CN109478391A - 微流体彩膜、显示面板、显示设备和控制显示面板的方法 - Google Patents

微流体彩膜、显示面板、显示设备和控制显示面板的方法 Download PDF

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Abstract

一种具有多个微流体彩膜单元(1)的阵列的微流体彩膜。所述微流体彩膜包括：多个微腔室(2)；和多个微通道(3)。所述多个微流体彩膜单元(1)中的每一个包括：所述多个微腔室中的一个微腔室(2)；和所述多个微通道中的与所述多个微腔室中的所述一个微腔室(2)分别连接的至少两个微通道(3)。所述多个微通道中的所述至少两个微通道(3)构造为向所述多个微腔室中的所述一个微腔室(2)提供不同颜色的流体。所述多个微流体彩膜单元(1)中的每一个的颜色基于提供至所述多个微腔室中的所述一个微腔室(2)的不同颜色的流体的量。

Description

微流体彩膜、显示面板、显示设备和控制显示面板的方法
技术领域
本发明涉及显示技术，更具体地，涉及微流体彩膜、具有该微流体彩膜的显示面板和显示设备、以及控制显示面板的方法。
背景技术
微流体涉及几何上被约束为小尺度(通常亚微米量级)的流体的行为、精确控制和操纵。微流体是工程、物理、化学、纳米技术和生物技术交叉的多学科领域。微流体芯片指的是具有通常制造在基板上的微通道或微腔室的系统或器件。微通道和微腔室的长度量级通常为微米或亚微米量级。例如，微通道和微腔室通常具有在约0.1微米至约1000微米范围内(例如，在约0.1微米至约500微米的范围内)的至少一个截面尺寸。
发明内容
在一方面，本发明提供了一种具有多个微流体彩膜单元的阵列的微流体彩膜，其包括：多个微腔室；和多个微通道；其中，所述多个微流体彩膜单元中的每一个包括：所述多个微腔室中的一个微腔室；和所述多个微通道中的与所述多个微腔室中的所述一个微腔室分别连接的至少两个微通道；其中，所述多个微通道中的所述至少两个微通道构造为向所述多个微腔室中的所述一个微腔室提供不同颜色的流体；并且所述多个微流体彩膜单元中的每一个的颜色基于提供至所述多个微腔室中的所述一个微腔室的不同颜色的流体的量。
可选地，所述微流体彩膜还包括：多对带正电荷的微电极和带负电荷的微电极，其构造为分别提供足以使流体在所述多个微通道中流动的电渗力；其中，所述多个微流体彩膜单元中的每一个还包括所述多对带正电荷的微电极和带负电荷的微电极中的至少两对；并且所述多对带正电荷的微电极和带负电荷的微电极中的所述至少两对构造为控制分别从所述多个微通道中的所述至少两个微通道向所述多个微腔室中的所述至少一个微腔室提供的不同颜色的流体的量。
可选地，所述多个微流体彩膜单元中的每一个包括：多个微泵，其构造为分别提供足以使流体在所述多个微通道中流动的压力；其中，所述多个微流体彩膜单元中的每一个还包括所述多个微泵中的至少两个微泵；并且所述多个微泵中的所述至少两个微泵构造为控制分别从所述多个微通道中的所述至少两个微通道向所述多个微腔室中的所述一个微腔室提供的不同颜色的流体的量。
可选地，所述多个微流体彩膜单元中的每一个包括：所述多个微腔室中的单一一个微腔室；和所述多个微通道中的第一微通道、第二微通道和第三微通道，第一微通道、第二微通道和第三微通道构造为分别连接至所述多个微腔室中的所述单一一个微腔室；其中，第一微通道构造为向所述多个微腔室中的所述单一一个微腔室提供第一量的具有第一颜色的第一流体；第二微通道构造为向所述多个微腔室中的所述单一一个微腔室提供第二量的具有第二颜色的第二流体；第三微通道构造为向所述多个微腔室中的所述单一一个微腔室提供第三量的具有第三颜色的第三流体；并且所述多个微流体彩膜单元中的每一个的颜色基于第一量、第二量和第三量。
可选地，所述多个微流体彩膜单元中的每一个还包括所述多对带正电荷的微电极和带负电荷的微电极中的第一对微电极、第二对微电极和第三对微电极；其中，第一对微电极构造为控制从第一微通道向所述多个微腔室中的所述单一一个微腔室提供的第一颜色的第一流体的第一量；第二对微电极构造为控制从第二微通道向所述多个微腔室中的所述单一一个微腔室提供的第二颜色的第二流体的第二量；并且第三对微电极构造为控制从第三微通道向所述多个微腔室中的所述单一一个微腔室提供的第三颜色的第三流体的第三量。
可选地，所述多个微流体彩膜单元中的每一个还包括所述多个微泵中的第一微泵、第二微泵和第三微泵；其中，第一微泵构造为控制从第一微通道向所述多个微腔室中的所述单一一个微腔室提供的第一颜色的第一流体的第一量；第二微泵构造为控制从第二微通道向所述多个微腔室中的所述单一一个微腔室提供的第二颜色的第二流体的第二量；并且第三微泵构造为控制从第三微通道向所述多个微腔室中的所述单一一个微腔室提供的第三颜色的第三流体的第三量。
可选地，所述多个微流体彩膜单元中的每一个还包括：第四微通道，其与所述多个微腔室中的所述单一一个微腔室连接，并且构造为向所述多个微腔室中的所述单一一个微腔室提供透明流体。
可选地，所述多个微流体彩膜单元中的每一个还包括：所述多对带正电荷的微电极和带负电荷的微电极中的第四对微电极，其构造为控制从第四微通道向所述多个微腔室中的所述单一一个微腔室提供的透明流体的第四量。
可选地，所述微流体彩膜还包括：透明基底基板；和位于所述透明基底基板上的微流体芯片，其与所述多个微通道连接。
