CN107092150B - 彩色电子纸、其显示方法及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种彩色电子纸、其显示方法及显示装置，其中彩色电子纸包括上基板、阵列基板、若干像素电极、公共电极和像素微胶囊；像素微胶囊中至少容置有底色粒子以及与像素微胶囊的像素颜色对应的彩色粒子；彩色电子纸还包括位于相邻像素电极的间隙、且与像素电极相互绝缘的中间电极，且在显示时与中间电极交叠的像素微胶囊显示底色粒子对应的颜色。正是由于像素电极之间的区域还设置有中间电极，在显示时使中间电极对应的区域统一显示底色粒子对应的颜色，而不像现有的彩色电子纸，由于该区域的粒子不受电场控制而使该区域无规则的显示底色粒子对应的颜色以及两种彩色粒子对应的颜色，因此本发明实施例提供的彩色电子纸可以改善显示效果。

Description

彩色电子纸、其显示方法及显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤指一种彩色电子纸、其显示方法及显示装置。
背景技术
随着数字技术的发展，越来越多传播信息的显示设备走入人们的生活，例如液晶显示器，已广泛地应用于通讯、信息及消费性的电子产品上，然而，液晶显示器在显示过程中需要持续供电，这使得在断电情况下也能长时间保持显示的电子纸(Electronic Paper，EP)显示了明显的优势，此外，电子纸在使用过程中比液晶显示器省电。
目前的电子纸分为黑白电子纸和彩色电子纸。其中彩色电子纸由于能够显示色彩，因此越来越受欢迎。现有的彩色电子纸的结构如图1所示，包括上基板1、阵列基板2、设置在上基板1上的公共电极3、设置在阵列基板2上的像素电极4、以及位于像素电极4和公共电极3之间的多个像素微胶囊5，像素微胶囊5中设置有彩色(红色、绿色或蓝色)粒子和底色(白色或黑色)粒子。
彩色电子纸显示的原理为电泳，借助像素电极和公共电极形成的电场驱动处于像素微胶囊里的彩色粒子或底色粒子定向运动，例如当彩色粒子移动到靠近上基板一侧时，外界光照射到该彩色粒子上后被反射，使观看者看到该彩色粒子对应的颜色的光，当底色粒子移动到靠近上基板一侧时，外界光照射到该底色粒子上后被反射，使观看者这看到该底色粒子对应的颜色的光，从而处于不同位置及以不同排布方式组合的彩色粒子显示出所需的字体或图案。
但是由于目前的技术像素微胶囊还不能够做得很小，像素微胶囊在上基板上的位置也很难精确控制，另外上基板和阵列基板对位的精度也很难做到特别精细，从而产生的对位偏移，如图2所示，图2中本应该与绿色(G)的像素微胶囊5对应的像素电极4由于对位偏移与部分红色(R)的像素微胶囊5对应，从而使本应该显示绿色的区域(图2中虚线所圈的区域)显示红色，即发生混色。目前，为了改善混色，一般将像素电极4之间的距离d做大，这样虽然改善了混色问题，但是在像素微胶囊5的交界处就会形成无电场控制的区域，从而使该区域的粒子由于不受电场控制而呈无序，例如在红色的像素微胶囊5边界处有的地方显示底色，有的地方显示红色，且颜色分布不规则，而在绿色的像素微胶囊5边界处有的地方显示底色，有的地方显示绿色，且颜色分布也不规则，从而影响显示效果。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种彩色电子纸、其显示方法及显示装置，用于解决现有技术中存在的由于像素电极之间的距离大导致的该区域显示无序的问题。
本发明实施例提供的一种彩色电子纸，包括：相对设置的上基板和阵列基板，其中，所述阵列基板面向所述上基板一侧设置有若干像素电极，所述上基板面向所述阵列基板一侧设置有公共电极，各所述像素电极与所述公共电极之间设置有像素微胶囊；其中，所述像素微胶囊中至少容置有底色粒子以及与所述像素微胶囊的像素颜色对应的彩色粒子；
所述彩色电子纸还包括中间电极，所述中间电极位于相邻所述像素电极的间隙、且与所述像素电极电绝缘；
在显示时与所述中间电极交叠的像素微胶囊显示所述底色粒子对应的颜色。
相应地，本发明实施例还提供了一种显示装置，包括本发明实施例提供的上述彩色电子纸。
相应地，本发明实施例还提供了一种上述彩色电子纸的显示方法，在显示时向所述中间电极施加电压以使与所述中间电极交叠的像素微胶囊显示所述底色粒子对应的颜色。
本发明有益效果如下：
