本發(fā)明涉及電潤濕顯示
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種制備電潤濕顯示支撐板的方法。
背景技術(shù)：
：電潤濕是一種通過控制電壓來調(diào)控基板表面材料的潤濕性從而控制油墨運(yùn)動的顯示技術(shù)。電潤濕顯示裝置包括流體腔室和電極結(jié)構(gòu)，其中流體腔室包含不導(dǎo)電的第一流體(烷烴等)、導(dǎo)電的第二流體(水或鹽溶液)，流體相互接觸且不可混溶。諸如國際專利申請WO2003/071346中描述，電潤濕腔室中壁圖案設(shè)置在一個(gè)支撐板上，該圖案限定顯示裝置的圖像元素。圖像元素的壁由親水材料制成。在制造期間，支撐板中圖像元素所處的區(qū)域由疏水層覆蓋(疏水層必須具有良好的疏水親油性，才能保證在去掉電壓時(shí)，第一流體平鋪于整個(gè)像素格內(nèi))。通過在疏水層上涂布壁材料層并且使用(例如)光刻法來圖案化該壁材料層，從而在疏水層上制造壁，并由此界定了多個(gè)像素格，形成一系列容置腔用于容納第一流體，不導(dǎo)電的第一流體便填充于像素墻所形成的顯示區(qū)域內(nèi)，其周圍的像素墻用于阻擋第一流體流向周圍像素格，從而得到穩(wěn)定的顯示結(jié)構(gòu)。像素壁的表面需要較高的親水性即疏油性以保證疏水的第一流體不會翻越像素壁流向周圍像素格。然而，用于制備像素墻的材料的親水性往往不能達(dá)到理想狀態(tài)，當(dāng)像素壁不夠親水時(shí)，會導(dǎo)致器件加電后油墨翻墻的情況出現(xiàn)。特別是當(dāng)施加電壓過大，或者像素格內(nèi)油墨量較大時(shí)，更容易造成油墨的翻墻，到相鄰像素格內(nèi)。而一旦一個(gè)像素格的油墨與相鄰像素格油墨接觸，兩個(gè)像素格內(nèi)的油墨就會聚集于一個(gè)像素格內(nèi)，而引起這一格內(nèi)的油墨更容易翻墻與其他格內(nèi)油墨聚集的情況，從而引起油墨聚集的連鎖反應(yīng)。當(dāng)一個(gè)像素格內(nèi)油墨進(jìn)入另一個(gè)像素格時(shí)，該像素格由于油墨不足，當(dāng)去掉外加電壓時(shí)，油墨不能完全復(fù)位，從而造成顯示裝置的質(zhì)量損壞。中國專利文獻(xiàn)CN103809282A公開了一種減少電濕潤顯示組件驅(qū)動油墨翻墻的情形發(fā)生的方法，將布置在第一電極上的有機(jī)硅氧烷高分子層通過光交聯(lián)反應(yīng)而達(dá)到極性反轉(zhuǎn)的目的，使高分子層轉(zhuǎn)變成為具有共平面的親水區(qū)以及疏水區(qū)的圖案層，以此來減少電濕潤顯示組件驅(qū)動中油墨翻越的情形發(fā)生。但是該方法形成的疏水區(qū)和親水區(qū)在一個(gè)平面上，仍不能有效阻止所謂的跳墨現(xiàn)象。而且有機(jī)硅氧烷吸水性強(qiáng)，熱不穩(wěn)定，極易水解變親水。因此，為防止油墨翻越像素墻，仍然需要尋找一個(gè)新的方法。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠防止油墨翻越像素墻的制備電潤濕顯示支撐板的方法。本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：一種制備電潤濕顯示支撐板的方法，包括以下步驟：制備具有電極層的基板；在具有電極層的基板上制備疏水性絕緣層和像素墻，所述像素墻由親水材料制成；對具有像素墻的基板整體進(jìn)行等離子體刻蝕，等離子體刻蝕的功率為30-1000W/m2；將等離子體刻蝕后的基板加熱，使疏水性絕緣層恢復(fù)疏水性。在一些具體的實(shí)施方式中，等離子體刻蝕的時(shí)間為10-300s。在一些具體的實(shí)施方式中，刻蝕后所述疏水性絕緣層的厚度為200-2000nm。在一些具體的實(shí)施方式中，刻蝕后所述像素墻的厚度為2-20μm。