[發明專利]基于微流控系統層流特性的電子墨水屏全彩顯示裝置

有效

• 申請號: 202110017295.3
• 申請日: 2021-01-07
• 公開（公告）號: CN112731721B
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 秦曉飛;李浩;張學典
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: G02F1/167
• 分類號: G02F1/167;G02F1/16757;G02F1/1685
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 徐俊;徐穎

本發明涉及一種基于微流控系統層流特性的電子墨水屏全彩顯示裝置，將帶正電荷的四色墨水(CMYK)分別與等比例不帶電荷的白色墨水混合，再分裝到四個微墨水泵中，四個微泵分別接入由PMMA制成的微通道，四個顯像腔中每個顯像腔通過各自的單向閥、微通道與微墨水泵站中的對應的一種混色墨水泵站的閉環連接，每個微通道內有不斷流動的液體介質。該裝置將一段CMYK四通道合并為一個像素點，使用電極控制各點顏色變化。利用微流控系統層流現象實現全彩顯示。在成像的過程中可近乎完全復現出圖像的真實顏色；簡化了彩顯過程中顏色調配的過程，極大地縮減了刷新時間；簡化實現過程中所需的硬件設計和結構，減少工藝步驟，降低成本。

技術領域

本發明涉及一種顯示技術，特別涉及一種基于微流控系統層流特性的電子墨水屏全彩顯示裝置。

背景技術

電子墨水是綜合化學，物理和電子學而產生的一種新材料。在電子墨水液體中有幾百萬個約10微米大小的微膠囊。微膠囊制成后是一種膠質材料。這種材料是細小的固態顆粒，承擔液態的物理性質。微膠囊懸浮在液態介質中，它能粘著到普通墨水可以應用的任何表面。

與傳統顯示屏相比，電子墨水屏具有以下優勢：(1)輕薄便攜，分辨率高；(2)雙穩態顯示，續航能力強，當去除外電壓時，顏料仍會保留在電極上；(3)圖像內容顯示是自然光經屏幕反射后進入人眼，閱讀時視角更廣；(4)它將傳統紙質印刷的優點和電子顯示可重復擦寫的特點有機地結合在一起，使其同時具有傳統紙的視覺效果和電子顯示屏靈活改變文本圖像的特性，在符合人類視覺生理習慣的同時閱讀舒適度也得到大幅提升；(5)對人身體輻射和眼睛的傷害大大減少。因此電子紙是手持閱讀設備智能應用的必然趨勢。

目前已有的技術包括：電泳式電子紙，其反射率約為40％；電潤濕式電子紙，其反射率＞40％；膽甾型液晶式雙穩態電子紙，反射率約50％；電致變色式電子紙，反射率約為3％；微機電干涉式電子紙，反射率約為25％；粉流體式電子紙，其反射率≥40％。其中，較為主流的電子紙設計方案是電泳式電子紙和電潤濕式電子紙。

為了實現電子墨水屏的彩色顯示，電泳式電子紙顯示作為新型顯示技術，具備視角廣；超低耗能和類紙顯示等優點，其創新能力必將影響我國平板顯示產業的發展。有些公司提出一種電泳電子紙顯示器的顯示控制方法(專利公告號CN108615506B)，該方法最終取得了消除圖像更新過程中產生的閃爍，減弱圖像刷新后產生的殘影，提升灰度值等成果，但是全彩顯示方面欠佳。此外，驅動波形的設計依然是電泳式電子紙的一個棘手問題，因為在更新圖像的過程中，驅動波形的長度決定了圖像的更新時間，不合適的驅動波形嚴重影響著圖像刷新速度。

與電泳式電子紙相比，電潤濕式電子紙具備結構簡單；加工工藝簡便和易于驅動等優點，這使其逐漸發展成熱點研究對象。有些公司提出了使用三層依次疊加的電潤濕顯示層方法解決此問題(專利公告號CN107167916B)。該方案通過CMY三色依次疊加顯示色彩，一定程度上實現了彩色顯示，但是并沒有很好的解決全彩顯示問題，因為該方法完全依靠三色配比實現全彩，會出現由于基色顏料不純導致的色差問題，而且多層疊加顏色的顯示方法也加大了加工成本。

發明內容

本發明是針對電子墨水全彩顯示存在的問題，提出了一種基于微流控系統層流特性的電子墨水屏全彩顯示裝置，該方法不再執著于發掘微流控系統的液滴特性，而是巧妙利用微流控系統的層流特性。解決現在全彩顯示方法存在的因顏色配比過程繁復而導致刷新速率過慢的技術問題，以及因基色顏料不全而導致不能完美復現出圖像原色的色彩問題。