CN105894980A - 一种卷对卷彩色电子纸制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种卷对卷彩色电子纸制造方法，包括以下步骤：步骤1、在下卷基板上制作驱动电路、段码电路或薄膜晶体管电路，并将电子墨水压合，组成电子墨水显示模块；步骤2、在上卷基板上制作彩色滤光片；步骤3、将上卷基板的彩色滤光片转移至下卷基板，完成柔性彩色电子纸制造，包括采用卷对卷镭射写入制程将上卷基板的彩色滤光片转移至下卷基板，和采用卷对卷热压转印彩色滤光片制程将上卷基板的彩色滤光片转移至下卷基板两种方式。本发明提供的柔性彩色电子纸制作方法，突破了以传统彩色滤光片溶剂及高温制程彩色化电子纸的瓶颈，结合卷对卷制程，提高了生产速度和效率。

Description

一种卷对卷彩色电子纸制造方法
技术领域
本发明涉及彩色电子纸制造领域，特别涉及一种卷对卷彩色电子纸制造方法。
背景技术
彩色滤光片(Color filter)是一种表现颜色的光学滤光片，它可以精确选择欲通过的小范围波段光波，而反射掉其他不希望通过的波段。彩色滤光片通常安装在光源前方，使人眼可以接收到饱和的某个颜色光线，其有红外滤光片、绿色滤光片和蓝色滤光片等。目前，彩色负型光阻主要是两种制造方式，一是黄光制作，一是喷墨印刷方式制作。
1、黄光制作彩色负型光阻
TFT-LCD面板之所以能产生色彩的变化，主要是因为彩色滤光片(Color Filter)，要实现电子纸彩色化，较为成熟的方式仍然是结合彩色滤光片。彩色滤光片制造方法包括染色法、颜料分散法、印刷法、电镀法、喷墨法等，其中颜料分散法不受限于画素配置的选择性，其可分为马赛克型、三角型及条纹型等，采用颜料分散法制成的彩色滤光片能获得良好的分光特性，同时又具高耐光性、耐热性，在颜色特性、质量和可靠度等方面均占优势。因此，颜料分散法已成为目前彩色滤光片的主流制作方式。
颜料分散法的制造过程，包括黑色矩阵工程、RGB镀膜显影工程、后工程和出货工程。首先，在黑色矩阵工程中，先是在无碱之硼柔性玻璃基板上以溅镀方式形成氧化的低反射二层膜，作为基板使用。此低反射二层膜即称为Metal Black。然后，将Metal Black侧的正型光阻施以旋转涂布(Spin Coating)，再对黑色矩阵的光罩图案照射紫外光线并加以曝光、光阻显影将Metal Black蚀刻，形成黑色矩阵(BM)图案。在黑色矩阵图案形成后进行RGB工程，所谓RGB工程就是在开口部形成R、G、B三色图案的工程，首先将着色为R的彩色光阻(ColorResist)以旋转涂布，经由R用图案光罩，照射紫外光线并曝光，再使用碱性系显影剂将未曝光部分去除，形成R图案，再施于摄氏200度以上的后烤(Post Baking)，使图案具有耐药性，接着与形成R图案相同的方法，重复形成G图案及B图案。各图案间均有黑色矩阵隔开，此功能是为增加显示时的对比度，以避免产生杂色光，后工程方面是形成与TFT Array基板相对电极的ITO透明电极层。最后，出货工程即为最后检查及捆包。
2、以喷墨印刷方式制作彩色负型光阻
使用喷印法制作彩色滤光片，已成当今世界上可行的技术之一。液晶显示器的彩色滤光片，传统制程中是将红绿蓝3原色彩色光阻经过3道黄光制程，依次将3种颜色定义在画素内，形成彩色滤光片。由于3种颜色彩色光阻的制作是采用涂布方式制作，显影制程会浪费大部分的彩色光阻，非常不经济。曝光显影中使用大量的溶剂，造成了严重的环境污染。
专利US6162510中，Canon所揭露的喷印技术，是将彩色滤光片的3原色颜料喷印到黄光制程定义好的3组孔穴之中，形成一个画素。喷印技术主要是将微小液滴，依照预定图案涂布在载体上，由于可以数字输出，因此，可以突破基板的尺寸限制，然而该彩色滤光片虽已能用喷墨方式解决材料损失与及大面积制作的问题，但基板上的储墨挡墙仍为黄光制程，因此仍然面临挡墙光阻材料于黄光制程的浪费与及大面积制作的限制。
