具有悬浮不等轴微粒的显示装置制造方法及图纸

悬浮微粒装置（ＳＰＤ）４包含至少一个用于容纳微粒悬浮液１０ａ，１０ｂ的隔室，将第一电场施加至微粒悬浮液１０ａ，１０ｂ的装置，以及将第二电场施加至微粒悬浮液１０ａ，１０ｂ的装置，第一和第二电场具有不同的场方向。多个像素由多个隔室来限定，每一隔室容纳独立的微粒悬浮液１０ａ，１０ｂ和／或位于隔室内的微粒悬浮液１０的区域，该隔室中提供施加不均匀的第二电场的装置（图１１）。每一像素可被调节至透射状态、反射状态、或中间状态或“半透明值”，以使ＳＰＤ４可用于显示图像或文本。ＳＰＤ４可以通过将合适的电场施加至一个或多个像素，使像素为相同状态而被复位。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及以悬浮微粒装置的形式存在的电光元件。
技术介绍
悬浮微粒装置(SPD)在需要控制光和/或热能传输的应用中用作光闸或光阀。例如，SPD已在显示装置，建筑物的窗户和屋顶以及卫星中得到应用，以提供防止光量突然增加的保护，也在照相设备中用作快门。现在将参考图1和2描述这种光阀的作用。悬浮微粒装置1包含许多位于悬浮液体中的不等轴无机微粒，以后称为微粒悬浮液2。在没有外部干涉时，微粒的排列是无序的。即为，微粒具有由于布朗运动而随时间变化的随机方向。因此，如图1所示，入射到光阀上的光线3由于被微粒散射和/或反射而受到阻碍。如图2所示，通过对微粒悬浮液施加电场，能够控制微粒的排列。电场会在微粒中产生偶极子。为了使该系统的能量最小，这些微粒沿着平行于电场线的方向自我排列。这些微粒在施加电场后自我排列所需的时间在下文中称为响应时间。在图2的例子中，基本一致重排列增加了微粒悬浮液2的透射率，因此增加了入射光3的透射部分。电场等于或大于微粒悬浮液2的饱和电压，该电压被定义为使微粒悬浮液中的微粒沿电场方向充分排列，从而使微粒悬浮液2的透射率最大所需要的最小电压。当电场去除时，微粒通过布朗运动逐渐回复到图1中的无序状态，从而关闭光阀。下文中将微粒有序排列和本例中的微粒悬浮液的透射率明显下降所需的时间称为松弛时间。SPD具有的一些缺点限制了其某些应用的适应性。例如，松弛时间可能太大而不适用于某些要求光特性快速变化的应用。图3是显示铝片的悬浮液的响应时间和松弛时间的试验数据图。在t＝100s时，如图2所示施加电场，使微粒悬浮液变得可透射。该图示出，微粒响应于施加的电压而进行的重排列基本上在约60s的时间内完成。在t＝1100s时，去掉电场。该图显示透射率在时间经过大约1000s后下降至其最大值的约25％。然而，在一个特定的SPD中，精确的响应时间和松弛时间依赖于微粒和悬浮液体的属性、施加的电压、微粒悬浮液的体积以及所使用的驱动电路，该驱动电路确定了作为时间的函数的施加到微粒悬浮液上的电压。使用SPD时的另一个缺陷与微粒的沉积有关。即使在去掉电场时，也可能在SPD中存在微粒的任何聚集。这会在微粒悬浮液2中产生不均匀性，并且当光阀关闭时，也可能减小微粒悬浮液2的光密度。因此，光阀的光学性质的一致性受到不利影响。能克服这些问题的SPD已在US 3,708,219中公开。该现有技术的SPD包含了使微粒悬浮液在光阀中流通的装置。通过促使微粒悬浮液2流动，聚集和沉积减少了。在一个实施例中，液体通过两个单元流通，流动方向彼此垂直。每个单元在元件关闭期间用作起偏振器，以减少明显的松弛时间。然而，这些排列需要包含一个泵，以及连接于光阀的进口和出口，由此构成的复杂SPD太大而不适合某些应用。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，悬浮微粒装置包含至少一个容纳微粒悬浮液的隔室；用于将第一电场施加至微粒悬浮液的装置，该装置被配置为以使第一电场具有第一方向；和用于将第二电场施加至微粒悬浮液的装置，该装置被配置为使第二电场具有不同于所述第一方向的第二方向。该方面也提供了由SPD形成的透反射器，以及包含该透反射器的透反射显示器。将SPD配置为使微粒排列能被两个或更多具有不同电场方向的电场控制。由于微粒悬浮液对电场所需的响应时间通常比微粒悬浮液的光学性质通过微粒的布朗运动而下降所需的时间短得多，这使得微粒悬浮液的光学性质能通过改变隔室内的电场方向而迅速改变。例如，在悬浮微粒装置处于可透射状态时，在施加第一电场后，SPD能通过施加第二电场而迅速闭合。这样，可缩短设备的有效松弛时间，并且能降低聚集的影响。优选第一和第二方向相互垂直。SPD可包含多个隔板来限定多个隔室。这些隔室可容纳多个独立的微粒悬浮液。