CN101246292B - 电子纸装置及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明是关于一种电子纸装置，包含一驱动基板、一电子纸以及一光调变层。其中，驱动基板具有一画素电极层，画素电极层为数组式排列；电子纸是设置于驱动基板的画素电极层之上，电子纸包含一上基板、一电泳性物质与一透明电极层，透明电极层与驱动基板相对设置；一阻隔层定义出多数个滤光区域，阻隔层是以喷墨或印刷方式设置于上基板之上；光调变层是以喷墨或印刷方式设置于透明电极层之上，光调变层中的滤光材料或色转换材料分别是设置于所述的多数个滤光区域中所述的多数个区域内并与画素电极层对位设置。本发明亦提供一种电子纸装置的制造方法。

Description

电子纸装置及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种显示装置及其制造方法，特别是涉及一种电子纸显示装置及其制造方法。

背景技术

随着信息时代的来临，由于人们与外界信息沟通的需求增加，具有传播信息的显示装置已成为现代人不可或缺的电子产品之一。显示装置由起始的阴极射线管(Cathode Ray Tube，CRT)显示器发展至现今更轻薄的液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)，而广泛应用于通讯、信息及消费性电子等产品上，然而由于液晶显示器需持续提供电力供操作，是以更省电的电泳显示器(Electrophoretic Display，EPD)的显示技术被开发出来。

现今由于面对处理与保存庞大数据的有效性需求增加，因此多仰赖可快速处理信息的计算机系统执行，然而，由于计算机的体积、重量以及操作等均不及将信息记载于纸张印刷品所带来的方便携带与便利阅读等优点，因此为保有纸张的便携性与易阅读性，又兼具电子装置处理数据的有效性与环保性，利用电泳显示器的电子纸(Electronic Paper)装置顺应而生。

请参照图1所示，现有习知的一种电子纸装置1是利用电泳原理，借由电场驱动带电染色粒子而产生颜色对比的显示器，其是包含一驱动基板11及一电子纸12，电子纸12是设置于驱动基板11上。其中，驱动基板11上具有图案化的画素电极层111，电子纸12是包含一上基板121、一电泳性物质122及一黏着层123。其中，电泳性物质122是密封于上基板121与黏着层123之间，其是包含多数带电染色粒子C1及一介电溶液L1，一透明电极层124是形成于上基板121的一侧，且透明电极层124是与画素电极层111相对设置。

当在画素电极层111与透明电极层124间施加一电压差时，带电染色粒子C1趋向带有与染色粒子相反极性电荷的画素电极层111或透明电极层124移动，因此可以通过对两电极层111、124选择性的施加电压，而决定显现介质溶液L1或是带电染色粒子C1的颜色，再借由施以反向电压来改变显现的颜色。

如图1所示，上基板121与黏着层123间的电泳性物质122是可借微胶囊化(Microencapsulation)技术将带电染色粒子C1及一介电溶液L1装入胶囊中。另外，如图2所示，亦可以微杯状(Microcup)结构将电泳性物质122分别包含于其中并彼此分隔。为达到全彩的目的，可利用分隔的电泳性物质122分别带有三原色其中的一颜色，而借由适当排列该等分隔的电泳性物质122来呈现全彩的画面；另外，还可借由多数彩色滤光片13形成于一封装盖板14上，再进行彩色滤光片13与驱动基板11的对位步骤使该等彩色滤光片13的图案与驱动基板11上的画素电极层111对位设置(如图3所示)，而达到全彩的显示。

然而，现有习知技术达到全彩显示的手段，由于需要精确地排列该等分隔的电泳性物质122并且精确地对位该等彩色滤光片13与驱动基板11的画素电极层111，是以增加了制作过程的复杂性，且由于需适当的对位设备与技术作配合，亦提高了电子纸装置1的制作成本。

