专利名称：反射式显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及显示装置，尤其涉及一种反射式显示装置。
背景技术：
反射式显示器无须背景光，它是利用环境光产生图像，只要满足需要的照明条件便可实现显示。反射式显示器的亮度取决于环境照明和显示器在白色状态下的反射率，且随眼睛适应照明条件的改变而变化。反射式显示器的对比度定义为显示器白色状态反射率与黑色状态反射率之比。电子纸显示器是一种完全反射式显示器，比如电泳显示就是一种新型的电子纸显示技术。该技术是利用颜料粒子的电泳特性，将带电颜料粒子悬浮在溶剂中而形成的悬浮体系。在电场作用下，带电颜料粒子沿电场方向(带正电粒子)或逆电场方向(带负电粒子)移动，从而显示信息图像。由于电泳液和带电粒子比重接近，当电场撤除后仍能保持显示状态(即所谓的双稳态)，显著降低了能量消耗。电泳显示器主要可分为微胶囊式电泳显示器和微杯格式电泳显示器。微胶囊式电泳显示器的原理是将电泳液封装在粒径50-150μπι的微胶囊内，然后将微胶囊材料制成薄膜，或将微胶囊涂布在矩阵电极板上。微杯格式电泳显示器是美国SiPix Imaging公司开发出的一种电泳显示技术，其原理是将带电微粒分散在染色的绝缘溶剂中构成胶体电泳液，像微胶囊一样对电泳液进行分区密封，即将其封装在特制的微杯中。该技术可防止电泳颗粒间团聚串扰的作用，大大降低外界环境带未的影响，更易实现双稳性，同时对电极之间有一定支撑效应。电子墨水技术的微胶囊或微杯格内含2种颜色的显示介质，其中的黑色颗粒带负电，白色颗粒带正电，凭借上下电极的改变拉动颜料颗粒在微胶囊内上下移动，产生黑白灰阶颜色变化。电子油墨显示器的反射率是液晶显示器的3-6倍，对比度为液晶显示器的2倍。对于微胶囊式电泳显示器或微杯格式电泳显示器，环境光透过透明电极板(上基板)入射到微胶囊球面上再反射回读者眼睛，从而看到图像。图1是一种现有的微胶囊式电子纸显示示意图。如图所示，由于电泳层2中的相邻显示基元3(微胶囊或微杯格)之间具有一定距离的间隙，使得显示出来的图像像素不连续，形成图像盲区。另一方面，入射到微胶囊部分区域的光线12的反射光线12f不能透射出显示器，而是消失在电泳层2内部，这也导致了这部分图像的缺失，形成图像断点。则该图像盲区或图像断点区域的反射率不受显示器控制，从整体上造成了整个图像的对比度下降。此外，入射到相邻显示基元间隙的光线造成这部分光线的浪费，降低了反射率。所以目前的电泳显示器存在的问题之一就是如何消除图像盲区和图像断点，实现显示图像的连续性，提高显示图像的对比度；还有如何提高显示器对光线的利用率，以增强显示器的亮度。
发明内容
本发明的目的是消除图像盲区和图像断点，实现显示图像的连续性。为实现上述目的，本发明提供了一种反射式显示装置。该装置包括:反射式显示层，包括多个显示基元和相邻显示基元之间的隔离部分；增强膜，设置于所述反射式显示层之上，对进出所述反射式显示层的光线进行折射。所述增强膜具有与所述显示基元一一对应的膜单元。所述增强膜具有的膜单元呈矩阵排列图案或蜂窝排列图案。所述膜单元包括位于所述显示基元上方的第一区域和位于所述隔离部分上方的第二区域。所述第二区域使折射光线的传播方向向邻近的所述显示基元发生偏转。本发明实施例的反射式显示装置，利用反射式显示层之上的反射增强膜，使部分到达该装置的入射光线改变传播方向，使更多光线能够入射到可实施电控制的显示基元的表面，并且使其反射光线携带图像信息再次经过增强膜时改变传播方向，透射出该显示装置返回到读者的视角范围内。通过本发明的方案，增强膜具有的特定形状的膜单元产生的效果是将每个显示基元所示的图像完整传递到显示面板上并向其四周的间隙延展，由此填补了图像盲区，消除了图像断点、实现了显示图像的连续性，从整体上增强了反射式显示的对比度。另一方面提高了对光线的利用率，增强了该反射式显示器的亮度。
