[01701761]彩色视频电润湿电子纸印刷显示关键材料与工艺研究

1.课题来源与背景： 课题来源：广东省科学技术厅2014年广东前沿与关键技术创新专项资金（重大科技专项）项目,项目名称：彩色视频电润湿电子纸印刷显示关键材料与工艺研究,立项编号：2014B090914004,研究时间为2015年1月1日至2017年12月31日。 课题背景：显示是最重要的信息交互载体。电子纸属于反射式显示技术,具有低能耗、视觉健康、制程工艺简单以及轻薄可柔性等突出优点,是未来主流显示技术之一。电润湿电子纸技术突破了长期束缚电子纸应用领域的彩色和视频两大技术瓶颈,极大拓宽电子纸显示技术的应用范围,具有巨大的产业影响。印刷显示制程可有效降低设备投资、提升显示材料利用率,是实现电润湿电子纸低成本、大面积柔性制程的关键,也是全球显示制造产业的重要突破方向。本项目利用在电子纸显示领域已有研究基础和成果,以印刷电润湿彩色视频电子纸显示屏为目标,针对彩色电润湿电子纸显示像素关键印刷材料与工艺展开技术攻关。 2.技术原理及性能指标： 本项目通过对电润湿显示功能性界面/结构材料的系统设计：基于同一骨架结构的基体材料,依据不同层材料的特殊功能性需求加入功能化基团/片段,进行材料体系的统一设计与合成,从根本上解决了现有电润湿显示功能性界面/结构材料体系兼容性差的问题,同时兼顾材料的特异性需求。针对图形化与大面积印刷成膜的需要,研究基于同一溶剂体系的印刷浆料调配以及印刷工艺的优化方法。依据电润湿显示特点自主优化设计TFT 背板和彩色滤光片,最终实现彩色视频电润湿电子纸的器件集成。 性能指标：（1）绝缘层：聚（酰亚胺-硅氧烷）ε3.2,CA 101°,前进/后退角之差只有9°;含氟聚丙烯酸酯ε 2.67,CA 125°,前进/后退角之差~20°,透光率＞95%; （2）像素墙：固化静态水接触角＜60°,透光率＞70%;粘结强度＞8MPa,150℃失重比＜2.5%/小时; （3）印刷工艺：绝缘层平均膜厚0.945μm,均匀度4.79%;像素墙层平均膜厚4.06μm,均匀度4.44%; （4）电润湿显示器件：开关响应9 ms,八阶灰度,160ppi,驱动电压30V,能耗18mW/in2 3.技术的创造性与先进性： （1）面向印刷制程的电润湿电子纸功能性界面/结构材料开发：基于同一基体的功能性界面/结构材料系统性设计,兼顾材料性能的兼容性和特异性要求; （2）开发基于丝网印刷和狭缝涂布的电润湿电子纸功能性界面/结构材料印刷成膜工艺,免除表面改性等非印刷制程工艺,实现高效、高均匀度的电润湿功能性界面/结构材料薄膜的图形化和大面积印刷工艺（膜厚控制在±5%以内）; （3）基于以上像素材料体系和印刷制程,采用自主开发的TFT背板加彩色滤光片方案实现彩色视频电润湿电子纸显示（开关响应速度＜10ms,八阶灰度显示）。 4.技术的成熟程度,适用范围和安全性： 本项目系统地改善了材料,工艺,结构,以及集成和驱动等各方面特性。已完成可实现彩色视频显示的电湿润电子纸显示屏新产品的研发,开发了含氟聚丙烯酸酯的疏水绝缘层新材料,非晶氟树脂材料的多层印刷成膜工艺,并在显示产业推广应用,带动平板显示产业链的整体技术升级;基于现有商业化含氟聚合物疏水绝缘层材料和光刻胶材料在G2.5中试产线,完善了印刷制程的大面积薄膜和微结构制备工艺,获得3.5-6吋的基于电湿润技术的彩色视频电子纸显示屏工程样机。 5.应用情况及存在的问题： 项目周边成果已实现小规模销售,主要电润湿电子纸产品即将进入中试,包括可印刷电润湿显示功能性界面材料、印刷浆料配方、电润湿电子纸显示器件等,未来几年将获得各厂家的批量订单。 6.历年获奖情况： 项目负责人在2015 年获得广东省特支计划“杰出人才”称号。