CN203745773U - 一种多组分胆甾型液晶电子纸的封装结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多组分胆甾型液晶电子纸的封装结构，包括：第一基板和第二基板；第一电极层；第一取向膜；第二电极层；第二取向膜；位于第一基板和第二基板之间的密封框，该密封框以预定间隔将第一基板和第二基板结合在一起，共同构成封闭空间；并列分布在所述封闭空间内，将所述封闭空间分隔成多个独立区域的多个间隔壁；每一所述间隔壁将一独立区域分隔成彼此隔离的第一区域和第二区域；设置在密封框上，分别用于向第一区域和第二区域灌注液晶的第一封口和第二封口；密封在第一区域和第二区域内的液晶；吸光层；本实用新型能够实现不同显示区域的不同颜色配置，结构简单，节约成本，可以更好的满足电子纸彩色化的需求。

Description

一种多组分胆甾型液晶电子纸的封装结构

技术领域

本实用新型涉及一种胆甾型液晶电子纸，具体为一种多组分胆甾型液晶电子纸的封装结构。

背景技术

随着网络技术的飞速发展，可穿戴设备的成熟，具有存储特性的电子纸显示技术的应用越来越广泛。用电子纸替代传统的广告、价签、告示板的条件日趋成熟，适合穿戴设备的低功耗要求，且随着电子纸成本的下降和性能的提升，渗透传统的液晶显示器应用领域逐年增多。目前，作为电子书的黑白终端已经实用化，但广告、价签和告示板没有像电子书一样迅速扩大，究其原因，是电子纸的彩色化成本高昂限制其更广泛的应用，无论是叠层结构，还是RGB三基色的单层结构，由于复杂的结构和工艺过程，导致彩色电子纸性价比很差，无法和传统的纸张竞争。因此，寻求高性价比的彩色电子纸作为显示终端，融合网络技术，一直是现有技术亟需解决的问题。

日本专利JP2005148480A公开了一种彩色胆甾型液晶显示器，由三种胆甾型液晶显示结构组成，以解决液晶注入不良和液晶材料之间相互污染的问题；由于显示的像素很小，这项专利在实际实施中极易造成封口部分堵塞，良率极低，且某些种类液晶需要单独灌注，效率很低，成本非常高。专利JPWO2006/100713A1公开了一种单一液晶的间隔构造，主要解决液晶的流动性问题，通过三层叠加实现全彩色显示，该专利在像素的四周简单设置十字结构防止液晶的流动性，达到防止显示变化的目的，但三层结构的成本更高。防止显示变化的专利还有JP WO2007/007394A1和JP WO2008/023416A1，相对于上述提到的专利JP WO2006/100713A1，采取更复杂的隔壁结构，改变液晶注入通路达到稳定显示的目的。另外，日本专利JP2000267120A公开了三种液晶分别注入的方法，因一种液晶注入流经距离过长和狭窄而无法实际应用。上述专利或者由于结构复杂，或者因工艺难度过高，实际制造的成本都非常高，在电子纸领域均没有获得广泛的应用。

电子纸的重要市场以替代传统纸张的应用领域为重点，作为印刷品，固定区域对颜色的变化需求并不多，只是对成本非常敏感，现有电子纸技术，由于前面所述各原因很难生产出低成本的彩色产品。除此之外，隔壁的制作难度大和可靠性不高也是其中的重要原因；隔壁的粘性和均一性控制难度大，适合的材料种类稀少，现有的材料容易产生形状不规则和密封不良，以及不同种类液晶相互渗漏的严重问题。另外，当胆甾型液晶电子纸不使用取向膜，则容易发生显示内容保持时间短的问题；若使用取向膜，该膜层会加重隔壁的粘结不良和厚度的不均匀问题。按照目前的材料技术水平，制造具有厚度均匀和粘性强的隔壁是非常困难的，特别是三个微小区域的密封，隔壁尺寸远小于液晶像素的大小，现有技术不可能实现高良率的生产，因此成本无法降低。

