專利名稱：一種立體顯示電極的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種立體顯示電極。這種立體顯示電極的結(jié)構(gòu)能應(yīng)用于液晶顯示器件、電子紙顯示器和電致發(fā)光顯示器，特別是有源液晶顯示器、無源膽留型液晶電子紙、無源扭曲向列相(TN, Twisted Nematic)及超扭曲向列相(STN, Super Twisted Nematic)顯示器、有源電致變色顯示器、電泳型電子紙和有機發(fā)光的背板電極部分。
背景技術(shù)：
平板顯示器的應(yīng)用普及以來，其顯示品質(zhì)逐年提高，對比度、響應(yīng)速度和分辨率正在給人們帶來越來越豐富的視覺享受。這些進(jìn)步與提高除與顯示模式的創(chuàng)新有關(guān)外，也與顯示電極的性能提升有著非常密切而又復(fù)雜的關(guān)系。伴隨著平板顯示器的柔性化的客觀需求，對顯示電極制造工藝的低溫化、制造設(shè)備摒棄真空環(huán)境的簡單化的期望也越來越高。顯示電極性能的低電阻高透過率和微細(xì)化的要求也越來越迫切。迄今為止，在顯示器中獲得大量應(yīng)用的電極有很多種，如無機金屬氧化物透明電極(如ITO, Indium Tin Oxides,氧化銦和氧化錫的混合物)、金屬薄膜電極(如鋁、鉻和銅)、有機薄膜電極(如CNT，CarbonNanotube，碳納米管、石墨烯和聚3，4_乙撐二氧噻吩:聚苯乙烯磺酸鹽，(PED0T:PSS，Poly (2, 3-dihydrothieno-l, 4_dioxin)-poly (styrenesulfonate))。這些材料制作出的顯不電極，因工藝、結(jié)構(gòu)差別，性能差異很大，對不同種類的顯示器分辨率、響應(yīng)速度、亮度和對比度都有重要的影響。在不同的平板顯示器中對顯示電極要求也不同。日立顯示器株式會社的實用新型專利中提及(專利公開號為CN101393362A)，在中間隔著液晶層相對配置的一對基板中的一個基板上具有像素電極和對置電極，通過特殊的電極結(jié)構(gòu)，來提高顯示器的視角特性和響應(yīng)速度。具體的結(jié)構(gòu)為，在有源矩陣型液晶顯示裝置中應(yīng)用了金屬和無機金屬氧化物薄膜電極，組成多條柵極信號線和與這些柵極信號線交叉地并列設(shè)置的多條漏極信號線。其次，各像素區(qū)域具有:由來自柵極信號線的掃描信號使其動作的薄膜晶體管、經(jīng)過該薄膜晶體管被提供來自漏極信號線的圖像信號的上述像素電極、以及被提供相對于該圖像信號成為基準(zhǔn)的信號的上述對置電極。近年來，隨著新材料研發(fā)的快速進(jìn)步，有機元器件受到越來越多的關(guān)注，純有機的電子元器件也不斷問世。有機電子器件具有優(yōu)異的靈活性和便攜性，因此預(yù)期有機電子設(shè)備的實用價值將進(jìn)一步提高。在顯示領(lǐng)域，也已經(jīng)積極地對有機材料構(gòu)成的器件進(jìn)行研究，如有機薄膜晶體管(OTFT, Organic thin-film transistor)、有機發(fā)光二極管(0LED,Organic Light-emitting Diode)和有機電極。早期合成的有機材料,大多數(shù)是絕緣材料，但是一些特殊結(jié)構(gòu)的有機物展現(xiàn)出優(yōu)良的導(dǎo)電性。這為了利用有機化合物的特性如靈活性和便攜性提供堅實的基礎(chǔ)，因此，有機電極被積極開發(fā)出來。日本九州大學(xué)的實用新型專利(公開號為CN102194998A)，提供一種有機半導(dǎo)體元件和有機電極的結(jié)構(gòu)和制作方法，有機電極的使用提高了器件的可彎曲性。但是有機電極也有其非常難于改進(jìn)的缺點，難于形成和金屬電極相媲美的薄膜電極，形成規(guī)則和均勻的電阻分布，和已有的顯示材料兼容性不好。這些都限制有機電極的廣泛應(yīng)用。電阻和透過率是顯示電極的兩個最為重要的參數(shù)，構(gòu)成各種平板顯示器的電極薄膜與平板顯示器件的性能有著十分密切的聯(lián)系。