專利名稱：輻射發(fā)射元件以及提供該輻射發(fā)射元件的方法
輻射發(fā)射元件以及提供該輻射發(fā)射元件的方法本發(fā)明涉及照明或顯示技術(shù)的改進(jìn)，具體涉及一種競(jìng)爭(zhēng)電濕潤光門，其中通過電場(chǎng)使油或其他粘性液體在兩個(gè)位置之間移動(dòng)，從而影響所述油或其他粘性液體中的光程。 這可以用于提供基于電場(chǎng)的光門開啟和關(guān)閉。在第一方面中，本發(fā)明涉及一種輻射發(fā)射元件，包括輻射透射元件，具有第一折射率、第一表面、相對(duì)的第二表面；輻射發(fā)射器，適合于將預(yù)定波長的輻射發(fā)射到輻射透射元件中；以及多個(gè)輻射控制元件，其中，每個(gè)輻射控制元件包括-第一液體，具有第二折射率，-第二流體，具有低于第二折射率的第三折射率，第二折射率與第三折射率相比更接近第一折射率，-用于在兩種模式之間改變第一液體形狀的改變裝置，其中〇在第一模式中，第一液體在第一表面部分處與第一表面接觸，在第一表面部分處，第一液體與第二流體之間的界面并不平行于第一表面部分；以及〇在第二模式中，在第一表面部分處，第二流體的表面至少實(shí)質(zhì)上平行于第一表面部分的形狀。其中，第一液體在預(yù)定波長下具有至少10%的透射率。在這種情況下，輻射發(fā)射元件是一種適合于以受控方式發(fā)射輻射的元件。如從光源、燈等已知的，控制輻射的一種方式是根據(jù)時(shí)間、強(qiáng)度變化、波長或其組合來進(jìn)行調(diào)制。備選或附加地，例如當(dāng)提供其中可以控制單獨(dú)較小區(qū)域(例如，像素)的顯示器時(shí)，調(diào)制可以在表面上。在這種情況下，輻射透射元件至少在預(yù)定波長下是透射的，使得輻射可以在透射元件中傳播。自然，輻射透射元件可以在波長區(qū)間內(nèi)的所有波長下具有足夠大的透射率 (優(yōu)選地，大于20 %，例如，30 %或更大，優(yōu)選地，40 %或更大，例如50 %或更大，優(yōu)選地， 60 %或更大，例如70 %或更大，優(yōu)選地，80 %或更大，例如90 %或更大)，尤其是在輻射發(fā)射器在多于一個(gè)波長下發(fā)射輻射的情況下。同樣，如果輻射器也在非期望的波長下發(fā)射輻射， 則透射元件可以在該波長下具備較低的透射率，以便去除該不期望的波長輻射。透射元件具有第一折射率、第一表面和相對(duì)的第二表面。如果與透射元件的表面接觸的元件具有足夠低的折射率，則透射元件適合于通過全內(nèi)反射(TIR，Total Internal Reflection)至少在該透射元件的一部分上傳送來自發(fā)射器的輻射。在這種情況下，應(yīng)當(dāng)注意到，透射元件可以包括具有不同折射率的多個(gè)部分或?qū)?。通常，這樣的層彼此固定。同樣，較低折射層可以固定至透射元件，以便于產(chǎn)品的組裝，以及以便于確保層之間的最優(yōu)接觸，從而使該界面處的不期望光子損耗最小化。透射元件可以具有任何期望的尺寸當(dāng)多個(gè)輻射控制元件操作于將輻射從透射元件中耦合輸出時(shí)，透射元件的總限度限定了根據(jù)所述多個(gè)輻射控制元件從中輸出輻射的表面?？梢曰诋a(chǎn)生參數(shù)選擇透射元件的厚度，以易于將輻射發(fā)射到透射元件等中。當(dāng)通過 TIR傳送輻射時(shí)，寬度加倍會(huì)使光子作用在TIR表面上的位置之間距離加倍。為此，期望具有纖細(xì)的透射元件。
也可以基于在期望的波長(或波長區(qū)間)下期望的透射率以及生產(chǎn)參數(shù)、強(qiáng)度、可用性、價(jià)格等來選擇透射元件的材料。在本文中，輻射發(fā)射器是一種適合于發(fā)射期望波長的輻射或者具有期望波長區(qū)間的輻射。這種元件可以是輻射發(fā)生器，例如，LED、0LED、白熾燈等，或者可以是將另一波長的輻射轉(zhuǎn)換成期望波長(區(qū)間)的輻射的元件，例如，熒光材料。 來自發(fā)射器的輻射以任何適合的方式發(fā)射到透射元件中。優(yōu)選地，執(zhí)行這種發(fā)射，使得可以在透射元件中，在支持IlR傳送的角度內(nèi)，盡可能多地發(fā)射輻射。應(yīng)當(dāng)注意，發(fā)射到透射元件中的輻射不需要在可見波長區(qū)間內(nèi)。如下文進(jìn)一步詳細(xì)描述的，可以使用非可見波長的輻射，并且在從輻射控制裝置發(fā)射非可見波長的輻射之后對(duì)所述非可見波長的輻射進(jìn)行轉(zhuǎn)換。優(yōu)選地，第一液體的折射率與第二流體的折射率之間的差值足夠大，以至于液體與流體之間的界面可以重定向輻射。優(yōu)選地，第二折射率接近(例如，盡可能接近)第一折射率，使得第一液體與透射元件之間的界面不重定向過多的輻射量，而是讓輻射傳播到第一液體中，以取而代之地通過第一液體與第二流體之間的界面來重定向輻射。因此，可以優(yōu)選的是，考慮到可用且適合的材料的參數(shù)，第三折射率盡可能小。因此改變?cè)摻缑娴男螤钤试S改變?cè)诘谝槐砻娌糠值奈恢锰帉?duì)輻射的重定向。在這種情況下，透射元件的折射率應(yīng)當(dāng)是第一表面處的折射率，這是由于感興趣部分是輻射與該界面的相互作用。自然地，由于主要興趣在于第一液體與第二流體之間的界面，因此第二流體可以是液體或氣體，只要折射率是適合的。提供液體具有特定的優(yōu)點(diǎn)，但是也可以使用諸如環(huán)境空氣之類的氣體。在這一點(diǎn)上，根據(jù)改變裝置的操作模式，第一液體可以是任何類型的液體。在一種情況下，液體可以是有磁性的，使得第一液體的移動(dòng)可以通過磁力來進(jìn)行。優(yōu)選地，改變裝置通過提供電場(chǎng)來操作，其中第一液體和第二流體中的一個(gè)比另一個(gè)的極性大。向液體/流體提供電場(chǎng)會(huì)改變液體/流體的表面特性，可以通過提供與液體 /流體接觸的較高親和力表面來利用這一點(diǎn)。液體/流體和較高親和力表面可以被選擇為使得在所提供的電場(chǎng)處，流體對(duì)較高親和表面的親和力比沒有該場(chǎng)的情況下的大，其中當(dāng)不提供該場(chǎng)時(shí)，液體對(duì)較高親和力表面的親和力比流體對(duì)較高親和力表面的親和力大。然后可以在第一表面部分處提供這種較高親和力表面，從而提供或去除電場(chǎng)會(huì)改變第一表面部分處的液體/流體界面。備選地，可以鄰近第一表面部分提供較高親和力表面，這是由于當(dāng)電場(chǎng)開啟/關(guān)閉時(shí)，在該位置也可以改變流體/液體界面。在具體情況中，流體是具有低極性的油，并且流體是基于水的，具有更大極性。較高親和力表面是疏水表面，并且在該實(shí)施例中，在不提供電場(chǎng)的情況下，油對(duì)于疏水表面更具親和力(或排斥力更小)，但是電場(chǎng)會(huì)改變基于水的流體的表面特性，使得基于水的流體對(duì)疏水表面更具親和力。因此，在提供電場(chǎng)時(shí)，基于水的流體會(huì)將油從疏水表面推開。作為備選方案，可以使用油對(duì)其具有較大或極小親和力的表面(所謂的疏油 (oilophobic)表面)，這樣可以使用油作為驅(qū)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)相同類型的操作，從而流體/液體可以用其他材料來代替。此外，可以通過以下操作來封裝或容納油/基于水的流體在圍繞油/基于水的流體、第一表面部分以及任何覆蓋元件(進(jìn)一步參見下文)的封閉環(huán)中，提供基于水的流體對(duì)其具有高親和力的親水材料，這將確保油不會(huì)泄漏。在第二模式中，在第一表面部分處，第二流體的表面至少實(shí)質(zhì)上平行于第一表面部分的形狀。因此，通過IlR在透射元件中傳播的輻射仍在該透射元件中傳播，這是由于如果第一液體存在于第一表面部分中則輻射會(huì)移到透射元件外部，并且被第一液體與第二流體之間的界面重定向。如果在第一表面部分中不存在液體，則流體與透射元件之間的界面會(huì)重定向輻射。在這兩種情況下，輻射會(huì)被至少實(shí)質(zhì)上平行于第一表面的界面重定向，從而保持輻射的IlR傳播。在這種情況下，“平行”和“非平行”意味著界面的任何部分與第一表面部分的任何部分之間的角度差。在這一點(diǎn)上，甚至極小的角度差就可以耦合輸出輻射，這是因?yàn)橐訧lR 角度或者非常接近TIR角度傳播的輻射要被耦合輸出僅需非常小的角度校正，而更小角度的輻射需要附加校正，但最終也會(huì)在TIR角以上沖擊(impinge)。應(yīng)當(dāng)注意，如果在透射元件內(nèi)使用IlR來理想地傳送輻射，則始終僅在第一表面區(qū)域處耦合輸出輻射。在這種情況下，“非平行”意味著界面的任何部分(在與第一表面部分的投影相對(duì)應(yīng)的區(qū)域內(nèi)，且在第一表面部分的平面上)與第一表面部分之間的角度差是1°或更大(例如，2°或更大，優(yōu)選地 5°或更大，例如10°或更大)。根據(jù)改變裝置可以獲得更大的角度。在第一種模式中，相反地，輻射傳播到第一液體中，并且與流體和液體之間的界面相互作用，該界面并不平行于第一表面部分，從而輻射被定向?yàn)槌烁鱾€(gè)單獨(dú)光子到達(dá)的角度以外的另一角度。因此，可以將輻射定向?yàn)橥干湓蠺IR并不支持的角度，從而從透射元件中發(fā)射重定向的輻射。因此，第一表面部分是局部區(qū)域，在該局部區(qū)域中，在透射元件中通過IlR先前傳送的輻射可以具備不同角度，這使得在通過界面的動(dòng)作將輻射重新引入到透射元件中時(shí)，輻射能夠從透射元件泄漏。為多個(gè)輻射控制元件(例如，輻射發(fā)射元件的所有輻射提供元件)提供相同液體，第一液體具有至少10%的透射率，從而提供了一種非常通用的發(fā)射元件，該非常通用的發(fā)射元件容易制造，并且可以用于照明用途以及顯示。應(yīng)當(dāng)注意，期望第一液體盡可能多地透射輻射。因此，期望20 %的透射率或更大透射率，例如30 %或更大，優(yōu)選地40 %或更大，例如50 %或更大，優(yōu)選地60 %或更大，例如 70 %或更大，優(yōu)選地80 %或更大，例如90 %或更大。同樣，在輻射發(fā)射器發(fā)射期望波長的預(yù)定波長區(qū)間內(nèi)的輻射的情況下，優(yōu)選的是，波長區(qū)間上第一液體的吸收盡可能均勻。因此， 期望區(qū)間上吸收的差異不大于20 %，例如不大于20 %，優(yōu)選地不大于5 %。在一個(gè)實(shí)施例中，輻射控制元件中的至少一個(gè)包括覆蓋元件，覆蓋元件具有低于第一折射率的第四折射率，與第一表面相鄰，并且位于與第一表面部分相鄰的位置處，所述至少一個(gè)輻射控制元件的改變裝置適合于在第二模式中，將第一液體的至少一部分移至與覆蓋元件交疊的位置。在這種情況下，第四折射率優(yōu)選地足夠低，以支持透射元件中輻射的任何IlR傳送。因此，在將液體移至與覆蓋元件交疊的位置時(shí)，該液體不再影響輻射的傳送。在一個(gè)實(shí)施例中，如同樣在下文中進(jìn)一步描述的，將至少實(shí)質(zhì)上多有液體移至與覆蓋元件交疊的位置，在第一表面部分處不存在液體，并且通過流體與透射元件之間的界面來執(zhí)行重定向。由于輻射在第一模式中可以傳播至覆蓋元件的對(duì)側(cè)(與透射元件相對(duì))，因此覆蓋元件對(duì)于輻射是透射的，以允許該輻射傳播回至透射元件。事實(shí)上，覆蓋元件可以具備結(jié)構(gòu)或折射率改變，這用于將輻射定向至跨過透射元件更多的方向，以進(jìn)一步增強(qiáng)對(duì)輻射的耦合輸出。通常，有多種方式可以提供使用本發(fā)明的顯示器或光源。在一個(gè)方式中，輻射發(fā)射器包括多個(gè)輻射發(fā)射器；以及控制裝置，適合于控制各個(gè)單獨(dú)輻射發(fā)射器在時(shí)間上順序地將輻射發(fā)射到輻射透射元件中。這樣，可以在時(shí)間上順序地將不同顏色(例如，在普通TV或監(jiān)控器中使用的顏色)的可見光發(fā)射到透射元件中。 這樣，優(yōu)選地，輻射發(fā)射元件還包括一種控制器，該控制器與用于控制輻射發(fā)射器的控制裝置相配合地來控制輻射控制元件的改變裝置。因此，當(dāng)輻射控制元件(已知顯示器表面上這些元件的位置)的開啟/關(guān)閉與向該輻射控制元件中發(fā)射的可見輻射的不同顏色的定時(shí)相一致時(shí)，顯示器可以提供任何期望圖像。作為備選方式，輻射發(fā)射元件還可以包括多個(gè)輻射轉(zhuǎn)換裝置，每個(gè)輻射轉(zhuǎn)換裝置適合于接收從一個(gè)或多個(gè)輻射控制元件的發(fā)射的輻射，并將接收的輻射轉(zhuǎn)換成具有與預(yù)定波長不同的一個(gè)或多個(gè)波長的輻射。因此，發(fā)射到透射元件中的輻射可以始終都相同(相同的波長或波長區(qū)間)，轉(zhuǎn)換裝置可以在各個(gè)單獨(dú)位置處提供各個(gè)單獨(dú)的期望顏色。在這種情況下應(yīng)注意，發(fā)射到透射元件中的輻射不需要是可見的。事實(shí)上，將UV輻射或近UV輻射發(fā)射到透射元件有許多優(yōu)
點(diǎn)O在一種情況下，在不同位置處的轉(zhuǎn)換裝置不同，這與CRT上的熒光點(diǎn)幾乎一樣，從而每個(gè)輻射控制元件可以控制向著一個(gè)點(diǎn)發(fā)射的輻射，并從而控制在該位置處提供的具有特定顏色的可見光的量。在另一種情況下，輻射轉(zhuǎn)換裝置適合于將發(fā)射且接收到的輻射轉(zhuǎn)換成至少實(shí)質(zhì)上的白光。在這種情況下，提供白光源，白光源在輻射控制元件的不同位置處具有可控的白光強(qiáng)度。這種白光源可以在其包括用于以下操作的裝置時(shí)而得到進(jìn)一步增強(qiáng)確定輻射發(fā)射器所發(fā)射的輻射的波長，基于所確定的波長來選擇一個(gè)或多個(gè)輻射轉(zhuǎn)換裝置，以及相應(yīng)地控制改變裝置。這涉及到以下事實(shí)許多普通輻射元件以某種方式老化，使得這些輻射元件的強(qiáng)度和波長或波長區(qū)間發(fā)生改變。在這種情況下，轉(zhuǎn)換裝置的波長輸出與吸收光譜之間的交疊變得不那么有效。這樣，可以使用分別以給定波長(區(qū)間)為目標(biāo)的不同轉(zhuǎn)換裝置， 使得在時(shí)間上選擇不同轉(zhuǎn)換裝置，以便優(yōu)化所發(fā)射的輻射的參數(shù)與吸收參數(shù)之間的交疊， 從而優(yōu)化所發(fā)射的白光的強(qiáng)度。不同的轉(zhuǎn)換裝置均適合于將接收到的輻射轉(zhuǎn)換成白光，白光通常是熒光團(tuán)的混合。對(duì)于不同的入射波長或波長區(qū)間可以優(yōu)化不同的混合。白光源的另一種使用是作為所謂的背光，其中，輻射發(fā)射元件還可以包括顏色選擇裝置，該顏色選擇裝置適合于接收來自轉(zhuǎn)換裝置的轉(zhuǎn)換輻射，并且從轉(zhuǎn)換輻射中去除預(yù)定波長的輻射或預(yù)定波長區(qū)間內(nèi)的輻射。特別令人感興趣的實(shí)施例是通過濾色器發(fā)射轉(zhuǎn)換輻射的實(shí)施例，濾色器再次使得每個(gè)區(qū)域(如，由每個(gè)輻射控制元件照亮的區(qū)域)可控，以具有給定顏色，給定顏色是該區(qū)域處的濾色器的顏色。公知的濾色器陣列是例如使用在攝像機(jī)中的所謂拜耳濾波器。附加地，輻射發(fā)射元件還可以具備包括多個(gè)強(qiáng)度控制元件的顯示元件，每個(gè)強(qiáng)度控制元件適合于接收來自轉(zhuǎn)換和/或選擇裝置的輻射，并且以預(yù)定強(qiáng)度輸出接收到的輻射。在一種情況下，這可以是LC元件陣列，每個(gè)LC元件位于轉(zhuǎn)換裝置和/或輻射控制裝置前方，輻射控制裝置從而用于控制可見輻射輸出的強(qiáng)度。獲得這種類型顯示器的一種方式是為每一個(gè)或多個(gè)輻射控制元件和/或每個(gè)轉(zhuǎn)換裝置提供一個(gè)LC元件。然后，LC元件控制轉(zhuǎn)換裝置/控制裝置所提供的光的強(qiáng)度。或者，僅轉(zhuǎn)換裝置和/或控制元件用于發(fā)射一個(gè)顏色或一個(gè)顏色集合，從而在其他時(shí)間點(diǎn)輸出其他顏色或顏色集合，或者轉(zhuǎn)換裝置/控制元件同時(shí)發(fā)射不同顏色。一個(gè)具體令人感興趣的實(shí)施例是輻射發(fā)射元件還包括背襯元件 (backing element)，背襯元件沿著第一表面延伸，并且限定了放置第一液體和第二流體的空間，該空間還可以由沿著圍繞輻射控制元件的閉合曲線在第一表面與背襯元件之間延伸的粘性液體來限定。在這種情況下，液體和流體被封閉在透射元件、背襯元件以及粘性液體之間的空間中。因此，可以防止或者至少實(shí)質(zhì)上降低流體/液體的蒸發(fā)或泄漏。事實(shí)上，上述具有以下優(yōu)點(diǎn)粘性液體可以與第一液體相同，從而更便于制造。自然，可以使用不同的液體，盡管這需要測(cè)液體的劑量，而不是例如簡單地傾倒在表面上。在以下情況下可以看出這一點(diǎn)背襯元件或透射元件具備多個(gè)預(yù)定區(qū)域，每個(gè)輻射控制元件至少一個(gè)預(yù)定區(qū)域，液體對(duì)該預(yù)定區(qū)域的表面的親和力比對(duì)該預(yù)定區(qū)域周圍的區(qū)域的親和力大。此外，閉合的曲線具備類似材料。