CN106444205A - 彩色电泳显示膜材的制备方法及转印技术在其中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种彩色电泳显示膜材的制备方法及转印技术在其中的应用，通过表面图形化的转印图章依次采用转印技术将涂布于其上的各色微胶囊转印至临时衬底，再由临时衬底通过精准对位嵌套的方式将各色微胶囊膜层转印至目标衬底。首先提出利用凹版转印技术制备彩色微胶囊电泳显示膜材，具有更强的实施性，转印材料优选为聚二甲基硅氧烷，具有低表面能的弹性可挠曲材料，借助于胶黏剂可完全转印胶囊层，并且本发明可嵌入卷对卷制程，实现规模化生产。由该方法制得的彩色微胶囊电泳显示膜材具有反射率高、色彩对比度宽、可嵌入卷对卷制程等优点，在制备工艺放卖弄具有工艺简单，可实现工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及电泳显示领域，更具体地，涉及彩色电泳显示膜材的制备方法及转印技术在其中的应用。
背景技术
电泳显示技术(EFD)由于结合了普通纸张和电子显示器的优点是具有发展潜力的电子显示技术之一。电泳显示通常是双色显示，只能呈现两种不同的颜色。因此，发展彩色电泳显示技术不仅能满足人们对彩色化的需求，而且具有极大地经济效益，彩色电子纸呼之欲出。
目前，实现电泳显示彩色化，主要有：
1.彩色滤光膜；2.控制不同颜料电泳速度；3.增加子像素。
彩色滤膜是在双色电泳显示器的上层透明电极板表面加铺一层彩色滤光膜，滤光膜之间用黑色间隔防止串色。彩色滤光膜法制备工艺简单，是实现彩色电泳显示最简便的方法。利用彩色滤光膜，E-Ink、TOPPAN和Philips公司共同推出了一款高分辨矩阵式彩色电泳显示器， 可以显示4096色的稳定图像分辨率达到80 ppi。但这种方法使彩色滤光膜损失了约 70%的反射光，成像的色饱和度受到很大影响，在弱光环境下，显示屏幕很暗。
控制电泳速度法是在透明电泳液中悬浮3种以上不同颜色、不同Zeta电位的带同种电荷的颜料粒子，通过施加电压使粒子具有不同的电泳速度，从而实现彩色显示。 红(R)、绿(G)、蓝(B) 3种粒子具有不同的 Zeta 电位和同种电荷(如:红>绿>蓝，带负电)，首先在上电极板加负电荷使全部粒子位于下电极板，此时像素显示白色，然后翻转电场方向，由于红色粒子电泳速度最快，首先到达上电极板，撤除电场后红色粒子位于电泳液上部，绿色和蓝色粒子位于电泳液中部和下部，因此经白光照射后呈现红色。绿色显示可以通过施加电场使红色和绿色粒子到达上电极板，然后施加反向电场，由于红色粒子比绿色粒子电泳速度快，只有绿色粒子位于电泳液上部，所以电泳液经白光照射后呈现绿色。蓝色显示可以通过施加电场使红色、绿色和蓝色粒子都到达上电极板，然后施加反向电场，由于红色和绿色粒子比蓝色粒子电泳速度快，只有蓝色粒子位于电泳液上部，所以电泳液经白光照射后呈现蓝色。
控制电泳速度法制备彩色电泳显示器的方法比较简便，但精确控制 3 种以上颜料粒子的Zeta电位比较困难，图像难于获得高对比度和明亮度。
子像素法是利用微胶囊技术对分别含有 2 种以上不同颜色颜料粒子(如红和白、绿和蓝)的电泳液进行封装，形成显示不同颜色的微胶囊。目前的彩色微胶囊电泳显示器的实施方案：以辐射固化材料为粘合剂，将一种颜色的微胶囊 (如红白色微胶囊) 涂布在有电极板的基板上，通过光掩膜对其进行选择性紫外光曝光固化，然后用可溶解辐射固化材料的溶剂将未固化的辐射固化材料及微胶囊清除，就可以将红白色微胶囊涂布在电极板特定的位置。重复以上步骤就可以使绿白色和蓝白色微胶囊规则地排列在电极板上，通过调节电极板之间的电压，从而实现彩色显示。虽然这种方法可以获得较好的显示效果，但微胶囊涂布工艺比较复杂，刻蚀对微胶囊损伤较大，难以保障微胶囊的质量和显示效果，因此还未见实用化的报道。