另外，一般储墨挡墙的宽度要求均在30μm以内，特别是液晶显示器的彩色滤光片组件，因此在提升开口率的要求下，挡墙宽度要求越细越好。然而若要同时以喷印技术制作挡墙以达到全喷印式彩色滤光片，受限于现今喷墨技术喷印液滴大小，仍无法得到小于30μm微细的挡墙喷印图案。在专利US6162510中，Canon所揭露的喷印技术如何将传统彩色滤光片制造方式应用到电子纸彩色化，其存在几个问题：1)电子纸塑料基板的柔性玻璃态转化温度(Tg)只有78℃，而传统彩色滤光片制造温度大约200℃，彩色滤光片制造温度远大于电子纸塑料基板的柔性玻璃态转化温度，这将造成电子纸塑料基板形变，导致产品失效；2)高温的彩色滤光片制程将造成电子纸胶囊内水气平衡的问题，使得电子纸的可靠度不佳；3)电子纸的胶水无法承受高温的彩色滤光片制程，亦会造成电子纸膜片可靠性问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种卷对卷彩色电子纸制造方法，突破了以传统彩色滤光片溶剂及高温制程彩色化电子纸的瓶颈，采用卷对卷将彩色滤光片转印至电子纸膜片上的方式，无须溶剂及任何高温制程，解决传统制作方式所产生的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种卷对卷彩色电子纸制造方法，包括以下步骤：
步骤1、在下卷基板上制作驱动电路、段码电路或薄膜晶体管电路，并将电子墨水压合，组成电子墨水显示模块；
步骤2、在上卷基板上制作彩色滤光片；
步骤3、将上卷基板的彩色滤光片转移至下卷基板，完成柔性彩色电子纸制作。
进一步的，在步骤3中，采用卷对卷镭射写入制程将上卷基板的彩色滤光片转移至下卷基板，具体包括：将上卷基板和下卷基板进行对位；以激光束的能量，选择性地将红色、绿色、蓝色颜料由上卷基板彩色滤光片色带镭射转印至下卷基板，形成彩色滤光片的画素，完成柔性彩色电子纸制作。
进一步的，在步骤3中，采用卷对卷热压转印彩色滤光片制程将上卷基板的彩色滤光片转移至下卷基板，具体包括：将上卷基板和下卷基板进行对位；将上卷基板的红色、绿色、蓝色彩色滤光片颜料由上卷基板以热压转移至下卷基板，形成彩色滤光片的画素，完成柔性彩色电子纸制作。
进一步的，所述上卷基板和下卷基板为柔性玻璃、塑料、金属薄片或复合材料。
进一步的，所述塑料为PET、PEN或PI。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供的柔性彩色电子纸制造方法，突破了以传统彩色滤光片溶剂及高温制程彩色化电子纸的瓶颈，无需繁琐的黄光制程及高温烘烤造成塑料基板形变的风险，结合卷对卷制程，提高了生产速度。另外，本发明方法可降低制造成本并提升产能。
附图说明
图1是传统Color Filter黄光制程与镭射转印制程比较。
图2是本发明中采用卷对卷镭射写入转移彩色滤光片制程。
图3是本发明中采用卷对卷热压转印彩色滤光片制程。
图中：1-彩色滤光片；2-已组装之电子墨水膜片及柔性底板；3-上卷基板；4-下卷基板；5-镭射写入转移；6-热压转印。
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。
相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。
以传统液态彩色光阻与黄光制程制作塑料基板的彩色滤光片，会面临很多问题。如塑料基板在涂布光阻时被溶剂膨润，在显影制程会吸水而形变，造成R(红色)、G(绿色)、B(蓝色)画素对位困难，彩色光阻的后烤温度不可高于塑料基板的Tg点，否则会造成形变，尺寸改变会使后段与其它组件组装贴合时发生对位问题。采用此发明构思方式以卷对卷彩色滤光片转印至电子纸膜片上，无须溶剂及任何高温制程，可解决传统制作方式所产生的问题。
本发明直接用卷对卷镭射写入转移彩色滤光片制程(R2R Direct Write Laser transfer)制程，或卷对卷热压转印彩色滤光片制程(R2R Thermal Filmtransfer)制程制作彩色滤光片于电子纸膜片上，即可达成电子纸彩色化的目的。
实施方式1：
本发明提供的一种卷对卷彩色电子纸制造方法，包括以下步骤：1、在下卷基板(柔性玻璃)上制作驱动电路、段码电路或薄膜晶体管电路，并将电子墨水压合，组成电子墨水显示模块；2、在上卷基板(柔性玻璃)上制作彩色滤光片；3、将上卷基板和下卷基板进行对位；以激光束的能量，选择性地将红色、绿色、蓝色颜料由上卷基板彩色滤光片色带镭射转印至下卷基板，形成彩色滤光片的画素，完成柔性彩色电子纸制作。
实施方式2：
本发明提供的一种卷对卷彩色电子纸制造方法，包括以下步骤：1、在下卷基板(塑料)上制作驱动电路、段码电路或薄膜晶体管电路，并将电子墨水压合，组成电子墨水显示模块；2、在上卷基板(塑料)上制作彩色滤光片；3、将上卷基板和下卷基板进行对位；以激光束的能量，选择性地将红色、绿色、蓝色颜料由上卷基板彩色滤光片色带镭射转印至下卷基板，形成彩色滤光片的画素，完成柔性彩色电子纸制作。
