電潤溼顯示裝置製造方法
2023-06-02 19:39:31
電潤溼顯示裝置製造方法
【專利摘要】本發明涉及一種電潤溼顯示裝置（1），其包括至少一個圖像元件（8），所述電潤溼顯示裝置具有第一支撐板（2）和第二支撐板（3）以及第一支撐板（2）與第二支撐板（3）之間的空間（9），所述空間（9）包括互不混溶的至少一種第一流體（13）和第二流體（14），所述第二流體（14）是導電的或極性的；所述第一支撐板（2）包括壁（6），其限定所述圖像元件的範圍，所述壁（6）具有一個形狀；電極（15），其用於將電場施加在所述電極與所述第二流體（14）之間，所述電極具有邊緣（28-35）、低部分（42）以及高部分（41），所述高部分比所述低部分更靠近所述第二支撐板，所述高部分鄰近所述壁布置並且具有比所述低部分的面積更小的面積；所述電極的所述高部分具有使所述空間內電場增大的切口（37、38、39），並且所述電極的鄰近所述切口的所述邊緣（28、29、30、31）的至少一部分遵循所述壁的形狀。
【專利說明】電潤溼顯示裝置【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種電潤溼顯示裝置。
【背景技術】
[0002]國際專利申請W02009/071694公開了一種包括多個圖像元件的電潤溼顯示裝置，所述電潤溼顯示裝置具有第一支撐板和第二支撐板。所述支撐板之間的空間用互不混溶的第一流體和第二流體填充；所述第二流體是導電的。
[0003]每個圖像元件的範圍都由環繞圖像元件的壁確定。所述壁將第一流體限定在圖像元件內。所述申請的圖7公開了一種在圖像元件內具有低部分和高部分的電極，所述高部分比所述低部分更靠近第二支撐板。高部分布置在壁的兩個拐角之間。在將電壓施加至電極時，電極的高部分上方的增大的電場將迫使第一流體離開壁，從而減少所述第一流體在壁上的附著。
[0004]本發明的目的在於改進對第一流體的運動的控制。
【發明內容】
[0005]根據本發明，提供了一種電潤溼顯示裝置，其包括至少一個圖像元件，所述電潤溼顯示裝置具有第一支撐板和第二支撐板以及所述第一支撐板與所述第二支撐板之間的空間，所述空間包括互不混溶的至少一種第一流體和第二流體，所述第二流體是導電的或極性的；所述第一支撐板包括:
[0006]壁，其限定圖像元件的範圍，所述壁具有一個形狀，
[0007]電極，其用於將電場施加在所述電極與第二流體之間，所述電極具有邊緣、低部分以及高部分，所述高部分比低部分更靠近第二支撐板，所述高部分鄰近壁布置並且具有比所述低部分的面積更小的面積；
[0008]電極的高部分具有使空間內電場增大的切口，並且電極的鄰近切口的邊緣的至少一部分遵循所述壁的形狀。
[0009]當電極與第二流體之間未施加電壓時，第一流體在第一支撐板上形成一個層。電極的高部分上方的第一流體層比電極的低部分上方的流體層更薄。在將電壓施加在電極與第二流體之間時，電極中的切口產生邊緣電場。所述邊緣場相對較強並且在切口附近具有相對較短的範圍。由於切口布置在高部分內，所以邊緣場將對高部分上方的薄的第一流體層產生相對較強的影響。因此，在升高電壓時，切口附近的增大的電場將使第一流體開始優先在切口附近移動。
[0010]對第一流體的運動啟動地點的控制改進了對第一流體的運動的控制。現有技術電極的高部分確實改進了第一流體離開壁的運動，但並未提供沿著壁的明確限定的啟動地點。因此，現有技術圖像元件中的啟動地點隨著時間發生改變並且在圖像元件之間改變。根據本發明的在圖像元件中的切口附近啟動第一流體運動避免了啟動地點隨著時間的改變和在圖像元件之間的改變。切口導致對油運動實質上更好的控制，從而改進顯示裝置的性倉泛。
[0011]高部分在垂直於壁的方向上和在第一支撐板平面上的線性範圍優選小於顯示區域尺寸的20%並且更優選小於10%。
[0012]當在垂直於第一支撐板平面的方向上觀察時，切口是電極邊緣的形狀，其中所述邊緣並不遵循鄰近電極的壁的形狀並且電極的鄰近切口的邊緣的至少一部分確實遵循壁的形狀。
