触摸式电子纸及其制造方法

专利名称：触摸式电子纸及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种电子纸及其制造方法，特别是一种触摸式电子纸及其制造方法。
背景技术：
电子纸(Electronic Paper,简称E-Paper)也称数字纸，是将普通纸张显示信息 的特点与计算机显示屏的特点相结合的产物。由于现有的印刷制品主要采用纸张实现，随 着纸张消费量的迅速增加，对环境造成了很大的破坏。电子纸能够复制纸张的显示特点且 能够重复利用，因此不会对环境造成很大的破坏，而且电子纸能够显示动态画面，因而电子 纸被认为有望在不久的将来可以取代现有纸质文件。其中，基于电泳(Electrophoretic) 技术的电子纸通过电泳现象来实现显示，其工作原理是利用电场分别驱动微胶囊电子墨水 中带正负电荷的颜色粒子上下运动，黑白颜色粒子分别通过对自然光的反射和吸收实现黑 色和白色的显示。由于电泳显示技术利用反射光进行显示，因此能耗很低。目前，基于微胶 囊电子墨水的电子纸显示技术由于能耗低、显示效果与纸张接近等优点，具有广阔的应用 前景。 内置式触摸屏(Touch Panel)近年来逐渐成为触摸屏发展的新趋势。内置式触摸 屏通过将传感器制作在显示屏的内部，如直接制作在薄膜晶体管基板上，具有降低工艺复 杂程度、降低显示失真和能够制作更轻更薄的器件等优点。由于电子纸显示的特点，在自然 光经过微胶囊电子墨水时，自然光会被反射掉或被吸收掉，或二者都有，因此自然光不能到 达薄膜晶体管基板，因此现有技术中还没有将光传感内置式触摸屏与电子纸有机结合起来 的技术方案。

发明内容
本发明的目的是提供一种触摸式电子纸及其制造方法，将内置式触摸屏与电子纸 有机地结合起来，具有结构简单、制备工艺简洁、成本低等优点。 为了实现上述目的，本发明提供了一种触摸式电子纸，包括对盒的薄膜晶体管基 板和透明电极基板，所述透明电极基板包括形成在第一基板上的公共电极、微胶囊电子墨 水和作为光传输通道的导光柱，所述薄膜晶体管基板包括形成在第二基板上的显示电极、 用于驱动所述显示电极的第一薄膜晶体管、用于探测通过所述导光柱透射的光并产生电平 信号的第二薄膜晶体管和用于读取所述电平信号并发送给后端处理系统的第三薄膜晶体 管，所述导光柱与所述第二薄膜晶体管相对设置。 所述公共电极形成在第一基板上，透明材料的导光柱形成在公共电极上，所述微
胶囊电子墨水涂覆在导光柱以外的公共电极上。所述导光柱的高度为薄膜晶体管基板与透
明电极基板之间间距的35% 65%。优选地，所述导光柱的高度为薄膜晶体管基板与透明
电极基板之间间距的50%。 所述第一薄膜晶体管包括 第一栅电极，形成在第二基板上，并与第一栅线连接；
栅绝缘层，形成在第一栅电极上，并覆盖整个第二基板； 第一有源层，包括半导体层和掺杂半导体层，形成在栅绝缘层上，并位于第一栅电 极上方； 第一源电极，一端位于第一有源层上，另一端与数据线连接； 第一漏电极，一端位于第一有源层上，另一端与显示电极连接； 第一TFT沟道区域，形成在第一源电极与第一漏电极之间，第一源电极与第一漏
电极之间的掺杂半导体层被完全刻蚀掉，露出半导体层； 钝化层，形成在第一源电极和第一漏电极上，并覆盖整个第二基板，其上开设有使
显示电极与第一漏电极连接的钝化层过孔。 所述第二薄膜晶体管包括 第二栅电极，形成在第二基板上，并与第二栅线连接；
栅绝缘层，形成在第二栅电极上，并覆盖整个第二基板； 第二有源层，包括半导体层和掺杂半导体层，形成在栅绝缘层上，并位于第二栅电 极上方； 第二源电极，一端位于第二有源层上，另一端与电源线连接； 第二漏电极，一端位于第二有源层上，另一端与第三薄膜晶体管的第三源电极连 接； 第二TFT沟道区域，形成在第二源电极与第二漏电极之间，第二源电极与第二漏
电极之间的掺杂半导体层被完全刻蚀掉，露出半导体层； 钝化层，形成在第二源电极和第二漏电极上，并覆盖整个第二基板。 所述第三薄膜晶体管包括 第三栅电极，形成在第二基板上，并与第三栅线连接；
