觸,而這樣卻會造成不良的界面特性,進而降低薄膜電晶體Tr的特性。因此,為了防止薄膜電晶體Tr之特性降低,可在此鈍化層130之底層放置與主動層115a間具有良好界面特性之無機絕緣材料層。
在「第4E圖」、「第5E圖」及「第6E圖」中,可於鈍化層130上放置透明導電材料,例如:氧化銦錫(ITO,indium-tin-oxide)與氧化銦鋅(IZO,indium-zinc-oxide),藉以形成透明導電材料層(圖中未示出)。接下來,可對此導電材料層進行圖案化處理,藉以於每一畫素區P中形成畫素電極140,於閘極焊盤區GPA中形成閘極輔助焊盤電極142,並於資料焊盤區DPA中形成資料輔助焊盤電極144。其中,此畫素電極140、閘極輔助焊盤電極142與資料輔助焊盤電極144可透過汲極接觸孔132、閘極焊盤接觸孔134及資料焊盤接觸孔136分別與汲極122、閘極焊盤電極107及資料焊盤電極126相接觸。
如上所述,此畫素電極140可完全地覆蓋薄膜電晶體Tr。因此,可使實際顯示區域增大並提高開口率。總之,當此畫素電極完全覆蓋薄膜電晶體時,在此薄膜電晶體之電極,如源極與畫素電極之間會產生寄生電容。但在本發明中,由於此鈍化層130包含有厚度大於2.5微米的有機絕緣材料,因此可最大化地減小寄生電容,並放置影像品質降低。其中,此鈍化層130之厚度在2.5微米之5微米的範圍內。
同時,「第14圖」為本發明另一實施例中包含有畫素電極之電泳顯示裝置之剖面圖。在「第14圖」中,可於鈍化層130上沈積透明金屬材料,如:鉬,並對其進行進行圖案化處理,藉以形成覆蓋薄膜電晶體Tr之遮光圖案139a。進而,可於此遮光圖案139a上形成透明導電材料並對其進行圖案化處理,藉以形成畫素電極140。在這種電泳顯示裝置中,光線可透過電泳膜進而射入薄膜電晶體Tr之通道區,即射進曝露於源極120與汲極122間之主動層115a。因此,可產生光電流並降低薄膜電晶體Tr之特性。在本發明另一實施例中,可形成遮光圖案139a藉以遮蔽薄膜電晶體,具體而言,對此薄膜電晶體之通道區進行遮蔽並防止出現問題。此外,在形成遮光圖案139a之步驟中可形成對準標記191。在附圖中,既使將此遮光圖案139a形成於非顯示區域NA之外側,也可以將此遮光圖案139a形成於非顯示區域NA的內部。當未在閘極線形成步驟與資料線形成步驟中形成用於對彩色濾光片層進行對準之對準標記時,可在上述步驟中形成對準標記。若透過透明導電材料形成此對準標記,則難以用此透過導電材料所形成之對準標記對彩色濾光片層進行對準處理,同時可進一步形成不透明導電材料。
此外,當未在閘極線形成步驟與資料線形成步驟中形成用於對準彩色濾光片層之對準標記時,進而,可透過沈積不透明金屬材料如:鉬-鈦(MoTi)形成此對準標記並對其進行圖案化處理,藉以形成畫素電極140。此時,可在非顯示區域NA中形成用於對彩色濾光片層進行對準的對準標記。此處,可使畫素電極140完全覆蓋於薄膜電晶體Tr上並防止此薄膜電晶體之特性減弱。
「第10A圖」至「第10C圖」為用於示出本發明實施例之電泳顯示裝置中用於對彩色濾光片層進行對準之對準標記的位置之剖面圖。「第10A圖」示出了在形成閘極線之過程中所形成之對準標記的位置,「第10B圖」示出了在形成資料線之過程中所形成之對準標記的位置,「第10C圖」示出了在形成畫素電極之過程中所形成之對準標記的位置。
在「第10A圖」中,當在形成閘極線之步驟中形成此對準標記191時,此對準標記191係位於絕緣基板101上並被閘極絕緣層110所覆蓋。在「第10B圖」中,當在形成資料線之步驟中形成此對準標記191時,此對準標記191可位於閘極絕緣層110上並被鈍化層130所覆蓋。在「第10C圖」中,當在形成畫素電極之步驟中形成此對準標記191時,此對準標記191可位於鈍化層130上。因此,「第10A圖」至「第10C圖」示出了此單層結構中的對準標記191。但是,當閘極線、資料線及畫素電極140具有雙層結構或三層結構時,此對準標記191同樣具有雙層結構或三層結構。
