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一种介电泳显示器及控制其显示的方法

文献发布时间:2023-06-19 16:09:34



技术领域

本发明属于信息显示技术领域,具体而言涉及一种介电泳显示器以及控制该介电泳显示器显示信息的方法。

背景技术

反射式显示技术:区别于传统显示技术依靠发光材料或背光源形成显示效果。反射式显示技术依靠对显示材料的动态调节,依靠自然光照/环境光照条件,利用光反射原理形成显示效果。反射式显示技术具有强光/户外环境下高清晰度、护眼等优势。

现有反射式显示技术主要包括反射式液晶(Reflective LCD)、双稳态液晶(Bistable LCD)、电泳电子纸(EPD)、光干涉调制(iMod Mirasol)和电润湿显示(EWD)等。其中,电泳和光干涉调制显示,已成功产业化。光干涉调制显示器色彩饱和度高,但是其工艺复杂、良品率低,导致其生产成本高,从而限制了其商品化。电润湿显示技术仍处于材料开发和显示样品研制阶段。电泳电子纸技术(包括微胶囊式与微杯式,例如中国专利CN200810109116.3)由于其基于固体颗粒在胶囊种的分布来调控可光的反射或透射,具有双稳态特性,颜色对比度和色彩饱度好,已成功商品化,并广泛应用于电子书阅读器、电子标签、电子手表等产品。电泳电子纸显示的成功产业化,说明了颗粒作为反射式显示所具备的多重优势。

目前商品化的电泳电子纸产品仅为黑白、黑白彩三色电子纸显示器,主要原因是电泳所驱动颗粒运动,需要颗粒具有不同颜色的同时,还需要就有不同的zeta电位或粒径,同时,为了保持双稳态特性,颗粒的密度要保持一致,这给材料带来了巨大的挑战。另外,多种颗粒之间的分布调节,需要通过精巧驱动IC设计,依靠复杂多幅值驱动波形。因此,难以实验实际应用。

专利US 9664978 B2提出一种电泳显示器。其中的像素单元可由像素单元、微胶囊或液滴组成。电泳与介电泳共同作用,并且至少包含一种带电荷颗粒。通过正介电泳力使颗粒横向运动到液滴的侧边处,而颗粒上下运动主要依靠上下夹层电极所形成的直流电场产生的电泳作用驱动。该技术利用介电泳和电泳方式共同作用,同时颗粒表面需要带电荷,且驱动系统结合直流与交流电系统,复杂程度相对较高。此外,该技术由微胶囊构成的显示单元,外相具有更高的电导率和更高的介电常数,因此微胶囊甚至液滴体系通常导致液滴将远离高场强区域运动,因此一定程度上减弱了微胶囊或液滴内部的场强分布,存在显示器刷新速率低,或驱动电压高的问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题,根据本发明的一个方面,本发明的一个目的在于提供一种介电泳显示器,由下至上依次由作为基板的反光板、第一驱动电极阵列、第一疏水层、乳液层和透明盖板组成,

其中所述乳液层由乳液构成,所述乳液包括作为连续相的外相,内相液滴和位于内相液滴中的一种或多种颗粒,

所述反光板用来反射透过的入射光线,

所述第一驱动电极阵列通过施加交流电压产生横跨内相液滴的交流电场并驱动所述内相液滴中的颗粒移动,

所述第一疏水层位于所述第一驱动电极阵列的上表面上,与内相液滴表面接触。

优选地,所述透明盖板的下表面经过疏水处理或者在所述透明盖板的下表面上设置第二疏水层。

优选地,在所述第二疏水层和所述透明盖板之间设置第二驱动电极阵列,所述第二驱动电极阵列的形状与所述第一驱动电极阵列对应一致。

优选地,所述外相、内相液滴和位于内相液滴中的颗粒可以是透明无色的、黑白色的或彩色的。

优选地,形成所述反光板可以由漫反射材料(例如白纸)、金属等材料形成,或者通过在基板上涂覆白色二氧化钛涂层、硫酸钡涂层、反光涂层材料、反光镜面材料等形成。

优选地,所述内相液滴直径范围为10微米-1000微米。

优选地,在所述乳液层空间中形成像素墙结构,所述像素墙结构的厚度范围在1-100微米之间,高度范围在10-300微米之间,像素墙长度范围在10-500微米之间,使所述内相液滴形成液滴阵列。