可选地，所述微流体彩膜还包括：循环利用装置，其构造为将不同颜色的流体的混合物分离为不同颜色的分离流体；其中，在向所述多个微腔室中的所述一个微腔室提供不同颜色的流体中的至少一个时循环利用所述不同颜色的分离流体。
可选地，第一颜色、第二颜色和第三颜色是选自红色、绿色和蓝色的三种不同颜色。
可选地，第一颜色的第一流体包括铁(III)硫氰酸盐；第二颜色的第二流体包括二价铁；并且第三颜色的第三流体包括铜(II)离子。
在另一方面，本发明提供了一种具有多个像素的显示面板，其包括：本文描述的微流体彩膜；和面对所述微流体彩膜的阵列基板；其中，所述多个像素中的每一个包括所述多个微流体彩膜单元中的单一一个。
在另一方面，本发明提供了一种显示设备，包括本文描述的显示面板。
在另一方面，本发明提供了一种控制具有多个像素的显示面板的方法，包括：在所述显示面板的图像显示区域中提供多个微腔室，所述多个像素中的每一个包括所述多个微腔室中的一个；和向所述多个微腔室中的所述一个微腔室提供不同颜色的流体中的至少一个；其中，所述多个像素中的与所述多个微腔室中的所述一个微腔室对应的那个像素发出的光的颜色基于向所述多个微腔室中的所述一个微腔室提供的不同颜色的流体的量。
可选地，所述不同颜色的流体包括：第一颜色的第一流体、第二颜色的第二流体和第三颜色的第三流体；提供不同颜色的流体中的至少一个包括：控制向所述多个微腔室中的所述一个微腔室提供的第一颜色的第一流体的第一量；控制向所述多个微腔室中的所述一个微腔室提供的第二颜色的第二流体的第二量；和控制向所述多个微腔室中的所述一个微腔室提供的第三颜色的第三流体的第三量；其中，所述多个像素中的与所述多个微腔室中的所述一个微腔室对应的那个像素发出的光的颜色基于第一量、第二量和第三量。
可选地，第一流体、第二流体和第三流体通过电渗流分别地分配至所述多个微腔室中的所述一个微腔室。
可选地，控制第一流体的第一量包括：通过与所述多个微腔室中的所述一个微腔室连接的第一微通道提供第一颜色的第一流体，以及向所述第一微通道施加第一电场以通过电渗流控制第一量；控制第二流体的第二量包括：通过与所述多个微腔室中的所述一个微腔室连接的第二微通道提供第二颜色的第二流体，以及向所述第二微通道施加第二电场以通过电渗流控制第二量；并且控制第三流体的第三量包括：通过与所述多个微腔室中的所述一个微腔室连接的第三微通道提供第三颜色的第三流体，以及向所述第三微通道施加第三电场以通过电渗流控制第三量。
可选地，所述方法还包括：接收数据信号；将所述数据信号转换为第一电信号、第二电信号和第三电信号；向第一对微电极施加第一电信号以在第一微通道中产生第一电场；向第二对微电极施加第二电信号以在第二微通道中产生第二电场；以及向第三对微电极施加第三电信号以在第三微通道中产生第三电场。
可选地，控制第一流体的第一量包括：通过与所述多个微腔室中的所述一个微腔室连接的第一微通道提供第一颜色的第一流体，以及向所述第一微通道施加第一压力以控制第一量；控制第二流体的第二量包括：通过与所述多个微腔室中的所述一个微腔室连接的第二微通道提供第二颜色的第二流体，以及向所述第二微通道施加第二压力以控制第二量；并且控制第三流体的第三量包括：通过与所述多个微腔室中的所述一个微腔室连接的第三微通道提供第三颜色的第三流体，以及向所述第三微通道施加第三压力以控制第三量。
可选地，所述方法还包括：接收数据信号；将所述数据信号转换为第一电信号、第二电信号和第三电信号；向第一微泵施加第一电信号以在第一微通道中产生第一压力；向第二微泵施加第二电信号以在第二微通道中产生第二压力；以及向第三微泵施加第三电信号以在第三微通道中产生第三压力。
可选地，所述显示面板构造为显示第一帧图像和第二帧图像；所述多个像素中的与所述多个微腔室中的所述一个微腔室对应的那个像素构造为在第一帧图像和第二帧图像中发出不同颜色的光；并且向所述多个微腔室中的所述一个微腔室提供的不同颜色的流体的量在所述第一帧图像中具有第一比例并且在所述第二帧图像中具有第二比例。
可选地，在第一帧图像之后且在第二帧图像之前，所述方法还包括：将在所述第一帧图像期间向所述多个微腔室中的所述一个微腔室提供的流体排出。
可选地，在所述第一帧图像期间向所述多个微腔室中的所述一个微腔室提供的流体是不同颜色的流体的混合物；所述方法还包括：将所述不同颜色的流体的混合物分离为不同颜色的分离流体；以及在向所述多个微腔室中的所述一个微腔室提供不同颜色的流体中的至少一个时循环利用所述不同颜色的分离流体。
可选地，通过用于将具有不同颜色的离子分离的离子分离法来执行将不同颜色的流体的混合物分离。
附图说明
以下附图仅为根据所公开的各种实施例的用于示意性目的的示例，而不旨在限制本发明的范围。
图1是示出根据本公开的一些实施例中的微流体彩膜的结构的示意图。
图2是示出根据本公开的一些实施例中的微流体彩膜单元的结构的示意图。
图3是示出根据本公开的一些实施例中的微流体彩膜单元的结构的示意图。
具体实施方式
现在将参照以下实施例更具体地描述本公开。需注意，以下对一些实施例的描述仅针对示意和描述的目的而呈现于此。其不旨在是穷尽性的或者受限为所公开的确切形式。
在常规显示面板中，通过混合三原色(例如，红色、绿色和蓝色)来实现彩色图像显示。在常规显示面板中，每个像素通常包括不同颜色的至少三个子像素。因此，对于每个像素而言需要有不同颜色的三个彩膜块以及用于分别驱动三个子像素发光的三个驱动电路。常规显示面板中图像显示的分辨率受到限制，并且由于每个子像素由不同驱动电路单独地驱动，因此功耗相对较高。此外，需要黑矩阵层来分离不同颜色的相邻子像素，导致制造工艺复杂。黑矩阵层的质量对分辨率和色彩准确性有显著影响。
