显示层结构、显示模块及其制作方法与流程

本发明涉及一种显示层结构、显示模块及其制作方法，尤其涉及一种适用于可挠性显示设备的显示层结构及其制作方法。

背景技术：

图1为已知的一种显示模块的剖面示意图。图2为已知的一种显示模块制作方法利用卷对卷制程制作的制程示意图。如图1所示，已知的显示模块100，于基板110的一侧依序形成透明导电层120、显示介质层130、密封层140与显示电极层150，显示介质层130为电泳显示层。举例而言，显示介质层130的制作方式可以如图2所示，以卷对卷(roll-to-roll)的方式制作，以例如涂布方式在基板110具有透明导电层120的一侧涂布上微杯材料160，然后以轧纹(embossing)加工方式利用滚轴170及贴附在滚轴170上的轧纹层171在微杯材料160表面轧印出呈数组排列的微杯结构161，在微杯结构161中个别填入微粒及悬浮液等电泳材料162，再将微杯结构161密封，于微杯结构161开口处表面形成密封层140。

由于已知的卷对卷的方式制作，轧纹层171是一层贴附在滚轴(roller)170上具有微杯突起172的结构，而且轧纹层171在接合处173不连续(有间隙)，因此在接合处173无法轧印出微杯结构161，形成了间隙174。已知的卷对卷制程(roll to roll)，无法达成连续的卷对卷制程，因其无法形成连续排列的微杯结构161，此造成了微杯材料160的浪费。此外，滚轴170及轧纹层171的设备费用昂贵且易耗损，不利于成本及制作微杯结构161，当轧纹层171耗损时，所制作出的微杯结构161的形状也会不完整，且轧纹层171在滚轴170上的接合处173无法完全密合，无法达成真正连续的卷对卷制程。再者，已知技术需要于微杯结构161开口处表面额外形成密封层(sealing layer)140，多一道制程，增加制作的难度且增加了显示模块100的厚度。

技术实现要素：

本发明的一实施方式为一种显示层结构。

根据本发明一实施方式，一种显示层结构包括软性基板、多个具有色微粒的微胶囊、显示电极层以及透明导电层。软性基板具有多条平行的沟槽。这些具有色微粒的微胶囊固定在这些沟槽内。显示电极层设置于软性基板的第一侧。透明导电层设置于软性基板的第二侧。

本发明的一实施方式为一种显示模块。

根据本发明一实施方式，一种显示模块，包括：上述的显示层结构以及具有像素电极的基板，显示层结构设置于基板上。

本发明的另一实施方式为一种显示层结构的制作方法。

根据本发明一实施方式，一种显示层结构的制作方法，包括：提供一显示介质层；在该显示介质层上以一轧纹滚轴形成多条平行的沟槽；以及在该些沟槽内注入具有色微粒的微胶囊以及固定材料。

本发明的另一实施方式为一种显示模块的制作方法。

根据本发明一实施方式，一种显示模块的制作方法，包括：提供一基板，该基板上包括一像素电极；提供一显示层；在该显示层上形成多条条型的沟槽；以及在该些沟槽内注入具有色微粒的微胶囊以及固化剂。

在本发明上述实施方式中，在每一条状的沟槽中个别填入多个具有色微粒的微胶囊与固定胶的混合流体，再加以固化。本发明的实施方式无须额外形成密封层，简化了制程，容易制造且减少了显示层结构的厚度，使显示层结构更轻薄。此外，本发明的实施例实现了连续的卷对卷制程，减少了耗材及费用。

附图说明

图1显示已知的一种显示模块的剖面示意图；

图2显示已知的一种显示模块制作方法的利用卷对卷制程制作的制程示意图；

图3显示根据本发明一实施方式的显示层结构制作示意图；

图4显示根据本发明另一实施方式的显示层结构制作示意图；

图5显示根据本发明另一实施方式的显示层结构制作方法的流程图；

图6显示根据本发明另一实施方式的显示模块制作方法的流程图。

附图标记：

100：显示模块

110：基板

120：透明导电层

130：显示介质层

140：密封层

150：显示电极层

160：微杯材料

161：微杯结构

162：电泳材料

170：滚轴

171：轧纹层

172：微杯突起

173：接合处

174：间隙

200、300：显示层结构

210、310：软性基板

211：第一侧

212：第二侧

220、320：显示电极层

230、330：透明导电层

240、340：显示介质层

241、341：沟槽

2411：底面

2412：开口

242、342：微胶囊

2421、3421：微粒

243、343：固定胶

251、351：平行条状突起

252、352：轧纹滚轴

501～503、601～604：步骤

具体实施方式

现将详细地参考本发明的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同组件符号在图式和描述中用来表示相同或相似部分。

图3显示根据本发明一实施方式的显示层结构制作示意图。如图所示，显示层结构200包括软性基板210、显示电极层220以及透明导电层230。软性基板210具有多条平行的沟槽241。多个具有色微粒的微胶囊(microcapsule)242固定在这些沟槽241内，色微粒可以是单色、双色或多色。显示电极层220设置于软性基板210的第一侧211。透明导电层230设置于软性基板210的第二侧212。其中，软性基板210的第一侧211相对于第二侧212。沟槽241与微胶囊242形成显示介质层240。软性基板210为透光基板，且软性基板210的材质例如可包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Terephthalate，PET)、聚萘二甲酸乙二酯(Polyethylene Naphthalate，PEN)或聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethacrylate，PMMA)，但不以此为限。