如OTFT中需要接近零的接觸電阻改善開關(guān)效應(yīng)，非晶娃(a-Si,amorphous Silicon)制作的TFT需要光刻性能好來提高開口率和響應(yīng)速度，OLED需要和各個介質(zhì)層相互匹配來提高發(fā)光效率，特別是電極層的功函數(shù)和各個層的匹配。為滿足這些要求，使用多種材料復(fù)合或改善電極的結(jié)構(gòu)是行之有效的方法。如納米立體電極或金屬材料與有機材料、金屬與ITO電極組合等等，下面簡要綜述一下這些方法的構(gòu)造和存在的局限性。在電子紙等新型平板顯示器中，低電阻和高透過率的性能是提升顯示性能的重要途徑之一。在用于有機裝置中的包封電極公開號為CN101300690A的實用新型專利中提到，含有多層導(dǎo)電膜，但這種包封電極無法用到顯示器件中，主要原因是透過率和穩(wěn)定性。在目前的低電阻電極研究中，都不能同時具備低電阻和高透過率兩方面的特性，現(xiàn)有的方法還存在很多局限性。許多電極難于形成和金屬電極相媲美的薄膜電極，形成規(guī)則和均勻的電阻分布，和已有的顯示材料兼容性不好。關(guān)于立體電極，現(xiàn)有的實用新型是納米量級材料生長方面進(jìn)行創(chuàng)新的。使用單純的ITO薄膜制備立體電極，見公開號為CN101931053A的實用新型專利。其實用新型點是包括一導(dǎo)電層以及復(fù)數(shù)ITO導(dǎo)電納米柱，形成于導(dǎo)電層的表面，且其氧化銦錫納米柱的長度可調(diào)變范圍為IOnm至1500nm，應(yīng)用于有機太陽能電池的最佳長度可調(diào)變范圍為50nm至200nm。其實用新型具有立體結(jié)構(gòu)的氧化銦錫電極應(yīng)用于有機光電組件(如:有機太陽能電池、有機發(fā)光二極管等)時，可增加主動層與電極的接觸面積，有效提升電流注入或?qū)С龅男?。在納米級的尺度制造的立體電極，還可用于提高電子-空穴對數(shù)目，使電子-空穴對的損失最小化，和使超級電容器的電荷存儲和充電響應(yīng)速度提聞。由所述方法制造的電極系和包括所述電極系的電氣設(shè)備。所述方法包括的步驟:在第一電極上形成具有納米孔的多孔性模板，其中納米孔的直徑為5nm到500nm ;在納米孔內(nèi)形成與第一電極連接的桿狀/管狀第二電極。存在的不足是這種電極只能夠提高界面的接觸面積，無法有效利用平板顯示器的空間，制造出低電阻的顯示電極。盡管這些實用新型在其它領(lǐng)域如有機太陽能電池和有機放光二極管可以提高導(dǎo)出效率，但在液晶、電子紙等顯示領(lǐng)域需要極低電阻的引線部分無法應(yīng)用。主要原因是ITO顯示電極的電阻仍然很大，在實際應(yīng)用中難于制造微米量級厚度的電極，無法降低引線電阻。無限制地增加ITO薄膜厚度的缺點是:隨著ITO薄膜厚度增加鍍膜時間顯著加長、光刻工序的精度和制作時間都難以控制，無法達(dá)成量產(chǎn)。隨著電子技術(shù)的快速發(fā)展，各種平板顯示器的解析度、反應(yīng)速度都不斷的提升和改進(jìn)，因此需要傳輸與接收的信號量將隨之增加，但顯示器的整體尺寸卻無法增加，甚至在顯示器厚度的部分反而需要越做越小。故為了在有限的空間上，傳輸與接收大量的信號，配設(shè)在顯示器與外部電路間的接口引線電極要求越來越精細(xì)。這些電極的導(dǎo)電性要求越來越高，特別是在視頻顯示和3D顯示中畫面需要極高的速度來切換。在現(xiàn)代平板顯示器件中，TFT是應(yīng)用最為廣泛的基礎(chǔ)組件。對于一些應(yīng)用，尤其是對于大面積顯示器，比如開關(guān)速度并不高的顯示器用背板開關(guān)線路而言，采用主流非晶硅技術(shù)的TFT線路可能成本太高。a-Si的高成本主要源于資本密集型的硅生產(chǎn)設(shè)備投入以及在制備這些線路所需的嚴(yán)格受控環(huán)境下的復(fù)雜高溫、高真空光刻制備工藝。由于采用常規(guī)光刻工藝制備a-Si線路的高成本和生產(chǎn)過程的復(fù)雜性，人們對OTFT的興趣與日俱增。