TWI470333B - 電泳顯示裝置及其製造方法 - Google Patents

Description

電泳顯示裝置及其製造方法

本發明係關於一種電泳顯示裝置及其製造方法，並且特別地，本發明關於一種電泳顯示裝置及其製造方法，其中該電泳顯示裝置包含有一防止密封劑洩漏的阻擋件，以及一當電泳顯示裝置附裝時防止密封劑洩漏的分隔壁。

一電泳顯示裝置係為一顯示裝置，其特徵在於當作用有電壓的一對電極浸入於一膠體溶液中時，膠體微粒朝向極性的任何一側移動。與一液晶顯示裝置不相同，電泳顯示裝置不使用一背光單元，並且期望作為一可撓性顯示裝置以用作電泳紙(電泳書)。電泳顯示裝置可具有很多優點，例如具有一寬視角、一高反射率、以及低能耗。

電泳顯示裝置具有一電泳層可位於這兩個基板之間的結構。這兩個基板之一為一透明基板，而另一基板作為一其上形成有一驅動元件之陣列基板。電泳顯示裝置在一自電泳顯示裝置之外部輸入的光線反射的反射模式下，顯示一影像。

「第1圖」係為習知技術之一電泳顯示裝置之橫截面圖。如「第1圖」所示，電泳顯示裝置1包含有一第一基板20、一第二基板40、一作為切換元件的薄膜電晶體(TFT)、一形成於第一基板20之上的畫素電極18、一形成於第二基板40上的共同電極42、一形成於第一基板20與第二基板40之間的電泳層60、以及一形成於電泳層60與畫素電極18之間的黏合層56。

薄膜電晶體(TFT)包含有一形成於第一基板20之上的閘極11，一閘極絕緣層22，其上形成有閘極11且位於第一基板20之全部表面上，一形成於閘極絕緣層22上的半導體層13，以及形成於半導體層13上的一源極15及一汲極16。一鈍化層24形成於薄膜電晶體(TFT)之源極15及汲極16之上。

用於將一訊號提供至電泳層60的畫素電極18形成於鈍化層24之上。在此種結構中，一接觸孔28形成於鈍化層24之中，以及畫素電極18藉由接觸孔28與薄膜電晶體(TFT)之汲極16相連接。

一彩色濾光層44及一共同電極42形成於第二基板40之上，電泳層60形成於彩色濾光層44之上，以及黏合層56形成於電泳層60之上。電泳層60包含有填充有白色微粒74及黑色微粒76之複數個微膠囊70。當一訊號作用於畫素電極18時，一電場產生於共同電極42與畫素電極18之間，進一步而言，微膠囊70之中的白色微粒74及黑色微粒76透過電場之一電力移動，以及一影像顯示於電泳顯示裝置之上。

舉例而言，當一負(-)電壓作用於第一基板20上的畫素電極18且一正(+)電壓作用於第二基板40上的共同電極42時，假定具有正(+)電荷的白色微粒74朝向第一基板20移動，並且假定具有負(-)電荷的黑色微粒76朝向第二基板40移動。此種結構下，當光線自一外部，即自第二基板40之頂部入射時，輸入之光線透過黑色微粒76反射，以及黑色顯示於電泳顯示裝置之上。

或者，當一正(+)電壓作用於第一基板20上的畫素電極18且一負(-)電壓作用於第二基板40上的共同電極42時，假定具有正(+)電荷的白色微粒74朝向第二基板40移動，並且假定具有負(-)電荷的黑色微粒76朝向第一基板20移動。此種結構之中，當光線自一外部，即自第二基板40之頂部入射時，輸入的光線透過白色微粒74反射，以及白色顯示於電泳顯示裝置之上。

然而，「第1圖」所示之習知技術之電泳顯示裝置具有以下問題。

第一，在習知技術之電泳顯示裝置之製造方法中，難以附裝第一及第二基板。

在習知技術之電泳顯示裝置之中，第一基板20與第二基板40單獨製造且更透過一黏合層56附裝以完成。在一詳細之結構中，用以驅動單元畫素之薄膜電晶體(TFT)與將一電場作用於電泳層的畫素電極18形成於第一基板20之上，共同電極42、彩色濾光層44、電泳層60、以及黏合層56通過一單獨過程形成於第二基板40之上，以及然後第一基板20與第二基板40附裝。

然而，由於電泳顯示裝置之單元畫素正常形成為具有寬度及長度大約150微米(mm)之較小尺寸，因此在習知技術之中，難以將電泳層調整為精確適合於期望之尺寸。當對準電泳層時，如果其上形成有電泳層60及薄膜電晶體(TFT)的第一基板20不精確對準，一電場可不正確傳輸至電泳微粒，因此產生一驅動訊號誤差。

第二，習知技術之電泳顯示裝置之製造方法之製程複雜化。

第一基板20與第二基板40通過不同過程單獨製造，透過一傳送單元傳輸，以及更通過一附裝過程附裝在一起。結果，第一基板20與第二基板40在製造過程中並非以連續方式製造。

第三，當第一基板20與第二基板40附裝時，產生靜電且產生電泳微粒的一有缺陷的初始排列。

共同電極42、彩色濾光層44以及電泳層60形成於第二基板40之上，以及黏合層56提供於電泳層60。進一步而言，為了防止黏合層56之黏合力劣降且防止一外來材料附加至黏合層56，一保護膜附加至黏合層56。此種結構中，為了將第二基板40附裝至第一基板20，保護膜必須自第二基板40分離。然而，在保護的剝離過程期間產生的靜電荷可產生電泳微粒之初始排列產生未對準。由於靜電荷引起的靜電微粒之未對準可在電泳顯示裝置之作業期間產生一梳狀圖案之條紋。

