專利名稱：制造光學(xué)顯示器的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制造光學(xué)顯示器的方法，尤其為制造電潤濕(electrowetting)顯示器的方法。
背景技術(shù)：
Applied Physics Letters (應(yīng)用物理快報(bào))91,011106(2007)上的作者為 B. Sun et al、題目為"Scalable fabrication of electrowetting displays with self-assembled oil dosing”的文章披露了在基板表面上提供油層的方法，更具體地披露了用油填充顯示器基板的像素區(qū)域的工序。將設(shè)有網(wǎng)格模式的親水材料壁以及在所述壁之間的疏水像素區(qū)域的基板豎直地降低到容器內(nèi)，在該容器中一層油漂浮在水上。一旦降低基板，油首先會(huì)將所述壁和像素區(qū)域潤濕。隨著基板進(jìn)一步降低，水會(huì)將親水壁的頂表面潤濕，由此將油從基板去除。同時(shí)，油留下而潤濕像素區(qū)域。進(jìn)行填充工序后，像素區(qū)域被油填充直到所述壁的頂部。已知在基板上填充油的方法的一個(gè)缺點(diǎn)是該方法需要相對(duì)大的油量。本發(fā)明的目的在于提供一種需要更少油的方法。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了在基板的表面上提供第一流體以用于制造電潤濕裝置的方法，該方法包括下列步驟將基板的部分浸沒在第二流體內(nèi)，第二流體與第一流體不混溶，并且第二流體的表面沿著基板的表面形成溝槽(gutter)；在溝槽內(nèi)提供一定量的第一流體；以及沿著基板的表面移動(dòng)溝槽，基板的表面與水平面形成在100度至170度之間的角。一旦將基板降入第二流體內(nèi)，在第二流體的表面張力相對(duì)大并且基板的表面對(duì)于第二流體的潤濕性相對(duì)低的情況下，第二流體的表面顯示出鄰近基板的凹陷。根據(jù)第二流體的表面張力和基板的表面對(duì)于第二流體的潤濕性，該凹陷在第二流體的表面內(nèi)可以形成溝槽。低潤濕性造成更深的溝槽。第一流體漂浮在第二流體上，因此未涂覆基板的任何第一流體均漂浮在第二流體上，包括在溝槽內(nèi)。如上述的那樣，現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)包括降低基板以用于在流體槽內(nèi)的涂覆，其中相對(duì)厚的涂覆流體層漂浮在第二流體的表面上。將基板降低在所提供的流體的僅僅小部分內(nèi)，意味著浪費(fèi)了涂覆流體的大部分，或涂覆流體在重新使用前可能需要凈化。而且，由于涂覆流體的大量表面區(qū)域暴露于大氣中，涂覆流體的任何溶劑的揮發(fā)會(huì)快速降解涂覆流體，比如由于引起了絮凝。而且，為了將油施加于基板，漂浮的油膜厚度相對(duì)較厚，大于基板的若干個(gè)像素的大小。本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)意識(shí)到將基板表面與水平面之間的角設(shè)置在100度至170度之間是有利的。因此，需要明顯更少量的第一流體來浸沒基板的期望區(qū)域，比如兩個(gè)像素區(qū)域。降低成本的同時(shí)，由于需要更少的油，這也可減少任何溶劑的揮發(fā)。相反，現(xiàn)有技術(shù)需要明顯更大量的涂覆流體，以實(shí)現(xiàn)相同程度的大于若干個(gè)像素的大小的浸沒；原因在于基板是豎直地降入涂覆流體中。利用與現(xiàn)有技術(shù)相比減少量的第一流體，本發(fā)明能在基板表面上提供厚度均勻的第一流體層，并允許制成高質(zhì)量的光學(xué)顯示器。在本發(fā)明的實(shí)施方式中，一部分第一流體也可位于溝槽的界限之外，在第二流體的表面上形成一薄層，該薄層明顯薄于現(xiàn)有技術(shù)中的油層。因此，本發(fā)明的方法成本低廉且高效。在本發(fā)明的實(shí)施方式中，第一流體漂浮在第二流體上并且基本上局限于溝槽。在該實(shí)施方式中，未涂覆基板表面的任何第一流體均漂浮在第二流體上并且基本上局限于溝槽。第一流體可能是昂貴的。由于溝槽內(nèi)需要少量的第一流體，因此本發(fā)明在第一流體應(yīng)用于基板表面期間，將第一流體的浪費(fèi)降到最低，因此，降低了電潤濕顯示器的制造成本。另外，通過將第一流體基本上局限于溝槽，由于第一流體暴露于大氣中的表面區(qū)域小， 因此使得任何揮發(fā)效應(yīng)最小化。相反，在現(xiàn)有技術(shù)中，相對(duì)厚的油層(其明顯多于涂覆基板實(shí)際所需要的油)造成更大的浪費(fèi)和損失。由于表面區(qū)域小，也降低了任何污染第一流體的風(fēng)險(xiǎn)。溝槽足夠深時(shí)，第一流體的延展范圍可限制在溝槽內(nèi)，同時(shí)依然覆蓋基板表面的充足區(qū)域，以適當(dāng)施加第一流體。由于第一流體不需要在第二流體上形成層，所以明顯減少了所需要的第一流體的量。在執(zhí)行了本發(fā)明的方法后拋棄依然漂浮在第二流體上的任何第一流體，而不是在本方法的后續(xù)應(yīng)用中重新使用第一流體(這可能需要凈化步驟)，這在經(jīng)濟(jì)上是可行的。在本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式中，提供了一種包括下列步驟的方法將基板布置在容器內(nèi)；以及將第二流體提供到容器內(nèi)，由此沿著基板的表面移動(dòng)溝槽。