CN106200198A - 电子纸及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电子纸及其制备方法，属于显示技术领域。本发明的电子纸，包括相对设置的第一基板和第二基板，以及设置在第一基板和第二基板之间的像素隔离挡墙；像素隔离挡墙将电子纸分隔出多个像素单元；每个像素单元包括设置在第一基板上的第一电极，设置在二基板上的第二电极，以及设置在第一电极和第二电极之间的带电粒子；电子纸还包括设置在第一基板靠近第二基板一侧的微结构；其中，每个像素单元中的第一电极和第二电极根据被施加电压的情况，控制带电粒子是否与微结构接触；且在带电粒子未与微结构接触时，来自外界的光线在照射至微结构后能够发生全内反射。

Description

电子纸及其制备方法
技术领域
本发明属于显示技术领域，具体涉及一种电子纸及其制备方法。
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。而在本发明中提供一种新型的电子纸结构。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种反射率高的电子纸及其制备方法。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种电子纸，包括相对设置的第一基板和第二基板，以及设置在所述第一基板和第二基板之间的像素隔离挡墙；所述像素隔离挡墙将所述电子纸分隔出多个像素单元；每个所述像素单元包括设置在所述第一基板上的第一电极，设置在所述二基板的第二电极，以及设置在所述第一电极和所述第二电极之间的带电粒子；所述电子纸还包括设置在所述第一基板靠近所述第二基板一侧的微结构；其中，每个所述像素单元中的所述第一电极和所述第二电极根据被施加电压的情况，控制所述带电粒子是否与所述微结构接触；且在所述带电粒子未与所述微结构接触时，来自外界的光线在照射至所述微结构后能够发生全内反射。
优选的是，所述第一电极设置在所述第一基板靠近所述第二基板的一侧；所述第二电极设置在所述第二基板靠近所述第一基板的一侧。
优选的是，所述第一电极位于所述微结构靠近所述第二基板的一侧。
优选的是，所述微结构材料的折射率大于1.7。
优选的是，所述微结构的形状包括半球形、四角锥形、圆锥形中的任意一种。
优选的是，所述带电粒子为墨水粒子。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种电子纸的制备方法，其包括：在第一基板和第二基板之间形成像素隔离挡墙的步骤，其中，所述像素隔离挡墙将所述电子纸分隔出多个像素单元；该制备方法还包括对于每个像素单元在所述第一基板上形成第一电极，在所述二基板上形成第二电极，以及在所述第一电极和所述第二电极之间设置带电粒子的步骤；所述电子纸的制备方法还包括：
在所述第一基板上形成微结构，其中，每个所述像素单元中的所述第一电极和所述第二电极根据被施加电压的情况，控制所述带电粒子是否与所述微结构接触；且在所述带电粒子未与所述微结构接触时，来自外界的光线在照射至所述微结构后能够发生全内反射。优选的是，所述在所述第一基板上形成微结构的步骤，具体包括：
将透明材料涂覆于所述第一基板上；
通过纳米压印的方式形成微结构。
进一步优选的是，所涂覆的所述透明材料的厚度为10μm～50μm。
优选的是，所述在所述第一电极和所述第二电极之间设置带电粒子的步骤，具体包括：
将所述带电粒子分散到溶剂中，采用滴注的方式填充于形成有所述第一电极的所述第一基板上或形成有所述第二电极的所述第二基板上；
将所述溶剂挥发，并通入气体。
本发明具有如下有益效果：
在本发明的电子纸中，对于每一个像素单元而言，当给第一电极和第二电极施加电压后，在这两者之间将会形成电场，此时每个像素单元中的带电粒子(优选该带电粒子为黑色)将会在电场的带动下移动，当带电粒子移动至微结构的表面时，来自外界的光线会被带电粒子吸收，该像素单元呈黑态；当带电粒子离开微结构的表面时，由于微结构材料的折射率大于空气介质的折射率，故自外界的光线照射至微结构之后将会发生全内反射，该像素单元呈白态，从而实现黑白显示。
附图说明
图1为现有的电子纸的工作示意图；
图2为本发明的实施例1的电子纸中一个像素单元呈黑态的示意图；
图3为本发明的实施例1的电子纸中一个像素单元呈白态的示意图；
图4为本发明的实施例1的电子纸的制备方法的示意图；
图5为本发明的实施例1的电子纸的微结构为半球形的示意图；
图6为本发明的实施例1的电子纸的微结构为四角锥形的示意图；
图7为本发明的实施例1的电子纸的微结构为圆锥形的示意图。