此外，閉合曲線具備比任何預(yù)定區(qū)域的最小尺寸大的寬度。在這種情況下，可以簡單地將液體傾倒在表面上，從而液體的液滴會(huì) “粘”到預(yù)定區(qū)域上，并且覆蓋閉合曲線。由于尺寸要求，與預(yù)定區(qū)域相比，液體沿著閉合曲線的高度更高?？梢酝ㄟ^對(duì)液體施加力(例如，重力)(通過傾斜元件)，或者通過旋轉(zhuǎn)/移動(dòng)元件，來控制該高度。這種力然后使液體下降，減小各個(gè)單獨(dú)液滴的高度，而不會(huì)實(shí)質(zhì)上改變相對(duì)高度差。然后，兩個(gè)元件中具有液體液滴的元件(透射元件或背襯元件)可以與另一元件相組合，使得較高閉合曲線觸及另一元件，從而密封內(nèi)部“腔室”，而不會(huì)使較低液滴觸及兩個(gè)元件中的另一個(gè)。因此，較小的液滴能夠根據(jù)改變裝置的需要而移動(dòng)，而閉合曲線密封空間。自然，可以提供其他間隔元件，例如，閉合曲線內(nèi)的較大區(qū)域。在閉合曲線內(nèi)提供較大區(qū)域(同樣提供更高親和力材料的較大區(qū)域)會(huì)向該區(qū)域提供較高液滴，較高液滴也可以在組裝之后接觸兩個(gè)元件中的另一個(gè)。在組裝之前，可以為該較高液滴提供固態(tài)間隔元件(例如球或小球)，固態(tài)間隔元件具有與要保持的期望空間相對(duì)應(yīng)的高度/直徑。這種球或小球一旦在液體中提供就會(huì)保持在液體中，即使在組裝之前的處理期間也如此，這是由于液體的表面張力。由于預(yù)定區(qū)域和閉合曲線的液體的總高度與預(yù)定區(qū)域和閉合曲線的最小尺寸相關(guān)的事實(shí)，因此這些尺寸適合于期望高度。同樣，各個(gè)單獨(dú)區(qū)域和圍繞這些區(qū)域的區(qū)域的特性對(duì)所獲得的高度有影響。這對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是基本知識(shí)。在液體/流體之一是水或基于水的情況下，這些高親和力表面中的優(yōu)選表面是親水的，并且高親和力表面之間的區(qū)域是較不親水的。在另一種情況下，液體/流體之一可以是油，其中高親和力表面同樣可以比其他區(qū)域更不疏油(更親油)，以便在期望位置束縛油。清楚的是，對(duì)于改變裝置的較大變型是可用的。在一種情況下，至少一個(gè)輻射控制元件的改變裝置適合于在第一模式中將至少所有第一液體移至第一表面部分，并且在第二模式中將至少所有第一液體從第一表面部分移開。這樣，在第一表面部分中不存在液體，并且輻射的重定向由透射元件與液體之間的界面來處理。通常，改變裝置可以適合于便于從第一模式到第二模式的改變和從第二模式到第一模式的改變，或者從一個(gè)模式到另一個(gè)模式改變可以是“自動(dòng)的”。在第一種情況下，在兩個(gè)“方向”上對(duì)液體和/或流體施加力需要更大的功耗，而這可以提供更快的總體操作。在第二種情況下，如果流體或液體例如是水，則例如可以獲得從一種模式到另一種模式的自動(dòng)移動(dòng)，改變裝置可以包括作用于水的疏水表面，如果該力不會(huì)被更大的力抵消，則該表面將水驅(qū)動(dòng)到給定位置。在一個(gè)實(shí)施例中，至少一個(gè)輻射控制元件是雙穩(wěn)態(tài)的， 使得優(yōu)選地在兩個(gè)方向上第一與第二模式之間的改變需要通過改變裝置來饋送電信號(hào)，并且在不提供電信號(hào)的情況下，保持第一模式和第二模式中的每一個(gè)。在這一點(diǎn)上，可以以許多方式來提供防止液體從一種模式改變到另一種模式的元件或力。在一種方式下，至少一個(gè)輻射控制元件的改變裝置適合于在第一模式下將至少所有第一液體移至第一表面部分，并且在第二模式下將至少所有第一液體移至第二區(qū)域或位置，第二區(qū)域或位置與第一表面部分不交疊，所述至少一個(gè)輻射控制元件還包括置于第一表面部分與第二區(qū)域/位置之間的分離元件，該分離元件適合于當(dāng)沒有饋送電信號(hào)時(shí)防止第一液體移至第一表面部分和第二區(qū)域/位置中的另一個(gè)。獲得上述的一種方式是提供流體或液體作為水或含水液體，并且提供分離元件作為親水表面。因此，當(dāng)在一種模式中提供液體時(shí)，液體可以在這種模式中由親水表面來容納，直到為液體提供允許液體克服親水表面所提供的保持力的附加力為止。在另一種方式中，第一流體是偶極液體，第二流體是極性比所述偶極液體的極性小的流體，其中，改變裝置包括適合于提供電磁場(chǎng)的一個(gè)或多個(gè)電極，電磁場(chǎng)適合于移動(dòng)液體，改變裝置的一個(gè)電極位于與第一表面區(qū)域相鄰的位置，其中在第一模式下，液體在所述一個(gè)電極的表面上延伸。如果在所述一個(gè)電極上提供較高親水表面，并且如果提供液體/流體組合，組合中的一個(gè)在沒有提供預(yù)定場(chǎng)強(qiáng)的情況下對(duì)表面具有更高親和力，組合中的另一個(gè)在提供場(chǎng)強(qiáng)的情況下對(duì)表面具有更高親和力，則可以提供兩種模式。在這一點(diǎn)上，較高親和力表面可以在第一表面部分處或者鄰近第一表面部分。然而，當(dāng)提供電場(chǎng)時(shí)，該電場(chǎng)會(huì)因較低極性流體的存在而被衰減。因此，提供預(yù)定場(chǎng)強(qiáng)不足以便于模式改變。那么，提供較高場(chǎng)強(qiáng)能夠改變液體/流體的親和力，從而使流體在所述一個(gè)電極上。隨后，預(yù)定場(chǎng)強(qiáng)足以保持該模式。返回前一模式需要去除預(yù)定場(chǎng)強(qiáng)，或者至少提供較低場(chǎng)強(qiáng)。因此，可以采用或提供預(yù)定場(chǎng)強(qiáng)作為恒定參數(shù)，并且促進(jìn)了改變的參數(shù)是場(chǎng)強(qiáng)的加或減；例如限定場(chǎng)強(qiáng)的電壓的加或減。在優(yōu)選實(shí)施例中，第一液體是油，第二流體是基于水的液體，其中，當(dāng)提供電場(chǎng)時(shí)， 與油相比，由于極性較高，基于水的液體的表面特性變化更大，如上詳細(xì)描述。被覆蓋的電極則具備更高親和力表面，在提供預(yù)定場(chǎng)的情況下，基于水的液體對(duì)該更高親和力表面具有親和力，在沒有場(chǎng)的情況下，油對(duì)該更高親和力表面具有更大親和力。
自然，任何上述實(shí)施例可以具備附加元件，例如，用于控制各個(gè)單獨(dú)元件(例如， 輻射發(fā)射的協(xié)同操作)的不同控制器，輻射控制元件、任何LC元件、任何傳感器等。同樣，從輻射發(fā)射元件、輻射控制元件、任何轉(zhuǎn)換裝置和/或任何LC或其他控制裝置發(fā)射的輻射可以通過附加光學(xué)元件來發(fā)射，附加光學(xué)元件用于向著單個(gè)位置(單個(gè)用戶)或更寬范圍定向該光或輻射，使得其他用戶也可以觀看到內(nèi)容。備選地，可以在不同的控制裝置/轉(zhuǎn)換裝置/LC或其他控制元件前面提過不同的光學(xué)元件，其中，單獨(dú)控制元件/ 轉(zhuǎn)換裝置/LC或其他控制元件的選擇不僅可以選擇強(qiáng)度/顏色，而且可以選擇期望的光學(xué)效果。本發(fā)明的第二方面涉及一種操作輻射發(fā)射元件的方法，所述輻射發(fā)射元件包括 輻射透射元件，具有第一折射率、第一表面、相對(duì)的第二表面；輻射發(fā)射器，適合于將預(yù)定波長的輻射發(fā)射到輻射透射元件中；以及多個(gè)輻射控制元件，其中，每個(gè)輻射控制元件包括-第一液體，具有第二折射率，以及在預(yù)定波長下具有至少10%的透射率，-第二流體，具有低于第二折射率的第三折射率，第二折射率與第三折射率相比更接近第一折射率，所述方法包括輻射發(fā)射器將輻射發(fā)射到輻射透射元件中，同時(shí)在兩種模式之間改變第一液體的形狀，其中〇在第一模式中，第一液體在第一表面部分處與第一表面接觸，在第一表面部分處，第一液體與第二流體之間的界面并不平行于第一表面部分；以及〇在第二模式中，在第一表面部分處，第二流體的表面至少實(shí)質(zhì)上平行于第一表面部分的形狀。與本發(fā)明的第一方面有關(guān)的多數(shù)限定和描述同樣與本發(fā)明的第二方面有關(guān)。因此，在一個(gè)實(shí)施例中，至少一個(gè)輻射控制元件包括覆蓋元件，覆蓋元件具有低于第一折射率的第四折射率，與第一表面相鄰，并且位于與第一表面部分相鄰的位置處，改變步驟包括當(dāng)改變至第二模式時(shí)，所述至少一個(gè)輻射控制元件將第一液體的至少一部分移至與覆蓋元件交疊的位置。因此，該覆蓋元件可以用于使液體呈現(xiàn)為在第二模式下不可操作，該覆蓋元件可以對(duì)于輻射是透射的，并且可以具有輔助輻射的耦合輸出的結(jié)構(gòu)。在另一實(shí)施例中，發(fā)射步驟包括多個(gè)輻射發(fā)射器在時(shí)間上順序地將輻射發(fā)射到輻射透射元件中。這樣，可以一次一個(gè)地將期望的可見顏色發(fā)射到透射元件中，當(dāng)改變步驟包括與輻射發(fā)射器的順序一致地改變時(shí)，輻射控制元件確保發(fā)射期望的顏色。在另一實(shí)施例中，該方法還包括步驟多個(gè)輻射轉(zhuǎn)換裝置中的每一個(gè)接收從一個(gè)或多個(gè)輻射控制元件發(fā)射的輻射，并且將該輻射轉(zhuǎn)換成具有與預(yù)定波長不同的一個(gè)或多個(gè)波長的輻射。然后，轉(zhuǎn)換步驟包括將發(fā)射且接收到的輻射轉(zhuǎn)換成至少實(shí)質(zhì)上的白光。在那種情況下，該方法還包括以下步驟確定輻射發(fā)射器所發(fā)射的輻射的波長，基于確定的波長來選擇一個(gè)或多個(gè)輻射轉(zhuǎn)換裝置，以及改變各個(gè)單獨(dú)輻射轉(zhuǎn)換裝置。附加地或備選地，該方法還可以包括步驟顏色選擇裝置接收來自轉(zhuǎn)換裝置的轉(zhuǎn)換后的輻射，以及從轉(zhuǎn)換后的輻射中去除預(yù)定波長的輻射或預(yù)定波長區(qū)間內(nèi)的輻射。附加地或備選地，該方法還可以包括步驟顯示元件包括多個(gè)強(qiáng)度控制元件，每個(gè)強(qiáng)度控制元件接收來自轉(zhuǎn)換和/或選擇步驟的輻射，并且以預(yù)定強(qiáng)度輸出接收到的輻射。在一個(gè)實(shí)施例中，在至少一個(gè)輻射控制元件中，改變步驟包括在第一模式中將至少所有第一液體移至第一表面部分，并且在第二模式中將至少所有第一液體從第一表面部分移開。在另一實(shí)施例中，至少一個(gè)輻射控制元件是雙穩(wěn)態(tài)的，使得改變步驟包括通過改變裝置來饋送電信號(hào)，并且在不提供電信號(hào)的情況下，保持第一模式和第二模式中的每一個(gè)。在一種情況下，在至少一個(gè)輻射控制元件中，改變步驟包括在第一模式下將至少所有第一液體移至第一表面部分，并且在第二模式下將至少所有第一液體移至第二區(qū)域或位置，第二區(qū)域或位置與第一表面部分不交疊，所述至少一個(gè)輻射控制元件還包括置于第一表面部分與第二區(qū)域/位置之間的分離元件，該分離元件當(dāng)沒有饋送電信號(hào)時(shí)防止第一液體移至第一表面部分和第二區(qū)域/位置中的另一個(gè)。在另一種情況下，第一流體是偶極液體，第二流體是極性比所述偶極液體的極性小的流體，其中，改變步驟包括使用一個(gè)或多個(gè)電極提供電磁場(chǎng)，以移動(dòng)液體，其中一個(gè)電極位于與第一表面區(qū)域相鄰的位置，其中在第一模式下，液體在所述一個(gè)電極的表面上延伸。如上所述，優(yōu)選地，第一流體是基于水的液體，第二流體是油，第一表面部分對(duì)于水和油分別具備較高親和力表面。如關(guān)于第一表面所描述的，可以根據(jù)元件的使用和任何觀看者的位置，提供或要求不同的光學(xué)后處理或操作。本發(fā)明的第三方面涉及一種組裝輻射發(fā)射元件的方法，該方法包括-提供具有第一表面和相對(duì)的第二表面的輻射透射元件，-在第一表面上提供第一組較高親和力表面區(qū)域，-在第一表面上提供較高親和力材料的閉合曲線，閉合表面圍繞第一組較高親和力表面區(qū)域，-在第一表面上提供對(duì)較高親和力表面區(qū)域和較高親和力材料具有高親和力的液體，以及-提供背襯元件，并且對(duì)背襯元件進(jìn)行定位，以接觸閉合曲線的液體，而不接觸第一組較高親和力表面區(qū)域的液體，其中，在閉合曲線上提供的液體比在第一組表面區(qū)域上提供的液體從第一表面延伸的更遠(yuǎn)。自然，輻射發(fā)射元件可以是第一方面的輻射發(fā)射元件，其中，存在的液體可以是第一方面元件的第一液體或第二流體。在該方面中，第一方面的透射元件的所有參數(shù)和操作相對(duì)于本發(fā)明的第三方面是同樣有效的。自然，高親和力表面區(qū)域和高親和力材料對(duì)應(yīng)于所討論的液體。高親和力是指與第一表面的其他部分相比，液體期望將其自身附著或沉積在材料/表面區(qū)域上。那么，高親和力區(qū)域/材料取決于使用的液體。如果使用水，則可以使用親水材料，而如果使用油，則親油材料是優(yōu)選的。在這種情況下，該親和力材料和高親和力表面區(qū)域可以是相同或不同材料的。自然，由于液滴或曲線的高度取決于液體的親和力和材料的尺寸，因此，因材料的不同和/或尺寸的不同，可以使用不同的液體。因此，如果適當(dāng)?shù)剡x擇液體和/或材料，則實(shí)際上可以利用較窄寬度來獲得較高的閉合曲線高度。應(yīng)當(dāng)注意，較高親和力是相對(duì)于第一表面的其他區(qū)域而言的，例如術(shù)語“親水”可以與表面上水滴的接觸角的寬間隔有關(guān)。在這種情況下，提供第一組較高親和力表面區(qū)域。在第一方面的上下文中，每個(gè)這樣的表面區(qū)域可以對(duì)應(yīng)于輻射控制元件。自然，閉合曲線可以具有任何形狀，例如，正方形、圓形、橢圓形、星形、三角形或任何形狀。如果在僅閉合曲線處的層接觸兩個(gè)元件的情況下停止組裝，由于液體高度的不同，組裝之后，閉合曲線的液體可以跨越和封閉剩余液體部分。應(yīng)當(dāng)注意，本技術(shù)利用位于背襯元件上的該親和力區(qū)域/材料同樣工作良好。當(dāng)閉合曲線具有(例如，在第一表面平面中)比第一組較高親和力表面區(qū)域中的任何較高親和力表面區(qū)域的最小尺寸都大的最小寬度時(shí)，即使使用相同高度的親和力材料，所獲得的沉積在閉合曲線上的液體厚度也會(huì)更厚，從而較厚層先于較薄層接觸背襯元件和第一元件中的另一個(gè)。在一個(gè)實(shí)施例中，該方法還包括在閉合曲線內(nèi)提供流體的步驟。該流體可以用于填充背襯元件、第一表面與閉合曲線之間的空間。這種填充可以在組裝之前或之后執(zhí)行。如果在組裝之后執(zhí)行，則可以通過閉合曲線對(duì)空心元件(例如，空心針)進(jìn)行定位并且提供流體來執(zhí)行?？蛇x地，另一空心元件可以用于在提供流體期間同時(shí)去除例如環(huán)境空氣。在另一實(shí)施例中，該方法還包括在第一表面上和在閉合曲線內(nèi)提供第二組較高親和力表面區(qū)域，第二組較高親和力表面區(qū)域中的每個(gè)較高親和力表面區(qū)域具有大于第一組較高親和力表面區(qū)域的最小尺寸的最小尺寸。此外，該方法還可以包括在第一表面上和在閉合曲線內(nèi)提供第二組較高親和力表面區(qū)域，第二組較高親和力表面區(qū)域中的每個(gè)較高親和力表面區(qū)域具有大于第一組較高親和力表面區(qū)域的最小尺寸的最小尺寸。備選地，可以使用另一流體或其他高親和力材料， 以確保液體高度高于第一組表面區(qū)域的高度。該第二組較高親和力表面區(qū)域可以用作在閉合曲線內(nèi)提供的隔離元件。在具體情況下，該方法還包括步驟在提供液體之后，在第二組較高親和力表面區(qū)域中的每一個(gè)較高親和力表面區(qū)域處，提供距離限定元件，例如球。該元件由于液體的表面張力而保持在單獨(dú)區(qū)域，并且可以用于提供更精確且更堅(jiān)固的間隔元件。在又一實(shí)施例中，該方法還包括在提供液體的步驟之后，并且在提供背襯元件的步驟之前，對(duì)液體提供加速力的步驟。這樣，可以降低曲線和第一 /第二組較高親和力表面區(qū)域處的液體厚度，而同時(shí)保持相對(duì)高度差，使得仍可以達(dá)到上述目的。


