[發(fā)明專利]一種雙穩(wěn)態(tài)電潤濕結(jié)構(gòu)及其制備工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810449460.0
• 申請(qǐng)日: 2018-05-11
• 公開（公告）號(hào): CN108627969B
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖長詩;梁學(xué)磊;徐慶宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京晶奧微光電技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G02B26/00
• 分類號(hào): G02B26/00
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 戴朝榮;金子娟

本發(fā)明公開了一種雙穩(wěn)態(tài)電潤濕結(jié)構(gòu)，包括位于下方的襯底層和位于上方的封裝層，所述襯底層上設(shè)有透光絕緣材料制成的像素圖形塊的陣列，其特征在于：在所述襯底層和封裝層之間還依次設(shè)有電極層、疏水層、墨水層和水層，所述封裝層的下表面設(shè)有導(dǎo)電層，疏水層全面覆蓋電極層，電極層連續(xù)覆蓋所有像素圖形塊。本發(fā)明電濕潤結(jié)構(gòu)可采用全光刻工藝制備，易于大規(guī)模加工，由于特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)降低了電極與水層的距離，不僅大幅的降低雙穩(wěn)態(tài)電潤濕的工作電壓，同時(shí)有利于提高雙穩(wěn)態(tài)電潤濕顯示的對(duì)比度和可靠性，以及可實(shí)現(xiàn)透射式和反射式兩種雙穩(wěn)態(tài)電潤濕顯示。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電潤濕顯示技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種雙穩(wěn)態(tài)電潤濕結(jié)構(gòu)及其制備工藝。

背景技術(shù)

電潤濕是在外加電場(chǎng)的條件下可以改變固液接觸角的現(xiàn)象，利用電潤濕效應(yīng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)液滴的位置控制，從而達(dá)到對(duì)反射或透射光的開關(guān)效應(yīng)，如圖1所示，這種對(duì)光的開關(guān)控制效應(yīng)即是電潤濕顯示技術(shù)的基礎(chǔ)。電潤濕顯示技術(shù)與其它反射式顯示技術(shù)相比優(yōu)勢(shì)在于響應(yīng)速度快(＜10ms)、可以實(shí)現(xiàn)彩色顯示、對(duì)比度高，光反射率高。

電潤濕器件還可以設(shè)計(jì)成雙穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)，即通過幾何結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在像素中得到液滴(顯示墨水)的兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，這兩個(gè)狀態(tài)間通過電壓控制其切換，狀態(tài)保持本身并不消耗能量。利用雙穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)雙穩(wěn)態(tài)電潤濕顯示，這在進(jìn)一步降低能耗，延長顯示產(chǎn)品工作時(shí)間方面非常重要，現(xiàn)有的技術(shù)方案有兩種：

方案一、在襯底上先通過濺射等方案制備一層ITO，通過激光成型制備圖形化平面ITO電極，在其表面通過CVD或者ALD或者旋涂等方案制備介電層，在介電層表面通過光刻制備較厚的SU8方塊圖形，制備立體結(jié)構(gòu)，在整個(gè)樣品表面通過提拉或者旋涂cytop或teflon制備疏水層。現(xiàn)有的技術(shù)方案由于SU8方塊上方疏水層表面距離下方控制電極過高，導(dǎo)致油層從SU8方塊表面到SU8凹槽切換時(shí)，所需電壓過高，同時(shí)狀態(tài)切換時(shí)殘余油層多，即位于像素電極上的墨水不容易全部回到溝道中，對(duì)比度低(Journal of display technology,11,2015,175)，且該方法加工效率效率低，無法大規(guī)模制備。

方案二、在襯底上通過濺射等方案制備一層金屬，通過圖形化技術(shù)比如光刻刻蝕制備圖形化電極，在其表面通過CVD或者ALD或者旋涂等方案制備介電層，在介電層表面通過光刻制備暴露出來介電層的啞鈴型圖形，通過旋涂或者提拉法制備疏水層，通過染色水滴的移動(dòng)實(shí)現(xiàn)雙穩(wěn)態(tài)。但是該方法需要遮擋一半?yún)^(qū)域才能實(shí)現(xiàn)開關(guān)效果，開口率低，同時(shí)尺寸較大，不利于實(shí)現(xiàn)小型化。(Journal of SID,16/2,2008,237)

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種特殊的電極結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)雙穩(wěn)態(tài)電潤濕顯示，而且具有操作電壓低和對(duì)比度高的優(yōu)勢(shì)，可以改善現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：

一種雙穩(wěn)態(tài)電潤濕結(jié)構(gòu)，包括位于下方的襯底層和位于上方的封裝層，所述襯底層上制備有像素圖形塊的陣列，其特征在于：在所述襯底層和封裝層之間還依次設(shè)有電極層、疏水層、墨水層和水層，所述封裝層的下表面設(shè)有導(dǎo)電層，疏水層全面覆蓋電極層，所述電極層連續(xù)覆蓋所有像素圖形塊，覆蓋有電極層和疏水層的像素圖形塊之間留有容納墨水的溝道，覆蓋像素圖形塊的電極層部分為像素電極，覆蓋相鄰像素圖形塊之間間隙的電極層部分為溝道電極，所述像素圖形塊采用透光絕緣材料。

進(jìn)一步的，為防止漏電，保證顯示效果，在所述電極層與疏水層之間設(shè)置一層介電層。

所述電極層上制備的電極圖形為具有兩個(gè)凹弧部位的缺陷電極圖形，兩凹弧部位以對(duì)角的方式設(shè)置在像素電極的頂面。

作為優(yōu)選，所述襯底層采用帶氧化層的硅片、玻璃或PET、PEN或PI材料，所述像素圖形塊為SU-8、氧化硅、氮化硅材料中的一種，所述電極層為Al或ITO材料，所述導(dǎo)電層選用ITO材料。

一種雙穩(wěn)態(tài)電潤濕結(jié)構(gòu)的制備工藝，其特征在于，包括以下步驟：