干涉调节显示组件与其制造方法

专利名称：：干涉调节显示组件与其制造方法
技术领域：
：本发明涉及一种平面显示组件与其制造方法，且特别涉及一种干涉调节显示组件与其制造方法。
背景技术：
：平面显示器由于具有体积小、重量轻的特性，在可携式显示设备以及小空间应用的显示器市场中极具优势。现有的平面显示器除液晶显示器(LiquidCrystalDisplay，LCD)、有机电激发光二极管显示器(OrganicElectro-LuminescentDisplay，OLED)和电浆显示器(PlasmaDisplayPanel，PDP)等等之外，一种利用光干涉式的平面显示模式已被提出。此种由光干涉式可变色画素单元数组所形成的显示器的特色在本质上具有低电力耗能、快速应答(ResponseTime)及双稳态(Bi-Stable)特性，将可应用在显示器的面板，特别是可应用在可携式(Portable)产品，例如行动电话(MobilePhone)、个人数字助理(PDA)、可携式计算机(PortableComputer)等等。美国专利第5,835,255号揭露了一种可见光的调整组件数组(VisibleSpectrumModulationArrays)，其构成单元即为一种可变色画素单元，可应用来作为平面显示器之用。请参见图1A，其为现有的可变色画素单元的剖面结构示意图。在透明基板110上每一个可变色画素单元100包含下电极102及上电极104，下电极102与上电极104之间由支撑物106所支撑而形成一腔室(Cavity)108。下电极102与上电极104间的距离，也就是腔室108的长度为D，腔室108的长度D一般会小于1μm。下电极102为一光入射电极，具有光吸收率，可吸收部分可见光。上电极104则为一光反射电极，利用电压驱动可以使其产生形变。通常利用白光作为此可变色画素单元100的入射光源，白光由可见光频谱范围中各种不同波长(WaveLength，以λ表示)的光线所混成。当入射光穿过下电极102而进入腔室108中时，仅有符合公式1.1中波长限制的入射光会在腔室108中产生建设性干涉而被反射输出，其中N为自然数。换句话说，2D＝Nλ1(1.1)当腔室108的两倍长度2D满足入射光波长λ1的整数倍时，即可使此入射光波长λ1在此腔室108中产生建设性干涉，而输出该波长λ1的反射光。此时，观察者的眼睛顺着入射光入射下电极102的方向观察，可以看到波长为λ1的反射光，因此，对可变色画素单元100而言处于「开」的状态，即为一亮态状态。图1B绘示图1A中的可变色画素单元100在加上电压后的剖面示意图。请参照图1B，在电压的驱动下，上电极104会因为静电吸引力而产生形变，向下电极102的方向塌下。此时，下电极102与上电极104间的距离，也就是腔室108的长度为d，此d可以等于零。也就是说，公式1.1中的D将以d置换，入射光中所有光线的波长中，仅有符合公式1.1的波长(λ2)可以在腔室108中产生建设性干涉，经由上电极104的反射穿透下电极102而输出。在此可变色画素单元100中，下电极102被设计成对波长为λ2的光具有较高的光吸收率，因此入射光中的所有光线均被滤除，对顺着入射光入射下电极102的方向观察的观察者而言，将不会看到任何的光线被反射出来。因此，此时对可变色画素单元100而言处于「关」的状态，即为一暗态状态。如上所述，在电压的驱动下，上电极104会因为静电吸引力而产生形变，向下电极102的方向塌下，使得此可变色画素单元100由「开」的状态切换为「关」的状态。而当可变色画素单元100要由「关」的状态切换为「开」的状态时，则必须先移除用来驱动上电极104形变的电压。