在下文中，參照附圖描述優(yōu)選實(shí)施例，其中圖1以側(cè)截面圖示出了電濕潤光學(xué)器件，示出了頂視圖，頂視圖繪制了光門、流體隔離物、固體阻擋物和流體阻擋物的位置，并且示出了填充偶極流體同時(shí)通過管子排放氣體。圖2示出了電極的多種不同布置。圖3示出了構(gòu)成對(duì)光門尋址的不同方式的四種基本電極布置。圖4示出了關(guān)閉狀態(tài)下在中心具有低η島的實(shí)質(zhì)上圓形的光門。圖5示出了開啟狀態(tài)下在中心具有低η島的實(shí)質(zhì)上圓形的光門。圖6示出了關(guān)閉狀態(tài)下的推送&涌入光門。圖7示出了開啟狀態(tài)下的推送&涌入光門。圖8示出了關(guān)閉狀態(tài)下的雙穩(wěn)態(tài)推送&涌入光門。圖9示出了開啟狀態(tài)下的雙穩(wěn)態(tài)推送&涌入光門。圖10示出了關(guān)閉狀態(tài)下的推送&推送光門。圖11示出了開啟狀態(tài)下的推送&推送光門。圖12示出了關(guān)閉狀態(tài)下的推送&推送二元光門。圖13示出了開啟狀態(tài)下的推送&推送二元光門。圖13. 1示出了(a)開啟狀態(tài)下和(b)關(guān)閉狀態(tài)下的推送&推送二元光門。圖14示出了關(guān)閉狀態(tài)下的環(huán)形光門。圖15示出了開啟狀態(tài)下的環(huán)形光門。圖16示出了關(guān)閉狀態(tài)下具有導(dǎo)電隔離點(diǎn)的光門。圖17示出了開啟狀態(tài)下具有導(dǎo)電隔離點(diǎn)的光門。圖18示出了具有可用于制造光門的特征的納米壓印。圖19示出了適用于對(duì)從波導(dǎo)提取的光進(jìn)行調(diào)制的多個(gè)不同層。圖20a示出了關(guān)閉和開啟狀態(tài)下具有反向微滴的光門，圖20b示出了(a)開啟和 (b)關(guān)閉狀態(tài)下具有反向微滴的光門。圖21示出了照明單元。圖21. 1示出了照明單元波導(dǎo)。圖21. 2示出了照明單元隔離層。圖21. 3示出了照明單元頂面。圖21. 4示出了照明單元阻擋層。圖21. 5示出了照明單元保護(hù)上表面。圖21. 6示出了照明單元保護(hù)下表面。圖22示出了以流體的拓?fù)鋺腋榛A(chǔ)的反向光門。
具體實(shí)施例方式圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的電濕潤光學(xué)器件的基本配置。波導(dǎo)10和下襯底42通過固體蒸發(fā)阻擋物90結(jié)合。在所產(chǎn)生的腔體中，流體蒸發(fā)阻擋物91包含偶極流體30，流體蒸發(fā)阻擋物91由光門94中使用的相同的較小極性液體35構(gòu)成。偶極流體30通常是水，而水是很難容納的。固體蒸發(fā)阻擋物90在使用聚合物的情況下會(huì)留下使水蒸氣可以泄漏的小裂縫，用于附著下襯底42與波導(dǎo)10的膠體也能夠形成使水可以泄漏的小溝道?？梢越?nèi)部具有流體蒸發(fā)阻擋物91的尺寸不穩(wěn)定但高度不透水的阻擋物。通過以下方式來產(chǎn)生電濕潤光學(xué)器件控制波導(dǎo)10和下襯底42的表面能量，使得親油區(qū)域的圖案被疏油區(qū)域包圍。然后在波導(dǎo)10上旋轉(zhuǎn)涂覆較低極性液體35，這在親油區(qū)域上沉積限定量的較低極性液體35。可以通過具有低η的低η包層5，將并非光門孔徑96 —部分的親油區(qū)域與波導(dǎo)10 內(nèi)捕獲的輻射光學(xué)去耦合。由于較低極性液體35的表面張力，在形成微滴之后會(huì)以相同角度斗爭(zhēng)，從而在較大親油表面上形成微滴變得略微高于在較小區(qū)域上形成的微滴。在一些情況下，較低極性液體35隔離物可以具有聚合物，或者是具有類似表面能量的玻璃球隔離物，從而確保其完全被較低極性液體35覆蓋。在將波導(dǎo)10與下襯底42組裝在一起時(shí)，在波導(dǎo)10處形成的較大微滴將連接在兩個(gè)極板之間。在圍繞親油區(qū)域的區(qū)域中，不可以組裝較低極性液體35，因此圍繞親油區(qū)域的區(qū)域用于將固體蒸發(fā)阻擋物90安全地粘合在適當(dāng)位置。對(duì)于較低極性液體35的要求是高透明度、低擴(kuò)散以及低UV光致發(fā)光。經(jīng)由固體蒸發(fā)阻擋物90中準(zhǔn)備好的溝道以及經(jīng)由流體蒸發(fā)阻擋物91的中間溝道，通過流體泵92來向電濕潤光學(xué)器件提供偶極流體30。假如連接流體管93以允許所容納的氣體泄漏，毛細(xì)力將吸入偶極液體30?？梢酝ㄟ^以下方式來加速該過程在低壓環(huán)境下進(jìn)行上該過程，使得在電濕潤光學(xué)器件內(nèi)容納最少量的氣體。當(dāng)填充完成時(shí)，去除流體泵92和流體管93，并且流體蒸發(fā)阻擋物90會(huì)密封溝道。抵制蒸發(fā)的一種方式是在電濕潤光學(xué)器件中再裝滿水，流體泵90固定不動(dòng)并且保持壓力，使得電濕潤光學(xué)器件內(nèi)的流體壓力保持恒定。備選地，可以通過向偶極液體30 提供鹽或糖，使電濕潤光學(xué)器件具備滲透梯度。為了防止偶極液體30通過連接泄漏，可以使用水通道(aquaporin)濾器，所述水通道濾器類似于在所有活體的細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)的濾器。 作為外部儲(chǔ)液器的備選，可以附著基于納米結(jié)構(gòu)的露水收集器設(shè)計(jì)，使得電濕潤光學(xué)器件能夠自己再裝滿水分，所述露水收集器設(shè)計(jì)類似于沙漠植物的表面設(shè)計(jì)。一種抵制與液體中捕獲的氣體有關(guān)的問題的方式是總是在低壓力室中處理液體。 在一些情況下，液體內(nèi)的氣體產(chǎn)生氣泡或腐蝕作用。圖2示出了多種不同的電極布置。在圖加中，在相同高度彼此相對(duì)的兩個(gè)充電電極形成具有外電極和內(nèi)電極的環(huán)面。在對(duì)側(cè)上放置選擇器電極對(duì)。疏油鈍化區(qū)域62用于以光學(xué)和機(jī)械方式控制光門的一部分，使光門的一部分在光學(xué)上和機(jī)械上不活動(dòng)，這是因?yàn)椴淮嬖谳^低極性流體35，從而不存在競(jìng)爭(zhēng)電濕潤，并且在不存在較低極性液體35的情況下，具有低η的偶極液體30保證疏油鈍化區(qū)域不會(huì)與波導(dǎo)內(nèi)通過TIR而捕獲的輻射在光學(xué)上相互作用。疏油鈍化區(qū)域62可用于避免光學(xué)邊緣效應(yīng)，同樣可用于創(chuàng)建溝道，以用于較低極性液體35周圍的湍流液體流移動(dòng)。在圖加中，疏油鈍化區(qū)域62創(chuàng)建湍流出口(went)，并且避免不期望的光學(xué)邊緣效應(yīng)。環(huán)面形狀創(chuàng)建了線，該線同時(shí)在光學(xué)上是全向的，除了疏油鈍化區(qū)域62的效果以外。 如果內(nèi)部電極經(jīng)由足夠細(xì)的線通過外部電極連接，所述足夠細(xì)的線以傾斜角穿過外部環(huán)電極，則能夠創(chuàng)建環(huán)面，而不需要(疏油鈍化區(qū)域62)。具有推送&推送電極配置的環(huán)面的優(yōu)點(diǎn)在于，可以設(shè)計(jì)一種系統(tǒng)，使得在水平平面中不存在凈流體移動(dòng)。較低極性液體35在相同點(diǎn)處移動(dòng)、擴(kuò)展和收縮，環(huán)礁湖(lagoon)內(nèi)偶極液體30正確地改變形式，而環(huán)礁(atoll) 上容量的沒有凈移動(dòng)。如果推送&涌入電極像實(shí)質(zhì)上圓形或橢圓形一樣卷起，則可以利用推送&涌入電極來實(shí)現(xiàn)相同的平穩(wěn)移動(dòng)，然而，這是以開關(guān)時(shí)間為代價(jià)的，因?yàn)橛H油區(qū)域會(huì)增加和吸引更大量的較低極性流體。
在圖2b中，兩個(gè)梳狀電極纏繞，以形成光門，并且疏油鈍化區(qū)域62用于分離動(dòng)態(tài)區(qū)域，其中由電濕潤創(chuàng)建流體湍流。結(jié)果是光門實(shí)質(zhì)上構(gòu)成被布置為線性微型光門的子光門的線的設(shè)計(jì)。這種設(shè)計(jì)的目的在于，創(chuàng)建具有最小可能水平截面的光門，因?yàn)檫@使流體移動(dòng)最小化，并因此使所消耗的能量和開關(guān)時(shí)間最小化。疏油鈍化區(qū)域62也可用作控制孔徑的填充因子(fill factor)的裝置，孔徑將光從波導(dǎo)耦合輸出，從而提高特定區(qū)域中的光提取效率。在圖2c中，下部電極41按照鋸齒狀圖案布置，鋸齒狀圖案可以由選擇器電極M 來尋址。這里沒有示出疏油鈍化區(qū)域62，從而系統(tǒng)必須依賴于公共方向壓力構(gòu)造和釋放。在圖2d中，下部電極41按照雙螺旋布置。圖中沒有示出疏油鈍化區(qū)域62，但是存在少數(shù)疏油鈍化區(qū)域，以保證壓力通風(fēng)，壓力通風(fēng)會(huì)抵消湍流和局部壓力構(gòu)建的負(fù)效應(yīng)。附圖中未示出，可行的是，創(chuàng)建電極位于被介電層分離的若干層中從而允許電極彼此交叉的光門。對(duì)于具有多個(gè)電極的設(shè)計(jì)使用交叉電極。光門的一般原理在于，能夠用線(表示對(duì)準(zhǔn)的孔徑和圍繞親水區(qū)域的低η島60)繪制的任何圖，并且假設(shè)存在對(duì)要對(duì)準(zhǔn)的上電極25和上電極226的訪問，擦除器(疏油鈍化區(qū)域62)也能夠產(chǎn)生單個(gè)層。透明電極是相關(guān)的，只要電極位于波導(dǎo)10與觀看者(beholder)之間的光路中。作為透明電極的備選，可以在網(wǎng)格中采用的反射電極，因?yàn)榫W(wǎng)格中的開孔允許來自波導(dǎo)10的輻射達(dá)到觀看者。適合于電極的多數(shù)透明材料(例如，ΙΤ0)提供高折射率，高折射率引起潛在的不期望菲涅耳反射，如果層厚到足以通過光作為高折射率材料，從而20-40nm的薄沉積層防止菲涅耳反射。不在波導(dǎo)10與觀看者之間的光路中的電極根據(jù)對(duì)象重復(fù)利用光子還是吸收電極來反射或吸收。對(duì)于所有電極而言，可行的是通過具有低η的低η包層5，以由低η包層5 與相鄰表面(例如波導(dǎo)10)之間的折射率形成的臨界角以上的角度，減少這些電極與沖擊輻射的光學(xué)相互作用，具有低η的低η包層5用作高效率TIR反射鏡。這樣電極限制對(duì)光的不期望吸收。圖3示出了四種基本電極布置，構(gòu)成對(duì)光門進(jìn)行尋址的不同方式。在圖3a中，推送&涌入行選擇器70選擇推送&涌入光門。列電極由驅(qū)動(dòng)電路(未示出)來控制，使得系統(tǒng)是具有每光門兩個(gè)電極的無源矩陣。在圖北中，推送&推送選擇器電極71選擇推送&推送光門。每個(gè)光門三個(gè)電極的設(shè)計(jì)允許以不同方式驅(qū)動(dòng)光門。無源矩陣通常受到串?dāng)_和增大的電磁干擾發(fā)射級(jí)別的影響。電濕潤在正電場(chǎng)電勢(shì)與負(fù)電場(chǎng)電勢(shì)之間幾乎完全對(duì)稱。在推送&推送設(shè)計(jì)中，每個(gè)光門具有三個(gè)電極，下襯底42之上的一個(gè)推送&推送接地選擇器71，波導(dǎo)10之下的上電極25和上電極226。如何內(nèi)像素內(nèi)圖案化電極(使其成為矩形、環(huán)面、島、螺旋形等)在這方面不成問題，只要兩個(gè)上電極中的每一個(gè)與選擇器電極之間的電容是相同的(在每個(gè)像素內(nèi))。根據(jù)將較低極性液體35推送到孔徑96上還是低η島60上，以O(shè)v或IOv來驅(qū)動(dòng)上電極25和上電極2 ，并且推送&推送接地選擇器71在每次其選擇類似于上電極之一的行時(shí)以IOv來驅(qū)動(dòng)，并且在不選擇行時(shí)以類似于兩個(gè)上電極的平均電荷的5v來驅(qū)動(dòng)(也可以在選擇行時(shí)以O(shè)v來驅(qū)動(dòng)，重要的是在選擇行時(shí)推送&推送接地選擇器71與上電極25或上電極2 之一匹配，并且在不選擇行時(shí)推送&推送接地選擇器71具有兩個(gè)上電極的平均電荷)。這意味著光門在被更新時(shí)看到幅度與上電極25和上電極226中的每一個(gè)與推送& 推送接地選擇器71之間的電勢(shì)差成比例的電場(chǎng)。當(dāng)沒有選擇行時(shí)，行電極是5V。這意味著每半個(gè)像素具有相同幅度的場(chǎng)強(qiáng)，但符號(hào)相反。推送&推送接地選擇器71與兩個(gè)上電極之間的電勢(shì)差必須保持足夠小，使得較低極性液體35能夠涌出到圍繞光門的邊界親水區(qū)域。如果電勢(shì)差變得太大，則較低極性液體 35會(huì)被上推到高接觸角，但較低極性液體35會(huì)集中在側(cè)面的中部，因?yàn)閬碜詢蛇叺耐扑褪瞧胶獾?。然而，如果光門具有阻擋物63則后一種情況不為真，因?yàn)檫@導(dǎo)致在阻擋物63區(qū)域的一側(cè)處的高接觸角。不管列電極如何切換，每個(gè)光門內(nèi)變化的凈平均為0，因此每個(gè)推送&推送接地選擇器行71內(nèi)變化的凈平均為零，并且零是非選擇行電極所經(jīng)歷的電容耦合噪聲的凈量。在每個(gè)光門內(nèi)，列電極的切換會(huì)將電容耦合電流引入推送&推送接地選擇器行 71，但是該電流保持在局部內(nèi)光門，這是由于上電極25和上電極226的對(duì)稱差分驅(qū)動(dòng)。此外，由于推送&推送接地選擇器行71在沒有被選擇為更新光門時(shí)在中軌(5V) 處是穩(wěn)定的，所以可以有效地將推送&推送接地選擇器行71驅(qū)動(dòng)到該電壓，使得非選擇行形成低阻抗平面(用作RF屏蔽接地平面)，并且降低來自對(duì)電濕潤光學(xué)器件的驅(qū)動(dòng)的RF發(fā)射。在圖3c中，推送&涌入公共接地電極72始終開啟，并且可以電連接至偶極液體 30。列電極可由驅(qū)動(dòng)電路(未示出)控制，從而系統(tǒng)是具有每個(gè)光門兩個(gè)電極的無源矩陣， 并且每個(gè)光門拉長列的整個(gè)長度。在圖3d中，推送&推送有源矩陣接地選擇器電極73選擇多個(gè)同時(shí)在整個(gè)電濕潤光學(xué)器件上擴(kuò)展的光門。應(yīng)當(dāng)注意，能夠利用列進(jìn)行尋址并且使用行作為下電極41，以及波導(dǎo)10側(cè)處電極的電勢(shì)與下襯底42處電極的電勢(shì)也是相反的。圖4示出了關(guān)閉狀態(tài)下實(shí)質(zhì)上圓形的光門，該光門的中心具有低η島。頂面1保護(hù)電濕潤光學(xué)器件。波導(dǎo)10上方的低η包層5確保了波導(dǎo)10內(nèi)的臨界角。除了在孔徑96中以外，電極之上圖案中的低η包層5和低η島60保持臨界角。在低 η島60上方，存在耦合輸出結(jié)構(gòu)61，耦合輸出結(jié)構(gòu)61確保了從較低極性液體35側(cè)沖擊在低η島60上的輻射會(huì)通過低η島60。已經(jīng)通過低η島60的輻射不能通過IlR來捕獲，這是因?yàn)榈挺菎u60的低η阻止在波導(dǎo)10與低η包層5之間形成的臨界角以上的輻射進(jìn)入。 來自光源20的輻射以大于波導(dǎo)10與低η包層5之間的臨界角的角度進(jìn)入到波導(dǎo)中。光束 15沖擊在低η島60上，并且通過IlR被連續(xù)捕獲。光束15沖擊到孔徑上之后，偶極液體 30將提供足夠低η，以與低η包層5匹配，使得輻射在波導(dǎo)內(nèi)繼續(xù)TIR反射。在附圖中，上電極25位于介電層3下方，并且不覆蓋孔徑96。如果已經(jīng)采用了透明上電極或反射網(wǎng)格上電極25，則上電極25能夠覆蓋一些或整個(gè)孔徑96區(qū)域。通過在吸收電極43和上電極25 上施加電荷，將低η島60上的極性液體35壓起來，這是因?yàn)楫?dāng)所施加的電池改變水分子的極性時(shí)，偶極液體30顯現(xiàn)出對(duì)疏水表面的親和力。競(jìng)爭(zhēng)電濕潤的主要原理在于，偶極液體 30推開較低極性液體并且以高接觸角上推。下襯底42支撐吸收電極43電路。圖5示出了開啟狀態(tài)下中心具有低η島的實(shí)質(zhì)上圓形的光門。光束15沖擊在孔徑96上并且進(jìn)入較低極性液體35中，這是因?yàn)樵诓▽?dǎo)10與較低極性液體35之間存在折射率匹配。光束15在較低極性液體35與偶極液體30之間形成的HR反射鏡上被反射，并且繼續(xù)朝向低η島60的下側(cè)，其中耦合輸出結(jié)構(gòu)61將臨界角以下的光束15發(fā)送到波導(dǎo)10中。波導(dǎo)10的一般原理是一種確保光子再利用的設(shè)計(jì)。光子再利用由波導(dǎo)10上側(cè)的低η包層5來實(shí)現(xiàn)，波導(dǎo)10上側(cè)的低η包層5的折射率可以比波導(dǎo)10下側(cè)的低η包層5 的折射率低，使得波導(dǎo)10上側(cè)的臨界角低于波導(dǎo)10下側(cè)的臨界角。臨界角的這種差異會(huì)導(dǎo)致波導(dǎo)10內(nèi)臨界角以下的偏轉(zhuǎn)輻射向下離開波導(dǎo)10。諸如聚合物或薄玻璃之類的柔性材料可用于波導(dǎo)10，并且與上側(cè)的具有較低折射率的低η包層5布置一起，實(shí)現(xiàn)了具有柔性波導(dǎo)10的電濕潤光學(xué)器件。波導(dǎo)10可以由在要使用的波長下具有高透射率特征的材料制成。波導(dǎo)10的上表面和下表面是重要的，這是因?yàn)槿魏伪砻娌焕硐雽?dǎo)致偏轉(zhuǎn)，累積的偏轉(zhuǎn)會(huì)導(dǎo)致通過TIR而捕獲的光降到臨界角以下，從而離開波導(dǎo)10。波導(dǎo)10也必須沒有擴(kuò)散，擴(kuò)散會(huì)使輻射達(dá)到臨界角以下。波導(dǎo)10的邊緣切割成精確的90度，并且所有邊緣必須是理想平面，以便反射沖擊的輻射，而不會(huì)使沖擊角在臨界角以下。波導(dǎo)10的厚度對(duì)于光門孔徑96的填充因子而言是顯著的，這是因?yàn)闆_擊在給定區(qū)域上的光子量與波導(dǎo)10的厚度線性地成比例，使得厚度減半的波導(dǎo)10將具有雙倍的光子量沖擊到給定波導(dǎo)10區(qū)域上， 從而需要減小50%的孔徑填充因子來實(shí)現(xiàn)同樣的有效的填充因子。為了提高反射率，將低 η包層5添加至邊緣，使得以100%效率IlR反射臨界角以上的沖擊輻射，并且在低η包層5 后面放置高質(zhì)量反射鏡，以反射低于臨界角的沖擊到邊緣上的光。通過介電層3和保護(hù)漆將邊緣反射鏡與氧氣隔離。金屬層可以與電極25 —起被處理，假設(shè)金屬層和電極25也由鏡面材料制成。在鏡面材料中，鋁、銀、金、鉻和其他金屬是可使用的，由于它們的主要特性是高反射率。圖中未示出光的耦合輸入，光的耦合輸入使得輸入臨界角以上的光，波導(dǎo)10的設(shè)計(jì)允許輻射在波導(dǎo)10內(nèi)再利用，直到光門將該輻射吸收、偏轉(zhuǎn)到臨界角以下、或者偏轉(zhuǎn)出電濕潤光學(xué)器件。這種效果在于，光源20輸入到波導(dǎo)中的光可以被分成小部分光子，可以通過對(duì)于特定光門或特定光門區(qū)域而言特定的光調(diào)制裝置來處理這些小部分光子，所述光學(xué)調(diào)制裝置使能實(shí)現(xiàn)許多不同的光學(xué)調(diào)制原理和光學(xué)應(yīng)用。在波導(dǎo)10中，適合的聚合物材料可以是光學(xué)ΡΜΜΑ、ΡΕΤ和聚碳酸脂，適合的玻璃可以是ΒΚ270、熔融石英、IXD玻璃襯底等，這些玻璃均由融化玻璃工藝制成，以實(shí)現(xiàn)理想表面特性。必須對(duì)波導(dǎo)10材料的折射率給予考慮，這是因?yàn)檩^高折射率將提供波導(dǎo)10與低η 包層5之間的較高反射率差，這實(shí)現(xiàn)了較小的臨界角，因此便于來自光源20的光的高效耦合輸入。然后另一中考慮是，在較低極性液體35之間必須存在系數(shù)匹配，以便于從波導(dǎo)10 中耦合輸出到較低極性液體35中，而不會(huì)由于波導(dǎo)10與較低極性液體35之間的IlR而導(dǎo)致TIR切割高角跨度。吸收電極43的光學(xué)函數(shù)確保從波導(dǎo)10泄漏的光不會(huì)向觀看者反射，并且確保沖擊到電濕潤光學(xué)器件上的環(huán)境光被吸收，而不會(huì)引起不期望的反射。吸收電極43主要與顯示應(yīng)用相關(guān)。圖中未示出的黑矩陣可以插入在光門之間，并且允許用于電路的空間。達(dá)到了以下組合效果在構(gòu)成電濕潤光學(xué)器件的層中采用的材料之間的低折射率差異，以及由吸收電極43和黑矩陣實(shí)現(xiàn)的高吸收率。
