CN107690544B - 控制光学活性流体从第一转移到第二储存器的装置和方法 - Google Patents

控制光学活性流体从第一转移到第二储存器的装置和方法 Download PDF

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Abstract

转移电路(20),例如在显示系统(100)中的转移电路,电生成转移梯度(22),沿着该转移梯度,光学活性流体(30)经由阀门(50)从第一储存器(40)被转移到第二储存器(42),并且阀门控制电路(60)提供电压以使阀门(50)从其被关闭(58)时的第一形状(56)改变为其被打开(54)时的第二形状(52)。

Description

控制光学活性流体从第一转移到第二储存器的装置和方法
技术领域
本发明的实施例涉及用于控制光学活性流体从第一储存器转移到第二储存器的装置和/或方法。
背景技术
在一些应用中,可能期望控制光学活性流体从第一储存器转移到第二储存器。其中这种转移可能是期望的示例性应用是可调光学元件,诸如透镜、电子显示器、电子纸和光学开关。
发明内容
根据本公开的各种但不必全部的示例,可提供一种装置,其包括:转移电路,其被配置为电生成第一转移梯度以用于将光学活性流体从第一储存器转移到第二储存器;阀门,其被配置为控制光学活性流体从第一储存器转移到第二储存器,其中,阀门在其具有第一形状时被关闭,并且阀门在其具有与第一形状不同的第二形状时被打开;以及阀门控制电路,其被配置为提供电压,以使阀门从第一形状改变为第二形状并且打开阀门,以促进光学活性流体沿着电生成的第一转移梯度从第一储存器转移到第二储存器。
根据本公开的各种但不必全部的示例,可提供一种方法,其包括:提供一个或多个电压,以生成用于将光学活性流体从第一储存器转移到第二储存器的第一转移梯度,并打开阀门以促进光学活性流体沿着电生成的第一转移梯度从第一储存器转移到第二储存器,其中,阀门在其具有第一形状时被关闭,并且阀门在其具有与第一形状不同的第二形状时被打开;以及除去一个或多个电压,以除去第一转移梯度并且关闭阀门。
根据本公开的各种但不必全部的示例,可提供如在所附权利要求中所要求的示例。
附图说明
为了更好地理解有利于理解简要的描述的各种示例,现在仅以示例的方式参照附图,其中:
图1A、1B、1C和1D示出包括光学活性流体的装置的示例;
图2A、2B和图3A、3B示出用于控制光学活性流体的流动的阀门控制电路的示例;
图4A至4D示出包括光学活性流体以及公共阀门控制电路和转移电路的装置的示例;
图5A和5B示出转移电路和阀门控制电路的操作的示例;
图6A示出包括多个装置的显示系统的示例;
图6B示出显示系统中的特定装置的时序;
图6C示出其中储存器使用不透明掩膜遮挡的显示系统100。
具体实施方式
在一些应用中,可能期望控制光学活性流体从第一储存器转移到第二储存器。其中这种转移可能是期望的示例性应用是可调光学元件,诸如透镜、电子显示器、电子纸和光学开关。
如果装置是双稳态或多稳态装置,这也是期望的,以使得需要能量来改变装置的状态而不需要维持装置的状态。
在一些但不必全部的示例中,装置的状态可以是装置的操作状态——操作状态的变化引起装置的操作的变化。
在一些但不必全部的示例中,装置的状态可以是装置的能量状态——能量状态的变化引起装置的能量值(例如,吉布斯能量值)的变化。
如果状态稳定,则小的变化或扰动将不会引起装置的状态的变化。
与某一参数有关的稳定状态可被表示为能量图中的局部最小值,该能量图绘出了针对该参数的不同值的能量。与该参数有关的不稳定状态可被表示为能量图中不是局部最小值的任何点。
本发明的实施例使用阀门来提供这种稳定性。阀门在未被驱动时处于关闭状态,在被驱动时处于打开状态。在转移梯度生成以用于将光学活性流体从第一储存器转移到第二储存器时,阀门被置于打开状态。
转移梯度可被概念化为函数(例如,能量)的导数,其可引起相对于一个或多个空间维度的转移。转移梯度产生用于将光学活性流体从一个位置转移到另一个位置的力。
