JP2022136260A

JP2022136260A - 可変透過電気泳動媒質の駆動方法

Info

Publication number: JP2022136260A
Application number: JP2022120351A
Authority: JP
Inventors: カルステンベイリーウィドガーピーター; Carsten Bailey Widger Peter; ジー．ハリスジョージ; G Harris George; ジェイ．パオリニジュニアリチャード; J Paolini Richard Jr; アランブリーンクレイグ; Alan Breen Craig
Original assignee: E Ink Corp
Current assignee: E Ink Corp
Priority date: 2018-06-28
Filing date: 2022-07-28
Publication date: 2022-09-15
Also published as: CN112313572A; JP7190515B2; EP4369090A2; EP3814836B1; WO2020005676A1; JP2021528699A; KR102490987B1; EP3814836A1; KR20210013773A; EP3814836A4; US11143930B2; US20200004099A1

Abstract

【課題】可変透過窓、鏡、および通過する光または他の電磁放射の量を変調するように設計される同様のデバイスを提供すること【解決手段】可変透過フィルムを駆動する方法が提供され、可変透過デバイスは、フィルムと、フィルムを駆動するように構成されているコントローラとを含む。フィルムは、電気泳動材料の層と、少なくとも１つの電極とを含み、電気泳動材料は、少なくとも１つの電極による電場の印加時に流体を通って移動可能な複数の荷電粒子を含む流体を含み得る。方法は、初期光学状態にあるフィルムに第１の電圧波形を印加することと、フィルムを最終光学状態に切り替えるように、第１の電圧波形よりも低い周波数およびより短いパルス持続時間を有する第２の電圧波形を印加することとを含み得、フィルムは、最終光学状態よりも初期光学状態においてより高い透過率を有する。【選択図】なし

Description

（関連出願への相互参照）
この出願は、２０１８年６月２８日に出願された米国仮特許出願第６２／６９１，２８５号および２０１８年１２月２６日に出願された米国仮特許出願第６２／７８４，８９７号の利益および優先権を主張し、これらの内容は、参照によって全体が本明細書中に援用される。

（本発明の背景）
この発明は、光変調器に関し、すなわち、可変透過窓、鏡、および通過する光または他の電磁放射の量を変調するように設計される同様のデバイスに関し、便宜上、通常は「光」という用語が本明細書中で用いられるが、この用語は、不可視波長の電磁放射を含むように広範な意味で理解されるべきである。例えば、以下で述べられるように、本発明は、建物内の温度を制御するために赤外線放射を変調し得る窓を提供するように適用され得る。より詳しくは、この発明は、光変調を制御するために、粒子ベースの電気泳動媒質を用いる光変調器に関する。本発明の種々の実施形態に統合され得る電気泳動媒質の例は、例えば、（２０１８年６月１４日に出願された）米国特許出願第１６／００８，１８０号および（２０１８年６月１４日に出願された）米国特許出願第１６／００８，２３０号で説明される電気泳動媒質を含み、これらの出願の内容は、参照によって全体が本明細書中に援用される。

複数の荷電粒子が電場の影響下で懸濁流体を通って移動する粒子ベースの電気泳動ディスプレイは、何年もの間、懸命な研究および開発の主題である。そのようなディスプレイは、液晶ディスプレイに比べたときに、良い明るさおよびコントラストの属性、幅広い閲覧角度、状態双安定性、および低電力消費を有し得る。

「双安定」および「双安定性」という用語は、業界におけるそれらの従来的な意味で本明細書中において用いられ、少なくとも１つの光学特性において異なる第１および第２のディスプレイ状態を有するディスプレイ要素を備えるディスプレイを指し、少なくとも１つの光学特性において異なることによって、有限の持続時間のアドレスパルスによって任意の所与の要素が駆動された後に、その第１または第２のディスプレイ状態のいずれかをとり、アドレスパルスが終了した後に、その状態は、ディスプレイ要素の状態を変化させるために要求されるアドレスパルスの最小持続時間の少なくとも数倍、例えば少なくとも４倍の間持続する。グレースケールを可能とするいくつかの粒子ベースの電気泳動ディスプレイは、それらの極端な黒色状態および白色状態だけでなく、それらの中間のグレー状態でも安定することが、公開された米国特許出願第２００２／０１８０６８７号に示されており、いくつかの他のタイプの電気光学ディスプレイに同一のことが当てはまる。このタイプのディスプレイは、適切には、双安定よりむしろ「複数安定」と呼ばれるが、便宜上、「双安定」という用語が、双安定ディスプレイおよび複数安定ディスプレイの両方をカバーするように本明細書中で用いられ得る。

