一种高像素电容的电子纸面板及其制作方法

文档序号:408880 发布日期:2021-12-17 浏览:12次 >En<

阅读说明:本技术 一种高像素电容的电子纸面板及其制作方法 (Electronic paper panel with high pixel capacitance and manufacturing method thereof ) 是由 何维 胡自萍 于 2021-10-12 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种高像素电容的电子纸面板及其制作方法,电子板面板包括:基板;基板上间隔设置栅极层和第二像素电极;栅极层和第二像素电极上方设有绝缘层,绝缘层内设有与栅极层相匹配的源极层、漏极层和半导体层,第二像素电极上方的绝缘层内设有公共电极;绝缘层上方设有第一像素电极,绝缘层内设有一用于连接第一像素电极和漏极层的第一过孔以及一用于连接第一像素电极和第二像素电极的第二过孔。本发明在相同面积下的基板上,通过增设第二像素电极,同时与第一像素电极连接,使公共电极能够与第一像素电极和第二像素电极形成像素电容,提高像素电容大小。(The invention discloses an electronic paper panel with high pixel capacitance and a manufacturing method thereof, wherein the electronic paper panel comprises: a substrate; a grid layer and a second pixel electrode are arranged on the substrate at intervals; an insulating layer is arranged above the gate layer and the second pixel electrode, a source electrode layer, a drain electrode layer and a semiconductor layer which are matched with the gate layer are arranged in the insulating layer, and a common electrode is arranged in the insulating layer above the second pixel electrode; a first pixel electrode is arranged above the insulating layer, and a first through hole and a second through hole are arranged in the insulating layer and used for connecting the first pixel electrode and the drain layer. According to the invention, the second pixel electrode is additionally arranged on the substrate with the same area and is simultaneously connected with the first pixel electrode, so that the common electrode, the first pixel electrode and the second pixel electrode can form a pixel capacitor, and the size of the pixel capacitor is improved.)

一种高像素电容的电子纸面板及其制作方法

技术领域

本发明涉及电子纸显示领域,特别涉及一种高像素电容的电子纸面板及其制作方法。

背景技术

电子纸显示模式与常规LCD液晶不同,其刷新频率很低,但像素充电后需要长时间保持电位,因此电子纸面板像素通常需要设计较大像素电容。目前常规设计是第一金属层作为公共电极,第二金属层(薄膜晶体管层)和像素ITO(氧化铟材容料,Indium Tin Oxide,简称ITO)通过过孔连接,作为像素电极。像素电极和公共电极间形成像素电容,存储电荷。在像素尺寸较小时,用作电容部分的第一金属层和第二金属层面积有限,有可能存在电容不足的情况。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是:提供一种高像素电容的电子纸面板,解决像素尺寸较小时,常规设计电子纸面板像素电容不足问题。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为:所述电子板面板包括:基板;所述基板上间隔设置栅极层和第二像素电极;所述栅极层和第二像素电极上方设有绝缘层,所述绝缘层内设有与栅极层相匹配的源极层、漏极层和半导体层,所述源极层和漏极层分别与半导体层的两侧连接,所述第二像素电极上方的绝缘层内设有公共电极;所述绝缘层上方设有第一像素电极,所述绝缘层内设有一用于连接第一像素电极和漏极层的第一过孔以及一用于连接第一像素电极和第二像素电极的第二过孔。

与现有技术相比,本发明的优点在于:在相同面积下的基板上,通过增设第二像素电极,同时与第一像素电极连接,使公共电极能够与第一像素电极和第二像素电极形成像素电容,提高像素电容大小;同时将第一像素电极和第二像素电极分别设置在公共电极的上下两侧,避免第一像素电极和第二像素电极之间的干扰。

优选的,所述绝缘层包括第一绝缘层,所述第一绝缘层设置于第二像素电极和公共电极之间、源极层和基板之间、漏极层和基板之间以及半导体层和栅极层之间。这样,通过第一绝缘层设置,使得第二像素电极和公共电极可以组合形成像素电容,增加整体像素电容的有效面积,提高整体像素电容的电容值;同时也可以隔离栅极层、源极层、漏极层和半导体层之间的连接,保证可以作为一个薄膜晶体管进行工作。