子像素法是直接以红白、蓝白、绿白三种不同颜色的微胶囊电子墨水作为基色，在透明导电薄膜上直接制备具有像素结构的胶囊层，利用空间混色原理实现彩色显示。这种方法的优点在于不会像滤光膜那样强烈降低显示膜的反射率。
所以，子像素法是微胶囊电泳显示薄膜彩色化的不错选择，而传统的丝网印刷、镂空掩膜印刷工艺是各颜色微胶囊分区涂布的有效可行方法，但传统的丝网印刷、镂空掩膜印刷工艺也存在网孔尺寸限制和胶囊层厚度无法精确控制等问题。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题是提供一种彩色电泳显示膜材的制备方法及转印技术在其中的应用。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：一种彩色电泳显示膜材的制备方法，包括如下步骤：（S1）制备各色微胶囊涂布液；（S2）制作图形化模具；（S3）将低表面能弹性材料浇铸于图形化模具上制作转印图章；（S4）将其中一种颜色的微胶囊涂布液填布于对应形状的转印图章的微凹结构上，在转印图章上形成微胶囊膜层；（S5）通过胶粘剂将转印图章上的微胶囊膜层转印至目标衬底，揭离转印图章；（S6）重复步骤（S4）至（S5），除(S4)中颜色的微胶囊外，其他颜色的微胶囊在各临时衬底上分别形成各色微胶囊膜层；（S7）将临时衬底上的微胶囊膜层通过胶粘剂转印至目标衬底上；（S8）重复步骤（S7）至完成各色微胶囊膜层在目标衬底上的精准对位嵌套。
所述步骤（S1）制备各色微胶囊涂布液的方法为：分别制备含有白色带电粒子的红色、绿色、蓝色、品红色、青色、黄色和黑色等颜色中的一种或多种电泳分散液；电泳分散液的颜色根据所设计图形化模具的图案形状与所需颜色而定，根据需要选择一种或多种颜色。将得到的各色电泳分散液分别包裹成微胶囊显示粒子；将有机高分子液体分别与各色微胶囊显示粒子混合，制备成一定粘度的微胶囊涂布液。
所述微胶囊显示粒子采用复凝聚法或原位聚合法包覆。
所述微胶囊显示粒子粒径为10-100μm。
所述有机高分子液体为水性光固化树脂、水溶性高分子、水性热固型树脂中的一种。
所述步骤（S2）图形化模具使用光刻制程、激光刻蚀、电子束刻蚀、热压印中的一种工艺制备。
图形化模具的材料为金属、无机非金属或高分子树脂。
所述图形化模具图案为方块或多边形，该图案由实际需求设计而定。
方块边长或多边形内径为200-800μm或200-400μm或300μm；高度为40-120μm或50-90μm或60-80μm，方块边长或多边形内径的内径和高度可根据实际需要做适当调整。
所述低表面能弹性材料浇铸于图形化模具上后，通过加热或自然固化，固化后形成与图形化模具凹凸相反的转印图章，并从图形化模具中揭离。
所述低表面能弹性材料为聚二甲基硅氧烷（PDMS）。
所述步骤（S4）和（S6）中的微胶囊涂布液通过刮刀涂布或辊涂的方式填布于转印图章的微凹结构里。
控制微凹结构的深度大于或等于微胶囊显示粒子的粒径。
所述步骤（S4）、（S5）、（S6）、（S7）和（S8）的工艺过程采用卷对卷制程。
所述步骤（S5）和（S7）中的胶粘剂为紫外光固化胶、热熔胶、压敏胶中的一种，优化的，所述胶粘剂为可水性紫外光固化胶。
所述步骤（S5）中的临时衬底为UV/O3处理过的聚二甲基硅氧烷（PDMS）。
所述UV/O3处理时间为1至25分钟。
一种转印技术在彩色电泳显示膜材的制备中的应用，通过表面图形化的转印图章依次采用转印技术将涂布于其上的各色微胶囊转印至目标衬底，直至完成各色微胶囊膜层在目标衬底上的嵌套。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
