CN105659157B - 宽的操作温度范围的电泳装置 - Google Patents
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Abstract
电泳装置(101)包括第一电极(60)和与第一电极(60)隔开的第二电极(60)。包括电泳墨水(830)和一个或多个光学透明的、非平面的固体聚合物元件(808)的电泳单元(809)位于电极(60)之间。墨水(830)包括悬浮在光学透明的悬浮流体(820)中的至少一种类型的带电颗粒(11)。聚合物元件(808)和悬浮流体(820)的折射率匹配以具有小于0.0075的差值，并且对于该装置的操作温度范围(0℃‑70℃)的一半或更多，聚合物元件(808)和悬浮流体(820)的热‑光系数(每开尔文的折射率的温度系数)匹配以具有在量级上小于0.0002/K的算术平均差值。
Description
相关申请
本申请涉及于2013年3月22日提交的题为“An Electrophoretic Device Havinga Transparent Light State”的爱尔兰专利申请No.S2013/0104(代理编号P106878IE00)。
技术领域
本申请涉及在宽的操作温度范围使用的电泳装置。
背景技术
存在对如下的电光装置的需求，其在一个或多个光状态(light state)中对可见光透明并且在其它光状态下使光衰减。这样的装置的应用包括用作智能玻璃中的光衰减器，用作透视显示器，或用作阳光下可读的反射型显示器。通过控制窗口、玻璃外观或顶部(roof)系统中的光透射率，可提供包括透视(即透明的)、私密(不透明的)、电子可变的着色或调光、或变黑(black-out)的功能。在显示装置中，功能性可扩展至新的领域，例如提供透视(即透明的)显示器和提供用于户外应用中的大尺寸的阳光下可读的反射型显示器。
存在对在地理位置上的户外(即局部区域的环境)所遇到的宽的温度范围操作的电泳装置的需求。在其外部板(面，pane)中引入层叠电泳装置的中空 (绝缘)玻璃单元(IGU)将该装置暴露在约室外的温度。此外，引入装置的IGU 暴露在阳光下且要求必要的光稳定性(即耐候性)。
在炎热气候下的地平面处，太阳在其最高点处的每平方米的三个太阳光谱中的能级为UV的约32瓦特(3％)、可见光的445瓦特(44％)、和红外的527 瓦特(53％)，或总共约1004瓦特。一般来说，智能玻璃和户外显示器的现有技术并未描述当该太阳能通过光状态吸收时它会发生什么，并且对于在因吸收入射太阳能的装置内的热量积聚导致的升高的温度下的操作方面基本上没有记载。
电泳装置因在升高的温度下使用而遇到的问题包括相对于标准(即参考) 环境温度的显著增加的雾度，和悬浮流体溶解/溶液化或溶胀在电泳单元内且与流体接触的聚合物元件(例如非平面的聚合物结构和带电颗粒)的能力。雾度问题与温度成比例并且是可逆的。在20℃(折射率参考温度)具有最小雾度(即约3％或更小)的电泳装置在从约30℃开始可在雾度方面产生可察觉的增加并且在约70℃继续变得浑浊或半透明。聚合物溶解或溶胀问题随着时间产生，并且现有技术的装置/方法的使用导致在数天或数月的装置失效，取决于材料的选择和在升高的温度下总小时数。例如，在将脂族烃用于悬浮流体(例如来自Exxon Mobil的Isopar系列)的装置中，该悬浮流体可在升高的温度下变成对于聚合物的有效溶剂，而在室温下为非溶剂。此外，除非在非常炎热的气候条件下采取措施来管理热量积聚，否则随着时间的推移可超出聚合物的最大连续使用温度，导致热劣化。例如，PMMA(即聚甲基丙烯酸甲酯)和大多数聚氨酯具有为约90℃或更低的最大连续使用温度(也被称为它的工作温度)。
非常低的操作温度还导致相对于标准操作温度的显著增加的雾度，并且悬浮流体的粘度可增加至其在20℃的值的多倍，导致不可接受的长的切换时间或切换的失效。在将直链脂族烃用于悬浮流体的现有技术的装置中，在流体中可形成蜡晶体，导致从约-10℃或更低开始的浑浊或半透明的外观。
综上，需要在旨在应用的地理区域中的户外所遇到的宽的温度范围可靠地操作和保持无雾度(即最低雾度)的电泳装置。此外，由于一些光状态中的太阳能吸收，因而需要比峰值环境温度显著更高的升高的温度的操作。当在宽的温度范围操作且暴露于太阳光时与现有技术的装置相关的主要问题可包括以下的一些或全部：
a)雾度与和标准或参比温度的温度差成比例地增加，并且从约10℃或更高的差值开始变得可察觉；
b)在升高的温度下随着时间的推移聚合物被悬浮流体溶解或溶胀；
c)如果聚合物经受大于其工作温度的连续使用，随着时间推移的热劣化；
d)在低的环境温度下的不可接受的长的切换时间或切换的失效；
e)在低的环境温度下的悬浮流体的结晶化；以及
f)随时间的推移的聚合物和悬浮流体材料的由阳光引起的光降解。
发明内容
在第一方面，电泳装置包括第一电极和与所述第一电极隔开的第二电极、以及在所述电极之间的包括电泳墨水和一个或多个光学透明的非平面的固体聚合物元件(元，成分，element)的电泳单元(电泳池)，所述墨水包括悬浮在光学透明的悬浮流体中的至少一种类型的带电颗粒，所述聚合物元件和所述悬浮流体的折射率匹配以具有小于0.0075的差值，并且对于所述装置的操作温度范围的一半或更多，固体聚合物元件和悬浮流体的热-光系数(也被称为每开尔文的折射率的温度系数或折射率相对于温度的微分dn/dT)匹配以具有在量值(大小)上小于0.0002/K的算术平均差值。
在第二方面，电泳装置包括第一电极和与所述第一电极隔开的第二电极、以及在所述电极之间的包括电泳墨水和一个或多个光学透明的非平面的固体聚合物元件的电泳单元，所述墨水包括悬浮在光学透明的悬浮流体中的至少一种类型的带电颗粒，所述聚合物元件和所述悬浮流体的折射率匹配以具有在参比温度的小于0.0075的差值，并且所述非平面的固体聚合物元件和所述悬浮流体的色散匹配为大约或小于眼睛的最小分辨率，并阿贝数Vd表示它们的色散，两者皆具有大于或等于39的Vd数。
在第三方面，电泳装置包括第一电极和与所述第一电极隔开的第二电极、以及在所述电极之间的包括电泳墨水和一个或多个光学透明的非平面的固体聚合物元件的电泳单元，所述墨水包括悬浮在光学透明的悬浮流体中的至少一种类型的带电颗粒，所述聚合物元件和所述悬浮流体的折射率匹配以具有小于0.0075的差值，并且在25℃和589.3nm的光下的匹配的折射率(即 nD25)小于1.460。
在第四方面，电泳装置包括第一电极和与所述第一电极隔开的第二电极、以及在所述电极之间的包括电泳墨水和一个或多个非平面的固体聚合物元件的电泳单元，所述墨水包括悬浮在悬浮流体中的至少一种类型的带电颗粒，且所述悬浮流体的75质量％或更多为有机硅氧烷(有机硅)和脂族烃并且所述固体聚合物为氟化弹性聚合物。
在实施方式中，所述非平面的固体聚合物元件是弹性体并具有小于20 ℃(即293K)的玻璃化转变温度(即Tg)以及具有交联。
在实施方式中，所述带电颗粒响应于使用所述电极施加的电场在所述悬浮流体中移动位置(即平移)。
在实施方式中，所述带电颗粒响应于施加至所述电泳装置的电场在第一极端光状态和第二极端光状态之间移动，在所述第一极端光状态中颗粒在所述单元内最大程度地展开(散布)以位于阳光通过该单元的路径中且使传送通过该单元的光强烈地衰减，在第二极端光状态中所述颗粒最大程度地集中在所述单元中以使它们从阳光通过该单元的路径中移除且基本上使光传送通过所述单元。
在实施方式中，匹配的热-光系数皆是负的，并具有大于2.25x 10-4/K、且优选大于3.0x 10-4/K，且最优选大于3.25x 10-4/K的量值。
在一些实施方式中，所述热-光系数匹配具有在量值上小于0.000125/K、且更优选小于0.0001/K、且最优选小于0.000075/K的算术平均差值。
在一些实施方式中，所述热-光系数匹配是在整个操作温度范围上。
在一些实施方式中，所述玻璃化转变温度(即Tg)低于所述电泳装置的最低操作温度，并且优选小于零摄氏度(即273K)、更优选小于-10℃(即263K)、甚至更优选小于-20℃(即253K)、且最优选小于-40℃(即233K)。
在实施方式中，所述弹性的固体聚合物的所述热-光系数通过选择其交联密度紧密地(严密地，closely)匹配所述悬浮流体(即在所述弹性体中dn/dT 与交联密度或交联度或交联水平成比例)。
在实施方式中，所述悬浮流体与所述非平面的固体聚合物元件的一个或多个接触，并且所述固体聚合物抵抗由所述悬浮流体引起的溶胀，在所述装置的操作温度范围溶胀低于15％、且优选低于10％、且更优选低于5％，且甚至更优选低于2％，且最优选低于1％。
在一些实施方式中，所述弹性的非平面的固体聚合物元件和所述悬浮流体的色散被最小化，且(使用它们的阿贝数Vd作为色散的度量)它们的Vd数优选大于42、且更优选大于43。
在一些实施方式中，一种或两种材料(即固体聚合物或悬浮流体)的阿贝数可小于眼睛的色散分辨极限，并且在这些实施方式中使具有最低阿贝数的材料匹配以相对于其它材料的Vd或眼睛的最小分辨Vd的较小者(lessor)具有小于8、且更优选小于5、且最优选小于3的差值。
在实施方式中，所述非平面的固体聚合物和所述悬浮流体对的芳族(即芳基)含量被最小化以使对于各材料的阿贝数最大化。
在实施方式中，在装置中最小化或避免所述芳族含量，其将非平面的固体聚合物的折射率降低以对具有很少或没有芳族含量的低折射率悬浮流体 (包括烷烃和硅氧烷(有机硅，硅酮)流体)进行率匹配。
在实施方式中，可允许的色散的极限(即材料的最小阿贝数)考虑眼睛的适光响应(或发光度函数)。
在实施方式中，所述操作温度范围跨度至少30℃，且优选容许从0℃至 70℃(后者容许在由炎热气候中的太阳能吸收导致的显著的热量积聚的情况下的升高的温度的使用)、且更优选从-10℃至70℃、甚至更优选从-20℃至 85℃、且最优选从-40℃至100℃的操作。
在实施方式中，所述非平面的固体聚合物元件对于大于所述玻璃化转变温度的温度(且优选在所述装置的操作温度范围)是粘弹性的；并且其杨氏模量(即E)小于50MPa且其硬度(肖氏A)小于90。
在一些实施方式中，所述折射率匹配具有小于0.005、且更优选小于 0.0035、且最优选小于0.002的差值。
在一些实施方式中，所述折射率匹配在温度范围的中点处，且为最多使用的范围(或最多遇到的)或操作范围。
在一些实施方式中，在25℃和589.3nm的光下的匹配的折射率(即nD25) 优选小于1.445，且更优选小于1.434，且最优选小于1.426。
优选地，将所述固体聚合物的折射率降低以对典型的悬浮流体例如脂族烃或本文优选的悬浮流体有机硅氧化物的低折射率进行率匹配。
在实施方式中，所述光学透明的弹性的非平面的固体聚合物元件在其本体(整体，bulk)中(即内部地在小于50微米厚度中)具有3％或更小、且优选小于2％、且最优选小于1％的雾度。
在实施方式中，所述光学透明的弹性的非平面的固体聚合物元件具有小于0.005的双折射率。
在实施方式中，所述光学透明的弹性的非平面的固体聚合物元件是无定形的(优选的)或具有在另外的无定形聚合物中的纳米级的结晶段(片段)且是半结晶的。
在具有半结晶的聚合物的实施方式中，结晶段的至少50％、且优选至少 85％具有为200nm的最大尺寸，且优选125nm的最大值，且更优选85nm的最大值，且最优选65nm的最大值。
在具有无定形的弹性的非平面的固体聚合物元件的实施方式中，所述粘弹性质取决于使范围从低聚物到聚合物大分子(包括多个(多种)单体单元)的分子交联的共价(即化学)交联的密度，和所述弹性体为均质的热固性橡胶。
在实施方式中，所述弹性的非平面的固体聚合物元件在其主链中具有柔性连接并且包括以下连接的一种或多种：醚(即R-O-R’)，硅氧烷(即Si-O-Si)，氟代醚(即CF2-O-CF2)，硫醚(即R-S-R’)，亚甲基(即CH2)，二氟亚甲基(即 CF2)或膦腈(即N＝P)；并且，优选硅氧烷。
在实施方式中，所述悬浮流体的75％或更多包括以下的一种或多种、或以下的两种的共聚物：脂族烃化合物、有机硅氧烷化合物、有机氟化合物(例如，氟碳化合物、全氟化碳、或全氟烷氧基)，或氟硅氧烷化合物(例如，氟烷基硅氧烷)；和优选的悬浮流体为低分子量聚合物并具有包括以下的一种或多种的重复单元：二甲基硅氧烷、二乙基硅氧烷、甲基烷基硅氧烷、二烷基硅氧烷、或甲基苯基硅氧烷。
在实施方式中，所述悬浮流体包括75％或更多的低聚物或短链聚合物 (或共聚物)，并且得到的动态粘度在75℃大于2cSt、并且优选大于3cSt、且最优选大于3.5cSt。
在实施方式中，得到的动态粘度在-25℃小于350cSt、并且优选小于200 cSt、且最优选小于125cSt。
在一些实施方式中，少数高分子量聚合物溶解在所述悬浮流体中作为少数添加剂并且为聚二甲基硅氧烷、聚二乙基硅氧烷、或聚甲基烷基硅氧烷。
在实施方式中，所述悬浮流体具有为所述装置的最大操作温度(以℃计) 的的至少两倍、且优选至少200℃的在大气压下的沸点，以及比最小操作温度低至少1.5倍、且优选至少-30℃(即243K)、且更优选至少-45℃(即228K)、并且最优选至少-55℃(即218K)的倾点；和所述悬浮流体在所述装置的最小操作温度下不含具有大于200nm的尺寸的晶体(来自于所述流体的结晶化)。
在实施方式中，所述弹性的非平面的固体聚合物元件具有比所述装置的最大操作温度显著更高、并且优选大于125℃、更优选大于150℃、且最优选大于175℃的最大连续使用温度(即工作温度)。
在实施方式中，所述弹性的非平面的固体聚合物包括以下聚合物或使用以下的一种或多种的共聚物或三元共聚物(包括与其它聚合物的)：聚硅氧烷，氟代烷聚合物，全氟醚聚合物，氟硅氧烷聚合物，氟化(甲基)丙烯酸酯聚合物，氟硅氧烷(甲基)丙烯酸酯聚合物，氟化聚烯烃聚合物，氟化脂族聚碳酸酯，或氟化聚氨酯，且共聚物包括氟硅氧烷-共-硅氧烷共聚物、氟硅氧烷- 共-氟代烷共聚物、或氟代醚-共-硅氧烷共聚物。
在具有氟化弹性体的实施方式中，其聚合物(或共聚物)具有至少一个包含CF3(部分)的侧基；和氟化聚合物包括氟烷基硅氧烷型的重复单元，所述氟烷基硅氧烷包括(但不限于)甲基三氟丙基硅氧烷(MTPFS)、甲基五氟丁基硅氧烷、甲基七氟戊基硅氧烷、或甲基九氟己基硅氧烷。替代地，所述氟化聚合物具有氟烷氧基烷基硅氧烷型的重复单元。