溝槽可以多種方式沿著基板表面移動(dòng)。在第一種方式中，將基板降入充滿第二流體的容器內(nèi)。在基板浸入第一流體中之前，第一流體可存在于第二流體的表面上。替換地，可以在已經(jīng)將基板的一部分浸沒入第二流體內(nèi)并且溝槽已經(jīng)形成后，添加第一流體。在第二種方式中，基板是固定的，并且升高包括第二流體的容器，以使得基板浸入第二流體內(nèi)。在基板浸入第一流體中之前，第一流體可以再次存在于第二流體的表面上，或者可在溝槽已經(jīng)形成時(shí)添加第一流體。在第三種方式中，在容器內(nèi)只有少量的第二流體或者沒有第二流體時(shí)，將基板布置在容器內(nèi)。通過以受控的方式將第二流體提供到容器內(nèi)，來升高第二流體在容器內(nèi)的水平高度，由此溝槽以恒定的速度沿著基板的表面移動(dòng)?？梢栽诘诙黧w的表面已經(jīng)到達(dá)基板之前，將第一流體提供在第二流體的表面上。優(yōu)選地，在溝槽已經(jīng)形成時(shí)提供第一流體， 由此減少所需要的第一流體的量。第三種方式是優(yōu)選的，這是因?yàn)槠浜唵涡圆⑶也恍枰寤蛉萜鬟M(jìn)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)， 該運(yùn)動(dòng)造成振動(dòng)，而該振動(dòng)對(duì)像素區(qū)域內(nèi)的第一流體層的厚度的均勻性可能造成不利影響。在本發(fā)明的又一實(shí)施方式中，提供了一種方法，其包括在沿著基板的表面移動(dòng)溝槽之前布置平行于基板的板的步驟。當(dāng)?shù)诙黧w的表面張力小于第一流體的表面張力時(shí)，第一流體將保持在溝槽內(nèi)。 當(dāng)一種類型的第二流體的表面張力與第一流體的表面張力近似時(shí)，第二流體可能易于流出溝槽。在填充工序開始之前，如果將平行于基板在要填充的側(cè)上布置一板，則這種類型的第一流體可局限于溝槽及其周圍環(huán)境。所述板的面朝溝槽的側(cè)面與第二流體的表面形成銳角。第二流體將蔓延過所述板的該表面，從上面看形成了凹入表面，并且呈平行于溝槽的提岸形狀。這在下文中被稱為倒溝槽。倒溝槽會(huì)迫使任何從溝槽流走的第一流體返回。倒溝槽的形成與第二流體的表面張力和所述板的表面的潤濕性相關(guān)。溝槽和倒溝槽的寬度沿水平向來獲得，并且可從所謂的毛細(xì)管長度CL估計(jì)所述寬度，所述寬度取決于所述流體的表面張力和密度。然后將所述寬度限定為Width = CL+depth/tanα其中，深度沿豎直向來獲得并且被限定為1XV! ！ h-L所述板與基板之間的距離(在水平面內(nèi)測量)優(yōu)選地大于所述毛細(xì)管長度，以避免第二流體在所述板與基板之間蔓延。該距離優(yōu)選地大約等于或小于溝槽的寬度和倒溝槽的寬度的總和，以確保倒溝槽將第二流體推回到溝槽內(nèi)。對(duì)于水類型的第二流體和玻璃板而言，溝槽的深度可以為大約2至3mm，并且溝槽的寬度可以為大約6至7mm。結(jié)果，所述板與基板之間的距離為13mm表現(xiàn)出很好的結(jié)果。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，提供了一種方法，其中，基板的表面與水平面之間的角在135度至160度之間。對(duì)于在所述板附近形成第二流體的倒溝槽而言，該范圍是優(yōu)選的角度范圍。在本發(fā)明的又一實(shí)施方式中，所述板為另外的基板或用于基板的支撐板。這有助于同時(shí)在多個(gè)基板上提供第一流體。在本發(fā)明的又一實(shí)施方式中，通過所述板內(nèi)的孔或通過在基板與所述板之間穿過的管來在溝槽內(nèi)提供第二流體。這提供了在溝槽內(nèi)提供第一流體的簡單方法。在本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式中，該方法包括下列步驟在已經(jīng)在所述基板的至少一部分的表面上提供第一流體之后，將第一流體從第二流體的表面去除；以及將基板從第二流體移走。優(yōu)選地，在將基板從第二流體移走之前，被涂覆的基板需要耦接至蓋板。當(dāng)?shù)谝涣黧w已經(jīng)局限于溝槽時(shí)，殘留在第二流體的表面上的第一流體的量相對(duì)小。通過朝向排放件的一股第二流體，通過沿排水件的方向經(jīng)過所述表面上的氣流或者通過撇液器 (skimmer)，可去除第一流體。這避免了過量的第一流體污染涂覆有第一流體層的基板，該過量的第一流體另外可能干擾第一流體層的厚度。根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施方式，將第二流體提供到容器內(nèi)會(huì)移動(dòng)溝槽，以便將基板在第二流體內(nèi)進(jìn)一步浸沒。因此，可沿著基板簡單有效地移動(dòng)溝槽。根據(jù)又一方面，提供了布置成執(zhí)行根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法的設(shè)備。在本發(fā)明的實(shí)施方式中，該設(shè)備包括用于保持第二流體的容器，該容器包括用于與水平面成100至170度之間的角度的一個(gè)或多個(gè)基板的支撐物。在又一實(shí)施方式中，該支撐物包括用于支撐所述一個(gè)或多個(gè)基板的一個(gè)或多個(gè)板的保持件。