本发明首先提出利用凹版转印技术制备彩色微胶囊电泳显示膜材，较之于现有技术有更强的实施性，较之于彩色滤光膜方案，彩色微胶囊直接反射环境光，显示的图像色泽更鲜艳明亮；较之于多粒子电泳方案，双色粒子的控制简单技术成熟；较之于传统的丝网印刷方法，本发明的彩色微胶囊子像素可做的更小且大小可控，不受网孔大小限制。转印材料优选为聚二甲基硅氧烷，具有低表面能、化学惰性的弹性可挠曲材料，借助于胶黏剂可完全转印胶囊层，并且本发明可嵌入卷对卷制程，实现规模化生产。由该方法制得的彩色微胶囊电泳显示膜材具有反射率高、色彩对比度宽、可嵌入卷对卷制程等优点，在制备工艺方面具有工艺简单，可实现大规模批量生产。
附图说明
图1为本发明涂布微胶囊涂布液于转印图章上的示意图。
图2为本发明转印图章将微胶囊膜层转印至临时衬底的示意图。
图3为本发明临时衬底将微胶囊膜层转印至目标衬底的示意图。
图4为本发明卷对卷制程的工艺示意图。
图5为本发明实施例1-8图形化模具的图案示意图。
图6为本发明实施例9图形化模具的图案示意图。
其中，1为11为刮刀，12为微胶囊涂布液，13为微凹结构，31为转印图章，32为微胶囊膜层，33为临时衬底，21为目标衬底。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员理解，下面将结合附图以及实施例对本发明进行进一步详细描述。
本发明提供一种彩色电泳显示膜材的制备方法及转印技术在其中的应用，所述方法为通过将各色微胶囊涂布液涂布至表面图形化的转印图章上形成图形化的微胶囊膜层，微胶囊膜层由转印图章转印至临时衬底，再依次由临时衬底通过精准对位嵌套将各色微胶囊膜层转印至目标衬底，继而在目标衬底上形成彩色微胶囊电泳显示膜材。
即以转印图章转印各色微胶囊膜层至临时衬底，再通过精确对准各图层转印至目标衬底实现各彩色微胶囊混色的彩色电子纸，彩色微胶囊为一种颜色以上粒子微胶囊。
以表面图形化的转印图章将涂布于其上的单一颜色微胶囊膜层转印至临时衬底，然后通过精准对位，依次将承载有不同颜色微胶囊膜层的临时衬底上的不同颜色微胶囊膜层转印至目标衬底，实现各彩色微胶囊膜层的嵌套，继而成为混色的彩色电子纸膜材。微胶囊为一种颜色粒子以上的电泳液微胶囊，所述工艺过程可整合进卷对卷制程。
实施例1：
具体的，本实施例所述的彩色电泳显示膜材的制备方法包括如下步骤：
（S1）制备各色微胶囊涂布液
分别制备含有白色带电粒子的红色、绿色、蓝色和黑色的电泳分散液；将得到的各色电泳分散液分别包裹成粒径为70μm的微胶囊显示粒子；例如，可以采用复凝聚法实现上述包覆；将有机高分子液体分别与各色微胶囊显示粒子混合，制备成一定粘度的微胶囊涂布液，微胶囊涂布液粘度由有机高分子溶液粘度及其所占涂布液总量百分比调节，所述有机高分子液体为水性光固化树脂；
（S2）制作图形化模具；
采用光刻工艺制备图形化模具，首先旋涂SU-8光刻胶于作为模具材料的玻璃衬底，初转速600r/min持续18s，后转速1800r/min持续120s，结束后刮去周边余胶，静置1小时。进行第一次烘烤：以5℃/min升温缓慢加热SU-8光刻胶至90℃，恒温20min，再以1℃/min降至室温。光刻胶干后，使用掩膜版对涂层衬底进行曝光。可以通过调节曝光剂量可以调节负型侧壁轮廓的斜率接近于90°。依据曝光曲线，选择胶厚的函数确定曝光剂量，以便于不产生任何裂痕、剥离或者“台阶效应”。