在一些实施方式中，所述悬浮流体为有机硅氧烷和/或脂族烃，并且所述非平面的固体聚合物为氟化的弹性的聚合物；和优选地，所述悬浮流体为包括75％或更多(摩尔％)的以下聚合物重复单元的一种或多种的硅油：二甲基硅氧烷、甲基烷基硅氧烷、或甲基苯基硅氧烷，并且所述固体聚合物为氟硅氧烷或含氟硅氧烷的共聚物且包括超过10％(摩尔％)、且优选超过20％、且最优选超过25％的甲基三氟丙基硅氧烷。
有利地，在这些实施方式中，氟化硅氧烷弹性体具有比有机硅氧烷流体或脂族烃流体更大的介电常数。
在替代的实施方式中，所述悬浮流体为氟硅氧烷或含氟硅氧烷的共聚物，其具有至少一个包括苯基的侧基，且所述非平面的固体聚合物为聚硅氧烷弹性体；和优选地，所述悬浮流体包括超过10％(摩尔％)、且优选超过20％、且最优选超过25％的甲基三氟丙基硅氧烷，并且所述固体聚合物为聚二甲基硅氧烷。
在一些实施方式中，所述弹性的非平面的固体聚合物可具有包括热固化和光固化基团的多个固化官能团。
在实施方式中，在具有硅氧烷主链的所述弹性的非平面的固体聚合物元件中的交联固化化学包括以下之一：铂催化的氢化硅烷化加成体系、过氧化物自由基催化的体系、锡或锌催化的缩合体系、硫醇-烯自由基加成体系、或紫外线固化的甲基丙烯酸酯和丙烯酸酯官能聚合物(即丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基官能的硅氧烷)；且所述铂催化的氢化硅烷化加成固化是优选的。
在一些实施方式中，所述硅氧烷主链弹性体具有以两部分液体成套材料 (试剂盒，kit)形式的预聚物，所述两部分液体成套材料包括在一部分中的基础(即催化剂和乙烯基)组分和在另一部分中的固化(即交联剂)组分，和所述交联密度通过选择在所得的预聚物中的两部分的比例和固化为所述弹性的固体聚合物而变化。
在一些实施方式中，所述交联密度进一步通过选择所述基础组分中的乙烯基封端的氟硅氧烷(或氟硅氧烷共聚物)的链长和/或将乙烯基取代基引入所述链中、和通过选择所述固化组分中的氢化(氢化物)百分比而变化。
在一些实施方式中，所述弹性体预聚物和所述悬浮流体是批次-匹配的 (lot-matched)；和在替代的实施方式中，所述固化的弹性的非平面的固体聚合物和所述悬浮流体是批次-匹配的。
在一些例如以上定义的实施方式中，电泳单元内的非平面的固体聚合物元件的折射率是通过使所述固体聚合物的热-光系数与光学透明的流体的系数匹配而与悬浮流体在操作温度范围的一半或更多上进行折射率匹配的。这利用光学透明的弹性的固体聚合物来实现。此外，在一些实施方式中，所述聚合物和悬浮流体的色散相匹配。
一些实施方式通过将弹性的非平面的固体聚合物的折射率降低以对低折射率的悬浮流体进行率匹配来避免该悬浮流体的溶解性和毒性的增加。在一些实施方式中使用的氟化固体聚合物来做到这一点。此外，氟化固体聚合物对实施方式赋予：在长时间的升高的温度下优异的对低折射率的流体例如硅油和脂族烃油的化学耐受性(不是可溶解的或可溶胀的)和以年衡量的寿命。优选的材料选择例如聚硅氧烷悬浮流体和氟硅氧烷固体聚合物提供光稳定性、工作温度、和低温操作。
在实施方式中，所述带电颗粒在所述第一和第二光状态之间移动以提供在所述第一和第二光状态中间的至少一个光状态，且所述中间光状态具有在所述第一和第二光状态的光透射率中间的光透射率。
在一些实施方式中，所述电泳装置具有对于可见光基本上透明的至少一个光状态以提供通过那里的视觉通道(访问，access)。
在一些实施方式中，所述电泳装置可为玻璃层叠体的层并且可为窗，或者装置可引入镜面反射性表面并且可为镜子，或者光衰减器可被用作光阀 (光闸)，光调制器，可变光透射率片，可变光吸收率片，可变光反射率片，太阳光眩目避免窗或遮阳板，透视显示器，单色反射性显示器或将滤色器和所述单色显示器一起使用的的彩色反射性显示器。
在一些实施方式中，所述电泳单元包括以离散或半离散的体积分布的电泳墨水，且所述体积的所述电泳墨水形成在一侧上邻接所述电极之一且在相反侧上邻接所述非平面的聚合物结构的单层，所述非平面的聚合物结构包括密堆积的凸起(即聚合物球或半球)的单层，并且所述凸起投入(突出到)所述体积内并与悬浮流体接触，且在所述第二光状态中，所述带电颗粒响应于所施加的电场在投入所述体积内的凸起的表面上移动(即被所述凸起的表面偏转)以集中在凸起之间的空间(即间隙)中。
在一些实施方式中，所述电极是透明的并且被涂覆在一对基板上，和优选地，所述基板是膜基板并且所述电泳装置是电泳膜装置。
在一些实施方式中，所述电泳膜装置层叠在一对粘合剂层(例如EVA中间层)和一对玻璃板之间，并且各粘合剂层基本覆盖各板的全部表面并将所述电泳装置的相对面(相反面)粘接至板的面，和电泳层叠体是整料(单块， monolith)。
在替代的实施方式中，电泳层叠体包括利用粘合剂层施加至刚性板的所述电泳膜装置。
在其它替代的实施方式中，电泳层叠体包括利用粘合剂层施加至玻璃层叠体(例如玻璃板+PVB中间层+玻璃板)的所述电泳膜装置，并且优选地所述粘合剂是压敏粘合剂。
在一些实施方式中，使用以下方法之一对所述玻璃板进行处理以使它们对耐热冲击是更回弹性的：热加固、化学增韧、或热增韧。
在一些实施方式中，通过如下可大大降低或消除由热应力造成的所述玻璃板的自发破坏的风险：使经热加固、化学增韧或热增韧之一的板经受热浸渍测试或处理，所述热浸渍测试或处理通过排除法(消除作用)确定用作所述电泳层叠体中的板的良好的板。
本发明的实施方式可被引入作为中空玻璃单元(IGU)的一部分，其具有在内部板和外部板之间的空腔。并且内部或外部板之一为所述电泳层叠体。
在使用中，一些实施方式被安装在限定开口的框架中并用作电活性窗 (电活动窗，electro-active window)。
在一些实施方式中，(当与吸收所有谱带的带电颗粒比较时)通过使用基本上透射或反射太阳光红外光谱的波长选择性的带电颗粒使由带电颗粒吸收太阳能而引起的热量积聚减少约一半。
附图说明
现在例如参照附图对本发明的实施方式进行描述，其中：
图1A显示在第一光状态中的本发明的实施方式101。电泳墨水830具有带负电的黑色颗粒11，并使用PIPS处理步骤将墨水分到空腔80中。
图1B显示在第二光状态中的图1A中的实施方式101。
具体实施方式
本发明提供电泳装置，其电泳单元具有一个或多个透明的光状态。所述装置具有适于在世界人口稠密地区所发现的许多气候的宽的操作温度范围。有利地，该装置适于暴露于室外温度和阳光的应用。
在第一方面，电泳单元内的非平面的固体聚合物元件的折射率是通过如下在操作温度范围的一半或更多上与悬浮流体折射率匹配的：使所述固体聚合物的热-光系数(即每开尔文的折射率的温度系数，也被称为折射率相对于温度的微分dn/dT)与光学透明的流体的系数匹配。这利用光学透明的弹性的固体聚合物来实现。
在另一方面，使非平面的固体聚合物元件和悬浮流体的色散最小化为接近或小于标准化观察者眼睛的分辨率，并且优选地，如果在由眼睛可察觉的范围内则两者的色散是匹配的。这通过最小化两者的芳族(即芳基)含量来实现。
在另一方面，非平面的固体聚合物元件和悬浮流体的匹配的折射率小于 1.46。这具有以下效果：将非平面的固体聚合物的折射率降低以对低折射率的悬浮流体进行率匹配，由此避免与高率流体有关的悬浮流体的溶解性和毒性的增加。在一些实施方式中使用氟化固体聚合物(在本文中与部分氟化的同义)作为降低非平面的固体聚合物的折射率的方式。
在又一方面，悬浮流体和非平面的固体聚合物元件的配对包括有机硅氧烷和/或脂族烃悬浮流体与氟化的弹性的非平面的聚合物。氟化固体聚合物对实施方式赋予：在长时间的升高的温度下优异的对低折射率的流体例如硅油和异链烷烃油(脂族烃或烷烃)的化学耐受性(不是可溶解的或可溶胀的)和以年衡量的寿命。
通过所描述的方法和材料，实施方式的操作温度范围显著大于现有技术中的电泳装置，并且跨度至少30℃、且优选50℃或更大、且更优选70℃或更大。在一些实施方式中，所述操作温度范围为0℃至70℃(后者容许在由炎热气候中的太阳能吸收导致的显著的热量积聚的情况下的升高的温度)，并且更优选-10℃至70℃，甚至更优选-20℃至85℃，且最优选-40℃至100 ℃。所描述的用于实施方式的材料是高性能材料，因为该分类涉及户外应用。有利地，这些材料还向实施方式提供非常良好的光稳定性。
在实施方式中，电泳单元具有与悬浮流体接触的一个或多个非平面的固体聚合物元件。非平面的固体聚合物元件是指与悬浮流体接触的任何聚合物表面，其不是连续地平行于电泳单元的面。在这点上，形成于一个基板的表面上的连续的绝缘层(即介电固体聚合物层)不构成非平面的聚合物元件，然而图案化的绝缘层构成非平面的元件。在替代的定义中，电泳单元内的任意固体聚合物元件(其除非与悬浮流体折射率匹配否则导致光散射)构成非平面的元件。将理解，具有与电泳装置的面平行的表面的连续的聚合物层无需进行折射率匹配来避免光散射，和这样的层的实例包括PET基板、厚度均匀的粘合剂层、或厚度均匀的绝缘层。不要求使所述PET基板与ITO电极或与所述电泳单元进行折射率匹配来避免光散射，因为所述基板是连续的并且平行于该装置的面。
优选的电泳装置的实例在2013年3月22日提交的题为“An ElectrophoreticDevice Having a Transparent Light State”的相关爱尔兰专利申请No.S2013/0104(代理编号P106878IE00)中描述。图1A和1B显示基于该类型的装置的实施方式101并且在后面被描述。在该文件中提到的制造方面包括使用在非平面结构中的球形罩形状的空腔以集中或收集在透明光状态中的带电颗粒的装置的描述，并且将理解，本文中的实施方式可同等地为该类型。US2011/0149376描述了混合型电泳装置并且当本文中所描述的方法和材料应用至这样的装置时，它们能够提供光学透明的光状态。该文件中的图案化的介电层对应于对于当前文件而言的非平面的固体聚合物元件。在这样的实施方式中，带电颗粒在透明的光状态中收集在非平面的固体聚合物中的光刻法形成的凹部中，并且在暗的光状态中分散在悬浮流体中。所述凹部和悬浮流体之间的界面导致显著的光散射(特别地对于锐视角)，除非与悬浮流体进行折射率匹配。这些和其它实施方式将从本文中所描述的方法和材料明晰。
在现有技术中已知使悬浮流体与电泳单元内的包封胶囊/壳和聚合物粘合剂/基体(即非平面的聚合物元件)进行折射率匹配，参见例如E Ink的 US6,515,649。但是现有技术的电泳装置未描述适合的光学透明的聚合物，并且在E Ink的US6,515,649中所描述的聚氨酯粘合剂是半结晶的热固性的脂族聚氨酯，所述半结晶的热固性的脂族聚氨酯因为由在它们的晶界处的光散射/折射造成的不可忽略的雾度而是有些半透明的。这些水生的聚氨酯胶乳被开发用于油和木材涂料且不适于低雾度的光学透明的装置。在用于反射性显示装置的电泳元件中对于固体聚合物的光学品质(即雾度<3％)没有要求，因为这些装置漫反射可见光；然而，有些半透明的、半结晶的聚合物(包括脂族的热固性聚氨酯)不适于如下光学透明的装置，其传输镜面光以提供无限制的视觉通道，例如在被引入窗中时。
现有技术描述了在标准或参比温度且对特定的可视光波长(例如 546nm(ne)或589nm(nD))进行折射率匹配。除了在参比温度和波长下的匹配，现有技术在折射率方面保持沉默，且由大的温度变化(即15℃或更多)引起的折射率的显著变化、以及随跨越可视光谱的光的波长的变化被忽略。
在试验(即说明一些由实施方式解决的问题的比较例)中，申请人制作了与图1A和1B中的808类似的非平面的固体聚合物结构(即与悬浮流体接触的密堆积的固体聚合物半球)。所使用的固体聚合物为PMMA(折射率＝1.490) 且悬浮流体为Isopar M(可得自www.exxonmobilchemical.com)和邻二甲苯(可得自www.sigmaaldrich.com)以质量计18:82的共混物，其与固体聚合物在 nD20率匹配在0.002内。申请人发现，由于光学透明的非平面的固体聚合物半球(PMMA)和光学透明的悬浮流体(Isopar M+邻二甲苯)之间的折射率匹配而在参比温度具有最小的雾度(例如3％或更小)的电泳装置从10℃开始在高于或低于参比温度出现可察觉的雾度(约6％至8％)，并且在50℃或更高在高于或低于参比温度变得浑浊或半透明的而具有令人反感的雾度。当返回至参比温度时最小雾度的外观被无延迟地恢复。申请人发现这种与温度相关的雾度问题是由非平面的固体聚合物元件和悬浮流体的折射率的温度系数(即热- 光系数)失配造成的。所述失配涉及在随固体聚合物和液态悬浮流体的温度的体积变化率方面的差异。
此外，且在较小的程度上，在参比温度和参比可见光波长处的折射率匹配没有考虑，折射率随入射光的波长而变化(被称为色散)，以及非平面的固体聚合物和液态悬浮流体可具有显著的分散(色散)差异，其对在参比温度的轻微有色的雾度作贡献并且在宽的视角和宽的操作温度的范围被加剧。在比较试验中，当以90度观察其表面或者当以锐角通过膜观察被均匀照射的物体时，具有暴露的半球的PMMA固体聚合物膜与Isopar M+邻二甲苯(以质量计18:82的共混物)进行率匹配和看来无雾度。然而，当通过该装置观察明亮的物体例如裸的荧光管时，在这些明亮的物体的边缘处(或围绕这些明亮的物体)，有色边缘效应(coloured-fringe-effect)(或发光或光晕)是明显的。当在装置的任一侧有显著的环境光水平失衡时，例如当通过窗(其引入所述装置)从外部在夜晚看明亮照明房间内的物体时，这种有色边缘效应(由色散的失配造成)也是可察觉的。在夜间以锐角照射至其表面的窗(其引入所述装置) 中(例如通过直立灯照射至窗的侧面或通过灯直接在窗上)，色边缘效应(由色散的失配造成)也是明显的。
认为，无论视角或光水平，在率匹配的波长(即nD20)的光不经历折射，而其它可见光波长的光经历在与经历最大失配的蓝光的折射率方面的差异并因此经历折射。所述失配涉及固体聚合物和液态悬浮流体的色散上的差异。认为，在该实例中，PMMA固体聚合物无芳族(即芳基)含量，而悬浮流体的芳族含量因邻二甲苯成分而是显著的，形成色散失配。