优选地,所述外相选自硅油、十二烷、十六烷、橄榄油、蓖麻油、矿物油等。

优选地,所述内相液滴的介电常数大于外相,内相液滴的组分与所述外相不互溶或极微溶,所述内相液滴的组分选自纯水,有机溶剂,或纯水与水溶性有机溶剂、水溶性高分子化合物的混合溶液,所述有机溶剂选自四氯化碳、醋酸、苯酚、二氯乙烷等,所述水溶性有机溶剂选自甘油、丙酮、乙酸等,所述水溶性高分子化合物选自海藻酸钠、羟甲基纤维素、聚乙二醇及其衍生物。

优选地,所述颗粒相比于内相液滴具备更低电导率和更高的介电常数,或者,所述颗粒相比于内相液滴具备更低介电常数和更高的电导率,所述颗粒选自二氧化钛、二氧化硅、聚苯乙烯(PS)聚合物、矿物材料、复合核壳颗粒等,所述颗粒直径范围为500纳米至50微米。

优选地,矿物材料选自绿泥石、伊利石等、蒙脱石等,所述复合核壳颗粒为金属包裹二氧化硅的微球,壳层厚度与核半径比小于1:10。

优选地,所述外相中还可以包括硅油乳化剂、表面活性剂、增稠剂。

优选地,所述硅油乳化剂选自EM90、MC-215等。

优选地,所述内相液滴中还可以包括密度控制剂、电导率控制剂、助溶剂等。

优选地,所述密度控制剂选自葡萄糖、蔗糖等。

优选地,所述电导率控制剂选自氯化钠、氯化钾等。

优选地,可以用于所述外相、内相液滴和位于内相液滴中的颗粒的彩色染料选自离子染料、分散染料、酸性染料、碱性染料等。

更优选地,可以用于所述内相液滴彩色染料选自孔雀绿染色剂、橙黄染色剂、孟加拉红染色剂、亮蓝染色剂、苋菜红染色剂、甲基红染色剂、茜素黄、罗丹明B、良率染色剂等。

优选地,所述第一疏水层位和所述第二疏水层选自Teflon、Hyflon等材料。

根据本发明的另一个方面,本发明的另一个目的在于提供一种控制所述介电泳显示器显示信息的方法,所述方法如下进行:向所述第一和/或第二驱动电极阵列不施加或施加交流电压,在所述乳液层形成交流电场,所述交流电场幅值控制为0Vpp-200Vpp,交流电场频率范围为100kHz-10MHz,从而控制所述内相液滴中的一种或多种所述颗粒的状态。

有益效果

发明与现有技术比较,具有如下优点与积极效果:

1)根据本发明的介电泳显示器,最少仅需对一对电极施加交流电压,即可实现多状态显示。由于驱动力主要为介电泳力,因此对颗粒表面电荷无特定要求,仅需颗粒可分散即可,简化了颗粒生产的复杂程度以及拓展了可应用颗粒的种类。

2)相比现有技术的微胶囊电泳显示器,介电泳显示方法所采用的乳化体系作为显示材料,形成方法简单,体系复杂程度低。乳化体系具备柔性特质,不怕外力挤压导致的微胶囊破裂问题,提高了器件稳定性,易于实现大角度可弯折的柔性显示器。

3)乳液液滴可在交流电场下受到正介电泳力以及介电润湿作用,可自动对齐电极间隙,且增加与电极表面或电极表面对应区域疏水层的接触面积。提升了显示器像素之间驱动的统一性,且降低驱动电压,提升显示器刷新速率。

4)可实现彩色化显示。结合内相液滴和彩色颗粒,以及多状态的可控动态切换,达到多色彩连续可调的显示效果。

5)加工工艺简单,可有效降低制造成本。

6)采用微米颗粒作为显示驱动材料,颗粒粒径的增大可降低布朗运动作用,通过密度匹配,可实现双稳态显示。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对本领域普通技术人员而言,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。为了阐明本发明,在附图中省略了与描述无关的部分,并且在整个说明书中,相同或相似的部件由相同的附图标记表示。另外,为了便于说明,任意地示出了附图中所示的每个部件的尺寸和厚度,因此本发明不必限于附图中所示的那些。

