CN107407743A - 具有多层支撑板的电润湿装置 - Google Patents

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Abstract

一种电润湿元件，包括第一流体和与所述第一流体不可混溶的第二流体。支撑板包括用于施加电压以控制所述第一和第二流体的配置的电极以及所述电极与所述第一或第二流体中的至少一者之间的多个层。所述多个层包括含有第一多个针孔的第一层和含有比所述第一层更少的针孔的第二层。所述第一层设置在所述第二层上，在所述第二层与所述第一或第二流体中的至少一者之间。

Description

具有多层支撑板的电润湿装置
背景技术
电润湿显示装置是已知的。在这种装置的示例的图像元件的关闭状态下，油层覆盖显示区域。在打开状态下，油层缩回以覆盖较少的显示区域。为了将图像元件切换到打开状态，经由导电流体和电极施加电压，传导流体与油不可混溶。为将图像元件切换到关闭状态，电压关闭。
随着时间的推移，电润湿显示装置的切换性能可能变差。期望改善电润湿显示装置的寿命。
附图说明
图1示意性地示出了示例性电润湿元件；
图2示意性地示出了图1的示例性电润湿元件的平面图；
图3示意性地示出了示例性电润湿元件的支撑板的层的示例；
图4示意性地示出了示例性电润湿元件的支撑板的层的另一示例；
图5是与制造电润湿元件的方法的示例相关的流程图；以及
图6示出了包括电润湿显示装置的示例性设备的示意性系统图。
具体实施方式
图1示出了电润湿显示装置1的示例的一部分的示意性横截面，所述显示装置包括多个图像元件或显示元件2，其中一个在图中示出，并且也可被称为电润湿像素。这样的像素或显示元件是电润湿单元或电润湿元件的示例，像素或显示元件是用于提供显示效果的电润湿元件的示例。显示元件的横向范围在图中由两条虚线3、4指示。显示元件包括第一支撑板5和第二支撑板6。支撑板可为每个显示元件的分开的部分，但是支撑板可由多个显示元件共同共享。支撑板可包括玻璃或聚合物基板7a、7b，并且可为刚性的或柔性的。一些示例中的支撑板包括比所示出的进一步的层和/或结构，例如用于控制显示元件的电路。为了清楚起见，未示出此类特征。
显示装置具有：观看侧8，可在观看侧上观看由显示装置形成的图像或显示；以及后侧9。在图中，第一支撑板5的表面在本示例中是基板7a的表面，其限定后侧9；第二支撑板6的表面在本示例中为基板7b的表面，其限定观看侧8；另选地，在其他示例中，第一支撑板的表面可限定观看侧。显示装置可为反射型、透射型或半透反射型。显示装置可为有源矩阵驱动或直接驱动显示装置。多个显示元件可为单色的。对于彩色显示装置，显示元件可分组，每组具有不同的颜色；另选地，单独的显示元件可能能够显示不同的颜色。
每个显示元件在支撑板之间的另外可被认为是腔室的空间10填充有两种流体。在图1的示例中，空间10填充有第一流体11和第二流体12，其中至少一种可为液体。第二流体与第一流体基本上不可混溶。因此，第一流体和第二流体基本上彼此不混合，并且在一些示例中不会在任何程度上彼此混合。在第一和第二流体基本上彼此不混合的情况下，可想到，在一些示例中，第一和第二流体可能存在一定程度的混合，但是这被认为是可忽略的，因为第一流体的大部分体积不与第二流体的大部分体积混合。第一和第二流体的基本上不可混溶性是由于第一和第二流体的性质，例如它们的化学组成；第一和第二流体趋向于保持彼此分离，因此倾向于不混合在一起以形成第一和第二流体的均匀混合物。由于这种不可混溶性，第一和第二流体对于没有电压施加时在图1中标记为55的界面处以及当施加电压时在标记为57的界面处彼此相遇，所述界面限定第一流体的体积和第二流体的体积之间的边界；这个界面或边界可被称为弯月面。示例中第一流体和第二层之间的界面的位置和形状由所施加的电压确定。图1中的第一层和第二层的厚度被示为示例；在其他示例中，第一和/或第二层可具有不同的厚度。
装置的第二流体是导电的或极性中的至少一者，即第二流体是导电的、极性的或两者，并且可为水、或盐溶液，诸如氯化钾在水中的溶液。第二流体可为透明的；其替代地可为着色的，例如或吸收的。装置的第一流体是不导电的，其可例如包括烷烃如癸烷或十六烷、硅油或十氢化萘(另外称为双环-4,4,0-癸烷)。
示例中的是导电的意味着第二流体能够导电；例如由于离子流过第二流体，所以电流可流过第二流体。示例中的极性意味着第二流体包括至少一种具有具净偶极子的分子的化合物(例如液体载体)；即跨越分子结构，由于电子分布，分子具有整体偶极矩，其中分子的至少一部分具有负电荷，并且分子的至少一个不同部分具有正电荷。这种偶极矩包括永久偶极子。极性是例如通过分子中存在一个或多个原子与原子键引起的，例如其中一个原子是杂原子，诸如氧或氮。例如，这样的极性原子与原子键是氧(O)原子和氢(H)原子之间的键，即-O-H键，在一些示例中其可是由于存在至少一个羟基(-OH)基团。这种键的存在可能导致第二流体内的不同分子之间的氢键合。
第一流体可吸收可见光谱的至少一部分。第一流体对于可见光谱的一部分可为透射性的，形成彩色滤光器。为此，可通过添加颜料颗粒或染料来使第一流体着色。另选地，第一流体可为黑色的，即基本上吸收可见光谱的所有部分，或为反射的。反射的第一流体可反射整个可见光谱，使得层出现白色，或反射其一部分，使其具有颜色。在示例中，第一流体是黑色的，并且因此例如在可见光光谱中吸收光谱的基本上所有部分。通常，光谱的基本上所有部分可包括一定程度的变化，因此第一流体可能不吸收所有波长，但是吸收给定光谱诸如可见光谱内的大部分波长，以便执行元件中第一流体的功能。因此，第一流体可被配置为吸收入射在第一流体上的基本上所有的光。例如，第一流体可吸收可见光谱中并入射在第一流体上的90％或更多的光。
第一支撑板5包括绝缘层13。绝缘层可为透明的，例如完全透明的，换句话说，例如至少对于可见光是透射的。绝缘层13可在显示元件的壁之间延伸。为了避免第二流体12和布置在绝缘层下方的电极之间的短路，绝缘层的层可在多个显示元件2上方不间断地延伸，如图所示。绝缘层具有面对，即最靠近显示元件2的空间10的表面14。绝缘层的厚度可小于2微米，并且可小于1微米；例如，绝缘层的厚度可为400纳米或以下。
本文所述的示例中的绝缘层例如由层15和阻挡层16形成，层15例如由疏水材料诸如特氟隆形成，阻挡层16具有预定的介电性质，层15面对，即更靠近空间10，如图所示。示例中的阻挡层16由多层形成，如下面更详细地描述。阻挡层16可具有在垂直于基板平面的方向上获得的在50纳米和500纳米之间的厚度。
在没有施加电压的情况下，即在施加的电压为零电压的情况下，第一流体11优选地粘附到绝缘层13的表面，以与第一流体邻接，因为用于与第一流体邻接的表面对于第一流体比对于第二流体具有更高，即更大的可润湿性；因此所述表面可能是疏水性的。如将说明，在施加的电压为非零电压或驱动电压的情况下，表面对于第二流体相比于对于第一流体具有更高的可湿润性；即具有施加的非零电压的表面可被认为是亲水的。可润湿性涉及流体对固体表面的相对亲和力。可润湿性可通过流体边界和固体表面之间的接触角来测量。接触角由流体-固体边界处流体和固体之间的表面张力差异确定。例如，表面张力的高差异可指示疏水性质。如本领域技术人员将理解，如果与水的接触角大于90度，则材料可被认为是疏水的；因此如果与水的接触角小于90度，则材料因此可被认为是亲水的。
每个显示元件2包括作为支撑板5的一部分的第一电极17。在所示的示例中，每个元件存在一个这样的电极17；在其他示例中，每个显示元件可存在多于一个电极。电极17通过绝缘层13与第一和第二流体电绝缘；相邻的显示元件的电极由非传导层分开，但是在其他示例中，一个或多个相邻显示元件的电极可电连接。在一些示例中，可在绝缘层13和电极17之间布置另外的层。电极17可为任何期望形状或形式。显示元件的电极17通过图中示意性地指示的信号线18被供应电压信号。
