TW201932957A - 一種圖案化結構的顯示電漿模組及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明屬於電子顯示技術領域，涉及一種圖案化結構的顯示電漿模組，包括像素電極及位於像素電極上方的透明電極，其特徵在於，所述像素電極和透明電極間設有顯示電漿及位於所述顯示電漿四周的襯墊邊框，所述像素電極和/或透明電極上設有用於均勻分散和穩固顯示電漿的電漿阻離陣列，所述電漿阻離陣列包括若干個呈陣列分布的電漿阻離框；本發明的顯示電漿模組使用顯示電漿替代現有的微杯結構或微膠囊，並在顯示電漿中設置用於均勻分散和穩固顯示電漿的電漿阻離陣列，相較於傳統的微結構電泳顯示屏，結構簡單，顯示層厚度均一可控，厚度較薄，對比度提高10%以上，響應時間降到80毫秒以下，製作過程簡單，提升了良率及顯示效果，同時降低了製作成本。

Description

一種圖案化結構的顯示電漿模組及其製造方法
本發明涉及一種顯示電漿模組及其製造方法，尤其是一種圖案化結構的顯示電漿模組及其製造方法，屬於電子顯示技術領域。
電泳顯示利用帶電的膠體顆粒在電場作用下發生泳動的現象，通過電場驅動不同光電性能的電泳粒子來實現圖像和文字的顯示，與已知的顯示技術相比，電泳顯示具備如下特點：柔性易彎曲，重量輕，厚度薄，對比度高，能耗低，可視角度大，陽光下可讀，具備圖像雙穩態，容易大面積生産等特點。
電泳顯示技術最初在上世紀70年代被提出。在美國專利US3892568中公開了至少包含一種電泳粒子的電泳顯示材料的製備過程。在日本專利JP1086116中公開了至少含有一種電泳粒子，並且電泳液被微膠囊包覆的電泳顯示系統。在美國專利US6930818中公開了使用微杯結構包覆電泳液的電泳顯示單元。在美國專利US5930026，US5961804，US6017584和US6120588中，公開了微膠囊包覆的電泳顯示單元，其中顯示電漿包含兩種或者兩種以上不同光電性能的電泳粒子。縱觀之前的已有技術，微杯和微膠囊型電子墨水顯示屏都是基於微小的空腔結構，即微杯和微膠囊。這兩種微結構的作用在於分散包覆顯示電漿。
儘管兩種結構的顯示屏都在實際産品得以應用，但是兩種結構具有如下缺點：
1）微膠囊和微杯本身不具備顯示功能，其組成材料多是透明，遮蓋力差的材料，並且在整個電泳顯示體系中用量較大，導致整個顯示屏的遮蓋力降低，對比度下降，分辨率下降，以及使用壽命降低；
2）微膠囊和微杯結構的存在無疑加厚整個電泳顯示材料層的厚度，使得顯示屏對比度和分辨率下降，響應速度慢，驅動電壓高，刷新慢，功耗大，工作溫度範圍窄；
3）微膠囊和微杯結構製備過程過於複雜，造成生産製造上的困難和浪費，造成良率下降，材料浪費，製造成本高。
有鑒於此，吾等發明人乃潜心進一步研究，並著手進行研發及改良，期以一較佳設作以解决上述問題，且在經過不斷試驗及修改後而有本發明之問世。
本發明的目的是針對目前電子顯示屏的問題，提供一種圖案化結構的顯示電漿模組及其製造方法，可以直接使用顯示電漿替代現有的微杯結構或微膠囊，並在顯示電漿中設置用於均勻分散和穩固顯示電漿的電漿阻離陣列，相較於傳統的微結構電泳顯示屏，圖案化結構顯示屏遠大於傳統微結構，並且不需要傳統微結構所需的複雜封裝處理過程。顯示結構簡單，顯示層厚度均一可控，厚度較薄，對比度提高10%以上，響應時間降到80毫秒以下，製作過程簡單，提升了良率及顯示效果，同時降低了製作成本。
爲實現以上技術目的，本發明的技術方案是：一種圖案化結構的顯示電漿模組，包括像素電極及位於像素電極上方的透明電極，其特徵在於，所述像素電極和透明電極間設有顯示電漿及位於所述顯示電漿四周的襯墊邊框，所述像素電極和/或透明電極上設有用於均勻分散和穩固顯示電漿的電漿阻離陣列，所述電漿阻離陣列包括若干個呈陣列分布的電漿阻離框。
