CN104570328A - 一种双稳态电流体显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双稳态电流体显示装置，包括：第一基板、球状衬料、第一流体、第二流体、公共电极及设置在第一基板下方的第二基板；所述第一基板的下表面由上而下依次设置有第一透明电极层、第一疏水绝缘层和第一隔绝墙；所述第二基板的上表面由下至上依次设置有第二透明电极层、第二疏水绝缘层和与第一隔绝墙位置相对应的第二隔绝墙；所述第一流体在电润湿效应的作用下从第二疏水绝缘层的表面移动到第一疏水绝缘层的表面而使该显示装置呈现第一流体的颜色，或者从第一疏水绝缘层的表面移动到第二疏水绝缘层的表面而使该显示装置呈现第二流体的颜色。本发明具有稳定性高、可靠和能耗低的优点，可广泛应用于电流体显示领域。

Description

一种双稳态电流体显示装置

技术领域

本发明涉及电流体显示领域，尤其是一种双稳态电流体显示装置。

背景技术

随着电视、电脑、手机等电子产品的出现和广泛应用，人们无时无刻不被显示器件所包围着。研究人员对新型显示技术的探索也从未停止过，从最初的阴极射线管显示到现在具有大市场占有率的液晶显示器以及市场化的等离子体显示器等，显示技术实现了从单色显示到彩色显示，从大体积到纯平、超薄显示。然而液晶显示器因采用背光、偏振技术而能耗较大，可视角的提高较为困难；等离子体显示因高造价、高能耗以及高散热等问题限制了其在显示方面的发展应用。人们期待有新的，低能耗的，携带方便，色彩更加绚丽的，价格更低的显示技术的出现。

近年来，基于电润湿的反射式显示技术因具有较高的响应速度而成为实现视频显示电子纸的最具潜力的实现方案之一。这种电流体显示技术不仅有高响应速度而且有高反射率，高对比度、低电压、低功耗等优点，受到了业界人士的广泛关注。

电润湿原理是指通过调整施加在液体-固体电极之间的电势，来改变液体和固体之间的表面张力，从而改变两者之间的接触角。基于电润湿原理的电流体显示装置可以通过有色油膜在电压控制下的收缩和扩展来控制灰度以实现多色显示，或通过黑色油膜在电压控制下的收缩和扩展来控制灰度及与彩膜配合实现显示，或通过黑色油膜在电压控制下的收缩和扩展来控制灰度实现黑白显示。

能耗是评价一款显示器的重要指标，特别是移动显示设备（如手机、笔记本电脑、数码音乐播放器、数码相机、移动游戏器件等）对显示器的低能耗性要求很高。目前，大部分电流体显示器件都不具备双稳态性，即图像的保持需要提供持续的电压，这无疑不利于降低显示器件的能耗。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是：提供一种稳定性高、可靠和能耗低的双稳态电流体显示装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种双稳态电流体显示装置，包括：第一基板、球状衬料、第一流体、第二流体、公共电极及设置在第一基板下方的第二基板；所述第一基板的下表面由上而下依次设置有第一透明电极层、第一疏水绝缘层和第一隔绝墙；所述第二基板的上表面由下至上依次设置有第二透明电极层、第二疏水绝缘层和与第一隔绝墙位置相对应的第二隔绝墙；所述第一隔绝墙和第二隔绝墙均呈格状，用于界定该显示装置的不同像素单元；所述球状衬料均匀分布在第一基板和第二基板之间；所述第一流体填充在第二基板上相邻第二隔绝墙所形成的格状空间中，所述第一流体为油性流体且与第二流体互不相溶；所述第二流体为导电性流体，所述第二流体填充在第一流体与第一基板之间，所述第二流体还与公共电极相连；所述第一流体在电润湿效应的作用下从第二疏水绝缘层的表面移动到第一疏水绝缘层的表面而使该显示装置呈现第一流体的颜色，或者从第一疏水绝缘层的表面移动到第二疏水绝缘层的表面而使该显示装置呈现第二流体的颜色。

进一步，还包括封装胶，所述封装胶用于粘贴第一基板和第二基板，以封闭该显示装置的显示区域。

进一步，所述球状衬料均匀分布在第一疏水绝缘层和第二疏水绝缘层之间。

进一步，所述第二流体为不透光导电溶液。

进一步，所述第一疏水绝缘层和第二疏水绝缘层均为疏水亲油性绝缘层。

进一步，所述第一隔绝墙和第二隔绝墙均为亲水疏油性隔绝墙。

进一步，所述第一透明电极层为一个透明电极或由多个呈矩阵状排列的透明电极及TFT开关构成。

进一步，所述第二透明电极层为一个透明电极或由多个呈矩阵状排列的透明电极及TFT开关构成。

进一步，所述第一透明电极层为像素电极。

本发明的有益效果是：第一流体在电润湿效应的作用下从第二疏水绝缘层的表面移动到第一疏水绝缘层的表面而使显示装置呈现第一流体的颜色，或者从第一疏水绝缘层的表面移动到第二疏水绝缘层的表面而使显示装置呈现第二流体的颜色,去除电压后，显示装置图像长期保持稳定，达到了双稳态显示效果，降低了功耗；增设了第一隔绝墙和第二隔绝墙，有效防止了因第一流体从一个像素单元移动到另外一个像素单元而造成显示不稳定现象的发生，稳定性更高；采用球状衬料为第一基板和第二基板提供支撑，使第一基板和第二基板保持平行，保证了第一基板和第二基板之间的间隙均匀且固定，更加可靠。 

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1为本发明一种双稳态电流体显示装置的结构示意图；

图2a～2g为本发明第一流体的移动过程示意图。

附图标记：1、第一流体；2、第二流体；3、封装胶；4、球状衬料；5、公共电极；11、第一基板；12、第一透明电极层；13、第一疏水绝缘层；14、第一隔绝墙；21、第二基板；22、第二透明电极层；23、第二疏水绝缘层；24、第二隔绝墙。

具体实施方式

参照图1，一种双稳态电流体显示装置，包括：第一基板11、球状衬料4、第一流体1、第二流体2、公共电极5及设置在第一基板11下方的第二基板21；所述第一基板11的下表面由上而下依次设置有第一透明电极层12、第一疏水绝缘层13和第一隔绝墙14；所述第二基板21的上表面由下至上依次设置有第二透明电极层22、第二疏水绝缘层23和与第一隔绝墙14位置相对应的第二隔绝墙24；所述第一隔绝墙14和第二隔绝墙24均呈格状，用于界定该显示装置的不同像素单元；所述球状衬料4均匀分布在第一基板11和第二基板21之间；所述第一流体1填充在第二基板21上相邻第二隔绝墙24所形成的格状空间中，所述第一流体1为油性流体且与第二流体2互不相溶；所述第二流体2为导电性流体，所述第二流体2填充在第一流体1与第一基板11之间，所述第二流体2还与公共电极5相连；所述第一流体1在电润湿效应的作用下从第二疏水绝缘层23的表面移动到第一疏水绝缘层13的表面而使该显示装置呈现第一流体1的颜色，或者从第一疏水绝缘层13的表面移动到第二疏水绝缘层23的表面而使该显示装置呈现第二流体2的颜色。

其中，第一基板11、第一疏水绝缘层13、球状衬料4都是透光的。以黑白显示方案为例，若第一流体1的颜色为黑色，第二流体2的颜色为白色，则形成黑白显示图像。第一流体1内的颜色成分为颜料或染料，也可以是颗粒状物，均具有亲油性，而第二流体2内的颜色成分为颜料或染料，也可以是颗粒状物，均具有亲水性。亲水和亲油两种成份不会混合。

第一隔绝墙14与第二隔绝墙24的位置对应，第一隔绝墙14和第二隔绝墙24距离很近，但不接触，其间隙允许水性的第二流体2自由通过，但不允许油性的第一流体1通过。

参照图1，进一步作为优选的实施方式，还包括封装胶3，所述封装胶3用于粘贴第一基板11和第二基板21，以封闭该显示装置的显示区域。

参照图1，进一步作为优选的实施方式，所述球状衬料4均匀分布在第一疏水绝缘层13和第二疏水绝缘层23之间。

为了在整个显示面上保持单元间隙的均匀及精准，在第一疏水绝缘层13和第二疏水绝缘层23之间均匀分布有球状衬料4。

进一步作为优选的实施方式，所述第二流体2为不透光导电溶液。

其中，第二流体2是水性的不透光导电溶液，如氯化钠溶液、氯化钾溶液等。

进一步作为优选的实施方式，所述第一疏水绝缘层13和第二疏水绝缘层23均为疏水亲油性绝缘层。

其中，第一疏水绝缘层13和第二疏水绝缘层23为聚四氟乙烯或聚对苯二甲酸乙二醇脂，均具有疏水亲油性。

进一步作为优选的实施方式，所述第一隔绝墙14和第二隔绝墙24均为亲水疏油性隔绝墙。

进一步作为优选的实施方式，所述第一透明电极层12为一个透明电极或由多个呈矩阵状排列的透明电极及TFT开关构成。

进一步作为优选的实施方式，所述第二透明电极层22为一个透明电极或由多个呈矩阵状排列的透明电极及TFT开关构成。

其中，第一及第二透明电极层12、22可以是单独的一个透明电极，也可以是由多个呈矩阵状排列的透明电极及TFT（即薄膜场效应晶体管）开关构成，而透明电极则为ITO薄膜（即掺锡氧化铟薄膜）。

进一步作为优选的实施方式，所述第一透明电极层12为像素电极。

下面结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例一

参照说明书附图1、图2a～2g，本发明的第一实施例：

以第一流体为黑色、第二流体为白色为例，本发明双稳态电流体显示装置的双稳态显示实现方式为：第一流体1在电润湿效应下从第二疏水绝缘层23的表面移动到第一疏水绝缘层13的表面，或者从第一疏水绝缘层13的表面移动到第二疏水绝缘层23的表面。第一流体的具体移动过程及相应的状态如下：

在如图2a所示的初始状态下，第一流体1平铺在第二疏水绝缘层23表面，此时屏幕显示为白色。

在图2b中，当第二透明电极层22和公共电极5存在电压差时，第一流体1收缩隆起，第一流体1的顶端开始与第一疏水绝缘层13的表面接触。

在图2c中，在电势差的作用下，第一流体1继续收缩，第一流体1的顶端与第一疏水绝缘层13的接触面逐渐扩大。

在图2d中，第一流体1与第二疏水绝缘层23完全脱离，平铺在第一疏水绝缘层13的表面，此时，屏幕显示为黑色。去除电压后，第一流体1依然保持平铺在第一疏水绝缘层13的表面。

在如图2e所示的状态下，当第一透明电极层12和公共电极5存在电压差时，第一流体1收缩隆起，第一流体1的顶端开始与第二疏水绝缘层23的表面接触。

在图2f中，在电势差的作用下，第一流体1继续收缩，第一流体1的顶端与第二疏水绝缘层23的接触面逐渐扩大。

在图2g中，第一流体1与第一疏水绝缘层13完全脱离，平铺在第二疏水绝缘层23的表面，此时，屏幕显示为白色。去除电压后，第一流体1依然保持平铺在第二疏水绝缘层23的表面。

另外，由于第一隔绝墙14和第二隔绝墙24均具有亲水疏油性，第一流体1不会从一个像素单元移动到另外一个像素单元，故本发明的显示装置具有极大的显示稳定性。

与现有技术相比，本发明通过在电润湿显示装置中添加了球状衬料，保证了显示面上单元间隙的均匀及精准，更加可靠；采用具有疏水亲油特性的疏水绝缘层，使油性液体可以在自然状态下平铺在疏水绝缘层表面，再加上在电润湿效应的作用下能够通过电极的切换完成油性液滴来回移动的特点，实现了双稳态显示的目标；增设了第一隔绝墙和第二隔绝墙，有效防止了因第一流体从一个像素单元移动到另外一个像素单元而造成显示不稳定现象的发生，稳定性更高。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (9)

1.一种双稳态电流体显示装置，其特征在于：包括：第一基板（11）、球状衬料（4）、第一流体（1）、第二流体（2）、公共电极（5）及设置在第一基板（11）下方的第二基板（21）；所述第一基板（11）的下表面由上而下依次设置有第一透明电极层（12）、第一疏水绝缘层（13）和第一隔绝墙（14）；所述第二基板（21）的上表面由下至上依次设置有第二透明电极层（22）、第二疏水绝缘层（23）和与第一隔绝墙（14）位置相对应的第二隔绝墙（24）；所述第一隔绝墙（14）和第二隔绝墙（24）均呈格状，用于界定该显示装置的不同像素单元；所述球状衬料（4）均匀分布在第一基板（11）和第二基板（21）之间；所述第一流体（1）填充在第二基板（21）上相邻第二隔绝墙（24）所形成的格状空间中，所述第一流体（1）为油性流体且与第二流体（2）互不相溶；所述第二流体（2）为导电性流体，所述第二流体（2）填充在第一流体（1）与第一基板（11）之间，所述第二流体（2）还与公共电极（5）相连；所述第一流体（1）在电润湿效应的作用下从第二疏水绝缘层（23）的表面移动到第一疏水绝缘层（13）的表面而使该显示装置呈现第一流体（1）的颜色，或者从第一疏水绝缘层（13）的表面移动到第二疏水绝缘层（23）的表面而使该显示装置呈现第二流体（2）的颜色。

2.根据权利要求1所述的一种双稳态电流体显示装置，其特征在于：还包括封装胶（3），所述封装胶（3）用于粘贴第一基板（11）和第二基板（21），以封闭该显示装置的显示区域。

3.根据权利要求1所述的一种双稳态电流体显示装置，其特征在于：所述球状衬料（4）均匀分布在第一疏水绝缘层（13）和第二疏水绝缘层（23）之间。

4.根据权利要求1所述的一种双稳态电流体显示装置，其特征在于：所述第二流体（2）为不透光导电溶液。

5.根据权利要求1所述的一种双稳态电流体显示装置，其特征在于：所述第一疏水绝缘层（13）和第二疏水绝缘层（23）均为疏水亲油性绝缘层。

6.根据权利要求1所述的一种双稳态电流体显示装置，其特征在于：所述第一隔绝墙（14）和第二隔绝墙（24）均为亲水疏油性隔绝墙。

7.根据权利要求1所述的一种双稳态电流体显示装置，其特征在于：所述第一透明电极层（12）为一个透明电极或由多个呈矩阵状排列的透明电极及TFT开关构成。

8.根据权利要求1所述的一种双稳态电流体显示装置，其特征在于：所述第二透明电极层（22）为一个透明电极或由多个呈矩阵状排列的透明电极及TFT开关构成。

9.根据权利要求1所述的一种双稳态电流体显示装置，其特征在于：所述第一透明电极层（12）为像素电极。