第二支撑板6例如包括第二电极19，所述第二电极可在显示元件的壁之间延伸，和/或设置在例如位于显示元件的壁上方和/或覆盖或重叠显示元件的壁和/或不间断地延伸在多个显示元件2上方，如图所示。电极19与第二流体12电接触，并且对于所有显示元件是共有的。电极17和19可由例如透明传导材料氧化铟锡(ITO)制成。第二信号线20连接到电极19。另选地，电极可布置在支撑板的边界处，其中其与第二流体电接触。当所有元件通过第二流体流体连接并共享第二流体、不为壁所中断时，这个电极可能是所有元件共有的。显示元件2可通过施加在信号线18和20之间的电压V来控制。信号线18可耦合到基板7a上的控制线的矩阵。信号线18和20耦合到显示驱动系统。
在本示例中，第一流体11通过至少一个壁(在本示例中为壁21)限制在显示元件上，所述流体遵循显示元件的横截面。显示元件的横截面可具有任何形状；当显示元件以矩阵形式布置时，横截面通常是正方形或矩形。虽然所述壁被示出为从绝缘层13突出并形成在绝缘层13的表面上的结构，但是它们可替代地是排斥第一流体的支撑板的表面层的一部分，诸如亲水或不太疏水的层。壁可从第一支撑板向第二支撑板延伸，但是可替代地部分从第一支撑板向第二支撑板延伸，如图1所示。
由虚线3和4指示的显示元件的范围由壁21的中心限定。由虚线22和23指示的显示元件的壁之间的表面的区域被称为显示区域24，显示效果发生在所述显示区域上。上面形成有壁的表面的区域可被称为壁区域。对应于显示区域的范围的表面14的范围在本示例中是疏水的。显示效果取决于第一和第二流体与由显示区域限定的表面邻接的程度，这取决于上述施加的电压V的量值。施加电压V的量值因此确定电润湿元件内的第一和第二流体的配置。换句话说，显示效果取决于显示元件中的第一和第二流体的配置，所述配置取决于施加到显示元件的电极的电压的量值。显示效果为观看显示装置的观察者产生显示元件的显示状态。当将电润湿元件从一个流体配置切换到不同的流体配置时，第二流体与显示区域表面邻接的程度可增加或减少，其中第一流体与显示区域表面邻接的程度分别减小或增加。
图2示出了第一支撑板的疏水表面的平面图中的矩形图像元件的矩阵。对应于图1中的虚线3和4的图2中的中央图像元件的范围由虚线26指示。线27指示壁的内部边界；线27也是显示区域24的边缘。
当在电极17和19之间施加零或基本零电压时，即当电润湿元件处于关闭状态时，第一流体11在壁21之间形成一层，如图1所示。施加电压将导致第二流体使第一流体移位以收缩，例如缩回第一流体，例如抵靠壁，如图1或图2中的虚线形状25所示。根据所施加的电压的量值，第一流体的可控形状用于将图像元件作为光阀操作，从而在显示区域24上方提供显示效果。例如，切换流体以增加第二流体与显示区域的邻接可增加由元件提供的显示效果的亮度。这个显示效果确定观察者在朝向显示装置的观看侧观看时将看到的显示状态。显示状态可从黑色到白色，具有任何中间灰色状态；在彩色显示装置中，显示状态也可包括彩色。
现在将参照图3和图4描述用于电润湿元件的支撑板的多个层的示例。在这些示例中，多个层形成图1的阻挡层16，但是在其他示例中，除了这里描述的多个层之外，进一步的层可形成阻挡层的一部分。
图3示出了电润湿元件的支撑板的多个层28的示例。多个层28包括设置在例如位于第二层32上的第一层30。例如，第二层32的表面比第二层32的其他表面更靠近第一和第二流体的表面，其与第一层30的表面接触。第一层30包括统一以参考数字34提及的第一多个针孔34a、34b、34c。针孔通常是从层的一侧基本上直接通到另一侧的穿孔。例如基本上直接通过层的针孔(例如穿孔)可例如直接地或大致直接通过层。例如，穿过针孔的路径可具有大致等于层的厚度的长度，诸如等于层厚度，或者比层厚度大至少1％、2％、5％或10％或比所述层厚度大所述层厚度的20％、30％、40％、小于50％、大约50％或50％中的至少一者。在一些示例中，层厚度是例如横跨层的整个范围的平均层厚度，例如中间层厚度。针孔的一端可至少部分与针孔的另一端重叠，使得可在两个端部之间绘制大致直线，例如在线的长度上具有小于20度的偏差。如本领域技术人员将理解，针孔是技术术语；针孔的尺寸不一定与针的尺寸相对应。针孔可具有纳米级的宽度，其可与可传送通过针孔的分子的大小相当或比其更大(该分子可另外称为渗透分子)，例如大于或等于0.3纳米，水和/或氧作为渗透分子。针孔可具有各种形状；例如，针孔可是朝向一端的圆柱形、立方体形或锥形。
第二层32具有比第一层30更少的针孔，例如少至少一个数量级。例如，第二层可具有可忽略的针孔数量，例如，针孔密度为每100μm2(平方微米)一个针孔或更少。相比之下，第一层每100μm2(平方微米)可具有多于一个针孔，或者一个针孔和相邻针孔之间的距离是至多1μm(微米)，该距离另外可称为分布长度。在其他示例中，第二层可基本上没有针孔，例如具有在测量公差内的零针孔或具有零针孔。
可使用各种方法检测针孔，如本领域技术人员将理解。例如，例如无机层中的针孔可通过电镀所述层进行装饰，并且然后可使用扫描电子显微镜(SEM)对所述层进行成像，以获得针孔是可见的层的图像。例如，铜可电镀在层上，并且然后使用光学或电子显微镜检查，如本领域已知的。另选地，在一些情况下，光可从形成在针孔处的气泡散射。在这种情况下的散射光可被直接成像，也可使用例如SEM。在例如无机层中可视化针孔的其他技术包括如本领域已知的共聚焦显微镜和透射电子显微镜。这些技术包括使施加在例如沉积在聚合物基板上的无机层暴露于氧(O2)反应离子蚀刻(RIE)等离子体。暴露于原子氧，O2等离子体中的主要反应性物质导致通过存在于无机层中的针孔蚀刻聚合物基板，其可使用上述光学技术而可见。
在图3的示例中，支撑板的多个层28设置在例如位于例如接触电极(未示出)的所述层中的一层与第一流体或第二流体中的至少一者之间，其中电极用于施加电压来控制第一流体和与第一流体不可混溶的第二流体的配置(也未示出)。第一层30设置在例如位于第二层32与第一和第二流体中的至少一者之间。例如，图3的多个层28可形成图1和图2的阻挡层16或成为其一部分，如上所述，其形成第一支撑板5的一部分并且定位在第一电极17与第一和第二流体11、12之间。支撑板还可包括疏水层，诸如图1的层15，第一流体邻接疏水层表面的至少一部分。在示例中，疏水层按重量或体积计包括疏水材料的80％以上、90％以上、95％以上、大约100％或100％。疏水层的其余部分可例如由与疏水材料不同的材料形成。在支撑板包括疏水层的示例中，疏水层可为多个层的层或单独的层(如图1和图2的示例中所示)。应当理解，在另外的示例中，图3的多个层可为支撑板的一部分，其不同于参考图1和图2描述的支撑板，如将在下面更详细描述。
如所已知，电润湿元件包括电容器；电容器的第一板是第一电极，并且电容器的第二板是第二流体，经由第二电极向第二流体提供电荷。因此，在示例中，第一电极和第二流体之间的多个层28形成介电层。因此，电润湿元件的电容可取决于多个层28的性质。
在示例中，向多个层提供某些性质允许获得电极和流体之间的相对较高的电容耦合。与具有较低电容耦合的元件相比，这可降低必须施加到电极的驱动电压以获得期望的显示效果。因此，这可降低电润湿元件的功率消耗。
示例中的多个层28除了对电润湿元件的电容作出贡献之外还具有另外的功能。通过在包括比第一层更少的针孔的第二层上提供具有第一多个针孔的第一层，第一流体和第二流体中的一个或两个的至少一种成分从电润湿元件的空间10例如通过第一支撑板5的绝缘层13朝向第一电极17并且在某些情况下到第一电极17上的泄漏，与没有这些层的元件相比，可被限制或减小。因此，这可有助于维持电润湿元件的机械和电气完整性。因此，根据示例提供具有多个层的支撑板可增加电润湿显示装置的寿命，如现在将要说明。
第二流体的至少一种成分从元件的空间的泄漏指的是第二流体的至少一种成分退出或离开元件的空间的任何通过或移动，例如朝向电极，诸如图1的第一电极17，所述泄漏可能不利地影响元件的性能。例如，可通过这种泄漏来改变可针对给定施加电压由元件获得的显示状态，这可能导致显示质量的劣化。因此，第二流体的至少一种成分从电润湿显示装置的多个元件的相应空间的泄漏可降低装置的寿命。在另外的示例中，设想对于第一流体或第二流体中的至少一者的至少一种成分可能发生这种泄漏；换句话说，第一流体和第二流体中的一者或两者的至少一种成分可能发生这种泄漏。例如，至少一种成分可例如是第一种流体或第二种流体的分子成分中的一种或多种，例如所有的分子成分。