曝光后让涂层衬底在室温下至少保持10min，这段时间内可以让化学物质扩散从而使得曝光区域的化学增幅效应变得更加均一。 等待时间过后，在与第一次烘烤相同的温度曲线下进行涂层衬底的烘烤，但是要将第一次烘烤的90℃变成80℃。过低的温度会产生较低的内应力。这个步骤加快了曝光区域的交联反应，使其在显影液中不能被溶解。具体后烘时间随胶层厚度而异，薄层烘烤时间20~30min为宜，然后关掉电源或者降温至室温。在PGMEA中显影。当图形被完全显影（或者清除）后，要再在干净的容器中增加总显影时间的10%，从而保证侧壁轮廓。 在异丙醇中漂洗。当没有白色痕迹时显影即结束即完成图形化模具的制作，其中图形化模具图案高度由旋涂速度和光刻胶粘度决定。图形化模具材料还可采用金属、其它无机非金属或高分子树脂。
其中图形化模具的图案可通过光刻等方式加工为各种形状版图，一般采用方块或多边形，多种基色的方块或多边形排布嵌套成为混色的彩色电子纸膜材。如图5所示，本实施例采用方块状的图案，其边长500μm，高度为70μm，其中还需要重复该步骤制作各个颜色对应的图形化模具。
（S3）将PDMS浇铸于图形化模具上制作转印图章；
本实施例选用的低表面能弹性材料为PDMS，PDMS学名为聚二甲基硅氧烷，PDMS 因具有较低的表面能(19.9mJ/m2)，表面化学惰性，较好的热稳定性，较好的透光性和透气性和较低的成本，被广泛的运用到微纳米加工领域，本试验采用 PDMS制备的弹性模板具有制备流程简单和可多次重复使用的优点。
首先将预聚物 (Sylgard 184 elastomer) 和固化剂 (Sylgard 184 curingagent) 以10: 1的比例充分混合得到PDMS，静置1小时或真空法完全去除混合溶液内的气泡，然后将粘稠的混合溶液即PDMS直接倾倒在附有SU-8光刻胶的图形化模具之上，待 PDMS在润湿作用下自然摊平至完全覆盖点阵图形后，再将其放置在热台上加热固化形成与图形化模具凹凸相反的转印图章并且可与图形化模具轻易揭离。
本试验对 PDMS 混合溶液 75°C 加热1.5小时以确保 PDMS 的完全固化并具有较低的表面能。由于固化后PDMS具有很低的表面能，所以可以轻易地将其从光刻胶模板上揭离，这样就获得了用于转印的PDMS模板。
PDMS 模板具有较好的柔性，杨氏模量仅为 2MPa，在转印时与硬质基底玻璃的接触极少会产生破坏，所以一片PDMS模板可使用十几次甚至几十次。实验完毕后用酒精擦拭，再将其浸入酒精内超声清洗3分钟，90℃烘烤 10 分钟即可进行下次实验。PDMS 模板的可重复使用可大大降低转印技术制备微纳米器件的成本。
重复该步骤在各个颜色对应的图形化模具上制作各个颜色对应形状的转印图章。
（S4）将其中一种颜色的微胶囊涂布液填布于对应形状的转印图章上，在转印图章上形成微胶囊膜层；
如图1所示，在步骤（S3）得到的PDMS 转印图章的微凹结构13中涂布步骤（S1）得到的红色微胶囊涂布液，由于凹坑的深度由 SU-8光刻胶的旋涂速度决定，因此可以控制凹坑的深度使其刚好可以容纳一层胶囊，而多余的微胶囊涂布液可以用刮刀11轻轻刮去。
（S5）通过胶粘剂将转印图章上的微胶囊膜层的转印至目标衬底上，揭离转印图章；
本步骤为PDMS转印图章将微胶囊膜层转印到UV/O3处理后的目标衬底的过程，本实施例的目标衬底采用PDMS衬底，胶粘剂采用可在水中解胶的UV固化胶（简称可水解UV胶）。
将PDMS衬底33用UV/O3处理2至25分钟，在干燥后的涂布有微胶囊膜层的PDMS转印图章上涂布少量可水解UV胶，确保目标衬底与PDMS图章紧密贴合，UV光照后，如图2所示，揭离PDMS图章，微胶囊膜层就成功转印至目标衬底，涂布的UV胶可在水中吸水溶胀，因此，固化后的UV胶在热水中浸泡2分钟，以降低UV/O3处理后的PDMS衬底与微胶囊膜层的粘附性。
（S6）将另一种颜色的微胶囊涂布液填布于另一对应形状的转印图章上，在转印图章上形成微胶囊膜层；
