CN206115112U - 反射式显示器 - Google Patents

Abstract

一种反射式显示器包括：相对设置的第一基板和第二基板，设置在第一基板上的第一电极，设置在第一基板的与第二基板相对的一侧的透明介质层，设置在第二基板上的第二电极，填充在第一基板和第二基板之间的互不相溶的电致伸缩吸光材料和透明液体，入射至反射式显示器的光在透明液体的靠近第一基板的一侧可以被全反射；电致伸缩吸光材料在第一电极和第二电极形成的电场的作用下发生形变，使得透明液体在靠近所述第一基板的一侧的铺展面积改变。该反射式显示器利用电致伸缩吸光材料的溶胀和收缩状态分别实现暗态和亮态，避免了电子墨水中的黑色粒子易团聚的问题，提升了显示器的显示质量。

Description

反射式显示器

技术领域

本实用新型的实施例涉及一种反射式显示器。

背景技术

根据所使用的光源的类型和光源的设置方式，液晶显示器可分为透射式液晶显示器、半透半反式液晶显示器和反射式液晶显示器，其中反射式显示装置中设置有介质层，介质层能够对外界环境光进行反射，起到背光源的作用，因此不需要再设置背光源，从而降低了功耗。

目前，典型的反射式显示器为电子墨水显示器，电子墨水包括黑色粒子和白色粒子，利用电子墨水中的白色粒子吸附到显示侧来实现亮态显示，利用电子墨水中的黑色粒子吸附到显示侧以实现暗态显示。

实用新型内容

本实用新型至少一实施例提供一种反射式显示器。该反射式显示器利用电致伸缩吸光材料的溶胀和收缩两种状态，来分别实现显示器的暗态和亮态显示，从而避免了目前的反射式显示器中墨水中黑色粒子易团聚的问题，进而提升了显示器的显示质量。

本实用新型至少一实施例提供一种反射式显示器，该反射式显示器包括：相对设置的第一基板和第二基板，设置在所述第一基板上的第一电极，设置在所述第一基板的与所述第二基板相对的一侧的透明介质层，设置在所述第二基板上的第二电极，填充在所述第一基板和所述第二基板之间的互不相溶的电致伸缩吸光材料和透明液体，其中，入射至所述反射式显示器的光可以在所述透明液体的靠近所述第一基板的一侧被全反射；所述电致伸缩吸光材料在所述第一电极和所述第二电极形成的电场的作用下发生形变，使得所述透明液体在靠近所述第一基板的一侧的铺展面积改变。

例如，在本实用新型的实施例提供的反射式显示器中，所述透明介质层的材料为透明的无机材料或有机材料，且所述无机材料和所述有机材料的折射率均为1.5～2.0。

例如，在本实用新型的实施例提供的反射式显示器中，所述有机材料为聚苯乙烯或丙烯酸树脂；所述无机材料为二氧化硅、氮氧化硅或氮化硅。

例如，在本实用新型的实施例提供的反射式显示器中，所述透明介质层具有曲面结构。

例如，在本实用新型的实施例提供的反射式显示器中，所述曲面结构为半微球结构。

例如，在本实用新型的实施例提供的反射式显示器中，所述透明液体为丙酮、丙酮的水溶液或水。

例如，本实用新型的实施例提供的反射式显示器还包括设置在所述第一基板和所述第二基板之间的挡墙，其中，所述挡墙间隔出多个不同的单元，每个所述单元中提供有所述电致伸缩吸光材料和所述透明液体。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本实用新型的一些实施例，而非对本实用新型的限制。

图1a为一种反射式显示器在亮态显示下的结构示意图；

图1b为一种反射式显示器在暗态显示下的结构示意图；

图2a为本实用新型一实施例提供的一种反射式显示器在暗态显示下的结构示意图；

图2b为本实用新型一实施例提供的一种反射式显示器在亮态显示下的结构示意图；

图3为本实用新型一实施例提供的另一种反射式显示器的结构示意图。

附图标记：

100，200-反射式显示器；101，201-第一基板；102，202-第二基板；103，203-第一电极；104-介质层；204-透明介质层；105，205-第二电极；206-电致伸缩吸光材料；207-透明液体；108，208-挡墙；109-墨水。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

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实用新型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。“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。

