CN101355838A - 电润湿显示器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电润湿显示器。该电润湿显示器包括一第一基板、一第二基板，多个隔绝墙、一疏水性绝缘层、第一流体、第二流体及多个不同颜色的着色层。该多个隔绝墙呈格状设置在该第二基板上，从而界定多个子像素单元。该疏水性绝缘层填充在相邻隔绝墙间的疏水性绝缘层上。该第一流体填充在相邻隔绝墙间的疏水性绝缘层上，其透光性较第二流体差，且与该第二流体互不相溶。该第二流体具导电性或极性，其填充在该第一流体与该第一基板之间。该多个不同颜色的着色层分别对应各子像素单元设置在该疏水性绝缘层与该第二基板之间。该电润湿显示器可实现全彩化显示且制造成本较低。
Description
技术领域
本发明涉及一种电润湿显示器(Electro-wetting Display)。
背景技术
电润湿显示器为近年来应用在显示器的新技术，其因具有低耗电、广视角及高响应速度的特点而倍受研究与重视。
请参阅图1，是一种现有技术电润湿显示器加压前的部分截面示意图。该电润湿显示器10包括相对设置的一第一基板11与一第二基板17以及位于该第一基板11与该第二基板17间的第一流体13、第二流体12、多个电极14、一绝缘层15及多个隔绝墙16。该多个电极14呈矩阵状设置在该第二基板17表面，且相邻两电极14间具有一间隙141，每一电极14界定一像素区域p。该绝缘层15覆盖该多个电极14与其间的间隙141，并具有一平整表面。该多个隔绝墙16对应该多个电极14间的间隙141设置在该绝缘层15的平整表面上。该第一流体13填充在相邻隔绝墙16之间，其填充厚度小于该隔绝墙16的高度，材料通常为不透明彩油或类似十六烷的烷烃。该第二流体12填充在该第一流体13与该第一基板11之间，其是与该第一流体13互不相溶的透明导电液体，可为水或者盐溶液，如水与乙醇混合物中的氯化钾(KCl)溶液。
在未施加电压时，该第二流体12与该第一流体13层叠设置，且该第二流体12邻近该第一基板11。此时，该电润湿显示器10呈现该第一流体13的颜色。
请一并参阅图2，是该电润湿显示器10一像素区域p加压后的截面示意图。当在该第二流体12与一像素区域p的电极14间施加一外加电压18后，该第二流体12在该外加电压18作用下，其表面张力发生改变，其挤压该像素区域p内的第一流体13，使该第一流体13移向相邻的隔绝墙16一侧，该电润湿显示器10的相应像素区域p不再显示该第一流体13的颜色。
然而，由于该电润湿显示器10仅可显示单一色彩，为了实现全彩显示，通常在该第二流体12与该第一基板11之间增加一彩色滤光片(Color Filter)。
请参阅图3，是一种现有技术彩色滤光片的平面结构示意图。该彩色滤光片包括多个呈矩阵分布的RGB子像素21与设置在相邻两子像素间的黑矩阵22。每一RGB子像素21均与一像素区域p对应设置。该黑矩阵22则与该隔绝墙16对应设置。
当施加外加电压至像素区域p内的电极14与该第二流体12上时，该第一流体13会发生移位，具有该彩色滤光片的电润湿显示器10将会显示该像素区域p所对应的RGB子像素21的色彩。可见，通过施加电压至不同像素区域p，即可改变所显示红、绿、蓝三色的混合比例，从而实现该电润湿显示器10的全彩化显示。
但是，该电润湿显示器10的全彩化显示需在该第一基板11表面涂布一彩色滤光片，而通常彩色滤光片需经由多道掩膜蚀刻制造工艺才可制得，其制造工序复杂，制造成本也较高。
发明内容
为了解决现有技术全彩化显示电润湿显示器制造成本较高的问题，有必要提供一种可实现全彩化显示且制造成本较低的电润湿显示器。
