彩色反光式大像素双稳态显示模块的制作方法

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彩色反光式大像素双稳态显示模块的制作方法与工艺

本发明涉及彩色显示技术领域,尤其涉及一种彩色反光式大像素双稳态显示模块。



背景技术:

目前的显示屏幕普遍采用发光式显示屏,发光式显示屏存在一些缺陷。人们常常会发现自己在户外看不清手机屏幕,原因是显示器的亮度没有强大到足以克服环境光的亮度。从显示屏幕中发出的光也会造成眼睛疲劳,特别是眼睛还在发育中的儿童,这种发光式屏幕会对儿童眼睛造成很大的伤害。

更重要的是,以手机为例,发光式显示器在常关机的工作状态下,液晶显示仍然消耗手机整机功耗的70%以上,液晶显示只有大约6%的功耗来自面板的背光源。用于移动显示的能源的需求逐年以25~35%的速度增加,而电池容量每年提高不到6%。这一日益扩大的差距需要从根本上得到解决,才能使移动设备更节能、健康和环保。

以上所有问题无法通过任何现有的发光彩色显示屏技术解决。彻底的解决方案必须来自电子纸或反光式彩色显示(RCD,Reflective Color Display)技术,如同纸张上的印刷一样,利用环境光来显示图像。

RCD近年来得到了不少关注,然而市场上至今还没有出现一种能够满足市场要求的RCD产品。目前,RCD面板通常包含双稳光调制器阵列,每个光调制器生成特定的原色,颜色通过RGB颜色的组合来调制混合,实现多种彩色需要更小和更密集的子像素来表达三种主要颜色中的一种原色。这些子像素排列在同一基板层上,在空间上交错排列形成点阵。理想的颜色和灰度通过调整子像素的开关状态来实现。

目前的RCD技术有两个根本问题。第一个问题也是最严重的问题体现在低反光率和低色域上。提高反光率和简化制造工艺是迄今为止反光显示行业没能实现的两个基本目标。虽然RGB三原色调色在发光式或透光式显示器上的应用十分成功,但应用到RCD显示器上则有致命的问题。结果是反光的效率非常低(通常在20%以下),在一般环境光条件下产生的颜色让市场无法接受。

另一个难以解决的问题是分辨率和灰度级受子像素大小的限制。空间彩色与双稳态子像素抖动要求原色元件的三个密切放置组实现颜色的灰度级。这需要大量的、高密度的子像素,并且需要行列连接线来驱动控制它们。即使可以实现,制造成本也极其昂贵。

模拟法布里(FPI)颜色调制器能够解决上述RCD的两个根本问题。模拟FPI的概念已经在多年前被提出,但由于其有严格的制造精度要求故很难制造和实现。由于显示面板上使用大量的像素,几乎不可能在面板加工制作完成时保持所有像素机械和电气性能的一致性。面板上每个FPI调制器的两个反射层在驱动时要保持严格平行,反射镜面之间的任何倾斜将导致一个像素显示彩虹斑而不能正常工作。一个完整的显示面板只需要出现几个有缺陷像素就足以使其报废,这就是模拟法布里颜色调制器像素制作的困难所在,做成工业信息牌或户外广告牌更是不易。而传统的LED显示屏耗电量大,难以通过太阳能提供所需的电能,必须通过市电提供能量。黑白液晶显示屏虽然耗电很低,但受气候温度的影响很大,适用范围很窄。



技术实现要素:

