CN105093568B - 显示器件及装置、液态金属材料及制备模具、方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及显示技术领域，提供了一种显示器件及装置、液态金属材料及制备模具、方法和装置，其中的显示器件包括相对成盒的第一基板和第二基板；所述第一基板与第二基板之间设有液态金属材料层，所述液态金属材料层中填充有包括基础液和液态金属颗粒的液态金属材料；所述液态金属颗粒为由液态金属形成的具有晶体结构和棒状外形的纳米颗粒；所述基础液用于提供流动性液体环境，并使所述液态金属颗粒分散在所述基础液中。本发明实现了显示器件中液晶材料的替代。基于此，本发明可以形成在低功耗和高响应速度等方面上具有前所未有的优异特性的显示器件。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，具体涉及一种显示器件及装置、液态金属材料及制备模具、方法和装置。
背景技术
液晶显示器(英语：Liquid Crystal Display，缩写：LCD)是一种平面薄型的显示设备，由一定数量的彩色或黑白像素组成，通常放置于光源或者反射面前方(背光)。液晶显示器凭借其功耗低、体积小、可视面积大、画质精细等优点已占据了显示器领域的主流市场。
然而，随着液晶显示技术的发展，液晶材料所具有的特性已经逐渐成为提升显示质量的瓶颈。例如，液晶材料的电光特性决定了液晶显示器需要以一足够大的偏置电压实现偏振方向的旋转，并且在响应时间上最快可以达到十几或者几十毫秒的数量级，因此液晶显示器在这些方面很难再有很大程度的性能提升。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种显示器件及装置、液态金属材料及制备模具、方法和装置，实现了显示器件中液晶材料的替代。
第一方面，本发明提供了一种显示器件，包括相对成盒的第一基板和第二基板；所述第一基板与第二基板之间设有液态金属材料层，所述液态金属材料层中填充有包括基础液和液态金属颗粒的液态金属材料；所述液态金属颗粒为由液态金属形成的具有晶体结构和棒状外形的纳米颗粒；所述基础液用于提供流动性液体环境，并使所述液态金属颗粒分散在所述基础液中。
可选地，所述第一基板和所述第二基板上设有相互对应的若干个子像素区域，所述第一基板在每一所述子像素区域内均设有子像素驱动电路；所述子像素驱动电路用于生成电场和/或磁场，以控制所述液态金属颗粒的旋转取向。
可选地，所述第二基板在每个所述子像素区域内均设有彩膜层；分为至少三种颜色的所述彩膜层在所述若干个子像素区域中按颜色交替排列。
可选地，所述第一基板与所述液态金属材料相对的一侧设有第一偏振片；所述第二基板与所述液态金属材料相对的一侧设有第二偏振片；所述第一偏振片与第二偏振片的透振方向不同。
可选地，所述显示器件还包括背光源，所述背光源位于相对成盒后的所述第一基板和所述第二基板的一侧。
可选地，所述液态金属选自铯、镓、铷、钾、钠、铟、锂、锡、铋、锌、锑、镁、铝、汞、其合金，和其组合中的至少一种。
可选地，所述第一基板包括与所述液态金属材料层接触的第一配向层；所述第二基板包括与所述液态金属材料层接触的第二配向层；所述第一配向层和所述第二配向层用于在所述液态金属材料填充后使所述液态金属材料层中的液态金属颗粒具有预定的取向角度。
第二方面，本发明还提供了一种显示器件的制造方法，包括：
在所述第一基板的一侧表面上形成所述第一配向层，在所述第二基板的一侧表面上形成所述第二配向层；
在所述第一基板的所述第一配向层上形成所述液态金属材料层；
将所述第一基板和所述第二基板成盒，使得所述第一配向层与所述第二配向层均位于所述第一基板和所述第二基板之间。
第三方面，本发明还提供了一种显示装置，包括上述任意一种的显示器件。
第四方面，本发明还提供了一种用于制备液态金属材料的模具，所述模具的内部设有彼此间流体连通的若干个微腔；所述微腔的形状为棒状，并具有纳米级别的尺寸；该模具的外表面上设有注入口和排出口；所述注入口和排出口各自与至少一个所述微腔流体连通，以形成第一流体通道。
可选地，所述模具还包括用于通入冷却流体的第二流体通道。
可选地，所述模具还包括设置在所述若干个微腔周围的第一电极，所述第一电极与电场控制信号输入端相连。
可选地，所述模具还包括设置在所述若干个围墙周围的磁场发生器件，所述磁场发生器件与磁场控制信号输入端相连。
可选地，所述模具包括相互结合的第一基体与第二基体，所述第一基体的表面上的若干个凹陷部和所述第二基体的表面上的若干个凹陷部围成所述若干个微腔。
可选地，所述液态金属选自铯、镓、铷、钾、钠、铟、锂、锡、铋、锌、锑、镁、铝、汞、其合金，和其组合中的至少一种。
第五方面，本发明还提供了一种制备液态金属材料的方法，包括：
在真空环境下，将熔融态的液态金属通过与注入口及排出口相连的压力管道注入模具的第一流体通道中；所述模具的内部设有彼此间流体连通的若干个微腔；所述微腔的形状为棒状，并具有纳米级别的尺寸；该模具的外表面上设有注入口和排出口；所述注入口和排出口各自与至少一个所述微腔流体连通，以形成所述第一流体通道；
向模具内的第二流体通道通入冷却流体，同时不断增加所述压力管道向所述第一流体通道施加的压力，以使所述液态金属在充满所述若干个微腔的情况下转变为具有晶体结构和棒状外形的纳米颗粒；
将所述若干个微腔内的纳米颗粒脱模，以得到液态金属颗粒。
可选地，所述模具包括相互结合的第一基体与第二基体，所述第一基体的表面上的若干个凹陷部和所述第二基体的表面上的若干个凹陷部围成所述若干个微腔；所述将所述若干个微腔内的纳米颗粒脱模，以得到液态金属颗粒，包括：
将所述第一基体与所述第二基体分离，以收集位于所述第一基体的表面上的若干个凹陷部和所述第二基体表面上的若干个凹陷部内的液态金属颗粒。
可选地，所述若干个微腔内部预先设有表面处理剂，以使所述液态金属在形成所述液态金属颗粒后的表面上形成有透明包覆层。
可选地，还包括：
将所述液态金属颗粒在包括分散剂和表面处理剂的液体中进行搅拌，以得到表面上形成有透明包覆层的液态金属颗粒。
可选地，还包括：
将所述液态金属颗粒与所述基础液进行混合，以得到所述液态金属材料。
可选地，所述液态金属选自铯、镓、铷、钾、钠、铟、锂、锡、铋、锌、锑、镁、铝、汞、其合金，和其组合中的至少一种。
第六方面，本发明还提供了一种制备液态金属材料的方法，包括：
在真空环境下，将熔融态的液态金属注入模具的第一流体通道中；所述模具的内部设有彼此间流体连通的若干个微腔；所述微腔的形状为棒状，并具有纳米级别的尺寸；该模具的外表面上设有注入口和排出口；所述注入口和排出口各自与至少一个所述微腔流体连通，以形成所述第一流体通道；
向所述模具的电场控制信号输入端和/或磁场控制信号输入端输入外部控制信号，以使所述若干个微腔内的液态金属在电场和/或磁场的作用下保持为棒状外形，并在所述若干个微腔内转变为具有晶体结构和棒状外形的纳米颗粒；
将所述若干个微腔内的纳米颗粒脱模，以得到液态金属颗粒；
其中，所述模具还包括设置在所述若干个微腔周围并与所述电场控制信号输入端相连的第一电极，和/或，所述模具还包括设置在所述若干个围墙周围并与所述磁场控制信号输入端相连的磁场发生器件。