第四，習知技術之電泳顯示裝置保護有黏合層56，用以將第二基板40附裝至第一基板20。由於黏合層56定位於畫素電極18與共同電極42之間，因此其妨礙在電泳微粒之上作用的電場。進一步而言，執行一使用密封劑密封電泳顯示裝置之邊緣的過程，用以防止濕氣或外來材料透入一顯示區域。在本結構之中，在密封第一及第二基板之中，在密封過程中凝膠態的密封劑溢流以污染第一及第二基板。此外，在密封作業之後，外觀之設計劣降。

因此，鑒於上述問題，本發明之目的在於提供一種電泳顯示裝置，其中一電泳層直接形成於其上形成有一薄膜電晶體(TFT)的基板之上，因此防止電泳層與一第一基板之間的未對準且簡化製造過程，以及該電泳顯示裝置之製造方法。

本發明之另一目的在於提供一種電泳顯示裝置，其中一阻擋件形成於圍繞一顯示區域的非顯示區域，以及阻擋件與分隔壁之間的一空間填充有一密封劑，由此當第一及第二基板密封時防止密封劑洩漏出，以及該電泳顯示裝置之製造方法。

以下將結合圖式部份，詳細描述本發明之一實施例之電泳顯示裝置。

在習知技術之電泳顯示裝置之製造過程中，電泳層通常形成於第二基板之上，以及電泳層透過不同之工廠或不同元件提供商提供，傳輸至一製造工廠以形成一薄膜電晶體(TFT)，以及進一步附裝至第一基板。習知技術具有例如製造過程延遲且複雜化，以及第二基板在透過一傳送單元例如車輛等傳送中受到損傷之問題。

在本發明之一實施例中，一電泳層形成於第一基板之上，其中第一基板之上形成有一用作切換元件的薄膜電晶體(TFT)。電泳層與薄膜電晶體(TFT)之製造過程以連續方式形成。因此，本發明之本實施例之製造過程可簡化且可縮短製造時間。結果，能夠獲得一大量生產。進一步而言，在本實施例之中，一阻擋件形成於一非顯示區，例如電泳顯示裝置之一邊緣，用以防止當第一及第二基板附裝時，密封劑流向一顯示區域之外部，因此防止產生有缺陷之密封。進一步而言，在本實施例之中，因為阻擋件防止填充於單元畫素之中的電泳微粒在第一及第二基板之附裝過程中，流向非顯示區域，因此在第一及第二基板附裝之後，提高電泳顯示裝置之外觀圖案。

「第2圖」係為本發明第一實施例之電泳顯示裝置之剖視圖。

如「第2圖」所示，本發明第一實施例之電泳顯示裝置101包含有一第一基板120及一第二基板140，一形成於第一基板120與第二基板140之間的電泳層160，一密封劑洩漏防止阻擋件182，其形成於電泳顯示裝置101之一邊緣用以防止密封劑之洩漏流向外部，以及分別形成於第一基板120及第二基板140之畫素電極118及共同電極142，用以將一電場提供至電泳層160。

電泳顯示裝置101可劃分為一影像顯示區，影像顯示區中單元畫素排列為一矩陣形式，以及一包圍影像顯示區之非影像顯示區。分隔壁180形成於影像顯示區之中，以及特別地，分隔壁180形成於相鄰的單元畫素之間用以定義單元畫素。舉例而言，分隔壁180形成於畫素之間。分隔壁180可具有一預定之高度，以及透過分隔壁180定義之單元畫素可具有一具有預定容積的空間。電泳層160形成於該空間中。

電泳層160包含有一電泳材料，該電泳材料當透過共同電極142與畫素電極118之間產生的一電場驅動時，能夠上下運動，還包含有一用作溶劑的色散介質，用以允許其上的電泳材料運動。

電泳微粒可包含有白色微粒164以及黑色微粒165。每一白色微粒164及黑色微粒165可充有正電荷或負電荷。進一步而言，電泳微粒可更包含有彩色微粒用以顯示一顏色。彩色微粒可為紅色、綠色、以及藍色微粒或青色、品紅色、以及黃色微粒。

分隔壁180可形成於相鄰的單元畫素之間，用以劃定電泳顯示裝置101之單元畫素之界限，以及電泳材料填充於分隔壁180之間以形成電泳層160。由於在習知技術之電泳顯示裝置之中，電泳層通過一與第一基板獨立的過程附裝至第二基板，以及稍後，第二基板附裝至第一基板之上。進一步而言，在習知技術之中，需要一防止黏合膜附加至第二基板上的保護膜，因此使得製造過程複雜化。進一步而言，在習知技術之中，當去除黏合膜時，產生靜電，產生有缺陷的畫面質量。在本實施例之中，因為電泳材料直接形成於分隔壁之間，因此不出現習知技術中如此的問題。

阻擋件182可形成於第一基板120之非顯示區域。阻擋件182可形成為完全包圍顯示區域。在另一實例之中，阻擋件182可配設為形成於其中的開口。當第一基板與第二基板附加時，開口允許當第一及第二基板附裝時，在電泳層填充於單元畫素之中之後，溢流出電泳顯示裝置之外部。阻擋件182在顯示區域之最外部與分隔壁180相分隔。因此，一溝槽形空間184形成於顯示區域之最外部的分隔壁180與阻擋件182之間，以及密封劑186填充於溝槽形空間184之中。

現在描述本發明之本實施例之形成阻擋件182之優點。

在習知技術之中，第一及第二基板120及140單獨形成且稍後附裝。密封劑186提供於填充於單元畫素之中的電泳層160之頂表面以及分隔壁180之一頂表面，以及進一步，第二基板140透過密封劑186附裝至第一基板120。