本发明为了解决上述技术问题,提供一种彩色反光式大像素双稳态显示模块,其结构非常简单,制作方便,避开MEMS加工制作中的光刻和刻蚀工序,并且采用市场上现有的普通材料,利用电路板加工制作和其他常见的加工工艺,制造成本低廉,大大降低进入市场的门槛,为将来高分辨率显示薄膜的发展奠定坚实的基础。并且具有低能耗和户外强光下的优越性能,可通过太阳能供电,节约能源,对气候温度条件的适应性很强。其将彩色光干涉调制器作为像素单元,通过多个双稳态光干涉调制器组成的规则或不规则的点阵模块,多个点阵模块的排列可以拼出各种文字或图案,用于户外广告牌或其他户外工业显示屏。这种色彩的显示是在接近零功耗的条件下完成的,即使显示动态时的驱动能耗也只是传统显示的两个数量级以下。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的:本发明包括透明面板、背板、若干移动镜片、支撑销和具有导电性的弹性固定件,所述的透明面板的背面设有一层半透反光膜,半透反光膜的表面覆盖有一层透明层,所述的背板和所述的透明面板相对应,所述的支撑销连接所述的透明面板和背板,所述的背板朝向透明面板的一面设有若干电极,所述的移动镜片位于透明面板和背板之间,移动镜片朝向透明面板的一面设有一层反光层,所述的弹性固定件连接移动镜片和透明面板的透明层或者所述的弹性固定件连接移动镜片和支撑销,背板和所述的透明层之间的间距大于移动镜片的厚度,移动镜片的反光层和透明面板的透明层相接触或者移动镜片和背板相接触,弹性固定件、背板上的电极分别和设在显示模块外部的驱动电路相连。透明面板可以采用玻璃为原料,也可以采用其他透明材料,如高分子材料等,通过热压或注塑成型,透明面板也可通过对大面积的透明板进行切割而获得。半透反光膜是一层镀上去的金属膜,一般厚为5~15纳米,通常为金属铬或者其他适合的光反射材料。透明层为一层数十至数百纳米厚度的透明薄膜。透明面板的平整度需要得到保障,不应有任何明显的起伏,防止引起光干涉的偏差。移动镜片可以是三角形、正方形、六边形、八边形、圆形或构成七段数码管结构的长方形形状或任意形状。移动镜片由玻璃、金属、高分子材料或陶瓷制成,移动镜片上的反光层通常通过金属镀膜形成,如超过30纳米厚度的铝膜。当今金属和非导电镀膜的许多技术都已经很成熟,如有CVD、PVD、旋涂等各种方法,在这里不作详述。通过弹性固定件将移动镜片压在透明层上或背板上。本发明中,像素通过透明面板上的半透反光膜和移动镜片上的反光层构成的FPI光干涉产生颜色。驱动电路形成的信号通过电路连线在弹性固定件和背板电极之间施加电压,使移动镜片沿垂直于透明面板的方向移动,被平行地拉近或拉远背板,从而改变半透反光膜和反光层之间的距离,即改变两干涉面之间的距离,实现和每个移动镜片相对应的像素的颜色变化。本发明中,初始颜色由覆盖在半透反光膜上透明层的厚度所确定,初始状态时,反光层和透明层完全接触,制作面板时调整透明层的厚度,即可调整半透反光膜和反光层的初始状态的间距,也就是透明层的厚度决定显示模块的基色,这时为第一稳态;对比颜色通过驱动电路来控制,在驱动电路的控制下,使移动镜片离开其原始位置并靠拢背板,从而改变光干涉面之间的距离,这时为第二稳态。当然也可以将移动镜片紧靠背板时像素显示的颜色作为初始颜色,移动镜片的反光层紧靠透明层时像素显示的颜色作为对比颜色。因此,显示模块中每个像素可以显示两种颜色,即双稳态。透明层的厚度确定了第一稳态的颜色,移动镜片紧靠背板时反光层和半透反光膜之间的距离确定了第二稳态的颜色。因此,显示模块中的各个像素都能够实现预先确定的两种反差颜色,这样就可以通过模块上像素点的色彩反差组合显示数字、字母、文字或图案。移动镜片的布置可以按规则的阵列排列,也可根据需要进行不规则排列,还可按7段数码管结构排列实现数字的显示。将多个显示模块排列拼装成一个完整的显示面板,就可显示出由数字、字母、文字和图案构成的信息,成为户外广告牌或其他工业信息显示牌。本发明结构简单,制作方便,避开MEMS加工制作中的光刻和刻蚀工序,并且采用市场上现有的普通材料,利用电路板加工制作和其他常见的加工工艺,制造成本低廉,大大降低进入市场的门槛,为将来高分辨率显示薄膜的发展奠定坚实的基础。并且功耗极低,动态显示时的驱动能耗也只是传统显示的两个数量级以下,故可利用太阳能对其进行供电,大大节约能源,同时具有户外强光下的优越性能,对气候温度条件的适应性很强。

