一種通過壓印制備電潤濕顯示單元的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種通過壓印制備電潤濕顯示單元的方法，通過在疏水介質(zhì)層上沉積一層阻擋層，在阻擋層上涂覆一層親水介質(zhì)層，因為有阻擋層的存在，在親水介質(zhì)層上制備圍堰圖案時不會對下部的疏水介質(zhì)層產(chǎn)生影響，因此，本發(fā)明可以選擇壓印技術(shù)制備圍堰圖案，并可以采用性能更佳的親水介質(zhì)層材料。本發(fā)明具有成本低、制造的電潤濕顯示單元質(zhì)量好、親水介質(zhì)層材料選擇多樣、能實現(xiàn)電潤濕技術(shù)在從小尺寸顯示到大尺寸顯示以及柔性顯示等各方面的應用的優(yōu)點。
【專利說明】一種通過壓印制備電潤濕顯示單元的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及顯示【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種制備電潤濕顯示單元的方法，具體地講，是一種通過壓印制備電潤濕顯示單元的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]顯示技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代社會人們獲得信息的重要途徑之一。當前液晶顯示技術(shù)占據(jù)了顯示的主流地位，而造價更低，顯示真實，能耗更小的下一代顯示技術(shù)受到了人們的日
關(guān)注ο
[0003]電潤濕現(xiàn)象是指通過調(diào)整施加電壓調(diào)控液體的潤濕過程。利用電潤濕技術(shù)的顯示技術(shù)由于其更低的能耗，在低溫等極端環(huán)境下更加穩(wěn)定的特性，更加明亮和豐富的顯示效果，并且與現(xiàn)有的液晶生產(chǎn)技術(shù)兼容，成為下一代顯示技術(shù)的有利競爭者。
[0004]電潤濕顯示主要通過在疏水表面制備有序的親水圍堰圖案，油滴吸附在圍堰所形成的顯示單元內(nèi)的疏水介質(zhì)表面，在油滴上方通過圍堰添加一層水。通過施加在疏水介質(zhì)表面下電介質(zhì)層上的電壓，影響油滴的收縮和鋪展，從而導致顯示單元內(nèi)顯示面積的變化而產(chǎn)生顯示效果。其核心工藝是在疏水介質(zhì)表面沉積一層親水介質(zhì)層，并利用光刻技術(shù)在親水介質(zhì)層中形成各種圖案的圍堰有序陣列。
[0005]專利號:201310166697.5公開了一種PCB板上電潤濕顯示單元及其制備方法，這種制備方法很好地闡述了如何利用光刻技術(shù)制備電潤濕顯示單元。
[0006]然而光刻技術(shù)在電潤濕顯示單元制備中的應用存在以下不足:
1、光刻設備大都非常昂貴，制造過程投資很高；
2、光刻工藝限制了親水介質(zhì)層只能是光刻膠，這就極大的限制了親水介質(zhì)可選擇的范圍，例如通常都選擇SU-8光刻膠，非常昂貴，造成成本很高，同時無法有效的通過選擇性能更加優(yōu)異的親水介質(zhì)層以更有效的改善電潤濕顯示單元的顯示效果；
3、光刻膠涂覆后通常需要烘烤，而對于很多柔性襯底來說，則存在潛在的破壞性；
4、柔性襯底在操作中可能引起褶皺和起伏，并不適合光刻工藝。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種成本低、制造的電潤濕顯示單元質(zhì)量好、親水介質(zhì)層材料選擇多樣、能實現(xiàn)電潤濕技術(shù)在從小尺寸顯示到大尺寸顯示以及柔性顯示等各方面的應用的通過壓印制備電潤濕顯示單元的方法。
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為:
一種通過壓印制備電潤濕顯示單元的方法，包括以下步驟:
步驟一、在導電襯底上涂布疏水介質(zhì)層；
步驟二、在疏水介質(zhì)表面沉積一層阻擋層；
步驟三、在阻擋層上涂覆一層親水介質(zhì)層；
步驟四、通過壓印設備將親水介質(zhì)層壓印出有序的圍堰圖案； 步驟五、將圍堰圖案里殘留的親水膠層通過等離子體氣氛刻蝕清除；
步驟六、利用與阻擋層相適配的腐蝕劑腐蝕清除阻擋層，制得電潤濕顯示單元。
[0009]為優(yōu)化上述技術(shù)方案，采取的具體措施還包括:
上述的步驟一中的疏水介質(zhì)層為CYTOP疏水層。
[0010]上述的步驟二中的阻擋層為無機氧化物或金屬。
[0011]上述的無機氧化物為二氧化硅，所述的金屬為銅。
[0012]上述的步驟三中的親水介質(zhì)層為SU-8膠層或PMMA膠層。
[0013]上述的步驟三與步驟四之間還設有固化親水介質(zhì)層步驟:將親水介質(zhì)層進行烘烤加熱，然后將親水介質(zhì)層曝光至固化。
[0014]上述的固化親水介質(zhì)層步驟中烘烤加熱溫度為50°C至100°C，時間為60秒至300秒；所述的親水介質(zhì)層曝光時間為I分鐘至3分鐘。