在習知技術之中，當密封劑186與電泳層160直接相接觸時，電泳層160之中的電泳微粒黏合於密封劑186且不能夠透過電場驅動。該原因在於密封劑186與電泳層160製造為相互不同的物理性能，以及帶電的電泳微粒電性黏附於密封劑186。

進一步而言，在習知技術之中，當密封劑186分配於非顯示區域，用以防止對顯示區域的濕氣或外部材料之透入，由於當第一及第二基板附裝時作用之壓力，凝膠狀的密封劑186溢流於非顯示區域之外部。

結果，在習知技術之中，不能夠驅動黏附至密封劑186的電泳微粒，以及溢流於非顯示區域之一外部的密封劑產生污染以劣降設計及質量。特別地，為了覆蓋溢出非顯示區域之外部的密封劑，電泳顯示裝置必須具有一較大之邊框。

然而，在本實施例之中，阻擋件182形成為包圍影像顯示區域，密封劑186填充於阻擋件182與分隔壁180之間的空間184之中，以及第一基板120與第二基板140透過密封劑186密封。因此，密封劑186能夠防止溢出於非顯示區域之外部，以及作用於填充至顯示區域之單元畫素中的電泳微粒之驅動力能夠提高，用以改善電泳顯示裝置之質量。

「第3圖」係為根據本發明之第一實施例之電泳顯示裝置之示例性畫素結構之示意圖。如「第3圖」所示，分隔壁180形成於影像顯示區域之最外部且阻擋件182形成於非顯示區域。

如「第3圖」所示，電泳顯示裝置包含有由透明玻璃或塑料製造的第一及第二基板120及140。電泳顯示裝置包含有形成於第一基板120之上的薄膜電晶體(TFT)，一鈍化層124，其形成於其上形成有薄膜電晶體(TFT)的第一基板120之上，一形成於鈍化層124之上的顯示區域之畫素電極118，分隔壁180，其形成於鈍化層124之上以及顯示區域之單元畫素之間，用以定義這些單元畫素，形成於鈍化層124之上的非顯示區域之阻擋件182，電泳層160，其填充於透過分隔壁180定義的單元畫素之中，形成於第二基板140之上的共同電極142，以及密封劑186，其填充於分隔壁180與阻擋件182之間的空間中，用以當第一及第二基板120及140附裝時，密封第一及第二基板120及140。

薄膜電晶體(TFT)包含有一形成於第一基板120之上的閘極111，一形成於閘極111之上的閘極絕緣層122，一半導體層113，其由一例如非晶矽(a-Si)的半導體材料製造且形成於閘極絕緣層122之上，以及形成於半導體層113之上的一源極115及一汲極116。

鈍化層124由例如一苯並環丁烯(Benzo Cyclo Butene,BCB)或光丙烯的有機絕緣材料製造。一接觸孔117在薄膜電晶體(TFT)之汲極116之一頂部形成於鈍化層124之中，用以允許形成於鈍化層124之上的畫素電極118藉由接觸孔117與薄膜電晶體(TFT)之汲極116電連接。

分隔壁180可由例如一光丙烯、一樹脂、或類似材料的感光性有機絕緣材料製造。

電泳層160可包含有具有正電荷特性之白色微粒164以及具有負電荷特性之黑色微粒165。雖然圖未示，電泳層160可包含有例如青色、品紅色、以及黃色微粒等的彩色微粒，例如紅色(R)、綠色(G)、以及藍色(B)等的彩色微粒。

白色微粒164實現白色。舉例而言，當具有電荷特性的白色微粒164隨著一電壓應用於畫素電極118與共同電極142之間，朝向第二基板140運動時，自第二基板140之外部入射之光線透過白色微粒164反射，在電泳顯示裝置之螢幕上顯示白色。

黑色微粒165實現黑色。舉例而言，當具有電荷特性的黑色微粒165隨著一電壓應用於畫素電極118與共同電極142之間，朝向第二基板140運動時，自第二基板140之外部入射之光線透過黑色微粒165吸收，在電泳顯示裝置之螢幕上顯示黑色。

當電泳層160包含有彩色微粒時，例如青色、品紅色、以及黃色微粒等的彩色微粒，例如紅色(R)、綠色(G)、以及藍色(B)彩色微粒實現彩色。舉例而言，當具有電荷特性的彩色微粒隨著一電壓應用於畫素電極118與共同電極142之間，朝向第二基板140運動時，自第二基板140之外部入射之光線透過彩色微粒反射，用以在電泳顯示裝置之螢幕上對應於有關畫素顯示彩色，以及能夠透過結合這些色彩實現一期望之顏色。

電泳層160可包含有一例如液態聚合物之色散介質。白色微粒164及黑色微粒165在色散介質之中分散，以及根據作用之電壓在色散介質之中運動。色散介質可包含有空氣。舉例而言，替代一特定之液態色散介質，空氣可作為白色微粒164及黑色微粒165運動的介質。進一步而言，電泳層160可不包含有一色散介質。在如此之一實施例中，白色微粒164及黑色微粒165根據作用之電壓透過一電場運動，因此實現一影像。

同時，當液態聚合物用作色散介質時，使用一透明液態聚合物，或者可使用一具有對應於單元畫素的顏色之顏色的彩色液態聚合物。舉例而言，青色液態聚合物可填充於具有假定青色的青色微粒之單元畫素中，品紅色液態聚合物可填充於具有假定品紅色的品紅色微粒之畫素中，以及一黃色液態聚合物可填充於具有假定黃色的黃色微粒之畫素中。

