可切换透射/反射电润湿显示器、显示系统和方法
专利名称：可切换透射/反射电润湿显示器、显示系统和方法
技术领域：
本发明一般地涉及ー种电润湿(electrowetting)显示器,所述电润湿显示器例如可以用于便携电子设备等。更具体地，本发明涉及一种可在透射和反射模式之间切换的电润湿显示器、系统和方法。
背景技术：
集成到便携电子设备中的显示器通常需要在从强直射阳光到黑夜条件的多种光照条件下可读。这两种极限条件的难点在于它们适合两种完全不同类型的显示器。在具有很少环境照明或没有环境照明的暗室中，理想的解决方案是发射显示器，其中将光源集成到显示器，例如背光或发光像素。然而在明亮条件下，从这种显示器发射的光难以与由强阳光在显示器前表面上产生的炫光相比。对于这一问题的良好解决方案是使用纯反射型显示器，其中尽管并不一定能够避免炫光，但是至少观看的图像与炫光成正比，因此尽管阳光较强，显示器同样是可视的。然而，纯反射显示器不能在黑暗条件下观看，除非按照某种方式 照明，例如通过外部光源或通过集成到显示器中的前灯。历史上来说，前灯技术还不是足够先进以广泛地用于反射显示器，因为其通常影响观看的图像质量。在使用液晶显示器(LCD)的情况下几乎总是采用的替代解决方案是将每一个像素的面积分成两个面积一个是透射式的而另ー个是反射式的。尽管这种解决方案几乎普遍存在于集成到移动电话和其他便携设备中的LCD中，并且确实允许在多种照明条件下阅读屏幕，由于涉及面积共享，其需要相当高的成本来满足器件性能。例如，对于显示器的透射部分，IXD的孔径比(aperture ratio)比显示器是纯透射型情况下的孔径比要小，因此对于相同亮度的背光，显示器的透射更暗淡。这当然可以通过使用更亮的背光来补偿，但是却以更大的功耗为代价。对于显示器的反射部分，由于每ー像素的反射面积要小，亮度同样比纯反射显示器情况下要小。在这种情况下，由于通过更高功率的背光井不能对此加以补偿，这将更加严重显示器只是表现为反射更暗。纯反射LCD(尤其是彩色显示器)总是具有众所周知的弱反射率( 10-15% )，即便不考虑由于面积共享而导致的进ー步减弱。实际上，典型的彩色透反型LCD具有仅为3-4%的反射率，这与我们用于在纸上形成印刷图像的 70%反射率相距甚远。考虑到与传统显示器相关联的上述缺点，强烈需求这样ー种显示器，所述显示器包括可切換反射器，使得不再需要在透射和反射功能之间共享像素的面积。如果在每ー个像素之后存在可切換反射器，那么将可以按照透射或者反射模式操作显示器，而不是总是同时生效从而两种模式均具有减小的效率。在任意时刻选择使用哪ー种模式可以通过使用环境光传感器自动进行，或者可以通过用户手动进行，或者是这两种的组合。同样，如果可切換反射器不是ニ进制的，而是具有ー些中间态(即可以用作部分透射器、部分反射器)，那么如果需要，所述显示器也可以按照与当前透反型模式极为类似的模式工作。Feenstra等人于2003年8月23日公布的WO 03071347A1描述了ー种双层电润湿设备，其中每ー个像素包括两种不同顔色的油滴，可以电学且独立地切换所述油滴以覆盖全部或一部分像素面积。然而,使用的两种不同颜色的油作为减色式(subtractive)滤色器(例如，它们可以是黄色、蓝绿色和品红色中的任意两种)，以便在显示器中按减色方式产生色彩。它们不是用于制造可切換反射器。Hayes等人于2005年10月20日公布的WO 2005098524A1描述了ー种非常一般的电润湿显示设备，其中像素包括两种不互溶的液体，其可以用于电学地调制透射或反射的光。然而，没有提到使用双层配置的电润湿来实现可切換透射/反射显示器。Feenstra Bokke 等人于 2007 年 12 月 13 日公布的 WO 2007141220A1 描述了ー种透反型电润湿显示器，其中通过将像素面积划分为两个(如前所述，其中一个是透射式的而另ー个是反射式的)来实现透射和反射双重功能。然而，没有提到使用双层配置的电润湿来实现可切換透射/反射显示器。Steckl等人于2006年2月16日公布的WO 2006017129A2描述了ー种透反型电润 湿显示器，其中透射和反射双重功能通过面积划分或者通过在像素背部处使用均匀部分反射器来实现。然而，没有提到使用双层配置的电润湿来实现可切換透射/反射显示器。
发明内容
根据本发明的ー个方面，提出了ー种双层电润湿显示器。该电润湿显示器包括第ー电润湿层，能够在反射模式和非反射模式之间切换；以及第ニ电润湿层，与第一电润湿层相邻，包括多个像素，所述像素可切换以创建图像。根据另ー个方面，提出了ー种显示系统，包括如这里所述的双层电润湿显示器，并且还包括在与第二电润湿层相反的ー侧、与第一电润湿层相邻的背光，以及控制器，用于选择性地将第一电润湿层在反射模式和非反射模式之间切換，并结合控制背光的输出。根据再ー个方面，提出了一种用于操作这里所述的双层电润湿显示器的方法。该方法包括切換第二电润湿层中的像素以创建图像；以及将第一电润湿层在反射模式和非反射模式之间选择性地切換，以按照反射模式、透射模式和透反模式中包括的至少两种显示模式来可控地呈现所述图像。为了实现前述和相关目的，本发明包括随后全面描述并且在权利要求中具体指出的特征。以下描述和附图详细阐述了本发明的一些说明性实施例。然而，这些实施例只是表示可以采用本发明原理的多种方式中的ー些。结合附图，根据以下对本发明的详细描述，本发明的其他目的、优点和新颖特征将变得清楚明白。
