TWI395043B - 電泳顯示薄膜、電泳顯示面板及其製造方法 - Google Patents

Description

電泳顯示薄膜、電泳顯示面板及其製造方法

本發明是有關於一種電泳顯示薄膜(electro-phoretic display film)及其製造方法，且特別是有關於一種電泳顯示面板(electro-phoretic display panel)及其製造方法。

近年來，軟性顯示器、電子紙以及電子書正蓬勃發展，所使用的顯示介質包括液晶、電泳顯示介質、電致變色顯色介質、電解析出顯示介質等，其中又以具有電泳顯示介質的電泳顯示器最受關注。已有許多習知技術針對電泳顯示器的量產提出解決之道，如中華民國專利TWI 276903、中華民國專利TWI 223729、中華民國專利TWI 308231等。

由於電泳顯示面板中的電泳顯示介質對於水與氧較為敏感，且水與氧容易損害電泳顯示介質，因此，透過中華民國專利TWI 276903、中華民國專利TWI 223729、中華民國專利TWI 308231所提出的製程所製作出的電泳顯示面板，通常需要做進一步的封裝。在電泳顯示面板的後續封裝製程中，多半會使用阻水氧層以及阻水氧框膠將電泳顯示面板包覆，以確保電泳顯示面板不易被水與氧損害。

圖1為習知電泳顯示面板經過封裝後之剖面示意圖。請參照圖1，習知的電泳顯示面板100包括一電泳顯示薄膜110、一薄膜電晶體陣列基板120、一阻水氧層130以及一阻水氧框膠140。其中，薄膜電晶體陣列基板120包含一薄膜電晶體陣列(未標示)配置於一基板(未標示)上。電泳顯示薄膜110包括一具有多個微杯結構112a之介電層112、一導電層114以及多個位於微杯結構112a中的電泳顯示介質116。電泳顯示薄膜110與薄膜電晶體陣列基板120接合，以使微杯結構112a中的電泳顯示介質116位於導電層114與薄膜電晶體陣列基板120之間。阻水氧層130覆蓋於導電層114的外表面(即上表面或未接觸介電層112之表面)上，而阻水氧框膠140覆蓋於阻水氧層130的邊緣區域、電泳顯示薄膜110的側壁以及薄膜電晶體陣列基板120的基板部分邊緣區域上。

由於電泳顯示薄膜110本身的阻水氧能力較差，因此習知需透過阻水氧層130以及阻水氧框膠140來降低水與氧對電泳顯示薄膜110的損害機率。阻水氧層130以及阻水氧框膠140將導致習知電泳顯示面板100的製程複雜度提高，且使電泳顯示面板100的製造成本無法進一步降低。此外，阻水氧層130以及阻水氧框膠140的製作會導致電泳顯示面板100的整體厚度增加。

本發明提供一種電泳顯示薄膜及其製造方法。

本發明提供一種電泳顯示面板及其製造方法。

本發明提供一種電泳顯示薄膜，其包括一導電層、一配置於導電層上之介電層、多個電泳顯示介質以及一密封材料，其中介電層具有多個呈陣列排列的微杯結構(micro-cups)以及一環繞微杯結構之溝渠(trench)，而電泳顯示介質僅配置於微杯結構內，且密封材料僅配置於溝渠內。

本發明提供一種電泳顯示面板，其包括一主動元件陣列基板以及前述之電泳顯示薄膜。電泳顯示薄膜配置於主動元件陣列基板上，其中主動元件陣列基板具有多個成陣列排列之畫素電極，且各電泳顯示介質分別位於其中一個畫素電極與導電層之間。

在本發明一實施例中，各個微杯結構為一多邊形柱體空間、橢圓柱體空間，或圓柱體空間。

在本發明一實施例中，各個微杯結構的深度大於、小於或實質上等於電泳顯示介質的厚度。

在本發明一實施例中，前述之電泳顯示介質不與導電層直接接觸。

在本發明一實施例中，各個電泳顯示介質包括一介電溶劑(dielectric solvent)以及多個摻雜於該介電溶劑中的帶電荷粒子(charge particles)。