圖中未示出的反射電極40是用于照明的電濕潤光學(xué)器件中的備選，因?yàn)榉瓷潆姌O40允許將從光門通過FIlR向下耦合輸出的輻射向著觀看者反射。IlR和FIlR耦合輸出的組合是非常高效的。應(yīng)當(dāng)注意，盡管以上描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的特征，但是完全可以組合這些元件，使得系統(tǒng)可以是背光解決方案。這尤其適合于意在用于照明應(yīng)用的解決方案。圖6示出了關(guān)閉狀態(tài)下的推送&涌入光門。推送&涌入光門除了以下不同以外與上述設(shè)計(jì)相同該設(shè)計(jì)不需要卷起并形成實(shí)質(zhì)上圓形的圖形，而是保持線形狀，其中，使流體的橫向移動(dòng)最小化，并且由于截面尺寸減小，所需的較低極性流體35和偶極流體30的量最小。圖7示出了開啟狀態(tài)下的推送&涌入光門。在釋放施加到上電極25的電荷之后，當(dāng)較低極性液體35涌入孔徑96區(qū)域中時(shí)光門開啟。作為根據(jù)本發(fā)明的所有其他電濕潤光學(xué)器件，推送&涌入光門是內(nèi)部具有兩種液體的電容器。當(dāng)在光門上施加電荷電勢(shì)，偶極液體30的極性將改變，并且其對(duì)親水表面的親和力將改變使得，偶極液體30將較低極性液體35從疏水區(qū)域推開。推送&涌入光門有時(shí)較慢，因?yàn)閮H推送由所施加的場(chǎng)引起，而涌入得不到電場(chǎng)的幫助。圖8示出了關(guān)閉狀態(tài)下具有電控制雙穩(wěn)定性的推送&涌入光門。在非常類似于原始推送&涌入光門的設(shè)計(jì)中，可行的是，使用較低極性液體35作為附加介電層，附加介電層在較低極性液體35充滿上電極25時(shí)減小電場(chǎng)強(qiáng)度。減小的電場(chǎng)強(qiáng)度與所需的電場(chǎng)強(qiáng)度相匹配，以防止較低極性液體35涌入到孔徑96中，這允許在發(fā)生兩種情況之一時(shí)通過在光門上施加電荷來創(chuàng)建雙穩(wěn)定性。圖9示出了開啟狀態(tài)下具有電控制雙穩(wěn)定性的推送&涌入光門。雙穩(wěn)定性是具有多個(gè)幀的基于二值原理的顯示設(shè)計(jì)中的優(yōu)點(diǎn)，二值原理使用具有RGB基色的三個(gè)光源20創(chuàng)建二值灰度級(jí)和顏色深的，三個(gè)光源20輸出來自 1-2-4-8-16-32-64-128的能量。每個(gè)RGB基色具有8比特分辨率的特征，RGB基色的組合能夠傳遞具有16，777，216個(gè)顏色的M比特真彩色。對(duì)于實(shí)現(xiàn)上述的系統(tǒng)而言，需要在顯示器正常示出幀的時(shí)間跨度內(nèi)示出M個(gè)幀。視頻幀速率是對(duì)，這指示系統(tǒng)必須在Ims內(nèi)從關(guān)閉切換至開啟，并且還允許光源在該時(shí)間跨度內(nèi)輸出。如果正在處理高分辨率電視，則存在1，080行和1，920列。在無源矩陣中，一次排他地選擇每個(gè)行并且可以同時(shí)共同地選擇所有其他行。這意味著，系統(tǒng)需要每幀尋址1，080X24 = 25，920次。在視頻幀速率處，每一幀持續(xù)41. 6ms，從而必須在1000/24/25. 920/1. 000 = 0. 0016ms內(nèi)完成每一行。IOOHz幀速率需要線性快速切換。雙穩(wěn)態(tài)推送&涌入光門可能不能夠達(dá)到這種開關(guān)速度，因此在開關(guān)速度不是很重要的情況下在照明應(yīng)用中更加有用。圖10示出了關(guān)閉狀態(tài)下推送&推送光門。推送&推送光門越快速，較低極性液體35的量變得越小，因?yàn)檎麄€(gè)較低極性液體 35從低η島60移到具有相同幾何結(jié)構(gòu)的孔徑96，在較低極性液體35內(nèi)包含少于75%的流體。通過將上電極25推送到低η島60和將上電極2 推送到孔徑96而實(shí)現(xiàn)的附加力增加了開關(guān)速度。圖11示出了開啟狀態(tài)下推送&推送光門。將較低極性液體35推送到孔徑96中。當(dāng)對(duì)推送和推送選擇器行電極71進(jìn)行充電時(shí)，光門根據(jù)上電極25或上電極2 上的電勢(shì)切換，只要任一電極上的電荷改變，光門再次切換。這使得這種特定光門僅在要求臨時(shí)開啟或關(guān)閉狀態(tài)更快速的設(shè)計(jì)中是有用的，并且可接受的是，在去除了到三個(gè)電極之一的電荷之后，該狀態(tài)消失。這些特征適合于基于公共地的電濕潤光學(xué)器件，其中上電極25和上電極2 選擇整個(gè)列。圖12示出了關(guān)閉狀態(tài)下的推送&推送二元光門。除了插入在孔徑96與低η島60之間的阻擋物63以外，推送&推送二元光門類似推送&推送光門。阻擋物63是親水的，或者是疏水和疏油的組合，使得當(dāng)上電極25或上電極226中的任一電極將較低極性液體30推送到低η島60或低η島35時(shí)，在較低極性液體 35在阻擋物63上涌入之前，孔徑96首先以高接觸角上推較低極性液體35。當(dāng)大于50%的較低極性液體35在阻擋物63上移動(dòng)時(shí)，較低極性液體35更強(qiáng)地附著至阻擋物63的任一側(cè)上的最大區(qū)域，該最大區(qū)域拉動(dòng)阻擋物63上的較低極性液體。由于這種自身完整效果， 縮短了必須施加以切換光門的電荷的所需時(shí)間，并且固有地光門是雙穩(wěn)態(tài)的以及真正二元的，因?yàn)閮H開啟或關(guān)閉狀態(tài)中的一種狀態(tài)或另一種狀態(tài)是可行的。由于快速開關(guān)速度和雙穩(wěn)定性以及二元特性，這種光門理想地適合于真正的數(shù)字顯示器，并且同樣適合于不需要模擬強(qiáng)度電平的照明。圖13示出了開啟狀態(tài)下的推送&二元光門?？梢酝ㄟ^幾種更好實(shí)現(xiàn)所述技術(shù)來略微放寬對(duì)高開關(guān)速度的需要，這是由于允許光門穩(wěn)定在狀態(tài)下的這種特定光門的二元特性已經(jīng)被更新了一次。數(shù)字顯示原理基于對(duì)若干幀的時(shí)間調(diào)制，并且在其基本構(gòu)思中固定到特定幀速率，例如，以每秒M幀的視頻幀速率，或者以每秒50幀的經(jīng)典CRT幀速率，或者以每秒100 幀的現(xiàn)代LCD幀速率。然而，毫無疑義的是，根據(jù)視頻內(nèi)容時(shí)間調(diào)制不應(yīng)過慢或過快，使得與具有快移動(dòng)的視頻序列相比，在更多幀上對(duì)具有慢移動(dòng)的視頻序列進(jìn)行調(diào)制，具有快移動(dòng)的視頻序列創(chuàng)建了針對(duì)緩慢移動(dòng)圖像的更高顏色深度和更好灰度級(jí)。這種方法的結(jié)果在于，在緩慢移動(dòng)視頻內(nèi)容中示出例如M比特真彩色且在快速移動(dòng)視頻內(nèi)容中示出8比特變得可行。這與對(duì)于快速移動(dòng)對(duì)象較低且對(duì)于緩慢移動(dòng)對(duì)象較高的人類顏色和灰度級(jí)感知是一致的。顏色場(chǎng)順序模式的純形式是基于以下構(gòu)思每個(gè)光門也是單個(gè)像素，但是可行的是，讓每個(gè)光門類似于像素進(jìn)行工作。如果將兩個(gè)光門結(jié)合到一個(gè)像素中，則使得灰度級(jí)和顏色深度加倍。在這種特定設(shè)計(jì)中，可行的是，將若干光門結(jié)合到虛擬像素中，虛擬像素可以具有許多光門，從而可以通過降低顯示器的特定區(qū)域的分辨率來實(shí)現(xiàn)灰度級(jí)和顏色深度的增加。這對(duì)于人眼而言注意不到，然而由于人類視覺系統(tǒng)主要對(duì)不是這種策略影響的對(duì)比度敏感，假定以最優(yōu)分辨率示出圖像的高對(duì)比度區(qū)域。另一種選項(xiàng)是將光門裝(Bin)在一起，使得沿著特定行和/列為了速度而犧牲灰度級(jí)和顏色深度。例如，如果在寬屏顯示器上以4:3格式觀看電視內(nèi)容，則不需要4:3圖像之外的任何分辨率，簡單將這些區(qū)域封裝在單個(gè)黑像素中，這使得留有更多時(shí)間來調(diào)制實(shí)際活動(dòng)的4:3內(nèi)容區(qū)域，并因此具有更好的灰度級(jí)和顏色深度。同樣觀看者可以通過封裝光門以仿真較低分辨率，將顯示分辨率調(diào)整至較低分辨率內(nèi)容。另一種對(duì)于具有兩個(gè)充電電極的所有光門可實(shí)行的選項(xiàng)是采用有源矩陣接地。具有二元光門設(shè)計(jì)的配置接近于全有源矩陣性能，因?yàn)檫@種配置可以同時(shí)對(duì)所有光門進(jìn)行尋址，但是需要更新那些要關(guān)閉的光門以及那些要開啟的光門，而不對(duì)那些不需要改變狀態(tài)的光門進(jìn)行尋址。需要每比特兩個(gè)幀，這需要48個(gè)幀來創(chuàng)建全M比特真彩色數(shù)字光門顯示器。48個(gè)幀實(shí)質(zhì)上小于無源矩陣更新，無源矩陣更新需要540倍的幀數(shù)，減少的幀數(shù)轉(zhuǎn)化為降低的開關(guān)速度要求，從而允許更大的光門特征。受所放置的有源矩陣控制的接地電極選擇所有要切換至低η島60的光門，并且在進(jìn)行上述操作時(shí)，選擇所有要切換至孔徑96的光門。不選擇不需要切換的光門。顯然，可行的是，經(jīng)由列而不是行來選擇尋址，能夠讓單獨(dú)的充電電荷對(duì)在開啟和關(guān)閉光門之間交替地更新所選光門，而與其他對(duì)充電電荷進(jìn)行的操作無關(guān)。由于二元原理，有源矩陣可以被簡化為，僅能夠向每個(gè)受控接地電極發(fā)送三個(gè)指令，利用最高電勢(shì)對(duì)匹配的充電電荷進(jìn)行充電，利用最低電勢(shì)對(duì)匹配的充電電極進(jìn)行充電， 以及不進(jìn)行充電。在顯示應(yīng)用中，可行的是，采用吸收電極43來增強(qiáng)黑電平，而在照明應(yīng)用中，可行的是，采用反射電極40。圖13. 1示出了(a)開啟和(b)關(guān)閉狀態(tài)下的推送&推送二元光門。在圖a中，較低極性液體35位于低η島60中，其中，由于用于低η島60的低η材料與用于波導(dǎo)10的高 η材料之間的折射率差所場(chǎng)景的TIR，波導(dǎo)10內(nèi)的輻射不能進(jìn)入低η島60中。由于較低極性液體35和周圍偶極液體30內(nèi)的表面張力，較低極性液體35形成微滴，并且微滴通過低η 島60與孔徑96之間的凸凹(indention)保持在適當(dāng)位置。而在從低η島60到孔徑或從孔徑到低η島60的轉(zhuǎn)換中，較低極性液體35完成從一側(cè)到另一側(cè)的移動(dòng)，如果更多較低極性液體35將其自身附著至發(fā)起轉(zhuǎn)換的位置。由于設(shè)計(jì)的二元特征，切換需要低η島60和孔徑96之下的電極。凸凹原理還應(yīng)用于其他二元像素設(shè)計(jì)。由于在凸凹的兩側(cè)或任一側(cè)不需要圓形，因此具體設(shè)計(jì)是不同的。假設(shè)較低極性液體35與下表面之間的接觸角足夠小， 使得不會(huì)向外施加超過表面張力的壓力，兩個(gè)邊界區(qū)域之間的任何凸凹創(chuàng)建雙穩(wěn)態(tài)情況。 疏水、親水、疏油和親油之間的平衡必須是，使得凸凹不包含較低極性液體35。較低極性液體35也可以包含在具有若干點(diǎn)的形式中，在這些點(diǎn)中，創(chuàng)建多個(gè)液體可以移動(dòng)的凸凹。在具體設(shè)計(jì)中，凸凹能夠創(chuàng)建圓形光門，在圓形光門中，低η島被孔徑96包圍，如圖4和5所示。圖4和5所示的設(shè)計(jì)沒有示出凸凹，也沒有示出所需的雙倍電極集合。圖14示出了關(guān)閉狀態(tài)下的環(huán)面形狀的光門。環(huán)面光門設(shè)計(jì)是推送&推送光門或推送&涌入光門中任一個(gè)的具體實(shí)施例。在具有推送&推送設(shè)計(jì)的第一種情況下，較低極性液體35保持相同的中心點(diǎn)，但膨脹到低η島60之外的孔徑96區(qū)域中，在這種連接中低η島60是環(huán)礁或到環(huán)礁上的接觸， 如圖所示。圖15示出了開啟狀態(tài)下環(huán)面形狀的光門。較低極性液體35膨脹到孔徑96區(qū)域中，在這種特定設(shè)計(jì)中，孔徑96區(qū)域也覆蓋環(huán)礁內(nèi)儲(chǔ)液器的一部分。由于環(huán)面設(shè)計(jì)的幾何結(jié)構(gòu)，可行的是，設(shè)計(jì)一種沿著重要橫向維度具有小特征尺寸的較大全向光門。圖16示出了關(guān)閉狀態(tài)下具有導(dǎo)電隔離點(diǎn)的光門。隔離點(diǎn)設(shè)計(jì)引入隔離點(diǎn)電極27，如圖所示，隔離點(diǎn)電極27通過用偶極液體30層覆蓋的較低極性液體35層向上凸起。較低極性液體35與偶極液體30之間的邊界均衡地圍繞隔離點(diǎn)電極27，這是由于隔離點(diǎn)電極27的表面能量是較低極性液體35和偶極液體30 的表面能量的平均。如果平衡不理想，則圍繞隔離點(diǎn)電極27的較低極性液體35與偶極液體30之間的界面示出拓?fù)渥兓?。然后拓?fù)渥兓瘯?huì)導(dǎo)致與電濕潤光學(xué)器件的TIR和FTIR耦合輸出。然而，如果較低極性液體35與偶極液體30之間的平衡不正確，則能夠?qū)⑵秒姾绅佀椭粮綦x點(diǎn)電極27，隔離點(diǎn)電極27重新創(chuàng)建平衡，并因此實(shí)現(xiàn)部分由較低極性液體35構(gòu)成的波導(dǎo)10。圖17示出 了開啟狀態(tài)下具有導(dǎo)電隔離點(diǎn)的光門。當(dāng)施加電荷時(shí)，圍繞間隔點(diǎn)電極27的表面的較低極性液體35與偶極液體30之間的邊界移動(dòng)位置，這導(dǎo)致創(chuàng)建與波導(dǎo)10耦合輸出的TIR和FTIR的拓?fù)渥兓?。耦合輸出的光將向著反射電極40移動(dòng)，在反射電極40中耦合輸出的光通過波導(dǎo)10被向上反射，或者耦合輸出的光通過波導(dǎo)向上移動(dòng)。由于間隔點(diǎn)電極27為競(jìng)爭(zhēng)電濕潤提供垂直表面，針對(duì)兩個(gè)流體所要求的接觸角變化相對(duì)于拓?fù)渥兓邢喈?dāng)小，這獲得需要相當(dāng)?shù)碗妶?chǎng)強(qiáng)度變化以從波導(dǎo)10輸出光的系統(tǒng)。間隔點(diǎn)電極27引起從波導(dǎo)10的恒定光泄漏，這是因?yàn)楹愣ü庑孤┰诓▽?dǎo)中是恒定不理想的。