一种3D打印用像素结构及系统的制作方法

本实用新型涉及打印技术领域，特别涉及一种3d打印用像素结构及系统。

背景技术：

数字光处理(digitallightprocessing，dlp)技术是利用液态光敏树脂在紫外光照射下固化的特性来成型实体。其中，dlp技术一次成型一个截面，然后层层叠加出三维实体。目前dlp技术的实现是基于液晶显示(liquidcrystaldisplay，lcd)装置来控制紫外光的透过，从而实现光敏树脂的成型。如果紫外光透过则呈亮态，如果紫外光不透光则呈暗态。

由于lcd装置是基于偏光片来控制光线的偏振方向，自然光在通过偏光片时，振动方向与偏光片透过轴垂直的光将被吸收，透过光只剩下振动方向与偏光片透过轴平行的偏振光。所以亮态时透过率不高，同时暗态时也无法实现真正的全黑显示。

可见，基于lcd装置实现dlp技术，存在紫外光透光率的准确度较低的问题。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供一种3d打印用像素结构及系统，用于提供一种装置实现dlp技术，可以提高紫外光透过率的准确度。

第一方面，提供一种3d打印用像素结构，该像素结构包括：相对设置的第一基板和第二基板，以及位于所述第一基板和第二基板之间呈阵列排布的多个像素区；其中：

每个所述像素区包括位于所述第一基板面向所述第二基板一侧的第一公共电极，位于所述第二基板面向所述第一基板一侧的像素电极，位于所述第一基板面向所述第二基板一侧的遮光层，以及位于所述第一基板和所述第二基板之间的电子墨水；

所述遮光层具有至少一个透光区域以及包围所述透光区域的遮光区域，所述像素电极被所述遮光区域所覆盖。

本实用新型实施例提供的像素结构中，每个像素区包括第一基板面向第二基板一侧设置有第一公共电极，第二基板面向第一基板一侧设置有像素电极，且位于第一基板面向第二基板一侧的遮光层与第二基板之间设置有电子墨水，遮光层具有至少一个透光区域和遮光区域，且像素电极被遮光区域所覆盖。该像素结构应用于3d打印时，对于需要透光的像素区，可以控制像素区中像素电极和第一公共电极加载异性电信号，使电子墨水吸附于像素电极的表面，从而使得透光区可以通过光线，即呈亮态时。由于电子墨水吸附于像素电极的表面，所以可以增强光线的透过率；而对于需要遮光的像素区，可以控制像素区中像素电极与第一公共电极加载同性电信号，使电子墨水游离于透光区域，即呈暗态。由于电子墨水可以物理隔绝光线，所以使得需要遮光的像素区的光线透过率更低。

在一种可能的实施方式中，在所述第二基板和所述像素电极所在层之间具有凸起结构，所述像素电极覆盖所述凸起结构的表面，且所述像素电极在对应所述凸起结构的顶端位置具有开口区域。

在本发明实施例中，像素电极可以覆盖在凸起结构的表面，由于凸起结构相比平面结构来说，可以增加像素电极的接触面积，从而使得像素电极能够吸附更多的电子墨水，增强亮态时的光线透过率。

在一种可能的实施方式中，所述凸起结构的形状为半球形。

在本发明实施例中，凸起结构的形状为半球形，以尽量保证像素电极能够吸附更多的电子墨水。

在一种可能的实施方式中，每个所述像素区内的遮光层包含多个相互间隔分布的条状的透光区域。

在本发明实施例中，遮光层包含多个相互间隔分布的条状的透光区域，这样将遮光区域分成更小的部分，使得像素电极更容易将电子墨水吸附到表面。

在一种可能的实施方式中，该像素结构还包括：位于所述第二基板面向所述第一基板一侧设置的第二公共电极，所述第二公共电极被所述透光区域所覆盖，且所述第二公共电极与所述像素电极之间相互绝缘。

在一种可能的实施方式中，所述第二公共电极与所述像素电极同层设置。

在一种可能的实施方式中，该像素结构还包括：

位于所述第二基板与所述像素电极所在层之间且被所述遮光区域所覆盖的数据线、栅线和晶体管，所述晶体管的栅极与所述栅线耦接，所述晶体管的漏极与所述数据线耦接，所述晶体管的源极与所述像素电极耦接。

