CN104849936A - 一种封装电润湿显示器件的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种封装电润湿显示器件的方法，包括：初级密封步骤，将初级密封结构附设在上基板和下基板之间；精密对位步骤，保持初级密封的前提下使上基板和/或下基板在自身的平面上平移微调；二级密封步骤，将二级密封结构附设在上基板和下基板之间，并利用二级密封结构将上基板和下基板固定；初级密封步骤在电解质溶液中实施，精密对位步骤和二级密封步骤在气体环境中实施。本发明的方法在电解质溶液中实施初级密封后，将电润湿显示器件移至气体环境中实施精确对位和二级密封固定，克服了现有工艺中在电解质溶液中完成所有封装工艺的缺陷，可大大降低最终封装工艺的成本，提高产品良率及工作效率。本发明可应用于电润湿显示器件的封装。
Description
技术领域
本发明涉及显示装置制作领域，特别是一种封装电润湿显示器件的方法。
背景技术
电润湿显示器件(Electronic fluid display，简称EFD)一种反射式显示器件，其基本结构如图1至图3所示，包括上下两个导电基板，上基板由导电板1和封装胶框2组成，下基板由ITO/TFT基板 3，憎水层（一般为氟化聚合物）4，像素墙5组成。像素墙的图案限定了显示器件的像素，像素墙之间的区域为显示区域12，像素墙中填充有油墨6和电解质溶液7两种不互溶的流体，通过两种流体的运动来产生显示效果。如Robert A. Hayes等在文章中描述的显示器件，当没有施加电压的时候，油墨铺展在憎水层的表面，显示油墨的颜色。当施加电压时，油墨收缩，显示下基板的颜色。
上述的油墨及电解质溶液中要求不得混入气泡，故传统的电润湿显示器件封装工艺需要在电解质液面以下进行。具体工序包括在电解质溶液中对下基板像素结构中填充油墨；上、下基板的精密对位及压力贴合。这些工序需要在装满电解质溶液的箱体液面下对上下基板进行定位、移动及压合，因此带来了一系列工艺难题，包括在液面下对上下基板的隔水吸附定位、穿透多层介质进行光学图像精密对位、对位运动中液面波动对对位精度的影响、运动机构在电解质中的防腐蚀问题等，这些问题都需要花费大量的成本及时间去解决。
发明内容
为了克服上述技术问题，本发明的目的在于提供一种降低封装成本、提高工作效率的封装电润湿显示器件的方法。
本发明所采用的技术方案是：
一种封装电润湿显示器件的方法，所述电润湿显示器件包括上基板、下基板以及填充有油墨和电解质工质的显示区域，所述方法包括：
初级密封步骤，将初级密封结构附设在上基板和下基板之间，形成被上基板、下基板和初级密封结构围住的显示区域；
精密对位步骤，保持初级密封的前提下使上基板和/或下基板在自身的平面上平移微调；
二级密封步骤，将二级密封结构附设在上基板和下基板之间，并利用二级密封结构将上基板和下基板固定，所述二级密封结构位于初级密封结构外周；
所述初级密封步骤在电解质溶液中实施，所述精密对位步骤和二级密封步骤在气体环境中实施。
作为本发明的进一步改进，所述初级密封结构包括连接下基板的第一密封件，所述第一密封件连接上基板的密封面采用具有自润滑性的亲水材料制成，在第一密封件密封连接上基板后，两者仍可滑移。
作为本发明的进一步改进，所述初级密封步骤包括通过压力将所述第一密封件施加到所述上基板底端面的步骤。
作为本发明的进一步改进，还包括监测施加于第一密封件上压力的步骤，根据监测的压力值控制第一密封件的弹性变形量，或者根据所需的弹性变形量，设置所需压力大小。
作为本发明的进一步改进，所述精密对位步骤中，利用视觉系统为微调提供参考，视觉系统根据上、下基板上的对位标记来确认两者的相对位置，从而精确计算出上、下基板的平移量。
作为本发明的进一步改进，所述气体环境为具有正压的气体环境，且气体环境中的气体压力施加在上基板和下基板的表面。
作为本发明的进一步改进，二级密封结构包括预先固定在上基板或下基板上具有粘性的第二密封件，二级密封步骤中，对向压合上基板和下基板，直至第二密封件牢固粘附定位在下基板或上基板上。
作为本发明的进一步改进，所述第一密封件具有弹性，所述第一密封件在上基板与下基板之间的高度高于第二密封件在上基板与下基板之间的高度。
作为本发明的进一步改进，二级密封步骤中，在上基板和下基板之间填充密封材料，形成二级密封结构。
作为本发明的进一步改进，还包括对密封材料固化的步骤。
本发明的有益效果是：本发明的方法在电解质溶液中实施初级密封后，将电润湿显示器件移至气体环境中实施精确对位和二级密封固定，克服了现有工艺中在电解质溶液中完成所有封装工艺的缺陷，可大大降低最终封装工艺的成本，提高产品良率及工作效率。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。