在本发明的实施方式中，多条平行的沟槽241的制作方式可以以轧纹(embossing)加工方式利用具有平行条状突起251的轧纹滚轴252在软性基板210的表面轧印出呈平行条状排列的沟槽241，在每一条状的沟槽241中个别填入多个具有色微粒的微胶囊242与固定胶243的混合流体，再加以固化。于本实施例中，显示介质层240还包括固定胶243。与图1的已知显示模块相较，由于已知技术需要于微杯结构161开口处表面额外形成密封层140，多一道制程，增加制作的难度且增加了显示模块100的厚度。本发明的实施方式固化后无须额外形成密封层，简化了制程，容易制造且减少了显示层结构200的厚度，使显示层结构200更轻薄。此外，本发明的实施例将图1的已知的滚轴170上的微杯突起172改为平行条状突起251，以形成真的连续的卷对卷制程，减少了耗材及费用。

在本发明的实施例中，以沟槽241的底面2411的外表面为视面时，轧纹滚轴252上的平行条状突起251的末端为一个曲面，在与软性基板210压合，在软性基板210上形成沟槽241后，使沟槽241的底面2411的两边高于中间， 每一条沟槽241的底面2411的曲面可以用来增强光学效果。以沟槽241的开口2412的表面为视面时，平行条状突起251的剖面可以为平面，也可以为梯形，使沟槽241的开口2412的宽度大于沟槽214的底面2411的宽度，以降低相邻两沟槽241的开口2412间的距离。沟槽241的开口2412的宽度约大于等于显示电极层220上的次像素电极的宽度，开口2412的宽度约等于一个像素电极边长的1/3。可以以玻璃或塑料上的薄膜晶体管的主动矩阵或被动矩阵作为驱动电路，但当应用于大尺寸时，也可以其他形式的驱动电路控制，例如印刷电路。

在本发明的实施例中，固定胶243可以使用体积变化率较低的透明材料，如聚酰亚胺(polyimide,PI)或聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate,PET)，利用填充物的内聚力，当固化后，在沟槽241的开口2412内产生外凸曲面。或者使用体积变化率较高的材料，如树脂(resin)的溶液，利用固化时所产生的体积变化及溶液对侧壁的附着力以产生内凹曲面。内凹或外凸的曲面可以用以增强可视面的光学效果。之后可以进一步再填入不同折射率或不同体积变化率的透明材料，以形成平坦的表面，利于后续制程。

换句话说，每一条状的沟槽241中可包括两种不同折射率的透明材料，或者每一条状的沟槽241中可包括两种不同体积变化率的透明材料，以形成平坦的表面，利于后续制程。具体而言，若固定胶243使用体积变化率较低的透明材料，如聚酰亚胺(polyimide,PI)或聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate,PET)，之后可以进一步再填入折射率不同或体积变化率较高的透明材料，如树脂以形成平坦的表面。若固定胶243使用体积变化率较高的材料，如树脂(resin)的溶液，之后可以进一步再填入折射率不同或体积变化率较低的透明材料，如聚酰亚胺(polyimide,PI)或聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate,PET)以形成平坦的表面。

微胶囊242内包括多个微粒2421以及绝缘溶剂(dielectric solvent)。这些微粒2421散布(disperse)于绝缘溶剂内。详细来说，在本发明的实施例中，微胶囊242内的这些微粒2421可包括多个彩色带电粒子。彩色带电粒子可以是红色、绿色或蓝色带电粒子。或者彩色带电粒子可以是青色(cyan)、黄色(yellow)或洋红色(magenta)带电粒子。除了这些彩色带电粒子之外，各微胶囊242内的这些微粒2421更可包括多个黑色带电粒子或多个白色带电粒子。在本发明 的一实施例中，填入相邻沟槽241的具有双色微粒的微胶囊242，其双色微粒可以是白色与红色带电粒子、白色与绿色带电粒子或白色与蓝色带电粒子的组合，或者是白色与青色带电粒子、白色与黄色带电粒子或白色与洋红色带电粒子的组合，或者是黑色与红色带电粒子、黑色与绿色带电粒子或黑色与蓝色带电粒子的组合，或者是黑色与青色带电粒子、黑色与黄色带电粒子、黑色与洋红色带电粒子或其他色彩带电粒子的组合，以形成彩色。双色微胶囊242中的微粒2421的表面具有电性，其中第一色的微粒的表面具有第一电性，而第二色的微粒的表面具有第二电性。第一电性与第二电性不同。若所需分辨率较高，可以一次只填一种具有双色微粒的微胶囊，如此则可以降低喷嘴的密度，减少对位的困难，增加良率。

