專利名稱：光調(diào)制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于調(diào)制光的光調(diào)制器。本發(fā)明還涉及一種包含這種光調(diào)制器的設(shè)備。
背景技術(shù)：
在WO 03/071348中公開(kāi)了一種用于調(diào)制光的光調(diào)制器。所公開(kāi)的光調(diào)制器是用于產(chǎn)生彩色圖像的電泳顯示面板。該面板具有具備電泳介質(zhì)的像素，所述電泳介質(zhì)在光譜范圍內(nèi)基本上是透明的，并且青色粒子用于吸收紅光，紫色粒子用于吸收綠光，黃色粒子用于吸收藍(lán)光。為了使這些粒子對(duì)于非吸收波長(zhǎng)是透明的，粒子中光吸收層/結(jié)構(gòu)的大小應(yīng)當(dāng)一定低于粒子中光的內(nèi)部波長(zhǎng)(internal wavelength)，即用該粒子折射率除光的波長(zhǎng)。為了這個(gè)目的，可以使用小的、毫微米大小的粒子?？蛇x擇地，可以使用大的、多孔的、折射率與溶劑相匹配的粒子。然后可以通過(guò)在粒子的外面或/和氣孔中涂上染料層來(lái)實(shí)現(xiàn)光的吸收，其中染料層比該光的內(nèi)部波長(zhǎng)薄。通過(guò)產(chǎn)生電場(chǎng)把這些粒子移進(jìn)/移出該像素的可見(jiàn)區(qū)域，可以隨意控制顏色的吸收并可以顯示圖片。然而，移動(dòng)這些粒子是困難的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種在開(kāi)頭段落提到的光調(diào)制器，其具有可被相對(duì)容易地移動(dòng)的粒子。
為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，本發(fā)明提供一種用于調(diào)制光的光調(diào)制器，其包括光調(diào)制器單元，其具有包含粒子的介質(zhì)，和取決于所述粒子位置的光狀態(tài)，所述粒子包括■載體組件(carrier component)，其在運(yùn)行時(shí)對(duì)所述粒子的移動(dòng)能力有貢獻(xiàn)而對(duì)所述光狀態(tài)基本沒(méi)有貢獻(xiàn)，和■光組件(optical component)
●具有對(duì)所述光狀態(tài)有貢獻(xiàn)的光學(xué)特性，●與所述載體組件相關(guān)聯(lián)，和●具有取決于所述載體組件的位置的位置，粒子控制器，其被安排來(lái)使所述粒子能夠移動(dòng)到用于調(diào)制所述光的位置之一。
因?yàn)樗隽Ｗ影瑢?duì)該粒子的移動(dòng)能力有貢獻(xiàn)的載體組件，所述粒子可以相對(duì)容易地移動(dòng)。另外，由于所述載體組件對(duì)所述光狀態(tài)基本無(wú)貢獻(xiàn)，所以取決于所述光組件的光學(xué)特性的光狀態(tài)基本獨(dú)立于所述載體組件。因此，相對(duì)大的粒子移動(dòng)能力獨(dú)立于該粒子的光學(xué)特性。這與在WO 03/071348中公開(kāi)的顯示面板形成對(duì)比，在WO 03/071348中，所述粒子沒(méi)有對(duì)粒子的移動(dòng)能力有貢獻(xiàn)的載體組件，并且沒(méi)有粒子能獲得具有獨(dú)立于粒子光學(xué)特性的相對(duì)大的移動(dòng)能力。
如果載體組件包含凈電荷或者載體組件包含凈磁矩，那么可以相對(duì)容易地調(diào)節(jié)載體組件的移動(dòng)能力。另外，如果載體組件包含凈電荷，則粒子控制器可以包含從驅(qū)動(dòng)單元接收電勢(shì)的電極?？梢匀菀椎厣a(chǎn)這種類型的粒子控制器。另外，如果載體組件包含凈磁矩，則粒子控制器可以包含可變換的磁性，例如螺線管，它可以被容易地生產(chǎn)。載體組件包含凈電荷和凈磁矩也是可能的。還可能的是，因?yàn)樗┘拥拇艌?chǎng)或電場(chǎng)的存在，載體組件在運(yùn)行時(shí)可以被磁化或電極化。后一種情況的例子是介電泳(dielectrophoretic)系統(tǒng)，其中在所施加的AC電場(chǎng)的影響下，極化的粒子沿著變化的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向移動(dòng)。
