CN116235106A - 具有外表面电连接的前平面层压板 - Google Patents

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Abstract

一种透光基板，具有内表面、与内表面相对的外表面，以及多个通孔。当与透光导电材料例如氧化铟锡(ITO)耦合时，基板提供透光导电层(可用作电光显示器中的顶部电极)与透光基板的外表面上的接触点之间的电连接。因此，透光基板允许用于电光显示器、特别是用于可能需要在现场切割或组装的大尺寸装置的更简单的电连接。此外，具有数十到数百个电触点的冗余性使得装置由于断开的电连接而变得不可运行的可能性最小化。

Description

具有外表面电连接的前平面层压板
相关申请
本申请要求2020年10月2日提交的美国临时专利申请No.63/086,695的优先权。本文公开的所有专利和出版物均通过引用整体并入。
技术领域
本发明涉及前平面层压板、层压板的生产过程以及由层压板形成的电光显示器。更具体地，在一个方面，本发明涉及具有基板的前平面层压板，该基板包括分布在连续部分内的散布部分。该散布部分包括导电材料，该导电材料在前平面层压板的导电层与基板的外表面上的接触点之间形成电连接。
背景技术
应用于材料或者显示器的术语“电光”在本文中使用的是其在成像领域中的常规含义，指的是具有第一显示状态和第二显示状态的材料，第一显示状态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。尽管光学性质通常是人眼可感知的颜色，但它可以是另一种光学性质，诸如光透射、反射、发光，或者在用于机器阅读的显示器的情况下，在可见光范围之外的电磁波长的反射率的变化意义上的伪色。
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构件类型，如在例如美国专利No.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中所述(尽管这种类型的显示器通常被称为“旋转双色球”显示器，但术语“旋转双色构件”优选为更精确，因为在以上提到的一些专利中，旋转构件不是球形的)。这种显示器使用许多小的主体(通常球形或圆柱形的)和内部偶极子，所述主体包括具有不同光学特性的两个或更多个部分。这些主体悬浮在基质内的填充有液体的液泡内，液泡填充有液体以使得主体自由旋转。显示器的外观通过以下而改变：将电场施加至显示器，由此将主体旋转至各个位置并改变通过观察表面看到主体的哪部分。
另一类型的电光显示器使用电致变色介质，例如采用纳米致变色(nanochromic)薄膜形式的电致变色介质，该薄膜包括至少部分由半导体金属氧化物形成的电极和附着到电极的能够可逆颜色改变的多个染料分子；参见例如O'Regan,B.等,Nature 1991,353,737；以及Wood,D.,Information Display,18(3),24(2002年3月)。还参见Bach,U.等,Adv.Mater.,2002,14(11),845。这种类型的纳米致变色薄膜例如在美国专利No.6,301,038、6,870,657和6,950,220中也有描述。这种类型的介质通常也是双稳态的。
另一类型的电光显示器是由飞利浦开发的电润湿显示器，其在Hayes,R.A.等的“Video-Speed Electronic Paper Based on Electrowetting”,Nature,425,383-385(2003)中描述。在美国专利No.7,420,549中示出这样的电润湿显示器可被制造成双稳态的。其他公知的电光显示材料包括液晶显示器(LCD)、有机发光二极管显示器(OLED)、发光二极管(LED)和微型/迷你型LED。
多年来一直是密集研究和开发的主题的一种类型的电光显示器是基于颗粒的电泳显示器，其中多个带电颗粒在电场的影响下移动通过流体。与液晶显示器相比，电泳显示器可以具有良好的亮度和对比度、宽视角、状态双稳定性以及低功耗的属性。
被转让给麻省理工学院(MIT)、伊英克公司、伊英克加利福尼亚公司、LLC和相关公司或以它们的名义的许多专利和申请描述了用于封装和微单元的电泳以及其他电光介质的各种技术。封装的电泳介质包括许多小囊体，每一个小囊体本身包括内相以及围绕内相的囊壁，其中所述内相含有在流体介质中的可电泳移动的颗粒。典型地，囊体本身被保持在聚合物粘结剂中以形成位于两个电极之间的连贯层。在微单元电泳显示器中，带电颗粒和流体没有被封装在微囊体内，而是保留在载体介质(通常是聚合物薄膜)内形成的多个空腔内。在这些专利和申请中描述的技术包括：
(a)电泳颗粒、流体和流体添加剂；参见例如美国专利No.7,002,728和7,679,814；
(b)囊体、粘结剂和封装工艺；参见例如美国专利No.6,922,276和7,411,719；
