CN102692703A - 一种电润湿显示器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电润湿显示器,包括:第一基板、相对设置在所述第一基板下方的一第二基板、多个隔绝墙、第一流体及第二流体;所述多个隔绝墙呈格状设置在所述第二基板上,用以界定多个像素单元;所述第一流体填充在相邻隔绝墙所形成的格状空间中,所述第一流体不透光,并与所述第二流体互不相溶,所述第二流体透光并具有导电性或极性,其填充在所述第一流体与所述第一基板之间;并且,针对每个像素单元分别设置有一着色层,所述着色层具有预定的颜色,且所述着色层位于所述第一流体和所述第二基板之间。按照本发明,可以实现电润湿显示器的全彩色显示效果。

Description

一种电润湿显示器
技术领域
本发明涉及电润湿显示技术领域,具体涉及一种电润湿显示器。
背景技术
电润湿(Electrowetting)显示技术的原理是利用电润湿现象或电化毛细管(Electrocapillary)现象,通过控制流体受到电场作用而改变流体的表面自由能(Free Surface Energy),使得流体的分布面积改变,进而控制像素的变化,以实现具体的显示效果。电润湿显示技术以其具有低功耗、广视角及高响应速度的特点而倍受关注。
请参照图1A~1B,为现有技术中一种典型的电润湿显示像素的示意图。其中图1A是没有施加操作电压时,有颜色的第一流体在透明的极性流体层11与不透水且绝缘的介质层13之间形成一层扁平薄膜层12,此时该像素的显示状态为暗态(dark state);当在电极14与极性流体层11之间施加操作电压时,第一流体与介电层13接触面的张力会产生改变,结果是其原来的静止状态不再稳定,使得第一流体移至旁边,露出大部分的像素区域,此时形成一个部分透明的像素点,该像素的显示状态为亮态(bright state)。
S的接触角发生变化,也就是电解质溶液在电场作用下实现缩或者展的现象。电润湿显示技术就是利用电润湿现象的原理,通过电极控制油墨展开或收缩来显示。油墨可以有两个作用:
1.遮挡作用,一般多用于黑白显示,第一流体为黑色油墨,在暗态时像素显示为黑色,亮态时像素显示为白色。
2.显示作用,一般用于彩色显示,利用第一流体自身具有的颜色实现彩色显示的效果。
尽管电润湿显示技术具有很多优势,但是尚不能达到让人们十分满意的彩色显示效果。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种电润湿显示器,用以实现电润湿显示器的全彩色显示效果。
为解决上述技术问题,本发明提供方案如下:
一种电润湿显示器,包括:第一基板、相对设置在所述第一基板下方的一第二基板、多个隔绝墙、第一流体及第二流体;所述多个隔绝墙呈格状设置在所述第二基板上,用以界定多个像素单元;所述第一流体填充在相邻隔绝墙所形成的格状空间中,所述第一流体不透光性,并与所述第二流体互不相溶,所述第二流体透光并具有导电性或极性,其填充在所述第一流体与所述第一基板之间;
其中,针对每个像素单元分别设置有一着色层,所述着色层具有预定的颜色,且所述着色层位于所述第一流体和所述第二基板之间。
优选地,上述的电润湿显示器中,针对每个像素单元还分别设置有一控制电路,所述控制电路形成于所述第二基板之上,用于控制施加于所述第二流体与所述第二基板之间的电压差,以控制所述第一流体遮蔽或显露所述着色层的预定区域。
优选地,上述的电润湿显示器中,
每个像素单元的着色层仅具有一种颜色,且所述多个像素单元的着色层的颜色排列为一预定顺序的颜色排列;或者,
每个像素单元的着色层包括至少两个具有不同颜色的区域。
优选地,上述的电润湿显示器中,
针对每个像素单元还设置有一个像素电极,所述像素电极与所述控制电路连接,且位于所述第一流体和所述第二基板之间。
优选地,上述的电润湿显示器中,
在所述着色层包括至少两个具有不同颜色的区域时,针对每个像素单元还设置有与所述着色层的各个区域一一对应的至少两个像素电极,所述至少两个像素电极位于所述第一流体和所述第二基板之间,且均与所述控制电路连接,所述像素电极之间电性绝缘。
优选地,上述的电润湿显示器中,
在所述着色层包括至少两个具有不同颜色的区域时,针对每个所述像素单元还设置有一间隔结构,所述间隔结构对应于所述着色层的区域之间的界限而设置在所述第二基板上,用以将所述像素单元划分成至少两个子单元,其中,每个子单元分别对应于所述着色层的不同颜色的区域,且每个子单元中的第一流体相互隔离。
