CN103033968B - 一种基于pdlc柔性显示模块的制备方法 - Google Patents

一种基于pdlc柔性显示模块的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供的一种基于PDLC柔性显示模块的制备方法，通过选取平整度高、单面抛光的硅片或者玻璃片作为硬质基片，采用一层黏附层将带透明导电层的柔性衬底平整地固定在硬性基片上，并通过光刻、刻蚀工艺将透明导电层刻蚀成由相互平行的透明导电栅条组成的电极阵列，接着采用涂布工艺在柔性衬底具有电极阵列的一面上涂敷一层聚合物分散液晶膜，利用涂布机在聚合物分散液晶膜表面上平整、紧密的覆盖上透明柔性基片并光固化聚合物分散液晶膜，然后将硬质基片与器件剥离，采用印制工艺在柔性衬底背面喷绘一层CMYK油墨层。本发明提供的制备方法不仅保证了产品的加工精度，而且其加工工艺与微电子的加工工艺兼容，从而降低了产品的生产成本。

Description

一种基于PDLC柔性显示模块的制备方法
技术领域
本发明涉及一种柔性显示模块的制备方法，特别是一种基于PDLC的柔性显示模块的制备方法。
背景技术
聚合物分散液晶(polymer dispersed liquid crystal ,PDLC)是一种新兴的电光薄膜材料。它是将小分子液晶(LC) 分散于透明的聚合物基体当中,形成微米尺寸或纳米尺寸的液晶微滴,而聚合物为液晶微滴提供了稳定的网络结构。由于液晶分子拥有很强的光学各向异性和介电各向异性,使得此种材料具备显著的电光特性。与传统的扭曲或超扭曲液晶器件相比,聚合物分散液晶的优势在于不需要偏振片和取向层,且制备工艺简单。因此,它适用于制备柔软的大面积显示屏、电光开关和光栅等,并且得到了大量研究工作者的重视。
基于聚合物分散液晶膜(PDLC)的印刷型柔性显示器是一种新型反射式柔性显示器。该显示器以自然光为光源，更适合于人眼阅读，且具有易于彩色化和柔性化、响应时间短、驱动电压低、生产成本低、制作工艺简单的优点，可弥补目前电泳式柔性显示器所存在的不足。实现基于PDLC的印刷型柔性显示器的关键在于柔性显示模块的制备,然而，目前与该类显示器柔性显示模块相关的制备工艺研究报道非常缺乏，这种现状限制了基于PDLC的印刷型柔性显示器的发展。
发明内容
本发明为促进基于PDLC的印刷型柔性显示器的实用化，提供一种柔性显示模块的制备方法，具有制备工艺简单、工艺精度高、生产成本低、成品率高、可大批量生产等特点。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种基于PDLC柔性显示模块的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）选取平整度高、单面抛光的硅片或者玻璃片作为硬质基片，并用去离子水清洗硬质基片，清洗完后烘干，在硬质基片表面上涂布一层黏附层；
（2）采用通用塑料薄膜作为柔性衬底，柔性衬底其中一表面上淀积有透明导电层，使用去离子水清洗柔性衬底，清洗完后经过低温烘干，并将柔性衬底的另一表面平铺在黏附层上，采用低温固化黏附层，使柔性衬底平整、牢固的固定在硬质基片上；
（3）在透明导电层的表面上旋涂光刻胶，并通过光刻、刻蚀工艺将透明导电层刻蚀成由相互平行的透明导电栅条组成的电极阵列A，用无水乙醇去除光刻胶,用去离子水清洗；
（4）采用涂布工艺在柔性衬底具有电极阵列的一面上涂敷一层聚合物分散液晶膜；
