CN102455505A - 电湿润显示装置及其非极性彩色溶液 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电湿润显示装置及其非极性彩色溶液。此电湿润显示装置包括第一基板、第二基板、极性溶液层以及非极性彩色溶液层。第一基板与第二基板彼此相对向设置。极性液体层位于第一基板与第二基板之间。非极性彩色溶液层位于第一基板与极性溶液层之间，其中非极性彩色溶液层包括至少一非极性溶剂、至少一染料以及至少一增益剂，其中所述增益剂与所述非极性溶剂互溶，且所述增益剂与所述极性液体层不互溶。本发明通过在非极性彩色溶液层中加入增益剂即可提高电湿润显示装置的色彩饱和度。本发明不需要增加光线在电湿润显示装置的彩色溶液层中的行进长度，因而，可使得电湿润显示装置维持较佳的驱动表现。
Description
技术领域
本发明是有关于一种电湿润显示装置及其非极性彩色溶液。
背景技术
一般以电场控制流体的显示装置中，可通过搭配彩色滤光片或是使用彩色溶液达到彩色化目的。但是，彩色滤光片会降低光通量，使得显示面板的亮暗对比降低。而彩色溶液是将不同颜色的彩色介质(染料或颜料)溶解或分散在溶液中所得。因此若要达到较好的面板色彩表现，则需要增加彩色介质在溶液中的比例，或是增加光在彩色溶液中的行进长度。
而在目前的电湿润显示装置中，大多是将彩色介质置于非极性液体层。但目前市面上属于非极性可溶解的染料选择并不多，而且为了让彩色介质有较好的吸收系数，染料结构上必须含有特定官能基，也可能造成染料在非极性液体内的溶解度降低，影响元件色彩的表现。换言之，目前电湿润显示装置的彩色饱和度不佳。而若是选择增加光在彩色溶液中的行进长度来改善色彩表现，则需要增加显示装置中的油墨厚度，如此将可能影响显示装置的驱动表现。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种电湿润显示装置及其非极性彩色溶液，以解决现有电湿润显示装置色彩饱和度不佳的问题。
本发明的一实施例提出一种电湿润显示装置，包括第一基板、第二基板、极性溶液层以及非极性彩色溶液层。第一基板与第二基板彼此相对向设置。极性液体层位于第一基板与第二基板之间。非极性彩色溶液层位于第一基板与极性溶液层之间，其中非极性彩色溶液层包括至少一非极性溶剂、至少一染料以及至少一增益剂，其中所述增益剂与所述非极性溶剂互溶，且所述增益剂与所述极性液体层不互溶。
本发明的另一实施例提出一种非极性彩色溶液，包括至少一非极性溶剂、至少一染料以及至少一增益剂，其中所述增益剂与所述非极性溶剂互溶，且所述增益剂与极性液体不互溶。
本发明通过在非极性彩色溶液层中加入增益剂即可提高电湿润显示装置的色彩饱和度。本发明不需要增加光线在电湿润显示装置的彩色溶液层中的行进长度，因而，可使得电湿润显示装置维持较佳的驱动表现。
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。
附图说明
图1是根据本发明一实施例的电湿润显示装置的剖面示意图。
其中，附图标记：
100：第一基板
102：基板
104：电极层
106：介电层
108：疏水层
110：亲水隔墙结构
112：单元区域
120：第二基板
122：基板
124：电极层
130：极性溶液层
140：非极性彩色溶液层
150：密封胶
具体实施方式
图1是根据本发明一实施例的电湿润显示装置的剖面示意图。请参照图1，本实施例的电湿润显示装置包括第一基板100、第二基板120、极性溶液层130以及非极性彩色溶液层140。
第一基板100与第二基板120彼此相对向设置。根据本实施例，第一基板100包括基板102、电极层104、介电层106、疏水层108以及亲水隔墙结构110。
基板102主要是作为承载显示装置之用，基板102可为透明基板，其材质例如是玻璃、石英或有机聚合物。基板102也可以是反射基板。另外，基板102可以是硬质基板也可以是软质基板。