(c)微单元结构、壁材料和形成微单元的方法；参见例如美国专利No.7,072,095和9,279,906；
(d)用于填充和密封微单元的方法；参见例如美国专利No.7,144,942和7,715,088；
(e)包含电光介质的薄膜和子组件；参见例如美国专利No.6,982,178和7,839,564；
(f)用于显示器中的背板、粘合剂层和其他辅助层以及方法；参见例如美国专利No.7,116,318和7,535,624；
(g)颜色形成和颜色调节；参见例如美国专利No.7,075,502和7,839,564；
(h)用于驱动显示器的方法；参见例如美国专利No.7,012,600和7,453,445；
(i)显示器的应用；参见例如美国专利No.7,312,784和8,009,348；以及
(j)非电泳显示器，如在美国专利No.6,241,921和2015/0277160中所述；以及除了显示器以外的封装和微单元技术的应用；参见例如美国专利申请公开No.2015/0005720和2016/0012710。
许多前述专利和申请认识到在封装的电泳介质中围绕离散的微囊体的壁可以由连续相替代，由此产生所谓的聚合物分散型电泳显示器，其中电泳介质包括多个离散的电泳流体的微滴和聚合物材料的连续相，并且在这种聚合物分散型电泳显示器内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联；参见例如前述美国专利No.6,866,760。因此，为了本申请的目的，这样的聚合物分散型电泳介质被认为是封装的电泳介质的子类。
封装的电泳显示器通常不受传统电泳装置的聚类和沉降故障模式的困扰并提供更多的有益效果，例如在多种柔性和刚性基板上印刷或涂布显示器的能力。(使用词“印刷”意于包括印刷和涂布的所有形式，包括但不限于：诸如修补模具涂布、狭缝或挤压涂布、滑动或层叠涂布、幕式涂布的预先计量式涂布；诸如罗拉刮刀涂布、正向和反向辊式涂布的辊式涂布；凹面涂布；浸渍涂布；喷涂；弯月面涂布；旋转涂布；刷涂；气刀涂布；丝网印刷工艺；静电印刷工艺；热印刷工艺；喷墨印刷工艺；电泳沉积(参见美国专利No.7,339,715)；以及其他类似技术。)因此，所产生的显示器可以是柔性的。另外，因为显示器介质可以(使用多种方法)被印刷，所以显示器本身可以被廉价地制造。在本发明的实施例中也可以使用其他类型的电光介质。
电光显示器通常包括电光介质层和设置在电光介质的相对侧上的至少两个其他层，这两个层之一是电极层。在大多数这样的显示器中，两个层都是电极层，并且一个或两个电极层被图案化以限定显示器的像素。例如，一个电极层可以被图案化为细长的行电极，而另一个电极层可以被图案化为与行电极成直角延伸的细长的列电极，像素由行电极和列电极的交叉点限定。可替代地，并且更通常地，一个电极层具有单个连续电极的形式，而另一电极层被图案化为像素电极的矩阵，每个像素电极限定显示器的一个像素。在用于与触控笔、打印头或类似的与显示器分离的可移动电极一起使用的另一种类型的电光显示器中，与电光层相邻的层中的仅一个层包括电极，在电光层的相对侧上的层通常是保护层，其旨在防止可移动电极损坏电光层。
三层电光显示器的制造通常涉及至少一个层压操作。例如，在前述的MIT和伊英克的若干专利和申请中，描述了一种用于制造封装的电泳显示器的工艺，其中，将包括在粘结剂中的囊体的封装的电泳介质涂布到透光导电层上，作为最终显示器的顶部电极层，并进而应用于透光基板。然后，将囊体/粘结剂涂层干燥以形成牢固地粘附到导电层的电泳介质的连贯层，以提供下文为方便起见称为“前平面层压板”或“FPL”的制品。
单独地，制备包含像素电极阵列和用于将像素电极连接到驱动电路的导体的适当布置的背板。为了形成最终显示器，使用层压粘合剂将FPL层压到背板。(通过用触控笔或其他可移动电极可以在其上滑动的简单的保护层例如塑料薄膜来替换背板，可以使用非常相似的工艺来制备可与触控笔或类似的可移动电极一起使用的电泳显示器)。在这种工艺的一个示例性形式中，背板本身是柔性的，并且通过在塑料薄膜或其他柔性基板上印刷像素电极和导体来制备。通过这种工艺批量生产显示器的常用层压技术是使用层压粘合剂的辊式层压。类似的制造技术可用于其他类型的电光显示器。例如，微单元电泳介质或旋转双色构件介质可以以与封装的电泳介质基本相同的方式层压到背板。
当在显示器中使用前平面层压板时，需要在电压源和透光导电层之间进行电连接，通过该导电层可以看到电光介质。该透光导电层有时被称为“顶平面”电极。在某些情况下，连接是直接通过从电源或控制器直接耦合到导电层的导线或导电迹线而建立的。更典型地，利用通向导电垫的制造迹线沿着背板传输电压，并且通过提供显示器的至少一个“连接区域”来实现必要的电连接，在该“连接区域”，顶部导电层是可访问的并且不与电光介质接触。
可以以两种不同的方式提供连接区域。首先，可以控制电光介质层的形成，以便留下不存在电光介质的未涂布区域(“沟槽”)，并且这些未涂布区域的部分可以稍后用作连接区域。可替代地，可以用电光介质覆盖层压板的整个表面，然后以任何方便的方式从连接区域移除该介质，例如通过电光层的切割、机械磨损或化学降解。然后，插入导电材料，例如导电填料，诸如导电银浆或粘合剂，以接触连接区域并在顶部电极层和背板中的顶部平面连接(TPC)之间形成电连接，以完成电路。
在某些情况下，在从连接区域移除电光介质之后，层压板可能需要清洁以移除电光介质的残留物；例如，如果电光介质是封装的电泳材料，则期望在从连接区域移除电泳材料期间移除囊体破裂之后剩余的任何内部相。由于顶部导电层通常由诸如氧化铟锡(ITO)的相对易碎的材料制成，因此形成连接区域和插入导电填料是一种精细的工艺，并且清洁其周边壁所使用的溶剂应被选择为将溶解电光层而不损坏顶部导电层。此外，导电填料的量应足以完成电路但不需要可能渗出、蠕变或移动或以其他方式容易导致短路的量。重要的是，当FPL被结合到密封显示器(也被称为模块)中时，必须切割FPL并清洁一部分，以用于层压到背板之前的顶平面连接。这需要切割片和背板之间非常精确地对准。对于较大的显示器，或者在没有对准夹具的情况下制造原型或定制显示器时，保持所有部件清洁和对准尤其困难。对准夹具对于一次性显示器而言是不切实际的，对于一些特异形状的显示器而言甚至可能是不可行的。如果FPL中的部分是在层压之后制作的，则清洁过程可能会损坏顶部和/或背板导电层。
由于上述原因，形成顶板连接的传统工艺可能很复杂、耗时，并且如果执行不当则容易损坏顶部电极层和最终组件的其他部分。因此，需要改进与顶板连接的制造相关的大规模生产技术。
发明内容
鉴于以下描述，本发明的这些和其他方面将是显而易见的。
在第一方面，本文提供了一种制品，其按顺序包括：透光基板，其具有内表面以及与所述内表面相对的外表面；透光导电层；电光介质层；粘合剂层；以及与所述粘合剂层接触的释放片，其中，所述电光介质层布置在所述透光导电层与所述粘合剂层之间。所述透光基板包括：连续部分；以及所述连续部分内的多个开口，其中，所述开口包括导电材料，所述导电材料在所述透光导电层与所述透光基板的外表面上的接触点之间形成电连接。
在第二方面，提供了一种层压电光显示器，其按顺序包括：前平面透光基板，其具有内表面以及与所述内表面相对的外表面；透光导电层；与所述导电层电接触的电光介质层；以及包括导体的背板；其中：所述前平面透光基板包括：连续部分，以及所述连续部分内的多个开口，其中，所述开口包括导电材料，所述导电材料在所述透光导电层与所述前平面透光基板的外表面上的接触点之间形成电连接。
在第三方面，提供了一种透光导电材料，其包括：透光基板，其具有第一表面、与所述第一表面相对的第二表面，以及多个通孔；其中，选自氧化铝、氧化锌、氧化铟、氧化铟锡和聚(3,4-乙烯二氧噻吩)的导电材料与所述基板的第一表面接触，并且所述导电材料形成与所述透光基板的第一表面相邻的透光导电表面，同时还通过所述多个通孔提供与所述透光基板的第二表面上的接触点的电连接，其中，所述通孔具有至少0.1微米到至多100微米的平均直径。在一个实施例中，所述透光基板为聚合物材料。在一个实施例中，所述通孔具有至少0.5微米到至多10微米的平均直径。在一个实施例中，所述通孔具有选自由圆形、线形和椭圆形组成的组的形状。在一个实施例中，所述接触点位于所述透光基板的外表面的一部分上，其中，所述部分具有每平方厘米至少10个接触点到每平方厘米至多1000个接触点的平均密度。
在第四方面，提供了一种制造层压电光显示器的方法，所述方法包括：将前平面层压板层压到背板，其中，所述前平面层压板按顺序包括：前平面透光基板，其具有内表面以及与所述内表面相对的外表面；透光导电层；与所述透光导电层电接触的电光介质层；以及粘合剂层，其中，所述前平面透光基板包括：连续部分，以及所述连续部分内的多个开口，其中，所述开口包括导电材料，所述导电材料在所述透光导电层与所述前平面透光基板的外表面上的接触点之间形成电连接；以及所述背板包括顶平面连接；以及在所述前平面透光基板的外表面上的接触点中的至少一个与所述顶平面连接之间形成电连接。
在第五方面，提供了一种制造层压电光显示器的方法，所述方法包括：将前平面层压板层压到背板，其中，所述前平面层压板按顺序包括：前平面透光基板，其具有内表面以及与所述内表面相对的外表面；透光导电层；与所述透光导电层电接触的电光介质层；以及粘合剂层，其中，所述前平面透光基板包括连续部分，以及所述连续部分内的多个开口，其中，所述开口包括导电材料，所述导电材料在所述透光导电层与所述前平面透光基板的外表面上的接触点之间形成电连接；以及所述背板包括顶平面连接；以及在所述前平面透光基板的外表面上的接触点中的至少一个与所述顶平面连接之间形成电连接。
附图说明
附图示出了根据本构思的一种或多种实施方式，仅作为示例而非限制。在附图中，相同的附图标记表示相同或相似的元件。
图1是传统的前平面层压板(FPL)的示意性横截面图。
图2是本发明的包括透光基板的前平面层压板的示意性透视横截面图。
图3A-3C是根据本发明的实施例的具有不同几何形状的接触点的前平面透光基板的示意性俯视平面图。
图4A-4C是根据本发明的实施例的具有形成为重复图案的细长接触点的前平面透光基板的示意性俯视平面图。
图5是根据本发明的实施例的层压电光显示器的透视横截面图。
图6是穿过图5的层压电光显示器的透视横截面图，其中，在前平面层压接触点与背板导体之间建立了电连接。
图7是由条带制成的显示装置的示意性俯视图，该条带包括本文所述的本发明并与织物部分交织以产生可根据需要改变以增加或减少通过组织反射或透射的光的量和颜色的柔性组织。
具体实施方式
在下面的详细描述中，通过示例的方式阐述了许多具体细节，以便提供对相关教导的透彻理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，可以在没有这些细节的情况下实践本教导。
本发明包括一种透光基板，其具有内表面、与内表面相对的外表面，以及多个通孔。当与透光导电材料例如氧化铟锡(ITO)耦合时，基板提供透光导电层(可用作电光显示器中的顶部电极)与透光基板的外表面上的接触点之间的电连接。因此，透光基板允许用于电光显示器、特别是用于可能需要在现场切割或组装的大尺寸装置的更简单的电连接。此外，具有数十到数百个电触点的冗余性使得装置由于电连接断开而变得不可运行的可能性最小化。
如前所述，本申请在一个方面提供了一种新型制品(以下为方便起见被称为“前平面层压板”或“FPL”)，其通过在顶部透光导电层与前平面透光基板的外表面上的接触点之间形成电连接，简化了顶部透光导电层与电压源之间的电连接的形成。电连接可以在微孔或过孔内进行，并且可以在外部(例如外边缘)施加简单的夹紧，以建立与前平面透光基板的外表面的一部分或全部的电连接。可替代地，导电垫或导电胶带可用于建立与前平面透光基板的连接。可替代地，带有微孔的前平面透光基板也可以为复杂曲线提供更佳的顺应性。例如，可以在表面中蚀刻微孔或条带以允许变形而不破坏与透光导电层的连接。本发明特别适用于简化需要与透光导电层的多个连接的复杂构造。
现在详细参考附图中所示和以下讨论的示例。诸如“顶”、“底”、“上方”、“下方”的术语的使用仅仅是一种惯例，因为两层或更多层的相对位置可以通过在不同方向上重新定向制品来切换。
前平面层压板
在进一步进行之前，期望提供对传统的前平面层压板(“FPL”)的说明性描述，如图1的横截面图中示意性所示。FPL 100类似于例如美国专利No.10,503,041中描述的装置，该美国专利通过引用并入本文。FPL 100可以按顺序包括：前平面透光基板102；与前平面透光基板的内表面接触的透光导电层104；与导电层接触的电光介质层106；粘合剂层108；以及释放片110。
在许多应用中，前平面透光基板102包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)并且透光导电层104包括氧化铟锡(ITO)。这种材料可以大卷的形式从例如Saint-Gobain商购。透光导电层104被施加到透光基板102，在基板可以在例如没有永久性变形的情况下手动地缠绕在直径为10英寸(254mm)的滚筒上的意义上，透光基板102通常是柔性的。
术语“透光”在本文中贯穿说明书和权利要求书用于表示如此指定的层透射足够的光以使观察者能够透过该层观看，以观察电光介质的显示状态的变化，通常通过导电层和相邻的基板观看；在电光介质显示在不可见波长下反射率的变化的情况下，术语“透光”当然应被解释为指相关的不可见波长的透射。基板102可以由玻璃或聚合物薄膜例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成，并且可以具有在约20μm至约650μm、更通常地约50μm至约250μm的范围内的厚度。导电层通常是所谓的“透明导电氧化物”例如氧化铝、氧化锌、氧化铟锌或氧化铟锡(ITO)的薄层，或者导电层可以包括导电聚合物，例如聚(3,4-乙烯二氧噻吩)(PEDOT)。该设计还可以包括混合材料，例如导电聚合物和导电氧化物的组合，或者该设计还可以包括稀释量的导电填料，例如银晶须或薄片，或稀有材料，例如纳米管和石墨烯。在一些实施例中，基板102可以是刚性透光材料，例如玻璃或透明聚碳酸酯或丙烯酸。
通常，可以在光学状态106之间切换的电光介质的涂层被施加在导电层104上，使得电光介质106紧邻导电层104。电光介质通常具有电泳材料，该电泳材料包括布置在流体中并且能够在电场的影响下移动通过流体的多个带电颗粒。电泳材料可被选择为使得在施加适当电场时前平面层压板可互换且可逆地实现不同的状态，例如电泳介质可以在透明和不透明、或颜色1和颜色2、或透明和颜色1和颜色2之间切换。
