【技术实现步骤摘要】
技术介绍
1、电泳显示器通常包括电泳材料层和布置在电泳材料的相对侧上的至少两个其他层，这两层之一是电极层。在大多数这样的显示器中，这两个层都是电极层，并且电极层中的一个或两个被图案化以限定显示器的像素。通常，一个电极层具有单个连续电极的形式，而另一电极层被图案化成像素电极的矩阵，每个像素电极限定显示器的一个像素。在示例中，电泳介质被封装在微囊体中，并且微囊体分散在涂布在柔性基板上的粘结剂中，该柔性基板包括在塑料薄膜(释放)上的氧化铟锡(ito)或类似导电涂层(其用作最终显示器的一个电极)，囊体/粘结剂涂层被干燥以形成牢固粘附至基板的电泳介质的连贯层。单独地，准备包含像素电极阵列和用于将像素电极连接到驱动电路的导体的适当布置的背板。为了形成最终显示器，使用层压粘合剂将其上具有囊体/粘结剂层的基板层压至背板。
2、层压粘合剂和粘结剂被设计为具有特定的导电性，使得电泳粒子的行为可预测。例如，在黑白电泳显示器中，当显示器被寻址以实现特定灰色状态时，灰色状态的测量的反射率不应随时间漂移。然而，实际上，层状堆叠充当电容器，并且随着存储的电能从显示器堆叠中释放，光学状态会轻微漂移。这种变化在黑白电子阅读器中通常是无法察觉的，但对于高级应用，例如使用抖动颜色的全色电泳显示器，由于电容放电，所感知的图像可能会显著变化。当彩色颜料随着电容衰减而偏移，例如，肤色会呈现绿色色相，许多观察者会立即注意到这一点。为了避免这种限制，具有更好的工具来控制电泳材料堆叠中的介电电容将是有益的。进一步的好处将是减少导电材料(例如像素电极)和迹线材料(例
3、电泳显示器中电泳流体所经历的电场取决于驱动波形和(a)构成显示器的各个层的电容，以及更重要地，(b)这些层之间的界面的电容。当显示器在被驱动后接地时，存储在这些电容器中的电荷以一个时间常数排出，该时间常数取决于电容和返回电流所流经的电阻。如果该时间常数太短，过快的放电会导致带电颜料在与它们最初被驱动的方向相反的方向上运动。这种现象被称为“光学反冲”。优选地设计显示器中各个层和界面的电容，特别是显示器的离子导电层与至少一个驱动电极之间的界面，以便能够控制该时间常数。
4、克服光学反冲的一种解决方案是用所谓的“直流平衡”波形来驱动电泳流体。如在美国专利no.6,531,997和6,504,524中所讨论的，如果用于驱动显示器的方法施加在电光介质上的电场的净时间平均的结果不是零或接近零，则可能会遇到问题，并且会减小显示器的工作寿命。确实导致施加在电光介质上的电场的净时间平均为零的驱动方法方便地被称为“直流平衡”或“dc平衡”。非dc平衡的驱动波形通常被称为“dc不平衡”。大多数电泳显示器被设计为在dc平衡波形下工作，因为担心工作寿命和例如反冲的光学效应。
5、除了电泳显示器，控制介电电容在电润湿显示器和例如数字微流控的电润湿应用(替代地被称为介质上电润湿或“ewod”)中也很重要。ewod技术允许使用微量的样品和试剂执行样品制备、分析和合成化学。(wheeler在“digital microfluidics”,annu.rev.anal.chem.2012,5:413-40中提供了电润湿技术的2012年评论，其通过引用整体并入本文。)此类ewod装置可以由分段电极构成，其中用电压控制器直接驱动10到20个电极。可替代地，ewod装置可以结合有源矩阵装置(也称为有源矩阵ewod，又称为am-ewod)，其包括数千、数十万或者甚至数百万个可寻址电极。在有源矩阵中，电极通常由薄膜晶体管(tft)控制，并且液滴运动是计算机可编程的，因此am-ewod阵列可以用作通用装置，从而为控制多个液滴和执行同时分析过程提供了很大的自由。在某些实例中，ewod系统的电极涂布有高介电常数材料，例如氮化硅，以增加像素处的局部场强，从而有利于更好的液滴控制。
技术实现思路
1、本申请公开了一种优选的介电层构造，其可用于多种应用，包括半导体电子设备、电光显示器和数字微流控装置。所描述的介电层实现了高介电常数，并具有良好的表面光滑度、很少的针孔和降低的化学反应性。
2、在一个实例中，本专利技术包括层状电介质，其包括第一层(又名屏障层)、第二层(又名厚层)和第三层(又名覆盖层)，其中第二层布置在第一层和第三层之间。第一层包括氧化铝或氧化铪，且厚度在9nm和80nm之间。第二层包括氧化钽或氧化铪，且厚度在40nm和250nm之间。第三层为氧化钽或氧化铪，且厚度在5nm和60nm之间。在一个实施例中，第一层包含al2o3，第二层包含hfo2，以及第三层包含ta2o5。在另一个实施例中，第一层包含al2o3，第二层包含ta2o5，以及第三层包含hfo2。通常，第一层为20至40nm厚，和/或第二层为100至150nm厚，和/或第三层为10至35nm厚。在一些实施例中，层状电介质的介电强度大于6mv/cm。
3、本专利技术的介电层可以沉积在基板上，例如包括布置在基板和层状电介质之间的多个电极的基板。在一些实施例中，电极布置成阵列并且每个电极与薄膜晶体管(tft)相关联。在一些实施例中，疏水层沉积在第三层上，即，在电介质堆叠的顶部上。在一些实施例中，疏水层是含氟聚合物，其厚度可以在10到50nm之间，并且通过旋涂或其他涂布方法沉积。
