TWI472798B - 具有控制液體移動之電潤濕顯示器 - Google Patents

Description

具有控制液體移動之電潤濕顯示器

本發明係關於一種電潤濕顯示器，其包括具有一第一支撐板與一第二支撐板以及於該第一支撐板與該第二支撐板之間的一空間之複數個圖像元件，該空間包含彼此不互溶的至少一第一流體與一第二流體。

已知含有可在不同液體組態之間切換以提供不同光學特性之液體的顯示器裝置。已提議數個措施用以控制該等液體在該顯示器裝置之一圖像元件內之移動。

國際專利申請案WO 2003/071346說明此一顯示器裝置。切換期間液體的運動藉由使用具有特定形狀之該第一支撐板上的一絕緣層來控制用以修改施加於該等液體之一電場。可交替使用特殊電極結構或不均勻油液層用以控制液體移動。

國際專利申請案WO 2006/1021912說明具有圖像元件之一裝置，該等圖像元件具有在切換後決定液體在該等圖像元件內之運動的一較佳方向之一形狀。

國際專利申請案WO 2004/1104671說明含有液體之一光學開關，其中用於施加該電壓之一電極的形狀在切換後決定液體之運動的一較佳方向。

國際申請案WO 2007/141218說明在一另一平坦第一支撐板上具有一突出親水性部分的一顯示器裝置。該親水性部分操作為油運動起始劑。此已知顯示器之缺點在於該突出部分的配置要求在該顯示器之製造期間的一額外處理步驟。

本發明之一目的係提供其中可以一更簡單方式進行液體移動之控制的一種顯示器裝置。

本發明之目的係藉由一電潤濕顯示器裝置而達到，該電潤濕顯示器裝置包括複數個圖像元件，其具有一第一支撐板與一第二支撐板以及於該第一支撐板與該第二支撐板之間的一空間，該空間包含彼此不互溶的至少一第一流體與一第二流體，該第二流體為導電或極性；該第一支撐板包含用於在該圖像元件中施加一電場之至少一個電極與遠離該空間而配置於該至少一個電極之一側上的一層，該層形成一電子組件用於將一電壓施加於該至少一個電極；其中該至少一個電極包括對應於該層之一厚度的一高度差。

該第一流體中之該場強度將在該第一流體之該層較薄的情況下較高而在該層較厚的情況下較小。一或多個電極之高度中的改變將因此引起第一流體之層上的該電場之強度中的改變。在將一電壓施加於該一或多個電極後，該第一流體將在最低電場之方向中移動。該高度差之形狀(即如從該圖像元件之空間可見之該高度差的圖案)決定該第一流體的移動之一較佳方向。

該至少一個電極中之高度差係藉由形成一電子組件用於將一電壓施加於該至少一個電極之一層而引起。通常該層與該電極係配置於一基板上之層的一堆疊之部分，該堆疊與基板一起形成該第一支撐板。該層可形成用於施加電壓之一或多個電子組件。一電子組件可藉由一層或複數個層而形成。

該高度差之所需形狀可藉由該電極之適當形狀及/或該層之圖案化的適當選擇形狀而獲得，因而決定第一流體之移動的較佳方向。因此，該層具有既形成一電子組件又產生用於該至少一個電極之高度差的功能。因為無需將層配置於該第一支撐板中以明確產生該電極之高度差，所以可簡化該顯示器裝置之製造。

可將該層配置於(例如)塑膠或玻璃之基板上以便引起該至少一個電極之一或多個高度差。該至少一個電極之高度差與一層之厚度的對應可存在於從將電極配置於其上之該層的一圖案化中之高度差複製該電極之高度差的該事實，或存在於將該層配置於二個電極之間因而決定該等電極之間的高度差之該事實。當該層具有包含(例如)300 nm之高度差的一圖案時，該複製可在該電極中導致(例如)200 nm之高度差。藉由將該電極直接施加於該圖案化層上或藉由將該電極施加於一或多個中間層(其進而係施加於該圖案化層上)上可進行該複製。複製可由於一圖案化層上之一層的施加期間之水平調整而減少該等高度差。

在垂直於藉由複數個圖像元件之至少一個電極的最高點界定之一平面的方向中來決定該高度差。應注意，該高度差係關於最接近該圖像元件之空間的該至少一個電極之表面，因為此表面之位置決定該空間中之電場強度。

該第一支撐板中之該至少一個電極係一導電層以使得施加於該第二流體與該電極之間的一電壓引起從該第二流體延伸至該電極的電場。

在該顯示器裝置之一特殊具體實施例中，該至少一個電極包括一第一部分與一第二部分而且該高度差係在該第一部分與該第二部分之間。當將該電極施加為在具有高度差之其他層上之一層時，該電極可複製該其他層之該高度差的至少部分。儘管電極之二個部分處於相同電位，但藉由該二個部分產生之電場將由於高度差而不同。

在另一特殊具體實施例中，該圖像元件包括至少二個電極且該高度差係在該二個電極之間。藉由該二個電極產生之電場現藉由高度差與可施加於該等電極之電壓來決定。如在先前特殊具體實施例中，該電極本身亦可具有一高度差。

