CN108196361B - 一种双稳态电流体显示下基板及包括其的显示器件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双稳态电流体显示下基板及包括其的显示器件，在下基板上设置第一电极区、第二电极区、无电极区和亲水围堰，本发明所述显示器件中油墨可在第一区域和第二区域内运动，且保证了在无电场作用时，油墨由于亲水围堰的亲水疏油性能和油墨的表面张力，油墨难以留到另一个区域内，实现像素在打开和关闭两种状态都不需要持续的外加电场，仅需要在状态切换时施加电压，而组成亲水围堰的围堰体之间的间隙处对应的无电极区呈弧形带状，可以使得电极之间不容易被击穿，油墨的运动速度也更快，可以提高显示装置的响应速度；本发明所述显示器件具有结构简单、稳定可靠、高反射率、低能耗的特点。
Description
技术领域
本发明涉及电润湿技术领域，具体涉及一种双稳态电流体显示下基板及包括其的显示器件。
背景技术
随着平板显示技术的发展以及在消费电子产品的日益兴盛，随处可见到各种显示装置，从个人手机、电脑到公共显示大屏、广告牌。显示技术从最初的阴极射线管显示到现在具有较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，实现了从单色显示到彩色显示，从大体积到纯平、超薄显示。然而液晶显示器和等离子体显示分别具有采用背光、偏振技术使得其能耗较大，可视角提高较为困难和因高造价、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。那么具有低能耗，护眼，携带方便的平价显示技术成为市场的需求。
电流体显示技术解决了这一难题，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。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差，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，进行相对运动。
能耗是评价一款显示器的重要指标。随着人们对于电子产品的便携式需求的发展，电子产品显示耗能的降低成为攻关技术热点。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
本发明所要解决的技术问题是提供一种双稳态电流体显示下基板及包括其的显示器件。
本发明所采取的技术方案是：
一种双稳态电流体显示下基板，包括下支撑板和依次设置于所述下支撑板上的导电层、疏水绝缘层和像素墙，所述像素墙围成像素格阵列，所述各个像素格内的导电层包括第一电极区、第二电极区和设于两者之间的无电极区，所述疏水绝缘层上对应各个所述无电极区的位置设有亲水围堰，所述亲水围堰将每个像素格分成对应所述第一电极区的第一区域、对应所述第二电极区的第二区域，所述亲水围堰包括至少两个不相连的围堰体，所述围堰体之间形成一个间隙，至少一个所述间隙对应的无电极区呈弧形带状。
在一些优选的实施方式中，所述第一电极区的面积不大于所述像素格面积的三分之一。
在一些进一步优选的实施方式中，所述弧形带状的无电极区向所述第一电极区拱起。
在一些优选的实施方式中，所述弧形带状的无电极区的长度≤30μm。
在一些优选的实施方式中，所述弧形带状的无电极区的宽度为5-20μm。
在一些优选的实施方式中，所述亲水围堰包括不相连的围堰体一和围堰体二，所述围堰体一和所述围堰体二之间形成一个间隙。
在一些进一步优选的实施方式中，所述围堰体一和所述围堰体二相互垂直或呈一条线。
在一些优选的实施方式中，所述亲水围堰的材料与像素墙的材料相同。
在一些优选的实施方式中，所述围堰体的宽度为1-50μm，所述围堰体的高度为200nm-50μm。
本发明还提供了一种双稳态电流体显示器件，包括如上所述的双稳态电流体显示下基板。
本发明的有益效果是：
