專利名稱：回歸反射的電子紙裝置的制作方法
技術領域：
本發明關于一種電子紙裝置，尤其涉及一種回歸反射的電子紙裝置。
背景技術：
天暗或夜間時為了保證機動車輛在公路上安全行駛，路旁應設置有反光路標，車 輛標牌亦應能反光，航海的航標亦應能反光。目前的指示標牌(如交通標示牌，路標等)多 使用基于回歸反射原理(回歸反射就是指當一束光線在一定范圍內的任何角度照射到反 射元件的表面時，由于反射元件的高折射作用而聚光在反射元件焦點的特殊反射層上，反 射層將光線沿著光源方向平行反射的一種光學現象。)的反光膜，其中的反光顆粒可將入射 光的80%按照入射方向反射回去。但此種標牌上圖案不可改變，如需更換標識內容則只能 派人爬上支架更換標牌，而標牌可能在荒蕪人際的深山老林中。若換用LCD耗能巨大，不符 合低碳環保的趨勢。若換用電子紙裝置，由于目前電子紙對光線的散射較為嚴重，實際反射 回觀察者的光強較之于入射光強已降低很多，無法達到標識醒目突出的目的。
發明內容
因此，本發明的目的之一在于提供一種回歸反射的電子紙裝置，可用于標示牌，該 電子紙裝置具有回歸反射效果，能于夜間或天暗時使用，且其顯示的畫面可更換，并且耗能 很低。為達上述目的，本發明提供一種回歸反射的電子紙裝置，用于標示牌，該電子紙裝 置包括驅動基板以及電子紙本體。驅動基板包括復數個像素電極；該驅動基板驅動該電子 紙本體進行顯示，該電子紙本體包括上基板、下基板及電泳顯示器件。上基板具有與該復 數個像素電極對應的對向電極；下基板與該上基板相對設置；電泳顯示器件設置于該上基 板與該下基板之間，且該電泳顯示器件具有帶電的回歸反射元件，當該像素電極與該對向 電極間產生正電場或負電場時，帶電的該回歸反射元件朝向或者遠離該上基板發生相對移 動，使得該電子紙裝置在該上基板側顯示圖像。作為可選的技術方案，該回歸反射元件為玻璃微珠。作為可選的技術方案，該玻璃微珠的折射率介于1. 9-1. 93之間。作為可選的技術方案，該玻璃微珠的粒徑為介于30-100微米之間。作為可選的技術方案，玻璃微珠由TiO2-ZrO2-SW2體系構成。作為可選的技術方案，該回歸反射元件為采用角錐棱鏡陣列排列的結構。作為可選的技術方案，該驅動基板的基臺由玻璃基板組成，并且該上基板的基臺 由玻璃基板或透明塑料基板組成。作為可選的技術方案，該電泳顯示器件為微膠囊型。作為可選的技術方案，該電泳顯示器件為微杯型。作為可選的技術方案，該下基板包括密封層及黏著層，密封層用以密封該電泳顯 示器件，黏著層設置于該密封層與該驅動基板之間。
與現有技術相比，本發明的回歸反射的電子紙裝置，可用于標示牌，該電子紙裝置 具有回歸反射效果，能于夜間或天暗時使用，白天依靠日光，夜間利用反射車燈或手電等發 射的光線；且電子紙裝置顯示的畫面可更換，不過一般標示牌由于顯示的畫面不會經常更 換，所以耗能很低，只需一小塊太陽能電池板即可，無需再外接電線，較少安裝的負擔。關于本發明的優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的了 解。
圖1所示為根據本發明的電子紙裝置的示意圖；圖2A和圖2B所示為根據本發明的電子紙裝置的工作原理示意圖；圖3所示為根據本發明的玻璃微珠的反光原理示意圖；圖4A和圖4B所示為根據本發明的角錐棱鏡陣列排列結構的示意圖。
具體實施例方式請參見圖1、圖2A和圖2B，圖1所示為根據本發明的電子紙裝置的示意圖，圖2A 和圖2B所示為根據本發明的電子紙裝置的工作原理示意圖。本發明提供一種回歸反射的 電子紙裝置1，可用于標示牌，例如交通標示牌、路標、車輛標牌等。電子紙裝置1包括驅動 基板2以及電子紙本體3。本實施方式中，驅動基板2可具有復數開關元件，例如為薄膜電 晶體基板(TFT基板)，驅動基板2包括復數個像素電極4，且驅動基板2用以驅動電子紙本 體3進行顯示。TFT基板2具有由四層結構組成的構造，在離電子紙本體3最近的第一層上 形成了多個像素電極4，下面的第二層、第三層由包含分別于像素電極對應的多個TFT的絕 緣膜組成。在第二層上設置了各TFT的漏極和源極，在第三層上設置了各TFT的對應的柵 極。各TFT的源極與對應的像素電極連接。