专利名称：电子纸单元、切割设备及电子纸单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电子纸，特别是一种电子纸单元、切割电子纸的切割设备及电子 纸单元的制作方法。
背景技术：
近年来，电子纸(E-paper)与电子书(E-book)正蓬勃发展，具有更轻、更薄以及可 挠曲特性的显示器将成为未来主要发展的趋势。然而可挠性基板有着许多本身材料的限制，因此并无法完全适用目前的玻璃基板 工艺。因此，如何以现有的设备进行改善，使其能适用于可挠性基板的制作便成为相关人员 需解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种电子纸单元，其具有较佳的耐用性。本发明所要解决的另一技术问题是提供一种切割设备，其具有较佳的生产效能。本发明所要解决的另一技术问题是提供一种电子纸单元的制作方法，其通过切割 设备而能制作出具有较佳耐用性的电子纸单元且具有较佳的生产效能。为了实现上述目的，本发明提供了一种电子纸单元，包括一可挠性基板、一薄膜晶 体管层、一电子墨水层、一防水层以及一框胶。薄膜晶体管层配置在可挠性基板上。电子墨 水层配置在薄膜晶体管层的一表面上。防水层配置在电子墨水层上。防水层的一端面与电 子墨水层的一端面共同够成一侧壁，且此侧壁与表面夹一第一锐角或一第一钝角。框胶涂 布覆盖的侧壁与表面上。为了更好地实现上述目的，本发明还提供了一种切割设备，包括一平台、一激光单 元、一刀具以及一反射镜。激光单元对应于平台设置。刀具可升降地对应于平台上配置。反 射镜可调整角度地对应于平台与激光单元配置。当激光单元射出一激光束时，激光束经反 射镜反射，而与平台夹一第二锐角或一第二钝角。为了更好地实现上述目的，本发明还提供了一种电子纸的制作方法，包括提供一 硬式基板，并依序配置一可挠性基板、一薄膜晶体管层、一电子墨水层与一防水层在硬式基 板上以形成一电子纸阵列。接着提供一切割设备，并将电子纸阵列放置于平台上。接着通过 切割设备切割电子纸阵列以形成多个电子纸单元。接着涂布框胶于各电子纸单元的周围。 最后，从硬式基板上取下电子纸单元。本发明的技术效果在于通过切割设备的激光单元，而将电子纸单元切割成具有 钝角或锐角的侧壁，而使后续涂布框胶的时候能有效减少气泡发生以及降低水气侵入电子 墨水层的情形。另外，切割设备同时具有激光单元与刀具，其中激光单元除能通过反射镜达 到上述侧壁的夹角外，也能在切割的同时对电子纸单元的可挠性基板与粘着层之间进行热 处理，进而增加各层之间的粘着性。此外，通过激光单元与刀具相互搭配，也能有效提高切 割工艺的生产效能。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
图1是依照本发明一实施例的一种电子纸单元的示意图；图2是依照本发明另一实施例的一种电子纸单元的示意图；图3为依照本发明一实施例的一种切割设备的局部示意图；图4是依照本发明一实施例的一种电子纸的批次制作方法的流程图；图5为图4的制作方法中电子纸单元在切割时的示意图；图6是图5的电子纸单元在切割时的示意图；图7是图5切割过程中的局部俯视图。其中，附图标记100、200电子纸单元110可挠性基板120薄膜晶体管层130,230电子墨水层140粘着层150、250 防水层160、260 框胶170硬式基板180离形层300切割设备310 平台320激光单元330 刀具340反射镜350吸附滚轮A1、A2 侧壁B1、B2 底面C2第二钝角Ll气泡排出路径Ml第一钝角Nl第一锐角Rl激光束Sl 表面T1、T2 顶面Ul U4切割道
具体实施例方式下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述