在「第4F圖」、「第5F圖」、「第6F圖」及「第7B圖」中,光阻膜167係裝載於畫素電極140上。同時,此光阻模167係對應於顯示區域DA。其中,此光阻模167係包含:有透明且具有柔性之材料,如:聚乙烯對苯二甲酸酯(PET,polyethylene terephthalate)所構成的基底膜150;共用電極153,係位於此基底膜150下方;墨水層163,係位於此共用電極153下方;以及黏合層165,係位於此墨水層163下方。當將光阻膜167裝載於畫素電極140上時,此墨水層163係位於共用電極153與畫素電極140之間,而此黏合層165係朝向此畫素電極140。同時,此共用電極153係由透明導電材料形成。此處,墨水層163係包含有複數個墨水囊160,其中每一墨水囊160中皆具有複數個白色染料顆粒156與複數個黑色染料顆粒158。進而,可透過縮合聚合反應分別對此白色染料顆粒156與黑色染料顆粒158進行反向充電與正向充電。
此處,光阻膜167具有不同於上述結構的另一種結構。例如,墨水層163可僅包含有白色染料顆粒156與黑色染料顆粒158中的一種。雖然圖中並未示出,當此墨水層163僅具有白色染料顆粒156與黑色染料顆粒158中的一種時,共用電極可在鈍化層130上與畫素電極形成在同一層上。也就是說,與「第4F圖」所示之結構不同,此共用電極並未形成在墨水層162之整個表面上。在這種狀況中,此畫素電極可具有複數個條狀圖案,而此共用電極也可具有複數個條狀圖案。進而,可交替地排佈共用電極之條狀圖案與畫素電極之條狀圖案。同時,可在形成閘極線之步驟中形成平行於閘極線之共用線,並在鈍化層130與閘極絕緣層110中形成用於曝露出共用線之一部分的共用接觸孔。進而,可透過此共用接觸孔使共用電極與共用線相連接。
其中,最好使光阻膜167具有約300微米至約500微米的整體厚度。若其上形成有對準標記191之層與光阻膜167之頂層的階梯差距達到500微米以上,則難以用對準標記191對在光阻膜167上形成的彩色濾光片層進行對準處理。因此,需要使光阻膜167之厚度介於上述範圍之內。
這裡,由聚乙烯對苯二甲酸酯形成的基底膜150之厚度小於50微米。此處,若此基底膜150太厚,則會產生視差問題,即會使一個畫素內之影像會顯示於下一個畫素中。因此,為了防止出現這種問題,可使基底膜150之厚度為10微米至50微米。其中,最好使此基底膜150之厚度小於30微米。但是,也可根據顯示裝置的尺寸改變基底膜150之厚度。
而當共用電極153與基底膜150一併形成於墨水層163上時,共用電極153之厚度可小於2微米,進而可消除視差問題。
在「第4G圖」、「第5G圖」、「第6G圖」及「第7C圖」中,可透過塗覆紅色光阻在顯示區域DA中之光阻膜167的基底膜150上形成紅色濾光片層(圖中未示出)。例如,可透過旋塗法塗覆此紅色光阻。在透過對準標記191對此紅色濾光片層進行準確地配準之後,可透過具有可透射光線的透光區與可阻擋光線的光線遮擋區之光罩使此紅色濾光片層曝光,而後可使進行顯影處理,藉以形成紅色濾光片圖案170a。其中,此紅色濾光片圖案170a係對應於一部分畫素區P。由於此紅色光阻係為負型光阻,因此可使光線所輻照之紅色濾光片層的一部分保留於基底膜150上,同時移除此紅色濾光片層上未接受輻照的一部分。
如上所述,當以鋁合金作為閘極焊盤電極107之上層藉以防止上層受到損壞時。顯影劑可包含有濃度小於0.1wt%之氫氧化鉀。
