一种基于电润湿技术的可控制油墨运动的器件制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于电润湿技术的可控制油墨运动的器件，所述器件包括导电基板、设于所述导电基板上的疏水绝缘层和设于所述疏水绝缘层上的像素墙，所述像素墙围成像素格，所述导电基板与所述疏水绝缘层之间部分插入有图案化绝缘层，所述图案化绝缘层位于对应所述像素格内的区域，所述图案化绝缘层位于对应所述像素格内的区域的面积占所述像素格的面积的20％～80％。本实用新型专利技术通过引入图案化绝缘层能够实现在施加电压条件下油墨的定向移动，并且图案化绝缘层的位置、形状和数量可以通过自行设计图形来控制，因此可以针对不同尺寸和不同类型的器件来设计不同的图案化结构布局，具有较好的应用前景。

A device for controlling ink movement based on electrowetting Technology

【技术实现步骤摘要】
一种基于电润湿技术的可控制油墨运动的器件
本技术涉及电润湿
，尤其是涉及一种基于电润湿技术的可控制油墨运动的器件。
技术介绍
电润湿(Electrowetting，EW)是指通过改变施加在液体-固体电极之间的电势，来改变液滴在基板上的润湿性，即改变接触角，使液滴发生形变、位移的现象。基于电润湿技术发展形成的器件诸多，如电润湿显示器件、电润湿透镜、图像显示装置等。中国专利CN103809228A中公开的电润湿透镜单元包括竖立在下透明基板上表面的垂直阻挡物，该垂直阻挡物上设置有多个电极、电介质层和疏水涂层，其中电介质层和疏水涂层相当于疏水绝缘层，垂直阻挡物围绕的空间中填充有非极性液体和极性液体，并且将该电润湿透镜单元应用到3D图像显示装置和3D图像拾取装置中。电润湿显示器件是一种反射式显示器件，其基本结构如图1所示，其包括上下两个基板以及密封胶框，其中上基板包括上导电基板11，下基板由下导电基板12、疏水绝缘层13和像素墙14组成，上基板和下基板通过密封胶框15进行密封形成密封腔体，密封腔体中所填充的两种不互溶的溶液非极性显色油墨16和极性电解质液体17。电润湿显示器件的基本显示原理是通过改变施加在导电上基板11与导电下基板12的电压，从而改变极性电解质溶液17在疏水绝缘层13上的接触角，极性电解质溶液17在疏水绝缘层13表面上的润湿性由疏水变成亲水状态，驱动油墨层收缩，油墨被推挤到像素格的某一边或者角，改变了显示单元的透光率，实现像素的打开，从而达到显示效果。参见图2，当撤掉电压的时候，极性电解质溶液恢复在疏水绝缘层表面的疏水性，非极性显色油墨重新铺展，实现关闭过程，如图2中(a)所示。未施加电压时，油墨均匀铺展在疏水绝缘层的表面，仅显示油墨的颜色。理论上，由于像素的四个角呈对称分布，故在施加电压后，油墨可以向任何一个角移动，从而发生不定向的运动，并导致油墨的最终聚集的位置的不同，如图2中(b)和(c)所示，最后影响了像素开关的一致性，降低了显示效果。因此，为能够形成均一的像素打开状态，提升器件的显示效果，有效的控制油墨的移动方向是非常有必要的。为解决油墨运动不受控制的问题，现有的电润湿显示器会通过激光刻蚀的方式在导电薄膜上进行刻蚀形成notch结构，形成的不规则电场会造成油墨受力不均，但是notch为图案化的扇形导电薄膜结构，边缘多为锯齿状，当施加电压时疏水绝缘层易发生击穿。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本技术的目的是提供一种基于电润湿技术的可控制油墨运动的器件及其制备方法，能够实现对油墨运动的控制，并且避免了发生介电击穿。本技术所采取的技术方案是：本技术提供一种基于电润湿技术的可控制油墨运动的器件，所述器件包括导电基板、设于所述导电基板上的疏水绝缘层和设于所述疏水绝缘层上的像素墙，所述像素墙围成像素格，所述导电基板与所述疏水绝缘层之间部分插入有图案化绝缘层，所述图案化绝缘层位于对应所述像素格内的区域，所述图案化绝缘层位于对应所述像素格内的区域的面积占所述像素格的面积的20％～80％。引入图案化绝缘层的目的是增加像素单元的不对称性，从而改变油墨的移动方向，图案化绝缘层的面积低于单个像素格面积的20％或者高于80％时，会导致其非对称性下降，不能够起到控制油墨定向移动的目的。此外，图案化绝缘层具有介电性，会对底层导电基板中的电极起到保护作用，避免了发生介电击穿。优选地，所述图案化绝缘层的高度≤400nm。优选地，所述图案化绝缘层的形状包括条形、L型中的任一种。优选地，在不同像素格对应的区域内，所述图案化绝缘层连续覆盖对应所述像素格的三个角落，三个所述角落在不同像素格中的对应位置相同，目的是能够更加精确地控制油墨朝着像素同一个角落移动。优选地，所述图案化绝缘层位于对应每个所述像素格内的区域。优选地，所述图案化绝缘层具有亲水性。