接着，依靠自己本身的形变恢复力，失去静电吸引力作用的上电极104会恢复成如图1A的原始的状态，使此可变色画素单元100呈现一「开」的状态。由上述可知，此可变色画素单元100结合了光学薄膜干涉原理、反射板制程及微机电系统架构制程整合而成。在微机电系统架构中，腔室108是通过蚀刻位于上电极104与下电极102之间的牺牲层而形成的。在牺牲层被蚀刻移除之后，空气中的水分子非常容易吸附在腔室108之中，在两电极之间产生不必要的静电吸引力。当此可变色画素单元100要呈现一「开」的状态时，却会因为水分子的静电吸引力，让两电极相互吸附而靠在一起，使得此可变色画素单元100反而呈现一「关」的状态。如何避免腔室108吸附水气而产生不必要的静电吸引力成为一个重要的课题。
发明内容本发明的目的在于提供一种干涉调节显示组件及其制造方法，在干涉调节显示组件的下电极的光学薄膜之上形成一层斥水层，以保护干涉调节显示组件的下电极的表面不会吸附水气。本发明的另一目的在于提供一种干涉调节显示组件及其制造方法，在干涉调节显示组件的下电极的光学薄膜之上形成一层斥水层，使干涉调节显示组件的上下电极间的距离不会因为吸附水气而塌陷。本发明的又一目的在于提供一种干涉调节显示组件及其制造方法，用来提高反射式干涉调节显示面板的显示品质。根据本发明上述目的，提出一种干涉调节显示组件的制造方法，此制造方法至少包含下列步骤。在透明基板之上依序形成第一透明导电层、光吸收层、绝缘层与牺牲层。然后在牺牲层、绝缘层、光吸收层与第一透明导电层之中形成至少二道直条状的第一开口，定义出下电极，其中下电极是由第一透明导电层、光吸收层与绝缘层所堆栈而成。接着，在透明基板上涂布一层感光材料，让其填满上述第一开口并覆盖在牺牲层之上，再图案化此感光材料，以使其于第一开口中形成支撑物。然后在牺牲层与支撑物上形成第二导电层，再于其中形成至少两道直条状的第二开口，以定义出至少一道上电极，其中该上电极由定义后的该第二导电层所组成，且上述第二开口的延伸方向与上述第一开口的延伸方向为互相垂直。接着，移除上述牺牲层，再于牺牲层之上形成一层斥水层。根据本发明上述目的，提出另一种反射式干涉调节显示组件的制造方法，此制造方法至少包含下列步骤。在透明基板之上依序形成第一透明导电层、光吸收层、绝缘层、斥水层与牺牲层。然后在牺牲层、斥水层、绝缘层、光吸收层与第一透明导电层之中形成至少二道直条状的第一开口，定义出下电极，其中下电极是由第一透明导电层、光吸收层、绝缘层与斥水层所堆栈而成。接着，在透明基板上涂布一层感光材料，让其填满上述第一开口并覆盖在牺牲层之上，再图案化此感光材料，以使其于第一开口中形成支撑物。然后在牺牲层与支撑物上形成第二导电层，再于其中形成至少两道直条状第二开口，以定义出至少一道上电极，其中该上电极由定义后之第二导电层所组成，且上述第二开口的延伸方向与上述第一开口的延伸方向为互相垂直。接着，移除上述牺牲层，其中上述斥水层保护绝缘层于移除时不受损伤。根据本发明上述目的，提出一种干涉调节显示组件，此显示组件至少包含下电极、上电极、支撑物与斥水层。上述上电极与下电极平行排列，支撑物则位于下电极与上电极之间以形成可供入射光进行干涉的腔室，斥水层则覆盖在下电极面向腔室的表面上。上述斥水层用以保护下电极的表面，使其不会吸附水气而使上电极塌陷至下电极处。依照本发明一较佳实施例，上述斥水层的材料较佳为硅烷类化合物，例如可为六甲基双硅烷。本发明在下电极的表面覆盖上一层斥水层，使表面亲水的绝缘层无法再吸附空气中的水分子。