改进的光学调制器制造技术

本发明专利技术涉及一种用于透明模式和非透明模式之间切换的电泳设备及其用途，尤其是作为遮光帘的用途。该电泳设备包括流体和粒子，用于移动所述粒子的电极，并且包括各种其他元件。包括各种其他元件。包括各种其他元件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】改进的光学调制器


[0001]本专利技术涉及一种用于透明模式和非透明模式之间切换的电泳设备及其用途，尤其是作为遮光帘的用途。该电泳设备包括流体和粒子，用于移动所述粒子的电极，并且包括各种其他元件。

技术介绍

[0002]通常，电子显示装置尤其电泳显示装置是像素化显示装置，其中带电颜料粒子垂直移动以产生所需的像素着色。在其第一种方法中，黑色粒子和白色粒子被包封，限定了封闭空间，其中当白色粒子向下移动时黑色粒子同时向上移动，或反之亦然；因此，白色粒子或黑色粒子是可见的并且同时隐藏另一类型；透明状态是不可能的。颜料粒子不可自由移动，因为他们被包封在微胶囊中。该颜料粒子相对较大，通常大于500nm(0.5μm)，并且平均为1μm或更大。通常使用的两个电极一个位于另一个上方。切换通过电场实现，该粒子通常是带电的或可带电的；这种类型的显示装置通常称为Eink，诸如US2002/167500Al中所述。该微胶囊，通常由塑料制成，相对较小(30μm)。通过应用滤色片，可以提供颜色。有色粒子正在被显影并且可以相应地以电的方式驱动。切换相对较快(300毫秒以内)，稳定性好(10秒以上)，并且对比度也好。通常由于黑色状态或白色状态的微胶囊的固有存在，层的叠堆不可形成，即总是提供“颜色”。
[0003]在可替换的技术中，该有色粒子可以在整个像素中更自由地移动，基本上相互独立。该有色粒子从像素中的一个位置移动到另一个位置，这通常也是由于所施加的电场。第一位置通常是粒子聚集的地方，具有高密度或浓度，而第二位置通常是粒子均匀展开的地方，具有较低的浓度或密度，从而提供着色的效果。第一位置的区域(通常称为累积区域)相对较小。切换通过将粒子从累积电极移动到第二场电极来实现。通过向累积区域聚集粒子，改变显示器的透明度。在顶视图中，场区域和累积区域彼此相邻，与Eink方法相反。对于本领域的当前发展以及本技术的缺点的进一步细节，参考最近提交的NL2010936，该参考文献通过明确引用并入本文。与其他技术相比，主要区别在于有色粒子总是可见的。下面提供了一些细节。带电粒子的横向切换的优点在于电泳显示装置可以包括完全透明的状态。原则上，可以选择反射器或者可能背光。然而，在电泳显示器中，电场和粒子运动分布的控制不够精确，难以在“暗”状态下提供均匀的像素吸收以及将处于“亮”状态的粒子固定到电极。在上述显示器中从第一状态到第二状态的切换也可能相对较慢；通常，即使使用最近改进设备，对于大多数应用场合也太慢。应注意的是，通常现有技术的粒子以小于约0.1mm每秒的速度移动，这对于某些应用场合被认为是太慢了，慢了至少十倍。对于可能包括上述像素的叠堆的全色显示器，情况明显更糟。
[0004]需注意，存在各种像素布局。电泳显示器的问题是寿命，特别是对于电极。已经发现获得例如像素的稳定配置是困难的，特别是考虑到提供的电场。另外，仍然难以获得良好的切换时间和稳定性。
[0005]一般来讲需注意，电泳像素在建模方面相对困难。简单的计算，诸如流体粘度和施
加场的联接，在实际中没有很好地应用。这反映在大公司多年来尝试开发电泳像素失败的事实。
[0006]本专利技术的目的是克服现有技术电子设备的缺点而不危及功能和优点。