图案化绝缘层具有亲水性，利于在疏水绝缘层上制备该图案化绝缘层，使得图案化绝缘层与疏水绝缘层之间具有较好的粘附力。进一步地，所述图案化绝缘层的材料为亲水性的无机纳米陶瓷材料。优选地，所述导电基板为柔性导电基板。优选地，所述器件为电润湿显示器件、电润湿透镜、3D图像显示装置、3D图像拾取装置中的任一种。本技术的有益效果是：本技术提供一种基于电润湿技术的可控制油墨运动的器件，在导电基板与疏水绝缘层之间引入了图案化绝缘层，使得对应于图案化绝缘层区域处的油墨厚度要比像素格内其他区域油墨的厚度相对较薄，因而在电场的作用下，对应于图案化绝缘层区域处油墨形成的油膜需要较小的力即可破膜并使得油墨远离该结构，即像素驱动的阈值电压相应降低，实现了降低驱动电压、低压驱动器件的效果。本技术通过引入图案化绝缘层能够实现在施加电压条件下油墨的定向移动，并且由于图案化绝缘层的介电性，还能够对导电基板中的电极起到一定的保护作用，同时引入图案化绝缘层还能够有效地提高器件的电容值。本技术中的图案化绝缘层的位置、形状和数量可以通过自行设计图形来控制，因此可以针对不同尺寸和不同类型的器件来设计不同的图案化结构布局，并且该方法可适用于柔性电润湿器件的制备。附图说明图1为现有技术中的一种电润湿显示器件的结构示意图；图2为电润湿显示器件的工作原理图；图3为实施例1中的电润湿显示器件的结构示意图；图4为实施例1中引入图案化绝缘层后，驱动状态下的像素内油墨打开状态示意图；图5为引入的图案化绝缘层的不同面积占比的示意图；图6为不同面积占比的优化的图案化绝缘层的示意图；图7为效果实施例1中图案化电润湿器件和传统电润湿器件的电容值随施加电压变化的曲线。具体实施方式以下将结合实施例对本技术的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本技术的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本技术的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本技术的实施例，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，均属于本技术保护的范围。实施例1本实施例以在传统电润湿显示器件中引入图案化绝缘层为例进行说明，参见图3，本实施例提供一种电润湿显示器件，包括上基板和下基板，上基板包括上导电基板31，下基板包括下导电基板32、设于所述下导电基板32上的疏水绝缘层33，和设于所述疏水绝缘层33上的像素墙34，所述像素墙34围成像素格，所述下导电基板32和疏水绝缘层33之间部分插入有图案化绝缘层38，本实施例中图案化绝缘层38通过喷墨打印的方式直接形成于下导电基板32的上方，且图案化绝缘层38位于对应像素格内的区域，由于图案化绝缘层38具有介电性，因而能够对下导电基板32中的电极起到保护作用，避免发生介电击穿，优选图案化绝缘层38位于对应每一个像素格内的区域。上基板和下基板通过密封胶框35进行密封形成密封腔体，密封腔体中填充的两种不互溶的液体分别为非极性显色油墨36和极性电解质液体37。在一些更有选的方案中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于电润湿技术的可控制油墨运动的器件，所述器件包括导电基板、设于所述导电基板上的疏水绝缘层和设于所述疏水绝缘层上的像素墙，所述像素墙围成像素格，其特征在于，所述导电基板与所述疏水绝缘层之间部分插入有图案化绝缘层，所述图案化绝缘层位于对应所述像素格内的区域，所述图案化绝缘层位于对应所述像素格内的区域的面积占所述像素格的面积的20％～80％。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于电润湿技术的可控制油墨运动的器件，所述器件包括导电基板、设于所述导电基板上的疏水绝缘层和设于所述疏水绝缘层上的像素墙，所述像素墙围成像素格，其特征在于，所述导电基板与所述疏水绝缘层之间部分插入有图案化绝缘层，所述图案化绝缘层位于对应所述像素格内的区域，所述图案化绝缘层位于对应所述像素格内的区域的面积占所述像素格的面积的20％～80％。


2.根据权利要求1所述的基于电润湿技术的可控制油墨运动的器件，其特征在于，所述图案化绝缘层的高度≤400nm。


3.根据权利要求1所述的基于电润湿技术的可控制油墨运动的器件，其特征在于，所述图案化绝缘层的形状包括条形、L型中的任一种。


4.根据权利要求1所述的基于电润湿技术的可控制油墨运动的器件，其特征在于，在不同像素格对应的区域内，所述图案化绝缘层连续覆盖对应所述像素格的三个角落，三个...

【专利技术属性】
技术研发人员：周蕤，方小婷，蒋洪伟，李辉，周国富，
申请(专利权)人：华南师范大学，深圳市国华光电科技有限公司，深圳市国华光电研究院，
类型：新型
国别省市：广东;44