因此，上下电极间的距离就不会因为吸附水气而塌陷，以提供高品质的影像显示。图1A是现有的可变色画素单元的剖面结构示意图。图1B是图1A中可变色画素单元100在加上电压后的剖面示意图。图2A至图2D是本发明一较佳实施例的一种干涉调节显示组件的制造流程剖面图。图3A至图3D是本发明另一较佳实施例的一种干涉调节显示组件的制造流程剖面图。具体实施例方式现有的干涉调节显示组件的下电极由透明导电层、光吸收层及含硅的无机绝缘层所堆栈组合而成，其中含硅的无机绝缘层的材料一般常为氧化硅或氮化硅，所以其表面为亲水性。在牺牲层通过结构释放蚀刻移除之后，由无机绝缘层至上电极间的距离即为光干涉式显示单元的腔室长度。另外，干涉调节显示组件中两电极间的距离通常均在微米等级，甚至更小。因此空气中水分子极易吸附与聚集在上、下电极之间，在两电极之间产生不必要的静电吸引力，使可变色画素单元一直处于「关」的状态，造成显示影像缺陷。因此，在干涉调节显示组件的制造过程中，为了解决现有的移除牺牲层时，对下电极的光学薄膜造成损伤的问题，本发明提供一种干涉调节显示组件及其制造方法。在本发明的较佳实施例中，在下电极的无机绝缘层表面覆盖上一层斥水层(hydrophobiclayer)，以保护无机绝缘层的表面使其不会吸附水气，以解决此问题。实施例一请参照图2A至图2D，其为本发明一较佳实施例的一种干涉调节显示组件的制造流程剖面图。在图2A中，在透明基板200之上依序形成第一透明导电层205、光吸收层210、绝缘层215与牺牲层220。上述第一透明导电层205的材料例如可为氧化铟锡(IndiumTinOxide；ITO)、氧化铟锌(IndiumZincOxide；IZO)、氧化锌或氧化铟，光吸收层210的材料例如可为金属，如铝、银或铬等等。绝缘层215的材料例如可为氧化硅或氮化硅，牺牲层220的材料例如可为金属、非晶硅(amorphoussilicon)或多晶硅(polysilicon)。在图2B中，在牺牲层220、绝缘层215、光吸收层210与第一透明导电层205之中形成至少二道直条状的第一开口225，定义出下电极所在位置，即两道第一开口225之间。接着，涂布一层感光材料230于牺牲层220之上与第一开口225之中。上述第一开口225的走向为垂直纸面，其形成方法例如可为微影蚀刻法。下电极则由定义后的第一透明导电层205、光吸收层210与绝缘层215所堆栈而成。其中上述感光材料230例如可为正光阻、负光阻或各种感光聚合物，如聚亚醯胺(polyimide)、压克力树脂或环氧树脂。在图2C中，利用曝光显影的方法，让位于第一开口225之中的感光材料230进行化学反应以在第一开口225之中形成支撑物235。然后在牺牲层220与支撑物235之上形成第二导电层245，然后在第二导电层245之中形成至少两道直条状第二开口(图未示)，以定义出至少一个上电极，即两道第二开口之间。上述第二开口的形成方法例如可为微影蚀刻法，而其延伸方向与上述第一开口的延伸方向为互相垂直，即平行于纸面。上电极一般为可以通过形变而上下移动的反射电极，其由第二导电层245所组成。上述第二导电层245的材料可为金属，必须要能反射自透明基板200下方入射的光线。在图2D中，利用结构释放制程(releaseetchingprocess)移除牺牲层220，其可用的移除方法例如可为远程电浆蚀刻法。远程电浆蚀刻法中所使用的蚀刻电浆的前驱物为含有氟基或是氯基的蚀刻剂，如二氟化氙、四氟化碳、三氯化硼、三氟化氮、六氟化硫或其任意组合。然后在环境中没有水气或不破真空的情况下，紧接着在绝缘层215的表面形成一层斥水层250。