专利摘要

本实用新型公开了一种胆甾相液晶电润湿显示器件，包括依次层叠的三个电润湿显示层，三个所述电润湿显示层均包括疏水绝缘层和与所述疏水绝缘层接触的显示层，所述显示层包括极性电解质溶液层和胆甾相液晶层，所述胆甾相液晶层为左旋胆甾相液晶层或右旋胆甾相液晶层。通过控制三个电润湿显示层中的显示层分别反射不同颜色的光，基于三层结构的加法混色原理，从而实现器件的全彩色显示。

权利要求

1.一种胆甾相液晶电润湿显示器件，其特征在于，包括依次层叠的三个电润湿显示层，三个所述电润湿显示层均包括疏水绝缘层和与所述疏水绝缘层接触的显示层，所述显示层包括极性电解质溶液层和胆甾相液晶层，所述胆甾相液晶层为左旋胆甾相液晶层或右旋胆甾相液晶层。

2.根据权利要求1所述的胆甾相液晶电润湿显示器件，其特征在于，所述极性电解质溶液层中的极性液体为聚乙烯醇溶液。

3.根据权利要求1或2所述的胆甾相液晶电润湿显示器件，其特征在于，所述电润湿显示层包括：

上电极；

透光导电板，包括下电极和位于所述下电极上方的像素墙，所述像素墙围成像素格，所述像素格内覆有疏水绝缘层；

显示层，设置于所述上电极和所述透光导电板之间。

4.根据权利要求3所述的胆甾相液晶电润湿显示器件，其特征在于，所述透光导电板包括依次设置的下电极、疏水绝缘层和像素墙。

5.根据权利要求1或2所述的胆甾相液晶电润湿显示器件，其特征在于，三个所述电润湿显示层中的显示层的反射带宽分别对应红色波段、绿色波段和蓝色波段。

6.根据权利要求1或2所述的胆甾相液晶电润湿显示器件，其特征在于，所述胆甾相液晶电润湿显示器件还包括电源控制模块，所述电源控制模块用以控制三个所述电润湿显示层的电压。

说明书

技术领域

本实用新型涉及电润湿显示领域，尤其是涉及一种胆甾相液晶电润湿显示器件。

背景技术

电润湿显示技术是一种新型的显示技术，常规的电润湿显示器件中的显示层包括不互溶的极性电解质溶液层(如水)和油墨层，其原理主要是通过在两个电极板之间施加电压，从而改变疏水绝缘层的疏水性，致使水与疏水绝缘层的浸润性变化，由原来的不浸润转变为浸润铺展的状态，从而将油墨推至像素格的小角落中，从而使得光能够直接透过该层，显示出白色。

目前的电润湿显示技术利用染料油墨的减法混色原理实现全彩显示，然而，由于油墨的吸光作用，光在通过每一层结构时都会损耗一部分的能量，三层结构的电润湿器件就经历三次能量损耗过程，最终导致整体的反射率降低，为了提高反射率需要增加设置反射膜以减少光线在经过每一个像素点后的能量损失，从而直接导致显示器件的厚度大幅增大。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种胆甾相液晶电润湿显示器件，能够实现全彩显示，同时避免了使用油墨导致的能量损耗问题。

本实用新型所采取的技术方案是：

本实用新型的第一方面，提供一种胆甾相液晶电润湿显示器件，包括依次层叠的三个电润湿显示层，三个所述电润湿显示层均包括疏水绝缘层和与所述疏水绝缘层接触的显示层，所述显示层包括极性电解质溶液层和胆甾相液晶层，所述胆甾相液晶层为左旋胆甾相液晶层或右旋胆甾相液晶层。

相对于传统电润湿器件中的油墨材料而言，胆甾相液晶材料对外界刺激具有十分敏锐的响应，同时其可调性较强，制备过程也十分简易。胆甾相液晶是现有的一类具有周期性螺旋结构的液晶，其自发形成的周期性螺旋具有左旋和右旋两种不同的结构，左旋胆甾相液晶是胆甾相液晶中能够反射左旋光的液晶，右旋胆甾相液晶是胆甾相液晶中能够反射右旋光的液晶。这种独特的选择性反射特质使得胆甾相液晶可以反射与其螺旋轴手性相同的特定波段的圆偏振光，反射率为50％。在实例中设置左旋或者右旋胆甾相液晶可以使器件反射特定的左旋或右旋光，反射特定波段的光，呈现出特定的颜色。当三层结构中均为左旋胆甾相液晶或右旋胆甾相液晶时，该器件通过加法混色的方式可以反射特定波段的左旋或右旋的光，从而呈现出该像素格的颜色。本实例的三层结构中，每层仅为单一的左旋胆甾相或右旋胆甾相液晶，三层分别反射左旋或右旋的特定波段的光，通过混色叠加呈现相应颜色。三层结构中的不同层之间可以具有不同的旋光性，譬如第一层胆甾相液晶层为左旋胆甾相液晶层，第二层胆甾相液晶层为左旋胆甾相液晶层，第三层胆甾相液晶层为右旋胆甾相液晶层，上述设置不影响反射特定波段的光，也不影响混色叠加呈现相应颜色。