4、本文还描述了一种用于创建上述类型的层状电介质的方法。该方法包括提供基板，使用原子层沉积(ald)沉积第一层，使用溅射沉积第二层以及使用ald沉积第三层。(第一层沉积在基板上，第二层沉积在第一层上，以及第三层沉积在第二层上)。第一ald层通常包括氧化铝或氧化铪并且厚度在9nm和80nm之间。第二溅射层通常包括氧化钽或氧化铪并且厚度在40nm和250nm之间。第三ald层通常包括氧化钽或氧化铪并且厚度在5nm和60nm之间。在一些实施例中，原子层沉积包括等离子体辅助原子层沉积。在一些实施例中，溅射包括射频磁控溅射。在一些实施例中，原子层沉积工艺包括引入al(ch3)3、ta[(n(ch3)2)3nc(ch3)3]或hf(n(ch3)2)4以及产生氧等离子体。在一些实施例中，ald工艺在小于1个大气压的压强下完成。在一些实施例中，该方法还包括在第三层上旋涂疏水材料。
5、本文所述的介电层可用于电泳显示器以提高显示器的寿命，例如通过减少粘合剂部件、粘结剂、底漆或电泳介质与驱动电极(例如有源矩阵背板)或顶部电极(例如pet-ito层)之间的电化学反应。虽然在电泳显示器中有意地包括介电层通常会导致光学性能降低，但发现可以通过在用dc不平衡波形驱动的显示器中的更新之间定期将电极主动接地来实现可接受的光学性能。图像中像素的整体更新时间可以减少，因为(a)不需要花费在dc平衡脉冲上的时间，以及(b)dc平衡脉冲可能会在与预期的颜色相反的方向上偏置显示器的光学状态，需要额外的波形时间来克服。dc不平衡波形会导致残余电压的积累，但这可以在驱动后接地期间排出。
6、这样本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电泳显示器，包括：
2.如权利要求1所述的电泳显示器，其中，所述介电层的厚度在10nm和100nm之间。
3.如权利要求1所述的电泳显示器，其中，所述介电层的厚度在25nm和75nm之间。
4.如权利要求1所述的电泳显示器，其中，所述介电层包括氧化铝、氧化铪、氧化钽或氮化硅。
5.如权利要求1所述的电泳显示器，其中，所述电泳介质还包括至少一组另外的带电颜料粒子。
6.如权利要求1所述的电泳显示器，其中，所述两组带电颜料粒子中的一组包括光散射带电颜料粒子，以及所述两组带电颜料粒子中的另一组包括基本上非光散射带电颜料粒子。
7.如权利要求1所述的电泳显示器，其中，所述介电层布置在所述电泳介质和所述透光电极之间。
8.如权利要求1所述的电泳显示器，其中，所述介电层布置在所述电泳介质和所述后电极之间。
9.如权利要求1所述的电泳显示器，其中，所述介电层布置在所述电泳介质和所述透光电极之间，并且另一介电层布置在所述电泳介质和所述后电极之间。
10.如权利要求1所述的电泳显示器
11.如权利要求1所述的电泳显示器，其中，所述介电层被配置为充当电容元件以减少所述显示器中的残余电压的积累。
12.一种电泳显示器，包括：
13.如权利要求12所述的电泳显示器，其中，每个介电层的厚度在10nm和100nm之间。
14.如权利要求12所述的电泳显示器，其中，每个介电层的厚度在25nm和75nm之间。
15.如权利要求12所述的电泳显示器，其中，每个介电层包括氧化铝、氧化铪、氧化钽或氮化硅。
16.如权利要求12所述的电泳显示器，其中，所述两组带电颜料粒子中的一组包括光散射带电颜料粒子，以及所述两组带电颜料粒子中的另一组包括基本上非光散射带电颜料粒子。
17.如权利要求12所述的电泳显示器，其中，所述电泳介质还包括至少一组另外的带电颜料粒子。
18.如权利要求12所述的电泳显示器，其中，所述介电层被配置为减少到所述透光电极和所述后电极的离子和电子传输，以减少电极电化学退化。
19.如权利要求12所述的电泳显示器，其中，所述介电层被配置为充当电容元件以减少所述显示器中的残余电压的积累。
20.一种电泳显示器，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种电泳显示器，包括：
2.如权利要求1所述的电泳显示器，其中，所述介电层的厚度在10nm和100nm之间。
3.如权利要求1所述的电泳显示器，其中，所述介电层的厚度在25nm和75nm之间。
4.如权利要求1所述的电泳显示器，其中，所述介电层包括氧化铝、氧化铪、氧化钽或氮化硅。
5.如权利要求1所述的电泳显示器，其中，所述电泳介质还包括至少一组另外的带电颜料粒子。
6.如权利要求1所述的电泳显示器，其中，所述两组带电颜料粒子中的一组包括光散射带电颜料粒子，以及所述两组带电颜料粒子中的另一组包括基本上非光散射带电颜料粒子。
7.如权利要求1所述的电泳显示器，其中，所述介电层布置在所述电泳介质和所述透光电极之间。
8.如权利要求1所述的电泳显示器，其中，所述介电层布置在所述电泳介质和所述后电极之间。
9.如权利要求1所述的电泳显示器，其中，所述介电层布置在所述电泳介质和所述透光电极之间，并且另一介电层布置在所述电泳介质和所述后电极之间。
10.如权利要求1所述的电泳显示器，其中，所述介电层被配置为减少到所述透光电极或所述后电极的离子和电子传输，以减少电...
【专利技术属性】
技术研发人员：C·维沙尼，S·J·特尔弗，K·拉达瓦茨，K·R·可劳恩斯，T·J·奥马利，辛德平，
申请(专利权)人：伊英克公司，
类型：发明
国别省市：
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