下载掌阅APP，畅读海量书库
立即打开
2009年，电流体显示（Electro Fluidic Display，EFD）技术被提出，该技术可以看作电润湿显示的一种改进技术，也是第一种利用3D微流体结构的显示技术。
电流体显示的基本结构如图3-27所示，首先，每个像素中都存在一个微小容腔，将水性染料分散体放置在一个微小容腔内，容腔占可见像素的区域小于10%，染料基本都隐藏在视野之外；其次，在每个像素上方有表面通道，面积占据整个像素面积的90%以上，用来容纳显色时溢出的染料；最后，整个像素由导管环绕用来提供染料回流到容腔内的通路。该结构的显色面积得到了提高，可以极大地解决电润湿色彩差异受限的问题。
图3-27 电流体显示的基本结构
电流体显示的原理如图3-28所示，初始状态下，没有施加电压，表面通道疏水，使得染料散布在容腔内。当施加电压时，表面通道变得亲水，从而将染料从容腔内拉出。当电压撤掉时，染料快速退回容腔内，染料退回的时间间隔为十几毫秒。通过控制电压的大小，可以实现染料对10%～90%像素区域的覆盖。
图3-28 电流体显示的原理
首先通过光刻的方法将平坦层结构图案化在衬底上，然后通过真空沉积的方法将高反射率的铝电极沉积在平坦层表面，最后通过刻蚀的方法进行铝电极的图案化。形成像素电极之后，一层致密的电介质（如Parylene）沉积在电极上，再覆盖一层含氟聚合物，最后盖上一块透明盖板，盖板下方是相同的电介质，电介质上方是ITO的透明电极。整个加工工艺可以在100～120℃的条件下完成，因此上盖板基底和下层衬底可以选用玻璃或柔性塑料（如聚对苯二甲酸乙二醇酯PET、聚苯二甲酸乙二醇酯PEN）。
如图3-29所示，在结构制作完毕后，首先注入彩色染料，染料分散体充满容腔和表面沟道，然后在器件的一侧注入油（十二烷），油由于低表面张力在表面流通，同时将彩色染料从器件另一侧挤出；当油到达容腔时，由于表面沟道的高度远远小于容腔的深度，油只会在容腔周围移动，而将染料分散体留在容腔内，最后对整体器件使用紫外线环氧树脂进行封装。
图3-29 电流体显示的制造原理
在显示速度方面，边长为150μm的像素的开启时间（染料覆盖90%的显示区域）约为50ms，关断时间（染料退回容腔）约为30ms。提高电流体显示速度的一种有效方法是提高分辨率，如果将像素的边长缩小为50μm，染料的传输距离缩小1/3，传输速度与像素单元高度成正比，与像素单元距离成反比，因此传输速度提升3倍，开启时间将缩小1/9，同时关断时间也将缩小1/9。可以通过改进材料的性质（包括表面张力、单位介电电容等）来缩短开启时间/关断时间。还可以通过改进染料的黏性来提升响应速度。最终的电流体显示器件的开启时间和关断时间有望降低至1ms。