CN114265256A - 一种电子纸显示设备的制造方法及电子纸显示设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电子纸显示设备的制造方法及电子纸显示设备。该方法包括：将电子墨水微胶囊放在托盘；采用电吸附机械手依次从托盘中电吸附电子墨水微胶囊，逐个放入到下电极基板的像素电极中，直到全部像素电极都至少有一个电子墨水微胶囊；将透明上电极基板中设置的透明公共电极朝向像素电极，将透明上电极基板压合在封装胶上，固定透明上电极基板和下电极基板并将微胶囊密封在封装胶内；热固化微胶囊粘合剂，制得电子纸显示设备。本发明能够解决电子纸彩色显示的问题，同时解决电子纸显示设备必须先制作电子纸显示薄膜层的问题，简化电子纸显示设备的制作流程。

Description

一种电子纸显示设备的制造方法及电子纸显示设备

技术领域

本发明涉及显示屏技术领域，尤其涉及一种电子纸显示设备的制造方法及电子纸显示设备。

背景技术

随着显示技术的发展，用户对显示产品要求越来越高，近年来涌现出一大批新型显示技术，如电子纸(Electronic Paper，E-paper)显示。电子纸显示设备是这一类技术的统称，是一种超薄、超轻的显示屏，具有纸介质一样的视觉特点，凭借超宽视角、超低功耗、纯反射模式、双稳态显示、防强光和显示效果接近自然纸张效果，免于阅读疲劳等优势，成为便携式显示设备的新宠。

电子纸显示设备的工作原理为，在相对设置的上基板和下基板设置有多个呈阵列排布的显示单元，在每个显示单元中，显示层包括黑白两种颜色的带电颗粒(或一带电颗粒一中性颗粒)和电解液，上基板和/或下基板具有电极结构，各显示单元具有的电极结构能够产生电场。在电场的作用下，黑白两种颜色的带电颗粒不停运动，当白色的带电颗粒上升到上基板的表面时，光照射到上基板的表面被完全反射，形成白色的状态；当电场变化时，黑白两种颜色的带电颗粒会交换位置，白色的带电颗粒下降，黑色的带电颗粒上升到上基板的表面，光被黑色的带电颗粒全部吸收，形成黑色的状态，这样就呈现出黑白单色的显示效果。另外，黑白两种颜色的带电颗粒成比例的混合上升到上基板的表面时，就会形成黑白及有灰度层次的不同颜色。

相关技术中的电子纸显示装置的制作方法，例如可以通过原位聚合，界面聚合，单、复凝聚，相位分离，表面沉积等微包容技术，制得显示微胶囊(微球)。再将显示微胶囊分散于水溶性粘合剂中制备显示涂布液，利用涂布仪精确涂布或印刷制得多层紧密排列、加热固化后的电子纸显示薄膜层。随后将上述显示薄膜层和ITO导电层、TFT驱动电极基板热压在一起，获得最终的电子纸显示装置。但这些方法也存在缺陷，首先，这些方法制作的电子纸显示薄膜层，为了将微胶囊或微杯做在薄膜里，需要通过复杂的涂布或包覆工艺来制作，且需要使用粘合剂或胶膜将微胶囊或微杯粘合在一起做成薄膜，在微胶囊或微杯上面会增加了一层粘合剂或胶膜薄膜，会影响到光通过颜料粒子反射的透过率，也增加了显示薄膜层的厚度，从而影响了电子纸显示装置的亮度、对比度和厚度等。

如图1，参照TFT-LCD(Thin film transistor liquid crystal display，薄膜晶体管液晶显示器)彩色的做法，现阶段制造彩色电泳电子纸显示设备往往采用滤光膜的方法。在形成于下电极基板11的像素电极111上贴上电子纸显示薄膜，电子纸显示薄膜由电子微胶囊或微杯22和涂布液20组成，然后再贴上带有透明公共电极121和彩色滤光膜122的透明上电极基板12，即在每个亚像素点上方铺设相对应的红(R)绿(G)蓝(B)的彩色滤光膜122。当亚像素点的灰阶变化后，三个亚像素点反射的光透过滤光膜以后组合成为要显示的颜色。此方法，极大的限制了电子纸显示的效果、亮度和显示面板的厚度。对于像电子纸这样的反射式显示技术，在像素点上每增加一层，都将削弱显示效果。而滤光片则可以直接减少50％的光强。因此此方法显示的色彩非常暗淡，用户体验差。

因此，相关技术中的电子纸显示设备的制造方法，还有待改善。

发明内容

为解决或部分解决相关技术中存在的问题，本发明提供一种电子纸显示设备的制造方法及电子纸显示设备，能够解决电子纸彩色显示的问题，同时解决电子纸显示设备必须先制作电子纸显示薄膜层的问题，简化电子纸显示设备的制作流程。

本发明提供一种电子纸显示设备的制造方法，所述方法包括：

将电子墨水微胶囊放在托盘；

采用电吸附机械手依次从托盘中电吸附电子墨水微胶囊，逐个放入到下电极基板的像素电极中，直到全部像素电极都至少有一个电子墨水微胶囊采用电吸附机械手依次从托盘的格子中电吸附电子墨水微胶囊，逐个放入到像素电极中，直到全部像素电极都至少有一个电子墨水微胶囊，其中所述电吸附机械手设置有电吸附头，所述电吸附头在通电后将电子墨水微胶囊通过电吸附吸住；