发明内容

本实用新型针对以上问题的提出，而研制一种低成本、高可靠性、结构简单、性能优良的多组分胆甾型液晶电子纸的封装结构。

本实用新型的技术手段如下：

一种多组分胆甾型液晶电子纸的封装结构，包括：

相对设置的第一基板和第二基板；

形成于第一基板下表面的第一电极层；

设置在第一基板上并覆盖第一电极层的第一取向膜；

形成于第二基板上表面的第二电极层；

设置在第二基板上并覆盖第二电极层的第二取向膜；

位于第一基板和第二基板之间的密封框，该密封框以预定间隔将第一基板和第二基板结合在一起，共同构成封闭空间；

并列分布在所述封闭空间内，将所述封闭空间分隔成多个独立区域的多个间隔壁；每一所述间隔壁将一独立区域分隔成彼此隔离的第一区域和第二区域；

设置在密封框上，分别用于向第一区域和第二区域灌注液晶的第一封口和第二封口；

密封在第一区域和第二区域内的液晶；

和设置于第二基板下表面的吸光层；

进一步地，所述间隔壁包括迂回设置在所述独立区域内的间隔壁Ⅰ、分别接合间隔壁Ⅰ两端和密封框的间隔壁Ⅱ、以及连接间隔壁Ⅰ和密封框的间隔壁Ⅲ；所述间隔壁Ⅲ和一间隔壁Ⅱ对应分布在间隔壁Ⅰ的两侧；

进一步地，所述间隔壁Ⅰ呈U型结构迂回；

进一步地，所述间隔壁包括至少一个具有粘结功能的薄层和至少一个具有支承功能的厚层；

进一步地，根据液晶像素的大小可以在间隔壁的侧面设置对应数量的侧链；

进一步地，所述厚层由可光刻的硬性有机材料、可喷墨的硬性有机材料或可印刷的硬性有机材料制成；

进一步地，所述薄层采用UV固化胶或热固化环氧树脂胶；

进一步地，所述厚层至少一个表面具有多个凸起或多个凹陷；

进一步地，所述液晶为胆甾型液晶，其是由手性液晶和向列相液晶组成的混合物，所述手性液晶和所述向列相液晶的螺距不同。

由于采用了上述技术方案，本实用新型提供的一种多组分胆甾型液晶电子纸的封装结构，可以灌注多种液晶，利用间隔壁结构的设置，能够实现不同显示区域的不同颜色配置，结构简单，节约成本，可以更好的满足电子纸彩色化的需求。

附图说明

图1是本实用新型所述封装结构的结构示意图；

图2是图1沿A-A向的剖面图；

图3是本实用新型表面具有多个凹陷的所述厚层的示意图；

图4是本实用新型所述厚层带有侧链的示意图；

图5、图6是本实用新型间隔壁包括至少一个薄层和至少一个厚层的实施例的示意图；

图7是本实用新型密封框的示意图；

图8是能够灌注8种胆甾型液晶的实施例的示意图；

图9是本实用新型所述间隔壁的结构示意图。

图中：1、第一基板，2、第一电极层，2-1、第一电极层上的引线电极，2-2、第一电极层上的显示电极，3、第一取向膜，4、间隔壁，4-1、间隔壁Ⅰ，4-2、间隔壁Ⅱ，4-3、间隔壁Ⅲ，5、液晶，6、第二取向膜，7、第二电极层，7-1、第二电极层上的引线电极，7-2、第二电极层上的显示电极，8、第二基板，9、吸光层，10、第一封口，11、第二封口，12、密封框，13、厚层，14、薄层，15、凹陷，16、侧链，17、独立区域，17-1、第一区域，17-2、第二区域。