有鉴于此，如何提供一种具有全彩显示效果，且简化制作步骤以及降低制作成本的“电子纸装置”，实为现今的重要课题之一。

发明内容

有鉴于上述课题，本发明的目的为提供一种具有全彩显示效果，且简化制作步骤以及降低制作成本的电子纸装置及其制造方法。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种电子纸装置，包含：一驱动基板，具有一画素电极层；一电子纸，是设置于该驱动基板之上，该电子纸包含一电泳性物质与一透明电极层，该透明电极层是与该驱动基板相对设置；以及一阻隔层，其定义出多数个滤光区域，该阻隔层是以喷墨或印刷方式设置于该上基板之上；以及一光调变层，该光调变层是以喷墨或印刷方式设置于该透明电极层之上，该光调变层中的滤光材料或色转换材料分别设置于所述的多数个滤光区域中并与该画素电极层对位设置。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的电子纸装置，其中所述的光调变层是以喷墨或印刷方式形成于该透明电极层之上。

前述的电子纸装置，其中所述的光调变层是包含至少一滤光材料或至少一色转换材料。

前述的电子纸装置，其中所述的滤光材料是选自红色滤光材料、蓝色滤光材料及绿色滤光材料至少其中之一，而该色转换材料是包含一荧光及/或一磷光物质。

前述的电子纸装置，其中所述的驱动基板是具有一玻璃基板、一塑料基板、一电路板或一软性电路板。

前述的电子纸装置，其中所述的驱动基板是包含一画素电极层，该电子纸是设置于该画素电极层之上，该画素电极层是为数组式排列。

前述的电子纸装置，其中所述的驱动基板的驱动方式为主动数组式驱动。

前述的电子纸装置，其中所述的透明电极层是对应该画素电极层设置，该电泳性物质是设置于该透明电极层与该画素电极层之间。

前述的电子纸装置，其中所述的电子纸更包含：一上基板，该透明电极层是设置于该上基板的一侧，且该透明电极层是位于该上基板与该驱动基板之间。

前述的电子纸装置，其中所述的上基板的表面是具有一粗糙结构。

前述的电子纸装置，其更包含：一喷墨辅助层，是设置于该光调变层与该上基板之间。

前述的电子纸装置，其中所述的阻隔层是为一黑色矩阵层。

前述的电子纸装置，其中所述的电子纸更包含：一黏着层，是设置于该电泳性物质与该驱动基板之间。

前述的电子纸装置，其更包含：一封装结构，是连结该驱动基板以形成一封闭空间，该封闭空间是容置该电子纸与该光调变层。

前述的电子纸装置，其中所述的封装结构是包含一黏着材及一盖板，该黏着材是连结该盖板及该驱动基板，该盖板是为一透明盖板。

前述的电子纸装置，其中所述的盖板的材质是为玻璃。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种电子纸装置的制造方法，包含：设置一电子纸于一驱动基板的一画素电极层之上，该电子纸包含一电泳性物质及一透明电极层，该透明电极层是与该驱动基板相对设置；以及喷墨或印刷一阻隔层及一光调变层于该透明电极层之上；其中，该阻隔层定义出多数个滤光区域，该光调变层中的滤光材料或色转换材料分别设置于所述的多数个滤光区域中并与该画素电极层对位设置。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的电子纸装置的制造方法，其中所述的驱动基板上是具有一画素电极层，该电子纸是设置于该画素电极层之上，该画素电极层是为数组式排列。