图1为表示根据本发明的介电泳显示器的单个像素结构的示意图;

图2为表示颗粒在电场作用下形成不同的分布从而显示不同颜色以及颗粒受力的示意图;

图3为表示内相液滴形状、电极与液滴位置关系的示意图;

图4为表示介电泳显示器液滴的排列方式的示意图;

图5为表示含有至少两种颗粒时液滴内颗粒的分散状态的示意图;

图6为根据实施例1的介电泳显示的示意图;

图7为根据实施例2的介电泳显示的示意图;

图8为根据实施例3的介电泳显示的示意图;

图9为根据实施例3展示介电泳显示双稳态的示意图;

附图标记:1-反光板,2-第一驱动电极阵列,3-透明盖板,4-外相,5-内相液滴,6-颗粒,7-像素墙。

具体实施方式

在下文中,将参照附图详细地描述本公开的优选的实施方式。在描述之前,应当了解在说明书和所附权利要求中使用的术语,并不应解释为局限于一般及辞典意义,而是应当基于允许发明人为最好的解释而适当定义术语的原则,基于对应于本发明技术层面的意义及概念进行解释。因此,在此的描述仅为说明目的的优选实例,而并非是意指限制本发明的范围,因而应当了解的是,在不偏离本发明的精神和范围下可以做出其他等同实施和修改。

介电泳力产生于非均匀电场中,当物体与物体周围介质都可被电场极化时,介电泳力将产生并作用于颗粒与周围介质界面上,使得物体沿着电场梯度方向,向高或低电场强度区域运动。对于液滴内的微米颗粒而言,介电泳作用于颗粒,使颗粒从液滴底部向液滴顶部运动。介电泳显示是基于介电泳原理,依靠电场控制颗粒在介质中的特定区域内运动及分布位置,实现反射式显示过程和控制。

本文所使用的术语“第一”、“第二”等是用来解释各种构成元件,并且它们仅用于将一种构成元件与另一种构成元件区分的目的。

并且,本文中所使用的术语仅用于解释示例性实施例,且并不旨在限制本发明。单数表达也包括其复数表达,除非在上下文中另有明确表示。在本文中所使用的“包含”、“配备有”或“具有”之类的术语用于指定实践特性、数目、步骤、构成元件或其组合的存在,并且应当理解为不排除一个或多个其他特性、数目、步骤、构成元件或其组合的添加或存在的可能。

并且,如果一个层或一个元件被提及为形成于“层”或“元件”的“上面”或“上方”,这意味着每一个层或元件被直接形成在该层或元件上,或者在层、主体或基材之间可形成其他的层或元件。

在本文中,用语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其他任何类似用语均属于开放性连接词(open-ended transitional phrase),其意欲涵盖非排他性的包括物。举例而言,含有复数要素的一组合物或制品并不仅限于本文所列出的这些要素而已,而是还可包括未明确列出但却是该组合物或制品通常固有的其他要素。除此之外,除非有相反的明确说明,否则用语“或”是指涵盖性的“或”,而不是指排他性的“或”。例如,以下任何一种情况均满足条件“A或B”:A为真(或存在)且B为伪(或不存在)、A为伪(或不存在)且B为真(或存在)、A和B均为真(或存在)。此外,在本文中,用语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”的解读应视为已具体公开并同时涵盖“由…所组成”及“实质上由…所组成”等封闭式或半封闭式连接词。

在整个说明书中,当提到某个元件“连接”到另一个元件时,它不仅包括“直接连接”,还包括其他构件之间的“间接连接”。另外,当提到某个元件“包括”某个部件时,这意味着该元件可以进一步包括其他部件而不是排除其他部件,除非相反地明确描述。