該高度差有利地具有對應於該層之圖案的形狀。該層係用於形成電子組件以將一電壓施加於該至少一個電極。當在一基板上施加並圖案化該層時，除需要用於電子組件之圖案外，可在無需額外努力的情況下於該層中形成額外圖案。未形成電子組件之此等額外圖案亦可用於產生在該至少一個電極中成形該高度差的圖案。

當陳述一層形成一電子組件時，該層可為該電子組件之唯一組分(例如一控制線)，或該層可為該電子組件之組分之一(例如電晶體之源極)。

一特殊具體實施例包含對應於形成該電子組件之該層的部分或圖案之該至少一個電極之高度差。在此具體實施例中，該高度差係由於該一或多個電子組件而並非由於該層中之另外圖案。

在一特殊具體實施例中，該電子組件包含一電極、一控制線、一電晶體及一電容器之任一者。該電晶體與電容器係通常用於所謂的主動矩陣顯示器裝置之圖像元件中之電子組件。當將一第一電極配置於一第二電極之部分上時，該等電極將顯示高度差。在此一情況下，該第二電極既係一電極又係用於將一電壓施加於該第一電極上之一電子組件。

在一有利的具體實施例中，該圖像元件之範圍藉由配置於該第一支撐板中之壁來界定而且該等控制線之一或多個係鄰近於該等壁之一者而配置於該圖像元件內。該壁附近之電極的增加高度將增加電場，從而較佳移動第一流體遠離該壁。此減小該壁附近之第一流體的接針連接。

當使該控制線較厚以提高高度差時，其電阻減小，此對於該等電子組件之操作可能係有利。當使該控制線較厚時，其寬度可減小。因此，當維持該控制線之電阻時，如從該圖像元件之空間可見其寬度可變小，因而減少其對一電潤濕顯示器之光學性能的影響。

可配置該或該等電極之一或多個高度差以使得其在該圖像元件之邊角中形成一凹部。該電極之減小高度將在引起該第一流體較佳朝向該凹部移動之一電壓的施加後產生一電場。該凹部係具有最小高度之表面的區域，在該空間之方向中可見該表面之高度。該最小高度可藉由將該等電子組件配置於除該凹部外的圖像元件之部分中而形成。

可將該電極配置於不同於該凹部之該圖像元件的區域中，因而相比較於該圖像元件區域之其餘部分減小該凹部中之場強度。該凹部可包含另一電極用以允許相比較於該第二流體之電壓的一較低電壓之施加以減少該至少一個電極之邊緣處的邊緣場。在一較佳具體實施例中，施加於另一電極之電壓係等於施加於第二流體之電壓。

該凹部中之電極的缺乏可用於在此區域中之覆蓋層的表面中形成一凹陷。該凹陷將引起該第一流體較佳流動至此邊角處。

該第一支撐板可包含除該層外之另一層，而且該至少一個電極包括對應於該另一層之厚度的一高度差。除藉由形成電子組件之層引起的高度差外，該電極亦可具有藉由未用於將一電壓施加於該電極之層引起的高度差。可圖案化此等另外層。

在顯示器裝置之一特殊具體實施例中，該第一支撐板包含遠離該空間而配置於該電極之一側上的一導電層，該電極與該導電層係藉由一絕緣層以及於該電極與該導電層之間的至少一穿透連接而分離，該穿透連接形成用於該第一流體的一接針連接位置。

亦稱為"通道"之該穿透連接在該電極之表面中引起凹陷。第一流體之該層的增加厚度與該穿透連接之位置處隨之發生的較低電場產生其中第一流體優先朝向其移動之一位置。該第一流體亦可由於內聚效應而係吸引至該位置。

有利地，該電極在該圖像元件之區域中具有一凹部而且接近或於該區域中配置該穿透連接。低電場之區域的配置與該穿透連接一起將增加該第一流體移動至此區域的優先選擇。

在該顯示器裝置之一較佳具體實施例中，於該至少一個電極與該電潤濕元件之空間之間配置一覆蓋層。該覆蓋層可係絕緣的並具有明確電潤濕性質，例如親水性或疏水性性質。

當該覆蓋層具有實質上相等厚度時，毗連該第一及/或第二流體之該覆蓋層的表面將顯示與該或該等電極類似之高度差。該等高度差將引起毗連於沒有電場之狀態中的該表面之第一流體的該層之厚度中的差。當該覆蓋層與該第一流體之材料的介電常數相等時，該覆蓋層之厚度中的改變將不影響該電場。毗連該等液體之該覆蓋層的表面中之一區域凹陷可用作一接針連接位置，因為其從此位置比從一平坦表面需要更大的力來移動該第一流體。該接針連接效應可藉由該電極中之凹陷引起的減小電場來提高。

本發明亦係關於一種電潤濕顯示器裝置，其包括複數個圖像元件，其具有包含一表面之一第一支撐板與一第二支撐板以及於該第一支撐板之該表面與該第二支撐板之間的一空間，該空間包含彼此不互溶的至少一第一流體與一第二流體，該第二流體為導電或極性；該第一支撐板包含用於在該圖像元件中施加一電場並覆蓋該圖像元件之一第一區域的一電極以及用於維持於該電極上之一電壓之一儲存電容器，該儲存電容器具有二個板；其中該電容器之該等板的至少一個覆蓋該圖像元件之一不同、第二區域。

