專(zhuān)利名稱(chēng)：電濕潤(rùn)顯示單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種顯示元件，尤其涉及一種電濕潤(rùn)顯示單元。
背景技術(shù)：
隨著科技的發(fā)展與進(jìn)步，電濕潤(rùn)(electrowetting)現(xiàn)象的機(jī)制已被了解。電濕潤(rùn)現(xiàn)象主要是利用兩種液體之間的所施加電壓改變時(shí)，表面張力也隨之改變的特性，從而導(dǎo)致液體移動(dòng)以達(dá)到所需的液體分布狀態(tài)。電濕潤(rùn)技術(shù)可以在相同的空間之下使兩種不同顏色的液體以不同的方式分布，因而可以應(yīng)用于顯示器中。詳言之，電濕潤(rùn)顯示單元中具有疏水層，而兩種液體可以分別為顏色不同的油以及水。在電濕潤(rùn)顯示單元被施予電壓時(shí)，疏水層的表面產(chǎn)生電荷分布，此時(shí)疏水層對(duì)于水的親和力大于油的親和力，因此水會(huì)將原本疏水層上的油擠開(kāi)進(jìn)而占據(jù)油原本的位置，如此的作動(dòng)而使水與油的分布面積改變來(lái)達(dá)到顯示的效果。然而，疏水層的疏水性減弱時(shí)，水直接接觸疏水層的面積大幅增加，而可能產(chǎn)生滲漏。如此一來(lái)，疏水層底下的元件將受到損害，而使得電濕潤(rùn)顯示單元的信賴性不佳。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種電濕潤(rùn)顯示單元，具有良好的信賴性。本發(fā)明提出一種電濕潤(rùn)顯示單元，包括一第一基板、一第二基板、一擋墻、一電濕潤(rùn)顯示介質(zhì)、一畫(huà)素電極、一對(duì)向電極、一疏水層以及多層絕緣結(jié)構(gòu)。第二基板與第一基板相對(duì)。擋墻配置于第一基板與第二基板之間。電濕潤(rùn)顯示介質(zhì)由擋墻、第一基板與第二基板所包圍。畫(huà)素電極配置于第二基板與電濕潤(rùn)顯示介質(zhì)之間。對(duì)向電極配置于第一基板與電濕潤(rùn)顯示介質(zhì)之間。疏水層配置于畫(huà)素電極與電濕潤(rùn)顯示介質(zhì)之間。多層絕緣結(jié)構(gòu)配置于畫(huà)素電極以及疏水層之間，其中多層絕緣結(jié)構(gòu)包括至少一第一原子層沉積層。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的第一原子層沉積層的厚度介于IOnm至30nm之間。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的第一原子層沉積層的厚度大于30nm。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的電濕潤(rùn)顯示單元還包括一第二原子層沉積層，配置于電濕潤(rùn)顯示介質(zhì)與對(duì)向電極之間。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的第一原子層沉積層的數(shù)量為多層。此外，第一原子層沉積層的材質(zhì)可以不同。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的多層絕緣結(jié)構(gòu)還包括一絕緣層。絕緣層的材質(zhì)包括氧化硅(SiO2)、氧化鋁(Al2O3)、二氧化鈦(TiO2)、鋇鈦氧化物(BaTiO3)、氧化鉿(HfO2)、氧化鉭(Ta2O5)或氮化硅(Si3N4)。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的第一原子層沉積層的材質(zhì)包括氧化硅(SiO2)、氧化鋁(Al2O3)、二氧化鈦(TiO2)、鋇鈦氧化物(BaTiO3)、氧化鉿(HfO2)、氧化鉭(Tii2O5)或氮化硅(Si3N4)。