專利名稱：電子紙、電子紙薄膜晶體管基板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子紙及其制造方法，特別是一種電子紙、電子紙薄膜晶體管基
板及其制造方法。
背景技術(shù)：
電子紙(Electronic Paper,簡稱E-Paper)也稱數(shù)字紙，是將普通紙張顯示信息 的特點(diǎn)與計(jì)算機(jī)顯示屏的特點(diǎn)相結(jié)合的產(chǎn)物。由于現(xiàn)有的印刷制品主要采用紙張實(shí)現(xiàn)，隨 著紙張消費(fèi)量的迅速增加，對環(huán)境造成了很大的破壞。電子紙能夠反映紙張的顯示特點(diǎn)且 能夠重復(fù)利用，因此不會(huì)對環(huán)境造成很大的破壞，而且電子紙能夠顯示動(dòng)態(tài)畫面，因而電子 紙被認(rèn)為有望在不久的將來可以取代現(xiàn)有紙質(zhì)文件。 目前，基于電泳(Electrophoretic)技術(shù)的電子紙已從眾多顯示技術(shù)中脫穎而 出，成為極具發(fā)展?jié)摿Φ娜嵝噪娮语@示技術(shù)之一。電泳顯示被認(rèn)為是一種雙穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)，也就 是說，電泳中的每個(gè)粒子都有且只有兩種穩(wěn)定狀態(tài)，如果沒有外力的話這種穩(wěn)態(tài)是不會(huì)改 變的，因而能夠長久地保持顯示狀態(tài)。電泳顯示的優(yōu)點(diǎn)主要包括具有極低的能耗水平和厚 度可以做到與紙張相當(dāng)。 電泳顯示的研究雖然早在70年代就已經(jīng)開始了，但由于穩(wěn)定性差、壽命短等問題 而曾一度中止研究工作。90年代后，現(xiàn)有技術(shù)提出了一種將電泳粒子進(jìn)行微膠囊化處理的 技術(shù)方案，解決了電泳粒子的自然凝聚問題，大大提高了電泳顯示的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)了響應(yīng)時(shí) 間50ms、驅(qū)動(dòng)電壓15V的微膠囊電子墨水。后來，現(xiàn)有技術(shù)又提出了另外一種提高電泳溶液 穩(wěn)定性的手段，即微杯(Micro-Cup)技術(shù)。微杯技術(shù)通過首先在基板上制作出通過隔離壁 相互隔離的格子，然后向格子中注入電泳液，通過格子之間的隔離壁阻隔電泳顯示粒子的 凝聚，因此提高了電泳顯示的穩(wěn)定性和壽命。由于采用微杯技術(shù)的電泳顯示器件可以使用 巻帶式(roll-to-roll)工藝手段制備，因此微杯技術(shù)具有加工成本低等特點(diǎn)。
近年來，隨著電泳顯示研究的深入，應(yīng)用于電泳顯示的薄膜晶體管(ThinFilm Transistor,簡稱TFT)基板的研究逐漸得到重視， 但目前現(xiàn)有技術(shù)的薄膜晶體管基板主要采用五次掩模(MASK)或四次掩模工藝制 備，存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制備工藝流程多、成本較高等缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種電子紙、電子紙薄膜晶體管基板及其制造方法，
具有器件結(jié)構(gòu)簡單、制備工藝步驟少、制造成本低等優(yōu)點(diǎn)。 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種電子紙薄膜晶體管基板，包括形成在基板 上的柵線、數(shù)據(jù)線和公共電極線，所述柵線和數(shù)據(jù)線限定的顯示區(qū)域內(nèi)形成有薄膜晶體管 和顯示電極，所述顯示電極與薄膜晶體管的漏電極為一體結(jié)構(gòu)。
所述薄膜晶體管包括 柵電極，形成在基板上，且與所述柵線連接；
柵絕緣層，形成在柵線和柵電極上，并覆蓋整個(gè)基板；
半導(dǎo)體層，形成在柵絕緣層上，并位于柵電極上方；