储存器是光学活性流体被收集或积聚的地方。储存器可以是任何容器、腔室、空腔或其它适合于保存流体的设置。诸如第一储存器和第二储存器的两个不同的储存器分别收集或积聚光学活性流体,并且光学活性流体的同一部分不能同时存在于第一储存器和第二储存器中。然而,光学活性流体可以在第一储存器与第二储存器之间转移。
打开的阀门促进了光学活性流体沿着所生成的第一转移梯度从第一储存器转移到第二储存器。然后,当阀门不被驱动时,其阻止光学活性流体在第一储存器与第二储存器之间的进一步转移。因此,阀门在转移过程期间消耗能量,但是一旦转移过程已完成并且阀门被去激活,则不再消耗能量。
下面的附图示出了装置10,其包括:转移电路20,其被配置为电生成第一转移梯度22以用于将光学活性流体30从第一储存器40转移到第二储存器42;阀门50,其被配置为控制光学活性流体30从第一储存器40转移到第二储存器42,其中,阀门50在其具有第一形状56时被关闭58,并且阀门50在其具有与第一形状56不同的第二形状52时被打开54;以及阀门控制电路60,其被配置为提供第一电压,以使阀门50从第一形状56改变为第二形状52并且打开54阀门50,以促进光学活性流体30沿着电生成的第一转移梯度22从第一储存器40转移到第二储存器42。
转移梯度产生了将光学活性流体从一个位置转移到另一个位置的作用力。转移梯度的电生成意味着使用电来生成转移梯度。用于将光学活性流体从一个位置转移到另一个位置的力并不一定是电的,尽管它可以是以电的形式的。用于将光学活性流体从一个位置转移到另一个位置的力是电控制的。
阀门50可以被配置为默认具有第一形状56,使得在未被驱动时它被关闭58。因此,阀门50在其处于第一形状56并且被关闭58时,处于稳定的低能量配置中,并且阀门50在其处于第二形状52并且被打开54时,处于不稳定的较高能量配置中。
稳定的低能量配置是具有稳定的低能量状态的物理配置。不稳定的较高能量配置是具有不稳定的较高能量状态的物理配置。
阀门的形状是指它在三维中占据的具体体积。第一形状56和第二形状52可占据不同大小的体积,也可占据相同大小的体积。如果第一形状56和第二形状52占据相同大小的体积(或不同的体积),则体积将(或者可以)在三维空间中分布不同。
在一些但不必全部的示例中,阀门50仅仅具有两个配置:低能量配置和高能量配置。在其它示例中,阀门50具有多个不同配置或连续的不同配置——包括低能量配置和高能量配置。
除去由阀门控制电路60提供的第一电压导致阀门50从第二形状52自动改变为第一形状56。因此,当阀门控制电路60停止提供第一电压时,阀门50关闭,抑制光学活性流体30的转移。阀门控制电路60被配置为在第一持续时间内提供第一电压以在第一持续时间内使阀门50保持在第二形状52并打开54。
在该示例但不必全部的示例中,阀门50是电致动阀门,其由阀门控制电路60提供的控制电信号驱动。阀门50并不由所生成的转移梯度驱动。
阀门50可以是机电阀门。例如,它可以包括在受到电位差时改变形状的机电凝胶。机电凝胶可以是低粘度凝胶。例如,它可以包含聚硅氧烷。
图1A、1B、1C和1D示出了一种装置10,其包括用于光学活性流体30的第一储存器40、用于光学活性流体30的第二储存器42以及在第一储存器40与第二储存器42之间的导管44。导管44提供了光学活性流体30可在第一储存器40与第二储存器42之间转移的路由。
阀门50控制光学活性流体流过导管44。导管44在阀门50具有第一形状56时被阻塞,并且导管在阀门具有第二形状52时不阻塞。
转移电路20被配置为电生成第一转移梯度22(参见图1B)以用于在储存器之间(例如,从第一储存器40到第二储存器42)转移光学活性流体30。阀门50被配置为控制光学活性流体30从第一储存器40转移到第二储存器42。阀门50在其具有第一形状56时被关闭58,并且阀门50在其具有与第一形状56不同的第二形状52时被打开54。
阀门控制电路60被配置为提供第一电压,以使阀门50从第一形状56改变为第二形状52并且打开54阀门,以促进光学活性流体30沿着电生成的第一转移梯度22从第一储存器40转移到第二储存器42(参见图1B)。
当阀门控制电路60停止提供第一电压时,阀门50从第二形状52自动改变为第一形状56并且关闭58,抑制光学活性流体30的转移(参见图1C)。