本发明实施例提供的上述彩色电子纸、其显示方法及显示装置，其中彩色电子纸包括上基板、阵列基板、若干像素电极、公共电极和像素微胶囊；其中，像素微胶囊中至少容置有底色粒子以及与像素微胶囊的像素颜色对应的彩色粒子；彩色电子纸还包括位于相邻像素电极的间隙、且与像素电极相互绝缘的中间电极，且在显示时与中间电极交叠的像素微胶囊显示底色粒子对应的颜色。正是由于像素电极之间的区域还设置有中间电极，这样在显示时对中间电极施加电压，使中间电极对应的区域统一显示底色粒子对应的颜色，而不像现有的彩色电子纸，由于该区域的粒子不受电场控制而使该区域无规则的显示底色粒子对应的颜色以及两种彩色粒子对应的颜色，因此本发明实施例提供的彩色电子纸可以改善显示效果。
附图说明
图1为现有的彩色电子纸的结构示意图；
图2为现有的彩色电子纸在发生对位偏移时的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种彩色电子纸的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的另一种彩色电子纸的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的另一种彩色电子纸的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的一种彩色电子纸的俯视示意图；
图7a为本发明实施例提供的另一种彩色电子纸的俯视示意图；
图7b为本发明实施例提供的另一种彩色电子纸的俯视示意图；
图8为本发明实施例提供的另一种彩色电子纸的俯视示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
附图中各部件的形状和大小不反映真实比例，目的只是示意说明本发明内容。
本发明实施例提供的一种彩色电子纸，如图3所示，包括：相对设置的上基板10和阵列基板20，其中，阵列基板20面向上基板10一侧设置有若干像素电极21，上基板10面向阵列基板20一侧设置有公共电极11，各像素电极21与公共电极11之间设置有像素微胶囊12；其中，像素微胶囊12中至少容置有底色粒子以及与像素微胶囊12的像素颜色对应的彩色粒子；
彩色电子纸还包括中间电极22，中间电极22位于相邻像素电极21的间隙、且与像素电极21电绝缘；
在显示时与中间电极22交叠的像素微胶囊显示底色粒子对应的颜色。
本发明实施例提供的彩色电子纸，包括上基板、阵列基板、若干像素电极、公共电极和像素微胶囊；其中，像素微胶囊中至少容置有底色粒子以及与像素微胶囊的像素颜色对应的彩色粒子；彩色电子纸还包括位于相邻像素电极的间隙、且与像素电极相互绝缘的中间电极，且在显示时与中间电极交叠的像素微胶囊显示底色粒子对应的颜色。是由于像素电极之间的区域还设置有中间电极，这样在显示时对中间电极施加电压，使中间电极对应的区域统一显示底色粒子对应的颜色，而不像现有的彩色电子纸，由于该区域的粒子不受电场控制而使该区域无规则的显示底色粒子对应的颜色以及两种彩色粒子对应的颜色，因此本发明实施例提供的彩色电子纸可以改善显示效果。
需要说明的是，在显示时与中间电极交叠的像素微胶囊显示底色粒子对应的颜色，是指像素微胶囊中与中间电极交叠的部分显示底色粒子对应的颜色，像素微胶囊中与中间电极不交叠的部分是由像素电极控制的。
需要说明的是，在本发明实施例提供的彩色电子纸中，中间电极位于相邻像素电极的间隙，是指中间电极所在区域是位于相邻像素电极的间隙所对应的区域内，具体地，中间电极可以与像素电极位于同一层，中间电极也可以与像素电极不同层，在此不作限定。
在具体实施时，像素颜色一般至少包括三原色中的红色、绿色或蓝色，当然有的像素颜色还包括黄色等，在此不作限定。具体地，当像素微胶囊的像素颜色为红色时，像素微胶囊内的彩色粒子为红色粒子，当像素微胶囊的像素颜色为绿色时，像素微胶囊内的彩色粒子为绿色粒子，当像素微胶囊的像素颜色为蓝色时，像素微胶囊内的彩色粒子为蓝色粒子，在此不作一一列举。
在具体实施时，在本发明实施例提供的彩色电子纸中，底色粒子一般为白色粒子或黑色粒子，这样当底色粒子为白色粒子时，在显示时与中间电极交叠的像素微胶囊就显示白色，当底色粒子为黑色粒子时，在显示时与中间电极交叠的像素微胶囊就显示黑色，从而解决了现有技术存在的由于该区域的粒子不受电场控制而呈无序的状态，从而改善显示效果。
在具体实施时，为了保证在阵列基板与上基板的对位偏移在一定范围内时，像素电极仍能与对应的像素胶囊对应，在本发明实施例提供的彩色电子纸中，如图3所示，一般像素电极21的面积小于与其交叠的像素微胶囊12的面积。
