一種具有高亮度漫反射體的顯示結(jié)構(gòu)和電濕潤顯示裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種具有高亮度漫反射體的顯示結(jié)構(gòu)和電濕潤顯示裝置，所述顯示結(jié)構(gòu)包括面板玻璃、顯示層、基底玻璃，其中，在基底玻璃下設(shè)置有高亮度漫反射聚合物薄膜材料，面板玻璃、顯示層、基底玻璃以及漫反射聚合物薄膜材料按順序?qū)盈B。所述電濕潤顯示裝置包括基于所述顯示結(jié)構(gòu)的電濕潤顯示裝置和in-cell型的電濕潤顯示裝置。本實(shí)用新型的顯示結(jié)構(gòu)在平板顯示結(jié)構(gòu)的基底下或顯示層下放置具有高亮度的漫反射聚合物薄膜作為漫反射層或反射體，以提供所需的接近紙的漫反射和對比度。較真空鍍膜的工藝更簡單，且規(guī)避了昂貴的真空鍍膜工藝，極大的降低了制作成本。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種顯示結(jié)構(gòu)和顯示裝置，特別地涉及一種具有高亮度漫反射體 的顯示結(jié)構(gòu)和電濕潤顯示裝置。 一種具有高亮度漫反射體的顯示結(jié)構(gòu)和電濕潤顯示裝置

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，用于文字、圖像、視頻以及交互界面的顯示單元一般采用平板顯示結(jié) 構(gòu)，在這一領(lǐng)域中，廣泛使用的有，例如，微流控顯示系統(tǒng)（Electro fluidic display system， EFD)、電泳顯不系統(tǒng)（Electrophoretic display system)、平面轉(zhuǎn)換 (In-Plane-Switching，IPS)、電滲透顯不系統(tǒng)（Elctro-osmosis display system)，以及液 晶顯示IXD等。其中的一部分顯示結(jié)構(gòu)采用反射式顯示，例如，應(yīng)用于電子墨水（E ink)或 電子紙的EFD。EFD也可稱為電濕潤顯示（Electrowetting display)，電潤濕是指通過改 變液滴與絕緣基板之間電壓，來改變液滴在基板上的潤濕性，即改變接觸角，使液滴發(fā)生形 變、位移的現(xiàn)象。所謂潤濕是指固體表面的一種流體被另一種流體所取代的過程。液體在固 體表面能鋪展，固液接觸面有擴(kuò)大的趨勢，即液體對固體表面的附著力大于其內(nèi)聚力，就是 潤濕。液體在固體表面不能鋪展，接觸面有收縮成球形的趨勢，就是不潤濕，不潤濕就是液 體對固體表面的附著力小于其內(nèi)聚力?？顾砻娴臐駶櫺Ч梢允褂秒妷簛砀淖儯ü拭?潤濕），令表面變得更親水（濕潤）。由于原先疏水的表面現(xiàn)在變得更吸水，原先與疏水表 面良好接觸的惰性液體，例如油層，不得不改變其形式。這種界面屬性控制是電潤濕應(yīng)用的 基礎(chǔ)。關(guān)于電濕潤顯示原理的應(yīng)用，在專利W003071347,以及在出版物《自然》的425383385 發(fā)表的內(nèi)容中有詳細(xì)的描述。
[0003] 相比其他顯示技術(shù)，EFD顯示技術(shù)及其結(jié)構(gòu)具有許多優(yōu)勢，因?yàn)槠渫瑫r(shí)具有高光電 效率和切換速度。EFD單元本質(zhì)上是一個(gè)可變光圈濾光器。在電壓驅(qū)動的開啟狀態(tài)下，其視 覺外觀取決于在彩色油層消退時(shí)顯示的反射材料。良好的反射材料，可為顯示單元提供較 好的漫反射效果，以還原用戶在紙上閱讀的擬真效果，同時(shí)，還提供較好的對比度。
[0004] 現(xiàn)有的電子紙中，實(shí)現(xiàn)透明的Ero需要橫向驅(qū)動原理，在透明顯示器中通常采用 A1、Ag鍍膜施加在底層玻璃上，形成鏡面或反射面，與紙差別大。