泄漏效果使得隔離點(diǎn)設(shè)計(jì)僅可用于照明，而該設(shè)計(jì)很少用于顯示應(yīng)用(S卩，背光)。圖18示出了具有可用于產(chǎn)生光門的特性的納米壓印。存在兩種方式來產(chǎn)生具有受控親水/疏水/親油/疏油折射率表面的表面。第一種方法利用不同材料固有表面特性的印刷，第二種方法使用納米技術(shù)所創(chuàng)建的納米結(jié)構(gòu)來設(shè)計(jì)表面特性。這些方法可以組合，并且確實(shí)始終是針對(duì)納米壓印解決方案的組合，由于材料固有的表面特性始終起到納米工程表面的作用。固有特性集合所需的印刷工藝要求很難實(shí)現(xiàn)的良好對(duì)準(zhǔn)。因此，必須擴(kuò)大特征尺寸，這減慢了光門開關(guān)速度。同樣，結(jié)果取決于能夠彼此附著的許多不同材料，這是復(fù)雜的。 所需的介電層必須在看著材料的表面特性之下，除非介電層的特性本身在構(gòu)造中是有用的，并因此減小電場(chǎng)強(qiáng)度，這同樣引起緩慢的光門，并需要施加以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)流體的電濕潤致動(dòng)的較高電壓。納米壓印方法創(chuàng)建了對(duì)表面特性進(jìn)行看著的特殊納米結(jié)構(gòu)。如果對(duì)材料的納米結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制，則改變固有的表面特性。由于在單個(gè)工藝步驟中進(jìn)行納米壓印，因此在表面特性之間不存在對(duì)準(zhǔn)問題(需要較小的特征尺寸是可獲得的)。然而，電極與表面特征之間的對(duì)準(zhǔn)仍是嚴(yán)格的，從而是電極和介電層3的完整。介電層3對(duì)于保持電場(chǎng)強(qiáng)度是重要的。氧化鉭、二氧化鉿和二氧化硅是可用的備選。特別地，氧化鉭、二氧化鉿由于高介電常數(shù)是令人感興趣的，高介電常數(shù)允許使用 20-40nm那么薄的層，這對(duì)于電場(chǎng)強(qiáng)度和電濕潤光學(xué)器件的光學(xué)性能都是有利的，因?yàn)橥ㄟ^輻射不會(huì)將如此薄的層視為具有折射率的材料。在光門設(shè)計(jì)中使用親水結(jié)構(gòu)83，通過提供偶極液體30 (通常是基于水的)對(duì)其具有親和力而阻止較低極性液體35 (通常是基于油的)的表面，來簡單包含較低極性液體35。 折射工程結(jié)構(gòu)84通過將具有不同折射率的兩種材料混合在一起來工作，使得光會(huì)將具有混合材料的層視為具有兩種材料(這兩種材料具有各自的折射率)的混合折射率的層。衍射結(jié)構(gòu)81是較大的光看著結(jié)構(gòu)，始終需要以控制方式來創(chuàng)建印刷工藝。疏水結(jié)構(gòu)82用于吸引較低極性液體35。應(yīng)當(dāng)注意，其他特定表面特性(例如，親油、疏油)也可以通過納米壓印來創(chuàng)建，并且也可以創(chuàng)建組合了不同表面特性的表面(例如，即疏水又疏油以及具有設(shè)計(jì)的折射率以及具備衍射結(jié)構(gòu)的表面)。同樣可以控制不同的特性，不僅使得不同特性能夠混合在一起，而且使得根據(jù)特定設(shè)計(jì)偏好使不同特性更弱或更強(qiáng)是可行的。這種多樣性的原因在于，不同結(jié)構(gòu)的規(guī)模差異。納 米壓印的關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)在于，開始于薄膜處理。在優(yōu)選實(shí)施例中，波導(dǎo)10是具有印刷結(jié)構(gòu)的薄膜，該結(jié)構(gòu)創(chuàng)建親水區(qū)域(也可以是疏油的)，使得可以包含較低極性液體35可以附著的區(qū)域；具有低η折射率的區(qū)域(也可以是疏水和親油的)，使得較低極性液體35附著至該區(qū)域，并且同時(shí)防止與波導(dǎo)10內(nèi)TIR所捕獲的光的光學(xué)相互作用；以及具有與較低極性液體35和波導(dǎo)10相匹配的折射率的區(qū)域(也可以是疏水和疏油的)，使得較低極性液體35附著至該區(qū)域，并且能夠與波導(dǎo)10內(nèi)TIR所捕獲的光以光學(xué)方式相互作用。這三種具有不同特性等級(jí)的區(qū)域足以設(shè)計(jì)出所公開的光門設(shè)計(jì)。在優(yōu)選實(shí)施例中，電極和介電層3位于納米工程結(jié)構(gòu)的頂部，但是應(yīng)當(dāng)注意，電極和介電層3均可以置于薄膜的另一測(cè)量上。同樣薄膜可以由適合于介電層3的PET或其他聚合物制成。生產(chǎn)工藝如下利用光刻膠涂覆薄膜。即將結(jié)構(gòu)壓印到具有戳記的光刻膠中，戳記包含納米結(jié)構(gòu)和微型結(jié)構(gòu)。在戳記與光刻膠接觸時(shí)進(jìn)行UV固化。在結(jié)構(gòu)的頂部沉積導(dǎo)電表面。利用光刻膠涂覆導(dǎo)電表面。對(duì)光刻膠進(jìn)行掩膜和顯影。去除未顯影的光刻膠。剝離沒有受到光刻膠保護(hù)的導(dǎo)電表面。去除導(dǎo)電區(qū)域之上的光刻膠。將介電層3沉積在導(dǎo)電區(qū)域上?？闺姾刹东@介電層3受到離子存在的影響，因?yàn)槠渖系碾妷簳?huì)吸引離子，并且引起電荷捕獲， 電荷捕獲會(huì)干擾電濕潤致動(dòng)。作為防止電荷捕獲的措施，可以將容易捕獲電荷的長聚合物鏈加到水中作為可溶解或要印刷的表面。在這種容量中膠質(zhì)是有用的。圖19輔助層可行的是，在上表面1執(zhí)行將輔助層插入到電濕潤光學(xué)器件中，來控制光發(fā)射。通過采用磷光體100，波束成型光學(xué)器件101和/或LC元件104與期望的電濕潤光學(xué)器件相結(jié)合，使創(chuàng)建各種應(yīng)用變得可行。這種應(yīng)用的示例是掃描背光，其中，磷光體100層可以位于波導(dǎo)10上的低η包層 5之上且位于上表面1之下。掃描背光應(yīng)用可以利用所有類型的電濕潤光學(xué)器件來實(shí)現(xiàn)， 其中，光門拉伸行或列的整個(gè)長度。磷光體層將來自光源20的波長轉(zhuǎn)換到可見光譜，這使得能夠使用比基色LED更高效且功率更大的高亮度UV LED。此外，通過將磷光體與LED分離，能夠避免LED芯片和磷光體層內(nèi)彼此有害的熱生成。并且使實(shí)現(xiàn)更好的LED熱管理變得可行。同樣應(yīng)當(dāng)注意，來自磷光體的熱生成過早地使溫度高于LED芯片的最大溫度，并因此減小了最大LED輸出。同樣，增加的熱生成加速了 LED芯片和磷光體這二者的劣化。然而，應(yīng)當(dāng)注意，電濕潤光學(xué)器件也適用于熒光管。由于磷光體實(shí)質(zhì)上是各向同性的，因此輻射進(jìn)入到所有方向，但是低η包層5具有低η，使得TIR在向著觀看者的方向上反射大多數(shù)轉(zhuǎn)換的光。通過使用反射電極40可以再利用繼續(xù)向下的輻射的一部分。當(dāng)轉(zhuǎn)換輻射通過磷光體層時(shí)，磷光體層起到擴(kuò)散器的作用。在上表面之上可以放置以DBEF膜開始的正常IXD 設(shè)計(jì)。在掃描背光的另一實(shí)施例中，能夠利用波束成型光學(xué)器件層101 (例如棱鏡片或衍射光學(xué)元件)擴(kuò)展功能，波束成型光學(xué)器件層控制將來自磷光體的特定區(qū)域的光定向到何處。與背光設(shè)計(jì)的區(qū)域選擇特定相結(jié)合能夠選擇對(duì)以寬視角或窄視角擴(kuò)散的光進(jìn)行透射的行或列。這種功能對(duì)于功率節(jié)省特別有用，這是因?yàn)樵诔讼蛑^看者以外的其他方向上發(fā)送的能量損失。在掃描背光的實(shí)施例中，特定行或列光門選擇波束成型光學(xué)器件101層以下的磷光體100層，磷光體100層將發(fā)射定向至左方向或右方向，使得實(shí)現(xiàn)了向左眼和右眼交替輸出圖像的掃描背光，并從而實(shí)現(xiàn)了將任何正常LC元件104轉(zhuǎn)換成可以顯示立體內(nèi)容的液晶顯示器的背光。在掃描背光的實(shí)施例中，透射左圖像和右圖像的行被細(xì)劃分成行，這些行之上的磷光體排他地將UV轉(zhuǎn)換成紅光或綠光或藍(lán)光，使得從LCD中去除拜耳濾波器變得可行，并且在顏色場(chǎng)順序模式下運(yùn)行。拜耳濾波器消耗近似75%的從正常IXD背光單元中發(fā)射的光子，從而優(yōu)點(diǎn)是顯著的。同樣，當(dāng)觀看著切換至顏色場(chǎng)順序模式時(shí)，1，080X1, 920HDTV中需要的像素?cái)?shù)目減少4倍，這實(shí)現(xiàn)了降低復(fù)雜性的設(shè)計(jì)，盡管添加了有源背光?？梢蕴砑泳哂猩疃蕊柡退{(lán)和紅磷光體的輔助光門，并且用在特定幀中，以加速一部分期望額外飽和顏色的圖像。此外，可以選擇選定的磷光體用于窄帶發(fā)射，并且通過這一點(diǎn)，經(jīng)由helmholtz kohlraus效應(yīng)增加觀看著所感知的亮度。在掃描背光的實(shí)施例中，行也可以在具有略微不同的激發(fā)光譜磷光體之間進(jìn)行選擇，使得與光源20輸出光譜的良好匹配是可實(shí)現(xiàn)的。為了獲得優(yōu)勢(shì)，必須執(zhí)行對(duì)LED發(fā)射光譜與磷光體的激發(fā)光譜之間的匹配的測(cè)量，并且這可以通過以下操作來完成向上表面 1添加一個(gè)或多個(gè)光子傳感器，以及通過向上表面1也引入類似于防閃光的視覺拓?fù)?，或者略微縮減上表面1，使得小部分通過上表面1的光繼續(xù)到上表面1的邊緣，在該邊緣光子傳感器可以測(cè)量能量。最佳匹配是使光子傳感器輸出最多能量的簡單匹配。光子傳感器的另一種使用是將LED發(fā)射的定時(shí)與LCD更新(包括磷光體對(duì)UV入射到磷光體上時(shí)的發(fā)射做出響應(yīng)所需的施加跨度)相匹配。在掃描背光的實(shí)施例中，上述所有包括的選項(xiàng)與單個(gè)封裝，在單個(gè)封裝中，還存在對(duì)波束成型光學(xué)器件101層之下的磷光體100進(jìn)行選擇的、以寬角度或窄角度輸出的所添加的光門行或列。如果組合的所有特征，包括寬視角和窄視角、RGB磷光體、具有不同激發(fā)光譜的兩組磷光體、以及左光學(xué)元件和右光學(xué)元件，則設(shè)計(jì)需要順序重復(fù)地具有 2X3X2X2 = 24個(gè)光門(根據(jù)觀看者地期望選擇不同的光學(xué)調(diào)制)。為了避免背光單元之間太大的距離，按照拼案實(shí)現(xiàn)24個(gè)重復(fù)的光門。 與可能的摩爾效應(yīng)有關(guān)的另一種考慮表明在磷光體之上所有層中重復(fù)圖案應(yīng)當(dāng)變化，使得避免摩爾圖案。上述不同的背光設(shè)計(jì)均可行于與高級(jí)算法相組合，高級(jí)算法預(yù)見每個(gè)光門之上所需的背光強(qiáng)度，并且這當(dāng)然也可行于包括RGB顏色場(chǎng)順序模式?？梢酝ㄟ^按照不同占空比脈動(dòng)光源20和/或改變施加于光源20的能量和/或通過改變掃描位置的持續(xù)時(shí)間，來改變強(qiáng)度。后者需要共同控制LCD的掃描速率以進(jìn)行匹配，使得只有在實(shí)際更新LCD的情況下才繼續(xù)開啟掃描背光。 以上已經(jīng)詳述了如何利用不同等級(jí)的改善來制造掃描背光。在動(dòng)態(tài)背光中可以采用相同的改善，在動(dòng)態(tài)背光中，可以利用推送&推送有源矩陣接地選擇器73 (在L C元件104 之后以矩陣實(shí)現(xiàn)尋址光門)來設(shè)計(jì)背光。上述掃描背光應(yīng)用中所示的所有元素(包括寬視角或窄視角的選擇、左發(fā)射或右發(fā)射、R或G或B顏色場(chǎng)順序、飽和幀添加、磷光體激發(fā)光譜與LED的發(fā)射光譜的匹配)可以與單個(gè)光門的有源矩陣選擇一起使用，使得可以通過背光單元和LC元件104這二者來共同控制背光發(fā)射的強(qiáng)度，以與視頻內(nèi)容所需的動(dòng)態(tài)匹配。
背光設(shè)計(jì)原理在諸如汽車前照燈之類的其他應(yīng)用中也可以采用。在汽車前照燈中，要求電濕潤光學(xué)器件·根據(jù)影響前照燈的上下方向的汽車修正平衡來平衡光?！ぴ诮?近似)與遠(yuǎn)光、霧光和位置光之間轉(zhuǎn)換。 將光轉(zhuǎn)向左彎和右彎。·為左道路行駛或右道路行駛設(shè)置前照燈?！ぷ箝W爍光或右閃爍光?！し稚碜郧罢諢舻膹?qiáng)度，使得近場(chǎng)獲得較少光子，遠(yuǎn)場(chǎng)獲得更多光子，以便補(bǔ)償距離定律，并且這實(shí)現(xiàn)對(duì)前方道路障礙物的最可能照明?！ひ远喾N顏色示出裝飾元件?？梢允褂盟捎玫姆浅Ｏ嗤募夹g(shù)來形成所有上述設(shè)置和更多設(shè)置，以創(chuàng)建掃描背光。如果提供三種不同的平衡設(shè)置，這三種不同的平衡設(shè)置與近場(chǎng)照明、遠(yuǎn)場(chǎng)照明、霧照明和位置照明相結(jié)合，與左道路和右道路設(shè)置相結(jié)合，與左轉(zhuǎn)向和由轉(zhuǎn)向設(shè)置+至左和右的增加閃爍燈相結(jié)合，則總共重復(fù)地需要3 X 4 X 2 X 2 = 48光門，并且期望添加優(yōu)選地對(duì)有源列光門進(jìn)行尋址的左閃爍光和右閃爍光。在前照燈中，上表面1需要非常結(jié)實(shí)，例如使用壓制玻璃或鑄模聚碳酸脂作為上表面1，就不成問題。與標(biāo)準(zhǔn)前照燈相比安裝本前照燈非常容易，因?yàn)樾纬梢蜃犹峁┑蜕疃龋?實(shí)現(xiàn)車體對(duì)于前照燈的電連接僅具有小孔的設(shè)計(jì)。所采用的波束成型光學(xué)器件101層可以允許非常傾斜的刨面，改善了設(shè)計(jì)美感以及空氣動(dòng)力學(xué)。同樣，創(chuàng)建可彎曲電濕潤光學(xué)器件的上述時(shí)機(jī)為設(shè)計(jì)者提供良好時(shí)機(jī)。在本發(fā)明的實(shí)施例中，利用類似于掃描背光的電濕潤光學(xué)器件來創(chuàng)建可調(diào)諧的 LED，可調(diào)諧的LED可以在可見光譜上輸出彩色光，并且同樣輸出具有顏色再現(xiàn)索引CRI > 95%的白光。正常高亮度UV LED具有共同位于LED芯片附近的磷光體的固定混合，并因此不能夠調(diào)諧轉(zhuǎn)換發(fā)射的顏色。當(dāng)制造一批高亮度LED時(shí)，出于許多原因，始終存在發(fā)射光譜和Im/W的變化。由于白磷光體混合通常需要與其激發(fā)光譜的精確匹配，因此，必須根據(jù)性能以及特別地根據(jù)發(fā)射光譜對(duì)LED進(jìn)行分類。打折出售不滿足要求的LED，并且將LED分類成不同箱(bin)所需的工藝步驟成本較高。電濕潤光學(xué)器件可以采用批次中的所有高亮度 UV LED，并因此增加了產(chǎn)量，以及降低分類成不同箱的成本。由于基于傳感器讀數(shù)計(jì)算的發(fā)射光譜與激發(fā)光譜之間的匹配的固有精度，將針對(duì)多個(gè)單獨(dú)電濕潤光學(xué)器件的相同顏色與強(qiáng)度相匹配是可行的。多數(shù)光源降低了它們的使用期限上的效率，并且同樣隨著色溫偏移經(jīng)歷老化劣化。LED也不例外，因?yàn)閹缀醪荒茉谙嗤彰髟O(shè)計(jì)中具有輸出均勻的顏色和強(qiáng)度的若干基于LED的燈，這對(duì)于照明設(shè)計(jì)人員而言是主要問題。傳感器的構(gòu)建也在LED發(fā)射之間的暗周期內(nèi)測(cè)量環(huán)境光級(jí)，并且可調(diào)諧的LED 可以輸出與環(huán)境光混合的光，使得光強(qiáng)度保持在預(yù)定級(jí)別。 計(jì)算顏色匹配和環(huán)境混合的CPU具備例如運(yùn)行Z-波或Zigbee的收發(fā)機(jī)，使得遠(yuǎn)程控制可調(diào)諧的電濕潤光學(xué)器件變得可行。這種設(shè)備實(shí)現(xiàn)了性能控制，其中，通過首先將 CRI與預(yù)定級(jí)別匹配以及其次增加強(qiáng)度直到其達(dá)到峰值輸出，來探測(cè)最大輸出。當(dāng)發(fā)現(xiàn)最大輸出時(shí)，通過在改變占空比、電壓和電流來獲得具有優(yōu)選CRI的最佳Im/W比值時(shí)進(jìn)行測(cè)量，來探測(cè)最大輸出效率。信息對(duì)于成本和環(huán)境認(rèn)識(shí)設(shè)備管理者而言非常有用，因?yàn)樵诳烧{(diào)諧電濕潤光學(xué)器件太昂貴很難提供并且在可調(diào)諧電濕潤光學(xué)器件停止工作時(shí)，應(yīng)當(dāng)替換可調(diào)諧電濕潤光學(xué)器件。