本發(fā)明涉及電潤濕顯示領(lǐng)域，尤其是一種雙穩(wěn)態(tài)電潤濕基板結(jié)構(gòu)及顯示裝置。

背景技術(shù)：

電潤濕顯示器是通過改變向顯示單元上施加的電壓，進而改變顯示器件內(nèi)部的功能疏水材料的親疏水性能，從而驅(qū)動期間內(nèi)流體的相對運動，達到顯示的效果?，F(xiàn)有電潤濕顯示裝置中，當加電時，油墨縮于一角，裝置顯示為基板和第二流體顏色(水或鹽溶液)；當電壓撤掉時，油墨鋪展開，裝置顯示第一流體的顏色(油墨)。油墨縮于一角的狀態(tài)，像素的上下電極必須有電壓施加，所以此系統(tǒng)是單穩(wěn)態(tài)顯示系統(tǒng)。

由此出現(xiàn)了如專利申請?zhí)枮?01610494895.8的專利申請，其中，該專利提供一種帶弧形間隔條帶的電潤濕基板結(jié)構(gòu)，可實現(xiàn)撤除電壓后，像素保持穩(wěn)態(tài)特性，但其隔離條帶是由等離子刻蝕對疏水材料進行局域化改性，或者磁控濺射親水材料的工藝制成。其缺點在于：

1、對于像素格尺度的局域化表面改性或者局域化濺射親水材料存在困難，難以實現(xiàn)；

2、親水條帶高度低(或無高度)，當油墨被驅(qū)動于像素格一角的區(qū)域時，高度相對較高，低高度(或無高度)的親水條帶難以將油墨局域于較小區(qū)域；

3.局域化對疏水材料進行改性，其親水程度受到限制，等離子體刻蝕難以將疏水材料改性至所需要的疏水程度。

美國辛辛那提大學(xué)提出一種雙層立體通道電潤濕顯示結(jié)構(gòu)，雖然可以克服上述專利文件所存在的缺點，但其制造工藝非常復(fù)雜，生產(chǎn)困難，難以實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。(s.yang,k.zhou,e.kreitandj.heikenfeld,appliedphysicsletters,2010,97,143501)

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種雙穩(wěn)態(tài)效果好的雙穩(wěn)態(tài)電潤濕基板結(jié)構(gòu)及顯示裝置。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種雙穩(wěn)態(tài)電潤濕基板結(jié)構(gòu)，包括下基板，所述下基板包括基板和依次設(shè)置于所述基板上的導(dǎo)電層、疏水絕緣層和圍成像素格陣列的像素墻結(jié)構(gòu)，所述各個像素格的導(dǎo)電層包括第一電極區(qū)、第二電極區(qū)和設(shè)置于兩者之間的無電極區(qū)，所述疏水絕緣層上對應(yīng)各個無電極區(qū)的位置設(shè)有不連續(xù)親水圍堰，將每個像素格分成對應(yīng)第一電極區(qū)、第二電極區(qū)的第一區(qū)域和第二區(qū)域。

進一步地，所述不連續(xù)親水圍堰設(shè)有不少于一個的間隙。

進一步地，所述無電極區(qū)的邊緣形狀包括弧形、曲線形、直線形或折線形。

進一步地，在豎直方向上，所述不連續(xù)親水圍堰與無電極區(qū)的重合面積至少為無電極區(qū)的80％。

進一步地，所述每個第一電極區(qū)的面積不大于每個像素格面積的三分之一。

進一步地，所述親水圍堰的材料與像素墻的材料相同。

進一步地，所述親水圍堰的高度為200nm～50um。

進一步地，所述親水圍堰的寬度為1um～50um。

進一步地，所述間隙的寬度小于30um。

本發(fā)明所采用的另一技術(shù)方案是：一種雙穩(wěn)態(tài)電潤濕顯示裝置，包括所述的雙穩(wěn)態(tài)電潤濕基板結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明中一種雙穩(wěn)態(tài)電潤濕基板結(jié)構(gòu)及顯示裝置，通過第一電極區(qū)、第二電極區(qū)和設(shè)置在兩者之間的無電極區(qū)以及位置對應(yīng)無電極區(qū)的不連續(xù)親水圍堰，既保證了在電場作用時，油墨可在兩個電極區(qū)之間運動，又保證了在無電場作用時，油墨由于圍堰的親水性能和油墨表面張力的作用，使得油墨難以通過不連續(xù)親水圍堰流到另一電極區(qū)域，被局域化在某一電極區(qū)域，實現(xiàn)像素在開和關(guān)兩種狀態(tài)都不需要持續(xù)的外加電場，僅需要在兩種狀態(tài)切換時施加電場，克服了背景技術(shù)中的專利申請文件201610494895.8的不足，雙穩(wěn)態(tài)效果好。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步說明：

