光学设备的制作方法

专利名称：光学设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光学设备，尤其涉及一种适合于显示器件的光学设备。
背景技术：
含有可以在不同流体配置之间切换的流体的显示器件以提供不同的光学特性 已为人所知。
国际专利申请W0 03/071 346描述了这样一种显示器件。可以通过使用具有特 定形状的绝缘层来控制切换期间流体的运动以改变施加给该流体的电场。可以选 择性地使用特定的电极结构或者不均匀的油性流体层来控制流体运动。
国际专利申请W0 2006/021912描述了一种具有图像元素的器件，该图像元素 的形状在切换时确定了图像元素内流体的优选的运动方向。
国际专利申请W0 2004/104671描述了一种含有流体的光开关，这些流体可通 过在流体上加载电压而切换。用来提供电压的电极所具有的形状可用于在切换时 确定流体的优选的运动方向。
本发明的目的是提供一种具有可移动流体的光学设备，该流体以简单和受控的 方式运动。

发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种用于显示器件的光学设备，其中所述光学 设备包括 a )腔；
b) 容纳在所述腔内的彼此互不相融的第一流体和第二流体，所述第一和第二 流体通过具有外部边缘的弯月面互相隔离开来；
c) 流体运动控制系统，被配置为使用静电力来控制所述腔内的第一和第二流 体的运动；d)第一表面和第二表面，第一表面具有不同于所述第二表面的对于所述第一 流体的润湿性。
其中所述第一和第二表面被配置在所述腔中以在流体运动控制系统的激活下 来确定所述腔内的所述流体的运动在所述外部边缘的第一部分处具有优选的启 动。
在适当地放置第一和第二表面后，第一和第二流体在流体运动控制系统激活前 采用一定的流体结构。当激活流体运动控制系统时，将静电力施加到流体上。流 体结构使不同的电场强度施加到腔内流体的不同部分。因此，在流体运动启动发 生在边缘的第二不同部分之前，该流体运动启动发生在外部边缘的第一部分。这 样，第一和第二表面的不同润湿度控制腔内的流体运动。
流体的这种受控运动最好确保流体在激活流体运动控制系统的开状态和不激 活流体运动控制系统的关状态之间的重复切换，生成一致的流体运动。例如，在 组合本发明的多个光学设备的显示器件中，这种一致性允许设备显示高质量的静 态和运动图像而没有非预期的图像缺陷。这样，就可以实现显示器件的不同像素 间的均匀性。
在本发明的优选实施例中，第 一流体可以是非导电的并且第二流体可以是导电 的。第一表面最好具有比第二流体要低的第一流体的润湿性，并且第二表面最好 具有比第二表面要高的第 一 流体的润湿性。该流体运动控制系统最好使用电润湿
原理来移动流体；该流体运动控制系统可以被配置为将电压加载在第一和第二流 体上以提供静电力。第二流体最好是光学透明的；第一流体可以是光学不透明的； 和/或第一和第二流体中的至少一个可以是有色的。
优选地，配置第一和第二表面以使得所述第一部分处的所述第一流体的厚度小 于所述外部边缘的第二部分处的所述第一流体的厚度。
由于第一和第二流体润湿第一表面的趋势之间的差异性，宁可使第一和第二流 体中的 一 个比所述两个流体中的另 一 个更容易润湿第 一 表面。所述流体之 一 可以 只是稀疏地涂覆第一表面，或者可以一点都不涂覆第一表面，但是由于两个表面 的润湿性不同，将会容易润湿第二表面，这样引起第一流体的厚度在第一和第二 部分是不同的。这确定了在激活流体运动控制系统前的流体的结构，从而影响到 激活时流体运动在何处和何时启动。
