电微流控颗粒组装显示示意图和实验结果。
在发布在《光:科学与应用》上的一篇文章中,由华南师范大学国际光流控技术与系统联合实验室的水玲玲教授领导的科学家团队开发了一种基于微流体电微流体粒子组装策略的有趣反射显示技术,具有易于制造的优点。 响应速度快,显示性能好。
悬浮在油包水滴中的有色颗粒被驱动组装成多个结构,根据增强的介电泳效应,以可控的方式产生可逆的像素切换性能。油包水滴中的有色颗粒可以被带动沿着弯曲的水-油界面滑动,在底部或顶部区域组装形成平面结构,并围绕赤道连续形成环形结构,产生闭合和打开状态,呈现出多种混合颜色。
优化的 eMAP 显示器通过将一组单色颗粒驱动到染色液滴内的各种组装结构中来显示多种颜色。这允许以两种不同的方式操作,我们称之为“光反射”和“光传输”模式。单粒子系统大大简化了驱动系统,提高了显示器的响应速度。创建 CMYK 的原色是为了验证可行性和全彩性能。
此外,液态乳液系统为封装和操纵颗粒提供了平滑灵活的界面,同时为制备柔性显示器提供了可能性。
科学家们写道:“我们设计了一种装置,通过介电泳来控制液滴内颗粒的运动和组装;仅使用一种类型的粒子即可实现三种主要的显示状态。结合介电泳组装,可以相对精确地控制颗粒的空间高度和相对位置。
“值得一提的是,这三种状态包括'透光'状态,这是传统电泳电子纸技术难以实现的,其中颗粒聚集在液滴的赤道处,允许光通过液滴。这为电子纸的颜色调节提供了反射和透射选项的组合,增强了显示颜色的可扩展性。
“为了提高显示性能,我们优化了颗粒和液滴材料、液滴像素大小和形状以及驱动参数。采用电-流-光多物理场模型对工作机理进行了解释。该eMAPD能够显示多种颜色,具有出色的可逆性,大视角和半双稳态。
“所提出的eMAPD显示出兼容制造、可接近的材料系统和高性能的优势。这将是形成各种应用场景的绿色显示技术的绝佳候选者。