摻雜半導(dǎo)體層，形成在半導(dǎo)體層上，并位于柵電極上方； 源電極，形成在摻雜半導(dǎo)體層上，一端位于柵電極上方，另一端與所述數(shù)據(jù)線為一 體結(jié)構(gòu)； 漏電極，形成在摻雜半導(dǎo)體層上，一端位于柵電極上方，另一端與所述顯示電極連 接； TFT溝道區(qū)域，形成在源電極與漏電極之間，源電極與漏電極之間的摻雜半導(dǎo)體層 被完全刻蝕掉，露出半導(dǎo)體層； 鈍化層，形成在源電極、漏電極和TFT溝道區(qū)域上。 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種電子紙薄膜晶體管基板制造方法，包 括 步驟1、在基板上沉積柵金屬薄膜，采用普通掩模板通過構(gòu)圖工藝形成包括柵線、 柵電極和公共電極線的圖形； 步驟2、在完成步驟1的基板上依次沉積柵絕緣層、半導(dǎo)體層、摻雜半導(dǎo)體層和源 漏金屬薄膜，采用半色調(diào)或灰色調(diào)掩模板通過構(gòu)圖工藝形成包括數(shù)據(jù)線、源電極、漏電極和 顯示電極的圖形，所述顯示電極形成在顯示區(qū)域內(nèi)，并與所述漏電極為一體結(jié)構(gòu)；
步驟3、在完成步驟2的基板上沉積鈍化層。
所述步驟2包括 步驟21、在完成步驟1的基板上，采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積方法依次沉積 柵絕緣層、半導(dǎo)體層和摻雜半導(dǎo)體層； 步驟22、在完成步驟21的基板上，采用磁控濺射或熱蒸發(fā)的方法沉積源漏金屬薄 膜； 步驟23、在完成步驟22的基板上涂覆一層光刻膠； 步驟24、采用半色調(diào)或灰色調(diào)掩模板曝光，使光刻膠形成光刻膠完全去除區(qū)域、光 刻膠部分去除區(qū)域和光刻膠完全保留區(qū)域，其中光刻膠完全保留區(qū)域?qū)?yīng)于數(shù)據(jù)線、源電 極、漏電極和顯示電極圖形所在區(qū)域，光刻膠部分去除區(qū)域?qū)?yīng)于TFT溝道區(qū)域圖形所在 區(qū)域，光刻膠完全去除區(qū)域?qū)?yīng)于上述圖形以外的區(qū)域；顯影處理后，光刻膠完全保留區(qū)域 的光刻膠厚度沒有變化，光刻膠部分去除區(qū)域的光刻膠厚度變薄，光刻膠完全去除區(qū)域的 光刻膠被完全去除，暴露出該區(qū)域的源漏金屬薄膜； 步驟25、采用濕法刻蝕工藝進(jìn)行第一次刻蝕，依次刻蝕掉光刻膠完全去除區(qū)域的 源漏金屬薄膜、摻雜半導(dǎo)體層和半導(dǎo)體層，形成數(shù)據(jù)線、源電極、漏電極和顯示電極圖形，其 中所述顯示電極形成在顯示區(qū)域內(nèi)，并與所述漏電極為一體結(jié)構(gòu)； 步驟26、采用灰化工藝，完全去除光刻膠部分去除區(qū)域的光刻膠，暴露出該區(qū)域的 源漏金屬薄膜； 步驟27、采用干法刻蝕工藝進(jìn)行第二次刻蝕，完全刻蝕掉光刻膠部分去除區(qū)域的
源漏金屬薄膜和摻雜半導(dǎo)體層，并刻蝕掉部分厚度的半導(dǎo)體層，使該區(qū)域露出半導(dǎo)體層，形
成TFT溝道區(qū)域圖形； 步驟28、剝離剩余的光刻膠。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種采用電子紙薄膜晶體管基板的電子紙， 包括與所述電子紙薄膜晶體管基板相對設(shè)置的透明電極基板，所述透明電極基板上形成有 公共電極，所述公共電極上涂覆有微膠囊電子墨水。 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了另一種采用電子紙薄膜晶體管基板的電子 紙，包括與所述電子紙薄膜晶體管基板相對設(shè)置的透明電極基板，所述透明電極基板上形 成有公共電極，所述公共電極上制備有封裝電泳液的微杯結(jié)構(gòu)。 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種采用電子紙薄膜晶體管基板制造方法的 電子紙制造方法，還包括制備透明電極基板的步驟，并將所述電子紙薄膜晶體管基板與透 明電極基板對盒。 所述制備透明電極基板包括在基板上形成公共電極，在所述公共電極上涂覆微 膠囊電子墨水。 所述制備透明電極基板包括在基板上形成公共電極，在所述公共電極上制備封 裝有電泳液的微杯結(jié)構(gòu)。 本發(fā)明提供了一種電子紙、電子紙薄膜晶體管基板及其制造方法，通過將顯示電 極與薄膜晶體管的漏電極設(shè)置成一體結(jié)構(gòu)，簡化了薄膜晶體管基板的結(jié)構(gòu)，同時(shí)簡化了薄 膜晶體管基板的制備工藝，由于掩模工藝是薄膜晶體管基板制作中成本最高的部分，因此 本發(fā)明提高了生產(chǎn)工藝效率，降低了生產(chǎn)成本，使用簡化的制備工藝即可制備出結(jié)構(gòu)簡單 的反射式電子紙用薄膜晶體管基板，具有廣闊的應(yīng)用前景。


