专利名称：显示器的制作方法
技术领域：
本发明是有关于显示领域，特别是有关于一种显示器。
背景技术：
电湿润显示器(electrowetting display)包括多个电湿润显示像素结构，其中每一电湿润显示像素结构可包括挡墙、像素电极、绝缘层、疏水层、极性流体以及非极性流体。 绝缘层配置于像素电极表面，而疏水层覆盖绝缘层。其中非极性流体配置于疏水层表面，而极性流体覆盖住非极性流体，以及挡墙配置于疏水层上以区隔两个相邻的像素结构。当每一电湿润显示像素结构在处于被施加电压的状态时，极性流体透过静电力的驱动，使极性流体和电极亲合接触，并将非极性流体推动至与对应于该像素之疏水层的一个角落，其中非极性流体坐落的位置依照各个像素电极的设计方式而定。一般而言，非极性流体为具有颜色可为油或者其它材料的非极性流动介质，在非极性流体中的颜色可以使用颜料或者染料，极性流动介质为透明的水或者醇类等极性流动介质。因此，光线在通过加入染料的非极性流体后，光线会被非极性流体中的染料吸收而显示非极性流体中的染料颜色，反之，光线则穿透透明的极性流体。换言之，对电湿润显示像素结构施加电压，会使极性流体与电极亲合而将非极性流体推动到挡墙旁。如此一来，透过电湿润显示像素结构被施加电压以及未被施加电压两种状态的转换，可造成显示上的灰阶变化，进而使电湿润显示器达到显示画面的效果。一般来说，为了确保非极性流体收缩的一致性，会使用图案化像素电极将非极性流体限缩在每一电湿润显示像素结构的边角处，以达到上述的显示画面效果。举例来说，如图IA与图IB所示，像素区114包括像素电极分布区118与无电极区116，其中像素电极PE 配置于像素电极分布区118内，且具有对应于无电极区116的1/4圆形缺角(如图IA所示)或1/4方形缺角(如图IB所示)。这些形状的图案化像素电极可以提升电湿润显示像素结构被施加电压以及未被施加电压两种状态的转换速度。图2A至图2E为极性流体在具有图IA所示的像素电极PE的电湿润显示像素结构中，由无施加电压状态转变成施加电压状态的收缩过程立体示意图。请参照图2A至图2E， 值得注意的是，为了加快反应速度而在提高电压下驱动电湿润显示像素结构时，这些图案化像素电极PE的构形可能会导致非极性流体134(在图中以均勻点表示)在收缩过程中会发生分裂(如图2D所示的破裂状)，经过一段时间后才逐渐收缩回到电湿润显示像素结构的无电极区116，此非极性流体134的分裂过程易使得电湿润显示器的开口率降低、反应时间增加、驱动系统设计的复杂化增加以及显示质量下降。
发明内容
本发明的目的在于提供一种显示器，使得显示器具有较快的反应速度、较稳定的灰阶驱动显示以及较佳的显示质量。本发明的一实施例提供一种显示器，包括一像素矩阵基板、一对向基板以及一流动介质。像素矩阵基板包括一第一基板与多个像素结构。第一基板包括多个像素区，各像素区包括一像素电极分布区与一无电极区。像素结构配置于像素区中，其中各像素结构包括一像素电极、一绝缘层以及一疏水层。像素电极配置于电极分布区中，且具有至少一狭缝，至少一狭缝的延伸方向由无电极区朝向像素电极分布区。绝缘层覆盖像素电极。疏水层覆盖绝缘层。流体介质包括极性流体与非极性流体。对向基板包括一第二基板以及一共用电极，共用电极位于第二基板上且与极性流体接触。极性流体与非极性流体存在于第一基板与第二基板之间，当像素电极与共用电极之间具有一电压差时，非极性流体收缩于无电极区中。以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
图IA与图IB分别为现有的一种显示器的像素电极的上视示意图；图2A至图2E为极性流体在具有图IA所示的像素电极的电湿润显示像素结构中由无施加电压状态转变成施加电压状态的收缩过程立体示意图；图3是本发明的一实施例的显示器的局部上视剖面示意图；图4A与图4B为图3的像素结构处于未被施加电压状态下的剖面示意图与上视示意图；图4C与图4D为图3的像素结构处于被施加电压状态下的剖面示意图与上视示意图；图5A至图5F为自图4B的状态转变成图4D的状态的过程立体示意图；图6A为本发明的一实施例的显示器的像素电极的上视示意图；图6B为本发明的一实施例的显示器的像素电极的上视示意图；图6C为本发明的一实施例的显示器的像素电极的上视示意图；图6D为本发明的一实施例的显示器的像素电极的上视示意图；图6E为本发明的一实施例的显示器的像素电极的上视示意图；图6F为本发明的一实施例的显示器的像素电极的上视示意图；图6G为本发明的一实施例的显示器的像素电极的上视示意图；图7A至图7F为非极性流体在图6A所示的像素电极由未施加电压转换成施加电压下进行缩放动作的过程示意图；图8为本发明的显示器与现有的显示器在施加电压期间于不同时间内所能达到的可视区域百分率的仿真关系图。