可选地，所述模具包括相互结合的第一基体与第二基体，所述第一基体的表面上的若干个凹陷部和所述第二基体的表面上的若干个凹陷部围成所述若干个微腔；所述将所述若干个微腔内的纳米颗粒脱模，以得到液态金属颗粒，包括：
将所述第一基体与所述第二基体分离，以收集位于所述第一基体的表面上的若干个凹陷部和所述第二基体表面上的若干个凹陷部内的液态金属颗粒。
可选地，所述若干个微腔内部预先设有表面处理剂，以使所述液态金属在形成所述液态金属颗粒后的表面上形成有透明包覆层。
可选地，还包括：
将所述液态金属颗粒在包括分散剂和表面处理剂的液体中进行搅拌，以得到表面上形成有透明包覆层的液态金属颗粒。
可选地，还包括：
将所述液态金属颗粒与所述基础液进行混合，以得到所述液态金属材料。
可选地，所述液态金属选自铯、镓、铷、钾、钠、铟、锂、锡、铋、锌、锑、镁、铝、汞、其合金，和其组合中的至少一种。
第七方面，本发明还提供了一种制备液态金属材料的装置，所述装置包括：
注入单元，用于在真空环境下，将熔融态的液态金属通过与注入口及排出口相连的压力管道注入模具的第一流体通道中；所述模具的内部设有彼此间流体连通的若干个微腔；所述微腔的形状为棒状，并具有纳米级别的尺寸；该模具的外表面上设有注入口和排出口；所述注入口和排出口各自与至少一个所述微腔流体连通，以形成所述第一流体通道；
冷却单元，用于向模具内的第二流体通道通入冷却流体，同时不断增加所述压力管道向所述第一流体通道施加的压力，以使所述液态金属在充满所述若干个微腔的情况下转变为具有晶体结构和棒状外形的纳米颗粒；
脱模单元，用于将所述若干个微腔内的纳米颗粒脱模，以得到液态金属颗粒。
可选地，所述模具包括相互结合的第一基体与第二基体，所述第一基体的表面上的若干个凹陷部和所述第二基体的表面上的若干个凹陷部围成所述若干个微腔；所述脱模单元具体包括：
分离模块，用于将所述第一基体与所述第二基体分离；
收集模块，用于在所述分离模块将所述第一基体与所述第二基体分离后，收集位于所述第一基体的表面上的若干个凹陷部和所述第二基体表面上的若干个凹陷部内的液态金属颗粒。
可选地，该装置还包括：
设置单元，用于预先在所述若干个微腔内部设置表面处理剂，以使所述液态金属在形成所述液态金属颗粒后的表面上形成有透明包覆层。
可选地，该装置还包括：
搅拌单元，用于将所述液态金属颗粒在包括分散剂和表面处理剂的液体中进行搅拌，以得到表面上形成有透明包覆层的液态金属颗粒。
可选地，该装置还包括：
混合单元，用于将所述液态金属颗粒与所述基础液进行混合，以得到所述液态金属材料。
可选地，所述液态金属选自铯、镓、铷、钾、钠、铟、锂、锡、铋、锌、锑、镁、铝、汞、其合金，和其组合中的至少一种。
第八方面，本发明还提供了另一种制备液态金属材料的装置，所述装置包括：
注入单元，用于在真空环境下，将熔融态的液态金属注入模具的第一流体通道中；所述模具的内部设有彼此间流体连通的若干个微腔；所述微腔的形状为棒状，并具有纳米级别的尺寸；该模具的外表面上设有注入口和排出口；所述注入口和排出口各自与至少一个所述微腔流体连通，以形成所述第一流体通道；
输入单元，用于向所述模具的电场控制信号输入端和/或磁场控制信号输入端输入外部控制信号，以使所述若干个微腔内的液态金属在电场和/或磁场的作用下保持为棒状外形，并在所述若干个微腔内转变为具有晶体结构和棒状外形的纳米颗粒；
脱模单元，用于将所述若干个微腔内的纳米颗粒脱模，以得到液态金属颗粒。
可选地，所述模具包括相互结合的第一基体与第二基体，所述第一基体的表面上的若干个凹陷部和所述第二基体的表面上的若干个凹陷部围成所述若干个微腔；所述脱模单元具体包括：
分离模块，用于将所述第一基体与所述第二基体分离；
收集模块，用于在所述分离模块将所述第一基体与所述第二基体分离后，收集位于所述第一基体的表面上的若干个凹陷部和所述第二基体表面上的若干个凹陷部内的液态金属颗粒。
可选地，该装置还包括：
设置单元，用于预先在所述若干个微腔内部设置表面处理剂，以使所述液态金属在形成所述液态金属颗粒后的表面上形成有透明包覆层。
可选地，该装置还包括：
搅拌单元，用于将所述液态金属颗粒在包括分散剂和表面处理剂的液体中进行搅拌，以得到表面上形成有透明包覆层的液态金属颗粒。
可选地，该装置还包括：
混合单元，用于将所述液态金属颗粒与所述基础液进行混合，以得到所述液态金属材料。
可选地，所述液态金属选自铯、镓、铷、钾、钠、铟、锂、锡、铋、锌、锑、镁、铝、汞、其合金，和其组合中的至少一种。
第九方面，本发明还提供了一种采用上述任意一种方法制备得到的液态金属材料。
由上述技术方案可知，本发明的液态金属颗粒作为一种具有长轴与短轴的纳米晶体，具有与液晶相类似的光学特性，而且液态金属具有可以在电场和/或磁场控制下进行定向偏转的特性，因此可以实现显示器件中液晶材料的替代。进一步地，由于液态金属相比液晶材料而言可以在相对较弱的电场下高速运动，因此可以形成在低功耗和高响应速度等方面上具有前所未有的优异特性的显示器件。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1A、图1B和图1C分别是本发明一个实施例中一种显示器件的前视结构示意图、俯视结构示意图和俯视剖切结构示意图；
图2是本发明一个实施例中一种显示器件的原理示意图；
图3是本发明另一实施例中一种显示器件的原理示意图；
图4是本发明实施例中一种显示器件的制造方法的步骤流程示意图；
图5是本发明一个实施例中一种模具的剖面微观结构示意图；
图6是本发明一个实施例中一种制备液态金属材料的方法的步骤流程示意图；
图7是本发明一个实施例中一种制备液态金属材料的装置的结构框图；
图8是本发明又一实施例中一种制备液态金属材料的方法的步骤流程示意图；
图9是本发明又一实施例中一种制备液态金属材料的装置的结构框图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1A、图1B和图1C分别是本发明一个实施例中一种显示器件的前视结构示意图、俯视结构示意图和俯视剖切结构示意图。参见图1A、图1B和图1C，该显示器件包括相对成盒的第一基板11和第二基板12，且上述第一基板11与第二基板12之间设有液态金属材料层13。
参见图1B和图1C，本发明实施例中的液态金属材料层13包括封框胶13b，使得封框胶13b可以与第一基板11、第二基板12围成一封闭空间，以实现第一基板11和第二基板12的相对成盒。当然，参照现有液晶显示器件的成盒工艺，在本发明的其他实施例中还可以通过设置代替封框胶13b的结构来实现第一基板11和第二基板12的相对成盒，本发明对此不做限制。
从而，基于相对成盒的第一基板11和第二基板12，本发明实施例的液态金属材料层13中填充有包括基础液和液态金属颗粒的液态金属材料13a，其中：上述液态金属颗粒为由液态金属形成的具有晶体结构和棒状外形的纳米颗粒，而上述基础液用于提供流动性液体环境，并使上述液态金属颗粒分散在上述基础液中。
需要说明的是，本文中的“液态金属”是一类熔点低于预定值(例如常温)的金属材料的总称，并不仅限于液态这一物质状态，还可以具有如固态、气态等多种物质状态。举例来说，在满足上述熔点低于预定值的条件下，上述液态金属可以选自铯、镓、铷、钾、钠、铟、锂、锡、铋、锌、锑、镁、铝、汞、其合金，和其组合中的至少一种。