需要處理以判定替換的方程可以是提供給設(shè)備管理者的軟件的一部分，并且可以經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)保持更新，從而每次具有更佳性能的新穎電濕潤光學(xué)器件變得可用作LED效率的恒定改善的結(jié)果時(shí)，方程發(fā)生變化，并且設(shè)備管理者能夠獲得對(duì)替換的經(jīng)濟(jì)性和環(huán)境利用加以解釋的可靠投資回收時(shí)間。為設(shè)備管理者收集的與可調(diào)諧電濕潤光學(xué)器件有關(guān)的數(shù)據(jù)可以用于建立如何操作現(xiàn)實(shí)照明的方案，并且基于這些數(shù)據(jù)，對(duì)照明的不同程序設(shè)計(jì)的研究可以構(gòu)成基于系統(tǒng)的其他能量節(jié)省的基礎(chǔ)。遠(yuǎn)程控制使得用戶能夠根據(jù)它們期望(包括色溫和強(qiáng)度)來設(shè)置光。在其他燈中通常使用的鄰近傳感器也可行于經(jīng)由無線通信進(jìn)行連接，或者構(gòu)建成電濕潤光學(xué)器件。在附近有人的情況下，響應(yīng)可以是將光完全關(guān)閉到暗光，或者將CRI設(shè)置為較低值，較低CRI值的Im/W比值比高CRI值的Im/W比值更好。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，電濕潤光學(xué)器件用作顯示器。圖2和4至圖17中所示所有描述的光門以及圖3(除了 c)中所示的不同電極布置用于顯示應(yīng)用，但是在采用不同光門的顯示器的性能方存在相當(dāng)大的不同。圓形和環(huán)面形狀的推送&涌入設(shè)計(jì)以指數(shù)方式增大了面積，這與線性像素(出現(xiàn)在等離子顯示器、液晶顯示器、OLED顯示器和其他當(dāng)代顯示器中)相比更加匹配于對(duì)數(shù)人類視覺系統(tǒng)。線性像素具有灰度級(jí)問題，這是因?yàn)椋┘拥碾姾珊拖袼匦阅艿牟淮_定性同樣大，而與發(fā)射無關(guān)，這意味著在低級(jí)別發(fā)射中相對(duì)不精確性明顯更高，而人類視覺系統(tǒng)在低級(jí)別發(fā)射中最容易注意到瑕疵。對(duì)于指數(shù)光門(例如， 圓形光門)，當(dāng)使用大量電荷來將較低極性液體35推送到高接觸角(覆蓋孔徑96的最小區(qū)域)中時(shí)，實(shí)現(xiàn)了最佳精度。由于圓形和環(huán)面形狀的推送&涌入光門均需要對(duì)較低極性液體 35的精確定位，因此，需要使用有源矩陣來控制顯示器。可以通過將傳感器耦合至顯示器， 耦合至每個(gè)光門或顯示器的區(qū)域來減小輸出的差異，然后通過在若干幀上對(duì)來自光門輸出進(jìn)行時(shí)間調(diào)制，來補(bǔ)償過剩或不足。時(shí)間調(diào)制也使得更好的灰度級(jí)可行，因?yàn)榭梢酝ㄟ^改變順序幀中的強(qiáng)度來驅(qū)動(dòng)LED，使得可以實(shí)現(xiàn)更加細(xì)化的強(qiáng)度差。假設(shè)至少RGB光源20連接至波導(dǎo)10，顏色場(chǎng)順序模式是可行的?？尚械兀僭O(shè)具有更深飽和顏色的光源20附著至波導(dǎo)，將具有更深飽和顏色的幀插入在正常RGB幀之間。采用更深飽和顏色來突出圖像的特定部分。像素填充因子低于100%的所有顯示器關(guān)閉，示出了像素化效應(yīng)，并且對(duì)于圓形推送涌入光門設(shè)計(jì)而言，填充因子必須較低，以設(shè)計(jì)具有足夠塊開關(guān)速度的光門。為了抵消像素化，波束成型光學(xué)器件101層可以適合于擴(kuò)散來自光門的光，并且波束成型光學(xué)器件103層2可以適合于控制視角。顯示器的外觀是像素?zé)o縫交疊的外觀。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，使用無源矩陣推送&涌入光門來創(chuàng)建基于無源矩陣而非上述的二元顯示器。所有顏色場(chǎng)順序模式技術(shù)是適用的，并且從而是反像素化設(shè)計(jì)。無源矩陣顯示器限于僅同時(shí)更新單個(gè)行或單個(gè)列。對(duì)于HDTV，必須每幀更新1，080行Xl，920 列。24比特真彩色模式需要每顏色序列圖像幀更新25，920次。如果光門作為子像素進(jìn)行操作，則可以減少更新次數(shù)。對(duì)于兩個(gè)光門像素設(shè)計(jì)，需要的更新次數(shù)減半，對(duì)于四個(gè)光門像素設(shè)計(jì)，再次減半更新次數(shù)。具有變化數(shù)目光門的浮點(diǎn)像素是可行的。二元原理要求光門僅處于兩種狀態(tài)(關(guān)閉或開啟)。在推送&涌入設(shè)計(jì)中，可以通過向沒有更新的行引入偏置來創(chuàng)建二元狀態(tài)。二元充電必須等于將較低極性液體35推送到低η島60 (如圖8所示， 其中光門關(guān)閉)上所需的力，并且同時(shí)小于將較低極性液體35從孔徑 96的遠(yuǎn)邊界推開的最大力。設(shè)計(jì)依賴于介電層3以下的上電極25頂部的較低極性液體35，較低極性液體35 成為介電層3的一部分，介電層3由于其較厚的尺寸創(chuàng)建了降低的電場(chǎng)強(qiáng)度，降低的電場(chǎng)強(qiáng)度需要電壓差高于偏置電荷所創(chuàng)建的電壓差，以致動(dòng)覆蓋整個(gè)孔徑96的較低極性液體35。 偏置電荷能夠?qū)⑤^低極性液體35上推到低η島60上，只要電場(chǎng)強(qiáng)度不受使介電層3增厚的較低極性液體35的限制，從而一旦光門關(guān)閉，必須施加偏置電荷之前的時(shí)間等于第一次更新的時(shí)間，以使較低極性液體35涌回上電極25。當(dāng)光門開啟或關(guān)閉時(shí)，才施加偏置電荷。 因此，在推送&涌入設(shè)計(jì)中，不需要在整個(gè)孔徑96被較低極性液體35完全覆蓋之前開始更新光門。然后，通過對(duì)上電極25施加電荷，將較低極性液體35推送到低η島60。為了防止較低極性液體35涌入，可行的是，對(duì)所有上電極施加電荷，而利用偏置電荷對(duì)所有推送&涌入行選擇器電極70進(jìn)行充電。在電濕潤光學(xué)器件的另一實(shí)施例中，采用圖10和圖11所示的推送&推送設(shè)計(jì)。通過附加上電極226加速涌入以覆蓋孔徑96?？梢圆捎盟枋霾罘烛?qū)動(dòng)方案。在電濕潤光學(xué)器件的另一實(shí)施例中，采用圖12和圖13所示的推送&推送設(shè)計(jì)。由于阻擋物63區(qū)域比圍繞光門的疏油區(qū)域62的疏油性低，因此較低極性液體35包含在孔徑 96或低η島60上。當(dāng)較低極性液體35從阻擋物63上的任一側(cè)轉(zhuǎn)移時(shí)，與較低極性液體35 接觸最多的任一側(cè)會(huì)汲取阻擋物63上的較低極性液體，盡管消除了電荷。這種自我完成效果縮短了更新光門所需的時(shí)間，并且由于系統(tǒng)的二元特性，在推送&推送行選擇器電極71 上不需要偏置電荷。二元狀態(tài)實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)亮能量通過光門的光源20的時(shí)間更長。在電濕潤光學(xué)器件的另一實(shí)施例中，采用圖12和圖13所示的推送&推送設(shè)計(jì)連同圖3d所示的推送&推送有源矩陣接地選擇器電極73。在該設(shè)計(jì)中，降低了所需的開關(guān)速度，因?yàn)閮H需要總共48個(gè)子幀來創(chuàng)建具有24比特真彩色的一個(gè)幀。第一上電極25和上電極226選擇下次更新開啟還是關(guān)閉光門，然后推送&推送有源矩陣接地選擇器電極73選擇要更新的哪個(gè)光門。其次，在推送&推送有源矩陣接地選擇器電極73選擇應(yīng)當(dāng)更新哪個(gè)光門之前，使上電極25和上電極226的電勢(shì)反轉(zhuǎn)。不需要更新的光門保持不變。圖20示出了關(guān)閉和開啟狀態(tài)下具有反向微滴的光門。上表面1具有包層，包層具有疏水結(jié)構(gòu)82，疏水結(jié)構(gòu)82將具有較低極性液體35的微滴的底座附著至上表面。用作孔徑96區(qū)域的疏水結(jié)構(gòu)82被放置較低極性液體35附著的親水結(jié)構(gòu)83分開。通過控制印刷相應(yīng)的疏水結(jié)構(gòu)82和親水結(jié)構(gòu)83的位置，可以設(shè)計(jì)與上表面1接觸的較低極性液體35的形式。上電極26電連接至較低極性液體35，通過使用基于碳納米管或包含碳的較大聚合物鏈分子的填充材料來使較低極性液體35導(dǎo)電。通過去除離子使周圍的偶極液體30電絕緣，去除離子使偶極液體30成為不良電導(dǎo)體。制造下電極41區(qū)域，使得每個(gè)行被細(xì)劃分成對(duì)準(zhǔn)的非均勻數(shù)目個(gè)電極。對(duì)準(zhǔn)的電極是可尋址的， 使得每個(gè)第二電極可以具有與行中中間相鄰電極不同的電勢(shì)，而行中的外部電極始終等于鄰近行(當(dāng)具備鄰近行時(shí))電極的外部電極。當(dāng)利用不同電勢(shì)對(duì)單個(gè)行中的對(duì)準(zhǔn)電極進(jìn)行尋址時(shí)，水平電濕潤將水汲取到孔徑96中，孔徑96通過疏水結(jié)構(gòu)82的納米壓印來創(chuàng)建，疏水結(jié)構(gòu)82被親水結(jié)構(gòu)包圍?？讖?6區(qū)域的形式和大小可以改變。通過將低η包層5材料旋轉(zhuǎn)涂覆到波導(dǎo)10上并然后對(duì)疏水結(jié)構(gòu)82進(jìn)行納米壓印，來創(chuàng)建孔徑96區(qū)域和低η島60 區(qū)域，使得低η低η包層5在孔徑96區(qū)域上變得如此薄，以至于低η低η包層5層、納米壓印結(jié)構(gòu)和介電層3頂部的IT O下電極41層、以及較低極性液體35的組合折射率與波導(dǎo)10 的折射率匹配。如圖20所示，低η島60實(shí)際上是由吸引偶極液體30的親水結(jié)構(gòu)83構(gòu)成的包圍“海”。通過應(yīng)用低η低η包層5層(足夠厚以保持低η包層5的低η)頂部的納米壓印親水結(jié)構(gòu)83，在相同的低η低η包層5和相同的納米壓印工藝中共同產(chǎn)生低η島60， 因此在低η低η包層5與波導(dǎo)10之間創(chuàng)建了臨界角，防止波導(dǎo)10內(nèi)TIR所捕獲的光經(jīng)由低η島60區(qū)域離開。當(dāng)利用對(duì)準(zhǔn)的下電極41之間的橫向電勢(shì)差對(duì)光門進(jìn)行尋址時(shí)，如圖20. 1所示光門關(guān)閉。當(dāng)行中對(duì)準(zhǔn)的電極均具有相同電勢(shì)時(shí)，可以通過列方向上的上電極25對(duì)行進(jìn)行尋址，因?yàn)殡妱?shì)差會(huì)驅(qū)動(dòng)電濕潤，并且關(guān)閉光門，如圖20. Ia所示，等同的電勢(shì)會(huì)開啟光門， 如圖20. Ia所示。當(dāng)電濕潤開啟時(shí)，包括孔徑96區(qū)域的所有表面被濕潤，如圖20. Ib所示， 并且添加的偶極液體30層會(huì)降低折射率，使得波導(dǎo)10內(nèi)TIR所捕獲的輻射不會(huì)離開。當(dāng)行中的所有電極41具有相同電勢(shì)并且上列電極26也具有相同電勢(shì)時(shí)，孔徑96區(qū)域?qū)⒕哂信c較低極性液體35和波導(dǎo)10匹配的折射率，使得波導(dǎo)10內(nèi)的輻射可以進(jìn)入較低極性液體 35中。當(dāng)輻射進(jìn)入較低極性液體35的反向微滴中時(shí)，輻射會(huì)在較低極性液體35的側(cè)壁處被TIR反射，因?yàn)檩^低極性液體35與低η的偶極液體30(例如，水)相鄰。利用偶極液體 30不斷充滿親水結(jié)構(gòu)83，偶極液體30用作疏水區(qū)域82的蓄水池，疏水區(qū)域82在光門關(guān)閉 (如圖20. Ib所示)時(shí)汲取偶極液體30。通過增加偶極液體30層的厚度來關(guān)閉光門取決于要關(guān)閉的光的波長。光的波長越長，需要的層越厚，以便TIR反射光，并因此偶極液體30 必須移動(dòng)的相應(yīng)量隨著波長而增加。移動(dòng)量是確定如果快速操作光門的方程的一部分，遵照光門對(duì)短波長光更快速，并因此更適合于藍(lán)光波長或UV波長。具有較小極性液體35的微滴的移動(dòng)也是方程的一部分，在這種設(shè)計(jì)中，通過使較小極性液體35微滴在水平平面中保持靜止，而在垂直平面中僅上下移動(dòng)幾微米，使所述移動(dòng)最小化到理論最小值。因此，流體的相對(duì)速度局限于最小值，這防止液體之間的摩擦，從而防止液體在后來混合，液體混合會(huì)產(chǎn)生基本上類似于蛋黃醬的乳狀液。產(chǎn)生乳狀液的風(fēng)險(xiǎn)是較高的速度極限，因此通過這種設(shè)計(jì)，將關(guān)閉和開啟光門的操作增大到最大值。通過選擇互相排斥的液體，通過選擇具有幾乎相同密度的液體，以及通過選擇彼此間可溶性盡可能低的液體，可以降低產(chǎn)生乳狀液的風(fēng)險(xiǎn)?？讖?6區(qū)域可以是分散在區(qū)域上，使得每個(gè)孔徑96實(shí)際上是由不改變可濕性的區(qū)域組成的海內(nèi)的島。當(dāng)存在驅(qū)動(dòng)電濕潤效應(yīng)的電勢(shì)差時(shí)，孔徑96區(qū)域的濕潤會(huì)受到影響，使得發(fā)生折射率改變?？梢詫?duì)創(chuàng)建不同的疏水和親水特性的納米壓印結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，以利于偶極液體30來填充，而不是利于較低極性液體35來填充。多個(gè)孔徑96區(qū)域在地上創(chuàng)建最小可能傳播距離，并與圖20. 1所示的反向微滴較低接觸區(qū)域有關(guān)。所示的孔徑區(qū)域是圓形的，但是實(shí)際上不存在防止具有不同形式以及防止地上的最小速度的優(yōu)化的限制因子，孔徑96區(qū)域的透射截面也能夠?qū)ΡM可能小，而長度無關(guān)緊要，因?yàn)殚L度是從邊緣到中心的最短距離。圖20所示的反向微滴自身的尺寸是穩(wěn)定 的，但是可以通過插入親油隔離物 (類似于圖1中的描述)來增強(qiáng)尺寸穩(wěn)定性，使得上表面1和波導(dǎo)10不會(huì)壓在一起。當(dāng)不對(duì)單元施加垂直壓力時(shí)，上表面1和波導(dǎo)10會(huì)浮在較低極性液體的膜上。圖21示出了照明單元270。由于使用激光器或高壓水切割在表面中切換出或鉆通層表面的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記240，以高對(duì)準(zhǔn)精度，對(duì)圖21. 1、21.2、21.3、21.4、21.5和21.6中頂視圖所示的具有不同功能的多個(gè)層進(jìn)行堆疊和組裝。圖21. 5所示的保護(hù)上表面230向上密封照明單元270。保護(hù)上表面 230的下表面優(yōu)選地是平面，而保護(hù)上表面230的上表面可以具有任何期望的形式。在保護(hù)上表面230的下側(cè)，可以沉積一個(gè)或多個(gè)薄層，包括磷光體層100、波束成型光學(xué)器件層101 或者輔助層102，并且這些層的相對(duì)位置的順序可以根據(jù)需要改變?？梢岳煤暧^和微觀棱鏡、衍射光學(xué)器件、輪廓文本(contour text)來繪制上表面的輪廓，并且上表面可以包括例如應(yīng)用抗劃傷性、分級(jí)索引匹配(以避免菲涅爾反射)、疏水或親水特性、吸收濾色器文本或裝飾、以及干涉濾波器的薄層。圖21. 3所示的上表面1可以包括可以由具有微型棱鏡或衍射光學(xué)器件結(jié)構(gòu)81 的層組成的波束成型光學(xué)器件101，和/或?qū)⒍滩ㄩL光轉(zhuǎn)換成可見波長的磷光體100層，和 /或利用上電極26圖案化的層，和/或利用介電層3圖案化的層。上表面1可以利用任何透明材料來制成，但是由于考慮到熱膨脹的，因此有利的是上表面ι具有類似于圖21. 1所示波導(dǎo)10材料的溫度相關(guān)膨脹，優(yōu)選地具有盡可能小的膨脹。同樣，材料優(yōu)選地應(yīng)當(dāng)是熱導(dǎo)體，因?yàn)橹匾氖钦彰鲉卧?70內(nèi)產(chǎn)生的熱可以消散。諸如融化硅和派熱克斯(Pyrex) 玻璃之類的材料符合要求，但是其他玻璃類型和聚合物也是可用的。在上表面1的下側(cè)， 圖21. 4所示的阻擋物層210包括以玻璃或聚合物片的形式制成的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記240，對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記240與堆疊中的其他層匹配；開放切口(open cut)，與電濕潤光門所在的區(qū)匹配；輪緣， 覆蓋波導(dǎo)10的外周長，使得阻擋層210構(gòu)成固體蒸發(fā)阻擋物90，固體蒸發(fā)阻擋物90包含了競(jìng)爭(zhēng)電濕潤光門中活動(dòng)的流體。