專利名稱：電光顯示器的底板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于電光顯示器的底板，以及所述底板的制作工藝。本發(fā)明的底板特別適用于但是不局限于基于顆粒的電泳顯示器，在所述顯示器中，一種或多種類型的帶電顆粒懸浮于液體中，并在電場(chǎng)的影響下移動(dòng)通過液體，從而改變顯示器的外觀。
用于材料或顯示器的術(shù)語“電光”在本文中為用于顯像領(lǐng)域的傳統(tǒng)含義，是指具有第一和第二顯示狀態(tài)的材料，所述第一和第二顯示狀態(tài)在至少一個(gè)光學(xué)性質(zhì)上不同，通過對(duì)材料施加電場(chǎng)，使材料從第一顯示狀態(tài)改變至第二顯示狀態(tài)。盡管所述光學(xué)性質(zhì)通常為人眼可察覺的顏色，但是其可以是其它光學(xué)性質(zhì)，例如光透射率、反射率、亮度，或者在用于機(jī)器讀數(shù)的顯示器中，所述性質(zhì)為由于位于可見光范圍以外的電磁波長(zhǎng)反射率改變而產(chǎn)生的偽顏色。
在本文中，術(shù)語“灰態(tài)”為顯像領(lǐng)域的傳統(tǒng)含義，是指位于像素兩個(gè)極端光學(xué)狀態(tài)之間的狀態(tài)，其不一定是指位于黑白兩個(gè)極端狀態(tài)之間的黑白過渡階段。例如，以下引用的幾個(gè)專利和已公開的申請(qǐng)描述了電泳顯示器，其中極端狀態(tài)為白色和深藍(lán)色，從而中間“灰態(tài)”事實(shí)上可能為淡藍(lán)色。實(shí)際上，如已經(jīng)所提及的，位于兩個(gè)極端狀態(tài)之間的過渡階段可能根本不發(fā)生顏色改變。
在本文中，術(shù)語“雙穩(wěn)態(tài)的”以及“雙穩(wěn)定性”用于本領(lǐng)域的傳統(tǒng)含義，是指包括顯示元件的顯示器，所述顯示元件包括第一和第二顯示狀態(tài)，第一和第二顯示狀態(tài)在至少一個(gè)光學(xué)性質(zhì)上不同，從而在激勵(lì)任一給定元件之后，通過有限期間的尋址脈沖，使其處于第一或第二顯示狀態(tài)，在結(jié)束所述尋址脈沖之后，所述狀態(tài)持續(xù)至少幾次，例如至少四次，所述尋址脈沖的最小期間用于改變顯示元件的狀態(tài)。公開的美國(guó)專利申請(qǐng)No.2002/0180687中顯示了，具有灰度色標(biāo)的某些基于顆粒的電泳顯示器不僅在極端的黑色和白色狀態(tài)穩(wěn)定，而且在其中間的灰態(tài)也穩(wěn)定，某些其它類型的電光顯示器也存在相同情況。該類型的顯示器被恰當(dāng)?shù)胤Q為“多穩(wěn)態(tài)的”，而不是雙穩(wěn)態(tài)的，但是出于方便，術(shù)語“雙穩(wěn)態(tài)的”可以用于本文以覆蓋雙穩(wěn)態(tài)的和多穩(wěn)態(tài)的顯示器。
已經(jīng)知曉了幾種類型的電光顯示器。其中一種類型的電光顯示器為例如以下所描述的旋轉(zhuǎn)雙色元件型，美國(guó)專利5808783；5777782；5760761；6054071；6055091；6097531；6128124；6137467；以及6147791(雖然該類型顯示器通常稱為“旋轉(zhuǎn)雙色球”顯示器，但是術(shù)語“旋轉(zhuǎn)雙色元件”由于更加準(zhǔn)確而較為優(yōu)選，這是因?yàn)樵谀承┥鲜鰧＠校D(zhuǎn)元件不是球形的)。所述顯示器采用大量的小體(典型地為球形或圓柱形)以及內(nèi)置偶極，所述小體具有兩個(gè)或多個(gè)具有不同光學(xué)性質(zhì)的部分。這些小體懸浮于基質(zhì)內(nèi)的充滿液體的空泡中，所述空泡中充滿液體，從而使所述小體能自由旋轉(zhuǎn)。施加電場(chǎng)，從而使小體旋轉(zhuǎn)至不同位置并不斷變化，所述顯示器的外觀發(fā)生改變，通過觀察表面可以看見所述小體部分的改變。該類型的電光介質(zhì)通常為雙穩(wěn)態(tài)的。
另一類型的電光顯示器采用電生色介質(zhì)，例如納米生色膜形式的電生色介質(zhì)，其包括至少部分由半導(dǎo)體金屬氧化物形成的電極和多個(gè)附著于所述電極上能夠可逆性地發(fā)生顏色改變的染料分子；參見，例如O’Regan，B.等，Nature 1991，353，737；以及Wood，D.，InformationDisplay，18(3)，24(2002年3月)。另外參見Bach，U.，等，Adv.Mater.，2002，14(11)，845。該類型的納米生色膜，還描述在例如美國(guó)專利6301038，國(guó)際申請(qǐng)公開WO0127690，以及美國(guó)專利申請(qǐng)2003/0214695。該類型的介質(zhì)通常也是雙穩(wěn)態(tài)的。
另一類型經(jīng)過多年深入研究和開發(fā)的電光顯示器為基于顆粒的電泳顯示器，其中大量的帶電顆粒在電場(chǎng)的影響下通過懸浮液體。與液晶顯示器相比，電泳顯示器可以具有良好的亮度和對(duì)比度、寬的視角、雙穩(wěn)定性、以及較低的能耗。然而，這些顯示器的長(zhǎng)期圖象質(zhì)量問題阻礙了其廣泛應(yīng)用。例如，構(gòu)成電泳顯示器的顆粒易于沉降，導(dǎo)致這些顯示器的使用壽命較短。
近來麻省理工學(xué)院(MIT)和E Ink公司公開了大量的專利和申請(qǐng)，描述了被包封的電泳介質(zhì)。所述被包封的介質(zhì)包括大量的微膠囊，每個(gè)膠囊本身包括分散相和環(huán)繞所述分散相的膠囊壁，所述分散相含有懸浮于液體懸浮介質(zhì)中的、可電泳移動(dòng)的顆粒。典型地，所述膠囊本身位于聚合物粘合劑內(nèi)，從而形成位于兩個(gè)電極之間的粘附層。