CN117289514B - 一种抗按压反射式显示器件及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抗按压反射式显示器件及其制造方法，所述抗按压反射式显示器件包括上基板和下基板，所述上基板和所述下基板相对平行设置；若干个柱体空间，所述柱体空间位于上基板和下基板之间，形成每个所述柱体空间的部件包含：（1）顶面平行微结构和/或底面平行微结构；（2）若干个垂直微结构，所述垂直微结构以接触或不接触的方式构成柱体空间的侧面；油墨层，所述油墨层设置于所述下基板的外侧；所述柱体空间及其所在层内填充有具有双稳态特性的电子材料。本发明通过在上下基板间设置微结构，可以减小显示器件在受到外力作用时，外界压力对电子材料分子排列的影响，达到抗按压的效果。

Description

一种抗按压反射式显示器件及其制造方法

技术领域

本发明涉及LCD显示领域，具体涉及一种抗按压反射式显示器件及其制造方法。

背景技术

平板显示技术在信息产业中具有重要地位。新型显示技术及其相关产业已占信息产业的三成以上，其发展的快慢、技术水平的创新将直接影响电子信息产业的发展。在主流的平板显示技术中，液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)需要背光源才能显示，有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)则依靠材料自身主动发光。在户外显示时，随着外界光源的加强，显示器内部发光机制与外界光源相互抵消，人眼所能感知的光强十分有限，从而导致显示效果不佳。另外，上述平板显示器需持续供电来维持显示内容，在电能有限的便携式***中，这些显示技术的续航能力明显不足。因此，寻求一种低功耗、符合人类生理***板显示器成为必然。目前，我国已成为平板显示产业的最大市场消费国，发展新型平板显示产业刻不容缓。

基于双稳态显示技术低功耗的特性，近年来越来越被人们重视。应用双稳态技术的常见产品有电子墨水屏、胆甾相液晶等。其中，胆甾相液晶是一种手性向列相液晶，依靠扭曲的液晶层反射一定波长的光，液晶具备双稳态功能，可以实现断电后画面保持。胆甾相液晶根据加载电压的不同，可以形成两种稳态和一种非稳态。电压较低时，处于布拉格反射状态，简称P态(稳态)，通过对处于P态的液晶施加一定的脉冲电压，液晶分子的排布被打乱，形成各向同性的状态，没有特定的光被反射，该状态为焦锥态，简称FC态(稳态)。再次输入高电压脉冲时，液晶分子会全部竖直排列，该状态为场致向列态，简称H态(非稳态)。由H态电压迅速撤电至P态电压，可以实现H态到P态的转换；由H态电压缓慢撤电到FC态电压，可以实现H态到FC态的转换；由P态电压加电到FC态电压，可以实现由P态到FC态的转换。双稳态显示技术通过控制电压，转变两种状态实现低功耗的显示，逐渐得到了广泛的使用。

现有技术中胆甾相液晶常使用于双稳态显示技术中，即只有在画面切换的时候，才有电压施加到液晶层上，液晶分子在电压的驱动下转动，实现不同状态的切换。但当画面保持不变的时候，液晶层上没有电压，液晶分子仅靠之前状态切换之后的分子间作用力保持既定状态，液晶分子间的稳定性不足。胆甾相的这种电压驱动方式决定了胆甾相液晶屏的抗按压能力不足，当正常显示画面的时候，如果有外力施加到胆甾相液晶屏上，液晶屏上下玻璃基板发生物理形变，形变会传递到液晶层，导致液晶分子转动，会破坏液晶分子既定的状态，就会由于抗按压能力不足出现白斑等不良现象。

现有技术中解决按压白斑是在胆甾相液晶屏上面在加一层保护层，确保外界按压的力不会传递到盒内的液晶分子，但是这种模组保护的方式抗按压能力仍有不足，并且在结构和成本上都不占优势。

发明内容

发明目的：针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种通过在上下基板间设置微结构，从而可以减小显示器件在受到外力作用时，外界压力对电子材料分子排列影响的抗按压反射式显示器件及其制造方法。

