专利名称：软性显示器及其制作方法
技术领域：
本发明涉及一种软性显示器及其制作方法，尤其是涉及一种具有柱状结构的主间隙子与具有套筒结构的辅助间隙子的软性显示器及其制作方法。
背景技术：
相较于平面显示器,例如薄膜晶体管液晶显示器(thin film transistor-liquidcrystal display, TFT-1XD)相较,软性显示器(flexible display)具有轻薄且可挠曲的方便携带性、广视角、耐撞击以及低能源损耗等优点。为达到可挠曲的要求，软性显示器所使用的基板，包括塑料基板、金属薄片基板或超薄玻璃基板等，其厚度可薄化至50微米(micrometer, μ m)的水平。然而，也正是因为软性显示器的可挠性(flexibility)特点，当外力施加于软性显示器使其挠曲时，基板之间的液晶层间隙(ce11 gap )无法维持应有的、均匀的距离，致使光线容易发生相延迟及/或相位差等问题，并使得软性显示器在挠曲状态下，饱受显示质量不佳的诟病。为克服此一缺点，业界已提出在软性显示器基板之间设置间隙子的方法。然而，当外力施加于软性显示器使其挠曲时，不仅使软性显示器挠曲而造成液晶层间隙的变化，更使得软性显示器的两个基板之间产生一剪力(shear force)，导致间隙子与基板之间的摩擦，而发生刮伤基板上设置的膜层，使基板上的组成元件受损而更影响显示质量等问题。此外，间隙子与基板之间的摩擦及其导致的问题，甚至可能在无外力施加的状态下，仍然由温度变化导致材料的热胀冷缩所引起。更甚者，现有间隙子常在外力施加的状态下，发生刺穿软性显示器基板与基板上的显示元件等问题。由此可知，目前仍需要一种可克服上述问题的软性显示器及其制作方法。
发明内容
本发明的一目的在于提供一种软性显示器及其制作方法，以于软性显示器的基板之间，制作可维持液晶层间隙并且可避免上述摩擦与穿刺等问题的间隙子，以提高软性显示器的显示质量。为达上述目的，本发明提供制作软性显示器的方法，上述方法包括下列步骤。首先，于第一可挠式基板上形成多个主间隙子(main spacer)，且各主间隙子具有一柱状结构。接下来，于第二可挠式基板上形成多个辅助间隙子(sub spacer)，且各辅助间隙子具有一套筒结构，其中各辅助间隙子包括一底部与一侧壁环绕底部，且底部与侧壁定义出一凹陷部。随后组装第一可挠式基板与第二可挠式基板，并使各主间隙子套入对应的辅助间隙子的凹陷部内。为达上述目的，本发明另提供一种软性显示器。上述软性显示器包括第一可挠式基板、与第一可挠式基板面对设置的第二可挠式基板、多个主间隙子以及多个辅助间隙子。主间隙子设置于第一可挠式基板相对于第二可挠式基板的一表面上，且各主间隙子具有一柱状结构。而辅助间隙子设置于第二可挠式基板相对于第一可挠式基板的一表面上，且辅助间隙子分别具有一套筒结构。值得注意的是，各辅助间隙子具有一底部与一侧壁环绕底部，底部与侧壁定义出一凹陷部，而各主间隙子套入对应的辅助间隙子的凹陷部内。
图1至图5示出了本发明的一实施例所提供的制作软性显示器的方法的示意图；图6为本发明所提供的软性显示器的一变化型的示意图；图7为本实施例所提供的软性显示器被施以一外力产生挠曲时的一示意图；图8为本实施例所提供的软性显不器被施以另一较大外力产生挠曲时的一不意图； 图9至图10为本发明所提供的主间隙子与辅助间隙子的变化型的示意图。附图标记10:软性显示器 100:第一可挠式基板102:第一承载基板 104 第一导电层110:主间隙子120:框胶200:第二可挠式基板202:第二承载基板204:第二导电层 210:辅助间隙子210a:底部210b:侧壁210c:凹陷部 210d:泄压口310:成对间隙子 LC:液晶H:间隙高度P1、P2:外力