如果所述介質(zhì)包含流體并且載體組件的折射率基本等于該流體的折射率，以對(duì)所述光狀態(tài)基本無(wú)貢獻(xiàn)，可以相對(duì)容易地生產(chǎn)該載體組件?？蛇x擇地，介質(zhì)包含流體，且載體組件是多孔的以用來(lái)將部分流體包含在孔內(nèi)，從而對(duì)所述光狀態(tài)基本無(wú)貢獻(xiàn)。那么被用作載體組件的材料的數(shù)量相對(duì)較大，因?yàn)檩d體組件和流體的折射率不必匹配。
在一個(gè)實(shí)施例中，載體組件包含載流子，其是強(qiáng)健的并且易于制造?？蛇x擇地，載體組件包含填充流體的膠囊。該流體可以是液體或氣體。所述膠囊的壁可以包含聚合物、無(wú)機(jī)材料或磷脂/表面活性劑(其可以任選是交聯(lián)的)。
在另一個(gè)實(shí)施例中，光組件基本對(duì)移動(dòng)能力無(wú)貢獻(xiàn)，例如不在表面上。
在另一個(gè)實(shí)施例中，光組件包含至少覆蓋所述載體組件外表面一部分的光學(xué)薄膜。優(yōu)選地，光學(xué)薄膜完全覆蓋所述載體組件的外表面。那么可以相對(duì)容易地生產(chǎn)所述粒子。在實(shí)施例的一個(gè)變形中，光組件包含預(yù)定數(shù)量的光粒子，該數(shù)量至少是1。這種光粒子可以容易地獲得較寬范圍變化的顏色。優(yōu)選地，每個(gè)光粒子的直徑小于500nm。另外，如果這些光粒子附著在載體組件的外表面，那么不同顏色的粒子可以以直接的方式附著在相同類型的載流子上?？蛇x擇地，光粒子處于載體組件中。那么該粒子變得更加強(qiáng)健。如果光粒子的預(yù)定數(shù)量至少是2并且所述光粒子的一部分具有不同于其他光粒子光學(xué)特性的光學(xué)特性，那么可以容易地調(diào)節(jié)光組件的光學(xué)特性。在實(shí)施例的另一個(gè)變形中，所述光組件包括染料。優(yōu)選地，所述染料是以分子形式溶解在所述載體組件中。其優(yōu)點(diǎn)在于，如果該染料被溶解，則它將自動(dòng)均質(zhì)地分布于整個(gè)載流子中。在顏料粒子的情況下，這種分布更加困難，并且在載流子的生產(chǎn)過(guò)程中，這種顏料粒子必須穩(wěn)定下來(lái)而不發(fā)生聚合。因此易于生產(chǎn)。另外，染料分子不會(huì)自動(dòng)擴(kuò)散，而這用顏料粒子來(lái)實(shí)現(xiàn)更難。因此，用染料獲得真正透明的載流子容易得多。另外，用溶解的染料，每個(gè)染料分子是光活性的。在顏料粒子的情況下，只有顏料的表面是光活性的。因此，在染料的情況下使用較少的材料能更容易獲得所要的光學(xué)效果(更好的色彩飽和度)。
在另一個(gè)實(shí)施例中，光調(diào)制器包含用來(lái)拉長(zhǎng)光路的組件，例如通過(guò)引入一個(gè)向前散射的光。
在另一個(gè)實(shí)施例中，光調(diào)制器調(diào)制來(lái)自用于照明應(yīng)用的外部或內(nèi)部光源的光，例如用于照亮房間或道路的照明系統(tǒng)，其光輸出在強(qiáng)度和/或顏色和/或方向上是可調(diào)節(jié)的。
本發(fā)明的另一個(gè)方面提供一種用于顯示圖片的顯示面板，其包含權(quán)利要求1中所要求保護(hù)的光調(diào)制器。在一個(gè)實(shí)施例中，光調(diào)制單元包含像素，和粒子控制器，該控制器被安排用來(lái)使所述粒子移動(dòng)到用于顯示所述圖片的位置之一。在實(shí)施例的變形中，所述顯示控制面板是有源矩陣顯示面板。
本發(fā)明的另一個(gè)方面提供一種顯示設(shè)備，其包含權(quán)利要求19中所要求保護(hù)的顯示面板和用于向所述顯示面板提供圖像信息的電路。