图I :示出了反射式显示器场景中的视差概念。图2 :示出了没有施加电压时根据本发明示例实施例的双层电润湿显示器中的三个像素，其中水基电润湿液体层用作整个显示器的公共电极。图3 :示出了没有施加电压时根据本发明另ー实施例的图2所示类型的双层电润湿显示器中的示例像素，其中每ー个像素中的电润湿液体层与相邻像素中的电润湿液体层彼此电隔离，因此需要经由导电柱与每ー个像素单独地电连接。图4 :示出了根据图2实施例的双层电润湿显示器中的三个像素，在电润湿液体层和后电极之间施加了电压，使得将下电润湿液体层推向各个像素中的ー侧，将设备切换为透射模式。已经在电润湿液体层和ー些构图前电极之间施加了电压，使得将各个像素中的上电润湿液体层12选择性地推向ー侧，以便在图像中产生ー些白像素。图5 :示出了在本发明的彩色版本中滤色器的示例位置为了清楚起见只示出了上基板。图6 :合并了根据本发明的显示器的显示系统的图示。附图的关键字Ia下透明 基板Ib上透明基板2 后透明电极3 前透明电极3a前像素电极3b另一前像素电极3c再一前像素电极4 薄膜晶体管5 黑色遮挡材料6a下电介质层6b上电介质层7a下疏水层7b上疏水层8 下像素分离壁9 上分离壁10也用作单元隔板的像素分离物11第一油基电润湿液体12第二油基电润湿液体13水基电润湿液体14入射光15另ー下电介质层16透明接地电极16a接地电极和电润湿液体之间的连接器17r红色滤色器17g绿色滤色器17b蓝色滤色器18反射器19a 第一像素19b 第二像素20a入射光50显示系统53 显示器55 背光
具体实施例方式本发明涉及显示器，所述显示器可以经由电润湿装置在透射式或者反射式之间切换。这种可切換反射器与创建显示器图像的第二电润湿层处于相同的电润湿単元中，从而避免了视差。当合并到诸如移动电话之类的设备中时，透射和反射模式之间的切换可以通过使用环境光传感器来自动进行，或者可以通过用户手动进行(或者两种都采用)。也可以使得可切換反射器在每ー个像素上部分地切換，以便显示器按照更加传统的透反模式操作。显示器也可以配置为使得显示器的一部分透射工作，而一部分反射工作。显示器包括背光，当显示器处于反射模式时可以关闭背光以便节省能量。可以在像素上方存在滤色器(例如红色、緑色和蓝色)以便创建彩色图像。可切換反射器的ー个重要方面是能够将其合并到显示器中，使其直接位于显示器的图像形成部分(即，像素)后面或者与之非常靠近。这是为了避免显示器中的视差效应。如图I (a)所示，如果反射器18远离像素19，通过第一像素19a与显示器法向所成角度超过 一定角度进入显示器的光20a将反射通过相邻像素1%。因此，在特定点从显示器出现的光可以包含来自两个像素19a和19b的信息，导致像素之间的串扰。当然，这是假设像素本身是透射型的，并且仅仅是反射器使得显示器是反射型的。然而，这对于可切換透射/反射显示器极有可能是必要的要求。然而，如果反射器18靠近像素(图1(b))，则避免了视差效应。事实上理想的情况是可切換反射器实际位于像素本身内部，这种情况是通常称作“单元内(cell-in)”情況。本身非常适用于这种概念的显示技术是电润湿技木。电润湿显示器是非常有前途的新兴技术，具有胜过IXD的潜力，即使由于具有可切換透射/反射功能而不具有超高亮度的前景。根据本发明，可以在单个单元内创建两个光开关。上部光开关可以用于产生图像，而下部光开关可以用于实现可切換反射器。在图2中示出了根据本发明的显示器的优选实施例。显示器容纳在两个透明基板Ia和Ib之间，所述透明基板例如由玻璃或塑料制成。在这两个基板上分別设置了后导电透明电极层2和前透明电极层3，其用于分别控制后电润湿可切換元件和前电润湿可切換元件。因为前电润湿层将用于产生显示器的图像，需要对前透明电极层3或者第一电极进行构图，使得可以向不同的像素施加不同的电压，以便产生图像。因此，単独的像素电极(3a、3b、3c等)可以与薄膜晶体管4相连。薄膜晶体管可以由黑色材料5遮挡，否则从薄膜晶体管反射的环境光可能使得显示器的对比度退化。薄膜晶体管4相对于显示器其他部分的定位通常按照优化显示器光学性能的方式进行。例如，晶体管4通常位于相邻像素之间壁(例如，分离壁8、9和10)的竖直上方，以便尽可能小地减低显示器的孔径比。后透明电极层2或者第二电极不需要进行构图，因为其将用于控制显示器中的可切換反射器，并且通常的情况是显示器应该完全处于透射模式或者完全处于反射模式。然而，如果要求将后反射器的切换进行像素化，那么也将需要对后透明电极层2进行构图，并且提供独立地驱动该层中每ー个区域的装置。如果独立的区域在显示器上相对较少，则不必要求有源矩阵控制，但是如果区域个数是大量的或者甚至每个像素ー个，那么将需要薄膜晶体管(图2中未示出)，就如同前部的单独像素电极3a、3b、3c等。在两个透明电极层2和3上沉积可选的电介质层6和疏水层7。可选的电介质层6(例如下电介质层6a和上电介质层6b)用作显示器的外部电极(即，分别是后透明电极层2和前透明电极层3)与内部或公共第三电极13(随后将描述)之间的绝缘体。例如，电介质层6由高度绝缘且非多孔材料构成，例如氧化硅、氮化硅或聚对ニ甲苯。高介电常数在降低要求的驱动电压方面是有利的，因此诸如氧化铝、氧化铪或者钛酸钡之类的材料也是适用的。电介质层6的厚度也影响所要求的驱动电压，因此保持地尽可能低在许多情况下，电介质层6的厚度将小于I μ m，但并非对于所有的上述电介质材料都这样。疏水层7也是薄绝缘层，并且通常是聚四氟こ烯(Teflon)、Cytop或聚对ニ甲苯之类的商用材料。将显示器的像素进行分离的是像素分离壁8和9。像素分离壁的目的是为了防止属于具体像素的电润湿液体泄漏到相邻像素。像素分离壁的表面也可以涂覆有表面层(未示出)，以便影响处于驱动和未驱动状态的电润湿液体的排列。例如，通过在像素分离壁上使用构图的亲水层，可以影响当施加驱动电压时电润湿液体运动的方向。像素分离壁8和9也可以是位于相对基板la、lb上但是没有物理接触的隔离元件。替代地，实际上 像素之间可以存在从ー个基板Ia到另ー个基板Ib延伸的单个像素分离壁10，该像素分离壁10因此也用作单元隔板。电润湿液体11 (第一电润湿液体)、12 (第二电润湿液体)、13 (第三电润湿液体)位于基板la、lb之间各个像素内。液体11和12是油基液体,并且与作为水基液体的液体13不互溶。然而，各液体11和12可以彼此互溶。如下面更加详细地描述，液体11和12分别形成第一和第二可切换电润湿层。更具体地，液体11形成可切换电润湿层的一部分，代表显示器的可切換反射器部分。电润湿层在反射模式和非反射模式之间切換。在非反射模式中，液体11分布在像素内，从而反射性能低于在反射模式中分布的液体11。适于用作液体11的反射性油可以通过将诸如金属颗粒或纳米颗粒之类的散射或反射颗粒，或者将诸如ニ氧化钛之类的散射电介质颗粒溶解在诸如十二烷之类的透明油中来制造。当小于可见光的波长(例如 200nm)时，由于它们较高的折射率(2. 