CN103309115B - 彩色电泳显示面板及其制造方法、显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种彩色电泳显示面板及其制造方法，以及设有该彩色电泳显示面板的显示装置，属于显示技术领域；实现了彩色电泳显示，同时避免了现有的彩色电泳显示面板存在混色的技术问题，能够更好的显示红、绿、蓝等单色。该彩色电泳显示面板，包括：多个像素单元，每个像素单元包括两种以上不同颜色的电泳粒子，且不同颜色的电泳粒子的驱动电压不同。本发明可应用于电纸书、数字标牌、电子书阅读器等显示装置。

Description

彩色电泳显示面板及其制造方法、显示装置
技术领域
本发明属于显示技术领域，具体涉及一种彩色电泳显示面板及其制造方法，以及设有该彩色电泳显示面板的显示装置。
背景技术
电子纸(ElectronicPaper，简称E-Paper)是一种非常接近纸张的显示装置，具有自由弯曲的特性，还具有对比度高、分辨率高、视角大、功耗小、制造成本低等优点。电子纸的显示原理也不同于一般的平板显示器，电子纸不需要利用背光源，可以靠反射环境光来显示图像，而且在不加电的情况下也能够保留住原先显示的图像。因此，电子纸广泛应用于零售商店价签，数字标牌，公交车到站时间表，电子公告牌，手机屏幕，电子书阅读器等场景。基于电泳技术的电子纸目前应用最为广泛。
本发明人在实现本发明的过程中发现，现有技术至少存在以下问题：目前的基于电泳技术的电子纸的显示方式可以通过颜色的混配来实现全色，而颜色混配的显示方式存在混色的现象，导致电子纸不能很好的显示红、绿、蓝等单色。为实现彩色电泳显示，也可以通过单一颜色的电泳显示搭配彩色滤光片，但彩色滤光片对光线的吸收作用使电泳显示装置的亮度大大降低。
发明内容
本发明实施例提供了一种彩色电泳显示面板及其制造方法，以及设有该彩色电泳显示面板的显示装置，避免了现有的基于电泳技术的电子纸存在混色的技术问题，能够更好的显示单一颜色。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
本发明提供一种彩色电泳显示面板，包括：多个像素单元，每个像素单元包括两种以上不同颜色的电泳粒子，且不同颜色的电泳粒子的驱动电压不同。
进一步，所述两种以上不同颜色的电泳粒子包括第一有色电泳粒子、第二有色电泳粒子、第三有色电泳粒子，所述像素单元中还包括白色粒子，所述第一有色电泳粒子、第二有色电泳粒子和第三有色电泳粒子的驱动电压分别为第一驱动电压EA、第二驱动电压EB和第三驱动电压EC。
进一步，EC＜EB＜EA，外加驱动电压为E1、E2和E3，其中，EC≤E1＜EB≤E2＜EA≤E3；
像素单元显示第一种颜色的驱动方式为，对像素单元施加E3电压，再施加-E2电压；
像素单元显示第二种颜色的驱动方式为，对像素单元施加E2电压，再施加-E1电压；
像素单元显示第三种颜色的驱动方式为，对像素单元施加E1电压。
优选的，所述第一有色电泳粒子、第二有色电泳粒子和第三有色电泳粒子的颜色包括：红色、绿色、蓝色、洋红色、青色或黄色。
进一步，所述彩色电泳显示面板包括：
上基板；
下基板；
多个间隔的像素电极，设置在所述下基板上，每个所述像素电极对应一个像素单元；
公共电极，设置在所述上基板上；
电泳层，设置于所述像素电极与所述公共电极之间；所述电泳层包括油溶液，所述油溶液中混有所述两种以上不同颜色的电泳粒子，且不同颜色的电泳粒子的驱动电压不同；
隔墙，所述隔墙分割出各个像素单元，将电泳层分隔在各个像素单元区域内。
进一步，所述彩色电泳显示面板还包括：
黑矩阵，所述黑矩阵设置在上基板上，对应所述隔墙的位置。
优选的，所述公共电极的材料为透明导电高分子材料，所述公共电极表面形成有纳米金粒子。
优选的，所述隔墙的材料为高分材料。
本发明还提供一种彩色电泳显示面板的制造方法，包括：
在下基板上形成多个间隔的像素电极；