在示例性实施例中，电光介质可以是带相反电荷的双颗粒封装介质的形式。这种封装介质包括许多小囊体，每个小囊体本身包括内相以及围绕内相的囊壁，内相包含悬浮在液体悬浮介质中的电泳移动颗粒。通常，囊体本身被保持在聚合物粘合剂内以形成连贯层。当连贯层位于两个电极之间时，光学状态可以随着合适电场的出现而反转。悬浮介质可以包含烃基液体，带负电荷的白色颗粒和带正电荷的黑色颗粒悬浮在该烃基液体中。在这样的实施例中，在电光介质上施加电场时，白色颗粒可以移动到正电极并且黑色颗粒可以移动到负电极，例如，使得电光介质106向通过基板102观看显示器的观察者呈现白色或黑色，这取决于导电层104在最终显示器内的任何点处相对于背板是正还是负。电光介质106可以可替代地包括除黑色和/或白色颗粒之外的多个有色颗粒，每种颜色具有其各自的电荷极性和强度。
可以在电光介质层106上涂布层压粘合剂层108，并且可以在粘合剂层108上施加释放片110。释放片可以是任何已知类型，当然前提是它不包含可能对电光介质的性能产生不利影响的材料，并且本领域技术人员将知晓许多合适类型的释放片。常见的释放片包括基板例如纸或塑料薄膜，例如厚度大约为约150μm至约200μm并涂布有低表面能材料例如硅树脂的PET薄膜。在某些情况下，释放片被金属化以允许在电光介质上施加电势，从而可以在下游产品的组装过程中评估功能性。
现在参照图2，示出了根据本发明的一个方面的新型前平面层压板(标示为100A)。FPL与图1所示的层压板100基本相同，不同之处在于前平面透光基板102，其具有内表面112以及与内表面相对的外表面114，其特征在于包括连续部分102a和分布在连续部分102a内的多个开口102b的复合结构。开口102b包括在导电层104与外表面114上的一个或多个接触点116之间形成电连接的导电材料115。可选地，导电层104可以分成两个或更多个部分，每个部分与接触点的子集(未示出)接触，从而产生一种架构，其中，一个部分中的短路也不会导致其他部分发生故障。电连接可以局部应用或应用到整个外表面，并且可以添加保护层(未示出)，例如透明的丙烯酸聚合物或硅的涂层，以密封一些或所有接触点并提供防潮层，同时防止组装后出现不希望的短路。
在示例性实施例中，连续部分102a可以由玻璃或聚合物薄膜例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成，其经受蚀刻、切割、激光烧蚀或任何适用的穿孔技术以留下开口。可替代地，连续部分102a可以是微压痕的以产生可以在溅射工艺期间被填充的通孔或凹谷，通过该溅射工艺添加导电层材料，例如ITO。可替代地，PET薄膜可以通过加热被软化，在模型上拉伸，并且利用高压气体射流形成孔洞。然后，可以使用导电材料来填充开口，以形成接触点116。开口可以设置为各种形状、大小和密度以适应手边应用。不考虑形状，可以根据给定点尺寸来定义各个点大小和平均点大小。除非另有规定或从上下文中显而易见，术语“尺寸”是指接触点沿层的表面的长度、宽度或直径。通常，“长度”是指纵向方向上的延伸，宽度是指宽度方向上的延伸。“直径”在用于接触点时旨在标识沿着前平面透光基板的外表面的点上的两尖端之间的最长直线段。在一些非排他性实施例中，接触点116的几何形状为使得它们的平均直径落在约0.1μm至约100μm之间的范围内。在另外的实施例中，平均接触点直径落在约0.5μm至约10μm之间的范围内。
在图3A中以示意性俯视图示出了具有圆形几何形状的接触点116的前平面透光基板102，该接触点116可以通过微蚀刻聚合物薄膜基板以形成倒圆角开口来制造。示例性的平均压痕直径范围包括约10μm至约100μm、约10μm至约75μm以及约10μm至约50μm。图3B示出了已经被微蚀刻以产生平均宽度等于或小于100μm的条形开口的基板。示例性的平均条带宽度范围包括约1μm至约100μm、约2μm至约75μm以及约5μm至约50μm。图3C中示意性地示出了已经被微蚀刻以形成具有等于或小于约100μm的平均短轴长度的椭圆形开口的另一个基板。示例性的平均短轴长度范围包括约1μm至约100μm、约5μm至约75μm以及约10μm至约50μm。