在一些具體的實(shí)施方式中，等離子體刻蝕后的基板加熱的溫度為140-250℃。在一些具體的實(shí)施方式中，所述疏水性絕緣層為單層結(jié)構(gòu)或復(fù)合層結(jié)構(gòu)，當(dāng)所述疏水性絕緣層為復(fù)合層結(jié)構(gòu)時(shí)，所述疏水性絕緣層包括電介質(zhì)層和設(shè)于所述電介質(zhì)層上的疏水層。在上述技術(shù)方案的優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述疏水性絕緣層為單層結(jié)構(gòu)，所述疏水性絕緣層的材料為無定形含氟聚合物。在上述技術(shù)方案的優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述疏水性絕緣層為復(fù)合層結(jié)構(gòu)，所述電介質(zhì)層的材料為含氟聚合物或無機(jī)材料，所述疏水層的材料為無定形含氟聚合物。在一些具體的實(shí)施方式中，在具有電極層的基板上制備疏水性絕緣層和像素墻的具體步驟包括：在電極層上制備疏水性絕緣層；對疏水性絕緣層進(jìn)行親水性改性；在改性后的疏水性絕緣層上制備像素墻。本發(fā)明的有益效果是：采用等離子體刻蝕的方法能夠提高材料的親水性廣為人知，但是本
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員都認(rèn)為在采用等離子體刻蝕的方法提高像素墻親水性的同時(shí)會將疏水性絕緣層的疏水性下降，從而破壞電潤濕器件的功能，采用加熱處理能夠使疏水性絕緣層的疏水性恢復(fù)，但是加熱過程會使的像素墻的親水性又再次受到影響，所以直接對顯示支撐板進(jìn)行等離子體刻蝕存在難以保證像素墻親水性和疏水性絕緣層的疏水性的矛盾，所以本領(lǐng)域的技術(shù)人員存在無法將等離子體刻蝕用于電潤濕器件的顯示支撐板制備的技術(shù)偏見。常規(guī)方法是采用具有像素墻圖案的掩模板對像素墻進(jìn)行局部等離子體刻蝕，但是實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)機(jī)械加工制備的掩模板精度往往難以達(dá)到顯示器像素顯示精度要求，且掩模板與像素結(jié)構(gòu)難以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)對位，掩模板精度不足或?qū)ξ怀霈F(xiàn)偏差，就會降低像素墻臨近疏水層的疏水性，影響器件性能。該種掩?？涛g的方法工藝難度大，操作困難。而本發(fā)明發(fā)現(xiàn)控制等離子體刻蝕的功率為30-1000W/m2，在等離子體刻蝕后再進(jìn)行加熱處理，通過控制溫度，能夠保證疏水性絕緣層的疏水性，同時(shí)不影響像素墻的親水性，消除了等離子體刻蝕處理顯示支撐板會影響疏水性絕緣層質(zhì)量的技術(shù)偏見，采用等離子體刻蝕工藝處理顯示支撐板后，像素墻的親水性得到提高，疏水層雖然會被刻蝕掉一部分，但是剩余的部分經(jīng)過加熱處理后，由于目前常用的疏水性絕緣層的熔融溫度低于目前常用的像素墻材料的熔融溫度，加熱處理保證了疏水性絕緣層恢復(fù)其疏水性，而像素墻依然能夠保有等離子體刻蝕處理后的親水特性，使得得到的顯示支撐板能夠消除油墨翻越像素墻的問題。因此，該方法簡單易行，無須使用掩模板，無需加涂保護(hù)層，工藝簡單不繁瑣，解決了由于油墨翻越像素墻而出現(xiàn)壞點(diǎn)的問題，提高了像素開關(guān)的穩(wěn)定性，因此提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性。附圖說明圖1為實(shí)施例1的電潤濕顯示裝置在顯微鏡下觀察電壓驅(qū)動油墨的觀察結(jié)果。圖2為普通的電潤濕顯示裝置在顯微鏡下觀察電壓驅(qū)動油墨的觀察結(jié)果。