[0013]本發明的其它特徵和優點將通過以下參照附圖僅以實例方式給出的對本發明的優選實施方案的描述而變得顯而易見。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1是現有技術圖像元件的截面；
[0015]圖2示出了根據本發明的圖像元件的俯視圖；
[0016]圖3示出了具有導電元件的圖像元件的俯視圖；
[0017]圖4是圖像元件的截面；
[0018]圖5是圖像元件的截面；
[0019]圖6示出了圖像元件的替代實施方案的俯視圖；以及
[0020]圖7示出了圖像元件的另一實施方案的俯視圖。
【具體實施方式】
[0021]圖1示出了現有技術顯示裝置I的一系列圖像元件的截面。所述裝置包括第一支撐板2和第二支撐板3。第一支撐板2包括親水性壁4、5、6，所述親水性壁4、5、6可由例如光致抗蝕劑材料(如SU8)製成。圖像元件的範圍是在第一支撐板的平面中由壁的中心包圍的區域；壁的中心由虛線7指示。圖像元件8具有由第一支撐板2、第二支撐板3以及壁5和6的中心限定的空間9。第一支撐板2包括上面布置有電極11的基板10,例如玻璃板或塑料板。每個圖像元件都具有連接至控制線以用於提供電壓的電極。電極被例如由非晶含氟聚合物AF1600製成的疏水層12覆蓋。第一支撐板可包括所述圖中未示出的其它元件如電晶體和絕緣層。
[0022]空間9包括由壁5和6限定在所述空間內的第一流體13 (優選液體)和導電或極性的第二流體14 (優選液體)。第一流體可以是例如油，第二流體是例如水。所述流體是不混溶的。當電極15與第二流體14之間未施加電壓時，所述第二流體與所述電極之間不存在電場；第一流體13散布在圖像元件中並且在第二流體14與第一支撐板2之間形成鄰接疏水層12的一個層，如針對圖像元件8所示。在施加電壓時，所得電場使第一流體在所述壁的一個附近收縮，如針對圖像元件16所示。短語「壁附近」意指鄰接壁或靠近壁；它排除了在疏水層12上在圖像元件中間的收縮。在國際專利申請W02003/071346中更完整地描述了第一流體在施加的電場作用下的運動，即所謂的電潤溼效應。在油和/或水具有吸收、反射和/或透射光的特殊光學特性時，圖像元件可在顯示裝置中用作光閥。所述顯示裝置可以是反射類型、透射類型或半透反射類型。
[0023]圖2示出了沿圖1中的線A-A的和從空間9可見的根據本發明的第一支撐板20的俯視圖。圖2示出了一個圖像元件8和八個相鄰圖像元件的一部分。所述圖示出了圖像元件的壁21和數個導電元件。所述壁具有四個拐角22至25。拐角具有與180度相差超過20度的角。所示的實施方案的四個拐角具有90度的角。圖像元件在第一支撐板2的平面中的範圍是壁21的中心內的區域。限定了第一流體的壁的內側之間的區域被稱為顯示區域26。圖像元件的顯示效果出現在這個區域中。從空間9可見的元件的邊緣通過繪製線示出，由另一元件覆蓋的元件的邊緣通過虛線示出；所述圖中未示出疏水層。顯示區域的典型尺寸是145微米乘以145微米。壁具有10微米的典型寬度。為清晰起見，所述圖提供了根據本發明的主要針對圖像元件20而非針對相鄰圖像元件的細節。
[0024]在圖2中，電極27覆蓋了顯示區域26的主要部分。在所示的實施方案中，電極具有由虛線28至31和邊緣32至35指示的邊緣。在虛線位置處，電極在壁21下方延伸。四個邊緣32至35形成另外的方形電極的切口 36至39。切口是電極的一部分，其中所述電極的邊緣不遵循壁的形狀，即壁的面向顯示區域26的側邊40的形狀。邊緣的鄰近每個切口的部分28至31確實遵循壁的形狀。切口也可定義為電極邊緣的凹部。
[0025]電極27包括線43的相對側上的高部分41和低部分42。在所示的實施方案中，所述高部分布置在所述低部分周圍。電極的高部分布置在第一支撐板20的凸出部上並且比低部分更靠近顯示裝置的第二支撐板。高部分鄰近壁21布置並且從線43延伸至壁的內偵U。高部分的面積小於低部分的面積。始於壁的側邊40的高區域的線性範圍可取決於布置在第一支撐板中的導電元件，如下文所解釋。在圖2的特定實施方案中，所述線性範圍是在邊緣28和31附近5微米，在邊緣29附近25微米以及在邊緣30附近15微米。