优选地,上述的电润湿显示器中,
所述像素电极为透明电极,所述像素电极位于所述着色层上方或下方,在所述第二基板下方设置有背光源。
优选地,上述的电润湿显示器中,
所述像素电极为反射电极,所述像素电极位于所述着色层的下方。
优选地,上述的电润湿显示器中,
所述着色层不透光,且设置在所述像素电极的上方。
优选地,上述的电润湿显示器中,还包括:
设置在所述第一基板上、由所有像素单元共用的透明的公用电极。
优选地,上述的电润湿显示器中,
所述着色层的图案形状为长方形、正方形、圆形、椭圆形或三角形。
从以上所述可以看出,本发明提供的电润湿显示器,每个像素单元分别包括有一着色层,且该着色层可以包括一种或两种以上的颜色,由于着色层具有颜色,因此当第一流体遮挡部分着色层时,该像素单元的显示效果将由未被遮挡部分的颜色决定,从而使得每个像素能够显示特定彩色效果,达到全彩色显示的目的。
附图说明
图1A为现有技术中电润湿显示像素在暗态时的显示示意图;
图1B为现有技术中电润湿显示像素在亮态时的显示示意图;
图2为本发明实施例所述的一种电润湿显示器的剖面示意图;
图3A为本发明实施例提供的具有两种颜色区域的着色层的俯视图;
图3B为本发明实施例提供的具有三种颜色区域的着色层的俯视图;
图3C为本发明实施例提供的具有四种颜色区域的着色层的俯视图;
图4A为本发明实施例提供的具有两种颜色区域的另一着色层的俯视图;
图4B为本发明实施例提供的具有三种颜色区域的另一着色层的俯视图;
图4C为本发明实施例提供的具有四种颜色区域的另一着色层的俯视图;
图5为本发明实施例所述的另一种电润湿显示器的剖面示意图;
图6为本发明实施例所述的又一种电润湿显示器的剖面示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种电润湿显示器,使得每一像素可以显示两种以上的颜色,从而达到电润湿显示全彩色的目的。以下结合附图,通过具体实施例对本发明做进一步的说明。
首先,请参照图2,本发明实施例所述的电润湿显示器包括:
一第一基板21、相对设置在所述第一基板21下方的一第二基板22、多个隔绝墙23、第一流体25及第二流体26。其中,所述多个隔绝墙23呈格状设置在所述第二基板22上,从而界定多个像素单元P;所述第一流体25填充在相邻隔绝墙23所形成的格状空间中,并且所述第一流体25与所述第二流体26互不相溶,所述第二流体26透光并具有导电性或极性,其填充在所述第一流体25与所述第一基板21之间。所述第一流体25为不透光的液体物质,如油墨或类似十六烷烃的烷烃,优选地可以采用黑色油墨。所述第二流体26为透明导电溶液,具体可以是盐溶液。
特别的,本实施例针对每个像素单元分别设置有一着色层27,所述着色层27具有预定的颜色,且所述着色层27位于所述第一流体25和所述第二基板22之间。
可以看出,本实施例的电润湿显示器中,每个像素单元P分别包括有一着色层27。由于着色层27具有颜色,因此当第一流体25遮挡部分着色层27时,该像素单元的显示效果将由未被遮挡部分的颜色决定,从而使得每个像素能够显示特定彩色效果,达到全彩色显示的目的。
本实施例中,每个像素单元的着色层27可以仅具有一种颜色,且所述多个像素单元的着色层的颜色排列为一预定顺序的颜色排列。例如,在一个预定方向上,各个像素单元的着色层的颜色按照红、绿、蓝的预定顺序循环排列。
本实施例中,每个像素单元的着色层27可以包括至少两个具有不同颜色的区域,各个区域的图案形状可以相同,且各个区域所组成的图形为轴对称图形。较佳的,所述着色层27的各个颜色的区域分别从所述着色层27内的点C向外延伸,且具有相同的形状和面积。请参照图3A~3C以及图4A~4C所示的着色层27的俯视图,分别给出了二、三、四种颜色区域的示意图,图中C表示着色层27内的一个点,椭圆形的格状填充区域表示第一流体25,矩形方块组成了着色层27。需要说明的是,图3A~3C以及图4A~4C中示出的第一流体25仅是用于表明第一流体25位于着色层27的上方的一种示意,其形状并不代表第一流体25遮挡着色层27的具体形式。
