專利名稱：電濕潤(rùn)式顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種電濕潤(rùn)式顯示裝置。
背景技術(shù)：
如今，諸多光電技術(shù)正在快速的發(fā)展且應(yīng)用來(lái)下一代平板顯示
器，如投影顯示器(Projection Display)、可撓式顯示器(Flexible Dispaly)等。在此環(huán)境下， 一種基于電濕潤(rùn)原理的顯示裝置由于其 響應(yīng)速度快、視角廣、耗電量小、輕薄便攜等優(yōu)點(diǎn)受到廣泛的關(guān)注。
請(qǐng)參閱圖1,是一種現(xiàn)有技術(shù)揭示的基于電濕潤(rùn)原理的反射式 顯示裝置的平面結(jié)構(gòu)示意圖。該顯示裝置1包括多個(gè)呈矩陣排列的 像素單元10,通過(guò)控制該像素單元10顯示不同的灰階以組成該顯 示裝置1所需顯示的畫面。
請(qǐng)參閱圖2，是圖1所示顯示裝置1的一像素單元10的放大剖 視結(jié)構(gòu)示意圖。該像素單元10包括一上基板11、 一與其相對(duì)的下 基板12和設(shè)置在該二基板11、 12之間的四側(cè)壁13,該四側(cè)壁13 依序首尾相接與該二基板11、 12形成一收容空間14。該上基板11 是使用透明材料制成，如玻璃或塑料。
該收容空間14由互不相融(Immiscible)的 一第 一液體15和一第 二液體16充滿。例如，該第一液體15可以是導(dǎo)電的水，該第二液 體16可以是黑色的油。
該下基板12鄰近該收容空間14的表面依序設(shè)置有一反射層 121、 一透明電極層122和一絕緣層123。該反射層121是高反率材 料制成，該透明電極層122可以由氧化銦錫(ITO)制成。該絕緣層 123是由疏水性(Hydrophobic)材料制成，如無(wú)定型的含氟聚合物 (Amorphous Fluoropolymer)。
由于該絕緣層123的疏水性，即由于該絕緣層123、第一液體 15和第二液體16三者之間的表面張力(Interfacial Tension)作用，該 第二液體16充分覆蓋該絕緣層123。由于該第二液體16呈黑色， 吸收了絕大部分自該上基板12方向射入的光束，故此時(shí)的像素單元 10為暗態(tài)(Off State)。
請(qǐng)一起參閱圖3,是圖2所示像素單元10亮態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖。當(dāng) 一電壓差加載在該第一液體15與該透明電極層122上時(shí)，電荷的重 新分布破壞了暗態(tài)時(shí)分子張力的平衡態(tài)，即此時(shí)電勢(shì)能的介入使該 絕緣層123與第 一液體15傾向于接觸，故該第 一液體15將該第二 液體16排開，從而自該上基板12方向射入的光束經(jīng)過(guò)上述被排開 的部分所對(duì)應(yīng)的反射層121反射，實(shí)現(xiàn)亮態(tài)(On State)。
請(qǐng)參閱圖4，是圖l所示顯示裝置顯示亮態(tài)時(shí)的示意圖。但是， 該顯示裝置l存在一缺陷，即該第二液體16被排開的方向無(wú)法確定。 上述問題容易造成畫面輝度不都，影響顯示效果。故業(yè)界提出不同 的方案來(lái)解決上述問題。
請(qǐng)參閱圖5，是另 一種現(xiàn)有技術(shù)揭示的電濕潤(rùn)式顯示裝置的一 像素單元的結(jié)構(gòu)示意圖。該像素單元20與像素單元10的區(qū)別在于 該透明電極層222并未完全遍及該-像素單元20,即該透明電才及層222 具有一呈矩形狀的缺口 229，該缺口 229位于該i象素單元20的角落。 該像素單元20在亮態(tài)時(shí)，由于該缺口 229處在亮態(tài)時(shí)不會(huì)聚集電荷， 故對(duì)應(yīng)位置的絕緣層(圖未示)仍維持疏水性，該第二液體(圖未示) 會(huì)向該缺口 229方向收縮。
較小的穩(wěn)定態(tài)的物理原理，液體本身的形狀有趨向于表面積最小使 得液體表面能最小的物理性質(zhì)。同時(shí)又有基本幾何原理在體積一 定的條件下，球體的表面積最小。故該像素單元20在亮態(tài)時(shí)，位于 該缺口 229范圍內(nèi)的該第二液體更加傾向于呈球狀，而非呈缺口 229 所界定的矩形。因此，該透明電極層222在該缺口 229處的形狀對(duì) 于該第二液體收縮至穩(wěn)定狀態(tài)和維持在該穩(wěn)定狀態(tài)作用力較差，進(jìn)