因此，本公开特别提供了一种微流体彩膜、具有该微流体彩膜的显示面板和显示设备、及控制显示面板的方法，其实质上消除了由于现有技术的限制和缺陷而导致的问题中的一个或多个。在一方面，本公开提供了一种具有多个微流体彩膜单元的阵列的微流体彩膜。在一些实施例中，所述微流体彩膜包括：多个微腔室；和多个微通道。可选地，所述多个微流体彩膜单元中的每一个包括：所述多个微腔室中的一个微腔室；和所述多个微通道中的构造为与所述多个微腔室中的所述一个微腔室连接的至少两个微通道。可选地，所述多个微通道中的至少两个微通道构造为向所述多个微腔室中的所述一个微腔室提供各种量的不同颜色的流体。所述多个微流体彩膜单元中的每一个的颜色基于提供至所述多个微腔室中的所述一个微腔室的不同颜色的流体的量。
图1是示出根据本公开的一些实施例中的微流体彩膜的结构的示意图。参照图1，一些实施例中的微流体彩膜包括多个微流体彩膜单元1。在一些实施例中，所述微流体彩膜包括多个微腔室2和多个微通道3。多个微通道3构造为向多个微腔室2提供不同颜色的流体。在一些实施例中，多个微流体彩膜单元1中的每一个为对应显示面板中的像素提供颜色过滤。可以以不同比例向多个微流体彩膜单元1中的每一个提供不同颜色的流体。例如，当与多个微流体彩膜单元1中的一个微流体彩膜单元相对应的像素被构造为发出青色光时，可以以特定比例(例如，1:1的比例)向多个微腔室2中的一个微腔室提供绿色的流体和蓝色的流体。在另一示例中，当与多个微流体彩膜单元1中的一个微流体彩膜单元相对应的像素被构造为发出黄色光时，可以以特定比例(例如，1:1的比例)向多个微腔室2中的一个微腔室提供绿色的流体和红色的流体。在另一示例中，当与多个微流体彩膜单元1中的一个微流体彩膜单元相对应的像素被构造为发出红色光时，可以向多个微腔室2中的一个微腔室提供红色的流体而无需混合其他颜色的流体。当向多个微流体彩膜单元1中的一个微流体彩膜单元提供多种不同颜色的流体时，所述多种不同颜色的流体在多个微流体彩膜单元1中的所述一个微流体彩膜单元内混合。具有该微流体彩膜的显示面板可以构造为显示多帧图像。在该显示面板中的像素可以构造为在连续两帧图像中发出不同颜色的光。当在该像素中完成当前帧图像的显示时，在显示下一帧图像之前，驱使在多个微腔室2中与该像素对应的一个微腔室中的流体(例如，不同颜色的流体的混合物)离开多个微腔室2中的所述一个微腔室。
该微流体彩膜提供了显示面板中的动态颜色过滤。在具有该微流体彩膜的显示面板中，无需具有不同颜色的三个或更多子像素来实现彩色图像显示。在一些实施例中，每一个像素仅包括多个微流体彩膜单元1中的单一一个，例如，仅包括多个微腔室2中的单一一个。微流体彩膜所提供的颜色过滤可以在各帧图像之间动态地变化。因此，与常规显示面板相比，在具有该微流体彩膜的显示面板中可以实现更高分辨率的图像显示。此外，由于像素不包括多个子像素，因此无需像常规显示面板的情况中那样需要黑矩阵层来分离相邻子像素。因此，在具有该微流体彩膜的显示面板中可以实现显著改善的开口率。
可以通过各种适当方法来使不同颜色的流体进入和离开多个微腔室2。在一些实施例中，可以通过机械或电学方法使不同颜色的流体进入和离开多个微腔室2。可选地，微流体彩膜还包括：多个微泵，其构造为控制通过多个微通道3分别向多个微腔室2提供的不同颜色的流体的量。
在一些实施例中，可以通过电渗流使不同颜色的流体进入和离开多个微腔室2。因此，在一些实施例中，微流体彩膜还包括多对带正电荷的微电极和带负电荷的微电极，其构造为分别提供足以使流体在多个微通道3中流动的电渗力。
在一些实施例中，多个微流体彩膜单元1中的每一个包括：多个微腔室2中的一个微腔室；以及多个微通道3中的构造为与多个微腔室2中的所述一个微腔室连接的至少两个微通道。可选地，多个微通道3中的所述至少两个微通道构造为向多个微腔室2中的所述一个微腔室提供各种量的不同颜色的流体。多个微流体彩膜单元1中的每一个的颜色基于提供至多个微腔室2中的所述一个微腔室的不同颜色的流体的量。在一个示例中，多个微流体彩膜单元1中的每一个的颜色基于提供至多个微腔室2中的所述一个微腔室的不同颜色的流体的比例。
在一些实施例中，多个微流体彩膜单元1中的每一个还包括至少两个微泵，其构造为控制分别从多个微通道3中的所述至少两个微通道向多个微腔室2中的所述一个微腔室提供的不同颜色的流体的量。
在一些实施例中，多个微流体彩膜单元1中的每一个还包括：所述多对带正电荷的微电极和带负电荷的微电极中的至少两对。所述多对带正电荷的微电极和带负电荷的微电极中的所述至少两对构造为控制分别从所述多个微通道中的所述至少两个微通道向多个微腔室2中的所述至少一个微腔室提供的不同颜色的流体的量。
图2是示出根据本公开的一些实施例中的微流体彩膜单元1的结构的示意图。参照图2，一些实施例中的多个微流体彩膜单元1中的每一个包括：多个微腔室2中的单一一个微腔室；和多个微通道3中的第一微通道3a、第二微通道3b和第三微通道3c。第一微通道3a、第二微通道3b和第三微通道3c构造为分别与多个微腔室2中的所述单一一个微腔室连接。第一微通道3a构造为向多个微腔室2中的所述单一一个微腔室提供第一量的具有第一颜色的第一流体，第二微通道3b构造为向多个微腔室2中的所述单一一个微腔室提供第二量的具有第二颜色的第二流体，并且第三微通道3c构造为向多个微腔室2中的所述单一一个微腔室提供第三量的具有第三颜色的第三流体。多个微流体彩膜单元1中的每一个的颜色基于第一量、第二量和第三量。可选地，多个微流体彩膜单元1中的每一个的颜色基于第一量、第二量和第三量之间的比例。