前述的电子纸装置的制造方法，其中所述的驱动基板的驱动方式为主动数组式驱动。

前述的电子纸装置的制造方法，其中所述的透明电极层是对应该画素电极层设置，该电泳性物质是设置于该透明电极层与该画素电极层之间。

前述的电子纸装置的制造方法，其中于设置该电子纸步骤是包含：设置一黏着层于该驱动基板或该电子纸的表面；以及黏合该驱动基板与该电子纸。

前述的电子纸装置的制造方法，其中所述的光调变层是设置于该电子纸的一上基板的表面。

前述的电子纸装置的制造方法，其更包含：于该上基板的表面形成一粗糙结构。

前述的电子纸装置的制造方法，其更包含：设置一喷墨辅助层于该光调变层与该上基板之间。

前述的电子纸装置的制造方法，其中所述的阻隔层是为一黑色矩阵层。

前述的电子纸装置的制造方法，其更包含：提供一封装结构连结该驱动基板以形成一封闭空间，该封闭空间是容置该电子纸与该光调变层。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上可知，为了达到上述目的，本发明提供了一种电子纸装置包含一驱动基板、一电子纸以及一光调变层。其中，电子纸包含一电泳性物质与一透明电极层，透明电极层是与驱动基板相对设置；光调变层是设置于透明电极之上。

为达上述目的，依据本发明的一种电子纸装置的制造方法包含：设置一电子纸于一驱动基板之上，电子纸包含一电泳性物质及一透明电极层，透明电极层是与驱动基板相对设置；以及喷墨或印刷一光调变层于透明电极层之上。

借由上述技术方案，本发明电子纸装置及其制造方法至少具有下列优点：

承上所述，因依据本发明的一种电子纸装置及其制造方法是将光调变层设置于电子纸且位于透明电极之上，与现有习知技术相比较，由于本发明的光调变层是可以喷墨或印刷方式相对驱动基板的画素电极形成于透明电极之上，是以免除现有习知光调变层设置于封装盖板上而后进行对位的步骤，同时亦免除现有习知需排列三原色的电泳性物质来达到全彩显示的复杂制程，因此有效地降低了制作的成本以及提高了产品制作的良率。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1为一显示现有习知的一种电子纸装置的示意图；

图2与图3为显示现有习知的另一种电子纸装置的一组示意图；

图4为一显示依据本发明较佳实施例的一种电子纸装置的示意图；

图5为一显示依据本发明较佳实施例的另一种电子纸装置的示意图；

图6为一显示依据本发明较佳实施例的一种电子纸装置与封装结构的示意图；以及

图7为一显示依据本发明较佳实施例的一种电子纸装置的制造方法的流程图。

1：电子纸装置               11：驱动基板

111：电极层                 12：电子纸

121：上基板                 122：电泳性物质

123：黏着层                 124：透明电极层

13：彩色滤光片              14：封装盖板

2：电子纸装置               21：驱动基板

211：画素电极层             211a：画素电极

22：电子纸                  221：上基板

222：透明电极层             223：电泳性物质

224：黏着层                 225：喷墨辅助层

23：光调变层                231：阻隔层

24：封装结构                241：黏着材

242：盖板                   C1：染色粒子

C2：染色粒子                L1：介电溶液

L2：介电溶液                S：封闭空间

F：滤光区域                 S1～S2：制造方法

具体实施方式

以下将参照相关图式，说明依据本发明较佳实施例的一种电子纸装置及其制造方法。

请参照图4所示，依据本发明较佳实施例的一种电子纸装置2包含一驱动基板21、一电子纸22以及一光调变层23。在本实施例中，电子纸装置2是为一反射式(reflective type)电泳显示装置。

驱动基板21是包含一画素电极层211，其是可包含多数画素电极211a。在本实施例中，驱动基板21是可为一玻璃基板、一塑料基板、一电路板或一软性电路板，画素电极层211的该等画素电极211a是为数组式(array type)排列，使得驱动基板21的驱动方式可为主动数组式驱动或被动数组式驱动。本实施例中，驱动基板21的驱动方式是以主动数组式驱动为例。