在本發明一實施例中，前述之溝渠的深度大於、小於或實質上等於各個微杯結構的深度。

在本發明一實施例中，前述之溝渠的寬度大於各個微杯結構的寬度。

在本發明一實施例中，前述之溝渠為一環型溝渠。

本發明提供一種電泳顯示薄膜之製造方法。首先，提供一導電層，接著於導電層上形成一介電層，並加以浮雕(emboss)，以使介電層具有多個呈陣列排列的微杯結構(micro-cups)以及一環繞微杯結構之溝渠(trench)。之後，於微杯結構內配置多個電泳顯示介質，並於溝渠內配置一密封材料。

本發明提供一種電泳顯示面板之製造方法。首先，提供一主動元件陣列基板，其中主動元件陣列基板具有多個成陣列排列之畫素電極。接著，依據前述之電泳顯示薄膜之製造方法製造出一電泳顯示薄膜，並將電泳顯示薄膜配置於主動元件陣列基板上，其中各電泳顯示介質分別位於其中一個畫素電極與導電層之間。

基於上述，由於本發明在介電層中製作出微杯結構以及環繞微杯結構之溝渠，因此本發明可以透過設置於溝渠中的密封材料達到阻擋水氧之功能，進而增進電泳顯示薄膜以及電泳顯示面板的信賴性(reliability)。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖2A、圖3A以及圖4A為本發明一實施例之電泳顯示面板的製造流程剖面圖，而圖2B以及圖3B為本發明一實施例之電泳顯示薄膜的製造流程上視圖。首先，請參照圖2A與圖2B，提供一導電層210以及一與導電層210接合之介電層220。在本實施例中，導電層210的材料例如是金屬或其他反射特性良好的導電材料，而介電層220的材料例如是具有良好介電特性的有機介電材料或無機介電材料。接著，於介電層220中形成多個呈陣列排列的微杯結構220a以及一環繞微杯結構220a之溝渠220b。在本實施例中，微杯結構220a以及溝渠220b例如是藉由浮雕方式(embossing)、微影蝕刻製程等方式製作。

從圖2A與圖2B可知，本實施例之微杯結構220a為矩形柱體空間，然而，本發明並不限定微杯結構220a必須是矩形柱體空間，微杯結構220a亦可以是任意之多邊形柱體空間、橢圓柱體空間，或圓柱體空間。此外，本實施例之溝渠220b可為一環型溝渠。值得注意的是，前述之環型溝渠的形狀、尺寸與數量可依據實際設計需求而更動，本發明不特別限定。

本實施例可採用同一到製程(如浮雕方式、微影蝕刻製程)以於介電層220中同步製作出微杯結構220a以及溝渠220b。以浮雕方式為例(如圖2A所示)，首先，令模具M在介電層220上的滾動，以使模具M上之突起物P1、P2嵌入介電層220中而形成微杯結構220a以及溝渠220b。在本實施例中，微杯結構220a的深度實質上等於溝渠220b的深度，但微杯結構220a的寬度則小於溝渠220b的寬度。然而，本發明可依據實際需求而調整微杯結構220a與溝渠220b的寬度與深度。詳言之，透過調整模具M上之突起物P1、P2的高度，可以使溝渠220b的深度大於或是小於微杯結構220a的深度。此外，透過調整模具M上之突起物P1的寬度與形狀，可以輕易地調整微杯結構220a寬度與形狀，而透過調整模具M上之突起物P2的寬度與形狀，可以輕易地調整溝渠220b寬度與形狀。

請參照圖3A與圖3B，在形成微杯結構220a與溝渠220b之後，接著於微杯結構220a內形成多個電泳顯示介質230，並於溝渠220b內形成一密封材料240，以完成電泳顯示薄膜200的製作。在本實施例中，電泳顯示介質230包括一介電溶劑(dielectric solvent)以及多個摻雜於介電溶劑中的帶電荷粒子(charge particles)。

從圖3A與圖3B可知，本實施例之電泳顯示薄膜200包括一導電層210、一配置於導電層210上之介電層220、多個電泳顯示介質230以及一密封材料240，其中介電層220具有多個呈陣列排列的微杯結構220a以及一環繞微杯結構220a之溝渠220b，而電泳顯示介質230僅配置於微杯結構220a內，且密封材料240僅配置於溝渠220b內。