参照图2，一些实施例中的微流体彩膜单元1包括第一微泵11a、第二微泵11b和第三微泵11c。第一微泵11a构造为控制从第一微通道3a向多个微腔室2中的所述单一一个微腔室提供的第一颜色的第一流体的第一量。第二微泵11b构造为控制从第二微通道3b向多个微腔室2中的所述单一一个微腔室提供的第二颜色的第二流体的第二量。所述第三微泵11c构造为控制从第三微通道3c向多个微腔室2中的所述单一一个微腔室提供的第三颜色的第三流体的第三量。可选地，微流体彩膜单元1还包括：多个微阀，其构造为控制流过多个微通道的流体的流动。例如，一些实施例中的微流体彩膜单元1包括：连接在第一微泵11a和第一微通道3a之间的第一微阀；连接在第二微泵11b和第二微通道3b之间的第二微阀；和连接在第三微泵11c和第三微通道3c之间的第三微阀。第一微阀、第二微阀和第三微阀可以独立地驱动，从而可以独立地调整第一颜色的第一流体、第二颜色的第二流体和第三颜色的第三流体的流速(例如，从0到大于0的值)。因此，可以控制通过第一微通道3a向多个微腔室2中的所述单一一个微腔室提供的第一颜色的第一流体的第一量、通过第二微通道3b向多个微腔室2中的所述单一一个微腔室提供的第二颜色的第二流体的第二量、通过第三微通道3c向多个微腔室2中的所述单一一个微腔室提供的第三颜色的第三流体的第三量，以及第一量、第二量和第三量之间的比例。
在一些实施例中，通过电信号驱动第一微泵11a、第二微泵11b和第三微泵11c。可选地，多个微流体彩膜单元1中的每一个还包括：第一电信号生成器、第二电信号生成器和第三电信号生成器。可选地，第一电信号生成器、第二电信号生成器和第三电信号生成器与对应像素的数据线连接。可选地，各电信号生成器构造为将从数据线传输的数据信号转换为电信号，例如，第一电信号、第二电信号和第三电信号。通过将第一电信号施加至第一微泵11a，可以控制通过第一微通道3a向多个微腔室2中的所述单一一个微腔室提供的第一颜色的第一流体的第一量。通过将第二电信号施加至第二微泵11b，可以控制通过第二微通道3b向多个微腔室2中的所述单一一个微腔室提供的第二颜色的第二流体的第二量。通过将第三电信号施加至第三微泵11c，可以控制通过第三微通道3c向多个微腔室2中的所述单一一个微腔室提供的第三颜色的第三流体的第三量。
图3是示出根据本公开的一些实施例中的微流体彩膜单元的结构的示意图。参照图3，在一些实施例中，多个微流体彩膜单元1中的每一个包括：第一电渗电路12a、第二电渗电路12b和第三电渗电路12c。第一电渗电路12a包括第一对微电极8a和8b。第二电渗电路12b包括第二对微电极9a和9b。第三电渗电路12c包括第三对微电极10a和10b。第一对微电极8a和8b、第二对微电极9a和9b和第三对微电极10a和10b中的每一对是一对带正电荷的微电极和带负电荷的微电极。第一对微电极8a和8b构造为控制从第一微通道3a向多个微腔室2中的所述单一一个微腔室提供的第一颜色的第一流体的第一量。第二对微电极9a和9b构造为控制从第二微通道3b向多个微腔室2中的所述单一一个微腔室提供的第二颜色的第二流体的第二量。第三对微电极10a和10b构造为控制从第三微通道3c向多个微腔室2中的所述单一一个微腔室提供的第三颜色的第三流体的第三量。
如图3所示，第一对微电极8a和8b构造为在第一微通道3a中产生电场E1，电场E1提供足以使流体在第一微通道3a中流动的电渗力。第二对微电极9a和9b构造为在第二微通道3b中产生电场E2，电场E2提供足以使流体在第二微通道3b中流动的电渗力。第三对微电极10a和10b构造为在第三微通道3c中产生电场E3，电场E3提供足以使流体在第三微通道3c中流动的电渗力。可以独立地调整第一电场E1、第二电场E2和第三电场E3的大小(例如，从0至大于0的值)。因此，可以控制通过第一微通道3a向多个微腔室2中的所述单一一个微腔室提供的第一颜色的第一流体的第一量、通过第二微通道3b向多个微腔室2中的所述单一一个微腔室提供的第二颜色的第二流体的第二量、通过第三微通道3c向多个微腔室2中的所述单一一个微腔室提供的第三颜色的第三流体的第三量，以及第一量、第二量和第三量之间的比例。
在一些实施例中，第一电渗电路12a包括第一电信号生成器，第二电渗电路12b包括第二电信号生成器，并且第三电渗电路12c包括第三电信号生成器。可选地，第一电渗电路12a、第二电渗电路12b和第三电渗电路12c与对应像素的数据线连接。可选地，各电信号生成器构造为将从数据线传输的数据信号转换为电信号，例如，第一电信号、第二电信号和第三电信号。通过将第一电信号施加至第一对微电极8a和8b，可以在第一微通道3a中产生第一电场E1，并且可以控制通过第一微通道3a向多个微腔室2中的所述单一一个微腔室提供的第一颜色的第一流体的第一量。通过将第二电信号施加至第二对微电极9a和9b，可以在第二微通道3b中产生第二电场E2，并且可以控制通过第二微通道3b向多个微腔室2中的所述单一一个微腔室提供的第二颜色的第二流体的第二量。通过将第三电信号施加至第三对微电极10a和10b，可以在第三微通道3c中产生第三电场E3，并且可以控制通过第三微通道3c向多个微腔室2中的所述单一一个微腔室提供的第三颜色的第三流体的第三量。