[0026]雖然在圖2所示的實施方案中，電極的高部分41沿壁21的整個內部延伸，但所述高部分也可僅局部地布置在所述拐角的一個中，優選布置在與切口 36相對的拐角中，或布置在兩個或三個拐角中。沿著壁在兩個相鄰拐角之間延伸的高部分增大了沿著壁的那部分的電場並且激勵第一流體移動離開所述壁。高部分的切口可以是沿電極27的邊緣的任何地方。鄰近角部具有切口的高部分具有最小化光學損耗如對比率或孔徑比的損耗的優點。圖2中的高部分41具有三個切口 37、38以及39。所述高部分的切口分別布置在拐角23、24以及25中。切口 38的尺寸優選大於切口 37和39的尺寸。
[0027]圖3示出了與圖2中相同、但具備導電元件的位置的第一支撐板20的圖像元件8的俯視圖。所述元件形成一個電路圖，所述電路圖與國際申請W02009071694的圖2中的電路圖相似，對有源矩陣類型的圖像元件來說是普遍的。電路將源極控制線50和柵極控制線52經由薄膜電晶體(TFT)連接至電極27。源極控制線50連接至源極51並且柵極控制線52連接至TFT的柵極53。TFT的漏極54連接至存儲電容器的頂板55。存儲電容器的底板56連接至存儲控制線57。直通連接部57，又稱「通路(via)」，將頂板55連接至電極27。或者，單個TFT可用串聯的兩個TFT替換。所述控制線和電容器板由導電材料例如金屬(如鋁或鋁鑰)或者透明材料(如銦錫氧化物(ITO))製成。導電層的厚度可在IOOnm與300nm之間。
[0028]源極控制線50布置在第一支撐板20的凸出部中，在高部分41下方，鄰近邊緣30。所述一個或兩個TFT布置在高部分的較寬部分下方，鄰近邊緣29。這種元件布置的有利之處在於，所述凸出部既用於形成高部分所必需的高度又用於為電路元件提供空間。
[0029]圖4示出了沿圖3的線B-B的第一支撐板20的截面。疏水層12示出為單層。所述層可由例如AF1600製成，AF1600的厚度在200nm與IOOOnm之間。圖中未示出的例如厚度在IOOnm與150nm之間的SiNx或SiOx的保護層可布置成與疏水層接觸並且在疏水層下方。
[0030]電極27從切口邊緣35延伸至切口邊緣32。所述電極具有由虛線62分開的高部分60和低部分61。虛線指示圖2中的線43的位置。虛線標記出電極的高度在低部分的位置上方開始增加的地點。切口 36位於低部分中；切口 39位於高部分中。如果切口邊緣的主要部分位於低/高部分中，那麼所述切口就被視為位於所述低/高部分中。切口邊緣優選布置在高部分的最高部分上，在所述最高部分處，所述切口邊緣對第一流體的運動產生最大影響。在圖4中，由於邊緣35在虛線62的高側上，所以所述邊緣35位於高部分中；由於邊緣32在虛線65的低側上，所以所述邊緣32位於低部分中，從而指示線43在圖像元件的另一側上的位置。
[0031]高部分60布置在第一支撐板20的凸出部66上。所述凸出部可以是有機材料層。高部分60和低部分61具有由線64指示的、在電極面向空間9的那一側上測量的最大高度差。所述最大高度差典型地是2微米，但可例如在I微米與4微米之間。壁21布置在凸出部66上並且可具有在I微米與4微米之間的高度；值典型地是2微米。
[0032]圖5示出了第一支撐板20的沿圖3的線C-C的另一截面。柵極控制線53和電容器底板56由絕緣層70覆蓋，所述絕緣層70例如由氮化矽(SiNx)製成，可具有在150nm與300nm之間的厚度。非晶矽層71布置在層70與源極51和漏極54之間。TFT和存儲電容器由與層70相似的絕緣層72覆蓋並且可具有在200nm與800nm之間的厚度。在所述顯示裝置是透射類型時，電極27和導電層53、54、56優選由透明的導電材料如ITO製成。在所述顯示裝置是反射類型時，所述電極可具有反射器功能並且可由厚度在IOOnm與150nm之間的鋁釹製成。所述電極通過貫穿絕緣層72的直通連接部57連接至電容器頂層55。所述直通連接部是電極中的局部凹陷。電極的低部分與高部分之間的分隔由虛線73和74示出。