這就允許以所需的角度來提供一個(gè)或多個(gè)基板并將其保持在位，以用于正確地在所述表面上提供第一流體。根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施方式，該設(shè)備包括用于以預(yù)定的速率將第二流體提供到上述容器內(nèi)的容器和系統(tǒng)。因此，可以可控地沿著基板表面移動(dòng)溝槽，以獲得具有期望厚度的第一流體的涂層。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了在基板的表面上提供第一流體以用于制造電潤濕裝置的方法，該方法包括下列步驟將基板的至少一部分提供在容器內(nèi)，以用于保持一定量的第二流體，第二流體與第一流體不混溶；將第二流體提供至容器內(nèi)；在第二流體上并且鄰近基板的表面提供一定量的第一流體；將更多的第二流體提供至容器內(nèi)，由此沿著基板的表面移動(dòng)所述一定量的第一流體。該方法也可用于在基板的表面上提供第一流體，其中表面基板以90度至170度之間的角度定位。該方法對(duì)應(yīng)于上述沿著基板的表面移動(dòng)溝槽的第三種方式，并具有簡單且不需要基板或容器機(jī)械運(yùn)動(dòng)等的相關(guān)優(yōu)點(diǎn)，所述機(jī)械運(yùn)動(dòng)可能造成振動(dòng)，而該振動(dòng)對(duì)像素區(qū)域內(nèi)的第一流體層的厚度的均勻性可造成不利影響。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了使用本發(fā)明的方法制造的電潤濕光學(xué)顯示器。從下面參考附圖對(duì)本發(fā)明的僅為示例性的優(yōu)選實(shí)施方式說明中，本發(fā)明的進(jìn)一步特征和優(yōu)勢(shì)將變得明顯。


圖1示出了電潤濕元件的橫截面；圖2、圖3和圖4示意性地示出了在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的方法的階段處的設(shè)備；圖5和圖6示意性地示出了用于根據(jù)本發(fā)明不同實(shí)施方式的方法的設(shè)備；圖7和圖8示意性地示出了用于根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施方式的方法的設(shè)備；圖9示出了用于本發(fā)明方法的實(shí)施方式的設(shè)備；圖10示出了用于本發(fā)明的替換實(shí)施方式的設(shè)備。
具體實(shí)施例方式圖1示出了使用本發(fā)明的方法制作的一系列電潤濕元件的橫截面。第一基板2設(shè)有電極4，所述電極作為薄膜導(dǎo)體沉積在基板上。將每個(gè)電極連接到用于提供電壓的信號(hào)線6。所述電極被非晶含氟聚合物AF1600的薄疏水層8覆蓋。SU8的薄親水層10的圖案將基板的表面劃分成疏水第一區(qū)域12在親水第二區(qū)域10之間。這些第一區(qū)域可以稱為像素區(qū)域。第一區(qū)域的尺寸比如為160平方微米，第二區(qū)域的寬度可以為10微米并且高度可以為3至6微米。設(shè)有層4、8和10的第一基板2經(jīng)受根據(jù)本發(fā)明的方法的處理，其中將油用作第一流體、將水用作第二流體且將空氣用作第三流體或使用流體的其他組合。執(zhí)行該方法后，第一區(qū)域12被油層14均勻地覆蓋，該油層的厚度在3至6微米之間，比如為5微米。第二區(qū)域10和油層被水16覆蓋，水可以含鹽，以增加其導(dǎo)電性并放大用于該方法的溫度窗口。本方法中所使用的第二流體(在該實(shí)例中為水)優(yōu)選地與包括基板的產(chǎn)品內(nèi)使用的流體相同，這避免在執(zhí)行該方法之后將第二流體改變?yōu)榱硗獾牧黧w。第二基板18在第一與第二基板之間形成了封閉空間。附接到兩個(gè)基板的密封件保護(hù)該空間不受環(huán)境的影響， 圖中未顯示所述密封件。層10的圖案在基板上限定了元件，油層14局限于所述元件。每個(gè)元件均具有電極4。連接于信號(hào)線22的另外的電極20與水16相接觸，形成了多個(gè)元件的共用電極。在共用電極20與元件的電極4之間施加電壓時(shí)，該元件中的油層14移動(dòng)到元件的側(cè)邊或破裂，且第一表面將至少部分被水16覆蓋。在國際專利申請(qǐng)W003/071346中更充分地描述了這種所謂的電潤濕效應(yīng)。當(dāng)油和/或水具有特定的光學(xué)吸收性能、光反射性能和/或光透光性能時(shí)，元件可用作比如顯示器中的光閥。電潤濕元件可用于顯示器設(shè)備中，在該設(shè)備內(nèi)，多個(gè)電潤濕元件形成顯示器裝置。 該設(shè)備中的顯示器驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)提供電壓，以用于將元件設(shè)定在期望的狀態(tài)中。圖2顯示了用于提供本發(fā)明的方法的示例性設(shè)備沈的橫截面。針對(duì)圖2描述的特征類似于先前描述的特征。使用相同的參考數(shù)字加上100來表示這些特征；并且也應(yīng)使用相應(yīng)的描述。設(shè)備26包括適合用于保持一定量第二流體并且用于保持和浸沒第一基板的容器觀。容器觀比如可由親水材料制成，或者容器的內(nèi)表面可具有親水性，以減少第一流體對(duì)容器內(nèi)側(cè)的任何附著，并且該容器因此可由玻璃制作成。