圖1是本發(fā)明中一種雙穩(wěn)態(tài)電潤濕顯示裝置的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是本發(fā)明中一種雙穩(wěn)態(tài)電潤濕基板結(jié)構(gòu)的截面圖；

圖3是本發(fā)明中一種雙穩(wěn)態(tài)電潤濕基板結(jié)構(gòu)的一具體實施例俯視圖；

圖4是本發(fā)明中一種雙穩(wěn)態(tài)電潤濕基板結(jié)構(gòu)的另一具體實施例俯視圖；

圖5是本發(fā)明中一種雙穩(wěn)態(tài)電潤濕基板結(jié)構(gòu)的像素開啟狀態(tài)截面圖；

圖6是本發(fā)明中一種雙穩(wěn)態(tài)電潤濕基板結(jié)構(gòu)的像素開啟狀態(tài)俯視圖；

圖7是本發(fā)明中一種雙穩(wěn)態(tài)電潤濕基板結(jié)構(gòu)的像素關(guān)閉狀態(tài)截面圖；

圖8是本發(fā)明中一種雙穩(wěn)態(tài)電潤濕基板結(jié)構(gòu)的像素關(guān)閉狀態(tài)俯視圖。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

一種雙穩(wěn)態(tài)電潤濕顯示裝置，參考圖1，圖1是本發(fā)明中一種雙穩(wěn)態(tài)電潤濕顯示裝置的結(jié)構(gòu)框圖，顯示裝置包括雙穩(wěn)態(tài)電潤濕基板結(jié)構(gòu)。顯示裝置可以是反射型、透射型或透射反射型的。顯示裝置可以是分段顯示型的，在其中圖像可以由段組成，每一段包括幾個像元。顯示裝置可以是有源陣列驅(qū)動顯示型的，或者是無源驅(qū)動顯示裝置。多個像元可以是單色的。對于彩色顯示裝置，像元可以分組，每組具有不同的顏色；可選地，單獨的圖像元素也能夠顯示不同的顏色。

參考圖2和圖3，圖2是本發(fā)明中一種雙穩(wěn)態(tài)電潤濕基板結(jié)構(gòu)的截面圖，圖3是本發(fā)明中一種雙穩(wěn)態(tài)電潤濕基板結(jié)構(gòu)的一具體實施例俯視圖，該顯示裝置包括多個像元1，在圖2和圖3中展示了其中的一個。像元1的橫向范圍在圖2中的兩條虛線2、3表示，像元1的橫截面可以具有任意形狀；當像元1以陣列形式排列時，橫截面通常是正方形或長方形。雙穩(wěn)態(tài)電潤濕基板結(jié)構(gòu)包括上基板和下基板，上基板包括基板4和公共電極層5，下基板包括基板6和依次設(shè)置于基板上的導(dǎo)電層7、疏水絕緣層11和圍成像素格陣列的像素墻結(jié)構(gòu)18(即像素壁12)，各個像素格的導(dǎo)電層包括第一電極區(qū)9、第二電極區(qū)10和設(shè)置于兩者之間的無電極區(qū)8，疏水絕緣層11上對應(yīng)各個無電極區(qū)8的位置設(shè)有不連續(xù)親水圍堰13，將每個像素格分成對應(yīng)第一電極區(qū)9、第二電極區(qū)10的第一區(qū)域16和第二區(qū)域17。

參考圖2和圖3，圖2是本發(fā)明中一種雙穩(wěn)態(tài)電潤濕基板結(jié)構(gòu)的截面圖，圖3是本發(fā)明中一種雙穩(wěn)態(tài)電潤濕基板結(jié)構(gòu)的一具體實施例俯視圖，基板4和基板6可以是分別對應(yīng)每個像元的分離的部件，優(yōu)選地，本發(fā)明中，這些基板是被多個像元共有?；蹇梢詾椴ＡЩ蚓酆衔锘澹⑶铱梢允莿傂缘幕蛉嵝缘?。基板4和基板6之間的空間中充滿兩種流體：第一流體15和第二流體14。第二流體14與第一流體15不混溶。第二流體15為導(dǎo)電性的或電極性的，可以是水或諸如氯化鉀水溶液的鹽溶液。優(yōu)選地，第二流體14是透明的，也可以是彩色的、白色的、吸收的或反射的。第一流體15是非導(dǎo)電性的，例如可以是如同十六烷或(硅樹脂)油的烷烴。第一流體15吸收至少一部分光譜，第一流體15對于一部分光譜可以是透射的，形成顏色過濾器。為了這個目的，第一流體15可以通過添加顏料微粒或染料被染色?？蛇x地，第一流體15可以是黑色，即充分地吸收光譜的所有部分，或者反射，則第一流體15可以反射整個可見光譜，使該層呈現(xiàn)為白色，或反射它的部分，使其有顏色。另外，第一流體15被沿著像元1橫截面的像素壁12(即圖3中的18)限制于一個像元。像素壁12可以從基板4向基板6完全延伸；也可以如圖2所示從基板6向基板4部分地延伸。

