TWI420216B - Production method of color chamber unit for display of particle type electronic paper display panel - Google Patents

Description

粒子式電子紙顯示面板之顯示色囊空腔單元之製造方法

本發明係關於粒子式顯示裝置，將二種相異電荷性質的相異色粒子，置放於顯示裝置色囊空腔單元的裝置及製造方法。

中華民國發明專利1317032號，係以液晶旋光性的差異做為電子紙之顯示部結構。

中華民國發明專利1323824號，電子紙製造方法係以電極及分隔部間電泳的構造做為顯示裝置。

中華民國發公開201013605號，係以雙面粘著帶固定電子紙支撐膜上形成薄膜電晶體，而得利驅動層，驅動層上貼合圖像顯示功能之顯示層。

中華民國發明公開公報200730987號，係電子紙用碳黑顏料及其分散體以及製造方法，而未有將該碳黑顏料置放於電子紙面板顯示結構之色囊的做法。

中華民國發明公開公報200848900號，電子紙裝置係以電泳做為顯示裝置之結構。

中華民國發明公開公報200715018號，係以電泳微膠囊構造做為彩色顯示裝置之結構。

中華民國發明公開公報200907525號，係以複色電泳結構做為顯示裝置之結構。

中華民國發明公開公報200907526號，係以噴墨法將溶液液滴塗覆於基板的電泳微膠囊顯示裝置之方法。

而本發明係以粒子式電子紙顯示色囊空腔單元中的二種有色粒子置放的裝置及製造方法，藉著可精確控制感光板上帶電荷的潛像位置及大小，同時將帶電荷的有色粒子與潛像位置對應吸附。因此，得以控制帶電荷有色粒子在感光板上的位置與數量，該相關位置為電子紙顯示色囊空腔單元的佈列位置相同，再藉著同性相斥、異性相吸的極性控制，使帶電荷有色粒子被精確置入電子紙的顯示色囊空腔單元結構中。

在黑白粒子式電子紙顯示裝置之色囊中，分別裝填黑色有色粒子及白色有色粒子，其充填量約各佔50%比例，並且分別使不同色粒子帶不同電荷電性的表面塗層，以便控制其顯像；在彩色粒子式電子紙顯示裝置之色囊圖表中，則有4組色囊單元，分別為紅色及白色、藍色及白色、黃色及白色、黑色及白色，其各組組成百分比，則會依顏色之深度不同，有不同百分比的配置。

本發明的目的係為使帶異種電荷二種有色粒子能精確位置的及定數量的被置放於電子紙顯示色囊空腔單元結構中，做為電子紙中顯示裝置顏色變化機制。

為達成本發明上述目的，本發明提供二種透明結構的感光板組，在感光板上分別有可帶正負電荷的感光層，透明的基板及基板二面相導通的導電層，感光層的大小匹配於電子紙顯示裝置的尺寸；正像模板組包括透明結構的正像模基板及定義尺寸大小的正像模，該正像模為不透光的複數個圖形記號構成，使正像模的寬度m為電子紙顯示色囊空腔單元內寬度w的40～70%，例如：色囊空腔單元寬度w=200微米(μm)時，正像模寬度m=80～140微米(μm)。因此，正像膜的面與電子紙顯示色囊空腔單元面積比約為16～49%；正像模組的大小匹配於電子紙顯示裝置的尺寸；各正像模的間距P與電子紙顯示色囊空腔單元之間距P相同；可帶負電荷之有色粒子匣組，包括匣殼、內部導電層與內部導電層連接的極性控制連接線及承裝可帶負電荷之有色粒子；可帶正電荷之有色粒子匣組，包括匣殼、內部導電層與內部導電層連接的極性控制連接線及承裝可帶正電荷之有色粒子；匣殼組的大小匹配於電子紙顯示裝置的尺寸。

