一種灰度彩色電子紙的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種灰度彩色電子紙，其特征在于，每個像素結(jié)構單元包括基礎顏色層和灰度調(diào)節(jié)層，所述基礎顏色層能顯示兩種或兩種以上顏色，所述灰度調(diào)節(jié)層的顯示顏色和所述基礎顏色層一一對應，所述基礎顏色層和所述灰度調(diào)節(jié)層具有各自的驅(qū)動結(jié)構。所述基礎顏色層可以顯示黑、白、紅、綠、藍、青、品紅和黃等顏色；所述灰度調(diào)節(jié)層，具有多級灰度，且在每級灰度都具有零電場下的穩(wěn)定狀態(tài)。本發(fā)明平衡了驅(qū)動源器件和顯示結(jié)構的制作難度，降低制作成本，從而使灰度彩色電子紙能實現(xiàn)穩(wěn)定的多級灰度顯示，且具有良好的色域范圍，能適應更多應用領域。
【專利說明】
一種灰度彩色電子紙
技術領域
[0001]本發(fā)明屬于電子紙技術領域，尤其涉及一種灰度彩色電子紙。
【背景技術】
[0002]彩色電子紙的技術方案有多種，從材料類型劃分，彩色模式可分為膽留型液晶、濾光片型、彩色粒子型和電潤濕型等方案。從結(jié)構上劃分，彩色模式可分為沿面混色、三層疊加混色和三維混色等等。彩色電子紙存在的主要問題是色域狹窄、灰度級低和成本高。已有的彩色技術方案以粒子型和膽留型液晶相對成熟，但是仍然無法同時解決上述三個問題。粒子型顯示灰度的缺點是重復性差，特別是在單一像素內(nèi)，彩色粒子種類增多，在電場作用下運動形態(tài)對溫度、波形變化敏感。膽留型液晶的三層疊加主要問題是成本高，黑白反射率低。三維混色相對成本最低，但和實際應用要求仍然偏高，限制其在低成本領域的應用。為獲得更廣泛的應用，發(fā)明新的彩色電子紙模式是綜合解決色域、灰度和成本問題，是十分必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]根據(jù)上述提出的技術問題，而提供一種灰度彩色電子紙。本發(fā)明主要采用雙層結(jié)構實現(xiàn)高階灰度和廣色域的顯示性能，該種電子紙與現(xiàn)有技術相比能夠?qū)崿F(xiàn)高階灰度顯示，更寬的色譜范圍，平衡驅(qū)動源器件和顯示結(jié)構的制作難度，具有低成本優(yōu)勢。寬廣的色域和灰度，能滿足報紙、雜志等對色彩再現(xiàn)的高標準顯示要求。
[0004]本發(fā)明采用的技術手段如下:
[0005]—種灰度彩色電子紙，其特征在于，每個像素結(jié)構單元包括基礎顏色層和灰度調(diào)節(jié)層，所述基礎顏色層能顯示兩種或兩種以上顏色，所述灰度調(diào)節(jié)層的顯示顏色和所述基礎顏色層一一對應，所述基礎顏色層和所述灰度調(diào)節(jié)層具有各自的驅(qū)動結(jié)構。
[0006]所述基礎顏色層，可以顯示黑、白、紅、綠、藍、青、品紅和黃等顏色，且所述基礎顏色層至少能顯示兩種顏色，或白或紅、或黑或綠、或紅或綠、或紅或綠或藍、或白或青或品紅或黃等顏色。
[0007]進一步地，所述基礎顏色層顯示的每種顏色都具有零電場下的穩(wěn)定狀態(tài)。所述零電場下的穩(wěn)定狀態(tài)是指電場為零時，每種顏色在一定時間內(nèi)不發(fā)生變化，從幾秒甚或幾年不發(fā)生變化。
[0008]進一步地，所述基礎顏色層是反射型結(jié)構。當顯示或黑或白或某種顏色時，是反射透過灰度調(diào)節(jié)層的光線形成顏色。
[0009]進一步地，所述灰度調(diào)節(jié)層具有多級灰度，且在每級灰度都具有零點場下的穩(wěn)定狀態(tài)，可顯示灰度級的彩色或灰度級的透明色。根據(jù)不同的顯示需要，灰度調(diào)節(jié)層設計成具有灰度級的透明色時，能夠顯示灰度多色，色譜與基礎顏色層一致;灰度調(diào)節(jié)層設計成彩色時，能夠顯示多于基礎顏色層的色調(diào)，同時灰度等級可通過驅(qū)動電壓控制。