具体实施例方式为使熟悉本发明所属技术领域的一般技术人员能更进一步了解本发明，以下举出本发明的实施例，并配合所附附图，详细说明本发明的构成内容及所要达成的效果。请参考图1至图6，图1至图6示出了本发明的一实施例所提供的制作软性显示器的方法的示意图。本实施例所提供的软性显示器以软性液晶显示器(flexibleliquid crystal display)及其制作方法为例说明，但不以此为限。本发明所属技术领域的一般技术人员应知本实施例所提供的制作方法可用于其它软性显示器，例如电泳显不器(eletrophoretic display)、电子粉流体显不器(quick response liquid powderdisplay, QR-LPD)、胆固醇液晶显不器(cholesteric liquid crystal display, Ch-LCD)、有机发光二极管显示器(organic light emitting diode display,0LED)与电湿润显示器(electro-wetting display, EffD),以及其它合适的软性显示器中。如图1所示，首先提供第一可挠式基板100。第一可挠式基板100可包括例如塑料基板(plastic substrate)、超薄玻璃(ultra-thin glass)基板、以及金属软板(metalfoil)等。接着将第一可挠式基板100设置于第一承载基板(carrier substrate) 102上，第一承载基板102的刚性较第一可挠式基板100佳，因此可作为稳定的制作平台，使得第一可挠式基板100所需的组成元件与膜层得以良好地制作于其上。接下来于第一可挠式基板100上形成第一导电层104，第一导电层104可为单一膜层或复合膜层，用以作为一下电极层，例如像素电极。上述单一膜层或复合膜层的制作可借由多道沉积工程与光微影工程(photolithography process,PEP)完成，由于该等相关工程为该技术领域中具通常知识的人员所熟知，故于此不再赘述。另外，于形成第一导电层104之前或形成第一导电层104之后制作本实施例所提供的软性液晶显示器所需的薄膜晶体管或配向膜(图未示)等其它膜层，由于相关工程也为该技术领域中具通常知识的人员所熟知，故于此不再赘述。请继续参阅图1。接下来于第一可挠式基板100上形成多个主间隙子110。在本实施例中，主间隙子110的制作先在第一可挠式基板100上形成光阻材料层(图未不)，接下来利用曝光显影工程图案化光阻材料层，而于第一可挠式基板100上形成主间隙子110。主间隙子110具有柱状结构，例如圆柱、上窄下宽的圆锥柱(conical pillar)、上宽下窄的圆椎柱或其它各种形状的柱状结构。另外值得注意的是，在本实施例中光阻材料可包含高分子树脂，例如甲基丙烯酸甲酯(methyl methacrylate, MMA)、二丙烯酸三丙二醇月旨(tripropylene glycol diacrylate, TPGDA)、1，6_ 己二醇二丙烯酸酯(1，6-hexanedioldiacrylate, HDDA)、三轻甲基丙烧三丙烯酸酯(trimethy1lpropane triacrylate, TMPTA)或三丙烯酸异戍四醇酯(Pentaerythritol triacrylate,PETA)等。此外，主间隙子110的材料较佳为较为软且具有韧性与弹性的光阻材料。另外，主间隙子110的材料选择并不限于上述的光阻材料，也不限于上述的微影工程。主间隙子Iio可借由其它制作方法例如成形(molding)、光铸造(UV casting)、印刷(printing)或压印(embossing)等方法形成。请参阅图2。提供第二可挠式基板200，其中第二可挠式基板200的材料选择可与第一可挠式基板100相同，故于此不再赘述。将第二可挠式基板200设置于第二承载基板202上，使得第二可挠式基板200所需的组成元件与膜层得以良好地制作于其上。接下来于第二可挠式基板200上形成第二导电层204,第二导电层204可作为一上电极层,例如在本实施例中可作为软性液晶显示器所需的显示元件例如共通电极。