电极层104位于102基板的一侧。根据一实施例，电极层104包括多个主动元件与主动元件电性连接的像素电极以构成像素阵列层。根据另一实施例，电极层104可为单纯的被动电极图案。此外，电极层104可包括具有高反射性质的金属材料。倘若电极层104是使用透明导电材料，则电极层104的下方可进一步设置一层反射层。
介电层106位于电极层104上。介电层106的材质可为氧化硅、氮化硅或是其它介电材料。
疏水层108位于介电层106上。根据一实施例，形成疏水层108的方法可为对介电层106的表面进行疏水表面处理，以将介电层106的表面进行疏水改质而形成疏水层108。根据另一实施例，形成疏水层108的方法可为直接在介电层106上进行涂布程序、镀膜程序或是沉积程序，以形成疏水层108。举例来说，形成疏水层108的方法可以采用狭缝涂布、旋转涂布、气相沉积、等方式将氟化高分子、类钻碳薄膜、末端为烷基的自聚性分子制备于介电层106上。
亲水隔墙结构110是位于疏水层108上，以于第一基板100上定义出多个单元区域112。更详细来说，亲水隔墙结构110是使用亲水物质制作挡墙结构，所述亲水物质可为压克力系或环氧树酯系之高分子。所述单元区域112是对应一个显示像素单元。因此，倘若第一基板100的电极层104为像素阵列层，则每一单元区域112内的电极层104是对应设置有至少一主动元件以及至少一像素电极。
另外，第二基板120包括基板122以及电极层124。第二基板120也可称为对向基板。第二基板120的基板122可为玻璃、石英或是有机聚合物基板。基板122可以是硬质基板也可以是软质基板。
电极层124位于基板122的一侧。电极层124也可称为对向电极。因此，电极层124与电极层104是用来操控位于第一基板100与第二基板120之间的液体层，借以达到显示的目的。一般来说，电极层124可为透明电极层，其材质包括金属氧化物，例如是铟锡氧化物或铟锌氧化物等等。
另外，在第一基板100与第二基板120之间更包括密封胶150，以将第一基板100与第二基板120粘着在一起，并于第一基板100与第二基板120之间构成一容纳空间。
极性溶液层130位于第一基板100与第二基板120之间。更详细来说，极性溶液层130是位于第一基板100与第二基板120之间的容纳空间内。极性溶液层130可为水、单元醇类、多元醇类、离子液体、其它极性液体或其组合。
非极性彩色溶液层140填于亲水隔墙结构110所定义出的单元区域112内。根据本实施例，位于单元区域112内的非极性彩色溶液层140包括多种颜色的彩色溶液，且每一个单元区域112内是填入一种颜色的彩色溶液。举例来说，非极性彩色溶液层140包括黑、红、绿、蓝色等彩色溶液，而单元区域112内是各自填入黑、红、绿或蓝色等彩色溶液。
特别是，上述非极性彩色溶液层140包括至少一非极性溶剂、至少一染料以及至少一增益剂。根据本实施例，非极性彩色溶液层140的非极性溶剂的含量为20～90wt％，染料的含量为1～40wt％，且增益剂的含量为1～50wt％。
根据一实施例，非极性彩色溶液层140的非极性溶剂包括碳数8～16的烷类(alkanes)、环烷类(cyclic alkanes)、芳香族或是脂肪族。另外，非极性彩色溶液层140中的非极性溶剂可以是单一有机溶剂，或是由多种有机溶剂混合而成。根据本实施例，非极性彩色溶液层140的非极性溶剂的极性(化学极性)为0.1～2。
此外，非极性彩色溶液层140的染料包括至少一溶剂型染料或是至少一分散型染料。进一步来说，上述的染料可包括至少一蒽醌染料(anthraquinone dye)、至少一偶氮染料(azo dye)或是至少一分散型染料。举例来说，上述的蒽醌染料(anthraquinone dye)可为C.I solvent类型的染料，其例如是包括溶剂红49(C.I.solvent red 49)、溶剂蓝100(C.I.solvent blue 100)、溶剂蓝98(C.I.solvent blue98)、溶剂蓝79(C.I.solvent blue 79)、溶剂黑29(C.I.solvent black 29)、溶剂黑7(C.I.solvent black 7)、溶剂橘97(C.I.solvent orange 97)或溶剂綠5(C.I.solventgreen 5)。