在已知的商业电泳装置(即电子书阅读器)中，悬浮流体未与周围的聚合物元件折射率匹配。该悬浮流体具有比所述聚合物元件(典型地1.48至1.54) 低得多的折射率(典型地约1.42至1.44)，并且这样的装置不能提供透明状态。现有技术中提出，悬浮流体的折射率通过增加芳族烃或芳基取代基、或卤代烃可提高至电泳单元内的聚合物元件的水平。这样的悬浮流体的实例在 Seiko Epson的US8,174,755中给出(被称为溶剂)。在Seiko Epson的文件中，在高温和高湿度下的长时间被称作60℃和90％的R.H.持续24小时，而作为在这样的高温下仅24小时的结果现有技术的装置据称产生降低的光学性能 (即显示对比度)。在E Ink的US2008/0130092中，以约55％将氯萘混合到典型的脂族烃悬浮流体以将该流体的折射率从1.42提高至在电泳装置中周围的非平面聚合物(即封装凝聚聚合物胶囊和聚氨酯粘合剂)的1.53。但是，现有技术在对与所得悬浮流体接触的聚合物元件的暗示方面保持沉默：悬浮流体的折射率的提高显著增加该流体的溶解性和毒性特征。
溶剂溶解、溶液化或溶胀聚合物的能力可由它的汉森(Hansen)溶解度参数(在www.wikipedia.org中进入条目)以及由试验来评估。脂族烃悬浮流体例如Isopar M(代表在电泳显示装置中使用的一些悬浮流体)具有低的汉森溶解度参数和不具有极性或氢键合参数：分散＝16.0(MPa1/2)、极性＝0.0(MPa1/2)、以及氢键合＝0.0(MPa1/2)，使其成为对于以下的非溶剂；具有显著的极性和/ 或氢键合溶解度参数的聚合物粘合剂(即聚合物基体)例如典型的聚氨酯：分散＝18.1(MPa1/2)、极性＝9.3(MPa1/2)、以及氢键合＝4.5(MPa1/2)。但是添加氯萘(分散＝19.9(MPa1/2)、极性＝4.9、以及氢键合＝2.5)来提高悬浮流体的折射率产生具有更接近聚氨酯粘合剂的溶解度参数的溶剂并导致聚氨酯结合剂甚至在25℃随时间的推移而溶胀和劣化。对于第一配对(即聚氨酯固体聚合物和Isopar M流体)的RED比率(随后描述)为1.15，表明没有溶胀或亲和性；且对于第二配对(聚氨酯+氯萘)，它为0.62，表明显著的溶胀和亲和性。
在涉及固体PMMA聚合物和Isopar M+邻二甲苯悬浮流体(后者以质量计18:82的共混物)的比较试验中，在升高的温度下的短时间(几小时)足以使悬浮流体开始溶液化PMMA聚合物，添加邻二甲苯来提高悬浮流体的折射率在这点上是显著的。但是不像现有技术，在实施方式中优选降低固体聚合物的折射率以与低折射率的悬浮流体匹配，由此避免该悬浮流体的溶解度和毒性的增加。此外，在一些实施方式中使用氟化固体聚合物来实现在长时间的升高的温度下优异的对低折射率的流体例如硅油和脂族烃油的化学耐受性(不是可溶解的或可溶胀的)和以年衡量的寿命。在下面的部分中描述了折射率匹配的固体聚合物和悬浮流体的合适配对，其是不可溶的并且即使在高温下也避免溶胀。这些配对还被选择成呈现非常良好的光稳定性并且通常落入高性能材料的分类中。
在接下来的部分中将对前述优点进行详述。在实施方式中，电泳装置(例如图1A和1B中的101)包括夹在两个电极(60)之间的电泳单元(809)。电泳单元(809)包括在单元(809)内的电泳墨水(830)和一个或多个光学透明的非平面的固体聚合物元件或结构(808)。电泳墨水(830)包括悬浮在光学透明的悬浮流体(820)中的至少一种类型的带电颗粒(11)，并且带电颗粒(11)响应于利用电极(60)施加的电场而移动位置(即平移)。带电颗粒(11)响应于施加至电泳装置(101)的电场(在图1A和1B中未示出)以在第一极端光状态和第二极端光状态之间移动，在所述第一极端光状态中颗粒(11)在单元(809)内最大程度地展开以位于阳光(参见光线1405)通过该单元的路径中并且使传送通过该单元的光强烈衰减，如图1A中所示，在所述第二极端光状态中颗粒(11)最大限度地集中在单元(809)中以将它们从阳光通过该单元的路径中移除并且基本上使光(参见光线1406)传送通过所述单元，如图1B中所示。在一些实施方式(例如图1B)中光学透明的光状态通过使非平面的固体聚合物元件(808) 和悬浮流体(820)的折射率保持紧密匹配以具有小于0.0075的差值来提供。在本文中悬浮流体的折射率与电泳墨水的折射率同义。
负电场使带负电的颗粒(11)从先前的第一光状态(参见图1A)在电场方向上移动，且该方向垂直于电极(60)的平面。但是当到达在非平面的固体聚合物(808)上的凸起时它们的自然路径(从邻接电泳墨水830的顶部电极60至邻接非平面的聚合物结构808的底部电极60)变得阻塞，迫使颗粒(11)在固体聚合物(808)中的凸起的表面上偏转。由凸起的固体表面造成的偏转和电场一起驱使带电颗粒(11)集中在凸起之间的空间/体积(即间隙)中，并由此将颗粒 (11)基本上从光通过电泳单元(809)的路径中在对应于凸起并表示为图1A和 1B中的孔(1006)的区域中移除。
在中间光状态中电场在带电颗粒(11)完成从第一光状态至第二光状态的转变之前被除去(即施加0伏特)。这导致孔(1006)具有比在第二光状态中更小的直径，在电场的持续时间(即信号时间)成比例。在图1A和1B中，光学透明的非平面的固体聚合物808和墨水830之间的界面由聚合物微球802的半球形表面、聚合物单元间隙(cell gap)间隔物803、聚合物单元壁835、和固体聚合物815形成。后者(815)填充间隙直至如在图1B的分解图1100中所示的赤道面1003。空腔壁835将墨水830分成离散的体积80。图1A和 1B的这些和其它特征稍后被描述。
在一些实施方式的在操作温度范围的一半或更多(且优选全部)保持折射率匹配的第一方面中，非平面的固体聚合物元件(808)和悬浮流体(820)的热- 光系数(即每开尔文的折射率的温度系数或dn/dT)匹配以具有在量值上小于 0.0002/K的算术平均差值。除非另有说明否则在该文件中示出的热-光系数在589.3nm处测量(即nD)，但是所述值与如稍后关于表5所描述的对于其它可见光波长的那些相似(无显著不同)。
在实施方式中，提高非平面的固体聚合物元件的热-光系数(负值)的量值以与悬浮流体的热-光系数(也是负值)的量值匹配。这通过将光学透明的弹性的(即弹性体类型的)聚合物用于非平面的固体聚合物元件(808)来实现。所述弹性体具有小于20℃(即293K)的玻璃化转变温度并具有交联。这种要求与其中不知道将光学透明的弹性聚合物用于电泳单元内的非平面元件的现有技术的电泳装置形成对比。
在一些实施方式中，一个或多个弹性的非平面的固体聚合物元件和悬浮流体的热-光系数匹配以具有在量值上小于0.000125/K、且更优选小于 0.0001/K、且最优选小于0.000075/K的算术平均差值。匹配的热-光系数两者皆为负地并具有大于2.25x 10-4/K、且优选大于3.0x 10-4/K、且最优选大于3.25x 10-4/K的量值。
在一些实施方式中，透明的弹性的非平面的固体聚合物(808)具有低于所述电泳装置的最低操作温度、并且优选小于零摄氏度(即273K)、更优选小于 -10℃(即263K)、甚至更优选小于-20℃(即253K)、且最优选小于-40℃(即233K) 的玻璃化转变温度(即Tg)。在实施方式中通过在高于其Tg、且优选高于Tg 10 至20℃使用固体聚合物，申请人发现热-光系数典型地落入-3.0x 10-4/K至 -5.5x 10-4/K的范围内并且可与悬浮流体匹配。
用于光学应用的光学聚合物典型地在低于它们的Tg使用(即在现有技术中使用)并具有如在表1中所示的约-0.8x 10-4/K至-1.6x 10-4/K的热-光系数。在表1中所列出的光学透明的聚合物具有大于20℃的Tg并且不适于实施方式，因为它们的对低于Tg的温度的热-光系数不能与悬浮流体匹配。例如，在先前的涉及PMMA非平面的固体聚合物和Isopar M+邻二甲苯悬浮流体的对比试验中，两者折射率匹配(即nD20＝1.490)。PMMA的dn/dT为-1.1x10-4/K(参见表1)，Isopar M的dn/dT为-4.1x 10-4/K，和邻二甲苯的dn/dT为 -5.0x 10-4/K。所得的悬浮流体的dn/dT为约-4.8x 10-4/K，导致3.7x 10-4/K 的热-光系数失配量值。该dn/dT失配水平导致超过10℃时的0.0037的折射率失配，导致雾度的可察觉的增加，超过15℃时的0.0056的折射率失配，导致雾度的显著增加，超过30℃时的0.011的折射率失配，导致令人反感的雾度，和超过50℃时的0.0185的折射率失配，导致浑浊或半透明的外观。
在表1中，PMMA为聚甲基丙烯酸甲酯(Tg＝110℃)，PC(BPA)为聚碳酸酯双酚A(Tg＝147℃)，PC(CR-39)为聚碳酸酯(聚烯丙基二甘醇碳酸酯(Tg ＝85℃))，PA为透明的聚酰胺(Tg＝140℃)，COP为环烯烃聚合物(Tg＝ 138℃)，PMP为聚甲基戊烯(Tg＝22℃)，SAN为苯乙烯丙烯晴(Tg＝105℃)， CYTOP(参见www.AGC.com)为无定形的含氟聚合物(Tg＝108℃)，和特氟隆 AF(参见www.Dupont.com)亦是无定形的含氟聚合物(Tg＝160℃)。nD20是在 20℃和589.3nm的折射率，E是杨氏模量，且TS是最大工作温度。
在下表(即表1至6)中所示的数据是由其中可利用的多个来源汇编的或由申请人测量的并突出实施方式的特征。使用阿贝折射仪进行折射率测量，合适的仪器可得自www.atago.net，例如型号NAR-2T(测量温度范围5℃至 120℃)、NAR-3T(高精度液体和固体测量)、和DR-M2(多波长和阿贝数测量)。对温度区间/范围的热-光系数可通过如下计算：测量在限定该区间的两个温度下的折射率(例如5K或10K差值的区间)并用折射率的差值除以温度的差值。这种计算依赖于温度和热-光系数之间的近线性关系，每当在材料的玻璃化转变温度任一侧的约20K。
申请人发现，低于它们的玻璃化转变温度的光学透明的聚合物的热-光系数(即每开尔文的折射率随温度的变化率)如表1中所示典型地为约-0.8x 10-4/K至-1.6x 10-4/K，和这些聚合物对于操作温度范围的该部分(即温度≤Tg) 不能与悬浮流体匹配。在热-光系数和Tg之间的该关系由表1中的PMP突出：低于Tg热-光系数为-1.9x 10-4/K，从高于Tg约10至20℃热-光系数为 -4.1x 10-4/K。
与表1对比，适于实施方式的光学透明的聚合物的热-光系数具有-2.25x 10-4/K至-5.5x 10-4/K的热-光系数，并且一些实例示于表2中。这些聚合物可与合适的悬浮流体例如稍后关于表4所描述的匹配。例如，聚甲基三氟丙基硅氧烷和聚二苯基硅氧烷的共聚物(即P(MTFPS-co-DPhS)可用于与在表4 中所示的硅油悬浮流体PDMS(n＝7)在nD25(即1.396)进行折射率匹配。对于 P(MTFPS-co-DPhS)的dn/dT利用其交联度或密度被选择为-4.5x10-4/K(参见表2)。对于PDMS(n＝7)的dn/dT为-4.88x 10-4/K，导致0.38x 10-4/K(即 4.88-4.5x10-4/K)的热-光系数失配量值。该dn/dT失配水平导致高于15℃时的0.00057的折射率失配(即0.000038x 15)且不是可察觉的，高于30℃时为 0.0011且类似地不是可察觉的，和高于50℃时为0.0019且类似地不是可察觉的或是在观察者可分辨的雾度差异的极限处。
在实施方式中使用的示于表2中的光学透明的聚合物实例是弹性的且无定形的，并具有小于实施方式的操作温度范围的Tg。在表2中，PDMS 是交联的聚二甲基硅氧烷并且是光学透明的弹性体。其Tg在-100℃至 -125℃的范围内，远低于实施方式的操作温度范围。结果，PDMS弹性体在实施方式的操作温度范围具有线性的热-光系数并且通过改变弹性体的交联密度(或交联度或交联水平)可从-3.0x 10-4/K至-5.1x 10-4/K的范围内进行选择。Sylgard-184是商业聚硅氧烷弹性体预聚物，可从www.dowcorning.com 作为两部分成套材料得到。当以建议的10:1比例混合时，所得的交联固体聚合物是光学透明的，具有为-4.5x 10-4/K的热-光系数，和-115℃的Tg。 Sylgard-184使用铂催化的加成固化的交联化学(稍后描述)。
PMTFPS是交联的聚甲基三氟丙基硅氧烷，一种氟化硅氧烷(与具有氟含量(内容物)的聚硅氧烷同义)。在实施方式中，PMTFPS具有范围在-65℃至-75℃的Tg和范围在-3.25x 10-4/K至-5.0x 10-4/K的热-光系数，其是利用交联度可选择的。表2显示许多交联共聚物，其引入甲基三氟丙基硅氧烷 (MTFPS)重复单元并且由该重复单元的特性支配，除了所述共聚物的折射率可取决于其它重复单元的摩尔百分比而增加。所述共聚物是光学透明的弹性体，其具有-65℃或更低的Tg和范围在-3.25x 10-4/K至-5.0x 10-4/K的热-光系数，其是利用交联度可选择的。P(MTFPS-co-DMS)是甲基三氟丙基硅氧烷和二甲基硅氧烷重复单元的共聚物；P(MTFPS-co-MPhS)是甲基三氟丙基硅氧烷和甲基苯基硅氧烷的共聚物；且P(MTFPS-co-DPhS)是甲基三氟丙基硅氧烷和二苯基硅氧烷的共聚物。
可用作悬浮流体的一部分或全部的一些流体的热-光系数示于表3和4 中。表3的流体实例具有对实施方式有限的适用性，并且如果使用的话则将是悬浮流体的少数组分。关于使流体的热-光系数与弹性的固体聚合物匹配，表3示出了一些流体的实例，其具有范围在-3.5x 10-4/K至-5.5x 10-4/K的系数，使得可实现匹配。例如，正癸烷(直链烷烃)具有为-4.5x 10-4/K的热-光系数和为1.4097的折射率(nD@25℃)，使得可与弹性的PDMS例如Sylgard-184进行折射率匹配和热-光系数匹配两者(nD25＝1.4118和dn/dT＝ -4.5x 10-4/K)。但是如稍后所要描述的，在操作温度范围悬浮流体不使弹性的固体聚合物显著溶胀的实施方式的要求不能通过正癸烷与弹性的PDMS 固体聚合物的配对满足。此外，正癸烷具有受限的工作温度范围(表3中的T 工作列)，因为由于在流体中的蜡结晶化的发生，它的最低温度为约-10℃。
