电润湿显示装置及制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种电润湿显示装置及制作方法，为解决现有电润湿显示装置中将电压直接加载在极性流体上，导致极性流体性质稳定性差，装置使用寿命短等问题而设计。所述电润湿显示装置，包括若干流体腔室以及位于所述流体腔室内的极性流体，所述流体腔室包括基底；所述基底包括相互绝缘的第一电极和第二电极以及电致转换膜；所述电致转换膜位于所述第一电极近极性流体的一侧；其中，根据所述第一电极被施加的电压值，所述电致转换膜与所述极性流体之间的接触角在第一接触角与第二接触角之间转换；所述第一接触角不大于25度；所述第二接触角不小于90度。本发明电润湿显示装置具有结构简单，流体性质稳定，使用寿命长的优点。
【专利说明】电润湿显示装置及制作方法【技术领域】[0001]本发明涉及显示领域，尤其涉及一种电润湿显示装置及制作方法。【背景技术】[0002]现有的电润湿显示装置，包括流体腔室、位于流体腔室内的极性流体以及非极性 流体；在流体腔室的相对两侧均设有电极，所述电极构成流体腔室的一部分。改变两所述电 极之间的电压，从而改变极性流体与流体腔室至少一侧的电润湿效应，从而通过极性流体 的形状和位移现象促使非极性流体展开或收缩。通过所述非极性流体的展开实现电润湿显 示器的暗态的呈现，通过所述非极性流体的收缩实现电润湿显示器的亮态的呈现，再通过 彩色滤光片等结构实现颜色组合，以形成显示图像。[0003]上述结构虽然实现了显示但是存在以下问题:[0004]第一:电极直接与极性流体接触，电直接作用于极性流体，容易在经过一定次数 后导致极性流体的发生物理或化学变化，例如当所述极性流体为水时容易导致水电解，水 电解为不可逆反应，从而导致极性流体的减少，进而导致电润湿显示装置的寿命缩短，且同 时影响电润湿显示装置后期的显示效果；[0005]第二:作用极性流体的部分电压用于发生其他的物理或化学变化导致功耗大。如 当所述极性流体为水时，部分电能用于水电解。
【发明内容】
[0006](一)发明目的[0007]针对上述问题，本发明旨在提供一种以提高极性流体的稳定性、延迟显示装置使 用寿命、降低功耗的电润湿显示装置及制作方法。[0008](二)技术方案[0009]为达上述目的，本发明电润湿显示装置，包括若干流体腔室以及位于所述流体腔 室内的极性流体；[0010]所述流体腔室包括基底；所述基底包括相互绝缘的第一电极和第二电极以及电致 转换膜；所述电致转换膜位于所述第一电极近极性流体的一侧；[0011]其中，根据所述第一电极被施加的电压值，所述电致转换膜与所述极性流体之间 的接触角在第一接触角与第二接触角之间转换；[0012]所述第一接触角不大于25度；所述第二接触角不小于90度。[0013]优选地，所述第一接触角不大于10度；所述第二接触角不小于150度。[0014]优选地，所述电致转换膜由同时包括亲水基团和疏水基团的分子构成；[0015]其中，所述未水基团包括硫醇基；[0016]所述疏水基团包括烷基、苯环、羧基以及氟中的一种或多种。[0017]优选地，所述流体腔室内还设有非极性流体；所述流体腔室分为收缩区和展开 区；[0018]所述收缩区用于所述非极性流体的聚集；[0019]所述电致转换膜位于所述展开区内。[0020]优选地，所述第一电极位于所述展开区内。[0021]优选地，所述极性流体为水；所述非极性流体为含色素的油层。[0022]为达上述目的，本发明电润湿显示装置制造方法，用于形成上所述的电润湿显 示装置，包括:[0023]在第一基板形成包括第二电极的图案；[0024]形成包括与第二电极相互绝缘的第一电极的图案；[0025]在所述包括第一电极的图案上形成包括电致转换膜的图案。