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TWI866468B - 具有內嵌式觸控的電泳式顯示器 - Google Patents

具有內嵌式觸控的電泳式顯示器 Download PDF

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TWI866468B
TWI866468B TW112135054A TW112135054A TWI866468B TW I866468 B TWI866468 B TW I866468B TW 112135054 A TW112135054 A TW 112135054A TW 112135054 A TW112135054 A TW 112135054A TW I866468 B TWI866468 B TW I866468B
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TW
Taiwan
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layer
display
electrode
micro
electrophoretic display
Prior art date
Application number
TW112135054A
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English (en)
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TW202512156A (zh
Inventor
李祥宇
金上
林丙村
雷家正
陳昆宇
Original Assignee
速博思股份有限公司
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Publication date
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Priority to KR1020240124709A priority patent/KR102857369B1/ko
Priority to CN202411278559.0A priority patent/CN119620500B/zh
Priority to US18/884,856 priority patent/US20250093694A1/en
Application granted granted Critical
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Publication of TW202512156A publication Critical patent/TW202512156A/zh

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Abstract

一種具有內嵌式觸控的電泳式顯示器，包含一控制基板，具有一第一表面及一第二表面，一驅動電路層，一控制電極層，一電泳層包括電泳材料，一顯示觸控整合驅動器，電連接到多數資料線及多數共同電壓線。在該具有內嵌式觸控的電泳式顯示器之觸控操作時，該顯示觸控整合驅動器將多個該資料線電連接在一起作為一單一觸控發射電極或一單一觸控接收電極；該顯示觸控整合驅動器將多個該共同電壓線電連接在一起作為一單一觸控接收電極或一單一觸控發射電極，且觀看面在該控制基板上的第一表面。

Description

具有內嵌式觸控的電泳式顯示器
本發明係有關於一種顯示器，特別是一種具有內嵌式觸控的電泳式顯示器。
電子紙顯示器，例如電泳式顯示器(electrophoretic display,EPD)具有輕薄易攜帶及低耗能等特點，也具備關閉電源後仍能保留影像的特性。除了應用於閱讀器、手機、穿戴式裝置外，電子紙顯示器也能用於大賣場的貨架標籤、公車站的即時訊息看板中，兼顧節能與永續目標。
圖1A顯示一習知電泳式顯示器100的剖視圖，此電泳式顯示器100為一黑白電泳式顯示器100。該電泳式顯示器100例如包含由上至下的一相對基板12(例如可為一透明塑膠基板)、一共同電極層14(例如可為一透明導電電極層)、一電泳層20、一控制電極層PEL、一驅動電路層30a及一控制基板10(例如可為一玻璃基板)。在圖1A所示架構中，觀看面係接近相對基板12的方向。此外，如圖1A所示，該電泳層20包含多數的中空腔體22(圖示僅為其中一個)、裝填在每一中空腔體22中的膠體溶液24內含有懸浮的多個帶電荷顏色粒子26(例如帶電荷黑色粒子26B及帶電荷白色粒子26W)，中空腔體22結構係作為電子墨水(或電泳材料)的容器。中空腔體22例如為有機高分子材料所構成，且用以 裝填帶電荷顏色粒子26。此外，帶電荷顏色粒子26可為兩色組合(黑色/白色)，三色組合(黑色/紅色/白色，黑色/黃色/白色)，四色組合(黑色/紅色/黃色/白色，青色/黃色/洋紅色/白色)等組合。在圖1A所示結構中，帶電荷顏色粒子26例如為兩色組合且包含帶電荷黑色粒子26B及帶電荷白色粒子26W。
共同電極層14一般而言係接到接地電位(0V)以提供共同電壓Vcom，而下方的控制基板10一般使用面板的TFT Array製程以在其上製作驅動電路層30a。驅動電路層30a的驅動開關大多包含非晶矽(a-Si)製程製作的薄膜電晶體(詳述於後)。非晶矽是一種供應充足的低成本材料，但是，非晶矽的電子遷移率非常低(大約1cm2/V*s)，並且物理上不支持高刷新率。然而非晶矽具有耐高壓的特性與超低漏電流的特性為電子紙控制所必需的條件。帶電荷顏色粒子26帶有預定極性的電荷，例如帶電荷黑色粒子26B係帶正電及帶電荷白色粒子26W係帶負電。藉由驅動電路層30a控制每一控制電極PE的電性及電壓大小，即可在對應每一像素吸引帶電荷黑色粒子26B並推斥帶電荷白色粒子26W(使該像素在與控制電極PE相反側的觀看面呈現白色)或是對應每一像素吸引帶電荷白色粒子26W並推斥帶電荷黑色粒子26B(使該像素在與控制電極PE相反側的觀看面呈現黑色)。
圖1B顯示另一習知電泳式顯示器100的剖視圖，此電泳式顯示器100為一彩色電泳式顯示器100。該彩色電泳式顯示器100之結構大致類似於圖1A所示之黑白電泳式顯示器100結構，但是再於相對基板12上以光學膠13黏合一彩色濾光層CF，且該彩色濾光層CF係設置於一上玻璃基板16。
帶有彩色濾光層陣列的電泳式顯示器依靠區域共享及顏色混合來產生視覺上的顏色。在諸如紅/綠/藍(RGB)或紅/綠/藍/白(RGBW)的三或四個原色 之間共享可用的顯示區域，以及濾光層可以一維(條紋)或二維(2x2)重複形態來進行排列。三個子像素(在RGB顯示器的情況下)或四個子像素(在RGBW顯示器的情況下)面積只要夠小，可以解讀為較高的解析度，在視覺上混合在一起成為具有均勻顏色單個像素。區域共享的固有缺點是著色劑始終存在，以及只能藉由將下面單色顯示器的相應像素切換為白色或黑色(打開或關閉相應的原色)來調製顏色。例如，在理想的RGBW顯示器中，紅色、綠色、藍色及白色原色中之每一者都佔據顯示區域的四分之一(四個子像素中的一個)，白色子像素與下面單色顯示器白色一樣亮，所以三個彩色子像素組合起來的貢獻不超過一個白色子像素。
多色顯示方式可用多種不同顏色的帶電顏色粒子，運用不同帶電顏色粒子的電荷極性(正電荷或是負電荷)、電荷數量、粒子的密度、粒子的體積等不同的物理與電氣條件下在膠體溶液內運動的方式不同，來控制這些不同帶電顏色粒子到達觀看面時的距離，可以呈現不同的顏色。例如三色顯示(黑色、白色、紅色；黑色、白色、黃色)及四色顯示器(黑色、白色、紅色、黃色)。與黑白電泳顯示器的操作相似，具有三種或四種反射顏色之電泳顯示器的操作類似於簡單的黑白顯示器，但是因為所需的顏色粒子被驅動至觀看面，驅動方案遠比只有黑色及白色要複雜得多。
參見圖2A及2B，為分別說明圖1A之習知黑白電泳式顯示器100操作示意及控制電極層PEL/驅動電路層30a等效電路圖。如圖2A所示，藉由驅動電路層30a控制此控制電極層PEL中每一控制電極PE的電性及電壓大小，即可在觀看面(接近相對基板12處)形成黑白像素。若驅動電路層30a控制圖2A所示之控制電極PE1及PE3為正電壓，則會吸引帶負電荷白色粒子 26W，並將帶正電的黑色粒子推離電極接觸面並移往觀看面，造成在觀看面的帶正電荷黑色粒子26B數量相對較多，以在觀看面提供黑色像素。反之，若驅動電路層30a控制圖2A所示之控制電極PE2為負電壓，則會吸引帶正電荷黑色粒子26B，並將帶負電的白色粒子推離電極接觸面並移往觀看面，造成在觀看面的帶負電荷白色粒子26W數量相對較多，以在觀看面提供白色像素。
如圖2A所示，並配合參見圖2B，共同電極層14通常是電連接地電位(0V，亦即V com電位)且與控制電極層PEL之間夾著電泳層20。控制電極層PEL的控制電極PE與V com電位會形成一個電容(電泳電容Cp)，由於電泳層的厚度較厚，因此上述電容很小，在控制電極上的電荷很快與帶電荷粒子互動進入平衡狀態，帶電荷粒子移動的距離會很小，為了增加每次驅動的能量，必須增加儲存電容在驅動電路層30a中，儲存電容的一端連接控制電極，另一端在控制電極的面對電泳層的另一面的導體形成平行面的電容Cs，在圖2B中將電泳層20的等效電路標示為電泳電容Cp並聯電阻R(等效帶電荷顏色粒子移動所消耗的能量)，更包含上述的儲存電容Cs。如圖2B所示，驅動電路層30a包含多個薄膜電晶體32，且每一薄膜電晶體32之閘極金屬Mg電連接到閘極線GL、源極金屬Ms電連接到資料線DL而汲極金屬Md電連接到對應之控制電極(也可稱為像素電極)PE。依據閘極線GL施加在閘極金屬Mg上的電位，可以決定此薄膜電晶體32係導通(On)或是關閉(Off)；藉此決定是否將由源極金屬Ms經由資料線DL上的電壓傳送到汲極金屬Md，且更進一步的傳送到對應的控制電極PE並將儲存電容Cs充電至與資料線上的相同電壓。此控制電極PE也會將對應資料線上的電壓施加在電泳層20中，原則上驅動電路層，包含多個薄膜電晶體，多條閘極線與多條資料線，每一條該閘極線電連接到該多 個薄膜電晶體的閘極，每一條該資料線電連接到該多個薄膜電晶體的汲極或源極，多個控制電極，每個該控制電極連接到一該薄膜電晶體的該源極或該汲極。
電泳層包括電泳材料，該電泳材料包括複數個帶電顏色粒子，該複數個帶電顏色粒子係配置於一膠體溶液中且能在電場影響下移動通過該膠體溶液，該複數個帶電顏色粒子包含帶正電荷的顏色粒子與/或帶負電荷的顏色粒子，帶電荷顏色粒子26在具有適當黏滯性的電泳層20之膠體溶液24之間受電場的力量移動，移動速度會非常緩慢。驅動電路層30a先把能量快速的存放在儲存電容Cs內，再由儲存電容Cs慢慢的把能量經由控制電極PE而釋放到電泳層20作為帶電荷顏色粒子26移動的能量來源。儲存電容Cs的電容值越大，可以存放的能量越多，需要重複儲能的次數就會越少，電泳式顯示器100的畫面更新的速度就越快。所以電泳式顯示器100在電路布局(Layout)設計上會儘可能地加大儲存電容Cs的面積來增加電容值。但是在有多色帶電荷顏色粒子的系統中，由於要精準的控制帶電荷顏色粒子移動的距離與方向，所以會適度的減少儲存電容Cs的電容值來減少能量的供應以增加控制帶電荷顏色粒子移動距離的精度，但是需增加更多儲能的次數，會以降低電泳式顯示器100更新速度作為代價。
參見圖2C，為說明習知技術中儲存電容Cs的形成方式的剖視圖。如此圖所示，一般薄膜電晶體32之閘極金屬Mg與儲存電容Cs第一電極CE1是在製作第一金屬層M1時與閘極線GL一起製作。此外薄膜電晶體32之源極金屬Ms/汲極金屬Md與儲存電容Cs的第二電極CE2是在製作第二金屬層M2與資料線DL一起製作。在習知技術中可利用製作第一金屬層M1時同步製作用於儲存電容Cs的第一電極CE1、利用製作閘極絕緣層的步驟同時製作用於儲存電容Cs 的絕緣層CI、及利用製作第二金屬層M2時同步製作用於儲存電容Cs的第二電極CE2。因此可以形成如圖2C所示的金屬(第一電極CE1)-絕緣層(絕緣層CI)-金屬(第二電極CE2)的電容器結構。然而閘極金屬Mg及源極金屬Ms/汲極金屬Md必須用金屬製作以降低阻抗，進而使第一金屬層M1及第二金屬層M2也須用金屬製作。此造成在習知電泳式顯示器100中儲存電容Cs的第一電極CE1/第二電極CE2的材料選擇限制，進而使儲存電容Cs會遮蔽光線，降低習知電泳式顯示器之控制基板的開口率，亦即控制基板端元件(包含控制基板10、驅動電路層30a及控制電極層PEL)的總體開口率。
此外習知技術的缺點還包含，其係將帶電荷粒子用推離的方式往觀看面移動，當粒子被推離得越遠，則控制電極上電荷的推動力就越弱；愈多與控制電極帶相異極性電荷的粒子被吸引靠近控制電極表面時，又會使電泳層的電場減少，導致遠離的粒子所受的推動力更弱。在這雙重因素影響下，往觀看面移動的帶電荷粒子速度會越來越慢，造成需要更高的能量以及更多的時間才能將帶電荷粒子移動到預期的觀看面位置，這就是習知技術的顯示器更新速度很慢的主要原因。
再則往觀看面移動的帶電荷粒子會受不同控制電極之間的電壓大小與極性的不同產生橫向移動的現象，我們可以稱為粒子移動的擴散現象，在黑白顯示時會造成邊界區域對比下降影像模糊與邊線殘影的問題。這個問題在彩色顯示時尤其嚴重，會造成嚴重的影像殘影問題、顏色的飽和度降低與顏色失真，這就是使用習知技術的電泳式顯示器，在彩色顯示時不能如LCD般顯示真實的色彩以及在翻頁時會有影像殘影(與黑白的邊線殘影不同)的問題。多次的不均勻擴散讓帶電荷粒子橫向移動的距離越來越遠，會造成原來平均分布的 不同顏色帶電荷粒子密度，產生不均勻現象造成畫面顯示劣化，當畫面顯示劣化到某個程度，顯示器壽命就終了。
當帶電荷粒子往觀看面移動時會吸引在共同電極上電荷與之靠近互相吸引，在共同電極上產生電荷移動，遍佈整個共同電極的電荷移動會彼此互相干擾，這些干擾的電荷移動又會把原先在觀看面的相同電荷的粒子推離，造成錯誤的顯示，當共同電極上與每個控制電極相對應的位置上的電荷密度不斷的變動也會造成帶電荷粒子不該有的橫向移動問題(粒子擴散問題)，讓彩色顯示的殘影問題更加嚴重也會影響使用壽命，此外驅動電路在切換閘極線電壓會以最極端的電壓差距變化，所產生的脈沖突波也會讓連接接地GND的共同電極層產生突發式電荷移動而影響顯示。
共同電極層是顯示器上最大面積的導體，很容易受其他靜電的影響讓畫面改變狀態。以上種種的缺點都讓彩色電泳顯示器的進展緩慢，因此需要由觀看面這個錯誤的源頭做徹底的改變。
本發明揭露一種具有內嵌式觸控的電泳式顯示器，包含：一控制基板，具有一第一表面及一第二表面，該第一表面為該具有內嵌式觸控的電泳式顯示器的觀看操作面；一驅動電路層，位於該控制基板之該第二表面側，包含多個薄膜電晶體，多條閘極線與多條資料線，至少一條該閘極線電連接到該多個薄膜電晶體的閘極，至少一條該資料線電連接到該多個薄膜電晶體的汲極或源極；該驅動電路層更包含多數之儲存電容與多數之共同電壓線，該些共同電壓線分別對應該些儲存電容設立，且大致與該些閘極線平行； 一控制電極層，位於該驅動電路層遠離該控制基板之一側，其包含多個透明的控制電極，至少一該透明的控制電極電連接到一該薄膜電晶體的該源極或該汲極；一電泳層包括電泳材料，該電泳材料包括複數個帶電荷顏色粒子，該複數個帶電荷顏色粒子係配置於一膠體溶液中且能在電場影響下移動通過該膠體溶液，該複數個帶電荷顏色粒子包含帶正電荷的顏色粒子或/與帶負電荷的顏色粒子；一顯示觸控整合驅動器，分別電連接到該些資料線與該些共同電壓線。
習知技術的電泳式顯示器之觀看面在共同電極的同側，因為其觀看面與控制基板之間存在有共同電極，共同電極的導電特性會成為電容感應的屏蔽，所以習知技術的電泳式顯示器是無法設計作內嵌式觸控操作。本發明的具內嵌式觸控電泳式顯示器不但可以省下外掛式觸控板的成本以及在貼合觸控板的良率損失，還可以減少觸控電泳式顯示器的厚度與重量。本發明的具內嵌式觸控電泳式顯示器不僅解決了習知電泳式顯示器的無法設計內嵌式觸控的技術難題，更大幅降低製造成本，深具產業的利用性。
100:電泳式顯示器
10:控制基板
10U:第二控制基板(上方控制基板)
10D:第一控制基板(下方控制基板)
12:相對基板
13:光學膠
14:共同電極層
15:透明保護層
16:上玻璃基板
20,20a:電泳層
22:中空腔體/微杯
24:膠體溶液
26:帶電荷顏色粒子
26B:帶電荷黑色粒子
26W:帶電荷白色粒子
26C:帶電荷青色粒子
26M:帶電荷洋紅色粒子
26Y:帶電荷黃色粒子
30,30a:驅動電路層
30U:第二驅動電路層(上方驅動電路層)
30D:第一驅動電路層(下方驅動電路層)
PEL:控制電極層
PE:控制電極
PELU:第二控制電極層(上方控制電極層)
PELD:第一控制電極層(下方控制電極層)
PEU:第二控制電極
PED:第一控制電極
PE1,PE2,PE3:控制電極
CF:彩色濾光層
CF1,CF2,CF3,CFR,CFG,CFB,CFW:濾光顏色塊
CF-1:第一彩色濾光層
CF-2:第二彩色濾光層
Vcom:共同電壓
Cp:電泳電容
Cs:儲存電容
R:電阻
32:薄膜電晶體
320:絕緣層
322:摻雜層
324:絕緣保護層
Mg:閘極金屬
Ms:源極金屬
Md:汲極金屬
M1:第一金屬層
M2:第二金屬層
CE1:第一電極
CE2:第二電極
CI:絕緣層CI
V1,V2:貫孔(via)
ITO1:第一透明導電層
ITO2:第二透明導電層
ITO3:第三透明導電層
PLN:平坦層
AS:半導體部
GL:閘極線
DL:資料線
GLITO:透明導電閘極線
DLITO:透明導電資料線
BM:遮光層
L1,L2:入射光
Ve:共同電壓線
50:微隔間結構
52:隔間壁
54:槽室
56:縫隙
D:長度
60:微卡榫
GND:接地層
VCL:共同電壓層
L:閘極通道長度
W:閘極通道寬度
W1,W2:寬度
PRA:第一殘餘光阻(第一高分子材料疊層)
PRB:第二殘餘光阻(第二高分子材料疊層)
PR1:第一層光阻
PR2:第二層光阻
PM:光罩
H:孔洞
Tx1,Tx2,TxN:觸控發射電極