本发明提供了一种基于介电泳原理的反射式显示器。该显示器对显示材料的要求简单,可通过单一颗粒系统达到三种显示状态,简化驱动电路设计,降低显示器生产成本并减少驱动时间。显示刷新速度可以达到约400ms(345微米像素),并且可根据材料体系和像素大小进一步提升。同时,该显示器可实现双稳态特性,降低显示功耗。此外,该显示器基于介电泳技术,驱动方式为交流电压方式,不会因长时间直流加电后使显示器件及材料的离子或分子极化,导致直流不平衡所产生的鬼影问题,从而保证良好的显示效果与延长显示器件寿命。显示材料采用乳化体系,可以通过现有机械乳化法、薄膜乳化或微流控法制备,且可选材料范围广泛,因而使得该显示技术的显示效果不易被显示材料选择的多个限制条件所局限。

参考图1,图1展示了根据本发明的介电泳显示器的单个像素结构的示意图,在透明盖板3和第一驱动电极阵列2之间形成乳液层空间,其中第一疏水层和第二疏水层未示出,用于本发明的乳液由两相不相溶的流体形成乳状液(如油包水),其中外相通常为介电流体,如有机溶剂或者油相,优选为不易挥发液体,为内相液滴提供保护,防止内相挥发或与空气发生反应。所述内相液体可以通过加入染料的方式进行染色,例如将彩色染料溶解在内相液体中,彩色染料可采用离子染料、分散染料、酸性染料、碱性染料等。溶解在外相液体中的染料应该不溶于内相液体,溶解在内相液体中的染料应该不溶于外相液体。内相液滴直径范围为10微米-1000微米。

所选颗粒必须满足在一定频率的交流电场下可以受到介电泳力驱动。颗粒表面电荷无特定要求,仅需颗粒可分散,不发生严重团聚即可。具有颜色的颗粒分散在内相液滴中,颗粒的颜色与内相液滴的颜色不同,颗粒相比于内相液滴具备更低电导率或介电常数,颗粒主要包括二氧化钛、二氧化硅、聚苯乙烯(PS)等聚合物、矿物材料、复合核壳颗粒(如金属包裹二氧化硅微球等)等,直径范围为500纳米至50微米。优选的,颗粒在不同电场频率下,所受的介电泳力的大小与方向(正、负介电泳力)皆可能发生改变。如:约1-4微米的聚苯乙烯颗粒,由于表面电导率在水相液滴中可能高于液体电导率,在低频电场下可能受到正介电泳力作用。而由于在高频电场下,颗粒极化性能取决于介电常数,聚苯乙烯颗粒小于水相液体的介电常数,因此受到负介电泳力作用。彩色颗粒的颜色不限于单一色彩。

以上所述乳液多相体系作为介电泳显示器中的显示材料体系。图2为表示颗粒在电场作用下形成不同的分布从而显示不同颜色以及颗粒受力的示意图,参考图2,在交流电场作用下,内相液滴在特定频率下受到正介电泳力作用,自动定位至电极间隙处,提升显示器像素驱动的同步性与可控性。并且,在交流电场作用下,液滴将发生介电润湿现象。介电润湿现象可增加内相液滴的交流电场场强,进而帮助降低驱动电压且提升颗粒运动速率。

内相液滴中的颗粒在电场作用下,可能受到正介电泳力或负介电泳力的作用。当颗粒受到负介电泳力作用时,可从液滴的底部向上运动,沿着液滴侧壁形成具有弯曲曲率的结构,分布状态多样。图2中,以单颗粒系统(内相液滴内仅包含单一种类的彩色颗粒)为例,未施加电场或者施加的电场较小时,颗粒在液滴底部堆积形成状态1;电场和频率足够驱动颗粒向上运动时,颗粒运动至内相液滴赤道线附近,形成状态2分布;当颗粒进一步向上运动至液滴的顶部,会聚集于液滴顶部形成状态3。这3种状态仅表明了颗粒分布的标志性状态,实际上从状态1至状态3的变化过程中,包含着无极变化的多种状态(灰阶)。每一种和多种状态(灰阶)可以对应一种或多种显示色彩或显示灰阶。当颗粒受到正介电泳力作用时,可以在液滴内从上向下运动,从状态3回归至状态2,以及从状态2回归状态1。