本发明提供了一种双稳态电流体显示下基板及包括其的显示器件，在下基板上设置第一电极区、第二电极区、无电极区和亲水围堰，在对第二电极区施加电压时，填充在像素格内的油墨会挤压至第一电极区对应的第一区域内，撤销电压后，油墨仍然保持稳定；再对第一电极区施加电压，油墨被挤压至第二电极区对应的第二区域内，撤销电压后，油墨仍然保持稳定；本发明所述显示器件中油墨可在第一区域和第二区域内运动，且保证了在无电场作用时，油墨由于亲水围堰的亲水疏油性能和油墨的表面张力，油墨难以留到另一个区域内，实现像素在打开和关闭两种状态都不需要持续的外加电场，仅需要在状态切换时施加电压，而组成亲水围堰的围堰体之间的间隙处对应的无电极区呈弧形带状，可以使得电极之间不容易被击穿，油墨的运动速度也更快，可以提高显示装置的响应速度；本发明所述显示器件具有结构简单、稳定可靠、高反射率、低能耗的特点。
附图说明
图1是实施例1的双稳态电流体显示器件的截面图。
图2是实施例1的双稳态电流体显示下基板的俯视图。
图3是未加电压时实施例1的双稳态电流体显示下基板的俯视图。
图4是向第二电极区施电压时双稳态电流体显示下基板的俯视图。
图5是实施例1的双稳态电流体显示器件像素打开状态下的截面图。
图6是实施例1的双稳态电流体显示下基板像素打开状态下的俯视图。
图7是向第一电极区施电压时双稳态电流体显示下基板的俯视图。
图8是实施例1的双稳态电流体显示器件像素关闭状态下的截面图。
图9是实施例1的双稳态电流体显示下基板像素关闭状态下的俯视图。
图10是实施例2的双稳态电流体显示下基板的俯视图。
图11是对比例1的双稳态电流体显示下基板的俯视图。
图12是对比例2的双稳态电流体显示下基板的俯视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明所述技术方案作进一步阐述。
实施例1：
本实施例1提供了一种双稳态电流体显示器件，可以是反射型、透射型或透射反射型的。显示装置可以是分段显示型的，在其中图像可以由段组成，每一段包括几个像元。显示装置可以是有源阵列驱动显示型的，或者是无源驱动显示装置。多个像元可以是单色的。对于彩色显示装置，像元可以分组，每组具有不同的颜色；可选地，单独的图像元素也能够显示不同的颜色。
参照图1-2，图1是实施例1的双稳态电流体显示器件的截面图，本实施例所述双稳态电流体显示器件包括多个像元，在图1和图2中只示出了其中的一个像元。像元1的横向范围在图1中的两条虚线2、3表示，像元1的横截面可以具有任意形状；当像元1以阵列形式排列时，横截面通常是正方形或长方形。显示器件由双稳态电流体显示下基板和上基板封装形成，双稳态电流体显示下基板包括下支撑板6和依次设置于所述下支撑板6上的导电层7、疏水绝缘层11和像素墙12，所述像素墙12围成像素格阵列，所述各个像素格内的导电层包括第一电极区9、第二电极区10和设于两者之间的无电极区8，所述疏水绝缘层11上对应各个所述无电极区8的位置设有亲水围堰13，所述亲水围堰13将每个像素格分成对应所述第一电极区9的第一区域、对应所述第二电极区10的第二区域。上基板包括上支撑板4和公共电极层。上支撑板4和下支撑板6可以是分别对应每个像元的分离的部件，也可以是被多个像元共有，优选地，本发明中，这些基板是被多个像元共有。基板可以为玻璃或聚合物基板，并且可以是刚性的或柔性的。上支撑板4和下支撑板6之间的空间中充满两种流体：第一流体15和第二流体14。第二流体14与第一流体15不混溶。第二流体15为导电性的或电极性的，可以是水或诸如氯化钾水溶液的盐溶液。优选地，第二流体14是透明的，也可以是彩色的、白色的、吸收的或反射的。第一流体15是非导电性的，例如可以是如同十六烷或(硅树脂)油的烷烃。第一流体15吸收至少一部分光谱，第一流体15对于一部分光谱可以是透射的，形成颜色过滤器。为了这个目的，第一流体15可以通过添加颜料微粒或染料被染色。可选地，第一流体15可以是黑色，即充分地吸收光谱的所有部分，或者反射，则第一流体15可以反射整个可见光谱，使该层呈现为白色，或反射它的部分，使其有颜色。另外，第一流体15被沿着像元1横截面的像素墙12限制于一个像元。像素墙12可以从上支撑板4向下支撑板6完全延伸；也可以如图1所示从下支撑板6向上支撑板4部分地延伸。
参照图2，图2是实施例1的双稳态电流体显示下基板的俯视图，图2中只示出了显示器件的一个像元，所述各个像素格内的导电层包括第一电极区9、第二电极区10和设于两者之间的无电极区8，所述第一电极区9的面积不大于所述像素格面积的三分之一。所述疏水绝缘层11上对应各个所述无电极区8的位置设有亲水围堰13，所述亲水围堰13将每个像素格分成对应所述第一电极区9的第一区域A、对应所述第二电极区10的第二区域B，所述亲水围堰13的材料可选用与像素墙12相同或者与像素墙12兼容性好的材料。图中虚线16为所述第一电极区9的电极边界，也即第一区域A的边界，虚线17为所述第二电极区10的电极边界，也即第二区域B的边界。所述亲水围堰包括不相连的围堰体一18和围堰体二19，所述围堰体的宽度为1μm，所述围堰体的高度为200nmμm。所述围堰体一18和所述围堰体二19相互垂直，所述围堰体一18和所述围堰体二19之间形成一个间隙，所述间隙对应的无电极区8呈弧形带状，组成亲水围堰13的围堰体之间的间隙处对应的无电极区8呈弧形带状，可以使得电极之间不容易被击穿，第一流体15的运动速度也更快，可以提高显示装置的响应速度。所述弧形带状的无电极区8向所述第一电极区9拱起，所述弧形带状的无电极区8的长度≤30μm，所述弧形带状的无电极区8的宽度为5-20μm，无电极区8的宽度影响不大，主要是第一电极区9和第二电极区10之间须分隔开，之间须存在缝隙，在本实施例中，所述弧形带状的无电极区8的宽度为10μm。
未施加电压时，双稳态电流体显示器件截面图如图1所示，显示下基板的俯视图如图3所示，第一流体15(即油墨)均匀填充在第一区域A和第二区域B内，此时显示下基板的俯视图如图3所示。
当对第二电极区10施加电压时，双稳态电流体显示下基板的俯视图如图4所示，第二区域B内的第一流体15会通过所述围堰体之间的间隙被挤压至第一区域A内，第二区域B内则充满第一流体14。由于亲水围堰13的亲水疏油性能以及第一流体15的液体表面张力作用，当去掉电压时，液体被锁定在第一区域A内，此时第一区域A呈现油墨颜色，而第二区域B呈现透明或者支撑板颜色，支撑板颜色可为白色；此时，像素整体显示为第二区域B的支撑板颜色，像素呈打开状态，此时双稳态电流体显示器件截面图如图5所示，下基板的俯视图如图6所示。
当对第一电极区9施加电压时，双稳态电流体显示下基板的俯视图如图7所示，第一流体15由于电场的驱动，第一区域A内的第一流体15会通过所述围堰体之间的间隙被挤压至第二区域B内，当去掉电场时，由于油墨表面张力作用，以及亲水围堰的阻挡作用，第一流体15难以通过亲水围堰13的间隙回到第一区域A，即第一流体15停留在第二区域B内。此时第二区域B呈现油墨颜色，而第一区域A呈现透明或者支撑板颜色，像素整体显示为第二区域B的第一流体15的颜色，像素呈关闭状态，此时双稳态电流体显示器件截面图如图8所示，下基板的俯视图如图9所示。
本实施例所述双稳态电流体显示器件每次驱动响应时间小于20ms。
实施例2：
参照图10，图10是实施例2的双稳态电流体显示下基板的俯视图，本实施例还提供了一种双稳态电流体显示器件，其结构与实施例1基本相同，不同之处在于：所述亲水围堰包括不相连的围堰体一18和围堰体二19，所述围堰体一18和所述围堰体二19呈一条直线，所述围堰体一18和所述围堰体二19之间形成一个间隙，所述间隙对应的无电极区8呈弧形带状，所述弧形带状的无电极区8向所述第一电极区9拱起，所述弧形带状的无电极区8的长度≤30μm，所述弧形带状的无电极区8的宽度为5μm。所述围堰体的宽度为50μm，所述围堰体的高度为50μm。本实施例所述双稳态电流体显示器件每次驱动响应时间小于20ms。
对比例1：
参照图11，图11是对比例1的双稳态显示下基板的俯视图，一种双稳态电流体显示器件，其结构与实施例1基本相同，不同之处在于：所述围堰体一18和所述围堰体二19之间形成一个间隙，所述间隙对应的无电极区8呈直线条带状，该器件每次驱动响应时间约30ms。
对比例2：
参照图12，图12是对比例2的双稳态显示下基板的俯视图，一种双稳态电流体显示器件，其结构与实施例2基本相同，不同之处在于：所述围堰体一18和所述围堰体二19之间形成一个间隙，所述间隙对应的无电极区8呈直线条带状，该器件每次驱动响应时间约40ms。
Claims (8)
1.一种双稳态电流体显示下基板，其特征在于，包括下支撑板和依次设置于所述下支撑板上的导电层、疏水绝缘层和像素墙，所述像素墙围成像素格阵列，所述各个像素格内的导电层包括第一电极区、第二电极区和设于两者之间的无电极区，所述疏水绝缘层上对应各个所述无电极区的位置设有亲水围堰，所述亲水围堰将每个像素格分成对应所述第一电极区的第一区域、对应所述第二电极区的第二区域，所述亲水围堰包括至少两个不相连的围堰体，所述围堰体之间形成一个间隙，至少一个所述间隙对应的无电极区呈弧形带状，所述弧形带状的无电极区向所述第一电极区拱起。
2.根据权利要求1所述的双稳态电流体显示下基板，其特征在于，所述第一电极区的面积不大于所述像素格面积的三分之一。
3.根据权利要求1所述的双稳态电流体显示下基板，其特征在于，所述弧形带状的无电极区的长度≤30μm。
4.根据权利要求1-3任一项所述的双稳态电流体显示下基板，其特征在于，所述弧形带状的无电极区的宽度为5-20μm。
5.根据权利要求1-3任一项所述的双稳态电流体显示下基板，其特征在于，所述亲水围堰包括不相连的围堰体一和围堰体二，所述围堰体一和所述围堰体二之间形成一个间隙。
6.根据权利要求1-3任一项所述的双稳态电流体显示下基板，其特征在于，所述亲水围堰的材料与像素墙的材料相同。
7.根据权利要求1-3任一项所述的双稳态电流体显示下基板，其特征在于，所述围堰体的宽度为1-50μm，所述围堰体的高度为200nm-50μm。
8.一种双稳态电流体显示器件，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的双稳态电流体显示下基板。
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Legal Events
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Effective date of registration: 20240619 Address after: 518000 b715, Yinxing technology building, 1301 Guanlan community sightseeing Road, Guanlan street, Longhua District, Shenzhen City, Guangdong Province Patentee after: SHENZHEN GUOHUA OPTOELECTRONICS Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: South China advanced Optoelectronics Research Institute, South China Normal University, No. 378, Waihuan West Road, Panyu District, Guangzhou City, Guangdong Province, 510006 Patentee before: SOUTH CHINA NORMAL University Country or region before: China Patentee before: SHENZHEN GUOHUA OPTOELECTRONICS Co.,Ltd. Patentee before: ACADEMY OF SHENZHEN GUOHUA OPTOELECTRONICS |
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| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract | ||
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Application publication date: 20180622 Assignee: Guangxian Technology (Guangdong) Co.,Ltd. Assignor: SHENZHEN GUOHUA OPTOELECTRONICS Co.,Ltd. Contract record no.: X2024980014572 Denomination of invention: A bistable current body display substrate and display device including it Granted publication date: 20200616 License type: Exclusive License Record date: 20240910 |