TWI448729B - 電濕潤顯示元件及其製造方法 - Google Patents
電濕潤顯示元件及其製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI448729B TWI448729B TW101142513A TW101142513A TWI448729B TW I448729 B TWI448729 B TW I448729B TW 101142513 A TW101142513 A TW 101142513A TW 101142513 A TW101142513 A TW 101142513A TW I448729 B TWI448729 B TW I448729B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- electrowetting display
- display element
- substrate
- layer
- polar liquid
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 21
- 238000009736 wetting Methods 0.000 title 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 claims description 66
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 60
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 50
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 30
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N disiloxane Chemical class [SiH3]O[SiH3] KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 15
- DIOQZVSQGTUSAI-UHFFFAOYSA-N decane Chemical compound CCCCCCCCCC DIOQZVSQGTUSAI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- 229910008051 Si-OH Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910006358 Si—OH Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 125000000962 organic group Chemical group 0.000 claims description 5
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- DHXVGJBLRPWPCS-UHFFFAOYSA-N Tetrahydropyran Chemical compound C1CCOCC1 DHXVGJBLRPWPCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 4
- YBMRDBCBODYGJE-UHFFFAOYSA-N germanium oxide Inorganic materials O=[Ge]=O YBMRDBCBODYGJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 claims description 4
- PVADDRMAFCOOPC-UHFFFAOYSA-N oxogermanium Chemical compound [Ge]=O PVADDRMAFCOOPC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 claims description 4
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 3
- NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N Acrylonitrile Chemical group C=CC#N NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- VQTUBCCKSQIDNK-UHFFFAOYSA-N Isobutene Chemical group CC(C)=C VQTUBCCKSQIDNK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 2
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims 1
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M sodium hydroxide Inorganic materials [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 14
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 12
- IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N Ethylene oxide Chemical compound C1CO1 IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 239000011203 carbon fibre reinforced carbon Substances 0.000 description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 description 4