为了避免相邻内相液滴之间相互融合或内相液滴与外相界面无弧度阻碍颗粒向上运动形成状态3,顶部透明盖板的下表面和第一驱动电极阵列的上表面分别形成第一疏水层和第二疏水层(图中未示出),或者对透明盖板的下表面和第一驱动电极阵列的上表面进行疏水改性处理(如使用物理、化学等方法对透光盖板下表面进行表面疏水改性)。内相液滴必须与所述第一疏水层和第二疏水层接触。内相液滴在第一疏水层和第二疏水层之间,可以被挤压形成更加扁平的液滴形状,如图3所示。液滴侧面需保证一定向球心弯曲的弧度,以保证颗粒可从底部沿着弯曲侧壁滑移至顶部。液滴底部与电极表面或电极表面的疏水层接触面积可以受到施加交流电压的影响,介电润湿效应将改变接触面积。内相液滴顶部与第一疏水层可以不接触,或具有一定接触面积,接触角应大于等于90度。

在俯视视角下,展示了底部第一驱动电极阵列分布区域与内相液滴的位置关系,所述第一驱动电极阵列分布区域需要满足与液滴重叠(图3),即液滴部分地覆盖电极表面。电极形状不做特定限制,仅需满足可在施加交流电压后,可产生横跨液滴内部的交流电场。优选使用透明导电电极材料,如:氧化铟锡材料等,电极的图案化为作为显示材料的乳液提供非匀强电场,使内相液滴内部的颗粒受到介电泳力作用。第一驱动电极阵列分布于反光板上,电极图案不做具体限制,一对电极需至少对应可驱动显示器的一个像素单元。

参考图2和3,当处于状态1时,颗粒堆积在染色的内相液滴底部,入射光线经过染色的内相液滴时,根据透色原理,除染色的内相液滴本身颜色以外的其他波长的入射光被染色内相液滴吸收,剩余波段的入射光进一步作用于颗粒表面,颗粒材料吸收除自身色彩以外的其他波长的入射光,其中包含了染色内相液滴色彩所在波段的入射光。因此,入射光经过颗粒的反射,几乎吸收了所有波段的可见光,即状态1对应的颜色为混合色。当电极施加交流电场时,颗粒可沿内相液滴侧壁向上运动,在内相液滴赤道附近形成状态2的分散状态。在状态2下,内相液滴的开口率(俯视视角下,液滴透光区域占液滴最大切面面积比)可调。入射光线通过内相液滴后,被反光板反射,再透过液滴和透明盖板返回。由于入射光受到颗粒遮挡面积小,反射光此时的颜色主要为染色的内相液滴的颜色,即状态2对应的为内相液滴的颜色。当颗粒在介电泳力作用下运动至内相液滴顶部时,入射光在颗粒反射作用下形成基于颗粒色为主的反射光,即状态3对应的固体颗粒的颜色。在该状态下,显示的颜色和色彩饱和度受到颗粒在内相液滴表面的覆盖率影响。

第一驱动电极阵列和第二驱动电极阵列中的电极采用共面电极对设置,在各自电极对之间产生高电场强度,并形成自电极间隙向外连续衰减的电场强度(电场梯度)。共面电极的电极图案几何形状不做限定,可以根据应用需要进行设计和调整。对第一驱动电极施加交流电压时,颗粒受负介电泳力向液滴顶部运动,对应显示器由状态1向状态2,或由状态2向状态3切换。对第二驱动电极施加交流电压时,颗粒受负介电泳力向液滴底部运动,对应显示器状态由状态3向状态2切换,或由状态2向状态1切换。

电极加电方式可以为交替相间施加交流信号方式,图4为表示介电泳显示器内相液滴的排列方式的示意图,图4中的第1与第3列电极(信号电极)施加交流信号,第2列电极(公共电极)接地。透明盖板和第二疏水层之间设置第二驱动电极阵列,所述第二驱动电极阵列与所述第一驱动电极阵列的结构和图案成镜像对称,为颗粒提供上方电场,提升颗粒的精确控制能力。例如:当颗粒在一定频率的交流电场作用下,仅受到负介电泳力。仅对所述第一驱动电极阵列对施加交流电压时,颗粒向上运动。当仅对所述第二驱动电极阵列对施加交流电场时,颗粒向下运动。反光板与透明盖板间的距离控制可采用任意方法实现,采用如光刻胶层、胶带层、固体颗粒等形成像素墙作为支撑结构。