直接通过已知元件中的层的针孔允许第二流体的至少一种成分穿过所述层，并且从而退出元件的空间，朝向下面的电极并且可能最终到达下面的电极。相比之下，通过提供如本文所述的示例中包括比第一层更少的针孔的第二层使得来自第一层的针孔不一直例如连续延伸穿过第一层和第二层，而限制第一流体或第二流体中的至少一者的至少一种成分通过。因此，根据本文所述的示例的多个层限制或减少第一流体或第二流体中的至少一者的至少一种成分从电润湿元件的空间例如朝向电极的泄漏。如上所说明，这可增加包括电润湿元件的电润湿显示装置的寿命。例如，在第二流体包括水的情况下，根据示例的多个层可减少水传送例如扩散通过多个层中的至少一个，并且降低水入射在下面电极上的速率。
将介电性质和泄漏减少功能组合在多个层中允许简单并经济有效地制造具有这些功能的电润湿元件。
返回参考图3，在此示例中，第一层30的第一多个针孔34的针孔34a具有最靠近空间并且因此最靠近第一和/或第二流体中的至少一个的第一端36，和最靠近第二层32的第二端38。针孔路径40从针孔34a的第一端36延伸到第二端38。在示例中，针孔路径40是使得可发生第一或第二流体中的至少一者的至少一种成分例如(第二流体的水)传送通过第一层30。在示例中，第一流体或第二流体中的至少一者的至少一种成分传送通过第一层可包括至少一种离子物质，例如溶解在第一流体中的至少一种气体的分子的钠离子Na+、钾离子K+、碘离子I-、氯离子Cl-。
图3示出了第一层30中的针孔34a的各种特征，包括位于针孔34a和第二层32之间的界面处的第二端38。针孔端部通常包括在存在针孔的层的表面处或在两层之间的界面处的针孔的部分，两层中至少一者包括针孔。根据针孔的形状，端部可具有各种形状，例如横截面形状、边缘形状、材料均匀性等的变化。端部还可仅包括开口，或者开口以及针孔的与开口共同延伸的某个小部分。
在示例中，传送涉及第一流体或第二流体中的至少一者的至少一种成分入射在第一层的一侧上、行进通过第一层并且然后在相对侧上退出第一层。例如，传送可指第一流体或第二流体中的至少一者的至少一种成分的穿过第一层的通过、迁移、扩散或其他移动。第一流体或第二流体中的至少一者的至少一种成分的通过仅部分通过第一层，例如使得第一流体或第二流体中的至少一者的至少一种成分进入但是不退出第一层，所述通过在示例中不被认为第二流体的至少部分传送通过第一层。
在图3所示的示例中，第一多个针孔34的针孔各自具有这样的针孔路径40(尽管为了清楚起见仅标注了一个针孔路径40)，但是在其他示例中，第一多个针孔中的至少一个针孔可具有针孔路径。在另外的示例中，第一多个针孔的针孔可在第一和第二端之间具有一个或多个路径，其不适于第一或第二流体中的至少一者的至少一种成分通过。在示例中，一个或多个路径可比第二流体的至少一种成分(例如水分子)的分子大小更窄。这种路径不被认为是“针孔路径”。
在示例中，在第二流体由多于一种成分形成的情况下，例如不同的分子成分诸如水和多元醇，第二流体的一些成分可能能够通过针孔路径，而有些可能不能通过。这可能是第二流体的一些成分(例如一种成分)足够小以适应穿过针孔并且跟随针孔路径而第二流体的其他成分太大的情况。另选地，例如，在与第二流体的分子相比针孔相对较大的情况下，第二流体的所有成分可通过针孔路径。
尽管第一流体或第二流体中的至少一者(例如第二流体)的至少一种成分能够通过图3的针孔路径40，但是已经令人惊奇地认识到，仍然可通过提供第二层32来限制第一流体或第二流体中的至少一者的至少一种成分从电润湿元件的空间的泄漏，所述第二层包括比第一层30更少的针孔，如上所述。因此，即使第一层30被制造成使得其包括提供针孔路径40的针孔以传送第一流体或第二流体中的至少一者的至少一种成分，也可限制第一流体或第二流体中的至少一者的至少一种成分的泄漏。
在示例中，第一多个针孔的至少一个针孔的针孔路径，诸如图3所示的针孔路径40，具有基本上等于第一层厚度的长度。例如，针孔路径的长度可等于或大致等于第一层的厚度，例如允许一定程度的变化，诸如比层厚度大至少1％、2％、5％或10％，或比第一层的厚度大第一层厚度的20％、30％、40％、小于50％、大约50％或50％中的至少一者。因此，针孔路径可提供基本上直的路线，用于将第一流体或第二流体中的至少一者的至少一种成分传送通过第一层，即基本上没有偏差的路线或路径，其可例如接近直线，如上文参考针孔本身所说明并且如例如图3中以参考数字40所示。即使针孔路径提供穿过第一层的基本上直的路线，根据本文所述的示例提供多个层，显著地减少流体从元件的泄漏，从而与已知的电润湿元件相比改善元件的寿命。
图3的示例中的第二层32具有与第一层30接触的第一表面42和最靠近电极(未示出)并且在一些示例中与所述电极接触的第二表面44。在本示例中的第二层32具有多个迁移路径46a、46b、46c，统一用参考数字46提及，其中一些在图中示意性地示出，用于将第一流体或第二流体中的至少一者(例如第二流体)的至少一种成分传送通过第二层32，其中术语传送将如上所述地理解。
迁移路径例如是第二层内的任何空的空间或空隙，其足够大以使第一流体或第二流体中的至少一者的至少一种成分通过。例如，聚合物分子例如聚合物链之间的空隙，至少部分形成第二层的材料中的分子或孔之间的间隙空间，可被认为形成迁移路径的至少一部分，其中这种空隙或空间允许第一流体或第二流体中的至少一者的至少一种成分例如通过扩散、毛细管作用或其他传送过程迁移通过第二层。实际上，迁移路径可被认为是任何通道或导管，第一流体或第二流体中的至少一者的至少一种成分可通过所述通道或导管而通过第二层。因此，可考虑提供针孔路径的针孔来提供迁移路径；换句话说，针孔路径是迁移路径的一个子集。相比之下，相反情况并不总是如此：迁移路径并不是所有的针孔路径。如上所说明，针孔路径是通过针孔的路径，如本领域所理解并且如上所述。因此，不是针孔的其他空隙或空间不形成针孔路径，尽管它们可形成迁移路径，前提是它们允许第一流体或第二流体中的至少一者的至少一种成分传送通过第二层。此外，如上所说明，图3的示例中的第二层32包括比第一层30更少的针孔。因此，在示例中，第二层的迁移路径的基本上所有例如90％以上或95％以上、大约100％或100％不是针孔路径；替代地，它们由不是针孔的其他空隙或空间形成。因此，第二流体的至少一种成分通过第二层的迁移例如由第二层的扩散性质主导，例如扩散性和/或溶解性性质，而第二流体的至少一种成分通过第一层由固有地存在于层中的针孔主导。
在示例中，诸如图3所示，迁移路径46中的至少一个具有至少是第二层32的厚度的两倍的长度。迁移路径的至少一个在示例中可延伸到相邻的电润湿元件中，例如至少一个迁移路径延伸到相邻电润湿元件的第二层(类似于第二层32)中；这两个电润湿元件的第二层可由延伸横跨两个电润湿元件的单个连续材料层形成。因此，图3的迁移路径46提供用于使第一流体或第二流体中的至少一者的至少一种成分迁移穿过第二层32的相对迂回的路线。在另外的示例中，迁移路径的至少一个可横向延伸穿过第二层一距离，所述距离至少是第二层厚度的两倍，或者迁移路径的至少一个可横向延伸到相邻电润湿元件的第二层中，例如通过沿着侧向方向诸如沿着平行或基本上平行于上文参考图1所述的显示区域的平面的方向(例如在平行的加或减1％、2％、5％或10％内)延伸，例如，所述平面可为水平的。在图3的示例中，迁移路径中的一个46c横向延伸距离48，所述距离至少是第二层32的厚度50的两倍大。
因此，显著长于或具有大于第二层的厚度的横向范围的迁移路径因此可为第一流体或第二流体中的至少一者的至少一种成分提供穿过第二层的路线，所述路线例如是弯曲的、蜿蜒的或迂回的。这种弯曲的迁移路径可降低第一流体或第二流体中的至少一者的至少一种成分传送通过第二层的速率，并因此降低第一流体或第二流体中的至少一者的至少一种成分的泄漏速率。