因此，本發(fā)明的雙穩(wěn)態(tài)電潤濕基板結(jié)構(gòu)及顯示裝置，通過第一電極區(qū)、第二電極區(qū)和設(shè)置在兩者之間的無電極區(qū)以及位置對應(yīng)無電極區(qū)的不連續(xù)親水圍堰，既保證了在電場作用時，油墨(第一流體)可在兩個電極區(qū)之間運動，又保證了在無電場作用時，油墨由于圍堰的親水性能和油墨表面張力的作用，使得油墨難以通過不連續(xù)親水圍堰流到另一電極區(qū)域，被局域化在某一電極區(qū)域，實現(xiàn)像素在開和關(guān)兩種狀態(tài)都不需要持續(xù)的外加電場，僅需要在兩種狀態(tài)切換時施加電場，克服了背景技術(shù)中的專利申請文件201610494895.8的不足，雙穩(wěn)態(tài)效果好。

參考圖2和圖3，圖2是本發(fā)明中一種雙穩(wěn)態(tài)電潤濕基板結(jié)構(gòu)的截面圖，圖3是本發(fā)明中一種雙穩(wěn)態(tài)電潤濕基板結(jié)構(gòu)的一具體實施例俯視圖，基板6上面覆蓋電極層7，每一個像素格內(nèi)的電極層分為第一電極區(qū)9和第二電極區(qū)10。本實施例中，圖2中8為第二電極區(qū)10和第一電極區(qū)9之間的部分的無電極區(qū)域，完整的無電極區(qū)如圖3中的弧形區(qū)域所示。導(dǎo)電層7的第一電極區(qū)9和第二電極區(qū)10通過疏水絕緣層11與流體分離；第一電極區(qū)9和第二電極區(qū)10之間以及鄰近像元的電極被非導(dǎo)電層(即無電極區(qū)8)分離。第一電極區(qū)9和第二電極區(qū)10可以是任何期望的形狀或形式，但要保證每個第一電極區(qū)9的面積(即第一區(qū)域16)不大于每個像素格面積的三分之一，以保證顯示器件有較高的對比度。電極層7上方為疏水絕緣層11。疏水絕緣層11可以是透明的或反射的，為避免在第二流體14以及布置在疏水絕緣層11下的電極(導(dǎo)電層7)之間的短路，優(yōu)選地，疏水絕緣層11是在多個像元1上延伸的連續(xù)層，如圖2中所示。優(yōu)選地，疏水絕緣層11的厚度少于2微米，更優(yōu)選地，少于1微米。疏水絕緣層11可以為一層材料，既具有疏水性又具有絕緣性,例如疏水層可以是dupont公司提供的諸如af1600x的非晶體含氟聚合物，或者任何其他低表面能聚合物，如cytop,hyflon等。優(yōu)選地，疏水絕緣層11的厚度在200nm和2000nm之間。疏水絕緣層11也可為電介質(zhì)層和疏水層的組合，電介質(zhì)層可以是氧化硅層或氮化硅層，具有例如200nm的厚度。由于第一流體15具有比第二流體14高的相對于疏水絕緣層11的表面潤濕性，潤濕性涉及流體對固體表面的相對親和性；疏水絕緣層11的表面的疏水特性，使得第一流體15優(yōu)先粘附至疏水絕緣層11。

