反射型显示像素制造技术

提供了各种反射型显示像素。在一个实施例中，特别地，提供了一种用于对入射可见光的返回进行调制的反射型显示像素，该反射型显示像素包括一个或多个堆叠单元。每个单元包括以下流体，该流体包含能够吸收该单元的至少一个指定波长带中的入射光的光吸收介质和能够选择性地返回光在该单元的指定波长带内的至少一部分的光返回介质。在其他实施例中，每个单元包括以下流体，该流体包含能够吸收该单元的至少一个指定波长带中的入射光的光吸收介质和能够选择性地返回可见光在该单元的指定波长带外的至少一部分的光返回介质。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】反射型显示像素
技术介绍
反射型显示器是其中使用环境光来观看所显示的信息的非发射型设备。不是对来自内部源的光进行调制，而是将入射光谱的所期望的部分从显示器反射回到观看者。反射型显示器包括对光反射回到观看者进行控制的像素的阵列。附图说明参照以下附图，可以更好地理解本专利技术的许多方面。附图中的组件不一定按比例绘制，而是重点在于清楚地示意本专利技术的原理。此外，在附图中，贯穿多个视图，相似的参考标记表示对应的部分。图I是根据本专利技术的实施例的反射型显示像素的单元的图形表示；· 图2是根据本专利技术的实施例的返回入射光的图I的单元的图形表示； 图3是根据本专利技术的实施例的包括图I和2的三个单元的反射型显示像素的图形表/Jn ο具体实施例方式电子纸(e-paper)技术已经演进为提供对环境光的反射进行控制的单层单色显示器。例如，已经使用了采用白色二氧化钛(TiO2)颗粒在着色流体中的前至后电泳移动的反射型显示像素。由于这些像素不允许堆叠，因此仅可以通过在并排布置的N个子像素上使用过滤器来实现一定范围的颜色，其中，每个子像素对不同的颜色带进行调制。然而，在这种情况下，可以在每个颜色带中利用小于1/N的入射光，从而对反射型显示器的亮度造成不利影响。图I是根据本专利技术的实施例的反射型显示像素的单元100的图形表示。单元100包括以下流体，该流体包含光吸收介质和光返回介质。光吸收介质吸收一个或多个指定波长带内的入射光，但是在其他波长处透明。例如，在一个实施例中，指定波长带包括蓝色光。在其他实施例中，指定波长带可以包括绿色光或红色光。光吸收介质对可见光在指定带外的至少一部分透明，从而允许波长基本上透射通过像素单元100。在一些实施例中，该吸收足够强以使得如果未被光返回介质返回的话，则在单元100的厚度内吸收指定波长带内的基本上所有光。在一个实施例中，特别地，指定波长带包括子带。子带可以重叠、邻接或非邻接。单元100的流体可以对光的所有波长或者这些波长在该单元100的指定带外的至少一部分基本上透明。在图I的实施例中，流体由吸收指定波长带内的光的光吸收介质着色。该吸收可以由着色剂提供，该着色剂例如但不限于流体中的颜料和染料。在单元100中可能不主动控制着色流体120。在其他实施例中，光吸收介质包括光吸收颗粒，该光吸收颗粒例如但不限于颜料颗粒和等离体子(plasmonic)颗粒。光吸收颗粒可以悬浮在流体中，并且,在一些实施例中，光吸收颗粒可以是在像素单元100中可控制的。在一些实施例中，颗粒和/或着色剂的各种组合可以用作光吸收介质。像素单元100还包括流体中的光返回介质。在图I的实施例中，光返回介质是多个光返回颗粒110，其适于选择性地返回光在(一个或多个)指定波长带内的一个或多个波长。在一些实施例中，这些颗粒110是反射型颗粒，其适于反射具有与光吸收介质的吸收光谱相匹配的光谱的光。在其他实施例中，仅返回吸收光谱的一部分。反射可以包括但不限于衍射和散射效应。在一个实施例中，特别地，光的这两种偏振由光返回介质返回。光返回颗粒的示例可以包括但不限于支持局部化等离体子共振的金属或复合金属-介电颗粒。局部化等离体子共振是可与光强耦合的导电电子的集体振荡。典型地，贵金属(例如，银(Ag)和金(Au))提供强等离体子共振。等离体子结构还可以被建造成对期望光波长处的光进行强散射而在其他波长处基本上透明。