一种电子纸显示装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种电子纸显示装置，所述电子纸显示装置包括形成有第一电极层的上基板和形成有第二电极层的下基板，以及设置在所述第一电极层和第二电极层之间的电子墨水层，所述电子墨水层中分布有微胶囊，所述微胶囊内有封装有可用于显示一种颜色的至少一种量子点。本发明所述的量子点显示具有多种优势。如能够承受多次的激发和光发射，持久的稳定性保证了其应用效果。此外，量于点最大的好处是有丰富的颜色，本发明通过量子点可以实现电子纸产品的宽颜色范围内的两色显示，颜色更纯，更清晰，具有更高的实用性和可推广性。
【专利说明】—种电子纸显示装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种显示装置，特别涉及一种可显示多色的电子显示装置。
【背景技术】
[0002]传统液晶显示器(LCD)设备限于结构方面的限制使它的厚度不可能太薄(如果液晶显示屏两层玻璃的厚度都为0.7_，两层基板的厚度加起来有0.5mm厚，那么LCD显示屏的厚度就不会低于2_)，重量也不可能太轻。而电子墨水显示设备的硬件结构相当简单，它的厚度可以做到Imm左右，显示屏厚度还不到LCD的一半，且电子墨水显示设备的重量也相当轻，结构却较普通的LCD更加坚固耐用。此外，电子墨水的适用范围相当广泛，它不仅可以用于玻璃表面，还可以应用于塑料等材质表面，所以它不会像LCD显示屏那样脆弱。同时，电子墨水的功耗相当低，甚至在电源供应短暂停止的情况下它还能显示一幅图画。它的功耗非常低的原因在于它的反射率和对比度非常高，完全不需要采用背光方式来提高可读性。
[0003]由于应用电子墨水技术的显示设备将具有纸介质一样的视觉特点，同时又具有低功耗和厚度薄重量轻等优点，使它成为便携式设备的新宠，特别适用于那些要求在各种光线下都有较好显示效果的应用场合，这些都是透射型LCD和反射型LCD无法满足的。
[0004]现在的电子墨水显示设备可以沿用主动式矩阵液晶显示器(AMIXD)的生产设备，且生产工艺更为简单。只需将电子墨水涂到氧化铟锡(ITO)塑料基片上，再利用叠片(Laminator)处理工艺附着在TFT底板上即可，这个过程同IXD生产过程中的偏振膜附着法是相同的，而且这个过程可以使用现有设备或者类似的设备进行生产。生产工艺的简化意味着成品率的提闻和广量的提闻，再加上基板厚度减小也使成本大幅降低。
[0005]目前的电子纸产品一般采用胆固醇液晶显示技术、电泳显示技术(Ero)以及电润湿显示技术等。其中以电泳显示技术为最有前途的技术途径，而电泳显示技术应用的最多的是电子墨水(E-1nk)，电子墨水不能够彩色显示，一般只能黑白显示。
[0006]如图1所示，一种双稳态反射式显示器，利用电泳现象来达到现示对比的效果帶电荷的粒子再电场作用下产生移动，向着与其电性相反的电极移动，称为电泳(Electrophoresis, EP),利用此原理制作显示器，即电泳显示器电泳发生时，其电泳速度主要与电泳液的黏度，粒子电荷量(永久带电或诱导带电)，电解液介电性质，外加电场大小，电极间距离来決定，此电泳速度影响响应速度。
[0007]如图2所示的现有电泳显示器(EH))的膜层结构:自上而下依次包括保护膜5，有机塑料6，IT07，粘合胶层8 ;粘附层9和像素电极(图中未标示)，在粘合胶层8中(两层电极之间)设有微胶囊1，微胶囊I内有带正电的白色粒子2，一般是Ti02微粒，另一种是带负电的黑色粒子3，微胶囊内含有透明电泳液4。通过控制电场的方向可以控制黑白粒子在电极上的分布，例如当显示黑色画面的时候，通过在上面电极施加正电压，而在下电极施加负电压，在电场的作用下，正电粒子向下运动靠近下电极，而黑色的带负电的粒子向上运动，靠近上电极，从上面看显示黑色画面。[0008]为了改善显色单一的问题，现有技术也公开了可用于彩色显示的电子显示装置，如:
