[发明专利]用于具有介电层的反射图像显示器的装置和方法

说明书

基于半回归反射的全内反射的图像显示器可以配备有至少一个介电层。该至少一个介电层可以沉积在前电极层、后电极层或像素壁中的一个或多个上。这可以导致显示器具有增强的亮度、改进的电泳粒子响应性、在电泳介质存在下改进的灰度和化学稳定性，以及改进的对高电场和高温的耐受性。在一个实施例中，基于全内反射的图像显示器包括由以下一种或多种方法形成的介电层：分子层沉积、原子层沉积、化学气相沉积、等离子体增强化学气相沉积、旋涂或狭缝模具涂覆。在另一个实施例中，基于全内反射的图像显示器包括至少一个介电层和至少一个表面改性层。

相关申请的交叉引用

本公开要求于2018年4月25日提交的序列号62/662,727(标题为“用于具有介电层的反射图像显示器的装置和方法”)的美国临时申请的优先权，其说明书的全部内容通过引用并入本文中。

技术领域

本公开针对一种用于反射图像显示器的装置。在一个实施例中，本公开涉及一种反射图像显示器，其包括位于至少一个电极的表面上的介电层，该介电层由以下一种或多种方法形成：原子层沉积、等离子体增强原子层沉积、空间原子层沉积、化学气相沉积、等离子体增强化学气相沉积、分子气相沉积、溶胶-凝胶沉积、物理气相沉积、溅射、旋涂或狭缝模具涂覆。

背景技术

介电材料广泛用于各种各样的工业应用中。介电涂层通常具有例如对高温、辐射、氧化降解以及磨损、摩擦和其它各种形式的物理磨损的抗性。另外，介电涂层通常提供对溶剂和其它化学品的抗性，同时表现出优异的电绝缘性能。介电涂层可以具有可以通过改变沉积条件来控制的各种表面化学物质。介电化合物可以是有机或无机类型。一些更常见的无机介电材料是集成芯片中常用的氮化硅和二氧化硅。有机介电材料通常是聚合物，例如聚酰亚胺、含氟聚合物、聚降冰片烯和缺乏极性基团的烃基聚合物。介电材料可以用于结合不同材料的特性以形成具有所期望特性的混合材料的多层系统中。

介电材料可以用于基于全内反射(total internal reflection，TIR)的图像显示器中。现有技术的基于全内反射(TIR)的显示器尤其包括与低折射率流体接触的透明高折射率前板。前板和流体可以具有不同的折射率，其可以由临界角θ_c表征。临界角表征透明前板的表面(具有折射率η₁)和低折射率流体(具有折射率η₃)之间的界面。以小于θ_c的角度入射到界面上的光线可以透射通过界面。以大于θ_c的角度入射到界面上的光线可以在界面处经历TIR。TIR界面处首选小的临界角(例如，小于约50°)，因为这提供了可能发生TIR的较大角度范围。谨慎的做法是使流体介质的折射率(η₃)尽可能小，并且使透明前板由折射率(η₁)尽可能大的材料构成。临界角θ_c由以下等式(等式1)计算：

现有技术的基于TIR的反射图像显示器进一步包括电泳移动的光吸收粒子。电泳移动粒子响应于两个相对电极之间的偏压而移动。当粒子通过偏压源移动到前板的表面时，它们可以进入隐失波区域(约1微米的深度)并且破坏TIR。隐失波区域深度可能由于例如入射光的波长、入射光的角度以及前板和介质的折射率等因素而变化。入射光可以被电泳移动粒子吸收以创建观察者观察到的暗态。在此类条件下，显示表面可以对观察者呈现暗色、黑色或由粒子呈现的任何颜色。当粒子被移出隐失波区域(例如，通过反向偏压)时，光可以被TIR反射。这创建了观察者可以观察到的白色或明态。像素化电极阵列可以用于驱动粒子进入和离开隐失波区域以形成白色和暗态的组合。这可以用于创建图像或向观察者传达信息。