CN107167916A - 一种全彩电润湿显示器件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种全彩电润湿显示器件，包括三层依次叠加的电润湿显示层，三层电润湿显示层中至少一层设置有自身的反射薄膜。自身的反射薄膜对本层相应光谱波段的反射，从而减少下层显示层对该波段光线的吸收，能极大的加强对相应颜色光的反射，使得反射率得以增加，亮度得以提高，色彩饱和度和对比度同时也会提高，进而提升整体彩色显示亮度，带来良好的视觉效果。解决了现有全彩电润湿显示器件因整体的反射率低而导致显示效果不佳的技术问题。

Description

一种全彩电润湿显示器件
技术领域
本发明涉及电润湿显示领域，尤其涉及一种全彩电润湿显示器件。
背景技术
电润湿显示技术作为一种新型的显示技术，以其低功耗、高对比度、快速响应时间的优势，成为最具潜力的显示技术之一。2003年飞利浦的R.A.Hayes发表的一篇文章，首次将电润湿应用到显示领域，原理主要是通过在两极板之间外加电压，使疏水绝缘层的疏水性改变，导致水、油和像素墙之间的张力变化，将油墨推至像素格的小角落，使光透过该区域，露出白色基底，达到显示的目的。
为了达到彩色显示的目的，国内外都进行了深入的研究，目前主要通过单层结构添加彩色滤光片，与三层叠加结构相比，单层结构需要使用RGB彩色滤光片，由于光透过滤光片时会被吸收一部分光，从而导致显示效果低下，而三层结构由于不需要添加额外的滤光片，整体反射率和色彩饱和度相对较高，且三层结构的彩色显示是可以通过对每层电压进行控制，控制像素的开关，可以很方便的实现全彩色显示。目前三层叠加的彩色显示器件，作为反射性显示器件，虽然有低功耗、响应速度快、可视角大等众多优势，但由于光经过每一层时，由于材料的吸收等作用，都会有所损失，经过三层油墨后，整体的反射率将会降低许多，三层叠加的彩色显示器件在反射率和色彩饱和度等方面与LCD、OLED电泳显示器件相比，稍显逊色，与实际的纸张阅读效果相比还有很大差距。
由于在三层显示结构中，三层油墨对相应光线的调控是相互独立的，即各层调控不同颜色，三层电润湿显示层下方设置有共同反射板，即三层电润湿显示层所调控的不同颜色都是在经过其与最下层的共同反射板之间的所有层后才能被共同反射板反射，因此整体的反射率低，显示效果不佳。
发明内容
本发明提供一种全彩电润湿显示器件，以解决现有全彩电润湿显示器件因此整体的反射率低而导致显示效果不佳的技术问题。
为了解决以上技术问题，本发明采取的技术方案是：
一种全彩电润湿显示器件，包括三层依次叠加的电润湿显示层，其特征在于：所述三层电润湿显示层中至少一层设置有自身的反射薄膜。
所述三层电润湿显示层中至少两层设置有自身的反射薄膜。
所述三层电润湿显示层均设置有自身的反射薄膜。
所述各电润湿显示层分别调控不同的颜色，所述各电润湿显示层自身的反射薄膜仅反射其其所调控的对应颜色的光。
还包括电源控制模块，所述电源控制模块控制所述三层电润湿显示层中各电润湿显示层的电压。
所述各电润湿显示层包括上电极、下电极、多个像素墙、流体、油墨、疏水绝缘层，所述疏水绝缘层设置于所述下电极之上，所述多个像素墙设置于所述疏水绝缘层之上，所述油墨填充于每两个相邻的所述像素墙之间，所述流体填充于像素墙之上，所述上电极设置于所述流体之上，所述反射薄膜设置于所述下电极之下。
所述各电润湿显示层自身的反射薄膜为胆甾相液晶聚合物薄膜。
还包括设置于所述三层依次叠加的电润湿显示层底部的共同反射板，所述共同反射板反射所有入射光线。
所述胆甾相液晶聚合物薄膜具有双层结构，其中一层为右手螺旋结构，入射光中的左旋偏振光透射，右旋偏振光反射；其中另一层为左手螺旋结构，左旋偏振光反射。
所述各电润湿显示层自身的反射薄膜对不同入射光波段反射是通过改变手性液晶掺杂剂的比例来实现的，即通过改变胆甾相液晶螺距p来实现的，其中： 为平均折射系数，p为胆甾相螺距，λo为入射光线平行于胆甾相液晶螺距方向时的反射波长,Δλ为反射波段，Δn为双折射率之差。
在采用了上述技术方案后，由于三层电润湿显示层中至少一层设置有自身的反射薄膜。自身的反射薄膜对本层相应光谱波段的反射，从而减少下层显示层对该波段光线的吸收，能极大的加强对相应颜色光的反射，使得反射率得以增加，亮度得以提高，色彩饱和度和对比度同时也会提高，进而提升整体彩色显示亮度，带来良好的视觉效果。解决了现有全彩电润湿显示器件因此整体的反射率低而导致显示效果不佳的技术问题。另外，如果在三层电润湿显示层中的两层设置自身的反射薄膜，效果更加；当然，三层全部设置自身的反射薄膜效果最佳，此时，甚至可以取消三层电润湿显示层下方设置的共同反射板，简化结构。
附图说明
图1为本发明全彩电润湿显示器件加直流电压的俯视示意图；
图2为本发明全彩电润湿显示器件未加电压时的纵截面结构示意图；
图3为本发明全彩电润湿显示器件加电压时的纵截面结构示意图；
图4为本发明全彩电润湿显示器件中反射薄膜对光线反射作用示意图；
图5为本发明反射薄膜对入射光的反射作用示意图；
图6为左、右偏振光在右旋胆甾相液晶聚合物薄膜中不同波段的透过率图；
图7为本发明电润湿显示器件所用到的CMY三原色混色示意图。
图中：1-第一上电极，2-像素墙，3-流体，4-第一反射薄膜，5-第二反射薄膜，6-第三反射薄膜，7-第一油墨填充层，8-第二油墨填充层，9-第三油墨填充层，10-电源控制模块， 11-第三下电极，12-共同反射板，13-右旋胆甾相液晶聚合物薄膜，14-左旋胆甾相液晶聚合物薄膜，15-第二上电极，16-第三上电极，17第一下电极，18-第二下电极。
具体实施方式
为了更好的说明本发明，现结合实施例及附图作进一步的说明。
如图1至图3所示，一种全彩电润湿显示器件，包括三层依次叠加的电润湿显示层，其中单层电润湿显示层包括上电极、下电极、多个像素墙2、流体3、油墨、疏水绝缘层(图中未画出)以及反射薄膜；其中疏水绝缘层设置于所述下电极之上，多个像素墙2设置于疏水绝缘层之上，油墨填充于每两个相邻的像素墙2之间，流体3填充于像素墙2之上，流体3 为透明状液体，上电极设置于流体3之上，反射薄膜设置于下电极之下；反射薄膜分别处于三层依次叠加的电润湿显示层为第一反射薄膜4、第二反射薄膜5和第三反射薄膜6；油墨分别处于三层依次叠加的电润湿显示层为第一油墨填充层7、第二油墨填充层8和第三油墨填充层9；上电极分别处于三层依次叠加的电润湿显示层为第一上电极1、第二上电极15和第三上电极16，下电极分别处于三层依次叠加的电润湿显示层为第一下电极17、第二下电极18和第三下电极11，优选的，本实施例中，第一上电极1、第一下电极17、第二上电极15、第二下电极18、第三上电极16和第三下电极11均为带有基板的导电电极，材料不限。
进一步的，还包括电源控制模块10，电源控制模块10可控制三层电润湿显示层每层的电压。
进一步的，还包括设置于三层依次叠加的电润湿显示层底部的共同反射板12，共同反射板12反射所有入射光线。
当每单层电润湿显示层两电极之间所加电压大于油墨运动的阀值电压时，油墨将发生运动，使其由平铺状态转为收缩状态，光能够透过显示层，露出透光区域；反之，油墨将处于平铺状态，此时光不能够透过显示层。
进一步的，第一反射薄膜4、第二反射薄膜5和第三反射薄膜6的厚度为5～30微米，对特定波段能够全反射，同时不影响其他波段的透射；第一反射薄膜4、第二反射薄膜5和第三反射薄膜6采用胆甾相液晶聚合物薄膜，胆甾相液晶聚合物薄膜具有双层结构，其中一层为右手螺旋结构，入射光中的左旋偏振光透射，右旋偏振光反射；其中另一层为左手螺旋结构，左旋偏振光反射。第一反射薄膜4、第二反射薄膜5和第三反射薄膜6对不同入射光波段反射是通过改变手性液晶掺杂剂的比例来实现的，即通过改变胆甾相液晶螺距p来实现的；其中： 为平均折射系数，p为胆甾相螺距，λo为入射光线平行于胆甾相液晶螺距方向时的反射波长,Δλ为反射波段，Δn为双折射率之差，且入射光的波长与胆甾相液晶螺距均为纳米级别，会使入射光产生布拉格散射，具有选择反射特性。从而形成具有反射特定波段的反射薄膜，反射波段通过计算出来，然后得出实际所需要的波段，由于胆甾相液晶的特定结构，使得入射光只能透过左旋或右旋光中的一种，反射薄膜的反射波段范围为75～100nm；第一油墨填充层7、第二油墨填充层8或第三油墨填充层9分别选用青色油墨、品红油墨或黄色油墨中的一种，且第一油墨填充层7、第二油墨填充层8或第三油墨填充层9所选用油墨颜色不可相同；本实施例中，第一油墨7选用青色油墨，第二油墨8 选用品红油墨，第三油墨9选用黄色油墨，可根据实际需求来选择不同油墨颜色以及顺序。选用青色油墨所在的电润湿显示层的反射薄膜能够对入射光波段为660～750nm的色光进行反射，选用品红油墨所在的电润湿显示层的反射薄膜能够对入射光波段为500～570nm的色光进行反射，选用黄色油墨所在的电润湿显示层的反射薄膜能够对入射光波段为420～495nm的色光进行反射。
所图4所示，第一反射薄膜4反射红光，第二反射薄膜5反射绿光，第三反射薄膜6反射蓝光；根据需要反射特定光谱波长颜色光的特性；第一反射薄膜4能够对入射光波段为660～750nm的色光进行反射，第二反射薄膜5能够对入射光波段为500～570nm的色光进行反射，第三反射薄膜6能够对入射光波段为420～495nm的色光进行反射。
如图5所示，第一反射薄膜4、第二反射薄膜5和第三反射薄膜6采用胆甾相液晶聚合物薄膜，胆甾相液晶聚合物薄膜具有双层结构，其中一层为右手螺旋结构，入射光中的左旋偏振光透射，右旋偏振光反射；其中另一层为左手螺旋结构，左旋偏振光反射；本实施例中上层胆甾相液晶聚合物薄膜为右旋胆甾相液晶聚合物薄膜13，下层胆甾相液晶聚合物薄膜为右旋胆甾相液晶聚合物薄膜14；在三层电润湿显示层中，第一油墨填充层7、第二油墨填充层 8或第三油墨填充层9对相应光线的调控是相互独立的。
在第一上电极1与第一下电极17之间加高电平，第二上电极15与第二下电极18之间加低电平，第三上电极16与第三下电极11之间加低电平；此时，青色油墨收缩露出透光区域，品红色油墨处于平铺状态，黄色油墨处于平铺状态，对于第一油墨填充层7，青色油墨负责调控红光的吸收，而第二油墨填充层8中的品红油墨和第三油墨填充层9中的黄色油墨对红光波段没有影响，入射光穿过第一反射薄膜4时，参考图5，入射光在上层反射右旋偏振光，在下层反射左旋偏振光，此时，第一反射膜将红色反射而不是待红光穿过整个器件后由共同反射板12反射，这样可以显著减小红光经过的材料层数，减少对红光的吸收，从而提升其反射率。
在第一上电极1与第一下电极17之间加低电平，第二上电极15与第二下电极18电极之间加高电平，第三上电极16与第三下电极11之间加低电平；此时，品红油墨收缩露出透光区域，其他层油墨处于平铺状态，对于第二油墨填充层8，品红油墨负责调控绿光的吸收，而第一油墨填充层7中的青色油墨和第三油墨填充层9中的黄色油墨对绿光波段没有影响，入射光穿过第二反射薄膜5时，参考图5，入射光在上层反射右旋偏振光，在下层反射左旋偏振光，此时，第二反射膜将绿色反射而不是待绿光穿过整个器件后由共同反射板12反射，此时，此波段色光少穿过了第三油墨填充层9和多层结构，反射率有所提高。
在第一上电极1与第一下电极17之间加低电平，第二上电极15与第二下电极18电极之间加低电平，第三上电极16与第三下电极11之间加高电平，此时，黄色油墨收缩露出透光区域，其他层油墨处于平铺状态，对于第三油墨填充层9，黄色油墨负责调控蓝光的吸收，而第一油墨填充层7中的青色油墨和第二油墨填充层8中的品红油墨对蓝光波段没有影响，入射光穿过第三反射薄膜6时，参考图5，入射光在上层反射右旋偏振光，下层反射左旋偏振光，此时，第三反射膜将蓝色反射而不是待蓝光穿过整个器件后由共同反射板12反射，入射波段蓝色的色光没有穿过上下电极，减弱了材料对光的吸收作用，反射率也较有所提高。
由于各电润湿显示层可增加自身的反射薄膜，例如，青色油墨负责调控红光的反射的电润湿显示层，而品红和黄色油墨对红光波段没有影响，因此，在青色油墨显示层下设置红色光反射薄膜将红色反射而不是待红光穿过整个器件后由共同反射板反射，可显著减小红光经过的材料层数，减少对红光的吸收，从而提升其反射率。
同理，例如品红油墨负责调控绿光的反射，而青色和黄色油墨对绿光波段没有影响，因此如果在品红油墨显示层下将绿色反射而不是待绿光穿过整个器件后由共同反射板反射，可显著减小绿光经过的材料层数，减少材料对绿光的吸收，进而提升其反射率。
同理，例如黄色油墨负责调控蓝光的反射，而青色和品红油墨对蓝光波段没有影响，因此如果在黄色油墨显示层下将蓝色反射而不是待蓝光穿过整个器件后由共同反射板反射，可显著减小蓝光经过的材料层数，减少材料对蓝光的吸收，从而反射率得到提高。
当然，上述三层电润湿显示层中也可以只有一层设置自身的反射薄膜，而其它的两层不设置自身的反射薄膜，或者只有两层设置自身的反射薄膜，而另外一层不设置自身的反射薄膜，也能达到本发明的目的，只是效果没有三层电润湿显示层中全部设置自身的反射薄膜好而已。三层电润湿显示层中全部设置自身的反射薄膜效果非常好，甚至可以取消三层电润湿显示层下方设置的共同反射板，简化结构。
本发明全彩电润湿显示器件利用染料减法混色原理，在不同电压驱动下，能够实现全彩动态显示。

Claims (10)

1.一种全彩电润湿显示器件，包括三层依次叠加的电润湿显示层，其特征在于：所述三层电润湿显示层中至少一层设置有自身的反射薄膜。
2.如权利要求1所述全彩电润湿显示器件，其特征在于：所述三层电润湿显示层中至少两层设置有自身的反射薄膜。
3.如权利要求2所述全彩电润湿显示器件，其特征在于：所述三层电润湿显示层均设置有自身的反射薄膜。
4.如权利要求1或2或3所述全彩电润湿显示器件，其特征在于：所述各电润湿显示层分别调控不同的颜色，所述各电润湿显示层自身的反射薄膜仅反射其所调控的对应颜色的光。
5.如权利要求4所述全彩电润湿显示器件，其特征在于：还包括电源控制模块，所述电源控制模块控制所述三层电润湿显示层中各电润湿显示层的电压。
6.如权利要求5所述全彩电润湿显示器件，其特征在于：所述各电润湿显示层包括上电极、下电极、多个像素墙、流体、油墨、疏水绝缘层，所述疏水绝缘层设置于所述下电极之上，所述多个像素墙设置于所述疏水绝缘层之上，所述油墨填充于每两个相邻的所述像素墙之间，所述流体填充于像素墙之上，所述上电极设置于所述流体之上，所述反射薄膜设置于所述下电极之下。
7.如权利要求5所述全彩电润湿显示器件，其特征在于：所述各电润湿显示层自身的反射薄膜为胆甾相液晶聚合物薄膜。
8.如权利要求5所述全彩电润湿显示器件，其特征在于：还包括设置于所述三层依次叠加的电润湿显示层底部的共同反射板，所述共同反射板反射所有入射光线。
9.如权利要求7所述全彩电润湿显示器件，其特征在于：所述胆甾相液晶聚合物薄膜具有双层结构，其中一层为右手螺旋结构，入射光中的左旋偏振光透射，右旋偏振光反射；其中另一层为左手螺旋结构，左旋偏振光反射。
10.如权利要求7所述全彩电润湿显示器件，其特征在于：所述各电润湿显示层自身的反射薄膜对不同入射光波段反射是通过改变手性液晶掺杂剂的比例来实现的，即通过改变胆甾相液晶螺距p来实现的，其中： 为平均折射系数，p为胆甾相螺距，λo为入射光线平行于胆甾相液晶螺距方向时的反射波长,Δλ为反射波段，Δn为双折射率之差。
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