[0026]进一步地,还包括:[0027]在所述包括电致转换膜的图案上，形成流体腔室的挡墙；[0028]在所述流体腔室内设置极性流体以及非极性流体；[0029]将第二基板与完成上述步骤的第一基板对盒。[0030](三)本发明电润湿显示装置及制作方法的有益效果[0031]本发明提供的电润湿显示装置及制作方法，将电压作用在电致转换膜上，通过电 压使电致转换膜结构发生变化，从而使其与极性流体之间的接触角发生变化，从而达到控 制非极性流体的聚集和展开的目的。本发明避免了通电对极性流体的性质的影响，从而有 利于延长显示装置的使用寿命，尤其当所述极性流体为水时，效果尤为明显。【专利附图】
【附图说明】[0032]图1为本发明实施例所述的电润湿显示装置侧视结构示意图之一；[0033]图2为本发明实施例所述的电润湿显示装置侧视结构示意图之一；[0034]图3为本发明实施例所述的电润湿显示装置俯视结构示意图之一；[0035]图4为本发明实施例所述的电润湿显示装置俯视结构示意图之二 ；[0036]图5A和图5B分别为电致转换膜疏水状态和亲水状态的示意图；[0037]图6为本发明实施例所述电润湿显示装置流体腔室的结构示意图之三；[0038]图7为本发明实施例所述的电润湿显示装置的流程图。【具体实施方式】[0039]下面结合说明书附图以及实施例对本发明做进一步的说明。[0040]实施例一:[0041]如图1-图4所示，本实施例所述的电润湿显示装置，包括若干流体腔室以及位于 所述流体腔室内的极性流体180，所述流体腔室包括基底；所述基底包括电致转换膜150、 相互绝缘的第一电极140和第二电极120 ;其中所述第一电极140和所述第二电极120相 互绝缘可以通过绝缘层130的设置来实现。所述绝缘层130位于所述第一电极140和所述 第二电极120之间；所述电致转换膜150位于所述第一电极140近极性流体180的一侧；[0042]其中，根据所述第一电极140被施加电压的值，所述电致转换膜150与所述极性流 体180之间的接触角在第一接触角与第二接触角之间转换；[0043]所述第一接触角不大于25度；所述第二接触角不小于90度。[0044]具体的所述电致转换膜150可以根据所述第一电极140被施加的电压的正负，使 其与所述极性流体180之间的接触角在第一接触角与第二接触角之间转换。[0045]当所述极性流体为水时，则所述电致转换膜150可以是包含有亲水基团和疏水基 团的分子构成。具体的如包括有烷基、苯环、羧基或氟与硫醇基构成的大分子。所述硫醇 基为未水基团硫醇基；所述烧基、苯环、竣基或氣均为疏水基团烧基，例如可以是16-疏基 十六烧基酸((16_Mercapto)hexadecanoic acid,MHA)。以16-巯基十六烧基酸为例对电致 转换膜与极性流体之间的接触角变化原理进行说明，如图5A和图5B所示，16-巯基十六烷 基酸链段有一个带有电子的氧，当第一电极140施加负电压时，由于同性电荷相斥的原理， 电致转换膜150会呈现出亲油的状态(即与极性流体之间的接触角较大)；当第一电极140 施加正电压时，由于异性电荷相吸原理，电致转化膜150会呈现出亲水的状态(即与极性流 体之间的接触角较小)。通过对第一电极施加不同电压，从而实现极性流体与电致转换膜之 间第一接触角和第二接触角之间的转换。[0046]所述第一接触角不大于25度；所述第二接触角不小于90度。所述第一接触角具 体取值可以是20度、15度、10度或O度等值；所述第二接触角的具体取值可以是90度、95 度、100度、120度、130度、150度或160度等值。[0047]接触角越小,说明流体对固体的表面的附着力越大，当接触角小于一定的程度时， 流体对固体表面的附着力大于流体内聚力，从而会展开在固体表面。