以与步骤（S4）相同的方法在的PDMS 转印图章的微凹结构13中涂布步骤（S1）得到的绿色微胶囊涂布液，由于凹坑的深度由 SU-8光刻胶的旋涂速度决定，因此可以控制凹坑的深度使其刚好可以容纳一层胶囊，而多余的微胶囊涂布液可以用刮刀11轻轻刮去。
重复该步骤分别将蓝色和黑色的涂布液也依次涂布在其对应形状的转印图章上。
（S7）通过胶粘剂将其中一个转印图章上的另一种颜色的微胶囊膜层转印至临时衬底上，揭离转印图章；
本步骤为PDMS转印图章将微胶囊膜层转印到UV/O3处理后的临时衬底的过程，本实施例的临时衬底采用PDMS衬底，胶粘剂采用水性UV光固化胶。
将临时衬底用UV/O3处理2至25分钟，在干燥后的涂布有微胶囊膜层的PDMS转印图章上涂布少量可水解UV固化胶，确保临时衬底与PDMS图章紧密贴合，UV光照后，揭离PDMS图章，微胶囊膜层就成功转印至临时衬底。
（S8）将临时衬底上的另一种颜色的微胶囊膜层转印至目标衬底上；
采用与步骤（S7）相同的转印技术将临时衬底上的绿色微胶囊膜层通过精准对位嵌套转印至步骤（S5）中的目标衬底中
（S9）重复步骤（S7）至（S8）至完成各色微胶囊膜层在目标衬底上的精准对位嵌套。
如图4所示，上述步骤（S4）、（S5）、（S6）、（S7）和（S8）的工艺过程采用卷对卷制程完成。
实施例2：
本实施例与实施例1的不同之处在于：各色电泳分散液分别包裹成粒径为10μm的微胶囊显示粒子；方块状的图案的边长200μm，高度为10μm；其余步骤和参数设置与实施例1相同。
实施例3：
本实施例与实施例1的不同之处在于：各色电泳分散液分别包裹成粒径为100μm的微胶囊显示粒子；方块状的图案的边长600μm，高度为100μm；其余步骤和参数设置与实施例1相同。
实施例4：
本实施例与实施例1的不同之处在于：各色电泳分散液分别包裹成粒径为40μm的微胶囊显示粒子；方块状的图案的边长400μm，高度为40μm；其余步骤和参数设置与实施例1相同。
实施例5：
本实施例与实施例1的不同之处在于：各色电泳分散液分别包裹成粒径为120μm的微胶囊显示粒子；方块状的图案的边长800μm，高度为120μm；其余步骤和参数设置与实施例1相同。
实施例6：
本实施例与实施例1的不同之处在于：各色电泳分散液分别包裹成粒径为50μm的微胶囊显示粒子；方块状的图案的边长300μm，高度为50μm；其余步骤和参数设置与实施例1相同。
实施例7：
本实施例与实施例1的不同之处在于：各色电泳分散液分别包裹成粒径为60μm的微胶囊显示粒子；方块状的图案的边长700μm，高度为60μm；其余步骤和参数设置与实施例1相同。
实施例8：
本实施例与实施例1的不同之处在于：各色电泳分散液分别包裹成粒径为80μm的微胶囊显示粒子；方块状的图案的边长800μm，高度为80μm；其余步骤和参数设置与实施例1相同。
实施例9：
具体的，本实施例所述的彩色电泳显示膜材的制备方法包括如下步骤：
（S1）制备各色微胶囊涂布液
分别制备含有白色带电粒子的红色、绿色、蓝色的电泳分散液；将得到的各色电泳分散液分别包裹成粒径为40μm的微胶囊显示粒子；例如，可以采用原位聚合法实现上述包覆；将有机高分子液体分别与各色微胶囊显示粒子混合，制备成一定粘度的微胶囊涂布液，微胶囊涂布液粘度由有机高分子液体粘度及其所占涂布液总量百分比调节，所述有机高分子液体为水溶性高分子或水性光固化胶；
（S2）制作图形化模具；
采用光刻工艺制备图形化模具，首先旋涂SU-8光刻胶于作为模具材料的金属衬底，初转速600r/min持续18s，后转速1800r/min持续120s，结束后刮去周边余胶，静置1小时。进行第一次烘烤：以5℃/min升温缓慢加热SU-8光刻胶至90℃，恒温20min，再以1℃/min降至室温。光刻胶干后，使用掩膜版对涂层衬底进行曝光。可以通过调节曝光剂量可以调节负型侧壁轮廓的斜率接近于90°。依据曝光曲线，选择胶厚的函数确定曝光剂量，以便于不产生任何裂痕、剥离或者“台阶效应”。
