CN105765442B - 电润湿显示结构中的机械应力缓解 - Google Patents

电润湿显示结构中的机械应力缓解 Download PDF

Info

Publication number
CN105765442B
CN105765442B CN201480059772.0A CN201480059772A CN105765442B CN 105765442 B CN105765442 B CN 105765442B CN 201480059772 A CN201480059772 A CN 201480059772A CN 105765442 B CN105765442 B CN 105765442B
Authority
CN
China
Prior art keywords
pixels
walls
pixel
stress release
release feature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201480059772.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105765442A (zh
Inventor
丹尼尔·菲古拉
托伦·萨凯
克里斯汀·艾蒂安·亨德里克斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Amazon Technologies Inc
Original Assignee
Amazon Technologies Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Amazon Technologies Inc filed Critical Amazon Technologies Inc
Publication of CN105765442A publication Critical patent/CN105765442A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105765442B publication Critical patent/CN105765442B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/004—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements based on a displacement or a deformation of a fluid
    • G02B26/005—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements based on a displacement or a deformation of a fluid based on electrowetting
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/3406—Control of illumination source
    • G09G3/342—Control of illumination source using several illumination sources separately controlled corresponding to different display panel areas, e.g. along one dimension such as lines
    • G09G3/3426—Control of illumination source using several illumination sources separately controlled corresponding to different display panel areas, e.g. along one dimension such as lines the different display panel areas being distributed in two dimensions, e.g. matrix
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/3433—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using light modulating elements actuated by an electric field and being other than liquid crystal devices and electrochromic devices
    • G09G3/348—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using light modulating elements actuated by an electric field and being other than liquid crystal devices and electrochromic devices based on the deformation of a fluid drop, e.g. electrowetting
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2300/00—Aspects of the constitution of display devices
    • G09G2300/04—Structural and physical details of display devices
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2300/00—Aspects of the constitution of display devices
    • G09G2300/04—Structural and physical details of display devices
    • G09G2300/0404—Matrix technologies
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2300/00—Aspects of the constitution of display devices
    • G09G2300/08—Active matrix structure, i.e. with use of active elements, inclusive of non-linear two terminal elements, in the pixels together with light emitting or modulating elements
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G5/00—Control arrangements or circuits for visual indicators common to cathode-ray tube indicators and other visual indicators
    • G09G5/10—Intensity circuits

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)

Abstract

本文所公开的主题涉及电润湿显示器，所述电润湿显示器包括：形成于基板上的电介质阻挡层；形成于所述电介质阻挡层上的疏水层，其中所述电介质阻挡层维持所述疏水层与所述基板之间的分离；形成于所述疏水层上的图案化像素网格，其中所述图案化像素网格包括形成场像素和边界像素的像素壁的行和列；覆盖所述疏水层的油膜，其中所述油膜由所述图案化像素网格分区；以及覆盖所述油膜和所述图案化像素网格的电解液，其中所述图案化像素网格中的所述像素壁的行或列中的一个或多个包括用于减少所述图案化像素网格与所述疏水层之间的剪切应力的实质上非线性形状的部分。