另外，于形成第二导电层204之前或形成第二导电层204之后制作本实施例所提供的软性液晶显示器所需的彩色滤光片(图未示)以及其它所需膜层例如配向膜等，由于相关工程为该技术领域中具通常知识的人员所熟知，故于此不再赘述。请继续参阅图2。接下来于第二可挠式基板200上形成多个辅助间隙子210。在本实施例中，辅助间隙子210的制作先在第二可挠式基板200上形成光阻材料层(图未示)，接下来利用曝光显影工程图案化光阻材料层，而于第二可挠式基板200上形成辅助间隙子210。各辅助间隙子210具有套筒结构，举例来说辅助间隙子210包括底部210a与环绕底部210a的侧壁210b，且底部210a与侧壁210b定义出凹陷部210c。辅助间隙子210使用的光阻材料可与主间隙子110相同或不同，例如在本实施例中主间隙子110与辅助间隙子210包含的光阻材料为不同的光阻材料，且辅助间隙子210的光阻材料的硬度大于或等于主间隙子110的光阻材料的硬度。举例来说，以辅助间隙子210的光阻材料的硬度大于主间隙子110的光阻材料的硬度为实施型态时，主间隙子110的光阻材料可以为MMA，而辅助间隙子210的光阻材料可以为HDDA，但不限于此。另外，辅助间隙子210的材料选择也不限于上述的光阻材料，也不限于上述的曝光显影工程。例如，辅助间隙子210也可借由其它制作方法例如成形、光铸造、印刷或压印等方法形成。请同时参阅图1与图2。根据本实施例，主间隙子110的直径小于辅助间隙子210的凹陷部210c的内径，且凹陷部210c的内径较佳为主间隙子110的直径的2 3倍。举例来说，当主间隙子Iio的直径为6 8微米(micrometer, μ m)时,辅助间隙子210的凹陷部210c的内径可为12 24微米。同时，主间隙子110的高度大于辅助间隙子210的凹陷部210c的深度，且凹陷部210c的深度可为主间隙子110的高度的0.5 0.8倍。举例来说，当主间隙子110的高度为3微米时，辅助间隙子210的凹陷部210c的深度可为1.5 2.4微米。另外，主间隙子110的高度小于液晶层间隙。另外值得注意的是，主间隙子110的数量可小于等于辅助间隙子210的数量，也可大于等于辅助间隙子210的数量(示于图6)。举例来说，本实施例中第一可挠式基板100上主间隙子110的密度为0.15%，但第二可挠式基板200上辅助间隙子210的密度为1.37%，但不限于此。请参阅图3。接下来，对第一可挠式基板100与第二可挠式基板200进行组装工程。首先于第一可挠式基板100的周围形成框胶120。接下来，进行液晶注入工程，于第一可挠式基板100上注入液晶LC。在本实施例中，液晶注入工程可为液晶滴注法(one dropfill, 0DF)，但不以此为限。此外，若形成于第一可挠式基板100与第二可挠式基板200之间的显示介质并非液晶材料，则本实施例也不限于上述液晶注入工程。另外值得注意的是，由于第二可挠式基板200上的辅助间隙子210具有套筒结构，因此在注入液晶时，液晶LC可能注入至辅助间隙子210的凹陷部210c内，进而影响基板对组后，可能于液晶中产生气泡而造成显示器亮度不均匀(mura)。因此，本实施例中液晶注入工程将液晶LC滴注至具有主间隙子110的第一可挠式基板100上。请参阅图4与图5。在第一可挠式基板100上注入液晶LC之后，对准压合第一可挠式基板100与第二可挠式基板200，使主间隙子110分别套入相对应的辅助间隙子210的凹陷部210c内，且被相对应的辅助间隙子210包围。随后对框胶120进行硬化工程，使框胶120将第一可挠式基板100与第二可挠式基板200接合。接下来如图5所示，移除第一承载基板102与第二承载基板202，完成软性显示器10的制作。值得注意的是，在组装第一可挠式基板100与第二可挠式基板200时，各主间隙子110分别套入对应的辅助间隙子210的凹陷部210c内。由于辅助间隙子210的密度较高，换句话说辅助间隙子210的数量大于或等于主间隙子110的数量，因此每一个主间隙子110必定有一对应的辅助间隙子210，而于第一可挠式基板110与第二可挠式基板210之间获得多个成对间隙子310(paired spacer)。