由于每一份微粒悬浮液限定于有限的体积内，任何因微粒沉积导致的不均匀限制于该隔室内，且不影响其余的SPD的光学性质。在这样的SPD中施加第二电场的装置可由隔板来提供，其位于隔板内或隔板上。可排列SPD，以使能将不均匀场施加至微粒悬浮液。例如，微粒悬浮液可容纳在其中设置有用于施加具有第一和/或第二电场方向的电场的多个装置的隔室中。一个隔室可包括多个区域，每个区域利用用于施加具有上述电场方向的电场的独立装置来控制。在本实施例中，SPD可包含一个或多个可以受到不均匀电场的隔室。包括多个独立的微粒悬浮液或位于隔室中的多个区域中的一个或两个的SPD被认为包含由其隔室和/或区域确定的多个像素。术语“像素”此后用于表示如上所述位于隔室中的微粒悬浮液或位于隔室的区域中的微粒悬浮液。包含多个像素的SPD可排列为使一个或多个电场能独立于至少一个其它像素而施加于某个像素。这使得一个或多个像素的光学性质能独立于至少一个其它像素得到调整，并且能够用于例如在SPD上显示图像。这样的SPD可进一步包含用于对像素寻址的有源矩阵。包括有源矩阵的用于施加第一和第二电场的装置可配置为将像素的透射率和反射率特征调节至中间值，或半透明值。例如，可通过对像素施加一个或多个电场来获得半透明值，其中施加的电压小于其中微粒悬浮液的饱和电压。将像素调节到半透明值的另一个方法包括根据适当的驱动电路施加脉冲序列形式的第一或第二电场至一个或多个像素。电场可以是交流或直流，且可以是均匀的或不均匀的。根据本专利技术的第二方面，悬浮微粒装置包含透明板，基板以及多个隔板，所述透明板、基板和隔板限定多个像素。一个或多个像素可以是由透明板、基板和隔板限定的封闭隔室，将这些隔室设置为容纳微粒悬浮液。可选择地，或者此外，一个或多个像素可由被设置为容纳微粒悬浮液的隔室中的区域限定，SPD包含同时施加具有给定电场方向的第一电场至第一区域，具有同一电场方向的第二电场到至少一个其它区域的装置。这允许将不均匀电场施加至微粒悬浮液。在SPD中，各微粒悬浮液限制于其隔室中。因此，任何由微粒沉降引起的不均匀也被限制在该隔室中，且不会影响其余的SPD的光学性质。优选多数隔板包含给像素施加电场的装置。这些装置可位于隔板之内或之上，或由隔板构成。可进一步设置SPD，以使一个或多个电场能独立于至少一个其它像素被施加至选定的像素上。这就使光学性质如反射率和透射率可在不同的像素间变化，并可用于在SPD上显示图像。上述SPD可进一步包括用于对隔室寻址的有源矩阵。包括有源矩阵的给像素施加电场的任何装置可配置为，将像素的透射率和反射率特征调节至中间值，或半透明值。例如，可按照给定的驱动电路以脉冲序列的形式将两个或更多具有不同电场方向的电场施加至一个或多个像素来实现半透明值。此外，或可替换的是，半透明值也可通过将一个或多个小于微粒悬浮液饱和电压的电压施加到像素上来获得。电场可以是交流或直流的，且可以是均匀或不均匀的。该方面也提供了包含SPD的透反射器，以及包含此类透反射器的透反射显示器。根据本专利技术的第三方面，包含微粒悬浮液的悬浮微粒装置的操作方法包括下述步骤将具有第一方向的第一电场施加至微粒悬浮液，以控制其中的微粒排列，以及通过将具有不同于第一方向的第二方向的第二电场施加至微粒悬浮液，以使悬浮微粒装置复位。SPD可包含多个由隔室确定的像素，这些隔室容纳受不均匀电场支配的独立的微粒悬浮液和/或微粒悬浮液的区域，即，至少两个区域能够同时受具有相同电场方向的不同电场支本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种悬浮微粒装置（４，２７，２９，３１，３５，３９），包括：至少一个用于容纳微粒悬浮液（１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ）的隔室；用于将第一电场施加至微粒悬浮液（１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ）的装置，该装置被配置为使第一电场具有 第一方向；以及用于将第二电场施加至微粒悬浮液（１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ）的装置，该装置被配置为使第二电场具有不同于所述第一方向的第二方向。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：NAM韦尔哈，DKG德贝尔，MT约翰逊，B范德黑登，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]