接下來,可透過與形成紅色濾光片圖案170a相仿之製程形成綠色濾光片圖案170b與藍色濾光片圖案170c。進而,可依次地重複形成紅色濾光片圖案170a、綠色濾光片圖案170b及藍色濾光片圖案170c。其中,紅色濾光片圖案170a、綠色濾光片圖案170b及藍色濾光片圖案170c中的每一個係形成於每一畫素區P中。進而,可透過光刻製程、噴墨印刷製程與滾輪印刷製程中的一種製程形成彩色濾光片層170。
此處,除紅色濾光片圖案170a、綠色濾光片圖案170b與藍色濾光片圖案170c之外,此彩色濾光片層170還可包含有白色濾光片圖案。此處,透過塗覆無色光阻並對其進行圖案化處理可形成白色濾光片圖案。在這種狀況中,可在呈2×2矩陣形狀之四個畫素區域中放置紅色濾光片圖案、綠色濾光片圖案、藍色濾光片圖案及白色濾光片圖案,其中,這四個畫素區域上下左右地相互鄰接。
在本發明實施例中,可在約25攝氏度至約100攝氏度的溫度中形成彩色濾光片層170。具體而言,在本發明實施例由於可直接在電泳膜167上形成彩色濾光片層170,而若在較高的溫度下形成此彩色濾光片層170,則會對光阻膜167之墨水層163造成損壞。因此,為了防止出現上述狀況,需要在低於100攝氏度的溫度,最好是低於70攝氏度的溫度中形成此彩色濾光片層170。在習知的液晶顯示裝置中,由於在230攝氏度的溫度中於彩色濾光片層上形成對準層並使其固化,所以可在與固化溫度相似之溫度下形成此彩色濾光片。但在本發明實施例中,若在與固化溫度相仿之溫度下形成此彩色濾光片層則會毀壞此光阻膜167之墨水層163,同時可在小於100攝氏度之溫度下形成此彩色濾光片。為了在相對較低的溫度下形成此彩色濾光片170,此彩色光阻可包含有環氧黏結劑及丙烯酸黏結劑。其中,環氧黏結劑約佔20wt%至40wt%,而丙烯酸黏結劑約佔60wt%至80wt%。同時,彩色光阻還可包含有用於進行染色的染料。其中,用於形成白色濾光片圖案之光阻可包含有不摻雜染料的環氧黏結劑與丙烯酸黏結劑。此處,可透過具有較高透光度之有機材料,如:光壓克力與苯並環丁烯(BCB,benzocyclobutene)之有機絕緣材料形成。
與習知技術中之彩色光阻相比,在本發明實施例之彩色光阻中環氧樹脂的百分比較高。這是因為,透過提高環氧樹脂的比例可降低處理溫度。換言之,在本發明中,可透過應用這種包含有較高百分比的環氧樹脂之光阻而在100攝氏度以下的溫度中形成此彩色濾光片層170,同時可在不受損傷之前提下在光阻膜167上直接形成此彩色濾光片層170。
進而,可透過光刻製程、噴墨印刷製程與滾輪印刷製程中的一種製程形成彩色濾光片圖案。透過這種噴墨印刷製程或滾輪印刷製程,可在每一畫素區P中形成彩色濾光片圖案,而不必執行用於形成每一彩色濾光片圖案的圖案化製程。
而在形成此彩色濾光片層170之前,可於每一畫素區P之邊界處形成黑色矩陣(圖中未示出)。其中,此黑色矩陣可對應於閘極線及資料線。此處,可於基底膜150上塗覆黑色樹脂層,或者於基底膜150上沈積黑色金屬材料層。其中,這種黑色金屬材料可有鉻(Cr)形成。進而,可此黑色樹脂層或黑色金屬材料層進行圖案,藉以形成黑色矩陣。
「第15A圖」與「第15B圖」為本發明實施例之彩色濾光片圖案之結構的平面圖。其中,「第15A圖」示出了紅色濾光片、綠色濾光片及藍色濾光片之條形結構。而「第15B圖」示出了紅色濾光片、綠色濾光片、藍色濾光片及白色濾光片之方形結構。