斥水层250的形成方法例如，可在机台的反应室中通入斥水性的有机化合物的气体，让绝缘层215的表面吸附一层斥水性的有机化合物。然而，此有机化合物必须含有可和绝缘层215的氧原子或氮原子形成氢键的氢原子，以将绝缘层215的氧化硅或氮化硅表面的氧原子或氮原子的孤对电子(lonepair)占据住，使其不会再和水分子产生氢键而吸附一堆水气。这类有机化合物例如可为硅烷类或硅烷醇类(silanol；R3SiOH)的化合物，其中硅烷类化合物例如可为六甲基双硅烷(hexamethyldisilane)，而硅烷醇类化合物例如可为三甲基甲硅烷醇。实施例二请参照图3A至图3D，其为本发明另一较佳实施例的一种干涉调节显示组件的制造流程剖面图。在图3A中，在透明基板300之上依序形成第一透明导电层305、光吸收层310、绝缘层315、斥水层320与牺牲层325。上述第一透明导电层305的材料例如可为氧化铟锡(IndiumTinOxide；ITO)、氧化铟锌(IndiumZincOxide；IZO)、氧化锌或氧化铟，光吸收层310的材料例如可为金属，如铝、银或铬等等。绝缘层315的材料例如可为氧化硅或氮化硅，牺牲层325的材料例如可为金属、非晶硅(amorphoussilicon)或多晶硅(polysilicon)。斥水层320材料例如可为斥水性的有机树脂。在图3B中，在牺牲层325、斥水层320、绝缘层315、光吸收层310与第一透明导电层305之中形成至少二道直条状的第一开口330，定义出下电极所在位置，即两道第一开口330之间。接着，涂布一层感光材料335于牺牲层325之上与第一开口330之中。上述第一开口330的走向为垂直纸面，其形成方法例如可为微影蚀刻法。下电极则由定义后第一透明导电层305、光吸收层310与绝缘层315所堆栈而成。其中上述感光材料335例如可为正光阻、负光阻或各种感光聚合物，如聚亚醯胺(polyimide)、压克力树脂或环氧树脂。在图3C中，利用曝光显影的方法，让位于第一开口330之中的感光材料335进行化学反应以于第一开口330之中形成支撑物340。然后在牺牲层325与支撑物340之上形成第二导电层345，然后在第二导电层345之中形成至少两道直条状的第二开口(图未示)，以定义出至少一个上电极，即位于两道第二开口之间。上述第二开口的形成方法例如可为微影蚀刻法，而其延伸方向与上述第一开口的延伸方向为互相垂直，即平行于纸面。上电极一般为可以通过形变而上下移动的反射电极，其由第二导电层345所组成。上述第二导电层345的材料可为金属，必须要能反射自透明基板200下方入射的光线。在图3D中，利用结构释放制程移除牺牲层325，其可用的移除方法例如可为远程电浆蚀刻法。远程电浆蚀刻法中所使用的蚀刻电浆的前驱物为含有氟基或是氯基的蚀刻剂，如二氟化氙、四氟化碳、三氯化硼、三氟化氮、六氟化硫或其任意组合。由上述较佳实施例可知，本发明让下电极的绝缘层的表面覆盖上一层斥水层，使表面亲水的绝缘层无法再吸附空气中的水分子。因此，上下电极间的距离就不会因为吸附水气而塌陷，以提供高品质的影像显示。权利要求1.一种干涉调节显示组件的制造方法，其特征在于该制造方法至少包含在一透明基板之上形成一第一电极层，其中该第一电极层的最上层为一绝缘层；在该绝缘层之上形成一牺牲层；在该牺牲层与该第一电极层之中形成至少二个直条状第一开口，以定义出至少一第一电极，该第一电极由定义后的该第一电极层所组成；在该透明基板上涂布一感光材料，使该感光材料填满这些第一开口并覆盖该牺牲层；图案化该感光材料，以使该感光材料在该些第一开口中形成支撑物；在该牺牲层与该支撑物上形成一第二电极层；在该第二电极层之中形成至少二个直条状第二开口，以定义出至少一第二电极，且这些第二开口的延伸方向与这些第一开口的延伸方向互相垂直；移除该牺牲层；以及在该绝缘层之上形成一斥水层。