根据上述原理，当极性 流体180与电致转换膜150之间的接触角为第一接触角时，说明极性流体180与电致转换 膜150之间的附着力大，从而在所述附着力的作用下展开在电致转换膜150上，从而将非极 性流体170排开至一个角落，从而使非极性流体170收缩，具体的如图1和图3所示。-[0048]接触角越大,说明流体对固体的表面的附着力越小，当接触角大于一定的程度时， 流体对固体表面的附着力小于流体内聚力。当极性流体180与所述电致转换膜150之间的 接触角为第二接触角时，极性流体180对电致转换膜150的表面的附着力小，则非极性流体 170在流体的流动性作用下，展开在所述电致转换膜150上，具体的如图2和图4所示。电 润湿显示装置包括的像素矩阵，每一个像素至少对应一个流体腔室，具体的标号210代表 的其中一个像素。[0049]其中在图1-图2中标号110为第一基板、标号190为与第一基板对盒的第二基板， 标号160为形成流体腔室挡墙。在具体的制作过程中，所述挡墙可以是形成在第一基上的 黑矩阵或封框胶。[0050]在本实施例中由电致转换膜150根据第一电极140和第二电极120所加电压值， 改变其自身与极性流体180之间的接触角来实现像素的暗态和亮态之间的转换。相对于传 统的通过直接在极性流体两侧通电，使极性流体在电压作用下改变形状来实现显示的电润 湿显示装置来讲，本实施例所述的电润湿显示装置通过增加电致转换膜，且使两电极均位 于流体腔室的同一侧，改变施加在两电极上的电压来控制电致转换膜的性质发生变化，从 而改变其与极性流体之间的接触角。由于未在极性流体两侧直接加电压，从而避免了极性 流体在电场作用下的发生的化学或物理变化(例如电解等)，使极性流体稳定性变差，电润 湿显示装置的使用寿命短的问题，同时减少了由于极性流体发生化学或物理变化所消耗的 电能，降低了显示装置的功耗。[0051]在具体的实施过程中，电致转换膜可以是导电的，也可以是绝缘的，优选为绝缘的电致转换膜。采用绝缘的电致转换膜能进一步防止极性流体在接近电致转换膜表面的区域 发生化学或物理变化，从而进一步降低了功耗，延长了电润湿显示装置的寿命。[0052]作为本实施例进一步的改进，在本实施例所述的电润湿显示装置中所述第一接触 角不大于10度；所述第二接触角不小于150度。即使极性流体与电致转换膜之间在超疏和 超亲之间转换，从而可以加速极性流体的反应速度，提高电润湿显示装置的响应速度。[0053]在具体的实现过程中所述流体腔室内还设有与所述极性流体不相溶的非极性流 体；同时，所述第一电极140以及电致转换膜150可以位于其所在的流体腔室的整个下表 面，但是出于加速电润湿显示装置的响应速度且限制所述非极性流体170收缩趋势的目 的。如图6所示，本实施例做出了进一步的改进具体为:[0054]将所述流体腔室分为收缩区B-B和展开区A-A ；[0055]所述收缩区B-B用于所述非极性流体的聚集；如图6所示，其中所述非极性收缩后 位于所述收缩区B-B内。[0056]所述电致转换膜140仅设置在所述展开区A-A内。[0057]由于在收缩区内B-B未设有所述电致转换膜，即便极性流体与电转换膜之间的接 触角为第一接触角，收缩区域B-B内极性流体与流体腔室底部未设有所述电致转换膜区域 的膜层之间的附着力较展开区A-A小，极性流体会从附着力小的区域流向附着力大的区 域，即从收缩区B-B流向展开区A-A，所述非极性流体从展开区A-A流向所述收缩区B-B，从 而减小了非极性流体收缩的阻力，从而加速了电润湿显示装置的响应速度。将所述流体腔 室分为收缩区以及展开区，电致转换膜设置在展开区，从而实现了对非极性流体在收缩过 程中的运动方向的控制。[0058]在具体的实施过程中，所述第一电极可以覆盖其所在流体腔室的整个下表面，但 是从节约能耗的角度出发，本实施例在上述技术方案的基础上做出了进一步改进，所述第 一电极位于所述展开区内。