这将会在后面详细地予以描述，这里定义第 一 流体的厚度为弯月面和第二表面之间的距离。 一般地，第一流体厚度的变化也会引起第二流体厚度的变化。第一 流体厚度的变化影响到施加给第一流体的不同部分的电场强度，从而控制流体运 动的启动。
在利用电润湿的已知的可切换光学系统中，必须施加电压阈值之上的电压以启 动流体运动。在本发明的多个实施例中，可以配置第一和第二表面的润湿性以使 得通过确保第一流体的至少一部分具有特定的厚度而大大降低或者消除阈值。这 样，需要降低的电压来启动流体运动，并且本发明的设备要求低功率运行。这对 于那些使用电池或者诸如此类作为供电电源的设备的便携式应用是极有好处的， 因为在替换或者再充电电源之间的持续时间增大了 。电压阈值的降低或者消除降 低或消除了来自用于获得设备的不同流体结构的电压曲线图的任何滞后。这是大 有用处的，因为可以获得大量一致的可再生的流体结构以用于可靠地提供设备的 不同灰度状态。
在本发明的一个优选实施例中，在所述腔内配置所述第一和第二表面以在所述 流体运动控制系统激活下确定所述腔内所述流体运动的优选方向。
在第二部分之前，通过在第一部分启动流体运动，第一流体趋向于在腔内的特 定方向上流动。当第一流体移动时，第二流体也移动，以占据腔内不再被第一流 体占据的任何空间。通过适当地放置第一和第二表面，可以获得期望的流体流动 方向。对于包括作为像素的多个设备的显示器件来说，这将确保从像素到像素的 流体结构的均一性。
更加优选地，至少部分所述第 一表面被涂为黑色并且至少部分地配置在所述腔 的外部。
将第一表面涂为黑色，这样，为包括多个光学设备的显示器件提供了改进的光 学对比度。
在本发明的又一优选实施例中，至少一个壁限定了所述腔，其中所述至少一个 壁包括至少部分所述第一表面。
将第一表面合并为壁的一部分允许简单和有效地制造本发明的光学设备。
在本发明的另 一优选实施例中，在腔内配置所述第 一和第二表面以在所述流体 运动控制系统的激活下确定第 一 流体要占据的腔内的优先位置。
一旦已经激活了流体运动，就可以提供光学设备以控制腔内至少第 一 流体更喜 欢停留的位置。这样，当完成流体运动时为第一流体提供一个端点。这样，用于重复的流体开关的流体运动是高度一致的。当多个光学设备作为像素包含在显示 器件中时，这种一致性允许以显示器的像素间最小的不均匀性来显示高质量的静 态和移动图像。
更加优选地，设备包括另外的表面，它对于所述第一流体具有比所述第二表面 更大的润湿性，并且被配置在所述腔内以确定所述优选位置。 提供另外的表面是用于确定优先位置的简单和有效的配置。
同样优选地，本发明提供的所述光学设备进一步包括
e) 第三流体，与所述第二流体不相融，它通过具有不同外部边缘的另外的弯 月面与所述第二流体隔离开来；以及
f) 第三表面和第四表面，所述第三表面对于所述第三流体具有不同于所述第 四表面的润湿性，
其中在所述腔中配置所述第三和第四表面以在流体运动控制系统的激活下来 确定所述腔内第二和第三流体的运动，该运动在所述不同的外部边缘的第一部分 处优选启动。
第三流体允许光学设备提供进一步的可调的光学特性。在所述流体的至少一个 是有色的实施例中，到辐射光束的路径中的第一和/或第三流体允许设备不同地改 变光束的颜色。第三和第四表面提供类似于由第一和第二表面提供的、受控的流 体运动。通过以高度受控和有效的方式提供第一、第二和第三流体的同时运动， 具有第一、第二、第三和第四表面的设备允许提供很多种可调的光学特性。
根据本发明的又一个方面，提供了用于显示图像的显示器件，其中所述显示器 件包括光学设备中的至少一个，它包括
a )腔；