作為技術(shù)方案的進一步改進，無電極區(qū)的邊緣形狀包括弧形、曲線形、直線形或折線形，也可以為其他形狀。在豎直方向上，即俯視像素格時，不連續(xù)親水圍堰與無電極區(qū)的重合面積至少為無電極區(qū)的80％；具體地，不連續(xù)親水圍堰與無電極區(qū)可以重合，不連續(xù)親水圍堰與無電極區(qū)的重合面積為無電極區(qū)，即重合面積占無電極區(qū)的100％；或者無電極區(qū)位于不連續(xù)親水圍堰的區(qū)域里面,不連續(xù)親水圍堰的區(qū)域大于無電極區(qū)域，此時，不連續(xù)親水圍堰與無電極區(qū)的重合面積也為無電極區(qū)；第三種情況，不連續(xù)親水圍堰小于無電極區(qū)或者不連續(xù)親水圍堰與無電極區(qū)部分重合，此時，不連續(xù)親水圍堰與無電極區(qū)的重合面積需要保證至少為無電極區(qū)的80％。參考圖3和圖4，圖3是本發(fā)明中一種雙穩(wěn)態(tài)電潤濕基板結(jié)構(gòu)的一具體實施例俯視圖，示意的是無電極區(qū)的邊緣形狀為弧形的情況，而且不連續(xù)親水圍堰小于無電極區(qū)，不連續(xù)親水圍堰的邊緣形狀也為弧形；圖4是本發(fā)明中一種雙穩(wěn)態(tài)電潤濕基板結(jié)構(gòu)的另一具體實施例俯視圖，示意的是無電極區(qū)的邊緣形狀為直線形的情況，而且不連續(xù)親水圍堰與無電極區(qū)完全重合，不連續(xù)親水圍堰的邊緣形狀也為直線形。另外，本發(fā)明中不連續(xù)親水圍堰設(shè)有不少于一個的間隙，作為第一流體(油墨)的運動路徑。如圖3中，弧形親水圍堰包括19、21和22這3個間隙，圖4中，直線形親水圍堰中24為間隙，20、22和23為圍堰區(qū)域，進一步地，親水圍堰的高度為200nm～50um；親水圍堰的寬度為1um～50um；間隙的寬度小于30um，以保證油墨在表面張力的作用下，在無電場作用時被局域化于兩個電極區(qū)域之一。進一步地，親水圍堰的材料與像素墻的材料相同，可以采用光刻膠作為像素墻和親水圍堰的材料，也可以為其他比疏水絕緣層更親水的材料，其覆蓋在第一電極區(qū)和第二電極區(qū)之間的無電極區(qū)之上，其范圍與無電極區(qū)相同，或比無電極區(qū)略大一些，或者略小一些。如果為光刻膠材料，則可以用同一光刻步驟完成。則通過本發(fā)明，不僅實現(xiàn)了電潤濕顯示的雙穩(wěn)態(tài)顯示；并且，由于親水圍堰和像素墻可以為同一光刻步驟完成，沒有增加原有的工藝步驟。

以弧形親水圍堰為例，參考圖5、圖6、圖7和圖8，圖5是本發(fā)明中一種雙穩(wěn)態(tài)電潤濕基板結(jié)構(gòu)的像素開啟狀態(tài)截面圖，圖6是本發(fā)明中一種雙穩(wěn)態(tài)電潤濕基板結(jié)構(gòu)的像素開啟狀態(tài)俯視圖，圖7是本發(fā)明中一種雙穩(wěn)態(tài)電潤濕基板結(jié)構(gòu)的像素關(guān)閉狀態(tài)截面圖，圖8是本發(fā)明中一種雙穩(wěn)態(tài)電潤濕基板結(jié)構(gòu)的像素關(guān)閉狀態(tài)俯視圖，當對第二電極區(qū)10施加電壓時，第二電極區(qū)10內(nèi)的第一流體15會通過圍堰段之間的間隙被擠壓至第一電極區(qū)9內(nèi)(如圖5的截面圖和圖6的俯視圖所示)，即第一區(qū)域16。由于圍堰段為親水疏油性能以及第一流體15的液體表面張力作用，當去掉電壓時，液體被鎖定在第一區(qū)域16內(nèi)，此時第一區(qū)域16呈現(xiàn)油墨顏色，而第二區(qū)域17呈現(xiàn)透明或者基板顏色，基板顏色可為白色；此時，像素整體顯示為第二區(qū)域17的基板顏色，像素呈打開狀態(tài)。

當對第一電極區(qū)9施加電壓時，第一流體15(油墨)由于電場的驅(qū)動，第一區(qū)域16內(nèi)的第一流體15會通過圍堰之間的間隙被擠壓至第二區(qū)域17內(nèi)(如圖7和圖8)，當去掉電場時，由于油墨表面張力作用，以及親水圍堰的阻擋，難以通過親水圍堰的較小空隙回到第一電極區(qū)9，即油墨停留在第二區(qū)域17。此時第二區(qū)域17呈現(xiàn)油墨顏色，而第一區(qū)域16呈現(xiàn)透明或者基板顏色，像素整體顯示為第二區(qū)域17的油墨顏色，像素呈關(guān)閉狀態(tài)。

以上是對本發(fā)明的較佳實施進行了具體說明，但本發(fā)明創(chuàng)造并不限于所述實施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本發(fā)明精神的前提下還可做出種種的等同變形或替換，這些等同的變形或替換均包含在本申請權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。