具体实施方式

如图1至图6、以及图9所示的一种多组分胆甾型液晶电子纸的封装结构，包括：相对设置的第一基板1和第二基板8；形成于第一基板1下表面的第一电极层2；设置在第一基板1上并覆盖第一电极层2的第一取向膜3；形成于第二基板8上表面的第二电极层7；设置在第二基板8上并覆盖第二电极层7的第二取向膜6；位于第一基板1和第二基板8之间的密封框12，该密封框12以预定间隔将第一基板1和第二基板8结合在一起，共同构成封闭空间；并列分布在所述封闭空间内，将所述封闭空间分隔成多个独立区域17的多个间隔壁4；每一所述间隔壁4将一独立区域17分隔成彼此隔离的第一区域17-1和第二区域17-2；设置在密封框12上，分别用于向第一区域17-1和第二区域17-2灌注液晶5的第一封口10和第二封口11；密封在第一区域17-1和第二区域17-2内的液晶5；和设置于第二基板8下表面的吸光层9；进一步地，所述间隔壁4包括迂回设置在所述独立区域17内的间隔壁Ⅰ4-1、分别接合间隔壁Ⅰ4-1两端和密封框12的间隔壁Ⅱ4-2、以及连接间隔壁Ⅰ4-1和密封框12的间隔壁Ⅲ4-3；所述间隔壁Ⅲ4-3和一间隔壁Ⅱ4-2对应分布在间隔壁Ⅰ4-1的两侧；进一步地，所述间隔壁Ⅰ4-1呈U型结构迂回；进一步地，所述间隔壁4包括至少一个具有粘结功能的薄层14和至少一个具有支承功能的厚层13；进一步地，根据液晶像素的大小可以在间隔壁4的侧面设置对应数量的侧链16；进一步地，所述厚层13由可光刻的硬性有机材料、可喷墨的硬性有机材料或可印刷的硬性有机材料制成；进一步地，所述薄层14采用UV固化胶或热固化环氧树脂胶；进一步地，所述厚层13至少一个表面具有多个凸起或多个凹陷15；进一步地，所述液晶为胆甾型液晶，其是由手性液晶和向列相液晶组成的混合物，所述手性液晶和所述向列相液晶的螺距不同。

本实用新型所述厚层至少一个表面具有多个凸起或多个凹陷，可以采用光刻技术的厚层制作方法，通过在模板上设计不完全透明也不完全遮光的圆形或其它形状，控制凹陷的深度或凸起的高度，图3示出了所述厚层表面具有多个凹陷的实施例，其中表面的凹陷设置为圆形的凹陷形状，直径为5微米，深度为0.5微米，由于液晶像素小于100微米，不需要设置侧链支撑；采用不规则的厚层，能够显著增加厚层与基板、取向膜之间、或厚层之间的粘接强度；通过物理形状改善粘结性，能够避免加温固化后的厚层不能有效地与薄层粘结的问题，有利于扩展材料选择的范围，多个凸起或多个凹陷要和薄层的胶量匹配。

图5、图6示出了本实用新型所述间隔壁包括至少一个薄层和至少一个厚层的实施例；如图5所示，所述间隔壁包括一个薄层和一个厚层，所述厚层直接固定在第二基板上，第二取向膜在印刷的过程中，由于凸版过度接触厚层表面，因此只有少量的取向材料留在厚层表面，其厚度可以忽略不计。薄层的胶质材料可以通过厚层表面的多个凹陷或多个凸起，牢固的连接在厚层上，然后与第一取向膜或第一电极层连接。在密封框部分，因没有取向膜，薄层直接连接基板表面，或附着于表面的电极，和取向膜表面粘结相比有更高的粘结强度。如图6所示，所述间隔壁采用两个厚层和一个薄层的结构，两个厚层分别直接固定在第一基板和第二基板上，取向膜在印刷的过程中，同样由于过度接触厚层表面部分只有少量的取向材料留在厚层上，且厚层上的取向膜厚度远薄于其它部分的取向膜，其厚度可以忽略不计；薄层可以通过厚层表面的多个凹陷或多个凸起牢固的连接在厚层上，这种结构可以制作更大厚度的胆甾型液晶层。根据图5和图6的结构，薄层的胶质材料通过压力和厚层紧密连接，根据实验确定不同材质的胶固化后形成薄层的厚度，就可以精确的控制胆甾型液晶层的厚度。

