CN104317132B - 一种彩色电子纸 - Google Patents

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Abstract

本发明属于显示技术领域，具体涉及一种彩色电子纸。该彩色电子纸划分为多个像素区，包括第一电极、第二电极、彩膜层和带电的不透明颗粒，所述第一电极设置于相邻所述像素区之间形成的间隔带，所述彩膜层和所述第二电极设置于所述像素区，所述不透明颗粒能被所述第一电极或所述第二电极吸附而聚集在所述第一电极或第二电极上，以使得照射至所述第二电极上的外界光能经所述第二电极反射后透过所述彩膜层射出。该彩色电子纸采用简单的结构实现了彩色显示，而且具有较快的响应速度。

Description

一种彩色电子纸
技术领域
本发明属于显示技术领域，具体涉及一种彩色电子纸。
背景技术
电子纸是一种新型的电子显示设备，目前的电子纸产品一般采用胆固醇液晶显示技术、电泳显示技术(EPD)以及电润湿显示技术等。其中以电泳显示技术为最有前途的技术途径，电泳显示技术应用最多的媒介是电子墨水(E-ink)。
电泳(Electrophoresis，简称EP)现象即带电荷的颗粒在电场作用下产生移动，向着与其电性相反的电极移动，利用电泳现象制备得到的显示面板即电泳显示面板。如图1所示，一种利用电泳现象来达到显示对比的效果的电子纸，其包括上基板和下基板，上基板和下基板之间设置有若干个微胶囊(微胶囊的直径为微米级)，微胶囊内包含有若干个带电的黑色颗粒和带电的白色颗粒，黑色颗粒和白色颗粒的电荷极性相反(分别为+和-)，黑色颗粒和白色颗粒根据施加于其上的电场在上基板和下基板之间发生上下移动。因此，只要适当地对上述微胶囊施加一定电压，就能使带电颗粒产生运动，从而产生白色与黑色的不同组合，最终实现图文的显示。
经研究发现，电泳现象发生时，电泳速度主要与电泳液的黏度、颗粒电荷量(永久带电或诱导带电)、电解液介电性质、外加电场大小、电极间距离等因素相关，电泳速度影响到电子纸的响应速度。
目前对电子纸的研究，投入的人力和物力主要集中在驱动结构(例如TFT)的设计思路上；由于电子墨水一般只能黑白显示，而无法实现彩色显示，因此目前的电子纸以黑白画面的居多，大大限制了电子纸的应用范围。
可见，设计一种能实现彩色显示的电子纸，丰富电子纸的显示色彩，成为目前亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种彩色电子纸，采用简单的结构实现了彩色显示，而且具有较快的响应速度。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是该彩色电子纸，划分为多个像素区，其中，该所述彩色电子纸包括第一电极、第二电极、彩膜层和带电的不透明颗粒，所述第一电极设置于相邻所述像素区之间形成的间隔带，所述彩膜层和所述第二电极设置于所述像素区，所述不透明颗粒能被所述第一电极或所述第二电极吸附而聚集在所述第一电极或第二电极上，以使得照射至所述第二电极上的外界光能经所述第二电极反射后透过所述彩膜层射出。
优选的是，该所述彩色电子纸包括相对的第一基板和第二基板，所述第一基板靠近所述第二基板的一侧、对应着所述间隔带的区域设置有黑矩阵；所述第二基板靠近所述第一基板的一侧设置有薄膜晶体管，所述黑矩阵在所述第二基板上的投影完全覆盖所述薄膜晶体管；所述第二电极与所述薄膜晶体管的漏极连接、且相对所述薄膜晶体管更靠近所述第一基板。
优选的是，所述彩膜层和所述黑矩阵同层设置、且所述彩膜层设置于与所述第二电极相对应的区域，所述第一电极设置于所述黑矩阵靠近所述第二基板的一侧；
