CN104007548A - 电湿润显示器的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及显示器制作技术领域，提供一种电湿润显示器的制作方法，旨在解决现有的电湿润显示器制作过程中天然像素格中的油墨不均匀和体积不可控的问题。该电湿润显示器的制作方法包括以下步骤：准备液体，提供第一液体和不溶于第一液体的第二液体，利用两相微流控技术使第二液体形成分散的液滴；提供第一基板，第一基板设有单元格；将第一基板倾斜放置并自上而下放入第一液体中，液滴自动填充进入单元格中；提供与第一基板相面对设置的第二基板。可定量地将液滴填充入单元格之中，而且可以通过控制油滴的尺寸大小来实现对填充入单元格中液滴体积的控制，同时，可以节省第二液体的用量，并降低驱动电压，加快电致响应时间。

Description

电湿润显示器的制作方法

技术领域

本发明涉及显示器制作技术领域，尤其涉及一种电湿润显示器的制作方法。

背景技术

显示装置通常包括密封在一起形成腔体的两个基板，该腔体包含表现出显示效果的装置。

在电湿润显示(electro-wetting display，简称EWD，又名电润湿显示)装置中，该装置是彩色油墨。通过改变施加在两个基板之间的电压，来改变油墨与基板之间的界面张力，从而改变了油墨在腔体里面的分布，实现了对透射光或反射光进行光开关和灰度控制的功能，达到显示的目的。

电湿润显示的基本原理是：通过外加电压改变显示单元内液体的接触角，进而改变液体的分布，最后达到对透射光或反射光进行开关的功能。将三个此类的开关分别运用到颜色的三基色(红绿蓝)上，通过对三种颜色的开关和控制，达到彩色显示目的。这种显示器能利用外界的光源，并且做到仅在需要发光的地方进行能量驱动，因此它具有能耗低、色彩丰富、体积小、响应时间短等一系列优点。电润湿显示是一种反射式显示，在能耗和健康以及色彩质量方面都有突出的表现，因此被广泛的认为是未来的主流显示技术之一。

现有的电湿润显示装置制作技术中，都是采用油墨自组装填充进像素格，例如，B.Sun等在Applied Physics Letters91，期1(2007年)：011106.doi:10.1063/1.2753697公开了一种电湿润显示装置的制作方法，如图1所示，该方法的具体步骤是：先在水面10’上平铺一层所要填充的油墨20’，然后，将附有像素格的基板30’竖直从上到下以一定的速度浸没入水10’中，由于基板30’上附有一层疏水材料，而形成像素格的像素墙是亲水材料，这样油墨20’会自动被吸附和填充入像素格。然而这种方法在填充过程中水面10’上漂浮的油墨20’的量会随着填充的进行逐渐减少，或者由于水平上油墨20’的铺展不均匀，导致填充入像素格内的油墨20’的量不相同，影响显示效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电湿润显示器的制作方法，旨在解决现有的电湿润显示器制作过程中天然像素格中的油墨不均匀和体积不可控的问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：提供一种电湿润显示器的制作方法，包括以下步骤：

准备液体，提供第一液体和不溶于所述第一液体的第二液体，利用两相微流控技术使所述第二液体形成分散的液滴，并将所述液滴引入所述第一液体中并漂浮于所述第一液体上；

准备基板，提供第一基板，所述第一基板包括导电基板、设置于所述导电基板之上表面且由憎水性材料制成的第一结构层以及具有多个孔洞并设置于所述第一结构层的上表面的第二结构层，所述第二结构层和所述导电基板分别设置于所述第一结构层的相对两侧，所述第一结构层与所述第二结构层于所述孔洞处形成相应的单元格，所述第二结构层由亲水性材料制成；

填充，将所述第一基板倾斜放置并自上而下放入第一液体中，所述液滴自动填充进入所述单元格中；

胶合，提供与所述第一基板相面对设置的第二基板，利用胶材将填充后的所述第一基板和所述第二基板黏合。

进一步地，在准备液体的步骤中，所述第一液体为极性或者电解质液体；所述第二液体为非极性液体。

进一步地，所述第一液体为水，所述第二液体为烷烃类或者油类液体。

进一步地，在准备液体的步骤中，还包括以下步骤：

提供液滴形成装置，所述液滴形成装置包括盛放所述第一液体的第一储液槽、盛放所述第二液体的储液箱以及盛放所述第一液体以用于填充所述单元格的第二储液槽，所述第一储液槽具有将所述第一液体导入所述第一储液槽的第一管路，所述储液箱具有将所述第二液体导入所述第一储液箱的第二管路，所述第一管路与所述第二管路相交并形成交汇处，所述第一管路和所述第二管路于所述交汇处与所述第二储液槽相互贯通。

进一步地，在准备液体的步骤中，还包括以下步骤：

沿所述第一管路注入所述第一液体；

沿所述第二管路注入所述第二液体；

所述第一液体和所述第二液体同时流入所述交汇处，并从所述交汇处流出至所述第二储液槽中。

进一步地，在准备基板的步骤中：所述第一基板的第一结构层由所述憎水性材料通过旋涂、滚涂、丝网印刷或者狭缝涂布的方式涂在所述导电基板的表面；所述第二结构层由所述亲水性材料通过旋涂、滚涂、丝网印刷或者狭缝涂布的方式涂在所述第一结构层的上表面，并采用光刻或者激光灼刻出所述孔洞。