該類型的被包封的介質(zhì)描述在例如美國(guó)專利5930026；5961804；6017584；6067185；6118426；6120588；6120839；6124851；6130773；6130774；6172798；6177921；6232950；6249721；6252564；6262706；6262833；6300932；6312304；6312971；6323989；6327072；6376828；6377387；6392785；6392786；6413790；6422687；6445374；6445489；6459418；6473072；6480182；6498114；6504524；6506438；6512354；6515649；6518949；6521489；6531997；6535197；6538801；6545291；6580545；6639578；6652075；和6657772；以及美國(guó)專利申請(qǐng)公開2002/0019081；2002/0021270；2002/0053900；2002/0060321；2002/0063661；2002/0063677；2002/0090980；2002/0106847；2002/0113770；2002/0130832；2002/0131147；2002/0145792；2002/0171910；2002/0180687；2002/0180688；2002/0185378；2003/0011560；2003/0011868；2003/0020844；2003/0025855；2003/0034949；2003/0038755；2003/0053189；2003/0076573；2003/0096113；2003/0102858；2003/0132908；2003/0137521；2003/0137717；2003/0151702；和2003/0214697，以及國(guó)際申請(qǐng)公開WO 99/67678；WO 00/05704；WO 00/38000；WO 00/38001；WO 00/36560；WO 00/67110；WO 00/67327；WO 01/07961；和WO 01/08241中。
許多上述專利和申請(qǐng)認(rèn)識(shí)到，環(huán)繞著位于包封電泳介質(zhì)中的離散微膠囊的壁可以用連續(xù)相代替，從而得到所謂的聚合物分散電泳顯示器，其中所述電泳介質(zhì)包括大量電泳流體的離散小滴，以及聚合物材料的連續(xù)相，并且還認(rèn)識(shí)到，位于所述聚合物分散電泳顯示器中的電泳流體離散小滴可以被認(rèn)為是膠囊或微膠囊，即使每個(gè)單個(gè)小滴與離散膠囊膜無關(guān)；參見例如，前述的2002/0131147。因此，出于本申請(qǐng)的目的，所述聚合物分散電泳介質(zhì)被認(rèn)為是包封電泳介質(zhì)的亞種。
包封電泳顯示器典型地不存在傳統(tǒng)電泳裝置的聚集和沉降的故障模式，從而體現(xiàn)出進(jìn)一步的優(yōu)勢(shì)，例如能夠在大量彈性和剛性基片上印刷或涂布該顯示器。(術(shù)語“印刷”用于包括各種形式的印刷和涂布，包括但不限于預(yù)計(jì)量涂布，例如片狀口型涂布、縫涂或擠涂、滑動(dòng)或級(jí)聯(lián)涂布、幕淋；輥涂，例如刀式輥涂，前向和反向輥涂；照相凹板式涂布；浸漬涂布；噴涂；彎月涂布；旋涂；刷涂；氣刀涂布；絲網(wǎng)印刷工藝；靜電印刷工藝；熱印刷工藝；噴墨印刷工藝；其它類似方法)。因此，所得到的顯示器是柔韌的。另外，由于所述顯示介質(zhì)可以印刷(采用多種方法)，因此所述顯示器本身的制作較為便宜。
一種相關(guān)類型的電泳顯示器為所謂的“微單元電泳顯示器”。在微單元電泳顯示器中，帶電顆粒和懸浮流體沒有被包封于膠囊中，而是位于在載體介質(zhì)中形成的大量孔洞中，所述載體介質(zhì)通常為聚合物膜。例如參見，國(guó)際申請(qǐng)公開WO02/01281，以及公開的美國(guó)申請(qǐng)2002/0075556，上述兩篇申請(qǐng)均屬于Sipix Imaging公司。
其它類型的電光顯示器，包括液晶顯示器，也可以采用本發(fā)明的底板。
很明顯，對(duì)于電光顯示器的操作，必須提供橫跨電光介質(zhì)的可控電場(chǎng)，從而使所述介質(zhì)在不同光學(xué)狀態(tài)中轉(zhuǎn)換，由此必須在介質(zhì)的兩側(cè)設(shè)置電極。在顯示器的最簡(jiǎn)單形式中，顯示器的每個(gè)像素均與獨(dú)立電極相連，所述電極自身能夠在不同電壓水平轉(zhuǎn)換。然而，在高分辨率顯示器中，例如VGA(640×480)顯示器，該結(jié)構(gòu)是不可行的，這是因?yàn)樾枰罅康碾妼?dǎo)線。因此，在所述顯示器中，通常是采用有源矩陣顯示器結(jié)構(gòu)，在所述結(jié)構(gòu)中，所述電光層的一側(cè)具有單個(gè)共用的透明電極，該共用電極延伸橫跨顯示器的所有像素。典型地，所述共用電極位于電光層和觀察者之間，形成一觀察表面，觀察者通過該表面觀察所述顯示器。在電光層的相對(duì)側(cè)為按行和列排列的像素電極矩陣，從而每個(gè)像素電極由單個(gè)行和單個(gè)列的交叉而唯一限定。因此，相對(duì)于施加在前面的共用電極的電壓，改變施加在有關(guān)像素電極上的電壓，從而可以控制電光層的每個(gè)像素所承受的電場(chǎng)。每個(gè)像素電極與至少一個(gè)非線性裝置連接，典型地為薄膜晶體管，但是也可以采用二極管。每行中的晶體管的柵通過單個(gè)延長(zhǎng)的行電極與行驅(qū)動(dòng)器連接。每列中的晶體管的源電極通過單個(gè)延長(zhǎng)的列電極與列驅(qū)動(dòng)器連接。每個(gè)晶體管的漏電極與像素電極直接連接。應(yīng)注意，柵成行設(shè)置以及源電極成列設(shè)置是隨意的，可以相反設(shè)置，源電極和漏電極的設(shè)置也如此。非線性裝置陣列以及與它們相關(guān)的行和列電極構(gòu)成顯示器的底板；典型地，所述底板包括位于同一物理單元中的行和列驅(qū)動(dòng)電路。在許多電光顯示器中，有源矩陣結(jié)構(gòu)使相對(duì)較為復(fù)雜的底板與顯示器的剩余部分單獨(dú)制作，其采用常規(guī)的半導(dǎo)體制作技術(shù)?？梢暂^為便宜地制作顯示器的剩余部分或者前面部分，例如將電光介質(zhì)層沉積于聚合物膜上，所述聚合物膜之前已經(jīng)沉積了基本透明的導(dǎo)電層，所述導(dǎo)電層例如由銦錫氧化物(ITO)或有機(jī)聚合物導(dǎo)體構(gòu)成。然后，通常將顯示器的前面部分層壓至底板上。
如之前已經(jīng)提及的，采用半導(dǎo)體制作技術(shù)制作顯示器的底板。然而，所述技術(shù)的現(xiàn)有狀態(tài)對(duì)于底板制作來說并不是最佳的。以下需求，即生產(chǎn)大量用于計(jì)算機(jī)中的中央處理單元(CPU)和其它邏輯單元的復(fù)雜集成電路(芯片)，激勵(lì)了半導(dǎo)體制作技術(shù)。所述CPU要求每個(gè)單元內(nèi)具有上百萬個(gè)晶體管，將CPU內(nèi)的散熱降至最低的要求以及在每個(gè)加工的半導(dǎo)體片上形成盡可能多的CPU的經(jīng)濟(jì)需求(加工半導(dǎo)體片的成本基本上不依賴于所形成的CPU數(shù)目)導(dǎo)致晶體管極高的組裝密度；最新的CPU采用以下技術(shù)制作，即單個(gè)部件可以小至大約0.13μm，單個(gè)晶體管為1μm2級(jí)，相鄰晶體管之間的間隔為相同數(shù)量級(jí)。在顯示器底板上不需要如此小的晶體管和如此高的組裝密度，所述底板通常具有像素，從而晶體管或其它非線性裝置的間隔為0.1mm級(jí)。另外，底板通常為100mm2級(jí)(可以更大)，從而在尺寸上遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于芯片。因此，減少每單位面積底板的制作費(fèi)用是非常迫切的需求。
