多色压敏液晶设备制造技术

本公开涉及多色压敏液晶设备，包括第一透明基板和与第一基板间隔开的第二基板，该第一透明基板在压力施加在其上时是柔性的。还包括导电层，导电层中的一个与第一基板接触且是透明的，并且导电层中的另一个与第二基板接触。导电层彼此分离。还包括压敏液晶层，其包括被设置在导电层之间的胆甾型液晶。液晶层至少包括第一颜色区域和第二颜色区域。第一颜色区域反射第一颜色的光，以及第二颜色区域反射第二颜色的光。被施加到基板的压力导致液晶的反射率的变化。在另一方面中，液晶层可至少包括第一区域和第二区域，第一区域和第二区域在选自由以下特性组成的组的特性方面区分于彼此：反射波长、反射率、线宽、电光响应、压力敏感度以及它们的组合。

Polychromatic pressure sensitive liquid crystal device

【技术实现步骤摘要】
多色压敏液晶设备本申请是申请日为2016年12月01日，申请号为201680011625.5，专利技术名称为“多色压敏液晶设备”的申请的分案申请。公开背景本公开大体上涉及书写/绘画板，特别涉及用在这样的书写/绘画板中的胆甾型液晶显示器(ChLCD)。针对捕获和显示通过手的书写和绘画的低成本、低功率电子设备的玩具的市场不断增长，并且竞争日益激烈。消费者期望易于使用并捕获与用笔在纸上写的感觉类似的手写体验的坚固耐用的设备。在力争自然资源的可持续性的世界里，消费者和制造商寻求纸和基于纸的解决方案的替代品，以便容易且廉价地捕获手写或手绘的想法、信息和图像。消费者还希望他们的电子设备以生动的、独特的和丰富多彩的方式捕获和呈现文本和图像，以模仿不同颜色的笔和纸的使用，而无需消费、弄乱和一次使用笔和纸。设备的耐用性和视觉吸引力对于玩具来说是特别重要的，以吸引儿童并吸引消费者为儿童购买产品以用于教育和娱乐两者的目的。2010年，肯特显示器公司(KentDisplaysInc.)上市了Boogie压敏胆甾型液晶书写板，也被称为电子书写器(eWriter)，其中，如美国专利号6,104,448和9,116,379中所描述的，尖头触笔或手指可用于在平板的表面上书写或跟踪图像，这两个专利通过引用并入本文。在胆甾型液晶书写板中，液晶被夹在两个基板之间，这两个基板间隔到特定单元间隙(cellgap)。上基板是柔性的，以及底部基板是不透明的或半透明的。在单元间隙内是双稳态胆甾型液晶层，其可呈现出基本上透明(焦锥)的织构和彩色反射(平面)的织构的两种织构。单元间隙的间距通常由在形状上为圆柱形或球形的塑料或玻璃间隔物来设定。平板通过将电压脉冲施加到电极以将胆甾型材料电驱动到焦锥状态来初始化。当用尖头触笔或手指按压在顶部基板上时，液晶局部移位。在触笔的位置处，液晶中引起的流动将其光学织构从基本透明变为明亮反射颜色。反射颜色与液晶层下面的不透明颜色或半透明颜色形成鲜明对比。由触笔或手指追踪的图像在不施加电压的情况下将无限期地保留在平板上，直到被擦除。擦除通过将电压脉冲施加到基板的内表面上的透明导电电极来实现，该电压脉冲将胆甾型液晶从其彩色反射状态驱动回到其基本上透明的状态。以上所描述的原理在美国专利号6,104,448中更详细地公开，其通过引用并入本文。可用于擦除图像的所选部分的另一种操作模式在美国专利号8,139,039中公开，其通过引用并入本文，并且可应用于本公开的压敏液晶设备。这种操作模式与以上所描述的操作模式不同。平板是通过以电压脉冲或脉冲将压敏液晶设备电驱动到颜色反射织构来初始化。然后，借助于施加到电极的适当值的连续电压，可通过用尖头触笔的压力将胆甾型材料驱动到基本上透明的织构来书写图像。这种具有彩色反射背景的操作模式被称为模式A，而具有基本透明背景的另一模式被称为模式B。在模式B下操作的商用书写板具有固定不透明的吸光背景的黑色。暗黑色背景为在平板上写的彩色反射图像提供高对比度。如通过引用并入本文的美国专利号5,493,430中所公开的，其它不透明颜色也可用于ChLCD的固定背景。背景的颜色与由胆甾型液晶反射的颜色叠加混合，以呈现与胆甾型液晶的颜色不同的颜色。背景上可能有多种颜色，并且这些颜色可被图案化。作为示例，图案可以是提供有线条的平板的线，以便于类似于如美国专利申请公开号2013/0314621中所描述的方格纸板(ruledpapertablet)书写文本，该专利申请通过引用并入本文。肯特显示器公司的当前电子书写器的设备特征及操作参见图1A、图1B中的现有技术，光吸收涂层1被放置在底部透明塑料基板2上，在该底部透明塑料基板的另一表面上涂覆有透明导电层3。