或者，所述第一电极设置于所述黑矩阵靠近所述第二基板的一侧，所述彩膜层设置于所述第二基板上与所述第二电极相对应的区域、且相对所述第二电极更靠近所述第一基板；
或者，对应着所述薄膜晶体管的区域靠近所述第一基板的一侧设置有绝缘层，第一电极设置于所述绝缘层靠近所述第一基板的一侧，所述彩膜层设置于所述第二基板上与所述第二电极相对应的区域、且相对所述第二电极更靠近所述第一基板。
优选的是，所述第二电极采用反射率大于85％的金属材料或金属氧化物材料形成。
优选的是，所述金属材料包括钼、铝或含铝合金、银或含银合金中的任一种。
优选的是，所述不透明颗粒采用含炭黑的材料形成，其中，炭黑含量大于等于80％。
优选的是，所有所述不透明颗粒的粒径截面积之和不小于所述第二电极的面积。
优选的是，所述第一电极和所述第二电极不同时施加电压，施加于所述第一电极和所述第二电极上的电压极性相同、且与所述不透明颗粒的极性相反。
优选的是，所述第一电极上施加的电压的绝对值范围为0-15V，所述第二电极上施加的电压的绝对值范围为0-15V。
优选的是，所述黑矩阵采用绝缘材料形成，所述第一电极采用钼、铝、氧化铟镓锌、氧化铟锌、氧化铟锡或氧化铟镓锡中的至少一种形成。
本发明的有益效果是：该彩色电子纸，通过在相对设置的第一基板和第二基板之间设置带电的不透明颗粒，在对应着像素区的区域设置彩膜层和第二电极、在对应着相邻像素区之间形成的间隔带形成第一电极，并将二电极设置为高反射电极，通过向第一电极和第二电极施加不同极性的电压从而通过对带电的不透明颗粒在第一基板和第二基板之间的运动进行控制，利用第二电极对外界光的反射作用实现彩色显示。该彩色电子纸结构简单，而且响应速度更快。
附图说明
图1为电泳电子纸显示的原理示意图；
图2A、2B为本发明中彩色电子纸的实现彩色显示的原理示意图；
图3A为本发明实施例1中彩色电子纸的纵截面图；
图3B为图3A中电子纸在显示状态的示意图；
图3C为图3A中电子纸在非显示状态的示意图；
图4A为本发明实施例2中彩色电子纸的纵截面图；
图4B为图4A中电子纸在显示状态的示意图；
图4C为图4A中电子纸在非显示状态的示意图；
图5A为本发明实施例3中彩色电子纸的纵截面图；
图5B为图5A中电子纸在显示状态的示意图；
图5C为图5A中电子纸在非显示状态的示意图；
附图标记中：
1－第一电极；2－第二电极；3－彩膜层；4－不透明颗粒；5－薄膜晶体管；51－栅极；52－栅极绝缘层；53－有源层；54－源极；55－漏极；56－绝缘层；6－黑矩阵；7－第一基板；8－第二基板。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明彩色电子纸作进一步详细描述。
实施例1：
本实施例提供一种彩色电子纸，该彩色电子纸划分为多个像素区，该彩色电子纸包括第一电极、第二电极、彩膜层和带电的不透明颗粒，第一电极设置于相邻像素区之间形成的间隔带，彩膜层和第二电极设置于像素区，不透明颗粒能被第一电极或第二电极吸附而聚集在第一电极或第二电极上，以使得照射至第二电极上的外界光能经第二电极反射后透过彩膜层射出。
本发明彩色电子纸实现彩色显示的原理为，利用相错地设置在像素区的第二电极2和设置在像素区之间的间隔带的第一电极1，并在第二电极2对应的区域设置彩膜层3，通过在第一电极1上施加电压，如图2A所示，吸附带电的不透明颗粒4到第一电极1对应的区域，此时不透明颗粒4因被吸收到非像素区，而不会遮挡像素区，从而实现图文显示，其中的图文包括文本字符、数值以及图形图像等；而在第二电极2上施加电压时，如图2B所示，吸附带电的不透明颗粒4到第二电极2对应的区域，此时不透明颗粒4因被吸收到像素区而遮挡像素区，实现暗态。
