CN107771369B - 用于机械和电气地连接到显示器电极的方法 - Google Patents

用于机械和电气地连接到显示器电极的方法 Download PDF

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Abstract

电光显示器可包括前电极、后电极、在前电极和后电极之间的电光层和刚性导电部件，前电极具有在其中限定的第一开口，后电极具有在其中限定的第二开口，刚性导电部件穿过第一和第二开口并且电接触前电极而不是后电极。

Description

用于机械和电气地连接到显示器电极的方法
相关申请的交叉引用
本申请要求在2015年6月29日提交的临时申请序列号No.62/186,044的权益。
背景技术
本发明涉及电光显示器的机械和电气连接，并涉及用于组装这样的显示器的方法。本发明的连接装置特别地但不排他地意欲供基于粒子的电泳显示器使用，其中一种或多种类型的带电粒子悬浮在液体中，并在电场的影响下穿过液体移动以改变显示器的外观。
连接装置例如铆钉和螺栓频繁地用作在印刷电路板(PCB)上的机械和电连接器。例如，铆钉用作需要最少的时间和劳动力的低成本无焊料选项。螺栓和/或螺母的材料和劳动力成本可能更高，但它们允许以后的拆卸和修理。
当前使用的将电光显示器组装到PCB的方法可能是昂贵的和耗时的。本文公开的主题允许廉价和方便地即将PCB组装到电光显示器。
发明内容
根据本申请的一个方面，提供电光显示器，其包括前电极和后电极，前电极具有在其中限定的第一开口，而后电极具有在其中限定的第二开口。电光显示器还包括在前电极和后电极之间的电光层。电光显示器还包括穿过第一和第二开口并且电接触前电极而不是后电极的刚性导电部件。在一些实施方式中，额外的刚性导电部件穿过前和后电极，但电气地接触前电极而不是后电极。刚性导电部件可用于电气地控制电光显示器的前和后电极。
根据本申请的一个方面，提供制造具有前电极、后电极和布置在前和后电极之间的电光层的电光显示器的方法。该方法包括穿过前电极中的开口和后电极中的开口插入刚性导电部件，并在插入刚性导电部件之后将刚性导电部件固定到前电极和印刷电路板。
附图说明
将参考下面的附图描述本申请的各种方面和实施方式。应当理解，附图不一定按比例绘制。出现在多个图中的零件在其出现的所有图中由相同的参考数字指示。
图1A示出了根据本申请的非限制性实施方式的包括提供与电光显示器的电气和机械互连的连接器的装置。
图1B示出了图1A的装置的一部分的详细视图。
图2示出了根据非限制性实施方式的可用作电光显示器的电光层的电泳层的例子。
图3示出了根据本申请的非限制性实施方式的包括图1A所示的类型的电光显示器和两个连接器的装置的照片。
图4A示出了根据本发明的方面的可用作用于连接电光显示器的部件的连接器的螺纹插入铆钉的例子。
图4B示出了根据本发明的方面的可用作电光显示器的连接部件的部分的顶推螺母的例子。
具体实施方式
本申请的方面涉及用于电光显示器的提供机械和电气互连的连接器，至少一些方面提供配置成穿过电光显示器的相对电极同时提供在电极之一和控制电路(在本文也被称为“驱动器电路”)之间的电连接的连接器。一些电光显示器包括两个相对的电极，其之间是电光层，例如电泳层。可通过将适当信号(例如电压)施加到电极来控制电光层的光学状态。本申请的方面涉及提供与电极中的一个或两个的电连接的连接器。在一些实施方式中，连接器可以是刚性导电连接器，例如铆钉或螺栓。连接器可穿过两个电极，但只电气地接触电极之一。因此，两个或更多个这样的连接器的使用可允许两个电极的不同电气控制。
根据本申请的一个方面，提供制造电光显示器的方法。电光显示器可包括两个相对的电极，其间布置电光层。制造方法可包括形成在两个电极和电光层中的开口，并将刚性导电连接器插入开口内。连接器可定位成机械和电气地接触两个电极之一。连接器在一些实施方式中也可耦合到保持电光显示器的控制电子设备的印刷电路板(“PCB”)，使得连接器可将电光显示器的电极之一机械和电气地耦合到PCB。
根据本申请的各个方面在本文中描述的连接器可以可选地在本文中被标记为“导电部件”、“联接器”或“紧固件”。
下面进一步描述上面所述的方面和实施方式以及额外的方面和实施方式。这些方面和/或实施方式可一起单独地或在两个或多个的任何组合中使用，因为本申请在这一点不受限制。
作为应用于材料或者显示器的术语“电光”，其在此使用的是其在成像领域中的常规含义，指的是具有第一和第二显示状态的材料，该第一和第二显示状态的至少一个光学性质不同，通过向所述材料施加电场使该材料从其第一显示状态改变到第二显示状态。虽然光学性质一般指的是可被人眼感知的颜色，但是其也可以是其他光学性质，例如光透射、反射、荧光、或者对于用于机器阅读的显示器，可见光范围之外的电磁波长的反射的变化的意义上的伪色彩。