進一步地，所述像素電極包括若干個呈陣列分布的像素電極單元，每個電漿阻離框內包括1~100個像素電極單元。
進一步地，所述電漿阻離陣列中電漿阻離框的寬度不小於像素電極中像素電極單元間的間隙，且電漿阻離框的高度不超過20微米。
進一步地，所述電漿阻離陣列中的電漿阻離框及襯墊邊框的材料爲丙烯酸樹脂、聚氨酯樹脂、環氧樹脂、有機矽樹脂或二氧化矽。
進一步地，所述像素電極內嵌在TFT玻璃基板上，且像素電極與顯示電漿間通過遮光絕緣膠水層黏附。
進一步地，所述顯示電漿與透明電極間、所述襯墊邊框與透明電極間均設有導電層，所述襯墊邊框與導電層間、所述顯示電漿邊緣與導電層間均設有顯示區保護層。
進一步地，所述襯墊邊框一側設有集成電路模塊IC和柔性電路板，所述集成電路模塊IC和柔性電路板均通過導電膠條黏附在像素電極上，所述集成電路模塊IC、柔性電路板和導電膠條周圍通過藍膠固封在像素電極上。
進一步地，所述顯示電漿的厚度在2-300微米之間，且顯示電漿中電泳液的黏度爲100-100000厘泊，所述顯示電漿中包含至少兩種不同光電性能的電泳粒子。
進一步地，所述襯墊邊框和顯示電漿中可添加支撑微球，所述支撑微球的材料包括樹脂微球、玻璃微球，且支撑位球的直徑爲2-60微米。
爲了進一步實現以上技術目的，本發明還提出一種圖案化結構的顯示電漿模組製造方法，其特徵是，包括如下步驟：
步驟一. 在所述像素電極和/或透明電極的導電層上將預先製備好電漿阻離陣列；
步驟二. 將像素電極嵌入TFT玻璃基板內，並將TFT玻璃基板放置在點膠平臺上；
步驟三. 在像素電極上點封框膠，形成襯墊邊框；
步驟四. 在襯墊邊框內絲印顯示電漿；
步驟五. 在襯墊邊框內塗覆導電銀漿；
步驟六. 將導電層、透明電極與顯示區保護層壓合在整個襯墊邊框上，並進行固化；
步驟七. 切割掉部分透明電極、導電層和顯示區保護層，露出像素電極上集成電路模塊IC綁定的預定位置；
步驟八. 集成電路模塊IC和柔性電路板均通過導電膠條黏附在像素電極的邊緣；以及
步驟九. 將集成電路模塊IC、柔性電路板和導電膠條周圍通過藍膠固封在像素電極上，完成電子墨水顯示屏的製造。
進一步地，所述步驟一中，所述像素電極表面可預先塗覆好遮光絕緣膠水層，在所述絕緣膠水層上可預先塗覆好支撑微球。
進一步地，所述步驟一中，所述電漿阻離陣列通過印刷、塗布或點膠方式塗覆在像素電極或者透明電極的導電層表面，再通過光固化的、熱固化或者濕氣固化方式進行固化，或者通過物理生長，化學生長方式實現。
與傳統電子墨水顯示屏相比，本發明具有以下優點：
1）相較於傳統的微結構電泳顯示屏，由於傳統微膠囊或微杯不參與顯示，因此會影響顯示效果，本發明采用顯示電漿，去掉了微膠囊或微杯，顯示效果更好，對比度提高10%以上；
2）本發明的顯示電漿能夠降低整個電泳顯示層的厚度，響應時間降到80毫秒以下，驅動電壓降低到正負1.5-8V之間，工作溫度範圍拓寬爲-30-70度，同時降低了製作成本；
3）本發明在像素電極和透明電極間設置圖案化的電漿阻離陣列，可以有效均勻分散並穩固顯示電漿，並提高顯示效果；
4）本發明的顯示區保護層對顯示區的顯示電漿進行保護，起到遮光和絕緣的作用；
5）本發明的遮光層絕緣膠水層用於保護像素電極不受光學照射，隔離顯示電漿和像素電極，防止顯示電漿損害像素電極；
6）本發明製作可以生産100寸以上大尺度的顯示電漿模組。
關於吾等發明人之技術手段，茲舉數種較佳實施例配合圖式於下文進行詳細說明，俾供 鈞上深入瞭解並認同本發明。