电子纸22是设置于驱动基板21之上，特别是设置于画素电极层211之上。电子纸22是包含一上基板221、一透明电极层222、一电泳性物质223及一黏着层224，上基板221与黏着层224是相对设置，透明电极层222是设置于上基板221的一侧，电泳性物质223则设置于上基板221与黏着层224之间，即电泳性物质223是位于透明电极层222与画素电极层211之间。其中，电泳性物质223是包含多数染色粒子C2(pigment particle)及一介电溶液L2(dielectric solution)，该等染色粒子C2是分散于介电溶液L2中，在本实施例中，电泳性物质223是以容置于一微型杯结构中为例说明，但不以此为限，当然，电泳性物质223亦可以是包覆于一微胶囊结构中(如图5所示)。其中，不论电泳性物质223是容置于一微型杯结构或包覆于一微胶囊结构中，各画素电极211a是可不用与各微型杯结构或微胶囊结构对齐。

承上，透明电极层222是相对驱动基板21的画素电极层211设置，于此，透明电极层222亦可称为共通电极层，透明电极层222是与该等画素电极211a相对设置，因此当于两电极层211、222间施以一电压差时，染色粒子C2是被驱使移动而可于显示面上反射光线而呈现染色粒子C2或是介电溶液L2的颜色。其中，透明电极层222的材质是可为铟锡氧化物、铝锌氧化物、铟锌氧化物或镉锡氧化物。

另外，本实施例的驱动基板21更可包含多数个薄膜晶体管，用以驱动画素电极层211而为主动式电极驱动设计，该等薄膜晶体管是可以例如非晶硅(amorphous Si)或低温多晶硅(low temperature polysilicon)等制程数组形成于驱动基板21上，且该等薄膜晶体管是与该等画素电极211a相连结以作为驱动开关。

在本实施例中，光调变层23是位于电子纸22，以例如喷墨或印刷方式形成于透明电极层222之上。也就是说，可于现有习知技术的电子纸结构上，直接于电子纸22的上基板221表面以喷墨或印刷方式来形成光调变层23。光调变层23是可包含至少一滤光材料或至少一色转换材料，其中滤光材料是可选自红色滤光材料、蓝色滤光材料及绿色滤光材料至少其中之一，来达到全彩的显示；而色转换材料是可包含一荧光及/或一磷光物质，以利用混光、散射及激发通过的光线来产生多彩发光色的变换，以达到多彩的目的。在本实施例中，光调变层23是相对画素电极层211设置，即光调变层23中的滤光材料或色转换材料是与画素电极层211上的画素电极211a对位(alignment)设置。

而为增加光调变层23与电子纸22的上基板221的连结强度，于上基板221的表面即与光调变层23连结的表面是具有一粗糙结构(图未显示)，利用表面结构的不平整而协助光调变层23材料的附着。另外，除了以粗糙结构增加光调变层23与上基板221的连结强度外，如图4与图5所示，电子纸装置2更可包含一喷墨辅助层225设置于光调变层23与上基板221之间，即设置于光调变层23与上基板221的连结界面。在本实施例中，喷墨辅助层225的材质是可为黏胶，借由黏胶的特性黏着光调变层23的材料，而有效增加连结界面的强度。

又，本实施例的电子纸装置2更可包含一阻隔层231以例如喷墨或印刷方式形成于上基板221之上，即设置于上基板221与光调变层23连结的表面上。其中，阻隔层231是可为一黑色矩阵层，其是定义多数个滤光区域F，光调变层23中的滤光材料或色转换材料则分别设置于该等滤光区域F中，借由阻隔层231的设置避免该等滤光区域F之间的光调变层23材料发生交错混杂的现象。

此外，如图6所示，为达到较佳的水气阻隔，本实施例的电子纸装置2更可包含一封装结构24，其是连结驱动基板21以形成一封闭空间S，用以容置电子纸22与光调变层23。在本实施例中，封装结构24是包含一黏着材241及一盖板242，黏着材241是连结盖板242与驱动基板21以有效隔绝外界的水气进入封闭空间S内影响电子纸22的作动。其中盖板242可为一透明盖板，其材质是可为玻璃。

请参照图7所示，依据本发明较佳实施例的一种电子纸装置的制造方法包含步骤S1以及S2。步骤S1是设置一电子纸于一驱动基板之上，电子纸包含一电泳性物质及一透明电极层，透明电极层是与驱动基板相对设置；以及步骤S2是喷墨或印刷一光调变层于透明电极层之上。

