电润湿显示器件的电场动态响应特性对其性能的影响

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基于电润湿的显示器是一种新型的反射式显示器。电润湿显示技术通过结合微流控技术来对器件中像素格内的有色液滴的接触角进行控制来实现显示,器件的制作工艺相对简单,显示能耗非常低,很多科研人员普遍认为是未来几十年中最具潜力的新型显示技术之一。另外基于电润湿显示技术的新型显示器在显示表现上还具有色彩真实、反射率高、对比度高、响应速度快、户外强光下可读性等优点,使得这一显示技术的开发前景更具吸引力。  在基于电润湿技术的显示器件进行研发和改善的过程中,需要对制备出的样品器件进行功能性方面的测试。而在对电润湿显示器件进行性质检测的时候发现,电润湿显示器件的电场动态响应特性与其显示性能有着相当密切的关联。为了进一步对此关联进行分析和研究,本文的实验研究选用了基于Teflon AF1600为绝缘层的电润湿显示器件,具体地研究了电润湿显示器件的电场动态响应特性对其显示性能的影响,并分析了缺陷产生的机理。  本文的主要研究内容如下:  (1)根据制作工艺和所选材质对电润湿显示器件样品的区域像素电容进行了等效电路转换分析和理想值计算;  (2)搭建电润湿显示器件样品测试平台,对样品的重要的功能性指标相应的测量方案进行制定,主要包括了对显示器件开口率的测量方案和对阈值电压的测量方案;  (3)根据电润湿显示器件样品的区域像素电容值和损耗因数对器件进行取样和分组,然后分别对每组器件的开口率和阈值电压进行测量、记录与对比,根据测得的性能指标的数据对电润湿显示器件样品进行针对性的具体检查和差异分析,总结二者之间的联系规律;  (4)根据测量结果进一步研究和分析了损耗因数在具体的实验过程中对数据测量的影响。  (5)从损耗因数的角度对第一代显示性能不佳的电润湿显示器件进行了改善,改善后的第二代电润湿显示器件显示性能得到了明显的提升。  由分组检测实验的结果表明,区域像素电容值明显低于理想电容值的显示器件损坏率高,且开口率较低;区域像素电容值明显高于理想电容值的显示器件阈值电压较高,同时开口率也不理想;区域像素电容值接近于理想电容值的显示器件的显示性能普遍良好。而器件的损耗因数如果数值过大,就会大大降低测量所得的区域像素电容值的参考准确性。根据这些测试结果,本文进一步对各组的器件进行拆件分析检验。结果发现:区域像素电容值的差别与器件的制备流程中发生的制备缺陷有着紧密的关联。其中区域像素电容值明显低于理想区域像素电容值的电润湿显示器件样品在制备过程中引入的浓度不等的Na+,因而使得溶液的电导通性发生了改变,并致使器件的耐高压性下降;而区域像素电容值显著高于理想区域像素电容值的电润湿显示器件样品在经过拆件检测发现大多数绝缘层边缘地方过薄甚至有部分无覆盖现象,致使器件的灵敏度降低,同时也使得阈值电压升高。由此,当损耗因数较低时,电润湿显示器件的区域像素电容值可以视为判断其自身显示性能是否合格的一个重要参数。
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