CN107003510B - 具有图案化电场的电润湿显示像素 - Google Patents

Abstract

一种电润湿显示器包括支撑板，通过像素壁彼此分离的单独的电润湿像素形成于所述支撑板上。所述单独的电润湿像素包括位于所述支撑板上的第一导电层和第二导电层。所述第一导电层和所述第二导电层在所述单独的电润湿像素的第一部分中由电介质层分离。所述第一导电层和所述第二导电层在所述单独的电润湿像素的第二部分中彼此电接触，其中所述单独的电润湿像素的所述第二部分可以是U形的。

Description

具有图案化电场的电润湿显示像素

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年9月29日提交的美国专利申请号14/500,039 的优先权。所述申请的全部内容特此以引用的方式并入本文。

发明背景

电润湿显示器见于许多类型的电子装置中，诸如电子图书(“电子书”)阅读器、移动电话、智能电话、便携式媒体播放器、平板计算机、可穿戴计算机、便携式计算机、上网本、台式计算机、电视机、电器、家用电子设备、自动电子设备、增强现实装置等。取决于相关装置的种类和用途，电子显示器可呈现各种类型的信息，诸如用户界面、装置操作状态、数字内容项等。显示器的外观和质量可能会影响用户对电子装置及其上所呈现内容的体验。因此，找到增强用户体验和满意度的方法仍旧是优先项。此外，增加的多媒体使用对设计、封装和制造显示装置提出了高要求，因为可用于移动用途的内容变得更加广泛并且装置便携性仍旧是高度优先项。

电润湿显示器包括由像素壁单独界定的像素的阵列，所述像素壁保持例如像不透明油的液体。可通过以电子方式控制像素中液体的位置来调整穿过每个像素的光透射。电润湿显示器的分辨率和质量可取决于许多因素，仅列举一些实例，诸如电润湿显示器的材料层的光学透射性或反射性和像素大小。

附图简述

参照附图来阐述详细描述。在图中，参考数字的最左侧数位识别首次出现所述参考数字的图。相同参考数字在不同图中的使用指示相似或相同的项或特征。

图1示出根据一些实施方案的电润湿显示装置的一部分的截面。

图2是表示根据各种实施方案的显示装置像素的电子电路的示意图。

图3示出根据一些实施方案的大部分由电润湿流体覆盖的电润湿像素的顶部视图。

图4示出根据一些实施方案的大部分不受电润湿流体遮蔽的电润湿像素的顶部视图。

图5示出根据一些实施方案的电润湿像素的顶部视图。

图6和图7示出根据一些实施方案的电润湿像素的截面图。

图8示出根据一些实施方案的电润湿像素的详细截面图。

图9示出根据一些实施方案的电润湿像素的顶部视图。

图10是根据各种示例性实施方案的用于制造电润湿显示装置的过程的流程图。

图11示出根据一些实施方案的可包含显示装置的示例性电子装置。

详述

在本文描述的各种实施方案中，电子装置包括用于呈现内容和其他信息的电润湿显示器。在一些实施例中，电子装置可包括与电润湿显示器相关联的一个或多个部件，诸如层叠在电润湿显示器顶部的用于检测触摸输入的触摸传感器部件、用于照亮电润湿显示器的前灯或后灯部件，和/或可包括防眩光性质、抗反射性质、抗指纹性质、抗开裂性质等的覆盖层部件。本文中描述的各种实施方案包括用于组装电子装置的技术，所述电子装置包括用于电润湿显示器的这些部件以及本文中描述的其他特征。

电润湿像素可包括形成图案化电场的一个或多个结构。例如，诸如L形通孔或U形通孔的结构可形成特别高的电场梯度，这可在电润湿像素进入活动状态的情况下引发流体的流动。流体有选择地覆盖或不覆盖电润湿像素的区域，使得电润湿像素处于不活动状态或活动状态。因此，引发流体的流动不会覆盖电润湿像素并且将电润湿像素置于活动状态中。

尽管“通孔”通常是在层间电介质层中蚀刻出的并且填有或涂有金属以互连各层的孔，但是本文中描述的实施方案的L形或U形通孔(或具有其他形状的通孔)可具有相对更大的长度/范围，可具有若干个不同的区段或部分等。例如，U形通孔可包括沟道(例如，而不是典型通孔的孔)。此外，尽管本文中将U形或L形通孔描述为具有“U”形状或“L”形状，但是这类形状无需精确并且可包括例如圆形的或方形的角和/或具有不同长度的节段等等。

显示装置，诸如电润湿显示装置，可以是透射式、反射式或半透反射式显示器，所述显示器通常包括像素(例如，所述像素可包括子像素)的阵列，所述阵列被配置来由有源矩阵寻址方案操作。例如，通过控制多个源极线和栅极线上的电压电平来操作电润湿像素行和列。以这种方式，显示装置可通过选定特定像素以透射、反射或阻挡光来产生图像。经由源极线和栅极线的行和列来对像素进行寻址(例如，选定)，所述源极线和栅极线电连接到包括在每个像素中的晶体管(例如，用作开关)。晶体管占据每个像素的相对小部分区域，以允许光有效地穿过显示像素(或从显示像素反射)。在本文中，除非另外指出，否则像素可包括子像素或包括电润湿显示装置的两个或更多个子像素的像素。这种像素或子像素可以是显示器的最小的光透射式、反射式或半透反射式像素，其可单独操作以直接控制穿过像素所透射的光或从像素反射的光的量。例如，在一些实现方式中，像素可包括红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素。在其他实现方式中，像素可包以是最小部件，例如，像素不包括任何子像素。

电润湿显示器包括夹在两个支撑板(诸如底部支撑板和顶部支撑板)之间的像素阵列。例如，底部支撑板可与顶部支撑板配合以容纳像素，所述像素包括处于支撑板之间的电润湿油、电解质溶液和像素壁。支撑板可包括玻璃、塑料(例如，透明热塑材料，诸如PMMA或其他丙烯酸)或其他透明材料，并且可例如由刚性或柔性材料制成。