有機材料不僅僅提供了采用低成本的溶液或液體生產(chǎn)技術(shù)的可能性，而且還提供了有吸引力的機械性質(zhì)，比如在物理方面的致密、輕質(zhì)和撓性。特別是生產(chǎn)過程的簡單化，到期器件處理的環(huán)境友好型特性，為業(yè)界所青睞。有很多關(guān)于提高和改善OTFT性能的電極材料和電極結(jié)構(gòu)的實用新型，如以下專利 US2006273303A1，US2009121618A1，CN101228645A 中公開的內(nèi)容。這些 OTFT 的結(jié)構(gòu)，通常由位于襯底上的導(dǎo)電柵極、源極和漏極、將源極與柵極和漏極分隔開的電絕緣柵介電層、以及與柵介電層接觸并且將源極和漏極橋接的半導(dǎo)體層組成。用于制備源極和漏極的材料對OTFT的性能有影響。這些材料的功函數(shù)P型半導(dǎo)體的情況下應(yīng)該與半導(dǎo)體的最高已占分子軌道(HOMO,Highest Occupied Molecular Orbital)相同或者非常接近,在n型半導(dǎo)體的情況下應(yīng)該與半導(dǎo)體的最低未占分子軌道(LUM0, Lowest Unoccupied Molecular Orbital)相同或者非常接近，在n型半導(dǎo)體的情況下應(yīng)該與半導(dǎo)體的LUMO相同或者非常接近，以便電荷注入和提取時沒有勢壘。為了獲得最優(yōu)化運行，要求接觸電阻地或者沒有，如果接觸電子阻，那么為了注入和提取電荷載體，在電極處需要高的電場強度。經(jīng)驗證明，導(dǎo)電聚合物是有機半導(dǎo)體的有效選擇。對于以上提到的沉積型有機分子電子器件用材料來說，因有機材料具有許多優(yōu)點，如可以噴墨印刷和功函數(shù)匹配性高，被許多實用新型所采用，有很多實用新型在嘗試改進(jìn)成膜的效果，參見公開號為CN102318450A的實用新型專利。特別是在OLED顯示器件中，為了應(yīng)用PEDOT =PSS對于以上提到的沉積型有機分子電子器件用材料來說，因有機材料具有許多優(yōu)點，如可以噴墨印刷和功函數(shù)匹配性高，被許多實用新型所采用，有很多實用新型在改進(jìn)成膜的效果，通過在基底提供有許多陰極底切隔板，以分離相鄰的陰極線通過存儲體確定多個井，在每一井的周圍構(gòu)造并留下在井的底座處暴露的陰極層。在基底表面上存儲體的邊緣或面逐漸縮減到10至40度的角度。存儲體呈現(xiàn)疏水表面，以便它們沒有被沉積的有機材料的溶液潤濕，并因此輔助容納沉積材料在井內(nèi)。盡管這種有機電極很好地改善，OLED顯示器的性能，但由于采用疊層結(jié)構(gòu)，不能應(yīng)用到液晶顯示器等液態(tài)顯示器件中，其原因一是其電極結(jié)構(gòu)是不透明或透過率很低，二是在存儲體里電極材料容易對液晶形成污染。最后介紹一種透明ITO電極和金屬電極組成的低電阻顯示電極。在公開號JP4171420A的日本專利中，給出這種電極的具體制作方法，在透明電極的兩端設(shè)置金屬膜電極。這種電極帶來的主要問題是金屬電極的通常反射率比較高，而且金屬膜和ITO在光刻過程中使用不同的蝕刻材料，環(huán)境成本高，工藝難度大。在許多顯示器中，需要加遮光層避免其反射影響顯示器的對比度。此外，為了避免金屬污染液晶材料，只能通過整體覆蓋保護(hù)層的方法，或選擇對液晶比較穩(wěn)定的金屬，如銅、鋁等。同時要求薄膜具有非常高的硬度，防止加工過程中的損傷。利用金屬薄膜方法是減法工藝的過程，原材料、環(huán)境負(fù)擔(dān)和能耗都非常高。同時由于薄膜自身的物理特性，數(shù)十或數(shù)百納米的厚度，對電極的潔凈程度和線條的形狀都有嚴(yán)格的要求，只有這樣才能保證電極的可靠性，防止電蝕現(xiàn)象的發(fā)生。為了解決上述問題，進(jìn)一步提高顯示器的性能，不僅需要顯示材料、器件結(jié)構(gòu)自身的改進(jìn)，顯示電極的性能也需要進(jìn)一步提升。因此，本領(lǐng)域亟需一種新穎的電極技術(shù)，來實現(xiàn)低電阻高透過的顯示電極，以滿足顯示領(lǐng)域?qū)︼@示電極越來越多元化的高標(biāo)準(zhǔn)要求。