在「第15A圖」中,可在有閘極線與資料線相交所定義出之每一畫素區P中形成畫素電極140。而在這些畫素區P中,可於圖中第3n-2行中放置紅色濾光片圖案170a,於圖中第3n-1行中放置綠色濾光片圖案170b,並於圖中第3n行中放置藍色濾光片圖案170c,其中n係為自然數。也就是說,可在圖中的水平方向上交替地排佈紅色濾光片圖案170a、綠色濾光片圖案170b及藍色濾光片圖案170c。此處,紅色濾光片圖案170a、綠色濾光片圖案170b及藍色濾光片圖案170c中的每一個皆具有與畫素區P相同的長度以及小於畫素區P的寬度。其中,畫素電極140之長度與寬度皆小於畫素區。同時,紅色濾光片圖案170a、綠色濾光片圖案170b及藍色濾光片圖案170c之寬度等於畫素電極140的寬度。進而,可沿圖中的垂直方向連續地形成具有相同顏色的彩色濾光片圖案,並在圖中的水平方向上使具有不同顏色的彩色濾光片圖案相互分開。進而,上述結構可放置相鄰之彩色濾光片圖案的不同顏色間發生混雜,並防止顏色純度降低。
同時,在「第15B圖」中,可按2×2矩陣的形成於四個畫素區內放置紅色濾光片圖案170a、綠色濾光片圖案170b、藍色濾光片圖案170c及白色濾光片圖案170d,進而構成彩色濾光片層170。此處,畫素電極140的長度和寬度小於畫素區P。而紅色濾光片圖案170a、綠色濾光片圖案170b、藍色濾光片圖案170c及白色濾光片圖案170d中的每一個之長度與寬度皆等於或小於畫素電極140。同樣,這種結構也可防止相鄰的彩色濾光片圖案間不同的顏色發生混雜,並防止顏色的純度降低。
在「第4H圖」、「第5H圖」與「第6H圖」中,可於彩色濾光片層170上方放置透明且具有柔性之塑料所形成的保護片180。並沿位於顯示區域DA外圍之非顯示區域NA形成密封圖案(圖中未示出)。其中,可將此保護片180裝配於絕緣基板101上,藉以使此保護片180覆蓋顯示區域DA。同時,裝配此保護片180可曝露出閘極輔助焊盤電極142與資料輔助焊盤電極144。
雖然圖中並未示出,但接下來為了對光阻膜167進行保護,可在裝配此保護片180之後對光阻膜167的側面進行密封。此外,可沿切割線對絕緣基板101進行切割,藉以移除形成有對準標記191的對準標記區CA。此處,對準標記區CA可以是非顯示區域NA的外部區域。進而,可於此閘極輔助焊盤電極142及資料輔助焊盤電極144上裝配異方性導電膜(圖中未示出),進而此異方性導電膜可透過捲帶式封裝連接於外部區域電路基板(圖中未示出)。透過上述調整製程,可獲得本發明實施例之電泳顯示裝置。
「第11A圖」至「第11C圖」為用於說明本發明另一實施例中電泳顯示裝置之製造方法的剖面圖。
在「第11A圖」中,在絕緣基板101上形成之元件包含有:薄膜電晶體Tr;對準標記191,藉以對彩色濾光片層進行對準處理;鈍化層130,在顯示區域DA及非顯示區域NA中具有不同的厚度;以及畫素電極140,係位於每一畫素區P中。由於,上文已對各元件之製造步驟進行了闡釋,故此處不再進行贅述。在「第11A圖」中,可在形成薄膜電晶體Tr之閘極線(圖中未示出)與閘極(圖中未示出)的步驟中形成此對準標記191。
在「第11B圖」中,可於形成有畫素電極140之絕緣基板101上裝配包含有黏合層165、墨水層163、共用電極153及基底膜150的基底膜167。此處,基底膜167係對應於顯示區域DA。在「第11B圖」中,墨水層163包含有複數個墨水囊160,其中每一160中都具有白色染料顆粒156及黑色染料顆粒158。此處,可透過縮合聚合反應分別對白色染料顆粒156與黑色染料顆粒158反向充電和正向充電。但是,此墨水層163可僅具有白色染料顆粒156與黑色染料顆粒158中的一種。而在這種狀況中,當在絕緣基板101上形成共用電極時,可省去位於光阻膜167中之共用電極153。此處,可在鈍化層130上於畫素電極之同一層中形成共用電極。其中,此畫素電極具有複數個條形圖案,並且共用電極同樣具有複數個條形。因此,可交替地排佈條形的共用電極和條形的畫素電極。