栅绝缘层，形成在第三栅电极上，并覆盖整个第二基板； 第三有源层，包括半导体层和掺杂半导体层，形成在栅绝缘层上，并位于第三栅电 极上方； 第三源电极，一端位于第三有源层上，另一端与第二薄膜晶体管的第二漏电极连 接； 第三漏电极，一端位于第三有源层上，另一端与信号线连接； 第三TFT沟道区域，形成在第三源电极与第三漏电极之间，第三源电极与第三漏
电极之间的掺杂半导体层被完全刻蚀掉，露出半导体层； 钝化层，形成在第三源电极和第三漏电极上，并覆盖整个第二基板。 为了实现上述目的，本发明还提供了一种触摸式电子纸制造方法，包括 制备透明电极基板，所述透明电极基板包括形成在第一基板上的公共电极和作为
光传输通道的导光柱； 制备薄膜晶体管基板，所述薄膜晶体管基板包括形成在第二基板上的显示电极、 作为驱动单元的第一薄膜晶体管、作为光传感单元的第二薄膜晶体管和作为信号读取单元 的第三薄膜晶体管； 将所述透明电极基板与薄膜晶体管基板对盒，且所述导光柱与第二薄膜晶体管相 对设置。
所述制备透明电极基板包括 在第一基板上形成公共电极； 在公共电极上形成作为光传输通道的导光柱； 在导光柱以外的公共电极上涂覆微胶囊电子墨水。
所述制备薄膜晶体管基板包括 在基板上沉积栅金属薄膜，通过构图工艺形成包括第一栅线、第二栅线、第三栅 线、公共电极线、第一栅电极、第二栅电极和第三栅电极的图形，其中，第一栅电极与第一栅 线连接，第二栅电极与第二栅线连接，第三栅电极与第三栅线连接； 在完成上述图形的基板上依次沉积栅绝缘层、半导体层和掺杂半导体层，通过构
图工艺形成包括第一有源层、第二有源层和第三有源层的图形，其中，第一有源层位于第一
栅电极上方，第二有源层位于第二栅电极上方，第三有源层位于第三栅电极上方； 在完成上述图形的基板上沉积源漏金属薄膜，通过构图工艺形成包括数据线、电
源线、信号线、第一源电极、第一漏电极、第一TFT沟道区域、第二源电极、第二漏电极、第二
TFT沟道区域、第三源电极、第三漏电极和第三TFT沟道区域的图形，且第二漏电极与第三
源电极连接； 在完成上述图形的基板上沉积钝化层，通过构图工艺形成包括钝化层过孔的图 形，所述钝化层过孔位于第一漏电极的上方； 在完成上述图形的基板上沉积透明导电薄膜，通过构图工艺在显示区域形成包括 显示电极的图形，所述显示电极通过钝化层过孔与第一漏电极连接。 在上述技术方案基础上，所述导光柱的高度为薄膜晶体管基板与透明电极基板之 间间距的35% 65%。优选地，所述导光柱的高度为薄膜晶体管基板与透明电极基板之间 间距的50%。 本发明提供了一种触摸式电子纸及其制造方法，通过在透明电极基板上设置作为 光传输通道的导光柱，在薄膜晶体管基板上设置作为光传感单元的第二薄膜晶体管，使外 界的自然光或亮光通过导光柱透射到薄膜晶体管基板上的第二薄膜晶体管上，将内置式触 摸屏与电子纸有机地结合起来，有效解决了电子纸显示中自然光不能到达薄膜晶体管基板 以至于不能使用光传感做触摸屏的技术问题。本发明具有结构简单、制备工艺简洁、成本低 等优点，具有广阔的应用前景。


图1为本发明触摸式电子纸的结构示意图； 图2为本发明第一薄膜晶体管的结构示意图； 图3为本发明第二薄膜晶体管和第三薄膜晶体管的结构示意图； 图4为本发明触摸式电子纸制造方法的流程图； 图5为本发明触摸式电子纸制造方法中制备透明电极基板的流程图； 图6为本发明触摸式电子纸制造方法中制备薄膜晶体管基板的流程图； 图7为本发明制备薄膜晶体管基板中第一次构图工艺的示意图； 图8为本发明制备薄膜晶体管基板中第二次构图工艺的示意图； 图9为本发明制备薄膜晶体管基板中第三次构图工艺的示意 图10为本发明制备薄膜晶体管基板中第四次构图工艺的示意图 图11为本发明制备薄膜晶体管基板中第五次构图工艺的示意图, 附图标记说明 11-第一基板；12-公共电极；13-导光柱； 14-微胶囊电子墨水；21-第二基板；22-显示电极； 23-第一薄膜晶体管；24-第二薄膜晶体管；25-第三薄膜晶体管 26-栅绝缘层；27-半导体层；28-掺杂半导体层； 29-钝化层；231-第一栅电极；232-第一源电极； 233-第一漏电极；241-第二栅电极；242-第二源电极； 243-第二漏电极；251-第三栅电极；252-第三源电极； 253-第三漏电极；291-钝化层过孔；100-透明电极基板； 200-薄膜晶体管基板。