其中附图标记为：10、第一基板；20、第二基板；30、带电粒子；40、像素隔离挡墙；11、第一电极；12、微结构；21、第二电极。
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作进一步详细描述。
实施例1：
结合图2-7所示，本实施例提供一种电子纸，包括相对设置的第一基板10和第二基板20，以及设置在第一基板10和第二基板20之间的像素隔离挡墙40；像素隔离挡墙40将电子纸分隔出多个像素单元；每个像素单元包括设置在第一基板10上的第一电极11，设置在第二基板上的第二电极21，以及设置在第一电极11和第二电极21之间的带电粒子30；特别的是，本实施例中的电子纸还包括设置在第一基板10靠近第二基板20一侧的微结构12，且微结构12材料的折射率大于空气介质的折射率；其中，每个像素单元中的第一电极11和第二电极21根据被施加电压的情况，控制带电粒子30是否与微结构接触；且在带电粒子30未与微结构12接触时，来自外界的光线在照射至微结构12后能够发生全内反射。
在本实施例中第一电极11和第二电极21被施加电压，在这两者之间所形成的电场可以带动带电粒子移动至微结构12，也可以带动带电粒子离开微结构12，以下第一电极11和第二电极21之间的电场可以带动带电粒子移动至微结构12为例。
具体的，对于每一个像素单元而言，当给第一电极11和第二电极21施加电压后，在这两者之间将会形成电场，此时每个像素单元中的带电粒子30(优选该带电粒子30为黑色)将会在电场的带动下，移动至微结构12的表面，此时来自外界的光线将会被带电粒子30吸收，该像素单元呈黑态，如图2所示；当不给第一电极11和第二电极21施加电压时，带电粒子30将会从微结构12的表面离开，此时由于微结构材料的折射率大于空气介质的折射率，故自外界的光线照射至外微结构12之后将会发生全内反射，该像素单元呈白态，如图3所示。而在现有的电子纸中实现白态，是通过白色小球对光的散射实现的。本实施例中是通过微结构与空气的接触界面的折射率差实现对光的全内反射，实现白态的。当光从光密射入光疏大于一个临界角度，就会发生全反射，两个介质的折射率差异越大，临界角度越小，全反射越高。所以在本实施例中要尽量增加微结构与空气的折射率差，以提高电子纸的反射率。
其中，为了使得第一电极11和第二电极21在施加电压形成电场后，可以很好的驱动带电粒子30运动，在本实施例中优选的将第一电极11设置在第一基板10靠近所述第二基板20的一侧；所述第二电极21设置在所述第二基板20靠近所述第一基板10的一侧。当然，也可以也可以将第一电极11设置在第一基板10背离所述第二基板20的一侧；将第二电极12设置在第二基板20背离所述第一基板10的一侧，只要保证在第一电极11和第二电极21施加电压后，在这两者之间能够形成电场即可。
其中，对于每个像素单元，第一电极11可以位于第一基板10与微结构12之间，当然也可以位于微结构12靠近第二基板20的一侧，当第一电极11位于微结构12靠近第二基板20的一侧时，为了使带电粒子30更好的与微结构12接触，第一电极11设置为均一厚度，且第一电极11和微结构12完全接触，优选的，第一电极11和微结构12的折射率大小相近，更优选的，第一电极11和微结构12的折射率大小相等。
为了提高光线经过微结构12之后的反射率，优选的选取折射率大于1.7的材料制备微结构12。
其中，如图5-7所示，本实施例中的微结构12的形状包括半球形、四角锥形、圆锥形中的任意一种。
其中，本实施例中的墨水粒子优选为黑色墨水粒子，此时当给第一电极11和第二电极21施加电压后，在这两者之间将会形成电场，此时每个像素单元中的墨水粒子将会在电场的带动下，移动至微结构12的表面，此时来自外界的光线会被墨水粒子吸收，该像素单元呈黑态；当不给第一电极11和第二电极21施加电压时，墨水粒子将会从微结构12的表面离开，此时由于微结构12材料的折射率大于空气介质的折射率，故自外界的光线照射至微结构之后将会发生全反射，该像素单元呈白态。从而实现电子纸的黑白显示。
实施例2：
本实施例提供一种电子纸的制备方法，能够制备实施例1中的电子纸。该方法包括在第一基板10和第二基板20之间形成像素隔离挡墙40的步骤，其中，所述像素隔离挡墙40将所述电子纸分隔出多个像素单元；该制备方法还包括对于每个像素单元在所述第一基板10上形成第一电极11，在所述二基板上形成第二电极21，以及在所述第一电极11和所述第二电极21之间形成带电粒子30的步骤；本实施例中的电子纸的制备方法还包括：在所述第一基板10上形成微结构12；其中，每个所述像素单元中的所述第一电极11和所述第二电极21根据被施加电压的情况，控制所述带电粒子30是否与所述微结构12接触；且在所述带电粒子30未与所述微结构12接触时，来自外界的光线在照射至所述微结构12后能够发生全内反射
结合图4所示，以下结合具体制备方法对本实施例中电子纸的制备过程进行说明。
步骤一、提供第一基板10和第二基板20，并在第一基板10上通过构图工艺形成包括每个像素单元的第一电极11的图形；在第二基板20上通过构图工艺形成包括每个像素单元的第二电极21的图形。
步骤二、在完成步骤一的第一基板10上涂覆透明材料层，然后通过纳米压印的方式形成微结构12的图形。
其中，所涂覆的所述透明材料的厚度为10～50μm，折射率大于1.7。微结构12的形状包括半球形、四角锥形、圆锥形中的任意一种。
步骤三、在完成步骤二的第一基板10上，通过构图工艺形成像素隔离挡墙40；或者，在形成有第二电极21的第二基板20上，通过构图工艺形成像素隔离挡墙40。
步骤四、将带电粒子30分散到溶剂中，采用滴注的方式填充于形成有微结构12的第一基板10上或形成有第二电极21的第二基板20上；然后将溶剂挥发，并通入气体最后将第一基板10和第二基板20相互对盒，例如，上述气体的折射率约为1，例如可以为空气或惰性气体。
在此需要说明的是，在本实施例中也可以在第一基板10上先形成微结构12，再形成第一电极11。当然，也可以将第一电极11设置在第一基板10背离第二基板20的侧面上；将第二电极12设置在第二基板20背离第一基板10的侧面上，只要保证在第一电极11和第二电极21施加电压后，在这两者之间能够形成电场即可。
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 (11)

1.一种电子纸，包括相对设置的第一基板和第二基板，以及设置在所述第一基板和第二基板之间的像素隔离挡墙；所述像素隔离挡墙将所述电子纸分隔出多个像素单元；其特征在于，每个所述像素单元包括设置在所述第一基板上的第一电极，设置在所述二基板上的第二电极，以及设置在所述第一电极和所述第二电极之间的带电粒子；所述电子纸还包括设置在所述第一基板靠近所述第二基板一侧的微结构；其中，每个所述像素单元中的所述第一电极和所述第二电极根据被施加电压的情况，控制所述带电粒子是否与所述微结构接触；且在所述带电粒子未与所述微结构接触时，来自外界的光线在照射至所述微结构后能够发生全内反射。
2.根据权利要求1所述的电子纸，其特征在于，所述第一电极设置在所述第一基板靠近所述第二基板的一侧；所述第二电极设置在所述第二基板靠近所述第一基板的一侧。
3.根据权利要求1或2所述的电子纸，其特征在于，所述第一电极位于所述第一基板与所述微结构所在层之间。
4.根据权利要求1或2所述的电子纸，其特征在于，所述第一电极位于所述微结构靠近所述第二基板的一侧。
5.根据权利要求1或2所述的电子纸，其特征在于，所述微结构材料的折射率大于1.7。
6.根据权利要求1或2所述的电子纸，其特征在于，所述微结构的形状包括半球形、四角锥形、圆锥形中的任意一种。
7.根据权利要求1或2所述的电子纸，其特征在于，所述带 电粒子为墨水粒子。
8.一种电子纸的制备方法，包括，在第一基板和第二基板之间形成像素隔离挡墙的步骤，其中，所述像素隔离挡墙将所述电子纸分隔出多个像素单元；该制备方法还包括对于每个像素单元在所述第一基板上形成第一电极，在所述二基板上形成第二电极，以及在所述第一电极和所述第二电极之间设置带电粒子的步骤；其特征在于，所述电子纸的制备方法还包括：
在所述第一基板上形成微结构；其中，每个所述像素单元中的所述第一电极和所述第二电极根据被施加电压的情况，控制所述带电粒子是否与所述微结构接触；且在所述带电粒子未与所述微结构接触时，来自外界的光线在照射至所述微结构后能够发生全内反射 。
9.根据权利要求8所述的电子纸的制备方法，其特征在于，所述在所述第一基板上形成微结构的步骤，具体包括：
将透明材料涂覆于所述第一基板上；
通过纳米压印的方式形成微结构。
10.根据权利要求9所述电子纸的制备方法，其特征在于，所涂覆的所述透明材料的厚度为10μm～50μm。
11.根据权利要求8所述的电子纸的制备方法，其特征在于，所述在所述第一电极和所述第二电极之间设置带电粒子的步骤，具体包括：
将带电粒子分散到溶剂中，采用滴注的方式填充于形成有所述第一电极的所述第一基板上或形成有所述第二电极的所述第二基板上；
将所述溶剂挥发，并通入气体。
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