[0005] 而目前市場上的實(shí)現(xiàn)紙質(zhì)擬真效果的顯示屏包括索尼、亞馬遜kindle等的稱為 電子墨水或電子紙顯示屏，其基于電泳顯示（EPD)原理，且一般都是基于EH)的垂直或縱向 驅(qū)動原理，即實(shí)現(xiàn)為反射式（非透明）顯示系統(tǒng)。其紙張效果通過在基底采用真空鍍膜工 藝，例如通過噴射Ti02顆粒形成鍍膜實(shí)現(xiàn)。盡管Ti02鍍膜的目的是盡量接近紙張的效果， 但其反射率低，對比度不高，且成本高昂。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0006] 本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)問題的缺陷，提供一種具有高亮度漫反射體 的顯示結(jié)構(gòu)和電濕潤顯示裝置。
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下的技術(shù)方案：
[0008] 根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提出了一種具有高亮度漫反射體的顯示結(jié)構(gòu)，所述 顯示結(jié)構(gòu)包括面板玻璃、顯示層、基底玻璃，其中，在基底玻璃下設(shè)置有反射體，面板玻璃、 顯示層、基底玻璃以及漫反射聚合物薄膜材料按順序?qū)盈B，其中所述反射體為漫反射聚合 物薄膜材料。
[0009] 優(yōu)選地，所述漫反射聚合物薄膜材料為基于PET的材料，其厚度設(shè)置為 175um_350um〇
[0010] 優(yōu)選地，所述漫反射聚合物薄膜材料填充有漫反射微粒，其設(shè)置為使入射光線產(chǎn) 生漫反射。
[0011] 優(yōu)選地，所述基底玻璃設(shè)置得足夠薄以減小顯示層和反射體之間的光程；所述基 底玻璃與漫反射聚合物薄膜材料之間設(shè)置有粘合層，其用于將漫反射聚合物薄膜材料粘合 到所述顯示結(jié)構(gòu)的基底側(cè)，所述粘合層的光學(xué)特性適配為使入射光線和出射光線穿透所述 粘合層。
[0012] 根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面，提出了一種電濕潤顯示裝置，所述電濕潤顯示裝置 使用前述的具有高亮度漫反射體的顯示結(jié)構(gòu)，其中，所述顯示層為EFD切換層。
[0013] 根據(jù)本實(shí)用新型的再一方面，提出了一種電濕潤顯示裝置，所述電濕潤顯示裝置 包括前面板、EFD切換層和反射體，前面板、EFD切換層和反射體按順序?qū)盈B，其中所述前面 板包括面板玻璃或薄膜，所述反射體為基于PET的漫反射聚合物薄膜材料。
[0014] 優(yōu)選地，所述漫反射聚合物薄膜材料為基于PET的材料，所述漫反射聚合物薄膜 材料填充有漫反射微粒，其設(shè)置為使入射光線產(chǎn)生漫反射。
[0015] 根據(jù)本實(shí)用新型的顯示結(jié)構(gòu)可用于任何非透明式顯示技術(shù)，包括但不限于電濕潤 顯示系統(tǒng)、微流控顯示系統(tǒng)、電泳顯示系統(tǒng)、平面轉(zhuǎn)換顯示、電滲透顯示系統(tǒng)，以及液晶顯 /_J、1 〇
[0016] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下顯著優(yōu)點(diǎn)和有益效果：
[0017] 根據(jù)本實(shí)用新型的顯示結(jié)構(gòu)及顯示裝置，在現(xiàn)有的顯示結(jié)構(gòu)的基底下放置一漫反 射的聚合物薄膜作為反射體，以提供所需的接近紙的漫反射和對比度。在透明顯示板后面， 或基底背面集成含有漫反射顆粒的聚合物薄膜，這樣實(shí)現(xiàn)了完全繼承傳統(tǒng)紙張的電子顯示 屏，通過適當(dāng)?shù)呐渲?，可使該薄膜材料反射高?3%的環(huán)境光，這比紙張（約80% )高的 多。與現(xiàn)有的采用真空鍍膜工藝，例如施加 Ti02鍍膜相比，本實(shí)用新型所采用的制作工藝 較真空鍍膜簡單得多，規(guī)避了昂貴的真空鍍膜工藝，極大的降低了制作成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 以下結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述：