圖3為實(shí)施例1的電潤濕顯示裝置的像元結(jié)構(gòu)的截面圖。圖4為實(shí)施例1的顯示下基板的局部俯視圖。具體實(shí)施方式實(shí)施例1：首先制備具有電極層的基板；在電極層上制備疏水性絕緣層，疏水性絕緣層為單層的Cytop氟樹脂材料，厚度為500nm；對疏水性絕緣層進(jìn)行親水性改性；在改性后的疏水性絕緣層上采用光刻工藝制備像素墻，所述像素墻由親水材料光刻膠SU8-3005制成，厚度為8μm；對具有像素墻的基板進(jìn)行等離子體刻蝕，等離子體刻蝕的功率為100W/m2，刻蝕時(shí)間為100s，刻蝕后像素墻的厚度為7.8μm，刻蝕后疏水性絕緣層的厚度為400nm；將等離子體刻蝕后的基板于180℃下烘烤，使疏水性絕緣層恢復(fù)疏水性，得到電潤濕顯示支撐板。分別對等離子體刻蝕前的像素墻、等離子體刻蝕后的像素墻和熱處理后的像素墻進(jìn)行水滴角測試，得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1。分別對親水性改性前的疏水性絕緣層、等離子體刻蝕后的疏水性絕緣層和熱處理后的疏水性絕緣層進(jìn)行水滴角測試，得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2。表1像素墻的水滴角測試結(jié)果初始前進(jìn)角初始后退角刻蝕后前進(jìn)角刻蝕后后退角熱處理后前進(jìn)角熱處理后后退角92±5°70±5°15±5°15±5°72±5°35±5°表2疏水性絕緣層的水滴角測試結(jié)果初始前進(jìn)角初始后退角刻蝕后前進(jìn)角刻蝕后后退角熱處理后前進(jìn)角熱處理后后退角110±5°100±5°105±5°45±10°110±5°100±5°由表1和表2，可以看到，像素墻材料在空氣中與水的接觸角為a1，刻蝕后像素墻材料在空氣中與水的接觸角為a2，加熱處理后像素墻材料在空氣中與水的接觸角為a3，a2<a3<a1，經(jīng)過刻蝕后的像素墻親水性明顯增強(qiáng)，再經(jīng)過熱處理后親水性略有所減弱，但是相對于刻蝕之前，像素墻的親水性仍然是提升的，說明仍然保留有等離子體刻蝕后的親水性。而疏水性絕緣層在刻蝕后疏水性明顯減弱，但是熱處理后疏水性得以恢復(fù)，說明本發(fā)明所述的電潤濕顯示支撐板的制備方法能夠在不改變疏水性絕緣層的疏水性的前提下，有效提升像素墻的親水性。加熱溫度控制為T2，疏水絕緣層恢復(fù)疏水性所需溫度為T1，改變像素墻材料的親水性所需溫度為T3，在本實(shí)施例中T2為140-250℃，T1<T2<T3，所以能夠使得在提高像素墻親水性的同時(shí)保證疏水性絕緣層的疏水性不受影響。本發(fā)明所述顯示支撐板可以用于各種電潤濕器件，如電潤濕顯示裝置、芯片實(shí)驗(yàn)室(lab-on-a-chip)裝置、電潤濕光圈、電潤濕快門等，下面以電潤濕限制裝置為例進(jìn)行闡明。向所得的顯示支撐板填充油墨和電解質(zhì)溶液，將其與另一支撐板封裝，制備得到電潤濕顯示器件，在顯微鏡下觀察電壓驅(qū)動油墨的現(xiàn)象，得到觀察結(jié)果如圖1。進(jìn)行對比試驗(yàn)，采用同樣的材料，控制像素墻、疏水性絕緣層的材料與實(shí)施例1相同，像素墻、疏水性絕緣層的厚度與實(shí)施例1中離子刻蝕后像素墻、疏水性絕緣層的厚度相同，制備得到一常規(guī)方法得到的電潤濕顯示器件，在顯微鏡下觀察電壓驅(qū)動油墨的現(xiàn)象，得到觀察結(jié)果如圖2。從圖1和圖2中可以看到，本發(fā)明所述方法制備得到的電潤濕顯示器件沒有發(fā)生油墨翻越的問題，而常規(guī)方法制備得到的電潤濕顯示器件由于像素墻的親水性不夠，存在油墨翻越的問題。采用實(shí)施例1中的顯示支撐板制備得到的電潤濕顯示裝置的部分橫截面圖如圖3所示，顯示下基板的局部俯視圖如圖4所示。