在未驱动的初始条件下,半透反光膜和反光层之间的距离(即光干涉两个反射面之间的距离)决定像素的初始颜色。反射出的干涉光波长是两个两者之间距离的一倍。因为可见光波长的范围是400~700纳米,半波长的距离是200~350纳米。对于两金属面之间产生的干涉,如果获得的干涉颜色是黑色或褐色就说明该光干涉层之间的腔室深度小于200纳米;干涉出任何颜色都表明两层干涉面之间的距离大于200纳米;彩色条纹表明两个干涉面的不平行。如果超过350纳米,则350纳米至500纳米之间呈现第二级彩色条纹,500纳米至650纳米呈第三级彩色条纹。颜色的饱和度会随着两干涉面距离与可见光波长范围之间的倍数增加而降低,逐渐变得越来越不明显,直到最后条纹消失。因此根据市场的需要,像素也可以在一个状态下特意实现一定的彩色条纹,以产生特别的显示效果。通常移动镜片背面和背板之间留有0.2~5微米深度的空腔,这个空腔深度设定到一个合适的距离,移动镜片被驱动时像素正好显示另外一个确定的颜色。因而,每个像素都可以在初始颜色和驱动颜色之间转换。空腔的深度越小则驱动电压越低,转换越容易,但制作精度的要求越高。空腔深度大于1微米以上,驱动状态显示的颜色呈灰白色。

驱动电路的驱动方法有多种,如直接驱动、主动矩阵驱动和被动矩阵驱动方法。直接驱动原理十分简单,每个像素对应一个引线,在引线和公共电极之间施加驱动电压以驱动移动镜片。它的优点是简单明了,缺点是引线的数目等于M×N,其中M和N是移动镜片点阵排列中的排数和列数。很显然,这种驱动方法引线数目比较多,对于像素密集的点阵而言很难操作,而对于像素较少的显示模块更为适合,特别适合移动镜片按7段数码管结构排列的显示模块。采用主动矩阵和被动矩阵驱动所需要的引线则是M+N,引线数量大大降低,因此像素密集的点阵更为实际的驱动方式应该是采用主动矩阵或被动矩阵进行驱动。对于主动矩阵而言,透明面板后面的所有移动镜片的背后成为一个电极,背板上有和每个移动镜片对应的电极,通过主动矩阵给上述电极施加驱动电压。主动TFT矩阵扫描方法已经应用得十分广泛,这里不再详细描述。主动TFT矩阵驱动的优点是控制和刷新速度比较灵活,而且像素显示状态容易保证,因而色彩效果好,但主动TFT矩阵驱动制造成本很高,对于双稳态显示模块而言有点大材小用。因此对于双稳态显示模块,采用成本低、控制简便的被动矩阵驱动更为合理。对于被动矩阵驱动而言,移动镜片背后的导电表面可以通过镀膜来形成行(或列)方向设置的电极条,和背板上的电极条垂直,背板上的电极条及移动镜片背面的电极条通过被动矩阵方式驱动。被动矩阵扫描方法已应用得十分广泛,这里就不再详细描述。