上記で留意されるように、電気泳動媒質は、懸濁流体の存在を要求する。ほとんどの先行技術の電気泳動媒質において、この懸濁流体は液体であるが、電気泳動媒質は、気体の懸濁流体を用いて生産され得、例えば、Ｋｉｔａｍｕｒａ，Ｔ．，ｅｔａｌ．，「Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｔｏｎｅｒｍｏｖｅｍｅｎｔｆｏｒｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｐａｐｅｒ－ｌｉｋｅｄｉｓｐｌａｙ」，ＩＤＷＪａｐａｎ，２００１，ＰａｐｅｒＨＣＳ１－１、および、Ｙａｍａｇｕｃｈｉ，Ｙ，ｅｔａｌ．，「Ｔｏｎｅｒｄｉｓｐｌａｙｕｓｉｎｇｉｎｓｕｌａｔｉｖｅｐａｒｔｉｃｌｅｓｃｈａｒｇｅｄｔｒｉｂｏｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ」，ＩＤＷＪａｐａｎ，２００１，ＰａｐｅｒＡＭＤ４－４）を参照されたい。欧州特許出願第１，４２９，１７８号、第１，４６２，８４７号、および第１，４８２，３５４号、ならびに、国際出願第ＷＯ２００４／０９０６２６号、第ＷＯ２００４／０７９４４２号、第ＷＯ２００４／０７７１４０号、第ＷＯ２００４／０５９３７９号、第ＷＯ２００４／０５５５８６号、第ＷＯ２００４／００８２３９号、第ＷＯ２００４／００６００６号、第ＷＯ２００４／００１４９８号、第ＷＯ０３／０９１７９９号、および第ＷＯ０３／０８８４９５号も参照されたい。そのような気体ベースの電気泳動媒質は、例えば媒質が鉛直面に配置される標識において、媒質がそのような沈殿を可能とする向きで用いられるときには、液体ベースの電気泳動媒質と同じ粒子の沈殿に起因する問題の影響を受けやすいと思われる。実際、液体懸濁流体と比較してより低い粘性の気体懸濁流体は、電気泳動粒子のより速い沈殿を可能とするので、粒子の沈殿は、液体ベースの電気泳動媒質よりも気体ベースの電気泳動媒質においてより深刻な問題であるように思われる。

ＭａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＭＩＴ）、ＥＩｎｋＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、ＥＩｎｋＣａｌｉｆｏｒｎｉａ，ＬＬＣおよび関連会社へ譲渡されまたはその名における多数の特許および出願は、カプセル化された電気泳動媒質およびマイクロセル電気泳動媒質、ならびに他の電気光学媒質において用いられる種々の技術を説明する。カプセル化された電気泳動媒質は、多数の小さなカプセルを備え、各々のカプセル自体が、流体媒質内に電気泳動で可動な粒子を含む内相と、内相を囲むカプセル壁とを備える。典型的には、２つの電極間に位置付けられるコヒーレント層を形成するように、カプセル自体がポリマバインダ内に保持される。マイクロセル電気泳動ディスプレイでは、荷電粒子および流体は、マイクロカプセル内にカプセル化されないが、その代わりに、キャリア媒質、典型的にはポリマフィルム内に形成される複数の空洞内に保有される。これらの特許および出願において説明される技術は、
（ａ）電気泳動粒子、流体および流体添加剤（例えば、米国特許第７，００２，７２８号および第７，６７９，８１４号参照）、
（ｂ）カプセル、バインダおよびカプセル化プロセス（例えば、米国特許第６，９２２，２７６号および第７，４１１，７１９号参照）
（ｃ）マイクロセル構造、壁材料、およびマイクロセルを形成する方法（例えば、米国特許第７，０７２，０９５号および第９，２７９，９０６号参照）、
（ｄ）マイクロセルを充填および封止する方法（例えば、米国特許第７，１４４，９４２号および第７，７１５，０８８号参照）、
（ｅ）電気光学材料を含むフィルムおよびサブアセンブリ（例えば、米国特許第６，９８２，１７８号および第７，８３９，５６４号参照）、
（ｆ）バックプレーン、接着剤層および他の補助層、ならびにディスプレイにおいて用いられる方法（例えば、米国特許第７，１１６，３１８号および第７，５３５，６２４号参照）
（ｇ）色形成および色調節（例えば、米国特許第７，０７５，５０２号および第７，８３９，５６４号参照）
（ｈ）ディスプレイを駆動する方法（例えば、米国特許第７，０１２，６００号および第７，４５３，４４５号参照）
（ｉ）ディスプレイの用途（例えば、米国特許第７，３１２，７８４号および第８，００９，３４８号参照）
（ｊ）米国特許第６，２４１，９２１号および米国特許出願公報第２０１５／０２７７１６０号において説明されるような、電気泳動ではないディスプレイ、ならびに、ディスプレイではないカプセル化およびマイクロセルの用途（例えば、米国特許出願公報第２０１５／０００５７２０号および第２０１６／００１２７１０号参照）を含む。

上述される特許および出願の多くは、カプセル化された電気泳動媒質内の個別のマイクロカプセルを囲む壁が、連続相によって取り替えられ得、従っていわゆるポリマ分散型電気泳動ディスプレイを生産し、電気泳動媒質は、複数の電気泳動流体の複数の個別の液滴と、ポリマ材料の連続相とを備えること、および、いずれの個別のカプセル膜も各々の個々の液滴に関連付けられないとしても、そのようなポリマ分散型電気泳動ディスプレイ内の電気泳動流体の個別の液滴は、カプセルまたはマイクロカプセルとみなされ得ることを認めている（例えば、上述される第２００２／０１３１１４７号参照）。よって、本出願の目的のために、そのようなポリマ分散型電気泳動媒質は、カプセル化された電気泳動媒質の亜種とみなされる。

関連するタイプの電気泳動ディスプレイは、いわゆる「マイクロセル電気泳動ディスプレイ」である。マイクロセル電気泳動ディスプレイでは、荷電粒子および懸濁流体は、マイクロカプセル内にカプセル化されないが、その代わりに、キャリア媒質、典型的にはポリマフィルム内に形成される複数の空洞内に保有される。例えば、共にＳｉｐｉｘＩｍａｇｉｎｇ，Ｉｎｃへ譲渡された国際出願公報第ＷＯ０２／０１２８１号、および公開された米国出願第２００２／００７５５５６号を参照されたい。

電気泳動媒質は、（例えば、多くの電気泳動媒質において、粒子は、ディスプレイを通る可視光の透過を実質的に遮るため）たいてい不透明であり、反射モードで動作する。この機能性は、図５Ａに図示され、この場合、表面に当たる光の反射性は、適した電圧で黒色または白色の荷電粒子を閲覧表面に向けて移動させることによって変調される。しかし、電気泳動デバイスは、いわゆる「シャッターモード」で動作するようにも作製され得、この場合、１つのディスプレイ状態は、実質的に不透明であり、もう１つは透光性である。例えば、上述される米国特許第６，１３０，７７４号および第６，１７２，７９８号、ならびに、米国特許第５，８７２，５５２号、第６，１４４，３６１号、第６，２７１，８２３号、第６，２２５，９７１号、および第６，１８４，８５６号を参照されたい。電気泳動ディスプレイと同様であるが電場強さの変動に依存する誘電泳動ディスプレイは、同様のモードで動作し得、例えば、米国特許第４，４１８，３４６号を参照されたい。他のタイプの電気光学ディスプレイは、シャッターモードで動作することも可能であり得る。ディスプレイの透光状態が、図５Ｂに図示される。この「シャッターモード」電気泳動デバイスが透明な基板上に構築されるときには、デバイスを通る光の透過を規制することが可能である。

図５Ａおよび図５Ｂのデバイスは、ポリマバインダ内のカプセルから成る電気光学媒質を含む。カプセルは、電場に応答して移動する黒色および／または白色の荷電色素粒子を含む。カプセルは、典型的には、以下でより詳細に説明されるゼラチン材料から形成される。電気光学媒質は、第１の電極層と第２の電極層との間に分配され、第１および第２の電極層は、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）で被覆されたポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）等の公知の材料から作製され得る。代替として、電極層は、ピクセルとして配置され得る金属電極を備え得る。ピクセルは、アクティブマトリックスとして制御可能であり得、それによって、テキストおよびピクチャの表示を可能とする。追加的な接着剤層は、典型的には、電気光学媒質と、電極層のうちの１つとの間に存在する。接着剤層は、ＵＶ硬化性であり得、典型的には、カプセルによって作り出される偏りを「埋める」ことによって、最終的なデバイスの平面性を改善する。適した接着剤配合は、参照によって本明細書中に援用される米国特許出願第２０１７／００２２４０３号で説明される。

電源およびコントローラ（示されていない）を用いて、直流電場が図５Ａのデバイスの電極を介して媒質に印加されると、暗い粒子または明るい粒子が、閲覧表面に向かって移動し、それによって、暗から明に光学状態を変化させる。図５Ｂにおいて、交流電場が電極のうちの１つに印加されると、荷電色素粒子がカプセルの壁へ駆動され、光の透過のためのカプセルを貫通するアパーチャ、すなわち開いた状態という結果をもたらす。両実施形態において、溶媒は、無極性であり、電荷制御試薬および／または安定剤を備えているので、光学状態（黒色／白色、開／閉）は、電場を維持する必要なく長期（数週間）の間維持され得る。結果として、デバイスは、１日に数回だけ「切り替えられ」、ほんの少しの電力を消費し得る。

カプセル化された電気泳動ディスプレイまたはマイクロセル電気泳動ディスプレイは、典型的には、伝統的な電気泳動デバイスのクラスタリングおよび沈殿破壊モードを被らず、多種多様な可撓性かつ硬い基板上にディスプレイを印刷または被覆する能力等のさらなる利点を提供する。（「印刷する（ｐｒｉｎｔｉｎｇ）」という語の使用は、パッチダイコーティング、スロットまたは押出コーティング、スライドまたはカスケードコーティング、カーテンコーティング等の前計量コーティング、ナイフオーバーロールコーティング、正逆方向ロールコーティング等のロールコーティング、グラビアコーティング、ディップコーティング、スプレーコーティング、メニスカスコーティング、スピンコーティング、ブラシコーティング、エアナイフコーティング、シルクスクリーン印刷加工、静電印刷加工、熱印刷加工、インクジェット印刷加工、電気泳動堆積、および他の同様の技術を含むがこれら限定されない印刷およびコーティングの全ての形式を含むように意図される。）従って、結果的にディスプレイは可撓性であり得る。さらに、ディスプレイ媒質が（各種の方法を用いて）印刷され得るので、ディスプレイ自体は安価に作製され得る。

電気泳動媒質の１つの潜在的に重要な市場は、可変透光を有する窓である。建物および車両のエネルギー性能がますます重要になるにつれて、電気泳動媒質の光学状態を変動させることによって、窓を通して透過される入射放射の割合が電気的に制御されることを可能とするために、電気光学媒質が窓上のコーティングとして用いられ得る。建物におけるそのような「可変透過性（「ＶＴ」）技術の効果的な実施は、（１）暑い気候の間の不要な熱効果の低減を提供し、従って冷却のために必要とされるエネルギーの量、空調設備のサイズ、およびピーク電気需要を低減させることと、（２）自然光の増加した使用を提供し、従って照明のために用いられるエネルギーおよびピーク電気需要を低減することと、（３）熱的快適性および視覚的快適性の両方を増加させることによって増加した現住者の快適性を提供することとが期待される。ガラス張りの表面と取り囲まれた体積との比率が典型的な建物よりも有意に大きい自動車において、さらに大きな恩恵がもたらされることが期待され得る。特に、自動車におけるＶＴ技術の効果的な実施は、上述される恩恵のみならず、（１）増加した自動車運転安全性、（２）低減した眩しさ、（３）（ミラー上の電気光学コーティングを用いることによって）高められたミラー性能、および（４）ヘッドアップディスプレイを用いる増加した能力も提供することが期待される。ＶＴ技術の他の潜在的な用途は、電子デバイスにおけるプライバシーガラスおよびグレアガードを含む。

本発明は、可変透過フィルムにおける使用のための粒子ベースの電気泳動媒質を駆動する方法に関する。

米国特許出願第１６／００８，１８０号明細書米国特許出願第１６／００８，２３０号明細書

Ｋｉｔａｍｕｒａ，Ｔ．，ｅｔａｌ．，「Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｔｏｎｅｒｍｏｖｅｍｅｎｔｆｏｒｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｐａｐｅｒ－ｌｉｋｅｄｉｓｐｌａｙ」，ＩＤＷＪａｐａｎ，２００１，ＰａｐｅｒＨＣＳ１－１

（本発明の概要）
１つの側面では、本発明の種々の実施形態は、電気泳動材料の層と少なくとも１つの電極とを備える可変透過フィルムであって、電気泳動材料は、少なくとも１つの電極による電場の印加時に流体を通って移動可能な複数の荷電粒子を含む流体を備える、可変透過フィルムを駆動する方法を提供する。方法は、初期光学状態を有するフィルムに第１の電圧波形を印加することと、フィルムを最終光学状態に切り替えるために、第１の電圧波形よりも低周波数および短いパルス持続時間を有する第２の電圧波形を印加することとを備え得、フィルムは、最終光学状態よりも初期状態において、より高い透過率を有する。

別の側面では、本発明の種々の実施形態は、少なくとも１つの電極と、少なくとも１つの電極による電場の印加時に流体を通って移動可能な複数の荷電粒子を含む流体を備える電気泳動材料の層と、電源および少なくとも１つの電極に接続されるコントローラであって、コントローラは、本明細書中で説明される駆動方法のうちの１つによって、可変透過フィルムを駆動するように構成されている、コントローラとを備える可変透過デバイスを提供する。

本発明のこれらおよび他の側面は、以下の説明から明らかになるであろう。
本発明は、例えば、以下の項目を提供する。
（項目１）
電気泳動材料の層と少なくとも１つの電極とを備えている可変透過フィルムを駆動する方法であって、前記電気泳動材料は、複数の荷電粒子を含む流体を備え、前記複数の荷電粒子は、前記少なくとも１つの電極による電場の印加時、前記流体を通って移動可能であり、前記方法は、
初期光学状態を有する前記フィルムに第１の電圧波形を印加することと、
前記第１の電圧波形より低い周波数および短いパルス持続時間を有する第２の電圧波形を印加し、前記フィルムを最終光学状態に切り替えることと
を含み、前記フィルムは、前記初期光学状態において前記最終光学状態より高い透過率を有する、方法。
（項目２）
前記第１および第２の電圧波形の各々は、１Ｈｚから１０Ｈｚの周波数を有する、項目１に記載の方法。
（項目３）
前記第１の電圧波形は、１０Ｈｚの周波数を有する、項目１に記載の方法。
（項目４）
前記第２の電圧波形は、２Ｈｚの周波数を有する、項目１に記載の方法。
（項目５）
前記第１の電圧波形は、前記第２の電圧波形より大きい周波数を有する、項目１に記載の方法。
（項目６）
前記第１および第２の電圧波形の各々は、２０Ｖから１５０Ｖの振幅を有する、項目１に記載の方法。
（項目７）
前記第１および第２の電圧波形の各々は、６０Ｖから１２０Ｖの振幅を有する、項目１に記載の方法。
（項目８）
前記第１および第２の電圧波形は、９０Ｖの振幅を有する、項目１に記載の方法。
（項目９）
前記第１および第２の電圧波形の各々は、１５００ｍｓ以下のパルス持続時間を有する、項目１に記載の方法。
（項目１０）
前記第１および第２の電圧波形の各々は、１０００ｍｓ以下のパルス持続時間を有する、項目１に記載の方法。
（項目１１）
前記第１および第２の電圧波形の各々は、５００ｍｓ以下のパルス持続時間を有する、項目１に記載の方法。
（項目１２）
前記最終光学状態における前記フィルムの前記透過率は、１．５％以下である、項目１に記載の方法。
（項目１３）
前記電気泳動材料は、カプセル化されている、項目１に記載の方法。
（項目１４）
可変透過デバイスであって、前記可変透過デバイスは、
少なくとも１つの電極と、
複数の荷電粒子を含む流体を備えている電気泳動材料の層であって、前記複数の荷電粒子は、前記少なくとも１つの電極による電場の印加時、前記流体を通って移動可能である、電気泳動材料の層と、
電源および前記少なくとも１つの電極に接続されたコントローラと、
を備え、
前記コントローラは、項目１に記載の方法によって前記可変透過フィルムを駆動するように構成されている、可変透過デバイス。
（項目１５）
前記電気泳動材料は、カプセル化されている、項目１４に記載の可変透過フィルム。