但对辅助间隙子210而言，即可能如图4与图5所示，会有部分辅助间隙子210并未对应至主间隙子110。另外值得注意的是，在每一组成对间隙子310中，由于辅助间隙子210的凹陷部210c的内径如前所述大于主间隙子110的直径，因此可降低第一可挠式基板100与第二可挠式基板200对位时的困难。此外，由于主间隙子110的高度小于液晶层间隙的宽度，因此在完成第一可挠式基板100与第二可挠式基板200的组装后，主间隙子110并不接触第二可挠式基板200。根据本实施例所提供的软性显示器10，第一可挠式基板100相对于第二可挠式基板200的表面上设置了高度较高、直径较小、数量较少、且材料较为软韧的主间隙子110，且各主间隙子110具有柱状结构。而软性显示器10的第二可挠式基板200上则设置了高度较低、数量较多且材料较为坚硬的辅助间隙子210，且辅助间隙子210分别具有一套筒结构:其具有底部210a、环绕底部210a的侧壁210b以及由底部210b与侧壁21b定义出的凹陷部210c。值得注意的是，凹陷部210c的内径大于主间隙子110的直径，但凹陷部210c的深度小于主间隙子110的高度。换句话说，本实施例所提供的软性显示器10的两个可挠式基板上都形成有固定于其上的间隙子，且同一可挠式基板上的间隙子具有相同的高度，但不同可挠式基板上的间隙子高度则不相同。如图5所示，根据本实施例所提供的软性显示器10，在无外力施加的状态下，主间隙子Iio不接触第二可挠式基板200，同理辅助间隙子210不接触第一可挠式基板100。各主间隙子110分别套入对应的辅助间隙子210的凹陷部210c内，且此时介于辅助间隙子210与主间隙子110之间的间隙高度H可用以改善液晶填充量的容许范围(liquid crystal margin)0另外请参阅图6，图6为本发明所提供的软性显示器的一变化型的示意图。根据本变化型，主间隙子Iio的直径仍然小于辅助间隙子210的凹陷部210c的内径，且主间隙子110与辅助间隙子210的材料可为相同或不同。但值得注意的是，主间隙子110的数量可大于等于辅助间隙子210的数量。举例来说在本变化型中，主间隙子110的数量可与辅助间隙子210相等。简单地说，根据本实施例及其变化型，主间隙子110的数量可根据不同产品需求而大于、等于或小于辅助间隙子210的数量。请参阅图7，图7为本实施例所提供的软性显示器被施以外力产生挠曲时的示意图。如前所述，由于本实施例所提供主间隙子Iio与辅助间隙子210分别固定于第一可挠式基板100与第二可挠式基板200上，因此不论是在施加外力Pl使软性显示器10挠曲或在温度急剧改变时，皆可避免间隙子110、210刮伤可挠式基板100、200上的膜层或显示元件。另外需注意的是，当外力Pl施加于软性显示器10，使其如图7所示挠曲时，软性显示器10的液晶层间隙可能受到挤压而变窄，此时主间隙子110抵触到辅助间隙子210的凹陷部210c的底部，而挠曲中心点的液晶层间隙主要由主间隙子110与辅助间隙子210—同维持，因此软性显示器10的第一可挠式基板100与第二可挠式基板200仍可具有均匀的间隙，也就是说主间隙子110对外力Pl的施加具有缓冲效果。如前所述，由于主间隙子110为较有弹性的光阻材料，故软性显示器10在受外力Pl按压时能具有较佳的恢复力。此外如前所述，当外力Pi施加于软性显示器10时，除了液晶层间隙的变化之外，软性显示器10的两个可挠基板100、200之间还产生剪力。值得注意的是，由于每一组成对间隙子310的辅助间隙子210的凹陷部210c的内径大于主间隙子110的直径，因此可限制主间隙子110受到剪力作用而位移的范围，进而达到控制两片可挠式基板100、200位移的范围。换句话说，本实施例所提供的成对间隙子310可更加改善软性显示器10的可靠度。