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 4
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 description 4
- -1 polydimethylsiloxane Polymers 0.000 description 4
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 4
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 4
- VEJOYRPGKZZTJW-FDGPNNRMSA-N (z)-4-hydroxypent-3-en-2-one;platinum Chemical compound [Pt].C\C(O)=C\C(C)=O.C\C(O)=C\C(C)=O VEJOYRPGKZZTJW-FDGPNNRMSA-N 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N (3-aminopropyl)triethoxysilane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCN WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 2-(2-cyanopropan-2-yldiazenyl)-2-methylpropanenitrile Chemical compound N#CC(C)(C)N=NC(C)(C)C#N OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 2
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 2
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 1
- 125000003342 alkenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 1
- 150000002923 oximes Chemical class 0.000 description 1
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/004—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements based on a displacement or a deformation of a fluid
- G02B26/005—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements based on a displacement or a deformation of a fluid based on electrowetting
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B2207/00—Coding scheme for general features or characteristics of optical elements and systems of subclass G02B, but not including elements and systems which would be classified in G02B6/00 and subgroups
- G02B2207/115—Electrowetting
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/0035—Multiple processes, e.g. applying a further resist layer on an already in a previously step, processed pattern or textured surface
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
Description
本案係關於一種顯示元件及其製造方法，特別是一種電濕潤顯示元件及其製造方法。
自2003年飛利浦公司的Robert A.Hayes與B.J.Feenstra在Nature期刊上公開最早之電濕潤顯示器後，由於電濕潤顯示器之結構簡單且材料單純而容易製備，因此相關研究正蓬勃地發展。
一般而言，電濕潤顯示器之結構主要包含極性液體、疏水性油墨、疏水性絕緣層、親水性擋牆以及透明電極，藉由施加電壓之不同來控制疏水性油墨與疏水性絕緣層之間的接觸角，來達到色彩轉換之目的。
當電濕潤顯示器未施加電壓時，極性液體與疏水性絕緣層之表面相互排斥，使得疏水性油墨被極性液體所覆蓋，而呈現平鋪之狀態。當施加電壓於電濕潤顯示器時，電壓產生的電荷分佈會吸引極性液體，使極性液體推開疏水性油墨。藉由極性液體覆蓋疏水性油墨或者極性液體推開疏水性油墨，使得電濕潤顯示器有亮態以及暗態之呈現。並藉由親水性擋牆限制疏水性油墨的移動區域，以區隔相異之畫素。
在上述電濕潤顯示器之結構中，疏水性絕緣層扮演著重要的角色。一方面疏水性絕緣層需要足夠的疏水性，使極性液體與疏
水性絕緣層表面排斥而覆蓋疏水性油墨。另一方面，疏水性絕緣層又需要與親水性擋牆相連接。然而，疏水性絕緣層的表面能以及親水性擋牆的表面能無法匹配，而導致親水性擋牆的附著性差、大面積製程困難。並且親水性擋牆也無法選用極親水的材料，這使得電濕潤顯示器的疏水性絕緣層與親水性擋牆之間親疏水性質的差異較小，而導致電濕潤顯示器產生了驅動跳墨(oil overflow)等問題。此外，由於電濕潤顯示器設置了擋牆，這也使得設計人員無法進一步降低電濕潤顯示器的厚度。
因此，如何設計一種電濕潤顯示器，以解決先前技術中疏水性絕緣層與親水性擋牆之間親疏水性質的差異較小以及無法進一步降低電濕潤顯示器的厚度之問題，就成為設計人員需要解決的問題。