（図面の簡単な説明）
図１は、種々の振幅および周波数で、本発明の実施形態によって駆動波形が印加されるときの可変透過フィルムのＣＱＩおよび透過率（％Ｔ）を提供するプロットである。

図２は、種々の振幅および周波数で、本発明の実施形態によって駆動波形が印加されるときの可変透過フィルムのビンポール合計を提供するプロットである。

図３は、種々のパルス持続時間で、本発明の実施形態によって駆動波形が印加されるときの可変透過フィルムのＣＱＩおよび％Ｔを示すプロットである。

図４Ａ－図４Ｃは、図３の可変透過フィルムの顕微鏡写真である。

図５Ａは、２つのタイプの荷電粒子を含む電気光学ディスプレイの図示である。粒子は、電場の印加によって、閲覧者から（遠ざかる）向きに移動され得る。

図５Ｂは、第１および第２の透光性電極層を含み、電気光学媒質が層間に配置される可変透過デバイスの図示である。粒子は、電場の印加によって、カプセル壁に隣接して移動され得、それによって光が媒質を通過することが可能となる。

描画する図面は、本概念による１または複数の実施を、限定としてではなく例としてのみ描写する。

（詳細な説明）
本発明の光変調器において、透明状態は、電気泳動粒子の電場依存凝集によってもたらされ、そのような電場依存凝集は、（液滴がポリマ分散型媒質中に存在するか、またはカプセルもしくはマイクロカプセル内に存在するかに関わらず）液滴の側壁への電気泳動粒子の誘電泳動的移動の形式をとるか、もしくは「チェイニング」、すなわち液滴内の電気泳動粒子のより線の形成という形式をとるか、または、可能ならば他の方法をとり得る。達成される凝集の正確なタイプに関係なく、そのような電気泳動粒子の電場依存凝集は、観測者が電気泳動媒質を閲覧する閲覧表面に垂直な方向において閲覧されるとき、粒子が各液滴の閲覧可能領域のうちの小部分のみを占めることを引き起こす。透光状態または開いた状態において、各液滴の閲覧可能領域のうちの大部分には、電気泳動粒子がなく、光は自由に通過し得る。反対に、非透光状態または閉じた状態において、電気泳動粒子は、各液滴の閲覧可能領域全体にわたって分配され（粒子は、懸濁流体の体積にわたって均一に分配されるか、または電気泳動層の１つの主要な表面に隣接した層内に集中され得）、それにより、光は通過し得ない。