像素包括构建在底部支撑板上的各种材料层。一个这种层是疏水性含氟聚合物(AF)，像素壁构建在其上。

在下文中，示例性实施方案包括但不限于包括透明的顶部支撑板和底部支撑板的反射式电润湿显示器，所述顶部支撑板和底部支撑板无需是透明的。透明的顶部支撑板可包括玻璃或许多种透明材料(诸如塑料、石英、半导体等)中的任一种，并且要求保护的主题在这方面不受限制。“顶部”和“底部”在本文中用来识别电润湿显示器的支撑板时，不一定指参照重力的方向或电润湿显示器的观察侧。此外，如在本文中为了方便描述示例性实施方案而使用，顶部支撑板是通过其能够观察(反射式)电润湿显示器的像素的板。

在一些实施方案中，反射式电润湿显示器包括夹在底部支撑板与顶部支撑板之间的像素阵列。底部支撑板可以是不透明的，而顶部支撑板是透明的。在本文中，将像素或材料描述为“透明的”意味着像素或材料可透射相对大部分入射在其上的光。例如，透明的材料或层可透射超过70％或80％的照射在其表面上的光，但是要求保护的主题在这方面不受限制。

像素壁至少将不导电的第一流体(诸如不透明的或有色的油)保持在单独像素中。用(例如，保持在像素壁中的)第一流体和(例如，认为是电解质溶液的)第二流体填充在支撑板之间形成的空腔，所述第二流体是导电的或极性的并且可以是水或盐溶液，诸如氯化钾水溶液。第二流体可以是透明的，但可以是有色的或吸光的。第二流体与第一流体不能混溶。

单独的反射式电润湿像素可包括处于电润湿像素的底部支撑板上的反射层、邻近反射层的透明电极层和处于电极层上的疏水层。每个像素的像素壁、疏水层和透明的顶部支撑板至少部分地封围住液体区，所述液体区包括电解质溶液和不能与电解质溶液混溶的不透明液体。本文中所描述的“不透明”液体用来描述对于观察者来说呈现黑色的液体。例如，不透明液体强烈吸收在电磁辐射的可见区中的波长 (例如，包括红色、绿色和蓝色的波长)的宽光谱。在一些实现方式中，不透明液体是非极性的电润湿油。

不透明液体设置在液体区中。如以下详细描述，在底部疏水层上的不透明液体的覆盖区域可以电子方式调整以影响在反射式电润湿显示器上入射的到达每个像素底部处的反射材料的光的量。

除了像素之外，间隔件和边缘密封件也可定位在两个支撑板之间。顶部支撑板可包括许多种材料(诸如塑料玻璃、石英、半导体等) 中的任一种，并且要求保护的主题在这方面不受限制。

使第一支撑板与第二上覆支撑板机械连接或者在第一支撑板与第二支撑板之间形成间隔的间隔件和边缘密封件有助于电润湿显示器的机械完整性。例如沿着电润湿像素阵列的外围设置的边缘密封件可有助于将(例如，第一和第二)流体保持在第一支撑板与第二上覆支撑板之间。间隔件合意地是透明的，从而不妨碍电润湿显示器中的光通过量。间隔件的透明度可至少部分地取决于间隔件材料的折射率，所述折射率应与周围介质的折射率相似或相同。间隔件还合意地对周围介质是化学惰性的。

在一些实施方案中，本文中描述的显示装置可包括系统的一部分，所述系统包括例如可驻留在控制板上的一个或多个处理器和一个或多个计算机存储器。显示器软件可存储在一个或多个存储器上并且可由一个或多个处理器操作，以对从外部源(例如，周围室内光)接收的光或从显示装置的光导耦合出的光进行调制。例如，显示器软件可包括代码，所述代码可由处理器执行以至少部分地基于表示图像或视频数据的电子信号对电润湿显示器的单独像素的光学性质进行调制。代码可使处理器通过控制电润湿显示器的各层上的、各层上方的或各层中的电信号(例如，电压、电流、电场等)来对像素的光学性质进行调制。

图1是根据一些实施方案的反射式电润湿显示装置的一部分的截面，这个截面示出若干个电润湿像素100。尽管示出三个这类电润湿像素，但是电润湿显示装置可包括任何数量(通常是很大的数量，诸如数千个或数百万个)的电润湿像素。电极层102形成于底部支撑板104上。

在各种实施方案中，电极层102可连接到任何数量的薄膜晶体管 (TFT)，所述TFT被切换以使用例如有源矩阵寻址来选定或取消选定电润湿像素100。TFT是一种特定类型的场效晶体管，其包括有源半导体层的薄膜以及在支撑(但不导电的)衬底上方的电介质层和金属触点，所述支撑衬底可以是例如玻璃或许多其他透明或非透明材料中的任一种。

在一些实现方式中，电介质阻隔层(图1中未示出)可至少部分地使电极层102与AF层106分离，所述AF层106也形成于底部支撑板 104上。这种分离可防止通过AF层106发生电解等等。在一些实现方式中，AF层106可包括许多类型的含氟聚合物(诸如，由位于特拉华州威尔明顿市的DuPont生产的AF1600)中的任一种。AF层106也可以是例如影响邻近材料的可润湿性的许多材料中的任一种。

像素壁108在AF层106上形成图案化电润湿像素网格。像素壁 108可包括光刻胶材料，例如像环氧树脂基负性光刻胶SU-8。图案化电润湿像素网格包括形成电润湿像素阵列的行和列。例如，电润湿像素可具有约50至500微米范围中的宽度和长度。

例如可具有约1至10微米范围中的厚度(例如，深度)的第一流体110覆盖AF层106。第一流体110由图案化电润湿像素网格的像素壁108分割。外缘112可包括与像素壁108相同的材料。诸如电解质溶液的第二流体114覆盖第一流体110和图案化电润湿像素网格的像素壁108。电解质溶液可以是导电的且/或极性的。例如，电解质溶液可以是水溶液或诸如氯化钾水的盐溶液等等。第一流体110与第二流体114不能混溶。

支撑板116覆盖第二流体114，并且边缘密封件118将第二流体 114维持在电润湿像素阵列上方。支撑板116可由边缘密封件118和间隔件(未示出)支撑，所述间隔件向上延伸到支撑板116并且散布在像素100的整个阵列中。支撑板例如可由玻璃或聚合物制成，并且可以是刚性的或柔性的。在一些实现方式中，将TFT制造到支撑板116 上。

