KR20170101928A - 반사형 디스플레이용 고 굴절률 복합체 - Google Patents

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게리 이. 토마스
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Abstract

전반사 반사형 이미지 디스플레이에서 임계 각도(θC) 및 반사율(R)을 최대화하기 위하여, 전기 영동 이동 입자를 포함하는 액체 매체 및 투명한 전면 시트의 표면 사이의 굴절률의 차이가 최대화되어야 한다. 고 굴절률의 광학 유리는 전면 시트를 제작하기 위해 사용될 수 있지만 미세 구조 특징물을 제조하기에 비용이 많이 들고 어렵다. 중합체가 원하는 구조물로 처리하기 위해 더 저렴하고 더 간단하면서 전형적으로 낮은 굴절률을 가지기 때문에 중합체가 투명한 전면 시트를 제작하기 위해 사용될 수 있다. 분산된 고 굴절률 입자를 포함하는 중합체는 투명한 전면 시트의 굴절률을 증가시키기 위해 사용될 수 있다. 중합체는 UV 경화성 액체 단량체로 형성될 수 있다.

Description

반사형 디스플레이용 고 굴절률 복합체 {HIGH REFRACTIVE INDEX COMPOSITES FOR REFLECTIVE DISPLAYS}
본 출원은 2014년 12월 31일에 출원된, 가 출원 제 62/098,333호의 출원일에 대한 우선권을 청구하며, 가 출원의 명세서는 전체가 본원에 포함된다.
본 개시물은 일반적으로 반사형 이미지 디스플레이에 관한 것이다. 상세하게는, 본 개시물은 고 굴절률 복합 전면 시트를 포함하는 전반사(total internal reflection: TIR) 이미지 디스플레이에 관한 것이다.
종래의 TIR계 반사형 이미지 디스플레이는 전기 영동 이동 입자를 포함하는 저 굴절률 유체와 접촉하는 복수의 볼록형 돌출부를 갖는 투명한 고 굴절률 전면 시트를 포함한다. 도 1은 종래 기술의 TIR계 반사형 이미지 디스플레이(100)의 일 부분의 단면도이다. 디스플레이(100)는 뷰어(viewer: 106)와 대면하는 외측 표면(104)을 갖는 고 굴절률 투명 전면 시트(102)를 포함한다. 전면 시트(102)는 내측에 복수의 볼록형 돌출부(108)를 더 포함한다. 돌출부는 도 1에 도시된 바와 같은 반구(110) 형상일 수 있거나 다른 형상일 수 있다. 돌출부(110)는 매립된 비드일 수 있거나 연속형 전면 시트의 부분일 수 있다.
디스플레이(100)는 시트(102)의 내측 표면(102) 상의 투명한 전면 전극(112) 및 후면 전극 층(116)을 갖는 후방 지지 시트(114)를 더 포함한다. 공동 또는 전면 시트(102) 및 후면 시트(114)에 의해 형성된 수용 저장부 내에 저 굴절률 매체(120) 내에 분산된 전기 영동 이동 입자(118)를 포함한다. 디스플레이(100)는 전압 바이어스 소스(122)를 더 포함한다. 디스플레이(100)는 전극(112 및 116)들 중 어느 하나 또는 둘다 상에 위치된 적어도 하나의 선택적인 유전체 층 (dielectric layer)을 더 포함할 수 있다.
바이어스의 인가에 의해 전면 시트의 표면 근처 및 소멸 파 영역 내로 적어도 하나의 입자(118)가 이동할 수 있다. 이러한 위치에서, TIR이 불가능하며 입사 광선이 흡수되어 어두운 상태가 될 수 있다. 입자가 전면 시트(102)로부터 멀리 그리고 소멸 파 영역의 밖으로 이동할 때, 광은 전반사될 수 있다. 이는 디스플레이가 밝거나 백색 상태가 되게 한다. 전극에 의한 소멸 파 영역 안과 밖으로의 입자(118)의 이동에 의해 형성된 어둡고 밝은 상태의 조합은 이미지를 형성한다. 이러한 이미지는 정보를 뷰어(106)에게 전달할 수 있다.
주지된 바와 같이, 상이한 굴절률을 가지는 두 개의 매체 사이의 TIR 인터페이스는 임계 각도(θC)를 특징으로 한다. 이러한 임계 각도는 투명한 전면 시트(굴절률 η1을 가짐)(102)와 저 굴절률 유체(굴절률 η3을 가짐)(120) 사이의 인터페이스를 특징으로 한다. θC 미만의 각도로 인터페이스에 입사하는 광선은 인터페이스를 통해 투과할 수 있다. θC 초과의 각도로 인터페이스에 입사하는 광선은 인터페이스에서 TIR을 겪을 수 있다. 소형 임계 각도가 그 위에서 TIR이 발생할 수 있는 큰 범위의 각도를 제공하기 때문에, 소형 임계 각도가 TIR 인터페이스에 바람직하다. 임계 각도(θC)는 다음 방정식(Eq.1)에 의해 계산된다.