[0033]電極27的邊緣29和31在壁21的下方延伸，如圖5中所示。因此，在電極與第二流體14之間產生的電場一直到壁21之前都將保持相對恆定，從而提供驅動力，以用於使第一流體13離開所述壁並且減少所述第一流體到所述壁的粘附。如果壁由不透明材料製成，那麼電極可由金屬製成；在那種情況下，穿過第二支撐板3落到所述壁上的環境光將不會在所述電極的在所述壁下方延伸的部分上反射。如果壁由透明材料如SU8製成，那麼電極的在所述壁下方的部分優選由透明材料如ITO製成，以避免環境光在其上的反射，所述反射可能會減少所述顯示裝置的對比度。這種電極可按照國際申請W02009/071694中對圖4的元件46和64的陳述來布置。
[0034]現將參考圖4來解釋電極27中的切口對第一流體13的運動的影響。當在第二流體14與電極27之間施加電壓時，其間產生電場，所述電場的強度與所述電極與凹凸透鏡67之間的距離成反比。因此，在電極的高部分60上方產生的電場將強於電極的低部分61上方的電場。電極27的邊緣32和35將在第一流體13中產生邊緣場。所述邊緣場在距邊緣幾微米內相對較強。因此，與邊緣32的邊緣場相比，邊緣35的邊緣場將在凹凸透鏡附近施加更強的力。邊緣場和高部分上方的更強的場的作用將使第一流體在在更高的部分中沒有切口時更低的施加電壓下移動離開高部分。因此，用於啟動第一流體的運動的閾值電壓變得更低。第一流體的位置對所施加電壓的遲滯也變小。[0035]雖然圖2的實施方案示出了電極的高部分中的三個切口，但單個切口也將對第一流體的運動產生重大影響。例如，在實施方案僅在高部分中具有切口 38時，第一流體將在圖像元件的拐角24中開始移動。在更高的電壓下，第一流體將在切口 36中，在相對拐角22中的低部分中收縮。由於對於這個實施方案來說，切口較大，例如半徑約40微米，所以拐角附近的電場將變低並且所述切口將用作聚集區域，其中所述第一流體優選在較高的施加電壓下聚集。電極可布置在切口 36中來減小所述切口上方區域中的電場，所述切口保持處於與所述第二流體相同的電壓。
[0036]已發現,較大尺寸的切口對啟動第一流體的運動更有效。然而,切口的尺寸不應太大，以避免切口內的區域上方的電場變得很小以至於第一流體在施加電壓時不再移動。對於145微米的方形圖像元件來說，切口尺寸的常見範圍是4微米至35微米，優選鄰接約2微米的第一流體層；示例性值是10微米、20微米以及30微米。半徑如在圖2的實施方案中被視為圓形切口的尺寸。
[0037]當在電極的高部分中例如在相鄰拐角中使用兩個或更多個相等尺寸的切口時，第二流體幾乎在增大施加電壓的同時開始移動。這允許第一流體大致平行於壁21的直邊移動。高部分中沿著壁的一個或多個切口可實現相同的結果。後面的這些切口可與拐角中的切口結合以刺激平行運動。
[0038]當在電極的高部分中使用兩個或更多個具有不同尺寸的切口時，對第一流體的運動的控制可進一步得到改進。在圖2的實施方案中，較大的切口 38具有30微米的半徑並且較小的切口 37和39具有15微米的半徑。在增大施加電壓時，第一流體將在其中邊緣場較強的較大切口的拐角24內開始移動並且隨後在更高的電壓下在拐角23和25內移動。這種改進的控制增大了圖像元件的所有第一流體將在拐角22中聚集的可能性。
[0039]圖6示出了圖像元件80的替代實施方案的俯視圖，其中電極81具有處於低部分中並且用作聚集區域的切口 82。電極可布置在切口 82中來減小所述切口上方區域中的電場，所述切口保持處於與所述第二流體相同的電壓。電極在高部分中具有三個切口 83、84以及85。圖像元件的尺寸是150微米乘以150微米並且切口 85的尺寸是30微米，這從鄰近拐角86沿著圖像元件的對角線至穿過所述切口的邊緣87的平均直線的測量測得。切口83和84的尺寸是15微米。切口 83至85具有一個邊緣，所述邊緣包括至少三個拐角，包括終止所述邊緣的拐角。邊緣中至少一個拐角的存在增大了第一流體上的電場。圖6中所示的切口具有五個拐角，每個拐角都是90度。或者，拐角的角可能並非90度。拐角的數量可例如是O (切口具有圓邊)、1、2 (如圖2的實施方案中所示)、3、5或7。
