柔性电子显示技术基础论文.docVIP

柔性电子显示技术发展状况 摘要： 摘要：现代显示器技术目前已经经历了三代的发展，阴极射线管显 示器具有体积庞大、能耗高、发光闪烁等缺点，等离子体显示器能 耗也较高，而且不具有柔性。近年来，液晶显示器与薄膜电发光平 板显示器逐渐在竞争中占据优势，但是它们使用的都是被动光源， 并有视角小、响应速慢、工艺复杂、制作成本高等不足。人们设想 一种和纸一样，但能反复循环利用的显示器，即电子纸，电子纸显 示器利用颗粒的电泳原理，通过带电物质对电场的响应产生的运动 实现色彩交替显示，以这样的一个电泳显示单元为一像素，将多个 电泳单元组合成二维平面显示阵列，实现复杂图像的显示。 关键词： 关键词：柔性 显示器 电泳 微胶囊 1.微胶囊电泳技术 微胶囊电泳技术 微胶囊电泳显示是一种可逆、双稳态、柔性的电子纸显示技术。 本文描述了微胶囊电泳显示技术的 “单粒子” 和“双粒子” 两种 基本显示原理 ,并分别针对其制备技术中的电泳颗粒的表面处理、 显示液的配制以及微胶囊化三个关键步骤作了详细的介绍。还介绍 了微胶囊电泳显示技术的研究现状和发展趋势。 1.1. 单粒子显示 单粒子显示是指利用微胶囊内一种带电颗粒 ,在外加电场的作 用下 ,在含有染料的悬浮液中的电泳迁移运动来实现图案和文字的 显示。 显示原理如图 1 所示[11 ]。 由图 1 可以看出 ,当上极板带正电 荷时 ,微胶囊内的白色颗粒向下极板运动 ,使得上极板呈现黑色(图 1a) ;当上极板带负电荷时 ,微胶囊内的白色颗粒向上极板运动 ,使 得上极板呈现白色(图 1b) 。随着外加电场的转换 ,微胶囊电泳显示 即可转换不同的颜色而实现图文显示。 1.2. 双粒子显示 双粒子显示是指利用微胶囊内电性相反、 颜色不同的两种颗 粒 ,在外加电场的作用下 ,分别向相反方向的电泳迁移运动实现图 像和文字的显示。显示原理如图 2 所示[12 ]。由图 2 可以看出 , 当上极板带负电荷时 ,微胶囊内的白色颗粒向上极板运动 ,黑色颗 粒向下极板运动 ,使得上极板呈现白色(图 2a) ;当上极板带正电 荷时 ,微胶囊内的白色颗粒向下极板运动 ,黑色颗粒向上极板运 动 ,使得上极板呈现黑色(图 2b) 。随着外加电场的转换 ,微胶囊 电泳显示即可转换不同的颜色而实现图文显示。微胶囊电泳显示的 颜色并不局限于上述黑白两色 ,只需调整微胶囊内的染料和电泳颗 粒的颜色 ,便能够展现五彩缤纷的色彩和图案。 2. 微胶囊电泳技术的现状及趋势 微胶囊电泳显示技术是应开发 “电子纸” 的需要而出现的一 项新技术。尽管微胶囊电泳显示技术的研究历史不到十年 ,但近几 年 ,微胶囊电泳显示技术借助于技术基底雄厚的普通电泳显示技 术 ,在纳米和微胶囊等专业技术的推动下 ,得到了迅速的发展。 从 1996 年 “微胶囊电泳显示”概念提出以来,已取得了令人瞩 目的成果。1999 年 10 月 ,美国朗讯科技公司和 E2Ink 公司宣布,达 成共同开发微胶囊电泳显示电子纸的协议,开发微胶囊电泳显示电 子纸应用于电子书报行业。2000 年秋季材料研究会上,E2Ink 公司 与贝尔实验室共同展示了第一个微胶囊电泳显示电子纸的原型。 2001 年 4 月,E2Ink 公司与 IBM 合作首次研制成功矩阵(Active Matrix)方式的微胶囊电泳显示器 ,并演示了高分辨率的插图及文 本的显示 ,其显示器速度比过去提高了 9 倍 ,显示器屏面尺寸仅为 310nm ,在微胶囊内增加了蓝色从而提高了画面的对比度。2001 年 6 月 ,飞利浦公司与 E2Ink 推出面向手持设备的 “电子纸” 显示模 型。2002 年 1 月 ,E2Ink 开发出名为 “Ink2In Motion”,支持动 态图象显示的微胶囊电泳显示电子纸 ,用于显示品牌产品的商标或 图形。2002 年 2 月 4 日 ,E2Ink 和日本凸版印刷公司合作 ,共同推 进微胶囊显示电子纸的商用进程 ,于 2002 年内建立电子纸主要组 成材料 “前版” 的生产体系。2002 年 2 月 ,E2Ink 和德国 VST 共 同用于欧洲的铁路、 公路以及航空行业电子纸信号和标志一事达成 协议。由 E2Ink 向 VST 公司提供电子纸元件 ,VST 公司将该元件嵌 入到信号和标志中。2004 年 4 月 ,SONY 和 E2Ink、 飞利浦公司合 作生产了第一种商品化的 e2 paper 显示器 ,大小为 190mm × 126mm× 13mm ,重 190g ,可以显示黑白两色 ,大约每英寸 170ppi , 可以显示一个 800 × 600 的灰度值 ,储存的容量大约可以保存 5000