例如,图3A和图4A中,着色层27包括红、蓝共两种颜色,各个颜色各占1/2的着色层面积;再例如,图3B和图4B中,着色层27包括红、绿、蓝共三种颜色,各个颜色各占1/3的着色层面积;又例如,图3C和图4C中,着色层27包括红、绿、蓝、黄共四种颜色,各个颜色各占1/4的着色层面积。当然,本发明的着色层27并不局限于以上几种颜色的组合。此时,通过第一流体25遮挡或露出所述着色层27的某个或某些个预定颜色的区域,就能实现每个像素单元的彩色显示效果。
以下进一步说明本发明几种优选的实施例。
请参照图5,图5在图2的基础之上进一步针对每个像素单元P还分别设置有一控制电路28,所述控制电路28形成于所述第二基板22之上,用于控制施加于所述第二流体26与所述第二基板22之间的电压差,以控制所述第一流体25遮蔽或显露所述着色层27的预定区域,以实现特定的彩色显示效果。
再请参照图6,图6在图5的基础之上进一步针对每个像素单元还设置有一个像素电极29,所述像素电极29与所述控制电路28连接,且位于所述第一流体25和所述第二基板22之间。所述控制电路控制输入至像素电极29的电压,从而控制施加到该像素单元P内的第二流体26与所述第二基板22之间的电压差,以遮挡或露出着色层27的特定彩色区域,实现特定的彩色显示效果。
图6中,在第一基板21上还可以设置一完全覆盖第一基板21的公用电极20,所有像素单元P共用该公用电极20,因此,控制电路28可以在公用电极20和像素电极28之间施加一控制电压,用以控制第二流体26与所述第二基板22之间的电压差,以控制第一流体25遮蔽或显露所述着色层的预定颜色的区域。
图6中所述着色层27可以仅包括一种颜色,也可以包括两种以上的颜色。图6中,在所述着色层27包括至少两个具有不同颜色的区域时,由于每个像素单元P仅设置一个像素电极29,此时该像素单元的着色层27的所有颜色区域都对应(共用)该一个像素电极。因此,优选地,所述像素电极29与该像素单元的所有颜色区域的中心对应设置,即,所述着色层27的中心点C在所述像素电极29上的投影点正好是所述像素电极29的中心点。
请参照图3A~3C中,在所述着色层27包括至少两个具有不同颜色的区域时,且每个像素单元P仅设置一个像素电极29时,每个像素单元内的着色层的不同颜色的区域对应于同一第一流体25,即该着色层27的所有颜色区域的遮挡均是利用同一第一流体25来实现的。
与图6不同的是,本发明另一优选实施例在所述着色层27包括至少两个具有不同颜色的区域时,还可以为每个像素单元P设置与着色层27的不同颜色区域一一对应的至少两个像素电极,所述至少两个像素电极位于所述第一流体和所述第二基板之间,所述像素电极之间电性绝缘,且均与所述控制电28路连接。此时,还可以针对每个所述像素单元P设置有一间隔结构(图中未示出),所述间隔结构对应于所述着色层27的区域之间的界限而设置在所述第二基板22上,用以将所述像素单元P划分成至少两个子单元,其中,每个子单元分别对应于所述着色层27的不同颜色的区域,且每个子单元中的第一流体相互隔离。
请参照图4A~4C中,在所述着色层27包括至少两个具有不同颜色的区域时,且着色层27的不同颜色区域一一对应于至少两个像素电极时,每个像素单元内的着色层的不同颜色的区域分别对应相互隔离的第一流体25,即该着色层27的每个颜色区域的遮挡均是利用各自独立的第一流体25来实现的。
本发明的各个实施例中,所述控制电路28可以包括一开关元件,具体可以是薄膜晶体管(TFT),用以控制输入至像素电极29的电压。在每个所述像素单元设置有至少两个像素电极时,所述控制电路28可以具有至少两个所述开关元件,分别与所述至少两个像素电极一一对应连接。当然,考虑到制作复杂度和像素开口率,本实施例中每个像素单元所设置的开关元件的个数,可以小于该像素单元的着色层的颜色区域的个数。
作为一种优选实施方式,本实施例中的所述像素电极29可以是透明导电材料(如氧化铟锡或氧化铟锌)制成的透明电极。此时,所述像素电极29可以位于所述着色层27的上方或下方(图2、图5、图6中像素电极29均位于着色层27的下方)。例如,在像素电极29位于着色层27下方时,当自第二基板22底部入射的光线经由该像素电极29到达着色层27,经着色层27滤色后,再经由未覆盖第一流体25的着色层27与第二流体26出射,从而使得该像素单元显示出相应的彩色效果。再例如,在像素电极29位于着色层27上方时,此时可以在像素电极29上覆盖一层绝缘层,当自第二基板22底部入射的光线首先到达着色层27,经着色层27滤色后,再依次经由像素电极29、未覆盖第一流体25的绝缘层和第二流体26出射,同样使得该像素单元显示出相应的彩色效果。在像素电极为透明电极时,所述电润湿显示器还可以包括一设置在所述第二基板22下方的一背光源,以产生上述光线。