可以专门设计各种接触点形状、接触点表面密度和空间布置，以提高前平面层压板采用复杂和弯曲形状的能力，而不会破坏电连接，同时保持电光介质的结构完整性。在一些实施例中，导电材料可以在连续相已经被穿孔和成形以符合期望的几何形状和接触点密度之后沉积在开口中。可以以这种方式制备前平面透光基板的一个或多个部分，以便产生个性化的架构以服务于不同类型的应用。如图4A的示意性俯视平面图所示，细长接触点116可以在前平面透光基板102的边缘处形成为重复图案。在图4B中，图案还在前平面透光基板的中心重复，而图4C的图案具有不同大小和相对取向的图案。这种方法能够制造具有专门设计为适应任何类型应用的几何形状和接触点图案的前平面层压板。接触点116可以以适应手边应用的密度范围形成并定位在前平面透光基板102的特定部分中。在一个代表性实施例中，前平面透光基板102的一部分包含密度在每平方厘米约10个接触点至每平方厘米约1000个接触点的范围内的接触点116。在另一个实施例中，前平面透光基板102的一部分包含密度在每平方厘米约50个接触点至每平方厘米约500个接触点的范围内的接触点116。还设想了密度为每平方厘米约50个接触点至每平方厘米约250个接触点的实施例。
制造前平面层压板
如上所述，可以通过将导电材料115引入存在于前平面透光基板102的连续部分102a中的开口102b中来形成接触点116。同样如上所述，开口102b可以是通过移除聚合物层的部分而形成的压痕。在一个实施例中，柔性透光聚合物(例如，PET)的薄膜可以被压痕、钻孔、烧蚀等以形成多个开口。柔性透光聚合物随后可以例如通过溅射涂布有透光导电材料(例如，ITO)。由于透光材料涂布在内表面上，因此开口102b也填充有透光导电材料，从而提供与前平面透光基板(PET薄膜)的外表面114的电连接。由于开口102b很小并且由于基板102和导电材料115都是透光的，因此导电材料115在视觉上不会分散注意力。在另一个实施例中，将诸如溶液或浆料的可流动导电材料前体引入开口中，然后固化以产生电连接和接触点。取决于相对较小的开口直径和前体的粘度，该过程可能被证明难以在实践中进行。为了克服这些困难，可以施加吸力以改善前体流动和/或可以将表面活性剂添加到前体以降低开口表面的表面张力。在另一个非排他性实施例中，导电材料115和/或其前体可以是可磁化的，在这种情况下，这可以有助于用材料填充开口。在示例性实施例中，可以使用与用于制造高密度互连(HDI)多层印刷电路板(PCB)中的微孔相同的微制造方法，例如通过在连续时间添加层，如在顺序构建(SBU)制造技术中使用铜或其他导电材料(例如碳或碳纳米管)进行的。在另一个实施例中，可以通过电镀技术来施加导电材料。
在更广泛的意义上，散布部分不一定需要通过在连续部分的开口内引入导电填料来形成。在一些实施例中，前平面透光基板可以通过以各向异性的方式组合绝缘材料和导电材料来制造，从而产生电连接和散布在连续部分内的相应导电点。在一个代表性示例中，前平面透光基板可以通过将PET纤维与导电纱线交织来制造，例如，作为涂布有导电材料的PET，该导电材料例如是金属或诸如聚苯胺(PANI)的导电聚合物。在整个制造过程中，导电纱线选择性地被包括在前平面透光基板的区域中，在该区域中意在形成电连接和接触点。
所有上述方法都假定在前平面透光基板与前平面层压板的其他部分组合之前形成接触点。然而，在某些实施例中，导电材料可以在组装FPL之后被引入开口中，只要导电材料前体不流过电光介质并使其短路即可。
光电显示器
在一个应用中，前平面层压板被层压到背板，以形成电光显示器。背板主要分为三类：有源矩阵背板、无源矩阵背板和直接驱动背板。
对于典型的有源矩阵背板，薄膜晶体管(TFT)阵列(未示出)形成在背板基板202的表面上并且每个晶体管用作像素电极(212a、212c)的开关。TFT由一组窄多路复用电极(栅极线和源极线)寻址。无源矩阵背板使用简单的网格为显示器上的特定像素供应电荷。网格形成在顶部基板和底部基板上。一个基板形成“列”，另一个基板形成“行”。在无源矩阵中，列或行由透明导电材料制成，该透明导电材料通常是氧化铟锡(ITO)。行或列连接到集成电路，该集成电路控制何时将电荷下发到特定列或行。在直接驱动背板中，底部基板可以包括位于基板的边缘上的电连接器，多个导体从该电连接器延伸以形成与分段导电层的多个段的接触，使得每个段电连接到相应的导体。对可以在本发明的各个实施例中使用的背板的类型没有限制，只要形成通过布置在前平面透光基板的外表面上的接触点的顶平面连接即可。
现在转向图5，可以通过如下过程来实现使用FPL 100和诸如200的背板的电光显示器的组装：移除释放片110并在有效地使粘合剂层粘附到背板的条件下使粘合剂层108与背板200接触，从而将粘合剂层、电光介质层106和透光导电层104固定到背板。FPL 100可以被切割成比最终显示尺寸大的尺寸，甚至可以如卷对卷工艺中一样是连续片。这允许在FPL100和背板200的对准中具有粗略的公差，这对于大型显示器尤其有用。在层压后(未示出)，显示器可以被切割成其最终尺寸，可能会使用背板上的对准标记或针，以允许将切口与背板精确对准。
