CN114496404A - 适用于无源电子纸的像素导电薄膜及其制备和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开适用于无源电子纸的像素导电薄膜及其制备和应用，将具有导电性的纳米材料与具有热固化、光固化等的预聚物和有机溶剂复合形成溶胶，并通过提拉、旋涂或印刷等方法涂覆在基底上形成薄膜状态；其次，通过热固化或光固化方式，得到阵列式像素导电薄膜；最后将在阵列式像素导电薄膜进行防水处理，并与电子墨水和透明导电层部分通过各向异性导电胶粘合在一起，构成无源电子纸结构，实现多次刷新使用。本发明使电子纸更加轻薄，接近真实纸张，重新发挥其内在纸的本质，解决纸张无法重复使用的难题。
Description
技术领域
本发明涉及信息显示及电子纸领域，尤其涉及适用于无源电子纸的像素导电薄膜及其制备和应用。
背景技术
电子纸始于上世纪70年代，作为一种新型的显示技术，其最大的特色在于可以模仿纸上印刷、书写的视觉观感，能够自由弯曲、还具备耗电量小、制造成本低等诸多优点，已经在阅读书写、电子货架标签等方面获得了广泛应用。然而，目前电子纸产品的应用在设计厂商出厂时就已经有粘合了固定的TFT玻璃阵列驱动基板，应用目的已明确，不易更改，如电子阅读器就无法应用于电子货架标签。同时，电子纸的TFT玻璃阵列驱动基板及后续的软件开发占据了整个产品的绝大部分成本，从而拉高了用户使用电子纸产品的消费成本，一定程度上阻碍了电子纸应用产品的普及。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于无源电子纸的像素导电薄膜及其制备和应用。
本发明采用的技术方案是：
一种适用于无源电子纸的像素导电薄膜的制备方法，其包括以下步骤：
步骤1，导电溶胶的配制：将具有导电性的纳米材料与具有热固化、光固化的预聚物和有机溶剂复合形成溶胶；
步骤2，导电薄膜的涂覆：溶胶涂覆在衬底上形成导电薄膜；
步骤3，阵列像素导电薄膜的制备：采用特定尺寸的掩膜版在导电薄膜上通过光、热固化等方式制备阵列式像素导电薄膜；
步骤4，防水层的制备：在阵列式像素导电薄膜上填充一层防水薄膜形成防水柔性像素导电薄膜。
进一步地，步骤3中基于TFT玻璃阵列驱动基板的阵列元尺寸设置像素导电薄膜的阵列尺寸。
进一步地，溶胶通过提拉、旋涂或印刷方法涂覆在衬底上形成导电薄膜；进一步地，衬底为光敏胶衬底。
进一步地，纳米材料为金纳米线或者银纳米线，预聚物包括环氧丙烯酸酯、稀释剂、光引发剂、硅烷偶联剂；
进一步地，像素导电薄膜的阵列尺寸满足边长
其中，d1为像素导电薄膜的阵列的边长，d2为像素导电薄膜的阵列之间的间隙；A1为TFT玻璃阵列驱动基板的阵列元的边长，A2为TFT玻璃阵列之间的间隙。
进一步地，在阵列式像素导电薄膜上经过提拉、旋涂或印刷等方法填充一层满足防水要求的薄膜，最终形成防水柔性像素导电薄膜。
一种适用于无源电子纸的像素导电薄膜，采用所述的一种适用于无源电子纸的像素导电薄膜的制备方法，像素导电薄膜包括由下至上依次设置的衬底、阵列式像素导电薄膜和防水薄膜。
一种适用于无源电子纸的像素导电薄膜的应用，将所述的一种适用于无源电子纸的像素导电薄膜与电子纸的透明导电薄膜和微胶囊电泳显示层粘合，以构建无源电子纸。
具体地，将防水性阵列式像素导电薄膜和电子墨水部分通过各向异性导电胶粘合构成无源电子纸结构，最后经由特定的治具实现多次刷新。