在来自表3的另一实例中，光学流体50350(可得自www.cargille.com) 具有约-4.1x 10-4/K的热-光系数和1.4587的折射率(nD@25℃)，使得在远高于Tg的情况下与固体聚合物PMP进行折射率匹配和热-光系数匹配两者，参见表1(nD20＝1.460和dn/dT＝-4.1x 10-4/K>>Tg)。但是，低于Tg不能进行令人满意的匹配，不当地限制操作温度范围。此外，在升高的温度下PMP 将被光学流体50350(烷烃共混物)显著地溶胀，可能导致装置失效。
表4示出了适于实施方式的光学透明的流体的一些实例。一些适合作为悬浮流体的主要成分，而另外的适合作为少数组分，其共混以提高所得电泳墨水的一种或多种特征或性质。例如，已知在低粘度流体中共混少数非常分子量的直链聚合物来提高带电颗粒的稳定性。在实例中PDMS是聚二甲基硅氧烷的聚合物流体并具有可忽略不计的交联，重复单元的数量(近似)示于表 4中。P(DMS-co-DPhS)是为二甲基硅氧烷和二苯基硅氧烷的共聚物的聚合物流体，二苯基硅氧烷用于提高悬浮流体的折射率。其它用于实施方式的悬浮流体的二甲基硅氧烷共聚物包括与甲基苯基硅氧烷、或具有直链侧基如二乙基硅氧烷或支链侧基的硅氧烷的共聚物。所示的聚合硅氧烷流体可得自众多供应商(例如www.dowcorning.com或www.shin-etsu.com或 www.wacker.com)。表4显示，聚二甲基硅氧烷流体的热-光系数取决于聚合物重复单元的数量并从约-5.54x 10-4/K(对于n＝1)减小至-4.78x 10-4/K(对于 n＝5)和-4.37x 10-4/K(对于n＝50)。
脂族烃(也被称为烷烃)的Isopar系列(可得自 www.exxonmobilchemical.com)适于实施方式并且在电泳显示装置的现有技术中是已知的。但是在实施方式中，将构成电泳单元内的非平面的元件(或结构)的固体聚合物元件的折射率降低以与脂族烃流体进行折射率匹配，而不是像现有技术那样(其增加悬浮流体的折射率)，并且要求悬浮流体和固体聚合物的配对在操作温度范围相互不可溶的。这些要求在稍后被更详细地描述。脂族烃的Shellsol系列(可得自www.shell.com/chemicals)是与Isopar系列不同的烷烃共混物。
申请人发现，对于在25℃相同的粘度，烷烃具有比其对应的聚硅氧烷流体稍低的热-光系数。例如，Shellsol T具有1.9cSt的动态粘度和-4.9x 10-4/K 的热-光系数，而PDMS(n＝3)具有2.0cSt的动态粘度和-5.47x 10-4/K的系数。但是，烷烃具有比PDMS流体略高的折射率，对于各流体：1.423对1.391。
在表4中所示的任意光学透明的流体可作为原始流体(即纯流体)使用或被共混以与实施方式的弹性的非平面的固体聚合物折射率匹配和热-光系数匹配。例如，PDMS(n＝1)流体是与弹性的PMTFPS(聚甲基三氟丙基硅氧烷) 的匹配，它们各自的折射率为1.382，且热-光系数为-5.5x 10-4/K和约-4.5x 10-4/K(具有平均或更低的交联)。在另一实例中，PDMS(n＝3)流体是与以约 35％的摩尔％的MTFPS的弹性的共聚物P(MTFPS-co-DMS)的匹配。不同于表2中的其它共聚物，改变MTFPS的摩尔％仅稍微改变所得的折射率且被限制为最大约1.394。如表2中所示，PDMS(n＝26)流体可与以约86％的摩尔％的MTFPS的弹性的共聚物P(MTFPS-co-MPhS)匹配，它们各自的折射率为1.400且系数为-4.71x 10-4/K和约-4.5x10-4/K。当共聚物的MTFPS的摩尔％降低时，所得折射率在约45％时增加至最大1.459。类似地，PDMS(n＝79) 流体可与以约92.5％的摩尔％的MTFPS的P(MTFPS-co-DPhS)匹配，且最大1.459的折射率对应于约70％的摩尔％。
在这些实施方式中，实例PMTFPS弹性体及其共聚物是在宽的操作温度范围不溶于PDMS流体中的氟化硅氧烷固体聚合物。将理解，在其它实施方式中，光学透明的氟化弹性体共聚物可用于与烷烃例如Isopar M和Shellsol T 折射率匹配和热-光系数匹配。
表1：不适于实施方式的光学聚合物的实例
表2：用于实施方式中的光学透明的弹性体的实例
表3：具有对实施方式受限的适用性的光学透明的流体的实例，除非在流体共混物中使用
表4：适于实施方式的光学透明的流体的实例
在另一方面，非平面的固体聚合物元件(808)和悬浮流体(820)的色散匹配为大约或小于人眼的最低分辨率，且以阿贝数Vd表示它们的色散，两者皆具有大于或等于39的Vd数。以阿贝数表示的眼睛的最小分辨率为约 43-47，并且考虑到人眼的适光响应(或发光度函数)，高于此的阿贝数对应于小于眼睛的色散能够察觉。优选地，在实施方式中，非平面的固体聚合物元件和悬浮流体两者的阿贝数皆大于42，并且最优选大于43。
如果两者材料的阿贝数(即固体聚合物和悬浮流体)超出眼睛的色散分辨极限(也以阿贝数表示)，那么在它们的Vd数之间的任意失配不能被察觉。在一些实施方式中，一种或两种材料的阿贝数可小于眼睛的分辨极限，并且在这些实施方式中，将具有最低阿贝数的材料匹配以相对于其它材料的Vd或眼睛的最小分辨Vd的较小者具有小于8、且更优选小于5、且最优选小于3 的差值。
例如，在先前的涉及PMMA非平面的固体聚合物和以质量计的Isopar M+邻二甲苯的18:82共混物悬浮流体的对比试验中，两者是在nD20的折射率匹配(即1.490@589.3nm和20℃)。PMMA的阿贝数为53-57(参见表1)并因此其色散不能被眼睛分辨。Isopar M的阿贝数为约58，和对于邻二甲苯它为约31.6。后者成分在悬浮流体中占支配地位(占82质量％)，产生约35的阿贝数，造成由于流体和非平面的固体聚合物之间显著的阿贝数失配而在一些情况下的可察觉的有色雾度。该色散失配水平导致在眼睛的分辨率的极限处的约12的Vd数失配(即47眼睛-35流体)，并且当观察裸的荧光管时、或当从具有显著更低的光水平的一侧通过装置观察明亮照明的场景或以锐角观察明亮的物体时，作为有色边缘效应或光晕而是显而易见的。
如前所述，认为芳族含量(即芳基取代基)导致显著的色散，并且在之前的实例中邻二甲苯成分导致悬浮流体具有小于39的阿贝数。申请人发现在固体聚合物或悬浮流体中的显著的芳族含量导致不期望的色散。在表1和2 中的具有芳族含量的两种固体聚合物(PC(BPA)和SAN)是仅有的具有小于 39的阿贝数的聚合物(在表1和2中)。类似地，表3和4中的具有显著的芳族含量的悬浮流体(甲苯、间二甲苯、和P(DMS-co-DPhS)具有小于39的阿贝数。表3和4中的纯烷烃均具有高于眼睛的分辨率的阿贝数(>47)。四氯乙烯(Vd＝38.6)显示，氯含量也可降低材料的阿贝数。具有显著的芳族含量的一些其它的材料实例包括流体甲苯(Vd＝31)、异丁基苯(Vd＝35)、和四氢化萘(Vd＝34)、和光学聚合物聚苯乙烯(Vd＝29)。
独立地选择材料以具有大于39的阿贝数并不难，如由表1至4中的满足这种要求的众多材料所显示的那样。但是在实施方式中，非平面的固体聚合物和悬浮流体不能独立地(即不参照彼此地)选择，而是作为具有匹配的折射率的材料对进行选择。在现有技术中增加悬浮流体的折射率以与固体聚合物匹配，且这涉及对流体增加显著的芳族含量，将其阿贝数降低至小于39，类似于之前的Isopar M+邻二甲苯的悬浮流体的实例。在实施方式中，是固体聚合物和悬浮流体对的芳族含量最小化，使得对于各材料的所得阿贝数为 39或更大。为了最小化芳族含量(和因此的色散)，将非平面的固体聚合物的折射率降低以与具有很少或不含芳族含量的悬浮流体例如烷烃或硅油(参见表4)进行率匹配。这些流体具有比常规的光学聚合物更低的折射率，并且在实施方式中提出所述光学聚合物是交联的聚硅氧烷或氟化聚合物以实现折射率匹配。有利地，在实施方式中，对弹性体增加氟含量降低折射率和色散两者(即增加阿贝数)。
阿贝数Vd是对光学材料中的色散(即材料折射率的波长依赖性)的有用的度量并由以下公式给出：
Vd＝(nD–1)/(nF–nC)
其中nD、nF和nC为光学材料在弗朗荷费(Fraunhofer)D-、F-和C-谱线(即分别地589.3nm、486.1nm、和656.3nm)的波长处的折射率。在不同的谱线处的替代的阿贝数公式给出类似的结果(参见在www.wikipedia.org中‘Abbe Number(阿贝数)’条目)。将理解，使用在可见光谱中的超过一个谱线的折射率的任意公式可用作实施方式中的色散的等效度量，并且由于它在光学器件中的广泛使用因而在本文中使用阿贝数Vd。此外，本文所述的对于实施方式的阿贝数容许极限考虑眼睛的适光响应(或发光度函数)，人眼对蓝色雾度的敏感度远小于对黄色雾度的敏感度(参见在www.wikipedia.org中的‘luminosity function(发光度函数)’条目)。材料折射率的波长依赖性可直接在谱线处测量，或者它可由经验公式例如Cauchy或Sellmeier方程中的系数量化(参见在www.wikipedia.org中的相关条目)。
表5示出了直链的烷烃悬浮流体正十二烷在不同谱线处的折射率和对于该谱线的热-光系数。阿贝数Ve为59且类似于Vd。在表5中示出的色散水平由于眼睛的发光度函数而低于眼睛的最小分辨率。在n643.8和n436.1之间的>0.01的折射率失配不是明显的，已知在n598.3处的悬浮流体和非平面的固体聚合物之间的率匹配，而在n598.3处的悬浮流体和非平面的固体聚合物之 间的该失配水平将导致可察觉的雾度。可见，在随着可见光波长的热-光系数的量值的变化是低的，并且该变化在操作温度范围对实施方式中的色散不具有特别的意义。有利地，该结果也适用于包括表4中所示的那些的用于实施方式中的其它合适的流体。
表5：正十二烷的色散和热-光系数
在另一方面，在一些实施方式中，在25℃和589.3nm的光下的非平面的固体聚合物(808)和悬浮流体(820)的匹配的折射率(即nD25)小于1.460，并优选小于1.445，且更优选小于1.434，且最优选小于1.426。对于材料(即非平面的固体聚合物和悬浮流体)的匹配配对的低折射率与现有技术相反，并展现了如何在实施方式中将固体聚合物的折射率降低以与典型的悬浮流体例如烷烃或硅氧烷(参见表4)的低折射率进行率匹配。氟化固体聚合物在一些实施方式中用作降低非平面的固体聚合物的折射率的方式。低折射率的悬浮流体的使用和在具有光学透明的光状态(即以可忽略的雾度传输镜面光的光状态)的实施方式中的固体聚合物的匹配提供许多优点，包括：
-最小化与流体接触的非平面的固体聚合物中的流体溶解度，
-容许氟化聚合物(与部分氟化的同义)用于非平面的元件，
-促进在固体聚合物中使用硅氧烷主链以提高操作温度范围、光稳定性、和热-光系数匹配(参见先前的热-光系数的讨论)，和
-最小化或消除流体和固体聚合物的芳族含量(参见先前的色散的讨论)。
表2示出了适合用作实施方式中的非平面的固体聚合物的一些光学透明的弹性体的折射率(nD25)。全部具有小于1.46的折射率，并且如先前所述，全部可固化以小于1.426。弹性体均聚物聚二甲基硅氧烷PDMS和聚甲基三氟丙基硅氧烷PMTFPS分别具有在1.412和1.382的最低折射率(PDMS的 nD25取决于交联水平和交联剂链的选择)。两者聚合物(任一聚合物)可用作具有硅氧烷的共聚物中的重复单元，该硅氧烷具有一个或两个苯基取代基(即芳族含量)，后者用来稍微向上地调整所得共聚物的折射率以匹配悬浮流体的折射率(也是低折射率材料)，如先前所述。但是仅氟化硅氧烷例如PMTFPS 及其共聚物具有对被由表4中所示的悬浮流体溶胀的化学耐受性。
作为对共聚物增加芳族含量(以提高折射率)的替代，具有甲基三氟丙基硅氧烷的共聚物中的其它硅氧烷可引入甲基烷基硅氧烷；较长链的脂族取代基与额外的(增加的)烃含量成比例地增加折射率(相比于它代替的甲基)。合适的重复单元包括甲基辛基硅烷(对于这部分nD25＝1.445)、甲基十六烷基硅氧烷(nD25 1.451)、和甲基十四烷基硅氧烷(nD251.455)。在类似的替代中，其它硅氧烷可具有可聚合的单甲基丙烯酰氧基丙基取代基代替甲基；所添加的甲基丙烯酸酯官能团既提高所得共聚物的折射率又提供交联位点(后者稍后描述)。
优选甲基三氟丙基硅氧烷-二苯基硅氧烷共聚物(即P(MTFPS-co-DPhS)) 或者甲基三氟丙基硅氧烷-甲基苯基硅氧共聚物(即P(MTFPS-co-MPhS))形式的氟化硅氧烷。在前者中，可容易地调节共聚物中的二苯基硅氧烷重复单元的摩尔百分比(典型地小于10％)以与如在表4中所示的PDMS流体的折射率匹配。有利地，在一些实施方式中，苯基基团的摩尔百分比足够高以改善低温性质(>3％)但又足够低(<10％)以避免影响机械性质。此外，非平面的固体聚合物的芳族含量足够低，当与PDMS悬浮流体折射率匹配时，使得所得阿贝数为约45或更高。
固体聚合物元件和悬浮流体的折射率在温度范围的中点处匹配以具有小于0.0075、并优选小于0.005、且更优选小于0.0035、且最优选小于0.002 的差值。优选地，在实施方式中，被选择为用于折射率匹配的参比温度的温度(它不一定必须是25℃)为对于应用或气候的最多使用的温度范围的中点。替代地，参比温度可为操作温度范围的中点。通过如先前所述地匹配热-光系数，折射率匹配(在参比温度进行)保持在操作温度范围上的可接受的对于率匹配的范围内。
在另一方面，悬浮流体(820)和非平面的固体聚合物(808)的配对包括有机硅氧烷和/或脂族烃悬浮流体与氟化的弹性的非平面的聚合物。非平面的聚合物(808)通过使用氟化的弹性材料实现对被悬浮流体(820)溶胀的实质的化学耐受性。在装置的操作温度范围，溶胀小于15％、并优选小于10％、且更优选小于5％、以及甚至更优选小于2％、且最优选小于1％。
在一些实施方式中，电泳装置包括第一电极和与所述第一电极隔开的第二电极、以及在所述电极之间的电泳单元，所述电泳单元包括电泳墨水和一个或多个非平面的固体聚合物元件，所述墨水包括的悬浮在悬浮流体中的至少一种类型的带电颗粒，和所述悬浮流体的75质量％或更多为有机硅氧烷和/或脂族烃并且所述固体聚合物为氟化弹性聚合物。
在一些实施方式中，悬浮流体和非平面的固体聚合物的配对包括有机硅 (聚二甲基硅氧烷、聚二乙基硅氧烷、或聚甲基烷基硅氧烷)的一种或多种或脂族烃(得自石油产品的直链、支链或环状烷烃)的一种或多种，和固体聚合物为氟硅氧烷或含氟硅氧烷的共聚物。在一些实施方式中，氟硅氧烷弹性体包括超过10％(以摩尔％计)、且优选超过20％、且最优选超过25％的甲基三氟丙基硅氧烷。在一些实施方式中，氟硅氧烷弹性体为引入甲基三氟丙基硅氧烷、二苯基硅氧烷(或甲基苯基硅氧烷)、和二甲基硅氧烷的重复单元的三元共聚物。