例如，隔离的球形金属颗粒的散射截面与其半径的6次幂(r6)成比例地增大，而其吸收截面取决于其半径的3次幂(r3)。因此，直径大于约60 nm的球形银或金颗粒主要对光进行散射而没有太多吸收。还可以通过适当设计颗粒，使该散射偏重于反向散射。例如，100 nm直径范围内的简单球形银颗粒对光的反向散射比其对光的前向散射明显更多。备选地,反射型颗粒可以是由具有金属外壳的介电核心或具有介电外壳的金属核 心构成的光学散射的等离体子核心-外壳颗粒。对核心和外壳的复合结构的尺寸和材料属性(例如介电属性和金属带结构)进行调整允许对其等离体子散射共振的波长位置和宽度进行调谐。通过改变尺寸和材料属性，等离体子颗粒可以适于返回或吸收指定波长带内的光。在另一实施例中，基于调整后的层或同心外壳的布喇格散射颗粒可以用作光返回颗粒。布喇格散射颗粒可以由具有不同折射率的材料的交替层制成。层厚度被设置为层材料的四分之一波长厚度。可以对球形颗粒施加涂覆层，以形成不同折射率的同心外壳，使得其反射从所有方向入射的光。这种布喇格散射颗粒给出了由层的厚度和层之间的折射率差值确定的波长选择性反射。例如，在G. BurIak等的“Electromagnetic eigenosciIIationsand fields in a dielectric microsphere with multilayer spherical stack”， OpticsCommunications,第187卷，pp. 91-105 (2001)中描述了布喇格散射颗粒的示例。其他类型的纳米颗粒可以用作光返回颗粒110。在一个实施例中，特别地，胆甾片颗粒操作用于通过包括在指向矢取向上具有螺旋状变化的多层介电结构来选择性地对波长进行散射。这造成光学常数随深度的螺旋状变化，这根据节距和螺旋性(handedness)实现了在圆偏振的给定螺旋性下光在所选波长带内的反射。为了反射两种圆偏振，可以使用复合颗粒，复合颗粒在颗粒的一部分上包括右旋扭转并在颗粒的其余部分上包括左旋扭转。备选地，可以利用右旋颗粒和左旋颗粒二者。这种结构的劣势在于所反射的颜色确实取决于入射角，从而将必须对颗粒进行对准或定向。相反，不需要如上所述的对球形颗粒的取向进行控制。在T. Z Kosc 等的 “Progress in the development of polymer cholestericliquid crystal flakes for display applications，，，Displays,第25卷，no. 5，pp.171-176 (2004)中描述了胆甾片。这些胆甾片由可被UV固化以形成聚合体的胆甾液晶材料制成。其他光返回颗粒110可以包括结构化纳米颗粒，所述结构化纳米颗粒例如但不限于具有同心层的杆状颗粒以及其中使用空腔共振生成颜色的复合金属/介电颗粒。颗粒内的衍射结构也可以用于生成颜色。理想地，散射颗粒被设计为主要将光后向散射至观看者，而不是将光前向散射至光吸收介质中。这可以通过设计颗粒的大小和形状而实现。可以对像素单元100的光吸收介质和光返回介质中的至少一个进行可控定位，以控制该单元100的该至少一个指定波长带内返回的光的量。在一个实施例中，像素单元100是具有透明衬底130和透明电极140的电泳单元，透明衬底130和透明电极140被包含光返回颗粒110和/或光吸收颗粒的流体分离。在其他实施例中，像素单元100利用介电泳移动或者至少部分取决于电流体动力效应的移动。 在图I的实施例中，光返回颗粒110在像素单元100内的位置是可控制的。例如，在电泳单元中，光返回颗粒100可以是具有以下ζ电位(zeta potential)的带电颗粒,该ζ电位足以利用由电极140提供的电场，在单元100上以电泳方式移动这些颗粒。备选地，如图I和本文档来自技高网...

【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：G吉布森，S基特森，A盖索，
申请(专利权)人：惠普开发有限公司，
类型：发明
国别省市：