本发明采用以上技术方案，基于无源电子纸的理念，即保留传统电子纸的透明导电薄膜和微胶囊电泳显示层，移除TFT玻璃阵列驱动基板，取而代之的是像素导电薄膜。没有附属的IC&TFT&电路，每个显示器件的成本可以达到最低。进而利用专有的物联网智能电子纸打印机可实现重复擦写，同时使电子纸更加轻薄，接近真实纸张，重新发挥其内在纸的本质，解决纸张无法重复使用的难题。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明；
图1为防水柔性像素导电薄膜的制备示意图；
图2为单个阵列的尺寸匹配示意图；
图3为柔性像素导电薄膜与墨水层的粘合和无源电子纸的构成示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
本发明在现有电子纸成熟显示技术基础上，保留传统电子纸的透明导电薄膜和微胶囊电泳显示层，移除TFT玻璃阵列驱动基板，取而代之的是像素导电薄膜，构建无源电子纸。从而使电子纸更加轻薄，接近真实纸张，重新发挥其内在纸的本质，进而利用专有的物联网智能电子纸打印机，实现电子纸张的重复使用。
如图1至图3之一所示，本发明公开了一种适用于无源电子纸的像素导电薄膜的制备方法，其包括以下步骤：
步骤1，导电溶胶的配制：
将具有导电性的纳米材料1与具有热固化、光固化的预聚物和有机溶剂复合形成溶胶；
进一步地，纳米材料1为金纳米线或者银纳米线，预聚物包括环氧丙烯酸酯、稀释剂、光引发剂、硅烷偶联剂；
步骤2，导电薄膜3的涂覆：溶胶涂覆在衬底2上形成导电薄膜3；
进一步地，溶胶通过提拉、旋涂或印刷方法涂覆在衬底2上形成导电薄膜3；进一步地，衬底2为光敏胶衬底。
步骤3，阵列像素导电薄膜4的制备：采用特定尺寸的掩膜版6在导电薄膜3上通过光、热固化等方式制备阵列式像素导电薄膜4；
进一步地，步骤3中基于TFT玻璃阵列驱动基板的阵列元尺寸设置像素导电薄膜的阵列尺寸；
步骤4，防水层的制备：在阵列式像素导电薄膜4上填充一层防水薄膜5形成防水柔性像素导电薄膜10。
进一步地，在阵列式像素导电薄膜4上经过提拉、旋涂或印刷等方法填充一层满足防水要求的薄膜，最终形成防水柔性像素导电薄膜10。
如图2所示，像素导电薄膜3的阵列尺寸设计具体如下：
像素导电薄膜3的阵列尺寸与TFT玻璃阵列驱动基板7的阵列元尺寸有关。设TFT玻璃阵列驱动基板7的阵列元的边长的A1，阵列之间的间隙为A2，那么像素导电薄膜3的阵列尺寸设定为边长
如图3所示，将上述制备的防水性阵列式像素导电薄膜4和电子墨水部分通过各向异性导电胶20粘合在一起，构成无源电子纸结构，最后可以经由特定的治具实现多次刷新。本发明用于无源电子纸的防水柔性像素导电薄膜10，其特点为柔性材质、单向导电，可满足电子纸的驱动电压范围和防水要求。
实施例1：将具有导电性的银纳米线与环氧丙烯酸酯、稀释剂、光引发剂、硅烷偶联剂等按照一定的比例混合加热搅拌至均匀澄清；通过提拉或旋涂的方式在光敏胶衬底上制备一层薄膜；
采用d1为45微米，间隔d2为10微米的掩膜版，使用主波长为365nm的紫外曝光机，通过曝光、显影等方式制备出阵列式像素导电薄膜4；
在阵列式像素导电薄膜4上经过提拉或旋涂填充一层防水性能满足电子纸要求的环氧树脂薄膜，形成防水柔性像素导电薄膜10。
将上述制备的防水性阵列式像素导电薄膜4和电子墨水部分通过各向异性导电胶20粘合在一起，构成无源电子纸结构。
实施例2：将具有导电性的金纳米线与环氧丙烯酸酯、稀释剂、光引发剂、硅烷偶联剂等按照一定的比例混合加热搅拌至均匀澄清；通过提拉或旋涂的方式在光敏胶衬底上制备一层薄膜；
采用d1为45微米，间隔d2为10微米的掩膜版，使用主波长为365nm的紫外曝光机，通过曝光、显影等方式制备出阵列式像素导电薄膜4；
在阵列式像素导电薄膜4上经过提拉或旋涂填充一层防水性能满足电子纸要求的环氧树脂薄膜，形成防水柔性像素导电薄膜10。