[0019] 圖la、lb所示為電濕潤顯示裝置的原理示意圖，其中：13、像素墻，14、基底，15、透 明電極；
[0020] 圖2所示為根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例的顯示結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0021] 圖3所示為根據(jù)本實(shí)用新型的另一實(shí)施例的顯示結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0022] 圖4所示為根據(jù)本實(shí)用新型的再一實(shí)施例的顯示裝置的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0023] 關(guān)于電濕潤顯示原理的應(yīng)用，在專利W003071347,以及在出版物《自然》的 425383385發(fā)表的內(nèi)容中有詳細(xì)的描述。其原理性的結(jié)構(gòu)圖如圖la、lb所示，圖la所示為 未加電壓V時(shí)，著色油層11完全覆蓋疏水性涂層12 ;圖lb所示為施加電壓V后，著色油層 11被推擠至一側(cè)。當(dāng)在電極上施加一電壓V時(shí)，電荷在水層10的下表面積累，然后其靜電 力F el克服電容力FMP擊穿著色油層11，覆蓋基底上的疏水性涂層12,使水層10在電壓V 的作用下與原本疏水的涂層接觸。通過進(jìn)一步增加電壓V，可將擊穿的著色油層11往像素 區(qū)域的一角推擠。如果消除電壓V，被壓縮的油將返回至在施加電壓V之前的狀態(tài)。
[0024] 如圖2所示，為根據(jù)本實(shí)用新型的具有高亮度漫反射體的顯示結(jié)構(gòu)的一實(shí)施例， 所述顯示結(jié)構(gòu)包括面板玻璃1、顯示層2、基底玻璃3。在現(xiàn)有的反射式顯示技術(shù)中，為得到 漫發(fā)射效果，需在基底玻璃3下再設(shè)置一漫反射層，或朗伯反射體材料。而在本實(shí)施例中， 在基底玻璃3下設(shè)置漫反射聚合物薄膜材料4,面板玻璃1、顯示層2、基底玻璃3以及漫反 射聚合物薄膜材料4按順序?qū)盈B。所述漫反射聚合物薄膜用作反射體并設(shè)置為使入射光線 5產(chǎn)生漫反射。為了提高耐用性和可靠性，優(yōu)選地，所述的聚合物薄膜材料要求透光度小，即 具有足夠的厚度，另外，具有一定的物理強(qiáng)度，例如具有足夠耐磨和耐撕拉強(qiáng)度，以滿足工 藝制程的需要，以及，需要滿足反射式顯示，例如電子紙所需要的對比度和漫反射。
[0025] 為了獲得良好的漫反射效果，以及足夠的對比度，以實(shí)現(xiàn)接近紙張的觀看效果，作 為一實(shí)例，所述漫反射聚合物薄膜材料4采用Melinex329、Melinex339材料，或具有極高的 漫反射的薄膜材料，Melinex材料基于PET，填充有漫反射微粒，例如BaTi0 3。他們可反射高 至93%的環(huán)境光，這比紙張（約80%)高的多，由此實(shí)現(xiàn)高亮度的漫反射。作為反射體，薄 膜厚度可以為175-350um，優(yōu)選地采用175或350um的厚度，這樣會比一般的紙張厚，而這是 光學(xué)特性提高的原因之一。
[0026] 如圖3所示，為根據(jù)本實(shí)用新型的具有高亮度漫反射體的顯示結(jié)構(gòu)的另一實(shí)施 例，在顯示層2處于透光的"開"狀態(tài)下，入射光線5穿過面板玻璃1、顯示層2和基底玻璃 3,然后在反射體，即漫反射聚合物薄膜材料4的表面產(chǎn)生反射，其出射光線6再經(jīng)原光路射 出至面板玻璃1外。在所述的顯示結(jié)構(gòu)中，需要解決的關(guān)鍵問題是縮小顯示層2和反射體 之間的間隔，以提高具有外部薄膜材料反射體的平板顯示結(jié)構(gòu)的光學(xué)效率。如果間隔太大， 不同介質(zhì)間的折射效果將會變得明顯，從而會由于折射產(chǎn)生的光學(xué)畸變限制顯示的有效分 辨率，以及顯示的精細(xì)度。因此，根據(jù)所需的顯示分辨率或精細(xì)度，本實(shí)施例在前一實(shí)施例 的基礎(chǔ)上，將基底玻璃3加工得更薄，這樣可以減小顯示層2和反射體之間的光程。例如， 將顯示結(jié)構(gòu)的基底玻璃3厚度優(yōu)選地設(shè)置為小于0. 5_，更優(yōu)選地設(shè)置為小于0. 2_。
