CN106054371B - 一种电润湿显示器及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电润湿显示器及其制备方法，制备方法包括以下步骤：制备上基板和下基板，所述下基板包括基板和依次设置于基板上的导电层、疏水绝缘层和像素墙，所述像素墙围成多个像素格；在所述下基板具有像素墙的表面上涂覆一层油膜；采用液面上升法去除所述像素墙上表面及所述像素格外多余的油墨；在电解质溶液中，将所述上基板和所述下基板封装。采用本方法无需对油墨填充效果监测，简化了工艺，而且能极大提高填充效率，此外，采用本发明所述方法进行油墨填充，由于在涂覆油膜的过程中，已经确保在空气环境中所有像素格内均已填充油墨，不存在填充白点，而且各个像素墙内油墨的均匀性较高。

Description

一种电润湿显示器及其制备方法

技术领域

本发明涉及显示器制备技术领域，尤其涉及一种电润湿显示器及其制备方法。

背景技术

电润湿显示器，也称为电湿润显示器，是通过控制电压来控制非极性油类和极性流体之间的界面运动而导致像素变化的显示技术，其运行原理与液晶显示器不同。因其高开关速度和光学效率，电润湿显示器非常适合于显示彩色视频内容的便携式显示器件。

参照图1、图2、图3和图4，电润湿显示器结构主要包括相对设置的第一导电板1与第二导电板3，以及位于第一导电板1与第二导电板3间的油墨7、电解质溶液8、一绝缘层4、一疏水层5和多个像素墙6。其中，第一导电板1上面还设有封装胶框2，第一导电板1和封装胶框2组成电润湿显示器的上基板。其中所述第一导电板1和第二导电板3都包括基板和设于基板上的导电层。绝缘层4覆盖在第二导电板3上。疏水层5覆盖在绝缘层4上，并具有平整表面。多个像素墙6设置在疏水层5的平整表面上，由亲水性材料制成，像素墙之间的区域为像素格9。第二导电板3、绝缘层4、疏水层5、像素墙6组成电润湿显示器的下基板，即为显示基板。油墨7和电解质溶液8为两种互不相溶的导电流体，油墨7填充在显示区域的相邻像素墙6之间，即像素格9内。通过施加电压驱动油墨的铺展和收缩来达到显示效果。如RobertA. Hayes等在文章中描述的显示器件，当没有施加电压的时候，油墨铺展在疏水层的表面，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。

由于电润湿显示器结构的特殊性，传统液晶的填充方法不再适用电润湿显示器的油墨和电解质溶液材料的填充，针对电润湿显示器的油墨填充已有一些报道，如专利wo2008/125644 A1、专利wo2009/106546 A1、专利wo2009/065909 A1等。

目前使用较多的填充方法是液面上升自组装填充方法，填充过程示意图如图5，将油墨7，注射到三相界面线处电解质溶液8表面与疏水层5形成的凹槽内，并通过电解质溶液8液面的上升过程进行填充。当油墨接触到疏水层时，会自动填充到像素点内，具有亲水性的像素墙6会阻断油墨7残留在像素墙6上。采用液面上升自组装填充方法时液面上升的速度为1mm/s，需要多次填充，目的是为了去除掉单次填充造成的的油墨填充不均匀的问题，以及油墨残留在像素墙上和部分像素格单次填充不进去的问题。400*500mm尺寸的基板单次填充需要10min钟以上，须经过填充-放水-再填充的多次填充过程，上基板的贴合整个流程的完成一般就需要40min以上。而且为了防止油墨填充不均匀，在填充过程中需要进行填充效果的监测，所以一个填充水箱只能同时填充两个基板。

现有的像素填充方法填充工艺复杂、填充油墨不均匀、可控性差、效率较低，需要提供一种更简单、更高效的油墨填充方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种电润湿显示器及其制备方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种电润湿显示器的制备方法，包括以下步骤：

S1：制备上基板和下基板，所述下基板包括基板和依次设置于基板上的导电层、疏水绝缘层和像素墙，所述像素墙围成多个像素格；

S2：在所述下基板具有像素墙的表面上涂覆一层油膜；

S3：采用液面上升法去除所述像素墙上表面及所述像素格外多余的油墨；

S4：在电解质溶液中，将所述上基板和所述下基板封装。

在一些具体的实施方式中，所述S3的具体步骤为：将涂覆有油膜的下基板放入水箱中，控制所述水箱内液面逐步上升，以去除所述像素墙上表面及所述像素格外多余的油墨。

在进一步优选的实施方式中，所述下基板具有像素墙的表面朝上，所述下基板与水平面夹角为30°-60°。

在进一步优选的实施方式中，所述水箱内液面上升速度为1mm/s-10mm/s。

在一些具体的实施方式中，所述S2是通过刮涂、旋涂、滚涂中的任一种工艺在所述下基板具有像素墙的表面上涂覆一层油膜。

在进一步优选的实施方式中，所述刮涂工艺的具体步骤包括：提供刮涂工具，所述刮涂工具包括柔性刮刀和夹持所述柔性刮刀的夹具；保持所述柔性刮刀与所述像素墙上表面接触并形成一夹角区域，向所述夹角区域添加油墨；移动所述柔性刮刀，在所述下基板具有像素墙的表面上涂覆一层油膜。