一种电润湿显示器，其包括一第一基板、一与该第一基板相对设置的第二基板，多个隔绝墙、一疏水性绝缘层、第一流体、第二流体及多个不同颜色的着色层。该多个隔绝墙呈格状设置在该第二基板上，从而界定多个子像素单元。该疏水性绝缘层填充在相邻隔绝墙间的疏水性绝缘层上。该第一流体填充在相邻隔绝墙之间，其与该第二流体互不相溶，且其透光性较第二流体差。该第二流体具导电性或极性，其填充在该第一流体与该第一基板之间。该多个不同颜色的着色层分别对应各子像素单元设置在该疏水性绝缘层与该第二基板之间。
一种电润湿显示器其包括一第一基板、一与该第一基板相对设置的第二基板、多个隔绝墙、一疏水性绝缘层、多个透明电极、第一流体、第二流体及多个不同颜色的着色层。该多个隔绝墙呈格状设置在该第二基板上从而界定多个子像素单元。该疏水性绝缘层设置在该多个子像素单元内。该多个透明电极对应该多个子像素单元设置在该疏水性绝缘层与该第二基板之间。该第一流体填充在相邻隔绝墙间的疏水性绝缘层上，且与该第二流体互不相溶。该第二流体具导电性或极性，且其透光性较第一流体佳，该第二流体填充在该第一流体与该第一基板之间。该多个不同颜色的着色层分别对应各子像素单元设置。该第一流体与该第二流体间的接触界面形状随加载在该第二流体上的电压与加载在该透明电极上的电压间的电压差的改变而改变，当该第二流体与该疏水性绝缘层相接触时，自该第二基板入射的光线先经由相应颜色的着色层滤色后，再经由未被该第一流体遮掩的第二流体自该第一基板出射。
一种电润湿显示器其包括一第一基板、一与该第一基板相对设置的第二基板、多个隔绝墙、一疏水性绝缘层、多个反射电极、第一流体、第二流体及多个不同颜色的着色层。该多个隔绝墙呈格状设置在该第二基板上从而界定多个子像素单元。该疏水性绝缘层设置在该多个子像素单元内。该多个反射电极对应该多个子像素单元设置在该疏水性绝缘层与该第二基板之间。该第一流体填充在相邻隔绝墙间的疏水性绝缘层上，且与该第二流体互不相溶。该第二流体具导电性或极性，且其透光性较第一流体佳，该第二流体填充在该第一流体与该第一基板之间。该多个不同颜色的着色层分别对应各子像素单元设置。该第一流体与该第二流体的接触界面形状随加载在该第二流体上的电压与加载在该反射电极上的电压间的电压差的改变而改变，当该第二流体与该疏水性绝缘层相接触时，自该第一基板入射的光线依次经由该第二流体、未覆盖该第一流体的疏水性绝缘层后入射至具有相应颜色的着色层进行滤色，再被该反射电极反射后自该第一基板出射。
与现有技术相比，上述电润湿显示器是利用设置在该第二基板与该疏水性绝缘层间的具有不同颜色的着色层来取代原本用来滤色的彩色滤光片，从而达到全彩显示的目的，且因其省去彩色滤光片的制造过程，制造成本较低。
附图说明
图1是一种现有技术电润湿显示器加压前的部分截面示意图。
图2是图1所示电润湿显示器一像素区域加压后的截面示意图。
图3是一种现有技术彩色滤光片的平面结构示意图。
图4是本发明电润湿显示器第一实施方式的部分截面示意图。
图5是本发明电润湿显示器第二实施方式的部分截面示意图。
图6是本发明电润湿显示器第三实施方式的部分截面示意图。
图7是本发明电润湿显示器第四实施方式的部分截面示意图。
图8是本发明电润湿显示器第五实施方式的部分截面示意图。
具体实施方式
请参阅图4，是本发明电润湿显示器第一实施方式的部分截面示意图。该电润湿显示器30包括相对设置的一第一基板31与一第二基板39，以及设置在该第一基板31与该第二基板39间的第一流体33、第二流体32、多个隔绝墙34、一疏水性绝缘层36、多个红色、绿色与蓝色着色层38a、38b、38c及一控制电路37。