将用于形成电泳层的溶液旋涂于形成有像素电极的下基板上，所述溶液包括两种以上不同颜色的电泳粒子，且不同颜色的电泳粒子的驱动电压不同；
在上基板上形成公共电极；
在上基板上形成黑矩阵和隔墙；
将上基板和下基板对盒。
优选的，所述公共电极的材料为透明的导电高分子材料，所述在上基板上形成公共电极的步骤之后，还包括：在所述公共电极上形成纳米金粒子。
进一步，所述在上基板上形成公共电极，具体包括：
在上基板上形成可聚合单体层；
对所述可聚合单体层施加一定频率的电压，使所述可聚合单体聚合形成导电高分子层，作为公共电极。
进一步，在形成导电高分子层步骤之后，还包括对导电高分子层进行图案化工艺，作为分隔的公共电极。
进一步，所述在所述公共电极上形成纳米金粒子，具体为：
将形成有公共电极的上基板置于纳米金溶液中，纳米金粒子在所述导电高分子材料表面进行自组装，形成均匀分布的纳米金粒子凸起。
优选的，所述在下基板上形成多个间隔的像素电极，具体包括：
在下基板上形成第一透明导电层的图形；
在所述下基板上所述第一透明导电层的图形的间隙处形成绝缘层的图形；
在所述绝缘层上形成第二透明导电层的图形，所述绝缘层隔开所述第一透明导电层的图形和所述第二透明导电层的图形，所述第一透明导电层的图形和所述第二透明导电层的图形组成所述多个间隔的像素电极。
本发明还提供一种显示装置，该显示装置中包括上述的彩色电泳显示面板。
与现有技术相比，本发明所提供的上述技术方案具有如下优点：每个像素单元中都填充有两种以上不同颜色的电泳粒子，并且不同颜色的电泳粒子的驱动电压各不相同，所以可以通过对像素单元施加适当大小的驱动电压，使单独一种颜色的电泳粒子悬浮至上基板，使该像素单元显示单一的颜色，从而实现了单一颜色的显示，并且避免了混色现象。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本发明的实施例所提供的彩色电泳显示面板的结构示意图；
图2a至图2e为本发明的实施例所提供的彩色电泳显示面板的工作过程的示意图；
图3为本发明的实施例所提供的彩色电泳显示面板的另一种实施方式的结构示意图；
图4a至图4h为本发明的实施例所提供的彩色电泳显示面板的制造方法的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。
本发明实施例所提供的彩色电泳显示面板，包括：多个像素单元，每个像素单元包括两种以上不同颜色的电泳粒子，且不同颜色的电泳粒子的驱动电压不同。
本发明实施例所提供的彩色电泳显示面板中，每个像素单元中都填充有两种以上不同颜色的电泳粒子，并且不同颜色的电泳粒子的驱动电压各不相同，所以可以通过对像素单元施加适当大小的驱动电压，使单独一种颜色的电泳粒子悬浮至上基板，使该像素单元显示单一的颜色，从而实现了单一颜色的显示，并且避免了混色现象。
如图1所示，本发明实施例所提供的彩色电泳显示面板，具体包括下基板1、上基板2、像素电极11、公共电极21、隔墙23和电泳层3。多个间隔的像素电极11设置在下基板1上，各个像素电极11之间通过绝缘层12隔开，每个像素电极11对应一个像素单元。公共电极21设置在上基板2上，公共电极21可以是在上基板2上形成一块平面状的公共电极21，也可以分隔成多个间隔的部分，每个部分对应一个像素单元。电泳层3设置于像素电极11与公共电极21之间，电泳层3包括油溶液，油溶液中混有两种以上不同颜色的电泳粒子，且不同颜色的电泳粒子的驱动电压不同。下基板1与上基板2之间还设有隔墙23，隔墙23分割出各个像素单元，并且将电泳层3分隔在各个像素单元区域内，该隔墙23的材料优选为高分子材料。进一步，上基板2上还设置有黑矩阵22，黑矩阵22设置于隔墙23对应的位置。
本发明实施例中，电泳层3的油溶液中混有三种不同颜色的电泳粒子，具体包括第一有色电泳粒子、第二有色电泳粒子、第三有色电泳粒子，此外油溶液中还混有白色粒子(W)。第一有色电泳粒子、第二有色电泳粒子和第三有色电泳粒子的驱动电压分别为第一驱动电压EA、第二驱动电压EB和第三驱动电压EC。