顯示裝置1包括多個(gè)像元2，在圖1中僅示出了其中一個(gè)像元2。像元2的橫向范圍在圖中由兩條虛線3和4表示。像元2包括顯示支撐板5(即下支撐板)和上支撐板。這些顯示支撐板5和上支撐板6可以是每個(gè)像元2的分離的部件，也可以為多個(gè)像元2共有。支撐板5和6可以分別包括基板7和6，基板6和7為玻璃或聚合物，可為剛性基板或柔性基板。像素墻20設(shè)置在顯示支撐板5上，在本實(shí)施例中，像素墻20設(shè)置在顯示支撐板5的疏水性絕緣層13上。顯示裝置具有觀看面8和背面9，可以觀看由顯示裝置在觀看面8上形成的圖像或顯示。在圖中，顯示支撐板5面向背面9；上支撐板6面向觀看面；可選地，顯示支撐板5可以面向觀看面8。顯示裝置可以是反射型、透射型或透射反射型的。顯示裝置可以是分段顯示型的，在其中圖像可以由段組成，每一段包括幾個(gè)像元。顯示裝置可以是有源陣列驅(qū)動顯示型的，或者是無源驅(qū)動顯示裝置。多個(gè)像元可以是單色的。對于彩色顯示裝置，像元可以分組，每組具有不同的顏色；可選地，單獨(dú)的圖像元素也能夠顯示不同的顏色。顯示支撐板5和上支撐板6之間的空間10充滿兩種流體：第一流體11(通常為油墨)和第二流體12(通常為電解質(zhì)溶液)。第二流體12與第一流體11不混溶。第二流體12為導(dǎo)電性的或電極性的，可以是水或諸如氯化鉀水溶液的鹽溶液。優(yōu)選地，第二流體12是透明的，但也可以是彩色的、白色的、吸收的或反射的。第一流體11是非導(dǎo)電性的，例如可以是如同十六烷或(硅樹脂)油的烷烴。第一流體11吸收至少一部分光譜，第一流體11對于一部分光譜可以是透射的，形成顏色過濾器。為了這個(gè)目的，第一流體11可以通過添加顏料微?；蛉玖媳蝗旧?。可選地，第一流體11可以是黑色，即充分地吸收光譜的所有部分，或者反射。反射層可以反射整個(gè)可見光譜，使該層呈現(xiàn)為白色，或反射它的部分，使其有顏色。顯示支撐板5包括疏水性絕緣層13。疏水性絕緣層13可以是透明的或反射的，為避免在第二流體12以及布置在絕緣層下的電極之間的短路，優(yōu)選地，疏水性絕緣層13是在多個(gè)像元2上延伸的連續(xù)層，如圖3中所示。第一流體11優(yōu)先粘附至疏水性絕緣層13，因?yàn)榈谝涣黧w具有比第二流體12高的相對于疏水性絕緣層13的表面潤濕性。潤濕性涉及流體對固體表面的相對親和性。每個(gè)像元2包括作為顯示支撐板5的一部分的電極17。電極17通過疏水性絕緣層13與流體分離；電極17可以是任何期望的形狀或形式。在圖中示意性地表示出，通過信號線18向像元的電極17提供電壓信號。第二信號線19被連接至與導(dǎo)電的第二流體12接觸的電極。當(dāng)所有元件被第二流體12流動地互相連接并且共享第二流體而不被壁阻斷時(shí)，該電極由所有元件共用。像元2可以由施加在信號線18和19間的電壓V控制?；?上的電極17被耦連至顯示驅(qū)動系統(tǒng)。在具有以陣列形式設(shè)置的像元的顯示裝置中，在基板7上電極可以被耦連至控制線陣列。第一流體11被沿著像元橫截面的壁20(即像素墻)限制于一個(gè)像元。像元的橫截面可以具有任意形狀；當(dāng)像元以陣列形式排列時(shí)，橫截面通常是正方形或長方形。雖然壁被認(rèn)為是布置在疏水性絕緣層13之上凸出的結(jié)構(gòu)，但它們也可以是支撐板排斥(repel)第一流體11的表面層，例如親水層或弱疏水層。壁可以從顯示支撐板向第二支撐板延伸，但是也可以如圖1所示從顯示支撐板向第二支撐板部分地延伸。由虛線3和4表示的像元的范圍，由壁20的中心限定。由虛線21和22表示的像元的壁之間的區(qū)域被稱為顯示區(qū)域23，其上產(chǎn)生顯示效果。圖4示出顯示支撐板5的正方形像元的俯視圖。圖4中，中心像元的范圍(與圖3中的虛線3和虛線4對應(yīng))由虛線16表示。線15表示像素墻20的內(nèi)邊界；該線也是顯示區(qū)域23的邊。