TWI457679B - 電泳顯示器 - Google Patents

Description

電泳顯示器

本發明是有關於一種電泳顯示器。

近年來，軟性顯示器以及電子紙與電子書正蓬勃發展，所使用的顯示顯示器種類包括液晶顯示器、電泳顯示器、電致變色顯色器與電解析出顯示器。

電泳顯示器(Electrophoretic Display)為一種藉由電場來控制帶電顏料粒子分布型態，進而改變顯示區對環境光的反射率來產生顯示效果。此顯示器具有以下幾種特點：可撓性；利用環境光源即可觀看；沒有視角的限制；以及低耗電量，是發展電子紙的重要技術之一。

電泳顯示器中包含有多數個電泳顯示單元，每一電泳顯示單元內具有多數帶電顏料粒子以及溶劑，帶電顏料粒子分散在溶劑中。當帶電顏料粒子受到外加電場作用時，會朝著與其電性相反的電極移動，這種現象被稱為電泳。電泳的速度會隨著帶電粒子的種類、粒徑、濃度，與外加電場強弱、分布、方向，及懸浮液的種類、粒子濃度等因素，而有不同的行為。電泳顯示器即依據此特性達到各種不同的顯示目的。藉著控制帶電顏料粒子於每一像素中之移動，可在顯示器之顯示表面上表示視覺資訊。通常，溶劑及帶電顏料粒子兩者具有大約相同之比重。因此，縱使電場消失後，帶電顏料粒子能在先前加上電場所固定之位置上維持一段相當長之時間，例如由數分鐘至約二十分鐘。基於上述特性，可預期電泳顯示器具有低耗電量。再者，電泳顯示器可以不需要背面照明。此外，電泳顯示器可產生對人類眼睛柔和且視覺細膩之彩色及陰影。且、相較於液晶顯示器，電泳顯示器具有成本優勢。

雖然電泳顯示器具備上述多項優勢，但是電泳顯示器的畫面均勻性不易控制，這也影響其市場接受度。舉例而言，電泳顯示器邊緣常出現異常的顯示狀況，這也造成電泳顯示器在量產上的困擾。因此，目前亟需一種可以能提供畫面均勻性良好的電泳顯示器。

本發明之一目的係提供一電泳顯示器，俾能呈現均勻的顯示效果。

根據本發明之實施方式，此電泳顯示器包含一第一基板、一電泳顯示層、一第二基板、一表面應力層以及一黏著層。第一基板包含至少一驅動元件以及至少一畫素電極，畫素電極電性連接驅動元件。電泳顯示層配置於畫素電極上方。第二基板配置在電泳顯示層上方。表面應力層位於第二基板的下表面。黏著層配置在表面應力層與電泳顯示層之間，且接觸表面應力層與電泳顯示層。上述表面應力層與黏著層間之黏著力為電泳顯示層與黏著層間之黏著力的約75%至約125%。

根據本發明一實施例，表面應力層與黏著層間之黏著力為電泳顯示層與黏著層間之黏著力的約85%至約115%。在另一實施例中，表面應力層與黏著層間之黏著力大於或等於電泳顯示層與黏著層間之黏著力。在其他實施例中，表面應力層可例如為一含氟高分子絕緣材料所製成。表面應力層的厚度可例如為約0.2 μm至約2 μm。

根據本發明一實施例，電泳顯示層包含一聚乙烯對苯二甲酸酯(PET)基材以及複數電泳顯示單元配置於聚乙烯對苯二甲酸酯基材的下表面，此聚乙烯對苯二甲酸酯基材接觸於黏著層。上述之電泳顯示單元可例如為一微杯式電泳顯示單元或一微膠囊式電泳顯示單元。

根據本發明一實施例，黏著層可例如為一光硬化膠所製成。

根據本發明一實施例，第二基板包括一透明基板、一彩色光阻層以及一透明電極層。彩色光阻層配置在透明基板上。透明電極層配置在彩色光阻層上，而表面應力層配置在透明電極層上。

根據本發明一實施例，驅動元件可例如為一薄膜電晶體或一金屬氧化物半導體電晶體。

為了使本揭示內容的敘述更加詳盡與完備，下文針對了本發明的實施態樣與具體實施例提出了說明性的描述；但這並非實施或運用本發明具體實施例的唯一形式。以下所揭露的各實施例，在有益的情形下可相互組合或取代，也可在一實施例中附加其他的實施例，而無須進一步的記載或說明。

請參照第1圖，其為本發明一實施方式之電泳顯示器100的剖面示意圖。電泳顯示器100包括有第一基板110、電泳顯示層120、第二基板130、表面應力層140以及黏著層150。