如图3A所示，本实施例中，该彩色电子纸包括相对的第一基板7和第二基板8，第一基板7靠近第二基板8的一侧、对应着间隔带的区域设置有黑矩阵6，以便能在彩色电子纸对应像素进行显示时配合不透明颗粒4起到更好的遮光效果；第二基板8靠近第一基板7的一侧设置有薄膜晶体管5，黑矩阵6在第二基板8上的投影完全覆盖薄膜晶体管5；第二电极2与薄膜晶体管的漏极55连接、且相对薄膜晶体管5更靠近第一基板7。其中，以底栅型薄膜晶体管5为例，薄膜晶体管5由下至上的各层依次为栅极51、栅极绝缘层52、有源层53、同层设置的源极54和漏极55。在本实施例中，第二电极2与漏极55直接搭接在一起，而无需通过过孔连接，优选第二电极2与漏极55采用相同的材料、并在同一构图工艺中形成。
在本实施例中，彩膜层3和黑矩阵6同层设置、且彩膜层3设置于与第二电极2相对应的区域，第一电极1设置于黑矩阵6靠近第二基板8的一侧。图3A中，以该彩色电子纸中的其中一个子像素区作为示例，根据三基色的成像原理，可以采用红色彩膜层(R)、绿色彩膜层(G)、蓝色彩膜层(B)分设在三个子像素区而构成一个像素，以实现多种颜色的显色。
该彩色电子纸为反射式工作方式，为了保证该彩色电子纸的亮度，取得更好的效果，像素区采用高反射材料形成。优选的是，第二电极2采用反射率大于85％的金属材料或金属氧化物材料形成。其中，金属材料包括Mo(钼)、Al(铝)或含铝合金、Ag(银)或含银合金中的任一种。例如，含银合金可以为银钯铜合金，即Ag、Pd、Cu，简称APC，其中的Ag含量超过90％，由于Ag具有高反射率但比较容易氧化，所以在本实施例中以合金形式出现，以保持合金的高导电率(低阻抗)和高反射率。
本实施例的彩色电子纸中，不透明颗粒4采用含炭黑的材料形成，其中，炭黑含量大于等于80％，具有稳定的光电特性。理论上，不透明颗粒4只要能保持不透明以遮挡光线的透过就行，但考虑到外界光入射后可能产生反射现象，通常不采用白色的不透明颗粒。
其中，所有不透明颗粒4的粒径截面积之和不小于第二电极2的面积，以保证不透明颗粒4能至少在对应着第二电极2的区域铺满一层，使得彩色电子纸在不显色时能完全遮挡具有反射性的第二电极2。这里，粒径截面积指的是不透明颗粒4能剖切的最大面积；同时，由于间隙带的面积通常大大小于像素区的面积，相应将使得第一电极1的面积大大小于第二电极2的面积，因此，只要不透明颗粒4至少能在第二电极2对应的区域铺满一层，则肯定能在第一电极1对应的区域铺满多层，能保证更好的遮光效果。
本实施例的彩色电子纸中，黑矩阵6为网格状，且该黑矩阵6在第二基板8上的投影完全覆盖薄膜晶体管、垂直交叉设置的栅线和数据线对应的区域(栅线和数据线在图3A中均未示出，其中，栅线与栅极51连接，数据线与源极54连接)。优选的是，黑矩阵6采用绝缘材料形成，第一电极1采用钼、铝、氧化铟镓锌、氧化铟锌(Indium Zinc Oxide，简称IZO)、氧化铟锡(Indium Tin Oxide，简称ITO)或氧化铟镓锡中的至少一种形成。事实上，由于第一电极1位于黑矩阵6遮挡的区域，因此对第一电极1材料和颜色通常不做限定，只要能导电即可；但是由于该遮挡的区域比较窄，因此优选电阻相对较小的材料。
该彩色电子纸在工作过程中，第一电极1和第二电极2不同时施加电压，且施加于第一电极1和第二电极2上的电压极性相同、且与不透明颗粒4的极性相反。在本实施例中，第一电极1和第二电极2对不透明颗粒4均能够进行吸附，当不透明颗粒4被吸附到第二电极2上时，施加于第二电极2上的电压大于施加于第一电极1上的电压；当不透明颗粒4被吸附到第一电极1上时，施加于第一电极1上的电压大于施加于第二电极2上的电压。
其中，第一电极1上施加的电压的绝对值范围为0-15V，第二电极2上施加的电压的绝对值范围为0-15V。在该彩色电子纸的正常工作过程中，薄膜晶体管TFT开启时，第二电极2施加电压，不透明颗粒4被吸附到第二电极2上，彩色电子纸不显色；薄膜晶体管TFT关闭时，第一电极1施加电压，不透明颗粒4被吸附到第一电极1上，彩色电子纸显色。
这里应该理解的是，本实施例中的电压应理解为相对极性，不透明颗粒4带有正电性时，例如：在第一电极1上施加-5V电压，而第二电极2上不加电，则不透明颗粒4被吸附到第一电极1上；当第二电极2上施加-15V电压时，由于第二电极2相对第一电极1的电性更强，因此不透明颗粒4将被吸附到第二电极2上，反之亦然。
本实施例中彩色电子纸的工作方式为：如图3B所示，当对应的像素区进行显示时，在第一电极1上施加电压，吸附带电的不透明颗粒4到第一基板7侧的第一电极1对应的区域，因此像素区不会被不透明颗粒4遮挡，光线经过彩膜层3，该像素区实现显色；如图3C所示，当对应的像素区不需进行显示时，在第二电极2上施加电压，吸附带电的不透明颗粒4到第二基板8侧的第二电极2对应的区域，因此像素区被不透明颗粒4遮挡，光线不经过彩膜层3，该像素区实现暗态。
该彩色电子纸中的各层(包括第一电极1、第二电极2、彩膜层3和黑矩阵6)可以采用构图工艺形成，其中构图工艺，可只包括光刻工艺，或，包括光刻工艺以及刻蚀步骤，同时还可以包括打印、喷墨等其他用于形成预定图形的工艺；光刻工艺，是指包括成膜、曝光、显影等工艺过程的利用光刻胶、掩模板、曝光机等形成图形的工艺。可根据本发明中所形成的结构选择相应的构图工艺。
本实施例中形成彩色电子纸的工艺过程简单说明如下：
(1)对于第一基板侧：
先在第一基板7上形成网格状的黑矩阵6，该黑矩阵6在第二基板8上的投影完全覆盖薄膜晶体管5、栅线和数据线对应的区域；
接着在黑矩阵6围成的区域内分别形成三基色(R、G、B)的彩膜层3，该彩膜层3在第二基板8上的投影与第二电极2对应；
然后在黑矩阵6上形成第一电极1，第一电极1具有与黑矩阵6相同的图案。
(2)对于第二基板侧，以底栅型薄膜晶体管为例：
先在第二基板8上形成栅极51(以及栅线)；
在栅极51上形成栅极绝缘层52，用于保护栅极51；
在栅极绝缘层52上形成有源层53，用于形成在栅极51控制下使得薄膜晶体管5导通的沟道；
采用高反射材料在有源层53上形成源极54(以及数据线)、漏极55和第二电极2，第二电极2直接与漏极55连接，第二电极2具有较大的面积、对应着像素区中部的大部分区域，覆盖整个像素区的透光区域；
(3)最后将第一基板7和第二基板8对合，并设置驱动电路，形成彩色电子纸。
这里应该理解的是，对于第一基板7和第二基板8上的工艺过程的顺序不做限定，可以先进行第一基板7上的工艺，后进行第二基板8上的工艺；或者，可以先进行第二基板8上的工艺，后进行第一基板7上的工艺；或者，可以分组同时进行第一基板7和第二基板8上的工艺，在实际应用过程中，可以根据生产设备或生产流程的条件进行灵活选择，这里不做详述。
在本实施例中，第一基板7上设置有第一电极1和彩膜层3，第二基板8上设置有第二电极2，第一电极1和第二之间设置有带电的不透明颗粒4，第一电极1和第二电极2作为吸附带电的不透明颗粒4的导电电极，通过在第一电极1和第二电极2上不同时施加不同相对极性的电压，从而对带电的不透明颗粒4进行吸附，实现显示；同时，配合第二电极2对外界光的高反射作用，实现彩色显示。
另外，通常的电泳显示技术的电子纸中，含有带有相反电极性的两种粒子(带电的黑色颗粒和白色颗粒)，粒子密度较大；而且每次显示过程中两种粒子都要互换上下位置，互换位置的过程中由于运动方向相反，因此两种粒子之间将彼此产生较大的摩擦力。而在本实施例的彩色电子纸中，由于只设置具有一种电极性的移动颗粒，其颗粒密度更小(粒径相同的条件下，密度减小一半)，而且由于运动方向相同，因此受到的摩擦力较小，所以具有更快的响应速度。
实施例2：
本实施例提供一种彩色电子纸，与实施例1相比，区别在于彩膜层3的设置位置不同，即将彩色电子纸将彩膜层3从第一基板7侧调整至第二基板8侧。
如图4A所示，在本实施例中，第一电极1设置于黑矩阵6靠近第二基板8的一侧，彩膜层3设置于第二基板8上与第二电极2相对应的区域、且相对第二电极2更靠近第一基板7。
本实施例中彩色电子纸的工作方式为：如图4B所示，当对应的像素区进行显示时，在第一电极1上施加电压，吸附带电的不透明颗粒4到第一基板7侧的第一电极1对应的区域，因此像素区不会被不透明颗粒4遮挡，光线经过彩膜层3，该像素区实现显色；如图4C所示，当对应的像素区不需进行显示时，在第二电极2上施加电压，吸附带电的不透明颗粒4到第二基板8侧的第二电极2对应的区域，因此像素区被不透明颗粒4遮挡，光线不经过彩膜层3，该像素区实现暗态。
本实施例中形成彩色电子纸的工艺过程简单说明如下：
(1)对于第一基板侧：
先在第一基板7上形成网格状的黑矩阵6，该黑矩阵6在第二基板8上的投影完全覆盖薄膜晶体管、栅线和数据线对应的区域；
然后在黑矩阵6上形成第一电极1，第一电极1具有与黑矩阵6相同的图案。
(2)对于第二基板侧，以底栅型薄膜晶体管为例：
先在第二基板8上形成栅极51(以及栅线)；
在栅极51上形成栅极绝缘层52，用于保护栅极51；
在栅极绝缘层52上形成有源层53，用于形成在栅极51控制下使得薄膜晶体管5导通的沟道；
采用高反射材料在有源层53上形成源极54(以及数据线)、漏极55和第二电极2，第二电极2直接与漏极55连接，第二电极2具有较大的面积、对应着像素区中部的大部分区域，覆盖整个像素区的透光区域；
在第二电极2上对应的区域形成三基色(R、G、B)彩膜层3。
(3)最后将第一基板7和第二基板8对合，并设置驱动电路，形成彩色电子纸。
本实施例中彩色电子纸的各层结构的制备材料、不透明颗粒的材料以及密度范围与实施例1相同，这里不再详述。
本实施例中的彩色电子纸，由于将第二电极2和彩膜层3制作在同一侧，相比实施例1中的彩色电子纸，可以减少彩膜层3与第二基板8上各层之间的对位偏差，进而提高分辨率。
实施例3：
本实施例提供一种彩色电子纸，与实施例1相比，区别在于彩膜层3的设置位置不同；与实施例2相比，区别在于第一电极1和彩膜层3的设置位置不同，即将第一电极1和彩色电子纸将彩膜层3从第一基板7侧调整为第二基板8侧。
如图5A所示，在本实施例中，对应着薄膜晶体管的区域靠近第一基板7的一侧设置有绝缘层56，第一电极1设置于绝缘层56靠近第一基板7的一侧，彩膜层3设置于第二基板8上与第二电极2相对应的区域、且相对第二电极2更靠近第一基板7。
本实施例中彩色电子纸的工作方式为：如图5B所示，当对应的像素区进行显示时，在第一电极1上施加电压，吸附带电的不透明颗粒4到第二基板8侧的第一电极1对应的区域，因此像素区不会被不透明颗粒4遮挡，光线经过彩膜层3，该像素区实现显色；如图5C所示，当对应的像素区不需进行显示时，在第二电极2上施加电压，吸附带电的不透明颗粒4到第二基板8侧的第二电极2对应的区域，因此像素区被不透明颗粒4遮挡，光线不经过彩膜层3，该像素区实现暗态。
本实施例中形成彩色电子纸的工艺过程简单说明如下：
(1)对于第一基板侧：
先在第一基板7上形成网格状的黑矩阵6，该黑矩阵6在第二基板8上的投影完全覆盖薄膜晶体管、栅线和数据线对应的区域。
(2)对于第二基板侧，以底栅型薄膜晶体管为例：
先在第二基板8上形成栅极51(以及栅线)；
在栅极51上形成栅极绝缘层52，用于保护栅极51；
在栅极绝缘层52上形成有源层53，用于形成在栅极51控制下使得薄膜晶体管5导通的沟道；
采用高反射材料在有源层53上形成源极54(以及数据线)、漏极55和第二电极2，第二电极2直接与漏极55连接，第二电极2具有较大的面积、对应着像素区中部的大部分区域，覆盖整个像素区的透光区域；
然后在源极54、漏极55以及源极54和漏极55之间的上方形成绝缘层56，用于保护有源层53、源极54和漏极55；
接着在绝缘层56的上方形成第一电极1；
然后在第二电极2上对应的区域形成三基色(R、G、B)彩膜层3。
(3)最后将第一基板7和第二基板8对合，并设置驱动电路，形成彩色电子纸。
本实施例中彩色电子纸的各层结构的制备材料、不透明颗粒的材料以及密度范围与实施例1相同，这里不再详述。
本实施例中的彩色电子纸，由于将第一电极1、第二电极2和彩膜层3均制作在同一侧，相比实施例2中的彩色电子纸，工艺更简单，响应速度更快，可以减少第一电极1和彩膜层3与第二基板8上各层之间的对位偏差，进而提高分辨率。
实施例1-3提供的彩色电子纸，通过在相对设置的第一基板和第二基板之间设置带电的不透明颗粒，在对应着像素区的区域设置彩膜层和第二电极、在对应着相邻像素区之间形成的间隔带形成第一电极，并将二电极设置为高反射电极，通过向第一电极和第二电极施加不同相对极性的电压从而通过对带电的不透明颗粒在第一基板和第二基板之间的运动进行控制，利用第二电极对外界光的反射作用实现彩色显示。该彩色电子纸结构简单，而且响应速度更快。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种彩色电子纸，划分为多个像素区，其特征在于，该所述彩色电子纸包括相对的第一基板和第二基板、第一电极、第二电极、彩膜层和带电的不透明颗粒，所述第一电极设置于相邻所述像素区之间形成的间隔带，所述彩膜层和所述第二电极设置于所述像素区，所述不透明颗粒能被所述第一电极或所述第二电极吸附而聚集在所述第一电极或第二电极上，以使得照射至所述第二电极上的外界光能经所述第二电极反射后透过所述彩膜层射出；
所述第二基板靠近所述第一基板的一侧设置有薄膜晶体管，所述第二电极与所述薄膜晶体管的漏极连接、且相对所述薄膜晶体管更靠近所述第一基板；对应着所述薄膜晶体管的区域靠近所述第一基板的一侧设置有绝缘层，第一电极设置于所述绝缘层靠近所述第一基板的一侧，所述彩膜层设置于所述第二基板上与所述第二电极相对应的区域、且相对所述第二电极更靠近所述第一基板。
2.根据权利要求1所述的彩色电子纸，其特征在于，所述第一基板靠近所述第二基板的一侧、对应着所述间隔带的区域设置有黑矩阵；所述黑矩阵在所述第二基板上的投影完全覆盖所述薄膜晶体管。
3.根据权利要求1所述的彩色电子纸，其特征在于，所述第二电极采用反射率大于85％的金属材料或金属氧化物材料形成。
4.根据权利要求3所述的彩色电子纸，其特征在于，所述金属材料包括钼、铝或含铝合金、银或含银合金中的任一种。
5.根据权利要求1所述的彩色电子纸，其特征在于，所述不透明颗粒采用含炭黑的材料形成，其中，炭黑含量大于等于80％。
6.根据权利要求1所述的彩色电子纸，其特征在于，所有所述不透明颗粒的粒径截面积之和不小于所述第二电极的面积。
7.根据权利要求1所述的彩色电子纸，其特征在于，所述第一电极和所述第二电极不同时施加电压，施加于所述第一电极和所述第二电极上的电压极性相同、且与所述不透明颗粒的极性相反。
8.根据权利要求7所述的彩色电子纸，其特征在于，所述第一电极上施加的电压的绝对值范围为0-15V，所述第二电极上施加的电压的绝对值范围为0-15V。
9.根据权利要求2所述的彩色电子纸，其特征在于，所述黑矩阵采用绝缘材料形成，所述第一电极采用钼、铝、氧化铟镓锌、氧化铟锌、氧化铟锡或氧化铟镓锡中的至少一种形成。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015118246A1 (de) * 2015-10-26 2017-04-27 Rieter Ingolstadt Gmbh Anzeigeeinheit für eine Baugruppe einer Spinnereimaschine
CN105590592B (zh) * 2016-03-23 2018-11-06 京东方科技集团股份有限公司 一种显示装置及其驱动方法
CN109656075B (zh) 2019-01-11 2020-04-21 京东方科技集团股份有限公司 子像素结构、显示面板及其制造和控制方法、显示装置
CN111308825A (zh) * 2020-04-02 2020-06-19 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 显示面板及显示装置
CN115793313B (zh) * 2022-10-25 2024-05-03 福州京东方光电科技有限公司 显示面板、电子设备及显示面板的制作方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100578574C (zh) * 2002-10-29 2010-01-06 松下电器产业株式会社 显示装置及图像显示中所用颗粒的制造方法
CN103955099A (zh) * 2014-04-28 2014-07-30 京东方科技集团股份有限公司 彩膜基板及其制作方法和显示装置
CN104076564A (zh) * 2014-06-09 2014-10-01 京东方科技集团股份有限公司 阵列基板及其制备方法、显示装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101236237B1 (ko) * 2005-12-14 2013-02-22 엘지디스플레이 주식회사 전기 영동 표시장치와 그 제조방법
KR101739801B1 (ko) * 2010-05-28 2017-05-26 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치 및 그의 제조 방법
KR20140039570A (ko) * 2012-09-24 2014-04-02 한국전자통신연구원 컬러 전자종이 디스플레이 및 그 제조 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100578574C (zh) * 2002-10-29 2010-01-06 松下电器产业株式会社 显示装置及图像显示中所用颗粒的制造方法
CN103955099A (zh) * 2014-04-28 2014-07-30 京东方科技集团股份有限公司 彩膜基板及其制作方法和显示装置
CN104076564A (zh) * 2014-06-09 2014-10-01 京东方科技集团股份有限公司 阵列基板及其制备方法、显示装置

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