技术方案：

本发明一方面提供了一种抗按压反射式显示器件，包括：

-上基板和下基板，所述上基板和所述下基板相对平行设置；

-若干个柱体空间，所述柱体空间位于上基板和下基板之间，形成每个所述柱体空间的部件包含：

(1)顶面平行微结构和/或底面平行微结构；

(2)若干个垂直微结构，所述垂直微结构以接触或不接触的方式构成柱体空间的侧面；

-油墨层，所述油墨层设置于所述下基板的外侧；

所述柱体空间及其所在层内填充有具有双稳态特性的电子材料。

进一步地，所述柱体空间的垂直微结构设置在下基板内表面的像素阵列四周。

进一步地，所述柱体空间的垂直微结构总体横截面积不超过所述抗按压反射式显示器件有效显示区域的5％。

进一步地，所述柱体空间的至少一侧垂直微结构设置有开口；所述开口面积为该侧垂直微结构面积的5-20％。

进一步地，所述柱体空间的平行微结构设置于上基板内表面和下基板内表面；所述柱体空间的平行微结构与垂直微结构粘结相连。

进一步地，所述下基板内表面的平行微结构覆盖于下基板的像素阵列部分。

进一步地，所述垂直微结构和平行微结构通过光刻胶混合物经预处理固化而成。

进一步地，所述垂直微结构厚度为3-5μm；所述平行微结构厚度为1-2μm。

进一步地，所述具有双稳态特性的电子材料选自胆甾相液晶、电致着色材料或电泳着色材料中的至少一种。um

再一方面，本发明还提供了前述抗按压反射式显示器件的制造方法，包括以下步骤：

S1、选择上基板内表面和/或下基板内表面涂覆光刻胶混合物，经预处理后固化形成平行于上基板和下基板的平行微结构；

S2、在下基板内表面涂覆光刻胶混合物，经预处理后固化形成垂直于下基板的垂直微结构；

S3、将上基板和下基板对盒形成若干柱体空间后，将具有双稳态特性的电子材料填充至柱体空间及其所在层；

S4、在下基板外侧设置油墨层，封装制得所述抗按压反射式显示器件。

有益效果：

(1)本发明提供的抗按压反射式显示器件，通过在上下基板间设置微结构并形成柱体空间，从而可以减小显示器件在受到外力作用时，外界压力对电子材料分子排列影响，起到抗按压的效果。

(2)本发明提供的抗按压反射式显示器件，在上基板内侧表面或下基板内侧表面至少一侧设置若干个平行微结构，一侧与上下基板表面相粘结，通过较大的接触面积，具有优异的结合强度；另一侧与垂直微结构粘结，通过同种材料之间的粘结，具有更强的结合力，并可以避免垂直微结构与基板间产生缝隙，可以显著增强显示器件的抗按压能力，避免单一的垂直微结构导致左右易晃动，影响电子材料分子排列的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明底面具有平行微结构的抗按压反射式显示器件结构示意图。

图2为本发明底面、顶面均具有平行微结构的抗按压反射式显示器件结构示意图。

图3为本发明所述垂直微结构与像素单元的结构俯视图。

图4为本发明垂直微结构示意图。

图5为本发明垂直微结构开口形态示意图。

其中，10表示像素单元；11表示像素电极；12表示黑矩阵；13表示有源层；14表示栅极层；15表示源极层；3表示上基板；4表示下基板；5表示油墨层；6表示柱体空间；7表示垂直微结构；8表示平行微结构。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