术语“灰色状态”在本文使用的是其在成像技术领域中的常规含义，指的是介于像素的两个极端光学状态之间的一种状态，但并不一定意味着处于这两个极端状态之间的黑白过渡。例如，下文中所参考的伊英克公司的几个专利和公开申请描述了这样的电泳显示器，其中，该极端状态为白色和深蓝色，使得中间的“灰色状态”实际上为淡蓝色。实际上，如已经提到的，光学状态的改变可以根本不是颜色改变。下文可以使用术语“黑色”和“白色”来指显示器的两个极端光学状态，并且应当被理解为通常包括并不仅限于黑色和白色的极端光学状态，例如上面提到的白色和深蓝色状态。下文可以使用术语“单色的”来表示仅将像素驱动至其两个极端光学状态，而没有中间灰色状态的驱动方案。
本文使用的术语“双稳的”和“双稳定性”取其在本领域中的常规含义，指的是包括具有第一和第二显示状态的显示元件的显示器，所述第一和第二显示状态至少有一种光学性质不同，从而在利用具有有限持续时间的寻址脉冲驱动任何给定元件以呈现其第一或第二显示状态之后，在该寻址脉冲终止后，该状态将持续至少几倍于(例如至少4倍于)改变该显示元件的状态所需的寻址脉冲的最小持续时间的时间。美国专利No.7,170,670表明，能够显示灰度的一些基于粒子的电泳显示器不仅可以稳定于其极端的黑色和白色状态，还可以稳定于其中间的灰色状态，一些其它类型的电光显示器也是如此。这种类型的显示器可恰当地称为是“多稳态的”而非双稳态的，然而为了方便，在本文可以使用术语“双稳态”来同时涵盖双稳态和多稳态显示器。
本文使用的术语“冲激(impulse)”的常规含义是电压关于时间的积分。然而，一些双稳电光介质用作电荷转换器，并且用这种介质可以使用冲激的替代定义，即电流关于时间的积分(等于施加的总电荷)。根据介质是用作电压-时间冲激转换器还是用作电荷冲激转换器，应当使用合适的冲激定义。
已知几种类型的电光显示器。一种类型的电光显示器是旋转双色元件型，例如在美国专利Nos.5,808,783、5,777,782、5,760,761、6,054,071、6,055,091、6,097,531、6,128,124、6,137,467以及6,147,791中所描述的(虽然该类型的显示器通常被称为“旋转双色球”显示器，但是术语“旋转双色元件”是更精确的，因为在上述一些专利中，旋转元件不是球形的)。这种显示器使用大量的小主体(通常为球形或圆柱形)，小主体具有光学性质不同的两个或更多个部分和内部偶极子。这些主体悬浮在基体中的液体填充的液泡内，液泡填充有液体以使得主体自由旋转。通过给显示器施加电场使得主体旋转至不同的位置并且改变通过观察表面看到的主体的部分，显示器的外观发生变化。这种类型的电光介质通常是双稳的。
另一种类型的电光显示器使用电致色变介质，例如以纳米色变膜形式的电致色变介质，其包括至少部分地由半导体金属氧化物形成的电极和附着至电极的能够可逆色变的多个染料分子；参见，例如O'Regan,B.等人的Nature 1991,353,737和Wood,D.的Information Display,18(3),24(2002年3月)，再参见Bach,U.等人的Adv.Mater.,2002,14(11),845。这种类型的纳米色变膜例如在美国专利Nos.6,301,038、6,870,657和6,950,220中也进行了描述。这种类型的介质通常也是双稳的。
又一类型的电光显示器是由Philips开发并且由Hayes，R.A.等人在Nature，425，383-385(2003)中描述的“基于电润湿性的视频高速电子纸”(“Video-Speed ElectronicPaper Based on Electro wetting”)中描述的电润湿显示器。美国专利No.7,420,549表明这种电润湿显示器可以是双稳的。
作为多年的密集研究和开发的重点的一种类型的电光显示器是基于粒子的电泳显示器，其中，多个带电粒子在电场的影响下移动穿过流体。电泳显示器相比液晶显示器具有如下属性：良好的亮度和对比度、宽视角、状态双稳定性、和低功耗。然而，这些显示器的长期图像质量的问题阻碍了它们的广泛应用。例如，构成电泳显示器的粒子易于沉降，使得这些显示器的使用寿命不足。
如上所述，电泳介质需要流体的存在。在多数现有技术的电泳介质中，该流体是液体，但是电泳介质可以用气态流体制造；参见，例如Kitamura，T.等人的“电子纸显示器的电子墨粉运动”(“Electrical toner movement for electronic paper-like display”)，IDW Japan，2001，Paper HCSl-1和Yamaguchi，Y.等人的“采用摩擦起电带电的绝缘粒子的色粉显示器”(“Toner display using insulative particles chargedtriboelectrically”)，IDW Japan，2001，Paper AMD4-4。再参见美国专利Nos.7,321,459和7,236,291。当这种基于气体的电泳介质在允许沉降的方向上使用(例如在介质在垂直平面内布置的招牌中)时，该介质由于粒子沉降似乎容易受到与基于液体的电泳介质相同类型问题的影响。实际上，相比基于液体的电泳介质，在基于气体的电泳介质中的粒子沉降好像是更为严重的问题，因为气态悬浮流体相比液态悬浮流体的较低的粘度允许电泳粒子更迅速的沉降。
在转让给麻省理工学院(MIT)和E Ink公司或以MIT和E Ink公司的名义的大量专利和申请描述了封装的电泳介质和其他电光介质中使用的多种技术。这种封装的介质包括许多小囊体，每一个小囊体本身包括内部相以及包围内部相的囊壁，其中所述内部相含有在流体介质中的可电泳移动的粒子。典型地，这些囊体本身保持在聚合粘合剂中以形成位于两个电极之间的连贯层。这些技术在包括如下的专利和申请中描述：
(a)电泳粒子、流体和流体添加剂，例如参见美国专利Nos.7,002,728和7,679,814；
(b)囊体、粘合剂和封装过程，例如参见美国专利Nos.6,922,276和7,411,719；
(c)包含电光材料的薄膜和子组件；例如参见美国专利6,825,829、6,982,178、7,236,292、7,443,571、7,513,813、7,561,324、7,636,191、7,649,666、7,728,811、7,729,039、7,791,782、7,839,564、7,843,621、7,843,624、8,034,209、8,068,272、8,077,381、8,177,942、8,390,301、8,482,835、8,786,929、8,830,553、8,854,721和9,075,280；以及美国专利申请公布Nos.2009/0109519、2009/0168067、2011/0164301、2014/0027044、2014/0115884和2014/0340738；
(d)在显示器中使用的背板、粘结剂层和其他辅助层以及方法；见例如美国专利Nos.D485,294、6,124,851、6,130,773、6,177,921、6,232,950、6,252,564、6,312,304、6,312,971、6,376,828、6,392,786、6,413,790、6,422,687、6,445,374、6,480,182、6,498,114、6,506,438、6,518,949、6,521,489、6,535,197、6,545,291、6,639,578、6,657,772、6,664,944、6,680,725、6,683,333、6,724,519、6,750,473、6,816,147、6,819,471、6,825,068、6,831,769、6,842,167、6,842,279、6,842,657、6,865,010、6,967,640、6,980,196、7,012,735、7,030,412、7,075,703、7,106,296、7,110,163、7,116,318、7,148,128、7,167,155、7,173,752、7,176,880、7,190,008、7,206,119、7,223,672、7,230,751、7,256,766、7,259,744、7,280,094、7,327,511、7,349,148、7,352,353、7,365,394、7,365,733、7,382,363、7,388,572、7,442,587、7,492,497、7,535,624、7,551,346、7,554,712、7,583,427、7,598,173、7,605,799、7,636,191、7,649,674、7,667,886、7,672,040、7,688,497、7,733,335、7,785,988、7,843,626、7,859,637、7,893,435、7,898,717、7,957,053、7,986,450、8,009,344、8,027,081、8,049,947、8,077,141、8,089,453、8,208,193、8,373,211、8,389,381、8,498,042、8,610,988、8,728,266、8,754,859、8,830,560、8,891,155、8,969,88、9,152,003和9,152,004以及美国专利申请公布Nos.2002/0060321、2004/0105036、2005/0122306、2005/0122563、2007/0052757、2007/0097489、2007/0109219、2009/0122389、2009/0315044、2011/0026101、2011/0140744、2011/0187683、2011/0187689、2011/0292319、2013/0278900、2014/0078024、2014/0139501、2014/0300837、2015/0171112、2015/0205178、2015/0226986、2015/0227018、2015/0228666和2015/0261057以及国际申请公布No.WO 00/38000、欧洲专利Nos.1,099,207 Bl和1,145,072 Bl；
(e)颜色形成和颜色调节；见例如美国专利No.7,075,502和7,839,564；
(f)用于驱动显示器的方法；见例如美国专利Nos.7,012,600和7,453,445；
(g)显示器的应用；见例如美国专利No.7,312,784和8,009,348；以及
(h)非电泳显示器，如在美国专利Nos.6,241,921、6,950,220、7,420,549、8,319,759和8,994,705以及美国专利申请公布No.2012/0293858中所描述的。
许多前述专利和申请认识到在封装的电泳介质中包围离散的微囊体的壁可以被连续相替代，从而产生所谓的聚合物分散型的电泳显示器，其中电泳介质包括多个离散的电泳流体的微滴和连续相的聚合物材料，并且认识到这种聚合物分散型的电泳显示器中的离散的电泳流体的微滴可以被认为是囊体或微囊体，即使没有离散的囊体膜与每个单独的微滴相关。例如参见前述美国专利No.6,866,760。因此，为了本申请，这种聚合物分散型电泳介质被认为是封装的电泳介质的子类。
一种相关类型的电泳显示器是所谓的“微单元电泳显示器”。在微单元电泳显示器中，带电粒子和流体不被封装在微囊体内，而是保持在形成于载体介质(通常是聚合物薄膜)内的多个空腔内；参见诸如都被转让给Sipix Imaging股份有限公司的美国专利Nos.6,672,921和6,788,449。
虽然电泳介质通常是不透明的(因为，例如在很多电泳介质中，粒子基本上阻挡可见光透射通过显示器)并且工作在反射模式下，但许多电泳显示器可以被制成在所谓的“快门模式”下工作，在该模式下一种显示状态实质上是不透明的而一种显示状态是透光的。例如参见美国专利No.5,872,552、6,130,774、6,144,361、6,172,798、6,271,823、6,225,971和6,184,856。介电泳显示器类似于电泳显示器，但是其依赖于电场强度的变化，介电泳显示器能够在类似的模式下工作；参见美国专利No.4,418,346。其他类型的电光显示器也能够在“快门模式”下工作。工作在快门模式下的电光介质对于用于全彩色显示器的多层结构是有用的；在这种结构中，靠近显示器的观察表面的至少一层在快门模式下工作以暴露或隐藏更远离观察表面的第二层。其他类型的电光介质也可以用于本发明的显示器。
图1A示出本发明的方面可适用于的装置的例子。根据非限制性实施方式，装置包括电光显示器和两个连接器。在所示实施方式中，两个连接器中的每个提供机械和电气耦合，如将描述的。
如所示，装置100包括显示器102、印刷电路板(“PCB”)104和连接器106a和106b。显示器102包括前导电膜(例如前电极108)、后导电膜(例如后电极110)和电光层112，且因此可以是电光显示器。在一些实施方式中，电光层112可以是电泳层，其例子在下面关于图2被描述。
前电极108和/或后电极110可以是柔性的，向显示器102提供柔韧性。例如，前电极108和/或后电极110可由涂敷在基底(例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(“PET”)的基底)上的氧化铟锡(“ITO”)形成。以适当地薄的尺寸，ITO和基底可以是柔性的。在这样的情况下，ITO和基底厚度可以小于15密耳、小于10密耳、或在那些范围内的任何值、或在柔性显示器被需要的那些情况下提供期望柔韧性的任何其它值。此外，前电极108可代表显示器的观看侧，且因此ITO的使用可能是有益的，因为ITO电极可以是透明的。其它电极材料仍然可用作替换物。
如同前和后电极一样，电极的任何基底可由材料形成且具有提供期望柔韧性的尺寸。与上面对前和后电极列出的尺寸类似的尺寸可用于任何基底。为了说明的容易，在图1A中没有单独地示出基底。
前电极108和/或后电极110可由PCB 104上的控制电路控制以在电光层112中(或跨越电光层112)产生电场。控制电路可将适当的电压施加到前电极108和/或后电极110以从电光层112产生期望响应。在PCB 104上的电路可以是驱动器电路，并可包括分立的电气部件和/或至少一些集成电路，因为本文所述的各种方面不限于在PCB 104上的控制电路的任何特定的实现。
在图1A的非限制性例子中，连接器106a和106b中的每个是铆钉，然而替代方案是可能的，其中一些在下面被描述。如所示，每个连接器106a和106b穿过前电极108和后电极110以及电光层112。现在描述连接器106a的配置。
前电极108、后电极110和电光层112都具有在其中形成的开口，允许连接器106a穿过。更特别地，第一尺寸的开口在前电极108和电光层112中形成，其中为了说明的目的，该尺寸可被考虑为直径。与前电极108中的开口对准的是第二尺寸的在后电极110中的开口，第二尺寸小于第一尺寸。在前电极108和后电极110中的开口可共享公共轴，且当从显示器102的接近前电极108的侧面看时是同心的。
此外，PCB 104包括在其中的开口，电极106a穿过该开口。开口可以是提供从PCB104的一侧到另一侧的导电性的电镀通孔，然而，不是所有实施方式都被限制在这一点。
图1B提供由虚线框118作为轮廓的图1A的部分的近视图。如所示，连接器106a是包括头部120和轴杆122的铆钉。头部120具有直径D1，而轴杆122具有直径D2。虽然在此使用术语“直径”，但应认识到，更一般地，可使用术语“长度”和“尺寸”，并且本文所述的各种方面不限于使用具有“直径”的部件，因为可使用非圆柱形和其它形状的连接器。如图1B所示，直径D1小于在前电极108和电光层112中的开口的直径D3。因此，连接器106并未机械或电气地接触前电极108和电光层112。头部120接触后电极110，在该实例中通过靠着后电极110的接近电光层112的上表面齐平地搁置。轴杆122的直径D2小于在PCB 104中的开口的直径D4。然而在一些实施方式中，直径D2和D4可以是基本相同的，使得轴杆122的外表面可接触PCB104中的开口。为了形成稳定的机械连接，可例如使用如图1A所示的锻造工具114a来锻造轴杆122。轴杆122可因此与PCB 104接触，并有效地将PCB 104夹到后电极110。
如前面所述的，连接器106a和106b可以是导电的。因此，从前面的描述中应认识到，连接器106a可提供后电极110和在PCB 104上的电路的电气互连。
再次参考图1A，连接器106b可配置成提供PCB 104和前电极108的机械和电气互连。如所示，前电极108包括在连接器106b的附近区域中的开口，且连接器106b穿过该开口。类似地，后电极110和电光层112包括可容纳连接器106b的开口。在前电极108中的开口小于在后电极110和电光层112中的开口。作为结果，连接器106b可机械和电气地接触前电极108而不接触后电极110或电光层112。连接器106b在这个非限制性例子中是铆钉，并可定位成使得它的头部接触PCB 104，而它的轴杆穿过前电极108延伸。为了紧固连接器106b，可使用锻造工具114b在前电极108的附近区域中锻造轴杆。可选地，可包括垫圈以提供负载分布并确保良好的电连接。在一些实施方式中，可使用粘合剂来代替垫圈116。例如，填充有导电材料(例如碳或金属粒子)的压敏粘合剂可用于提供负载分布并确保在铆钉和前电极108或后电极110之间的良好电连接。当被施加时，粘合剂应优选地与在连接器106a、106b和前电极108或后电极110之间的任何空间相符。粘合剂厚度可匹配或超过连接器平面度的任何变化以确保在连接器和电极之间的良好均匀的电连接。对于不规则间隙或具有在连接器和电极之间的机械运动的应用，所使用的粘合剂可以是各向同性导电的(即在所有方向导电的)材料。对于具有很好地控制的或均匀间隙和在连接器和电极之间的最小运动的应用，可使用各向异性导电的粘合剂(即不是在粘合剂膜中横向地导电的，而是垂直地穿过它的厚度导电的)。可使用的一些各向异性导电粘合剂可具有金属或金属粒子，其具有1到100微米直径。
现在参考图1B，在一些实施方式中，各向异性粘合剂可施加在铆钉的头部120和后电极110之间。在这个实施方式中，粘合剂厚度可优选地足够高以提供在头部120和后电极110之间的至少一个电连接，但足够低以避免粒子间接触，其可导致在头部120和前电极108之间的电短路，如果它从头部120和后电极110之间流出。
可使用另一类型的粘合剂，其为也可被导电材料(例如碳或金属粒子)填充的热固性材料。这个非固化树脂可具有足够高的粘性，以便不流到邻近的电极上，在此它可引起短路。而且如同压敏粘合剂一样，热固性粘合剂也可被设计为各向异性地导电的。在穿过显示器膜插入之前，这个粘合剂可分散到接触区域内或连接器上。
可使用又一类型的粘合剂，其为热塑性材料。热塑性材料可以起连接器(例如铆钉116)和粘合剂的作用，工具(例如工具114a或114b)可被加热以将热塑性材料熔化并熔合到电极表面上。热塑性材料应优选地是各向同性地导电的，以提供穿过连接器的长度以及熔合的接触区域的导电路径。热塑性材料可被提供为穿过显示器102和PCB 104插入的恒定直径的棒，然后在两端处被熔化并熔合以提供机械和电气连接。可选地，热塑性材料可提供与头部106a的形状类似的形状的模制部分，并穿过显示器102和PCB 104插入，接着随后熔化并熔合仅小直径端部(例如通过加热的工具)。不管怎样，另外的机械和/或电气连接硬件也都可在热塑性材料内被使用。
在优选实施方式中，当已经完全组装了显示器时，粘合剂材料不应在显示器的寿命期间流动或蠕动，因为这样的流动可导致在连接器和电极之间的电连接的丢失，或相反，这样的流动可导致在连接器和相对的电极(例如图1的电极108和连接器106a)之间或在前和后电极(图1的电极108和110)之间的短路。对于在电极和连接器之间的任何给定接触区域，粘合剂的通过厚度电阻率应不大于1000欧姆，优选地小于100欧姆。
因此，装置100的配置提供经由连接器106a在PCB 104上的电路和前电极108之间和经由连接器106b在PCB 104上的电路和后电极110之间的电连接。作为结果，可使用由在PCB 104上的电路产生的适当信号来单独地控制(驱动)电极层。此外，如所描述的，连接器106a和106b可用于将显示器102夹到PCB 104。
