阅读说明：本技术 一种基于液体流控的电子纸显示方法 (Electronic paper display method based on liquid flow control ) 是由 王元庆 殷光军 于 2019-10-28 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种基于液体流控的电子纸显示方法,电子纸由微结构组成一维或者二维的矩阵,每一个微结构都可以被单独控制,通过电子方式控制微结构的形变、调节微结构内部压力分布的变化,控制液体流动方向,电控形变微结构具有显示腔和储存腔,显示腔的液体可以被观看者观看到,储存腔的液体不能被观看者观看到,在微结构形变的作用下,液体在显示腔和储存腔之间流动,其中的液体一般是有色液体,通过微结构的形变来调整显示腔中液体的容量,从而调节微结构的颜色变化。(The invention discloses an electronic paper display method based on liquid flow control, wherein electronic paper forms a one-dimensional or two-dimensional matrix by microstructures, each microstructure can be independently controlled, the deformation of the microstructure is controlled in an electronic mode, the change of pressure distribution inside the microstructure is adjusted, the flowing direction of liquid is controlled, an electronic control deformation microstructure is provided with a display cavity and a storage cavity, liquid in the display cavity can be observed by a viewer, liquid in the storage cavity cannot be observed by the viewer, the liquid flows between the display cavity and the storage cavity under the action of the deformation of the microstructures, the liquid is generally colored liquid, and the capacity of the liquid in the display cavity is adjusted through the deformation of the microstructures, so that the color change of the microstructures is adjusted.)

一种基于液体流控的电子纸显示方法

技术领域

本发明涉及显示电子产品技术领域，具体的，涉及一种基于液体流控的电子纸显示方法。

背景技术

随着科技的发展，人们对于显示设备的要求越来越高，其中柔性显示是一个主要的需求，回首人类的显示设备进化的历程，可以发现，人们不仅对于显示设备的显示效果要求越来越高，对于显示设备本身的体积、重量、形态的要求也越来越高。柔性显示越来越成为信息显示领域研究的热点。

聚氯乙烯(PVC)凝胶是一种高度透明、柔韧性好、膜表面变形可以忽略的弹性材料，它是由PVC粉末和增塑剂混合而成的果冻状、柔软介电材料。随着电压升高，PVC凝胶会有明显的形变效果，撤除电压后，又恢复到初始状态。

制备的基于液体流控的电子纸结构可以反射自然光显像也可以配合背光显示图像，使用PET材料做基材和保护层的情况下可以实现卷曲。

发明内容

本发明的目的是：提出一种基于液体流控的电子纸显示方法，电子纸由微结构组成一维或者二维的矩阵，每一个微结构都可以被单独控制，通过电子方式控制微结构的形变、调节微结构内部压力分布的变化，控制液体流动方向，电控形变微结构具有显示腔和储存腔，显示腔的液体可以被观看者观看到，储存腔的液体不能被观看者观看到，在微结构形变的作用下，液体在显示腔和储存腔之间流动，其中的液体一般是有色液体，通过微结构的形变来调整显示腔中液体的容量，从而调节微结构的颜色变化。

电控形变微结构可以使用聚氯乙烯(PVC)凝胶膜层构成，形成矩阵排列的微杯结构，PVC凝胶膜层可以是独立的微结构层，也可以附着在基材上，微杯结构内布置有电极，电极两端可施加驱动电压，在电压作用下，微杯结构的形状发生变化，电子纸结构包括四层，分别是基材层、控制层、显示层、保护层，其中的控制层和显示层之间，是电控形变微结构，即微杯结构阵列。

电子纸结构的基材层是以PET为基材的ITO膜，或者是镀有ITO层的玻璃，或者是金属薄膜(例如不锈钢等)。

控制层采用PVC凝胶制成微杯结构，每一个微杯内分布有液体颜料形成显示层，微杯的上方(即保护层的下表面)分布着隐色矩阵，隐色矩阵是不透明区域，用以遮挡进入隐色矩阵下方的颜料，使其不可见，隐色矩阵的颜色可以是白色、黑色或者其他不透明颜色。

电子纸结构的控制层由电控微结构组成，在电压控制下，微杯结构随着电场的变化而发生不同程度的形变，从而形成电子纸像素的灰度值电控变化，达到灰度图像显示的目的。

所述的电控微结构是在基材层的上表面和保护层的下表面ITO层刻出微小导电电极结构，通过施加不同电压，形成驱动电场。

显示层是由液体颜色材料组成，对于单色显示而言，显示层为单一液体颜色材料组成，对于彩色显示而言，显示层由多种液体颜色材料组成，以空间混色的方式组成全彩色，一般采用3～4种颜色。