图1是一种现有的微胶囊式电子纸显示示意图；图2是本发明实施例的一种反射式显示装置的结构示意图；图3是本发明实施例的一种增强膜的俯视结构示意图；图4是本发明实施例的一种反射式显示装置的显示示意图；图5是本发明实施例的另一种反射式显示装置的结构示意图；图6是本发明实施例的另一种反射式显示装置的显示示意图；图7是本发明实施例的另一种增强膜的俯视结构示意图。
具体实施例方式下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。本发明实施例采用在反射式显示层之上覆盖一层具有特定形状的增强膜，改变了部分入射光线的传播方向，使其携带图像信息反射回读者眼睛，以增强显示对比度和亮度。图2是本发明实施例的一种反射式显示装置的结构示意图。如图所示，该反射式显示装置包括上基板10、增强膜20、反射式显示层30和下基板40。所述上基板10和下基板40为相对设置的薄膜基板，均采用不导电的柔性材料。所述上基板10作为该反射式显示装置的显示面板，采用透光材料。所述下基板40可采用不透明材料。所述反射式显示层30位于上基板10和下基板40之间，其中包含大量显示基元31，以单层或多层的结构排布在反射式显示层30中。这些显示基元采用反射式材料制成，用于对光线进行反射以形成图像。所述反射式显示层30中还包括相邻显示基元之间的隔离部分32。该反射式显示装置还包括:公共电极层11，设置于上基板10和反射式显示层30之间；和像素电极层41，设置于下基板40的上表面，具有阵列结构排布的矩形区域，该阵列结构中的每一个矩形区域形成一个像素单元411，对应该反射式显示装置显示的一个像素点。
所述增强膜20位于反射式显示层30之上的某一位置，用于对进出所述显示基元31的光线进行折射。优选地，本实施例中将其设置于公共电极层11的上表面。所述增强膜20包含与显示基元31的排布方式相同的膜单元21，即每一个膜单元21对应一个显示基
J Li ο如上所述，本实施例中的显示基元31和增强膜20上的膜单元21 —一对应，具有相同的排布方式。图3是本发明实施例的一种增强膜的俯视结构示意图。如图中所示，优选地，增强膜20中的膜单元21以矩阵阵列的方式排布。该增强膜20适用于本实施例中的显示基元31以矩阵阵列的方式排布的情况。优选地，本实施例的反射式显示装置为电子纸装置，所述反射式显示层30是电泳层，采用具有双稳态特性和电泳效应的电子材料。优选地，本实施例中的显示基元31是微胶囊，相邻微胶囊31之间的隔离部分为相邻微胶囊之间的空隙32。该微胶囊31可以是管状、球形、椭圆形或者其他形状。每个微胶囊31是完全封闭的腔体，其中封装有电泳液311和若干不同颜色的带电粒子312，并且电泳液311和带电粒子312的密度相同。本实施例中的带电颜料粒子312具有白和黑两种颜色，分别带正电荷和负电荷，散布在电泳液311中。每一个微胶囊31与上基板10上的公共电极层11电连接，还与下基板40上的像素电极层41电连接。本实施例中的增强膜20的每个膜单元21具有特定的表面形状，该特定的表面形状取决于显示基元31的类型。每个膜单元21的形状是将增强膜20整体粘附到上基板10表面之后，使用特制的模具一次压制形成的。该增强膜20采用透明的折射材料，比如PET材料，膜厚度与材料的折射率大小以及所需要的折射光线偏转大小有关。增强膜20包括位于所述显示基元上方的第一区域和位于所述隔离部分上方的第二区域。第二区域使折射光线的传播方向向邻近的显示基元发生偏转，具有大的厚度或者是采用大折射率的材料制成。