像素墻20的圖案覆蓋第一區(qū)域14。當(dāng)沒有電壓施加在電極間時(shí)，第一流體11在像素墻20之間形成一層，如圖3所示。施加電壓會使第一流體收縮(contract)，例如靠著壁，如圖3中虛線形狀24所示。第一流體的可控形狀用于作為光閥操作像元，在顯示區(qū)域23提供顯示效果。實(shí)施例2：首先制備具有電極層的基板；在電極層上制備疏水性絕緣層，疏水性絕緣層為單層的Hyflon材料，厚度為600nm；對疏水性絕緣層進(jìn)行親水性改性；在改性后的疏水性絕緣層上采用光刻工藝制備像素墻，所述像素墻由親水材料光刻膠KMPR制成，厚度為4μm；對具有像素墻的基板進(jìn)行等離子體刻蝕，等離子體刻蝕的功率為100W/m2，刻蝕時(shí)間為100s，刻蝕后像素墻的厚度為3.8μm，刻蝕后疏水性絕緣層的厚度為550nm；將等離子體刻蝕后的基板于180℃下烘烤，使疏水性絕緣層恢復(fù)疏水性，得到電潤濕顯示支撐板。分別對等離子體刻蝕前的像素墻、等離子體刻蝕后的像素墻和熱處理后的像素墻進(jìn)行水滴角測試，得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表3。分別對親水性改性前的疏水性絕緣層、等離子體刻蝕后的疏水性絕緣層和熱處理后的疏水性絕緣層進(jìn)行水滴角測試，得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表4。表3像素墻的水滴角測試結(jié)果初始前進(jìn)角初始后退角刻蝕后前進(jìn)角刻蝕后后退角熱處理后前進(jìn)角熱處理后后退角95±5°65±5°15±5°15±5°70±5°38±5°表4疏水性絕緣層的水滴角測試結(jié)果初始前進(jìn)角初始后退角刻蝕后前進(jìn)角刻蝕后后退角熱處理后前進(jìn)角熱處理后后退角120±5°110±5°115±5°50±10°120±5°115±5°實(shí)施例3：首先制備具有電極層的基板；在具有電極層的基板上制備像素墻，所述像素墻由親水材料光刻膠SU8-3005制成，厚度為25μm；在所述像素墻表面及像素墻在基板上所圍成的凹槽區(qū)域覆蓋一層疏水性絕緣層，疏水性絕緣層材料為非晶體含氟聚合物Cytop，厚度為2000nm；將帶有疏水層的基板加熱，直至疏水層材料玻璃化，疏水層與像素墻緊密粘附；在疏水層上設(shè)置至少一層保護(hù)層，并使所述保護(hù)層至少完全覆蓋所述像素墻圍城的凹槽區(qū)域底部的疏水層；去除像素墻上表面的疏水層；去除保護(hù)層；對具有像素墻的基板進(jìn)行等離子體刻蝕，等離子體刻蝕的功率為1000W/m2，刻蝕時(shí)間為300s，刻蝕后像素墻的厚度為20μm，刻蝕后疏水性絕緣層材料厚度為200nm；將等離子體刻蝕后的基板于140℃下烘烤，使疏水性絕緣層恢復(fù)疏水性，得到電潤濕顯示支撐板。實(shí)施例4：首先制備具有電極層的基板；在具有電極層的基板上制備一層電介質(zhì)層，電介質(zhì)層是氧化硅層或氮化硅層，200nm的厚度；再在電介質(zhì)層上制備像素墻，所述像素墻由親水材料光刻膠SU8-3005制成，厚度為2μm；在所述像素墻表面及像素墻在基板上所圍成的凹槽區(qū)域覆蓋一層疏水層，疏水層材料為AF1600，厚度為2000nm；將帶有疏水層的基板加熱，直至疏水層材料玻璃化，疏水層與像素墻緊密粘附；在疏水層上設(shè)置至少一層保護(hù)層，并使所述保護(hù)層至少完全覆蓋所述像素墻圍城的凹槽區(qū)域底部的疏水層；去除像素墻上表面的疏水層；去除保護(hù)層；對具有像素墻的基板進(jìn)行等離子體刻蝕，等離子體刻蝕的功率為30W/m2，刻蝕時(shí)間為10s，刻蝕后像素墻的厚度為2μm，刻蝕后疏水層與電介質(zhì)層的總厚度為2000nm；將等離子體刻蝕后的基板于250℃下烘烤，使疏水層恢復(fù)疏水性，得到電潤濕顯示支撐板。當(dāng)前第1頁1 2 3