具体实施例方式
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
图1为本发明触摸式电子纸的结构示意图。如图1所示，本发明触摸式电子纸的 主体结构包括透明电极基板100和薄膜晶体管基板200，透明电极基板100和薄膜晶体管基 板200对盒封装成本发明触摸式电子纸。透明电极基板IOO包括形成在第一基板11上的公 共电极12、导光柱13和微胶囊电子墨水14，公共电极12形成在第一基板11上，导光柱13 形成在公共电极12上，是一种作为光传输通道的透明结构，使透明电极基板100外侧的自 然光通过该导光柱13透射到薄膜晶体管基板200上，微胶囊电子墨水14也涂覆在公共电 极12上，具体地说，微胶囊电子墨水14涂覆在导光柱以外的公共电极12表面上。薄膜晶 体管基板200包括形成在第二基板21上的显示电极22、第一薄膜晶体管23、第二薄膜晶体 管24和第三薄膜晶体管25。其中，显示电极22形成在第二基板21上，用于与透明电极基 板100的公共电极12形成驱动微胶囊电子墨水14的电场；第一薄膜晶体管23形成在第二 基板21上，作为驱动单元，用于控制显示电极22上的电压；第二薄膜晶体管24形成在第二 基板21上，作为光传感单元，用于探测通过导光柱13透射的光，产生反映光变化的电平信 号，第二薄膜晶体管24与透明电极基板100的导光柱13相对设置，即导光柱13与第二薄 膜晶体管24的位置对准；第三薄膜晶体管25也形成在第二基板21上，作为信号读取单元， 用于将第二薄膜晶体管24的电平信号读取出来，发送给后端处理系统，以最终获得触摸点 位置，从而控制电子纸的显示。 本发明上述技术方案中，透明电极基板中的第一基板可以采用玻璃基板或石英基 板等透明基板，公共电极可以采用氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)等导电薄膜，通过磁控 溅射或热蒸发方法沉积形成；导光柱为透明材料，其结构形式与现有液晶显示器中的柱状 隔垫物(Post Spacer，简称PS)的结构形式相近，通过构图工艺形成。实际应用中，本发明 导光柱的高度可以设置成薄膜晶体管基板与透明电极基板之间间距的35% 65%，即导 光柱的高度为本发明触摸式电子纸盒厚的35% 65%。优选地，导光柱的高度为薄膜晶体 管基板与透明电极基板之间间距的50%。 本发明上述技术方案中，薄膜晶体管基板包括第一栅线、第二栅线、第三栅线、公共电极线、数据线、电源线、信号线、显示电极、作为驱动单元的第一薄膜晶体管、作为光传 感单元的第二薄膜晶体管和作为信号读取单元的第三薄膜晶体管。具体地，第一栅线和数 据线一起限定了显示区域，第一薄膜晶体管形成在第一栅线与数据线的交叉处，第二薄膜 晶体管形成在第二栅线与电源线的交叉处，第三薄膜晶体管形成在第三栅线与信号线的交 叉处，显示电极形成在显示区域内，公共电极线(也称存储电容线)也形成在显示区域内， 位于二条第一栅线之间，用于与显示电极一起构成存储电容。 图2为本发明第一薄膜晶体管的结构示意图。