另外，容器的內(nèi)側(cè)可能被第一流體污染，這可以損害施加至第一基板的第一流體層的質(zhì)量和均勻性，并造成第一流體不必要的損失。而且，盡可能最少地使用將容器中分開的部分連接在一起的膠水，以將容器內(nèi)任何膠粘表面最小化，第一流體可以附著到這些膠粘表面上。布置容器觀，以用于填充以第二流體四。比如在該實(shí)施方式中，容器觀具有開口 30，穿過該開口可提供第二流體。具有以預(yù)定速率將第二流體提供到容器內(nèi)的系統(tǒng)32。比如可以通過管子提供第二流體，所述管子布置有用于控制第二流體流入容器觀內(nèi)的流速的控制閥。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，將設(shè)備布置在容器的底部，因此開口 30位于容器內(nèi)第二流體的上表面34之下。這對(duì)于本發(fā)明的方法有利，因?yàn)槠鋵⑸媳砻?4的擾動(dòng)(比如由于振動(dòng)引起)最小化。這有助于用厚度均勻的第一流體覆蓋第一區(qū)域12，后文中將要描述。設(shè)備沈進(jìn)一步包括用于支撐第一基板102的至少一個(gè)支撐物。在該實(shí)施方式中， 具有兩個(gè)支撐物36，這兩個(gè)支撐物各自水平地安裝并在容器的內(nèi)側(cè)彼此平行，并且所述兩個(gè)支撐物固定至容器的兩個(gè)相對(duì)壁的內(nèi)側(cè)。支撐物36相對(duì)于彼此適配和定位，因此可將第一基板102以期望角度(后文中解釋)安裝在支撐物36上，以用于本發(fā)明的方法。而且，將支撐物36布置成將第一基板102固定地保持在支撐物36上，因此在執(zhí)行本發(fā)明的方法的過程中，第一基板保持在固定位置中。而且，將支撐物36布置成，在執(zhí)行本發(fā)明的方法后， 可容易地從支撐物去除第一基板102，而不會(huì)擾動(dòng)在本方法過程中施加的第一流體的層。在其他實(shí)施方式中，至少一個(gè)支撐物可以為板，或者可以包括用于保持一個(gè)或多個(gè)板的保持件，或者可以另外配置成保持一個(gè)或多個(gè)第一基板以用于提供第一流體，比如通過具有在容器底部的具有預(yù)定角度的狹縫。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，將第一基板102安裝在支撐物36上，從而將第一基板布置在容器內(nèi)。第一基板設(shè)有先前描述的電極、疏水層和親水層；圖2中未顯示這些部分。第一基板的與電極覆蓋表面相對(duì)的表面37放置成與支撐物36相接觸。將第一基板安裝成使得，第一基板的被電極所覆蓋的表面38與水平面40之間的期望角度α在100至170度之間，優(yōu)選地在135至160度之間。第二流體的表面34的配置基本上位于水平面內(nèi)，第二流體的該表面不受到與另一表面(諸如容器的壁)相互作用的影響。在用第一和第二流體浸沒第一基板之前，第一基板應(yīng)優(yōu)選地干凈且無污染。通過將第一基板102安裝在支撐物36上，容器通過開口 30被填充以第二流體四。 安裝第一基板時(shí)，容器內(nèi)可以沒有第二流體，或者在容器內(nèi)可以已經(jīng)有一定量的第二流體。 在容器內(nèi)有一定量的第二流體時(shí)，第二流體的量使得當(dāng)?shù)谝换灏惭b在支撐物36上時(shí)，表面34低于第一基板的最低點(diǎn)?？刂频诙黧w流入容器的流速，以獲得容器的期望填充速率。在填充時(shí)，第二流體四的表面34與第一基板102相接觸。從而，將所述基板的一部分浸入第二流體內(nèi)。因此第二流體的表面34在垂直于圖2的平面的方向上沿著表面38 形成溝槽42。溝槽42由基板表面38與第二流體四之間的表面張力形成。所述溝槽為第二流體的表面34內(nèi)的凹陷，該凹陷由第二流體與第一基板的表面38之間的相互作用所造成。形成溝槽的表面34的曲率可通過下列項(xiàng)目確定角α的大??；第二流體的與溝槽相鄰的表面34的配置，例如，如果相鄰的表面為平坦的并且位于水平面內(nèi)；第一和第二流體的成分和性質(zhì)，比如它們的粘性和表面張力；形成基板的表面38的材料及其潤濕性，包括表面上的潤濕性或物理形狀的任何變化；以及環(huán)境條件，比如溫度。在與跟電極覆蓋表面38相對(duì)的表面37相互作用時(shí)，第二流體的表面34還可以具有彎曲輪廓46，所述彎曲輪廓的配置為溝槽42的倒轉(zhuǎn)配置。這是由表面張力造成的，并且在后面所描述的實(shí)施方式中會(huì)被稱為倒溝槽?？烧J(rèn)為該倒溝槽具有提岸的形式，或者具有第二流體的表面的升起部的形式。在溝槽42內(nèi)提供一定量的第一流體44。該一定量的第一流體漂浮在第二流體的表面34上，這是因?yàn)榈谝涣黧w的密度小于第二流體并且與第二流體不能混溶。在于溝槽內(nèi)提供第一流體時(shí)，可暫停以第二流體填充容器?？梢允褂貌贾迷跍喜凵戏降墓茏犹峁┑谝涣黧w。第一流體自動(dòng)地沿著溝槽的表面擴(kuò)展。優(yōu)選地，在提供第一流體時(shí)，第二流體不浸沒基板的任何第一區(qū)域；這就允許將第一流體均勻地施加到第一區(qū)域。第一流體的量優(yōu)選地至少足以用期望厚度的第一流體層來覆蓋基板上的第一區(qū)域。在另外優(yōu)選的實(shí)施方式中， 第一流體的量明顯大于覆蓋第一區(qū)域所需要的量。這樣，在將第一流體施加至第一區(qū)域的同時(shí)，第二流體的表面上的第一流體的量保持基本恒定，因此將均勻的第一流體層施加到第一區(qū)域。