將參照附圖進(jìn)一步地闡明和描述本發(fā)明的光調(diào)制器的這些和其他方面，其中圖1概略地示出光調(diào)制器的實(shí)施例的前視圖；圖2概略地示出圖1中沿著II-II方向的截面圖；圖3概略地示出表面上具有小吸收納米粒子的載流子；圖4A概略地示出一個(gè)具有一個(gè)載流子的粒子，該載流子表面上有薄吸收薄膜；圖4B概略地示出一個(gè)具有一個(gè)載流子的粒子，該載流子內(nèi)部有薄吸收薄膜；圖5A概略地示出一個(gè)具有一個(gè)載流子的粒子，該載流子的體內(nèi)具有小吸收納米粒子；圖5B概略地示出一個(gè)具有一個(gè)載流子和一種染料的粒子，該染料分子地溶解在所述載流子的基質(zhì)內(nèi)；圖6概略地示出一個(gè)具有一個(gè)載流子的粒子，該載流子的表面和體內(nèi)具有小吸收納米粒子；圖7A，7B，7C，7D，7E示出粒子的例子，所述粒子具有填充流體的膠囊作為用于納米粒子或染料的載體；圖8示出被噴墨的粒子大小分布的例子，在給定的1微米級(jí)內(nèi)粒子的百分?jǐn)?shù)；圖9示出PLA粒子的SEM圖片的例子；圖10概略地示出光調(diào)制器另一個(gè)實(shí)施例在圖1中沿著II-II方向的截面圖；和圖11概略地示出圖10中沿著XI-XI方向的截面圖。
在所有的附圖中，相對(duì)應(yīng)的部分用相同的附圖標(biāo)記來(lái)標(biāo)注。
具體實(shí)施例圖1和2示出一個(gè)作為顯示面板1的光調(diào)制器的例子，該面板1具有第一基板8，第二透明對(duì)置基板9和多個(gè)像素2。優(yōu)選地，像素2在二維結(jié)構(gòu)中基本沿著直線排列?？蛇x擇地，像素2的其他排列是可能的，例如蜂窩狀排列。在有源矩陣實(shí)施例中，像素2還可以包含轉(zhuǎn)換電子器件，例如薄膜晶體管(TFT)，二極管，MIM設(shè)備或其他類似設(shè)備。
電泳介質(zhì)5位于基板8，9之間，其在透明流體中具有第一帶電粒子6。朝向第二基板9的第一基板8的表面15可以是透明的、反射的或具有任何顏色。如果面板1用于光透射模式，基板8甚至可以是透明的。電泳介質(zhì)5本身可以從例如US 2002/0180688中獲知。像素2具有取決于粒子6的位置的光狀態(tài)。每個(gè)粒子6具有載體組件80和光組件85。在運(yùn)行時(shí)，載體組件80對(duì)粒子6的移動(dòng)能力有貢獻(xiàn)而對(duì)光狀態(tài)基本無(wú)貢獻(xiàn)。光組件85具有對(duì)光狀態(tài)有貢獻(xiàn)的光學(xué)特性，其與載體組件80相關(guān)，并具有取決于載體組件80位置的位置。光組件85可以具有任何顏色，例如紅色，綠色，藍(lán)色，青色，紫色，黃色，白色或黑色。光組件85可以足夠大以至于散射光，或小到基本不散射光。
在一個(gè)實(shí)施例中，粒子6的載體組件80是載流子81而粒子6的光組件85具有分布于載流子81表面上的小吸收納米粒子86。這在圖3中示出。
可選擇地，光組件85是具有厚度在可見(jiàn)光波長(zhǎng)以下的薄膜87，例如參見(jiàn)圖4A，涂敷有吸收顏色的薄膜87的載流子81。參見(jiàn)圖4B，優(yōu)選的是，在載流子81(無(wú)色的核-彩色薄膜-無(wú)色殼結(jié)構(gòu))的內(nèi)部有薄膜87。這種選擇允許對(duì)充電過(guò)程的控制獨(dú)立于顏色吸收。
在另一個(gè)實(shí)施例中，粒子6的光組件85在載流子81體內(nèi)具有小吸收納米粒子86。這在圖5A中示出。這可以在下面的系統(tǒng)中通過(guò)如下方式來(lái)實(shí)現(xiàn)在熔融的主材料中分散納米粒子86，隨后通過(guò)冷卻和凝固把它分散成所要大小的微滴。在這種情況下，優(yōu)選的是納米粒子86被分布為具有充分的間隔距離以阻止不想要的光學(xué)效果，例如反向散射。如在圖5B中所示的那樣，本實(shí)施例最終的情形是當(dāng)染料88在載流子81的主基質(zhì)(matrix)中在分子級(jí)別上被溶解時(shí)，實(shí)質(zhì)上提供一種透明但全色的粒子6。
在另一個(gè)實(shí)施例中，粒子6的光組件85具有小吸收納米粒子86，該納米粒子分布于載流子81的表面上和體內(nèi)。這在圖6中被示出。表面上的納米粒子還可以組合成一個(gè)薄膜。其他組合也是可能的，例如載體體內(nèi)的粒子具有不同于表面上的粒子或薄膜的光學(xué)特性。
在另一個(gè)實(shí)施例中，載體組件80是一種填充流體的膠囊82。該膠囊壁通常包含聚合物，無(wú)機(jī)材料或(交聯(lián)的)表面活性劑分子(單層或雙層)。其他壁的選擇也是可能的。通過(guò)在后來(lái)將被用于懸浮物的相同介質(zhì)(液體或氣體)84中配制這些膠囊82，它們將體現(xiàn)特定重力、介電常數(shù)和折射率的理想匹配(例如用鏈烷填充膠囊82并分散在相同的鏈烷中)。通過(guò)把染料88添加到在其中配制膠囊82的流體84中，可以配制一種彩色然而透明的實(shí)體(圖7A)?？蛇x擇地，可能在膠囊83的壁內(nèi)嵌入彩色納米粒子86或染料88(分別見(jiàn)圖7B和7C)，或者把納米粒子86附著在壁83的外側(cè)或內(nèi)側(cè)(分別為圖7D和7E)，或者這些可能的組合。
雖然描述粒子6具有彩色光學(xué)組件85，但是載體組件80的表面還可能涂敷發(fā)光化合物(薄)層(納米粒子86或染料88)或這樣的磷光體的小點(diǎn)也是可能的。用這種方式，可以提高磷光體的效率(在粒子的情況下)，因?yàn)樵酱蟮谋砻鎺?lái)越大的效率。
通常，在帶電粒子6的情況下，優(yōu)選的是，使彩色組件85位于載體組件80的內(nèi)側(cè)，因?yàn)檫@允許自由選擇粒子6的表面化學(xué)性質(zhì)，它是電荷的決定因素并進(jìn)而是粒子6電泳遷移率的決定因素。
在空氣中，小的光粒子86可以用于例如10微米的較大載流子81的表面上來(lái)穩(wěn)定載流子81不發(fā)生聚合。這種方式可以制成自由流動(dòng)的粉末。如果小的光粒子86是彩色的并且較大載流子81是透明的，根據(jù)在空氣中的原理(in air concepts)的彩色顯示是可行的。為了具有與懸浮介質(zhì)相匹配的好的折射率，如果是氣體，可以使用非常多孔的載流子81或膠囊82來(lái)實(shí)現(xiàn)。
在一種可選擇的配置方法中，乳劑(emulsion)的過(guò)程被用來(lái)把油裝入膠囊，該過(guò)程共用于在用生物可降解聚合物或脂殼(lipid shell)83配置粒子6(在本情況下是膠囊82)中。在油中，可以分散染料88或膠體粒子86。如果想要單分散的粒子(膠囊)6，則選擇的配置方法是逐滴(drop by drop)技術(shù)，例如用一個(gè)明確定義的膜進(jìn)行噴墨或過(guò)濾。
諸如聚乳酸之類的成殼聚合物的溶液，通常在諸如二氯乙烷(dichloroethane)的溶劑中制成。對(duì)于這種溶液來(lái)說(shuō)，在流體84中加入染料88的溶液，例如在正十四烷(tetradecane)中添加油藍(lán)N(oil blueN)。使用在乳劑制備中共同使用的其他方法，把少量的這種溶液添加到PVA水溶液中機(jī)械地?cái)嚭突虬鑴颉?br> 第一次提到的溶劑在水中具有有限的溶解度并且會(huì)擴(kuò)散成水相，隨后蒸發(fā)。因?yàn)槌蓺ぞ酆衔镏辉谟椭惺遣豢扇艿?，并且不是成水相，所以它將不得不形成?3來(lái)把油相84裝入膠囊。粒子(膠囊)6可以被收集、洗滌和冷凍干燥，以去除剩余的揮發(fā)性溶劑，留下相當(dāng)堅(jiān)實(shí)的球體，當(dāng)該球體存在于內(nèi)部時(shí)，它可以在優(yōu)選地同樣的油中重新溶解以進(jìn)一步最小化散射。位于粒子(膠囊)6內(nèi)側(cè)和外側(cè)的液相84的折射率可以在單個(gè)方向上(Single addition)與殼83的折射率相匹配。
所述過(guò)程對(duì)所有顏色都是有效的，除了它們的顏色外，產(chǎn)生具有相同光學(xué)特性的粒子(膠囊)6。
如果想要單分散的膠囊6，流體84中的染料88和聚合物可以相混合并接著被噴墨到PVA溶液中，例如使用按需即噴(drop on demand)噴墨方法，其中噴墨頭浸入到溶液中。通過(guò)在開(kāi)始的液體中選擇聚合物和油濃度，可以設(shè)置大小和殼厚度，對(duì)合成的粒子(膠囊)6提供更好的控制。
作為一個(gè)例子，描述10微米PLA粒子6的制備在把噴墨頭浸入到熒光試管內(nèi)1％PVA(15/79)水溶液后立即開(kāi)始噴射1％PLA(聚丙交酯，Aldrich)二氯乙烷溶液。如通過(guò)試管所看到的那樣，初始滴直徑大約是50微米，其對(duì)應(yīng)于6.5*10-14m3的滴體積。以1500HZ噴射20分鐘后，停止該過(guò)程。沉淀物被重新分散并被傳送到玻璃樣品瓶，攪拌1小時(shí)來(lái)移除二氯乙烷。用經(jīng)過(guò)過(guò)濾的(200nm)、去離子水把粒子漂洗三次。取樣品作精微的檢查，顯露出具有大約10微米的被很好地分散的球狀粒子。圖8中給出了平均直徑的大小分布。樣品被凍干48小時(shí)并在-20℃下保存。SEM圖片，是在過(guò)濾的去離子水中重分散后，干燥和沉淀3nm Pd/Pt層之后取得的，其顯示大小為10.2±0.3微米的粒子，其對(duì)應(yīng)于體積為5.6*10-16m3的粒子。因?yàn)槎纫彝楹蚉LA的密度大約相等，在初始和最終大小之間的體積比表明PLA粒子已經(jīng)被制備成具有低的多孔性。所生成的粒子的SEM圖像在圖9中給出。
作為另一個(gè)例子，通過(guò)噴墨制備18微米PLA粒子6的描述如下通過(guò)一個(gè)50微米的毛細(xì)管在1％PVA溶液中以3m/s凈化1％PLA二氯乙烷溶液，經(jīng)受14Hz的壓電頻率，這使得噴射流碎裂成直徑大約65微米的微滴。通過(guò)攪拌4小時(shí)來(lái)移除二氯乙烷并通過(guò)重復(fù)的漂洗移除多余的PVA。粒子大小分布是雙模的。經(jīng)過(guò)4個(gè)沉淀步驟，細(xì)微的碎片大部分被移除。形成具有窄分布(narrow size distribution)的粒子。
作為另一個(gè)例子，油和染料填充的膠囊的制備描述如下在正十四烷中配置油藍(lán)N溶液，并與0.5％PLGA(乳酸-乙醇酸共聚物(polylactic-co-glycolic acid))二氯乙烷溶液相混合。該溶液被添加到1％PVA水溶液中并經(jīng)過(guò)1小時(shí)的攪拌。再通過(guò)慢慢攪拌4小時(shí)移除剩余的二氯乙烷并經(jīng)過(guò)三個(gè)漂洗步驟移除多余的PVA。形成包含染料的膠囊。
參照?qǐng)D1和圖2的顯示面板1，粒子6能夠占據(jù)像素2中的位置。像素2具有一個(gè)觀察表面91，用來(lái)讓觀察者觀看。像素2的光狀態(tài)取決于像素2中粒子6的位置。
在透射模式中，像素2的光狀態(tài)由入射到第一基板8一側(cè)92的像素2上的部分可見(jiàn)光譜確定，所述部分可見(jiàn)光譜使通過(guò)第一基板8、介質(zhì)5和第二基板9的累積效果保存下來(lái)。在反射模式中，像素2的光狀態(tài)由入射到第二基板9一側(cè)的像素2上的部分可見(jiàn)光譜確定，所述部分可見(jiàn)光譜使通過(guò)第二基板9、介質(zhì)5、隨后與第一基板8的表面15進(jìn)行交互作用、并且隨后反向通過(guò)介質(zhì)5和第二基板9的累積效果保存下來(lái)，其中第一基板8可以是反射的或具有任何顏色。
由介質(zhì)5傳輸?shù)墓饬亢凸獾念伾闪Ｗ?的位置和顏色控制。當(dāng)粒子位于進(jìn)入像素的光路上時(shí)，這些粒子吸收或散射所選擇的部分光而使剩余的光被傳輸。當(dāng)粒子基本上從進(jìn)入像素的光路上移走時(shí)，該光可以穿過(guò)像素并顯現(xiàn)而無(wú)非常明顯的變化。因此，觀察者所看到的光取決于像素中粒子6的分布。
具有用于從驅(qū)動(dòng)單元100接收勢(shì)能的電極10，11的粒子控制器被設(shè)置為使粒子6移向用于顯示圖片的位置之一。在這種情況下，電極10，11中的每一個(gè)具有面向粒子6的基本平坦的表面110，111。因此，可以在電極10和11之間形成一個(gè)基本均勻的電場(chǎng)。
在一個(gè)例子中，考慮粒子6被正向充電并且是黑色的。另外，流體是透明的?？紤]顯示面板和圖2的像素布局用于光透射模式。像素2的光狀態(tài)由在入射窗口92入射到像素2的部分可見(jiàn)光譜確定，所述部分可見(jiàn)光譜使通過(guò)第一基板8、介質(zhì)5和第二基板9的累積效果保存下來(lái)并經(jīng)出射窗口91射出。考慮白光，例如由(背)光源(未示出)所產(chǎn)生的白光，入射到入射窗口92。
為了得到光狀態(tài)為黑色，通過(guò)適當(dāng)改變由電極10，11所接收到的勢(shì)能，使粒子6在像素2中處于分布狀態(tài)。因?yàn)閬?lái)自入射到像素2上的光源的白光被黑色粒子6吸收，所以像素2的光狀態(tài)是黑色的。
為了得到白色的光狀態(tài)為白色，通過(guò)適當(dāng)改變由電極10，11所接收到的勢(shì)能，使粒子6在電極10或11的表面附近處于聚集態(tài)(collectedstate)。粒子6的移動(dòng)在平行于出射窗口91的平面內(nèi)具有一分量，且使粒子6基本上處于在光路之外。因此，來(lái)自光源的白光穿過(guò)像素2，從而像素2的光狀態(tài)是白色的。
通過(guò)適當(dāng)改變由電極10，11所接收到的勢(shì)能，還可能有中間光狀態(tài)。在一個(gè)例子中，只有少量的粒子6分布在像素2中由此不能完全吸收來(lái)自入射到像素2上的光源的白色光，這導(dǎo)致光狀態(tài)處于黑色和白色之間。另外，還可以通過(guò)向光系統(tǒng)添加無(wú)源顏色變化組件(色彩濾波單元、有色流體、有色反射器等)實(shí)現(xiàn)有色光狀態(tài)。
圖10和11示出顯示面板1的另一個(gè)實(shí)施例。電泳介質(zhì)5在透明流體中具有第一、第二、第三、和第四帶電粒子6，7，60，70。粒子6，7，60，70中的每一個(gè)分別具有載體組件80和光組件85。光組件85是小吸收納米粒子86?？紤]第一粒子6在傳輸中被正向充電、有磁性、具有黃顏色，第二粒子7在傳輸中被正向充電、非磁性、具有青顏色，第三粒子60在傳輸中被負(fù)向充電、有磁性、具有紫顏色，第四粒子70在傳輸中被負(fù)向充電、非磁性的、具有黑顏色。另外，電極10，11，15中的每一個(gè)具有基本平坦的表面110，111，115，它們面向粒子6，7，60，70和觀看表面91。另外，電極10，11，15的表面110，111，115處于一個(gè)基本平坦的平面上。接近電極10的表面110的區(qū)域?yàn)辄S色和青色粒子6，7提供第一容器，并基本對(duì)像素2的光狀態(tài)無(wú)貢獻(xiàn)。這可以通過(guò)位于電極10和觀察者之間的黑色基質(zhì)層513來(lái)實(shí)現(xiàn)。接近電極11的表面111的區(qū)域?yàn)樽仙秃谏Ｗ?0，70提供第二容器，并基本對(duì)像素2的光狀態(tài)無(wú)貢獻(xiàn)。這也可以通過(guò)位于電極11和觀察者之間的黑色基質(zhì)層513來(lái)實(shí)現(xiàn)。粒子6，7，60，70的位置和電極15的表面115決定像素2的光狀態(tài)?？紤]電極15的表面115是白色的。三個(gè)電極10，11，15每一個(gè)結(jié)合成一個(gè)磁片，優(yōu)選是縱向各向異性的(Co/Pt或Co/Cr多層磁鐵將成為好的電極材料)。這具有產(chǎn)生一種用于將磁性粒子把持在電極上的額外力的效果。在這個(gè)實(shí)施例中，顯示面板1被用于光反射模式。
進(jìn)一步地假定，如果在中央電極15與兩側(cè)電極10，11之一之間形成電場(chǎng)，所形成的具有±5伏特電勢(shì)的電場(chǎng)足夠用于僅轉(zhuǎn)移來(lái)自電極的非磁性粒子，而所形成的具有±10伏特電勢(shì)的電場(chǎng)足夠用于轉(zhuǎn)移非磁性粒子和磁性粒子，即該電場(chǎng)產(chǎn)生足夠的靜電力來(lái)超過(guò)磁性粒子與磁性電極之間的磁性引力。
現(xiàn)在考慮獲得不同顏色的過(guò)程。在顯示新顏色之前的第一個(gè)動(dòng)作是重新設(shè)置像素2通過(guò)適當(dāng)改變由電極10，11，15所接收的電勢(shì)，例如電極10，11，15分別接收-10V，10V和0V的電勢(shì)，黃色和青色粒子6，7被引入第一容器，而紫色和黑色粒子60，70被引入第二容器。與磁特性無(wú)關(guān)，正向充電的粒子6，7被吸引到電極10一側(cè)，而負(fù)向充電的粒子60，70被吸引到電極11一側(cè)。