波導(dǎo)10包括低η低η包層5材料，低η低η包層5材料提供波導(dǎo)10與低η包層5之間的臨界角，而孔徑96區(qū)域中除外，在孔徑96區(qū)域中應(yīng)當(dāng)存在較低極性液體35、孔徑區(qū)域和波導(dǎo)10之間的折射率匹配。實(shí)現(xiàn)上述的一種方式是繪制低η低η包層5的輪廓，使得孔徑96區(qū)域周圍的低η包層5足夠厚，以在孔徑96區(qū)域內(nèi)提供低η低η包層5，而在孔徑96區(qū)域中的低η包層5足夠薄，以與其他層混合，從而形成與波導(dǎo)10和較低極性液體35的折射率匹配的混合折射率?？梢酝ㄟ^壓印來完成低η低η包層5的輪廓繪制。備選地，可以通過以旋轉(zhuǎn)涂覆工藝向低η低η包層5上的整個(gè)波導(dǎo)10涂覆PMMA光刻膠，對(duì)孔徑96區(qū)域周圍的光刻膠進(jìn)行UV修正，并且去除孔徑96區(qū)域上的光刻膠，來完成輪廓繪制，以創(chuàng)建波導(dǎo)10、孔徑96和較低極性液體35之間的折射率匹配。為了更好地粘附低η低η包層5，可以在波導(dǎo)10的頂部使用底漆，為了低η低η包層5與PMMA 光刻膠之間的更好粘附，可以使用低η低η包層5的等離子刻蝕，或者可以添加10納米量級(jí)材料(例如，二氧 化鉿)薄層。 波導(dǎo)10包括限定了光門的疏水區(qū)域82和親水區(qū)域83以及周圍的鈍化親水區(qū)域， 所述周圍的鈍化親水區(qū)域除了偶極液體30以外不接受其他液體，可以由納米壓印結(jié)構(gòu)制成。PMMA非常適合于納米壓印，并且可以進(jìn)行上述UV固化，使得由于不完全固化而導(dǎo)致 PMMA較軟，這可以增強(qiáng)納米壓印質(zhì)量以及執(zhí)行納米壓印的速度。在納米壓印之后，或者正當(dāng)納米壓印戳記與PMMA接觸時(shí)，進(jìn)行UV固化。作為通過納米壓印來創(chuàng)建疏水和親水特性的備選，疏水或親水結(jié)構(gòu)可以依賴于介電層3的固有特性，可以通過向介電層3添加化學(xué)雜質(zhì)來突出和操縱這些特性，例如公知的是利用二氧化硅，其中碳雜質(zhì)的增加創(chuàng)建了親水表面。波導(dǎo)10還包括介電層3之下的電極41，電極41典型地是行或列。用于透射顯示器的電極41通常由透明材料制成，例如，廣泛使用在顯示工業(yè)中的ΙΤ0，這是由于ITO的透明特性和公知的可控質(zhì)量。例如通過噴射工藝來涂覆電極41，然后將光刻膠旋轉(zhuǎn)涂覆在電極 41上，然后使用UV光刻來對(duì)電極41進(jìn)行圖案化，然后去除沒有UV固化的光刻膠，然后刻蝕掉外露的電極41層，然后去除剩余的光刻膠，最后在其他工藝步驟之前對(duì)波導(dǎo)10進(jìn)行清洗和干燥，其他工藝步驟產(chǎn)生本專利申請(qǐng)中描述任何形式的具有行電極的波導(dǎo)10。為了提高電極41的質(zhì)量和導(dǎo)電性，插入電鍍工藝是可行的，在電鍍術(shù)工藝中，在波導(dǎo)10頂部傾倒具有離子的溶液，然后用電勢(shì)對(duì)電極41進(jìn)行充電，電勢(shì)將離子吸引到電極41，從而提高了導(dǎo)電性。在電鍍之后，對(duì)波導(dǎo)10進(jìn)行清洗和干燥。波導(dǎo)10還包括介電層3，優(yōu)選地，介電層3由具有盡可能高的介電常數(shù)、具有盡可能好的完整性以及具有盡可能薄的層材料的制成，因?yàn)槿サ碾姖駶欉^程的電場(chǎng)強(qiáng)度取決于這些質(zhì)量。此外，透明性是重要的，盡管層僅可以跨度20至40nm。備選方案是氧化鉭、二氧化鉿和二氧化硅。通過加固納米壓印結(jié)構(gòu)以及ITO介電層3用作重要目的。當(dāng)在上述工藝中實(shí)現(xiàn)波導(dǎo)10時(shí)，波導(dǎo)10可以是一片玻璃或聚合物的形式，或者一卷玻璃或聚合物的形式，并且可以從所采用的片或卷中切換處用于照明單元270的許多波導(dǎo)10?？梢岳迷S多高精度技術(shù)(例如水切割或激光切割)來進(jìn)行波導(dǎo)10切割。切割的關(guān)鍵特性在于切割留下理想邊緣，因?yàn)樵诓▽?dǎo)10的邊緣，TIR反射圖21. 1所示的波導(dǎo)10內(nèi)的旋轉(zhuǎn)光子。波導(dǎo)10的不期望變化不需要任何低η包層5，因?yàn)槠溧徑哂姓凵渎蕿?的空氣，這減小了臨界角。在邊緣處，組合的角度x，y和ζ共同起作用，允許TIR反射光子，即使X，y角在臨界角以下。圖21. 1所示的波導(dǎo)10設(shè)計(jì)是圓形的， 并且在圓形平面波導(dǎo)中，x，y平面內(nèi)入射輻射的每次反射由圓形的切線來確定，并且由于通過添加用于穩(wěn)定性的附加物250邊緣相對(duì)于理想圓形略微傾斜，因此每次反射增加了 X，y 平面內(nèi)的角度。附加物250可以連接至從波導(dǎo)10切割出的玻璃或聚合物片。構(gòu)成照明單元270的各個(gè)玻璃或聚合物層可以包括240個(gè)孔、標(biāo)記等形式的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記。這確保了具有與其他玻璃或聚合物片理想對(duì)準(zhǔn)的組裝，對(duì)其他玻璃或聚合物片層疊以構(gòu)成照明單元270。 每個(gè)附加物250可以連接至光源20，并且光源20可以具有相同波長或不同波長。用于輻射耦合輸出的優(yōu)選光門設(shè)計(jì)是圖20和圖20. la&b所示的反向微滴耦合輸出，因?yàn)檫@種設(shè)計(jì)具有高耦合輸出效率，并且因?yàn)闆]有通過孔徑96耦合輸出的光在相同光路中繼續(xù)，這確保來光子在波導(dǎo)10內(nèi)被捕獲，直到它們經(jīng)由孔徑96離開。所有其他光門設(shè)計(jì)允許光子進(jìn)入， 并輸出一定百分比的進(jìn)入光子，而另一百分比的光子返回到波導(dǎo)10中，在波導(dǎo)10中這些光子可以以不同角度反彈。通過一個(gè)或多個(gè)光源20經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)96附加物一次注入到波導(dǎo)10中的光子除了通過孔徑96以外不會(huì)離開的原因在于，具有相對(duì)于在波導(dǎo)中到處旋轉(zhuǎn)的方向光子向后指向的附加物250的圓形確保了一次注入的光子通過所有表面TIR反射， 除非光子達(dá)到孔徑96。采用本發(fā)明中描述的其他光門是可行的，但是不是優(yōu)選的，因?yàn)楣忾T相對(duì)于非耦合輸出的光子的擴(kuò)散特性需要在邊緣之下和在邊緣處的反射，以確保沒有被耦合輸出的散射光子可以被定向至耦合輸出。盡管將高質(zhì)量反射鏡定位在邊緣和表面處是完全可行的，但是設(shè)計(jì)是復(fù)雜的，并且相對(duì)于TIR反射鏡構(gòu)成損耗因子。通常注入到圓形波導(dǎo)中的光子以越來越開的角逐步被反射，直到其接近圓中可能的最大開角為止。設(shè)計(jì)需要找到針對(duì)圖1所示的固體蒸發(fā)阻擋物90和流體蒸發(fā)阻擋物91的位置。將光子投入到波導(dǎo) 10內(nèi)的旋轉(zhuǎn)中的所連接的附加物250 更集中于每循環(huán)中的少數(shù)反彈。在一個(gè)實(shí)施例中，光源20可以是可見彩色光源，并且來自照明單元270的發(fā)射的顏色和強(qiáng)度可以通過以下操作來控制，對(duì)來自每個(gè)光源20的光子進(jìn)行混合以混合具有期望強(qiáng)度的期望顏色。這種設(shè)置中的光源20可以包括發(fā)射具有不同色溫的白光的光源20。反向微滴內(nèi)的TIR反射避免棱鏡效應(yīng)，并且確保光混合，使得發(fā)射的光來自相同點(diǎn)，而不會(huì)存在顏色條紋現(xiàn)象。從圓形波導(dǎo) 10的周長處的環(huán)發(fā)射來自照明單元270的光，并且光的方向與波導(dǎo)10內(nèi)光循環(huán)的預(yù)定方向相匹配，從而發(fā)射光的位置是完全可預(yù)測(cè)的。發(fā)射的可預(yù)測(cè)性非常適合于波束成型光學(xué)器件101層。波束成型光學(xué)器件101層可以置于上表面1處，并且是衍射光學(xué)結(jié)構(gòu)或宏觀棱鏡。波束成型光學(xué)器件101衍射結(jié)構(gòu)81可以與圖20和圖18中所示的反向微滴光門設(shè)計(jì)所需的疏水結(jié)構(gòu)82和親水結(jié)構(gòu)83的納米壓印相結(jié)合，示出了納米壓印的表面可以組合疏水結(jié)構(gòu)82、親水結(jié)構(gòu)83和衍射結(jié)構(gòu)81的設(shè)計(jì)。備選方式是，將疏水結(jié)構(gòu)82和親水結(jié)構(gòu) 83放置在面對(duì)反向微滴的上表面1的下側(cè)處，并且將衍射結(jié)構(gòu)81放置在上表面1的對(duì)側(cè)處，優(yōu)點(diǎn)是，如果波束成型光學(xué)器件101衍射結(jié)構(gòu)81不與疏水結(jié)構(gòu)82和親水結(jié)構(gòu)83相結(jié)合并且不是由鄰近空氣的高折射率材料支撐，衍射結(jié)構(gòu)81可以更高效。此外，通過將衍射結(jié)構(gòu)81放置在上表面1的上側(cè)處，使用上表面厚度作為光學(xué)系統(tǒng)的隔離物部分是可行的， 隔離物部分引起將發(fā)射分解成各種角度，從而優(yōu)選地由對(duì)準(zhǔn)以接收特定角度的光的衍射結(jié)構(gòu)81處理。在另一實(shí)施例中，從波導(dǎo)中提取的光是UV，并且定位磷光體100層以將UV光轉(zhuǎn)換成可見光。在該實(shí)施例中，可以添加磷光體100層作為其自身的插入層。可以利用發(fā)射不同窄帶或?qū)拵РㄩL的磷光體的調(diào)色板來布置磷光體100，并且調(diào)色板中的磷光體可以適合于具有不同激發(fā)波長，使得如果從光源20發(fā)射的短波長輻射以發(fā)射波長改變，則如上所述能夠?qū)⒘坠怏w激發(fā)與LED輻射相匹配。磷光體100層還可以包括與光門匹配的區(qū)域， 但是沒有磷光體的情況下，使得可以從波導(dǎo)10中拉出主光源20，而不會(huì)被磷光體散射或吸收。這允許對(duì)來自磷光體和基色光源120的光的混合，實(shí)現(xiàn)更好的混合可能性，并因此實(shí)現(xiàn)更大的混合期望顏色的能力。由于基色具有比例如UV更長的波長，因此針對(duì)UV關(guān)閉光門是可行的，而針對(duì)可見光光門保持開啟，這是因?yàn)檎凵渎嗜Q于波長，提供臨界角的低η材料的厚度，以及輻射的入射角。在反向微滴光門中，快門機(jī)構(gòu)是注入在孔徑96區(qū)域與反向微滴內(nèi)的較低極性液體35之間的偶極液體30的薄層。偶極液體30層的厚度首先阻擋UV 輻射，并且在阻擋低入射角的輻射之前阻擋高入射角的輻射。這意味著在光門針對(duì)長可見波長開啟，而針對(duì)較短波長的UV輻射關(guān)閉。當(dāng)較長波長輻射進(jìn)入磷光體100層時(shí)，輻射被散射但波長不會(huì)被轉(zhuǎn)換?？梢栽谠诹坠怏w100層之下插入低11低η包層5。低11低11包層 5不會(huì)影響來自反向微滴光門內(nèi)的較低極性液體30的輻射，因?yàn)榉聪蛭⒌蔚膸缀涡螤钜耘R界角以下的角度將輻射定向至低η低η包層5層。當(dāng)UV輻射進(jìn)入磷光體100層時(shí)，UV輻射被轉(zhuǎn)換并作為朗伯輻射被重新發(fā)射。因此至少50%的輻射向上傳播，50%的輻射向下傳播，大部分被TIR反射，并重新進(jìn)入磷光體100層，在磷光體100層中，沿著低η低η包層 5TIR反射輻射的總方向散射輻射。磷光體100層中磷光體與包含磷光體的材料的組合折射率應(yīng)當(dāng)盡可能高，以確保低η低η包層5與磷光體100層之間的臨界角盡可能低，因?yàn)檫@提高了 TIR反射的輻射的比例?？梢酝ㄟ^插入多層干涉濾波器極大程度地阻擋來自磷光體 100層臨界角以下的轉(zhuǎn)換輻射背向散射，多層干涉濾波器被設(shè)計(jì)為反射磷光體100層所轉(zhuǎn)換的可見光，而同時(shí)允許以小角度定向UV輻射以直接通過，使得背向散射的輻射的比例是有限的?？梢允褂貌▽?dǎo)之下的反射鏡來重新發(fā)射背向散射的輻射，反射鏡例如可以放置在下保護(hù)表面200的頂部。光源20可以是附著至附加物250表面的側(cè)發(fā)射LED。為了防止在波導(dǎo)10邊緣處沒有被TIR反射的輻射損耗，可以對(duì)光源20進(jìn)行反射，使得輻射僅在邊緣處離開，從而被定向到附加物250中，并因此在光路上發(fā)送，光路確保波導(dǎo)10內(nèi)的輻射循環(huán)。 可以使用衍射結(jié)構(gòu)81進(jìn)行對(duì)波導(dǎo)內(nèi)正確角跨度的控制。隔離層220主要用于確保波導(dǎo)10 的下表面面對(duì)空氣，使得確保低臨界角。其次，隔離層220部分地提供對(duì)波導(dǎo)10的支撐，并且在波導(dǎo)10與保護(hù)下層200之間創(chuàng)建空腔?？涨豢梢杂糜谌舾赡康?，例如，用于在去除所有離子時(shí)包括具有高熱傳導(dǎo)率和良好電絕緣的低η液體30 (例如，偶極液體30)。在具有偶極液體30或不具有偶極液體30的空腔中，諸如光源20和各種電子元件的電部件可以包括2D或3D加速度計(jì)、光傳感器、攝像機(jī)、無線通信收發(fā)機(jī)、存儲(chǔ)器、可編程CPU等。電子元件的目的是通過對(duì)將輻射連接至不同光調(diào)制器布置(例如，衍射結(jié)構(gòu)81和/或宏觀棱鏡和/或磷光體100層和/或LC元件104)的不同光門進(jìn)行尋址，來控制顏色調(diào)諧、LED發(fā)射光譜與磷光體激發(fā)光譜之間的匹配、發(fā)射強(qiáng)度、點(diǎn)寬度等。
圖22示出了基于流體的拓?fù)鋺腋〉姆垂忾T。反向微滴光門的關(guān)鍵構(gòu)思在于，在反向微滴內(nèi)的較低極性液體35與外部的低η偶極液體30之間的邊界處TIR反射進(jìn)入光門的輻射，這是由于折射率差而形成的臨界角。在反向微滴光門的單個(gè)側(cè)版本中，微滴不是通過在兩個(gè)表面之間懸浮而創(chuàng)建的，而是僅經(jīng)由波導(dǎo)10之上的低η包層5中的印刷凸凹，通過控制偶極液體30和較低極性液體35的拓?fù)浜头植紒韯?chuàng)建，凸凹排斥偶極液體30，但是吸引較低極性液體35進(jìn)入孔徑96所處的凸凹的底部。在邊緣之間，凸凹的側(cè)壁具有排斥較低極性液體35但吸引偶極液體30的表面。在凸凹之間，除了被提升的小區(qū)域以外，波導(dǎo)10 表面是納米構(gòu)造的，以增大對(duì)偶極液體30的親和力，在該小區(qū)域中，存在對(duì)偶極液體30較小的親和力或者不存在親和力。這些提升區(qū)域形成隔離點(diǎn)，適合于支撐和/或粘附至上表面1。較低極性液體35在與具有印刷凸凹和納米構(gòu)造特性的波導(dǎo)10表面接觸時(shí)連接至納米構(gòu)造以增加對(duì)較低極性液體35的親和力的區(qū)域，偶極流體30粘附至納米構(gòu)造以對(duì)偶極液體30具有親和力的區(qū)域。在凸凹中，較低極性液體35針對(duì)通過肋和孔徑96而懸浮并且所有其他側(cè)被偶極液體30包圍的微滴。較低極性液體35的懸浮微滴的側(cè)壁被設(shè)計(jì)為大于 90度，使得由于失敗的總反射從波導(dǎo)10泄漏的輻射在較低極性液體35與偶極液體30之間的邊界處和較低極性液體35與低η包層5之間的邊界處被TIR反射。同時(shí)，微滴側(cè)壁的角度將反射以較小角度向上泄漏的輻射。下電極41位于介電層3之下。下電極41可以是公共地，或者按照行或列而圖案化，或者可以是有源矩陣的一部分。下電極41和介電層3可以位于低η包層5和波導(dǎo)10的頂部，或者可以直接位于波導(dǎo)10的頂部。如果下電極41和介電層3位于頂部具有低η包層5的波導(dǎo)10的頂部，在非?？赡艿氖?，低η包層5印刷工藝在孔徑96所處的凸凹底部的頂部留下殘余材料，這會(huì)導(dǎo)致電場(chǎng)強(qiáng)度的增大，并且增加電荷捕獲的風(fēng)險(xiǎn)。處理上述問題的一種方式是通過在工藝中將殘余材料刻蝕掉，其中對(duì)具有低η包層5的整個(gè)波導(dǎo)10進(jìn)行刻蝕工藝。然而，這種刻蝕工藝必須破壞納米構(gòu)造特性，并且這保證必須以足夠大規(guī)模來創(chuàng)建納米構(gòu)造特性以承受刻蝕，而不會(huì)改變其期望特性。實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)的一種方式是納米構(gòu)造一種特性，或者在一些情況下(僅當(dāng)具有納米構(gòu)造表面的材料的固有特性提供又一期望特性的情況下)，構(gòu)造兩種特性。清楚地，該工藝僅適用于電極41之前的表面，并且在該表面的頂部涂覆介電層3。在備選產(chǎn)生方法中，下電極41和介電層3直接涂覆于波導(dǎo)10，并 且介電層3具有在被刻蝕之后對(duì)于較低極性液體35比對(duì)于偶極液體30具有更大親和力的材料。在一些情況下，需要棱鏡以確保低η包層5可以直接粘附至波導(dǎo)10或介電層3。 可以將棱鏡旋轉(zhuǎn)涂覆在在期望表面，或者備選地可以通過多層印刷工藝將低η包層5和棱鏡這二者印刷在期望表面上，在多層印刷工藝中，首先將低η包層5提供至印刷矩陣，然后去除多余的低η包層5，然后將棱鏡提供至低η包層5，然后矩陣將棱鏡和低η包層5這二者涂覆在期望表面上。