自稳定电泳抑制全内反射显示装置制造方法及图纸

一种图像显示装置（１０），包括：透明前板（１２）；与所述前板（１２）大致平行并与其隔开的后板（１４）；大致填充所述板（１２，１４）之间的空间的电泳悬浮物，所述悬浮物还包括电泳介质（２２），在所述介质（２２）内悬浮着无光散射性的光吸收粒子（２４），所述显示装置（１０）的特征在于：　　　　（ａ）所述粒子（２４）占据所述悬浮物的足够大的容积率，由此形成热力学稳定的聚集体（５６）；以及，　　　　（ｂ）用于横跨所述悬浮物施加电压的装置，使得所述聚集体（５６）作为大致一体的整体朝所述前板（１２）的内表面可控地电泳移动，由此抑制通过所述前板（１２）的光线在所述内表面处全内反射。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术提高电泳抑制全内反射(TIR，total internal reflection)的图像显示装置的长期稳定性。
技术介绍
已知可通过可控地抑制TIR而在反射状态与非反射状态之间切换多像素显示装置中选中的像素的状态来显示图像，其中，在所述反射状态下入射在这些像素上的光进行TIR，而在所述非反射状态下这些像素处的TIR受到抑制。还已知电泳可用于在这样的显示装置内可控地抑制TIR并且可控地切换像素的状态。电泳是一种众所周知的现象，带静电的物质由于所施加电场的作用而移动通过一介质。例如，可以可控地施加一电磁场而使粒子通过电泳介质朝向或远离渐逝波区域(evanescent wave region)移动来抑制在该区域中选中的像素部分处的TIR。还已知使用电泳移动粒子的显示装置的反复切换可导致粒子的不均匀分布或聚集，随着时间推移使显示装置所生成图像的质量逐渐降低。参见Dalisa，A.，“电泳显示技术(Electrophoretic Display Technology)”，IEEETransactions on Electron Devices，Vol.24，827-834，1977；以及Mürau等人的，“理解和消除电泳显示中的部分悬浮不稳定性(The understanding andelimination of some suspension instabilities in an eletrophoreticdisplay)，”J.Appl.Phys.，Vol 49，No.9，1978年9月，第4820页-第4829页。已知这些不希望的聚集可通过在单独的微流体区域内胶囊化(encapsulating)悬浮粒子组而减少。参见Nakamura等人的，“利用微胶囊化悬浮物改进电泳显示装置(Development of electrophoretic Display Using MicroencapsulatedSuspension)，”Society for Information Display Symposium Proceedings，第1014页-第1017页，1998以及Drzaic等人的“一种印制的并可卷曲的双稳电子显示装置(A Printed and Rollable Bistable Electronic Display)，”Society forInformation Display Symposium Proceedings，第1131页-第1134页，1998。
技术实现思路
本专利技术通过提供在电泳悬浮物内热力学稳定的粒子聚集体来提高电泳移动粒子显示装置的长期图像稳定性。所述聚集体可作为大致一体的整体被电泳移动，由此在反射和非反射状态之间切换显示装置的像素，从而无需在单独的区域内胶囊化悬浮粒子组。附图说明图1是现有技术的一部分电泳抑制TIR图像显示装置的放大的部分剖面视图，示出了不希望的不均匀粒子分布。图2A是现有技术的一部分电泳抑制TIR图像显示装置在施加电场之前的放大的部分剖面视图。图2B示出选择性施加电场之后的图2A的显示装置。图3A是根据本专利技术的电泳抑制TIR图像显示装置的一个像素的一部分在施加电场之前的放大的部分剖面视图。图3B示出选择性施加电场之后的图3A的显示装置。