本提案是關於一種電濕潤顯示元件及其製造方法，藉以解決先前技術中疏水性絕緣層與親水性擋牆之間親疏水性質的差異較小以及無法進一步降低電濕潤顯示器的厚度之問題。
根據上述本提案一實施例所揭露的電濕潤顯示元件的製造方法，包含下列步驟。提供一第一基板與一第二基板。設置一第一電極層於第一基板朝向第二基板之一側。設置一第二電極層於第二基板朝向第一基板之一側。設置一高分子層於第一電極層上，高分子層之成分包含一具有光可交聯基團以及Si-H鍵之有機矽氧烷，有機矽氧烷之單體的分子量大於等於5000。光照部分的高分
子層以形成複數個疏水區，並以一顯影液使疏水區外的高分子層顯影而形成一親水區，親水區與疏水區構成一圖案層。設置一極性液體及一非極性液體於圖案層與第二電極層之間。
根據上述本提案一實施例所揭露的電濕潤顯示元件，包含相對的一第一基板與一第二基板、一第一電極層、一圖案層以及一極性液體及一非極性液體。第一電極層設置於第一基板朝向第二基板之一側。第二電極層設置於第二基板朝向第一基板之一側。圖案層設置於第一電極層上，圖案層包含複數個疏水區及一親水區。親水區環繞疏水區。親水區的成分包含一具有Si-OH之有機矽氧烷，疏水區的成分包含一具有非極性之有機矽氧烷。極性液體及非極性液體介於圖案層與第二電極層之間。
根據上述本提案實施例之電濕潤顯示元件，因為高分子層是藉由光交聯反應將光照區的有機矽氧烷上的Si-H鍵與光可交聯基團反應，再經由顯影液以將光遮區的有機矽氧烷的Si-H鍵轉換成Si-OH鍵。因此，可將光遮區的有機矽氧烷從疏水性轉換成親水性，而達到極性反轉之功效，因而使高分子層轉變成具有共平面的親水區以及疏水區之圖案層，並且親水區與水之接觸角以及疏水區與水之接觸角的差異較大，而可減少電濕潤顯示元件驅動跳墨的情形發生。並且，由於電濕潤顯示元件不須設置擋牆，因此所製成之電濕潤顯示元件可以具有較薄之厚度。
以上之關於本提案內容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本提案之原理，並且提供本提案之專利申請範圍更
進一步之解釋。
以下在實施方式中詳細敘述本提案之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者了解本提案之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本提案相關之目的及優點。以下之實施例係進一步詳細說明本提案之觀點，但非以任何觀點限制本提案之範疇。
在以下說明中，所使用之第一、第二、第三等字眼是用以區分圖式中之不同元件、組成、區域。這些字眼並非用以限制元件、組成、區域。也就是說，在不脫離本提案的精神和範圍內，所敘述之第一元件、第一組成、第一區域也可以是第二元件、第二組成、第二區域。
在以下說明中，所使用之上、下、左、右等關於方向之字眼僅是針對圖式中各元件之相對關係進行說明。也就是說，在不脫離本提案的精神和範圍內，所敘述甲在乙之上方也可以是乙在甲之上方。
首先，請參閱「第1圖」、「第2A圖」至「第2H圖」以及「第3A圖」、「第3B圖」，「第1圖」為根據本提案一實施例所揭露的電濕潤顯示元件的製作流程圖，「第2A圖」至「第2H圖」為分別對應「第1圖」中步驟S101至S108之部分結構側視圖，「第3A圖」為對應「第2F圖」之圖案層之立體示意圖，「第3B圖」
為對應「第2G圖」之圖案層之立體示意圖。在以下說明中，將以電濕潤顯示元件的一畫素作為舉例說明。
首先，提供一第一基板10與一第二基板20，並且第一基板10與第二基板20之間保持一間距(S101)(如「第2A圖」所示)。其中，第一基板10與第二基板20之材質例如為一玻璃基材。
接著，在第一基板10朝向第二基板20一側的表面利用如濺鍍之方式設置一第一電極層30(S102)(如「第2B圖」所示)。然而，設置第一電極層30之方式並不以濺鍍為限。其中，第一電極層30的材質例如為一氧化銦錫(Indium Tin Oxide，ITO)薄膜。
然後，在第二基板20朝向第一基板10一側的表面利用如濺鍍之方式設置一第二電極層40(S103)(如「第2C圖」所示)。然而，設置第二電極層40之方式並不以濺鍍為限。其中，第二電極層40的材質例如為一氧化銦錫薄膜。
須注意的是，在本實施例中，是先將第一基板10及第二基板20保持一間距，然後在第一基板10設置第一電極層30，再於第二基板20設置第二電極層40。然而，將第一基板10及第二基板20保持一間距、設置第一電極層30及設置第二電極層40的順序並非用以限定本提案。例如在其他實施例中，可以先將第二基板20設置第二電極層40，在第一基板10設置第一電極層30，之後才將第一基板10及第二基板20保持一間距。
接著，在第一電極層30設置一介電層50(S104)(如「第2D圖」所示)。介電層50的成分為一具有高介電常數的材料。例如，
介電層50的成分可以是氮化矽(silicon nitride,Si3
N4
)或者是二氧化矽(silicon dioxide,SiO2
)，並藉由蒸鍍之方式而設置於第一電極層30，但並不以此為限。在其他實施例中，介電層50可以是有機高分子，並藉由塗佈之方式而設置於第一電極層30。
接著，使用例如包括但不限於塗佈之方式將一高分子層60設置於介電層50上(S105)(如「第2E圖」所示)，藉此以強化高分子層60之結構，並避免高分子層60因電驅動而被擊穿崩潰。然，介電層50之設置並非用以限定本提案。在其他實施例中，可藉由選擇一具有高介電常數之材料作為高分子層60，並將高分子層60設置於第一電極層30上，藉此，可不必設置一介電層50，而仍可避免高分子層60因電驅動而被擊穿崩潰。高分子層60之成分包含一具有光可交聯基團以及Si-H鍵之有機矽氧烷。有機矽氧烷之結構式為：
其中，X為光可交聯基團，Y為有機基團，Z1
及Z2
為氫原子或有機基團，m、n、p為大於等於0的整數，若p為0，則Z1
及Z2
至少有一為氫原子。有機基團可為烷基，例如為甲基，但並不以此為限。光可交聯基團可為乙烯基、丙烯醯基、異丁烯醯基等具有碳-碳雙鍵之結構，或者如1,2-環氧樹脂基之具有環氧結構的基
團。並且，有機矽氧烷的分子量大於或等於5000。