如美国专利申请公开号2013/0314621中所描述的，该涂层1也可被图案化。压敏液晶设备的其余部分包括：液晶层4，其包括胆甾型液晶、聚合物和间隔物的固化分散体(dispersion)；以及另一透明顶部基板6，其在内表面上被涂覆有透明导电层5。基板6的未被导体5涂覆的侧面形成接近设备的观看者V(观看者V看箭头的大致方向)的书写表面W。底部基板和顶部基板被延伸，以形成底部凸缘7和顶部凸缘8。透明导电层3和5分别暴露在凸缘7和8上，以用于连接到驱动电子器件，使得电压或电压脉冲可被施加在导电层3和5上，该电压或电压脉冲具有适于初始化或擦除图像或者在模式A、模式B中的至少一个下操作压敏液晶设备并选择擦除的幅度和脉冲宽度，如美国专利8,228,301和8,139,039中所描述的，该专利通过引用以其整体并入本文。液晶层4中的胆甾型液晶可以是通过乳化、聚合诱导的相分离、温度诱导的相分离、溶剂蒸发相分离或通过两个导体3和5之间的流动减少特征制备的受限或不受限的互连液滴。图2示出了现有技术电子书写器340的侧视图，其示出了液晶层4，该液晶层由于来自触笔280的压力而具有减小的单元间隙300和未减小的单元间隙290的区域。导电电极260通过电互连件270连接到电子写(和擦除)电路301，其向导电电极260提供通常是电压脉冲形式的合适的电压。施加触笔280的压力，以产生图像。术语驱动电子器件意味着包括在设备上实现书写的写电路并且还包括实现设备的擦除的擦除电路。应理解的是，当使用术语写电路时，该电路也能够进行擦除。写电路不需要在设备的所有用途中实现书写，例如，对于模式B它不需要书写。图3解释了写电路301的功能。图3是被示为电子书写器的反射率(R)对被施加到单元的脉冲的电压(V)的典型和假想的电压响应的图示。在图3的电压响应中图示了两条曲线：具有未受压的单元间隙290的单元的实线曲线350和减小的单元间隙间距300的虚线曲线360(未受压的单元间隙和减小的单元间隙在图2中示出)。在图3的实线曲线350和虚线曲线360二者中，电子书写器的最大光反射率通过由Rp370表示的平面织构来实现，而电子书写器的最小光反射率通过由Rfc380表示的焦锥织构来实现。图4示出了使用黑色吸收层1和液晶层4中的被调谐以反射约550nm的光的胆甾型液晶制成的电子书写器的亮平面状态20和暗弱散射焦锥状态21的典型示例光谱。由胆甾型液晶反射的颜色可使用公式来调谐，其中，λmax是所需的峰值反射率波长，是所使用的向列相液晶分子的平均折射率，是用于在向列相液晶中诱导均匀扭转使得其可布拉格(Bragg)反射的手性掺杂剂分子的浓度，HTP是手性掺杂剂的螺旋扭转力。在模式A中，书写图像的过程是首先通过施加由竖直线390表示的值Vp的擦除电压来擦除所有先前的图像，以将单元最初驱动到具有图4的反射率和颜色20的平面织构。进行此操作的电压脉冲的幅度或电压的值在制造胆甾型液晶显示器的领域中是众所周知的，例如，美国专利5,453,863和5,691,795，这两个专利通过引用并入本文。这将书写板擦除成反射平面织构，使得书写板的背景颜色是如美国专利号5,493,430中所描述的图1A、图1B和图2的光吸收背层1的颜色与液晶层4中的胆甾型材料的反射颜色的叠加效果，或者是与如美国专利号9,116,379中所描述的半透明背层SL的效果相结合的液本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多色压敏液晶设备，包括：/n第一透明基板和第二基板，所述第一透明基板是柔性的且压力施加在其上，所述第二基板与所述第一透明基板间隔开；/n第一导电层和第二导电层，所述第一导电层和所述第二导电层被设置在所述第一透明基板和所述第二基板之间，并且彼此分离，所述第一导电层是透明的；/n液晶层，所述液晶层是对压力敏感的，并且所述液晶层包括胆甾型液晶和聚合物的分散体；/n其中，所述液晶层至少包括包含胆甾型液晶和聚合物的所述分散体的第一颜色区域和第二颜色区域，所述第一颜色区域适于反射第一颜色的光，以及所述第二颜色区域适于反射第二颜色的光；/n其中，被施加到所述第一透明基板的压力导致所述胆甾型液晶的反射率的变化，该反射率的变化使所述液晶层在所述压力被施加到所述第一颜色区域上时显示所述第一颜色，并在所述压力被施加到所述第二颜色区域上时显示所述第二颜色，以形成多色图像，其中不施加电压来形成所述多色图像；以及/n电子器件，所述电子器件适于将擦除电压施加到所述第一导电层和所述第二导电层。/n