Description

电润湿显示结构中的机械应力缓解
优先权申请
本专利申请要求2013年11月5日提交的美国实用性专利申请序列号14/072,384的权益和优先权，所述申请的全部公开内容通过引用并入本文。
发明背景
现代通信装置通常具有包括高质量显示器(例如，色彩、大于300像素/英寸(ppi)、800:1对比率等)的用户界面。增加的多媒体使用对并入在这些装置中的显示模块的设计提出了高的要求。电润湿显示器满足了此类现代装置的要求并且在高环境光状况下(例如，在太阳光下)性能良好，具有相对较快的视频速度和相对较低的功耗。因此，在许多装置诸如移动电话、手持式计算装置、摄像机等中，电润湿显示器可代替液晶显示器(LCD)。
电润湿显示器包括由保持不透明油的像素壁单独地界定的像素阵列。穿过每个像素的透光率可通过电子地控制像素中油的位置来调节。制造电润湿显示器的过程包括多个步骤，这些步骤将不合期望的热应力施加在电润湿显示器的各个元件上。此类热应力可能导致像素和像素壁的变形，从而可能改变像素壁相对于下部层的位置并且不利地影响由电润湿显示器显示的图像质量。
附图简述
参照附图中示出的非限制性和非穷举性实施方案来描述具体实施方式。不同附图中的相同参考数字指代类似或相同的项目。
图1是根据一些实施方案的电润湿装置的横截面。
图2是根据一些实施方案的电润湿装置的部分的顶视图。
图3是根据各种实施方案的用于制造电润湿装置的过程的流程图。
图4是根据一些实施方案的电润湿装置的部分的顶视图。
图5是根据一些其他实施方案的电润湿装置的部分的顶视图。
图6A-6D是根据各种实施方案的包括应力释放特征的像素区域的顶视图。
图7是根据另外其他实施方案的电润湿装置的部分的顶视图。
图8是根据另外其他实施方案的电润湿装置的部分的顶视图。
图9示出根据各种实施方案的像素壁部分的顶视图。
图10图示根据各种实施方案的制造电润湿装置的方法。
具体实施方式
综述
电润湿显示器包括具有边界像素和场像素的像素阵列。如本文所用的，边界像素是位于像素阵列的边缘上、与电润湿显示器的外边框相邻的像素。像素阵列的除边界像素之外的像素是场像素。各个像素由例如由光刻胶材料制成的像素壁包围。像素壁保持各个像素中的油。在制造电润湿显示器的过程中，像素壁材料(例如，光刻胶材料)沉积到疏水性含氟聚合物层上。由于这种材料的疏水性，像素壁材料通常将不会粘着到其上。因此，制造过程将含氟聚合物层改性以使得它为亲水性的。这种表面改性可以利用例如反应离子蚀刻(RIE)或等离子蚀刻或UV臭氧处理来进行。因此，像素材料将粘附到改性的含氟聚合物层以使得可以对像素壁结构进行处理。然而，在像素壁材料沉积之后，改性的含氟聚合物层的亲水特性不再是所期望的。因此，需要恢复改性的含氟聚合物层的疏水特性，这可以利用升高温度下的热回流来完成。
遗憾的是，这个回流步骤可导致像素壁材料(例如，光刻胶)在从升高温度冷却之后皱缩(例如，交联和致密化和/或热收缩)。这种皱缩导致光刻胶层中产生应力并且可以表现为像素壁中出现裂缝和/或像素壁相对于下部基板移动。这种皱缩可以与光刻胶材料的量成比例。在特定的实施方案中，皱缩与下部基板上的光刻胶材料的覆盖面积成比例。例如，如果剪切应力(例如，由热收缩或热膨胀导致)超过光刻胶层与下部基板之间的粘附力，那么结构可以分层。如果剪切应力相对较低以使得粘附保持不变，那么像素壁可能断裂或弯曲。沉积在相对较软的含氟聚合物表面上的光刻胶可以是应力能够导致光刻胶材料变形的原则性原因。例如，在升高的温度下，含氟聚合物层可塑性变形(例如，具有类似液体的行为)，因此含氟聚合物层上的结构可移动以减少应力，从而不利地影响像素壁结构相对于下部层的对准。
修改制造过程，诸如通过改变UV曝光剂量和/或修改光刻胶的固化条件，可以减少由热回流步骤引入的应力。但是，完全消除应力是不可能的。因此，本文所述的实施方案包括用于减少此类应力并且缓解此类应力对有源显示像素的影响的制造过程和结构。另外，这些制造过程和结构允许使用更宽选择的具有各种特性的不同光刻胶材料。
在一些实施方案中，像素壁和/或显示区域的外边框包括用于缓解可能导致像素壁和像素变形的应力的结构特征。具体地，像素壁可包括配置用于减少像素壁材料与下部疏水层之间的剪切应力对像素阵列的位置的影响的结构特征或部分。例如，在制造过程中，可通过将特定图案包括在用于图案化光刻胶层的掩模中来引入此类结构特征。在可能的实现方式中，像素壁的此类结构特征可包括曲线、弯曲部、弹簧形(例如，蛇形)结构、相对较薄的部分、空隙、像素显示区域的外边框与像素壁之间的间隙、Z字形壁交叉部分图案以及像素壁与外边框之间的有角度的连接部。像素壁中的曲线或弯曲部例如可成形或配置用于响应于应力而伸直。换句话说，预期到由于制造过程导致的应力，像素壁可以是“预先弯曲的”，因为所述应力随后导致像素壁伸直到期望的线性形状。一些实现方式更多地涉及缓解场像素中的应力，而其他实现方式更多地涉及缓解外边框附近的边缘像素中的应力并且从而缓解应力对场像素的影响。包括用于缓解应力的结构特征可以提供许多益处，诸如减少畸变并提高电润湿显示结构的质量、提高制造产量并允许实质上独立于光刻胶特性的相对可靠的制造过程条件。在下文中，用于缓解应力的结构特征被称为应力释放特征。尽管涉及电润湿显示结构，但本文所述的实施方案还可以缓解例如包括光刻胶层的许多半导体结构、半导体封装、微流体结构或微观结构中的任一的应力或应力影响。
说明性结构和过程
图1是根据一些实施方案的电润湿装置100的横截面。电介质阻挡层102形成在基板104上。疏水层106形成在电介质阻挡层102上，所述电介质阻挡层102维持疏水层106与基板104之间的分离。这种分离可(除其他之外)防止穿过疏水层106发生电解。在一些实现方式中，疏水层106可包括含氟聚合物，例如特拉华州威明斯顿市的杜邦公司(DuPont)生产的AF1600。像素壁108在疏水层106上形成图案化像素网格(在顶视图中可见，诸如图2)。像素壁108包括光刻胶材料，诸如基于环氧树脂的负性光刻胶SU-8。图案化像素网格包括形成场像素和边界像素的像素阵列(例如，显示区域)的行和列。例如，像素可具有在约50至500微米的范围内的宽度和长度。油膜110覆盖疏水层106，所述油膜110例如可具有在约1至10微米的范围内的厚度。油膜110由图案化像素网格的像素壁108分区。外边框112可包括与像素壁108相同的材料。电解液114覆盖油膜110和图案化像素网格的像素壁108。盖板116覆盖电解液114，并且边缘密封件118将电解液114保持在像素阵列上。施加在各个像素的油膜110和电介质阻挡层堆叠(例如，包括电介质阻挡层102和疏水层106)上的电压V可以控制各个像素的透射或反射。图案化像素网格的像素壁108的行或列中的一个或多个包括应力释放特征，所述应力释放特征例如可包括用于减少图案化像素网格与疏水层106之间的剪切应力的实质上非线性形状的部分(在顶视图中可见，诸如图2)，如下所述。