技术实现思路

[0007]本专利技术的第一方面涉及一种根据权利要求1所述的光学调制器，第二方面涉及一种包括所述光学调制器的产品，第三方面涉及一种所述的光学调制器的操作方法。本专利技术提供了不同情况下非常不同的操作方式，其中脉冲方式用于施加电场，使用良好导电材料作为电极。本光学调制器用于透明状态和至少部分非透明状态之间的切换和反向切换，其中通常非透明状态下大于70％的光，诸如大于90％的光受阻无法通过调制器，并且其中透明状态下大部分光允许通过。在非透明状态下人们仍可透过光学调制器看到其另一侧的图像。光学调制器包括第一衬底和第二衬底(11,12)，其中衬底是光学透明的，通常在相关波长下是大于95％透明的，诸如大于99％透明的。至少两个电极13,14设置在衬底的内侧。这些电极用于驱动粒子。流体15设置在所述衬底之间，流体包括纳米粒子和/或微米粒子，其中该粒子是带电荷的，并且能够根据所施加电势由电场驱动朝向或远离电极移动。粒子适用于吸收光以及由此预防特定波长通过。另外，设置连接件，用于施加电磁场于所述电极，其中使用时施加于电极的电磁场提供纳米粒子和微米粒子从第一电极向第二电极的移动以及反向移动，本光学调制器特征在于电极包括导电材料，该导电材料的电阻率小于100nΩm(处于273K时，作为对比通常使用的ITO具有105nOm)，其类似于处于20℃大于1*107S/m的电传导率。作为进一步特征，还可使用单位面积电阻率(欧姆每平方，Ω/
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)；然后，可选小于80Ω/
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(处于273K时)，优选小于60Ω/
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，更优选10Ω/
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，诸如小于2Ω/
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。为此，使用良好导电材料。进一步特征在于至少两个电极适用于提供电极之间的电力，即粒子在平行于衬底的大致水平的方向上移动。进一步特征在于电连接至少两个电极的供电器，其中该供电器适用于提供波形电，其中振幅、频率和相位中的至少一者是可适用的，并且其中电极与流体流体接触，该接触可为直接(流体接触该电极)或者非直接(流体通过第二介质诸如通过多孔层接触该电极)，并且其中电极覆盖衬底表面的1％至30％。出人意料地，通过此配置获得稳定电极，即该电极不发生任何退化可长时间保持操作。切换在特定应用场合中是可接收的并且可得到改进。该两个状态(透明和非透明)的稳定性良好。通常，本调制器包括有色粒子，该有色粒子能够从第一位置(例如存储区域)向第二位置移动。另外，粒子是带电或可充电的。而且，粒子可相对较小，例如小于900nm，优选小于400nm，并且大于30nm，优选大于40nm，诸如60nm至200nm。对改进移动和控制而言，优选更小的粒子。对施加移动而言，设置至少两个电极。对本专利技术而言，发现两个电极足够用于每个衬底。电极占据衬底内侧的一个区域，即朝向流体。一个电极可涉及电中性(或接地)电极。对控制有色粒子的移动和设备中状态(透明或有色)的稳定性而言，可设置用于施加电磁场于调制器的驱动器电路。
[0008]本调制器特征在于电极包括导电材料，该导电材料的电阻率小于100nOhm(处于273K时)，至少两个电极适用于当切换至非透明状态时，提供平行于衬底的所述电极之间的电力，并且至少两个电极适用于当切换至透明状态时，提供相对于衬底的方向上的所述电极之间的电力，其中该方向选自：平行于衬底，垂直于衬底，相对于衬底倾斜，以及他们的组合，以及包括供电器，与该至少两个电极电连接，其中该供电器适用于提供波形电，其中振
幅、频率和相位中的至少一者是可适用的，并且其中电极与流体流体接触，并且其中电极覆盖衬底表面的1％至70％。这提供了粒子的移动。而且，在有无电腐蚀的情况下，现调制器均可安全操作。通常，本调制器的第一衬底和第二衬底之间的距离小于30μm，诸如15μm。本调制器可包括一个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于透明状态和非透明状态之间切换和反向切换的光学调制器（10），包括：第一衬底和第二衬底（11, 12），其中所述衬底是光学透明的，至少两个电极（13, 14），，设置在衬底的内侧,流体（15），设置在所述衬底之间，所述流体包括纳米粒子和/或微米粒子（30），其中所述粒子是带电荷或可充电的，并且其中所述粒子适用于吸收和，连接件，用于施加电磁场于所述电极，其中施加于所述电极的所述电磁场提供所述纳米粒子和所述微米粒子从所述第一电极向所述第二电极的移动以及反向移动，其中所述电极包括导电材料，处于273K时所述导电材料的电阻率小于100nΩm，当切换至非透明状态时，所述至少两个电极适用于提供平行于所述衬底的所述电极之间的电力，并且当切换至透明状态时，所述至少两个电极适用于提供相对于所述衬底的方向上的所述电极之间的电力，其中所述方向选自：平行于所述衬底，垂直于所述衬底，相对于所述衬底倾斜，以及他们的组合，供电器，与所述至少两个电极电连接，其中所述供电器适用于提供波形AC交流电，其中振幅、频率和相位中的至少一者是可适用的，并且其中，所述电极与所述流体流体接触; 其中，所述电极覆盖所述衬底表面的1%至30%,其中，所述至少两个电极形成叉指式图案, 可选地包括进一步的分支, 其中所述叉指式图案是规则的二维图案，所述叉指式图案的每个手指包括至少一个波形形状，其中所述波形形状具有振幅A和宽度W，并且其中手指相互之间的距离为d。2.根据权利要求1所述的光学调制器，其中，所述波形形状对称性被打破，诸如其中所述波形形状的最高处设有下凹第一凸起（21），并且其中在所述波形形状的最低处设有下凹或上凹第二凸起（22）。3.根据权利要求2所述的光学调制器，其中，所述第一凸起具有的宽度大于所述第二凸起的宽度。4.根据权利要求1
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3所述的光学调制器其中，手指相互之间的距离d为10μm至500μm，优选10μm至100μm，并且/或者其中，所述波形的宽度W为50μm至750μm，并且/或者其中，所述波形的振幅A为10μm至500μm，并且/或者其中，距离d为10μm至100μm，并且/或者其中，所述第一凸起的宽度为10μm至50μm，并且/或者其中，所述第二凸起的宽度为10μm至50μm，并且/或者其中，所述第一凸起的宽度是所述第二凸起的宽度的2倍至4倍，并且/或者其中，所述第一凸起的高度h为5μm至20μm，并且/或者其中，所述第二凸起的高度h为5μm至20μm，并且/或者其中，所述凸起的形式是圆或椭圆的一部分，并且/或者其中，波形向凸起的过渡和反向过渡为逐渐的。5.根据权利要求1
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4所述的光学调制器，其中，供电器适用于提供脉冲以及在期间间隔中避免提供脉冲，诸如介于0.1sec/min至10sec/min之间的脉冲，并且间隔介于0.1秒至1000秒之间，优选介于5秒至600秒之间。
6.根据权利要求1
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5所述的光学调制器, 包括控制器，其中该控制器适用于保持交流电压，该交流电压的...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗马里克，
申请(专利权)人：埃尔斯达动力私人责任公司，
类型：发明
国别省市：