譬如，在一些实施例中由向列相液晶和手性掺杂剂混合形成胆甾相液晶，当使用的手性掺杂剂为左旋手性掺杂剂时，形成的胆甾相液晶为左旋胆甾相液晶，使用的手性掺杂剂为右旋手性掺杂剂时，形成的胆甾相液晶为右旋胆甾相液晶。不同的手性掺杂剂具有不同的HTP值，该值代表其能使向列相液晶产生扭转的能力大小。其中λ＝np， 其中p为螺距，λ为反射波长，n为双折射率，c为手性掺杂剂的掺杂浓度。通过调控手性掺杂剂的比例实现不同波段的反射，即改变胆甾相液晶的螺距大小，使胆甾相液晶层呈现特定的颜色。在一些实施例中，使用HTP值较大的手性掺杂剂，其与向列相液晶形成的胆甾相液晶的反射带宽覆盖对应的红、绿、蓝三个波段。

根据本实用新型的一些实施例，所述极性电解质溶液层中的极性液体为聚乙烯醇溶液(PVA溶液)。聚乙烯醇溶液可以给胆甾相液晶层提供平行取向的锚定力，使得胆甾相液晶层能够保持站立的螺旋结构状态。

根据本实用新型的一些实施例，所述聚乙烯醇溶液中聚乙烯醇的质量分数为2％～8％。

在一些实施例中，使用非极性或极性较低的液晶(如不含氟的向列相液晶化合物)与手性掺杂剂混合形成胆甾相液晶。使用的非极性液晶化合物，介电常数为-1≤Δε≤1，这种非极性的液晶化合物具有较为复杂的自选自如式，其结构主要为1-15个碳的烷基或烯基，其余取代基中不含有含氟原子等极性较大的基团，主要为烷基、烷氧基、烯氧基或者烯基结构。该类胆甾相液晶混合物的介电常数满足原油墨小于3.6(1000Hz)的特性，含水率小于1％，但相较于传统的染色油墨，其粘度较大，或将导致器件响应时间上升。

根据本实用新型的一些实施例，所述胆甾相液晶层中使用的液晶为非极性液晶化合物。

根据本实用新型的一些实施例，所述电润湿显示层包括：

上电极；

透光导电板，包括下电极和位于所述下电极上方的像素墙，所述像素墙围成像素格，所述像素格内覆有疏水绝缘层；

显示层，设置于所述上电极和所述透光导电板之间。

在一些实施例中，透光导电板中包括依次设置的下电极、疏水绝缘层和像素墙，此种情况是在疏水绝缘层上设置像素墙。在另一些实施例中，可以先在下电极上设置像素墙，然后在像素墙围成的像素格内涂覆疏水绝缘层。

根据本实用新型的一些实施例，所述胆甾相液晶电润湿显示器件还包括电源控制模块，所述电源控制模块用以控制三个所述电润湿显示层的电压。

本实用新型实施例的有益效果是：

传统的电润湿显示器件中的显示层填充的是非极性的染色油墨和极性电解质溶液，两种流体互不相溶，通过电压的作用改变电解质溶液在疏水绝缘层上的亲疏水性，从而达到推动油墨的铺展和收缩的作用。基于相同的原理，本实用新型实施例提供了一种胆甾相电润湿显示器件，就单层的电润湿显示层而言，在未施加电场的情况下，利用胆甾相液晶能够反射特定波段光的特性，使得该电润湿显示层的显示层能够反射特定颜色的光，在外加电场的情况下，极性电解质溶液在疏水绝缘层上的浸润性(即亲疏水性)会发生变化，原本的疏水层变为亲水性，致使极性电解质溶液在疏水绝缘层上润湿铺展，从而将胆甾相液晶推动至像素墙的一侧，使该单层的电润湿显示层呈现透明态，本实用新型实施例通过控制三个电润湿显示层中的显示层分别反射不同颜色的光，基于三层结构的加法混色原理，从而实现器件的全彩色显示，此外本实用新型实施例将传统电润湿显示器中的油墨材料替换为具有对应反射颜色的胆甾相液晶，避免了使用油墨导致的能量损耗问题，也避免了因引入反射薄膜而产生的器件厚度增加的问题。