应理解的是，上述液态金属颗粒是由液态金属形成的具有晶体结构的纳米颗粒，因而是一种纳米晶体；在此基础之上，由于该液态金属颗粒具有棒状外形，因而是一种具有长轴与短轴的纳米晶体，具有与液晶相类似的光学特性。
还应理解的是，由于上述基础液用于提供流动性液体环境，并使上述液态金属颗粒分散在上述基础液中，因此应具有与液态金属颗粒的物理特性相对应的物理性质，本领域技术人员可以在不与液态金属颗粒发生化学反应的液体材料中进行选择，例如PMA(丙二醇甲醚醋酸酯)、乙二醇乙醚醋酸酯、正丁醇、甲乙酮等等，本发明对此不做限制。
从而，基于液态金属的物理特性，处于液体环境中的液态金属颗粒极易在电场和/或磁场控制下实现高速的自旋运动，并在周围液体中诱发出同样处于快速旋转状态下的漩涡对，因此显示器件中可以通过适当的电极和流道设置将液态金属的运动方式固定为单一的快速定向移动，即可以实现其电场和/或磁场控制下的定向偏转。相比于液晶而言，作为一种纳米晶体的液态金属颗粒的控制电场强弱可能有所差别，但取向的旋转控制方式与液晶基本相同。
由此可见，本发明实施例中的液态金属颗粒作为一种具有长轴与短轴的纳米晶体，具有与液晶相类似的光学特性，而且液态金属具有可以在电场和/或磁场控制下进行定向偏转的特性，因此可以实现显示器件中液晶材料的替代。进一步地，由于液态金属相比液晶材料而言可以在相对较弱的电场下高速运动，因此可以形成在低功耗和高响应速度等方面上具有前所未有的优异特性的显示器件。
还应理解的是，由于上述液态金属材料可以代替液晶显示器件中的液晶，因此本发明实施例的显示器件可以参照现有的液晶显示器件的结构来设置其他上文未提到的部件，本发明对此不做限制。
作为一种示例，上述第一基板11和上述第二基板12上可以设有相互对应的若干个子像素区域，同时上述第一基板11可以在每一上述子像素区域内均设有子像素驱动电路。其中，子像素驱动电路用于生成电场和/或磁场，以控制上述液态金属颗粒的旋转取向。举例来说，上述第一基板11上可以设有交叉排列的若干行扫描线与若干列数据线，而第一基板11上的上述若干个子像素区域可以是由上述若干行扫描线与若干列数据线交叉限定出来的。而且，第一基板11上可以形成有栅极金属层、栅极绝缘层、有源层、源漏金属层、钝化层、像素电极层和平坦化层等图形，从而以适当的连接关系可以在每一个子像素区域内形成包括像素电极和至少一个薄膜晶体管的子像素驱动电路。其中，子像素驱动电路主要用于为像素电极提供驱动电压，并可以通过数据线与第一基板11周边区域内的数据驱动电路(Data Driver)相连，通过扫描线与第一基板11周边区域内的扫描驱动电路(Gate Driver)相连。另一方面，第二基板12上可以形成有与第一基板11上的若干个子像素区域在位置上相互对应的若干个子像素区域，每个子像素区域内可以形成有与上述像素电极对应设置的公共电极。从而，通过对像素电极与公共电极之间电压的控制，可以基于现有技术中TN(Twisted Nematic，扭曲向列)液晶显示器件的驱动控制原理实现液态金属材料层13中电场的生成及相应的显示控制。或者，基于ADSDS(Advanced Super Dimension Switch，高级超维场转换)液晶显示器件的驱动控制原理，像素电极和公共电极可以位于液态金属材料层13的同一侧(比如都形成在第一基板11上)。再如，上述子像素驱动电路可以包括交流电驱动下的导体电极，从而可以为液态金属材料层13施加预设的电磁场。当然，上述子像素电路还可以通过其他电场发生器件或者磁场发生器件实现液态金属颗粒的偏转控制，而且该子像素电路还可以包括如薄膜晶体管、电容和导体线等必要部件，具体设置方式可以参照现有液晶显示器件中阵列基板上的像素电路结构，在此不再赘述。可以理解的是，上述任意一种方式均可以实现用于显示驱动的液态金属颗粒的旋转取向控制。
为了实现上述液态金属材料层13的透光显示，上述第一基板11与上述液态金属材料13a相对的一侧设有第一偏振片14；上述第二基板12与上述液态金属材料13a相对的一侧设有第二偏振片15；上述第一偏振片14与第二偏振片15的透振方向不同。从而，液态金属材料13a可以在适当的电场或磁场控制下使得透射光线的偏振方向发生一定角度的偏转，从而在与第一偏振片14与第二偏振片15的透振方向角度差相同时实现光线的透过。作为一种示例，图2是本发明一个实施例中一种显示器件的原理示意图。参见图2，本发明实施例中的第一偏振片14与第二偏振片15的透振方向的夹角近似为90°，而液态金属材料层13中的液态金属颗粒13aa则在图中左右两侧具有两种不同的旋转取向状态。
通常情况下，液态金属材料层13中的液态金属颗粒13aa具有如图中右侧所示的旋转取向状态，并不对透过的光线进行偏振方向的改变，从而使得光线在第一偏振片14和第二偏振片15的消光作用下具有很低的透过率；而在适当的电场或磁场控制下，液态金属材料层13中的液态金属颗粒13aa也可以具有如图中左侧所示的旋转取向状态，其可以改变透过的光线的偏振方向，从而使得光线可以通过第一偏振片14和第二偏振片15而具有较高的透过率。由此，在不同的子像素区域中配合彩膜层的颜色设置不同的电磁场控制，即可实现整幅画面的显示。
作为另一种示例，图3是本发明另一实施例中一种显示器件的原理示意图。参见图3，本发明实施例中的第一基板11内包括凸起的若干个第一电极和板状的第二电极，从而第一电极与第二电极之间可以形成平面电场，以使液态金属材料层13中的液态金属颗粒13aa可以具有如图中右侧所示的旋转取向状态。从而，配合第一偏振片14和第二偏振片15的透振方向之间的夹角，该显示器件可以在不加电场时在第一偏振片14和第二偏振片15的消光作用下具有很低的透过率(如图中左侧所示)，而在加电场时通过改变光线的偏振方向而具有较高的透过率。由此，本发明实施例的显示器件也可以实现整幅画面的显示。
当然，基于图2或图3所示的显示原理，该显示器件还可以包括未在附图中示出的背光源，该背光源可以位于相对成盒后的上述第一基板和上述第二基板的一侧，用于提供背光照明(例如图2和图3中的宽箭头所示)。当然，在显示器件整体透光率足够大时，也可以不采用背光源而直接使用自然光提供背光照明。
另一方面，基于图2或图3所示的显示原理，液态金属材料层13中的液态金属颗粒13aa在填充后可以具有一种预设的旋转取向状态。举例来说，上述第一基板11可以包括与上述液态金属材料层13接触的第一配向层(未在附图中示出)；上述第二基板12包括与上述液态金属材料层13接触的第二配向层(未在附图中示出)；上述第一配向层和上述第二配向层用于在上述液态金属材料13a填充后使上述液态金属材料层13中的液态金属颗粒13aa具有预定的取向角度。可以理解的是，上述第一配向层和第二配向层可以通过液晶器件制造工艺中的摩擦配向工艺来形成，因而可以具有类似的具体实现方式，在此不再赘述。
另外，为了实现彩色显示，上述第二基板12可以在每个上述子像素区域内均设有未在附图中示出的彩膜层；分为至少三种颜色的上述彩膜层(如红、绿、蓝或者红、绿、蓝、白)在上述若干个子像素区域中按颜色交替排列。应理解的是，上述彩膜层可以包括不同颜色的彩色滤光层(Color Filter)，并可以参照液晶显示器件中的彩膜基板在上述第二基板12上进行设置，在此不再赘述。
作为一种示例，图4是本发明实施例中一种显示器件的制造方法的步骤流程示意图。参见图4，该方法包括：