獲得一種與非磁性粒子7，70之一相關(guān)的顏色是最簡(jiǎn)單的，現(xiàn)在開(kāi)始說(shuō)明。為了得到光狀態(tài)為青色，中央電極115的電勢(shì)被轉(zhuǎn)換到-5V，而必須從其吸引青色的電極10被設(shè)置為0V。同時(shí)，相對(duì)的側(cè)電極11(從其不要求任何粒子)被設(shè)置為-5V的中央電極電勢(shì)。因?yàn)榉謩e在側(cè)電極10，11和磁性粒子6，60之間的磁引力，該電場(chǎng)不夠用于交換黃色或紫色粒子6，60。
為了得到光狀態(tài)為黑色，中央電極115的電勢(shì)被轉(zhuǎn)換到5V，而必須從其吸引黑色的電極11被設(shè)置為0V。同時(shí)，相對(duì)的側(cè)電極10(從其不要求任何粒子)被設(shè)置為5V的中央電極電勢(shì)。因?yàn)榉謩e在側(cè)電極10，11和磁性粒子6，60之間磁引力，該電場(chǎng)不夠用于交換黃色或紫色粒子6，60。
為了獲得一種與磁性粒子6，60之一相關(guān)的顏色，需要一種稍微較復(fù)雜的驅(qū)動(dòng)方案。為了得到光狀態(tài)為黃色，中央電極15接收-10V的電勢(shì)。黃色粒子6源自的側(cè)電極10被保持在0V，而另一個(gè)側(cè)電極11具有與中央電極相同的電勢(shì)，為-10V。這形成一個(gè)電場(chǎng)，其足夠用來(lái)把磁性黃色粒子和非磁性青色粒子6，7交換到中央電極15。這產(chǎn)生具有綠色的像素。在下面的步驟中，電極10，11，15接收-5V，0V和0V的電勢(shì)。通過(guò)這樣做，非磁性青色粒子7返回到側(cè)電極10，將磁性黃色粒子6留在中央電極115上。
為了得到光狀態(tài)為紫色，中央電極15接收一個(gè)10V的電勢(shì)。紫色粒子60源自的側(cè)電極11保持在0V，而另一個(gè)側(cè)電極10具有與中央電極相同的電勢(shì)，為10V。這形成一個(gè)電場(chǎng)，其足夠用來(lái)把磁性紫色粒子和非磁性黑色粒子60，70交換到中央電極115。接著電極10，11，15接收0V，5V和0V的電勢(shì)。通過(guò)這樣做，非磁性黑色粒子70返回到側(cè)電極11上，將磁性紫色粒子60留在中央電極15上。
另外，當(dāng)只有黃色和青色粒子6，7位于中央電極15上時(shí)，像素的光狀態(tài)是綠色的；當(dāng)只有青色和紫色粒子7，60位于中央電極15上時(shí)，像素的光狀態(tài)是藍(lán)色的；當(dāng)只有黃色和紫色粒子7，60位于中央電極15上時(shí)，像素的光狀態(tài)是紅色的；和當(dāng)粒子6，7，60，70任何一個(gè)都不位于中央電極15上時(shí)，像素的光狀態(tài)是白色的。以這種方式，設(shè)想一種具有磁性分類機(jī)制的4粒子電泳像素2。通過(guò)調(diào)節(jié)施加到電極10，11，15上的電勢(shì)值可以獲得不同的強(qiáng)度級(jí)別。
在不同權(quán)利要求中涉及的某些措施的單純事實(shí)不是表明這些措施的結(jié)合不能被用于有利條件。
權(quán)利要求
1.一種用于調(diào)制光的光調(diào)制器，其包括-光調(diào)制器單元，其具有□包含粒子(6)的介質(zhì)(5)，和□取決于所述粒子(6)的位置的光狀態(tài)，所述粒子(6)包括■載體組件(80)，其在運(yùn)行時(shí)對(duì)所述粒子(6)的移動(dòng)能力有貢獻(xiàn)而對(duì)所述光狀態(tài)基本上沒(méi)有貢獻(xiàn)，和■光組件(85)·具有對(duì)所述光狀態(tài)有貢獻(xiàn)的光學(xué)特性，·與所述載體組件(80)有關(guān)，和·具有取決于所述載體組件(80)的位置的位置，粒子控制器(10，11，100)，其被安排來(lái)使所述粒子(6)能夠移動(dòng)到用于調(diào)制所述光的位置之一。
2.如權(quán)利要求1所述的光調(diào)制器，其特征在于，所述載體組件(80)包含凈電荷。
3.如權(quán)利要求1所述的光調(diào)制器，其特征在于，載體組件(80)包含凈磁矩。