连接器106a和106b可以是任何适当的连接器。如图1所示，在一些实施方式中，连接器可以是铆钉。可使用各种类型的铆钉，包括标准铆钉、波普空心铆钉和螺纹插入铆钉，其一个例子在图4A中被示为零件400。如果使用螺纹插入铆钉，则可将螺钉或其它导电零件穿入铆钉内以提供电连接。在其它实施方式中，连接器106a和/或连接器106b可包括螺母和螺栓。螺栓可用于将螺母固定地附着到显示器102而不需要锻造工具。作为另一可选方案，可使用棒和顶推螺母(pushnut)。棒可插入显示器102内(如在图1A中使用所示连接器106a和106b所示的)，且顶推螺母被紧固到突出端以将棒夹在适当的位置上。在图4B中示出顶推螺母410的例子。另一选项是使用粘合剂(例如导电胶)，其可用于实质上填充在前电极、电光层、后电极和PCB中的开口，小心不使前和后电极电短路。可选地，可在固化之前将导电棒插入胶内以提供更大的稳定性。可以可选地使用其它类型的连接器。
更一般地，连接器(例如连接器106a和106b)应是导电的，并具有适当的机械强度。连接器应是导电的，以提供在PCB上的电路和显示器的前和/或后电极之间的前面所述的电连接。连接器可因此由导电材料制成，可由在导电材料中涂覆的非导电材料制成，或可具有在导电材料中涂覆的接触点。导电材料的例子包括金属，但本申请不限于使用金属连接器或在金属中涂敷的连接器。
导电材料可用于补充在连接器106a和106b与显示器102的前和后电极之间的连接。例如，可将导电粘合剂、导电带或导电胶添加在连接点处以增强电连接。
在图1A的实施方式中，连接器106a和106b将PCB 104分别与前电极108和后电极110直接连接。然而在一些实施方式中，可远离PCB 104提供控制电路，或可以根本不包括PCB 104。在这样的情况下，连接器106a和106b可以仅仅是从控制电路到前和后电极的电气路径的一部分。例如，电线可将连接器106a和106b连接到控制电路。
连接器也应具有适当的机械强度。连接器可足够强以支持PCB 104和/或显示器102的重量。例如，在显示器102例如从天花板或墙壁悬挂的情况下，连接器可能需要足够强以支持显示器102的重量。可选地，可使用非导电材料来加强围绕连接器106a和106b的区域以提供增加的机械强度。
本文所述的电光显示器可具有任何适当的尺寸，且在一些实施方式中可以很小。例如，在至少一些实施方式中，显示器102可以很小，这可有助于它的柔韧性质。例如，前电极108和后电极110中的每个可以在1密耳(一英寸的千分之一)和10密耳之间，例如每个5密耳，或在0.1mm和0.5mm之间。电光层112可以在0.5密耳和5密耳之间，例如1密耳，或在大约0.03mm和0.06mm之间。因此在一些实施方式中，显示器102可具有大约10-15密耳、或在大约0.2mm和0.4mm之间的总厚度。尺寸的所列出的例子是非限制性的，因为可使用其它尺寸。
连接器106a和106b可具有任何适当的尺寸。在一些实施方式中，尺寸可以很小以最小化在显示器上的连接器的侵入。参考图1B，现在提供非限制性例子。直径D1可以在2.5mm和6.5mm之间(例如2.69mm、5.12mm或6.25mm)。直径D2可以在1.5mm和3.5mm之间(例如1.5mm、3.11mm或3.15mm)。直径D3可以比D1稍大例如半毫米到一毫米。类似地，在一些实施方式中，直径D4可稍微大于D2。应认识到，所有这些尺寸为了说明的目的而被提供，且不是限制性的，除非另有规定。
现在描述图1A所示的类型的电光层的例子。在一些实施方式中，电光层可以是电泳层。参考图2，在横截面中示出的电光层112可包括多个囊体202，每个囊体具有围绕流体和悬浮在流体中的电泳粒子206的囊体壁204。电泳粒子206可以是带电的，并对由前电极108和后电极110产生的电场做出响应。在通过引用被全部并入本文的美国专利Nos.6,982,178和7,513,813中描述了适当的电泳层的例子。
虽然图2示出微囊体型电泳显示器，但也可结合微单元型电泳显示器和聚合物分散的电泳图像显示器(PDEPID)来使用本申请的方面。而且，虽然电泳显示器代表根据本申请的方面的适当类型的显示器，但其它类型的显示器也可利用本申请的一个或多个方面。例如，旋转双色构件显示器、电致变色显示器和聚合物分散液晶显示器(PDLCD)也可利用本申请的方面，例如利用连接器，如连接器106a和106b。
根据本申请的一个方面，提供了制造包括电光显示器和本文所述的类型的一个或多个连接器的装置的方法。现在描述一个例子。
可通过层压前和后电极与电光层来制造显示器102。例如，前电极108和电光层112可固定到彼此，并可具有固定到其的衬背层压粘合剂。可移除层压粘合剂，且将前平面层压固定到后电极110。在一些实施方式中，可使用卷式生产工艺，其中前电极和电光层卷绕到后电极层上。在前面在上面引用的美国专利Nos.6,982,178和7,513,813中描述了这种类型的工艺的例子。可使用用于制造显示器102的可选工艺。
显示器102可接着按照需要地被成形。例如，如果卵形显示器是需要的，则可相应地使用例如激光器、剪刀或其它切割工具来切割显示器102。在这样的情况下，可选的阻挡层或保护薄板或边缘密封物可应用于显示器102以阻止湿气入内。在通过引用被全部并入本文的美国专利No.7,649,674中描述了这样的密封物的例子。
接着，可形成在前电极层108、电光层112和后电极110中的开口。可使用激光器，以及可调节激光器的功率以形成不同直径的开口。例如，可使用在第一功率下操作的激光器来形成预期容纳连接器106a的在前电极108和电光层112中的开口，以产生如图1B所示的直径D3的开口。显示器102可接着翻转过来，且激光器可用于使用第二功率来产生在后电极110中的直径D2的开口。第二功率可以小于第一功率，导致在后电极110中的开口小于在前电极108和电光层112中的开口。
可以用类似的方式形成预期容纳连接器106b的在前电极108、电光层112和后电极110中的开口，但激光器以关于哪个功率电平被使用的相反的顺序操作。
随后，显示器102和PCB 104可对准，且连接器106a和106b可插入显示器102的相应开口内并穿过PCB 104中的开口被馈送。可以用锻造工具114a和114b锻造连接器106a和106b的端部以将它们锁定到适当的位置上。
应认识到，上面所述的制造过程的替代方案是可能的。例如，除了激光器以外的工具可用于制造开口。如前面提到的，可使用除了铆钉以外的连接器，使得锻造连接器可以不是必要的或需要的。
本申请的方面可在架构式电光显示器中得到应用。这样的显示器特征可以在于产生单个光学状态(例如单一颜色)或有限数量的光学状态的需求。因此，这样的显示器可包括有限数量的电极或电极段。例如，图1A的实施方式示出两个电极108和110。这样的配置不同于利用有源矩阵来提供多个像素的电光显示器。因此，电极的足够的电气控制可由少量连接器(例如图1A所示的两个连接器106a和106b)提供。
图3提供了根据本申请的非限制性实施方式的在架构式设置中使用的显示器的例子。显示器300从观看侧示出，且是图1A所示的类型的显示器。也就是说，显示器300从观看图1A的前电极108的角度示出。在这个实施方式中，显示器从天花板悬挂，如下面将进一步所述的。
显示器300在这个例子中是卵形的，具有卵形周边302和中心(或内部)部分304。两个连接器306a和306b在显示器300的中心(或内部)部分304中是可见的。连接器306a和306b可具有在1A中被示为连接器106a和106b的类型。
如所提到的，从天花板308悬挂显示器300。在这个例子中，装置可以不包括直接安装到显示器的PCB，但更确切地，用于控制显示器300的操作的控制电子设备可与显示器分开某个距离。例如，在所示实施方式中，控制电子设备可布置在天花板308之上，例如在天花板瓦片后面。因此，可以提供电缆310。电缆310可以将显示器300机械地耦合到天花板并将显示器300电气地耦合到布置在天花板308之上的控制电子设备。因此应认识到，在一些实施方式中，显示器可包括在本文所述的类型的连接器，其可与电光显示器的电极电气地耦合，但可以不与控制电路直接机械地耦合。在这样的情况下，如上所述，连接器可由电缆、电线或其它适当的部件连接到控制电路。
本申请的方面不限于具有任何特定数量的连接器的显示器，除非另有声明。例如，虽然图1A的装置100和图3的显示器300被描述为每个具有两个连接器，但在一些实施方式中显示器可具有更多的连接器。每个连接器可有效地用于建立在那个连接器的位置处的电位。包括额外的连接器可允许在显示器的电极内的电气梯度的产生，这又可允许在显示器的电光层中的各种光学效应的产生。因此，可提供任何适当数量的连接器来实现这样的效应。然而，使这样的连接器的数量与连接器在显示器中产生的侵入之间达到平衡可能是合乎需要的。也就是说，参考图3，显然连接器306a和306b在显示器300上发生侵入。制造小尺寸的连接器306a和306b减小了侵入，但增加了连接器的数量(例如，由于上面所述的原因)，这将增加侵入。因此，可能有可被容忍的不降低用户的观看体验的连接器数量的上限。
此外，虽然到目前为止示出的例子显示连接器位于电光显示器的中心或内部部分内，但不是所有实施方式都被限制在这一点。在一些实施方式中，一个或多个连接器可位于电光显示器的周边处。在一些实施方式中，连接器可位于显示器的内部中和周边处。连接器位置的各种组合可用于允许从各种位置驱动前和后电极，这可允许产生各种视觉效应，例如色波、梯度或其它视觉效应。
可选地，一个或多个连接器可连接到每个前和/或后电极。每电极有一个或多个连接允许在电极上的电压均匀性的控制，使得更大的均匀性提供更均匀的光学状态，而更小的均匀性提供具有梯度的光学状态。而且，每电极一个或多连接允许不同的外加电压以产生跨越电光层的电压。相对于彼此随着时间的过去而改变电压提供具有随着时间而改变的梯度的光学状态。
本申请的方面可提供下列益处中的一个或多个。应认识到，不是所有方面都必须提供下列益处中的每个，以及也可提供除了所列出的那些益处以外的益处。本申请的一些方面提供控制电路到电光显示器的相对简单的机械连接。不需要微制造来实现机械和电气互连。此外，本文所述的类型的连接器(例如铆钉和螺栓)的成本相对较低。这样的连接器也可用作用于电光显示器到周围结构(例如墙壁、天花板或其它半永久和永久结构，作为非限制性例子)的机械连接的稳定部件。
