[实用新型]一种带有网状滤光膜的彩色电子纸

说明书

一种带有网状滤光膜的彩色电子纸，包括第一胆甾相液晶结构单元、第二胆甾相液晶结构单元、网状滤光膜及黑白切换层单元；第一胆甾相液晶结构单元与第二胆甾相液晶结构单元层叠或并列设置，黑白切换层单元位于第一胆甾相液晶结构单元或第二胆甾相液晶结构单元的下方，网状滤光膜位于第一胆甾相液晶结构单元或第二胆甾相液晶结构单元与黑白切换层单元之间。如此能够弥补胆甾相液晶在长波广谱区反射率低的缺点，解决彩色电子纸领域的刷新速率、色域、灰度和成本问题、具有优异的色平衡、较高的对比度和色彩亮度，能作为报纸、杂志等纸质媒体的替代显示。

技术领域

本实用新型涉及电子纸技术领域，特别是一种带有网状滤光膜的彩色电子纸。

背景技术

现有彩色电子纸的技术方案有多种，大致可分为：胆甾相液晶型、滤光膜型、彩色粒子型、电润湿型和IMOD方案。在彩色电子纸之中，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。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。迄今为止，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。特别是在成本、色域、灰度和刷新时间难以达到最优化。

彩色胆甾相液晶电子纸采用三层叠加显示达到全彩色显示目的,该技术方案的原理如下:胆甾相液晶材料具有独特的选择反射特性，通过调整胆甾相液晶手性成分的比例获得不同的螺距的液晶，通过选择合适的材料能实现反射红、绿、蓝三种波长的光，这三种光作为加法混色的三基色实现全彩色显示。存在的主要问题是红色光谱区反射不足，难以获得比较好的全彩色显示。其优点是蓝、绿彩色效果亮度较好，缺点胆甾相液晶自身的反射率在红红色光谱区不理想，全光谱也就是白色状态也不如电泳显示的反射率，特别是红色亮度不足是亟待改进的。

使用滤光膜方式的彩色电子纸在技术上很容易实现，和LCD显示原理基本相同。但由于电子纸自身没有环境光外的光源，滤光膜的透光率要求在透射广谱区越高越好，否则滤光膜的吸收会降低光反射率或显示亮度。同时受显示原理限制，用多个彩色滤光膜的子像素组合成一个显示像素必须没有重叠，这也降低了单位面积的像素数量，这种方案是以牺牲亮度和分辨率为代价来实现彩色显示的。对TFT带有背光源或主动发光的显示模式，通过提高背光或发光的亮度，缩写子像素面积也能实现高亮度，进而实现高分辨率获得优异的显示效果。对于电子纸模式，利用环境光达成电子纸显示，其色彩高度依赖环境光和电子纸的反射率，由于环境光亮度的局限性，使得滤光膜型彩色电子纸色域范围理论上就非常狭窄，难于在工艺或材料上进一步优化。因此，不少厂商和研究机构都在致力于开发像素自身具有反射彩色光性能、无需彩色滤光片就能实现彩色显示的电子纸技术。

不需要彩色滤光片的技术除胆甾相液晶电子纸之外，还有横向电泳技术、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。但是这些技术同样受限于电子纸模式自身的反射率，实际上彩色电子纸的效果距离所期望的目标还有很大差距。主要的原因是单一材料三基色的性能不均衡，无论是加法混色还是减法混色对应目前的子像素结构，都无法对色光高效利用和忠实的再现彩色。

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多色粒子构成的电泳型以及三维混色型。现有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；此外，开发新彩色粒子的难度大周期长。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刷新速率、色域、灰度和成本问题，是十分必要的。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种能够弥补胆甾相液晶在长波广谱区反射率低的缺点，解决彩色电子纸领域的刷新速率、色域、灰度和成本问题、具有优异的色平衡、较高的对比度和色彩亮度，能作为报纸、杂志等纸质媒体的替代显示的带有网状滤光膜的彩色电子纸，以解决上述问题。