阻擋件182可由一有機絕緣材料等製造。阻擋件182可由與分隔壁180相同之材料製造，以及通過當形成阻擋件182時的相同過程形成。當阻擋件182與分隔壁180係由相同之感光性有機材料製造時，阻擋件182能夠在形成分隔壁180的步驟之中，通過一單個光罩過程同時形成。因此，製程時間縮短。在本實施例之中，阻擋件182之高度範圍可自1微米(μm)至100微米(μm)且阻擋件182之一線寬範圍可自10微米(μm)至5000微米(μm)。在另一實施例之中，阻擋件182之高度範圍可自1微米(μm)至50微米(μm)，並且阻擋件182之一線寬範圍可自100微米(μm)至1000微米(μm)。

在本實施例之中，一其中僅一個阻擋件182的結構形成於分隔壁180之外部。然而，在另一實施例之中，形成複數個阻擋件。阻擋件182之數目範圍可為1至5個。進一步而言，當形成兩個阻擋件182時，可最小化電泳顯示裝置之面積的增加。以及可最大化黏合力及密封力。阻擋件182自俯視圖看可具有不同之形狀。舉例而言，阻擋件182可具有如「第4A圖」所示之線形，如「第4B圖」所示之曲折形，以及一如「第4C圖」所示沿著一斜線的線形。

阻擋件182與分隔壁180之間的空間填充有密封劑186，用以當第一及第二基板120及140附裝時，密封第一及第二基板120及140。該空間沿著電泳顯示裝置101之外周界形成。

阻擋件182與分隔壁180用以導向其間的空間之中填充的密封劑186之位置，用以防止密封劑186延伸至與形成密封圖案的密封區域不相同的區域，即密封區域之內部或外部。不同類型之材料可用作密封劑186，以及在一些實施例之中，一般使用一紫外線(UV)可硬化密封劑或熱固化密封劑。

畫素電極118係由一透明導電材料或不透明材料製造，以及藉由鈍化層124之中形成的接觸孔117與薄膜電晶體(TFT)之汲極116電連接。

在另一實施例之中，畫素電極118可僅形成於鈍化層124之上的顯示區域，而在其他實施例之中，畫素電極118可延伸至鈍化層124之一頂部以及分隔壁180之側壁之一頂部。

當畫素電極118形成為延伸至鈍化層124之頂部以及分隔壁180之側壁頂部時，能夠去除在鈍化層124及分隔壁180的角區形成的畫素電極118產生的一死區，因此提高孔徑比、對比度、以及反應速度。

共同電極142可由一透明導電材料，例如氧化銦錫(Indium Tin Oxide,ITO)或氧化銦鋅(Indium Zinc Oxide,IZO)形成。

在本發明之一實施例之電泳顯示裝置101之中，因為分隔壁180直接形成於第一基板120之上，以及電泳層160填充於分隔壁180之間，因此，電泳層160直接形成於畫素電極118之上，即，電泳層160直接與畫素電極118相接觸。因此，與習知技術之電泳顯示裝置不相同，在本發明之中，不需要在電泳層160、畫素電極118以及鈍化層124之間的用以附加電泳層160的黏合層。因此，能夠簡化製造過程用以減少製造成本。

進一步而言，在本實施例之中，形成阻擋件182且密封劑186填充於阻擋件182與分隔壁180之間的空間中，用以附裝及密封第一及第二基板120以及140，能夠防止密封劑186之洩漏或透入產生的缺陷。進一步而言，由於第一及第二基板120及140可靠地密封，因此能夠防止濕氣、空氣等能夠防止透入電泳顯示裝置101之中。

「第5A圖」至「第5G圖」係為本發明第一實施例之一電泳顯示裝置之製造方法之示意圖。為了簡化之目的，該製造方法使用具有一阻擋件的示例性單元畫素表示。

首先，如「第5A圖」所示，具有良好導電性之不透明金屬，例如鉻(Cr)、鉬(Mo)、鉭(Ta)、銅(Cu)、鈦(Ti)、鋁(Al)、或一鋁合金，通過一噴鍍製程及進一步的通過光微影之蝕刻製程，堆疊於第一基板120之上，用以形成閘極111，其中第一基板120包含有一顯示區域及一非顯示區域且由一透明材料，例如玻璃或塑料製造。進一步而言，一無機絕緣材料例如氧化矽(SiO2)、氮化矽(SiNx)等通過化學氣相沉積(Chemical Vapor Deposition,CVD)堆疊於其上形成有閘極111的第一基板120之上，用以形成閘極絕緣層122。

隨後，如「第5B圖」所示，一半導體材料，例如非晶矽(a-Si)通過化學氣相沉積(CVD)堆疊於第一基板120之全部表面上，並且進一步蝕刻以形成半導體層113。雖然圖未示，雜質可摻雜於半導體層113之一部份上，或者包含有雜質的非晶矽可堆疊於半導體層113之一部份上用以形成一歐姆接觸層，因此允許源極及汲極與半導體層113歐姆接觸。

其後，如「第5B圖」所示，具有良好導電性的不透明金屬，例如鉻(Cr)、鉬(Mo)、鉭(Ta)、銅(Cu)、鈦(Ti)、鋁(Al)、或一鋁合金，通過一噴鍍製程及進一步之蝕刻製程，堆疊於第一基板120之上，用以在半導體層113之上形成源極115及汲極116。特別地，在歐姆接觸層之上，一有機絕緣材料，例如苯並環丁烯(BCB)或光丙烯更堆疊於其上形成有源極115及汲極116的第一基板120之全部表面之，用以形成鈍化層124。

雖然「第5C圖」中未示，鈍化層124可形成為複數個層。舉例而言，鈍化層124可形成為一雙層，該雙層包含有由一有機絕緣材料例如苯並環丁烯(BCB)或光丙烯製造的一有機絕緣層，以及由無機絕緣材料例如氧化矽(SiO2)、氮化矽(SiNx)等製造的一無機絕緣層。在另一實施例之中，鈍化層124可形成為包含有一無機絕緣層、一有機絕緣層、以及一無機絕緣層的三層。由於形成有機絕緣層，鈍化層124之表面形成為平滑。進一步而言，由於應用無機絕緣層，因此能夠提高與鈍化層124之界面特性。