本發明帶電荷粒子置放於電子紙顯示面板之顯示色囊空腔單元的製造方法為，在暗室中，正像模板組的正像模面與正電荷型感光板組密貼合著，正電荷源提供感光板組之感光層均勻帶正電荷；由正像模組方向點亮均勻光源，讓感光層未被正像模遮蔽之位置感光，形成電導體，而由地釋出電荷，正像模遮蔽的位置將整齊保留正電荷，形成正電荷之潛像；然後將可帶負電荷之粒子匣組與已整齊佈列正電荷之感光板組對正位置，靠在一起；帶負電荷有色粒子受負電荷後，同性相斥關係而浮懸於匣殼中，異性相吸，有色粒子則整齊佈列於感光板組正像模對應之正電荷潛像位置，其它負電荷有色粒子則隨機相斥浮懸於匣殼中；將電子紙之基板組置於感光板組之對應位置，使各色囊空腔單元對準於帶負電荷有色粒子之下方；啟動感光板組上方的均勻光源開關，感光層全部受光，使感光層全部形成電導體，感光層上的正電荷全部由導電層到地線被釋出；在感光板之導電層施加負電壓，相斥帶負電荷的有色粒子；同時帶負電荷的有色粒子失去感光板組上正電荷之吸引，而被驅動置入電子紙基板之色囊空腔單元內；進入色囊空腔單元的帶電荷有色粒子，因為同性相斥於空腔單元內，並受隔肋的侷限而形成排斥之間距佈列；隨後正像模板組與負電荷型感光板組密貼合著，在暗室中由負電荷源提供負電荷型感光組之感光層帶均勻負電荷，由正像模組方向點亮均勻光源，讓感光層未被正像模遮蔽的位置感光，形成電導體，而由地釋出電荷；正像模遮蔽的位置，將整齊保留負電荷，，形成負電荷之潛像，然後將可帶正電荷之粒子匣組與已整齊佈列負電荷之感光板組對正位置靠在一起；帶正電荷有色粒子受正電荷後，同性相斥關係而浮懸於匣殼中，異性相吸，有色粒子則整齊佈列於感光板組，正像模組對應之負電荷潛像位置，其它正電荷有色粒子則隨機相斥浮懸於匣殼中；將前一階段已完成放置負電荷有色粒子之電子紙基板組，再置於負電荷型感光板組之對應位置，使各色囊空腔單元對準於帶正電荷有色粒子之下方，啟動負電荷型感光板組上方的均勻光源開關，感光層全部受光，使感光層全部成電導體，感光層上的負電荷全部由導電層到地線被釋出，潛像消失；在負電荷型感光板上施加正電壓，相斥帶正電荷的有色粒子，同時帶正電荷的有色粒子失去感光板組上的負電荷吸引，而被驅動置入電子紙基板之色囊空腔單元內，進入色囊空腔單元的帶正電荷有色粒子，與已置入另異色帶負電荷之有色粒子電性相反，而形成相異色之粒子相吸形成間距排列著；取出已置入帶相異電荷及相異色粒子的電子紙基板組，即完成了相異電荷及相異色粒子置放於電子紙顯示色囊空腔單元的製造。在置入相異色及相異帶電荷之粒子於色囊空腔單元之後，就會進行影像掃瞄檢查各色囊空腔單元內，各異色粒子的數量及佈列是否符合要求，合於規定條件的電子紙基板組，就會進入隋性氣體腔室，進行透明面板之封裝，同時相異色之粒子置入色囊空腔單元的數量，為色囊空腔單元投影面積的32～98%，因此相異色粒子在色囊空腔單元內，有足夠的上下運動裕度間隙。

為使　貴審查委員對本發明之製造方法特徵及其功效有更深一層的認識與瞭解，茲舉可行之實施例並配合圖示詳細說明如下：

圖1顯示粒子結構顯示面板組1是由上蓋板1A及基板組1B及裝在空腔單元105中的正電荷有色粒子108及負電荷有色粒子109所構成，上蓋板1A由透明板110及導電層104組合而成，導電層104為可導電的透明材料，基板組1B由基板101、導電層102、隔肋103所構成，隔肋103為方矩形陣列佈列，形成色囊空腔單元105，通常色囊空腔單元105的高度h大約在20～40微米(μm)之間，寬度w大約在100～300微米(μm)之間，色囊空腔單元105之間距P在120～320微米(μm)之間，該些尺寸關係受有色粒子大小、填粉能力、佈線間距能力等等因素所影響。