优选的,所述绝缘层包括第二绝缘层,所述第二绝缘层设置于公共电极和第一像素电极之间以及源极层、漏极层和半导体层与第一像素电极之间。这样,通过设置第二绝缘层,使得公共电极和第一像素电极可以组合形成像素电容,结合第二像素电极,能够得到较大的像素电容有效面积,提高整体像素电容的电容值;同时第二绝缘层也用于隔离源极层、漏极层和半导体层与第一像素电极之间的影响。

优选的,所述绝缘层包括第三绝缘层,所述第三绝缘层设置于第二绝缘层和第一像素电极之间。这样,通过进一步的增加第三绝缘层,保证薄膜晶体管工作不会对第一像素电极产生影响。

优选的,所述第三绝缘层内设有一通孔,所述通孔位于公共电极所在处的第二绝缘层上方,所述通孔内设有增厚的第一像素电极,所述增厚的第一像素电极上端与第一像素电极连接,所述增厚的第一像素电极下端与第二绝缘层抵接。这样,设置通孔,使得第一像素电极与公共电极对应区域能够直接通过第二绝缘层抵接,降低第一像素电极与漏极层和公共电极之间的距离,提升像素电容的电容值。

优选的,所述第一过孔和第二过孔设置于第二绝缘层上,所述第一过孔用于连接第二绝缘层上方的增厚的第一像素电极和第二绝缘层下方的漏极层,所述第二过孔用于连接第二绝缘层上方的增厚的第一像素电极和第二绝缘层下方的第二像素电极。这样,第一过孔和第二过孔直接设置在第二绝缘层内,减少多层过孔设置,方便制作。

优选的,所述公共电极位于第二像素电极的正上方,所述公共电极的任一横截面面积均小于第二像素电极的任一横截面面积。这样,使第二像素电极的面积比公共电极的面积大,能够最大化的提升第二像素电极和公共电极之间的电容有效面积,提高像素电容存储电荷的能力。

本发明所要解决的第二技术问题是:提供一种高像素电容的电子纸面板的制作方法,解决像素尺寸较小时,常规设计电子纸面板像素电容不足问题。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为:一种高像素电容的电子纸面板的制作方法,包括如下步骤:

S1、提供一基板,在基板上间隔地制作形成栅极层和第二像素电极;

S2、在栅极层和第二像素电极上设置第一绝缘层;在栅极层所在的第一绝缘层上方设置半导体层;

S3、在第二像素电极所在的第一绝缘层上制作形成公共电极,在半导体层上制作形成源极层和漏极层,源极层与半导体层一侧连接,漏极层与半导体层另一侧连接;

S4、在公共电极、源极层、漏极层和半导体层上制作形成第二绝缘层,在第二绝缘层内制作形成与漏极层连接的第一过孔,在第二绝缘层内制作形成与第二像素电极连接的第二过孔;

S5、在第二绝缘层上制作形成第一像素电极,第一像素电极通过第一过孔与漏极层连接,第一像素电极通过第二过孔与第二像素电极连接。

这样,在不改变电子纸面板通常光罩工序及工艺情况下,可大幅提高像素电容。增设第二像素电极,来与公共电极形成像素电容,提高像素电容存储电荷的能力;将公共电极从与栅极层同层设置,修改至与源极层和漏极层同层设置,给予第二像素电极占用空间,同时也充分利用公共电极上下两个侧面,公共电极上侧面与第一像素电极形成像素电容,公共电极下侧面与第二像素电极也形成像素电容,提高像素电极的有效面积,增加利用率。

优选的,第二绝缘层上先制作形成第三绝缘层,再在第三绝缘层上制作形成第一像素电极。这样,通过进一步的增加第三绝缘层,保证薄膜晶体管工作对第一像素电极产生影响。

优选的,第三绝缘层在漏极层部分区域或全部区域所在的第二绝缘层上方制作形成通孔,第三绝缘层还在公共电极部分区域或全部区域所在的第二绝缘层上方制作形成通孔,第一像素电极还贯穿通孔与第二绝缘层抵接。这样,设置通孔,使得第一像素电极与漏极层和公共电极对应区域能够直接通过第二绝缘层抵接,降低第一像素电极与漏极层和公共电极之间的距离,提升像素电容的电容值。

附图说明

图1是本发明高像素电容的电子纸面板中的第二像素电极和栅极层结构示意图;