接下来请参阅图8，图8为本实施例所提供的软性显示器被施以另一外力产生挠曲时的示意图，且值得注意的是，图8中的外力P2大于外力P1。当更大的外力P2施加于软性显示器10使其如图8所示更加地挠曲时，软性显示器10的液晶层间隙因继续受到挤压而变得更窄，此时较有弹性的主间隙子110抵触到辅助间隙子210的凹陷部210c的底部并且产生形变，而辅助间隙子210的侧壁210b顶部则抵触到第一可挠性基板100，故挠曲中心点的液晶层间隙主要由辅助间隙子210维持。因此软性显示器10的第一可挠式基板100与第二可挠式基板200仍可具有均匀的距离，也就是说对更大外力P2的按压仍具有缓冲效果。如前所述，由于辅助间隙子210为较坚硬的光阻材料，故可控制软性显示器10受到外力P2按压时的受压距离，借此增加软性显示器10的耐压性。另外，由于辅助间隙子210(包括未对应至主间隙子110的辅助间隙子210与成对间隙子310中的辅助间隙子210)的数量较多，故可确保软性显示器10不会因为外力P2而破损。此外如前所述，当外力P2施加于软性显示器10时，软性显示器10的形变导致两个可挠基板100、200位移的范围，仍如前所述可借由成对间隙子310控制。最后请参阅图9至图10，图9至图10为本发明所提供的主间隙子与辅助间隙子的变化型的示意图。首先需注意的是，在图9至图10中，仅示出主间隙子与辅助间隙子，但熟悉该技术领域的人士应知图9至图10所示的该等变化型可轻易整合于上述制作软性显示器的方法中。如图9所示，本变化型所提供的主间隙子110可具有圆柱形状，而辅助间隙子210具有底部210a、侧壁210b以及由底部210a与侧壁210b定义的凹陷部210c。更重要的是，本变化型中辅助间隙子210的侧壁210b还具有泄压口 210d，此泄压口 210d的设计可减低气体与液晶LC在第一可挠式基板100与第二可挠式基板200对准压合时的影响，同时可提高辅助间隙子210的弹性。请参阅图10，图10所示出的变化型为镶嵌式的主间隙子110与辅助间隙子210。如图10所示，本变化型的主间隙子110包括上宽下窄的倒圆椎柱形状，而辅助间隙子210的凹陷部210c则为上窄下宽，故主间隙子110与辅助间隙子210在对合时彼此可更密合，故软性显示器10在受到外力时，成对间隙子310可提高对第一可挠式基板100与第二可挠式基板200位移的控制。另外在本变化型中，辅助间隙子210的侧壁210b上也可设置泄压口 210d。纵上所述，本发明所提供的软性显示器及其制作方法，于第一可挠式基板上与第二可挠式基板上分别形成固定的主间隙子与辅助间隙子，借由主间隙子与辅助间隙子之间的间隙高度增加液晶填充量的容许范围，并且避免间隙子摩擦基板造成基板上膜层的破坏。更重要的是，本发明利用较具有弹力且高度较高的主间隙子维持软性显示器受压后液晶层间隙的距离，增加软性显示器受压后恢复的弹性。同时利用较为坚硬且高度较低的辅助间隙子限制软性显示器的受压距离，确保软性显示器不会因受到更大外力挠曲而破损。此外，本发明还借由主间隙子与部分辅助间隙子所形成的成对间隙子控制软性显示器挠曲时两个相对的可挠性基板位移的范围，故可更加提高软性显示器的耐用度。以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求书所作的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
权利要求
1.一种软性显示器的制作方法，其特征在于，包含以下步骤: 于一第一可挠式基板上形成多个主间隙子，且各该主间隙子具有一柱状结构； 于一第二可挠式基板上形成多个辅助间隙子，且各该辅助间隙子具有一套筒结构，其中各该辅助间隙子包括一底部与一侧壁环绕该底部，且该底部与该侧壁定义出一凹陷部；以及 组装该第一可挠式基板与该第二可挠式基板，其中各该主间隙子套入对应的该辅助间隙子的该凹陷部内。
2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，于组装该第一可挠式基板与该第二可挠式基板之后，该等主间隙子不接触该第二可挠式基板。
