CN108681179B - 一种电子纸 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电子纸，以解决现有技术中难于实现电子纸彩色显示的问题。所述电子纸，包括：阵列基板、位于所述阵列基板之上的显示层、位于所述显示层之上的透明电极层，所述子像素单元包括：空腔结构、位于所述空腔结构内的电泳液、以及分布于所述电泳液中的反光粒子，所述红色子像素单元的所述反光粒子一半区域为红色，相对的另一半区域为黑色，红色区域为带电区域；所述绿色子像素单元的所述反光粒子一半区域为绿色，相对的另一半区域为黑色，绿色区域为带电区域；所述蓝色子像素单元的所述反光粒子一半区域为蓝色，相对的另一半区域为黑色，蓝色区域为带电区域；通过控制施加到所述像素电极以及所述透明电极层的电压，以进行彩色显示。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种电子纸。
背景技术
电子纸作为一种新型的显示设备，主要用于电子标签、广告牌、电子阅读器等方面的显示，具有反复重写、能耗低、视角广等优点。但也存在一定的不足之处，例如，现有技术难于实现电子纸的彩色显示。
发明内容
本发明提供一种电子纸，以解决现有技术中难于使电子纸实现彩色显示的问题。
本发明实施例提供一种电子纸，包括：阵列基板、位于所述阵列基板之上的显示层、以及位于所述显示层之上的透明电极层，其中，所述显示层包括多个呈阵列分布的像素单元，每一所述像素单元包括至少三个子像素单元，每一所述子像素单元包括：空腔结构、位于所述空腔结构内的电泳液、以及分布于所述电泳液中的反光粒子；
所述像素单元的三个所述子像素单元分别为红色子像素单元、绿色子像素单元以及蓝色子像素单元；其中，所述红色子像素单元的所述反光粒子一半区域为红色，相对的另一半区域为黑色，红色区域为带电区域；所述绿色子像素单元的所述反光粒子一半区域为绿色，相对的另一半区域为黑色，绿色区域为带电区域；所述蓝色子像素单元的所述反光粒子一半区域为蓝色，相对的另一半区域为黑色，蓝色区域为带电区域；
所述阵列基板包括与每一所述子像素单元对应的像素电极；通过控制施加到所述像素电极以及所述透明电极层的电压，进而控制每一所述子像素单元的所述反光粒子在所述电泳液中的位置以及朝向，以进行彩色显示。
可选的，所述反光粒子为球形反光粒子，所述红色子像素单元的所述反光粒子在红色半球与黑色半球之间设置有反射层，所述绿色子像素单元的所述反光粒子在绿色半球与黑色半球之间设置有反射层，所述蓝色子像素单元的所述反光粒子在蓝色半球与黑色半球之间设置有反射层。
可选的，所述反射层的材质为银合金或铝合金。
可选的，所述电泳液中还掺杂有吸光粒子。
可选的，所述吸光粒子为炭黑粒子，所述炭黑粒子在所述电泳液中的掺杂体积比例为1％～20％。
可选的，所述显示层包括第一膜层以及位于所述第一膜层面向所述阵列基板一面的密封胶层，其中，所述第一膜层设置有多个呈阵列分布的凹槽，所述凹槽的开口朝向所述密封胶层，所述密封胶层密封所述凹槽的开口，以形成所述显示层的所述空腔结构。
可选的，所述凹槽的靠近所述透明电极层的底面为向所述透明电极层一侧凸出的凸面。
可选的，所述透明电极层之上还设置有透明保护膜。
可选的，所述透明保护膜的材质为聚对苯二甲酸乙二醇酯。
可选的，所述阵列基板还包括驱动所述像素电极的薄膜晶体管。