注意到，在迁移路径中的至少一个具有横向范围的情况下，当在电极和第二流体之间施加电压时存在的电场不帮助第一流体或第二流体中的至少一者的至少一种成分移动穿过多个层。这是因为迁移路径的横向范围的方向与电场线不对齐或不重合，例如至少部分正交，这意味着在迁移路径的这些部分中在横向方向上没有电场梯度，并且因此没有用于沿着迁移路径在横向方向上移动第二流体的至少一种成分和在一些示例中第一流体的至少一种成分例如水和/或离子穿过多个层的驱动力。这种效果有助于例如通过增加第一流体或第二流体中的至少一者的至少一种成分从第二层的一侧通到第二层的相对侧所需的时间，而减少第一流体或第二流体中的至少一者的至少一种成分穿过第二层的传送。
在示例中，多个迁移路径中的一个迁移路径具有最靠近第一层的第一端和最靠近电极的第二端，其中端部是例如如上所述。在这些示例中，迁移路径的第一端可横向偏离第一多个针孔的至少一个针孔的第二端，其中横向是例如如上所述。图3示出了这样一个示例。在图3中，一个迁移路径46a的第一端52不与第一多个针孔34中的一个针孔34a的第二端38对齐；因此，迁移路径46c的第一端52被认为是从针孔34a的第二端38横向偏移。当迁移路径46a的第一端52处于与针孔34a的第二端38不同的位置时，已经行进通过穿过针孔34a的针孔路径40的第一流体或第二流体中的至少一者的至少一种成分因此必须从针孔34a的第二端38横向行进到迁移路径46c的第一端52，以使其开始通过第二层32。这因此增加了使第一流体或第二流体中的至少一者的至少一种成分传送通过第一和第二层30、32所需的时间，这在示例中减少了第一流体或第二流体的至少一种成分从电润湿元件泄漏的速率。
在示例中，例如，如图3的示例，第一层30包括具有第一传送速率的材料，用于将第一流体或第二流体中的至少一者的至少一种成分例如第二流体的至少一种成分传送通过第一层30，并且第二层32包括具有第二传送速率的材料，用于将第一流体或第二流体中的至少一者的至少一种成分传送通过第二层32。示例中的传送速率是流体或流体的至少一种成分通过层的传送速率，换句话说是通过速率。如本领域技术人员应理解，可使用各种技术来测量传送速率，包括按质量测量流体的增益或损失的重量测定技术；钙(Ca)测试，其可用于通过测量透射率或反射率随时间的变化而测量沉积在钙或钡的薄膜上的层的透水性；以及Mocon测试，其使用库仑检测器来测量水蒸气的渗透(可购自Mocon Inc.，美国尼苏达州明尼阿波里斯市7500门德尔松大道N号，邮编55428)。应当注意，为了相互比较，第一和第二传送速率将在相同条件下测量，例如温度和湿度，以确保两次测量之间的准确比较。
在这些示例中，诸如图3的示例，第一传送速率可能低于第二传送速率。这是直观的：尽管第一层30包括针孔并且第二层32包括比第一层30更少的针孔，但是通过第一层30的第一传送速率仍然可低于通过第二层32的第二传送速率。这可能是例如以下情况：其中第二层具有相对大的量和/或大小的迁移路径，使得与第一层相比，第一流体或第二流体中的至少一者的至少一种成分可更容易地通过第二层，和/或第一流体或第二流体中的至少一者的至少一种成分更多地可同时穿过第二层；以及其中第一层具有较小密度的针孔和/或较小大小的针孔，使得第一流体或第二流体中的至少一者的至少一种成分不能一样容易地或快速地通过第一层。尽管第二传送速率高于第一传送速率，但是这些示例仍然限制第一流体或第二流体中的至少一者的至少一种成分从电润湿元件的空间的通过。在第一层30下方引入第二层32意味着存在从一种材料(具有多个针孔)向另一种材料(其包括比第一层更少的针孔)的过渡，使得在用于传送第一流体或第二流体中的至少一者的至少一种成分的第一层30的针孔34和穿过第二层32的迁移路径46之间可能存在不连续性，如图3的示例中所示出，其可降低第一流体或第二流体中的至少一者的至少一种成分(例如第二流体的至少一种成分)传送通过第一和第二层30、32的组合的速率。在另外的示例中，第一传送速率可替代地高于第二传送速率。
在示例中，例如图3的示例，第一层30的单位体积(其中单位体积为给定体积，例如1立方微米(μm3)或1立方毫米(mm3))具有一起占据第一总空隙体积的第一多个空隙，并且第二层32的单位体积具有一起占据第二总空隙体积的第二多个空隙，其中第一和第二层30、32的单位体积具有相同的体积。在这些示例中，第一总空隙体积低于第二总空隙体积。第一和第二空隙体积可分别称为单位体积的第一和第二空隙率。空隙通常是材料中的任何空间。因此，例如，针孔、间隙空间和孔是所有类型的空隙。如本领域技术人员将理解，可使用各种方法来测量材料的空隙率。这些方法包括透射电子显微镜(TEM)；样品的工业计算机断层扫描(CT)以创建该样品的外部和内部几何形状的3D渲染，并且然后分析渲染以确定空隙率；重量测定法，其涉及以液体浸透空隙并且然后执行解吸技术，例如通过加热炉中的样品，同时执行重量测定或量热分析(分别称为热重量测定分析(TGA)和差异扫描量热法(DSC))；光学方法，其涉及确定与显微镜下可见的空隙区域相比的材料区域；涉及以下步骤的方法：确定样品的固体部分的体积，确定包括空隙的样品的总体积，且然后从其中计算空隙率；以及原位椭圆测定法(也称为“椭圆孔隙率测量法”)，其涉及在例如有机溶剂的吸收和解吸期间监测分析层的折射率变化。
在第二空隙率高于第一空隙率的情况下，在示例中，诸如图3的示例，第二层32可通过将第一流体或第二流体32中的至少一者的至少一种成分捕获在其空隙中而以似海绵的方式起作用，从而降低第一流体或第二流体中的至少一者的至少一种成分传送通过第二层32的速率。
在示例中，诸如图3的示例，第一层30包括至少一种无机材料，并且第二层32包括至少一种有机材料。例如，第一层30按重量或按体积计可包括至少一种无机材料的80％以上、90％以上、95％以上、大约100％或100％，并且第二层32按重量或按体积计可包括至少一种有机材料的80％以上、90％以上、95％以上、大约100％或100％。有机材料通常是包括与氢原子键合的碳原子即C-H键的任何材料或化合物。有机化合物可例如是聚合物。如本领域技术人员将理解，在示例中，聚合物是由多个重复单体分子形成的分子，例如连接在一起以形成聚合物分子的主链。如本领域技术人员将理解，重复单体分子可能不全部相同；例如，有机化合物可为包括以任意比例重复的两个不同单体分子的共聚物。在示例中，有机材料包括多个聚合物分子，它们可一起形成无定形固体材料；术语无定形被认为是指材料基本上例如主要地或全部是非结晶的。非结晶材料例如不具有结晶结构，或不主要是结晶的，结晶结构具有规则结构，例如其中的原子有序排列，其例如被布置为二维或三维晶格。在其他示例中，有机材料可包括具有基本上(例如主要是或全部)结晶结构的聚合物，其例如具有有序排列的分子链，例如折叠链。
相比之下，在示例中，无机材料是任何不是有机物的材料或化合物。因此，无机材料或化合物可不包括碳，或可不包括与氢原子键合的碳原子(即C-H键)。无机材料可例如是结晶材料，例如由于使用诸如本文所述的气相沉积工艺的形成。在其他示例中，无机材料可为无定形的。可认为无机材料包括形成一个或多个晶格的原子，例如具有结晶或无定形的结构。
例如，第二层可包括以下一者或多者：聚(偏二氟乙烯)(-(C2H2F2)n-)、包括二氧化钛(TiO2)颗粒的聚(偏二氟乙烯)、包括二氧化锆(ZrO2)颗粒的聚(偏二氟乙烯)、聚(偏二氟乙烯-共-六氟丙烯)((-CH2CF2-)x(-CF2CF(CF3)-)y)、包括二氧化钛颗粒的聚(偏二氟乙烯-共-六氟丙烯)、包括二氧化锆颗粒的聚(偏二氟乙烯-共-六氟丙烯)、聚(乙烯醇)((CH2CH(OH))n)、包括二氧化钛颗粒的聚(乙烯醇)、包括二氧化锆颗粒的聚(乙烯醇)、氰基乙基普鲁兰多糖(C6H7O2(OR)3)n，其中R＝H或CH2CH2CN，包括二氧化钛颗粒的氰基乙基普鲁兰多糖、包括二氧化锆颗粒的氰基乙基普鲁兰多糖、聚酰亚胺(C22H10N2O5)、包括二氧化钛颗粒的聚酰亚胺、包括二氧化锆颗粒或有机硅基材料的聚酰亚胺，例如有机硅基薄膜，其中示例中的有机硅基材料是包括至少一个碳-硅键的一种化合物或多种化合物，如本领域技术人员应理解。在上述和下面的示例中，x、y、z和n是整数。如本领域技术人员将理解，这些材料容易商购获得，并且例如可在沉积期间由溶液或由诸如聚合反应的化学反应形成，例如，如下文将更详细地描述。在示例中，第二层可包括以下中的一者或多者：热塑性聚合物(例如在加热时成为具有塑性性质的流体并在冷却时硬化的材料)、热固性聚合物(例如，是流体的材料，例如具有塑性性质，在加热和/或暴露于辐射时硬化)、或共聚物(例如由至少两种不同单体形成的聚合物)。应指出的是，在将二氧化钛或二氧化锆提及为由聚合物材料包括的情况下，该二氧化物例如分散在聚合物材料中。