该控制电路37设置在该第二基板39表面，其包括多个开关元件372、多个像素电极373及一绝缘保护层374。该多个像素电极373呈矩阵状设置在该第二基板39表面，其是由透明导电材料制得，如氧化铟锡(Indium Tin Oxide)或氧化铟锌(IndiumZinc Oxide)。该开关元件372与每一像素电极373对应电连接，其用来控制外加电压是否提供至该像素电极373上，且由单一开关元件372和与其相连的像素电极373界定一像素区域P，相邻两像素区域P间具有一间隙375。该绝缘保护层374覆盖该多个开关元件372、该多个像素电极373与其间的间隙375，从而使该控制电路37表面平整化，其可为有机高分子材料。
该多个隔绝墙34对应该多个间隙375呈格状设置在该第二绝缘层374的平整表面上，相邻的隔绝墙34所界定的最小单元定义一子像素单元(未标示)。该多个红色着色层38a、多个绿色着色层38b及多个蓝色着色层38c可利用滴注法依红、绿、蓝顺序分别形成在各子像素单元内。该疏水性绝缘层36分别对应各子像素单元设置在该多个着色层38a、38b、38c的表面，其材料为疏水性的透明非晶态含氟聚合物，如AF1600。该第一流体33填充在各子像素单元内的疏水性绝缘层36表面，其厚度与任意一着色层38a、38b、38c的厚度及该疏水性绝缘层36的厚度之和应小于该隔绝墙34的高度，且该第一流体33的材料通常为彩油或类似十六烷的烷烃，本实施方式中为黑色油膜。该第二流体32填充在该第一流体33与该第一基板31之间，其是与该第一流体33互不相溶的透明导电液体，可为水或者盐溶液，如水与乙醇混合物中的氯化钾溶液。
当未施加任何电压至该电润湿显示器30时，该第二流体32与该第一流体33层叠设置，由于该第一流体33为黑色，故该电润湿显示器30显示黑色，且自该第二基板39入射的光线被该第一流体33所吸收。
当外加一电压经由该开关元件372至相应的像素电极373，同时加载另一电压至该第二流体32时，该像素电极373与对应的第二流体32上的电压形成电压差。在该电压差作用下，该第二流体32的表面张力发生变化，其挤压相应的第一流体33，使该第一流体33发生移位或分裂为微小颗粒，暴露出覆盖相应的着色层的疏水性绝缘层36，如曝露出覆盖红色着色层38a的疏水性绝缘层36，从而使该电润湿显示器30对应的像素区域P显示红色。当将不同电压分别加载至多个像素电极373上时，其相应像素区域P内的第二流体32由在在不同电压差作用下，相应改变自身的表面张力，从而改变第一流体33的覆盖程度，显现出不同面积的多个红色着色层38a、绿色着色层38b与蓝色着色层38c，从而达到改变色彩混合比例的目的。当自第二基板39底部入射的光线依次经由该像素电极373与该绝缘保护层374射向该各色着色层38a、38b、38c滤色后，再经由未覆盖该第一流体33的疏水性绝缘层36与该第二流体32自该第一基板31出射，从而使该电润湿显示器30显示相应彩色画面。
请参阅图5，是本发明电润湿显示器第二实施方式的部分截面示意图。该电润湿显示器40与第一实施方式的电润湿显示器30的结构类似，其区别在于：该电润湿显示器40的像素电极473为一反射电极，其可为具高反射率的金属材料，如银、铂、铬、钼及其合金等。
该电润湿显示器40可实现反射式显示，即当施加电压至相应的像素电极473，同时加载另一电压至该第二流体42时，该像素电极473与对应的该第二流体42上电压形成电压差。在该电压差作用下，该第二流体42挤压相应的第一流体43，使该第一流体43发生移位或分裂为微小颗粒，从而暴露出覆盖相应着色层的疏水性绝缘层46，如暴露出覆盖该红色着色层48a的疏水性绝缘层46，则自该第一基板41入射的光线依次穿过该第二流体42与未覆盖该第一流体43的疏水性绝缘层46，再经由红色着色层48a滤色后，被该像素电极474反射，从而依次经由该绝缘保护层474、该红色着色层48a、未覆盖该第一流体43的疏水性绝缘层46及该第二流体42自该第一基板41出射，使该像素区域P′对应显示红色。