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的第一原子層沉積層緊鄰疏水層。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的第一原子層沉積層緊鄰畫(huà)素電極。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的電濕潤(rùn)顯示介質(zhì)包括一第一顯示溶液以及一第二顯示溶液，且第一顯示溶液與第二顯示溶液互不相溶?；谏鲜?，本發(fā)明采用多個(gè)絕緣層配置于電濕潤(rùn)顯示單元的顯示介質(zhì)與畫(huà)素電極之間，且這些絕緣層中至少一者為原子層沉積層。由于原子層沉積層相較于一般沉積方式(如化學(xué)氣相沉積法(Chemical Vapor Deposition, CVD)或是物理氣相沉積法physicalVapor Deposition,PVD))所形成的絕緣層較為致密，本發(fā)明的電濕潤(rùn)顯示單元不容易發(fā)生顯示介質(zhì)滲漏的現(xiàn)象，并且外界的水汽也不容易進(jìn)入顯示介質(zhì)中。因此，本發(fā)明的電濕潤(rùn)顯示介質(zhì)具有理想的信賴性。為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說(shuō)明如下。


圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例的電濕潤(rùn)顯示單元的示意圖。
圖2為本發(fā)明第二實(shí)施例的電濕潤(rùn)顯示單元的示意圖。
圖3為本發(fā)明第三實(shí)施例的電濕潤(rùn)顯示單元的示意圖。
圖4為本發(fā)明第四實(shí)施例的電濕潤(rùn)顯示單元的示意圖。
主要元件符號(hào)說(shuō)明
100、200、300、400 電濕潤(rùn)顯示單元
110第一基板
120第二基板
130擋墻
140電濕潤(rùn)顯示介質(zhì)
142第一顯示溶液
144第二顯示溶液
150畫(huà)素電極
160對(duì)向電極
170疏水層
180,380 多層絕緣結(jié)構(gòu)
182、382、490 原子層沉積層
184,384 絕緣層
具體實(shí)施例方式
圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例的電濕潤(rùn)顯示單元的示意圖。請(qǐng)參照?qǐng)D1，電濕潤(rùn)顯示單元100包括一第一基板110、一第二基板120、一擋墻130、一電濕潤(rùn)顯示介質(zhì)140、一畫(huà)素電極150、一對(duì)向電極160、一疏水層170以及一多層絕緣結(jié)構(gòu)180。第二基板120與第一基板110相對(duì)。擋墻130配置于第一基板110與第二基板120之間。電濕潤(rùn)顯示介質(zhì)140由擋墻130、第一基板110與第二基板120所包圍。畫(huà)素電極150配置于第二基板120與電濕潤(rùn)顯示介質(zhì)140之間。對(duì)向電極160配置于第一基板110與電濕潤(rùn)顯示介質(zhì)140之間。疏水層170配置于畫(huà)素電極150與電濕潤(rùn)顯示介質(zhì)140之間。多層絕緣結(jié)構(gòu)180配置于畫(huà)素電極150以及疏水層170之間。在本實(shí)施例中，第一基板110與第二基板120的材質(zhì)可以是玻璃、聚對(duì)苯二甲酸乙酯(polyethylene ter印hthalate，PET)、聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)、聚間苯二甲酸乙二酯(polyethylene naphthalate, PEN)、聚醚砜(polyethersulfone, PES")、聚酰亞胺(polyimide, PI)、或是聚甲基丙烯酸酯(polymethyl methacrylate, PMMA)等。