本发明实施例有益效果如下：本发明实施例提供的电子纸，包括显示层，其中，显示层的每一所述子像素单元包括：空腔结构、位于所述空腔结构内的电泳液、以及分布于所述电泳液中的反光粒子，而对于反光粒子，所述红色子像素单元的所述反光粒子一半区域为红色，相对的另一半区域为黑色，红色区域为带电区域；所述绿色子像素单元的所述反光粒子一半区域为绿色，相对的另一半区域为黑色，绿色区域为带电区域；所述蓝色子像素单元的所述反光粒子一半区域为蓝色，相对的另一半区域为黑色，蓝色区域为带电区域，进而在进行显示时，由于反光粒子一半为红色(或绿色、蓝色)，一半为黑色，且红色(或绿色、蓝色)的一半带电，进而在像素电极与透明电极之间形成电场时，可以根据形成的电场方向使反光粒子的红色(或绿色、蓝色)面朝向显示的一面，进而实现对照射到反光粒子的外界光进行反射，而且，根据形成的电场强度的大小，反光粒子还可以移动到空腔结构的不同位置，实现对外界光不同强度的反射，进而以实现使电子纸的彩色显示。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种电子纸的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种反光粒子的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的掺杂有炭黑粒子的电子纸的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的设置有密封胶层的电子纸的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的设置有透明保护膜的电子纸的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的一种电子纸在显示时的结构示意图。
具体实施方式
为了使得本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
为了保持本公开实施例的以下说明清楚且简明，本公开省略了已知功能和已知部件的详细说明。
参见图1，本发明实施例提供一种电子纸，包括：阵列基板1、位于阵列基板1之上的显示层2、以及位于显示层2之上的透明电极层3，其中，显示层2包括多个呈阵列分布的像素单元210，每一像素单元210包括至少三个子像素单元，每一子像素单元包括：空腔结构4、位于空腔结构4内的电泳液(图中未示出)、以及分布于电泳液中的反光粒子5；像素单元的三个子像素单元分别为红色子像素单元211、绿色子像素单元212以及蓝色子像素单元213；其中，红色子像素单元211的反光粒子5一半区域为红色，相对的另一半区域为黑色，红色区域为带电区域；绿色子像素单元212的反光粒子5一半区域为绿色，相对的另一半区域为黑色，绿色区域为带电区域；蓝色子像素单元213的反光粒子5一半区域为蓝色，相对的另一半区域为黑色，蓝色区域为带电区域；阵列基板1包括与每一子像素单元对应的像素电极11；通过控制施加到像素电极11以及透明电极层3的电压，进而控制每一子像素单元的反光粒子5在电泳液中的位置以及朝向，以进行彩色显示。
本发明实施例提供的电子纸，包括显示层，其中，显示层的每一子像素单元包括：空腔结构、位于空腔结构内的电泳液、以及分布于电泳液中的反光粒子，而对于反光粒子，红色子像素单元的反光粒子一半区域为红色，相对的另一半区域为黑色，红色区域为带电区域；绿色子像素单元的反光粒子一半区域为绿色，相对的另一半区域为黑色，绿色区域为带电区域；蓝色子像素单元的反光粒子一半区域为蓝色，相对的另一半区域为黑色，蓝色区域为带电区域，进而在进行显示时，由于反光粒子一半为红色(或绿色、蓝色)，一半为黑色，且红色(或绿色、蓝色)的一半带电，进而在像素电极与透明电极之间形成电场时，可以根据形成的电场方向使反光粒子的红色(或绿色、蓝色)面朝向显示的一面，进而实现对照射到反光粒子的外界光进行反射，而且，根据形成的电场强度的大小，反光粒子还可以移动到空腔结构的不同位置，实现对外界光不同强度的反射，进而以实现使电子纸的彩色显示。
在具体实施时，反光粒子5为球形反光粒子，参见图2所示，以红色子像素单元的反光粒子为例，红色子像素单元211的反光粒子5在红色半球52与黑色半球51之间设置有反射层53。绿色子像素单元212的反光粒子5在绿色半球与黑色半球之间也设置有反射层，蓝色子像素单元213的反光粒子5在蓝色半球与黑色半球之间也设置有反射层。反射层53的材质具体可以具有高反射率的银合金或铝合金。本发明实施例中，反光粒子5为球形反光粒子，可以降低反光粒子5运动时相互之间的摩擦及碰撞，进而可以提高电子纸的响应速度及使用寿命。反光粒子5在彩色半球(红色、绿色或蓝色)与黑色半球之间还设置有反光层53，从而能够更高效的反射环境光，提高显示画面的亮度，改善现有技术中的电子纸存在显示画面较暗的问题。
在具体实施时，反光粒子的黑色半球，具体可以为黑色的吸光材料，具体可以为炭黑，反光粒子的红色(或绿色、蓝色)半球具体可以为红或绿或蓝色的颜料，其中，可以掺杂带电粒子使彩色半球带电。反光粒子的具体形成可以参照现有技术中的电子纸的黑色粒子、白色粒子或其它彩色粒子的形成。
在具体实施时，参见图3所示，电泳液中还掺杂有吸光粒子6。电泳液自身具体可以为透明电泳液，吸光粒子6具体可以为炭黑粒子，炭黑粒子在电泳液中的掺杂体积比例为1％～20％。本发明实施例中，电泳液中掺杂一定比例的炭黑粒子，在反光粒子5位于电泳液中的不同位置时，环境光在电泳液中的传播距离也不同，再在电泳液中分布炭黑粒子时，进而可以使反光粒子5在电泳液中的不同位置能够实现反射出不同强度的光，达到调节显示灰阶的目的，使电子纸可以具有更多可调节的灰阶，实现电子纸的多彩化。
在具体实施时，参见图4所示，对于显示层，可以具体包括第一膜层21以及位于第一膜层21的面向阵列基板一面的密封胶层22，其中，第一膜层21设置有多个呈阵列分布的凹槽，即，类似为微杯结构，凹槽的开口朝向密封胶层22，密封胶层22密封凹槽的开口，以形成显示层2的空腔结构4。
在具体实施时，参见图1-图4所示，空腔结构4(也即凹槽)的靠近透明电极层3的一面为朝向透明电极层3一侧凸出的凸面。本发明实施例中，空腔结构4的靠近透明电极层3的一面为朝向透明电极层3一侧凸出的凸面，可以使出射光更发散，提高电子纸的视角。
在具体实施时，参见图5所示，透明电极层3之上还设置有透明保护膜7。可选的，透明保护膜7的材质为可以实现高透过率的聚对苯二甲酸乙二醇酯。对于本申请实施例中的透明电极层3，其具体可以为一整面的公共透明电极层，材质具体可以为氧化铟锡。
在具体实施时，阵列基板还包括驱动像素电极的薄膜晶体管。本发明实施例中，阵列基板还包括驱动像素电极的薄膜晶体管，具体的，每一子像素单元对应一像素电极，每一像素电极对应一薄膜晶体管，通过薄膜晶体管为像素电极提供驱动电压。
为了更清楚地理解本发明实施例提供的电子纸，以下结合图6对本发明实施例的电子纸的工作原理进行详细说明。
当红色子像素单元对应的薄膜晶体管(TFT)对相应的像素电极施加电压为+2V时，红色子像素单元的反光粒子5便位于空腔结构4的顶部，且红色半球朝上，能够反射出红光，而此时入射光射入透明电泳液的比例极小，且传播距离也极短，基本不会吸收入射光。当绿色子像素单元对应的TFT对相应的像素电极施加电压为+1V，由于2V＞1V时，绿色子像素单元的反光粒子5便位于空腔结构4的中上部，且绿色半球朝上，受反光粒子5上层透明电泳液中掺杂的炭黑微粒子6的吸光作用，能够反射绿光，但其亮度要低于最大亮度；当蓝色子像素单元对应的TFT对相应的像素电极施加电压为-2V时，蓝色子像素单元的反光粒子5便位于空腔结构4底部，且蓝色半球朝下，由于黑色半球与透明电泳液中掺杂的炭黑微粒子6的共同吸光作用，则不能反射出光，为黑态。因此，通过控制电场强度及方向来控制反光粒子在透明电泳液中的位置和朝向，来实现不同程度的吸光效果，达到调节显示画面灰阶的目的。对各像素电压的差异化控制，调节红、绿、蓝三色光的混合比例，便可得到各种颜色的光，实现电子纸的彩色显示。需要说明的是，对于以上TFT对相应的像素电极施加电压+2V、+1V、-2V，仅是为了更清楚地理解本发明实施例提供的电子纸的显示原理，具体对相应的像素电极施加电压可以在具体实施时根据实际需要进行设置，本发明不以此为限。
本发明实施例有益效果如下：本发明实施例提供的电子纸，包括显示层，其中，显示层的每一子像素单元包括：空腔结构、位于空腔结构内的电泳液、以及分布于电泳液中的反光粒子，而对于反光粒子，红色子像素单元的反光粒子一半区域为红色，相对的另一半区域为黑色，红色区域为带电区域；绿色子像素单元的反光粒子一半区域为绿色，相对的另一半区域为黑色，绿色区域为带电区域；蓝色子像素单元的反光粒子一半区域为蓝色，相对的另一半区域为黑色，蓝色区域为带电区域，进而在进行显示时，由于反光粒子一半为红色(或绿色、蓝色)，一半为黑色，且红色(或绿色、蓝色)的一半带电，进而在像素电极与透明电极之间形成电场时，可以根据形成的电场方向使反光粒子的红色(或绿色、蓝色)面朝向显示的一面，进而实现对照射到反光粒子的外界光进行反射，而且，根据形成的电场强度的大小，反光粒子还可以移动到空腔结构的不同位置，实现对外界光不同强度的反射，进而以实现使电子纸的彩色显示。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (8)
1.一种电子纸，其特征在于，包括：阵列基板、位于所述阵列基板之上的显示层、以及位于所述显示层之上的透明电极层，其中，所述显示层包括多个呈阵列分布的像素单元，每一所述像素单元包括至少三个子像素单元，每一所述子像素单元包括：空腔结构、位于所述空腔结构内的电泳液、以及分布于所述电泳液中的反光粒子；
所述像素单元的三个所述子像素单元分别为红色子像素单元、绿色子像素单元以及蓝色子像素单元；其中，所述红色子像素单元的所述反光粒子一半区域为红色，相对的另一半区域为黑色，红色区域为带电区域；所述绿色子像素单元的所述反光粒子一半区域为绿色，相对的另一半区域为黑色，绿色区域为带电区域；所述蓝色子像素单元的所述反光粒子一半区域为蓝色，相对的另一半区域为黑色，蓝色区域为带电区域；
所述阵列基板包括与每一所述子像素单元对应的像素电极；通过控制施加到所述像素电极以及所述透明电极层的电压，进而控制每一所述子像素单元的所述反光粒子在所述电泳液中的位置以及朝向，以进行彩色显示；
所述电泳液中还掺杂有吸光粒子，以使所述反光粒子位于所述电泳液中的不同位置时，环境光在所述电泳液中的传播距离不同，通过所述电泳液中分布的所述吸光粒子，使所述反光粒子在所述电泳液中的不同位置能够实现反射出不同强度的光，调节显示灰阶；
所述显示层包括第一膜层以及位于所述第一膜层面向所述阵列基板一面的密封胶层，其中，所述第一膜层设置有多个呈阵列分布的凹槽，所述凹槽的开口朝向所述密封胶层，所述密封胶层密封所述凹槽的开口，以形成所述显示层的所述空腔结构。
2.如权利要求1所述的电子纸，其特征在于，所述反光粒子为球形反光粒子，所述红色子像素单元的所述反光粒子在红色半球与黑色半球之间设置有反射层，所述绿色子像素单元的所述反光粒子在绿色半球与黑色半球之间设置有反射层，所述蓝色子像素单元的所述反光粒子在蓝色半球与黑色半球之间设置有反射层。
3.如权利要求2所述的电子纸，其特征在于，所述反射层的材质为银合金或铝合金。
4.如权利要求1所述的电子纸，其特征在于，所述吸光粒子为炭黑粒子，所述炭黑粒子在所述电泳液中的掺杂体积比例为1％～20％。
5.如权利要求1所述的电子纸，其特征在于，所述凹槽的靠近所述透明电极层的底面为向所述透明电极层一侧凸出的凸面。
6.如权利要求1所述的电子纸，其特征在于，所述透明电极层之上还设置有透明保护膜。
7.如权利要求6所述的电子纸，其特征在于，所述透明保护膜的材质为聚对苯二甲酸乙二醇酯。
8.如权利要求1所述的电子纸，其特征在于，所述阵列基板还包括驱动所述像素电极的薄膜晶体管。
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