5-3)，ニ氧化钛颗粒是非常有效的可见光散射体，并且通常用作白色油漆和塑料用的颜料。可以通过使用诸如来自Borchers的Borchi Gen 911之类的分散剂将ニ氧化钛颗粒散布在诸如十二烷之类的油中。ニ氧化钛颗粒保持散布在十二烷中较长时间段，并且不会散布在相邻的水基电润湿液体13中。处于未驱动状态的给定像素(没有向其施加电压)中的液体11的厚度理想地应该足以使其对于从显示器顶部入射的光14不透明，因此是有效的反射器。从具有悬浮ニ氧化钛颗粒的厚十二烷层可获得的反射率可以容易地超过标准白纸的反射率。然而，如果由于其他原因(例如总器件厚度或速度)而需要使得液体层11较薄，于是将导致当显示器处于反射模式时反射率略低，而不会影响透射模式。液体12形成可切换电润湿层的一部分，与可切換反射器光学对准，并且代表显示器的图像形成部分。在大多数情况下，液体12将是黑色的以提供最大吸收。合适的液体12同样可以是诸如十二烷之类的油，在其中溶解了非极性黑顔料。为了提供具有良好对比度的良好质量图像，处于未驱动状态的液体12的层厚度理想地应该足以吸收所有的入射可见光14。然而，如果由于其他原因(例如总器件厚度或速度)而需要使得液体层12较薄，这只会増加在图像的深色部分中透射或反射(取决于显示器所处的模式)的光的量，因此降低显示器的对比度。这在透射模式下更加严重，因为与反射模式下光通过液体两次相比，光只通过液体12 —次。液体13是导电水基液体，例如水，或者水和こ醇的混合物。在示例实施例中，液体13是光学透射的，优选地是透明的。如前所述，液体13也用作器件的第三电极，因此必须与控制电路相连。这是因为是液体13与后透明电极层2或前透明电极层3之间的电压差分别驱动液体11和12相对于疏水层7的形状和位置变化，即电润湿效应。进行这种操作的简单方式是将液体13与电学地相连以便用作透明电极层2和3的公共地电极，并且向透明电极层2和3选择性地施加信号电压，尽管这不是根据本发明的驱动显示器的唯一方法。无论驱动方法如何，需要从显示器的外部电路到液体13的电连接。在图3中描述了进行这种操作的方法，针对经由下基板Ia进行接地的情况(同样可以经由上基板Ib进行)。在给定像素内的透明电极层2之下，设置绝缘电介质层15和透明接地电极16。透明电极16与小柱16a不共面，所述小柱将液体13与接地电极16的平面部分相连，接地电极对于整个显示器是公共的。对电介质层15和6、透明电极层2和疏水层7必要地进行构图，以容纳导电柱16a，但是电极层2可以对于显示器的每ー个像素是公共的。如果液体13形成贯穿显示设备的単独连贯贮水槽(这样的情况可以是使用像素分离壁8和9而不是像素分离壁10，或者像素分离壁10在像素的特定位置具有孔以便允许液体成为ー个连续的贮水槽)，那么实现与液体13的単独接地连接就足够了，即，对于整个显示器只需要単一导电柱16a，尽管可以按照类似的方式形成多于ー个接地连接。然而，如果每ー个像素中的所有液体(包括液体13)通过像素分离壁10彼此完全分离，那么需要将每ー个像素中的液体13接地，即每个像素将存在一根导电柱16a。图2示出了当没有施加驱动电压来从其平衡位置移动电润湿液体11、12和13时的器件。图4示出了驱动器件的示例。例如，当在液体13和后透明电极层2之间施加电压时，液体13将按照润湿下疏水层7a的方式移动，将液体11推到ー侧，直到抵靠到像素分离壁8和/或10。通过在液体13和前电极层3之间施加电压在液体12上实现了类似效果，不同之处在于移动是用于不同的目的。也就是说，液体11将移动(在大多数应用中，在显示器的每ー个像素中同样地移动)，以便从反射模式(OV)切換到透射模式(电压接通)。然而，液体12 ( 一般地)将在不同的像素中移动不同的量，以便在显示器上创建图像，如图4所示。例如，图4示出了任一端上的两个白像素和中间的ー个黑像素。如前所述，显示器是黑白的，即其可以显示黒色或白色像素。产生灰度的ー种方式是控制向像素电极3a、3b、3c等施加的电压处于全黑(OV)和全白所要求的电压之间。替代的是使用时间颤振(temporal dither)来在黑色位置(OV)和白色位置(电压接通)之间迅速地切換液体12，并且依靠人眼的有限响应速度来察觉位于黑和白的两个极端之间中间的平均亮度。可以通过在电润湿元件上添加滤色器17r、17g和17b来创建彩色图像。原理上来说，这些滤色器可以位于液体上的任何地方。如图5所示，实践中放置滤色器最切合实际的位置可能是在像素电极3a、3b、3c等下方而在疏水层7b上方它们可以设置到电介质6b —侧，或者甚至形成电介质层的一部分。图6示出了合并了根据本发明的显示器53的显示系统50。显示器53可以是根据以上相对于图2至图5所述的本发明任意实施例的显示器。显示系统50可以包括在诸如移动电话、媒体播放器、便携计算机、个人备忘录等的各种便携设备中。此外，显示系统50 可以用于合并了显示器的各种其他类型设备，例如平板电视、监视器等等。
显示系统50包括合并了诸如荧光灯泡、发光二极管(LED)阵列等的光源的背光55。来自背光55的光入射到显不器53的下透明基板Ia上(例如參见图2)。前部光14 (例如环境光)入射到显示器53的上透明基板Ib上，如图2所示。显示系统50内还包括控制器56，用于向显示器53提供合适的控制和图像数据。例如，控制器56通过经由后透明电极层2和导电液体3在液体11上施加零电压(參见图
