CN114859619A

CN114859619A - 一种彩色电子纸的制作方法

Info

Publication number: CN114859619A
Application number: CN202210554034.XA
Authority: CN
Inventors: 高启仁; 谢芯瑀; 胡堂祥; 何志; 陈伟岸
Original assignee: Jyflex Technology Co ltd
Current assignee: Jyflex Technology Co ltd
Priority date: 2022-05-19
Filing date: 2022-05-19
Publication date: 2022-08-05

Abstract

本发明公开了一种彩色电子纸的制作方法，以具有离型层的下柔性基板为基底材料，在下柔性基板上涂布下胶水层，在下胶水层上制作电子墨水层，在电子墨水层上制作上胶水层；以上柔性基板为基底材料，在上柔性基板上制作透明的水气阻隔层；在水气阻隔层上制作透明的导电层；在导电层上制作彩色滤光层，所述彩色光阻所形成的彩色像素为红、绿、蓝三原色；通过贴合工艺使上胶水层制作贴合彩色滤光层完成上卷基板和下卷基板贴合。本发明具有可大量生产、高产速、高良率的卷对卷工艺，除使彩色滤光片及电子墨水层无透明柔性基板，可使亮度及视角更好，并结合了水气阻隔层，在以此彩色电子纸进行模块产品制作上减少工序，进而提升效率及良率，降低生产成本。

Description

一种彩色电子纸的制作方法

技术领域

本发明涉及电子纸制造技术领域，具体为一种彩色电子纸的制作方法。

背景技术

电子纸技术由于为类纸型的反射式显示，其材料特性具有轻、薄、不伤眼、低功耗、可柔性化等特点，适合于阅读及教育相关应用，目前在电子纸彩色化上，较为成熟的方式为使用彩色光阻来达到电子纸彩色化效果，针对现有使用彩色光阻进行彩色化的技术简单叙述如下：

a、以黄光微影制程制作彩色光阻

所谓RGB工程就是在开口部形成R、G、B三色图案的工程，首先将着色为R的彩色光阻(Color Resist)以旋转涂布，经由R用图案光罩，照射紫外光线并曝光，再使用显影剂将未曝光部份去除，形成R图案，再施于摄氏200度以上的后烤(Post Baking)，使图案具有耐化性，接着以形成R图案相同的工程，重复形成G及B图案。各图案间均有黑色矩阵加以隔开，此功能是为增加显示时之对比度以避免杂色光产生。其简单生产流程示意（如图1所示）。

目前此种技术的实施方法为在玻璃基板上制作，完成RGB微影图案后，进行玻璃切割再与电子纸模块进行组装工艺，此种方式的缺点为厚度较厚、重、价格成本较高且较不适合便携式装置产品使用，电子纸的轻薄特点在此技术方案上也无法凸显。

b、以喷墨印刷方式制作彩色光阻

目前使用喷印法制作彩色滤光片应用在电子纸上，为目前较常使用的方式，专利US6162510 中Canon所揭露的喷印技术，将彩色滤光片之3原色颜料喷印到黄光制程定义好的3组孔穴之中，形成一个画素，其流程如图2所示；喷印技术主要是将微小液滴，依照预定图案涂布在载体上，由于可以数字输出，因此，可以突破基板的尺寸限制，然而该彩色滤光片虽已能用喷墨方式解决材料损失与及大面积制作之问题，但基板上的储墨挡墙仍为黄光制程，因此仍然面临挡墙光阻材料于黄光制程之浪费与及大面积制作之限制；另外一般储墨挡墙的宽度要求均在30μm 以内，特别是液晶显示器之彩色滤光片组件，因此在开口率的提升要求之下挡墙宽度要求越细越好。然而若要同时以喷印技术制作挡墙以达到全喷印式彩色滤光片，受限于现今喷墨技术喷印液滴大小的限制，仍无法得到小于30μm之微细挡墙喷印图案，且制造工艺较高且产速及良率较低。

目前既有所使用的彩色滤光片工艺制作电子纸彩色化存在的问题如下：

1）使用现行之面板工艺，以玻璃基板进行彩色滤光片制作，再进行模块制程以实现电子纸彩色化，此会使模块厚度变厚、重量变重及生产成本较高，且使此电子纸结构丧失柔性材料特点，仅适用于刚性模块制程其并不适用于柔性模块制程。

2）喷墨印刷制程存在产速过低、良率不易控制、设备及生产成本较高等问题，在大量生产过程可能存在问题。

3）电子纸的电子墨水及胶水在以喷墨印刷工艺进行彩色滤光片制作的烘烤制程,亦可能会造成电子纸膜片可靠性问题。

4）在电子纸上进行彩色滤光片工艺，会因为电子纸上电极的透明柔性基材厚度造成亮度及色彩视角的损失。

5）以目前现有技术的模块工艺，在彩色滤光片之上仍需进行防水层封装工艺，使模块制程效率较差、工序较多。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种彩色电子纸的制作方法，具有可大量生产、高产速、高良率的卷对卷工艺，除使彩色滤光片及电子墨水层无透明柔性基板，可使亮度及视角更好，并结合了水气阻隔层，在以此彩色电子纸进行模块产品制作上减少工序，进而提升效率及良率，降低生产成本。技术方案如下：