将透明上电极基板中设置的透明公共电极朝向像素电极，将透明上电极基板压合在封装胶上，固定透明上电极基板和下电极基板并将微胶囊密封在封装胶内；

热固化微胶囊粘合剂，制得电子纸显示设备。

可选的，所述电吸附机械手设置的电吸附头为多个。

可选的，所述将电子墨水微胶囊放在托盘中，包括：

将电子墨水微胶囊放入带格子的托盘中。

可选的，所述电子墨水微胶囊包覆有带电白色颜料粒子、带电黑色颜料粒子或中性黑色颜料粒子的电泳显示液。

可选的，在将电子墨水微胶囊放入到像素电极中时，利用所述像素电极上设置的微胶囊粘合剂将所述电子墨水微胶囊粘住。

可选的，所述将电子墨水微胶囊放在托盘之前，还包括：

选取一设置有像素电极的TFT玻璃基板为下电极基板；

在所述像素电极上设置微胶囊粘合剂；

在所述下电极基板边框丝印封装胶；

利用点胶机在封装胶内点涂导电银浆。

可选的，所述电子墨水微胶囊的直径为30-500um。

可选的，所述采用电吸附机械手依次从托盘中电吸附电子墨水微胶囊，逐个放入到下电极基板的像素电极中，直到全部像素电极都至少有一个电子墨水微胶囊，包括：

在所述电子墨水微胶囊为红色微胶囊、绿色微胶囊和蓝色微胶囊，且分别放在不同的特制托盘中时，

采用电吸附机械手依次从托盘的格子中电吸附红色微胶囊逐个放入到第N列像素电极中，依次从托盘的格子中电吸附绿色微胶囊逐个的放入到第N+1列像素电极中，依次从托盘的格子中电吸附蓝色微胶囊逐个放入到第N+2列像素电极中，直至全部像素电极都设置有至少一个电子墨水微胶囊,其中所述N大于或等于1。

本发明还提供一种电子纸显示设备：

包括设置有像素电极的下电极基板、电子墨水微胶囊、设置有透明公共电极的透明上电极基板、导电银浆和封装胶；

所述电子墨水微胶囊通过电吸附机械手电吸附转移方式规则地放置在所述像素电极上，且设置在所述像素电极和所述透明公共电极之间，所述透明公共电极与电子墨水微胶囊接触，其中所述电吸附机械手设置有电吸附头；

所述导电银浆设置在所述像素电极和所述透明公共电极之间且分别与所述像素电极和所述透明公共电极电接触；

所述封装胶设置在所述下电极基板和所述透明上电极基板的四周，将所述下电极基板和所述透明上电极基板密封固定。

可选的，所述电子墨水微胶囊包覆有带电白色颜料粒子、带电黑色颜料粒子或中性黑色颜料粒子的电泳显示液。

可选的，所述电子墨水微胶囊的直径为30-500um。

可选的，所述电子墨水微胶囊包含红色微胶囊、绿色微胶囊和蓝色微胶囊；

所述红色微胶囊包覆有带电红色颜料粒子、带电黑色颜料粒子或中性黑色颜料粒子的电泳显示液；

所述绿色微胶囊包覆有带电绿色颜料粒子、带电黑色颜料粒子或中性黑色颜料粒子的电泳显示液；

所述蓝色微胶囊包覆有带电蓝色颜料粒子、带电黑色颜料粒子或中性黑色颜料粒子的电泳显示液。

可选的，所述红色微胶囊、绿色微胶囊和蓝色微胶囊以“│││”形状规则排列地设置在所述像素电极上。

可选的，所述电子墨水微胶囊包含红色微胶囊、绿色微胶囊、蓝色微胶囊和白色微胶囊；

所述红色微胶囊包覆有带电红色颜料粒子、带电黑色颜料粒子或中性黑色颜料粒子的电泳显示液；

所述绿色微胶囊包覆有带电绿色颜料粒子、带电黑色颜料粒子或中性黑色颜料粒子的电泳显示液；

所述蓝色微胶囊包覆有带电蓝色颜料粒子、带电黑色颜料粒子或中性黑色颜料粒子的电泳显示液；

所述白色微胶囊包覆有带电白色颜料粒子、带电黑色颜料粒子或中性黑色颜料粒子的电泳显示液。

可选的，所述红色微胶囊、绿色微胶囊，蓝色微胶囊和白色微胶囊通过所述电吸附机械手电吸附转移方式以“││││”或“田”字形状规则排列设置在像素电极上。

可选的，在所述下电极基板的所述像素电极的间隙上设置有像素隔离柱，将所述像素电极隔开。

与传统电子纸显示设备相比，本发明具有以下优点：

1)本发明的的方案，省去了传统电子纸显示薄膜层的复杂生产流程，直接将电子纸生产和电子纸显示设备合并处理，大幅简化了电子纸显示设备的后端制造工艺，具有工艺缩短、易实现自动化、生产效率高和良品率提升等诸多优点；