图2是根据一些实施方案的电润湿装置的部分200的顶视图。例如，此电润湿装置可以与图1所示的电润湿装置相同或类似。部分200包括多个场像素202、边界像素204和拐角像素206。这些像素由外边框208包围。像素壁210包围各个场像素202。像素壁210是实质上线性的。另一方面，部分地包围各个边界像素204的像素壁212包括应力释放特征，所述应力释放特征可以是实质上非线性形状的。例如，像素壁212具有蛇形形状，以便具有可压缩的或可扩展的特性。像素壁212从场像素202的像素壁210延伸到外边框208的边缘214。下部基板216由含氟聚合物层218覆盖。
在一些实施方案中，应力释放特征包括曲线形的或预先弯曲的像素壁而不是图2所示的蛇形或弹簧式形状的像素壁部分。例如，像素壁可以制造成具有预先弯曲的或曲线形形状。当在回流制造过程期间经历皱缩时或此后，像素壁可以伸直成实质上线性的。例如，在皱缩之后，具有4.0微米预先弯曲部的像素壁可以伸直以形成具有约2.0微米的弯曲部的像素壁。
图2包括指示由形成像素壁210、212和外边框208的光刻胶材料的皱缩引起的力的若干框箭头。如上所述，这种皱缩可产生于热回流过程，以使得含氟聚合物层218在像素壁210、212和外边框208沉积和热交联之后变为疏水性的。像素壁和外边框的光刻胶材料相对于下部基板216和覆盖的含氟聚合物层218收缩。这种收缩在进入像素区域的方向上产生力FG。力FG与相反指向的力FR反向。力FR的量值至少部分地基于形成外边框208的光刻胶材料的覆盖面积。另一方面，力FG的量值至少部分地基于形成像素壁210和212的光刻胶材料的覆盖面积。形成外边框208的光刻胶材料的覆盖面积实质上大于形成像素壁210和212的光刻胶材料的覆盖面积。因此，FR通常大于力FG。这两个不相等的力导致电润湿装置结构的不稳定的物理状态。因此，两个力FG和FR将仅在结构的不期望的变形发生之后才均衡并导致稳定的物理状态。
在边界像素壁212是实质上非线性形状(例如，具有蛇形形状以便具有可压缩的、可扩展的、和/或弹簧式特性)的情况下，如图2所示，这种变形主要发生在边界像素壁212中。因此，场像素202和场像素壁210免于实质变形。相比之下，在边界像素壁212是实质上线性且刚性(例如，缺乏弹簧式特性)的情况下(未示出)，场像素202、边界像素204以及它们相应的像素壁可由于不相等的力FG和FR而发生实质变形。
在一些实现方式中，边界像素204不是功能像素。换句话说，边界像素204不能够像显示像素那样进行操作。因此，边界像素204不需要包括油或覆盖电解液(然而，边界像素204可从也填充场像素202的制造过程的相同部分而被填充油和电解液)。因此，边界像素204通常充当具有至少部分地吸收由力FG和FR导致的变形的像素壁的物理缓冲区。
图3是根据各种实施方案的用于制造电润湿装置(诸如电润湿制造100)的过程300的流程图。过程300可开始于底部基板302，所述底部基板302可包括例如涂覆有氧化铟锡(ITO)的透明玻璃材料。阻挡层和含氟聚合物层在沉积步骤304中形成。表面处理步骤306用于将原始疏水性的含氟聚合物层改变成亲水性的，以使得光刻胶层能够粘附到含氟聚合物层。在表面处理之后，在像素壁形成步骤308中光刻胶可沉积(例如，通过旋转涂覆)在含氟聚合物层上，所述像素壁形成步骤308产生像素壁和包围电润湿装置显示区域的像素的外边框。使用掩膜图案来由光刻胶层形成特定形状的像素壁。例如，掩膜图案可包括产生具有应力释放特征的像素壁的部分，所述应力释放特征诸如弹簧形状的像素壁结构、外边框与像素壁之间的间隙、Z字形壁交叉部分图案、预先弯曲的像素壁部分以及像素壁中压痕，其中像素壁局部地实质上比像素壁的其他部分更窄。
在形成像素壁和外边框之后，热回流重新建立含氟聚合物层的疏水性质并且使像素壁材料交联。如以上所解释的，这个回流步骤导致应力，所述应力可通过包括应力释放特征的像素壁来缓解。这些特征可通过在像素壁形成步骤308中使用的掩膜图案产生。
填充步骤310包括将密封件布置在外边框的一部分上、用油填充像素凹部(例如，由像素壁形成)、用电解液覆盖油和像素壁以及布置顶部基板312以便覆盖结构并且密封油和电解液。
图4是根据若干实施方案的电润湿装置的部分400的顶视图。例如，此电润湿装置可以与图1所示的电润湿装置100相同或类似。部分400包括多个场像素402和边界像素404。场像素402和边界区域404由外边框406包围。边界区域404包括没有像素壁的开放区域，否则所述像素壁将使场像素402的部分与外边框406的部分连接。像素壁408包围各个场像素402。实质上线性的像素壁408与外边框406物理地脱离联接。这个结构与图2所示的结构形成对比，图2所示的结构例如包括将场像素壁210物理地联接到外边框208的蛇形形状的像素壁212。
图4包括指示由形成像素壁408和外边框406的光刻胶材料的收缩引起的力的若干框箭头。在回流过程期间，外边框406的光刻胶材料收缩，从而导致在远离像素区域的方向上的力FR。由场像素402的像素壁408的收缩产生相反指向的力FG。力FR至少部分地基于形成外边框406的光刻胶材料的覆盖面积。另一方面，力FG至少部分地基于形成像素壁408的光刻胶材料的覆盖面积。形成外边框406的光刻胶材料的覆盖面积实质上大于形成像素壁408的光刻胶材料的覆盖面积。因此，力FR大于力FG。这两个不相等的力通过边界区域404提供的开放区域而物理地脱离联接。因此，力FR可在不使场像素变形的情况下拉动外边框406远离场像素402。同时，力FG可向内拉动与边界区域相邻的场像素402。这可导致场像素402的变形。幸运的是，力FG相对较弱，因此这种变形相对较小(例如，实质上不会影响场像素402)。
边界区域404，尽管不具有像素的功能，可包括油和/或覆盖的电解液，所述油和/或覆盖的电解液是在利用油和电解液填充场像素的制造过程期间布置的。边界区域404通常可充当物理缓冲区，因为力FG和FR在边界区域404上没有联接。
