CN101620808B

CN101620808B - 显示器

Info

Publication number: CN101620808B
Application number: CN2009101116502A
Authority: CN
Inventors: 范士冈; 邱诚朴; 许青翔; 莫启能; 江美昭
Original assignee: CPTF Optronics Co Ltd; Chunghwa Picture Tubes Ltd
Priority date: 2009-05-05
Filing date: 2009-05-05
Publication date: 2011-02-16
Anticipated expiration: 2029-05-05
Also published as: CN101620808A

Abstract

本发明涉及一种显示器包括一第一基板、一第一电极、一第二基板、一第二电极与一显示材料层。其中，第一电极配置于第一基板上，而第二电极配置于第二基板上。此外，显示材料层配置于第一电极与第二电极之间。本发明的显示材料层包括一溶液与多个配置于溶液中的第一微粒子。各第一微粒子具有多个不同轴向的轴长。至少一轴向的轴长会不同于其它轴向的轴长，以使第一微粒子在不同的第一驱动频率下呈现不同排列密度的极化自排效应。本发明的显示器除具有驱动方式简单与反应时间快速的优点外，更具有较佳的显示品质。

Description

显示器

技术领域

本发明涉及一种显示器，尤指一种应用微粒子极化现象的显示器。

背景技术

电子纸显示技术最初发展于1970年代，其特色是包含带电荷的小球，其中球的一面是白色，另一面是黑色，当电场改变时，球会上下转动以呈现不同颜色。第二代的电子纸显示技术是发展于1990年代，其特色是以微胶囊代替传统的小球，并且在胶囊内填充液体与带电荷的颗粒。经由外在电场的控制使带电颗粒往上或是往下移动，其中当颗粒往上(接近阅读者方向时)则显示出颗粒本身的颜色。此类习知技术主要是透过带电颗粒所呈现的电泳现象，而达成显示的目的。此外，常见的电子纸显示技术还包括电子粉式、带电高分子粒子、胆固醇液晶、电湿润技术等。

随着技术的成熟，电子纸已经吸引众厂商的注意，许多大公司也纷纷加入研发行列。但如何开发出驱动方式简单以及反应时间快速的电子纸显示技术，一直是重要的课题。

发明内容

本发明的目的是提供一种显示器，其除了具有驱动方式简单与反应时间快速的优点外，更具有较佳的显示品质。

本发明是这样实现的，一种显示器，其包括一第一基板、一第一电极、一第二基板、一第二电极、以及一显示材料层。第一电极配置于第一基板上，而第二电极配置于第二基板上。显示材料层配置于第一电极与第二电极之间，且显示材料层包括一溶液以及多个第一微粒子。第一微粒子配置于溶液中，其中各第一微粒子具有多个不同轴向的轴长，且至少一轴向的轴长会不同于其它轴向的轴长，以使第一微粒子在不同的第一驱动频率下呈现不同排列密度的极化自排效应。

在本发明的一实施例中，上述的各第一微粒子为椭圆体、立方体、长方体、四面体、或是其它非球形的粒子。

在本发明的一实施例中，上述的显示器更包括多个第二微粒子。第二微粒子配置于溶液中。各第二微粒子具有多个不同轴向的轴长，且至少一轴向的轴长会不同于其它轴向的轴长，以使第二微粒子在不同的第二驱动频率下呈现不同排列密度的极化自排效应。

在本发明的一实施例中，上述的显示器更包括多个第三微粒子。第三微粒子配置于溶液中。各第三微粒子具有多个不同轴向的轴长，且至少一轴向的轴长会不同于其它轴向的轴长，以使第三微粒子在不同的第三驱动频率下呈现不同排列密度的极化自排效应。

在本发明的一实施例中，上述的第一微粒子的导电度与溶液的导电度大小成一负相关。

在本发明的一实施例中，上述的第一微粒子的介电常数与溶液的介电常数大小成一负相关。

在本发明的一实施例中，上述的第一微粒子包括金属粒子。

在本发明的一实施例中，上述的第一微粒子包括高分子粒子。

在本发明的一实施例中，上述的第一微粒子的材质包括聚苯乙烯粒子。

在本发明的一实施例中，上述的第一微粒子的材质包括聚乙烯粒子。

在本发明的一实施例中，上述的溶液为非导电溶液。

在本发明的一实施例中，上述的显示器更包括一第一介电层、一第一疏水膜层与一第二疏水膜层。其中，第一介电层配置于第一电极上。此外，第一疏水膜层配置于第一介电层上，而第二疏水膜层配置于第二电极上。

