[發(fā)明專利]一種微腔體電子紙顯示設備及其制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202210074162.4
• 申請日: 2022-01-21
• 公開（公告）號: CN114415437A
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發(fā)明（設計）人: 楊柏儒;邱志光;張高帆;鐘敏;吳梓毅;陸?zhàn)?/a>;秦宗
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: G02F1/167
• 分類號: G02F1/167;G02F1/1676
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 許慶勝

本發(fā)明公開了一種微腔體電子紙顯示設備，包括上電極層和下電極層，其中下電極層的內部和上表面分布有孔隙，使得下電極層為微腔體結構，所述微腔體結構內填充有電子墨水。該微腔體結構的下電極層形成的電場為“谷峰”結構的電場，在“谷”區(qū)域具有和傳統平行電場相同的電場強度，而在“峰”區(qū)域的電場強度和傳統平行電場相比具有更強的電場強度，這使得電泳粒子受到的電場力增強，增加了顯示設備中電泳粒子的電泳驅動速度。而且相較于傳統平面結構電極的電場，同等間距下該微腔體結構電極形成的電場具有更大的表面積來吸附相反電荷墨水粒子。此外，本發(fā)明碳納米管水凝膠電極具有拉伸功能，可適用于可穿戴顯示和薄膜晶體管等領域。

技術領域

本發(fā)明涉及顯示設備的技術領域，尤其涉及一種微腔體電子紙顯示設備及其制備方法。

背景技術

傳統的紙張具有符合人類視覺生理習慣和閱讀無視角限制等優(yōu)點，但是其制造過程需要消耗包括水在內的大量自然資源，且印刷周期長，信息更新慢。傳統的液晶電子顯示器等雖然信息傳播快、對比度高，但其顯示屏易碎，而且耗電量相對較大。電子紙同時具備紙張和液晶電子顯示器的優(yōu)點，即使在不供電的情況下，最后圖像可以長時間保持，只有在顯示圖像需要變化時才通過電極施加電場來實現，這可以做到極大的節(jié)能。

但傳統的電子紙中電子墨水的穩(wěn)定性差，并且在電泳體系中，電泳粒子的運動速度較慢，導致其刷新率低，響應時間慢；而且，目前基于塑料基襯底的電泳型電子紙器件僅能做到柔性的彎曲、卷曲或折疊，而不能做到可拉伸。

發(fā)明內容

本發(fā)明提供了一種微腔體電子紙顯示設備及其制備方法，該微腔體電子紙顯示設備增加了電泳粒子的電泳驅動速度，還提高了顯示對比度，而且具有可拉伸的技術效果。

本發(fā)明提供的一種微腔體電子紙顯示設備，包括上電極層和下電極層，所述上電極層的材質為透明水凝膠材質，所述下電極層的內部以及上表面具有孔隙，使得所述下電極層呈微腔體結構，所述微腔體結構用于容納電子墨水，所述上電極層和下電極層通過光學透明膠進行粘結固定，且所述下電極層的材質為碳納米管水凝膠材質。

進一步的，所述上電極層與下電極層的橫截面積的比值在1:10～10:1之間。

進一步的，所述上電極層的厚度在0.1mm～5mm之間，所述下電極層的厚度在0.1mm～5mm之間，以所述下電極層朝向上電極層的方向為正方向軸，沿著正方向軸的方向，所述孔隙的數量逐漸增加。

本發(fā)明還提供了一種微腔體電子紙顯示設備的制備方法，包括以下步驟：

步驟一：分別制備上電極層、下電極層；

所述制備下電極層具體包括：

S11：凝膠單體、金屬鹽、碳納米材料、交聯劑和引發(fā)劑混合，得到凝膠預制液；

S12：將S11步驟得到的凝膠預制液澆注到表面具有起伏形狀的模具中，固化處理后得到具有微腔體結構的凝膠下電極層；

所述制備上電極層具體包括：

S21：凝膠單體、金屬鹽、交聯劑和引發(fā)劑混合，得到凝膠預制液；

S22：將S21步驟得到的凝膠預制液澆注到模具中，固化處理后得到凝膠上電極層；

步驟二：將制備的上電極層、下電極層進行封裝，具體包括：

S31：將所述S12中得到下電極層，和所述S22中得到的上電極層通過光學透明膠貼附在一起；

S32：將電子墨水填充在微腔體結構的下電極層內，以得到微腔體電子紙顯示設備。

或者，包括以下步驟：

步驟一：分別制備上電極層、下電極層；

所述制備下電極層具體包括：