转移电路20还被配置为电生成第二转移梯度24(参见图1D)以用于将光学活性流体30从第二储存器42转移到第一储存器40。阀门50被配置为控制光学活性流体30从第二储存器42转移到第一储存器40。阀门控制电路60被配置为提供第二电压,以使阀门50从第一形状56改变为第二形状52并且打开54阀门50,以促进光学活性流体30沿着电生成的第二转移梯度24在储存器之间(例如,从第二储存器42到第一储存器40)转移(请参见图1D)。
第一电压和第二电压可以具有相同的值。第一电压和第二电压也可以具有不同的值。
当阀门控制电路60停止提供第二电压时,阀门50从第二形状52自动改变为第一形状56并且关闭58,抑制光学活性流体30的转移。
因此,从前述内容中将理解,装置10具有如在图1A和图1C中所示的两个稳定状态。在图1A中,光学活性流体30通过处于第一形状56并且被关闭58的阀门50仅保存在第一储存器40中。在图1C中,光学活性流体30通过处于第一形状56并且被关闭58的阀门50仅保存在第二储存器42中。
在图1A至图1D中,阀门50位于导管44中,并且图1A至图1D中的每一个都示出了阀门50的截面图。在图1A和图1C中,阀门阻塞导管44,在图1B和1D中,处于第二形状52的阀门50提供通过导管44的开放通道。
在该示例中,第一储存器40、第二储存器42和导管44形成用于光学活性流体30的密封系统。密封系统是保持光学活性流体30的质量的系统。因此,光学活性流体30是仅处于以下三个位置中的一个:第一储存器40、第二储存器42和导管44。该密封系统可具有固定的形状和容积。在该示例中,除了第一储存器40和第二储存器42之外,没有额外的储存器。
在该示例中,密封系统包括不混溶液体的混合物32。不混溶液体中的一种或者两种是光学活性流体30。在图1A至图1D的示例中,第一不混溶液体34是光学活性流体30。混合物32的第二不混溶液体36可以是光学活性流体,也可以不是光学活性流体。
在该示例中,第一不混溶液体34和第二不混溶液体36具有不同的光学特性,并且在由密封系统限定的同一容积中被混合在一起。
第一不混溶液体34和第二不混溶液体36可具有明显不同的光学特性。例如,它们可具有不同的颜色,它们可具有不同的光吸收性,它们可具有不同的折射率。例如,一种不混溶液体可以是黑色的,而另一种不混溶液体可以是透明的或白色的。
不混溶液体还可具有不同的特征。例如,一种不混溶液体可以是疏水性的,而另一种可以是亲水性的。例如,一种不混溶液体可具有高介电常数,而另一种可具有低介电常数。
使用具有不同亲水性/疏水性的不混溶液体可使能电润湿。电润湿是用所施加的电场对表面的润湿特性的改性。表面液体接触角由于所施加的电位差而改变。所生成的第一转移梯度22和/或所生成的第二转移梯度24可使用通过改变在第一储存器40的表面处和/或在第二储存器42的表面处所施加的电场的电润湿来产生。在该示例中,第一储存器40和/或第二储存器42的表面可以包括合适的电润湿材料,诸如无定形含氟聚合物。
在不同的不混溶液体具有不同的介电常数时,由于例如与液体的电容(电荷存储)效应相关联的不同的吉布斯能量值,则这些不混溶液体在相同的电场下它们将受到不同的力的值的作用。因此,一种不混溶液体将优先于另一种不混溶液体被拉向一个方向,并占据一个储存器。另一种不混溶液体将从该储存器中被置换。
从图1A至图1D中将理解,阀门控制电路60可以包括与导管44相关联的第一阀门电极61,以及也与导管44相关联的第二阀门电极63。
第一阀门电极61和第二阀门电极63形成电极对。每对电极包括以重叠配置排列并通过间隙隔开的第一阀门电极61和第二阀门电极63。因此,每对电极形成并联电容器。如图2A、2B和图3A、3B所示,阀门控制电路60还可以包括电压发生器电路64,其被配置为在每对电极中的第一阀门电极61与第二阀门电极63之间产生电压62。每对电极中的第一阀门电极61与第二阀门电极63之间所产生的电场垂直于第一转移梯度22和第二转移梯度24。该电场使机电凝胶70变形为第二形状52,以打开阀门50。机电凝胶70优先被拉向邻近导管44的侧壁46的部分,从而创建通过导管44的流体通道72(参见图2B和图3B)。当电极对中的第一阀门电极61与第二阀门电极63之间的电场被除去时,机电凝胶70返回到其稳定配置,并保持第一形状56,以关闭阀门50(参见图2A和图3A)。