附图说明

图1为实施例中胆甾相液晶电润湿显示器件的结构示意图；

图2为胆甾相液晶电润湿显示器件对入射光的反射作用示意图；

图3为胆甾相液晶电润湿显示器件连接有电源控制模块的俯视示意图；

图4为胆甾相液晶电润湿显示器件的三原色加法混色原理示意图；

图5为胆甾相液晶电润湿显示器件中胆甾相液晶层在未施加电压和施加电压下的作用原理图；

图6为胆甾相液晶电润湿显示器件通过控制施加电压实现全彩色动态显示的原理示意图。

具体实施方式

以下将结合实施例对本实用新型的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本实用新型的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本实用新型的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本实用新型保护的范围。

参见图1，本实用新型实施例提供一种胆甾相液晶电润湿显示器件，包括三个电润湿显示层，分别为第一电润湿显示层10、第二电润湿显示层20和第三电润湿显示层30。

第一电润湿显示层10包括第一上电极11和第一透光导电板。第一上电极11由玻璃和涂覆在玻璃内表面的ITO电极构成。第一透光导电板包括依次设置的第一下电极12、第一疏水绝缘层13和第一像素墙14。第一像素墙14围成像素格，像素格内覆有第一疏水绝缘层13。第一下电极12由玻璃和涂覆在其内表面的TFT电极构成。第一上电极11和第一透光导电板相对设置并且两者之间设置有显示层。显示层包括第一极性电解质溶液层15和第一胆甾相液晶层16，显示层与第一疏水绝缘层13接触。

第二电润湿显示层20包括第二上电极21和第二透光导电板。第二上电极21由玻璃和涂覆在玻璃内表面的ITO电极构成。第二透光导电板包括依次设置的第二下电极22、第二疏水绝缘层23和第二像素墙24。第二像素墙24围成像素格，像素格内露出第二疏水绝缘层23。第二下电极22由玻璃和涂覆在其内表面的TFT电极构成。第二上电极21和第二透光导电板相对设置并且两者之间设置显示层。显示层包括第二极性电解质溶液层25和第二胆甾相液晶层26，显示层与第二疏水绝缘层23接触。

第三电润湿显示层30包括第三上电极31和第三透光导电板，第三上电极31由玻璃和涂覆在玻璃内表面的ITO电极构成，第三透光导电板包括依次设置的第三下电极32、第三疏水绝缘层33和第三像素墙34，第三像素墙34围成像素格，像素格内露出第三疏水绝缘层33，第三下电极32由玻璃和涂覆在其内表面的TFT电极构成，第三上电极31和第三透光导电板相对设置并且两者之间设置显示层，显示层包括第三极性电解质溶液层35和第三胆甾相液晶层36，显示层与第三疏水绝缘层33接触。

第一胆甾相液晶层16、第二胆甾相液晶层26和第三胆甾相液晶层36可以各自独立地设置为左旋胆甾相液晶层或右旋胆甾相液晶层。

参见图2，胆甾相液晶电润湿显示器件中的极性电解质溶液以流体水为例，由于其对胆甾相液晶没有锚定作用，因而胆甾相液晶分子将不具有单一化的取向方向，从而呈现焦锥态。由于取向的混乱，除却站立螺旋状态的液晶分子可以对入射光产生反射作用，其余方向液晶分子将对入射光产生散射作用，当胆甾相液晶具有垂直的边界条件时，其液晶分子的螺旋轴平行于取向基板排列，呈现躺倒螺旋态，在该状态下，光可以直接透过该层而不产生反射作用。但总体来说，该胆甾相液晶层仍旧可以呈现出特定的色彩。

当在极性电解质溶液中加入聚乙烯醇形成聚乙烯醇溶液后，如使用5％的聚乙烯醇水溶液作为极性电解质溶液层，聚乙烯醇能够供以胆甾相液晶平行取向的锚定力，液晶混合物呈现站立螺旋的状态，对入射光产生反射作用。

如图3所示，胆甾相液晶电润湿显示器件还连接有电源控制模块40，以控制三层电润湿显示层的每层电压。

图4为胆甾相液晶显示器件的三原色加法混色原理示意图，三层电润湿显示层(第一电润湿显示层10、第二电润湿显示层20和第三电润湿显示层30)利用加法混色的原理，通过控制单层的电压，利用极性电解质溶液的润湿性变化改变单层电润湿显示层的透光或反射特性，从而实现显示器件的多色显示。