步骤401：在第一基板的一侧表面上形成第一配向层，在第二基板的一侧表面上形成第二配向层；
步骤402：在第一基板的第一配向层上形成液态金属材料层；
步骤403：将第一基板和第二基板成盒，使得第一配向层与第二配向层均位于第一基板和第二基板之间。
举例来说，步骤401可以通过包括摩擦配向工艺的流程实现，步骤402可以通过包括滴注法工艺的流程实现，步骤403可以通过包括成盒工艺的流程实现。应理解的是，摩擦配向工艺、滴注法工艺和成盒工艺均是现有的液晶显示器件制造流程的常规工艺，而具体应用在本发明实施例中时均需要根据上述液态金属材料的特性进行相应的调整，以实现上述显示器件的形成。
基于同样的发明构思，本发明实施例提供一种显示装置，该显示装置包括上述任意一种的显示器件。具体地，本实施例中的显示装置可以为：显示面板、电子纸、手机、平板电脑、电视机、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。同样地，本发明实施例可以实现显示器件中液晶材料的替代，并可以提供一种在低功耗和高响应速度等方面上具有前所未有的优异特性的显示装置。
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面具体给出制备上述液态金属材料的模具、方法以及系统。
为了实现上述液态金属材料的制备，本发明实施例提供一种模具，该模具的内部设有彼此间流体连通的若干个微腔，微腔的形状为棒状，并具有纳米级别的尺寸；该模具的外表面上设有注入口和排出口。其中，注入口和排出口各自与至少一个上述微腔流体连通，以形成可以通入上述液态金属的第一流体通道。应理解的是，当熔融态的液态金属在微腔内固化后，就会形成与微腔形状相对应的固体颗粒，因此可以通过对微腔形状和尺寸进行适当的设置，来制备具有预设形状和尺寸的上述液态金属颗粒。
还应理解的是，模具内的微腔具有纳米级的尺寸，因此可以通过例如微电子机械系统(Micro Electro Mechanical Systems，MEMS)来进行制作。具体来说，MEMS技术是建立在微米/纳米技术基础上的前沿技术，包括对微米/纳米级上的材料进行设计、加工、制造、测量和控制等。比如，上述模具可以包括中空的纳米管，并在纳米管中通过纳米加工技术形成有若干个流体连通的棒状微腔。
再如，上述模具可以包括相互结合的第一基体与第二基体，上述第一基体的表面上的若干个凹陷部和上述第二基体的表面上的若干个凹陷部围成上述若干个微腔。具体地，第一基体和第二基体表面上的微腔和注入口、排出口可以通过MEMS技术中的表面微加工技术形成。可以理解的是，采用表面微加工(如半导体衬底上的图案化工艺)可以在基体表面精确地形成所需要的图案，而上述微腔中的内部结构可以通过将具有相同凹陷图案的第一基体与第二基体对合来形成，该方式不仅可以具有较低的制作成本，还便于液态金属颗粒形成后的脱模。更具体地，上述模具可以对石英基片采用体硅微加工技术形成，并具体采用以KOH\IPA\H2O作为刻蚀液的刻蚀工艺。
作为一种示例，图5是本发明一个实施例中一种模具的剖面微观结构示意图。参见图5，模具51的内部设有彼此间流体连通的若干个微腔51a，而微腔51a的形状均为棒状，并具有纳米级别的尺寸(比如长10-300nm、截面宽0.5-10nm)。此外，模具51还包括与上述微腔51a流体连通的一个注入孔51b和两个排出孔51c，注入孔51b与模具的外表面上的注入口连通(未在图中示出)，而排出孔51c则与模具的外表面上的排出口连通(未在图中示出)。可以看出，熔融态的液态金属可以沿图中箭头所示的方向注入上述第一流体通道，并在每一个微腔51a内部固化为上述液态金属颗粒。
特别地，当模具包括上述相互结合的第一基体与第二基体时，第一基体和第二基体的表面上的凹陷图案可以形成有如图5所示的形状，例如在图中标注51a的位置处则可以具有半椭圆形状的凹陷部，从而第一基体与第二基体上的凹陷部可以对合形成具有椭圆形状的微腔。
应理解的是，微腔中液态金属颗粒的固化过程可能需要外部的温度场控制，因此根据所需要的温度场，上述模具可以还包括具有相应形状和尺寸的、用于通入冷却流体的第二流体通道(未在附图中示出)。由此，可以利用通过循环的冷却流体的第二流体通道来实现微腔内温度场的控制。
另外，为了进一步提高制备得到的液态金属材料的均一程度，可以在模具中设置相应的电场和/或磁场发生器件。例如，上述模具可以还包括设置在上述若干个微腔周围的第一电极(未在附图中示出)，上述第一电极与电场控制信号输入端相连。由此，可由第一电极产生的电场来控制液态金属的外形，从而保障材料的均一稳定(当然，在接交流电时还可以通过电场和磁场共同控制液态金属的形态)。再如，上述模具可以还包括设置在上述若干个围墙周围的磁场发生器件(未在附图中示出)，上述磁场发生器件与磁场控制信号输入端相连。由此，可由磁场发生器件产生的磁场来控制液态金属的外形，同样可以保障材料的均一稳定。
基于上述包括第二流体通道的模具，图6是本发明一个实施例中一种制备液态金属材料的方法的步骤流程示意图。参见图6，该方法包括：
步骤601：在真空环境下，将熔融态的液态金属通过与注入口及排出口相连的压力管道注入模具的第一流体通道中；
步骤602：向模具内的第二流体通道通入冷却流体，同时不断增加压力管道向第一流体通道施加的压力，以使液态金属在充满若干个微腔的情况下转变为具有晶体结构和棒状外形的纳米颗粒；
步骤603：将若干个微腔内的纳米颗粒脱模，以得到液态金属颗粒。
应理解的是，上述真空环境例如可以是真空设备中的真空腔，而上述压力管道可以穿过真空腔的腔壁与上述注入口和排出口相连。可以理解的是，压力管道可以向上述第一流体通道施加一大小受到控制的压力，从而熔融态的液态金属可以由压力管道注入上述第一流体通道中。需要说明的是，上述第二流体通道中的冷却流体会不断地带走微腔所散发出的热量，因而微腔的温度在总体上随时间逐渐下降；由于液态金属通常具有热胀冷缩的性质，因此不断增加上述压力管道向上述第一流体通道施加的压力有助于液态金属充满上述若干个微腔，使得固化形成的纳米颗粒均一稳定。
具体地，在上述模具包括上述相互结合的第一基体与第二基体时，上述步骤603：将若干个微腔内的纳米颗粒脱模，以得到液态金属颗粒，可以具体包括附图中未示出的下述步骤：
步骤603a：将上述第一基体与上述第二基体分离，以收集位于上述第一基体的表面上的若干个凹陷部和上述第二基体表面上的若干个凹陷部内的液态金属颗粒。
可以理解的是，由于微腔是由第一基体与第二基体相互结合后形成的，因此可以通过将第一基体与第二基体分离来进行液态金属颗粒的脱模，工艺简单而适于工业生产。
然而可以理解的是，刚固化完成的液态金属颗粒可以具有很高的表面能，因而很容易发生团聚等现象；而且液态金属本身具有熔点相对较低的性质，因此很容易在转变为液态后失去棒状外形。为了解决这些问题，可以在上述若干个微腔内部预先设置表面处理剂，以使上述液态金属在形成上述液态金属颗粒后的表面上形成有透明包覆层。应理解的是，所选用的表面处理剂可以具有一定的性质，使得液态的表面处理剂在与熔融态的液态金属混合后自发地渗透至液态金属外表面，以使上述液态金属在形成上述液态金属颗粒后的表面上形成有透明包覆层。
作为另一种形成透明包覆层的方式，上述方法可以还包括未在附图中示出的下述步骤：
步骤604：将上述液态金属颗粒在包括分散剂和表面处理剂的液体中进行搅拌，以得到表面上形成有透明包覆层的液态金属颗粒。