第一基板110包含至少一驅動元件112以及至少一畫素電極114。如圖所示，驅動元件112以及畫素電極114可形成於第一基板110的上表面111，且畫素電極114電性連接於驅動元件112。在穿透式的顯示裝置中，畫素電極114可由諸如氧化銦錫(ITO)、氧化鋅或其他透明導電體所製成。在反射式的顯示裝置中，畫素電極114可由諸如鋁或其他不透明金屬所製成。驅動元件112可例如為一薄膜電晶體或一金屬氧化物半導體電晶體。驅動元件112可用以控制以及傳遞一電壓訊號至畫素電極114，並藉由畫素電極114產生電場而控制電泳顯示層120的顯示狀態。

電泳顯示層120配置於第一基板110之畫素電極114上方，並可根據畫素電極114的電場狀態而改變顯示狀態。電泳顯示層120的種類並無特殊限制，只要其可根據電場強度呈現不同的顏色或不同的光學狀態。在一實施例中，電泳顯示層120包含複數電泳顯示單元124以及一聚乙烯對苯二甲酸酯(PET)基材122。電泳顯示單元124可例如為一微杯式電泳顯示單元或一微膠囊式電泳顯示單元。電泳顯示單元124配置於聚乙烯對苯二甲酸酯基材122的下表面123。因此，聚乙烯對苯二甲酸酯基材122直接接觸上方的黏著層150。在另一實施例中，電泳顯示層120藉由一膠層126而被黏著於第一基板110上。

第二基板130配置於電泳顯示層120上方。第二基板130可為一透明基板，例如玻璃基板或其他透明基板。在一實施例中，電泳顯示器100為一反射式的顯示器，入射光可經由第二基板130進入電泳顯示層120，然後光線被電泳顯示層120中的電泳顯示單元124反射後，再經第二基板130而離開電泳顯示器100。因此，使用者可在第二基板130的外側觀看及使用電泳顯示器100。但是，本發明亦可使用於穿透式的顯示裝置中。

表面應力層140位於第二基板130的下表面，並與黏著層150相接觸。因此，第二基板130不會直接接觸黏著層150。在一實施例中，表面應力層140為一含氟高分子的絕緣材料所製成，其厚度可為約0.2 μm至約2 μm。在此實施例中，可藉由一旋轉塗佈製程，先形成一含氟高分子的溶液層，然後再經由高溫烘烤而形成表面應力層140於第二基板130的下表面。待表面應力層140硬化後，再以黏著層150與電泳顯示層120黏合。

黏著層150配置於表面應力層140與電泳顯示層120之間，且接觸電泳顯示層120與表面應力層140。黏著層150用以黏結第一基板110上的電泳顯示層120與第二基板130上的表面應力層140，而使第一基板110、電泳顯示層120、第二基板130以及表面應力層140形成密合的封裝結構。在本實施例中，表面應力層140與黏著層150間之黏著力為電泳顯示層120與黏著層150間之黏著力的約75%至約125%，例如為約85%至約115%。在一實施例中，表面應力層140與黏著層150間之黏著力大致等於電泳顯示層120與黏著層150間之黏著力。在另一實施例中，表面應力層140與黏著層150間之黏著力略大於或大致等於電泳顯示層120與黏著層150間之黏著力。黏著層150可例如為一紫外光硬化膠所製成。在一實施例中，黏著層150包覆電泳顯示器100的外緣102，以增強第一基板110與第二基板130之間的接著強度，並可防止水氣或污染物進入電泳顯示器100中。

控制表面應力層140與黏著層150之間的黏著力以及電泳顯示層120與黏著層150之間的黏著力是重要的。第2A圖繪示本發明一比較例之剖面示意圖。在比較例中，第二基板130為玻璃基板，黏著層150為一紫外光硬化膠，電泳顯示層120的基材122為PET材料所製成。第二基板130的下表面未設置表面應力層140，第二基板130直接與黏著層150接觸。換言之，黏著層150直接將第二基板130黏結在電泳顯示層120上。然而，比較例中的黏著層150在經過紫外光照射硬化後，黏著層150與電泳顯示層120在局部區域發生剝離現象，且特別容易發生在電泳顯示器100的邊緣處，如第2A圖箭頭F所指處。所以，光線在這剝離區域發生異常的光學路徑，也因此造成電泳顯示器100在邊緣處的顯示效果與其他正常區域不同。更嚴重時，甚至會發生如第2B圖箭頭E所指的情況，電泳顯示器100的邊緣處的電泳顯示層120自第一基板110上剝離，同時部分的黏著層150滲入電泳顯示層120與第一基板110之間。因此，造成電泳顯示器100的邊緣處喪失正常的顯示功能。

本發明之發明人為改善上述問題，嘗試多種不同的製程條件以及不同黏著層材料，均不容易完全克服上述問題。發明人更進一步究其原因後發現，常用的黏著層材料與玻璃材料或類似玻璃材料之間的黏著力大於其他種基材材料。具體而言，黏著層150與玻璃基板之間的黏著力約為其與PET基材122之間黏著力的1.5倍。例如，在相同的接觸面積下，黏著層150與玻璃基板之間的黏著力為約30 Kg，而黏著層150與PET基材122之間黏著力僅約20 Kg。換言之，黏著層150與第二基板130之間的黏著力遠大於黏著層150與電泳顯示層120的PET基材122之間的黏著力。當以紫外光照射而使黏著層150硬化時，黏著層150發生收縮(shrinkage)現象，再因上述黏著力的差異，而造成黏著層150與電泳顯示層120在局部區域發生剝離現象。