本發(fā)明提供了對(duì)底板及其制作工藝的各種改進(jìn)。
因此，一方面，本發(fā)明提供了用于電光顯示器的底板，所述底板包括像素電極、向像素電極提供電壓的電壓供應(yīng)線、以及位于電壓供應(yīng)線和像素電極之間的微機(jī)械開關(guān)，所述微機(jī)械開關(guān)具有打開狀態(tài)和關(guān)閉狀態(tài)，在打開狀態(tài)中，電壓供應(yīng)線與像素電極沒有電連接，在關(guān)閉狀態(tài)中，電壓供應(yīng)線與像素電極電連接。
出于方便，本發(fā)明的該方面在下文稱為本發(fā)明的MEMS底板。在所述MEMS底板的一種形式中，所述微機(jī)械開關(guān)包括懸梁，其能夠移動(dòng)而與第一電極接觸和不接觸，以及用于移動(dòng)所述懸梁的第二電極。所述MEMS底板可以進(jìn)一步包括與第一電極相鄰的電容器電極，從而所述電容器電極和第一電極形成電容器。MEMS底板可以具有覆蓋所述微機(jī)械開關(guān)的包封劑層。
本發(fā)明還涉及包括MEMS底板的電光顯示器(“MEMS顯示器”)。因此，本發(fā)明的另一方面提供了電光顯示器，其包括電光介質(zhì)層，其具有在至少一個(gè)光學(xué)性質(zhì)上不同的第一和第二顯示狀態(tài)，通過給所述介質(zhì)施加電場(chǎng)，所述電光介質(zhì)能夠從第一顯示狀態(tài)改變至第二顯示狀態(tài)；以及與所述電光介質(zhì)層相鄰的底板，所述底板包括像素電極，當(dāng)施加電壓時(shí)，所述像素電極向所述電光介質(zhì)施加電場(chǎng)，底板進(jìn)一步包括向像素電極提供電壓的電壓供應(yīng)線，以及位于電壓供應(yīng)線和像素電極之間的微機(jī)械開關(guān)，所述微機(jī)械開關(guān)具有打開狀態(tài)和關(guān)閉狀態(tài)，在打開狀態(tài)中，電壓供應(yīng)線與像素電極沒有電連接，在關(guān)閉狀態(tài)中，電壓供應(yīng)線與像素電極電連接。
所述MEMS顯示器可以進(jìn)一步包括透光電極，該電極位于電光介質(zhì)的與底板相對(duì)的一側(cè)。MEMS顯示器中的電光介質(zhì)可以為上述任意所述形式。因此，例如，所述電光介質(zhì)可以為旋轉(zhuǎn)雙色元件或電生色介質(zhì)。另一選擇，所述電光介質(zhì)可以為包封的電泳介質(zhì)，其類型可以為電泳顆粒被包封在真正的膠囊壁中，以及聚合物分散型，或微單元型。
本發(fā)明還提供了形成用于電光顯示器的底板的工藝，所述工藝包括提供基片；在基片上形成相互間隔的第一、第二和第三電極；然后在基片上形成犧牲層，所述犧牲層覆蓋第一和第二電極，但是使至少部分第三電極暴露；之后，在基片上沉積導(dǎo)電材料，從而形成懸梁組件，該組件的第一部分與第三電極的暴露部分接觸，其第二部分在犧牲層的上方延伸，從而在至少部分第二和第一電極上方延伸；以及隨后除去犧牲層，從而在施加至第二電極的電壓的影響下，使懸梁組件的第二部分與第一電極自由地接觸和不接觸。
在該工藝中，將導(dǎo)電材料沉積于基片上的步驟可以包括將電容器電極與懸梁組件間隔沉積，但是與部分第一電極重疊，從而所述電容電極和第一電極一起形成電容器。所述工藝還可以包括，在除去犧牲層之后，將包封劑層沉積于基片上，從而覆蓋至少部分懸梁組件。
另一方面，本發(fā)明提供了在基片上形成電子電路的至少一個(gè)電子組件的工藝，該工藝包括在基片上形成一層組件材料，所述組件材料能夠形成所述至少一個(gè)電子組件；在組件材料上形成一層可壓花的材料；
對(duì)所述可壓花材料層進(jìn)行成像方式壓花，從而形成至少一個(gè)第一部分和至少一個(gè)第二部分，所述第二部分的厚度比所述至少一個(gè)第一部分厚；對(duì)所述可壓花材料進(jìn)行蝕刻，從而除去所述至少一個(gè)第一部分，而將位于所述至少一個(gè)第二部分上的可壓花材料保留，由此暴露位于所述至少一個(gè)第一部分的可壓花材料下方的組件材料；以及隨后蝕刻所述組件材料的暴露部分，從而使所述組件材料層形成圖案，在其中形成所述至少一個(gè)電子組件。
出于方便，本發(fā)明的該方面在下文稱為本發(fā)明的壓花工藝。所述壓花工藝可以包括，在使組件材料層形成圖案之后，從基片上去除剩余的可壓花材料。所述可壓花材料的成像方式壓花可以由輥實(shí)施。所述可壓花的材料可以包括光刻膠。在對(duì)其進(jìn)行成像方式壓花之前，所述光刻膠可以進(jìn)行加熱(“軟焙燒”)，其目的是將溶劑從光刻膠中除去。作為替代或補(bǔ)充，可以在蝕刻除去所述至少一個(gè)第一部分之后而在蝕刻所述組件材料之前，對(duì)光刻膠進(jìn)行加熱(“硬焙燒”)。
所述可壓花材料可以包括具有重復(fù)單元的共聚物，所述重復(fù)單元衍生自至少一種堿可溶性單體。所述至少一種堿可溶性單體可以包括嵌段基團(tuán)，在酸存在下，其解除嵌段(deblock)。出于該目的的優(yōu)選共聚物包括具有衍生自4-羥基苯乙烯和甲基丙烯酸酯的重復(fù)單元。
最后，該方面提供了用于電光顯示器的底板，該底板包括基片；位于所述基片上的晶體管；覆蓋所述晶體管的鈍化層；位于鈍化層上、與晶體管相對(duì)一側(cè)的像素電極；以及穿過鈍化層并使晶體管與像素電極電連接的導(dǎo)電層，其中所述鈍化層包括選自以下的聚合物環(huán)氧樹脂、聚氨酯、硅樹脂、聚丙烯酸酯以及聚酰亞胺聚合物。
出于方便，本發(fā)明的該方面在下文稱為本發(fā)明的“掩埋晶體管”底板。在所述掩埋晶體管底板中，所述鈍化層可以由可熱固化聚合物或可輻射固化聚合物構(gòu)成。在所述掩埋晶體管底板的優(yōu)選形式中，所述基片包括由絕緣層覆蓋的金屬膜，所述晶體管位于絕緣層上。所述基片可以例如包括由聚酰亞胺絕緣層覆蓋的不銹鋼薄片。
本發(fā)明涉及包括本發(fā)明的掩埋晶體管底板的電光顯示器。因此，本發(fā)明提供了一種電光顯示器，包括電光介質(zhì)層，其具有在至少一個(gè)光學(xué)性質(zhì)上不同的第一和第二顯示狀態(tài)，通過給所述介質(zhì)施加電場(chǎng)，所述電光介質(zhì)層能夠從第一顯示狀態(tài)改變至第二顯示狀態(tài)；以及與所述電光介質(zhì)層相鄰的本發(fā)明的掩埋晶體管底板，在向像素電極施加電壓時(shí)，其對(duì)所述電光介質(zhì)施加電場(chǎng)。