举例来说，可以将脱模后的液态金属颗粒与分散剂BYK161及溶剂PMA以适当比例混合，并通过搅拌以使液态金属颗粒在该液体环境中分散。同时，可以根据所选用的表面处理剂来在液体环境中形成液态金属颗粒表面上的透明包覆层。
需要说明的是，上述透明包覆层的形成材料可以是导电聚合物或者离子液体，比如聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸、PPV(聚对苯乙烯)、PPy(polypyrrole：聚吡咯)、聚噻吩类、聚硅烷类、三苯甲烷类、三芳胺类、吡唑啉类等材料的一种或一种以上的组合，或者1-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐[emim]PF6、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐[bmim]PF6、1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐[omim]PF6、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐[emim]BF4、1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲基磺酸盐[bmim]CF3S03、氯化1-丁基-3-甲基咪唑盐[bmim]Cl中的一种或一种以上的组合。根据所选用的透明包覆层的形成材料，上述表面处理剂可以适应性选取，在此不再赘述。
在上述任意一种制备方法的基础上，可以还包括图中未示出的步骤606：将上述液态金属颗粒与上述基础液进行混合，以得到上述液态金属材料。由此，在得到液态金属颗粒后，将其与上述基础液混合就可以得到上述液态金属材料。当然，如果在进行表面处理时就已经加入了上述基础液，则可以不需要再进行基础液的混合。
与上述制备方法对应，图7是本发明一个实施例中一种制备液态金属材料的装置的结构框图。参见图7，该装置包括：
注入单元71，用于在真空环境下，将熔融态的液态金属通过与注入口及排出口相连的压力管道注入模具的第一流体通道中；上述模具的内部设有彼此间流体连通的若干个微腔；上述微腔的形状为棒状，并具有纳米级别的尺寸；该模具的外表面上设有注入口和排出口；上述注入口和排出口各自与至少一个上述微腔流体连通，以形成上述第一流体通道；
冷却单元72，用于向模具内的第二流体通道通入冷却流体，同时不断增加上述压力管道向上述第一流体通道施加的压力，以使上述液态金属在充满上述若干个微腔的情况下转变为具有晶体结构和棒状外形的纳米颗粒；
脱模单元73，用于将上述若干个微腔内的纳米颗粒脱模，以得到上述液态金属颗粒。
举例来说，上述模具可以置于真空设备的真空腔内。真空腔的内部，模具的固定结构可以与压力管道的管道口位置相互配合，使得模具在固定后可以通过移动压力管道的管道口实现压力管道与第一流体通道的衔接。上述注入单元71可以与压力管道的压力控制信号端相连，从而可以控制压力管道向上述第一流体通道施加的压力。通过类似的方式，冷却单元72可以与冷却管道的压力控制信号端相连，从而可以控制冷却流体的通入。上述脱模单元73可以包括例如机械臂的结构，从而通过对模具的机械操作，实现上述若干个微腔内的纳米颗粒的脱模。
可以看出，注入单元71、冷却单元72和脱模单元73可以分别执行上述步骤601至603的流程，因而可以具有相对应的结构和设置方式，在此不再赘述。同样地，该装置可以进行上述液态金属材料的制备，并且可以实现脱离人工干预的自动化流程，适于工业生产。
然而，当上述模具包括上述相互结合的第一基体与第二基体时，上述脱模单元73可以具体包括附图中未示出的下述结构：
分离模块，用于将上述第一基体与上述第二基体分离；
收集模块，用于在上述分离模块将上述第一基体与上述第二基体分离后，收集位于上述第一基体的表面上的若干个凹陷部和上述第二基体表面上的若干个凹陷部内的液态金属颗粒。
举例来说，分离模块可以包括一对连接有真空吸盘的机械臂，而收集模块可以包括细刷和收集容器，以实现上述分离和收集流程。
可以看出，分离模块和收集模块可以执行上述步骤603a的流程，因而可以具有相对应的结构和设置方式，在此不再赘述。
同样地，为形成上述透明包覆层，上述装置可以还包括附图中未示出的设置单元，用于预先在上述若干个微腔内部设置表面处理剂，以使上述液态金属在形成上述液态金属颗粒后的表面上形成有透明包覆层。或者，也可以使上述装置还包括附图中未示出的下述结构：
搅拌单元，用于将上述液态金属颗粒在包括分散剂和表面处理剂的液体中进行搅拌，以得到表面上形成有透明包覆层的液态金属颗粒。
举例来说，搅拌单元可以包括连通输料管的容器和设置在容器内的搅拌部件，从而可以实现上述搅拌流程。
可以看出，搅拌单元可以执行上述步骤604的流程，因而可以具有相对应的结构和设置方式，在此不再赘述。
在上述任意一种装置的基础上，还可以包括附图中未示出的混合单元，该混合单元用于将上述液态金属颗粒与上述基础液进行混合，以得到上述液态金属材料。比如，该混合单元可以包括称重部件、包括搅拌部件的混合罐、和可以定量通入基础液的输液管道，由此可以将固定质量的液态金属颗粒与定量的基础液在混合罐中搅拌均匀，以得到上述液态金属材料。可以看出，混合单元可以执行上述步骤606的流程，因而可以具有相对应的结构和设置方式，在此不再赘述。
基于上述包括电场和/或磁场发生器件的模具，图8是本发明又一实施例中一种制备液态金属材料的方法的步骤流程示意图。参见图8，该方法包括：
步骤801：在真空环境下，将熔融态的液态金属注入模具的第一流体通道中；
步骤802：向模具的电场控制信号输入端和/或磁场控制信号输入端输入外部控制信号，以使若干个微腔内的液态金属在电场和/或磁场的作用下保持为棒状外形，并在若干个微腔内转变为具有晶体结构和棒状外形的纳米颗粒；
步骤803：将若干个微腔内的纳米颗粒脱模，以得到液态金属颗粒。
应理解的是，本发明实施例所提供的制备方法与步骤601至步骤603的流程的不同之处主要在于采用了电场和/或磁场而不是温度场来控制液态金属在微腔内的固化。具体来说，熔融态的液态金属可以在电场和/或磁场的控制下在固化过程中完全填充上述若干个微腔，从而可以保障固化后的液态金属颗粒的均一和稳定。当然，同样可以采用压力管道来向第一流体通道注入熔融态的液态金属，也可以采用上述第二流体管道来加快固化速度，但其并不是必要的。
具体地，在上述模具包括上述相互结合的第一基体与第二基体时，上述步骤803：将若干个微腔内的纳米颗粒脱模，以得到液态金属颗粒，可以具体包括附图中未示出的下述步骤：
步骤803a：将上述第一基体与上述第二基体分离，以收集位于上述第一基体的表面上的若干个凹陷部和上述第二基体表面上的若干个凹陷部内的液态金属颗粒。
可以理解的是，由于微腔是由第一基体与第二基体相互结合后形成的，因此可以通过将第一基体与第二基体分离来进行液态金属颗粒的脱模，工艺简单而适于工业生产。