在再进一步优选的实施方式中，所述柔性刮刀的移动速度为2cm/s-20cm/s。

在再进一步优选的实施方式中，所述柔性刮刀的正反两面均为亲油性材料。

在再进一步优选的实施方式中，所述柔性刮刀为PET膜。

本发明还提供了一种由如上所述的制备方法制备得到的电润湿显示器。

本发明的有益效果是：

目前使用较多的液面上升自组装填充方法是以1mm/s的速度提升液面，然后逐次将油墨注射到三相界面线处，为保证填充油墨的均一性，需要多次填充，400×500mm尺寸的基板单次填充需要10min钟以上，须经过填充-放水-再填充的多次填充过程，完成整个下基板的油墨填充的整个流程需要25min以上；此外，采用传统的液面上升自组装填充方法填充油墨，为了防止油墨填充不均匀，在填充过程中需要进行填充效果的监测，所以一个填充水箱只能填充两个基板。基于上述原因，常规的电润湿显示器的油墨填充方法效率较低，耗时较长。本发明提供了一种电润湿显示器制备方法及采用其制备得到的电润湿，主要是对电润湿显示器的油墨填充方法进行了改进，首先采用常规的涂布工艺如滚涂、刮涂等在所述下基板具有像素墙的表面上涂覆一层油膜；然后采用液面上升法去除像素墙上表面及所述像素格外多余的油墨。采用涂布工艺涂覆一层油膜速度很快，然后通过液面上升法去除多余油墨，液面上升速度可以高达10mm/s，400×500mm尺寸的基板完成油墨填充仅需要1-1.5min，而且无需对填充效果监测，不仅简化了工艺，而且根据水箱大小几十甚至几百片下基板同时进行，能极大提高填充效率。采用液面上升法去除像素墙上表面和像素格外多余的油墨，从而控制像素格内的油墨量相同是依靠电润湿显示器件的材料性质实现的，由于电润湿显示器件的疏水绝缘层是亲油疏水性材料的，像素墙是亲水性材料制成的，像素墙是亲水的因此可以将各个像素格内的油墨隔离开，当液面上升速度保持一定时，像素格内疏水绝缘层是均匀的，其性质可以控制像素格内油墨量相同。此外，传统的油墨填充方法填充过程容易因为毛细力作用，电解质溶液会代替油墨填充在像素格内，造成填充白点，而且还存在油墨填充均匀度低的问题，而采用本发明所述方法进行油墨填充，由于在涂覆油膜的过程中，已经确保在空气环境中所有像素格内均已填充油墨，不存在填充白点，而且各个像素墙内油墨的均匀性较高。

附图说明

图1为电润湿显示器截面图；

图2为电润湿显示器上基板的仰视图；

图3为电润湿显示器下基板的结构示意图；

图4为电润湿显示器像素墙局部结构图；

图5为液面上升自组装填充法填充油墨的过程示意图；

图6为在下基板上刮涂油膜的工艺示意图；

图7为液面上升法去除多余油墨的工艺示意图；

图8为液面上生法去除多余油墨过程中油墨变化图；

图9为实施例1中完成油墨填充的下基板的照片；

图10为对比例1中完成油墨填充的下基板的照片。

具体实施方式

实施例1：

本发明提供了一种电润湿显示器的制备方法，电润湿也称为电湿润，本发明同样适用于电湿润显示器，制备方法包括以下步骤：S1：制备上基板和下基板10，所述下基板10包括基板和依次设置于基板上的导电层、疏水绝缘层和像素墙6，所述像素墙6围成多个像素格9；S2：在所述下基板10具有像素墙6的表面上涂覆一层油膜；S3：采用液面上升法去除各个所述像素墙6上表面即所述像素格9外多余的油墨7；S4：在电解质溶液中，将所述上基板和所述下基板10封装。本发明所述制备方法中的下基板和上基板的制备方法和封装方法与传统的电润湿显示器制备方法相同。所述疏水绝缘层可以是如图1中所示由绝缘层4和疏水层5两层组合成的双层结构，也可以是单层疏水绝缘材料制成的单层结构，可以是完整的层结构，也可以是离散的图案化结构。

在本实施方式中，所述S2是通过刮涂工艺在所述下基板10具有像素墙6的表面上涂覆一层油膜。参照图6，图6为在下基板上刮涂油膜的工艺示意图，图中下基板10为了简便，未画出像素墙6的结构，首先提供刮涂工具，所述刮涂工具包括柔性刮刀12和夹持所述柔性刮刀12的夹具13，所述夹具13的作用是为了确保所述柔性刮刀12在刮涂过程中施加在所述下基板10上的压力相同，不会因为所述柔性刮刀12柔软变形造成所述下基板10部分区域油墨7刮涂不上。所述柔性刮刀12的正反两面均为亲油性材料，在优选的实施例中，所述柔性刮刀12为PET膜，厚度为75μm左右，确保不会柔性刮刀不会对像素墙结构产生损伤。然后保持所述柔性刮刀12与所述像素墙上表面接触并形成一夹角区域，向所述夹角区域添加油墨7；以2cm/s-20cm/s的速度移动所述柔性刮刀12，在所述下基板10具有像素墙的表面上涂覆一层油膜。