Figure pct00001
그 위에 TIR이 발생하고 이에 따라 디스플레이의 반사율을 최대화할 수 있는 입사 광선의 큰 범위의 각도를 허용하도록 임계 각도(θC)를 최소화하는 것이 중요하다. 바람직하게는 가능한 작은 굴절률(η3)을 갖는 유체 매체(120)를 갖고 바람직하게는 가능한 큰 굴절률(η1)을 갖는 물질로 이루어지는 투명한 전면 시트를 갖는 것이 이상적일 수 있다. 반사율(R)은 아래의 방정식 2(Eq.2)과 같이 투명한 전면 시트(2)의 각각의 개별 돌출부(110)에 대해 계산될 수 있다:
Figure pct00002
복수의 볼록형 돌출부(108)를 포함하는 전체 전면 시트(102)의 반사율(R)을 계산하기 위하여, 개별 돌출부(110)의 충진율을 설명하기 위하여 승수기(multiplier)가 사용되어야 하는 점에 주목하여야 한다. 여기서 설명된 계산은 개별 돌출부(110)를 위한 것이고 단지 예시적인 목적을 위한 것이다.
θC 및 R에 대한 굴절률의 효과는 두 개의 상이한 가설 시스템(A 및 B)을 비교함으로써 설명된다. 각각의 시스템이 굴절률(η3)=1.27을 갖는 동일한 액체 매체를 사용하는 것으로 추정된다. 시스템 A에서, 돌출부(110)의 굴절률(η1)은 1.5인 것으로 추정되고 반면에 시스템 B의 돌출부(110)는 1.8의 더 높은 굴절률(η1)을 갖는 것으로 추정된다. 결과적으로, 각각의 돌출부(110)의 낮은 굴절률(η1)을 갖는 시스템 A가 약 58°의 더 높은 임계 각도(θC)및 약 28%의 낮은 반사율(R)을 갖는다. 더 높은 굴절률(η1)의 돌출부(110)를 갖는 시스템 B는 약 45°의 낮은 임계 각도 및 약 50%의 더 높은 반사율을 갖는다. 표 1에 열거된 데이터 참조하자.
[표 1]
돌출부의 반사율의 함수로서 임계 각도 (θC) 및 반사율(R)의 계산
Figure pct00003
반사율을 최대화하고 임계 각도를 최소화하기 위하여 돌출부(110)와 액체 매체(120)(전기 영동 입자(118)를 포함할 수 있음) 사이의 차이를 최대화하는 것이 중요하다.
TIR계 반사형 이미지 디스플레이와 같은 광학 장치에서 다수의 적용을 위해, 높은 굴절률을 가지는 재료가 요구되거나 중합체 또는 표준 유리(예를 들면, 소다-라임 유리 및 보로실리케이트 유리)와 같은 전통적인 물질에 대해 유리할 수 있다. 중합체 및 표준 유리 모두는 약 1.4 내지 1.6의 범위의 굴절률을 갖는다. 다수의 광학 적용에 대해, 필요한 광학적 기능을 달성하기 위해 재료를 구조화하는 것이 필요하다. 최고 약 2.0의 굴절률을 갖는 광학 유리가 공지되어 있지만 이 같은 유리가 구조화되는 가능성이 제한되며, 이는 종종 시간 소모적이고 비용이 많이 든다. 한편, 중합체는 이들의 굴절률 범위를 제한하지만 몰딩, 캐스팅, 엠보싱 및 압출과 같은 다양한 방법들에 의해 용이하게 구조화될 수 있다. 비록 중합체가 1.6 초과의 굴절률을 갖는 것이 공지되지만, 중합체의 광학적 특성은 종종 다수의 적용에 대해 불충분하다.
중합체 복합 재료가 광학 산란 효과가 발생하지 않는 크기 범위의 고 굴절률의 무기 나노입자로 중합체를 도핑함으로써 더 높은 굴절률로 제조될 수 있다는 것이 공지되어 있다. 그러나, 정상적으로 상온에서 고체이거나 매우 높은 점성을 갖는 중합체에서는 도핑 공정 자체가 어렵다. 대안적으로, 도핑 공정은 구조화된 광학 장치 또는 이 같은 장치를 위한 서브컴포넌트를 생산하기 위한 표준 공정을 사용하여 용이하게 몰딩될 수 있는 도핑된 고 굴절률의 중합체를 제조하기 위한 기본으로서 자외선(UV) 광 경화(경화는 또한 중합으로서 지칭될 수 있음) 단량체를 사용할 수 있다. UV-경화성 중합체는 대부분이 경화되지 않은 상태에서 상온에서 저-점성 액체 단량체인 장점을 갖는다. 이 같은 액체는 상술된 고 굴절률의 나노입자로 용이하게 도핑될 수 있다. 이 같은 액체는 다양한 공지된 공정을 이용하여 구조화될 수 있고 고체의 구조화된 고 굴절률의 층 또는 몸체를 형성하도록 UV 광으로 경화될 수 있다.