跨单独电润湿像素的第二流体114和电极层 102等施加的电压可控制单独的电润湿像素的透射比或反射比。

反射式电润湿显示装置具有观察侧120和后侧122，在所述观察侧120上可观察由电润湿显示装置形成的图像。支撑板116面向观察侧120，并且底部支撑板104面向后侧122。反射式电润湿显示装置可以是分段式显示器类型，其中图像由节段构成。可同时或单独地切换所述节段。每个节段包括一个电润湿像素100或彼此相邻或相远隔的许多个电润湿像素100。例如，同时切换包括在一个节段中的电润湿像素100。仅列举一些实例，电润湿显示装置也可以是有源矩阵驱动式显示器类型或无源矩阵驱动式显示器。

如以上提及，第二流体114与第一流体110不能混溶。在本文中，如果物质不会实质上形成溶液，那么物质不能彼此混溶。第二流体 114是导电的且/或极性的，并且可以是水或盐溶液，例如氯化钾在水与乙醇的混合物中的溶液。第二流体114优选地是透明的，但是可以是有色的或吸收性的。第一流体110是不导电的，并且例如可以是烷烃(如十六烷)或(硅)油。

AF层106布置在底部支撑板104上，以创建电润湿表面区域。疏水特性使第一流体110优先粘着到AF层106，因为在没有电压的情况下第一流体110比第二流体114具有更高的针对AF层106的表面的可润湿性。可润湿性涉及流体对固体表面的相对亲合力。可润湿性随着亲合力增加而增加，并且可通过在流体与固体之间形成的接触角来测量并且在目标流体内部测量。例如，这种接触角可从超过90°的不可润湿性增加到0°处的完全可润湿性，在0°情况下流体趋向于在固体表面上形成膜。

第一流体110吸收光谱的至少一部分。第一流体110可以透射光谱的一部分，从而形成滤色片。出于这个目的，例如可通过添加颜料颗粒或染料来将流体染色。可替代地，第一流体110可以是黑色的(例如，吸收光谱的大致上所有部分)或反射性的。疏水层106可以是透明的或反射性的。反射层可反射整个可见光谱，从而使所述层呈现白色，或者可反射可见光谱的一部分，从而使得所述层有颜色。

如果跨电润湿像素100施加电压，则电润湿像素100将进入活动状态。静电力将使第二流体114朝向电极层102移动，由此使第一流体110从AF层106区域位移到围绕AF层106区域的像素壁108，成为滴状形式。这种位移行为使第一流体110不覆盖电润湿像素100的AF层106的表面。这种位移行为可受图案化电场影响。例如，流体位移可在具有特别高的电场梯度的区中或附近开始，所述电场梯度可由在电润湿像素100中的AF层106下方的具有L形状、U形状、正方形状或矩形形状(图1中未示出)的通孔形成。在一些示例性实施方案中，电润湿像素100在平面图中可具有正方形状或矩形形状。在电润湿像素100中的具有这类形状的通孔可具有遵循电润湿像素100外形的至少一部分的形状。因此，例如，正方形通孔可包含在正方形电润湿像素中。本文中的示例性实施方案大部分涉及具有L形状的通孔，但是要求保护的主题不限于此。

如果跨电润湿像素100的电压回到为零的不活动信号电平或接近零的值，那么电润湿像素100将回到不活动状态，其中第一流体 110流回去以覆盖AF层106。以这种方式，第一流体110在每个电润湿像素100中形成可电控的光开关。当然，电润湿显示装置的这类细节仅是实例，并且要求保护的主题在这方面不受限制。

图2是表示根据各种实施方案的反射式电润湿显示装置的像素 202的电子电路200的示意图。例如，像素202可以与图1中示出的电润湿像素100相同或相似。反射式电润湿显示装置包括这类像素的行和列的阵列。反射式电润湿显示装置还包括连接到单独像素的TFT 的栅极线行和源极线列。例如，TFT 204连接到栅极线V_栅极和源极线 V_源极，并且充当选定或取消选定像素202的开关。具体地说，栅极线 V_栅极连接到TFT 204的栅极，并且源极线V_源极连接到TFT 204的源极。 TFT 204的漏极连接到像素202。像素202包括电容C_像素，所述电容C_像素表示像素202的两个电极(图2中未示出)之间由多个电介质层堆叠形成的电容。

像素202可包括三个导电层，所述三个导电层例如可以是金属或导电的半导体材料。三个导电层分别被称为M0、M1和M2。M0可包括与像素202的顶部支撑板(例如，图1中所示的116)电连接的导电层。 M1可包括位于像素202的底部支撑板(例如，图1中所示的104)中的第一导电层，并且M2可包括位于底部支撑板中的第二导电层。M0可连接到反射式电润湿显示装置的地电势206。M1可连接到TFT 204的漏极。M2可包括反射层，例如像连接到TFT204的电极层102(图1 中所示)。在一些示例性实施方案中，M2可包括设置在ITO层上的反射层(例如，金属)。

M1(例如，TFT 204的漏极)与M2之间的电接面或接口可包括U 形通孔，其中M1与M2彼此电互连，如以下详细描述。

图3示出根据一些实施方案的在像素大致上由电润湿流体302覆盖的情况下处于不活动状态中的电润湿像素300的顶部视图。例如，电润湿流体302可包括不透明油。像素300包括围绕像素区306的像素壁304。像素壁304对电润湿流体302呈现外围界限。尽管图3中未示出，但是电润湿像素300包括覆在电润湿流体302和像素壁304 上的另一电润湿流体。例如，尽管电润湿流体302可包括油，但是上覆的电润湿流体可包括电解质溶液。

像素区306的一部分包括U形通孔沟道308，下文中称为“U形通孔”。U形通孔308可提供许多功能。例如，U形通孔308可被配置来使像素300的第一导电层(例如，M1)与第二导电层(例如，M2) 电互连。因此，U形通孔308可以是在第一导电层与第二导电层之间 (例如，M1与M2之间)提供电子信号传递的结构。在另一个实施例中， U形通孔308可引起沿着延伸长度的相对高的电场梯度，这可用来在像素300从不活动状态转变到活动状态期间引发电润湿流体302的流动。这种延伸长度(例如，U形状)可产生图案化电场(例如，U形电场图案)。在一些实施方案中，L形通孔或线性细长通孔可代替U形通孔308。例如，U形通孔308沿着四个像素壁304中的三个(即304A、 304B和304C)定位。另一方面，L形通孔可沿着四个像素壁304中的两个(即304A和304B或304B和304C)定位。