一种彩色电子纸的制作方法，包括以下步骤：

步骤1：制作下卷基板

以具有离型层的下柔性基板为基底材料，在下柔性基板上涂布下胶水层，在下胶水层上制作电子墨水层，在电子墨水层上制作上胶水层；

步骤2：制作上卷基板

步骤2.1：制作水气阻隔层：以上柔性基板为基底材料，在上柔性基板上制作透明的水气阻隔层；

步骤2.2：制作导电层：在水气阻隔层上制作透明的导电层；

步骤2.3：制作彩色滤光层：在导电层上制作彩色滤光层，所述彩色光阻所形成的彩色像素为红、绿、蓝三原色；

步骤3：通过贴合工艺使上胶水层制作贴合彩色滤光层完成上卷基板和下卷基板贴合。

进一步的，所述上胶水层为透明有机材料，为OCA、PU、PI、PMMA、Epoxy或Acrylic。

更进一步的，所述上柔性基板为光透过率≧85%的透明材料，为CPI、TAC、PEN、PET或Hybrid glass。

更进一步的，所述水气阻隔层为光透过率≧85%的透明层，为无机材料、有机材料或无机有机复合材料，经由镀膜或涂布工艺所完成。

更进一步的，所述彩色滤光层为能够经由黄光显影制程形成图案化的负型光阻，制程温度最高为150℃，所述光阻材料为PMMA、Epoxy或Acrylic。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明提出一种以卷对卷工艺制作的柔性彩色电子纸方法，电子纸彩色化以柔性工艺完成，可兼具刚性及柔性彩色模块产品。

2、本发明以卷对卷生产工艺实现，提高了生产速度、产量及效率。

3、本发明的彩色电子纸具备防水气渗透特性，可避免电子墨水或胶水层发生质变影响。

4、本发明以黄光微影制程制作彩色滤光层，可兼具高解析的产品需求。

5、本发明的彩色滤光层与电子墨水层贴近，可增进色彩效果及视角。

附图说明

图1为以黄光微影制程制作彩色光阻的制作流程；（a）为流程图；（b）为结构图。

图2为以喷墨印刷方式制作彩色光阻的制作流程。

图3为本发明彩色电子纸的制作方法的整体工艺流程图。

图4为电子墨水层的下卷基板制作示意图。

图5为水气阻隔层制作示意图。

图6为导电层制作示意图。

图7为彩色滤光层制作示意图。

图中：101-下柔性基板；102-下胶水层；103-电子墨水层；104-上胶水层；201-上柔性基板；202-水气阻隔层；301-导电层；401、402、403-彩色像素。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

本发明以柔性卷对卷工艺为思路出发，保持柔性电子纸的高产速及柔性等特点，使其终端产品可兼容刚性与柔性；参考面板厂玻璃黄光微影制程进行彩色化其彩色滤光片制作工艺不影响电子墨水及胶水层的方式，以卷对卷制造工艺实现；且为了使彩色滤光层与电子墨水层更加贴近，以卷对卷工艺完成水气阻隔层制作，可减少后续模块产品工艺，具有大量生产与成本优势，不但克服了既有技术的缺点并将不同工艺作结合并使此一技术具有量产可行性。整体流程示意图如图3所示，具体制作过程如下：

1、下卷基板制作：

电子墨水层制作：

1）以具离型层的下柔性基板101为基底材料，具离型层效果的目的为后续便于分离进行彩色电子纸模块工艺，而不影响下胶水层102，离型层可为有机或无机材料，目的为便于撕离而不影响胶水层。

2）在下柔性基板101上进行下胶水层102涂布，下胶水层102可为透明或非透明之有机材料，如PU、PI、PMMA、Epoxy、Acrylic等，包括但不在此限。

3）在下胶水层102上进行电子墨水层103制作，此电子墨水层103为包含黑、白纳米粒子或胶囊之悬浮混合液体。

4）在电子墨水层上进行上胶水层104制作，此胶水层为透明的有机材料，如OCA、PU、PI、PMMA、Epoxy、Acrylic等，包括但不在此限。

如图4所示，完成具有电子墨水层的下卷基板制作。

2、上卷基板制作：

（1）水气阻隔层制作：如图5所示。

1）以上柔性基板201为基底材料，此基底材料为具有高穿透性的透明材料，如CPI、TAC、PEN、PET、Hybrid glass等，包括但不在此限。

2）在基板上进行水气阻隔层202制作，水气阻隔层202为一高穿透的透明层，可为无机或有机材料或无机/有机复合材料，可经由镀膜或涂布工艺所完成，其目的为防止水氧之渗透，对于电子墨水或胶水层造成影响。

