显示器件及装置、液态金属材料及制备模具、方法和装置的制造方法_3

文档序号:9374053阅读:来源:国知局
;上述第一偏振片14与第二偏振片15的透振方向不同。从而,液态金属材料13a可以在适当的电场或磁场控制下使得透射光线的偏振方向发生一定角度的偏转,从而在与第一偏振片14与第二偏振片15的透振方向角度差相同时实现光线的透过。作为一种示例,图2是本发明一个实施例中一种显示器件的原理示意图。参见图2,本发明实施例中的第一偏振片14与第二偏振片15的透振方向的夹角近似为90°,而液态金属材料层13中的液态金属颗粒13aa则在图中左右两侧具有两种不同的旋转取向状态。
[0100]通常情况下,液态金属材料层13中的液态金属颗粒13aa具有如图中右侧所示的旋转取向状态,并不对透过的光线进行偏振方向的改变,从而使得光线在第一偏振片14和第二偏振片15的消光作用下具有很低的透过率;而在适当的电场或磁场控制下,液态金属材料层13中的液态金属颗粒13aa也可以具有如图中左侧所示的旋转取向状态,其可以改变透过的光线的偏振方向,从而使得光线可以通过第一偏振片14和第二偏振片15而具有较高的透过率。由此,在不同的子像素区域中配合彩膜层的颜色设置不同的电磁场控制,即可实现整幅画面的显示。
[0101]作为另一种示例,图3是本发明另一实施例中一种显示器件的原理示意图。参见图3,本发明实施例中的第一基板11内包括凸起的若干个第一电极和板状的第二电极,从而第一电极与第二电极之间可以形成平面电场,以使液态金属材料层13中的液态金属颗粒13aa可以具有如图中右侧所示的旋转取向状态。从而,配合第一偏振片14和第二偏振片15的透振方向之间的夹角,该显示器件可以在不加电场时在第一偏振片14和第二偏振片15的消光作用下具有很低的透过率(如图中左侧所示),而在加电场时通过改变光线的偏振方向而具有较高的透过率。由此,本发明实施例的显示器件也可以实现整幅画面的显不O
[0102]当然,基于图2或图3所示的显示原理,该显示器件还可以包括未在附图中示出的背光源,该背光源可以位于相对成盒后的上述第一基板和上述第二基板的一侧,用于提供背光照明(例如图2和图3中的宽箭头所示)。当然,在显示器件整体透光率足够大时,也可以不采用背光源而直接使用自然光提供背光照明。
[0103]另一方面,基于图2或图3所示的显示原理,液态金属材料层13中的液态金属颗粒13aa在填充后可以具有一种预设的旋转取向状态。举例来说,上述第一基板11可以包括与上述液态金属材料层13接触的第一配向层(未在附图中示出);上述第二基板12包括与上述液态金属材料层13接触的第二配向层(未在附图中示出);上述第一配向层和上述第二配向层用于在上述液态金属材料13a填充后使上述液态金属材料层13中的液态金属颗粒13aa具有预定的取向角度。可以理解的是,上述第一配向层和第二配向层可以通过液晶器件制造工艺中的摩擦配向工艺来形成,因而可以具有类似的具体实现方式,在此不再赘述。
[0104]另外,为了实现彩色显示,上述第二基板12可以在每个上述子像素区域内均设有未在附图中示出的彩膜层;分为至少三种颜色的上述彩膜层(如红、绿、蓝或者红、绿、蓝、白)在上述若干个子像素区域中按颜色交替排列。应理解的是,上述彩膜层可以包括不同颜色的彩色滤光层(Color Filter),并可以参照液晶显示器件中的彩膜基板在上述第二基板12上进行设置,在此不再赘述。
[0105]作为一种示例,图4是本发明实施例中一种显示器件的制造方法的步骤流程示意图。参见图4,该方法包括:
[0106]步骤401:在第一基板的一侧表面上形成第一配向层,在第二基板的一侧表面上形成第二配向层;
[0107]步骤402:在第一基板的第一配向层上形成液态金属材料层;
[0108]步骤403:将第一基板和第二基板成盒,使得第一配向层与第二配向层均位于第一基板和第二基板之间。
[0109]举例来说,步骤401可以通过包括摩擦配向工艺的流程实现,步骤402可以通过包括滴注法工艺的流程实现,步骤403可以通过包括成盒工艺的流程实现。应理解的是,摩擦配向工艺、滴注法工艺和成盒工艺均是现有的液晶显示器件制造流程的常规工艺,而具体应用在本发明实施例中时均需要根据上述液态金属材料的特性进行相应的调整,以实现上述显示器件的形成。
[0110]基于同样的发明构思,本发明实施例提供一种显示装置,该显示装置包括上述任意一种的显示器件。具体地,本实施例中的显示装置可以为:显示面板、电子纸、手机、平板电脑、电视机、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。同样地,本发明实施例可以实现显示器件中液晶材料的替代,并可以提供一种在低功耗和高响应速度等方面上具有前所未有的优异特性的显示装置。
[0111]为了更清楚地说明本发明的技术方案,下面具体给出制备上述液态金属材料的模具、方法以及系统。
[0112]为了实现上述液态金属材料的制备,本发明实施例提供一种模具,该模具的内部设有彼此间流体连通的若干个微腔,微腔的形状为棒状,并具有纳米级别的尺寸;该模具的外表面上设有注入口和排出口。其中,注入口和排出口各自与至少一个上述微腔流体连通,以形成可以通入上述液态金属的第一流体通道。应理解的是,当熔融态的液态金属在微腔内固化后,就会形成与微腔形状相对应的固体颗粒,因此可以通过对微腔形状和尺寸进行适当的设置,来制备具有预设形状和尺寸的上述液态金属颗粒。