图4示出根据一些实施方案的在像素区306中的反射层(例如，导体M2)大致上不受电润湿流体302遮蔽的情况下处于活动状态中的电润湿像素300的顶部视图。在这种情况下，可通过上覆的电解质溶液使电润湿流体302位移，使得电润湿流体302朝向像素区306的端部区402聚集成珠子。为了将电润湿像素300置于活动状态中，将电荷放置在U形通孔308上以创建电场。具体地说，可将电荷放置在大致上整个像素区306上。但是，由于U形通孔308的构型，与像素区 306的其余部分相比较，U形通孔上的电荷产生沿U形通孔308的边缘为最大的电场梯度。因此，上覆的电解质溶液受朝向U形通孔308 的最大力吸引(例如，至少部分地由于AF层(例如，图1中的106)的疏水性)。因此，电润湿流体302从这个区移开，如箭头404所指示。这个局部位移引起被朝向端部区402“推移”的电润湿流体302的总体位移，如箭头406所指示。例如，这种推移或位移行为可由不能与电润湿流体302混溶的第二电润湿流体执行。在具体实施例中，电润湿流体302可以是不透明油，并且第二电润湿流体可以是电解质溶液。

图5示出根据一些实施方案的没有电润湿流体的电润湿像素500 的一部分的顶部视图。例如，电润湿像素500可以与图3中示出的反射式电润湿像素300相似或相同。为了清晰起见，图5中没有电润湿流体。

像素500包括围绕像素区504的像素壁502。像素壁502对电润湿流体(诸如图3中示出的电润湿流体302)呈现外围界限。像素区504 的一部分包括由AF层(例如，AF层106)覆盖的U形通孔506。像素区504的其余部分包括也由AF层覆盖的大致上平坦的表面。U形通孔506可以是使像素区504的在其他情况下大致上平坦的表面“断开”的凹陷处或沟道。以下描述沿着线A-A’和B-B’定位的截面图。

图6示出根据一些实施方案的沿着线A-A’的电润湿像素500的截面图。像素区504可以是大致上平坦的，并且包括第一导电层602、第一电介质层604、第二导电层606、第二电介质层(图6中未示出) 和至少部分地覆盖第二电介质层的AF层608等等。对于具体实施例，第一电介质层604可包括SiN并且可具有在约100纳米直至约200纳米范围中的厚度。对于另一具体实施例，第一导电层602和第二导电层606可以分别与图2中示出的M1和M2相同或相似。第一导电层 602和第二导电层606的厚度可以在约200纳米直至约300纳米的范围中。可包括彼此不能混溶的一种或多种不同流体的电润湿流体610 覆盖导体和电介质602-606和AF层608的堆叠。箭头612所指的第二导电层606的表面被配置来接收可照射在电润湿像素500上的光。 AF层608是大致上透明的。

图7示出根据一些实施方案的沿着线B-B’的电润湿像素500的截面图。图7示出包括沟道506的像素区504的一部分。沟道506(在像素区504的右部分和左部分中示出)可以是单个U形通孔的部分，如图5中所示。然而，在一些实施方案中，沟道506无需是连续的，并且可包括两个或更多个分离的区段。

导体和电介质602-606和AF层608的堆叠在处于U形通孔506 的右部分和左部分之间的像素区中是大致上平坦的。图8中以放大细节示出区700。

图8示出根据一些实施方案的图7中示出的电润湿像素500的区 700的详细截面图。具体地说，区700包括形成于支撑板800上的U 形通孔506的一部分，所述支撑板800可以与图1中示出的底部支撑板104相同或相似。第一导电层602、第一电介质层604、第二导电层606、第二电介质层802和AF层608形成于支撑板800上。对于具体实施例，第二电介质层802可包括SiN并且可具有在约100纳米直至约400纳米范围中的厚度。另外，透明导电层804可设置成邻近第二导电层606的至少一些部分。对于具体实施例，透明导电层804 可包括铟锡氧化物(ITO)，并且可具有在约50纳米直至约100纳米范围中的厚度。

U形通孔506的两个区可被识别为过渡区806和底部区808。过渡区806可包括第一导电层602、第一电介质层604、第二导电层606、第二电介质层802、AF层608和ITO层804。另一方面，底部区808 可包括第一导电层602、第二导电层606、第二电介质层802、AF层 608和ITO层804。换句话说，第一电介质层604无需存在于底部区 808中。因此，第一导电层602和第二导电层606在底部区中彼此电接触。参考表示像素202的电子电路200，第一导电层602可以与M1 相同或相似，并且第二导电层606可以与M2相同或相似。

在一些实施方案中，与过渡区806中的第二电介质层802的厚度相比较，第二电介质层802可以相对薄。此外，与无通孔区810中的第二电介质层802的厚度相比较，过渡区806中的第二电介质层802 可以相对薄。如以上描述，放置在第一导电层602和/或第二导电层606上的电荷可产生电场。这类电场的梯度可至少部分地取决于第一导电层602和/或第二导电层606之间的距离，所述距离可由第二电介质层802的厚度决定。因此，与无通孔区810的电场梯度相比较，底部区808和过渡区806中的电场梯度相对高。如果电润湿像素500 进入活动状态，那么这类高电场梯度可引发电润湿流体610的流动。电润湿流体610可包括油和/或电解质溶液。例如，跨电润湿像素500 的部分(例如，如图2中所示，从M2到M0)施加电压可影响油的流动，所述油(部分地)覆盖或不覆盖像素区504，使得电润湿像素500是不活动的或活动的。引发流体610的流动使像素区504的相对大部分不被油覆盖并且将电润湿像素置于活动状态中。

如果第二电介质层802的厚度被称为“d”，并且“V”是放置在电润湿像素500的部分(例如，从M2到M0)上的电荷所创建的电压，那么可作用在油(或流体610)上的力F可表达为F～V/d，其中“～”意思是“成比例的”。随着第二电介质层802的厚度减小，力F相应地增加。因此，通孔或沟道构型可引起用来使电润湿流体位移的相对大的力。

图9示出根据一些实施方案的电润湿像素900的顶部视图。例如，电润湿像素900可以与图5至图8中示出的电润湿像素500相似或相同。电润湿像素900包括由像素壁904A-D围绕的像素区902，所述像素壁904A-D绕像素区902的外围可以是连续的，但是可被识别为具有四个壁904A、904B、904C和904D。每个这种像素壁可由邻近的电润湿像素(未示出)共享。