作为优选,所述的移动镜片的周围设有两个以上的支撑柱,支撑柱和所述的透明面板垂直,支撑柱的前端和透明面板的透明层相连,支撑柱的后端和所述的支撑销的前端相连,所述的弹性固定件连接在移动镜片和支撑柱的后端之间,所述的背板和所述的支撑销相连。用于固定移动镜片的弹性固定件可以直接粘结在透明层上,则可省略支撑柱;也可使用支撑柱,用于固定移动镜片的弹性固定件粘结在支撑柱上。粘合剂可以采用任何适用于相应半透反光面材料的粘合剂,如热溶型胶、树脂类胶、湿度固化胶或UV固化胶等等。支撑柱可采用小玻璃立方体(如0.5×0.5毫米、厚0.2毫米的玻璃立方体),按阵列放置并粘合在透明层上形成支撑柱。当然也可使用其他固体材料。支撑柱的厚度范围为零至移动镜片厚度。支撑柱厚度必须比移动镜片厚度小,即支撑柱更薄,以保证移动镜片反光层与透明面板透明层之间在没被驱动的条件下相互接触,以获得干涉色彩的满意的饱和度。

作为优选,所述的背板的电极上覆盖有一层绝缘层。以避免移动镜片和背板接触时发生导通。背板除了提供电路连接和驱动,还同时起到显示模块背面保护层的作用。背板可以采用与透明面板同样的玻璃材料,通过镀膜产生条状电极,用于被动矩阵的驱动。或采用已经成熟的非晶硅、氧化物或TFT技术,在玻璃材料上形成驱动层,用作主动矩阵驱动。还可以直接使用PCB板,包括普通PCB板、铝基板PCB板和陶瓷PCB板等等。如果采用陶瓷PCB板做背板,由于其与玻璃CTE的匹配性,应该是一种理想的背板材料。

作为优选,所述的移动镜片的反光层上涂有一层聚合物薄膜,通过软硬面的压合在反光层表面形成一层厚度不一至的聚合物薄膜层,聚合物薄膜层的厚度与移动镜片反光层表面的起伏抵消,所述的半透反光膜和反光层相对平行。如果选择玻璃材料制作透明面板和移动镜片,则移动镜片的反光层或透明面板的透明层的表面还可以进行平坦化处理,即通过平整补偿来改进两干涉表面之间的平行度。具体可布涂聚合物薄膜(厚度小于1微米)作为缓冲层,然后通过软硬面的压合来减少平行度或平整度的差异。可以将两个玻璃表面进行热压或者UV固化,使得聚合物薄膜的厚度与玻璃表面的起伏抵消来达到反光层和透明层的相对平行。也就是说通过这种方式,在表面上的任何亚微米缺陷可由聚合物薄膜层来补偿,从而保持两个干涉面之间的相对平行。

作为优选,所述的弹性固定件为和所述的透明面板相对应的弹性薄膜层,弹性薄膜层通过切割分割成若干组移动镜片膜层、支撑柱膜层和弹性拉条,移动镜片膜层的四个角落处各连有一根所述的弹性拉条,弹性拉条连接移动镜片膜层和支撑柱膜层,移动镜片膜层和所述的移动镜片的背面粘合,支撑柱膜层和所述的支撑柱的后端面粘合,支撑柱膜层上设有一个可穿过所述的支撑销的通孔。在移动镜片背面和支撑柱的顶端点胶,点胶可以通过点滴的方式,也可以通过丝网印刷或其他印模的方式,具体方法取决于点胶量的控制和点胶的速度和效率,粘合可通过热溶胶或其他粘合剂来连接。弹性薄膜层为聚合物薄膜或导电高分子薄膜、金属薄膜,当弹性薄膜层为聚合物薄膜时,弹性薄膜层朝向背板的一面镀有一层金属导电膜,使透明面板背面按阵列排列的移动镜片的背面全部导通,连接成一个电极。当然采用弹性薄膜层也可将移动镜片背面连成沿排或沿列设置的条状电极,如通过镀膜掩膜方法或刻蚀方法使横向的移动镜片膜层、支撑柱膜层和弹性拉条导通,纵向之间不导通,从而形成按行设置的条状电极,以实现被动矩阵驱动。

作为优选,所述的和每个移动镜片对应的背板区域上各设有所述的电极,所述的弹性薄膜层形成移动镜片背面的电极,移动镜片背面的电极及背板上的电极分别和设在显示模块外部的主动矩阵驱动电路相连。和同一个移动镜片相对应的背板上的电极相导通构成一个电极,即背板上有和移动镜片数量相同的互不导通的电极。移动镜片背面的电极连接到一个公共电极上。