液滴阵列的排列方式如图4所示,内相液滴由于受正介电泳力作用,将定位在电极间隙的高场强区域。且内相液滴在介电润湿作用下,与所述第一疏水层和第二疏水层接触,保证内相液滴内部颗粒能够被周围电极所产生的交流电场控制。液滴的排列方式不做具体限定,可根据电极阵列结构和液滴的大小进行调整。内相液滴之间可以依靠液-液界面相互独立,排列成为液滴阵列可通过固体物质进行隔离,或者使用光刻胶等材料制作的微米“像素墙”结构相互隔离。像素墙的厚度范围在1-100微米之间,像素墙高度范围在10-300微米之间,像素墙边长(俯视图)范围在10-500微米之间。

此外,内相液滴内的颗粒种类可不仅限于单一种类。内相液滴内可以含两种以上的颗粒,第一种颗粒的颜色与介电属性与第二种颗粒有所区别,因此可在不同频率电信号施加条件下使液滴呈现不同颜色。如图5所示,在未施加电场,颗粒1和颗粒2均位于内相液滴的底部,此时显示混合色。在施加频率1的电信号时,两种颗粒所受介电泳力不同,其中颗粒2受负介电泳力更强,快速运动至液滴顶部,颗粒1受到微弱的负介电泳力或受到正介电泳力作用,仍然位于内相液滴底部,此时显色为颗粒2的颜色。当施加频率2的电信号时,颗粒1与颗粒2皆受到负介电泳力作用,均可以运动到内相液滴的赤道附近,此时呈现内相液滴的颜色。当施加频率3的电信号时,颗粒1受到负介电泳力更强,运动至内相液滴顶部,颗粒2受到微弱的负介电泳力或受到正介电泳力作用,位于内相液滴底部,此时呈现颗粒1的颜色。满足以上条件的颗粒1和颗粒2可能具有以下特性:颗粒1具有相对内相液滴较高的电导率,且具有相对内相液滴较低的介电常数(例如,约4微米以下粒径的聚苯乙烯颗粒等)。颗粒2具有相对内相液滴较低的电导率,且具有相对内相液滴较高的介电常数(例如,二氧化钛颗粒等高介电常数材料的绝缘材料颗粒)。

以下实施例仅是作为本发明的实施方案的例子列举,并不对本发明构成任何限制,本领域技术人员可以理解在不偏离本发明的实质和构思的范围内的修改均落入本发明的保护范围。除非特别说明,以下实施例中使用的试剂和仪器均为市售可得产品。

实施例1

本实施例的介电泳显示器的器件显示像素单元,由下至上依次包括反光板、第一驱动电极阵列、第一疏水层、乳液层、第二疏水层和透明盖板构成,所述反光板由涂覆了白色二氧化钛或硫酸钡涂层的玻璃制成,在所述反光板上使用光刻技术,用正胶光刻出驱动电极阵列图案,然后使用刻蚀工艺得到ITO驱动电极阵列。然后在所述驱动电极阵列层上涂覆Teflon材料形成第一疏水层,厚度为10-1000纳米(是否合适,请斟酌修改)。为了避免内相液滴之间融合,在所述第一疏水层用SU8系列光刻胶材料形成像素墙(围堰)结构,每一个像素墙围成的区域内包含固定且形状一致的电极图案。像素墙高10-150微米,边长345微米,像素墙之间间隙20微米,从而将内相液滴分隔开,提升显示器件稳定性。所述透明盖板由二氧化硅玻璃或ITO玻璃制成,所述透明盖板的下表面涂覆有第二疏水层。向所述驱动电极阵列和所述透明盖板之间注入乳液形成乳液层。在所述像素墙围成的区域内包含至少一个内相液滴。