从而减小了第一电极的面积，减少了第一电极覆盖所述收缩区 部分所消耗的电量，从而达到了降低功耗的效果。[0059]所述第一电极可以是铺满展开区的板状电极，也可以是有若干条状电极相连而成 的梳状电极。[0060]具体所述极性流体以及非极性流体都有很多种，在本实施例中所述极性流体为 水；所述非极性流体为含色素的油层。当所述极性流体为水时，不会因为电压直接加在水上 导致水电解(水电解之后的反应是不可逆的)从而可以延长电润湿显示装置的显示寿命，且 保证在较长的时间内显示效果良好。所述非极性流体所含的色素根据需要进设置，当电润 湿显示装置为黑白显示装置时，则所述油层中所含的色素为黑色。当电润湿显示装置为彩 色显示装置时，则所述油层中所含的色素根据需要设置，具体的可以是红色、蓝色、绿色三 原色其中的任意一种，或其他可以实现彩色显示的颜色中的一种。[0061]在具体的实施过程中，所述第一电极优选为金属电极，具体的例如金电极、铝电极 等。金属具有反射作用，当用于反射型的电润湿显示装置时，可以省略掉反射层的设置，从 而简化结构。[0062]综合上述，本实施例所述的电润湿显示装置，相对于传统的结构，增加了电致转换 膜，将用以形成电压差的两块电极设置在流体腔室的同一侧，从而可以有效的避免在极性 流体两侧施加电压导致的极性流体的性质不够稳定的问题，可以有效的延长电润湿显示装置的使用寿命、降低功耗且保证较长时间的良好显示效果。[0063]实施例二:[0064]本实施例电润湿显示装置制造方法，用于形成实施例一任一技术方案所述的电 润湿显示装置。本实施例所述的电润湿显示装置制造方法相对于传统的制作方法，在制 作流体腔室基底的步骤发生了改变，具体的制作所述流体腔室基底的步骤包括:[0065]步骤1:在第一基板形成包括第二电极的图案；[0066]步骤2:在所述步骤I形成的结构上形成包括与第二电极绝缘的第一电极的图 案；[0067]步骤3:在所述包括第一电极的图案上形成包括电致转换膜的图案。[0068]具体形成上述步骤I至步骤3中任一所述的图案均可以采用构图工艺。所述构图 工艺为包括沉积、涂布、曝光、显影、刻蚀等其中一个或多个子工艺的制作工艺。[0069]在具体的实现过程中，所述第一电极和第二电极之间可以设置绝缘层，来实现绝缘。[0070]具体的所述第一电极和所述第二电极都是采用金属材质构成，且优选金材料。所 述金属材质可以是铝、铜等导电金属。当形成的电润湿显示装置为反射型的显示装置时，所 述第一电极采用金属材料，由于金属材料通常具有反射特性，从而可以省略反射层的制作。[0071]具体的在制作完所述基底之后，还包括:[0072]在所述包括电致转换膜的图案上，形成流体腔室的挡墙；在具体的制作过程中，所 述侧墙可以是由黑矩阵形成也可以是由封框胶构成的；[0073]在所述流体腔室内滴入极性流体以及非极性流体；[0074]将第二基板与完成上述步骤的第一基板对盒。[0075]综合上述，本实施例所述方法所制作的电润湿显示装置，相对于传统的电润湿显 示装置，通过电致转换膜的增设，改变极性流体和非极性流体形状改变的实现方式，从而提 高了极性流体的稳定性，有利于延长电润湿显示装置的寿命，且制作工艺相对于传统的工 艺更简单。[0076]如图7所示，下面提供一种制作本实施例所述的电润湿显示装置的具体步骤:[0077]步骤S1:形成包括第二电极的图形，具体的在所述下基板上沉积一层导电层，如 金属层优选如金层，并按像素进行刻蚀，形成对应像素的第一电极；[0078]步骤S2:制作包括绝缘层的图形，具体为在金属层上沉积或涂覆一层绝缘物质以 形成所述绝缘层；[0079]步骤S3:形成包括第一电极的图形，具体为在所述绝缘层上，沉积另一层导电层， 如金属层优选金层，通过构图工艺形成与像素对应的电极；[0080]步骤S4:形成包括电致转换膜的图形；具体的通过沉积或涂覆电致转换膜材料、 在电致转换膜材料上涂布光刻胶、对光刻胶进行曝光以及显影、刻蚀等工艺，形成包括与每 一像素对应的电致转换膜图形；[0081]步骤S5:在步骤S4所形成的结构上形成流体腔室的侧墙，从而形成了未封顶的流 体腔室；具体的形成所述侧墙的方法可以为设置黑矩阵也可以是通过涂覆封框胶。