作为另一种优选实施方式,本实施例中的所述像素电极29可以是反射电极,可以由银、铂、铬、钼及其合金制成。此时,所述像素电极29位于所述着色层27的下方。这种情况下,自第一基板21入射的光线,依次经由第二流体26到达未覆盖第一流体25的着色层27,经着色层27滤色后,被像素电极29反射,从而依次经由未覆盖第一流体25的着色层27、第二流体26及第一基板21后出射,使得该像素显示出相应的彩色效果。
作为又一种优选实施方式,本实施例可以在图6中设置不透光的所述着色层27,所述着色层27位于所述像素电极的上方,不再通过像素电极29反射光线,而是由着色层27直接对由第一基板21入射的光线进行反射,即自第一基板21入射的光线,依次经由第二流体26到达未覆盖第一流体25的着色层27,在着色层27处滤色并被反射,然后依次经由第二流体26及第一基板21后出射,使得该像素显示出相应的彩色效果。
综上,本发明实施例所提供的电润湿显示器,能够使像素单元显示出多种颜色,实现了电润湿显示技术中全彩色显示的目的。
以上所述仅是本发明的实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种电润湿显示器,包括:第一基板、相对设置在所述第一基板下方的一第二基板、多个隔绝墙、第一流体及第二流体;所述多个隔绝墙呈格状设置在所述第二基板上,用以界定多个像素单元;所述第一流体填充在相邻隔绝墙所形成的格状空间中,所述第一流体不透光,并与所述第二流体互不相溶,所述第二流体透光并具有导电性或极性,其填充在所述第一流体与所述第一基板之间;其特征在于,
针对每个像素单元分别设置有一着色层,所述着色层具有预定的颜色,且所述着色层位于所述第一流体和所述第二基板之间。
2.如权利要求1所述的电润湿显示器,其特征在于,针对每个像素单元还分别设置有一控制电路,所述控制电路形成于所述第二基板之上,用于控制施加于所述第二流体上与所述第二基板之间的电压差,以控制所述第一流体遮蔽或显露所述着色层的预定区域。
3.如权利要求2所述的电润湿显示器,其特征在于,
每个像素单元的着色层仅具有一种颜色,且所述多个像素单元的着色层的颜色排列为一预定顺序的颜色排列;或者,
每个像素单元的着色层包括至少两个具有不同颜色的区域。
4.如权利要求3所述的电润湿显示器,其特征在于,
针对每个像素单元还设置有一个像素电极,所述像素电极与所述控制电路连接,且位于所述第一流体和所述第二基板之间。
5.如权利要求3所述的电润湿显示器,其特征在于,
在所述着色层包括至少两个具有不同颜色的区域时,针对每个像素单元还设置有与所述着色层的各个区域一一对应的至少两个像素电极,所述至少两个像素电极位于所述第一流体和所述第二基板之间,且均与所述控制电路连接,所述像素电极之间电性绝缘。
6.如权利要求5所述的电润湿显示器,其特征在于,
在所述着色层包括至少两个具有不同颜色的区域时,针对每个所述像素单元还设置有一间隔结构,所述间隔结构对应于所述着色层的区域之间的界限而设置在所述第二基板上,用以将所述像素单元划分成至少两个子单元,其中,每个子单元分别对应于所述着色层的不同颜色的区域,且每个子单元中的第一流体相互隔离。
7.如权利要求4或5所述的电润湿显示器,其特征在于,
所述像素电极为透明电极,所述像素电极位于所述着色层上方或下方,在所述第二基板下方设置有背光源。
8.如权利要求4或5所述的电润湿显示器,其特征在于,
所述像素电极为反射电极,所述像素电极位于所述着色层的下方。
9.如权利要求4或5所述的电润湿显示器,其特征在于,
所述着色层不透光,且设置在所述像素电极的上方。
10.如权利要求1所述的电润湿显示器,其特征在于,还包括:
设置在所述第一基板上、由所有像素单元共用的透明的公用电极。
11.如权利要求1所述的电润湿显示器,其特征在于,
所述着色层的图案形状为长方形、正方形、圆形、椭圆形或三角形。
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