图5是根据各种实施方案的电润湿装置的部分500的顶视图。例如，此电润湿装置可以与图1所示的电润湿装置100相同或类似。部分500包括由外边框506包围的多个场像素502和边界像素504。像素壁508包围各个场像素502。实质上线性的像素壁508通过间隙510与外边框506物理地脱离联接。这个结构与图4所示的结构形成对比，图4所示的结构还包括与外边框物理地脱离联接的场像素，但是没有边界像素。
图5包括指示由形成像素壁508和外边框506的光刻胶材料的热收缩引起的力的若干框箭头。在回流过程期间，外边框506的光刻胶材料收缩，从而导致在远离像素区域的方向上的力FR。由场像素502的像素壁508的收缩产生相反指向的力FG。力FR至少部分地基于形成外边框506的光刻胶材料的覆盖面积。另一方面，力FG至少部分地基于形成像素壁508的光刻胶材料的覆盖面积。形成外边框506的光刻胶材料的覆盖面积实质上大于形成像素壁508的光刻胶材料的覆盖面积。因此，力FR大于力FG。这两个不相等的力通过包括具有间隙510的像素壁的边界像素504而物理地脱离联接。因此，力FR可在不使场像素变形的情况下拉动外边框506远离场像素502。同时，力FG可向内拉动边界像素504。这可导致在边界像素504附近的场像素502的变形。幸运的是，力FG相对较弱，因此这种变形相对较小。
边界像素504，尽管不具有像素的功能，可包括油和/或覆盖的电解液，所述油和/或覆盖的电解液是在利用油和电解液填充场像素的制造过程期间布置的。边界像素504通常可充当具有至少部分地吸收由力FG和FR导致的变形的像素壁的物理缓冲区。
图6A-6D是根据各种实施方案的包括应力释放特征的像素区域的顶视图。上述应力释放特征通常通过使像素的像素壁的部分弯曲或旋转来减少应力。应力释放特征还可包括通过以下方式制造的像素壁的元件或像素壁的交叉部分：将像素壁的一些部分或交叉部分制成相对柔韧的并且因此能够在由于皱缩而施加的力下伸长。例如，制造过程可包括使光刻胶层在掩膜图案的用于由光刻胶层形成像素壁的部分处曝光不足。因此，所得的像素壁的这些部分可包括刚性小于像素壁的其他部分且在应力下更容易伸长的特征。此类特征包括相对较薄的壁部分、孔等。在一些实现方式中，如上所述的曝光不足的过程步骤不需要涉及制造此类特征。例如，掩膜图案可包括图案中的这些壁结构和/或孔。在其他实现方式中，像素壁可以由根据像素壁的部分而改变的材料制成。例如，像素壁实质上可包括第一光刻胶而像素壁的包括应力释放特征的相对较小的部分可包括第二光刻胶材料。
图6A示出像素阵列的一部分，包括由在交叉部分604A处交叉的像素壁602A包围的像素600A。像素壁602A包括具有薄壁部分606A的应力释放特征。例如，薄壁部分606A可以是约5微米长，但所要求保护的主题并不限于此。在另一个实例中，薄壁部分606A可以比像素壁的其余部分薄约10％至约90％。图6B示出像素阵列的一部分，包括在用于制造像素阵列的过程中的回流步骤之后的像素600A。因此，像素壁602A已由于应力而轴向伸长，从而导致伸长的薄壁部分606B。这种伸长有助于释放像素阵列中的应力。
图6C示出像素阵列的一部分，包括由在交叉部分604C处交叉的像素壁602C包围的像素600C。像素壁交叉部分604C包括具有孔606C的应力释放特征。图6D示出像素阵列的一部分，包括在用于制造像素阵列的过程中的回流步骤之后的像素600C。因此，像素壁602C由于应力而从交叉部分604C向外施加力，从而在交叉部分604C处导致由相对薄的壁包围的更大的孔606D。
图7是根据一些实施方案的电润湿装置的像素阵列部分700的顶视图。例如，此电润湿装置可以与图1所示的电润湿装置100相同或类似。部分700包括由像素壁704单独包围的多个场像素702。像素壁交叉部分包括具有C形像素壁结构706的应力释放特征，所述C形像素壁结构706在施加的收缩力或膨胀力F下变形。C形像素壁结构706的这种变形吸收这些力的至少一部分并且防止像素702的变形。图7中的框箭头表示此类力的若干实例，这些力可以在任一方向上起作用。壁交叉部分上的此类力的特定方向和量值可至少部分地取决于电润湿装置的像素阵列中的壁交叉部分的位置。此类力可通过使C形像素壁结构706在一个轴向方向上压缩同时使其在另一个轴向方向上膨胀来使C形像素壁结构706变形。在其他情况下，此类力可通过使C形像素壁结构706在多于一个轴向方向上压缩或使其在多于一个轴向方向上膨胀来使C形像素壁结构706变形。换句话说，至少部分地取决于特定C形像素壁结构相对于像素阵列所处的位置、以及那个位置处存在何种热膨胀力或热收缩力，特定C形像素壁结构可经历任意数量的压缩力或膨胀力。在此类情况下，C形像素壁结构706可变形来吸收这些力的至少一部分，以便缓解应力和像素702的变形。
图8是根据一些实施方案的电润湿装置的像素阵列部分800的顶视图。例如，此电润湿装置可以与图1所示的电润湿装置100相同或类似。部分800包括由像素壁804单独包围的多个场像素802。像素壁交叉部分包括具有Z字形壁结构806的应力释放特征，所述Z字形壁结构806可在施加热收缩力或热膨胀力F下变形。Z字形壁结构806的这种变形吸收这些力的至少一部分并且防止像素802的变形。图8中的框箭头表示此类力的若干实例，这些力可以在任一方向上起作用。壁交叉部分上的此类力的特定方向和量值可至少部分地取决于电润湿装置的像素阵列中的壁交叉部分的位置。此类力可通过使Z字形壁结构806在一个轴向方向上压缩同时使其在另一个轴向方向上膨胀来使Z字形壁结构806变形。在其他情况下，此类力可通过使Z字形壁结构806在多于一个轴向方向上压缩或使其在多于一个轴向方向上膨胀来使Z字形壁结构806变形。换句话说，至少部分地取决于特定Z字形壁结构相对于像素阵列所处的位置、以及那个位置处存在何种热膨胀力或热收缩力，特定Z字形壁结构可经历任意数量的压缩力或膨胀力。在此类情况下，Z字形壁结构806可变形来吸收这些力的至少一部分，以便缓解应力和像素802的变形。
在其他实施方案中，除了C形或Z字形形状之外，像素壁交叉部分可具有多种形状中的任一种。例如，图9示出根据各种实施方案的像素壁部分的各种形状的顶视图，所述形状可并入在像素壁交叉部分或像素阵列的任何其他部分处。