图2是本发明高像素电容的电子纸面板中的半导体层覆盖于栅极层结构示意图;

图3是本发明高像素电容的电子纸面板中的薄膜晶体管和公共电极结构示意图;

图4是本发明高像素电容的电子纸面板中的第一过孔和第二过孔连接示意图;

图5是本发明高像素电容的电子纸面板中的第三绝缘层结构连接示意图;

图6是本发明高像素电容的电子纸面板中的整体结构示意图;

图7是本发明高像素电容的电子纸面板中的剖视图。

图中标号说明:1、基板,2、薄膜晶体管,21、栅极层、22、源极层,23、漏极层,24、半导体层,3、第二像素电极,4、公共电极,5、第一绝缘层,6、第二绝缘层,7、第三绝缘层,8、第一像素电极,81、增厚的第一像素电极,91、第一过孔,92、第二过孔。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。下面结合附图对本发明的实施例作进一步描述。

实施例一

如图1-7所示,本实施例涉及一种高像素电容的电子纸面板,电子板面板包括:

基板1;

基板1上间隔设置栅极层21和第二像素电极3;

栅极层21和第二像素电极3上方设有绝缘层,绝缘层内设有与栅极层21相匹配的源极层22、漏极层23和半导体层24,半导体层24设置于栅极层21上方,源极层22和漏极层23设置于半导体层24上方,并分别与半导体层24的两侧连接,第二像素电极3上方的绝缘层内设有公共电极4;

绝缘层上方设有第一像素电极8,绝缘层内设有一用于连接第一像素电极8和漏极层23的第一过孔91,绝缘层内还设有一用于连接第一像素电极8和第二像素电极3的第二过孔92。

在本实施例中,栅极层21、源极层22、漏极层23和半导体层24均为薄膜晶体管2的内部结构,这个内部结构为常规设计,这里不再累述。薄膜晶体管2和公共电极4均设置在绝缘层内,且两者不重叠,不相连。相比于传统的薄膜晶体管2覆盖在整个基板1上,公共电极4设置在薄膜晶体管2下方。本申请这样设计,使得薄膜晶体管2和公共电极4同层分开设置,用公共电极4替代传统薄膜晶体管2的部分覆盖区域,再通过第二像素电极3替代传统公共电极4的位置,使得整个电子纸面板在整体厚度上不变。

漏极层23通过第一过孔91与第一像素电极8连接。当栅极层21输入正电压,且源极层22输入电压时,TFT薄膜晶体管2打开能够给漏极层23进行充电,漏极层23通过第一过孔91连接至第一像素电极8,使第一像素电极8和公共电极4之间形成像素电容,存储电荷。

在相同面积下的基板1上,通过增设第二像素电极3来增加像素电容的有效面积。在传统设计当中,是第一像素电极8通过过孔与薄膜晶体管2上的漏极层23连接,公共电极4与第一像素电极8之间形成像素电容,其有效面积有限。

而在本实施例中,增设的第二像素电极3设置于公共电极4的另一侧,第二像素电极3通过过孔与第一像素电极8连接,其有效面积包括公共电极4与第一像素电极8之间形成的像素电容以及公共电极4与第二像素电极3之间形成的像素电容,有效面积大大增加了,像素电容的电容值也增加了。同时将第一像素电极8和第二像素电极3分别设置在公共电极4的上下两侧,避免第一像素电极8和第二像素电极3之间的干扰。

其中,绝缘层包括第一绝缘层5,第一绝缘层5设置于第二像素电极3和公共电极4之间、源极层22和基板1之间、漏极层23和基板1之间以及半导体层24和栅极层21之间。

通过第一绝缘层5将公共电极4与第二像素电极3之间绝缘,保证公共电极4能够与第二像素电极3之间能够形成像素电容。进一步的,可以通过改变公共电极4和第二像素电极3之间的第一绝缘层5厚度,来改变公共电极4和第二像素电极3之间形成的像素电容的电容值。

而高像素电容制作而成的电子纸面板,因为有足够的电荷存储量,能够确保电位保持,可靠的驱动电子纸面板进行显示,保证显示效果稳定。在本实施例中,基板1可以采用玻璃基板。