[0027] 為了進(jìn)一步提高光學(xué)性能，可以使用具有合適的光學(xué)特性的粘合層7,將紙質(zhì)反射 體粘合到所述顯示結(jié)構(gòu)的基底側(cè)。在前述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，所述基底玻璃3與漫反射聚合 物薄膜材料4之間設(shè)置有粘合層7,其用于將漫反射聚合物薄膜材料4粘合到所述顯示結(jié) 構(gòu)的基底側(cè)。所述粘合層7的光學(xué)特性適配為使入射光線5和出射光線6穿透所述粘合層 7。
[0028] 根據(jù)本實(shí)用新型的具有高亮度漫反射體的顯示結(jié)構(gòu)的制造方法，包括以下步驟： 在一基底玻璃3上設(shè)置顯示層2 ;在所述顯示層2上設(shè)置面板玻璃1 ;在基底玻璃3遠(yuǎn)離所 述顯示層2的一側(cè)設(shè)置一粘合層7 ;在所述粘合層7遠(yuǎn)離基底玻璃3的一側(cè)設(shè)置一漫反射 聚合物薄膜材料4,其中所述粘合層7的光學(xué)特性適配為使入射光線5和出射光線6穿透 所述粘合層7。例如，可將所述基底玻璃3的厚度設(shè)置為小于0. 5_，更優(yōu)選地設(shè)置為小于 0. 2mm。優(yōu)選地，所述漫反射聚合物薄膜材料4用作反射體并設(shè)置為使入射光線5產(chǎn)生漫反 射。
[0029] 上述的根據(jù)本實(shí)用新型的具有高亮度漫反射體的顯示結(jié)構(gòu)均可應(yīng)用于各種平板 顯示裝置，特別是反射型顯示裝置和/或柔性顯示裝置?；陔姖駶欙@示單元的顯示原理、 機(jī)械特性和加工制程，根據(jù)本實(shí)用新型的具有高亮度漫反射體的顯示結(jié)構(gòu)尤其適用于電濕 潤顯示單元。
[0030] 如圖4所示，為根據(jù)本實(shí)用新型的具有高亮度漫反射體的電濕潤顯示裝置，其具 體層疊結(jié)構(gòu)與上述的具有高亮度漫反射體的顯示結(jié)構(gòu)相近，在所述電濕潤顯示裝置中，所 述顯示層2為EFD切換層9,關(guān)于EFD切換層9的具體結(jié)構(gòu)的實(shí)例可參考圖1所示。實(shí)際上， 本實(shí)用新型的顯示結(jié)構(gòu)可以很好的與電濕潤顯示技術(shù)配合，以提供極佳的像紙一樣的顯示 效果。
[0031] 根據(jù)本實(shí)施例，聚合物薄膜反射體應(yīng)用于所述電濕潤顯示裝置的進(jìn)一步優(yōu)點(diǎn)是， 其前面板可以直接在作為反射體的聚合物薄膜上加工，這樣的聚合物薄膜結(jié)構(gòu)可稱為 in-cell型漫射體（diffuser),總體結(jié)構(gòu)可稱為in-cell型電濕潤顯示裝置。前面板部分 可包括面板玻璃1或前面板薄膜8,以及EFD切換層9。這樣的前面板部分的前面板薄膜8 可基于溶液制程制造，以及可采用對于工藝過程使用的液體為惰性的且在工藝溫度下性質(zhì) 穩(wěn)定的薄膜材料，例如可采用Melinex329或Melinex339。簡化后的光學(xué)堆疊結(jié)構(gòu)如圖4所 /_J、1 〇
[0032] 這個(gè)結(jié)構(gòu)是非常高效的，因?yàn)榇藭r(shí)反射體直接地鄰近于切換光學(xué)層。標(biāo)準(zhǔn)PET在 高至約120度攝氏度下仍具有良好的尺寸穩(wěn)定性。Dupont Teijin公司公布了新型的熱穩(wěn) 定級別的PET，其可以低受高至180攝氏度的工藝溫度。在需要更高工藝溫度的情況中，可 以使用PEN基底，其成本較高，但可投入商用。