因此，根據本發明之實施方式，在第二基板130的下表面設置表面應力層140，使表面應力層140與黏著層150間之黏著力為電泳顯示層120與黏著層150間之黏著力的約75%至約125%，從而改善上述問題。

請參見第3圖，其為本發明另一實施方式之電泳顯示器100的剖面示意圖。在本實施方式中，電泳顯示器100大致與第1圖繪示之實施方式相同，不同之處在於，第二基板130包括有一透明基板131、一彩色光阻層132以及一透明電極層134。彩色光阻層132配置在透明基板131的內側表面上，而使電泳顯示裝置100呈現彩色的顯示功能。詳言之，可在透明基板131上形成圖案化的紅色光阻層區域132R、綠色光阻層區域132G及藍色光阻層區域132B，且每一顏色的光阻層區域對應一個畫素電極114。因此，可形成全彩的電泳顯示器100。透明電極層134配置在彩色光阻層132上，並藉由透明電極層134與畫素電極114之間形成電場來控制電泳顯示單元124的顯示狀態。在上述實施例中，表面應力層140配置在透明電極層134的下表面。表面應力層140與黏著層150相接觸。在其他實施例中，電泳顯示器100可為平面切換(In Plane Switching,IPS)式的顯示器，因此彩色光阻層132上無須配置透明電極層134。在此實施例中，表面應力層140可配置在彩色光阻層132上。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100．．．電泳顯示器

102．．．電泳顯示器外緣

110．．．第一基板

111．．．上表面

112．．．驅動元件

114．．．畫素電極

120．．．電泳顯示層

122．．．基材

123．．．下表面

124．．．電泳顯示單元

126．．．膠層

130．．．第二基板

131．．．透明基板

132．．．彩色光阻層

132R．．．紅色光阻層區域

132G．．．綠色光阻層區域

132B．．．藍色光阻層區域

134．．．透明電極層

140．．．表面應力層

150．．．黏著層

E,F．．．箭頭

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：

第1圖係繪示本發明一實施方式之電泳顯示器的剖面示意圖。

第2A及2B圖係繪示本發明一比較例之剖面示意圖。

第3圖係繪示本發明另一實施方式之電泳顯示器的剖面示意圖。

100．．．電泳顯示器

110．．．第一基板

120．．．電泳顯示層

122．．．基材

124．．．電泳顯示單元

130．．．第二基板

131．．．透明基板

132．．．彩色光阻層

132R．．．紅色光阻層區域

132G．．．綠色光阻層區域

132B．．．藍色光阻層區域

134．．．透明電極層

140．．．表面應力層

150．．．黏著層

Claims (9)

1. 一種電泳顯示器，包含：一第一基板，包含至少一驅動元件以及至少一畫素電極電性連接該驅動元件；一電泳顯示層，配置於該畫素電極上方，該電泳顯示層包含一聚乙烯對苯二甲酸酯基材以及複數電泳顯示單元配置於該聚乙烯對苯二甲酸酯基材的下表面；一第二基板，配置於該電泳顯示層上方，該第二基板為玻璃材料所製成；一表面應力層，位於該第二基板之下表面；以及一黏著層，配置於該表面應力層與該電泳顯示層之間，且該黏著層接觸該表面應力層與該電泳顯示層之該聚乙烯對苯二甲酸酯基材；其中該表面應力層與該黏著層間之黏著力為該聚乙烯對苯二甲酸酯基材與該黏著層間之黏著力的約75%至約125%。
2. 如請求項1所述之電泳顯示器，其中該表面應力層與該黏著層間之黏著力為該聚乙烯對苯二甲酸酯基材與該黏著層間之黏著力的約85%至約115%。
3. 如請求項1所述之電泳顯示器，其中該表面應力層與該黏著層間之黏著力大於或等於該聚乙烯對苯二甲酸酯基材與該黏著層間之黏著力。
4. 如請求項1所述之電泳顯示器，其中該表面應力層為一含氟高分子絕緣材料所製成。
5. 如請求項1所述之電泳顯示器，其中該表面應力層之一厚度為約0.2μm至約2μm。
6. 如請求項1所述之電泳顯示器，其中該些電泳顯示單元為一微杯式電泳顯示單元或一微膠囊式電泳顯示單元。
7. 如請求項1所述之電泳顯示器，其中該黏著層為一光硬化膠所製成。
8. 如請求項1所述之電泳顯示器，更包括：一彩色光阻層，配置於該第二基板上；以及一透明電極層，配置於該彩色光阻層上；其中該表面應力層配置在透明電極層上。
9. 如請求項1所述之電泳顯示器，其中該驅動元件為一薄膜電晶體或一金屬氧化物半導體電晶體。