图10是根据各种实施方案的制造电润湿装置的过程1000。例如，此电润湿装置可以与图1所示的电润湿装置100相同或类似，以下描述参考所述电润湿装置100。在框1002处，电介质阻挡层102形成(例如，通过溅射)在基板104上。在框1004处，疏水层106通过例如旋转涂覆形成在电介质阻挡层102上，所述电介质阻挡层102维持疏水层106与基板104之间的分离。在框1006处，形成图案化像素网格的包括光刻胶材料的壁形成在疏水层106上。图案化像素网格包括形成场像素和边界像素的像素壁的行和列。在框1008处，使用填充过程将油膜110布置在疏水层上。油膜110从像素到像素不是连续的，而是替代地由图案化像素网格分区。在框1010处，电解液114布置在油膜110上和图案化像素网格上。在一些实现方式中，图案化像素网格的像素壁的行或列中的一个或多个包括用于减少图案化像素网格与疏水层之间的剪切应力的一个或多个应力释放特征。例如，一种类型的应力释放特征包括蛇形形状的弹簧，其可位于边界像素区域中。在其他实现方式中，图案化像素网格的像素壁的行或列中的一个或多个包括用于减少图案化像素网格与疏水层之间的剪切应力的另一种类型的应力释放特征，包括Z字形壁交叉部分。这些交叉部分位于场像素区域中。在另外其他实现方式中，图案化像素网格的像素壁的行或列中的一个或多个包括又一种类型的应力释放特征，包括场像素区域中的C形壁交叉部分或预先弯曲的像素壁。
结论
尽管已用特定于结构特征和/或方法动作的语言描述了主题，但是应当理解，所附权利要求中定义的主题不必限于所述的具体特征或动作。实际上，所述具体特征和动作作为实施权利要求的说明性形式来公开。
本领域的技术人员将会认识到，对以上描述的实际上无限数量的改变是可能的，并且实例和附图仅仅用于说明实现方式的一个或多个实例。
本领域的技术人员应当理解，在不脱离所要求保护的主题的情况下，可以进行各种其他的修改，并且可以取代等效物。另外，在不脱离本文所述的中心概念的情况下，可做出许多修改来使特定情况适应所要求保护的主题的教义。因此，旨在使得所要求保护的主题不限于所公开的特定实施方案，而是这种所要求保护的主题还可包括落在所附权利要求书及其等效物的范围内的所有实施方案。
在以上详细描述中，阐述了许多具体细节以提供对所要求保护的主题的透彻理解。然而，本领域的技术人员应当理解，可以在没有这些具体细节的情况下实施所要求保护的主题。在其他实例中，并未详细描述普通技术人员已知的方法、设备或系统，以便不模糊所要求保护的主题。
贯穿本说明书对“一个实施方案”或“一实施方案”的提及可意味着结合特定实施方案所描述的特定特征、结构或特性可包括在所要求保护的主题的至少一个实施方案中。因此，短语“在一个实施方案中”或“在一实施方案中”在本说明书各个地方的出现不一定旨在指示同一个实施方案或所述的任何一个特定实施方案。此外，应当理解，在一个或多个实施方案中，所述的特定特征、结构、或特性可以各种方式组合。一般来说，当然，这些和其他问题可随着特定的使用环境而改变。因此，这些术语的描述或使用的特定环境可以提供关于待针对所述环境得出的推论的有用引导。
条款
1.一种电润湿显示器，其包括：
疏水层；
像素阵列，其形成于所述疏水层上，其中所述像素阵列包括将所述像素阵列的各个像素分区的像素壁的行和列，并且其中所述像素壁包括配置用于减少所述像素壁与所述疏水层之间的剪切应力对所述像素阵列的位置的影响的部分；
油膜，其覆盖所述疏水层；以及
电解液，其覆盖所述油膜和所述像素阵列。
2.如权利要求1所述的电润湿显示器，其中配置用于减少剪切应力的所述影响的所述部分包括配置用于响应于所述剪切应力而伸直的一个或多个弯曲部或曲线。
3.如权利要求2所述的电润湿显示器，其中所述像素壁的所述行和列的交叉部分包括配置用于减少剪切应力的所述影响的所述部分。
4.一种电润湿显示器，其包括：
疏水层；
像素壁，其形成于所述疏水层上，其中所述像素壁限定场像素和边界像素，其中所述场像素和所述边界像素中的每一个至少部分地由所述像素壁界定，并且其中所述像素壁的部分包括减少所述像素壁与所述疏水层之间的剪切应力对所述场像素和所述边界像素的位置的影响的应力释放特征；以及
油膜，其覆盖所述疏水层，其中所述油膜由所述像素壁网格分区。
5.如权利要求4所述的电润湿显示器，其中至少部分地界定所述边界像素的所述像素壁包括所述应力释放特征，并且其中所述应力释放特征包括所述像素壁中的空隙。
6.如权利要求5所述的电润湿显示器，其中所述应力释放特征包括所述一个或多个壁的曲线形部分。
7.如权利要求4所述的电润湿显示器，其中至少部分地界定所述场像素的所述像素壁包括所述应力释放特征。
8.如权利要求7所述的电润湿显示器，其中所述应力释放特征包括Z字形壁交叉部分。
9.如权利要求7所述的电润湿显示器，其中所述应力释放特征包括C形壁交叉部分。
10.如权利要求4所述的电润湿显示器，其中所述应力释放特征包括位于所述像素壁的交叉部分中的孔。
11.如权利要求4所述的电润湿显示器，其中所述应力释放特征包括所述像素壁的相对较薄的区域。
12.如权利要求4所述的电润湿显示器，其中所述像素壁实质上包括第一材料并且所述应力释放特征包括不同于所述第一材料的第二材料。
13.如权利要求4所述的电润湿显示器，其中所述应力释放特征响应于所述像素壁与所述疏水层之间的所述剪切应力而变形，以使所述像素壁的至少部分伸直。
14.如权利要求4所述的电润湿显示器，其中所述边界像素对于光切换是非功能性。
15.一种制造电润湿显示器的方法，所述方法包括：
在基板上形成电介质阻挡层；
在所述电介质阻挡层上形成疏水层；
在所述疏水层上形成像素壁，其中所述像素壁包括减少所述像素壁与所述疏水层之间的剪切应力对所述场像素和所述边界像素的位置的影响的应力释放特征；
将油膜布置在所述疏水层上；以及
将电解液布置在所述油膜和所述图案化像素网格上。
16.如权利要求15所述的方法，其中形成所述像素壁包括：
使用掩模图案覆盖光刻胶层，其中所述掩模图案包括所述应力减少特征的图像。
17.如权利要求16所述的方法，其中形成所述像素壁包括：
使用掩模图案覆盖光刻胶层；以及
使所述光刻胶层曝光不足以形成所述应力减少特征的图像，其中所述应力减少特征包括所述像素壁的相对较薄的部分。
18.如权利要求15所述的方法，其中所述应力释放特征包括位于所述像素壁的交叉部分中的孔。
19.如权利要求15所述的方法，其中所述应力减少特征包括所述像素壁的交叉部分，并且其中所述交叉部分是Z字形形状的。
20.如权利要求15所述的方法，其中所述应力减少特征包括所述像素壁的交叉部分，并且其中所述交叉部分是C形壁交叉部分。