图1是依照本发明一实施例的一种电子纸单元的示意图。请参考图1，在本实施例 中，电子纸单元100可包括一可挠性基板110、一薄膜晶体管层120、一电子墨水层130、一粘 着层140、一防水层150以及一框胶160。可挠性基板110可以是聚酰亚胺(Polyimide)材 质的薄膜基板。薄膜晶体管层120配置在可挠性基板110上。电子墨水层130配置在薄膜 晶体管层120的一表面Sl上，其中电子墨水层130与薄膜晶体管层120可通过粘着层140 而连接在一起，电子墨水层130可以是电泳式(Electro Phoretic,EP)显示薄膜，而粘着层 140则可以是透明光学胶(Optical Clear Adhesive，OCA)。防水层150配置在电子墨水层 130上，且防水层150的一端面与电子墨水层130的一端面共同构成一侧壁Al，且侧壁Al 与表面Sl夹一第一钝角M1，使得防水层150与电子墨水层130分别具有一上窄下宽的梯形 剖面结构，此第一钝角Ml实质上大于90度且小于100度，防水层150可以是聚乙烯对苯二 甲酸酯(Polyethylene Ter印hthalate，PET)材质的防水膜。框胶160涂布覆盖在侧壁Al 与表面Sl上。在本实施例中，防水层150的一顶面Tl在表面Sl的正投影面积，小于电子墨水层 130的一底面Bl在表面Sl的正投影面积，也即此时的电子纸单元100的防水层150与电子 墨水层130相对于可挠性基板110与薄膜晶体管层120呈现上窄下宽的梯形剖面结构，其 中第一钝角Ml的角度大于90度且小于100度。据此，当进行框胶160的涂布时，由于防水层150与电子墨水层130均为上窄下宽 的梯形剖面结构，顶面Tl处的框胶160会沿着侧壁Al流下至薄膜晶体管层120的表面Si， 使此时的电子纸单元100成为一跨胶型结构，有利于在有限的可挠性基板110的面积内，有 效地将框胶160在流动过程中所产生的气泡排出角落(如图1中所示的气泡排出路径Li)， 故可以增加框胶160的阻绝空气能力。图2是依照本发明另一实施例的一种电子纸单元的示意图。请参考图2，在本实 施例中，与上述实施例不同的是，防水层250的顶面T2在表面Sl的正投影面积，大于电子 墨水层230的底面B2在表面Sl的正投影面积。在此，防水层250的一端面与电子墨水层 230的一端面共同构成一侧壁A2，且侧壁A2与表面Sl夹一第一锐角Ni，此第一锐角附实 质上大于80度且小于90度，以使电子纸单元200的防水层250与电子墨水层230呈现上 宽下窄的梯形剖面结构，框胶260会填入侧壁A2与表面Sl所构成凹槽中，而形成一渗胶型 结构。此举可令框胶260涂布后在表面Sl覆盖住的距离Ll较长。换句话说，外界的水气 便不容易入侵至电子墨水层230而导致电子纸单元200失效。与图1相比，虽然在涂布框 胶260时虽然底部角落可能略微会有气泡存在，但却能在有限的可挠性基板110的面积内， 有效地增加框胶260阻水气距离Li，故其阻水气性较佳。图3为依照本发明一实施例的一种切割设备的局部示意图。请同时参考图2及 图3，在本实施例中，切割设备300包括一平台310、对应于平台310设置的一激光单元320 与一刀具330以及一反射镜340，其中刀具330例如为一钢刀单元，刀具330可相对于平台 310进行升降与角度的调整，钢刀单元的质地较现有技术惯用的轮刀单元硬度低，同时刀锋 处也较不锋利，钢刀单元刀锋处的宽度范围通常介于10微米(μπι)与30微米(μπι)之间， 钢刀单元材质可为铁镍合金。反射镜340可调整角度地对应于平台310与激光单元320配 置。当激光单元320射出一激光束Rl时，激光束Rl经由反射镜340反射，而使激光束Rl 与平台310夹一第二钝角C2。在此，第二钝角C2与第一锐角附的加总为180度，也即图2的电子纸单元200中侧壁A2与表面Sl所夹的第一锐角m是经由与平台310之间夹第二 钝角C2的激光束Rl所切割而成。同样地，在本发明另一未图示的实施例中，使用者也可调整反射镜340的角度，而 使激光束与平台310之间夹一第二锐角，以对应如图1所示切割后的电子纸单元100中，侧 壁Al与表面Sl所夹的第一钝角M1，而使第一钝角Ml与第二锐角的加总也为180度。另外，切割设备300还包括一吸附滚轮350，可升降与转动地对应于平台310设置。 当电子纸单元100或200被激光单元320或刀具330切割完成后，通过此吸附滚轮350而 可将电子纸单元100或200从平台310取下。图4是依照本发明一实施例的一种电子纸的制作方法的流程图，图5为图4的制 作方法中电子纸单元的示意图。请同时参考图4及图5，在此，本实施例仅以图1的实施例 为制作标的进行说明。首先，于步骤S401，提供一硬式基板170，其例如为一玻璃基板。接 着在步骤S402中，涂布一离形层180在硬式基板170上。接着在步骤S403 S407中，依 序配置可挠性基板110、薄膜晶体管层120、粘着层140、电子墨水层130与防水层150在硬 式基板170及离形层180上，以使上述各层形成一电子纸阵列10。