作为优选,所述的弹性固定件为弹性压片,弹性压片套装在支撑销的中部并和支撑销粘结,弹性压片有四个分别向四个方向伸出的舌头,前侧的两个舌头导通,后侧的两个舌头导通,中间掩模使前侧的舌头和后侧的舌头之间绝缘;所述的移动镜片背面的四个角落处设有倒角,移动镜片背面及倒角上镀有导电层,弹性压片前侧的两个舌头和前排两个相邻的移动镜片的倒角相连,弹性压片后侧的两个舌头和后排两个相邻的移动镜片的倒角相连,使同一排的移动镜片的背面通过电路连接形成条状电极,相邻排的移动镜片之间互相绝缘。弹性压片的材质为金属材料、导电高分子材料或表面镀有金属导电膜的聚合物材料。当然也可通过弹性压片将移动镜片连成按列设置的条状电极,只要满足移动镜片背面的条状电极和背板上的条状电极相垂直即可。也可通过弹性压片将透明面板背后的按阵列排列的移动镜片连成一个电极,以实现主动矩阵驱动。移动镜片背面及倒角上的导电层可以是金属镀膜,也可以镀其他导电材料。弹性压片和支撑销还可通过3D打印方式实现。

作为优选,所述的背板上的电极呈条状形成条状电极,背板上的条状电极的设置方向和所述的移动镜片背面形成的条状电极的设置方向相垂直,背板上的条状电极及移动镜片背面形成的条状电极分别和设在显示模块外部的被动矩阵驱动电路相连。

作为优选,所述的弹性固定件为弹性压片,弹性压片套装在支撑销的中部并和支撑销粘结,弹性压片伸出有两个以上的舌头,所述的移动镜片排列成七段数码管结构,所述的移动镜片的背面设有倒角,移动镜片背面及倒角上镀有导电层,弹性压片上的舌头分别和位于其周围的移动镜片的倒角相连,使排列成七段数码管结构的移动镜片的背面连成一个公共电极。弹性压片的材质为金属材料、导电高分子材料或表面镀有金属导电膜的聚合物材料。移动镜片排列成七段数码管结构,实现数字的显示。本技术方案中弹性压片有两种,一种只连接移动镜片的倒角,套装在与透明面板边缘不相邻的支撑销上;另一种既连接移动镜片的倒角又能和背板上的公共电极相连,套装在靠近透明面板边缘的支撑销上。通过弹性压片的连接,使排列成七段数码管结构的移动镜片的背面连成一个公共电极并和背板上的公共电极相连。

作为优选,所述的透明面板背后的周围设有支撑框架,支撑框架包围排列成七段数码管结构的移动镜片,支撑框架的高度大于移动镜片的厚度;所述的背板上的电极有八个,八个电极和移动镜片的七段数码管结构相对应,八个电极各引出有由导电膜形成的电极引线,背板上还有一个公共极接线盘,公共极接线盘和支撑框架相对应,所述的背板安装在所述的支撑框架上,与支撑框架相邻的弹性压片上的舌头和所述的公共极接线盘相连,即移动镜片背面的公共电极和背板上的公共极接线盘相连,背板上的八根电极引线及公共极接线盘分别和设在显示模块外部的直接驱动电路相连。支撑框架的高度以给移动镜片一个微小的活动空间为准,通常在数微米以内,以便移动镜片在原始状态和驱动状态之间的转换,距离越小则驱动电压就越低,但制作精度要求就越高。如果需要实现双稳态双色,则二者之间的距离需要控制在1微米之内。背板和支撑框架粘结,可以采用热固性粘合剂,也可以使用UV固化胶。如果显示模块的基本材料采用高分子材料,如PC,则还可以选用高分子材料激光焊接或其他粘结方式。

