[发明专利]一种三层叠加结构的彩色电子纸显示装置

说明书

本发明公开了一种三层叠加结构的彩色电子纸显示装置，包括多个具有三层显示单元的像素；像素的三层显示单元从观察侧起依次为第一胆甾型液晶盒、第二胆甾型液晶盒和电泳层；所述像素的各层显示单元的子像素中较小面积的子像素面积与较大面积的子像素面积的比值为1：N，个数比为N：1，且N个较小面积的子像素排列在一起的外形轮廓和较大面积的子像素的外形轮廓相同或相似，其中，N为正整数。本发明的混色重叠面积大、各个像素的分割灵活，拓宽显示的灰度等级具有生产工艺简单的优点；具有工作温度宽、色彩再现范围宽和刷新速率快的优点；具有黑白对比度高和色彩再现范围宽的优点；具有彩色再现范围宽高，易于大批量生产等优点。

技术领域

本发明属于电子纸技术领域，尤其涉及一种三层叠加结构的彩色电子纸显示装置。

背景技术

胆甾液晶型彩色电子纸是采用单层或三层叠加以PM(无源矩阵，PassiveMatrix)驱动来实现全彩色图像呈现的一种显示方式，这些技术方案是通过胆甾型液晶材料具有独特的布拉格反射，调整胆甾型液晶分子的螺距和双折射率确定反射光的波长。通过选择合适的胆甾型液晶混合能制作胆甾型液晶层反射红、绿、蓝三种波长的光，把这三种光以加法混色的三基色通过特定的空间排列，实现全彩色显示。胆甾液晶型彩色电子纸像素基本结构是多层结构每层分别能反射蓝、绿和红中的一种颜色。沿面排列的三个子像素结构的胆甾液晶型彩色电子纸，把能反射蓝、绿、红光的三种胆甾液晶材料间隔开来互相不重叠放在同一层内实现色彩叠加。底层是黑色油墨光吸收层，各反射层(或单元)对环境光中3种基色光的反射率相应改变，所反射的3种适当强度的基色光依照混色原理就可以混合成所需某种颜色，从而实现彩色显示。其优点是彩色效果亮度较好，不足之处是靠近长波的红光、白状态的显示效果差，特别是白色状态灰暗和红光的色纯度不高。

除胆甾液晶型彩色电子纸外，彩色电子纸的技术方案还有很多种，比较有影响的彩色模式是滤光片型和彩色粒子型、电润湿型等非滤光片方案，这些方案都是AM(有源矩阵，Active Matrix)的寻址方式驱动。现有的显示模式中，有直接利用粒子散射或液、固态的表面反射，也有利用双折射的选择反射或散射。使用滤光片方式的彩色电子纸在技术上很容易实现，但滤色片会降低光反射率或显示亮度，同时用多个色彩子像素组合成一个显示像素必须没有重叠，降低了单位面积的像素数量，这种方案是以降低亮度和分辨率为代价来实现彩色显示的。不需要彩色滤光片的技术细分有横向电泳技术、逆乳液电泳技术、电润湿技术、干涉测量调制技术、光子晶体显示、电致变色显示技术等。到目前为止，无论是哪种显示模式都无法同时获得理想的彩色显示状态，主要的限制是色彩亮度和色再现范围和成本。

在众多厂商的研发方向中，综合性能比较好的彩色电子纸有三层胆甾液晶型、多色粒子构成的电泳型以及三维混色型。但令人遗憾的是，以上各种方案仍然没有成熟市场成功的案例。在彩色电子纸中，显示效果好坏取决于黑、白、三基色五种状态的反射强度的状况。主要是哪种显示模式都存在问题，三层胆甾液晶成本高，白色表现不佳；多色粒子构成的电泳型蓝绿色再现差，刷新时间长，驱动稳定性差重复性差，特别是在单一像素内，彩色粒子种类增多，在电场作用下，波形变化敏感；三维混色型彩色电子纸的双组份液晶盒制作工艺难度大，实际应用成本高仍然偏高。为获得更广泛的应用，发明新的彩色电子纸模式来综合解决色域、灰度和成本问题，是十分必要的。

发明内容

根据上述提出的技术问题，而提供一种三层叠加结构的彩色电子纸显示装置，其中两个胆甾型液晶盒均使用PM寻址方式提高透过率和色彩反射率，具有相同或部分相同的扫描电极，实现低成本驱动、高反射率和广色域的显示性能，该种彩色电子纸与现有技术相比能够实现广色谱范围，胆甾液晶盒工艺相对简单，在多层结构的技术方案中具有驱动成本低的优势。本发明采用的技术手段如下：

一种三层叠加结构的彩色电子纸显示装置，包括多个具有三层显示单元的像素；

所述像素的三层显示单元从观察侧起依次为第一胆甾型液晶盒、第二胆甾型液晶盒和电泳层；