在图2A和图2B中,电极对中的第一阀门电极61和第二阀门电极63位于同一平面上。在图3A和图3B中,电极对中的第一阀门电极61和第二阀门电极63位于不同的平面上。在这两个示例中,阀门控制电路60都包括邻近导管44的第一侧壁46的第一对重叠的第一阀门电极61和第二阀门电极63,以及邻近导管44的第二侧壁46的第二对重叠的第一阀门电极61和第二阀门电极63,其中,导管的第一侧壁和第二侧壁跨导管44相对。第一对阀门电极包括第一阀门电极61和在垂直于第一/第二转移梯度22/24的方向上与第一阀门电极61分开的第二阀门电极63。第二对阀门电极包括第一阀门电极61和在垂直于第一/第二转移梯度22/24的方向上与第一阀门电极61分开的第二阀门电极63。
在所示出的示例中,对于每对电极,第一阀门电极61和第二阀门电极63的顺序是相同的。然而,在其它示例中,对于一对或者两对全部,顺序可以颠倒。
参考回图1A至图1D,装置10可以具有小于十微米的最大尺寸,并且第一阀门电极61和第二阀门电极63可以具有小于一微米的最大尺寸。当然,其它尺寸也是可以的。
转移电路20包括与第一储存器40相关联的第一转移电极21、与第二储存器42相关联的第二转移电极23、以及电压产生电路64,电压产生电路64被配置为在第一转移电极21与第二转移电极23之间产生第一极性的电压62以电生成第一转移梯度22,并且被配置为在第一转移电极21与第二转移电极23之间产生与第一极性相反的第二极性的电压62以电生成与第一转移梯度22相反的第二转移梯度24。图1B示出了使用第一转移电极21和第二转移电极23生成第一转移梯度22,而图1D示出了使用第一转移电极21和第二转移电极23生成第二转移梯度24。
因此将理解,可提供一种方法,其包括:
提供一个或多个第一转移电压62,以生成用于将光学活性流体30从第一储存器40转移到第二储存器42的第一转移梯度22,并打开54阀门50以促进光学活性流体30沿着电生成的第一转移梯度22从第一储存器40转移到第二储存器42,其中,阀门50在其具有第一形状56时被关闭58,并且阀门50在其具有与第一形状56不同的第二形状52时被打开54(参见图4B);
除去一个或多个第一转移电压62,以除去第一转移梯度22并且关闭58阀门50(图4C);
提供一个或多个第二转移电压62,以生成用于将光学活性流体30从第二储存器42转移到第一储存器40的第一转移梯度24,并打开54阀门50以促进光学活性流体30沿着电生成的第二转移梯度24将光学活性流体30从第二储存器42转移到第一储存器40,其中,阀门50在其具有第一形状56时被关闭,并且阀门50在其具有与第一形状56不同的第二形状52时被打开(图4D);以及
除去一个或多个第二转移电压62,以除去第二转移梯度24并且关闭58阀门50(图4A)。
在图1A至图1D所示出的示例中,转移电路20和阀门控制电路60独立地操作。因此,可以通过阀门控制电路60将生成转移梯度的的时间与打开/关闭阀门50的时间分开。因此,可以使转移梯度生成和阀门打开同步或异步。
图4A至图4D示出了如前面参考图1A至图1D(以及图2A至图3B和图3A至图3B)所描述的装置的示例。然而,在该示例中,阀门控制电路60的第一阀门电极61和转移电路20的第一转移电极21由单个第一公共电极80提供,并且阀门控制电路60的第二阀门电极63和转移电路20的第二转移电极23由单个第二公共电极82提供。在该示例中,转移电路20和阀门控制电路60互连,并且单个电压产生电路可用于转移电路20和阀门控制电路60两者。
图5A和图5B示出了在图4A至图4D中示出的装置10的转移电路20和阀门控制电路60的操作。第一电压V1被施加到第一公共电极80,并且第二电压V2被施加到第二公共电极82。第一电压V1和第二电压V2两者都是时变的。当第一电压V1和第二电压V2两者具有相同的值时,在第一公共电极80与第二公共电极82之间存在“零”电位差。当第一电压V1与第二电压V2之间的电位差具有第一极性时,则生成第一转移梯度22,并且阀门50保持第二形状52并打开54,如在图4B中所示。当第一电压V1与第二电压V2之间的电位差具有与第一极性相反的第二极性时,生成第二转移梯度24,并且阀门50保持第二形状52并打开54。