在本實施例中，電泳顯示介質230的厚度實質上等於微杯結構220a的深度。然而，在本發明其他實施例中，電泳顯示介質230的厚度亦可以是大於或小於微杯結構220a的深度。此外，值得注意的是由於微杯結構220a的深度以及溝渠220b的深度皆小於介電層220的厚度，因此位於微杯結構220a中的電泳顯示介質以及位於溝渠220b中的密封材料240不會與導電層210直接接觸。

請參照圖3B，被密封材料240所環繞的區域一般被定義為顯示區域，而電泳顯示介質230皆位於密封材料240所環繞之顯示區域內，而密封材料240則位在顯示區域以外的非顯示區域內。其中，每一顯示區域可被視為每一個顯示單元(即顯示面板)，或者，前述之多個顯示區域可被視為一個顯示單元(即顯示面板)。再者，如圖3A與圖3B所繪示，當每一個顯示區域或多個顯示區域被當作一個顯示單元時，位於相鄰的不同顯示單元中的密封材料240間之介電層220寬度，較佳地，實質上大於每一個顯示單元內的二微杯結構220a間之介電層220寬度，可有利於後續切割及良好的阻水氧能力。然而，於其它實施例中，若位於相鄰的不同顯示單元中的密封材料240之阻水氧能力良好且在切割製程的精準度夠高的情況下，位於相鄰的不同顯示單元中的密封材料240間之介電層220寬度可實質上等於或小於每一個顯示單元內的二微杯結構220a間之介電層220寬度。

本實施例的電泳顯示薄膜200在製作完成時便已經具有密封材料240，且密封材料240具備良好的阻水氧能力。當形成於溝渠220b內之密封材料240沒有足夠的阻水氧能力時，則溝渠220b之寬度就要大於微杯結構220a之寬度。因此，電泳顯示薄膜200中的密封材料240可以簡化後續封裝製程的複雜度，故密封材料240對於良率的提昇、成本的降低、厚度的縮減有很大的助益。

圖4B為圖4A中A區域的放大圖。請同時參照圖4A與圖4B，提供一主動元件陣列基板300，其中主動元件陣列基板300具有多個成陣列排列之畫素電極320。詳言之，主動元件陣列基板300主要是由基板S、多條掃描線(未繪示)、多條資料線(未繪示)、多個主動元件310以及多個畫素電極320所構成。接著，令前述之電泳顯示薄膜200與主動元件陣列基板300接合，以使各個電泳顯示介質230分別位於其中一個畫素電極320與導電層210之間。位在各個微杯結構220a內的電泳顯示介質230能夠被對應的畫素電極320所驅動以顯示特定影像。另外，若畫素電極320之材料為反射材料，如金屬或具反射性之材料時，則導電層210之材料可為透明導電材料，如銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、鋁錫氧化物(ATO)、鋁鋅氧化物(AZO)、銦鍺鋅氧化物(IGZO)或其它合適的材料，或上述之組合。若畫素電極320之材料為透明導電材料，其材料如上所示，則導電層210之材料為反射材料，如金屬或具反射性之材料。若畫素電極320之部份區域材料為反射材料而另一部份區域為透明導電材料，則導電層210可使用上述之透明導電材料以及反射材料。若對應於各個微杯結構220a的導電層210之部份區域為透明導電材料，且各個微杯結構220a所對應的畫素電極320亦為透明導電材料時，電泳顯示面板就可為雙面顯示面板。

請參照圖4A，由於本實施例在介電層220中同時製作出微杯結構220a以及環繞微杯結構220a之溝渠220b，因此本實施例可以透過設置於溝渠220b中的密封材料240達到阻擋水氧之功能，進而增進電泳顯示面板的信賴性(reliability)。