所述電光顯示器可以采用前述任意類型的電光介質(zhì)。


圖1A至1D為本發(fā)明MEMS底板的一部分的示意性側(cè)視圖，該部分包括單個(gè)微電機(jī)械開關(guān)，所述側(cè)視圖取自所述底板制作過程中的不同階段；圖2為圖1D所示成品底板的一部分的頂視圖；圖3類似于圖1D，為示意性側(cè)視圖，其顯示了具有保護(hù)性包封劑層的經(jīng)改進(jìn)的本發(fā)明MEMS底板的一部分；圖4A至4E為顯示本發(fā)明壓花工藝不同階段的示意性側(cè)視圖；圖5A顯示了用于本發(fā)明壓花工藝的優(yōu)選聚合物的結(jié)構(gòu)式；圖5B顯示了另一種備選甲基丙烯酸酯重復(fù)單元的結(jié)構(gòu)式，其可以用于代替圖5A的甲基丙烯酸酯重復(fù)單元；圖6至12為用于本發(fā)明掩埋晶體管底板中的不同掩埋晶體管的電流/柵電壓曲線，以及某些對(duì)照實(shí)驗(yàn)的類似曲線。
如上所述，本發(fā)明具有幾個(gè)不同的方面，每個(gè)方面提供了對(duì)電光顯示器底板的改進(jìn)；本發(fā)明的某些方面還可以用于其它應(yīng)用中。下文將對(duì)本發(fā)明的主要方面進(jìn)行單獨(dú)描述，但是應(yīng)理解，本發(fā)明的一個(gè)以上方面可以用于單個(gè)底板或其它電子組件的制作。例如，采用本發(fā)明的壓花方法可以制作本發(fā)明的MEMS底板。
A部分MEMA底板如已經(jīng)所述，現(xiàn)有技術(shù)的有源矩陣顯示器要求每個(gè)像素具有非線性(晶體管或二極管)開關(guān)元件。同時(shí)，可以由無定形硅、多晶硅和有機(jī)半導(dǎo)體制作非線性晶體管元件。二極管開關(guān)元件包括金屬絕緣體金屬(MIM)、金屬半導(dǎo)體絕緣體(MSI)、Schottky以及NIN二極管。盡管能夠激勵(lì)電光顯示器，這些開關(guān)元件仍然具有一定的缺點(diǎn)。
基于無定形硅和多晶硅的晶體管要求相對(duì)較高溫度(＞200℃)的沉積步驟，從而得到穩(wěn)定的裝置。在實(shí)踐中，要求如此高溫度的加工限制了可用于制作的彈性基片的最大尺寸，這是因?yàn)椋瑹崤蛎浵禂?shù)的差別將導(dǎo)致一定尺寸以上的對(duì)齊不良。(如上所述，特定類型的電光顯示器的一個(gè)具有吸引力的特征在于，它們可以在彈性基片上形成，從而提供常規(guī)液晶顯示器不可能具有的彈性、耐用的顯示器類型)。尺寸穩(wěn)定的彈性基片例如金屬薄片，要求額外的加工步驟，例如拋光、平面化和鈍化?？梢栽诘蜏叵轮谱饔袡C(jī)晶體管，但是其具有短的工作壽命，并且對(duì)氧氣和濕氣敏感。任一類型的開關(guān)元件的導(dǎo)通/截至比率小于所期望的，而且受半導(dǎo)體層的硅遷移率所限(對(duì)于無定形硅＜1.0cm2/Vs，對(duì)于多晶硅＜300cm2/Vs)。晶體管開關(guān)對(duì)像素雜散電容具有相對(duì)較大的柵，其導(dǎo)致電壓耦合，從而使像素處的DC電壓不平衡，由此可能產(chǎn)生在所顯示的圖象方面不符合要求的制品。
二極管對(duì)像素寄生電容具有非常大的選擇線，因此需要緊密的設(shè)計(jì)規(guī)則。同樣，出于上述WO 01/07961中所述的原因，較為有利的是，對(duì)底板中的每個(gè)像素提供一個(gè)電容器，從而維持像素兩端的激勵(lì)電壓，在基于二極管的底板中，很難提供所述的電容器。
本發(fā)明的MEMS底板減少或消除了現(xiàn)有技術(shù)底板中的這些問題。用于電光顯示器的所述MEMS底板的一個(gè)優(yōu)選形式具有多個(gè)微電機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)開關(guān)，可用于尋址平板顯示器，例如電泳顯示器。
以下描述本發(fā)明制作所述MEMS底板的優(yōu)選工藝，但是通過參照附圖以舉例的方式進(jìn)行描述，圖1A至1D為制作工藝的不同階段中單個(gè)MEMS開關(guān)的側(cè)視圖，圖2為所完成的底板的一部分的頂視圖。
除了MEMS開關(guān)之外，圖2對(duì)于制作有源矩陣顯示器的技術(shù)人員來說是顯而易見的，圖2所示的底板非常類似于常規(guī)的基于晶體管的有源矩陣底板。所述底板包括多個(gè)平行的行電極R，其與常規(guī)設(shè)計(jì)的行驅(qū)動(dòng)器(未示出)連接，從而在任意給定時(shí)刻，只選擇一個(gè)行電極R(即，其上具有工作電壓)，而其它行通常被設(shè)置為相同電壓，在電光介質(zhì)的與所示底板相對(duì)一側(cè)上具有單個(gè)共用電極；一預(yù)定時(shí)間間隔之后，對(duì)所述原始選定的行電極R取消選定，選擇下一行電極R，繼續(xù)進(jìn)行該序列，從而以循環(huán)的方式輪流選擇每個(gè)行電極R。所述底板進(jìn)一步包括列電極C，它們相互之間平行，但是垂直于行電極，圖2僅僅顯示了其中一個(gè)即第一或像素電極104。所述像素電極104設(shè)置成矩形陣列，從而每個(gè)像素電極唯一地與一個(gè)行電極R和一個(gè)列電極C的相交處相關(guān)聯(lián)。像素電極104通過MEMS開關(guān)與相關(guān)的列電極C相連，所述MEMS開關(guān)包括懸梁112、激勵(lì)(或第二)電極106(其形式為相關(guān)行電極R的延長(zhǎng))、源(第三)電極108，其形式為相關(guān)列電極C的延長(zhǎng)。對(duì)于熟悉MEMS開關(guān)的技術(shù)人員來說以下是顯而易見的，在激勵(lì)電極106上不存在工作電壓時(shí)，而且MEMS開關(guān)處于打開位置時(shí)，懸梁112的自由端(如圖2所述的左手端)與源電極108間隔開，因此，像素電極104和相關(guān)的列電極C之間沒有電接觸。然而，當(dāng)行驅(qū)動(dòng)器選擇特定的行，并在所述選擇的行電極R上施加工作電壓時(shí)，所述工作電壓出現(xiàn)在激勵(lì)電極106上，懸臂112被向下牽拉，從而其自由端與源電極108接觸，由此在像素電極104和相關(guān)的列電極C之間建立電連接，并使像素電極104處于與相關(guān)列電極C相同的電壓水平。因此，只有位于選定行中的像素電極(即與選定的行電極R相關(guān)的)與相關(guān)的列電極C處于相同電壓水平，與顯示器相鄰的電光介質(zhì)的寫入以一行接一行的方式進(jìn)行，其非常類似于常規(guī)的基于晶體管的底板寫入。