一种反射式显示器的工作原理为：当给反射式显示器中的电极施加电压时，墨水中的黑色粒子会移动到与显示侧相反的一侧，此时利用介质层的高折射率与电子墨水的低折射率实现的全反射实现亮态显示；当给反射式显示器中的电极施加电压时，墨水中的黑色粒子会移动到位于显示侧的介质层的表面，这样光会直接被吸收以实现暗态显示。

例如，图1a为一种反射式显示器在亮态显示下的结构示意图。该反射式显示器100包括：相对设置的第一基板101和第二基板102，设置在第一基板101上的第一电极103，设置在第一基板101的与第二基板102相对的一侧的介质层104，设置在第二基板102上的第二电极105，填充在第一基板101和第二基板102之间的墨水109(包括黑色粒子)，在第一基板101和第二基板102之间还设置有挡墙108。介质层104是透明的但是其折射率大于墨水109的折射率，第一电极103也是透明的，第一电极103的折射率与介质层104的折射率相同或基本相同，使得入射至反射式显示器的光在第一电极103与墨水109之间的界面上能被全反射，这样就可以实现反射式显示器的亮态显示。

例如，图1b为一种反射式显示器在暗态显示下的结构示意图。当在第一电极103或第二电极105上施加电压以在第一电极103和第二电极105之间形成电场时，墨水109中的黑色粒子会吸附到第一电极103的表面，这样在第一电极103的表面的全反射条件被破坏，从而入射光可以穿过介质层，但是黑色粒子会直接吸收入射光，以实现暗态显示。

但是，目前的反射式显示器在暗态显示时，黑色粒子容易发生团聚，这样会降低显示质量。

本实用新型至少一实施例提供一种反射式显示器。该反射式显示器，包括：相对设置的第一基板和第二基板，设置在第一基板上的第一电极，设置在第一基板的与第二基板相对的一侧的透明介质层，设置在第二基板上的第二电极，填充在第一基板和第二基板之间的互不相溶的电致伸缩吸光材料和透明液体，其中，入射至反射式显示器的光可以在透明液体的靠近第一基板的表面被全反射；电致伸缩吸光材料在第一电极和第二电极形成的电场的作用下发生形变，使得透明液体靠近第一基板的一侧的铺展面积改变。

该反射式显示器利用电致伸缩吸光材料的溶胀和收缩两种状态，来分别实现显示器的暗态和亮态显示，从而避免了目前的反射式显示器中墨水中黑色粒子易团聚的问题，进而提升了显示器的显示质量。

本实用新型的实施例提供一种反射式显示器，例如，图2a和图2b为本实施例提供的反射式显示器分别在暗态显示和亮态显示下的结构示意图。

如图2a和图2b所示，该反射式显示器200包括：相对设置的第一基板201和第二基板202，设置在第一基板201上的第一电极203，设置在第一基板201的与第二基板202相对的一侧的透明介质层204，设置在第二基板202上的第二电极205，填充在第一基板201和第二基板202之间的互不相溶的电致伸缩吸光材料206和透明液体207，至少从反射式显示器正面入射的光可以在透明液体207的靠近第一基板201的一侧被全反射；电致伸缩吸光材料206在第一电极203和第二电极205形成的电场的作用下发生形变，使得透明液体207在靠近第一基板201的一侧的第一电极203上的铺展面积改变。

例如，第一基板201和第二基板202可以分别为对置基板和阵列基板，例如，对置基板可以是彩膜基板。阵列基板包括按阵列排布的像素驱动电路，每个像素驱动电路例如用于驱动一个像素，以控制相应像素中第一电极和第二电极之间的电压差，从而实现显示。光从反射式显示器的正面入射，则第一基板为透明基板，例如为玻璃基板。

例如，当环境光的亮度较大时，从反射式显示器200正面入射的光可以是环境光，此时环境光起到显示用光源的作用；当环境光的亮度较低时，可以在第一基板201上额外设置发光元件，从反射式显示器200正面入射的光可以是发光元件发射的光线。

例如，第一电极203可以设置在第一基板201的靠近第二基板202的一侧，也可以设置在第一基板201的远离第二基板202的一侧。在下面的描述中，均以第一电极203设置在第一基板201的靠近第二基板202的一侧为例加以说明。