本发明具有下列技术效果：利用两相微流控技术将所述第二液体制备成微小液滴，所形成的微小液滴尺寸均一、相对稳定且体积可控；由于所述液滴与所述第二液体不相容，漂浮于所述第二液体上所述液滴自动填入所述单元格中，由于所述液滴的大小可控和体积一定，精确地改善了所述电湿润显示器的制作过程，且制作出的电湿润显示器的重复性好。

附图说明

图1为现有技术中电湿润显示器制作示意图；

图2为本发明实施例提供的电湿润显示器的制作工艺流程图；

图3为图2中准备液体步骤的结构示意图；

图4为图2中填充步骤的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参照图2至图4，本发明实施例提供的电湿润显示器的制作方法包括以下步骤：

S1：准备液体，提供第一液体10和不溶于所述第一液体10的第二液体20，利用两相微流控技术使所述第二液体20形成分散的液滴25，并将所述液滴25引入所述第一液体10中并漂浮于所述第一液体10上；可以理解地，所述第二液体20可以是与所述第一液体10不相容的任何一种液体，并利用两相微流控技术将所述第二液体20制备成微小液滴25，所形成的微小液滴25尺寸均一、相对稳定且体积可控。所述液滴25形成后，由于其比重较所述第一液体10的小，当将所述液滴25引入所述第一液体10中时，所述微小液滴25漂浮于所述第一液体10表面上。

S2：准备基板，提供第一基板30，所述第一基板30包括导电基板32、设置于所述导电基板32之上表面且由憎水性材料制成的第一结构层34以及具有多个孔洞并设置于所述第一结构层34的上表面的第二结构层36，所述第二结构层36和所述导电基板32分别设置于所述第一结构层34的相对两侧，所述第一结构层34与所述第二结构层36于所述孔洞处形成相应的单元格38，所述第二结构层36由亲水性材料制成；可以理解地，所述单元格38为不连续的单元格38，当第一基板30浸没于第二液体20中时，第一液体10会填满各单元格38，各单元格38构成电湿润显示器的各个像素点。

S3：填充，将所述第一基板30倾斜放置并自上而下放入第一液体10中，所述液滴25自动填充进入所述单元格38中；可以理解地，将所述第一基板30倾斜一定角度，所倾斜的角度以输送液滴25可以充分进入所述单元格38为最佳，将所述第一基板30之设有单元格38的一侧靠近所述第二液体20并将第一基板30的一端先浸没于第二液体20中，由于所述液滴25与所述第二液体20不相容，漂浮于所述第二液体20上所述液滴25自动填入所述单元格38中，由于所述液滴25的大小可控和体积一定，精确地改善了所述电湿润显示器的制作过程，且制作出的电湿润显示器的重复性好。

S4：胶合，提供与所述第一基板30相面对设置的第二基板(图未示)，利用胶材将填充后的所述第一基板30和所述第二基板黏合。可选地，所述第二基板为导电基板。

本发明实施例提供的电湿润显示器的制作方法利用两相微流控技术将所述第二液体20制备成微小液滴25，所形成的微小液滴25尺寸均一、相对稳定且体积可控，当所述第一基板30倾斜放入第一液体10中时，由于所述液滴25与所述第二液体20不相容，漂浮于所述第二液体20上所述液滴25自动填入所述单元格38中，由于所述液滴25的大小可控和体积一定，精确地改善了所述电湿润显示器的制作过程，且制作出的电湿润显示器的重复性好。采用这种方法，可定量地将液滴25填充入单元格38之中，而且可以通过控制油滴的尺寸大小来实现对填充入单元格38中液滴25体积的控制，同时，可以节省第二液体20的用量，并降低驱动电压，加快电致响应速度。

请参照图2至图4，进一步地，在准备液体的步骤S1中，所述第一液体10为极性或者电解质液体；所述第二液体20为非极性液体。优选地，所述第一液体10为水，所述第二液体20为烷烃类或者油类液体。可选地，第二液体20为环己烷。第一液体10对第二结构层36的可润湿性比第二液体20好，填充时，第一液体10更容易从单元格38内排挤出，而使第二液体20填充于单元格38内。

请参照图2至图4，进一步地，在准备液体的步骤S1中，还包括以下步骤：

提供液滴25形成装置，所述液滴25形成装置包括盛放所述第一液体10的第一储液槽、盛放所述第二液体20的储液箱以及盛放所述第一液体10以用于填充所述单元格38的第二储液槽，所述第一储液槽具有将所述第一液体10导入所述第一储液槽的第一管路，所述储液箱具有将所述第二液体20导入所述第一储液箱的第二管路，所述第一管路与所述第二管路相交并形成交汇处，所述第一管路和所述第二管路于所述交汇处与所述第二储液槽相互贯通。可以理解地，该液滴25形成装置是微流控技术形成液滴25时所采用的设备，通过控制所述第一管路中所述第一液体10的流入速度以及所述第二管路中所述第二液体20的流入速度，以控制在交汇处形成的液滴25的尺寸大小和均匀性，并通过第一管路和第二管路的几何结构一控制产生的所述液滴25的速度和产量。液滴25形成后，由于其比重较第一液体10小，当被引入第二储液槽的第一液体10中时，所述液滴25漂浮于所述第一液体10表面上。