圖2所示的底板進(jìn)一步包括電容器電極114，其與每個(gè)像素電極104相關(guān)聯(lián)，電容器電極114與列電極C的相鄰部分形成了電容器。
以下參照?qǐng)D1A至1D描述用于形成圖2所示底板的工藝。如圖1A所示，所述工藝從絕緣基片102開始，其可以為例如聚合物膜或聚合物涂布的金屬箔。在該工藝的第一階段，在基片102上沉積薄金屬層，并以任意常規(guī)方式形成圖案，以形成三個(gè)電極，即像素電極104、“柵”或激勵(lì)電極106，以及源電極108，從而制成如圖1A所示的結(jié)構(gòu)。在所述工藝的優(yōu)選形式中，金屬層為通過噴濺沉積的金，厚度大約為100nm。接下來，以圖1B所示的形式沉積犧牲層110，從而覆蓋激勵(lì)電極和源電極，但是使像素電極104暴露；注意，如圖1B所示，該犧牲層110覆蓋部分但不是全部的位于像素電極104和激勵(lì)電極106之間的間隙。犧牲層110較為理想地是通過在室溫下噴濺沉積的銅，其厚度大約為1μm。然后蝕刻犧牲層，以限定機(jī)械懸梁的基底區(qū)域和金屬雙基片電容器的支撐柱。添加光刻膠層并形成圖案，在其中留有縫隙，然后將懸梁112和電容器電極114電鍍至縫隙中，優(yōu)選采用室溫電鍍?nèi)芤汉偷蛻?yīng)力材料，例如金(為了便于描述，圖1A和1D扭曲了電容器電極114的位置)。梁112的厚度較好為大約2-4μm。最后，剝?nèi)ス饪棠z層，得到圖1C所示的結(jié)構(gòu)，然后去除犧牲層110，優(yōu)選采用濕化學(xué)蝕刻，然后釋放懸梁112。
根據(jù)所使用的電光介質(zhì)的類型，較為理想的是或者必需維持MEMS開關(guān)和電光介質(zhì)之間的物理分離，出于該目的，可以在底板上施加保護(hù)性包封層，防止去除犧牲層后MEMS開關(guān)受到意外損壞。如圖3所示，所述保護(hù)性包封層的優(yōu)選形式包括與MEMS開關(guān)對(duì)齊、并粘結(jié)至基片上的、預(yù)先形成圖案的聚酰亞胺或其它聚合物包封劑116。
本發(fā)明的基于MEMS的底板提供了幾個(gè)重要的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。MEMS開關(guān)在接通狀態(tài)具有非常低的阻抗，而在截止?fàn)顟B(tài)具有非常高的阻抗，從而提供了優(yōu)異的接通/截止比率，避免了與通過其它類型非線性元件的泄漏電流有關(guān)的問題。如上述參照?qǐng)D1A-1D的討論，MEMS的開關(guān)可以僅僅采用三個(gè)或四個(gè)掩膜以簡(jiǎn)單的工藝制作，而不需要任何高溫加工步驟。因此，所述工藝可以用于低成本的彈性基片，例如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯膜。而且，在加工過程中，與制作基于薄膜晶體管或二極管的底板的工藝相比，上述MEMS的制作工藝不易受到環(huán)境污染，其減少了清潔房間設(shè)施所需的成本。同樣，基于MEMS的底板的制作工藝可以采用某些粗糙的圖案形成步驟。
MEMS開關(guān)對(duì)像素電容具有非常小的選擇線，從而基于MEMS的底板比類似的基于晶體管或二極管的底板具有較小的DC失衡，其原因是所述電容，所述DC失衡的減少在延長(zhǎng)某些類型電光介質(zhì)的工作壽命和/或顯示性能方面非常重要，尤其是基于顆粒的電泳介質(zhì)。同樣，由于可以通過空氣(參見圖1D和2)分隔基于MEMS的顯示器的選擇線和數(shù)據(jù)線之間的重疊區(qū)域，從而將上述重疊區(qū)域每單位面積的不需要的電容降至絕對(duì)最低值，這是因?yàn)榭諝獾慕殡姵?shù)幾乎為1，所得到的減少的電容降低了顯示器的能耗，其原因是，大部分的能耗是由與數(shù)據(jù)線相連的電容的充電和放電造成的。
在本發(fā)明的基于MEMS的底板的改進(jìn)形式中，圖1D、2和3所示的懸梁可以由MEMS隔膜取代，所述隔膜與懸梁相比不易發(fā)生靜摩擦。
B部分本發(fā)明的壓花工藝如上所述，底板的制作涉及在基片上形成小特征的圖案。如表1所示，其為不同圖案形成應(yīng)用中所需的關(guān)鍵尺寸長(zhǎng)度大小的范圍，以及用于成功實(shí)現(xiàn)這些尺寸的技術(shù)
表1在不同工業(yè)中用于形成細(xì)小特征圖案的工藝
如已經(jīng)所討論的，為了生產(chǎn)非常小的特征，就關(guān)鍵尺寸小于25μm而言，照相平版法已經(jīng)非常明晰地作為主導(dǎo)技術(shù)。由于在過去幾十年內(nèi)的深入研究，照相平版法已經(jīng)改進(jìn)至0.13μm的加工已經(jīng)全面生產(chǎn)，而正在研究0.10μm的加工。盡管照相平版法已經(jīng)證實(shí)為能夠作為規(guī)?；夹g(shù)進(jìn)行大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用，但是其通常被認(rèn)為比較昂貴，這是因?yàn)槠渖婕按罅康募庸げ襟E以及與照相平版生產(chǎn)設(shè)備有關(guān)的昂貴的資金成本。
如已經(jīng)所提及的，本發(fā)明的第二方面涉及另一種備選圖案形成技術(shù)的應(yīng)用，即壓花抗蝕工藝，用來使底板和其它電子裝置的組件形成圖案。所述壓花抗蝕工藝與常規(guī)照相平版工藝相比，具有幾個(gè)優(yōu)勢(shì)，能夠進(jìn)行高通量的輥對(duì)輥的加工，特征尺寸小于1μm，并且減少了固定和可變加工成本。
圖4A-4E描述了本發(fā)明的壓花工藝。如圖4A所示，基片402首先用待形成圖案的材料404涂布；該材料可以為金屬、絕緣體、半導(dǎo)體或其它可以形成圖案的材料?？蓧夯ú牧蠈?下文出于方便稱為“抗蝕劑”)406涂布于材料404上，采用“原?！睂?duì)所述抗蝕劑進(jìn)行壓花(其優(yōu)選為印花輥408，如圖4A所示)，從而使抗蝕劑具有紋理或圖案?？梢詮膱D4B看出，最佳的是該壓花步驟將抗蝕劑406成形為厚的(第二)區(qū)域406A和薄的(第一)區(qū)域406B，兩種區(qū)域類型之間的抗蝕劑406分界可以通過輥408的圖案結(jié)構(gòu)而以任意所需方式預(yù)先確定。