下面結合具體附圖和實施例對本發明作進一步說明。
本發明不限於以下的實施方式，在以下的說明中所參照的各圖是爲了能夠對本發明的內容進行理解而設置的，即本發明不限於各圖所舉例的電子墨水顯示屏結構。
如第1圖和第2圖所示，第一實施例以雙粒子電子墨水顯示屏爲例，一種圖案化結構的顯示電漿模組，包括像素電極13及位於像素電極13上方的透明電極1，其特徵在於，所述像素電極13和透明電極1間設有顯示電漿3及位於所述顯示電漿3四周的襯墊邊框6，所述像素電極13上設有用於均勻分散和穩固顯示電漿3的電漿阻離陣列14，所述電漿阻離陣列14包括若干個呈陣列分布的電漿阻離框，所述像素電極13包括若干個呈陣列分布的像素電極單元，所述像素電極13內嵌在TFT玻璃基板7上，且像素電極13與顯示電漿3間通過遮光絕緣膠水層5黏附，所述顯示電漿3與透明電極1間、所述襯墊邊框6與透明電極1間均設有導電層2，所述導電層2可以是ITO，銀納米線，石墨烯，碳納米管等，透明電極1的基材包括玻璃，塑料，以及帶有防護層的玻璃或塑料等，所述塑料基材包括PI，PEN，PET等，防護層是以蒸鍍方式蒸鍍到基材表面，防護層具備防水和防紫外的功能；所述襯墊邊框6與導電層2間、所述顯示電漿3邊緣與導電層2間均設有顯示區保護層8，所述顯示區保護層8的材質包括聚氨酯、丙烯酸樹脂、環氧樹脂或天然高分子，所述襯墊邊框6一側設有集成電路模塊IC 11和柔性電路板12，所述集成電路模塊IC 11和柔性電路板12均通過導電膠條黏附在像素電極13上，所述集成電路模塊IC 11、柔性電路板12和導電膠條周圍通過藍膠9固封在像素電極13上。
電漿阻離陣列14中每個電漿阻離框內包括1~100個像素電極單元，優選包含4-20個像素電極單元，所述電漿阻離陣列14中電漿阻離框的寬度不小於像素電極13中像素電極單元間的間隙，且電漿阻離框的高度不超過20微米，優選不超過10微米，電漿阻離框與透明電極1間存在間隙，所述電漿阻離陣列14中的電漿阻離框及襯墊邊框6的材料爲丙烯酸樹脂、聚氨酯樹脂、環氧樹脂、有機矽樹脂或二氧化矽。
所述遮光絕緣膠水層5的材質包括聚氨酯，丙烯酸樹脂，環氧樹脂，天然高分子等，該膠水可以是水型，溶劑型，熱熔型，光固化型等，其中水型，優選爲光固化型，用於保護像素電極13不受學照射，影響顯示屏的性能和使用壽命，同時隔離了顯示電漿3和像素電極13，防止顯示電漿3損害像素電極13。
所述顯示電漿3的厚度在2-300微米之間，且顯示電漿3中電泳液的黏度爲100-100000厘泊，所述顯示電漿3內含有若干個白色粒子和若干個黑色粒子，白色粒子和黑色粒子由於施加電場不同，在IC集成電路模塊11的驅動下，所述像素電極13可以包括段碼，點矩陣等，電泳粒子能夠通過電漿阻離框與透明電極1間的空隙移動，可以使顯示屏實現顯示黑白色，提高顯示屏對比度和顯示效果；電漿阻離框保護顯示電漿3不在水平面上隨意移動，保證了顯示電漿3的穩固性，像素電極13的基材可以是玻璃，塑料等，塑料基材包括PI，PEN，PET等；所述襯墊邊框6和顯示電漿3中可添加支撑微球4，所述支撑微球4的材料包括樹脂微球、玻璃微球，且支撑位球4的直徑爲2-60微米，根據顯示模組應用情况而定，所述支撑微球4是預先塗覆在像素電極13表面的遮光絕緣膠水層5上的，其材料包括樹脂微球、玻璃微球，且支撑微球4的直徑爲2-60微米，優選大小在5-30微米。
如第3圖所示，第一實施例中的一種圖案化結構的顯示電漿模組，所述像素電極13與顯示電漿3間不設置遮光絕緣膠水層5。