實用新型內(nèi)容根據(jù)上述提出的技術(shù)問題，而提供一種立體顯示電極及其制造方法。本實用新型采用的技術(shù)手段如下:一種立體顯示電極，包括透明薄膜顯示電極和與所述透明薄膜顯示電極連接的立體輔助電極，其特征在于:所述立體輔助電極包括成型絕緣層和固定在所述成型絕緣層上端的封閉絕緣層，所述成型絕緣層內(nèi)設(shè)有用于容納導(dǎo)電部的凹槽；所述立體輔助電極通過所述成型絕緣層下端設(shè)置的至少一個連通孔與所述透明薄膜顯示電極相連通。優(yōu)選地，所述導(dǎo)電部由金屬納米粒子或?qū)щ姼叻肿硬牧蠘?gòu)成。優(yōu)選地，所述成型絕緣層的材質(zhì)為可光刻的硬性有機材料。優(yōu)選地，所述封閉絕緣層的材質(zhì)為可印刷的且與所述成型絕緣層的材質(zhì)有良好粘結(jié)性的粘性材料。本實用新型提供的輔助立體電極通過成型絕緣層的底部和透明薄膜顯示電極連接，構(gòu)成低電阻高透過率的立體顯示電極。最后定型于成型絕緣層中的導(dǎo)電材料為納米金屬類或高分子導(dǎo)電材料，電極形成過程中的材料為可噴墨印刷的納米金屬油墨或有機導(dǎo)電高分子溶液。成型絕緣層的目的是塑造電極材料的外形尺寸，構(gòu)成立體形狀的立體輔助電極，并且和封閉絕緣層共同防止電極材料污染顯示材料，如液晶等液體顯示材料。成型絕緣層的材質(zhì)為可光刻的硬性有機材料，可光刻的硬性有機材料是指由正性可光刻材料或負(fù)性可光刻材料組成，成型絕緣層必須是由固化后穩(wěn)定的膠質(zhì)成分組成，材料自身要有阻止水分阻止氧氣滲入的作用，防止輔助立體電極在水分、氧氣經(jīng)時變化，出現(xiàn)電蝕現(xiàn)象。同時防止顯示器加工完成后和使用過程中水分、氧氣析出，使顯示材料老化，避免影響顯示性能，如臺灣達(dá)興材料公司生產(chǎn)的PSA030，PSA031和PSA032等等。所述成型絕緣層按照需要通過光刻工藝打通底部使成型絕緣層內(nèi)的電極和透明薄膜顯示電極或顯示單元連接。負(fù)性光刻材料在形成成型絕緣層底部需要多次光刻成型。正性光刻材料形成成型絕緣層的底部時只需要一次光刻即可實現(xiàn)，但是需要灰度遮光罩，各部分的圖案透光率不同，形成厚度不等的成型絕緣層的底部。當(dāng)顯示器的開口率相同或布線條件相同時，因電極的厚度是數(shù)到數(shù)十微米的量級和電極的寬度可比擬，要比一般的薄膜電極的數(shù)十納米厚度或數(shù)百納米高出兩個或三個數(shù)量級。根據(jù)電阻公式，可以估算出信號電極或數(shù)據(jù)電極的電阻要低兩個或三個數(shù)量級。如果保持阻值不變，立體顯示電極的有效寬度會減小幾十倍或幾百倍，這里忽略成型絕緣層側(cè)壁的厚度。為了減小立體顯示電極的空間尺寸，提升立體顯示電極的性能，除使用高精度的曝光機，如縮小投影型曝光機、步進(jìn)掃描型曝光機等設(shè)備外，成型絕緣層的幾何形狀十分關(guān)鍵。為了實現(xiàn)成型絕緣層和封閉絕緣層有良好的密封接觸，成型絕緣層的整體橫截面結(jié)構(gòu)為上開口窄下開口寬(接觸基板的一側(cè)為“下”，遠(yuǎn)離基板一側(cè)為“上”)時效果最佳，而且容易降低壁厚實現(xiàn)輔助立體電極橫截面積最大。這種成型絕緣層，液體導(dǎo)電材料固化成型致密，電極導(dǎo)通特性最好。依據(jù)傳統(tǒng)的半導(dǎo)體工藝?yán)碚摵捅绢I(lǐng)域顯示器制作工藝的光刻工藝實踐，負(fù)型光刻膠容易制作上開口窄下開口寬的結(jié)構(gòu)，這是因為光刻膠上層接受能量較下層光刻膠高，使得負(fù)型光刻膠成像大部份圖形為上開口窄下開口寬。而正性光刻膠容易制作上開口寬下開口窄的結(jié)構(gòu)，這是因為光刻膠上層接受能量較下層光阻高，使得正性光刻膠成像大部分圖形為上開口寬下開口窄。負(fù)型光刻膠制作有臺階的成型絕緣層時，需要多次光刻來實現(xiàn)，而正性光刻膠一次既可實現(xiàn)成型絕緣層的臺階結(jié)構(gòu)。綜上所述，正性光刻膠如果能實現(xiàn)上開口窄下開口寬，具有更大的便利性和實用性。