[發(fā)明專利]顯示像素、顯示器以及操作顯示像素的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201080045115.2
• 申請日: 2010-08-13
• 公開（公告）號: CN103026294A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: J·海肯菲爾德;E·科萊特;楊澍
• 申請（專利權(quán)）人: 辛辛那提大學(xué)
• 主分類號: G02F1/153
• 分類號: G02F1/153
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 陳松濤;韓宏

關(guān)于聯(lián)邦資助的研究或開發(fā)的聲明

美國政府對本發(fā)明具有付費許可，并且在有限環(huán)境中具有要求專利所有者基于合理的條件向其他人提供許可的權(quán)利，其中所述合理的條件是依照國家科學(xué)基金會授予的許可0729250以及國家科學(xué)基金會授予的許可0640964中的條款規(guī)定的。

相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求享有2009年8月14日提交的美國臨時申請61/234,070、2009年8月14日提交的美國臨時申請61/234,099、2010年2月24日提交的美國臨時申請61/307,637以及2010年2月25日提交的美國臨時申請61/308,105的權(quán)益。本申請涉及題為“ELECTROWETTING?AND?ELECTROFLUIDIC?DEVICES?WITH?LAPLACE?BARRIERS?AND?RELATED?METHODS”且與本申請同一天提交的國際專利申請（律師案卷號UOC-218WO）。這其中的每一個申請公開在這里都被引入作為參考。

背景技術(shù)

本發(fā)明涉及電流體（electrofluidic）和電潤濕顯示像素、電流體和電潤濕顯示器以及操作電流體和電潤濕顯示像素的方法。

對很多光學(xué)應(yīng)用來說，電潤濕是很有吸引力的調(diào)制方案。例如，電潤濕已經(jīng)用于為光纖、相機或制導(dǎo)系統(tǒng)的光閘或濾光器、光學(xué)拾取設(shè)備、光波導(dǎo)材料以及視頻顯示像素提供光開關(guān)。此外，電潤濕還主要以數(shù)字液滴驅(qū)動流的形式應(yīng)用于芯片實驗室設(shè)備。

盡管存在大量商業(yè)應(yīng)用以及很多正在進行研究，但是幾乎所有基于電潤濕的常規(guī)設(shè)備都需要恒定地施加電壓，以便將極性流體保持在特定幾何形狀。這些設(shè)備并不是“雙穩(wěn)態(tài)的”，也就是說，在去除電壓時，流體會沿著所有不受限制的流體表面自由返回到球面幾何形狀。

所需要的是與彩色極性流體的幾何形狀的更先進控制以及用于顯示應(yīng)用的流相適應(yīng)的先進的電潤濕或電流體顯示技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的一個說明性實施例，顯示像素包括極性流體和非極性流體。該極性流體和非極性流體占據(jù)形成在第一與第二基底之間的疏水通道。極性流體和非極性流體中的至少一個通過第一和第二基底中的至少一個可看到。具有將電極與流體分離的電介質(zhì)層的電極電連接到電壓源。所述電極及電介質(zhì)層的設(shè)置可以使第一極性流體在疏水通道內(nèi)前進或移動。疏水通道內(nèi)的拉普拉斯阻擋體（Laplace?barrier）限定出對極性流體的前進開放的流體通路。通過以小于或等于閾值電壓的第一電壓偏置電壓源，極性流體移動至疏水通道內(nèi)的第一位置。所述第一位置提供第一顯示狀態(tài)。然后，在以大于第一電壓的第二電壓偏置電壓源時，極性流體移動到疏水通道內(nèi)的第二位置。所述第二位置提供與第一顯示狀態(tài)顯著不同的第二顯示狀態(tài)。

在以第一電壓偏置電極時，拉普拉斯阻擋體可以將極性流體限制在第一位置。所述拉普拉斯阻擋體依靠拉普拉斯壓力操作。

在另一個實施例中，提供一種制造顯示像素的方法。該方法包括：通過光刻在第一基底上的光刻膠層中圖案化分隔器層。在所述分隔器層與第一基底上層疊分離層，其中分離層是干膜光刻膠。該方法還包括：通過光刻圖案化分離層，以形成儲液器以及與該儲液器耦合的流體通孔（via）。第二基底被定位在第一基底的分離層上，以在分離層與第二基底之間形成疏水通道。

在另一個實施例中，提供一種操作顯示像素的方法。該方法包括在電流體像素內(nèi)將極性流體移動至第一位置，以及在電流體像素內(nèi)使非極性流體產(chǎn)生位移，以提供第一顯示狀態(tài)。該方法還包括在電流體像素內(nèi)將極性流體從第一位置移動至第二位置，以及在電流體像素內(nèi)使非極性流體產(chǎn)生位移，以提供第二顯示狀態(tài)。極性流體被拉普拉斯阻擋體限制在第一位置，以保持第一顯示狀態(tài)。

本發(fā)明的實施例提供一種適應(yīng)于更先進地控制彩色極性流體的幾何形狀以及用于顯示應(yīng)用的流動的先進的電潤濕或電流體顯示技術(shù)。這種改進的控制和流動顯著改善了顯示性能。

附圖說明

在這里引入并構(gòu)成本說明書一部分的附圖示出了本發(fā)明的實施例，并且其連同上文給出的關(guān)于本發(fā)明的一般描述以及下文給出的細節(jié)描述一起用于說明本發(fā)明的原理。

圖1A是依照本發(fā)明一個實施例的設(shè)備的剖面示意圖。

圖1B是圖1A所示的設(shè)備的一部分的透視圖。

圖1C是圖1A所示的設(shè)備的頂視圖。

圖1D是包含第二極性流體的圖1的設(shè)備的替換實施例的頂視圖。

圖1E是包含兩個極性流體的常規(guī)設(shè)備的頂視圖。