如图2所示，第一薄膜晶体管包括 第一栅电极231、栅绝缘层26、第一有源层(包括半导体层27和掺杂半导体层28)、第一源 电极232、第一漏电极233和钝化层29，第一栅电极231形成在第二基板21上并与第一栅 线连接；栅绝缘层26形成在第一栅电极231上并覆盖整个第二基板21 ;第一有源层形成在 栅绝缘层26上并位于第一栅电极231的上方；第一源电极232的一端位于第一有源层上， 另一端与数据线连接，第一漏电极233的一端位于第一有源层上，另一端通过钝化层过孔 与显示电极22连接，第一源电极232与第一漏电极233之间形成第一 TFT沟道区域，第一 TFT沟道区域内的掺杂半导体层28被完全刻蚀掉，并刻蚀掉部分厚度的半导体层27 ;钝化 层29形成在第一 TFT沟道区域上并覆盖整个第二基板21，其上开设有使显示电极22与第 一漏电极233连接的钝化层过孔。本发明第一薄膜晶体管的结构形式与现有液晶显示器中 薄膜晶体管的结构形式基板相同。 图3为本发明第二薄膜晶体管和第三薄膜晶体管的结构示意图。如图3所示，第 二薄膜晶体管包括第二栅电极241、栅绝缘层26、第二有源层(包括半导体层27和掺杂半 导体层28)、第二源电极242、第二漏电极243和钝化层29，第二栅电极241形成在第二基板 21上并与第二栅线连接；栅绝缘层26形成在第二栅电极241上并覆盖整个第二基板21 ;第 二有源层形成在栅绝缘层26上并位于第二栅电极241的上方；第二源电极242的一端位于 第二有源层上，另一端与电源线连接，第二漏电极243的一端位于第二有源层上，另一端与 第三薄膜晶体管的第三源电极252连接，第二源电极242与第二漏电极243之间形成第二 TFT沟道区域，第二 TFT沟道区域内的掺杂半导体层28被完全刻蚀掉，并刻蚀掉部分厚度的 半导体层27 ;钝化层29形成在第二 TFT沟道区域上并覆盖整个第二基板21。电源线用于 向第二源电极242提供电压信号，第二 TFT沟道区域用于探测光的变化，使第二源电极242 与第二漏电极243导通或断开。 第三薄膜晶体管包括第三栅电极251、栅绝缘层26、第三有源层(包括半导体层 27和掺杂半导体层28)、第三源电极252、第三漏电极253和钝化层29，第三栅电极251形 成在第二基板21上并与第三栅线连接；栅绝缘层26形成在第三栅电极251上并覆盖整个 第二基板21 ;第三有源层形成在栅绝缘层26上并位于第三栅电极251的上方；第三源电极 252的一端位于第三有源层上，另一端与第二薄膜晶体管的第二漏电极243连接，第三漏电 极253的一端位于第三有源层上，另一端与信号线连接，第三源电极252与第三漏电极253 之间形成第三TFT沟道区域。信号线用于将第二薄膜晶体管的电平信号发送给后端处理系 统。 本发明触摸式电子纸的工作原理具体为当没有任何触摸物触摸本发明触摸式 电子纸的表面时，透明电极基板外侧的自然光或亮光通过透明电极基板上的导光柱透射到 薄膜晶体管基板上的第二薄膜晶体管上，第二薄膜晶体管的光生载流子浓度没有变化；当手指等触摸物划过本发明触摸式电子纸的表面时，透明电极基板外侧的自然光或亮光被阻 挡，使自然光或亮光不能到达薄膜晶体管基板上的第二薄膜晶体管，第二薄膜晶体管的光 生载流子浓度将发生变化，第二薄膜晶体管的电平信号发生变化，后端处理系统通过对电 平信号进行分析，即可确定触摸点的位置，从而控制电子纸的显示。 本发明第一薄膜晶体管的工作原理与现有技术液晶显示器中薄膜晶体管的工作
原理相同，不再赘述。本发明第二薄膜晶体管的第二栅电极由第二栅线提供关断电压，源
电极由电源线提供正向高电平，当没有任何触摸物触摸本发明触摸式电子纸的表面时，由
于外界的自然光或亮光能够通过导光柱到达第二薄膜晶体管的第二 TFT沟道区域，使第二
TFT沟道区域的半导体层中产生光生载流子，虽然此时第二栅电极为关断电压，但半导体层
中光生载流子的存在使第二薄膜晶体管的第二源电极与第二漏电极之间导通，因此第二漏
电极具有与第二源电极相同的高电平。当手指等触摸物划过本发明触摸式电子纸的表面
时，透明电极基板外侧的自然光或亮光被阻挡，使自然光或亮光不能到达薄膜晶体管基板
上的第二薄膜晶体管，第二TFT沟道区域半导体层中的光生载流子将消失，使第二薄膜晶
