專利名稱：一種基于雙層pdlc印刷型柔性顯示模塊的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種柔性顯示模塊的制備方法，特別是ー種基于雙層roLC三層驅(qū)動(dòng)電極結(jié)構(gòu)的印刷型柔性顯示器中的顯示模塊的制備方法。
背景技術(shù)：
目前的顯示技術(shù)可以分為兩大類ー類是紙質(zhì)顯示，其主要特點(diǎn)是通過(guò)反射環(huán)境光來(lái)顯示內(nèi)容，易于彩色顯示，可視角大(接近180° )，介質(zhì)柔軟。另ー類是CRT、IXD、LED等電子顯示，其主要特點(diǎn)是信息可快速刷新，依靠顯示器自身內(nèi)部發(fā)光來(lái)顯示內(nèi)容，工作時(shí)需要消耗較多電能，閱讀時(shí)容易使人疲勞，介質(zhì)不柔軟。近十年來(lái)人們正在著カ開(kāi)發(fā)類紙反射式柔性顯示器(俗稱電子紙)，試圖克服前述兩類顯示技術(shù)的缺點(diǎn)而保留它們的優(yōu)點(diǎn)，即使新的顯示器具有柔性介質(zhì)、可快速電控顯示內(nèi)容、通過(guò)反射環(huán)境光顯示、低能耗、便攜這些特點(diǎn)。這樣的柔性顯示器可以應(yīng)用于電子書、汽車、智能卡、標(biāo)簽、數(shù)字簽名、顯示器等多個(gè)領(lǐng)域。對(duì)類紙反射式柔性顯示器的研究和開(kāi)發(fā)，目前國(guó)際上發(fā)展較快的是E-1nk、Phlips, IBM、貝爾實(shí)驗(yàn)室等國(guó)際公司的電泳技術(shù)，其顯示原理是基于不同顔色(目前基本上是白色和黒色)的帶電小球(置于微膠囊或微杯中)在電場(chǎng)作用下的電泳移動(dòng)視線對(duì)外部環(huán)境光的反射而呈現(xiàn)兩種完全不同的色彩?；诰酆衔锓稚⒁壕?PDLC)的印刷型柔性顯示器是ー種新型類紙反射式柔性顯示器。該顯示器以自然光為光源，更適合于人眼閱讀，且具有易于彩色化和柔性化、響應(yīng)時(shí)間短、驅(qū)動(dòng)電壓低、生產(chǎn)成本低、制作エ藝簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，可彌補(bǔ)電泳式柔性顯示器所存在的ー些不足，具有很好的發(fā)展前景。然而，對(duì)比度不高是目前反射式柔性顯示器普遍存在的問(wèn)題，同樣也困擾著基于roLC的印刷型柔性顯示器的發(fā)展。為改善這種狀況，采用雙層PDLC三層驅(qū)動(dòng)電極結(jié)構(gòu)形式可大幅降低基于roLC的印刷型柔性顯示器的關(guān)態(tài)透光率，從而顯著提高其對(duì)比度，但相關(guān)制備エ藝研究報(bào)道十分缺乏。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)能提高顯示對(duì)比度、采用雙層roLC三層驅(qū)動(dòng)電極結(jié)構(gòu)的印刷型柔性顯示器，提供一種高對(duì)比度柔性顯示模塊的制備方法，具有制備エ藝簡(jiǎn)單、エ藝精度高、生產(chǎn)成本低、成品率高、可大批量生產(chǎn)的特點(diǎn)。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是ー種基于雙層roLC印刷型柔性顯示模塊的制備方法，其特征在于包括以下步驟(I)選取平整度高、單面拋光的硅片或者玻璃片作為硬質(zhì)基片，并用去離子水清洗硬質(zhì)基片，清洗完后烘干，在硬質(zhì)基片表面上涂布ー層黏附層；(2)采用通用塑料薄膜作為柔性襯底，柔性襯底其中一表面上淀積有透明導(dǎo)電層A，使用去離子水清洗柔性襯底，清洗完后經(jīng)過(guò)低溫烘干，并將柔性襯底的另ー表面平鋪在黏附層上，采用低溫固化黏附層，使柔性襯底平整、牢固的固定在硬質(zhì)基片上；