（5）利用涂布机在聚合物分散液晶膜表面上平整、紧密的覆盖上透明柔性基片，透明柔性基片采用通用塑料薄膜，其与聚合物分散液晶膜粘接的表面带有由相互平行的透明导电栅条组成的电极阵列B，粘接在一起后，采用紫外线光固化工艺使聚合物分散液晶膜固化并与透明柔性基片牢固的粘接；
（6）将上述步骤完成后制成的带硬质基片的器件放入化学溶剂中，使黏附层在化学溶剂中溶解或者失去活性，然后将硬质基片与器件剥离，采用印制工艺在柔性衬底背面喷绘一层CMYK油墨层，得到所需的基于PDLC的柔性显示模块。
步骤（1）中的硬质基片的表面平整度小于5μm。 步骤（1）中所述的黏附层采用聚二甲基硅氧烷或丙烯酸酯粘接胶或环氧树脂类粘接胶制成,黏附层的厚度为50-200μm。
步骤（2）中的透明导电层采用ITO膜、石墨烯膜或ZnO透明导电膜。
步骤（4）中的聚合物分散液晶膜由向列相液晶、单体、齐聚物、光引发剂按一定质量比例组成，厚度为5-20μm。
步骤（5）中的透明柔性基片采用表面带透明导电层的PET，依次采用步骤(1)、（2）、（3）将透明柔性基片上的透明导电层刻蚀成相互平行的透明导电栅条，再将粘接在硬质基片上的透明柔性基片浸泡在化学溶剂中使黏附层溶解或失去活性，最后将透明柔性基片从硬质基片上剥离下来。步骤（5）中的透明柔性基片上的电极阵列与步骤（3）中的电极阵列相互垂直交叉，两电极阵列中的导电栅条垂直交叉重合区域构成柔性显示模块的像素点。
步骤（6）中的化学溶剂为无水乙醇。步骤（6）中的CMYK油墨层由青色、洋红色、黄色和黑色四色网点重复排列组成，每个网点对应一个柔性显示模块像素点，位于所对应像素点的正下方。
本发明相比于现有技术具有的有益效果是：本发明提供的一种基于PDLC柔性显示模块的制备方法，通过选用平整度高、单面抛光的硅片或者玻璃片作为硬质基片，并将硬质基片使用为柔性显示模块加工制备过程中的支撑层，不仅保证了加工精度，而且也使的本发明的加工工艺与微电子的加工工艺兼容，从而简化了整体的加工工艺，降低了产品的生产成本，提高了产品的合格率，可实现大批量的生产。
附图说明
图1是本发明提供的制备方法的流程图。
附图中：1-硬质基片、2-黏附层、3-柔性衬底、4-电极阵列A、5-聚合物分散液晶膜、6-电极阵列B、7-透明柔性基片、8- CMYK油墨层。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例对本发明的技术方案作进一步描述，以下实施例并不构成对本发明的限定。
在本实施例中，参照图1，一种基于PDLC柔性显示模块的制备方法，包括以下步骤：
（1）选取平整度高、单面抛光的硅片或者玻璃片作为硬质基片1，硬质基片1的表面平整度小于5μm,并用去离子水清洗硬质基片，清洗完后烘干，在硬质基片1表面上涂布一层黏附层2。首先进行硬质基片1和黏附层2的制备，硬质基片1采用单抛硅片，用丙酮、乙醇和去离子水超声将硬质基片清洗干净，并在180℃真空炉中烘干3小时，然后在基片上涂布一层厚度为50μm的聚二甲基硅氧烷的黏附层2。
（2）采用通用塑料薄膜作为柔性衬底3，柔性衬底3其中一表面上淀积有透明导电层，使用去离子水清洗柔性衬底，清洗完后经过低温烘干，并将柔性衬底的另一表面平铺在黏附层上，采用低温固化黏附层，使柔性衬底平整、牢固的固定在硬质基片上。采用表面带ITO导电层的PET作为柔性衬底3，然后将柔性衬底3平铺在黏附层上2，ITO导电层为非粘接面，将整个器件置于烘箱中在80℃下2小时进行固化，固化后使柔性衬底3平整地粘接在硬质基片1上。