曝光后让涂层衬底在室温下至少保持10min，这段时间内可以让化学物质扩散从而使得曝光区域的化学增幅效应变得更加均一。 等待时间过后，在与第一次烘烤相同的温度曲线下进行涂层衬底的烘烤，但是要将第一次烘烤的90℃变成80℃。过低的温度会产生较低的内应力。这个步骤加快了曝光区域的交联反应，使其在显影液中不能被溶解。具体后烘时间随胶层厚度而异，薄层烘烤时间25min为宜，然后关掉电源或者降温至室温。在PGMEA中显影。当图形被完全显影（或者清除）后，要再在干净的容器中增加总显影时间的10%，从而保证侧壁轮廓。 在异丙醇中漂洗。当没有白色痕迹时显影即结束即完成图形化模具的制作，其中图形化模具图案高度由旋涂速度和光刻胶粘度决定。
其中图形化模具的图案可通过光刻等方式加工为各种形状版图，一般采用方块或多边形，多种基色的方块或多边形排布嵌套成为混色的彩色电子纸膜材。如图6所示，本实施例采用正六边形的图案，其内径为600μm，高度为40μm，其中还需要重复该步骤制作各个颜色对应的图形化模具。
（S3）将PDMS浇铸于图形化模具上制作转印图章；
本实施例选用的低表面能弹性材料为PDMS，PDMS学名为聚二甲基硅氧烷，PDMS 因具有较低的表面能(19.9rnJ/m2)，表面化学惰性，较好的热稳定性，较好的透光性和透气性和较低的成本，被广泛的运用到微纳米加工领域，本试验采用 PDMS制备的弹性模板具有制备流程简单和可多次重复使用的优点。
首先将预聚物 (Sylgard 184 elastomer) 和固化剂 (Sylgard 184 curingagent) 以10: 1的比例充分混合得到PDMS，静置1小时或真空法完全去除混合溶液内的气泡，然后将粘稠的混合溶液即PDMS直接倾倒在附有SU-8光刻胶的图形化模具之上，待 PDMS在润湿作用下自然摊平至完全覆盖点阵图形后，再将其放置在热台上加热固化形成与图形化模具凹凸相反的转印图章并且可与图形化模具轻易揭离。
本试验对 PDMS 混合溶液 75°C 加热1.5小时以确保 PDMS 的完全固化并具有较低的表面能。由于固化后PDMS具有很低的表面能，所以可以轻易地将其从光刻胶模板上揭离，这样就获得了用于转印的PDMS模板。
PDMS 模板具有较好的柔性，杨氏模量仅为 2MPa，在转印时与硬质基底玻璃的接触极少会产生破坏，所以一片PDMS模板可使用十几次甚至几十次。实验完毕后用酒精擦拭，再将其浸入酒精内超声清洗3分钟，90℃烘烤 10 分钟即可进行下次实验。PDMS 模板的可重复使用可大大降低转印技术制备微纳米器件的成本。
重复该步骤在各个颜色对应的图形化模具上制作各个颜色对应形状的转印图章。
（S4）将其中一种颜色的微胶囊涂布液填布于对应形状的转印图章上，在转印图章上形成微胶囊膜层；
如图1所示，在步骤（S3）得到的PDMS 转印图章的微凹结构13中涂布步骤（S1）得到的红色微胶囊涂布液，由于凹坑的深度由 SU-8光刻胶的旋涂速度决定，因此可以控制凹坑的深度使其刚好可以容纳一层胶囊，而多余的微胶囊涂布液可以用刮刀11轻轻刮去。
（S5）通过胶粘剂将转印图章上的微胶囊膜层的转印至目标衬底上，揭离转印图章；
本步骤为PDMS转印图章将微胶囊膜层转印到UV/O3处理后的目标衬底的过程，本实施例的目标衬底采用PDMS衬底，胶粘剂采用可水解UV胶。
将PDMS衬底33用UV/O3处理2至25分钟，在干燥后的涂布有微胶囊膜层的PDMS转印图章上涂布少量可水解UV胶，确保目标衬底与PDMS图章紧密贴合，UV光照后，如图2所示，揭离PDMS图章，微胶囊膜层就成功转印至目标衬底，涂布的UV胶可在水中吸水溶胀，因此，固化后的UV胶在热水中浸泡2分钟，以降低UV/O3处理后的PDMS衬底与微胶囊膜层的粘附性。