本实施例通过将具有特定折射率及厚度的膜单元21压制成特定的形状使得出入第二区域的折射光线向邻近的显示基元发生大的偏转，比如膜单元21的形状可以是具有一定曲率的凸球面、凸圆弧面或者具有凸圆弧角的平面，使到达膜单元21不同位置的光线具有不同的入射角度，进而使光线沿着所需的最佳入射和反射方向进行传播。例如给公共电极层11与像素电极层41之间附加一电势差时，就在电泳层30中形成一直流电场，微胶囊31中的不同带电颜料粒子便会在电场的作用下分别移动到微胶囊31的顶部和底部。移动到微胶囊31顶部的带电粒子的颜色在环境光的照射下透过上基板10显示出来，形成图像。优选地，本实施例中的微胶囊31为直径IOOum的球形，增强膜20的膜单元21的形状是凸起的圆弧面，折射率大小为1.575。第一区域和第二区域的最大厚度分别为SOum和 50um。图4是本发明实施例的一种反射式显示装置的显示示意图，对应上述实施例中的微胶囊式电子纸装置。图中省去了电泳层30之上的公共电极层11和上基板10，但具有同样的示意效果。如图所示，假设一束光线(以垂直于电子纸显示面板的光线为例)透过一系列部件(包括增强膜20)到达电泳层30。在此传播过程中，一些光线的传播方向不因增强膜20而改变，另一些光线则在增强膜20中发生折射效应改变了传播方向。增强膜20使这些改变传播方向的光线入射到微胶囊31表面的合适位置，并使其反射光线能够沿一定路径返回，到达读者的眼睛。
如图中所示，光线51入射到增强膜20上时，正好垂直于入射点的切线方向，所以光线51经过增强膜20后不改变传播方向。光线51接着入射到微胶囊31表面的Atl点，并且垂直于A0点的切线，于是反射光线51f沿入射光线的传播路径返回，到达读者的视角内。光线52经过增强膜20时发生了折射，偏离原来的传播方向到达微胶囊31表面的B0点，经微胶囊31表面反射后并再次经过增强膜20且发生第二次折射后，反射光52f沿图中所示路径(以垂直于电子纸显示面板的光线为例)透射出电子纸装置到达读者的视角内。反射光52f的反向延长线经过电泳层30的B1点，也就是说，读者通过光线52f看到的B0点的图像仿佛是从B1点发射出的。可见，增强膜20的作用是将Btl点的图像传递到了 B1点。对于光线53，在没有增强膜20时，其反射光线53&消失在相邻微胶囊31之间的空隙32中。而在增强膜20的作用下，如光线52的传播过程，光线53到达微胶囊31表面的C。点，反射光线53f透射出电子纸装置到达读者的视角内，其反向延长线经过电泳层30的C1点，即Ctl点的图像传递到了 C1点。一方面，Ctl点的图像受增强膜20的作用得以显示在电子纸显示面板上，避免了图像缺失；另一方面，填补了电子纸显示面板上C1点所在的图像盲区。对于光线54，在没有增强膜20时入射到相邻微胶囊31的间隙中并消失在电泳层30中。而在增强膜20的作用下，光线54到达微胶囊31表面的Dtl点，反射光线54f透射出电子纸装置，其反向延长线经过电泳层30的D1点，Dtl点的图像传递到了 D1点。一方面利用Dtl点的图像填补了 D1点所在的图像盲区，另一方面使原本会入射到相邻微胶囊31的间隙中的光线得到了有效的利用。以上只列举了入射光线和出射光线都垂直于电子纸显示面板的情况。实际上，入射光线还包括沿其他角度入射到电子纸装置上的的光线，出射光线也还包括沿其他角度出射的光线。由于电子纸显示装置具有大的可视角度的特性，在可视角范围内传播的出射光线都能到达读者眼睛。所以当增强膜20的材料、膜厚度以及各个膜单元21的表面形状确定后，那些只要满足了一定入射角度的入射光线，都能到达微胶囊31的表面并且携带图像信息返回到可视角范围内，被读者看到。以上分析了微胶囊31右半边的显示过程，根据其对称关系，左半边的显示情况也可如上分析过程得到。如上所述，增强膜20可以改变部分光线的传播方向，产生的效果是将反射式显示层30中显示基元31所示的图像完整传递到反射式显示装置的显示面板上并由中间向其两侧的隔离部分32延展。