具体实施例方式在以下所有描述中，阐释特定的细节是为了更全面地理解本专利技术。但是，可不遵循这些细节的情况下实践本专利技术。在其它例子中，没有显示或描述众所周知的部件，以避免模糊本专利技术的实质。因此，本说明书和附图是解释性，而非限制性之意。图1示出具有一透明前板12及与前板12大致平行并与其隔开的一后板14的电泳抑制TIR图像显示装置10的一部分。前板12的内表面是经由在其上形成的多个平行的反射微棱镜16微构化的。或者，前板12的内表面是经由在其上形成的多个近似半球形的高折射率透明半珠(hemibead)微构化的，如2003年9月4日的美国专利申请第20030165016号所述，其内容在此引用作为参考。薄的、连续的、透明电极18施加到棱镜16的内表面。分段电极20施加到后板14的内表面，以便在每对相邻的棱镜16之间施加独立的电压(相应于单独的像素)。每个像素与棱镜16之一或电极20的段之一之间无需1∶1对应；优选地，每个像素对应于多个棱镜16和(可能不同的)电极20的多个段。电泳介质22，例如低折射率、低粘性、电绝缘液体(例如可从明尼苏达圣保罗的3M(3M，St.Paul，MN)获得的FluorinertTM全氟化烃液体(hydrocarbon liquid))大致填充板12、14之间的空间，在板12与介质22之间形成一TIR界面。在介质22中提供无光散射性的光吸收性的粒子24(例如颜料粒子)的微细分散的悬浮物。一电压源(未示出)电连接到电极18、22之间以在介质22中选中的像素区域上可控地施加电压。横跨所选像素区域施加电压使悬浮在所选区域内的粒子24电泳移动，由此形成从与所选区域的棱镜16的内表面相邻的大约0.25微米的渐逝波区带开始并向该区域内延伸大约5微米的一层。如上所述进行电泳移动时，具有比周围流体高的折射率且远小于光波长因而大致无光散射性的粒子24导致该层具有大致高于周围液体的有效折射率。该吸收性粒子层既具有抑制TIR并导致光线在界面上透射而不是反射的折射率的有功成分(real component)，又具有导致光线在通过该吸收性粒子层时吸收光线的无功成分(imaginary component)。光与粒子相互作用时基本没有光散射，而是光被吸收。这使得所选像素区域对于注视板12的外表面的观察者来说呈暗色外观。横跨所选像素区域施加相反极性的电压使粒子24朝该区域的电极20电泳移动，由此通过板12的入射光线在该区域的TIR界面上被TIR反射，使得该区域对于注视板12的外表面的观察者来说呈“白”色外观。电泳抑制TIR图像显示装置的结构和光学特征的更多细节可参见美国专利第6,064,784、6,215,920、6,304,365、6,384,979、6,437,921和6,452,734，其全部内容在此引用作为参考；以及前述美国专利申请第20030165016。电泳抑制显示装置10会随时间推移而表现出不希望的粒子24的聚集。具体地，粒子24易于形成松散的聚集体26，该聚集体26被介质22的内含相对少的悬浮粒子24的区域28所围绕。这样的聚集常常导致显示装置长期的图像质量和整体性能的降低。图2A和2B示出用于减少具有透明前板32和后板34的电泳抑制显示装置30内不希望的粒子聚集的现有技术。前板32的内表面是经由在其上形成多个平行的反射微棱镜36微构化的。微棱镜36的顶部38连接到后板34的内表面，在每对相邻棱镜36的相对斜面之间形成一胶囊化通道40。每个通道40由电泳介质42填充，在板32与介质42之间形成一TIR界面。在每个通道40内，介质42内含无光散射性的光吸收粒子44(例如颜料粒子)的微细分散的悬浮物。在每个通道40内，薄的透明电极45施加到限定该通道的相邻棱镜36的内表面。分段电极46施加到后板34的内表面，以对应每个通道40(或对应所选的一组相邻通道40)生成单独的像素区域。一电压源(未示出)电连接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：洛恩·A·怀特黑德，米歇尔·A·莫斯曼，
申请(专利权)人：英属哥伦比亚大学，
类型：发明
国别省市：