b) 容納在所述腔内的第一流体和第二流体，它们是彼此互不相融的，所述第 一和第二流体通过具有外部边缘的弯月面互相隔离开来；
c) 流体运动控制系统，被配置为使用静电力来控制所述腔内的第一和第二流 体的运动；
d) 第一表面和第二表面，第一表面对于所述第一流体具有不同于所述第二表 面的润湿性，
其中在所述腔中配置所述第 一 和第二表面以在流体运动控制系统的激活下来 确定所述腔内的所述流体的运动，该运动在所述外部边缘的第一部分处具有优选启动。
通过将本发明的光学设备组装到显示器件中，该显示器件提供高度可控的光学 特性。
优选地，所述器件包括多个所述光学设备，所述光学设备中的每一个被配置为 作为所述显示器件中的显示像素或者子像素运行，并且相对于彼此而配置以形成 显示像素矩阵。
由光学设备提供的流体运动的 一致性确保可以采用均匀的方式在像素矩阵内 调节器件的光学特性。这样，显示器件可以提供高质量的静态的和移动的图像。
结合附图，仅仅以示例的方式给出了本发明，从本发明的优选实施例的下列描 述中，本发明的其他特征和优点将变得显而易见。


图1示意性地示出了根据本发明的一个实施例的设备的横截面图； 图2示意性地示出了本发明的设备的一部分的横截面图； 图3示意性地示出了根据本发明的设备的一部分的不同的横截面图； 图4a，5a和6a中的每幅图示意性地示出了根据本发明在流体运动启动前的设 备的横截面图4b, 5b和6b中的每幅图示意性地示出了#>据本发明在流体运动启动后的设 备的横截面图7示意性地示出了根据本发明的另一实施例的设备的一部分的横截面图； 图8a， 9a和10a中的每幅图示意性地示出了根据本发明在流体运动启动前的 设备的横截面图8b, 9b和10b中的每幅图示意性地示出了根据本发明在流体运动启动后的 设备的横截面图11示意性地示出了根据本发明的另一实施例的设备的一部分的横截面图； 图12a， 13a和14a中的每幅图示意性地示出了根据本发明在流体运动启动前 的设备的横截面图12b， 13b和14b中的每幅图示意性地示出了根据本发明在流体运动启动后 的设备的横截面9
具体实施例方式
图1示意性地示出了根据本发明的一个实施例的光学设备l的横截面图。 光学设备l包括一个电润湿单元，在该实施例中该电润湿单元对应于显示器件
的一个子像素。该光学设备1具有三个不同的子像素区域2、 4和6。光学设备l 包括由多个子像素区域2、 4和6所共有的底部和顶部透明基板或者支撑板8和 10。在顶部和底部基板8和10与设备1的周边之间是至少一个壁。
设备1的不完全的壁12将子像素区域2、 4和6彼此隔开，并且由底部基板10 支撑，但它并不延伸以与顶部基板8接合。由基板8和10以及壁11和12限定用 于容納至少一种流体的腔13。面向腔13的壁11和12中任何一个的至少部分表 面可以优选地对于第一流体14是较为不润湿的，并且对于第二流体16是更为润 湿的。例如，该表面可以是亲水性的。将在国际专利申请W0 2005/098797和W0 2006/017129中揭示电润湿单元及其制造的更多细节。
设备1的腔13具有第一流体和第二流体，在该实施例中分别为第一流体14和 第二流体16。第一和第二流体14和16是互不相融的。第一流体M可以是非导 电的，并且可以是例如像十六烷或者(硅树脂)油之类的烷烃。第二流体16是导 电的或有极性的，并且可以是水和酒精的混合物中诸如水或者KCL溶液的盐溶液。 第一流体14最好是不透明的，并且第二流体16最好是透明的。第二流体16的体 积大于第一流体14的体积。
在底部基板10的上部配置了第一电极18,在该实施例中疏水层20覆盖了第一 电极，该疏水层具有均匀的厚度并面向腔13。该层可以是，例如，诸如聚四氟乙 烯TMAF1600的无定形的含氟聚合物层。疏水特性使第一流体H优选地粘附在疏水 层20上。