在該工藝的下一步驟中，對(duì)所述形成圖案的抗蝕劑進(jìn)行輕微蝕刻(采用半導(dǎo)體制作技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員公知的任一常規(guī)蝕刻工藝)，其程度足以去除薄的區(qū)域406B，并暴露位于下面的材料404，同時(shí)留下部分材料404仍然覆蓋有厚區(qū)域406A，得到圖4C所示的結(jié)構(gòu)。然后對(duì)基片進(jìn)行第二蝕刻操作，從而將材料404的暴露部分蝕刻至所需程度，以得到圖4D所示的結(jié)構(gòu)，最后如圖4E所示，將抗蝕劑從基片上剝離，將最后的形成圖案的材料404留在基片402上。
可以選擇涂布在表面上的可壓花材料，以優(yōu)化所述圖案形成步驟?？梢圆捎蒙虡I(yè)上可以購買得到的光刻膠作為可壓花材料。所述光刻膠在超過其玻璃化溫度(Tg)的溫度下可以進(jìn)行壓花，可以進(jìn)行濕式或干式蝕刻以暴露位于下面的材料?？梢赃x擇所述抗蝕劑，從而耐受對(duì)位于下面的材料進(jìn)行蝕刻的化學(xué)物質(zhì)，而且在下方材料形成圖案之后，易于從基片上剝離。在某些情況下，在壓花抗蝕劑之前，必須或希望對(duì)抗蝕劑進(jìn)行“軟焙燒”，以除去其中的溶劑。同樣，在某些情況下，在蝕刻之后，優(yōu)選對(duì)抗蝕劑進(jìn)行“硬焙燒”，以除去薄的區(qū)域406B，從而確保所述抗蝕劑能夠經(jīng)受對(duì)下方材料的蝕刻。
熔融材料(聚合物的或其它)可以用作可壓花材料或抗蝕劑。例如，可以使用蠟狀材料(例如二十八烷、十九烷等的烷烴)。這些蠟狀材料可以以液相進(jìn)行涂布，采用加熱的沖模、凹版印板、旋涂卡盤、膠印輥、或其他本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的類似裝置。所述熔融材料在沉積時(shí)通常固化為薄的可壓花膜，然后可以壓花，并采用濕式或干式蝕刻方法進(jìn)行背面蝕刻(etch back)。所述形成圖案的抗蝕劑膜作為位于下面的材料的蝕刻掩模，如之前所述，在對(duì)下面的材料進(jìn)行蝕刻之后將所述膜剝離。溶劑例如己烷能有效地將前述蠟狀材料剝離，所述工藝具有優(yōu)勢(shì)，這是因?yàn)?，不需要在抗蝕劑沉積之后將溶劑從中干燥去除。而且，適當(dāng)選擇(微調(diào))所使用的化學(xué)物質(zhì)，可以采用相對(duì)無毒性的溶劑在形成圖案之后將蠟狀材料與位于下面的材料分離。
可以采用調(diào)整用于經(jīng)壓花抗蝕劑原理的共聚物，例如圖5A所示的4-羥基苯乙烯和甲基丙烯酸丁酯的共聚物。該嵌段共聚物的4-羥基苯乙烯組分為堿可溶的，所述共聚物在酸存在下解除嵌段。因此，所述共聚物在所述壓花抗蝕劑工藝中具有幾個(gè)有利的特性。第一，調(diào)整該聚合物的分子量使其玻璃化溫度為大約100至大約150℃，這是可接受的壓花溫度范圍。第二，可以采用弱堿溶液對(duì)所述形成圖案的共聚物進(jìn)行背面蝕刻，從而暴露位于下方的材料。用于蝕刻最常見的下方材料(金屬、半導(dǎo)體、絕緣體)的酸在對(duì)下方材料進(jìn)行蝕刻的過程中將使共聚物解除嵌段，從而在蝕刻完成之后易于除去抗蝕劑。
另一選擇，在經(jīng)壓花的抗蝕劑共聚物中，圖5B所示的基于甲基丙烯酸酯的嵌段可以代替圖5A所示的甲基丙烯酸丁酯嵌段。采用這種不同的嵌段可以使所述經(jīng)壓花的抗蝕劑在大約175-180℃的溫度下熱解除嵌段。如果待形成圖案的下方材料不采用如上所述的常規(guī)酸蝕刻化學(xué)方法進(jìn)行蝕刻，則所述熱解嵌段是較為有用的替代方案。
可以采用大量現(xiàn)有技術(shù)微制作方法構(gòu)建在本發(fā)明的工藝中進(jìn)行壓花操作的原模。優(yōu)選地，通過壓縮盤生產(chǎn)商通常采用的方法制作所述原模，所述方法制作用于生產(chǎn)壓縮盤(CD)和DVD的鎳原模。這些方法要求形成經(jīng)照相平版印刷限定的模板，緊靠該模板電鑄形成鎳原模。
由CD和DVD原版盤制作工藝制成的所述鎳箔非常適用于本發(fā)明，但是需要對(duì)常規(guī)的CD/DVD工藝進(jìn)行某些改進(jìn)。首先，CD上的凹區(qū)通常深度小于250nm，而在本發(fā)明中，通常希望原模上的特征深度為1-10μm級(jí)，這是因?yàn)?，為了獲得良好印記，原模特征的深度應(yīng)為抗蝕劑厚度的大約2至5倍，所述抗蝕劑的厚度通常為100-1000nm級(jí)。
為了在原版盤上得到如此深的特征，在原版盤制作過程中應(yīng)采用厚膜加工的最佳光刻膠。例如，可以采用SU-8抗蝕劑以得到厚度為100μm或更高的膜。為了確保鎳原版盤易于從模板上分離，優(yōu)選地在原版盤的特征上建立斜面?zhèn)缺?。在形成用于?fù)制高通量藥物查尋系統(tǒng)的原版盤中已經(jīng)采用了所述斜面?zhèn)缺诜椒?，但是在壓花抗蝕劑工藝中仍然沒有明確采用。
為了在原模上形成幾何特征，可以采用其他備選方法，例如活性離子蝕刻(RIE)或激光燒蝕，從而在硅片或玻璃基片上蝕刻出所需的特征，這在較先進(jìn)的MEMS裝置的制作中是常規(guī)技術(shù)。
本發(fā)明的壓花工藝與使材料形成圖案的常規(guī)照相平版印刷技術(shù)相比具有幾個(gè)明顯優(yōu)勢(shì)。所述壓花工藝的固定和可變成本比平版印刷低，這是因?yàn)?，其采用了機(jī)械壓花工具以代替常規(guī)的平版印刷UV曝光工具，并用便宜而且化學(xué)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的材料代替常規(guī)的光刻膠。已經(jīng)顯示，本發(fā)明的壓花工藝能夠得到基準(zhǔn)尺寸為6至10nm的特征，其比用先進(jìn)的照相平版印刷工藝得到的特征小5至10倍。當(dāng)采用本發(fā)明的采用熔融聚合物抗蝕劑的實(shí)施方案時(shí)，完全消除了照相平版印刷所要求的軟焙燒和硬焙燒步驟。對(duì)于尺寸小至微米級(jí)的特征，采用全濕加工可以成功地完成所述壓花抗蝕劑工藝，即不需要昂貴的真空步驟。最后，所述壓花抗蝕劑工藝非常適合于采用輥?zhàn)鳛樵５母咄枯亴?duì)輥圖案形成，如圖4A所示。