同理，在与此垂直的方向上图像也完整显示并由中间向前后两侧的隔离部分32延展，即每个显示基元31所展示的图像被光线充分接收后由中间向四周进行延展后放大显示出来。由此填补了图像盲区，消除了图像断点、实现了显示图像的连续性，也提高了整个图像的对比度。另外，本实施例有效利用了光线54，提高了光线的利用率；并且根据光路可逆原理，沿反射光线53f和54f的路径入射的光线，其反射光线将分别沿入射光线53和54的传播路径透射出电子纸，到达读者视角内。这样也提高了光线的利用率，使更多入射光线都能携带着显示基元31的图像信息反射回读者的眼睛，提高了电子纸显示的亮度。图5是本发明实施例的另一种反射式显示装置的结构示意图。如图中所示，该反射式显示装置是微杯格式电子纸装置。该电子纸装置除电泳层30中的显示基元31的类型和增强膜20的膜单元形状不同之外，包含的其他结构都与图2所示的微胶囊式电子纸装置基本相同，因此相同的部件不再赘述。该微杯格式电子纸装置中，电泳层30中的显示基元是微杯格33，相邻微杯格33之间的隔离部分为微杯分隔壁34。该微杯格33的俯视截面可以是矩形(正方形、长方形)、正多边形(如正六边形)或者其他形状。微杯格33和膜单元21的阵列排布结构与微杯格33的俯视截面的形状有关，可以是矩阵阵列、蜂窝阵列或其他阵列结构。微杯分隔壁34的作用除了将电泳层30分成多个微杯格33，也可以对上下基板之间起到支撑的作用。每一个微杯格33是完全封闭的腔体，其中封装有电泳液331和若干白色和黑色、分别带正电和负电的粒子332。本实施例中的膜单元21的表面形状可以是具有一定曲率的凸球面、凸圆弧面或者具有凸圆弧角的平面。优选地，本实施例中的微杯格33是棱长IOOum的正方体，所以增强膜20的俯视结构示意图也如图3所示为矩阵阵列结构，分隔壁34采用PET材料，膜单元21的形状是凸圆弧面，折射率大小为1.575。第一区域和第二区域的厚度分别为80um和50um。图6是本发明实施例的另一种反射式显示装置的显示示意图,对应上述实施例中的微杯式电子纸装置。如图中所示，假设一束光线(仍以垂直于电子纸显示面板的光线为例)透过一系列部件到达电泳层30。若不使用增强膜20，入射到电泳层内的光线分为两部分，第一部分的光线55垂直入射到微杯格33的表面，反射后沿原路返回到达读者的视角内，第二部分的光线56入射到分隔壁34的表面，被微杯分隔壁34吸收。消失在电泳层30中。当使用了增强膜20时，光线55经过增强膜20传播路径未发生改变，入射到Etl点，在Etl点反射后的反射光线55f沿原路返回到达读者的视角内。第二区域上方的光线56经过增强膜20时发生了折射，偏离原来的传播方向到达微胶囊31表面的F。点，经微杯格33表面反射后并再次经过增强膜20且发生第二次折射后，反射光56f沿图中所示路径透射出电子纸装置到达读者的视角内。反射光56f的反向延长线经过F1点，即增强膜20将F。点的图像传递到了 F1点，并且有效利用了光线56。同图4的分析，入射光线和出射光线分别还包括满足一定角度的其他光线。根据对称关系，由微杯格33左半边入射的光线的传播与图像显示情况也如上述分析得到。最终由每个微杯格33所展示的该像素的图像被光线充分接收后由中间向四周延展后放大显示出来。并且，第二区域上方的光线也得到了充分利用。另外，根据光路可逆原理，沿反射光线56f的路径入射的光线也得到了利用。图7是本发明实施例的另一种增强膜的俯视结构示意图。如图所示，本实施例中，增强膜20的每一个膜单元21的俯视截面为六边形，膜单元21的阵列排布方式呈现图中所示的蜂窝结构。这种结构的增强膜对应显示基元为上下表面为六边形的微杯格式的电子纸装置。在该实施例中，微杯格33也以图7中所示的方式排布。