FPL 100到背板200的层压可以有利地通过真空层压来进行。真空层压可有效地排出被层压的两种材料之间的空气，从而避免在最终显示器中出现不希望的气泡；这样的气泡可能会在显示器上产生的图像中引入不期望的伪影。然而，以这种方式对电光显示器的两个部分进行真空层压可能对所使用的层压粘合剂提出严格要求，特别是在使用封装的电泳介质的显示器的情况下。层压粘合剂108应具有足够的粘合强度以将电光层结合到背板，并且在封装的电泳介质的情况下，粘合剂108还应具有足够的粘合强度以将囊体机械地保持在一起。粘合剂108优选地与显示器中的所有其他材料化学相容。如果电光显示器为柔性类型，则粘合剂108应具有足够的柔性以在显示器被弯曲时不会将缺陷引入显示器中。层压粘合剂108在层压温度下应具有足够的流动特性以确保高质量层压。此外，层压温度优选地尽可能低。可并入本发明的各种实施例中的有用的层压粘合剂的一个示例是称为“TMXDI/PPO”分散体的水性聚氨酯分散体，如美国专利No.7,342,068中所述，该专利通过引用整体并入。
顶平面连接204可以电连接到导电点116的所有或特定子集。通常，来自背板的顶平面连接204被集成到背板200中，但为清楚起见，它在图5和图6中被表示为独立项。在一个代表性实施例中，如图6示意性所示，该连接可以利用导线或迹线(304/306)或其组合来实现。由于每个导电点116连接到透光导电层104，因此没有必要将每个导电点116连接到顶平面连接204。然而，通常连接多于一个导电点。在某些情况下，导电迹线施加在整个外表面上，如图6中所例证的，通过导电透明布线304将接触点的子集链接到导体306和背板连接204来实现。在这样的实施例中，可以使用保护层如丙烯酸或硅的透明涂层来隔离连接点并防止组装后出现不希望的短路(未示出)。在可替代的实施例中，耦合到导线304的导电接触垫可以例如利用导电粘合剂固定到外表面。在其他实施例中，顶平面连接204与导电点116之间的连接可以利用导电夹具例如鳄鱼夹来进行。
柔性的可变颜色和透射覆盖物
在另一种应用中，可以将前平面层压件切割成密封的部分，然后与例如传统(例如，织物、聚合物)材料的部分交织。可替代地，一种或多种类型的前平面层压材料100的条带可以与织物条带700交织以形成织物700和前平面层压材料100的编织结构。在图7示意性示出的示例性组织，FPL条带100与织物部分700交织以产生不完全透明的柔性组织，但其可以根据需要改变以增加或减少通过组织反射或透射的光的量和颜色。可替代地，组织的两个方向都可以利用前平面层压板100的条带来实现。在美国专利No.11,086,186中对具有这种类型的架构的可变颜色和透射覆盖物进行了描述，该专利通过引用整体并入。然而，如上所述，为了与传统层压板内的导电层进行电接触，通常需要提供至少一个“连接区域”，其中，导电层不受电光介质的影响。因此，组织中的每个FPL条带需要其自身单独的连接区域，导致结构上复杂的结构，其制造相对昂贵且费力。
在图7的结构中，在由本申请公开的新型层压板制成的FPL条带100上形成电接触被极大地简化。透光基板102的上表面上的接触点116可以通过应用导电夹具或铺设导线或迹线而容易地连接到给定条带的导电层。电光材料和传统材料在组织中的混合不需要为如图7所示的1:1的比例。例如，可变透射结构包括的电光材料的表面积可以比传统材料大10倍。可替代地，可变透射结构包括的传统材料的表面积可以比电光材料大10倍。当然，中间的比例也是可行的，例如5:1、3:1、2:1、1:1、1:2、1:3、1:5等。在其他实施例中，可变透射结构可以包括交织的两种不同类型的电光材料，类似于图7。还设想了包括三种或更多种电光材料的编织材料。在一个示例中，包含双稳态、反射或可变透射材料的FPL条带可以与传统织物编织在一起。在另一个实施例中，可变透射条带可以编织在一起以形成可以在透光状态和着色状态之间切换的柔性织物。
尽管本文已经示出和描述了本发明的优选实施例，但应当理解，这样的实施例仅以示例的方式提供。在不脱离本发明的精神的情况下，本领域技术人员将想到许多变化、改变和替换。因此，所附权利要求旨在涵盖落入本发明的精神和范围内的所有这些变化。上述专利和申请的所有内容通过引用整体并入本文。如果本申请的内容与通过引用并入本文的任何专利和申请之间存在任何不一致，则应在解决此类不一致所需的范围内以本申请的内容为准。

Claims (20)

1.一种制品，按顺序包括：
透光基板，其具有内表面以及与所述内表面相对的外表面；
透光导电层；
电光介质层；
粘合剂层；以及
与所述粘合剂层接触的释放片，其中，所述电光介质层布置在所述透光导电层与所述粘合剂层之间，
其中，所述透光基板包括：
连续部分；以及
所述连续部分内的多个开口，其中，所述开口包括导电材料，所述导电材料在所述透光导电层与所述透光基板的外表面上的接触点之间形成电连接。
2.根据权利要求1所述的制品，其中，所述透光基板的连续部分包括微压痕的聚合物材料。
3.根据权利要求1所述的制品，其中，所述透光导电层包含选自由氧化铝锡、氧化铟锡、聚(3,4-乙烯二氧噻吩)及其组合组成的组的材料。
4.根据权利要求1所述的制品，其中，所述电光介质是封装的电泳介质。
5.根据权利要求1所述的制品，还包括位于所述透光基板的外表面上的保护层。
6.根据权利要求1所述的制品，其中，所述接触点具有至少0.1微米到至多100微米的平均直径。
7.根据权利要求1所述的制品，其中，所述接触点具有至少0.5微米到至多10微米的平均直径。
8.根据权利要求1所述的制品，其中，所述接触点位于所述透光基板的外表面的一部分上，其中，所述部分具有每平方厘米至少10个接触点到每平方厘米至多1000个接触点的平均密度。
9.一种层压电光显示器，按顺序包括：
前平面透光基板，其具有内表面以及与所述内表面相对的外表面；
透光导电层；
与所述导电层电接触的电光介质层；以及
包括导体的背板；
其中：
所述前平面透光基板包括：连续部分，以及所述连续部分内的多个开口，其中，所述开口包括导电材料，所述导电材料在所述透光导电层与所述前平面透光基板的外表面上的接触点之间形成电连接。
10.根据权利要求9所述的层压电光显示器，其中，所述连续部分包括微压痕的聚合物材料。
11.根据权利要求9所述的层压电光显示器，其中，所述电光介质是封装的电泳介质。
12.根据权利要求9所述的层压电光显示器，还包括位于所述前平面透光基板的外表面上的保护层。
13.根据权利要求9所述的层压电光显示器，其中，所述接触点具有至少0.1微米到至多100微米的平均直径。
14.根据权利要求9所述的层压电光显示器，其中，所述接触点具有至少0.5微米到至多10微米的平均直径。
15.根据权利要求9所述的层压电光显示器，其中，所述接触点位于所述前平面透光基板的外表面的一部分上，其中，所述部分具有每平方厘米至少10个接触点到每平方厘米至多1000个接触点的平均密度。
16.一种透光导电材料，包括：
透光基板，其具有第一表面、与所述第一表面相对的第二表面，以及多个通孔；以及
导电材料，其选自氧化铝、氧化锌、氧化铟、氧化铟锡和聚(3,4-乙烯二氧噻吩)，并且与所述基板的第一表面接触，
所述导电材料形成与所述透光基板的第一表面相邻的透光导电表面，并且通过所述多个通孔提供与所述透光基板的第二表面上的接触点的电连接，
其中，所述通孔具有至少0.1微米到至多100微米的平均直径。
17.根据权利要求16所述的透光导电材料，其中，所述透光基板为聚合物材料。
18.根据权利要求16所述的透光导电材料，其中，所述通孔具有至少0.5微米到至多10微米的平均直径。
19.根据权利要求16所述的透光导电材料，其中，所述通孔具有选自由圆形、线形和椭圆形组成的组的形状。
20.根据权利要求16所述的透光导电材料，其中，所述接触点位于所述透光基板的外表面的一部分上，其中，所述部分具有每平方厘米至少10个接触点到每平方厘米至多1000个接触点的平均密度。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6312304B1 (en) * 1998-12-15 2001-11-06 E Ink Corporation Assembly of microencapsulated electronic displays
KR101133759B1 (ko) * 2004-12-28 2012-04-09 삼성전자주식회사 전기 영동 표시 장치 및 그 제조 방법
KR101275792B1 (ko) * 2010-07-28 2013-06-18 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 및 유기 발광 표시 장치
JP2013222088A (ja) * 2012-04-17 2013-10-28 Seiko Epson Corp 電気泳動表示装置用基材およびその製造方法、電気泳動表示装置およびその製造方法
JP2013235095A (ja) * 2012-05-08 2013-11-21 Seiko Epson Corp 表示装置及び表示装置の製造方法
US10503041B2 (en) * 2016-11-30 2019-12-10 E Ink Corporation Laminated electro-optic displays and methods of making same
KR102128215B1 (ko) * 2017-03-09 2020-06-29 이 잉크 코포레이션 컬러 전기영동 디스플레이들을 위한 dc-밸런스드 리프레시 시퀀스들을 제공하는 드라이버들
WO2019055486A1 (en) * 2017-09-12 2019-03-21 E Ink Corporation METHODS FOR EXCITATION OF ELECTRO-OPTICAL DISPLAY DEVICES

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