2)本发明采用电吸附机械手电吸附微胶囊工艺来生产电子纸显示设备，充分利用了微胶囊中至少一种粒子带电的性能可与电吸附机械手电吸附的特点，克服了原有电子纸显示设备生产过程的一系列问题；

3)使用本发明的生产工艺，在生产大尺寸电子显示装置方面具有独到优势，可以轻易突破目前电子纸显示设备42寸的限制，实现更大尺寸的屏幕生产；

4)电子纸显示层的结构简化，透光性能更好，光线损失小，使得电子纸展现出更高的对比度和更佳的白色对比度，极大丰富了电子纸显示屏驱动方案和显示效果，与当下的流行技术相比，不用滤光膜就可轻松实现彩色化，在真彩色方面可以获得更佳的色彩饱和度和更优的色彩分辨率；

5)电子纸显示设备的防水密封性能提升，具有更强的环境适用性，可以在更宽的温度和湿度范围内使用；

6)电子纸显示设备含有微胶囊粘合剂，固化后不仅仅将微胶囊固定住，也可以作为上下电极的支撑材料，增加了电子纸显示设备的抗压强度；

7)减少了制程设备的投入，工艺流程的简化使得后端制程设备大幅减少，同时节省了空间和人力；提高了电子墨水材料的利用率，由传统工艺的利用率不到40％，到本发明工艺的利用率可达95％以上；减少了其他耗材，包括ITO、保护膜等材料的浪费；大大缩减了电子纸显示设备的制程工时。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细地描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1为现有彩色电子纸显示设备示意图；

图2为本发明电吸附机械手从特制托盘电吸附电子微胶囊的示意图；

图3为多个电吸附头机械手的示意图；

图4为本发明实施例1电吸附机械手将电子微胶囊设置到下电极基板上的示意图；

图5为本发明电子纸显示设备封装后的示意图；

图6为图5中B-B剖视结构示意图；

图7为本发明实施例2电吸附机械手将彩色电子微胶囊设置到下电极基板上的示意图；

图8为本发明实施例2彩色电子纸显示设备剖视示意图；

图9为本发明实施例3电吸附机械手将彩色电子微胶囊设置到下电极基板上的示意图；

图10为本发明实施例3彩色电子纸显示设备剖视示意图；

图11为本发明提供的一种电子纸显示设备的制作方法流程示意图；

图12为本发明提供的一种电子纸显示设备的制作方法另一流程示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的实施方式。虽然附图中显示了本发明的实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本发明可能采用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

下面通过几个实施例具体描述本发明提供的电子纸显示设备的制造方法。

如附图2～6所示，实施例一以单色电子纸显示设备为例，一种电子纸显示设备，包括设置有像素电极111的下电极基板11、电子墨水微胶囊22、设置有透明公共电极121的透明上电极基板12、导电银浆31和封装胶32；电子墨水微胶囊22通过电吸附机械手23电吸附转移方式规则地放置在像素电极111上，且设置在所述的像素电极111和透明公共电极121之间；导电银浆31设置在所述电子墨水微胶囊22外、所述的像素电极111和透明公共电极121之间且分别与像素电极111和透明公共电极121电接触；封装胶32设置在所述导电银浆31和所述电子墨水微胶囊22的外围、下电极基板11和透明上电极基板12的四周将上下电极基板密封固定。

进一步地，所述电吸附机械手设置有电吸附头，所述电吸附头设置为可通电，充分利用微胶囊中至少一种粒子带电的性能，工作时给电吸附头赋予跟带电粒子电荷相同但电压相反的电量，通过异性相吸原理，将微胶囊通过电吸附吸住。优选地，所述电吸附机械手设置有多个电吸附头，可同时通电吸附微胶囊，提高效率。

所述的电子墨水微胶囊22为包覆带电白色颜料电子41、带电黑色颜料粒子或中性黑色颜料粒子40的电泳显示液的微胶囊，因为如果电泳液中只有两种粒子且两种粒子都带电的话，这两种粒子的电压是相反的，在电吸附过程中虽然跟一种粒子吸附了但同时也会跟另一种带电粒子相斥，可能会造成吸附不稳定，因此，本实施例所述的电子墨水微胶囊22为包覆带电白色颜料电子41和中性黑色颜料粒子40的电泳显示液的微胶囊。微胶囊22的直径为30-500um，微胶囊22越大带电粒子数量越多越有利于电吸附机械手23电吸附，但是太大又不利于显示的分辨率，优选50-200um，最优选为75-150um。本实施例中选择直径为100um微胶囊22，可通过在微胶囊22的制作过程中通过控制反应条件使得最后制作的微胶囊22直径都在100um左右，或者将制作完成的微胶囊22通过筛网进行筛选挑选出直径在100um的微胶囊22。

进一步地，所述电吸附机械手23设置有电吸附头231，所述电吸附头231设置为可通电，充分利用微胶囊22中粒子带电的性能，工作时给电吸附头赋予跟带电粒子电荷相同但电压相反的电量，通过异性相吸原理，将微胶囊22通过电吸附吸住。如图3所示，所述电吸附机械手23设置有多个电吸附头231，多个电吸附头231之间的间距是可调的，在使用时调整到跟所述像素电极111各像素的间距一致，可同时通电吸附微胶囊22并规则的放置到像素电极上，提高效率。由于微胶囊22是球形的，为了增加电吸附机械手23电吸附头231与微胶囊22的接触面积，电吸附头231与微胶囊22接触的部位为与微胶囊22形状一致的内凹型球面。