擋墻 130的材質(zhì)則可以是光阻，例如壓克力系、硅膠、環(huán)氧樹(shù)脂或是聚酰亞胺光阻。電濕潤(rùn)顯示介質(zhì)140包括一第一顯示溶液142以及一第二顯示溶液144，且第一顯示溶液142與第二顯示溶液144互不相溶。第一顯示溶液142例如是呈現(xiàn)特定顏色的油墨，而第二顯示溶液144例如是水或是水溶液。另外，畫(huà)素電極150與對(duì)向電極160的材質(zhì)可以是金屬、金屬氧化物或是導(dǎo)電高分子材料等。疏水層170的材質(zhì)可以是無(wú)機(jī)疏水材料，例如無(wú)機(jī)碳化物、金屬氧化物、金屬氮化物、金屬碳化物等，或是有機(jī)疏水材料，例如氟系材料或是硅膠等。另外，多層絕緣結(jié)構(gòu)180包括一原子層沉積層182以及一絕緣層184，且原子層沉積層182與絕緣層184都可以提供絕緣作用。絕緣層184可以是采用CVD或是PVD法制作而成的絕緣膜層。絕緣層184的材質(zhì)包括氧化硅(SiO2)、氧化鋁(Al2O3)、二氧化鈦(TiO2)、鋇鈦氧化物(BaTiO3)、氧化鉿(HfO2)、氧化鉭(Ta2O5)、氮化硅(Si3N4)等。原子層沉積層182是利用原子層沉積法(Atomic Layer Deposition, ALD)制作而成的膜層，其材質(zhì)可以是氧化硅(Si02)、氧化鋁(A1203)、二氧化鈦(Ti02)、鋇鈦氧化物(BaTiO3)、氧化鉿(HfO2)、氧化鉭(Τ 05)、氮化硅(Si3N4)等。在本實(shí)施例中，原子層沉積層182的厚度可以介于IOnm至30nm之間，或是大于30nm，而絕緣層184的厚度可以是150nm。并且，原子層沉積層182在本實(shí)施例是以配置于絕緣層184與疏水層170之間，也就是原子層沉積層182緊鄰疏水層170，的方式來(lái)說(shuō)明，但本發(fā)明不以此為限。以電濕潤(rùn)顯示單元100而言，疏水層170會(huì)受到畫(huà)素電極150與對(duì)向電極160的極性所影響而呈現(xiàn)不同程度的疏水性質(zhì)。在疏水層170具備較高的疏水特性時(shí)，第一顯示溶液142較容易散布于疏水層170上，而呈現(xiàn)較大的顯示面積。疏水層170具備較低的疏水特性時(shí)，第一顯示溶液142不容易散布于疏水層170上，而呈現(xiàn)較小的顯示面積。借著這樣的現(xiàn)象，電濕潤(rùn)顯示單元100可以表現(xiàn)不同的灰階而呈現(xiàn)出所欲顯示的影像。值得一提的是，電濕潤(rùn)顯示介質(zhì)140為液體，其容易發(fā)生滲漏的現(xiàn)象，特別是第二顯示溶液144的滲漏情形更為嚴(yán)重。當(dāng)電濕潤(rùn)顯示介質(zhì)140滲透底下的膜層(即稱(chēng)為電擊穿現(xiàn)象)，畫(huà)素電極150可能會(huì)被滲漏的液體氧化或是腐蝕，而使電濕潤(rùn)顯示單元100的信賴性不佳。因此，本實(shí)施例除了絕緣層184外，還設(shè)置了至少一層原子層沉積層182，以使多層絕緣結(jié)構(gòu)180提供更優(yōu)越的隔絕作用。詳言之，原子層沉積法所制作的膜層一般具備了高致密度的特性。因此，原子層沉積層182相較于一般CVD或是PVD法所制作的膜層具備更好的隔絕作用。因此，本實(shí)施例采用至少一層原子層沉積層182配置于畫(huà)素電極150與電濕潤(rùn)顯示介質(zhì)140之間可以更有效地防止電擊穿現(xiàn)象的發(fā)生。舉例而言，原子層沉積法制作而成的薄膜與PVD法制作而成的薄膜差異性可以依照以下方式來(lái)辨別。將兩種沉積于基板上的薄膜同時(shí)靜置于水中一段時(shí)間后，再進(jìn)行分光光譜儀的分析。由于水的滲入會(huì)改變薄膜的光學(xué)折射率，而在分光光譜儀的數(shù)據(jù)上顯現(xiàn)出頻譜的位移(shift)。因此測(cè)試者可以藉由頻譜的位移狀態(tài)來(lái)判定水對(duì)于不同薄膜的滲入情形。原子層沉積法制作而成的薄膜致密性較一般CVD或是PVD方式為佳，水滲入薄膜內(nèi)部的量相對(duì)較少。