彩色电子纸的基础物理与操作原理

电泳式电子纸作为一种重要的反射式显示技术,已被广泛应用于电子阅读器等低功耗的显示器件中。单色电泳式电子纸从实验室走向产业化的成功催生了彩色电子纸的发展,以满足人们对反射式显示器的多样需求。然而,在成功实现彩色化之前,还有许多挑战性的问题仍待克服。为了实现电子纸的彩色化显示,本文首先介绍电泳式电子纸的基本操作原理、包括粒子带电机制,粒子表面改性等。然后,针对电子纸在驱动过程中产生的"鬼影"现象和反射率峰突现象进行了驱动波形的分析设计与优化,消除了峰突的同时仅牺牲了4%的峰值反射率。最后,我们对电子纸彩色化方案进行讨论,并首次提出将转印工艺技术与电泳式电子纸相结合,成功制备了边长为300μm的方块彩色微胶囊子像素阵列,实现了空间混色的彩色电泳式电子纸,测得其NTSC的色域在三色子像素结构下为13.7%,较于已报道的基于CF彩色电子纸的3.14%有明显提升。

纳米银线-环氧树脂复合导电薄膜的制备及其在柔性触控上的应用

纳米银线透明导电薄膜具有优异的光电性能和机械性能,有望取代传统的氧化铟锡材料应用于柔性光电器件中。为解决纳米银线的黏附性、柔韧性和稳定性问题,结合转印法和烷基硫醇修饰法制备了纳米银线-环氧树脂复合导电薄膜。在此过程中,首先应用十八烷基三氯硅烷对转移衬底进行疏水化处理以提升透明电极转印的良率;接着,对转印后的纳米银线进行烷基硫醇分子的自组装修饰,以进一步提升纳米银线透明导电薄膜的稳定性;最后在此基础上制备了柔性投射式电容触控屏。所制备的透明导电薄膜具有优异的综合性能:品质因数约为300(Rs=29.7Ω/□,T=96.2%);薄膜经过100次胶带测试后,电阻变化小于25%;在1 000次弯曲(弯曲半径为1mm)测试后,电阻几乎不发生变化;高温高湿下老化一个月,电阻变化小于20%。本文结合转印工艺以及分子修饰技术开发的纳米银线-环氧树脂复合导电薄膜以及柔性触控工艺,有望推广应用至其他柔性电子元件中。

基于马兰戈尼效应制备具有周期性褶皱结构的石墨烯薄膜及其在高灵敏应变探测中的应用

石墨烯薄膜中可控的微纳结构,有利于调控其物理性质并拓宽其在柔性电子器件中的应用.近年来,研究人员致力于控制石墨烯薄膜中褶皱、起伏波纹等微纳结构的形成.但是,在石墨烯薄膜中可控地形成有序的褶皱状结构仍然面临巨大挑战.本文报道了一种简单地制备具有周期性平行褶皱结构的石墨烯薄膜的方法,即通过将溶液表面自组装形成的石墨烯薄膜转移至预拉伸的聚二甲基硅氧烷(PDMS)基底上而得到.制备的石墨烯薄膜中,褶皱的宽度可以简单地通过改变基底的预拉伸形变来控制.当PDMS基底预拉伸应变分别为10%、20%和50%时,薄膜中褶皱的平均宽度分别为3.68、2.99和2.01µm.本文还进一步研究和分析了双层堆叠、褶皱状石墨烯薄膜,在拉伸形变时的形貌结构变化.此外,本文基于该褶皱状石墨烯薄膜,构建了应变传感器.该传感器展现出高灵敏度、宽探测范围和优良的循环稳定性,其在实时运动探测、健康监测和电子皮肤等领域有着广阔应用前景.