一种电流体支撑板及其制备方法、电流体装置的制造方法
【技术领域】
[0001]
本发明涉及电润湿技术，具体涉及一种电流体支撑板及其制备方法，和包括该支撑板的电流体装置。
【背景技术】
[0002]电流体，又名电润湿(电湿润)，目前电流体技术EFD (electrofluidic display)已经有了普遍的应用，它提供一种基于电流体技术的显示单元。
[0003]诸如国际专利申请WO 2003/071346中描述的电流体装置包括两个支撑板。壁图案(即像素壁)设置在其中一个支撑板上，该壁图案限定显示装置的图像元素。图像元素(也称为像素)的壁之间的区域被称作显示区，在该显示区上产生显示效果。图像元素的壁由亲水材料制成。显示区中的支撑板的区域在很大范围上必须疏水，以用于图像元素的适当操作。在制造期间，支撑板中图像元素所处的区域由疏水层覆盖。通过在疏水层上沉积壁材料层并且使用(例如)光刻法来图案化该壁材料层，从而在疏水层上制造壁。
[0004]由于壁材料层是亲水的，壁材料层与疏水层之间的附着力相对较弱，导致壁材料层易于从疏水层剥离。已知在涂覆壁材料层之前降低疏水层的疏水性，例如通过反应离子蚀刻。形成壁之后，将疏水层绝缘热处理，以便恢复其疏水性。但等离子刻蚀或者加热处理的过程中，难免会对疏水层造成损伤，影响其疏水性能，故使用该方法制造的显示装置的质量并不令人满意。
[0005]为此，也有做出改进，如申请号为CN201410159289.1的申请中提出的方案为，将疏水层材料布置于带有亲水层材料的支撑板上，并通过在疏水表面凹槽中增加保护层后再刻蚀的方法，使得疏水表面可以免受损伤，解决了由于疏水层表面受损而引起的质量问题。但是，这种方法存在一个问题，当疏水材料被刻蚀成像素格形状的图案后，由于疏水层和壁材料的粘结存在空隙，在多次开关后，会引起疏水绝缘层上方的水(或者是离子液体及诸如氯化钠水溶液的盐溶液)与下电极接触后短路的问题，从而影响器件的可靠性。
【发明内容】
[0006]为了解决上述技术问题，本发明提供一种电流体支撑板及其制备方法，可以解决油墨回流及可靠性问题，提高器件质量。
[0007]本发明所采用的技术方案是:一种制备电流体支撑板的方法，包括以下步骤:
1)提供基板，所述基板表面设有电极；
2)在所述基板表面设置第一非晶体含氟聚合物层，并对该非晶体含氟聚合物层表面进行亲水改性；
3)在亲水改性后的第一非晶体含氟聚合物层之上设置像素壁；
4)设置第二非晶体含氟聚合物层，即疏水层；所述第二非晶体含氟聚合物层覆盖整个像素壁表面及像素壁围成的凹槽区域； 5)在像素壁围成的凹槽区域填充保护材料；
6)去除未被保护材料覆盖的像素壁顶部的第二非晶体含氟聚合物层；
7)去除保护材料。
[0008]优选地，所述步骤2)和步骤4)中得到的第一和第二非晶体含氟聚合物层可以但不限于是由杜邦AF系列，苏威Hyflon系列以及旭硝子Cytop系列形成的。
[0009]优选地，所述步骤2)和步骤4)中得到的第一和第二非晶体含氟聚合物层的厚度之和为 100nm~2000nm ;进一步优选地，为 300nm~1200nm。
[0010]优选地，所述步骤3)中得到的像素壁厚度为彡2 μπι。
[0011]步骤5)中的保护材料可以是光刻胶，优选地为正性光刻胶。
[0012]优选地，所述步骤5)中采用浸渍涂布(Dip-Coating)、狭缝涂布、旋涂、刮涂、丝网印刷或喷涂等中的任意一种来填充保护材料。
[0013]优选地，所述步骤6)中得到的像素壁的厚度为2~20 μπι。
[0014]本发明的另一方面，还提供了一种采用上述制备方法得到的电流体支撑板，及包括该电流体支撑板的电流体装置。
[0015]本发明的有益效果是:本发明的制备方法，在制备支撑板时，由于具有保护材料，充当疏水层的第二非晶体含氟聚合物层表面没有经过物理或化学损伤，避免了由于疏水层表面受损而导致的油墨不回流及可靠性问题。
[0016]并且，由于预先在像素壁之下设有第一非晶体含氟聚合物层，可以和后面设置在表面的第二非晶体含氟聚合物层形成一个整体，完全避免了由于疏水材料与壁材料之间形成空隙而导致的短路或击穿及其他可靠性问题，因而不会形成疏水层与像素壁中间的间隙，解决了由于疏水层与像素壁之间的缝隙而引起的上下支撑板短路的问题。从而提高器件的开关性能，提高产品的质量和可靠性。本发明可用于电流体装置，尤其是电流体显示装置。
【附图说明】
[0017]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步说明:
图1是本发明的电流体支撑板的制备过程示意图；
图2是本发明实施例的电流体显示装置的像元结构的截面图；
图3是本发明实施例的电流体显示装置像元结构俯视图。
【具体实施方式】
[0018]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0019]如图1所示，根据本发明的一示范性实施例，本发明的电流体支撑板10的制备步骤为:
I)如图1 (a)所示，提供基板1，所述基板表面设有电极2。
[0020]基板I可以是玻璃或聚合物基板，并且可以是刚性的或柔性的。通常电极2被设置在基板I上。为防止上、下基板短路可以在电极2之上布置一层介电层3，介质层3可以是氧化硅层或氮化硅层，具有例如200nm的厚度。当然也可以不设置，具体原因在后面步骤中说明。
[0021]2)在所述基板表面设置第一非晶体含氟聚合物层4，并对该非晶体含氟聚合物层4表面进行亲水改性；如图1 (b)，l (c)所示。
[0022]非晶体含氟聚合物材料优选为杜邦AF系列，苏威Hyflon系列或旭硝子Cytop系列，但并不限于此，另外可以是其他任何非晶体含氟聚合物。优选的，第一非晶体含氟聚合物层4厚度在10nm至2000nm之间，更优选的，该层厚度在100nm~1200nm之间。可以但不限于用旋涂、刮涂、丝网印刷等方法涂布。涂布完之后，为使溶剂完全蒸发，可采用热板或烤炉等方法进行加热。这层非晶体含氟聚合物可以为一层也可以为多层叠加。
[0023]由于含氟聚合物材料在具有疏水性的同时，也具有绝缘性能，所以可以将其直接设置于电极2之上，即第一层非晶体含氟聚合物层4可以充当介电层，无需另设介电层3。或者为了达到更好的介电效果，可以在电极2上设置由氧化硅或氮化硅形成的介电层3后，再在该介电层3之上设置第一非晶体含氟聚合物层4。
[0024]第一非晶体含氟聚合物层4设置完成后，其表面是疏水的，为了便于在其上设置像素壁5结构，需要对其表面进行亲水改性处理。如图1(c)所示。表面改性的方法可以为诸如等离子体刻蚀(RIE)的方法，也可以为其他物理或化学方法。
[0025]3)在亲水改性后的第一非晶体含氟聚合物层4之上设置像素壁5 ;如图1 (d)所不O
[0026]像素壁5可以采用已知方法设置在表面亲水改性后的第一非晶体含氟聚合物层4上。已知方法可包括在表面上用旋涂、刮涂、狭缝涂布、丝网印刷、喷涂等方法涂布像素材料，像素壁5材料可以是光刻胶(例如，SU-8);然后通过预烘干该层像素壁5材料，再使用光刻图案化该层，以及从显示区域去除壁材料，从而得到像素壁5。
[0027]像素壁5的宽度可根据需要进行选择，像素壁5的高度为2~20微米之间。
[0028]在像素壁5布置完成后，可选的，可以进行适当的热处理以稳固壁结构以及避免后续步骤对壁结构造成影响。优选的，热处理温度低于180°C。优选的，热处理温度约为1600C。热处理方法可以但不限于为热板加热、烤炉加热等。
[0029]4)设置第二非晶体含氟聚合物层6，即疏水层；所述第二非晶体含氟聚合物层6覆盖整个像素壁5结构表面及像素壁围成的凹槽区域；如图1 (e)所示。
[0030]该第二非晶体含氟聚合物层6可以任何其他低表面能聚合物，优选为是DuPont公司提供的AF系列(诸如AF1600或AF1601)非晶体含氟聚合物、苏威公司提供的Hyflon系列或旭硝子公司提供的Cytop系列非晶体含氟聚合物。其主要是作为疏水层，起到疏水的作用。
[0031]具体设置方法可以参考第一非晶体含氟聚合物层4。
[0032]第一非晶含氟聚合物层4与第二非晶含氟聚合物层6可以为同一种含氟聚合物材料，也可以为不同种材料。优选的，第一非晶体含氟聚合物层4和第二非晶体含氟聚合物层6的总厚度之和为100~2000nm ;进一步优选的，为300~1200nmo
[0033]此时，在基板I之上也得到了由介电层3，第一非晶含氟聚合物层4与第二含氟聚合物层6共同组成的绝缘层15。或者仅有第一非晶含氟聚合物层4与第二含氟聚合物层6共同组成的绝缘层15。该绝缘层15与下面电极2绝缘，同时上表面是疏水的。
[0034]5)在像素壁5围成的凹槽区域填充保护材料7 ;如图1 (f )所示。
[0035]保护材料7主要是为了起到保护其下面覆盖的第二非晶体含氟聚合物层6，其与第二非晶体含氟聚合物层6不反应。保护材料7可以是光刻胶，也可以是其他可以清洗掉的物质。厚度需要控在:最低要覆盖所有壁之间的凹槽底部的疏水层表面。
[0036]保护材料7可以为一层，也可以为两层或多层，如，可以选用光刻胶作为第一层材料，然后在光刻胶的上面布置另外一层材料。
[0037]填充保护材料7的方法优选是采用浸渍涂布(Dip-coating)、旋涂、刮涂、涂布、淋涂、丝网印刷或喷涂，但并不限于此。由于疏水层材料表面能低，保护层材料7可以滞留于壁之间的表面有疏水层材料的凹槽内。