同时第一绝缘层5也可以隔离栅极层21、源极层22、漏极层23和半导体层24之间的连接,保证可以作为一个薄膜晶体管2进行工作。

在实际设计当中,第二像素电极3和公共电极4之间的第一绝缘层5、源极层22和基板1之间的第一绝缘层5、漏极层23和基板1之间的第一绝缘层5、半导体层24和栅极层21之间的第一绝缘层5可以全部连接为一体,方便制作。

在本实施例中,栅极层21和第二像素电极3都是直接设置在基板1上。方便在同一制作工艺中制作形成,也方便观察,保证栅极层21和第二像素电极3两者不重叠。

其中,绝缘层包括第二绝缘层6,第二绝缘层6设置于公共电极4和第一像素电极8之间以及源极层22、漏极层23和半导体层24与第一像素电极8之间。第二绝缘层6和第一绝缘层5类似,也是起到一个隔离绝缘作用,保证公共电极4能够与第一像素电极8能够形成像素电极。

公共电极4、栅极层21、源极层22、漏极层23和半导体层24都是设置在第一绝缘层5和第二绝缘层6之间的。在实际生产过程中,为了方便设计,第二绝缘层6和第一绝缘层5两者所使用的绝缘胶为同一种,这样,在进行压合制作时,能够使第一绝缘层5和第二绝缘层6在共同连接的部分合并,能够对两者之间的薄膜晶体管2和公共电极4起到一个包裹的形状,绝缘效果更好。

其中,绝缘层包括第三绝缘层7,第三绝缘层7设置于第二绝缘层6和第一像素电极8之间。通过进一步的增加第三绝缘层7,保证薄膜晶体管2工作不会对第一像素电极8产生影响。为了进一步的提高绝缘性,第三绝缘层7的材料与第二绝缘层6所使用的材料不同。

作为其中一个实施例,第三绝缘层7可以全面覆盖在第二绝缘层6上,还原传统电子纸面板的制作过程。这时,第一过孔91和第二过孔92在贯穿第二绝缘层6的基础上,还需要贯穿第三绝缘层7与第一像素电极8连接。

作为其中的另一个实施例,第三绝缘层7可以部分覆盖在第二绝缘层6上。具体为:第三绝缘层7内设有一通孔,通孔位于公共电极4所在处的第二绝缘层6上方,通孔内设有增厚的第一像素电极81,增厚的第一像素电极81上端与第一像素电极8连接,增厚的第一像素电极81下端与第二绝缘层6抵接。通孔还位于漏极层23所在的第二绝缘层6上方。设置通孔,使得第一像素电极8与漏极层23和公共电极4对应区域能够直接通过第二绝缘层6抵接,降低第一像素电极8与漏极层23和公共电极4之间的距离,提升像素电容的电容值。

在上述过程中,第一过孔91和第二过孔92设置于第二绝缘层6上,第一过孔91用于连接第二绝缘层6上方的增厚的第一像素电极81和第二绝缘层6下方的漏极层23,第二过孔92用于连接第二绝缘层6上方的增厚的第一像素电极81和第二绝缘层6下方的第二像素电极3。第一过孔91和第二过孔92直接设置在第二绝缘层6内,减少多层过孔设置,方便制作。

在本实施例中,公共电极4位于第二像素电极3的正上方,所述公共电极4的任一横截面面积均小于第二像素电极3的任一横截面面积。通过这样设计,使第二像素电极3的面积比公共电极4的面积大,能够最大化的提升第二像素电极3和公共电极4之间的电容有效面积,提高像素电容存储电荷的能力。

实施例二

参见图1-7所示,一种高像素电容的电子纸面板的制作方法,包括如下步骤:

S1、提供一基板1,在基板1上间隔地制作形成栅极层21和第二像素电极3。

这一过程参见图1所示,为了增加像素电容的有效面积,第二像素电极3的面积尽可能的大。第二像素电极3和栅极层21统称为第一金属层。

S2、在栅极层21和第二像素电极3上设置第一绝缘层5;在栅极层21所在的第一绝缘层5上方设置半导体层24。

这一过程参见图2所示,这一步骤主要制作第一绝缘层5和半导体层24,因第一绝缘层5范围较大,在图2中并未标志。

S3、在第二像素电极3所在的第一绝缘层5上制作形成公共电极4,在半导体层24上制作形成源极层22和漏极层23,源极层22与半导体层24一侧连接,漏极层23与半导体层24另一侧连接。