在這些實(shí)施方式中基本上恒定的意思是覆蓋第一區(qū)域的第一流體的量為在第二流體的表面上的第一流體的總量的10%或者小于10%。所需要的量由第一區(qū)域的數(shù)量和表面積確定。在另外的實(shí)施方式中，即使在執(zhí)行本發(fā)明的方法的過程中，通過比如在溝槽內(nèi)進(jìn)一步提供第一流體，來將第一流體施加至第一區(qū)域，在第二流體上的第一流體的量也可以保持恒定。更優(yōu)選地是，第一流體的量和溝槽的配置使得第一流體基本上局限于溝槽。基本上局限于的意思是第一流體不與第二流體的表面34的與溝槽相鄰且處于水平面內(nèi)的部分相接觸。本發(fā)明的方法包括通過將第二流體提供到容器內(nèi)來沿著基板的表面38移動(dòng)溝槽 42，以將第一區(qū)域涂覆一層第一流體。在該實(shí)施方式中，通過繼續(xù)用第二流體填充容器來移動(dòng)溝槽。填充容器造成第二流體的表面34上升，隨之使溝槽上升并使溝槽在平行于基板的表面38的方向48上移動(dòng)。由于溝槽形成在基板的表面38處，當(dāng)?shù)诙黧w的表面34上升時(shí)，溝槽依然與表面38相接觸。當(dāng)?shù)谝涣黧w與第一區(qū)域接觸時(shí)，由于第一區(qū)域的疏水性，第一流體附著于第一區(qū)域。因此，當(dāng)溝槽42沿著表面38移動(dòng)時(shí)，溝槽內(nèi)的第一流體44將第一區(qū)域涂覆有第一流體的層114。然而，在執(zhí)行本發(fā)明的方法的過程中，第二區(qū)域的潤濕性優(yōu)選地足夠大以將任何第一流體從第二區(qū)域壁的表面驅(qū)除。因此，第二區(qū)域上沒有沉積第
一流體。在本發(fā)明中，除了以角α來提供基板，溝槽增加的深度允許在溝槽內(nèi)使用漂浮在第二流體上的更少量的第一流體，同時(shí)依然覆蓋基板上的足夠的像素區(qū)域，以實(shí)現(xiàn)恰當(dāng)填充。比如在一個(gè)實(shí)施方式中，優(yōu)選地，溝槽內(nèi)的第一流體在沿著表面移動(dòng)時(shí)覆蓋兩個(gè)像素區(qū)域。這在圖中未顯示出。在其他實(shí)施方式中，改變角α?xí)斐筛采w更多或更少的像素區(qū)域。 當(dāng)角α大于170度時(shí)，第二流體傾向于在基板的表面上不規(guī)則地移動(dòng)，這可能是由于第一和第二流體之間的界面牽制在基板的具有較高和較低潤濕性的區(qū)域的邊界上，這些區(qū)域比如為第一和第二區(qū)域。圖3顯示了本發(fā)明實(shí)施方式的方法的某個(gè)階段處的設(shè)備，該階段處于圖2所示的階段之后。通過在容器內(nèi)提供更多的第二流體，第二流體的表面34高于圖1中的表面，溝槽44也是一樣。因此，第一基板的更多部分浸沒在第二流體內(nèi)，并且更多的第一區(qū)域覆蓋有第一流體的層114。由于第二區(qū)域的親水性，第一區(qū)域之間的第二區(qū)域110未被第一流體涂覆。圖4顯示了在該實(shí)施方式的方法的更后面階段處的設(shè)備，容器觀充滿第二流體， 使得第一基板102被第二流體浸沒。該階段在第一區(qū)域涂覆有第一流體的層之后。因此已經(jīng)將第一流體提供在基板的至少一部分上。由于第二流體的表面34不再與第一基板接觸，這是因?yàn)樵谠搶?shí)施方式中表面34位于第一基板的最高點(diǎn)上方，因此不再具有溝槽。因此，未施加到第一區(qū)域的任何過量的第一流體都漂浮在第二流體的表面34上，比如作為液滴50。替換地，該過量的第一流體形成在第二流體的至少一部分的表面上的薄膜。可從第二流體的表面34去除該過量的第一流體，比如使用刮刀或撇液器。在另外的實(shí)施方式中， 可以使用注射器等從第二流體的表面去除第一流體，存在溝槽時(shí)可能是從溝槽去除。優(yōu)選地，在從第二流體移走被涂覆的第一基板前，去除過量的第一流體，以避免過量接觸第一區(qū)域上的第一流體層，這可能干擾第一流體層的厚度。替換地，可將分離器(未顯示出)穿過第二流體的表面34插入，以便將過量的第一流體限于分離器的一側(cè)，并且可以例如通過將基板放入填充水的運(yùn)輸容器內(nèi)來移走被涂覆的第一基板，然后從基板在其中被填充的容器移走該基板，并且將所述基板送到其與第二基板附著的地點(diǎn)?？扇コ扛驳牡谝换濉Ｌ鎿Q地，可以在容器內(nèi)處理被涂覆的第一基板，比如在分離器的另一側(cè)上。這種處理可包括 在第二流體的表面34下面將設(shè)有壓力粘附密封物的第二基板(未指示出)施加至覆蓋有第一流體的第一基板，以形成如圖1所示的電潤濕元件，并且第一流體層周圍的空間被第二流體填充。圖5顯示了用于執(zhí)行本發(fā)明的替換方法的設(shè)備的示意圖。針對(duì)圖5描述并且在圖 5中顯示的特征與先前描述的特征類似。用相同的參考數(shù)字加上200表示這些特征；也應(yīng)使用相應(yīng)的描述。在該實(shí)施方式中，在沿著第一基板的表面238移動(dòng)溝槽之前，將板52平行于第一基板202的表面238布置。所述板可以橫過容器2 來安裝，并且將該板固定至容器的相對(duì)壁。在其他實(shí)施方式中，可以以相對(duì)于第一基板的表面238不同的角度來安裝板52?？蓪⒃摪?2適配成使得用于在溝槽內(nèi)提供第一流體的管子(未指示出)穿過該板并在溝槽上打開。替換地，管子可以在基板302與板352之間穿過，以用于在溝槽內(nèi)提供第一流體。第二流體的表面234與板52的面向第一基板202的表面相互作用，從而形成倒溝槽M。