通过在基片支撑网上同步光刻曝光进行辊对辊显示器制作的方法技术

本发明专利技术涉及一种电泳或液晶显示器及其新颖的制法。本发明专利技术的电泳和液晶显示器器件包含有明确定义的形状、尺寸、纵横比的微型杯，分别为分散在具有视觉对比的介电溶剂的带电荷微粒、或用至少一种液晶组分填充。该液晶组分的普通折光系数应与各向同性的微型杯材料相匹配。本发明专利技术新颖的“辊对辊”方法和设备，可用同步光刻法连续生产显示器件。其使预定图案、连续环带结构光掩模与预涂布辐射敏感材料的支撑网近距离平行同步移动，辐射源对图像曝露保持定位。该辐射敏感材料可以是一种辐射固化材料，曝光和固化的部分构成微型杯结构。附加处理步骤中，该材料可以是暂时封闭微型杯的正性光刻剂。通过光掩模图像使选定的微型杯组曝光，以选择性地重开、填充、密封。用其它颜色重复，可连续进行组装多色电泳和液晶显示器器件。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】简要说明本申请是同一专利技术实体申请的一系列未决申请之一，涉及新颖的电泳和液晶图像显示器和组件，以及制造这种显示器和组件的新颖方法。在这些相关的申请中披露的本系列专利技术的某些内容也在本申请中披露。在本申请中对所披露任何特别的专利技术课题内容未提出权力要求，不能解释为申请人有意放弃对这些课题内容的专利保护。与本专利技术相关的
技术介绍
电泳显示器是一种非发射性的装置，基于电泳现象影响悬浮在溶剂中的带电颜料微粒的原理。这种显示器普通型首次于1969年提出。电泳显示器的典型构成包括一对相对放置，用预先确定两电极板之间距离的间隔物进行空间分隔的板状电极。通常其中的一个电极板是透明的。两极板之间封装有着色溶剂和悬浮的带电颜料微粒。当在二电极之间施加一电压差时，由于受到带有与颜料微粒极性相反电荷极板的吸引，颜料微粒将迁移至该侧。因而可以通过极板选择性带电，使通过透明极板看到的颜色为溶剂的颜色或颜料微粒的颜色。改变极板极性，颜料微粒会向相对的极板迁移，从而显现相反的颜色。不同的过渡色(灰色梯度)是由透明极板处的过渡的颜料密度决定，可通过控制电压和充电时间来获得。电泳显示器相对其它类型的平板显示器的优势之一，是其耗电量非常低。这一突出优点使得电泳显示器特别适合便携式和电池供电设备，例如笔记本电脑、移动电话、个人数字辅助装置、便携式电子医疗和诊断装置、全球定位系统装置等。为了避免不希望的微粒迁移(例如沉淀)，有人提出了在两个电极之间分区的办法，将两个电极之间的空间分成小的单元。参见M.A.Hopper和V.Novotny，电气和电子工程师协会会报-《电子装置》(IEEE Trans.Electron Device)，ED-26，8，pp1148-1152(1979)。然而，在分区式电泳显示器的情况下，形成分区以及悬浮物密封处理存在一定困难。此外，分区式电泳显示器中难于使不同颜色的悬浮物保持分离。现有技术试图把悬浮物密封在微胶囊中。美国专利No.5,961,804和美国专利No.5,930,026中说明了微胶囊化的电泳显示器。这些显示器具有基本二维的微胶囊阵列，其中每个微胶囊都含有由介电流体和带电的颜料微粒悬浮物(在视觉上与介电溶剂形成对比)所组成的电泳组分。该微胶囊的形成可借助于界面聚合、原位聚合、或者诸如物理处理、液体内固化、或简单/复杂凝聚等其它已知的方法。在微胶囊形成之后，可以将其注入装有两个隔离电极的盒中，或者将其“印刷”或涂布在透明的导电膜上。该微胶囊也可以被固定在透明的基材或粘合剂内，其自身会被夹在两个极板之间。利用这些现有工艺方法，特别是美国专利第5,930,026号、第5,961,804号、以及第6,017,584号，其披露的用微胶囊方法制备的电泳显示器存在许多缺点。例如，由于微胶囊壁的化学性质受到对环境变化的敏感度(特别是对于湿度和温度的敏感度)，造成对微胶囊方法制造的电泳显示器的不利影响。其次，由于胶囊的薄壁面与较大的微粒尺寸，使微胶囊方法制造的电泳显示器具有较差的抗刮性。为改进该显示器的操作性，将微胶囊嵌埋于大量的聚合物基材中。但是，由于二电极间距增大，使回应时间变长；而且，由于颜料微粒的低有效负载，使对比度降低。因为电荷控制剂在该微胶囊制备期间趋于扩散至水/油界面，致使难于增加颜料微粒的表面电荷密度。微胶囊中颜料微粒的低电荷密度或ζ电位，也使其灵敏度降低。此外，因为微胶囊的大微粒尺寸和大范围分布，对于色彩应用而言，此类型的现有技术电泳显示器具有较低的分辨率和寻址能力。专利技术综述本专利技术的电泳显示器由具有明确定义的形状、尺寸和纵横比的盒组成，并且这些盒由分散于存在视觉对比的介电溶剂中的带电荷颜料微粒填充。本专利技术还涉及一种新颖的辊对辊方法和设备，其可使显示器的制造通过同步光刻方法连续进行。