圖2顯示粒子是顯示面板有不同的顏色驅動方式，在面板視端都得以做出不同的顏色顯示。例如：在A區下方導電層通入正電壓，則正電荷粒子靠在上面板110上內表面，顯示為正電荷粒子的顏色；在B區下方導電層通入負電壓，則負電荷粒子靠在上面板110上內表面上，顯示為負電荷粒子的顏色，在E區為常態不控制狀態，則顯示為灰色顏色。

圖3及圖4為本發明透明結構的可帶正電荷感光層的感光板組2，分別由不導電之透明基板201、透明正面導電層202、背面導電層203及穿孔204及感光層205所組成，感光層205是一種光導電體材料，在光照射下由絶緣體變成導電體，在黑暗中不會導電為電的絶緣體，感光層205的大小匹配於電子紙顯示裝置的尺寸；圖5及圖5A顯示為正像模板組3：透明結構的正像模基板301及定義尺寸大小的正像模302，該正像模302為不透光的複數圖形記號構成，使正像模的寬度m為電子紙顯示色囊空腔單元105內寬度w的40～70%，例如：色囊空腔單元寬度w=200微米(μm)時，正像模302寬度m=80～140微米(μm)。因此，正像膜的面積與電子紙顯示色囊空腔單元面積比約為16～49%；正像模組3的佈列面積大小匹配於電子紙顯示裝置的尺寸，各正像模302的間距P與電子紙顯示色囊空腔單元105之間距P相同；圖9顯示可帶負電荷之有色粒子匣組9，包括匣殼901、內部導電層902與內部導電層連接的極性控制連接線及承裝可帶負電荷之有色粒子31；圖20顯示可帶正電荷之有色粒子匣組15，包括匣殼1501、內部導電層1502與內部導電層連接的極性控制連接線及承裝可帶正電荷之有色粒子32；匣殼組的大小匹配於電子紙顯示裝置的尺寸。

製造方法實例，圖6顯示在暗室4中，正像模板組3的正像模302面與正電荷型感光板組205密貼合著；圖7顯示正電荷源6的開關601打開，提供感光板組205之感光層均勻帶正電荷206；圖8顯示由正像模組3方向點亮均勻光源組5，讓感光層205未被正像模302遮蔽之位置感光，形成電導體，而由地釋出電荷，正像模遮蔽的位置207將整保留正電荷207，形成正電荷之潛像；圖9顯示將可帶負電荷之粒子匣組9與已整齊佈列正電荷207之感光板組2對正位置，靠在一起；圖10顯示帶負電荷有色粒子31受負電荷源10後，同性相斥關係有色粒子3101浮懸於匣殼中，異性相吸，有色粒子3102則整齊佈列於感光板組2正像模302對應之正電荷207潛像位置，其它負電荷有色粒子3101則隨機相斥浮懸於匣殼901中；圖11顯示將電子紙之空基板組1B01置於感光板組2之對應位置，使各色囊空腔單元105對準於帶負電荷有色粒子3103之下方；圖12顯示啟動感光板組2上方的均勻光源11開關1102，感光層205全部受光，使感光層全部形成電導體，感光層上的正電荷207全部由導電層到地線8被釋出；圖13顯示在感光板組2之導電層施加負電壓7，相斥帶負電荷的有色粒子3104；同時帶負電荷的有色粒子3104失去感光板組上正電荷之吸引，而被驅動置入電子紙基板之色囊空腔單元105內，成為進入色囊空腔單元的帶電荷有色粒子3104；圖14及圖15顯示帶電荷的有色粒子3104因為同性相斥於色囊空腔單元105內，並受隔肋103的侷限而形成排斥之間距佈列；圖17顯示正像模板組3與負電荷型感光板組22密貼合著；圖18顯示在暗室4中由負電荷源7提供負電荷型感光組22之感光層2205帶均勻負電荷2206；圖19顯示由正像模組3方向點亮均勻光源組5，讓感光層2205未被正像模遮蔽的位置感光，形成電導體，而由地8釋出電荷；正像模遮蔽的位置2209，將整齊保留負電荷2209，形成負電荷之潛像；圖20顯示將可帶正電荷之粒子匣組15與已整齊佈列負電荷之感光板組22對正位置靠在一起；圖21顯示帶正電荷有色粒子32受正電壓16後，同性相斥有色粒子3201浮懸於匣殼中，異性相吸，有色粒子3202則整齊佈列於感光板組，正像模組對應之負電荷潛像位置，其它正電荷有色粒子3201則隨機相斥浮懸於匣殼中；圖22顯示將前一階段已完成放置負電荷有色粒子之電子紙基板組1B02，再置於負電荷型感光板組22之對應位置；圖23顯示使各色囊空腔單元105對準於帶正電荷有色粒子3203之下方，啟動負電荷型感光板組22上方的均勻光源11開關1102，感光層2205全部受光，使感光層全部成電導體，感光層2205上的負電荷全部由導電層到地線被釋出，負電荷潛像消失；圖24顯示在負電荷型感光板22上施加正電壓6，相斥帶正電荷的有色粒子3203，同時帶正電荷的有色粒子失去感光板組上的負電荷吸引，而被驅動置入電子紙基板之色囊空腔單元105內；圖25、圖26及圖27顯示進入色囊空腔單元的帶正電荷有色粒子3204，與已置入另異色帶負電荷之有色粒子3104電性相反，而形成相異色之粒子間距排列著；取出已置入帶相異電荷及相異色粒子的電子紙基板組1B03，即完成了相異電荷及相異色粒子置放於電子紙顯示色囊空腔單元105的製造。在置入相異色及相異帶電荷之粒子於色囊空腔單元之後，就會進行影像掃瞄檢查各空腔單元內，各異色粒子的數量及佈列是否符合要求，合於規定條件的電子紙基板組，就會進入隋性氣體腔室，進行透明面板之封裝，同時相異色之粒子置入色囊空腔單元的數量，為色囊空腔單元投影面積的32～98%，因此相異色粒子在色囊空腔單元內，有足夠的上下運動裕度間隙。

