聚酰亚胺柔性透明基板的制备方法
技术领域
本发明涉及柔性电润湿显示技术领域,具体涉及一种聚酰亚胺柔性透明基板的制备方法。
背景技术
随着电子技术的飞速发展,功能丰富的数码产品早已飞入寻常人家,轻薄、便携的可穿戴式电子设备成为万众瞩目的新热点。要制作出款式各异,佩戴舒适的电子设备,一个可以弯曲乃至可以折叠的显示器件不可或缺。目前我们所使用的显示设备一般都是不可弯曲或者折叠的,而且在重量、便携性、抗冲击性等方面有着先天不足,无法满足人们更多更新的需求。而具有超轻、超薄、可卷曲、便携、抗冲击等诸多优点柔性显示器件开始受到人们的青睐,成为未来显示技术的重要发展方向之一。世界各国厂商在曲面柔性显示件的制备上热情高涨,并已经取得一定成绩,如韩国的三星、LG,日本的索尼等都已经推出了具有曲面显示的手机、电视等产品。但它们仍以硬质材料为基底,尚未实现可以任意弯曲的柔性效果,且采用的是自发光的OLED器件,功耗比较高,在电量有限的穿戴电子设备上应用还不能达到理想的效果。要实现低功耗的显示,反射式显示技术是最优选择之一,电润湿显示技术是反射式显示中重要的一员,是可实现视频和彩色显示的一种反射式显示技术。
电润湿显示是指通过改变施加在液体-固体电极之间的电压,改变液体和固体之间的界面张力,从而改变液体在固体表面的接触角来实现液体的驱动和空间分布的改变,最终达到对透射光或反射光进行光开关的功能,完成显示。其基本原理是: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,通过对这三种颜色的开关和颜色分配达到彩色显示目的。这种显示器能利用外界的光源,并且能够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。由于电润湿显示是一种反射式显示,在能耗、健康和色彩质量方面都有突出的表现,因此被广泛地认为是未来的主流显示技术之一。
电润湿显示器件的单个像素结构(如图1)所示,由下基板2、电极层3、疏水绝缘层5、像素墙4、油墨6、水7、上基板1等部分构成。显示器件结构材料中除了上、下基板外,目前其他材料为液体材料或者高分子材料,均具有柔性性质。现有的电润湿显示器件上下基板一般为玻璃等硬质基板,只能制作平板显示器件,不能制作可弯曲的柔性显示器件,阻碍了柔性电润湿显示器件的发展。
发明内容
为解决上述问题,本发明提供了一种聚酰亚胺柔性透明基板的制备方法;。
本发明解决其技术问题的解决方案是:
一种聚酰亚胺柔性透明基板的制备方法,包括以下步骤:
1)在硬质底板上制作围堰;优选地,围堰的高度在10-5000μm。
2)在制备好的围堰中加入聚酰亚胺溶液,并旋涂成膜,然后在30-50℃加热蒸发部分溶剂;
优选地,聚酰亚胺溶液的粘度为1000-10000cSt,体积为1-10ml;
优选地,旋涂采用低速涂覆,转速为100-1000r/min,旋涂时间为10-30s;
优选地,30-50℃加热蒸发部分溶剂的时间为5-30min。
3)重复步骤2)若干次,得到所需厚度的聚酰亚胺膜;聚酰亚胺膜的厚度根据应用的厚度设定,优选地在100-1000μm之间;重复次数也随着厚度的变化而调整,优选地,若所述聚酰亚胺柔性透明基板为电润湿显示器件的上基板,重复次数为2-5次;若所述聚酰亚胺柔性透明基板为电润湿显示器件的下基板,重复次数为5-10次。
4)将步骤3)得到的具有聚酰亚胺膜的底板在低温下加热,使聚酰亚胺膜中的溶剂挥发;为了便于成膜,通常温度不超过100℃,优选地,置于70℃,加热10-40min。
5)升温至200-300℃后立即停止加热,自然冷却至室温,将聚酰亚胺膜从底板剥离,得到所述的柔性透明聚酰亚胺基板。