（S6）将另一种颜色的微胶囊涂布液填布于另一对应形状的转印图章上，在转印图章上形成微胶囊膜层；
以与步骤（S4）相同的方法在的PDMS 转印图章的微凹结构13中涂布步骤（S1）得到的绿色微胶囊涂布液，由于凹坑的深度由 SU-8光刻胶的旋涂速度决定，因此可以控制凹坑的深度使其刚好可以容纳一层胶囊，而多余的微胶囊涂布液可以用刮刀11轻轻刮去。
重复该步骤将蓝色的涂布液也涂布在其对应形状的转印图章上。
（S7）通过胶粘剂将其中一个转印图章上的另一种颜色的微胶囊膜层转印至临时衬底上，揭离转印图章；
本步骤为PDMS转印图章将微胶囊膜层转印到UV/O3处理后的临时衬底的过程，本实施例的临时衬底采用PDMS衬底。
将临时衬底用UV/O3处理2分钟，在干燥后的涂布有微胶囊膜层的PDMS转印图章上涂布少量防水型UV胶，确保临时衬底与PDMS图章紧密贴合，UV光照后，揭离PDMS图章，绿色的微胶囊膜层就成功转印至临时衬底。
（S8）将临时衬底上的另一种颜色的微胶囊膜层转印至目标衬底上；
采用与步骤（S7）相同的转印技术将临时衬底上的绿色微胶囊膜层通过精准对位嵌套转印至步骤（S5）中的目标衬底中
（S9）重复步骤（S7）至（S8）至完成各色微胶囊膜层在目标衬底上的精准对位嵌套。
如图4所示，上述步骤（S4）、（S5）、（S6）、（S7）和（S8）的工艺过程采用卷对卷制程完成。
实施例10：
本实施例与实施例9的不同之处在于：各色电泳分散液分别包裹成粒径为10μm的微胶囊显示粒子；正六边形的图案的内径200μm，高度为10μm；其余步骤和参数设置与实施例9相同。
实施例11：
本实施例与实施例9的不同之处在于：各色电泳分散液分别包裹成粒径为100μm的微胶囊显示粒子；正六边形的图案的内径600μm，高度为100μm；其余步骤和参数设置与实施例9相同。
实施例12：
本实施例与实施例9的不同之处在于：各色电泳分散液分别包裹成粒径为40μm的微胶囊显示粒子；正六边形的图案的内径400μm，高度为40μm；其余步骤和参数设置与实施例9相同。
实施例13：
本实施例与实施例9的不同之处在于：各色电泳分散液分别包裹成粒径为120μm的微胶囊显示粒子；正六边形的图案的内径800μm，高度为120μm；其余步骤和参数设置与实施例9相同。
实施例14：
本实施例与实施例9的不同之处在于：各色电泳分散液分别包裹成粒径为50μm的微胶囊显示粒子；正六边形的图案的内径300μm，高度为50μm；其余步骤和参数设置与实施例9相同。
实施例15：
本实施例与实施例9的不同之处在于：各色电泳分散液分别包裹成粒径为60μm的微胶囊显示粒子；正六边形的图案的内径700μm，高度为60μm；其余步骤和参数设置与实施例9相同。
实施例16：
本实施例与实施例9的不同之处在于：各色电泳分散液分别包裹成粒径为80μm的微胶囊显示粒子；正六边形的图案的内径800μm，高度为80μm；其余步骤和参数设置与实施例9相同。
以上为本发明的其中具体实现方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些显而易见的替换形式均属于本发明的保护范围。
Claims (18)