以单层电润湿显示层为例，参见图5，在未施加电压的情况下，由于疏水绝缘层的作用，极性电解质溶液在疏水绝缘层上不润湿，从而形成极性电解质溶液在上，胆甾相液晶在下的结构，在未施加电压的情况下，本实用新型实施例的胆甾相液晶电润湿器件中的每层胆甾相液晶层均为平铺状态如图5中(a)所示，胆甾相液晶层中的部分或全部胆甾相液晶呈现站立的螺旋结构状态，在该相态下，胆甾相液晶层可以对入射光进行反射作用，可以反射与其螺旋手性相同的圆偏振光(左旋胆甾相液晶反射左旋光，右旋胆甾相液晶反射右旋光)，从而显示对应反射波长的颜色。

基于与现有的电润湿显示器件相同的原理，在施加电压的情况下，极性电解质溶液在疏水绝缘层上的浸润性将会发生变化，在电压的作用下，疏水绝缘层由原来的憎水层转变为亲水层，使得极性电解质溶液能够在疏水绝缘层上润湿铺展，从而将胆甾相液晶推动至像素墙的一侧如图5中(b)所示，该像素格呈现透明态，能够透射光线。

在一些实施例中，设置第一胆甾相液晶层对600-700nm的色光进行反射(即反射红光)，第二胆甾相液晶层能够对500-600nm的色光进行反射(即反射绿光)，第三胆甾相液晶层能够对400-500nm的色光进行反射(即反射蓝光)，第一胆甾相液晶层、第二胆甾相液晶层和第三胆甾相液晶层的厚度在3至5μm之间，能够对特定波段的光实现全反射，同时不会影响其他波段的光的透射。

具体而言，参见图6，该胆甾相电润湿显示器件的三层结构分别由可反射左旋或右旋的红、绿、蓝三种颜色的胆甾相液晶混合物组成，一个像素点的颜色由三层结构反射的颜色通过混色叠加后最终确定。所以通过电压的控制可以使三层结构中每层胆甾相液晶混合物呈现铺展或收缩到角落的状态，从而控制单层结构中的颜色显示，最后通过加法混色的原理，实现器件全彩色的显示。如图6所示，当胆甾相液晶电润湿显示器件在三个电润湿显示层都施加电压时，即第一电润湿显示层10、第二电润湿显示层20和第三电润湿显示层30均施加电压，由于极性电解质溶液在下层透光导电板的疏水绝缘层上的润湿性的变化，致使每一层胆甾相液晶层都被极性电解质溶液推动至像素格一侧，入射光直接进攻三层电润湿显示层结构而不反射任何光，从而像素呈现黑色，如图6中(a)所示。基于加法混色的原理，仅在反射红光的第一胆甾相液晶层所处的第一电润湿显示层10上施加电压时，第一胆甾相液晶层收缩，反射绿光的第二胆甾相液晶层和反射蓝光的第三胆甾相液晶层呈现铺展的状态，此时入射光直接透过红光显示层，而后经过绿光和蓝光的胆甾相液晶层，同时反射的绿光和蓝光颜色叠加后，该像素呈现青色，如图6中(b)所示。仅在反射绿光的第二胆甾相液晶层所处的第二电润湿显示层20上施加电压时，入射光经过第一电润湿显示层10后反射红光，然后透过第二电润湿显示层20，后经过第三电润湿显示层30后反射蓝光，红光与蓝光二者叠加，该像素呈现洋红色，如图6中(c)所示。同理，仅在反射蓝光的第三胆甾相液晶层所述的第三电润湿显示层30上施加电压时，同时反射的红光与绿光叠加，像素呈现黄色，如图6中(d)所示。当三个电润湿显示层均不施加外界电压时，三层结构中的胆甾相液晶层均为平铺状态，此时入射光反射红、绿、蓝三种颜色的光，叠加后像素格呈现白色，如图6中(e)所示。同理，同时，三层结构中的每层液晶都分别可以反射左旋或右旋的红、绿、蓝光，因而本实用新型实施例的胆甾相液晶显示器件，利用红光、绿光和蓝光的加法混色原理，通过电源控制模块对每层的电润湿显示层中的极性电解质溶液的浸润性进行控制，进而分别控制胆甾相液晶层呈现收缩或铺展的状态，从而可以实现对单个像素的全彩色动态显示。

本实用新型实施例提供一种胆甾相液晶电润湿显示器件，能够解决现有的全彩色电润湿显示器件厚度过大及反射效率过低的技术问题。作为一种新型的电润湿显示器件，具有创新、绿色、环保、节能及动态显示的特点。

一种胆甾相液晶电润湿显示器件专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。