彩色电子纸或者电子墨水的图像显示装置以及显示方法

1.本发明属于彩色电子纸或者电子墨水领域，具体涉及一种彩色电子纸或者电子墨水的图像显示装置以及显示方法。


背景技术：

2.电子纸(electronic paper，e-paper)，也称数字纸(digital paper)或类纸显示器(paper-like display)，是一种视觉效果与纸张相似的电子显示装置。与之对应的则是由液态材料制备的电子纸，被形象的称为电子墨“水”。电子纸它既有纸张的优点，又可以像电子显示器一样刷新显示内容。它将以它―良好的可视性、高对比度、可重复使用、轻薄易携、可柔性显示等改变人们的生活，同时也将以它的―低功耗、无辐射、节能环保等改善我们的生态环境。
3.电子显示技术主要包括电泳显示技术，电润湿显示技术，反射式液晶显示技术，电流体显示技术，电致变色显示技术，光子晶体显示技术，旋转球电泳显示技术等。由于电泳显示技术具有高对比度、高反射率等优点，便从众多技术中脱颖而出，成为极具发展潜力的柔性电子显示技术之一。
4.电泳显示是一种基于电泳原理的反射式显示技术，该技术利用颜料粒子的电泳特性，将带有不同电荷或电量的颜色颗粒置于电泳显示腔室(如微杯、胶囊等等)内，施加电场，颜料粒子沿电场方向(带正电粒子)或逆电场方向(带负电粒子)移动，在电场的作用下，粒子均向与粒子带电种类相反的电极移动，聚集在与电场对应的显示单元上，同时经过电极和电压的变化实现多种颜色的显示。
5.电泳显示中，电泳粒子是最核心的部分，通常是利用材料的光学属性，例如反射率、透过率以及吸收率等在外加电场的作用下发生变化，从而实现外观颜色和透明度的可逆变化。
6.目前对于彩色粒子的研究可以分为两类，一是利用无机颜料制备彩色电泳粒子，无机颜料主要是有色金属的氧化物或一些金属不溶性的金属盐，在着色力、透明性、色度、光稳定性和热稳定性等方面有很大的优势，且价格低廉，但无机颜料电泳粒子一般密度较大，容易在分散介质中沉降，与分散介质相容性差，明显降低电泳显示的稳定性。二是利用有机颜料制备彩色电泳粒子，对于有机颜料，色泽鲜艳，但其容易聚集，颜料本身形貌不规则，需要进行表面修饰才能进一步作为电泳粒子的候选。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于克服现有技术中的缺点，提供一种彩色电子纸或者电子墨水的图像显示装置以及显示方法。
8.为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
9.一种彩色电子纸或者电子墨水的图像显示装置，包括一对导电玻璃板电极、连接所述的导电玻璃板电极的支撑基板、设置在所述的导电玻璃板之间的空腔、设置在所述的
空腔内的膜材料、以及设置在所述的空腔内的电泳液和移动电泳粒子；所述的移动电泳粒子为品红电泳粒子、黄色电泳粒子、青色电泳粒子以及黑色电泳粒子且各电泳粒子带有不同的电量。
10.所述的品色电泳粒子电量值范围为0-20mv，青色电泳粒子带电量值范围为25-45mv,品红色电泳粒子带电量值范围为50-70mv，黑色电泳粒子带电量值＞80mv。
11.所述的品红电泳粒子、黄色电泳粒子、青色电泳粒子以及黑色电泳粒子均带有正电荷或者均带有负电荷。
12.所述的品红电泳粒子、黄色电泳粒子、青色电泳粒子以及黑色电泳粒子的粒径均为50-4000nm。
13.所述的膜材料为白色背景底色。
14.所述的电泳液为四氯乙烯、或者isop中的一种。
15.本技术还包括一种所述的显示装置的显示方法，包括下述步骤：对导电玻璃板电极施加大小不一，以及正反方向的电压，使得带不同电量的不同颜色的品红电泳粒子、黄色电泳粒子、青色电泳粒子以及黑色电泳粒子通过膜材料移动，从而在显示多色，当未施加电压时，显示为膜材料底物的颜色为白色。
16.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
17.本发明提供了一种彩色电子纸或者电子墨水的图像显示装置以及显示方法，通过改变不同颜色的品红电泳粒子、黄色电泳粒子、青色电泳粒子以及黑色电泳粒子的表面带电量，调节电压，即可控制不同粒子的移动和在一侧导电玻璃上不同组合方式粒子的聚集，实现多色显示。
附图说明
18.图1为彩色电子纸或者电子墨水的图像显示装置的结构示意图；
19.图2为彩色电子纸或者电子墨水的图像显示方法的过程示意图。
具体实施方式
20.为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和最佳实施例对本发明作进一步的详细说明。