所述乳液层的乳液体系的外相为硅油,硅油中添加少量表面活性剂(MC-215或EM90乳化剂)0.5-2%v/v。内相液滴采用低电导率的去离子水,并添加0.03-0.09wt%的孔雀绿染色剂与8-12wt%的红色聚苯乙烯颗粒(1-7微米)。将含有染色剂和红色聚苯乙烯颗粒的内相悬浮液添加入作为外相的硅油中,并通过机械搅拌乳化。乳化后形成硅油包裹的内相液滴。将乳液均匀填充至所述第一驱动电极阵列和所述透明盖板之间的乳液层中,使得所述像素墙围成的区域内包含至少一个内相液滴。然后覆盖透明盖板,完成显示器的制备。

通过在对第一驱动电极阵列施加交流电信号实现内相液滴(水)内聚苯乙烯颗粒的运动,从而实现动态显示效果。参考图6,施加交流电信号时,内相液滴在极化作用下以及介电润湿作用下发生一定形变。状态1为不施加电信号时的初始状态,状态2为交流电场幅值为40Vpp的状态,状态3为施加交流电场幅值为120Vpp的状态,交流电场频率范围为100kHz-10MHz,保证颗粒可运动同时避免乳液体系产生强电热效应。本实施例的显示器通过驱动红色聚苯乙烯颗粒,即可显示暗红(状态1)、蓝(状态2)、浅红色(状态3)。

实施例2

使用与实施例1中相似的器件结构,改变乳液材料配方,可进一步拓展显示色彩,实现黄-深蓝色显示效果。如图7所示。其中乳液体系的硅油中添加0.5-2%v/v的少量硅油乳化剂(MC-215或EM90乳化剂)。内相液滴采用低电导率的去离子水,其中添加0.03-0.09wt%的橙黄IV染色剂与8-12wt%的蓝色聚苯乙烯颗粒。如图7所示,对不同区域电极施加不同的交流电信号,可实现显示黄色字母“S”和“U”和蓝色的背景区域;反之改变驱动交流电信号,可以显示黄色背景区域和蓝色字母“C”和“N”。显示图案时所施加的电信号幅值为30Vpp,频率为400kHz。

实施例3

使用与实施例1中相似的器件结构,根据需要对介电泳显示器中第一驱动电极阵列的特定区域施加交流电信号进行驱动,如图8所示,可以呈现图案“花”、数字“7”、以及图案“心”的显示效果。从0-75度倾斜屏幕,显示内容的质量不受明显影响,且呈现的色彩对观察角度不敏感,因此该显示器具备广可视角度的特点。

实施例4

使用与实施例1中相似的器件结构,另外在所述第二疏水层和所述透明盖板之间设置第二驱动电极阵列,所述第二驱动电极阵列的图案与所述第一驱动电极阵列完全一致并对应。

乳液体系由硅油包水形成,硅油中添加少量0.5-2%v/v硅油乳化剂(MC-215或EM90乳化剂)。内相液滴采用低电导率的去离子水,并添加0.01-0.85wt%的橙黄染色剂与8-12wt%的直径为7微米的彩色聚苯乙烯颗粒。并且向内相液滴中添加密度控制剂(蔗糖),调节水的密度(调至密度与颗粒近似,约1.06克/立方厘米),使得聚苯乙烯颗粒可悬浮并显著减缓沉降,从而可在刷新显示图案后,保持图案不变,实现介电泳显示器的双稳态特性。

由于颗粒难以沉降,对应驱动方式也需要调整,其中对所述第二驱动电极阵列施加交流电信号实现控制聚苯乙烯颗粒向下运动,对所述第一驱动电极阵列施加交流电信号实现控制聚苯乙烯颗粒向上运动。根据本实施例的介电泳显示器可以实现约10分钟的双稳态效果。如图9所示,电极施加电压后,驱动部分呈现黄色,如0分钟对应的左侧的大面积黄色区域与右侧黄色“方框”图案。深蓝色像素点未加电驱动,因此保持蓝色。断电后,黄色被驱动像素可长时间可保持显示。在断电10分钟时,可观察到黄色状态的像素逐渐向蓝色状态转变,但“方框”图案仍可被明显观察。

以上所述仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

技术分类

06120114723750