U形通孔906可大致上邻近四个像素壁中的三个(例如，904A、 904B和904C)。U形通孔906的邻近像素壁904A和904C的部分的宽度908可在电润湿像素900的宽度W的约2％直至约20％的范围中。例如，电润湿像素可具有在约50至500微米范围中的宽度和长度。U 形通孔906的邻近像素壁904B的部分的宽度910可在宽度W的约2％直至约50％的范围中。像素壁904A-C与U形通孔906之间的距离912 可在从0到宽度W的约10％或20％的范围中。U形通孔906的外宽914 可在宽度W的约60％直至约100％的范围中。

图10是根据各种实施方案的用于制造电润湿显示装置的过程 1000的流程图。例如，显示装置可以与图1中示出的显示装置相同或相似。尽管要求保护的主题在这方面不受限制，但是过程1000可 (例如，由人)手动执行和/或自动设备执行。在框1002处，在第一支撑板上沉积第一导电层。例如，第一导电层可以是图2中示出的M1 或图6中示出的第一导电层602。第一导电层可以是金属，例如像锡、铜、金或这类金属的合金。沉积技术例如包括化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)、分子束外延(MBE)、溅射等。第一支撑板可以与图1中示出的支撑板104相同或相似。

在框1004处，在第一导电层上沉积第一电介质层(例如，图6中示出的604)。仅列举一些实例，第一电介质层可包括SiN、SiON、SiO 或TaO。可使用许多种沉积技术中的任一种，例如像CVD、PVD、MBE 和溅射。在框1006处，可图案化第一电介质层以形成图案化的第一电介质层，所述图案化的第一电介质层包括U形沟道，诸如图5中示出的U形通孔506。例如，包含图案掩模的光刻过程可用来形成图案化的第一电介质层。图案掩模可包括用于蚀刻U形沟道的图案。在一些实现方式中，蚀刻过程可产生具有圆角或其他特征的L形状，所述圆角或其他特征是由于从L形图案掩模对L形沟道进行的任何不精确再现而产生。在框1008处，可在图案化的第一电介质层上方沉积疏水层(例如，图1中示出的AF层106)。在框1010处，可在疏水层上形成像素壁，使得像素壁围绕U形沟道。在一些实现方式中，通过在疏水层上沉积光刻胶材料并且随后用被配置以形成像素壁的图案来蚀刻光刻胶材料，可形成像素壁。光刻胶材料可包括例如环氧树脂基负性光刻胶SU-8。

图11示出可包含上述显示装置中的任一个的示例性电子装置 1100。装置1100可包括具有显示器的任何类型的电子装置。例如，装置1100可以是移动电子装置(例如，电子图书阅读器、平板计算装置、便携式计算机、智能电话或其他多功能通信装置、便携式数字助理、可穿戴计算装置、自动显示器等)。可替代地，装置1100可以是非移动电子装置(例如，计算机显示器，电视机等)。此外，尽管图 11示出电子装置1100的若干个示例性部件，但是将理解，装置1100 还可包括其他常规部件，诸如操作系统、系统总线、输入/输出部件等等。另外，在其他实施例中，诸如在电视机或计算机监视器的情况下，电子装置1100可仅包括所示出部件的子集。

不管电子装置1100的具体实现方式如何，装置1100都包括显示器1102和对应的显示器控制器1104。显示器1102在一些情况下可表示反射式或透射式显示器。

在实现方式中，显示器包括电润湿显示器，所述电润湿显示器使用所施加电压来改变流体相对于表面的表面张力。例如，这种电润湿显示器可包括图1中示出的像素100 的阵列，但是要求保护的主题在这方面不受限制。通过跨电润湿显示器的电润湿像素的一部分施加电压，可以修改表面的湿润性质，使得表面的疏水性变得越来越高。作为电润湿显示器的一个实例，在对显示器的单独像素施加电压的情况下，通过收缩有色油膜，表面张力的修改充当光开关。如果没有电压，那么有色油在像素内形成连续膜，并且因此颜色对于显示器的用户来说是可见的。另一方面，如果对像素施加电压，那么使有色油位移并且像素变得透明。如果独立激活显示器的多个像素，那么显示器可呈现彩色或灰度图像。像素可形成透射式、反射式或透射式/反射式(半透反射式)显示器的基础。另外，当使用小像素尺寸时，像素可响应于高切换速度(例如，大约几毫秒)。因此，本文中的电润湿显示器可适合于诸如显示视频内容的应用。

当然，尽管本文中已给出若干个不同的实施例，但是将理解，尽管上述实施例中的一些被论述为再现黑色、白色和不同深浅的灰色，但是将理解，所描述的技术同等地适用于能够再现彩色像素的反射式显示器。这样，在利用彩色显示器的实现方式中，术语“白色”、“灰色”和“黑色”可指不同程度的颜色。例如，在像素包括红色滤色片时，像素的“灰色”值可对应于粉色调，而像素的“黑色”值可对应于滤色片的最深红色。此外，尽管在反射式显示器的环境中描述本文中的一些实施例，但是在其他实施例中，显示器1102可表示背光显示器，以上已提及所述背光显示器的实例。

除了包括显示器1102之外，图11示出，装置1100的一些实施例还可包括触摸传感器部件1106和触摸控制器1108。在一些情况下，至少一个触摸传感器部件1106与显示器1102驻留在一起或堆叠在显示器1102上，以形成触敏显示器。因此，显示器1102可以能够既接受用户触摸输入又响应于或对应于触摸输入来再现内容。作为若干个实例，触摸传感器部件1106可包括电容性触摸传感器、力敏电阻 (FSR)、内插式力敏电阻(IFSR)传感器或任何其他类型的触摸传感器。在一些情况下，触摸传感器部件1106能够检测触摸并且确定这些触摸的压力或力的量。

图11还示出，电子装置1100可包括一个或多个处理器1110和一个或多个计算机可读介质1112，以及用于照亮显示器1102的前灯部件1114(在背光显示器的情况下，其可替代地是后灯部件)、覆盖层部件1116(诸如盖玻璃或盖片)、一个或多个通信接口1118和一个或多个电源1120。通信接口1118可支持有线和无线两种方式连接到各种网络，诸如蜂窝网络、无线电、WiFi网络、短距离网络(例如，)、红外线(IR)等等。