(3)在透明導(dǎo)電層A的表面上旋涂光刻膠，并通過(guò)光刻、刻蝕エ藝將透明導(dǎo)電層A刻蝕成由相互平行的透明導(dǎo)電柵條組成的電極陣列A，用無(wú)水こ醇去除光刻膠，并用去離子水清洗；(4)采用涂布エ藝在柔性襯底具有電極陣列A的一面上涂敷ー層聚合物分散液晶膜I，采用紫外線光固化工藝使聚合物分散液晶膜I固化；(5)采用濺射エ藝在聚合物分散液晶膜I上淀積ー層透明導(dǎo)電層B ；(6)采用涂布エ藝在透明導(dǎo)電層B表面上涂敷ー層聚合物分散液晶膜II ；(7)利用涂布機(jī)在聚合物分散液晶膜II的表面上平整、緊密的覆蓋上透明柔性基片，透明柔性基片采用通用塑料薄膜，其與聚合物分散液晶膜II粘接的表面帶有透明導(dǎo)電層C，并通過(guò)光刻、刻蝕エ藝將透明導(dǎo)電層C刻蝕成由相互平行的透明導(dǎo)電柵條組成的電極陣列B，粘接在一起后，采用紫外線光固化工藝使聚合物分散液晶膜II固化并與透明柔性基片牢固的粘接；(8)將上述步驟完成后制成的帶硬質(zhì)基片的器件放入化學(xué)溶劑中，使黏附層在化學(xué)溶劑中溶解或者失去活性，然后將硬質(zhì)基片與器件剝離，采用印制エ藝在柔性襯底背面噴繪ー層CMYK油墨層，得到所需的基于TOLC的柔性顯示模塊。步驟(I)中的硬質(zhì)基片的表面平整度小于5 ym。步驟(I)中所述的黏附層采用聚ニ甲基硅氧烷或丙烯酸酯粘接膠或環(huán)氧樹(shù)脂類粘接膠制成，黏附層的厚度為50-200 ym。步驟(2)、步驟(5)以及步驟(7)中的透明導(dǎo)電層采用ITO膜、石墨烯膜或ZnO透明導(dǎo)電膜。步驟(4)以及步驟(6)中的聚合物分散液晶膜I和聚合物分散液晶膜II均由向列相液晶、単體、齊聚物、 光引發(fā)劑按一定質(zhì)量比例組成，厚度為5-20 iim。步驟(5)中的透明導(dǎo)電層B作為步驟(3)中電極陣列A和步驟(7)中電極陣列B的公共地電極。步驟(7)中的透明柔性基片采用表面帶ITO導(dǎo)電層的PET，依次采用步驟(I)、(2)、
(3)將透明柔性基片上的ITO導(dǎo)電層加工成所需要的電極圖形，再將粘接在硬質(zhì)基片上的透明柔性基片浸泡在化學(xué)溶劑中使黏附層溶解或失去活性，最后將透明柔性基片從硬質(zhì)基片上剝離下來(lái)。步驟(7)中的電極陣列B與步驟(3)中形成的電極陣列A相互垂直交叉，兩電極陣列中的導(dǎo)電柵條垂直交叉重合區(qū)域構(gòu)成柔性顯示模塊的像素點(diǎn)。步驟(8)中的化學(xué)溶劑為無(wú)水こ醇。步驟(8)中的CMYK油墨層由青色、洋紅色、黃色和黒色四色網(wǎng)點(diǎn)重復(fù)排列組成，每個(gè)網(wǎng)點(diǎn)對(duì)應(yīng)ー個(gè)柔性顯示模塊像素點(diǎn)，位于所對(duì)應(yīng)像素點(diǎn)的正下方。