본 개시물의 이러한 및 다른 실시예는 아래의 예시적이고 비-제한적인 예시를 참조하여 논의될 것이며, 여기서 동일한 요소에는 유사한 도면 부호가 병기된다.
도 1은 종래 기술의 TIR계 반사형 이미지 디스플레이의 일 부분의 단면을 도시하고,
도 2는 TIR계 반사형 이미지 디스플레이의 고 굴절률 복합 전면 시트의 일 부분의 단면을 도시하고,
도 3은 고 굴절률 복합 전면 시트를 포함하는 TIR계 반사형 이미지 디스플레이의 일 부분의 단면을 도시하고,
도 4는 개시물의 일 실시예를 실시하기 위한 예시적인 시스템을 개략적으로 예시한다.
여기서 제공된 예시적인 실시예는 TIR 디스플레이의 반사율을 개선한다. 예시적인 실시예에서, 개시물은 복합 고 굴절률의 투명한 전면 시트를 제공한다. 복합 고 굴절률의 투명한 전면 시트는 중합체 매트릭스에서 분산된 고 굴절률 입자를 포함한다. 복합 고 굴절률의 투명한 전면 시트는 전면 시트의 굴절률들 및 전기 영동 이동 입자를 포함하는 저 굴절률 매체의 차이를 증가시킨다. 결과적으로, 디스플레이의 반사율 특성이 증가한다.
도 2는 TIR계 반사형 이미지 디스플레이의 연속 고 굴절률 복합 전면 시트의 일 부분의 단면을 도시한다. 도 2는 내측 표면상의 복수의 볼록형 돌출부(202)를 포함하는 광학 투명성 복합 전면 시트(200)의 확대도이다. 예시적인 실시예에서, 복수의 볼록형 돌출부(202)는 도 2에 예시된 바와 같이 반원 형상의 적어도 하나의 돌출부(204)를 포함한다. 다른 실시예에서, 전면 시트(200)는 내측 표면상에 매립된 비드를 포함할 수 있다.
예시적인 일 실시예에서, 복합 전면 시트(200)는 광학 투명성 중합체 매트릭스(208) 내에 분산된 고 굴절률 입자(206)를 포함하여 복합체의 굴절률이 입자(206)가 없는 경우보다 높다. 일부 실시예에서, 입자(206)의 직경은 약 400 나노미터 미만일 수 있다. 다른 실시예에서, 입자(206)의 크기는 약 250 나노미터 미만일 수 있다. 예시적인 실시예에서, 입자(206)는 약 10 내지 20 나노미터 이하의 평균 크기를 가질 수 있다. 소정의 실시예에서, 입자는 약 1.65 이상의 굴절률을 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 입자는 약 1.8 이상의 굴절률을 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 입자는 약 2.0 이상의 굴절률을 가질 수 있다. 입자(206)는 TiO2, 다이아몬드, 큐빅 지르코니아, ZnS, ZnSe, 게르마늄, 또는 다른 유사한 고 굴절률 광학 유리 물질 또는 이들의 조합물을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 복합 전면 시트(200)는 적어도 약 5 용적%의 고 굴절률 입자(206)을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 전면 시트(200)는 적어도 약 5 용적% 내지 약 90 용적%의 고 굴절률 입자를 포함할 수 있다. 입자(206)의 용적이 중합체 매트릭스(208)에서 증가할 때, 결과적인 반원(204)의 굴절률도 또한 증가할 수 있다. 굴절률을 최대화하도록 중합체 매트릭스(208)에서 고 굴절률 입자(206)의 용적%를 최대화하는 것이 유리할 수 있다. 다수의 인자들을 가공성, 취성, 인장 강도 및 광학 성질과 같은 중합체 매트릭스(208)에서 입자(206)의 용적 분율을 결정할 때 고려하는 것이 요구될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 복합 전면 시트(200)는 약 1.65 이상의 굴절률을 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 복합 전면 시트(200)는 약 1.85 이상의 굴절률을 가질 수 있다.
예시적인 실시예에서, 중합체 매트릭스(208)는 UV-경화성 단량체로 형성될 수 있다. 중합체 매트릭스(208)는 폴리스티렌, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리락톤, 폴리락탐, 폴리시클릭 에테르, 폴리시클릭아세탈, 폴리비닐 에테르, 폴리-N-비닐 카바졸 또는 폴리시클릭 실록산계 중합체 또는 이들의 조합물을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 폴리-1,6-헥산-디올 디아크렐레이트는 중합체 매트릭스(208)로서 사용될 수 있다.
복합 전면 시트(200)을 생성하기 위한 예시적인 방법에서, 고 굴절률 입자(206)는 단량체 및 광 개시제를 포함하는 액체 매체에 현탁되고 실질적으로 균일하게 분산될 수 있다. 현탁물은 몰드 또는 원하는 구조의 네가티브 이미지를 포함하는 구조화된 표면 위에 부어질 수 있다. 그 다음 현탁물은 UV 광에 의해 조사되어 단량체를 경화 또는 중합시켜 중합체 매트릭스(208) 전체에 걸쳐 실질적으로 균일한 방식으로 제 위치에 고 굴절률 입자(206)를 동결시킬 수 있다.
