CN102385212B - 电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电子装置，包括：一基板；一下部电极，其形成于该基板上；一上部电极；一透明板，其形成于该上部电极上；以及油滴，其填充于该下部电极及该上部电极间；其中，于该油滴内充填有复数个纳米颗粒悬浮于其中，且该些纳米颗粒为二维片状结构所组成。

Description

电子装置

技术领域

本发明是关于一种电子装置，尤其指一种具带有电荷及二维片状结构所组成的纳米颗粒，用来作为显示颜料的电子书或可挠性平面显示器等电子装置。

背景技术

由于传统的实体书本或杂志占有一定体积且具重量，往往造成影响携带的便利性，且印制书本或杂志亦需使用大量纸张与颜料，亦会造成环境的冲击与伤害，进而也导致了信息交流不易等缺失。

为了因应此潮流，并配合网络普及的时代来临，电子书的便携性即可解决传统书本的缺点。因此，当使用端欲阅读相关电子书内容时，只需由实体储存装置或网络的存取传输即可获得想阅读的信息及内容，此外，电子书并可作为信息发布的媒介，以此方式增加信息流通性实为方便的途径。

然而，传统黑白电子书或可挠示显示器等电子装置中，所使用的颜料，多为填充立体状的颗粒，由于该些充填立体状的颗粒的表面电荷及质量比较低，因此在电子书或可挠示显示器等电子装置的显示速度较慢，也会造成画面残留及耗电量较高等缺点，反而限制其应用性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电子装置，能使如电子书或可挠性平面显示器等电子装置的影像显示速率快且清晰，并增加其易读性及广泛应用。

为实现上述目的，本发明提供的电子装置，包括：一基板；一下部电极，其形成于基板上；一上部电极；一透明板，其形成于上部电极上；以及油滴，其填充于该下部电极及该上部电极间；其中，于油滴内充填有复数个纳米颗粒悬浮于其中，且该些纳米颗粒为二维片状结构所组成。

根据本发明的电子装置，其中上部电极可为一透明电极，以使光线可自由射入油滴内，并可使光线因油滴内悬浮颗粒的反射后，由该上部电极及透明板射出让使用者获得反射出的光线。较佳透明电极的使用可为氧化铟锡等。

承上，根据本发明的电子装置，其中纳米颗粒可为粒径约为0.1μm-100μm的黑石墨及白石墨。更具体而言，黑石墨可为石墨烯(graphene)，至于白石墨可为六方氮化硼(hBN)。再者，为使黑石墨与白石墨在油滴内反应快速，可将黑石墨及白石墨系分别掺杂一原子，掺杂的原子数量没有限制，只要可使黑石墨及白石墨可达所欲带电的电荷量即可，较佳为占该黑石墨及该白石墨总原子数的1/1000以下。

在本发明较佳实施方式中，可将黑石墨掺杂硼原子使其带正电，并将白石墨系掺杂有碳原子使其带负电。由此可知，当上部电极通入正电而下部电极通入负电时，会将带负电悬浮于油滴内的白石墨吸附于上部电极端，而带正电悬浮于油滴内的黑石墨吸附于下部电极端，故当光线射入油滴内后，可使光线因油滴内的白石墨吸附于上部电极端产生反射后，再由上部电极及透明板射出让使用者获得反射出的白色光线。反之，若当上部电极通入负电而下部电极通入正电时，会将带正电悬浮于油滴内的黑石墨吸附于上部电极端，而带负电悬浮于油滴内的白石墨吸附于下部电极端，故当光线射入油滴内后，可使光线因油滴内的黑石墨吸附于上部电极端产生反射后，再由上部电极及透明板射出让使用者获得呈现黑色的区域。

根据本发明的电子装置，除可依前述黑色或白色方式显示，还可依需要，可于纳米颗粒如白石墨中混入氧化物于其中形成集结体(aggregate)，以改变其显示的颜色；其中，可选择如红色的氧化铁(如赤铁矿)、含铬氧化物(如红宝石)；绿色的氧化钴、含铍氧化物(如绿柱石)；蓝色的含铜氧化物(如绿松石)；或黄色的氧化钨、铍铝氧化物(如金绿宝石)等。