板52與第一基板之間的間距比如為13毫米，沿箭頭56所指示的方向截取。依據(jù)該間距的延伸范圍，通過將表面張力施加到溝槽M2，倒溝槽M可以影響溝槽M2的配置。依據(jù)第一和第二流體的表面張力，第一流體有可能可以不保持局限于溝槽內(nèi)，而是可以從溝槽流出，并流到溝槽周圍的第二流體的表面上。通過板形成的倒溝槽有助于迫使第一流體進(jìn)入溝槽內(nèi)，從而將第一流體維持在溝槽內(nèi)，以確保用第一流體均勻涂覆基板表面。當(dāng)所述板的面向第一基板的表面與水平面之間的角度為45度時(shí)，倒溝槽可以形成。 優(yōu)選地，該角度小于45度。第一基板202的表面238的變化可以影響溝槽M2的配置，所述變化可以阻擋溝槽沿著表面238的推移。比如，表面238的從疏水到親水區(qū)域(反之亦然)的潤濕性的變化，或者表面238上的用于限定第一基板上的像素區(qū)域的物理結(jié)構(gòu)(比如，升起的壁)的變化，可能影響溝槽的配置。因此，當(dāng)溝槽沿著表面238移動(dòng)時(shí)，溝槽可改變形狀，比如在表面 238上遇到阻力時(shí)會(huì)加深，然后一旦該溝槽不受到阻力，則溝槽就變淺。溝槽的這些變化可造成部分第一流體流出溝槽。通過將第一流體推回到溝槽內(nèi)，倒溝槽M可以提供克服溝槽配置的這種變化以及隨后的第一流體流出的回復(fù)力。因此，該實(shí)施方式可有利地使得將更均勻的第一流體層施加于第一區(qū)域上。在另外的實(shí)施方式中，根據(jù)本發(fā)明的方法，板52可以為用于涂覆以第一流體的另外的第一基板，或者可以布置成支撐用于涂覆以第一流體的另外的第一基板。圖6顯示了用于執(zhí)行本發(fā)明的替換方法的設(shè)備的示意圖。針對(duì)圖6描述并且在圖 6中顯示的特征與先前描述的特征相似。將用相同的參考數(shù)字加上300表示這些特征；也應(yīng)使用相應(yīng)的描述。在該實(shí)施方式中，將板352安裝至另外的支撐物。，類似于先前描述的基板，另外的第一基板58也可以以針對(duì)第一基板302所描述的方式安裝在另外的支撐物上。這樣，根據(jù)本發(fā)明的方法，使用另外的溝槽59，多個(gè)第一基板可以同時(shí)涂覆有第一流體。另外的支撐物中的一個(gè)(在圖6中用60標(biāo)注)可適配成使得管子62穿過該另外的支撐物60。也可將板352適配成使得管子62穿過板352內(nèi)的孔，并且在溝槽342上方打開?？梢越?jīng)由管子 62并穿過該開口將第一流體分配成64，以在溝槽342內(nèi)提供第一流體。在另外的實(shí)施方式中，可將管開口布置成比圖6中所示的更靠近溝槽，以在分配時(shí)將第一流體的飛濺最小化。圖7顯示了用于本發(fā)明的替換實(shí)施方式的設(shè)備。針對(duì)圖7描述并且在圖7中顯示的特征與先前描述的特征相似。將用相同的參考數(shù)字加上400表示這些特征；也應(yīng)使用相應(yīng)的描述。在該實(shí)施方式中，容器4 包括用于將另外的第一基板66安裝在其上的另外的支撐物65，這些支撐物類似于先前描述的支撐物。這就允許第一基板402、66都同時(shí)涂覆以第一流體。另外的支撐物65布置成使得另外的第一基板66的要涂覆有第一流體的表面67 面向第一基板402的表面438。表面67、438可以彼此垂直地布置，或者可以相對(duì)于彼此以不同的角度布置，以確定所施加的第一流體層的厚度。第二流體的表面形成另外的溝槽68，這由與另外的第一基板的表面的相互作用造成。該另外的溝槽68類似于用第一基板402 形成的溝槽442，并且可以填充有一定量的第一流體，以及以與先前所描述的相似的方式沿著另外的第一基板的表面移動(dòng)，以便用第一流體涂覆該另外的第一基板。提供在兩個(gè)溝槽 442、68內(nèi)的第一流體可以為相同的流體、或者不同的流體，比如具有不同的顏色。每個(gè)溝槽內(nèi)的第一流體的量可以相同、或可以不同?？蓪蓚€(gè)第一基板之間的間距設(shè)置成確定施加到第一基板的第一流體的厚度。如上所述，通過用第二流體填充容器，兩個(gè)第一基板402、66可以同時(shí)涂覆有第一流體。一旦兩個(gè)基板被涂覆且浸入第二流體內(nèi)，其中一個(gè)第一基板(在該實(shí)例中為另外的第一基板66)可以在箭頭70所指示的方向上移動(dòng)，以便將兩個(gè)第一基板66、402接合并在一起，以形成電潤濕元件。在該實(shí)施方式中，另外的第一基板類似于第一基板402并且代替用圖1描述的電潤濕元件的第二基板。因此，參看圖8，通過將第一基板結(jié)合在一起(優(yōu)選地，其中一個(gè)第一基板設(shè)有在像素區(qū)域組之間的壓力致動(dòng)密封物72，每個(gè)組形成包括多個(gè)電潤濕元件的光學(xué)顯示器的顯示區(qū)域)，可形成包括能獨(dú)立開關(guān)(SWitchable)的兩個(gè)第一流體層的光學(xué)顯示器74。類似地，通過同時(shí)填充多個(gè)基板并在填充這些基板后將這些基板結(jié)合，可將另外的可開關(guān)層添加至顯示器。如圖8所示，可以在像素區(qū)域的相鄰組之間提供兩個(gè)密封物72，因此可以在這些密封物之間切割這些基板，從而獲得單獨(dú)密封的光學(xué)顯示