Claims (15)

1.一种电润湿显示器，其包括：
疏水层；
像素壁，其形成于所述疏水层上，其中所述像素壁限定场像素和边界像素，其中所述场像素和所述边界像素中的每一个至少部分地由所述像素壁界定，并且其中所述像素壁的一部分包括配置为减少所述像素壁与所述疏水层之间的剪切应力对所述场像素和所述边界像素的位置的影响的应力释放特征；以及
油膜，其覆盖所述疏水层，其中所述油膜由所述像素壁分区。
2.如权利要求1所述的电润湿显示器，其中至少部分地界定所述边界像素的所述像素壁包括所述应力释放特征，并且其中所述应力释放特征包括所述像素壁中的空隙。
3.如权利要求1所述的电润湿显示器，其中所述应力释放特征包括所述一个或多个像素壁的曲线形部分。
4.如权利要求1所述的电润湿显示器，其中至少部分地界定所述场像素的所述像素壁包括所述应力释放特征。
5.如权利要求4所述的电润湿显示器，其中所述应力释放特征包括Z字形壁交叉部分或C形壁交叉部分中的一个或多个。
6.如权利要求1所述的电润湿显示器，其中所述应力释放特征包括位于所述像素壁的交叉部分中的孔。
7.如权利要求1所述的电润湿显示器，其中所述应力释放特征包括所述像素壁的相对较薄的区域。
8.如权利要求1所述的电润湿显示器，其中所述像素壁实质上包括第一材料并且所述应力释放特征包括不同于所述第一材料的第二材料。
9.如权利要求1所述的电润湿显示器，其中所述应力释放特征响应于所述像素壁与所述疏水层之间的所述剪切应力而变形，以使所述像素壁的至少部分伸直。
10.如权利要求1所述的电润湿显示器，其中所述边界像素对于光切换是非功能性。
11.一种制造电润湿显示器的方法，所述方法包括：
在基板上形成电介质阻挡层；
在所述电介质阻挡层上形成疏水层；
在所述疏水层上形成像素壁，其中所述像素壁包括配置为减少所述像素壁与所述疏水层之间的剪切应力对场像素和边界像素的位置的影响的应力释放特征；
将油膜布置在所述疏水层上；以及
将电解液布置在所述油膜和所述像素壁上。
12.如权利要求11所述的方法，其中形成所述像素壁包括：
使用掩模图案覆盖光刻胶层；以及
使所述光刻胶层曝光不足以形成所述应力释放特征的图像，其中所述应力释放特征包括所述像素壁的相对较薄的部分。
13.如权利要求11所述的方法，其中所述应力释放特征包括位于所述像素壁的交叉部分中的孔。
14.如权利要求11所述的方法，其中所述应力释放特征包括所述像素壁的交叉部分，并且其中所述交叉部分是Z字形形状的。
15.如权利要求11所述的方法，其中所述应力释放特征包括所述像素壁的交叉部分，并且其中所述交叉部分是C形壁交叉部分。
CN201480059772.0A 2013-11-05 2014-10-31 电润湿显示结构中的机械应力缓解 Active CN105765442B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/072,384 2013-11-05
US14/072,384 US9046682B2 (en) 2013-11-05 2013-11-05 Mechanical stress mitigation in electrowetting display structures
PCT/US2014/063575 WO2015069579A1 (en) 2013-11-05 2014-10-31 Mechanical stress mitigation in electrowetting display structures

