柔性顯示實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)之電泳技術(shù)

電泳顯示是利用帶荷電的膠體顆?？稍陔妶?chǎng)中移動(dòng)的原理，通過(guò)電極間帶電物質(zhì)在電場(chǎng)作用下的運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)色彩交替顯示的一種顯示技術(shù)，以這樣一個(gè)電泳單元為一個(gè)像素，將電泳單元進(jìn)行代維矩陣式排列構(gòu)成顯示平而，根據(jù)要求像素可顯示不同的顏色，其組合就能得到平而圖像。電泳顯示器主要有扭轉(zhuǎn)球型電泳顯示(Twisting Ball Display, TBD)技術(shù)、微膠囊化電泳顯示(Microencapsulated Electrophoretic Display, MED)技術(shù)、微杯型(Microcup)電泳顯示技術(shù)，逆乳膠電泳顯示(ReverseEmulsion Electrophoretic Display, REED)技術(shù)等.

1.1技術(shù)原理

扭轉(zhuǎn)球型電泳顯示，是在透明塑料的密封腔體中，充滿油性液體，液體中分敞著黑白雙色球微粒，白色半球反射光，黑色半球則吸收入射光。通過(guò)氧化錮錫電極和驅(qū)動(dòng)電路控制加載電場(chǎng)，在脈沖電壓的作用下，由于偶極子的扭矩力，小球就在液體中發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)顯示，并通過(guò)驅(qū)動(dòng)電壓調(diào)整球體的旋轉(zhuǎn)角度和排列的有序度，控制圖像灰度。通過(guò)改進(jìn)制造設(shè)備和工藝，可以改變球的構(gòu)成，使得黑白兩色球微粒成為有色透明的多色球微粒。也可以制造全透明球微粒，并在半球體切面上植入一個(gè)半透明的濾色片。這樣，當(dāng)濾色片處于與顯示屏平面垂直狀態(tài)時(shí)，球是看不到的，在濾色片與顯示屏平面平行時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)濾色片顏色，就可能獲得彩色顯示。

微膠囊型電泳顯示是先將電泳粒子和絕緣懸浮液包封于微膠囊內(nèi)，再將微膠囊置于電極間。一個(gè)微膠囊內(nèi)分散有許多帶正電的白色粒子和帶負(fù)電的黑色粒子，正、負(fù)電微粒子都分布在微膠囊內(nèi)透明的液體也就是分散介質(zhì)當(dāng)中.當(dāng)從非顯示而加正電場(chǎng)時(shí)，微膠囊內(nèi)帶正電的白色粒子移動(dòng)并聚集在顯示面，這時(shí)顯示為灰色:反之，當(dāng)從非顯示面加負(fù)電場(chǎng)時(shí)，帶負(fù)電的黑色粒子移動(dòng)并聚集在顯示面，這時(shí)看起來(lái)就是黑色。如下圖3所示。這些粒子由電場(chǎng)定位控制，即該在什么位置顯示顏色是由一個(gè)電場(chǎng)控制的，控制電場(chǎng)由帶有高分辨力顯示陣列的底板產(chǎn)生。通過(guò)加鋪彩色濾光膜、控制電泳速度和增加子像素等方法，來(lái)實(shí)現(xiàn)彩色電泳顯示。

1.2電泳技術(shù)作為柔性顯示的優(yōu)點(diǎn)

電泳顯示器具有易讀性、柔軟性、雙穩(wěn)態(tài)特性和低功耗等優(yōu)點(diǎn)，成為人們廣泛關(guān)注的焦點(diǎn).與平板顯示器相比，具有以下特點(diǎn):(l)使用柔性導(dǎo)電高分子薄膜晶體管(Thin film transistnr)作為電極，物理機(jī)械性能類似傳統(tǒng)紙張，可以卷曲甚至折疊，便于攜帶;(2)主要是反射型顯示，對(duì)光線的反射符合朗伯反射定律，擁有大視角;(3)對(duì)圖像的顯示呈雙穩(wěn)態(tài)(Bi2stable display)，即在施加電場(chǎng)的條件下實(shí)現(xiàn)顯示，當(dāng)電場(chǎng)撤去以后，顯示仍然保持，因而，具備信息儲(chǔ)存功能，而且節(jié)能。

1.3技術(shù)難點(diǎn)

目前，幾乎所有的電泳顯示技術(shù)都不成熟響應(yīng)速度比較慢，用作柔性顯示永子以下問(wèn)題:無(wú)法表達(dá)足夠連貫的視頻畫(huà)面，因?yàn)殡娪炯夹g(shù)依賴于粒子的運(yùn)動(dòng)，用于顯示的開(kāi)關(guān)時(shí)間非常長(zhǎng)，長(zhǎng)達(dá)幾百毫秒，這個(gè)速度對(duì)視頻應(yīng)用是不夠的，應(yīng)開(kāi)發(fā)用于電泳顯示的使開(kāi)關(guān)時(shí)間達(dá)到幾十毫秒甚至更快的電泳技術(shù);全彩色顯示技術(shù)等還有待于進(jìn)一步改進(jìn);制造工藝復(fù)雜，對(duì)材料要求高，成本較高。電泳顯示技術(shù)現(xiàn)在還處于研究階段，開(kāi)發(fā)應(yīng)用剛剛起步，還有許多科學(xué)與技術(shù)問(wèn)題需要解決。應(yīng)該抓住機(jī)遇，在該領(lǐng)域跟蹤國(guó)際最新的研發(fā)趨勢(shì)，抓住課題的核心科學(xué)問(wèn)題，結(jié)合材料功能化問(wèn)題選擇合適的材料或合成新的先進(jìn)材料，為高性能電泳顯示材料的設(shè)計(jì)提供理論基礎(chǔ)。同時(shí)解決產(chǎn)業(yè)化中每一步的技術(shù)問(wèn)題.