[實用新型]一種基于導電柱的電潤濕顯示器件

有效

• 申請號: 201920649743.X
• 申請日: 2019-05-08
• 公開（公告）號: CN210005795U
• 公開（公告）日: 2020-01-31
• 發明（設計）人: 唐彪;趙薇薇;郭媛媛;王天友;艾利克斯·維克多·漢森;周國富
• 申請（專利權）人: 華南師范大學;深圳市國華光電科技有限公司
• 主分類號: G02B26/00
• 分類號: G02B26/00
• 代理公司: 44205 廣州嘉權專利商標事務所有限公司
• 代理人: 唐致明

本實用新型公開了一種基于導電柱的電潤濕顯示器件，所述電潤濕顯示器件包括相對設置的上導電基板和下導電基板，所述下導電基板上設置有像素墻，所述像素墻圍成像素格，所述上導電基板或所述像素格內設置有導電柱，所述導電柱的表面呈疏油性。本實用新型在電潤濕顯示器件中引入導電柱結構從而產生對應的電場，改變了原有平行板間均勻電場的分布情況，在較低電壓下即可達到所需電場強度實現像素開關，并且由于導電柱的表面呈疏油性，能夠實現像素格內油墨破裂位置的統一可控，且更加易于加工推廣。

技術領域

本實用新型涉及電潤濕顯示技術領域，尤其是涉及一種基于導電柱的電潤濕顯示器件。

背景技術

電潤濕顯示具有低能耗、高反射率、高對比度、響應速度快、可視角廣等特點，且顯示效果不收板件間隙影響在柔性顯示屏的開發上深具潛力，與現有顯示技術相比表現出巨大的優勢，有望取代現有液晶顯示屏，成為下一代主流顯示器。電潤濕顯示器件最早是由R.A.Haye等所在的飛利浦公司實現(參見文獻：Hayes R A,Feenstra B J.Video-speedelectronic paper based on electrowetting[J].Nature,2003,425(6956):383-385)。參見圖1，該顯示器件的光學層疊結構由白色反射基板11、透明電極12、疏水介電層13、彩色油墨14和水15組成。在未加電的平衡態，由于y_o,w+y_o,i<y_w,i,其中y為界面張力，下標O、W、i分別代表油墨、水和疏水介電層，彩色油墨在疏水介電層與水之間形成連續鋪展膜(圖1中a所示)；施加電場能打破原系統的能量平衡，水將取代油墨與介電層表面形成潤濕接觸，即光學上推動油墨的收縮，露出白色背板(圖1中b所示)。

參見圖2，由Young-Lippmann方程知，(其中Y_as,Y_sw,Y_aw分別為空氣和介電層、介電層和水、空氣和水的界面張力，θ_Y為介電層和水的接觸角。給裝置施加一定電壓時，電荷注入到水中，并與介電層接觸，每個單位面積上的靜電力ε和d分別為介電常數和介電層厚度。靜電力破壞了原有的界面平衡，水和介電層的界面接觸角減小到θ_v使系統重新達到平衡。撤去電壓，電荷釋放完全，液滴將恢復初始接觸角。液滴的三相接觸角隨外加電壓絕對值的增大而變小，與介電層的厚度、介電常數以及氣液相的張力系數都有關系，與電壓極性無關(參考文獻：Yang S.Highly Reflective Multi-stableElectrofluidic Display Pixels[J].Dissertations&Theses-Gradworks,2012)。

電潤濕顯示器件通常由相對設置的上下導電基板、設置在下導電基板上的介電層、設置在介電層上的像素墻和填充在上下導電基板之間的油墨和水構成，其實質相當于一個平行板電容器，可以從改善介電層的厚度、介電常數、氣液相的張力系數以及器件結構等入手來達到降低驅動電壓的目的。參見圖3和圖4，圖3表示未施加電壓時像素呈關閉狀態，圖4表示施加電壓后發生的油墨翻墻現象，傳統的電潤濕顯示器件工作時，一方面，高的驅動電壓易造成介電層的擊穿，使電潤濕顯示器件的使用壽命大打折扣；另一方面，由于缺乏對油墨的打開和移動的控制，油墨有可能向像素的任一角落移動，導致像素打開不均勻，且像素打開后油墨的高度通常可以增加至原本的5倍，遠大于像素墻的高度，由于像素墻的親水性不夠或者形狀不夠尖銳，則油墨容易翻墻，進一步影響顯示效果。目前，有研究者采用物理或者化學方法對像素墻進行表面處理，比如在像素墻表面再涂一層親水材料等，但該方法工藝繁瑣而且容易使材料受到污染影響電潤濕顯示器件的顯示性能。專利文獻CN108572444A公開了一種電潤濕顯示陣列基板，電潤濕顯示器件及其制備方法，通過在像素格中增設柱形結構，利用柱形結構和開口電極、絕緣層相互配合設置，改進了顯示器的顯示效果，但是無法同時實現驅動電壓的降低的目的，而高的驅動電壓易造成介電層的擊穿，使電潤濕顯示器件的使用壽命大打折扣，器件可靠性問題依舊沒有得到有效解決。

實用新型內容