通過更換光刻材料、調(diào)整曝光光強和曝光時間等工藝參數(shù)、優(yōu)化現(xiàn)行的顯影時間、顯影液的濃度和溫度、堅膜的時間和溫度、蝕刻時間和蝕刻液的濃度和溫度等工藝參數(shù)，得到的形狀均為上開口寬下開口窄的成型絕緣層形狀。經(jīng)實驗發(fā)現(xiàn)，曝光后的正性光刻膠薄膜，經(jīng)過高溫短時間處理，調(diào)整溫度高低和烘烤時間，可以獲得滿意的上開口窄下開口寬的成型絕緣層形狀。正性光刻膠形成成型絕緣層的主要工藝流程為:光刻膠成膜、高溫除去溶劑、曝光、高溫短時間處理、顯影、蝕刻等流程，其中高溫短時間處理尤為關(guān)鍵。在封閉絕緣層選擇方面，主要考慮兩點因素:一是材料自身要有阻止水分阻止氧氣的作用，這和成型絕緣層的要求是一樣的；二是封閉絕緣層為粘性材料，在固化后和成型絕緣層能緊密連接，如日本三井化學(xué)株式會社生產(chǎn)，XN-5A、XN-21等等。通常來講，封閉絕緣層的制造方法可以采用整體涂敷的方法，但是這種方法材料使用量大，形狀控制困難，光刻過程容易對立體輔助電極造成污染。所以在本實用新型中充分利用成型絕緣層的高度與薄膜顯示電極的厚度的巨大差異，通過凸版印刷的方法，調(diào)整凸版和基板的接觸距離形成封閉絕緣層。根據(jù)不同種類的顯示器，也可以采用噴墨印刷的方法，通過設(shè)置著墨點，填充封閉絕緣層的膠體材料。后一種方法要求，用噴墨方法形成的成型絕緣層的深度比凸版印刷法形成的成型絕緣層深一微米左右。該立體輔助電極可以有效降低電極的電阻，充分利用顯示器內(nèi)部電極的冗余空間，提高顯示器的分辨率、刷新速率和對比度。透明薄膜顯示電極的設(shè)計尺寸大小是根據(jù)分辨率的要求計算決定的，在去掉成型絕緣層所占有的表面積之后為像素所占的面積。這里的透明薄膜顯示電極不包含引線部分，引線的功能透過立體顯示電極來實現(xiàn)。根據(jù)不同透明顯示電極的材質(zhì)，選擇最佳的膜厚來匹配基板的折射率來增加顯示電極透過率。最常用的材料是ITO導(dǎo)電薄膜。本實用新型的立體顯示電極，由于輔助立體電極的存在，增大了整個電極的體積，透明電極的膜厚可以降低至100埃以下，也不會影響刷新速率和對比度。這種膜厚電極的反射率和基板的反射率相比完全可以忽略不計?？梢娸o助立體電極能有效的增加顯示像素的透過率和降低立體顯示電極的整體電阻。透明薄膜顯示電極和成型絕緣層制作的先后順序可以根據(jù)所選用材料的不同來調(diào)整，既可以先制作成型絕緣層，也可以后制作成型絕緣層。本實用新型給出成型絕緣層底部開口和透明薄膜顯示電極連接的方式。在此實用新型基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域的技術(shù)人員很容易設(shè)計出先制作成型絕緣層，然后經(jīng)過薄膜沉積、光刻等一系列工藝過程，從成型絕緣層的頂部或中部將透明薄膜顯示電極與之后的形成于成型絕緣層和封閉絕緣層之間的輔助立體電極連接起來。因此此種結(jié)構(gòu)理應(yīng)在本實用新型的范圍內(nèi)。對于不可光刻的透明薄膜顯示電極，在用于輔助立體電極的成型絕緣層的底部和外部。附加一定形狀的阻擋單元，并注入導(dǎo)電材料成膜的透明薄膜顯示電極也在本實用新型的涉及實用新型范圍內(nèi)。本實用新型的基本構(gòu)造為成型絕緣層、封閉絕緣層、透明薄膜顯示電極和封閉于成型絕緣層和封閉絕緣層之間的輔助立體電極四大部分構(gòu)成。其中材料的變化、制作先后順序的變更以及連接方法的簡單更替均在本實用新型的覆蓋范圍之內(nèi)。本實用新型提供的立體顯示電極與現(xiàn)有技術(shù)相比能夠降低單位面積內(nèi)的電阻，提高可見光透過率，而且材料選擇范圍廣泛。不僅限于金、銀、銅和鋁等金屬材料，CNT、PED0T:PSS和石墨烯等有機材料也可以獲得應(yīng)用。由于可以采用印刷法生產(chǎn)，生產(chǎn)成本和設(shè)備投資都很低，既適合改善現(xiàn)有電極的性能又適用于有機顯示器件等新興顯示器的性能改良和成本降低。使用本實用新型提供的立體電極制作的顯示器具有較高的對比度、亮度和刷新速率。特別是更適合在電子紙和柔性顯示器等下一代產(chǎn)品的應(yīng)用。