表6示出了优选的弹性体PMTFPS的汉森溶解度参数及与聚硅氧烷和烷烃悬浮流体的其相对能量差(relative-energy-difference)(RED)比率。相关的理论、方程和参数测量方法可在题为‘Hansen Solubility Parameters–A User’s Handbook’Charles M.Hansen,2007,CRC Press的书中找到。显著小于1.0的 RED比率表明固体聚合物被流体明显地溶胀(即化学亲和性)，1.0的比率表明流体具有边缘溶液化或溶胀能力(即边缘亲和性)，和显著大于1.0表明没有溶液化或溶胀能力(无化学亲和性)。表6示出了适于实施方式的材料配对的实例并且它们的RED比率均表明在处于平衡状态(即不论时间)的固体聚合物和流体之间没有溶胀(无亲和性)。PMTFPS弹性体与PDMS流体(2cSt) 的配对的RED比率为1.33，与PDMS流体(100cSt)，其为1.27，且与Isopar M，其也为1.27，和三个RED比率显著大于1.0。
表6：适用于实施方式的配对的汉森溶解度参数
有利地，在实施方式中，热-光系数(先前所描述)的匹配还导致热膨胀系数(CTE)的匹配，因为两者通过如下的洛伦兹-洛伦茨方程(Lorentz-Lorenz equation)相关：
dn/dT＝‐f(n)β(其中β为体积CTE)
和f(n)＝(n2‐1)(n2+2)/6n(其中n为在nD25的折射率)
作为对于材料配对具有匹配的CTE值的结果，在操作温度范围的RED 比率的变化显著小于在使用表1所示的光学聚合物(即硬聚合物)时。特别地， PMTFPS弹性体和低折射率的流体之间的极性溶解度参数差值在操作温度范围保持稳定，在所述配对之间保持无化学亲和性。
在具有氟化硅氧烷弹性体(即PMTFPS重复单元)的实施方式中，CF3部分是大的极溶解度参数和聚合物的对低折射率的流体的大大提高的化学耐受性的原因。通过比较，PDMS弹性体具有小的极性溶解度参数和对低折射率的流体的显著的亲和性。PDMS弹性体具有以下汉森溶解度参数：分散 13.8(MPa1/2)、极性＝5.0(MPa1/2)、和氢键合＝1.2(MPa1/2)、以及相互作用半径14.3。PDMS弹性体与Isopar M的RED值为0.47，与PDMS流体(100cSt) 为0.40，且与PDMS流体(2cSt)为0.41.这些RED值表明，所述三种流体在 25℃溶胀PDMS并因此这些材料配对不能在实施方式中使用。
在证明氟硅氧烷弹性体在高温下不被PDMS流体溶胀的化学耐受性试验中，氟硅氧烷弹性体FE-271-U浸在150℃的PDMS油KF-96-100cSt中(两者皆可得自www.shin-etsu.com)250小时。在测试结束时但仍在150℃的溶胀度(即体积变化)仅为0.5％。通过比较，浸在相同流体中相同时间和温度的硅氧烷弹性体KE-951溶胀50％。
有利地，为O型环/密封工业开发的氟硅氧烷弹性体进一步提供关于在实施方式中用作非平面的固体聚合物的弹性体的化学耐受性的背景。在O 型环中使用的弹性体加载有熔融的二氧化硅和/或其它分散的硬填料和添加剂并呈现半透明的(熔融的二氧化硅加载)、黑色的(炭黑加载)、白色的(TiO2加载)、或彩色的(颜料加载)。因此，为O型环/密封应用产生的配制物(或成套材料)是异质的并且不能用于实施方式的非平面的聚合物，后者是均质的 (即包括相同的材料)。此外，在O型环应用中的交联固化化学通常是过氧化物自由基催化的体系，其作为固化的一部分产生挥发物，在优选的实施方式中使用不产生挥发物的铂催化的体系。氟硅氧烷弹性O型环已知为FVMQ 或FMQ(参见ISO1629或ASTM D1418)。即使氟硅氧烷O型环的光学和机械性质由它们的填料材料与周围的氟硅氧烷聚合物的相互作用支配，它们对流体的化学耐受性也几乎完全取决于它们的氟硅氧烷聚合物。PMTFPS通常在O型环中用在与PDMS的共聚物中。由FVMQ弹性O型环表现出的化学耐受性对于在实施方式中使用的均质的氟硅氧烷的耐受性是有用的指导。
氟硅氧烷O型环对与汽油和其它石油产品的持续接触的化学耐受性已在汽车和航空工业中证实，其中它们已经展现出对于弹性体的最宽操作温度范围。ASTM D 2000(‘Standard Classification for Rubber Products in Automotive Applications’-2008)将氟硅氧烷O型环/密封件评估为当浸在 150℃(测试油的最大温度)的石油测试油IRM 903中70小时时具有小于10％的体积变化(即<10％的溶胀)。IRM 903油比适于实施方式的低折射率的流体更具毒性：所述油的折射率为1.503，它的芳族含量为14％，它的环烷烃含量>40％，和它在38℃的动态粘度为32cSt。氟硅氧烷O型环/密封件的低温耐受性被评为在-55℃3分钟后是非脆性的(参见ASTM D2000-08的表6中的FK材料)。
在用于航空发动机的氟硅氧烷O型环的相关化学耐受性测试中，使共聚物中的甲基三氟丙基硅氧烷(MTFPS)对二甲基硅氧烷(DMS)的摩尔百分比变化以显示共聚物组成在对溶胀的耐受性方面的影响。共聚物A具有20:80(以摩尔％计)的MTFPS:DMS，共聚物B具有50:50，和共聚物C具有100:0。航空燃料P5(在40℃的粘度～1.5cSt)使共聚物A溶胀28％，共聚物B溶胀6 ％，和共聚物C溶胀16％。航空液压油Hydrol使共聚物A溶胀43％，共聚物B溶胀28％，和共聚物C溶胀6％。该实例表明，在实施方式中有利的是，当用作共聚物时试验PMTFPS的摩尔％的范围以确定与所选择的悬浮流体(或电泳墨水)配对的最佳水平。
在一些实施方式中，电泳膜装置层叠在一对粘合剂层(例如EVA中间层) 和一对玻璃板之间，并且各粘合剂层基本上覆盖各板的全部表面并且将电泳装置的相对面粘合至板的面，且电泳玻璃层叠体是整料。有利地，在实施方式中，由材料(即弹性的非平面的固体聚合物和悬浮流体)对提供的在高温下的溶胀耐受性是与将膜装置层叠至玻璃相容的。中间层可为聚乙烯醇缩丁醛 (PVB)、乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)或聚氨酯(PU)，并且有利地引入吸收99％或更多的入射UV光的UV过滤功能。优选地，使用EVA中间层，因为这些具有最低的最大加工温度和对PET基板的优异的粘附。相对于高压釜，优选真空袋玻璃层叠工艺。本发明使用的合适的中间层包括来自日本的 Bridgestone Corporation的EVASAFE和来自日本的Sekisui的S-LEC EN。用于将PET膜层叠至玻璃的工艺指南可得自这两个供应商。作为玻璃层叠工艺的一部分，实施方式是经受约105℃的峰值温度10分钟或更长，且所描述的材料配对表现出作为将装置层叠至玻璃的的结果的没有电泳单元性能的劣化和低的溶胀(接近忽略不计)。
接下来的部分进一步描述以如下要求选择用于悬浮流体(820)和非平面的固体聚合物(808)的合适材料：这些材料在电泳单元(809)中保持相分离并且在宽的操作温度范围相容地保持(即无化学亲和性)。该进一步的描述是已描述过的四个方面共有的，除了被方面缩小/排除之外。为方便起见，本文中所描述的四个方面可被称为：
-对于材料配对的热-光系数匹配；
-对于材料配对的色散匹配；
-对于匹配的材料配对使用低折射率；和
-使用有机硅氧烷和/或脂族烃悬浮流体和氟化的弹性的非平面的聚合物作为优选的材料配对(即优选的配对溶液)。
有利地，硅氧烷和氟化硅氧烷(即氟硅氧烷)具有高的热和氧化稳定性，是化学惰性的，并且具有非常良好的抗紫外线性能，导致优异的环境稳定性。在太阳光UV和红外光谱中，两者材料是透明的，除了在近红外的特征吸收带之外。硅氧烷在建筑和玻璃装配工业中广泛地用作密封剂(填充的弹性体- 不是光学透明的)，其中它们已证明在以数十年度量的寿命中的耐候性和耐久性。类似地，聚二甲基硅氧烷已被用作光伏和高亮度LED应用中的封装剂，在这些应用中为了光学透明性选择PDMS弹性体并且其展现出在户外环境中优异的光稳定性。
在实施方式中，带电的黑色颗粒在电场中转移位置并且切换时间与悬浮流体的粘度成准比例(quasi-proportional)。在现有技术的电泳显示器中最小化切换时间是非常需要的，因为显示器可不断地更新因此粘度被最小化。但是在用于智能玻璃应用的光学透明的电泳装置中没有提供尽可能最快的切换时间的相同需要，且更重要的是悬浮流体的粘度(作为分子量的代表)是足够高的，使得在最大的操作温度该流体不变成对于电泳单元中的非平面的固体聚合物的溶剂，其中这样的流体在25℃不是溶剂。此外，对于悬浮流体的材料选择提供在低温下可用的粘度以确保切换操作。
在实施方式中，悬浮流体包括75％或更多的低聚物或短链聚合物(或共聚物)。剩余的悬浮流体可包括与带电颗粒相关的(缔合的)电荷控制剂和各种任选的添加剂，所述添加剂包括表面活性剂、分散剂和高分子量的溶解的聚合物以稳定带电颗粒在电泳墨水中的悬浮，这些是电泳墨水的现有技术中已知的。所得的悬浮流体在25℃的动态粘度在3cSt至100cSt的范围内、且优选在5cSt至50cSt的范围内、或为典型的电泳显示器的动态粘度的约两倍或更多。此外，所得的在75℃的动态粘度大于2cSt、且优选大于3cSt、且最优选大于3.5cSt以最小化悬浮流体变成对于非平面的结构的溶剂的风险，即使在25℃不是溶剂。表4示出了在常规的电泳显示器中存在的那些典型的烷烃流体具有在75℃约1.25cSt或更小的粘度，这大大增加它们的对与电泳单元中的流体接触的固体聚合物的溶液化(和溶胀)能力。相反， PDMS流体具有宽范围的可用粘度并且相比于烷烃流体随温度的变化较小。在表4中具有约7个或更多个重复单元的PDMS流体保持在75℃的大于2.0 cSt的粘度。PDMS流体可被共混以实现在高温下的所需的最小粘度和/或在低温下的最大粘度。
在一些实施方式中所得的在-25℃的动态粘度小于350cSt、且优选小于 200cSt、且最优选小于125cSt以确保在非常低的温度下的切换。再一次， PDMS流体相比于烷烃流体表现出在对于低温的粘度上较小的变化。在表4 中，具有在25℃5.0cSt的粘度的PDMS流体在-25℃具有约17cSt的粘度，比较起来Isopar M分别具有3.25cSt和21cSt。直链(或正)烷烃一般不适于低温的实施方式：在表3中的正十二烷在-25℃是半固体，尽管它在25℃具有仅1.84cSt的粘度。在适用性受限的另一实例中，表3中的共混的烷烃 (或脂族烃)50350从在-25℃的半固体变为在25℃的19cSt和在75℃的4 cSt，导致比PDMS(n～15)差得多的适用性，PDMS(n～15)具有在-25℃的37 cSt、在25℃的10cSt、和在75℃的4cSt的粘度。PDMS(n～15)具有与聚二乙基硅氧烷类似的随温度的粘度变化(参见表4)。
作为少数成分添加到悬浮流体以改善带电颗粒的悬浮的非常高分子量的聚合物由于粘度的降低而在升高的温度下被破坏(消弱)，或导致在低温下的不可接受的高粘度。在一些实施方式中，添加非常高分子量的聚二甲基硅氧烷或聚二乙基硅氧烷或聚甲基烷基硅氧烷代替常规的聚合物添加剂，因为它的随温度的粘度变化最小化。例如，在表3中，P(DMS-co-DPhS)具有与相应的高分子量的烃聚合物类似的粘度变化，它从在-25℃的24,800cSt变成在25℃的450cSt和在75℃的仅75cSt，导致比对于PDMS(n～232)差得多的在75℃的稳定化能力，PDMS(n～232)具有在-25℃的1,650cSt、在25℃的500cSt、和在75℃的217cSt的粘度(对于PDMS(n～232)参见表4)。表4 中所示的PDMS流体的重复单元的最大数量为846(对于在25℃的10,000cSt 的粘度)，但是实施方式的悬浮流体在少数添加剂的重复单元的数量上没有限制，并且有利地PDMS保持为流体，不论未交联(或交联可忽略不计)时的重复单元的数量。
优选地，实施方式的控制器(即信号产生器)感知实施方式的面温度并对于降低的温度以增加的波形持续时间或电压幅度在切换期间补偿温度且反之亦然。可与实施方式一起使用的驱动波形和控制器的实例在2013年3月 22日提交的题为“An ElectrophoreticDevice Having a Transparent Light State”的相关爱尔兰专利申请No.S2013/0104(代理编号P106878IE00)中描述。
在高温和低温下的悬浮流体的粘度分别与其沸点和倾点相关，并且这些性质在表3和4中示出。但是在实施方式中，存在悬浮流体的沸点和倾点的要求，其未被已描述得到粘度范围自动地捕获。高温操作要求具有低蒸汽压和大大超过最大操作温度的沸点的流体。当悬浮流体为不同成分的共混物时，重要的是各成分作为纯的流体或材料时在最大操作温度下不是挥发性的。相反，为了确保低温操作，悬浮流体的倾点大大低于最小操作温度。倾点是实施方案可承受的最低温度的指示，在该温度悬浮流体的粘度太高而不能支持切换(即不是操作性的)，但是在别的方面，将电泳单元中的流体暴露于倾点温度是安全的。
在一些实施方式中悬浮流体具有以℃计的为装置的最大操作温度的至少两倍且优选至少200℃的在大气压下的沸点，以及比最低操作温度低至少 1.5倍、且优选至少-30℃(即243K)、且更优选至少-45℃(即228K)、并且最优选至少-55℃(即218K)的倾点。在表4中具有约7个或更多个重复单元(n≥7) 的PDMS流体具有超过最大操作温度3倍的沸点。有利地，PDMS流体具有最低操作温度的两倍(在量值上)的倾点(即相应地，-50℃对-25℃)，不论重复单元的数量(例如具有在25℃的1M cSt的粘度的PDMS流体仍然具有低于约-50℃的倾点)。
一些流体例如直链烷烃在低温下产生纳米级的蜡晶体，并且为了避免这些蜡晶体造成光散射，它们的最大尺寸在实施方式的最小操作温度下小于 200nm。优选地，悬浮流体在实施方式的最小操作温度无结晶，并且在这方面流体避免显著水平的直链烷烃成分。