本发明的有益效果是:本发明的聚酰亚胺柔性透明基板的制备方法,工艺简单,便于控制,利于规模化生产。且可以利用现有的硬质基板的制备设备,同时得到的聚酰亚胺柔性透明基板也可以基于现有平板电润湿显示器件的制备工艺,实现柔性电润湿显示器件的制作,为企业节约了跟换设备的成本,便于产业升级,可以加快柔性显示器件的发展。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然,所描述的附图只是本发明的一部分实施例,而不是全部实施例,本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。
图1是电润湿显示器件的结构示意图;
图2是本发明的聚酰亚胺柔性透明基板示意图;
图3是本发明的具备聚酰亚胺柔性透明基板的电润湿显示器件显示效果示意图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述,以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然,所描述的实施例只是本发明的一部分实施例,而不是全部实施例,基于本发明的实施例,本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例,均属于本发明保护的范围。本发明创造中的各个技术特征,在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。
一种聚酰亚胺柔性透明基板的制备方法,包括以下步骤:
1)在硬质底板上制作围堰;硬质底板可以是玻璃等无机材料底板,或者塑料底板等,只要与聚酰亚胺不反应,且可以承受一定的温度即可;优选地,所述底板为玻璃或圆晶底板。
围堰主要是为了界定得到的聚酰亚胺基板的形状,可采用固体框(预先加工好的版材框)、印刷胶框(液体印刷和干燥后成型的框架结构)、光刻获得的固定框架结构等。优选地,围堰的高度为10-5000μm。
2)在制备好的围堰中加入聚酰亚胺溶液,并旋涂成膜,然后在30-50℃加热蒸发部分溶剂。
为了便于成膜,优选的,聚酰亚胺溶液的粘度为1000-10000cSt,体积为1-10ml。
优选地,易采用低速涂覆,转速为100-1000r/min,旋涂时间为10-30s,以保证成膜的均匀性和连续性。
旋涂后,加热去除部分溶剂,达到定型的效果,避免后续涂覆影响之前的涂覆,但同时,又保留部分溶剂,使得膜层有一定的粘度,保证和后面涂覆的膜层之间紧密结合;优选地,30-50℃加热蒸发部分溶剂的时间为5-30min。
3)重复步骤2)若干次,得到所需厚度的聚酰亚胺膜。
聚酰亚胺膜的厚度根据应用的厚度设定,结合旋涂工艺的条件和聚酰亚胺溶液的性质,优选地在100-1000μm之间。
重复次数也随着厚度的变化而调整,优选地,若所述柔性透明聚酰亚胺基板为电润湿显示器件的上基板,重复次数为2-5次;若所述柔性透明聚酰亚胺基板为电润湿显示器件的下基板,重复次数为5-10次。
4)将步骤3)得到的具有聚酰亚胺膜的底板在低温下加热,使聚酰亚胺膜中的溶剂挥发;为了便于成膜,通常温度不超过100℃,优选地,置于70℃,加热10-40min。
5)升温至200-300℃后立即停止加热,自然冷却至室温,将聚酰亚胺膜从底板剥离,得到所述的聚酰亚胺柔性透明基板。
高温后再冷却是为了让各层之间更好的融合,并且起到退火(annealing)的作用,可以提高薄膜稳定性。
下面结合优选的实施例对本发明做进一步阐明。
实施例1
1.在长7cm,宽7cm,厚0.7mm的玻璃板中部,用硅胶制备高度为300μm的方形围堰。
2.在围堰中加入粘度为7000cSt的聚酰亚胺溶液约3ml,在转速1000r/min的条件下,旋涂18s成膜;然后将玻璃板置于平板加热器上,40℃下加热5min,蒸发部分溶剂。
3.重复步骤2操作3次,得到用于电润湿显示器件上基板的聚酰亚胺膜。
重复步骤2操作6次,得到用于电润湿显示器件下基板的聚酰亚胺膜。
4.将步骤3得到的具有用于电润湿显示器件上基板的聚酰亚胺膜的底板置于70℃,加热10min。