在「第11C圖」中,可用此對準標記191在光阻膜167上形成彩色濾光片層170,其中此彩色濾光片層170包含有按順序重複的紅色濾光片圖案、綠色濾光片圖案及藍色濾光片圖案。同時,此彩色濾光片層170還可包含有與紅綠藍濾光片圖案相同的白色濾光片圖案。此時,可按2×2矩陣的形成於四個畫素區內放置紅色濾光片圖案、綠色濾光片圖案、藍色濾光片圖案及白色濾光片圖案,其中這四個畫素區前、後、左、右相互鄰接。
接下來,可於此彩色濾光片層170上形成保護片180,並透過沿切割線所進行之切割並移除絕緣基板101之形成有對準標記191的部分。此處,可在閘極輔助焊盤電極142與資料輔助焊盤電極144上裝載異方性導電膜(圖中未示出),同時,此異方性導電膜可與電性連接於外部驅動電路基板(圖中未示出)之捲帶式封裝(圖中未示出)相連接。透過上述調節方法,可形成本發明實施例之電泳顯示裝置100。
在上述電泳顯示裝置之製造方法中,無須使用習知的電泳顯示裝置中所必須的裝載基板。此外,不需要使用用於連接裝載基板之黏合層。因此,減小了製造成本。
此外,由於可直接在電泳膜上形成彩色濾光片層,所以無須使用彩色濾光片層的基板。在這種直接於電泳膜上形成彩色濾光片層的狀況中,本發明實施例之電泳顯示裝置之失準範圍約為2微米,而這一範圍小於在為彩色濾光片層形成另一基板之習知電泳顯示裝置中5微米的失準範圍。因此,可最大化地減小對準中存在的問題,因此本發明實施例之電泳顯示裝置在對準特性上具有優勢。
此外,由於無須執行不必要元件的剝離製程,所以可防止產生如劃傷之類的問題。
此外,由於鈍化層在顯示區域和非顯示區域中具有不同的厚度,所以可防止產生短路問題並可最大化地減小寄生電容。
此處,可在小於100攝氏度,最好是在70攝氏度的溫度中於此電泳膜上直接形成彩色濾光片,同時也不損壞此電泳膜。
由於畫素電極整體地覆蓋於此薄膜電晶體上,所以可提高開口率。同時,由於此鈍化層之厚度大於3微米,所以可解決薄膜電晶體與畫素電極間產生寄生電容的問題。
同時,電泳膜之基底膜的厚度小於30微米,因此可防止一個畫素區中之影像顯示於下一個畫素區中,即可防止產生視差問題。
「第12A圖」至「第12C圖」分別為用於產生在本發明另一實施例之電泳顯示裝置之畫素區、閘極焊盤區及資料焊盤區中形成鈍化層之步驟的剖面圖。由於僅在覆蓋薄膜電晶體之鈍化膜中存在著差異,所以此處重點闡釋鈍化層的製造方法。其中,與前一實施例相同的部件具有相同的標號。
如「第12A圖」至「第12C圖」所示,此鈍化層130具有雙層結構。雖然,「第8A圖」至「第8C圖」也示出了具有雙層結構之130,但是卻在堆疊順序上存在差別。如「第8A圖」至「第8C圖」所示,「第8A圖」所示之畫素區P中的「第8A圖」所示之鈍化層130具有「第8A圖」所示之下層130a以及堆疊於「第8A圖」所示之下層130a上的無機絕緣材料之「第8A圖」所示之上層130b以及由有機絕緣材料形成的「第8A圖」所示之下層130a。此外,在「第12A圖」至「第12C圖」中,位於畫素區P、閘極焊盤區域GPA及資料焊盤區DPA中的鈍化層130具有:第一層130d,係由無機絕緣材料構成;以及第二層130e,係由有機絕緣材料構成並堆疊於第一層130d上。例如,可透過氧化矽(SiO2)或氮化矽(SiNx)形成第一層130d,並透過光壓克力或苯並環丁烯形成第二層130e。