所述的下电极基板11的材料为玻璃或塑料，所述塑料包括PI、PEN或PET，像素电极111为TFT点阵像素电极，在彼此不相连的像素电极111间隙上通过光刻工艺制将各像素电极隔离开的像素隔离柱112，所述像素隔离柱112材料为聚酰亚胺(PI)或亚克力(PMMA)，优选聚酰亚胺。在所述像素电极上设置有微胶囊粘合剂113，所述微胶囊粘合剂113为压敏粘合剂、热熔粘合剂或辐射固化粘合剂，由于其具有粘性，在所述的电吸附机械手23电吸附微胶囊22放到像素电极111上时，可以将微胶囊22粘住，更好的将微胶囊22固定在特定的像素电极111上；通过上下电极基板贴合时对微胶囊22的挤压，微胶囊粘合剂113可以流动到微胶囊22之间的缝隙，固化之后还可有效的支撑上下电极基板从而加强所述电子纸显示设备应对外力的受压强度。所述微胶囊粘合剂113通过喷墨打印、喷涂或丝印的方式设置在像素电极上。

所述透明公共电极121为ITO、银纳米线、石墨烯或碳纳米管；所述透明上电极基板12材料为玻璃、塑料、带有防护层的玻璃或带有防护层的塑料，所述塑料包括PI、PEN或PET。所述的封装胶32为常用的封装材料包括丙烯酸树脂、聚酰胺树脂或环氧树脂等粘合材料。

由于电子墨水微胶囊22通过电吸附机械手23电吸附设置在透明上电极基板12和下电极基板11之间，四周封装胶32将其密封住，可以保证其不受外界的水和气体的影响。通过TFT下电极基板11给像素电极111和公共透明电极121供电，就可以控制电子墨水微胶囊22里的带电白粒子41和黑粒子40的运动，从而实现显示的功能。

例如如果选择的电子墨水微胶囊22里的粒子为带电白色颜料粒子41和带电黑色颜料粒子40，当提供给像素电极111的电荷跟带电白色颜料粒子41的电荷和极性相同的电压时，根据同性相斥异性相吸的原理，带电白色颜料粒子41将向透明公共电极121方向移动堆积在靠近透明公共电极121的微胶囊22顶部，带电黑色颜料粒子40将向像素电极111移动并堆积在靠近像素电极111的微胶囊22底部，外部光从透明上电极基板照射进来，通过带电白色颜料粒子41的反射形成发光效果；反之，当提供给像素电极的电荷跟带电白色颜料粒子41的电荷相同但极性相反的电压时，带电白色颜料粒子41将堆积在靠近像素电极的微胶囊22底部，带电黑色颜料粒子40将堆积在靠近透明公共电极121的微胶囊22顶部，外部光从透明上电极基板12照射进来，带电黑色颜料粒子40吸收光不反射形成黑色不发光效果；按照此原理通过各像素电极111的电压去控制各个微胶囊22里的带电黑白色颜料粒子40、41，通过颜料粒子对光的反射和吸收即可实现黑白图文显示。

如果选择的电子墨水微胶囊22里的粒子为带电白色颜料粒子41和中性黑色颜料粒子40，此种情况下中性黑色颜料粒子40一般悬浮在微胶囊中间，当提供给像素电极111的电荷跟带电白色颜料粒子41的电荷和极性相同的电压时，带电白色颜料粒子41将挤过中性黑色颜料粒子40向透明公共电极121方向移动堆积在靠近透明公共电极121的微胶囊22顶部，中性黑色颜料粒子40保持不动，外部光从透明上电极基板12照射进来，通过带电白色颜料粒子41的反射形成发光效果；反之，当提供给像素电极111的电荷跟带电白色颜料粒子41的电荷相同但极性相反的电压时，带电白色颜料粒子41将向下挤过中性黑色颜料粒子40堆积在靠近像素电极111的微胶囊22底部，此时中性黑色颜料粒子40在带电白色颜料粒子41的上方，外部光从透明上电极基板12照射进来，中性黑色颜料粒子40吸收光不反射形成黑色不发光效果；按照此原理通过各像素电极111的电压去控制各个微胶囊22里的带电黑白色颜料粒子40、41，通过颜料粒子对光的反射和吸收即可实现黑白图文显示。

这里需注意的是，如果采用的电子墨水微胶囊22包覆的是带电黑白颜料粒子40、41，黑白颜料粒子40、41带电极性必须相反，一般电荷相同，才能实现像素电极111通电时两种粒子向不同方向移动。如果采用的电子墨水微胶囊22包覆的是带电白色颜料粒子41和中性黑色颜料粒子40，带电白色颜料粒子41的颗粒尺寸要小于中性黑色颜料粒子40的颗粒尺寸，便于其在像素电极通电时穿过中性黑色颜料粒子40运动。

如图2、3和图7、8所示，实施例二以彩色电子纸显示设备为例，一种电子纸显示设备，与实施例一的结构相同，其不同之处在于所述的电子墨水微胶囊22包含红色微胶囊221，绿色微胶囊222和蓝色微胶囊223。