[0009]中国申请CN103576404A公开了一种可显示黑白和彩色图案的电子墨水纸，包括上层可透明的电子墨水纸、透明层、透明像素电极、上层透明微型胶囊、带正电荷的有色染料之一、带负电荷的有色染料之一、透明液体、垂直透明电极、下层可透明的电子墨水纸、有色基板、下层透明微型胶囊、带正电荷的有色染料之二、带负电荷的有色染料之二；所述的电子墨水纸可以产生黑白和和彩色图案。上述技术方案虽然能够实现彩色图案的显示，但其是利用染料对带电粒子染色存在不稳定，且彩色显色不够均匀、鲜艳的缺点，因此，仍待提出改进的多色电子显示装置。
【发明内容】
[0010]本发明的目的在于提供一种电子纸显示装置，通过在电子墨水层的微胶囊中加入量子点实现多色显示。
[0011]为实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0012]一种电子纸显示装置，包括形成有第一电极层的上基板和形成有第二电极层的下基板，以及设置在所述第一电极层和第二电极层之间的电子墨水层，所述电子墨水层中分布有微胶囊，所述微胶囊内有封装有可用于显示一种颜色的至少一种量子点。
[0013]其中，所述微胶囊内封装有可用于显示红、绿、蓝色的至少一种量子点。
[0014]本发明是利用了量子点的发光特性来实现电子纸的多色显示，纳米粒子(S卩，纳米晶体)被称为量子点(QD)，是一种具有纳米单位尺寸的半导体结构。与一维量子线不同，QD具有零维结构。QD的粒径在2-20nm范围内，并可以根据QD的尺寸转变为包括红，绿，蓝色的不同颜色。
[0015]其中，所述可用于显示红、绿、蓝色的量子点的粒径分别为18?20nm、12?14nm及6?8nm。
[0016]本发明所述的电子纸显示装置，所述微胶囊内设有电性相反的两种带电粒子，所述量子点包覆在一种或两种带电粒子表面。
[0017]其中，带电粒子的粒径范围为量子点粒径的10?100倍。
[0018]本发明所述的电子纸显示装置，所述微胶囊中的带电粒子由包覆了量子点层的带正电白色粒子及带负电的黑色粒子构成，其中量子点层中的量子点不带电。
[0019]或，所述微胶囊中的带电粒子由包覆了量子点层的带负电黑色粒子及带正电的白色粒子构成，其中量子点层中的量子点不带电。
[0020]或，所述微胶囊中的带电粒子由包覆了量子点层的带负电黑色粒子及包覆了量子点层的带正电白色粒子构成，其中量子点层中的量子点不带电。
[0021]此外，本发明所述的多色电子显示装置，所述微胶囊内设有电性相反的两种带电粒子，以带电性的量子点直接作为其中一种或两种带电粒子完成纯色的彩色显色。
[0022]上述方案中，具体以带电性的量子点直接作为其中一种或两种带电粒子完成纯色的彩色显色。如所述微胶囊中的带电粒子由电性相反的两种量子点构成。或，微胶囊中的带电粒子由带正电的量子点及带负电的黑色粒子构成；或由带正电的白色粒子及带负电的量子点构成。[0023]采用上述方案，本发明可以实现电子纸产品的宽颜色范围内的两色显示，颜色更纯，更清晰，具有更高的实用性和可推广性。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1为EPD电泳原理示意图；其中，依据电泳流动来显色；
[0025]图2为现有EPD膜层结构示意图；
[0026]图3为黑白显示的电子墨水层结构示意图；其中，以带正电的三色量子点作为正电粒子；可实现黑白双纯色显示；
[0027]图4为彩色显示的电子墨水层结构示意图之一；其中，以不带电的蓝色量子点包覆在带正电的白色粒子上共同构成正电粒子；
[0028]图5为彩色显示的电子墨水层结构示意图之一；其中，以不带电的蓝色量子点包覆在带负电的黑色粒子上共同构成负电粒子；
[0029]图6为彩色显示的电子墨水层结构示意图之一；其中，以不带电的绿色量子点和蓝色量子点分别包覆在带正电的白色粒子和带负电的黑色粒子上分别构成正、负电粒子；
[0030]其中，其中I为微胶囊；2为带正电的白色粒子；3为带负电的黑色粒子；4为透明电泳液；5为保护膜；6为有机塑料；7为ΙΤ0，8为粘合胶层，9为粘附层；11为红色量子点；12为绿色量子点；13为蓝色量子点。