在本发明实施例中，像素结构中还可以包括控制第一公共电极和像素电极的电信号的晶体管，以便实现对像素结构的透光和遮光的控制。

在一种可能的实施方式中，各所述像素区的所述第一公共电极之间相互连接构成一体结构的公共电极层。

在本发明实施例中，第一公共电极之间可以相互连接构成一体结构的公共电极层，这样便于晶体管整体控制每个像素区的第一公共电极。

在一种可能的实施方式中，所述公共电极层位于所述第一基板与所述遮光层之间。

第二方面，提供一种3d打印系统，该3d打印系统包括数字光处理装置，以及光源，所述光源由如第一方面任一项所述的像素结构提供。

本实用新型实施例提供的像素结构，可以为数字光处理装置提供光源。相比目前为数字光处理装置提供光源的lcd装置来说，该像素结构利用电子墨水的物理隔绝性来实现光的透过，不需要偏光片的干涉，可以使得像素区在亮态时，光线透过率更高，而在暗态时，使得需要遮光的像素区的光线透过率更低。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所介绍的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的3d打印用像素结构的相邻两个像素区的示意图；

图2为本实用新型实施例提供的3d打印用像素结构的一个像素区的示意图；

图3为本实用新型实施例提供的3d打印用像素结构的一个像素区的示意图；

图4为本实用新型实施例提供的3d打印用像素结构呈现暗态的示意图；

图5为本实用新型实施例提供的3d打印用像素结构呈现亮态的示意图；

图6为本实用新型实施例提供的3d打印用像素结构的一个像素区的示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

由于lcd装置是基于偏光片来控制光线的偏振方向，自然光在通过偏光片时，振动方向与偏光片透过轴垂直的光将被吸收，透过光只剩下振动方向与偏光片透过轴平行的偏振光。所以亮态时透过率不高，同时暗态时也无法实现真正的全黑显示。

可见，基于lcd装置实现dlp技术，存在紫外光透光率的准确度较低的问题。

本实用新型实施例提供的像素结构，可以为数字光处理装置提供光源。相比目前为数字光处理装置提供光源的lcd装置来说，该像素结构利用电子墨水的物理隔绝性来实现光的透过，不需要偏光片的干涉，可以使得像素区在亮态时，光线透过率更高，而在暗态时，使得需要遮光的像素区的光线透过率更低。

下面结合说明书附图介绍本实用新型提供的技术方案。

请参见图1，为3d打印用像素结构的相邻两个像素区的结构示意图。本实用新型实施例提供的像素结构包括相对设置的第一基板10和第二基板20，以及位于第一基板10和第二基板20之间呈阵列排布的多个像素区。

对于每个像素区而言，每个像素区包括位于第一基板10面向第二基板20一侧的第一公共电极30，位于第二基板20面向第一基板10一侧的像素电极40，位于第一基板10面向第二基板20一侧的遮光层50，以及位于第一基板10和第二基板20之间的电子墨水60。遮光层50可以通过黑矩阵实现。其中，遮光层50具有至少一个透光区域o以及包围透光区域o的遮光区域a，像素电极40被遮光区域a所覆盖。图1中虚线示意透光区域o和遮光区域a的分界线。

本发明实施例提供的上述像素结构可以应用于3d打印。对于需要遮光的像素区，可以控制像素区中像素电极40与第一公共电极30加载同性电信号，使电子墨水60游离于透光区域o，如图1所示，即呈暗态。由于电子墨水60可以物理隔绝光线，所以使得需要遮光的像素区的光线透过率更低。而对于需要透光的像素区，可以控制像素区中像素电极40和第一公共电极30加载异性电信号，使电子墨水60吸附于像素电极40的表面，从而使得透光区可以通过光线，即呈亮态时。由于电子墨水60吸附于像素电极40的表面，所以可以增强光线的透过率。

在一些实施例中，本发明实施例提供的像素结构的各像素区的第一公共电极30之间相互连接构成一体结构的公共电极层，如图1所示。该公共电极层可以位于第一基板10与遮光层50之间。