本实用新型根据液晶像素的大小可以在间隔壁的侧面设置对应数量的侧链，图4示出了具体的实施例，其中在间隔壁包括的厚层侧面设置有多个侧链，当液晶像素变大时适当在间隔壁的侧面设置侧链，进而提高间隔壁对第一基板和第二基板的支撑，通过侧链的设置能够改善间隔壁当液晶像素增大时的支撑强度。

本实用新型所述厚层由可光刻的硬性有机材料、可喷墨的硬性有机材料或可印刷的硬性有机材料制成；为形成微米量级的形状可控的图案，采用可光刻的硬性有机材料，如台湾达兴材料公司生产的PSA030，PSA031和PSA032等，并实施光刻方法是行之有效的；采用可喷墨的硬性有机材料，实施一次或多次喷墨，也能形成微米量级的间隔壁，厚层表面的凹陷或凸起形状可以通过多次喷墨形成；采用可印刷的硬性有机材料，凹版印刷能够形成微米量级的间隔壁，厚层表面的凹陷或凸起形状可以通过多次印刷形成。

本实用新型所述薄层可以采用UV固化胶，商用材料的种类非常多，为保持间隔壁的形状均匀，在已经完全硬化的厚层上印刷一层1微米以下的UV固化胶，这层UV固化胶的形状不需要特殊成形工艺；利用厚层的间隔壁远远高于基板的表面和取向膜，通过凸版印刷等方法一次印刷完成；所述薄层还可以采用热固化环氧树脂胶，其也是印刷薄层的理想材料，使用环氧树脂胶的制造方法需要注意的是，有些材料需要80～90℃的预固化。UV固化胶和热固化环氧树脂胶化学性质稳定，固化后不和液晶材料反应，与基板粘结强度高；除这些材料外其它高分子材料也适用于间隔壁的薄层。

本实用新型所述第一基板和第二基板根据电极层的图案以预定间隔贴合，并与密封框组成密封盒体，所述密封框与第一基板和第二基板构成的封闭空间被多个间隔壁分隔成多个独立区域，每一独立区域包括两个彼此隔离的第一区域和第二区域，所述第一区域和第二区域分别对应第一封口和第二封口，每个封口只注入一种胆甾型液晶材料，第一区域和第二区域内由第一封口和第二封口注入两种胆甾型液晶，间隔壁将两种液晶完全分割开，但又通过迂回设置的结构保证了在空间上均匀分布，每种液晶显示一种颜色，混合后便能显示混合色，变成一种其它颜色，实现多种可变颜色的显示；多个独立区域可以灌注多种胆甾型液晶，多种胆甾型液晶层具有不同的螺距反射不同颜色的入射光，每一种液晶层分别具有各自独立的驱动电极，通过混色显示不同颜色，以满足不同显示区域的不同颜色配置要求。

本实用新型所述液晶为胆甾型液晶，其是由手性液晶和向列相液晶组成的混合物，所述手性液晶和所述向列相液晶的螺距不同；通过电极施加不同的电压信号，每种液晶反射一种颜色，然后两种液晶层混色，获得所希望的颜色；不同区域通过设置不同大小的间隔壁，进而灌注不同的液晶来混色，实现可变彩色显示；可以使用默克公司的MDA-1444（向列相液晶）和MDA-1445（胆甾型液晶）配比形成不同的混色方案，如MDA-1445（100%）从第一封口注入，第二封口注入MDA-1444（30%）+MDA-1445（70%），就可以获得蓝色、橙色或两者按照不同光通量混合的彩色显示区域。

本实用新型所述间隔壁可以完全与第一基板和第二基板相连接，也可以一面连接第一基板或第二基板，另一面连接于电极和取向膜；所述间隔壁的宽度设置于第一电极层和第二电极层之间，尽可能不超过电极缝隙，这样可以增加胆甾型液晶层的反射率；当考虑取向膜时，根据取向膜的涂覆顺序，取向膜分别位于薄层的两面，图5示出了薄层两面设置的取向膜，其中一取向膜位于厚层和薄层之间，另一取向膜即为如前所述的第一取向膜，图6示出了薄层两面设置的取向膜，两个取向膜均位于薄层和厚层之间；由于在厚层上设置多个凸起或多个凹陷，经实验证明取向膜对粘结性的影响有限。

