RU2676394C2 - Двухчастичный графический дисплей с полным внутренним отражением - Google Patents

Двухчастичный графический дисплей с полным внутренним отражением Download PDF

Info

Publication number
RU2676394C2
RU2676394C2 RU2016144468A RU2016144468A RU2676394C2 RU 2676394 C2 RU2676394 C2 RU 2676394C2 RU 2016144468 A RU2016144468 A RU 2016144468A RU 2016144468 A RU2016144468 A RU 2016144468A RU 2676394 C2 RU2676394 C2 RU 2676394C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
display
internal reflection
charged particles
electrophoretic mobility
graphic display
Prior art date
Application number
RU2016144468A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2016144468A3 (ru
RU2016144468A (ru
Inventor
Шон ЛОУ
Энтони И. ПУЛЛЕН
Original Assignee
Клеаринк Дисплейз, Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Клеаринк Дисплейз, Инк. filed Critical Клеаринк Дисплейз, Инк.
Publication of RU2016144468A publication Critical patent/RU2016144468A/ru
Publication of RU2016144468A3 publication Critical patent/RU2016144468A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2676394C2 publication Critical patent/RU2676394C2/ru

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/165—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on translational movement of particles in a fluid under the influence of an applied field
    • G02F1/166—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on translational movement of particles in a fluid under the influence of an applied field characterised by the electro-optical or magneto-optical effect
    • G02F1/167—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on translational movement of particles in a fluid under the influence of an applied field characterised by the electro-optical or magneto-optical effect by electrophoresis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B3/00—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form
    • B32B3/26—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer
    • B32B3/30—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer characterised by a layer formed with recesses or projections, e.g. hollows, grooves, protuberances, ribs
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362—Active matrix addressed cells
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/04—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B15/08—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/20—Layered products comprising a layer of metal comprising aluminium or copper
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/004—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements based on a displacement or a deformation of a fluid
    • G02B26/005—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements based on a displacement or a deformation of a fluid based on electrowetting
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133616—Front illuminating devices
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/165—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on translational movement of particles in a fluid under the influence of an applied field
    • G02F1/1675—Constructional details
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/19—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on variable-reflection or variable-refraction elements not provided for in groups G02F1/015 - G02F1/169
    • G02F1/195—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on variable-reflection or variable-refraction elements not provided for in groups G02F1/015 - G02F1/169 by using frustrated reflection
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/20—Properties of the layers or laminate having particular electrical or magnetic properties, e.g. piezoelectric
    • B32B2307/204—Di-electric
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/40—Properties of the layers or laminate having particular optical properties
    • B32B2307/416—Reflective
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/40—Properties of the layers or laminate having particular optical properties
    • B32B2307/418—Refractive
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2457/00—Electrical equipment
    • B32B2457/20—Displays, e.g. liquid crystal displays, plasma displays
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/20—Filters
    • G02B5/26—Reflecting filters
    • G02B5/265—Reflecting filters involving total internal reflection
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0035—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/0102—Constructional details, not otherwise provided for in this subclass
    • G02F1/0107—Gaskets, spacers or sealing of cells; Filling and closing of cells
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/165—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on translational movement of particles in a fluid under the influence of an applied field
    • G02F1/1675—Constructional details
    • G02F2001/1678—Constructional details characterised by the composition or particle type
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2201/00—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
    • G02F2201/56—Substrates having a particular shape, e.g. non-rectangular
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2202/00—Materials and properties
    • G02F2202/42—Materials having a particular dielectric constant
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2203/00—Function characteristic
    • G02F2203/02—Function characteristic reflective
    • G02F2203/023—Function characteristic reflective total internal reflection
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2203/00—Function characteristic
    • G02F2203/02—Function characteristic reflective
    • G02F2203/026—Function characteristic reflective attenuated or frustrated internal reflection
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2203/00—Function characteristic
    • G02F2203/30—Gray scale
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2203/00—Function characteristic
    • G02F2203/34—Colour display without the use of colour mosaic filters
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2203/00—Function characteristic
    • G02F2203/48—Variable attenuator
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2203/00—Function characteristic
    • G02F2203/66—Normally white display, i.e. the off state being white
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2300/00—Aspects of the constitution of display devices
    • G09G2300/04—Structural and physical details of display devices
    • G09G2300/0421—Structural details of the set of electrodes
    • G09G2300/0426—Layout of electrodes and connections
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/2007—Display of intermediate tones
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/3433—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using light modulating elements actuated by an electric field and being other than liquid crystal devices and electrochromic devices
    • G09G3/344—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using light modulating elements actuated by an electric field and being other than liquid crystal devices and electrochromic devices based on particles moving in a fluid or in a gas, e.g. electrophoretic devices

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области дисплеев. Графический дисплей с полным внутренним отражением содержит передний и задний узлы, среду с низким показателем преломления в свободном промежутке, ряд обладающих электрофоретической подвижностью положительно и отрицательно заряженных частиц, диспергированных в среде с низким показателем преломления. Передний узел имеет переднюю пластину, передний электрод и диэлектрический слой, причем передний электрод расположен между передней пластиной и диэлектрическим слоем, а передняя пластина дополнительно содержит по меньшей мере один выпуклый выступ. Задний узел образует свободный промежуток с передним узлом, причем задний узел имеет объединительную плату и задний электрод, а задний электрод расположен напротив диэлектрического слоя. Дисплей обеспечивает сбалансированность по постоянному току и совместимость с обычными электронными устройствами возбуждения. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 10 ил.

Description

[1] Настоящая заявка притязает на приоритет по предварительной заявке на патент США №61/992095, поданной 12 мая 2014 года, содержание которой включено в настоящую заявку в полном объеме посредством ссылки.
Область техники, к которой относится изобретение
[2] Изобретение относится, в общем, к нарушению полного внутреннего отражения (TIR) в дисплеях высокой яркости с большим углом обзора. В частности, осуществление изобретения относится к сбалансированному по постоянному току дисплею с полностью внутренним отражением, содержащему противоположно заряженные частицы.
Предпосылки создания изобретения
[3] Обычно управление модуляцией света в традиционных дисплеях с полным внутренним отражением (TIR) осуществляется путем перемещения обладающих электрофоретической подвижностью частиц в область нераспространяющейся волны на поверхности передней пластины и их вывода из этой области. Передняя пластина может содержать ряд структур, таких как выпуклые выступы, способные осуществлять полное внутреннее отражение света. Передняя пластина обычно дополнительно содержит прозрачный электродный слой. Задняя пластина может содержать задний электродный слой. Между передней и задней пластинами расположена электрофоретическая среда, состоящая из обладающих электрофоретической подвижностью частиц, находящихся во взвешенном состоянии в текучей среде. Приложенное электрическое напряжение вызывает перемещение обладающих электрофоретической подвижностью частиц через электрофоретическую среду. Обычно частицы имеют, или положительный, или отрицательный заряд с одной оптической характеристикой.
[4] В то время как частицы за счет электрофоретического эффекта перемещаются к переднему или заднему электродам во время работы дисплея, дисплей может работать в несбалансированном режиме по постоянному току.
На противоэлектроде приложенные электрические напряжения противоположной полярности потенциально могут приводить к деградации компонентов дисплея, тем самым к сокращению срока службы дисплея и уменьшению использования пользователем.
Краткое описание графических материалов
[5] Эти и другие варианты осуществления изобретения рассмотрены ниже со ссылкой на следующие приведенные в качестве примера и не имеющие ограничительного характера иллюстрации, на которых аналогичные элементы одинаково пронумерованы и на которых:
[6] на фиг. 1А схематически показан отражательный дисплей, содержащий противоположно заряженные частицы, в темном состоянии;
[7] на фиг. 1В схематически показан отражательный дисплей, содержащий противоположно заряженные частицы, в светлом состоянии;
[8] на фиг. 1С схематически показан отражательный дисплей, содержащий противоположно заряженные частицы, в темном состоянии;
[9] на фиг. 2 графически представлена работа дисплея, изображенного на фиг. 1(А-С), в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения;
[10] на фиг. 3 схематически показан способ получения зависимых от напряжения смещения темного, серого и светлого состояний;
[11] на фиг. 4 схематически показан способ получения зависимых от напряжения смещения темного, серого и светлого состояний;
[12] на фиг. 5А схематически показан отражательный дисплей, имеющий заряженные частицы с различными оптическими характеристиками, в первом оптическом состоянии;
[13] на фиг. 5В схематически показан отражательный дисплей, имеющий заряженные частицы с различными оптическими характеристиками, в светлом состоянии;
[14] на фиг. 5С схематически показан отражательный дисплей, имеющий заряженные частицы с различными оптическими характеристиками, во втором оптическом состоянии; и
[15] на фиг. 6 представлен пример способа согласно варианту осуществления изобретения.
Подробное описание
[16] Во всем приведенном ниже описании изложены конкретные подробности для обеспечения более полного понимания специалистами в области техники, к которой относится изобретение. Однако, во избежание неоправданного затруднения понимания изобретения, общеизвестные элементы могут быть детально не показаны или не описаны. Соответственно этому, описание и графические материалы должны рассматриваться как носящие пояснительный, а не ограничительный характер.
[17] В некоторых вариантах осуществления согласно изобретению предлагается сбалансированный по постоянному току двухчастичный дисплей с TIR. Обладающие электрофоретической подвижностью частицы с противоположным зарядом с по существу одинаковой подвижностью и по существу одинаковыми оптическими характеристиками (то есть, цветом) применяются для нарушения TIR, чтобы установить светопоглощающее или темное состояние путем приложения ненулевого напряжения смещения.
[18] В некоторых вариантах осуществления термин «сбалансированный по постоянному току» может означать, что два или более противоэлектродов имеют по существу один и тот же заряд. Таким образом, если вызывается перемещение частиц к переднему электроду, для баланса заряда другая частица (или другие частицы) должна перемещаться к электроду с противоположным зарядом. В одночастичных дисплеях в любой момент времени и в зависимости от того, какое напряжение приложено к электродам, от одного электрода к другому перемещается только одна частица. В некоторых вариантах осуществления изобретения две (или более) частицы перемещаются в зависимости от того, какое напряжение смещения приложено к электродам.
[19] В некоторых вариантах осуществления оптическая характеристика частиц может быть определена как цвет частицы. Цвет может быть различимым невооруженным глазом при визуальном рассматривании изображения на дисплее. Термины «оптическая характеристика» и «цвет» могут употребляться взаимозаменяемо. Цвет или оптические характеристики частицы могут быть результатом поглощения света и отражательных свойств частиц. Возможно использование других оптических характеристик, не выходя за пределы основных идей изобретения.
[20] В некоторых вариантах осуществления сбалансированный по постоянному току дисплей может включать дисплей, в котором притяжение обладающих электрофоретической подвижностью частиц с первым зарядом к одному электроду может вызывать также притягивание обладающих электрофоретической подвижностью противоположно заряженных частиц к противоэлектроду. Приложения ненулевого напряжения смещения могут вызывать перемещение одной или нескольких противоположно заряженных частиц к противоэлектродам. В некоторых вариантах осуществления несбалансированность по постоянному току не может вызывать изменение оптического состояния, если противоположно заряженные частицы являются частицами по существу с одинаковой оптической характеристикой или одинаковым цветом.
[21] В примере осуществления при приложении между электродами напряжения 0 В частицы обоих видов выводятся из области нераспространяющейся волны передней поверхности дисплея. Этим предотвращается нарушение полного внутреннего отражения (TIR) и обеспечивается получение светлого или белого состояния дисплея. Светлое состояние может также называться состоянием свечения дисплея. Континуум серых состояний может обеспечиваться за счет приложения континуума напряжений. Континуум напряжений может быть выполнен так, чтобы он находился между светлым и темным состояниями. Кроме того, описываемая здесь сбалансированная по постоянному току система может быть непосредственно совместима с существующими электронными устройствами возбуждения, применяемыми в дисплейных системах на основе жидкокристаллических (или других аналогичных) дисплеев. Благодаря этому можно избежать больших капиталовложений в разработку подходящих электронных устройств возбуждения, требуемых для одночастичных дисплеев с TIR. Кроме того, в данном документе описаны также варианты конструктивного исполнения цветного дисплея, в которых использованы основные идеи изобретения.
[22] Следует отметить, что, хотя иллюстративные варианты осуществления рассмотрены применительно к дисплею, имеющему два типа заряженных частиц (отрицательно заряженные и положительно заряженные частицы), основные идеи изобретения не ограничиваются этим. Могут быть выполнены дополнительные варианты осуществления, которые создают по существу сбалансированный заряд внутри дисплея, содержащие заряженные частицы более чем двух типов (например, частицы, имеющие большие или меньшие электрические заряды, которые в массе обеспечивают баланс суммарного заряда).
[23] На фиг. 1А-1С изображена часть отражательного дисплея, содержащая противоположно заряженные частицы в различных рабочих состояниях. В частности, в вариантах осуществления по фиг. 1А-1С схематически показано сбалансированное по постоянному току дисплейное устройство на основе TIR, содержащее ряд положительно заряженных частиц и ряд отрицательно заряженных частиц. Для удобства упоминания заряженные частицы маркированы как отрицательные и положительные частицы. Частицы могут иметь по существу одинаковую или аналогичную оптическую характеристику (например, цвет). В одном варианте осуществления изобретения величина электрофоретической подвижности, коэффициента диффузии, диаметра и поперечного сечения поглощения света и для положительных и для отрицательных частиц будет, по существу, аналогичной. Такие варианты осуществления позволяют получить по существу аналогичную характеристику изображения для обеих полярностей, обеспечивая вследствие этого то, что количество поглощаемого света будет изменяться аналогично, при условии, что величина приложенного напряжения для обеих полярностей одна и та же.
[24] Как видно из фиг. 1А-1С, дисплей 100 включает в себя верхний узел 102 и нижний узел 104, отделенные друг от друга свободным промежутком. Верхний узел включает в себя переднюю пластину 106, содержащую по меньшей мере одну поверхностную структуру, такую как выпуклый или полусферический выступ 108. Полусферические выступы 108 образуют фасонную поверхность, способную осуществлять полное внутреннее отражение световых лучей. Выпуклая часть может образовывать собой структуру, выполненную так, чтобы ряд отрицательно или положительно заряженных частиц был сосредоточен в одной или нескольких областях дисплея. В другом варианте осуществления выпуклая часть, кроме того, может образовывать собой структуру, выполненную так, чтобы по существу равномерно распределять ряд отрицательно или положительно заряженных частиц по поверхности передней пластины.
[25] Верхний узел, кроме того, содержит передний прозрачный электродный слой 110, который может быть расположен на поверхности полусферической периодической структуры 108. Прозрачный электродный слой 110 может содержать оксид индия и олова (ITO), или тонкий слой металлических нанопроволок (таких, как серебряные), или электропроводный полимер, или их комбинацию.
[26] Верхний узел 102, кроме того, может содержать диэлектрический слой 112, расположенный сверху переднего электродного слоя 110. Диэлектрический слой 112 может содержать органический материал, такой как полимер, неорганический материал или их комбинацию. В диэлектрическом слое может применяться семейство полимеров на основе парилена. В одном варианте осуществления диэлектрический слой является приблизительно конформным и не содержащим микроотверстий.
[27] В варианте осуществления по фиг. 1А-1С нижний узел 104 в дисплее 100 содержит объединительную плату 114 с верхним электродным слоем 116, который выполняет функцию заднего электрода. Электродный слой 116 может содержать массив тонкопленочных транзисторов (TFT), массив элементов прямого возбуждения или структурированный массив электродов. Электродный слой 116 может быть изготовлен из металла, такого как медь, алюминий, золото или серебро.
Электродный слой 116 может быть изготовлен из электропроводных частиц, таких как нанопроволоки или наночастицы, в полимерной матрице. Хотя это не показано, диэлектрический слой, факультативно, может быть нанесен на задний электрод для защиты заднего электродного слоя и по существу исключения возможности прилипания частиц.
[28] В свободном промежутке, образованном между диэлектрическим слоем 112 и задним электродным слоем 116, размещается жидкая среда 118 с низким показателем преломления. В жидкой среде 118 может содержаться ряд поглощающих рассеянный свет отрицательно заряженных частиц 120 и поглощающих рассеянный свет положительно заряженных частиц 122. Жидкая среда с низким показателем преломления может содержать фторированную жидкость, такую как Fluorinert™ FC-770, FC-43, FC-75, Novec™ 649 или 7500.
[29] Частицы 120 и 122 способны электрофоретически перемещаться при приложении электрического поля к среде 118 с помощью внешнего источника напряжения (не показан). Частицы 120, 122 могут быть изготовлены из органического материала или неорганического материала или комбинации органического и неорганического материалов. В иллюстративном варианте осуществления противоположно заряженные частицы могут иметь по существу одинаковые оптические характеристики и свойства.
[30] При приложении положительного напряжения смещения {например, +10 В) в течение достаточно продолжительного периода времени (например, 5-10 мс), например, как показано на фиг.1А на переднем электродном слое 110, отрицательно заряженные частицы 120 притянуты к переднему электроду 110. TIR нарушается, что ведет к уменьшению относительного коэффициента отражения, пока обладающие электрофоретической подвижностью положительно заряженные частицы 122 перемещаются по направлению к заднему электродному слою 116 и притягиваются к нему. Падающие световые лучи, такие как типичный световой луч 124, поглощаются отрицательно заряженными частицами, находящимися на переднем диэлектрическом слое 112, создавая тем самым темное состояние дисплея. Кроме того, дисплей 100 может работать в режиме с балансом по постоянному току. Суммарные интервалы времени возбуждения под действием положительного и отрицательного напряжений поглощающих свет отрицательно и положительно заряженных частиц, соответственно, в дисплейном устройстве во время задания последовательности изображений являются по существу одинаковыми.
[31] В обычных электрофоретических дисплеях последовательность изображений может управлять последовательностью возбуждения. Некоторые последовательности изображений могут не допускать сбалансированные интервалы времени возбуждения положительных и отрицательных зарядов. В результате этого внутри дисплейного устройства поляризация может увеличиваться, что может препятствовать обеспечению качества последующего изображения. Раскрытые варианты осуществления устраняют этот и другие недостатки за счет обеспечения возможности изолирования последовательности изображений от последовательности возбуждения, так что сбалансированная по постоянному току последовательность возбуждения может быть использована для любой последовательности изображений.
[32] На фиг. 1В показан случай приложения напряжения 0 В (не показано), в результате чего имеет место светлое или белое состояние дисплея (называемое также светлым состоянием). При напряжении 0 В обладающие электрофоретической подвижностью отрицательно заряженные частицы 120 удалены из области нераспространяющейся волны вблизи переднего электрода 110, что обеспечивает возможность возникновения полного внутреннего отражения световых лучей на поверхности ряда полусферических выступов 108, приводящего к установлению светлого состояния дисплея. На фиг. 1B TIR показано тем, что падающий световой луч 126, испытывающий полное внутренне отражение в виде светового луча 128, является полу отражаемым в обратном направлении назад по направлению к источнику света. Кроме того, на фиг. 1В показано, что положительно заряженные частицы 122 удалились от заднего электрода 116.
[33] В еще одном варианте осуществления светлое или белое состояние дисплея может быть создано и поддерживаться за счет так называемой пульсации напряжения. Во-первых, из-за приложения подходящего напряжения, обладающие электрофоретической подвижностью частицы 120 должны будут выйти из области нераспространяющейся волны.
Например, предположим, что дисплей 100 находится в состоянии, показанном на фиг. 1А; это означает, что заряженные частицы совмещены с электродами 110 и 116. Далее предположим, что, при приложении напряжения смещения величиной +10 В к заднему электродному слою 116 и напряжения смещения величиной -10 В к переднему электродному слою 110, положительно заряженным частицам 122 требуется приблизительно 20 мс, чтобы переместиться от заднего электрода 116 до переднего электрода 110. Предположим также, что перемещение отрицательно заряженных частиц 120 от переднего электродного слоя 110 до заднего электродного слоя 116 занимает приблизительно 20 мс. Первое приложение напряжения величиной приблизительно +10 В к заднему электроду и -10 В к переднему электроду в течение периода времени продолжительностью приблизительно 10 мс будет вызывать выход отрицательно заряженных частиц 120 из области нераспространяющейся волны и приблизительно в среднее местоположение между передним и задним электродами. Это приводит к установлению белого или светлого состояния в результате TIR падающих световых лучей. Во-вторых, стабильное светлое состояние дисплея 100 может поддерживаться последующей пульсацией напряжения переменных напряжений противоположной полярности в течение интервалов времени малой длительности.
[34] Например, в иллюстративном процессе пульсации напряжения в течение 5 мс может прикладываться напряжение +5 В, затем в течение 5 мс напряжение -5 В. Процесс пульсации может длиться в течение конкретного интервала времени. Длительности импульсов могут изменяться на разных отрезках времени в зависимости прикладываемого напряжения и желаемого результата.
[35] В другом иллюстративном варианте осуществления возможно применение длительности импульса, составляющей по меньшей мере одну наносекунду. Для экономии энергии между каждыми двумя смежными импульсами может применяться пауза с изменяющейся длительностью. К тому же, возможно применение неограниченного ряда импульсных напряжений с различными полярностью, величиной напряжения, длительностями импульсов напряжения и паузами в зависимости от дисплея, вязкости среды 118, величины свободного промежутка между передним и задним электродами, величины и концентрации заряда на частицах, подвижности частиц и требуемого применения.
[36] На фиг. 1С показано последующее темное состояние устройства по фиг. 1А. Когда прикладывается отрицательное напряжение смещения, такое как -10 В, к переднему электроду, как показано на фиг. 1С, положительно заряженные частицы 122 перемещаются по направлению к переднему электроду 110 и притягиваются к нему. В этом состоянии частицы 122 собираются вблизи полусферической поверхности, так что частицы входят в область нераспространяющейся волны и нарушают TIR. Это приводит к установлению светопоглощающего темного состояния графического дисплея. Светопоглощающее темное состояние показано на фиг. 1С тем, что падающий световой луч 130 поглощается поглощающими свет положительно заряженными частицами 122. Как показано схематически на фиг. 1С, отрицательно заряженные частицы 120 притянуты к заднему электроду 116. При приложении к среде 118 ненулевого напряжения (например, +10 В или -10 В) достаточной длительности, как показано на фиг. 1А и 1С, частицы притягиваются к переднему и заднему электродным слоям. Притяжение частиц дает в результате не только нарушение TIR, которое ведет к созданию темного состояния графического дисплея, но также и к получению сбалансированного по постоянному току дисплея.
[37] На фиг. 2 графически показана характеристика зависимости от времени относительного коэффициента отражения дисплея по фиг. 1 (А-С). В частности, на фиг. 2 показана зависимость от напряжения смещения полного внутреннего отражения и поглощения света двухчастичного дисплея на основе TIR, имеющего и положительно и отрицательно заряженные частицы. На фиг. 2 по оси x отложено время, в течение которого проводилось измерение, и по оси y - измеренный полученный в результате относительный коэффициент отражения. Измерение коэффициента отражения может проводиться в темном помещении с освещением образца кольцевым светильником под углом от приблизительно 5 градусов до приблизительно 30 градусов относительно нормали к поверхности образца таким образом, чтобы зеркально отраженный луч был маскирован. В качестве базы для светлоты может также использоваться стандарт на коэффициент отражения, такой как Spectralon SRS-99-020, AS-01161-060 фирмы Labsphere. Для измерения коэффициента отражения может применяться яркомер, такой как Topcon ВМ-9.
[38] При приложении напряжения +10 В к переднему электроду ПО и к жидкой среде 118, относительный коэффициент отражения уменьшается (сплошная линия на фиг. 2 под заголовком +10 V). Это обусловлено притяжением отрицательно заряженных частиц 120 к переднему электроду и диэлектрическим слоям, прилегающим к поверхности ряда полусферических выступов. Здесь TIR нарушается, когда отрицательно заряженные частицы 120 входят в область нераспространяющейся волны дисплея 100 (см. фиг. 1А). Когда прикладывается напряжение смещения, равное 0 В или являющееся отрицательным, с заданной длительностью импульса с последующей пульсацией напряжения, отрицательно заряженные частицы 120 по фиг. 1А выходят из и удаляются от области нераспространяющейся волны, где TIR падающих световых лучей ведет к созданию состояния свечения. Относительный коэффициент отражения увеличивается (сплошная линия под заголовком 0 V) так, как показано на фиг. 2. Приложение к переднему электроду отрицательного напряжения смещения, такого как -10 В, вызывает перемещение положительно заряженных частиц 122 по направлению к переднему электроду 110 и примыкающим полусферам, где нарушено TIR, что вызывает уменьшение относительного коэффициента отражения (пунктирные линии на фиг. 2 под заголовком -10 V). Это приводит к установлению темного состояния дисплея 100 (см. фиг. 1). Когда напряжение смещения, прикладываемое к переднему электроду, равно 0 В или является положительным, положительно заряженные частицы 122 удаляются из области нераспространяющейся волны, при этом TIR падающих световых лучей ведет к созданию светлого состояния, так как относительный коэффициент отражения увеличивается, как показано на фиг. 2 пунктирными линиями под заголовком 0 V. Стабильность светлого состояния может поддерживаться импульсами напряжения, как указано в данном описании изобретения выше.
[39] На фиг. 3 схематически показан способ создания зависящих от напряжения смещения темного, серого и светлого состояний в дисплее 200. Графический дисплей 200 на фиг. 3 содержит противопложно заряженные частицы, воспроизводящие черное, белое и серое состояния, как показано применительно к дисплею 100 по фиг. 1. Дисплей 200 включает в себя верхний узел 202 и нижний узел 204, отделенные друг от друга свободным промежутком. Область свободного промежутка (не показана) может образовывать собой область нераспространяющейся волны. В одном варианте осуществления областью нераспространяющейся волны является область в свободном промежутке вблизи полусферической поверхности.
[40] Верхний узел 202 включает в себя переднюю пластину 206, имеющую по меньшей мере одну поверхностную структуру, такую как выпуклый или полусферический выступ 208, способный осуществлять полное внутреннее отражение световых лучей, передний прозрачный электродный слой 210, расположенный на поверхности полусферических выступов, и диэлектрический слой 212, расположенный сверху переднего электродного слоя 210. Хотя это и не показано, диэлектрический слой, факультативно, может быть нанесен на задний электрод. На фиг. 3А-3С показано, что нижний узел 204 в дисплее 200, кроме того, содержит объединительную плату 214 с верхним электродным слоем 216, который выполняет функцию заднего электрода. Электродный слой 216 может содержать массив тонкопленочных транзисторов (TFT), массив элементов прямого возбуждения или структурированный массив электродов. В свободном промежутке 218, заключенном между верхним узлом 202 и нижним узлом 204, может находиться жидкая среда 218. В одном варианте осуществления жидкая среда 218 имеет низкий показатель преломления. Среда 218 может содержать ряд поглощающих рассеянный свет отрицательно заряженных частиц 220 и ряд поглощающих рассеянный свет положительно заряженных частиц 222. Дисплей 200, кроме того, может содержать источник напряжения (не показан).
[41] Описанный двухчастичный отражательный дисплей 200 на основе TIR обеспечивает возможность получения сбалансированных по постоянному току уровней серого состояния. В варианте осуществления по фиг. 3 напряжение смещения (-10 В), приложенное к переднему электродному слою 210, вызывает притягивание положительно заряженных частиц 222 к переднему электроду 210 и диэлектрическому слою 212, прилегающему к фасонной поверхности ряда полусферических выступов 208. Значительное количество частиц 222 способно нарушать TIR и создавать темное или поглощающее свет состояние графического дисплея 200. Это показано тем, что заряженными частицами 222 поглощается типичный световой луч 232. Отрицательно заряженные частицы 220 собираются на заднем электроде 216, к которому для обеспечения баланса по постоянному току приложено напряжение смещения +10 В. Следует отметить, что -10 В указано только в иллюстративных целях и это может быть любое другое напряжение, при этом требуемая величина напряжения зависит от плотности заряда на поверхности частиц и подвижности частиц.
[42] Когда приложенное напряжение уменьшается, например, от -10 В до -5 В, часть положительно заряженных частиц 222 выходит из области нераспространяющейся волны. Вследствие этого происходит поглощение части световых лучей. Это состояние схематически показано тем, что частицами 222 поглощен типичный световой луч 234. Кроме того, происходит полное внутреннее отражение части световых лучей, которое представлено тем, что падающий световой луч 236 испытывает полное внутреннее отражение и выходит в виде отраженного светового луча 238. Таким образом, в дисплее 200 создается отражательное изображение, содержащее серые состояния, когда часть световых лучей поглощается и часть отражается при промежуточном приложенном напряжении.
[43] Когда приложенное напряжение приближается к 0 В, происходит полное внутреннее отражение большего количества световых лучей, поскольку увеличивается количество частиц, выходящих из области нераспространяющейся волны. При достижении напряжения 0 В из области нераспространяющейся волны могут выходить почти все положительно заряженные частицы 222, в результате чего имеет место светлое или белое состояние дисплея. Это показано тем, что происходит полное внутреннее отражение падающего светового луча 240, и он выходит в виде полуотраженного в обратном направлении светового луча 242. В одном варианте осуществления континуум уровней серого состояния может быть получен за счет приложения ненулевого напряжения смещения, такого как от -10 В до 0 В, как в показано в дисплее 200 на фиг. 3. Для поддержания светлого состояния, как указано в данном описании изобретения, может также применяться пульсация напряжения.
[44] На фиг. 4 схематически показан способ создания в дисплее 300 зависимых от напряжения смещения темного, серого и светлого состояний. На фиг. 4, кроме того, показан континуум возможных серых состояний, который зависит от континуума приложенного напряжения смещения в сбалансированной по постоянному току системе. Дисплей 300 на фиг. 4 содержит противоположно заряженные частицы, воспроизводящие черное, белое и серое состояния, и аналогичен дисплею 100. Дисплей 300 содержит верхний узел 302 и нижний узел 304, отделенные друг от друга свободным промежутком. Верхний узел включает в себя переднюю пластину 306, содержащую по меньшей мере одну поверхностную структуру, такую как выпуклый или полусферический выступ 308, способный осуществлять полное внутреннее отражение световых лучей, передний прозрачный электродный слой 310, расположенный на поверхности полусферических выступов, и диэлектрический слой 312, который расположен сверху переднего электродного слоя 310. Дисплей 300 содержит также нижний узел 304, к тому же содержащий объединительную плату 314 с верхним электродным слоем 316, который выполняет функцию заднего электрода. Электродный слой 316 может содержать массив тонкопленочных транзисторов (TFT), массив элементов прямого возбуждения или структурированный массив электродов. Хотя это и не показано, диэлектрический слой, факультативно, может быть нанесен на задний электрод. В свободном промежутке 318, заключенном между верхним узлом 302 и нижним узлом 304, может находиться жидкая среда 318. В одном варианте осуществления среда 318 может иметь низкий показатель преломления. Среда 318 содержит ряд поглощающих рассеянный свет отрицательно зараженных частиц 320 и ряд поглощающих рассеянный свет положительно заряженных частиц 322. Дисплей 300, кроме того, может содержать источник напряжения (не показан).
[45] Описанный двухчастичный отражательный дисплей 300 на основе TIR обеспечивает возможность получения сбалансированных по постоянному току уровней серого состояния. В этом сценарии к переднему электроду может прикладываться напряжение +10 В, в результате чего по существу все отрицательно заряженные частицы 320 могут собираться вблизи поверхности диэлектрического слоя 312, прилегающего к переднему электроду 310 и ряду полусфер 308. Поглощаются по существу все падающие световые лучи, в результате чего устанавливается темное состояние дисплея. Это показано тем, что типичный падающий световой луч 340 поглощается отрицательными заряженными частицами 320. Положительно заряженные частицы 322 собираются на заднем электроде, где для баланса по постоянному току прикладывается напряжение -10 В. Когда приложенное напряжение уменьшается, например, до +5 В, из области непраспространяющейся волны выходит большее количество или континуум отрицательно заряженных частиц 320. В результате этого часть падающих световых лучей, таких как типичный световой луч 342, поглощается поглощающими свет частицами 320, остающимися на поверхности, тогда как часть световых лучей, таких как типичный падающий световой луч 344, который выходит в виде полуотраженного в обратном направлении светового луча 346, испытывает полное внутреннее отражение. Эта комбинация поглощенных и испытавших полное внутреннее отражение световых лучей дает в результате серое состояние с балансом по постоянному току. По мере дальнейшего снижения приложенного напряжения до 0 В, из области нераспространяющейся волны выходят и от нее удаляются все частицы. Перемещение частиц приводит к тому, что по существу все падающие световые лучи испытывают полное внутреннее отражение, в результате чего устанавливается светлое состояние. Это показано тем, что типичный падающий световой луч 348 выходит в виде полуотраженного в обратном направлении светового луча 350. Светлое состояние может поддерживаться пульсацией напряжения, как указано в данном описании изобретения.
[46] Варианты осуществления по фиг. 1, 3 и 4 позволили получить двухчастичный сбалансированный по постоянному току отражательный дисплей на основе TIR, в котором частицы с разным зарядом, но одинаковыми оптическими характеристиками (например, черным цветом) притягивались к противоположно заряженным электродам. Дисплеи по фиг. 3 и 4 являются иллюстративными вариантами осуществления, способными демонстрировать черное, белое и континуум возможных серых состояний. Варианты осуществления по фиг. 1, 3 и 4 могут быть также совместимыми с традиционными электронными устройствами возбуждения жидкокристаллического дисплея (LCD).
[47] В другом варианте осуществления любой из двухчастичных дисплеев 100, 200 и 300 с полным внутренним отражением, показанных на фиг. 1, 3 или 4, кроме того, может содержать массив цветных светофильтров. Массив цветных светофильтров может содержать красные, синие, зеленые или голубые, пурпурные, желтые субпиксели.
[48] В другом варианте осуществления любой из двухчастичных дисплеев 100, 200 и 300 с полным внутренним отражением показанных на фиг. 1, 3 или 4, кроме того, может содержать массив тонкопленочных транзисторов или структурированный массив электродов или их комбинацию.
[49] В другом варианте осуществления любой из двухчастичных дисплеев 100, 200 и 300 с полным внутренним отражением, показанных на фиг. 1, 3 или 4, кроме того, может содержать передний светильник направленного света. Передний светильник направленного света, кроме того, может содержать источник света, световод, массив элементов вывода света или их комбинацию. Источник света может представлять собой светодиод (LED), люминесцентную лампу с холодным катодом (CCFL) или лампу накаливания для поверхностного монтажа (SMT).
[50] В другом варианте осуществления любой из двухчастичных дисплеев 100, 200 и 300 с полным внутренним отражением, показанных на фиг. 1, 3 или 4, кроме того, может содержать по меньшей мере одну распорную структуру для регулирования величины свободного промежутка между верхним и нижним узлами. Распорные структуры могут быть выполнены, кроме прочего, в виде сфер, бусин, кубов, цилиндров или призм. Распорные структуры могут состоять, кроме прочего, из полимера, стекла, металла или других органических или неорганических материалов.
[51] В другом варианте осуществления любой из двухчастичных дисплеев 100, 200 и 300 с полным внутренним отражением, показанных на фиг. 1, 3 или 4, кроме того, может содержать поперечные стенки. Поперечные стенки могут применяться для образования внутри дисплея карманов или отсеков, ограничивающих частицы и среду, чтобы исключить возможность миграции или оседания частиц. Карманы или отсеки могут быть представлены в форме окружностей, овалов, квадратов, прямоугольников, ромбов в регулярных и нерегулярных массивах. Поперечные стенки могут состоять из стекла, полимера или другого материала на органической или неорганической основе.
[52] В другом варианте осуществления любой из двухчастичных дисплеев 100, 200 и 300 с полным внутренним отражением, показанных на фиг. 1, 3 или 4, кроме того, может содержать по меньшей мере одно кромочное уплотнение. Кромочное уплотнение может применяться вдоль по меньшей мере одной кромки дисплея. Герметик, применяемый для выполнения кромочного уплотнения, может представлять собой термически или фотохимически отверждаемый материал. Кромочное уплотнение может содержать материал на основе эпоксидной смолы, силикона или другого полимера.
[53] В других вариантах осуществления любой из двухчастичных дисплеев 100, 200 и 300 с полным внутренним отражением, показанных на фиг. 1, 3 или 4, кроме того, может содержать массив тонко пленочных транзисторов или структурированный массив или массив элементов прямого возбуждения, передний светильник направленного света, массив цветных светофильтров, по меньшей мере одну распорную структуру или поперечные стенки, по меньшей мере одно кромочное уплотнение или их комбинацию.
[54] Раскрытые варианты осуществления не ограничиваются темным, светлым и серым состояниями. В другом варианте осуществления двухчастичное отражательное изображение может быть модифицировано с получением в результате цветного дисплея без необходимости в наличии массива цветных светофильтров. Например, отрицательно заряженные частицы могут иметь первую оптическую характеристику (то есть, цвет), такой как красный цвет. Положительно заряженные частицы могут иметь вторую оптическую характеристику, такую как черный цвет. Третье белое оптическое состояние может быть получено в результате полного внутреннего отражения падающих световых лучей на поверхности ряда выпуклых или полусферических выступов.
[55] Приложение положительного напряжения смещения к переднему электроду может вызывать притягивание отрицательно заряженных частиц красного цвета к передней поверхности, в результате чего нарушается TIR и устанавливается состояние с красным изображением. Приложение отрицательного напряжения смещения к переднему электроду может вызывать притягивание положительно заряженных частиц черного цвета к передней поверхности, в результате чего нарушается TIR и устанавливается состояние с черным изображением. Приложение напряжения 0 В может вынуждать частицы выходить из области нераспространяющейся волны и позволяет падающим световым лучам испытывать полное внутреннее отражение, в результате чего устанавливается состояние со светлым или белым изображением. Возможно применение целого ряда частиц разного цвета, не ограничивающееся вышеупомянутыми частицами красного и черного цвета.
[56] На фиг. 5А-5С схематически показан дисплей, имеющий заряженные частицы с разными оптическими характеристиками, в различных рабочих состояниях. В частности, на фиг. 5А-5С изображена часть дисплея 400 на основе TIR в режиме с балансом по постоянному току в различных рабочих состояниях. Конструкция графического дисплея 400 по существу аналогична конструкции дисплея 100 по фиг. 1А-1С, но отличается тем, что содержит как первый ряд положительно заряженных частиц с первой оптической характеристикой, так и второй ряд отрицательно заряженных частиц со второй оптической характеристикой. В одном варианте осуществления величина электрофоретической подвижности и коэффициента диффузии может быть по существу аналогичной и для положительных и для отрицательных частиц с разными оптическими характеристиками. Это приводит к тому, что характеристика изображения для обеих полярностей аналогична, чтобы гарантировать, что частицы будут вести себя аналогичным образом в зависимости от величины приложенного напряжения.
[57] Дисплей 400 включает в себя верхний узел 402 и нижний узел 404, отделенные друг от друга свободным промежутком или полостью. Верхний узел включает в себя переднюю пластину 406, содержащую, кроме того, по меньшей мере одну поверхностную структуру, такую как выпуклый или полусферический выступ 408, способный осуществлять полное внутренне отражение световых лучей, передний прозрачный электродный слой 410, расположенный на поверхности полусферических выступов, и диэлектрический слой 412, расположенный сверху переднего электродного слоя 410. На фиг. 5А-5С показан нижний узел 404, имеющий объединительную плату 414 с верхним электродным слоем 416, который выполняет функцию заднего электрода. Электродный слой 416 может содержать массив тонкопленочных транзисторов (TFT), массив элементов прямого возбуждения или структурированный массив электродов. Хотя это и не показано, диэлектрический слой, факультативно, может быть нанесен на задний электрод. В свободном промежутке 418, заключенном между верхним узлом 402 и нижним узлом 404, может находиться жидкая среда 418 с низким показателем преломления. Среда 418 содержит ряд поглощающих рассеянный свет отрицательно заряженных частиц 420 с первой оптической характеристикой и ряд поглощающих рассеянный свет положительно заряженных частиц 422 со второй оптической характеристикой. Частицы 420, 422 с разными оптическими характеристиками могут быть изготовлены из органического материала или неорганического материала или комбинации органического и неорганического материалов. При приложении электрического поля к среде 418 с помощью внешнего источника напряжения (не показан) может происходить электрофоретическое перемещение частиц 420, 422.
Раскрытые принципы, хотя они показаны для частиц с двумя оптическими характеристиками, могут быть применены для частиц с более чем двумя (несколькими) оптическими характеристиками и раскрытые варианты осуществления не ограничиваются частицами, имеющими лишь две оптические характеристики.
[58] При приложении положительного напряжения смещения, такого как +10 В, например, как показано на фиг. 5А на переднем электродном слое 410, отрицательно заряженные частицы 420 с первой оптической характеристикой, такой как красный цвет, притягиваются к переднему электроду 410 и диэлектрическому слою 412. В этом местоположении вблизи ряда полусфер 408 TIR нарушено, что приводит к уменьшению относительного коэффициента отражения. Обладающие электрофоретической подвижностью положительно заряженные частицы 422 со второй оптической характеристикой, такой как черный цвет, перемещаются по направлению к заднему электродному слою 416, который имеет напряжение смещения - 10 В, и притягиваются к нему. В результате этого TIR нарушено и падающие световые лучи, такие как типичный световой луч 424, поглощаются отрицательно заряженными частицами, расположенными на переднем диэлектрическом слое 412. Вследствие этого устанавливается первое оптическое состояние дисплея с тем же цветом (таким как, например, красный цвет), что и оптическая характеристика отрицательно заряженных частиц 420.
[59] На фиг. 5В показано приложение напряжения 0 В, имеющее результатом установление светлого или белого оптического состояния дисплея. При нулевом приложенном напряжении обладающие электрофоретической подвижностью отрицательно заряженные частицы 420 по существу выведены из области нераспространяющейся волны вблизи поверхности ряда полусферических выступов 408. Этим обеспечивается возможность возникновения полного внутреннего отражения световых лучей, которое приводит к установлению белого или светлого состояния дисплея. Это показано тем, что падающий световой луч 426, испытывающий полное внутреннее отражение в виде светового луча 428, является полуотражаемым в обратном направлении назад по направлению к источнику света. Кроме того, положительно заряженные частицы 422 будут оттягиваться в сторону удаления от заднего электродного слоя 416. Белое или светлое состояние может поддерживаться путем вывода частиц из области нераспространяющейся волны при подходящих напряжении и интервале времени с последующей пульсацией напряжения, как указано в описании изобретения выше.
[60] При приложении к переднему электродному слою отрицательного напряжения смещения, такого как -10 В, как показано на фиг. 5С, обладающие электрофоретической подвижностью положительно заряженные частицы 422 со второй оптической характеристикой, такой как черный цвет, отличной от первой оптической характеристики отрицательно заряженных частиц 420, перемещаются по направлению к переднему электроду 410 и диэлектрическому слою 412 и притягиваются к ним. В этом местоположении положительно заряженные частицы 422 примыкают к поверхности ряда полусфер 408, в результате чего частицы поступают в область нераспространяющейся волны. В результате этого TIR нарушено и падающие световые лучи, такие как типичный световой луч 430, поглощаются положительно заряженными частицами 422 со второй оптической характеристикой, находящимися на переднем диэлектрическом слое 412. Вследствие этого устанавливается второе оптическое состояние дисплея, которое выглядит черным для смотрящего на дисплей пользователя. Кроме того, отрицательно заряженные частицы 420 притягиваются к заднему электродному слою 416. При приложении к среде 418 ненулевого напряжения смещения (например, +10 В или -10 В), как показано на фиг. 5А и 5С, и те и другие частицы притягиваются к переднему и заднему электродным слоям. Это не только имеет результатом нарушение TIR и ведет к получению цветного отражательного дисплея по меньшей мере с тремя разными цветами, но может также приводить к получению дисплея, сбалансированного по постоянному току. Этот дисплей 400, который способен демонстрировать несколько цветов, к тому же, может быть совместимым с существующими электронными устройствами возбуждения жидкокристаллического дисплея (LCD).
[61] Дисплей 400 по фиг. 5А-5С может демонстрировать также целый ряд оптических состояний с балансом по постоянному току (то есть, цветов), возникающих вследствие комбинирования разных оптических состояний положительно и отрицательно заряженных частиц. Это может быть выполнено за счет приложения континуума напряжений смещения.
[62] В других вариантах осуществления двухчастичный дисплей 400 с полным внутренним отражением, показанный на фиг. 5, кроме того, может содержать массив тонкопленочных транзисторов (TFT), или массив элементов прямого возбуждения, или структурированный массив электродов.
[63] В другом варианте осуществления двухчастичный дисплей 400 с полным внутренним отражением, показанный на фиг. 5, кроме того, может содержать передний светильник направленного света.
[64] В другом варианте осуществления двухчастичный дисплей 400 с полным внутренним отражением, показанный на фиг. 5, кроме того, может содержать по меньшей мере одну распорную структуру.
[65] В другом варианте осуществления двухчастичный дисплей 400 с полным внутренним отражением, показанный на фиг. 5, кроме того, может содержать поперечные стенки.
[66] В другом варианте осуществления двухчастичный дисплей 400 с полным внутренним отражением, показанный на фиг. 5, кроме того, может содержать по меньшей мере одно кромочное уплотнение.
[67] В других вариантах осуществления дисплей 400, кроме того, может содержать любую комбинацию массива тонкопленочных транзисторов, массива элементов прямого возбуждения, структурированного массива, переднего светильника направленного света, по меньшей мере одной распорной структуры или поперечных стенок, по меньшей мере одного кромочного уплотнения или их комбинацию.
[68]. При вариантах конструктивного исполнения дисплея согласно описанию изобретения они могут применяться, без ограничительно, в таких устройствах, как устройства для чтения электронных книг, портативные компьютеры, планшетные компьютеры, носимые электронные устройства, сотовые телефоны, смарткарты, знаки, часы, ценники, флэш-накопители и рекламные щиты для установки вне помещения или знаки для установки вне помещения.
[69] На фиг. 6 представлен пример способа согласно варианту осуществления изобретения. Вариант осуществления по фиг. 6 может быть реализован в таком дисплее, как дисплеи, описанные в привязке к фиг. 1, 3-5. Способ по фиг. 6 начинается на этапе 600 приложением первого ненулевого напряжения, вызывающим притягивание ряда первых обладающих электрофоретической подвижностью заряженных частиц с первым зарядом и первой оптической характеристикой к поверхности передней пластины дисплея, в результате чего устанавливают темное состояние.
[70] На этапе 610 прикладывают по существу нулевое напряжение или пульсацию напряжения, тем самым вызывают перемещение первого ряда обладающих электрофоретической подвижностью частиц с первым зарядом и первой оптической характеристикой и ряда вторых обладающих электрофоретической подвижностью частиц со вторым зарядом и первой оптической характеристикой в сторону удаления от поверхности передней пластины дисплея, в результате чего устанавливают светлое состояние. Первые частицы могут отличаться от вторых частиц или первые и вторые частицы могут представлять собой по существу одинаковые частицы. В альтернативном варианте осуществления этап 610 может включать приложение по существу нулевого напряжения или пульсации напряжения, тем самым перемещение первого ряда обладающих электрофоретической подвижностью заряженных частиц с первым зарядом и первой оптической характеристикой и ряда вторых обладающих электрофоретической подвижностью заряженных частиц с противоположным зарядом и второй оптической характеристикой в сторону удаления от поверхности передней пластины дисплея, в результате чего устанавливают светлое состояние.
[71] На этапе 620 прикладывают второе, ненулевое напряжение, тем самым вызывают притягивание к поверхности передней пластины дисплея второго ряда обладающих электрофоретической подвижностью заряженных частиц со вторым зарядом и первой оптической характеристикой, в результате чего устанавливают темное состояние. В альтернативном варианте осуществления этап 620 может включать приложение второго ненулевого напряжения, тем самым притягивание второго ряда обладающих электрофоретической подвижностью заряженных частиц со вторым зарядом и первой оптической характеристикой к поверхности передней пластины дисплея, в результате устанавливают темное состояние.
[72] Приведенные ниже неораничивающие варианты осуществления дополнительно поясняют варианты осуществления изобретения. Пример 1 представляет собой дисплей с полным внутренним отражением (TIR), содержащий: передний узел, имеющий переднюю пластину, передний электрод и диэлектрический слой, причем передний электрод расположен между передней пластиной и диэлектрическим слоем, передняя пластина дополнительно содержит по меньшей мере один выпуклый выступ; задний узел, образующий свободный промежуток с передним узлом, причем задний узел имеет объединительную плату и задний электрод, задний электрод расположен напротив диэлектрического слоя; среду с низким показателем преломления в свободном промежутке; и ряд обладающих электрофоретической подвижностью положительно заряженных частиц, а также ряд обладающих электрофоретической подвижностью отрицательно заряженных частиц, диспергированных в среде с низким показателем преломления.
[73] Пример 2 представляет собой дисплей по примеру 1, отличающийся тем, что задний электрод дополнительно содержит массив тонкопленочных транзисторов, массив элементов прямого привода или структурированный массив электродов или их комбинацию.
[74] Пример 3 представляет собой дисплей по примеру 2, отличающийся тем, что дополнительно содержит поперечные стенки.
[75] Пример 4 представляет собой дисплей по любому предыдущему примеру, отличающийся тем, что дополнительно содержит распорную структуру.
[76] Пример 5 представляет собой дисплей по любому предыдущему примеру, отличающийся тем, что задний узел дополнительно содержит диэлектрический слой на заднем электроде.
[77] Пример 6 представляет собой дисплей по любому предыдущему примеру, отличающийся тем, что дополнительно содержит передний светильник направленного света.
[78] Пример 7 представляет собой дисплей по любому предыдущему примеру, отличающийся тем, что дополнительно содержит слой цветных светофильтров.
[79] Пример 8 представляет собой дисплей по любому предыдущему примеру, отличающийся тем, что дополнительно содержит кромочное уплотнение.
[80] Пример 9 представляет собой дисплей по любому предыдущему примеру, отличающийся тем, что дополнительно содержит поперечные стенки, и кромочное уплотнение, и передний светильник направленного света.
[81] Пример 10 представляет собой дисплей по любому предыдущему примеру, отличающийся тем, что выпуклая часть образует полусферическую структуру.
[82] Пример 11 представляет собой дисплей по любому предыдущему примеру, отличающийся тем, что выпуклая часть образует структуру, выполненную с возможностью равномерного распределения ряда отрицательно и положительно заряженных частиц.
[83] Пример 12 представляет собой дисплей по любому предыдущему примеру, отличающийся тем, что ряд обладающих электрофоретической подвижностью положительно заряженных частиц имеет первую оптическую характеристику, а ряд обладающих электрофоретической подвижностью отрицательно заряженных частиц имеет вторую оптическую характеристику.
[84] Пример 13 представляет собой дисплей по любому предыдущему примеру, отличающийся тем, что дополнительно содержит поперечные стенки.
[85] Пример 14 представляет собой дисплей по любому предыдущему примеру, отличающийся тем, что дополнительно содержит распорную структуру.
[86] Пример 15 представляет собой дисплей по любому предыдущему примеру, отличающийся тем, что задний узел дополнительно содержит диэлектрический слой на заднем электроде.
[87] Пример 16 представляет собой дисплей по любому предыдущему примеру, отличающийся тем, что дополнительно содержит передний светильник направленного света.
[88] Пример 17 представляет собой дисплей по любому предыдущему примеру, отличающийся тем, что дополнительно содержит распорную структуру, кромочное уплотнение и передний светильник направленного света.
[89] Пример 18 представляет собой дисплей по любому предыдущему примеру, отличающийся тем, что дополнительно содержит поперечные стенки, кромочное уплотнение и передний светильник направленного света.
[90] Пример 19 представляет собой способ переключения дисплея с полным внутренним отражением из темного состояния в светлое состояние, включающий: приложение первого ненулевого напряжения, тем самым притягивание ряда первых обладающих электрофоретической подвижностью заряженных частиц с первым зарядом и первой оптической характеристикой к поверхности передней пластине дисплея, в результате чего устанавливают темное состояние; приложение по существу нулевого напряжения или пульсации напряжения, тем самым перемещение первого ряда обладающих электрофоретической подвижностью заряженных частиц с первым зарядом и первой оптической характеристикой и ряда вторых обладающих электрофоретической подвижностью заряженных частиц со вторым зарядом и первой оптической характеристикой в сторону удаления от поверхности передней пластины дисплея, в результате чего устанавливают светлое состояние; и приложение второго ненулевого напряжения, тем самым притягивание второго ряда обладающих электрофоретической подвижностью заряженных частиц со вторым зарядом и первой оптической характеристикой к поверхности передней пластины дисплея, в результате чего устанавливают темное состояние.
[91] Пример 20 представляет собой способ переключения дисплея с полным внутренним отражением из первого оптического состояния в светлое состояние во второе оптическое состояние, включающий: приложение первого ненулевого напряжения, тем самым притягивание первого ряда обладающих электрофоретической подвижностью заряженных частиц с первым зарядом и первой оптической характеристикой к поверхности передней пластины дисплея, в результате чего устанавливают первое оптическое состояние; приложение по существу нулевого напряжения или пульсации напряжения, тем самым перемещение первого ряда обладающих электрофоретической подвижностью заряженных частиц с первым зарядом и первой оптической характеристикой и ряда вторых обладающих электрофоретической подвижностью заряженных частиц с противоположенным зарядом и второй оптической характеристикой в сторону удаления от поверхности передней пластины дисплея, в результате чего устанавливают светлое состояние; и приложение второго ненулевого напряжения для притягивания ряда обладающих электрофоретической подвижностью заряженных частиц со вторым зарядом и второй оптической характеристикой к поверхности передней пластины дисплея, в результате чего устанавливают второе оптическое состояние.
[92] Хотя принципы изобретения пояснены применительно к иллюстративным вариантам осуществления, рассмотренным в данном описании изобретения, принципы изобретения не ограничиваются ими и включают в себя любую их модификацию, вариант или изменение.

Claims (30)

1. Графический дисплей с полным внутренним отражением (TIR), содержащий:
передний узел, имеющий переднюю пластину, передний электрод и диэлектрический слой, причем передний электрод расположен между передней пластиной и диэлектрическим слоем, передняя пластина дополнительно содержит по меньшей мере один выпуклый выступ;
задний узел, образующий свободный промежуток с передним узлом, причем задний узел имеет объединительную плату и задний электрод, задний электрод расположен напротив диэлектрического слоя;
среду с низким показателем преломления в свободном промежутке; и
ряд обладающих электрофоретической подвижностью положительно заряженных частиц, а также ряд обладающих электрофоретической подвижностью отрицательно заряженных частиц, диспергированных в среде с низким показателем преломления.
2. Графический дисплей с полным внутренним отражением по п. 1, отличающийся тем, что задний электрод дополнительно содержит массив тонкопленочных транзисторов, массив элементов прямого возбуждения или структурированный массив электродов или их комбинацию.
3. Графический дисплей с полным внутренним отражением по п. 2, отличающийся тем, что дополнительно содержит поперечные стенки.
4. Графический дисплей с полным внутренним отражением по п. 2, отличающийся тем, что дополнительно содержит распорную структуру.
5. Графический дисплей с полным внутренним отражением по п. 2, отличающийся тем, что задний узел дополнительно содержит диэлектрический слой на заднем электроде.
6. Графический дисплей с полным внутренним отражением по п. 2, отличающийся тем, что дополнительно содержит передний светильник направленного света.
7. Графический дисплей с полным внутренним отражением по п. 6, отличающийся тем, что дополнительно содержит слой цветных светофильтров.
8. Графический дисплей с полным внутренним отражением по п. 7, отличающийся тем, что дополнительно содержит кромочное уплотнение.
9. Графический дисплей с полным внутренним отражением по п. 2, отличающийся тем, что дополнительно содержит поперечные стенки, кромочное уплотнение и передний светильник направленного света.
10. Графический дисплей с полным внутренним отражением по п. 1, отличающийся тем, что выпуклая часть образует полусферическую структуру.
11. Графический дисплей с полным внутренним отражением по п. 1, отличающийся тем, что выпуклая часть образует структуру, выполненную с возможностью равномерного распределения ряда отрицательно или положительно заряженных частиц.
12. Графический дисплей с полным внутренним отражением по п. 2, отличающийся тем, что ряд обладающих электрофоретической подвижностью положительно заряженных частиц имеет первую оптическую характеристику, а ряд обладающих электрофоретической подвижностью отрицательно заряженных частиц имеет вторую оптическую характеристику.
13. Графический дисплей с полным внутренним отражением по любому из пп. 1-12, отличающийся тем, что дополнительно содержит поперечные стенки.
14. Графический дисплей с полным внутренним отражением по любому из пп. 1-13, отличающийся тем, что дополнительно содержит распорную структуру.
15. Графический дисплей с полным внутренним отражением по любому из пп. 1-14, отличающийся тем, что задний узел дополнительно содержит диэлектрический слой на заднем электроде.
16. Графический дисплей с полным внутренним отражением по любому из пп. 1-15, отличающийся тем, что дополнительно содержит передний светильник направленного света.
17. Графический дисплей с полным внутренним отражением по любому из пп. 1-16, отличающийся тем, что дополнительно содержит распорную структуру, кромочное уплотнение и передний светильник направленного света.
18. Графический дисплей с полным внутренним отражением по любому из пп. 1-13, отличающийся тем, что дополнительно содержит поперечные стенки, кромочное уплотнение и передний светильник направленного света.
19. Способ переключения графического дисплея с полным внутренним отражением из темного состояния в светлое состояние, включающий:
приложение первого ненулевого напряжения, тем самым обеспечивающее притягивание ряда первых обладающих электрофоретической подвижностью заряженных частиц с первым зарядом и первой оптической характеристикой к поверхности передней пластины дисплея, в результате чего устанавливают темное состояние;
приложение, по существу, нулевого напряжения или пульсации напряжения, тем самым обеспечивающее перемещение первого ряда обладающих электрофоретической подвижностью заряженных частиц с первым зарядом и первой оптической характеристикой и ряда вторых обладающих электрофоретической подвижностью заряженных частиц со вторым зарядом и первой оптической характеристикой в сторону удаления от поверхности передней пластины дисплея, в результате чего устанавливают светлое состояние; и
приложение второго ненулевого напряжения, тем самым обеспечивающее притягивание второго ряда обладающих электрофоретической подвижностью заряженных частиц со вторым зарядом и первой оптической характеристикой к поверхности передней пластины дисплея, в результате чего устанавливают темное состояние.
20. Способ переключения графического дисплея с полным внутренним отражением из первого оптического состояния в светлое состояние во второе оптическое состояние, включающий:
приложение первого ненулевого напряжения, тем самым обеспечивающее притягивание первого ряда обладающих электрофоретической подвижностью заряженных частиц с первым зарядом и первой оптической характеристикой к поверхности передней пластины дисплея, в результате чего устанавливают первое оптическое состояние;
приложение, по существу, нулевого напряжения или пульсации напряжения, тем самым обеспечивающее перемещение первого ряда обладающих электрофоретической подвижностью заряженных частиц с первым зарядом и первой оптической характеристикой и ряда вторых обладающих электрофоретической подвижностью заряженных частиц с противоположным зарядом и второй оптической характеристикой в сторону удаления от поверхности передней пластины дисплея, в результате чего устанавливают светлое состояние; и
приложение второго ненулевого напряжения, тем самым обеспечивающее притягивание ряда обладающих электрофоретической подвижностью заряженных частиц со вторым зарядом и второй оптической характеристикой к поверхности передней пластины дисплея, в результате чего устанавливают второе оптическое состояние.
RU2016144468A 2014-05-12 2015-05-12 Двухчастичный графический дисплей с полным внутренним отражением RU2676394C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201461992095P 2014-05-12 2014-05-12
US61/992,095 2014-05-12
PCT/US2015/030349 WO2015175518A1 (en) 2014-05-12 2015-05-12 Two particle total internal reflection image display

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2016144468A RU2016144468A (ru) 2018-06-13
RU2016144468A3 RU2016144468A3 (ru) 2018-12-06
RU2676394C2 true RU2676394C2 (ru) 2018-12-28

Family

ID=54480546

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016144468A RU2676394C2 (ru) 2014-05-12 2015-05-12 Двухчастичный графический дисплей с полным внутренним отражением

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20170075184A1 (ru)
EP (1) EP3142782A4 (ru)
JP (1) JP6688229B2 (ru)
KR (1) KR20170005436A (ru)
CN (1) CN106660003B (ru)
RU (1) RU2676394C2 (ru)
WO (1) WO2015175518A1 (ru)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2979133A4 (en) 2013-03-26 2016-11-16 Clearink Displays Inc DISPLACED POROUS ELECTRODE TO PREVENT TOTAL INTERNAL REFLECTION (TIR)
JP6469656B2 (ja) 2013-05-22 2019-02-13 クリアインク ディスプレイズ, インコーポレイテッドClearink Displays, Inc. 改善されたカラーフィルタの飽和のための方法及び装置
US10705404B2 (en) 2013-07-08 2020-07-07 Concord (Hk) International Education Limited TIR-modulated wide viewing angle display
US9939707B2 (en) 2013-07-08 2018-04-10 Clearink Displays, Inc. TIR-modulated wide viewing angle display
WO2015127375A1 (en) * 2014-02-24 2015-08-27 E Ink California, Llc Electrophoretic display
US9897890B2 (en) 2014-10-07 2018-02-20 Clearink Displays, Inc. Reflective image display with threshold
CN107111016B (zh) * 2014-10-08 2020-08-28 协和(香港)国际教育有限公司 滤色器对准反射式显示器
US10386691B2 (en) * 2015-06-24 2019-08-20 CLEARink Display, Inc. Method and apparatus for a dry particle totally internally reflective image display
US10386547B2 (en) 2015-12-06 2019-08-20 Clearink Displays, Inc. Textured high refractive index surface for reflective image displays
US10261221B2 (en) 2015-12-06 2019-04-16 Clearink Displays, Inc. Corner reflector reflective image display
US20190146300A1 (en) * 2016-04-25 2019-05-16 Clearink Displays, Inc. Method and apparatus for an enhanced brightness tir image display
WO2017205312A1 (en) * 2016-05-23 2017-11-30 Clearink Displays, Inc. Hybrid reflective-emissive image display
CN107870496A (zh) 2016-09-23 2018-04-03 京东方科技集团股份有限公司 一种显示结构及显示装置
US11573475B2 (en) * 2017-05-16 2023-02-07 Concord (Hk) International Education Limited Driving methods for TIR-based image displays
US11709412B2 (en) 2017-05-24 2023-07-25 Wuxi Clearink Limited Method and apparatus for driving static images and video for TIR-based image displays
JP7001217B2 (ja) * 2017-12-22 2022-01-19 イー インク コーポレイション 電気泳動表示装置、および電子機器
JP7322058B2 (ja) * 2018-04-10 2023-08-07 コンコード （エイチケー） インターナショナル エデュケーション リミテッド 全内部反射型画像ディスプレイにおける凸状突起
CN115524891A (zh) * 2021-06-24 2022-12-27 京东方科技集团股份有限公司 全反射显示装置及其制备方法
JP2023049212A (ja) 2021-09-29 2023-04-10 信越化学工業株式会社 アルコキシシリルアルキルアミノプロピル変性ポリシロキサン化合物の製造方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6215920B1 (en) * 1997-06-10 2001-04-10 The University Of British Columbia Electrophoretic, high index and phase transition control of total internal reflection in high efficiency variable reflectivity image displays
US8040594B2 (en) * 1997-08-28 2011-10-18 E Ink Corporation Multi-color electrophoretic displays
US20120057218A1 (en) * 2009-03-13 2012-03-08 Mitsubishi Pencil Co., Ltd. Liquid for electrophoretic display and electrophoretic display device and electronic device preparerd using the same

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6515649B1 (en) * 1995-07-20 2003-02-04 E Ink Corporation Suspended particle displays and materials for making the same
US7411719B2 (en) * 1995-07-20 2008-08-12 E Ink Corporation Electrophoretic medium and process for the production thereof
US6300932B1 (en) * 1997-08-28 2001-10-09 E Ink Corporation Electrophoretic displays with luminescent particles and materials for making the same
US7075502B1 (en) * 1998-04-10 2006-07-11 E Ink Corporation Full color reflective display with multichromatic sub-pixels
WO2003007049A1 (en) * 1999-10-05 2003-01-23 Iridigm Display Corporation Photonic mems and structures
US6870661B2 (en) * 2001-05-15 2005-03-22 E Ink Corporation Electrophoretic displays containing magnetic particles
US20100148385A1 (en) * 2001-05-15 2010-06-17 E Ink Corporation Electrophoretic media and processes for the production thereof
US6819471B2 (en) * 2001-08-16 2004-11-16 E Ink Corporation Light modulation by frustration of total internal reflection
US6891658B2 (en) * 2002-03-04 2005-05-10 The University Of British Columbia Wide viewing angle reflective display
US7079304B2 (en) * 2004-01-23 2006-07-18 The Lubrizol Corporation Structured fluid compositions for electrophoretically frustrated total internal reflection displays
US7564614B2 (en) * 2004-05-20 2009-07-21 Sipix Imaging, Inc. Electrode protection film for electrophoretic displays
KR100949412B1 (ko) * 2005-04-15 2010-03-24 더 유니버시티 오브 브리티쉬 콜롬비아 반사형 디스플레이 장치 및 반사형 디스플레이 장치의 반사율 증가 방법
WO2007002452A2 (en) * 2005-06-23 2007-01-04 E Ink Corporation Edge seals and processes for electro-optic displays
JP2007047370A (ja) * 2005-08-09 2007-02-22 Brother Ind Ltd 電気泳動表示媒体の製造方法
JP4899407B2 (ja) * 2005-10-12 2012-03-21 富士ゼロックス株式会社 画像表示媒体、及び画像表示装置
TW200739993A (en) * 2005-10-27 2007-10-16 Koninkl Philips Electronics Nv Directional light output devices such as multi-view displays
JP4557891B2 (ja) * 2006-01-06 2010-10-06 キヤノン株式会社 電気泳動表示装置の駆動方法
KR20080110600A (ko) * 2006-04-19 2008-12-18 더 유니버시티 오브 브리티쉬 콜롬비아 내부 전반사 조절된 반사형 이미지 디스플레이들에서의 이온성 전기 영동
US7656577B2 (en) * 2006-11-20 2010-02-02 Samsung Electronics Co., Ltd. Color filter substrate, electrophoretic display device having the same, and method of manufacturing the same
KR101400285B1 (ko) * 2007-08-03 2014-05-30 삼성전자주식회사 프런트 라이트 유닛 및 이를 채용한 평판 디스플레이장치
US9028123B2 (en) * 2010-04-16 2015-05-12 Flex Lighting Ii, Llc Display illumination device with a film-based lightguide having stacked incident surfaces
US9280029B2 (en) * 2013-05-13 2016-03-08 Clearink Displays, Inc. Registered reflective element for a brightness enhanced TIR display
US9939707B2 (en) * 2013-07-08 2018-04-10 Clearink Displays, Inc. TIR-modulated wide viewing angle display
US10705404B2 (en) * 2013-07-08 2020-07-07 Concord (Hk) International Education Limited TIR-modulated wide viewing angle display
US20160246155A1 (en) * 2013-07-08 2016-08-25 Clearink Displays, Inc. Tir-modulated wide viewing angle display

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6215920B1 (en) * 1997-06-10 2001-04-10 The University Of British Columbia Electrophoretic, high index and phase transition control of total internal reflection in high efficiency variable reflectivity image displays
US8040594B2 (en) * 1997-08-28 2011-10-18 E Ink Corporation Multi-color electrophoretic displays
US20120057218A1 (en) * 2009-03-13 2012-03-08 Mitsubishi Pencil Co., Ltd. Liquid for electrophoretic display and electrophoretic display device and electronic device preparerd using the same

Also Published As

Publication number Publication date
WO2015175518A1 (en) 2015-11-19
KR20170005436A (ko) 2017-01-13
JP2017516145A (ja) 2017-06-15
CN106660003A (zh) 2017-05-10
EP3142782A1 (en) 2017-03-22
RU2016144468A3 (ru) 2018-12-06
EP3142782A4 (en) 2018-01-24
US20170075184A1 (en) 2017-03-16
RU2016144468A (ru) 2018-06-13
CN106660003B (zh) 2019-07-23
JP6688229B2 (ja) 2020-04-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2676394C2 (ru) Двухчастичный графический дисплей с полным внутренним отражением
CN107209435B (zh) 多电极全内反射图像显示
TWI446321B (zh) 彩色顯示器架構及驅動方法
US10573257B2 (en) Electro-optic displays
CN110520791B (zh) 显示基板及其驱动方法、显示装置
US10509246B2 (en) Display panel and driving and manufacturing method thereof, and display device
CN105579900A (zh) 用于前光半后向反射显示器的方法和装置
US10304394B2 (en) Color filter registered reflective display
KR20080010144A (ko) 전기영동 표시장치
CN1856734A (zh) 具有悬浮不等轴微粒的显示装置
KR20130091608A (ko) 전기 습윤 장치
WO2018145031A1 (en) Lateral migration mitigation in tir-based image displays
KR20130085866A (ko) 광결정을 이용한 표시 방법 및 장치
KR20210131455A (ko) 가변 광 투과 디바이스를 위한 구동 방법
KR20070071037A (ko) 전기영동 표시장치 및 그 구동방법
JP2007114622A (ja) 粒子移動型表示装置、およびその駆動方法
US6952305B2 (en) Electrophoretic display
US11404013B2 (en) Electro-optic displays with resistors for discharging remnant charges
JP2003195362A (ja) 電気泳動表示装置および電子機器
JP2007133013A (ja) 粒子移動型表示装置
Fleming et al. 36‐3: Tablet‐size eTIR Display for Low‐power ePaper Applications with Color Video Capability
Fleming Fast‐Switching Mode with CLEARInk Structure
TWI815577B (zh) 具有用於釋放殘留電壓之歐姆導電儲存電容器的電光顯示器
US20190146300A1 (en) Method and apparatus for an enhanced brightness tir image display
JP2013152260A (ja) 電気光学装置

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200513