电湿润显示器像素架构制造技术

本文所公开的主题关于降低诸如电湿润显示装置的有源矩阵显示器中的像素内的有效电压降。所述电湿润显示装置包括多个像素区域，其中每一像素区域包括：疏水性表面；所述疏水性表面上的第一流体和第二流体，其中所述第一流体与所述第二流体不可混合；以及所述疏水性表面下方的像素电极，其中所述像素电极具有大致U形形状。薄膜晶体管耦接至所述像素电极和电压源。经由所述薄膜晶体管和所述电压源通过所述像素电极施加至所述疏水性表面的电压致使所述疏水性表面变得更加疏水，从而将所述第二流体移动到所述疏水性表面上，从而大致上驱替所述疏水性表面上的所述第一流体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求于2014年3月25日提交的美国专利申请号14/224,989的优先权，所述美国专利申请的全部内容以引用的方式并入本文中。背景许多便携式电子装置包括用于显示各种类型图像的显示器。这种显示器的实例包括电湿润显示器(EWD)、液晶显示器(LCD)、电泳显示器(EPD)、发光二极管显示器(LED显示器)等。在电湿润显示器中，像素区域中的流体中的电解质的电阻降低像素区域的有效电压。图1图示表示成简化电路的像素区域100。如可看出，像素区域100可表示成包括电压源102、薄膜晶体管(TFT)104、存储电容Cs 106、像素电极区域的电容Cew 108和表示电解质的电阻的REGG。下面的方程式1说明影响像素区域100中的电压降的参数的关系，其中t线为线时间，V输出等于V源减去Vkb，其中Vkb是所有有源矩阵显示器中存在的跳变电压降。如前面所指出，Cew是与像素电极区域有关的像素电容，且Cs是像素区域的存储电容。在常规的电湿润显示器中，像素电极是像素区域下方的扁平层，且因此具有较大的面积。因此，REGG可相对较大，例如最大为300兆欧。因而，归因于REGG的电压降可能是明显的，因此大大地影响像素区域的有效电压。附图简述参考附图中图示的非限制性和非穷举实施方案对详细描述进行描述。不同附图中的相同附图标记指代类似或相同的项目。图1是表示成简化电路的电湿润显示器的像素区域的示意图。图2A是根据各种实施方案的电湿润显示装置的实例的示意图。图2B是根据一些实施方案的图2A的电湿润装置的一部分的横截面图图2C是根据各种实施方案的图2A和图2B的电湿润显示装置的像素区域的放大视图。图3图示根据各种实施方案的可能包括电湿润显示器的示例性图像显示设备的精选组件。详述概述本公开提供在有源矩阵显示器中的像素内实现有效电压降的降低的架构和技术。一般而言，诸如像各种电子装置的图像显示设备在显示器上显示图像，所述各种电子装置包括但不限于：便携式计算装置、平板计算机、膝上型计算机、笔记本计算机、移动电话、个人数字助理(PDA)和便携式媒体装置(例如，电子书装置、DVD播放器等)。所述显示器的实例包括但不限于LCD、EWD和EPD更具体来说，诸如电湿润显示装置的显示装置例如可能是薄膜晶体管电湿润显示器(TFT-EWD)，所述显示器大体上包括被配置用于由有源矩阵寻址方案进行操作的透射型或反射型像素的阵列。例如，通过控制多个源极线和栅极线上的电压电平来操作像素的行和列。以这种方式，显示装置可通过选择特定像素来透射、反射或阻挡光线而产生图像。经由源极线和栅极线的连接至包括在每一像素中的晶体管(例如，用作开关)的行和列对像素进行寻址(例如，选择)。晶体管占用每一像素区域的相对较小的部分。例如，在反射型显示器中，晶体管可定位在反射器的下方。从电学上讲，像素是具有夹在透明的导电铟锡氧化物(ITO)层之间的一层绝缘光学材料(例如，液晶材料或电湿润材料)的小电容器。像素的晶体管的单向电流传递特性防止施加至像素的电荷在显示器图像的刷新周期之间泄漏。电湿润显示器采用施加的电压来改变液体相对于表面的表面张力。举例来说，通过利用像素电极和共电极施加电压至疏水性表面，可对所述表面的湿润性质进行改质，以使得所述表面变得逐渐亲水。疏水性一般表示排斥流体，而亲水性一般表示对流体有亲和力。作为电湿润显示器的一个实例，通过施加电压来修改表面张力致使显示器的个别像素中的液体中的电解质吸附到被改质的表面，并且因此替换显示器的个别像素中的有色电湿润油层。因此，显示器的个别像素中的响应于表面张力改变的电湿润流体充当光学开关。当不存在电压时，有色电湿润油在像素内形成连续的膜，并且色彩可因此对于显示器的使用者是可见的。另一方面，当施加电压至像素时，有色油被驱替(displace)，且像素变得透明。当独立地激活显示器的多个像素时，所述显示器可呈现色彩或灰度图像。像素可构成透射型、反射型或透射型/反射型(半透反射式)显示器的基础。另外，像素可响应于高开关速度(例如，大约为几毫秒)，同时采用小像素尺寸。因此，本文的电湿润显示器可适合于诸如显示视频内容等应用。除此以外，电湿润显示器的低功率消耗大体上使得该技术适合于在依赖电池电源的便携式显示装置上显示内容。电湿润显示器的每一像素包括位于像素内的液体下方的像素电极。根据各种实施方案，像素电极具有大致U形形状。换句话说，像素电极具有开端。因为电湿润显示器中的大多数像素大体上为矩形形状，例如约120微米×60微米，所以像素电极大体上是长方U形形状的像素电极，其开端靠近像素的顶部部分被定位。说明性结构和过程参考图2A，示意性地图示电湿润显示装置200的实例，其包括计时控制器202、数据驱动器204、扫描驱动器206、电压发生器208和电湿润显示面板210。电湿润显示面板210由计时控制器202、数据驱动器204、扫描驱动器206和电压发生器208驱动。作为电湿润显示装置200的一般操作的实例，响应于来自例如图形控制器(未图示)等外部源的第一数据信号DG1和第一控制信号C1，计时控制器202将第二数据信号DG2和第二控制信号C2施加至数据驱动器204；将第三控制信号C3施加至扫描驱动器206；并且将第四控制信号C4施加至电压发生器208。数据驱动器204将第二数据信号DG2转换成电压，即数据信号，并且将数据信号Dl,...,Dp-1,Dp,Dp+l,...,Dm施加至电湿润显示面板210。扫描驱动器206响应于第三控制信号C3，将扫描信号S1,...,Sq-l,Sq,...,Sn连续施加至电湿润显示面板210。电压发生器208响应于第四控制信号C4，将共用电压Vcom施加至电湿润显示面板210。虽然图2A中未图示，但是电压发生器208生成计时控制器202、数据驱动器204和扫描驱动器206所需要的各种电压。电湿润显示面板210包括m个数据线DL，即源极线，用于传输数据电压；以及n个栅极线SL，即扫描线，用于传输栅极-接通信号。像素区域212靠近数据线DL和栅极线SL的交点被定位，所述栅极线SL与数据线DL相交。每一像素区域212由包括薄膜晶体管214的疏水性表面以及该疏水性表面下方的像素电极216组成，如本文中将更加详细地解释。分隔墙218界定像素区域212。像素区域212可表示电湿润显示装置200内的像素或电湿润显示装置200内的子像素，取决于电湿润显示装置200的应用。图2B是根据一些实施方案的电湿润装置200的一部分的横截面图，示出大体上对应于像素区域212的几个电湿润要素220。包括像素电极216(图2B中未图示)的电极层222形成在底部支撑板224上。在一些实现方式中，介电障碍层(未图示)可至少部分将电极层222与也形成在底部支撑板224上的位于电极层222上方的疏水性层226分离。这种分离可尤其防止发生穿透疏水性层226的电解。在一些实现方式中，疏水性层226可包括含氟聚合物，诸如由位于特拉华州威明顿市的DuPont公司生产的AF1600。像素墙218在疏水性层226上形成图案化电湿润要素网格，如可在图2A中看出。像素墙218可包括光刻胶材料，诸如环氧基负性光刻胶SU-8。图案化电湿润要素网格包括形成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包括多个像素区域的电湿润显示装置，其中每一像素区域包括：疏水性表面；所述疏水性表面上的电湿润油和所述电湿润油上包括电解质的流体；所述疏水性表面下方的像素电极，其中所述像素电极具有相对于所述像素区域的大致U形形状，其中所述U形形状由具有第一宽度的第一臂部、通过第二宽度界定的第二臂部和通过高度界定的基部界定，并且其中所述第一宽度和所述第二宽度在所述像素电极的宽度W的0.02至0.2倍范围内，且所述高度在所述像素电极的所述宽度W的0.02至0.2倍范围内；以及耦接至所述像素电极和电压源的薄膜晶体管，其中经由所述薄膜晶体管和所述电压源通过所述像素电极施加至所述疏水性表面的电压致使所述疏水性表面变得更加疏水，从而将包括所述电解质的所述流体移动到所述疏水性表面上，从而大致上驱替所述疏水性表面上的所述电湿润油。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.25 US 14/224,9891.一种包括多个像素区域的电湿润显示装置，其中每一像素区域包括：疏水性表面；所述疏水性表面上的电湿润油和所述电湿润油上包括电解质的流体；所述疏水性表面下方的像素电极，其中所述像素电极具有相对于所述像素区域的大致U形形状，其中所述U形形状由具有第一宽度的第一臂部、通过第二宽度界定的第二臂部和通过高度界定的基部界定，并且其中所述第一宽度和所述第二宽度在所述像素电极的宽度W的0.02至0.2倍范围内，且所述高度在所述像素电极的所述宽度W的0.02至0.2倍范围内；以及耦接至所述像素电极和电压源的薄膜晶体管，其中经由所述薄膜晶体管和所述电压源通过所述像素电极施加至所述疏水性表面的电压致使所述疏水性表面变得更加疏水，从而将包括所述电解质的所述流体移动到所述疏水性表面上，从而大致上驱替所述疏水性表面上的所述电湿润油。2.如权利要求1所述的电湿润显示装置，其中每一像素区域表示以下中的一个：(i)所述电湿润显示装置的像素，或者(ii)所述电湿润装置的子像素区域。3.一种包括多个像素区域的电湿润显示装置，其中每一像素区域包括：疏水性表面；所述疏水性表面上的第一流体和第二流体，其中所述第一流体与所述第二流体不可混合；所述疏水性表面下方的像素电极，其中所述像素电极具有开端式形状；以及耦接至所述像素电极和电压源的薄膜晶体管，其中经由所述薄膜晶体管和所述电压源通过所述像素电极施加至所述疏水性表面的电压致使所述疏水性表面变得更加疏水，从而将所述第二流体移动到所述疏水性表面上，从而大致上驱替所述疏水性表面上的所述第一流体。4.如权利要求3所述的电湿润显示装置，其中所述像素电极的所述开端式形状具有以下中的一个：(i)大致U形形状，(ii)大致倒U形形状，(iii)大致C形形状，以及(iv)大致反向C形形状。5.如权利要求3所述的电湿润显示装置，其中所述像素电极的所述开端式形状由具有第一宽度的第一臂部、通过第二宽度界定的第二臂部和通过高度界定的基部界定，并且其中所述第一宽度和所述第二宽...

【专利技术属性】
技术研发人员：帕维尔·诺沃肖洛夫，
申请(专利权)人：亚马逊技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US