[0010]進一步地，所述灰度調(diào)節(jié)層是透射型結(jié)構。光線經(jīng)過灰度調(diào)節(jié)層，入射到基礎顯色層，基礎顯色層屏蔽吸收掉非顯示色的光譜區(qū)?；A顏色層的反射光再次進入灰度調(diào)節(jié)層，強度再次發(fā)生變化，最終獲得所需要的灰度顯示。
[0011]進一步地，所述基礎顏色層的外緣小于所述灰度調(diào)節(jié)層的外緣。根據(jù)像素的大小，通常是1-20微米寬度。
[0012]上述的灰度調(diào)節(jié)層可為膽留型液晶電控結(jié)構單元，或者其它透射型電控結(jié)構單元，或者吸收基色光的電控結(jié)構單元。
[0013]上述的基礎顏色層可為電泳型電子紙，也可以是其它種類的具有反射功能或吸收基色光的電控結(jié)構單元，加電后透明的反射模式的電子紙，如電潤濕型、橫向電泳技術和電致變色等模式。
[0014]對于其它非膽甾型液晶和非電泳型的電子紙模式，比如近晶相液晶層、電致變色、電潤濕等模式也同樣適用于本發(fā)明。
[0015]本發(fā)明的灰度調(diào)節(jié)層，在彩色光譜區(qū)，灰度調(diào)節(jié)層的基色光和基礎顏色層的基色光可以顯示更廣色域的彩色圖像。
[0016]灰度多色電子紙的顯示原理:設定基礎顏色層為或白或紅，灰度調(diào)節(jié)層設定為可以顯示灰度級透明色或灰度級綠色。顯示白色時，基礎顏色層顯示成白色;灰度調(diào)節(jié)層灰度級透明色；顯示紅色時，基礎顏色層顯示成紅色;灰度調(diào)節(jié)層灰度級透明色；顯示黃色時，基礎顏色層顯示成紅色；灰度調(diào)節(jié)層灰度級綠色狀態(tài)；調(diào)節(jié)灰度級透明色或灰度級綠色的灰階，實現(xiàn)多級穩(wěn)定狀態(tài)灰度顯示。
[0017]全彩色電子紙的顯示原理:設定基礎顏色層為或白或黑或紅或綠，灰度調(diào)節(jié)層設定為可以顯示灰度級透明色或灰度級藍色。顯示白色、黑色、紅色、綠色時，基礎顏色層對應顯示成白色、黑色、紅色、綠色；灰度調(diào)節(jié)層根據(jù)各種顏色的灰度要求，呈現(xiàn)不同的透明狀態(tài);顯示藍色時，基礎顏色層對應顯示成或黑色或白色，黑色對應深藍，白色對應淺藍;根據(jù)藍色的灰度要求，灰度調(diào)節(jié)層結(jié)合基礎顏色層呈現(xiàn)不同的藍色狀態(tài);顯示其它顏色時，基礎顏色層按照彩色顯示要求或白或黑或紅或綠;灰度調(diào)節(jié)層根據(jù)顏色的灰度要求，呈現(xiàn)不同的灰度級透明色或灰度級藍色?；叶炔噬娮蛹埻ㄟ^兩層的優(yōu)化組合，在廣色域?qū)崿F(xiàn)全彩色顯示。
[0018]本發(fā)明提供的一種多級灰度彩色電子紙的有益效果如下:
[0019]較現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明提供的灰度彩色電子紙采用雙層結(jié)構實現(xiàn)高階灰度的多色電子紙或全彩色電子紙顯示，使用基礎顏色層和灰度調(diào)節(jié)層拓寬顯示的灰度等級。平衡了驅(qū)動器等電控原件和盒結(jié)構的復雜程度，驅(qū)動器和盒結(jié)構與現(xiàn)有技術比都處于中間水平，總體降低彩色電子紙的綜合成本。
[0020]本發(fā)明提供的基礎顏色層和灰度調(diào)節(jié)層，能在保持色域范圍不變的情況下，提高電子紙的灰度等級。這種結(jié)構和與現(xiàn)有技術比，具有高階灰度和廣色域的特點。為電子紙實現(xiàn)高階灰度和全彩色顯示性能提供了一個低成本、有效的結(jié)構支持，期望獲得更廣泛的應用。
【附圖說明】