例如，在图2a和图2b中，透明介质层204设置在第一电极203和第一基板201之间，且该透明介质层204具有曲面结构，在面向第二基板202一侧具有凹凸起伏的表面。如图2a和图2b所示，第一电极203设置在透明介质层204的具有曲面结构的一侧，第一电极203也具有相应的曲面结构。

例如，透明介质层204的折射率大于透明液体207的折射率，第一电极203的折射率与透明介质层204的折射率相同或基本相同，这样，从该反射式显示器正面入射的光通过透明介质层204后，再通过第一电极203时，光的传播方向基本不变，该入射光可以在第一电极203和透明液体207的界面处发生全反射。将第一电极203设置在透明介质层204的远离第一基板101的一侧，即靠近第二电极205的一侧，可以减少对第一电极203和第二电极205施加电压形成电场时的功耗。

例如，图3为本实施例提供的另一种反射式显示器的结构示意图。如图3所示，透明介质层的周边设置成曲面结构使得更多的从反射式显示器正面入射的光发生全反射以实现亮态显示。第一电极203设置在透明介质层204的靠近第一基板201的一侧，且第一电极203为平面结构。电致伸缩吸光材料206在第一电极203和第二电极205形成的电场的作用下发生形变，使得透明液体207在靠近第一基板201的一侧的透明介质层204上的铺展面积改变。相对于曲面结构而言，第一电极203制作成平面结构的工艺过程更简单，可以降低生产难度，并且可以解决驱动电场不均匀的问题。

需要说明的是，图2a和图3中的反射式显示器，除了第一电极203和透明介质层204的相对位置不同，且第一电极203的形状不同外，其他的均相同。

例如，本实施例中，图2a、图2b和图3所示的曲面结构是指透明介质层204的周边具有一定弧度的结构，例如半微球结构，还可以为其他不规则的表面，只要能够实现至少从反射式显示器正面入射的光在透明介质层204或第一电极203与透明液体207之间的界面上被全反射即可。这些半微球结构例如为圆球的球冠或椭球的球冠。例如，该曲面结构采用纳米压印工艺、光刻工艺等制备而成。

例如，该透明介质层204的材料为透明的无机材料或有机材料，且形成该透明介质层204的无机材料或有机材料的折射率为1.5～2.0，例如，该透明介质层204的折射率为1.5、1.6、1.7、1.8、1.9或2.0。

例如，形成该透明介质层204有机材料包括聚苯乙烯和丙烯酸树脂中的至少之一，形成该透明介质层204的无机材料包括二氧化硅、氮氧化硅和氮化硅中的至少之一，该透明介质层204还可以由二氧化钛材料形成。

需要说明的是，形成透明介质层的材料不限于上述给出的材料，只要满足其折射率为1.5～2.0，具有透明的特点，具有一定的硬度即可。

例如，该透明介质层204的厚度为10μm–20μm，例如为10μm、15μm或20μm。需要说明的是，透明介质层204的厚度为沿垂直于第一基板的方向上的最大厚度。

例如，第一电极203和第二电极205均由透明导电材料形成，例如，透明导电材料可以为氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)等。

例如，第一电极203和第二电极205厚度为100nm-300nm，例如为100nm，200nm，250nm或300nm。

例如，第一电极203的折射率在1.5～2.0，透明介质层204的折射率大于透明液体207的折射率，且在图2a和图2b中，第一电极203的折射率与透明介质层204的折射率相同或基本相同。

例如，第一电极和第二电极中的一个可以为公共电极，另一个为像素电极，像素电极与阵列基板中的驱动电路连接，被施加数据电压。不同的数据电压使得第一电极和第二电极之间的电压差不同，使得电致伸缩吸光材在靠近第一基板一侧的铺展面积不同，从而实现不同的显示灰度。

例如，在本实用新型的实施例提供的反射式显示器中，电致伸缩吸光材料206包括由聚电解质水凝胶和氧化石墨烯复合形成的材料。聚电解质水凝胶和氧化石墨烯通过分子间作用力结合。

例如，在电致伸缩吸光材料206中，氧化石墨烯的质量百分含量可以为0.2％～10％。

例如，聚电解质水凝胶为聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酰胺、聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸中的一种或多种。