这一过程参见图3所示,半导体层24主要用于导通源极层22和漏极层23。公共电极4设置在第二像素电极3上,通过第一绝缘层5,公共电极4和第二像素电极3形成像素电容,增加像素电容的有效面积。

S4、在公共电极4、源极层22和漏极层23上制作形成第二绝缘层6,在第二绝缘层6内制作形成与漏极层23连接的第一过孔91,在第二绝缘层6内制作形成与第二像素电极3连接的第二过孔92。

这一过程参见图4所示,主要制作形成第一过孔91、第二过孔92和第二绝缘层6。其中,因第二绝缘层6范围较大,在图4中并未标志。

S5、在第二绝缘层6上制作形成第一像素电极8,第一像素电极8通过第一过孔91与漏极层23连接,第一像素电极8通过第二过孔92与第二像素电极3连接。

具体的步骤S5包括如下步骤:

S51、第二绝缘层6上先制作形成第三绝缘层7,再在第三绝缘层7上制作形成第一像素电极8。

这一过程参见图5所示,进一步制作第三绝缘层7,保证薄膜晶体管2和公共电极4能够与后期要制作的第一像素电极8隔离绝缘,也保证薄膜晶体管2工作不会对第一像素电极8产生影响。

S52、第三绝缘层7在漏极层23部分区域或全部区域所在的第二绝缘层6上方制作形成通孔,第三绝缘层7还在公共电极4部分区域或全部区域所在的第二绝缘层6上方制作形成通孔,第一像素电极8还贯穿通孔与第二绝缘层6抵接;第一像素电极8通过第一过孔91与漏极层23连接,第一像素电极8通过第二过孔92与第二像素电极3连接。

这一过程参见图6所示,第一像素电极8在最上面,且全面覆盖下方的各层结构,保证第一像素电极8有效面积的最大化。设置通孔,使得第一像素电极8与漏极层23和公共电极4对应区域能够直接通过第二绝缘层6抵接,降低第一像素电极8与漏极层23和公共电极4之间的距离,提升像素电容的电容值。

在不改变电子纸面板通常光罩工序及工艺情况下,可大幅提高像素电容。增设第二像素电极3,来与公共电极4形成像素电容,提高像素电容存储电荷的能力;将公共电极4从与栅极层21同层设置,修改至与源极层22和漏极层23同层设置,给予第二像素电极3占用空间,同时也充分利用公共电极4上下两个侧面,公共电极4上侧面与第一像素电极8形成像素电容,公共电极4下侧面与第二像素电极3也形成像素电容,提高像素电极的有效面积,增加利用率。

在本实施例中,公共电极4、栅极层21、源极层22、漏极层23和半导体层24设置在第二绝缘层6和第一绝缘层5之间,形成一个包围形状,绝缘效果更好。同时,为了进一步的提升两者的结合度,第二绝缘层6和第一绝缘层5两者所使用的绝缘胶为同一种。这样,在进行压合制作时,能够使第一绝缘层5和第二绝缘层6在共同连接的部分合并,能够对两者之间的薄膜晶体管2和公共电极4起到一个包裹的形状,绝缘效果更好。

为了进一步的提高绝缘性,第三绝缘层7的材料与第二绝缘层6所使用的材料不同。

电子纸面板通过这种制作方式,以像素尺寸0.138*0.138mm设计为例,常规像素电容面积8459um2,新像素电容有效面积13015um2,面积提升53.86%。如第二绝缘层6与第一绝缘层5膜厚相同时,像素存储电容提升53.86%。

本发明的有益效果为:在相同面积下的基板1上,通过增设第二像素电极3,同时与第一像素电极8连接,使公共电极4能够与第一像素电极8和第二像素电极3形成像素电容,提高像素电容大小;同时将第一像素电极8和第二像素电极3分别设置在公共电极4的上下两侧,避免第一像素电极8和第二像素电极3之间的干扰。

上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例,但如前所述,应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式,不应看作是对其他实施例的排除,而可用于各种其他组合、修改和环境,并能够在本文所述发明构想范围内,通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围,则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

虽然本公开披露如上,但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员,在不脱离本公开的精神和范围的前提下,可进行各种变更与修改,这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。

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