[0033] 根據(jù)本實(shí)用新型的顯示結(jié)構(gòu)和制造方法可用于任何非透明式顯示技術(shù)，包括但不 限于電濕潤顯示系統(tǒng)、微流控顯示系統(tǒng)、電泳顯示系統(tǒng)、平面轉(zhuǎn)換顯示、電滲透顯示系統(tǒng)，以 及液晶顯示。
[0034] 以上所述，只是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，本實(shí)用新型并不局限于上述實(shí)施 方式，只要其以相同的手段達(dá)到本實(shí)用新型的技術(shù)效果，都應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。 在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)其技術(shù)方案和/或?qū)嵤┓绞娇梢杂懈鞣N不同的修改和變化。即 使個(gè)別的技術(shù)特征在不同的權(quán)利要求中引用，本實(shí)用新型還可包含共有這些特征的實(shí)施 例。
【權(quán)利要求】
1. 一種具有高亮度漫反射體的顯示結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述顯示結(jié)構(gòu)包括面板玻璃、顯 示層、基底玻璃，其中，在基底玻璃下設(shè)置有反射體，面板玻璃、顯示層、基底玻璃以及漫反 射聚合物薄膜材料按順序?qū)盈B，其中所述反射體為漫反射聚合物薄膜材料。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有高亮度漫反射體的顯示結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述漫 反射聚合物薄膜材料為基于PET的材料，其厚度設(shè)置為175um-350um。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有高亮度漫反射體的顯示結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述漫 反射聚合物薄膜材料填充有漫反射微粒，其設(shè)置為使入射光線產(chǎn)生漫反射。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有高亮度漫反射體的顯示結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述基 底玻璃設(shè)置得足夠薄以減小顯示層和反射體之間的光程；所述基底玻璃與漫反射聚合物 薄膜材料之間設(shè)置有粘合層，其用于將漫反射聚合物薄膜材料粘合到所述顯示結(jié)構(gòu)的基底 側(cè)，所述粘合層的光學(xué)特性適配為使入射光線和出射光線穿透所述粘合層。
5. -種電濕潤顯示裝置，其特征在于，所述電濕潤顯示裝置使用如權(quán)利要求1-4任一 項(xiàng)所述的具有高亮度漫反射體的顯示結(jié)構(gòu)，其中，所述顯示層為EFD切換層。
6. -種電濕潤顯示裝置，其特征在于，所述電濕潤顯示裝置包括前面板、EFD切換層和 反射體，前面板、EFD切換層和反射體按順序?qū)盈B，其中所述前面板包括面板玻璃或薄膜，所 述反射體為基于PET的漫反射聚合物薄膜材料。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種電濕潤顯示裝置，其特征在于，所述漫反射聚合物薄膜 材料為基于PET的材料，所述漫反射聚合物薄膜材料填充有漫反射微粒，其設(shè)置為使入射 光線產(chǎn)生漫反射。
【文檔編號】G02B5/02GK203909327SQ201420193732
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年4月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月21日
【發(fā)明者】周國富, 羅伯特·安德魯·海耶斯, 楊·格勒內(nèi)沃爾德 申請人:深圳市國華光電科技有限公司, 華南師范大學(xué), 深圳市國華光電研究所