根據第4圖和第5圖所示，第二實施例以雙粒子電子墨水顯示屏爲例，一種圖案化結構的顯示電漿模組，包括像素電極13及位於像素電極13上方的透明電極1，其特徵在於，所述像素電極13和透明電極1間設有顯示電漿3及位於所述顯示電漿3四周的襯墊邊框6，所述像素電極13與顯示電漿3間不設置遮光絕緣膠水層5，所述透明電極1上設有用於均勻分散和穩固顯示電漿3的電漿阻離陣列14，所述電漿阻離陣列14包括若干個呈陣列分布的電漿阻離框，所述像素電極13包括若干個呈陣列分布的像素電極單元，所述電漿阻離陣列14中每個電漿阻離框內含有4-20個像素電極單元，電漿阻離框與像素電極13間存在空隙，在IC集成電路模塊11的驅動下，所述像素電極13可以包括段碼，點矩陣等，電泳粒子能夠通過電漿阻離框與像素電極13間的空隙移動，電漿阻離框保護顯示電漿3不在水平面上隨意移動，保證了顯示電漿3的穩固性，可以使顯示屏實現顯示黑白色，提高顯示屏對比度和顯示效果；
根據第6圖和第7圖所示，第三實施例以雙粒子電子墨水顯示屏爲例，一種圖案化結構的顯示電漿模組，包括像素電極13及位於像素電極13上方的透明電極1，其特徵在於，所述像素電極13和透明電極1間設有顯示電漿3及位於所述顯示電漿3四周的襯墊邊框6，所述像素電極13與顯示電漿3間不設置遮光絕緣膠水層5，所述像素電極13和透明電極1上均設有用於均勻分散和穩固顯示電漿3的電漿阻離陣列14，所述電漿阻離陣列14包括若干個呈陣列分布的電漿阻離框，所述像素電極13包括若干個呈陣列分布的像素電極單元，所述電漿阻離陣列14中每個電漿阻離框內含有4-20個像素電極單元，且像素電極13上的電漿阻離框和透明電極1上的電漿阻離框相距一定距離，並不是一一對應的，這樣能保證顯示電漿3中的電泳液能自由移動，在IC集成電路模塊11的驅動下，所述像素電極13可以包括段碼，點矩陣等，電泳粒子能夠通過電漿阻離框間、電漿阻離框與透明電極1間及電漿阻離框與像素電極13間的空隙移動，電漿阻離框保護顯示電漿3不在水平面上隨意移動，保證了顯示電漿3的穩固性，可以使顯示屏實現顯示黑白色，提高顯示屏對比度和顯示效果；
如上實施例中的一種圖案化結構的顯示電漿模組製造方法，其特徵是，包括如下步驟：
步驟一. 在所述像素電極13和/或透明電極1上將預先製備好電漿阻離陣列14；所述像素電極7表面可預先塗覆好支撑微球4，在塗覆支撑微球4前可預先塗覆好遮光絕緣膠水層5或者不塗覆遮光絕緣膠水層5；
所述電漿阻離陣列14通過印刷、塗布或點膠方式塗覆在像素電極13表面，再通過光固化的、熱固化或者濕氣固化方式進行固化；
步驟二. 將像素電極13嵌入TFT玻璃基板7內，並將TFT玻璃基板7放置在點膠平臺上；
步驟三. 利用點膠機在像素電極13上點封框膠，形成襯墊邊框6；所述封框膠材料包括環氧樹脂，丙烯酸樹脂，聚氨酯樹脂等，且封框膠的固化方式可以是光固化和熱固化，濕氣固化等，優選爲光固化方式，封框膠材料中可以包含支撑微球4，也可以不包括支撑微球4，；所述襯墊邊框6的寬度爲2-300微米，優選寬度爲50-200微米，襯墊邊框6的高度爲5-150微米，優選高度爲15-60微米；
步驟四. 利用絲網印刷設備在襯墊邊框6內絲印顯示電漿3；所述顯示電漿3可以通過印刷，塗布，打印，點膠等方式加注在像素電極13或者透明電極1表面，優選的加注方式包括絲網印刷，凹版印刷，狹縫擠壓式塗布等；
步驟五. 在襯墊邊框6內塗覆導電銀漿10；所述導電銀漿10還可以是導電銀珠或導電金珠；
步驟六. 將導電層2、透明電極1與顯示區保護層8壓合在整個襯墊邊框6上，並進行固化；此時，導電銀漿10和像素電極13電連接，同時通過導電層2與透明電極1電連接；
步驟七. 利用玻璃機切割掉部分透明電極1、導電層2和顯示區保護層8，露出像素電極13上集成電路模塊IC11綁定的預定位置；