图5A示出了第一电压V1和第二电压V2在相同长度的四个不同的连续时间段A、B、C、D上的时变。每个时间段与图4A、4B、4C和4D中相应的一个相关。图5B示出了每一个时序A、B、C、D的电位差(V1-V2)。
在第一时间段A期间,第一电压V1和第二电压V2两者均高,并且电位差ΔV低。没有转移梯度生成并且阀门50关闭58。在第二时间段B期间,第一电压V1高,而第二电压V2低。电位差ΔV大并且为正,生成第一转移梯度22并且阀门50打开54。在第三时间段C期间,第一电压V1高,并且第二电压V2高,而电位差低。没有转移梯度生成并且阀门50关闭58。在第四时间段D期间,第一电压V1低,而第二电压V2高。电位差ΔV大并且为负,生成第二转移梯度24并且阀门50打开54。
从前述内容中将理解,阀门50是非极性组件,当它接收到正电位差时,它处于打开配置中,当它接收到负电位差时,它也处于打开配置中。
图6A示出了包括如前面所描述的多个装置10的显示系统100的示例。装置10以规则的阵列110排列,包括等间距的行和列。在该示例中,列驱动线114在单个列中互连到每个装置10的第一公共电极80,行驱动线112在单个行中互连到每个装置10的第二公共电极82。因此,可以通过驱动与该装置10相关联的行驱动线112和列驱动线114,在特定装置10的第一公共电极80与第二公共电极82之间产生电位差。
图6B示出了显示系统100中的特定装置10的时序。列波形示出了提供给列驱动线114的电压,而行波形示出了提供给行驱动线112的电压。将理解,通过向列驱动线114和行驱动线112提供差分信号,可以使用所生成的转移梯度22将光学活性流体30从一个储存器40转移到另一个储存器42。将理解,当第一极性的差分电压被施加在装置10的行驱动线112与列驱动线114之间时,光学活性流体30沿着第一转移梯度22经由打开的阀门50从第一储存器40移动到第二储存器42。
当第二极性的差分电压被施加在装置10的行驱动线112与列驱动线114之间时,光学活性流体30沿着第二转移梯度24经由打开的阀门50从第二储存器42移动到第一储存器40。当装置10的行驱动线112与列驱动线114之间没有差分电压时,阀门50关闭58,并且光学活性流体不在储存器之间移动。
图6C示出了图6A中的显示系统100,其中对于每个装置10,第一储存器40和第二储存器42中的一个使用不透明掩膜120遮挡。在所示出的示例中,每个装置10的第一储存器和第二储存器中的同一个被遮挡。在所示出的示例中,仅仅第一储存器40是可见的,并且这些储存器提供显示系统100的像素或子像素130。特定像素或子像素130的光学特性(诸如颜色)可以通过将光学活性流体30从第一储存器40移动到第二储存器42以及从第二储存器42移动到第一储存器40来控制。
本文中使用的术语“包括”具有包容而非排它的含义。也即是说,任何表述“X包括Y”表示X可以仅包括一个Y或者可以包括多于一个Y。如果意图使用具有排它含义的“包括”,则在上下文中将通过提及“仅包括一个···”或者使用“由······组成”来明确。
在本简短的说明书中,已经参考了各种示例。与示例相关的特征或功能的描述表示在该示例中存在这些特征或功能。在文本中使用的术语“示例”或“例如”或“可以”表示,无论是否被明确地陈述,这些特征或功能至少存在于所描述的示例中,无论是否被描述为示例,并且它们可以但不必存在于一些或所有其它示例中。因此,“示例”、“例如”或“可以”是指一类示例中的特定实例。该实例的特性可以仅是该实例的特性或该类的特性或该类的子类的特性,该子类包括该类中的一些但不是全部的实例。因此,隐含地公开了参考一个示例但没有参考另一个示例所描述的特征可用在该另一个示例中,但并非必须用在该另一个示例中。
虽然已经参照各种示例在前面的段落中描述了本发明的实施例,但是应当理解,在不脱离如所要求保护的本发明的范围的情况下,可对给定的示例进行修改。
在前面的描述中所描述的特征可通过除了明确描述的组合之外的组合来使用。
虽然已经参照某些特征描述了功能,但是,这些功能可由其它特征执行,无论其是否被描述。