实施方式3：
本发明提供的一种卷对卷彩色电子纸制造方法，包括以下步骤：1、在下卷基板(金属薄片)上制作驱动电路、段码电路或薄膜晶体管电路，并将电子墨水压合，组成电子墨水显示模块；2、在上卷基板(金属薄片)上制作彩色滤光片；3、将上卷基板和下卷基板进行对位；以激光束的能量，选择性地将红色、绿色、蓝色颜料由上卷基板彩色滤光片色带镭射转印至下卷基板，形成彩色滤光片的画素，完成柔性彩色电子纸制作。
实施方式4：
本发明提供的一种卷对卷彩色电子纸制造方法，包括以下步骤：1、在下卷基板(柔性玻璃)上制作驱动电路、段码电路或薄膜晶体管电路，并将电子墨水压合，组成电子墨水显示模块；2、在上卷基板(柔性玻璃)上制作彩色滤光片；3、将上卷基板和下卷基板进行对位；将上卷基板的红色、绿色、蓝色彩色滤光片颜料由上卷基板以热压转移至下卷基板，形成彩色滤光片的画素，完成柔性彩色电子纸制作。
实施方式5：
本发明提供的一种卷对卷彩色电子纸制造方法，包括以下步骤：1、在下卷基板(塑料)上制作驱动电路、段码电路或薄膜晶体管电路，并将电子墨水压合，组成电子墨水显示模块；2、在上卷基板(塑料)上制作彩色滤光片；3、将上卷基板和下卷基板进行对位；将上卷基板的红色、绿色、蓝色彩色滤光片颜料由上卷基板以热压转移至下卷基板，形成彩色滤光片的画素，完成柔性彩色电子纸制作。
实施方式6：
本发明提供的一种卷对卷彩色电子纸制造方法，包括以下步骤：1、在下卷基板(电子薄片)上制作驱动电路、段码电路或薄膜晶体管电路，并将电子墨水压合，组成电子墨水显示模块；2、在上卷基板(电子薄片)上制作彩色滤光片；3、将上卷基板和下卷基板进行对位；将上卷基板的红色、绿色、蓝色彩色滤光片颜料由上卷基板以热压转移至下卷基板，形成彩色滤光片的画素，完成柔性彩色电子纸制作。
所述塑料为PET、PEN或PI等。
本发明一种卷对卷彩色电子纸制造方法，提供了镭射及热压转印的彩色柔性电子纸的解决方案，避免传统彩色滤光片溶剂及高温制程无法满足塑料基材的制程需求，解决了柔性电子纸彩色化的瓶颈。另外，卷对卷彩色化制程，更提高生产速度，提供了更大的生产产能及产品的价格竞争力。
以上具体实施方式和附图仅为本发明之常用实施例。显然，在不脱离权利要求书所界定的本发明精神和发明范围的前提下可以有各种增补、修改和替换。本领域技术人员应该理解，本发明在实际应用中可根据具体的环境和工作要求在不背离发明准则的前提下在形式、结构、布局、比例、材料、元素、组件及其它方面有所变化。因此，在此披露之实施例仅用于说明而非限制，本发明之范围由后附权利要求及其合法等同物界定，而不限于此前之描述。

Claims (5)

1.一种卷对卷彩色电子纸制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、在下卷基板上制作驱动电路、段码电路或薄膜晶体管电路，并将电子墨水压合，组成电子墨水显示模块；
步骤2、在上卷基板上制作彩色滤光片；
步骤3、将上卷基板的彩色滤光片转移至下卷基板，完成柔性彩色电子纸制作。
2.如权利要求1所述的一种卷对卷彩色电子纸制造方法，其特征在于，在步骤3中，采用卷对卷镭射写入制程将上卷基板的彩色滤光片转移至下卷基板，具体包括以下步骤：
将上卷基板和下卷基板进行对位；
以激光束的能量，选择性地将红色、绿色、蓝色颜料由上卷基板彩色滤光片色带镭射转印至下卷基板，形成彩色滤光片的画素，完成柔性彩色电子纸制作。
3.如权利要求1所述的一种卷对卷彩色电子纸制造方法，其特征在于，在步骤3中，采用卷对卷热压转印彩色滤光片制程将上卷基板的彩色滤光片转移至下卷基板，具体包括以下步骤：
将上卷基板和下卷基板进行对位；
将上卷基板的红色、绿色、蓝色彩色滤光片颜料由上卷基板以热压转移至下卷基板，形成彩色滤光片的画素，完成柔性彩色电子纸制作。
4.如权利要求1至3任一项所述的一种卷对卷彩色电子纸制造方法，其特征在于，所述上卷基板和下卷基板为柔性玻璃、塑料、金属薄片或复合材料。
5.如权利要求4所述的一种卷对卷彩色电子纸制造方法，其特征在于，所述塑料为PET、PEN或PI。
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