[0015]上述的步驟四中對親水介質(zhì)層壓印方式為先加壓再加熱，壓強不低于5兆帕，力口熱溫度為90°C至110°C。
[0016]上述的步驟五中的等離子體為氧氣等離子體。
[0017]上述的步驟六中的腐蝕劑為氫氟酸。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過在疏水介質(zhì)層上沉積一層阻擋層，在阻擋層上涂覆一層親水介質(zhì)層，因為有阻擋層的存在，在親水介質(zhì)層上制備圍堰圖案時不會對下部的疏水介質(zhì)層產(chǎn)生影響，因此，本發(fā)明可以選擇壓印技術(shù)制備圍堰圖案，同時可以選擇的親水介質(zhì)層材料更多樣。相比于光刻技術(shù)，壓印技術(shù)使用的設備較為便宜，制造過程成本也較低，親水介質(zhì)層材料可以選擇光刻技術(shù)必須使用的SU-8光刻膠，也可以選擇其他的膠，例如PMMA膠。在光刻工藝中，柔性襯底在操作中可能引起褶皺和起伏，并不適合光刻工藝。光刻工藝在使用范圍上存在一定的局限性。光刻工藝通常需要在暗室中進行，而壓印則不需要特殊的工作環(huán)境。此外，采用壓印技術(shù)選擇合適的膠體材料，可以避免光刻膠所必須的烘烤固化工藝，防止烘烤對柔性襯底的傷害。并且，光刻技術(shù)由于設備的限制，無法制備大尺寸的樣品，而采用壓印技術(shù)則沒有這個問題。
[0019]綜上，本發(fā)明解決技術(shù)問題的效果:
1.克服了傳統(tǒng)光刻工藝昂貴設備的需求，降低了投資成本；
2.克服了光刻工藝對親水介質(zhì)是光刻膠的要求，擴大了親水介質(zhì)層材料的選擇范圍，不僅可以有效的降低成本，同時可以選擇性能更加優(yōu)異的材料以改善顯示效果；
3.克服了光刻工藝在柔性襯底上的限制，可以高效的在柔性襯底上制備有序圖案，促進了電潤濕顯示技術(shù)在柔性顯示上的應用；
4.光刻技術(shù)由于設備的限制，無法制備大尺寸的樣品。通過壓印技術(shù)可以實現(xiàn)大尺寸顯示設備的制備，有助于電潤濕顯示技術(shù)在戶外顯示的應用；
5.壓印技術(shù)通常會有殘留層，一般通過等離子氣氛處理，這樣會造成下面疏水介質(zhì)表面的破壞。本發(fā)明通過在疏水介質(zhì)層表面先沉積一層阻擋層，可以有效的阻止等離子氣氛處理過程中對疏水層表面的破壞。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明第一實施例中SU-8膠壓印后表面結(jié)構(gòu)的掃描電鏡圖； 圖2為本發(fā)明第一實施例中等離子氣氛刻蝕后的截面SEM電鏡圖；
圖3為本發(fā)明第二實施例中PMMA膠壓印后表面結(jié)構(gòu)的掃描電鏡圖。
【具體實施方式】
[0021]以下對本發(fā)明的實施例作進一步詳細描述。
[0022]圖1至圖3所示為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]第一實施例:
步驟一、在導電襯底上制備CYTOP疏水層；
步驟二、利用濺射方法在CYTOP疏水層上制備一層厚度約100納米的二氧化硅薄膜； 步驟三、在二氧化硅薄膜表面涂SU-8膠，轉(zhuǎn)速7千轉(zhuǎn)/分鐘，涂膠厚度8.5微米左右。
[0024]步驟四、將所涂SU-8膠在60度下烘烤，時間I到1.5分鐘。
[0025]步驟五、曝光2分鐘固化SU-8膠。
[0026]步驟六、對SU-8膠進行壓印，模式“先壓后熱”，加熱溫度100度，壓強5兆帕以上。保壓保溫時間各5分鐘。制得的樣品如圖1所示。
[0027]步驟七、采用氧氣等離子體刻蝕SU-8膠殘余層，為了確保殘留層被徹底清除，實際刻蝕時間要稍長于估計的殘膠厚度所需刻蝕的時間，在氧氣等離子體刻蝕SU-8膠殘余層同時，SU-8膠制備的圍堰圖案也會受到影響，但是圍堰圖案的厚度遠大于殘留層厚度，因此圍堰圖案受到的影響可以忽略不計。如圖2所示，圖中白色那一條就是二氧化硅層。
[0028]步驟八、利用氫氟酸溶液腐蝕二氧化硅阻擋層，通過腐蝕時間控制，可以將暴露的二氧化硅阻擋層腐蝕干凈，而處于圍堰圖案下的二氧化硅則保留下來，并用清水清洗干凈。
[0029]步驟九、制備得到的樣品用于進一步電潤濕顯示單元的制備。
[0030]第二實施例:
步驟一、在導電襯底上制備CYTOP疏水層；
步驟二、利用濺射方法在CYTOP疏水層上制備一層厚度約100納米的二氧化硅薄膜； 步驟三、在二氧化硅薄膜表面涂PMMA膠，轉(zhuǎn)速7千轉(zhuǎn)/分鐘，涂膠厚度8.5微米左右。
[0031]步驟四、將涂PMMA膠在60到90度下烘烤，時間I到5分鐘。
[0032]步驟五、曝光2分鐘固化PMMA膠。
[0033]步驟六、對PMMA膠進行壓印，模式“先壓后熱”，加熱溫度100度，壓強5兆帕以上。保壓保溫時間各5分鐘。制得的樣品如圖3所示。
[0034]步驟七、采用氧氣等離子體刻蝕PMMA膠殘余層，為了確保殘留層被徹底清除，實際刻蝕時間要稍長于估計的殘膠厚度所需刻蝕的時間。