在本发明的一实施例中，上述的溶液为导电溶液。

在本发明的一实施例中，上述的第一电极为反射电极。

在本发明的一实施例中，上述的第二电极为透明电极。

在本发明的一实施例中，上述的第一基板与第二基板包括软性基板。

基于上述，本发明显示器的第一微粒子会受到第一电极与第二电极之间所形成的电场而极化，进而产生自排列的现象。这些第一微粒子藉由自排列而形成链状结构，以改变显示器中第一微粒子的分布密度，以及显示材料层的透光度。需要强调的是，由于这些第一微粒子的形状是属于非球体，因此，在不同轴向上的轴长便会使其在不同频率的驱动电场下，而有不同极化程度，进而可形成不同分布密度的链状结构。如此一来，当外界光线入射至显示器内，并藉由第一电极而反射至外界时，便可透过不同的驱动频率来达到控制显示亮度灰阶的目的。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。

附图说明

图1A是本发明第一实施例的显示器的剖面示意图。

图1B为图1A所绘示的第一微粒子的立体示意图。

图1C与图1D分别绘示在不同第一驱动频率下第一微粒子极化自排的示意图。

图2是本发明第一实施例的另一显示器的剖面示意图。

图3是本发明第二实施例的显示器的剖面示意图。

附图中主要组件符号说明：

100、100a、200：显示器

110：第一基板

120：第一电极

122：第一介电层

124：第一疏水膜层

130：第二基板

140：第二电极

142：第二疏水膜层

150：显示材料层

152：溶液

154：第一微粒子

154a、154Bb、154c：轴向

156：第二微粒子

158：第三微粒子

160：链状结构

L：光线

L₁、L₂、L₃：轴长

具体实施方式

图1A是本发明第一实施例的显示器的剖面示意图，而图1B为图1A所绘示的第一微粒子的立体示意图。请同时参考图1A与图1B，本发明的显示器100包括一第一基板110、一第一电极120、一第二基板130、一第二电极140与一显示材料层150。第一电极120配置于第一基板110上。第二电极140配置于第二基板130上。在本实施例中，第一基板110与第二基板130可以为软性基板，其具有可挠曲的特性。然而，在其它实施例中，第一基板110与第二基板130也可以是采用玻璃基板或是其它有机化合物或无机化合物材料的基板，上述仅为举例说明。

在本实施例中，第一电极120例如是一反射电极，而第二电极140例如是一透明电极。在实务上，第一电极120可以是采用高反射率的金属材质，而第二电极140可以采用铟锡氧化物、铟锌氧化物、铟锡锌氧化物、氧化铪、氧化锌、氧化铝、铝锡氧化物、铝锌氧化物、镉锡氧化物、镉锌氧化物、或是其它适当的透明导电材质。

另外，本发明的显示材料层150配置于第一电极120与第二电极140之间，且显示材料层150包括一溶液152与多个配置于溶液152中的第一微粒子154，如图1A所绘示。特别的是，第一微粒子154具有多个不同轴向的轴长，且至少一轴向的轴长会不同于其它轴向的轴长，以使第一微粒子154可在不同第一驱动频率下呈现不同排列密度的极化自排效应。

本实施例是以图1B所绘示的第一微粒子154来进行说明，但非限于此。在图1B中，第一微粒子154具有三个不同轴向154a、154b、154c的轴长L₁、L₂、L₃，且各轴向154a、154b、154c的轴长L₁、L₂、L₃皆不相同。因此，若施加于第一电极120与第二电极140之间的第一驱动频率不同时，将会造成第一微粒子在不同轴向上具有不同的偶极矩，进而产生不同密度排列的链状成串。举例来说，若各轴向154a、154b、154c的轴长L₁、L₂、L₃皆不相同，此时，第一微粒子154至少可在三种不同第一驱动频率下，以轴向154a、154b、154c至少其中的一的方式来自排成串。如此一来，将可形成在平面上排列密度不同的极化自排，而具有不同的透光度。