進一步而言，接觸孔117形成於鈍化層124之中用以暴露薄膜電晶體(TFT)之汲極116。隨後，如「第5D圖」所示，畫素電極118形成於鈍化層124之上的顯示區域。在本實施例之中，畫素電極118藉由接觸孔117與薄膜電晶體(TFT)之汲極116電連接。

畫素電極118可透過堆疊一透明導電材料，例如氧化銦錫(ITO)或氧化銦鋅(IZO)以及例如鉬(Mo)、釹鋁合金(AlNd)等的金屬，並且其通過光微影蝕刻形成。進一步而言，畫素電極118可形成為複數個金屬層。舉例而言，複數個金屬層例如銅(Cu)及鈦鉬合金(MoTi)連續堆疊且更通過光微影蝕刻用以形成畫素電極118。畫素電極118可透過使用奈米碳管(Carbon Nano-Tube,CNT)或水溶性導電聚合物形成。

其後，如「第5E圖」所示，分隔壁180及阻擋件182形成於鈍化層124之上。分隔壁180在第一基板120之顯示區域，形成於單元畫素之間，以及大致劃定單元畫素之界限。雖然圖未示，分隔壁180沿著第一基板120之上矩陣形式排列的單元畫素之周界區域形成，因此，分隔壁180更在第一基板120之上形成一矩陣形式。

阻擋件182在非顯示區域之上進一步形成為一矩陣形式，以及與最外部的分隔壁180相間隔，用以形成溝槽形空間184。

分隔壁180可透過堆疊一樹脂等製造的絕緣層，並且通過使用光阻劑的光微影進一步蝕刻形成。在一些實施例之中，分隔壁180可透過堆疊一感光性樹脂(透過通過光微影蝕刻形成)形成。進一步而言，一圖案化之分隔壁180可通過一列印方法例如一列印輥形成。在一些實施例之中，製造一具有一凹進部份之模具，以及一在模具中的絕緣材料可傳輸至第一基板120用以形成分隔壁180。分隔壁180可進一步通過一列印方法形成。

分隔壁180之形成並不限制於一特定之方法。前述方法為了簡化之目的描述，並不限制於本實施例。分隔壁180可更通過不同所知之方法形成。

阻擋件182可通過與分隔壁180相同之方法形成。舉例而言，阻擋件182可透過堆疊一樹脂或一感光性樹脂形成，該樹脂或感光性樹脂透過通過光微影蝕刻，一製模方法，或者一列印方法形成。

在本實施例之中，阻擋件182可通過與分隔壁180相同之過程，例如通過一單個光罩製程形成。在另一實施例之中，阻擋件182可通過與分隔壁180獨立之製程形成。

在一些實施例之中，畫素電極118形成於鈍化層124之上且稍後，形成分隔壁180。然而，本發明並不限制於此。在一些實施例之中，分隔壁180可首先形成於鈍化層124之上的非顯示區域上且稍後，畫素電極118可形成於鈍化層124之上的顯示區域。在如此之實施例中，鈍化層124與分隔壁180可由相同之材料形成。舉例而言，一絕緣層可形成為較厚，以及更使用一衍射光罩或半色調光罩去除以便同時形成分隔壁180及接觸孔117。在其他實施例之中，絕緣層之一部份可通過製模等去除，用以形成分隔壁。

如「第5F圖」所示，分隔壁180之內部填充有一電泳材料(電泳層160)。電泳材料可包含有具有正電荷或負電荷特性的微粒。

在一些實施例之中，微粒可為白色微粒164或黑色微粒165，或者例如青色、品紅色、以及黃色微粒，或者紅色(R)、綠色(G)、以及藍色(R)微粒的彩色微粒。

進一步而言，電泳層可包含有一色散介質例如一液態聚合物。在一些實施例之中，色散材料可為一透明液態聚合物或一黑色液態聚合物，或者一對應於每一畫素顏色的彩色液態聚合物。電泳材料可僅包含有白色微粒、黑色微粒、或彩色微粒而不需要一液態聚合物。在一些實施例之中，白色微粒、黑色微粒、或彩色微粒在電泳層160之內部分佈於空氣之中，以及當向其作用一電壓時在電泳層160之內部運動。

在一些實施例之中，具有良好反射性的微粒，例如氧化鈦(TiO2)用作白色微粒164，以及具有黑色特性的微粒，例如碳黑等用作黑色微粒165。進一步而言，在一些實施例之中，色素或顏料可用做彩色微粒。

白色微粒164具有負電荷特性且黑色微粒165具有正電荷特性。或者，在一些實施例之中，白色微粒164可具有正電荷特性且黑色微粒165可具有負電荷特性。

「第6A圖」及「第6B圖」係為透過在第一基板120之上形成的分隔壁180之間填充一電泳材料，用以形成電泳層160之方法。

「第6A圖」所示之方法係為一噴墨或噴嘴方法。如「第6A圖」所示，一電泳材料160a填充於注射器(或噴嘴)185之內部，以及注射器185定位於第一基板120之上。進一步而言，注射器185在第一基板120之表面上方水平移動，以及將電泳材料160a降落至分隔壁180之內部，用以在第一基板120之上形成電泳層160，由於使用一外部空氣供給裝置(圖未示)向注射器185作用的壓力，使得電泳材料160a降落。

「第6B圖」所示之方法係為一擠壓方法。如「第6B圖」所示，電泳材料160a首先提供於其上形成有複數個分隔壁180的第一基板120之一頂表面，以及稍後透過一擠壓桿187在第一基板120之上運動。然後，電泳材料160a透過擠壓桿187之壓力，填充於單元畫素的分隔壁180之間，用以形成電泳層160。