所述红色微胶囊221包覆有带电红色颜料粒子51、带电黑色颜料粒子或中性黑色颜料粒子40的电泳显示液，优选包覆有带电红色颜料粒子51和中性黑色颜料粒子40的电泳显示液；所述绿色微胶囊222包覆有带电绿色颜料粒子52、带电黑色颜料粒子或中性黑色颜料粒子40的电泳显示液，优选包覆有带电绿色颜料粒子52和中性黑色颜料粒子40的电泳显示液；所述蓝色微胶囊223包覆有带电蓝色颜料粒子53、带电黑色颜料粒子或中性黑色颜料粒子40的电泳显示液，优选包覆有带电蓝色颜料粒子52和中性黑色颜料粒子40的电泳显示液；所述红色微胶囊221，绿色微胶囊222和蓝色微胶囊223通过所述电吸附机械手23电吸附转移方式以“│││”形状规则排列地设置在像素电极111上；通过控制红色微胶囊221，绿色微胶囊222和蓝色微胶囊223分别对应的像素电极111上的电压大小和极性，类似实施例一中对环境光进行反射或吸收，不同的地方在于，红、绿、蓝三种微胶囊221、222、223中的红、绿、蓝三种颜料粒子51、52、53会分别将入射的环境光以红光、绿光、蓝光反射出来，通过调节各像素电极111上红、绿、蓝微胶囊221、222、223对光的反射和吸收，就可实现电子纸显示设备的彩色显示。本实施例中没有增加彩色滤光膜或其他膜层，可大大的提高彩色显示的亮度，且因为基板上设置了像素隔离柱112和胶囊粘合剂113，可以阻挡光在微胶囊22之间的散射等，从而提高显示的对比度；将像素隔离柱112或胶囊粘合剂113采用黑色材料，更会进一步的提高显示的对比度，使得彩色显示会更鲜艳。

如图9、10所示，实施例三以另一彩色电子纸显示设备为例，一种电子纸显示设备，与实施例二的结构相同，其不同之处在于所述的电子墨水微胶囊22除了包含实施例二中的红色微胶囊221，绿色微胶囊222和蓝色微胶囊223外，还包括实施例一中的包覆黑白粒子的白色微胶囊224。

所述红色微胶囊221、绿色微胶囊222、蓝色微胶囊223和白色微胶囊224通过所述电吸附机械手23电吸附转移方式以“││││”或“田”字形状规则排列设置在像素电极111上；通过控制红色微胶囊221、绿色微胶囊222、蓝色微胶囊223和白色微胶囊224分别对应的像素电极111上的电压大小和极性，就可实现电子纸显示设备的彩色显示。这里增加了白色微胶囊224，当要显示白色的时候，不用采用红、绿、蓝三种微胶囊221、222、223同时反射光组成白光，直接由这个白色微胶囊224里的白色粒子54进行反射白色光即可，从而节省显示装置的用电，另外通过白色粒子54反射的白光也会比红、绿、蓝三种反射光混合白光会更亮，色纯度更高，使得彩色显示的时候颜色更鲜艳，亮度更高。

本发明提供的方案，设置在像素电极和透明公共电极之间的电子墨水微胶囊通过特制电吸附机械手电吸附转移方式规则地放置在像素电极上，可以省却电子纸显示薄膜的制造工序，特别是制造彩色电子纸显示设备，省去了彩色滤光膜材料和制程，大幅简化了电子纸显示屏的后端制造工艺，缩短了工艺流程，大幅提升了产品的显示效果和生产效率、良品率。

本发明的另一个实施例公开了一种电子纸显示设备的制作方法。

图11为本发明提供的一种电子纸显示设备的制作方法流程示意图。

如图11所示，一种电子纸显示设备的制作方法，包括：

步骤S1101：将电子墨水微胶囊放在托盘。

该步骤可以将每个电子墨水微胶囊放在带格子的托盘中。

步骤S1102：采用电吸附机械手依次从托盘中电吸附电子墨水微胶囊，逐个放入到下电极基板的像素电极中，直到全部像素电极都至少有一个电子墨水微胶囊，其中所述电吸附机械手设置有电吸附头，所述电吸附头在通电后将电子墨水微胶囊通过电吸附吸住。

需说明的是，托盘中也可以不设置格子，因为采用电吸附方式，电子墨水微胶囊不用放在格子上也能被吸附。

步骤S1103：将透明上电极基板中设置的透明公共电极朝向像素电极，将透明上电极基板压合在封装胶上，固定透明上电极基板和下电极基板并将微胶囊密封在封装胶内。

步骤S1104：热固化微胶囊粘合剂，制得电子纸显示设备。

图12为本发明提供的一种电子纸显示设备的制作方法另一流程示意图。

如图12所示，一种电子纸显示设备的制作方法，包括：

步骤S1201：选取一设置有像素电极的TFT玻璃基板为下电极基板。

该步骤可以选取一设置有像素电极111的TFT玻璃基板为下电极基板11，在下电极基板11上光刻制作像素隔离柱112，将像素电极111隔开。

这里像素电极111可以为笔段式或点阵式的，所述的像素电极111是指做在玻璃基板11上，彼此不相连的给笔段或点阵电子纸显示设备里的每个像素提供电压的电极；通常通过行列的电极金属引线控制像素电极111对应的TFT开关来控制该像素电极111的电压。

