CN108169892A - 一种电润湿显示装置基板的制备方法及电润湿显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电润湿显示装置基板的制备方法及电润湿显示装置，包括如下步骤：S1.提供一支撑板，在所述支撑板的表面布置电路层；S2.在所述电路层的表面制作像素墙，所述像素墙围成多个像素格，像素格内的区域即为显示区域；S3.在所述显示区域内喷墨打印图案化的疏水层。本发明中，先制作像素墙，再制作疏水层，再制作完疏水层后不做其它制程没直接灌液封装，保持了疏水层原始的疏水性质，提高了显示装置的可靠性、响应速度等性能，提高了良率和寿命。

Description

一种电润湿显示装置基板的制备方法及电润湿显示装置

技术领域

本发明涉及电润湿技术领域，特别是涉及了一种电润湿显示装置基板的制备方法及电润湿显示装置。

背景技术

所谓润湿是指固体表面的一种流体被另一种流体所取代的过程。液体在固体表面能铺展，固液接触面有扩大的趋势，即液体对固体表面的附着力大于其内聚力，就是润湿。液体在固体表面不能铺展，接触面有收缩成球形的趋势，就是不润湿，不润湿就是液体对固体表面的附着力小于其内聚力。电润湿（Electrowetting，EW）是指通过改变液滴与绝缘基板之间电压，来改变液滴在基板上的润湿性，即改变接触角，使液滴发生形变、位移的现象。近年来，反射式显示器件备受关注，其中最吸引人的应用之一就是电润湿 显示装置。因其是基于加电状态下对极性液体的控制下实现显示，故而相对于 其他的反射显示装置而言反应速度较快，同时也能实现高亮度、高对比度、低能耗。

现有的电润湿显示装置基板的制备中，往往是先通过旋涂、丝网印刷或者刮涂等方法形成疏水层，然后在疏水层上制作像素墙。因为疏水层有较强的疏水性，使得在其之上直接制备像素墙时会出现黏附性不好而分层剥离的现象。因此，目前电润湿工艺中常采用反应离子刻蚀（RIE）等手段对疏水层进行表面改性，使其表面变亲水，然后进行像素墙材料的涂布。得到图案化的像素墙后再对此疏水层通过加热的方式使其变回疏水，此即为传统的回流（reflow）过程。因传统的工艺中，疏水层经过了疏水-亲水-再变疏水的两步处理，因此其表面性质能否真正全部的变回去存在很大风险，且工艺流程复杂，实际工艺中也发现，经过了这两步处理的疏水层遭到极大破坏，会直接影响显示装置的效果。

CN104678547A公开了一种电润湿基板的制造方法，所述电润湿基板具有像素墙结构，制造方法依次包括步骤：准备导电板；在导电板上喷墨打印图案化的疏水层，所述疏水层仅覆盖像素墙围成的显示区域；烘烤打印后的电润湿基板。本发明通过使用喷墨打印技术，直接打印具有图案结构的疏水层，这样每个像素之间裸露的基板表面可以直接满足光刻胶涂覆，达到不用表面改性便可以在疏水层表面制造像素墙的目的，减少电润湿基板制程，并保持疏水层的疏水特性，使得电润湿器件性能更加稳定，有效提高显示器件使用寿命。但是其实质上也是先制作疏水层然后制作像素墙，其在制作完疏水层后在灌液封装之前，疏水层还要经过其他制程，而这些制程会影响疏水层的性质，造成疏水层表面遭到破坏，从而影响显示装置中流体的运动，产品的可靠性、响应速度等性能下降。

发明内容

为了弥补已有技术的缺陷，本发明提供一种电润湿显示装置基板的制备方法及电润湿显示装置。

本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：

一种电润湿显示装置基板的制备方法，包括如下步骤：

S1.提供一支撑板，在所述支撑板的表面布置电路层；

S2.在所述电路层的表面制作像素墙，所述像素墙围成多个像素格，像素格内的区域即为显示区域；

S3.在所述显示区域内喷墨打印图案化的疏水层。

进一步地，喷墨打印的墨水为含有不同色着色剂的氟化聚合物溶液，所述含有不同色着色剂的氟化聚合物溶液分别被喷墨打印于不同的显示区域内。

一种电润湿显示装置，包括上述制备方法得到的电润湿显示装置基板。

进一步地，所述电润湿显示装置的制备方法为：

S1.提供第一基板，所述第一基板为上述制备方法得到的电润湿显示装置基板；

S2.灌液：采用喷墨打印技术分别将不导电的第一流体和导电的第二流体填充到像素格内，所述第一流体和第二流体相互接触且不混溶；

S3.封装：提供与所述第一基板相对设置的第二基板，所述第二基板包括支撑板和封装胶框，通过所述封装胶框将所述第一基板和第二基板密封。

进一步地，所述灌液是在真空环境中进行。

本发明具有如下有益效果：

本发明中，先制作像素墙，再制作疏水层，再制作完疏水层后不做其它制程没直接灌液封装，保持了疏水层原始的疏水性质，提高了显示装置的可靠性、响应速度等性能，提高了良率和寿命。