Rx1,Rxn,RxM:觸控接收電極
200:顯示觸控整合驅動器(顯示驅動器)
S:間隙
T:隔間壁厚度
H1:隔間壁高度(微隔間結構厚度)
圖1A顯示一習知黑白電泳式顯示器100的剖視圖。
圖1B顯示一習知彩色電泳式顯示器100的剖視圖。
圖2A說明圖1A之習知黑白電泳式顯示器100操作示意。
圖2B說明控制電極層PEL/驅動電路層30a等效電路圖。
圖2C說明儲存電容的設計方式。
圖3A為說明本發明之一實施例的電泳式顯示器100的剖視圖。
圖3B為依據本發明之一實施例的電泳式顯示器100的部份元件剖視圖。
圖3C為對應圖3B之上視圖。
圖4A為說明依據本發明另一實施方式之的電泳式顯示器100的部份元件剖視圖。
圖4B為對應圖4A之上視圖。
圖4C為依據本發明另一實施方式的電泳式顯示器100的部份元件上視圖。
圖5A為說明依據本發明另一實施方式之的電泳式顯示器100的部份元件剖視圖。
圖5B為對應圖5A之上視圖。
圖5C為說明依據本發明另一實施方式之的電泳式顯示器100的部份元件剖視圖。
圖6A為說明一習知薄膜電晶體之結構圖。
圖6B為習知薄膜電晶體32與其他相關元件之上視圖。
圖6C為依據本發明之一薄膜電晶體實施例。
圖6D為依據本發明所設計在不同解析度下的開口率實例。
圖7A為習知之彩色電泳式顯示器100之剖視圖。
圖7B為本發明之一實施例之彩色電泳式顯示器之剖視圖。
圖7C為圖7B之部份剖視圖。
圖8A為本發明之一實施例之彩色電泳式顯示器之剖視圖。
圖8B為圖8A之部份剖視圖。
圖9A所示為彩色濾光層之一示意圖。
圖9B所示為彩色濾光層之另一示意圖。
圖10A為習知電泳式顯示器的微杯隔間與相關彩色濾光層的上視圖。
圖10B為依據本發明之一實施例之微隔間上視圖。
圖10C為依據本發明之一實施例之微隔間另一上視圖。
圖10D為依據本發明之另一實施例之微隔間上視圖。
圖11A至11C為依據本發明一實施例製作微隔間結構之流程示意圖。
圖12A至12C為依據本發明另一實施例製作微隔間結構之流程示意圖。
圖13A至13C為依據本發明另一實施例製作微隔間結構之流程示意圖。
圖14A至14C為依據本發明另一實施例製作微隔間結構之流程示意圖。
圖14D為依據本發明另一實施例之微隔間結構之剖視圖。
圖14E為依據本發明另一實施例之微隔間結構之剖視圖。
圖14F為依據本發明一實施例之微卡榫上視圖。
圖15A為依據本發明製作透明雙色電泳式顯示器的部份上視圖。
圖15B至15D為依據本發明製作透明雙色電泳式顯示器的剖視圖。
圖16A-16D為依據本發明其他實施例製作透明雙色電泳式顯示器的剖視圖。
圖17A-17F為說明微隔間之隔間壁製作流程圖。
圖18A為依據本發明之一實施例之彩色濾光層CF示意圖。
圖18B為說明圖18A操作之示意圖。
圖19為依據本發明之電泳式顯示器的內嵌式觸控示意圖。
圖20A-20C為本發明具有雙面控制基板之電泳式顯示器之實施例示意圖。
有關本發明的詳細說明及技術內容，請參閱以下的詳細說和附圖說明如下。然須知下列圖示僅為說明發明之各種實施例之示意，部份元件係以較易為人理解方式繪示，並非針對實際元件尺寸繪示。
如本文所用之「在...上方」及「在...上」之用語可指稱一元件相對於其他元件之一相對位置或是製程上的先後順序。例如元件A在元件B上，或是元件A在元件B上方，不代表元件A與元件B直接接觸，元件A與元件B中間可能尚有其他元件，另外例如元件A在元件B上，或是元件A在元件B上方代表製作順序的先後次序，元件B的製作程序先於元件A的製作程序，元件A與元件B中間可能尚有其他元件的製作程序。再者，所謂位置上下僅為了配合圖示方便敘述，不代表本發明在使用時的明確位置。
如本文所用之「在...之間」之用語可指稱一元件相對於其他元件之一相對位置或是製程上的先後順序。例如元件A在元件B及元件C之間不代表元件A與元件B及元件C直接接觸，元件A與元件B及元件C中間可能尚有其他元件，另外例如元件A在元件B及元件C之間，代表製作順序的先後次序，元件B的製作程序先於元件A的製作程序，或是元件C的製作程序先於元件A，元件A與元件B中間可能尚有其他元件的製作程序，元件A與元件C中間可能尚有其他元件的製作程序。再者，所謂位置之間僅為了配合圖示方便敘述，不代表本發明在使用時的明確位置。
1.高開口率電泳式顯示器
要達到觀看面在控制基板的表面，關鍵在於提高控制基板的開口率，開口率指在顯示區域的範圍內，除去所有的不透明區域(例如薄膜電晶體的金屬電極)後的光線可通過部分的面積和整體顯示區域面積之間的比例，由於顯示區域通常由顯示像素所組合而成，所以也等同於用單一的顯示像素內可以透過光線的面積與該像素的面積之比率來表示。習知技術使用金屬層在其驅動電路層30a中做儲存電容，所以在像素內的開口率都小於20%，因此無法把觀看面移到與控制基板的一面，本發明把開口率提高到不低於70%，較佳把開口率提高到不低於80%，最佳把開口率提高到不低於90%。提高開口率的關鍵要先把非透明的儲存電容電極，部份改用透明導電材料取代，其次是薄膜電晶體TFT的面積要縮小，最後閘極線與資料線的線寬也要有所限制，才能達到高開口率的要求。
參見圖3A，為說明本發明之一實施例的電泳式顯示器100的剖視圖，此電泳式顯示器100例如為黑白電泳式顯示器100，且包含由上至下的一相對基板12(例如可為一塑膠基板或是一玻璃基板或是一金屬基板)、一共同電極層14(例如可為一透明導電電極層或是不透明的導電金屬層或是其他可以導電的材料)、一電泳層20、一包含多個透明控制電極PE的控制電極層PEL、一高開口率驅動電路層30(以下簡稱驅動電路層30)及一控制基板10(例如可為一玻璃基板或是透明PI基板，或是其他光穿透率例如大於90%之基板材料)。其中，該共同電極層在特殊配套措施下也可以不用。如圖3A所示，該電泳層20包含多數的中空腔體22(圖示僅為其中一個)、裝填在每一中空腔體22中的膠體溶液24內含多個帶電荷顏色粒子(例如帶電荷黑色粒子26B及帶電荷白色粒子26W)，中空腔體22結構係作為電子墨水的容器。依據本發明之一實施方式，高開口率驅動電路層30中的儲存電容Cs的第一電極CE1/第二電極CE2的材料選用透明導 電材料或是部分選用透明材料，俾能增進此電泳式顯示器100的開口率。此外，更有助於使用者由控制基板10側觀看此電泳式顯示器100，以利由接近觀看側的控制電極層PEL吸引帶電荷黑色粒子26B或是帶電荷白色粒子26W，以達成解決上述習知技術缺點之目的。依據本發明的其他實施例(圖未示)，該腔體22也可以裝填一膠體溶液24，該膠體溶液內含有顏色的流體(例如黑色)及單一顏色的多個帶電荷粒子(例如白色粒子)。當控制電極層PEL吸引該帶電荷顏色粒子時在觀看面顯示該粒子的顏色(例如白色)，當控制電極層PEL排斥該帶電荷顏色粒子時在觀看面顯示該流體的顏色(例如黑色)。可以定義為，電泳層包括電泳材料，該電泳材料包括複數個帶電荷顏色粒子，該複數個帶電荷顏色粒子係配置於一膠體溶液中且能在電場影響下移動通過該膠體溶液，該複數個帶電荷顏色粒子包含帶正電荷的顏色粒子與/或帶負電荷的顏色粒子。
參見圖3B，為依據本發明之一實施例的電泳式顯示器100的部份元件剖視圖，主要顯示依據本發明之控制電極層PEL、驅動電路層30及控制基板10。參見圖3C，為對應圖3B之上視圖。依據本發明之實施方式，觀看面是由接近控制電極層PEL的控制基板10方向觀看，因此，其顯示的顏色是受該些控制電極層PEL各個控制電極PE的電位吸引的膠體溶液24中的帶電荷顏色粒子的顏色。復配合參見圖1A及圖3A，在圖1A所示的習知電泳式顯示器100中，藉由驅動電路層30a控制每一控制電極PE的電性及電壓大小，即可在對應每一像素吸引帶電荷黑色粒子26B並推斥帶電荷白色粒子26W(使該像素在與控制電極層PEL相反側的觀看面呈現白色)或是對應每一像素吸引帶電荷白色粒子26W並推斥帶電荷黑色粒子26B(使該像素在與控制電極層PEL相反側的觀看面呈現黑色)。由於觀看面是較為遠離控制電極層PEL的相對基板12處，且越遠離控制電極層PEL則電場越弱，推斥帶電荷顏色粒子26的力量越弱，造成習知電泳式顯示器100的螢幕種種缺點。相反的，在本發明之電泳式顯示器100中，驅 動電路層30係接近觀看面(位在控制基板10側)。藉由驅動電路層30控制每一控制電極PE的電性及電壓大小，即可在對應每一像素吸引帶電荷黑色粒子26B並推斥帶電荷白色粒子26W(使該像素在與控制電極層PEL接近的觀看面呈現黑色)或是對應每一像素吸引帶電荷白色粒子26W並推斥帶電荷黑色粒子26B(使該像素在與控制電極層PEL接近的觀看面呈現白色)。換言之，控制電極層PEL上的多個控制電極PE吸引與控制電極PE極性相異的帶電荷顏色粒子(例如帶電荷黑色粒子26B或是帶電荷白色粒子26W)堆積到電泳層20接近控制電極層PEL(包含多數控制電極PE)的那一面。由於觀看面是較為接近控制電極層PEL的控制基板10側，且越接近控制電極層PEL則電場越強，吸引帶電荷顏色粒子26的力量越強，靠近電極層的帶電荷粒子26可以牢固的鎖定，這樣即可在本發明之電泳式顯示器100達成極佳之螢幕更新率、亮度、對比度、飽和度等多項優點，且由於控制電極上的電荷在電晶體32不導通的狀態電荷不會移動呈現鎖定狀態，所以可以把帶電荷顏色粒子26穩定的吸住不會像習知技術會隨共同電極上電荷的移動造成帶電荷顏色粒子26移動(電壓回踢問題，由儲存電容放電後流向共同電極層的電荷，例如在共同電極呈現大部分帶負電荷的白色粒子的白底黑字時，就表示共同電極表面凝聚較大比例的正電荷，不利帶正電荷的黑色粒子靠近，黑色粒子會被逼回控制電極側，俗稱電壓回踢，讓原本的黑色字體變細或是不見，當畫面上的黑、白比例差異越大，問題越嚴重，或是在彩色顯示時造成色彩失真)，且移動後的粒子不會返回原位，讓觀看面的影像失真，使用本發明的方案就不會有帶電荷顏色粒子26橫移擴散與逼退的現象(彩色混色問題，飽和度降低問題)或是畫面更新時是無法移動到新的正確位置(殘影問題)。
此外本發明更提供對於驅動電路層30的改良設計，以提昇由控制基板10觀看時的開口率。如圖3B所示，依據本發明的一實施方式，儲存電容Cs 的第一電極CE1係由透明導電材料製成，例如可由氧化銦錫(ITO)或是類似的透明導電材料製成。此外，儲存電容Cs的第二電極CE2也係由透明導電材料製成，例如可由氧化銦錫(ITO)或是類似的透明導電材料製成。儲存電容Cs的絕緣層CI可由製作閘極絕緣層的步驟同時製作(詳見後述)。
復配合參見圖3C，在最上層的控制電極(又可稱為像素電極)PE也係由透明導電材料製成，例如可由氧化銦錫(ITO)或是類似的透明導電材料製成並藉由貫孔(via)V1而電連接到儲存電容Cs的第一透明導電層ITO1(第一電極CE1)；再者，控制電極PE也藉由貫孔(via)V2而電連接到汲極金屬Md。在製作依據本發明的儲存電容Cs時，將習知技術中原先的第一金屬層M1的對應金屬層部份(對應儲存電容Cs的電極部份)由透明導電材料(例如ITO)製成的第一透明導電層ITO1所取代。依據本發明一實施方式，先做第一金屬層M1後做第一透明導電層ITO1或是先做第一透明導電層ITO1後做第一金屬層M1都可以，基本上第一金屬層M1與第一透明導電層ITO1之間可以沒有絕緣層，當然第一金屬層M1與第一透明導電層ITO1之間加上絕緣層在功能上也是一樣的。
此外，將習知技術中原先的第二金屬層M2的對應金屬部份由透明導電材料(例如ITO)製成的第二透明導電層ITO2所取代。第二透明導電層ITO2由投影方向觀之是在控制電極PE及第一透明導電層ITO1之間且係電連接到共同電壓Vcom或是直流電壓源例如0V電壓。再者，依據本發明一實施方式，先做第二金屬層M2後做第二透明導電層ITO2或是先做第二透明導電層ITO2後做第二金屬層M2都可以。基本上第二金屬層M2與第二透明導電層ITO2之間可以沒有絕緣層，當然第二金屬層M2與第二透明導電層ITO2之間加上絕緣層在功能上也是一樣的。
如上所揭露，由圖3A至3C所揭露的電泳式顯示器100，由於儲存電容Cs的兩個電極分別由第一透明導電層ITO1及第二透明導電層ITO2製作，且 第一透明導電層ITO1及第二透明導電層ITO2的間距極小(絕緣層CI的厚度約在0.1微米~0.5微米之間)，因此可以加大儲存電容Cs的電容值。再者，因為第一透明導電層ITO1及第二透明導電層ITO2及控制電極不會遮蔽光線而有助於提昇電泳式顯示器100由控制基板10觀看時控制基板的開口率。
復配合參見圖3A至3C，依據本發明，在製作電泳式顯示器100時，針對於控制基板10側部份，可先於控制基板10上表面以沈積製程或濺鍍製程製作金屬薄膜及微影製程製作第一金屬層M1，此第一金屬層M1用以形成閘極金屬Mg及閘極線GL，且隨後以濺鍍製程製作透明導電材料薄膜及微影製程製作第一透明導電層ITO1。上述的兩個步驟也可以互相對調，亦即先形成第一透明導電層ITO1，再形成第一金屬層M1。隨後，沈積儲存電容Cs的電容絕緣層CI(例如SiNx、SiO2)及a-Si層AS，並配合微影製程而界定出薄膜電晶體的半導體部。隨後再於所得結構上以沈積製程或濺鍍製程製作金屬薄膜及微影製程製作第二金屬層M2，此第二金屬層M2用以形成源極金屬Ms、汲極金屬Md及資料線DL，且隨後以濺鍍製程製作透明導電材料薄膜及微影製程製作第二透明導電層ITO2。上述的兩個步驟也可以互相對調，亦即先形成第二透明導電層ITO2，再形成第二金屬層M2。隨後在所得結構上用塗佈製程及微影製程製作平坦層PLN，且隨後以濺鍍製程製作透明導電材料薄膜及微影製程製作控制電極層PEL的控制電極PE(亦即第三透明導電層ITO3)。隨後可在控制電極層PEL上貼合或是製做電泳層20(內含中空腔體22係在多分子基板上形成樹脂薄膜，並利用滾輪在樹脂薄膜上壓出凹痕做中空腔體22結構後再做硬化處理，中空腔體22結構係作為電子墨水的容器，隨後在中空腔體22結構中注入所需內含帶電荷顏色粒子26的膠體溶液24後再用膠封頂硬化成為密封的腔體做成電泳層20，詳細製作過程可以參考台灣專利申請案號93100767，或是使用本發明中的微隔間結構，在後面詳述)。隨後製作相對基板12部份，相對基板12上可以形成共同電極 層14，也可以不在相對基板12設置該共同電極層14。最後將控制基板10做好電泳層20的一側與相對基板12以光學膠黏合或是用本發明的微卡榫結構(詳述於後)用框膠貼合，上述沉積製程(CVD，PECVD)、濺鍍製程(sputter deposition)、塗佈製程(coating)、絕緣層製作皆為顯示面板常用的成熟製程，即可製作本發明之具高開口率及高畫面更新率等多種優點之電泳式顯示器100。
在實務上電子紙的生產廠商會先一步的把上述的相對基板12形成共同電極層14後貼合裝有電子墨水的微杯薄膜成為電子紙，模組廠商將上述製作好的控制基板10貼合電子紙後也可以完成電泳顯示器100，但是電子紙由於微杯是在樹脂上壓出凹痕所形成，因此結構上非常柔弱，在生產的過程中良率很低，無形的墊高了成本，使用本發明中的微隔間結構可以大幅改善這個問題。
參見圖4A，為說明依據本發明另一實施方式之的電泳式顯示器100的部份元件剖視圖，主要顯示依據本發明之控制電極層PEL、驅動電路層30及控制基板10。參見圖4B，為對應圖4A之上視圖。此外，圖4A及4B所示之控制電極層PEL、驅動電路層30及控制基板10也可用於圖3A所示架構中，其觀看面是由接近控制電極層PEL的控制基板10方向觀看，因此其影像顯示原理是利用控制電極層PEL的電位以吸引而非排斥膠體溶液24中的帶電荷顏色粒子26，以達成較佳之顯示效果與較高的螢幕更新率等多種優點。此外本發明更提供對於驅動電路層30的改良設計，以提昇由控制基板10觀看時的開口率與光穿透率。圖4A揭露之實施例類似圖3A揭露之實施例，然而圖4A之控制電極(又稱像素電極)PE兼代了圖3B中在第一透明導電層ITO1之電極CE1的作用，且在圖4A中於第一透明導電層ITO1製作電極CE2，係取代圖3B中位於第二透明導電層ITO2的電極CE2作用。換言之，在圖4A及4B所示之實施例中，儲存電容Cs的第一電極CE1(控制電極PE)及第二電極CE2(電連接到共同電壓Vcom或是一直流電壓例如0V)分別由透明導電材料形成的控制電極PE及第一透明導電層ITO1所提供， 且儲存電容Cs的絕緣層可由製作閘極絕緣層的步驟同時製作。控制電極PE由投影方向觀之是在第一透明導電層ITO1之上。此外，對於第一透明導電層ITO1(儲存電容Cs的第二電極CE2)的共同電壓線Ve，也是與第一金屬層M1的閘極線GL同方向延伸(亦即共同電壓線Ve電連接到第一透明導電層ITO1且與驅動電路層30之一閘極線GL大致平行)。
同樣的，在圖4A及4B所示實施例中，因為儲存電容Cs的第一電極CE1及第二電極CE2分別為透明導電材料形成，可增加電泳式顯示器100的開口率。再者，在本實施例中直接以透明導電材料形成的控制電極PE兼當作儲存電容Cs的第一電極CE1。這樣即可簡化結構，並減少製程。此外，圖4A及4B所示實施例也可應用於圖3A之架構，亦即觀看面係在控制基板10側。圖4A及4B所揭露的控制電極層PEL、驅動電路層30及控制基板10應用於圖3A架構時，可使驅動電路層30更接近觀看面(位在控制基板10側)，使本發明之電泳式顯示器100具有極佳之顯示效果與較高的螢幕更新率等多方面的進步性。且由於圖4A的疊層比圖3B的疊層少了一層透明導電層，因此有更佳的透光度。