本發明不限制於上述方法。上述方法表示根據本發明之一實施例的電泳層160之形成過程之一實例，並且本發明並不限制於該特定製程。舉例而言，本發明可以應用電泳層160的不同形成製程，例如一鑄製列印方法、一桿塗覆列印方法、一絲網列印方法、一模具列印方法等。

在電泳材料填充於分隔壁180之間之後，密封劑186填充於分隔壁180與阻擋件182之間的空間中。類似於電泳材料之填充，密封劑186可通過不同之方法填充於分隔壁180與阻擋件182之間的空間中，例如噴墨方法、噴嘴方法、擠壓方法、鑄製列印方法、桿塗覆列印方法、絲網列印方法、模具列印方法等。

在本實施例之中，電泳材料首先填充於分隔壁180之間，以及稍後，分隔壁180與阻擋件182之間的空間184填充有密封劑186。在一些實施例之中，分隔壁180與阻擋件182之間的空間184首先使用密封劑186填充，以及然後，電泳材料可填充於分隔壁180之間。

隨後，如「第5G圖」所示，一透明導電材料例如氧化銦錫(ITO)或氧化銦鋅(IZO)，堆疊於由一透明導電材料，例如玻璃或塑料製造的第二基板140之上，用以形成共同電極142；第一及第二基板120及140對準且施壓，以便透過作用於分隔壁180之間形成的電泳材料的頂表面之密封劑186附裝在一起；以及進一步，熱或紫外線照射於其上用以硬化密封劑186，以形成電泳顯示裝置。

在一些實施例之中，第一及第二基板120及140透過密封劑186附裝，或者可形成由一黏合材料製造的黏合層，用以提高第一及第二基板120及140之結合力。

雖然圖未示，一彩色濾光層可形成於第二基板140之上。彩色濾光層可包含有紅色(R)、綠色(G)、以及藍色(B)濾光器。當電泳材料包含有黑色微粒及白色微粒時，其實現一彩色。

「第7圖」係為本發明第一實施例之電泳顯示裝置之平面圖。

如「第7圖」所示，分隔壁180以矩陣形式形成於電泳顯示裝置之中。外部分隔壁180沿著電泳顯示裝置之邊界線形成以包圍複數個畫素。阻擋件182以對於外部分隔壁180的一預定距離形成於分隔壁180之外部。密封劑186填充於外部分隔壁180與阻擋件182之間的一空間中。

阻擋件182可包含有形成於電泳顯示裝置之一側的出口196。進一步而言，由於密封劑186僅填充於外部分隔壁180與阻擋件182之間的空間中，因此出口196也形成於外部分隔壁180。換句話而言，出口196同時形成於外部分隔壁180及阻擋件182。

出口196可釋放分隔壁180之間的過量填充的電泳材料。當電泳材料使用「第6A圖」及「第6B圖」所示之方法填充於分隔壁180之間時，電泳材料可過量填充於分隔壁180之間。過量填充的電泳材料使得電泳顯示裝置之質量劣化。出口196用以釋放超量的電泳材料。也就是說，當電泳材料使用「第6A圖」及「第6B圖」所示之方法填充於分隔壁180之間時，超量的電泳材料通過出口196釋放。

「第7圖」表示僅一個出口196在電泳顯示裝置之一側面形成於阻擋件182之上。然而，在一些其他實施例之中，複數個出口196可在電泳顯示裝置之一個或更多側面形成於阻擋件182之上。

「第8圖」係為本發明第二實施例之電泳顯示裝置之剖視圖。將簡化描述與本發明第一實施例相同之結構且詳細描述不同之結構。

如「第8圖」所示，本發明第二實施例之電泳顯示裝置包含有由透明玻璃或塑料製造的一第一基板220及一第二基板240，一形成於第一基板220之上的薄膜電晶體(TFT)，一鈍化層224，其形成於其上形成有薄膜電晶體(TFT)的第一基板220之上，一形成於鈍化層224之顯示區域的畫素電極218，一分隔壁280，其形成於鈍化層224之上的顯示區域的單元畫素之間，複數個第一至第三阻擋件290a、290b、以及290c，係形成於鈍化層224之上的一非顯示區，一形成於分隔壁280之間的單元畫素之電泳層260，一形成於第二基板240之上的共同電極242，以及一填充於第一阻擋件290a之一頂表面，與第一至第三阻擋件290a、290b、以及290c之間的一空間中的密封材料(或一密封化合物)294，用以附裝及密封第一及第二基板220及240。

薄膜電晶體(TFT)包含有一形成於第一基板220上的閘極211，一閘極絕緣層222，形成於其上具有閘極211的第一基板220之上，一半導體層213，其由一半導體材料例如非晶矽(a-Si)製造且形成於閘極絕緣層222之上，以及一源極215及一汲極216，其形成於半導體層213之上。

分隔壁280形成於顯示區域的單元畫素之間用以界定單元畫素，以及密封在單元畫素形成的電泳層260。

電泳層260可包含有具有正電荷特性的白色微粒，具有負電荷特性的黑色微粒，以及其中分佈有白色微粒264及黑色微粒265的色散介質。

第一至第三阻擋件290a、290b、以及290c係由一有機絕緣材料製造。在一些實施例之中，第一至第三阻擋件290a、290b、以及290c可由與分隔壁280相同的材料且通過相同過程製造；而在一些其他實施例之中，第一至第三阻擋件290a、290b、以及290c可通過一不同過程由不同材料製造。

