一种双稳态电润湿显示装置及其制备方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种双稳态电润湿显示装置及其制备方法。本发明专利技术通过设置公共电极、第一电极区和第二电极区，第一电极区和第二电极区的面积比大于3；通过多电极驱动完成双稳态电润湿显示装置的高响应速度状态切换，且功耗较低；每个像素格的绝缘层上设置有一润湿性隔绝结构以将像素格分成两个区域，润湿性隔绝结构的接触角为90度；通过设置接触角为90度的润湿性隔绝结构，实现开口率大、显示效果好的显示装置；润湿性隔绝结构在导电层上的投影与第二电极区相交；以给液滴提供贯穿润湿性隔绝结构的连续性电润湿作用力，确保液滴翻越润湿性隔绝结构所需的能量势垒。

A bistable electric wetting display device and its preparation method

The invention discloses a bistable electric wetting display device and a preparation method. By setting the common electrode, the first electrode and second electrode area, first electrode area and second electrode area ratio is greater than 3; the electrode driven bistable display high speed response state switching device, and the power consumption is low; the insulating layer of each pixel grid is provided with a wetting contact to Tosig will be divided into two regions, the wettability of the isolation structure of the contact angle of 90 degrees; by setting the contact angle is 90 degrees from the wettability of the structure, to achieve the opening rate, the display device has good effect; the wettability of the isolation structure on the conductive layer and the second electrode projection to the intersection zone; the droplet through wettability Isolated Continuous electro wetting force structure, ensure the droplet wetting over the energy barrier required isolation structure.

【技术实现步骤摘要】
一种双稳态电润湿显示装置及其制备方法
本专利技术涉及电润湿显示领域，尤其是一种双稳态电润湿显示装置及其制备方法。
技术介绍
电润湿显示是一种近年来新出现的显示技术，具有反射性好、对比度高和温度范围宽的特点。电润湿显示的原理利用外加电场操控像素内极性液体表面张力或接触角，进而推动油墨铺展和收缩，实现光学开关和灰度控制的新型反射式显示技术。虽然目前的电润湿显示技术已经取得了较大的进展，但仍然需要双稳态，其中双稳态显示仅需要能量来切换像素而不需要能量来维持像素状态。因此，双稳态显示技术广泛应用于低功耗显示领域；自反射式电润湿显示技术诞生，对于双稳态电润湿显示技术的探索从未停止。2008年，德国先进显示技术有限公司(ADT)利用导电流体在电极阵列驱动下的运动特性提出了一种双稳态电润湿显示结构(参见参考文献[1])，成功实现了高对比度、高反射率的段码显示。然而，该像素结构设计的有效开口率(对比于总几何面积)损失严重，且受限于油墨横向移动的响应速率低下。2010年，美国辛辛那提大学提出一种双层立体通道双稳态电润湿显示结构(参见参考文献[2])，通过严苛的通道对称性获得和保持流体界面形态的稳定性。通过施加电压来控制流体界面的移动和定位，达到多稳态操作的效果。该结构可实现较快的响应速度，且大幅提高电润湿显示反射率和开口率。然而，该结构必须保持上下通道高度一致，否则严重影响该显示技术的灰阶控制效果。因此导致制造工艺精度要求过高，难以实现产业化。参考文献[1]：Blankenbach,K.,Schmoll,A.,Bitman,A.,Bartels,F.,Jerosch,D.,Novelhighlyreflectiveandbistableelectrowettingdisplays,JournaloftheSID,16,237-244(2008).参考文献[2]：YangS.,ZhouK.,KreitE.,etal.,Highreflectivityelectrowettingpixelswithzero-powergrayscaleoperation.,Appliedphysicsletters,2010,97(14):143501.
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种开口率大、响应速度快的双稳态电润湿显示装置及其制备方法。本专利技术所采用的技术方案是：一种双稳态电润湿显示装置，包括上基板和下基板，所述上基板包括第一基板和公共电极，所述下基板包括第二基板和依次设置于所述第二基板上的导电层、绝缘层和围成像素格阵列的像素墙结构；每个像素格的导电层包括第一电极区、第二电极区和设置于两者之间的无电极区，所述第一电极区和第二电极区的面积比大于3；每个像素格的绝缘层上设置有一润湿性隔绝结构以将像素格分成两个区域，所述润湿性隔绝结构在导电层上的投影与第二电极区相交；所述润湿性隔绝结构的接触角为90度。进一步地，所述润湿性隔绝结构在导电层上的投影与第一电极区相交。进一步地，所述润湿性隔绝结构的宽度范围为2-10微米。进一步地，所述润湿性隔绝结构的高度范围为0.5-1微米。进一步地，所述绝缘层为疏水绝缘层。进一步地，所述无电极区的形状为锯齿形、曲线形或弧形。进一步地，所述润湿性隔绝结构的形状为矩形。本专利技术所采用的另一技术方案是：一种双稳态电润湿显示装置的制备方法，所述制备方法包括制备下基板的步骤，所述制备下基板的步骤包括：S1、在所述第二基板上制备导电层，所述导电层划分成像素格阵列且对应每个像素格的导电层区域包括第一电极区、第二电极区和设置于两者之间的无电极区，所述第一电极区和第二电极区的面积比大于3；S2、制备绝缘层，所述绝缘层覆盖在所述第二基板和导电层的上表面；S3、在对应每个像素格的绝缘层区域上分别设置一润湿性隔绝结构以将像素格分成两个区域；所述润湿性隔绝结构在导电层上的投影与第二电极区相交；所述润湿性隔绝结构的接触角为90度；S4、在所述绝缘层上制备像素墙结构以对应所述像素格阵列划分绝缘层，得到所述下基板。进一步地，所述润湿性隔绝结构的制备方法为：在掩膜版保护下对绝缘层进行图形化干法蚀刻；或者磁控溅射润湿性材料以完成润湿性隔绝结构的制作。进一步地，所述导电层的制备方法为：通过磁控溅射导电材料以制备所述导电层。本专利技术的有益效果是：本专利技术通过设置公共电极、第一电极区和第二电极区，第一电极区和第二电极区的面积比大于3；通过多电极驱动完成双稳态电润湿显示装置的高响应速度状态切换，且功耗较低；每个像素格的绝缘层上设置有一润湿性隔绝结构以将像素格分成两个区域，润湿性隔绝结构的接触角为90度；通过设置接触角为90度的润湿性隔绝结构，实现开口率大、显示效果好的显示装置；润湿性隔绝结构在导电层上的投影与第二电极区相交；以给液滴提供贯穿润湿性隔绝结构的连续性电润湿作用力，确保液滴翻越润湿性隔绝结构所需的能量势垒。附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步说明：图1是本专利技术一种双稳态电润湿显示装置的一具体实施例结构示意图；图2是本专利技术一种双稳态电润湿显示装置的润湿性隔绝结构在具有锯齿形无电极区的导电层上的一具体实施例投影示意图；图3是本专利技术一种双稳态电润湿显示装置的润湿性隔绝结构在具有弧形无电极区的导电层上的一具体实施例投影示意图；图4是本专利技术一种双稳态电润湿显示装置的油墨在润湿性涂层表面运动的情况示意图；图5是图4在40V的电压下双稳态显示装置的开口率随时间的变化曲线示意图；图6是本专利技术一种双稳态电润湿显示装置的显示工作原理图；图7是本专利技术一种双稳态电润湿显示装置的驱动时序图；其中，1为第一电极区；2为第二电极区；3为绝缘层；4为像素墙结构；5为第一流体；6为第二流体；7为密封胶框；8为公共电极；9为第一基板；10为第二基板；11为润湿性隔绝结构；12为无电极区。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。一种双稳态电润湿显示装置，参考图1，图1是本专利技术一种双稳态电润湿显示装置的一具体实施例结构示意图；双稳态电润湿显示装置包括上基板和下基板，上基板包括第一基板9和公共电极8，下基板包括第二基板10和依次设置于第二基板上的导电层、绝缘层3和围成像素格阵列的像素墙结构4；以图1示意的一个像素格为例，每个像素格的导电层包括第一电极区1、第二电极区2和设置于两者之间的无电极区12，第一电极区和第二电极区的面积比大于3；每个像素格的绝缘层3上设置有一润湿性隔绝结构11以将像素格分成两个区域，参考图2和图3，图2是本专利技术一种双稳态电润湿显示装置的润湿性隔绝结构在具有锯齿形无电极区的导电层上的一具体实施例投影示意图；图3是本专利技术一种双稳态电润湿显示装置的润湿性隔绝结构在具有弧形无电极区的导电层上的一具体实施例投影示意图；润湿性隔绝结构11在导电层上的投影与第二电极区2相交；润湿性隔绝结构11的接触角为90度；另外，双稳态电润湿显示装置还包括密封胶框7，用于将上基板和下基板封装成一个整体，以在整体的内部形成一个封闭腔室，在封闭腔室内填充有互不相溶的第一流体5和第二流体6，一般地，第一流体5为带颜色的油墨，第二流体6为电解质溶液。本专利技术采用电润湿原理，通过电极与表面润湿性隔绝结构联合图形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双稳态电润湿显示装置，包括上基板和下基板，所述上基板包括第一基板和公共电极，其特征在于，所述下基板包括第二基板和依次设置于所述第二基板上的导电层、绝缘层和围成像素格阵列的像素墙结构；每个像素格的导电层包括第一电极区、第二电极区和设置于两者之间的无电极区，所述第一电极区和第二电极区的面积比大于3；每个像素格的绝缘层上设置有一润湿性隔绝结构以将像素格分成两个区域，所述润湿性隔绝结构在导电层上的投影与第二电极区相交；所述润湿性隔绝结构的接触角为90度。