復配合參見圖4A及4B，在製作電泳式顯示器100時，針對於控制基板10側部份，可先於控制基板10上表面以沈積製程或濺鍍製程製作金屬薄膜及微影製程(photolithography)製作第一金屬層M1，此第一金屬層M1用以形成閘極金屬Mg、閘極線GL，隨後以濺鍍製程製作透明導電材料薄膜及微影製程製作第一透明導電層ITO1與共同電壓線Ve。上述的兩個步驟也可以互相對調，亦即先形成第一透明導電層ITO1，再形成第一金屬層M1。隨後，沈積電容絕緣層CI(例如SiNx，SiO2)及a-Si層AS，並配合微影製程而界定出薄膜電晶體的半導體部。隨後再於所得結構上以沈積製程或濺鍍製程製作金屬薄膜及微影製 程製作步驟，製作第二金屬層M2，此第二金屬層M2用以形成源極金屬Ms、汲極金屬Md及資料線DL且隨後以濺鍍製程製作透明導電材料薄膜及微影製程製作步驟，製作控制電極層PEL(ITO2)。上述的兩個步驟也可以互相對調，亦即先形成控制電極層PEL(ITO2)，再形成第二金屬層M2，只要控制電極層PEL(ITO2)及第二金屬層M2中的汲極金屬Md之間有部份重疊以達成電連接即可。隨後在所得結構上用塗佈製程及微影製程製作步驟，製作平坦層PLN。隨後可在平坦層PLN上貼合或是製做電泳層20(內含中空腔體22係在塑膠基板上形成樹脂薄膜，並利用滾輪在樹脂薄膜上壓出凹痕做中空腔體22結構，中空腔體22結構係作為電子墨水的容器，隨後在中空腔體22結構中注入所需內含帶電荷顏色粒子26的膠體溶液24後再用膠封頂成為密封的腔體做成電泳層20。詳細製作過程可以參考台灣專利申請案號93100767，或是使用本發明中的微隔間結構，在後面詳述)。隨後製作相對基板12側部份，相對基板12上可以形成共同電極層14，也可以不在相對基板12設置該共同電極層14。最後將控制基板10做好電泳層20的一側與相對基板12的一側以光學膠黏合或是用本發明的微卡榫結構(詳述於後)用框膠貼合，上述沉積製程(CVD，PECVD)、濺鍍製程(sputter deposition)、塗佈製程(coating)皆為顯示面板常用的成熟製程，即可製作本發明之具高開口率及高畫面更新率等具多種進步性之電泳式顯示器100。
參見圖4C，為依據本發明另一實施方式的電泳式顯示器100的部份元件上視圖，主要顯示依據本發明之控制電極層PEL及驅動電路層30。此實施例類似圖4A及4B所示之實施例，但是原先第一金屬層M1所製作的閘極線GL部分改以第一透明導電層ITO1實現以形成透明導電閘極線GLITO，而第二金屬層M2的資料線DL部分改以一第二透明導電層也就是控制電極層PEL(ITO2)實現以形成透明導電資料線DLITO。換言之，第一金屬層M1的製程主要形成薄膜電 晶體的閘極金屬Mg，而第二金屬層M2的製程主要形成薄膜電晶體的源極金屬Ms/汲極金屬Md。儲存電容Cs的第一電極CE1由控制電極PE提供，而儲存電容Cs的第二電極CE2由第一透明導電層ITO1提供。同樣的，因為第一金屬層M1的閘極線部份改以第一透明導電層ITO1實現，對於第一透明導電層ITO1用以施加共同電壓Vcom的共同電壓線Ve，也是與透明導電閘極線GLITO同方向延伸(亦即共同電壓線Ve與透明導電閘極線GLITO大致平行)，上述中的更換金屬GL為透明導電材料GLITO與更換金屬DL為透明導電材料DLITO的部分可以同時更換兩項或是只更換其中一項都在本發明的範疇之中。再者，閘極線GL也可以部分改以第一透明導電層ITO1實現，而其他部份仍是以第一金屬層M1製作；且資料線DL也可以部分改以第二透明導電層ITO2實現，而其他部份仍是以第二金屬層M2製作，皆在本發明範圍內。
同樣的，在圖4C所示實施例中，因為儲存電容Cs的第一電極CE1及第二電極CE2分別為透明導電材料形成，透明導電閘極線GLITO及透明導電資料線DLITO分別為透明導電材料形成或是任一者為至少有部份透明導電材料形成都在本發明的範圍以內，可增加電泳式顯示器100的開口率。再者，儲存電容Cs的第一電極CE1在操作上須電連接到控制電極PE，而在本實施例係直接以透明導電材料形成的控制電極PE作為儲存電容Cs的第一電極CE1。這樣即可簡化結構，並進一步減少製程。此外，圖4C所示實施例也可應用於圖3A之架構，亦即觀看面係在控制基板10側，故在將圖4C所揭露的控制電極層PEL、驅動電路層30及控制基板10應用於圖3A架構時，也可使驅動電路層30係接近觀看面(位在控制基板10側)，而使本發明之電泳式顯示器100具有極佳之顯示效果與較高的螢幕更新率與反射率等多項進步性。此外， 圖4C所示結構的製程類似於圖4A及4B所示結構的製程，但是在圖4A及4B的第一金屬層M1製程中不製作閘極線，而是在第一透明導電層ITO1的製程中，同時製作透明導電閘極線GLITO及共同電壓線Ve。再者，在圖4A及4B的第二金屬層M2製程中不製作資料線，而是在第二透明導電層ITO2的製程中，同時製作透明導電資料線DLITO，將閘極線與資料線改用透明導電材料可以進一步的提高控制基板10的開口率到90%以上。
參見圖5A，為說明依據本發明另一實施方式之的電泳式顯示器100的部份元件剖視圖，主要顯示依據本發明之控制電極層PEL、驅動電路層30及控制基板10的另一種實現方式。參見圖5B，為對應圖5A之上視圖。此外，圖5A及5B所示之控制電極層PEL、驅動電路層30及控制基板10也可用於圖3A所示架構中，其觀看面是由接近控制電極層PEL的控制基板10方向觀看，因此其影像顯示原理是利用控制電極層PEL的電位以吸引而非排斥膠體溶液24中的帶電荷顏色粒子，以達成較佳之顯示效果與較高的螢幕更新率等多種優點。此外本發明更提供對於驅動電路層30的改良設計，以提昇由控制基板10觀看時的開口率。
如圖5A所示，本實施例類似圖4A的實施例，但是控制電極PE及第一透明導電層ITO1都製作於第二金屬層M2之上。同樣的，儲存電容Cs的第一電極CE1由控制電極PE提供，而儲存電容Cs的第二電極CE2由第一透明導電層ITO1提供。此外，由於控制電極PE及第一透明導電層ITO1都製作於平坦層PLN之上，不需配合第一金屬層M1及第二金屬層M2製程製作，本實施例相對於圖4A之實施例而言，增加製程的彈性程度，再者平坦層PLN也可以取消不做，第一透明導電層ITO1製作於第二金屬層M2之上，或是第二金屬層M2製作於第一透明導電層ITO1之上(後文將配合圖5C說明)。再者，如圖5B所示，第一透明導 電層ITO1的一部分與資料線DL延伸方向相同，以形成接收共同電壓Vcom的共同電壓線Ve(亦即共同電壓線Ve與資料線DL大致平行)。
同樣的，在圖5A及5B所示實施例中，因為儲存電容Cs的第一電極CE1及第二電極CE2分別為透明導電材料形成，可增加電泳式顯示器100中控制基板10的開口率。再者，儲存電容Cs的第一電極CE1在操作上須電連接到控制電極PE，而在本實施例係直接以透明導電材料形成的控制電極PE作為儲存電容Cs的第一電極CE1。這樣即可簡化結構，並進一步減少製程。此外，圖5A及5B所示實施例也可應用於圖3A之架構，亦即觀看面係在控制基板10側，故在將圖5A及5B所示所揭露的控制電極層PEL、驅動電路層30及控制基板10應用於圖3A架構時，也可使驅動電路層30係接近觀看面(位在控制基板10側)，而使本發明之電泳式顯示器100具有極佳之顯示效果與較高的螢幕更新率等多種進步性。
此外，圖5A及5B所示實施例之製作方式，針對於控制基板10側部份，可先於控制基板10上表面以沈積製程或濺鍍製程製作金屬薄膜及微影製程製作第一金屬層M1，此第一金屬層M1用以形成閘極金屬Mg及閘極線GL。隨後，沈積絕緣層(例如SiNx)及a-Si層AS，並配合微影製程而界定出薄膜電晶體的半導體層。隨後再於所得結構上以沈積製程或濺鍍製程製作金屬薄膜及微影製程製作第二金屬層M2，此第二金屬層M2用以形成源極金屬Ms、汲極金屬Md及資料線DL。隨後在所得結構上用旋轉塗佈及微影製程製作平坦層PLN與貫孔VIA。隨後以濺鍍製程製作透明導電材料薄膜及微影製程製作第一透明導電層ITO1，以作為儲存電容Cs的第二電極CE2、沈積絕緣材料及微影製程製作儲存電容Cs的電容絕緣層CI、以濺鍍製程製作透明導電材料薄膜(第二透明導電層ITO2)及微影製程製作控制電極層PEL的控制電極PE，以做為儲存電容Cs的第一電極CE1，之後製作絕緣保護層。隨後可貼合或是製做電泳層20(例如內含 中空腔體22係在塑膠基板上形成樹脂薄膜，並利用滾輪在樹脂薄膜上壓出凹痕做中空腔體22結構，中空腔體22結構係作為電子墨水的容器，隨後在中空腔體22結構中注入所需內含帶電荷顏色粒子26的膠體溶液24後再用膠封頂成為密封的腔體做成電泳層20。詳細製作過程可以參考台灣專利申請案號93100767)。隨後製作相對基板12側部份，可在相對基板12上形成共同電極層14與絕緣層。最後將控制基板10做好電泳層20的一側與相對基板12做好共同電極與絕緣層的一側以光學膠黏合，上述沉積製程(CVD，PECVD)、濺鍍製程(sputter deposition)、塗佈製程(coating)皆為顯示面板常用的成熟製程，即可製作本發明之具高開口率及高畫面更新率等多種進步性之電泳式顯示器100。
參見圖5C，為依據為說明依據本發明另一實施方式之的電泳式顯示器100的部份元件剖視圖，主要顯示依據本發明之控制電極層PEL、驅動電路層30及控制基板10的另一種實現方式。圖5C所示之控制電極層PEL、驅動電路層30及控制基板10也可用於圖3A所示架構中，其觀看面是由接近控制電極層PEL的控制基板10方向觀看，因此其影像顯示原理是利用控制電極層PEL的電位以吸引而非排斥膠體溶液24中的帶電荷顏色粒子，以達成較佳之顯示效果與較高的螢幕更新率等多種優點。此外本發明更提供對於驅動電路層30的改良設計，以提昇由控制基板10觀看時的開口率。
如圖5C所示，本實施例類似圖5A的實施例，儲存電容Cs的第一電極CE1由控制電極PE提供，而儲存電容Cs的第二電極CE2由第一透明導電層ITO1提供，但是控制電極PE及第一透明導電層ITO1並不製作於平坦層PLN上。因為儲存電容Cs的第一電極CE1及第二電極CE2分別為透明導電材料形成，可增加電泳式顯示器100中控制基板10的開口率。再者，儲存電容Cs的第一電極CE1在操作上須電連接到控制電極PE，而在本實施例係直接以 透明導電材料形成的控制電極PE作為儲存電容Cs的第一電極CE1。這樣即可簡化結構，並進一步減少製程。此外，圖5C所示實施例也可應用於圖3A之架構，亦即觀看面係在控制基板10側，故在將圖5C所示所揭露的控制電極層PEL、驅動電路層30及控制基板10應用於圖3A架構時，也可使驅動電路層30係接近觀看面(位在控制基板10側)，而使本發明之電泳式顯示器100具有極佳之顯示效果與較高的螢幕更新率等多種進步性。
此外，圖5C所示實施例之製作方式，針對於控制基板10側部份，可先於控制基板10上表面以沈積製程或濺鍍製程製作金屬薄膜及微影製程製作第一金屬層M1，此第一金屬層M1用以形成閘極金屬Mg及閘極線GL。隨後，沈積絕緣層(例如SiNx)及a-Si層AS，並配合微影製程而界定出薄膜電晶體的半導體層。隨後再於所得結構上以沈積製程或濺鍍製程製作金屬薄膜及微影製程製作第二金屬層M2，此第二金屬層M2用以形成源極金屬Ms、汲極金屬Md及資料線DL。隨後以濺鍍製程製作透明導電材料薄膜及微影製程製作第一透明導電層ITO1與共同電壓線Ve。上述的兩個步驟也可以互相對調，亦即先形成第一透明導電層ITO1，再形成第二金屬層M2。基本上，第一透明導電層ITO1與第二金屬層M2係在同一層上或是高度上接近的位置。隨後沈積絕緣層，並配合微影製程而界定出用於儲存電容Cs的絕緣層CI；且隨後以濺鍍製程製作透明導電材料薄膜及微影製程製作步驟，製作控制電極層PEL(ITO2)。隨後可隨選的在所得結構上用塗佈製程及微影製程製作步驟，製作平坦層PLN或是製作絕緣層，之後貼合或是製做電泳層20(內含中空腔體22係在塑膠基板上形成樹脂薄膜，並利用滾輪在樹脂薄膜上壓出凹痕做中空腔體22結構，中空腔體22結構係作為電子墨水的容器，隨後在中空腔體22結構中注入所需內含帶電荷顏色粒子26的膠體溶液24後再用膠封頂成為密封的腔體做成電泳層20。詳細製作過程可 以參考台灣專利申請案號93100767，或是使用本發明中的微隔間結構，在後面詳述)。隨後製作相對基板12側部份，相對基板12上可以形成共同電極層14，也可以不在相對基板12設置該共同電極層14。最後將控制基板10做好電泳層20的一側與相對基板12的一側以光學膠黏合或是用本發明的微卡榫結構(詳述於後)用框膠貼合，上述沉積製程(CVD，PECVD)、濺鍍製程(sputter deposition)、塗佈製程(coating)皆為顯示面板常用的成熟製程，即可製作本發明之具高開口率及高畫面更新率等具多種進步性之電泳式顯示器100。在圖3B-3C、4A-4C、5A-5C所示範例中，依據一種可行方式，至少一個儲存電容Cs包含一透明的第一電極CE1、一透明的第二電極CE2及在該第一電極CE1及該第二電極CE2之間的一絕緣層CI；依據另一種可行方式，全部儲存電容Cs都分別包含一透明的第一電極CE1、一透明的第二電極CE2及在該第一電極CE1及該第二電極CE2之間的一絕緣層CI；依據又另一種可行方式，至少在電泳式顯示器觀看區的儲存電容Cs都分別包含一透明的第一電極CE1、一透明的第二電極CE2及在該第一電極CE1及該第二電極CE2之間的一絕緣層CI。
在圖3A-3C、圖4A-4C及圖5A-5C所示實施例中，因為共同電極層14係在遠離觀看面的位置，共同電極層14不需以導電透明材料製作。例如共同電極層14可以用不透明導電材料，例如為鋁薄膜製作。由於觀看面不在相對基板側，因此不在相對基板上設置共同電極層14也是本發明的一種實施方式。此外，依據圖3A-3C、圖4A-4C及圖5A-5C所示實施方式，開口率提高到不低於70%，較佳把開口率提高到不低於80%，最佳把開口率提高到不低於90%。依據本發明一實施方式，將閘極線加上資料線的線寬的和設計為不大於20微米(大尺寸顯示器或是低解析度顯示器)，或是不大於10微米(中、小尺寸顯示器或是高解析度顯示器)，可進一步提升開口率。
此外，在圖3A-3C、圖4A-4C及圖5A及5C所示實施例之中，薄膜電晶體32的半導體部AS的面積可不大於1000平方微米、薄膜電晶體32與閘極線GL的重疊面積可不小於20平方微米、薄膜電晶體32與資料線DL的重疊面積可不小於5平方微米；此外，閘極線GL的線寬可不大於5微米或是10微米、資料線DL的線寬可不大於5微米或是10微米；閘極線GL的線寬與資料線DL的線寬和可不大於20微米。再者，該儲存電容Cs的第一電極CE1與第二電極CE2在投影方向彼此重疊，且其重疊面積不小於像素面積的30%。圖3A-3C、圖4A-4C及圖5A及5C所示實施例所適用的電泳式顯示器100中，電泳層20可具有本發明圖11A-11C、圖12A-12C、圖13A-13C及圖14A-14E所示或是類似方式實現的微隔間結構，且電泳式顯示器100也可有相應於圖14C-14E、圖16A-16D所相應或是類似方式實現的微卡榫60。本領域人員應該可適度修正上述實施例的微隔間及微卡榫揭露，而應用於本發明圖3A-3C、圖4A-4C及圖5A及5C所示實施例之中。此外，若使用圖3A-3C、圖4A-4C及圖5A及5C所示實施例之的電泳式顯示器100具有彩色濾光層，則該彩色濾光層可具有如本發明圖18A所示之結構，亦即彩色濾光層CF包含多個不同顏色的濾光顏色塊(CFR、CFG、CFB)，該濾光顏色塊包含多數個孔洞H且至少一該孔洞H面積不大於100平方微米。此外，使用圖3A-3C、圖4A-4C及圖5A及5C所示實施例之的電泳式顯示器100也可如圖19所示架構，將該些共同電壓線Ve電連接到一顯示驅動器200或一顯示觸控整合驅動器200；在該電泳式顯示器100之觸控操作時，該顯示觸控整合驅動器200將多個資料線DL電連接在一起作為一單一觸控發射電極；該顯示觸控整合驅動器200將多個共同電壓線Ve電連接在一起作為一單一觸控接收電極或是上述的觸控發射電極與觸控接收電極可以互相對調。
2.在閘極線上製作薄膜電晶體
參見圖6A，為說明一習知薄膜電晶體之結構圖。薄膜電晶體的製程一般包含五道光罩步驟，於第一道光罩製程，係於玻璃基板(例如控制基板10)之上形成第一金屬層M1，亦即配合第一道光罩的微影製程而界定出閘極金屬Mg及閘極線GL。在習知的電泳式顯示器，此第一金屬層M1也作為儲存電容Cs的第一電極CE1。隨後，沈積絕緣層320(例如SiNx，SiO2)及a-Si層，並配合第二道光罩的微影製程而界定出半導體部(亦即a-Si層AS)，之後進行離子佈植形成摻雜層322。隨後形成第二金屬層M2，亦即配合第三道光罩的微影製程而界定出源極金屬Ms/汲極金屬Md、資料線。在習知的電泳式顯示器，此第二金屬層M2也作為儲存電容Cs的第二電極CE2。隨後濺鍍製程製作透明導電層(ITO)，並以配合第四道光罩的微影製程而製作控制電極PE與源極金屬Ms的接觸點。沈積絕緣保護層(passivation layer)324，並以配合第五道光罩的微影製程而界定出其餘需裸露的金屬表面。
參見圖6B，為習知薄膜電晶體32與其他相關元件之上視圖。如此圖所示，薄膜電晶體之源極金屬Ms係電連接到資料線DL，汲極金屬Md係透過貫孔V1而連接到控制電極PE，而閘極金屬Mg則電連接到閘極線GL。此外，薄膜電晶體32之半導體層，亦即半導體部AS則並未與閘極線GL或是資料線DL在投影角度重疊，由於非晶矽TFT的設計上會佔據較大的面積會影響控制基板的開口率。
參見圖6C，為了進一步提升控制基板的開口率，依據本發明之一薄膜電晶體實施例，此薄膜電晶體32之a-Si層(亦即半導體部)AS至少有部份與閘極線GL或資料線DL其中之一重疊，也可以是此薄膜電晶體32之a-Si層AS至少有部份與閘極線GL及資料線DL兩者重疊。此外，此薄膜電晶體32之貫孔V1也與閘極線GL重疊。換言之，本發明將電泳式顯示器100原本放在控制電極PE區域內的薄膜電晶體32，移往相對於資料線(Data line)與閘極線(Gate line)的交 界點來增加電泳式顯示器100開口率，經實際的設計在最佳條件下，本發明之電泳式顯示器100可以具有下列開口率：參考圖6D使用本發明的設計範例。(a)在166PPI的黑白解析度下(像素大小為150umX150um)，控制基板的開口率可以達到95.5%，(b)在250PPI的黑白解析度下(像素大小為100umX100um)，控制基板的開口率可以達到92.88%，(c)在300PPI的黑白解析度下(像素大小為85umX85um)，控制基板的開口率可以達到91.39%，(d)在200PPI的彩色解析度下(像素大小為120umX120um，RGB子像素各為40umX120um)控制基板的開口率可以達到87.67%。依據本發明，在大部分的運用場景的解析度下使用保守的設計方案，調整閘極線寬度為5微米，資料線寬度為5微米(也就是閘極線的寬度加上資料線的寬度不大於10微米)，上述的解析度條件下開口率都可以達到80%以上。此外依據本發明一實施方式，調整閘極線寬度為10微米，資料線寬度為10微米(也就是閘極線的寬度加上資料線的寬度不大於20微米)，上述的解析度條件下開口率都可以達到70%以上。依據本發明一實施方式，把閘極線與資料線在與TFT的AS區(半導體區)不重疊的區域改用透明導電材料，也就是閘極線的部分區域改用透明導電材料或是資料線的部分區域改用透明導電材料，上述的解析度條件下開口率可以達到90%以上。