本发明的有益效果是:结构简单,制作方便,材料较普通,制造成本较低,具有低能耗和户外强光下的优越性能,受气候温度的影响较小,可靠性高,一个模块上的各个像素都能够实现预先确定的两种反差颜色,通过模块上像素点的色彩反差组合显示数字、字母、文字或图案,多个模块点阵排列构成大尺寸、低分辨率的显示屏,大大降低反光式彩色显示点阵模块进入市场的门槛,从而能够用最少的资源,低成本地制作一种用于户外广告牌或工业民用的低分辨率显示屏,为将来高分辨率显示薄膜的发展奠定坚实的基础。

附图说明

图1是本发明在第一稳态的一种侧视结构示意图。

图2是本发明在第二稳态的一种侧视结构示意图。

图3是实施例1的一种侧视结构示意图。

图4是实施例1中移动镜片和弹性薄膜层连接结构的一种局部后视结构示意图。

图5是实施例2中移动镜片排列结构的一种后视结构示意图。

图6是实施例2中移动镜片和弹性压片连接结构的一种局部结构示意图。

图7是实施例2中背板上电极布局的一种主视结构示意图。

图8是实施例3中移动镜片排列结构的一种后视结构示意图。

图9是实施例3中背板上电极布局的一种主视结构示意图。

图中1.透明面板,2.背板,3.移动镜片,4.支撑销,5.弹性固定件,6.支撑柱,7.弹性薄膜层,8.弹性压片,9.支撑框架,11.半透反光膜,12.透明层,21.条状电极,22.电极,23.电极引线,24.公共极接线盘,31.反光层,32.倒角,71.移动镜片膜层,72.支撑柱膜层,73.弹性拉条,74.通孔,81.舌头。

具体实施方式

下面通过实施例,并结合附图,对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1:本实施例的彩色反光式大像素双稳态显示模块,如图3、图4所示,包括一个透明面板1、一个背板2、排列成5×7阵列的35个移动镜片3、48个支撑销4、48个玻璃支撑柱6和一个作为弹性固定件5的弹性薄膜层7,透明面板1、弹性薄膜层7及背板2的面积大小和以5×7阵列排列的35个移动镜片的面积大小相对应。透明面板1的背面镀有一层半透反光膜11,半透反光膜11的表面覆盖有一层透明层12,48个玻璃支撑柱6排列成6×8的点阵阵列垂直安装在透明面板的背面,支撑柱6的前端和透明层粘接,上下相邻的四个支撑柱围成的空间中分别放置一个移动镜片,即每片移动镜片的四个角对应的外侧各有一个支撑柱,且移动镜片3朝向透明面板1的一面是一层反光层31,移动镜片3的反光层31和透明面板1的透明层12接触,弹性薄膜层7覆盖在以5×7阵列排列的35个移动镜片的背面,弹性薄膜层7通过切割分割成多组移动镜片膜层71、支撑柱膜层72和弹性拉条73,移动镜片膜层71的四个角落处各连有一根弹性拉条73,弹性拉条73连接移动镜片膜层71和支撑柱膜层72,移动镜片膜层71和移动镜片3的背面粘合,支撑柱膜层72和支撑柱6的后端面粘合,支撑柱膜层72上有一个可穿过支撑销4的通孔74,支撑销4的前端穿过通孔74和支撑柱6的后端相连,支撑销和支撑柱一一对应相连。弹性薄膜层7为聚合物薄膜或导电高分子薄膜、金属薄膜,当弹性薄膜层为聚合物薄膜时,弹性薄膜层朝向背板的一面镀有一层金属导电膜,形成移动镜片背面的电极。显示模块的最后面是背板2,背板上有和支撑销一一对应的安装孔,安装孔套在支撑销上并和支撑销粘结,使背板安装在支撑销上,且背板2上有电极的一面朝向弹性薄膜层7,背板和弹性薄膜层之间有一定的间距,使移动镜片有可移动的空间。和每个移动镜片3对应的背板2区域上各有一个电极,形成背板上35个互不导通的电极,背板2的电极上覆盖有一层绝缘层,避免弹性薄膜层和背板接触时发生导通,弹性薄膜层7形成的移动镜片3背面的一个电极及背板2上的35个电极分别和安装在显示模块外部的主动矩阵驱动电路相连。透明面板和背板围成的空间的四周进行封装形成具有很好整体性的一个显示模块。