流体的工作温度(示于表3和4中)是在作为由该流体的供应商典型推荐的(或指导的)正常操作下的对于纯的流体的可用的范围，并且显著窄于由倾点至沸点所指示的范围。在实施方式中，操作温度范围比纯的流体的工作温度更窄(即更保守)，如在表3和4中所示。具有三个或更多个重复单元(即n≥3) 的PDMS流体具有宽的工作温度，从-40℃至150℃，不论重复单元的数量，使得对于宽的操作温度范围的装置，它们在实施方式中的使用优于烷烃流体 (-40℃至130℃)，参见表4。
聚二烷基硅氧烷流体(包括具有直链和支链的取代基)适于实施方式，并且表4示出了聚二乙基硅氧烷在10cSt粘度(25℃)具有类似于PDMS(n＝15) 的随温度的粘度变化、以及类似的工作温度、沸点、倾点和dn/dT，阿贝数高一个Vd数(即更有利的)，反映出增加的烃含量。后一点可对于实施方式概括，由此增加硅氧烷悬浮流体的烃含量(通过增加烷基取代基的分子量)在相应的粘度PDMS流体增加流体阿贝数。在一些实施方式中，PDMS比聚二乙基硅氧烷更有利，因为它具有较低的折射率：1.399对1.437。但是在其它实施方式中，较大的烷基取代基具有另外的优势(除增加的阿贝数外)，因为它们提供增强的与烃、带电颗粒的表面的相互作用，提供在悬浮流体中的卓越的颗粒悬浮。在又另外的实施方式中，一种或多种PDMS流体与具有较大烷基取代基的一种或多种硅氧烷流体例如聚二乙基硅氧烷共混。
优选地，悬浮流体不共混少数的挥发性流体和多数的非挥发性流体来调节性质。此外，优选地，对悬浮流体进行蒸馏或以其它方式进行处理以基本上除去沸点低于先前所描述的挥发性成分。挥发性成分是相对的，例如， PDMS(n＝0或n＝1)在存在于高重复数的硅氧烷流体中时可被认为是挥发性的。类似地，C8H18和更低级烷烃在C12H26和更高级烷烃中是挥发性的。在制备用于实施方式的悬浮流体时，挥发性成分的水平优选被降低至小于1％、且优选至小于0.5％。额外地，电泳墨水优选具有降至最小(约100ppm或更低)的含水量并且在与装置中使用之前被脱气。在小于100ppm时，悬浮流体中的含水量对流体的折射率和介电常数具有可忽略的影响。
在实施方式中，悬浮流体的75％或更多包括在溶解状态中的以下的一种或多种、或以下的两种的共聚物：脂族烃(即烷烃)化合物、有机硅氧烷化合物、氟硅氧烷化合物(即氟烷基硅氧烷)、或有机氟化合物(例如，氟碳化合物、全氟化碳、或全氟烷氧基)。优选地，悬浮流体的大部分(≥75％)为低分子量的聚合物并且具有包括以下的一种或多种的重复单元：二甲基硅氧烷、二乙基硅氧烷、甲基烷基硅氧烷、二烷基硅氧烷、或甲基苯基硅氧烷。优选地，该悬浮流体与电泳单元中的氟硅氧烷弹性的非平面的固体聚合物配对。在一些实施方式中，有机硅氧烷流体具有一种或多种环状硅氧烷成分例如八甲基环四硅氧烷、十甲基环五硅氧烷、或十二甲基环六硅氧烷。
所列出的悬浮流体的电性质符合实施方式的要求，但是氟硅氧烷悬浮流体的介电常数比对于其他流体的显著更大且因此是不太理想的(如稍后所描述的)。表4中所示的PDMS流体具有在2.28至2.76的范围内的在50赫兹的介电常数，和烷烃在2.0至2.1的范围内。PDMS流体的体积电阻率为 >1x1012ohm.m和烷烃也为>1x1012ohm.m。在25℃具有<6cSt的粘度的 PDMS流体的击穿电压为>14V/微米，和对于>6cSt它为>20V/微米。对于 PDMS流体在50赫兹的介电损耗角正切为≤0.0001。具有<50cSt的粘度的 PDMS流体的热导率在0.10至0.15W/(m.K)的范围内，并且≥50cSt的那些， 0.16W/(m.K)。
使用氟硅氧烷悬浮流体的那些实施方式提供流体和弹性的固体聚合物的替代的配对。氟硅氧烷流体PMTFPS的实例示于表3中。这是氟化聚合物悬浮流体并且还可描述为氟化硅氧烷悬浮流体。它保持为流体，不论重复单元的数量，除非交联。在足够交联的情况下，PMTFPS变为弹性体(固体聚合物)，如表2中所示。PMTFPS聚合物流体不溶解或明显溶胀PDMS弹性体(参见表2)。它的随温度的粘度变化显著大于具有与其在25℃的类似粘度的PDMS流体(参见表3和4)。优选地，PMTFPS官能度被引入作为具有聚硅氧烷例如聚二苯基硅氧烷的多数共聚物(majority copolymer)。后者在共聚物中的作用是将悬浮流体的折射率从1.382(PMTFPS)提高至1.4118或更高 (与PDMS弹性体匹配)。在氟硅氧烷流体的另一实例中，氟作为在硅氧烷上的氟烷氧基取代基存在，例如七氟异丙氧基丙基。
氟硅氧烷悬浮流体包括氟硅氧烷均聚物或氟硅氧烷共聚物，其具有至少一种含苯基的侧基并且包括超过10％(以摩尔％计)、且优选超过20％、且最优选超过25％的甲基三氟丙基硅氧烷。在电泳单元中其配对的弹性的非平面聚合物是聚甲基烷基硅氧烷且优选聚二甲基硅氧烷。悬浮流体由它的极性 CF3(部分)支配，导致对于流体在50赫兹的约6.5至7.0的介电常数，和因此比先前所描述的氟硅氧烷弹性体和有机硅氧烷或脂族烃悬浮流体的配对不太有利得多。氟硅氧烷流体的击穿电压为约15伏特/微米，且它的体积电阻率为约1x1013ohm.m。
使用有机氟悬浮流体的那些实施方式提供流体和弹性的固体聚合物的另一替代配对。常规的有机氟化合物本身并不适于实施方式，因为它们的折射率太低而不具有与非平面结构中的合适的固体聚合物进行率配对的可能性(例如参见表3中的FC-43且可得自www.3m.com)。含氟聚合物弹性体具有适当的低的折射率，但是不能与有机氟流体一起使用，因为后者溶解或溶胀该弹性体。但是在适当的低的氟含量、或作为共聚物(再次地以低的总氟含量)引入的情况下，有机氟化合物可用于实施方式的悬浮流体。作为对合适的以CF3(部分)的形式的氟含量的指导，可与PMTFPS流体的氟含量进行并列(比较，parallel)。以这种方式可实现用于实施方式的合适的有机氟化合物，其折射率匹配PDMS弹性体固体聚合物。类似于PMTFPS，有机氟化合物不溶解或溶胀PDMS弹性体。
如在先前的第一方面所描述的，为了在悬浮流体和非平面的固体聚合物之间获得热-光系数匹配，非平面的固体聚合物被选择成具有优选小于最低操作温度的玻璃化转变温度(即Tg)的弹性体。在实施方式中，弹性的非平面的固体聚合物依赖于在其主链中的柔性连接以实现低的玻璃化转变温度 Tg。弹性体的主链包括以下连接的一种或多种：醚(即R-O-R’)，硅氧烷(即 Si-O-Si)，氟代醚(即CF2-O-CF2)，硫醚(即R-S-R’)，亚甲基(即CH2)，二氟亚甲基(即CF2)或膦腈(即N＝P)。硅氧烷主链是优选的，因为它具有非常低的 Tg：PDMS弹性体具有小于-100℃的Tg，和氟化硅氧烷弹性体例如PMTFPS 具有小于-65℃的Tg，不管它的氟含量(参见表2)。
在实施方式中光学透明的弹性体(即非平面的固体聚合物)在其本体中在 50微米的厚度(即约为电泳单元中的最大z轴尺寸)具有3％或更小的雾度，并优选小于2％，且最优选小于1％。在相关的性质中得出固体聚合物具有值小于0.005、且优选小于0.001、且最优选小于0.0005的低的双折射率。有利地，非常低的雾度和双折射率(即分别<1％和<0.0005)可通过如下实现：使用无定形弹性体在远高于它的玻璃化转变温度、特别地具有硅氧烷主链的弹性体例如在表2中所示的那些。
光学透明的固体聚合物是无定形的(优选的)或在另外的无定形聚合物中具有纳米级的结晶段并且是半结晶的。在后一种情况中纳米级的结晶段的最大尺寸(或轴)被限制为显著短于蓝光的波长以避免折射可见光。在具有半结晶的聚合物的实施方式中，结晶段的至少50％、且优选至少85％具有200nm 的最大尺寸、并优选最大125nm、且更优选最大85nm、且最优选最大65nm。
在非平面的固体聚合物是弹性体时，它对于大于其玻璃化转变温度的温度(且优选在装置的操作温度范围)具有粘弹性质，并且这些粘弹性质由小于 50MPa的杨氏模量(即E)和小于90的硬度(肖氏A)来限定。在不适于实施方式的光学聚合物和用于实施方式的光学透明的弹性体的粘弹性质上的差异通过比较表1和2中的值可容易地看出。在表1中的所有聚合物具有1,400 MPa或更高的杨氏模量(E)，而在表2中的那些为3MPa或更低。相应的差异还可见于固体聚合物的硬度：在表1中的那些均具有超过在肖氏A级别内可用的范围的值(即它们在肖氏D级别内)，而在表2中的所有那些在肖氏A 内。有利地，且作为在电泳单元中的非平面的聚合物的粘弹性质的结果，实施方式中的电泳单元在操作温度范围是柔性的。当所述单元被夹在柔性基板例如ITO涂覆的PET片材之间时，所得装置也是柔性的。在电泳单元中保持柔性对于在非常低的温度中操作或承受非常低的温度的实施方式是重要的。例如，引入汽车顶部或建筑的门的实施方式可在极端天气中暴露于非常低的温度且仍保持一定程度的挠曲(柔性)以避免在经受机械冲击和风时的脱落或破裂。此外，在一些实施方式中，电泳单元结合至电极涂覆的基板，该基底又结合至玻璃。各部分的热膨胀系数(即CTE)是明显不同的，并且将导致剪切应力，除非杨氏模量在完全不同的部件间的界面处保持为低的。对于非平面的固体聚合物的示于表2中的值是足够低的以避免在温度极限之间循环时的在电泳装置内的破坏性应力。
在具有无定形的弹性体的实施方式中，粘弹性质取决于共价(即化学)交联的密度，其使范围从高分子量单体到低聚物的到聚合物大分子(包括多个单体单元)的分子交联，并且结果，在这些实施方式中的非平面的聚合物是热固性橡胶。替代地，在半结晶的弹性体中，粘弹性质取决于物理交联的密度，所述物理交联由分散在软的无定形聚合物的硬的结晶段提供，并且结果，非平面的聚合物是热塑性橡胶。
如表2中所示的适于实施方式的光学透明的弹性体相对于表1中所示的光学聚合物的进一步的优点是：如表2中所示的光学透明的弹性体具有实施方式的最大操作温度的约两倍的最大连续使用工作温度(即Ts)。相反，表1 中的许多光学聚合物具有小于所需的操作温度的Ts，并且如果经受在90至 100℃范围的长时间的使用则可遭受致命的热劣化。在实施方式中，弹性的非平面的固体聚合物元件具有比装置的最大操作温度显著更高、且优选大于 125℃、更优选大于150℃、且最优选大于175℃的最大连续使用温度(即Ts 或工作温度)。
在实施方式中，弹性的非平面的固体聚合物元件包括以下聚合物之一、或使用以下的一种或多种的共聚物或三元共聚物：聚硅氧烷、氟代烷聚合物、全氟醚聚合物、氟硅氧烷聚合物、氟化(甲基)丙烯酸酯聚合物、氟硅氧烷(甲基)丙烯酸酯聚合物、氟化聚烯烃聚合物、氟化脂族聚碳酸酯、或氟化聚氨酯。共聚物包括氟硅氧烷-共-硅氧烷共聚物、氟硅氧烷-共-氟代烷共聚物、或氟代醚-共-硅氧烷共聚物。
在具有氟化的(在本文中与部分氟化的同义)弹性体的实施方式中，其聚合物具有至少一种含CF3(部分)的侧基。CF3(部分)在抵抗被聚硅氧烷和烷烃流体的溶胀方面是特别有效的，比以CF2存在的相应的氟含量显著更多。在一些实施方式中，氟化聚合物具有氟烷基硅氧烷类型的重复单元，氟烷基硅氧烷包括(但不限于)甲基三氟丙基硅氧烷(MTFPS)、甲基五氟丁基硅氧烷、甲基七氟戊基硅氧烷、或甲基九氟己基硅氧烷。替代地，氟化聚合物具有氟烷氧基烷基硅氧烷类型的重复单元，氟烷氧基烷基硅氧烷包括(但不限于)七氟异丙氧基丙基四甲基环三硅氧烷。
氟烷基硅氧烷弹性体的电性质适合在实施方式中使用。PMTFPS弹性体具有范围6.75至7.35的在50赫兹的介电常数。有利地，氟化硅氧烷弹性体将总是具有比硅氧烷/PDMS流体和脂族烃流体更大的介电常数，这具有增加可用于使带电颗粒在电泳墨水中移动的在流体(和单元)中的电场强度的效果。相反的关系，氟硅氧烷悬浮流体和硅氧烷/PDMS弹性体具有降低可用于使带电颗粒在墨水中移动的电场强度的效果，并因此是不太理想的。PMTFPS弹性体的体积电阻率为>1x1012ohm.m，且击穿电压为约13V/微米。在50赫兹的介电损耗角正切为约0.04。
在实施方式中，弹性的非平面的固体聚合物可通过热固化或辐射固化来固化，或具有包括热固化和光固化基团的多种固化官能团。在后者的情况中光固化基团可占少数并且用来实现提供初始最小机械性质的快速初始固化，而热固化基团占多数且用于实现均匀的性质和可用位点的高聚合水平。
在实施方式中，具有硅氧烷主链的弹性的非平面的固体聚合物中的交联固化化学包括以下之一：铂催化的氢化硅烷化加成体系、过氧化物自由基催化的体系、锡或锌催化的缩合体系、硫醇-烯自由基加成体系、或紫外线固化的甲基丙烯酸酯和丙烯酸酯官能聚合物(即丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基官能的硅氧烷)。铂催化的氢化硅烷化加成固化是优选的，因为在固化过程中不形成副产物(即没有随着时间的推移可迁移进电泳墨水中的来自固化的挥发物)。铂固化提供具有最佳机械和光学性能(也是最可重复的)的经固化的聚合物。所得的弹性的固体聚合物的热-光系数可通过控制交联的密度或水平精细地变化。在催化的固化体系中，催化剂的水平或者更重要地从它的配合(络合)流体中的其释放率可用于控制固化曲线。有利地，氟化硅氧烷例如 PMTFPS和之前列出的那些的交联固化化学与对于非氟化硅氧烷例如聚二甲基硅氧烷的相同，容许用于后者的材料和反应方法被应用于前者，和容许共聚物和交联的弹性体引入两者的重复单元。
额外的优点为，存在良好开发的一系列材料以将反应官能度和产品官能度添加至硅氧烷，并且这样的官能可任选地引入使用其它(即非氟化的)硅氧烷重复单元的实施方式中的氟硅氧烷共聚物。例如，可引入的硅氧烷反应性和产品包括：乙烯基(过氧化物活化的固化)、乙烯基+氢化物(乙烯基加成，氢化硅烷化，铂催化的固化)、氢化+硅烷醇(金属盐固化)、硅烷醇(湿气(水分)固化，RTV-1-部分)、硅烷醇+烷氧基/聚合的烷氧化物(缩合固化RTV-2- 部分)、烷氧基/聚合的烷氧化物(陶瓷和ormosil产品)、胺(聚脲，聚酰亚胺产品)、胺+环氧(环氧加成固化)、环氧(阳离子UV固化)、甲醇(聚酯或聚氨酯产品)、(甲基)丙烯酸酯(包括热和UV引发的自由基固化)、巯基(包括热和 UV引发的硫醇-烯固化)、乙酰氧基/氯/二甲胺(湿气固化)、聚合的烷氧化物 (二氧化硅产品)、倍半硅氧烷(二氧化硅产品)、聚硅氮烷(氮化硅产品)、和聚硅氧烷(碳化硅产品)。