在本實施例之中，第一至第三阻擋件290a、290b、以及290c之高度可為大約10微米(μm)或更大。在一些實施例之中，第一至第三阻擋件290a、290b、以及290c之高度範圍可自10微米(μm)至50微米(μm)，以及第一至第三阻擋件290a、290b、以及290c之一線寬之範圍可自10微米(μm)至5000微米(μm)。在一些實施例之中，第一至第三阻擋件290a、290b、以及290c之線寬範圍可自10微米(μm)至1000微米(μm)。

在「第8圖」之中，表示三個阻擋件(第一至第三阻擋件290a、290b、以及290c)之結構。然而，在一些實施例之中，可形成四個或更多的阻擋件。

進一步而言，第一至第三阻擋件290a、290b、以及290c自俯視圖看可具有不同之形狀。舉例而言，第一至第三阻擋件290a、290b、以及290c可具有根據本發明之第一實施例的「第4圖」所示的不同平面形狀。

密封材料294填充於一中心區域的第一阻擋件290a的一頂表面上，凹陷292的內部，以及第一至第三阻擋件290a、290b、以及290c之間的空間之中，用以當第一基板220與第二基板240附裝的同時密封。

在第一至第三阻擋件290a、290b、以及290c之中，中間的第一阻擋件290a透過作用於頂表面的密封劑附裝至第二基板240，用以附裝第一基板220與第二基板240。進一步而言，第一阻擋件290a兩側的第二阻擋件290b及第三阻擋件290c防止密封材料294流向除一預定區域之外的區域，因此最小化密封材料294之寬度。在一些實施例之中，第二阻擋件290b及第三阻擋件290c限制空間之中填充的密封材料294的位置，以及防止密封材料294擴散至除形成一密封圖案的密封區域之外的區域，例如，密封區域之一內部或一外部。

形成於第一阻擋件290a之頂表面上的凹陷292增加第一阻擋件290a之頂表面面積。由於密封材料294填充於凹陷292之內部中，因此凹陷292增加與密封材料294相接觸的表面積，用以提高第一阻擋件290a與第二基板240之間的一黏合力。進一步而言，當第一阻擋件290a附裝至第二基板240時，壓力作用於凹陷292及第二基板240，凹陷292之空間的一內壓力相比較於一外部壓力更低。因此，第一阻擋件290a與第二基板240之間的黏合力能夠進一步提高。

在「第8圖」之中，表示形成於第一阻擋件290a之頂表面上的一個凹陷292。然而，本發明並不限制於此，在一些實施例之中，複數個凹陷可形成於第一阻擋件290a之頂表面上。

由一透明導電或不透明金屬製造的畫素電極218通過鈍化層224之中形成的一接觸孔，與薄膜電晶體(TFT)之汲極216電連接。在一些實施例之中，畫素電極218可僅形成於鈍化層224之上的顯示區域，而在一些其他實施例之中，畫素電極218可延伸形成於鈍化層224之上及分隔壁280之側壁上。

在本實施例之中，由於這些第一至第三阻擋件290a、290b、以及290c形成為在電泳顯示裝置201之非顯示區域包圍顯示區域，以及密封材料294定位於第一至第三阻擋件290a、290b、以及290c之中第一阻擋件290a之頂表面上，以及第一至第三阻擋件290a、290b、以及290c之間的空間之中，因此當第一及第二基板220及240附裝時，密封材料294能夠防止流向至分隔壁280 之內部或外部，以及能夠防止第一及第二基板220及240的結合力及密封力之劣降。

具有上述結構的電泳顯示裝置201按照與「第5A圖」至「第5G圖」所示之第一實施例之製造方法相同的方式製造。相比較於第一實施例之中僅形成一個阻擋件，在第二實施例之中，形成複數個阻擋件，以及至少一個凹陷292形成於第一阻擋件290a之頂表面上，因此，在第二實施例之中，如「第7圖」所示，當形成分隔壁280時，可形成第一至第三阻擋件290a、290b、以及290c，以及進一步而言，凹陷292可通過一單獨感光製程，形成於第一阻擋件290a之頂部上。在一些實施例之中，可形成一半色調光罩或一衍射光罩以便當形成第一至第三阻擋件290a、290b、以及290c的同時形成凹陷292。

在一些實施例之中，鈍化層240及分隔壁280可通過一單個過程，而不是通過單獨的過程形成。舉例而言，在鈍化層堆疊於第一基板220上之後，鈍化層224，分隔壁280，第一至第三阻擋件290a、290b、以及290c，以及凹陷292可通過一衍射曝光或一半色調曝光同時形成。

已經描述本發明之電泳顯示裝置之結構，然而，本發明並不限制於此。特別地，根據本發明可使用不同類型之電泳層。舉例而言，任何類型之電泳層能夠應用於第一基板。

本領域之技術人員應當意識到在不脫離本發明所附之申請專利範圍所揭示之本發明之精神和範圍的情況下，所作之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍之內。關於本發明所界定之保護範圍請參照所附之申請專利範圍。