体管的第二源电极与第二漏电极之间在第二栅电极关断电压的作用下断开，此时第二漏电
极的电平将下降成低电平。本发明第三薄膜晶体管的第三栅电极由第三栅线提供开启电
压，使第三薄膜晶体管的第三源电极与第三漏电极之间一直处于导通状态，由于第三薄膜
晶体管的源电极与第二薄膜晶体管的第二漏电极连接，因此第二薄膜晶体管中第二漏电极
的电平变化可以由第三薄膜晶体管的第三漏电极向信号线输出，后端的处理系统根据该电
平变化就可以进行分析处理，最终获得触摸点位置，从而控制电子纸的显示。由此可见，本
发明具有结构简单、制备工艺简洁、成本低等优点，具有广阔的应用前景。 图4为本发明触摸式电子纸制造方法的流程图，具体为 步骤1、制备透明电极基板，所述透明电极基板包括形成在第一基板上的公共电极 和作为光传输通道的导光柱； 步骤2、制备薄膜晶体管基板，所述薄膜晶体管基板包括形成在第二基板上的显示 电极、作为驱动单元的第一薄膜晶体管、作为光传感单元的第二薄膜晶体管和作为信号读 取单元的第三薄膜晶体管； 步骤3、将所述透明电极基板与薄膜晶体管基板对盒，且所述导光柱与第二薄膜晶 体管相对设置。 首先需要说明的是，本发明触摸式电子纸制造方法中，步骤1和步骤2是相互独立 的制作工艺，二者之间没有任何时序关系，可以根据实际需要按照任何次序执行步骤1和 步骤2。 图5为本发明触摸式电子纸制造方法中制备透明电极基板的流程图，具体为 步骤11、在第一基板上形成公共电极； 步骤12、在公共电极上形成作为光传输通道的导光柱； 步骤13、在导光柱以外的公共电极上涂覆微胶囊电子墨水。 制备透明电极基板中，第一基板可以采用玻璃基板或石英基板等透明基板；公共 电极通过磁控溅射或热蒸发方法沉积形成，公共电极可以采用氧化铟锡(IT0)或氧化铟锌 (IZ0)等导电薄膜；在公共电极上形成导光柱的制备方法与现有液晶显示器中制备柱状隔 垫物的方法相同，透明材料的导光柱的结构形式与现有液晶显示器中的柱状隔垫物的结构
10形式相近；最后通过在导光柱以外的公共电极上涂覆微胶囊电子墨水，并对微胶囊电子墨 水进行封装，完成本发明透明电极基板的制备。本发明导光柱的高度可以设置成薄膜晶体 管基板与透明电极基板之间间距的35% 65%，即导光柱的高度为本发明触摸式电子纸 盒厚的35% 65%。优选地，导光柱的高度为薄膜晶体管基板与透明电极基板之间间距的 50%。
图6为本发明触摸式电子纸制造方法中制备薄膜晶体管基板的流程图，具体为 步骤21、在基板上沉积栅金属薄膜，通过构图工艺形成包括第一栅线、第二栅线、
第三栅线、公共电极线、第一栅电极、第二栅电极和第三栅电极的图形，其中，第一栅电极与
第一栅线连接，第二栅电极与第二栅线连接，第三栅电极与第三栅线连接； 步骤22、在完成步骤21的基板上依次沉积栅绝缘层、半导体层和掺杂半导体层，
通过构图工艺形成包括第一有源层、第二有源层和第三有源层的图形，其中，第一有源层位
于第一栅电极上方，第二有源层位于第二栅电极上方，第三有源层位于第三栅电极上方； 步骤23、在完成步骤22的基板上沉积源漏金属薄膜，通过构图工艺形成包括数
据线、电源线、信号线、第一源电极、第一漏电极、第一TFT沟道区域、第二源电极、第二漏电
极、第二 TFT沟道区域、第三源电极、第三漏电极和第三TFT沟道区域的图形，且第二漏电极
与第三源电极连接； 步骤24、在完成步骤23的基板上沉积钝化层，通过构图工艺形成包括钝化层过孔 的图形，所述钝化层过孔位于第一漏电极的上方； 步骤25、在完成步骤24的基板上沉积透明导电薄膜，通过构图工艺在显示区域形
成包括显示电极的图形，所述显示电极通过钝化层过孔与第一漏电极连接。 图7为本发明制备薄膜晶体管基板中第一次构图工艺的示意图。步骤21中，首先，
采用磁控溅射或热蒸发的方法，在第二基板(如玻璃基板或石英基板)21上沉积一层栅金
属薄膜，栅金属薄膜可以使用钼、铝、铝镍合金、钼钨合金、铬或铜等金属，或使用上述几种
材料组成的多层金属薄膜结构。采用普通掩模板通过第一次构图工艺对栅金属薄膜进行构
