专利名称：具有密封微腔层的基膜及其制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可用于电泳显示的密封材料及其制作方法。
背景技术：
电泳显示技术系将黑、白两色的带电颗粒封装于微胞化液滴结构中，由外加电场控制不同电荷黑白颗粒的升降移动，以呈现出黑白单色的显示效果。现有的电泳显示技术主要有两种。一种是以E-ink公司为代表的微胶囊技术，另一种是以Sipix公司为代表的微杯法技术。微胶囊技术是在尺寸只有几十微米的微胶囊中，包裹上带不同电荷黑白粒子的液体，然后再将微胶囊密集封装在一层很薄的膜材中，在此膜材的两侧通上不同的电场，使微胶囊内的黑白粒子向不同的方向移动，就能使膜材显示黑色或白色。微杯法技术是指光蚀刻技术或精密微型压花技术在ITO膜上形成紧密排列的，尺寸在100微米左右的开口微杯结构，在微杯中注入带不同电荷黑白粒子的液体后再在微杯上进行封装，形成一个个密封的微杯。在微杯层的两侧通上不同电场，使微胶囊内的黑白粒子向不同的方向移动，就能使膜材显示黑色或白色。微杯法由于使用了较精密的光蚀刻技术或精密微型压花技术，工艺复杂，设备投资较大；为避免有机电泳液对微杯的材料及后期的封装层的影响，采用了昂贵的憎水憎油的氟油溶剂(如美国专利US6545797)；在后期的除去接触电极表面的微杯层时，由于微杯有机层与ITO电极层之间的粘接力强于ITO电极层与PET基材层间的粘接力，从而需要特别的去膜剂来除去微杯层。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有密封微腔层的基膜及其制作方法，以克服现有技术存在的上述缺陷。本发明所述的具有密封微腔层的基膜，包括基膜、涂覆在所述的基膜导电面上的微腔明胶层和涂覆在微腔明胶层上的密封明胶层；所述的微腔明胶层具有微腔，所述的微腔中设有电泳液；所述的基膜的材料为单面镀有透明导电铟锡氧化物的聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET)膜材；为了证明这种微腔结构可用于电泳显示技术，配制了一种在电场作用下黑白粒子能分别向不同电极方向移动的电泳液，其组分包括钛白粉、正电改性的纳米炭黑和四氯乙烯的混合物；所述钛白粉为三乙氧基辛基硅烷处理纳米级Ti02(广州贝凯精细化工有限公司生产)；所述正电改性的纳米炭黑按中国申请专利201010551885. 6实施例2方法合成； 电泳液如下重量份的组分组成钛白粉10份，正电改性的纳米炭黑2份，四氯乙烯80份，将上述组分超声分散30 分钟即可；
所述的具有密封微腔层的基膜的制备方法，包括如下步骤(1)将圆形聚苯乙烯微球和明胶水溶液的混合物，涂布在基膜导电面上，涂布厚度为100-200um，40-60°C干燥15-120分钟；打磨基膜涂布层表面，除去聚苯乙烯微球上裸露部分多余的明胶，然后，在溶剂中浸泡30-120分钟，以溶解聚苯乙烯微球，取出，再用溶剂冲洗，40-60°C干燥15-120分钟，得到表面有微腔的ITO明胶膜，该微腔是聚苯乙烯微球洗去后留下的；圆形聚苯乙烯微球的直径为40-50微米，所述圆形聚苯乙烯微球为上海朗创光电科技发展有限公司生产，分子量为5000 50000，优选为10000 20000 ；明胶水溶液的重量浓度为10% 30% ；所述的溶剂选自可溶解聚苯乙烯的有机溶剂，如甲苯、苯或乙酸乙酯；浸泡时溶剂的用量为l_5ml/平方厘米明胶膜，浸泡时间为30-120分钟；冲洗时溶剂的用量为0. 3-lml/平方厘米明胶膜；各个组分的重量份数如下聚苯乙烯微球 15 30份明胶水溶液 70 85份优选的，采用刮刀将聚苯乙烯微球和明胶水溶液的混合物，涂布在基膜导电面上， 刮刀涂布时，刮刀与ITO膜间距为120-250微米，涂布厚度为100-200um ；打磨基膜涂布层表面的方法，为常规的方法，如可采用砂纸打磨基膜涂布层表面， 打磨砂纸为1000-1200号；(2)将电泳液填充在步骤⑴获得的ITO明胶膜表面的微腔中，再在其表面涂布重量浓度为10-30%的明胶溶液，优选采用刮刀涂布，刮刀与明胶膜间隙为30-150微米，涂布厚度为M-120um，40-6(TC干燥15-120分钟，即获得具有密封微腔层的基膜；将电泳液填充在步骤(1)获得的ITO明胶膜表面的微腔中的方法，优选采用刮刀涂布法，刮刀涂布电泳液时，刮刀与明胶膜之间紧贴，无间隙；采用上述的方法获得的具有密封微腔层的基膜，可用于电泳显示技术，使用方法如下在密封微腔层表面，用涂膜厚度为50微米的湿膜制备器(型号为^Q_4，上海域东化工有限公司生产)涂布一层水性聚氨酯乳液(型号为PU-2019，重量固含量50%，上海思盛聚合物材料有限公司生产)，于80°C下干燥30分钟，再用塑封机(塑封温度为90度)在聚氨酯胶层上热复合上一片ITO聚酯导电膜(ΙΤ0导电面直接接触聚氨酯胶层)，使密封微腔层上下两片ITO层互不接触，得到微腔电泳显示器件。本发明使用刮刀涂布法，用明胶作微腔层，用含黑白粒子的四氯乙烯作电泳液，制作了可用于电泳显示的具有密封微腔层的基膜，工艺简单，制作方便。明胶用热水就可以轻易从ITO上擦去，不会影响ITO的导电性。