图1是传统电润湿显示器件的结构示意图；
图2是传统电润湿显示器件上基板的示意图；
图3是传统电润湿显示器件下基板的示意图；
图4是第一实施封装前封装结构的示意图；
图5是第一实施例封装方法流程图；
图6是第二实施封装结构的示意图；
图7是第二实施例封装方法流程图。
具体实施方式
如图4和图6所示，本发明的电润湿显示器材包括上基板13、下基板10、初级密封结构、二级密封结构、填充有油墨和电解质工质的显示区域11，初级密封结构连接在上基板13和下基板10之间，将显示区域11密封包围，二级密封结构连接在上基板13和下基板10之间，位于初级密封结构外周，将上基板13、下基板10和初级密封结构形成的狭隙区域密封，同时将上基板13和下基板10固定。
如图5和图7所示，实施本发明的方法所使用的装置至少包括：
升降器18，该升降器18放置在充满电解质溶液17的水槽16中，在封装时可支撑下基板10并将下基板10向上顶升，升降器18支撑下基板10的支撑部为镂空结构；
具有隔水吸附功能的吸头15，所述的吸头15具有在垂直方向上升和下降的自由度，以及在水平方向平移的自由度，在封装时，该吸头15固定吸住上基板13，并可带动上基板13上升、下压以及在水平方向上平移；
摄像头19，摄像头19电性连接有控制装置，并与控制装置构成视觉系统，通过对上、下基板13、10图像的捕捉完成吸头15平移的控制任务；
测力元件，安装在上吸头15的执行机构上，检测上吸头15下压的压力。
第一实施例
如图4所示，电润湿显示器材的初级密封结构包括第一密封件9，第一密封件9的下表面粘贴在下基板10上，或者预先贴合在下基板10的上端面，第一密封件9上表面为光滑的平面并采用具有自润滑性的亲水材料制成。第一密封件9在垂直方向上具有一定的长度及具有一定的弹性，因此可在垂直方向上被压缩。二级密封结构包括粘附在上基板13下端面的第二密封件12，该第二密封件12在垂直方向上的长度比第一密封件9短，其具有一定的弹性因此能被压缩，但是弹性比第一密封件9小。第二密封件12朝向下基板10的下表面光滑并具有一定的粘性。
下面描述本实施例的封装方法。
（1）上基板13与下基板10预定位：具有隔水吸附功能的吸头15吸附带有第二密封件12的上基板13，带有第一密封件9的下基板10位于电解质溶液17中并连接升降器18，下基板10已完成显示区域11的填充。上、下基板13、10由机械机构完成粗定位±0.2mm，保证上、下基板13、10上的对位标记相对位置误差为±0.2mm。吸头15下压，使得上基板13进入水槽16中的电解质溶液17中，如图5（a）。
（2）初级密封步骤：如图5（b），吸头15下压，第一密封件9的上表面贴合在上基板13的下端面并完成显示器件的初级密封。吸头15向下压合的过程中利用测力元件在线检测、反馈压力值，使得压合力的范围不仅保证密封效果，同时第一密封件9不发生显著形变，第二密封件12不与下基板10接触。该步骤中，可以预先设定压合力的数值，待测力元件检测到压合力达到该数值时，通过程序控制停止吸头15的下压。
（3）精密对位步骤：如图5（c），吸头15与升降器18同步上移，带动经初级密封步骤的上、下基板13、10离开电解质溶液17并进入具有正压的气体环境中（如大气中），在正压气体对上、下基板13、10表面的压力作用下，下基板10将自然贴合在第一密封件9上并保持密封。升降器18中镂空结构的支撑部，可以保证下基板10的底面在离开液面后尽可能与气体环境接触。之后打开摄像头19，捕捉上、下基板13、10上的对位标记，由于第一密封件9具有自润滑性，上、下基板13、10在水平空间上位置并未固定，吸头15带动上基板13在水平方向上微调平移，完成上、下基板13、10的精密对位，其精度在±5um。
（4）二级密封步骤：如图5（d），吸头15施加一定的下压力，压力值保证第一密封件9压缩形变使得第二密封件12与下基板10接触。由于第二密封件12下表面具有粘附性，在经过一定压力保压后，即可保证第二密封件12紧固贴合下基板10，完成密封的过程。此时上、下基板13、10在任何方向上都是相对固定的，即完成上、下基板13、10的封装。
实施例二
如图7所示，本实施例的方法所使用的装置还包括点胶或灌胶装置21。