3.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，该主间隙子的一直径小于该辅助间隙子的该凹陷部的一内径。
4.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，该等主间隙子的一高度大于该等辅助间隙子的该凹陷部的一深度。
5.根据权利要求1述的制作方法，其特征在于，该等主间隙子的一数量大于或等于该等辅助间隙子的一数量。
6.根据权利要求1述的制作方法，其特征在于，该等主间隙子的一数量小于或等于该等辅助间隙子的一数量。
7.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，该等主间隙子与该等辅助间隙子的材料包括光阻材料。
8.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，该等辅助间隙子的硬度大于或等于该等主间隙子的硬度。
9.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，还包含形成一显示介质层于该第一可挠式基板与该第二可挠式基板之间。
10.根据权利要求9所述的制作方法，其特征在于，该显示介质层包括一液晶层，且该制作方法包括: 于该第一可挠式基板的周围形成一框胶； 进行一液晶注入工程，于该第一可挠式基板上形成多滴液晶；以及 对准压合该第一可挠式基板与该第二可挠式基板，使该等主间隙子分别套入相对应的该等辅助间隙子的该凹陷部内，且被相对应的该等辅助间隙子包围。
11.一种软性显示器，其特征在于，包含: 一第一可挠式基板； 一第二可挠式基板，与该第一可挠式基板面对设置； 多个主间隙子，设置于该第一可挠式基板相对于该第二可挠式基板的一表面上，且各该主间隙子具有一柱状结构；以及 多个辅助间隙子，设置于该第二可挠式基板相对于该第一可挠式基板的一表面上，且该等辅助间隙子分别具有一套筒结构，其中各该辅助间隙子具有一底部与一侧壁环绕该底部，该底部与该侧壁定义出一凹陷部，且各该主间隙子套入对应的该辅助间隙子的该凹陷部内。
12.根据权利要求11所述的软性显示器，其特征在于，该主间隙子的一直径小于该辅助间隙子的该凹陷部的一内径。
13.根据权利要求11所述的软性显示器，其特征在于，该主间隙子的一高度大于该辅助间隙子的该凹陷部的一深度。
14.根据权利要求11述的软性显示器，其特征在于，该等主间隙子的一数量大于或等于该等辅助间隙子的一数量。
15.根据权利要求11述的软性显示器，其特征在于，该等主间隙子的一数量小于或等于该等辅助间隙子的一数量。
16.根据权利要求11所述的软性显示器，其特征在于，该等主间隙子与该等辅助间隙子的材料包含光阻材料。
17.根据权利要求11所述的软性显示器，其特征在于，该等辅助间隙子的硬度大于或等于该等主间隙子的硬度。
18.根据权利要求11所述 的软性显示器，其特征在于，当该软性显示器在未受外力挠曲时，该主间隙子未接触该辅助间隙子的该底部，且该辅助间隙子的该侧壁未接触该第一可挠式基板。
全文摘要
本发明提供一种软性显示器，包括第一可挠式基板、与第一可挠式基板面对设置的第二可挠式基板、多个主间隙子以及多个辅助间隙子。主间隙子设置于第一可挠式基板相对于第二可挠式基板的表面上，且各主间隙子具有一柱状结构。辅助间隙子设置于第二可挠式基板相对于第一可挠式基板的表面上，且辅助间隙子分别具有一套筒结构。各辅助间隙子具有一底部与一侧壁环绕底部，底部与侧壁定义出一凹陷部，而各主间隙子套入对应的辅助间隙子的凹陷部内。
文档编号G02F1/1333GK103149744SQ201310018410
公开日2013年6月12日 申请日期2013年1月18日 优先权日2012年12月5日
发明者李文渊, 林炫佑, 黄泰翔 申请人:友达光电股份有限公司