其中，附图标记100 显示器110:像素矩阵基板112、122:基板114:像素区116:无电极区118:像素电极分布区120:对向基板
124:共用电极130 流动介质132 极性流体134 非极性流体200 像素结构210、210a、210b、210c、210d、210e、210f、210g、PE 像素电极212 狭缝214 突出部220 绝缘层230:疏水层240 挡墙Dl 延伸方向d 距离
具体实施例方式图3是本发明的一实施例的显示器的局部上视剖面示意图。请参照图3，本实施例的显示器100包括一像素矩阵基板110、一对向基板120以及一流动介质130。像素矩阵基板110包括一第一基板112以及多个像素结构200。像素结构200例如是矩阵配置于第一基板112上。在本实施例中，对向基板120包括一第二基板122以及一共用电极124，其中共用电极1 位于第二基板122上。流动介质130包括一极性流体132与一非极性流体134(在图4A至图4D中以均勻密点表示)，流动于像素矩阵基板110与对向基板120之间，且极性流体132与非极性流体134彼此不会互溶。实务上，可利用带有颜色的油或其它非极性溶液的流动介质作为非极性流体134，以及以透明的水溶液或醇类的流动介质作为极性流体132，但本发明不以此为限。图4A与图4B为图3的像素结构处于未被施加电压状态下的剖面示意图与上视示意图，以及图4C与图4D为图3的像素结构处于被施加电压状态下的剖面示意图与上视示意图，其中为了清楚说明非极性流体的收缩行为与像素电极构形之间的关系，图4B与图4D中省略绘示绝缘层、疏水层、对向基板以及极性流体。请同时参照图3至图4D，在本实施例中，第一基板112包括多个像素区114，各像素区114包括一无电极区116与一像素电极分布区118。其中，无电极区116中未设置电极，且当像素矩阵基板110中的像素电极210与对向基板120中的共用电极IM之间具有一电压差时，极性流体132透过静电力与像素电极210亲合会将非极性流体134推动至无电极区116范围内(如图4C与图4D所示)。像素电极分布区118则为像素区114扣除无电极区116后的范围。在本实施例中，无电极区116的形状可例如是1/4圆形，在其它实施例中，无电极区116的形状亦可以是方形、三角形、梯形、多角形等多边形或其它形状。特别一提的是，由于无电极区116与像素电极分布区118是根据非极性流体134收缩后所分布的范围来定义，因此在不影响非极性流体134收缩于无电极区116的前提下，无电极区116中亦有可能分布有一部分的像素电极210，将于后文中详述。
像素结构200配置于像素区114中，其中各像素结构200包括一像素电极210、一绝缘层220、一疏水层230以及一挡墙M0。上述的基板112的像素区114上依序堆栈像素电极210、绝缘层220以及疏水层230。疏水层230上依序覆盖有非极性流体134与极性流体132。挡墙240用以区隔两相邻的像素结构200。请同时参照图4B与图4D，像素电极210配置于电极分布区118中，且具有至少一狭缝212，至少一狭缝212的延伸方向Dl由无电极区116向像素电极分布区118延伸。在本实施例中，狭缝212例如是与无电极区116连通，或狭缝212例如是多数个放射状排列的长条状或针状狭缝。换言之，狭缝212例如是沿着无电极区116边缘呈放射状排列且延伸至像素电极分布区118。狭缝212的形状例如是针状(如图4B与图4D所示)、条状、椭圆状、多边形状、树枝状、雪花状、波浪状或其它形状，以及狭缝212的宽度例如是实质上介于1 30 μ m。再者，无电极区116与狭缝212的面积总合可例如是像素区114的面积的10% 80%。