图7示出了本实用新型所述密封框，所述第一封口和第二封口可以设置在同一侧的密封框，也可以分别设置在两侧的密封框；如图7所示，两个独立区域分别对应的封口处于不同侧，设置在同侧时可以一次完成液晶的灌注；设置在异侧时封口的分布空间多，但是不能同时注入液晶。

本实用新型所述吸光层对应不同的胆甾型液晶，可以是相同颜色和不同颜色，黑色吸光层能完全吸收透射的光，彩色吸光层吸收一部分透射光，同时和液晶层的平面态反射光混色显示更多的颜色，但是会降低某些波长的反射率。

本实用新型所述密封框可以和间隔壁采用相同的结构同时制造，也可以用其它方法单独制造。密封框宽度可以设为50微米，显示边缘部分可以减小到0.2毫米以内，密封框和间隔壁同时制造的好处，是可以有效减小显示器的边缘，利于降低成本和减小显示器的重量。密封框通常需要很高的粘结性，一般的间隔壁的制作方法难于满足这种粘结性要求，所以密封框通常采用间隔材料和密封胶混合完成，这种混合的胶在控制宽度方面是非常困难的，因此在设计密封框宽度时都留有一定的余量。而本实用新型所述间隔壁得益于薄层和厚层的组合的巧妙构造，完全能满足这种高强度粘性要求。

图1和图7中示出的位于中间部分的两条带箭头的虚线表示更多的包括彼此隔离的第一区域和第二区域的独立区域；根据屏幕大小，一个显示屏可以灌注多种液晶，以满足不同显示区域的不同颜色配置，当胆甾型液晶材料通过真空注入方法时，通过在真空舱内设置不同的液晶槽，通过不同的封口一次灌注多组分的液晶，形成均匀的多组分胆甾型液晶层，多种胆甾型液晶被间隔壁完全分开，图8示出了能够灌注8种胆甾型液晶的实施例，如图8所示，给出了4个独立区域，设定分别为第一独立区域171、第二独立区域172、第三独立区域173和第四独立区域174；每一独立区域对应第一封口和第二封口，可以灌注8种不同液晶的封装结构，则灌注液晶的过程如下：从第一独立区域171的第一封口灌注MDA-1445（100%），从第一独立区域171的第二封口灌注MDA-1444（5%）+MDA-1445（95%）；从第二独立区域172的第一封口灌注MDA-1444（10%）+MDA-1445（90%），从第二独立区域172的第二封口灌注MDA-1444（20%）+MDA-1445（80%）；从第三独立区域173的第一封口灌注MDA-1445（100%），从第三独立区域173的第二封口灌注MDA-1444（30%）+MDA-1445（70%）；从第四独立区域174的第一封口灌注MDA-1444（30%）+MDA-1445（70%），从第四独立区域174的第二封口灌注MDA-1444（10%）+MDA-1445（90%）。每一独立区域注入的两种液晶分别混色，依次类推。第一区域或第二区域均分别包含一列或一行像素，根据无源矩阵的扫描原理，两个像素混色显示不同彩色；所述吸光层可以采用黑色油墨使用丝网印刷形成，这样上述8种液晶的混合色，都是胆甾型液晶层的平面态的反射色。

本实用新型的主要特点是通过间隔壁的结构将胆甾型液晶层可以根据需要由数十种液晶组成，并且通过微细的液晶层空间组合形成可变彩色的显示；另外间隔壁包括厚层和薄层，既可以形成均一的盒厚，又可以有良好的粘结性。液晶电子纸的边缘可以非常狭窄，做到数十微米或者更小，这是常规技术很难达到的。