惟以上所述內容，僅為本發明之實施例，當不能用以限定本發明可實施之範圍，凡熟悉於本技藝人士，所明顯可做變化與修飾，皆應視為不悖離本發明之實質內容。

1．．．粒子結構顯示面板剖面示意圖

1A．．．上蓋板組

1B．．．基板組

1B02．．．已承裝負電荷粒子之基板組

1B03．．．帶相異電荷及相異有色粒子的電子紙基板組

101．．．基板

102．．．導電層

103．．．隔肋

104．．．透明導電層

105．．．色囊空腔單元

108．．．正電荷有色粒子

2．．．可帶正電荷感光層之感光板組

201．．．透明基板

202．．．正面導電層

203．．．背面導電層

204．．．穿孔

205．．．感光層

206．．．感光板上帶的正電荷

207．．．感光板上指定位置排列的正電荷潛像

3．．．透明正像模板組

301．．．透明基板

302．．．正像模

4．．．暗室

5．．．光源組

6．．．正電荷源

601．．．開關

7．．．負電荷源

8．．．接地

9．．．可帶負電荷有色粒子匣組

901．．．匣殼

902．．．導電層

10．．．負電荷源

11．．．光源組

12．．．正電荷源

13．．．負電荷源

14．．．接地

15．．．可帶正電荷之有色粒子匣組

1501．．．匣殼

1502．．．導電層

16．．．正電荷源

22．．．可帶負電荷感光層之感光板組

2201．．．透明基板

2202．．．正面導電層

2203．．．背面導電層

2204．．．穿孔

2205．．．感光層

2206．．．感光板上帶的負電荷

2209．．．感光板上指定位置排列的負電荷潛像

31．．．可帶負電荷之有色粒子

3101．．．帶負電荷有色粒子，同性互相排斥，隨機浮懸於匣殼中

3102．．．帶負電荷有色粒子，異性相吸附著於感光板整齊排列之正電荷位置

3103．．．帶負電荷整齊佈列的有色粒子

3104．．．帶負電荷之有色粒子

32．．．可帶正電荷之有色粒子

3201．．．帶正電荷有色粒子，同性相斥，隨機浮懸於匣殼中

3202．．．帶正電荷有色粒子，異性相吸，附著於感光板整齊排列之負電荷位置

3203．．．帶正電荷整齊佈列的有色粒子

3204．．．落入空腔單元內之帶正電荷之有色粒子

圖1顯示習知粒子結構顯示面板之剖面示意圖。

圖2顯示習知粒子結構顯示面板，在不同驅動控制模式下有色粒子作動狀態，以顯示不同顏色之示意圖。

圖3為本發明實施型態感光板組之剖面概略圖。

圖4為圖3本發明實施型態部分感光板組之上投影視圖。

圖5為本發明實施型態部份正像模板組之上視圖。

圖5A為本發明實施型態圖5部分正像模板組之側視圖。

圖6為本發明製造方法在暗室中，正像模板組與感光板組密貼合之實施型態概略剖面圖。