本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)具有的有益效果是本發(fā)明提供的ー種基于雙層roLC印刷型柔性顯示模塊的制備方法，采用雙層roLC三層驅(qū)動(dòng)電極結(jié)構(gòu)形式可大幅降低基于roLC的印刷型柔性顯示器的關(guān)態(tài)透光率，從而顯著提高其對(duì)比度，通過(guò)選用平整度高、單面拋光的硅片或者玻璃片作為硬質(zhì)基片，并將硬質(zhì)基片作為柔性顯示模塊加工制備過(guò)程中的支撐層，不僅保證了加工精度，而且也使的本發(fā)明的加工エ藝與微電子的加工エ藝兼容，從而簡(jiǎn)化了整體的加工エ藝，降低了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，提高了產(chǎn)品的合格率，可實(shí)現(xiàn)大批量的生產(chǎn)。


圖1是本發(fā)明提供的制備方法的流程圖。附圖中1-硬質(zhì)基片、2-黏附層、3-柔性襯底、4-透明導(dǎo)電層A、5_聚合物分散液晶膜1、6_透明導(dǎo)電層B、7-聚合物分散液晶膜I1、8_透明導(dǎo)電層C、9-透明柔性基片、10-CMYK油墨層。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的技術(shù)方案作進(jìn)ー步描述，以下實(shí)施例并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明所保護(hù)的技術(shù)方案的限定。—種基于雙層TOLC印刷型柔性顯示模塊的制備方法，其特征在于包括以下步驟(I)選取平整度高、單面拋光的硅片或者玻璃片作為硬質(zhì)基片1，并用去離子水清洗硬質(zhì)基片1，清洗完后烘干，在硬質(zhì)基片I表面上涂布ー層黏附層2。采用單拋硅片作為硬質(zhì)基片1，首先進(jìn)行基片處理用丙酮、こ醇和去離子水超聲清洗干凈，在180°C真空爐中烘干3小時(shí)。然后在基片上涂布ー層厚度為50 iim的聚ニ甲基硅氧烷；(2)采用通用·塑料薄膜作為柔性襯底3，柔性襯底3其中一表面上淀積有透明導(dǎo)電層A 4，使用去離子水清洗柔性襯底3，清洗完后經(jīng)過(guò)低溫烘干，并將柔性襯底3的另ー表面平鋪在黏附層上，采用低溫固化黏附層，使柔性襯底3平整、牢固的固定在硬質(zhì)基片I上。使用表面帶ITO導(dǎo)電層的PET作為柔性襯底3，首先進(jìn)行基片處理用丙酮、こ醇和去離子水超聲清洗干凈，在80°C真空爐中烘干三個(gè)小時(shí)，然后將柔性襯底3平鋪在黏附層2上，ITO導(dǎo)電層為非粘接面，將整個(gè)器件置于烘箱中在80°C下2小時(shí)進(jìn)行固化，固化后使柔性襯底3平整地粘接在硬質(zhì)基片I上；(3)在透明導(dǎo)電層A 4的表面上旋涂光刻膠，并通過(guò)光刻和刻蝕エ藝將透明導(dǎo)電層A 4刻蝕成由相互平行的透明導(dǎo)電柵條組成的電極陣列A，用無(wú)水こ醇去除光刻膠，并用去離子水清洗。在ITO的透明導(dǎo)電層4上旋涂2 u m厚的正膠AZ1500，100°C前烘3分鐘，采用德國(guó)Karl Suss公司MA6光刻機(jī)曝光，曝光功率為10mW/cm2，曝光時(shí)間為20秒，顯影時(shí)間為40秒，去離子水清洗，用ITO腐蝕液刻蝕ITO透明導(dǎo)電層4得到所需的電極圖形，刻蝕時(shí)間2分鐘，用丙酮去除光刻膠，去離子水清洗后低溫烘干；(4)采用涂布エ藝在柔性襯底具有電極陣列A的一面上涂敷ー層聚合物分散液晶膜I 5，采用紫外線光固化工藝使聚合物分散液晶膜I 5固化。