（3）在透明导电层的表面上旋涂光刻胶，并通过光刻、刻蚀工艺将透明导电层刻蚀成由相互平行的透明导电栅条组成的电极阵列A 4，用无水乙醇去除光刻胶,并用去离子水清洗。其中电极阵列的制备方法为：在ITO透明导电层4上旋涂2μm厚的正胶AZ1500，采用100℃的温度烘烤3分钟，并用德国Karl Suss公司MA6光刻机曝光，曝光功率为10mW/cm2，曝光时间为20秒，显影时间为40秒，再用去离子水清洗干净，清洗后用ITO腐蚀液刻蚀ITO透明导电层4以得到所需的电极阵列，刻蚀时间为2分钟，刻蚀完成后用丙酮去除光ITO导电层上的光刻胶，最后用去离子水清洗后低温烘干。
（4）采用涂布工艺在柔性衬底具有电极阵列A 4的一面上涂敷一层聚合物分散液晶膜5。其中聚合物分散液晶膜5的制备方法为，将聚氨酯丙烯酸酯、丙烯酸羟丙酯和安息香双甲醚按1：2：0.03的质量配比，混合搅拌1小时后制成透明的预聚物，向预聚物中加入向列相液晶P0616A，向列相液晶液晶与预聚物质量比为6︰4，在60℃下充分搅拌2小时，形成透明的聚合物分散液晶溶液，然后采用涂布机将10μm厚的聚合物分散液晶溶液均匀地涂布在透明导电层的电极阵列A4上，形成聚合物分散液晶膜5。
（5）利用涂布机在聚合物分散液晶膜5表面上平整、紧密的覆盖上透明柔性基片7，透明柔性基片7采用通用塑料薄膜，其与聚合物分散液晶膜5粘接的表面带有由相互平行的透明导电栅条组成的电极阵列B6，电极阵列B 6与步骤（3）中的电极阵列A 4相互垂直交叉，两电极阵列中的导电栅条垂直交叉重合区域构成柔性显示模块的像素点粘接在一起后，采用紫外线光固化工艺使聚合物分散液晶膜固化并与透明柔性基片牢固的粘接。采用表面带ITO导电层的PET作为透明柔性基片7，依次采用步骤(1)、（2）、（3）将透明柔性基片7上的ITO导电层加工成所需要的电极阵列B 6，然后将粘接在硬质基片上的透明柔性基片7浸泡在无水乙醇中，使聚二甲基硅氧烷黏附层失去活性，将透明柔性基片从硬质基片1上剥离下来，采用涂布机将透明柔性基片紧密地覆盖在聚合物分散液晶膜上，透明柔性基片7的电极阵列面为粘接面，在室温下采用波长为365nm的紫外线照射带硬质基片1的复合膜15min，紫外光强度为5mw/cm2，使聚合物分散液晶膜固化并与透明柔性基片形成良好的粘接。
（6）将上述步骤完成后制成的带硬质基片1的器件放入化学溶剂中，使黏附层2在化学溶剂中溶解或者失去活性，然后将硬质基片1与器件剥离，采用印制工艺在柔性衬底背面喷绘一层CMYK油墨层8，CMYK油墨层8由青色、洋红色、黄色和黑色四色网点重复排列组成，每个网点对应一个柔性显示模块像素点，位于所对应像素点的正下方，得到所需的基于PDLC的柔性显示模块。柔性显示模块的剥离的具体方法为，将制备好的带硬质基片的器件放入无水乙醇中，使聚二甲基硅氧烷黏附层在无水乙醇中溶解或失去活性，从而将器件从硬质基片上剥离下来，得到所需要制备的基于PDLC的柔性显示模块。
本发明提供的制作基于PDLC的柔性显示模块的方法相比于传统技术更加简单，通过选用平整度高、单面抛光的硅片或者玻璃片作为硬质基片，并将硬质基片使用为柔性显示模块加工制备过程中的支撑层，不仅保证了模块的加工精度，而且也使本发明的加工工艺与微电子的加工工艺兼容，简化了设备，从而简化了整体的加工工艺。

Claims (9)

1.一种基于PDLC柔性显示模块的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)选取平整度高、单面抛光的硅片或者玻璃片作为硬质基片，并用去离子水清洗硬质基片，清洗完后烘干，在硬质基片表面上涂布一层黏附层,所述的黏附层采用聚二甲基硅氧烷或丙烯酸酯粘接胶或环氧树脂类粘接胶制成；
(2)采用通用塑料薄膜作为柔性衬底，柔性衬底其中一表面上淀积有透明导电层，使用去离子水清洗柔性衬底，清洗完后经过低温烘干，并将柔性衬底的另一表面平铺在黏附层上，采用低温固化黏附层，使柔性衬底平整、牢固的固定在硬质基片上；
(3)在透明导电层的表面上旋涂光刻胶，并通过光刻、刻蚀工艺将透明导电层刻蚀成由相互平行的透明导电栅条组成的电极阵列A，用无水乙醇去除光刻胶,并用去离子水清洗；
(4)采用涂布工艺在柔性衬底具有电极阵列A的一面上涂敷一层聚合物分散液晶膜；
(5)利用涂布机在聚合物分散液晶膜表面上平整、紧密的覆盖上透明柔性基片，透明柔性基片采用通用塑料薄膜，其与聚合物分散液晶膜粘接的表面带有由相互平行的透明导电栅条组成的电极阵列B，粘接在一起后，采用紫外线光固化工艺使聚合物分散液晶膜固化并与透明柔性基片牢固的粘接；
(6)将上述步骤完成后制成的带硬质基片的器件放入化学溶剂中，使黏附层在化学溶剂中溶解或者失去活性，然后将硬质基片与器件剥离，采用印制工艺在柔性衬底背面喷绘一层CMYK油墨层，得到所需的基于PDLC的柔性显示模块。
2.根据权利要求1所述的基于PDLC柔性显示模块的制备方法，其特征在于：步骤(1)中的硬质基片的表面平整度小于5μm。
3.根据权利要求1所述的基于PDLC柔性显示模块的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的黏附层的厚度为50-200μm。
4.根据权利要求1所述的基于PDLC柔性显示模块的制备方法，其特征在于：步骤(2)中的透明导电层采用ITO膜、石墨烯膜或ZnO透明导电膜。
5.根据权利要求1所述的基于PDLC柔性显示模块的制备方法，其特征在于：步骤(4)中的聚合物分散液晶膜由向列相液晶、单体、齐聚物、光引发剂按一定质量比例组成，厚度为5-20μm。
6.根据权利要求1所述的基于PDLC柔性显示模块的制备方法，其特征在于：步骤(5)中的透明柔性基片采用表面带透明导电层的PET，依次采用步骤(1)、(2)、(3)将透明柔性基片上的透明导电层刻蚀成相互平行的透明导电栅条，再将粘接在硬质基片上的透明柔性基片浸泡在化学溶剂中使黏附层溶解或失去活性，最后将透明柔性基片从硬质基片上剥离下来。
7.根据权利要求1所述的基于PDLC柔性显示模块的制备方法，其特征在于：步骤(5)中的透明柔性基片上的电极阵列B与步骤(3)中的电极阵列A相互垂直交叉，两电极阵列中的导电栅条垂直交叉重合区域构成柔性显示模块的像素点。
8.根据权利要求1所述的基于PDLC柔性显示模块的制备方法，其特征在于：步骤(6)中的化学溶剂为无水乙醇。
9.根据权利要求1所述的基于PDLC柔性显示模块的制备方法，其特征在于：步骤(6)中的CMYK油墨层由青色、洋红色、黄色和黑色四色网点重复排列组成，每个网点对应一个柔性显示模块像素点，位于所对应像素点的正下方。
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