增加制作像素隔离柱112，可以将像素电极111之间的空白地方盖住，提高显示装置的对比度，同时像素隔离柱112还可以将后续设置的微胶囊22和微胶囊粘合剂113围住在像素电极111区域中。像素隔离柱112一般采用正性光刻PI胶，这样形成的隔离柱形状为梯形，更利于随后的微胶囊粘合剂113和微胶囊22的设置。

步骤S1202：在像素电极上设置微胶囊粘合剂。

微胶囊粘合剂113是粘稠度较高的胶状溶剂，可以通过丝印或喷涂打印的方式设置在像素隔离柱112围住的像素电极111里。

步骤S1203：在下电极基板边框设置封装胶。

封装胶32是粘稠度较高的胶状溶剂，可以通过丝印或喷涂打印的方式设置在下电极基板11上像素电极111外的四周，用于跟透明上电极基板的贴合用，一般常用UV封装胶。

步骤S1204：利用点胶机在封装胶内点涂导电银浆。

该步骤可以利用点胶机在封装胶32内下电极基板111上设置特定像素电极点涂导电银浆31。

导电银浆31的作用是将上层透明公共电极121与下电极基板11上的电极电连接，使其可以在下电极基板11上的像素电极111一起给透明公共电极121给电；一般设置在封装胶32内、显示区域外的某两个点；由于前面步骤已经设置有封装胶32，导电银浆31高度跟其差不多，已不再适合在其上采用丝印的方式去设置导电银浆31，且其设置的地方较少，一般采用点涂的方式设置。

步骤S1205：将电子墨水微胶囊放在带格子的托盘中，以使每个微胶囊在独立的一个格子中。

该步骤可以将电子墨水微胶囊22放在特制的带格子211的托盘21中，保证每个微胶囊22都在独立的一个格子中。需说明的是，托盘中也可以不设置格子，因为采用电吸附方式，电子墨水微胶囊不用放在格子上也能被吸附。

如图2所示，一个格子211中只能放置一粒电子墨水微胶囊22，所述的电子墨水微胶囊22为包覆带电白色颜料粒子41和/或中性黑色颜料粒子40的电泳显示液的微胶囊，微胶囊22的直径为30-500um，优选50-200um，最优选为75-150um；在具体实施中，一般选择直径相同或相差不大的微胶囊22，可通过在微胶囊22的制作过程中通过控制反应条件使得最后制作的微胶囊22直径都相同或接近，或者将制作完成的微胶囊22通过筛网进行筛选挑选出直径相同或相近的微胶囊22。

这样，在设计特制托盘21时，就可以根据微胶囊22的尺寸来设置，例如选用的微胶囊22直径为100um，则可以将托盘格子211内空设计为直径150um的圆柱孔槽或边长150um的正方形槽，这样将微胶囊22倒在托盘上并进行抖动时，就可以保证每个格子只有一粒微胶囊22，且每个格子211预留有空间给电吸附机械手23进行电吸附。

如果是做彩色电子纸显示设备，则选用的微胶囊是至少三种带不同颜色粒子的微胶囊22，此时不同颜色的微胶囊22需要放在不同的托盘中，避免后面电吸附机械手23电吸附错误。

步骤S1206：采用电吸附机械手依次从托盘的格子中电吸附电子墨水微胶囊，逐个放入到像素电极中，直到全部像素电极都至少有一个电子墨水微胶囊，其中所述电吸附机械手设置有电吸附头，所述电吸附头在通电后将电子墨水微胶囊通过电吸附吸住。

其中，还可以利用像素电极上设置的微胶囊粘合剂将所述电子墨水微胶囊粘住，。

该步骤可以用特制电吸附机械手23依次从特制托盘21的格子211中电吸附电子墨水微胶囊22，逐个的放入到像素电极111中，直到全部像素电极111都至少有一个电子墨水微胶囊22。

因为这里微胶囊22的转移是利用微胶囊22中的带电白色颜料粒子41带电特性，通过电吸附机械手23电吸附头231设置的相反电荷对带电白色颜料粒子41进行电吸附从而将微胶囊吸住转移。如图2所示，由于异性相吸原理，微胶囊22中的带电白色颜料粒子41会往电吸附头方向移动从而带动微胶囊22被电吸附机械手23吸住；这里赋予电吸附头231的电压不能太低，太低会吸不起来，一般给到跟带电白色颜料粒子41电荷相同电压相反的电量进行吸附；完全靠机械手23与微胶囊22的摩擦力进行抓取，由于微胶囊22是聚合树脂材料，有弹性且比较脆弱，机械手23的力度设施不当会容易压破微胶囊22，所以机械手23的抓取力度必须在保证能抓住微胶囊22的时候力度尽量小。更优地，所述电吸附机械手电吸附头设置的电荷大于对应微胶囊中的其中一种带电粒子电荷的1倍以上小于3倍，但电压相反的电量，通过异性相吸原理，且电荷增加，可更快的将微胶囊通过电吸附吸住。