此外，本申请的方面避免了用柔性连接器来提供电光显示器的电气控制的需要。与需要具有用于在显示器后面周围弯曲的柔性连接器尾部的图案化背板的显示器比较，本申请的方面提供通过电光显示器的弹性机械和电气连接。用于适当的连接的需要电光显示器的弯曲的柔性连接器尾部易于断裂，并可因此损坏电光显示器。根据本申请的方面，避免了这样的缺点。此外，避免了对屏幕印刷背板的需要可减小设计和制造时间，便于电光显示器的快速制造并允许在产生定制显示器(例如切削到应有尺寸的显示器)时的较大灵活性。
这样描述了本申请的技术的几个方面和实施方式后，应认识到，本领域中的普通技术人员将容易想到各种改变、修改和改进。这种改变、修改和改进意欲在本申请中描述的技术的精神和范围内。例如，本领域中的普通技术人员将容易地预见用于执行本文所述的功能和/或获得本文所述的结果和/或一个或多个优点的多种其他手段和/或结构，并且每个这样的变化和/或修改被认为在本文描述的实施方式的范围内。本领域中的技术人员将认识到或能够使用仅仅常规实验来确定对本文所述的具体实施方式的许多等同物。因此，应当理解，前述实施方式仅作为例子呈现，并且在所附权利要求及其等同物的范围内，可以以与特别描述的不同的方式实施本发明的实施方式。此外，本文所述的两个或更多个特征、系统、物品、材料、成套工具和/或方法的任何组合——如果这样的特征、系统、物品、材料、成套工具和/或方法不相互矛盾——被包括在本公开的范围内。
如本文在说明书中和在权利要求中使用的，关于一个或多个元件的列表的短语“至少一个”应被理解为意指从元件的列表中的任一个或多个元件中选择的至少一个元件，但不一定包括在元件的列表中特别列出的每个元件中的至少一个且不排除在元件的列表中的元件的任何组合。这个定义还允许除了在短语“至少一个”所指的元件的列表内特别标识的元件以外的元件可以可选地存在，而不管与特别标识的那些元件有关或无关。因此，作为非限制性例子，“A和B中的至少一个”(或等效地，“A或B中的至少一个”或等效地“A/或B中的至少一个”)可以在一个实施方式中指至少一个(可选地包括多于一个)A，而B不存在(以及可选地包括除了B以外的元素)；在另一实施方式中指至少一个(可选地包括多于一个)B，而A不存在(以及可选地包括除了A以外的元素)；在又一实施方式中指至少一个(可选地包括多于一个)A，以及至少一个(可选地包括多于一个)B(以及可选地包括其它元素)；等等。
在权利要求中以及在上面的说明书中，所有过渡性短语例如“包括”、“包含”、“携带”、“具有”、“含有”、“涉及”、“保持”、“由…构成”等应被理解为开放式的，即意指包括但不限于。只有过渡性短语“由…组成”和“实质上由…组成”应分别是封闭或半封闭式过渡性短语。

Claims (11)

1.一种电光显示器，包括：
前电极，所述前电极具有在其中限定的第一开口；
后电极，所述后电极具有在其中限定的第二开口；
在所述前电极和后电极之间的电光层；以及
刚性导电部件，其穿过所述第一开口和第二开口；
所述电光显示器的特征在于，所述第二开口的直径与所述第一开口的直径不同，使得所述刚性导电部件接触具有较小直径开口的所述前电极和所述后电极中的一个，但不接触具有较大直径开口的所述前电极和所述后电极中的另一个。
2.如权利要求1所述的电光显示器，其中所述刚性导电部件是铆钉。
3.如权利要求1所述的电光显示器，其中所述刚性导电部件包括螺栓。
4.如权利要求3所述的电光显示器，还包括耦合到所述螺栓的螺母。
5.如权利要求1所述的电光显示器，还包括包含配置成驱动所述前电极和后电极的驱动器电子设备的印刷电路板，其中所述刚性导电部件机械和电气地耦合到所述印刷电路板。
6.如权利要求5所述的电光显示器，其中所述刚性导电部件配置成以相对于彼此的固定关系机械地耦合所述前电极和印刷电路板。
7.如权利要求1所述的电光显示器，其中所述前电极具有周边和内部部分，以及其中所述第一开口被限定在所述前电极的所述内部部分中。
8.如权利要求1所述的电光显示器，其中所述前电极包括氧化铟锡(ITO)，以及其中所述ITO在柔性基底上形成。
9.如权利要求8所述的电光显示器，其中所述柔性基底包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。
10.一种制造电光显示器的方法，所述电光显示器具有前电极、后电极和布置在所述前电极和后电极之间的电光层，所述方法包括：
穿过所述前电极中的第一开口和所述后电极中的第二开口插入刚性导电部件；以及
在插入所述刚性导电部件之后将所述刚性导电部件固定到所述前电极和所述后电极之一和印刷电路板；
所述方法的特征在于，所述第二开口的直径与所述第一开口的直径不同，使得一旦插入所述刚性导电部件，所述刚性导电部件接触具有较小直径开口的所述前电极和所述后电极中的一个，但不接触具有较大直径开口的所述前电极和所述后电极中的另一个。
11.如权利要求10所述的方法，其中固定所述刚性导电部件包括锻造所述刚性导电部件的至少一端。
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