将上述制备的防水性阵列式像素导电薄膜4和电子墨水部分通过各向异性导电胶20粘合在一起，构成无源电子纸结构。
实施例3：将具有导电性的银纳米线与环氧丙烯酸酯、稀释剂、光引发剂、硅烷偶联剂等按照一定的比例混合加热搅拌至均匀澄清；通过提拉或旋涂的方式在光敏胶衬底上制备一层薄膜；
采用d1为8微米，间隔d2为8微米的掩膜版，使用主波长为365nm的紫外曝光机，通过曝光、显影等方式制备出阵列式像素导电薄膜4；
在阵列式像素导电薄膜4上经过提拉或旋涂填充一层防水性能满足电子纸要求的环氧树脂薄膜，形成防水柔性像素导电薄膜10。
将上述制备的防水性阵列式像素导电薄膜4和电子墨水部分(电子纸的透明导电薄膜40和微胶囊电泳显示层30)通过各向异性导电胶20粘合在一起，构成无源电子纸结构。
本发明采用以上技术方案，基于无源电子纸的理念，即保留传统电子纸的透明导电薄膜3和微胶囊电泳显示层，移除TFT玻璃阵列驱动基板，取而代之的是像素导电薄膜3。没有附属的IC&TFT&电路，每个显示器件的成本可以达到最低。进而利用专有的物联网智能电子纸打印机可实现重复擦写，同时使电子纸更加轻薄，接近真实纸张，重新发挥其内在纸的本质，解决纸张无法重复使用的难题。
显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
Claims (9)
1.一种适用于无源电子纸的像素导电薄膜的制备方法，其特征在于：其其包括以下步骤：
步骤1，导电溶胶的配制：将具有导电性的纳米材料与具有热固化、光固化的预聚物和有机溶剂复合形成溶胶；
步骤2，导电薄膜的涂覆：溶胶涂覆在衬底上形成导电薄膜；
步骤3，阵列像素导电薄膜的制备：采用特定尺寸的掩膜版在导电薄膜上通过光、热固化等方式制备阵列式像素导电薄膜；
步骤4，防水层的制备：在阵列式像素导电薄膜上填充一层防水薄膜形成防水柔性像素导电薄膜。
2.根据权利要求1所述的一种适用于无源电子纸的像素导电薄膜的制备方法，其特征在于：纳米材料为金纳米线或者银纳米线，预聚物包括环氧丙烯酸酯、稀释剂、光引发剂、硅烷偶联剂。
3.根据权利要求1所述的一种适用于无源电子纸的像素导电薄膜的制备方法，其特征在于：步骤2中溶胶通过提拉、旋涂或印刷方法涂覆在衬底上形成导电薄膜。
4.根据权利要求1或3所述的一种适用于无源电子纸的像素导电薄膜的制备方法，其特征在于：衬底为光敏胶衬底。
5.根据权利要求1所述的一种适用于无源电子纸的像素导电薄膜的制备方法，其特征在于：步骤3中基于TFT玻璃阵列驱动基板的阵列元尺寸设置像素导电薄膜的阵列尺寸。
6.根据权利要求5所述的一种适用于无源电子纸的像素导电薄膜的制备方法，其特征在于：像素导电薄膜的阵列尺寸满足边长
其中，d1为像素导电薄膜的阵列的边长，d2为像素导电薄膜的阵列之间的间隙；A1为TFT玻璃阵列驱动基板的阵列元的边长，A2为TFT玻璃阵列之间的间隙。
7.根据权利要求1所述的一种适用于无源电子纸的像素导电薄膜的制备方法，其特征在于：步骤4在阵列式像素导电薄膜上经过提拉、旋涂或印刷方法填充一层防水薄膜，最终形成防水柔性像素导电薄膜。
8.一种适用于无源电子纸的像素导电薄膜，采用权利要求1至7所述的一种适用于无源电子纸的像素导电薄膜的制备方法，其特征在于：像素导电薄膜依次设置的衬底、阵列式像素导电薄膜和防水薄膜。
9.一种适用于无源电子纸的像素导电薄膜的应用，其特征在于：将权利要求8所述的一种适用于无源电子纸的像素导电薄膜与电子纸的透明导电薄膜和微胶囊电泳显示层粘合，以构建无源电子纸。
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