TWI474094B - 電子紙單元及電子紙單元的製作方法 - Google Patents

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Description

電子紙單元及電子紙單元的製作方法
本發明是有關於一種電子紙單元與電子紙單元的製作方法。
近年來，電子紙(E-paper)與電子書(E-book)正蓬勃發展，具有更輕、更薄以及可撓曲特性的顯示器將成為未來主要發展的趨勢。
然而可撓性基板有著許多本身材料的限制，因此並無法完全適用目前的玻璃基板製程。因此，如何以現有的設備進行改善，使其能適用於可撓性基板的製作便成為相關人員需解決的問題。
本發明提供一種電子紙單元，其具有較佳的耐用性。
本發明提供一種電子紙單元的製作方法，能製作出具有較佳耐用性的電子紙單元。
本發明的一實施例提出一種電子紙單元，包括一可撓性基板、一薄膜電晶體層、一電子墨水層、一防水層以及一框膠。薄膜電晶體層配置在可撓性基板上。電子墨水層配置在薄膜電晶體層的一表面上。防水層配置在電子墨水層上。防水層的一端面與電子墨水層的一端面共同夠成一側壁，且此側壁與表面夾一第一銳角或一第一鈍角。框膠塗佈覆蓋的側壁與表面上。
本發明的一實施例提出一種電子紙的製作方法，包括提供一硬式基板，並依序配置一可撓性基板、一薄膜電晶體層、一電子墨水層與一防水層在硬式基板上以形成一電子紙陣列。接著切割電子紙陣列以形成多個電子紙單元。塗佈框膠於各電子紙單元的周圍。最後，從硬式基板上取下電子紙單元。
基於上述，在本發明的上述實施例中，藉由切割設備而將電子紙單元切割成具有鈍角或銳角的側壁，而使後續塗佈框膠的時候能有效減少氣泡發生以及降低水氣侵入電子墨水層的情形。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖1是依照本發明一實施例的一種電子紙單元的示意圖。請參考圖1，在本實施例中，電子紙單元100可包括一可撓性基板110、一薄膜電晶體層120、一電子墨水層130、一黏著層140、一防水層150以及一框膠160。可撓性基板110可以是聚醯亞胺(Polyimide)材質的薄膜基板。薄膜電晶體層120配置在可撓性基板110上。電子墨水層130配置在薄膜電晶體層120的一表面S1上，其中電子墨水層130與薄膜電晶體層120可藉由黏著層140而連接在一起，電子墨水層130可以是電泳式(Electro Phoretic,EP)顯示薄膜，而黏著層140則可以是透明光學膠(Optical Clear Adhesive,OCA)，黏著層140可配置在薄膜電晶體層120與電子墨水層130之間。防水層150配置在電子墨水層130上，且防水層150的一端面與電子墨水層130的一端面共同構成一側壁A1，且側壁A1與表面S1夾一第一鈍角M1，使得防水層150與電子墨水層130分別具有一上窄下寬的梯形剖面結構，此第一鈍角M1實質上大於90度且小於100度，防水層150可以是聚乙烯對苯二甲酸酯(Polyethylene Terephthalate,PET)材質的防水膜。另外，防水層150可用貼附、塗布或其他適宜方式配置於電子墨水層130上。框膠160塗佈覆蓋在側壁A1與表面S1上。
在本實施例中，防水層150的一頂面T1在表面S1的正投影面積，小於電子墨水層130的一底面B1在表面S1的正投影面積，亦即此時的電子紙單元100的防水層150與電子墨水層130相對於可撓性基板110與薄膜電晶體層120呈現上窄下寬的梯形剖面結構，其中第一鈍角M1的角度大於90度且小於100度。
據此，當進行框膠160的塗佈時，由於防水層150與電子墨水層130皆為上窄下寬的梯形剖面結構，頂面T1處的框膠160會沿著側壁A1流下至薄膜電晶體層120的表面S1，使此時的電子紙單元100成為一跨膠型結構，有利於在有限的可撓性基板110的面積內，有效地將框膠160在流動過程中所產生的氣泡排出角落(如圖1中所繪示的氣泡排出路徑L1)，故可以增加框膠160的阻絕空氣能力。