同理，当将不同电压分别加载至多个像素电极473上时，其相应像素区域P′内的第二流体42由在在不同电压差作用下，改变与第一流体43间的接触界面形状，从而显现出不同面积的多个红色着色层48a、绿色着色层48b、蓝色着色层48c，达到改变色彩混合比例，显示彩色画面的目的。
该电润湿显示器30、40均是在每一像素区域P、P′中利用滴注法注入不同颜色的着色层，且由在各着色层设置在该疏水性绝缘层36、46与该绝缘保护层374、474之间，使各色着色层之间可利用原本用在分隔第一流体33、43的隔绝墙34、44来实现色彩间隔，而无须利用黑矩阵。因此，该电润湿显示器30、40不仅实现全彩化显示，也因省去彩色滤光片的制造工艺而降低了制造成本。
请参阅图6，是本发明电润湿显示器第三实施方式的部分截面示意图。该电润湿显示器50包括相对设置的一第一基板51与一第二基板59以及设置在该第一基板51与该第二基板59间的第一流体53、第二流体52、多个第一隔绝墙54a、多个第二隔绝墙54b、一疏水性绝缘层56、多个红色、绿色及蓝色着色层58a、58b、58c以及一控制电路57。
该控制电路57设置在该第二基板59表面，其包括多个开关元件572与多个像素电极573。该多个像素电极573呈矩阵状分布在该第二基板59上，其是由透明导电材料制成，如氧化铟锡或氧化铟锌。该开关元件572与该像素电极573对应电连接，其用来控制外加电压是否提供至该像素电极573上，且由单一开关元件572和与其相连的像素电极573界定一像素区域X，相邻两像素区域X间具有一间隙575。
该多个第一隔绝墙54a设置在该间隙575处，从而构成一格状结构，且相邻的第一隔绝墙54a所界定的最小单元定义一子像素单元(未标示)。该多个红色着色层58a、多个绿色着色层58b及多个蓝色着色层58c可利用滴注法依红、绿、蓝顺序分别形成在各子像素单元内。该疏水性绝缘层56覆盖该多个着色层58a、58b、58c及该第一隔绝墙54a的表面，其材料为疏水性的透明非晶态含氟聚合物，如AF1600。该多个第二隔绝墙54b对应该多个第一隔绝墙54a设置在该疏水性绝缘层56表面。该第一流体53填充在相邻第二隔绝墙54b之间，其材料通常为彩油或类似十六烷的烷烃，本实施方式中亦为黑色油膜。该第二流体52填充在该第一流体53与该第一基板51之间，其是与该第一流体53互不相溶的透明导电液体，可为水或者盐溶液，如水与乙醇混合物中的氯化钾溶液。
该电润湿显示器50的工作原理与第一实施方式的电润湿显示器30的工作原理基本相同。
请参阅图7，是本发明电润湿显示器第四实施方式的部分截面示意图。该电润湿显示器60与第三实施方式的电润湿显示器50的结构类似，其区别在于：该电润湿显示器60的像素电极673为一反射电极，其可为具高反射率的金属材料，如银、铝、铂、铬、钼及其合金等。
该电润湿显示器60的工作原理类似于该第二实施方式电润湿显示器40的工作原理。
该电润湿显示器50、60均是在相应像素区域中的疏水性绝缘层56、66与像素电极573、673之间利用滴注法注入多个着色层58a、58b、58c、68a、68b、68c来实现滤色功能。因此，该电润湿显示器50、60不仅实现全彩化显示，也因省去彩色滤光片的制造工艺而降低了制造成本。另外，其疏水性绝缘层56、66仅需一次涂覆即可形成，而无需在单一子像素单元逐一形成，进一步简化制造过程。
