全内反射图像显示器中的双稳态增强制造技术

全内反射图像显示器配备有双稳态增强粒子相互作用层。双稳态增强层赋予显示器在0V或断电时的双稳态。双稳态增强层可以在0V或断电时将粒子保持在前电极处的消逝波区域中的表面附近以保留暗态图像。粒子相互作用层可以在0V或断电时将粒子保持在后电极表面附近以保留明亮状态图像。对粒子密度的控制提高了双稳态性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】全内反射图像显示器中的双稳态增强相关申请本公开要求2015年9月2日递交的美国临时申请No.62/213,344的递交日期的优先权，上述申请通过引用全部结合于此。
本申请总体涉及反射图像显示器。具体地，本公开涉及在全内反射图像显示器中实现双稳态。
技术介绍
全内反射(TIR)图像显示器中的光调制可以通过在低折射率介质中移动多个光吸收电泳移动粒子中的至少一个电泳移动粒子来控制。在跨电泳介质的施加电压的情况下，粒子可以在包括凸状突出物的高折射率前面板的表面处移入和移出消逝波区域。粒子可以具有带有单一光学特性的正电荷或负电荷。显示器的第一光学状态可以在当粒子进入消逝波区域并且阻止(frustrate)TIR时形成，其中，入射光线可以被移动粒子吸收(被称为暗态)。当粒子朝向后面的电极从消逝波区域中移出时，可以显示第二光学状态，其中光线可以被全内反射以形成光亮或明亮状态。显示器可以包括第二颜色的可选的第二多个粒子和与第一多个粒子相反的电荷极性，并且能够形成第三光学状态。以受控的方式将像素驱动到各个光学状态可以产生图像以向观看者显示信息。如果在断开显示器的电源后图像可以被保持一段时间，则图像呈现双稳态。双稳态(可互换地，图像稳定性)延长电池寿命并且降低运行期间的能量成本。双稳态还可以延长显示器寿命并且降低维护和更换成本。这些是对于在商业和单用户应用中采用TIR图像显示器的一些关键特质。本领域需要提高双稳态。附图说明本公开的这些和其他实施例将参考以下示例性和非限制性说明来讨论，其中，相似的元素被类似地编号，并且其中：图1描绘了根据本公开的一个实施例的具有双稳态增强层的TIR图像显示器的横截面；图2是在切换期间具有双稳态增强层的TIR图像显示器的图形表示；以及图3示意性地示出了用于实现本公开的实施例的示例性系统。具体实施方式公开的实施例总体涉及提供图像双稳态的方法、系统和装置。在一个实施例中，公开了包括双稳态增强层的装置。公开的实施例增强了双稳态和光学性能，同时当电源接通时保持切换特性。当设备通电时，双稳态增强层可能不会显著影响显示器的速度或切换性能。图1描绘了根据本公开的一个实施例的具有双稳态增强层的TIR图像显示器的横截面。图1中的显示器100包括连续的透明前面板(可互换地，外面板)102，其具有朝向观看者106的外表面104。前面板102可以包括聚合物或玻璃中的一种或多种。面板102在内表面上还包括多个凸状突出物108。凸状突出物可以包括一个或多个珠或半珠，或可以以珠或半珠的形状或以如图1所示的半球形突出物的形状。至少一个凸状突出物可以包括聚合物。凸状突出物可以紧密地布置在一起以形成向内突出的单层，其厚度大致等于突出物中的一个的直径。多个突出物可以包括各种尺寸的突出物。突出物中的每一个都可以接触紧邻该突出物的所有突出物。相邻的突出物之间可能保留最小的间隙或没有间隙。在示例性实施例中，面板102可以具有大于约1.6的折射率。具有多个凸状突出物108的面板102可以通过压花、挤压或其他类似方法或其组合来制造。无论设计如何，突出物都可以具有TIR能力，并且可以在基于TIR的显示器中可互换地使用。图1中的显示器100还可以包括位于凸状突出物的阵列108的表面上的透明前电极110。前电极层110可以包括氧化铟锡(ITO)、导电聚合物(诸如BAYTRONPTM或导电纳米粒子)、金属纳米线、石墨烯或其它导电碳同素异形体或分散在大体透明的聚合物中的这些材料的组合中的一种或多种。显示器100还可以包括后支撑面板112。面板112的内表面被示出有后电极层114。后电极层114可以包括TFT阵列电极、图案化直接驱动阵列电极或无源矩阵阵列电极中的一个或多个。(一个或多个)可选介电层(未示出)可以位于前电极层110或后电极层114的顶部、或前电极层和后电极层两者的顶部。(一个或多个)可选介电层可以各自具有至少80纳米的厚度。在示例性实施例中，厚度是大约80-200纳米。可选介电层可以包括聚合物或玻璃中的一种或多种。在示例性实施例中，介电层可以包括聚对二甲苯。在其他实施例中，介电层可以包含卤代聚对二甲苯。在示例性实施例中，介电层可以包括聚酰亚胺。在其他实施例中，介电层可以包括SiO2、含氟聚合物、聚降冰片烯或没有极性基团的基于烃的聚合物。前电极或后电极上或前电极层和后电极层两者上的可选介电层可以各自具有至少80纳米的厚度。在示例性实施例中，厚度是大约80-200纳米。在一些实施例中，介电层可以包括针孔。