以下将以图1C与图1D来详细说明显示器100的第一微粒子154在不同的第一驱动频率下所产生不同密度的极化自排效应，其中图1C与图1D分别绘示在不同第一驱动频率下第一微粒子极化自排的示意图。

在图1C中，若在第一电极120与第二电极140上例如是施加48伏特、500kHz的电压讯号，会使第一电极120与第二电极140之间产生电场。此时，第一微粒子154会受到外加电场的频率作用下而产生极化现象。特别的是，极化后的第一微粒子154会彼此吸引而产生自排列的现象。如图1C所示，第一微粒子154会排成链状结构160。因此，第一微粒子154的分布密度便会改变，进而使得显示材料层150的透光度改变，如此一来，可使外界光线L顺利地由第二电极140入射并藉由第一电极120而反射至外界，而可达到显示效果。

若改变上述施加的讯号频率时，极化后的第一微粒子154同样地会彼此吸引而产生自排列的现象，惟不同处在于，第一微粒子154在不同轴向上的轴长不一，如图1B所示。因此，极化后第一微粒子154自排的型态便会呈现如图1D所绘示的排列方式，如此一来，会造成链状结构160在平面密度上的增加或减少，进而可调整出光的亮度与灰阶。需要说明的是，在不同讯号频率的驱动下，其极化自排所形成的链状结构160也可以是其它排列方式，例如是第一微粒子154往轴向154a、154b、或154c的方向做排列。换言之，本实施例的显示器100仅需提供适当的驱动频率，即可产生不同的亮度灰阶，而具有较佳的显示品质。

在本实施例中，需要说明的是，当第一电极120与第二电极140之间所产生电场的操作频率为低频(例如是直流kHz～MHz之间)时，第一微粒子154的导电度会与溶液152的导电度大小成负相关。而高导电度的第一微粒子154会搭配低导电度的溶液152，或者低导电度的第一微粒子154会搭配高导电度的溶液152，如表一所示。

另外，当第一电极120与第二电极140之间所产生电场的操作频率为高频(例如是MHz～GHz之间)时，第一微粒子154的介电常数与溶液152的介电常数大小会成一负相关。高介电常数的第一微粒子154会搭配低介电常数的溶液152，或者低介电常数的第一微粒子154会搭配高介电常数的溶液152，如表一所示。

操作频率	第一微粒子	溶液
			低频	高导电度	低导电度
低频	低导电度	高导电度
			高频	高介电常数	低介电常数
高频	低介电常数	高介电常数

表一

需要说明的是，溶液152的种类可以是非导电溶液，而第一微粒子154具有高导电度。当然，溶液152亦可以是采用导电溶液，稍后将在第二实施例中作说明。详言之，第一微粒子154的材质可包括高分子粒子或金属粒子。以高分子粒子而言，其例如是聚苯乙烯粒子(polystyrene bead，PS)或聚乙烯粒子(polyethylene bead，PE)。此第一微粒子154的直径大小例如是3微米。

另一方面，当第一微粒子154未受到电场极化时，便会呈现如图1A的分布状态。如此一来，外界的光线便无法有效入射并藉由第一电极130而反射至外界。换言之，本实施例的显示器100是使用非球体的第一微粒子154，因此，可藉由施加不同电场来控制第一微粒子154的分布状态，进而能控制显示器100所欲呈现的亮度灰阶画面。因此，本发明的显示器100除了具有驱动方式极为简易、驱动电压低，以及反应时间快速的特点外，显示器100更具有较佳的灰阶显示。

值得一提的是，图1B所绘示的第一微粒子154仅为举例说明，在其它未绘示的实施例中，第一微粒子154也可以是为立方体、长方体、四面体、或是其它非球体的粒子。

另外，为了全彩显示的需要，如图2所示，本发明的显示器100a更可包括多个第二微粒子156与多个第三微粒子158。其中，第二微粒子156与第三微粒子158皆分布于溶液152中，且第二微粒子156与第三微粒子158例如是采用第一微粒子154的概念，相关说明可参考上述，在此便不再赘述。