【具体实施方式】
[0031 ] 一种电子纸显示装置，包括形成有第一电极层的上基板和形成有第二电极层的下基板，以及设置在所述第一电极层和第二电极层之间的电子墨水层，所述电子墨水层中分布有微胶囊，所述微胶囊内有封装有可用于显示一种颜色的至少一种量子点。
[0032]具体而言，优选所述微胶囊内封装有可用于显示红、绿、蓝色的至少一种量子点。
[0033]本发明提供的电子纸显示装置，可沿用现有技术公开了多种EH)膜层结构，可以预见的是，本发明对微胶囊作出改进后，应用于常规Ero膜层结构均可实现多色显示。
[0034]本发明是利用了量子点的发光特性来实现电子纸的多色显示，纳米粒子(S卩，纳米晶体)被称为量子点(QD)，是一种具有纳米单位尺寸的半导体结构。与一维量子线不同，QD具有零维结构。QD的粒径在2-20nm范围内，并可以根据QD的尺寸转变为包括红，绿，蓝色的不同颜色。
[0035]所述量子点发光具有如下特点:
[0036](I)能够发出的光的波长可以从可见光波段延伸到红外波段；
[0037](2)比有机物稳定；
[0038](3)所发光的半高宽(FW HM)低于20 nm ；
[0039](4)量子效率可达到90% ; (5)与有机传输层混合后可以制作量子点LED。
[0040]由于量子点发光的半高宽很窄，因此对应发光的颜色更纯，更鲜艳，单色性更好。
[0041]本发明所述可用于显示红、绿、蓝色的量子点的粒径分别为18?20nm、12?14nm及6?8nm。
[0042]本发明通过控制量子点的粒径实现其对不同颜色光的激发及反射，对应量子点粒径在18?20nm能够被激发发射红色光，对应量子点粒径在12?14nm，能够被激发发射绿色光，对应的量子点粒径在6?8nm能够被激发发射蓝色光。
[0043]进一步地，本发明提供了量子点在微胶囊中的多种不同加入方式以实现不同的显示色彩:
[0044]作为方案一，本发明所述微胶囊内设有电性相反的两种带电粒子，所述量子点包覆在一种或两种带电粒子表面。
[0045]该方案即在常规带电粒子的表面包覆量子点，利用不同粒径量子点能够显不同颜色的特点，实现纯色的彩色显示。
[0046]本发明所述的带电粒子，其粒径范围为量子点粒径的10?100倍，因此，量子点能够均匀包覆在带电粒子的表面，稳定显色。
[0047]本方案包括但并不局限于以下几种实施方式:(I)本发明所述微胶囊中的带电粒子由包覆了量子点层的带正电白色粒子及带负电的黑色粒子构成，其中量子点层中的量子点不带电。该方案中，量子点的粒径可在用于显示红、绿、蓝色的量子点中择一(18?20nm、12?14nm及6?8nm)。当需要显示黑色的时候,控制上电极电压大于下电极电压,则从上面看就是黑色画面。当想显示彩色图案的时候，控制上电极电压小于下电极电压，此时带正电的电子点向上运动到上电极。外界光入射的时候激发量子点发出红、绿或蓝光。
[0048]当量子点层均采用18?20nm的量子点制备而成时，该方案可实现红色和黑色的双色显示。此外，通过对量子点粒径的选择，可实现黑色与红、绿、蓝中任一色的双色显示。
[0049](2)本发明所述微胶囊中的带电粒子由包覆了量子点层的带负电黑色粒子及带正电的白色粒子构成，其中量子点层中的量子点不带电，该方案的显示方法同方案一。
[0050]本方案通过对量子点粒径的选择，可实现白色与红、绿、蓝中任一色的双色显示。
[0051](3)本发明所述微胶囊中的带电粒子由包覆了量子点层的带负电黑色粒子及包覆了量子点层的带正电白色构成，其中量子点层中的量子点不带电，该方案的显示方法同(I)。
[0052]本方案通过对量子点粒径的选择，可实现红、绿、蓝中任两种的双色显示。
[0053]除上述方案外，本发明还提出了另一方案二:
[0054]即本发明所述微胶囊中，以带电性的量子点直接作为其中一种或两种带电粒子完成纯色的彩色显色。
[0055]其中，优选所述微胶囊中的带电粒子由电性相反的两种量子点构成。
[0056]方案二具体包括但并不局限于如下实施方式:
[0057]本发明所述微胶囊中的带电粒子由带正电的量子点及带负电的黑色粒子构成。该实施方式中，带正电的量子点既可以选自显示红、绿、蓝色的量子点中一种(18?20nm、12?14nm及6?8nm),也可以是上述三种量子点的混合物以实现白色显示。
[0058]当需要显示黑色的时候，控制上电极电压大于下电极电压，则从上面看就是黑色画面。当想显示白色图案的时候，控制上电极电压小于下电极电压，此时带正电的电子点向上运动到上电极。外界光入射的时候激发出红绿蓝三色光，混成白色光。当想显示红、绿、蓝时，控制带正电量子点的粒径即可实现。
[0059]此外，方案二还包括另一技术方案，即所述微胶囊中的带电粒子由带正电的白色粒子及带负电的量子点构成。该实施方式中，带负电的量子点选自显示红、绿、蓝色的量子点中一种(18?20nm、12?14nm及6?8nm),以用于显示红、绿、蓝色中一种与黑色的双色显示，具体的显色方法同上。
[0060]方案二中采用常规技术手段使量子点带电性即可。
[0061]本发明所述的黑色粒子，包括但并不局限于炭黑粒子，所述的白色粒子，包括但并不局限于二氧化钛颗粒。
[0062]其中，上述量子点层的制备方法为现有技术，包括但不限于采用将带电粒子放到溶有量子点的分散液中，同时可借助超声等手段让其自然吸附量子点，通过控制量子点液的浓度和时间来控制带电粒子表面吸附量子点的程度，以能够均匀包覆在带电粒子(如黑色粒子和白色粒子)表面为宜。具体的实现为本领域技术人员所掌握，本发明对此不作特别限定。
[0063]本发明所述的量子点显示具有多种优势。如能够承受多次的激发和光发射，持久的稳定性保证了其应用效果。此外，量于点最大的好处是有丰富的颜色，本发明通过量子点可以实现电子纸产品的宽颜色范围内的两色显示，颜色更纯，更清晰，具有更高的实用性和可推广性。
[0064]实施例1
[0065]如图2所示的电泳显示器(EH))的膜层结构:自上而下依次包括保护膜5，有机塑料6，IT07，粘合胶层8 ;粘附层9和像素电极(图中未标示)，在粘合胶层8中(两层电极之间)设有微胶囊I。
[0066]如图4所示，本实施例中，微胶囊I中包括带正电的白色粒子2和带负电的黑色粒子3,其中，带正电的白色粒子2上包覆了由蓝色量子点13构成的量子点层。
[0067]当需要显示黑色的时候，控制上电极电压大于下电极电压，则从上面看就是黑色画面。当想显示蓝色图案的时候，控制上电极电压小于下电极电压，此时带正电的白色粒子2向上运动到上电极。外界光入射的时候激发量子点发出蓝光，完成蓝色显示。
[0068]本实施例中，当量子点层均采用18?20nm的量子点制备而成时，该方案可实现红色和黑色的双色显示。当量子点层均采用12?14nm的量子点制备而成时，该方案可实现绿色和黑色的双色显示。当量子点层均采用6?Snm的量子点制备而成时，该方案可实现蓝色和黑色的双色显示。即本实施例仅通过对量子点粒径的选择，可实现黑色与红、绿、蓝中任一色的双色显示。
[0069]实施例2
[0070]与实施例1相比，区别点仅在于:
[0071]如图5所示，本实施例中，微胶囊I中包括带正电的白色粒子2和带负电的黑色粒子3，其中，带负电的黑色粒子3上包覆了由蓝色量子点13构成的量子点层。
[0072]当需要显示蓝色的时候，控制上电极电压大于下电极电压，外界光入射的时候激发量子点发出蓝光，完成蓝色显示。当想显示白色图案的时候，控制上电极电压小于下电极电压，此时带正电的白色粒子2向上运动到上电极，完成白色显示。
[0073]本实施例中，当量子点层均采用18?20nm的量子点制备而成时，该方案可实现红色和黑色的双色显示。当量子点层均采用12?14nm的量子点制备而成时，该方案可实现绿色和黑色的双色显示。即仅通过对量子点粒径的选择，可实现白色与红、绿、蓝中任一色的双色显示。
[0074]实施例3[0075]与实施例1相比，区别点仅在于:
[0076]如图6所示，本实施例中，微胶囊I中包括带正电的白色粒子2和带负电的黑色粒子3，其中，带负电的黑色粒子3上包覆了由蓝色量子点13构成的量子点层。带正电的白色粒子2上包覆了由绿色量子点12构成的量子点层。
[0077]当需要显示蓝色的时候，控制上电极电压大于下电极电压，外界光入射的时候激发量子点发出蓝光，完成蓝色显示。当想显示白色图案的时候，控制上电极电压小于下电极电压，此时带正电的白色粒子2向上运动到上电极，完成绿色显示。
[0078]本实施例中，通过对量子点粒径的选择，可实现红、绿、蓝中任两色的双色显示。
[0079]实施例4
[0080]与实施例1相比，区别点仅在于:
[0081]如图3所示，本实施例中，微胶囊I中包括带正电的量子点和带负电的黑色粒子3，其中，带正电的量子点为均带正电的红色量子点11、绿色量子点12、蓝色量子点13的混合物。
[0082]当需要显示黑色的时候，控制上电极电压大于下电极电压，则从上面看就是黑色画面。当想显示白色图案的时候，控制上电极电压小于下电极电压，此时带正电的量子点向上运动到上电极。外界光入射的时候激发出红绿蓝三色光，混成白色光。
[0083]实施例5
[0084]与实施例1相比，区别点仅在于，本实施例中，分别仅以带正电的红色量子点11和带负电的蓝色量子点13为带电粒子(无需引用常规带电粒子，仅以量子点本身取代)，从而完成红色和蓝色的双色显示。并且，通过对量子点粒径的选择，可实现红、绿、蓝中任两色的双色显示。
[0085]以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关【技术领域】的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
【权利要求】
1.一种电子纸显示装置，包括形成有第一电极层的上基板和形成有第二电极层的下基板，以及设置在所述第一电极层和第二电极层之间的电子墨水层，所述电子墨水层中分布有微胶囊，其特征在于:所述微胶囊内封装有可用于显示一种颜色的至少一种量子点。
2.根据权利要求1所述的电子纸显示装置，其特征在于:所述微胶囊内封装有可用于显示红、绿、蓝色的至少一种量子点。
3.根据权利要求2所述的电子纸显示装置，其特征在于:所述可用于显示红、绿、蓝色的量子点的粒径分别为18?20nm、12?14nm及6?8nm。
4.根据权利要求1至3任项一所述的电子纸显示装置，其特征在于:所述微胶囊内设有电性相反的两种带电粒子，所述量子点包覆在一种或两种带电粒子表面。
5.根据权利要求4所述的电子纸显示装置，其特征在于:所述带电粒子的粒径范围为量子点粒径的10?100倍。
6.根据权利要求4所述的电子纸显示装置，其特征在于:所述微胶囊中的带电粒子由带负电的黑色粒子及包覆了量子点层的带正电白色粒子构成，其中量子点层中的量子点不带电。
7.根据权利要求4所述的电子纸显示装置，其特征在于:所述微胶囊中的带电粒子由带正电的白色粒子及包覆了量子点层的带负电黑色粒子构成，其中量子点层中的量子点不带电。
8.根据权利要求4所述的电子纸显示装置，其特征在于:所述微胶囊中的带电粒子由包覆了量子点层的带负电黑色粒子及包覆了量子点层的带正电白色粒子构成，其中量子点层中的量子点不带电。
9.根据权利要求1至3任一项所述的电子纸显示装置，其特征在于:所述微胶囊内设有电性相反的两种带电粒子，以带电性的量子点直接作为其中一种或两种带电粒子完成纯色的彩色显色。
10.根据权利要求9所述的电子纸显示装置，其特征在于:所述微胶囊中的带电粒子由电性相反的两种量子点构成。
11.根据权利要求9所述的电子纸显示装置，其特征在于:微胶囊中的带电粒子由带正电的量子点及带负电的黑色粒子构成；或由带正电的白色粒子及带负电的量子点构成。
【文档编号】G02F1/167GK103926777SQ201410126643
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年3月31日 优先权日:2014年3月31日
【发明者】曲连杰 申请人:京东方科技集团股份有限公司, 北京京东方光电科技有限公司