當將一電壓施加於該電極時，將在該第一區域上產生一電場。可在一電壓處設定於該第二區域上延伸之該電容器的該板用以改良該第一流體之移動的控制。該電容器具有雙重功能，因為其係用於維持該電極上之一電壓並用於藉由在該第二區域上產生一電場而直接控制該移動。較佳地，在與該第二流體相同電壓處設定該板，因而在該電極上之電壓的施加後減小該電極之邊緣處的邊緣場並強迫該第一流體朝向該第二區域。

將該第二區域較佳配置於該像素元件之一邊角中，從而當藉由該電壓之施加而收縮該第一流體時藉由該第一流體減少視野之障礙。

在該第二區域中具有電容器之一板的該顯示器裝置之優點在於該第一支撐板之表面中具有高度差的顯示器裝置中以及在於該表面中沒有此類高度差之顯示器裝置中達到。

在一特殊具體實施例中，該第一支撐板包含覆蓋該第二區域之至少部分的一第二電極並藉由一穿透連接係較佳連接至該電容器的該等板之該至少一個。可將覆蓋該第二區域之至少部分的該第二電極設定在一電壓以改良該第一流體之移動的控制。較佳地，將該板設定在與該第二流體相同電壓，因而在施加電壓於該電極上之後減小該電極之邊緣處的邊緣場並強迫該第一流體朝向該第二區域。

可進行至該電容器之該板的穿透連接用以在該第一支撐板之表面中形成一凹陷，因而產生朝向該第二區域之該第一流體的一較佳移動。

該電容器之該等板的至少一個較佳與該第二流體處於相同電壓。此減小該電容器上之電場。

從參考附圖僅藉由範例所提供的以下本發明之較佳具體實施例之說明中可明白本發明之另外特徵與優點。

圖1顯示一電潤濕顯示器裝置1之部分的示意性斷面。該顯示器裝置包含複數個圖像元件2，該等圖像元件之一係顯示於該圖式中。該圖像元件之橫向範圍係藉由二條虛線3、4在該圖式中指示。該等圖像元件包括一第一支撐板5與一第二支撐板6。該等支撐板可為每一圖像元件之分離部分，而該等支撐板較佳係藉由該複數個圖像元件共同共用。該等支撐板可包含一玻璃或聚合物基板7而且可為剛性的或撓性的。

該顯示器裝置具有可於其上觀察藉由該顯示器裝置形成之一影像或顯示之一檢視側8及一後側9。在該圖式中，該第一支撐板5面向該後側；該第二支撐板6面向該檢視側；或者，該第一支撐板可面向該檢視側。該顯示器裝置可具有反射、透射或半穿透半反射類型。該顯示器裝置可具有其中該影像可由每一區段包含數個圖像元件的區段構成之一區段顯示類型。該顯示器裝置可為一主動矩陣驅動顯示器類型或一被動驅動顯示器裝置。

該等支撐板之間的一空間10由二種液體填充：第一流體11與第二流體12。該第二流體與該第一流體不互溶。該第二流體為導電或極性，且可為水或鹽溶液，例如氯化鉀在水與乙醇之混合物中之溶液。第二流體較佳為透明的，不過可為彩色、白色、吸收的或反射的。第一流體不導電且可(例如)為烷烴，像十六烷或(聚矽氧)油。

該第一流體吸收光譜之至少一部分。該液體對於光譜之一部分可為透射的，形成一彩色濾光器。基於此目的，可藉由添加顏料粒子或染料為該液體著色。或者，該第一流體可為黑色，即吸收光譜之實質上所有部分，或為反射的。該疏水層可為透明的或反射的。一反射層可反射整個可見頻譜，使該層看上去為白色，或反射其部分，使其具有一顏色。

在該支撐板5上配置一疏水層13。該層可為在複數個圖像元件2上延伸之一不中斷層或其可為每一部分僅在一圖像元件2上延伸(如圖式中顯示)之一中斷層。該層可為(例如)一非晶性氟聚合物層(例如AF1600)或另一低表面能量聚合物。因為該第一流體相對於疏水層13之表面的可濕度高於其相對於第二流體之可濕度，所以疏水特性使第一流體優先黏附於該第一支撐板5。可濕度係與一液體針對一固體之表面的相對親和性有關。

每一元件2包含配置於該基板7上之一電極14。該電極14藉由一絕緣覆蓋層(其可為疏水層13)與該等液體分離。該電極14可具有任何所需形狀或形式。藉由該圖式中示意性指示之一信號線15為該電極14供應電壓信號。將一第二信號線16連接至與該導電第二流體12接觸之一電極。當所有元件藉由並共用該第二流體來液體互連並藉由壁不中斷時，此電極可為該所有元件共同。該等圖像元件2可藉由施加於信號線15與16之間的電壓V來控制。該支撐板5上之電極14係各耦合至一顯示器驅動系統。在具有以矩陣形式配置之元件的一顯示器裝置中，該等電極可在該第一支撐板上耦合至印刷控制線之一矩陣。