电吸附机械手23将微胶囊22放置到像素电极中时，去除电吸附头231上的电压，微胶囊22由于没有作用力吸住会落到像素电极111上；更优地，电吸附机械手23将微胶囊22放置到像素电极111中时，在电吸附机械手23电吸附头231赋予相反的电压，加速微胶囊22与电吸附机械手23的分离。

在本步骤中，如果是制作彩色电子纸显示设备，如图7所示，电吸附机械手23转移的红、绿、蓝三种微胶囊221、222、223，则电吸附机械手23依次从放置红色微胶囊221的托盘21的格子211中电吸附红色微胶囊221逐个的放入到第N列像素电极中，例如放入到第1、4、7...列像素电极中，再依次从放置绿色微胶囊222的托盘22的格子211中电吸附绿色微胶囊222逐个的放入到第N+1列像素电极中，例如放入到第2、5、8...列像素电极中，最后再依次从放置蓝色微胶囊223的托盘21的格子211中电吸附蓝色微胶囊223逐个的放入到第N+2列像素电极中，例如放入到第3、6、9...列像素电极中，保证全部像素电极111都设置有至少一个电子墨水微胶囊22，使得红色微胶囊221、绿色微胶囊222和蓝色微胶囊223以“│││”形状规则排列地设置在像素电极上。所述电吸附机械手电吸附头设置的电荷跟对应微胶囊中的其中一种带电粒子电荷相同但电压相反的电量，通过异性相吸原理，将微胶囊通过电吸附吸住。更优地，所述电吸附机械手电吸附头设置的电荷大于对应微胶囊中的其中一种带电粒子电荷的1倍以上小于3倍，但电压相反的电量，通过异性相吸原理，且电荷增加，可更快的将微胶囊通过电吸附吸住。

电吸附机械手将微胶囊放置到像素电极中时，去除电吸附头上的电压；更优地，电吸附机械手将微胶囊放置到像素电极中时，在电吸附机械手电吸附头赋予相反的电压，加速微胶囊与电吸附机械手的分离。

如图9所示，如果是采用红、绿、蓝、白四种微胶囊221、222、223、224制作彩色电子纸显示设备，则可以将红、绿、蓝、白四种微胶囊按照顺序分别电吸附放置到第“1、5、9...”、“2、6、10...”、“3、7、11...”、“4、8、12...”列像素电极中，使得红、绿、蓝、白微胶囊以“││││”形状规则排列地设置在像素电极111上。或者以“田”字形状的四个像素电极111为一像素单元，将红、绿、蓝、白微胶囊设置到每一像素单元的相对相同位置，使得红、绿、蓝、白微胶囊以“田”字形状规则排列地设置在像素电极111上。

在本步骤中，当电吸附机械手23将微胶囊22转移到像素电极111上后，下降一定的高度，让微胶囊22与微胶囊粘合剂113接触后再去除电吸附头231的电压，这样微胶囊粘合剂113的粘性可以粘住微胶囊22使其更好的从电吸附头231脱离，也更好的让微胶囊22固定在所需的像素电极111上，避免微胶囊22太轻而漂移偏位等。

步骤S1207：将透明上电极基板中设置的透明公共电极朝向像素电极，将透明上电极基板压合在封装胶上，UV固化封装胶以固定透明上电极基板和下电极基板并将微胶囊密封在封装胶内。

该步骤可以将透明公共电极121朝向像素电极111，将透明上电极基板12压合在封装胶32上，UV固化封装胶32以固定上下电极基板并将微胶囊22密封在封装胶32内。

在本步骤中，可以调节上电极基板12与下电极基板11贴合的压力，以控制上电极基板12上的透明公共电极121与电子墨水微胶囊22是否接触或接触面积的大小；当透明公共电极121跟微胶囊22接触，或者在压得微胶囊22变形但不压破微胶囊22时，会更有利于微胶囊22内导电粒子在通电下的运动，也可以使得显示装置更薄。UV固化封装胶32时可以采用特制的遮光罩挡住中间的微胶囊22不被UV光照射到避免损害微胶囊22里的电泳液。

在步骤S1207中，由于微胶囊粘合剂113是胶状溶剂可流动，随着上下电极基板11、12对微胶囊22的挤压，微胶囊22将会向水平方向两侧膨胀变形，会对微胶囊粘合剂113进行挤压，使其在微胶囊22之间的空隙里流动甚至同时粘到上下电极基板11、12。

步骤S1208：热固化微胶囊粘合剂，制得电子纸显示设备。

该步骤可以热固化微胶囊粘合剂113，完成电子纸显示设备的制造。

在本步骤S1208中，将封装好的显示装置放入烘箱中对微胶囊粘合剂113进行热烘固化，将胶状的微胶囊粘合剂113转化成固态，可以作为辅助支撑柱，支撑上下电极基板11、12，从而提高显示装置的抗压强度，在外力压在外表面时不会造成变形、显示异常等缺点。

关于上述实施例中的设备，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不再做详细阐述说明。

本说明书中各个部分采用递进的方式描述，每个部分重点说明的都是与其他部分的不同之处，各个部分之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (16)