現今標準的顯示器驅動電路設計都採用原本LCD的電路設計作為範本，其中使用非晶矽薄膜電晶體a-Si設計時，由於a-Si的漂移速度很慢，造成導通的電阻很大，所以TFT在設計上都會採用較高的(閘極通道寬度W/閘極通道長度L)，因此薄膜電晶體會佔據很高比例的面積，尤其是在越高的解析度下，薄膜電晶體的面積占比就會越高。由於薄膜電晶體是屬於不透明的，越高的薄膜電晶體面積占比就代表越低的開口率，由於LCD的液晶轉態的速度遠高於電泳顯示器中帶電荷粒子移動的速度，所以LCD顯示器可以提供較高的畫面更新 率。然而使用電泳方式的顯示器，帶電荷粒子在膠體溶液中移動的速度很慢，畫面更新的速度也會很慢，所以在薄膜電晶體的設計考量上應該可與LCD驅動電路的薄膜電晶體設計有所不同。LCD的薄膜電晶體設計要考量使用較低的導通電阻，而在電泳式顯示器上則允許使用較高導通電阻的設計。復參見圖6C，電泳式顯示器的驅動電路層30中的薄膜電晶體32可以縮小電晶體的面積來增加開口率。依據本發明的一個實施方式，如圖6C所示，係將薄膜電晶體的閘極通道長度L及閘極通道寬度W參數針對於電泳式顯示器加以調整，以增加開口率。一般LCD驅動電路中的薄膜電晶體，其W/L的比例都大於10：1，亦即閘極通道長度L遠小於閘極通道寬度W。依據本發明的一個實施方式，薄膜電晶體的閘極通道寬度W及閘極通道長度L參數之比例為1：1，亦即閘極通道長度L等於閘極通道寬度W，即可增加電泳式顯示器100之開口率。
復參見圖6C，依據本發明之一實施例，此薄膜電晶體32之a-Si層(半導體部)AS面積小於1000平方微米(um2)。此薄膜電晶體32之半導體部AS與資料線DL重疊面積大於5平方微米(um2)。此薄膜電晶體32之半導體部AS與閘極線GL重疊面積大於20平方微米(um2)。換言之，依據本發明一實施方式，半導體部層AS的主要部份係建構在閘極線GL上；因為閘極線GL一般係由非透明的導電材料形成，藉由將薄膜電晶體32之半導體部AS的主要部份建構在閘極線GL，即可大幅提昇此電泳式顯示器100之控制基板開口率。此外，為了進一步優化薄膜電晶體32使用於電泳式顯示器100之設計參數，依據本發明之一實施例，此薄膜電晶體32之設計上閘極通道長度L小於10um，閘極通道寬度W小於25um。依據本發明一實施方式，閘極通道長度L為5um，而閘極通道寬度W為5um，設計上會要求閘極通道的寬度不大於閘極通道長度的5倍，也就是W/L的比率小於5倍。在不同尺寸的顯示器需求下會有不同的設計規範，尺寸越大的顯示器其解析度相對較低，為了提高生產良率，都會採用線寬較大的資料 線與閘極線，例如資料線與閘極線寬都為10微米，也就是閘極線的線寬與資料線的線寬的和不大於20微米，在小尺寸的顯示器必須用比較細的線寬，例如資料線與閘極線寬都為5微米，也就是閘極線的線寬與資料線的線寬的和不大於10微米，如此控制基板的開口率可以大於80%。在電晶體通道設計上也是如此，大尺寸的顯示器的閘極通道長度L為不大於10微米，在W/L為5倍的條件下閘極通道的寬度W為不大於50微米。小尺寸的顯示器設計上，閘極通道長度L為不大於5微米，在W/L為5倍的條件下閘極通道的寬度W為不大於25微米。
圖6C之至少部份建構在閘極線GL上的薄膜電晶體32架構，可應用於本發明之高開口率驅動電路層30，以更進一步提高電泳式顯示器100之整體開口率。例如，圖6C之薄膜電晶體32架構，可應用於本發明圖3A-3C、圖4A-4C及圖5A-5C所示之高開口率驅動電路層30中。這樣即可在由透明導電材料建構儲存電容Cs的第一電極CE1/第二電極CE2之外，更進一步提高電泳式顯示器100之整體開口率。然而圖6C之薄膜電晶體32架構，也可利用於習知的驅動電路層30a，例如圖1A-1B所示之習知電泳式顯示器100中，這樣可在不變更儲存電容Cs的設計下，依然提昇電泳式顯示器100之控制基板的開口率。
再者，在使用如圖6C部份建構在閘極線GL上的薄膜電晶體32架構及閘極通道寬度/長度設計的電泳式顯示器100中，電泳層20可具有本發明圖11A-11C、圖12A-12C、圖13A-13C及圖14A-14E所示或是類似方式實現的微隔間結構，且電泳式顯示器100也可有相應於圖14C-14E、圖16A-16D所相應或是類似方式實現的微卡榫60。本領域人員應該可適度修正上述實施例所揭露的微隔間及微卡榫，以應用於使用如圖6C部份建構在閘極線GL上的薄膜電晶體32架構及閘極通道寬度/長度設計的電泳式顯示器100中。此外，若使用如圖6C部份建構在閘極線GL上的薄膜電晶體32架構及閘極通道寬度/長度設計的電泳式顯示器100具有彩色濾光層，則該彩色濾光層可具有如本發明圖18A所示之結構，亦即 彩色濾光層CF包含多個不同顏色的濾光顏色塊(CFR、CFG、CFB)，該濾光顏色塊包含多數個孔洞H且至少一該孔洞H面積不大於100平方微米。此外，使用如圖6C部份建構在閘極線GL上的薄膜電晶體32架構及閘極通道寬度/長度設計的電泳式顯示器100也可如圖19所示架構，將該些共同電壓線Ve電連接到一顯示驅動器200或一顯示觸控整合驅動器200；在該電泳式顯示器100之觸控操作時，該顯示觸控整合驅動器200將多個資料線DL電連接在一起作為一單一觸控發射電極；該顯示觸控整合驅動器200將多個共同電壓線Ve電連接在一起作為一單一觸控接收電極或是上述的觸控發射電極與觸控接收電極可以互相對調。
3.彩色濾光層移到控制基板
參考圖7A，為習知之彩色電泳式顯示器100之剖視圖，此彩色電泳式顯示器100例如包含由上至下的上玻璃基板16、彩色濾光層CF、光學膠13、一相對基板12(例如可為一透明塑膠基板)、一共同電極層14(例如可為一透明導電電極層)、一電泳層20、一控制電極層PEL、一驅動電路層30及一控制基板10(例如可為一玻璃基板)。此外，如圖7A所示，該電泳層20包含多數的中空腔體22(圖示僅為其中一個)、裝填在每一中空腔體22中的含多個帶電荷顏色粒子26(例如帶電荷黑色粒子26B及帶電荷白色粒子26W)的膠體溶液24，中空腔體22結構係作為電子墨水的容器。然而在圖7A所示的彩色電泳式顯示器100中，由於彩色濾光層CF距離帶電荷顏色粒子中間隔有相對基板12厚度加上中空腔體22腔體膜加上光學膠13的厚度，範圍約有100~200um的厚度。這個厚度會造成入射光進來的顏色，反射出去經過其他顏色的濾光顏料時被吸收後無反射光穿透到外部，讓可視亮度下降。如圖7A所示，入射光L1先經由第二濾光顏色塊CF2入射，經過接觸帶電荷顏色粒子(例如帶電荷白色粒子26W)反射後，再經由第二濾光顏色塊CF2離開彩色電泳式顯示器100。然而此入射光L1須歷經相對基板12與第二濾光顏色塊CF2才能到達帶電荷白色粒子26W，會有一 定程度衰減。再者，此入射光L1可能會再度通過第二濾光顏色塊CF2離開彩色電泳式顯示器100，造成二次濾光衰減。
復如圖7A所示，更糟的狀況是另一入射光L2先經由第二濾光顏色塊CF2入射，經過接觸帶電荷顏色粒子(例如帶電荷白色粒子26W)反射後，再經由不同顏色的第三濾光顏色塊CF3離開彩色電泳式顯示器100。由於第三濾光顏色塊CF3(例如藍色)與第二濾光顏色塊CF2(例如綠色)顏色不同，造成入射光L2完全被吸收而無法離開彩色電泳式顯示器100，因此無法呈現帶電荷白色粒子26W配合第二濾光顏色塊CF2所產生的顏色。上述狀況在入射光由濾光顏料入射面、到接觸帶電荷顏色粒子、再由濾光顏料離開面的行程距離越大時，問題越嚴重。簡言之，相對基板12厚度及中空腔體22腔體膜的厚度越厚及光學膠厚度越大或是解析度越高，則造成顏色失真，可視亮度減少，飽和度不足等問題就越加嚴重。長年以來這個問題一直困擾使用彩色濾光層做彩色電子紙顯示器的發展，彩色電泳式顯示器100螢幕解析度也嚴重受限而無法往高解析度發展。
參考圖7B，本發明將彩色濾光層CF製作在控制基板10上，或是接近控制基板10的位置，如此可以減少彩色濾光層CF與反射粒子間的距離，當觀看面在控制基板10同側時，彩色濾光層CF與帶電荷顏色粒子26的距離就會縮小到30um以內(減少基板12的厚度)，上述的問題就可以迎刃而解。如果電泳層20的中空腔體22使用本發明中的微隔間(詳見後述)來建置時，彩色濾光層CF與帶電荷顏色粒子26的距離可以進一步縮小到3um以下或直接接觸的零距離，這樣就可以達到彩色電泳式顯示器100的最佳顯示品質。
如圖7B所示，為了說明方便，亦即與習知之電泳式顯示器有更清楚之比對；即使本發明之電泳式顯示器100係由控制基板10側觀看，然而圖7B所示結構，控制基板10仍處於結構下方。依據此實施例，本發明之電泳式顯 示器100包含由下而上之控制基板10、彩色濾光層CF、高開口率驅動電路層30(以下簡稱驅動電路層30)、控制電極層PEL、電泳層20、共同電極層14(例如可為一透明導電電極層、或是一不透明金屬導電層等)及一相對基板12。同樣的，該電泳層20包含多數的中空腔體22(圖示僅為其中一個)、裝填在每一中空腔體22中包含多個帶電荷顏色粒子26(例如帶電荷黑色粒子26B及帶電荷白色粒子26W)的膠體溶液24。中空腔體22例如為有機高分子材料所構成的中空腔體，且用以裝填包含帶電荷顏色粒子26的膠體溶液24。依據本發明的其他實施例(圖未示)，該中空腔體22也可以裝填一膠體溶液24，該膠體溶液內含有顏色的流體(例如黑色)及單一顏色的多個帶電荷粒子(例如白色粒子)，中空腔體22結構係作為電子墨水的容器。
本發明中之電子墨水：定義為包括複數個帶電荷顏色粒子，該複數個帶電荷顏色粒子係配置於一膠體溶液中且能在電場影響下移動通過該膠體溶液，該複數個帶電荷顏色粒子包含帶正電荷的顏色粒子與/或帶負電荷的顏色粒子。
如圖7C所示，為對應圖7B實施例之部份剖視圖，主要顯示控制基板10、彩色濾光層CF、高開口率驅動電路層30、控制電極層PEL部份。圖7C之高開口率驅動電路層30可採取類似圖5A之結構，亦即控制電極PE及第一透明導電層ITO1都製作於平坦層PLN之上。儲存電容Cs的兩個電極層(第一電極CE1及第二電極CE2)分別由控制電極PE及第一透明導電層ITO1所提供。再者，薄膜電晶體32之源極金屬Ms/汲極金屬Md係由第二金屬層M2形成，且汲極金屬Md係透過貫孔(via)V1而連接到控制電極PE。如圖7C所示，由於儲存電容Cs的兩個電極層(第一電極CE1及第二電極CE2)都由透明導電材料(例如 ITO)所製作，不會遮蔽光線，可增加此高開口率驅動電路層30的電泳式顯示器之開口率。此外，儲存電容Cs的絕緣層CI可以依據設計而減少厚度，這樣即可最大化儲存電容Cs的電容值而不至於影響電泳式顯示器100的控制基板開口率。再者，驅動電路層30及彩色濾光層CF之間可有一氮化矽材料、氧化矽材料或是兩者的複合疊層的透明保護層15。
此外，在製作圖7B及7C所示之電泳式顯示器100時，可依循類似圖5A所示實施例步驟。但是在於控制基板10上表面形成薄膜電晶體之前，先形成彩色濾光層CF。此彩色濾光層CF之形成方式可依著色劑材質不同，例如顏料(Pigment)或是染料(Dye)不同，而有不同製程。以顏料而言，可以用印刷、電沉積、或塗佈後再曝光顯影或是蝕刻等方式；以染料而言，可使用染色或塗佈後再曝光顯影或蝕刻方式，藉此在控制基板10上表面形成包含多個色彩的彩色濾光層CF，由於彩色濾光層的厚度越厚造成的光損就越大，能夠穿透的光線就越少，所以實務上彩色濾光層的厚度都會限制在5微米(um)以內，也就是彩色濾光層的濾光顏色塊的厚度不超過5微米。在製作彩色濾光層CF後，可在彩色濾光層CF表面上形成氮化矽材料、氧化矽材料或是兩者的複合疊層的透明保護層15。隨後於控制基板10上表面以沈積製程或濺鍍製程製作金屬薄膜及微影製程製作第一金屬層M1，此第一金屬層M1用以形成閘極金屬Mg及閘極線GL。隨後，沈積絕緣層(例如SiNx，SiO2)及a-Si層，並配合微影製程而界定出薄膜電晶體的半導體部AS。隨後再於所得結構上以沈積製程或濺鍍製程製作金屬薄膜及微影製程製作第二金屬層M2，此第二金屬層M2用以形成源極金屬Ms、汲極金屬Md及資料線DL。隨後在所得結構上製作平坦層PLN與貫孔。隨後以濺鍍製程製作透明導電材料薄膜及微影製程製作第一透明導電層ITO1，以作為儲存電容Cs的第二電極CE2、沉積絕緣材料以作為儲存電容Cs的電容絕緣層CI、濺鍍製程製作透明導電材料薄膜(ITO2)及微影製程製作控制電極層PEL的控制電極 PE，以做為儲存電容Cs的第一電極CE1。隨後可貼合或製做電泳層20(內含中空腔體22係在塑膠基板上形成樹脂薄膜，並利用滾輪在樹脂薄膜上壓出凹痕做中空腔體22結構，中空腔體22結構係作為電子墨水的容器，隨後在中空腔體22結構中注入所需內含帶電荷顏色粒子26的膠體溶液24後再用膠封頂成為密封的腔體做成電泳層20。詳細製作過程可以參考台灣專利申請案號93100767，或是本發明的微隔間結構)。隨後製作相對基板12側部份，可在相對基板12上形成共同電極層14與絕緣層。最後將控制基板10做好電泳層20的一側與相對基板12做好共同電極與絕緣層的一側以光學膠黏合或是用本發明的微卡榫結構(詳述於後)用框膠貼合。並且當觀看面不在相對基板12側時，在相對基板12上設置共同電極層14就非屬必要。上述沉積製程(CVD，PECVD)、濺鍍製程(sputter deposition)、塗佈製程(coating)皆為顯示面板常用的成熟製程，即可製作本發明之具高開口率及高畫面更新率之電泳式顯示器100。
然而在上述製程中，若彩色濾光層CF之材質會受隨後薄膜電晶體製程時的溫度影響，則須對於薄膜電晶體之製程方式加以選擇。例如薄膜電晶體可採取低溫製程的a-Si TFT(溫度低於200度C)，或是採用製程溫度更低的有機薄膜電晶體(Organic TFT，溫度低於100度C)。
如圖7B及7C所示，依據本發明之電泳式顯示器100，觀看面在控制基板10側，且彩色濾光層CF移到控制基板10之上。再者，驅動電路層30及控制電極層PEL的加總厚度遠小於圖7A中的相對基板12之厚度，故由控制基板10側入射之光線與電泳層20之距離可以減少。再者，如前所述，被高開口率驅動電路層30所吸引之帶電荷顏色粒子26(例如帶電荷黑色粒子26B及帶電荷白色粒子26W)可更快到達電泳層20接近控制電極層PEL之側面，更進一步減少由控制基板10側入射之光線與帶電荷顏色粒子26之距離，增加電泳式顯示器100之色彩準確度、色彩的飽和度與對比、亮度等多種進步性。
圖8A顯示依據本發明另一實施例之電泳式顯示器100的剖視圖。此圖所顯示的結構類似圖7B所顯示之結構，亦即彩色濾光層CF也設置在接近控制基板10的位置。然而在圖8A所顯示之結構中，係將彩色濾光層CF的位置移到控制電極層PEL之上，實務上也可以設置於驅動電路層與控制電極層之間，控制電極可以經由在彩色濾光層上的貫孔電連接到電晶體的源極或是汲極。因此這實施例之電泳式顯示器100包含由下而上之控制基板10、高開口率驅動電路層30、控制電極層PEL、彩色濾光層CF、電泳層20、共同電極層14(例如可為一透明導電電極層或是不透明金屬導電層)及一相對基板12，其中控制電極層PEL與彩色濾光層CF可以對調。
如圖8B所示，為對應圖8A實施例之部份剖視圖，主要顯示控制基板10、彩色濾光層CF、高開口率驅動電路層30、控制電極層PEL部份。圖8B之高開口率驅動電路層30可採取類似圖5A之結構，亦即控制電極PE及第一透明導電層ITO1都製作於平坦層PLN之上。儲存電容Cs的兩個電極層(第一電極CE1及第二電極CE2)分別由控制電極PE及第一透明導電層ITO1所提供。再者，薄膜電晶體32之源極金屬Ms/汲極金屬Md係由第二金屬層M2形成，且透過貫孔(via)V1而連接到控制電極PE(ITO2)。如圖8B所示，由於儲存電容Cs的兩個電極層(第一電容導電層及第二電容導電層)都由透明導電材料(例如ITO)所製作，不會遮蔽光線。此外，儲存電容Cs的絕緣層CI可以依據設計而減少厚度，這樣即可最大化儲存電容Cs的電容值而不至於影響電泳式顯示器100的開口率。
此外，在製作圖8A及8B所示之電泳式顯示器100時，可依循類似圖5A所示實施例步驟。但是在於控制基板10上表面形成薄膜電晶體32 及控制電極PE之後，即在薄膜電晶體32及控制電極PE之上形成彩色濾光層CF。此彩色濾光層CF之形成方式可依著色劑材質不同，例如顏料(Pigment)或是染料(Dye)不同，而有不同製程。以顏料而言，可以用印刷、彩色光阻曝光顯影或是蝕刻等方式；以染料而言，可使用蝕刻或是彩色光阻曝光顯影方式，藉此在薄膜電晶體32及控制電極PE之上形成包含多個色彩的彩色濾光層CF。在製作彩色濾光層CF後，可以隨選的在彩色濾光層CF表面上形成一為壓克力樹脂(Acryl resin)或是環氧樹脂(Epoxy resin)材質的透明保護層或是使用無機材料SiNx、SiO2等製作保護膜或是都不做也可以。
復配合參見圖8A，隨後於彩色濾光層CF上(或是透明保護層上)貼合或製做電泳層20(內含中空腔體22係在塑膠基板上形成樹脂薄膜，並利用滾輪在樹脂薄膜上壓出凹痕做中空腔體22結構，中空腔體22結構係作為電子墨水的容器，隨後在中空腔體22結構中注入所需內含帶電荷顏色粒子26的膠體溶液24後再用膠封頂成為密封的腔體做成電泳層20。詳細製作過程可以參考台灣專利申請案號93100767，或是本發明的微隔間結構)。隨後製作相對基板12側部份，可在相對基板12上形成共同電極層14。最後將控制基板10做好電泳層20的一側與相對基板12做好共同電極的一側以光學膠黏合或是用本發明的微卡榫結構(詳述於後)用框膠貼合，當觀看面不在相對基板12側時，可以不在相對基板12設置該共同電極層14，上述沉積製程(CVD，PECVD)、濺鍍製程(sputter deposition)、塗佈製程(coating)皆為顯示面板常用的成熟製程，即可製作本發明之具高開口率及高畫面更新率之電泳式顯示器100。