电子纸结构的保护层是以PET为基材的ITO膜，或者是镀有ITO层的玻璃。

基材层的上表面和保护层的下表面是电极结构，每一个微杯有对应的驱动电极构成，电压施加在电极两端，形成驱动电场。在微杯结构内部的电场作用下，PVC凝胶发生形变。微杯控制层的局部形变，改变了微杯内部的结构，从而驱使了液体颜料的分布发生改变。在电压作用下，PVC凝胶产生形变，会将液体颜料朝着隐色矩阵方向挤压，相对于一个微杯而言，电压作用可以改变相同大小的面积内颜料的面积，设微杯结构的平面面积为A₀、可以观看到的颜色区域为A₁，则颜色区域的占空比为D：

颜色占空比D决定了该微杯结构的色彩饱和度SA：

SA＝k(d，t)*D (2)

其中k为色彩饱和度因子，其数值与颜料的厚度d、透明度t有关。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。

图1是本发明基于液体流控的电子纸结构示意图；

图2是本发明基于液体流控的电子纸显示灰度状态1时PVC凝胶微杯形态示意图；

图3是本发明基于液体流控的电子纸显示灰度状态2时PVC凝胶微杯形态示意图；

图4是本发明基于液体流控的电子纸显示灰度状态3时PVC凝胶微杯形态示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明的附图对本发明的一个实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。需要指出的是，以下所描述的实施例只用于本发明做进一步的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域技术成熟人员根据上述发明内容对本发明做出一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。

一种基于液体流控的电子纸显示方法，电子纸由微结构组成一维或者二维的矩阵，每一个微结构都可以被单独控制，通过电子方式控制微结构的形变、调节微结构内部压力分布的变化，控制液体流动方向，电控形变微结构具有显示腔和储存腔，显示腔的液体可以被观看者观看到，储存腔的液体不能被观看者观看到，在微结构形变的作用下，液体在显示腔和储存腔之间流动，其中的液体一般是有色液体，通过微结构的形变来调整显示腔中液体的容量，从而调节微结构的颜色变化。

电控形变微结构可以使用聚氯乙烯(PVC)凝胶膜层构成，形成矩阵排列的微杯结构，PVC凝胶膜层可以是独立的微结构层，也可以附着在基材上，微杯结构内布置有电极，电极两端可施加驱动电压，在电压作用下，微杯结构的形状发生变化，电子纸结构包括四层，如图1所示，分别是基材层、控制层、显示层、保护层，其中的控制层和显示层之间，是电控形变微结构，即微杯结构阵列。

首先将聚氯乙烯(PVC)粉末与己二酸二丁酯(DBA)按照质量比1∶9混合成果冻状、柔软的PVC凝胶，将PVC凝胶旋涂在IPS电极上制备PVC凝胶微杯阵列结构。这些微杯结构简单紧凑，由于膜牢固地粘附在基材上，因此当垂直放置时，微杯不会因重力效应而扭曲。

电子纸结构的基材层1是以PET为基材的ITO膜，或者是镀有ITO层的玻璃。

控制层2是采用PVC凝胶制成的微杯结构，每一个微杯内分布有液体颜料形成显示层3，微杯的上方(即保护层5的下表面)分布着隐色矩阵4。隐色矩阵是不透明区域，用以遮挡进入隐色矩阵下方的颜料，使其不可见，隐色矩阵的颜色可以是白色、黑色或者其它不透明颜色。

电子纸结构的控制层由电控微结构组成，在电压控制下，微杯结构随着电场的变化而发生不同程度的形变，从而形成电子纸像素的灰度值电控变化，达到灰度图像显示的目的。所述的电控微结构是在基材层的上表面和保护层的下表面ITO层刻出微小导电电极结构，通过施加不同电压，形成驱动电场。

显示层3是由液体颜色材料组成，对于单色显示而言，显示层为单一液体颜色材料组成，对于彩色显示而言，显示层由多种液体颜色材料组成，以空间混色的方式组成全彩色，一般采用3～4种颜色。

电子纸结构的保护层5是以PET为基材的ITO膜，或者是镀有ITO层的玻璃。

基于液体流控的电子纸显示过程如下所述：

基材层的上表面和保护层的下表面都是ITO膜刻出的电极结构，每一个PVC微杯都有对应的驱动电极构成，直流电压施加在电极两端，形成驱动电场。在微杯结构的驱动电场作用下，PVC凝胶产生形变。微杯控制层2的局部形变，改变了微杯内部结构，从而驱使液体颜料的分布发生改变，在如图2所示显示灰度状态1的情况下，液体颜料均匀分布在微杯中。在如图3所示的显示灰度状态2的情况下，液体颜料被挤着向隐色矩阵方向移动，远离隐色矩阵的区域颜料厚度变薄甚至完全没有颜料，接近隐色矩阵的区域颜料厚度变厚。在如图4所示的显示灰度状态3的情况下，液体颜料被完全挤至隐色矩阵下方。

根据图2、图3、图4的示例，相对于一个微杯而言，电压作用可以改变相同大小的面积内颜料的面积，从而获得较好的色彩显示效果与较高的色彩饱和度。

虽然本发明已经以较佳的实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神范围内，当可作各种的更改与润饰，因此，本发明的保护范围应当视权利要求书所界定者为准。