此外，根据本发明的电子装置，可应用于各种具显示功能的电子装置中，较佳的电子装置可为电子书或可挠式平面显示器等。

附图说明

图1为本发明一较佳实施方式的示意图。

图2为本发明另一较佳实施方式的示意图。

图3为本发明又一较佳实施方式的示意图。

图4(a)及4(b)为本发明一较佳实施例中白石墨及黑石墨的平面构造示意图。

附图中主要组件符号说明：

电子装置100，基板101，下部电极102a、102b，上部电极103a、103b，透明板104，油滴105，液体106，纳米颗粒107、108。

具体实施方式

本发明提出一种具带有电荷及二维片状结构所组成的纳米颗粒，用来作为显示颜料的电子书或可挠性平面显示器等电子装置，以解决公知技术中存在的问题。

以下结合附图将详述本发明的较佳实施态样。

实施例1

首先，请参阅图1，提供一电子装置100，其包括有一基板101；一通入正电的下部电极102a，其形成于基板101上；一通入负电的上部电极103a；一透明板104，其形成于上部电极103a上；以及油滴105，其填充于该下部电极102a及该上部电极103a间；其中，于油滴105内充填有复数个纳米颗粒107、108悬浮于液体106中，且该些纳米颗粒107、108为二维片状结构所组成。

在本较佳实施例中，上部电极103a可为一透明电极，以使光线可自由从图的上方射入油滴105内，并可使光线因油滴105内悬浮颗粒107、108的反射后，由该上部电极103a及透明板104射出让使用者获得反射出的光线。透明电极的选择没有限制，一般可为氧化铟锡等。

此外，本实施例中纳米颗粒107、108可为粒径约为0.1μm-100μm的黑石墨107(即石墨烯)及白石墨108(即六方氮化硼)。请进一步参阅图4(a)及图4(b)所示的平面构造，其为紧密堆叠且具有蜂巢般结晶晶格的苯环结构的白石墨及黑石墨。由于黑石墨及白石墨为以sp²键结排列而成的材料，且可视为具有单一原子厚度的片状构造。也鉴于此，黑石墨及白石墨可为最佳的二维片状结构的纳米颗粒。

再者，根据本实施例，为使黑石墨107与白石墨108在油滴105内反应快速，可将黑石墨107及白石墨108分别掺杂一原子，掺杂的原子数量没有限制，只要可使黑石墨及白石墨可达所欲带电的电荷量即可，一般约为占该黑石墨及该白石墨总原子数的1/1000以下即可。此外，为使黑石墨107及白石墨108于油滴105中达到较佳的油润效果，可将掺杂原子后的黑石墨及白石墨于氢气下以约800℃热处理30分钟，或可选择在氟气下以约600℃热处理30分钟，由具有纳米尺寸二维片状结构的黑石墨及白石墨易于公知改质的特性，可在其端点原子形成-CH₃或-CF₃基，以使其油润效果获得改善。至于油滴105及其内填充的液体106的使用种类没有限制，可为一般电子装置如电子书所使用的微胶囊。

由以上说明可知，本实施例的黑石墨107与白石墨108带有分别带有正电荷与负电荷，且因黑石墨107与白石墨108本质上为二维片状结构的纳米颗粒，故可使其电荷与质量比率达到最大，且对静电的反应速率快，以在如电子书或可挠式平面显示器等电子装置中达成换色的迅速，并使影像清晰不模糊。

详细地说，把在公知或传统电子书中假设使用球体结构的石墨颗粒作为油滴内的填充颗粒，以及在本实施例中使用二维片状结构的石墨烯作一比较可知，球体结构的石墨颗粒仅有表面带电荷，而石墨烯正反两面均可带电，因此其所带电荷量为球体表面积的两倍。因此计算球体结构的石墨颗粒及二维片状结构的石墨烯的电荷/质量比(e/m)可由下式1表示：

$\mathrm{graphite}:\mathrm{graphene}=\frac{e}{(D\×\frac{4}{3}\mathrm{\π}{R}^3)}:\frac{2e}{D\×4\mathrm{\π}{R}^2\×\mathrm{\Δl}}$ [式1]

其中，石墨密度为D、Δl为单层石墨烯的厚度(0.3nm)、R为石墨实心球体半径(10nm)、以及e为电荷。

经由式1计算出来的e/m比值可知，石墨烯约为石墨颗粒的60倍。故可如前述中本实例可让所使用的二维片状结构纳米颗粒的电荷与质量比率达到最大，且对静电的反应速率快，以在如电子书或可挠式平面显示器等电子装置中达成换色的迅速、省电，并由于其纳米尺度的粒径提高其分辨率并使影像清晰不模糊。