优选的，第一有色电泳粒子、第二有色电泳粒子和第三有色电泳粒子的颜色可包括：蓝色、绿色、红色、洋红色、青色或黄色。本实施例中，以三种有色电泳粒子分别为蓝色(B)、绿色(G)、红色(R)为例进行说明，如图1所示。其中，蓝色、绿色和红色的电泳粒子的驱动电压分别为Eb、Eg和Er，白色粒子为普通悬浮粒子，在油溶液中做布朗运动。
本实施例中，以蓝色的电泳粒子的驱动电压Eb最大，红色的电泳粒子的驱动电压Er最小为例进行说明，即Er＜Eg＜Eb，根据三种电泳粒子的驱动电压提供三种大小不同的外加驱动电压E1、E2、E3，并满足Er≤E1＜Eg≤E2＜Eb≤E3。
彩色电泳显示面板显示图像的工作方式如下：
对像素单元施加大小为-E3的电压，也就是在像素电极11与公共电极21之间形成大小为-E3的电场，如图1所示，将三种彩色电泳粒子全部吸附在像素电极21上，使像素单元中的彩色电泳粒子都位于下基板1处，而显示白色，作为初始状态。
当某一像素单元需要显示蓝色时，先对该像素单元施加大小为E3的电压，如图2a所示，将三种有色电泳粒子全部吸附在上基板2的公共电极21上，再对该像素单元施加大小为-E2的电压，如图2b所示，将红色和绿色的电泳粒子吸附在下基板1的像素电极11上，此时就只有蓝色的电泳粒子留在上基板2处，从而使该像素单元显示蓝色。
当某一像素单元需要显示绿色时，先对该像素单元施加大小为E2的电压，如图2c所示，将红色和绿色的电泳粒子吸附在上基板2的公共电极21上，而蓝色的电泳粒子留在下基板1处，再对该像素单元施加大小为-E1的电压，如图2d所示，将红色的电泳粒子吸附在下基板1的像素电极11上，此时就只有绿色的电泳粒子留在上基板2处，从而使该像素单元显示绿色。
当某一像素单元需要显示红色时，对该像素单元施加大小为E1的电压即可，如图2e所示，将红色的电泳粒子吸附在上基板2的公共电极21上，而绿色和蓝色的电泳粒子留在下基板1处，从而使该像素单元显示红色。
本发明实施例提供的彩色电泳显示面板中，由于每个像素单元中都填充有白色粒子，以及红色、绿色、蓝色的电泳粒子，并且红色、绿色、蓝色三种电泳粒子的驱动电压各不相同，所以可以通过对像素单元施加适当大小的驱动电压，使单独一种颜色的电泳粒子悬浮至上基板2，使该像素单元显示单一的红色、绿色、蓝色，从而实现了单一颜色的显示，并且避免了混色现象。
当然，在其他实施方式中，红色、绿色、蓝色三种电泳粒子的驱动电压的大小关系也可以有所变化，例如Eb＜Eg＜Er等等。
进一步，本发明实施例中，公共电极21的材料为透明导电高分子材料，且公共电极21表面还形成有纳米金粒子24，如图3所示。纳米金粒子24对电泳粒子具有很好的吸附作用，所以纳米金粒子24能够使电泳粒子更好的吸附在上基板2上，提高了图像的稳定性，改善了因外界应力或者电场分布不均导致颜色显示不均的现象。
本发明实施例还提供了该彩色电泳显示面板的制造方法，包括：
S101：在下基板上形成多个间隔的像素电极。
具体可包括：
S1011：如图4a所示，在下基板1上形成第一透明导电层的图形111。
在下基板1上沉积透明导电层，该透明导电层的材料优选为铟锡氧化物(IndiumTinOxides，简称ITO)，通过构图工艺并刻蚀形成第一透明导电层的图形111。
S1012：如图4b所示，在下基板1上的第一透明导电层的图形111的间隙处形成绝缘层12的图形。
在下基板1上沉积一层绝缘薄膜，该绝缘薄膜的材料优选为硅的氮化物(SiNx)，厚度优选为通过构图工艺并刻蚀，在第一透明导电层的图形111的间隙处形成绝缘层12图形。
S1013：如图4c所示，在绝缘层12上形成第二透明导电层的图形112，绝缘层12隔开第一透明导电层的图形111和第二透明导电层的图形112，且第一透明导电层的图形111和第二透明导电层的图形112组成多个间隔的像素电极11。
在下基板1上沉积第二层透明导电层(ITO)，通过构图工艺并刻蚀形成第二透明导电层的图形112，如图4c所示，被绝缘层12隔开的第一透明导电层的图形111和第二透明导电层的图形112组成像素电极11。