圖2是依照本發明另一實施例的一種電子紙單元的示意圖。請參考圖2，在本實施例中，與上述實施例不同的是，防水層250的頂面T2在表面S1的正投影面積，大於電子墨水層230的底面B2在表面S1的正投影面積。在此，防水層250的一端面與電子墨水層230的一端面共同構成一側壁A2，且側壁A2與表面S1夾一第一銳角N1，此第一銳角N1實質上大於80度且小於90度，以使電子紙單元200的防水層250與電子墨水層230呈現上寬下窄的梯形剖面結構，框膠260會填入側壁A2與表面S1所構成凹槽之中，而形成一滲膠型結構。此舉可令框膠260塗佈後在表面S1覆蓋住的距離L1較長。換句話說，外界的水氣便不容易入侵至電子墨水層230而導致電子紙單元200失效。與圖1相比，雖然在塗佈框膠260時底部角落可能略微會有氣泡存在，但卻能在有限的可撓性基板110的面積內，有效地增加框膠260阻水氣距離L1，故其阻水氣性較佳。
圖3為依照本發明一實施例的一種切割設備的局部示意圖。請同時參考圖2及圖3，在本實施例中，切割設備300可包括一平台310與對應於平台310設置的一雷射單元320與一反射鏡340，其中藉由反射鏡340可調整角度地對應於平台310與雷射單元320配置。當雷射單元320射出一雷射光束R1時，雷射光束R1經由反射鏡340反射，而使雷射光束R1與平台310夾一第二鈍角C2。在此，第二鈍角C2與第一銳角N1的加總約為180度，亦即圖2 的電子紙單元200中側壁A2與表面S1所夾之第一銳角N1是經由與平台310之間夾第二鈍角C2的雷射光束R1所切割而成。
同樣地，在本發明另一未繪示的實施例中，使用者亦可調整反射鏡340的角度，而使雷射光束與平台310之間夾一第二銳角，以對應如圖1所繪示切割後的電子紙單元100中，側壁A1與表面S1所夾之第一鈍角M1，而使第一鈍角M1與第二銳角的加總亦約為180度。需說明的是，反射鏡控制雷射光束之角度係為其中一種控制方式，有許多種方式可調整雷射光束角度，如利用雷射光束本身為高斯分布使其垂直於樣品表面會使樣品邊緣形成鈍角或銳角，但不限於此，可依實際需求選擇適當方式調整雷射光束角度。
另外，切割設備300還可包括一吸附滾輪350，可昇降與轉動地對應於平台310設置。當電子紙陣列被雷射單元320切割完成後，藉由此吸附滾輪350而可將電子紙單元100或200從平台300取下。
在本發明另一未繪示的實施例中，亦可以一切刀單元代替上述之雷射單元320，此切刀單元適於切割可撓性高的物件，其係沿垂直於平台310或相對於平台310沿一傾角平移地切割出電子紙單元100或200，同樣能達到上述以雷射單元320切割出具有傾角的電子紙單元100或200的效果。
圖4A是依照本發明一實施例的一種電子紙的製作方 法的流程圖，圖5A至圖5C繪示圖4A的製作方法中電子紙單元的示意圖。請同時參考圖4A及圖5A至圖5C，在此，本實施例僅以圖1的實施例為製作標的進行說明。首先，於步驟S401，提供一硬式基板170，其例如為一玻璃基板。接著在步驟S402中，可配置一離形層180在硬式基板170上，配置方式可為塗佈、貼附或其他方式。接著在步驟S403~S407中，依序可配置可撓性基板110、薄膜電晶體層120、黏著層140、電子墨水層130與防水層150在硬式基板170及離形層180上，以使上述各層形成一電子紙陣列10(如圖5A所繪示)，其中基於製程的方便性，離形層180與可撓性基板110可為連續膜層，而薄膜電晶體層120、黏著層140、電子墨水層130與防水層150可為不連續膜層。