如图1所示，本发明提供了一种抗按压反射式显示器件，所述显示器件包括：相对平行设置的上基板3和下基板4；上基板3和下基板4之间设有若干个柱体空间，每个柱体空间的形状例如可以是棱柱形(三棱柱、四棱柱、五棱柱……)、圆柱形等，形成每个柱体空间的部件包含：(1)顶面平行微结构和/或底面平行微结构；(2)若干个垂直微结构，垂直微结构以接触或不接触的方式构成柱体空间的侧面。柱体空间中，顶面平行微结构和/或底面平行微结构构成柱体空间的底面，且平行于上基板或下基板，垂直微结构构成柱体空间的侧面，且垂直于上基板和下基板。本发明为了实现更好的抗按压效果，每个柱体空间中顶面平行微结构和底面平行微结构二者至少含有其一，例如图1中示出了仅含有底面平行微结构的情况，图2中示出了同时含有顶面平行微结构和底面平行微结构的情况，可视具体需要而设置。下基板外侧还设有油墨层5。柱体空间及其所在层内(此处所在层是指上基板和下基板以及密封框所包围的空隙空间)填充有具有双稳态特性的电子材料，该具有双稳态特性的电子材料具体可选自胆甾相液晶、电致着色材料或电泳着色材料中的至少一种。本发明相邻像素阵列间的电子材料可相同或不同，相邻像素阵列间的电子材料不同时，为防止不同电子材料之间的流通，需要在相邻像素阵列之间设置间隔断。

当然，本实施例的抗按压反射式显示器件还应当包含本领域技术人员知晓的一些必要组件。例如，驱动显示介质工作的电极组件，通常是包含像素电极及公共电极；将两片基板和显示介质固定的密封框；进一步降低驱动电压的配向膜。又如图3所示，本发明的显示器件的像素单元可以包含像素电极11、黑矩阵12、有源层13、栅极层14、源极层15，垂直微结构7沿着源极层15和栅极层14的信号线排列。本发明的柱体空间的垂直微结构即设置在下基板内表面的像素阵列四周，如此可通过合理、有效的排布微结构以显著增强显示器件的抗按压能力。为了减少平行微结构对显示效果的影响，减少材料的使用，本发明的平行微结构优选仅覆盖下基板的像素阵列部分，如此既可以保证与垂直微结构形成柱体空间，使显示器件具有优异抗按压能力，也可以提高显示器件的显示效果、降低制作成本。

为了不影响显示器件的显示效果且保证具有足够的支撑强度，本发明需要控制垂直微结构的总体横截面积，较佳地，柱体空间的垂直微结构总体横截面积不超过抗按压反射式显示器件有效显示区域的5％。

本发明的柱体空间可以是相对密闭的，但为了提升盒内填充的电子材料的流动性，改善填充效果，柱体空间也可以是开放式的，具体地，可通过同一个柱体空间内的垂直微结构之间接触或不接触实现，也可通过将单个垂直微结构内设置开口来实现。参见图4-5，以四棱柱形柱体空间为例，其中，图4(a、c、d、e)中，柱体空间的侧面由四个垂直微结构以接触的方式构成，图4(b)中，柱体空间的侧面由四个垂直微结构以不接触的方式构成，其中图4(a、c、d)中的至少一个垂直微结构设有开口。关于垂直微结构中的开口，原则上只需具有相应的面积即可，包括但不限于是垂直微结构中的一小孔洞(如图5a、5c所示)，或者将垂直微结构一分为二形成一通道(如图5b所示)，

需要说明的是，图5中仅示例性地给出了矩形开口的图示，而该开口的形状不局限于矩形，同样可以为圆形、三角形、五边形、六边形等，本发明不以此为限。为了保证抗按压的效果，开口的面积为该侧垂直微结构面积的5-20％。

本发明同一个柱体空间的平行微结构与垂直微结构之间粘结相连，可通过光刻胶混合物经预处理固化而成。本发明的光刻胶混合物包含光聚合性树脂、光聚合性单体、光引发剂和有机溶剂，光聚合性树脂例如可以为丙烯酸酯树脂或环氧丙烯酸酯；光聚合性单体例如可以为丙烯酸酯单体；光引发剂例如可以为2-羟基-2-甲基苯丙酮、光引发剂907或光引发剂184。举例来说，将丙烯酸酯树脂、丙烯酸酯单体、光引发剂907、丙二醇甲醚醋酸酯和环己酮混合，在光照下发生聚合反应即得。如此形成的平行微结构与垂直微结构彼此之间以及与上基板或下基板之间具有优异的结合强度，可以避免垂直微结构与基板间产生缝隙，可以显著增强显示器件的抗按压能力。