如圖8A及8B所示，依據本發明之電泳式顯示器100，觀看面在控制基板10側，且彩色濾光層CF設置在控制基板10上。再者，彩色濾光層 CF係幾乎與電泳層20貼合，故由控制基板10側入射之光線在經過彩色濾光層CF後與電泳層20之距離可以減少，增加電泳式顯示器100之顯示之色彩準確度、色彩的飽和度、對比度與可視亮度。
由於電子墨水有黑色的帶電荷粒子，有足夠的黑色飽和度，不需要用黑色的遮光層(BM)來增加黑色的飽和度，所以原來黑色邊框用來遮蔽金屬線的薄膜電晶體所使用黑色的遮光層(BM)部分可以改用白色，或是透明來取代。彩色濾光層由對應各種不同顏色的光阻材料經過光罩的曝光後，顯影過程會把沒曝光的區域清洗掉，留下曝光區域(負光阻)的顏色光阻。例如要形成紅綠藍三色的光阻材料，可以利用不同的光罩而保留不同位置的光阻材料。此外，在製作彩色濾光層時，也可以把曝光的顏色光阻洗掉留下沒曝光的區域(正光阻)的顏色光阻。換言之，經過多次的顏色光阻曝光流程把需要的顏色光阻鋪在設計的指定位置，顏色光阻可以用旋轉塗佈的方式做成不同需求的厚度。
如圖9A所示，彩色濾光層在設計上多分為三區域(紅，綠，藍，亦即紅色濾光顏色塊CFR、綠色濾光顏色塊CFG及藍色濾光顏色塊CFB)。如圖9B所示，彩色濾光層在設計上也可分為四區域(紅，綠，藍，白，亦即紅色濾光顏色塊CFR、綠色濾光顏色塊CFG、藍色濾光顏色塊CFB及白色濾光顏色塊CFW)，其中區域白色的部分不用填入光阻維持透明即可。
在電子紙顯示裝置的運用上，原先用來增加黑色飽和度的黑色的遮光層(BM)區域，可以不用黑色，因為電子紙的黑色飽和度已經足夠。所以本區域可以用黑色，白色，或不上色的透明取代。彩色濾光層分3個區塊填入紅色，藍色，綠色，加上邊框(BM)的黑色，共計4種顏色。彩色濾光層分3個區塊 填入紅色，藍色，綠色，加上邊框(BM)的白色，共計4種顏色。彩色濾光層分3個區塊填入紅色，藍色，綠色，加上邊框(BM)的透明，共計3種顏色。
彩色濾光層為了提高灰階的範圍也可以做灰階補償，所以顏色上可以做成4個區塊，在每個區塊內填入紅色，藍色，綠色，透明加上邊框的顏色。彩色濾光層分4個區塊填入紅色，藍色，綠色，透明，加上邊框(BM)的黑色，共計4種顏色。彩色濾光層分4個區塊填入紅色，藍色，綠色，透明，加上邊框(BM)的白色，共計4種顏色。彩色濾光層分4個區塊填入紅色，藍色，綠色，透明，加上邊框(BM)的透明，共計3種顏色。透明為在該區域留空不放入顏色光阻。
再者，在使用如圖7B-7C及圖8A-8B的將彩色濾光層設置到接近控制基板10的電泳式顯示器100中，電泳層20可具有本發明圖11A-11C、圖12A-12C、圖13A-13C及圖14A-14E所示或是類似方式實現的微隔間結構，且電泳式顯示器100也可有相應於圖14C-14E、圖16A-16D所相應或是類似方式實現的微卡榫60。本領域人員應該可適度修正上述實施例的微隔間及微卡榫揭露，而應用於使用如圖7B-7C及圖8A-8B的將彩色濾光層設置到接近控制基板10的電泳式顯示器100。此外，在使用如圖7B-7C及圖8A-8B的將彩色濾光層設置到接近控制基板10的電泳式顯示器100中，該彩色濾光層可具有如本發明圖18A所示之結構，亦即彩色濾光層CF包含多個不同顏色的濾光顏色塊(CFR、CFG、CFB)，該濾光顏色塊包含多數個孔洞H且至少一該孔洞H面積不大於100平方微米。此外，使用如圖7B-7C及圖8A-8B的將彩色濾光層設置到接近控制基板10的電泳式顯示器100也可如圖19所示架構，將該些共同電壓線Ve電連接到一顯示驅動器200或一顯示觸控整合驅動器200；在該電泳式顯 示器100之觸控操作時，該顯示觸控整合驅動器200將多個資料線DL電連接在一起作為一單一觸控發射電極；該顯示觸控整合驅動器200將多個共同電壓線Ve電連接在一起作為一單一觸控接收電極或是上述的觸控發射電極與觸控接收電極可以互相對調。
4.微隔間設計
習知技術製作電子紙顯示器所使用的電子紙，係採用微膠囊與微杯的技術製作而成，電子紙的生產成本受良率影響居高不下，且在之後製作電泳顯示器時，還要把製作好的電子紙撕下保護膜後貼合在控制基板上，貼合時接觸面上的異物與氣泡都會造成良率的重大損失，由於電子紙的結構非常柔弱，在撕離保護膜的過程很容易破裂毀損也是造成生產過程中的重大損失，本發明的目的即在省下電子紙的生產成本並且不需貼合程序也就沒有貼合的良率損失，把電子紙直接做在顯示器內。目前最常用的電子紙係採用微杯結構，生產方式大都採用卷對卷的方式。在製作時，係用凸形狀的滾輪，在樹脂薄膜上壓出凹痕做微杯結構。微杯結構係作為電子墨水的容器，且樹脂薄膜質軟很容易受壓迫而破裂，因此電子紙的產品必須受到很好的保護，造成製程上的重大困難。其次微杯的厚度(垂直於觀看面的延伸距離)約在25~50um，因此對生產的精度要求非常高。以滾輪壓模生產而言，微杯的厚度越薄，基體的樹脂越容易破裂且會被剝離黏附在滾輪上，造成滾輪的毀損且生產良率越差；微杯越厚耗用的電子墨水就越多且由於樹脂溶液的黏滯性與表面張力，造成填入時在微杯的底部形成空隙，無法完全填滿，製作出來的顯示器也就會因顯示不良而報廢，這些都讓電子紙的成本居高不下。再者，微杯的厚度越厚，還會加大了控制電極與共用電極的距離，讓帶電荷顏色粒子移動的速度減慢，移動的距離增加，需要更高的驅動電壓與更長的時間才能到定位，這會影響畫面的更新速 度與顯示品質。當使用在電子紙閱讀器時，會造成使用者體驗的觀感不佳，基於以上種種缺點，本發明都可以解決。
參考圖10A，為習知電泳式顯示器的微杯隔間與相關彩色濾光層的上視圖。微杯的隔間壁厚度(參見本發明圖11A，本發明隔間壁厚度標示為T，圖10A中微杯22的隔間壁厚度也是沿著圖面平行方向延伸的厚度)要大於10um才有足夠的支撐力量，且習知電泳式顯示器的微杯22在上方投射角度觀看，多採六角形的隔間結構以增加結構強度，在微杯壁內的範圍內帶電荷顏色粒子是無法到達，可以視為影響顯示開口率的關鍵因素，習知電泳式顯示器在該處是沒有帶電荷顏色粒子26。當圖10A所示的微杯隔間與控制基板(例如圖1A所示之控制基板10)貼合時，會遮蔽控制基板上的電極，造成顯示顏色部分被遮蔽，會形成背景紋路影響成像品質也會因微杯壁遮蔽位置在彩色濾光層上的不均勻讓色彩失真。
參考圖10B，依據本發明之一實施例，將微隔間製作在基板上，可以很精準的對位像素電極(控制電極PE)，讓微隔間結構50的隔間壁52做在像素與像素之間的非顯示區域，多個隔間壁在觀看面的投影方向，隔間壁與控制電極的重疊面積越小越好，最少要小於控制電極面積的50%。換言之，依據本發明的設計，微隔間結構50的隔間壁52可以製作成接近像素的矩形結構，更可配合像素的邊界而不至於影響顯示。依據本發明，例如可使用光罩來顯影光阻薄膜的圖案，製作微隔間壁面，其中光阻薄膜可以使用硬度較高的材質(例如壓克力做成的透明光阻劑)。再者，依據本發明其餘實施方式，微隔間結構50的隔間壁52也可由高分子材料(如平坦層材料、樹脂或是壓克力材料)製作。再者，如圖10B所示，微隔間結構50的隔間壁52可與閘極線GL或是資料線DL部份對齊。更詳細而言，多個隔間壁52由垂直投影方向(例如垂直於觀看面方向)看與部分的資料線DL及/或部分的閘極線GL重疊。
由於本發明使用硬質的高分子材料(例如透明光阻材料)作為微隔間結構50的隔間壁52，其硬度可達鉛筆硬度3H以上，遠高於習知技術的微杯容器所用的樹脂材料(硬度不及1H)。故本發明可以用更薄的壁厚支撐上下基板的重量與壓力，微隔間的壁厚T(配合參見圖11A)可以小於10um。參考圖10C，由於本發明之微隔間結構50的隔間壁52可以準確的定位在像素的非顯示區域(像素與像素之間)，所以不會影響顯示品質，其高精確度的特性，會帶來很好的良率，可以降低生產成本，更大的優勢是去除了習知的微杯製成電子紙的費用與成本，且不需貼合基板可省下的光學膠的費用與貼合時造成的良率損失，可以製作更薄的電泳式顯示器。此外，製做微隔間結構50還可以使用平坦層(PLN)的材料使用蝕刻的方式將壁面以外的區域剝離後，完成微隔間。本發明做出的微隔間結構50可以製作更薄的電泳式顯示器，可以很容易製作小於25um厚度的電泳層20(微隔間壁面高度H1(配合參見圖11A)可以小於25um)。當電泳式顯示器使用本發明的微隔間結構50做出的電泳層厚度越薄，控制電極與共用電極的距離就會更近，電場強度就會更大，可以工作在更低的驅動電壓，帶電荷顏色粒子的移動也會比較快，需要移動的距離也比較短，讓畫面的更新速度大幅提高，解決困擾電泳式顯示器的畫面更新問題，這個問題在彩色的電泳式顯示器上尤其重要。
參考圖10D，為依據本發明之另一實施例之微隔間結構上視圖。依據此實施例，微隔間結構50之隔間壁52(以加斜線圖形表示以更突顯其形狀)，由於微隔間結構50的隔間壁52若採用硬度較高的材料製作，製作微隔間的基板為柔性基板，運用在可彎折的柔性電泳顯示器時，很容易因為彎折造成隔間壁碎裂以致損毀。為了改善這個問題可將微隔間結構50的隔間壁52製作成不連續的形狀，參考圖10D上的十字形隔間壁52，隔間壁52上的縫隙56可以做 為基板彎折造成隔間壁52擠壓時的伸縮空間。依據本發明的一實施方式，縫隙56的面積不大於隔間壁52面積的50%，或是縫隙56的長度D不大於隔間壁52長度的50%。依據本發明的一實施方式，縫隙56的長度D可大於0.5um，以提供隔間壁52擠壓時的伸縮空間。依據本發明的一實施方式，十字形隔間壁52所構成的槽室可以容納一個像素，例如由不同顏色的濾光顏色塊(CFR、CFG、CFB)所構成的一個像素。此外，雖然圖10D所繪示之隔間壁52由上視視角為十字形，以在相鄰隔間壁52有縫隙時提供槽室；但是本發明之隔間壁52由上視視角也可為其他形狀，例如T形或是U形，只要至少部份相鄰的隔間壁52之間有縫隙56即可。此外，雖然圖10D所繪示實施例中，隔間壁52上的縫隙56為均勻分佈，但是須知在實際製作時，縫隙56可因製程誤差而有不同的長度，此外，縫隙56不一定要在厚度方向貫通隔間壁52，只要能提供隔間壁52擠壓時的伸縮空間即可。
參見圖11A至11C，為依據本發明一實施例製作微隔間結構50之流程示意圖，這些示意圖分別顯示沿圖10C結構在線A-A於不同流程的剖視圖。在此實施例中，微隔間結構50係製作於驅動電路層30之上(亦即在控制基板10側)。參見圖11A，首先在控制基板10上製作驅動電路層30、透明控制電極層PEL及絕緣保護層。隨後使用透明光阻及曝光顯影製程製作出微隔間結構50的隔間壁52。由於在顯影過程中，可顯影的深度受光照的強度與照射的次數有因果關係，實務上受限於生產成本與良率考量，可顯影的光阻劑的厚度通常小於5um。當電泳層的厚度太薄時可放入的顏色粒子的數量就會受限，進而影響顏色粒子堆疊的層數，顏色粒子堆疊的層數不足時會影響反射率，造成反射光線不足讓可視的亮度下降，所以通常電泳層的厚度都要不小於5um(微隔間壁面高度H1(配合參見圖11A)不小於5um)。參見圖17A至17F，為說明依據本發明一 實施例，於基板側(例如控制基板10側或是相對基板12側)上製作隔間壁52的步驟流程。依據本發明，可以於基板之一表面上直接以透明光阻及曝光顯影製程製作隔間壁52。此外，基板之表面上也可存有其他結構，例如透明控制電極層PEL、絕緣層、保護層、驅動電路層30、彩色濾光層CF或是共同電極層14，且在該些結構上直接以透明光阻及曝光顯影製程製作隔間壁52。再者，也可以在基板上其他結構(例如透明控制電極層PEL、驅動電路層30、彩色濾光層CF)上加上平坦層PLN後，再以透明光阻及曝光顯影製程製作隔間壁52。因此雖然圖17A至17F概略示出最初結構為基板10/12，但是不限定其上是否有其他結構。如圖17A所示，首先於一基板10/12上進行清洗，該基板可為控制基板10或是相對基板12，且其接受清洗表面上可能有其他結構。隨後參見圖17B，在基板10/12上塗佈一第一層光阻PR1，例如為透明光阻材料。隨後參見圖17C，利用一光罩PM以進行曝光，對待形成隔間壁52的位置進行曝光，以界定第一殘餘光阻PRA(亦即第一高分子材料疊層)。依據本發明一實施方式，該第一層光阻PR1為負光阻材質，亦即照光部份在顯影後會留下；然依據本發明另一可行實施方式，該第一層光阻PR1也為正光阻材質，而光罩PM須做因應之變更設計。隨後參見圖17D，在基板10/12上塗佈一第二層光阻PR2，例如也為透明光阻材料。隨後參見圖17E，再利用一光罩PM以進行曝光，亦即重複曝光，對待形成隔間壁52的位置進行曝光，以界定第二殘餘光阻PRB(亦即第二高分子材料疊層)，第二層光阻殘餘的範圍可以小於前一層殘餘光阻的範圍，形成向上遞減的形狀。最後參見圖17F，對所得結構做顯影，以留下第一殘餘光阻PRA及第二殘餘光阻PRB，其疊加所得結構(第一高分子材料疊層疊上第二高分子材料疊層)即為本發明之隔間壁52。依據上述方式，藉由重複的塗佈光阻及曝光，及 最後的顯影，顯影劑把不需要的部分(挖空區域)清除掉，留下足夠高的微隔間壁面，可以重複大於1次的光阻塗佈曝光後再顯影，也可以重複大於2次的光阻塗佈曝光後再顯影，每次曝光的面積可以遞減讓隔間壁減薄，隔間壁直徑減薄每層可以遞減小於5um(W1-W2)。參見圖11B製作完隔間壁52後在真空的環境條件下，在隔間壁52所界定的槽室54內填入膠體溶液，可以避免空氣殘存在微隔間結構內造成填充失敗，填入的方法可以先用遮罩版(未圖示)把非顯示區域遮住後再用噴塗設備將加熱後的膠體溶液噴塗在顯示區域內。為了之後填充膠體溶液的良率，由於每層曝光會有對位誤差，依據本發明一實施方式，在設計上會採用讓壁面厚度隨成長的疊層遞減，避免壁面呈現凹凸不平讓填充膠體溶液時接觸面積變小，進而填入膠體溶液時產生更多的未填滿空隙以致產品成為不良品。實作上第一層塗佈的光阻(亦即第一高分子材料疊層)曝光的線寬會是最大然後每層遞減，例如每層的製作為隔間壁面的高分子材料疊層的寬度(斷面寬度)遞減小於5微米，做出的微隔間壁面形狀為下方厚往上減薄的形狀。如圖17F所示，第二高分子材料疊層寬度W2與第一高分子材料疊層寬度W1之寬度差(減少量)小於5微米。
在本實施例中，可以於製作透明控制電極層PEL之後進行圖17A至17F之隔間壁52製程，也可以於透明控制電極層PEL上製作一層平坦層PLN之後進行圖17A至17F之隔間壁52製程。上述的平坦層PLN的材料可為有機絕緣材料、無機絕緣材料或其組合。依據一個可實施方式，有機絕緣材料可為聚醯亞胺(polyimide,PI)、聚醯胺酸(polyamic acid,PAA)、聚醯胺(polyamide,PA)、聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)、聚乙烯醇肉桂酸酯(polyvinyl cinnamate,PVCi)、聚甲基 丙烯酸甲酯(poly(methyl methacrylate))或其他適合的光阻材料或其組合。此外，無機絕緣材料可為氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、矽氧烷或其組合。
復配合參見圖11A，在本發明中，為了方便說明，界定微隔間結構50厚度為隔間壁52高度H1，而隔間壁52厚度為T，依據本發明，微隔間結構50厚度(亦即隔間壁高度H1)是大於5微米而小於25微米，而隔間壁厚度為T是小於或是等於10微米。此外，配合參見圖11A及圖17F，該微隔間結構50的該隔間壁52的斷面平均寬度不大於10微米。參見圖11B製作完隔間壁52後，在隔間壁52所界定的槽室54內填入膠體溶液，該膠體溶液內含帶電荷黑色粒子及/或帶電荷白色粒子；或該膠體溶液含有帶電荷彩色粒子，例如如圖11B所示之帶電荷青色粒子26C、帶電荷洋紅色粒子26M、帶電荷黃色粒子26Y及帶電荷白色粒子26W。隨後參見圖11C進行貼上相對基板製程，亦即提供一具有導電薄膜(例如共同電極層14)的相對基板12或是無共同電極層14的相對基板12(當觀看面不在相對基板12側時)，並在相對基板12及隔間壁52之間使用光學膠13或是在顯示區的四個邊框塗上框膠後進行貼合，完成後送入氣體加壓腔內加熱加壓兩片基板，完成把膠體溶液擠入並填滿微隔間結構50內的空隙，最後再固化光學膠或是框膠，完成製作電泳式顯示器100成品。如圖11C所示，該隔間壁52與任一控制電極PE的重疊面積小於該控制電極面積(在控制電極層PEL中的電極)的50%。
參見圖12A至12C，為依據本發明另一實施例製作微隔間結構50之流程示意圖，此實施例中微隔間結構50係於驅動電路層30之後製作，且此電泳式顯示器100係為彩色電泳式顯示器100。如圖12A所示，首先在控制基板10上製作驅動電路層30、透明控制電極層PEL及絕緣保護層(未圖示)， 再製作彩色濾光層CF。在本實施例中，可以於彩色濾光層CF完成後進行圖17A至17F之隔間壁52製程，也可以於彩色濾光層CF上製作一層平坦層PLN後進行圖17A至17F之隔間壁52製程。上述的平坦層PLN的材料可為有機絕緣材料、無機絕緣材料或其組合。在製作完成隔間壁52後參見圖12B，在真空的工作條件下，在隔間壁52所界定的槽室54內填入膠體溶液，該膠體溶液內含帶電荷黑色粒子26B及帶電荷白色粒子26W。隨後參見圖12C進行貼上相對基板製程，亦即提供一具有導電薄膜(例如共同電極層14)的相對基板12或是無共同電極層14的相對基板12(當觀看面不在相對基板12側時)，並在相對基板12及隔間壁52之間使用光學膠13或是在顯示區的四個邊框塗上框膠後進行貼合，完成後送入氣體加壓腔內加熱加壓兩片基板，完成把膠體溶液擠入並填滿微隔間結構內的空隙，最後再固化光學膠或是框膠，以製作電泳式顯示器100成品。
參見圖13A至13C，為依據本發明另一實施例製作微隔間結構50之流程示意圖，此實施例中微隔間結構50係製作於彩色濾光層CF之上。如圖13A所示，首先於相對基板12上製作彩色濾光層CF，然後於彩色濾光層CF上製作共同電極層14，這兩層製作程序可以對調先做共同電極層14後做彩色濾光層。再於共同電極層14或是彩色濾光層上使用透明光阻及曝光顯影製程製作出微隔間結構50的隔間壁52。
在本實施例中，可以於彩色濾光層CF上或是共同電極層14上直接進行圖17A至17F之隔間壁52製程，也可以於彩色濾光層CF或是共同電極層14上製作一層平坦層PLN後進行圖17A至17F之隔間壁52製程。上述的平坦層PLN的材料可為有機絕緣材料、無機絕緣材料或其組合。