接著，欲切割電子紙陣列10以形成多個電子紙單元100，可藉由如圖3所示之切割設備將此電子紙陣列10進行切割。以下圖式僅以雷射單元320與圖1的電子紙單元100為例進行描述。請先參考圖4與圖5B，在步驟S408中，可切穿防水層150、電子墨水層130與黏著層140，以顯露出薄膜電晶體120的表面S1(如圖1)，詳細來說，切穿防水層150與電子墨水層130，使得防水層150的一端面與電子墨水層130的一端面共同構成側壁A1，且側壁 A1與薄膜電晶體層120的表面S1夾第一鈍角M1，。接著，在步驟S409與圖5C中，可切穿薄膜電晶體層120、可撓性基板110與離形層180。接著，在步驟S410中，塗佈框膠160在各電子紙單元100的周圍，並固化框膠160(見圖1)；而在步驟S411中，可藉由圖3所繪示之吸附滾輪350而從硬式基板170上取下電子紙單元100。最後，在步驟S412中，清潔並回收硬式基板170，硬式基板170可以回收再使用。本實施例僅以圖1的實施例為製作標的進行說明，但亦可以相同的製作方法完成圖2的電子紙單元實施例，在此不贅述。
在此需說明的是，在本實施例中，離形層180係附著於硬式基板170上而未隨著電子紙單元100而剝離，然本實施例並未對此設限，亦即在不影響電子紙單元100的功能下，離形層180亦可隨著電子紙單元100一起從硬式基板170上剝離。
此外，本實施例藉由雷射單元320對上述電子紙單元100的各膜層進行切割，除了能完成上述之切割效果外，在其切割的同時，亦可對各膜層進行熱處理。此舉可提高各膜層的黏著性而提高膜層之間的附著力。此舉即上述以切刀進行切割電子紙陣列時所無法達到之效果。圖4B是本發明另一實施例的一種電子紙的製作方法的流程圖。圖5D是對照圖4B之流程圖其中一步驟的示意圖。請同時參考圖4B並對照圖5A至圖5D，與上述實施例不同的是，切割設備300還可包括一刀具330(繪示於圖3)，其例如是用於切割硬式基板170的一輪刀，輪刀係切割時除了平移外還會沿刀體軸心旋轉的切割單元，適於切割較硬材質。在完成步驟409後，於步驟S413中，再以刀具330切割硬式基板170成多個硬式單元170a，而後在於步驟S414中進行塗佈框膠160在各電子紙單元100的周圍，並固化框膠160(見圖1)，以及在步驟S415中從硬式單元170a上取下電子紙單元100。此舉即因應硬式基板170受限於機台或製程條件而無法予以回收時所進行之對應流程，同樣能達到與上述實施例相同的效果。
綜上所述，在本發明的上述實施例中，藉由切割設備而將電子紙單元切割成具有鈍角或銳角的側壁，而使後續塗佈框膠的時候能有效減少氣泡發生以及降低水氣侵入電子墨水層的情形。
再者，切割設備可具有雷射單元或切刀單元，其中雷射單元能在切割的同時對電子紙單元的可撓性基板與黏著層之間進行熱處理，進而增加各層之間的黏著性。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100、200．．．電子紙單元
110．．．可撓性基板
120．．．薄膜電晶體層
130、230．．．電子墨水層
140．．．黏著層
150、250．．．防水層
160、260．．．框膠
170．．．硬式基板
170a．．．硬式單元
180．．．離形層
300．．．切割設備
310‧‧‧平台
320‧‧‧雷射單元
330‧‧‧刀具
340‧‧‧反射鏡
350‧‧‧吸附滾輪
A1、A2‧‧‧側壁
B1、B2‧‧‧底面
C2‧‧‧第二鈍角
L1‧‧‧氣泡排出路徑
M1‧‧‧第一鈍角
N1‧‧‧第一銳角
R1‧‧‧雷射光束
S1‧‧‧表面
T1、T2‧‧‧頂面
圖1是依照本發明一實施例的一種電子紙單元的示意圖。
圖2是依照本發明另一實施例的一種電子紙單元的示意圖。
圖3為依照本發明一實施例的一種切割設備的局部示意圖。
圖4A是依照本發明一實施例的一種電子紙的製作方法的流程圖。
圖4B是本發明另一實施例的一種電子紙的製作方法的流程圖。
圖5A至圖5C繪示圖4的製作方法中電子紙單元的示意圖。
圖5D是對照圖4B之流程圖其中一步驟的示意圖。
100．．．電子紙單元
110．．．可撓性基板