本實用新型提供的立體顯示電極具有低電阻和高透過率的特性，實現(xiàn)的機理是其結(jié)構(gòu)可以最優(yōu)化利用顯示器內(nèi)部的空間。由于輔助立體電極的厚度可根據(jù)阻值設(shè)計的需求調(diào)整，利用顯示器內(nèi)部的非顯示空間，對提升整個立體顯示電極的電氣性能十分有利。對透明薄膜顯示電極的導(dǎo)電性要求降低數(shù)十倍到數(shù)百倍而實現(xiàn)的。通過調(diào)整成型絕緣層所約束的輔助立體電極厚度和材料性質(zhì)，極其容易實現(xiàn)低電阻、寬度最小化、導(dǎo)電性均勻、可彎曲、并與顯示材料完全隔離。立體顯示電極是一種極其適合柔性顯示器制作的電極結(jié)構(gòu)和方法，符合現(xiàn)今對電極的要求。關(guān)于顯示用電極的研究覆蓋非常廣泛的領(lǐng)域，從金屬電極、到無機氧化物、到有機電極，在顯示領(lǐng)域已獲得廣泛應(yīng)用的金屬電極和無機氧化物。考慮到當(dāng)今相關(guān)領(lǐng)域的開發(fā)現(xiàn)狀，本實用新型的目的是提供具有高性能、低溫加工的立體顯示電極，其能夠同時使用多種材料，以最少工序真空薄膜濺射或沉積方法，制造出低電阻高可靠性高透過率的立體顯示電極與驅(qū)動單元匹配和連接。立體顯示電極的導(dǎo)電和顯示部分既可以有機聚合物，也可以使用無機導(dǎo)電納米油墨成分，根據(jù)生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品應(yīng)用的不同需要靈活選擇。對材料本身的光刻精度沒有嚴(yán)格限制，電極的均勻性和空間精度只依賴于成型絕緣層的精度。本實用新型中提供的成型絕緣層約束制成的微米量級的輔助立體電極，具有適用性強，導(dǎo)電材料選擇廣泛的優(yōu)勢。除成型絕緣層制造之外，只需印刷設(shè)備即可完成電極制造。具有工藝設(shè)備簡單，生產(chǎn)過程能耗低，和現(xiàn)有的真空薄膜沉積和減法蝕刻的電極制造方法相比，是綠色環(huán)保的。封閉絕緣層和成型絕緣層形成的輔助立體電極和透明薄膜顯示電極組成的立體顯示電極，在顯示器的后續(xù)加工工藝中，具有良好的耐溶劑、耐高溫對顯示材料污染小的優(yōu)良性能。本實用新型提供的立體顯示電極的有益效果如下:本實用新型提供的立體顯示電極與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有低電阻和高透明的特性，輔助電極的寬度、高度和長度都能根據(jù)顯示器內(nèi)部的空間大小自由來調(diào)整，對構(gòu)成顯示電極材料的導(dǎo)電性要求降低而實現(xiàn)高透過率的。通過調(diào)整成型絕緣層所形成的輔助電極厚度和材料性質(zhì)，極易實現(xiàn)低電阻、寬度最小化、導(dǎo)電性均勻、可彎曲、并與顯示材料完全隔離。該立體顯示電極可以有效降低電極的電阻，充分利用顯示器內(nèi)部電極的冗余空間，提高顯示器的分辨率、刷新速率和對比度。當(dāng)透明薄膜顯示電極采用有機材料時，可以實現(xiàn)完全的低溫涂敷工藝，不需要金屬沉積，容易實現(xiàn)柔性顯示。本實用新型提供的立體顯示電極，因具有電阻低透過率高的特性，在許多顯示領(lǐng)域都具有優(yōu)勢。如果用在3層結(jié)構(gòu)的全彩色膽留型液晶電子紙的六層電極中，將整個電極的引線電阻降到幾歐姆的數(shù)量級甚至更小，使顯示區(qū)域的透明電極透射率增高、反射率降低，從而提高了膽留型液晶電子紙的對比度和亮度。低電阻和高透過率兼而有之的立體顯示電極的使用使整個電極的引線電阻大幅下降，解決了顯示尺寸30英寸以上的無源驅(qū)動阻容問題。本實用新型將為全彩色液晶電子紙的大尺寸制造和提高全彩化膽留型液晶電子紙的顯示性能提供了一個優(yōu)良的結(jié)構(gòu)支持。六層透明電極仍可以有70%以上的透過率，如果使用三層基板的結(jié)構(gòu)，電極的透過率可以維持80%以上。這要比ITO電極的透過率提高30%多，這為高亮度的彩色電子紙顯示創(chuàng)造條件。這是立體顯示電極提升顯示器性能的有力佐證之一。本實用新型提供的立體顯示電極或輔助立體電極，用在TFT的信號電極、柵電極和顯示電極，可以有效提高TFT顯示器的開口率和透過率。開口率可以提高10%，電極透過率能夠提高15%以上。立體顯示電極可以是無機導(dǎo)電材料、有機導(dǎo)電材料和有機無機導(dǎo)電材料混合的三種組合中的任一種。