所以，原子層沉積法制作而成的薄膜頻譜位移量相對(duì)較少，可藉由位移的變化量得知薄膜的致密性。另外，測(cè)試者可以使用掃描式電子顯微鏡附加能量散射光譜儀(SEM-EDQ分析原子層沉積法制作而成的薄膜與PVD法制作而成的薄膜的差異，其中PVD法制作而成的薄膜可以測(cè)得氬(Ar)的信號(hào)，而原子層沉積法制作而成的薄膜不會(huì)。在其他測(cè)試方式中，測(cè)試者可以采用傅立葉轉(zhuǎn)換紅外光譜儀(FTIR)來(lái)測(cè)試原子層沉積法制作而成的薄膜與CVD法制作而成的薄膜，其中CVD法制作而成的薄膜可測(cè)得Si-H鍵結(jié)的信號(hào)，而原子層沉積法制作而成的薄膜不會(huì)。整體而言，多層絕緣結(jié)構(gòu)180中是否存在有至少一層原子層沉積層182可以經(jīng)由以上所描述的測(cè)試結(jié)果得知。在此可更進(jìn)一步說(shuō)明，原子層沉積層182相較于其他CVD或是PVD沉積法制作而成的膜層具有較高的致密度。因此，多層絕緣結(jié)構(gòu)180可以具有良好的阻絕特性，不易令電濕潤(rùn)顯示介質(zhì)140滲透，而有效地防止電擊穿的現(xiàn)象。圖2為本發(fā)明第二實(shí)施例的電濕潤(rùn)顯示單元的示意圖。請(qǐng)參照?qǐng)D2，電濕潤(rùn)顯示單元200實(shí)質(zhì)上與第一實(shí)施例的電濕潤(rùn)顯示單元100的組成構(gòu)件相同，因此，兩實(shí)施例中相同的構(gòu)件都以相同的元件符號(hào)標(biāo)示。具體而言，本實(shí)施例與第一實(shí)施例的差異在于，本實(shí)施例的原子層沉積層182是緊鄰于畫(huà)素電極150。也就是說(shuō)，本實(shí)施例的原子層沉積層182與絕緣層184的配置順序不同于第一實(shí)施例的描述。圖3為本發(fā)明第三實(shí)施例的電濕潤(rùn)顯示單元的示意圖。請(qǐng)參照?qǐng)D3，電濕潤(rùn)顯示單元300包括一第一基板110、一第二基板120、一擋墻130、一電濕潤(rùn)顯示介質(zhì)140、一畫(huà)素電極150、一對(duì)向電極160、一疏水層170以及一多層絕緣結(jié)構(gòu)380。第二基板120與第一基板110相對(duì)。擋墻130配置于第一基板110與第二基板120之間。電濕潤(rùn)顯示介質(zhì)140由擋墻130、第一基板110與第二基板120所包圍。畫(huà)素電極150配置于第二基板120與電濕潤(rùn)顯示介質(zhì)140之間。對(duì)向電極160配置于第一基板110與電濕潤(rùn)顯示介質(zhì)140之間。疏水層170配置于畫(huà)素電極150與電濕潤(rùn)顯示介質(zhì)140之間。多層絕緣結(jié)構(gòu)380配置于畫(huà)素電極150以及疏水層170之間。在本實(shí)施例中，多層絕緣結(jié)構(gòu)380包括了兩層原子層沉積層382以及一絕緣層384，其中絕緣層384夾于兩原子層沉積層382之間。兩原子層沉積層382都具備有致密的結(jié)構(gòu)，所以可以提供電濕潤(rùn)顯示單元300理想的阻絕作用。因此，電濕潤(rùn)顯示單元300不易發(fā)生電擊穿的現(xiàn)象，而具有理想的信賴性。本實(shí)施例的兩原子層沉積層382可以具有相同的材質(zhì)或是不同的材質(zhì)。并且，在其他的實(shí)施方式中，兩原子層沉積層382可以緊鄰地堆疊在一起，而絕緣層384則位在兩原子層沉積層382的一側(cè)。具體而言，在其他的實(shí)施方式中，兩原子層沉積層382與絕緣層384可以依序由畫(huà)素電極150朝向疏水層170的依序方向堆疊，或是由疏水層170朝向畫(huà)素電極150的依序方向堆疊。在一實(shí)際的試驗(yàn)中，6寸的電濕潤(rùn)顯示單元300可以持續(xù)點(diǎn)亮至少480小時(shí)，仍無(wú)電擊穿現(xiàn)象發(fā)生。