此外,在「第8A圖」至「第8C圖」所示之電泳裝置中,可移除位於閘極焊盤區GPA與資料焊盤區DPA內鈍化層130中由無機絕緣材料形成的上層130b,藉以使位於閘極焊盤區GPA與資料焊盤區DPA中之鈍化層130具有有機絕緣材料之下層130a所形成的單層結構。因此,位於閘極焊盤區GPA與資料焊盤區DPA內之鈍化層130的厚度小於畫素區P中鈍化層的厚度。但在「第12A圖」至「第12C圖」中之電泳顯示裝置中,不但位於畫素區P中之鈍化層130具有雙層結構,而且位於閘極焊盤區GPA及資料焊盤區DPA中之鈍化層也具有雙層結構。在這種狀況中,由有機絕緣材料形成並位於閘極焊盤區GPA及資料焊盤區DPA中的鈍化層130之第二層130e的厚度小於畫素區P中鈍化層130之厚度。此外,可完全移除位於閘極焊盤區GPA及資料焊盤區DPA內鈍化層130之第二層130e,藉以使位於閘極焊盤區GPA及資料焊盤區DPA內之鈍化層130具有由無機絕緣材料形成的單層結構。
如上所述,當鈍化層130具有以無機絕緣材料之第一層130d作為底層並以有機絕緣材料之第二層130e作為上層之雙層結構時,無須用於對鈍化層130進行圖案化處理的光阻層。此處,由於有機絕緣材料之第二層130e具有光敏性,所以可透過對第二層130e進行曝光與顯影處理而直接對鈍化層130進行圖案化處理。
也就是說,可用掃描型曝光單元(圖中未示出)在具有第一層130d與第二層130e之鈍化層130上執行衍射曝光製程或半色調曝光製程,或是用步進式曝光單元(圖中未示出)在具有由第一層130d與第二層130e所構成之雙層結構。而後,可對此鈍化層130之第二層130e進行顯影處理,藉以使包含有畫素區P之顯示區域DA中鈍化層130的第二層130e具有第一厚度t1,並使包含有閘極焊盤區GPA與資料焊盤區DPA之非顯示區域中鈍化層130之第二層130e具有小於第一厚度t1的第二厚度t2。此外,可透過移除第二層130e曝露出覆蓋於畫素區P中每一汲極122上之第一層130d的一部分、位於閘極焊盤區GPA中之閘極焊盤電極107以及位於資料焊盤區域中之資料焊盤電極126。而後,可對第一層130d之曝露部分進行蝕刻,藉以穿過第一層130d形成可曝露出汲極122的汲極接觸孔132、可曝露出閘極焊盤電極107的閘極焊盤接觸孔134以及可曝露出資料焊盤電極126的資料焊盤接觸孔136。在這種狀況中,鈍化層130不止形成於畫素區P,還形成於具有第一層130d與第二層130e之閘極焊盤區GPA及資料焊盤區DPA中。
另外,當非顯示區域中的鈍化層130具有單層結構時,在執行過衍射曝光製程或半色調曝光製程之後,需要在具有不同厚度之第二層130e上執行一次乾式蝕刻製程。
換言之,可對於畫素區P中具有第一厚度t1且於閘極焊盤區GPA及資料焊盤區DPA中具有第二厚度t2之第二層130e進行乾式蝕刻,藉以完全移除位於閘極焊盤區GPA與資料焊盤區DPA中之第二層130e,並使位於畫素區P中之第二層130e具有減小的厚度。因此,當位於閘極焊盤區GPA與資料焊盤區DPA中之鈍化層130具有單層結構時,位於畫素區P中之鈍化層130具有雙層結構。
由於接下來的製程與「第8A圖」至「第8C圖」所闡釋之製程相同,所以不再對後續製程進行闡釋。
雖然本發明以前述之實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內,所為之更動與潤飾,均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。
1...電泳顯示裝置
5...第一承載基板
7...第一黏著層
9...第二黏著層
11...第一基板
13...第二金屬薄膜基板
14...閘極
16...閘極絕緣層
18...半導體層
18a...主動層
18b...歐姆接觸層
20...源極
22...汲極
26...鈍化層
27...汲極接觸孔
28...畫素電極
30...第二承載基板
32...第三黏著層
34...第四黏著層
36...第二基板
38...第二透明基板
40...彩色濾光片
40a...紅色濾光片圖案