參見圖13B，製作完隔間壁52後，在真空的工作條件下，在隔間壁52所界定的槽室54內填入膠體溶液，該膠體溶液內含帶電荷黑色粒子26B及帶電荷白色粒子26W。隨後參見圖13C進行貼上控制基板製程，亦即提供一具有控制電極層PEL與驅動電路層30的控制基板10，並用光學膠13或是在顯示區的四個邊框塗上框膠後進行貼合控制基板10與製作好微隔間的相對基板12，完成後送入氣體加壓腔內加熱加壓兩片基板，完成把膠體溶液擠入並填滿微隔間結構內的空隙，最後再固化光學膠或是框膠，以製作電泳式顯示器100成品。在此實施例中，由於驅動電路層30並非位於接近觀看面側，因此可以有更寬的設計可能，不需要使用本發明之高開口率驅動電路層30。再者，因為此實施例使用透明光阻(例如壓克力做成的光阻劑)以製作出微隔間結構50的隔間壁52，隔間壁52之高度H1可小於25um。換言之，驅動電路層30及共同電極層14之距離可小於25um，這樣即可大幅增加施加在電子墨水上之電場，增加畫面更新速率等多種進步性。此外，因為是在真空的工作條件下，在隔間壁52所界定的槽室54內填入膠體溶液，槽室54內膠體溶液的填充率可到達70%以上，配合本發明的微卡榫可以進一步的把微卡榫體積相當的膠體溶液擠壓入槽室內，槽室54內膠體溶液的填充率可到達90%以上。
參見圖14A至14C，為依據本發明另一實施例製作微隔間結構50之流程示意圖，此實施例中微隔間結構50係製作於一導電層(例如共同電極層14)之上。如圖14A所示，首先於相對基板12上形成共同電極層14與隨選的絕緣層，再於共同電極層14上進行圖17A至17F之隔間壁52製程。絕緣層可以用氮化矽材料、氧化矽材料或是兩者一起用的複合疊層使用沉積法製作在共同電極層14之上。
在本實施例中，可以於共同電極層14上直接進行圖17A至17F之隔間壁52製程，也可以於共同電極層14上製作一層平坦層PLN後進行圖17A至17F 之隔間壁52製程。上述的平坦層PLN的材料可為有機絕緣材料、無機絕緣材料或其組合。
如圖14B所示，於微隔間結構50的隔間壁52在真空的工作條件下，在隔間壁52所界定的槽室54內填入膠體溶液，該膠體溶液內含帶電荷青色粒子26C、帶電荷洋紅色粒子26M、帶電荷黃色粒子26Y及帶電荷白色粒子26W。參見圖14C，製備一具有微卡榫(micro tenon)60之控制基板10，並藉由將此微卡榫(micro tenon)60與隔間壁52所定義的槽室54對位(registration)而將此控制基板10固定在相對基板12上，達成兩基板之緊密結合並且可以進一步的把膠體溶液填滿整個槽室54。更具體而言，在控制基板10先成長驅動電路層30，例如本發明之高開口率驅動電路層30；隨後形成控制電極層PEL，並於控制電極層PEL上形成微卡榫60。再者，微卡榫60的細節可詳見下述。
5.微卡榫
電子紙在生產過程中，把電子墨水填入微杯或是包覆在微膠囊內，是整個生產程序中影響良率最大的部分，也是生產設備投資最高的部分。由於電子墨水是由膠體溶液混入帶電荷顏色粒子所製作而成，為了達到粒子懸浮的能力，膠體溶液的密度與黏滯性都要提高。這會造成把膠體溶液填入微杯或是微隔間的過程中，由於膠體溶液的表面張力與黏滯性較大，所以不易填滿整個微杯或是微隔間內，會造成底部有空隙發生。這空隙就會造成影像品質劣化，這就是電子紙生產良率不佳的關鍵因素。使用本發明的微卡榫可以解決這個問題，運用微卡榫卡入微隔間時將膠體溶液進一步擠壓入微隔間內並擠滿微隔間的內部空間，可以透過調整微卡榫的厚度決定擠壓的體積來解決空隙的問題，對提升生產良率有莫大的貢獻。此外卡入微隔間的微卡榫還可以阻擋空氣進入，所以在真空中完成填充膠體溶液後，可以用框膠貼合面板的四周取代用 光學膠貼合的程序，運用大氣壓力把具有微隔間與微卡榫的兩片基板均勻且緊密的壓合在一起。就算框膠瑕疵有漏氣的現象，空氣也會受微卡榫與微隔間的阻擋，不會影響基板的壓合力量，少了光學膠厚度，可以減少帶電荷顏色粒子與控制電極的距離，增加畫面更新速度還可以降低驅動電壓，種種的好處都建構在這微卡榫的巧妙設計上。
參見圖14F，微卡榫60可以使用光阻透過曝光顯影後，留下微卡榫的區域，其餘清洗掉；微卡榫也可以使用彩色濾光層取代；此外微卡榫的製作也可以使用平坦層(PLN)經過微影製程留下微卡榫的區域。微卡榫60與微隔間的槽室54的邊壁之間要保持一定的間隙S，以作為對準裕隙。此間隙S例如為1~50um的間隙。依據本發明的一實施方式，此間隙範圍在1~5um之間，配合貼合基板時光罩對位的精度而定，作為對位貼合時的誤差容許範圍，避免對位貼合由於誤差造成微隔間與微卡榫碰撞而損壞。微卡榫的厚度可以為0.5~50um，厚度越厚可以密封的越牢固，但是會影響控制電極的吸引力或是排斥力，所以密封程度與電氣效應需要做合理的分配，依據本發明的一實施方式，微卡榫60厚度範圍也在1~5um之間。
參見圖14D，為依據本發明另一實施例製作微隔間結構50之示意圖，此實施例中微隔間結構50係製作於一導電層(例如共同電極層14)之後，導電層上包含有絕緣層(圖未示)用來與帶電荷顏色粒子做電氣隔離。如圖14D所示，首先於相對基板12上形成共同電極層14與絕緣層，絕緣層可以用氮化矽材料、氧化矽材料或是兩者一起用的複合疊層使用沉積法製作在共同電極層14之上。再於共同電極層14與絕緣層上使用光阻及曝光顯影製程製作出微隔間結構50的隔間壁52。該隔間壁52之製程可如圖17A至17F之隔間壁52製程。如圖14D所示，於微隔間結構50的隔間壁52之間填入含帶電荷粒子的 膠體溶液，例如含有帶電荷黑色粒子26B及帶電荷白色粒子26W的膠體溶液。參見圖14D，此實施例更包含製備一具有微卡榫(micro tenon)60之控制基板10，並藉由將此微卡榫(micro tenon)60與隔間壁52所定義的槽室54對位(registration)而將此控制基板10固定在相對基板12上，達成兩基板之結合。更具體而言，在控制基板10先成長驅動電路層30，例如本發明之高開口率驅動電路層30；隨後形成控制電極層PEL，並於控制電極層PEL上形成彩色濾光層CF。於彩色濾光層CF上製作形成微卡榫60，如果彩色濾光層的厚度合於需求，也可以用彩色濾光層作為微卡榫60使用。
參見圖14F，微卡榫可以使用透明光阻透過曝光顯影後，留下微卡榫的區域，其餘清洗掉；微卡榫可以使用參考圖14D的實施例中的彩色濾光層作為微卡榫使用；此外微卡榫的製作也可以使用平坦層(PLN)經過微影製程(photolithography)留下微卡榫的區域。微卡榫60與微隔間的槽室54的邊壁之間要保持一定的間隙S，以作為對準裕隙。此間隙S例如為1~50um的間隙。依據本發明的一實施方式，此間隙範圍在1~5um之間，配合光罩對位的精度而定，作為對位貼合時的誤差容許範圍，避免對位貼合由於誤差造成微隔間與微卡榫碰撞而損壞。微卡榫的厚度可以為0.5~50um，厚度越厚可以密封的越牢固，但是會影響控制電極的吸引力或是排斥力，所以密封程度與電氣效應需要做合理的分配，依據本發明的一實施方式，微卡榫60厚度範圍也在1~5um之間。
參見圖14E，為依據本發明另一實施例製作微隔間結構50之示意圖，此實施例中微隔間結構50係製作於一導電層(例如共同電極層14)之上。如圖14E所示，首先於相對基板12上形成共同電極層14。再於共同電極 層14上製作彩色濾光層CF，後用透明光阻及曝光顯影製程製作出微隔間結構50的隔間壁52。
在本實施例中，可以於彩色濾光層CF上直接進行圖17A至17F之隔間壁52製程，也可以於彩色濾光層CF上製作一層平坦層PLN後進行圖17A至17F之隔間壁52製程。上述的平坦層PLN的材料可為有機絕緣材料、無機絕緣材料或其組合。
如圖14E所示，於微隔間結構50的隔間壁52之間填入含有帶電荷顏色粒子的膠體溶液，例如含有帶電荷黑色粒子26B及帶電荷白色粒子26W的膠體溶液。參見圖14E，此實施例更包含製備一具有微卡榫(micro tenon)60之控制基板10，並藉由將此微卡榫(micro tenon)60與隔間壁52所定義的槽室54對位(registration)而將此控制基板10固定在相對基板12上，達成兩基板之結合。更具體而言，在控制基板10先成長驅動電路層30，例如本發明之高開口率驅動電路層30；隨後形成控制電極層PEL，並於控制電極層PEL上製作形成微卡榫60。
參見圖14F，微卡榫可以使用透明光阻透過曝光顯影後，留下微卡榫的區域，其餘清洗掉；此外微卡榫的製作也可以使用平坦層(PLN)經過微影製程留下微卡榫的區域。微卡榫60與微隔間的槽室54的邊壁之間要保持一定的間隙S，以作為對準裕隙。此間隙S例如為1~50um的間隙。依據本發明的一實施方式，此間隙範圍在1~5um之間，配合光罩對位的精度而定，作為對位貼合時的誤差容許範圍，避免對位貼合由於誤差造成微隔間與微卡榫碰撞而損壞。微卡榫的厚度可以為0.5~50um，厚度越厚可以密封的越牢固，但是會影響 控制電極的吸引力或是排斥力，所以密封程度與電氣效應需要做合理的分配，依據本發明的一實施方式，微卡榫60厚度範圍也在1~5um之間。
在上述實施例中，微隔間結構50的隔間壁52可採用高硬度的高分子材料製作，此高硬度的高分子材料例如硬度大於3H。藉此，隔間壁52的平均壁厚度可以做到不大於5um還保有足夠的支撐能力。再者，雖然沒有清楚繪示於圖11A-11C、圖12A-12C、圖13A-13C、圖14A-14E，但是本領域人員可知在該些圖示中，彩色濾光層CF可具有如本發明圖18A所示之結構，亦即彩色濾光層CF包含多個不同顏色的濾光顏色塊(CFR、CFG、CFB)，該濾光顏色塊包含多數個孔洞H且至少一該孔洞H面積不大於100平方微米。
此外，在圖11A-11C、圖12A-12C、圖13A-13C、圖14A-14E所示實施例之電泳式顯示器100中，可具有如圖3A-3C、圖4A-4C及圖5A及5C所示之控制電極層PEL及驅動電路層30架構，以增加電泳式顯示器100之開口率；此外，其薄膜電晶體32及閘極通道寬度/長度設計也可採用如圖6C部份建構在閘極線GL上的薄膜電晶體32架構及閘極通道寬度/長度設計。
更具體而言，在圖11A-11C、圖12A-12C、圖13A-13C、圖14A-14E所示實施例之電泳式顯示器100中，其控制電極層PEL及驅動電路層30可採取如圖3B-3C、圖4A-4C、圖5A-5C所示架構，驅動電路層30更包含多數之儲存電容Cs，且驅動電路層30更包含多數之共同電壓線Ve，該些共同電壓線Ve分別對應該些儲存電容Cs設立且大致與該些閘極線GL平行或與該些資料線DL平行。依據本發明之一實施方式，在圖11A-11C、圖12A-12C、圖13A-13C、圖14A-14E所示實施例之電泳式顯示器100中，也可如圖19所示架構，將其共同電壓線Ve電連接到一顯示驅動器200或一顯示觸控整合驅動器200； 在該電泳式顯示器100之觸控操作時，該顯示觸控整合驅動器200將多個資料線DL電連接在一起作為一單一觸控發射電極；該顯示觸控整合驅動器200將多個共同電壓線Ve電連接在一起作為一單一觸控接收電極或是上述的觸控發射電極與觸控接收電極可以互相對調。
6.半透明的電泳式顯示器
習知技術的電子紙顯示器(如電泳式顯示器)無法使用半透明的顯示方式，半透明的顯示可以用於車窗上做為訊息顯示，置於展示櫃玻璃上做產品說明，窗戶上外牆廣告，戶內彩繪玻璃等。目前能用於半透明的顯示方式的技術只有有機發光二極體(OLED)與微發光二極體(micro LED)可以辦到，而傳統的LCD由於需要背光問題做起來效果不好。習知技術的電泳式顯示器由於不透明所以無法用於此上述場景，無論用OLED或是micro LED的方式都會消耗很多的能源。更具體而言，習知技術的電泳式顯示器因為大部分的面積係用於電子墨水的顯示，且電子墨水包含多種帶電荷顏色粒子，造成，習知技術的電泳式顯示器的不透明狀態。
用電泳式顯示器做半透明顯示器的好處是可以用於戶外的櫥窗，對外顯示的車窗(例如後擋風玻璃，可以顯示訊息提醒後車，廣告)，屋內可以看到窗外的窗戶上外牆廣告，可透光的戶內彩繪玻璃等，使用電泳顯示器的不耗電優勢在能源短缺的現在是最佳的選擇。
參見圖15A，為依據本發明製作半透明半雙色電泳式顯示器的上視圖。依據本發明，在製作透明雙色電泳式顯示器時係在控制基板10製作具有多個隔間壁52之微隔間結構50，或是在彩色濾光層完成後製作微隔間結構50，或是在導電基板完成後製作微隔間結構50。微隔間結構50的隔間壁52可以製作 成接近彩色像素的長方形結構或是黑白像素的正方型結構，更可配合像素的邊界而不至於影響顯示。依據本發明，例如可使用光罩來顯影透明光阻的圖案，製作透明的微隔間壁面。透明光阻的材料可以用硬度較高的材質(例如壓克力材料做成的光阻劑)。將透明光阻製作微隔間結構50的隔間壁52，由於微隔間的壁面位置沒有帶電荷的顏色粒子，所以在顯示上可以穿透到顯示器背面的景物，用增加隔間壁52的壁厚方法來增加透明的面積即可增大透明雙色電泳式顯示器的透明部份(由操作面角度觀之)。透明光阻的光穿透率很高，大於90%以上。此具有高透光率的微隔間結構50配合本發明的配置有具高開口率驅動電路層30的控制基板10，再配合具有透明導電層的相對基板12，就可以做出半透明的電泳式顯示器100。此半透明的電泳式顯示器100的透明程度取決於微隔間內容器的面積(裝有電子墨水的不透明區域)與整個顯示面的比例。裝有電子墨水(內含帶電荷顏色粒子的膠體溶液)的微隔間內容器面積為不透明的區域，其餘的面積為透明的區域。換言之，圖15A內灰色區域皆為微隔間的隔間壁52，其為透明區域，其餘區域為裝有電子墨水的不透明區域。
參考圖15B，為依據本發明一實施例製作半透明雙色電泳式顯示器100的剖視圖。要達到電泳式顯示器雙面都透明的程度，要使用本發明的配置有具高開口率驅動電路層30的控制基板10，再配合具有透明導電層的透明相對基板12。此外，此透明雙色電泳式顯示器100，進行圖17A至17F之隔間壁52製程，並且把隔間壁的壁厚增大來增加透明度。依據本發明之一實施例，微隔間的隔間壁52壁厚的總面積不小於電泳式顯示器100整個顯示範圍面積的10%。依據本發明之另一實施例，微隔間的隔間壁52壁厚的總面積不小於電泳式顯示器100整個顯示範圍面積的35%。如圖15B所示，此半透明雙色電泳式顯示器100包含由上至下的相對基板12(亦即一第二基板，例如可為一透明塑膠基板或是一玻璃基板)、一共同電極層14(例如可為一透明導電電極層)、一電泳層20a、一 控制電極層PEL、一高開口率驅動電路層30(以下簡稱驅動電路層30)及一控制基板10(例如可為一玻璃基板)。此外，如圖15B所示，該電泳層20a包含多數的隔間壁52所構成的微隔間結構50且該些隔間壁52界定多個槽室54(如圖所示有兩個槽室54)、裝填在每一槽室54中的含多個帶電荷顏色粒子(例如帶電荷黑色粒子26B及帶電荷白色粒子26W)的膠體溶液24。依據本發明之一實施方式，高開口率驅動電路層30中的儲存電容Cs的第一電極CE1/第二電極CE2的材料選用透明導電材料，俾能增進此電泳式顯示器100的開口率。此外，更有助於使用者由控制基板10側觀看此電泳式顯示器100，以利與觀看側接近的控制電極層PEL吸引所需的帶電荷黑色粒子26B及帶電荷白色粒子26W，達成更快的螢幕更新率。圖15B所示之驅動電路層30例如可由圖3B-3C、圖4A-4C、圖5A-5C所示的驅動電路層30實現。
參考圖15C，為依據本發明另一實施例製作半透明彩色電泳式顯示器100的剖視圖，本實施例可以顯示一面彩色畫面，其相對另一面為黑白畫面。首先在有透明控制電極層PEL與高開口率驅動電路層30的控制基板10上製作彩色濾光層CF，然後進行圖17A至17F之隔間壁52製程，然後填入含雙色的帶電荷粒子26(例如帶電荷黑色粒子26B及帶電荷白色粒子26W)的膠體溶液。然後貼合透明的共同電極層14的透明相對基板12(第二基板)所製作而成。同樣的，圖15C所示之電泳式顯示器100中，用透明光阻製作微隔間的隔間壁52，並且把隔間壁的壁厚增大來增加透明度。依據本發明之一實施方式，微隔間的隔間壁52壁厚的總面積不小於電泳式顯示器100整個顯示範圍面積的10%。依據本發明之另一實施方式，微隔間的隔間壁52壁厚的總面積不小於電泳式顯示器100整個顯示範圍面積的35%。如圖15C所示，此半透明彩色電泳式顯示器100包含由上至下的相對基板12(例如可為一透明塑膠基板或是一玻璃基板)、一共同電極層14(例如可為一透明導電電極層)、一電泳層20a、一彩色濾光層CF、一控 制電極層PEL、一高開口率驅動電路層30(以下簡稱驅動電路層30)及一控制基板10(例如可為一玻璃基板)。此外，如圖15C所示，該電泳層20a包含多數的隔間壁52所構成的微隔間結構50且該些隔間壁52界定多個槽室54(如圖所示有兩個槽室54)、裝填在每一槽室54中的含多個帶電荷顏色粒子(例如帶電荷黑色粒子26B及帶電荷白色粒子26W)的膠體溶液24。依據本發明之一實施方式，高開口率驅動電路層30中的儲存電容Cs的第一電極CE1/第二電極CE2的材料選用透明導電材料，俾能增進此電泳式顯示器100的開口率。此外，更有助於使用者由控制基板10側觀看此電泳式顯示器100，以利與觀看側接近的控制電極層PEL吸引所需的帶電荷黑色粒子26B及帶電荷白色粒子26W，達成更快的螢幕更新率等多項進步性。圖15C所示之驅動電路層30例如可由圖3B-3C、圖4A-4C、圖5A-5C所示的驅動電路層30實現。
參考圖15D，為依據本發明又另一實施例製作半透明彩色電泳式顯示器100的剖視圖。此電泳式顯示器100首先製作具有透明控制電極層PEL與高開口率驅動電路層30的控制基板10，然後用高分子材料(例如透明光阻材料)進行圖17A至17F之隔間壁52製程，然後填入含雙色的帶電荷粒子26(例如帶電荷黑色粒子26B及帶電荷白色粒子26W)的膠體溶液。然後貼合透明的共同電極層14的透明相對基板12所製作而成。其中此透明相對基板12更製作位在共同電極層14上的彩色濾光層CF及微卡榫(micro tenon)60。復配合參見圖14F，微卡榫60可以使用透明光阻透過曝光顯影後，留下微卡榫的區域，其餘清洗掉；此外微卡榫的製作也可以使用平坦層(PLN)經過微影製程留下微卡榫的區域。微卡榫60與微隔間結構50的槽室54的邊壁之間要保持一定的間隙S，以作為對準裕隙。此間隙S例如為1~50um的間隙。依據本發明的一實施方式，此間隙範圍在1~5um之間，配合貼合基板時光罩對位的精度而定，作為對 位貼合時的誤差容許範圍，避免對位貼合由於誤差造成微隔間與微卡榫碰撞而損壞。微卡榫的厚度可以為0.5~50um，厚度越厚可以密封的越牢固，但是會影響控制電極的吸引力或是排斥力，所以密封程度與電氣效應需要做合理的分配，依據本發明的一實施方式，微卡榫60厚度範圍也在1~5um之間。
同樣的，圖15D所示之電泳式顯示器100中，用透明光阻製作微隔間的隔間壁52，並且把隔間壁的壁厚增大來增加透明度。依據本發明之一實施方式，微隔間的隔間壁52壁厚的總面積不小於電泳式顯示器100整個顯示範圍面積的10%。依據本發明之另一實施方式，微隔間的隔間壁52壁厚的總面積不小於電泳式顯示器100整個顯示範圍面積的35%。如圖15D所示，此透明雙色電泳式顯示器100包含由上至下的相對基板12(例如可為一透明塑膠基板或是一玻璃基板)、一共同電極層14(例如可為一透明導電電極層)、一彩色濾光層CF、一微卡榫60、一電泳層20a、一控制電極層PEL、一高開口率驅動電路層30(以下簡稱驅動電路層30)及一控制基板10(例如可為一玻璃基板)。此外，如圖15D所示，該電泳層20a包含多數的隔間壁52所構成的微隔間結構50且該些隔間壁52界定多個槽室54(如圖所示有兩個槽室54)、裝填在每一槽室54中的含多個帶電荷顏色粒子(例如帶電荷黑色粒子26B及帶電荷白色粒子26W)的膠體溶液24。此外，相對基板12更包含位在共同電極層14上且面向電泳層20a的彩色濾光層CF及微卡榫(micro tenon)60。微卡榫(micro tenon)60適於嵌入微隔間結構50的相應槽室54內。依據本發明之一實施方式，高開口率驅動電路層30中的儲存電容Cs的第一電極CE1/第二電極CE2的材料選用透明導電材料，俾能增進此電泳式顯示器100的開口率。此外，更有助於使用者由控制基板10側觀看此電泳式顯示器100，以利與觀看側接近的控制電極層PEL吸引所需的帶電荷黑色粒子26B及 帶電荷白色粒子26W，達成更快的螢幕更新率。圖15D所示之驅動電路層30例如可由圖3B-3C、圖4A-4C、圖5A-5C所示的驅動電路層30實現。
參考圖16A，為依據本發明又另一實施例製作半透明雙色雙面電泳式顯示器100的剖視圖，此電泳式顯示器100可在雙面顯示不同畫面。此實施例之架構部份類似圖15B所示架構，但是相對基板12係由一第二控制基板10U取代，此第二控制基板10U也為透明基板且係藉由微卡榫60嵌入微隔間結構50的相應槽室54內而與第一控制基板10D結合。再者，第二控制基板10U處也具有在上方的高開口率驅動電路層(第二驅動電路層)30U及上方的控制電極層(第二控制電極層)PELU，此第二控制電極層PELU具有多數的第二控制電極PEU。再者第一控制基板10D處具有下方的的高開口率驅動電路層(第一控制電極層)30D及下方的控制電極層(第一控制電極層)PELD，此第一控制電極層PELD具有多數的第一控制電極PED。
同樣的，微卡榫60可以使用透明光阻透過曝光顯影後，留下微卡榫的區域，其餘清洗掉；此外微卡榫的製作也可以使用平坦層(PLN)經過微影製程留下微卡榫的區域。微卡榫60與微隔間結構50的槽室54的邊壁之間要保持一定的間隙S，以作為對準裕隙。此間隙S例如為1~50um的間隙。依據本發明的一實施方式，此間隙範圍在1~5um之間，配合貼合基板時光罩對位的精度而定，作為對位貼合時的誤差容許範圍，避免對位貼合由於誤差造成微隔間與微卡榫碰撞而損壞。微卡榫的厚度可以為0.5~50um，厚度越厚可以密封的越牢固，但是會影響控制電極的吸引力或是排斥力，所以密封程度與電氣效應需要做合理的分配，依據本發明的一實施方式，微卡榫60厚度範圍也在1~5um之間。
在圖16A所示之電泳式顯示器100中，用透明光阻進行圖17A至17F之隔間壁52製程，並且把隔間壁的壁厚增大來增加透明度。依據本發明之一實施方式，微隔間的隔間壁52壁厚的總面積不小於電泳式顯示器100整個顯示範圍面積的10%。依據本發明之另一實施方式，微隔間的隔間壁52壁厚的總面積不小於電泳式顯示器100整個顯示範圍面積的35%。依據本發明之一實施方式，高開口率驅動電路層30U與30D中的儲存電容Cs的第一電極CE1/第二電極CE2的材料選用透明導電材料，俾能增進此電泳式顯示器100的開口率。此外，更有助於使用者由第一控制基板10D與第二控制基板10U側觀看此電泳式顯示器100，以利與觀看側接近的控制電極層PELU與PELD吸引所需的帶電荷黑色粒子26B及帶電荷白色粒子26W，達成更快的螢幕更新率。圖16A所示之驅動電路層30U及30D例如可由圖3B-3C、圖4A-4C、圖5A-5C所示的驅動電路層30實現。再者，控制電極層PELU及控制電極層PELD也可對應圖3B-3C、圖4A-4C、圖5A-5C所示的控制電極層PEL實現。
復配合參考圖16A，當上方的高開口率第二驅動電路層30U控制第二控制基板10U處的電極(第二控制電極PEU)帶負電，下方的高開口率第一驅動電路層30D控制此第一控制基板10D相應的電極(第一控制電極PED)帶正電時，帶正電的黑色粒子26B會移往上方之第二控制電極PEU，讓上方的電極位置顯示黑色的像素；帶負電的白色粒子26W會移往下方的第一控制電極PED，讓下方的第一控制電極PED的位置顯示出白色像素。當上下方電極的極性互換時，顯示像素的顏色也會互換。
參考圖16B，對應圖16A之結構，當上下電極(上方的第二控制電極PEU及下方相應第一控制電極PED)為相同極性時，例如都帶正電荷時， 此時帶負電的白色粒子26W會移往上下兩電極，讓上下兩電極顯示白色像素，帶正電的黑色粒子26B會往中間移動而被白色粒子26W遮蔽看不到。反之上下電極都帶負電荷時，帶正電的黑色粒子26B會移往上下兩電極，白色粒子26W會往中間移動，被黑色粒子26B遮蔽而看不到，這時上下兩電極顯示黑色像素。
參考圖16C，為依據本發明又另一實施例製作半透明彩色雙面顯示電泳式顯示器100的剖視圖，此電泳式顯示器100可在雙面顯示不同彩色畫面。此電泳式顯示器100首先在下方的有透明第一控制電極層PELD(具有第一控制電極PED)與高開口率第一驅動電路層30D的第一控制基板10D上製作第一彩色濾光層CF-1，然後用透明光阻進行圖17A至17F之隔間壁52製程，然後填入含雙色帶電荷粒子26(例如帶電荷黑色粒子26B及帶電荷白色粒子26W)的膠體溶液。然後壓合具有微卡榫60的透明第二控制基板10U所製作而成。此外，如圖16C，透明第二控制基板10U也具有於上方的高開口率第二驅動電路層30U、透明的第二控制電極層PELU(具有第二控制電極PEU)及於透明的第二控制電極層PELU上形成的第二彩色濾光層CF-2。
復配合參見圖14F，微卡榫60可以使用透明光阻透過曝光顯影後，留下微卡榫的區域，其餘清洗掉；此外微卡榫的製作也可以使用平坦層(PLN)經過微影製程留下微卡榫的區域。微卡榫60與微隔間結構50的槽室54的邊壁之間要保持一定的間隙S，以作為對準裕隙。此間隙S例如為1~50um的間隙。依據本發明的一實施方式，此間隙範圍在1~5um之間，配合光罩對位的精度而定，作為對位貼合時的誤差容許範圍，避免對位貼合由於誤差造成微隔間與微卡榫碰撞而損壞。微卡榫的厚度可以為0.5~50um，厚度越厚可以密封的越牢固，但是會影響控制電極的吸引力或是排斥力，所以密封程度與電氣效應 需要做合理的分配，依據本發明的一實施方式，微卡榫60厚度範圍也在1~5um之間。
在圖16C所示之電泳式顯示器100中，用透明光阻製作微隔間的隔間壁52，並且把隔間壁的壁厚增大來增加透明度。依據本發明之一實施方式，微隔間的隔間壁52壁厚的總面積不小於電泳式顯示器100整個顯示範圍面積的10%。依據本發明之另一實施方式，微隔間的隔間壁52壁厚的總面積不小於電泳式顯示器100整個顯示範圍面積的35%。依據本發明之一實施方式，高開口率驅動電路層30U及30D中的儲存電容Cs的第一電極CE1/第二電極CE2的材料選用透明導電材料，俾能增進此電泳式顯示器100的開口率。此外，更有助於使用者由第一控制基板10D與第二控制基板10U側觀看此電泳式顯示器100，以利與觀看側接近的控制電極層PELU與PELD吸引所需的帶電荷黑色粒子26B及帶電荷白色粒子26W，達成更快的螢幕更新率等多種進步性。圖16C所示之驅動電路層30U及30D例如可由圖3B-3C、圖4A-4C、圖5A-5C所示的驅動電路層30實現。再者，控制電極層PELU及控制電極層PELD也可對應圖3B-3C、圖4A-4C、圖5A-5C所示的控制電極層PEL實現。
參考圖16D，為依據本發明又另一實施例製作半透明雙面顯示電泳式顯示器100的剖視圖，此電泳式顯示器100可在一面顯示彩色，另一面顯示黑白畫面。此實施例之電泳式顯示器100類似圖16C所示之電泳式顯示器，但是在第二控制基板10U側不具有彩色濾光層，因此可以在第二控制基板10U側顯示黑白畫面，而在第一控制基板10D處顯示彩色畫面。同樣的，第二控制基板10U具有形成於其上的微卡榫60，而第一控制基板10D具有形成於其上的微隔間結構50(具有槽室54)，同樣的在第二控制基板10U上形成微隔間結構50，第一 控制基板10D上形成微卡榫60也在本發明的範圍內，且第二控制基板10U係藉由微卡榫60嵌入微隔間結構50的相應槽室54內而與第一控制基板10D結合。或是且第一控制基板10D係藉由微卡榫60嵌入微隔間結構50的相應槽室54內而與第二控制基板10U結合。微卡榫60可以使用透明光阻透過曝光顯影製作；此外微卡榫的製作也可以使用平坦層(PLN)經過微影製程留下微卡榫的區域而製作。微卡榫60與微隔間結構50的槽室54的邊壁之間要保持一定的間隙S，以作為對準裕隙。此間隙S例如為1~50um的間隙。依據本發明的一實施方式，此間隙範圍在1~5um之間，配合對位的精度而定，作為光罩對位貼合時的誤差容許範圍，避免對位貼合由於誤差造成微隔間與微卡榫碰撞而損壞。微卡榫的厚度可以為0.5~50um，厚度越厚可以密封的越牢固，但是會影響控制電極的吸引力或是排斥力，所以密封程度與電氣效應需要做合理的分配，依據本發明的一實施方式，微卡榫60厚度範圍也在1~5um之間。
在圖16D所示之電泳式顯示器100中，用透明光阻製作微隔間的隔間壁52，並且把隔間壁的壁厚增大來增加透明度。依據本發明之一實施方式，微隔間的隔間壁52壁厚的總面積不小於電泳式顯示器100整個顯示範圍面積的10%。依據本發明之另一實施方式，微隔間的隔間壁52壁厚的總面積不小於電泳式顯示器100整個顯示範圍面積的35%。依據本發明之一實施方式，高開口率驅動電路層30U及30D中的儲存電容Cs的第一電極CE1/第二電極CE2的材料選用透明導電材料，俾能增進此電泳式顯示器100的開口率。此外，更有助於使用者由第一控制基板10D與第二控制基板10U側觀看此電泳式顯示器100，以利與觀看側接近的控制電極層PELU與PELD吸引所需的帶電荷黑色粒子26B及帶電荷白色粒子26W，達成更快的螢幕更新率。圖16D所示之驅動電路層30U及30D例如可由圖3B-3C、圖4A-4C、圖5A-5C所示的驅動電路層 30實現。再者，控制電極層PELU及控制電極層PELD也可對應圖3B-3C、圖4A-4C、圖5A-5C所示的控制電極層PEL實現。
7.具有孔洞的彩色濾光層
如圖7A所示，在電子紙顯示器使用彩色濾光層來顯示彩色的畫面時，由於光線進入彩色濾光層會有一次的光損，反射出來後又一次的光損，兩次的光損會造成可視亮度降低。此外由於彩色濾光層與反射粒子之間的距離，會造成入射光線進入的顏色區域與反射出來的顏色區域不同時，經過不同顏色的濾光後幾乎無光線穿透而全被吸收，造成可視亮度又下降。
參見圖18A，依據本發明之一實施例，可於彩色濾光層CF的濾光顏色塊，例如紅色濾光顏色塊CFR、綠色濾光顏色塊CFG及藍色濾光顏色塊CFB上分別設置多個孔洞H。依據一實施方式，至少一個孔洞H的面積不大於100平方微米，或是大多數的孔洞H面積都不大於100平方微米。此外，依據另一實施方式，同色內孔洞H的總面積不小於該顏色總面積的10%。例如對於紅色濾光顏色塊CFR而言，其範圍內孔洞H的總面積不小於紅色濾光顏色塊CFR總面積的10%。藉由設置孔洞H及規劃其個別面積及總和面積，即可減少彩色濾光層CF的光損。
復配合參見圖18B，當入射光L2進入在有顏色的區域(例如紅色濾光顏色塊CFR)且反射光也在有顏色的區域(例如紅色濾光顏色塊CFR)時，光線經過了2次的濾光，因此衰減量較高。入射光L1進入在有顏色的區域(例如紅色濾光顏色塊CFR)且反射光在沒有顏色的區域(例如對應孔洞H)時，光線僅經過了1次的濾光，因此衰減量度較低。若入射光進入在沒有顏色的區域(例如對應孔洞H)且反射光在有顏色的區域(例如紅色濾光顏色塊CFR)時，光線經過了1次的濾光，因此衰減量度較低。入射光與反射光都在沒有顏色的區域(例 如對應孔洞H)，則沒有濾光衰減，但是出去的顏色為帶電荷顏色粒子26的顏色。不過上述狀況的機率最低，只有在垂直的入射角度附近或是特殊角度入射的光線才會發生，使用本發明具有孔洞H的彩色濾光層CF可以提高顏色的飽和度與亮度，對電子紙的彩色顯示有莫大的助益。
上述具有孔洞H的彩色濾光層CF，可以運用在習知的電泳式顯示器100中，例如圖2A所示之電泳式顯示器100；也可以運用到具有本發明圖3B-3C、圖4A-4C、圖5A-5C所示的具有高開口率的驅動電路層30之彩色電泳式顯示器100中；也可以運用到具有本發明圖6C所示的可提昇開口率的薄膜電晶體之彩色電泳式顯示器100中；也可以運用到本發明圖7B-7C，圖8A-8B所示之彩色濾光層CF在接近控制基板側的彩色電泳式顯示器100中；也可以運用到本發明圖12A-12C，圖13A-13C，圖14D及圖14E所示之具有微隔間結構50的彩色電泳式顯示器100中；也可以運用到本發明圖15C-15D，圖16C-16D所示之彩色半透明電泳式顯示器100中。因此使用在上述各種實施例及其組合的彩色濾光層CF，都在本發明的保護範圍中。
8.具有內嵌式觸控的電泳式顯示器
參見圖19，為依據本發明之電泳式顯示器100的內嵌式觸控示意圖。復配合參見本發明圖4A及圖4B之實施例。如圖4B所示，用於提供儲存電容Cs的第二電極之透明導電電極ITO1(CE2)的共同電壓線Ve係沿著閘極線GL大致平行的方向延伸。再者，由第二金屬層M2製作的資料線DL與共同電壓線Ve大致垂直，提供儲存電容Cs的第一電極與第二電極其間夾有絕緣層，其中該些資料線及該些共同電壓線之間的絕緣層係與該些儲存電容的一絕緣層同層(例如儲存電容Cs的絕緣層CI，或是薄膜電晶體32的絕緣層或其延伸)，因此可由資料線DL及透明導電材料製作的共同電壓線Ve提供互電容觸控感測結構，以使電泳式顯示器100具有內嵌式觸控的功能。復參見圖19，多條沿著閘極線GL的共 同電壓線Ve係在延伸到電泳式顯示器100顯示面周緣位置處後，在一顯示觸控整合驅動器200(TDDI)內或是外部以大於一條的方式分組連接在一起。下列即以四條共同電壓線Ve可以電連接成一組以做範例說明。但是依據本發明其他可行實施方式，也可以由其他數目的共同電壓線Ve可以電連接成一組，故本發明下列範例僅為舉例說明，並非用於限制本發明之範圍。例如假設有4M條共同電壓線Ve，且每四條共同電壓線Ve為一組彼此電連接，則共有M組觸控接收電極(Rx)，且分別電連接到顯示觸控整合驅動器200(TDDI)。換言之，依據本發明的一個實施方式，共有4M條共同電壓線Ve電連接到顯示觸控整合驅動器200(TDDI)，且在顯示觸控整合驅動器200(TDDI)內部係藉由多個開關而將每四條共同電壓線Ve為一組電連接在一起，以構成M組觸控接收電極(Rx)。再者，依據本發明的另一個實施方式共有4M條共同電壓線Ve，且每四條共同電壓線Ve電連接在一起，藉此構成M組觸控接收電極(Rx)。M組觸控接收電極(Rx)再電連接到此顯示觸控整合驅動器200(TDDI)。
再者，資料線DL由電泳式顯示器100進入顯示觸控整合驅動器200(TDDI)內部後使用切換開關的方式，以大於一條的方式分組連接在一起。下列即以四條資料線DL可以電連接成一組以做範例說明。但是依據本發明其他可行實施方式，也可以由其他數目的資料線DL可以電連接成一組，故本發明下列範例僅為舉例說明，並非用於限制本發明之範圍。例如假設有4N條資料線DL，且在4N條資料線DL電連接顯示觸控整合驅動器200(TDDI)後，可在顯示觸控整合驅動器200(TDDI)內將每四條資料線DL為一組選擇性電連接，以構成N組觸控發射電極(Tx)。此外，上述之選擇性電連接具體係為顯示觸控整合驅動器200(TDDI)可依據所需操作而選擇性將每四條資料線DL為一組電連接在一起，或是選擇性斷開這四條資料線DL的電連接。藉由上述的架構，即可在電泳式顯示器中提供解析度為MxN的內嵌式觸控結構。
在電泳式顯示器100的畫面顯示階段，M組的觸控接收電極(Rx)在顯示觸控整合驅動器200(TDDI)內部電氣連接在一起，以作為共同電壓線Ve(亦即提供Vcom)使用，且顯示觸控整合驅動器200(TDDI)控制4N條資料線DL全部分開作為輸出畫面的控制訊號。在觸控階段，M組的觸控接收電極(Rx)分別作觸控的輸入訊號端，亦即由顯示觸控整合驅動器200(TDDI)對這些共同電壓線Ve分組連接並接收後，再送到一觸控感測電路做後續處理。再者，顯示觸控整合驅動器200(TDDI)控制4N條資料線DL以使每四條資料線DL作為一組電連接以提供N組觸控發射電極(Tx)並由一觸控驅動電路提供發射訊號，藉此成為MxN的內嵌式觸控結構。此外，將觸控驅動積體電路及顯示驅動積體電路整合成一顯示觸控整合驅動器200(TDDI)(Touch with Display Driver)，可以簡化電泳式顯示器100在提供觸控及畫面顯示時之架構。
依據本發明的另一實施方式，此4M條共同電壓線Ve也可以構成M組觸控發射電極(Tx)。相對的，此4N條資料線DL也可以構成N組觸控接收電極(Rx)。例如在4N條資料線DL電連接顯示觸控整合驅動器200(TDDI)後，可在顯示觸控整合驅動器200(TDDI)內將每四條資料線DL為一組選擇性電連接，以構成N組觸控接收電極(Rx)。在電泳式顯示器100的畫面顯示階段，M組的觸控發射電極(Tx)在顯示觸控整合驅動器200(TDDI)內部電氣連接在一起，以作為共同電壓線Ve(亦即提供Vcom)使用，且顯示觸控整合驅動器200(TDDI)控制4N條資料線DL全部分開作為輸出畫面的控制訊號。在觸控階段，一觸控驅動電路提供發射訊號至M組的觸控發射電極(Tx)。再者，顯示觸控整合驅動器200(TDDI)控制4N條資料線DL以使每四條資料線DL作為一組電連接以提供N組觸控接收電極(Rx)，亦即由顯示觸控整合驅動器200(TDDI)對這些資料線分組連接並接收後，再送到一觸控感測電路做後續處理，藉此提供MxN的內嵌式觸控結構。此 外，將觸控驅動積體電路及顯示驅動積體電路整合成一顯示觸控整合驅動器200(TDDI)(Touch with Display Driver)，可以簡化電泳式顯示器100在提供觸控及畫面顯示時之架構，此外顯示觸控整合驅動器200，也可以把觸控的感應電路與驅動電路做在其他晶片上，也在本發明的範圍以內。
整合上述的說明，作觸控操作時，該顯示觸控整合驅動器將多個該資料線電連接在一起作為一單一觸控發射電極；該顯示觸控整合驅動器將多個該共同電壓線電連接在一起作為一單一觸控接收電極。或者作觸控操作時，該顯示觸控整合驅動器將多個該資料線電連接在一起作為一單一觸控接收電極；該顯示觸控整合驅動器將多個該共同電壓線電連接在一起作為一單一觸控發射電極。以上兩種方式都在本發明的範疇以內。
在上述說明中，雖然係以4M條共同電壓線Ve為例，且每四條共同電壓線Ve為一組彼此電連接，以組成M組觸控接收電極(Rx)或是M組觸控發射電極(Tx)作為說明，但是上述範例不應為本發明範圍限制，本領域人員可以設計使不同數量(至少大於一)的共同電壓線Ve為一組彼此電連接。再者在上述說明中，雖然係以4N條資料線DL為例，且每四條資料線DL為一組彼此電連接，以組成N組觸控發射電極(Tx)或是N組觸控接收電極(Rx)作為說明，但是上述範例不應為本發明範圍限制，本領域人員可以設計使不同數量(至少大於一)的資料線DL為一組於觸控操作時彼此電連接。
具有圖19所示內嵌式觸控的電泳式顯示器可具有如本發明圖3B-3C、圖4A-4C、圖5A-5C所示的具有高開口率的驅動電路層30及控制電極層PEL架構。再者，具有圖19所示內嵌式觸控的電泳式顯示器可具有如圖11A-11C、 圖12A-12C，圖13A-13C，圖14A-圖14E所示之微隔間結構50及相應微卡榫60架構。
9.具有雙面控制基板之電泳式顯示器
如圖20A所示，為依據本發明一實施例之具有雙面控制基板之電泳式顯示器。此具有雙面控制基板之電泳式顯示器100具有由上至下之一第二控制基板10U、一微隔間結構50及一第一控制基板10D。再者，第一控制基板10D具有一第一表面及與該微隔間結構50接近的一第二表面，於第一控制基板10D的第二表面上具有一第一高開口率驅動電路層30D及一第一控制電極層PELD(具有多個第一控制電極PED)。第二控制基板10U具有一第四表面及與該微隔間結構50接近的一第三表面，於第二控制基板10U的第三表面上具有一第二高開口率驅動電路層30U及一第二控制電極層PELU(具有多個第二控制電極PEU)。依據本發明之一實施方式，製作具有雙面控制基板之電泳式顯示器100時，係在第一控制基板10D側製作具有多個隔間壁52之微隔間結構50。更詳細而言，首先第一控制基板10D上製作第一驅動電路層30D、第一透明控制電極層PELD及絕緣保護層(未圖示)，再製作彩色濾光層CF。在本實施例中，可以於彩色濾光層CF完成後進行圖17A至17F之隔間壁52製程，也可以於彩色濾光層CF上製作一層平坦層PLN後進行圖17A至17F之隔間壁52製程。上述的平坦層PLN的材料可為有機絕緣材料、無機絕緣材料或其組合。在製作完成隔間壁52可在真空的工作條件下，在隔間壁52所界定的槽室54內填入膠體溶液，該膠體溶液內含帶電荷黑色粒子26B及帶電荷白色粒子26W。隨後進行貼上第二控制基板10U製程，亦即提供一具第二高開口率驅動電路層30U及第二控制電極層PELU的第二控制基板10U，此外，如圖20A所示。在第二控制電極層PELU上具有與槽室54形狀相應的微卡榫60。
復配合參見圖14F，微卡榫60可以使用透明光阻透過曝光顯影後，留下微卡榫的區域，其餘清洗掉；此外微卡榫的製作也可以使用平坦層(PLN)經過微影製程留下微卡榫的區域。微卡榫60與微隔間結構50的槽室54的邊壁之間要保持一定的間隙S，以作為對準裕隙。此間隙S例如為1~50um的間隙。依據本發明的一實施方式，此間隙範圍在1~5um之間，配合光罩對位的精度而定，作為對位貼合時的誤差容許範圍，避免對位貼合由於誤差造成微隔間與微卡榫碰撞而損壞。微卡榫的厚度可以為0.5~50um，厚度越厚可以密封的越牢固，但是會影響控制電極的吸引力或是排斥力，所以密封程度與電氣效應需要做合理的分配，依據本發明的一實施方式，微卡榫60厚度範圍也在1~5um之間。
如圖20A所示，運用第一控制電極PED與第二控制電極PEU在驅動時給予相異極性的電壓，可以加速帶電荷粒子的移動，並可解離正、負電荷粒子團聚產生的欉集現象，可以加快畫面的更新速度與提高反射率。當上方的第二驅動電路層30U控制第二控制基板10U處的電極(第二控制電極PEU)帶負電，下方的第一驅動電路層30D控制第一控制基板10D相應的電極(第一控制電極PED)帶正電時，帶正電的黑色粒子26B會移往上方之第二控制電極PEU；帶負電的白色粒子26W會移往下方的第一控制電極PED，讓下方的第一控制電極PED的位置與彩色濾光層CF的相應濾光顏色塊配合而顯示彩色像素。更具體而言，由於下方的第一驅動電路層30D控制此第一控制電極PED對於帶負電的白色粒子26W產生吸引力，可讓白色粒子貼附在PED的表面，由第一控制基板10D的第一表面看到經由白色粒子反射後的彩色濾光塊顏色，而上方的第二驅動電路層30U控制此第二控制電極PEU對於帶負電的白色粒子26W產生推斥力，加速讓白色粒子往第一控制電極PED移動，達成具有雙面控 制基板之電泳式顯示器畫面更新速度加快的顯示效果。上述操作係以觀看面在第一表面為例，可在第一表面呈現更新率更佳的彩色畫面。類似的，若觀看面在第二控制基板10U第四表面(最遠離第一表面之側)，則可在第四表面呈現更新率更佳的黑白畫面，此外兩基板所產生的吸引力與推斥力遠大於習知技術的吸引力與推斥力，可以有效的解離由正、負帶電荷粒子團聚所產生的叢集現象，因此可以用更高密度的帶電荷粒子濃度，增加粒子在控制電極PEU與PED的堆疊的層數，便可提高光的反射率。
如圖20B所示，為依據本發明另一實施例之具有雙面控制基板之電泳式顯示器。此具有雙面控制基板之電泳式顯示器100具有由上至下之一第二控制基板10U、一微隔間結構50及一第一控制基板10D。再者，第一控制基板10D具有一第一表面及與該微隔間結構50接近的一第二表面，於第一控制基板10D的第二表面上具有一第一高開口率驅動電路層30D及一第一控制電極層PELD(具有多個第一控制電極PED)。第二控制基板10U具有一第四表面及與該微隔間結構50接近的一第三表面，於第二控制基板10U的第三表面上具有一第二高開口率驅動電路層30U及一第二控制電極層PELU(具有多個第二控制電極PEU)。依據本發明之一實施方式，製作具有雙面控制基板之電泳式顯示器100時，係在第一控制基板10D側製作具有多個隔間壁52之微隔間結構50。更詳細而言，首先第一控制基板10D上製作第一驅動電路層30D、第一透明控制電極層PELD及絕緣保護層(未圖示)，再於第一透明控制電極層PELD進行圖17A至17F之隔間壁52製程，也可以於第一透明控制電極層PELD上製作一層平坦層PLN後進行圖17A至17F之隔間壁52製程。上述的平坦層PLN的材料可為有機絕緣材料、無機絕緣材料或其組合。在製作完成隔間 壁52可在真空的工作條件下，在隔間壁52所界定的槽室54內填入膠體溶液，該膠體溶液內含帶電荷彩色粒子，例如帶電荷青色粒子26C、帶電荷洋紅色粒子26M、帶電荷黃色粒子26Y及帶電荷白色粒子26W。隨後進行貼上第二控制基板10U製程，亦即提供一具第二高開口率驅動電路層30U及第二控制電極層PELU的第二控制基板10U，此外，如圖20B所示。在第二控制電極層PELU上具有與槽室54形狀相應的微卡榫60。
復配合參見圖14F，微卡榫60可以使用透明光阻透過曝光顯影後，留下微卡榫的區域，其餘清洗掉；此外微卡榫的製作也可以使用平坦層(PLN)經過微影製程留下微卡榫的區域。微卡榫60與微隔間結構50的槽室54的邊壁之間要保持一定的間隙S，以作為對準裕隙。此間隙S例如為1~50um的間隙。依據本發明的一實施方式，此間隙範圍在1~5um之間，配合光罩對位的精度而定，作為對位貼合時的誤差容許範圍，避免對位貼合由於誤差造成微隔間與微卡榫碰撞而損壞。微卡榫的厚度可以為0.5~50um，厚度越厚可以密封的越牢固，但是會影響控制電極的吸引力或是排斥力，所以密封程度與電氣效應需要做合理的分配，依據本發明的一實施方式，微卡榫60厚度範圍也在1~5um之間。
如圖20B所示，當上方的第二驅動電路層30U控制第二控制基板10U處的電極(第二控制電極PEU)帶負電，下方的第一驅動電路層30D控制此第一控制基板10D相應的電極(第一控制電極PED)帶正電時，可控制帶電荷青色粒子26C(正電荷)、帶電荷洋紅色粒子26M(正電荷)、帶電荷黃色粒子26Y(負電荷)及帶電荷白色粒子26W(負電荷)往相應方向移動。舉例而言，由於下方的第一驅動電路層30D控制此第一控制電極PED對於帶負電的白色粒子 26W與黃色粒子26Y產生吸引力，對於帶正電的洋紅色粒子26M與青色粒子26C產生推斥力，而上方的第二驅動電路層30U控制此第二控制電極PEU對於帶正電的洋紅色粒子26M與青色粒子26C產生吸引力，對於帶負電的白色粒子26W與黃色粒子26Y產生推斥力，且由於其帶電荷數的不同吸引力也會不同，可以藉由電壓的變化與極性的變化，來控制4種帶電荷粒子的移動行為，由於雙面控制電極PED與PEU的電荷極性不同，可以讓電荷的移動速度比習知技術快上數倍，讓畫面的更新速度加快，且可以解決帶電荷粒子密度較高時發生的叢集現象，可以用較高密度帶電荷粒子的膠體溶液，增加接觸控制電極PED與PEU表面的粒子堆疊層數，增加光的反射率，改善習知技術反射率不足的缺點，達成具有雙面控制基板之電泳式顯示器100之更佳畫面更新率與反射率的進步性。
如圖20C所示，為依據本發明另一實施例之具有雙面控制基板之電泳式顯示器。此具有雙面控制基板之電泳式顯示器100具有由上至下之一第二控制基板10U、一微隔間結構50及一第一控制基板10D。再者，第一控制基板10D具有一第一表面及與該微隔間結構50接近的一第二表面，於第一控制基板10D的第二表面上具有一第一高開口率驅動電路層30D及一第一控制電極層PELD(具有多個第一控制電極PED)。第二控制基板10U具有一第四表面及與該微隔間結構50接近的一第三表面，於第二控制基板10U的第三表面上具有一第二高開口率驅動電路層30U及一第二控制電極層PELU(具有多個第二控制電極PEU)。依據本發明之一實施方式，製作具有雙面控制基板之電泳式顯示器100時，係在第一控制基板10D側製作具有多個隔間壁52之微隔間結構50。更詳細而言，首先第一控制基板10D上製作第一驅動電路層30D、 第一透明控制電極層PELD及絕緣保護層(未圖示)，再製作第一彩色濾光層CF-1。在本實施例中，可以於第一彩色濾光層CF-1完成後進行圖17A至17F之隔間壁52製程，也可以於第一彩色濾光層CF-1上製作一層平坦層PLN後進行圖17A至17F之隔間壁52製程。上述的平坦層PLN的材料可為有機絕緣材料、無機絕緣材料或其組合。在製作完成隔間壁52可在真空的工作條件下，在隔間壁52所界定的槽室54內填入膠體溶液，該膠體溶液內含帶電荷黑色粒子26B及帶電荷白色粒子26W。隨後進行貼上第二控制基板10U製程，亦即提供一具第二高開口率驅動電路層30U及第二控制電極層PELU的第二控制基板10U，此外，如圖20C所示。在第二控制電極層PELU上具有一第二彩色濾光層CF-2。並在第二控制基板10U及隔間壁52之間使用光學膠或是在顯示區的四個邊框塗上框膠後進行貼合，完成後送入氣體加壓腔內加熱加壓兩片基板，完成把膠體溶液擠入並填滿微隔間結構50內的空隙，最後再固化光學膠或是框膠，完成製作電泳式顯示器100成品。
如圖20C所示，當上方的第二驅動電路層30U控制第二控制基板10U處的電極(第二控制電極PEU)帶負電，下方的第一驅動電路層30D控制此第一控制基板10D相應的電極(第一控制電極PED)帶正電時，帶正電的黑色粒子26B會移往上方之第二控制電極PEU；帶負電的白色粒子26W會移往下方的第一控制電極PED，讓下方的第一控制電極PED的位置與彩色濾光層CF的相應濾光顏色塊配合而顯示彩色像素。更具體而言，由於下方的第一驅動電路層30D控制此第一控制電極PED對於帶負電的白色粒子26W產生吸引力，而上方的第二驅動電路層30U控制此第二控制電極PEU對於帶負電的白色粒子26W產生推斥力，即可加速白色粒子26W的移動速度，達成具有雙面控 制基板之電泳式顯示器100之更佳畫面更新率，此外兩基板所產生的吸引力與推斥力遠大於習知技術的吸引力與推斥力，可以有效的解離由正、負帶電荷粒子團聚所產生的叢集現象，因此可以用更高密度的帶電荷粒子濃度，增加粒子在控制電極PEU與PED的堆疊的層數，便可提高光的反射率。
如圖20C所示，當上方的第二驅動電路層30U控制第二控制基板10U處的電極(第二控制電極PEU)，下方的第一驅動電路層30D控制此第一控制基板10D相應的電極(第一控制電極PED)，PEU與PED的電荷呈現各自顯示畫面所需的電壓時，本發明實施例可以做為雙面顯示不同彩色畫面的電泳顯示器，當上下電極(上方的第二控制電極PEU及下方相應第一控制電極PED)為相同極性時，例如都帶正電荷時，此時帶負電的白色粒子26W會移往上下兩電極，讓上下兩電極顯示白色像素所反射的彩色濾光塊的顏色，帶正電的黑色粒子26B會往中間移動而被白色粒子26W遮蔽看不到。反之上下電極都帶負電荷時，帶正電的黑色粒子26B會移往上下兩電極，白色粒子26W會往中間移動，被黑色粒子26B遮蔽而看不到，這時上下兩電極顯示黑色像素，例如上下電極的電荷極性對調時，帶正電的黑色粒子26B會往帶負電荷的控制電極移動而在該控制電極的觀看面呈現黑色，帶負電的白色粒子26W會往帶正電的控制電極移動而在該控制電極的觀看面呈現白色像素所反射的彩色濾光塊的顏色，如此在10D的第一表面看到的畫面可以與10U第四表面看到的畫面不同，呈現雙面彩色畫面顯示的電泳顯示器100。
然以上所述者，僅為本發明之較佳實施例，當不能限定本發明實施之範圍，即凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾等，皆應仍屬本發明之專利涵蓋範圍意圖保護之範疇。本發明還可有其它多種實施例，在不 背離本發明精神及其實質的情況下，熟悉本領域的技術人員當可根據本發明作出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬於本發明所附的權利要求的保護範圍。綜上所述，當知本發明已具有產業利用性、新穎性與進步性，又本發明之構造亦未曾見於同類產品及公開使用，完全符合發明專利申請要件，爰依專利法提出申請。
DL:資料線
M2:第二金屬層
ITO1:第一透明導電層
Tx1,Tx2,TxN:觸控發射電極
Rx1,Rxn,RxM:觸控接收電極

Claims (9)

  1. 一種具有內嵌式觸控的電泳式顯示器，包含：一控制基板，具有一第一表面及一第二表面，該第一表面為該具有內嵌式觸控的電泳式顯示器的觀看操作面；一驅動電路層，位於該控制基板之該第二表面側，包含多個薄膜電晶體，多條閘極線與多條資料線，至少一條該閘極線電連接到該多個薄膜電晶體的閘極，至少一條該資料線電連接到該多個薄膜電晶體的汲極或源極；該驅動電路層更包含多數之儲存電容與多數之共同電壓線，該些共同電壓線分別對應該些儲存電容設立，且大致與該些閘極線平行；一控制電極層，位於該驅動電路層遠離該控制基板之一側，其包含多個透明的控制電極，至少一該透明的控制電極電連接到一該薄膜電晶體的該源極或該汲極；一電泳層包括電泳材料，該電泳材料包括複數個帶電荷顏色粒子，該複數個帶電荷顏色粒子係配置於一膠體溶液中且能在電場影響下移動通過該膠體溶液，該複數個帶電荷顏色粒子包含帶正電荷的顏色粒子或/與帶負電荷的顏色粒子；一顯示觸控整合驅動器，分別電連接到該些資料線與該些共同電壓線；其中該電泳式顯示器對應該電泳層有一顯示區域；其中該驅動電路層更包含多數之儲存電容，至少在該電泳式顯示器之該顯示區域所對應的該儲存電容包含一透明的第一電極、一透明的第二電極及在該第一電極及該第二電極之間的一絕緣層。
  2. 如請求項1之具有內嵌式觸控的電泳式顯示器，作觸控操作時，該顯示觸控整合驅動器將多個該資料線電連接在一起作為一單一觸控發射電極；該顯示觸控整合驅動器將多個該共同電壓線電連接在一起作為一單一觸控接收電極。
  3. 如請求項1之具有內嵌式觸控的電泳式顯示器，作觸控操作時，該顯示觸控整合驅動器將多個該資料線電連接在一起作為一單一觸控接收電極；該顯示觸控整合驅動器將多個該共同電壓線電連接在一起作為一單一觸控發射電極。
  4. 如請求項1之具有內嵌式觸控的電泳式顯示器，其中該第一電極為該控制電極，該第二電極位於第一透明導電層。
  5. 如請求項4之具有內嵌式觸控的電泳式顯示器，其中該共同電壓線為透明的導電線，且與該第二電極在同一製程中製作。
  6. 如請求項1之具有內嵌式觸控的電泳式顯示器，於顯示操作時，該顯示觸控整合驅動器將該些共同電壓線電連接在一起，且將該些資料線彼此電性分開。
  7. 如請求項1之具有內嵌式觸控的電泳式顯示器，其中該些資料線及該些共同電壓線之間的絕緣層係與該些儲存電容的一絕緣層同層。
  8. 如請求項1之具有內嵌式觸控的電泳式顯示器，其中由該控制基板的該第一表面向該電泳式顯示器的該顯示區域看進去，該電泳式顯示器的控制基板開口率不小於百分之七十。
  9. 如請求項1之具有內嵌式觸控的電泳式顯示器，該電泳式顯示器具有在該控制基板及該電泳層之間的彩色濾光層。
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