2)，使显示器53工作于反射模式。此时，控制器56关断背光55以减小功耗。替代地，控制器56通过经由后透明电极层2和导电液体13在液体11上施加非零电压(參见图3)，使显不器53工作于透射模式。在透射模式中，控制器56接通背光55以向显不器53提供背光照明。如前所述，控制器56可以配置为基于用户输入、环境光传感器或者其组合等等在反射模式和透射模式之间切換。在组合透射/反射模式中，控制器56配置为向(适当构图的)后透明电极层2的选定部分提供驱动电压以便处于透射模式，并且不向其他部分提供驱动电压以便处于反射模式。在这种情况下，为透射模式的目的，控制器56使背光55接通。在另ー实施例中，控制器56可以通过在液体11上施加中间电压控制液体11的反射率，以便包括在全透射和全反射之间的中间状态。在透射模式和反射模式中，控制器56配置为相对于每ー个像素经由前透明电极层3(例如3a、3b、3c等)和导电液体13在液体12上选择性地提供驱动电压。如上所述，提供给具体像素的具体电压基于要经由显示器53显示的图像数据。用于向有源矩阵显示器中各个像素提供图像数据电压的合适电路是众所周知的，因此为了简明起见不再赘述。在本发明的一些实施例中,第一电润湿层可在反射模式和非反射模式之间切換。在本发明的一些实施例中，第一电润湿层包括第一电润湿液体，第二电润湿层包括第二电润湿液体，并且电润湿显示器还包括插入到第一电润湿液体和第二电润湿液体之间的第三电润湿液体,第三电润湿液体与第一电润湿液体、第ニ电润湿液体不互溶。在本发明的一些实施例中，电润湿显示器还包括后透明电极和前透明电极，其中第一电润湿液体插入到后透明电极和第三电润湿液体之间，并且第二电润湿液体插入到前透明电极和第三电润湿液体之间。在本发明的一些实施例中，第三电润湿液体是导电液体，并且用作前透明电极和后透明电极之间的公共电极。在本发明的一些实施例中，对前透明电极构图以在第二电润湿层内限定多个像素。在本发明的一些实施例中，电润湿显示器包括上基板和下基板，第一电润湿层和第二电润湿层插入到上基板和下基板之间，其中相邻的像素通过在上基板和下基板之间至少部分地延伸的像素分离壁分离，像素分离壁防止给定像素内的第一电润湿液体和第二电润湿液体泄漏到相邻像素中。在本发明的一些实施例中，至少ー些像素分离壁在上基板和下基板之间完全延イ申，以用作单元隔板。 在本发明的一些实施例中，电润湿显示器包括其上形成前透明电极的上基板和其上形成后透明电极的下基板，以及分别在前透明电极和后透明电极上形成的疏水层，其中在前透明电极上形成的疏水层与第二电润湿液体表面接触，而在后透明电极上形成的疏水层与第一电润湿液体表面接触。 在本发明的一些实施例中，第一电润湿液体是反射型液体。 在本发明的一些实施例中，第二电润湿液体是黑色液体。在本发明的一些实施例中，第三电润湿液体是透射型的。在本发明的一些实施例中，第一电润湿液体和第二电润湿液体是油基的，并且第三电润湿液体是水基的。尽管已经针对ー些优选实施例示出并描述了本发明，但是显然本领域技术人员在阅读和理解本说明书的前提下可以做出各种等价物和改型。本发明包括所有这些等价物和改型，并且仅由所附权利要求的范围来限定。 エ业应用性提出了ー种电润湿显示设备，所述电润湿显示设备在透射模式和反射模式之间可切換。该显示器可以用于诸如移动电话、媒体播放器、便携计算机、个人备忘录等便携设备中。此外，显示设备可以用于合并了显示器的各种其他类型设备中，例如平板电视、监视器
坐坐寸寸ο
权利要求
1.一种双层电润湿显不器，包括 第一电润湿层，在反射模式和非反射模式之间可切換；以及 第二电润湿层，与所述第一电润湿层相邻，包括多个像素，所述像素可切换以创建图像。
2.根据权利要求I所述的电润湿显示器，其中所述第一电润湿层在反射模式和透射模式之间可切換。
3.根据权利要求I和2中任一项所述的电润湿显示器，其中所述第一电润湿层包括第一电润湿液体，所述第二电润湿层包括第二电润湿液体，并且所述电润湿显示器还包括插入到所述第一电润湿液体和所述第二电润湿液体之间的第三电润湿液体，所述第三电润湿液体与所述第一电润湿液体、所述第二电润湿液体不互溶。
4.根据权利要求3所述的电润湿显示器，还包括后透明电极和前透明电极，其中所述第一电润湿液体插入到所述后透明电极和所述第三电润湿液体之间，并且所述第二电润湿液体插入到所述前透明电极和所述第三电润湿液体之间。
5.根据权利要求4所述的电润湿显示器，其中所述第三电润湿液体是导电液体，并且用作前透明电极和后透明电极之间的公共电极。
6.根据权利要求4和5中任一项所述的电润湿显示器，其中所述前透明电极被构图以在所述第二电润湿层内限定所述多个像素。
7.根据权利要求3至6中任一项所述的电润湿显示器，包括上基板和下基板，第一电润湿层和第二电润湿层插入到上基板和下基板之间，其中相邻的像素通过在上基板和下基板之间至少部分地延伸的像素分离壁分离，所述像素分离壁防止给定像素内的第一电润湿液体和第二电润湿液体泄漏到相邻像素中。
8.根据权利要求7所述的电润湿显示器，其中所述像素分离壁中的至少一部分在上基板和下基板之间完全延伸，以用作单元隔板。
9.根据权利要求4至6中任一项所述的电润湿显示器，包括其上形成前透明电极的上基板和其上形成后透明电极的下基板，以及分别在前透明电极和后透明电极上形成的疏水层，其中在前透明电极上形成的疏水层与第二电润湿液体表面接触，而在后透明电极上形成的疏水层与第一电润湿液体表面接触。
10.根据权利要求3至9中任一项所述的电润湿显示器，其中所述第一电润湿液体是反射型液体。
11.根据权利要求3至10中任一项所述的电润湿显示器，其中所述第二电润湿液体是黒色液体。
12.根据权利要求3至11中任一项所述的电润湿显示器，其中所述第三电润湿液体是透射型的。
13.根据权利要求3至12中任一项所述的电润湿液体，其中所述第一电润湿液体和所述第二电润湿液体是油基的，并且所述第三电润湿液体是水基的。
14.一种显不系统,包括 根据权利要求I至13中任一项所述的双层电润湿显示器； 在与第二电润湿层相反的ー侧、与第一电润湿层相邻的背光；以及 控制器，用于选择性地将第一电润湿层在反射模式和非反射模式之间切换，并结合控制背光的输出。
15.一种用于操作根据权利要求I至13中任一项所述的双层电润湿显示器的方法，包括 切換第二电润湿层中的像素以创建图像；以及 将第一电润湿层在反射模式和非反射模式之间选择性地切換，以按照反射模式、透射模式和透反模式中包括的至少两种显示模式来可控地呈现所述图像。
全文摘要
提出了一种双层电润湿显示器，包括第一电润湿层，在反射模式和非反射模式之间可切换；以及第二电润湿层，与第一电润湿层相邻，包括多个像素，所述像素可切换以创建图像。
文档编号G09F9/37GK102652280SQ20108005656
公开日2012年8月29日 申请日期2010年12月6日 优先权日2009年12月15日
发明者莱斯利·安妮·帕里-琼斯 申请人:夏普株式会社