C部分掩埋晶體管底板如之前所述，在電光顯示器的制作中，顯示器的底板和前面部分通常作為獨(dú)立單元而制作，并層壓在一起得到最終的顯示器。所述層壓技術(shù)通常要求采用層壓粘合劑，以將底板與顯示器的前面部分粘合在一起。這樣，在最終的顯示器中，所制作得到的底板的裸露表面暴露于層壓粘合劑，在很多情況下，層壓粘合劑含有可能對(duì)位于底板裸露表面上的晶體管或其他非線性裝置的性能產(chǎn)生有害影響的材料。例如，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，直接將某些商業(yè)聚氨酯層壓粘合劑施加至無定形硅TFT的溝道上對(duì)晶體管造成很大損害；如圖6所示，在一個(gè)所述試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，晶體管的導(dǎo)通/截止比率從106降低至大約10。而且，某些類型的電光介質(zhì)含有可遷移的物質(zhì)，所述物質(zhì)可以遷移通過層壓粘合劑，對(duì)晶體管或其他非線性裝置產(chǎn)生不良影響。例如，基于顆粒的電泳介質(zhì)含有烴類溶劑，其可以這種方式遷移，并可以影響無定形硅晶體管的特性。最后，光和水分也可以使無定形硅TFT退化，光和水分可以通過電光介質(zhì)進(jìn)入TFT；盡管許多電光介質(zhì)，例如經(jīng)包封的基于顆粒的電泳介質(zhì)，通常被認(rèn)為是不透光的，但是一些光確實(shí)可以穿過所述介質(zhì)，例如通過膠囊之間的小間隙。
為了避免上述問題，已經(jīng)知曉在非線性裝置和電光介質(zhì)之間插入屏障層或鈍化層。例如，前述的2002/0119584描述了一種具有所謂“掩埋晶體管設(shè)計(jì)”的底板。在所述設(shè)計(jì)中，在層壓之前，只有像素電極暴露在底板成品的表面；底板的晶體管“掩埋”在鈍化層下，晶體管的漏級(jí)通過穿過鈍化層的導(dǎo)電材料與相關(guān)的像素電極連接。在前述公開申請(qǐng)所描述的優(yōu)選設(shè)計(jì)形式中，所述鈍化層包括通過等離子體增強(qiáng)化學(xué)汽相沉積(PECVD)法而沉積的超過大約5μm的氮化硅，所述相對(duì)較厚的層必須覆蓋晶體管的溝道和數(shù)據(jù)線。如果不是不可能，沒有破裂地沉積如此厚的氮化物層也是非常困難的。因此，理想地是尋找一種代替氮化硅的其他材料以作為鈍化層。
目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，環(huán)氧樹脂、聚氨酯、硅、聚丙烯酸酯和聚酰亞胺聚合物可以代替氮化硅作為鈍化層，從而包封并保護(hù)電光顯示器底板的晶體管或其他非線性裝置?？梢酝ㄟ^絲網(wǎng)印刷在底板上施加優(yōu)選聚合物，絲網(wǎng)印刷比PECVD簡(jiǎn)單得多，而且需要較少的設(shè)備。
本發(fā)明中采用的聚合物包封劑可以為可熱固化或可輻射固化的，優(yōu)選UV輻射固化。優(yōu)選的熱固化材料包括Epoxy Technology的EpoTek H70E-2LC，以及Dupont Electronic Material的Dupont5036。優(yōu)選的UV固化材料包括Allied Photochemical公司的TGH1003x2，以及Creative Materials公司的CM116-20。以下表2中總結(jié)了這些材料的性能和固化條件。
表2聚合物材料
采用在涂有聚酰亞胺層的不銹鋼膜上制作的無定形硅TFT測(cè)試這些材料，其基本上如前述2002/0019081中所述。采用探測(cè)臺(tái)在TFT的溝道區(qū)域施加直徑為20-180μm的包封劑液滴。在表2所列的需要條件下，在常規(guī)烘爐中對(duì)所述可熱固化的涂層進(jìn)行固化。對(duì)于可UV固化的涂層，采用ELC-4000光固化單元，固化時(shí)間1-2分鐘。在固化包封劑之后，以常規(guī)方式得到TFT的電流/電壓曲線，結(jié)果分別顯示于圖7-10中。通過比較，圖11顯示，對(duì)于用EpoTek H62包封的TFT具有類似曲線(與EpoTek H70E-2LC來自同一生產(chǎn)廠家)，同時(shí)圖12顯示，對(duì)于用Electrodag 452SS包封的TFT具有類似曲線(來自Acheson Industries公司的可UV固化的聚合物)。
圖7-10顯示了上述表2所示的所有材料均具有較好的結(jié)果。在用DuPont 5036包封之后，截止電流降低了。當(dāng)采用EpoTek H70E-2LC作為包封劑時(shí)，TFT性能相同。用TGH 1003x2涂布的TFT與對(duì)照裝置相比具有相同的性能。用CM116-20包封的TFT的亞閾值斜率好于對(duì)照裝置。然而，圖11和12描述了如果選擇錯(cuò)誤的包封劑將會(huì)發(fā)生什么情況。圖11顯示了，當(dāng)用EpoTek H62包封時(shí)，無定形硅TFT幾乎完全被破壞了，圖12顯示了，當(dāng)用Electrodag 452SS包封時(shí)，TFT發(fā)生退化，而且TFT易于泄漏并具有高的截止電流。
因而，本發(fā)明提供了一種低成本工藝，用于保護(hù)在電光顯示器底板中采用的晶體管和其它非線性裝置。所使用的聚合物包封劑可以通過絲網(wǎng)印刷沉積并形成圖案，所述絲網(wǎng)印刷與上述現(xiàn)有技術(shù)采用的PECVD氮化硅沉積和照相平版印刷圖案形成工藝相比是一種低成本的工藝。
盡管上文已經(jīng)結(jié)合在包封的基于顆粒的電光介質(zhì)中的應(yīng)用對(duì)本發(fā)明的不同方面進(jìn)行了描述，但是應(yīng)注意，在本發(fā)明的電光顯示器中可以采用上述任意類型的電光介質(zhì)。
權(quán)利要求
1.一種用于電光顯示器的底板，所述底板包括像素電極(104)和向像素電極(104)提供電壓的電壓供應(yīng)線(C)，所述底板為CB，微機(jī)械開關(guān)(106，112)位于電壓供應(yīng)線(C)和像素電極(104)之間，所述微機(jī)械開關(guān)(106，112)具有打開狀態(tài)和關(guān)閉狀態(tài)，在打開狀態(tài)中，電壓供應(yīng)線(C)與像素電極(104)之間沒有電連接，在關(guān)閉狀態(tài)中，電壓供應(yīng)線(C)與像素電極(104)電連接。
2.如權(quán)利要求1所述的底板，其中所述微機(jī)械開關(guān)(106，112)包括能夠移動(dòng)而與第一電極(104)接觸和不接觸的懸梁(112)，以及用于移動(dòng)所述懸梁(112)的第二電極(106)。
3.如權(quán)利要求2所述的底板，其特征在于，電容器電極(114)鄰近第一電極設(shè)置，從而所述電容器電極(114)與第一電極形成一電容器。
4.如前面任一權(quán)利要求所述的底板，其特征在于，包封劑層(116)覆蓋所述微機(jī)械開關(guān)(106，112)。
5.一種電光顯示器，包括電光介質(zhì)層，其具有在至少一個(gè)光學(xué)性質(zhì)上不同的第一和第二顯示狀態(tài)，通過給所述介質(zhì)施加電場(chǎng)，所述電光介質(zhì)層能夠從第一顯示狀態(tài)改變至第二顯示狀態(tài)；以及與所述電光介質(zhì)層相鄰的底板，所述底板包括像素電極(104)，當(dāng)施加電壓時(shí)，所述像素電極向所述電光介質(zhì)施加電場(chǎng)，底板進(jìn)一步包括向像素電極(104)提供電壓的電壓供應(yīng)線(C)，所述電光顯示器的特征在于，位于電壓供應(yīng)線(C)和像素電極(104)之間的微機(jī)械開關(guān)(106，112)，所述微機(jī)械開關(guān)(106，112)具有打開狀態(tài)和關(guān)閉狀態(tài)，在打開狀態(tài)中，電壓供應(yīng)線(C)與像素電極(104)沒有電連接，在關(guān)閉狀態(tài)中，電壓供應(yīng)線(C)與像素電極(104)電連接。
6.如權(quán)利要求5所述的電光顯示器，其中所述微機(jī)械開關(guān)(106，112)包括能夠移動(dòng)而與第一電極(104)接觸和不接觸的懸梁(112)，以及用于移動(dòng)所述懸梁的第二電極(106)。
7.如權(quán)利要求5或6所述的電光顯示器，其特征在于，包封劑層(116)覆蓋所述微機(jī)械開關(guān)。
8.如權(quán)利要求5至7任一項(xiàng)所述的電光顯示器，其特征在于，在電光介質(zhì)層上與底板相對(duì)的一側(cè)具有透光電極。
9.如權(quán)利要求5至8任一項(xiàng)所述的電光顯示器，其中所述電光介質(zhì)為旋轉(zhuǎn)雙色元件或電生色介質(zhì)。
10.如權(quán)利要求5至8任一項(xiàng)所述的電光顯示器，其中所述電光介質(zhì)為包封的電泳介質(zhì)。
11.一種形成用于電光顯示器底板的工藝，所述工藝的特征在于在基片(102)上形成間隔的第一(108)、第二(106)和第三(104)電極；然后在基片(102)上形成犧牲層(110)，所述犧牲層(110)覆蓋第一(108)和第二(106)電極，但是使至少部分第三電極(104)暴露；然后在基片上沉積導(dǎo)電材料，形成懸梁元件(112)，所述懸梁元件具有與第三電極(104)的暴露部分接觸的第一部分和在所述犧牲層(110)上方延伸的第二部分，從而所述第二部分在至少部分第二(106)電極和第一(108)電極上方延伸；以及除去犧牲層(110)，在施加至第二電極(106)的電壓的影響下，使懸梁元件(112)的第二部分自由地與第一電極(108)接觸和不接觸。
12.如權(quán)利要求11所述的工藝，其中將導(dǎo)電材料沉積至基片(102)上的步驟進(jìn)一步包括沉積電容器電極(114)，使其與懸梁元件(112)分隔開，但是與第一電極(108)的一部分重疊，從而所述電容器電極(114)和第一電極(108)一起形成電容器。
13.如權(quán)利要求11或12所述的工藝，其特征在于，在除去犧牲層(110)之后，在基片(102)上沉積包封劑層(116)，從而至少覆蓋懸梁元件(112)。
14.一種在基片(402)上形成電子電路的至少一個(gè)電子組件的工藝，所述工藝的特征在于在基片(402)上形成組件材料層(404)，所述材料可以形成所述至少一個(gè)電子組件；在組件材料層(404)上形成可壓花材料層(406)；對(duì)所述可壓花材料層(406)進(jìn)行成像方式壓花，從而形成至少一個(gè)第一部分(406B)和至少一個(gè)第二部分(406A)，所述第二部分的厚度大于所述至少一個(gè)第一部分(406B)；蝕刻所述可壓花材料(406)，以除去所述至少一個(gè)第一部分(406B)，同時(shí)保留位于所述至少一個(gè)第二部分(406A)中的可壓花材料，從而將位于所述可壓花材料的至少一個(gè)第一部分(406B)下方的組件材料(404)暴露；蝕刻所述組件材料(404)的暴露部分，從而所述組成材料層形成圖案，并在其中形成至少一個(gè)電子組件。
15.如權(quán)利要求14所述的工藝，其特征在于，在使所述組成材料層(404)形成圖案之后，將剩余的可壓花材料(406A)從基片(402)上除去。
16.如權(quán)利要求14或15所述的工藝，其中所述可壓花材料(406)包括光刻膠。
17.如權(quán)利要求14至16任一項(xiàng)所述的工藝，其中所述可壓花材料(406)包括其中重復(fù)單元衍生自至少一種堿可溶單體的共聚物。
18.如權(quán)利要求21所述的工藝，其中所述至少一種堿可溶單體包括嵌段基團(tuán)，所述基團(tuán)在酸存在下解除嵌段。
19.一種用于電光顯示器的底板，所述底板包括基片；位于所述基片上的晶體管；覆蓋晶體管的鈍化層；位于鈍化層的與晶體管相對(duì)一側(cè)上的像素電極；穿過鈍化層而使晶體管和像素電極電連接的導(dǎo)電材料；所述底板的特征在于，所述鈍化層包括選自以下的聚合物環(huán)氧樹脂、聚氨酯、硅、聚丙烯酸酯和聚酰亞胺聚合物。
20.如權(quán)利要求19所述的底板，其中所述基片包括有絕緣層覆蓋的金屬膜，所述晶體管位于絕緣層上。
21.如權(quán)利要求20所述的底板，其中所述基片包括由聚酰亞胺絕緣層覆蓋的不銹鋼箔。
22.一種電光顯示器，包括電光介質(zhì)層，其具有在至少一個(gè)光學(xué)性質(zhì)上不同的第一和第二顯示狀態(tài)，通過給所述介質(zhì)施加電場(chǎng)，所述電光介質(zhì)層能夠從第一顯示狀態(tài)改變至第二顯示狀態(tài)；以及與電光介質(zhì)層相鄰的如權(quán)利要求19至21任一項(xiàng)所述的底板，在向像素電極施加電壓時(shí)，所述底板向電光介質(zhì)施加電場(chǎng)。
全文摘要
一種用于電光顯示器的底板，所述底板包括像素電極(104)和向像素電極(104)提供電壓的電壓供應(yīng)線(C)，和位于電壓供應(yīng)線(C)和像素電極(104)之間的微機(jī)械開關(guān)(106，112)，所述微機(jī)械開關(guān)(106，112)具有打開狀態(tài)和關(guān)閉狀態(tài)，在打開狀態(tài)中，電壓供應(yīng)線(C)與像素電極(104)之間沒有電連接，在關(guān)閉狀態(tài)中，電壓供應(yīng)線(C)與像素電極(104)電連接。
文檔編號(hào)G02F1/167GK1726428SQ200380106153
公開日2006年1月25日 申請(qǐng)日期2003年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月16日
發(fā)明者K·L·丹尼斯, G·M·杜塔勒, R·W·澤納, M·A·金, C·H·霍尼曼, J·王 申請(qǐng)人:伊英克公司