S102：如图4d所示，将用于形成电泳层3的溶液旋涂于形成有像素电极的下基板上，该溶液中包括两种以上不同颜色的电泳粒子，例如蓝色、绿色和红色的电泳粒子，且不同颜色的电泳粒子的驱动电压不同。
该彩色电泳显示面板的制造方法还包括：
S201：如图4e所示，在上基板2上形成公共电极21，公共电极21的材料优选为透明的导电高分子材料。形成该高分子材料的单体的通式为RM-[A]-[B]，其中RM为可聚合端基，A为刚性结构，例如苯环、环己烷等，B为烷基。
具体可以包括：
S2011：在上基板上形成可聚合单体层。
具体的，在上基板上旋涂可聚合单体，该可聚合单体可以选用常见的带有双键的可聚合单体。
S2012：对可聚合单体施加一定频率的电压，使可聚合单体聚合形成导电高分子层，作为公共电极。
因为电场频率能影响可聚合单体的扩散速度，所以通过施加一定频率的电压就可以控制可聚合单体聚合所形成的高分子聚合物的网络尺寸，从而影响高分子聚合物的网络的结构。如果电场频率较低，则可聚合单体扩散快，形成的高分子聚合物的网络较稀疏，网孔较大，作为公共电极时的响应速度较慢，但关态透过率高，阈值电压和饱和电压较小；如果电场频率较高，则可聚合单体扩散慢，形成的高分子聚合物网络较致密，网孔较小，作为公共电极时的响应速度较快，但关态透过率低，阈值电压和饱和电压较大。因此，对可聚合单体施加的电场的频率不能太高，也不能太低。
本发明实施例中使用的电压为20V，频率为0-1kHz，步长为200Hz，并进行优化，从而找到最优的频率。
形成透明导电高分子材料公共电极也可以采用其他工艺方法，例如喷涂、旋涂等。
进一步，还可以包括S2013：如图4e所示，对导电高分子层进行图案化工艺，作为分隔的公共电极21。具体可通过构图工艺并刻蚀形成分隔的公共电极21。
当然，在其他实施方式中也可以不进行步骤S2013，而在上基板上形成一块平面状的公共电极。
S202：如图4f所示，在上基板2上沉积形成黑矩阵22，黑矩阵22对应各个像素单元之间的间隔部分。
S203：如图4g所示，在黑矩阵22上沉积并形成隔墙23，该隔墙23的材料优选为高分子材料。在其他实施方式中，隔墙也可以形成于下基板上。
作为一个优选方案，在步骤S201之后还可以包括：
S204：如图4h所示，在公共电极21上形成纳米金粒子24。
具体的，将形成有公共电极21的上基板2置于纳米金溶液中，放置的时间在5小时以上，这样纳米金粒子就会在公共电极21(导电高分子材料)表面进行自组装，而且在导电高分子材料的网络节点处，纳米金粒子会较多沉积，从而形成均匀分布的纳米金粒子24凸起。
该彩色电泳显示面板的制造方法还包括：
S3：将下基板和上基板进行对盒。
通过常规的对盒工艺，将上基板与下基板对盒，即可形成本发明实施例所提供的彩色电泳显示面板，如图3所示。
本发明实施例还提供一种显示装置，可以是电子书、数字标牌、电子书阅读器等具有显示功能的产品或部件，该显示装置中包括上述本发明实施例所提供的彩色电泳显示面板。
由于本发明实施例所提供的显示装置与上述本发明实施例所提供的彩色电泳显示面板具有相同的技术特征，所以也能产生相同的技术效果，解决相同的技术问题。
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，可轻易想到的变化或替换，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以权利要求的保护范围为准。

Claims (14)

1.一种彩色电泳显示面板，其特征在于，包括：隔墙；由隔墙隔开的多个像素单元，每个像素单元包括两种以上不同颜色的电泳粒子，且不同颜色的电泳粒子的驱动电压不同；
所述彩色电泳显示面板还包括：
上基板；设置在所述上基板上的公共电极；所述公共电极表面形成有纳米金粒子；
下基板；多个间隔的像素电极设置在所述下基板上，每个所述像素电极对应一个像素单元；