因此，通过向不同微通道施加不同电场，可以进行控制使各微通道中的流速不同。电渗流速可以基于以下等式来确定：
其中E是电场(例如，对于具有每单位长度均匀电阻的微通道而言，等于电压除以一对电极之间的距离)；ε是液体的相对介电常数；ε0是自由空间的介电常数，ζ是微通道/液体界面的电动电势(zeta potential)；并且η是液体黏度。
在一些实施例中，多个微腔室2中的每一个具有用于使微腔室中的流体排出的出口。例如，可以排出微腔室中的流体以将其废弃。可选地，多个微腔室2中的流体在微流体彩膜中持续地循环利用。例如，可以首先将多个微腔室2中的流体排出到循环利用装置。参照图1，一些实施例中的微流体彩膜还包括：循环利用装置7，其构造为将不同颜色的流体的混合物分离为不同颜色的分离流体，并且在多个微腔室2中循环利用多个不同颜色的分离流体。
循环利用装置的示例包括离子分离装置，比如膜分离装置。例如，循环利用装置7可以包括一个或多个膜，其各自具有不同的平均孔径，适于选择性地分离特定离子或离子组。在一些实施例中，循环利用装置7包括电渗析装置、反向电渗析装置、或两者。电渗析装置或反向电渗析装置包括一个或多个半渗透膜，通过所述半渗透膜可以在电势的影响下传输离子。电渗析装置或反向电渗析装置中的膜可以是阳离子选择性的或阴离子选择性的，分别用于允许阳离子或阴离子通过。在一些实施例中，循环利用装置7包括分段沉淀装置，其用于选择性地使流体中的一种或多种离子沉淀，从而使一种离子与另一种离子分离。例如，可以利用包含氢氧化物的碱性溶液处理包含铜离子和铁离子的混合物的流体，在10至11的pH范围内可以选择性地沉淀析出铁离子，同时在溶液中保留铜离子。可以利用酸来溶解沉淀的铁材料(例如，氢氧化铁)。分离后的铜溶液和铁溶液可以作为用于颜色过滤的流体(例如，作为红色溶液和蓝色溶液)而循环利用。在一些实施例中，循环利用装置7包括：从包括膜分离装置、电渗析装置、反向电渗析装置和分段沉淀装置的组中选择的一个或多个装置。循环利用装置7可以布置在微流体彩膜的周围区域中。可选地，循环利用装置7布置在具有微流体彩膜的显示面板的周围区域中。
在一些实施例中，多个微流体彩膜单元1中的每一个还包括：第四微通道，其构造为与多个微腔室2中的所述单一一个微腔室连接，并且构造为向多个微腔室2中的所述单一一个微腔室提供透明流体。例如，当与多个微流体彩膜单元1中的一个微流体彩膜单元对应的像素被构造为发出白色光时，第四微通道构造为向多个微腔室2中的与该像素对应的一个微腔室提供透明流体。透明流体可以是空气或诸如水的透明液体或任何引入的透明液体。
在一些实施例中，微流体彩膜单元1还包括：第四微泵，其构造为控制从第四微通道向多个微腔室2中的所述单一一个微腔室提供的透明流体的量。可选地，微流体彩膜单元1还包括：第四微阀，其构造为控制流过第四微通道的透明流体的流动。可选地，第四微阀布置在第四微通道和第四微泵之间，并且可以被驱动使得可以调整透明流体的流速(例如，从0至大于0的值)。
在一些实施例中，微流体彩膜单元1还包括：第四对微电极，其构造为控制从第四微通道向多个微腔室2中的所述单一一个微腔室提供的透明流体的第四量。第四对微电极是构造为在第四微通道中产生电场的一对带正电荷的微电极和带负电荷的微电极。该电场的大小可以单独调整(例如，从0至大于0的值)，从而控制从第四微通道向多个微腔室2中的所述单一一个微腔室提供的透明流体的第四量。
参照图1，一些实施例中的微流体彩膜还包括：透明基底基板6；和位于透明基底基板6上的微流体芯片5，其构造为与多个微通道3连接。
在一些实施例中，第一颜色、第二颜色和第三颜色是三原色。可选地，第一颜色、第二颜色和第三颜色是选自红色、绿色和蓝色的三种不同颜色。可选地，第一颜色、第二颜色和第三颜色是选自黄色、青色和品红色的三种不同颜色。
可以在所述微流体彩膜中使用各种适当颜色的流体。红色流体的示例包括但不限于：包含铁(III)硫氰酸盐的溶液。绿色流体的示例包括但不限于：包含铁离子的溶液、包含铜(II)四氯复合物(CuCl4 2-)的溶液、包含钒(III)的溶液、包含铬(III)的溶液、包含锰酸盐(VI)的溶液和包含镍(II)的溶液。蓝色流体的示例包括但不限于：包含铜(II)离子的溶液、包含氧钒根(IV)的溶液、包含锰酸盐(V)的溶液和包含铜(II)氨复合物(Cu(NH3)4 2+)的溶液。具有颜色的流体的示例还包括各种有机化合物的溶液，比如具有适当颜色(例如，红色、绿色或蓝色)的有机染料。可选地，具有颜色的流体被配制为具有特定的黏度，使得可以在电渗力下驱动该流体。由于流体具有特定黏度，因此离子在电场影响下的移动使得周围溶剂随离子移动，导致电渗流。
在另一方面，本公开提供了一种具有多个像素的显示面板。在一些实施例中，所述显示面板包括：本文描述的微流体彩膜和面对所述微流体彩膜的阵列基板。可选地，所述多个像素中的每一个包括所述多个微流体彩膜单元中的单一一个微流体彩膜单元，例如，每个像素包括单个微腔室。可选地，所述显示面板为液晶显示面板。
在另一方面，本公开提供了一种显示设备，其具有本文描述的显示面板。适当显示设备的示例包括但不限于：电子纸、移动电话、平板计算机、电视、监视器、笔记本计算机、数字相框、GPS等。
