一种高分辨率的显示电浆模组及其制造方法与流程

本发明涉及一种显示电浆模组及其制造方法，尤其是一种高分辨率的显示电浆模组及其制造方法，属于电子显示技术领域。

背景技术：

电泳显示利用带电的胶体颗粒在电场作用下发生泳动的现象，通过电场驱动不同光电性能的电泳粒子来实现图像和文字的显示，与已知的显示技术相比，电泳显示具备如下特点：柔性易弯曲，重量轻，厚度薄，对比度高，能耗低，可视角度大，阳光下可读，具备图像双稳态，容易大面积生产等特点。

电泳显示技术最初在上世纪70年代被提出。在专利US3892568中公开了至少包含一种电泳粒子的电泳显示材料的制备过程。在专利JP1086116中公开了至少含有一种电泳粒子，并且电泳液被微胶囊包覆的电泳显示系统。在US6930818中公开了使用微杯结构包覆电泳液的电泳显示单元。在专利US5930026，US5961804，US6017584和US6120588中，公开了微胶囊包覆的电泳显示单元，其中显示电浆包含两种或者两种以上不同光电性能的电泳粒子。纵观之前的已有技术，微杯和微胶囊型电子墨水显示屏都是基于微小的空腔结构，即微杯和微胶囊。这两种微结构的作用在于分散包覆显示电浆。

尽管两种结构的显示屏都在实际产品得以应用，但是两种结构具有如下缺点：

1）微胶囊和微杯本身不具备显示功能，其组成材料多是透明，遮盖力差的材料，并且在整个电泳显示体系中用量较大，导致整个显示屏的遮盖力降低，对比度下降，分辨率下降，以及使用寿命降低；

2）微胶囊和微杯结构的存在无疑加厚整个电泳显示材料层的厚度，使得显示屏对比度和分辨率下降，响应速度慢，驱动电压高，刷新慢，功耗大，工作温度范围窄；

3）微胶囊和微杯结构制备过程过于复杂，造成生产制造上的困难和浪费，造成良率下降，材料浪费，制造成本高。

技术实现要素：

本发明的目的是针对目前电子显示屏的问题，提供一种高分辨率的显示电浆模组及其制造方法，可以直接使用显示电浆替代现有的微杯结构或微胶囊，并在像素电极上设置位于像素电极单元间隙的电浆阻离堰阵列，该图案化结构的电浆阻离堰阵列将每个像素电极单元包围起来，从而获得高分辨率的显示效果，本发明的显示电浆模组，可以实现高分辨率，多彩色，多灰阶的显示效果。

为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：一种高分辨率的显示电浆模组，包括像素电极及位于像素电极上方的透明电极，其特征在于，所述像素电极和透明电极间设有显示电浆及位于所述显示电浆四周的衬垫边框，所述像素电极上设有用于均匀分散和稳固显示电浆的电浆阻离堰阵列，所述电浆阻离堰阵列包括若干个呈阵列分布的电浆阻离堰，所述像素电极包括若干个呈阵列分布的像素电极单元，所述电浆阻离堰位于像素电极单元的间隙上，且每个电浆阻离堰内只包含一个像素电极单元。

进一步地，所述电浆阻离堰的宽度等于像素电极单元的间隙宽度，且电浆阻离堰的宽度不超过30微米，高度不超过60微米。

进一步地，所述电浆阻离堰阵列中的电浆阻离堰的材料为丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、有机硅树脂或玻璃。