所述多个间隔的像素电极包括：
在下基板上形成有对应像素单元的相互间隔的第一透明导电层的图形；
在所述第一透明导电层上形成有绝缘层的图形，所述绝缘层的图形覆盖所述隔墙的区域和所述第一透明导电层的图形间隔的区域；
在所述绝缘层上，在所述第一透明导电层图形的间隔处形成有对应像素单元的第二透明导电层的图形，所述第一透明导电层的图形和所述第二透明导电层的图形组成所述多个间隔的像素电极。
2.根据权利要求1所述的彩色电泳显示面板，其特征在于，所述两种以上不同颜色的电泳粒子包括第一有色电泳粒子、第二有色电泳粒子、第三有色电泳粒子，所述像素单元中还包括白色粒子，所述第一有色电泳粒子、第二有色电泳粒子和第三有色电泳粒子的驱动电压分别为第一驱动电压EA、第二驱动电压EB和第三驱动电压EC。
3.根据权利要求2所述的彩色电泳显示面板，其特征在于，EC＜EB＜EA，外加驱动电压为E1、E2和E3，其中，EC≤E1＜EB≤E2＜EA≤E3；
像素单元显示第一种颜色的驱动方式为，对像素单元施加E3电压，再施加-E2电压；
像素单元显示第二种颜色的驱动方式为，对像素单元施加E2电压，再施加-E1电压；
像素单元显示第三种颜色的驱动方式为，对像素单元施加E1电压。
4.根据权利要求2或3所述的彩色电泳显示面板，其特征在于，所述第一有色电泳粒子、第二有色电泳粒子和第三有色电泳粒子的颜色包括：红色、绿色、蓝色、洋红色、青色或黄色。
5.根据权利要求1所述的彩色电泳显示面板，其特征在于，所述彩色电泳显示面板包括：
电泳层，设置于所述像素电极与所述公共电极之间；所述电泳层包括油溶液，所述油溶液中混有所述两种以上不同颜色的电泳粒子，且不同颜色的电泳粒子的驱动电压不同；
所述隔墙将电泳层分隔在各个像素单元区域内。
6.根据权利要求1所述的彩色电泳显示面板，其特征在于，所述彩色电泳显示面板还包括：
黑矩阵，所述黑矩阵设置在上基板上，对应所述隔墙的位置。
7.根据权利要求1所述的彩色电泳显示面板，其特征在于，所述公共电极的材料为透明导电高分子材料。
8.根据权利要求1所述的彩色电泳显示面板，其特征在于：所述隔墙的材料为高分材料。
9.一种彩色电泳显示面板的制造方法，其特征在于，包括：
在下基板上形成多个间隔的像素电极；
将用于形成电泳层的溶液旋涂于形成有像素电极的下基板上，所述溶液包括两种以上不同颜色的电泳粒子，且不同颜色的电泳粒子的驱动电压不同；
在上基板上形成公共电极；在所述公共电极上形成纳米金粒子；
在上基板上形成黑矩阵和隔墙；
将上基板和下基板对盒；
所述在下基板上形成多个间隔的像素电极，包括：
在下基板上形成对应像素单元的相互间隔的第一透明导电层的图形；
在所述第一透明导电层上形成绝缘层的图形，所述绝缘层的图形覆盖所述隔墙的区域和所述第一透明导电层的图形间隔的区域；
在所述绝缘层上，在所述第一透明导电层的图形的间隔处形成对应像素单元的第二透明导电层的图形，所述第一透明导电层的图形和所述第二透明导电层的图形组成所述多个间隔的像素电极。
10.根据权利要求9所述的制造方法，其特征在于，所述公共电极的材料为透明的导电高分子材料。
11.根据权利要求9所述的制造方法，其特征在于，所述在上基板上形成公共电极，具体包括：
在上基板上形成可聚合单体层；
对所述可聚合单体层施加一定频率的电压，使所述可聚合单体聚合形成导电高分子层，作为公共电极。
12.根据权利要求11所述的制造方法，其特征在于，在形成导电高分子层步骤之后，还包括对导电高分子层进行图案化工艺，作为分隔的公共电极。
13.根据权利要求10所述的制造方法，其特征在于，所述在所述公共电极上形成纳米金粒子，具体为：
将形成有公共电极的上基板置于纳米金溶液中，纳米金粒子在所述导电高分子材料表面进行自组装，形成均匀分布的纳米金粒子凸起。
14.一种显示装置，其特征在于：包括权利要求1至8任一项所述的彩色电泳显示面板。
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