本发明的垂直微结构和平行微结构需要具有适宜的厚度，厚度过高会影响显示效果，厚度过低会影响支撑强度，优选地，垂直微结构厚度为3-5μm，平行微结构厚度为1-2μm。

下面以图1所示抗按压反射式显示器件为例说明一下抗按压反射式显示器件的制造方法，至少包括以下步骤：

S1、在下基板4内表面涂覆光刻胶混合物，经预处理固化后形成平行于上基板和下基板的平行微结构8；

S2、在下基板4内表面涂覆光刻胶混合物，经预处理后固化形成垂直于下基板的垂直微结构7；

S3、将上基板3和下基板4对盒形成若干柱体空间后，将具有双稳态特性的电子材料填充至柱体空间及其所在层；

S4、在下基板外侧设置油墨层5，封装制得抗按压反射式显示器件。

其中步骤S3中填充方法例如可以是滴下法或真空灌注法；对盒温度优选为80-180℃，时间20-60分钟为宜。

本发明通过在上下基板间设置微结构并形成柱体空间，从而可以减小显示器件在受到外力作用时，外界压力对电子材料分子排列影响，起到抗按压的效果。并且本发明在上基板内侧表面或下基板内侧表面至少一侧设置若干个平行微结构，一侧与上下基板表面相粘结，通过与基板较大的接触面积，具有优异的结合强度；另一侧与垂直微结构粘结，通过同种材料之间的粘结，具有更强的结合力，避免单一的垂直微结构导致左右易晃动，影响电子材料分子排列的问题。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所做的等同变化，仍属于本发明所涵盖的范围。

Claims (7)

1.一种抗按压反射式显示器件，其特征在于，包括：

-上基板和下基板，所述上基板和所述下基板相对平行设置；

-若干个柱体空间，所述柱体空间位于上基板和下基板之间，形成每个所述柱体空间的部件包含：

（1）平行微结构；

（2）若干个垂直微结构，所述垂直微结构以接触或不接触的方式构成柱体空间的侧面；

-油墨层，所述油墨层设置于所述下基板的外侧；

所述柱体空间及其所在层内填充有具有双稳态特性的电子材料；

所述柱体空间的垂直微结构设置在下基板内表面的像素阵列四周；

所述柱体空间的平行微结构设置于上基板内表面和下基板内表面；所述柱体空间的平行微结构与垂直微结构粘结相连；

所述垂直微结构和平行微结构通过光刻胶混合物经预处理固化而成。

2.根据权利要求1所述的抗按压反射式显示器件，其特征在于，所述柱体空间的垂直微结构总体横截面积不超过所述抗按压反射式显示器件有效显示区域的5%。

3.根据权利要求1所述的抗按压反射式显示器件，其特征在于，所述柱体空间的至少一侧垂直微结构设置有开口；所述开口面积为该侧垂直微结构面积的5-20%。

4.根据权利要求1所述的抗按压反射式显示器件，其特征在于，所述下基板内表面的平行微结构覆盖于下基板的像素阵列部分。

5.根据权利要求1所述的抗按压反射式显示器件，其特征在于，所述垂直微结构厚度为3-5μm；所述平行微结构厚度为1-2μm。

6.根据权利要求1所述的抗按压反射式显示器件，其特征在于，所述具有双稳态特性的电子材料选自胆甾相液晶、电致着色材料或电泳着色材料中的至少一种。

7.权利要求1-6任意一项所述抗按压反射式显示器件的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、选择上基板内表面和下基板内表面涂覆光刻胶混合物，经预处理后固化形成平行于上基板和下基板的平行微结构；

S2、在下基板内表面涂覆光刻胶混合物，经预处理后固化形成垂直于下基板的垂直微结构；

S3、将上基板和下基板对盒形成若干柱体空间后，将具有双稳态特性的电子材料填充至柱体空间及其所在层；

S4、在下基板外侧设置油墨层，封装制得所述抗按压反射式显示器件。