如图6所示，电润湿显示器材的初级密封结构包括第一密封件9，第一密封件9的下表面粘贴在下基板10上，或者预先贴合在下基板10的上端面，第一密封件9上表面为光滑的平面并采用具有自润滑性的亲水材料制成。第一密封件9在垂直方向上具有一定的弹性，因此可在垂直方向上被压缩。二级密封结构为可固化的密封材料14，如具有光学固化的材料（UV固化胶：如高乐GOLDIA、戴马斯Dymax、乐泰LCOTITE 等相关产品），或者是低温热固化（80摄氏度以内）的材料（如Sup-bond低温固化环氧胶系列）。上述的密封材料14填充在上、下基板13、10与第一密封件9构成的狭缝区域中。
下面描述本实施例的封装方法。
（1） 上基板13与下基板10预定位：具有隔水吸附功能的吸头15吸附上基板13，带有第一密封件9的下基板10位于电解质溶液17中的升降器18上，下基板10已完成显示区域11的填充。上、下基板13、10由机械机构完成粗定位±0.2mm，保证上、下基板13、10上的对位标记相对位置误差为±0.2mm，吸头15下压，使得上基板13进入水槽16中的电解质溶液17中，如图7（a）。
（2）初级密封步骤：如图7（b），吸头15下压，第一密封件9的上表面贴合在上基板13的下端面并完成显示器件的初级密封。吸头15向下压合的过程中利用测力元件在线检测、反馈压力值，使得压合力的范围不仅保证密封效果，同时第一密封件9不发生显著形变。该步骤中，可以预先设定压合力的数值，待测力元件检测到压合力达到该数值时，通过程序控制停止吸头15的下压。
（3）精密对位步骤：如图7（c），吸头15与升降器18同步上移，带动经初级密封步骤的上、下基板13、10离开电解质溶液17并进入具有正压的气体环境中（如大气中），在正压气体对上、下基板13、10表面的压力作用下，下基板10将自然贴合在第一密封件9上并保持密封。之后打开摄像头19，捕捉上、下基板13、10上的对位标记，由于第一密封件9具有自润滑性，上、下基板13、10在水平空间上位置并未固定，吸头15带动上基板13在水平方向上微调平移，完成上、下基板13、10的精密对位，其精度在±5um。
（4）二级密封步骤：如图7（d），通过点胶或灌胶装置21对上、下基板13、10与第一密封件9构成的狭缝区域填充可固化的密封材料14构建二级密封结构。之后选择对应的固化方法对密封材料14固化，使密封材料14紧密连接上、下基板13、10，形成稳固、不可滑移的密封结构。
以上所述只是本发明优选的实施方式，其并不构成对本发明保护范围的限制。
Claims (10)
1.一种封装电润湿显示器件的方法，所述电润湿显示器件包括上基板、下基板以及填充有油墨和电解质工质的显示区域，其特征在于，所述方法包括：
初级密封步骤，将初级密封结构附设在上基板和下基板之间，形成被上基板、下基板和初级密封结构围住的显示区域；
精密对位步骤，保持初级密封的前提下使上基板和/或下基板在自身的平面上平移微调；
二级密封步骤，将二级密封结构附设在上基板和下基板之间，并利用二级密封结构将上基板和下基板固定，所述二级密封结构位于初级密封结构外周；
所述初级密封步骤在电解质溶液中实施，所述精密对位步骤和二级密封步骤在气体环境中实施。
2.根据权利要求1所述的封装电润湿显示器件的方法，其特征在于：所述初级密封结构包括连接下基板的第一密封件，所述第一密封件连接上基板的密封面采用具有自润滑性的亲水材料制成。
3.根据权利要求2所述的封装电润湿显示器件的方法，其特征在于：所述初级密封步骤包括通过压力将所述第一密封件施加到所述上基板底端面的步骤。
4.根据权利要求3所述的封装电润湿显示器件的方法，其特征在于：还包括监测施加于第一密封件上压力的步骤。
5.根据权利要求1所述的封装电润湿显示器件的方法，其特征在于：所述精密对位步骤中，利用视觉系统为微调提供参考。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的封装电润湿显示器件的方法，其特征在于：所述气体环境为具有正压的气体环境，且气体环境中的气体压力施加在上基板和下基板的表面。
7.根据权利要求6所述的封装电润湿显示器件的方法，其特征在于：二级密封结构包括预先固定在上基板或下基板上具有粘性的第二密封件，二级密封步骤中，对向压合上基板和下基板，直至第二密封件牢固粘附定位在下基板或上基板上。
8.根据权利要求7所述的封装电润湿显示器件的方法，其特征在于：所述第一密封件具有弹性，所述第一密封件在上基板与下基板之间的高度高于第二密封件在上基板与下基板之间的高度。
9.根据权利要求6所述的封装电润湿显示器件的方法，其特征在于：二级密封步骤中，在上基板和下基板之间填充密封材料，形成二级密封结构。
10.根据权利要求9所述的封装电润湿显示器件的方法，其特征在于：还包括对密封材料固化的步骤。
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