[0040]電極81的兩個鄰近邊緣87和88布置在壁的內側中，而另兩個鄰近邊緣89和90在壁的下方延伸。與邊緣89和90相比，邊緣87和88將在第一流體中在壁附近產生更大的邊緣場。因此，與移動離開邊緣89和90附近的壁相比，第一流體將傾向於在更低的電壓下移動離開邊緣87和88附近的壁，從而實施第一流體朝向聚集區域82的運動。這種特徵可用於本發明的任何實施方案中。
[0041]圖7示出了與圖6的實施方案相似的、但在高部分的最大切口 93的邊緣92中具有九個拐角的圖像元件91的另一個實施方案的俯視圖。
[0042]以上實施方案應被理解為是本發明的說明性實例。能夠設想出本發明的其它實施方案。例如，在電極27或81是反射式的時，優選具有與所述電極相同的材料的反射層可布置在高部分的一個或多個切口中，但不電連接至所述電極。這種反射層增強了圖像元件的反射性。應理解的是，所描述的關於任何一個實施方案的任何特徵可單獨使用，或與所描述的其它特徵結合使用，並且也可與任何其它實施方案或任何其它實施方案的任何組合的一個或多個特徵結合使用。此外，在不脫離隨附權利要求書中限定的本發明的範圍的情況下也可採用上文未描述的等效物和修改。
【權利要求】
1.一種電潤溼顯示裝置，包括至少一個圖像元件，所述電潤溼顯示裝置具有第一支撐板和第二支撐板以及介於所述第一支撐板與所述第二支撐板之間的空間，所述空間包括互不混溶的至少一種第一流體和第二流體，所述第二流體是導電的或極性的；所述第一支撐板包括 壁，限定所述圖像元件的範圍，所述壁具有一形狀， 電極，用於將電場施加在所述電極與所述第二流體之間，所述電極具有邊緣、低部分以及高部分，所述高部分比所述低部分更靠近所述第二支撐板，所述高部分鄰近所述壁布置並且具有比所述低部分的面積更小的面積； 所述電極的所述高部分具有使所述空間中的電場增大的切口，並且所述電極的鄰近所述切口的所述邊緣的至少一部分遵循所述壁的形狀。
2.根據權利要求1所述的顯示裝置，其中，所述壁具有拐角並且所述高部分的所述切口鄰近所述拐角布置。
3.根據權利要求2所述的顯示裝置，其中，所述壁具有第一拐角和第二拐角並且所述電極具有帶切口的至少第一高部分和第二高部分，所述切口分別鄰近所述第一拐角和第二拐角布置。
4.根據權利要求1或2所述的顯示裝置，其中，所述高部分沿所述壁在兩個相鄰拐角之間延伸。
5.根據權利要求4所述的顯示裝置，其中，所述高部分具有鄰近所述拐角的第一切口和第二切口。
6.根據前述權利要求中任一項所述的顯示裝置，其中，所述高部分具有至少第一切口和第二切口，並且所述第一切口的尺寸大於所述第二切口的尺寸。
7.根據前述權利要求中任一項所述的顯示裝置，其中，所述切口的邊緣具有至少一個拐角。
8.根據權利要求4所述的顯示裝置，其中，所述高部分布置在所述第一支撐板的凸出部上，並且所述壁布置在所述凸出部上。
9.根據前述權利要求中任一項所述的顯示裝置，其中，在未將電壓施加至所述電極時，所述第一流體在所述第一支撐板上形成一個層，所述層在所述高部分上延伸。
10.根據前述權利要求中任一項所述的顯示裝置，其中，所述圖像元件在所述第一支撐板上具有聚集空間，在所述聚集空間中，所述第一流體在施加電壓時聚集。
【文檔編號】G02B26/00GK103890634SQ201280041241
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2012年8月22日 優先權日:2011年8月24日
【發明者】安德烈亞·希拉爾多, 尼古拉斯·貝格龍, 約·奧貝特 申請人:利奎阿維斯塔股份有限公司