然而可以理解的是，刚固化完成的液态金属颗粒可以具有很高的表面能，因而很容易发生团聚等现象；而且液态金属本身具有熔点相对较低的性质，因此很容易在转变为液态后失去棒状外形。为了解决这些问题，可以在上述若干个微腔内部预先设置表面处理剂，以使上述液态金属在形成上述液态金属颗粒后的表面上形成有透明包覆层。应理解的是，所选用的表面处理剂可以具有一定的性质，使得液态的表面处理剂在与熔融态的液态金属混合后自发地渗透至液态金属外表面，以使上述液态金属在形成上述液态金属颗粒后的表面上形成有透明包覆层。作为另一种形成透明包覆层的方式，上述方法可以还包括未在附图中示出的下述步骤：
步骤804：将上述液态金属颗粒在包括分散剂和表面处理剂的液体中进行搅拌，以得到表面上形成有透明包覆层的液态金属颗粒。。
举例来说，可以将脱模后的液态金属颗粒与分散剂BYK161及溶剂PMA以适当比例混合，并通过搅拌以使液态金属颗粒在该液体环境中分散。同时，可以根据所选用的表面处理剂来在液体环境中形成液态金属颗粒表面上的透明包覆层。
需要说明的是，上述透明包覆层的形成材料可以是导电聚合物或者离子液体，比如聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸、PPV(聚对苯乙烯)、PPy(polypyrrole：聚吡咯)、聚噻吩类、聚硅烷类、三苯甲烷类、三芳胺类、吡唑啉类等材料的一种或一种以上的组合，或者1-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐[emim]PF6、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐[bmim]PF6、1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐[omim]PF6、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐[emim]BF4、1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲基磺酸盐[bmim]CF3S03、氯化1-丁基-3-甲基咪唑盐[bmim]Cl中的一种或一种以上的组合。根据所选用的透明包覆层的形成材料，上述表面处理剂可以适应性选取，在此不再赘述。
在上述任意一种制备方法的基础上，可以还包括图中未示出的步骤806：将上述液态金属颗粒与上述基础液进行混合，以得到上述液态金属材料。由此，在得到液态金属颗粒后，将其与上述基础液混合就可以得到上述液态金属材料。当然，如果在进行表面处理时就已经加入了上述基础液，则可以不需要再进行基础液的混合。
与上述制备方法对应，图9是本发明又一实施例中一种制备液态金属材料的装置的结构框图。参见图9，该装置包括：
注入单元91，用于在真空环境下，将熔融态的液态金属注入模具的第一流体通道中；上述模具的内部设有彼此间流体连通的若干个微腔；上述微腔的形状为棒状，并具有纳米级别的尺寸；该模具的外表面上设有注入口和排出口；上述注入口和排出口各自与至少一个上述微腔流体连通，以形成上述第一流体通道；
输入单元92，用于向上述模具的电场控制信号输入端和/或磁场控制信号输入端输入外部控制信号，以使上述若干个微腔内的液态金属在电场和/或磁场的作用下保持为棒状外形，并在上述若干个微腔内转变为具有晶体结构和棒状外形的纳米颗粒；
脱模单元93，用于将上述若干个微腔内的纳米颗粒脱模，以得到上述液态金属颗粒。
举例来说，上述模具可以置于真空设备的真空腔内。在真空腔的内部，模具的固定结构可以与压力管道的管道口位置相互配合，使得模具在固定后可以通过移动压力管道的管道口实现压力管道与第一流体通道的衔接。上述注入单元71可以与压力管道的压力控制信号端相连，从而可以控制压力管道向上述第一流体通道施加的压力。上述输入单元92可以包括信号发生电路，用于产生上述外部控制信号。上述脱模单元73可以包括例如机械臂的结构，从而通过对模具的机械操作，实现上述若干个微腔内的纳米颗粒的脱模。
可以看出，注入单元91、输入单元92和脱模单元93可以分别执行上述步骤801至803的流程，因而可以具有相对应的结构和设置方式，在此不再赘述。同样地，该装置可以进行上述液态金属材料的制备，并且可以实现脱离人工干预的自动化流程，适于工业生产。
然而，当上述模具包括上述相互结合的第一基体与第二基体时，上述脱模单元93可以具体包括附图中未示出的下述结构：
分离模块，用于将上述第一基体与上述第二基体分离；
收集模块，用于在上述分离模块将上述第一基体与上述第二基体分离后，收集位于上述第一基体的表面上的若干个凹陷部和上述第二基体表面上的若干个凹陷部内的液态金属颗粒。
举例来说，分离模块可以包括一对连接有真空吸盘的机械臂，而收集模块可以包括细刷和收集容器，以实现上述分离和收集流程。
可以看出，分离模块和收集模块可以执行上述步骤803a的流程，因而可以具有相对应的结构和设置方式，在此不再赘述。
同样地，为形成上述透明包覆层，上述装置可以还包括附图中未示出的设置单元，用于预先在上述若干个微腔内部设置表面处理剂，以使上述液态金属在形成上述液态金属颗粒后的表面上形成有透明包覆层。或者，也可以使上述装置还包括附图中未示出的下述结构：
搅拌单元，用于将上述液态金属颗粒在包括分散剂和表面处理剂的液体中进行搅拌，以得到表面上形成有透明包覆层的液态金属颗粒。
举例来说，搅拌单元可以包括连通输料管的容器和设置在容器内的搅拌部件，从而可以实现上述搅拌流程。
可以看出，搅拌单元可以执行上述步骤804的流程，因而可以具有相对应的结构和设置方式，在此不再赘述。
在上述任意一种装置的基础上，还可以包括附图中未示出的混合单元，该混合单元用于将上述液态金属颗粒与上述基础液进行混合，以得到上述液态金属材料。比如，该混合单元可以包括称重部件、包括搅拌部件的混合罐、和可以定量通入基础液的输液管道，由此可以将固定质量的液态金属颗粒与定量的基础液在混合罐中搅拌均匀，以得到上述液态金属材料。可以看出，混合单元可以执行上述步骤806的流程，因而可以具有相对应的结构和设置方式，在此不再赘述。
基于上述任意一种液态金属材料的制备方法，本发明实施例提供一种采用上述任意一种液态金属材料的制备方法制备得到的液态金属材料。可以理解的是，该液态金属材料包括基础液和液态金属颗粒，其中液态金属颗粒为由液态金属形成的具有晶体结构和棒状外形的纳米颗粒，而基础液用于提供流动性液体环境，并使上述液态金属颗粒分散在上述基础液中。
应理解的是，上述液态金属颗粒是由液态金属形成的具有晶体结构的纳米颗粒，因而是一种纳米晶体；在此基础之上，由于该液态金属颗粒具有棒状外形，因而是一种具有长轴与短轴的纳米晶体，具有与液晶相类似的光学特性。
还应理解的是，由于上述基础液用于提供流动性液体环境，并使上述液态金属颗粒分散在上述基础液中，因此应具有与液态金属颗粒的物理特性相对应的物理性质，本领域技术人员可以在不与液态金属颗粒发生化学反应的液体材料中进行选择，本发明对此不做限制。
从而，基于液态金属的物理特性，处于液体环境中的液态金属颗粒极易在电场和/或磁场控制下实现高速的自旋运动，并在周围液体中诱发出同样处于快速旋转状态下的漩涡对，因此显示器件中可以通过适当的电极和流道设置将液态金属的运动方式固定为单一的快速定向移动，即可以实现其电场和/或磁场控制下的定向偏转。