[0082]步骤S6:在所述步骤S5中形成未封顶的流体腔室内设置极性流体和非极性流体， 具体的如水和含色素的油；具体的实现方法可以是将所述极性流体和非极性流体通过滴注方法。采用滴注方法，可以精确的控制滴入的极性流体以及非极性流体的量，从而得到理想 的显示效果。[0083]步骤S7:将第一基板和第二基板对盒封装，使所述流体腔室形成闭合的腔室，形 成本实施例一任一所述的电润湿显示装置。[0084]本实施例所述方法制作的电润湿显示装置，通过增加电致转换膜，调整电极的结 构和位置，提高了极性流体稳定性，延长了电润湿显示装置的使用寿命，且制作工艺相对于 原有的工艺得到简化。[0085]以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关【技术领域】的普通 技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有 等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
【权利要求】
1.一种电润湿显示装置，包括若干流体腔室以及位于所述流体腔室内的极性流体，其 特征在于，所述流体腔室包括基底；所述基底包括相互绝缘的第一电极和第二电极以及电致转换 膜；所述电致转换膜位于所述第一电极近极性流体的一侧；其中，根据所述第一电极被施加的电压，所述电致转换膜与所述极性流体之间的接触 角在第一接触角与第二接触角之间转换；所述第一接触角不大于25度；所述第二接触角不小于90度。
2.根据权利要求1所述的电润湿像素结构，其特征在于，所述第一接触角不大于10度； 所述第二接触角不小于150度。
3.根据权利要求1或2所述的电润湿显示装置，其特征在于，所述电致转换膜由同时包 括亲水基团和疏水基团的分子构成；其中，所述亲水基团包括硫醇基；所述疏水基团包括烷基、苯环、羧基以及氟中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的电润湿显示装置，其特征在于，所述流体腔室内还设有非极 性流体；所述流体腔室分为收缩区和展开区；所述收缩区用于所述非极性流体的聚集；所述电致转换膜位于所述展开区内。
5.根据权利要求4所述的电润湿显示装置，其特征在于，所述第一电极位于所述展开 区内。
6.根据权利要求4所述的电润湿显示装置，其特征在于，所述极性流体为水；所述非极 性流体为含色素的油层。
7.一种电润湿显示装置制造方法，其特征在于，用于形成权利要求1-6任一项所述 的电润湿显示装置，包括:在第一基板形成包括第二电极的图案；形成包括与第二电极相互绝缘的第一电极的图案；在所述包括第一电极的图案上形成包括电致转换膜的图案。
8.根据权利要求7所述的电润湿显示装置制造方法，其特征在于，还包括:在所述包括电致转换膜的图案上，形成流体腔室的挡墙；在所述流体腔室内设置极性流体以及非极性流体；将第二基板与完成上述步骤的第一基板对盒。
【文档编号】G02B26/02GK103558685SQ201310409821
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年9月10日 优先权日:2013年9月10日
【发明者】王明超, 王俊伟 申请人:京东方科技集团股份有限公司, 北京京东方显示技术有限公司