在部分實施例中，高分子層60可再包含一光交聯加速組成物，用以促進光可交聯基團進行光交聯反應之反應速率。其中，光交聯加速組成物例如為Pt(CH3
COCHCOCH3
)2
(platinum(II)acetylacetonate)之白金催化劑、偶氮二異丁腈(AIBN，azobisisobutyronitrile)之游離基產生劑或者鹽酸之陽離子產生劑。
為了使高分子層60製成之電濕潤顯示元件與水接觸時具有適宜的接觸角(Contact Angle)，可藉由改變有機矽氧烷的分子量以進行調整。詳細來說，當有機矽氧烷的分子量越大，有機矽氧烷進行光交聯反應的程度越高，這使得有機矽氧烷進行光交聯反應後的極性越低，因而具有較低的接觸角。在一實施例中，有機矽氧烷的分子量是介於6000至155000之間。在另一實施例中，有機矽氧烷的分子量是介於6000至12000之間。須注意的是，當有機矽氧烷的分子量越大，所製成之高分子層60的黏度也會越高，這也會增加電濕潤顯示元件製作時的難度。
接下來，設置一光罩(未繪示)於高分子層60上，並使一光線由光罩照射高分子層60，使部分高分子層60的有機矽氧烷進行光交聯反應，而使高分子層60進行反應而形成一圖案層62(S106)(如「第2F圖」所示)。詳細來說，光罩具有至少一透光區(未繪示)以及至少一不透光區(未繪示)，並且透光區對應於介電層50。因此，藉由光線照射高分子層60，使得高分子層60反應形成具有對應於透光區的光照區A以及對應於不透光區的光遮區B之
圖案層62。並且，光遮區B圍繞光照區A(如「第3A圖」所示)。其中，光線之能量是匹配於光可交聯基團。詳細而言，當光可交聯基團為一具有碳-碳雙鍵結構之烯基時，光線之能量可將碳-碳雙鍵結構之電子激發，而形成一自由基以進行光交聯反應，而光交聯加速組成物可促進此自由基之形成，因此光交聯加速組成物可以加速光交聯反應之反應速率。一般而言，照射光線的曝光強度越強，光照區A的接觸角會越低。照射的光線例如為紫外光、可見光或者是紅外線。藉此，使光照區A的有機矽氧烷之間進行如下之反應：
其中，有機矽氧烷之C=C鍵與另一有機矽氧烷之Si-H鍵進行反應，使得光照區A中的有機矽氧烷的Si-H鍵被反應成Si-C-C-R，因而有機矽氧烷不再具有Si-H鍵。
接著，藉由一顯影液使圖案層62的表面顯影(S107)(如「第2G圖」所示)。顯影液是用以將光遮區B中有機矽氧烷的Si-H鍵轉換成Si-OH鍵。藉此，將光遮區B之有機矽氧烷轉換成一親水之基團，大幅降低了光遮區B的接觸角，而使光遮區B構成一親水區622。另一方面，光照區A中的有機矽氧烷因為不具有Si-H鍵，因而不會與顯影劑反應，而保持光照區A中的有機矽氧烷之
疏水性質，使光照區A構成一疏水區620。其中，親水區622與水的接觸角θa
<90度，而疏水區620與水的接觸角θb
>100度，並且θa
與θb
相差30度。因此，在圖案層62上區分出親水區622以及疏水區620。並且，親水區622圍繞疏水區620(如「第3B圖」所示)。其中，顯影液例如為一鹼液，例如為NaOH(aq)
或者KOH(aq)
。
以下將藉由數個實施例對本提案所提供之圖案層62及其製造方法作詳細說明，並且針對親水區622及疏水區620進行實驗測試。
首先，將100 g的異丙醇(Isopropyl Alcohol,IPA)置入一圓底瓶，再將1.0 g的(3-aminopropyl)triethoxysilane(Aldrich)置入圓底瓶進行攪拌。接著，取出上述混合溶液5g並置入另一圓底瓶，再加入0.2 g的vinyl-terminated polydimethylsiloxane(Mw=6,000)(產品編號：Gelest DMS-V21)以及7 mg的platinum(II)acetylacetonate(Aldrich)。其中，vinyl-terminated polydimethylsiloxane為一具有Si-H鍵的有機矽氧烷，而光可交聯基團為具有碳碳雙鍵之乙烯基。將上述混合液在室溫下攪拌1小時，再以旋轉塗佈的方式將混合液塗佈於基板上，其中旋轉塗佈的旋轉速率為3000 rpm(revolution per minute，rpm)而塗佈時間為20秒。接著，在基板上方設置光罩，並且以365 nm之紫外光進行曝光，其中曝光強度為18000 mJ/cm2
。然後，使用異丙醇沖洗樣品30秒，再將基板浸入0.1 M之NaOH(aq)
10秒。最後，以水
沖洗基板，再對基板吹送氮氣以將基板吹乾。即完成了具有共平面的親水區及疏水區之電濕潤顯示元件的圖案層之備製，並且疏水區之接觸角與親水區之接觸角相差73度。親水區以及疏水區與水的接觸角如下表所示。
首先，將100 g的異丙醇(Isopropyl Alcohol,IPA)置入一圓底瓶，再將1.0 g的(3-aminopropyl)triethoxysilane(Aldrich)置入圓底瓶進行攪拌。接著，取出上述混合溶液5g並置入另一圓底瓶，再加入0.2 g的vinyl-terminated polydimethylsiloxane(Mw=17,200)(產品編號：Gelest DMS-V25)以及7 mg的platinum(II)acetylacetonate(Aldrich)。其中，vinyl-terminated polydimethylsiloxane為一具有Si-H鍵的有機矽氧烷，而光可交聯基團為具有碳碳雙鍵之乙烯基。將上述混合液在室溫下攪拌1小時，再以旋轉塗佈的方式將混合液塗佈於基板上，其中旋轉塗佈的旋轉速率為3000 rpm而塗佈時間為20秒。接著，在基板上方設置光罩，並且以365 nm之紫外光進行曝光，其中曝光強度為18000 mJ/cm2
。然後，使用異丙醇沖洗樣品30秒，再將基板浸入0.1 M之NaOH(aq)
10秒。最後，以水沖洗基板，再對基板吹送氮氣以將基板吹乾。即完成了具有共平面的親水區及疏水區之電濕潤
顯示元件的圖案層之備製，並且疏水區之接觸角與親水區之接觸角相差77度。親水區以及疏水區與水的接觸角如下表所示。