2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于该绝缘层包含氧化硅或氮化硅。3.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于形成该斥水层的方法包含让该绝缘层吸附一层斥水性的有机化合物。4.根据权利要求3所述的制造方法，其特征在于该有机化合物具有可和氧原子或氮原子形成氢键的氢原子。5.根据权利要求4所述的制造方法，其特征在于该有机化合物包含硅烷类化合物或硅烷醇类化合物。6.根据权利要求5所述的制造方法，其特征在于该硅烷类化合物包含六甲基双硅烷。7.根据权利要求5所述的制造方法，其特征在于该硅烷醇类化合物包含三甲基甲硅烷醇。8.一种反射式干涉调节显示组件的制造方法，其特征在于该制造方法至少包含在一透明基板之上形成一第一电极层，其中该第一电极层的最上层为一绝缘层；在该第一电极层之上形成一斥水层；在该斥水层之上形成一牺牲层；在该牺牲层、该斥水层、该第一电极层之中形成至少二个直条状的第一开口，以定义出至少一第一电极，该第一电极由定义后的该第一电极层与该斥水层所堆栈而成；在该透明基板上涂布一感光材料，使该感光材料填满这些第一开口并覆盖该牺牲层；图案化该感光材料，以使该感光材料于该些第一开口中形成支撑物；在该牺牲层与该支撑物上形成一第二电极层；在该第二电极层之中形成至少二个直条状的第二开口，以定义出至少一第二电极，且该些第二开口的延伸方向与该些第一开口的延伸方向互相垂直；以及移除该牺牲层，其中该斥水层保护该绝缘层在移除该牺牲层时不受损伤。9.根据权利要求8所述的制造方法，其特征在于该绝缘层包含氧化硅或氮化硅。10.根据权利要求8所述的制造方法，其特征在于该斥水层的材料包含斥水性树脂。11.一种干涉调节显示组件，该显示组件至少包含一第一电极、一与该第一电极平行排列的第二电极及二个位于该第一电极与该第二电极之间以形成一腔室的支撑物，其特征在于该显示组件还包括一斥水层，该斥水层覆盖在该第一电极面向该腔室的表面上使该第一电极的表面不会吸附水分子。12.根据权利要求11所述的干涉调节显示组件，其特征在于该斥水层包含一层斥水性的有机化合物或斥水性树脂。13.根据权利要求12所述的干涉调节显示组件，其特征在于该有机化合物具有可和氧原子或氮原子形成氢键的氢原子。14.根据权利要求12所述的干涉调节显示组件，其特征在于该有机化合物包含硅烷类化合物或硅烷醇类化合物。15.根据权利要求14所述的干涉调节显示组件，其特征在于该硅烷类化合物包含六甲基双硅烷。16.根据权利要求14所述的干涉调节显示组件，其特征在于该硅烷醇类化合物包含三甲基甲硅烷醇。全文摘要一种干涉调节显示组件，该显示组件至少包含一第一电极、一与该第一电极平行排列的第二电极及二个位于该第一电极与该第二电极之间以形成一腔室的支撑物，该显示组件还包括一斥水层，该斥水层覆盖在该第一电极面向该腔室的表面上使该第一电极的表面不会吸附水分子。因此，第一、二电极间的距离就不会因为吸附水气而塌陷。本发明还提供了上述干涉调节显示组件的制造方法。文档编号G02F1/03GK1595231SQ03158928公开日2005年3月16日申请日期2003年9月9日优先权日2003年9月9日发明者林文坚,蔡熊光申请人:元太科技工业股份有限公司