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105765442A CN105765442A (zh) 2016-07-13
CN105765442B true CN105765442B (zh) 2018-11-13

Family

ID=53006843

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201480059772.0A Active CN105765442B (zh) 2013-11-05 2014-10-31 电润湿显示结构中的机械应力缓解

Country Status (5)

Country Link
US (2) US9046682B2 (zh)
EP (1) EP3066515B1 (zh)
JP (1) JP6397013B2 (zh)
CN (1) CN105765442B (zh)
WO (1) WO2015069579A1 (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9046682B2 (en) * 2013-11-05 2015-06-02 Amazon Technologies, Inc. Mechanical stress mitigation in electrowetting display structures
KR20150090544A (ko) * 2014-01-29 2015-08-06 삼성디스플레이 주식회사 격벽 구조물, 이의 제조 방법 및 격벽 구조물을 포함하는 표시 패널
US9804382B1 (en) * 2014-12-19 2017-10-31 Amazon Technologies, Inc. Electrowetting display pixels with pixel walls having non-planar side surfaces
CN105842842B (zh) * 2016-05-17 2018-09-25 华南师范大学 一种抗变形的像素结构及包括其的下基板和电润湿显示器
DE102017109872B4 (de) 2017-05-08 2023-05-11 SMR Patents S.à.r.l. Beleuchtungs- und Bildaufnahme-Einheit für ein Kraftfahrzeug
CN107168578B (zh) * 2017-05-12 2019-09-27 京东方科技集团股份有限公司 内嵌式触控显示面板及其制作方法、显示装置
CN109061873A (zh) * 2018-09-07 2018-12-21 华南师范大学 一种像素墙、电润湿显示器件和装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1784625A (zh) * 2003-05-06 2006-06-07 皇家飞利浦电子股份有限公司 电润湿模块
TW200928429A (en) * 2007-12-28 2009-07-01 Ind Tech Res Inst Display and fabricating method thereof
CN102650733A (zh) * 2011-05-26 2012-08-29 京东方科技集团股份有限公司 电润湿显示单元及电润湿显示系统
WO2012169881A1 (en) * 2011-05-12 2012-12-13 Miortech Holding B.V. Electrowetting optical cell and electrowetting optical element
WO2013087858A1 (en) * 2011-12-16 2013-06-20 Samsung Lcd Netherlands R & D Center B.V. Electrowetting display device
CN103364941A (zh) * 2012-04-10 2013-10-23 三星显示有限公司 显示装置及其制造方法