而使該第二液體亮態(tài)時(shí)的穩(wěn)定性較低。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述第二液體穩(wěn)定性較低的問題，有必要提供一種穩(wěn) 定性較高的電濕潤(rùn)式顯示裝置。
一種電濕潤(rùn)式顯示裝置，其包括多個(gè)像素單元，至少一像素單 元包括一第一基板、 一與該第一基板相對(duì)的第二基板、 一導(dǎo)電的第 一液體、 一 與該第 一 液體互不相融的非極性的第二液體和 一 電極， 該第一液體和該第二液體夾在該第一基板與該第二基板之間，該電 極設(shè)置在該第二基板靠近該第一基板的表面，且該電極包括一缺口 ， 其中，該電才及對(duì)應(yīng)該缺口的邊緣的形狀與該第二液體收縮至該缺口 后其邊緣的形狀對(duì)應(yīng)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的電濕潤(rùn)式顯示裝置由于其電極具有 一的缺口 ，且使該第二液體在收縮至該缺口處后的形狀與該電極的 邊緣對(duì)應(yīng)，進(jìn)而使電極產(chǎn)生的電場(chǎng)對(duì)該第二液體維持力增強(qiáng)，故該 第二液體穩(wěn)定性較佳。


圖1是一種現(xiàn)有技術(shù)揭示的基于電濕潤(rùn)原理的反射式顯示裝置 的平面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1所示顯示裝置的一像素單元的放大剖視結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3是圖2所示像素單元亮態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4是圖l所示顯示裝置顯示亮態(tài)時(shí)的示意圖。 圖5是另 一種現(xiàn)有技術(shù)揭示的電濕潤(rùn)式顯示裝置的一像素單元 的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6是本發(fā)明電濕潤(rùn)式顯示裝置第一實(shí)施方式的一像素單元的 結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7是圖6所示像素單元結(jié)構(gòu)的平面示意圖。
圖8是本發(fā)明電濕潤(rùn)式顯示裝置第二實(shí)施方式的一像素單元的 結(jié)構(gòu)示意圖。
圖9是本發(fā)明電濕潤(rùn)式顯示裝置第三實(shí)施方式的一像素單元的 結(jié)構(gòu)示意圖。
圖10是本發(fā)明電濕潤(rùn)式顯示裝置第四實(shí)施方式的一像素單元
的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖11是本發(fā)明電濕潤(rùn)式顯示裝置第五實(shí)施方式的一像素單元 的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明電濕潤(rùn)式顯示裝置第 一 實(shí)施方式的電濕潤(rùn)式顯示裝置包
括多個(gè)呈矩陣排列的像素單元40(見圖6)，通過(guò)控制該像素單元40 顯示不同的灰階以組成該電濕潤(rùn)式顯示裝置所需顯示的畫面。
請(qǐng)參閱圖6，是本發(fā)明電濕潤(rùn)式顯示裝置第一實(shí)施方式的一像 素單元的結(jié)構(gòu)示意圖。該像素單元40包括一上基板41、 一與其相 對(duì)的下基板42和設(shè)置在該二基板41、 42之間的多個(gè)側(cè)壁43，該多 個(gè)側(cè)壁43依序首尾相接與該二基板41、 42形成一收容空間44。該 上基板41是使用透明材料制成，如玻璃或塑料。
該收容空間44由互不相融的一第一液體45和一第二液體46 充滿。該第 一 液體45可以是水或鹽溶液等導(dǎo)電液體或極性液體，如 氯化鉀(KCl)溶解在水和普通酒精(Ethyl Alcohol)混合液后所形成的 溶液。該第二液體46可以是著黑色的鏈烷或烷烴(Alkane)等非極性 液體，如十六烷(Hexadecane)或油，以作為一種遮蔽液體。
該第二基板42靠近該第一液體45的表面上依序設(shè)置有一電極 421和一絕緣層422，該電極421設(shè)置在該第二基板42，該絕緣層 422設(shè)置在該電極421上并遍及整個(gè)像素單元40。該絕緣層422由 疏水性材料制成，如無(wú)定型的含氟聚合物。