需要说明的是，电致伸缩吸光材料并不限于上述中的复合材料，只要满足在电场作用下可发生形变，具有吸收光线的能力，且与相对应的透明液体互不相溶即可。

例如，在本实施例中，透明液体为丙酮、丙酮的水溶液或水。例如，丙酮的水溶液的折射率为1.36，水的折射率为1.33。可以满足光从透明介质层204或第一电极203入射至透明液体207时，为从光密介质入射至光疏介质的过程，只要入射角大于临界角，光就可以在透明介质层204与透明液体207的界面上发生全反射，或者在第一电极203与透明液体207的界面上发生全反射。

需要说明的是，透明液体不限于上述中的丙酮、丙酮的水溶液和水，还可以是其他的溶剂，只要满足具有透明的特性，折射率小于相对应的透明介质层的折射率以创造全反射的材料，且与相应的电致伸缩吸光材料互不相溶即可。

还需要说明的是，在本实施例中，相对于透明液体而言，将由聚电解质水凝胶和氧化石墨烯复合形成的材料电致伸缩吸光材料经过例如膏状化或凝胶化处理后，这种膏状化或凝胶化的电致伸缩吸光材料与第一电极或者透明介质层具有更强的作用力，且这种膏状化或凝胶化的电致伸缩吸光材料与透明液体不相溶。当电致伸缩吸光材料伸展时，其完全覆盖第一电极或透明介质层；电致伸缩吸光材料收缩后，仍有部分电致伸缩吸光材料与第一电极或透明介质层接触。

例如，如图2a、图2b和图3所示，本实用新型的实施例提供的反射式显示器还包括设置在第一基板201和第二基板202之间的挡墙(或像素界定层)208，该挡墙208间隔出多个不同的单元，每个单元中提供有电致伸缩吸光材料206和透明液体207。挡墙208可以防止不同单元中的电致伸缩吸光材料206和透明液体207之间的串扰，可以更好的实现电致伸缩吸光材料的溶胀和收缩的状态。例如，为了避免第一电极203和第二电极205导通，该挡墙208的材料为绝缘材料，例如聚酰亚胺、树脂、二氧化硅等。

本实用新型的实施例提供的一种反射式显示器具有以下有益效果：该反射式显示器使用电致伸缩吸光材料的溶胀和收缩两种状态，来分别实现显示器的暗态和亮态显示，从而避免了目前的反射式显示器中墨水中黑色粒子易团聚的问题，进而提升了显示器的显示质量。

有以下几点需要说明：

(1)本实用新型实施例附图只涉及到与本实用新型实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计。

(2)为了清晰起见，在用于描述本实用新型的实施例的附图中，层或区域的厚度被放大或缩小，即这些附图并非按照实际的比例绘制。可以理解，当诸如层、膜、区域或基板之类的元件被称作位于另一元件“上”或“下”时，该元件可以“直接”位于另一元件“上”或“下”，或者可以存在中间元件。

(3)在不冲突的情况下，本实用新型的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种反射式显示器，包括：相对设置的第一基板和第二基板，设置在所述第一基板上的第一电极，设置在所述第一基板的与所述第二基板相对的一侧的透明介质层，设置在所述第二基板上的第二电极，填充在所述第一基板和所述第二基板之间的互不相溶的电致伸缩吸光材料和透明液体，其特征在于，

入射至所述反射式显示器的光可以在所述透明液体的靠近所述第一基板的一侧被全反射；

所述电致伸缩吸光材料在所述第一电极和所述第二电极形成的电场的作用下发生形变，使得所述透明液体在靠近所述第一基板的一侧的铺展面积改变。

2.根据权利要求1所述的反射式显示器，其特征在于，所述透明介质层的材料为透明的无机材料或有机材料，且所述无机材料和所述有机材料的折射率均为1.5～2.0。

3.根据权利要求2所述的反射式显示器，其特征在于，所述有机材料为聚苯乙烯或丙烯酸树脂；所述无机材料为二氧化硅、氮氧化硅或氮化硅。

4.根据权利要求1所述的反射式显示器，其特征在于，所述透明介质层具有曲面结构。

5.根据权利要求4所述的反射式显示器，其特征在于，所述曲面结构为半微球结构。

6.根据权利要求1所述的反射式显示器，其特征在于，所述透明液体为丙酮、丙酮的水溶液或水。

7.根据权利要求1所述的反射式显示器，还包括设置在所述第一基板和所述第二基板之间的挡墙，

其中，所述挡墙间隔出多个不同的单元，每个所述单元中提供有所述电致伸缩吸光材料和所述透明液体。