聚合物分散液晶膜的制作方法將聚氨酯丙烯酸酷、丙烯酸羥丙酯和安息香雙甲醚按質(zhì)量配比1: 2 0.03混合攪拌I小時(shí)配制成透明的預(yù)聚物，加入向列相液晶P0616A，液晶與預(yù)聚物質(zhì)量比為6 4，在60°C下充分?jǐn)嚢?小吋，形成透明的聚合物分散液晶溶液，采用涂布機(jī)將10 U m厚的聚合物分散液晶溶液均勻地涂布在步驟(3)中形成的電極陣列A上，形成聚合物分散液晶膜，室溫下用365nm的紫外線照射器件15min,紫外光強(qiáng)度為5mw/cm2,使聚合物分散液晶膜固化；(5)采用濺射エ藝在聚合物分散液晶膜I 5上淀積ー層透明導(dǎo)電層B 6。采用射頻磁控濺射儀在聚合物分散液晶膜A 5上鍍上ー層0.2 厚的ITO透明導(dǎo)電層B 6，濺射功率為70W，工作氣壓為0. 5Pa，濺射時(shí)間為15min，工作氣氛中氧與氬的比例為1: 20 ;接下來(lái)依次采用涂膠、光刻、刻蝕及去膠エ藝在中間ITO透明導(dǎo)電層B 6加工出所需電極陣列，具體エ藝步驟和エ藝參數(shù)與步驟(3)中的相同；
(6)采用涂布エ藝在透明導(dǎo)電層B 6表面上涂敷ー層聚合物分散液晶膜II 7。采用涂布機(jī)將步驟(4)中配制的聚合物分散液晶溶液均勻地涂布在透明導(dǎo)電層B 6上，厚度為10 ym，形成聚合物分散液晶膜II 7 ；(7)利用涂布機(jī)在聚合物分散液晶膜II 7的表面上平整、緊密的覆蓋上透明柔性基片9，透明柔性基片采用通用塑料薄膜，其與聚合物分散液晶膜II 7粘接的表面帶有透明導(dǎo)電層C 8，并通過(guò)光刻、刻蝕エ藝將透明導(dǎo)電層C 8刻蝕成由相互平行的透明導(dǎo)電柵條組成的電極陣列B，電極陣列B與步驟(3)中形成的電極陣列A相互垂直交叉，兩電極陣列中的導(dǎo)電柵條垂直交叉重合區(qū)域構(gòu)成柔性顯示模塊的像素點(diǎn)，粘接在一起后，采用紫外線光固化工藝使聚合物分散液晶膜II固化并與透明柔性基片牢固的粘接。采用表面帶ITO導(dǎo)電層的PET作為透明柔性基片9，依次采用步驟(I)、(2)、(3)將透明柔性基片9上的ITO導(dǎo)電層加工成所需要的透明電極陣列B 8，然后將粘接在硬質(zhì)基片上的透明柔性基片9浸泡在無(wú)水こ醇中，使聚ニ甲基硅氧烷黏附層失去活性，將透明柔性基片9從硬質(zhì)基片上剝離下來(lái)，采用涂布機(jī)將透明柔性基片9緊密地覆蓋在聚合物分散液晶膜上，透明柔性基片9的電極圖形面為粘接面，在室溫下采用波長(zhǎng)為365nm的紫外線照射帶硬質(zhì)基片的復(fù)合膜15min，紫外光強(qiáng)度為5mW/cm2，使聚合物分散液晶膜固化并與透明柔性基片形成良好的粘接；(8)將上述步驟完成后制成的帶硬質(zhì)基片I的器件放入化學(xué)溶劑中，使黏附層2在化學(xué)溶劑中溶解或者失去活性，然后將硬質(zhì)基片I與器件剝離，采用印制エ藝在柔性襯底背面噴繪ー層CMYK油墨層10，CMYK油墨層由青色、洋紅色、黃色和黒色四色網(wǎng)點(diǎn)重復(fù)排列組成，每個(gè)網(wǎng)點(diǎn)對(duì)應(yīng)ー個(gè)柔性顯示模塊像素點(diǎn)，位于`所對(duì)應(yīng)像素點(diǎn)的正下方，得到所需的基于TOLC的柔性顯示模塊。本發(fā)明采用平整度比較高的硬質(zhì)基片作為基于雙層roLC印刷型柔性顯示模塊的支撐層，不僅保證了柔性基片上電極圖形的加工精度，也可與微電子エ藝兼容，并且采用雙層roLC三層驅(qū)動(dòng)電極結(jié)構(gòu)形式可大幅降低基于roLC的印刷型柔性顯示器的關(guān)態(tài)透光率，與現(xiàn)有的エ藝技術(shù)相比，本制備エ藝更加簡(jiǎn)單，エ藝精度高，且生產(chǎn)成本低，成品率高，可實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)。