在具体实施时，在本发明实施例提供的彩色电子纸中，如图3所示，中间电极22与像素电极21为同层设置，且材质相同。这样在制备时，可以将中间电极22与像素电极21同层制备，从而不用增加新的制备工艺，仅需变更对应的膜层的构图即可实现，简化了工艺步骤，节省了生产成本，提高了生产效率。
在具体实施时，在本发明实施例提供的彩色电子纸中，像素电极的材料为金属材料。这样可以将照射至像素电极上的光反射回去，增强射向观看侧方向的光强，从而提高显示亮度。
当然，在具体实施时，在本发明实施例提供的彩色电子纸中，像素电极的材料也可以为透明导电材料，例如铟锡氧化物(ITO)，在此不作限定。
在具体实施时，在本发明实施例提供的彩色电子纸中，当像素电极的材料为透明导电材料时，为了提高彩色电子的显示亮度，如图4所示，还包括位于像素电极21与阵列基板20之间的金属反射层23。利用金属反射层23将穿过像素电极21照射至金属反射层23上的光反射回去，增强射向观看侧方向的光强。
在具体实施时，为了保证金属反射层的设置不会影响像素电极之间的相互绝缘，如图4所示，可以将金属反射层23整层设置，在金属反射层23与像素电极21之间设置绝缘层24，或者如图5所示，将金属反射层23设置成与各像素电极21对应的块状，在此不作限定。
在具体实施时，当本发明实施例提供的彩色电子纸中，设置有金属反射层时，如图5所示，中间电极22可以与金属反射层23为同层设置，且材质相同。或者，如图4所示，中间电极22也可以与像素电极21为同层设置，且材质相同。这样在制备时，同样不用增加新的制备工艺，仅需变更对应的膜层的构图即可实现，简化了工艺步骤，节省了生产成本，提高了生产效率。
在具体实施时，在本发明实施例提供的彩色电子纸中，如图4所示，当中间电极22与像素电极21为同层设置，且材质相同时，金属反射层23在阵列基板20的正投影覆盖阵列基板20。从而金属反射层23还可以将相邻像素电极21之间的间隙区域的光反射回去。
在具体实施时，在本发明实施例提供的彩色电子纸中，阵列基板包括衬底基板以及位于衬底基板上的薄膜晶体管，其中薄膜晶体管至少包括沟道层、源极、漏极和栅极。为了不增加单独设置中间电极的掩膜(Mask)工艺，也可以将中间电极与源极、漏极或栅极为同层设置，且材质相同，在此不作限定。
在具体实施时，在本发明实施例提供的彩色电子纸中，所有中间电极可以位于同一层，当然在具体实施时，也可以将中间电极设置在不同层上，在此不作限定。
在具体实施时，在本发明实施例提供的彩色电子纸中，如图6所示，所有中间电极22组成网格状结构，且网格状结构中的一个网孔对应一个像素电极21。这样可以将网格状结构连接到驱动芯片上从而对所有的中间电极22整体进行控制。
或者，在具体实施时，在本发明实施例提供的彩色电子纸中，如图7a和图7b所示，若干像素电极21呈矩阵排列，如图7a所示，位于任意相邻两列像素电极21的间隙的中间电极22组成一条状结构；
或者，如图7b所示，位于任意相邻两行像素电极21的间隙的中间电极22组成一条状结构。从而以行或列为单位对中间电极22进行控制。
或者，在具体实施时，在本发明实施例提供的彩色电子纸中，如图8所示，每一个中间电极22均是独立的，这样可以对每一中间电极22单独进行控制。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种显示装置，包括本发明实施例提供的上述任一种彩色电子纸。该显示装置可以为：电子书、数码相框、导航仪、电子广告牌等任何具有显示功能的产品或部件。该显示装置的实施可以参见上述彩色电子纸的实施例，重复之处不再赘述。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种上述彩色电子纸的显示方法，在显示时向中间电极施加电压以使与中间电极交叠的像素微胶囊显示底色粒子对应的颜色。
本发明实施例提供的上述显示方法，由于在显示面板中像素电极之间的区域还设置有中间电极，这样在显示时向中间电极施加电压，使中间电极交叠的像素微胶囊统一显示底色粒子对应的颜色，而不像现有的彩色电子纸，由于该区域的粒子不受电场控制而使该区域无规则的显示底色粒子对应的颜色以及两种彩色粒子对应的颜色，因此本发明实施例提供的彩色电子纸可以改善显示效果。