疏水层20充当绝缘体，将第一电极18与液体12和14隔离。在其它实施例中， 可以在第一电极18和疏水层20之间再施加又一绝缘层。
第二电极22被连接至导电的第二液体16。该电极可以是通过壁12连续分享第 二液体16的一系列子像素2、 4和6所共有的。第一电极18通过印刷线路的矩阵 被连接至底部基板10上的电性端子。这些电极和线路最好是透明的，并且由，例 如，氧化铟锡制成。该矩阵可以包括诸如晶体管的开关元件；在这种情形下，矩 阵被称作有源矩阵。图2示意性地示出了通过图1的虚线24所示的设备1的一部分。配置在疏水
层20的一部分之上的是亲水性的第一表面26,并且由，例如，丙烯酸或者聚酯 制成。通过配置在疏水层20上的亲水层来提供第一表面26。图3示意性地示出 了沿图2的直线A-A并且从与图2的平面垂直的平面所示的设备1的一部分的横 截面。为清楚起见，未示出第一和第二液体14和16。如图3所示，每个子像素 2、 4和6是正方形的，并且一个第一表面26被配置在子像素2、 4和6中每一 个的一角，最好位于每个子像素的相同位置上。
疏水层20提供面对腔13的设备1的第二表面21。第一表面26对于第一液体 14的润湿性不同于第二表面21。在该实施例中，第一表面26对于第一液体14 具有比第二表面21更低的润湿性并且对于第二液体16具有比第二表面21更高的 润湿性。第二表面21对于第一液体14具有比第一表面26更高的润湿性并且对于 第二液体16具有比第一表面26更低的润湿性。
再次参照图2，它示出了在零电压施加到电极20和22上时液体14和16的结 构，第一和第二液体14和16是互不相融的，并且通过具有外部边缘30的弯月面 28彼此隔离开来。外部边缘是弯月面28的边界轮缘。第二液体16不容易润湿第 一表面26，并且因此外部边缘30的第一部分32位于形成在第一表面26和第二 表面21之间的界面处。边界30的第二不同部分34处的第一液体l4的厚度t取 自图2中第二部分34处的弯月面28和第二表面21之间的平面的方向。这里随后 所指的第一液体14的厚度取自相同的方向。在第一部分32处的第一液体14的厚 度小于在第二部分36处的厚度t,并且在该实施例中为零。从第一部分32到第 二部分34，基于至少一部分的曲面外形，第一液体14的厚度增大。在该实施例 中，第一液体14覆盖第二表面21，但是并不覆盖第一表面26，并且第二液体16 覆盖第一表面26,但是并不覆盖第二表面21。
设备1包括具有第一和第二电极18和22的流体运动控制系统(未示出)。流 体运动控制系统被配置为使用电润湿原理来控制腔13内第一和第二液体14和16 的运动。通过在电极18和22之间施加电压，就在电极间并且跨越液体n和16 施加了电场，使液体由于静电力而运动。当第二液体16导电时，第二液体16与 第二电极22具有近似相同的电位。因此，施加在电极20和"上的电压也出现在 第一液体14的厚度间。当没有激活流体运动控制系统时，没有电压施加在第二表面21上。当激活流 体运动控制系统时，电压就施加在第二表面21上。所施加的电压使第二表面21
变得带有更多的静电荷。因此，在激活后，第二液体16被吸引至第二表面21, 并且第一液体14被第二表面21所排斥。流体运动控制系统从而可以切换腔13 中的液体14和16。在激活后，第一液体14于第二表面21上收缩，但是液体14 和16在腔13中并不完全地互换位置。
参照图3，配置第一和第二表面26和21以使得在流体运动控制系统的激活下， 第一液体14在腔13内在如箭头29所示的优选方向上流动。