上述的偶氮染料(azo dye)可为C.I solvent类型的染料，其例如是包括溶剂黑49(C.I.solvent black 49)、溶剂红164(C.I.solvent red 164)、溶剂红110(C.I.solvent red 110)、溶剂黄4(C.I.solvent yellow 4)或溶剂黄126(C.I.solvent yellow126)。上述之分散型染料可为Foron dye类型的染料。上述的染料可参考WO/2010/104606，其合并为本案的参考文献(incorporated by reference)。
值得一提的是，对应填于各单元区域112中的非极性彩色溶液层140，其颜色的表现是根据所使用的染料而定。例如，在其中一个单元区域112中所填入的非极性彩色溶液层140是黑色，那么在此单元区域112中的非极性彩色溶液层140的染料可以选择使用溶剂黑29(C.I.solvent black 29)、溶剂黑7(C.I.solvent black 7)、溶剂黑49(C.I.solvent black 49)或是其组合。倘若在其中一个单元区域112中所填入的非极性彩色溶液层140是红色，那么在此单元区域112中的非极性彩色溶液层140的染料可以选择使用溶剂红49(C.I.solvent red49)、溶剂红164(C.I.solvent red 164)、溶剂红110(C.I.solvent red 110)或是其组合。另外，本实施例不限制每一单元区域112中的非极性彩色溶液层140的染料的种类数目。换言之，在每一单元区域112中的非极性彩色溶液层140的染料可以是单一种染料或是由多种染料混合而成。
再者，非极性彩色溶液层140的增益剂与非极性溶剂互溶且与位于非极性彩色溶液层140上的极性液体层130不互溶。根据本实施例，非极性彩色溶液层140的增益剂是选自化学式(式1)至(式5)所组成的族群：
(式1)
(式2) (式3)
(式4) (式5)
其中R1～R10以及R12～R16各自表示H、OH、碳数为1～3的烷基、碳数为3～6的环烷基、芳香环、杂环、烷基酯(alkyl ester)或烷基胺(alkyl amine)。另外，在上述式3的化合物中，R11代表碳数为3～6的环烷基、芳香环或杂环。
根据本实施例，上述化学式(式1)至(式5)之中，各取代基的选择可使其化学结构具有对称性，以使增益剂的极性小于3。
另外，在本实施例中，非极性彩色溶液层140的增益剂的粘度可小于3cps，且表面张力可小于35mN/m。此外，非极性彩色溶液层140的增益剂属于非离子型增益剂。
承上所述，在本实施例的非极性彩色溶液层140的增益剂具有可增加染料于非极性溶剂的溶解度的作用。
举例来说，在当将红色颜料(例如为C.I.solvent red 164)溶解于十二烷(dodecane)非极性溶剂中时，其溶解度约为4wt％。然而，当将上述红色染料溶解于添加有1，3，5-三甲基苯(1，3，5-trimethylbenzene，TMB)增益剂的十二烷(dodecane)非极性溶剂中时，其溶解度可增加至10.5wt％。
再举一例来说，在当将蓝色颜料(例如为C.I.solvent blue 98)溶解于十二烷(dodecane)非极性溶剂中时，其溶解度约为8wt％。然而，当将上述蓝色染料溶解于添加有1，3，5-三甲基苯(1，3，5-trimethylbenzene，TMB)增益剂的十二烷(dodecane)非极性溶剂中时，其溶解度可增加至21.5wt％。
在本实施例中，由于非极性彩色溶液层中含有增益剂，其可以增加染料于非极性溶剂的溶解度。因此，本实施例的非极性彩色溶液层中的染料不需特别选用具有特定官能基的染料来增加彩色溶液的吸收系数，因此，在非极性彩色溶液层中使用增益剂可以增加染料的选择性。
另外，由于本实施例的非极性彩色溶液层中含有增益剂，其可以增加染料于非极性溶剂的溶解度。由于本实施例的染料于非极性溶剂的溶解度可大幅增加，因此，可以提高电湿润显示装置的色彩饱和度，进而提升高电湿润显示装置的色彩表现。