另外或另选地，第一层可包括以下中的一者或多者：氧化硅(SiOx)例如二氧化硅(SiO2)、氮化硅(a-SixNyOz:H)、氧化铝(AlxOy)、氧化钽(Ta2O5)、氧化铪(HfO2)、二氧化钛(TiO2)或二氧化锆(ZrO2)。例如，第一层可包括以下一者或多者：氧化物、氮化物、氧氮化物、碳化物或碳氮化物。可直接使用诸如溅射沉积或物理气相沉积等方法施加例如沉积包括示例中的这些化合物中的一种或多种的第一层，或者可通过诸如化学气相沉积、等离子体增强化学气相沉积或原子层沉积等沉积期间的化学反应由反应腔室中或与基板接触的前体形成所述第一层。例如，当将气体或液体前体引入等离子体时，可施加例如沉积第一层。例如，氮化硅可由氩(Ar)、氨(NH3)、硅烷(SiH4)、氮(N2)和/或氢(H2)沉积，二氧化硅可从六甲基二硅氧烷(HMDSO)液体和氧(O2)沉积，并且氧化铝可由三甲基铝液(TMA)和氩(Ar)气沉积。下面更详细地描述施加第一层的示例性方法。
如上所说明，在示例中，第一和第二层用作介电材料。在示例中，第一层包括具有基本上等于或高于3.5中的一个的第一介电常数的材料，并且第二层包括具有基本上等于或高于3.5中的一个(例如3.5的加或减10％内)的第二介电常数的材料。图3示出了这样一个示例。具有等于或高于3.5的介电常数的材料在本文的示例中被认为是高介电材料。如在图3中，提供包括高介电常数材料的第一和第二层30、32，增加电润湿元件的电容，并且从而增加电极与第一和第二流体之间的电容耦合。如上所说明，与具有较低电容耦合的元件相比，示例中的相对较高的电容耦合允许施加较低的驱动电压到电极以获得期望的显示效果。因此，这可降低电润湿元件的功率消耗。在其他示例中，另选地或除了增加电润湿元件的电容之外还可提供尽可能薄的第一和/或第二层。
在另外的示例中，第二层包括介电常数小于3.5的材料和介电常数为基本上等于或高于3.5中的一个的材料。例如，可能难以施加例如沉积具有高介电常数的薄层材料。相比之下，可能更容易稀薄地施加低介电常数材料。因此，通过形成具有低介电常数(换句话说，介电常数小于3.5)的材料和具有高介电常数的材料的组合的层，所述层可以高于所述层不包括高介电常数材料的情况下将实现的整体电容耦合来沉积。在示例中，第二层包括含有二氧化钛和/或二氧化锆颗粒的聚酰亚胺，其中在示例中，如本领域技术人员将理解，聚酰亚胺是低介电常数有机材料，并且二氧化钛和二氧化锆是高介电常数材料。
现在参考图4，图4示出了用于电润湿元件的支撑板的多个层的另一示例。本示例的特征与先前描述的特征类似，并且使用以100递增的相同的参考数字来指代和示出；对应的描述应该也适用。
图4的多个层128包括含有第二多个针孔56的第三层54。应当注意，关于第三层的短语“第二多个针孔”用于清楚地区分第三层的多个针孔与第一层的多个针孔。因此，在示例中，第一层不具有第二多个或其他多个针孔，并且第三层不具有第一多个或其他多个针孔。
第三层54类似于图3的第一层30；参考图3的第一层30描述的特征也可存在于图4的第三层54中。图4的第二层132设置例如位于第三层54上例如与第三层54接触、在第一层130和第三层54之间。在示例中，第三层54与电极例如图1的第一电极17接触，但是在其他示例中，在第三层和电极之间可能存在其他层或部件，使得第三层不接触电极。通过向图3的示例的两层添加第三层，可进一步减少第一流体或第二流体中的至少一者的至少一种成分通过多个层的传送；在多个层中包括额外层可甚至进一步降低第二流体的至少一种成分从电润湿元件的空间泄漏的速率。而且，示例中这样的第一层、第二层和第三层的堆叠增加了支撑板的结构刚度，但是在一些示例中仍然可使用如本领域已知的卷绕工艺来给出足够的柔性用于制造电润湿元件。
在另外的示例中，多个层可包括一个或多个另外的层，每个层可包括或可不包括针孔。例如，多个层可包括一对重复层，诸如图3的第一和第二层30、32。
在示例中，诸如图4的示例，第一多个针孔134的至少一个针孔134a与第二多个针孔56a、56b、56c(统一用参考数字56提及)的至少一个针孔56b横向偏移。第一和第二多个针孔的针孔134a、56b之间的横向偏移意味着例如第一流体或第二流体中的至少一者的至少一种成分必须从第一多个针孔的针孔134a横向行进以到达第二多个针孔的偏移针孔56b。因此，这增加了必须由第一流体或第二流体中的至少一者的至少一种成分横跨以使其朝向电极通过多个层的总路径长度。例如，第一多个针孔的针孔134a和第二多个针孔的针孔56b之间的横向距离58从第一多个针孔的针孔134a的最靠近第二多个针孔的针孔56b的边缘的边缘测得，如图所示，所述横向距离可明显大于第二层132的厚度150。示例中的横向方向是侧向方向，诸如平行于或基本上平行于(例如平行的加或减1％、2％、5％或10％内)上文参考图1所述的显示区域的平面的方向，例如，所述平面可为水平的。例如，路径长度可具有横向分量(诸如图4所示的横向距离58)和垂直于横向分量的垂直分量。在示例中，横向距离58可例如大约为1微米，并且第二层的厚度可例如为100纳米，例如比横向距离小一个数量级。
在第二层具有用于传送第一流体或第二流体中的至少一者的至少一种成分的多个迁移路径的情况下，迁移路径的一个或多个的至少一部分(图4中未示出，但是对应于图3所示的那些部分)可在第三层中没有针孔的位置终止，这意味着第一流体或第二流体中的至少一者的至少一种成分则可能必须例如以用于传送第一流体或第二流体中的至少一者的至少一种成分的高度限制的方式跨越第二层和第三层之间的界面。因此，遵循这些迁移路径的第二流体的至少一种成分将不能在这些迁移路径的端部直接退出第二层132；在这些迁移路径的端部，其将入射到第三层54的其不能通过的实体部分上。因此，第一流体或第二流体中的至少一者的至少一种成分必须沿着第二层132和第三层54之间的界面通过，直到其到达第二多个针孔56的针孔以使其通过，或者其必须遵循在第二多个针孔56的针孔的入口处终止的迁移路径。这种迁移路径可能是罕见的；例如，可能存在许多迁移路径，其端部不与第一多个针孔134的针孔或第二多个针孔56的针孔对齐，并且少数或极少数迁移路径提供使第一流体或第二流体中的至少一者的至少一种成分从第一多个针孔134的针孔到第二多个针孔56的针孔的路线。
在示例中，以下一者或多者之间的横向距离大于第二层的厚度：第一多个针孔中的两个相邻针孔或第二多个针孔的两个相邻针孔。在一些示例中，这个横向距离可在一个电润湿元件的针孔和相邻的电润湿元件的针孔之间测得。在一些示例中，第二层的厚度例如平均层厚度在50-200纳米的范围内，例如是100纳米。相比之下，第一或第二多个针孔的两个相邻针孔之间的横向距离例如在1到10微米的范围内，例如是针孔路径长度的100到200倍。图4示出了第一多个针孔134的两个相邻针孔之间的横向距离60的示例，其中相邻的针孔是彼此最靠近的两个针孔，换句话说，与其他针孔相比，彼此之间的距离最小。图4还示出了第二多个针孔56的两个相邻针孔之间的横向距离62的示例。在图4的示例中，第一多个针孔134的两个相邻针孔之间的横向距离60大于第二层132的厚度150；第二多个针孔56的两个相邻针孔之间的横向距离62也大于第二层132的厚度150。
相邻针孔之间的比第二层的厚度更大的横向距离意味着与第二厚度相比，针孔隔开地相对更远。在其他示例中，以下一者或多者之间的横向距离可大于第一层和/或第二层的厚度：第一多个针孔中的两个相邻针孔或第二多个针孔中的两个相邻针孔。
针孔之间的相对较大的横向距离，例如具有较低密度的针孔，在示例中进一步限制第一流体或第二流体中的至少一者的至少一种成分通过多个层，因为第一流体或第二流体中的至少一者的至少一种成分必须入射在针孔上以通过第一层，退出第二层并通过第三层，这可能是相对不常见的情况，其中存在少数和/或广泛散布的针孔。