[0035]步驟八、利用氫氟酸溶液腐蝕二氧化硅阻擋層，通過腐蝕時間控制，可以將暴露的二氧化硅阻擋層腐蝕干凈，而處于圍堰圖案下的二氧化硅則保留下來，并用清水清洗干凈。
[0036]步驟九、制備得到的樣品用于進一步電潤濕顯示單元的制備。
[0037]第三實施例:
步驟一、在導電襯底上制備CYTOP疏水層；
步驟二、在CYTOP疏水層上制備一層厚度約100納米的銅膜；
步驟三、在二氧化硅薄膜表面涂SU-8膠，轉(zhuǎn)速7千轉(zhuǎn)/分鐘，涂膠厚度8.5微米左右。
[0038]步驟四、將涂SU-8膠在50°C至70°C下烘烤，時間I到I.5分鐘。[0039]步驟五、曝光I分鐘至3分鐘固化SU-8膠。
[0040]步驟六、對SU-8膠進行壓印，模式“先壓后熱”，加熱溫度100度，壓強5兆帕以上。保壓保溫時間各5分鐘。
[0041]步驟七、采用氧氣等離子體刻蝕SU-8膠殘余層，為了確保殘留層被徹底清除，實際刻蝕時間要稍長于估計的殘膠厚度所需刻蝕的時間。
[0042]步驟八、利用氫氟酸溶液腐蝕銅膜，通過腐蝕時間控制，可以將暴露的銅膜阻擋層腐蝕干凈，而處于圍堰圖案下的銅則保留下來，并用清水清洗干凈。
[0043]步驟九、制備得到的樣品用于進一步電潤濕顯示單元的制備。
[0044]以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，本發(fā)明的保護范圍并不僅局限于上述實施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護范圍。應當指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進和潤飾，應視為本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種通過壓印制備電潤濕顯示單元的方法，其特征是:包括以下步驟: 步驟一、在導電襯底上涂布疏水介質(zhì)層； 步驟二、在疏水介質(zhì)表面沉積一層阻擋層； 步驟三、在阻擋層上涂覆一層親水介質(zhì)層； 步驟四、通過壓印設備將親水介質(zhì)層壓印出有序的圍堰圖案； 步驟五、將圍堰圖案里殘留的親水膠層通過等離子體氣氛刻蝕清除； 步驟六、利用與阻擋層相適配的腐蝕劑腐蝕清除阻擋層，制得電潤濕顯示單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通過壓印制備電潤濕顯示單元的方法，其特征是:所述的步驟一中的疏水介質(zhì)層為CYTOP疏水層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通過壓印制備電潤濕顯示單元的方法，其特征是:所述的步驟二中的阻擋層為無機氧化物或金屬。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種通過壓印制備電潤濕顯示單元的方法，其特征是:所述的無機氧化物為二氧化硅，所述的金屬為銅。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通過壓印制備電潤濕顯示單元的方法，其特征是:所述的步驟三中的親水介質(zhì)層為SU-8膠層或PMMA膠層。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種通過壓印制備電潤濕顯示單元的方法，其特征是:所述的步驟三與步驟四之間還設有固化親水介質(zhì)層步驟:將親水介質(zhì)層進行烘烤加熱，然后將親水介質(zhì)層曝光至固化。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種通過壓印制備電潤濕顯示單元的方法，其特征是:所述的固化親水介質(zhì)層步驟中烘烤加熱溫度為50°C至100°C，時間為60秒至300秒；所述的親水介質(zhì)層曝光時間為I分鐘至3分鐘。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通過壓印制備電潤濕顯示單元的方法，其特征是:所述的步驟四中對親水介質(zhì)層壓印方式為先加壓再加熱，壓強不低于5兆帕，加熱溫度為90°C至 IlO0Co
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通過壓印制備電潤濕顯示單元的方法，其特征是:所述的步驟五中的等離子體為氧氣等離子體。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種通過壓印制備電潤濕顯示單元的方法，其特征是:所述的步驟六中的腐蝕劑為氫氟酸。
【文檔編號】G02B26/00GK103955053SQ201410181896
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年5月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月4日
【發(fā)明者】肖長詩, 徐慶宇, 梁學磊, 吳迪 申請人:南京晶奧微光電技術(shù)有限公司