電気泳動粒子の電場依存凝集、故に開いた状態の形成は、電気泳動媒質への高周波数場（典型的には、少なくとも１０Ｈｚ）の印加によって促進されるということ、および、不規則な形状の液滴、高導電性電気泳動粒子、および低導電性定誘電率懸濁流体の使用によって促進されるということが、従来の理論によって示され得る。逆に言えば、懸濁流体中への電気泳動粒子の分散、または電気泳動層の１つの主要な表面に隣接したそれらの集中、故に閉じた状態の形成は、電気泳動媒質への低周波数場（典型的には１０Ｈｚ未満）の印加によって促進され、高荷電電気泳動粒子、より高い導電性でより高い誘電率の懸濁流体、および荷電液滴壁の使用によって促進される。

つまり、誘電泳動ディスプレイ（すなわち、誘電泳動的移行からの回復）またはより線ディスプレイ（すなわち、電気粘性流体のように粒子が凝集するもの）における閉まる時間を減少させるために、動作電圧および波形の両方を変動させることは利点があり、変調器を開くためには、高周波数高電圧波形を用い、変調器を閉じるためには、低周波数低電圧波形を用いる。これらの波形変化は、両方向の応答を最適化するために、パターン化された電極、または種々の導電性粒子材料（米国特許第７，３２７，５１１号で説明されるそれらのようなドープされた材料、金属材料または半導体材料等）と組み合わせられ得る。

カプセルを備える可変透過デバイスについてのさらなる懸念は、グレインである。この出願において、「グレイン（ｇｒａｉｎ）」とは、カラーバインダのクラスタもしくはカプセルの群／層、カプセルパッキング変動性、間隙、厚さ変動、ならびに、ピンホールを含むコーティング欠陥等、数個の要因によって引き起こされる視覚的不均一性を指す。これらの不均一性は、開いた状態のデバイスをユーザが見るときに可視性を低減させる。「グレイン（ｇｒａｉｎ）」という用語は、フィルム写真に由来し、初期の銀フィルムは、現像された写真を「グレインに」見えるようにする銀の群を有することが知られていた。

マイクロカプセルから作製される可視透過フィルムは、被覆重量および複層化の程度において差異を有する微小領域から成り、フィルムがその最も暗い状態に駆動される場合、被覆重量およびパッキングにおける差異は、ユーザにグレインとして閲覧され得る。カプセル化された電気泳動媒質におけるグレインの量を低減させるための１つの方法は、本発明の種々の実施形態による駆動方法を適用することによる。

本発明の１実施形態によって、グレインは、カプセル化された電気泳動媒質を含む可変透過窓フィルムに関して、初期光学状態を有するフィルムに第１の波形を印加し、その後、フィルムが最終光学状態に切り替わるまでより低い周波数および／またはパルス持続時間を有する第２の波形を印加することを含む駆動方法を活用することによって、大幅に改善され得、初期状態は、最終状態よりも高い透過率を有する。例えば、１つの好ましい実施形態では、方法は、１０Ｈｚの周波数、９０Ｖの振幅および１０００ｍｓの持続時間を有する第１の波形、それに続く、２Ｈｚの周波数、９０Ｖの振幅、および５００ｍｓの持続時間を有する第２の波形によって、電気泳動媒質を開いた状態から、閉じた状態に到達するように駆動することを含み得る。

図１および図２は、第１の波形、それに続く第２の波形によって、開いた状態から閉じた状態に駆動されたフィルムのＣＱＩ、透過率（％Ｔ）、およびピンホール総数を提供する。
１）第１の波形は、１０Ｈｚの周波数、Ｘボルト（Ｘ＝６０、９０、または１２０Ｖ）の振幅、および１０００ｍｓのパルス持続時間を有し、
２）第２の波形は、ＹＨｚ（Ｙ＝２、４、６、または８Ｈｚ）の周波数、ＸＶ（Ｘ＝６０、９０、または１２０Ｖ）の振幅、および１０００ｍｓのパルス持続時間を有する。
コーティング品質指数（ＣＱＩ）は、グレインの尺度を提供し、低い値ほど良い均一性を示す。ピンホール総数は、ディスプレイが閉じた状態であるときに、ディスプレイの残り部分よりも高い透過性を有する少なくとも２０μｍの径を有するディスプレイ上の点の総計である。図１で実証されるように、３つの際立ったグループが、種々の駆動電圧に基づいて示される。１２０Ｖにおいて、フィルムはその最も暗い状態に達し、最悪のグレインが観測された。６０Ｖにおいて、フィルムは、低いグレインであるが容認しがたいほど高い％Ｔを有していた。９０Ｖにおいて、フィルムは、１２０Ｖほど低い％Ｔを達成していないが、グレインはより容認し得るものであった。図１および図２の結果に基づき、３つの特性（ＣＱＩ、ピンホール総数、および％Ｔ）全てが、より低い周波数を有する波形を用いて改善されたことが分かった。しかし、ピンホール総数および％Ｔは、より高い電圧において改善されたが、ＣＱＩは、より低い電圧において改善された。