120．．．薄膜電晶體層
130．．．電子墨水層
140．．．黏著層
150．．．防水層
160．．．框膠
A1．．．側壁
B1．．．底面
M1．．．第一鈍角
S1．．．表面
L1．．．氣泡排出路徑
T1．．．頂面

Claims (14)

  1. 一種電子紙單元，包括：一可撓性基板；一薄膜電晶體層，配置在該可撓性基板上；一電子墨水層，配置在該薄膜電晶體層的一表面上；一防水層，配置在該電子墨水層上，該防水層的一端面與該電子墨水層的一端面共同構成一側壁，且該側壁與該表面夾一第一銳角或一第一鈍角；以及一框膠，塗佈覆蓋在該側壁與該表面上。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的電子紙單元，其中該防水層的一頂面在該表面的正投影面積，小於該電子墨水層的一底面在該表面的正投影面積。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的電子紙單元，其中該防水層的一頂面在該表面的正投影面積，大於該電子墨水層的一底面在該表面的正投影面積。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的電子紙單元，更包括一黏著層，配置在該薄膜電晶體層與該電子墨水層之間。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的電子紙單元，其中該第一銳角的角度大於80度且小於90度。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的電子紙單元，其中該第一鈍角的角度大於90度且小於100度。
  7. 一種電子紙單元的製作方法，包括：提供一硬式基板；依序配置一可撓性基板、一薄膜電晶體層、一電子墨 水層與一防水層在該硬式基板上，以形成一電子紙陣列；切割該電子紙陣列以形成多個電子紙單元；塗佈並固化框膠於各該電子紙單元的周圍；以及從該硬式基板上取下該些電子紙單元，其中切割該電子紙陣列以形成多個電子紙單元的步驟更包含：切穿該防水層與該電子墨水層，以顯露出該薄膜電晶體層的一表面；以及切穿該薄膜電晶體層與該可撓性基板，其中切穿該防水層與該電子墨水層，以顯露出該薄膜電晶體層的該表面的步驟更包含：切穿該防水層與該電子墨水層，使得該防水層的一端面與該電子墨水層的一端面共同構成一側壁，且該側壁與該薄膜電晶體層的該表面夾一第一銳角或一第一鈍角。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的電子紙單元的製作方法，其中切割該電子紙陣列以形成多個電子紙單元的步驟更包含：切割該硬式基板成多個硬式單元。
  9. 如申請專利範圍第7項所述的電子紙單元的製作方法，其中藉由一雷射單元以切割該防水層、該電子墨水層、該薄膜電晶體層與該可撓性基板，以對各層的切割面進行熱處理。
  10. 如申請專利範圍第7項所述的電子紙單元的製作 方法，更包括：配置一離形層在該硬式基板與該可撓性基板之間。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的電子紙單元的製作方法，其中切穿該薄膜電晶體層與該可撓性基板的步驟更包含：切穿該離形層。
  12. 如申請專利範圍第7項所述的電子紙單元的製作方法，更包括：配置一黏著層在該薄膜電晶體層與該電子墨水層之間。
  13. 如申請專利範圍第12項所述的電子紙單元的製作方法，其中切穿該防水層與該電子墨水層，以顯露出該薄膜電晶體層的該表面的步驟更包含：切穿該黏著層，以顯露出該薄膜電晶體層的該表面。
  14. 如申請專利範圍第7項所述的電子紙單元的製作方法，更包括：清潔並回收該硬式基板。
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