【技术特征摘要】
20151216 US 14/971,0941.一种多色压敏液晶设备，包括：
第一透明基板和第二基板，所述第一透明基板是柔性的且压力施加在其上，所述第二基板与所述第一透明基板间隔开；
第一导电层和第二导电层，所述第一导电层和所述第二导电层被设置在所述第一透明基板和所述第二基板之间，并且彼此分离，所述第一导电层是透明的；
液晶层，所述液晶层是对压力敏感的，并且所述液晶层包括胆甾型液晶和聚合物的分散体；
其中，所述液晶层至少包括包含胆甾型液晶和聚合物的所述分散体的第一颜色区域和第二颜色区域，所述第一颜色区域适于反射第一颜色的光，以及所述第二颜色区域适于反射第二颜色的光；
其中，被施加到所述第一透明基板的压力导致所述胆甾型液晶的反射率的变化，该反射率的变化使所述液晶层在所述压力被施加到所述第一颜色区域上时显示所述第一颜色，并在所述压力被施加到所述第二颜色区域上时显示所述第二颜色，以形成多色图像，其中不施加电压来形成所述多色图像；以及
电子器件，所述电子器件适于将擦除电压施加到所述第一导电层和所述第二导电层。


2.如权利要求1所述的多色压敏液晶设备，包括光吸收背层，所述光吸收背层吸收穿过所述液晶层的光。


3.如权利要求1所述的多色压敏液晶设备，包括半透明背层，所述半透明背层在所述多色压敏液晶设备的远离所述多色压敏液晶设备的观看侧的底部部分附近，其中，所述半透明背层允许一些光被透射，一些光被反射以及一些光被吸收，其中，被吸收的所述光包括穿过所述液晶层的光，以及其中，被反射的所述光包括灰色光或一种颜色的光。


4.如权利要求2所述的多色压敏液晶设备，其中，所述光吸收背层是黑色的。


5.如权利要求2所述的多色压敏液晶设备，其中，所述光吸收背层包括彩色颜料。


6.如权利要求1所述的多色压敏液晶设备，仅包括单个所述液晶层。


7.如权利要求1所述的多色压敏液晶设备，其中，所述电子器件将电压脉冲施加到所述第一导电层和所述第二导电层，所述电压脉冲将所述胆甾型液晶变为基本透明状态。


8.如权利要求1所述的多色压敏液晶设备，其中，所述第一导电层和所述第二导电层在所述多色压敏液晶设备的观看区的至少一部分上是未图案化的。


9.如权利要求8所述的多色压敏液晶设备，其中，未图案化的第一导电层和未图案化的第二导电层跨所述多色压敏液晶设备的基本上整个观看区延伸。


10.如权利要求1所述的多色压敏液晶设备，其中，所述第一颜色区域和所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：克林顿·I·布拉干萨，毛里西奥·埃切韦里，阿塞德·A·汗，埃里卡·N·蒙特贝区，
申请(专利权)人：肯特显示器公司，
类型：发明
国别省市：美国;US