取决于电子装置1100的配置，计算机可读介质1112(和全篇中描述的其他计算机可读介质)是计算机存储介质的实例并且可包括易失性和非易失性存储器。因此，计算机可读介质1112可包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪速存储器或其他存储器技术，或可用来存储可由电子装置1100访问的计算机可读指令、程序、应用程序、媒体项和/或数据的任何其他介质。

计算机可读介质1112可用来存储可在处理器1110上执行的任何数量的功能部件，以及内容项1122和应用程序1124。因此，计算机可读介质1112可包括操作系统和存储数据库，所述存储数据库用来存储一个或多个内容项1122，诸如电子书、音频书籍、歌曲、视频、静态图像等。电子装置1100的计算机可读介质1112还可存储一个或多个内容呈现应用程序以在装置1100上再现内容项。这些内容呈现应用程序可取决于内容项1122而实现为各种应用程序1124。例如，内容呈现应用程序可以是用于阅读文本式电子图书的电子图书阅读器应用程序、用于播放音频书籍或歌曲的音频播放器、用于播放视频的视频播放器等等。

在一些情况下，电子装置1100可联接到盖件(图11中未示出)，所述盖件用来保护装置1100的显示器(以及显示器堆叠或显示器组件中的其他部件)。在一个实施例中，盖件可包括覆盖装置1100的后部分的后翻板以及覆盖显示器1102和堆叠中其他部件的前翻板。装置1100和/或盖件可包括传感器(例如，霍尔效应传感器)以检测盖件是否打开(即，前翻板是否处于显示器和其他部件的顶部)。传感器可向前灯部件1114发送盖件是否打开的信号，并且作为响应，前灯部件1114可照亮显示器1102。在盖件闭合的情况下，与此同时，前灯部件1114可接收指示盖件已闭合的信号，并且作为响应，前灯部件 1114可关闭。

此外，前灯部件1114所发射的光量可变化。例如，在用户打开盖件时，来自前灯的光可逐渐增加到其完全照明。在一些情况下，装置1100包括环境光传感器(图11中未示出)，并且前灯部件1114的照明量可至少部分地基于由环境光传感器检测到的环境光的量。例如，如果环境光传感器检测到相对少的环境光(诸如在暗室中)，那么前灯部件1114可以较暗；如果环境光传感器检测到特定范围内的环境光，那么前灯部件1114可以较亮；并且如果环境光传感器检测到相对大量的环境光(诸如直射阳光)，那么前灯部件1114可以较暗或关闭。

此外，显示器1102的设置可取决于前灯部件1114是打开还是关闭而变化，或基于前灯部件1114所提供的光量而变化。例如，与灯打开的情况相比较，电子装置1100在灯关闭的情况下可实现较大的默认字体或较大的对比度。在一些情况下，电子装置1100在灯打开的情况下维持显示器的对比率处于在灯关闭的情况下的对比率的某个限定百分比内。

如以上描述，触摸传感器部件1106可包括驻留在显示器1102顶部的电容性触摸传感器。在一些实施例中，触摸传感器部件1106可形成于覆盖层部件1116上或与覆盖层部件1116整合。在其他实施例中，触摸传感器部件1106可以是显示器组件的堆叠中的单独部件。前灯部件1114可驻留在触摸传感器部件1106顶部或下方。在一些情况下，触摸传感器部件1106或前灯部件1114联接到显示器1102的保护片1126的顶部表面。作为一个实例，前灯部件1114可包括光导片和光源(图11中未示出)。光导片可包括衬底(例如，透明热塑材料，诸如PMMA或其他丙烯酸)、漆层和在漆层中形成的多个光栅元件，所述多个光栅元件用来使光从光源朝向显示器1102传播，从而照亮显示器1102。

覆盖层部件1116可包括具有外层的透明衬底或片，所述外层用来减少入射在电子装置1100上的环境光的眩光或反射中的至少一个。在一些情况下，覆盖层部件1116可包括硬涂层聚酯和/或聚碳酸酯膜(包括基础聚酯或聚碳酸酯)，所述硬涂层聚酯和/或聚碳酸酯膜产生化学键结的紫外线固化硬表面涂层，所述涂层是耐刮擦的。在一些情况下，膜可用添加剂制造，以使得产生的膜包括大于预定义阈值的硬度等级(例如，至少能够抵抗3h铅笔的硬度等级)。在没有这种耐刮擦性的情况下，装置可能更易被刮擦，并且用户可以从分散在反射式显示器的顶部上的光觉察到刮痕。在一些实施例中，保护片1126 可包括位于外表面上的相似的紫外线固化硬涂层。覆盖层部件1116 可联接到另一部件或联接到显示器1102的保护片1126。覆盖层部件 1116在一些情况下还可包括紫外线滤色片、紫外线吸收染料等等，以用于保护堆叠中的下部部件免受入射在电子装置1100上的紫外光。仍在其他实施例中，覆盖层部件1116可包括具有防眩光和/或抗反射涂层的高强度玻璃片。

显示器1102包括覆在图像显示部件1128上的保护片1126。例如，显示器1102可预组装成在显示器1102的上侧或图像观察侧上具有作为外表面的保护片1126。因此，保护片1126可与图像显示部件 1128成一体并且可覆盖图像显示部件1128。保护片1126可以是光学透明的以确保用户通过保护片1126观察在显示器1102的图像显示部件1128上呈现的图像。

在一些实施例中，保护片1126可以是厚度在25至200微米范围中的透明聚合物膜。作为若干个实例，保护片可以是透明聚酯，诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚萘二甲酸乙二酯(PEN)，或者是其他合适的透明聚合物膜或片，诸如聚碳酸酯或丙烯酸。在一些实施例中，保护片1126的外表面可包括涂层，诸如上述硬涂层。例如，在将保护片1126与显示器1102的图像显示部件1128组装之前或之后，可对保护片1126的外表面应用硬涂层。在一些实施例中，硬涂层可在其组合物中包括光引发剂或其他活性物质，诸如用于使保护片1126上的硬涂层固化。另外，在一些实施例中，保护片1126可用紫外光吸收染料来染色，或可用其他的紫外线吸收处理法来处理。例如，保护片可被处理成具有指定的紫外线截止，以使得低于截止或阈值波长的紫外光至少部分地由保护片1126吸收，由此保护图像显示部件1128免受紫外光。