【技术特征摘要】
1.一种双稳态电润湿显示装置，包括上基板和下基板，所述上基板包括第一基板和公共电极，其特征在于，所述下基板包括第二基板和依次设置于所述第二基板上的导电层、绝缘层和围成像素格阵列的像素墙结构；每个像素格的导电层包括第一电极区、第二电极区和设置于两者之间的无电极区，所述第一电极区和第二电极区的面积比大于3；每个像素格的绝缘层上设置有一润湿性隔绝结构以将像素格分成两个区域，所述润湿性隔绝结构在导电层上的投影与第二电极区相交；所述润湿性隔绝结构的接触角为90度。2.根据权利要求1所述的一种双稳态电润湿显示装置，其特征在于，所述润湿性隔绝结构在导电层上的投影与第一电极区相交。3.根据权利要求1所述的一种双稳态电润湿显示装置，其特征在于，所述润湿性隔绝结构的宽度范围为2-10微米。4.根据权利要求1所述的一种双稳态电润湿显示装置，其特征在于，所述润湿性隔绝结构的高度范围为0.5-1微米。5.根据权利要求1至4任一项所述的一种双稳态电润湿显示装置，其特征在于，所述绝缘层为疏水绝缘层。6.根据权利要求1至4任一项所述的一种双稳态电润湿显示装置，其特征在于，所述无电极区的形状为锯齿形、曲线形或弧形。7.根据权利要求1至4任一项所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐彪，赵青，庄磊，白鹏飞，艾利克斯·汉森·维克多，周国富，
申请(专利权)人：华南师范大学，深圳市国华光电科技有限公司，深圳市国华光电研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44