在本实施例中，可透过像素矩阵基板110中的像素电极210以及对向基板120中的共用电极1 两者之间的电压差来决定流动介质130的缩放状态，以及像素电极210的狭缝212使得非极性流体134可循着狭缝212的路径来进行缩放的动作，而不会发生非极性流体134的分裂状态。具体而言，如图4A与图4B所示，当无施加电压时，流动介质130的极性流体132与非极性流体134可均勻地覆盖第一基板112，也就是覆盖第一基板112的各像素区114。如此，背光或环境光会被带有颜色(例如黑色)的非极性流体134所吸收，使显示器100显示该颜色(例如黑色)。反之，如图4C与图4D所示，当施加电压时，极性流体132透过静电力与像素电极210亲合会将非极性流体134推动至无电极区116范围内。此举会使非极性流体134被排挤到挡墙240旁并使非极性流体134分布范围缩小，且集中至像素区114的无电极区116中。此时，背光可穿透透明的极性流体132，或者环境光可被第一基板112所反射，使显示器100达到显示画面的效果。在本实施例中，像素电极210具有至少一狭缝212，就位于任一狭缝212两旁的像素电极210的两侧表面而言，其可提供侧向的推力，使非极性流体134可循着疏水层230上对应至狭缝212的路径来进行缩放的动作，以由图4A与图4B所示的状态转换至由图4C与图4D所示的状态。图5A至图5F为自图4B的状态转变成图4D的状态的过程示意图。请参照图5A至图5F，更详细地说，自图4B的状态转变成图4D的状态的过程中，由于非极性流体134可依循着对应于狭缝212的路径流动，因此非极性流体134可循着狭缝212的排列方式而流动，以收缩至挡墙MO的一角落。反之，当图4D的状态转变成图4B的状态时，透过疏水层230的作用，非极性流体134将极性流体隔绝于像素矩阵基板110，以进一步达到全面性覆盖的样貌。特别注意到的是，像素电极210的构形使得非极性流体134可依循着对应于狭缝212的路径流动，因而非极性流体134在收缩过程中不会有破碎而不连续的状态发生，以加速非极性流体134在未施加电压状态与施加电压状态之间的缩放速度。换言之，像素结构200能迅速地在被施加电压以及未被施加电压两种状态之间进行转换。特别一提的是，虽然在本实施例中是以像素电极210具有呈放射状排列的多个针状狭缝212为例，但像素电极210的狭缝可以具有其它数目、构形以及排列方式。举例来说，在另一实施例中，如图6A所示，像素电极210a可以具有一个狭缝212，其中狭缝212例如是与无电极区116连通且具有一致的宽度。在又一实施例中，如图6B所示，像素电极210b的狭缝212例如是与无电极区116不连通，且狭缝212与无电极区116之间的距离d例如是实质上小于30 μ m。在另一实施例中，像素电极210c例如是更包括至少一突出部214，突出部214例如是由像素电极分布区118延伸至无电极区116中，详言之，突出部214例如是沿着无电极区116的边缘配置。再者，在另一实施例中，如图6D与图6E所示，像素电极210d、210e的狭缝212例如是沿着像素电极分布区118的部分边缘配置。其中，特别注意的是，狭缝212与像素电极210d、210e的边缘之间的距离d例如是实质上介于1 30 μ m，较佳为大于20 μ m。此外，在又一实施例中，如图6F与图6G所示，像素电极210f、210g的狭缝212例如是树枝状(如图6F所示)或雪花状(如图6G所示)，其中狭缝212的宽度可以相同或不同。特别说明的是，非极性流体134的缩放动作会根据像素电极的构形而不同。以图6A所示的像素电极210a为例，图7A至图7F为非极性流体134在像素电极210a由未施加电压转换成施加电压下进行缩放动作的过程示意图。请参照图7A至图7F，非极性流体134可依循着对应于狭缝212的路径流动，因而非极性流体134在收缩过程中不会有破碎而不连续的状态发生，以加速非极性流体134在未施加电压状态与施加电压状态之间的缩放速度。如此一来，像素结构能迅速地在被施加电压以及未被施加电压两种状态之间进行转换。在上述的实施例中，由于像素电极具有延伸方向由无电极区朝向像素电极分布区的狭缝，使得非极性流体可依循着对应于狭缝的路径来进行收缩的动作，以避免非极性流体在收缩过程中有分裂的现象发生，特别是能避免在高电压驱动下非极性流体可能发生的分裂现象。