[0021]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖做以簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0022]圖1為本發(fā)明一種灰度彩色電子紙的像素結(jié)構示意圖。
[0023]圖2是本發(fā)明實施例1灰度多色電子紙的像素結(jié)構示意圖。
[0024]圖3是本發(fā)明實施例2全彩色電子紙的像素結(jié)構示意圖。
[0025]圖中；1:灰度調(diào)節(jié)層;2:基礎顏色層;3:第一基板;4:第一電極;5:第一取向膜;6:膽甾型液晶層;7:第二取向膜;8:第二電極;9:第二基板；10:第三電極；11:紅色電泳粒子；12:綠色電泳粒子;13:白色電泳粒子;14:黑色電泳粒子;15:第四電極;16:第三基板。
【具體實施方式】
[0026]為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0027]如圖1所示，一種灰度彩色電子紙，每個像素結(jié)構單元包括基礎顏色層2和灰度調(diào)節(jié)層I，所述基礎顏色層2能顯示兩種或兩種以上顏色，所述灰度調(diào)節(jié)層I的顯示顏色和所述基礎顏色層2—一對應，所述基礎顏色層2和所述灰度調(diào)節(jié)層I具有各自的驅(qū)動結(jié)構。
[0028]所述基礎顏色層2顯示的每種顏色都具有零電場下的穩(wěn)定狀態(tài)。
[0029]所述基礎顏色層2是反射型結(jié)構。
[0030]所述灰度調(diào)節(jié)層I具有多級灰度，且在每級灰度都具有零點場下的穩(wěn)定狀態(tài)，可顯示灰度級的彩色或灰度級的透明色。
[0031]所述灰度調(diào)節(jié)層I是透射型結(jié)構。
[0032]所述基礎顏色層2的外緣小于所述灰度調(diào)節(jié)層I的外緣。
[0033]實施例1
[0034]為突出發(fā)明點，本實施例中只給出單個像素結(jié)構單元的示意圖沒有一一列出灰度彩色電子紙的全部組成結(jié)構，這里忽略了電泳液、間隔材料、密封部分、引線電極和驅(qū)動單元等本領域人員所熟知的部分，這對理解本發(fā)明不產(chǎn)生影響。
[0035]如圖2所示，本實施例提供的多色顯示灰度電子紙中單個像素結(jié)構單元的總體結(jié)構自上而下依次包括第一基板3、第一電極4、第一取向膜5、膽留型液晶層6、第二取向膜7、第二電極8、第二基板9、第三電極1、紅色電泳粒子11、黑色電泳粒子14、白色電泳粒子13、第四電極15和第三基板16，其中，第一基板3、第二基板9和第三基板16均為PET透明基板，厚度為100微米;第一電極4、第二電極8、第三電極10和第四電極15使用ITO透明電極，厚度為2000埃。膽甾型液晶層6使用MDA系列的雙瓶系統(tǒng)MDA-00-1444和MDA-00-1445液晶。所述灰度彩色電子紙由三層基板疊加而成，疊加的基板之間分別是電泳液、電泳粒子和膽留型液晶層，電泳粒子分布于透明電泳液之中(以下所述電泳粒子或其功能均指分布于電泳液中的電泳粒子)且置于附著在第二基板9和第三基板16上的兩電極(第三電極10和第四電極15)之間，構成基礎顏色層2。膽留型液晶層6置于第一基板3、第二基板9上的兩取向膜(第一取向膜5和第二取向膜7)之間構成灰度調(diào)節(jié)層I。即灰度調(diào)節(jié)層I是由第一電極4、第一取向膜5、膽留型液晶層6、第二取向膜7、第二電極8組成?；A顏色層2是由第三電極1、第四電極15、紅色電泳粒子11、白色電泳粒子13、黑色電泳粒子14組成。
[0036]圖2中給出的膽留型液晶層6處于平面態(tài)，在本實例中膽留型液晶層6在平面態(tài)分子排列結(jié)構下反射綠光，膽甾型液晶的比例為MDA-00-1444 (30%)和MDA-00-1445 (70%),取向材料為SE4811。圖2中給出的基礎顏色層2顯示紅色，與灰度調(diào)節(jié)層I的綠色混色形成黃色。除黃色以外，通過施加不同波形的電信號，改變基礎顏色層2和灰度調(diào)節(jié)層I的灰度和色調(diào)能實現(xiàn)不同灰度下的綠、紅、黑、白等單色顯示。