附图说明

图1为本发明电润湿显示装置的结构示意图。

图中：1、支撑板，2、电路层，3、像素墙，4、疏水层，5、第一流体，6、第二流体，7、第二基板。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细的说明，实施例仅是本发明的优选实施方式，不是对本发明的限定。

一种电润湿显示装置基板的制备方法，包括如下步骤：

S1.提供一支撑板，在所述支撑板的表面布置电路层；

所述支撑板可以是刚性的，包括玻璃、硅片、金属板或其他可承载性固体材料；或者柔性的聚合物基板，比如PET、PI、PDMS、 PMMA基板等。

所述电路层可以为导电ITO（氧化铟锡）、金属电极涂层等，可以是任何期望的形状或形式。电路层的布置方式包括真空镀膜、气相沉积、磁控溅射等方法，与LCD产业的镀膜方法类似。

S2. 在所述电路层的表面制作像素墙，所述像素墙围成多个像素格，像素格内的区域即为显示区域；

所述像素墙可以为任何材料形成的，包括聚合物材料、无机材料、有机/无机杂合材料等。例如，常用的正性光刻胶、负性光刻胶、SOG材料等。

像素墙的制作可以采用本领域技术人员熟知的方法，如对于光刻胶材料可以采用一步或多步法涂布，涂布方式可以但不限于旋涂（spin-coating）、滚涂（roller-coating）、狭缝涂布（slit-coating）、浸涂（dip-coating）、喷涂（spray-coating）、刮涂（blade-coating）等，然后进一步对胶膜进行预烘烤、UV光照曝光和曝光后的烘烤（PEB），再经显影等得到像素墙。

像素墙的形状可以为正方形、长方形，或者其他多边形、圆形。

S3.在所述显示区域内喷墨打印图案化的疏水层。

疏水层必须具有良好的疏水性即一定的亲油性，才能保证电润湿显示装置中第一流体（如油墨）及第二流体（如电解质溶液）这两种互不相溶液体界面的稳定性。本发明中，喷墨打印的墨水为低表面能的氟化聚合物溶液，可以举出例如由聚四氟乙烯(特氟隆；注册商标)、ETFE(乙烯-四氟乙烯共聚物)、PVDF(聚偏氟乙烯)、聚丙烯等氟化聚合物、烷基聚合物形成的物质。

作为进一步改进，喷墨打印的墨水为含有不同色着色剂的氟化聚合物溶液，所述含有不同色着色剂的氟化聚合物溶液分别被喷墨打印于不同的显示区域内。

上述着色剂没有特别限定，可利用例如无机系、酞菁或偶氮类、 蒽醌等有机系等各种颜料或染料，作为用于电湿润的溶液特性，需要溶解于疏水溶液、而不溶解于亲水溶液，可使用对颜料或染料的表面适当进行疏水性处理而得到的物质。作为优选，所述含有不同色着色剂的疏水溶液是与RGB(红色、绿色、蓝色)、CMY(青色、品红色、黄色)、RGGB(红色、绿色、绿色、蓝色)、或RGBY(红色、绿色、 蓝色、黄色)的各色对应的材料。

现有电润湿显示装置的彩色显示方法有两种，一是通过多层色彩的面板的叠加实现；而是在黑色油墨基板上使用彩色滤光片实现。第一种方法，虽然能够实现，但是使得显示面板的厚度增加，且制造过程复杂。所以通常采用的第二种方法，通常是将彩色滤光片贴合于基板的下表面，由于电润湿显示器件的特殊封装工艺使得彩色滤光片的贴合必须在电解质溶液中进行。液晶显示的彩色滤光片的贴合最常用的贴合方式就是用真空贴合的方法，再用紫外光固化的方法固化预先涂布在彩色滤光片上的密封胶，液晶显示器的贴合精度一般为20微米-100微米。不同于液晶显示器，电润湿显示基板有像素墙的限制，所以彩色滤光片和基板的对位的精度要求高，一般要求误差在2-5微米之内，对位精度非常高。加之彩色滤光片的贴合要在电解质溶液中进行，贴合后才能移出液面，对位精度难以保证，更加大了贴合工艺的难度，使得贴合工艺非常复杂。针对于现有彩色电润湿显示装置的彩色滤光片的贴合工艺复杂且难度大的问题，本发明通过调整疏水层的组成，使喷墨打印的墨水中含有不同色的着色剂，使得不同的像素墙包围的像素呈现不同颜色，从而在不需要设置彩色滤光片的情况下实现彩色显示。

