TW201546488A

TW201546488A - 針對電流體顯示元件的像素陣列及對應的顯示元件

Info

Publication number: TW201546488A
Application number: TW104112829A
Authority: TW
Inventors: Andriy Bitman; Oliver Mueller-Marc; Dieter Jerosch
Original assignee: Advanced Display Technology Ag
Priority date: 2014-04-22
Filing date: 2015-04-22
Publication date: 2015-12-16
Also published as: CN106662736A; US10324282B2; WO2015162094A2; DE102014105633B3; CN106662736B; WO2015162094A3; US20170052361A1

Abstract

一種針對電流體顯示元件的像素陣列(1)，包含多個彼此鄰接並構成該像素陣列(1)的像素(2)，該等像素各具一像素腔(3)，其具有一較佳呈矩形的多邊形像素面及一高度，其中每個像素(2)皆具有至少一主儲集通道(4)及一一體式或分體式的環繞式儲集通道(5)，該至少一主儲集通道在其第一寬度(D)及長度(L)範圍內與該像素腔(3)連通，該環繞式儲集通道構成該像素面之輪廓並沿自身之長度及第二寬度(A)與該像素腔(3)連通，其中在該等像素中可容置或者容置有一具極性及/或導電性之液體，可透過施加電場使得該液體在該等儲集通道(4，5)與該像素腔(3)之間來回移動，其中在相鄰之像素(2)發生彼此鄰接的角區(6)內，該等相鄰之像素(2)的環繞式儲集通道(5)係通向彼此，其特徵在於，該第二寬度(A)小於該第一寬度(D)，其中該等相鄰之像素(2)中的每一個的至少一主儲集通道(4)在該角區(6)內透過至少一連通部(7)與該環繞式儲集通道(5)連通，該連通部之第三寬度(C)小於該第一寬度(D)，且其中該像素腔高度大於等於該第二寬度(A)。此外還關於一種對應的顯示元件。

Description

針對電流體顯示元件的像素陣列及對應的顯示元件

本發明係有關於一種針對電流體顯示元件的像素陣列。該像素陣列係由多個彼此鄰接之像素構成，該等像素各具一像素腔，其具有一較佳呈矩形的多邊形像素面及一高度。每個像素還具有至少一主儲集通道以及一一體式或分體式的環繞式儲集通道，該至少一主儲集通道係在其第一寬度及長度之範圍內與該像素腔連通。該環繞式儲集通道構成該像素面之輪廓，並沿自身之長度及寬度與該像素腔連通。在該等像素中可容置或者容置有一具極性及/或導電性之液體，可透過施加電場使得該液體在該等儲集通道與該像素腔之間來回移動。在相鄰之像素彼此發生鄰接的角區內，該等相鄰之像素的環繞式儲集通道係通向彼此。該等像素可彼此建立起流體連接，故該像素陣列之所有像素的儲集通道構成針對該具極性及/或導電性之液體的共同一個儲集器。為此，該等儲集通道係在該等角區內流體式相連。

再版的DE 10 2012 110 663 A1中公開過一種同類型的像素陣列。其中，儲集通道之寬度大於或等於像素腔之高度。此外，主儲集通道之長度可大於或等於像素腔之寬度。在像素腔及儲集容積之尺寸以上述方式彼此匹配的情況下，不論是位於此儲集容積中還是位於此像素腔中，此具極性及/或導電性之液體總是具有近乎相同之表面能量。藉此，將此液體自儲集容積移入像素容積時所需的及開關操作所需的能量減小至最低程度。

但上述公開案所揭示之像素陣列的缺點在於，在此等環繞式儲集通道發生連接的交叉點上，實踐證明，各像素之顏色滴透過此等交叉點與相鄰像素建立起流體連接，故此像素陣列具有臨界特性。此方案之缺點在於，被分配給某一像素的液體體積不再呈現為單獨的液滴，並且在施加電場時亦不展現單獨之液滴的特性，而是透過多個越過像素邊界流體式相連的液滴產生一複雜的流體系統。上述情形之缺點在於，在各像素上施加控制電壓時，或無法獨立地對某個像素進行控制。