在此，电子纸阵列10的 结构特征已于上述图1及图2的实施例中说明，在此便不再赘述。接着，图6是图5的电子纸单元于切割时的示意图。请同时参考图3至图6，在步 骤S408中，将此电子纸阵列10放置在切割设备300的平台310上。于步骤S409中，通过切割设备300的切割设备(如激光单元320或刀具330)将 电子纸阵列10切割成多个电子纸单元100。在使用刀具330切割电子纸阵列10的实施例 中，刀具330可为钢刀单元，由于钢刀单元的质地较软，故并不会切穿硬式基板170，有利于 硬式基板170回收循环使用。同理，若使用的是低功率、高材料吸收率的激光单元320(例 如远红外线二氧化碳激光对塑料有较强的吸收率)，也可避免切穿硬式基板170，同样可以 达成硬式基板170回收循环使用的技术功效。然而，在其它实施例中，也可以使用现有技术 惯用的轮刀单元取代钢刀单元，但由于轮刀单元的质地较硬，且不容易控制切割力道，容易 切穿或损伤硬式基板170，致使硬式基板170无法直接地回收循环使用。接着，于步骤S410中，涂布框胶160(标示于图1)在各个电子纸单元100的周围 并固化框胶160。在此固化框胶160的手段依框胶160的种类而定，本实施例并未对此设 限。待框胶160固化后，于步骤S411中，可通过吸附滚轮350从硬式基板170上取下 电子纸单元100。最后，于步骤S412中，清洁并回收硬式基板170。在本实施例的步骤S409中，使用者可通过与平台310夹第二锐角或第二钝角的激 光束切割可挠性基板110、薄膜晶体管层120、粘着层140、电子墨水层130与防水层150，并 继续向下切割至硬式基板170处(如图6所示)，以将电子纸单元100完全切离。另一方面，于本发明另一未图示的实施例中，使用者也可仅以激光束切割可挠性 基板110、薄膜晶体管层120、粘着层140、电子墨水层130与防水层150后，再以钢刀单元 330切割硬式基板170，也能达到将电子纸单元100完全切离的目的。在此，本发明并未限 制钢刀单元330是否需与激光单元320进行搭配切割。在本实施例中，激光单元320的激光束可为一高斯分布的激光束，其在单位脉冲
7所提供的功率范围介于100瓦/脉冲(W/pulse)与650瓦/脉冲(W/pulse)之间，或者其 在单位时间内所产生的热量范围介于105卡/秒(cal/s)与4. 1868X105卡/秒(cal/s) 之间。据此，于切割电子纸阵列10时，激光束对可挠性基板110与粘着层130之间的接着 面进行热处理，以增加各层之间的粘着性而避免可能的剥离翘曲。图7是图5切割过程中的局部俯视图。请同时参考图5及图6，值得一提的是，为 使切割后的电子纸单元100能轻易地从硬式基板170上取下，因此在步骤S409中，各个电 子纸单元100的四个切割道U1、U2、U3及U4中，可在其中一切割道Ul切割至硬式基板170， 而其余三个切割道U2、U3及U4仅需切割至可挠性基板110即可，如此，电子纸单元100便 能从切割道Ul处轻易地通过吸附滚轮350而从硬式基板170上取下，而离形层180则会留 在硬式基板170上。综上所述，在本发明的上述实施例中，通过切割设备的激光单元，而将电子纸单元 切割成具有钝角或锐角的侧壁，而使后续涂布框胶的时候能有效减少气泡发生以及降低水 气侵入电子墨水层的情形。另外，切割设备具有激光单元与钢刀单元，其中激光单元除能通过反射镜达到上 述侧壁的夹角外，也能在切割的同时对电子纸单元的可挠性基板与粘着层之间进行热处 理，进而增加各层之间的粘着性。此外，通过激光单元与钢刀单元相互搭配，也能有效提高 切割工艺的生产效能。当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟 悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变 形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种电子纸单元，其特征在于，包括一可挠性基板；一薄膜晶体管层，配置在该可挠性基板上； 一电子墨水层，配置在该薄膜晶体管层的一表面上；一防水层，配置在该电子墨水层上，该防水层的一端面与该电子墨水层的一端面共同 构成一侧壁，且该侧壁与该表面夹一第一锐角或一第一钝角；以及 一框胶，涂布覆盖在该侧壁与该表面上。