一种电润湿显示装置，包括上述制备方法得到的电润湿显示装置基板。

所述电润湿显示装置的制备方法为：

S1.提供第一基板，所述第一基板为上述制备方法得到的电润湿显示装置基板；

S2.灌液：采用喷墨打印技术分别将不导电的第一流体和导电的第二流体填充到像素格内，所述第一流体和第二流体相互接触且不混溶；

所述第一流体是不导电的，可以是烷烃等油墨，比如十六烷或(硅)油。第一流体优选地是不透明的，但是可以是彩色的或白色的。第二流体是导电的或具有极性的，并且可以是水或盐溶液，例如，氯化钾在水和乙醇的混合物中的溶液。

作为优选，所述灌液是在真空环境中进行。

作为优选，采用喷墨打印技术首先将不导电的第一流体填充到像素格内，再将导电的第二流体填充到第一流体上方。

现有技术中，常见的灌液方式是：将第一基板浸没在第二流体中（如水），通过具有靠近表面且浸没到第二流体中的细长开口的分配器将第一流体分配到第一基板表面。由于第一流体是疏水的，第二流体是亲水的，所以第一流体优先地先覆盖在疏水层的表面，被限制于像素墙围成的像素格内。但是这种灌液方法对后续的贴合造成很大困难，1.造成流体材料的大量浪费；2.贴合时显示电润湿显示盒中的多余的流体很难排除，影响整个的盒厚均匀性及机械强度。本发明利用喷墨打印进行灌液，精确填充第一流体和第二流体到像素格内，使每个像素格内的流体填充高度基本上相同，节省材料，提高电湿润显示装置的显示效果。

S3.封装：提供与所述第一基板相对设置的第二基板，所述第二基板包括支撑板和封装胶框，通过所述封装胶框将所述第一基板和第二基板密封。

所述支撑板可以是刚性的，包括玻璃、硅片、金属板或其他可承载性固体材料；或者柔性的聚合物基板，比如PET、PI、PDMS、 PMMA基板等。

封装胶框的作用为将第一基板与第二基板粘合，以形成显示的密闭腔室。封装胶框可采用压敏材料、热敏材料、光敏材料、微波聚合材料等，作为优选，封装胶框采用疏水性的压敏材料，如聚丙烯酸酯、聚异丁烯等。

本发明中，先制作像素墙，再制作疏水层，再制作完疏水层后不做其它制程没直接灌液封装，保持了疏水层原始的疏水性质，提高了显示装置的可靠性、响应速度等性能，提高了良率和寿命。

实施例1

一种电润湿显示装置基板的制备方法，步骤如下：

S1. 以玻璃作为支撑板，通过磁控溅射在支撑板上沉积一层ITO电路层；

S2. 在电路层的表面涂布光刻胶材料，通过紫外光曝光固化，然后显影，得到像素墙，所述像素墙围成多个像素格，像素格内的区域即为显示区域；像素墙的形状为正方形、长方形，或者其他多边形、圆形。

S3.在所述显示区域内喷墨打印图案化的疏水层，其中喷墨打印的墨水为含有不同色着色剂的聚四氟乙烯溶液，所述含有不同色着色剂的聚四氟乙烯溶液分别被喷墨打印于不同的显示区域内。

实施例2

一种电润湿显示装置，其制备方法为：

S1.提供第一基板，所述第一基板为实施例1制备方法得到的电润湿显示装置基板；

S2.灌液：在真空环境中，采用喷墨打印技术分别将油墨和电解质溶液填充到像素格内，所述油墨和电解质溶液相互接触且不混溶，所述电解质溶液连续的覆盖在油墨上方；

S3.封装：提供与所述第一基板相对设置的第二基板，所述第二基板包括支撑板和封装胶框，通过所述封装胶框将所述第一基板和第二基板密封；其中所述支撑板为玻璃，所述封装胶框的材料为聚丙烯酸酯。

以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，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，但凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均应落在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种电润湿显示装置基板的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：

S1.提供一支撑板，在所述支撑板的表面布置电路层；

S2.在所述电路层的表面制作像素墙，所述像素墙围成多个像素格，像素格内的区域即为显示区域；

S3.在所述显示区域内喷墨打印图案化的疏水层。

2.如权利要求1所述电润湿显示装置基板的制备方法，其特征在于，喷墨打印的墨水为含有不同色着色剂的氟化聚合物溶液，所述含有不同色着色剂的氟化聚合物溶液分别被喷墨打印于不同的显示区域内。

3.一种电润湿显示装置，其特征在于，其包括权利要求1-2任一项所述制备方法得到的电润湿显示装置基板。

4.如权利要求3所述的电润湿显示装置，其特征在于，所述电润湿显示装置的制备方法为：

S1.提供第一基板，所述第一基板为上述制备方法得到的电润湿显示装置基板；

S2.灌液：采用喷墨打印技术分别将不导电的第一流体和导电的第二流体填充到像素格内，所述第一流体和第二流体相互接触且不混溶；

S3.封装：提供与所述第一基板相对设置的第二基板，所述第二基板包括支撑板和封装胶框，通过所述封装胶框将所述第一基板和第二基板密封。

5.如权利要求4所述的电润湿显示装置，其特征在于，所述灌液是在真空环境中进行。