图，形成包括第一栅线、第二栅线、第三栅线、公共电极线、第一栅电极231、第二栅电极241
和第三栅电极251的图形，如图7所示。其中，第一栅电极231、第二栅电极241和第三栅
电极251分别作为第一薄膜晶体管、第二薄膜晶体管和第一薄膜晶体管的栅电极，第一栅
电极231与第一栅线连接，第二栅电极241与第二栅线连接，第三栅电极251与第三栅线连接。 图8为本发明制备薄膜晶体管基板中第二次构图工艺的示意图。步骤22中，在完 成上述图形的基板上，采用等离子体增强化学气相沉积(简称PECVD)方法依次沉积栅绝缘 层26、半导体层27和掺杂半导体层28。采用普通掩模板通过第二次构图工艺对半导体层 27和掺杂半导体层28进行构图，形成包括第一有源层、第二有源层和第三有源层的图形， 每个有源层包括半导体层27和掺杂半导体层28，如图8所示。其中，第一有源层形成在第 一栅电极231上方，第二有源层形成在第二栅电极241上方，第三有源层形成在第三栅电极 251上方。 图9为本发明制备薄膜晶体管基板中第三次构图工艺的示意图。步骤23中，在完 成上述图形的基板上，采用磁控溅射或热蒸发的方法沉积一层源漏金属薄膜，源漏金属薄 膜可以使用钼、铝、铝镍合金、钼钨合金、铬或铜等金属，或使用上述几种材料组成的多层金属薄膜结构。采用普通掩模板通过第三次构图工艺对源漏金属薄膜进行构图，同时形成包 括数据线、电源线、信号线、第一源电极232、第一漏电极233、第二源电极242、第二漏电极 243、第三源电极252和第三漏电极253的图形，如图9所示。其中，第一源电极232的一端 位于第一有源层上，另一端与数据线连接，第一漏电极233的一端位于第一有源层上，另一 端用于与显示电极连接，第一源电极232与第一漏电极233之间形成第一 TFT沟道区域，第 一 TFT沟道区域内的掺杂半导体层28被完全刻蚀掉，并刻蚀掉部分厚度的半导体层27 ;第 二源电极242的一端位于第二有源层上，另一端与电源线连接，第二漏电极243的一端位于 第二有源层上，另一端与第三源电极252连接，第二源电极242与第二漏电极243之间形成 第二 TFT沟道区域，第二 TFT沟道区域内的掺杂半导体层28被完全刻蚀掉，并刻蚀掉部分 厚度的半导体层27，电源线用于向第二源电极242提供电压信号，第二TFT沟道区域用于探 测光的变化，使第二源电极242与第二漏电极243导通或断开；第三源电极252的一端位于 第三有源层上，另一端与第二漏电极243连接，第三漏电极253的一端位于第三有源层上， 另一端与信号线连接，第三源电极252与第三漏电极253之间形成第三TFT沟道区域，第三 TFT沟道区域内的掺杂半导体层28被完全刻蚀掉，并刻蚀掉部分厚度的半导体层27，信号 线用于将电平信号发送给后端处理系统。 图10为本发明制备薄膜晶体管基板中第四次构图工艺的示意图。步骤24中，在完 成上述图形的基板上，采用PECVD方法沉积一层钝化层29，钝化层29可以采用氮化硅、氧化 硅或氮氧化硅等材料。采用普通掩模板通过第四次构图工艺对钝化层29进行构图，形成包 括钝化层过孔291的图形，钝化层过孔291位于第一漏电极233的上方，如图10所示。本 次构图工艺中，还同时形成有第一栅线接口区域、第二栅线接口区域、第三栅线接口区域、 数据线接口区域、电源线接口区域、信号线接口区域和公共电极线接口区域等图形，采用普 通掩模板通过构图工艺形成各接口区域图形的工艺已广泛应用于目前的构图工艺中，这里 不再赘述。 图11为本发明制备薄膜晶体管基板中第五次构图工艺的示意图。步骤25中，在 完成上述图形的基板上，采用磁控溅射或热蒸发的方法沉积一层透明导电薄膜，透明导电 薄膜可以采用氧化铟锡、氧化铟锌或氧化铝锌等材料。采用普通掩模板通过第五次构图工 艺对透明导电薄膜进行构图，在像素区域形成包括显示电极22的图形，显示电极22通过钝 化层过孔与第一漏电极233连接，如图11所示。 