다른 실시예에서, 중합체 매트릭스(208)는 용융 가공성 중합체일 수 있다. 고 굴절률 입자(206)는 중합체(208)의 고온 액체 상태에서 분산될 수 있고 이어서 몰드에서 상온으로 냉각되어 복합 전면 시트(200)를 생성한다. 다른 실시예에서, 복합 전면 시트(200)는 엠보싱 또는 스탬핑에 의해 형성될 수 있다.
도 3은 고 굴절률 복합 전면 시트를 포함하는 TIR계 반사형 이미지 디스플레이의 일 부분의 단면을 도시한다. 디스플레이(300) 실시예는 뷰어(306)와 대면하는 외측 표면(304) 및 내측 상에 복수의 볼록형 돌출부(308)를 광학 투명성 복합 전면 시트(302)를 포함한다. 시트(302)는 도 2의 시트(200)와 유사하다. 예시적인 실시예에서, 디스플레이(300)는 반원 형상의 적어도 하나의 돌출부(310)를 포함한다. 예시적인 실시예에서, 복합 전면 시트(302)는 약 1.65 이상의 굴절률을 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 복합 전면 시트(302)는 약 1.85 이상의 굴절률을 가질 수 있다.
복합 시트(302)는 광학 투명성 중합체 매트릭스(314) 내에 분산된 고 굴절률 입자(312)을 더 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 입자(312)의 직경은 약 400 나노미터 미만일 수 있다. 다른 실시예에서, 입자(312)는 약 250 나노미터 미만일 수 있다. 예시적인 실시예에서, 입자(312)는 평균 직경이 약 10 내지 20 나노미터일 수 있다. 일부 실시예에서, 입자는 약 1.8 이상의 굴절률을 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 입자는 약 2.0 이상의 굴절률을 가질 수 있다. 입자(312)는 TiO2, 다이아몬드, 큐빅 지르코니아, ZnS, ZnSe, 게르마늄, 또는 다른 유사한 고 굴절률 광학 유리 물질 또는 이들의 조합물을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 중합체 매트릭스(314)는 UV-경화성 단량체로 형성될 수 있다. 중합체 매트릭스(314)는 폴리스티렌, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리락톤, 폴리락탐, 폴리시클릭 에테르, 폴리시클릭 아세탈, 폴리비닐 에테르, 폴리-N-비닐 카바졸 또는 폴리시클릭 실록산계 중합체 또는 이들의 조합물을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 폴리-1,6-헥산-디올 디아크렐레이트는 중합체 매트릭스(314)로서 사용될 수 있다.
다른 실시예에서, 중합체 매트릭스(314)는 용융 가공성 중합체일 수 있다. 고 굴절률 입자(312)는 중합체(314)의 고온 액체 상태에서 분산될 수 있고 이어서 몰드에서 상온으로 냉각되어 복합 전면 시트(302)를 생성한다. 다른 실시예에서, 복합 전면 시트(302)는 엠보싱 또는 스탬핑에 의해 형성될 수 있다.
디스플레이(300)는 시트(302)의 내측 표면상에 투명한 전면 전극 층(316)을 더 포함할 수 있다. 층(613)은 투명 중합체 매트릭스에서 분산된 인듐 주석 산화물(ITO), 전기 전도성 중합체 또는 전도성 금속 나노입자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
디스플레이(300)는 후면 지지 시트(318) 및 후면 전극 층(320)을 포함한다. 후면 전극 층(320)은 시트(318)의 내측 표면상에 위치될 수 있다. 후면 전극 층(320)은 전극의 박막 트랜지스터(TFT) 어레이, 직접 구동 패턴화 어레이 또는 수동 매트릭스 어레이를 포함할 수 있다.
디스플레이(300)는 전면 전극 층(316) 및 후면 전극 층(320) 중 하나 또는 둘다의 표면상에 적어도 하나의 유전체 층(도시안됨)을 더 포함할 수 있다. 유전체 층은 전극 층을 보호할 수 있다. 유전체 층은 유기 중합체 또는 무기 물질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 유전체 층은 파릴린(parylene)을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 유전체 층은 할로겐화 파릴린을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 유전체 층은 폴리이미드 또는 SiO2를 포함할 수 있다.
디스플레이(300)는 복합 전면 시트(302) 및 후면 지지 시트(318)에 의해 형성된 공동 또는 수용 저장부 내에 저 굴절률 매체(322)을 포함한다. 매체(322)은 공기 또는 액체일 수 있다. 예시적인 실시예에서, 매체(322)는 불화 탄화수소와 같은 비활성 불화 액체일 수 있다. 예시적인 실시예에서, 매체(322)은 미국 미네소타 주 세인트 폴 소재 3M으로부터 입수할 수 있는 플루오르네이트TM 퍼플루오르화 탄화수소 액체(Fluorinert™ perfluorinated hydrocarbon liquid)일 수 있다.
디스플레이(300)는 매체(322) 내에 분산된 복수의 광 흡수, 전기 영동 이동 입자(324)를 더 포함한다. 입자(324)는 염료, 안료, 또는 이들의 조합물일 수 있다. 입자(324)는 카본 블랙, 금속 또는 금속 산화물 중 적어도 하나일 수 있다. 입자(324)는 양극성, 음극성 또는 양 및 음 극성 모두를 포함할 수 있다.
도 3의 디스플레이(300)는 선택적인 전압 바이어스 소스(326)를 더 포함할 수 있다. 바이어스 소스(326)는 전기 영동 이동 입자(324)를 포함하는 매체(322) 양단에 음의 바이어스 또는 양의 바이어스를 인가할 수 있다. 인가된 바이어스는 전면 전극 층(316) 또는 후면 전극 층(320)을 향하여 매체(322)을 통하여 적어도 하나의 입자(324)가 이동할 수 있다.
디스플레이(300)는 아래와 같이 작동될 수 있다. 특정 입자(324)와 반대 극성의 바이어스는 후면 전극 층(320)에서 전압원(326)에 의해 인가될 수 있다. 전기 영동 이동 입자(324)들 중 적어도 하나는 점선(328)의 좌측 상에 도시된 바와 같은 후방 전극(320) 근처로 이동하여 수집될 수 있다. 입사 광선은 복합 전면 시트(302)를 통과할 수 있고 복수의 반원형 돌출부(308)의 표면에서 전반사될 수 있다. 이는 전반사되고 뷰어(306)를 향하여 반사된 광선(332)으로서 디스플레이로부터 방출되는 도 3의 입사 광선에 의해 나타난다. 이는 뷰어에 의해 관측된 바와 같이 디스플레이의 선명하거나 밝은 상태를 생성할 수 있다.
바이어스는 점선(328)으로 우측에 도시된 바와 같은 전면 전극 층(316)에서 전기 영동 이동 입자(324)의 반대 극성의 소스(326)에 의해 인가될 수 있다. 입자(324)는 전면 전극(316)을 향하여 이동하고 이 전면 전극에서 수집될 수 있다. 입자(324)는 소멸 파 영역에 진입하여 TIR이 불가능하게 될 수 있다. 입사 광선은 복합 전면 시트(302)를 통과할 수 있고 전면 전극(316)에서 수집되어 있는 입자(324)에 의해 흡수될 수 있다. 이는 도 3에서 입사 광선(334 및 336)에 의해 예시된다. 이는 디스플레이의 어두운 상태를 생성할 수 있다.
다른 실시예에서, 고 굴절률 입자를 포함하는 투명한 복합 전면 시트를 포함하는 이미지 디스플레이들 중 임의의 디스플레이가 적어도 하나의 스페이서 구조물을 더 포함할 수 있다. 스페이서 구조물은 전면 전극과 후면 전극 사이의 갭을 제어하기 위해 사용될 수 있다. 스페이서 구조물은 디스플레이 내의 다양한 층들을 지지하기 위해 사용될 수 있다. 스페이서 구조물은 원형 또는 타원형 비드, 블록, 원통형 또는 다른 기하학적 형상 또는 이들의 조합 형태일 수 있다. 스페이서 구조물은 유리, 금속, 플라스틱, 또는 다른 수지를 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 고 굴절률 입자를 포함하는 투명한 복합 전면 시트를 포함하는 이미지 디스플레이들 중 임의의 이미지 디스플레이가 적어도 하나의 에지 시일(edge seal)을 더 포함할 수 있다. 에지 시일은 열적 또는 광화학적 경화 물질일 수 있다. 에지 시일은 에폭시, 실리콘 또는 다른 중합체계 물질을 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 고 굴절률 입자를 포함하는 투명한 복합 전면 시트를 포함하는 이미지 디스플레이가 적어도 하나의 측벽(또한 크로스-벽(cross-wall)으로서 지칭될 수 있음)을 더 포함할 수 있다. 측벽은 디스플레이 성능 및 쌍안정성을 개선하기 위해 입자 고정, 드리프트 및 확산을 제한한다. 측벽은 광 변조 층 내에 위치될 수 있다. 측벽은 전면 전극, 후면 전극, 또는 전면 전극 및 후면 전극 둘다로부터 완전히 또는 부분적으로 연장할 수 있다. 측벽은 플라스틱 또는 유리를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 방향성 전면 광은 고 굴절률 입자를 포함하는 투명한 복합 전면 시트를 포함하는 디스플레이 실시예에 채택될 수 있다. 광원은 발광 다이오드(LED), 냉 음극 형광 램프(CCFL), 또는 표면 실장 기술(SMT) 백열 램프일 수 있다.
일부 실시예에서, 뷰어에 의해 관찰된 반사광을 "연화"시키기 위해 고 굴절률 입자를 포함하는 투명한 복합 전면 시트를 포함하는 디스플레이 실시예와 함께 광 확산 층이 사용될 수 있다. 다른 실시예에서, 광 확산 층은 전면 광과 조합하여 사용될 수 있다.
본 발명에 대한 다양한 제어 기구는 소프트웨어 및/또는 펌웨어에서 완전히 또는 부분적으로 실시될 수 있다. 이러한 소프트웨어 및/또는 펌웨어는 비 일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체 상에 또는 그 안에 포함되는 명령의 형태를 취할 수 있다. 이러한 명령들은 이어서 여기서 설명되는 작동의 수행이 가능하도록 하나 또는 그 초과의 프로세서에 의해 판독되어 실행될 수 있다. 상기 명령은 소스 코드, 컴파일드 코드, 인터프리티드 코드, 실행 가능 코드, 정적 코드, 동적 코드, 등과 같은 임의의 적절한 형태일 수 있지만 이에 제한되는 것은 아니다. 이 같은 컴퓨터 판독 가능 매체는 리드 온리 메모리(ROM), 랜덤 액세스 메모리(RAM), 자기 디스크 저장 매체, 광학 저장 매체, 플래시 메모리와 같이 하나 또는 그 초과의 컴퓨터에 의해 판독 가능한 형태의 정보를 저장하기 위한 임의의 실감형 비 일시적 매체를 포함할 수 있지만 이에 제한되는 것은 아니다.
일부 실시예에서, 명령을 포함하는 실감형 기계 판독 가능 비 일시적 저장 매체는 고 굴절률 입자를 포함하는 투명한 복합 전면 시트를 포함하는 반사형 디스플레이와 조합하여 사용될 수 있다. 다른 실시예에서, 실감형 기계-판독 가능 비 일시적 저장 매체는 하나 또는 그 초과의 프로세서와 조합하여 더 사용될 수 있다.
도 4는 개시물의 일 실시예에 따른 디스플레이를 제어하기 위한 예시적인 시스템을 도시한다. 도 4에서, 디스플레이(400)는 프로세서(430) 및 메모리(420)를 가지는 제어기(440)에 의해 제어된다. 다른 제어 기구 및/또는 장치는 개시된 원리로부터 벗어나지 않으면서 제어기(440)에 포함될 수 있다. 제어기(440)는 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트 에어의 조합을 규정할 수 있다. 예를 들면, 제어기(440)는 명령으로 프로그래밍된 프로세서(예를 들면, 펌웨어)를 규정할 수 있다. 프로세서(430)는 실제 프로세서 또는 가상 프로세서 또는 이들의 조합물일 수 있다. 유사하게, 메모리(420)는 실제 메모리(즉, 하드웨어) 또는 가상 메모리(즉, 소프트웨어) 또는 이들의 조합물일 수 있다.
메모리(420)는 디스플레이(400)를 구동하기 위해 프로세서(430)에 의해 실행되는 명령을 저장할 수 있다. 이러한 명령은 디스플레이(400)를 작동시키기 위해 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 명령은 전원(540)을 통하여 디스플레이(400)(도시안됨)와 관련된 바이어싱 전극을 포함할 수 있다. 바이어스될 때, 전극은 전기 영동 입자의 영역으로의 이동을 유발하여 고 굴절률 입자를 포함하는 투명한 복합 전면 시트를 통과하는 광을 흡수하거나 반사할 수 있다. 전극(도시안됨)을 적절히 바이어싱함으로써, 이동 광 흡수 입자(예를 들면, 도 3의 입자(324))는 유입하는 광을 흡수 또는 반사하도록 고 굴절률 입자를 포함하는 투명한 복합 전면 시트(예를 들면, 도 3의 전면 시트(302 또는 314))에 또는 그 근처의 위치로 당겨질 수 있다. 유입하는 광의 흡수는 어두운 상태가 되게 한다. 유입하는 광의 반사는 밝은 상태가 되게 한다.
일부 실시예에서, 다공성 반사형 층은 고 굴절률 입자를 포함하는 투명한 복합 전면 시트를 포함하는 반사형 디스플레이와 조합하여 사용될 수 있다. 다공성 반사형 층은 전면 전극 층과 후면 전극 층 사이에 개재될 수 있다. 다른 실시예에서, 후면 전극은 다공성 전극 층의 표면 상에 위치될 수 있다.
여기서 설명된 디스플레이 실시예에서, 이 실시예는 전자 책 리더, 휴대용 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 휴대 전화, 스마트 카드, 표지판, 시계, 의복, 선박 라벨, 플래시 드라이브, 및 옥외 광고판 또는 디스플레이를 포함하는 야외 표지판을 포함하는 적용에 이용될 수 있다.
아래의 예시적이고 비-제한적인 실시예는 개시물의 다양한 실시예를 제공한다.
예 1은 약 1,65 이상의 굴절률을 가지며 외측 표면 및 내측 표면을 갖는 전면 시트, 전면 시트의 내측 표면상에 형성되는 복수의 돌기부로서, 상기 복수의 돌기부 중 적어도 하나가 중합체 매트릭스 내에 복수의 고 굴절률 나노입자를 더 포함하고, 상기 복수의 고 굴절률 나노입자는 약 1.8 이상의 굴절률을 가지는 복수의 돌출부, 및 후면 판 전극 층을 포함하며, 상기 후면 판 전극 층 및 전면 시트의 내측 표면은 공동을 형성한다.
예 2는 예 1의 이미지 디스플레이에 관한 것으로, 전면 시트는 광학적으로 투명한 시트를 포함한다.
예 3은 예 1 및 예 2의 이미지 디스플레이에 관한 것으로, 복수의 돌출부가 전면 시트의 내측 표면상에 형성된 복수의 비드를 규정한다.
예 4는 전술된 예들 중 어느 하나의 이미지 디스플레이에 관한 것으로, 상기 복수의 돌출부가 중합체 매트릭스를 포함하는 복수의 반원형 돌출부를 규정한다.
예 5는 전술된 예들 중 어느 하나의 이미지 디스플레이에 관한 것으로, 상기 공동이 전기 영동 매체를 수용하도록 구성되고 복수의 전기 영동 이동 입자가 상기 매체 내에 현탁된다.
예 6은 전술된 예들 중 어느 하나의 이미지 디스플레이에 관한 것으로, 매체 내에 복수의 전기 영동 이동 입자가 이동하도록 공동의 양단에 전압을 인가하기 위한 전압원을 더 포함한다.
예 7은 전술된 예들 중 어느 하나의 이미지 디스플레이에 관한 것으로, 중합체 매트릭스 내의 복수의 고 굴절률 나노입자는 약 400 nm 이하의 직경을 갖는다.
예 8은 전술된 예들 중 어느 하나의 이미지 디스플레이에 관한 것으로, 중합체 매트릭스 내의 복수의 고 굴절률 나노 입자는 약 250 nm 이하의 직경을 갖는다.
예 9는 전술된 예들 중 어느 하나의 이미지 디스플레이에 관한 것으로, 상기 중합체 매트릭스는 폴리스티렌, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리락톤, 폴리락탐, 폴리시클릭 에테르, 폴리시클릭 아세탈, 폴리비닐 에테르, 폴리-N-비닐 카바졸, 폴리-1,6-헥산-디올 디아크릴레이트 또는 폴리시클릭 실록산 또는 이들의 조합물을 포함한다.
예 10은 전술된 예들 중 어느 하나의 이미지 디스플레이에 관한 것으로, 상기 중합체 매트릭스는 UV-경화성 단량체로 형성된다.
예 11은 이미지 디스플레이를 형성하는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 약 1.65 이상의 굴절률을 갖는 전면 시트를 제공하는 단계로서, 상기 전면 시트는 외측 표면 및 내측 표면을 가지는, 단계; 상기 전면 시트의 내측 표면상에 복수의 돌출부를 형성하는 단계로서, 상기 복수의 돌출부들 중 적어도 하나는 중합체 매트릭스 내에 복수의 고 굴절률 나노입자를 더 포함하며, 상기 복수의 고 굴절률 나노 입자는 약 1.8 이상의 굴절률을 가지는, 단계, 및 후면 판 전극과 복수의 돌출부들 사이에 공동을 형성하도록 복수의 돌출부와 대면하는 후면 판 전극 층을 형성하는 단계를 포함한다.
예 12는 예 11의 방법에 관한 것으로, 복수의 돌출부를 형성하는 단계는 전면 시트의 내측 표면 위에 복수의 비드를 형성하는 단계를 더 포함한다.
예 13은 예 11 또는 예 12의 방법에 관한 것으로, 상기 복수의 돌출부를 형성하는 단계는 중합체 매트릭스를 포함하는 복수의 반원형 돌출부를 형성하는 단계를 더 포함한다.
예 14는 전술된 예들 중 어느 하나의 방법에 관한 것으로, 상기 공동은 상기 매체 내에 현탁된 복수의 전기 영동 이동 입자를 갖는 전기 영동 매체를 수용하도록 구성된다.
예 15는 전술된 예들 중 어느 하나의 방법에 관한 것으로, 매체 내에서 복수의 전기 영동 이동 입자가 이동하도록 상기 공동의 양단에 전압을 인가하는 단계를 더 포함한다.
예 16은 전술된 예들 중 어느 하나의 방법에 관한 것으로, 상기 중합체 매트릭스 내의 상기 복수의 고 굴절률의 나노입자가 약 400 nm 이하의 직경을 갖는다.
예 17은 전술된 예들 중 어느 하나의 방법에 관한 것으로, 중합체 매트릭스 내의 상기 복수의 고 굴절률 나노 입자는 약 250 nm 이하의 직경을 갖는다.
예 18은 전술된 예들 중 어느 하나의 방법에 관한 것으로, 상기 중합체 매트릭스는 폴리스티렌, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리락톤, 폴리락탐, 폴리시클릭 에테르, 폴리시클릭 아세탈, 폴리비닐 에테르, 폴리-N-비닐 카바졸, 폴리-1,6-헥산-디올 디아크릴레이트, 폴리시클릭 실록산 또는 이들의 조합물을 포함한다.
예 19는 전술된 예들 중 어느 하나의 방법에 관한 것으로, 상기 중합체 매트릭스는 UV-경화성 단량체로 형성된다.
본 개시물의 원리가 여기서 보여진 예시적인 실시예에 관하여 예시되었지만, 개시물의 원리는 이에 제한되지 않으며 상기 실시예의 임의의 수정, 변형, 또는 대체 예를 포함한다.

Claims (19)

  1. 이미지 디스플레이로서,
    약 1,65 이상의 굴절률을 가지며 외측 표면 및 내측 표면을 갖는, 전면 시트,
    상기 전면 시트의 내측 표면상에 형성되는 복수의 돌기부로서, 상기 복수의 돌기부 중 적어도 하나가 중합체 매트릭스 내에 복수의 고 굴절률 나노입자를 더 포함하고 상기 복수의 고 굴절률 나노입자는 약 1.8 이상의 굴절률을 가지는, 복수의 돌출부, 및
    후면 판 전극 층
    을 포함하며,
    상기 후면 판 전극 층 및 상기 전면 시트의 내측 표면은 공동을 형성하는,
    이미지 디스플레이.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전면 시트는 광학적으로 투명한 시트를 포함하는,
    이미지 디스플레이.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 돌출부가 상기 전면 시트의 내측 표면상에 형성된 복수의 비드를 규정하는,
    이미지 디스플레이.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 돌출부가 중합체 매트릭스를 포함하는 복수의 반원형 돌출부를 규정하는,
    이미지 디스플레이.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 공동이 전기 영동 매체를 수용하도록 구성되고, 복수의 전기 영동 이동 입자가 상기 매체 내에 현탁되는,
    이미지 디스플레이.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 매체 내에 상기 복수의 전기 영동 이동 입자가 이동하도록 상기 공동의 양단에 전압을 인가하기 위한 전압원을 더 포함하는,
    이미지 디스플레이.
  7. 제 1 항에 있어서,
    중합체 매트릭스 내의 상기 복수의 고 굴절률 나노입자는 약 400 nm 이하의 직경을 갖는,
    이미지 디스플레이.
  8. 제 1 항에 있어서,
    중합체 매트릭스 내의 상기 복수의 고 굴절률 나노 입자는 약 250 nm 이하의 직경을 갖는,
    이미지 디스플레이.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 중합체 매트릭스는 폴리스티렌, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리락톤, 폴리락탐, 폴리시클릭 에테르, 폴리시클릭 아세탈, 폴리비닐 에테르, 폴리-N-비닐 카바졸, 폴리-1,6-헥산-디올 디아크릴레이트 또는 폴리시클릭 실록산 또는 이들의 조합물을 포함하는,
    이미지 디스플레이.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 중합체 매트릭스는 UV-경화성 단량체로 형성되는,
    이미지 디스플레이.
  11. 이미지 디스플레이를 형성하는 방법으로서,
    약 1.65 이상의 굴절률을 갖는 전면 시트를 제공하는 단계로서, 상기 전면 시트는 외측 표면 및 내측 표면을 가지는, 단계,
    상기 전면 시트의 내측 표면상에 복수의 돌출부를 형성하는 단계로서, 상기 복수의 돌출부들 중 적어도 하나는 중합체 매트릭스 내에 복수의 고 굴절률 나노입자를 더 포함하며, 상기 복수의 고 굴절률 나노 입자는 약 1.8 이상의 굴절률을 가지는, 단계, 및
    후면 판 전극과 상기 복수의 돌출부들 사이에 공동을 형성하도록 상기 복수의 돌출부와 대면하는 후면 판 전극 층을 형성하는 단계를 포함하는,
    방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 복수의 돌출부를 형성하는 단계는 상기 전면 시트의 내측 표면 위에 복수의 비드를 형성하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 복수의 돌출부를 형성하는 단계는 중합체 매트릭스를 포함하는 복수의 반원형 돌출부를 형성하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 공동은 상기 매체 내에 현탁된 복수의 전기 영동 이동 입자를 갖는 전기 영동 매체를 수용하도록 구성되는,
    방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 매체 내에서 상기 복수의 전기 영동 이동 입자가 이동하도록 상기 공동의 양단에 전압을 인가하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  16. 제 11 항에 있어서,
    중합체 매트릭스 내의 상기 복수의 고 굴절률의 나노입자가 약 400 nm 이하의 직경을 갖는,
    방법.
  17. 제 11 항에 있어서,
    중합체 매트릭스 내의 상기 복수의 고 굴절률 나노 입자는 약 250 nm 이하의 직경을 갖는,
    방법.
  18. 제 11 항에 있어서,
    상기 중합체 매트릭스는 폴리스티렌, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리락톤, 폴리락탐, 폴리시클릭 에테르, 폴리시클릭 아세탈, 폴리비닐 에테르, 폴리-N-비닐 카바졸, 폴리-1,6-헥산-디올 디아크릴레이트, 폴리시클릭 실록산 또는 이들의 조합물을 포함하는,
    방법.
  19. 제 11 항에 있어서,
    상기 중합체 매트릭스는 UV-경화성 단량체로 형성되는,
    방법.
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