根据本文中的一些实现方式，可使用流体光学透明粘合剂(LOCA) 将以上论述的部件中的一个或多个联接到显示器1102。例如，假设前灯部件1114的光导部分将被联接到显示器1102。通过将LOCA放置在保护片1126的外表面或上表面上，可将光导联接到显示器1102。如果LOCA到达保护片的角和/或外围的至少一部分，那么可对位于角和/或外围的至少一部分处的LOCA执行紫外线固化。此后，可对其余的LOCA进行紫外线固化，并且可将前灯部件1114联接到LOCA。通过首先使角和/或外围固化，所述技术有效地为其余LOCA创建阻隔物，并且还防止在LOCA层中形成气隙，由此增加前灯部件1114的效力。在其他实现方式中，可将LOCA放置在保护片1126的中心附近，并且通过将前灯部件1114放置在LOCA顶部上来朝向保护片1126的顶部表面的外围向外按压LOCA。随后可通过引导紫外光通过前灯部件1114来使LOCA固化。如以上论述，且如以下另外论述，可使用诸如保护层表面处理法的各种技术来防止LOCA和/或保护片1126变色。

尽管图11示出几个示例性部件，但是电子装置1100可具有另外的特征或功能性。例如，装置1100还可包括另外的数据存储装置(可移除的和/或不可移除的)，例如像磁盘、光盘或磁带。可驻留在控制板中的另外的数据存储介质可包括以任何方法或技术实现以用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据)的易失性和非易失性介质、可移除和不可移除的介质。此外，描述为驻留在装置1100内的功能性中的一些或全部在一些实现方式中可远离装置1100驻留。在这些实现方式中，装置1100可利用通信接口1118 来与这个功能性通信并且利用这个功能性。

虽然已用特定于结构特征和/或方法动作的语言描述了主题，但是将理解，所附权利要求中定义的主题不一定限于所述的具体特征或动作。实际上，具体特征和行为作为实现权利要求的说明性形式被公开。

本领域技术人员将理解，以上描述的几乎无限数量的变型是可能的，并且实施例和附图仅用来示出实现方式的一个或多个实例。

本领域技术人员将理解，在不背离要求保护的主题的情况下，可做出各种其他修改，并且等效物可被代替。此外，在不背离本文描述的主要概念的情况下，可以做出许多修改来使具体情况适应于要求保护的主题的教义。因此，要求保护的主题不意图限于所公开的具体实施方案，而是这种要求保护的主题还可包括落在所附权利要求书和其等效物的范围内的所有实施方案。

在以上详细描述中，为提供对要求保护的主题的彻底理解而阐述了许多具体细节。然而，本领域技术人员应理解，可以在没有这些具体细节的情况下实施要求保护的主题。在其他情况下，并未详细描述本领域一般技术人员将知道的方法、设备或系统，以免混淆要求保护的主题。

本说明书全篇中提到“一个实施方案”或“一实施方案”可意味着结合具体实施方案所描述的具体特征、结构或特性可包括在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”在本说明书全篇中各个地方的出现不一定意图指相同实施方案或所描述的任何一个具体实施方案。此外，将理解，所描述的具体特征、结构或特性可在一个或多个实施方案中以各种方式组合。当然，通常这些和其他问题可随着具体使用情境而改变。因此，描述或使用这些术语的具体情境可提供与针对所述情境得出的推断有关的有用指导。

条款

1.一种电润湿显示装置，其包括：

支撑板，其具有像素壁行和列，所述像素壁行和列限定单独的电润湿像素区；

其中每个单独的电润湿像素区包括：

第一金属层部分，其设置在所述支撑板的一部分上；

第一电介质层部分，其设置在所述第一金属层部分上；

第二金属层部分，其设置在所述第一电介质层部分上；

第一流体；

第二流体，其不能与所述第一流体混溶；以及

U形通孔，其使所述第一金属层部分与所述第二金属层部分电互连，其中所述U形通孔的至少一部分沿着所述单独的电润湿像素的所述像素壁中的一个或多个延伸。

2.如条款1所述的电润湿显示装置，其中每个单独的电润湿像素区还包括：

第二电介质层部分，其位于所述第二金属层部分上；以及

疏水层部分，其至少部分地覆盖所述第二电介质层部分并且设置在所述U形通孔的侧面和底部上。

3.如条款1所述的电润湿显示装置，其中所述第二金属层部分具有反射性，所述反射性被配置来反射照射在所述反射式电润湿显示装置上的光。

4.一种电润湿显示器，其包括：

支撑板；

电润湿像素，其通过像素壁彼此分离，其中每个电润湿像素包括：

第一导电层部分和第二导电层部分，其设置在所述支撑板上，其中所述第一导电层部分和所述第二导电层部分在所述电润湿像素的第一区中由电介质层部分分离，并且所述第一导电层部分和所述第二导电层部分在所述电润湿像素的第二区中彼此电接触，所述电润湿像素的所述第二区大致上邻近所述像素壁中的至少一个。

5.如条款4所述的电润湿显示装置，其中所述电润湿像素的所述第二区包括U形通孔。

6.如条款5所述的电润湿显示装置，其中使所述第一导电层部分与所述第二导电层部分分离的所述电介质层部分是第一电介质层部分，并且其中每个电润湿像素还包括：

第二电介质层部分，其至少部分地覆盖所述第二导电层部分；以及

疏水层部分，其至少部分地覆盖所述第二电介质层部分，其中所述疏水层部分设置在所述U形通孔的侧面和底部上。

7.如条款6所述的电润湿显示装置，其还包括电解质溶液，并且其中所述电解质溶液至少部分地响应于电压被施加到所述第二导电层部分而至少部分地填充所述U形沟道。

8.如条款5所述的电润湿显示装置，其中所述第二电介质层部分在所述电润湿像素的所述第一区中具有第一厚度，并且所述第二电介质层部分在所述电润湿像素的所述第二区中具有第二厚度，并且其中所述第一厚度大于所述第二厚度。

9.如条款5所述的电润湿显示装置，其还包括油，并且其中，至少部分地响应于电压被施加到所述第二导电层部分，施予在所述油上的力与所述电压除以所述第二电介质层部分的厚度成比例。