请同时参照图4及图7于步骤S1中的驱动基板，是包含一画素电极层211，且电子纸22是设置于画素电极层211之上。此外，驱动基板21更包含多数个薄膜晶体管，该等薄膜晶体管是驱动画素电极层211。画素电极层211的画素电极211a是为数组式(array type)排列，使得驱动基板21的驱动方式可为主动数组式驱动或被动数组式驱动。本实施例中，驱动基板21的驱动方式是以主动阵列式驱动为例。

于此步骤中，设置电子纸22于驱动基板21之上，详细来说，是提供一黏着层224设置于驱动基板21之上；当然，此黏着层224亦可设置于电子纸22的表面，之后，黏合电子纸22与驱动基板21。其中，电子纸22更包含一上基板221，透明电极层222是设置于上基板221的一侧，且透明电极层222是位于上基板221与驱动基板21之间。

于步骤S2中，光调变层23是以喷墨或印刷方式形成于透明电极层222之上，特别是将光调变层23设置于上基板221上。于此步骤之前，电子纸装置2的制造方法更包括一步骤，是进行一喷墨机台或一印刷机台与驱动基板21之间的对位，以定义光调变层23的设置位置。于此，驱动基板21是可形成有至少一定位标记(mark)，以利喷墨机台或印刷机台与驱动基板21定位，进而定义出光调变层23设置的位置，以达到光调变层23是分别与驱动基板21的画素电极层211对位的目的。

另外，于步骤S2之前，更包含一步骤，是于上基板221的表面形成一粗糙结构，该表面即为提供光调变层23设置的上基板221表面，借由粗糙结构增加上基板221与光调变层23之间的连结强度。此外，亦可更包含一步骤，是设置一喷墨辅助层225于光调变层23与上基板221之间，亦即于上基板221上先形成该喷墨辅助层225以协助后续光调变层23材料的附着，借以达到更佳的连结强度。其中，喷墨辅助层225的材质例如可为黏胶。

此外，本实施例的制造方法更可包含一步骤，是以喷墨或印刷方式设置一阻隔层231于上基板221的表面，即于欲形成光调变层23的上基板221表面形成阻隔层231，特别来说，是可形成一黑色矩阵层作为阻隔层231，用以定义多数个滤光区域F，该等滤光区F域是提供与画素电极211a对位的光调变层23设置，借由阻隔层231有效避免光调变层23的材料交错混杂。

请参照图6，为达到电子纸装置2最佳的作动状态，本实施例的制造方法更包含一步骤，是提供一封装结构24连结驱动基板21以形成一封闭空间S，以容置电子纸22与光调变层23，避免外界的水/氧侵入。

而由于本实施例的各构件的功能与特征是如前实施例相同组件所述，故不在此赘述。

综上所述，因依据本发明的一种电子纸装置及其制造方法是将光调变层是设置于电子纸且位于透明电极之上，与现有习知技术相比较，由于本发明的光调变层是可以喷墨或印刷方式相对驱动基板的画素电极形成于透明电极之上，是以免除现有习知光调变层设置于封装盖板上而后进行对位的步骤，同时亦免除现有习知需排列三原色的电泳性物质来达到全彩显示的复杂制程，因此有效地降低了制作的成本以及提高了产品制作的良率。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (22)

1.一种电子纸装置，其特征在于包含：

一驱动基板，具有一画素电极层，该画素电极层为数组式排列；

一电子纸，是设置于该驱动基板的该画素电极层之上，该电子纸包含一上基板、一电泳性物质与一透明电极层，该透明电极层是与该驱动基板相对设置；

一阻隔层，其定义出多数个滤光区域，该阻隔层是以喷墨或印刷方式设置于该上基板之上；以及

一光调变层，该光调变层是以喷墨或印刷方式设置于该透明电极层之上，该光调变层中的滤光材料或色转换材料分别设置于所述的多数个滤光区域中并与该画素电极层对位设置。

2.根据权利要求1所述的电子纸装置，其特征在于所述的滤光材料是选自红色滤光材料、蓝色滤光材料及绿色滤光材料至少其中之一，而该色转换材料是包含一荧光及/或一磷光物质。