該第一流體11藉由沿圖像元件之斷面的壁17而限制於一圖像元件。儘管將該等壁顯示為從該基板7突出之結構，但其亦可為排斥第一流體之該基板上的一表面層，例如親水層。該等壁可從該第二支撐板延伸至該第一支撐板但亦可從該第一支撐板部分延伸至該第二支撐板。藉由該等壁17之中心來界定由虛線3與4指示之圖像元件的範圍。

其中在國際專利申請案WO 03071346中揭示該顯示器之圖像元件的更多細節。

當將非零電壓V施加於該等信號線15與16之間時，該圖像元件將進入導通狀態。靜電力將朝向該電極14移動第二流體12，因而從該疏水層13之區域的至少部分排斥該第一流體11朝向圍繞該疏水層之區域的該等壁17。當完全受到排斥時，該第一流體可藉由虛線18如示意性指示採用滴狀形式。此動作未自該元件之疏水層13的表面覆蓋該第一流體。當橫跨該元件之電壓返回至零或接近零之一值時，該元件將返回至截止狀態，其中該第一流體向後流動以覆蓋該疏水層13。以此方式該第一流體在每一圖像元件中形成一電可控制光學開關。

圖2顯示包含主動矩陣類型之一圖像元件的電子組件之一電路圖。該等組件包含電晶體、電容器及互連佈線。一圖像元件可包含一或多個電晶體。該圖式顯示使用二個薄膜電晶體(TFT)之一具體實施例。二個TFT 20與21分別具有閘極22與23、源極24與25及汲極26與27。該二個電晶體係串聯連接。閘極22與23係連接至具有電壓Vgate之一閘極控制線30。該源極24係連接至具有電壓Vsource之一源極控制線31。該汲極27係連接至電容器Cew 32與電容器Cst 33。電容器Cew係具有藉由圖1中之該圖像元件之電極14形成的一板34與藉由該第二流體12形成的一板35之一電潤濕電容器。該板35係連接至電壓Vtop，其係藉由信號線16施加於該第二流體之電壓。該電容器Cst係具有板36與37之一儲存電容器。板37係連接至施加電壓Vstorage之一儲存控制線40。

在操作中，在該源極控制線31上設定待施加於電極14(即板34)之電壓。當在該閘極控制線30上設定一選擇脈衝時，電晶體20與21變得導電而且將該源極線上之電壓施加於電容器32與33兩者。在脈衝後，電晶體之電阻增加若干量值級而且該電壓在藉由二個電容器之組合電容與洩漏電流決定之一週期期間保持在該等電容器上。一般而言，該圖像元件上之電壓通常經足夠更新以使得相對於該元件之該顯示器效應的該電極14上的減少電壓之任何效應對於該顯示器裝置之檢視器並不明顯。電容器33之目的係增加該圖像元件之更新之間的週期。雙電晶體允許比單電晶體使用更高的電壓。根據需要的電壓，亦可藉由單電晶體執行切換。

圖3顯示沿圖1中之線A-A且如從該空間10可見之一圖像元件的該第一支撐板5之俯視圖。該圖式顯示一圖像元件2與八個附近元件之部分。該圖式顯示圖像元件之壁17與實施圖2之電路圖的若干導電元件。該第一支撐板5之平面中的圖像元件之範圍係該等壁之中心之間的區域。限制該第一流體之該等壁之間的區域係稱為顯示器區域。從該空間10可見之一元件的邊緣藉由延伸線來顯示，藉由另一元件覆蓋之一元件的邊緣藉由虛線來顯示。顯示器區域之典型大小係145微米乘145微米。為清楚起見，該圖式依據本發明提供主要針對圖像元件2而非針對周圍圖像元件之細節。

圖3顯示三個疊置導電層。儘管該圖式中之具體實施例係一所謂的場屏蔽圖像元件，但本發明亦應用於基本的設計圖像元件。第一層42最接近該基板7並形成圖2中之該電容器33的板37。其形狀係在左下角切掉一矩形部分43之矩形。第二層44亦係藉由曲線45為界切掉一彎曲部分並位於該層42之頂部上的一矩形板。該層44形成該電容器33之板36。第三層46(從該空間10檢視)位於該層44上並係藉由曲線47為界切掉一彎曲部分之一矩形板。該層46形成圖1中之電極14，即圖2中之該電容器32的板34。

位於該層46下之一元件50其中包含該等電晶體20、21與配置於該基板上之若干連接。層44具有將其連接至該元件50的一延伸41。導電帶51形成該閘極控制線30。帶51之二個分支52將該帶連接至元件50。導電帶53形成該源極控制線31，其藉由圖3中未顯示之一連接而連接至該元件50。導電帶54形成該儲存控制線40並係連接至該層42，即電容器33之板37。可將該等控制線配置於該等層42、44與46上或下之側。

