CN108169893B - 一种反射型显示装置及显示设备 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种反射型显示装置及显示设备，涉及显示技术，该装置包括设置在上部透明衬底和下部衬底之间的显示单元，显示单元包括电极、折射形变部件以及黑色吸收层，其中，折射形变部件在电极的作用下发生形变切换第一状态和第二状态，在第一状态时，折射形变部件对通过上部透明衬底入射的入射光线构成全反射形成亮态，在第二状态时，入射光线穿过折射形变部件由黑色吸收层吸收形成暗态。由于该显示装置中不包括粒子，不存在粒子团聚或分布不均影响显示性能的情况，也不需要纳米压印工艺及弧形电极，工艺难度较低。
Description
技术领域
本公开一般涉及显示技术，具体涉及反射型显示技术，尤其涉及一种反射型显示装置及显示设备。
背景技术
目前，各种显示技术层出不同，如全反射显示技术，因其低成本、反射率高，而成为研究的热点。
其结构如图1所示。从上到下依次为承载玻璃，半球反射膜，上部透明电极，墨水和黑色粒子，以及下部电极和驱动背板。
其显示原理如图2和图3所示，图2中，当上、下基板分别加负电压和正电压时，带负电的粒子被吸附到下基板附近，此时光线进入，从光密介质(半球形反射膜)进入光疏介质(墨水中)，光线发生全反射，显示为亮态；图3中，当上、下基板分别加正电压和负电压时，带负电的黑色粒子将半球形反射膜包裹，此时入射的光线黑色粒子吸收，显示为暗态。
从其显示原理，可以看出，现有技术有以下几个缺点：
1)显示涉及到粒子，其工艺复杂，且粒子容易团聚，且粒子在半球形反射膜上分布不均，会影响显示性能。
2)半球形反射膜需要纳米压印工艺，工艺难度较大。
3)需要在半球形反射膜上形成弧形电极，工艺难度较高。
发明内容
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种反射型显示装置及显示设备，以提高显示性能并降低工艺难度。
第一方面，本发明实施例提供一种反射型显示装置，包括：
设置在上部透明衬底和下部衬底之间的显示单元，所述显示单元包括电极、折射形变部件以及黑色吸收层，其中，
所述折射形变部件在电极的作用下发生形变切换第一状态和第二状态，在第一状态时，所述折射形变部件对通过上部透明衬底入射的入射光线构成全反射形成亮态，在第二状态时，通过上部透明衬底入射的入射光线穿过所述折射形变部件由黑色吸收层吸收形成暗态。
进一步，所述折射形变部件具体包括：
折射率大于设定值的形变材料、折射率小于设定值的气体或液体；或者
折射率大于设定值的气体或液体、折射率小于设定值的形变材料。
更进一步，所述电极为加热电极，所述折射形变部件设置在电极和黑色吸收层之间；
所述折射形变部件具体包括：折射率大于设定值的热膨胀材料、折射率小于设定值的气体或液体；所述折射率大于设定值的热膨胀材料在加热电极的作用下热膨胀时为第一状态，所述折射率大于设定值的热膨胀材料未膨胀时为第二状态；或者，
所述折射形变部件具体包括：折射率大于设定值的负膨胀材料、折射率小于设定值的气体或液体；所述折射率大于设定值的负膨胀材料未发生形变时为第一状态，所述折射率大于设定值的负膨胀材料在加热电极的作用下进行收缩时为第二状态。
此时，所述上部透明衬底的材料具体包括：
玻璃材料；
所述电极具体包括：
ITO氧化铟锡电极；
所述折射率大于设定值的热膨胀材料具体包括：
PDMS材料；
所述折射率小于设定值的气体或液体具体包括：
空气；
所述黑色吸收层的材料具体包括：
树脂材料。
或者，更进一步，所述电极设置在黑色吸收层上，或者所述电极与所述黑色吸收层合并设置；
所述折射形变部件具体包括：折射率大于设定值的气体或液体、折射率小于设定值的负膨胀材料；所述折射率小于设定值的负膨胀材料在加热电极的作用下进行收缩时为第一状态，所述折射率小于设定值的负膨胀材料未进行形变时为第二状态；或者，
所述折射形变部件具体包括：折射率大于设定值的气体或液体、折射率小于设定值的热膨胀材料；所述折射率小于设定值的负膨胀材料未进行形变时为第一状态，所述折射率小于设定值的热膨胀材料在加热电极的作用下进行热膨胀时为第二状态。
此时，所述上部透明衬底的材料具体包括：
玻璃材料；
当所述电极与所述黑色吸收层合并设置为黑色电极时，该黑色电极的材料具体包括：Mn金属或Cr金属；
当所述电极设置在所述黑色吸收层上时，所述电极具体包括：ITO氧化铟锡电极；所述黑色吸收层的材料具体包括：树脂材料；
所述折射率大于设定值的气体或液体具体包括：
硅油。
或者，更进一步，所述电极包括第一电极和第二电极，所述第一电极设置在上部透明衬底和折射形变部件之间，所述第二电极设置在折射形变部件和黑色吸收层之间，或者所述第二电极和所述黑色吸收层合并设置；
所述折射形变部件具体包括：折射率大于设定值的电活性形变材料、折射率小于设定值的气体或液体；所述折射形变部件中的折射率大于设定值的电活性形变材料在第一电极和第二电极的场电压作用下发生形变，切换第一状态和第二状态；或者
所述折射形变部件具体包括：折射率大于设定值的气体或液体、折射率小于设定值的电活性形变材料；所述折射形变部件中的折射率小于设定值的电活性形变材料在第一电极和第二电极的场电压作用下发生形变，切换第一状态和第二状态。
此时，所述上部透明衬底的材料具体包括：
玻璃材料；
所述第一电极具体包括：
ITO电极；
当所述第二电极与所述黑色吸收层合并设置为黑色电极时，该黑色电极的材料具体包括：Mn金属或Cr金属；
当所述第二电极设置在所述黑色吸收层上时，所述第二电极具体包括：ITO电极；所述黑色吸收层的材料具体包括：树脂材料；
所述折射率大于设定值的电活性形变材料和所述折射率小于设定值的电活性形变材料，具体包括：
导电聚合物或者液晶弹性体。
优选的，所述显示单元两侧还包括围墙。
第二方面，本发明实施例还提供一种显示设备，包括第一方面中所述的反射型显示装置。
本发明实施例提供一种反射型显示装置及显示设备，该装置包括设置在上部透明衬底和下部衬底之间的显示单元，显示单元包括电极、折射形变部件以及黑色吸收层，其中，折射形变部件在电极的作用下发生形变切换第一状态和第二状态，在第一状态时，折射形变部件对通过上部透明衬底入射的入射光线构成全反射形成亮态，在第二状态时，入射光线穿过折射形变部件由黑色吸收层吸收形成暗态。由于该显示装置中不包括粒子，不存在粒子团聚或分布不均影响显示性能的情况，也不需要纳米压印工艺及弧形电极，工艺难度较低。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为现有技术中反射型显示装置的结构示意图；
图2为现有技术中反射型显示装置呈现亮态时的原理示意图；
图3为现有技术中反射型显示装置呈现暗态时的原理示意图；
图4为本发明实施例提供的反射型显示装置结构示意图；
图5和图6为本发明实施例提供的对应实施例一的反射型显示装置结构示意图；
图7和图8为本发明实施例提供的对应实施例二的反射型显示装置结构示意图；
图9-图12为本发明实施例提供的对应实施例三的反射型显示装置结构示意图；
图13为本发明实施例提供的具有围墙的反射型显示装置的结构示意图；
图14为本发明实施例提供的形变材料形变前后规格差异示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
请参考图4，本发明实施例提供的反射型显示装置，包括：
设置在上部透明衬底401和下部衬底402之间的显示单元403，显示单元403包括电极4031、折射形变部件4032以及黑色吸收层4033，其中，
折射形变部件4032在电极4031的作用下发生形变切换第一状态和第二状态，在第一状态时，折射形变部件4032对通过上部透明衬底401入射的入射光线构成全反射形成亮态，在第二状态时，通过上部透明衬底401入射的入射光线穿过折射形变部件4032由黑色吸收层4033吸收形成暗态。
由于该反射型显示装置是通过折射形变部件4032进行形变来切换第一状态的亮态和第二状态的暗态，不需要粒子的参与，所以不存在粒子团聚或分布不均影响显示性能的情况，同时，该反射型显示装置也不需要纳米压印工艺及弧形电极，工艺难度较低。
为较容易的实现全反射，折射形变部件可以包括两部分，靠近入射光的部分折射率较大，远离入射光的部分折射率较小，二者的折射率差距越大，所需要的形变量就越小。
形变材料可以是折射率较大的部分，也可以是折射率较小的部分。
所以，折射形变部件4032具体包括：
折射率大于设定值的形变材料、折射率小于设定值的气体或液体；或者
折射率大于设定值的气体或液体、折射率小于设定值的形变材料。
下面，通过具体实施例对本发明实施例提供的反射型显示装置进行具体说明。
实施例一、
该实施例中，电极使用加热电极，折射率较高的材料为形变材料。
如图5所示，电极4031为加热电极，折射形变部件4032设置在电极4031和黑色吸收层4033之间；
此时，折射形变部件4032中，包括折射率大于设定值的形变材料501和折射率小于设定值的气体或液体502；
该折射率大于设定值的形变材料可以在电极4031的加热作用下膨胀或者收缩，实现第一状态和第二状态的切换。
具体的，当使用折射率大于设定值的热膨胀材料时，折射形变部件4032具体包括：折射率大于设定值的热膨胀材料501、折射率小于设定值的气体或液体502；折射率大于设定值的热膨胀材料501在加热电极的作用下热膨胀时为第一状态，如图6所示，此时，通过上部透明衬底401入射的入射光在折射率大于设定值的热膨胀材料501和折射率小于设定值的气体或液体502的交界处进行全反射，折射率大于设定值的热膨胀材料501未膨胀时为第二状态，如图5所示，此时，通过上部透明衬底401入射的入射光穿过折射率大于设定值的热膨胀材料501和折射率小于设定值的气体或液体502，由黑色吸收层4033吸收；
当使用折射率大于设定值的负膨胀材料时，折射形变部件4032具体包括：折射率大于设定值的负膨胀材料501、折射率小于设定值的气体或液体502；折射率大于设定值的负膨胀材料501未发生形变时为第一状态，如图6所示，此时，通过上部透明衬底401入射的入射光在折射率大于设定值的负膨胀材料501和折射率小于设定值的气体或液体502的交界处进行全反射，折射率大于设定值的负膨胀材料501在加热电极的作用下进行收缩时为第二状态，如图5所示，通过上部透明衬底401入射的入射光穿过折射率大于设定值的热膨胀材料501和折射率小于设定值的气体或液体502，由黑色吸收层4033吸收。
该实施例中，上部透明衬底401的材料可以使用玻璃材料；
电极4031可具体包括ITO氧化铟锡电极；
折射率大于设定值的热膨胀材料可以具体包括：PDMS(Polydimethylsiloxane，聚二甲基硅氧烷)材料；
折射率小于设定值的气体或液体可以具体包括：空气；
黑色吸收层4033的材料可以具体包括：树脂材料。
实施例二、
该实施例中，电极使用加热电极，折射率较低的材料为形变材料。
如图7所示，电极4031为加热电极，设置在黑色吸收层4033上，或者，电极可以进一步与黑色吸收层合并设置为黑色电极，从而减小工艺复杂度；
此时，折射形变部件4032包括：折射率大于设定值的气体或液体701、折射率小于设定值的形变材料702。
该折射率小于设定值的形变材料702可以在电极4031的加热作用下膨胀或者收缩，实现第一状态和第二状态的切换。
当使用折射率小于设定值的负膨胀材料时，折射形变部件4032具体包括：折射率大于设定值的气体或液体701、折射率小于设定值的负膨胀材料702；折射率小于设定值的负膨胀材料702在加热电极4031的作用下进行收缩时为第一状态，如图8所示，此时，通过上部透明衬底401入射的入射光在折射率大于设定值的气体或液体701和折射率小于设定值的负膨胀材料702的交界处进行全反射，折射率小于设定值的负膨胀材料702未进行形变时为第二状态，如图7所示，此时，通过上部透明衬底401入射的入射光穿过折射率大于设定值的气体或液体701和折射率小于设定值的负膨胀材料702，由黑色吸收层4033吸收；
当使用折射率小于设定值的热膨胀材料时，折射形变部件4032具体包括：折射率大于设定值的气体或液体701、折射率小于设定值的热膨胀材料702；折射率小于设定值的负膨胀材料702未进行形变时为第一状态，如图8所示，此时，通过上部透明衬底401入射的入射光在折射率大于设定值的气体或液体701和折射率小于设定值的热膨胀材料702的交界处进行全反射，折射率小于设定值的热膨胀材料702在加热电极4031的作用下进行热膨胀时为第二状态，如图7所示，此时，通过上部透明401衬底入射的入射光穿过折射率大于设定值的气体或液体701和折射率小于设定值的热膨胀材料702，由黑色吸收层4033吸收。
该实施例中，上部透明衬底401的材料可以为玻璃材料；
当电极与黑色吸收层合并设置为黑色电极时，该黑色电极的材料具体包括：Mn(锰)金属或Cr(铬)金属；
当电极设置在黑色吸收层上时，电极具体包括：ITO氧化铟锡电极；黑色吸收层的材料具体包括：树脂材料；
折射率大于设定值的气体或液体可以具体包括：硅油。
实施例三、
该实施例中，电极包括第一电极和第二电极，分别设置在折射形变部件两侧，折射形变部件在第一电极和第二电极的电场左右下实现形变，切换第一状态和第二状态。
如图9所示，电极4031包括第一电极901和第二电极902，第一电极901设置在上部透明衬底401和折射形变部件4032之间，第二电极902设置在折射形变部件4032和黑色吸收层4033之间，或者第二电极和黑色吸收层合并设置为黑色电极；
当折射率较大的材料是形变材料时，如图9所示，折射形变部件4032具体包括：折射率大于设定值的电活性形变材料903、折射率小于设定值的气体或液体904；折射形变部件中的折射率大于设定值的电活性形变材料903在第一电极901和第二电极902的场电压作用下发生形变，切换第一状态和第二状态，在第一状态时，如图10所示，通过上部透明衬底401入射的入射光在折射率大于设定值的电活性形变材料903和折射率小于设定值的气体或液体904的交界处进行全反射，在第二状态时，如图9所示，通过上部透明衬底401入射的入射光穿过折射率大于设定值的电活性形变材料903和折射率小于设定值的气体或液体904，由黑色吸收层4033吸收；
当折射率较小的材料是形变材料时，如图11所示，折射形变部件4032具体包括：折射率大于设定值的气体或液体1101、折射率小于设定值的电活性形变材料1102；折射形变部件4032中的折射率小于设定值的电活性形变材料1102在第一电极901和第二电极902的场电压作用下发生形变，切换第一状态和第二状态，在第一状态时，如图12所示，通过上部透明401衬底入射的入射光在折射率大于设定值的气体或液体1101和折射率小于设定值的电活性形变材料1102的交界处进行全反射，在第二状态时，如图11所示，通过上部透明衬底401入射的入射光穿过折射率大于设定值的气体或液体1101和折射率小于设定值的电活性形变材料1102，由黑色吸收层4033吸收。
在该实施例中，上部透明衬底401的材料可以具体包括玻璃材料；
第一电极901具体包括ITO电极；
当第二电极902与黑色吸收层4033合并设置为黑色电极时，该黑色电极的材料具体包括：Mn金属或Cr金属；
当第二电极902设置在黑色吸收层4033上时，第二电极902具体包括：ITO电极；黑色吸收层4033的材料具体包括：树脂材料；
折射率大于设定值的电活性形变材料903和折射率小于设定值的电活性形变材料1102，可以采用导电聚合物或者液晶弹性体。
在以上各个实施例中，显示单元403两侧还可以设置有围墙，如图13所示，通过围墙404间隔各个显示单元，可以避免显示单元403之间互相作用造成串扰，影响显示效果。
以上各实施例中，折射形变部件4032中的两种材料的折射率差值越大，所需要的形变量就越小，反之，两种材料的折射率差值越小，所需要的形变量就越大，图14展示了一种形变前和形变后的规格差异，形变前，形变材料的厚度为50um，形变后，形变材料厚度最大处可以达到75um。
本发明实施例还提供一种显示设备，该显示设备中包括本发明实施例提供的反射型显示装置。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
Claims (9)
1.一种反射型显示装置，其特征在于，包括：
设置在上部透明衬底和下部衬底之间的显示单元，所述显示单元包括电极、折射形变部件以及黑色吸收层，其中，
所述折射形变部件在电极的作用下发生形变切换第一状态和第二状态，在第一状态时，所述折射形变部件对通过上部透明衬底入射的入射光线构成全反射形成亮态，在第二状态时，通过上部透明衬底入射的入射光线穿过所述折射形变部件由黑色吸收层吸收形成暗态；其中，所述折射形变部件具体包括：
折射率大于设定值的形变材料和折射率小于设定值的气体或液体；或者
折射率大于设定值的气体或液体和折射率小于设定值的形变材料。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电极为加热电极，所述折射形变部件设置在电极和黑色吸收层之间；
所述折射形变部件具体包括：折射率大于设定值的热膨胀材料和折射率小于设定值的气体或液体；所述折射率大于设定值的热膨胀材料在加热电极的作用下热膨胀时为第一状态，所述折射率大于设定值的热膨胀材料未膨胀时为第二状态；或者，
所述折射形变部件具体包括：折射率大于设定值的负膨胀材料和折射率小于设定值的气体或液体；所述折射率大于设定值的负膨胀材料未发生形变时为第一状态，所述折射率大于设定值的负膨胀材料在加热电极的作用下进行收缩时为第二状态。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述上部透明衬底的材料具体包括：
玻璃材料；
所述电极具体包括：
ITO氧化铟锡电极；
所述折射率大于设定值的热膨胀材料具体包括：
PDMS聚二甲基硅氧烷材料；
所述折射率小于设定值的气体或液体具体包括：
空气；
所述黑色吸收层的材料具体包括：
树脂材料。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电极设置在黑色吸收层上，或者所述电极与所述黑色吸收层合并设置；
所述折射形变部件具体包括：折射率大于设定值的气体或液体和折射率小于设定值的负膨胀材料；所述折射率小于设定值的负膨胀材料在加热电极的作用下进行收缩时为第一状态，所述折射率小于设定值的负膨胀材料未进行形变时为第二状态；或者，
所述折射形变部件具体包括：折射率大于设定值的气体或液体和折射率小于设定值的热膨胀材料；所述折射率小于设定值的负膨胀材料未进行形变时为第一状态，所述折射率小于设定值的热膨胀材料在加热电极的作用下进行热膨胀时为第二状态。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述上部透明衬底的材料具体包括：
玻璃材料；
当所述电极与所述黑色吸收层合并设置为黑色电极时，该黑色电极的材料具体包括：Mn锰金属或Cr铬金属；
当所述电极设置在所述黑色吸收层上时，所述电极具体包括：ITO氧化铟锡电极；所述黑色吸收层的材料具体包括：树脂材料；
所述折射率大于设定值的气体或液体具体包括：
硅油。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电极包括第一电极和第二电极，所述第一电极设置在上部透明衬底和折射形变部件之间，所述第二电极设置在折射形变部件和黑色吸收层之间，或者所述第二电极和所述黑色吸收层合并设置；
所述折射形变部件具体包括：折射率大于设定值的电活性形变材料和折射率小于设定值的气体或液体；所述折射形变部件中的折射率大于设定值的电活性形变材料在第一电极和第二电极的场电压作用下发生形变，切换第一状态和第二状态；或者
所述折射形变部件具体包括：折射率大于设定值的气体或液体和折射率小于设定值的电活性形变材料；所述折射形变部件中的折射率小于设定值的电活性形变材料在第一电极和第二电极的场电压作用下发生形变，切换第一状态和第二状态。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述上部透明衬底的材料具体包括：
玻璃材料；
所述第一电极具体包括：
ITO电极；
当所述第二电极与所述黑色吸收层合并设置为黑色电极时，该黑色电极的材料具体包括：Mn金属或Cr金属；
当所述第二电极设置在所述黑色吸收层上时，所述第二电极具体包括：ITO电极；所述黑色吸收层的材料具体包括：树脂材料；
所述折射率大于设定值的电活性形变材料和所述折射率小于设定值的电活性形变材料，具体包括：
导电聚合物或者液晶弹性体。
8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述显示单元两侧还包括围墙。
9.一种显示设备，其特征在于，包括如权利要求1-8任一所述的反射型显示装置。
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