虽然已经参照某些实施例描述了特征,但是,这些特征也可存在于其它实施例中,无论其是否被描述。
尽管在前述说明书中努力提请注意被认为是特别重要的本发明的这些特征,但应当理解,申请人要求保护上述涉及的和/或在附图中示出的任何可具专利性的特征或特征的组合,无论是否特别强调。

Claims (15)

1.一种用于控制光学活性流体从第一储存器转移到第二储存器的装置,包括:
转移电路,其被配置为电生成第一转移梯度以用于将所述光学活性流体从所述第一储存器转移到所述第二储存器,其中,所述转移电路包括与所述第一储存器相关联的第一转移电极和与所述第二储存器相关联的第二转移电极;
阀门,其被配置为控制所述光学活性流体从所述第一储存器转移到所述第二储存器,其中,所述阀门在其具有第一形状时被关闭,并且所述阀门在其具有与所述第一形状不同的第二形状时被打开;以及
阀门控制电路,其被配置为提供电压,以使所述阀门从所述第一形状改变为所述第二形状并且打开所述阀门,以促进所述光学活性流体沿着电生成的第一转移梯度从所述第一储存器转移到所述第二储存器,其中,所述阀门控制电路包括与在所述第一储存器与第二储存器之间的导管相关联的至少第一阀门电极和与所述导管相关联的至少第二阀门电极。
2.根据权利要求1所述的装置,其中,所述转移电路被配置为电生成第二转移梯度以用于将所述光学活性流体从所述第二储存器转移到所述第一储存器,其中,所述阀门被配置为控制所述光学活性流体从所述第二储存器转移到所述第一储存器,并且其中,所述阀门控制电路被配置为提供电压以使所述阀门从所述第一形状改变为所述第二形状并且打开所述阀门,以促进所述光学活性流体沿着电生成的第二转移梯度从所述第二储存器转移到所述第一储存器。
3.根据权利要求1所述的装置,其中,所述阀门被配置为默认具有所述第一形状。
4.根据权利要求1所述的装置,其中,所述阀门包括机电凝胶。
5.根据权利要求4所述的装置,其中,所述阀门控制电路被配置为在垂直于所述第一转移梯度的方向上提供电压以使所述机电凝胶变形,以打开所述阀门。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置,包括:
用于所述光学活性流体的第一储存器,
用于所述光学活性流体的第二储存器,
其中,所述阀门控制所述光学活性流体流过所述导管,其中,所述导管在所述阀门具有所述第一形状时被阻塞,并且其中,所述导管在所述阀门具有所述第二形状时不阻塞。
7.根据权利要求6所述的装置,其中,所述转移电路包括:
电路,其被配置为在所述第一转移电极与所述第二转移电极之间产生第一极性的电压以电生成所述第一转移梯度,并且被配置为在所述第一转移电极与所述第二转移电极之间产生与所述第一极性相反的第二极性的电压以电生成与所述第一转移梯度相反的第二转移梯度。
8.根据权利要求6所述的装置,其中,所述阀门控制电路包括:
电路,其被配置为在所述第一阀门电极与所述第二阀门电极之间垂直于所述第一转移梯度产生电压以使机电凝胶变形为所述第二形状,其中,所述机电凝胶优先被拉向邻近所述导管的侧壁的至少一部分,以创建通过所述导管的流体通道。
9.根据权利要求6所述的装置,其中,所述阀门控制电路包括:邻近所述导管的第一侧壁的至少第一对重叠的阀门电极,其中,所述第一对阀门电极包括第一阀门电极和在垂直于所述第一转移梯度的方向上与所述第一阀门电极分开的第二阀门电极。
10.根据权利要求6所述的装置,其中,所述第一储存器、所述第二储存器和所述导管形成用于所述光学活性流体的固定形状和容积的密封系统,而无需额外的储存器。
11.根据权利要求1所述的装置,其中,所述转移电路和所述阀门控制电路独立地操作。
12.根据权利要求1所述的装置,其中,所述转移电路和所述阀门控制电路由公共电路提供。
13.根据权利要求1所述的装置,其中,所述光学活性流体包括共享同一容积的具有不同光学特性的多种不混溶液体中的一种或多种。
14.一种显示系统,包括:
以规则的行和列的阵列排列的多个根据任一前述权利要求所述的装置,其中,每个装置具有暴露的第一储存器和隐藏的第二储存器,所述第一储存器提供所述显示系统的像素或子像素。
15.一种用于控制光学活性流体从第一储存器转移到第二储存器的方法,包括:
提供一个或多个电压,以生成用于将所述光学活性流体从所述第一储存器转移到所述第二储存器的第一转移梯度,并打开阀门以促进所述光学活性流体沿着电生成的第一转移梯度从所述第一储存器转移到所述第二储存器,其中,所述阀门在其具有第一形状时被关闭,并且所述阀门在其具有与所述第一形状不同的第二形状时被打开;
除去所述一个或多个电压,以除去所述第一转移梯度并且关闭所述阀门,
其中,转移电路包括与所述第一储存器相关联的第一转移电极和与所述第二储存器相关联的第二转移电极;阀门控制电路包括与在所述第一储存器与第二储存器之间的导管相关联的至少第一阀门电极和与所述导管相关联的至少第二阀门电极。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006044458A2 (en) * 2004-10-13 2006-04-27 University Of Virginia Patent Foundation Electrostatic actuation for management of flow
JP2008266407A (ja) * 2007-04-18 2008-11-06 Fujikura Kasei Co Ltd 電気レオロジーゲルおよびその製造方法
WO2013080676A1 (ja) * 2011-11-30 2013-06-06 セントラル硝子株式会社 フルオロアルカンスルホン酸無水物の製造方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE59915204D1 (de) * 1998-08-28 2010-10-28 Febit Holding Gmbh Verfahren zur herstellung von biochemischen reaktionsträgern
US6685442B2 (en) * 2002-02-20 2004-02-03 Sandia National Laboratories Actuator device utilizing a conductive polymer gel
JP4784510B2 (ja) * 2004-12-17 2011-10-05 ブラザー工業株式会社 キャピラリーエレクトロウェッティング現象を用いたバルブ及びアクチュエータ
US7382544B2 (en) * 2006-02-10 2008-06-03 Honeywell International Inc. Devices and related methods for light distribution
WO2013087804A1 (en) * 2011-12-15 2013-06-20 General Electric Company Improvements in and relating to electroosmotic pumps
WO2013112498A1 (en) * 2012-01-23 2013-08-01 President And Fellows Of Harvard College Pixel device and display using liquid ink and elastomers

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006044458A2 (en) * 2004-10-13 2006-04-27 University Of Virginia Patent Foundation Electrostatic actuation for management of flow
JP2008266407A (ja) * 2007-04-18 2008-11-06 Fujikura Kasei Co Ltd 電気レオロジーゲルおよびその製造方法
WO2013080676A1 (ja) * 2011-11-30 2013-06-06 セントラル硝子株式会社 フルオロアルカンスルホン酸無水物の製造方法

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