圖4顯示沿圖3中之線B-B類似於圖3之第一支撐板的一具體實施例之該第一支撐板的斷面。該斷面係透過包括該等電晶體之元件50。

圖4之斷面中顯示的源極線53係由(例如)金屬(例如鋁)或透明材料(例如氧化銦錫(ITO))製造的導電帶。該層之厚度可在100nm與300nm之間。

導電帶55將源極線53連接至該電晶體20之源極24。分支52與閘極線51可由金屬(例如鋁鉬)製造並具有100nm與300nm之間的厚度。藉由(例如)由亞硝酸矽、SiNx製造之一絕緣層56(其可具有150nm與300nm之間的厚度)來覆蓋該等分支。在該層56與源極24之間配置非晶矽之一層57。較佳由與該源極24相同之金屬製造的汲極26係配置於該層57上。以相同方式建立電晶體21。藉由金屬層58將電晶體21之汲極27連接至係該儲存電容器33之板的一個之該層44的一部分。該儲存電容器之其他板係顯示為較佳由金屬(例如鋁)製造之層42。

電晶體與儲存電容器藉由由(例如)SiNx或SiOx製造之一絕緣層59(其可具有200與800nm之間的厚度)來覆蓋。該絕緣層59藉由具有約2至4微米之厚度的一層60(其可由有機材料製造)來覆蓋。將該電極46配置於該層60上並在曲線47處結束。該電極由導電材料製造。當該顯示器裝置具有透射類型時，該電極較佳由透明材料(例如ITO)來製造。當該顯示器裝置具有反射類型時，該電極可具有反射器之功能並可由具有100nm與150nm之間的厚度之鋁釹來製造。透過絕緣層59與60藉由一穿透連接61將該電極連接至該層58。該穿透連接在該電極中係一區域凹陷62以使得其與配置於該帶58上之導電材料(例如ITO)之一層63接觸。該區域凹陷對應於該層60之厚度。

當該電極46為反射而且該等壁17由透明材料製造時，不需要該電極在該等壁下延伸，因為此提供從該第二支撐板6之側入射的光之一干擾反射。此反射未受到該第一流體之運動的影響。該反射可藉由不在該等壁17下延伸該電極46(如圖4中顯示)而避免。當該電極未延伸直到該壁時，該壁附近之電場可比該電極46上弱或甚至為零。此可引起該第一流體黏附於該壁，因而妨礙該第一流體之移動。可藉由將透明、導電材料(例如ITO)之一層64施加於該電極46上並延伸直到該壁或在該壁下延伸而在不降低該顯示器之光學性能的情況下增加該壁附近之場強度。該層之厚度可在30nm與200nm之間。該層64未自該等壁引起不需要之反射，因為其為透明。

一覆蓋層65係配置於該電極46上並實質上在該圖像元件之區域上延伸。該覆蓋層較佳為由(例如)AF1600製造之一疏水層(具有200nm與1000nm之間的厚度)。其亦可包括二個或二個以上的層，例如，在電極46上具有100nm與150nm之間的厚度之SiNx或SiOx的一保護層以及在該保護層上200nm至1000nm的一疏水層。該覆蓋層具有毗連該空間10之一表面68。

該第一流體11以截止狀態係顯示於圖4中。第一流體11與第二流體12之間的一彎月面72係顯示為一直線。該彎月面亦可根據用於該空間之填充程序及壁17之類型而向上或向下稍微彎曲。在向上彎曲之情況下，截止狀態中之第一流體的該層之厚度可由於彎曲而在一壁附近之4微米與該圖像元件中間的6微米之間改變。在該圖式中從左至右該表面68的總高度差可為400至800nm。

圖4中顯示的該具體實施例中的該高度差之總效應在於表面68之高度從左手側至右手側降低，從而形成藉由圖3中之曲線47與壁17約束之一凹部70。

引起從此層延伸至該第二流體之一電場的該第一支撐板中之導電層係稱為電極。該等電極僅藉由一或多個不導電層從該空間10分離。因此，元件46與64係電極；類似地，層44係其中其面向該空間10而無需一中間導電層之一電極。該層42因此在該區域上亦係一電極而無需中間導電層。圖4中之該第一流體11上的電場之強度係藉由彎月面72與該第一支撐板中的電極之間的距離以及第二流體12與該等電極之間的電壓來決定。

當將一電壓施加於該第二流體與該電極46之間時，在該電極64上之電場最強而至電極46強度降低且至電極44甚至更低，因為彎月面與該等電極64、46及44之間的距離增加。對於電極42距離進一步增加。因為施加於電極42之電壓Vstorage與該第二流體12相等，所以電極42上之電場較小。

該電場在該左壁附近之第一流體上比在該圖像元件之中間引起更強力，因而形成至該凹部70之較佳移動方向。在圖3中，此係從左上至右下的方向。該凹部亦可配置於該圖像元件之其他邊角之一中，較佳移動方向接著朝向此邊角。當該凹部係沿一壁之一伸長區域時，該較佳移動方向朝向此壁。5至10%之距離中的改變已在從一截止狀態至一導通狀態改變圖像元件時對該第一流體之移動具有效應。

圖4中之該等電極顯示若干高度差。該等高度差係在面向該空間10並相關於該電場之強度決定距離的該電極之一表面69。電極64與46之間的高度差73係藉由在電極46上電極64之配置而引起。電極46之一部分75與一部分76之間的高度差74對應於形成電晶體20與21之圖案化層52與57的厚度。電極46與44之間的高度差77對應於該層60之厚度與該電極46之厚度。電極44與42之間的高度差78對應於該圖案化絕緣層56之厚度以及該電極44之厚度，該層56形成該電容器33。圖3中之該等電極的高度從左至右降低，在與該覆蓋層之表面68中的凹部70一致的一凹部79中形成最低區域。穿透連接61之高度差62對應於該層60之厚度，透過該層60之厚度在該電極46與該層58之間進行連接63。

該電極46之高度差74對應於引起其之層52與57之圖案中的高度差。該圖案化層與該電極之間的中間層(例如層60)之水平調整效應可減少高度差。該水平調整效應可根據該等中間層之沈積的方法，例如汽相沈積或旋轉。

在國際申請案WO 2004/104671中揭示之一先前技術具體實施例中，將類似於該等電極44與42之電極配置於該第一支撐板中之相同高度處。二個電極之間的距離必須為至少6微米而用於當前製造技術。因為第一流體之該層的厚度近似為4微米，所以該等電極之間的邊緣場相對較強而且傾向於破裂該第一流體之該層。在圖3中顯示的該具體實施例中大大減少該等邊緣場，其中藉由其之間的高度差使得電極42與44之重疊變得可能。該具體實施例藉由在重疊之區域中形成一電容器而另外使用此高度差。

該覆蓋層之表面68亦將顯示對應於形成該一或多個電子組件之一或多層之高度差80與81。換言之，在此實施例中，該覆蓋層之表面68並非平面。

該穿透連接61在表面68中形成通常具有10微米之寬度及3或4微米之深度的一凹陷82。該深度可藉由改變該等層之厚度而增加。

圖5顯示沿圖3中之線C-C的該第一支撐板之斷面。在該圖式中指示儲存電容器33與凹部70、79之區域。

圖5中之層42延伸超過其中該儲存電容器33係形成於該凹部70之一第二區域內的一第一區域。透過該儲存控制線54可在電壓Vstorage處設定該層。當Vstorage等於或實質上等於施加於第二流體之電壓時，該凹部70中之第一流體上的電場將在導通狀態中較小或為零。因此，當藉由將一電壓施加於該電極46上而將電場施加於該圖像元件時，朝向該凹部70的該第一流體上之力將增加。由於具有較小電場之區域的此力中之增加將存在於該第一支撐板5之表面68顯示高度差69時以及在該表面68為平坦時。當施加於層42之電壓實質上不同於施加於第二流體之電壓時，該層42可用作用於遠離該層開始第一流體之運動的一起始點。

圖5中之該等電極顯示若干高度差。一高度差85係藉由在該電極46上該電極64的配置而引起。該高度差86係由於形成電容器33之該板36的該圖案化層44。在圖3中將此高度差之形狀指示為線45。電極46與42之間的高度差87係由於該層60以及該電極46之厚度。

圖6顯示在該第二區域中獲得額外電場之一替代具體實施例。該圖式顯示圖4之右手側。將一額外電極90配置於該層60上，覆蓋凹部70之區域而且可能接近該電極46之另外區域。在一電壓設定該電極80以使得在該凹部70中產生較小或零電場。在一較佳具體實施例中，電極90上之電壓與第二流體上之電壓相等，因而減少於該凹部區域中形成電極46之邊緣的該曲線47處之邊緣場。在一較佳具體實施例中，該電極90係連接至層42。在該圖式中，藉由穿透連接91進行連接，該穿透連接91可具有類似於圖4中顯示的穿透連接61之一結構。該穿透連接91在該表面68中形成用作第一流體之接針連接中心的一凹陷92，因而將該第一流體保持在該凹部70中。

額外電極90之效應將存在於如圖6中顯示的該顯示器裝置的一具體實施例(其中該表面68具有高度差)中與其中該表面68係平坦的一具體實施例中。

圖7顯示其中該電極之高度藉由形成一控制線之一層來決定的一第一支撐板之斷面。鄰近該圖像元件之該等壁17之一來配置該源極控制線53。此控制線之厚度在電極96之表面95中引起一高度差94。該控制線上增加的電場將強迫第一流體在將一電壓施加於該控制線時離開該壁，因而減少該壁上之該第一流體的接針連接。增加該控制線之厚度的另一優點係其電阻的減少。此等優點亦可藉由除源極控制線外之控制線而達到。

在圖7中具有增加場之區域已藉由與該控制線之該層53平行配置並由相同材料製造之一層97而擴大。藉由將一施加層圖案化為二個分離層而在一處理步驟中製造該等層53與97。該層97在形成一電子組件中沒有作用。

應將以上具體實施例理解為本發明之說明性範例。可構想本發明之其他具體實施例。應明白，關於任一具體實施例所說明之任何特徵均可單獨或與所說明之其他特徵組合使用，且亦可與該等具體實施例中任何其他具體實施例或該等具體實施例中任何其他具體實施例之任何組合之一或多個特徵組合使用。此外，亦可採用上文未說明的等效物及修改而不背離隨附申請專利範圍中所定義的本發明之範疇。

1．．．電潤濕顯示器裝置

2．．．圖像元件

3．．．虛線

4．．．虛線

5．．．第一支撐板

6．．．第二支撐板

7．．．基板

8．．．檢視側

9．．．後側

10．．．空間

11．．．第一流體

12．．．第二流體

13．．．疏水層

14．．．電極

15．．．信號線

16．．．信號線

17．．．壁

18．．．虛線

20．．．TFT/電晶體

21．．．TFT/電晶體

22．．．閘極

23．．．閘極

24．．．源極

25．．．源極

26．．．汲極

27．．．汲極

30．．．閘極控制線

31．．．源極控制線

32．．．電容器Cew

33．．．電子組件/電容器Cst

34．．．板

35．．．板

36．．．板

37．．．板

40．．．儲存控制線

41．．．延伸

42．．．第一層/電極

43．．．矩形部分

44．．．第二層/電極

45．．．曲線

46．．．電極/第三層/元件

47．．．曲線

50．．．元件

51．．．導電帶

52．．．分支/層

53．．．導電帶/源極控制線

54．．．導電帶/儲存控制線

55．．．導電帶

56．．．絕緣層

57．．．層

58．．．金屬層/帶

59．．．絕緣層

60．．．絕緣層

61．．．穿透連接

62．．．區域凹陷/高度差

63．．．層

64．．．層/元件/電極

65．．．覆蓋層

68．．．表面

69．．．表面/高度差

70．．．凹部

72．．．彎月面

73．．．高度差

74．．．高度差

75．．．部分

76．．．部分

77．．．高度差

78．．．高度差

79．．．凹部

80．．．電極

81．．．高度差

82．．．凹陷

85．．．高度差

86．．．高度差

87．．．高度差

90．．．額外電極

91．．．穿透連接

92．．．凹陷

94．．．高度差

95．．．表面

96．．．電極

97．．．層

圖1示意性顯示一電潤濕顯示器裝置之一部分的斷面；

圖2顯示一圖像元件之電路圖；

圖3顯示一圖像元件之該第一支撐板的俯視圖；以及

圖4、5、6及7顯示該第一支撐板的斷面。

5．．．第一支撐板

7．．．基板

17．．．壁

33．．．電子組件/電容器Cst

42．．．第一層/電極

44．．．第二層/電極

46．．．電極/第三層/元件

47．．．曲線

51．．．導電帶

56．．．絕緣層

59．．．絕緣層

60．．．絕緣層

64．．．層/元件/電極

65．．．覆蓋層

68．．．表面

69．．．表面/高度差

70．．．凹部

72．．．彎月面

79．．．凹部

85．．．高度差

86．．．高度差

87．．．高度差

Claims (34)