在具体实施时，彩色电子纸能够实现彩色显示的基本原理为：例如要显示一个画面，该画面在X像素位置处显示红色，在Y像素位置处显示绿色，在Z像素位置处显示蓝色。那么在显示时，需要向显示面板X像素位置处的像素电极施加电压，使该位置处的像素微胶囊内的红色粒子在电场的作用下向上基板方向移动，底色粒子向阵列基板方向移动；需要向显示面板Y像素位置处的像素电极施加电压，使该位置处的像素微胶囊内的绿色粒子在电场的作用下向上基板方向移动，底色粒子向阵列基板方向移动；需要向显示面板Z像素位置处的像素电极施加电压，使该位置处的像素微胶囊内的蓝色粒子在电场的作用下向上基板方向移动，底色粒子向阵列基板方向移动；除此还需要向除了上述画面的X、Y和Z位置之外的其它位置处的像素电极施加电压，使其它位置处的像素微胶囊内的底色粒子在电场的作用下向上基板方向移动，彩色粒子向阵列基板方向移动。当然在本发明实施例提供的显示方法中，还需要向中间电极上施加电压，使与中间电极对应的区域内的像素微胶囊内的底色粒子在电场的作用下向上基板方向移动，彩色粒子向阵列基板方向移动。
在具体实施时，在像素电极上施加的使彩色粒子向上基板方向移动的电压的大小根据彩色粒子的性质决定，有的彩色粒子是在电场作用下沿电场方向移动的，有的彩色粒子是在电场作用下沿与电场方向相反的方向移动的。驱动底色粒子移动的原理与彩色粒子相同，在此不作赘述。
因此，在具体实施时，在本发明实施例提供的显示方法中，在显示时向中间电极施加的电压的大小是由彩色电子纸中底色粒子的性质决定的，电压大小只要能满足使底色粒子向上基板方向移动即可，在此不作限定。
本发明实施例提供的一种彩色电子纸、其显示方法及显示装置，其中彩色电子纸包括上基板、阵列基板、若干像素电极、公共电极和像素微胶囊；其中，像素微胶囊中至少容置有底色粒子以及与像素微胶囊的像素颜色对应的彩色粒子；彩色电子纸还包括位于相邻像素电极的间隙、且与像素电极相互绝缘的中间电极，且在显示时与中间电极交叠的像素微胶囊显示底色粒子对应的颜色。正是由于像素电极之间的区域还设置有中间电极，这样在显示时对中间电极施加电压，使中间电极对应的区域统一显示底色粒子对应的颜色，而不像现有的彩色电子纸，由于该区域的粒子不受电场控制而使该区域无规则的显示底色粒子对应的颜色以及两种彩色粒子对应的颜色，因此本发明实施例提供的彩色电子纸可以改善显示效果。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (11)

1.一种彩色电子纸，其特征在于，包括：相对设置的上基板和阵列基板，其中，所述阵列基板面向所述上基板一侧设置有若干像素电极，所述上基板面向所述阵列基板一侧设置有公共电极，各所述像素电极与所述公共电极之间设置有像素微胶囊；其中，所述像素微胶囊中至少容置有底色粒子以及与所述像素微胶囊的像素颜色对应的彩色粒子；
所述彩色电子纸还包括中间电极，所述中间电极位于相邻所述像素电极的间隙、且与所述像素电极电绝缘；
在显示时与所述中间电极交叠的像素微胶囊显示所述底色粒子对应的颜色；且在显示时向所述中间电极施加的电压使所述底色粒子向所述上基板方向移动。
2.如权利要求1所述的彩色电子纸，其特征在于，所述中间电极与所述像素电极同层设置，且材质相同。
3.如权利要求2所述的彩色电子纸，其特征在于，所述像素电极的材料为金属材料。
4.如权利要求1所述的彩色电子纸，其特征在于，还包括位于所述像素电极与所述阵列基板之间的金属反射层。
5.如权利要求4所述的彩色电子纸，其特征在于，所述中间电极与所述金属反射层为同层设置，且材质相同；或者所述中间电极与所述像素电极为同层设置，且材质相同。
6.如权利要求1所述的彩色电子纸，其特征在于，所述阵列基板包括衬底基板以及位于所述衬底基板上的薄膜晶体管，其中所述薄膜晶体管至少包括沟道层、源极、漏极和栅极；
所述中间电极与所述源极、所述漏极或所述栅极为同层设置，且材质相同。
7.如权利要求1-6任一项所述的彩色电子纸，其特征在于，所有所述中间电极组成网格状结构，且所述网格状结构中的一个网孔对应一个所述像素电极。
8.如权利要求1-6任一项所述的彩色电子纸，其特征在于，若干所述像素电极呈矩阵排列，位于任意相邻两列所述像素电极的间隙的所述中间电极组成一条状结构；
或者，位于任意相邻两行所述像素电极的间隙的所述中间电极组成一条状结构。
9.如权利要求1-6任一项所述的彩色电子纸，其特征在于，所述底色粒子为白色粒子或黑色粒子。
10.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的彩色电子纸。
11.一种如权利要求1-9任一项所述的彩色电子纸的显示方法，其特征在于：在显示时向所述中间电极施加电压以使与所述中间电极交叠的像素微胶囊显示所述底色粒子对应的颜色。
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