在一些实施例中，请参见图2，为3d打印用像素结构的一个像素区的结构示意图。在第二基板20和像素电极40所在层之间具有凸起结构70，像素电极40覆盖凸起结构70的表面，且像素电极40在对应凸起结构70的顶端位置具有开口区域。由于凸起结构70相比平面结构来说，可以增加像素电极40的接触面积，从而使得像素电极40能够吸附更多的电子墨水60，增强亮态时的光线透过率。

在一些实施例中，凸起结构70的形状为半球形，以尽量增加像素电极40的接触面积，保证像素电极40能够吸附更多的电子墨水60。

在一些实施例中，请参见图3，本发明实施例提供的像素结构还包括位于第二基板20面向第一基板10一侧设置的第二公共电极80，第二公共电极80被透光区域o所覆盖，且第二公共电极80与像素电极40之间相互绝缘。在可能的实施方式中，第二公共电极80与像素电极40同层设置。

在一些实施例中，本发明实施例提供的像素结构还包括位于第二基板20与像素电极40所在层之间且被遮光区域所覆盖的数据线、栅线和晶体管，晶体管的栅极与栅线耦接，晶体管的漏极与数据线耦接，晶体管的源极与像素电极耦接。该晶体管可以控制第一公共电极30和像素电极40所加载的电信号的极性，以便实现对像素结构的透光和遮光的控制。

如图4所示，为像素结构的透光区域o呈现暗态的示意图。晶体管可以控制像素区中像素电极40与第一公共电极30加载同性电信号，使电子墨水60游离于透光区域o，由于电子墨水60可以物理隔绝光线，所以透光区域o呈暗态。且由于电子墨水60可以物理隔绝光线，所以使得需要遮光的像素区的光线透过率更低。

如图5所示，为像素结构的透光区域o呈现亮态的示意图。晶体管可以控制像素区中像素电极40和第一公共电极30加载异性电信号，使电子墨水60吸附于像素电极40的表面，从而使得透光区可以通过光线，即呈亮态时。由于电子墨水60吸附于像素电极40的表面，所以可以增强光线的透过率。

在一些实施例中，本发明实施例提供的像素结构的每个像素区内的遮光层包含多个相互间隔分布的条状的透光区域，这样将遮光区域分成更小的部分，使得像素电极更容易将电子墨水吸附到表面。

请参见图6，为像素结构的俯视图。每个像素区的遮光层50包含多个相互间隔分布的条状的透光区域。在每个像素区设置的晶体管90的栅极与被遮光区域覆盖的栅线102耦接，晶体管90的漏极与被遮光区域覆盖的数据线102耦接，晶体管90的源极与像素电极耦接。

上述的像素结构还可以包括一些必要的膜层，例如，依次位于第二基板20靠近像素电极40一侧的栅极层、栅极绝缘层、有源层、源漏极金属层以及绝缘层等，这里不再赘述。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种3d打印系统，该3d打印系统可以包括数字光处理装置，以及光源，该光源则由上述的像素结构提供。具体的，本发明实施例可以根据接收到的所需打印的图像，确定上述的像素结构需要透光的像素区和需要遮光的像素区，对于需要透光的像素区，控制像素区中像素电极和第一公共电极加载异性电信号，使电子墨水吸附于所述像素电极的表面；对于需要遮光的像素区，控制像素区中像素电极与第一公共电极加载同性电信号，使电子墨水游离于透光区域。

综上，本实用新型实施例提供的像素结构中，每个像素区包括第一基板面向第二基板一侧设置有第一公共电极，第二基板面向第一基板一侧设置有像素电极，且位于第一基板面向第二基板一侧的遮光层与第二基板之间设置有电子墨水，遮光层具有至少一个透光区域和遮光区域，且像素电极被遮光区域所覆盖。该像素结构应用于3d打印时，对于需要透光的像素区，可以控制像素区中像素电极和第一公共电极加载异性电信号，使电子墨水吸附于像素电极的表面，从而使得透光区可以通过光线，即呈亮态时。由于电子墨水吸附于像素电极的表面，所以可以增强光线的透过率；而对于需要遮光的像素区，可以控制像素区中像素电极与第一公共电极加载同性电信号，使电子墨水游离于透光区域，即呈暗态。由于电子墨水可以物理隔绝光线，所以使得需要遮光的像素区的光线透过率更低。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。