图1为具有密封微腔层的基膜的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明所述的具有密封微腔层的基膜，包括基膜1、涂覆在所述的基膜1导电面上的微腔明胶层2和涂覆在微腔明胶层2上的密封明胶层3 ；所述的微腔明胶层2具有微腔201，所述的微腔201中设有电泳液；微腔明胶层2的厚度为40_50um ；密封明胶层3的厚度为7_12um ；所述的微腔201的形状为圆形、近似圆形，优选近似圆形，为圆形时，微腔201的直径为 40-50um ；下面将结合实施例进一步说明本发明，但实施例并不意味着限制本发明的保护范围。实施例中，所述电泳液由如下重量份数的组分组成钛白粉10份，正电改性的纳米炭黑2份，四氯乙烯80份，将上述组分超声分散30 分钟。实施例1(1)直径在50微米的圆形聚苯乙烯微球300克(上海朗创光电科技发展有限公司生产，分子量为20000)加入重量浓度为30%的明胶水溶液700克中，在50°C下搅拌分散， 将此混合物用刮刀涂布法在ITO聚酯膜导电面上涂布一层湿膜，刮刀与ITO膜间距为120 微米；涂布厚度为100um，40°C干燥120分钟；用1000号砂纸在涂布层表面打磨，以擦去聚苯乙烯微球上裸露部分上多余的明胶，再以空气吹扫除去粉尘；然后，按甲苯的用量为Iml/平方厘米明胶膜，在甲苯中浸泡上述涂布干燥后的膜材120分钟，以溶解聚苯乙烯微球；将膜材取出，按甲苯的用量为Iml/平方厘米明胶膜对明胶膜表面进行甲苯冲洗， 再经40°C干燥120分钟，得到表面有微腔的ITO明胶膜；用刮刀涂布法，将刮刀紧贴在明胶层上，将电泳液刮涂填充在聚苯乙烯微球离去时形成的微腔中，接着，再在表面用刮刀涂布法，刮刀与明胶层间隙为30微米，涂布一层重量为30%的明胶溶液，涂布厚度为Mum。经40°C干燥120分钟后，即获得具有密封微腔层的聚酯膜，密封微腔层的厚度为7um，所述的微腔的形状为近似圆形(苯乙烯微球在第一次涂布及打磨后少部分裸露在明胶层表面，用溶剂溶去后明胶内部空腔形状为近似圆形)，直径为50um。在所述的密封微腔层表面，用涂膜厚度为50微米的湿膜制备器(型号为^Q_4，上海域东化工有限公司生产)涂布一层水性聚氨酯乳液(型号为PU-2019，固含量50%，上海思盛聚合物材料有限公司生产)，于80°C下干燥30分钟，再用塑封机(塑封温度为90度) 在聚氨酯胶层上热复合上一片ITO聚酯导电膜(ΙΤ0导电面直接接触聚氨酯胶层)，使密封微腔层上下两片ITO层互不接触，得到微腔电泳显示器件。实施例2将直径在40微米的圆形聚苯乙烯微球150克(上海朗创光电科技发展有限公司生产，分子量为10000)加入重量浓度为10%的明胶水溶液850克中，在40°C下搅拌分散， 将此混合物用刮刀涂布法在ITO聚酯膜导电面上涂布一层湿膜，刮刀与ITO膜间距为200 微米，涂布厚度为160um;然后，用1200号砂纸在涂布层表面打磨，以擦去聚苯乙烯微球裸露部分上多余的明胶，再以空气吹扫除去粉尘；然后，按乙酸乙酯的用量为5ml/平方厘米明胶膜，在乙酸乙酯中浸泡上述涂布干燥后的膜材30分钟，以溶解聚苯乙烯微球；将膜材取出，按乙酸乙酯的用量为0. 3ml/平方厘米明胶膜对明胶膜表面进行乙酸乙酯冲洗，再经60°C干燥15分钟后得到表面有微腔的ITO明胶膜。用刮刀涂布法，将刮刀紧贴在明胶层上，将电泳液刮涂填充在聚苯乙烯微球离去时形成的微腔中；接着，再在表面用刮刀涂布法，刮刀与明胶层间隙为150微米，涂布一层重量为10%的明胶溶液，涂布厚度为120um，经60°C干燥15分钟后，即获得具有密封微腔层的聚酯膜，密封微腔层的厚度为12um，所述的微腔为近似圆形(苯乙烯微球在第一次涂布及打磨后少部分裸露在明胶层表面，用溶剂溶去后明胶内部空腔形状为近似圆形)，直径为 40umo在密封微腔层表面，用涂膜厚度为50微米的湿膜制备器(型号为^Q_4，上海域东化工有限公司生产)涂布一层水性聚氨酯乳液(型号为PU-2019，固含量50%，上海思盛聚合物材料有限公司生产)，于80度下干燥30分钟，再用塑封机(塑封温度为90度)在聚氨酯胶层上热复合上一片ITO聚酯导电膜(ΙΤ0导电面直接接触聚氨酯胶层)，使密封微腔层上下两片ITO层互不接触，得到微腔电泳显示器件。实施例3将实施例1、2中制备的微腔电泳显示器件，将上下二片ITO层，作为两电极，通上 15V的直流交替电场，交替频率为1次/秒，肉眼均观察器件表面有明显的黑色及白色的变化。将器件电场撤去后M小时，两个器件颜色基本保持不变。上面的描述和实例公开了本发明的几种方法和材料，但本发明不限于上述的具体实例，它包括本发明权利要求书中所限定的本发明的精神和范围内的所有改进和变化。
权利要求
1.具有密封微腔层的基膜，其特征在于，包括基膜(1)、涂覆在所述的基膜(1)导电层上的微腔明胶层⑵和涂覆在微腔明胶层⑵上的密封明胶层⑶；所述的微腔明胶层( 具有微腔001)，所述的微腔O01)中设有电泳液。
2.根据权利要求1所述的具有密封微腔层的基膜，其特征在于，微腔明胶层( 的厚度为40-50um ；密封明胶层(3)的厚度为7_12um。
3.根据权利要求1所述的具有密封微腔层的基膜，其特征在于，所述的微腔(201)的形状为圆形或近似圆形。
4.根据权利要求3所述的具有密封微腔层的基膜，其特征在于，所述的微腔(201)的形状为圆形，微腔O01)的直径为40-50um。
5.根据权利要求1 4任一项所述的具有密封微腔层的基膜，其特征在于，所述的基膜的材料为单面镀有透明导电铟锡氧化物的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜材。
6.一种具有密封微腔层的基膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤(1)将圆形聚苯乙烯微球和明胶水溶液的混合物，涂布在基膜导电面上，干燥，打磨基膜涂布层表面，然后在溶剂中浸泡，取出，用溶剂冲洗，干燥，得到表面有微腔的基膜，所述的基膜的材料为镀有透明导电铟锡氧化物的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜材；(2)将电泳液填充在步骤(1)获得的表面有微腔的基膜的微腔中，再在其表面涂布明胶溶液，干燥，即获得具有密封微腔层的基膜。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，将圆形聚苯乙烯微球和明胶水溶液的混合物，涂布在基膜上，涂布厚度为100-200um，40-60°C干燥15-120分钟；打磨基膜表面，然后在溶剂中浸泡30-120分钟，取出，用溶剂冲洗，40-60°C干燥15-120分钟。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，圆形聚苯乙烯微球的直径为40-50微米， 明胶水溶液的重量浓度为10% 30%。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的溶剂选自可溶解聚苯乙烯的有机溶剂，浸泡时溶剂的用量为l_5ml/平方厘米明胶膜，浸泡时间为30-120分钟， 冲洗时溶剂的用量为0. 3-lml/平方厘米明胶膜。
10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，各个组分的重量份数如下 聚苯乙烯微球15 30份，明胶水溶液70 85份，明胶水溶液的重量浓度为10% 30%。。
11.根据权利要求6 10任一项所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，采用刮刀将聚苯乙烯微球和明胶水溶液的混合物，涂布在基膜上，刮刀涂布时，刮刀与基膜间距为 120-250微米,涂布厚度为100-200um。
12.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤O)中，明胶溶液重量浓度为 10-30%，涂布厚度为 M-120um，40-60°C干燥 15-120 分钟。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，采用刮刀涂布，刮刀与明胶膜间隙为 30-150 微米。
14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，采用刮刀涂布法将电泳液填充在步骤 ⑴获得的基膜表面的微腔中，刮刀与明胶膜之间紧贴，无间隙。
全文摘要
本发明公开了一种具有密封微腔层的基膜及其制作方法，所述具有密封微腔层的基膜包括基膜(1)、涂覆在所述的基膜(1)导电层上的微腔明胶层(2)和涂覆在微腔明胶层(2)上的密封明胶层(3)；所述的微腔明胶层(2)具有微腔(201)，所述的微腔(201)中设有电泳液。本发明使用刮刀涂布法，用明胶作微腔层，用含黑白粒子的四氯乙烯作电泳液，制作了可用于电泳显示的具有密封微腔层的基膜，工艺简单，制作方便。明胶用热水就可以轻易从ITO上擦去，不会影响ITO的导电性。
文档编号G02F1/167GK102193265SQ20111011312
公开日2011年9月21日 申请日期2011年4月29日 优先权日2011年4月29日
发明者姚红兵, 徐良衡, 杨凯, 高芸 申请人:上海复旦天臣新技术有限公司