TWI662351B - 電子紙顯示屏及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明涉及到一種電子紙顯示屏及其製造方法，屬於電子顯示領域。本發明涉及的電子紙顯示屏省去了傳統的膠水層，無需透過膠水層來黏貼電泳顯示層和圖元電極。本發明的電子紙顯示屏具有生產方法簡化，顯示結構簡單，電泳顯示層厚度均一可控，顯示效果提升等特點；其電子紙顯示屏結構中去除了傳統的膠水層，使得生產效率提高和良率提升，同時提高了顯示性能。本發明適用於微膠囊或微杯結構的電子紙，其中微膠囊或微杯中可以包括兩種，三種甚至三種以上光電性能不同的電泳粒子，可以實現黑白、單彩色、雙彩色、多彩色和真彩色等顯示。

Description

電子紙顯示屏及其製造方法
本發明涉及一種電子紙顯示屏及其製造方法，屬於電子顯示屏技術領域。
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，透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，容易大面積生產等特點。
電泳顯示技術最初在上世紀70年代被提出。在專利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US6930818中公開了使用微杯結構包覆的電泳顯示單元。常見的微杯型電子紙顯示屏主要包括上層透明電極，微杯電泳顯示層，密封層，膠水層，圖元電極。在專利US5930026，US596180d，US6017584和US6120588中，公開了微膠囊包覆的電泳顯示單元，其中電泳顯示液包含兩種或者兩種以上不同光電性能的電泳粒子。常見的微膠囊型電子紙顯示屏主要分為上層透明電極，微膠囊電泳顯示層，膠水層，圖元電極，如第1圖、第2圖所示。其中膠水層主要用來加強圖 元電極層和電泳顯示層之間的黏合，使得電子紙顯示屏的顯示效果均勻一致。但是膠水層的存在對電泳顯示屏帶來的負面效果也顯而易見：
1、增加了透明電極和圖元電極之間的距離，降低了電極之間的電場強度，減低了電場對於電泳粒子的驅動力，反應在電泳顯示的效果上就是對比度降低，回應時間變慢，驅動電壓過高，溫度適用範圍變窄(0-50度)等，嚴重壓縮了電子紙的適用環境和產品應用範圍。
2、膠水層主要成分為高分子樹脂，高分子樹脂大多為好的絕緣體，體積電阻率高，不能直接用作電泳顯示的膠水層，因此需要添加電解質降低體積電阻率，而電解質的添加降低了圖元電極，電泳顯示層的使用壽命。
3、膠水層需要預先塗覆膠水或覆合膠膜到電泳顯示層，需要經過黏合劑調配或膠膜製備，以及多次覆離型保護膜等步驟，這一過程的方法的複雜性大大增加了不良品，降低了產品的良率，增加了成本。
4、膠水層容易吸收環境中的水分，對於顯示屏封邊要求極高，增加了環境測試風險，增加了生產成本，降低了產品良率，降低了產品使用壽命，同時膠水層吸收水分，會使得顯示屏幕模糊，對比度和解析度降低，顯著降低產品性能。
有鑑於此，吾等發明人乃潛心進一步研究，並著手進行研發及改良，期以一較佳設作以解決上述問題，且在經過不斷試驗及修改後而有本發明之問世。
本發明的目的是克服現有技術中存在的不足，提供一種電子紙顯示屏及其製造方法，省去了傳統的膠水層，簡化生產方法和結構，同時還會給電子紙顯示屏帶來更好地顯示均一性，也為了製造性能更優良的電子紙顯示屏。
按照本發明提供的技術方案，所述電子紙顯示屏，其特徵是：所述電子紙顯示屏由從上至下依次設置的透明電極基材、上層透明電極、電泳顯示層和圖元電極組成，並由防水膠水進行封邊，使該防水膠水(7)黏著於透明電極基材(5)、上層透明電極(4)、電泳顯示層(8)之周邊側緣，且該防水膠水(7)係黏著於圖元電極(6)之上緣處；在所述上層透明電極和圖元電極之間設置導電銀漿，並受該防水膠水(7)黏著封閉，導電銀漿與上層透明電極和圖元電極電連接。