1. 一種電潤濕(electrowetting)顯示器裝置，其包括：複數個圖像元件(picture elements)，其具有一第一支撐板與一第二支撐板以及於該第一支撐板與該第二支撐板之間的一空間，該空間包含彼此不互溶的至少一第一流體與一第二流體，該第二流體為導電的(electroconductive)或有極性的(polar)；該第一支撐板包含用於在該複數個圖像元件中之一者施加一電場之至少一個電極與遠離該空間而配置於該至少一個電極之一側上的一層，該層形成一電子組件之至少一部分以將一電壓施加於該至少一個電極；其中該至少一個電極包括對應於該層之一厚度的一高度差。
2. 如請求項1之電潤濕顯示器裝置，其中該至少一個電極包括一第一部分與一第二部分而且該高度差係在該第一部分與該第二部分之間。
3. 如請求項1之電潤濕顯示器裝置，其中該圖像元件包括至少二個電極而且該高度差係在該二個電極之間。
4. 如請求項1之電潤濕顯示器裝置，其中該高度差具有一形狀，該形狀對應於形成該電子組件之該至少一部分之該層的一圖案之形狀。
5. 如請求項1之電潤濕顯示器裝置，其中該電子組件包含一電極、一控制線、一電晶體及一電容器之任一者。
6. 如請求項1之電潤濕顯示器裝置，其中該圖像元件之範 圍係藉由配置於該第一支撐板中之多個壁來界定而，且該電子組件包含一控制線，其係鄰近於該等壁之一而配置於該圖像元件內。
7. 如請求項1之電潤濕顯示器裝置，其中一凹部係因該高度差而形成在該圖像元件之一邊角處。
8. 如請求項7之電潤濕顯示器裝置，其中該至少一個電極包含配置於該凹部中之一第一電極與配置於該圖像元件之一區域中的一第二電極，該區域不同於該凹部。
9. 如請求項8之電潤濕顯示器裝置，其中該高度差係存在於該第一電極與該第二電極之間。
10. 如請求項9之電潤濕顯示器裝置，其中該第一電極與該第二電極間係電性連接。
11. 如請求項1之電潤濕顯示器裝置，其中該第一支撐板除該層外包含一另一層，且該至少一個電極包括對應於該另一層之一厚度的一額外高度差。
12. 如請求項1之電潤濕顯示器裝置，其中該第一支撐板包含遠離該空間而配置於該至少一電極之一側上的一導電層，該至少一電極與該導電層係藉由一絕緣層以及於該至少一電極與該導電層之間的至少一穿透連接而分離，該穿透連接形成用於該至少一第一流體的一接針連接位置。
13. 如請求項12之電潤濕顯示器裝置，其中該至少一電極在該圖像元件之一區域中具有一凹部而且該穿透連接係接近或於該區域中配置。
14. 如請求項1之電潤濕顯示器裝置，其中一覆蓋層係配置於該至少一個電極與該空間之間。
15. 一種電潤濕顯示器裝置，其包括：複數個圖像元件，其具有包含一表面之一第一支撐板與一第二支撐板以及於該第一支撐板之該表面與該第二支撐板之間的一空間，該空間包含彼此不互溶的至少一第一流體與一第二流體，該第二流體為導電的或有極性的；該第一支撐板包含用於在該複數個圖像元件中之一者施加一電場並覆蓋該圖像元件之一第一區域的一電極；以及用於維持於該電極上之一電壓之一儲存電容器，該儲存電容器具有二個板；其中該電容器之該等板的至少一者覆蓋該圖像元件之一第二區域，該第二區域係不同於該圖像元件之該第一區域。
16. 如請求項15之電潤濕顯示器裝置，其中該電容器之該等板之該至少一者係與該第二流體處於相同電壓。
17. 如請求項15之電潤濕顯示器裝置，其中該第一支撐板包含覆蓋該第二區域之至少部分並藉由一穿透連接而連接至該電容器的該等板之該至少一個的一第二電極。
18. 一種電潤濕顯示器裝置，其包括：複數個圖像元件，其具有一第一支撐板與一第二支撐板以及於該第一支撐板與該第二支撐板之間的一空間，該空間包含彼此不互溶的一第一流體與一第二流體，該 第二流體為導電的或有極性的；該第一支撐板包含用於在該複數個圖像元件中之一者施加一電場之至少二個電極；其中該至少二個電極之間存在一高度差。
19. 如請求項18之電潤濕顯示器裝置，其中在一平行於該第一支撐板之方向上之該二個電極間之一距離小於未施加電壓於該等電極之狀態時該第一流體之一層之一厚度。
20. 如請求項18之電潤濕顯示器裝置，其中一覆蓋層係配置於該至少二個電極與該空間之間，且在平行於該第一支撐板之一方向上之該二個電極間之一距離小於該覆蓋層之一厚度。
21. 如請求項18之電潤濕顯示器裝置，其中該至少二電極間部分重疊。
22. 如請求項19之電潤濕顯示器裝置，其中該至少二電極間係電性連接。
23. 一種電潤濕顯示器裝置，其包括：複數個圖像元件，其具有一第一支撐板與一第二支撐板以及於該第一支撐板與該第二支撐板之間的一空間，該空間包含彼此不互溶的至少一第一流體與一第二流體，該第二流體為導電或極性；該第一支撐板包含用於在該複數個圖像元件中之一者施加一電場之至少一反射電極，其中該第一支撐板進一步包含一與該反射電極連接之一透明電極。
24. 如請求項23之電潤濕顯示器裝置，其中該圖像元件之範圍係藉由配置於該第一支撐板中之壁來界定，且該反射電極未延伸到該壁，而該透明電極延伸至該壁或在該壁下延伸。
25. 一種電潤濕顯示器裝置，其包括：複數個圖像元件，其具有一第一支撐板與一第二支撐板以及於該第一支撐板與該第二支撐板之間的一空間，該空間包含彼此不互溶的至少一第一流體與一第二流體，該第二流體為導電的或有極性的；該第一支撐板包含用於在該複數個圖像元件中之一者施加一電場之至少一個電極與遠離該空間而配置於該至少一個電極之一側上的一層，該層形成一電子組件之至少一部分以將一電壓施加於該至少一個電極；其中該至少一個電極包括對應於該層之一厚度的一高度差，其中一覆蓋層係配置於該至少一個電極與該空間之間，該覆蓋層具有毗鄰(adjoining)該空間之一表面，其中該覆蓋層之該表面為非平面。
26. 如請求項25之電潤濕顯示器裝置，其中該覆蓋層之該表面為階梯狀。
27. 如請求項25之電潤濕顯示器裝置，其中該覆蓋層具有實質上相同之厚度。
28. 如請求項25之電潤濕顯示器裝置，其中該覆蓋層之該表面具有對應於形成該電子組件之該至少一部分之該層之 一厚度的一高度差。
29. 如請求項28之電潤濕顯示器裝置，其中該覆蓋層之介電常數及該至少一第一流體之介電常數使得該覆蓋層之該表面之該高度差不影響施加於該圖像元件之電場。
30. 如請求項29之電潤濕顯示器裝置，其中該覆蓋層之介電常數及該至少一第一流體之介電常數相同。
31. 如請求項25之電潤濕顯示器裝置，其中該覆蓋層之該表面具有對應於該至少一電極之高度差的一高度差。
32. 如請求項25之電潤濕顯示器裝置，其中該電潤濕顯示器裝置具有未施加電場於該圖像元件之一截止狀態，其中當該電潤濕顯示器裝置處於該截止狀態時，該至少一第一流體毗鄰該表面並具有對應於形成該電子組件之該至少一部分之該層之該厚度的一高度差。
33. 如請求項25之電潤濕顯示器裝置，其中該覆蓋層為一疏水性層。
34. 如請求項25之電潤濕顯示器裝置，其中該覆蓋層包含至少兩個層，該至少兩個層之其中一層為一疏水性層。