由此可见，本发明实施例中的液态金属颗粒作为一种具有长轴与短轴的纳米晶体，具有与液晶相类似的光学特性，而且液态金属具有可以在电场和/或磁场控制下进行定向偏转的特性，因此可以实现显示器件中液晶材料的替代。进一步地，由于液态金属相比液晶材料而言可以在相对较弱的电场下高速运动，因此可以形成在低功耗和高响应速度等方面上具有前所未有的优异特性的显示器件。
在本发明的描述中需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
类似地，应当理解，为了精简本发明公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释呈反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。
应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (39)
1.一种显示器件，其特征在于，包括相对成盒的第一基板和第二基板；所述第一基板与第二基板之间设有液态金属材料层，所述液态金属材料层中填充有包括基础液和液态金属颗粒的液态金属材料；所述液态金属颗粒为由液态金属形成的具有晶体结构和棒状外形的纳米颗粒；所述基础液用于提供流动性液体环境，并使所述液态金属颗粒分散在所述基础液中。
2.根据权利要求1所述的显示器件，其特征在于，所述第一基板和所述第二基板上设有相互对应的若干个子像素区域，所述第一基板在每一所述子像素区域内均设有子像素驱动电路；所述子像素驱动电路用于生成电场和/或磁场，以控制所述液态金属颗粒的旋转取向。
3.根据权利要求2所述的显示器件，其特征在于，所述第二基板在每个所述子像素区域内均设有彩膜层；分为至少三种颜色的所述彩膜层在所述若干个子像素区域中按颜色交替排列。
4.根据权利要求1所述的显示器件，其特征在于，所述第一基板与所述液态金属材料相对的一侧设有第一偏振片；所述第二基板与所述液态金属材料相对的一侧设有第二偏振片；所述第一偏振片与第二偏振片的透振方向不同。
5.根据权利要求1所述的显示器件，其特征在于，所述显示器件还包括背光源，所述背光源位于相对成盒后的所述第一基板和所述第二基板的一侧。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的显示器件，其特征在于，所述液态金属选自铯、镓、铷、钾、钠、铟、锂、锡、铋、锌、锑、镁、铝、汞、其合金，和其组合中的至少一种。
7.根据权利要求1至5中任意一项所述的显示器件，其特征在于，所述第一基板包括与所述液态金属材料层接触的第一配向层；所述第二基板包括与所述液态金属材料层接触的第二配向层；所述第一配向层和所述第二配向层用于在所述液态金属材料填充后使所述液态金属材料层中的液态金属颗粒具有预定的取向角度。
8.一种如权利要求7所述的显示器件的制造方法，其特征在于，包括：
在所述第一基板的一侧表面上形成所述第一配向层，在所述第二基板的一侧表面上形成所述第二配向层；
在所述第一基板的所述第一配向层上形成所述液态金属材料层；
将所述第一基板和所述第二基板成盒，使得所述第一配向层与所述第二配向层均位于所述第一基板和所述第二基板之间。
9.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1至7中任意一项所述的显示器件。
10.一种用于制备液态金属材料的模具，其特征在于，所述模具的内部设有彼此间流体连通的若干个微腔；所述微腔的形状为棒状，并具有纳米级别的尺寸；该模具的外表面上设有注入口和排出口；所述注入口和排出口各自与至少一个所述微腔流体连通，以形成第一流体通道；
所述液态金属材料包括基础液和液态金属颗粒；所述液态金属颗粒为由液态金属形成的具有晶体结构和棒状外形的纳米颗粒；所述基础液用于提供流动性液体环境，并使所述液态金属颗粒分散在所述基础液中。
11.根据权利要求10所述的模具，其特征在于，所述模具还包括用于通入冷却流体的第二流体通道。
12.根据权利要求10所述的模具，其特征在于，所述模具还包括设置在所述若干个微腔周围的第一电极，所述第一电极与电场控制信号输入端相连。
13.根据权利要求10所述的模具，其特征在于，所述模具还包括设置在所述若干个围墙周围的磁场发生器件，所述磁场发生器件与磁场控制信号输入端相连。
14.根据权利要求10至13中任意一项所述的模具，其特征在于，所述模具包括相互结合的第一基体与第二基体，所述第一基体的表面上的若干个凹陷部和所述第二基体的表面上的若干个凹陷部围成所述若干个微腔。
15.一种制备液态金属材料的方法，其特征在于，包括：
在真空环境下，将熔融态的液态金属通过与注入口及排出口相连的压力管道注入模具的第一流体通道中；所述模具的内部设有彼此间流体连通的若干个微腔；所述微腔的形状为棒状，并具有纳米级别的尺寸；该模具的外表面上设有注入口和排出口；所述注入口和排出口各自与至少一个所述微腔流体连通，以形成所述第一流体通道；
向模具内的第二流体通道通入冷却流体，同时不断增加所述压力管道向所述第一流体通道施加的压力，以使所述液态金属在充满所述若干个微腔的情况下转变为具有晶体结构和棒状外形的纳米颗粒；
将所述若干个微腔内的纳米颗粒脱模，以得到液态金属颗粒；
所述液态金属材料包括基础液和液态金属颗粒；所述液态金属颗粒为由液态金属形成的具有晶体结构和棒状外形的纳米颗粒；所述基础液用于提供流动性液体环境，并使所述液态金属颗粒分散在所述基础液中。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述模具包括相互结合的第一基体与第二基体，所述第一基体的表面上的若干个凹陷部和所述第二基体的表面上的若干个凹陷部围成所述若干个微腔；所述将所述若干个微腔内的纳米颗粒脱模，以得到液态金属颗粒，包括：
将所述第一基体与所述第二基体分离，以收集位于所述第一基体的表面上的若干个凹陷部和所述第二基体表面上的若干个凹陷部内的液态金属颗粒。
17.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述若干个微腔内部预先设有表面处理剂，以使所述液态金属在形成所述液态金属颗粒后的表面上形成有透明包覆层。
18.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，还包括：
将所述液态金属颗粒在包括分散剂和表面处理剂的液体中进行搅拌，以得到表面上形成有透明包覆层的液态金属颗粒。
19.根据权利要求15至18中任意一项所述的方法，其特征在于，还包括：
将所述液态金属颗粒与所述基础液进行混合，以得到所述液态金属材料。
20.根据权利要求15至18中任意一项所述的方法，其特征在于，所述液态金属选自铯、镓、铷、钾、钠、铟、锂、锡、铋、锌、锑、镁、铝、汞、其合金，和其组合中的至少一种。
21.一种制备液态金属材料的方法，其特征在于，包括：
在真空环境下，将熔融态的液态金属注入模具的第一流体通道中；所述模具的内部设有彼此间流体连通的若干个微腔；所述微腔的形状为棒状，并具有纳米级别的尺寸；该模具的外表面上设有注入口和排出口；所述注入口和排出口各自与至少一个所述微腔流体连通，以形成所述第一流体通道；
向所述模具的电场控制信号输入端和/或磁场控制信号输入端输入外部控制信号，以使所述若干个微腔内的液态金属在电场和/或磁场的作用下保持为棒状外形，并在所述若干个微腔内转变为具有晶体结构和棒状外形的纳米颗粒；