上述示例应理解为说明性示例。设想其他示例。
在上述示例中，第一支撑板5包括层15，所述层包括疏水材料例如由疏水材料形成，所述疏水材料设置在例如位于第一层上，并且第一流体与疏水材料的至少一部分邻接。在其他示例中，第一流体邻接多个层中的第一层的表面的至少一部分。在这种示例中，第一层可为疏水的，并且因此对于施加零电压时可用作疏水层以使第一流体11优先粘附，并且作为所述多层中的第一层，如上所述，可提供介电和流体泄漏减少功能。
设想其他示例，其中电润湿元件包括第一流体和与第一流体不可混溶的第二流体。在这些示例中，电润湿元件还包括支撑板，所述支撑板包括用于施加电压以控制第一和第二流体的配置的电极。支撑板包括电极与第一或第二流体中的至少一者之间的多个层。多个层包括含有至少一种无机材料的第一层和含有至少一种有机材料的第二层。第一层设置在例如位于第二层上，在第二层与第一和第二种流体中的至少一者之间。
这些示例还可减少第一流体或第二流体中的至少一者的至少一种成分从电润湿元件的空间朝向电极的泄漏，并且从而增加包括元件的显示装置的寿命。
在上述示例的示例中，第一层可包括以下一者或多者：氧化硅、氮化硅、氧化铝、氧化钽、氧化铪、二氧化钛或二氧化锆。另外或另选地，第二层可包括以下一者或多者：聚(偏二氟乙烯)、包括二氧化钛颗粒的聚(偏二氟乙烯)、包括二氧化锆颗粒的聚(偏二氟乙烯)、聚(偏二氟乙烯-共-六氟丙烯)、包括二氧化钛颗粒的聚(偏二氟乙烯-共-六氟丙烯)、包括二氧化锆颗粒的聚(偏二氟乙烯-共-六氟丙烯)、聚(乙烯醇)、包括二氧化钛颗粒的聚(乙烯醇)、包括二氧化锆颗粒的聚(乙烯醇)、氰基乙基普鲁兰多糖、包括二氧化钛颗粒的氰基乙基普鲁兰多糖、包括二氧化锆颗粒的氰基乙基普鲁兰多糖、聚酰亚胺、包括二氧化钛颗粒的聚酰亚胺、包括二氧化锆颗粒的聚酰亚胺或有机硅基材料。
示例还涉及一种制造电润湿元件的支撑板的至少一部分的方法，如图5所示。可包括图5中未示出的其他步骤来制造完整的支撑板。图5的示例性方法可用于制造诸如图1的第一支撑板5的支撑板。
图5的示例性方法包括在基板上施加例如沉积电极前体层，所述基板是支撑板中的电极的下层。如本领域技术人员将理解，电极前体层可使用例如化学或物理气相沉积(CVD或PVD)进行施加，例如沉积，例如溅射沉积或电子束蒸发，其中适当地控制温度、压力和功率。还可施加例如沉积和图案化其他层，以形成用于控制显示元件的电路。如本领域技术人员将理解，使用适当的图案化技术，将电极前体层图案化以形成例如ITO的电极。这种图案化技术的一个示例涉及掩蔽在以光致抗蚀剂材料进行图案化之后要留下的电极前体层的区域；使用光刻技术以在要形成至少一个电极的区域中硬化光致抗蚀剂；移除未硬化的光致抗蚀剂；以及然后蚀刻未被光致抗蚀剂例如酸性蚀刻溶液覆盖的施加/沉积的金属。
在根据图5的示例中，将材料施加例如沉积在电极上以形成诸如先前参考图3和图4所提及的第二层的层。在示例性方法中，施加在下层上的材料可直接施加在下层上并且因此与下层接触。在其他示例中，材料可间接地施加在下层上，在材料和下层之间具有其他层。
在一些示例中，通过将材料施加在电极上形成的层可包括至少一种有机材料，诸如聚(偏二氟乙烯)、包括二氧化钛颗粒的聚(偏二氟乙烯)、包括二氧化锆颗粒的聚(偏二氟乙烯)、聚(偏二氟乙烯-共-六氟丙烯)、包括二氧化钛颗粒的聚(偏二氟乙烯-共-六氟丙烯)、包括二氧化锆颗粒的聚(偏二氟乙烯-共-六氟丙烯)、聚(乙烯醇)、包括二氧化钛颗粒的聚(乙烯醇)、包括二氧化锆颗粒的聚(乙烯醇)、氰基乙基普鲁兰多糖、包括二氧化钛颗粒的氰基乙基普鲁兰多糖、包括二氧化锆颗粒的氰基乙基普鲁兰多糖、聚酰亚胺、包括二氧化钛颗粒的聚酰亚胺、包括二氧化锆颗粒的聚酰亚胺或有机硅基材料。在示例中，可将材料以液体施加例如沉积在电极上，换句话说，使用诸如槽模涂布工艺、旋涂工艺或柔版印刷工艺中的一种或多种的湿法工艺。与干法工艺相比，湿法工艺可有助于形成较少的针孔或不形成针孔。槽模涂布涉及将液体通过狭槽施加到下层上，例如其可通过辊在狭槽的下方通过。在旋涂中，液体材料施加例如沉积在下层的中心处或靠近中心处，所述下层然后被旋转以通过离心力将液体材料散布在下层上。在柔版印刷中，将液体材料层转印到具有期望图案的辊或板上。本领域中称为“刮墨刀片”的刮刀从辊中移除过量的液体材料。然后将基板夹置在辊或板和压印滚筒之间以将液体材料转印到下层。然后可将液体材料干燥。
作为湿法工艺的一部分，将材料施加在电极上可能比使用干法工艺(换句话说，材料以蒸气或固体施加例如沉积)更简单，并且可例如允许材料以更薄的层和/或少于干法工艺的针孔施加例如沉积。在示例中，第一层使用等离子体增强化学气相沉积形成，例如由氩、氨(NH3)和硅烷(SiH4)形成，并且第二层使用槽模涂布形成。
在其他示例中，可使用干法工艺(例如诸如引发的化学气相沉积工艺等真空技术)将材料沉积在电极上以形成诸如上述第二层的层。当使用真空技术时，单体和引发剂例如首先蒸发，并且然后注入沉积腔室，其中材料沉积在基板上。
图5的示例性制造方法还包括在层上施加材料以形成包括比电极上的层更多的针孔的层。这个层是例如本文提及的第一层。在示例中，包括比电极上的层更多的针孔的层可包括至少一种无机材料，诸如氧化硅、氮化硅、氧化铝、氧化钽、氧化铪、二氧化钛或二氧化锆。可使用干法工艺，例如其中以除液体形式以外的形式(例如以蒸气、固体或以固体颗粒)将材料施加例如沉积在层上。这种干法工艺可涉及以下一者或多者：化学气相沉积工艺、等离子体增强化学气相沉积工艺或原子层沉积工艺。在化学气相沉积中，基板可暴露于一种或多种蒸气形式的挥发性前体，所述挥发性前体在基板上反应和/或分解以将材料沉积在基板上。等离子体增强的化学气相沉积类似于化学气相沉积，但是涉及形成一种或多种前体的等离子体，例如通过以一种或多种蒸气形式的前体填充两个电极之间的空间并且然后使用两个电极之间的交流或直流放电施加射频。在原子层沉积工艺中，前体依序与材料的表面反应，从而沉积是例如致密层的层。
在一些示例中，使用等离子体增强化学气相沉积形成第一层并使用引发的化学气相沉积形成第二层，示例中可在真空中沉积第一层和第二层两者。这两种沉积方法的组合意味着第一层和第二层两者可使用相同的系统沉积，从而例如避免在真空和槽模涂布机之间运输期间的表面污染。
在示例中，用于形成一个或多个额外的层例如上文参考图4描述的第三层54的材料，可施加例如沉积在电极上或包括多个针孔的层上。例如，可施加例如沉积材料，以形成在层和包括更多针孔的层之间交替的多个层。
图5的方法另外可包括在包括多个针孔的层上施加包括疏水材料的层。如本领域技术人员将理解，包括疏水材料的层可使用例如槽模涂布或旋涂工艺施加例如沉积。在其他示例中，可处理包括多个针孔的层的外表面，例如以改变涂层的外表面的性质，例如降低第一流体的可润湿性。这个处理可为反应离子蚀刻(RIE)，例如使用射频引发的等离子体，本领域技术人员将对此很熟悉并且可选择性地应用其来形成第一支撑板的表面的部分，所述部分相比于其他部分对第一流体将具有更低的可湿润性(但是在其他示例中，可另外或替代地应用具有不同可润湿性性质的不同材料，用于形成具有不同可润湿性性质的表面)。在其他示例中，可能不需要处理层的外表面。
在上述步骤之后，可直接或间接地将壁材料施加例如沉积在疏水层或包括多个针孔的层上。然后可将壁材料图案化以形成用于将第一流体限制到第二支撑板的显示区域的至少一个壁。壁材料可是SU8，并且因此可使用合适的光致抗蚀剂技术执行图案化，如本领域技术人员所容易理解。
图6示意性地示出了示例性系统例如设备64的系统图，所述设备包括电润湿显示装置，诸如上述包括电润湿显示元件2的电润湿显示装置1。所述设备例如是便携式的，即移动的装置，诸如电子阅读器装置，诸如所谓的“电子阅读器”，平板计算装置，膝上型计算装置，移动电信装置，手表或卫星导航装置；所述设备另选地可为用于安装在需要显示屏幕的任何机器或装置(例如消费型电器)中的显示屏幕。