步驟八. 通過COG製作，集成電路模塊IC 11和柔性電路板12均通過導電膠條黏附在像素電極13的邊緣；
步驟九. 使用藍膠印刷製作，將集成電路模塊IC 11、柔性電路板12和導電膠條周圍通過藍膠9固封在像素電極13上，完成電子墨水顯示屏的製造。
本發明的顯示電漿3中包含至少兩種不同光電性能的電泳粒子，光電性能不同的電泳粒子，電泳粒子優選的顔色包括白色，黑色，紅色，綠色，藍色和黃色等，用來實現黑白、單彩色、雙彩色、多彩色和真彩色等顯示，同時顯示電漿3中可以包含熒光材料，熒光材料包括無機熒光材料和有機熒光材料，無機熒光材料包括稀土熒光材料，金屬硫化物等，有機熒光材料包括小分子熒光材料和高分子熒光材料等。
本發明的顯示電漿模組不需要使用微膠囊或微杯等傳統微結構，直接使用顯示電漿3，並在透明電極1和像素電極13間的顯示電漿3中設置電漿阻離陣列14，整個生産製作簡化，顯示結構簡單，顯示層厚度均一可控，顯示電漿3中電泳液既能自由移動，又能被電漿阻離陣列14均勻分散和穩固，使得整個顯示屏的顯示效果更好；本發明模組結構中去除了傳統的微膠囊和微杯等微結構，使得生産效率提高和良率提升，同時提高了顯示性能和使用壽命。
綜上所述，本發明所揭露之技術手段確能有效解决習知等問題，並達致預期之目的與功效，且申請前未見諸於刊物、未曾公開使用且具長遠進步性，誠屬專利法所稱之發明無誤，爰依法提出申請，懇祈 鈞上惠予詳審並賜准發明專利，至感德馨。
惟以上所述者，僅爲本發明之數種較佳實施例，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明書內容所作之等效變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
〔本發明〕
1‧‧‧透明電極
10‧‧‧導電銀漿
11‧‧‧IC集成電路模塊
12‧‧‧柔性電路板
13‧‧‧像素電極
14‧‧‧電漿阻離陣列
2‧‧‧導電層
3‧‧‧顯示電漿
4‧‧‧支撑微球
5‧‧‧遮光絕緣膠水層
6‧‧‧襯墊邊框
7‧‧‧TFT玻璃基板
8‧‧‧顯示區保護層
9‧‧‧藍膠
第1圖爲本發明第一實施例的側視結構示意圖。 第2圖爲第1圖中A部分的剖視結構示意圖。 第3圖爲本發明第一實施例中不設置絕緣遮光層的剖視結構示意圖。 第4圖爲本發明第二實施例的側視結構示意圖。 第5圖爲第4圖中A部分的剖視結構示意圖。 第6圖爲本發明第三實施例的側視結構示意圖。 第7圖爲第6圖中A部分的剖視結構示意圖。

Claims (11)

  1. 一種圖案化結構的顯示電漿模組，包括像素電極（13）及位於像素電極（13）上方的透明電極（1），其特徵在於，所述像素電極（13）和透明電極（1）間設有顯示電漿（3）及位於所述顯示電漿（3）四周的襯墊邊框（6），所述像素電極（13）和/或透明電極（1）上設有用於均勻分散和穩固顯示電漿（3）的電漿阻離陣列（14），所述電漿阻離陣列（14）包括若干個呈陣列分布的電漿阻離框。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之一種圖案化結構的顯示電漿模組，其中，所述像素電極（13）包括若干個呈陣列分布的像素電極單元，每個電漿阻離框內包括1~100個像素電極單元。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之一種圖案化結構的顯示電漿模組，其中，所述電漿阻離陣列（14）中電漿阻離框的寬度不小於像素電極（13）中像素電極單元間的間隙，且電漿阻離框的高度不超過20微米。