如此一来，可增加显示器的反应速度、达到稳定的灰阶驱动显示以及降低驱动系统的复杂度。接下来将以模拟例来验证本发明的效果。图8为本发明一实施例的显示器与现有的显示器在施加电压期间于不同时间内所能达到的可视区域百分率的模拟关系图，以表示显示器的反应时间，其中可视区域百分率表示在单一像素区中可视区域所占的百分率，本发明一实施例的显示器1与显示器2分别具有图6A与图4B所示的像素电极，以及现有的显示器具有图IB所示的像素电极PE，其中像素电极PE配置于像素区114的像素电极分布区118内，且具有1/4方型的缺角(即无电极区116)。由图8可知，在相同的时间内，相较于现有的显示器，本发明一实施例的显示器1与显示器2可达到较大的可视区域百分率。换言之，本发明一实施例的显示器1与显示器2具有较快的反应速度。由上述实验可合理推论，在像素电极中设置延伸方向由无电极区朝向像素电极分布区的狭缝确实能加速非极性流体的收缩行为，并避免其在收缩过程中发生分裂，因而显示器可具有较快的反应速度。在本发明一实施例的显示器的像素结构中，像素电极具有延伸方向由无电极区朝向像素电极分布区的狭缝，狭缝能提升非极性流体收缩至无电极区以避免其在收缩过程中发生分裂，进而增加反应速度。如此一来，使得显示器具有较快的反应速度、较稳定的灰阶驱动显示以及较佳的显示质量。当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种显示器，其特征在于，包括 一像素矩阵基板，包括一第一基板，包括多个像素区，各该像素区包括一像素电极分布区与一无电极区； 多个像素结构，配置于该些像素区中，其中各该像素结构包括 一像素电极，配置于该电极分布区中，且具有至少一狭缝，该至少一狭缝的延伸方向由该无电极区朝向该像素电极分布区； 一绝缘层，覆盖该像素电极；以及一疏水层，覆盖该绝缘层；一流动介质，包括一极性流体与一非极性流体；以及一对向基板，包括 一第二基板；以及一共用电极，位于该第二基板上且与该极性流体接触，其中该极性流体与该非极性流体存在于该第一基板与该第二基板之间，当该像素电极与该共用电极之间具有一电压差时，该非极性流体收缩于该无电极区中。
2.根据权利要求1所述的显示器，其特征在于，该至少一狭缝与该无电极区连通。
3.根据权利要求1所述的显示器，其特征在于，该至少一狭缝与该无电极区不连通，且该至少一狭缝与该无电极区之间的距离小于30 μ m。
4.根据权利要求1所述的显示器，其特征在于，该至少一狭缝的形状包括条状、针状、 椭圆状、多边形状、波浪状、树枝状或雪花状。
5.根据权利要求1所述的显示器，其特征在于，该无电极区的形状包括方形、1/4圆形、 三角形、梯形或多角形。
6.根据权利要求1所述的显示器，其特征在于，该至少一狭缝为多个狭缝，该些狭缝沿着该无电极区与该像素电极分布区的交界边缘呈放射状排列。
7.根据权利要求1所述的显示器，其特征在于，该至少一狭缝位于该像素电极分布区的边缘。
8.根据权利要求1所述的显示器，其特征在于，该至少一狭缝的宽度介于1 30μ m。
9.根据权利要求1所述的显示器，其特征在于，该像素电极更包括至少一突出部，该至少一突出部由该像素电极分布区延伸至该无电极区中。
10.根据权利要求1所述的显示器，其特征在于，该无电极区与该至少一狭缝的面积总合为该像素区的面积的10% 80%。
全文摘要
本发明的实施例公开了一种显示器，包括像素矩阵基板、对向基板及流动介质。像素矩阵基板包括具多个像素区的第一基板与配置于像素区的多个像素结构。像素区包括像素电极分布区与无电极区。像素结构包括像素电极、绝缘层及疏水层。像素电极配置于电极分布区中，且具有延伸方向由无电极区朝向像素电极分布区的至少一狭缝。对向基板包括第二基板以及共用电极，共用电极位于第二基板上且与极性流体接触。流体介质包括极性流体与非极性流体，流动于像素矩阵基板与对向基板之间。当像素电极与共用电极之间具有一电压差时，非极性流体收缩于无电极区中。
文档编号G02B26/02GK102385156SQ20111026307
公开日2012年3月21日 申请日期2011年8月29日 优先权日2010年9月3日
发明者古昀生, 罗国隆, 蔡宇翔, 郑惟元, 陈庆耀, 黄裕盛 申请人:财团法人工业技术研究院