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。


圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實用新型的俯視圖。圖3是本實用新型的主視圖。
具體實施方式
如
圖1至圖3所示，一種立體顯示電極，包括透明薄膜顯示電極4和與所述透明薄膜顯示電極4連接的立體輔助電極，所述立體輔助電極包括成型絕緣層I和固定在所述成型絕緣層I上端的封閉絕緣層2，所述成型絕緣層I內(nèi)設(shè)有用于容納導(dǎo)電部5的凹槽，所述導(dǎo)電部5由金屬納米粒子或?qū)щ姼叻肿硬牧蠘?gòu)成。所述立體輔助電極通過所述成型絕緣層I下端設(shè)置的至少一個連通孔3與所述透明薄膜顯示電極4相連通。為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解及實現(xiàn)本實用新型，下面結(jié)合具體實施例對本實用新型的具體實施方式
做詳細(xì)的說明。一種是無機立體顯示電極另一種是有機無機混合的立體顯示電極。根據(jù)這兩個實施案例容易設(shè)計其它的方案，本實用新型的保護(hù)范圍并不局限于這兩個具體實施例所述的范圍。實施例一在玻璃基板上，制作無機立體顯示電極，成型絕緣層材料使用國產(chǎn)瑞紅RZJ304正性光刻膠，封閉絕緣層采用SW-B紫外固化的環(huán)氧樹脂。無機導(dǎo)電材料使用銀納米粒子油墨(SEINTRONICS INK)，這種油墨具有對噴墨印刷電路形成所必需的良好的分散性和導(dǎo)電性，因不凝聚和堵塞少等特點可以形成高質(zhì)量的輔助立體電極。透明薄膜顯示電極使用ITO薄膜。其具體的工藝過程為:玻璃基板鍍膜，透明薄膜顯示電極的ITO膜厚為100埃；用清洗液刷洗，水溫為40° C，清液濃度為10%;[0052]超純水漂洗并干燥，水溫為40° C;紫外光照射去除有機物；輥涂光刻膠，厚度控制在1-2 ii m ;曝光，20mj/cm2;顯影，顯影液使用1%的氫氧化鉀溶液，溶液溫度是30° C，時間是20s ；超純水漂洗并干燥，水溫為40° C;堅膜，15min，溫度為130° C ；蝕刻，47% (飽和鹽酸)+47% (DI水)+6% (硝酸)，溶液溫度為50° C，蝕刻30s ；剝離掉光刻膠，10%氫氧化鉀溶液，溫度50° C，200s ；超純水漂洗并干燥，水溫為40° C;把光刻膠通過旋轉(zhuǎn)涂敷法均勻涂到基板上，形成5 y m均勻的感光薄膜層；經(jīng)過預(yù)烘烤去除溶劑，溫度為90° C，時間為30min ；曝光,90mj/cm2,光掩膜各處透光不同,最大透光量為和顯不透明電極ITO連接處，150。C烘烤，時間300s;RZX-3038處理，時間90s，獲得所需要的立體圖案；超純水清洗、干燥，獲得純凈的成型絕緣層；按照預(yù)先設(shè)計的著墨點，用噴墨印刷的方法將銀納米油墨噴到成型絕緣層中的對應(yīng)部分；加熱使其平坦化和去除電極材料中的溶劑，30° C和50s，40° C和50s，50° C和50s，80。C 和 150s;用凸版印刷的方法將SW-B環(huán)氧樹脂膠印刷到突起的成型絕緣層上，紫外照射固化，形成封閉型絕緣層。實施例二在PET基板上，制作無機有機混合的立體顯示電極，成型絕緣層材料使用國產(chǎn)瑞紅RZJ304正性光刻膠，封閉絕緣層采用SW-B紫外固化的環(huán)氧樹脂。有機導(dǎo)電材料使用PEDOT:PSS溶液，形成高質(zhì)量的輔助立體電極。透明薄膜顯示電極使用ITO薄膜。