權(quán)利要求
1.一種基于雙層roix印刷型柔性顯示模塊的制備方法，其特征在于包括以下步驟 (1)選取平整度高、單面拋光的硅片或者玻璃片作為硬質(zhì)基片，并用去離子水清洗硬質(zhì)基片，清洗完后烘干，在硬質(zhì)基片表面上涂布一層黏附層； (2)采用通用塑料薄膜作為柔性襯底，柔性襯底其中一表面上淀積有透明導(dǎo)電層A，使用去離子水清洗柔性襯底，清洗完后經(jīng)過(guò)低溫烘干，并將柔性襯底的另一表面平鋪在黏附層上，采用低溫固化黏附層，使柔性襯底平整、牢固的固定在硬質(zhì)基片上； (3 )在透明導(dǎo)電層A的表面上旋涂光刻膠，并通過(guò)光刻、刻蝕工藝將透明導(dǎo)電層A刻蝕成由相互平行的透明導(dǎo)電柵條組成的電極陣列A，用無(wú)水乙醇去除光刻膠，并用去離子水清洗； (4)采用涂布工藝在柔性襯底具有電極陣列A的一面上涂敷一層聚合物分散液晶膜I，采用紫外線光固化工藝使聚合物分散液晶膜I固化； (5)采用濺射工藝在聚合物分散液晶膜I上淀積一層透明導(dǎo)電層B； (6)采用涂布工藝在透明導(dǎo)電層B表面上涂敷一層聚合物分散液晶膜II； (7)利用涂布機(jī)在聚合物分散液晶膜II的表面上平整、緊密的覆蓋上透明柔性基片，透明柔性基片采用通用塑料薄膜，其與聚合物分散液晶膜II粘接的表面帶有透明導(dǎo)電層C，并通過(guò)光刻、刻蝕工藝將透明導(dǎo)電層C刻蝕成由相互平行的透明導(dǎo)電柵條組成的電極陣列B，粘接在一起后，采用紫外線光固化工藝使聚合物分散液晶膜II固化并與透明柔性基片牢固的粘接； (8)將上述步驟完成后制成的帶硬質(zhì)基片的器件放入化學(xué)溶劑中，使黏附層在化學(xué)溶劑中溶解或者失去活性，然后將硬質(zhì)基片與器件剝離，采用印制工藝在柔性襯底背面噴繪一層CMYK油墨層，得到所需的基于TOLC的柔性顯示模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙層TOLC印刷型柔性顯示模塊的制備方法，其特征在于步驟(I)中的硬質(zhì)基片的表面平整度小于5 u m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙層TOLC印刷型柔性顯示模塊的制備方法，其特征在于步驟(I)中所述的黏附層采用聚二甲基硅氧烷或丙烯酸酯粘接膠或環(huán)氧樹(shù)脂類粘接膠制成，黏附層的厚度為50-200 u m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙層TOLC印刷型柔性顯示模塊的制備方法，其特征在于步驟(2)、步驟(5)以及步驟(7)中的透明導(dǎo)電層采用ITO膜、石墨烯膜或ZnO透明導(dǎo)電膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙層TOLC印刷型柔性顯示模塊的制備方法，其特征在于步驟(4)以及步驟(6)中的聚合物分散液晶膜I和聚合物分散液晶膜II均由向列相液晶、單體、齊聚物、光引發(fā)劑按一定質(zhì)量比例組成，厚度為5-20 iim。