再者，该电润湿显示器50、60的第一隔绝墙54a、64a与该第二隔绝墙54b、64b可一体成型构成在第二基板59、69的间隙575、675处，而该疏水性绝缘层56、66则分别覆盖位于子像素单元间的各色着色层表面。
请参阅图8，是本发明电润湿显示器第五实施方式的部分截面示意图。该电润湿显示器80包括相对设置的一第一基板81与一第二基板89以及设置在该第一基板81与该第二基板89间的第一流体83、第二流体82、多个第一隔绝墙84a、多个第二隔绝墙84b、一绝缘保护层85、多个红色、绿色与蓝色着色层88a、88b、88c及一控制电路87。
该多个第一隔绝墙84a呈格状设置在该第二基板89表面，且相邻的第一隔绝墙84a所界定的最小单元定义一子像素单元。该多个红色着色层88a、多个绿色着色层88b及多个蓝色着色层88c可利用滴注法依红、绿、蓝顺序分别形成在各子像素单元内。该绝缘保护层85覆盖该多个着色层88a、88b、88c与该第一隔绝墙84a的表面，从而形成一平整表面，其由有机高分子材料制得。
该控制电路87设置在该绝缘层85的平整表面上，其包括多个开关元件872、多个像素电极873及一疏水性绝缘层86。该多个像素电极873分别对应该多个子像素单元设置在该绝缘保护层85上，其是由透明导电材料制成，如氧化铟锡或氧化铟锌。该开关元件872与该像素电极873对应电连接，其用来控制外加电压是否提供至该像素电极873上。该疏水性绝缘层86覆盖该控制电路87，其材料为透明非晶态含氟聚合物，如AF1600。该多个第二隔绝墙84b对应该多个第一隔绝墙84a设置在该疏水性绝缘层86表面。该第一流体83填充在相邻第二隔绝墙84b之间，其材料通常为彩油或类似十六烷的烷烃，本实施方式中亦为黑色油膜。该第二流体82填充在该第一流体83与该第一基板81之间，其是与该第一流体83互不相溶的透明导电液体，可为水或者盐溶液，如水与乙醇混合物中的氯化钾(KCl)溶液。
该电润湿显示器80的工作原理与第一实施方式电润湿显示器40的工作原理类似，当施加电压至某一像素电极873时，自该第二基板89底部入射的光线经由该多个着色层88a、88b、88c滤色后，再依次穿过该像素电极873与该第二流体82自该第一基板81出射，从而使该电润湿显示器80显示对应色彩。另外，该电润湿显示器80的第一隔绝墙84a与该第二隔绝墙84b也可一体成型构成在第二基板89的间隙处。
上述电润湿显示器40、50、60、80的多个不同颜色的着色层也可进一步包括一白色着色层，其可提高电润湿显示器40、50、60、70、80的显示亮度。另外，上述电润湿显示器40、50、60、80的开关元件372、572、872可为一薄膜晶体管(Thin FilmTransistor，TFT)。
Claims (12)
1.一种电润湿显示器，其包括一第一基板、一与该第一基板相对设置的第二基板，多个隔绝墙、一疏水性绝缘层、第一流体及第二流体，该多个隔绝墙呈格状设置在该第二基板上，从而界定多个子像素单元，该疏水性绝缘层填充在相邻隔绝墙间的疏水性绝缘层上，该第一流体填充在相邻隔绝墙之间，其透光性较第二流体差，并与该第二流体互不相溶，该第二流体具导电性或极性，其填充在该第一流体与该第一基板之间，其特征在于：该电润湿显示器进一步包括多个不同颜色的着色层，各着色层分别对应各子像素单元设置在该疏水性绝缘层与该第二基板之间。
2.如权利要求1所述的电润湿显示器，其特征在于：该第一流体为不透光的液态物质。