4.如權(quán)利要求1所述的光調(diào)制器，其特征在于，所述介質(zhì)(5)包含流體，且所述載體組件(80)的折射率基本上等于所述流體的折射率，以對(duì)所述光狀態(tài)基本無(wú)貢獻(xiàn)。
5.如權(quán)利要求1所述的光調(diào)制器，其特征在于，所述介質(zhì)(5)包含流體，且所述載體組件(80)是多孔的，用來(lái)在孔內(nèi)包含部分所述流體，以對(duì)所述光狀態(tài)基本無(wú)貢獻(xiàn)。
6.如權(quán)利要求1所述的光調(diào)制器，其特征在于，所述載體組件(80)包含載流子(81)。
7.如權(quán)利要求1所述的光調(diào)制器，其特征在于，所述載體組件(80)包含流體填充的膠囊。
8.如權(quán)利要求1所述的光調(diào)制器，其特征在于，所述光組件(85)對(duì)移動(dòng)能力基本上無(wú)貢獻(xiàn)。
9.如權(quán)利要求1所述的光調(diào)制器，其特征在于，所述光組件(85)包含光學(xué)薄膜(87)，其至少覆蓋所述載體組件(80)外表面的一部分。
10.如權(quán)利要求9所述的光調(diào)制器，其特征在于，所述光學(xué)薄膜(87)完全覆蓋所述載體組件的外表面。
11.如權(quán)利要求1所述的光調(diào)制器，其特征在于，所述光組件(85)包含預(yù)定數(shù)量的光粒子(86)，所述數(shù)量至少是1。
12.如權(quán)利要求11所述的光調(diào)制器，其特征在于，所述每個(gè)光粒子(86)的直徑小于500nm。
13.如權(quán)利要求11所述的光調(diào)制器，其特征在于，所述光粒子(86)附著在所述載體組件(80)的外表面。
14.如權(quán)利要求11所述的光調(diào)制器，其特征在于，所述光粒子(86)存在于所述載體組件(80)中。
15.如權(quán)利要求11所述的光調(diào)制器，其特征在于，所述預(yù)定數(shù)量光粒子(86)至少是2，并且所述光粒子(86)的一部分具有不同于其他光粒子(86)的光學(xué)特性的光學(xué)特性。
16.如權(quán)利要求1所述的光調(diào)制器，其特征在于，所述光組件(85)包括染料(88)。
17.如權(quán)利要求16所述的光調(diào)制器，其特征在于，所述染料(88)在所述載體組件(80)中以分子地分散。
18.如權(quán)利要求1所述的光調(diào)制器，其特征在于，所述光調(diào)制器包含用于使所述光路延長(zhǎng)的組件。
19.一種用于顯示圖像的顯示面板(1)，其包含如權(quán)利要求1所述的光調(diào)制器。
20.一種顯示設(shè)備，其包含如權(quán)利要求19所述的顯示面板(1)和用來(lái)向所述顯示面板(1)提供圖像信息的電路。
全文摘要
一種用于調(diào)制光的光調(diào)制器，其具有光調(diào)制器單元和粒子控制器(10，11，100)，該單元具有包含粒子(6)的介質(zhì)和取決于所述粒子(6)位置的光狀態(tài)，該控制器被安排來(lái)使所述粒子(6)能夠移動(dòng)到用于調(diào)制所述光的位置之一。因?yàn)楣庹{(diào)制器具有可以相對(duì)容易被移動(dòng)的粒子(6)，該粒子(6)具有載流子(81)和光粒子(86)，其中的載流子在運(yùn)行時(shí)對(duì)、粒子(6)的移動(dòng)能力有貢獻(xiàn)而對(duì)所述光狀態(tài)基本上沒(méi)有貢獻(xiàn)，而其中的光粒子具有對(duì)所述光狀態(tài)有貢獻(xiàn)的光學(xué)特性，與所述載流子(81)有關(guān)，并具有取決于所述載流子(81)的位置的位置。
文檔編號(hào)G02F1/167GK1985215SQ200580023266
公開(kāi)日2007年6月20日 申請(qǐng)日期2005年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月9日
發(fā)明者P·貝斯朱, M·T·約韓遜, L·J·M·施蘭根, G·H·里特詹斯, M·R·博默, P·C·多內(nèi)弗爾德 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司