不過(guò)，相同尺寸設(shè)計(jì)之下的另一電濕潤(rùn)顯示單元(未示出)，其僅以CVD法所制作的氧化硅層與氮化硅層構(gòu)成的多層絕緣結(jié)構(gòu)作為電極與顯示介質(zhì)之間的隔絕結(jié)構(gòu)，在持續(xù)點(diǎn)亮6小時(shí)候就發(fā)生的顯示影像斷線的現(xiàn)象(也就是發(fā)生電擊穿)。由此可知，本實(shí)施例的電濕潤(rùn)顯示單元300確實(shí)地具有較佳的信賴性以及較長(zhǎng)的使用壽命。圖4為本發(fā)明第四實(shí)施例的電濕潤(rùn)顯示單元的示意圖。請(qǐng)參照?qǐng)D4，電濕潤(rùn)顯示單元400包括一第一基板110、一第二基板120、一擋墻130、一電濕潤(rùn)顯示介質(zhì)140、一畫(huà)素電極150、一對(duì)向電極160、一疏水層170、一多層絕緣結(jié)構(gòu)180及一原子層沉積層490。具體而言，本實(shí)施例的電濕潤(rùn)顯示單元400除了第一實(shí)施例的電濕潤(rùn)顯示單元100所具備的構(gòu)件之外，還設(shè)置有一層原子層沉積層490，其配置于對(duì)向電極160與電濕潤(rùn)顯示介質(zhì)140之間。因此，本實(shí)施例與第一實(shí)施例中相同的構(gòu)件都以相同的元件符號(hào)標(biāo)示，而不另贅述。如此一來(lái)，對(duì)向電極160可以在原子層沉積層490的配置及保護(hù)下，而不容易被滲漏的電濕潤(rùn)顯示介質(zhì)140氧化或是腐蝕。在本實(shí)施例中，原子層沉積層490以單一膜層為例，不過(guò)在其他的實(shí)施例中，可以設(shè)置多層原子層沉積層490于對(duì)向電極160與電濕潤(rùn)顯示介質(zhì)140之間?；蚴?，其他的實(shí)施例可以在原子層沉積層490上還設(shè)置一絕緣層(未示出)。另外，本實(shí)施例的多層絕緣結(jié)構(gòu)180是以第一實(shí)施例相同為例，在其他的實(shí)施例中多層絕緣結(jié)構(gòu)180可以被第二實(shí)施例或是第三實(shí)施例的多層絕緣結(jié)構(gòu)所取代。換言之，本實(shí)施例并不限定多層絕緣結(jié)構(gòu)180的膜層數(shù)量以及堆疊順序。綜上所述，本發(fā)明以包含至少一層原子層沉積層的多層絕緣結(jié)構(gòu)配置于電濕潤(rùn)顯示介質(zhì)與電極之間。相較于一般沉積方式(如CVD、PVD)所形成的絕緣層具有較致密的特性，借著原子層沉積層的致密特性提供理想的阻絕效果，因而電濕潤(rùn)顯示單元不容易發(fā)生電擊穿的現(xiàn)象，也就是說(shuō)電濕潤(rùn)顯示介質(zhì)不容易滲透出來(lái)而將電極腐蝕或是氧化。同時(shí)，電濕潤(rùn)顯示單元的信賴性也可以大幅提升。雖然本發(fā)明已以實(shí)施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員，可作些許的更動(dòng)與潤(rùn)飾，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種電濕潤(rùn)顯示單元，包括一第一基板；一第二基板，與該第一基板相對(duì)；一擋墻，配置于該第一基板與該第二基板之間；一電濕潤(rùn)顯示介質(zhì)，由該擋墻、該第一基板與該第二基板所包圍；一畫(huà)素電極，配置于該第二基板與該電濕潤(rùn)顯示介質(zhì)之間；一對(duì)向電極，配置于該第一基板與該電濕潤(rùn)顯示介質(zhì)之間；一疏水層，配置于該畫(huà)素電極與該電濕潤(rùn)顯示介質(zhì)之間；以及一多層絕緣結(jié)構(gòu)，配置于該畫(huà)素電極以及該疏水層之間，其中該多層絕緣結(jié)構(gòu)包括至少一第一原子層沉積層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電濕潤(rùn)顯示單元，其中該第一原子層沉積層的厚度介于IOnm至30nm之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電濕潤(rùn)顯示單元，其中該第一原子層沉積層的厚度大于30nmo
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電濕潤(rùn)顯示單元，其中還包括一第二原子層沉積層，配置于該電濕潤(rùn)顯示介質(zhì)與該對(duì)向電極之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電濕潤(rùn)顯示單元，其中該第一原子層沉積層的數(shù)量為多層。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電濕潤(rùn)顯示單元，其中該些第一原子層沉積層的材質(zhì)不同。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電濕潤(rùn)顯示單元，其中該多層絕緣結(jié)構(gòu)還包括一絕緣層。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電濕潤(rùn)顯示單元，其中該絕緣層的材質(zhì)包括氧化硅(SiO2)、氧化鋁(Al2O3)、二氧化鈦(TiO2)、鋇鈦氧化物(BaTiO3)、氧化鉿(HfO2)、氧化鉭(Tii2O5)或氮化硅(Si3N4)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電濕潤(rùn)顯示單元，其中該第一原子層沉積層的材質(zhì)包括氧化硅(SiO2)、氧化鋁(Al2O3)、二氧化鈦(TiO2)、鋇鈦氧化物(BaTiO3)、氧化鉿(HfO2)、氧化鉭(Ta2O5)或氮化硅(Si3N4)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電濕潤(rùn)顯示單元，其中該第一原子層沉積層緊鄰該疏水層。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電濕潤(rùn)顯示單元，其中該第一原子層沉積層緊鄰該畫(huà)素電極。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電濕潤(rùn)顯示單元，其中該電濕潤(rùn)顯示介質(zhì)包括一第一顯示溶液以及一第二顯示溶液，且該第一顯示溶液與該第二顯示溶液互不相溶。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電濕潤(rùn)顯示單元，包括一第一基板、一第二基板、一擋墻、一電濕潤(rùn)顯示介質(zhì)、一畫(huà)素電極、一對(duì)向電極、一疏水層以及一多層絕緣結(jié)構(gòu)。第二基板與第一基板相對(duì)。擋墻配置于第一基板與第二基板之間。電濕潤(rùn)顯示介質(zhì)由擋墻、第一基板與第二基板所包圍。畫(huà)素電極配置于第二基板與電濕潤(rùn)顯示介質(zhì)之間。對(duì)向電極配置于第一基板與電濕潤(rùn)顯示介質(zhì)之間。疏水層配置于畫(huà)素電極與電濕潤(rùn)顯示介質(zhì)之間。多層絕緣結(jié)構(gòu)配置于畫(huà)素電極以及疏水層之間，其中多層絕緣結(jié)構(gòu)包括至少一第一原子層沉積層。
文檔編號(hào)G02B26/02GK102591006SQ201110009920
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2011年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月13日
發(fā)明者周承毅, 張劭儒, 張恒毅, 洪鉦杰, 王志源, 陳君維 申請(qǐng)人:勝華科技股份有限公司