ο圖9顯示了圖3中所示的設(shè)備的透視圖。針對(duì)圖9描述并且在圖9中顯示的特征類似于先前描述的特征。將用相同的參考數(shù)字加上500表示這些特征；也應(yīng)使用相應(yīng)的描述。在圖9中示出了疏水第一區(qū)域76和親水第二區(qū)域77。在下面要描述的圖9和圖 10中，為了清晰起見，顯示了比先前的圖中少的像素區(qū)域。在第二流體的表面534之下，第一區(qū)域覆蓋有第一流體層514 (用陰影線表示)。在該實(shí)施方式中，第一區(qū)域?yàn)檎叫?，且將第一基?02布置在容器內(nèi)，使得正方形的第一區(qū)域的兩個(gè)邊緣為水平的且另外兩個(gè)邊緣為豎直的。當(dāng)溝槽沿著第一基板的表面538移動(dòng)時(shí)，與表面538接觸的第一流體的線78沿著表面538移動(dòng)。當(dāng)線78經(jīng)過表面538內(nèi)的變化時(shí)，所述變化比如為與沿著線78的其他區(qū)域的潤濕性不同的區(qū)域(比如第一和第二區(qū)域76、77)，與其他區(qū)域相比，溝槽的移動(dòng)在表面的某些區(qū)域內(nèi)可感覺到更多的阻力。上面已經(jīng)描述了這種阻力和隨之的不利的突然釋放效應(yīng)。圖10顯示了本發(fā)明的另一實(shí)施方式中的設(shè)備一部分。針對(duì)圖10描述并且在圖10 中顯示的特征類似于先前描述的特征。將用相同的參考數(shù)字加上600表示這些特征；也應(yīng)使用相應(yīng)的描述。在該實(shí)施方式中，將第一基板602安裝在與如圖2中所顯示的第一基板102所安裝的平面相同的平面內(nèi)。然而，參看圖2，在本實(shí)施方式中，第一基板轉(zhuǎn)動(dòng)了 45度，以使得正方形的第一區(qū)域676的邊緣同第一流體45的線678之間的角度為45度。因此，每個(gè)正方形的第一區(qū)域676具有拐角80，其作為沿著表面638移動(dòng)的第一流體所接觸的第一個(gè)點(diǎn)。 將基板以這種方向布置時(shí)，沿著表面638移動(dòng)的溝槽所感受到的阻力以及由此的突然釋放效應(yīng)減少。同樣，在第一區(qū)域的頂側(cè)上，如上拐角81所示，在該實(shí)施方式中，由于第一流體從可濕性較差的區(qū)域過渡到可濕性較好的區(qū)域所造成的突然釋放效應(yīng)顯著減小了，因此可獲得更均勻的第一流體層。要將上述實(shí)施方式理解成本發(fā)明的說明性的實(shí)例，可以設(shè)計(jì)本發(fā)明的其他實(shí)施方式。比如，所描述的用于將第一流體施加到兩個(gè)基板的實(shí)施方式可用于將第一流體同時(shí)施加到多于兩個(gè)的基板?？砂床煌捻樞驁?zhí)行上述方法中的步驟的順序。比如，將基板浸入第二流體中和提供一定量第一流體的步驟可互換，以便將第一流體提供在第二流體的表面上，然后將基板浸入所述流體內(nèi)，由此形成溝槽。因此，通過漂浮在第二流體上的第一流體流入溝槽，來將一定量的第一流體提供在溝槽內(nèi)。而且，這些圖未按比例繪制并且均為示意圖；為了清晰起見，可能已經(jīng)按更大的比例描繪所說明的特征。比如，用橫截面示出的基板顯示了九個(gè)疏水像素區(qū)域。為了清晰的緣故，圖9和圖19中所顯示的像素區(qū)域比圖1到8中的少?？梢詫⒈景l(fā)明的方法應(yīng)用于具有任何數(shù)量的疏水第一像素區(qū)域的基板，實(shí)際上是應(yīng)用于具有任何模式的疏水第一區(qū)域和親水第二區(qū)域的基板。比如，每個(gè)基板可以包括多組像素區(qū)域，每組像素區(qū)域形成光學(xué)顯示器的顯示器區(qū)域。因此，每操作一次本發(fā)明的方法，每個(gè)基板可用于制造多個(gè)光學(xué)顯示器。如圖所示，在沿著表面移動(dòng)溝槽時(shí)，溝槽內(nèi)的第一流體的量足以同時(shí)覆蓋至少一個(gè)像素區(qū)域，或至少兩個(gè)甚至更多的像素區(qū)域?？梢詷?gòu)想替換的實(shí)施方式，這些實(shí)施方式可使用與描述的那些不同的流體、不同的基板以及用于定位基板和實(shí)施本發(fā)明的不同設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了將第一流體提供在基板的表面上以用于制造電潤濕裝置的方法，該方法包括下列步驟將基板的至少一部分提供在容器內(nèi)，以用于保持一定量第二流體，第二流體與第一流體不混溶；將第二流體提供至容器內(nèi)；在第二流體上并且與基板的表面相鄰地提供一定量第一流體；將更多的第二流體提供至容器內(nèi)，由此沿著基板的表面移動(dòng)一定量的第一流體。使用上述設(shè)備可以實(shí)施該方法。有利地，本方法可以以這樣的方式應(yīng)用第一基板以小于100度的角α定位在容器中，并且所述角在90度與170度之間。該方法有利于避免將基板移動(dòng)至容器內(nèi)的流體中，或者移動(dòng)已經(jīng)填充流體的容器以包圍基板；這種方法引起機(jī)械振動(dòng)，這些振動(dòng)可能影響基板表面上提供的第一流體層的均勻性。優(yōu)選地，在容器的底部、或者至少在安裝在容器內(nèi)的基板之下，將第二流體提供在容器內(nèi)，以減少對(duì)第二流體的上表面的振動(dòng)。在另外的實(shí)施方式中，構(gòu)想可應(yīng)用與第一和第二流體不同的另外的流體，且優(yōu)選地為液體，以在容器內(nèi)的第一和第二流體的暴露于大氣的表面之上形成覆蓋層。該另外的流體有利地防止第一和第二流體的揮發(fā)，并且也可減少第一和第二流體的污染，比如由于第一流體的干燥而造成的污染。該另外的流體與第一和第二流體不混溶，并且具有適當(dāng)?shù)恼承院捅砻鎻埩?，以覆蓋第一和第二流體。另外的流體可以比如為氟碳化合物液體。要理解的是，關(guān)于任何一個(gè)實(shí)施方式的所描述的任何特征可單獨(dú)使用、或者與其他所描述的特征相結(jié)合地使用，也可以與任何其他實(shí)施方式的一個(gè)或多個(gè)特征相結(jié)合，或與任何其他的實(shí)施方式的組合相結(jié)合地使用。而且，在不背離所附權(quán)利要求書中所限定的本發(fā)明的范圍的情況下，也可使用上面未描述的等同物和修改。
