[发明专利]一种基于超表面的彩色电子纸显示装置

权利要求书

1.一种基于超表面的彩色电子纸显示装置，包括相对间隔设置的第一基板(1)、第二基板(6)，所述第一基板(1)和第二基板(6)相对的面上分别设有第一电极层(2)和第二电极层(5)，其特征在于：

所述第一电极层(2)向着第二电极层(5)的面上设有超表面滤光层(3)，所述超表面滤光层(3)和所述第二电极(5)之间设有电泳介质层(4)，所述超表面滤光层(3)包括微纳颗粒层(32)，所述微纳颗粒层(32)包括周期排列的颗粒结构(321)，所述颗粒结构(321)朝向所述电泳介质层(4)设置，所述电泳介质层(4)包括分散剂(41)和黑色电泳粒子(42)；

所述黑色电泳粒子(42)带正电或者负电，在所述第一电极层(2)和第二电极层(5)上分别施加极性相反的电压，使得所述黑色电泳粒子能够吸附在超表面滤光层(3)上或者远离所述超表面滤光层(3)。

2.如权利要求1所述的基于超表面的彩色电子纸显示装置，其特征在于：所述黑色电泳粒子(42)的尺寸应当小于等于颗粒结构的周期减去颗粒结构的外径尺寸。

3.如权利要求2所述的基于超表面的彩色电子纸显示装置，其特征在于：所述黑色电泳粒子(42)的尺寸为10nm-500nm。

4.如权利要求1所述的基于超表面的彩色电子纸显示装置，其特征在于：所述第一基板和第二基板上划分形成多个像素单元，所述超表面滤光层(3)对应多个像素单元设有多个滤光单元(33)，所述滤光单元包括至少一个反射红光的第一子滤光单元(331)、至少一个反射绿光的第二子滤光单元(332)和至少一个反射蓝光的第三子滤光单元(333)。

5.如权利要求4所述的基于超表面的彩色电子纸显示装置，其特征在于：所述第一子滤光单元(331)的反射波长在580nm～780nm，其对应的颗粒结构的阵列周期为300nm-500nm，其中颗粒结构的高度或者深度为50nm-200nm，颗粒结构的外径尺寸最小为20nm，最大小于等于周期大小；

所述第二子滤光单元(332)的反射波长在500nm～580nm，其对应的颗粒结构的阵列周期为200nm-400nm，颗粒结构的高度或深度为50nm-200nm，外径尺寸最小为20nm，最大小于等于周期大小；

所述第三子滤光单元(333)的反射的波长在420nm～500nm，其对应的颗粒结构的阵列周期为100nm-300nm，颗粒结构的高度或深度为50-200nm，外径尺寸最小为20nm，最大小于等于周期大小。

6.如权利要求1所述的基于超表面的彩色电子纸显示装置，其特征在于：所述分散剂(41)为透明材料；

所述黑色电泳粒子(42)的材料为碳、硅、黑色染料涂覆的聚合物和黑色染料涂覆的液晶分子中的至少一种；

所述黑色染料为炭黑、氧化铁黑、铜铬黑、铁铬黑和苯胺黑中的至少一种；

所述黑色染料涂覆的聚合物中的聚合物为聚亚酰胺(Polyimide,PI)、聚对苯二甲酸类(Polyethylene terephthalate,PET)和聚萘二甲酸乙二醇酯(Polyethylenenaphthalene-2,6-dicarboxylate,PEN)中的至少一种；

所述黑色染料涂覆的液晶分子中的液晶分子，为向列相液晶、近晶相液晶、胆甾相液晶、蓝相液晶和铁电性液晶中的至少一种。

7.如权利要求1-6中任一项所述的基于超表面的彩色电子纸显示装置，其特征在于：所述颗粒结构(321)为柱形凸起结构或者柱形凹孔结构。

8.如权利要求1-6中任一项所述的基于超表面的彩色电子纸显示装置，其特征在于：所述颗粒结构(321)的材料为金属材料或者电介质材料中的至少一种，并且为在可见光波段激发局域表面等离子体共振(Localized Surface Plasmon Resonance,LSPR)的材料。