参照图7和图8，图7为液面上升法去除多余油墨的工艺示意图，图中7a为液面上升前的状态，图中7b为液面上升后的状态。将涂覆有油膜的下基板10放入水箱11中，所述下基板10具有像素墙的表面朝上，所述下基板10与水平面夹角为30°-60°，控制所述水箱11内液面以1mm/s-10mm/s的速度逐步上升，以去除所述像素墙6上表面及所述像素格9外多余的油墨7。在优选的实施方式中，所述下基板10与水平面夹角为45°，所述水箱11中液面的上升速度为10mm/s。图8为液面上生法去除多余油墨过程中油墨变化图，图中8a为未涂覆油墨时像素格9的结构示意图，图中8b为在所述下基板10具有像素墙6的表面上涂覆一层油膜后油墨的状态，图中8c为采用液面上升法去除多余油墨后油墨的状态。可以看出，所述S2后油墨形成一层完整的油膜，所述油膜覆盖所述像素墙6的上表面和所述像素格9区域，采用液面上升法去除所述像素墙6上表面及所述像素格9外多余的油墨7后，仅留下填充在所述像素格9内的油墨。检测填充完油墨的下基板10，得到填充后的照片如图9，因为采用本发明所述方法在所述S2中涂覆油膜的过程中，已经确保在空气环境中所有像素格9内均已填充油墨，不存在填充白点，而且各个像素墙9内油墨的均匀性较高。

实施例2：

本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：所述S2是通过旋涂工艺在所述下基板10具有像素墙6的表面上涂覆一层油膜，用Chemat Spin master 100旋涂匀胶机，将油墨滴加在下基板中心，旋转速度为600-800rmp，30s参数，将油墨均匀的填充在显示基板上。

实施例3：

本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：用奥斯派XT-C200A 线棒式涂布机，将油墨添加在线棒滚轮和基板的夹缝处，通过移动滚轮将油墨涂布在基板上，滚轮前进速度1cm-5cm左右，整个涂布过程10s-50s。

对比例1：

采用传统液面上升自组装填充方法进行下基板的油墨填充，其中，像素尺寸为150μm × 150μm，像素墙宽10μm，得到的油墨填充的下基板的照片如图10，从图10中可以看出，传统液面上升自组装填充方法得到的下基板存在填充白点的问题，由于像素格具有毛细力作用，因此当第一次液面上升法填充过程中如果油墨没有填充进去，电解质溶液就会代替油墨填充在像素格内，由于毛细力作用电解质溶液会一直占据这个像素格即使第二遍液面上升填充油墨，因此就会产生像素白点如图10中矩形框和椭圆框内所示。而且液面上升法需要在填充的过程中不停的添加油墨，油墨添加量的不同也极易造成填充油墨厚度不均匀如图10c左下角。

Claims (6)

1.一种电润湿显示器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：制备上基板和下基板，所述下基板包括基板和依次设置于基板上的导电层、疏水绝缘层和像素墙，所述像素墙围成多个像素格；

S2：在所述下基板具有像素墙的表面上涂覆一层油墨膜；

S3：采用液面上升法去除所述像素墙上表面及所述像素格外多余的油墨；

S4：在电解质溶液中，将所述上基板和所述下基板封装；

所述S3的具体步骤为：将涂覆有油墨膜的下基板放入水箱中，控制所述水箱内液面逐步上升，以去除所述像素墙上表面及所述像素格外多余的油墨；

所述下基板具有像素墙的表面朝上，所述下基板与水平面夹角为30°-60°；

所述水箱内液面上升速度为1mm/s-10mm/s。

2.根据权利要求1所述的电润湿显示器的制备方法，其特征在于，所述S2是通过刮涂、旋涂、滚涂中的任一种工艺在所述下基板具有像素墙的表面上涂覆一层油墨膜。

3.根据权利要求2所述的电润湿显示器的制备方法，其特征在于，所述刮涂工艺的具体步骤包括：提供刮涂工具，所述刮涂工具包括柔性刮刀和夹持所述柔性刮刀的夹具；保持所述柔性刮刀与所述像素墙上表面接触并形成一夹角区域，向所述夹角区域添加油墨；移动所述柔性刮刀，在所述下基板具有像素墙的表面上涂覆一层油墨膜。

4.根据权利要求3所述的电润湿显示器的制备方法，其特征在于，所述柔性刮刀的移动速度为2cm/s-20cm/s。

5.根据权利要求4所述的电润湿显示器的制备方法，其特征在于，所述柔性刮刀的正反两面均为亲油性材料。

6.根据权利要求5所述的电润湿显示器的制备方法，其特征在于，所述柔性刮刀为PET膜。