1.一种彩色电泳显示膜材的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（S1）制备各色微胶囊涂布液；（S2）制作图形化模具；（S3）将低表面能弹性材料浇铸于图形化模具上制作转印图章；（S4）将其中一种颜色的微胶囊涂布液填布于对应形状的转印图章的微凹结构上，在转印图章上形成微胶囊膜层；（S5）通过胶粘剂将转印图章上的微胶囊膜层转印至临时衬底，揭离转印图章；（S6）重复步骤（S4）至（S5），除(S4)中颜色的微胶囊外，其他颜色的微胶囊在各临时衬底上分别形成各色微胶囊膜层；（S7）将临时衬底上的微胶囊膜层通过胶粘剂转印至目标衬底上；（S8）重复步骤（S7）至完成各色微胶囊膜层在目标衬底上的精准对位嵌套。
2.根据权利要求1所述的彩色电泳显示膜材的制备方法，其特征在于，所述步骤（S1）制备各色微胶囊涂布液的方法为：分别制备含有白色带电粒子的各色电泳分散液；将得到的各色电泳分散液分别包裹成微胶囊显示粒子；将有机高分子液体分别与各色微胶囊显示粒子混合，制备成一定粘度的微胶囊涂布液。
3.根据权利要求2所述的彩色电泳显示膜材的制备方法，其特征在于，所述微胶囊显示粒子采用复凝聚法或原位聚合法包覆。
4.根据权利要求2所述的彩色电泳显示膜材的制备方法，其特征在于，所述微胶囊显示粒子粒径为10-100μm。
5.根据权利要求2所述的彩色电泳显示膜材的制备方法，其特征在于，所述有机高分子液体为水性光固化树脂、水溶性高分子、水性热固型树脂中的一种。
6.根据权利要求1所述的彩色电泳显示膜材的制备方法，其特征在于，所述步骤（S2）图形化模具使用光刻制程、激光刻蚀、电子束刻蚀、热压印中的一种工艺制备。
7.根据权利要求1所述的彩色电泳显示膜材的制备方法，其特征在于，图形化模具的材料为金属、无机非金属或高分子树脂。
8.根据权利要求1所述的彩色电泳显示膜材的制备方法，其特征在于，所述图形化模具图案为方块或多边形。
9.根据权利要求8所述的彩色电泳显示膜材的制备方法，其特征在于，方块边长或多边形内径为200-800μm或200-400μm或300μm；高度为40-120μm或50-90μm或60-80μm。
10.根据权利要求1所述的彩色电泳显示膜材的制备方法，其特征在于，所述低表面能弹性材料浇铸于图形化模具上后，通过加热或自然固化，固化后形成与图形化模具凹凸相反的转印图章，并从图形化模具中揭离。
11.根据权利要求1所述的彩色电泳显示膜材的制备方法，其特征在于，所述低表面能弹性材料为聚二甲基硅氧烷（PDMS）。
12.根据权利要求1所述的彩色电泳显示膜材的制备方法，其特征在于，所述步骤（S4）和（S6）中的微胶囊涂布液通过刮刀涂布或辊涂的方式填布于转印图章的微凹结构里。
13.根据权利要求12所述的彩色电泳显示膜材的制备方法，其特征在于，控制微凹结构的深度大于或等于微胶囊显示粒子的粒径。
14.根据权利要求1所述的彩色电泳显示膜材的制备方法，其特征在于，所述步骤（S4）、（S5）、（S6）、（S7）和（S8）的工艺过程采用卷对卷制程。
15.根据权利要求1所述的彩色电泳显示膜材的制备方法，其特征在于，所述步骤（S5）和（S7）中的胶粘剂为紫外光固化胶、热熔胶、压敏胶中的一种，优化的，所述胶粘剂为可水性紫外光固化胶。
16.根据权利要求1所述的彩色电泳显示膜材的制备方法，其特征在于，所述步骤（S5）中的临时衬底为UV/O3处理过的聚二甲基硅氧烷（PDMS）。
17.根据权利要求16所述的彩色电泳显示膜材的制备方法，其特征在于，所述UV/O3处理时间为1至25分钟。
18.一种转印技术在彩色电泳显示膜材的制备中的应用，其特征在于：通过表面图形化的转印图章依次采用转印技术将涂布于其上的各色微胶囊转印至目标衬底，直至完成各色微胶囊膜层在目标衬底上的嵌套。
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2016
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