空腔116由前面板102和后面板112形成，并且可以包括介质118。介质118可以是空气或液体。在一些实施例中，介质118可以是碳氢化合物。在其他实施例中，介质118可以是氟化烃或全氟化烃。介质118可以是透明的。介质118可以限定折射率小于约1.4的液体。在示例性实施例中，介质118的折射率小于外部面板102的折射率。在示例性实施例中，介质118可以是FluorinertTM。图1中的显示器100还可以包括悬挂在介质118内的多个光吸收粒子120。粒子120可以包括正电荷极性或负电荷极性。粒子可以是染料或颜料或其组合。粒子可以包含有机材料或无机材料中的一种或多种。介质118还可以包括第二多个粒子(图1中未示出)。第二多个粒子可以包括电荷极性或可以是弱电荷的或不带电的。第二多个粒子可以具有带有与第一多个粒子的电荷极性相反的电荷极性的至少一个粒子。第二多个粒子可以是光吸收或光反射中的一个或多个。第二多个粒子可以是染料或颜料或其组合。第二多个粒子可以包括有机材料或无机材料中的一种或多种。介质118还可以包含分散剂、带电剂、表面活性剂、絮凝剂、粘度调节剂或聚合物中的一种或多种。显示器100还可以包括电压偏置源(未在图1中示出)。偏置源可以跨空腔116中的介质118施加电压偏置，以电泳地移动第一多个粒子120中的至少一个粒子。偏置源可以另外移动可选的第二多个粒子中的至少一个粒子。偏置源可以用于将多个粒子移动到前电极110或后电极114、或前电极110和后电极114之间的空腔116中的任何位置。在一个实施例中，显示器100还包括双稳态增强层122。双稳态增强层可以直接或间接地位于前电极层110上，使得双稳态层位于层110和介质118之间。第二双稳态增强层还可以被添加在层114和介质118之间的后电极层114(未在图1中示出)的顶部。双稳态增强层122是可以改善显示器中的双稳态同时保留显示器的切换性能的层。可以调节层122的表面属性，以控制在层122的表面和电泳移动粒子120之间的吸引力。这还可以被称为层122的保持强度。分子可以附着或结合到前电极层110或后电极层114中的一个或多个以产生双稳态增强层。层122可以包括不同电负性的侧基。在一些实施例中，用于产生双稳态增强层的一些分子可以具有包括烃的侧基。在一些实施例中，双稳态增强层可以包括卤代烃。卤代烃可以包括氟、氯或溴原子中的一个或多个。在其他实施例中，双稳态增强层的一些侧基可以包括不同水平的电子离域化，诸如苯甲基、噻吩(thiophene)、吡咯(pyrrole)、富勒烯或蒽(anthracene)基或具有扩展的电子离域化的其他基团中的一种或多种。在其它实施例中，双稳态增强层的一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能够在断电状态下保留图像的反射图像显示设备，该显示设备包括：光学透明片，所述光学透明片具有在内表面上包括多个凸状突出物的表面；前电极；后电极；介质，所述介质被包含在在所述前电极和所述后电极之间；至少一个带电电泳移动粒子，所述至少一个带电电泳移动粒子悬浮在所述介质内；双稳态增强层；以及电压源，所述电压源用于跨所述介质施加电压偏置，以在所述前电极和所述后电极之间形成电磁场以移动所述至少一个电泳移动粒子。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.02 US 62/213,3441.一种能够在断电状态下保留图像的反射图像显示设备，该显示设备包括：光学透明片，所述光学透明片具有在内表面上包括多个凸状突出物的表面；前电极；后电极；介质，所述介质被包含在在所述前电极和所述后电极之间；至少一个带电电泳移动粒子，所述至少一个带电电泳移动粒子悬浮在所述介质内；双稳态增强层；以及电压源，所述电压源用于跨所述介质施加电压偏置，以在所述前电极和所述后电极之间形成电磁场以移动所述至少一个电泳移动粒子。2.根据权利要求1所述的图像显示设备，还包括一个或多个介电层。3.根据权利要求2所述的图像显示设备，其中，所述一个或多个介电层为SiO2。4.根据权利要求1所述的图像显示设备，其中，所述双稳态增强层包括至少一个有机硅烷基。5.根据权利要求1所述的图像显示设备，其中，所述双稳态增强层还用作介电层。6.根据权利要求1或2所述的图像显示设备，还包括定向前光。7.根据权利要求1所述的图像显示设备，还包括彩色滤光片层。8.根据权利要求1所述的图像显示设备，还包括边缘密封件。9.根据权利要求1所述的图像显示设备，还包括间隔结构。10.根据权利要求1所述的图像显示设备，其中，所述后电极是直接驱动图案阵列、薄膜晶体管阵列或无...

【专利技术属性】
技术研发人员：张小加，托马斯·约翰逊，布拉玛·塞德里克，
申请(专利权)人：清墨显示股份有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US