100．．．電泳顯示面板

110．．．電泳顯示薄膜

112．．．介電層

112a．．．微杯結構

114．．．導電層

116．．．電泳顯示介質

120．．．薄膜電晶體陣列

130．．．阻水氧層

140．．．阻水氧框膠

200．．．電泳顯示薄膜

210．．．導電層

220．．．介電層

220a．．．微杯結構

220b．．．溝渠

230．．．電泳顯示介質

240．．．密封材料

300．．．主動元件陣列基板

310．．．主動元件

320．．．畫素電極

A．．．區域

M．．．模具

P1、P2．．．突起物

S．．．基板

圖1為習知電泳顯示面板經過封裝後之剖面示意圖。

圖2A、圖3A以及圖4A為本發明一實施例之電泳顯示面板的製造流程剖面圖。

圖2B以及圖3B為本發明一實施例之電泳顯示薄膜的製造流程上視圖。

圖4B為圖4A中A區域的放大圖。

200．．．電泳顯示薄膜

210．．．導電層

220．．．介電層

220a．．．微杯結構

220b．．．溝渠

230．．．電泳顯示介質

240．．．密封材料

Claims (17)

1. 一種電泳顯示薄膜，包括：一導電層；一介電層，配置於該導電層上，其中該介電層具有多個呈陣列排列的微杯結構(micro-cups)以及一環繞該些微杯結構之溝渠(trench)；多個電泳顯示介質，僅配置於該些微杯結構內；以及一密封材料，僅配置於該溝渠內。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電泳顯示薄膜，其中各該微杯結構為一多邊形柱體空間、橢圓柱體空間，或圓柱體空間。
3. 如申請專利範圍第1項所述之電泳顯示薄膜，其中各該微杯結構的深度大於該電泳顯示介質的厚度。
4. 如申請專利範圍第1項所述之電泳顯示薄膜，其中各該微杯結構的深度小於該電泳顯示介質的厚度。
5. 如申請專利範圍第1項所述之電泳顯示薄膜，其中各該微杯結構的深度實質上等於該電泳顯示介質的厚度。
6. 如申請專利範圍第1項所述之電泳顯示薄膜，其中該電泳顯示介質不與該導電層直接接觸。
7. 如申請專利範圍第1項所述之電泳顯示薄膜，其中各該電泳顯示介質包括一介電溶劑(dielectric solvent)以及多個摻雜於該介電溶劑中的帶電荷粒子(charge particles)。
8. 如申請專利範圍第1項所述之電泳顯示薄膜，其中該溝渠的深度大於各該微杯結構的深度。
9. 如申請專利範圍第1項所述之電泳顯示薄膜，其中該溝渠的深度小於各該微杯結構的深度。
10. 如申請專利範圍第1項所述之電泳顯示薄膜，其中該溝渠的深度實質上等於各該微杯結構的深度。
11. 如申請專利範圍第1項所述之電泳顯示薄膜，其中該溝渠的寬度大於各該微杯結構的寬度。
12. 如申請專利範圍第1項所述之電泳顯示薄膜，其中該溝渠包括一環型溝渠。
13. 一種電泳顯示面板，包括：一主動元件陣列基板；以及如申請專利範圍第1項所述之電泳顯示薄膜，配置於該主動元件陣列基板上，其中該主動元件陣列基板具有多個成陣列排列之畫素電極，且各該電泳顯示介質分別位於其中一個畫素電極與該導電層之間。
14. 一種電泳顯示薄膜之製造方法，包括：提供一導電層；於該導電層上形成一介電層，並加以浮雕，以使該介電層具有多個呈陣列排列的微杯結構(micro-cups)以及一環繞該些微杯結構之溝渠(trench)；於該些微杯結構內配置多個電泳顯示介質；以及於該溝渠內配置一密封材料。
15. 如申請專利範圍第14項所述之電泳顯示薄膜之製造方法，其中該電泳顯示介質不與該導電層直接接觸。
16. 如申請專利範圍第14項所述之電泳顯示薄膜之製造方法，其中該溝渠的寬度大於各該微杯結構的寬度。
17. 一種電泳顯示面板之製造方法，包括：提供一主動元件陣列基板，其中該主動元件陣列基板具有多個成陣列排列之畫素電極；以及依據申請專利範圍第14項之電泳顯示薄膜之製造方法製造出一電泳顯示薄膜，並將該電泳顯示薄膜配置於該主動元件陣列基板上，其中各該電泳顯示介質分別位於其中一個畫素電極與該導電層之間。