根據上述本提案實施例之圖案層，因為是藉由光交聯反應將光照區的有機矽氧烷上的Si-H鍵與光可交聯基團反應，再經由顯影液以將光遮區的有機矽氧烷的Si-H鍵轉換成Si-OH鍵，這使得光遮區的有機矽氧烷從疏水性轉變成為親水性。因此，達到了極性反轉(Umpolung)之功效，因而在圖案層上建立了共平面的親水區以及疏水區，並且親水區與水之接觸角以及疏水區與水之接觸角分別相差73度及77度，接觸角之差異較大。藉此，所製成之電濕潤顯示元件可以具有較薄之厚度，並且可減少電濕潤顯示元件驅動跳墨的情形發生。
最後，在圖案層62以及第二電極層40之間設置一極性液體70以及一非極性液體80(S108)(如「第2H圖」所示)。其中，極性液體70例如為水而非極性液體80例如為油墨，極性液體70與非極性液體80彼此不互溶。藉此，完成一電濕潤顯示元件8的備製。
請參閱「第4A圖」及「第4B圖」，「第4A圖」為根據「第1圖」之製作流程完成之電濕潤顯示元件之部分結構側視圖，「第4B圖」為根據「第1圖」之製作流程完成之電濕潤顯示元件於通
電狀態下之部分結構側視圖。當第一電極層30以及第二電極層40之間無電壓差時，非極性液體80覆蓋疏水區620，且極性液體70覆蓋非極性液體80及親水區622(如「第4A圖」所示)。當第一電極層30以及第二電極層40之間有電壓差時，極性液體70會將非極性液體80推開，並且極性液體70覆蓋住疏水區620(如「第4B圖」所示)。因此，藉由施加電壓，可以改變極性液體70與非極性液體80在疏水區620上的分佈，進而達到利用通電來改變電濕潤顯示元件8的「亮」或「暗」之狀態。
請參閱「第5圖」、「第6A圖」、「第6B圖」以及「第7A圖」至「第7F圖」。「第5圖」為根據本提案另一實施例所揭露的電濕潤顯示元件的製作流程圖，「第6A圖」為對應「第5圖」中步驟S208之部分結構側視圖，「第6B圖」為對應「第5圖」中步驟S209之部分結構側視圖，「第7A圖」至「第7F圖」為本提案另一實施例所揭露之電濕潤顯示元件之圖案層及擋牆之上視圖。本實施例與「第1圖」之實施例類似，其中相同的符號代表相同或相似的元件，故只針對差異之處進行詳細說明。
在本實施例中，步驟S201至S207與步驟S101至S107相類似，差異在於本實施例在設置極性液體及非極性液體前還設置了擋牆結構。其中步驟S101至S107之製作方法與「第1圖」之實施例類似，故不再贅述。在使用顯影液進行顯影後(S207)，還可在親水區622上設置一擋牆90，使疏水區620由擋牆90所環繞(S208)(如「第6A圖」所示)。詳細來說，是在圖案層62上塗
佈一層例如酚醛樹脂(phenol formaldehyde resin)之正型親水光阻，接著設置光罩並進行曝光，並藉由一例如NaOH(aq)
之鹼性溶液將正型親水光阻的曝光區洗去。藉此，將擋牆90建立於圖案層62上。其中，擋牆90的高度為3~50μm。在另一實施例中，擋牆90的高度可以低於6μm。並且擋牆90構成一封閉的環型牆體。其中，擋牆90的形狀可視使用者之需求進行調整，例如可以是長方形(如「第7A圖」所示)、正方形(如「第7B圖」所示)、三角形(如「第7C圖」所示)、圓形(如「第7D圖」所示)、扇形(如「第7E圖」所示)或六角形(如「第7F圖」所示)。藉由擋牆90的設置，可再強化電濕潤顯示元件8’之結構，而減少電濕潤顯示元件8’驅動跳墨狀況之發生。
最後，在圖案層62以及第二電極層40之間設置一極性液體70以及一非極性液體80(S108)(如「第6B圖」所示)。其中，極性液體70例如為水而非極性液體80例如為油墨，極性液體70與非極性液體80彼此不互溶。藉此，完成一電濕潤顯示元件8’的備製。
根據上述本提案實施例之電濕潤顯示元件，因為是藉由光交聯反應將高分子層上之光照區的有機矽氧烷上的Si-H鍵與光可交聯基團反應，再經由顯影液以將光遮區的有機矽氧烷的Si-H鍵轉換成Si-OH鍵，這使得光遮區的有機矽氧烷從疏水性轉變成為親水性。因此，達到了極性反轉之功效，因而使高分子層轉變成具有共平面的親水區以及疏水區之圖案層，並且親水區與水之接觸
角以及疏水區與水之接觸角的差異較大。藉此，所製成之電濕潤顯示元件可以具有較薄之厚度，並且可減少電濕潤顯示元件驅動跳墨的情形發生。
此外，在部分的實施例中，可再於親水區上設置親水擋牆，以強化電濕潤顯示元件的結構，因而可進一步減少驅動跳墨狀況之發生。
雖然本提案以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本提案，任何熟習相像技藝者，在不脫離本提案之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本提案之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。
8、8’‧‧‧電濕潤顯示元件
10‧‧‧第一基板
20‧‧‧第二基板
30‧‧‧第一電極層
40‧‧‧第二電極層
50‧‧‧介電層
60‧‧‧高分子層
62‧‧‧圖案層
620‧‧‧疏水區
622‧‧‧親水區
70‧‧‧極性液體
80‧‧‧非極性液體
90‧‧‧擋牆
A‧‧‧光照區
B‧‧‧光遮區
「第1圖」為根據本提案一實施例所揭露的電濕潤顯示元件的製作流程圖。
「第2A圖」至「第2H圖」為分別對應「第1圖」中步驟S101至S108之部分結構側視圖。
「第3A圖」為對應「第2F圖」之圖案層之立體示意圖。
「第3B圖」為對應「第2G圖」之圖案層之立體示意圖。
「第4A圖」為根據「第1圖」之步驟製作完成之電濕潤顯示元件之部分結構側視圖。
「第4B圖」為根據「第1圖」之步驟製作完成之電濕潤顯示元件於通電狀態下之部分結構側視圖。
「第5圖」為根據本提案另一實施例所揭露的電濕潤顯示元
件的製作流程圖。
「第6A圖」為對應「第5圖」中步驟S208之部分結構側視圖。
「第6B圖」為對應「第5圖」中步驟S209之部分結構側視圖。
「第7A圖」至「第7F圖」為本提案另一實施例所揭露之電濕潤顯示元件之圖案層及擋牆之上視圖。
Claims (21)
- 一種電濕潤顯示元件的製造方法，其包含：提供一第一基板與一第二基板；設置一第一電極層在該第一基板且面對該第二基板；設置一第二電極層在該第二基板且面對該第一基板；設置一高分子層於該第一電極層上，該高分子層之成分包含一具有光可交聯基團以及Si-H鍵之有機矽氧烷，該有機矽氧烷之單體的分子量大於等於5000；光照部分該高分子層以形成複數個疏水區；使用一顯影液使該些疏水區外的該高分子層顯影而形成一親水區，該親水區環繞該些疏水區，該親水區與該些疏水區構成一圖案層；以及設置一極性液體及一非極性液體於該圖案層與該第二電極層之間。