以上所说明的五次构图工艺仅仅是制备本发明薄膜晶体管基板的一种实现方法， 实际使用中还可以通过增加或减少构图工艺次数、选择不同的材料或材料组合来实现本发 明。例如，可以将前述第二次构图工艺和第三次构图工艺合并成一个构图工艺，通过多步刻 蚀工艺，形成本发明薄膜晶体管基板。 将透明电极基板与薄膜晶体管基板对盒中包括涂覆封框胶和对盒封装等流程，可 以采用现有液晶显示器中对盒封装的方法，保证透明电极基板上的导光柱与薄膜晶体管基 板的第二薄膜晶体管对准，使透明电极基板外侧的自然光通过该导光柱透射到第二薄膜晶 体管的TFT沟道区域上。 本发明提供了一种触摸式电子纸及其制造方法，通过在透明电极基板上设置作为 光传输通道的导光柱，在薄膜晶体管基板上设置作为光传感单元的第二薄膜晶体管，使外 界的自然光或亮光通过导光柱透射到薄膜晶体管基板上的第二薄膜晶体管上，将内置式触摸屏与电子纸有机地结合起来，有效解决了电子纸显示中自然光不能到达薄膜晶体管基板 以至于不能使用光传感做触摸屏的技术问题。本发明具有结构简单、制备工艺简洁、成本低 等优点，具有广阔的应用前景。 最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照 较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的 技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
权利要求
一种触摸式电子纸，包括对盒的薄膜晶体管基板和透明电极基板，其特征在于，所述透明电极基板包括形成在第一基板上的公共电极、微胶囊电子墨水和作为光传输通道的导光柱，所述薄膜晶体管基板包括形成在第二基板上的显示电极、用于驱动所述显示电极的第一薄膜晶体管、用于探测通过所述导光柱透射的光并产生电平信号的第二薄膜晶体管和用于读取所述电平信号并发送给后端处理系统的第三薄膜晶体管，所述导光柱与所述第二薄膜晶体管相对设置。
2. 根据权利要求1所述的触摸式电子纸，其特征在于，所述公共电极形成在第一基板 上，透明材料的导光柱形成在公共电极上，所述微胶囊电子墨水涂覆在导光柱以外的公共 电极上。
3. 根据权利要求1所述的触摸式电子纸，其特征在于，所述导光柱的高度为薄膜晶体 管基板与透明电极基板之间间距的35 % 65 % 。
4 根据权利要求3所述的触摸式电子纸，其特征在于，所述导光柱的高度为薄膜晶体 管基板与透明电极基板之间间距的50%。
5. 根据权利要求1 4中任一权利要求所述的触摸式电子纸，其特征在于，所述第一薄 膜晶体管包括第一栅电极，形成在第二基板上，并与第一栅线连接； 栅绝缘层，形成在第一栅电极上，并覆盖整个第二基板；第一有源层，包括半导体层和掺杂半导体层，形成在栅绝缘层上，并位于第一栅电极上方；第一源电极，一端位于第一有源层上，另一端与数据线连接； 第一漏电极，一端位于第一有源层上，另一端与显示电极连接；第一TFT沟道区域，形成在第一源电极与第一漏电极之间，第一源电极与第一漏电极 之间的掺杂半导体层被完全刻蚀掉，露出半导体层；钝化层，形成在第一源电极和第一漏电极上，并覆盖整个第二基板，其上开设有使显示 电极与第一漏电极连接的钝化层过孔。
6. 根据权利要求1 4中任一权利要求所述的触摸式电子纸，其特征在于，所述第二薄 膜晶体管包括第二栅电极，形成在第二基板上，并与第二栅线连接； 栅绝缘层，形成在第二栅电极上，并覆盖整个第二基板；第二有源层，包括半导体层和掺杂半导体层，形成在栅绝缘层上，并位于第二栅电极上方；第二源电极，一端位于第二有源层上，另一端与电源线连接；第二漏电极，一端位于第二有源层上，另一端与第三薄膜晶体管的第三源电极连接； 第二TFT沟道区域，形成在第二源电极与第二漏电极之间，第二源电极与第二漏电极 之间的掺杂半导体层被完全刻蚀掉，露出半导体层；钝化层，形成在第二源电极和第二漏电极上，并覆盖整个第二基板。