請(qǐng)參閱圖7，是圖6所示像素單元結(jié)構(gòu)的平面示意圖。該電極 421包括 一 扇形的缺口 429 ，該缺口 429設(shè)置在該像素單元40的角 落處。具體的，該扇形的缺口 429為一圓心位于該像素單元40底角， 兩邊沿該像素單元40邊緣的四分之一圓。故該電極421對(duì)應(yīng)該缺口 429處的邊緣為該四分之一圓的圓弧，即該電極421對(duì)應(yīng)該缺口 429 的邊緣為一曲線，且該曲線的曲率為一定值，曲心固定在該像素電 極40對(duì)應(yīng)該缺口 429的底角。
當(dāng)該像素單元40顯示暗態(tài)時(shí)，該導(dǎo)電的第 一液體45與該電極 421電壓相同，兩者之間不存在庫(kù)倫力。由于具有疏水性的該絕緣 層422遍及整個(gè)像素單元40,使該第二液體46均勻覆蓋在該絕緣 層422,并將該第一液體45排擠到該第二液體46與該第一基板41 之間。由于該第二液體46著黑色，故該像素單元40顯示暗態(tài)。
當(dāng)該像素單元40顯示亮態(tài)時(shí)，該導(dǎo)電的第 一液體45與該電極 421之間加載一 電壓差，4吏該第 一液體45與該電極421各自帶有極 性相反的電荷。由于該電極421與其所對(duì)應(yīng)區(qū)域的第一液體45受到 庫(kù)倫吸引力作用，使對(duì)應(yīng)該電極421位置的第一液體45將該第二液 體46排向該缺口 429。故該Y象素單元40顯示亮態(tài)。
該第二液體46凈皮排才齊至該缺口 429處后，該第二液體46與該 電極421交界處由于沒有受到像素單元40側(cè)壁43的約束，故會(huì)自 然呈現(xiàn)一弧形的邊界使其表面能最小。由于該電極421對(duì)應(yīng)該缺口 429處的邊緣也為一與其形狀較對(duì)應(yīng)的圓弧，故可以提供充分的電 場(chǎng)維持該第二液體46的形狀。
相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明電濕潤(rùn)式顯示裝置由于其電極421具 有一設(shè)置在像素單元40角落的扇形的缺口 429，該電極421對(duì)應(yīng)該 缺口 429的邊緣為弧形，使該第二液體46在收縮至該缺口 429處后 的形狀在該電極421的邊緣對(duì)應(yīng)，故該第二液體46穩(wěn)定性4交佳。
此外，在暗態(tài)(該第二液體46覆蓋整個(gè)像素單元40)轉(zhuǎn)換至亮態(tài) (該第二液體46收縮并穩(wěn)定在該缺口 429處)的過(guò)程中，該第二液體 46所經(jīng)過(guò)的區(qū)域都對(duì)應(yīng)i殳置有該電極421來(lái)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，故該電濕潤(rùn) 式顯示裝置響應(yīng)速度較佳。
請(qǐng)參閱圖8,是本發(fā)明電濕潤(rùn)式顯示裝置第二實(shí)施方式的一像 素單元的結(jié)構(gòu)示意圖。該電濕潤(rùn)式顯示裝置與第 一 實(shí)施方式的電濕 潤(rùn)式顯示裝置的主要區(qū)別在于電極521包括一位于像素單元50 一邊緣處的缺口 529，該電極521對(duì)應(yīng)該缺口 529的邊緣為一弧形 曲線，該曲線的曲心位于該缺口 529 —側(cè)，〗吏該弧形邊纟彖為一內(nèi)凹 的弧形。
請(qǐng)參閱圖9,是本發(fā)明電濕潤(rùn)式顯示裝置第三實(shí)施方式的一像
素單元的結(jié)構(gòu)示意圖。該電濕潤(rùn)式顯示裝置與第一實(shí)施方式的電濕
潤(rùn)式顯示裝置的主要區(qū)別在于電極621包括一位于像素單元60 中心處的圓形的缺口 629,即該電極621對(duì)應(yīng)該缺口 629的邊緣為 一圓形。
本發(fā)明電濕潤(rùn)式顯示裝置并不限于上述實(shí)施方式的所述。上述 實(shí)施方式的電極421、 521、 621對(duì)應(yīng)該缺口 429、 529、 629位置的 邊緣都為一可微分的曲線，該可微分的曲線指曲線上除去兩端點(diǎn)外 沒有奇點(diǎn)存在，呈一平滑彎曲的曲線。且該曲線的曲心都位于該缺 口 429、 529、 629 —側(cè)，寸吏該電極421、 521、 621的邊纟彖呈凹形。 故可確定，凡是使電極對(duì)應(yīng)缺口位置的邊緣的形狀與第二液體收縮 至缺口處穩(wěn)定后的形狀相對(duì)應(yīng)，都屬于本發(fā)明電濕潤(rùn)式顯示裝置較 佳實(shí)施方式的范疇。