- 如請求項1所述之電濕潤顯示元件的製造方法，其中該親水區與水之間的接觸角(Contact Angle)為θa ，該些疏水區與水之間的接觸角為θb ，且滿足以下條件：θa <90度；θb >100度；以及| θa -θb |>30度。
- 如請求項1所述之電濕潤顯示元件的製造方法，其中該光可交聯基團為乙烯基、丙烯醯基、異丁烯醯基或1,2-環氧樹脂基。
- 如請求項1所述之電濕潤顯示元件的製造方法，其中該有機矽氧烷之單體的分子量之範圍為6000~155000。
- 如請求項1所述之電濕潤顯示元件的製造方法，其中該有機矽氧烷之結構式為：
- 如請求項5所述之電濕潤顯示元件的製造方法，其中若p為0，則Z1 及Z2 至少有一為氫原子。
- 如請求項1所述之電濕潤顯示元件的製造方法，其中該高分子層之成分更包含一光交聯加速組成物。
- 如請求項7所述之電濕潤顯示元件的製造方法，其中該光交聯加速組成物為白金催化劑、游離基產生劑或陽離子產生劑。
- 如請求項1所述之電濕潤顯示元件的製造方法，於設置該第一電極層在該第一基板之後，更包含設置一介電層於該第一電極 上。
- 如請求項1所述之電濕潤顯示元件的製造方法，其中於使用該顯影液使該些疏水區外的該高分子層顯影而形成該親水區後，更包含設置一擋牆，位於該親水區上。
- 如請求項1所述之電濕潤顯示元件的製造方法，其中於該第一電極與該第二電極之間無電壓差時，該非極性液體覆蓋該些疏水區，且該極性液體覆蓋該非極性液體及該親水區。
- 如請求項1所述之電濕潤顯示元件的製造方法，其中該顯影液為鹼液。
- 一種電濕潤顯示元件，其包含：相對的一第一基板與一第二基板；一第一電極層，設置於該第一基板朝向該第二基板之一側；一第二電極層，設置於該第二基板朝向該第一基板之一側；一圖案層，設置於該第一電極層上，該圖案層包含複數個疏水區及一親水區，該親水區環繞該些疏水區，且該親水區與該些疏水區共平面，該親水區的成分包含一具有Si-OH之有機矽氧烷，該些疏水區的成分包含非極性之有機矽氧烷；以及一極性液體及一非極性液體，介於該圖案層與該第二電極層之間。
- 如請求項13所述之電濕潤顯示元件，其中該親水區與水之間 的接觸角(Contact Angle)為θa ，該些疏水區與水之間的接觸角為θb ，且滿足以下條件：θa <90度；θb >100度；以及| θa -θb |>30度。
- 如請求項13所述之電濕潤顯示元件，更包含一介電層，介於該第一電極與該圖案層之間。
- 如請求項13所述之電濕潤顯示元件，更包含一擋牆，位於該親水區上。
- 如請求項16所述之電濕潤顯示元件，其中該擋牆的高度為3~50μm。
- 如請求項16所述之電濕潤顯示元件，其中該擋牆為一封閉的環型牆體。
- 如請求項18所述之電濕潤顯示元件，其中該擋牆之外型為長方形、正方形、三角形、圓形、扇形或六角形。
- 如請求項13所述之電濕潤顯示元件，其中該極性液體與該非極性液體不相溶。
- 如請求項13所述之電濕潤顯示元件，其中於該第一電極與該第二電極之間無電壓差時，該非極性液體覆蓋該些疏水區，且該極性液體覆蓋該非極性液體及該親水區。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW101142513A TWI448729B (zh) | 2012-11-14 | 2012-11-14 | 電濕潤顯示元件及其製造方法 |
| CN201210558907.0A CN103809282B (zh) | 2012-11-14 | 2012-12-20 | 电湿润显示组件及其制造方法 |
| US13/803,168 US9069250B2 (en) | 2012-11-14 | 2013-03-14 | Electrowetting display unit and method for manufacturing thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW101142513A TWI448729B (zh) | 2012-11-14 | 2012-11-14 | 電濕潤顯示元件及其製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW201418773A TW201418773A (zh) | 2014-05-16 |
| TWI448729B true TWI448729B (zh) | 2014-08-11 |
Family
ID=50681459
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW101142513A TWI448729B (zh) | 2012-11-14 | 2012-11-14 | 電濕潤顯示元件及其製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9069250B2 (zh) |
| CN (1) | CN103809282B (zh) |
| TW (1) | TWI448729B (zh) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9304312B1 (en) * | 2014-09-17 | 2016-04-05 | Amazon Technologies, Inc. | Electrowetting element and manufacture method |
| CN104409414B (zh) * | 2014-11-19 | 2018-02-27 | 华南师范大学 | 具有亲水sog材料的电润湿支撑板及其制备方法、电润湿显示器 |
| CN104614853B (zh) * | 2015-01-27 | 2017-11-10 | 华南师范大学 | 电润湿基板及其制备方法、电润湿组件 |
| CN104656246B (zh) * | 2015-02-04 | 2017-01-04 | 华南师范大学 | 电润湿显示基板及其制备方法、电润湿显示装置 |