如上所述，本发明实施例的反射式显示装置，利用反射式显示层之上的增强膜20，使部分到达该装置的入射光线改变传播方向，使更多光线能够入射到显示基元31的表面，并且使其反射光线携带图像信息再次经过增强膜20时改变传播方向，透射出该显示装置返回到读者的视角范围内。通过本发明的方案，增强膜20具有的特定形状的膜单元21产生的效果是将每个显示基元所示的图像完整传递到该反射式显示装置的显示面板上并向其四周延展，由此填补了图像盲区，消除了图像断点、实现了显示图像的连续性，从整体上增强了电子纸显示的对比度。另一方面利用了入射到隔离部分上方的光线，提高了对光线的利用率，增强了反射式显示装置的显示的亮度。以上所述的具体实施方式
，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式
而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种反射式显示装置，其特征在于，所述装置包括: 反射式显示层，包括多个显示基元和相邻显示基元之间的隔离部分； 增强膜，设置于所述反射式显示层之上，对进出所述反射式显示层的光线进行折射。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述增强膜具有与所述显示基元一一对应的膜单元。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述增强膜具有的膜单元呈矩阵排列图案或蜂窝排列图案。
4.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述膜单元包括位于所述显示基元上方的第一区域和位于所述隔离部分上方的第二区域； 所述第二区域使折射光线的传播方向向邻近的所述显示基元发生偏转。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第二区域具有大的厚度。
6.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第二区域采用大折射率的材料制成。
7.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述膜单元具有凸球面、凸圆弧面或者凸圆弧角平面的表面形状。
8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述反射式显示层是电泳式微胶囊式电子墨水层，所述显示基元是微胶囊，所述隔离部分是相邻所述微胶囊之间的空隙。
9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述反射式显示层是电泳式微杯格式电子墨水层，所述显示基元是微杯格，所述隔离部分是微杯分隔壁。
全文摘要
本发明涉及一种反射式显示装置。该装置包括反射式显示层，包括多个显示基元和相邻显示基元之间的隔离部分；增强膜，设置于所述反射式显示层之上，对进出所述反射式显示层的光线进行折射。所述增强膜具有与所述显示基元一一对应的膜单元。所述增强膜具有的膜单元呈矩阵排列图案或蜂窝排列图案。所述膜单元包括位于所述显示基元上方的第一区域和位于所述隔离部分上方的第二区域。所述第二区域使折射光线的传播方向向邻近的所述显示基元发生偏转。本发明利用反射式显示层之上的反射增强膜，使更多光线入射到可实施电控制的显示基元的表面，并携带图像信息反射出电子纸装置到达读者视角内，实现了显示图像的连续性，提高了电子纸的显示对比度。
文档编号G02F1/167GK103207495SQ20121001510
公开日2013年7月17日 申请日期2012年1月17日 优先权日2012年1月17日
发明者曹堪宇 申请人:北京凡达讯科技有限公司