3.根据权利要求1所述的电子纸装置，其特征在于所述的驱动基板是具有一玻璃基板、一塑料基板、一电路板或一软性电路板。

4.根据权利要求1所述的电子纸装置，其特征在于所述的驱动基板的驱动方式为主动数组式驱动。

5.根据权利要求1所述的电子纸装置，其特征在于所述的透明电极层是对应该画素电极层设置，该电泳性物质是设置于该透明电极层与该画素电极层之间。

6.根据权利要求1所述的电子纸装置，其特征在于所述的透明电极层是设置于该上基板的一侧，且该透明电极层是位于该上基板与该驱动基板之间。

7.根据权利要求6所述的电子纸装置，其特征在于所述的上基板的表面是具有一粗糙结构。

8.根据权利要求6所述的电子纸装置，其特征在于其更包含：

一喷墨辅助层，是设置于该光调变层与该上基板之间。

9.根据权利要求1所述的电子纸装置，其特征在于所述的阻隔层是为一黑色矩阵层。

10.根据权利要求1所述的电子纸装置，其特征在于所述的电子纸更包含：

一黏着层，是设置于该电泳性物质与该驱动基板之间。

11.根据权利要求1所述的电子纸装置，其特征在于其更包含：

一封装结构，是连结该驱动基板以形成一封闭空间，该封闭空间是容置该电子纸与该光调变层。

12.根据权利要求11所述的电子纸装置，其特征在于所述的封装结构是包含一黏着材及一盖板，该黏着材是连结该盖板及该驱动基板，该盖板是为一透明盖板。

13.根据权利要求12所述的电子纸装置，其特征在于所述的盖板的材质是为玻璃。

14.一种电子纸装置的制造方法，其特征在于包含：

在驱动基板上设置有一画素电极层，该画素电极层是为数组式排列；

在该画素电极层上设置一电子纸，该电子纸包含一上基板、一电泳性物质及一透明电极层，该透明电极层是与该驱动基板相对设置；以及

喷墨或印刷一阻隔层于该上基板之上，以及喷墨或印刷一光调变层于该透明电极层之上；

其中，该阻隔层定义出多数个滤光区域，该光调变层中的滤光材料或色转换材料分别设置于所述的多数个滤光区域中并与该画素电极层对位设置。

15.根据权利要求14所述的电子纸装置的制造方法，其特征在于所述的驱动基板的驱动方式为主动数组式驱动。

16.根据权利要求14所述的电子纸装置的制造方法，其特征在于所述的透明电极层是对应该画素电极层设置，该电泳性物质是设置于该透明电极层与该画素电极层之间。

17.根据权利要求14所述的电子纸装置的制造方法，其特征在于，其中于设置该电子纸步骤是包含：

设置一黏着层于该驱动基板或该电子纸的表面；以及

黏合该驱动基板与该电子纸。

18.根据权利要求14所述的电子纸装置的制造方法，其特征在于所述的光调变层是设置于该电子纸的该上基板的表面。

19.根据权利要求18所述的电子纸装置的制造方法，其特征在于其更包含：

于该上基板的表面形成一粗糙结构。

20.根据权利要求18所述的电子纸装置的制造方法，其特征在于其更包含：

设置一喷墨辅助层于该光调变层与该上基板之间。

21.根据权利要求14所述的电子纸装置的制造方法，其特征在于所述的阻隔层是为一黑色矩阵层。

22.根据权利要求14所述的电子纸装置的制造方法，其特征在于其更包含：

提供一封装结构连结该驱动基板以形成一封闭空间，该封闭空间是容置该电子纸与该光调变层。

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