系统图示出了设备64的基本硬件架构的示例。所述设备包括至少一个处理器66，所述处理器连接到例如显示装置控制子系统68、通信子系统70、用户输入子系统72、电源子系统74和系统存储装置76并因此与之进行数据通信。显示装置控制子系统连接到显示装置1，并且因此与之进行数据通信。至少一个处理器66例如是通用处理器、微处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其他可编程逻辑器件、离散门或晶体管逻辑、离散硬件部件或其设计用于执行本文所描述的功能的任何合适的组合。处理器还可被实施为计算装置的组合例如DSP和微处理器的组合、多个微处理器、结合DSP内核的一个或多个微处理器、或任何其他此类配置。处理器可经由一根或多根总线耦合以从一个或多个存储器例如系统存储装置76的那些存储器读取信息或向其写入信息。至少一个处理器可另外或者另选地包含诸如处理器寄存器等存储器。
显示装置控制子系统68例如包括用于向任何电润湿显示元件施加电压的电润湿显示元件驱动器部件，以寻址不同的这种显示元件。在示例中，电润湿显示元件根据有源矩阵配置进行配置，并且显示装置控制子系统被配置为经由电路来控制诸如显示装置1的薄膜晶体管(TFT)的开关元件，以控制电润湿显示元件。电路可包括诸如上文所述的信号和控制线。
例如，通信子系统70被配置为使设备经由数据网络例如计算机网络诸如因特网、局域网、广域网、电信网络、有线网络、无线网络或某种其他类型的网络而与例如计算装置进行通信。例如，通信子系统70可进一步包括：输入/输出(I/O)接口，诸如通用串行总线(USB)连接、蓝牙或红外连接；或用于将设备连接到数据网络(诸如上文所述的任何网络)的数据网络接口。如后面所述的内容数据可经由通信子系统传送到设备。
用户输入子系统72可包括例如用于从设备的用户接收输入的输入装置。示例性输入装置包括但不限于键盘、滚球、按钮、按键、开关、指向装置、鼠标、操纵杆、遥控器、红外检测器、语音识别系统、条形码阅读器、扫描仪、摄像机(可能与视频处理软件耦合以例如检测手势或面部姿势)、运动检测器、麦克风(可能耦合到音频处理软件，以例如检测语音命令)或其他能够从用户向装置传送信息的装置。输入装置还可采取与显示装置相关联的触摸屏幕的形式，在这种情况下，用户通过触摸来对显示装置上的提示作出响应。用户可通过诸如键盘或触摸屏幕等输入装置输入文本信息。
所述设备还可包括用户输出子系统(未示出)，其包括例如用于向设备的用户提供输出的输出装置。示例包括但不限于打印装置、包括例如一个或多个扬声器、听筒、耳机、警报器的音频输出装置或触觉输出装置。输出装置可为用于连接所描述的其他输出装置中的一个诸如耳机的连接器端口。
电源子系统74例如包括用于传送和控制由设备消耗的电力的电源电路80。电力可由主电源或电池78经由电源电路提供。电源电路可进一步用于从主电源对电池充电。
系统存储装置76包括至少一个存储器，例如易失性存储器82和非易失性存储器84中的至少一者，并且可包括非暂时性计算机可读存储介质。易失性存储器可例如是随机存取存储器(RAM)。非易失性(NV)存储器可例如是诸如闪存的固态驱动器(SSD)或只读存储器(ROM)。可使用其他存储技术，例如磁性、光学或磁带介质；光盘(CD)；数字通用盘(DVD)；蓝光或其他数据存储介质。易失性和/或非易失性存储器可为可移除的或不可移除的。
任何存储器可存储用于控制设备例如设备的部件或子系统的数据。这样的数据例如可为计算机可读和/或可执行指令的形式，即计算机程序指令。因此，至少一个存储器和计算机程序指令可被配置为由至少一个处理器控制由电润湿显示装置提供的显示效果。
在图6的示例中，易失性存储器82存储例如显示装置数据86，所述显示装置数据指示将由显示装置1提供的显示效果。处理器66可基于显示装置数据将数据传送到显示装置控制子系统68，该显示装置控制子系统又向显示装置输出信号以向显示元件施加电压，以提供来自显示装置的显示效果。非易失性存储器84存储例如程序数据88和/或内容数据90。程序数据是例如表示计算机可执行指令的数据，例如呈计算机软件的形式，用于使设备运行应用或程序模块以使设备或者设备的部件或子系统执行某些功能或任务，和/或用于控制设备的部件或子系统。例如，应用或程序模块数据包括例程、程序、对象、部件、数据结构或类似物中的任何一个。内容数据是例如表示例如用户的内容的数据；这样的内容可表示任何形式的介质，例如文本、至少一个图像或其一部分、至少一个视频或其一部分、至少一个声音或音乐或其一部分。表示图像或其一部分的数据例如表示将由电润湿显示装置的至少一个电润湿元件提供的显示效果。内容数据可包括表示内容库的数据，例如任何书籍、期刊、报纸、电影、视频、音乐或播客的库，其中每一个可由表示例如一本书或一部电影的数据集合来表示。这样的数据集合可包括一种类型的内容数据，但是可替代地包括不同类型的内容数据的混合，例如，电影可由至少包括图像数据和声音数据的数据表示。
根据以下编号的条款设想其他示例。
应当理解，关于任何一个示例描述的任何特征可单独使用或与所描述的其他特征组合使用，并且还可与任何其他示例或任何其他示例的任何组合的一个或多个特征组合使用。此外，在不脱离所附权利要求书的范围的情况下，也可采用以上未描述的等同物和修改。
条款
1.一种电润湿元件，包括：
第一流体；
与所述第一流体不可混溶的第二流体；以及
支撑板，包括：
用于施加电压以控制所述第一和第二流体的配置的电极；以及
所述电极与所述第一或第二流体中的至少一者之间的多个层，所述多个层包括：
包括第一多个针孔的第一层；以及
包括比所述第一层更少的针孔的第二层，
所述第一层设置在所述第二层上，在所述第二层与所述第
一或第二流体中的所述至少一者之间。
2.根据条款1所述的电润湿元件，其中
所述第一层包括具有第一传送速率的材料，用于将所述第一或第二流体中的所述至少一者的至少一种成分传送通过所述第一层；以及
所述第二层包括具有第二传送速率的材料，用于将所述第一或第二流体中的所述至少一者的所述至少一种成分传送通过所述第二层，
其中所述第一传送速率低于所述第二传送速率。
3.根据条款1所述的电润湿元件，其中所述第一多个针孔中的至少一个针孔包括：
最靠近所述第一或第二流体中的所述至少一者的第一端，
最靠近所述第二层的第二端，以及
从所述第一端延伸到所述第二端的针孔路径。
4.根据条款3所述的电润湿元件，所述针孔路径的长度为以下一者或多者：
基本上等于所述第一层的厚度；或者
比所述第一层的所述厚度大所述第一层的所述厚度的20％、30％、40％、小于50％、大约50％或50％中的至少一者。
5.根据条款1所述的电润湿元件，其中所述第二层具有：
与所述第一层接触的第一表面，
最靠近所述电极的第二表面，以及
多个迁移路径，每个迁移路径从所述第一表面延伸到所述第二表面。
6.根据条款5所述的电润湿元件，所述多个迁移路径中的至少一个具有至少是所述第二层的所述厚度的两倍的长度。
7.根据条款5所述的电润湿元件，所述多个迁移路径中的至少一个横向延伸穿过所述第二层，使得实现以下一者或多者：
所述多个迁移路径中的所述至少一个横向延伸穿过所述第二层一距离，所述距离至少是所述第二层的所述厚度的两倍，或者
所述多个迁移路径中的所述至少一个横向延伸到相邻电润湿元件的第二层中。
8.根据条款5所述的电润湿元件，其中
所述第一多个针孔中的至少一个针孔包括：
最靠近所述第一或第二流体中的所述至少一者的第一端，
最靠近所述第二层的第二端，以及
从所述第一端延伸到所述第二端的针孔路径，用于使所述第一或第二流体中的所述至少一者的至少一种成分通过所述第一层；
所述多个迁移路径中的迁移路径包括：
最靠近所述第一层的第一端，以及
最靠近所述电极的第二端；以及
所述迁移路径的所述第一端从所述第一多个针孔的所述至少一个针孔的所述第二端横向偏移。
9.根据条款1所述的电润湿元件，其中
所述第一层的单位体积具有一起占据第一总空隙体积的第一多个空隙；以及
所述第二层的单位体积具有一起占据第二总空隙体积的第二多个空隙，
其中所述第一总空隙体积小于所述第二总空隙体积。
10.根据条款1所述的电润湿元件，其中所述多层包括第三层，所述第三层包括第二多个针孔，所述第二层设置在所述第三层上，在所述第一层和所述第三层之间。