權(quán)利要求
1.一種在基板的表面上提供第一流體以制造電潤濕裝置的方法，所述方法包括下列步驟將所述基板的一部分浸入第二流體內(nèi)，所述第二流體與所述第一流體不混溶，并且所述第二流體的表面沿著所述基板的表面形成溝槽；在所述溝槽內(nèi)提供一定量的所述第一流體；以及沿著所述基板的表面移動(dòng)所述溝槽，所述基板的表面與水平面形成100度與170度之間的角。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一流體漂浮在所述第二流體上并且基本上局限于所述溝槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括下列步驟在容器內(nèi)布置所述基板；以及將所述第二流體提供至所述容器內(nèi)，由此沿著所述基板的表面移動(dòng)所述溝槽。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括在沿著所述基板的表面移動(dòng)所述溝槽之前平行于所述基板來布置板的步驟。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述基板的表面與所述水平面之間的角在135度與160度之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述板為另外的基板或用于基板的支撐板。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，通過所述板內(nèi)的孔或通過在所述基板與所述板之間穿過的管來將所述第一流體提供在所述溝槽內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括下列步驟在已經(jīng)在所述基板的至少一部分的表面上提供所述第一流體之后，將所述第一流體從所述第二流體的表面去除；以及從所述第二流體移走所述基板。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，將所述第二流體提供至所述容器內(nèi)的操作移動(dòng)了所述溝槽，以便將所述基板進(jìn)一步浸入所述第二流體內(nèi)。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，包括提供與所述第一流體和第二流體不混溶的另外的流體，所述另外的流體覆蓋所述第一流體和/或第二流體的表面。
11.布置成執(zhí)行根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法的設(shè)備。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，包括用于保持第二流體的容器，該容器包括用于與水平面所成的角在100與170度之間的一個(gè)或多個(gè)基板的支撐物。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中，所述支撐物包括用于支撐所述一個(gè)或多個(gè)基板的一個(gè)或多個(gè)板的保持件。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，包括一容器和用于以預(yù)定的速率將所述第二流體提供到該容器內(nèi)的系統(tǒng)。
15.在基板的表面上提供第一流體以用于制造電潤濕裝置的方法，所述方法包括下列步驟將所述基板的至少一部分提供在容器內(nèi)，以用于保持一定量的第二流體，所述第二流體與所述第一流體不混溶；將所述第二流體提供至所述容器內(nèi)；在所述第二流體上并與所述基板的表面相鄰地提供一定量的第一流體； 將更多的所述第二流體提供至所述容器內(nèi)，由此沿著所述基板的表面移動(dòng)所述一定量的第一流體。
16.使用根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)或權(quán)利要求15所述的方法來制造的電潤濕光學(xué)顯不器。
全文摘要
本發(fā)明涉及在基板的表面上提供第一流體以制造電潤濕裝置的方法。該方法包括下列步驟將基板的一部分浸入第二流體內(nèi)，第二流體與第一流體不混溶，且第二流體的表面沿著基板的表面形成溝槽；在溝槽內(nèi)提供一定量第一流體；以及沿著基板的表面移動(dòng)溝槽，基板的表面與水平面形成100度與170度之間的角。本發(fā)明進(jìn)一步涉及用于執(zhí)行該方法的設(shè)備。
文檔編號(hào)G02B26/02GK102439508SQ201080022214
公開日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2010年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月20日
發(fā)明者伊瓦·施拉姆, 克里斯托弗·米雷蒙特, 羅馬里克·馬薩德 申請(qǐng)人:利奎阿維斯塔股份有限公司