圖7為本發明製造方法在暗室中，由正電荷源提供感光板組帶正電荷之實施型態概略剖面圖。

圖8為本發明製造方法在暗室中，由正像模組方向點亮均勻光源，讓感光層未被正像模遮蔽之位置感光，形成導體，而由地釋出電荷，正像模遮蔽之位置保留正電荷潛像之實施型態概略剖面圖。

圖9為本發明製造方法在暗室中，可帶負電荷之有色粒子匣組與已整齊佈列正電荷之感光板組對正位置靠在一起之實施型態概略剖面圖。

圖10為本發明製造方法在暗室中，帶負電有色粒子受負電荷後，同性相斥關係而浮懸於匣殼中，又異性相吸，有色粒子則整齊佈列於感光板組正像模對應之正電荷位置，其它負電荷有色粒子則隨機相斥浮懸於匣殼中之實施型態概略剖面圖。

圖11為本發明製造方法在暗室中，電子紙之基板組置於感光板組之對應位置，使各色囊空腔單元對準於帶負電荷有色粒子之下方的實施型態概略剖面圖。

圖12為本發明製造方法在暗室中，啟動感光板組上方的均勻光源開關，使感光層形成電導體，正電荷由導電層到地線釋出之實施型態概略剖面圖。

圖13為本發明製造方法在感電板之導電層施加負電壓，同時，帶負電荷的有色粒子失去感光板組上正電荷之吸引，而被驅動置入電子紙基板之色囊空腔單元內的實施型態概略剖面圖。

圖14進入空腔單元帶負電荷有色粒子，因為同性相斥於空腔單元內，形成排斥之間距佈列，由上投影之示意圖。

圖15為圖14之A-A剖面視圖。

圖16為本發明實施型態可帶負電荷感光層之感光板組剖面圖。

圖17為本發明製造方法在暗室中，正像模板組與感光板組密貼合之實施型態概略剖面圖。

圖18為本發明製造方法在暗室中，由負電荷源提供感光板組帶負電荷之實施型態概略剖面圖。

圖19為本發明製造方法在暗室中，感光板組受光源點亮，讓感光膜未被正像模遮蔽之位置感光，形成導體，而由地釋出電荷，正像模遮蔽位置，保留負電荷潛像之實施型態概略剖面圖。

圖20為本發明製造方法在暗室中，可帶正電荷之粒子匣組，與整齊佈列負電荷之感光板組對正位置靠在一起之實施型態概略剖面圖。

圖21為本發明製造方法在暗室中，帶正電荷粒子受正電荷後，異性相吸粒子則整齊佈列於感光板組正像模對應之負電荷位置，其它正電荷粒子，則隨機相斥浮懸於匣殼中之實施型態概略剖面圖。

圖22為本發明製造方法在暗室中，電子紙已承受負電荷粒子之基板組，置於感光板組之對應位置，使各色囊空腔單元對準於帶正電荷粒子之下方之實施型態概略剖面圖。

圖23為本發明製造方法在暗室中，啟動光源開關，使感光層形成電導體，負電荷由導電層到地線被釋出之實施型態概略剖面圖。

圖24為本發明製造方法在感光板組之導電層施加正電壓，同時帶正電荷粒子失去感光層上負電荷之吸引，而被驅動落入已承裝負電荷粒子的基板組空腔單元內之實施型態概略剖面圖。