实施例2:本实施例的彩色反光式大像素双稳态显示模块,如图5、图6、图7所示,包括一个透明面板1、一个背板2、排列成5×7阵列的35个移动镜片3、48个支撑销4和48个作为弹性固定件5的弹性压片8,移动镜片3呈正方形,透明面板1及背板2的面积大小和以5×7阵列排列的35个移动镜片的面积大小相对应。透明面板1的背面镀有一层半透反光膜11,半透反光膜11的表面覆盖有一层透明层12,48个支撑销4排列成6×8的点阵阵列垂直安装在透明面板1的背面,支撑销4的前端和透明层粘接,上下相邻的四个支撑销围成的空间中分别放置一个移动镜片,即每片移动镜片的四个角对应的外侧各有一个支撑销,且移动镜片3朝向透明面板1的一面是一层反光层31,移动镜片3的反光层31和透明面板1的透明层12接触,移动镜片3背面的四个角落处设置成倒角32,移动镜片3背面及倒角32上镀有导电层。弹性压片8套装在支撑销4的中部并和支撑销4粘结,弹性压片的材质为金属材料、导电高分子材料或表面镀有金属导电膜的聚合物材料,弹性压片8有四个分别向四个方向伸出的舌头81,前侧的两个舌头81导通,后侧的两个舌头81导通,中间掩模使前侧的舌头81和后侧的舌头81之间绝缘。弹性压片8前侧的两个舌头81和前排两个相邻的移动镜片3的倒角32相连,弹性压片8后侧的两个舌头81和后排两个相邻的移动镜片3的倒角32相连,使同一排的移动镜片3的背面通过电路连接形成条状电极,相邻排的移动镜片3之间互相绝缘,即弹性压片既对移动镜片起到固定作用又对移动镜片起到电路连接作用,使以5×7阵列排列的移动镜片背面形成5条与排设置方向一至的条状电极。显示模块的最后面是背板2,背板上有和支撑销一一对应的安装孔,安装孔套在支撑销上并和支撑销粘结,使背板安装在支撑销上,且背板2上有电极的一面朝向移动镜片3,背板和移动镜片之间有一定的间距,使移动镜片有可移动的空间。背板2上的电极呈条状形成条状电极21,背板2上的条状电极21的设置方向和移动镜片3背面形成的条状电极的设置方向相垂直,背板2的条状电极上覆盖有一层绝缘层,避免移动镜片和背板接触时发生导通,背板3上的条状电极21及移动镜片3背面形成的条状电极分别和安装在显示模块外部的被动矩阵驱动电路相连。透明面板和背板围成的空间的四周进行封装形成具有很好整体性的一个显示模块。