[0037]實施例2
[0038]如圖3所示，本實施例提供的全彩色顯示電子紙的單個像素結(jié)構單元的基本結(jié)構與實施例1的相同，不同之處在于，基礎顏色層2含有黑白紅綠四種粒子(黑色電泳粒子14、白色電泳粒子、13紅色電泳粒子11、綠色電泳粒子12)的電泳粒子，能實現(xiàn)藍色顯示的灰度調(diào)節(jié)層I。膽甾型液晶為MDA-00-1445，取向材料為SE4811。這種情況下，每個像素可以變化不同灰度的黑白紅綠藍顏色。圖3中給出基礎顏色層2是綠色、灰度調(diào)節(jié)層I的膽留型液晶層6處于焦錐態(tài)，混色后仍然顯示綠色，只是灰度級發(fā)生變化。通過施加不同波形的電信號，改變基礎顏色層2和灰度調(diào)節(jié)層I的灰度和色調(diào)能實現(xiàn)不同灰度下的全彩色顯示。當縮小每個像素的尺寸，像素尺寸小于0.1mmx0.1mm，可以實現(xiàn)臨近像素的混色，按照混色規(guī)則實現(xiàn)更高灰度等級的全彩色顯示。
[0039]最后應說明的是:以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制;盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；比如只變換基礎顏色層和灰度調(diào)節(jié)層的顏色種類或數(shù)量，增加或減少基板的數(shù)目，如使用4層基板，也是本發(fā)明容易實現(xiàn)的方式。對于其它非膽留型液晶和非電泳型的電子紙模式，比如近晶相液晶層、電致變色、電潤濕等模式也同樣適用于本發(fā)明。凡在本發(fā)明的更改和變化之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權項】
1.一種灰度彩色電子紙，其特征在于，每個像素結(jié)構單元包括基礎顏色層和灰度調(diào)節(jié)層，所述基礎顏色層能顯示兩種或兩種以上顏色，所述灰度調(diào)節(jié)層的顯示顏色和所述基礎顏色層一一對應，所述基礎顏色層和所述灰度調(diào)節(jié)層具有各自的驅(qū)動結(jié)構。2.根據(jù)權利要求1所述的灰度彩色電子紙，其特征在于，所述基礎顏色層顯示的每種顏色都具有零電場下的穩(wěn)定狀態(tài)。3.根據(jù)權利要求1或2所述的灰度彩色電子紙，其特征在于，所述基礎顏色層是反射型結(jié)構。4.根據(jù)權利要求1所述的灰度彩色電子紙，其特征在于，所述灰度調(diào)節(jié)層具有多級灰度，且在每級灰度都具有零點場下的穩(wěn)定狀態(tài)，可顯示灰度級的彩色或灰度級的透明色。5.根據(jù)權利要求1或4所述的灰度彩色電子紙，其特征在于，所述灰度調(diào)節(jié)層是透射型結(jié)構。6.根據(jù)權利要求1所述的灰度彩色電子紙，其特征在于，所述基礎顏色層的外緣小于所述灰度調(diào)節(jié)層的外緣。
【文檔編號】G02F1/167GK106054426SQ201610668228
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年8月15日 公開號201610668228.7, CN 106054426 A, CN 106054426A, CN 201610668228, CN-A-106054426, CN106054426 A, CN106054426A, CN201610668228, CN201610668228.7
【發(fā)明人】趙景罡, 張立娜, 何志玲
【申請人】大連東方科脈電子股份有限公司