此外，本实施例是在非极性彩色溶液层中加入增益剂来提高电湿润显示装置的色彩饱和度，因此本实施例在不需改变电湿润显示装置内的组成结构的前提之下，就可以达到提高电湿润显示装置的色彩表现的目的。
传统电湿润显示装置会通过增加光线在彩色溶液层中的行进长度来提升色彩表现，但此种方式因需要增加溶液层的厚度而会影响显示装置的驱动表现(驱动所需电源增加等等)。而本实施例是通过在非极性彩色溶液层中加入增益剂即可提高电湿润显示装置的色彩饱和度。因此，本实施例不需要增加光线在电湿润显示装置的彩色溶液层中的行进长度，因而，可使得电湿润显示装置维持较佳的驱动表现。
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权利要求的保护范围。
Claims (17)
1.一种电湿润显示装置，其特征在于，包括：
一第一基板；
一第二基板，位于该第一基板的对向；
一极性液体层，位于该第一基板与该第二基板之间；
一非极性彩色溶液层，位于该第一基板与该极性溶液层之间，其中该非极性彩色溶液层包括：
至少一非极性溶剂；
至少一染料；以及
至少一增益剂，其中该增益剂与该非极性溶剂互溶，且该增益剂与该极性液体层不互溶。
2.根据权利要求1所述的电湿润显示装置，其特征在于，该非极性彩色溶液层的该非极性溶剂的含量为20～90wt％，该染料的含量为1～40wt％，且该增益剂的含量为1～50wt％。
3.根据权利要求1所述的电湿润显示装置，其特征在于，该增益剂是选自以下式1至式5所组成的族群：
式1
式2 式3
式4 式5
其中R1～R10以及R12～R16各自表示H、OH、碳数为1～3的烷基、碳数为3～6的环烷基、芳香环、杂环、烷基酯或烷基胺，R11为碳数为3～6的环烷基、芳香环或杂环。
4.根据权利要求1所述的电湿润显示装置，其特征在于，该增益剂的极性小于3。
5.根据权利要求1所述的电湿润显示装置，其特征在于，该非极性溶剂的极性为0.1～2
6.根据权利要求1所述的电湿润显示装置，其特征在于，该增益剂的粘度小于3cps，且该增益剂的表面张力小于35mN/m。
7.根据权利要求1所述的电湿润显示装置，其特征在于，该增益剂为一非离子型增益剂。
8.根据权利要求1所述的电湿润显示装置，其特征在于，该非极性溶剂包括碳数8～16的烷类、环烷类、芳香族或是脂肪族。
9.根据权利要求1所述的电湿润显示装置，其特征在于，该至少一染料包括至少一溶剂型染料或是至少一分散型染料。
10.根据权利要求1所述的电湿润显示装置，其特征在于，该至少一染料包括至少一蒽醌染料或至少一偶氮染料。
11.根据权利要求10所述的电湿润显示装置，其特征在于，该至少一蒽醌染料包括溶剂红49、溶剂蓝100、溶剂蓝98、溶剂蓝79、溶剂黑29、溶剂黑7、溶剂橘97或溶剂綠5。
12.根据权利要求10所述的电湿润显示装置，其特征在于，该偶氮染料包括溶剂黑49、溶剂红164、溶剂红110、溶剂黄4或溶剂黄126。
13.根据权利要求1所述的电湿润显示装置，其特征在于，该第一基板包括：
一基板；
一电极层，位于该基板上；
一介电层，位于该电极层上；
一疏水层，位于该介电层上；以及
一亲水隔墙结构，位于该疏水层上，以于该第一基板上定义出多个单元区域。
14.根据权利要求13所述的电湿润显示装置，其特征在于，该非极性彩色溶液层是填于该亲水隔墙结构所定义出的该些单元区域内。
15.根据权利要求14所述的电湿润显示装置，其特征在于，位于该些单元区域内的该非极性彩色溶液层包括多种颜色的彩色溶液。
16.根据权利要求1所述的电湿润显示装置，其特征在于，该第二基板包括：
一基板；以及
一电极层，位于该基板上。
17.一种非极性彩色溶液，其特征在于，包括：
至少一非极性溶剂；
至少一染料；以及
至少一增益剂，其中该增益剂与该非极性溶剂互溶，且该增益剂与极性液体不互溶。
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