請(qǐng)參閱圖10,是本發(fā)明電濕潤(rùn)式顯示裝置第四實(shí)施方式的一像 素單元的結(jié)構(gòu)示意圖。該電濕潤(rùn)式顯示裝置與第一實(shí)施方式的電濕 潤(rùn)式顯示裝置的主要區(qū)別在于電極721包括一位于像素單元70 角落的缺口 729。該電極721對(duì)應(yīng)該缺口 729位置的邊緣為一分段 可微的曲線，即由多段圓弧連接而成。該分段可微的曲線指曲線上 除去兩端點(diǎn)外存在奇點(diǎn)，端點(diǎn)與奇點(diǎn)之間或奇點(diǎn)與奇點(diǎn)之間的曲線 為可微分的平滑彎曲的曲線。
請(qǐng)參閱圖11,是本發(fā)明電濕潤(rùn)式顯示裝置第五實(shí)施方式的一像 素單元的結(jié)構(gòu)示意圖。該電濕潤(rùn)式顯示裝置與第 一 實(shí)施方式的電濕 潤(rùn)式顯示裝置的主要區(qū)別在于該電極821包括一多邊形的缺口 829,該缺口 829設(shè)置在該4象素單元80的角落處。該電才及821對(duì)應(yīng) 該缺口 829的邊緣為一由多個(gè)直線段連成的折線，且二相鄰直線段 夾角為鈍角。
權(quán)利要求
1.一種電濕潤(rùn)式顯示裝置，其包括多個(gè)像素單元，至少一像素單元包括一第一基板、一與該第一基板相對(duì)的第二基板、一導(dǎo)電的第一液體、一與該第一液體互不相融的非極性的第二液體和一電極，該第一液體和該第二液體夾在該第一基板與該第二基板之間，該電極設(shè)置在該第二基板靠近該第一基板的表面，且該電極包括一缺口，其特征在于:該電極對(duì)應(yīng)該缺口的邊緣的形狀與該第二液體收縮至該缺口后其邊緣的形狀對(duì)應(yīng)。
2. 如權(quán)利要求1所述的電濕潤(rùn)式顯示裝置，其特征在于該電 才及對(duì)應(yīng)該缺口的邊纟彖向該電纟及方向凹進(jìn)。
3. 如權(quán)利要求1所述的電濕潤(rùn)式顯示裝置，其特征在于該電 極對(duì)應(yīng)該缺口的邊纟彖為彎曲的曲線。
4. 如權(quán)利要求3所述的電濕潤(rùn)式顯示裝置，其特征在于該電 極對(duì)應(yīng)該缺口的邊緣的曲心位于該缺口 一側(cè)。
5. 如權(quán)利要求3所述的電濕潤(rùn)式顯示裝置，其特征在于該電 極對(duì)應(yīng)該缺口的邊緣為一可微分的曲線。
6. 如權(quán)利要求3所述的電濕潤(rùn)式顯示裝置，其特征在于該電 極對(duì)應(yīng)該缺口的邊緣為 一分段可微分的曲線。
7. 如權(quán)利要求3所述的電濕潤(rùn)式顯示裝置，其特征在于該缺 口設(shè)置在該像素單元角落處。
8. 如權(quán)利要求3所述的電濕潤(rùn)式顯示裝置，其特征在于該缺 口設(shè)置在該像素單元一邊緣處。
9. 如權(quán)利要求3所述的電濕潤(rùn)式顯示裝置，其特征在于該缺 口設(shè)置在該像素單元中心處。
10. 如權(quán)利要求1所述的電濕潤(rùn)式顯示裝置，其特征在于該電 極對(duì)應(yīng)該缺口的邊緣為多個(gè)直線段連成的折線，且二相鄰直線段夾 角為鈍角。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電濕潤(rùn)式顯示裝置，其包括多個(gè)像素單元，至少一像素單元包括一第一基板、一與該第一基板相對(duì)的第二基板、一導(dǎo)電的第一液體、一與該第一液體互不相融的非極性的第二液體和一電極，該第一液體和該第二液體夾在該第一基板與該第二基板之間，該電極設(shè)置在該第二基板靠近該第一基板的表面，且該電極包括一缺口，其中，該電極對(duì)應(yīng)該缺口的邊緣的形狀與該第二液體收縮至該缺口后其邊緣的形狀對(duì)應(yīng)。
文檔編號(hào)G02B26/02GK101373265SQ200710076560
公開日2009年2月25日 申請(qǐng)日期2007年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月24日
發(fā)明者謝雨霖, 顏碩廷 申請(qǐng)人:群康科技(深圳)有限公司;群創(chuàng)光電股份有限公司