（2）导电层制作：如图6所示。

在水气阻隔层202上进行导电层301制作，此导电层301为一高穿透的透明层，可为有机（如纳米银、C60、PEDOT等）或无机材料（如ITO、IGZO等），包括但不在此限。此导电层的作用为提供电子墨水层103的基底电极层，使电子墨水在后续模块产品能透过电压驱动形成显示效果。导电层301可由涂布工艺完成，降低生产成本。

（3）彩色滤光层制作：如图7所示。

1）在导电层301上进行彩色滤光层制作，此彩色滤光层为使电子墨水具有彩色显色效果，此彩色光阻为可经由黄光显影制程形成图案化的负型光阻，制程温度最高为150℃，此光阻材料可为PMMA、Epoxy、Acrylic等，包括但不在此限。

使用黄光微影制程可提高彩色化的良率及解析度。彩色滤光层与电子墨水层仅有上胶水层厚度，增进色彩效果及视角。

2）经由彩色光阻所形成之彩色像素401、402、403为红、绿、蓝三原色，其排列方式为一规则排列方式，如绿、红、蓝、绿、红、蓝……，排列方式包括但不在此限。

到此，完成具有彩色滤光层及水气阻隔层的带透明导电电极上卷基板制作。本发明的彩色滤光层在水气阻隔层202及导电层301上进行制作，此种作法可减少因为膜层厚度或多层结构所造成的彩色亮度降低及因反射及散射特性所影响最终产品的视角及彩色饱和度问题。

为减少全反射及散射的效果，需要让彩色滤光层与电子墨水层距离缩小。本发明的方法不但让此物理现象所造成的情况（距离缩小，仅有微米厚度的胶水层），并在彩色化上具备了水气阻隔层，避免后面的不同功能膜的结构堆叠，所造成的色彩及亮度的损耗。并实现了卷对卷彩色电子纸的制造工艺思路，能够做到大量生产、高良率且有价格优势。而对于传统的喷墨方式，若以一个10寸的显示屏而言，共有4百万颗的像素电极，其良率及产速其实相较卷对卷差异巨大，很难做到大量生产、高良率且无价格优势。

3、透过贴合工艺，进行上卷及下卷基板贴合，完成一种卷对卷彩色电子纸制作。

贴合（热压或常温）完成彩色电子纸组装工艺，降低生产成本及提高生产效率。

总之，本发明考虑了电子纸等有机材料易受水气影响及反射式显示介质的反射及散射特性及材料特性间在工艺上的可实施性，所提出的一种具有防水气阻隔层的彩色电子纸制作方法，并以卷对卷工艺制作，具有高产速、高产量、高效率且量产成本较低易规模化生产等特点。

本发明在以上所提到的制程工艺手法及实施方式和附图仅为本发明之常用实施例说明。在不脱离权利要求书所界定的本发明精神和发明范围的前提下可以有各种增补、修改和替换。本发明在实际应用中可根据具体的环境和工作要求在不背离发明准则的前提下在形式、结构、布局、组件及其它方面有所变化。因此，本发明在此披露之实施例仅用于说明而非限制，而不限于此前之描述。

Claims

1.一种彩色电子纸的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：制作下卷基板

以具有离型层的下柔性基板（101）为基底材料，在下柔性基板（101）上涂布下胶水层（102），在下胶水层（102）上制作电子墨水层（103），在电子墨水层（103）上制作上胶水层（104）；

步骤2：制作上卷基板

步骤2.1：制作水气阻隔层：以上柔性基板（201）为基底材料，在上柔性基板（201）上制作透明的水气阻隔层（202）；

步骤2.2：制作导电层：在水气阻隔层（202）上制作透明的导电层（301）；

步骤2.3：制作彩色滤光层：在导电层（301）上制作彩色滤光层，所述彩色光阻所形成的彩色像素（401、402、403）为红、绿、蓝三原色；

步骤3：通过贴合工艺使上胶水层（104）制作贴合彩色滤光层完成上卷基板和下卷基板贴合。

2.根据权利要求1所述的彩色电子纸的制作方法，其特征在于，所述上胶水层（104）为透明有机材料，为OCA、PU、PI、PMMA、Epoxy或Acrylic。

3.根据权利要求1所述的彩色电子纸的制作方法，其特征在于，所述上柔性基板（201）为光透过率≧85%的透明材料，为CPI、TAC、PEN、PET或Hybrid glass。

4.根据权利要求1所述的彩色电子纸的制作方法，其特征在于，所述水气阻隔层（202）为光透过率≧85%的透明层，为无机材料、有机材料或无机有机复合材料，经由镀膜或涂布工艺所完成。

5.根据权利要求1所述的彩色电子纸的制作方法，其特征在于，所述彩色滤光层为能够经由黄光显影制程形成图案化的负型光阻，制程温度最高为150℃，所述光阻材料为PMMA、Epoxy或Acrylic。