实施例3:本实施例的彩色反光式大像素双稳态显示模块,如图8、图9所示,包括一个透明面板1、一个背板2、排列成七段数码管结构的15个移动镜片3、23个支撑销4和23个作为弹性固定件5的弹性压片8,其中每两个移动镜片拼成七段数码管结构中的一段,即14个移动镜片拼成七段数码管结构中的七段,另外一个移动镜片作为小数点。透明面板1及背板2的面积大小和排列成七段数码管结构的15个移动镜片的面积大小相对应。透明面板1的背面镀有一层半透反光膜11,半透反光膜11的表面覆盖有一层透明层12,移动镜片3呈正方形和三角形相连而成的五边形,每片移动镜片的两个直角外及一个三角形顶角外各有一个支撑销4,23个支撑销垂直安装在透明面板1的背面,支撑销4的前端和透明层12粘接,移动镜片3朝向透明面板1的一面是一层反光层31,移动镜片3的反光层31和透明面板1的透明层12接触。移动镜片背面的两个直角及一个三角形顶角处设置成倒角32,移动镜片3背面及倒角32上镀有导电层。弹性压片8套装在支撑销4的中部并和支撑销4粘结,弹性压片的材质为金属材料、导电高分子材料或表面镀有金属导电膜的聚合物材料,弹性压片8朝不同方向伸出有四个舌头81,弹性压片8上的舌头81分别和位于其周围的移动镜片3的倒角32相连,弹性压片既对移动镜片起到固定作用又对移动镜片起到电路连接作用,使15个排列成七段数码管结构的移动镜片3的背面连成一个公共电极。透明面板1背后的周围还有一个支撑框架9,支撑框架9围在排列成七段数码管结构的移动镜片3的外周,支撑框架9的高度大于移动镜片3的厚度。显示模块的最后面是背板2,背板2安装在支撑框架9上,且背板2上有电极的一面朝向移动镜片3,背板和移动镜片之间有一定的间距,使移动镜片有可移动的空间。背板2上的电极有八个,八个电极22和移动镜片3的七段数码管结构相对应,八个电极22各引出有由导电膜形成的电极引线23,背板2的八个电极及电极引线上覆盖有一层绝缘层,避免移动镜片和背板接触时发生导通,背板2上还有一个公共极接线盘24,公共极接线盘24和支撑框架9相对应,背板2安装到支撑框架9上后,与支撑框架9相邻的弹性压片8上的舌头81和公共极接线盘24相连,即移动镜片3背面的公共电极和背板2上的公共极接线盘24相连,背板2上的八根电极引线23及公共极接线盘24分别和位于显示模块外部的直接驱动电路相连。透明面板和背板围成的空间的四周进行封装形成具有很好整体性的一个显示模块。

本发明中,像素通过透明面板上的半透反光膜和移动镜片上的反光层构成的FPI光干涉产生颜色。驱动电路形成的信号通过电路连线在弹性固定件和背板电极之间施加电压,使移动镜片沿垂直于透明面板的方向移动,被平行地拉近或拉远背板,从而改变半透反光膜和反光层之间的距离,即改变两干涉面之间的距离,实现和每个移动镜片相对应的像素的颜色变化。本发明中,初始颜色由覆盖在半透反光膜上透明层的厚度所确定,初始状态时,反光层和透明层完全接触,调整透明层的厚度,即调整半透反光膜和反光层的初始状态的间距,如图1所示,这时为第一稳态。对比颜色通过驱动电路来控制,在驱动电路的控制下,使移动镜片离开其原始位置并靠拢背板,如图2所示,从而改变光干涉面之间的距离,这时为第二稳态。当然也可以将移动镜片紧靠背板时像素显示的颜色作为初始颜色,移动镜片的反光层紧靠透明层时像素显示的颜色作为对比颜色。因此,显示模块中每个像素可以显示两种颜色,即双稳态。透明层的厚度确定了第一稳态的颜色,移动镜片紧靠背板时反光层和半透反光膜之间的距离确定了第二稳态的颜色。因此,显示模块中的各个像素都能够实现预先确定的两种反差颜色,这样就可以通过模块上像素点的色彩反差组合显示数字、字母、文字或图案,或如实施例3按7段数码管结构排列实现数字的显示。将多个显示模块排列拼装成一个完整的显示面板,就可显示出由数字、字母、文字和图案构成的信息,成为户外广告牌或其他工业信息显示牌。

本发明结构简单,制作方便,避开MEMS加工制作中的光刻和刻蚀工序,并且采用市场上现有的普通材料,利用电路板加工制作和其他常见的加工工艺,制造成本低廉,大大降低进入市场的门槛,为将来高分辨率显示薄膜的发展奠定坚实的基础。并且功耗极低,动态显示时的驱动能耗也只是传统显示的两个数量级以下,故可利用太阳能对其进行供电,大大节约能源,同时具有户外强光下的优越性能,对气候温度条件的适应性很强。

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