电湿润像素结构

摘要

本发明提供一种电湿润像素结构，该电湿润像素结构包括一基板、一亲油性介电层、一非极性液体、一极性液体、至少一电极及至少一导通孔。电极形成于基板上并将基板区分为一电极区及一无电极区，当电压施加于电湿润像素结构时，非极性液体收缩至亲油性介电层上实质上叠合无电极区位置处。导通孔形成于基板上且位于电湿润像素结构的远离无电极区位置处。

权利要求

1.一种电湿润像素结构，其包括一基板、一亲油性介电层、一非极性液体、一极性液体、至少一电极、以及至少一导通孔，所述亲油性介电层形成于所述基板上，所述非极性液体覆盖于所述亲油性介电层的一表面，所述极性液体设置于所述亲油性介电层上且所述极性液体与所述非极性液体不互溶，其特征在于：所述电极形成于所述基板上并将所述基板区分为一电极区及一无电极区，所述导通孔形成于所述基板上且位于所述电湿润像素结构的远离所述无电极区位置处，且当电压施加于所述电湿润像素结构时，所述非极性液体收缩至所述亲油性介电层叠合所述无电极区位置处。

2.如权利要求1所述的电湿润像素结构，其特征在于，所述无电极区形成于所述电湿润像素结构的一角部，且所述导通孔形成于所述电湿润像素结构除分布有所述无电极区的所述角部外的其余角部的至少其中之一。

3.如权利要求1所述的电湿润像素结构，其特征在于，所述电湿润像素结构具有一第一、一第二、一第三、及一第四侧边，所述无电极区邻近所述第一侧边及所述第二侧边，且所述导通孔形成于所述第三侧边或所述第四侧边上。

4.如权利要求1所述的电湿润像素结构，其特征在于，所述电极区包括至少一反射电极及至少一透射电极。

5.如权利要求1所述的电湿润像素结构，其特征在于，所述非极性液体为一油墨。

6.如权利要求1所述的电湿润像素结构，其特征在于，所述导通孔的数目为多个，且每一所述电湿润像素结构的所述导通孔具有两种以上的不同深度。

7.如权利要求1所述的电湿润像素结构，其特征在于，所述导通孔的数目为多个，且每一所述电湿润像素结构的所述导通孔具有两种以上的不同尺寸。

8.一种电湿润像素结构，其包括一基板、一亲油性介电层、一极性液体、一非极性液体、以及至少一导通孔，所述亲油性介电层形成于所述基板上，所述极性液体设置于所述亲油性介电层上，所述非极性液体覆盖于所述亲油性介电层的一表面且与所述极性液体不互溶，其特征在于：当电压施加于所述电湿润像素结构时，所述非极性液体由所述亲油性介电层的至少一侧收缩至所述亲油性介电层的一预设局部区域上，且所述导通孔形成于所述基板上且部分疊合所述親油性介电层的所述侧。

9.如权利要求8所述的电湿润像素结构，其特征在于，所述的电湿润像素结构更包括：

至少一电极，形成于所述基板上未叠合所述预设局部区域位置处。

10.如权利要求8所述的电湿润像素结构，其特征在于，所述的电湿润像素结构更包括：

至少一反射电极及至少一透射电极，形成于所述基板上未叠合所述预设局部区域位置处。

11.如权利要求8所述的电湿润像素结构，其特征在于，所述非极性液体为一油墨。

12.如权利要求8所述的电湿润像素结构，其特征在于，所述导通孔的数目为多个，且每一所述电湿润像素结构的所述导通孔具有两种以上的不同深度。

13.如权利要求8所述的电湿润像素结构，其特征在于，所述导通孔的数目为多个，且每一所述电湿润像素结构的所述导通孔具有两种以上的不同尺寸。

说明书

电湿润像素结构

技术领域

[0001] 本发明关于电湿润显示器技术领域，尤其关于一种电湿润像素结构。

背景技术

[0002] 图1A及图1B为显示一已知电湿润显示器的一显示单元100的剖面示意图。如图1A及图1B所示，显示单元100包括一具极性的水溶液102、黑色油墨104及一亲油性介电层(hydrophobic dielectric layer)106。如图1A所示，于未施加电压时，黑色油墨104会均匀覆盖在亲油性介电层106的上表面，因此环境光或背光会被吸收并显示黑色而形成一暗状态。反之如图1B所示，当利用一电压源116施加电压于透明电极108时，亲油性介电层106与水溶液102之间的界面产生极化增加有效表面能量，如此亲油性介电层106即变得比较不具亲油性（less-hydrophobic）而使黑色油墨104被推挤到隔墙112边。此时环境光可被底部基板114反射、或者背光可穿透底部基板114而形成一亮状态。此一已知设计因利用整面分布的透明电极(如ITO)来驱动黑色油墨104，黑色油墨104收缩时容易产生迟滞现象，且容易如图1C所示残留于边缘角落，如此会降低电湿润显示器的显示品质与反应速度。再者，中国公开专利CN101378611A和中国公开专利CN101512411A是与本申请最接近的现有技术。

发明内容

[0003] 本发明提供一种电湿润像素结构，其能有效减少非极性液体的边缘残留及迟滞现象而具有良好的显示品质与反应速度。

[0004] 本发明的其他目的和优点可以从本发明所揭露的技术特征中得到进一步的了解。

[0005] 依本发明一实施例的设计，一种电湿润像素结构包括一基板、一亲油性介电层、一非极性液体、一极性液体、至少一电极及至少一导通孔。亲油性介电层形成于基板上，非极性液体覆盖亲油性介电层的一表面，极性液体设置于亲油性介电层上且极性液体与非极性液体不互溶。电极形成于基板上并将基板区分为一电极区及一无电极区，当电压施加于该电湿润像素结构时，非极性液体收缩至亲油性介电层上叠合无电极区位置处。导通孔形成于基板上且位于电湿润像素结构的远离无电极区位置处。

[0006] 于一实施例中，无电极区形成于电湿润像素结构的一角部，且导通孔形成于电湿润像素结构除分布有无电极区的角部外的其余角部的至少其中之一。

[0007] 于一实施例中，电湿润像素结构具有一第一、一第二、一第三、及一第四侧边，无电极区邻近第一侧边及第二侧边，且导通孔形成于第三侧边或第四侧边上。

[0008] 于一实施例中，导通孔的数目为多个，且每一电湿润像素结构的导通孔具有两种以上的不同深度或不同尺寸。

[0009] 依本发明另一实施例的设计，一种电湿润像素结构包括一基板、一亲油性介电层、一非极性液体、一极性液体及至少一导通孔。亲油性介电层形成于基板上，且极性液体设置于亲油性介电层上。非极性液体覆盖于亲油性介电层的一表面且与极性液体不互溶，当电压施加于电湿润像素结构时，非极性液体由亲油性介电层的至少一侧收缩至亲油性介电层的一预设局部区域上。导通孔形成于基板上且部分叠合亲油性介电层的该侧。

[0010] 通过上述各个实施例的设计，因导通孔的结构为电场最先感应的地方，通过此一特性，因为非极性液体会从电场最先导通的位置开始排开，故导通孔可形成于电湿润像素结构的远离无电极区位置处，以提高非极性液体的收缩速度并避免非极性液体滞留于电湿润像素结构的边缘或角落位置。另外，通过配置不同深度或尺寸的导通孔可调整不同区域的非极性液体收缩速度，使非极性液体整体能均匀地收缩。

附图说明

[0011] 图1A及图1B为示意图，显示一已知电湿润像素结构；

[0012] 图1C为说明油墨收缩迟滞现象的示意图；

[0013] 图2为依本发明一实施例的电湿润结构的一剖面示意简图；

[0014] 图3为依本发明一实施例的电湿润结构的一平面布局图；

[0015] 图4为沿图3的A-A'线切割而得的剖面示意图；

[0016] 图5为依本发明另一实施例的电湿润结构的一平面示意图；

[0017] 图6为依本发明另一实施例的电湿润结构的一平面示意图；

[0018] 图7为依本发明另一实施例的电湿润结构的一平面示意图；

[0019] 图8为依本发明另一实施例的电湿润结构的一平面示意图。

[0020] 附图标号

[0021] 10 电湿润像素结构

[0022] 12 水溶液

[0023] 14 油墨

[0024] 16 亲油性介电层

[0025] 18 透明电极

[0026] 22 隔墙

[0027] 24 电压源

[0028] 26 基板

[0029] 32 电极层

[0030] 34、34a、34b、34c 导通孔

[0031] 38 透明像素电极

[0032] 100 显示单元

[0033] 102 水溶液

[0034] 104 黑色油墨

[0035] 106 亲油性介电层

[0036] 108 透明电极

[0037] 112 隔墙

[0038] 114 底部基板

[0039] 116 电压源

[0040] NE 无电极区

[0041] M1 第一金属层

[0042] M2 第二金属层

[0043] M3 第三金属层

[0044] P、Q、R、S 侧边

[0045] RE 反射电极

[0046] TR 透射电极

具体实施方式

[0047] 本发明的其他目的和优点可以从本发明所揭露的技术特征中得到进一步的了解。为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例并配合所附附图，作详细说明如下。

[0048] 有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图的实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附加附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。

[0049] 图2为依本发明一实施例的电湿润结构的一剖面示意简图。如图2所示，电湿润结构10可包括一具极性的水溶液12、一非极性液体例如一油墨14、及一亲油性介电层(hydrophobic dielectric layer)16，且油墨14与水溶液12不互溶。于未施加电压时，油墨14会均匀覆盖在亲油性介电层16的上表面，因此环境光或背光会被吸收而形成一暗状态；当利用一电压源24施加电压于透明电极18时，亲油性介电层16与水溶液12之间的界面产生极化增加有效表面能量，如此亲油性介电层16即变得比较不具亲油性（less-hydrophobic）而使油墨14被推挤到隔墙22边。此时环境光可被基板26反射、或背光可穿透基板26而形成一亮状态。图3为依本发明一实施例的电湿润结构的一平面布局图，图4为沿图3的A-A'线切割而得的剖面示意图。如图3所示，一电极层32(于本实施例例示为包括一反射电极RE及一透射电极TR)形成于基板26上的部分区域，而将基板26区分为一电极区(电极层32分布区域)及一无电极区NE。当电压施加于电湿润像素结构10时，油墨14会收缩至亲油性介电层16上实质上叠合无电极区NE位置处。换言之，图
3右下角的无电极区NE可视为油墨14收缩后的存在区域，最理想的情况为油墨14可完全收缩至无电极区NE内而不会滞留于电湿润像素结构10的边缘或其他角落位置。因导通孔(contact hole)34的结构为电场最先感应的地方，亦即当像素电极(图未示)被驱动时，于像素电极上产生电场最先感应的地方为导通孔34的位置。通过此一特性，因为油墨14会从电场最先导通的位置开始排开，故导通孔34可形成于电湿润像素结构10的远离无电极区NE位置处，以提高油墨14的收缩速度并避免油墨14如图1C所示滞留于电湿润像素结构
10的边缘或角落位置。举例而言，如图3所示，当无电极区NE形成于电湿润像素结构10的右下角时，导通孔34例如可形成于远离无电极区NE的左上角(导通孔34a)及右上角(导通孔34c)位置，如此左上角及右上角位置处的油墨14因导通孔34的感应特性可加速往无电极区NE移动，且油墨不会滞留于角落处。或者，如图3所示，例如当无电极区NE邻近电湿润像素结构10的侧边P及侧边Q时，导通孔34可形成于远离无电极区NE的侧边R(导通孔34a、34c)或侧边S(导通孔34a、34b)上。当然，导通孔34的数目完全不限定，仅需形成于远离无电极区NE位置处即可。

[0050] 另外，依本实施例的设计，利用黄光光刻的薄膜晶体管工艺可于基板26上形成多个导通孔34，且每一电湿润像素结构10的多个导通孔34可具有两种以上的不同深度。例如图4所示，导通孔34a的深度可大于导通孔34b的深度，基板26上彼此间隔绝缘层依序形成一第一金属层(first metal layer)M1、一第二金属层(scond metal layer)M2、及一第三金属层(third metal layer)M3，因为较深的导通孔34a是由第二金属层M2电连接至透明像素电极38，所以是像素产生电场时第一个感应的地方，而较浅的导通孔34b是由第三金属层M3通过透明像素电极38连接至第二金属层M2，所以是像素产生电场时第二个感应的地方。因油墨14可随着电场导通的先后时间呈现排开动作，故利用不同深度的导通孔34可调整不同区域的油墨收缩速度，使油墨14整体能均匀地收缩。举例而言，离无电极区NE最远的导通孔34a可先将电场导通，随后再导通距离次远的导通孔34b，所以离无电极区NE最远的导通孔34a可为深度较深的结构，而离无电极区NE次远的导通孔34b可为深度较浅的结构，使油墨14整体能均匀地收缩。另外，通过深度不同的导通孔结构设计，可有效提高像素开口率。再者，每一电湿润像素结构10的多个导通孔34亦可具有两种以上的不同尺寸，因为较大的导通孔34能产生较强的电场效应使油墨更快地收缩，所以通过配置不同尺寸的导通孔34同样可调整不同区域的油墨收缩速度，使油墨14整体能均匀地收缩。

[0051] 再者，于上述实施例中，反射电极RE及透射电极TR的分布方式完全不限定，例如可如图3所示，反射电极RE及透射电极TR分别形成为一区块，或者如图5所示，反射电极RE及透射电极TR形成为交错分布的梳状电极，或如图6所示的棋格状电极分布等等均可。

[0052] 另外，上述的半透式像素结构仅为例示之用，如图7所示，本发明的各个实施例亦可运用于完全为透射电极TR构成的一穿透式像素结构等、或完全为反射电极RE构成的一全反射式像素结构等均可，且每一导通孔的大小、形状及分布方式完全不限定，例如图8所示，导通孔34亦可延伸同时分布于两个侧边上。再者，例如油墨14的非极性液体并不限定收缩于无电极区NE内，当电压施加于电湿润像素结构10时，非极性液体可由亲油性介电层16的侧边收缩至亲油性介电层16的一预设局部区域上，仅需将导通孔34形成于基板上且部分叠合亲油性介电层16的侧边位置处，即可有效加速非极性液体的收缩速度并减少非极性液体的迟滞现象，而提升显示品质与反应速度。

[0053] 虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当以权利要求所界定范围为准。另外，本发明的任一实施例或权利要求不须达成本发明所揭露之全部目的或优点或特点。此外，摘要部分和标题仅是用来辅助专利文件搜寻之用，并非用来限制本发明的权利范围。