最下層的第四層是由玻璃組成的基臺，是為了 把第一層至第三層保持為一體而設置的。電子紙本體3包括上基板5、下基板6及電泳顯示器件7。上基板5具有與復數個 像素電極4對應的對向電極8，下基板6與上基板5相對設置，電泳顯示器件7設置于上基 板5與下基板6之間。其中，本實施方式中，TFT基板2的基臺由玻璃基板組成，并且上基 板5的基臺由透明塑料(如聚對苯二甲酸乙二酯PET)基板組成，當然，上基板5的基臺也 可采用玻璃基板代替PET基板。此外，下基板6包括密封層61及黏著層62，密封層61用以 密封電泳顯示器件7，黏著層62設置于密封層61與TFT基板2之間。電泳顯示器件7可為微膠囊型或者微杯型結構。微膠囊型的電泳顯示器件的電泳 物質包含復數帶電荷的淺色顏料微粒以及深色的介質溶液。顏料微粒及介質溶液分別容置 于復數微膠囊中。而微膠囊之間則可利用接著劑而結合在一起。當驅動基板2上某一像素 的像素電極4與上基板5上的對向電極8產生電場時，帶電荷的淺色顏料微粒則被吸引至 電子紙裝置1的上側。藉由淺色顏料微粒反射外界的光線，則可于電子紙裝置1的該像素 的位置顯示出淺色；而未被驅動的像素則呈現介質溶液的深色。從而藉由像素的驅動，電子 紙裝置1即可顯示出圖像。微杯型的電泳顯示器件與微膠囊型的電泳顯示器件的主要不同之處在于容置電 泳物質的電子紙本體的結構不同。微杯型的電泳顯示器件中容置電泳物質的是微杯層，而微膠囊型的電泳顯示器件中容置電泳物質的則是微膠囊。如圖1所示，設置于下基板6上 的微杯層17，是利用高分子樹脂層經過加工后形成空腔以填充復數淺色帶電荷的微粒及深 色的介質溶液10。經過封合空腔后可利用接著層黏合至上基板5，再由驅動基板2上的像 素電極4驅動，即可顯示圖像。本實施方式中以微杯型的電泳顯示器件為例，但并不以此為限。請繼續參見圖1， 電泳顯示器件7具有帶電的回歸反射元件9 (即如所述的帶電荷的微粒)，當像素電極4與 對向電極8之間產生電場時，帶電的回歸反射元件9朝向或者遠離上基板5發生相對移動， 使得電子紙裝置1在上基板5側進行圖像顯示。如圖2A所示，假設回歸反射元件9帶正電 荷，當驅動基板2上的像素電極41與上基板5上的對向電極8之間產生正電場時，帶正電荷 的回歸反射元件9則被吸引至電子紙裝置1的上側即靠近上基板5側。藉由淺色的回歸反 射元件9反射外界的光線，則可于電子紙裝置1的該像素的位置El和E2顯示出淺色。如 圖2B所示，當驅動基板2上的像素電極42與上基板5上的對向電極8之間產生負電場時， 帶電荷的回歸反射元件9則被吸引至電子紙裝置1的下側即靠近下基板6側。則電子紙裝 置1的該像素的位置E2呈現介質溶液10的深色。又或者，假設回歸反射元件9帶負電荷， 當驅動基板2上的像素電極41與上基板5上的對向電極8之間產生正電場時，帶負電荷的 回歸反射元件9則會被吸引至電子紙裝置1的下側即靠近下基板6側，則電子紙裝置1的 該像素的位置會呈現介質溶液10的深色；當驅動基板2上的像素電極42與上基板5上的 對向電極8之間產生負電場時，帶負電荷的回歸反射元件9則被吸引至電子紙裝置1的上 側即靠近上基板5側，藉由淺色的回歸反射元件9反射外界的光線，則可于電子紙裝置1的 該像素的位置顯示出淺色。從而藉由像素的驅動，電子紙裝置1即可顯示出圖像。其中，回歸反射元件9是根據高折射率玻璃珠形成的球體回歸反射原理或透明樹 脂構成的微晶格形成的立方角回歸反射原理而制成，能將光線反射回其光源處，產生極佳 的反光效果，因而根據回歸反射原理回歸反射元件9可為角錐棱鏡型陣列排列結構或球型 透鏡型(如玻璃微珠)。請參見圖3，圖3所示為根據本發明的玻璃微珠的反光原理示意圖。其中一實施 方式中，該回歸反射元件9為球型透鏡型例如玻璃微珠。球型透鏡型是指入射光Cl在空 氣與玻璃微珠9界面處，由于兩種物質折射率不同而產生了折射，經折射后的光產生聚焦。 根據玻璃微珠9的折射率不同而聚焦于不同位置。如圖3所示，光聚焦后再經鏡面反射又 經玻璃微珠9折射而回到光源方向，如出射光C2。這種反射類型是依靠光線聚焦再反射而 形成的。為了達到較高的反射率，玻璃微珠9的選擇很重要。一般是使用由二氧化鈦、一 氧化鋇、二氧化鋯、一氧化鋅、二氧化硅等組成的玻璃微珠。