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6750844B2 (en) * 2000-06-14 2004-06-15 Canon Kabushiki Kaisha Electrophoretic display device and process for production thereof
DE102007018959A1 (de) * 2007-04-21 2008-10-30 Advanced Display Technology Ag Schichtaufbau eines Elektrowetting-Systems
TWI354115B (en) * 2007-10-05 2011-12-11 Ind Tech Res Inst Three-dimensional display apparatus
JP2009211047A (ja) * 2008-02-05 2009-09-17 Sony Corp 液体光学素子
FR2930457B1 (fr) * 2008-04-24 2010-06-25 Commissariat Energie Atomique Procede de fabrication de microcanaux reconfigurables
TWI395975B (zh) * 2009-03-27 2013-05-11 Nat Univ Chung Hsing Electric wetting element with fear of water retaining wall and its making method
JP2011090910A (ja) * 2009-10-22 2011-05-06 Sumitomo Chemical Co Ltd 有機ｅｌ装置用基板およびそれを用いた有機ｅｌ装置の製造方法
GB0919652D0 (en) * 2009-11-10 2009-12-23 Liquavista Bv Method for making electrowetting display device
GB201004244D0 (en) * 2010-03-15 2010-04-28 Liquavista Bv Electrowetting display device
US8059328B1 (en) * 2010-09-20 2011-11-15 Industrial Technology Research Institute Electrowetting display devices
US8599465B2 (en) * 2010-09-23 2013-12-03 Incha Hsieh Method for making an electrowetting device
GB201117556D0 (en) * 2011-10-11 2011-11-23 Samsung Lcd Nl R & D Ct Bv Display apparatus
JP2013104913A (ja) * 2011-11-10 2013-05-30 Sony Corp 光学素子アレイおよびその形成方法、表示装置、電子機器
US8593713B2 (en) * 2011-12-15 2013-11-26 Industrial Technology Research Institute Ink composition used in electrowetting display device and electrowetting display device employing the same
KR101945535B1 (ko) * 2012-01-18 2019-02-08 리쿠아비스타 비.브이. 전기습윤 표시장치
TWI442088B (zh) * 2012-02-24 2014-06-21 Ind Tech Res Inst 電濕潤顯示元件
KR101941712B1 (ko) * 2012-06-05 2019-01-24 리쿠아비스타 비.브이. 전기습윤 표시 장치 및 이의 제조 방법
US9516743B2 (en) * 2013-02-27 2016-12-06 Apple Inc. Electronic device with reduced-stress flexible display
US9046682B2 (en) * 2013-11-05 2015-06-02 Amazon Technologies, Inc. Mechanical stress mitigation in electrowetting display structures

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1784625A (zh) * 2003-05-06 2006-06-07 皇家飞利浦电子股份有限公司 电润湿模块
TW200928429A (en) * 2007-12-28 2009-07-01 Ind Tech Res Inst Display and fabricating method thereof
WO2012169881A1 (en) * 2011-05-12 2012-12-13 Miortech Holding B.V. Electrowetting optical cell and electrowetting optical element
CN102650733A (zh) * 2011-05-26 2012-08-29 京东方科技集团股份有限公司 电润湿显示单元及电润湿显示系统
WO2013087858A1 (en) * 2011-12-16 2013-06-20 Samsung Lcd Netherlands R & D Center B.V. Electrowetting display device
CN103364941A (zh) * 2012-04-10 2013-10-23 三星显示有限公司 显示装置及其制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP3066515A4 (en) 2017-08-09
US9547168B2 (en) 2017-01-17
JP2016535866A (ja) 2016-11-17
WO2015069579A1 (en) 2015-05-14
JP6397013B2 (ja) 2018-09-26
US20150260983A1 (en) 2015-09-17
EP3066515B1 (en) 2021-08-11
EP3066515A1 (en) 2016-09-14
CN105765442A (zh) 2016-07-13
US9046682B2 (en) 2015-06-02
US20150124310A1 (en) 2015-05-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105765442B (zh) 电润湿显示结构中的机械应力缓解
US7675665B2 (en) Methods and apparatus for actuating displays
TWI442088B (zh) 電濕潤顯示元件
US7746529B2 (en) MEMS display apparatus
US7746540B2 (en) Electrowetting display devices and fabrication methods thereof
JP6084663B2 (ja) 電気泳動表示装置
US7595925B2 (en) Actuating device having a flexible diaphragm controlled by electrowetting
CN1737645A (zh) 显示装置
KR20130016943A (ko) 곡률 조절 소자 및 방법
CN104350410B (zh) 包括包含快门的微机电光调制器的显示设备
TW200928429A (en) Display and fabricating method thereof
WO2012055724A1 (en) Electrowetting optical element.
WO2009106546A1 (en) Fluid dispensing method
WO2006021912A1 (en) Display device based on immiscible fluids
CN107589539A (zh) 一种油墨运动可控的电润湿显示器件制造方法
JP5287106B2 (ja) 液晶表示装置の製造方法
CN111025622A (zh) 电润湿显示面板及3d打印系统
TW201303357A (zh) 顯示裝置及顯示裝置之製造方法
Zhou et al. Inkjet-printed patterned polytitanosiloxane-fluoropolymer composite dielectric layer for micro-optical electrowetting valves
Tröls et al. Modeling and fabrication of low-cost electrowetting actuators for flexible microfluidic display applications
TW201704813A (zh) 用以實現全彩顯示的畫素、包含其之微機電系統及其製造方法、以及以單一畫素實現全彩顯示的方法
CN106164715A (zh) 具有可变形膜的光学设备
CN110161675A (zh) 一种基于导电柱的电润湿显示器件及其制备方法
KR20140006326A (ko) 전기영동 표시장치 및 이의 제조방법
TWI449993B (zh) 顯示器之製造方法及其所製造之顯示器

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant