KR102490987B1 - 가변 투과율 전기영동 매체를 위한 구동 방법 - Google Patents

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Abstract

가변 투과율 필름을 구동하는 방법, 및 필름 및 필름을 구동하도록 구성된 제어기를 포함하는 가변 투과율 디바이스가 제공된다. 그 필름은 전기 영동 재료의 층 및 적어도 하나의 전극을 포함할 수 있으며, 전기 영동 재료는 적어도 하나의 전극에 의한 전기장의 인가 시 유체를 통해 이동할 수 있는 복수의 하전 입자들을 포함하는 유체를 포함한다. 방법은 초기 광학 상태에서 필름에 제 1 전압 파형을 인가하는 단계, 및 필름을 최종 광학 상태로 전환하기 위해 제 1 전압 파형보다 더 낮은 주파수 및 더 짧은 펄스 지속기간을 갖는 제 2 전압 파형을 인가하는 단계를 포함하며, 여기서 필름은 최종 광학 상태보다 초기 광학 상태에서 더 높은 퍼센트 투과율을 갖는다.

Description

가변 투과율 전기영동 매체를 위한 구동 방법
본 출원은 2018년 6월 28일자로 출원된 미국 가특허출원 제62/691,285호, 및 2018년 12월 26일자로 출원된 미국 가특허출원 제62/784,897호의 이익 및 그들에 대한 우선권을 주장하고, 이 출원들의 내용은 본 명세서에 참조로 전부 통합된다.
본 발명은 광 변조기, 즉 가변 투과율 창, 거울 및 이를 통과하는 광 또는 기타 전자기 복사의 양을 변조하도록 설계된 유사한 장치에 관한 것이다; 편의상, "광"이라는 용어는 본 명세서에서 일반적으로 사용되지만, 이 용어는 비가시 파장의 전자기 복사를 포함하는 넓은 의미로 이해되어야 한다. 예를 들어, 아래에 언급 된 바와 같이, 본 발명은 건물 내의 온도를 제어하기 위해 적외선을 조절할 수 있는 창을 제공하는 데 적용될 수 있다. 보다 구체적으로, 본 발명은 광 변조를 제어하기 위해 입자 기반 전기 영동 매체를 사용하는 광 변조기에 관한 것이다. 본 발명의 다양한 실시형태에 포함될 수 있는 전기 영동 매체의 예는 예를 들어 일련 번호 16/008,180 (2018 년 6 월 14 일 출원) 을 갖는 미국 특허 출원에 기재된 전기 영동 매체 및 일련 번호 16/008,230 (2018 년 6 월 14 일에 출원 됨) 를 갖는 미국 특허 출원을 포함하며, 그들의 내용은 그 전체가 본 명세서에 참조에 의해 포함된다.
복수의 하전된 입자들이 전기장의 영향 하에서 현탁 유체를 통하여 이동하는 입자 기반 전기 영동 디스플레이는 수년 동안 집중적인 연구 및 개발을 받아왔다. 그러한 디스플레이는 액정 디스플레이와 비교할 때 양호한 휘도 및 콘트라스트, 광시야각, 상태 쌍안정성 및 저전력 소비의 속성들을 가질 수 있다.
용어 "쌍안정" 및 "쌍안정성" 은, 적어도 하나의 광학 특성에 있어서 상이한 제 1 및 제 2 디스플레이 상태들을 갖는 디스플레이 엘리먼트들을 포함하고, 따라서, 유한 지속기간의 어드레싱 펄스에 의해, 임의의 주어진 엘리먼트가 구동된 후, 어드레싱 펄스가 완료된 후의, 그 제 1 또는 제 2 디스플레이 상태 중 어느 하나를 가정하기 위해, 그 상태가 디스플레이 엘리먼트의 상태를 변화시키도록 요구된 어드레싱 펄스의 최소 지속기간의 적어도 수 배, 예를 들어, 적어도 4 배 동안 지속될, 디스플레이들을 지칭하도록 당해 기술 분야에서의 그 종래의 의미로 본 명세서에서 사용된다. 공개 된 미국 특허 출원 제 2002/0180687 호에는 그레이 스케일이 가능한 일부 입자 기반 전기영동 디스플레이들은 그 극단적인 흑색 및 백색 상태들에서 뿐 아니라 그 중간의 그레이 상태들에서도 안정적이고, 동일한 것이 일부 다른 타입들의 전기 광학 디스플레이들에도 마찬가지임이 나타나 있다. 이러한 타입의 디스플레이는 쌍안정이라기 보다는 "멀티-안정" 으로 적절히 불리지만, 편의상, 용어 "쌍안정" 은 본 명세서에서 쌍안정 및 멀티-안정 디스플레이들 양자 모두를 커버하기 위해 사용될 수도 있다.
상기 언급된 바와 같이, 전기영동 매체는 현탁 유체의 존재를 필요로 한다. 대부분의 종래 기술의 전기영동 매체에서, 이러한 현탁 유체는 액체이지만, 가스상 현탁 유체를 사용하여 전기영동 매체가 제조될 수 있다; 예를 들면 Kitamura, T. 등의 "Electrical toner movement for electronic paper-like display", IDW Japan, 2001, Paper HCS1-1, 및 Yamaguchi, Y. 등의 "Toner display using insulative particles charged triboelectrically", IDW Japan, 2001, Paper AMD4-4) 를 참조한다. 또한, 유럽 특허 출원들 1,429,178; 1,462,847; 및 1,482,354; 그리고 국제 출원들 WO 2004/090626; WO 2004/079442; WO 2004/077140; WO 2004/059379; WO 2004/055586; WO 2004/008239; WO 2004/006006; WO 2004/001498; WO 03/091799; 및 WO 03/088495 을 참조한다. 그러한 가스 기반 전기영동 매체는, 매체가 입자 침강을 허용하는 배향으로, 예를 들어 매체가 수직 평면에 배치되는 사인 (sign) 으로 사용될 때, 액체 기반 전기영동 매체와 그러한 침강으로 인한 동일한 타입들의 문제들을 겪기 쉬운 것으로 보인다. 실제로, 입자 침강은 액체 기반 전기영동 매체에서보다 가스 기반 전기영동 매체에서 더 심각한 문제로 보이는데, 왜냐하면 액체 현탁 유체와 비교하여 가스상 현탁 유체의 더 낮은 점도가 전기영동 입자들의 더 빠른 침강을 허용하기 때문이다.
MIT (Massachusetts Institute of Technology), E Ink Corporation, E Ink California, LLC 및 관련 회사들에 양도되거나 또는 이들 이름으로 된 다수의 특허들 및 출원들이 캡슐화된 및 마이크로셀 전기영동 및 다른 전기-광학 매체들에 사용되는 다양한 기술들을 설명한다. 캡슐화된 전기영동 매질들은 다수의 소형 캡슐들을 포함하고, 그 각각은 자체가 유체 매질에 전기영동적으로 이동가능한 입자들을 함유하는 내부 상 (internal phase), 및 그 내부 상을 둘러싸는 캡슐 벽을 포함한다. 통상적으로, 캡슐들은 자체가, 2개의 전극들 사이에 위치된 코히어런트 층을 형성하기 위해 폴리머 바인더 내에 유지된다. 마이크로셀 전기영동 디스플레이에 있어서, 하전된 입자 및 유체는 마이크로캡슐들 내에 캡슐화되지 않지만, 대신 캐리어 매질, 통상, 폴리머 필름 내에 형성된 복수의 캐비티(cavity)들 내에 보유된다. 이들 특허들 및 출원들에서 설명된 기술들은 다음을 포함한다:
(a) 전기영동 입자, 유체 및 유체 첨가제; 예를 들어, 미국 특허 번호 7,002,728 및 7,679,814 참조;
(b) 캡슐, 바인더 및 캡슐화 프로세스; 예를 들어, 미국 특허 번호 6,922,276 및 7,411,719 참조;
(c) 마이크로셀 구조들, 벽 재료들, 및 마이크로셀들을 형성하는 방법들; 예를 들어, 미국 특허 번호들 제7,072,095호 및 제9,279,906호를 참조한다;
(d) 마이크로셀을 충전 및 밀봉하기 위한 방법들; 예를 들어, 미국 특허 번호들 제7,144,942호 및 제7,715,088호를 참조한다;
(e) 전기 광학 재료들을 함유하는 필름들 및 서브-어셈블리들; 예를 들어, 미국 특허 번호들 제6,982,178호 및 제7,839,564호를 참조한다;
(f) 백플레인들, 접착제 층들 및 다른 보조 층들 및 디스플레이들에 사용되는 방법들; 예를 들어, 미국 특허 번호들 제7,116,318호 및 제7,535,624호를 참조한다;
(g) 컬러 형성 및 컬러 조정; 예를 들어 미국 특허 번호들 제7,075,502호 및 제7,839,564호를 참조한다;
(h) 디스플레이 구동 방법; 예를 들어, 미국 특허 제 7,012,600 호 및 제 7,453,445 호 참조;
(i) 디스플레이들의 어플리케이션들; 예를 들어, 미국 특허 번호 7,312,784 및 8,009,348 참조; 그리고
(j) 미국 특허 제6,241,921호 및 미국 특허 출원 공개공보 2015/0277160 에 기술된 것과 같은 비전기영동 디스플레이; 및 디스플레이 이외의 캡슐화 및 마이크로셀 기술의 응용들; 예를 들어, 미국 특허 출원 공개공보 2015/0005720 및 2016/0012710 참조.
위에 언급된 특허 및 출원 중 다수는, 캡슐화 전기영동 매체 내의 개별 마이크로캡슐을 둘러싼 벽이 연속상에 의해 대체되어 전기영동 매체가 전기영동 유체의 복수의 개별 액적들 및 중합성 재료의 연속상을 포함하는 이른바 폴리머 분산형 전기영동 디스플레이를 제조할 수 있고, 그리고 이러한 폴리머 분산형 디스플레이 내의 전기영동 유체의 개별 액적들은 개별 캡슐 멤브레인이 각각의 독립된 액적과 연관되지 않음에도 불구하고 캡슐 또는 마이크로캡슐로서 간주될 수도 있다는 것을 인식한다; 예를 들어, 위에 언급된 2002/0131147 를 참조한다. 이에 따라, 본 출원의 목적들을 위해, 그러한 폴리머 분산형 전기영동 매체들은 캡슐화된 전기영동 매체들의 하위종으로서 간주된다.
관련 유형의 전기영동 디스플레이는 소위 마이크로셀 전기영동 디스플레이이다. 마이크로셀 전기영동 디스플레이에 있어서, 하전된 입자 및 부유하는 유체는 마이크로캡슐들 내에 캡슐화되지 않지만, 대신 캐리어 매체, 통상, 폴리머 필름 내에 형성된 복수의 캐비티(cavity)들 내에 보유된다. 예를 들어, Sipix Imaging, Inc. 에 양도된 국제 출원 공개 WO 02/01281 및 공개 된 미국 출원 2002/0075556 을 참조하라.
전기 영동 매체는 종종 불투명하며 (예를 들어, 많은 전기 영동 매체에서 입자는 디스플레이를 통한 가시 광선의 투과를 실질적으로 차단하므로) 반사 모드에서 작동한다. 이러한 기능성은 도 5a 에 도시되며, 여기서 표면을 가격하는 광의 반사율은 적절한 전압에 의해 가시 표면을 향하여 블랙 또는 화이트 하전된 입자들을 이동시키는 것에 의해 변조된다. 그러나, 전기영동 디바이스들은 또한 소위 "셔터 모드" 에서 동작할 수도 있고 여기서 일 디스플레이 상태는 실질적으로 불투명하고 일 동작 상태는 광 투과성이다. 예를 들어, 상술된 미국 특허 제 제6,130,774호 및 제6,172,798호, 및 미국 특허 5,872,552; 6,144,361; 6,271,823; 6,225,971; 및 6,184,856 호의 특허들을 참조한다. 전기영동 디스플레이와 유사하지만 전기장 강도의 변동에 의존하는 유전영동 디스플레이가 유사한 모드에서 동작할 수 있다; 예를 들어 미국 특허 제 4,418,346 호 참조. 다른 타입들의 전기 광학 디스플레이들이 또한 셔터 모드에서 동작 가능할 수도 있다. 디스플레이의 광 투과 상태는 도 5b 에 도시되어있다. 이 "셔터 모드" 전기영동 디바이스들이 투명 기판 상에서 구성될 때, 디바이스를 통과하는 광의 투과를 조절하는 것이 가능하다.
도 5a 및 도 5b 의 디바이스들은 폴리머성 바인더에서의 캡슐들로 구성되는 전기 광학 매체를 포함한다. 캡슐들은 전기장에 응답하여 이동하는 하전된 블랙 및/또는 화이트 안료 입자들을 포함한다. 캡슐들은 통상적으로 아래 보다 자세하게 설명된 젤라틴 재료들로부터 형성된다. 전기 광학 매체는 제 1 전극 층과 제 2 전극 층 사이에 분포되어 있으며 이는 알려진 재료들, 이를 테면, 인듐 주석 산화물 (ITO) 코팅된 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET) 로 형성될 수도 있다. 대안적으로, 전극 층은 금속 전극들을 포함할 수도 있으며, 이는 픽셀들로서 배열될 수도 있다. 픽셀들은 액티브 매트릭스로서 제어가능할 수도 있으며, 픽처들과 텍스트의 디스플레이를 허용한다. 추가적인 접착제 층은 통상적으로 전기 광학 매체와 전극 층들 중 하나 사이에 존재한다. 접착제 층은 UV 경화성일 수 있고, 전형적으로 캡슐들에 의해 생성된 편차들을 "채우는" 것에 의해 최종 디바이스들의 평면성을 개선시킨다. 적합한 접착제 제제들은 본원에 참고로 포함된 US 2017/0022403 에 기재되어 있다.
DC 필드가 전원 및 제어기 (미도시) 를 사용하여 도 5a 의 디바이스의 전극을 통해 매체에 인가될 때, 다크 또는 라이트 입자들은 뷰잉 표면을 향하여 이동하고, 이에 의해 다크로부터 라이트로 광학 상태를 변경한다. 도 5b 에서, 교번 전기장이 전극들 중 하나에 인가될 때, 하전된 안료 입자들은 캡슐의 벽들로 구동되고, 그 결과 광의 투과를 위하여 캡슐을 관통하는 개구가 생성되고 즉, 개방 상태로 된다. 양쪽 실시형태들에서, 용매가 비극성이고 전하 제어제들 및/또는 안정화제를 포함하고 있기 때문에, 광학 상태 (블랙/화이트; 개방/폐쇄됨) 는 전기장을 유지할 필요 없이 장기간 (수 주) 동안 유지될 수 있다. 그 결과 디바이스들은 하루에 몇번만 "스위칭"될 수 있으며 전력을 거의 소모하지 않는다.
캡슐화된 또는 마이크로셀 전기영동 디스플레이는 통상적으로 종래의 전기영동 디바이스들의 클러스터화 및 침강 실패 (settling failure) 모드를 겪지 않으며, 광범위하게 다양한 유연성 및 강성 기판들 상에 디스플레이를 인쇄하거나 또는 코팅하는 능력과 같은 추가의 이점들을 제공한다. (단어 "프린팅" 의 사용은 제한 없이, 미리 계측된 코팅들, 이를 테면, 패치 다이 코팅, 슬롯 또는 압출 성형 코팅, 슬라이드 또는 캐스케이드 코팅, 커튼 코팅; 롤 코팅, 이를 테면, 나이프 오버 롤 코팅, 순방향 및 역방향 롤 코팅; 그라비어 코팅; 딥코팅; 스프레이 코팅; 메니스커스 코팅; 스핀 코팅; 브러쉬 코팅; 에어 나이프 코팅; 실크스크린 프린팅 프로세스들; 정전식 프린팅 프로세스들; 서멀 프린팅 프로세스들; 잉크젯 프린팅 프로세스들; 전기영동 데포지션; 및 다른 유사한 기법들을 포함하는 프린팅 및 코팅의 모든 형태들을 포함하도록 의도된다.). 따라서, 결과적인 디스플레이는 가요성 (flexible) 일 수 있다. 또한, (다양한 방법을 사용하여) 디스플레이 매체가 인쇄될 수 있기 때문에, 디스플레이 자체가 저렴하게 제조될 수 있다.
전기영동 매체에 대한 하나의 잠재적으로 중요한 시장은 가변 광 투과를 갖는 윈도우들이다. 빌딩들 및 차량들의 에너지 성능은 점점 중요하게 되기 때문에, 전기영동 매체는 윈도우들을 관통하여 투과되는 입사 방사선의 비율이 전기영동 매체의 광학 상태를 변경하는 것에 의해 전자적으로 제어될 수 있도록 하기 위해 윈도우들 상에 코팅들로서 사용될 수 있다. 빌딩 내의 이러한 "가변-투과성" ("VT") 기술의 효과적인 구현은 (1) 더운 날씨 동안 원하지 않는 가열 효과들의 감소로 비롯된, 냉방을 위해 필요한 에너지의 양의 감소, 에어 컨디셔닝 플랜트들의 사이즈의 감소 및 피크 전력 수요의 감소; (2) 자연 일광의 증가된 사용으로 비롯된 조명을 위해 요구되는 에너지 및 피크 전기 수요의 감소; 및 (3) 열적 및 시각적 편안감 모두를 증가시키는 것에 의한 증가된 사용자 편안감을 제공할 것으로 예상된다. 훨씬더 큰 이점들은 자동차들에서 발생할 것으로 예상되며, 여기서 인클로즈된 볼륨에 대한 글레이즈된 표면의 비는 통상의 빌딩에서보다 현저하게 더 크다. 구체적으로, 자동차들에서의 VT 기술의 효율적인 구현은 상술한 이점들 뿐만 아니라 (1) 증가된 모터링 안전성, (2) 감소된 글레어, (3) (미러 상에 전기 광학 코팅을 사용하는 것에 의한) 강화된 미러 성능, 및 (4) 헤드업 디스플레이들을 사용하는 증가된 능력을 제공할 것으로 예상된다. VT 기술의 다른 가능한 응용들은 전자 디바이스들의 프라이버시 글래스 및 글레어-가드들을 포함한다.
본 발명은 가변 투과율 필름에 사용하기 위한 입자 기반 전기 영동 매체를 구동하는 방법에 관한 것이다.
일 양태에서, 본 발명의 다양한 실시형태는 전기 영동 재료의 층 및 적어도 하나의 전극을 포함하는 가변 투과율 필름을 구동하는 방법을 제공하며, 전기 영동 재료는 적어도 하나의 전극에 의한 전기장의 인가 시 유체를 통해 이동할 수 있는 복수의 하전 입자를 포함하는 유체를 포함한다. 상기 방법은 초기 광학 상태를 갖는 필름에 제 1 전압 파형을 인가하는 단계, 및 필름을 최종 광학 상태로 전환하기 위해 제 1 전압 파형보다 더 낮은 주파수 및 더 짧은 펄스 지속기간을 갖는 제 2 전압 파형을 인가하는 단계를 포함하며, 여기서 필름은 최종 광학 상태보다 초기 광학 상태에서 더 높은 투과율을 갖는다.
또 다른 양태에서, 본 발명의 다양한 실시형태는 적어도 하나의 전극, 적어도 하나의 전극에 의한 전기장의 인가 시 유체를 통해 이동할 수 있는 복수의 하전 입자를 포함하는 유체를 포함하는 전기영동 재료의 층, 전원 및 적어도 하나의 전극에 연결된 제어기로서, 상기 제어기는 본원에 개시된 구동 방법 중 하나에 따라 가변 투과율 필름을 구동하도록 구성된, 상기 제어기를 포함하는 가변 투과율 디바이스를 제공한다.
본 발명의 이들 및 다른 양태들은 다음의 설명의 관점에서 명백할 것이다.
도 1 은 다양한 진폭 및 주파수에서 본 발명의 실시형태에 따라 구동 파형이 적용될 때 가변 투과율 필름의 CQI 및 퍼센트 투과율 (%T) 을 제공하는 플롯이다.
도 2 는 다양한 진폭 및 주파수에서 본 발명의 일 실시형태에 따른 구동 파형이 적용될 때 가변 투과율 필름의 핀홀 총합을 제공하는 플롯이다.
도 3 은 다양한 펄스 지속기간으로 본 발명의 일 실시형태에 따른 구동 파형이 적용될 때 가변 투과율 필름의 CQI 및 %T 를 나타낸 플롯이다.
도 4a 내지 도 4c 는 도 3 의 가변 투과율 필름의 현미경 사진이다.
도 5a 는 2 개의 유형들의 하전된 입자들을 포함하는 전기 광학 디스플레이의 예시이다. 입자들은 전기장의 인가에 의해 뷰어로부터 앞으로 (멀리) 이동될 수 있다.
도 5b 는 제 1 및 제 2 광 투과성 전극 층들 및 이들 층 사이에 배치된 전기 광학 매체를 포함하는 가변 투과율 디바이스의 예시이다. 입자들은 전기장의 인가에 의해 캡슐 벽들에 인접하여 이동될 수 있어 광이 매체를 통과하는 것을 허용할 수 있다.
도시한 도면들은 제한을 위한 것이 아닌 오직 예로서, 본 개념들에 따른 하나의 구현을 도시한다.
본 발명의 광 변조기에서, 투명 상태는 전기 영동 입자의 필드 의존적 응집에 의해 야기되며; 이러한 필드 의존적 응집은 전기 영동 입자의 액적 (액적이 폴리머 분산 매체에 존재하든 캡슐 또는 마이크로셀 내에 존재하든 상관없이) 의 측벽으로의 유전영동 이동, 또는 액적 내에서 또는 가능한 다른 방식으로 전기 영동 입자의 "연쇄화", 즉 가닥의 형성의 형태를 취할 수 있다. 달성된 정확한 유형의 응집에 관계없이, 전기 영동 입자의 이러한 필드 의존적 응집은 관찰자가 전기영동 매체를 보는 관찰 표면에 수직인 방향에서 볼 때, 입자가 각 액적의 관찰가능 영역의 작은 비율만을 차지하게 한다. 광 투과성 또는 개방 상태에서, 각 액적의 관찰가능 영역의 주요 부분은 전기 영동 입자가 없으며 빛이 자유롭게 통과 할 수 있다. 대조적으로, 비 광 투과성 또는 폐쇄 상태에서, 전기 영동 입자는 각 액적의 전체 관찰가능 영역에 걸쳐 분포되어 있어 (입자는 현탁 유체의 부피 전체에 균일하게 분포되거나 전기영동 층의 하나의 주요 표면에 인접한 층에 집중될 수 있다), 빛이 통과 할 수 없다.
전기 영동 입자의 필드 의존적 응집, 따라서 개방 상태의 형성이 전기 영동 매체에 고주파 필드 (일반적으로 최소 10 Hz) 의 적용에 의해, 및 불규칙한 모양의 액적, 고 전도성 전기영동 입자, 및 저 전도성, 저 유전 상수 현탁 유체의 사용에 의해 증진된다는 것을 종래의 이론에 의해 볼 수 있다. 역으로, 전기 영동 입자들의 현탁 유체에의 분산 또는 전기 영동 층의 한 주요 표면에 인접한 그들의 집중, 및 이리하여 폐쇄 상태의 형성이 전기 영동 매체에 저주파 필드 (일반적으로 10 Hz 미만) 의 적용에 의해, 및 고 하전 전기 영동 입자, 고 전도성, 고 유전 상수 현탁 유체 및 하전된 액적 벽의 사용에 의해 증진된다.
즉, 유전 영동 디스플레이 (즉, 유전영동 이동으로부터의 회복) 또는 스트랜딩 디스플레이 (즉, 입자가 전기 유변 유체에서와 같이 응집되는 디스플레이) 에서 폐쇄 시간을 감소시키기 위해, 변조기를 개방하기 위해 고주파, 고전압 파형 및 그것을 폐쇄하기 위해 저주파 저전압 파형을 사용하여, 동작 전압과 파형 양자 모두를 변화시키는 것이 유리하다. 파형의 이러한 변화는 패턴화된 전극 또는 다양한 전도성 입자 재료, 예를 들어 미국 특허 7,327,511 에 설명 된 것과 같은 도핑된, 금속 또는 반도전 재료와 커플링되어 양방향으로 응답을 최적화할 수 있다.
캡슐들을 포함하는 가변 투과율 디바이스들에 대한 추가적인 관점은 알갱이이다. 본 출원에서 "알갱이"는 착색된 바인더의 클러스터들 또는 캡슐의 클럼프들/층들, 캡슐 팩킹 가변성, 보이드들, 두께 변동, 및 핀홀들을 포함 코팅 결함과 같은 수개의 요인들에 의해 야기되는 시각적 불균일성을 지칭한다. 이들 불균일성들은 사용자가 개방 상태에서 디바이스를 볼 때 가시성을 감소시킨다. 용어 "알갱이"는 초기 실버 필름들이 전개된 픽처가 "흐릿하게(grainy)" 나타나게 하는 실버의 클럼프들을 갖는 것으로 알려진 필름 사진에서 기원한다.
마이크로캡슐로 만든 가변 투과율 필름은 코팅 무게와 다층화 정도에 차이가 있는 미세 영역들로 구성되며, 필름들이 그들의 가장 어두운 상태들로 구동되는 경우, 코팅 무게와 패킹의 차이는 사용자에 의해 알갱이로 보일 수 있다. 캡슐화 된 전기 영동 매체에서 알갱이의 양을 줄이는 한 가지 방법은 본 발명의 다양한 실시형태에 따른 구동 방법을 적용함으로써이다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 초기 광학 상태를 갖는 필름에 제 1 파형을 인가하는 단계, 및 그 후 필름이 최종 광학 상태로 전환할 때가지 더 낮은 주파수 및/또는 펄스 지속기간을 갖는 제 2 파형을 인가하는 단계를 포함하는 구동 방법을 이용하여 캡슐화된 전기 영동 매체를 포함하는 가변 투과율 윈도우 필름에 대해 입자를 현저하게 개선 할 수 있으며, 초기 상태는 최종 상태보다 높은 퍼센트 투과율을 갖는다. 예를 들어, 하나의 바람직한 실시형태에서, 방법은 폐쇄 상태에 도달하기 위해 2 Hz 의 주파수, 90 V 의 진폭 및 500 ms 의 지속기간을 갖는 제 2 파형이 후속되는 10 Hz 의 주파수, 90 V 의 진폭 및 1000 ms 의 지속기간을 갖는 제 1 파형으로 개방 상태로부터 전기 영동 매체를 구동하는 단계를 포함 할 수 있다.
도 1 과 도 2 는 다음과 같이 제 2 파형이 후속되는 제 1 파형으로 개방 상태에서 폐쇄 상태로 구동된 필름들의 CQI, 퍼센트 투과율 (%T) 및 핀홀 합계를 제공한다:
1) 주파수 10 Hz, 진폭 X 볼트 (X = 60, 90 또는 120 V) 및 펄스 지속기간 1000 ms 인 제 1 파형; 및
2) 주파수 Y Hz (Y = 2, 4, 6 또는 8 Hz), 진폭 X V (X = 60, 90 또는 120 V) 및 펄스 지속기간 1000 ms 인 제 2 파형.
코팅 품질 지수 (CQI) 는 낮은 값이 더 나은 균일성을 나타내는 알갱이의 척도를 제공한다. 핀홀 합계는 디스플레이가 폐쇄 상태에 있을 때 디스플레이의 나머지보다 높은 투과율을 갖는 적어도 20 ㎛ 의 직경을 갖는 디스플레이상의 포인트들의 카운트다. 도 1 에서 볼 수 있듯이, 다양한 구동 전압에 기초하여 세 가지 개별 그룹이 표시된다. 120 V 에서, 필름은 그것의 가장 어두운 상태에 도달했고 최악의 알갱이가 관찰되었다. 60 V 에서, 필름은 낮은 알갱이를 가졌지만 허용할 수 없을 정도로 높은 %T 를 가졌다. 90 V 에서, 필름은 120 V 에서처럼 낮은 %T 를 달성하지 못했지만 알갱이는 더 허용 가능했다. 도 1 및 도 2 의 결과에 기초하여, 세 가지 속성들 (CQI, 핀홀 합계, 및 %T) 이 모두 더 낮은 주파수를 갖는 파형을 사용하여 개선 된 것으로 나타났다. 그러나, 핀홀 합계와 %T 는 더 높은 전압에서 개선 된 반면, CQI 는 더 낮은 전압에서 개선되었다.
따라서, 본 발명의 다양한 실시형태는 주어진 순서로 선호도가 증가함에 따라, 각각 0 내지 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2 및 1Hz 이하의 범위 내의 주파수를 갖는 적어도 2 개의 파형을 이용하는 것이 바람직하다. 제 2 파형이 제 1 파형의 주파수와 동일한 주파수를 가질 필요는 없다. 앞서 언급 한 바와 같이, 제 2 파형의 주파수는 제 1 파형보다 작은 것이 바람직하다. 그들 각각의 주파수는 같을 수도 있고 같지 않을 수도 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시형태는 주어진 순서대로 선호도가 증가함에 따라, 적어도 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 85, 90 V 와, 주어진 순서대로 선호도가 증가함에 따라, 150, 145, 140, 135, 130, 125, 120, 115, 110, 105, 100, 95, 90, 85 , 80, 75, 70, 65, 60 V 이하인 진폭을 갖는 적어도 2 개의 파형을 이용하는 것이 또한 바람직하다. 제 2 파형이 제 1 파형의 진폭과 동일한 진폭을 가질 필요는 없다. 그들 각각의 진폭은 같을 수도 있고 같지 않을 수도 있다.
이제 도 3 을 참조하면, 다음과 같은 제 2 파형이 후속되는 제 1 파형으로 그의 개방 상태로부터 구동되는 가변 투과율 필름에 대한 %T 및 CQI :
1) 주파수 10 Hz, 진폭 90 V 및 펄스 지속기간 1000 ms 인 제 1 파형;
2) 주파수 2 Hz, 진폭 90 V 및 펄스 지속기간 X ms (X = 500, 100 또는 2000 ms) 인 제 2 파형.
도 3 에 표시된 결과들로부터, 최소 0.7 % 보다 약간 더 높은 %T 를 생성하는 더 짧은 드라이브 펄스들이 상당히 더 낮은 알갱이를 달성하는 것으로 관찰되었다. 펄스 길이가 증가함에 따라, %T 가 향상되었지만; 그러나 CQI 는 증가했다. 도 4a 내지 도 4c 는 도 3 의 각 펄스 길이에서 필름의 광학 상태를 보여주는 현미경 사진이다.
따라서, 본 발명의 다양한 실시형태는 주어진 순서로 선호도가 증가함에 따라, 각각 1500, 1400, 1300, 1200, 1100, 1000, 900, 800, 700, 600, 500, 400, 300, 200 및 100 ms 이하의 펄스 지속기간을 갖는 적어도 2 개의 파형을 이용하는 것이 바람직하다. 제 2 파형이 제 1 파형의 지속기간과 동일한 펄스 지속기간을 가질 필요는 없다. 그들 각각의 펄스 지속기간은 같을 수도 있고 같지 않을 수도 있다.
본 발명의 다양한 실시형태는 주어진 순서로 선호도가 증가함에 따라, 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 및 0.1 % 이하의 퍼센트 투과율을 갖는 폐쇄 상태로 가변 투과율 필름을 구동하는 것이 바람직하다.
다수의 변경들 및 수정들이 본 발명의 범위로부터 일탈함 없이 상기 설명된 본 발명의 특정 실시형태들에서 이루어질 수 있음이 당업자에게 자명할 것이다. 따라서, 전술한 설명의 전부는 한정적인 의미가 아닌 예시적인 의미로 해석되어야 한다.
상기의 공개된 특허들, 공보들, 및 계류중인 출원들 모두는 그 전체가 본원에 참조로서 포함된다.

Claims (15)

  1. 2 개의 광 투과성 전극들 사이에 배치된 전기 영동 재료의 층을 포함하는 가변 투과율 필름을 구동하는 방법으로서,
    상기 전기 영동 재료는 상기 2 개의 광투과성 전극들 사이에 전기장의 인가 시 유체를 통해 이동할 수 있는 복수의 하전 입자들을 포함하는 상기 유체를 포함하며,
    상기 방법은:
    초기 광학 상태를 갖는 상기 필름에 1 내지 10 Hz 의 주파수를 갖는 제 1 전압 파형을 인가하는 단계; 및
    상기 필름을 최종 광학 상태로 전환하기 위해 상기 제 1 전압 파형보다 더 낮은 주파수 및 더 짧은 펄스 지속기간을 갖는 제 2 전압 파형을 인가하는 단계로서, 상기 제 2 전압 파형의 상기 주파수는 1 내지 10 Hz 의 주파수인, 상기 제 2 전압 파형을 인가하는 단계를 포함하고,
    상기 가변 투과율 필름을 통해 보았을 때, 상기 가변 투과율 필름은 상기 최종 광학 상태보다 상기 초기 광학 상태에서 더 높은 퍼센트 투과율을 갖는, 가변 투과율 필름을 구동하는 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 전압 파형은 10 Hz 의 주파수를 갖는, 가변 투과율 필름을 구동하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 전압 파형은 2 Hz 의 주파수를 갖는, 가변 투과율 필름을 구동하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 전압 파형은 상기 제 2 전압 파형보다 더 큰 주파수를 갖는, 가변 투과율 필름을 구동하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 전압 파형들은 각각 20 내지 150 V 의 진폭을 갖는, 가변 투과율 필름을 구동하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 전압 파형들은 각각 60 내지 120 V 의 진폭을 갖는, 가변 투과율 필름을 구동하는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 전압 파형들은 90 V 의 진폭을 갖는, 가변 투과율 필름을 구동하는 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 전압 파형들은 각각 1500 ms 이하의 펄스 지속기간을 갖는, 가변 투과율 필름을 구동하는 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 전압 파형들은 각각 1000 ms 이하의 펄스 지속기간을 갖는, 가변 투과율 필름을 구동하는 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 전압 파형들은 각각 500 ms 이하의 펄스 지속기간을 갖는, 가변 투과율 필름을 구동하는 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 최종 광학 상태의 상기 가변 투과율 필름의 퍼센트 투과율은 1.5 % 이하인, 가변 투과율 필름을 구동하는 방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기 영동 재료는 캡슐화되는, 가변 투과율 필름을 구동하는 방법.
  14. 가변 투과율 디바이스로서,
    2 개의 광 투과성 전극들;
    상기 2 개의 광 투과성 전극들 사이에 배치되는 전기 영동 재료의 층으로서, 상기 전기 영동 재료는 상기 2 개의 광 투과성 전극들 사이에 전기장의 인가 시 유체를 통해 이동할 수 있는 복수의 하전 입자들을 함유하는 상기 유체를 포함하는, 전기 영동 재료의 층;
    전원 및 상기 2 개의 광 투과성 전극에 연결된 제어기를 포함하고,
    상기 제어기는 제 1 항의 방법에 따라 상기 가변 투과율 필름을 구동하도록 구성되는, 가변 투과율 디바이스.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 전기 영동 재료는 캡슐화되는, 가변 투과율 디바이스.
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