1.一种电子纸显示设备的制造方法，其特征在于，所述方法包括：

将电子墨水微胶囊放在托盘；

采用电吸附机械手依次从托盘中电吸附电子墨水微胶囊，逐个放入到下电极基板的像素电极中，直到全部像素电极都至少有一个电子墨水微胶囊，其中所述电吸附机械手设置有电吸附头，所述电吸附头在通电后将电子墨水微胶囊通过电吸附吸住；

将透明上电极基板中设置的透明公共电极朝向像素电极，将透明上电极基板压合在封装胶上，固定透明上电极基板和下电极基板并将微胶囊密封在封装胶内；

热固化微胶囊粘合剂，制得电子纸显示设备。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述电吸附机械手设置的电吸附头为多个。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将电子墨水微胶囊放在托盘中，包括：

将电子墨水微胶囊放入带格子的托盘中。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述电子墨水微胶囊包覆有带电白色颜料粒子、带电黑色颜料粒子或中性黑色颜料粒子的电泳显示液。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

在将电子墨水微胶囊放入到像素电极中时，利用所述像素电极上设置的微胶囊粘合剂将所述电子墨水微胶囊粘住。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将电子墨水微胶囊放在托盘之前，还包括：

选取一设置有像素电极的TFT玻璃基板为下电极基板；

在所述像素电极上设置微胶囊粘合剂；

在所述下电极基板边框丝印封装胶；

利用点胶机在封装胶内点涂导电银浆。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述电子墨水微胶囊的直径为30-500um。

8.根据权利要求2至7任一项所述的方法，其特征在于，所述采用电吸附机械手依次从托盘中电吸附电子墨水微胶囊，逐个放入到下电极基板的像素电极中，直到全部像素电极都至少有一个电子墨水微胶囊，包括：

在所述电子墨水微胶囊为红色微胶囊、绿色微胶囊和蓝色微胶囊，且分别放在不同的特制托盘中时，

采用电吸附机械手依次从托盘的格子中电吸附红色微胶囊逐个放入到第N列像素电极中，依次从托盘的格子中电吸附绿色微胶囊逐个的放入到第N+1列像素电极中，依次从托盘的格子中电吸附蓝色微胶囊逐个放入到第N+2列像素电极中，直至全部像素电极都设置有至少一个电子墨水微胶囊,其中所述N大于或等于1。

9.一种电子纸显示设备，其特征在于：

包括设置有像素电极的下电极基板、电子墨水微胶囊、设置有透明公共电极的透明上电极基板、导电银浆和封装胶；

所述电子墨水微胶囊通过电吸附机械手电吸附转移方式规则地放置在所述像素电极上，且设置在所述像素电极和所述透明公共电极之间，所述透明公共电极与电子墨水微胶囊接触，其中所述电吸附机械手设置有电吸附头；

所述导电银浆设置在所述像素电极和所述透明公共电极之间且分别与所述像素电极和所述透明公共电极电接触；

所述封装胶设置在所述下电极基板和所述透明上电极基板的四周，将所述下电极基板和所述透明上电极基板密封固定。

10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于：

所述电子墨水微胶囊包覆有带电白色颜料粒子、带电黑色颜料粒子或中性黑色颜料粒子的电泳显示液。

11.根据权利要求9所述的设备，其特征在于：

所述电子墨水微胶囊的直径为30-500um。

12.根据权利要求9所述的设备，其特征在于：

所述电子墨水微胶囊包含红色微胶囊、绿色微胶囊和蓝色微胶囊；

所述红色微胶囊包覆有带电红色颜料粒子、带电黑色颜料粒子或中性黑色颜料粒子的电泳显示液；

所述绿色微胶囊包覆有带电绿色颜料粒子、带电黑色颜料粒子或中性黑色颜料粒子的电泳显示液；

所述蓝色微胶囊包覆有带电蓝色颜料粒子、带电黑色颜料粒子或中性黑色颜料粒子的电泳显示液。

13.根据权利要求12所述的设备，其特征在于：

所述红色微胶囊、绿色微胶囊和蓝色微胶囊以“│││”形状规则排列地设置在所述像素电极上。

14.根据权利要求9所述的设备，其特征在于：

所述电子墨水微胶囊包含红色微胶囊、绿色微胶囊、蓝色微胶囊和白色微胶囊；

所述红色微胶囊包覆有带电红色颜料粒子、带电黑色颜料粒子或中性黑色颜料粒子的电泳显示液；

所述绿色微胶囊包覆有带电绿色颜料粒子、带电黑色颜料粒子或中性黑色颜料粒子的电泳显示液；

所述蓝色微胶囊包覆有带电蓝色颜料粒子、带电黑色颜料粒子或中性黑色颜料粒子的电泳显示液；

所述白色微胶囊包覆有带电白色颜料粒子、带电黑色颜料粒子或中性黑色颜料粒子的电泳显示液。

15.根据权利要求14所述的设备，其特征在于：

所述红色微胶囊、绿色微胶囊，蓝色微胶囊和白色微胶囊通过所述电吸附机械手电吸附转移方式以“││││”或“田”字形状规则排列设置在像素电极上。

16.根据权利要求9至15任一项所述的设备，其特征在于：

在所述下电极基板的所述像素电极的间隙上设置有像素隔离柱，将所述像素电极隔开。

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