| US10067335B1 (en) * | 2015-12-28 | 2018-09-04 | Amazon Technologies, Inc. | Electrowetting element with shaped color filter |
| CN106707500B (zh) | 2017-02-16 | 2019-05-31 | 华南师范大学 | 一种制备电润湿显示支撑板的方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7335324B2 (en) * | 2003-08-28 | 2008-02-26 | Industrial Technology Research Institute | Color filter manufacturing method for a plastic substrate |
| TW200928430A (en) * | 2007-12-28 | 2009-07-01 | Ind Tech Res Inst | Electrowetting display devices and fabrication methods thereof |
| TW201213851A (en) * | 2010-09-20 | 2012-04-01 | Ind Tech Res Inst | Electrowetting devices |
| TW201239905A (en) * | 2011-02-10 | 2012-10-01 | Daikin Ind Ltd | Hydrophobic dielectric film for electrowetting |
| TW201239392A (en) * | 2011-03-25 | 2012-10-01 | Ind Tech Res Inst | Electro-wetting display device |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100451724C (zh) * | 2004-06-23 | 2009-01-14 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 双稳态电浸润光学元件及其驱动方法 |
| JP4546266B2 (ja) * | 2005-01-13 | 2010-09-15 | シャープ株式会社 | シート状画像表示装置 |
| KR100714561B1 (ko) * | 2005-08-23 | 2007-05-07 | 삼성전기주식회사 | 구동 특성이 안정화된 전기 습윤 장치 |
| DE102007018959A1 (de) | 2007-04-21 | 2008-10-30 | Advanced Display Technology Ag | Schichtaufbau eines Elektrowetting-Systems |
| US7732081B2 (en) | 2007-05-23 | 2010-06-08 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Hydrophilic/hydrophobic patterned surfaces and methods of making and using the same |
| US9116357B2 (en) * | 2007-06-23 | 2015-08-25 | Industrial Technology Research Institute | Hybrid multiplexed 3D display and displaying method thereof |
| CN101493576B (zh) * | 2008-01-23 | 2010-12-15 | 财团法人工业技术研究院 | 电润湿法显示器装置及其制造方法 |
| US7763314B2 (en) | 2008-01-29 | 2010-07-27 | Motorola, Inc. | Forming an electrowetting module having a hydrophilic grid |
| US20100215968A1 (en) * | 2009-02-26 | 2010-08-26 | Fields Lenwood L | Electrically isolating polymer composition |
| TWI407146B (zh) * | 2009-06-10 | 2013-09-01 | Ind Tech Res Inst | 電濕潤顯示器之結構與其製法 |
| GB0919652D0 (en) | 2009-11-10 | 2009-12-23 | Liquavista Bv | Method for making electrowetting display device |
| GB0922690D0 (en) | 2009-12-30 | 2010-02-17 | Liquavista Bv | Electrowetting display device |
| GB201004244D0 (en) | 2010-03-15 | 2010-04-28 | Liquavista Bv | Electrowetting display device |
| TWM388645U (en) | 2010-03-29 | 2010-09-11 | Wintek Corp | Electro-wetting display unit |
| KR20110116506A (ko) * | 2010-04-19 | 2011-10-26 | 엘지디스플레이 주식회사 | 전기습윤 표시장치 |
| TWI460469B (zh) * | 2011-06-15 | 2014-11-11 | Au Optronics Corp | 可切換透明式電潤濕顯示裝置 |
-
2012
- 2012-11-14 TW TW101142513A patent/TWI448729B/zh active
- 2012-12-20 CN CN201210558907.0A patent/CN103809282B/zh active Active
-
2013
- 2013-03-14 US US13/803,168 patent/US9069250B2/en active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7335324B2 (en) * | 2003-08-28 | 2008-02-26 | Industrial Technology Research Institute | Color filter manufacturing method for a plastic substrate |
| TW200928430A (en) * | 2007-12-28 | 2009-07-01 | Ind Tech Res Inst | Electrowetting display devices and fabrication methods thereof |
| TW201213851A (en) * | 2010-09-20 | 2012-04-01 | Ind Tech Res Inst | Electrowetting devices |
| TW201239905A (en) * | 2011-02-10 | 2012-10-01 | Daikin Ind Ltd | Hydrophobic dielectric film for electrowetting |
| TW201239392A (en) * | 2011-03-25 | 2012-10-01 | Ind Tech Res Inst | Electro-wetting display device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103809282B (zh) | 2016-05-11 |
| US20140133009A1 (en) | 2014-05-15 |
| CN103809282A (zh) | 2014-05-21 |
| TW201418773A (zh) | 2014-05-16 |
| US9069250B2 (en) | 2015-06-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI448729B (zh) | 電濕潤顯示元件及其製造方法 | |
| TWI490275B (zh) | 正型感光性樹脂組成物、使用其之硬化膜及光學裝置 | |
| WO2015006276A1 (en) | Advanced light extraction structure | |
| US10050236B2 (en) | Advanced light extraction structure | |
| WO2005093466A1 (ja) | マイクロレンズアレイ基板及びその製造方法 | |
| TW201600930A (zh) | 半導體裝置的製造方法及半導體裝置 | |
| TW201044010A (en) | Electrowetting display and method for fabricating the same | |
| CN104409414B (zh) | 具有亲水sog材料的电润湿支撑板及其制备方法、电润湿显示器 | |
| JP2006072349A (ja) | 直接的にパターン化可能なマイクロレンズ | |
| CN108291031B (zh) | 聚金属氧烷、其制造方法、其组合物、固化膜和其制造方法以及具备其的构件和电子部件 | |
| CN105826249A (zh) | 金属层制作方法、功能基板及其制作方法、以及显示装置 | |
| TW201350896A (zh) | 微透鏡陣列的製造方法及其微透鏡陣列 | |
| Qiu et al. | Fabrication of microlens array with well-defined shape by spatially constrained thermal reflow | |
| CN102147570A (zh) | 放射线敏感性组合物、固化膜及其形成方法 | |
| JP2010002925A (ja) | マイクロレンズアレイ基板とその製造方法、及び液晶パネル、液晶プロジェクタ、表示装置、照明装置 | |
| JP2010002925A5 (zh) | ||
| TW201121098A (en) | Method for forming forming thin-film structure of light-emitting device by nanoimprint | |
| US9140917B2 (en) | Method of forming structure including micropattern, method of forming nanopattern, and method of manufacturing display panel for liquid crystal display | |
| CN112320752A (zh) | 负性光刻胶图形化膜层的制备方法 | |
| JP4826397B2 (ja) | パターン構造体及びパターン形成方法 | |
| TWI598408B (zh) | 熱硬化性著色組成物及硬化膜、具備該硬化膜的觸控面板、使用該熱硬化性著色組成物的觸控面板的製造方法 | |
| TW201027143A (en) | Fabricating methods of color filter substrate and liquid crystal display panel | |
| KR101545781B1 (ko) | 발수 발유성 기판 및 그 제조방법 | |
| JP4496824B2 (ja) | マイクロレンズアレイ基板、ｔｆｔ基板、液晶パネル、液晶プロジェクタ、表示装置、照明装置、及びマイクロレンズアレイ基板の製造方法 | |
| TWI815893B (zh) | 藉由彈性毛細變形來改良基板之方法 |