本实用新型可以根据显示的需要，在液晶电子纸的不同区域设置多色显示；通过液晶材料种类的变更和封口的合理设置，简化工艺，节约成本，更好的满足纸制标签的多色显示，通过多组分的胆甾型液晶和特有的间隔壁结构，可以形成高对比度的液晶电子纸显示器，结构简单，可以更好的满足电子纸彩色化的需求。当使用超薄的玻璃基板或使用塑料基板时，液晶电子纸也具有可弯曲性，显示内容可以形成多色显示，而且不会因为弯曲而改变。通过厚层和薄层组成的间隔壁结构，使得间隔壁具有均一的形状和均一的厚度，同时间隔壁与第一基板和第二基板具有很强的粘结性和密封性，防止液晶相互污染。通过在厚层上设置多个凸起或多个凹陷，即使取向膜和间隔壁重叠的情况发生，依然具有高强度的粘结性，高强度的粘结，以及优异的厚层形状控制，可以适用于目前的各种场合间隔设置和密封的需要。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种多组分胆甾型液晶电子纸的封装结构，其特征在于包括：

相对设置的第一基板（1）和第二基板（8）；

形成于第一基板（1）下表面的第一电极层（2）；

设置在第一基板（1）上并覆盖第一电极层（2）的第一取向膜（3）；

形成于第二基板（8）上表面的第二电极层（7）；

设置在第二基板（8）上并覆盖第二电极层（7）的第二取向膜（6）；

位于第一基板（1）和第二基板（8）之间的密封框（12），该密封框（12）以预定间隔将第一基板（1）和第二基板（8）结合在一起，共同构成封闭空间；

并列分布在所述封闭空间内，将所述封闭空间分隔成多个独立区域（17）的多个间隔壁（4）；每一所述间隔壁（4）将一独立区域（17）分隔成彼此隔离的第一区域（17-1）和第二区域（17-2）；

设置在密封框（12）上，分别用于向第一区域（17-1）和第二区域（17-2）灌注液晶（5）的第一封口（10）和第二封口（11）；

密封在第一区域（17-1）和第二区域（17-2）内的液晶（5）；

和设置于第二基板（8）下表面的吸光层（9）。

2.根据权利要求1所述的一种多组分胆甾型液晶电子纸的封装结构，其特征在于所述间隔壁（4）包括迂回设置在所述独立区域（17）内的间隔壁Ⅰ（4-1）、分别接合间隔壁Ⅰ（4-1）两端和密封框（12）的间隔壁Ⅱ（4-2）、以及连接间隔壁Ⅰ（4-1）和密封框（12）的间隔壁Ⅲ（4-3）；所述间隔壁Ⅲ（4-3）和一间隔壁Ⅱ（4-2）对应分布在间隔壁Ⅰ（4-1）的两侧。

3.根据权利要求2所述的一种多组分胆甾型液晶电子纸的封装结构，其特征在于所述间隔壁Ⅰ（4-1）呈U型结构迂回。

4.根据权利要求1所述的一种多组分胆甾型液晶电子纸的封装结构，其特征在于所述间隔壁（4）包括至少一个具有粘结功能的薄层（14）和至少一个具有支承功能的厚层（13）。

5.根据权利要求1所述的一种多组分胆甾型液晶电子纸的封装结构，其特征在于根据液晶像素的大小可以在间隔壁（4）的侧面设置对应数量的侧链（16）。

6.根据权利要求4所述的一种多组分胆甾型液晶电子纸的封装结构，其特征在于所述厚层（13）由可光刻的硬性有机材料、可喷墨的硬性有机材料或可印刷的硬性有机材料制成。

7.根据权利要求4所述的一种多组分胆甾型液晶电子纸的封装结构，其特征在于所述薄层（14）采用UV固化胶或热固化环氧树脂胶。

8.根据权利要求4所述的一种多组分胆甾型液晶电子纸的封装结构，其特征在于所述厚层（13）至少一个表面具有多个凸起或多个凹陷（15）。

9.根据权利要求1所述的一种多组分胆甾型液晶电子纸的封装结构，其特征在于所述液晶为胆甾型液晶，其是由手性液晶和向列相液晶组成的混合物，所述手性液晶和所述向列相液晶的螺距不同。