2.如权利要求1所述的电子纸单元，其特征在于，该防水层的一顶面在该表面的正投 影面积，小于该电子墨水层的一底面在该表面的正投影面积。
3.如权利要求1所述的电子纸单元，其特征在于，该防水层的一顶面在该表面的正投 影面积，大于该电子墨水层的一底面在该表面的正投影面积。
4.如权利要求1所述的电子纸单元，其特征在于，还包括一粘着层，配置在该薄膜晶体 管层与该电子墨水层之间。
5.如权利要求1所述的电子纸单元，其特征在于，该第一锐角的角度大于80度且小于 90度。
6.如权利要求1所述的电子纸单元，其特征在于，该第一钝角的角度大于90度且小于 100 度。
7.一种切割设备，其特征在于，包括 一平台；一激光单元，对应于该平台配置； 一刀具，可升降地对应于该平台上配置；以及一反射镜，可调整角度地对应于该平台与该激光单元配置，当该激光单元射出一激光 束时，该激光束经该反射镜反射，而与该平台夹一第二锐角或一第二钝角。
8.如权利要求7所述的切割设备，其特征在于，该激光束为一高斯分布的激光束。
9.如权利要求7所述的切割设备，其特征在于，该激光束在单位脉冲所提供的功率范 围介于100瓦/脉冲与650瓦/脉冲之间。
10.如权利要求7所述的切割设备，其特征在于，该激光束在单位时间内所产生的热量 范围介于105卡/秒与4. 1868X105卡/秒之间。
11.如权利要求7所述的切割设备，其特征在于，还包括 一吸附滚轮，可升降与转动地对应于该平台上配置。
12.一种电子纸单元的制作方法，其特征在于，包括 提供一硬式基板；依序配置一可挠性基板、一薄膜晶体管层、一电子墨水层与一防水层在该硬式基板上， 以形成一电子纸阵列；提供一如权利要求7至10任意一项所述的切割设备，并将电子纸阵列置放于该平台上；通过该切割设备切割该电子纸阵列以形成多个电子纸单元； 涂布框胶于各该电子纸单元的周围；以及 从该硬式基板上取下该些电子纸单元。
13.如权利要求12所述的电子纸单元的制作方法，其特征在于，该切割设备切割该电 子纸阵列以形成多个电子纸单元的步骤包含通过与该平台夹该第二锐角或该第二钝角的该激光束切割该可挠性基板、该薄膜晶体 管层、该电子墨水层与该防水层。
14.如权利要求12所述的电子纸单元的制作方法，其特征在于，该切割设备切割该电 子纸阵列以形成多个电子纸单元的步骤还包含通过与该平台夹该第二锐角或该第二钝角的该激光束切割该硬式基板。
15.如权利要求12所述的电子纸单元的制作方法，其特征在于，该切割设备切割该电 子纸阵列以形成多个电子纸单元的步骤还包含通过该钢刀单元切割该硬式基板。
16.如权利要求12所述的电子纸单元的制作方法，其特征在于，还包括配置一离形层在该硬式基板与该可挠性基板之间。
17.如权利要求12所述的电子纸单元的制作方法，其特征在于，还包括配置一粘着层在该薄膜晶体管层与该电子墨水层之间。
18.如权利要求17所述的电子纸单元的制作方法，其特征在于，该切割设备切割该电 子纸阵列以形成多个电子纸单元的步骤包含通过与该平台夹该第二锐角或该第二钝角该激光束切割该可挠性基板、该粘着层、该 薄膜晶体管层、该电子墨水层与该防水层，并对该可挠性基板与该粘着层之间的一接着面 进行热处理。
19.如权利要求12所述的电子纸单元的制作方法，其特征在于，该些电子纸单元之一 中的该防水层的一端面与该电子墨水层的一端面共同构成一侧壁，且该侧壁与该薄膜晶体 管层的一表面夹一第一锐角或一第一钝角。
20.如权利要求19所述的电子纸单元的制作方法，其特征在于，该第一锐角与该第二 钝角的加总或者该第一钝角与该第二锐角的加总等于180度。
21.如权利要求12所述的电子纸单元的制作方法，其特征在于，还包括清洁并回收该硬式基板。
全文摘要
一种电子纸单元、切割设备及电子纸单元的制作方法，该电子纸单元包括可挠性基板、薄膜晶体管层、电子墨水层、防水层以及框胶。薄膜晶体管层配置在可挠性基板上。电子墨水层配置在薄膜晶体管层的表面上。防水层配置在电子墨水层上。防水层的端面与电子墨水层的端面共同构成侧壁，且侧壁与表面夹第一锐角或第一钝角。框胶涂布覆盖在侧壁与表面上。同时还公开了一种切割设备与电子纸单元的制作方法。
文档编号B23P17/00GK102109728SQ20111002677
公开日2011年6月29日 申请日期2011年1月20日 优先权日2010年12月17日
发明者吴和虔, 张展玮, 彭佳添, 胡至仁 申请人:友达光电股份有限公司