技术领域：
本发明一般地涉及ー种电润湿(electrowetting)显示器,所述电润湿显示器例如可以用于便携电子设备等。更具体地，本发明涉及一种可在透射和反射模式之间切换的电润湿显示器、系统和方法。
背景技术：
集成到便携电子设备中的显示器通常需要在从强直射阳光到黑夜条件的多种光照条件下可读。这两种极限条件的难点在于它们适合两种完全不同类型的显示器。在具有很少环境照明或没有环境照明的暗室中，理想的解决方案是发射显示器，其中将光源集成到显示器，例如背光或发光像素。然而在明亮条件下，从这种显示器发射的光难以与由强阳光在显示器前表面上产生的炫光相比。对于这一问题的良好解决方案是使用纯反射型显示器，其中尽管并不一定能够避免炫光，但是至少观看的图像与炫光成正比，因此尽管阳光较强，显示器同样是可视的。然而，纯反射显示器不能在黑暗条件下观看，除非按照某种方式 照明，例如通过外部光源或通过集成到显示器中的前灯。历史上来说，前灯技术还不是足够先进以广泛地用于反射显示器，因为其通常影响观看的图像质量。在使用液晶显示器(LCD)的情况下几乎总是采用的替代解决方案是将每一个像素的面积分成两个面积一个是透射式的而另ー个是反射式的。尽管这种解决方案几乎普遍存在于集成到移动电话和其他便携设备中的LCD中，并且确实允许在多种照明条件下阅读屏幕，由于涉及面积共享，其需要相当高的成本来满足器件性能。例如，对于显示器的透射部分，IXD的孔径比(aperture ratio)比显示器是纯透射型情况下的孔径比要小，因此对于相同亮度的背光，显示器的透射更暗淡。这当然可以通过使用更亮的背光来补偿，但是却以更大的功耗为代价。对于显示器的反射部分，由于每ー像素的反射面积要小，亮度同样比纯反射显示器情况下要小。在这种情况下，由于通过更高功率的背光井不能对此加以补偿，这将更加严重显示器只是表现为反射更暗。纯反射LCD(尤其是彩色显示器)总是具有众所周知的弱反射率( 10-15% )，即便不考虑由于面积共享而导致的进ー步减弱。实际上，典型的彩色透反型LCD具有仅为3-4%的反射率，这与我们用于在纸上形成印刷图像的 70%反射率相距甚远。考虑到与传统显示器相关联的上述缺点，强烈需求这样ー种显示器，所述显示器包括可切換反射器，使得不再需要在透射和反射功能之间共享像素的面积。如果在每ー个像素之后存在可切換反射器，那么将可以按照透射或者反射模式操作显示器，而不是总是同时生效从而两种模式均具有减小的效率。在任意时刻选择使用哪ー种模式可以通过使用环境光传感器自动进行，或者可以通过用户手动进行，或者是这两种的组合。同样，如果可切換反射器不是ニ进制的，而是具有ー些中间态(即可以用作部分透射器、部分反射器)，那么如果需要，所述显示器也可以按照与当前透反型模式极为类似的模式工作。Feenstra等人于2003年8月23日公布的WO 03071347A1描述了ー种双层电润湿设备，其中每ー个像素包括两种不同顔色的油滴，可以电学且独立地切换所述油滴以覆盖全部或一部分像素面积。然而,使用的两种不同颜色的油作为减色式(subtractive)滤色器(例如，它们可以是黄色、蓝绿色和品红色中的任意两种)，以便在显示器中按减色方式产生色彩。它们不是用于制造可切換反射器。Hayes等人于2005年10月20日公布的WO 2005098524A1描述了ー种非常一般的电润湿显示设备，其中像素包括两种不互溶的液体，其可以用于电学地调制透射或反射的光。然而，没有提到使用双层配置的电润湿来实现可切換透射/反射显示器。Feenstra Bokke 等人于 2007 年 12 月 13 日公布的 WO 2007141220A1 描述了ー种透反型电润湿显示器，其中通过将像素面积划分为两个(如前所述，其中一个是透射式的而另ー个是反射式的)来实现透射和反射双重功能。然而，没有提到使用双层配置的电润湿来实现可切換透射/反射显示器。Steckl等人于2006年2月16日公布的WO 2006017129A2描述了ー种透反型电润 湿显示器，其中透射和反射双重功能通过面积划分或者通过在像素背部处使用均匀部分反射器来实现。然而，没有提到使用双层配置的电润湿来实现可切換透射/反射显示器。
发明内容
根据本发明的ー个方面，提出了ー种双层电润湿显示器。该电润湿显示器包括第ー电润湿层，能够在反射模式和非反射模式之间切换；以及第ニ电润湿层，与第一电润湿层相邻，包括多个像素，所述像素可切换以创建图像。根据另ー个方面，提出了ー种显示系统，包括如这里所述的双层电润湿显示器，并且还包括在与第二电润湿层相反的ー侧、与第一电润湿层相邻的背光，以及控制器，用于选择性地将第一电润湿层在反射模式和非反射模式之间切換，并结合控制背光的输出。根据再ー个方面，提出了一种用于操作这里所述的双层电润湿显示器的方法。该方法包括切換第二电润湿层中的像素以创建图像；以及将第一电润湿层在反射模式和非反射模式之间选择性地切換，以按照反射模式、透射模式和透反模式中包括的至少两种显示模式来可控地呈现所述图像。为了实现前述和相关目的，本发明包括随后全面描述并且在权利要求中具体指出的特征。以下描述和附图详细阐述了本发明的一些说明性实施例。然而，这些实施例只是表示可以采用本发明原理的多种方式中的ー些。结合附图，根据以下对本发明的详细描述，本发明的其他目的、优点和新颖特征将变得清楚明白。
图I :示出了反射式显示器场景中的视差概念。图2 :示出了没有施加电压时根据本发明示例实施例的双层电润湿显示器中的三个像素，其中水基电润湿液体层用作整个显示器的公共电极。图3 :示出了没有施加电压时根据本发明另ー实施例的图2所示类型的双层电润湿显示器中的示例像素，其中每ー个像素中的电润湿液体层与相邻像素中的电润湿液体层彼此电隔离，因此需要经由导电柱与每ー个像素单独地电连接。图4 :示出了根据图2实施例的双层电润湿显示器中的三个像素，在电润湿液体层和后电极之间施加了电压，使得将下电润湿液体层推向各个像素中的ー侧，将设备切换为透射模式。已经在电润湿液体层和ー些构图前电极之间施加了电压，使得将各个像素中的上电润湿液体层12选择性地推向ー侧，以便在图像中产生ー些白像素。图5 :示出了在本发明的彩色版本中滤色器的示例位置为了清楚起见只示出了上基板。图6 :合并了根据本发明的显示器的显示系统的图示。附图的关键字Ia下透明 基板Ib上透明基板2 后透明电极3 前透明电极3a前像素电极3b另一前像素电极3c再一前像素电极4 薄膜晶体管5 黑色遮挡材料6a下电介质层6b上电介质层7a下疏水层7b上疏水层8 下像素分离壁9 上分离壁10也用作单元隔板的像素分离物11第一油基电润湿液体12第二油基电润湿液体13水基电润湿液体14入射光15另ー下电介质层16透明接地电极16a接地电极和电润湿液体之间的连接器17r红色滤色器17g绿色滤色器17b蓝色滤色器18反射器19a 第一像素19b 第二像素20a入射光50显示系统53 显示器55 背光
