[发明专利]显示像素、显示器以及操作显示像素的方法

说明书

关于联邦资助的研究或开发的声明

美国政府对本发明具有付费许可，并且在有限环境中具有要求专利所有者基于合理的条件向其他人提供许可的权利，其中所述合理的条件是依照国家科学基金会授予的许可0729250以及国家科学基金会授予的许可0640964中的条款规定的。

相关申请的交叉引用

本申请要求享有2009年8月14日提交的美国临时申请61/234,070、2009年8月14日提交的美国临时申请61/234,099、2010年2月24日提交的美国临时申请61/307,637以及2010年2月25日提交的美国临时申请61/308,105的权益。本申请涉及题为“ELECTROWETTING AND ELECTROFLUIDIC DEVICES WITH LAPLACE BARRIERS AND RELATED METHODS”且与本申请同一天提交的国际专利申请（律师案卷号UOC-218WO）。这其中的每一个申请公开在这里都被引入作为参考。

背景技术

本发明涉及电流体（electrofluidic）和电润湿显示像素、电流体和电润湿显示器以及操作电流体和电润湿显示像素的方法。

对很多光学应用来说，电润湿是很有吸引力的调制方案。例如，电润湿已经用于为光纤、相机或制导系统的光闸或滤光器、光学拾取设备、光波导材料以及视频显示像素提供光开关。此外，电润湿还主要以数字液滴驱动流的形式应用于芯片实验室设备。

尽管存在大量商业应用以及很多正在进行研究，但是几乎所有基于电润湿的常规设备都需要恒定地施加电压，以便将极性流体保持在特定几何形状。这些设备并不是“双稳态的”，也就是说，在去除电压时，流体会沿着所有不受限制的流体表面自由返回到球面几何形状。

所需要的是与彩色极性流体的几何形状的更先进控制以及用于显示应用的流相适应的先进的电润湿或电流体显示技术。

发明内容

根据本发明的一个说明性实施例，显示像素包括极性流体和非极性流体。该极性流体和非极性流体占据形成在第一与第二基底之间的疏水通道。极性流体和非极性流体中的至少一个通过第一和第二基底中的至少一个可看到。具有将电极与流体分离的电介质层的电极电连接到电压源。所述电极及电介质层的设置可以使第一极性流体在疏水通道内前进或移动。疏水通道内的拉普拉斯阻挡体（Laplace barrier）限定出对极性流体的前进开放的流体通路。通过以小于或等于阈值电压的第一电压偏置电压源，极性流体移动至疏水通道内的第一位置。所述第一位置提供第一显示状态。然后，在以大于第一电压的第二电压偏置电压源时，极性流体移动到疏水通道内的第二位置。所述第二位置提供与第一显示状态显著不同的第二显示状态。

在以第一电压偏置电极时，拉普拉斯阻挡体可以将极性流体限制在第一位置。所述拉普拉斯阻挡体依靠拉普拉斯压力操作。

在另一个实施例中，提供一种制造显示像素的方法。该方法包括：通过光刻在第一基底上的光刻胶层中图案化分隔器层。在所述分隔器层与第一基底上层叠分离层，其中分离层是干膜光刻胶。该方法还包括：通过光刻图案化分离层，以形成储液器以及与该储液器耦合的流体通孔（via）。第二基底被定位在第一基底的分离层上，以在分离层与第二基底之间形成疏水通道。

在另一个实施例中，提供一种操作显示像素的方法。该方法包括在电流体像素内将极性流体移动至第一位置，以及在电流体像素内使非极性流体产生位移，以提供第一显示状态。该方法还包括在电流体像素内将极性流体从第一位置移动至第二位置，以及在电流体像素内使非极性流体产生位移，以提供第二显示状态。极性流体被拉普拉斯阻挡体限制在第一位置，以保持第一显示状态。

本发明的实施例提供一种适应于更先进地控制彩色极性流体的几何形状以及用于显示应用的流动的先进的电润湿或电流体显示技术。这种改进的控制和流动显著改善了显示性能。

附图说明

在这里引入并构成本说明书一部分的附图示出了本发明的实施例，并且其连同上文给出的关于本发明的一般描述以及下文给出的细节描述一起用于说明本发明的原理。

图1A是依照本发明一个实施例的设备的剖面示意图。

图1B是图1A所示的设备的一部分的透视图。

图1C是图1A所示的设备的顶视图。

图1D是包含第二极性流体的图1的设备的替换实施例的顶视图。

图1E是包含两个极性流体的常规设备的顶视图。