在一些实施方式中，硅氧烷主链弹性体具有以两部分的液体成套材料形式的预聚物，所述两部分的液体成套材料包括在一部分中的基础(即铂催化剂和乙烯链)成分和在另一部分中的固化(即氢化物官能的交联剂和任选的额外的乙烯基)成分。两部分(即基础和固化成分)一般通过包括以下的配混和方法来混合：西格马(σ)-叶片式搅拌器、行星式混合器、或双辊磨机。实施方式的热-光系数可通过改变所得的预聚物中的两部分的比例和固化至弹性的固体聚合物来变化。
铂催化的氢化硅烷化加成固化(优选的)容许低于50℃的实施方式的氟化硅氧烷弹性体的固化(被称为室温硬化(硫化)RTV)、在50℃和130℃之间的固化(被称为低温硬化LTV，或高于130℃(高温硬化HTV))。
在两部分的液体成套材料的实例中，乙烯基封端的聚甲基三氟丙基硅氧烷或其共聚物例如聚甲基三氟丙基硅氧烷-共-二甲基硅氧烷、聚甲基三氟丙基硅氧烷-共-甲基苯基硅氧烷、或聚甲基三氟丙基硅氧烷-共-二苯基硅氧烷 (具有200cSt至60,000cSt的粘度)形成基础部分的聚合物链，并且这些被蒸馏(或者以其它方式)以除去对于聚合物流体的如前所描述的挥发物。例如，基础部分的氟化聚合物链可为具有35摩尔％至45摩尔％的MTFPS的乙烯基封端的聚甲基三氟丙基硅氧烷-共-二甲基硅氧烷(CAS号68951-98-4)。
在成套材料的实例的固化部分中，交联聚合物链提供三个或更多的氢化基团并且可为具有15-50摩尔％的甲基氢硅氧烷重复单元的甲基氢硅氧烷- 二甲基硅氧烷共聚物。在一些实施方式中，交联聚合物引入苯基例如甲基氢硅氧烷-甲基苯基硅氧烷共聚物。交联共聚物可为氢化封端的并且在这种情况中具有至少一个氢化重复单元。优选地，氢化官能的交联剂是氟化的高分子量单体、低聚物、或聚合物链并且引入一个或多个CF3部分。例如，氟化交联剂可为三氟丙基三(二甲基甲硅氧烷基)硅烷(CAS号3410-32-0)。在其它实例中，氟化交联剂可为引入甲基三氟丙基硅氧烷重复单元的共聚物例如具有15-50摩尔％的甲基氢硅氧烷的共聚物甲基氢硅氧烷-甲基三氟丙基硅氧烷。
铂催化剂是这样的络合物，其被选择成溶解反应介质中，产生均质流体。实例包括铂(0)+二乙烯基硅氧烷络合物、铂(0)+环状二乙烯基硅氧烷络合物、和铂(+2)+辛醇络合物。例如，所述铂催化剂可为二乙烯基四甲基二硅氧烷络合物(CAS号68478-92-2)或环乙烯基甲基硅氧烷络合物(CAS号 68585-32-0)。铂催化剂通常在1-30ppm的范围内，基于在全部配制物质中的铂浓度(不要与络合物浓度混淆)。
固化(两部分成套材料)基础和固化成分的混合物的结果是在它们各自的链上的(基础的)在先乙烯基和(固化成分)的在先氢化基团之间的乙基桥。以这种方式，乙基桥是交联，并且在所得的实施方式的非平面的固体聚合物中增加乙基桥增加交联密度。原则上，摩尔当量的氢化物(在交联剂或固化成分中)与乙烯基(在聚合物链或基础成分中)反应，但实际上通常存在相对于乙烯基的摩尔过量的氢化物(例如1.5:1.0)以实现最佳的物理特性。两者的比例可取决于乙烯基封端的氟硅氧烷(或氟硅氧烷共聚物)的链长和在交联剂中的氢化物的摩尔百分比。在一些实施方式中，乙烯基封端的氟硅氧烷链可引入乙烯基取代基以增加固化位点和交联。实施方式可利用氟硅氧烷链长(乙烯基封端的)、和/或乙烯基取代基、和/或在交联剂中的氢化物摩尔百分比、和 /或交联剂的分子量来控制或选择交联密度。
通过均质的铂催化的氢化硅烷化可将多种官能度引入用于非平面的固体聚合物的实施方式的预聚物中。适合的末端烯官能度或氢化物官能度的可用性是唯一的要求。例如，实施方式的氟硅氧烷弹性体可具有利用可商购的原料的(铂催化的)固化的部分引入的以下官能度：烃，包括烷基或芳基、环氧基、腈/氰基、胺基、酯基、醚基的烃类、或另外的氟化基团。这容许对非平面的固体聚合物的性质进行微调，包括：本体聚合物性质、影响固体聚合物与电泳墨水和墨水的不同成分的相互作用的性质、和固体聚合物对电极涂覆的基板(例如ITO涂覆的PET)的剥离粘合力。在一些实施方式中，通过将乙烯基Q树脂或氢化Q树脂引入聚合物树脂或单体(即用于非平面的固体聚合物的预聚物)中，机械强度得以增强并且光学性质可被精细地改变。
在一些实施方式中，官能的硅烷用于对电极涂覆的基板涂底(prime)以提高氟硅氧烷弹性的非平面的固体聚合物对基板的剥离粘合力(即结合强度)。硅烷具有水解敏感的基团(该基团可与无机基板例如氧化铟锡(ITO)涂覆的 PET基板反应以形成稳定的共价键)并拥有第二反应性基团(例如乙烯基或氢化基团)，该第二反应性基团可随后与氟硅氧烷弹性体当它固化时形成共价键。ITO表面是水解稳定的并趋于具有足够的羟基官能度以容许在用于硅质基板的相同条件下的偶联。所述第二反应性基团参与铂催化的加成固化以将非平面的固体聚合物偶联至与它接触的涂底的基板。反应性硅烷通常作为三烷氧基硅烷添加，且在水和缩合催化剂的存在下形成涂底的聚合表面。在一些实施方式中，硅烷和缩合催化剂在基板表面上形成非常薄的光学透明的平面聚合物层。所述层可被称为单层沉积(物)。有利地，在实施方式中为与乙烯基加成聚硅氧烷一起使用而商业开发的底料(底漆，primer)同样可与本文中所述的优选的氟化硅氧烷一起使用，并且包括烯丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、和聚乙烯基甲氧基硅氧烷(这些材料可得自包括www.gelest.com的多家供应商)。
合适的基础材料和反应性硅氧烷、反应性氟硅氧烷、反应性共聚物、和铂催化剂络合物可商购自包括以下的众多来源：www.dowcorning.com, www.shin-etsu.com,www.momentive.com,www.gelest.com和 www.unitedchem.com。这些可配制和共混以满足所需的要求并且制造用于实施方式的弹性的非平面的固体聚合物的预聚物流体。
在一些实施方式中，弹性体预聚物(例如两部分成套材料)和悬浮流体(或电泳墨水)是批次-匹配的以确保在参比温度(例如25℃)的折射率匹配。这可通过如下进行：取两种材料(即预聚物和悬浮流体)的代表性样品，并测量光学性质，同时如果必要的话调节悬浮流体以精细调节其折射率匹配。在这种情况中，折射率匹配是对于固化的弹性体样品，所述固化的弹性体样品代表对于该批次(即宗或批)的材料的在装置中的固化弹性体。在替代的实施方式中，在一个装置、一批装置、或一卷装置膜中固化之后测量经固化的弹性的非平面的固体聚合物，并且悬浮流体的折射率通过在对于那些装置的批次基础上添加较低或较高的成分来精细调节。作为另外的替代，可测量一批次或一批的悬浮流体(或电泳墨水)的折射率，并且相应地调整弹性体预聚物成分以在一旦固化时与(该批次的)流体进行率匹配。此外，通过调节弹性体的交联密度(或水平)可精细地匹配批次的热-光系数以匹配悬浮流体批次(即电泳墨水批次)的代表性样品的值。
如先前所述，优选地，电泳墨水具有降低至最小(约100ppm或更小)的含水量并且在于装置中使用之前被脱气。这还可应用于弹性体的预聚物。在固化后，暴露于环境空气的非平面的固体聚合物可快速地吸收湿气，增加其含水量至250ppm或更多。优选的是，避免或降低固体聚合物中的水分含量至低于约100ppm以对聚合物的折射率和介电常数、以及相关的电性质(包括体积电阻率和击穿电压)具有可忽略不计的影响。将理解，在制造中有利的是控制电泳墨水和非平面固体聚合物的水和溶解气体的含量，优选将两者降低至可忽略不计的水平，以实现以批次匹配的材料的可重复的折射率匹配。
图1A和1B以两种视图示出实施方式101：一种视图示出实施方式的电泳单元809的剖面，和另一种视图是实施方式的面并且可为前面或后面。剖面图表示面视图的对角线剖面。图1A示出第一光状态和图1B示出第二光状态。
装置101具有在电泳单元809中的电泳墨水830。电泳单元809由箭头表示并且包括夹在顶部电极和底部电极60之间的所有元件。墨水830具有在透明的各向同性的悬浮流体820中的带电颗粒11，所述悬浮流体服从已描述的要求。带电颗粒11具有负电荷并呈现为黑色(在实施方式中颗粒可为带正电的或带负电的)。带电颗粒11在z轴上的移动受到顶部电极60的内表面、或绝缘层95(如果存在的话)、和在分解图1100中由水平线或面1003 指示的聚合物815的表面的限制。
在装置101中凸起由光学透明的聚合物球(即微球或微粒)802和聚合物球803形成，聚合物球802是近单分散的并占球的>90％，和聚合物球803 是单分散的并占剩余的球量。聚合物球803通过设置单元809的厚度(与光学透明的粘合剂层45的厚度一起)作用为单元间隙间隔物。聚合物球803还确保，电泳墨水830能够自由(free to)包围或吞没在电泳墨水层810中的聚合物球802且颗粒11可在第一光状态中无阻碍的聚合物球802上展开。
聚合物球802和803投入电泳墨水830的体积中并且部分地填充电泳墨水层810(其另外地指示填充有电泳墨水830的体积)。聚合物元件808表示非平面的结构，其结合至光学透明的粘合剂(OCA)45并且与在单元809内的底部电极60相邻。聚合物815填充聚合物球2和3之间的空间(即间隙)并且它与电泳墨水830的界面的面由1003表示。在图1B的面视图中，聚合物球 802和803显示为在单层中紧密地排列并且被描述成具有无规的密堆积。
电泳单元809包含以下两种任选的元件：光学透明的粘合剂(OCA)层45 和绝缘层95。OCA 45在一侧上与电极60且在另一侧上与非平面的固体聚合物808形成强的粘结，参见图1B中的分解图1100。非平面的固体聚合物 808包括聚合物微球802、聚合物单元间隙间隔物803、聚合物单元壁835、和固体聚合物815。非平面的固体聚合物808的这些不同部分是电泳单元809 中的各非平面元件并且服从已描述的与当聚合物808为单一连续的聚合物 (即不包括离散的聚合物元件而是同期地形成)时相同的要求。
电泳单元809夹在电极60之间且又在透明的基板90之间。基板990可为任意合适的透明片材例如玻璃或聚合物(例如PET)并且可为刚性的或柔性的。电极60是任意合适的透明导体(例如ITO)，其具有足够低的表面电阻率 (例如70ohm.cm)以施加驱动波形而没有显著的信号失真。绝缘层95是任选的并且可为任意合适的透明电介质例如聚合物层、粘合剂层、或硅氧化物层 (即SiOx)。它防止电泳墨水830和电极60之间的电接触。实施方式是在电极是透明的且涂覆在一对柔性的基板上时的电泳膜装置。
图1A和1B示出聚合物壁835、和这些壁限定空腔或体积80(参见图1B 的面视图)，空腔或体积80将电泳墨水830分为电泳单元809内的离散或半离散的体积或区域。半离散的体积是指在如下的时候：相邻的空腔壁835具有互穿的区域(即孔)，容许来自于一个的墨水830与来自另一个的墨水830 混合。剖视图将壁835显示为主要是垂直的(即在单元809的z轴上)并且从聚合物球802和803的表面向绝缘层95或顶部电极60(如果绝缘体不存在的话)延伸。壁835用于三个目的：第一是将电泳墨水830分为离散或半离散的体积以提高随着时间的墨水830的稳定性，如在现有技术的电泳显示装置中已知的；第二是提供跨越基板的单元809的固体结构，和第三是使电泳单元809中的电泳墨水830有效地自密封。聚合物壁835通过聚合物诱导的相分离过程(在现有技术中已知为PIPS)形成。在替代的实施方式中，光刻工艺用于形成壁/脊835和空腔80。
图1A示出在第一光状态中的实施方式101并呈现了在邻接顶部电极的面中的带电颗粒11的最大展开或分布。带负电的黑色颗粒11响应于在顶部和底部电极60之间建立正电势的电场而接近均匀地与顶部电极60成平面地展开。入射到单元809的光线1405被颗粒11强烈地吸收并且实施方式101 的前面呈现黑色(参见图1A中的面视图)。
图1B示出在第二光状态中的实施方式101并呈现带电颗粒11在非平面结构808(或与非平面结构808的墨水界面)的表面上的最大集中。带负电的黑色颗粒11响应于在顶部(即邻接绝缘层95)和底部(即邻接OCA45)电极60 之间建立负电势的电场而集中在聚合物球802和803之间的空间(间隙)中。各聚合物球802或803限定基本上无颗粒11的孔1006，对镜面光是透明的，并且提供对看来在实施方式101后面的物体的视觉通道。入射到单元809的光线1406传送通过由聚合物球802限定的孔1006并且基本上无衰减地或光散射地离开单元809。
在实施方式101中，优选地，在相邻聚合物球802之间在它们的赤道面 1003处(即集中的颗粒11在第二光状态中占据的空间)的最大间隔不超过在给定的观察距离处的典型观察者的眼睛的最小分辨率以避免观察者将这样的区域分辨为黑斑(black spec.)或光学缺陷。在实施方式101中光状态具有可察觉的黑色调(色泽)(即当电泳墨水具有黑色带电颗粒时)。色调的观察者察觉是由于在周围的连续黑色空间(即以其集中状态的颗粒11)中的孔1006(由聚合物球802限定)的微米尺度的离散分布和密集分布的均匀着色的察觉。在第二光状态中的色调的外观与具有有色玻璃的车辆的挡风玻璃中的黑色色调相当。
在实施方式101的描述中，孔1006被描述为基本上无颗粒11。更普遍地，孔1006是指具有低密度的颗粒11的离散区域，使得相比于在具有更高密度的颗粒11并对应于以集中状态的颗粒的周围区域，显著更多的光在这样的孔1006中(特别是在中间光状态中)被传输。此外，孔1006的边缘可以不是从颗粒密度的一个水平向另一水平的陡阶跃(sharpstep)，而是颗粒密度可从颗粒集中区域中的高密度到孔中心内的低密度以梯度或斜率下降。产生这样的考虑是因为带电颗粒在电场中的响应取决于许多因素且不一定是均匀的。例如，颗粒11可具有不同的电荷迁移率，导致它们在电场中以不同的速率移动。
在一些实施方式中，装置作为中空玻璃单元(IGC)的一部分被引入，所述中空玻璃单元具有在内部板和外部板之间的密封空腔，并且内部板或外部板之一引入电泳膜装置作为玻璃层叠体或施加的膜(即利用压敏粘合剂将膜装置施加至板)。在使用中，一些实施方式被安装在限定开口的框架中并用作电活性窗(与智能玻璃同义)。
在一些实施方式中，电泳层叠体可包括施加至玻璃层叠体的电泳膜装置。在这种情况下，玻璃层叠体具有安全玻璃结构(例如玻璃板+PVB中间层 +玻璃板)并且电泳膜装置利用合适的粘合剂层例如光学透明的压敏粘合剂 (PSA)施加至安全玻璃。玻璃层叠体符合安全玻璃的要求并且电泳膜装置提供通过其光状态的电子可变的光透射率。
在强烈的阳光中吸收的太阳能可导致热量积聚，并且优选利用以下工艺之一对层叠至电泳膜装置(以及经受强烈的阳光)的玻璃板进行处理以使它们对热冲击更具回弹性：热加固、化学增韧、或热增韧。此外，通过使经热加固、化学增韧或热增韧之一的板经受热浸渍测试或处理可大大降低或消除由热应力造成的玻璃板的自发破坏的风险。在这种情况中，排除法确定用作所述电泳层叠体中的板的良好的板。
在一些实施方式中，使由带电颗粒吸收太阳能引起的热量积聚减少约一半。装置的电泳墨水使用基本上透射或反射太阳光红外光谱的波长选择性的带电颗粒(当与吸收所有谱带的带电颗粒比较时)并且最小化太阳光红外光谱的吸收(在太阳能的一半上)。有利地，波长选择性的带电颗粒的使用降低实施方式的峰值操作温度并且降低置于层叠玻璃板上的热应力。
本文中描述的实施方式适于涉及暴露于户外温度和阳光的一系列应用。应用包括用作智能玻璃中的光衰减器，用作透视显示器，或用作阳光下可读的反射型显示器。通过控制窗口、玻璃外观或顶部(roof)系统中的光透射率，可提供包括透视(即透明的)、私密(不透明的)、电子可变的着色或调光、或变黑的功能。在显示装置中，功能性可扩展至新的领域，例如提供透视(即透明的)显示器和提供用于户外应用(包括广告牌和公共标识)中的大尺寸的阳光下可读的反射型显示器。
Claims (57)
1.电泳装置，其包括第一电极和与所述第一电极隔开的第二电极、以及在所述电极之间的包括电泳墨水和一个或多个光学透明的非平面的固体聚合物元件的电泳单元，所述墨水包括悬浮在光学透明的悬浮流体中的至少一种类型的带电颗粒，在可见光波长下所述固体聚合物元件和所述悬浮流体的折射率匹配以具有小于0.0075的差值，和对于所述装置的跨度至少30℃的操作温度范围的一半或更多，固体聚合物元件和悬浮流体的热-光系数匹配以具有在量值上小于0.0002/K的算术平均差值，所述热-光系数为折射率n相对于温度T的相应的微分dn/dT。
2.电泳装置，其包括第一电极和与所述第一电极隔开的第二电极、以及在所述电极之间的包括电泳墨水和一个或多个光学透明的非平面的固体聚合物元件的电泳单元，所述墨水包括悬浮在光学透明的悬浮流体中的至少一种类型的带电颗粒，在可见光波长下所述固体聚合物元件和所述悬浮流体的折射率匹配以在参比温度具有小于0.0075的差值，和所述非平面的固体聚合物元件和所述悬浮流体的色散匹配为小于或等于眼睛的最小分辨率，和以阿贝数Vd表示它们的色散，两者皆具有大于或等于39的Vd数。
3.电泳装置，其包括第一电极和与所述第一电极隔开的第二电极、以及在所述电极之间的包括电泳墨水和一个或多个光学透明的非平面的固体聚合物元件的电泳单元，所述墨水包括悬浮在光学透明的悬浮流体中的至少一种类型的带电颗粒，在可见光波长下所述固体聚合物元件和所述悬浮流体的折射率匹配以具有小于0.0075的差值，和匹配的折射率在25℃和589.3nm的光下小于1.460。
4.电泳装置，其包括第一电极和与所述第一电极隔开的第二电极、以及在所述电极之间的包括电泳墨水和一个或多个非平面的固体聚合物元件的电泳单元，所述墨水包括悬浮在悬浮流体中的至少一种类型的带电颗粒，和所述悬浮流体的75质量％或更多为有机硅氧烷或脂族烃且所述固体聚合物为氟化弹性聚合物。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电泳装置，其中所述非平面的固体聚合物元件为光学透明的弹性体，并具有小于20℃的玻璃化转变温度Tg，且具有交联。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的电泳装置，其中所述带电颗粒响应于使用所述电极施加的电场在所述悬浮流体中移动位置。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的电泳装置，其中所述带电颗粒响应于施加至所述电泳装置的电场而在第一极端光状态和第二极端光状态之间移动，在所述第一极端光状态中颗粒在所述单元内最大程度地展开以位于阳光通过该单元的路径中并且使传送通过该单元的光强烈地衰减，在所述第二极端光状态中所述颗粒最大限度地集中在所述单元中以将它们从阳光通过该单元的路径中移除并且基本上使光传送通过所述单元提供通过那里的视觉通道。
8.根据权利要求1所述的电泳装置，其中匹配的热-光系数两者皆是负的并具有大于2.25 x 10-4/K的量值。
9.根据权利要求1所述的电泳装置，其中所述热-光系数匹配具有在量值上小于0.000125/K的算术平均差值。
10.根据权利要求1所述的电泳装置，其中所述热-光系数匹配是在整个操作温度范围内。
11.根据权利要求5所述的电泳装置，其中所述玻璃化转变温度Tg低于所述电泳装置的最低操作温度。
12.根据权利要求1所述的电泳装置，其中所述非平面的固体聚合物元件为光学透明的弹性体，并具有小于20℃的玻璃化转变温度Tg，且具有交联，和选择所述弹性的固体聚合物的交联密度使得所述固体聚合物的所述热-光系数与所述悬浮流体的热-光系数紧密匹配。
13.根据权利要求1至4中任一项所述的电泳装置，其中所述悬浮流体与所述非平面的固体聚合物元件的一个或多个接触，并且所述固体聚合物抵抗被所述悬浮流体的溶胀，在所述装置的操作温度范围溶胀低于15％。
14.根据权利要求2所述的电泳装置，其中所述非平面的固体聚合物元件和所述悬浮流体的色散被最小化，且它们的Vd数大于42。
15.根据权利要求2所述的电泳装置，其中所述固体聚合物或所述悬浮流体中的一种或两种材料的阿贝数小于眼睛的色散分辨极限，和其中将具有最低阿贝数的材料匹配以相对于其它材料的Vd或眼睛的最小分辨Vd的较小者具有小于8的差值。
16.根据权利要求2所述的电泳装置，其中所述非平面的固体聚合物和所述悬浮流体配对的芳族含量被最小化以对于各材料最大化所述阿贝数。
17.根据权利要求16所述的电泳装置，其中所述芳族含量被最小化或消除以将所述非平面的固体聚合物的折射率降低以与具有很少或没有芳族含量的低折射率悬浮流体进行折射率匹配。
18.根据权利要求1所述的电泳装置，其中所述操作温度范围跨度从-40℃至100℃。
19.根据权利要求5所述的电泳装置，其中所述非平面的固体聚合物元件对于大于所述玻璃化转变温度的温度是粘弹性的；和它的杨氏模量E小于50MPa且它的硬度小于90肖氏A。
20.根据权利要求1至3中任一项所述的电泳装置，其中所述折射率匹配具有小于0.005的差值。
21.根据权利要求1至3中任一项所述的电泳装置，其中所述折射率匹配在温度范围的中点处，且是最多使用的范围或操作范围。
22.根据权利要求3所述的电泳装置，其中在25℃和589.3nm的光下的匹配的折射率小于1.445。
23.根据权利要求1至3中任一项所述的电泳装置，其中将所述固体聚合物的折射率降低以与所述悬浮流体的低折射率进行折射率匹配，所述流体选自包括以下的组：脂族烃和有机硅氧烷。
24.根据权利要求5所述的电泳装置，其中所述光学透明的弹性的非平面的固体聚合物元件在其本体中具有3％或更小的雾度。
25.根据权利要求5所述的电泳装置，其中所述光学透明的弹性的非平面的固体聚合物元件具有小于0.005的双折射率。
26.根据权利要求5所述的电泳装置，其中所述光学透明的弹性的非平面的固体聚合物元件是无定形的，或在另外的无定形聚合物中具有纳米级的结晶段且是半结晶的。
27.根据权利要求26所述的电泳装置，其包括半结晶的弹性的非平面的固体聚合物元件，其中结晶段的至少50％具有200nm的最大尺寸。
28.根据权利要求26所述的电泳装置，其包括无定形的弹性的非平面的固体聚合物元件，其中所述弹性体是均质的热固性橡胶。
29.根据权利要求26所述的电泳装置，其包括半结晶的弹性的非平面的固体聚合物元件，其中所述弹性体是热塑性橡胶。
30.根据权利要求5所述的电泳装置，其中所述光学透明的弹性的非平面的固体聚合物元件在其主链中具有柔性连接并且包括以下连接的一种或多种：醚(即R-O-R’)，硅氧烷(即Si-O-Si)，氟代醚(即CF2-O-CF2)，硫醚(即R-S-R’)，亚甲基(即CH2)，二氟亚甲基(即CF2)或膦腈(即N＝P)。
31.根据权利要求1至3中任一项所述的电泳装置，其中所述悬浮流体的75％或更多包括以下的一种或多种、或以下的两种的共聚物：脂族烃化合物，有机硅氧烷化合物，包括氟碳化合物、全氟化碳、或全氟烷氧基的有机氟化合物，或包括氟烷基硅氧烷的氟硅氧烷化合物。
32.根据权利要求1至4中任一项所述的电泳装置，其中所述悬浮流体75％或更多为短链聚合物，以质量计，并具有包括以下的一种或多种的重复单元：二甲基硅氧烷、二乙基硅氧烷、甲基烷基硅氧烷、二烷基硅氧烷、或甲基苯基硅氧烷。
33.根据权利要求1至4中任一项所述的电泳装置，其中所述悬浮流体包括75质量％或更多的低聚物或短链聚合物或共聚物，并且所得的在75℃的动态粘度大于2cSt。
34.根据权利要求33所述的电泳装置，其中所得的在-25℃的动态粘度小于350cSt。
35.根据权利要求1至4中任一项所述的电泳装置，其中将包括以下之一的高分子量聚合物溶解在所述悬浮流体中作为少数添加剂：聚二甲基硅氧烷、聚二乙基硅氧烷、或聚甲基烷基硅氧烷。
36.根据权利要求18所述的电泳装置，其中所述悬浮流体具有以℃计的所述装置的最大操作温度的至少两倍的在大气压下的沸点，以及比最小操作温度低至少1.5倍的倾点；和所述悬浮流体在所述装置的最小操作温度下不含尺寸大于200nm的晶体。
37.根据权利要求18所述的电泳装置，其中所述非平面的固体聚合物元件具有比所述装置的最大操作温度显著更高的最大连续使用温度。
38.根据权利要求5所述的电泳装置，其中所述弹性的非平面的固体聚合物元件包括以下聚合物、或使用以下的一种或多种的共聚物或三元共聚物：氟代烷聚合物、全氟醚聚合物、氟硅氧烷聚合物、氟化(甲基)丙烯酸酯聚合物、氟硅氧烷(甲基)丙烯酸酯聚合物、氟化聚烯烃聚合物、氟化脂族聚碳酸酯、或氟化聚氨酯，和共聚物包括氟硅氧烷-共-硅氧烷共聚物、氟硅氧烷-共-氟代烷共聚物、或氟代醚-共-硅氧烷共聚物。
39.根据权利要求38所述的电泳装置，其中所述弹性体的聚合物或共聚物具有至少一个包含CF3部分的侧基；和所述聚合物包括以下类型的重复单元：氟烷基硅氧烷，包括甲基三氟丙基硅氧烷(MTPFS)、甲基五氟丁基硅氧烷、甲基七氟戊基硅氧烷、或甲基九氟己基硅氧烷；或氟烷氧基烷基硅氧烷。
40.根据权利要求5所述的电泳装置，其中所述悬浮流体为包括75％或更多(摩尔％)的以下聚合物重复单元的一种或多种的硅油：二甲基硅氧烷、甲基烷基硅氧烷、或甲基苯基硅氧烷，并且所述固体聚合物为氟硅氧烷或含氟硅氧烷的共聚物或三元共聚物，其包括超过10％(摩尔％)的甲基三氟丙基硅氧烷。
41.根据权利要求1至3中任一项所述的电泳装置，其中所述悬浮流体为具有至少一个包含苯基的侧基的氟硅氧烷或含氟硅氧烷的共聚物，和所述非平面的固体聚合物为聚硅氧烷弹性体。
42.根据权利要求5所述的电泳装置，其中所述弹性的非平面的固体聚合物包括包含热固化和光固化基团的多个固化官能团。
43.根据权利要求5所述的电泳装置，其中所述弹性的非平面的固体聚合物元件具有硅氧烷主链，并且所述交联由以下之一形成：铂催化的氢化硅烷化加成体系、过氧化物自由基催化的体系、锡或锌催化的缩合体系、硫醇-烯自由基加成体系、或紫外线固化的甲基丙烯酸酯和丙烯酸酯官能聚合物。
44.根据权利要求1至4中任一项所述的电泳装置，其中所述非平面的固体聚合物是具有与所述悬浮流体匹配的色散的光学透明的弹性体。
45.根据权利要求7所述的电泳装置，其中所述带电颗粒在所述第一和第二极端光状态之间移动以提供在所述第一和第二极端光状态中间的至少一个光状态，和所述中间光状态具有在所述第一和第二极端光状态的光透射率中间的光透射率。
46.根据权利要求1至4中任一项所述的电泳装置，其中所述电泳装置具有对可见光基本上透明的至少一个光状态以提供通过那里的视觉通道。
47.包括根据权利要求1至4中任一项所述的电泳装置作为玻璃层叠体的层的窗。
48.引入镜面反射性表面且包括根据权利要求1至4中任一项所述的电泳装置的镜子。
49.根据权利要求1至4中任一项所述的电泳装置，其包括以下之一：光衰减器，光阀，光调制器，可变光透射率片，可变光吸收率片，可变光反射率片，太阳光眩目避免窗或遮阳板，透视显示器，单色反射性显示器或彩色反射性显示器。
50.根据权利要求45所述的电泳装置，其中所述电泳单元包括以离散或半离散的体积分布的电泳墨水，和所述体积的所述电泳墨水形成在一侧上邻接所述电极之一且在相反侧上邻接所述非平面的聚合物结构的单层，所述非平面的聚合物结构包括密堆积的凸起的单层，并且所述凸起投入所述体积内并与悬浮流体接触，且在所述第二极端光状态中，所述带电颗粒响应于所施加的电场在投入所述体积内的凸起的表面上移动以集中在凸起之间的空间中。
51.包括根据权利要求1至4中任一项所述的电泳装置的电泳膜装置，其中所述电极是透明的并且涂覆在一对膜基板上。
52.根据权利要求51所述的电泳膜装置，其中所述电泳膜装置层叠在一对粘合剂层和一对玻璃板之间，并且各粘合剂层基本上覆盖各板的全部表面并使所述电泳装置的相对面结合至板的面，且电泳层叠体是整料。
53.电泳层叠体，其包括利用粘合剂层施加至刚性板的根据权利要求51所述的电泳膜装置。
54.电泳层叠体，其包括利用粘合剂层施加至玻璃层叠体的根据权利要求51所述的电泳膜装置。
55.电活性窗，其包括安装在框架的开口中的根据权利要求51所述的电泳膜装置。
56.根据权利要求1至4中任一项所述的电泳装置，其包括基本上透射或反射太阳光红外光谱的波长选择性的带电颗粒。
57.根据权利要求40所述的电泳装置，其中所述固体聚合物的介电常数大于所述悬浮流体的介电常数。
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| CN102486592A (zh) * | 2010-11-30 | 2012-06-06 | 希毕克斯影像有限公司 | 电泳显示器流体 |
| WO2013110564A1 (en) * | 2012-01-23 | 2013-08-01 | Vlyte Innovations Limited | A method for microencapsulating electro-optical fluid |
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