将所述若干个微腔内的纳米颗粒脱模，以得到液态金属颗粒；
所述液态金属材料包括基础液和液态金属颗粒；所述液态金属颗粒为由液态金属形成的具有晶体结构和棒状外形的纳米颗粒；所述基础液用于提供流动性液体环境，并使所述液态金属颗粒分散在所述基础液中；
其中，所述模具还包括设置在所述若干个微腔周围并与所述电场控制信号输入端相连的第一电极，和/或，所述模具还包括设置在所述若干个围墙周围并与所述磁场控制信号输入端相连的磁场发生器件。
22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述模具包括相互结合的第一基体与第二基体，所述第一基体的表面上的若干个凹陷部和所述第二基体的表面上的若干个凹陷部围成所述若干个微腔；所述将所述若干个微腔内的纳米颗粒脱模，以得到液态金属颗粒，包括：
将所述第一基体与所述第二基体分离，以收集位于所述第一基体的表面上的若干个凹陷部和所述第二基体表面上的若干个凹陷部内的液态金属颗粒。
23.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述若干个微腔内部预先设有表面处理剂，以使所述液态金属在形成所述液态金属颗粒后的表面上形成有透明包覆层。
24.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，还包括：
将所述液态金属颗粒在包括分散剂和表面处理剂的液体中进行搅拌，以得到表面上形成有透明包覆层的液态金属颗粒。
25.根据权利要求21至24中任意一项所述的方法，其特征在于，还包括：
将所述液态金属颗粒与所述基础液进行混合，以得到所述液态金属材料。
26.根据权利要求21至24中任意一项所述的方法，其特征在于，所述液态金属选自铯、镓、铷、钾、钠、铟、锂、锡、铋、锌、锑、镁、铝、汞、其合金，和其组合中的至少一种。
27.一种制备液态金属材料的装置，其特征在于，所述装置包括：
注入单元，用于在真空环境下，将熔融态的液态金属通过与注入口及排出口相连的压力管道注入模具的第一流体通道中；所述模具的内部设有彼此间流体连通的若干个微腔；所述微腔的形状为棒状，并具有纳米级别的尺寸；该模具的外表面上设有注入口和排出口；所述注入口和排出口各自与至少一个所述微腔流体连通，以形成所述第一流体通道；
冷却单元，用于向模具内的第二流体通道通入冷却流体，同时不断增加所述压力管道向所述第一流体通道施加的压力，以使所述液态金属在充满所述若干个微腔的情况下转变为具有晶体结构和棒状外形的纳米颗粒；
脱模单元，用于将所述若干个微腔内的纳米颗粒脱模，以得到液态金属颗粒；
所述液态金属材料包括基础液和液态金属颗粒；所述液态金属颗粒为由液态金属形成的具有晶体结构和棒状外形的纳米颗粒；所述基础液用于提供流动性液体环境，并使所述液态金属颗粒分散在所述基础液中。
28.根据权利要求27所述的装置，其特征在于，所述模具包括相互结合的第一基体与第二基体，所述第一基体的表面上的若干个凹陷部和所述第二基体的表面上的若干个凹陷部围成所述若干个微腔；所述脱模单元具体包括：
分离模块，用于将所述第一基体与所述第二基体分离；
收集模块，用于在所述分离模块将所述第一基体与所述第二基体分离后，收集位于所述第一基体的表面上的若干个凹陷部和所述第二基体表面上的若干个凹陷部内的液态金属颗粒。
29.根据权利要求27所述的装置，其特征在于，该装置还包括：
设置单元，用于预先在所述若干个微腔内部设置表面处理剂，以使所述液态金属在形成所述液态金属颗粒后的表面上形成有透明包覆层。
30.根据权利要求27所述的装置，其特征在于，该装置还包括：
搅拌单元，用于将所述液态金属颗粒在包括分散剂和表面处理剂的液体中进行搅拌，以得到表面上形成有透明包覆层的液态金属颗粒。
31.根据权利要求27至30中任意一项所述的装置，其特征在于，该装置还包括：
混合单元，用于将所述液态金属颗粒与所述基础液进行混合，以得到所述液态金属材料。
32.根据权利要求27至30中任意一项所述的装置，其特征在于，所述液态金属选自铯、镓、铷、钾、钠、铟、锂、锡、铋、锌、锑、镁、铝、汞、其合金，和其组合中的至少一种。
33.一种制备液态金属材料的装置，其特征在于，所述装置包括：
注入单元，用于在真空环境下，将熔融态的液态金属注入模具的第一流体通道中；所述模具的内部设有彼此间流体连通的若干个微腔；所述微腔的形状为棒状，并具有纳米级别的尺寸；该模具的外表面上设有注入口和排出口；所述注入口和排出口各自与至少一个所述微腔流体连通，以形成所述第一流体通道；
输入单元，用于向所述模具的电场控制信号输入端和/或磁场控制信号输入端输入外部控制信号，以使所述若干个微腔内的液态金属在电场和/或磁场的作用下保持为棒状外形，并在所述若干个微腔内转变为具有晶体结构和棒状外形的纳米颗粒；
脱模单元，用于将所述若干个微腔内的纳米颗粒脱模，以得到液态金属颗粒；
所述液态金属材料包括基础液和液态金属颗粒；所述液态金属颗粒为由液态金属形成的具有晶体结构和棒状外形的纳米颗粒；所述基础液用于提供流动性液体环境，并使所述液态金属颗粒分散在所述基础液中。
34.根据权利要求33所述的装置，其特征在于，所述模具包括相互结合的第一基体与第二基体，所述第一基体的表面上的若干个凹陷部和所述第二基体的表面上的若干个凹陷部围成所述若干个微腔；所述脱模单元具体包括：
分离模块，用于将所述第一基体与所述第二基体分离；
收集模块，用于在所述分离模块将所述第一基体与所述第二基体分离后，收集位于所述第一基体的表面上的若干个凹陷部和所述第二基体表面上的若干个凹陷部内的液态金属颗粒。
35.根据权利要求33所述的装置，其特征在于，该装置还包括：
设置单元，用于预先在所述若干个微腔内部设置表面处理剂，以使所述液态金属在形成所述液态金属颗粒后的表面上形成有透明包覆层。
36.根据权利要求33所述的装置，其特征在于，该装置还包括：
搅拌单元，用于将所述液态金属颗粒在包括分散剂和表面处理剂的液体中进行搅拌，以得到表面上形成有透明包覆层的液态金属颗粒。
37.根据权利要求33至36中任意一项所述的装置，其特征在于，该装置还包括：
混合单元，用于将所述液态金属颗粒与所述基础液进行混合，以得到所述液态金属材料。
38.根据权利要求33至36中任意一项所述的装置，其特征在于，所述液态金属选自铯、镓、铷、钾、钠、铟、锂、锡、铋、锌、锑、镁、铝、汞、其合金，和其组合中的至少一种。
39.一种采用如权利要求15至26中任意一项所述的方法制备得到的液态金属材料。
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| Liquid Metal Transformers;Lei Sheng et al;《arXiv》;20140131;全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2017024785A1 (en) | 2017-02-16 |
| US20170176786A1 (en) | 2017-06-22 |
| CN105093568A (zh) | 2015-11-25 |
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