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙層TOLC印刷型柔性顯示模塊的制備方法，其特征在于步驟(5)中的透明導(dǎo)電層B作為步驟(3)中電極陣列A和步驟(7)中電極陣列B的公共地電極。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙層TOLC印刷型柔性顯示模塊的制備方法，其特征在于步驟(7)中的透明柔性基片采用表面帶ITO導(dǎo)電層的PET，依次采用步驟(I)、(2)、(3)將透明柔性基片上的ITO導(dǎo)電層加工成所需要的電極圖形，再將粘接在硬質(zhì)基片上的透明柔性基片浸泡在化學(xué)溶劑中使黏附層溶解或失去活性，最后將透明柔性基片從硬質(zhì)基片上剝離下來(lái)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙層TOLC印刷型柔性顯示模塊的制備方法，其特征在于步驟(7)中的電極陣列B與步驟(3)中形成的電極陣列A相互垂直交叉，兩電極陣列中的導(dǎo)電柵條垂直交叉重合區(qū)域構(gòu)成柔性顯示模塊的像素點(diǎn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙層TOLC印刷型柔性顯示模塊的制備方法，其特征在于步驟(8)中的化學(xué)溶劑為無(wú)水乙醇。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙層TOLC印刷型柔性顯示模塊的制備方法，其特征在于步驟(8)中的CMYK油墨層由青色、洋紅色、黃色和黑色四色網(wǎng)點(diǎn)重復(fù)排列組成，每個(gè)網(wǎng)點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)柔性顯示模塊像素點(diǎn)，位于所對(duì)應(yīng)像素點(diǎn)的正下方。
全文摘要
本發(fā)明提供的一種基于雙層PDLC柔性顯示模塊的制備方法，首先通過(guò)黏附層將帶透明導(dǎo)電層的柔性襯底平整地固定在硬性基片上，通過(guò)光刻工藝使透明導(dǎo)電層形成電極陣列A，接下來(lái)涂布第一層聚合物分散液晶膜并光固化，濺射透明導(dǎo)電層B，然后涂布第二層聚合物分散液晶膜，將帶有透明電極陣列C的透明柔性基片覆蓋在第二層聚合物分散液晶膜上，進(jìn)行光固化，然后將硬質(zhì)基片與器件剝離，采用印制工藝在柔性襯底背面噴繪CMYK油墨層。本發(fā)明采用雙層PDLC結(jié)構(gòu)可不增加驅(qū)動(dòng)電壓的情況下有效降低關(guān)態(tài)透過(guò)率，提高顯示對(duì)比度，同時(shí)采用硬質(zhì)基片作為柔性顯示模塊加工過(guò)程中的支撐層，不僅可保證加工精度，與微電子工藝兼容，整體工藝簡(jiǎn)單，成本低，易于大批量生產(chǎn)。
文檔編號(hào)G02F1/1334GK103033969SQ201310002569
公開(kāi)日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2013年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月5日
發(fā)明者錢俊, 劉鋒 申請(qǐng)人:北京三五九投資有限公司