在另一方面，本公开提供了一种控制具有多个像素的显示面板的方法。在一些实施例中，所述方法包括：在所述显示面板的图像显示区域中提供多个微腔室，所述多个像素中的每一个包括所述多个微腔室中的一个微腔室；和向所述多个微腔室中的所述一个微腔室提供不同颜色的流体中的至少一个。可以以不同比例向多个微腔室中的每一个提供不同颜色的流体用于彩色图像显示。与所述多个微腔室中的所述一个微腔室对应的像素发出的光的颜色基于向所述多个微腔室中的所述一个微腔室提供的不同颜色的流体的量。例如，当与多个微腔室中的一个微腔室对应的像素被构造为发出青色光时，可以以特定比例(例如，1:1的比例)向多个微腔室中的所述一个微腔室提供绿色的流体和蓝色的流体。在不同帧的图像中，可以以不同比例向微腔室分别提供不同颜色的流体。可选地，与所述多个微腔室中的所述一个微腔室相对应的像素构造为在第一帧图像中和第二帧图像中发出不同颜色的光，并且向所述多个微腔室中的所述一个微腔室提供的不同颜色的流体的量在第一帧图像中具有第一比例并且在第二帧图像中具有第二比例。
在一些实施例中，不同颜色的流体包括：第一颜色的第一流体、第二颜色的第二流体和第三颜色的第三流体。可选地，提供不同颜色的流体中的至少一个的步骤包括：控制向所述多个微腔室中的所述一个微腔室提供的第一颜色的第一流体的第一量；控制向所述多个微腔室中的所述一个微腔室提供的第二颜色的第二流体的第二量；和控制向所述多个微腔室中的所述一个微腔室提供的第三颜色的第三流体的第三量。所述多个像素中的与所述多个微腔室中的所述一个微腔室对应的那个像素发出的光的颜色基于第一量、第二量和第三量。可选地，与所述多个微腔室中的所述一个微腔室对应的像素构造为在第一帧图像中和第二帧图像中发出不同颜色的光，第一量、第二量和第三量之间的比例在第一帧图像中具有第一值并且在第二帧图像中具有第二值。
可以通过各种适当方法来使不同颜色的流体进入和离开多个微腔室。在一些实施例中，可以通过机械方法(例如，通过多个微泵)使不同颜色的流体进入和离开多个微腔室。在一些实施例中，控制第一流体的第一量的步骤包括：通过与所述多个微腔室中的所述一个微腔室连接的第一微通道提供第一颜色的第一流体，以及向所述第一微通道施加第一压力以控制第一量；控制第二流体的第二量的步骤包括：通过与所述多个微腔室中的所述一个微腔室连接的第二微通道提供第二颜色的第二流体，以及向所述第二微通道施加第二压力以控制第二量；并且控制第三流体的第三量的步骤包括：通过与所述多个微腔室中的所述一个微腔室连接的第三微通道提供第三颜色的第三流体，以及向所述第三微通道施加第三压力以控制第三量。
在一些实施例中，所述方法还包括：接收与具有所述多个微腔室中的所述一个微腔室的像素对应的数据信号；以及将所述数据信号转换为多个电信号，例如，第一电信号、第二电信号和第三电信号。可选地，所述方法还包括：向第一微泵施加第一电信号以在第一微通道中产生第一压力；向第二微泵施加第二电信号以在第二微通道中产生第二压力；以及向第三微泵施加第三电信号以在第三微通道中产生第三压力。
在一些实施例中，可以通过电渗流使不同颜色的流体进入和离开多个微腔室。可选地，可以在构造为提供足以使流体流动的电渗力的电场的影响下使不同颜色的流体进入和离开多个微腔室。在一些实施例中，控制第一流体的第一量的步骤包括：通过与所述多个微腔室中的所述一个微腔室连接的第一微通道提供第一颜色的第一流体，以及向所述第一微通道施加第一电场以控制第一量；控制第二流体的第二量的步骤包括：通过与所述多个微腔室中的所述一个微腔室连接的第二微通道提供第二颜色的第二流体，以及向所述第二微通道施加第二电场以控制第二量；以及控制第三流体的第三量的步骤包括：通过与所述多个微腔室中的所述一个微腔室连接的第三微通道提供第三颜色的第三流体，以及向所述第三微通道施加第三电场以控制第三量。
在一些实施例中，所述方法还包括：接收与具有所述多个微腔室中的所述一个微腔室的像素对应的数据信号；以及将所述数据信号转换为多个电信号，例如，第一电信号、第二电信号和第三电信号。可选地，所述方法还包括：向第一对微电极施加所述第一电信号以在第一微通道中产生第一电场；向第二对微电极施加所述第二电信号以在第二微通道中产生第二电场；以及向第三对微电极施加所述第三电信号以在第三微通道中产生第三电场。
在一些实施例中，在第一帧图像之后且在第二帧图像之前，所述方法还包括将在所述第一帧图像期间向所述多个微腔室中的所述一个微腔室提供的流体排出。例如，可以排出微腔室中的流体以将其废弃。可选地，多个微腔室中的流体在微流体彩膜中持续地循环利用。在一个示例中，在第一帧图像期间向所述多个微腔室中的所述一个微腔室提供的流体是不同颜色的流体的混合物，并且所述方法还包括：将不同颜色的流体的混合物分离为不同颜色的分离流体；以及在所述多个微腔室中的所述一个微腔室中循环利用所述不同颜色的分离流体。
可选地，通过用于将具有不同颜色的离子分离的离子分离法来执行将不同颜色的流体的混合物分离的步骤。可选地，利用使用适于选择性地分离特定离子或离子组的各自具有不同平均孔径的一个或多个膜，通过膜离子分离法来执行将不同颜色的流体的混合物分离的步骤。可选地，利用一个或多个半渗透膜(可以在电势的影响下通过所述半渗透膜传输离子)，通过电渗析法、反向电渗析法、或两者来执行将不同颜色的流体的混合物分离的步骤。电渗析装置或反向电渗析装置中的膜可以是阳离子选择性的或阴离子选择性的，分别用于允许阳离子或阴离子通过。可选地，通过用于选择性地沉淀流体中的一种或多种离子从而将一种离子与另一种离子分离的分段沉淀法来执行将不同颜色的流体的混合物分离的步骤。在一些实施例中，通过从包括膜分离法、电渗析法、反向电渗析法和分段沉淀法的组中选择的一种或多种方法来执行将不同颜色的流体的混合物分离的步骤。
出于示意和描述目的已示出对本发明实施例的上述描述。其并非旨在穷举或将本发明限制为所公开的确切形式或示例性实施例。因此，上述描述应当被认为是示意性的而非限制性的。显然，许多修改和变形对于本领域技术人员而言将是显而易见的。选择和描述这些实施例是为了解释本发明的原理和其最佳方式的实际应用，从而使得本领域技术人员能够理解本发明适用于特定用途或所构思的实施方式的各种实施例及各种变型。本发明的范围旨在由所附权利要求及其等同形式限定，其中除非另有说明，否则所有术语以其最宽的合理意义解释。因此，术语“发明”、“本发明”等不一定将权利范围限制为具体实施例，并且对本发明示例性实施例的参考不隐含对本发明的限制，并且不应推断出这种限制。本发明仅由随附权利要求的精神和范围限定。此外，这些权利要求可涉及使用跟随有名词或元素的“第一”、“第二”等术语。这种术语应当理解为一种命名方式而非意在对由这种命名方式修饰的元素的数量进行限制，除非给出具体数量。所描述的任何优点和益处不一定适用于本发明的全部实施例。应当认识到的是，本领域技术人员在不脱离随附权利要求所限定的本发明的范围的情况下可以对所描述的实施例进行变化。此外，本公开中没有元件和组件是意在贡献给公众的，无论该元件或组件是否明确地记载在随附权利要求中。

Claims (25)

1.一种具有多个微流体彩膜单元的阵列的微流体彩膜，包括：
多个微腔室；和
多个微通道；
其中，所述多个微流体彩膜单元中的每一个包括：
所述多个微腔室中的一个微腔室；和
所述多个微通道中的与所述多个微腔室中的所述一个微腔室分别连接的至少两个微通道；
其中，所述多个微通道中的所述至少两个微通道构造为向所述多个微腔室中的所述一个微腔室提供不同颜色的流体；并且
所述多个微流体彩膜单元中的每一个的颜色基于提供至所述多个微腔室中的所述一个微腔室的不同颜色的流体的量。
2.根据权利要求1所述的微流体彩膜，还包括；
多对带正电荷的微电极和带负电荷的微电极，其构造为分别提供足以使流体在所述多个微通道中流动的电渗力；
其中，所述多个微流体彩膜单元中的每一个还包括所述多对带正电荷的微电极和带负电荷的微电极中的至少两对；并且
所述多对带正电荷的微电极和带负电荷的微电极中的所述至少两对构造为控制分别从所述多个微通道中的所述至少两个微通道向所述多个微腔室中的所述至少一个微腔室提供的不同颜色的流体的量。
3.根据权利要求1所述的微流体彩膜，其中所述多个微流体彩膜单元中的每一个包括：
多个微泵，其构造为分别提供足以使流体在所述多个微通道中流动的压力；
其中，所述多个微流体彩膜单元中的每一个还包括所述多个微泵中的至少两个微泵；并且
所述多个微泵中的所述至少两个微泵构造为控制分别从所述多个微通道中的所述至少两个微通道向所述多个微腔室中的所述一个微腔室提供的不同颜色的流体的量。
4.根据权利要求1所述的微流体彩膜，其中所述多个微流体彩膜单元中的每一个包括：
所述多个微腔室中的单一一个微腔室；和
所述多个微通道中的第一微通道、第二微通道和第三微通道，第一微通道、第二微通道和第三微通道构造为分别连接至所述多个微腔室中的所述单一一个微腔室；
其中，第一微通道构造为向所述多个微腔室中的所述单一一个微腔室提供第一量的具有第一颜色的第一流体；
第二微通道构造为向所述多个微腔室中的所述单一一个微腔室提供第二量的具有第二颜色的第二流体；
第三微通道构造为向所述多个微腔室中的所述单一一个微腔室提供第三量的具有第三颜色的第三流体；并且
所述多个微流体彩膜单元中的每一个的颜色基于第一量、第二量和第三量。
5.根据权利要求4所述的微流体彩膜，其中所述多个微流体彩膜单元中的每一个还包括：
所述多对带正电荷的微电极和带负电荷的微电极中的第一对微电极、第二对微电极和第三对微电极；
其中，第一对微电极构造为控制从第一微通道向所述多个微腔室中的所述单一一个微腔室提供的第一颜色的第一流体的第一量；
第二对微电极构造为控制从第二微通道向所述多个微腔室中的所述单一一个微腔室提供的第二颜色的第二流体的第二量；并且
第三对微电极构造为控制从第三微通道向所述多个微腔室中的所述单一一个微腔室提供的第三颜色的第三流体的第三量。
6.根据权利要求4所述的微流体彩膜，其中所述多个微流体彩膜单元中的每一个还包括：
所述多个微泵中的第一微泵、第二微泵和第三微泵；
其中，第一微泵构造为控制从第一微通道向所述多个微腔室中的所述单一一个微腔室提供的第一颜色的第一流体的第一量；
第二微泵构造为控制从第二微通道向所述多个微腔室中的所述单一一个微腔室提供的第二颜色的第二流体的第二量；并且
第三微泵构造为控制从第三微通道向所述多个微腔室中的所述单一一个微腔室提供的第三颜色的第三流体的第三量。
7.根据权利要求4所述的微流体彩膜，其中所述多个微流体彩膜单元中的每一个还包括：
第四微通道，其与所述多个微腔室中的所述单一一个微腔室连接，并且构造为向所述多个微腔室中的所述单一一个微腔室提供透明流体。
8.根据权利要求7所述的微流体彩膜，其中所述多个微流体彩膜单元中的每一个还包括：
所述多对带正电荷的微电极和带负电荷的微电极中的第四对微电极，所述第四对微电极构造为控制从第四微通道向所述多个微腔室中的所述单一一个微腔室提供的透明流体的第四量。
9.根据权利要求1所述的微流体彩膜，还包括；
透明基底基板；和
位于所述透明基底基板上的微流体芯片，其与所述多个微通道连接。
10.根据权利要求1所述的微流体彩膜，还包括；
循环利用装置，其构造为将不同颜色的流体的混合物分离为不同颜色的分离流体；
其中，在向所述多个微腔室中的所述一个微腔室提供不同颜色的流体中的至少一个时循环利用所述不同颜色的分离流体。
11.根据权利要求4所述的微流体彩膜，其中，第一颜色、第二颜色和第三颜色是选自红色、绿色和蓝色的三种不同颜色。
12.根据权利要求11所述的微流体彩膜，其中，第一颜色的第一流体包括铁(III)硫氰酸盐；第二颜色的第二流体包括二价铁；并且第三颜色的第三流体包括铜(II)离子。
13.一种具有多个像素的显示面板，包括：
根据权利要求1至12中的任一项所述的微流体彩膜；和
面对所述微流体彩膜的阵列基板；
其中，所述多个像素中的每一个包括所述多个微流体彩膜单元中的单一一个。
14.一种显示设备，包括权利要求13所述的显示面板。
15.一种控制具有多个像素的显示面板的方法，包括：
在所述显示面板的图像显示区域中提供多个微腔室，所述多个像素中的每一个包括所述多个微腔室中的一个；和
向所述多个微腔室中的所述一个微腔室提供不同颜色的流体中的至少一个；
其中，所述多个像素中的与所述多个微腔室中的所述一个微腔室对应的那个像素发出的光的颜色基于向所述多个微腔室中的所述一个微腔室提供的不同颜色的流体的量。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述不同颜色的流体包括：第一颜色的第一流体、第二颜色的第二流体和第三颜色的第三流体；
提供不同颜色的流体中的至少一个包括：
控制向所述多个微腔室中的所述一个微腔室提供的第一颜色的第一流体的第一量；
控制向所述多个微腔室中的所述一个微腔室提供的第二颜色的第二流体的第二量；和
控制向所述多个微腔室中的所述一个微腔室提供的第三颜色的第三流体的第三量；
其中，所述多个像素中的与所述多个微腔室中的所述一个微腔室对应的那个像素发出的光的颜色基于第一量、第二量和第三量。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，第一流体、第二流体和第三流体通过电渗流分别地分配至所述多个微腔室中的所述一个微腔室。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，
控制第一流体的第一量包括：通过与所述多个微腔室中的所述一个微腔室连接的第一微通道提供第一颜色的第一流体，以及向所述第一微通道施加第一电场以通过电渗流控制第一量；
控制第二流体的第二量包括：通过与所述多个微腔室中的所述一个微腔室连接的第二微通道提供第二颜色的第二流体，以及向所述第二微通道施加第二电场以通过电渗流控制第二量；并且
控制第三流体的第三量包括：通过与所述多个微腔室中的所述一个微腔室连接的第三微通道提供第三颜色的第三流体，以及向所述第三微通道施加第三电场以通过电渗流控制第三量。
19.根据权利要求18所述的方法，还包括：
接收数据信号；
将所述数据信号转换为第一电信号、第二电信号和第三电信号；
向第一对微电极施加第一电信号以在第一微通道中产生第一电场；
向第二对微电极施加第二电信号以在第二微通道中产生第二电场；和
向第三对微电极施加第三电信号以在第三微通道中产生第三电场。
20.根据权利要求16所述的方法，其中，
控制第一流体的第一量包括：通过与所述多个微腔室中的所述一个微腔室连接的第一微通道提供第一颜色的第一流体，以及向所述第一微通道施加第一压力以控制第一量；
控制第二流体的第二量包括：通过与所述多个微腔室中的所述一个微腔室连接的第二微通道提供第二颜色的第二流体，以及向所述第二微通道施加第二压力以控制第二量；并且
控制第三流体的第三量包括：通过与所述多个微腔室中的所述一个微腔室连接的第三微通道提供第三颜色的第三流体，以及向所述第三微通道施加第三压力以控制第三量。
21.根据权利要求20所述的方法，还包括：
接收数据信号；
将所述数据信号转换为第一电信号、第二电信号和第三电信号；
向第一微泵施加第一电信号以在第一微通道中产生第一压力；
向第二微泵施加第二电信号以在第二微通道中产生第二压力；和
向第三微泵施加第三电信号以在第三微通道中产生第三压力。
22.根据权利要求15所述的方法，其中，所述显示面板构造为显示第一帧图像和第二帧图像；
所述多个像素中的与所述多个微腔室中的所述一个微腔室对应的那个像素构造为在第一帧图像和第二帧图像中发出不同颜色的光；并且
向所述多个微腔室中的所述一个微腔室提供的不同颜色的流体的量在所述第一帧图像中具有第一比例并且在所述第二帧图像中具有第二比例。
23.根据权利要求22所述的方法，在第一帧图像之后且在第二帧图像之前，还包括：将在所述第一帧图像期间向所述多个微腔室中的所述一个微腔室提供的流体排出。
24.根据权利要求23所述的方法，其中，在所述第一帧图像期间向所述多个微腔室中的所述一个微腔室提供的流体是不同颜色的流体的混合物；
所述方法还包括：将所述不同颜色的流体的混合物分离为不同颜色的分离流体；和
在向所述多个微腔室中的所述一个微腔室提供不同颜色的流体中的至少一个时循环利用所述不同颜色的分离流体。
25.根据权利要求24所述的方法，其中，通过用于将具有不同颜色的离子分离的离子分离法来执行将不同颜色的流体的混合物分离的步骤。
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