将步骤3得到的具有用于电润湿显示器件上基板的聚酰亚胺膜的底板置于70℃,加热30min。
5.将步骤4得到的具有用于电润湿显示器件上基板的聚酰亚胺膜的底板,升温至200℃后立即停止加热,自然冷却至室温,将聚酰亚胺膜从底板剥离,得到用于电润湿显示器件上基板的聚酰亚胺柔性透明基板。
将步骤4得到的具有用于电润湿显示器件下基板的聚酰亚300℃后立即停止加热,自然冷却至室温,将聚酰亚胺膜从底板剥离,得到用于电润湿显示器件下基板的聚酰亚胺柔性透明基板。
实施例2
1.在长5cm,宽5cm,厚度0.7mm的玻璃板上,用硅胶制备高度1mm的围堰
2.在围堰中加入聚酰亚胺溶液,其粘度为7000cSt,体积为5ml;然后在转速600r/min,旋涂20s成膜,最后在40℃加热15min蒸发部分溶剂。
3.重复步骤2操作4次,得到用于电润湿显示器件上基板的聚酰亚胺膜。
重复步骤2操作8次,得到用于电润湿显示器件下基板的聚酰亚胺膜。
4.将步骤3得到的具有用于电润湿显示器件上基板的聚酰亚胺膜的底板置于70℃,加热15min。
将步骤3得到的具有用于电润湿显示器件上基板的聚酰亚胺膜的底板置于70℃,加热40min。
5.将步骤4得到的具有用于电润湿显示器件上基板的聚酰亚胺膜的底板,升温至220℃后立即停止加热,自然冷却至室温,将聚酰亚胺膜从底板剥离,得到用于电润湿显示器件上基板的聚酰亚胺柔性透明基板。
将步骤4得到的具有用于电润湿显示器件下基板的聚酰亚胺膜的底板,升温至280℃后立即停止加热,自然冷却至室温,将聚酰亚胺膜从底板剥离,得到用于电润湿显示器件下基板的聚酰亚胺柔性透明基板。
实施例3
1.在长5cm,宽5cm,厚度0.7mm的玻璃板上,用硅胶制备高度1mm的围堰。
2.在制备好的围堰中加入聚酰亚胺溶液,其粘度为2000cSt,体积为5ml;然后在转速600r/min,旋涂20s成膜,最后在40℃加热15min蒸发部分溶剂。
3.重复步骤2操作5次,得到用于电润湿显示器件上基板的聚酰亚胺膜。重复步骤2操作10次,得到用于电润湿显示器件下基板的聚酰亚胺膜。
4.将步骤3得到的具有用于电润湿显示器件上基板的聚酰亚胺膜的底板置于70℃,加热10min。
将步骤3得到的具有用于电润湿显示器件上基板的聚酰亚胺膜的底板置于70℃,加热40min。
5.将步骤4得到的具有用于电润湿显示器件上基板的聚酰亚胺膜的底板,升温至200℃后立即停止加热,自然冷却至室温,将衬底版通过化学法溶解去除,剥离出聚酰亚胺薄膜,得到用于电润湿显示器件上基板的聚酰亚胺柔性透明基板。
将步骤4得到的具有用于电润湿显示器件下基板的聚酰亚胺膜的底板,升温至300℃后立即停止加热,自然冷却至室温,得到用于电润湿显示器件下基板的聚酰亚胺柔性透明基板。
本发明的柔性透明聚酰亚胺基板的制备方法,既可以用来制备电润湿显示器件的上基板,也可以用来制备下基板。图2为本发明一具体实施例得到的聚酰亚胺柔性透明基板的示意图。
得到的上基板通过磁控溅射在其上沉积电极层(ITO靶材等);得到的下基板也在其上沉积电极层(ITO靶材等);进一步设置疏水层、像素墙等;然后上、下基板进行封装,填充油墨材料,具体可以参考平板电润湿显示器件的制备工艺,便可以得到柔性的电润湿显示器件。图3为一具备本发明的聚酰亚胺柔性透明基板的电润湿显示器件显示效果示意图。
本发明的电润湿(EFD,Electrofluidic Display)技术,又名电湿润技术,因此本发明的柔性电润湿显示器件的聚酰亚胺柔性透明基板同样可以被用于柔性电湿润显示器件。
以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明,但本发明创造并不限于所述实施例,熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换,这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。