圖1為本發(fā)明電子紙薄膜晶體管基板的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為圖1中A-A向的剖視圖； 圖3為本發(fā)明電子紙薄膜晶體管基板第一次構(gòu)圖工藝后的平面圖； 圖4為圖3中B-B向的剖面圖； 圖5為本發(fā)明電子紙薄膜晶體管基板第二次構(gòu)圖工藝中涂覆光刻膠后的結(jié)構(gòu)示 意圖； 圖6為本發(fā)明電子紙薄膜晶體管基板第二次構(gòu)圖工藝中曝光顯影后的結(jié)構(gòu)示意 圖； 圖7為本發(fā)明電子紙薄膜晶體管基板第二次構(gòu)圖工藝中第一次刻蝕后的結(jié)構(gòu)示 意圖； 圖8為本發(fā)明電子紙薄膜晶體管基板第二次構(gòu)圖工藝中灰化工藝后的結(jié)構(gòu)示意 圖； 圖9為本發(fā)明電子紙薄膜晶體管基板第二次構(gòu)圖工藝中第二次刻蝕后的結(jié)構(gòu)示 意圖； 圖10為本發(fā)明電子紙薄膜晶體管基板第二次構(gòu)圖工藝后的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖11為本發(fā)明電子紙薄膜晶體管基板制造方法的流程圖； 圖12為本發(fā)明電子紙薄膜晶體管基板制造方法第二次構(gòu)圖工藝的流程圖； 圖13為本發(fā)明電子紙第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖14為本發(fā)明電子紙第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
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附圖標(biāo)記說明1-基板；2-杉好線； 3-.柵電極；4-公共電極線；5-杉好絕緣層；6-半導(dǎo)體層；7-摻雜半導(dǎo)體層；8-源電極；9-漏電極；10-數(shù)據(jù)線；11-鈍化層；12-源漏金屬薄膜；13-光刻膠；14-顯示電極;15-公共電極；16-微膠囊電子墨水;:17-微杯結(jié)構(gòu);100-薄膜晶體管基板200-透明電極基板。
具體實(shí)施例方式
下面通過附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
圖1為本發(fā)明電子紙薄膜晶體管基板的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為圖1中A-A向的剖視 圖。如圖1、圖2所示，本發(fā)明電子紙薄膜晶體管基板的主體結(jié)構(gòu)包括柵線2、公共電極線4、 數(shù)據(jù)線10、顯示電極14和薄膜晶體管，柵線2和數(shù)據(jù)線IO—起限定了顯示區(qū)域，薄膜晶體 管形成在柵線2與數(shù)據(jù)線10的交叉處，顯示電極14形成在顯示區(qū)域內(nèi)，用于驅(qū)動(dòng)微膠囊電 子墨水，顯示電極14與薄膜晶體管的漏電極為一體結(jié)構(gòu)，公共電極線(也稱存儲(chǔ)電容線)4 也形成在顯示區(qū)域內(nèi)，位于二條柵線2之間，用于與顯示電極14一起構(gòu)成存儲(chǔ)電容。具體 地，薄膜晶體管包括柵電極3、柵絕緣層5、有源層(包括半導(dǎo)體層6和摻雜半導(dǎo)體層7)、源 電極8、漏電極9、 TFT溝道區(qū)域和鈍化層ll，柵電極3形成在基板1上并與柵線2連接；柵 絕緣層5形成在柵電極3上并覆蓋整個(gè)基板1 ;有源層形成在柵絕緣層5上并位于柵電極 3的上方；源電極8的一端位于柵電極3的上方，另一端與數(shù)據(jù)線10連接，漏電極9的一端 位于柵電極3的上方，另一端與形成在顯示區(qū)域內(nèi)的顯示電極14連接，使漏電極9與顯示 電極14為一體結(jié)構(gòu)，源電極8與漏電極9之間形成TFT溝道區(qū)域；鈍化層11形成在TFT溝 道區(qū)域上并覆蓋整個(gè)基板l。 圖3 圖10為本發(fā)明電子紙薄膜晶體管基板制備過程的示意圖，下面通過電子紙 薄膜晶體管基板的制備過程進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案，在以下說明中，本發(fā)明所稱的 構(gòu)圖工藝包括光刻膠涂覆、掩模、曝光、刻蝕、剝離等工藝，其中光刻膠以正性光刻膠為例。
圖3為本發(fā)明電子紙薄膜晶體管基板第一次構(gòu)圖工藝后的平面圖，圖4為圖3中 B-B向的剖面圖。采用磁控濺射或熱蒸發(fā)的方法，在基板l(如玻璃基板或石英基板)上沉 積一層?xùn)沤饘俦∧ぃ瑬沤饘俦∧た梢圆捎肁lNu或Mo等金屬材料。采用普通掩模板通過構(gòu) 圖工藝對柵金屬薄膜進(jìn)行構(gòu)圖，在基板1上形成包括柵線2、柵電極3和公共電極線4的圖 形，如圖3、圖4所示。公共電極線4位于相鄰的二條柵線2之間，與柵線2平行并位于顯示 區(qū)域的中部，用于與顯示電極構(gòu)成存儲(chǔ)電容，形成存儲(chǔ)電容在公共電極線上(Cs onCommon) 的結(jié)構(gòu)。 圖5為本發(fā)明電子紙薄膜晶體管基板第二次構(gòu)圖工藝中涂覆光刻膠后的結(jié)構(gòu)示 意圖，為圖1中A-A向的剖面圖。在完成上述結(jié)構(gòu)圖形的基板上，采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣 相沉積(簡稱PECVD)方法，依次沉積柵絕緣層5、半導(dǎo)體層6和摻雜半導(dǎo)體層(歐姆接觸 層)7，柵絕緣層5可以采用SiNx、SiOx或SiOxNy。然后采用磁控濺射或熱蒸發(fā)的方法沉積 源漏金屬薄膜12，源漏金屬薄膜12可以采用AlNu或Mo等金屬材料。之后，在源漏金屬薄膜12上涂覆一層光刻膠13，如圖5所示。 圖6為本發(fā)明電子紙薄膜晶體管基板第二次構(gòu)圖工藝中曝光顯影后的結(jié)構(gòu)示意 圖，為圖1中A-A向的剖面圖。采用半色調(diào)或灰色調(diào)掩模板曝光，使光刻膠13形成完全曝 光區(qū)域Gl (光刻膠完全去除區(qū)域)、部分曝光區(qū)域G2 (光刻膠部分去除區(qū)域)和未曝光區(qū)域 G3 (光刻膠完全保留區(qū)域)，其中未曝光區(qū)域G3對應(yīng)于數(shù)據(jù)線、源電極、漏電極和顯示電極 圖形所在區(qū)域，部分曝光區(qū)域?qū)?yīng)于TFT溝道區(qū)域圖形所在區(qū)域，完全曝光區(qū)域?qū)?yīng)于上 述圖形以外的區(qū)域。顯影處理后，未曝光區(qū)域G3光刻膠的厚度沒有變化，部分曝光區(qū)域G2 光刻膠的厚度變薄，完全曝光區(qū)域G1的光刻膠被完全去除，暴露出該區(qū)域的源漏金屬薄膜 12，如圖6所示。 圖7為本發(fā)明電子紙薄膜晶體管基板第二次構(gòu)圖工藝中第一次刻蝕后的結(jié)構(gòu)示 意圖，為圖1中A-A向的剖面圖。采用濕法刻蝕工藝對完全曝光區(qū)域G1進(jìn)行第一次刻蝕，依 次刻蝕掉完全曝光區(qū)域G1的源漏金屬薄膜12、摻雜半導(dǎo)體層7和半導(dǎo)體層6，形成數(shù)據(jù)線、 源電極、漏電極和顯示電極圖形，其中源電極與數(shù)據(jù)線連接，位于顯示區(qū)域內(nèi)的顯示電極與 漏電極為一體結(jié)構(gòu)，如圖7所示。 圖8為本發(fā)明電子紙薄膜晶體管基板第二次構(gòu)圖工藝中灰化工藝后的結(jié)構(gòu)示意 圖，為圖1中A-A向的剖面圖。采用灰化工藝，完全去除部分曝光區(qū)域G2的光刻膠，暴露出 該區(qū)域的源漏金屬薄膜12，相應(yīng)地，未曝光區(qū)域G3光刻膠的厚度變薄，如圖8所示。
圖9為本發(fā)明電子紙薄膜晶體管基板第二次構(gòu)圖工藝中第二次刻蝕后的結(jié)構(gòu)示 意圖，為圖1中A-A向的剖面圖。采用干法刻蝕工藝對部分曝光區(qū)域G2進(jìn)行第二次刻蝕， 完全刻蝕掉部分曝光區(qū)域G2的源漏金屬薄膜12和摻雜半導(dǎo)體層7，并刻蝕掉部分厚度的半 導(dǎo)體層6，使該區(qū)域露出半導(dǎo)體層6，形成TFT溝道區(qū)域圖形，如圖9所示。
圖IO為本發(fā)明電子紙薄膜晶體管基板第二次構(gòu)圖工藝后的結(jié)構(gòu)示意圖，為圖1中 A-A向的剖面圖。剝離剩余的光刻膠，完成本發(fā)明電子紙薄膜晶體管基板的第二次構(gòu)圖工 藝，如圖IO所示。本構(gòu)圖工藝后，柵絕緣層覆蓋整個(gè)基板，數(shù)據(jù)線、源電極、漏電極和顯示電 極圖形下保留有半導(dǎo)體層和摻雜半導(dǎo)體層。 最后，在完成上述結(jié)構(gòu)圖形的基板上，采用PECVD方法沉積一層鈍化層ll，使鈍化 層11覆蓋TFT溝道區(qū)域，鈍化層11可采用SiNx或有機(jī)絕緣材料等，形成本發(fā)明電子紙薄 膜晶體管基板，如圖1 、圖2所示。 圖11為本發(fā)明電子紙薄膜晶體管基板制造方法的流程圖，具體包括 步驟1、在基板上沉積柵金屬薄膜，采用普通掩模板通過構(gòu)圖工藝形成包括柵線、
柵電極和公共電極線的圖形； 步驟2、在完成步驟1的基板上依次沉積柵絕緣層、半導(dǎo)體層、摻雜半導(dǎo)體層和源 漏金屬薄膜，采用半色調(diào)或灰色調(diào)掩模板通過構(gòu)圖工藝形成包括數(shù)據(jù)線、源電極、漏電極和 顯示電極的圖形，所述顯示電極形成在顯示區(qū)域內(nèi)，并與所述漏電極為一體結(jié)構(gòu)；
步驟3、在完成步驟2的基板上沉積鈍化層。 步驟l中，首先采用磁控濺射或熱蒸發(fā)的方法，在基板(如玻璃基板或石英基板) 上沉積一層?xùn)沤饘俦∧?，柵金屬薄膜可以采用AlNu或Mo等金屬材料。采用普通掩模板通 過構(gòu)圖工藝對柵金屬薄膜進(jìn)行構(gòu)圖，在基板上形成包括柵線、柵電極和公共電極線的圖形， 完成本發(fā)明第一次構(gòu)圖工藝，該過程與前述圖3和圖4所示的制備過程相同。
圖12為本發(fā)明電子紙薄膜晶體管基板制造方法第二次構(gòu)圖工藝的流程圖，具體 包括 步驟21、在完成步驟1的基板上，采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積方法依次沉積 柵絕緣層、半導(dǎo)體層和摻雜半導(dǎo)體層； 步驟22、在完成步驟21的基板上，采用磁控濺射或熱蒸發(fā)的方法沉積源漏金屬薄 膜； 步驟23、在完成步驟22的基板上涂覆一層光刻膠； 步驟24、采用半色調(diào)或灰色調(diào)掩模板曝光，使光刻膠形成光刻膠完全去除區(qū)域、光 刻膠部分去除區(qū)域和光刻膠完全保留區(qū)域，其中光刻膠完全保留區(qū)域?qū)?yīng)于數(shù)據(jù)線、源電 極、漏電極和顯示電極圖形所在區(qū)域，光刻膠部分去除區(qū)域?qū)?yīng)于TFT溝道區(qū)域圖形所在 區(qū)域，光刻膠完全去除區(qū)域?qū)?yīng)于上述圖形以外的區(qū)域；顯影處理后，光刻膠完全保留區(qū)域 的光刻膠厚度沒有變化，光刻膠部分去除區(qū)域的光刻膠厚度變薄，光刻膠完全去除區(qū)域的 光刻膠被完全去除，暴露出該區(qū)域的源漏金屬薄膜； 步驟25、采用濕法刻蝕工藝進(jìn)行第一次刻蝕，依次刻蝕掉光刻膠完全去除區(qū)域的 源漏金屬薄膜、摻雜半導(dǎo)體層和半導(dǎo)體層，形成數(shù)據(jù)線、源電極、漏電極和顯示電極圖形，其 中所述顯示電極形成在顯示區(qū)域內(nèi)，并與所述漏電極為一體結(jié)構(gòu)； 步驟26、采用灰化工藝，完全去除光刻膠部分去除區(qū)域的光刻膠，暴露出該區(qū)域的 源漏金屬薄膜； 步驟27、采用干法刻蝕工藝進(jìn)行第二次刻蝕，完全刻蝕掉光刻膠部分去除區(qū)域的
源漏金屬薄膜和摻雜半導(dǎo)體層，并刻蝕掉部分厚度的半導(dǎo)體層，使該區(qū)域露出半導(dǎo)體層，形
成TFT溝道區(qū)域圖形； 步驟28、剝離剩余的光刻膠。 本發(fā)明電子紙薄膜晶體管基板制造方法第二次構(gòu)圖工藝的過程與前述圖5 圖 10中介紹的過程相同，這里不再贅述。 步驟3中，在完成上述結(jié)構(gòu)圖形的基板上，采用PECVD方法沉積一層鈍化層，使鈍 化層覆蓋TFT溝道區(qū)域，鈍化層可采用SiNx或有機(jī)絕緣材料等。 圖13為本發(fā)明電子紙第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖13所示，本實(shí)施例電子紙 包括對盒的薄膜晶體管基板100和透明電極基板200，薄膜晶體管基板100采用前述本發(fā)明 電子紙薄膜晶體管基板的結(jié)構(gòu)，至少包括形成在基板上的柵線、數(shù)據(jù)線、公共電極線、薄膜 晶體管和顯示電極14，透明電極基板200與薄膜晶體管基板100相對設(shè)置，至少包括形成在 基板上的公共電極15和微膠囊電子墨水16，其中公共電極15形成在基板上，微膠囊電子墨 水16涂覆在公共電極上，形成本實(shí)施例電子紙。 微膠囊電子墨水是一種通過微膠囊將電泳液封裝起來的微封裝單元，經(jīng)印刷涂布 在透明電極基板上。電泳液中有兩種不同顏色的帶電顏料微粒，兩種不同顏色的帶電顏料 微粒帶有相反電荷。在沒有電場作用時(shí)，帶電顏料微粒均勻分布在整個(gè)微膠囊內(nèi)；當(dāng)有電場 作用時(shí)，帶電顏料微粒就會(huì)在電場力的作用下發(fā)生定向運(yùn)動(dòng)，當(dāng)加上不同方向的電場時(shí)，兩 種顏色便會(huì)交替出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)顯示。本實(shí)施例電子紙的工作原理為微膠囊電子墨水被置于透 明電極基板與薄膜晶體管基板之間，透明電極基板上設(shè)置的公共電極與薄膜晶體管基板上 設(shè)置的顯示電極之間形成電場，顯示電極由薄膜晶體管基板上作為開關(guān)控制元件的薄膜晶體管控制，因此微膠囊電子墨水兩側(cè)的電場由薄膜晶體管控制，薄膜晶體管控制的電場誘 導(dǎo)微膠囊電子墨水內(nèi)白色帶電顏料微?；蚝谏珟щ婎伭衔⒘Ｏ蛲该麟姌O基板方向運(yùn)動(dòng)，實(shí) 現(xiàn)顯示。 圖14為本發(fā)明電子紙第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖14所示，本實(shí)施例電子紙 包括對盒的薄膜晶體管基板100和透明電極基板200，薄膜晶體管基板100采用前述本發(fā)明 電子紙薄膜晶體管基板的結(jié)構(gòu)，至少包括形成在基板上的柵線、數(shù)據(jù)線、公共電極線、薄膜 晶體管和顯示電極14，透明電極基板200與薄膜晶體管基板100相對設(shè)置，至少包括形成在 基板上的公共電極15和微杯結(jié)構(gòu)17，其中公共電極15形成在基板上，微杯結(jié)構(gòu)17制備在 公共電極上，微杯結(jié)構(gòu)17內(nèi)封裝有電泳液，形成本實(shí)施例電子紙。 微杯結(jié)構(gòu)是一種通過相互隔離的格子將電泳液封裝起來的微封裝單元，制備在透 明電極基板上。電泳液是一種帶電顏色微粒懸浮在另一種帶有顏色的顏色溶液中，如圖14 所示的黑色微粒懸浮在白色溶液中。在沒有電場作用時(shí)，帶電顏料微粒均勻分布在顏色溶 液中，當(dāng)有電場作用時(shí)，帶電顏料微粒就會(huì)在電場力的作用下發(fā)生定向運(yùn)動(dòng)，人們看到的是 帶電顏料微粒的顏料或顏色溶液的顏料。本實(shí)施例電子紙的工作原理為封裝有電泳液的 微杯結(jié)構(gòu)置于透明電極基板與薄膜晶體管基板之間，透明電極基板上設(shè)置的公共電極與薄 膜晶體管基板上設(shè)置的顯示電極之間形成電場，顯示電極由薄膜晶體管基板上作為開關(guān)控 制元件的薄膜晶體管控制，因此微杯結(jié)構(gòu)兩側(cè)的電場由薄膜晶體管控制，薄膜晶體管控制 的電場誘導(dǎo)微杯結(jié)構(gòu)內(nèi)帶電顏料微粒運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)顯示。 此外，本發(fā)明還提供了一種電子紙制造方法，包括制備薄膜晶體管基板的步驟、制
備透明電極基板的步驟以及將薄膜晶體管基板與透明電極基板對盒的步驟。制備薄膜晶體
管基板的步驟采用本發(fā)明電子紙薄膜晶體管基板制造方法。制備透明電極基板的步驟包括
二個(gè)方案一個(gè)方案包括在基板上形成公共電極和在公共電極上涂覆微膠囊電子墨水，另