10.如条款4所述的电润湿显示装置，其还包括油，并且其中所述油至少部分地基于没有电压被施加到所述第二导体而在所述单独的电润湿像素的所述第二区中形成层。

11.如条款4所述的电润湿显示装置，其中所述像素壁还包括四个像素壁部分，所述四个像素壁部分围绕一个电润湿像素，并且其中所述电润湿像素的所述第二区邻近所述四个像素壁中的三个。

12.如条款11所述的电润湿显示装置，其还包括油，并且其中所述油至少部分地响应于电压被施加到所述第二导电层而聚集成珠子，所述珠子邻近所述四个像素壁部分中的一个。

13.如条款4所述的电润湿显示装置，其中所述第二导电层部分具有反射性，所述反射性被配置来反射照射在所述电润湿显示装置上的光。

14.如条款4所述的电润湿显示装置，其中所述支撑板是第一支撑板，并且还包括：

第二支撑板，其面向所述第一支撑板；以及

电解质溶液，其至少部分地填充所述第一支撑板与第二支撑板之间的空间。

15.如条款13所述的电润湿显示装置，其中所述第二支撑板包括第三导电层部分，并且其中所述第二导电层部分、所述第三导电层部分和所述电解质溶液形成电容器。

16.如条款4所述的电润湿显示装置，其中所述第一导电层部分包括薄膜晶体管(TFT)的漏极。

17.一种用于制造电润湿显示装置的至少一部分的方法，所述方法包括：

在支撑板上沉积导电层；

在所述导电层上沉积电介质层；

使所述电介质层图案化以形成包括沟道的图案化电介质层；

在所述图案化电介质层上方沉积疏水层；以及

在所述疏水层上形成像素壁，使得所述像素壁的至少一部分与所述沟道对齐。

18.如条款17所述的方法，其中所述导电层包括第一导电层并且所述电介质层包括第一电介质层，并且所述方法还包括：

至少部分地在沉积所述疏水层之前，在所述图案化的第一电介质层上沉积第二导电层；以及

在所述第二导电层上沉积第二电介质层。

19.如条款18所述的方法，其中所述第一导电层和所述第二导电层在所述沟道中彼此电连接，并且其中所述第一导电层和所述第二导电层在所述沟道外部通过所述第一电介质层彼此电绝缘。

20.如条款17所述的方法，其还包括：

用电解质溶液或油中的至少一种至少部分地填充所述沟道。

Claims (15)

1.一种电润湿显示装置，其包括：

支撑板；

电润湿像素，其通过像素壁彼此分离，其中所述电润湿像素中的一个电润湿像素包括：

第一导电层部分和第二导电层部分，其设置在所述支撑板上，其中所述第一导电层部分和所述第二导电层部分在所述电润湿像素的第一区中由电介质层部分分离，

其中所述第一导电层部分和所述第二导电层部分在所述电润湿像素的第二区中彼此电接触，在所述电润湿像素的所述第二区内所述电介质层部分的沟道中，所述沟道包括沿着所述像素壁中的一个的方向伸长的部分。

2.如权利要求1所述的电润湿显示装置，其中所述沟道在平面图中是U形的。

3.如权利要求2所述的电润湿显示装置，其中使所述第一导电层部分与所述第二导电层部分分离的所述电介质层部分是第一电介质层部分，并且其中所述电润湿像素还包括：

第二电介质层部分，其至少部分地覆盖所述第二导电层部分；以及

疏水层部分，其至少部分地覆盖所述第二电介质层部分，其中所述疏水层部分设置在所述沟道的侧面和底部上。

4.如权利要求3所述的电润湿显示装置，其还包括电解质溶液，并且其中所述电解质溶液至少部分地响应于电压被施加到所述第二导电层部分而至少部分地填充所述沟道。

5.如权利要求3所述的电润湿显示装置，其中所述第二电介质层部分在所述电润湿像素的所述第一区中具有第一厚度，并且所述第二电介质层部分在所述电润湿像素的所述第二区中具有第二厚度，并且其中所述第一厚度大于所述第二厚度。

6.如权利要求3所述的电润湿显示装置，其还包括油，并且其中，至少部分地响应于电压被施加到所述第二导电层部分，施予在所述油上的力与所述电压除以所述第二电介质层部分的厚度成比例。

7.如权利要求1所述的电润湿显示装置，其还包括油，并且其中所述油随着零电压被施加到所述第二导电层部分而在所述电润湿像素的所述第二区中形成层。

8.如权利要求1所述的电润湿显示装置，其中所述像素壁还包括四个像素壁部分，所述四个像素壁部分围绕所述电润湿像素，并且其中所述电润湿像素的所述第二区平行于所述四个像素壁中的三个而延伸。

9.如权利要求8所述的电润湿显示装置，其还包括油，并且其中所述油至少部分地响应于电压被施加到所述第二导电层部分而聚集成珠子，所述珠子邻近所述四个像素壁部分中的一个。

10.如权利要求1所述的电润湿显示装置，其中所述支撑板是第一支撑板，并且所述电润湿显示装置还包括：

第二支撑板，其面向所述第一支撑板；以及

电解质溶液，其至少部分地填充所述第一支撑板与所述第二支撑板之间的空间。

11.如权利要求10所述的电润湿显示装置，其中所述第二支撑板包括第三导电层部分，并且其中所述第二导电层部分、所述第三导电层部分和所述电解质溶液形成电容器。

12.如权利要求1所述的电润湿显示装置，其中所述第一导电层部分包括薄膜晶体管(TFT)的漏极。

13.一种用于制造电润湿显示装置的至少一部分的方法，所述方法包括：

在支撑板上沉积导电层；

在所述导电层上沉积电介质层；

使所述电介质层图案化以形成包括沟道的图案化电介质层，所述沟道包括细长部分；

在所述图案化电介质层上方沉积疏水层；以及

在所述疏水层上形成像素壁，使得所述沟道的所述细长部分沿着所述像素壁中的一个的方向伸长。

14.如权利要求13所述的方法，其中所述导电层是第一导电层并且所述电介质层是第一电介质层，并且所述方法还包括：

至少部分地在沉积所述疏水层之前，在所述图案化电介质层上沉积第二导电层；以及

在所述第二导电层上沉积第二电介质层。

15.如权利要求14所述的方法，其中所述第一导电层和所述第二导电层在所述沟道中彼此电连接，并且其中所述第一导电层和所述第二导电层在所述沟道外部通过所述第一电介质层彼此电绝缘。