具体实施例方式本发明涉及显示器，所述显示器可以经由电润湿装置在透射式或者反射式之间切换。这种可切換反射器与创建显示器图像的第二电润湿层处于相同的电润湿単元中，从而避免了视差。当合并到诸如移动电话之类的设备中时，透射和反射模式之间的切换可以通过使用环境光传感器来自动进行，或者可以通过用户手动进行(或者两种都采用)。也可以使得可切換反射器在每ー个像素上部分地切換，以便显示器按照更加传统的透反模式操作。显示器也可以配置为使得显示器的一部分透射工作，而一部分反射工作。显示器包括背光，当显示器处于反射模式时可以关闭背光以便节省能量。可以在像素上方存在滤色器(例如红色、緑色和蓝色)以便创建彩色图像。可切換反射器的ー个重要方面是能够将其合并到显示器中，使其直接位于显示器的图像形成部分(即，像素)后面或者与之非常靠近。这是为了避免显示器中的视差效应。如图I (a)所示，如果反射器18远离像素19，通过第一像素19a与显示器法向所成角度超过 一定角度进入显示器的光20a将反射通过相邻像素1%。因此，在特定点从显示器出现的光可以包含来自两个像素19a和19b的信息，导致像素之间的串扰。当然，这是假设像素本身是透射型的，并且仅仅是反射器使得显示器是反射型的。然而，这对于可切換透射/反射显示器极有可能是必要的要求。然而，如果反射器18靠近像素(图1(b))，则避免了视差效应。事实上理想的情况是可切換反射器实际位于像素本身内部，这种情况是通常称作“单元内(cell-in)”情況。本身非常适用于这种概念的显示技术是电润湿技木。电润湿显示器是非常有前途的新兴技术，具有胜过IXD的潜力，即使由于具有可切換透射/反射功能而不具有超高亮度的前景。根据本发明，可以在单个单元内创建两个光开关。上部光开关可以用于产生图像，而下部光开关可以用于实现可切換反射器。在图2中示出了根据本发明的显示器的优选实施例。显示器容纳在两个透明基板Ia和Ib之间，所述透明基板例如由玻璃或塑料制成。在这两个基板上分別设置了后导电透明电极层2和前透明电极层3，其用于分别控制后电润湿可切換元件和前电润湿可切換元件。因为前电润湿层将用于产生显示器的图像，需要对前透明电极层3或者第一电极进行构图，使得可以向不同的像素施加不同的电压，以便产生图像。因此，単独的像素电极(3a、3b、3c等)可以与薄膜晶体管4相连。薄膜晶体管可以由黑色材料5遮挡，否则从薄膜晶体管反射的环境光可能使得显示器的对比度退化。薄膜晶体管4相对于显示器其他部分的定位通常按照优化显示器光学性能的方式进行。例如，晶体管4通常位于相邻像素之间壁(例如，分离壁8、9和10)的竖直上方，以便尽可能小地减低显示器的孔径比。后透明电极层2或者第二电极不需要进行构图，因为其将用于控制显示器中的可切換反射器，并且通常的情况是显示器应该完全处于透射模式或者完全处于反射模式。然而，如果要求将后反射器的切换进行像素化，那么也将需要对后透明电极层2进行构图，并且提供独立地驱动该层中每ー个区域的装置。如果独立的区域在显示器上相对较少，则不必要求有源矩阵控制，但是如果区域个数是大量的或者甚至每个像素ー个，那么将需要薄膜晶体管(图2中未示出)，就如同前部的单独像素电极3a、3b、3c等。在两个透明电极层2和3上沉积可选的电介质层6和疏水层7。可选的电介质层6(例如下电介质层6a和上电介质层6b)用作显示器的外部电极(即，分别是后透明电极层2和前透明电极层3)与内部或公共第三电极13(随后将描述)之间的绝缘体。例如，电介质层6由高度绝缘且非多孔材料构成，例如氧化硅、氮化硅或聚对ニ甲苯。高介电常数在降低要求的驱动电压方面是有利的，因此诸如氧化铝、氧化铪或者钛酸钡之类的材料也是适用的。电介质层6的厚度也影响所要求的驱动电压，因此保持地尽可能低在许多情况下，电介质层6的厚度将小于I μ m，但并非对于所有的上述电介质材料都这样。疏水层7也是薄绝缘层，并且通常是聚四氟こ烯(Teflon)、Cytop或聚对ニ甲苯之类的商用材料。将显示器的像素进行分离的是像素分离壁8和9。像素分离壁的目的是为了防止属于具体像素的电润湿液体泄漏到相邻像素。像素分离壁的表面也可以涂覆有表面层(未示出)，以便影响处于驱动和未驱动状态的电润湿液体的排列。例如，通过在像素分离壁上使用构图的亲水层，可以影响当施加驱动电压时电润湿液体运动的方向。像素分离壁8和9也可以是位于相对基板la、lb上但是没有物理接触的隔离元件。替代地，实际上 像素之间可以存在从ー个基板Ia到另ー个基板Ib延伸的单个像素分离壁10，该像素分离壁10因此也用作单元隔板。电润湿液体11 (第一电润湿液体)、12 (第二电润湿液体)、13 (第三电润湿液体)位于基板la、lb之间各个像素内。液体11和12是油基液体,并且与作为水基液体的液体13不互溶。然而，各液体11和12可以彼此互溶。如下面更加详细地描述，液体11和12分别形成第一和第二可切换电润湿层。更具体地，液体11形成可切换电润湿层的一部分，代表显示器的可切換反射器部分。电润湿层在反射模式和非反射模式之间切換。在非反射模式中，液体11分布在像素内，从而反射性能低于在反射模式中分布的液体11。适于用作液体11的反射性油可以通过将诸如金属颗粒或纳米颗粒之类的散射或反射颗粒，或者将诸如ニ氧化钛之类的散射电介质颗粒溶解在诸如十二烷之类的透明油中来制造。当小于可见光的波长(例如 200nm)时，由于它们较高的折射率(2. 5-3)，ニ氧化钛颗粒是非常有效的可见光散射体，并且通常用作白色油漆和塑料用的颜料。可以通过使用诸如来自Borchers的Borchi Gen 911之类的分散剂将ニ氧化钛颗粒散布在诸如十二烷之类的油中。ニ氧化钛颗粒保持散布在十二烷中较长时间段，并且不会散布在相邻的水基电润湿液体13中。处于未驱动状态的给定像素(没有向其施加电压)中的液体11的厚度理想地应该足以使其对于从显示器顶部入射的光14不透明，因此是有效的反射器。从具有悬浮ニ氧化钛颗粒的厚十二烷层可获得的反射率可以容易地超过标准白纸的反射率。然而，如果由于其他原因(例如总器件厚度或速度)而需要使得液体层11较薄，于是将导致当显示器处于反射模式时反射率略低，而不会影响透射模式。液体12形成可切换电润湿层的一部分，与可切換反射器光学对准，并且代表显示器的图像形成部分。在大多数情况下，液体12将是黑色的以提供最大吸收。合适的液体12同样可以是诸如十二烷之类的油，在其中溶解了非极性黑顔料。为了提供具有良好对比度的良好质量图像，处于未驱动状态的液体12的层厚度理想地应该足以吸收所有的入射可见光14。然而，如果由于其他原因(例如总器件厚度或速度)而需要使得液体层12较薄，这只会増加在图像的深色部分中透射或反射(取决于显示器所处的模式)的光的量，因此降低显示器的对比度。这在透射模式下更加严重，因为与反射模式下光通过液体两次相比，光只通过液体12 —次。液体13是导电水基液体，例如水，或者水和こ醇的混合物。在示例实施例中，液体13是光学透射的，优选地是透明的。如前所述，液体13也用作器件的第三电极，因此必须与控制电路相连。这是因为是液体13与后透明电极层2或前透明电极层3之间的电压差分别驱动液体11和12相对于疏水层7的形状和位置变化，即电润湿效应。进行这种操作的简单方式是将液体13与电学地相连以便用作透明电极层2和3的公共地电极，并且向透明电极层2和3选择性地施加信号电压，尽管这不是根据本发明的驱动显示器的唯一方法。无论驱动方法如何，需要从显示器的外部电路到液体13的电连接。在图3中描述了进行这种操作的方法，针对经由下基板Ia进行接地的情况(同样可以经由上基板Ib进行)。在给定像素内的透明电极层2之下，设置绝缘电介质层15和透明接地电极16。透明电极16与小柱16a不共面，所述小柱将液体13与接地电极16的平面部分相连，接地电极对于整个显示器是公共的。对电介质层15和6、透明电极层2和疏水层7必要地进行构图，以容纳导电柱16a，但是电极层2可以对于显示器的每ー个像素是公共的。如果液体13形成贯穿显示设备的単独连贯贮水槽(这样的情况可以是使用像素分离壁8和9而不是像素分离壁10，或者像素分离壁10在像素的特定位置具有孔以便允许液体成为ー个连续的贮水槽)，那么实现与液体13的単独接地连接就足够了，即，对于整个显示器只需要単一导电柱16a，尽管可以按照类似的方式形成多于ー个接地连接。然而，如果每ー个像素中的所有液体(包括液体13)通过像素分离壁10彼此完全分离，那么需要将每ー个像素中的液体13接地，即每个像素将存在一根导电柱16a。图2示出了当没有施加驱动电压来从其平衡位置移动电润湿液体11、12和13时的器件。图4示出了驱动器件的示例。例如，当在液体13和后透明电极层2之间施加电压时，液体13将按照润湿下疏水层7a的方式移动，将液体11推到ー侧，直到抵靠到像素分离壁8和/或10。通过在液体13和前电极层3之间施加电压在液体12上实现了类似效果，不同之处在于移动是用于不同的目的。也就是说，液体11将移动(在大多数应用中，在显示器的每ー个像素中同样地移动)，以便从反射模式(OV)切換到透射模式(电压接通)。然而，液体12 ( 一般地)将在不同的像素中移动不同的量，以便在显示器上创建图像，如图4所示。例如，图4示出了任一端上的两个白像素和中间的ー个黑像素。如前所述，显示器是黑白的，即其可以显示黒色或白色像素。产生灰度的ー种方式是控制向像素电极3a、3b、3c等施加的电压处于全黑(OV)和全白所要求的电压之间。替代的是使用时间颤振(temporal dither)来在黑色位置(OV)和白色位置(电压接通)之间迅速地切換液体12，并且依靠人眼的有限响应速度来察觉位于黑和白的两个极端之间中间的平均亮度。可以通过在电润湿元件上添加滤色器17r、17g和17b来创建彩色图像。原理上来说，这些滤色器可以位于液体上的任何地方。如图5所示，实践中放置滤色器最切合实际的位置可能是在像素电极3a、3b、3c等下方而在疏水层7b上方它们可以设置到电介质6b —侧，或者甚至形成电介质层的一部分。图6示出了合并了根据本发明的显示器53的显示系统50。显示器53可以是根据以上相对于图2至图5所述的本发明任意实施例的显示器。显示系统50可以包括在诸如移动电话、媒体播放器、便携计算机、个人备忘录等的各种便携设备中。此外，显示系统50 可以用于合并了显示器的各种其他类型设备，例如平板电视、监视器等等。
显示系统50包括合并了诸如荧光灯泡、发光二极管(LED)阵列等的光源的背光55。来自背光55的光入射到显不器53的下透明基板Ia上(例如參见图2)。前部光14 (例如环境光)入射到显示器53的上透明基板Ib上，如图2所示。显示系统50内还包括控制器56，用于向显示器53提供合适的控制和图像数据。例如，控制器56通过经由后透明电极层2和导电液体3在液体11上施加零电压(參见图
2)，使显示器53工作于反射模式。此时，控制器56关断背光55以减小功耗。替代地，控制器56通过经由后透明电极层2和导电液体13在液体11上施加非零电压(參见图3)，使显不器53工作于透射模式。在透射模式中，控制器56接通背光55以向显不器53提供背光照明。如前所述，控制器56可以配置为基于用户输入、环境光传感器或者其组合等等在反射模式和透射模式之间切換。在组合透射/反射模式中，控制器56配置为向(适当构图的)后透明电极层2的选定部分提供驱动电压以便处于透射模式，并且不向其他部分提供驱动电压以便处于反射模式。在这种情况下，为透射模式的目的，控制器56使背光55接通。在另ー实施例中，控制器56可以通过在液体11上施加中间电压控制液体11的反射率，以便包括在全透射和全反射之间的中间状态。在透射模式和反射模式中，控制器56配置为相对于每ー个像素经由前透明电极层3(例如3a、3b、3c等)和导电液体13在液体12上选择性地提供驱动电压。如上所述，提供给具体像素的具体电压基于要经由显示器53显示的图像数据。用于向有源矩阵显示器中各个像素提供图像数据电压的合适电路是众所周知的，因此为了简明起见不再赘述。在本发明的一些实施例中,第一电润湿层可在反射模式和非反射模式之间切換。在本发明的一些实施例中，第一电润湿层包括第一电润湿液体，第二电润湿层包括第二电润湿液体，并且电润湿显示器还包括插入到第一电润湿液体和第二电润湿液体之间的第三电润湿液体,第三电润湿液体与第一电润湿液体、第ニ电润湿液体不互溶。在本发明的一些实施例中，电润湿显示器还包括后透明电极和前透明电极，其中第一电润湿液体插入到后透明电极和第三电润湿液体之间，并且第二电润湿液体插入到前透明电极和第三电润湿液体之间。在本发明的一些实施例中，第三电润湿液体是导电液体，并且用作前透明电极和后透明电极之间的公共电极。在本发明的一些实施例中，对前透明电极构图以在第二电润湿层内限定多个像素。在本发明的一些实施例中，电润湿显示器包括上基板和下基板，第一电润湿层和第二电润湿层插入到上基板和下基板之间，其中相邻的像素通过在上基板和下基板之间至少部分地延伸的像素分离壁分离，像素分离壁防止给定像素内的第一电润湿液体和第二电润湿液体泄漏到相邻像素中。在本发明的一些实施例中，至少ー些像素分离壁在上基板和下基板之间完全延イ申，以用作单元隔板。 在本发明的一些实施例中，电润湿显示器包括其上形成前透明电极的上基板和其上形成后透明电极的下基板，以及分别在前透明电极和后透明电极上形成的疏水层，其中在前透明电极上形成的疏水层与第二电润湿液体表面接触，而在后透明电极上形成的疏水层与第一电润湿液体表面接触。 在本发明的一些实施例中，第一电润湿液体是反射型液体。 在本发明的一些实施例中，第二电润湿液体是黑色液体。在本发明的一些实施例中，第三电润湿液体是透射型的。在本发明的一些实施例中，第一电润湿液体和第二电润湿液体是油基的，并且第三电润湿液体是水基的。尽管已经针对ー些优选实施例示出并描述了本发明，但是显然本领域技术人员在阅读和理解本说明书的前提下可以做出各种等价物和改型。本发明包括所有这些等价物和改型，并且仅由所附权利要求的范围来限定。 エ业应用性提出了ー种电润湿显示设备，所述电润湿显示设备在透射模式和反射模式之间可切換。该显示器可以用于诸如移动电话、媒体播放器、便携计算机、个人备忘录等便携设备中。此外，显示设备可以用于合并了显示器的各种其他类型设备中，例如平板电视、监视器
坐坐寸寸ο
权利要求
1.一种双层电润湿显不器，包括 第一电润湿层，在反射模式和非反射模式之间可切換；以及 第二电润湿层，与所述第一电润湿层相邻，包括多个像素，所述像素可切换以创建图像。
2.根据权利要求I所述的电润湿显示器，其中所述第一电润湿层在反射模式和透射模式之间可切換。
3.根据权利要求I和2中任一项所述的电润湿显示器，其中所述第一电润湿层包括第一电润湿液体，所述第二电润湿层包括第二电润湿液体，并且所述电润湿显示器还包括插入到所述第一电润湿液体和所述第二电润湿液体之间的第三电润湿液体，所述第三电润湿液体与所述第一电润湿液体、所述第二电润湿液体不互溶。
4.根据权利要求3所述的电润湿显示器，还包括后透明电极和前透明电极，其中所述第一电润湿液体插入到所述后透明电极和所述第三电润湿液体之间，并且所述第二电润湿液体插入到所述前透明电极和所述第三电润湿液体之间。
5.根据权利要求4所述的电润湿显示器，其中所述第三电润湿液体是导电液体，并且用作前透明电极和后透明电极之间的公共电极。
6.根据权利要求4和5中任一项所述的电润湿显示器，其中所述前透明电极被构图以在所述第二电润湿层内限定所述多个像素。
7.根据权利要求3至6中任一项所述的电润湿显示器，包括上基板和下基板，第一电润湿层和第二电润湿层插入到上基板和下基板之间，其中相邻的像素通过在上基板和下基板之间至少部分地延伸的像素分离壁分离，所述像素分离壁防止给定像素内的第一电润湿液体和第二电润湿液体泄漏到相邻像素中。
8.根据权利要求7所述的电润湿显示器，其中所述像素分离壁中的至少一部分在上基板和下基板之间完全延伸，以用作单元隔板。
9.根据权利要求4至6中任一项所述的电润湿显示器，包括其上形成前透明电极的上基板和其上形成后透明电极的下基板，以及分别在前透明电极和后透明电极上形成的疏水层，其中在前透明电极上形成的疏水层与第二电润湿液体表面接触，而在后透明电极上形成的疏水层与第一电润湿液体表面接触。
10.根据权利要求3至9中任一项所述的电润湿显示器，其中所述第一电润湿液体是反射型液体。
11.根据权利要求3至10中任一项所述的电润湿显示器，其中所述第二电润湿液体是黒色液体。
12.根据权利要求3至11中任一项所述的电润湿显示器，其中所述第三电润湿液体是透射型的。
13.根据权利要求3至12中任一项所述的电润湿液体，其中所述第一电润湿液体和所述第二电润湿液体是油基的，并且所述第三电润湿液体是水基的。
14.一种显不系统,包括 根据权利要求I至13中任一项所述的双层电润湿显示器； 在与第二电润湿层相反的ー侧、与第一电润湿层相邻的背光；以及 控制器，用于选择性地将第一电润湿层在反射模式和非反射模式之间切换，并结合控制背光的输出。
15.一种用于操作根据权利要求I至13中任一项所述的双层电润湿显示器的方法，包括 切換第二电润湿层中的像素以创建图像；以及 将第一电润湿层在反射模式和非反射模式之间选择性地切換，以按照反射模式、透射模式和透反模式中包括的至少两种显示模式来可控地呈现所述图像。
全文摘要
提出了一种双层电润湿显示器，包括第一电润湿层，在反射模式和非反射模式之间可切换；以及第二电润湿层，与第一电润湿层相邻，包括多个像素，所述像素可切换以创建图像。
文档编号G09F9/37GK102652280SQ20108005656
公开日2012年8月29日 申请日期2010年12月6日 优先权日2009年12月15日
发明者莱斯利·安妮·帕里-琼斯 申请人:夏普株式会社
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