在本发明的另一实施例中，可以在沟槽241的底面2411(底面为视面)或沟槽241的开口2412(开口为视面)分别印上红色、绿色及蓝色(RGB)或黄色、青色及洋红色(YCM)平行色带，再利用控制色带下层的黑白双色微粒的微胶囊242以达成彩色显示。在本实施例中，黑色微粒的表面与白色微粒的表面的电性不同。

在本发明的其他实施例中，在微粒2421外包覆一层荧光或磷光等夜光材料，夜光材料会在吸收可见光或紫外光后发散特定波长的可见光，以体现前光应用。也可以在夜光材料外更包覆一层透明保护层，以防止夜光材料与微胶囊242内的流体产生反应。在另一实施例中，也可以在软性基板210中混入磷光、荧光等夜光材料，以体现前光应用。

本发明的一实施例还提供一种显示模块，包括上述的显示层结构200以及一具有一像素电极的基板，显示层结构200设置于具有像素电极的基板上。在一实施例中，显示层结构200可以直接形成于此具有像素电极的基板上，或是藉由贴合方式将显示层结构200贴合于此具有像素电极的基板上。

图4显示根据本发明另一实施方式的显示层结构示意图。如图所示，本发明的实施例于显示介质层340的两侧分别形成透明导电层330与显示电极层320，使透明导电层330、显示介质层340以及显示电极层320，形成显示面板。显示面板举例为电泳显示器，其中显示介质层340为电泳显示层，透明导电层330当作显示面板的共通电极，而显示电极层320可包括多个开关组件或像素电极，以用来控制显示面板的灰阶或色彩表现。

举例而言，显示介质层340的制作方式可以将已知轧纹滚轴(embossing roller)上的微杯凸起改成平行条状突起351，以形成真正连续性的roll-to-roll制程，并减少耗材费用。请参考图4，以例如涂布方式在软性基板310具有透明导电层330的一侧涂布上软性基板材料，然后以加工方式利用具有平行条状突起351的轧纹滚轴352在软性基板材料表面轧印出呈平行排列的沟槽341，接着在沟槽341中灌进具有色微粒的微胶囊342与固定胶343的混和流体，再加以固化。与已知结构相较，固化后不需要密封层(Sealing Layer)。亦可利用卷对卷方式在软性基板310的一表面形成包含开关组件或像素电极的显示电极层320，以制作显示面板。最后，可利用切割等方式将软性基板310切割成需要的尺寸，便完成显示层结构的制作。

沟槽341的开口宽度视应用所需的分辨率而定，例如：20um到200um之间或更大。微胶囊342的直径小于沟槽341宽度，例如10um或更大。填入沟槽341内的微胶囊342不需要为单一直径，例如：可在10um到100um间挑选多种直径的微胶囊342。沟槽341的深度约为1个至5个微胶囊342直径的大小，例如是2个微胶囊342的直径以下。

当微胶囊342中的微粒3421除了表面带有特定电性外，其材质本身亦可具有铁磁性，可以在显示之外，另搭配磁性书写工具，提供书写功能。

图5显示根据本发明另一实施方式的显示层结构制作方法的流程图。由图5可知，其制作方法包括：步骤501：提供显示介质层；步骤502：在显示介质层上以轧纹滚轴形成多条平行沟槽；步骤503：在这些沟槽内注入具有色微粒的微胶囊以及固定材料。这些沟槽个别是连续延伸的。

图6显示根据本发明另一实施方式的显示模块制作方法的流程图。除了卷对卷(roll-to-roll)连续制程外，亦可以以单片制程完成本发明的实施例。由图6可知，其单片制程的制作方法包括：步骤601：提供基板，其中，此基板上至少已形成像素电极，基板例如为薄膜晶体管基板(TFT基板)；步骤602：提供显示层，此显示层例如为软性塑料或刚性材料，刚性材料例如为氧化硅或压克力；步骤603：在显示层上形成多条条型的沟槽，例如以压制或者蚀刻的方式在显示层上形成多条条型的沟槽；步骤604：在这些沟槽内注入具有色微粒的微胶囊以及固化剂，其中色微粒的微胶囊可以是单色、双色或多色微粒的微胶囊。在一实施例中，还包括于基板上形成显示层。在另一实施 例中，还包括将基板以及显示层贴合。换言之，基板与显示层有两种组合方式，可以分开做完再贴合，或直接形成在基板上。于步骤604后，还可以再加上平坦层、上电极层、和/或保护层。单片制程可以减少显示层与像素电极层贴合时的对准困难度，但可能会增加成本。综上所述，在本发明上述实施方式中，在每一条状的沟槽中个别填入多个具有色微粒的微胶囊与固定胶的混合流体，再加以固化。与图1的已知显示模块相较，固化后不需要密封层，由于已知技术需要于微杯结构161开口处表面额外形成密封层140，多一道制程，增加制作的难度且增加了显示模块100的厚度。本发明的实施方式无须额外形成密封层，简化了制程，容易制造且减少了显示层结构的厚度，使显示层结构更轻薄。此外，本发明的实施例将图1的已知的滚轴170上的微杯突起172改为平行条状突起，以形成真的连续的卷对卷制程，减少了耗材及费用。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。