请参照图2至图4，进一步地，在准备液体的步骤S1中，还包括以下步骤：

沿所述第一管路注入所述第一液体10；

沿所述第二管路注入所述第二液体20；

所述第一液体10和所述第二液体20同时流入所述交汇处，并从所述交汇处流出至所述第二储液槽中。

可以理解地，通过控制所述第一管路中第一液体10的流速和所述第二管路中第二液体20的流速，使得所述第一液体10和所述第二液体20以一定速度在交汇处汇聚，经该交汇处时，所述第二液体20形成大小均匀的单分散的微小液滴25漂浮于第二储液槽的第一液体10中，并利用该液滴25填充单元格38以用于电湿润显示器的制备，更有利于改善电湿润显示器的质量，加快其产业化。利用微流控技术制备液滴25以保证液滴25充分填入单元格38中，节省第二液体20的用量。

请参照图2至图4，进一步地，在准备基板的步骤S2中：所述第一基板30的第一结构层34由所述憎水性材料通过旋涂、滚涂、丝网印刷或者狭缝涂布的方式涂在所述导电基板32的表面；所述第二结构层36由所述亲水性材料通过旋涂、滚涂、丝网印刷或者狭缝涂布的方式涂在所述第一结构层34的上表面，并采用光刻或者激光灼刻出所述孔洞。可以理解地，所述憎水性材料可以是特氟龙类材料，优选地，该憎水性材料为无定型氟树脂材料，例如AF1600；所述亲水性材料为光刻胶材料，该光刻胶可以是正胶也可以负胶，例如，SU-8。各单元格38为正方形像素墙，该像素墙与第二层结构的材料相同，均为亲水性材料，由于该像素墙对于第二液体20的可润湿性大于第一液体10，因此，填充时，第二液体20更容易附着在像素墙上，即当第二结构层36浸没于第一液体10中时，液滴25自动填充至各单元格38中直至将单元格38填满。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种电湿润显示器的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

准备液体:提供第一液体和不溶于所述第一液体的第二液体，利用两相微流控技术使所述第二液体形成分散的液滴，并将所述液滴引入所述第一液体中并漂浮于所述第一液体上；

准备基板:提供第一基板，所述第一基板包括导电基板、设置于所述导电基板之上表面且由憎水性材料制成的第一结构层以及具有多个孔洞并设置于所述第一结构层的上表面的第二结构层，所述第二结构层和所述导电基板分别设置于所述第一结构层的相对两侧，所述第一结构层与所述第二结构层于所述孔洞处形成相应的单元格，所述第二结构层由亲水性材料制成；

填充：将所述第一基板倾斜放置并自上而下放入第一液体中，所述液滴自动填充进入所述单元格中；

胶合：提供与所述第一基板相面对设置的第二基板，利用胶材将填充后的所述第一基板和所述第二基板黏合。

2.如权利要求1所述的电湿润显示器的制作方法，其特征在于，在准备液体的步骤中，所述第一液体为极性或者电解质液体；所述第二液体为非极性液体。

3.如权利要求2所述的电湿润显示器的制作方法，其特征在于，所述第一液体为水，所述第二液体为烷烃类或者油类液体。

4.如权利要求1至3任意一项所述的电湿润显示器的制作方法，其特征在于，在准备液体的步骤中，还包括以下步骤：

提供液滴形成装置，所述液滴形成装置包括盛放所述第一液体的第一储液槽、盛放所述第二液体的储液箱以及盛放所述第一液体以用于填充所述单元格的第二储液槽，所述第一储液槽具有将所述第一液体导入所述第一储液槽的第一管路，所述储液箱具有将所述第二液体导入所述第一储液箱的第二管路，所述第一管路与所述第二管路相交并形成交汇处，所述第一管路和所述第二管路于所述交汇处与所述第二储液槽相互贯通。

5.如权利要求4所述的电湿润显示器的制作方法，其特征在于，在准备液体的步骤中，还包括以下步骤：

沿所述第一管路注入所述第一液体；

沿所述第二管路注入所述第二液体；以及

所述第一液体和所述第二液体同时流入所述交汇处，并从所述交汇处流出至所述第二储液槽中。

6.如权利要求1所述的电湿润显示器的制作方法，其特征在于，在准备基板的步骤中：所述第一基板的第一结构层由所述憎水性材料通过旋涂、滚涂、丝网印刷或者狭缝涂布的方式涂在所述导电基板的表面；所述第二结构层由所述亲水性材料通过旋涂、滚涂、丝网印刷或者狭缝涂布的方式涂在所述第一结构层的上表面，并采用光刻或者激光灼刻出所述孔洞。