40b...綠色濾光片圖案
40c...藍色濾光片圖案
42...彩色濾光片基板
51...第五黏著層
53...第六黏著層
55...共用電極
65...電泳膜
57...墨水層
59...白色染料顆粒
61...黑色染料顆粒
63...墨水囊
100...電泳顯示裝置
101...絕緣基板
103...閘極
105...第一儲存電極
107...閘極焊盤電極
110...閘極絕緣層
115...半導體層
115a...主動層
115b...摻雜非晶矽圖案
115c...歐姆接觸層
120...源極
122...汲極
124...第二儲存電極
126...資料焊盤電極
130...鈍化層
130a...下層
130b...上層
130c...絕緣材料層
130d...第一層
130e...第二層
132...汲極接觸孔
134...閘極焊盤接觸孔
136...資料焊盤接觸孔
139a...遮光圖案
140...畫素電極
142...閘極輔助焊盤電極
144...資料輔助焊盤電極
150...基底膜
153...共用電極
156...白色染料顆粒
158...黑色染料顆粒
160...墨水囊
163...墨水層
165...黏合層
167...光阻膜
170...彩色濾光片層
170a...紅色濾光片圖案
170b...綠色濾光片圖案
170c...藍色濾光片圖案
170d...白色濾光片圖案
180...保護片
191...對準標記
t1...第一厚度
t2...第二厚度
DA...顯示區域
NA...非顯示區域
P‧‧‧畫素區
CA‧‧‧對準標記區
Tr‧‧‧薄膜電晶體
StgA‧‧‧儲存區域
GPA‧‧‧極焊盤區
DPA‧‧‧資料焊盤區
TrA‧‧‧開關區
第1圖為習知技術中電泳顯示裝置的示意圖,用以對其原理進行闡釋;第2圖為習知技術中電泳顯示裝置的剖面圖;第3A圖至第3E圖為用於說明習知技術中電泳顯示裝置之製造步驟的剖面圖;第4A圖至第4H圖為用於說明本發明第一實施例之電泳顯示裝置的製造方法之剖面圖;第5A圖至第5H圖為用於說明本發明第一實施例之電泳顯示裝置的製造方法之剖面圖; 第6A圖至第6H圖為用於說明本發明第一實施例之電泳顯示裝置的製造方法之剖面圖;第7A圖至第7C圖為用於說明本發明第一實施例之電泳顯示裝置的製造方法之平面圖;第8A圖至第8C圖為分別用於說明本發明第二實施例之電泳顯示裝置的畫素區、閘極焊盤區及資料焊盤區中形成鈍化層之方法的剖面圖;第9A圖至第9C圖分別為用於說明本發明第三實施例之電泳顯示裝置的畫素區、閘極焊盤區及資料焊盤區中形成鈍化層之方法的剖面圖;第10A圖至第10C圖分別為用於說明本發明實施例之電泳顯示裝置中用於對準彩色濾光片層之對準標記的位置之剖面圖;第11A圖至第11C圖為用於說明本發明又一實施例之電泳顯示裝置之製造步驟的剖面圖;第12A圖至第12C圖分別為用於說明本發明又一實施例之電泳顯示裝置的畫素區、閘極焊盤區及資料焊盤區中形成鈍化層之方法的剖面圖;第13A圖至第13C圖分別為用於說明本發明又一實施例之電泳顯示裝置的畫素區、閘極焊盤區及資料焊盤區中形成鈍化層之方法的剖面圖;第14圖本發明之另一實施例中包含有畫素電極之電泳顯示裝置的剖面圖;以及 第15A圖與第15B圖為用於說明本發明實施例之彩色濾光片圖案之結構的平面圖。
101...絕緣基板
103...閘極
105...第一儲存電極
110...閘極絕緣層
115...半導體層
115a...主動層
115c...歐姆接觸層
120...源極
122...汲極
124...第二儲存電極
130...鈍化層
132...汲極接觸孔
139a...遮光圖案
140...畫素電極
191...對準標記