因此，本發明之目的在於提出一種同類型的像素陣列以及一種對應的顯示元件，其能以與相鄰之像素無關的方式獨立地對單獨一個像素進行控制。

本發明用以達成上述目的之解決方案為一種如申請專利範圍第1項之像素陣列，以及一種對應的如申請專利範圍第11項之顯示元件。附屬項係有關於本發明的有利實施方式。

發明之像素陣列的特徵在於，該環繞式儲集通道之寬度小於該主儲集通道之寬度，其中，該等相鄰之像素中的每一個的至少一主儲集通道係在該角區內透過至少一連通部與該環繞式儲集通道連通。該連通部之寬度小於該主儲集通道之寬度，其中該像素腔高度大於等於該環繞式儲集通道之寬度。藉由採用若干具有上述尺寸的連通部，在對該像素陣列的某一像素進行控制時，避免相鄰之像素中的液體被一同激發，並防止該液體自該等相鄰之像素的儲集通道進入相應的像素腔。特定言之，以下情形有助於實現上述方案：基於本發明之幾何結構，該具極性及/或導電性之液體透過該連通部，以獨立或近似獨立之液滴的形式保持在分配給該液體的像素的主儲集通道中，以及，該由相鄰之主儲集通道構成的連續體被劃分為由該等連通部構成的勢壘。藉此，在對某一像素進行控制時，確保相鄰像素之主儲集通道中的液體完全停留。

根據本發明的一種實施方式，在該角區內構建有一連接腔，該主儲集通道透過該連通部與該連接腔連通，且該環繞式儲集通道亦與該連接腔連通，故主儲集通道透過該連接腔與環繞式儲集通道建立起流體連接，其中在該連接腔中佈置有一窄化元件，其係被一與該主儲集通道及該環繞式儲集通道連通的環形間隙包圍，其中該環形間隙之寬度小於該主儲集通道之寬度且小於等於該像素腔之高度。因此，該環形間隙之寬度使得在對某一像素進行控制時，在相鄰之像素間不會發生越過該等角區或越過佈置於其中之連接腔的溢流。該環形間隙之幾何形狀不僅限於某種特定的幾何形狀，特別是不僅限於圓對稱。例如亦可採用多邊形的環形間隙。

視具體實施方式，該窄化元件可具有縱向對稱之幾何形狀，例如呈柱狀，其中該窄化元件可沿其縱軸延伸經過該像素腔之整個高度，或經過該像素腔之高度的一部分。該窄化元件之垂直於其縱軸的平面中的橫截面可呈渾圓狀、橢圓狀，或呈多邊形，例如矩形或正方形。

根據本發明的另一實施方式，該等像素腔各具一矩形的，例如為正方形的像素面，其中該等像素係遵循由行及列構成之常規圖樣佈置。該等環繞式儲集通道係實施為在該像素陣列之整個寬度及長度範圍內延伸的通道。其中，該等沿寬度方向延伸之通道係垂直於該等沿縱向延伸之通道，故該等通道在該等角區內發生交叉並流體式相連。

為對具矩形像素面之像素進行特別均勻的填充，每個像素較佳具有兩個彼此交叉並分別在兩個對角線式相對的角區之間延伸的主儲集通道。其中，在該等主儲集通道之相對的末端上可各有一連通部自該末端開始延伸，該等連通部透過第一拐點進入該等主儲集通道中的一個，並透過第二拐點進入該環繞式儲集通道。透過該等拐點提供另一勢壘，其有助於將該液體劃分為單獨的與像素相關的液滴，並在對相鄰之像素進行控制時，對該液體透過角區自儲集通道的流出加以抑制。

根據另一實施方式，其中該等像素之像素腔亦各具一矩形的，例如為正方形的像素面，且其中該像素係遵循由行及列構成之常規圖樣佈置，且其中每個像素皆具有兩個彼此交叉並分別在兩個對角線式相對的角區之間延伸的主儲集通道，該等環繞式儲集通道構成一矩形像素面之邊緣，以及，該等環繞式儲集通道因而由四個以垂直方式依次排列的側段組成，其中兩對平行且相對的側段分別透過一連通部與主儲集通道建立起流體連接。

在該實施方式中，為提供另一勢壘，該等連通部中的每一個亦可透過第一拐點進入該主儲集通道，以及透過第二拐點進入該儲集通道。

為進一步改善對該等像素中之各液滴的選擇性控制，根據本發明的一種實施方式，該主儲集通道之寬度大於等於該像素腔之高度。

根據本發明之像素陣列的一種變體(其亦為用以達成本發明之目的的解決方案)，該像素陣列的每個像素皆具有一環繞式儲集通道，其構成該像素面之輪廓，以及，該環繞式儲集通道沿其長度及寬度與該像素腔連通，其中在該等像素中可容置或者容置有一具極性及/或導電性之液體，可透過施加電場使得該液體在該儲集通道與相應之像素腔之間來回移動，其中在四個相鄰像素彼此發生鄰接之角區中，該等相鄰之像素的環繞式儲集通道係流體式相連並構成共同一個儲集通道格柵。其中，該等儲集通道之寬度大於等於該像素腔之高度。

本發明之像素陣列適於應用在一電流體顯示元件中，其具有由若干控制電極構成的、用於對該像素陣列之各像素進行獨立控制的主動式矩陣，其中該等像素中的每一個皆分配有該等控制電極中的一個。該等控制電極係可單獨受到控制，故可藉由此等控制電極選擇性地對某一像素的像素腔施加電場。作為替代方案，亦可藉由被動式矩陣或另一先前技術中習知的控制電子裝置來對該像素矩陣進行控制。

1‧‧‧像素陣列

2‧‧‧像素

3‧‧‧像素腔

4‧‧‧主儲集通道

5‧‧‧環繞式儲集通道

6‧‧‧角區

7‧‧‧連通部

8‧‧‧連接腔

9‧‧‧窄化元件

A‧‧‧環繞式儲集通道之寬度

B‧‧‧環形間隙之寬度

C‧‧‧連通部之寬度

D‧‧‧主儲集通道之寬度

圖1為本發明之像素陣列的第一實施方式的俯視圖；圖2為圖1所示像素陣列的局部示意圖；圖3為本發明之像素陣列的第二實施方式的俯視圖；圖4為本發明之像素陣列的第三實施方式的俯視圖；圖5為本發明之像素陣列的第四實施方式的俯視圖；及圖6為本發明之像素陣列的第五實施方式的俯視圖。

下面結合附圖對本發明之更多細節進行說明。

圖1至5所示所有實施方式的共同之處在於，大體呈正方形的像素2係以構成行及列的方式佈置，故每四個像素構成一相鄰像素之組，該等相鄰像素至少透過角區6流體式相連。此外，像素2皆具有若干環繞式儲集通道5，其將相鄰的像素2分開。因此，該等環繞式儲集通道5並非明確地被分配給某個像素2。此外，圖1至4所示實施方式中的每個像素2皆具有一對彼此交叉的主儲集通道4，該等主儲集通道皆被分配給某一像素2，並且皆以對角線式穿過該等像素面之方式延伸，以及，該等主儲集通道皆容置有用於對分配的像素腔3進行填充的液體體積。主儲集通道4的此種對角線式佈置方案為較佳實施方式。但作為替代方案，該等主儲集通道亦可互成另一角度，特別是並非對角線式延伸。

在圖1及2所示實施方式中，在角區6內(在該角區內一組四個具正方形像素面的像素2彼此鄰接)構建有一連接腔8，該四個相鄰之像素2的主儲集通道4及環繞式儲集通道5係透過該連接腔流體式相連。在連接腔8中佈置有一窄化元件9。其係實施為具渾圓橫截面的柱體。窄化元件9可延伸經過像素腔3之整個高度，或僅延伸經過該像素腔高度的一部分。其中在僅延伸經過該像素腔高度的一部分的情況下，該窄化元件要麼自該像素之蓋部基板開始延伸，要麼自該像素之底部基板開始延伸，故該窄化元件之端面與該底部基板或與該蓋部基板間隔一定距離。窄化元件9 與連接腔8一同構成一位於連接腔8與窄化元件9之間的環形間隙，每個像素2的兩個彼此交叉且流體式相連的主儲集通道4中的一個係透過一連通部7與該環形間隙連通。此外，四個將該等鄰接之像素2彼此隔開的儲集通道5皆與該環形間隙連通。

環繞式儲集通道5之寬度A、環形間隙之寬度B及連通部7之寬度C皆小於主儲集通道4之寬度D。此外，環繞式儲集通道5之寬度A及環形間隙之寬度B小於等於該像素腔之高度。此點有助於對液體進行單體化，以便構成彼此獨立且被分配給某個像素的液滴，故在對某一像素2進行控制時，在該受控像素2與相鄰之像素2之間不會發生越過連接腔8的溢流。

圖3所示實施方式與圖1及2所示實施方式的區別在於，在四個像素2發生彼此鄰接的角區6內不設連接腔，取而代之地，該四個相鄰之像素2的環繞式儲集通道5彼此交叉並建立起流體連接。該等彼此交叉並對角線式穿過每個像素2之像素面延伸的主儲集通道4係透過各一連通部7與角區6，進而與環繞式儲集通道5連通。主儲集通道4透過第一拐點進入連通部7，其中連通部7透過第二拐點(在此角度為90°)進入環繞式儲集通道5。該等拐點構成另一勢壘，其有助於將液體單體化成分配給某一像素的液滴，從而在對某一像素2施加電場時防止以下情形：位於與該受控像素2相鄰之像素2中的液體自分配給該等相鄰之像素2的儲集通道流出。

就圖4所示實施方式而言，該等環繞式儲集通道係由4個側壁區段組成，其中，兩對平行且相對的側壁區段分別透過連通部7及同一主儲集通道4建立起流體連接。連通部7係以某種方式構建，使得主儲集通道4透過兩個拐點與環繞式儲集通道5連接。圖4所示實施方式與前述實施方式的區別在於不採用以下方案：在四個相鄰之像素的角區6內，由四個像素2構成之組的環繞式儲集通道5係與主儲集通道4流體式相連。取而代之地，在每個像素2之主儲集通道4與將該像素2包圍的環繞式儲集通道5之間，僅設有沿列方向及行方向的流體連接。

在圖5所示實施方式中，像素2仍遵循由行及列構成之常規圖樣佈置，其中，該等環繞式儲集通道5在像素陣列1之整個寬度及長度範圍內延伸，從而構成共同一個儲集通道格柵。該等環繞式儲集通道5的寬度A大於等於像素腔3之高度。因此，在採用此實施方式時毋需區分出主儲集通道及環繞式儲集通道。取而代之地，該二通道類型在通道格柵中得到統一。該具導電性及/或極性之液體係設於該通道格柵中，從而位於每個像素的周邊區域內。

根據圖5所示實施方式的一種改進方案，圖6所示像素陣列1具有若干包含兩個交叉之主儲集通道4的像素2，該等主儲集通道在該等環繞式儲集通道5的相對的交叉點之間延伸，但其中主儲集通道4與環繞式儲集通道5不建立流體連接，特別是不連通。

為實現本發明，上述說明、附圖及申請專利範圍中公開的特徵既可單獨應用，亦可任意組合應用。