CN1670601A - 光干涉式显示面板以及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种光干涉式显示面板至少包含一基板、一保护结构、多个可变色画素单元以及多个第一支撑结构。可变色画素单元系位于基板之上。保护结构覆盖于可变色画素单元上，且与可变色画素单元之间具有一间隙。第一支撑结构系位于可变色画素单元以及保护结构之间，且第一支撑结构的一端的高度系高于这些可变色画素单元，其中第一支撑结构系为保护可变色画素单元以避免因保护结构的变形而受损。

Description

光干涉式显示面板以及其制造方法

【技术领域】

本发明是有关于一种平面显示器，且特别是有关于一种光干涉式显示面板。

【背景技术】

平面显示器由于具有体积小、重量轻的特性，在可携式显示设备，以及小空间应用的显示器市场中极具优势。现今的平面显示器除液晶显示器(LiquidCrystal Display，LCD)、有机电激发光二极管(Organic Electro-LuminescentDisplay，OLED)和等离子显示器(Plasma Display Panel，PDP)等等之外，一种利用光干涉式的平面显示模式已被提出。

此一由光干涉式可变色画素单元数组所形成的显示器的特色在本质上具有低电力耗能、快速应答(Response Time)及双稳态(Bi-Stable)特性，将可应用于显示器的面板，特别是在可携式(Portable)产品的应用，例如行动电话(Mobile Phone)、个人数字助理(PDA)、可携式计算机(Portable Computer).··等等。

请参见美国第5,835,255号专利，该专利揭露了一可见光的调整组件(Array of Modulation)，即为一可变色画素单元，用来作为平面显示器的用。请参见图1A，图1A系绘示现有可变色画素单元的剖面示意图。每一个可变色画素单元100形成于一基板110之上，包含光入射电极102及光反射电极104，两者间系由支撑物106所支撑而形成一腔室(Cavity)108。光入射电极102具有光吸收率，可吸收部分可见光，而光反射电极104则可利用电压驱动使其产生形变。

如图1B所示，在电压的驱动下，光反射电极104会因为静电吸引力而产生形变，向光入射电极102的方向塌下，使得此可变色画素单元100由″开″的状态切换为″关″的状态。而当可变色画素单元100要由″关″的状态切换为″开″的状态时，则必须先移除用以驱动光反射电极104形变的电压，接着，依靠自己本身的形变恢复力，失去静电吸引力作用的光反射电极104会恢复成如图1A的原始的状态，使此可变色画素单元100呈现一″开″的状态。

然而，上述的光反射电极104为一薄膜层(Membrane)，其材质一般为金属材料，且通常系利用微机电结构系统(Micro Electro Mechanical System，MEMS)中的牺牲层技术来制造。此光反射电极的厚度非常薄，因此非常容易因外力的些许碰触就造成损伤，而影响其致动的能力。再者，腔室108为一空气间隙(Air Gap)，用以间隔上述两电极(光入射电极102与光反射电极104)。然而，在实际应用上，却经常会因为外在环境的影响而损害此可变色画素单元100的显示品质。

因此，现有技术提出了一种具有保护结构的光干涉式显示面板。图2A系绘示现有具有保护结构的光干涉式显示面板的剖面示意图。此光干涉式显示面板包含基板110，多个可变色画素单元100以及保护结构204。保护结构204利用具有间隙物(spacer)的黏着层202与基板110结合，并将这些可变色画素单元100包覆于两者之中。如此，不但可阻隔空气中水分子、灰尘或氧气的入侵，并且亦可减少可变色画素单元100因受到外力碰触而被损伤的机会。

但是，在光干涉式显示面板越做越大或越薄，或是保护结构204的材质为弹性材料时，此种单以具有间隙物的黏着层202来支撑此保护结构204的现有技术会开始产生一些问题。举例来说，当面板太大或太薄时，此保护结构204会变得十分容易产生弯曲变形并碰触到光反射电极104，因而对可变色画素单元100造成破坏，如图2B所示。另一种情况则是当面板局部受压时，例如手指按压或其它硬物碰撞，此保护结构容易坍塌变形，同样地对可变色画素单元100造成破坏，如图2C所示。

【发明内容】

因此本发明的目的就是在提供一种光干涉式显示面板，改善面板变大或变薄时其保护结构容易产生弯曲变形的问题，并使其保护结构的材质能够选择使用更具弹性的材料。

本发明的另一目的是在提供一种光干涉式显示面板的制造方法，防止其保护结构破坏可变色画素结构，并增进光干涉显示面板的可携带性及便利性。

根据本发明之上述目的，提出一种光干涉式显示面板，至少包含一基板、一保护结构、多个可变色画素单元以及多个第一支撑结构。这些可变色画素单元系位于该基板之上。保护结构覆盖于这些可变色画素单元上，且与这些可变色画素单元之间具有一间隙。这些第一支撑结构系位于这些可变色画素单元以及该保护结构之间，且这些第一支撑结构的一端的高度系高于这些可变色画素单元，其中这些第一支撑结构系为保护这些可变色画素单元以避免因该保护结构的变形而受损。

此光干涉式显示面板的制造方法系先提供一基板，再于基板上形成多个可变色画素单元。在这些可变色画素单元上形成多个第一支撑结构。利用一保护结构与基板结合，使可变色画素单元位于该保护结构以及该基板之间。

依照本发明的较佳实施例，每一这些可变色画素单元至少包含一第一电极位于该基板上，一第二电极与该第一电极约成平行排列，以及一第二支撑结构位于该第一电极上以支撑该第二电极，其中该第二支撑结构的一部份未被该第二电极覆盖。

此可变色画素单元的制造方法系先形成一第一电极于该基板之上，以及形成一牺牲层于该第一电极之上。接着，形成一第一开口于该牺牲层以及该第一电极之内，再形成一第二支撑结构于该第一开口之中。然后，形成一第二电极于该牺牲层及该第二支撑结构之上，其中该第二支撑结构的一部份未被该第二电极覆盖。最后，以一结构释放蚀刻方法蚀刻移除该牺牲层。

在较佳实施例中，第一支撑结构系位于这些第一电极上，或者位于这些第二支撑结构的这些未被该第二电极覆盖的部分上。也就是说，在蚀刻移除该牺牲层之前，先形成多个第二开口于该牺牲层以及该第一电极之内，再形成这些第一支撑结构于这些第二开口之中。或者，在蚀刻移除该牺牲层之前，形成这些第一支撑结构于该第二支撑结构的未被该第二电极覆盖的部分上。

第一支撑结构的材料可选择使用光阻、介电材料或导体，而且在此实施例中，基于方法考虑，必须选择与第二电极及第二支撑结构具有不同蚀刻选择率的材料，以利进行形成第二电极及第二支撑结构的方法。

再者，在此较佳实施例中，这些第一支撑结构的该端系不与该保护结构接触，且这些第一支撑结构的另一端系与这些可变色画素单元连接。此时，上述的结合步骤系利用具有间隙物的黏着层结合该保护结构以及该基板，利用间隙物使保护结构与基板之间保持一预定距离，以避免保护结构接触伤害可变色画素单元。黏着层的材质包含一紫外线胶或一热固胶。

依照本发明的另一较佳实施例，这些第一支撑结构的该端系与该保护结构连接，且这些第一支撑结构的另一端系与这些可变色画素单元连接。此时，上述的结合步骤中除了可使用含有间隙物的黏着层外，亦可选择使用不含间隙物的黏着层来结合保护结构以及基板，直接利用这些第一支撑结构来避免保护结构接触伤害可变色画素单元。

【附图说明】

为让本发明之上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：

图1A系绘示现有可变色画素单元的剖面示意图；

图1B系绘示图1A中的可变色画素单元100在加上电压后的剖面示意图；

图2A系绘示现有具有保护结构的光干涉式显示面板的剖面示意图；

图2B系绘示当现有具有保护结构的光干涉式显示面板弯曲变形时的剖面示意图；

图2C系绘示当现有具有保护结构的光干涉式显示面板局部受压时的剖面示意图；

图3系绘示本发明的一较佳实施例的示意图，为一俯视图；

图4A至图4B系绘示图3的较佳实施例的制造方法；

图5A系绘示图3的一较佳实施例沿A-A’切线的剖面示意图；

图5B系绘示图3的一较佳实施例沿B-B’切线的剖面示意图

图6A系绘示图3的另一较佳实施例沿A-A’切线的剖面示意图；以及

图6B系绘示图3的另一较佳实施例沿B-B’切线的剖面示意图。

【具体实施方式】

图3系绘示本发明的一较佳实施例的示意图，为一俯视图，自保护结构侧(图中未标示)俯视光干涉式显示面板300。如图3所示，可变色画素单元100包含光入射电极102及平行于光入射电极102的光反射电极104，且两者之间系以支撑物106来支撑。再者，两相邻可变色画素单元100之间存在第二支撑结构306，位于光入射电极102上以支撑光反射电极104，且第二支撑结构306的一部份并未被光反射电极104所覆盖。

图4A至图4B系绘示图3的较佳实施例的制造方法。为了表示方便，在解说以及图中仅以一个可变画素单元100来表示。请参照图4A，在基板110上先依序形成光入射电极102及牺牲层411，再于光入射电极102及牺牲层411中形成第一开口412以适用于形成支撑物106于其内。接着，在第一开口412内形成支撑物106，然后形成光反射电极104于牺牲层411及支撑物106之上。

请参照图4B，以一结构释放蚀刻方法(Release Etch Process)移除图4A所示的牺牲层411而形成腔室108(及牺牲层411的位置)，腔室108的长度D即为牺牲层411的厚度。接着，保护结构204利用黏着层202与基板110结合，且在结合时，可施以一压合过程使保护结构204与基板110的结合更为紧密。黏着层202系使用紫外线胶或热固胶。保护结构204与可变色画素单元100之间具有一间隙。

在此较佳实施例中，第一支撑结构302a系位于光入射电极102上，且/或第一支撑结构302b位于这些第二支撑结构306的这些未被光反射电极104所覆盖的部分之上。图5A系绘示图3的一较佳实施例沿A-A’切线的剖面示意图，图5B则绘示图3的一较佳实施例沿B-B’切线的剖面示意图，以下以图5A与图5B来分别说明第一支撑结构位于光入射电极102上或这些第二支撑结构306上的两种情形。

如图5A所示，第一支撑结构302a系位于光入射电极102上，并介于两相邻可变色画素单元100之间。此时，系在蚀刻移除牺牲层411之前，先形成多个第二开口(图中未表示)于牺牲层411以及光入射电极102之内，再形成第一支撑结构302a于第二开口之中。

如图5B所示，第一支撑结构302b系位于第二支撑结构306的未被光反射电极104所覆盖的部分上，并介于两相邻可变色画素单元100之间。此时，系在蚀刻移除牺牲层411之前，先形成第一支撑结构302b于第二支撑结构306的未被光反射电极104所覆盖的部分上。

第一支撑结构302a与302b的材料可选择使用光阻、介电材料或导体，而且在此较佳实施例中，基于方法考虑，必须选择与光反射电极104及第二支撑结构306具有不同蚀刻选择率的材料，以利进行形成光反射电极104及第二支撑结构306的方法。

再者，在此较佳实施例中，这些第一支撑结构302a与302b的一端系不与该保护结构204接触，且第一支撑结构302a与302b的另一端系与这些可变色画素单元100的光入射电极102连接。此时，上述的结合步骤系利用具有间隙物的黏着层202a来结合保护结构204以及基板110，利用间隙物使保护结构204与基板110之间保持一预定距离，以进一步避免保护结构204因受过大外力而接触伤害可变色画素单元100。

除了上述的第一支撑结构302a与302b不与保护结构204接触的实施例外，依照本发明的另一较佳实施例，第一支撑结构亦可与保护结构204相接触。以下以图6A与图6B来分别说明第一支撑结构位于光入射电极102上或第二支撑结构306上，且同时与保护结构204接触的两种情形。图6A系绘示图3的另一较佳实施例沿A-A’切线的剖面示意图，图6B则绘示图3的另一较佳实施例中沿B-B’切线的剖面示意图。

如图6A与图6B所示，第一支撑结构602a及602b的一端系与保护结构204连接，且第一支撑结构602a及602b的另一端系分别与光入射电极102及第二支撑结构306连接。此时，上述的结合步骤中除了可同样使用含有间隙物的黏着层202a外，亦可选择使用不含间隙物的黏着层202b来结合保护结构204以及基板110，直接利用第一支撑结构602a及602b来避免保护结构204接触伤害可变色画素单元100。

值得注意的是，上述的四种不同样式的第一支撑结构302a、302b、602a与602b，可视所需同时混合使用于同一光干涉式显示面板300中，以提供最好的效果。

本发明可防止光干涉式显示面板的保护结构破坏可变色画素结构。当面板局部受压时，例如手指按压或其它硬物碰撞，本发明可避免保护结构所产生的坍塌变形对可变色画素结构造成破坏。当面板的面积变大或体积变薄时，本发明可避免保护结构所产生的弯曲变形对可变色画素结构造成破坏，因此本发明使得光干涉式显示面板的尺寸能够更大，且体积可更薄。此外，本发明更使得光干涉式显示面板能够选择使用更具弹性的材料来制作其保护结构，增加面板在随身携带使用时的可携带性与便利性。

虽然本发明已以一较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉该领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的变动与修改，因此本发明的保护范围当根据权利要求书的范围为准。

Claims (13)

1.一种光干涉式显示面板，至少包含：

一基板；

多个可变色画素单元，位于该基板之上；

一保护结构，覆盖于这些可变色画素单元之上，该保护结构与这些可变色画素单元之间具有一间隙；以及

多个第一支撑结构，位于这些可变色画素单元以及该保护结构之间，且这些第一支撑结构的一端的高度系高于这些可变色画素单元，

其中，这些第一支撑结构系为保护这些可变色画素单元以避免因该保护结构的变形而受损。

2.根据权利要求1所述的光干涉式显示面板，其特征在于，每一该可变色画素单元至少包含：

一第一电极，位于该基板上；

一第二电极，与该第一电极约成平行排列；以及

一第二支撑结构，位于该第一电极上以支撑该第二电极，其中该第二支撑结构的一部份未被该第二电极覆盖。

3.根据权利要求2所述的光干涉式显示面板，其特征在于，这些第一支撑结构系位于这些第一电极上。

4.根据权利要求2所述的光干涉式显示面板，其特征在于，这些第一支撑结构系位于这些第二支撑结构的这些部分上。

5.根据权利要求1所述的光干涉式显示面板，其特征在于，这些第一支撑结构的该端系与该保护结构连接，以及这些第一支撑结构的另一端系与这些可变色画素单元连接。

6.根据权利要求1所述的光干涉式显示面板，其特征在于，这些第一支撑结构的该端系不与该保护结构接触，以及这些第一支撑结构的另一端系与这些可变色画素单元连接。

7.根据权利要求1所述的光干涉式显示面板，这些第一支撑结构的材料系选择自光阻、介电材料与导体其中之一。

8.一种光干涉式显示面板的制造方法，至少包含以下步骤：

提供一基板；

形成多个可变色画素单元于该基板之上；

形成多个第一支撑结构于这些可变色画素单元上；以及

结合一保护结构与该基板，使这些可变色画素单元位于该保护结构以及该基板之间。

9.根据权利要求8所述的制造方法，其特征在于，该形成每一这些可变色画素单元的步骤至少包含：

形成一第一电极于该基板之上；

形成一牺牲层于该第一电极之上；

形成一第一开口于该牺牲层以及该第一电极之内；

形成一第二支撑结构于该第一开口之中；

形成一第二电极于该牺牲层及该第二支撑结构之上，其中该第二支撑结构的一部份未被该第二电极覆盖；以及

以一结构释放蚀刻方法蚀刻移除该牺牲层。

10.根据权利要求9所述的制造方法，其特征在于，该制造方法更包含在蚀刻移除该牺牲层之前，形成多个第二开口于该牺牲层以及该第一电极之内，并形成这些第一支撑结构于这些第二开口之中。

11.根据权利要求9所述的制造方法，其特征在于，该制造方法更包含在蚀刻移除该牺牲层之前，形成这些第一支撑结构于这些第二支撑结构的这些部分上。

12.根据权利要求8所述的制造方法，其特征在于，这些第一支撑结构的该端系与该保护结构连接，这些第一支撑结构的另一端系与这些可变色画素单元连接，以及该结合的步骤包含利用一黏着材料黏合该保护结构以及该基板，该黏着材料的材质系选自一紫外线胶与一热固胶其中之一。

13.根据权利要求8所述的制造方法，其特征在于，这些第一支撑结构的该端系不与该保护结构接触，这些第一支撑结构的另一端系与这些可变色画素单元连接，以及该结合的步骤包含利用一黏着材料黏合该保护结构以及该基板，该黏着材料的材质包含一间隙物，利用该间隙物使该保护结构与该基板之间保持一预定距离。

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