一個(gè)方案包括在基板上形成公共電極和在所述公共電極上制備封裝有電泳液的微杯結(jié)構(gòu)。
將薄膜晶體管基板與透明電極基板對盒的步驟包括涂覆封框膠和對盒封裝等流程。 經(jīng)過發(fā)明人的深入研究表明，考慮到基于電泳技術(shù)電子紙的顯示原理，或其它類
型通過反射自然光實(shí)現(xiàn)顯示電子紙的顯示原理，電子紙的顯示原理與當(dāng)前應(yīng)用的液晶顯示
原理截然不同，因此當(dāng)前應(yīng)用于驅(qū)動(dòng)液晶的薄膜晶體管基板并不適合直接應(yīng)用于電泳顯示
的驅(qū)動(dòng)。進(jìn)一步地研究表明，雖然帶有薄膜晶體管的有源基板適用于驅(qū)動(dòng)電泳顯示，但現(xiàn)有
技術(shù)薄膜晶體管基板主要采用五次掩模(MASK)、四次掩?；蛉窝谀９に囍苽洌苽涔に?br> 復(fù)雜，成本高，在一定程度上限制了電子紙的推廣應(yīng)用。為此，本發(fā)明提供了一種電子紙、電
子紙薄膜晶體管基板及其制造方法，通過將顯示電極與薄膜晶體管的漏電極設(shè)置成一體結(jié)
構(gòu)，簡化了薄膜晶體管基板的結(jié)構(gòu)，同時(shí)簡化了薄膜晶體管基板的制備工藝，由于掩模工藝
是薄膜晶體管基板制作中成本最高的部分，因此本發(fā)明提高了生產(chǎn)工藝效率，降低了生產(chǎn)
成本，使用簡化的制備工藝即可制備出結(jié)構(gòu)簡單的反射式電子紙用薄膜晶體管基板，具有
廣闊的應(yīng)用前景。 最后應(yīng)說明的是以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照 較佳實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的 技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍。
10
權(quán)利要求
一種電子紙薄膜晶體管基板，包括形成在基板上的柵線、數(shù)據(jù)線和公共電極線，所述柵線和數(shù)據(jù)線限定的顯示區(qū)域內(nèi)形成有薄膜晶體管和顯示電極，其特征在于，所述顯示電極與薄膜晶體管的漏電極為一體結(jié)構(gòu)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子紙薄膜晶體管基板，其特征在于，所述薄膜晶體管包括 柵電極，形成在基板上，且與所述柵線連接； 柵絕緣層，形成在柵線和柵電極上，并覆蓋整個(gè)基板； 半導(dǎo)體層，形成在柵絕緣層上，并位于柵電極上方； 摻雜半導(dǎo)體層，形成在半導(dǎo)體層上，并位于柵電極上方；源電極，形成在摻雜半導(dǎo)體層上， 一端位于柵電極上方，另一端與所述數(shù)據(jù)線為一體結(jié)構(gòu)；漏電極，形成在摻雜半導(dǎo)體層上，一端位于柵電極上方，另一端與所述顯示電極連接； TFT溝道區(qū)域，形成在源電極與漏電極之間，源電極與漏電極之間的摻雜半導(dǎo)體層被完 全刻蝕掉，露出半導(dǎo)體層；鈍化層，形成在源電極、漏電極和TFT溝道區(qū)域上。
3. —種電子紙薄膜晶體管基板制造方法，其特征在于，包括步驟1、在基板上沉積柵金屬薄膜，采用普通掩模板通過構(gòu)圖工藝形成包括柵線、柵電 極和公共電極線的圖形；步驟2、在完成步驟1的基板上依次沉積柵絕緣層、半導(dǎo)體層、摻雜半導(dǎo)體層和源漏金 屬薄膜，采用半色調(diào)或灰色調(diào)掩模板通過構(gòu)圖工藝形成包括數(shù)據(jù)線、源電極、漏電極和顯示 電極的圖形，所述顯示電極形成在顯示區(qū)域內(nèi)，并與所述漏電極為一體結(jié)構(gòu)；步驟3、在完成步驟2的基板上沉積鈍化層。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電子紙薄膜晶體管基板制造方法，其特征在于，所述步驟2包括步驟21、在完成步驟1的基板上，采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積方法依次沉積柵絕 緣層、半導(dǎo)體層和摻雜半導(dǎo)體層；步驟22、在完成步驟21的基板上，采用磁控濺射或熱蒸發(fā)的方法沉積源漏金屬薄膜； 步驟23、在完成步驟22的基板上涂覆一層光刻膠；步驟24、采用半色調(diào)或灰色調(diào)掩模板曝光，使光刻膠形成光刻膠完全去除區(qū)域、光刻膠 部分去除區(qū)域和光刻膠完全保留區(qū)域，其中光刻膠完全保留區(qū)域?qū)?yīng)于數(shù)據(jù)線、源電極、漏 電極和顯示電極圖形所在區(qū)域，光刻膠部分去除區(qū)域?qū)?yīng)于TFT溝道區(qū)域圖形所在區(qū)域， 光刻膠完全去除區(qū)域?qū)?yīng)于上述圖形以外的區(qū)域；顯影處理后，光刻膠完全保留區(qū)域的光 刻膠厚度沒有變化，光刻膠部分去除區(qū)域的光刻膠厚度變薄，光刻膠完全去除區(qū)域的光刻 膠被完全去除，暴露出該區(qū)域的源漏金屬薄膜；步驟25、采用濕法刻蝕工藝進(jìn)行第一次刻蝕，依次刻蝕掉光刻膠完全去除區(qū)域的源漏 金屬薄膜、摻雜半導(dǎo)體層和半導(dǎo)體層，形成數(shù)據(jù)線、源電極、漏電極和顯示電極圖形，其中所 述顯示電極形成在顯示區(qū)域內(nèi)，并與所述漏電極為一體結(jié)構(gòu)；步驟26、采用灰化工藝，完全去除光刻膠部分去除區(qū)域的光刻膠，暴露出該區(qū)域的源漏 金屬薄膜；步驟27、采用干法刻蝕工藝進(jìn)行第二次刻蝕，完全刻蝕掉光刻膠部分去除區(qū)域的源漏金屬薄膜和摻雜半導(dǎo)體層，并刻蝕掉部分厚度的半導(dǎo)體層，使該區(qū)域露出半導(dǎo)體層，形成 TFT溝道區(qū)域圖形；步驟28、剝離剩余的光刻膠。
5. —種包括權(quán)利要求1或2所述電子紙薄膜晶體管基板的電子紙，其特征在于，包括與 所述電子紙薄膜晶體管基板相對設(shè)置的透明電極基板，所述透明電極基板上形成有公共電 極，所述公共電極上涂覆有微膠囊電子墨水。
6. —種包括權(quán)利要求1或2所述電子紙薄膜晶體管基板的電子紙，其特征在于，包括與 所述電子紙薄膜晶體管基板相對設(shè)置的透明電極基板，所述透明電極基板上形成有公共電 極，所述公共電極上制備有封裝電泳液的微杯結(jié)構(gòu)。
7. —種包括權(quán)利要求3或4所述電子紙薄膜晶體管基板制造方法的電子紙制造方法， 其特征在于，還包括制備透明電極基板的步驟，并將所述電子紙薄膜晶體管基板與透明電 極基板對盒。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的電子紙制造方法，其特征在于，所述制備透明電極基板包括 在基板上形成公共電極，在所述公共電極上涂覆微膠囊電子墨水。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的電子紙制造方法，其特征在于，所述制備透明電極基板包括 在基板上形成公共電極，在所述公共電極上制備封裝有電泳液的微杯結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電子紙、電子紙薄膜晶體管基板及其制造方法。薄膜晶體管基板包括形成在基板上的柵線、數(shù)據(jù)線和公共電極線，所述柵線和數(shù)據(jù)線限定的顯示區(qū)域內(nèi)形成有薄膜晶體管和顯示電極，所述顯示電極與薄膜晶體管的漏電極為一體結(jié)構(gòu)。薄膜晶體管基板制造方法包括采用普通掩模板通過構(gòu)圖工藝形成包括柵線、柵電極和公共電極線的圖形；采用半色調(diào)或灰色調(diào)掩模板通過構(gòu)圖工藝形成包括數(shù)據(jù)線、源電極、漏電極和顯示電極的圖形，所述顯示電極形成在顯示區(qū)域內(nèi)并與所述漏電極為一體結(jié)構(gòu)；沉積鈍化層。本發(fā)明通過將顯示電極與薄膜晶體管的漏電極設(shè)置成一體結(jié)構(gòu)，簡化了薄膜晶體管基板的結(jié)構(gòu)，同時(shí)簡化了薄膜晶體管基板的制備工藝。
文檔編號G02F1/01GK101752387SQ20081023977
公開日2010年6月23日 申請日期2008年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月16日
發(fā)明者孫增輝, 張卓, 王剛, 胡文杰, 邵喜斌 申請人:京東方科技集團(tuán)股份有限公司