本實施方式中，玻璃微珠9由 TiO2-ZrO2-SiO2體系構成，且玻璃微珠9的折射率介于1. 9-1. 93之間，玻璃微珠9的粒徑為 介于10-100微米之間。當然，也并不以此為限，回歸反射元件9也可以為塑料(聚碳酸酯) 微珠。請參見圖4A和圖4B，圖4A和圖4B所示為根據本發明的角錐棱鏡陣列排列結構的 示意圖。另一實施方式中，回歸反射元件為采用角錐棱鏡陣列排列的結構，這是一種四面體 棱鏡(即立方角棱鏡)，它具有三個相互垂直的平面。當光線Cl入射后，依次經三個平面的 反射而使入射光返回光源方向，如出射光C2，這種反射類型是依靠棱鏡的全內反射或鏡面 反射而形成的。例如如圖4A中所示的角錐棱鏡結構19以及圖4B中所示的角錐棱鏡結構29。其中，使回歸反射元件表面帶電的方法有多種，本發明簡單列舉如下(1)同晶替代及晶格缺陷可以使膠體粒子帶電，這種電荷稱永久性電荷。(2)膠體顆粒的表面結合氫或氫氧離子而造成表面帶電，例如硅酸膠體顆粒表面 可在不同PH條件下，結合氫或氫氧離子，某些粘土礦物及鋁、鐵等水合氧化物均屬此類。(3)高分子有機物的官能團解離也能使顆粒表面帶電，如蛋白質、腐植酸等。(4)顆粒表面結合或吸附水中某些離子、配離子或有機離子等，使顆粒表面帶電。綜上所述，本發明的回歸反射的電子紙裝置，可用于標示牌，該電子紙裝置具有回 歸反射效果，能于夜間或天暗時使用，白天依靠日光，夜間利用反射車燈或手電等發射的光 線；且電子紙裝置顯示的畫面可更換，不過一般標示牌由于顯示的畫面不會經常更換，所以 耗能很低，只需一小塊太陽能電池板即可，無需再外接電線，較少安裝的負擔。另外，還可通 過無線更新畫面；而且，后續如果彩色薄膜技術成熟，也可把標識牌做成彩色，用在城市名 片等處。權利要求
1.一種回歸反射的電子紙裝置，用于標示牌，其特征在于該電子紙裝置包括 驅動基板，包括復數個像素電極；以及電子紙本體，該驅動基板驅動該電子紙本體進行顯示，該電子紙本體包括 上基板，具有與該復數個像素電極對應的對向電極； 下基板，與該上基板相對設置；以及電泳顯示器件，設置于該上基板與該下基板之間，且該電泳顯示器件具有帶電的回歸 反射元件，當該像素電極與該對向電極間產生正電場或負電場時，帶電的該回歸反射元件 朝向或者遠離該上基板發生相對移動，使得該電子紙裝置在該上基板側顯示圖像。
2.如權利要求1所述的電子紙裝置，其特征在于該回歸反射元件為玻璃微珠。
3.如權利要求2所述的電子紙裝置，其特征在于該玻璃微珠的折射率介于1.9-1. 93之間。
4.如權利要求2所述的電子紙裝置，其特征在于該玻璃微珠的粒徑介于10-100微米之間。
5.如權利要求2所述的電子紙裝置，其特征在于玻璃微珠由TiO2-ZrO2-SiO2體系構成。
6.如權利要求1所述的電子紙裝置，其特征在于該回歸反射元件為采用角錐棱鏡陣列 排列的結構。
7.如權利要求1所述的電子紙裝置，其特征在于該驅動基板的基臺由玻璃基板組成， 并且該上基板的基臺由玻璃基板或透明塑料基板組成。
8.如權利要求1所述的電子紙裝置，其特征在于該電泳顯示器件為微膠囊型。
9.如權利要求1所述的電子紙裝置，其特征在于該電泳顯示器件為微杯型。
10.如權利要求1所述的電子紙裝置，其特征在于該下基板包括 密封層，用以密封該電泳顯示器件；以及黏著層，設置于該密封層與該驅動基板之間。
全文摘要
本發明揭露一種回歸反射的電子紙裝置，可用于標示牌。電子紙裝置包括驅動基板及電子紙本體，驅動基板包括復數個像素電極，并驅動電子紙本體進行顯示。電子紙本體包括上基板、下基板以及電泳顯示器件。上基板具有與復數個像素電極對應的對向電極；下基板與上基板相對設置；電泳顯示器件設置于上基板與下基板之間，且電泳顯示器件具有帶電的回歸反射元件，當像素電極與對向電極間產生電場時，帶電的回歸反射元件發生相對移動，使得電子紙裝置在上基板側進行圖像顯示。本發明的回歸反射的電子紙裝置具有回歸反射效果，能于夜間或天暗時使用，且其顯示的畫面可更換，并且耗能低。
文檔編號G02B5/122GK102053443SQ20101054175
公開日2011年5月11日 申請日期2010年10月29日 優先權日2010年10月29日
發明者朱可 申請人:友達光電(廈門)有限公司, 友達光電股份有限公司