由于第一部分32处的第一液体厚度小于第二部分34处的第一液体厚度t,对 于给定的施加电压，越过第二液体16的电场在第一部分32处的强度比第二部分 34处的大。因此第二液体16感受到第二表面21的吸引力在第一部分32处比第 二部分34处更大，并且在第二部分34之前于第一部分32处启动两种液体l4和 16的运动。这种启动沿着第一和第二表面26和21间的界面发生。在液体14和 16的运动期间，在激活前被第一液体14所占据的腔13的一部分变成由第二液体 16所占据。 一旦已经在第一部分32处启动了第一液体n的运动，第一液体在远 离具有第一表面26的角的优选方向"上流动，穿越第二表面21,朝向子像素的 对角线上的对角，如腔13内第一和第二表面26和21的配置所确定的。第二液体 16流动以在与第一液体14的优选方向29基本相反的优选方向上覆盖第二表面 21。最好是，第一部分32处的第一液体的厚度为启动流体运动所需的施加电压提 供低的、或者甚至不存在的电压阈值。
在这个实施例中， 一旦已经最大程度地发生液体运动，并且随着流体运动控制 系统仍然被激活，第一液体14在其优先流动所朝向的角落中覆盖第二表面21的 最小区域。为了使与激活期间具有更大的静电电荷的第二表面21的接触最小化， 第一液体14具有最大厚度，该最大厚度大于在激活前于第二部分34处的第一液 体14的厚度t。 一旦完成最大的流体运动，第一和第二表面26和n的配置因此 也确定第一液体26占据的、子像素在腔13内的位置。
图4a、 4b、 5a、 5b、 6a和6b示出了激活前后腔13内的液体的结构。这些图 中的每一幅图说明了如图3所示的设备1的一部分的横截面，它取自与图3的平 面垂直的平面。分别在沿着图3中的直线B-B， C-C和D-D所示的平面中来观看图 4a和4b， 5a和5b,以及6a和6b。图4a、 5a和6a示出了在流体运动控制系统激活前的设备l以及图4b、 5b和6b示出了激活并且一旦已经发生最大的流体运
动后的设备1。
图7示出了本发明的又一实施例中取自与图3的平面相同的平面上的设备的横
截面。这个实施例的特征与前面的实施例所描述的特征相类似，并且引用相同的
参考数字，以100递增；相应的描述也可以适用于此。
在这个实施例中，在每个子像素102、 104和106内腔113的一部分的外部的 至少一部分的内侧，而不是外侧，配置具有与前面所述的第一表面相似的属性的 第一表面36。在第二表面121的外部部分配置第一表面36,并且沿着壁lll和 112的每一个的基本部分延伸；然而，在每个子像素的一角，第一表面是不存在 的，这样就向腔113暴露了第二表面121的一部分38。
由于第一液体114更难润湿第一表面36，由于那些在前面的实施例中描述的 类似的原因，第一液体114的厚度在腔113中变化。在激活前，第一液体114更 容易润湿，并因而覆盖向腔113暴露的第二表面121的部分，包括暴露部分38。 覆盖第二表面121的这些暴露部分的一部分第一液体114在激活前最好相互融合。 在流体运动控制系统的激活下，液体运动首先启动于最靠近第一表面36的边缘 130的一部分，并且沿着与第一和第二表面36和121间的界面相对应的直线运动。 在激活后，第一液体114在优选方向40上运动，穿越第二表面121，从与暴露部 分38相对的子像素的对角线上的一角朝向第二表面121的暴露部分38。由于前 述的相类似的原因，在切换时第二液体116在不同的优选方向上运动。
在这个实施例中，图8a、 8b、 9a、 9b、 10a和10b示出了激活前后腔113内的 液体的结构。这些图中的每一幅图说明了如图7所示的设备101的一部分的横截 面，它取自与图3的平面垂直的平面。分别在沿着图7中的直线E-E, F-F和G-G 所示的平面中来观看图8a和8b， 9a和9b，以及10a和10b。图8a、 9a和10a 示出了在流体运动控制系统激活前的设备101以及图8b、 9b和10b示出了激活， 并且已经发生最大的流体运动后的设备101。
在该实施例中，参照图9a，弯月面128具有不同于如图4a所示的厚度轮廓， 因为第一表面36被配置在子像素的两个相对边上，在两边之间具有第一液体114。 由于第一表面36的更大范围，启动首先发生在相比于前迷实施例的边缘130的更 多部分处。在激活和液体的整个运动后，如图10b所示，在激活前(如图10a所 示)位于暴露部分38上面和上方的第一液体114的体积现在也包括在激活前占据子像素104的腔113的剩余空间的第一液体114的体积。
图11示意性地示出了本发明的又一实施例中取自与图3的平面相同的平面上 的设备的横截面。这个实施例的特征与前面的实施例所描述的特征相类似，并且
引用相同的参考数字，以200递增；相应的描述也可以适用于此。
在这个实施例中，设备201与使用图1、 2和3描述的设备相似。设备201具 有另外的表面42 ( further surface),它相比于第二表面221,对于第一液体 214有较高的润湿性并且对于第二液体216有较低的润湿性。在该实施例中另外 的表面42是疏水性的并且由诸如含氟聚合物构成。另外的表面42被配置在子像 素204的一角落中的第二表面221上，该角落与第一表面226所处的角落在对角 线上相对着并在同一平面中。在流体运动控制系统激活前，第一液体214润湿第 二表面221和另外的表面42。第一液体214在激活前具有与图2和图3所述的实 施例中的第一液体214相似的结构。
在流体运动控制系统的激励下，液体214和216的运动以与图2和图3所述的 相似方式在弯月面228的第一部分处启动。第一液体214以优选方向"移过第二 表面221，并远离第一表面226,该优选方向与图2和图3所述的优选方向28相 似。在激励之后，并且液体运动至最大程度后，第一液体214覆盖另外的表面42 并占据位于该另外的表面42之上的腔213的一部分。由于另外的表面42比第二 表面221更容易润湿第一液体1H，第一液体ll4在激励下更容易润湿另外的表 面42而不是第二表面2H。
在这个实施例中，图12a、 12b、 13a、 13b、 Ma和14b示出了激活前后液体的 结构。这些图中的每一幅图说明了如图11所示的设备201的一部分的横截面，它 取自与图7的平面垂直的平面。分别在沿着图11中的直线H-H， I-I和J-J所示 的平面中来观看图12a和12b, 13a和13b,以及14a和14b。图12a、 13a和14a 示出了在流体运动控制系统激活时的设备201以及图12b、 13b和14b示出了激活 后并且最大的流体运动已经发生后的设备201。
可以理解把上述实施例作为本发明的说明性的实例。可以预想到本发明的更多 实施例。
例如，本发明的设备还可以包括与第二液体不相融的第三流体，并且该流体通 过具有不同外部边缘的另外的弯月面(further meniscus )与第二液体隔离开来。
第三流体也可以与第一液体不相融。第三流体可以是像十六烷或者(硅树脂)油
14的烷烃。可以前述底板相似的方式配置顶部透明的基板，使之具有电极和面向腔 的疏水层。可以在第四表面上配置第三表面，例如，具有与第一表面相似属性的 一个表面。这里定义第四表面为通过顶板的疏水层提供的表面，并且它可以具有 与前述的第二表面相似的属性。这样，第三表面对于第三流体的润湿性不同于第 四表面。第三和第四表面被配置在腔内，以在流体运动控制系统的激励下来确定 腔内的第二和第三流体的优选运动，该优选运动在外部边缘的第二不同部分处的 运动启动前，在不同的外部边缘的第一部分处优选启动。
可以设置本发明的光学设备以组合在用于显示图像的显示器件中，例如，移动 电话的显示屏。该显示器可以包括多个光学设备，配置所述光学设备的每一个以 在显示器内用作为显示像素。每个设备可以相对于彼此而设置以形成显示像素矩
阵，如图3、 7和11中所说明的。可以使设备的每个子像素的外部的至少一部分 内部变为黑色以改善显示器的光学对比度。例如，可以使如图7所述的实施例的 每个子像素的第一表面涂成黑色，以提供黑矩阵。也可以使也在腔的外部的至少 一部分处配置的第二表面的至少一部分，和/或壁的至少一部分，涂为黑色，以改 进光学对比度。
第一、第二、第三、第四和另外的表面可以在设备中具有与前述不同的配置。 例如，这些表面可以具有较大或较小的表面区域，并且可以不同的结构来成形， 以确定流体运动的优选方向。可以选择具有特定润湿能力的表面材料以获得液体 的特定运动。然而也可以在腔内配置另外的表面以提供流体运动的进一步控制。
如前所述，第一液体不趋向于润湿第一表面，并且弯月边缘的多个部分位于第 一和第二表面的界面处。在另一实施例中，第一液体可以实际上一定程度地润湿 第一表面的至少一部分。这可以取决于一些因素，包括，例如，腔内液体的体积， 第一和第二表面的特定润湿度，以及第一和第二液体的特定属性。
使用的流体可以不同于上面所述的那些。可以选择某 一 流体材料以获得运动的 优选方向，例如，因为它们特定的趋向以润湿，或者不润湿多个表面的至少一个。 多个流体的至少一个可以为光学不透明或者透明的。此外，多个流体的至少一个 可以是有色的。可以优选地配置设备以通过至少第二流体来传送电,兹辐射，最好 是以可见光谱辐射。在多个流体的至少一个是不透明时，设备可以充当光学阀门， 并且在多个流体的至少 一 个是有色时，设备可以改变透过该设备的辐射的可见颜 色。该辐射可以是自然光，或者可以通过光源来提供该辐射。可以配置流体运动控制系统以把不同的电压施加至多个流体上，以获得不同的 流体结构。如前所述，在流体运动控制系统的激励下，液体最大程度地移动以使 得第 一液体覆盖第二表面的最小区域。通过施加了不同电压的流体运动控制系统 可以实现中间流体结构，以使得第一液体覆盖第二表面的不同的、非最小的范围。 这尤其有益于，当第一液体不透明时，可以配置设备以提供多个不同的液体结构 从而提供不同的灰阶等级。
设备和子像素的形状可以不同于上面所述的那些。此外，壁的至少一部分可以 包括第一表面的至少一部分。例如，第一表面可以形成壁的较低的一部分。壁的 较高的一部分可以具有取自从一个子像素到相邻子像素的方向上的宽度，该宽度 小于取自同一方向的第一表面的宽度。这样，笫一表面可以延伸到超过壁的较高 部分的每个子像素。
应当理解的是，可以单独使用关于任一实施例描述的任何特征，或者与描述的 其它特征相结合，并且也可以与任何其它实施例中的一个或多个特征组合，或者 任何其它实施例的任意组合来使用。此外，在没有偏离本发明的范围的条件下， 也可以使用上面没有说明的等价物和修改，它们由所附的权利要求书来限定。
权利要求
1.一种用于显示设备的光学装置，其特征在于，所述光学装置包括a)腔；b)容纳于所述腔内的第一流体和第二流体，所述第一流体和第二流体互不相融，所述第一和第二流体通过具有外部边缘的弯月面相互隔离开来；c)流体运动控制系统，被配置为使用静电力来控制所述腔内的所述第一和第二流体的运动；以及d)第一表面和第二表面，所述第一表面对于所述第一流体的润湿性不同于所述第二表面，其中，所述第一和第二表面被配置在所述腔中，在所述流体运动控制系统的激励下来确定所述腔内的所述流体的运动在所述外部边缘的第一部分处具有优选的启动。
2. 如权利要求1所述的光学装置，其特征在于，配置所述第一和第二表面以使 得在所述第一部分处的所述第一流体的厚度小于所述外部边缘的第二部分处的所 述第一流体的厚度。
3. 如前述任一权利要求所述的光学装置，其特征在于，在所述腔内配置所述第 一和第二表面，以在所述流体运动控制系统的激励下来确定所述腔内的所述流体 流动的优选方向。
4. 如前述任一权利要求所述的光学装置，其特征在于，使所述第一表面的至少 一部分涂成黑色，并且配置在所述腔的外部的至少一部分处。
5. 如前述任一权利要求所述的光学装置，其特征在于，由至少一个壁来定义所 述腔，其中所述至少一个壁具有所述第一表面的至少一部分。
6. 如前述任一权利要求所述的光学装置，其特征在于，在所述腔内配置所述第 一和第二表面，以在所述流体运动控制系统的激励下为所述第 一 流体来确定在所 述腔内占据的优选位置。
7. 如权利要求6所述的光学装置，其特征在于，所述装置包括比所述第二表面相对于所述第一流体具有更大的润湿性的另外的表面，在所述腔中配置所述另外 的表面以确定所述优选位置。
8. 如前述任一权利要求所述的光学装置，其特征在于，所述光学装置还包括e) 与所述第二流体不相融的第三流体，所述第三流体通过具有不同的外部边 缘的另外的弯月面与所述第二流体隔离开来；以及f) 第三表面和第四表面，所述第三表面对于所述第三流体的润湿性不同于所 述第四表面，其中，在所述腔中配置所述第三和第四表面，以在所述流体运动控制系统的激 励下来确定所述腔内的所述第二和第三流体的运动在所述不同的外部边缘的第一 部分处具有优选的启动。
9. 一种用于显示图像的显示设备，其特征在于，所述显示设备包括光学装置的 至少一个，所述光学装置包括a) 腔；b) 容纳于所述腔内的第一流体和第二流体，所述第一流体和第二流体互不相 融，所述第一和第二流体通过具有外部边缘的弯月面相互隔离开来；c) 流体运动控制系统，被配置为使用静电力来控制所述腔内的所述第 一和第 二流体的运动；以及d) 第一表面和第二表面，所述第一表面对于所述第一流体的润湿性不同于所 述第二表面，其中，在所述腔中配置所述第一和第二表面，以在所述流体运动控制系统的激 励下来确定所述腔内的所述流体的运动在所述外部边缘的第一部分处具有优选的 启动。
10.如权利要求9所述的显示设备，其特征在于，所述设备包括多个所述光学 装置，配置所述光学装置中的每一个以在所述显示设备内作为显示像素或者子像 素并且相对于彼此而配置以形成显示像素矩阵。
全文摘要
用于显示设备的光学装置。所述光学装置包括腔，和容纳于所述腔内互不相融的第一流体(14)和第二流体(16)。第一和第二流体通过具有外部边缘(30)的弯月面(28)相互隔离开来。该光学装置还包括被配置为使用静电力来控制所述腔内的所述第一和第二流体的运动的流体运动控制系统，以及第一表面(26)和第二表面(21)。该第一表面具有不同于所述第二表面的对于第一流体的润湿性。第一和第二表面被配置在所述腔中，在所述流体运动控制系统的激励下，来确定所述腔内的所述流体的运动在所述外部边缘的第一部分(32)处具有优选的启动。
文档编号G02B26/02GK101495901SQ200780028634
公开日2009年7月29日 申请日期2007年6月1日 优先权日2006年6月6日
发明者B·J·菲恩斯特拉, R·海斯, R·范迪克 申请人:利奎阿维斯塔股份有限公司