同步辊对辊方法和设备也可用于制造液晶显示器(LCD)，以及用于制造电子器件的其它结构和组件。本专利技术的一个实施例涉及多个微型杯的制作，各微型杯彼此作为各部分整体地共同构成二维阵列，优选在支撑网上形成，该支撑网包括图案化的导电膜，例如可寻址的氧化铟锡(ITO)区带。阵列组件中的每个微型杯，都填充有分散在介电溶剂中的颜料微粒的悬浮物或分散物，并经密封形成一个电泳盒。在其上形成微型杯的基片支撑网，优选包括含有预成形的导电膜(例如ITO导电区带)的显示器寻址阵列。用辐射固化的聚合物前体物层涂布导电膜(ITO区带)和支撑网。对该膜和前体物层在辐射下进行图形曝光(见下文详细说明)，以形成微型杯壁结构。曝光后，从未曝光的区域去除前体物材料，保留粘结在导电膜/支撑网上固化的微型杯壁。可以用紫外光或其它形式的辐射进行图形曝光，通过光掩模产生涂布在导电膜上的辐射固化材料的曝光图形或预定图案。尽管通常是不需要的，光掩模可以被定位并且与导电膜(也就是ITO区带)对正，这样透明的光掩模部分套准ITO区带之间的空间，不透明的光掩模部分套准ITO材料(预备成为微型杯盒底的区域)。另外，可以用预定图案凸模模压涂布在导电膜上的热塑或热固前体物层，随后脱模制备微型杯阵列。可以通过辐射、冷却、溶剂蒸发或其它方法硬化前体物层。我们于2000年3月4日提交的未决专利申请，题目为“改进的电泳显示器及其新颖的制造方法”(AnImproved Electrophoretic Display and Novel Process for ItsManufacture)中包括这种新颖的微模压加工方法。具有宽范围的尺寸、形状和开口比率的耐溶剂的、热机械性稳定的微型杯，可以用上述任一种方法制备。本专利技术的另一个实施例涉及用微型杯组件制造单色电泳显示器，在微型杯中填充单色颜料悬浮组分，密封微型杯，最后用预涂有粘合剂层的第二导电膜层叠该微型杯阵列。本专利技术的另一个实施例涉及利用依次打开微型杯组件、填充预选微型杯组的方法，以制造彩色电泳显示器。此方法包括用正性作用光致抗蚀剂层叠或涂布预制的微型杯，通过对正性作用光致抗蚀剂图形曝光，在显影后，选择性地打开一定数量的微型杯，在开口的微型杯中填充带颜色的电泳流体，然后用密封方法密封填充过的微型杯。可以重复这些步骤以制作填充不同颜色电泳流体的密封微型杯。这样，可以在预定区域的阵列填充不同颜色的组分，形成彩色的电泳显示器。各种现有技术的颜料和染料，可为溶剂相和悬浮微粒提供很宽的颜色选择范围。可以采用现有技术的流体涂布和填充装置。本专利技术的另一个实施例是关于同步辊对辊光刻工艺曝光的方法和设备，它可用于多种有用的工艺中，包括微型杯阵列制作工艺和选择填充微型杯阵列形成彩色显示组件的工艺。图形辊对辊光刻工艺曝光可通过同步移动光掩模和感光支撑网很好地进行，以使加工件(如微型杯阵列或彩色显示器件)以连续和无缝的方式进行图形曝光。预定图案的光掩模可以是延伸、连续、形成环状的带。光掩模图案对应微型杯阵列结构或其它附属装置，如微型杯壁和顶部开口。该光掩模使微型杯阵列结构的图形通过光掩模辐射投影。此“图形”曝光使辐射敏感材料有选择地曝光形成图形结构，同时使中间部分材料不曝光。用一定位装置支撑和定位光掩模环带，使光掩模和支撑网靠近，而且一部分光掩模环带基本上和需曝光的支撑网的一部分平行。光掩模和支撑网的同步移动包括靠近支撑网的光掩模环带的部分与支撑网平行同向地移动。实际上，本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于至少一种电子装置的多个明确定义结构的制备方法，所述方法包括辐射敏感材料的图形曝光，并包括下列步骤： （ａ）提供一个支撑网； （ｂ）提供一层涂布在所述支撑网上的辐射敏感组分； （ｃ）提供一个预定图案的光掩模，所述光掩模包括形成连续环状的带，所述光掩模图案对应至少所述结构之一，以便使所述结构的图形经过所述光掩模进行辐射投影； （ｄ）将所述光掩模环带与相临的所述支撑网定位，以便使所述光掩模环带的一部分与所述支撑网的至少一部分基本上平行取向； （ｅ）利用辐射通过光掩模选择性地将辐射敏感材料图形曝光；以及 （ｆ）相对于所述的支撑网以同步转动所述的光掩模环带，所述同步运动包括至少一部分所述光掩模环带与至少一部分所述支撑网在基本同一方向平行地移动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈美英，陈仙海，吴让二，张小加，臧宏玫，梁荣昌，
申请(专利权)人：希毕克斯幻像有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]