在一实施例中，第一微粒子154可选用红色微粒子，第二微粒子156可选用绿色微粒子，第三微粒子158可选用蓝色微粒子。这里要说明的是，第一微粒子154、第二微粒子156与第三微粒子158分别具有不同的第一驱动频率、第二驱动频率与第三驱动频率，而可对显示器100a进行亮度灰阶的控制。也就是说，第一微粒子154、第二微粒子156与第三微粒子158会分别在不同频率的驱动电压下而产生极化现象，以及不同平面密度的链状结构160。因此，只要控制所施加驱动电压的频率便能有效控制显示器200显示不同的色彩和灰阶画面。

第二实施例与第一实施例类似，两者主要不同的处在于：第二实施例所采用的溶液为导电溶液。此外，位于第一电极与第二电极上会形成介电层与疏水膜层。图3是本发明第二实施例的显示器的剖面示意图。如图3所示的显示器200与第一实施例的显示器100类似，相同的处于此不多加赘述。值得注意的是，本实施例的显示器200中的溶液152为导电溶液。此外，显示器200更包括一第一介电层122、一第一疏水膜层124与一第二疏水膜层142。其中，第一介电层122与第一疏水膜层124依序配置于第一电极120上，而第二疏水膜层142配置于第二电极140上。本实施例的显示器200与第一实施例的显示器100同样具有驱动方式简易、反应时间快速、驱动电压低以及较佳的灰阶显示等优点。

综上所述，本发明显示器的第一微粒子会受到第一电极与第二电极之间所形成的电场而极化，进而产生自排列的现象。这些第一微粒子藉由自排列而形成链状结构，以改变显示器中第一微粒子的分布密度和显示材料层的透光度，进而能呈现不同的画面。因此，本发明的显示器具有驱动方式简易、反应时间快速等优点。本发明的显示器更可藉由多种微粒子，而达成全彩显示的目的。

虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围权利要求所述的为准。

Claims

1.一种显示器，其特征在于，包括：

一第一基板；

一第一电极，配置于该第一基板上；

一第二基板；

一第二电极，配置于该第二基板上；

一显示材料层，配置于该第一电极与该第二电极之间，该显示材料层包括：

一溶液；以及

多个第一微粒子，配置于该溶液中，其中各该些第一微粒子具有多个不同轴向的轴长，且至少一轴向的该轴长会不同于其它轴向的该些轴长，以使该些第一微粒子在不同的第一驱动频率下呈现不同排列密度的极化自排效应。

2.根据权利要求1所述的显示器，其特征在于：所述的第一微粒子为椭圆体、立方体、长方体、四面体、或是其它非球形的粒子。

3.根据权利要求1所述的显示器，其特征在于：更包括多个第二微粒子、第三微粒子，配置于该溶液中，其中各该些第二微粒子、第三微粒子具有多个不同轴向的轴长，且至少一轴向的该轴长会不同于其它轴向的该些轴长，以使该些第二微粒子、第三微粒子分别在不同的第二驱动频率、第三驱动频率下呈现不同排列密度的极化自排效应。

4.根据权利要求1所述的显示器，其特征在于：所述的第一微粒子的导电度与该溶液的导电度大小成一负相关。

5.根据权利要求1所述的显示器，其特征在于：所述的第一微粒子的介电常数与该溶液的介电常数大小成一负相关。

6.根据权利要求1所述的显示器，其特征在于：所述的第一微粒子包括金属粒子。

7.根据权利要求1所述的显示器，其特征在于：所述的第一微粒子包括高分子粒子。

8.根据权利要求7所述的显示器，其特征在于：所述的第一微粒子的材质包括聚苯乙烯。

9.根据权利要求7所述的显示器，其特征在于：所述的第一微粒子的材质包括聚乙烯。

10.根据权利要求1所述的显示器，其特征在于：所述的溶液为非导电溶液。

11.根据权利要求1所述的显示器，其特征在于，更包括：

一第一介电层，配置于该第一电极上；

一第一疏水膜层，配置于该第一介电层上；以及

一第二疏水膜层，配置于该第二电极上。

12.根据权利要求1所述的显示器，其特征在于：所述的溶液为导电溶液。

13.根据权利要求1所述的显示器，其特征在于：所述的第一电极为反射电极。

14.根据权利要求1所述的显示器，其特征在于：所述的第二电极为透明电极。

15.根据权利要求1所述的显示器，其特征在于：所述的第一基板与该第二基板包括软性基板。