依此原理，在本实施例中，由于黑石墨107掺杂硼原子使其带正电，并将白石墨108掺杂有碳原子使其带负电。因此，如图1所示，当上部电极103a通入负电而下部电极102a通入正电时，会将带正电悬浮于油滴105内的黑石墨107吸附于上部电极103a端，而带负电悬浮于油滴105内的白石墨108吸附于下部电极102a端，故当光线射入油滴105内后，可使光线因油滴105内的黑石墨107吸附于上部电极103a端产生反射后，再由上部电极103a及透明板104射出让使用者获得反射出的黑色光线。

此外，除可依前述黑色(黑石墨)或白色(白石墨)方式显示，更可依需要，可于纳米颗粒如白石墨中混入氧化物于其中形成集结体(aggregate)，以改变其显示的颜色；其中，可选择如红色的氧化铁(如赤铁矿)、含铬氧化物(如红宝石)；绿色的氧化钴、含铍氧化物(如绿柱石)；蓝色的含铜氧化物(如绿松石)；或黄色的氧化钨、铍铝氧化物(如金绿宝石)等。

实施例2

如图2所示，本实施例与实施例1相同，差异处仅在于将上部电极103b通入正电，而下部电极102b通入负电。

因此，当上部电极103b通入正电而下部电极102b通入负电时，会将带负电悬浮于油滴105内的白石墨108吸附于上部电极103b端，而带正电悬浮于油滴105内的黑石墨107吸附于下部电极102b端，故当光线射入油滴105内后，可使光线因油滴105内的白石墨108吸附于上部电极端产生反射后，再由上部电极103b及透明板104射出让使用者获得反射出的白色光线。

实施例3

如图3所示，本实施例与实施例1相同，差异处仅在于将上部电极103a及103b分别通入负电及正电，而下部电极102a及102b分别通入正电与负电。而于油滴105内的黑石墨107及白石墨108则会以如图3中的方式显示，由此可显示出界于黑白之间的颜色。

因此，本发明所提供如电子书或可挠性平面显示器等电子装置，可使影像显示速率快且清晰，并增加其易读性及广泛应用。由本发明所使用的二维片状结构纳米颗粒，其电荷与质量比率明显大于传统公知所使用立体结构球体，且本发明的二维片状结构纳米颗粒对静电的反应速率快，故能在如电子书或可挠式平面显示器等电子装置中达成换色的迅速，并使影像清晰不模糊。

上述实施例仅是为了方便说明而举例而已，本发明所主张的权利范围自应以申请的权利要求范围所述为准，而非仅限于上述实施例。

Claims (13)

1.一种电子装置，包括：

一基板；

一下部电极，其形成于该基板上；

一上部电极；

一透明板，其形成于该上部电极上；以及

油滴，其填充于该下部电极及该上部电极间；

其中，于该油滴内充填有复数个纳米颗粒悬浮于其中，且该些纳米颗粒为二维片状结构所组成，为黑石墨及白石墨。

2.如权利要求1所述的电子装置，其中，该上部电极为一透明电极。

3.如权利要求2所述的电子装置，其中，该透明电极为氧化铟锡。

4.如权利要求1所述的电子装置，其中，该黑石墨及白石墨粒径为0.1μm-100μm。

5.如权利要求1所述的电子装置，其中，该黑石墨为石墨烯，且该白石墨为六方氮化硼。

6.如权利要求1所述的电子装置，其中，该黑石墨及该白石墨分别掺杂一原子，掺杂的该原子数量占该黑石墨及该白石墨总原子数的1/1000以下。

7.如权利要求6所述的电子装置，其中，该黑石墨掺杂有硼原子。

8.如权利要求6所述的电子装置，其中，该白石墨掺杂有碳原子。

9.如权利要求1所述的电子装置，其中，该纳米颗粒包括有一氧化物于其中，该氧化物为氧化铁、含铬氧化物、氧化钻、含铍氧化物、含铜氧化物或氧化钨。

10.如权利要求9所述的电子装置，其中，该含铍氧化物为铍铝氧化物。

11.如权利要求10所述的电子装置，其中，该铍铝氧化物为金绿宝石。

12.如权利要求9所述的电子装置，其中，该氧化物为赤铁矿、红宝石、绿柱石或绿松石。

13.如权利要求1所述的电子装置，其中，该电子装置为电子书或可挠式平面显示器。

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