其具體的工藝過程為:在PET基板上低溫鍍膜，透明薄膜顯示電極的ITO膜厚為100埃；用清洗液漂洗，水溫為40° C，清液濃度為10%;超純水漂洗并干燥，水溫為40° C;紫外光輕微照射去除有機物；旋轉(zhuǎn)涂光刻膠，厚度控制在0.5 ii m ;曝光，10mj/cm2;顯影，顯影液使用1%的氫氧化鉀溶液，溫度是30° C，時間是15s ；超純水漂洗并干燥，水溫為40° C;堅膜，15min，溫度為100° C ；蝕刻，7% (飽和鹽酸)+92% (DI水)+1% (硝酸)，蝕刻60s，溫度為50° C;剝離掉光刻膠，1%氫氧化鉀溶液，溫度50° C，200s ；超純水漂洗并干燥，水溫為40° C;[0085]把光刻膠通過旋轉(zhuǎn)涂敷法均勻涂到基板上，形成5 y m均勻的感光薄膜層；經(jīng)過預(yù)烘烤去除溶劑，溫度為80° C，時間為30min ；曝光，90mj/cm2，光掩膜各處透光不同，最大透光量為和顯示透明電極ITO連接處，100。C烘烤，時間300s;RZX-3038處理，時間90S，獲得所需要的立體圖案；超純水清洗、干燥，獲得純凈的成型絕緣層；按照預(yù)先設(shè)計的著墨點，用噴墨印刷的方法將PED0T-PSS溶液噴到成型絕緣層中的對應(yīng)部分；加熱使其平坦化和去除電極材料中的溶劑，30° C和50s，40° C和50s，50° C和50s，80。C 和 150s;用噴墨印刷的方法將SW-B印刷到突起的成型絕緣層上，紫外照射固化，形成封閉型絕緣層。因PET薄膜耐溫低，高溫收縮，以上材料有多處調(diào)整，可以實現(xiàn)低溫立體顯示電極的制作。以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施方式
，但本實用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本實用新型的技術(shù)方案及其實用新型構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種立體顯示電極，包括透明薄膜顯示電極(4)和與所述透明薄膜顯示電極(4)連接的立體輔助電極，其特征在于:所述立體輔助電極包括成型絕緣層(I)和固定在所述成型絕緣層(I)上端的封閉絕緣層(2)，所述成型絕緣層(I)內(nèi)設(shè)有用于容納導(dǎo)電部(5)的凹槽；所述立體輔助電極通過所述成型絕緣層(I)下端設(shè)置的至少一個連通孔(3)與所述透明薄膜顯示電極(4)相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種立體顯示電極，其特征在于:所述導(dǎo)電部(5)由金屬納米粒子或?qū)щ娐劮肿硬牧蠘?gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種立體顯示電極，其特征在于:所述成型絕緣層(I)的材質(zhì)為可光刻的硬性有機材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種立體顯示電極，其特征在于:所述封閉絕緣層(2)的材質(zhì)為可印刷的且與所述成型絕緣層(I)的材質(zhì)有良好粘結(jié)性的粘性材料。
專利摘要本實用新型公開了一種立體顯示電極，包括透明薄膜顯示電極和與透明薄膜顯示電極連接的立體輔助電極，其特征在于立體輔助電極包括成型絕緣層和固定在成型絕緣層上端的封閉絕緣層，成型絕緣層內(nèi)設(shè)有用于容納導(dǎo)電部的凹槽；立體輔助電極通過所述成型絕緣層下端設(shè)置的至少一個連通孔與透明薄膜顯示電極相連通。本實用新型所述的立體電極具有低電阻和高透明的特性，通過調(diào)整輔助立體電極厚度和材料性質(zhì)，極易實現(xiàn)低電阻、寬度最小化、導(dǎo)電性均勻、可彎曲、并與顯示材料完全隔離。本實用新型所述的立體電極可以有效降低電極的電阻，充分利用顯示器內(nèi)部電極的冗余空間，提高顯示器的分辨率、刷新速率和對比度。
文檔編號G02F1/167GK203071139SQ201320020750
公開日2013年7月17日 申請日期2013年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月15日
發(fā)明者趙景罡 申請人:大連東方科脈電子有限公司