1．．．電泳顯示裝置

11．．．閘極

13．．．半導體層

15．．．源極

16．．．汲極

18．．．畫素電極

20．．．第一基板

22．．．閘極絕緣層

24．．．鈍化層

28．．．接觸孔

40．．．第二基板

42．．．共同電極

44．．．彩色濾光層

56．．．黏合層

60．．．電泳層

70．．．微膠囊

74．．．白色微粒

76．．．黑色微粒

101、201．．．電泳顯示裝置

111、211．．．閘極

113、213．．．半導體層

115、215．．．源極

116、216．．．汲極

117．．．接觸孔

118、218．．．畫素電極

120、220．．．第一基板

122、222．．．閘極絕緣層

124、224．．．鈍化層

140、240．．．第二基板

142、242．．．共同電極

160、260．．．電泳層

160a．．．電泳材料

164、264．．．白色微粒

165、265．．．黑色微粒

180、280．．．分隔壁

182．．．阻擋件

184．．．空間

185．．．注射器

186．．．密封劑

187．．．擠壓桿

196．．．出口

290a．．．第一阻擋件

290b．．．第二阻擋件

290c．．．第三阻擋件

292．．．凹陷

294．．．密封材料

第1圖係為習知技術之一電泳顯示裝置之橫截面圖；

第2圖係為本發明第一實施例之電泳顯示裝置之剖視圖；

第3圖係為根據本發明第一實施例之電泳顯示裝置之示例性畫素結構之示意圖；

第4A圖至第4C圖係為本發明第一實施例之電泳顯示裝置之阻擋件之示例形狀之示意圖；

第5A圖至第5G圖係為本發明第一實施例之一電泳顯示裝置之製造方法之示意圖；

第6A圖及第6B圖係為順次形成本發明第一實施例之一電泳顯示裝置的電泳層之方法之示意圖；

第7圖係為本發明第一實施例之電泳顯示裝置之平面圖；以及

第8圖係為本發明第二實施例之電泳顯示裝置之剖視圖。

101．．．電泳顯示裝置

118．．．畫素電極

120．．．第一基板

140．．．第二基板

142．．．共同電極

160．．．電泳層

164．．．白色微粒

165．．．黑色微粒

180．．．分隔壁

182．．．阻擋件

184．．．空間

186．．．密封劑

Claims (20)

1. 一種電泳顯示裝置，係包含有：一第一基板，係具有一其中排列有複數個畫素的顯示區域以及一位於該顯示區域之外側的非顯示區域；一第二基板，係與該第一基板相對應且其上形成有一共同電極；一位於每一畫素之切換裝置；一鈍化層，係位於該第一基板之上用以覆蓋其上形成之該切換裝置；一畫素電極，係位於該鈍化層之上的每一畫素；一分隔壁，係位於該鈍化層之上的該等畫素之間；一電泳層，係形成於透過該等分隔壁定義之每一畫素之中；至少一個阻擋件，係配設為包圍該顯示區域，該阻擋件與該分隔壁相間隔；以及一密封劑，係位於該分隔壁與該阻擋件之間的一空間之中用以密封該第一基板及該第二基板。
2. 如請求項第1項所述之電泳顯示裝置，其中該阻擋件包含有至少一個開口。
3. 如請求項第1項所述之電泳顯示裝置，其中該阻擋件配設為具有與該分隔壁之高度相同之高度。
4. 如請求項第1項所述之電泳顯示裝置，其中該電泳層包含有白色微粒、黑色微粒、以及一色散介質。
5. 如請求項第1項所述之電泳顯示裝置，其中該色散介質係為一透明水介質。
6. 如請求項第1項所述之電泳顯示裝置，其中該電泳層包含有白色微粒、彩色微粒、以及一色散介質。
7. 如請求項第1項所述之電泳顯示裝置，其中該阻擋件係由與該分隔壁相同之材料製造。
8. 如請求項第1項所述之電泳顯示裝置，其中該阻擋件之該高度範圍自1微米(μm)至100微米(μm)。
9. 如請求項第3項所述之電泳顯示裝置，其中該阻擋件之該寬度範圍自10微米(μm)至5000微米(μm)。
10. 如請求項第9項所述之電泳顯示裝置，其中該阻擋件之該寬度之範圍自100微米(μm)至1000微米(μm)。
11. 如請求項第1項所述之電泳顯示裝置，其中一個至五個阻擋件位於該非顯示區域之上。
12. 如請求項第11項所述之電泳顯示裝置，其中至少一個該等阻擋件具有一形成於其頂部的凹陷。
13. 一種電泳顯示裝置之製造方法，係包含：提供一第一基板，該第一基板之中具有一排列有複數個畫素的顯示區域以及一位於該顯示區域之外側的非顯示區域；提供一第二基板，該第二基板與該第一基板相對應且具有一形成其上的共同電極；形成一切換裝置於該第一基板上的每一畫素；形成一鈍化層於其上具有該切換裝置之該第一基板之上；形成一畫素電極於該鈍化層上的每一畫素之中；形成一分隔壁於該鈍化層之上的該等畫素之間；形成至少一個阻擋件，該阻擋件包圍該顯示區域，該阻擋件與該分隔壁相間隔；形成一電泳層於透過該分隔壁定義之每一畫素之中；填充一密封劑於該分隔壁與該阻擋件之間的一空間中；以及附裝該第一基板與該第二基板。
14. 如請求項第13項所述之電泳顯示裝置之製造方法，其中該電泳層之該填充包含填充一電泳材料以及一色散介質。
15. 如請求項第14項所述之電泳顯示裝置之製造方法，其中該阻擋件及該分隔壁在一單光罩製程中形成。
16. 如請求項第13項所述之電泳顯示裝置之製造方法，其中在該畫素之中形成該電泳層透過自一噴墨方法、一擠壓方法、一鑄製列印方法、一桿塗覆列印方法、一絲網列印方法、以及一模具列印方法中選擇的一方法執行。
17. 如請求項第13項所述之電泳顯示裝置之製造方法，其中在該分隔壁與該阻擋件之間填充該密封劑透過自該噴墨方法、該擠壓方法、該鑄製列印方法、該桿塗覆列印方法、該絲網列印方法、以及該模具列印方法中選擇的一方法執行。
18. 如請求項第14項所述之電泳顯示裝置之製造方法，其中形成該阻擋件包含形成一凹陷於該阻擋件之一頂表面上。
19. 如請求項第15項所述之電泳顯示裝置之製造方法，其中該電泳材料包含有白色微粒及黑色微粒。
20. 如請求項第15項所述之電泳顯示裝置之製造方法，其中該電泳材料包含有白色微粒及彩色微粒。