進一步的，在所述圖元電極上位於防水膠水外側佈置IC模組，IC模組由藍膠固封。
進一步的，所述電泳顯示層為單層微膠囊陣列、多層微膠囊陣列、或者是單層微杯陣列。
進一步的，所述微膠囊或者微杯中包含兩種、三種甚至三種以上的不同光電性能的電泳粒子。
進一步的，所述微膠囊的厚度為5-150微米之間，優選厚度範圍為15-60微米；單個微膠囊的直徑在5-300微米之間，優選單個微膠囊的直徑範圍為30-100微米。
進一步的，所述微杯層厚度在5-180微米之間，優選厚度為15-80微米；單個微杯平面結構大小在5-300微米之間，優選的單個微杯平面結構的大小在30-150微米之間。
所述電子紙顯示屏的製造方法，其特徵是，包括以下步驟：(1)在圖元電極上製作電子紙陣列，進行固化形成電泳顯示層，使電泳顯示層與圖元電極黏合；或者直接在圖元電極上壓合已經固化的電泳顯示層；(2)在圖元電極上滴點塗覆導電銀漿或導電珠，將上層透明電極和透明電極基材壓合在電泳顯示層上；(3)切割掉相應的上層透明電極和透明電極基材，露出圖元電極上IC模組的預定位置；採用防水膠水進行封邊，以黏著於透明電極基材(5)、上層透明電極(4)、電泳顯示層(8)之周邊側緣，且該防水膠水(7)係黏著於圖元電極(6)之上緣處，而後進行紫外光照射固化。
進一步的，還包括步驟(4)，在圖元電極上露出的預定位置處打上IC模組，用藍膠將IC模組固封。
進一步的，所述步驟(1)中電子紙陣列透過塗布、印刷、列印或灌注的方式製作微膠囊電子紙陣列，或者透過微壓印、或平板蝕刻法制作微杯電子紙陣列。
進一步的，所述步驟(1)中，固化的方式採用濕氣固化、光固化、壓敏、熱固化、可逆熱固化或熱熔壓敏。
本發明所述電子紙顯示屏省去了傳統的膠水層，無需透過膠水層來黏貼電泳顯示層和圖元電極；具有生產方法簡化，顯示結構簡單，電泳顯示層厚度均一可控，顯示效果提升等特點；去除了傳統的膠水層，使得生產效率提高和良率提升，同時提高了顯示性能。本發明適用於微膠囊或微杯結構的電子紙，其中微膠囊或微杯中可以包括兩種，三種甚至三種以上光電性能不同的 電泳粒子，可以實現黑白、單彩色、雙彩色、多彩色和真彩色等顯示。
1‧‧‧白色粒子
10‧‧‧藍膠
11‧‧‧IC模組
12‧‧‧膠水層
2‧‧‧黑色粒子
3‧‧‧其他粒子
4‧‧‧上層透明電極
5‧‧‧透明電極基材
6‧‧‧圖元電極
7‧‧‧防水膠水
8‧‧‧電泳顯示層
9‧‧‧導電銀漿
第1圖為現有技術電子紙顯示屏的剖面示意圖。
第2圖為第1圖的B放大圖。
第3圖為本發明所述電子紙顯示屏的剖面示意圖。
第4圖為第3圖的A放大圖。
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。
下面結合具體附圖對本發明作進一步說明。
實施例1：
如第3圖、第4圖所示，本發明所述電子紙顯示屏由從上至下依次設置的透明電極基材5、上層透明電極4、電泳顯示層8和圖元電極6組成，並由防水膠水7進行封邊，使該防水膠水7黏著於透明電極基材5、上層透明電極4、電泳顯示層8之周邊側緣，且該防水膠水7係黏著於圖元電極6之上緣處；在所述上層透明電極4和圖元電極6之間設置導電銀漿9，並受該防水膠水7黏著封閉，導電銀漿9與上層透明電極4和圖元電極6電連接，導電銀漿9也可以採用導電珠；在所述圖元電極6上位於防水膠水7外側佈置IC模組11，IC模組11由藍膠10固封。
所述電泳顯示層8可以是單層微膠囊陣列、多層微膠囊陣列、也可以是單層微杯陣列，優選為單層微膠囊陣列和單層微杯陣列。所述微膠囊或者微杯中包含兩種、三種甚至三種以上的不同光電性能的電泳粒子，從而實現黑白色，單彩色，多彩色和真彩色的顯示。其中電泳粒子優選的顏色包括白色，黑色，紅色，綠色，藍色和黃色等。
所述微膠囊彈性可變形，含水量低於5%；微膠囊厚度在5-150微米之間，優選厚度範圍為15-60微米；單個微膠囊的直徑在5-300微米之間，優選單個微膠囊的直徑範圍為30-100微米。
所述微杯平面結構可以是六邊形、三角形、菱形、長方形、圓形等各種形狀。微杯層厚度在5-180微米之間，優選厚度為15-80微米。單個微杯平面結構大小在5-300微米之間，優選的單個微杯平面結構的大小在30-150微米之間。
無論是單層微膠囊還是單層微杯電泳顯示層，自身都具有黏附性，這種黏附性可以透過濕氣固化，光固化，壓敏，熱固化，熱熔壓敏等作用來實現。其中熱固化優選可逆熱固化的方式。本發明利用電泳顯示層自身的黏附性透過固化方式實現和圖元電極的黏合，避免了現有技術中使用膠水層所帶來的諸多缺陷。
相較於傳統的電子紙顯示屏，對比度提高10%以上，回應時間降到80毫秒以下，驅動電壓降低到正負1.5-3V之間，工作溫度範圍拓寬為-25-70度。
可以透過塗布、印刷、列印、灌注等方式形成微膠囊電子紙陣列，其中優選的方式是透過ODF灌注方式形成單層微膠囊陣列。
可以透過微壓印和平板蝕刻法製造微杯電子紙陣列。其中微杯結構可以用光固化或可逆熱固化的材料製備，微杯的封口材料可以用熱熔膠封口。
微膠囊或者微杯中包含兩種，三種甚至三種以上的不同光電性能的電泳粒子，從而實現黑白色，單彩色，多彩色和真彩色的顯示。其中電泳粒子優選的顏色包括白色，黑色，紅色，綠色，藍色和黃色等。
實施例2：電子紙顯示屏的製造方法
如第3圖、第4圖所示，首先透過點膠機在圖元電極6上滴點塗覆多粒子微膠囊電子墨水，熱固化形成微膠囊電泳顯示層8，微膠囊內含有白色粒子1和黑色粒子2，接下來在圖元電極6上滴點塗覆導電銀漿9或導電珠，將上層透明電極4和透明電極基材5壓合在微膠囊電泳顯示層8上。再根據設計圖紙，透過鐳射切割掉相應的上層透明電極4和透明電極基材5，露出圖元電極6上IC模組11綁定的預定位置，然後用點膠機滴點塗覆點防水膠水7封邊，以黏著於透明電極基材5、上層透明電極4、電泳顯示層8之周邊側緣，且該防水膠水7係黏著於圖元電極6之上緣處，而後進行紫外光照射固化，在透過COG方法打上IC模組11，最後使用藍膠方法印好藍膠10，完成電子紙顯示屏的製造。所述圖元電極6包括段碼和點矩陣，所述圖元電極6的材料為玻璃或塑膠，所述塑膠包括PI、PEN或PET。所述多粒子微膠囊電子墨水包括白色粒子1、黑色粒子2和其他粒子3，從而實現黑白色，單彩色，多彩色和真彩色的顯示，其他粒子3一般為黃色粒子或/和紅色粒子。
本實施例中電泳顯示層的固化也可以採用可逆熱固化的方式，所述可逆熱固化方式即可以透過加熱反復多次黏結和剝離的可逆過程，可逆熱固化黏結和剝離的溫度範圍為60~150℃，優選溫度為80~120℃；加熱時間範圍為0~30分鐘，優選加熱時間是2~20分鐘，更優選的加熱時間5~10分鐘。具體過程如下：1、將加熱層壓設備溫度設置為100℃，當設備到達設定溫度，設定加熱時間為5分鐘，這時將微膠囊電子紙薄膜與TFT玻璃對齊貼合在一起，把 貼合好的玻璃和薄膜一起透過層壓設備，完成層壓，使得微膠囊薄膜和TFT玻璃透過熱固化黏合在一起，待冷卻到室溫即可完成顯示屏的完全固化黏合；2、將固化黏合好的顯示屏，重新加熱到100度，加熱10分鐘，然後透過剝離設備慢慢地將微膠囊電子紙薄膜從TFT玻璃表面剝離完整開來，再冷卻到室溫，就得到一個完好無損的微膠囊電子紙薄膜。可重複利用，下次需要時再將該微膠囊電子紙薄膜壓合到圖元電極6上。
所述可逆熱固化的優點是：電子紙可重複利用，節約成本，綠色環保。