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之一種圖案化結構的顯示電漿模組，其中，所述電漿阻離陣列（14）中的電漿阻離框及襯墊邊框（6）的材料爲丙烯酸樹脂、聚氨酯樹脂、環氧樹脂、有機矽樹脂或二氧化矽。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之一種圖案化結構的顯示電漿模組，其中，所述像素電極（13）內嵌在TFT玻璃基板（7）上，且像素電極（13）與顯示電漿（3）間通過遮光絕緣膠水層（5）黏附。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之一種圖案化結構的顯示電漿模組，其中，所述顯示電漿（3）與透明電極（1）間、所述襯墊邊框（6）與透明電極（1）間均設有導電層（2），所述襯墊邊框（6）與導電層（2）間、所述顯示電漿（3）邊緣與導電層（2）間均設有顯示區保護層（8）。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之一種圖案化結構的顯示電漿模組，其中，所述顯示電漿（3）的厚度在2-300微米之間，且顯示電漿（3）中電泳液的黏度爲100-100000厘泊，所述顯示電漿（3）中包含至少兩種不同光電性能的電泳粒子。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之一種圖案化結構的顯示電漿模組，其中，所述襯墊邊框（6）和顯示電漿（3）中可添加支撑微球（4），所述支撑微球（4）的材料包括樹脂微球、玻璃微球，且支撑位球（4）的直徑爲2-60微米。
  9. 一種圖案化結構的顯示電漿模組製造方法，其特徵是，包括如下步驟： 步驟一. 在所述像素電極（13）和/或透明電極（1）的導電層（2）上預先製備好電漿阻離陣列（14）； 步驟二. 將像素電極（13）嵌入TFT玻璃基板（7）內，並將TFT玻璃基板（7）放置在點膠平臺上； 步驟三. 在像素電極（13）上點封框膠，形成襯墊邊框（6）； 步驟四. 在襯墊邊框（6）內絲印顯示電漿（3）； 步驟五. 在襯墊邊框（6）內塗覆導電銀漿（10）； 步驟六. 將導電層（2）、透明電極（1）與顯示區保護層（8）壓合在整個襯墊邊框（6）上，並進行固化； 步驟七. 切割掉部分透明電極（1）、導電層（2）和顯示區保護層（8），露出像素電極（13）上集成電路模塊IC（11）綁定的預定位置； 步驟八. 集成電路模塊IC（11）和柔性電路板（12）均通過導電膠條黏附在像素電極（13）的邊緣；以及 步驟九. 將集成電路模塊IC（11）、柔性電路板（12）和導電膠條周圍通過藍膠（9）固封在像素電極（13）上，完成電子墨水顯示屏的製造。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之一種圖案化結構的顯示電漿模組製造方法，其特徵在於：所述步驟一中，所述像素電極（7）表面可預先塗覆好遮光絕緣膠水層（5），在所述絕緣膠水層（5）上可預先塗覆好支撑微球（4）。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之一種圖案化結構的顯示電漿模組製造方法，其特徵在於：所述步驟一中，所述電漿阻離陣列（14）通過印刷、塗布或點膠方式塗覆在像素電極（13）或者透明電極（1）的導電層（2）表面，再通過光固化的、熱固化或者濕氣固化，或者通過物理生長、化學生長方式實現。
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