固化優(yōu)選地是UV固化，并且優(yōu)選地當(dāng)矩陣仍于期望表面接觸時(shí)進(jìn)行固化?？梢岳迷试S矩陣安全去除的材料以及更適合于形成所需納米構(gòu)造結(jié)構(gòu)的又一材料， 來提高期望的工藝。在這種情況下，印刷工藝將多層印刷施加到期望表面，并且低η包層5 在夾層結(jié)構(gòu)中呈現(xiàn)其期望特性。這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于，在相同印刷工藝中施加夾層中的每一層，并且通過針對(duì)特定任務(wù)而設(shè)計(jì)的特性來分別提高性能。工藝中所采用的印刷矩陣可以是一種實(shí)現(xiàn)滾筒制造的快速滾筒的滾筒。滾筒制造的快速滾筒是重要的，固化同樣快速和精確，這保證了在印刷被限制在印刷矩陣內(nèi)時(shí)應(yīng)當(dāng)進(jìn)行固化。根據(jù)電濕潤單元的目的，納米構(gòu)造表面可以是吸收或漫反射的。對(duì)于照明目的，通常對(duì)入射電子進(jìn)行反射是有價(jià)值的，而對(duì)于顯示應(yīng)用，吸收以增強(qiáng)黑電平是更有價(jià)值的。為了保證電濕潤單元內(nèi)較低極性液體35和偶極液體30的分布，上表面1下側(cè)對(duì)于較低極性液體30具有親和力。較低極性液體30可以被構(gòu)造成通過添加劑(例如，碳納米管或金屬離子)變得更加導(dǎo)電。由于較低極性液體30的導(dǎo)電性，可以提高電場(chǎng)強(qiáng)度，并且可以降低所需電壓。由于在上表面1的下側(cè)處存在油，因此上電極25直接與油電接觸，這幾乎沒有風(fēng)險(xiǎn)暴露于氧氣下?？梢允褂冕槍?duì)上電極25的保護(hù)位置來講有源矩陣放置在上表面1的下側(cè)上。有源矩陣可以具有基于油的印刷，排斥偶極液體30，并增強(qiáng)對(duì)較低極性液體35的親和力，并且形成氧化阻擋物并用作隔離物。絕緣印刷與圖案化的導(dǎo)電印刷相結(jié)合，圖案限定發(fā)生具有導(dǎo)電特性的較低極性液體35之間的電相互作用的位置。基于多晶硅和晶體硅的有源矩陣能夠經(jīng)受暴露于氧氣下，而便宜的印刷電子元件有源矩陣由不能夠經(jīng)受長期暴露于氧氣而不劣化的材料制成。保護(hù)有源矩陣的印刷和油層在印刷有源矩陣因氧氣暴露而劣化之前可以延長使用期限。來自波導(dǎo)10的輻射通過上表面1離開，并且如果存在位于上表面1下側(cè)的有源矩陣，則應(yīng)當(dāng)是部分透射的。電路中有源矩陣所需的晶體管和其他元件在透明版本中是可用的。因此基于印刷電子元件的整個(gè)電濕潤單元是可行的。通過以下操作進(jìn)行對(duì)光門的電控制，采用將孔徑96從對(duì)于較低極性液體35的親和力變化到對(duì)偶極液體30的親和力的電勢(shì)差，這由于偶極液體30的低η特性而關(guān)閉光門； 以及對(duì)準(zhǔn)電勢(shì)，這允許孔徑96呈現(xiàn)對(duì)較低極性液體35的親和力，并因此創(chuàng)建波導(dǎo)10與較低極性液體35之間的折射率匹配。 在 具有有源矩陣以及有源行或列的實(shí)施例中，會(huì)存在串?dāng)_，但是串?dāng)_是有限的，因?yàn)檩^低極性液體35的低導(dǎo)電性，以及垂直平面內(nèi)相對(duì)于通過反向微滴到孔徑96區(qū)域的更直接連接更薄且更長的連接。關(guān)閉光門與鄰近開啟光門之間的串?dāng)_在孔徑96區(qū)域?qū)⒂H和力切換至偶極液體30的電平之下，這確保了即使存在串?dāng)_的情況下，串?dāng)_也不足以引起控制開啟和關(guān)閉狀態(tài)的問題。
權(quán)利要求
1.一種輻射發(fā)射元件，包括輻射透射元件，具有第一折射率、第一表面、相對(duì)的第二表面；輻射發(fā)射器，適合于將預(yù)定波長的輻射發(fā)射到輻射透射元件中；以及多個(gè)輻射控制元件，其中，每個(gè)輻射控制元件包括-第一液體，具有第二折射率，-第二流體，具有低于第二折射率的第三折射率，第二折射率與第三折射率相比更接近第一折射率，-用于在兩種模式之間改變第一液體的形狀的改變裝置，其中〇在第一模式中，第一液體在第一表面部分處與第一表面接觸，在第一表面部分處，第一液體與第二流體之間的界面并不平行于第一表面部分；以及〇在第二模式中，在第一表面部分處，第二流體的表面至少實(shí)質(zhì)上平行于第一表面部分的形狀，其中，第一液體在預(yù)定波長下具有至少10%的透射率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的元件，其中，至少一個(gè)輻射控制元件包括覆蓋元件，覆蓋元件具有低于第一折射率的第四折射率，與第一表面相鄰，并且位于與第一表面部分相鄰的位置處，所述至少一個(gè)輻射控制元件的改變裝置適合于在第二模式中將第一液體的至少一部分移至與覆蓋元件交疊的位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的元件，其中，輻射發(fā)射器包括多個(gè)輻射發(fā)射器；以及控制裝置，適合于控制各個(gè)單獨(dú)輻射發(fā)射器在時(shí)間上順序地將輻射發(fā)射到輻射透射元件中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的元件，還包括控制器，與用于控制輻射發(fā)射器的控制裝置相配合地來控制輻射控制元件的改變裝置。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的元件，還包括多個(gè)輻射轉(zhuǎn)換裝置，每個(gè)輻射轉(zhuǎn)換裝置適合于接收從一個(gè)或多個(gè)輻射控制元件發(fā)射的輻射，并將接收的輻射轉(zhuǎn)換成具有與預(yù)定波長不同的一個(gè)或多個(gè)波長的輻射。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的元件，其中，輻射轉(zhuǎn)換裝置適合于將發(fā)射且接收到的輻射轉(zhuǎn)換成至少實(shí)質(zhì)上的白光。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的元件，還包括用于確定輻射發(fā)射器所發(fā)射的輻射的波長、基于所確定的波長來選擇一個(gè)或多個(gè)輻射轉(zhuǎn)換裝置、以及相應(yīng)地控制改變裝置的裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求5-7中任一項(xiàng)所述的元件，還包括顏色選擇裝置，適合于從轉(zhuǎn)換裝置接收轉(zhuǎn)換后的輻射，并且從轉(zhuǎn)換后的輻射中去除預(yù)定波長的輻射或預(yù)定波長區(qū)間內(nèi)的輻射。
9.根據(jù)權(quán)利要求5-8中任一項(xiàng)所述的元件，還包括包括多個(gè)強(qiáng)度控制元件的顯示元件，每個(gè)強(qiáng)度控制元件適合于接收來自轉(zhuǎn)換裝置和/或選擇裝置的輻射，并且以預(yù)定強(qiáng)度輸出接收到的輻射。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的元件，還包括背襯元件，沿著第一表面延伸， 并且限定了放置第一液體和第二流體的空間，該空間還由沿著圍繞輻射控制元件的閉合曲線在第一表面與背襯元件之間延伸的粘性液體來限定。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的元件，其中，至少一個(gè)輻射控制元件的改變裝置適合于在第一模式中將至少所有第一液體移至第一表面部分，并且在第二模式中將至少所有第一液體移從第一表面部分移開。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的元件，其中，至少一個(gè)輻射控制元件是雙穩(wěn)態(tài)的，使得第一與第二模式之間的改變需要通過改變裝置來饋送電信號(hào)，并且在不提供電信號(hào)的情況下，保持第一模式和第二模式中的每一個(gè)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的元件，其中，至少一個(gè)輻射控制元件的改變裝置適合于在第一模式下將至少所有第一液體移至第一表面部分，并且在第二模式下將至少所有第一液體移至第二區(qū)域或位置，第二區(qū)域或位置與第一表面部分不交疊，所述至少一個(gè)輻射控制元件還包括置于第一表面部分與第二區(qū)域/位置之間的分離元件，所述分離元件適合于當(dāng)沒有饋送電信號(hào)時(shí)防止第一液體移至第一表面部分和第二區(qū)域/位置中的另一個(gè)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的元件，其中，第一流體是偶極液體，第二流體是極性比所述偶極液體的極性小的流體，其中，改變裝置包括適合于提供電磁場(chǎng)的一個(gè)或多個(gè)電極，電磁場(chǎng)適合于移動(dòng)液體，改變裝置的一個(gè)電極位于與第一表面區(qū)域相鄰的位置，其中在第一模式下，液體在所述一個(gè)電極的表面上延伸。
15.一種操作輻射發(fā)射元件的方法，所述輻射發(fā)射元件包括輻射透射元件，具有第一折射率、第一表面、相對(duì)的第二表面；輻射發(fā)射器，適合于將預(yù)定波長的輻射發(fā)射到輻射透射元件中；以及多個(gè)輻射控制元件，其中，每個(gè)輻射控制元件包括-第一液體，具有第二折射率，以及在預(yù)定波長下具有至少10%的透射率，-第二流體，具有低于第二折射率的第三折射率，第二折射率與第三折射率相比更接近第一折射率，所述方法包括輻射發(fā)射器將輻射發(fā)射到輻射透射元件中，并同時(shí)在兩種模式之間改變第一液體的形狀，其中〇在第一模式中，第一液體在第一表面部分處與第一表面接觸，在第一表面部分處，第一液體與第二流體之間的界面并不平行于第一表面部分；以及〇在第二模式中，在第一表面部分處，第二流體的表面至少實(shí)質(zhì)上平行于第一表面部分的形狀。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，至少一個(gè)輻射控制元件包括覆蓋元件，覆蓋元件具有低于第一折射率的第四折射率，與第一表面相鄰，并且位于與第一表面部分相鄰的位置處，改變步驟包括當(dāng)改變至第二模式時(shí)，在所述至少一個(gè)輻射控制元件中，將第一液體的至少一部分移至與覆蓋元件交疊的位置。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的方法，其中，發(fā)射步驟包括多個(gè)輻射發(fā)射器在時(shí)間上順序地將輻射發(fā)射到輻射透射元件中。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，改變步驟包括與輻射發(fā)射器的順序一致地改變。
19.根據(jù)權(quán)利要求15-18中任一項(xiàng)所述的方法，還包括步驟多個(gè)輻射轉(zhuǎn)換裝置中的每一個(gè)接收從一個(gè)或多個(gè)輻射控制元件發(fā)射的輻射，并且將接收的輻射轉(zhuǎn)換成具有與預(yù)定波長不同的一個(gè)或多個(gè)波長的輻射。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，轉(zhuǎn)換步驟包括將發(fā)射且接收到的輻射轉(zhuǎn)換成至少實(shí)質(zhì)上的白光。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，還包括步驟確定輻射發(fā)射器所發(fā)射的輻射的波長， 基于確定的波長來選擇一個(gè)或多個(gè)輻射轉(zhuǎn)換裝置，以及改變各個(gè)單獨(dú)輻射轉(zhuǎn)換裝置。
22.根據(jù)權(quán)利要求19-21中任一項(xiàng)所述的方法，還包括步驟顏色選擇裝置從轉(zhuǎn)換裝置接收轉(zhuǎn)換后的輻射，以及從轉(zhuǎn)換后的輻射中去除預(yù)定波長的輻射或預(yù)定波長區(qū)間內(nèi)的輻射。
23.根據(jù)權(quán)利要求19-22中任一項(xiàng)所述的方法，還包括步驟顯示元件包括多個(gè)強(qiáng)度控制元件，每個(gè)強(qiáng)度控制元件接收來自轉(zhuǎn)換和/或選擇步驟的輻射，并且以預(yù)定強(qiáng)度輸出接收到的輻射。
24.根據(jù)權(quán)利要求15-23中任一項(xiàng)所述的方法，其中，在至少一個(gè)輻射控制元件中，改變步驟包括在第一模式中將至少所有第一液體移至第一表面部分，并且在第二模式中將至少所有第一液體從第一表面部分移開。
25.根據(jù)權(quán)利要求15-24中任一項(xiàng)所述的方法，其中，至少一個(gè)輻射控制元件是雙穩(wěn)態(tài)的，使得改變步驟包括通過改變裝置來饋送電信號(hào)，并且在不提供電信號(hào)的情況下，保持第一模式和第二模式中的每一個(gè)。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中，在至少一個(gè)輻射控制元件中，改變步驟包括 在第一模式下將至少所有第一液體移至第一表面部分，并且在第二模式下將至少所有第一液體移至第二區(qū)域或位置，第二區(qū)域或位置與第一表面部分不交疊，所述至少一個(gè)輻射控制元件還包括置于第一表面部分與第二區(qū)域/位置之間的分離元件，所述分離元件當(dāng)沒有饋送電信號(hào)時(shí)防止第一液體移至第一表面部分和第二區(qū)域/位置中的另一個(gè)。
27.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中，第一流體是偶極液體，第二流體是極性比所述偶極液體的極性小的流體，其中，改變步驟包括使用一個(gè)或多個(gè)電極提供電磁場(chǎng)，以移動(dòng)液體，其中一個(gè)電極位于與第一表面區(qū)域相鄰的位置，其中在第一模式下，液體在所述一個(gè)電極的表面上延伸。
28.一種組裝輻射發(fā)射元件的方法，所述方法包括-提供具有第一表面和相對(duì)的第二表面的輻射透射元件，-在第一表面上提供第一組較高親和力表面區(qū)域，-在第一表面上提供較高親和力材料的閉合曲線，閉合表面圍繞第一組較高親和力表面區(qū)域，-在第一表面上提供對(duì)較高親和力表面區(qū)域和較高親和力材料具有高親和力的液體，以及-提供背襯元件，并且對(duì)背襯元件進(jìn)行定位，以接觸閉合曲線的液體，而不接觸第一組較高親和力表面區(qū)域的液體，其中，在閉合曲線上提供的液體與在第一組表面區(qū)域上提供的液體相比從第一表面延伸的更遠(yuǎn)。
29.根據(jù)權(quán)利要求觀所述的方法，其中，閉合曲線具有比第一組較高親和力表面區(qū)域中任何較高親和力表面區(qū)域的最小尺寸都大的最小寬度。
30.根據(jù)權(quán)利要求觀或四所述的方法，還包括在閉合曲線內(nèi)提供流體的步驟。
31.根據(jù)權(quán)利要求觀-30中任一項(xiàng)所述的方法，還包括在第一表面上和在閉合曲線內(nèi)提供第二組較高親和力表面區(qū)域，第二組較高親和力表面區(qū)域中的每個(gè)較高親和力表面區(qū)域具有比第一組較高親和力表面區(qū)域的最小尺寸大的最小尺寸。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，該方法還包括步驟在提供液體之后，在第二組較高親和力表面區(qū)域中的每一個(gè)處，提供距離限定元件。
33.根據(jù)權(quán)利要求觀-32中任一項(xiàng)所述的方法，還包括在提供液體的步驟之后，并且在提供背襯元件的步驟之前，對(duì)液體提供加速力的步驟。
全文摘要
一種輻射發(fā)射元件，包括輻射透射元件，具有第一折射率、第一表面、相對(duì)的第二表面；輻射發(fā)射器，適合于將預(yù)定波長的輻射發(fā)射到輻射透射元件中；以及多個(gè)輻射控制元件，其中，每個(gè)輻射控制元件包括-第一液體，具有第二折射率，-第二流體，具有低于第二折射率的第三折射率，第二折射率與第三折射率相比更接近第一折射率，-用于在兩種模式之間改變第一液體形狀的改變裝置，其中在第一模式中，第一液體在第一表面部分處與第一表面接觸，在第一表面部分處，第一液體與第二流體之間的界面并不平行于第一表面部分；以及在第二模式中，在第一表面部分處，第二流體的表面至少實(shí)質(zhì)上平行于第一表面部分的形狀。其中，第一液體在預(yù)定波長下具有至少10％的透射率。
文檔編號(hào)G02B6/35GK102317835SQ200980153955
公開日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2009年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月6日
發(fā)明者奈杰爾·艾格爾斯奈普·拉森, 延司·瓦根伯萊斯特·思達(dá)伯·奧斯特格爾德, 戴維·斯文森 申請(qǐng)人:柏布里特有限公司