11.根据条款10所述的电润湿元件，其中所述第一多个针孔中的至少一个针孔从所述第二多个针孔的至少一个针孔横向偏移。
12.根据条款10所述的电润湿元件，其中以下一者或多者之间的横向距离大于所述第二层的厚度：
所述第一多个针孔中的两个相邻针孔，或
所述第二多个针孔中的两个相邻针孔。
13.根据条款1所述的电润湿元件，其中
所述第一层包括具有基本上等于或高于3.5中的一个的第一介电常数的材料；以及
所述第二层包括具有基本上等于或高于3.5中的一个的第二介电常数的材料。
14.根据条款1所述的电润湿元件，其中所述第二层包括：
具有小于3.5的介电常数的材料；以及
具有基本上等于或高于3.5中的一个的介电常数的材料。
15.根据条款1所述的电润湿元件，其中所述第一层包括至少一种无机材料，并且所述第二层包括至少一种有机材料。
16.根据条款1所述的电润湿元件，其中所述第二层包括以下一者或多者：聚(偏二氟乙烯)、包括二氧化钛颗粒的聚(偏二氟乙烯)、包括二氧化锆颗粒的聚(偏二氟乙烯)、聚(偏二氟乙烯-共-六氟丙烯)、包括二氧化钛颗粒的聚(偏二氟乙烯-共-六氟丙烯)、包括二氧化锆颗粒的聚(偏二氟乙烯-共-六氟丙烯)、聚(乙烯醇)、包括二氧化钛颗粒的聚(乙烯醇)、包括二氧化锆颗粒的聚(乙烯醇)、氰基乙基普鲁兰多糖、包括二氧化钛颗粒的氰基乙基普鲁兰多糖、包括二氧化锆颗粒的氰基乙基普鲁兰多糖、聚酰亚胺、包括二氧化钛颗粒的聚酰亚胺、包括二氧化锆颗粒的聚酰亚胺或有机硅基材料。
17.根据条款1所述的电润湿元件，其中所述第一层包括以下一者或多者：氧化硅、氮化硅、氧化铝、氧化钽、氧化铪、二氧化钛或二氧化锆。
18.根据条款1所述的电润湿元件，其中所述支撑板包括疏水层，所述第一流体邻接所述疏水层的表面。
19.根据条款1所述的电润湿元件，其中所述第二层基本上没有针孔。
20.一种显示装置，其包括：
电润湿元件，其包括：
第一流体；
与所述第一流体不可混溶的第二流体；以及
支撑板，其包括：
用于施加电压以控制所述第一和第二流体的配置的电极；以及
所述电极与所述第一或第二流体中的至少一者之间的多个层，所述多个层包括：
包括第一多个针孔的第一层；以及
包括比所述第一层更少的针孔的第二层，
所述第一层设置在所述第二层上，在所述第二层与所述第一或第二流体中的所述至少一者之间；
至少一个处理器；以及
包括计算机程序指令的至少一个存储器，所述至少一个存储器和所述计算机程序指令被配置为由所述至少一个处理器控制所述电润湿显示装置，以控制所述第一和第二流体的配置。
21.一种制造电润湿元件的支撑板的方法，其包括：
在基板上施加电极前体层；
图案化所述电极前体层以形成电极；
在所述电极上施加材料以形成层；以及
在所述层上施加材料以形成包括比所述电极上的所述层更多的针孔的层。
22.根据条款21所述的方法，其中在所述电极上施加所述材料包括将所述材料以液体施加在所述电极上。
23.根据条款21所述的方法，其中在所述层上施加所述材料包括将所述材料以蒸气施加在所述层上。
24.根据条款21所述的方法，其中以下一者或多者：
在所述电极上施加所述材料包括以下一者或多者：
槽模涂布工艺，
旋涂工艺，
柔版印刷工艺，或
引发的化学气相沉积工艺；或者
在所述层上施加所述材料包括以下一者或多者：
化学气相沉积工艺，或
等离子体增强化学气相沉积工艺。

Claims (15)

1.一种电润湿元件，包括：
第一流体；
与所述第一流体不可混溶的第二流体；以及
支撑板，包括：
用于施加电压以控制所述第一流体和所述第二流体的配置的电极；以及
所述电极与所述第一流体或所述第二流体中的至少一者之间的多个层，所述多个层包括：
包括第一多个针孔的第一层；以及
包括比所述第一层更少的针孔的第二层，
所述第一层设置在所述第二层上，在所述第二层与所述第一流体或所述第二流体中的所述至少一者之间。
2.根据权利要求1所述的电润湿元件，其中
所述第一层包括具有第一传送速率的材料，用于将所述第一流体或所述第二流体中的所述至少一者的至少一种成分传送通过所述第一层；以及
所述第二层包括具有第二传送速率的材料，用于将所述第一流体或所述第二流体中的所述至少一者的所述至少一种成分传送通过所述第二层，
其中所述第一传送速率低于所述第二传送速率。
3.根据权利要求1所述的电润湿元件，其中所述第一多个针孔中的至少一个针孔包括：
最靠近所述第一流体或所述第二流体中的所述至少一者的第一端，
最靠近所述第二层的第二端，以及
从所述第一端延伸到所述第二端的针孔路径，所述针孔路径的长度为以下一者或多者：
基本上等于所述第一层的厚度；或者
比所述第一层的厚度大所述第一层的厚度的20％、30％、40％、小于50％、大约50％或50％中的至少一者。
4.根据权利要求1所述的电润湿元件，其中，所述第二层具有：
与所述第一层接触的第一表面，
最靠近所述电极的第二表面，以及
多个迁移路径，每个迁移路径从所述第一表面延伸到所述第二表面。
5.根据权利要求4所述的电润湿元件，所述多个迁移路径中的至少一个横向延伸穿过所述第二层，使得实现以下一者或多者：
所述多个迁移路径中的所述至少一个横向延伸穿过所述第二层一距离，所述距离至少是所述第二层的厚度的两倍，或者
所述多个迁移路径中的所述至少一个横向延伸到相邻电润湿元件的第二层中。
6.根据权利要求4所述的电润湿元件，其中
所述第一多个针孔中的至少一个针孔包括：
最靠近所述第一流体或所述第二流体中的所述至少一者的第一端，
最靠近所述第二层的第二端，以及
从所述第一端延伸到所述第二端的针孔路径，用于使所述第一流体或所述第二流体中的所述至少一者的至少一种成分通过所述第一层；
所述多个迁移路径中的迁移路径包括：
最靠近所述第一层的第一端，以及
最靠近所述电极的第二端；以及
所述迁移路径的所述第一端从所述第一多个针孔的所述至少一个针孔的所述第二端横向偏移。
7.根据权利要求1所述的电润湿元件，其中
所述第一层的单位体积具有一起占据第一总空隙体积的第一多个空隙；以及
所述第二层的单位体积具有一起占据第二总空隙体积的第二多个空隙，
其中，所述第一总空隙体积小于所述第二总空隙体积。
8.根据权利要求1所述的电润湿元件，其中，所述第一层包括至少一种无机材料，并且所述第二层包括至少一种有机材料。
9.根据权利要求1所述的电润湿元件，其中，所述第二层包括以下一者或多者：聚(偏二氟乙烯)、包括二氧化钛颗粒的聚(偏二氟乙烯)、包括二氧化锆颗粒的聚(偏二氟乙烯)、聚(偏二氟乙烯-共-六氟丙烯)、包括二氧化钛颗粒的聚(偏二氟乙烯-共-六氟丙烯)、包括二氧化锆颗粒的聚(偏二氟乙烯-共-六氟丙烯)、聚(乙烯醇)、包括二氧化钛颗粒的聚(乙烯醇)、包括二氧化锆颗粒的聚(乙烯醇)、氰基乙基普鲁兰多糖、包括二氧化钛颗粒的氰基乙基普鲁兰多糖、包括二氧化锆颗粒的氰基乙基普鲁兰多糖、聚酰亚胺、包括二氧化钛颗粒的聚酰亚胺、包括二氧化锆颗粒的聚酰亚胺或有机硅基材料。
10.根据权利要求1所述的电润湿元件，其中，所述第一层包括以下一者或多者：氧化硅、氮化硅、氧化铝、氧化钽、氧化铪、二氧化钛或二氧化锆。
11.根据权利要求1所述的电润湿元件，其中，所述支撑板包括疏水层，所述第一流体邻接所述疏水层的表面。
12.根据权利要求1所述的电润湿元件，其中，所述第二层基本上没有针孔。
13.一种制造电润湿元件的支撑板的方法，包括：
在基板上施加电极前体层；
图案化所述电极前体层以形成电极；
在所述电极上施加材料以形成层；以及
在所述层上施加材料以形成包括比所述电极上的所述层更多的针孔的层。
14.根据权利要求13所述的方法，其中：
在所述电极上施加所述材料包括将所述材料以液体施加在所述电极上；以及
在所述层上施加所述材料包括将所述材料以蒸气施加在所述层上。
15.根据权利要求13所述的方法，其中以下一者或多者：
在所述电极上施加所述材料包括以下一者或多者：
槽模涂布工艺，
旋涂工艺，
柔版印刷工艺，或
引发的化学气相沉积工艺；或者
在所述层上施加所述材料包括以下一者或多者：
化学气相沉积工艺，或
等离子体增强化学气相沉积工艺。
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