专利名称：：彩色电润湿式显示器装置的制作方法
技术领域：
：本发明是有关于一种显示器装置，特别有关于一种彩色电润湿式显示器装置。
背景技术：
：电润湿式显示器(ElectrowettingDisplay)的原理是利用电润湿(Electrowetting)现象或电化毛细管(Electrocapillary)现象。当流体受到电场作用而改变流体的表面自由能(FreeSurfaceEnergy)，使得流体的分布面积改变。美国专利第US6，967，763号揭露一种电润湿式显示器结构，利用极性液体受电场电润湿(Electrowetting)亲和，使不透明非极性溶液朝远离像素电极的区域内聚，以控制显示器像素的亮态与暗态。图1A与IB分别显示传统电润湿式显示器在电压关与电压开状态的剖面示意图。请参阅图IA，传统彩色电润湿式显示器10包括一基板11，图案化像素电极12设置在基板11上。一介电层(具疏水性表面性质)13设置在图案化像素电极12上。图案化的亲水性挡墙结构14设置于介电层13上，定义出各个像素区域。含黑色染料的不透明非极性液体15a以及一透明的极性液体16设置于各个像素区域中。当操作电压关状态时，不透明非极性液体15a均匀分布在像素中，此时像素的显示状态为暗态(darkstate)。当操作电压开状态时，透明极性液体16受到电润湿(Electrowetting)作用力影响，与像素电极亲和，并使得不透明非极性液体15b朝远离像素电极12内聚，因而露出大部分的像素区域，此时像素的显示状态为亮态(brightstate)，如图IB所示。图2是显示传统单层彩色电润湿式显示器装置的剖面示意图。在图2中，传统单层彩色电润显示器50包括一第一基板51与一第二基板61对向设置。第一基板51上包括图案化电极52对应各个子像素区域。一反射层53设置在图案化像素电极52上。一隔离结构54设置在反射层53上，以定义出多个子像素(sub-pixel)阵列。含黑色染料的第一流体55设置在图案化电极52上的各个子像素区域中。一透明的第二流体56填充于第一基板51与第二基板61。一彩色滤光片62包括红62R、绿62G、蓝62B彩色单元设置在第二基板61上。各彩色单元62R、62G、62B分别对应一子像素(sub-pixel)区域。一密封结构70在显示器面板的周边区域，将第一基板51与第二基板61封合。一共同电极65与第二流体56接触。利用共同电极65与各像素区域的电极52所产生的电场，改变第一流体55的表面张力，达到显像的目的。更明确地说，通过黑色非极性油墨的收縮与平铺来控制外界光源的反射与吸收，并利用反射光穿透上基板的彩色滤光片，可产生不同的色光，达到全彩化的效果。世界知识产权组织申请案公开第W003/071347号揭露一种彩色电润湿式显示器结构。例如，图3是显示传统彩色三层电润湿式显示器装置的剖面示意图。请参阅图3，在三层式彩色电润湿式彩色显示器100的结构中，在上、下基板间以隔离结构113隔离成多个子像素结构，并在各子像素中填入极性溶液106与对应两种不同颜色的非极性油墨105W、105C、105Y、105M，其中两种非极性油墨中间夹着一层极性溶液，使其上下基板内部呈现油墨、极性溶液、油墨的三层溶液。在上基板上方设置一彩色滤光片121，该彩色滤光片与上、下基板内部的两种不同颜色的油墨彼此互为补色。在操作时，分别控制并施加偏压在不同的电极112、132-137，并通过两不同颜色的非极性油墨的收縮与平铺来控制入射光116被反射板122反射或被非极性油墨105W、105C、105Y、105M吸收特定光谱的颜色，并利用反射光穿透上板的彩色滤光片的彩色单元121M、121C、121Y，可产生不同的色光。然而，以彩色滤光片搭配黑色非极性溶液(如油墨)的传统单层彩色结构，彩色滤光片会吸收部分的光源，造成光利用率下降，进而导致显示画面的对比与亮度降低。另外，彩色滤光片与下板对位组立的问题亦会增加面板制作上的困难度与复杂度。另一方面，采用三层结构的面板的色彩饱和度与色彩性可有效地提升，但面板结构复杂、制作工艺不易，且制造成本亦相对提高。
发明内容本发明所要解决的技术问题在于提供一种彩色电润湿式显示器装置，以提升影像品质以及降低面板制作成本与困难度。为了实现上述目的，本发明实施例提供一种彩色电润湿式显示器装置，包括一第一基板与一第二基板对向设置，其间夹置一极性溶液层与具有颜色的一非极性溶液层；一第一透明电极层设置于该第一基板上；一第二透明电极层设置于该第二基板上；以及一亲水性隔离结构设置于该第二基板，以定义出多个子像素；其中该彩色电润湿式显示器装置包括多个像素所构成的阵列，各像素包括多个原色子像素；其中各个子像素对应一不同颜色的该非极性溶液层，且各不同颜色的该非极性溶液层彼此间相隔离；以及其中相邻子像素中的该非极性溶液层颜色不同。为了实现上述目的，本发明实施例另提供一种彩色电润湿式显示器装置，包括一第一基板与一第二基板对向设置，其间夹置一极性溶液层与具有颜色的一非极性溶液层；一第一透明电极层设置于该第一基板上；一第二透明电极层设置于该第二基板上；以及一亲水性隔离结构设置于该第二基板，以定义出多个子像素；其中该彩色电润湿式显示器装置包括多个像素所构成的阵列，各像素包括一黑子像素及多个原色子像素；其中各个子像素对应一不同颜色的该非极性溶液层，且各不同颜色的该非极性溶液层彼此间相隔离；以及其中相邻子像素中的该非极性溶液层颜色不同。本发明的电润湿式显示器装置是以电场改变流体的表面性质做为显现像素的介质。更明确地说，本发明的彩色化电湿润显示器的像素结构，主要通过子像素的形貌以及子像素中的色彩排列来达到彩色化的电润湿显示器，进而提升影像品质以及降低面板制作成本与困难度。为使本发明能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下图1A与1B分别显示传统电润湿式显示器在电压关与电压开状态的剖面示意图；图2是显示传统单层彩色电润湿式显示器装置的剖面示意图；图3是显示传统彩色三层电润湿式显示器装置的剖面示意图；图4是显示根据本发明的一实施例的单层彩色电润湿式显示器装置的剖面示意6图；示意图示意图示意图示意图,图5A-5C分别显示本发明的一实施例的彩色电湿润显示器的各像素颜色变换的图6A-6C分别显示本发明另一实施例的彩色电湿润显示器的各像素颜色变换的图7A-7C分别显示本发明另-以及图8A-8C分别显示本发明另-主要元件符号说明(g13)10传统彩色电润湿式显示器；11基板；12像素电极；13介电层；14亲水性档墙结构；15a、15b非极性液体;16透明的极性液体；50传统单层彩色电润显示器；51第一基板；52图案化电极；53反射层；54隔离结构；55第一流体；56透明的第二流体；61第二基板；62彩色滤光片；62R、62G、62B红、绿、蓝彩色单元；65共同电极；70密封结构；100三层式彩色电润湿式彩色显示器；105W、105C、105Y、105M不同颜色的非极性油墨;106极性溶液;108中间层；113隔离结构；112U32-137电极；116入射光；121彩色滤光片；121M、121C、121Y彩色单元;-实施例的彩色电湿润显示器的各像素颜色变换的-实施例的彩色电湿润显示器的各像素颜色变换的7122反射板。本案部分(图48C)200单层的彩色电润显示器；210第二基板(下基板)；212图案化的像素电极层；214介电层；216疏水性材料层；222亲水性的隔离结构；225C、225Y、225M、225K非极性溶液层；226透明的极性流体；230第一基板(上基板)；232共同电极；240密封结构；320a-320d、420a-420d、520、620显示像素；325C、425C、525C青色子像素；325Y、425Y、525Y黄色子像素；325M、425M、525M洋红色子像素；625R红色子像素；625G绿色子像素；625B蓝色子像素；325K、425K、525K、625K黑色子像素；326、426、526、626反射板。具体实施例方式以下以各实施例并伴的范例，做为本发明的参考依据。在附图或说明书描述中，相似或相同的部分皆使用相同的图号。且在附图中，实施例的形状或是厚度可扩大，并以简化或是方便标示。并且，附图中各组件的部分将被分别描述说明，值得注意的是，图中未绘示或描述的元件，为所属
技术领域：
中具有通常知识的人员所知的形式，另外，特定的实施例仅为揭示本发明使用的特定方式，其并非用以限定本发明。本发明实施例的电润湿式显示器装置是以电场改变流体的表面性质做为显现像素的介质。更明确地说，本发明实施例提供一种彩色化电湿润显示器的像素结构，主要通过子像素的形貌以及子像素中的色彩排列来达到彩色化的电润湿显示器，进而提升影像品质以及降低面板制作成本与困难度。图4是显示根据本发明的一实施例的单层彩色电润湿式显示器装置的剖面示意图。请参阅图4，一单层的彩色电润显示器200包括一第一基板(上基板)230与一第二基板(下基板)210对向设置。第二基板210上包括图案化的像素电极层212对应各个子像素区域。像素电极层212可为透明导电材料，其材质可为氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)，并且其厚度范围大抵为0.11微米(iim)。图案化的像素电极层212的结构可为长方形、正方形、三角形、圆形、梯形或椭圆形。根据本发明另一实施例，一反射层选择性地设置在第8二基板210上，或者设置在透明像素电极层212与基板210之间。该反射层的材质可为铝、二氧化钛(Ti02)或二氧化锆(Zr02)。—介电层214设置在图案化像素电极212上。根据本发明的一实施例，介电层214的材质可为聚对二甲苯(parylene)、氧化硅(Si0x)、氮化硅(SiNx)、聚二氟乙烯(poly(vinyldienefluoride))、二氧化钛(Ti02)或二氧化锆(Zr02)，并且其厚度范围大抵为0.11微米(iim)。或者，一疏水性材料层216设置在介电层214上，使其具有疏水性的表面。该疏水性材料层216的材质可为含氟类或含碳类的疏水性高分子，并且其厚度范围大抵为0.11微米(ym)。—亲水性的隔离结构222设置在疏水性材料层216上，以定义出多个子像素(sub-pixel)区域的阵列(array)。该亲水性的隔离结构222的材质可为亲水性的光阻，并且其厚度范围大抵为510微米(i！m)。具有不同颜色的一非极性溶液层225C、225Y、225M、225K设置在疏水性材料层216上的各个子像素区域中。非极性溶液层的材质为癸烷(decane)、十二烷(dodecane)或十四烷(tetradecane)，其厚度范围大抵为110微米(ym)。或者，非极性溶液层225C、225Y、225M、225K可为各种原色(例如RGBK(红、绿、蓝、黑)或CYMK(青、黄、洋红、黑))的染料(dye)或颜料(pigment)。一透明的极性流体226填充在第一基板230与第二基板210之间。透明的极性流体226的材质可为水、氯化钠水溶液或氯化钾水溶液，其厚度范围大抵为30250微米(iim)。一密封结构240在显示器面板的周边区域，将第一基板230与第二基板210封合。一共同电极232与极性流体226接触。共同电极232为透明的导电材料，可为氧化铟锡(IT0)或氧化铟锌(IZ0)，并且其厚度范围大抵为0.11微米(iim)。利用共同电极232与各像素区域的电极212所产生的电场，使极性流体226与疏水性材料层216的表面亲和，将非极性溶液层推离像素电极212的作用而内聚，达到显像的目的。更明确地说，通过非极性油墨的收縮与平铺来控制外界光源的反射与吸收，可驱动不同颜色像素的显示，达到全彩化的效果。根据本发明实施例，该彩色电润湿式显示器装置200包括多个像素所构成的阵列，各像素包括多个(例如四个)原色子像素。各个子像素区域的形状可为长方形、六角形、正方形、圆形、三角形、梯形或椭圆形。在一实施例中，该多个原色子像素分别为一黑子像素、一红子像素、一绿子像素及一蓝子像素。在另一实施例中，该多个原色子像素分别为一黑子像素、一黄(Y)子像素、一洋红(M)子像素及一青(C)子像素。各个子像素对应一不同颜色的该非极性溶液层，且各不同颜色的该非极性溶液层彼此间相隔离。相邻子像素中的该非极性溶液层颜色不同。在单层电润湿式彩色显示器的结构中，在上下基板内部填入极性溶液与不同颜色的非极性油墨，其中不同颜色的油墨被基板上的亲水性隔墙所隔开，使不同颜色的油墨彼此相邻排列而形成各子像素结构，通过各不同颜色非极性油墨的收縮与平铺来控制入射光特定光谱的反射与吸收，可产生不同的色光。图5A-5C分别显示本发明的一实施例的彩色电湿润显示器的各像素颜色变换的示意图。请参阅图5A，显示像素320a-320d为方形阵列排列，分别具有青色子像素325C、黄色子像素325Y、洋红色子像素325M及黑色子像素325K。在显示暗态时，所有颜色的子像素的非极性油墨均平铺。当显示明态时，可利用像素电极的缺口，使各子像素的非极性油墨收縮至相同的角落，露出下层的介电层或反射板326，如图5B所示。在另一实施例中，当显示明态时，可利用像素电极的缺口设置在相邻子像素的共同角落，使得各相邻的子像素中的该非极性溶液朝向各相邻的子像素的相邻角落内聚，露出下层的介电层或反射板，如图5C所示。图6A-6C分别显示本发明另一实施例的彩色电湿润显示器的各像素颜色变换的示意图。请参阅图6A，显示像素420a-420d为六方形紧密排列，分别具有六方型的青色子像素425C、黄色子像素425Y、洋红色子像素425M及黑色子像素425K。在显示暗态时，所有颜色的子像素的非极性油墨均平铺。当显示明态时，可利用像素电极的缺口设置在子像素的相同角落，使各子像素的非极性油墨收縮至相同的角落，露出下层的介电层或反射板426，如图6B所示。在另一实施例中，当显示明态时，可利用像素电极的缺口设置在相邻子像素的共同角落，使得各相邻的子像素中的该非极性溶液朝向各相邻的子像素的相邻角落内聚，露出下层的介电层或反射板，如图6C所示。图7A-7C分别显示本发明另一实施例的彩色电湿润显示器的各像素颜色变换的示意图。请参阅图7A，在显示暗态时，在显示像素520中，所有颜色的子像素525C、525Y、525M、525K的非极性油墨均平铺。请参阅图7B，当欲显示暗红色的像素时，将青色子像素525C驱动，使其油墨分布方式改变，因此显示像素520整体呈现的是暗红色。请参阅图7C，当欲显示亮红色的像素时，将青色子像素525C及黑色子像素525K驱动，使其油墨分布方式改变，因此显示像素520整体呈现的是亮红色。表一是显示根据本发明实施例，以CYMK子像素作为电湿润显示器结构，当表现各像素的色彩时，各色油墨的分配方式。表一\显青暗黄暗洋暗红暗t卜Jul暗绿暗\现色青色黄红洋色色红色蓝色绿次\颜色色色红色色色圆\色孝\色k\色\青色々V々々黄色VV々V洋红色VVVV黑色VVVV图8A-8C分别显示本发明另一实施例的彩色电湿润显示器的各像素颜色变换的示意图。请参阅图8A，在显示暗态时，在显示像素620中，所有颜色的子像素625R、625G、625B、625K的非极性油墨均平铺。请参阅图8B，当欲显示暗黄色的像素时，将蓝色子像素625B驱动，使其油墨分布方式改变，因此显示像素620整体呈现的是暗黄色。请参阅图8C，当欲显示亮黄色的像素时，将蓝色子像素625B及黑色子像素625K驱动，使其油墨分布方式改变，因此显示像素620整体呈现的是亮黄色。表二是显示根据本发明实施例，以RGBK子像素作为电湿润显示器结构，当表现各10像素的色彩时，各色油墨的分配方式。表二<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>本发明虽以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明的范围，任何所属
技术领域：
中具有通常知识的人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。权利要求一种彩色电润湿式显示器装置，其特征在于，包括一第一基板与一第二基板对向设置，其间夹置一极性溶液层与具有颜色的一非极性溶液层；一第一透明电极层设置于该第一基板上；一第二透明电极层设置于该第二基板上；以及一亲水性隔离结构设置于该第二基板，以定义出多个子像素；其中该彩色电润湿式显示器装置包括多个像素所构成的阵列，各像素包括多个原色子像素；其中各个子像素对应一不同颜色的该非极性溶液层，且各不同颜色的该非极性溶液层彼此间相隔离；以及其中相邻子像素中的该非极性溶液层颜色不同。2.根据权利要求1所述的彩色电润湿式显示器装置，其特征在于，该第二透明电极层为一图案化结构，该图案化结构可为长方形、正方形、三角形、圆形、梯形或椭圆形。3.根据权利要求1所述的彩色电润湿式显示器装置，其特征在于，还包括一介电层设置于该第二透明电极层上。4.根据权利要求3所述的彩色电润湿式显示器装置，其特征在于，还包括一疏水性材料层设置于该介电层上。5.根据权利要求3所述的彩色电润湿式显示器装置，其特征在于，该介电层的材质可为聚对二甲苯、氧化硅、氮化硅、聚二氟乙烯、二氧化钛或二氧化锆。6.根据权利要求4所述的彩色电润湿式显示器装置，其特征在于，该疏水性层的材质为一含氟类或一含碳类的疏水性高分子。7.根据权利要求1所述的彩色电润湿式显示器装置，其特征在于，该亲水性隔离结构的材质是由一亲水性光阻构成。8.根据权利要求1所述的彩色电润湿式显示器装置，其特征在于，该极性溶液层的材质为水、氯化钠水溶液或氯化钾水溶液。9.根据权利要求1所述的彩色电润湿式显示器装置，其特征在于，该非极性溶液层的材质可为癸烷、十二烷或十四烷。10.根据权利要求1所述的彩色电润湿式显示器装置，其特征在于，该非极性溶液层可为染料或是颜料。11.根据权利要求1所述的彩色电润湿式显示器装置，其特征在于，该子像素区域的形状可为长方形、六角形、正方形、圆形、三角形、梯形或椭圆形。12.根据权利要求1所述的彩色电润湿式显示器装置，其特征在于，还包括一反射层设置于该第二基板上。13.根据权利要求12所述的彩色电润湿式显示器装置，其特征在于，该反射层的材质为铝、二氧化钛或二氧化锆。14.根据权利要求1所述的彩色电润湿式显示器装置，其特征在于，该多个原色子像素分别为一黑子像素、一红子像素、一绿子像素及一蓝子像素。15.根据权利要求1所述的彩色电润湿式显示器装置，其特征在于，该多个原色子像素分别为一黑子像素、一黄子像素、一青子像素及一洋红子像素。16.根据权利要求1所述的彩色电润湿式显示器装置，其特征在于，在操作时，各相邻的子像素中的该非极性溶液朝向各相邻的子像素的相邻角落内聚。17.—种彩色电润湿式显示器装置，其特征在于，包括一第一基板与一第二基板对向设置，其间夹置一极性溶液层与具有颜色的一非极性溶液层；一第一透明电极层设置于该第一基板上；一第二透明电极层设置于该第二基板上；以及一亲水性隔离结构设置于该第二基板，以定义出多个子像素；其中该彩色电润湿式显示器装置包括多个像素所构成的阵列，各像素包括一黑子像素及多个原色子像素；其中各个子像素对应一不同颜色的该非极性溶液层，且各不同颜色的该非极性溶液层彼此间相隔离；以及其中相邻子像素中的该非极性溶液层颜色不同。18.根据权利要求17所述的彩色电润湿式显示器装置，其特征在于，该第二透明电极层为一图案化结构，该图案化结构可为长方形、正方形、三角形、圆形、梯形或椭圆形。19.根据权利要求17所述的彩色电润湿式显示器装置，其特征在于，还包括一介电层设置于该第二透明电极层上。20.根据权利要求19所述的彩色电润湿式显示器装置，其特征在于，还包括一疏水性材料层设置于该介电层上。21.根据权利要求19所述的彩色电润湿式显示器装置，其特征在于，该介电层的材质可为聚对二甲苯、氧化硅、氮化硅、聚二氟乙烯、二氧化钛或二氧化锆。22.根据权利要求20所述的彩色电润湿式显示器装置，其特征在于，该疏水性层的材质为一含氟类或一含碳类的疏水性高分子。23.根据权利要求17所述的彩色电润湿式显示器装置，其特征在于，该亲水性隔离结构的材质是由一亲水性光阻构成。24.根据权利要求17所述的彩色电润湿式显示器装置，其特征在于，该极性溶液层的材质为水、氯化钠水溶液或氯化钾水溶液。25.根据权利要求17所述的彩色电润湿式显示器装置，其特征在于，该非极性溶液层的材质可为癸烷、十二烷或十四烷。26.根据权利要求17所述的彩色电润湿式显示器装置，其特征在于，该非极性溶液层可为染料或是颜料。27.根据权利要求17所述的彩色电润湿式显示器装置，其特征在于，该子像素区域的形状可为长方形、六角形、正方形、圆形、三角形、梯形或椭圆形。28.根据权利要求17所述的彩色电润湿式显示器装置，其特征在于，还包括一反射层设置于该第二基板上。29.根据权利要求28所述的彩色电润湿式显示器装置，其特征在于，该反射层的材质为铝、二氧化钛或二氧化锆。30.根据权利要求17所述的彩色电润湿式显示器装置，其特征在于，该多个原色子像素分别为一红子像素、一绿子像素及一蓝子像素。31.根据权利要求17所述的彩色电润湿式显示器装置，其特征在于，该多个原色子像素分别为一黄子像素、一青子像素及一洋红子像素。32.根据权利要求17所述的彩色电润湿式显示器装置，其特征在于，在操作时，各相邻的子像素中的该非极性溶液朝向各相邻的子像素的相邻角落内聚。全文摘要本发明涉及一种彩色电润湿式显示器装置。上述电润湿式显示器包括一第一基板与一第二基板对向设置，其间夹置一极性溶液层与具有颜色的一非极性溶液层。一第一透明电极层设置于该第一基板上，一第二透明电极层设置于该第二基板上，以及一亲水性隔离结构设置于该第二基板，以定义出多个子像素。该彩色电润湿式显示器装置包括多个像素所构成的阵列，各像素包括多个原色子像素。各个子像素对应一不同颜色的该非极性溶液层，且各不同颜色的该非极性溶液层彼此间相隔离，以及相邻子像素中的该非极性溶液层颜色不同。文档编号G02B26/02GK101750732SQ200810185730公开日2010年6月23日申请日期2008年12月8日优先权日2008年12月8日发明者李国昶,罗国隆,郑惟元,黄介一申请人:财团法人工业技术研究院