3.如权利要求1所述的电润湿显示器，其特征在于：该电润湿显示器进一步包括多个像素电极，该多个像素电极分别对应各子像素单元设置在该第二基板与该疏水性绝缘层之间。
4.如权利要求3所述的电润湿显示器，其特征在于：该电润湿显示器进一步包括一覆盖该多个像素电极的绝缘保护层。
5.如权利要求4所述的电润湿显示器，其特征在于：该多个像素电极为透明导电材料。
6.如权利要求5所述的电润湿显示器，其特征在于：该多个不同颜色的着色层分别对应该多个子像素单元设置在该第二基板与该多个像素电极之间。
7.如权利要求6所述的电润湿显示器，其特征在于：该电润湿显示器进一步包括一覆盖该多个不同颜色的着色层的绝缘保护层。
8.如权利要求4所述的电润湿显示器，其特征在于：该多个像素电极为反射电极。
9.如权利要求5或8所述的电润湿显示器，其特征在于：该多个不同颜色的着色层分别对应该多个子像素单元设置在覆盖该多个像素电极的绝缘保护层与该疏水性绝缘层之间。
10.如权利要求5或8所述的电润湿显示器，其特征在于：该多个不同颜色的着色层分别对应该多个子像素单元设置在该多个像素电极与该疏水性绝缘层之间。
11.一种电润湿显示器，其包括一第一基板、一与该第一基板相对设置的第二基板、多个隔绝墙、一疏水性绝缘层、多个透明电极、第一流体及第二流体，该多个隔绝墙呈格状设置在该第二基板上从而界定多个子像素单元，该疏水性绝缘层设置在该多个子像素单元内，该多个透明电极对应该多个子像素单元设置在该疏水性绝缘层与该第二基板之间，该第一流体填充在相邻隔绝墙间的疏水性绝缘层上，且与该第二流体互不相溶，该第二流体具导电性或极性，且其透光性较第一流体佳，该第二流体填充在该第一流体与该第一基板之间，其特征在于：该电润湿显示器进一步包括多个不同颜色的着色层，各着色层分别对应各子像素单元设置，且该第一流体与该第二流体间的接触界面形状随加载在该第二流体上的电压与加载在该透明电极上的电压间的电压差的改变而改变，当该第二流体与该疏水性绝缘层相接触时，自该第二基板入射的光线先经由相应颜色的着色层滤色后，再经由未被该第一流体遮掩的第二流体自该第一基板出射。
12.一种电润湿显示器，其包括一第一基板、一与该第一基板相对设置的第二基板、多个隔绝墙、一疏水性绝缘层、多个反射电极、第一流体及第二流体，该多个隔绝墙呈格状设置在该第二基板上从而界定多个子像素单元，该疏水性绝缘层设置在该多个子像素单元内，该多个反射电极对应该多个子像素单元设置在该疏水性绝缘层与该第二基板之间，该第一流体填充在相邻隔绝墙间的疏水性绝缘层上，且与该第二流体互不相溶，该第二流体具导电性或极性，且其透光性较第一流体佳，该第二流体填充在该第一流体与该第一基板之间，其特征在于：该电润湿显示器进一步包括多个不同颜色的着色层，各着色层分别对应各子像素单元设置，该第一流体与该第二流体的接触界面形状随加载在该第二流体上的电压与加载在该反射电极上的电压间的电压差的改变而改变，当该第二流体与该疏水性绝缘层相接触时，自该第一基板入射的光线依次经由该第二流体、未覆盖该第一流体的疏水性绝缘层后入射至具有相应颜色的着色层进行滤色，再被该反射电极反射后自该第一基板出射。
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Legal Events
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Granted publication date: 20101229 Termination date: 20190725 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |