CN110095917B - 一种双模电泳显示器 - Google Patents

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Abstract

本发明提一种双模电泳显示器，其包括由外至内依次包括透明前板、电泳显示层和背板，所述透明前板和背板通过电路连接，用于在所述电泳显示层两端施加电信号，所述电泳显示层中具有电泳液以及分散在所述电泳液中的非变色电泳粒子和变色电泳粒子，所述变色电泳粒子包括激发状态和非激发状态，在所述激发源的激发下，所述变色电泳粒子呈现激发状态，显示出与所述非激发状态颜色不同的色彩，所述非变色电泳粒子在所述激发源的激发下不变色，所述非变色电泳粒子与所述变色电泳粒子非激发状态所显示的颜色相同，所述非变色电泳粒子与所述变色电泳粒子在外加电场的作用下朝同一方向迁移。本发明提供的双模电泳显示器具有较好的彩色显示效果。

Description

一种双模电泳显示器
技术领域
本发明属于显示器件技术领域，具体涉及一种双模电泳显示器。
背景技术
电泳显示器具有高对比度、广阔视角、低功耗和双稳态等优点。其显示效果像普通的纸一样，使人阅读舒适，且其可以像常见的液晶显示器一样转换刷新显示新的内容。因为电泳显示的使用减少了木材的砍伐，有利于实现绿色生态，因而受到人们的追捧。然而现今采用多为黑白两色电泳显示屏，颜色单一。为解决可彩色显示的问题，研究人员采用添加彩色滤光膜和多种颜色粒子显示等方法实现彩色显示，但两种方法均存在缺陷。添加彩色滤光膜，在显示白色时，由于滤光膜会吸收部分透射光线，从而降低了显示器的整体反射率；在彩色显示时，彩色的饱和度不足。多种颜色粒子显示，该方法由于粒子种类增多，电泳体系复杂，会出现染料析出、响应速度缓慢、对比度下降、粒子稳定性差等问题，严重影响显示效果。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供具有较好彩色效果的双模电泳显示器。
本发明提供一种双模电泳显示器，由外至内依次包括透明前板、电泳显示层和背板，所述透明前板和背板通过电路连接，用于在所述电泳显示层两端施加电信号，所述电泳显示层中具有电泳液以及分散在所述电泳液中的非变色电泳粒子和变色电泳粒子，所述变色电泳粒子包括激发状态和非激发状态，在所述激发源的激发下，所述变色电泳粒子呈现激发状态，显示出与所述非激发状态颜色不同的色彩，所述非变色电泳粒子在所述激发源的激发下不变色，所述非变色电泳粒子与所述变色电泳粒子非激发状态所显示的颜色相同，所述非变色电泳粒子与所述变色电泳粒子在外加电场的作用下朝同一方向迁移。
优选地，还包括第二非变色电泳粒子，所述第二非变色电泳粒子与所述变色电泳粒子非激发状态下显示的颜色不同。
优选地，所述变色电泳粒子在非激发状态呈白色，所述非变色电泳粒子为白色粒子，所述第二非变色电泳粒子为黑色粒子；或，所述所述变色电泳粒子在非激发状态呈黑色，所述非变色电泳粒子为黑色粒子，所述第二非变色电泳粒子为白色粒子。
优选地，所述非变色电泳粒子占整个电泳显示层的粒子的10％-80％。
优选地，非变色电泳粒子占整个电泳显示层的粒子的10％-60％。
优选地，当所述非变色电泳粒子为白色粒子时，所述非变色电泳粒子包括二氧化钛、二氧化硅、三氧化二铝、碳酸钙、硫酸钡、滑石粉、高岭土、石英粉、白炭黑、云母粉和硅灰石中的一种或几种。
优选地，当所述非变色电泳粒子为为黑色粒子时，所述非变色电泳粒子包括炭黑、铁锰铜氧化物、铁氧化物和锰氧化物中的一种或几种。
优选地，所述变色电泳粒子包括荧光粉、有机物改性的荧光粉和高分子接枝包覆的荧光粉中的一种或几种；
优选地，所述机荧光化合物包括丙烯酸-9-蒽甲酯、甲基丙烯酸-9-蒽甲酯、溴化乙锭-N,N`-双乙酰胺、荧光素-O-丙烯酸酯、2-萘基丙烯酸酯、N-(1-萘基)乙二胺二盐酸盐、7-[4-(三氟甲基)香豆素]丙烯酰胺、9-乙烯基蒽、聚丙烯酸-9-蒽甲酯、聚(3,3′,4,4′-二苯甲酮四甲酸二酐-ALT-3,6-二氨基吖啶半硫酸盐)、聚(荧光素O-丙烯酸酯)、聚[(甲基丙烯酸甲酯)-CO-甲基丙烯酰氧基荧光素]、聚(2-萘基丙烯酸酯)、聚[N-(1-萘基)-N-苯基丙烯酰胺]、聚(均苯四甲酸二酐-CO-硫堇)、聚(2-乙烯基萘)、酞菁铜、二氯三(1,10-菲罗啉)钌(II)水合物、8-羟基喹啉铜盐、四(2-甲基-8-羟基喹啉)硼锂、2,3-二氯化萘酞菁锡、三(8-羟基喹啉)-铒、8-羟基喹啉铝、苯并[k]荧蒽、1,2-双(2-氨基苯氧基)-乙烷-N,N,N’,N’-四乙酸、2-叔丁基蒽醌、3,8-二氨基-6-苯基菲啶、5,8-二羟基-1,4-萘醌、2,3-二苯基马来酸酐、7-羟基-4-三氟甲基香豆素、久洛利定、菲啶和1-芘甲醛中的一种或几种；
所述无机荧光化合物包括氧化钇、氧化镧、氧化铈、氧化镨、氧化钕、氧化钐、氧化铕、氧化钆、氧化铽、氧化镝、氧化钬、氧化铒、氧化镱、氧化镥、氧化钪和氧化铥中的一种或几种。
优选地，所述激发源包括红外光、紫外光、温度变化、pH变化、磁场强度变化和电场强度变化中的一种或几种。
本发明提供的双模电泳显示器具有较好的彩色显示效果。
附图说明
通过附图中所示的本发明优选实施例更具体说明，本发明上述及其它目的、特征和优势将变得更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分，且并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本的主旨。
图1为本发明实施例提供的双模电泳显示器非激发状态效果示意图。
图2为本发明实施例提供的双模电泳显示器激发状态效果示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
参考图1-2，本发明实施例提供一种双模电泳显示器，由外至内依次包括透明前板11、电泳显示层和背板14，电泳显示层中具有电泳液以及分散在电泳液中的非变色电泳粒子131和至少一种变色电泳粒子12，透明前板11和背板14通过电路连接，用于在电泳显示层两端施加电信号，使变色电泳粒子12和非变色电泳粒子131在电场的作用下在电泳显示液中移动。变色电泳粒子12包括激发状态和非激发状态，在激发源的激发下，变色电泳粒子12呈现激发状态，显示出与非激发状态颜色不同的色彩，非变色电泳粒子131在激发源的激发下不变色。非变色电泳粒子与变色电泳粒子非激发状态所显示的颜色相同，此处所指的“相同”不一定就是完全相同，而是相近的颜色，包括可能存在色差的相同，例如非变色电泳粒子为白色粒子，变色电泳粒子非激发状态所显示的颜色也是白色，但是两种白色可能存在色差，本实施例中所指的颜色相同，包括有一定的色差。本实施例中非变色电泳粒子的设置是为了弥补变色电泳粒子对底色掩盖不足的问题，因此只要非变色电泳粒子与变色电泳粒子非激发状态所显示的颜色相近，便可解决本实施例中所要解决的技术问题。
本实施例中，非变色电泳粒子与变色电泳粒子带有相同的电荷，在外加电场的作用下朝同一方向迁移。这两种粒子在外加电压下的迁移速率可以是相近的；也可以有一定的差异，即一种粒子的迁移较快，可以在相对较短的时间内从电泳显示器的一侧迁移到另外一侧，而另外一种需要相对较长的时间才能实现同样距离的迁移。能够较好的弥补非变色电泳粒子遮盖性不强的缺陷。
参考图1，在优选实施例中，电泳显示器还包括第二非变色电泳粒子，所述第二非变色电泳粒子与所述变色电泳粒子非激发状态下显示的颜色不同。例如本实施例中的电泳显示层中可以包括相互带有相反电荷的黑色的第二非变色电泳粒子132和在非激发状态下显示白色的变色电泳粒子12，还包括与变色电泳粒子12带相同电荷的白色的非变色电泳粒子131(以不同纹路区分两种白色粒子)。非激发状态下显示白色的变色电泳粒子12带有负电，黑色的第二非变色电泳粒子132带有正电，当透明前板11和背板14在电泳显示层施加正电压脉冲时，非激发状态下显示白色的变色电泳粒子12和非变色电泳粒子131移动靠近透明前板11的位置，黑色的第二非变色电泳粒子13靠近背板14的位置。因为非激发状态下显示白色的变色电泳粒子12对于黑色的第二非变色电泳粒子132遮盖率不足，会导致双模电泳显示器作为黑白显示的效果较差，画面不清晰。而加入的白色的非变色电泳粒子131正好能够解决其遮盖率不足的问题，提高双模电泳显示器的黑白显示效果。
在另一实施例中，变色电泳粒子在非激发状态呈黑色，所述非变色电泳粒子为黑色粒子，所述第二非变色电泳粒子为白色粒子。电泳显示层中可以包括相互带有相反电荷的白色的第二非变色电泳粒子和在非激发状态下显示黑色的变色电泳粒子，还包括与变色电泳粒子带相同电荷的黑色的非变色电泳粒子
本实施例中双模电泳显示器呈现黑白显示效果，与普通电子纸显示原理及效果一样，经测得的黑值、白值和普通的黑白电子纸接近。而当变色电泳粒子12被激发进入激发状态后，又能显示出与白色不同的颜色，使得双模电泳显示器能够同时满足彩色显示效果和黑白显示效果。
在优选施例中，电泳显示层中的非变色电泳粒子造成激发状态下的变色电泳粒子发光强度衰减小于50％，且不会造成变色电泳粒子的最大激发波长红移或蓝移超过50nm，也不会造成变色电泳粒子最大发射波长红移或蓝移超过50nm。
考图2，当激发源21对变色电泳粒子12进行激发后，变色电泳粒子12呈现被激发后的颜色(例如蓝色或其他不同于非激发状态的颜色)本实施例中以变色电泳粒子12不同的纹理来表示变色情况。当激发源对变色电泳粒子12进行激发后，双模电泳显示器呈现与非激发状态颜色不同的色彩，如蓝色、红色、黄色等。本实施例的双模电泳显示器具有较好的双模显示效果，能够实现黑白显示和彩色显示的切换。
本实施例的双模电泳显示器在变色电泳粒子非激发状态下，为黑白显示效果。当激发源的激发下，变色电泳粒子呈现出与非激发状态不同的颜色，使得电泳显示器能够具备彩色显示效果。变色电泳粒子进入激发状态后，当激发源撤去，激发状态可以维持一段时间后逐渐消失，也可以是当激发源撤去，激发状态立即消失。
本实施例的电泳显示层体系中需要包括非变色电泳粒子，因为变色电泳粒子的遮盖率较低，单独使用变色电泳粒子会使得黑白值失衡，当双模电泳显示器在没有激发源21进行激发时的状态下黑白显示效果较差。本实施例中通过非变色电泳粒子和变色电泳粒子进行复配，能够使得粒子之间具有较好的遮盖作用，使双模显示器在变色电泳粒子非激发状态下也能具有较好的黑白显示效果，真正实现双模显示。
在优选实施例中，非变色电泳粒子与变色电泳粒子在非激发时的颜色为相近的颜色。能够弥补变色电泳粒子遮盖不足的问题，实现较好的黑白显示效果。同时该非变色电泳粒子与变色电泳粒子有着相同的表面电荷特征，在外加电压的驱动下这两种粒子朝着同一方向迁移。
在优选实施例中，当非变色电泳粒子为白色粒子时，非变色电泳粒子包括二氧化钛、二氧化硅、三氧化二铝、碳酸钙、硫酸钡、滑石粉、高岭土、石英粉、白炭黑、云母粉和硅灰石中的一种或几种。
在优选实施例中，当非变色电泳粒子为黑色粒子时，非变色电泳粒子包括炭黑、铁锰铜氧化物、铁氧化物和锰氧化物中的一种或几种。
在进一步优选实施例中，非变色电泳粒子占整个电泳显示层的粒子的10％-80％，更优为10％-60％。
本实施例提供的双模电泳显示器能够实现黑值为20，白值为69的较好的黑白显示效果。
在优选实施例中，变色电泳粒子包括荧光粉、有机物改性的荧光粉和高分子接枝包覆的荧光粉中的一种或几种；
在优选实施例中，机荧光化合物包括丙烯酸-9-蒽甲酯、甲基丙烯酸-9-蒽甲酯、溴化乙锭-N,N`-双乙酰胺、荧光素-O-丙烯酸酯、2-萘基丙烯酸酯、N-(1-萘基)乙二胺二盐酸盐、7-[4-(三氟甲基)香豆素]丙烯酰胺、9-乙烯基蒽、聚丙烯酸-9-蒽甲酯、聚(3,3′,4,4′-二苯甲酮四甲酸二酐-ALT-3,6-二氨基吖啶半硫酸盐)、聚(荧光素O-丙烯酸酯)、聚[(甲基丙烯酸甲酯)-CO-甲基丙烯酰氧基荧光素]、聚(2-萘基丙烯酸酯)、聚[N-(1-萘基)-N-苯基丙烯酰胺]、聚(均苯四甲酸二酐-CO-硫堇)、聚(2-乙烯基萘)、酞菁铜、二氯三(1,10-菲罗啉)钌(II)水合物、8-羟基喹啉铜盐、四(2-甲基-8-羟基喹啉)硼锂、2,3-二氯化萘酞菁锡、三(8-羟基喹啉)-铒、8-羟基喹啉铝、苯并[k]荧蒽、1,2-双(2-氨基苯氧基)-乙烷-N,N,N’,N’-四乙酸、2-叔丁基蒽醌、3,8-二氨基-6-苯基菲啶、5,8-二羟基-1,4-萘醌、2,3-二苯基马来酸酐、7-羟基-4-三氟甲基香豆素、久洛利定、菲啶和1-芘甲醛中的一种或几种；
无机荧光化合物包括氧化钇、氧化镧、氧化铈、氧化镨、氧化钕、氧化钐、氧化铕、氧化钆、氧化铽、氧化镝、氧化钬、氧化铒、氧化镱、氧化镥、氧化钪和氧化铥中的一种或几种。
在优选实施例中，激发源包括红外光、紫外光、温度变化、pH变化、磁场强度变化和电场强度变化中的一种或几种。
在优选实施例中，透明前板上还包括保护层，保护层的不可见光透光率小于20％。保护层的紫外光或红外光透光率小于20％，能够减少双模显示电子纸中的激发光源对人体的影响。进一步优选实施例中，保护层为透明的聚苯乙烯材料、聚氯乙烯材料或乙烯-醋酸乙烯共聚物。保护层应可透过可见光，不影响双模显示电子纸的显示，同时对红外光、紫外光等非可见光具有一定的屏蔽效果。避免不可见光的长期辐射会对人体造成损害。
在优选实施例中，变色电泳粒子包括稀土金属氧化物的稀土离子和稀土金属基质掺杂，稀土金属氧化物的稀土离子处于稀土金属基质的晶胞内，稀土离子为稀土金属氧化物的发光中心，作为激活剂。使得变色电泳粒子能够被外源激发。变色电泳粒子在激发光源激发后进入激发状态，显示出与非激发状态不同的颜色，实现彩色显示的效果。
在优选实施例中，稀土金属基质包括稀土金属有机基质，稀土金属有机基质包括三苯基氧膦、2-酰基-1，3-茚二酮、吡啶氮氧化物、聚苯乙烯、水杨酸、邻苯二甲酸、β-二酮配体、冠醚、穴醚、邻菲啰啉衍生物、乙酰丙酮、均苯四甲酸、三苯基氧化膦、联吡啶、2-噻吩乙醛酸、吡啶衍生物、二苯甲酰甲烷、噻吩甲酰三氟丙酮、对苯乙炔苯丙二酮、1-苯基-3-(P-对苯乙炔苯基)-1，3-丙二酮、1-环戊二烯基-3-(P-对苯乙炔苯基)-1，3-丙二酮、1-噻吩基-3-(P-对苯乙炔苯基)-l，3-丙二酮中的一种或多种。引入具有较大吸光系数的有机化合物配体与稀土离子进行配位，因为配体在紫外-可见光区产生的强吸收，将能量通过无辐射跃迁转移给稀土中心离子，实现了配体敏华稀土中心离子发光，弥补了稀土离子在紫外-可见光区吸光系数较小的缺陷，提高了稀土离子的发光强度。
在优选实施例中，稀土金属基质包括稀土金属无机基质，稀土金属无机基质包括Y2O3、YPO4、SrAl2O4、BaMgAl10O1、La2O3、Ga2O3、YVO4、Y3Al5O12、BaSrMg(P04)2、SrMgSiO4、K3La(PO4)2、Ba2LaNbO6、NaLuF4、NaYF4、NaYbF4、Gd2WO6、NaY(MoO4)2、Gd2O3、Ca5(PO4)2SiO4、Y3(AlGa)5O12、Lu3Al5O12、3Ca3(PO4)2·Ca(F,Cl)2、MgAl11O19、BaSi2O3、(Ca，Zn)3(PO4)2、Sr2P2O7、MgGa2O4、Zn2SiO4、InGaN/Y3Al5O12、SrSi2N2O2、SrGa2S4、YAl5O12、Tb3Al5O12、CaSi2N2O2、SrLi2SiO4、CaAlSiN3、CaS、Mg2TiO4、K2TiF6、(Y,Gd,Sm)3(Al,Ga)5O12、SrGa22S4、Zn2SiO4、(Ba,Si)2SiO4、Sr2Si55N8、InGaN/GaN、Sr2P2O7、Sr4Al14O25、Ba2P2O7、(BaEu)MgAl10O17、Zn2SiO4、(CeGdTb)(MgMn)B5O10、(CeGd)(MgMn)B5O10、SrBaMgAl11O19、(Y,Gd,Ce)MgB5O10、LaPO4、SrB4O7、(SrMg)2P2O7、CeMgAl11O19、BaSi2O2N2、(Sr,Ca)AlSiN3、(Sr,Ca)2Si5N5、(Ba,Sr)3SiO5和(Ba,Sr)2SiO4中的一种或几种。
本发明实施例还提供一种变色电泳粒子的制备方法，将金属盐、金属氧化物和金属氢氧化物中的一种或几种组合与稀土金属氧化物一起混合反应，形成稀土金属氧化物的稀土离子处于无机稀土金属基质的晶胞内的光致变色材料；
或，将稀土金属氧化物与有机稀土金属基质一起混合反应，形成稀土金属氧化物的稀土离子处于有机稀土金属基质的晶胞内的光致变色材料。
在优选实施例中，变色电泳粒子还包括将光致变色材修饰层的步骤，得到核壳结构的变色电泳粒子。
实施例1为非变色电泳粒子的制备方法，实施例2为变色电泳粒子的制备方法。
实施例1
在1000毫升反应瓶中，加入200克颜料，一定量的偶联剂，200g月桂酯，400克甲苯。在充氮气保持体系惰性环境，以200rpm的搅拌速度混合20分钟。在氮气环境和冷凝回流装置下，将反应混合物温度缓慢升高至50℃，加入引发剂，反应16个小时。反应产物在3500RPM下离心收集，收集过程中产物用甲苯清洗。
实施例2
采用高温固相反应法合成了YAG：Ce黄色荧光粉。具体过程是：将Y2O3，Al(OH)3，Ce2O3(稀土金属氧化物)充分混合研磨均匀(基质为无机物Y3Al5O12)，在1400℃下焙烧，再将所得中间产物粉碎，在1500℃还原气氛下高温合成，所得产物经粉碎、洗涤、烘干、筛分，制得YAG：Ce黄色荧光粉光致变色材料。取上述光致变色材料加入80％乙醇溶液超声30min，再加入氨水和十六烷基三甲基溴化铵，在20℃下搅拌，加入正硅酸乙酯，搅拌8h，使用乙醇洗涤多次，升温至700℃煅烧8h，得到掺杂核壳结构的变色电泳粒子。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种双模电泳显示器，由外至内依次包括透明前板、电泳显示层和背板，所述透明前板和背板通过电路连接，用于在所述电泳显示层两端施加电信号，其特征在于，所述电泳显示层中具有电泳液以及分散在所述电泳液中的非变色电泳粒子和变色电泳粒子，所述变色电泳粒子包括激发状态和非激发状态，在激发源的激发下，所述变色电泳粒子呈现激发状态，显示出与所述非激发状态颜色不同的色彩，所述非变色电泳粒子在所述激发源的激发下不变色，所述非变色电泳粒子与所述变色电泳粒子非激发状态所显示的颜色相同，所述非变色电泳粒子与所述变色电泳粒子在外加电场的作用下朝同一方向迁移。
2.如权利要求1所述的双模电泳显示器，其特征在于，还包括第二非变色电泳粒子，所述第二非变色电泳粒子与所述变色电泳粒子非激发状态下显示的颜色不同。
3.如权利要求2所述的双模电泳显示器，其特征在于，所述变色电泳粒子在非激发状态呈白色，所述非变色电泳粒子为白色粒子，所述第二非变色电泳粒子为黑色粒子；或，所述变色电泳粒子在非激发状态呈黑色，所述非变色电泳粒子为黑色粒子，所述第二非变色电泳粒子为白色粒子。
4.如权利要求1所述的双模电泳显示器，其特征在于，所述非变色电泳粒子占整个电泳显示层的粒子的10％-80％。
5.如权利要求4所述的双模电泳显示器，其特征在于，非变色电泳粒子占整个电泳显示层的粒子的10％-60％。
6.如权利要求1所述的双模电泳显示器，其特征在于，当所述非变色电泳粒子为白色粒子时，所述非变色电泳粒子包括二氧化钛、二氧化硅、三氧化二铝、碳酸钙、硫酸钡、滑石粉、高岭土、石英粉、白炭黑、云母粉和硅灰石中的一种或几种。
7.如权利要求1所述的双模电泳显示器，其特征在于，当所述非变色电泳粒子为黑色粒子时，所述非变色电泳粒子包括炭黑、铁锰铜氧化物、铁氧化物和锰氧化物中的一种或几种。
8.如权利要求1所述的双模电泳显示器，其特征在于，所述变色电泳粒子包括荧光粉、有机物改性的荧光粉和高分子接枝包覆的荧光粉中的一种或几种。
9.如权利要求1所述的双模电泳显示器，其特征在于，所述激发源包括红外光、紫外光、温度变化、pH变化、磁场强度变化和电场强度变化中的一种或几种。
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