7. 根据权利要求1 4中任一权利要求所述的触摸式电子纸，其特征在于，所述第三薄 膜晶体管包括第三栅电极，形成在第二基板上，并与第三栅线连接；栅绝缘层，形成在第三栅电极上，并覆盖整个第二基板；第三有源层，包括半导体层和掺杂半导体层，形成在栅绝缘层上，并位于第三栅电极上方；第三源电极，一端位于第三有源层上，另一端与第二薄膜晶体管的第二漏电极连接； 第三漏电极，一端位于第三有源层上，另一端与信号线连接；第三TFT沟道区域，形成在第三源电极与第三漏电极之间，第三源电极与第三漏电极 之间的掺杂半导体层被完全刻蚀掉，露出半导体层；钝化层，形成在第三源电极和第三漏电极上，并覆盖整个第二基板。
8. —种触摸式电子纸制造方法，其特征在于，包括制备透明电极基板，所述透明电极基板包括形成在第一基板上的公共电极和作为光传 输通道的导光柱；制备薄膜晶体管基板，所述薄膜晶体管基板包括形成在第二基板上的显示电极、作为 驱动单元的第一薄膜晶体管、作为光传感单元的第二薄膜晶体管和作为信号读取单元的第 三薄膜晶体管；将所述透明电极基板与薄膜晶体管基板对盒，且所述导光柱与第二薄膜晶体管相对设置。
9. 根据权利要求8所述的触摸式电子纸制造方法，其特征在于，所述制备透明电极基 板包括在第一基板上形成公共电极； 在公共电极上形成作为光传输通道的导光柱； 在导光柱以外的公共电极上涂覆微胶囊电子墨水。
10. 根据权利要求8所述的触摸式电子纸制造方法，其特征在于，所述制备薄膜晶体管 基板包括在基板上沉积栅金属薄膜，通过构图工艺形成包括第一栅线、第二栅线、第三栅线、公 共电极线、第一栅电极、第二栅电极和第三栅电极的图形，其中，第一栅电极与第一栅线连 接，第二栅电极与第二栅线连接，第三栅电极与第三栅线连接；在完成上述图形的基板上依次沉积栅绝缘层、半导体层和掺杂半导体层，通过构图工 艺形成包括第一有源层、第二有源层和第三有源层的图形，其中，第一有源层位于第一栅电 极上方，第二有源层位于第二栅电极上方，第三有源层位于第三栅电极上方；在完成上述图形的基板上沉积源漏金属薄膜，通过构图工艺形成包括数据线、电源线、 信号线、第一源电极、第一漏电极、第一TFT沟道区域、第二源电极、第二漏电极、第二TFT沟 道区域、第三源电极、第三漏电极和第三TFT沟道区域的图形，且第二漏电极与第三源电极 连接；在完成上述图形的基板上沉积钝化层，通过构图工艺形成包括钝化层过孔的图形，所 述钝化层过孔位于第一漏电极的上方；在完成上述图形的基板上沉积透明导电薄膜，通过构图工艺在显示区域形成包括显示 电极的图形，所述显示电极通过钝化层过孔与第一漏电极连接。
11. 根据权利要求8 10中任一权利要求所述的触摸式电子纸制造方法，其特征在于， 所述导光柱的高度为薄膜晶体管基板与透明电极基板之间间距的35% 65%。
12.根据权利要求11所述的触摸式电子纸制造方法，其特征在于，所述导光柱的高度 为薄膜晶体管基板与透明电极基板之间间距的50% 。
全文摘要
本发明涉及一种触摸式电子纸及其制造方法。触摸式电子纸包括对盒的薄膜晶体管基板和透明电极基板，透明电极基板包括形成在第一基板上的公共电极、微胶囊电子墨水和作为光传输通道的导光柱，薄膜晶体管基板包括形成在第二基板上的显示电极、用于驱动显示电极的第一薄膜晶体管、用于探测通过导光柱透射的光并产生电平信号的第二薄膜晶体管和用于读取电平信号并发送给后端处理系统的第三薄膜晶体管，导光柱与第二薄膜晶体管相对设置。本发明通过设置作为光传输通道的导光柱和作为光传感单元的第二薄膜晶体管，使外界的自然光或亮光通过导光柱透射到第二薄膜晶体管上，具有结构简单、制备工艺简洁、成本低等优点，具有广阔的应用前景。
文档编号H01L21/84GK101762922SQ20081024096
公开日2010年6月30日 申请日期2008年12月24日 优先权日2008年12月24日
发明者孙增辉, 张卓, 王刚, 胡文杰, 邵喜斌 申请人:京东方科技集团股份有限公司