DA...顯示區域
NA...非顯示區域
Tr...薄膜電晶體

Claims (13)

  1. 一種電泳顯示裝置的製造方法,係包含:於一基板上形成一開關元件,該基板包含有:一顯示區域,係具有一畫素區;及一非顯示區域,係位於該顯示區域的外圍;於該開關元件上形成一鈍化層;於該鈍化層上形成一畫素電極,並使該畫素電極連接於該開關元件,並於該鈍化層上以及該非顯示區域中形成一對準標記,其中該畫素電極與該對準標記係由不透明金屬材料形成;於該畫素電極上裝配一電泳膜,該電泳膜係包含:一墨水層;一共用電極及一基底膜,其中該墨水層包含有複數個電荷顆粒,其中該共用電極與該畫素電極一同產生一電場;以及於該電泳膜之一頂面上直接形成一彩色濾光片層,其中該對準標記係用於對準該彩色濾光片層。
  2. 如請求項第1項所述之電泳顯示裝置的製造方法,其中形成該彩色濾光片層之步驟,係包含:形成一紅色濾光片圖案;形成一綠色濾光片圖案;及形成一藍色濾光片圖案,並分別透過包含有紅色染料、綠色染料及藍色染料之光阻形成該紅色濾光片圖案、綠色濾光片圖案及藍色濾光片圖案,其中每一種彩色光阻包含有:環氧黏結劑佔20wt%至40wt%,及丙烯酸黏結劑佔60wt%至80wt%。
  3. 如請求項第2項所述之電泳顯示裝置的製造方法,其中該畫素 電極之長度與寬度小於該畫素區,而該等紅色濾光片圖案、綠色濾光片圖案及藍色濾光片圖案中每一個之長度與該畫素區之長度相等,而該等紅色濾光片圖案、綠色濾光片圖案及藍色濾光片圖案中每一個之寬度小於該畫素電極,其中沿寬度反向依次交替排佈該等紅色濾光片圖案、綠色濾光片圖案及藍色濾光片圖案。
  4. 如請求項第2項所述之電泳顯示裝置的製造方法,其中形成該彩色濾光片之步驟還包含:形成一白色濾光片圖案,其中該白色濾光片圖案係由光壓克力與苯並環丁烯形成。
  5. 如請求項第4項所述之電泳顯示裝置的製造方法,其中該畫素電極之長度與寬度小於該畫素區,而該等紅色濾光片圖案、該等綠色濾光片圖案及該等藍色濾光片圖案的每一個之長度與寬度係等於或小於該畫素電極,其中按2×2矩陣形狀排佈該等紅色濾光片圖案、該等綠色濾光片圖案及該等藍色濾光片圖案。
  6. 如請求項第1項所述之電泳顯示裝置的製造方法,其中形成該開關元件之步驟,係包含:於該基板上形成一閘極線;形成一閘極絕緣層,藉以覆蓋該閘極線;以及於該閘極絕緣層上形成與該閘極線相交叉之一資料線。
  7. 如請求項第2項所述之電泳顯示裝置的製造方法,其中該對準 標記係形成於分別與該顯示區域之三個側面相鄰的三個區域之每一區域中。
  8. 如請求項第1項所述之電泳顯示裝置的製造方法,其中該畫素電極完全覆蓋該開關元件。
  9. 如請求項第1項所述之電泳顯示裝置的製造方法,其中透過光刻製程、噴墨印刷製程與滾輪印刷製程中的一種製程形成該彩色濾光片層。
  10. 如請求項第1項所述之電泳顯示裝置的製造方法,其中該基底膜之厚度為30微米,其中可透過聚乙烯對苯二甲酸酯形成該基底膜。
  11. 如請求項第1項所述之電泳顯示裝置的製造方法,其中該鈍化層具有:一第一厚度,係對應於該顯示區域;一第二厚度,係對應於該非顯示區域,該第二厚度係小於該第一厚度。
  12. 如請求項第11項所述之電泳顯示裝置的製造方法,其中該鈍化層包含有,係包含:一接觸孔,係用於曝露出該開關元件的一部分;及該畫素電極,係透過該接觸孔連接於該開關元件,其中,位於該鈍化層上之該畫素電極完全覆蓋該開關元件。
  13. 如請求項第12項所述之電泳顯示裝置的製造方法,其中該鈍化層係由有機絕緣材料形成,並且該第一厚度係大於2.5微米。
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