綜上所述，本發明所揭露之技術手段確能有效解決習知等問題，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，僅為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。

Claims (10)

  1. 一種電子紙顯示屏，其特徵是：所述電子紙顯示屏由從上至下依次設置的透明電極基材(5)、上層透明電極(4)、電泳顯示層(8)和圖元電極(6)組成，並由防水膠水(7)進行封邊，使該防水膠水(7)黏著於透明電極基材(5)、上層透明電極(4)、電泳顯示層(8)之周邊側緣，且該防水膠水(7)係黏著於圖元電極(6)之上緣處；在所述上層透明電極(4)和圖元電極(6)之間設置導電銀漿(9)，並受該防水膠水(7)黏著封閉，導電銀漿(9)與上層透明電極(4)和圖元電極(6)電連接。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電子紙顯示屏，其中，在所述圖元電極(6)上位於防水膠水(7)外側佈置IC模組(11)，IC模組(11)由藍膠(10)固封。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之電子紙顯示屏，其中，所述電泳顯示層(8)為單層微膠囊陣列、多層微膠囊陣列、或者是單層微杯陣列。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之電子紙顯示屏，其中，所述微膠囊或者微杯中包含兩種、三種甚至三種以上的不同光電性能的電泳粒子。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之電子紙顯示屏，其中，所述微膠囊的厚度為5-150微米之間；單個微膠囊的直徑在5-300微米之間。
  6. 如申請專利範圍第3項所述之電子紙顯示屏，其中，所述微杯層厚度在5-180微米之間；單個微杯平面結構大小在5-300微米之間。
  7. 一種電子紙顯示屏的製造方法，其特徵是，包括以下步驟：(1)在圖元電極(6)上製作電子紙陣列，進行固化形成電泳顯示層(8)，使電泳顯示層(8)與圖元電極(6)黏合；或者直接在圖元電極(6)上壓合已經固化的電泳顯示層(8)；(2)在圖元電極(6)上滴點塗覆導電銀漿或導電珠，將上層透明電極(4)和透明電極基材(5)壓合在電泳顯示層(8)上；以及(3)切割掉相應的上層透明電極(4)和透明電極基材(5)，露出圖元電極(6)上IC模組(11)的預定位置；採用防水膠水(7)進行封邊，以黏著於透明電極基材(5)、上層透明電極(4)、電泳顯示層(8)之周邊側緣，且該防水膠水(7)係黏著於圖元電極(6)之上緣處，而後進行紫外光照射固化。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之電子紙顯示屏的製造方法，其中，還包括步驟(4)，在圖元電極(6)上露出的預定位置處打上IC模組(11)，用藍膠(10)將IC模組(11)固封。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之電子紙顯示屏的製造方法，其中，所述步驟(1)中電子紙陣列透過塗布、印刷、列印或灌注的方式製作微膠囊電子紙陣列，或者透過微壓印、或平板蝕刻法制作微杯電子紙陣列。
  10. 如申請專利範圍第7項所述之電子紙顯示屏的製造方法，其中，所述步驟(1)中，固化的方式採用濕氣固化、光固化、壓敏、熱固化、可逆熱固化或熱熔壓敏。
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