従って、本発明の種々の実施形態は、少なくとも２つの波形であって、各々が、０から、１０、９、８、７、６、５、４、３、２、および１Ｈｚ（与えられる順序で優先度が増加していく）未満までの範囲内の周波数を有する波形を活用することが好ましい。第２の波形が第１の波形の周波数に等しい周波数を有する必要はない。既に述べられたように、第２の波形の周波数は、第１の波形よりも小さいことが好ましい。それらのそれぞれの周波数は、等しいことも、等しくないこともある。

本発明の種々の実施形態は、少なくとも２つの波形であって、各々が少なくとも、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８５、９０Ｖ（与えられる順序で優先度が増加していく）であり、１５０、１４５、１４０、１３５、１３０、１２５、１２０、１１５、１１０、１０５、１００、９５、９０、８５、８０、７５、７０、６５、６０Ｖ（与えられる順序で優先度が増加していく）以下の振幅を有する波形を活用することも好ましい。第２の波形は、第１の波形の振幅と等しい振幅を有する必要はない。それらそれぞれの振幅は、等しいことも、等しくないこともある。

ここで、図３を参照すると、％ＴおよびＣＱＩは、第１の波形、それに続く第２の波形によって、開いた状態から駆動される可変透過フィルムに関している。
１）第１の波形は、１０Ｈｚの周波数、９０Ｖの振幅、および１０００ｍｓのパルス持続時間を有し、
２）第２の波形は、２Ｈｚの周波数、９０Ｖの振幅、およびＸｍｓ（Ｘ＝５００、１００、または２０００ｍｓ）のパルス持続時間を有する。

図３に示される結果から、０．７％の最小値よりもわずかに高い％Ｔを生み出すより短い駆動パルスは、著しく低いグレインを達成したことが、観測された。パルス長が増加させられると、％Ｔが改善されるが、しかし、ＣＱＩが増加させられる。図４Ａ－図４Ｃは、図３から各々のパルス長におけるフィルムの光学状態を実証する顕微鏡写真である。

従って、本発明の種々の実施形態は、少なくとも２つの波形であって、各々が、１５００、１４００、１３００、１２００、１１００、１０００、９００、８００、７００、６００、５００、４００、３００、２００、および１００ｍｓ（与えられる順序で優先度が増加していく）以下のパルス持続時間を有する波形を活用することが好ましい。第２の波形が第１の波形のパルス持続時間と等しいパルス持続時間を有する必要はない。それらそれぞれのパルス持続時間は、等しいことも、等しくないこともある。

本発明の種々の実施形態は、可変透過フィルムを、１．５、１．４、１．３、１．２、１．１、１．０、０．９、０．８、０．７、０．６、０．５、０．４、０．３、０．２、０．１％（与えられる順序で優先度が増加していく）以下の透過率を有する閉じた状態に駆動することも好ましい。

本発明の範囲から逸脱することなく、上述される本発明の特定の実施形態において多数の変化物および変形物が作製され得ることが、当業者に明らかであるだろう。よって、前述の説明の全体は、限定的な意味でなく例示的な意味で解釈されるべきである。

前述の公開された特許、公報、および係属中の出願の全ては、参照によってそれらの全体が本明細書中に援用される。

Claims

本明細書に記載の発明。