进一步地，所述像素电极内嵌在TFT玻璃基板上，且像素电极与显示电浆间通过遮光绝缘胶水层黏附。

进一步地，所述显示电浆与透明电极间、所述衬垫边框与透明电极间均设有导电层，所述衬垫边框与导电层间、所述显示电浆边缘与导电层间均设有显示区保护层。

进一步地，所述显示电浆的厚度在2-70微米之间，且显示电浆中电泳液的粘度为100-100000厘泊，所述显示电浆中包含至少两种不同光电性能的电泳粒子。

进一步地，所述衬垫边框和显示电浆中可添加支撑微球，所述支撑微球的材料包括树脂微球、玻璃微球，且支撑位球的直径为2-60微米。

为了进一步实现以上技术目的，本发明还提出一种高分辨率的显示电浆模组制造方法，其特征是，包括如下步骤：

步骤一. 在所述像素电极上预先制备好电浆阻离堰阵列；

步骤二. 将像素电极嵌入TFT玻璃基板内，并将TFT玻璃基板放置在点胶平台上；

步骤三. 在像素电极上点封框胶，形成衬垫边框；

步骤四. 在衬垫边框内丝印显示电浆；

步骤五. 在衬垫边框内涂覆导电银浆；

步骤六. 将导电层、透明电极与显示区保护层压合在整个衬垫边框上，并进行固化；

步骤七. 切割掉部分透明电极、导电层和显示区保护层，露出像素电极上集成电路模块IC绑定的预定位置；

步骤八. 集成电路模块IC和柔性电路板均通过导电胶条粘附在像素电极的边缘；

步骤九. 将集成电路模块IC、柔性电路板和导电胶条周围通过蓝胶固封在像素电极上，完成电子墨水显示屏的制造。

进一步地，所述步骤一中，所述像素电极表面可预先涂覆好遮光绝缘胶水层，在所述绝缘胶水层上可预先涂覆好支撑微球。

进一步地，所述步骤一中，所述电浆阻离堰阵列通过印刷、涂布或点胶方式涂覆在像素电极表面，再通过光固化的、热固化或者湿气固化，或者通过物理生长、化学生长方式实现。

与传统电子墨水显示屏相比，本发明具有以下优点：

1）相较于传统的微结构电泳显示屏，由于传统微胶囊或微杯不参与显示，因此会影响显示效果，本发明采用显示电浆，去掉了微胶囊或微杯，显示效果更好，对比度提高10%以上；

2）本发明的显示电浆能够降低整个电泳显示层的厚度，响应时间降到80毫秒以下，驱动电压降低到正负1.5-8V之间，工作温度范围拓宽为-30-70度，同时降低了制作成本；

3）本发明在像素电极单元的间隙间设置图案化的电浆阻离堰阵列，可以有效均匀分散并稳固显示电浆，并提高显示效果；

4）在单个像素电极单元周边形成电浆阻离堰，制造出一种围堰的图案化结构，电浆阻离堰覆盖在像素电极单元的间距上，每个像素电极单元都被电浆阻离堰包围，相较于传统的微结构电泳显示屏，黑白显示分辨率可以达到600dpi以上，全彩显示分辨率可以实现200dpi以上，同时可以实现4，8，16，32，64，甚至于更高灰阶的显示；

5）像素电极单元由Source线路和gate线路控制，电浆阻离堰结构有效地防止了相邻像素电极单元之间的短路，同时防止了像素电极单元之间产生电场的窜扰，也阻止了显示电浆粒子在source线路和gate线路上聚集，保障了像素电极和透明电极之间电场的方向性和垂直度；

6）本发明的显示区保护层对显示区的显示电浆进行保护，起到遮光和绝缘的作用；

7）本发明的遮光层绝缘胶水层用于保护像素电极不受光学照射，隔离显示电浆和像素电极，防止显示电浆损害像素电极；

8）本发明工艺可以生产100寸以上大尺度的显示电浆模组。

附图说明

图1为本发明的侧视结构示意图。

图2为图1中A部分的剖视结构示意图。

附图标记说明：1—透明电极；2—导电层；3—显示电浆；4—支撑微球；5—遮光绝缘胶水层；6—衬垫边框；7—TFT玻璃基板；8—显示区保护层；9—蓝胶；10—导电银浆；11—集成电路模块IC；12—柔性电路板；13—像素电极；14—电浆阻离堰阵列和15—像素电极单元的间隙。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

本发明不限于以下的实施方式，在以下的说明中所参照的各图是为了能够对本发明的内容进行理解而设置的，即本发明不限于各图所举例的电子墨水显示屏结构。

如附图1和图2所示，实施例以双粒子电子墨水显示屏为例，一种高分辨率的显示电浆模组，包括像素电极13及位于像素电极13上方的透明电极1，其特征在于，所述像素电极13和透明电极1间设有显示电浆3及位于所述显示电浆3四周的衬垫边框6，所述像素电极13上设有用于均匀分散和稳固显示电浆3的电浆阻离堰阵列14，所述电浆阻离堰阵列14包括若干个呈阵列分布的电浆阻离堰，所述像素电极13包括若干个呈阵列分布的像素电极单元，所述电浆阻离堰位于像素电极单元的间隙15上，且每个电浆阻离堰内只包含一个像素电极单元，所述电浆阻离堰的宽度等于像素电极单元的间隙15宽度，相当于在像素电极13表面制造一种围堰的图案化结构，该图案化结构将每个像素电极单元都被电浆阻离堰包围，从而获得高分辨率的显示效果；所述电浆阻离堰的宽度不超过30微米，优选宽度为5-15微米之间，高度不超过60微米，优选高度不超过10微米，电浆阻离堰的材料为丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、有机硅树脂或玻璃，优选丙烯树脂和聚氨酯树脂和玻璃；电浆阻离堰和透明电极1之间存在间隙，显示电浆3通过该间隙可以将透明电极1完全覆盖，从而达到了百分之百的屏幕遮盖率，完全消除了微杯和微胶囊结构中壁材等材料的对显示效果的不良影响。

所述显示电浆3的厚度在2-70微米之间，优选厚度在8-20微米之间，且显示电浆3中电泳液的粘度为100-100000厘泊，优选粘度选择在1000-10000厘泊，所述显示电浆3内含有若干个白色粒子和若干个黑色粒子，白色粒子和黑色粒子由于施加电场不同，在IC集成电路模块11的驱动下，所述像素电极13可以包括段码，点矩阵等，电泳粒子能够通过电浆阻离堰与透明电极1间的空隙移动，可以使显示屏实现显示黑白色，提高显示屏对比度和显示效果；电浆阻离堰保护显示电浆3不在水平面上随意移动，保证了显示电浆3的稳固性，像素电极13的基材可以是玻璃，塑料等，塑料基材包括PI，PEN，PET等；所述衬垫边框6和显示电浆3中可添加支撑微球4，所述支撑微球4的材料包括树脂微球、玻璃微球，根据显示模组应用情况而定，所述支撑微球4是预先涂覆在像素电极13表面的遮光绝缘胶水层5上的，其材料包括树脂微球、玻璃微球，且支撑微球4的直径为2-60微米，优选大小在5-30微米。

所述像素电极13内嵌在TFT玻璃基板7上，且像素电极13与显示电浆3间通过遮光绝缘胶水层5黏附，所述显示电浆3与透明电极1间、所述衬垫边框6与透明电极1间均设有导电层2，所述导电层2可以是ITO，银纳米线，石墨烯，碳纳米管等，透明电极1的基材包括玻璃，塑料，以及带有防护层的玻璃或塑料等，所述塑料基材包括PI，PEN，PET等，防护层是以蒸镀方式蒸镀到基材表面，防护层具备防水和防紫外的功能；所述衬垫边框6与导电层2间、所述显示电浆3边缘与导电层2间均设有显示区保护层8，所述显示区保护层8的材质包括聚氨酯、丙烯酸树脂、环氧树脂或天然高分子，所述衬垫边框6一侧设有集成电路模块IC 11和柔性电路板12，所述集成电路模块IC 11和柔性电路板12均通过导电胶条粘附在像素电极13上，所述集成电路模块IC 11、柔性电路板12和导电胶条周围通过蓝胶9固封在像素电极13上。

所述遮光绝缘胶水层5的材质包括聚氨酯，丙烯酸树脂，环氧树脂，天然高分子等，该胶水可以是水型，溶剂型，热熔型，光固化型等，其中水型，优选为光固化型，用于保护像素电极13不受学照射，影响显示屏的性能和使用寿命，同时隔离了显示电浆3和像素电极13，防止显示电浆3损害像素电极13。

如上实施例中的一种高分辨率的显示电浆模组制造方法，其特征是，包括如下步骤：

步骤一. 在所述像素电极13上预先制备好电浆阻离堰阵列14；所述像素电极13表面可预先涂覆好支撑微球4，在涂覆支撑微球4前可预先涂覆好遮光绝缘胶水层5或者不涂覆遮光绝缘胶水层5；

所述电浆阻离堰阵列14通过印刷、涂布或点胶方式涂覆在像素电极13表面，再通过光固化的、热固化或者湿气固化，或者通过物理生长、化学生长方式实现；

步骤二. 将像素电极13嵌入TFT玻璃基板7内，并将TFT玻璃基板7放置在点胶平台上；

步骤三. 利用点胶机在像素电极13上点封框胶，形成衬垫边框6；所述封框胶材料包括环氧树脂，丙烯酸树脂，聚氨酯树脂等，且封框胶的固化方式可以是光固化和热固化，湿气固化等，优选为光固化方式，封框胶材料中可以包含支撑微球4，也可以不包括支撑微球4；所述衬垫边框6的宽度为2-300微米，优选宽度为50-200微米，衬垫边框6的高度为5-150微米，优选高度为15-60微米；

步骤四. 利用丝网印刷设备在衬垫边框6内丝印显示电浆3；所述显示电浆3可以通过印刷，涂布，打印，点胶等方式加注在像素电极13或者透明电极1表面，优选的加注方式包括丝网印刷，凹版印刷，狭缝挤压式涂布等；

步骤五. 在衬垫边框6内涂覆导电银浆10；所述导电银浆10还可以是导电银珠或导电金珠；

步骤六. 将导电层2、透明电极1与显示区保护层8压合在整个衬垫边框6上，并进行固化；此时，导电银浆10和像素电极13电连接，同时通过导电层2与透明电极1电连接；

步骤七. 利用玻璃机切割掉部分透明电极1、导电层2和显示区保护层8，露出像素电极13上集成电路模块IC 11绑定的预定位置；

步骤八. 通过COG工艺，集成电路模块IC 11和柔性电路板12均通过导电胶条粘附在像素电极13的边缘；

步骤九. 使用蓝胶印刷工艺，将集成电路模块IC 11、柔性电路板12和导电胶条周围通过蓝胶9固封在像素电极13上，完成电子墨水显示屏的制造。

本发明的显示电浆3中包含至少两种不同光电性能的电泳粒子，光电性能不同的电泳粒子，电泳粒子优选的颜色包括白色，黑色，红色，绿色，蓝色和黄色等，用来实现黑白、单彩色、双彩色、多彩色和真彩色等显示，同时显示电浆3中可以包含荧光材料，荧光材料包括无机荧光材料和有机荧光材料，无机荧光材料包括稀土荧光材料，金属硫化物等，有机荧光材料包括小分子荧光材料和高分子荧光材料等。

本发明的显示电浆模组不需要使用微胶囊或微杯等传统微结构，直接使用显示电浆3，并在透明电极1和像素电极13间的显示电浆3中设置电浆阻离堰阵列14，制造一种围堰的图案化结构，使得每个像素电极单元均被浆阻离堰包围，从而获得高分辨率的显示效果，相较于传统的微结构电泳显示屏，黑白显示分辨率可以达到600dpi以上，全彩显示分辨率可以实现200dpi以上，同时可以实现4，8，16，32，64，甚至于更高灰阶的显示；同时电浆阻离堰覆盖在像素电极单元的间距上，像素电极13由Source线路和gate线路控制，从而有效地防止了相邻像素电极单元之间的短路，同时防止了像素电极单元之间产生电场的窜扰，也阻止了显示电浆粒子在source线路和gate线路上聚集，保障了像素电极13和透明电极1之间电场的方向性和垂直度；整个生产工艺简化，显示结构简单，显示层厚度均一可控，显示电浆3中电泳液既能自由移动，又能被电浆阻离堰阵列14均匀分散和稳固，使得整个显示屏的显示效果更好；本发明模组结构中去除了传统的微胶囊和微杯等微结构，使得生产效率提高和良率提升，同时提高了显示性能和使用寿命。

以上对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。