21.图1示出一种彩色电子纸或者电子墨水的图像显示装置，包括一对导电玻璃板电极6、连接所述的导电玻璃板电极的支撑基板4、设置在所述的导电玻璃板之间的空腔、设置在所述的空腔内的膜材料3、以及设置在所述的空腔内的电泳液和移动电泳粒子；所述的移动电泳粒子为品红电泳粒子5m、黄色电泳粒子5y、青色电泳粒子5c以及黑色电泳粒子5b且各电泳粒子带有不同的电量。所述的导电玻璃板电极的外侧设置有基板1。膜材料为微孔滤膜或其他类型的膜材料固定在导电玻璃板中间，其孔径为50-5000nm，便于各种电泳粒子在电场的作用下通过孔径移动。本技术中采用的膜材料可以是聚氨酯薄膜、聚乙烯薄膜等等。
22.选择的品红色、黄色、青色电泳粒子粒径在50-4000nm之间，密度在1.6-1.9g/cm3。它们的带电量通过电荷控制剂的量来控制。通过加入电荷控制剂，使得品红电泳粒子、黄色电泳粒子、青色电泳粒子，所带电荷均为同种属性(正电荷或者负电荷)，根据颜色深浅的区别，带电量为黄色电泳粒子＜青色电泳粒子＜品红色电泳粒子，即黄色电泳粒子带电量为
最小，品红色电泳粒子带电量为最大，带电量设定如下：黄色电泳粒子电量值范围为0-20mv，青色电泳粒子带电量值范围为25-45mv,品红色电泳粒子带电量值范围为50-70mv。(不同粒子的带电量值范围可以根据显示需要灵活调节，不局限于上述电量范围)。
23.黑色电泳粒子带电量与三种彩色电泳粒子也均为同种电荷属性(正电荷或负电荷)，粒径为50-4000nm。黑色电泳粒子带电量值应为最大，范围为＞80mv。
24.本技术中的品红电泳粒子、黄色电泳粒子、青色电泳粒子以及黑色电泳粒子均采用下述方式制备：
25.品红电泳粒子、黄色电泳粒子、青色电泳粒子均为中空结构，以中空二氧化钛纳米粒子为内核，通过颜料的染色作用，按照中空二氧化钛：颜料＝5：1(质量比)，在乙醇溶剂中反应着色，分别制备出球型结构、形貌规整的品红电泳粒子、黄色电泳粒子、青色电泳粒子。(不限于以上方法)
26.黑色电泳粒子以炭黑为例。作为黑色电泳粒子，通过硝酸或双氧水氧化作用，再用硅烷偶联剂kh550或kh570接枝改性的方法，制备出使其具备电泳粒子特点的黑色电泳粒子。(不限于以上方法)
27.为了使三种彩色电泳粒子、黑色电泳粒子带上不同范围的带电量，常用的电荷控制剂有t151、十二烷基苯磺酸类等。以t151为例，通过控制不同量给不同颜色电泳粒子带上不同的带电值。
28.因黄色电泳粒子带电量最小，电荷控制剂加入量为0。使其电量值范围为0-20mv；对于青色电泳粒子，电荷控制剂加入量为0.05g-0.1g(每5ml溶剂中)，使其电量值范围为0-20mv；品红电泳粒子，电荷控制剂加入量为0.1g-0.15g(每5ml溶剂中)，使其电量值范围为0-20mv。
29.实例1：图2示出彩色电子纸或者电子墨水的图像显示方法的过程示意；对于导电玻璃板电极上侧的基板(以下简称上基板))方向为正方向，导电玻璃板电极下侧的基板(以下简称下基板)为反方向。品红电泳粒子、黄色电泳粒子、青色电泳粒子以及黑色电泳粒子在下基板。刚开始未通电时，下基板显示这些颜色的相加颜色为黑色，因为理论上颜料的三原色品红、黄、青加起来是黑色，但实际应用上可能偏灰色调，故加上黑色电泳粒子。通过控制单元施加正向电压0-20mv范围，在电场的作用下，粒子均向与粒子带电种类相反的电极移动，带相应电荷值的黄色电泳粒子会通过微孔滤膜移动到导电玻璃的上基板，显色为黄色。
30.实例2:对于导电玻璃板上基板方向为正方向，下基板为反方向。通过控制单元施加正向电压为25-45mv时，青色电泳粒子会通过微孔滤膜移动到上基板，同时因为黄色电泳粒子带电量最小，也会在此电压的作用下，也会通过微孔滤膜移动到上基板，从而显示黄色和青色的相加颜色，即为绿色。
31.实例3:根据实例2，在此条件下，如果要显示单颜色青色，此时再施加反向电压值为0-20mv，黄色电泳粒子便会通过微孔滤膜从上基板移动到下基板，此时上基板只有青色电泳粒子，故显示青色。
32.实例4:对于导电玻璃板上基板方向为正方向，下基板为反方向。通过控制单元施加50-70mv的电压，品红色电泳粒子会通过微孔滤膜移动到上基板，此时青色电泳粒子、黄色电泳粒子也会通过微孔滤膜移动到上基板，此时会显示品红、青色、黄色三颜色的相加颜
色为黑色。
33.实例5:在实例4的条件下，若要显示单颜色品红色，施加反向电压为25-45mv之间，黄色和青色电泳粒子会通过微孔滤膜移动到下基板，此时上基板显示品红色。
34.实例6:在实例5的条件下，再次施加正向电压0-20mv，黄色电泳粒子会在此从下基板通过微孔滤膜移动到上基板，此时上基板显示为品红和黄色的相加颜色为橙色。
35.实例7:在实例4的条件下，若施加反向电压为0-20mv，黄色电泳粒子会从上基板通过微孔滤膜移动到下基板，此时上基板显示品红和青色的相加颜色为蓝色。
36.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。