圖25為落入空腔單元內之帶正負電荷之粒子，因為同性相斥、異性相吸，因此形成間隔等間距佈列之空腔單元上投影示意圖。

圖26為己承裝正負電荷粒子之多組空腔單元之上投影示意圖。

圖27為圖26之B-B剖面示意視圖。

22．．．可帶負電荷感光層之感光板組

2201．．．透明基板

2202．．．正面導電層

2203．．．背面導電層

2204．．．穿孔

2205．．．感光層

2209．．．感光板上指定位置排列的負電荷潛像

Claims (4)

1. 一種粒子式電子紙顯示面板之顯示色囊空腔單元之製造方法，其特徵為：在暗室中，正像模板組的正像模面與正電荷型透明感光板組密貼合著，正電荷源提供感光板組之感光層均勻帶正電荷；由正像模板組方向點亮均勻光源，讓感光層未被正像模遮蔽之位置感光，形成電導體，而由地釋出電荷，正像模遮蔽面積的位置將整齊保留正電荷，形成正電荷之潛像；然後將可帶負電荷之粒子匣組與已整齊佈列正電荷之感光板組對正位置，靠在一起；帶負電荷有色粒子受負電荷後，有色粒子整齊佈列於感光板組正像模面積對應之正電荷潛像位置；將電子紙之基板組置於感光板組之對應位置，使各色囊空腔單元對準於帶負電荷有色粒子之下方；啟動感光板組上方的均勻光源開關，感光層全部受光，感光層上的正電荷全部由導電層到地線被釋出；在感光板組之導電層施加負電壓，相斥帶負電荷的有色粒子；有色粒子被驅動置入電子紙基板組之色囊空腔單元內；再正像模板組與負電荷型感光板組密貼合著，在暗室中由負電荷源提供負電荷型感光板組之感光層帶均勻負電荷，由正像模板組方向點亮均勻光源，讓感光層未被正像模遮蔽的位置感光，形成電導體，而由地釋出電荷；正像模遮蔽的位置，將整齊保留負電荷，形成負電荷之潛像；將可帶正電荷之粒子匣組與已整齊佈列負電荷之感光板組對正位置靠在一起；帶正電荷有色粒子受正電荷後，有色粒子則整齊佈列於感光板組，正像模板組對應之負電潛像位置；將前一階段它完成放置負電荷有色粒子之電子紙基板組，再置於負電荷型 感光板組之對應位置，使各色囊空腔單元對準於帶正電荷有色粒子之下方，啟動負電荷型感光板組上方的均勻光源開關，感光層全部受光，使感光層全形成電導體，感光層上的負電荷全部由導電層到地線被釋出，潛像消失；在負電荷型感光板組上施加正電壓，相斥帶正電荷的有色粒子，帶正電荷的有色粒子被驅動置入電子紙基板之色囊空腔單元內，取出已置入帶相異電荷及相異有色粒子的電子紙基板組，即完成了相異電荷及相異有色粒子置放於電子紙顯示色囊空腔單元的製造。
2. 如申請專利範圍第1項所述之製造方法，其中該感光板組包括二種在基板上分別有可帶正負電荷的感光層、透明的基板及基板二面相導通的導電層，感光層的大小匹配於電子紙顯示裝置的尺寸。
3. 如申請專利範圍第1項所述之製造方法，其中該正像模板組包括透明結構的正像模基板及定義尺寸大小的正像模，該正像模為不透光的複數個圖形記號構成，使正像模的面積與電子紙顯示色囊空腔單元面積比為16~49%；正像模組面積的大小匹配於電子紙顯示裝置的尺寸，正像模的間距P與電子紙顯示色囊空腔單元之間距P相同。
4. 如申請專利範圍第1項所述之製造方法，其中該粒子匣組包括匣殼、內部導電層與內部導電層連接的極性控制連接線及承裝可帶正負電荷之有色粒子；匣殼組的大小匹配於電子紙顯示裝置的尺寸。