[0113]还应理解的是,模具内的微腔具有纳米级的尺寸,因此可以通过例如微电子机械系统(Micro Electro Mechanical Systems,MEMS)来进行制作。具体来说,MEMS技术是建立在微米/纳米技术基础上的前沿技术,包括对微米/纳米级上的材料进行设计、加工、制造、测量和控制等。比如,上述模具可以包括中空的纳米管,并在纳米管中通过纳米加工技术形成有若干个流体连通的棒状微腔。
[0114]再如,上述模具可以包括相互结合的第一基体与第二基体,上述第一基体的表面上的若干个凹陷部和上述第二基体的表面上的若干个凹陷部围成上述若干个微腔。具体地,第一基体和第二基体表面上的微腔和注入口、排出口可以通过MEMS技术中的表面微加工技术形成。可以理解的是,采用表面微加工(如半导体衬底上的图案化工艺)可以在基体表面精确地形成所需要的图案,而上述微腔中的内部结构可以通过将具有相同凹陷图案的第一基体与第二基体对合来形成,该方式不仅可以具有较低的制作成本,还便于液态金属颗粒形成后的脱模。更具体地,上述模具可以对石英基片采用体硅微加工技术形成,并具体采用以Κ0Η\ΙΡΑ\Η20作为刻蚀液的刻蚀工艺。
[0115]作为一种示例,图5是本发明一个实施例中一种模具的剖面微观结构示意图。参见图5,模具51的内部设有彼此间流体连通的若干个微腔51a,而微腔51a的形状均为棒状,并具有纳米级别的尺寸(比如长10-300nm、截面宽0.5-1Onm)。此外,模具51还包括与上述微腔51a流体连通的一个注入孔51b和两个排出孔51c,注入孔51b与模具的外表面上的注入口连通(未在图中示出),而排出孔51c则与模具的外表面上的排出口连通(未在图中示出)。可以看出,熔融态的液态金属可以沿图中箭头所示的方向注入上述第一流体通道,并在每一个微腔51a内部固化为上述液态金属颗粒。
[0116]特别地,当模具包括上述相互结合的第一基体与第二基体时,第一基体和第二基体的表面上的凹陷图案可以形成有如图5所示的形状,例如在图中标注51a的位置处则可以具有半椭圆形状的凹陷部,从而第一基体与第二基体上的凹陷部可以对合形成具有椭圆形状的微腔。
[0117]应理解的是,微腔中液态金属颗粒的固化过程可能需要外部的温度场控制,因此根据所需要的温度场,上述模具可以还包括具有相应形状和尺寸的、用于通入冷却流体的第二流体通道(未在附图中示出)。由此,可以利用通过循环的冷却流体的第二流体通道来实现微腔内温度场的控制。
[0118]另外,为了进一步提高制备得到的液态金属材料的均一程度,可以在模具中设置相应的电场和/或磁场发生器件。例如,上述模具可以还包括设置在上述若干个微腔周围的第一电极(未在附图中示出),上述第一电极与电场控制信号输入端相连。由此,可由第一电极产生的电场来控制液态金属的外形,从而保障材料的均一稳定(当然,在接交流电时还可以通过电场和磁场共同控制液态金属的形态)。再如,上述模具可以还包括设置在上述若干个围墙周围的磁场发生器件(未在附图中示出),上述磁场发生器件与磁场控制信号输入端相连。由此,可由磁场发生器件产生的磁场来控制液态金属的外形,同样可以保障材料的均一稳定。
[0119]基于上述包括第二流体通道的模具,图6是本发明一个实施例中一种制备液态金属材料的方法的步骤流程示意图。参见图6,该方法包括:
[0120]步骤601:在真空环境下,将熔融态的液态金属通过与注入口及排出口相连的压力管道注入模具的第一流体通道中;
[0121]步骤602:向模具内的第二流体通道通入冷却流体,同时不断增加压力管道向第一流体通道施加的压力,以使液态金属在充满若干个微腔的情况下转变为具有晶体结构和棒状外形的纳米颗粒;
[0122]步骤603:将若干个微腔内的纳米颗粒脱模,以得到液态金属颗粒。
[0123]应理解的是,上述真空环境例如可以是真空设备中的真空腔,而上述压力管道可以穿过真空腔的腔壁与上述注入口和排出口相连。可以理解的是,压力管道可以向上述第一流体通道施加一大小受到控制的压力,从而熔融态的液态金属可以由压力管道注入上述第一流体通道中。需要说明的是,上述第二流体通道中的冷却流体会不断地带走微腔所散发出的热量,因而微腔的温度在总体上随时间逐渐下降;由于液态金属通常具有热胀冷缩的性质,因此不断增加上述压力管道向上述第一流体通道施加的压力有助于液态金属充满上述若干个微腔,使得固化形成的纳米颗粒均一稳定。
[0124]具体地,在上述模具包括上述相互结合的第一基体与第二基体时,上述步骤603:将若干个微腔内的纳米颗粒脱模,以得到液态金属颗粒,可以具体包括附图中未示出的下述步骤:
[0125]步骤603a:将上述第一基体与上述第二基体分离,以收集位于上述第一基体的表面上的若干个凹陷部和上述第二基体表面上的若干个凹陷部内的液态金属颗粒。
[0126]可以理解的是,由于微腔是由第一基体与第二基体相互结合后形成的,因
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